JP6209535B2

JP6209535B2 - レギュレータユニット

Info

Publication number: JP6209535B2
Application number: JP2014552436A
Authority: JP
Inventors: 快春浅井
Original assignee: 株式会社タイコー
Priority date: 2013-08-05
Filing date: 2014-07-16
Publication date: 2017-10-04
Anticipated expiration: 2034-07-16
Also published as: US20160139611A1; US9429958B2; JPWO2015019812A1; WO2015019812A1

Description

本発明はレギュレータユニットに関するものであり、より詳細には、例えば、自動車組み立て工場等において、ワークが載置される昇降テーブルをシリンダにより昇降させる際、簡単な操作でシリンダへの供給流体圧を制御してその昇降速度を所望のものとしたり、ワークを所望位置に停止させたりすることを可能にするレギュレータユニットに関するものである。

例えば、上述したような、ワークが載置される昇降テーブルをエアシリンダによって昇降させる機構の場合、エアシリンダへは一定のエア圧が供給されるが、昇降テーブルの昇降速度を略一定に推移させるためには、エアシリンダへのエア圧を常時変化させて供給する必要があるところ、この必要とされるエア圧と、供給される一定のエア圧との間で差が生ずるために、昇降テーブルの昇降速度が一定せず、種々の不都合が生じていた。

そのような不都合を回避するために、シリンダへ供給される流体圧をレギュレータを介して調整することにより、昇降テーブル等の昇降速度を略一定に推移させることを可能にしたシリンダ圧調整ユニットが提唱されている（特許文献１：特許第４７２９３５９号公報）。

そのシリンダ圧調整ユニットは、シリンダへ供給される流体圧をレギュレータによって調整するシリンダ圧調整ユニットであって、シリンダのロッドとレギュレータとの間に、シリンダロッドの進退運動に応じて、レギュレータの設定圧力を自在に切替可能とする圧力切替手段を設けたものである。そして、その圧力切替手段は、レギュレータに設けられて伸縮することでシリンダへの設定圧力を切替える調節ばねと、この調節ばねを伸縮させるためのラック及びそれに噛合する平歯車とから成る連結部材とで構成される。

しかるに、このシリンダ圧調整ユニットは、部品点数が多くて構造が複雑且つ大きなものとなり、殊に、初期圧設定用エアシリンダが大きく突出するためにその分のスペースが必要となり、また、シリンダ圧を連続操作して、ワークを所望の昇降速度で昇降させたり、ワークを迅速に位置決めして所望の位置に停止させたりすることが困難という問題がある。

特許第４７２９３５９号公報

上述したように、上記従来のシリンダ圧調整ユニットの場合は、部品点数が多くて構造が複雑且つ大きなものとなり、また、初期圧設定用エアシリンダが大きく突出するためにその分のスペースが必要となり、更に、シリンダ圧を連続操作して、ワークを所望の昇降速度で昇降させたり、ワークを迅速に位置決めして所望の位置に停止させたりすることが困難であった。

本発明は、従来のシリンダ圧調整ユニットにおけるかかる問題を解決するためになされたもので、シンプル且つコンパクトな構成で、シリンダ圧を連続操作して、ワークを所望の昇降速度で昇降させたり、ワークを迅速に位置決めして所望の位置に停止させたりすることを可能ならしめる、レギュレータユニットを提供することを課題とする。

上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、駆動用シリンダと流体圧供給源との間に配置されるレギュレータユニットであって、レギュレータ本体と、前記レギュレータ本体に連設される調圧機構部とから成り、前記調圧機構部は、細径孔と太径孔から成る段付き孔が貫設され、その細径孔に調節ばねが収装される円筒形の筒状ハウジングと、前記筒状ハウジングのレギュレータ取付面とは反対側の端面を閉塞する端面カバーと、前記端面カバーの外側に配置されて前記調節ばねに作用する操作ハンドルとで構成され、前記太径孔内にボールネジが配備され、そのボールネジのネジ杆の外端部に締結具を介して前記操作ハンドルが取り付けられ、前記操作ハンドルの回動操作によって前記調節ばねを伸縮させることにより、前記レギュレータ内のダイアフラムに固定されたダイアフラム受板に対するバネ圧の変更操作を可能にすると共に、前記締結具を緩めた状態において前記ネジ杆を回転させることにより、前記ダイアフラム受板に対するバネ圧を変更しつつ、前記駆動用シリンダへの初期圧を設定可能にしたことを特徴とするレギュレータユニットである。

