JPH1030609A - 圧力調整回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークに合わせて特別な調節操作をしなくと
も、シリンダ装置のピストンを釣合状態とすることが可
能な圧力調整回路を提供すること。 【解決手段】 ワークＷの荷重を受けた受板３２が反力
室３８側に変位して導入用弁体５２が開放位置になると
加圧空気の流入で作用室４の圧力が上昇する。導入用弁
体５２の開放により制御ポート４６ａの圧力も上昇し、
反力室３８の圧力も上昇するので、やがて受板３２（ダ
イヤフラム３４）が中立位置とされ、導入用弁体５２は
閉鎖位置となる。これにより調圧ピストン室２４の圧力
上昇も停止するので、作用室４の圧力上昇に伴って制御
室２２の圧力が高まり、調圧ピストン室２４の圧力と釣
合えば作用室４への加圧空気の給排は停止される。補正
バネ４２の付勢力を調整しておけば、ワークＷに合わせ
て特別な調節操作をしなくとも、シリンダ装置２のピス
トンＰを釣合状態とすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エアシリンダのピ
ストンに連結されたワークの荷重と拮抗する力をピスト
ンに付与するための圧力調整回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ピストンロッドの先端にワークを
取り付けたエアシリンダの作用室を、ワークに作用する
重力に拮抗する圧力に調圧することにより、わずかな外
力を作用させるだけでワークを昇降可能とする圧力調整
回路が知られている。

【０００３】このような圧力調整回路の一例を、図１２
を参照して説明すると、シリンダ装置２の作用室４に
は、主弁６の調圧室８が接続されている。この調圧室８
は、空気供給源Ｒに接続された給気室１０に連接し、給
気弁体１２によって給気室１０との連通を通断される。
また調圧室８には、大気開放されている排気室１４が連
接され、排気弁体１６によって調圧室８と排気室１４と
の連通が通断される。

【０００４】排気室１４の上方には、排気室１４とは独
立にピストン室１８が設けられており、このピストン室
１８は、調圧ピストン２０により制御室２２と調圧ピス
トン室２４とに区分される。調圧ピストン２０には、調
圧室８を貫通するステム２６が連結されており、ステム
２６の下降により給気弁体１２が押し下げられて調圧室
８と給気室１０とが連通され、ステム２６の上昇により
排気弁体１６が引き上げられて調圧室８と排気室１４と
が連通される。また、制御室２２はバイパス２８を介し
て調圧室８と連通されている。さらに、調圧ピストン室
２４の給排ポート３０は調整弁４００の副調圧室４０２
に連通されると共に、オリフィス４０４を介して大気開
放されている。

【０００５】調整弁４００には、副調圧室４０２に連接
する副給気室４０６が設けられており、副給気室４０６
は空気供給源Ｒに接続されている。また、副調圧室４０
２と副給気室４０６とは、副調圧室４０２を貫通するシ
ャフト４０８ａを有する弁体４０８によって連通を通断
される構成である。弁体４０８の下側には弁体４０８を
閉鎖位置側に付勢する付勢ばね４１０が装着され、弁体
４０８の上端４０８ｂは副制御室４１２内に突出し副制
御室４１２と調圧ばね室４１４との間に横設されたダイ
ヤフラム４１６の中央に取り付けられた受板４１８に当
接されている。このダイヤフラム４１６は、調圧ばね室
４１４内に設置された調圧ばね４２０によって弁体４０
８を押し下げる方向に付勢されており、調圧ばね４２０
の付勢力はハンドル４２２にて調整できる。さらに、副
制御室４１２は、バイパス２８を介して調圧室８および
制御室２２に連通されており、これらの圧力が導入され
る構成である。

【０００６】こうした構成による圧力調整回路４５０で
は、調整弁４００の弁体４０８が調圧ばね４２０によっ
て押し下げられると、空気供給源Ｒからの加圧空気が主
弁６の調圧ピストン室２４に導入される。これにより調
圧ピストン２０が下降して給気弁体１２を押し下げる
と、空気供給源Ｒからの加圧空気が調圧室８を介して作
用室４に導入され、ピストンＰをワークＷと共に上昇さ
せる力を及ぼす。このとき、互いに連通している作用室
４、調圧室８、制御室２２および副制御室４１２の圧力
が上昇する。制御室２２の圧力が調圧ピストン室２４の
圧力に優れば、調圧ピストン２０が押し上げられてステ
ム２６が引き上げられるので、給気弁体１２は上昇して
給気室１０と調圧室８の連通を遮断し、排気弁体１６が
引き上げられて調圧室８と排気室１４とが連通される。
これにより、作用室４の圧力は低下し、ピストンＰは下
降する。また、調圧室８への加圧空気の給排により、制
御室２２の圧力と調圧ピストン室２４の圧力とが釣合え
ば、ステム２６は中立位置とされるので、給気弁体１２
および排気弁体１６は図示のように閉鎖位置とされて、
調圧室８すなわち作用室４へ空気の給排はなされない。
したがって、ピストンＰおよびワークＷは昇降変位しな
い釣合状態とされる。このように、制御室２２と調圧ピ
ストン室２４の圧力がバランスすれば、ピストンＰは釣
合状態となる。

【０００７】この釣合状態は制御室２２と調圧ピストン
室２４の圧力バランスによってもたらされるが、調圧ピ
ストン室２４の圧力は調整弁４００によって調整されて
いる。図示の構成から明らかなように、調整弁４００に
おいては、調圧ばね４２０の付勢力が副制御室４１２の
圧力および付勢ばね４１０に打ち勝って弁体４０８を下
降させると副給気室４０６と副調圧室４０２とが連通さ
れて、加圧空気が副調圧室４０２側へ供給される。これ
によってオリフィス４０４からの流出量を越える加圧空
気が調圧ピストン室２４側に流入すると、調圧ピストン
室２４の圧力が上昇する。

【０００８】一方、副制御室４１２の圧力が上昇してダ
イヤフラム４１６を押し上げると、弁体４０８が副給気
室４０６と副調圧室４０２との連通を遮断して調圧ピス
トン室２４への加圧空気の供給は停止されるので、オリ
フィス４０４からの空気の流出に伴って調圧ピストン室
２４の圧力が低下する。

【０００９】したがって、調圧ピストン室２４の圧力は
調圧ばね４２０の付勢力と副制御室４１２の圧力とによ
って調整され、調圧ばね４２０の付勢力が大きければ、
副制御室４１２の圧力（＝制御室２２、調圧室８および
作用室４の圧力）が高い状態で、調圧ピストン室２４の
圧力と副制御室４１２の圧力とがバランスする。また、
調圧ばね４２０の付勢力が小さければ、副制御室４１２
の圧力（＝制御室２２、調圧室８および作用室４の圧
力）が低い状態で、調圧ピストン室２４の圧力と副制御
室４１２の圧力とがバランスする。つまり、ワークＷの
荷重が大きければ、調圧ばね４２０の付勢力を大きくす
ることで作用室４の圧力を高め、ワークＷの荷重が小さ
ければ、調圧ばね４２０の付勢力を小さくすることで作
用室４の圧力を低めて、ピストンＰを釣合状態とでき
る。

【００１０】この釣合状態でワークＷに外力を及ぼして
上昇させれば、作用室４の圧力は低下し、制御室２２の
圧力も低下する。これに応じて副制御室４１２の圧力も
低下し調整弁４００が開弁する。すると、上述のように
オリフィス４０４からの流出を上回る加圧空気が調圧ピ
ストン室２４側へ流入して調圧ピストン室２４の圧力が
上昇するので、調圧ピストン２０が下降し給気弁体１２
が押し下げられ作用室４に加圧空気が供給される。した
がって、わずかな外力を及ぼすだけでワークＷを上昇さ
せることができる。

【００１１】また、釣合状態でワークＷに外力を及ぼし
て下降させれば、作用室４の圧力は上昇し、制御室２２
および副制御室４１２の圧力も上昇するので、調整弁４
００は閉弁される。これにより調圧ピストン室２４への
加圧空気の供給は停止され、オリフィス４０４からの空
気の流出に伴って調圧ピストン室２４の圧力が低下する
ので、調圧ピストン２０が上昇し排気弁体１６が押し上
げられ作用室４から空気が排出される。したがって、わ
ずかな外力を及ぼすだけでワークＷを下降させることが
できる。さらに、外力を及ぼして上昇または下降させた
ワークを所望の位置で停止させれば、調圧室８への空気
の給排により、制御室２２の圧力と調圧ピストン室２４
の圧力とがバランスし、作用室４における空気の給排は
停止され、ワークＷは再び釣合状態とされる。

【００１２】以上のように、ワークＷの荷重に応じて調
圧ばね４２０の付勢力を調整すればピストンＰを釣合状
態とでき、釣合状態にあるワークＷにわずかな外力を及
ぼすだけでワークＷを昇降させることができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
構成では、ワークＷを変更する毎に調圧ばね４２０の付
勢力を調整しなければならず、煩わしかった。このよう
な技術的な背景下でなされた本発明は、ワークに合わせ
て特別な調節操作をしなくとも、シリンダ装置のピスト
ンを釣合状態とすることが可能な圧力調整回路を提供す
ることを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、請求項１記載の圧力調整回路は、加圧気
体源に接続される給気室と、給気弁体により前記給気室
との連通を通断される調圧室と、排気弁体により前記調
圧室との連通を通断され排気ポートにより外部に開放さ
れる排気室と、中立位置では前記給気弁体と前記排気弁
体とを共に閉鎖位置とし下降時には前記給気弁体を開放
位置とし上昇時には前記排気弁体を開放位置とするステ
ムと、前記調圧室と連通された制御室と、この制御室に
対置される調圧ピストン室と、前記制御室と調圧ピスト
ン室との圧力差に応じて往復変位して前記ステムを昇降
させる調圧ピストンとを有する主弁と、前記主弁の調圧
室に接続される作用室と、荷重伝達機構を介して伝達さ
れるワークの重量に応じた荷重力を及ぼされ且つ前記作
用室内の加圧気体の圧力により前記荷重力に抗する方向
の作用力を及ぼされるピストンとを有するシリンダ装置
とを備える圧力調整回路において、前記ワークの荷重が
及ぼされる荷重受面と該荷重受面とは反対側となる反力
受面とを有する変位板を含むダイヤフラム、前記荷重受
面を前記反力受面側に向けて付勢する変位板付勢手段、
該変位板付勢手段の付勢力を調節する付勢力調節手段、
前記ダイヤフラムの反力受面側をその一部として形成さ
れ加圧気体が導入される反力室および前記変位板が中立
位置よりも前記反力室側に変位すると開放位置に変位し
て加圧気体源からの加圧気体を制御ポートに導く導入用
弁体を備え、前記荷重伝達機構と前記ワークとの間に介
在して該ワークを保持するワーク保持体と、直接または
間接的に前記制御ポートの圧力を前記調圧ピストン室に
導く制御圧導入手段と、前記制御ポートまたは前記制御
室の圧力を前記反力室に導くフィードバック手段と、前
記反力室または前記調圧ピストン室から加圧気体を除放
する除放手段とを設けている。

