JPH05147900A - 流体制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 コントローラー３４を有し、荷重体１の重量
を瞬時に検出して直ちに荷重体１を無重力状態にして作
業者のわずかの力で荷重体１を自由に移動させる流体制
御装置で、コントローラー３４のエアー入口側とエアー
供給路との間に設けられている３方弁よりなる下降弁３
５と、コントローラー３４の出口側とエアー供給路の下
降弁３５の上流側とを結ぶバイパスエアー通路３７と、
バイパスエアー通路３７に設けてある２方弁よりなる上
昇弁３７と、下降弁３５及び上昇弁３７を動作させる押
しボタン３５ａ及び３７ａとを有し、コントローラー３
４から離隔した位置に移動可能な遠隔操作手段が設けら
れている。 【効果】 荷重体の背が高い場合にも、コントローラー
から離隔した低い位置で制御可能な流体制御装置を提供
可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流体制御装置、特に、
荷重体の重量を瞬時に検出して直ちにこの荷重体を無重
力状態にして作業者のわずかの力で荷重体を自由に移動
させる流体制御装置に関するするものである。

【０００２】

【従来の技術】荷重体の重量を瞬時に検出して直ちにこ
の荷重体を無重力状態にして作業者のわずかの力で荷重
体を自由に移動させる流体制御装置には、例えば、特開
昭６２−２０１７９７号公報に開示されているように、
出力伝達体に結合するピストンを有するシリンダー、及
び、荷重又は外力が印加され、連設する容積一定の第１
室及び容積可変の第２室を有するボツクスと、前記第１
室に流体圧力発生源より流体を供給する流体供給路と、
前記第２室及び前記シリンダーのシリンダーポートとを
連結する流体出入路と、荷重又は外力が印加される前記
ボツクスに対して該荷重方向に相対的に移動可能に係合
し、前記ボツクスの前記第２室に通ずる流体排出通路を
有する荷重伝達体と、該荷重伝達体、前記出力伝達体及
び前記ボツクスの総重量に見合う力を前記ピストンに与
える弾性部材と、前記ボツクスの前記第１室と前記第２
室との間及び前記第２室と前記流体排出通路との間にそ
れぞれ設けられている第１及び第２の流体通路と、その
両端が該第１及び該第２の流体通路を前記荷重又は外力
が加えられなかつた場合は閉じた状態とし、該荷重又は
外力が加えられた場合には、それぞれ異なる状態で動作
する如く構成された弁とを有しているコントローラーよ
りなつている。

【０００３】このようなシリンダーとコントローラーと
を用いた流体制御装置の構成は、図３に示す如くであ
り、この図で、２１はシリンダー、１１はピストン、３
３はシリンダーロツド、２８ａ、２８ｂはローラー、２
２はワイヤー、３４はコントローラー、１は荷重体（ワ
ーク）、２３はエアー供給源（図示せず）とコントロー
ラー３４とを連結するエアーホース、２０はコントロー
ラー３４とシリンダー２１のシリンダーポート２９とを
連結するエアーホース、２７はコントローラー３４に設
けられているコントロールレバーを示している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の流体制御装置
は、コントロールレバー２７に上又は下に小さな荷重
（手、指等）で、ワーク重量５０Ｋｇ、１００Ｋｇとい
つたものを簡単に吊上、吊下ろすことができる。そし
て、コントロールレバー２７から手を離してしまえば、
シリンダー出力とワーク重量はバランス状態になり、上
にも下にも動かない。従つて、荷重体を作業者の意志通
りに上下する場合には、人間がコントロールレバー２７
を上下しなければならないが、コントロールレバー２７
は荷重体１の上部に位置するコントローラー３４に設け
られているので、吊り荷としての荷重体１の背が高い場
合にはコントロールレバー２７が荷重体１の上部に来る
ようになり、作業者の手が届かない場合が多く、作業が
不可能になる。

