JPH07267592A - オートエアバランサ装置 - Google Patents

オートエアバランサ装置

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JPH07267592A
JPH07267592A JP6079264A JP7926494A JPH07267592A JP H07267592 A JPH07267592 A JP H07267592A JP 6079264 A JP6079264 A JP 6079264A JP 7926494 A JP7926494 A JP 7926494A JP H07267592 A JPH07267592 A JP H07267592A
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JP
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pressure
signal
balance cylinder
balance
start voltage
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JP6079264A
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English (en)
Inventor
Masayuki Watanabe
正幸 渡辺
Nobuhiro Fujiwara
伸広 藤原
Kunihisa Kaneko
訓久 金子
Kenji Kanazawa
健児 金沢
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SMC Corp
Original Assignee
SMC Corp
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00—Control of fluid pressure
    • G05D16/20—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means
    • G05D16/2006—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means
    • G05D16/2013—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using throttling means as controlling means
    • G05D16/2026—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using throttling means as controlling means with a plurality of throttling means
    • G05D16/2046—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using throttling means as controlling means with a plurality of throttling means the plurality of throttling means being arranged for the control of a single pressure from a plurality of converging pressures
    • G05D16/2053—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using throttling means as controlling means with a plurality of throttling means the plurality of throttling means being arranged for the control of a single pressure from a plurality of converging pressures the plurality of throttling means comprising only a first throttling means acting on a higher pressure and a second throttling means acting on a lower pressure, e.g. the atmosphere

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 オートエアバランサ装置において、各種負荷
を所定の位置に維持し、所望の速度で移動させたり、各
種の物体に所望の機械的力を加えたり、ピストンロッド
の飛び出しを防止し、バランスシリンダ内が所定の圧力
