JP5215618B2 - ワーク移送用バランサ装置 - Google Patents
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Description
図2aに示すように、装置本体3には、エアーにより内圧制御される複動シリンダ装置17が縦向きに収納されている。この複動シリンダ装置17は、公知のものが採用され、進退動作するピストンロッド18が鉛直下向きに配置されている。また、装置本体3は、支点15を備え、この支点15で平衡アーム部材4を傾動可能に支持している。そしてさらに、前記ピストンロッド18の先端と平衡アーム部材4の末端4aとが連結されている。
W(La+Lb)=Ls・F1
W:ワークWの質量
La:回動アーム部材5の長さ
Lb:平衡アーム部材4の先端から支点15までの長さ
Ls:支点15から平衡アーム部材4の末端4aまでの長さ
F1:ピストンロッド18の押圧力
W(La’+Lb)=Ls・F2
W:ワークWの質量
La’:回動アーム部材5の有効長さ(=La・cosα)
La:回動アーム部材5の長さ
Lb:平衡アーム部材4の先端から支点15までの距離
Ls:支点15から平衡アーム部材4の末端4aまでの距離
F2:ピストンロッド18の押圧力
図4、図5に示すように、回動連結部8は、上端が開口した有底容器形状のカバー体13を備えている。なお、このカバー体13の側面(図4,5において右側面)には、平衡アーム部材4の先端が上下に回動可能に取り付けられている。
エアー調圧器20は、上述のように装置外筐体24を具備し、その首部57には、内周に公知のブッシュ37が装填されて、杆材であるステム26が昇降可能に保持されている。
移動弁78は、スプリングバネ95により上方付勢されているところ、上側幅広遮閉部80の上面が環状垂下壁部91と当接する位置で上昇停止する。この位置を移動弁78の第一動作位置αとしている。なお、この第一動作位置αにあっては、上側流路94が不通となるため、第一空部86と第二空部87とが気密的に遮閉状態(非連通)とされる。換言すれば、環状垂下壁部91が移動弁78の弁座として機能している。
図2a、図3aに示すような平衡アーム部材4と回動アーム部材5とが一直線状にある状態(すなわち回動角度α=0°)から、図2b,図3bに示すような回動アーム部材5が回動した状態(すなわち回動角度α≠0°)となると、この回動アーム部材5の回動動作に伴いカム45が回転し、そのカム曲面におけるくぼみ部を適正位置に配して、図4に示すように調圧スプリングバネ55の付勢力に従ってステム26を上昇させる。そうすると、図6に示すように、エアー調圧器20の可撓性ダイヤフラム65に作用する下方への押圧力が減少し、可撓性ダイヤフラム65が上方に撓むこととなる。
回動アーム部材5の回動角度αがα=0の場合は、次式が成立している。
W(La+Lb)=Ls・F1 (1)
W:ワークWの質量
La:回動アーム部材5の長さ
Lb:平衡アーム部材4の先端から支点15までの長さ
Ls:支点15から平衡アーム部材4の末端4aまでの長さ
F1:ピストンロッド18の押圧力
W(La’+Lb)=Ls・F2 (2)
La’:回動アーム部材5の有効長さ(=La・cosα)
F2:ピストンロッド18の押圧力
F=(π/4)・D2・P2
D:シリンダ受圧径(図2参照)
P2:二次圧
したがって、上記F1とF2について、それぞれ次式が成立する。
F1=(π/4)・D2・P21 (3)
F2=(π/4)・D2・P22 (4)
P21:α=0の場合の二次圧
P22:α≠0の場合の二次圧
エアー調圧器20のステム26に荷重Wが負荷されたとすると、次式が成立する。
W=k・x (5)
k:調圧スプリングバネ55のバネ定数
x:ステム26の移動量
W=k・x=(π/4)・Dp2・P21 (6)
k・x−k・Δx=(π/4)・Dp2・P22 (7)
(4)−(5)
k・Δx=(π/4)・Dp2・P21−(π/4)・Dp2・P22
P22=P21−(4/π)・(1/Dp2)・k・Δx (8)
まず、(1)−(2)より、
W・La(1−cosα)=(F1−F2)・Ls (9)