【０００５】本発明は、これらの問題点を除去し、荷重
体の背が高い場合にも、コントローラーから離隔した低
い位置で作業者が制御可能な流体制御装置を提供可能と
することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めにとられた本発明の構成は次の如くである。

【０００７】（１）出力伝達体に結合するピストンを有
するシリンダーと、荷重又は外力が印加され、連設する
容積一定の第１室及び容積可変の第２室を有するボツク
スと、前記第１室に流体圧力発生源より流体を供給する
流体供給路と、前記第２室及び前記シリンダーのシリン
ダーポートとを連結する流体出入路と、荷重又は外力が
印加される前記ボツクスに対して該荷重方向に相対的に
移動可能に係合し、前記ボツクスの前記第２室に通ずる
流体排出通路を有する荷重伝達体と、該荷重伝達体、前
記出力伝達体及び前記ボツクスの総重量に見合う力を前
記ピストンに与える弾性部材と、前記ボツクスの前記第
１室と前記第２室との間及び前記第２室と前記流体排出
通路との間にそれぞれ設けられている第１及び第２の流
体通路と、その両端が該第１及び該第２の流体通路を前
記荷重又は外力が加えられなかつた場合は閉じた状態と
し、該荷重又は外力が加えられた場合には、それぞれ異
なる状態で動作する如く構成された弁とよりなるコント
ローラーを有し、前記荷重体の重量を瞬時に検出して直
ちに該荷重体を無重力状態にして作業者のわずかの力で
該荷重体を自由に移動させる流体制御装置において、前
記コントロラーの流体入口側と前記流体供給路との間に
設けられている３方弁よりなる下降弁と、前記コントロ
ーラーの出口側と前記流体供給路の前記下降弁の上流側
とを結ぶバイパス流体通路と、該バイパス流体通路に設
けてある２方弁よりなる上昇弁と、前記下降弁及び前記
上昇弁を動作させる押しボタンを有し前記コントローラ
ーから離隔した位置に移動可能な遠隔操作手段とを有す
ることを特徴とするものである。

【０００８】（２）（１）において、前記荷重伝達体
は、前記出力伝達体に連結されるケースを含み、前記ボ
ツクスは前記ケース内に荷重方向に移動可能に取り付け
られ、前記第２室は、前記ケースに設けられている受け
に対設され、前記弁の弁座が設けられている弾性体より
なる隔壁を有していることを特徴とするものである。

【０００９】（３）（１）又は（２）において、前記３
方弁が前記コントローラーの流体入り口側と前記流体圧
力発生源との間を接続する流路と前記コントローラーの
流体入り口側を絞り弁を介し開放する流路との切り替え
弁であり、前記２方弁が前記バイパス流路の断続を行う
切り替え弁であることを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】本発明の流体制御装置には、コントローラーの
流体入り口側と流体供給賂との間に３方弁よりなる下降
弁を設け、コントローラーの出口側と流体供給路の下降
弁の上流側とを結び２方弁よりなる上昇弁を有するバイ
パス流体通路が設けられ、これら下降弁及び上昇弁を動
作させる押しボタンを有しコントローラーから離隔した
位置に移動可能な遠隔操作手段が設けられている。従つ
て、作業者は下降弁及び上昇弁を動作させる押しボタン
を手元に置くことが出来るので荷重体の背が高くコント
ローラーの位置が高く作業者の手が届かない場合にも、
作業を実施することが出来る。すなわち、荷重体の背の
高さには関係なくコントローラーを操作することが出来
る。