を越えた場合に警報を作動させかつ圧力を封入させる。 【構成】 バランスシリンダ２の圧力を第１圧力制御弁
７及び第２圧力制御弁８によって所定の圧力に制御する
手段、バランスシリンダのピストンロッドが伸長又は短
縮し、ピストンが位置検出器３の作動範囲に入る時のバ
ランスシリンダの圧力を伸長又は短縮開始電圧信号とし
て一時保持する手段２０，２１、バランスシリンダのピ
ストンロッドが一端位置に達する時に、伸長開始電圧信
号及び短縮開始電圧信号を出力させ、両端の差の中央値
に短縮開始電圧信号を加算する手段２２，２３、中央値
に短縮開始電圧を加算した値を、バランスシリンダのバ
ランス圧力信号とする手段、からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種負荷を所定の位置
に維持し、各種負荷を所望の速度で移動させ、或いは所
望の機械的力を出力するオートエアバランサ装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】本出願人は、(a) バランスシリンダのピ
ストンが上動し、ピストンが位置検出器の作動範囲に入
る時のバランスシリンダの圧力を伸長開始電圧信号とし
て一時保持する手段、(b) バランスシリンダのピストン
が下動し、ピストンが位置検出器の作動範囲に再び入る
時のバランスシリンダの圧力を縮小開始電圧信号として
一時保持する手段、(c) バランスシリンダのピストンが
下降端位置に達する時に、一時保持された伸長開始電圧
信号及び縮小開始電圧信号を出力させ、伸長開始電圧信
号と縮小開始電圧信号との差の中央値を求め、この中央
値に縮小開始電圧信号を加算する手段、(d) 前記中央値
に縮小開始電圧を加算した値を、バランスシリンダのバ
ランス圧力信号とする手段からなるオートエアバランサ
装置の発明（先発明、特開平５−２３８６８２号）につ
いて出願した。なお、前記の位置検出器には、ピストン
が接近してオンとなる位置と、次にピストンが逆方向に
移動してオフとなる位置との間に距離があり、この距離
を応差という。応差は、現時点では有接点の位置検出器
は２mm以下、無接点の位置検出器は１mm以下である。こ
の先発明では、ピストンが下降して位置検出器の出力が
オンとなる位置（ピストンの下降端位置）に位置検出器
が配設され、ピストン９が上動（上方に移動）して、移
動距離が応差を越えると、位置検出器の出力がオフとな
る。
【０００３】先発明のオートエアバランサ装置は、バラ
ンスシリンダにより各種負荷を上下動させ、バランスシ
リンダのエア圧を制御してピストンを所定の位置に維持
することを主目的とするものであって、各種負荷を所望
の速度で上下左右に移動させたり、各種の物体に所望の
機械的力を加えたり、各種負荷を左右に移動することは
できなかった。また、先発明のオートエアバランサ装置
においては、装置の停止時にピストンを確実に停止させ
ておくという保障機能を備えていなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、オートエア
バランサ装置において、各種負荷を所定の位置に維持
し、次いで各種負荷を所望の速度で移動させたり、各種
の物体に所望の機械的力を加えたり、ピストンロッドの
飛び出しを防止し、バランスシリンダ内が所定の圧力を
越えた場合に警報を作動させかつ圧力をバランスシリン
ダ内に封入させることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、オートエアバ
ランサであって、次のＡないしＣの手段、ＤないしＩの
手段又は次のＪないしＯの手段を具備することを技術的
手段とする。 Ａ．バランスシリンダの一端側の圧力を第１圧力制御弁
によって所望の圧力に制御し、バランスシリンダの他端
側の圧力を第２圧力制御弁によって所定の圧力に制御す
る手段。 Ｂ．バランスシリンダのバランス圧力信号を求める手
段。 Ｃ．前記バランス圧力信号に他の信号を加減算して前記
第１圧力制御弁に入力する手段。 Ｄ．バランスシリンダの一端側の圧力を第１圧力制御弁
によって所望の圧力に制御し、バランスシリンダの他端
側の圧力を第２圧力制御弁によって所定の圧力に制御す
る手段。 Ｅ．バランスシリンダのピストンロッドが伸長し、ピス
トンが位置検出器の作動範囲から出る時のバランスシリ
ンダの圧力を伸長開始電圧信号として一時保持する手
段。 Ｆ．バランスシリンダのピストンロッドが短縮作動し、
ピストンが位置検出器の作動範囲に再び入る時のバラン
スシリンダの圧力を短縮開始電圧信号として一時保持す
る手段。 Ｇ．バランスシリンダのピストンロッドが一端位置に達
する時に、一時保持された伸長開始電圧信号及び短縮開
始電圧信号を出力させ、伸長開始電圧信号と短縮開始電
圧信号との差の中央値を求め、この中央値に短縮開始電
圧信号を加算する手段。 Ｈ．前記中央値に短縮開始電圧を加算した値を、バラン
スシリンダのバランス圧力信号とする手段。 Ｉ．前記バランス圧力信号へ他の信号を加減算して前記
第１圧力制御弁に入力する手段。 Ｊ．バランスシリンダの一端側の圧力を第２圧力制御弁
によって所定の圧力に制御し、バランスシリンダの他端