一実施形態においては、前記ボールネジのネジ杆先端面と前記調節ばねとの間に、鋼球を保持していて前記細径孔内を摺動する摺動ピースを配し、前記ネジ杆先端面が前記鋼球に当接するようにする。

一実施形態においては、前記ネジ杆に前記操作ハンドルを取り付けるための締結具は摩擦式締結具とされ、また、前記操作ハンドルに、その回動操作後にセンター位置に自動復帰する機能が具備される。更に、前記ネジ杆の後端面に六角ネジが固定され、あるいは、その後端部が六角ネジ状に成形され、あるいは、その後端面に六角ネジ穴が凹設される。

本発明は上記のとおりであって、シンプル且つコンパクトな構成で、突出する邪魔物がなく、しかも、本ユニットが装備された駆動シリンダのシリンダ圧調整操作を、簡単なハンドル操作で高精度に且つ連続的に行うことができて、ワークを所望の昇降速度で昇降させたり、ワークを迅速に位置決めして所望の位置に停止させたりすることが可能となり、また、駆動シリンダへの初期圧設定を容易になし得る効果がある。

本発明に係るレギュレータユニットの一実施形態の構成を示す部分切截平面図である。本発明に係るレギュレータユニットの一実施形態の構成を示す側面図である。本発明に係るレギュレータユニットに用いる締結具の構成例を示す分解斜視図である。

本発明を実施するための形態につき、添付図面に依拠して説明する。本発明に係るレギュレータユニットは、例えば、自動車組み立て工場等において、ワークが載置される昇降テーブルを昇降駆動するための駆動用シリンダ等に対する供給流体圧を制御するために、駆動用シリンダと流体圧供給源との間に配備されるものである。なお、流体圧は空気圧又は油圧であるが、ここでは空気圧を用いる場合について説明することとするが、油圧の場合も同様の作用効果を奏するものである。

このレギュレータユニットは、図１に示されるように、レギュレータ本体１とそれに連設される調圧機構部２とから成る。レギュレータ本体１は、例えば、図示せぬ駆動用エアシリンダとエアタンクとの間のエア供給路に配置されるもので、エアタンクに連通するエア流入口（１次側）と駆動用エアシリンダに接続されるエア供出口（２次側）とを有する。レギュレータ本体１内には、そのエア流路の１次側と２次側とに接するようにダイアフラムが配備され、そのダイアフラムに固定されたダイアフラム受板１０が調圧機構部２側に露出する。

調圧機構部２は、調節ばね１１を収装する円筒形の筒状ハウジング１３と、筒状ハウジング１３のレギュレータ本体１取付面とは反対側の端面を閉塞する端面カバー１４と、端面カバー１４の外側に取り付けられる操作ハンドル１２とで構成される。筒状ハウジング１３には、細径孔１５と太径孔１６から成る二段階に段部を有する段付き孔が貫設され、調節ばね１１は、レギュレータ本体１側に開口する細径孔１５内に伸縮動可能に収装される。

調節ばね１１は、その一端面がダイアフラム受板１０に当接し、他端面が摺動ピース１７に当接し、その弾発力はダイアフラム受板１０と摺動ピース１７とに作用する。摺動ピース１７は軸部１７ａとフランジ部１７ｂとから成り、その軸部１７ａが調節ばね１１の内側に収まり、そのフランジ部１７ｂにおいて調節ばね１１の端面を受けることにより、常時、調節ばね１１によって付勢される。フランジ部１７ｂの中心部には、鋼球保持用凹部１７ｃが形成され、そこに鋼球１８が可動状態にて収納保持される。摺動ピース１７は、そのフランジ部１７ｂの周面が細径孔１５の内周面に摺接しつつ、細径孔１５内を摺動する。

細径孔１５に連続する太径孔１６内には、鍔付きナット１９とネジ杆２０とから成るボールネジが嵌装される。鍔付きナット１９は、その鍔部１９ａが、太径孔１６の入口側に形成される段部１６ａに着座するようにして太径孔１６内に嵌合され、筒状ハウジング１３の端面を閉塞する端面カバー１４によって押え止められる。そして、鍔付きナット１９にネジ杆２０がねじ込まれ、ネジ杆２０の先端面が、鋼球保持用凹部１７ｃ内に収まっている鋼球１８に当接するようにされる。

ここで、ネジ杆２０の先端面を鋼球１８の球面に当接させることとし、直接フランジ部１７ｂに当てないようにしたのは、ネジ杆２０の先端面に対する摩擦を少なくしてネジ杆２０のスムーズな回転を確保すると共に、経時的にネジ杆２０の先端とフランジ部１７ｂとが相互に摩耗することを防止するためである。