【００１５】請求項２記載の圧力調整回路は、加圧気体
源に接続される給気室と、給気弁体により前記給気室と
の連通を通断される調圧室と、排気弁体により前記調圧
室との連通を通断され排気ポートにより外部に開放され
る排気室と、中立位置では前記給気弁体と前記排気弁体
とを共に閉鎖位置とし下降時には前記給気弁体を開放位
置とし上昇時には前記排気弁体を開放位置とするステム
と、前記調圧室と連通された制御室と、この制御室に対
置され加圧気体源側に接続される調圧ピストン室と、前
記制御室と調圧ピストン室との圧力差に応じて往復変位
して前記ステムを昇降させる調圧ピストンとを有する主
弁と、前記主弁の調圧室に接続される作用室と、荷重伝
達機構を介して伝達されるワークの重量に応じた荷重力
を及ぼされ且つ前記作用室内の加圧気体の圧力により前
記荷重力に抗する方向の作用力を及ぼされるピストンと
を有するシリンダ装置とを備える圧力調整回路におい
て、前記ワークに連結されるケーシング、上端を前記荷
重伝達機構に連結され下端を前記ケーシング内にして該
ケーシングの摺動孔を自身の軸方向に沿って気密に摺動
する連結ロッド、該連結ロッドに固着される荷重受面に
及ぼされる力と該荷重受面とは反対側となる反力受面と
を有する変位板を含むダイヤフラム、前記ダイヤフラム
の荷重受面側をその一部として形成され前記連結ロッド
の下端側を収容するとともに加圧気体が導入される荷重
室、前記変位板が中立位置よりも反力受面側に変位する
と開放位置に変位して制御ポートから導入される加圧気
体を放出する放出弁体、前記ケーシングと前記連結ロッ
ドとの間に介装されて前記連結ロッドの上端と前記ケー
シングとの距離を広げる方向の付勢力を及ぼすロッド付
勢手段および該ロッド付勢手段の付勢力を調節する付勢
力調節手段とを備えるワーク保持体と、前記加圧気体源
からの加圧気体を減圧して前記調圧ピストン室に供給す
る減圧手段と、直接または間接的に前記制御ポートと前
記調圧ピストン室とを接続し前記調圧ピストン室の圧力
を前記制御ポートの圧力に連動させる圧力連動手段と、
前記制御ポートまたは前記制御室の圧力を前記荷重室に
導くフィードバック手段とを設けている。

【００１６】請求項３記載の圧力調整回路は、請求項１
または２記載の圧力調整回路において、前記ピストンに
軸方向に沿った外力を及ぼすためのピストン駆動機構を
設けたことを特徴とする。

【００１７】請求項４記載の圧力調整回路は、請求項１
ないし３のいずれか記載の圧力調整回路において、前記
ピストンの受圧面積をＡ、前記ダイヤフラムの受圧面積
をＢとするときに、前記ピストンの軸方向移動量をＡ／
Ｂ倍した昇降移動量を前記ワーク保持体に及ぼす増速機
構を、前記荷重伝達機構の一部として設けたことを特徴
とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】上記の構成になる請求項１記載の
圧力調整回路では、まずワークを取り付けない状態で初
期調整を行う。この状態で圧力調整回路に加圧気体源か
らの加圧気体が供給を開始された際には、反力室には加
圧気体がないから、変位板は変位板付勢手段の付勢力に
よって反力受面側に変位し、導入用弁体が開放位置に変
位して加圧気体源からの加圧気体を制御ポートに導く。
制御圧導入手段は、この制御ポートの圧力を調圧ピスト
ン室に導く。

【００１９】すると調圧ピストン室の圧力が上昇して調
圧ピストンが下降変位するので、ステムも下降し、給気
弁体が開放される。給気弁体の開放により給気室と調圧
室が連通される。これにより、加圧気体源からの加圧気
体は、給気室から調圧室を経て、シリンダ装置の作用室
に流入し、作用室の圧力は上昇する。そして、作用室の
圧力上昇と並行して、調圧室および制御室の圧力も上昇
する。

【００２０】制御室の圧力が上昇して調圧ピストン室の
圧力に優れば、調圧ピストンが押し上げられてステムが
引き上げられるので、給気弁体は上昇して給気室と調圧
室の連通を遮断し、排気弁体が引き上げられて調圧室と
排気室とが連通される。これにより、作用室の圧力は低
下する。

【００２１】そして、調圧室への加圧気体の給排によ
り、制御室の圧力と調圧ピストン室の圧力とが釣合え
ば、ステムは中立位置とされるので、給気弁体および排
気弁体は閉鎖位置とされて、調圧室すなわち作用室へ空
気の給排はなされない。ただし、変位板付勢手段の付勢
力が強くて、導入用弁体が開放位置に変位したままであ
ると、調圧ピストン室の圧力も上昇し続けるから、その
ままでは制御室の圧力と調圧ピストン室の圧力とが釣合
うに至らない。

【００２２】また、変位板付勢手段の付勢力が弱けれ
ば、制御ポートまたは制御室から反力室に導かれる加圧
気体の圧力によって、すぐにダイヤフラム（変位板）が
荷重受面側に変位して導入用弁体が閉じられるから、作
用室の圧力がワーク保持体と共にピストンを上昇させる
に至らないうちに、作用室への加圧気体の供給が停止し
てしまう。

【００２３】そこで、ピストンに作用する荷重力と作用
力とが拮抗した状態（ピストンがワーク保持体を上昇も
下降もさせない釣合状態）で、変位板が中立位置となる
ように付勢力調節手段により変位板付勢手段の付勢力を
調節する。調圧ピストンの調圧ピストン室側と制御室側
の受圧面積が等しいものとすれば、このようにピストン
がバランスした状態で変位板付勢手段の付勢力が調節さ
れた際には、調圧ピストン室の圧力＝制御室の圧力＝作
用室の圧力である。しかも、調圧ピストン室の圧力は制
御ポートの圧力に等しいと言えるから、制御ポートの圧
力＝作用室の圧力となる。また、反力室には制御ポート
または制御室の圧力が導かれているから、ピストンの受
圧面積とダイヤフラムの受圧面積が等しいとすれば反力
室の圧力は制御ポートまたは作用室の圧力と等しくな
る。結局、反力室の圧力は作用室の圧力と等しくなる。

【００２４】こうして変位板付勢手段の初期調整がなさ
れた後、ワーク保持体にワークを取り付けると、ワーク
の荷重を受けた変位板が反力受面側に変位して導入用弁
体が開放位置になる。すると上述のように加圧気体の流
入で作用室の圧力が上昇する。そして、導入用弁体が開
放位置にあれば作用室の圧力上昇が続く。また、導入用
弁体の開放により制御ポートの圧力も上昇する。すると
制御ポートまたは作用室の圧力が導かれている反力室の
圧力も上昇するので、やがて変位板が中立位置とされ、
導入用弁体は閉鎖位置になる。これにより調圧ピストン
室の圧力上昇も停止するので、作用室の圧力上昇に伴っ
て制御室の圧力が高まり、調圧ピストン室の圧力と釣合
えば作用室への加圧気体の給排は停止される。このと
き、調圧ピストンの調圧ピストン室側と制御室側の受圧
面積が等しいものとすれば、このようにピストンがバラ
ンスした状態で変位板付勢手段の付勢力が調節された際
には、調圧ピストン室の圧力＝制御室の圧力＝作用室の
圧力である。しかも、調圧ピストン室の圧力は制御ポー
トの圧力に等しいと言えるから、制御ポートの圧力＝作
用室の圧力となる。また、反力室には制御ポートまたは
制御室の圧力が導かれているから、ピストンの受圧面積
とダイヤフラムの受圧面積が等しいとすれば反力室の圧
力は制御ポートまたは作用室の圧力と等しくなる。結
局、反力室の圧力は作用室の圧力と等しくなる。

【００２５】つまり、一旦変位板付勢手段の付勢力を調
整しておけば、ワークの荷重に関わらず、作用室の圧力
を反力室の圧力と等しくなり、その際にはピストンは釣
合状態となっている。すなわち、ワークに合わせて特別
な調節操作をしなくとも、制御室と調圧ピストン室の圧
力をバランスさせて、シリンダ装置のピストンを釣合状
態とすることができる。

【００２６】なお、ピストンの受圧面積とダイヤフラム
の受圧面積が違っている場合でも、変位板付勢手段の付
勢力の調節により上記と同様にできる。このように、ピ
ストンに作用する荷重力と作用力とが拮抗した釣合状態
で、作用室を反力室の圧力とはほぼ等しくするには、ピ
ストンとダイヤフラムの受圧面積を等しくしておけばよ
い。また、荷重伝達機構の一部を滑車、てこ、ギヤ、ね
じ等で構成して、ピストンに及ぼす荷重力をワーク側の
重量よりも増幅あるいは縮小させる場合には、この増幅
率または縮小率に応じてピストンの受圧面積とダイヤフ
ラムの受圧面積との比を調節すればよい。

【００２７】なお、実際には、除放手段によって反力室
または調圧ピストン室から加圧気体が除放されているの
で、反力室または調圧ピストン室の圧力は継続的に減少
することになる。しかし、反力室を除放した場合には、
その圧力の低下に応じて導入用弁体が開放されて制御ポ
ートに加圧気体が供給され、調圧ピストン室を除放した
場合も調圧ピストン室の圧力が低下すると、上述のよう
に調圧ピストン室に加圧気体が供給される。結局、調圧
ピストン室には除放手段による加圧気体の除放に見合う
だけの加圧気体が供給されることになり、その圧力は微
減、微増の繰り返しにより、制御室の圧力とのバランス
を維持している。