側の圧力を第１圧力制御弁によって所望の圧力に制御す
る手段。 Ｋ．バランスシリンダのピストンロッドが短縮作動し、
ピストンが位置検出器の作動範囲から出る時のバランス
シリンダの圧力を短縮開始電圧信号として一時保持する
手段。 Ｌ．バランスシリンダのピストンロッドが伸長し、ピス
トンが位置検出器の作動範囲に再び入る時のバランスシ
リンダの圧力を伸長開始電圧信号として一時保持する手
段。 Ｍ．バランスシリンダのピストンロッドが他端位置に達
する時に、一時保持された短縮開始電圧信号及び伸長開
始電圧信号を出力させ、短縮開始電圧信号と伸長開始電
圧信号との差の中央値を求め、この中央値に伸長開始電
圧信号を加算する手段。 Ｎ．前記中央値に伸長開始電圧を加算した値を、バラン
スシリンダのバランス圧力信号とする手段。 Ｏ．前記バランス圧力信号へ他の信号を加減算して前記
第１圧力制御弁に入力する手段。 本発明は、前記の他の信号を定圧電源から出力される信
号、または可変圧電源装置から出力される信号とするこ
とができる。本発明は、前記定圧電源から出力される信
号をバランス圧力信号へ加減算を行い、この信号により
バランスシリンダを往復動させ、設定時間後に再びバラ
ンス圧力信号を発生させるようになすことができる。本
発明は、バランスシリンダの一端側又は他端側の圧力を
検出し、その圧力が上限設定圧力を越えた場合に、警報
装置を作動させ、バランスシリンダの一端側のエアをシ
リンダ内へ封入する手段を備えることができる。なお、
本発明のオートエアバランサ装置の作動流体はエアに限
られるものではなく、気体、液体のいずれの流体でも使
用することができる。本発明においては、エア、空気と
いう用語は、気体、液体の各種流体をも意味するものと
する。位置検出器と作動範囲については、作動範囲に入
る時と作動範囲から出の時とを適宜変更したものも、本
発明の技術的範囲に包摂されるものとする。
【０００６】
【作用】本発明のオートエアバランサ装置を作動させる
と、ピストンが位置検出器の作動範囲から出る時のバラ
ンスシリンダの圧力を伸長開始電圧信号として一時保持
され、ピストンが位置検出器の作動範囲に再び入る時の
バランスシリンダの圧力を短縮開始電圧信号として一時
保持される。バランスシリンダのピストンが一端位置に
達する時に、一時保持された伸長開始電圧信号及び短縮
開始電圧信号を出力させ、伸長開始電圧信号と短縮開始
電圧信号との差の中央値を求め、この中央値に短縮開始
電圧信号を加算する。前記中央値に短縮開始電圧を加算
した値を、バランスシリンダのバランス圧力信号として
用い、バランス圧力信号又は他の信号を選択して第１圧
力制御弁に入力する。他の信号にはバランス圧力信号へ
定圧電源から出力される信号、または可変圧電源装置か
ら出力される信号を加減算した信号がある。第１圧力制
御弁にバランス圧力信号を入力して、バランスシリンダ
をバランス状態にする。次に、バランス圧力信号へ可変
圧電源装置から出力される信号を加減算し第１圧力制御
弁に入力すると、その信号に応じてバランスシリンダ内
の圧力が変化し、ピストンが所望の速度で移動する。バ
ランス圧力信号へ定圧電源から出力される信号を順次に
加算又は減算し第１圧力制御弁に入力すると、シーケン
ス作動をさせることができる。
【０００７】
【実施例】図１を用いて、本発明の実施例について説明
する。バランスシリンダ（エアシリンダ）２内にピスト
ン９が摺動自在に嵌合され、ピストン９と負荷１とがピ
ストンロッドにより連結され、ピストン９の外周の環状
溝内にマグネット（不図示）が固定されている。バラン
スシリンダ２のヘッド側（Ｈ側）端部（一端側端部）に
は配管31及び第３制御弁19を介して第１圧力制御弁７
（電空変換器，電空比例弁，ハイレグともいう。）のＡ
ポートが連結され、第１圧力制御弁７のＰポートには空
気圧源30からエアが供給される。バランスシリンダ２の
ロッド側（Ｒ側）端部（他端側端部）は配管32を介して
第２圧力制御弁８のＡポートに連結され、第２圧力制御
弁８のＰポートは空気圧源30に連結されている。バラン
スシリンダ２のロッド側室内は常に第２圧力制御弁８で
設定された圧力に維持され、バランスシリンダ２のヘッ
ド側室内の圧力は第１圧力制御弁７により決めされた圧
力である。バランスシリンダ２の外周のヘッド側端部に
位置検出器（オートスイッチ）３が配設され、位置検出
器３はピストン９のマグネットの磁力を検知して、ピス
トン９の動き出し等を検出する。なお、位置検出器に
は、ピストンが接近してオンとなる位置と、次にピスト
ンが逆方向に移動してオフとなる位置との間に距離（応
差）がある。
【０００８】位置検出器３の設定は、ピストン９のヘッ
ド側端位置（図１では左端位置）でオフ信号を発生し、
ピストン９が伸長して作動範囲に入るとオン信号を発生
し、更に伸長して位置検出器３の作動範囲（通常は数m
m）を越えるとオフ信号を発生するようにされる。（ピ
ストン９のヘッド側端位置では作動範囲内であってオン
信号を発生し、ピストン９が伸長して位置検出器３の作
動範囲を越えるとオン信号を発生するようにすることが