ネジ杆２０の後端部には、締結具２１を介して操作ハンドル１２が取り付けられる。締結具２１としては、ナット２２と、すり割りを有していて一半部がナット２２にねじ込まれるインナーリング２３と、ナット２２に組み付けられてインナーリング２３の他半部を覆うアウターリング２４と、複数に分割されているアウターリング２４に掛け回される輪バネ２５とから成る摩擦式の締結具（パワーロック）を用いることが推奨される（図３参照）。

このパワーロックの場合、ボールネジのネジ杆２０がインナーリング２３内に挿通され、アウターリング２４が、操作ハンドル１２に形成された円孔２６内に嵌合されることにより、ネジ杆２０の後端部に操作ハンドル１２が確固と取り付けられる（図１参照）。そして、インナーリング２３とアウターリング２４の各当接し合う周面は、互いに対応するテーパー周面とされているので、ナット２２の螺進又は螺退に伴ってアウターリング２４がインナーリング２３に対して前後動し、それに伴い、インナーリング２３によるネジ杆２０に対する締結力が増減すると共に、アウターリング２４による操作ハンドル１２の円孔２６の周面に対する押圧力が増大することになる。

ネジ杆２０は、その後端面に六角ネジ３２が固定され、あるいは、その後端部が六角ネジ状に成形され、あるいは、その後端面に六角ネジ穴が凹設される。かくしてネジ杆２０は、その六角ネジ３２部分又は六角ネジ穴を利用して回転操作容易にされる。このネジ杆２０の回転操作は、ナット２２を緩めた状態で行う。

操作ハンドル１２は、例えば、４５度の範囲内（水平状態のセンターから上下に２２．５度の範囲内）において揺動可能に設定されるが、操作ハンドル１２には、その揺動位置からセンターに自動復帰するセンターリング機構が備え付けられる。

センターリング機構としては、例えば、端面カバー１４に、操作ハンドル１２の揺動端を画するストッパー２９、２９ａを備えたストッパー取付材３０、３０ａを一対固定し、各ストッパー２９、２９ａにリターンスプリング３１、３１ａを纏設し、リターンスプリング３１、３１ａの端部をそれぞれ操作ハンドル１２の末端突出部１２ａに圧接させる構成が考えられる。なお、ネジ杆２０には、摺動ピース１７を介して調節ばね１１の復元力が作用するため、一方のリターンスプリング３１ａの設置は必須ではなく、設置するとしても、そのバネ圧はリターンスプリング３１より弱いもので足りる。

このセンターリング機構の場合は、図２において実線で示されるセンターに位置する操作ハンドル１２を、リターンスプリング３１の弾発力に抗して下方向に回動させると（二点鎖線参照）、リターンスプリング３１は押し縮められていき、やがて操作ハンドル１２の末端突出部１２ａがストッパー２９に当たることにより、それ以上の回動が抑止される。そして、その位置において、操作ハンドル１２に対して加えていた下方への力を軽減すると、操作ハンドル１２は、リターンスプリング３１の弾発力によって押されて、センターに戻される。

逆に、操作ハンドル１２を上方向に回動させる場合（破線参照）は、調節ばね１１とリターンスプリング３１ａの弾発力に抗することになり、操作ハンドル１２に対して加えていた下方への力を軽減すると、操作ハンドル１２は、調節ばね１１とリターンスプリング３１ａの弾発力によってセンターに戻される。この場合操作ハンドル１２は、調節ばね１１の作用だけでもセンターに復帰し得るので、上述したように、リターンスプリング３１ａは省略可能である。また、操作ハンドル１２は、後述するように、その回動操作に伴ってネジ杆２０の軸方向に僅かに進退するが（図１における破線と二点鎖線の間）、その退動作には、調節ばね１１の復元力が寄与する。

上記構成の本発明に係るレギュレータユニットを、例えば、ワーク昇降用の昇降テーブルを昇降させる駆動用エアシリンダのエア供給路に配備する場合は、先ず調節ばね１１を伸縮させてレギュレータ本体１の駆動用エアシリンダへの初期圧力を、駆動用エアシリンダに負荷がかかっていない場合（昇降テーブル上にワークがない場合）と、負荷がかかっている場合（昇降テーブル上にワークがある場合）とについて設定する。

その設定は、締結具２１を緩めた状態で、六角ネジ３２を介してネジ杆２０を回して調節ばね１１を伸縮させることにより、ダイアフラム受板１０に対するバネ圧を増減させながら、昇降テーブルのバランスを観察し、そのバランスが取れたところで操作ハンドル１２をセンターに位置させ、締結具２１を緊締して操作ハンドル１２をその位置に固定することにより行う。