ここで、(3),(4)より、
F1−F2=(π/4)・D2・(P21−P22) (10)
であるから、
W・La(1−cosα)=(π/4)・D2・(P21−P22)・Ls
よって、
P21−P22={(W(1−cosα))/((π/4)・D2 )}・(La/Ls)
さらに、これに(5)を代入して、
P21−P22={(k・x(1−cosα))/((π/4)・D2 )}・(La/Ls)
{k/((π/4)・D2 )}・(La/Ls)=Cとすると、
P21−P22=x(1−cosα)・C (11)
となる。
4 平衡アーム部材
5 回動アーム部材
8 回動連結部
15 支点
17 複動シリンダ装置
18 ピストンロッド
20 エアー調圧器(流動体調圧器)
24 装置外筐体
26 進退部材
45 カム
61 一次圧用ポート
62 二次圧用ポート
63 排出用ポート
65 可撓性ダイヤフラム
66 上側空室
67 下側空室
72 連通孔
78 移動弁
83 尖頭部(遮閉用突部)
86 第一空部
87 第二空部
88 第三空部
W ワーク
α 回動角度
Claims (1)
- 支点を中心にして傾動する平衡アーム部材の一端に、内圧制御されることによりピストンロッドが進退制御される複動シリンダ装置の、そのピストンロッドの先端が接続され、他端に、ワークが先端に取り付けられる回動アーム部材の末端が回動可能に連結されてなり、前記ピストンロッドが進退制御されて前記支点の両側で生ずる左右のモーメントを釣り合せることにより、前記ワークを持ち上げて当該ワークの移送作業を容易とするワーク移送用バランサ装置において、
平衡アーム部材と回動アーム部材とが連結する回動連結部に、回動アーム部材の回動に従って前記複動シリンダ装置の内圧を変更する流動体調圧器が配設された構成であって、
前記流動体調圧器は、
所定圧の一次圧が印加される一次圧用ポートと、平衡アーム部材に対する回動アーム部材の回動角度の変化に対応して増減される二次圧を出力する二次圧用ポートとを具備し、さらに該二次圧用ポートが前記複動シリンダ装置の内部と連通されて二次圧が複動シリンダ装置内に印加されるようにしたものであり、
回動アーム部材が回動してワーク側のモーメントが変化すると、回動アーム部材の回動に伴い二次圧が所要の圧力に調圧され、かつ該二次圧の変化に伴い複動シリンダ装置の内圧が変更されてピストンロッドが進退制御されることにより、左右のモーメントを一致させるものであって、
可撓性ダイヤフラムにより内部が二つの空室に区画され、一側の空室に第一空部と第二空部とが配置され、他側の空室に第三空部が配置されてなり、かつ、前記第一空部に連通する一次圧用ポートと、前記第二空部に連通する二次圧用ポートと、前記第三空部に連通する排出用ポートとを備えた装置外筐体を具備し、かつ、進退部材が杆材で構成されてその先端が回動アーム部材に配設されたカムと当接し、末端が前記可撓性ダイヤフラムと連結されたものであると共に、
可撓性ダイヤフラムに隣接して配置され、前記第一空部と第二空部とを非連通とする第一動作位置と、第一空部と第二空部とを連通する第二動作位置とに選択的に位置変換され、かつ前記可撓性ダイヤフラムに貫通状に形成された連通孔に臨ませてなる遮閉用突部を具備する移動弁を備え、
回動アーム部材が回動してワーク側のモーメントが変化すると、
当該回動アーム部材の回動に伴うカムの回転角度に比例して流動体調圧器の進退部材が進退し、該進退部材に連動して可撓性ダイヤフラムが一側へ撓んで移動弁に近接し、可撓性ダイヤフラムの連通孔に移動弁の遮蔽用突部が挿通して連通孔が遮閉され、かつ当該移動弁が第二動作位置とされて第一空部と第二空部のみが連通することにより二次圧が増大する二次圧上昇状態、又は、可撓性ダイヤフラムが他側へ撓んで移動弁と離間することにより連通孔が開放され、かつ当該移動弁が第一動作位置とされて第二空部と排出用ポートを介して外界と連通する第三空部のみが連通することにより二次圧が減少する二次圧下降状態となって、二次圧が変化するものであることを特徴とするワーク移送用バランサ装置。
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