できる。）位置検出器３の出力端子はフリップフロップ
回路24の入力端子に接続され、位置検出器３からの信号
（オン信号又はオフ信号）の入力信号数に応じて、フリ
ップフロップ回路24のオン信号が第１段出力ａ点から第
２段出力ｂ点，第３段出力ｃ点，第４段出力ｄ点へと順
に変移する。パルス発生器４の出力端子は、当初はカウ
ンタ５のアップ端子に接続されているが、フリップフロ
ップ回路24の第２段出力ｂ点からのオン信号（立ち上が
り）によりカウンタ５のダウン端子に接続されるように
切換えられ、ｂ点からのオン信号（立ち下がり）により
ダウン端子への接続が遮断される。カウンタ５の出力端
子はＤ／Ａコンバータ６の入力端子のみでなく伸長開始
電圧ラッチ回路20及び短縮開始電圧ラッチ回路21の入力
端子にも接続される。フリップフロップ回路24の第１段
出力ａ点の出力端子は、伸長開始電圧ラッチ回路20のホ
ールド端子に接続され、同様にフリップフロップ回路24
の第３段出力ｃ点の出力端子は、短縮開始電圧ラッチ回
路21のホールド端子に接続される。伸長開始電圧ラッチ
回路20及び短縮開始電圧ラッチ回路21の出力端子が減算
／シフト回路22の入力端子に接続され、短縮開始電圧ラ
ッチ回路21及び減算／シフト回路22の出力端子が加算回
路23の入力端子に接続され、加算回路23の出力端子がカ
ウンタ５のプリセット入力端子に接続される。フリップ
フロップ回路24の第４段出力ｄ点の出力信号がオンにな
ると、カウンタ５がプリセットとなり、減算／シフト回
路22及び加算回路23が作動してその計算結果がカウンタ
５にプリセット入力される。フリップフロップ回路24に
第４回目の信号が入力され、第４段出力ｄ点のオン信号
が出力されると、フリップフロップ回路24の入力が遮断
され、フリップフロップ回路24はそれ以後作動しない。
【０００９】Ｄ／Ａコンバータ６と第１圧力制御弁７と
の間にはロータリスイッチ37が配置され、Ｄ／Ａコンバ
ータ６の出力端子はロータリスイッチ37の接点ｅ及び後
述の加算器35・減算器36の入力端子に接続され、ロータ
リスイッチ37の接点ｏは第１圧力制御弁７の入力端子に
接続される。ロータリスイッチ37には接点ｆ，ｇもあ
り、接点ｆは加算器35の出力端子に接続され、接点ｇは
減算器36の出力端子に接続される。スイッチ10には接点
ｃ，ｄ，ｏがあり、接点ｃは定圧電源11に接続され、接
点ｄは可変圧電源12に接続され、接点ｏは加算器35及び
減算器36の入力端子に接続される。ロータリスイッチ37
の回路切換部を回転させることにより可動接点が切り換
えられて、接点ｏと接点ｅ〜ｇが順次に接続され、同様
にスイッチ10の可動接点を切り換えることにより接点ｏ
と接点ｃ又は接点ｄとが接続される。バランスシリンダ
２の非使用時には、可動接点を接点ｅに切り換えてお
く。バランスシリンダ２のヘッド側に圧力センサ15が配
設され、圧力センサ15によってバランスシリンダ２内の
ヘッド側の圧力が測定され、圧力センサ15の出力は比較
回路16に入力される。比較回路16では圧力センサ15の出
力と上限圧力設定装置17からの出力とを比較し、比較回
路16の出力端子は配線18によって第３制御弁19の入力端
子に接続され、配線18には警報器26が接続される。第３
制御弁19のＡポートは配管を介してバランスシリンダ２
のヘッド側に連通され、第３制御弁19のＰポートは配管
を介して第１圧力制御弁のＡポートに接続され、第３制
御弁19のＲポートは大気に連通される。図示のように、
第３制御弁19には各ポートを閉鎖する位置と、Ａポート
をＰポートに連通させる位置と、ＡポートをＲポートに
連通させる位置とがあり、非常時停電時には各ポートが
閉鎖されて、ヘッド側のエアをシリンダ内へ封入する。
なお、図１には、バランスシリンダ２のヘッド側端部で
荷重１の重量とバランスさせるバランサ機構を示した
が、バランスシリンダ２のロッド側端部でバランスさせ
るバランサ機構に変更することは容易である。
【００１０】次に実施例の作用について説明する。作業
開始前において、オートエアバランサ装置の電源スイッ
チ（図示せず）はオフで、空気圧源30からエアが供給さ
れているとする。このとき、ロータリスイッチ37の可動
接点は接点ｅに切り換えられているが、Ｄ／Ａコンバー
タ６の電圧は０ボルトであり、第１圧力制御弁７の入力
信号は０であり、配管31及びバランスシリンダ２のヘッ
ド側の圧力は第３制御弁19がオフ状態のためシリンダに
封入されている。そして、第２圧力制御弁８は常に所定
の逆走用圧力に設定されており、配管32及びバランスシ
リンダ２のロッド側の圧力は所定の逆走用圧力である。
従って、ピストンロッドは前行程の終了時と同様にヘッ
ド側端待機位置（短縮位置）にあり、ピストン９の飛び
出しが防止される。次に、作動を開始して、オートエア
バランサ装置の電源スイッチをオンにすると、第３制御
弁19がＯＮして図示の左位置に切り換えられて、バラン
スシリンダ２のヘッド側ポートと第１圧力制御弁７のＡ
ポートが接続され、ロータリスイッチ37の可動接点は接
点ｅに切り換えられているので、Ｄ／Ａコンバータ６か