【００２８】つまり、加圧気体を絶えず漏洩させつつ制
御圧力を発生させていることになるので、ワークを上
昇、下降させる際のヒステリシスがなくなり、ワークの
上昇も下降もきわめて滑らかな動きとなる。さらに、ワ
ークをワーク保持体から取り去った場合には、導入用弁
体が閉鎖位置になると共に除放手段によって反力室ある
いは調圧ピストン室の圧力が低下させられるから、それ
に伴って作用室の圧力も速やかに低下する。従って、ワ
ークを取り去った場合にピストンが急上昇することはな
い。

【００２９】請求項２記載の圧力調整回路においても、
ワークを取り付けない状態での初期調整が行われる。初
期状態では、荷重室には加圧気体がないので変位板は中
立位置よりも荷重受面側にあり、放出弁体は閉じられて
いる。この状態で、減圧手段により調圧ピストン室に加
圧気体源からの加圧気体が供給を開始された際には、加
圧気体の流入により調圧ピストン室の圧力が上昇して調
圧ピストンが下降変位するので、ステムも下降し、給気
弁体が開放される。給気弁体の開放により給気室と調圧
室が連通される。これにより、加圧気体源からの加圧気
体は、給気室から調圧室を経て、シリンダ装置の作用室
に流入し、作用室の圧力は上昇する。そして、作用室の
圧力上昇と並行して、調圧室および制御室の圧力も上昇
する。

【００３０】制御室の圧力が上昇して調圧ピストン室の
圧力に優れば、調圧ピストンが押し上げられてステムが
引き上げられるので、給気弁体は上昇して給気室と調圧
室の連通を遮断し、排気弁体が引き上げられて調圧室と
排気室とが連通される。これにより、作用室の圧力は低
下する。

【００３１】そして、調圧室への加圧気体の給排によ
り、制御室の圧力と調圧ピストン室の圧力とが釣合え
ば、ステムは中立位置とされるので、給気弁体および排
気弁体は閉鎖位置とされて、調圧室すなわち作用室へ空
気の給排はなされない。ただし、ロッド付勢手段の付勢
力が強くて、放出弁体が閉じられたままであると、調圧
ピストン室の圧力も上昇し続けるから、そのままでは制
御室の圧力と調圧ピストン室の圧力とが釣合うに至らな
い。

【００３２】また、ロッド付勢手段の付勢力が弱けれ
ば、制御ポートまたは制御室から荷重室に導かれる加圧
気体の圧力によって、すぐにダイヤフラム（変位板）が
反力受面側に変位して放出弁体が開放位置にされるか
ら、作用室の圧力がワーク保持体と共にピストンを上昇
させるに至らないうちに、調圧ピストン室の圧力の上昇
が抑止されて作用室への加圧気体の供給が停止してしま
う。

【００３３】そこで、ピストンに作用する荷重力と作用
力とが拮抗した状態（ピストンがワーク保持体を上昇も
下降もさせない釣合状態）で、変位板が中立位置となる
ように付勢力調節手段によりロッド付勢手段の付勢力を
調節する。調圧ピストンの調圧ピストン室側と制御室側
の受圧面積が等しいものとすれば、このようにピストン
がバランスした状態でロッド付勢手段の付勢力が調節さ
れた際には、調圧ピストン室の圧力＝制御室の圧力＝作
用室の圧力である。しかも、調圧ピストン室の圧力は制
御ポートの圧力に等しいと言えるから、制御ポートの圧
力＝作用室の圧力となる。また、荷重室には制御ポート
または制御室の圧力が導かれているから、ピストンの受
圧面積とダイヤフラムの受圧面積が等しいとすれば荷重
室の圧力は制御ポートまたは作用室の圧力と等しくな
る。結局、荷重室の圧力は作用室の圧力と等しくなる。

【００３４】こうしてロッド付勢手段の初期調整がなさ
れた後、ワーク保持体にワークを取り付けると、ワーク
の荷重を受けたケーシングが連結ロッドに対して下降す
る。このケーシングと連結ロッドの相対変位は、連結ロ
ッドに固着されている変位板と放出弁体との距離を離す
方向に作用することになり、放出弁体は閉鎖側にされ
る。

【００３５】ここで減圧手段による加圧気体の供給が継
続していると調圧ピストン室の圧力が上昇し、加圧気体
の流入で作用室の圧力が上昇する。そして、放出弁体が
閉じていれば作用室の圧力上昇が続く。また、放出弁体
が閉じられているので制御ポートの圧力も上昇する。す
ると制御ポートまたは作用室の圧力が導かれている荷重
室の圧力も上昇するので、やがて変位板が中立位置より
も反力受面側とされ、放出弁体は開放位置になる。これ
により調圧ピストン室の圧力上昇も停止するので、それ
までの作用室の圧力上昇に伴って制御室の圧力が高ま
り、調圧ピストン室の圧力と釣合えば作用室への加圧気
体の給排は停止される。

【００３６】このとき、調圧ピストンの調圧ピストン室
側と制御室側の受圧面積が等しいものとすれば、このよ
うにピストンがバランスした状態でロッド付勢手段の付
勢力が調節された際には、調圧ピストン室の圧力＝制御
室の圧力＝作用室の圧力である。しかも、調圧ピストン
室の圧力は制御ポートの圧力に等しいと言えるから、制
御ポートの圧力＝作用室の圧力となる。また、荷重室に
は制御ポートまたは制御室の圧力が導かれているから、
ピストンの受圧面積とダイヤフラムの受圧面積が等しい
とすれば荷重室の圧力は制御ポートまたは作用室の圧力
と等しくなる。結局、荷重室の圧力は作用室の圧力と等
しくなる。

【００３７】つまり、一旦ロッド付勢手段の付勢力を調
整しておけば、ワークの荷重に関わらず、作用室の圧力
が荷重室の圧力と等しくなり、その際にはピストンは釣
合状態となっている。すなわち、ワークに合わせて特別
な調節操作をしなくとも、制御室と調圧ピストン室の圧
力をバランスさせて、シリンダ装置のピストンを釣合状
態とすることができる。

【００３８】なお、ピストンの受圧面積とダイヤフラム
の受圧面積が違っている場合でも、ロッド付勢手段の付
勢力の調節により上記と同様にできる。このように、ピ
ストンに作用する荷重力と作用力とが拮抗した釣合状態
で、作用室を荷重室の圧力とはほぼ等しくするには、ピ
ストンとダイヤフラムの受圧面積を等しくしておけばよ
い。また、荷重伝達機構の一部を滑車、てこ、ギヤ、ね
じ等で構成して、ピストンに及ぼす荷重力をワーク側の
重量よりも増幅あるいは縮小させる場合には、この増幅
率または縮小率に応じてピストンの受圧面積とダイヤフ
ラムの受圧面積との比を調節すればよい。

【００３９】一例として請求項４記載の増速機構があ
る。この増速機構は、前記ピストンの受圧面積をＡ、前
記ダイヤフラムの受圧面積をＢとするときに、前記ピス
トンの軸方向移動量をＡ／Ｂ倍した昇降移動量を前記ワ
ーク保持体に及ぼすので、ピストンの移動量に比べてワ
ーク保持体すなわちワークの昇降量を大きくすることが
できる。つまり、ピストンの移動量が小さくてもワーク
の昇降量を十分大きくできるから、装置をコンパクトに
できる。また、ピストンの摺動抵抗を小さくする効果も
ある。

【００４０】ところで、請求項１または２記載の圧力調
整回路は上述のような構成であるので、ワーク自体に外
力を及ぼして昇降させようとしてもうまくいかない。し
かし、例えばピストンロッドを介して外力をピストンに
及ぼせば簡単に昇降させることができる。そこで、請求
項３記載のように、ピストンに軸方向に沿った外力を及
ぼすためのピストン駆動機構を設ければ、簡単にワーク
を昇降させることができる。なお、このピストン駆動機
構は、荷重伝達機構または増速機構と、構造の一部また
は全部が重複していてもよい。

【００４１】

【具体例】次に、本発明のいくつかの具体例により発明
の実施の形態をさらに具体的に説明する。なお、以下の
具体例におけるシリンダ装置の本体および主弁の構造
は、図１２にて従来例として示したものと同様であるの
で、これらについては、図１２と同じ品番を付して説明
を省略する。 （具体例１）図１に示すように、本具体例の圧力調整回
路１では、シリンダ装置２のピストンロッド３には、ピ
ストン駆動機構としての取っ手５が取り付けられてい
る。またピストンロッド３の先端には、ワーク保持体７
が連結されている。

【００４２】このワーク保持体７は、ピストンロッド３
側に連結される減圧弁部２９と縣架部１５とからなって
いる。縣架部１５は、摺動軸９、コの字状の迂回部材１
３およびフック１１からなり、迂回部材１３の上側端部
には摺動軸９が固着され、下側端部にはフック１１が取
り付けられている。

【００４３】減圧弁部２９の上部側の内部は、中央に受
板３２を有するダイヤフラム３４により上下に分割され
ており、上側がバネ室３６、下側が反力室３８になって
いる。なお、バネ室３６は外部に開放されており、ダイ
ヤフラム３４（受板３２を含む）の反力室３８側の面積
（受圧面積Ｂ）はピストンＰのピストンロッド３側の面
積（受圧面積Ａ）とほぼ等しい。

【００４４】ダイヤフラム３４の受板３２には、縣架部
１５の摺動軸９の先端が当接していて、摺動軸９に貫通
されているバネ受板４０と受板３２との間には圧縮状態
にある補正バネ４２が保持されている。また、バネ受板
４０の上面には減圧弁部２９の頭部に螺合する調整ステ
ム４４が当接しており、調整ステム４４を回動して昇降
させることによって補正バネ４２の付勢力を強弱調整で
きる。なお、摺動軸９は、バネ受板４０および減圧弁部
２９の頭部を、自身の軸方向に摺動変位可能に貫通して
いる。

【００４５】減圧弁部２９の下部側には、通気室４６及
び導気室４８が設けられており、通気室４６は短絡路５
０により反力室３８に連通され、導気室４８は空気供給
源Ｒに接続されている。また通気室４６の制御ポート４
６ａは、オリフィス５７および２方弁５８を介して主弁
６の給排ポート３０に接続され、ニードル弁５９を介し
て外気に開放されている。なお、２方弁５８と給排ポー
ト３０との間には、エアタンク５６が配置されている。