【００１１】

【実施例】以下、実施例について説明する。

【００１２】図１は本発明の流体制御装置の一実施例の
要部の説明図で、図２は図１の要部の説明図である。こ
れらの図で、１は荷重体、２、３はエアー通路、４はボ
ツクス、５は弁、６は隔壁、７は受け、８はケース、９
はばね受け、１０は押し荷重調整用押しねじ、１１はピ
ストン、１２はエアー入口、１３はエアー出入口、１４
は吊り具、１５はエアー通路、１６はばね、１７は地
上、１８は第１室、１９は第２室、２０はエアーホー
ス、２１はエアーシリンダー、２２は出力伝達体、２３
はエアーホース、２４はアキュムレーター、２５は減圧
弁、２６は穴、２８はローラー、２９及び３０はシリン
ダーポート、３１はばね、３２はガイド隔壁、３３はシ
リンダーロツド、３４はコントロラー、３５は３方弁よ
りなる下降弁、３５ａは下降弁３５のエアー通路切り換
え用の押しボタン、３６は下降弁３５のエアー排出通路
に設けられている絞り弁、３７はコントローラー３４の
出口側とエアー供給路２３の下降弁３５の上流側とを結
ぶバイパスエアー通路、３８はバイパスエアー通路３７
に設けられている２方弁よりなる上昇弁、３８ａは上昇
弁３８のエアー通路切り換え用の押しボタン、３９はバ
イパスエアー通路３７に設けられている絞り弁を示して
いる。

【００１３】なお、図２には、従来の流体制御装置に設
けられているコントロールレバーの取付け位置が点線で
示した２７’で示してある。

【００１４】ピストン１１の先端には出力伝達体２２た
る剛性体又はフレキシブルな物体を介してケース８が接
続されており、内部にはボツクス４が荷重方向に対して
自由に移動可能な方法で取付けられている。ボツクス４
はエアー入口１２を有し、弁５、エアー通路２、エアー
出入口１３と、気密シールされた伸縮性のある、例え
ば、ゴム板からなる隔壁６を有し、エアー通路２を介し
て連設する容積一定の第１室１８と容積可変の第２室１
９とを有し、吊具１４を介して荷重体１に接合してい
る。隔壁６は周辺部でボツクス４に固定され、中心部に
弁５に対する弁座が設けられており、弁座は受け７を介
してケース８に固定されている。弁５は中心に弁５の通
孔を有し周囲にエアー通過用の穴に設けられているガイ
ド隔壁３８を介して保持されている。弁５とエアー通路
３との位置関係により弁先端部が上又は水平に向いてい
る場合は、弁５の移動をスムーズに行うためにバネ１６
が設けられている。バネ３２はボツクス４を荷重方向へ
一定の圧力で押すバネで、このバネ３２を介在させるこ
とによつて、出力伝達体２２及びケース８、受け７を主
体とする荷重伝達体等の荷重に対するシリンダー出力を
常時確保することができる。バネ受９及び押し荷重調整
用押しねじ１０は、バネ３２の圧力を調節するために設
けられており、必要に応じて設けられる。また、受け７
にはエアー排出用のエアー通路１５が設けられ、ケース
８に設けられた穴２６によつて大気圧開放されている。

【００１５】従つて、荷重体１が地上１７に接している
とき、すなわち荷重量０のときはボツクス４にかかる荷
重はボツクス４及び吊具１４のみであり、その荷重量に
応じた量の荷重方向力を持つている。しかし、弁５は受
け７を介してケース８に受けられているため、荷重方向
への移動は規制されている。そのためエアー通路２は開
となり、エアー入口１２を経て、第１室１８に待機して
いる圧力エアーは第２室１９に流入し、エアーホース２
０を経て、シリンダー２１のピストン側又はヘツド側の
指定されたポートに流入すると同時に、隔壁６、受け７
を介してケース８に作用する。これはピストン１１の生
ずる推力と隔壁６を介してボツクス４の生ずる反荷重方
向の推力とが比例関係にあることを示す。比例状態に入
るとボツクス４は浮き上り、エアー通路２は閉となる。
このときシリンダー２１にはその圧力に比例した推力が
反荷重方向に作用する。もしここでピストン１１と隔壁
６との受圧面積が同一であれば、滑車の原理における又
はテコの原理における１：１の力関係を伝達する装置に
おいては、出力伝達体２２を介してケース８の反荷重方
向力とボツクス４の反荷重方向力とは一致する。これは
比例した出力関係の中の１つの関係であり、力関係を変
えたいときは滑車又はテコの原理により受圧面積を変え
ればよい。この比例した力関係は荷重体１の荷重が１０
０％生じている場合、すなわち地上からはなれている場
合においても同様になる。