らの信号がロータリスイッチ37を通って第１圧力制御弁
７へ入力される。Ｄ／Ａコンバータ６からの初期信号
（０ボルト）に応じ第１圧力制御弁７から出力されるエ
ア圧（初期圧力）は、第２圧力制御弁８により設定され
るエア圧（逆走用圧力）よりも相当に低圧であり、ピス
トン９はヘッド側端待機位置にあり、ピストン９の飛び
出しが防止される。ピストン９の飛び出しが防止される
ので、ピストンロッドに固定されたワーク等を破壊し、
又は作業者達に損傷を与えることがない。
【００１１】次に、ピストンロッドに負荷１を連結し起
動スイッチ（図示せず）をオンにすると、パルス発生器
４の発生するパルスがカウンタ５のアップ端子に入力さ
れる。このパルスはカウンタ５でアップ側に加算され、
その出力がＤ／Ａコンバータ６に送られて入力パルス数
に比例したアナログ電圧に変換され、ロータリスイッチ
37の接点ｅ、可動接点をとおって第１圧力制御弁７に入
力される。起動スイッチのオン動作と同時に、時間の経
過に比例したアナログ電圧の第１圧力制御弁７への入力
が開始され、第１圧力制御弁７は入力アナログ電圧に比
例した出力圧力（空気圧）を発生する。このように、パ
ルス発生器４からのパルス数に応じて第１圧力制御弁７
の出力圧力が徐々に上昇し、それに従ってバランスシリ
ンダ２内のヘッド側の圧力も上昇する。
【００１２】バランスシリンダ２の出力（ヘッド側の圧
力とピストンのヘッド側受圧面積の積）が負荷１の抵抗
に〔ロッド側の圧力とピストンのロッド側受圧面積の
積〕を加えたものより大きくなると、バランスシリンダ
２のピストンロッドは伸張（図１では右動）を開始す
る。ピストン９が位置検出器３の作動範囲に入ると、位
置検出器３の出力がオフ信号からオン信号に切り換えら
れる（伸長開始検出）。位置検出器３の出力信号の切換
えがフリップフロップ回路24に伝えられ、第１段出力ａ
点の出力がオフ信号からオン信号に変えられ、ａ点のオ
ン信号（立ち上がり）により伸長開始電圧ラッチ回路20
が作動され、伸長開始電圧ラッチ回路20に伸長開始電圧
Ｖup信号が記憶（一時保持）される。
【００１３】ピストン９が更に伸張して位置検出器３の
作動範囲を越えると、位置検出器３の出力信号がオンか
らオフに切り換えられ、フリップフロップ回路24の第１
段出力ａ点の出力がオン信号からオフ信号に変えられ、
同時に第２段出力ｂ点の出力がオフ信号からオン信号に
変えられる。ｂ点のオン信号によりパルス発生器４の出
力端子からカウンタ５のアップ端子に接続されていた回
路が遮断され、今度はパルス発生器４の出力端子がカウ
ンタ５のダウン端子に接続される（短縮開始指令）。従
って、カウンタ５でパルスのダウン側への加算（出力パ
ルスの減算）が開始され、カウンタ５の出力パルス数の
変化に応じて第１圧力制御弁７の出力圧力が徐々に降下
し、それに従ってバランスシリンダ２内のヘッド側の圧
力も降下する。
【００１４】バランスシリンダ２の出力（ヘッド側の圧
力とピストンのヘッド側受圧面積の積）が負荷１の抵抗
に〔ロッド側の圧力とピストンのロッド側受圧面積の
積〕を加えたものより小さくなると、バランスシリンダ
２のピストンロッドは短縮作動（図１では左動）を開始
する。ピストンロッドが短縮して位置検出器３の作動範
囲に再び入ると、位置検出器３の出力がオフ信号からオ
ン信号に切り換えられる（短縮開始検出）。位置検出器
３の出力信号の変化がフリップフロップ回路24に伝えら
れ、第２段出力ｂ点の出力がオン信号からオフ信号に変
えられ、第３段出力ｃ点の出力がオフ信号からオン信号
に変えられる。ｂ点のオフ信号により、パルス発生器４
の出力端子からカウンタ５のダウン端子に接続されてい
た回路が遮断され、パルス発生器４の出力端子からカウ
ンタ５のアップ端子への遮断が維持される。（カウンタ
５は加算も減算も行わない。）ｃ点のオン信号（立ち上
がり）により、短縮開始電圧ラッチ回路21が作動され、
短縮開始電圧ラッチ回路21に短縮開始電圧Ｖdown信号が
記憶（一時保持）される。
【００１５】ピストンロッドが更に短縮してヘッド側端
位置に到達すると、位置検出器３の出力がオン信号から
オフ信号に切り換えられる。位置検出器３の出力信号の
変化がフリップフロップ回路24に伝えられ、第３段出力
ｃ点の出力がオン信号からオフ信号に変えられ、第４段
出力ｄ点の出力がオフ信号からオン信号に変えられる。
ｄ点のオン信号により、伸長開始電圧ラッチ回路20及び
短縮開始電圧ラッチ回路21に記憶（一時保持）されてい
た信号が出力され、減算／シフト回路22及び加算回路23
が作動を開始する。先ず、減算／シフト回路22におい
て、伸長開始電圧ラッチ回路20からの伸長開始電圧Ｖup
信号と短縮開始電圧ラッチ回路21からの短縮開始電圧Ｖ
down信号との差の電圧（装置のヒステリシスと考え
る。）が算出され、この差の電圧が下位方向に１ビット
シフトされ、差の電圧の二分の一の電圧ΔＶ（ヒステリ
シスの中央値）が得られる。次いで、加算回路23におい
て、短縮開始電圧ラッチ回路21からの短縮開始電圧Ｖdo
wn信号と減算／シフト回路22からのヒステリシス分の電