【００４６】さらに、減圧弁部２９内には、導気室４８
から反力室３８にかけて貫通するシャフトを有する導入
用弁体５２が収容されている。導入用弁体５２の下側に
は導入用弁体５２を閉鎖位置側に付勢する付勢ばね５４
が装着され、導入用弁体５２の上端は反力室３８内に突
出して、ダイヤフラム３４の受板３２に当接している。
導入用弁体５２の重量と付勢ばね５４による上向きの力
とはほぼ釣合っており、導入用弁体５２は、ダイヤフラ
ム３４の受板３２の下降、上昇に応じて開閉される。

【００４７】次に、この具体例の圧力調整回路１の動作
について説明する。まずワークを取り付けない状態で行
われる初期調整について説明する。空気供給源Ｒからの
加圧空気が供給されていない初期状態では反力室３８の
ゲージ圧は０だから、受板３２は補正バネ４２の付勢力
および縣架部１５の荷重によって下方に変位し、導入用
弁体５２が開放位置に変位している。この状態で空気供
給源Ｒから加圧空気が供給されると、導入用弁体５２が
開放位置にあるので、加圧空気は制御ポート４６ａから
主弁６の調圧ピストン室２４および反力室３８に流入す
る。

【００４８】すると調圧ピストン室２４の圧力が上昇し
て調圧ピストン２０が下降変位するので、ステム２６も
下降し、給気弁体１２が開放される。給気弁体１２の開
放により給気室１０と調圧室８が連通される。これによ
り、空気供給源Ｒからの加圧空気は、給気室１０から調
圧室８を経て、シリンダ装置２の作用室４に流入し、作
用室４の圧力は上昇する。そして、作用室４の圧力上昇
と並行して、調圧室８および制御室２２の圧力も上昇す
る。

【００４９】制御室２２の圧力が上昇して調圧ピストン
室２４の圧力に優れば、調圧ピストン２０が押し上げら
れてステム２６が引き上げられるので、給気弁体１２は
上昇して給気室１０と調圧室８の連通を遮断し、排気弁
体１６が引き上げられて調圧室８と排気室１４とが連通
される。これにより、作用室４の圧力は低下する。

【００５０】そして、調圧室８への加圧空気の給排によ
り、制御室２２の圧力と調圧ピストン室２４の圧力とが
釣合えば、ステム２６は中立位置とされるので、給気弁
体１２および排気弁体１６は閉鎖位置とされて、調圧室
８すなわち作用室４へ空気の給排はなされない。

【００５１】一方、制御ポート４６ａからの加圧空気の
流入によって反力室３８の圧力が上昇すると、この圧力
によりダイヤフラム３４が押し上げられるから、導入用
弁体５２は閉鎖位置になる。すると、調圧ピストン室２
４の圧力上昇も止まる。この際、制御室２２の圧力が相
対的に小さくて、調圧ピストン２０が下降していれば作
用室４への加圧空気の流入は続くが、やがて上述のよう
に作用室４へ加圧空気の給排はなされなくなる。

【００５２】作用室４への加圧空気の給排が停止してい
るときには、ピストンＰは、（１）ワーク保持体７の荷
重が大きすぎて上昇できない、（２）ワーク保持体のに
抗して上昇端にある、（３）上昇も下降もしない釣合状
態にあるのいずれかであるが、通常（３）は期待できな
い。しかし、調整ステム４４を回動して補正バネ４２の
付勢力を強弱調節すれば、作用室４への加圧空気の給排
が停止しているときの反力室３８の圧力（すなわち調圧
ピストン室２４の圧力）を調節することができるから、
ピストンＰがワーク保持体７と共に上昇した位置で上昇
も下降もしない釣合状態となるように、調整ステム４４
の位置つまり補正バネ４２の付勢力を調節できる。

【００５３】このように補正バネ４２が調節された際に
は、調圧ピストン２０の調圧ピストン室２４側と制御室
２２側の受圧面積が等しいものとすれば、調圧ピストン
室２４の圧力＝制御室２２の圧力＝作用室４の圧力であ
る。しかも、調圧ピストン室２４は反力室３８に連通し
ているから調圧ピストン室２４の圧力＝反力室３８の圧
力といえる。また前述のようにピストンＰの受圧面積Ｘ
とダイヤフラム３４の受圧面積Ｙはほぼ等しいから、結
局、作用室４の圧力＝反力室３８の圧力となっている。

【００５４】なお、この圧力調整回路１では、ニードル
弁５９により、調圧ピストン室２４、反力室３８および
制御ポート４６ａから排気されているのであるが、この
排気によってこれらの圧力が低下すれば、導入用弁体５
２が開放位置になる。すなわち、加圧空気の排出と供給
が継続的になされながら、調圧ピストン室２４の圧力を
維持していることになる。このようにすると、後述する
ワークＷの昇降に際して主弁６のステム２６を変位させ
る（給気弁体１２および排気弁体１６を開放位置にす
る）に当たってヒステリシスが発生しないからワークＷ
の昇降はきわめて滑らかになる。

【００５５】こうして補正バネ４２の初期調整がなされ
た後、ワーク保持体７のフック１１にワークＷを取り付
けると、ワークＷの荷重を受けた受板３２が反力室３８
側に変位して導入用弁体５２が開放位置になる。すると
上述のように加圧空気の流入で作用室４の圧力が上昇す
る。そして、導入用弁体５２が開放位置にあれば作用室
４の圧力上昇が続く。また、導入用弁体５２の開放によ
り制御ポート４６ａの圧力も上昇する。すると制御ポー
ト４６ａに連通している反力室３８の圧力も上昇するの
で、やがて受板３２（ダイヤフラム３４）が中立位置と
され、導入用弁体５２は閉鎖位置になる。これにより調
圧ピストン室２４の圧力上昇も停止するので、作用室４
の圧力上昇に伴って制御室２２の圧力が高まり、調圧ピ
ストン室２４の圧力と釣合えば作用室４への加圧気体の
給排は停止される。

【００５６】このとき、調圧ピストン２０の調圧ピスト
ン室２４側と制御室２２側の受圧面積が等しいものとす
れば、前述のように反力室３８の圧力＝作用室４の圧力
となっている。つまり、一旦補正バネ４２の付勢力を調
整しておけば、ワークＷの荷重に関わらず、作用室４の
圧力を反力室３８の圧力と等しくでき、その際にはピス
トンＰは釣合状態となっている。すなわち、ワークＷに
合わせて特別な調節操作をしなくとも、制御室２２と調
圧ピストン室２４の圧力をバランスさせて、シリンダ装
置２のピストンＰを釣合状態とすることができる。

【００５７】この釣合状態から、取っ手５に上向きの外
力を及ぼせば、この力はピストンＰを上昇させる力とし
て働く。この結果、作用室４の圧力がわずかでも低下す
ると、制御室２２の圧力が低下することになり、調圧ピ
ストン２０が下降する。したがって、給気弁体１２が開
放位置とされ、作用室４に加圧空気が供給される。よっ
て、取っ手５にわずかな外力を及ぼすだけで、ピストン
Ｐと共にワークＷを簡単に上昇させることができる。

【００５８】また、釣合状態となってから、取っ手５に
下向きの外力を及ぼした場合には、この力はピストンＰ
を下降させる力として働く。この結果、作用室４の圧力
がわずかでも上昇すると、制御室２２の圧力が上昇する
ことになり、調圧ピストン２０が上昇する。したがっ
て、排気弁体１６が開放位置とされ、作用室４の加圧空
気が排出される。よって、取っ手５にわずかな外力を及
ぼすだけで、ピストンＰと共にワークＷを簡単に下降さ
せることができる。

【００５９】さらに、ワーク保持体７からワークＷを取
り去った際には、導入用弁体５２が閉鎖位置になると共
にニードル弁５９からの除放によって調圧ピストン室２
４の圧力が速やかに低下するから、荷重を取り去られた
ピストンＰが急上昇するおそれはない。

【００６０】なお、エアタンク５６は、たとえば外力に
よってワークＷが振動させられた場合などに調圧ピスト
ン室２４の圧力が急変するのを防止するための緩衝手段
として機能している。以上のように、取っ手５を介して
ピストンロッド３を昇降させれば、ワークＷの昇降が簡
単にできる。

【００６１】しかし、ワークＷ自体に外力を及ぼして、
下降させようとした場合には、その外力により導入用弁
体５２が開放位置とされて調圧ピストン室２４の圧力が
上昇し、かえってピストンＰが上昇することになるの
で、これはうまく行かない。ただし、２方弁５８を閉じ
ておけば調圧ピストン室２４の圧力が変化することはな
いから、ワークＷに外力を及ぼして昇降させることがで
きる。

【００６２】なお、この例では、ピストンロッド３が荷
重伝達機構に相当し、ピストンロッド３と取っ手５によ
りピストン駆動機構が構成されている。 （変形例１）この変形例１の圧力調整回路１ａは具体例
１の圧力調整回路１の応答性を向上させた例である。シ
リンダ装置２、主弁６およびワーク保持体７の構造は具
体例１と同様である。

【００６３】本変形例の構成は、減圧弁部２９の反力室
３８が制御ポート４６ａと連通されておらず、主弁６の
調圧室８に接続されている点で、具体例１とは異なって
いる。この変形例１では、図示の構成から明かなよう
に、作用室４の圧力が、フィードバック圧として反力室
３８に導入される。したがって、調圧ピストン室２４の
圧力をフィードバック圧として、間接的に作用室４の圧
力を導入している具体例１の構成よりも応答性が向上す
る。 （具体例２）この具体例の圧力調整回路１０２は、具体
例１で示したと同じシリンダ装置２、主弁６およびワー
ク保持体７を備えているので、これらについては具体例
１と同じ品番を使用して、構造の説明は省略する。

【００６４】図３に示すように、本具体例では、ワーク
保持体７の減圧弁部２９の制御ポート４６ａは、オリフ
ィス６１を経て減圧弁１０５のダイヤフラム室３３ｂに
接続されている。減圧弁１０５のダイヤフラム室３３
ｂ、中央に受板３５ｂを有するダイヤフラム３７ｂによ
り閉じられており、ダイヤフラム３７ｂの反対側には、
感圧室３９ｂが形成されている。

【００６５】ダイヤフラム３７ｂの受板３５ｂは、減圧
弁１０５の頭部に螺合する調整ステム４１ｂとの間で補
正ばね４５ｂを保持しており、この補正ばね４５ｂによ
り感圧室３９ｂ側に付勢されている。ただし、この補正
ばね４５ｂの付勢力は、調整ステム４１ｂを回動して昇
降させることによって強弱調整される。