【００１６】ケース８に反荷重方向の微小な外力を加え
た場合の作用は以下に述べる通りである。ケース８に加
えられた微小な反荷重方向力はピストンに反荷重方向の
推力を生じ、その程度に応じて、シリンダー内容積を増
大しようとする能力が生じる。これはシリンダー内圧の
低下能力として同時に隔壁６にも伝達される。従つてボ
ツクス４の荷重方向移動能力が生じるが、ボツクス４に
は、ボツクス４、吊具１４、荷重体１の合計重力が作用
しており前述の定荷重関係下における、シリンダー２１
とボツクス４との出力比例関係にもどろうとする。この
微小な力をケース８に与えつづければ荷重体１の上昇が
連続的に得られる。荷重体１の下降を要する時には逆の
動作により逆の経路をたどつた出力比例動作をする。次
に荷重体１が接地を始めてから完了する迄、すなわち、
荷重体荷重量が１００％から０％に変化し、又は地上か
ら浮上る迄、すなわち０〜１００％迄の過程について
は、上述の荷重体の上昇、下降原理の微分動作であり、
容易に類推出来ると同時に実験によつても立証された。

【００１７】このコントローラー３４はその構造上の特
徴により、高所から低所へ荷重体の移動をするときは、
その荷役作業を行うことにより、エアーエネルギーを増
大させ、同一高さの場所間における荷役作業の場合は、
継続必要エネルギー量はほぼ０で作動する。これにはエ
アー入口１２に接続されたパイプ２３の途中にアキユー
ムレーター２４と、減圧弁２５を設け、ピストン１１の
出力が出力伝達体２２に係り得る最大荷重と同一となる
圧力に減圧弁２５を調整すればよい。

【００１８】図３の従来の流体制御装置においては、ケ
ース８に設けられた握り２７を反荷重方向へ操作する
と、前述の通り、荷重体１は浮上し、荷重方向へ操作し
た場合は第２室１９の圧力が第１室１８の圧力以上にな
り、弁５は微小な出力のバネ１６に抗して上昇し、エア
ー通路２は開となる。一方エアー通路３は第２室１９と
エアー通路１５との差圧とによつて閉の状態を保つため
シリンダー２１内のエアー通路２を経てアキユームレー
ター２４にもどされる。

【００１９】これに対して、この実施例では以上の操作
を遠隔操作手段によつて実施する。以下、遠隔操作手段
の動作について説明する。

【００２０】この遠隔制御手段が、下降弁３５の押しボ
タン３５ａも上昇弁３８の押しボタン３８ａも押されて
いない状態では、エアー通路は図３の流体制御装置と同
一となり、この状態でコントロールレバー２７に力を加
えない時のように、荷重体１はバランス状態を保つてい
る。

【００２１】作業者が手元の遠隔操作手段の下降弁３５
の押しボタン３５ａを押すとエアー通路は切り換えられ
エアーホース２３は遮断され、コントローラー３４のエ
アーは逆流し絞り弁３６より排気され、バランス状態は
くずれるので荷重体１は下降する。この時の下降速度は
絞り弁３６の絞り度合いにより決められる。

【００２２】下降弁３５の押しボタン３５ａを元に戻し
て通常のバランス状態にある時、上昇弁３８の押しボタ
ン３８ａを押すと、エアーホース２３から分岐したバイ
パスエアー通路３７からコントローラー３４を通らず未
調圧のエアーが絞り弁３９を通りコントローラー３４の
出口側のエアーホース２０側に供給され、エアーホース
２０側の圧力は上がりシリンダー２１の出力は増加し荷
重体１は上昇する。