圧ΔＶ信号とが加算され、電圧（Ｖdown＋ΔＶ）信号が
出力される。加算回路23の出力電圧（Ｖdown＋ΔＶ）信
号はカウンタ５、Ｄ／Ａコンバータ６で所定の処理をさ
れて第１圧力制御弁７に伝えられ、第１圧力制御弁７の
出力圧力は（Ｖdown＋ΔＶ）信号に従ったバランス圧力
が設定される。バランスシリンダ２のヘッド側の圧力も
第１圧力制御弁７の出力圧力（バランス圧力）となる。
なお、実施例のオートエアバランサの復帰挙動は、その
用途と関連づけて適宜行うことがでる。
【００１６】バランスシリンダ２のバランス状態が実現
した後に、スイッチ10を接点ｄへ、ロータリスイッチ37
の可動接点を接点ｆに切り換えると、Ｄ／Ａコンバータ
６から出力された電圧（Ｖdown＋ΔＶ）と可変圧電源12
からの信号が加算器35で加算され、第１圧力制御弁７に
入力される。切換直後は可変電源12は０Ｖとすると、第
１圧力制御弁７に入力される電圧はバランス圧力信号が
入力されるので、切換直後にピストン９はバランス状態
を維持する。その後に、可変圧電源12から第１圧力制御
弁７に入力される出力電圧を上昇させると、バランスシ
リンダ２のヘッド側の圧力が上昇してピストン９が伸張
する。次に、ロータリスイッチ37を接点ｇに切り換える
と、Ｄ／Ａコンバータ６から出力された電圧（Ｖdown＋
ΔＶ）と可変圧電源12からの信号が減算器36で減算さ
れ、この減算された信号が第１圧力制御弁７に入力され
ると出力電圧が下がり、バランスシリンダ２のヘッド側
の圧力が下降してピストンロッドが短縮作動する。作業
者が負荷１の位置を監視しながら可変圧電源12の出力電
圧およびロータリスイッチ37を手動で調整することによ
り、負荷１を任意の位置に移動させることができる。こ
のとき、ピストン９の前後の圧力差を所望の値に設定す
ることにより、ピストンの移動速度を制御することがで
きる。所定の位置でロータリスイッチ37の可動接点を接
点ｅに切り換えると、バランス圧力信号が第１圧力制御
弁７に入力され、ピストン９が停止する。
【００１７】連続的に移動するベルト等に一定の力を加
えたいときには、スイッチ10を接点ｃへ切り換え、ロー
タリスイッチ37の可動接点を接点ｆに切り換えた状態
で、ピストンロッドの先端にローラを固定し、ローラを
ベルト等に対向させる。次に、可変圧電源12の出力電圧
を実験等によって求められた値に設定し、加算器35によ
りＤ／Ａコンバータ６から出力された電圧（Ｖdown＋Δ
Ｖ）と可変圧電源12の電圧が加算され、この信号が第１
圧力制御弁７に入力され、バランスシリンダ２のヘッド
側の圧力が設定圧力となる。ピストンロッドが伸張して
ローラがベルト等に接触し、バランスシリンダ２のピス
トン９の両側の圧力差・面積差により決められる所定の
力が、ローラをとおしてベルト等に加わることとなる。
【００１８】定圧電源11により出力電圧を固定させるこ
とによっても、バランスシリンダ２のピストン９の移動
が可能である。例えば、圧入作業を行う場合、スイッチ
10を接点ｃ、ロータリスイッチ37をｇに切り換えると、
Ｄ／Ａコンバータ６の出力（Ｖdown＋ΔＶ）と定圧電源
11の電圧が減算器36で減算され、その出力が第１圧力制
御弁７に入力されピストン９がヘッド側端待機位置に位
置する。このときピストンロッドの先端に工具を固定し
て、ロータリスイッチ37をｆに切り換えると、Ｄ／Ａコ
ンバータ６の出力（Ｖdown＋ΔＶ）と定圧電源11の電圧
が加算器35により加算され、その電圧が第１圧力制御弁
７に入力され、ピストンロッドは伸張し、工具が被圧入
物体に当接し、次いで被圧入物体が工具で押されて設置
すべき凹所に所定の力で圧入される。ロータリスイッチ
37を設定時間後に再び接点ｇにすると、Ｄ／Ａコンバー
タ６の出力（Ｖdown＋ΔＶ）と定圧電源11の電圧が減算
器36で減算され、その電圧が第１圧力制御弁７に入力さ
れ、ピストン９はヘッド側端待機位置に戻される。この
ようにして、バランスシリンダ２のシーケンス作動が実
現し、シーケンス作動を連続して行わせることができ
る。なお、被圧入物体の種類に応じて、定圧電源11を変
え、圧入力を変えることができ、被圧入物体を破壊する
ことがない。また、バランスシリンダ２による圧入作業
に代えて、バランスシリンダ２によってエアチャックを
作動させるようになし、圧入作業と同様にして第１圧力
制御弁７に入力される信号を変え、エアチャックの把持
力を変化させることができる。
【００１９】第３制御弁19を用いて前記圧入作業の安全
性を一層向上させることができる。圧入行程で要するバ
ランスシリンダ２のヘッド側の最高圧力を予め定めてお
き、この最高圧力を上限圧力設定装置17に設定する。圧
入作業中の事故、装置の不備等により、予め定めた最高
圧力を越えると、比較回路16から危険信号が出力され、
警報器26が作動し、同時に第３制御弁19が急速に作動し
て図示の位置に復帰させ、バランスシリンダ２のヘッド
側のエアをシリンダ内に封入する。このようにして、危
険な状態が早急に回避される。
【００２０】バランスシリンダ２をロッド側を上にして