【００６６】減圧弁１０５には、ダイヤフラム室３３ｂ
と感圧室３９ｂの他に、バイパス４７ｂによって感圧室
３９ｂと連通された通気室４９ｂ及び空気供給源Ｒに接
続されている導気室５１ｂが設けられている。また、減
圧弁１０５内には、導気室５１ｂから感圧室３９ｂにか
けて貫通するシャフトを有する弁体５３ｂが収容されて
いる。

【００６７】弁体５３ｂの下側には弁体５３ｂを閉鎖位
置側に付勢する付勢ばね５５ｂが装着され、弁体５３ｂ
の上端は感圧室３９ｂ内に突出して、ダイヤフラム３７
ｂの受板３５ｂに当接している。弁体５３ｂに作用する
力としては、自身の重量および補正ばね４５ｂによる下
向きの力と付勢ばね５５ｂによる上向きの力とがほぼ釣
合っており、弁体５３ｂは、ダイヤフラム３７ｂの受板
３５ｂを介して開放方向に作用するダイヤフラム室３３
ｂの圧力が感圧室３９ｂの圧力に優れば開放され、導気
室５１ｂと通気室４９ｂとを連通させることになる。た
だし、補正ばね４５ｂの付勢力は、調整ステム４１ｂに
よって強弱調整されるので、その調整によっては、ダイ
ヤフラム室３３ｂの圧力が感圧室３９ｂの圧力に優らな
くとも弁体５３ｂを開放位置にすることができる。

【００６８】さらに、通気室４９ｂは、調整弁１０９に
接続されている。調整弁１０９は、ダイヤフラム１１１
によって区画されたダイヤフラム室１１３と副制御室１
１５、弁体１１７によって連通を通断される副調圧室１
１９と副給気室１２１および弁体１１７を閉鎖位置側
（上向き）に付勢する付勢ばね１２３を備えており、前
述の通気室４９ｂは副給気室１２１に接続されている。
なお、付勢ばね１２３の付勢力は、弁体１１７の荷重を
わずかに優る力に調整されており、ダイヤフラム室１１
３の圧力が副制御室１１５の圧力を上回ると弁体１１７
が開放位置側（下向き）に変位され、副調圧室１１９と
副給気室１２１とが連通する。

【００６９】調整弁１０９のダイヤフラム室１１３は、
２方弁５８およびオリフィス６１を介して減圧弁部２９
の制御ポート４６ａに接続され、２方弁５８およびニー
ドル弁１２７を介して外気に連通され、さらに、ニード
ル弁１２７の上流側でリリーフ弁１０７の感圧室３９ｃ
とも接続されている。なお、ニードル弁１２７は、具体
例１におけるニードル弁５９に相当している。

【００７０】調整弁１０９の副制御室１１５は、主弁６
の制御室２２および調圧室８に接続され、副調圧室１１
９は、主弁６の調圧ピストン室２４に接続され、ニード
ル弁１２９を介してリリーフ弁１０７のダイヤフラム室
３３ｃおよび導気室５１ｃに接続されている。

【００７１】リリーフ弁１０７の構造は減圧弁１０５と
同じであるので、リリーフ弁１０７の各部については、
減圧弁１０５と同じ品番（ただし区別のためにそれぞれ
添え字ｂ、ｃを付記する）を使用して、構造の説明は省
略する。この具体例の圧力調整回路１０２においても、
具体例１と同様に、ワーク保持体７にワークＷを保持し
ない状態で補正バネ４２の付勢力が調節される。そし
て、補正バネ４２の調整によりピストンＰが釣合状態と
なった際には、作用室４と連通している調圧室８、制御
室２２、副制御室１１５の圧力は互いに等しくなる。ま
た、反力室３８の圧力はダイヤフラム室１１３の圧力と
同じである。そして副制御室１１５の圧力とダイヤフラ
ム室１１３の圧力とが吊り合っているから、作用室４の
圧力は反力室３８の圧力と等しいと言える。

【００７２】初期調整が済んだ後にワークＷをフック１
１に懸けると、導入用弁体５２が開放位置になり、空気
供給源Ｒからの加圧空気が制御ポート４６ａ側に導かれ
る。制御ポート４６ａからの加圧空気は、反力室３８、
減圧弁１０５のダイヤフラム室３３ｂ、調整弁１０９の
ダイヤフラム室１１３およびリリーフ弁１０７の感圧室
３９ｃに流入する。

【００７３】減圧弁１０５では、ダイヤフラム室３３ｂ
の昇圧によって弁体５３ｂが下降させられて、導気室５
１ｂと通気室４９ｂとが連通する。これにより、空気供
給源Ｒからの加圧空気が、減圧弁１０５を通過して、調
整弁１０９の副給気室１２１に流入する。

【００７４】図示の構成から明らかなように、減圧弁１
０５では感圧室３９ｂの圧力が、補正ばね４５ｂの付勢
力に相当する分だけ、ダイヤフラム室３３ｂの圧力より
も高くなれば受板３５ｂが中立位置とされ、閉弁され
る。また感圧室３９ｂの圧力が、ダイヤフラム室３３ｂ
の圧力に補正ばね４５ｂの付勢力を加算した分に劣って
いれば減圧弁１０５は開弁される。つまり、減圧弁１０
５の二次圧は、ダイヤフラム室３３ｂに導入されている
減圧弁部２９（制御ポート４６ａ）の二次圧よりも補正
ばね４５ｂの付勢力に見合った圧力だけ高い圧力とされ
ている。従って、この減圧弁１０５の二次圧が供給され
る調整弁１０９の副給気室１２１の圧力も、減圧弁部２
９（制御ポート４６ａ）の二次圧よりも補正ばね４５ｂ
の付勢力に見合った圧力だけ高い圧力とされている。

【００７５】調整弁１０９では、ダイヤフラム室１１３
に流入した加圧空気によって弁体１１７が下降させられ
て副給気室１２１と副調圧室１１９とが連通されるの
で、副給気室１２１に流入した加圧空気は、副調圧室１
１９を通過して、主弁６の調圧ピストン室２４側に流出
する。この空気は、ニードル弁１２９によってその下流
側への流出を阻害される。この結果ニードル弁１２９の
上流側の圧力が上昇するので、調圧ピストン室２４の圧
力が上昇する。この調圧ピストン室２４の圧力上昇によ
り調圧ピストン２０が下降するので、ステム２６も下降
する。これにより給気弁体１２が下降し、給気室１０と
調圧室８が連通される。すると、空気供給源Ｒからの加
圧空気が、給気室１０から調圧室８を経て、シリンダ装
置２の作用室４に流入する。作用室４の圧力は、ピスト
ンＰを上昇させる力として作用する。

【００７６】作用室４の圧力が上昇すると、これに連通
している制御室２２の圧力も上昇する。この制御室２２
の圧力は、調圧ピストン２０を押し上げる力として作用
する。また、制御室２２と連通している調整弁１０９の
副制御室１１５の圧力が上昇すれば、ダイヤフラム１１
１がダイヤフラム室１１３側に変位し、弁体１１７が副
調圧室１１９と副給気室１２１との連通を遮断する。こ
の結果、調圧ピストン室２４への加圧空気の供給は停止
する。

【００７７】制御室２２の圧力が調圧ピストン室２４の
圧力に優れば、調圧ピストン２０は上昇させられ、給気
弁体１２は閉鎖位置とされ、調圧室８および作用室４へ
の加圧空気の供給は停止する。また、制御室２２の圧力
がより高ければ、調圧ピストン２０は中立位置を越えて
上昇させられ、排気弁体１６が開放位置とされ、調圧室
８および作用室４の加圧空気が排出されるので、制御室
２２の圧力は低下する。そして、制御室２２の圧力と調
圧ピストン室２４の圧力とがバランスすれば、調圧ピス
トン２０は中立位置とされ、調圧室８および作用室４に
は給気されず、また調圧室８および作用室４からの排気
もされない。

【００７８】一方、リリーフ弁１０７では、ニードル弁
１２９の下流側の圧力が導入されるダイヤフラム室３３
ｃの圧力と補正ばね４５ｃの付勢力とによってダイヤフ
ラム３７ｃを押し下げる力が、感圧室３９ｃの圧力によ
るダイヤフラム３７ｃを押し上げる力よりも大きけれ
ば、弁体５３ｃが開放位置とされ、ニードル弁１２９の
下流側の空気を大気に排出する。また、前述のダイヤフ
ラム３７ｃを押し上げる力が押し下げる力に優れば、弁
体５３ｃは閉鎖位置とされる。つまり、ダイヤフラム室
３３ｃの圧力が、ちょうど補正ばね４５ｃの付勢力に見
合った分だけ、感圧室３９ｃの圧力よりも低い状態を基
準にして、それよりもダイヤフラム室３３ｃの圧力が高
ければ弁体５３ｃが開放位置とされる。そして、ダイヤ
フラム室３３ｃの圧力がそれ以下であれば弁体５３ｃは
閉鎖位置とされる。

【００７９】このため、ニードル弁１２９の下流側の圧
力は、感圧室３９ｃの圧力よりも、付勢ばね４５ｃの付
勢力に見合った分だけ低い圧力とされる。ところで、感
圧室３９ｃの圧力は減圧弁部２９（制御ポート４６ａ）
の二次圧とされているから、ニードル弁１２９の下流側
の圧力は、減圧弁部２９（制御ポート４６ａ）の二次圧
よりも、付勢ばね４５ｃの付勢力に見合った分だけ低い
圧力とされる。そして、上述のように、ニードル弁１２
９の上流側の圧力（＝調圧ピストン室２４の圧力）は、
減圧弁部２９（制御ポート４６ａ）の二次圧とほぼ等し
くされるから、上述の調圧ピストン室２４の圧力と制御
室２２の圧力がバランスするまでの過程およびその後に
おいても、ニードル弁１２９からの除放（リリーフ弁１
０７側への流出）は継続される。

【００８０】このように、ニードル弁１２９を通過して
ニードル弁１２９の下流側に流出する空気があるので、
調圧ピストン室２４の圧力は徐々に低下することにな
る。すると、調圧ピストン室２４と制御室２２との圧力
バランスが崩れて、調圧ピストン２０が上昇する。これ
により排気弁体１６が開放位置とされ、調圧室８の加圧
空気が排出されるので、制御室２２の圧力は低下し、副
制御室１１５の圧力も低下する。すると、再び弁体１１
７が副調圧室１１９と副給気室１２１とを連通させるの
で、調圧ピストン室２４の圧力が回復する。