【００２３】すなわち、作業者は下降弁及び上昇弁を動
作させる押しボタンを手元に置くことが出来るので荷重
体の背が高くコントローラーの位置が高く作業者の手が
届かない場合にも、作業を実施することが出来、荷重体
の背の高さには関係なくコントローラーを操作すること
が出来る。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、荷重体の背が高い場合にも、
コントローラーから離隔した低い位置で作業者が制御可
能な流体制御装置を提供可能とするもので、産業上の効
果の大なるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の流体制御装置の一実施例の説明図であ
る。

【図２】図１の要部の説明図である。

【図３】従来の流体制御装置の説明図である。

【符号の説明】

１１…ピストン、２１…エアーシリンダー、２２…出力
伝達体、２３…エアーホース、２９…シリンダーポー
ト、３３…シリンダーロツド、３４…コントローラー、
３５…下降弁、３６、３９…絞り弁、３７…バイパスエ
アー通路、３８…上昇弁、３５ａ、３８ａ…（エアー通
路切り換え用の）押しボタン。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 出力伝達体に結合するピストンを有する
   シリンダーと、荷重又は外力が印加され、連設する容積
   一定の第１室及び容積可変の第２室を有するボツクス
   と、前記第１室に流体圧力発生源より流体を供給する流
   体供給路と、前記第２室及び前記シリンダーのシリンダ
   ーポートとを連結する流体出入路と、荷重又は外力が印
   加される前記ボツクスに対して該荷重方向に相対的に移
   動可能に係合し、前記ボツクスの前記第２室に通ずる流
   体排出通路を有する荷重伝達体と、該荷重伝達体、前記
   出力伝達体及び前記ボツクスの総重量に見合う力を前記
   ピストンに与える弾性部材と、前記ボツクスの前記第１
   室と前記第２室との間及び前記第２室と前記流体排出通
   路との間にそれぞれ設けられている第１及び第２の流体
   通路と、その両端が該第１及び該第２の流体通路を前記
   荷重又は外力が加えられなかつた場合は閉じた状態と
   し、該荷重又は外力が加えられた場合には、それぞれ異
   なる状態で動作する如く構成された弁とよりなるコント
   ローラーを有し、前記荷重体の重量を瞬時に検出して直
   ちに該荷重体を無重力状態にして作業者のわずかの力で
   該荷重体を自由に移動させる流体制御装置において、前
   記コントロラーの流体入口側と前記流体供給路との間に
   設けられている３方弁よりなる下降弁と、前記コントロ
   ーラーの出口側と前記流体供給路の前記下降弁の上流側
   とを結ぶバイパス流体通路と、該バイパス流体通路に設
   けてある２方弁よりなる上昇弁と、前記下降弁及び前記
   上昇弁を動作させる押しボタンを有し前記コントローラ
   ーから離隔した位置に移動可能な遠隔操作手段とを有す
   ることを特徴とする流体制御装置。
2. 【請求項２】 前記荷重伝達体は、前記出力伝達体に連
   結されるケースを含み、前記ボツクスは前記ケース内に
   荷重方向に移動可能に取り付けられ、前記第２室は、前
   記ケースに設けられている受けに対設され、前記弁の弁
   座が設けられている弾性体よりなる隔壁を有している請
   求項１記載の流体制御装置。
3. 【請求項３】 前記３方弁が前記コントローラーの流体
   入り口側と前記流体圧力発生源との間を接続する流路と
   前記コントローラーの流体入り口側を絞り弁を介し開放
   する流路との切り替え弁であり、前記２方弁が前記バイ
   パス流路の断続を行う切り替え弁である請求項１又は２
   記載の流体制御装置。