上記のようにして、ワークのあるときとないときについて初期圧力を設定した後、駆動用エアシリンダーを駆動させると、駆動用エアシリンダーには対応する初期圧力が供給され、昇降テーブルの昇降駆動が開始される。その後、操作ハンドル１２を回動操作してレギュレータ本体１の設定圧力を随時変更することにより、昇降テーブルの昇降速度を一定にし、あるいは、速度変更したり、任意の位置で停止させたりすることができる。

即ち、操作ハンドル１２を上方に回動させると、ネジ杆２０が前進して調節ばね１１に対する負荷が増大し、以て、２次側圧力が上昇して昇降速度が速められ、逆に、操作ハンドル１２を下方に回動させると、ネジ杆２０が後退して調節ばね１１に対する負荷が減少し、以て、２次側圧力が低下して昇降速度が減速される。

その際の昇降テーブルの昇降速度の増減は、操作ハンドル１２の回動速度に依存することになる。従って、操作ハンドル１２を上方にある程度まで一気に回動させることにより、昇降テーブルを迅速にある程度まで上昇させることができ、そこにおいて操作ハンドル１２を微動調整することで、昇降テーブルを迅速に所望位置に到達させ、且つ、その位置に停止させることが可能となる。同様にして、昇降テーブルを、迅速に所望の下方位置に位置決めして停止させることが可能となる。

上記操作ハンドル１２の回動操作後、操作ハンドル１２に対する力を弱め又は手を離すと、操作ハンドル１２は、リターンスプリング３１、３１ａ並びに調節ばね１１の復元力によって、直ちにそのセンター位置に戻される。

この発明をある程度詳細にその最も好ましい実施形態について説明してきたが、この発明の精神と範囲に反することなしに広範に異なる実施形態を構成することができることは明白である。従って、この発明は、添付請求の範囲において限定した以外はその特定の実施形態に制約されるものではない。

１レギュレータ本体
２調圧機構部
１０ダイアフラム受板
１１調節ばね
１２操作ハンドル
１３筒状ハウジング
１４端面カバー
１５細径孔
１６太径孔
１７摺動ピース
１７ａ軸部
１７ｂフランジ部
１７ｃ鋼球保持用凹部
１８鋼球
１９鍔付きナット
１９ａ鍔部
２０ネジ杆
２１締結具
２２ナット
２３インナーリング
２４アウターリング
２５輪バネ
２６円孔
２９、２９ａストッパー
３０、３０ａストッパー取付材
３１、３１ａリターンスプリング
３２六角ネジ

Claims

駆動用シリンダと流体圧供給源との間に配置されるレギュレータユニットであって、レギュレータ本体と、前記レギュレータ本体に連設される調圧機構部とから成り、
前記調圧機構部は、細径孔と太径孔から成る段付き孔が貫設され、その細径孔に調節ばねが収装される円筒形の筒状ハウジングと、前記筒状ハウジングのレギュレータ取付面とは反対側の端面を閉塞する端面カバーと、前記端面カバーの外側に配置されて前記調節ばねに作用する操作ハンドルとで構成され、
前記太径孔内にボールネジが配備され、そのボールネジのネジ杆の外端部に締結具を介して前記操作ハンドルが取り付けられ、前記操作ハンドルの回動操作によって前記調節ばねを伸縮させることにより、前記レギュレータ内のダイアフラムに固定されたダイアフラム受板に対するバネ圧の変更操作を可能にすると共に、前記締結具を緩めた状態において前記ネジ杆を回転させることにより、前記ダイアフラム受板に対するバネ圧を変更しつつ、前記駆動用シリンダへの初期圧を設定可能にしたことを特徴とするレギュレータユニット。
前記ボールネジのネジ杆先端面と前記調節ばねとの間に、鋼球を保持していて前記細径孔内を摺動する摺動ピースを配し、前記ネジ杆先端面が前記鋼球に当接するようにした、請求項１に記載のレギュレータユニット。
前記ネジ杆に前記操作ハンドルを取り付けるための締結具は摩擦式締結具である、請求項１又は２に記載のレギュレータユニット。
前記操作ハンドルに、その回動操作後にセンター位置に自動復帰する機能を持たせた、請求項１乃至３のいずれかに記載のレギュレータユニット。
前記ネジ杆の後端面に六角ネジが固定され、あるいは、その後端部が六角ネジ状に成形され、あるいは、その後端面に六角ネジ穴が凹設される、請求項１乃至４のいずれかに記載のレギュレータユニット。