【００８１】このように、調圧ピストン室２４の圧力
は、弁体１１７の開閉によって、ほぼ一定とされ、制御
室２２の圧力と調圧ピストン室２４の圧力とがバランス
する。このバランスが成立すると、作用室４の圧力はほ
ぼ一定となりピストンＰは釣合状態となる。

【００８２】調圧ピストン２０の調圧ピストン室２４側
と制御室２２側の受圧面積が等しいものとすれば、この
バランス状態が成立したときには、前述のように反力室
３８の圧力と作用室４の圧力とが等しいと言える。すな
わち反力室３８および作用室４の圧力はワークＷの荷重
に応じたものとなり、ピストンＰは釣合状態とされる。
このように、この圧力調整回路１０２によれば、ワーク
Ｗに合わせて特別な調節操作をしなくとも、シリンダ装
置２のピストンＰを釣合状態とすることができる。

【００８３】このようにしてピストンＰが釣合状態とさ
れた後、取っ手５に外力を及ぼしてワークＷと共にピス
トンＰを上昇させると、作用室４の圧力低下にともなっ
て副制御室１１５および制御室２２の圧力も低下するの
で、調整弁１０９が開弁して副給気室１２１側の空気が
調圧ピストン室２４に流入して、調圧ピストン２０を押
し下げる。この際、副給気室１２１に供給される空気
は、ほぼ減圧弁部２９（制御ポート４６ａ）の二次圧と
等しくされている調圧ピストン室２４側の圧力よりも補
正ばね４５ｂの付勢力に見合った圧力だけ高い圧力とさ
れているので、調圧ピストン室２４側と副給気室１２１
側との圧力差は小さくなっている。このため、調整弁１
０９の開弁に伴って副給気室１２１側の空気が調圧ピス
トン室２４に一気に流入することはなく、調圧ピストン
２０が一気に押し下げられることはない。したがって、
空気供給源Ｒからの高圧空気が作用室４へ急激に流入す
ることもない。よって、高圧空気が作用室４へ急激に流
入することによるピストンＰおよびワークＷの急上昇は
回避される。

【００８４】しかし、調圧ピストン室２４への空気の流
入自体が妨げられるわけではないので、ピストンＰおよ
びワークＷの円滑な上昇は確保される。また、釣合状態
から外力によりピストンＰを下降させると、作用室４の
圧力上昇にともなって副制御室１１５および制御室２２
の圧力も上昇するので、調整弁１０９が閉弁される。併
せて、調圧ピストン２０は押し上げられ、調圧ピストン
２０の変位量に応じて調圧ピストン室２４の圧力が上昇
する。調圧ピストン室２４側の圧力が上昇すると、ニー
ドル弁１２９からの空気の流出が促される。

【００８５】ところが、上述したように、リリーフ弁１
０７によって、ニードル弁１２９の下流側の圧力は、付
勢ばね４５ｃの付勢力に見合った分だけ、ニードル弁１
２９の上流側の圧力よりも低い圧力とされているので、
ニードル弁１２９から急激に空気が流出することはな
く、調圧ピストン室２４の空気が過剰に排出されること
はない。これにより、調圧ピストン２０の急上昇、すな
わちステム２６の急上昇により排気弁体１６が一気に引
き上げられることは回避される。したがって、調圧室８
の空気が急激に排出されることはなく、作用室４の圧力
の急降下によりピストンＰおよびワークＷが急降下する
こともない。

【００８６】しかし、調圧ピストン室２４からの排気が
妨げられるわけではないので、ピストンＰおよびワーク
Ｗの円滑な下降は確保される。このように、本具体例の
圧力調整回路１０２によれば、釣合状態にあるピストン
Ｐに外力を及ぼした際のピストンＰおよびワークＷの円
滑な昇降は確保され、しかもピストンＰおよびワークＷ
の急激な昇降は防止される。

【００８７】この具体例の圧力調整回路１０２では、具
体例１と同様に、取っ手５を介してピストンロッド３に
外力を及ぼせば、わずかな力でワークＷを昇降させるこ
とができる。また、釣合状態となった後に２方弁５８を
閉じれば、ワークＷ自体に外力を及ぼして昇降させるこ
とができる。

【００８８】さらに、この圧力調整回路１０２では、上
述の回路構成として減圧弁１０５およびリリーフ弁１０
７を備えているので、空気供給源Ｒの供給圧の大小、ワ
ークの重量の大小に関わらず、調整弁１０９の一次圧と
二次圧との差圧が一定となり、ニードル弁１２９の上流
側と下流側との差圧も一定となる。したがって、釣合状
態にあるピストンＰに外力を及ぼした際のピストンＰお
よびワークＷの円滑な昇降は確保され、しかもピストン
ＰおよびワークＷの急激な昇降は防止される。

【００８９】また、具体例１と同様に調圧ピストン室２
４では、加圧空気の漏出と供給が継続されながら圧力を
維持しているので、具体例１と同様にヒステリシスは発
生しない。そして、ニードル弁１２７からの除放によ
り、ワークＷを取り去った際のピストンＰの急上昇も防
止される。 （具体例３）この具体例３の圧力調整回路３０２の構成
は具体例２と類似しているが、調圧ピストン室２４の排
気側に調整弁を設けている点で具体例２とは異なってい
る。なお、具体例３に使用しているシリンダ装置、主
弁、減圧弁およびリリーフ弁は具体例２と同様であるの
で、これらについては具体例２と同じ品番を使用して各
部の説明は省略する。

【００９０】図４に示すように、この圧力調整回路３０
２は、具体例２と同様の減圧弁１０５およびリリーフ弁
１０７の他に、調整弁３０９を備えている。調整弁３０
９は、ダイヤフラム３１１によって区画されたダイヤフ
ラム室３１３と副制御室３１５、弁体３１７によって連
通を通断される副排気室３１９と副調圧室３２１および
弁体３１７を閉鎖位置側（上向き）に付勢する付勢ばね
３２３を備えている。付勢ばね３２３の付勢力は、弁体
３１７の荷重をわずかに優る力に調整されており、ダイ
ヤフラム室３１３の圧力が副制御室３１５の圧力を上回
ると弁体３１７が開放位置側（下向き）に変位され、副
排気室３１９と副調圧室３２１とが連通する。

【００９１】調整弁３０９のダイヤフラム室３１３は、
主弁６の制御室２２および調圧室８に接続されている。
副制御室３１５は、２方弁５８を介して減圧弁部２９の
制御ポート４６ａ、減圧弁１０５のダイヤフラム室３３
ｂおよびリリーフ弁１０７の感圧室３９ｃに接続され、
ニードル弁３２７を介して大気に連通されている。この
ニードル弁３２７は、具体例１のニードル弁５９および
具体例２のニードル弁１２７に相当している。

【００９２】調整弁３０９の副調圧室３２１は、主弁６
の調圧ピストン室２４に接続され、ニードル弁３２９を
介して減圧弁１０５の通気室４９ｂに接続されている。
調整弁３０９の副排気室３１９は、リリーフ弁１０７の
ダイヤフラム室３３ｃおよび導気室５１ｃに接続されて
いる。

【００９３】次に、この具体例の圧力調整回路３０２の
動作について説明する。まず、ワークＷを保持しない状
態で補正バネ４２の初期調節を行うのは具体例１、２と
同様である。そして、補正バネ４２の調整によりピスト
ンＰが釣合状態となった際には、作用室４と連通してい
る調圧室８、制御室２２、ダイヤフラム室３１３の圧力
は互いに等しくなる。また、反力室３８の圧力は副制御
室３１５の圧力と同じである。そして副制御室３１５の
圧力とダイヤフラム室３１３の圧力とが吊り合っている
から、作用室４の圧力は反力室３８の圧力と等しいと言
える。

【００９４】初期調整が済んだ後にワークＷをフック１
１に懸けると、導入用弁体５２が開放位置になり、空気
供給源Ｒからの加圧空気が制御ポート４６ａ側に導かれ
る。制御ポート４６ａからの加圧空気は、反力室３８、
減圧弁１０５のダイヤフラム室３３ｂ、調整弁１０９の
ダイヤフラム室１１３およびリリーフ弁１０７の感圧室
３９ｃに流入する。

【００９５】減圧弁１０５では、減圧弁部２９（制御ポ
ート４６ａ）からの加圧空気の供給によってダイヤフラ
ム室３３ｂが昇圧すると、弁体５３ｂが下降させられ
て、導気室５１ｂと通気室４９ｂとが連通する。これに
より、空気供給源Ｒからの加圧空気が、減圧弁１０５を
通過して、ニードル弁３２９側に流入する。この空気
は、ニードル弁３２９によってその下流側への流出を阻
害される。この結果ニードル弁３２９の上流側の圧力が
上昇するので、感圧室３９ｂの圧力も上昇する。感圧室
３９ｂの圧力が、補正ばね４５ｂの付勢力に相当する分
だけ、ダイヤフラム室３３ｂの圧力よりも高くなれば受
板３５ｂが中立位置とされ、閉弁される。また感圧室３
９ｂの圧力が、ダイヤフラム室３３ｂの圧力に補正ばね
４５ｂの付勢力を加算した分に劣っていれば減圧弁１０
５は開弁される。

【００９６】この減圧弁１０５の二次圧は、具体例２で
述べたように、ダイヤフラム室３３ｂに導入されている
減圧弁部２９（制御ポート４６ａ）の二次圧よりも補正
ばね４５ｂの付勢力に見合った圧力だけ高い圧力とされ
ている。従って、ニードル弁３２９の上流側の圧力も、
減圧弁部２９（制御ポート４６ａ）の二次圧よりも補正
ばね４５ｂの付勢力に見合った圧力だけ高い圧力とされ
ている。

【００９７】ニードル弁３２９を通過した空気は、調整
弁３０９の副調圧室３２１および主弁６の調圧ピストン
室２４に流入し、これらの圧力を上昇させる。減圧弁１
０５からの加圧空気の流入により調圧ピストン室２４の
圧力が上昇して制御室２２の圧力に優れば、調圧ピスト
ン２０が押し下げられるので、給気弁体１２が下降さ
れ、調圧室８、作用室４および制御室２２に加圧空気が
流入する。この作用室４の圧力は、ピストンＰを上昇さ
せる力となる。