垂直に位置させ、測定したい負荷をピストンロッド上に
載せ負荷を降ろしてバランスさせ、バランス完了後圧力
センサ15の出力信号を不図示の表示器に入力し、その表
示器から負荷の重量を読み取ることができる。
【００２１】停電その他の事故が生じたときには、第３
制御弁19がＯＦＦ状態となり、シリンダのヘッド側圧力
を封入状態にするため、シリンダはバランス状態のまま
停止し、安全性が保たれる。
【００２２】バランスシリンダ２にブレーキ装置を設置
することができる。ブレーキ解放に用いるエアを前記バ
ランス圧力と一致させる（ブレーキ用エア供給回路に圧
力制御弁を配設し、その圧力制御弁にバランス圧力信号
を入力する。）ことにより、ブレーキ動作に必要な圧力
が自動的に得られる。こうして、ブレーキの寿命を伸ば
すことができる。なお、従来は、負荷が変動する度に、
手動式の圧力制御弁によって、ブレーキ用のエアの圧力
を調整していた。
【００２３】
【発明の効果】本発明のオートエアバランサでは、ピス
トンの移動距離が位置検出器の応差を越える時のバラン
スシリンダの圧力を伸長開始電圧信号として一時保持
し、ピストンが位置検出器の作動範囲に入る時のバラン
スシリンダの圧力を短縮開始電圧信号として一時保持
し、バランスシリンダのピストンが一端位置に達する時
に、一時保持された伸長開始電圧信号及び短縮開始電圧
信号を出力させ、伸長開始電圧信号と短縮開始電圧信号
との差の中央値を求め、この中央値に短縮開始電圧信号
を加算し、前記中央値に短縮開始電圧を加算した値を、
バランスシリンダのバランス圧力信号とする。上記の簡
単な学習によって始動抵抗を決定するので、始動抵抗が
変化しても、多様に渡る負荷荷重とバランスシリンダの
出力とがバランスするバランスシリンダの圧力を、自動
的に設定することができる。このバランス圧力信号又は
バランス圧力信号に対し定圧電源から出力される信号を
加減算した信号、バランス圧力信号に対し可変圧電源装
置から出力される信号を加減算した信号のいずれかを第
１圧力制御弁に入力して、バランスシリンダの圧力を制
御する。従って、各種負荷を所定の位置に維持し、次い
で各種負荷を所望の速度で移動させたり、各種の物体に
所望の機械的力を加えたり、ピストンロッドの飛び出し
を防止し、バランスシリンダ内が所定の圧力を越えた場
合に警報を作動させかつ圧力を低下させたりすることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の回路図である。
【符号の説明】
２ バランスシリンダ ３ 位置検出器 ７ 第１圧力制御弁 ８ 第２圧力制御弁 11 定圧電源 12 可変圧電源 26 警報器
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年９月２６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２３】
【発明の効果】本発明のオートエアバランサでは、ピス
トンの移動距離が位置検出器の応差を越える時のバラン
スシリンダの圧力を伸長開始電圧信号として一時保持
し、ピストンが位置検出器の作動範囲に入る時のバラン
スシリンダの圧力を短縮開始電圧信号として一時保持
し、バランスシリンダのピストンが一端位置に達する時
に、一時保持された伸長開始電圧信号及び短縮開始電圧
信号を出力させ、伸長開始電圧信号と短縮開始電圧信号
との差の中央値を求め、この中央値に短縮開始電圧信号
を加算し、前記中央値に短縮開始電圧を加算した値を、
バランスシリンダのバランス圧力信号とする。上記の簡
単な学習によって始動抵抗を決定するので、始動抵抗が
変化しても、多様に渡る負荷荷重とバランスシリンダの
出力とがバランスするバランスシリンダの圧力を、自動
的に設定することができる。このバランス圧力信号又は
バランス圧力信号に対し定圧電源から出力される信号を
加減算した信号、バランス圧力信号に対し可変圧電源装
置から出力される信号を加減算した信号のいずれかを第
１圧力制御弁に入力して、バランスシリンダの圧力を制
御する。従って、各種負荷を所定の位置に維持し、次い
で各種負荷を所望の速度で移動させたり、各種の物体に
所望の機械的力を加えたり、ピストンロッドの飛び出し
を防止し、バランスシリンダ内が所定の圧力を越えた場
合に警報を作動させかつ圧力を封入させたりすることが
できる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金沢 健児 茨城県筑波郡谷和原村絹の台４−２−２ エスエムシー株式会社筑波技術センター内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 次のＡないしＣの手段からなるオートエ
    アバランサ装置。 Ａ．バランスシリンダの一端側の圧力を第１圧力制御弁
    によって所望の圧力に制御し、バランスシリンダの他端
    側の圧力を第２圧力制御弁によって所定の圧力に制御す
    る手段。 Ｂ．バランスシリンダのバランス圧力信号を求める手
    段。 Ｃ．前記バランス圧力信号に他の信号を加減算して前記