【００９８】他方、調圧室８および制御室２２の圧力が
上昇すると、これらと連通している調整弁３０９のダイ
ヤフラム室３１３の圧力も上昇する。そして、ダイヤフ
ラム室３１３の圧力が、副制御室３１５の圧力に優れ
ば、弁体３１７が下降させられて調整弁３０９は開弁す
る。

【００９９】調整弁３０９の副調圧室３２１から排気さ
れれば、調圧ピストン室２４の圧力は低下し、調圧ピス
トン２０が上昇駆動される。この結果、排気弁体１６が
開放位置とされ、作用室４、調圧室８および制御室２２
の圧力が低下する。これに伴い調整弁３０９のダイヤフ
ラム室３１３の圧力も低下するので、調整弁３０９は閉
じられ、副調圧室３２１からの排気も停止する。

【０１００】このように、制御室２２側の圧力が調圧ピ
ストン室２４側の圧力に劣れば制御室２２側に加圧空気
が供給され、制御室２２側の圧力が調圧ピストン室２４
側の圧力に優れば制御室２２側から加圧空気が排気され
て、制御室２２側の圧力は調圧ピストン室２４側の圧力
とバランスする。

【０１０１】ところで、副制御室３１５の圧力は反力室
３８の圧力となっているから、調整弁３０９は、ダイヤ
フラム室３１３の圧力が反力室３８の圧力に優れば開弁
し、ダイヤフラム室３１３の圧力が反力室３８の圧力以
下であれば閉弁することになる。そして、ダイヤフラム
室３１３の圧力は制御室２２の圧力と等しいから、制御
室２２の圧力と調圧ピストン室２４の圧力とがバランス
するときには、制御室２２の圧力は反力室３８の圧力と
なっている。

【０１０２】調圧ピストン２０の調圧ピストン室２４側
と制御室２２側の受圧面積が等しいものとすれば、制御
室２２の圧力と調圧ピストン室２４の圧力とがバランス
するときには、調圧ピストン室２４の圧力と制御室２２
の圧力は等しいと言える。したがって、調圧ピストン室
２４の圧力は反力室３８の圧力と等しくなっている。

【０１０３】このように制御室２２側の圧力と調圧ピス
トン室２４側の圧力とがバランスすれば、作用室４の加
圧空気の給排はなされず、ピストンＰは上昇も下降もし
ない釣合状態とされる。このとき、調圧ピストン２０の
調圧ピストン室２４側と制御室２２側の受圧面積が等し
いものとすれば、調圧ピストン室２４の圧力は、制御室
２２の圧力と等しく、その制御室２２の圧力は反力室３
８の圧力と等しい。そして、反力室３８の圧力はワーク
Ｗの荷重に応じたものであるから、調圧ピストン室２４
の圧力はワークＷの荷重によって発生する圧力に対応す
る圧力となっている。したがって、ワークＷに合わせて
特別な調節操作をしなくとも、シリンダ装置２のピスト
ンＰを釣合状態とすることができる。

【０１０４】一方、リリーフ弁１０７では、ダイヤフラ
ム室３３ｃが調整弁３０９の副排気室３１９に連通して
いるので、調整弁３０９の開放によって調圧ピストン室
２４側と副排気室３１９とが連通し、副排気室３１９の
圧力が上昇すれば、ダイヤフラム室３３ｃの圧力も上昇
する。

【０１０５】ダイヤフラム室３３ｃの圧力と補正ばね４
５ｃの付勢力とによってダイヤフラム３７ｃを押し下げ
る力が、感圧室３９ｃの圧力によるダイヤフラム３７ｃ
を押し上げる力よりも大きければ、弁体５３ｃが開放位
置とされ、調整弁３０９の二次側の空気を大気に排出す
る。また、前述のダイヤフラム３７ｃを押し上げる力が
押し下げる力に優れば、弁体５３ｃは閉鎖位置とされ
る。つまり、ダイヤフラム室３３ｃの圧力が、ちょうど
補正ばね４５ｃの付勢力に見合った分だけ、感圧室３９
ｃの圧力よりも低い状態を基準にして、それよりもダイ
ヤフラム室３３ｃの圧力が高ければ弁体５３ｃが開放位
置とされる。そして、ダイヤフラム室３３ｃの圧力がそ
れ以下であれば弁体５３ｃは閉鎖位置とされる。

【０１０６】このため、調整弁３０９の二次圧は、感圧
室３９ｃの圧力すなわち減圧弁部２９（制御ポート４６
ａ）の二次圧よりも、付勢ばね４５ｃの付勢力に見合っ
た分だけ低い圧力とされる。そして、上述のように調整
弁３０９が開弁されて調圧ピストン室２４側と副排気室
３１９側とが連通すると、おおむね調整弁３０９の二次
圧とされている調圧ピストン室２４側の空気がリリーフ
弁１０７側に排出されるのである。

【０１０７】上述のようにピストンＰが釣合状態にある
ときに、取っ手５を介して外力を及ぼしてピストンＰお
よびワークＷを上昇させると、作用室４の圧力低下にと
もなってダイヤフラム室３１３および制御室２２の圧力
も低下する。ダイヤフラム室３１３の圧力低下により調
整弁３０９は開放されない。また、制御室２２の圧力低
下により調圧ピストン２０は押し下げられ、ステム２６
が降下するので、空気供給源Ｒからの高圧空気が作用室
４へ流入する。

【０１０８】この調圧ピストン２０の下降変位により調
圧ピストン室２４の圧力が低下すると、ニードル弁３２
９の上流側から下流側に加圧空気が流入する。ただし、
この加圧空気は、減圧弁１０５により減圧弁部２９（制
御ポート４６ａ）の二次圧よりも補正ばね４５ｂの付勢
力に見合った圧力だけ高い圧力に減圧されているので、
加圧空気が急激にニードル弁３２９を経て調圧ピストン
室２４側へと流入することはない。したがって、調圧ピ
ストン室２４へ過剰な空気が供給されて調圧ピストン室
２４の圧力が一気に上昇することはない。これにより、
調圧ピストン２０が一気に押し下げられてステム２６が
急降下することは防止されるので、空気供給源Ｒからの
高圧空気が作用室４へ急激に流入することもない。よっ
て、高圧空気が作用室４へ急激に流入することによるピ
ストンＰおよびワークＷの急上昇は回避される。

【０１０９】しかし、調圧ピストン室２４への空気の流
入自体が妨げられるわけではないので、ピストンＰおよ
びワークＷの円滑な上昇は確保される。また、釣合状態
から取っ手５を介してピストンＰに外力を及ぼしてピス
トンＰおよびワークＷを下降させると、作用室４の圧力
上昇にともなってダイヤフラム室３１３および制御室２
２の圧力も上昇する。ダイヤフラム室３１３の圧力上昇
により調整弁３０９は開弁される。

【０１１０】調整弁３０９が開弁すると、調圧ピストン
室２４側の空気がリリーフ弁１０７側に排出されるが、
前述のように調整弁３０９の二次圧は、減圧弁部２９
（制御ポート４６ａ）の二次圧よりも、付勢ばね４５ｃ
の付勢力に見合った分だけ低い圧力とされているので、
調圧ピストン室２４側の空気がリリーフ弁１０７側に一
気に排出されることはない。

【０１１１】このため調圧ピストン室２４の圧力が急減
することはないから、調圧ピストン２０の急上昇、すな
わちステム２６の急上昇により排気弁体１６が一気に引
き上げられることは回避される。したがって、調圧室８
の空気が急激に排出されることはなく、作用室４の圧力
の急降下によりピストンＰおよびワークＷが急降下する
こともない。

【０１１２】しかし、調圧ピストン室２４からの排気が
妨げられるわけではないので、ピストンＰおよびワーク
Ｗの円滑な下降は確保される。このように、本具体例の
圧力調整回路３０２によれば、釣合状態にあるピストン
Ｐに外力を及ぼした際のピストンＰおよびワークＷの円
滑な昇降は確保され、しかもピストンＰおよびワークＷ
の急激な昇降は防止される。

【０１１３】この具体例の圧力調整回路３０２では、具
体例１、２と同様に、取っ手５を介してピストンロッド
３に外力を及ぼせば、わずかな力でワークＷを昇降させ
ることができる。また、釣合状態となった後に２方弁５
８を閉じれば、具体例１と同様に、ワークＷ自体に外力
を及ぼして昇降させることができる。

【０１１４】さらに、この圧力調整回路３０２では、上
述の回路構成として減圧弁１０５およびリリーフ弁１０
７を備えているので、空気供給源Ｒの供給圧の大小、ワ
ークの重量の大小に関わらず、ニードル弁３２９の上流
側と下流側との差圧および調整弁３０９の一次圧と二次
圧との差圧が一定となり、ピストンおよびワークＷの円
滑な昇降は確保しながらピストンＰおよびワークＷの急
激な昇降を防止することができる。

【０１１５】また、具体例１、２と同様に調圧ピストン
室２４では、加圧空気の漏出と供給が継続されながら圧
力を維持しているので、具体例１と同様にヒステリシス
は発生しない。そして、ニードル弁３２７からの除放に
より、ワークＷを取り去った際のピストンＰの急上昇も
防止される。 （具体例４）この具体例は、ワーク保持体のケーシング
で直接ワークを保持する点で具体例１〜３とは異なって
いる。なお主弁およびシリンダ装置の構成は、具体例１
〜３および変形例１と同様であるので、同じ品番を使用
して説明を省略する。

【０１１６】図５に示すように、この具体例のワーク保
持体２０２の摺動ロッド２０４はシリンダ装置２のピス
トンロッド３に連結されている。摺動ロッド２０４は、
ワーク保持体２０２のケーシング２０６を摺動可能に貫
通して、その下端をケーシング２０６内に位置させてい
る。この摺動ロッド２０４の下端はダイヤフラム２１０
の受板２１２と一体となっており、摺動ロッド２０４の
昇降によりダイヤフラム２１０を変位させる。また、ダ
イヤフラム２１０の上側に形成されているダイヤフラム
室２１４の圧力によってダイヤフラム２１０が変位させ
られると、摺動ロッド２０４が昇降することになる。こ
のダイヤフラム２１０の受圧面積はピストンＰの受圧面
積とほぼ等しい。