    第１圧力制御弁に入力する手段。
  2. 【請求項２】 次のＤないしＩの手段からなるオートエ
    アバランサ装置。 Ｄ．バランスシリンダの一端側の圧力を第１圧力制御弁
    によって所望の圧力に制御し、バランスシリンダの他端
    側の圧力を第２圧力制御弁によって所定の圧力に制御す
    る手段。 Ｅ．バランスシリンダのピストンロッドが伸長し、ピス
    トンが位置検出器の作動範囲から出る時のバランスシリ
    ンダの圧力を伸長開始電圧信号として一時保持する手
    段。 Ｆ．バランスシリンダのピストンロッドが短縮作動し、
    ピストンが位置検出器の作動範囲に再び入る時のバラン
    スシリンダの圧力を短縮開始電圧信号として一時保持す
    る手段。 Ｇ．バランスシリンダのピストンロッドが一端位置に達
    する時に、一時保持された伸長開始電圧信号及び短縮開
    始電圧信号を出力させ、伸長開始電圧信号と短縮開始電
    圧信号との差の中央値を求め、この中央値に短縮開始電
    圧信号を加算する手段。 Ｈ．前記中央値に短縮開始電圧を加算した値を、バラン
    スシリンダのバランス圧力信号とする手段。 Ｉ．前記バランス圧力信号へ他の信号を加減算して前記
    第１圧力制御弁に入力する手段。
  3. 【請求項３】 次のＪないしＯの手段からなるオートエ
    アバランサ装置。 Ｊ．バランスシリンダの一端側の圧力を第２圧力制御弁
    によって所定の圧力に制御し、バランスシリンダの他端
    側の圧力を第１圧力制御弁によって所望の圧力に制御す
    る手段。 Ｋ．バランスシリンダのピストンロッドが短縮作動し、
    ピストンが位置検出器の作動範囲から出る時のバランス
    シリンダの圧力を短縮開始電圧信号として一時保持する
    手段。 Ｌ．バランスシリンダのピストンロッドが伸長し、ピス
    トンが位置検出器の作動範囲に再び入る時のバランスシ
    リンダの圧力を伸長開始電圧信号として一時保持する手
    段。 Ｍ．バランスシリンダのピストンロッドが他端位置に達
    する時に、一時保持された短縮開始電圧信号及び伸長開
    始電圧信号を出力させ、短縮開始電圧信号と伸長開始電
    圧信号との差の中央値を求め、この中央値に伸長開始電
    圧信号を加算する手段。 Ｎ．前記中央値に伸長開始電圧を加算した値を、バラン
    スシリンダのバランス圧力信号とする手段。 Ｏ．前記バランス圧力信号へ他の信号を加減算して前記
    第１圧力制御弁に入力する手段。
  4. 【請求項４】 前記の他の信号を定圧電源から出力され
    る信号又は可変圧電源装置から出力される信号とする請
    求項１，２又は３記載のオートエアバランサ装置。
  5. 【請求項５】 前記定圧電源から出力される信号を前記
    バランス圧力信号へ加算又は減算を順次に行い、この信
    号を前記第１圧力制御弁に入力してバランスシリンダを
    往復動させ、設定時間後に前記バランス圧力信号を前記
    第１圧力制御弁に入力するようになし、バランスシリン
    ダの一端側又は他端側の圧力を検出し、その圧力が上限
    設定圧力を越えた場合に、警報装置を作動させ、バラン
    スシリンダの一端側又は他端側のエアをバランスシリン
    ダ内へ封入する手段を備えた請求項１，２又は３記載の
    オートエアバランサ装置。
  6. 【請求項６】 前記可変圧電源から出力される信号を前
    記バランス圧力信号へ加算又は減算を順次に行い、この
    信号を前記第１圧力制御弁に入力してバランスシリンダ
    を往復動させ、設定時間後に前記バランス圧力信号を前
    記第１圧力制御弁に入力するようになし、バランスシリ
    ンダの一端側又は他端側の圧力を検出し、その圧力が上
    限設定圧力を越えた場合に、警報装置を作動させ、バラ
    ンスシリンダの一端側又は他端側のエアをバランスシリ
    ンダ内へ封入する手段を備えた請求項１，２又は３記載
    のオートエアバランサ装置。
JP6079264A 1994-03-28 1994-03-28 オートエアバランサ装置 Pending JPH07267592A (ja)

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US08/346,675 US5481959A (en) 1994-03-28 1994-11-30 Automatic air balancer system
DE4446074A DE4446074A1 (de) 1994-03-28 1994-12-22 Automatisches Luftausgleichssystem

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DE4446074A1 (de) 1995-10-05

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