【０１１７】さらに、摺動ロッド２０４のネジ部には、
調整ナット２１６が螺合されており、調整ナット２１６
とケーシング２０６との間には調整ばね２１８が保持さ
れている。この調整ばね２１８は摺動ロッド２０４をケ
ーシング２０６から引き離す方向つまり上向きに付勢し
ているが、調整ナット２１６の回動により付勢力を強弱
調節される。

【０１１８】この摺動ロッド２０４の下端をなす受板２
１２には、放出弁体２２０が当接されている。この放出
弁体２２０は、導気室２２２内に配された付勢ばね２２
４により、放出弁体２２０の荷重をわずかに上回る力
で、摺動ロッド２０４側に付勢されている。この放出弁
体２２０は、ダイヤフラム２１０と共に下降変位する摺
動ロッド２０４によって押圧されて下降変位し、導気室
２２２と排気室２２６とを連通させる。

【０１１９】なお、ケーシング２０６の下端にはフック
１１が取り付けられている。この圧力調整回路２００で
は、ダイヤフラム室２１４と導気室２２２が連通され、
導気室２２２はオリフィス２２７および２方弁５８を介
して主弁６の調圧ピストン室２４に接続されている。ま
た、調圧ピストン室２４は、２方弁５８およびニードル
弁２２９を介して空気供給源Ｒに接続されている。した
がって、調圧ピストン室２４には、ニードル弁２２９で
減圧された加圧空気が供給され、オリフィス２２７によ
りワーク保持体２０２側への加圧空気の急排出が防止さ
れる。

【０１２０】次にこの圧力調整回路２００の動作につい
て説明する。まず、ワークＷを保持しない状態で補正バ
ネ２１８の初期調節を行うのは具体例１〜３と同様であ
る。そして、補正バネ４２の調整によりピストンＰが釣
合状態となった際には、作用室４と連通している調圧室
８および制御室２２の圧力は互いに等しくなる。また、
ダイヤフラム室２１４および導気室２２２の圧力は調圧
ピストン室２４の圧力と同じである。そして制御室２２
の圧力と調圧ピストン室２４の圧力が吊り合っているか
ら、調圧ピストン２０の上下の受圧面積が等しいとすれ
ば、ダイヤフラム室２１４の圧力は作用室４の圧力と等
しいと言える。

【０１２１】初期調整が済んだ後にワークＷをフック１
１に懸けると、その荷重分は、ケーシング２０６を摺動
ロッド２０４に対して下降させる力として作用する。こ
の力は補正バネ２１８の付勢力を弱める方向に作用する
ので、放出弁体２２０は閉鎖されている。すると、ニー
ドル弁２２９からの加圧空気の流入で調圧ピストン室２
４の圧力が上昇し、調圧ピストン２０が下降するので、
空気供給源Ｒからの加圧空気が作用室４に導かれる。

【０１２２】この圧力調整回路２００においては、ニー
ドル弁２２９が開かれると、加圧空気が調圧ピストン室
２４に流入し、調圧ピストン２０を押し下げるので、給
気弁体１２が下降され、作用室４に加圧空気が流入す
る。また、加圧空気は、ワーク保持体２０２のダイヤフ
ラム室２１４にも流入し、その圧力を上昇させる。

【０１２３】ダイヤフラム室２１４の圧力が、補正バネ
２１８による摺動ロッド２０４を引き上げる力に優れ
ば、放出弁体２２０が下降して導気室２２２からの加圧
空気が排出され、調圧ピストン室２４の圧力は低下す
る。したがって、ニードル弁２２９を通って流入する加
圧空気により、調圧ピストン室２４およびダイヤフラム
室２１４の圧力が上昇し、補正バネ２１８の引き上げ力
を超えると、放出弁体２２０が開放されて調圧ピストン
室２４側から排気されることにより、調圧ピストン室２
４の圧力はほぼ一定とされ、その圧力はダイヤフラム室
２１４および導気室２２２の圧力にほぼ等しくなる。

【０１２４】上述のように作用室４に加圧空気が流入す
れば、作用室４、調圧室８および制御室２２の圧力が上
昇する。制御室２２の圧力（＝作用室４の圧力）が調圧
ピストン室２４の圧力を超えれば、排気弁体１６が上昇
させられて作用室４から排気され、作用室４、調圧室８
および制御室２２の圧力は低下する。そして、制御室２
２の圧力（＝作用室４の圧力）が調圧ピストン室２４の
圧力とバランスすれば、作用室４の加圧空気の給排はな
されず、ピストンＰは上昇も下降もしない釣合状態とさ
れる。

【０１２５】このとき、ダイヤフラム室２１４の圧力＝
導気室２２２の圧力＝調圧ピストン室２４の圧力となっ
ており、ワークＷに合わせて特別な調節操作をしなくと
も、シリンダ装置２のピストンＰを釣合状態とすること
ができる。この具体例４の構成でも、具体例１ないし３
と同様に、釣合状態となってから２方弁５８を閉鎖すれ
ば、ワークＷ自体に外力を及ぼして昇降させることがで
きる。 （変形例２）この変形例２は具体例４の圧力調整回路２
００の応答性を向上させた例である。シリンダ装置、主
弁およびワーク保持体等の構造は具体例３と同様であ
る。

【０１２６】図６に示すように、本変形例の構成は、ワ
ーク保持体２０２のダイヤフラム室２１４が導気室２２
２と連通されておらず、主弁６の調圧室８に接続されて
いる点で、具体例３とは異なっている。この変形例２で
は、図示の構成から明かなように、作用室４の圧力が、
フィードバック圧としてダイヤフラム室２１４に導入さ
れる。したがって、調圧ピストン室２４の圧力をフィー
ドバック圧として、間接的に作用室４の圧力を導入して
いる具体例４の構成よりも応答性が向上する。

【０１２７】なお、具体例４と同様に、釣合状態となっ
てから２方弁５８を閉鎖すれば、ワークＷ自体に外力を
及ぼして昇降させることができる。 （変形例３）具体例１、２、３のワーク保持体に代えて
図７に示されるワーク保持体７’を使用することもでき
る。

【０１２８】このワーク保持体７’では、補正バネ４２
と調整ステム４４との組み合わせに代えて、バネ室３６
に減圧弁４２’からの加圧空気を導入している。従っ
て、減圧弁４２’の２次圧を調節することにより、補正
バネ４２と調整ステム４４との組み合わせによると同様
になる。 （増速機構の例）次に、図３に示される具体例２の回路
構成を引用して増速機構の具体的な例を説明する。な
お、以下に説明する増速機構においては、図３に示され
る各部に対応する部分については図３と同じ品番を付し
て説明を省略する。 （増速機構１）図８に示すように、この例の増速機構５
０１は、固定部材５０３に軸支される梃子部材５０５を
中心にして構成されている。梃子部材５３５の一方の端
は、前述のように支点ピン５０７によって固定部材５０
３に連結され、他方の端には力点ピン５０９を介してワ
ーク保持体７が連結されている。また、梃子部材５０５
の固定部材５０３よりの位置には、作用点ピン５１１を
介してピストンロッド３が連結されている。

【０１２９】なお、この増速機構５２１が組み込まれる
圧力調整回路のその他の構成は図３に示される具体例２
と同じであり、シリンダ装置２の作用室４は主弁６の調
圧室８に接続されている。また、減圧弁部２９の反力室
３８および通気室４６は、オリフィス６１を介して減圧
弁１０５のダイヤフラム室３３ｂ並びにニードル弁１２
７に接続され、導気室４８は空気供給源Ｒに接続されて
いる。

【０１３０】この増速機構５０１を採用する構成にあっ
ては、ピストンＰの作用室４側の受圧面積をＡ、ダイヤ
フラム３４（受板３２を含む）の反力室３８側の受圧面
積をＢ、梃子部材５０５の支点ピン５０７から作用点ピ
ン５１１の距離をＸ、支点ピン５０７から力点ピン５０
９の距離をＹとするときに、ほぼＡ：Ｂ＝Ｙ：Ｘとなる
ように設定されている。

【０１３１】この梃子部材５０５の働きにより、ワーク
保持体７の昇降移動量はピストンＰの軸方向移動量のほ
ぼＹ／Ｘ倍＝Ａ／Ｂ倍になり、ピストンＰの移動量に比
べてワーク保持体７すなわちワークＷの昇降量を大きく
することができる。つまり、ピストンＰの移動量が小さ
くてもワークＷの昇降量を十分大きくできるから、装
置、特にシリンダ装置２をコンパクトにできる。また、
ピストンＰの摺動量が少なくて済むから抵抗を小さくす
る効果もある。

【０１３２】なお、受圧面積Ａ、Ｂと梃子部材５０５に
おける距離Ｘ、Ｙの比が上述の関係になっているので、
この増速機構５０１を組み込んだ圧力調整回路の動作は
具体例２と同様になり、同様の効果を発揮する。 （増速機構２）図９に示すように、この例の増速機構５
２１は、ピストンロッド３に連結された動滑車５２３と
固定部材５２５によって支持される定滑車５２７によっ
て構成され、一端をシリンダ装置２に連結され他端をワ
ーク保持体７に連結されたワイヤ５２９が、図示のよう
に動滑車５２３および定滑車５２７に掛け渡されてい
る。

【０１３３】この増速機構５２１が組み込まれる圧力調
整回路のその他の構成は図３に示される具体例２と同じ
であり、減圧弁部２９の反力室３８および通気室４６
は、オリフィス６１を介して減圧弁１０５のダイヤフラ
ム室３３ｂ並びにニードル弁１２７に接続され、導気室
４８は空気供給源Ｒに接続されている。ただし、この例
では、シリンダ装置２のヘッド室（ピストンロッド３と
反対側の室）が作用室４’となり主弁６の調圧室８に接
続されていて、ピストンロッド側の室は大気に連通され
ている。また、この増速機構５２１を採用する構成に際
して、ピストンＰの作用室４’側の受圧面積をＡ、ダイ
ヤフラム３４（受板３２を含む）の反力室３８側の受圧
面積をＢとすると、ほぼＡ：Ｂ＝２：１となるように設
定してある。

【０１３４】こうした構成（動滑車５２３と定滑車５２
７との組合せ）により、ワーク保持体７の昇降移動量は
ピストンＰの軸方向移動量のほぼ２倍になり、ピストン
Ｐの移動量に比べてワーク保持体７すなわちワークＷの
昇降量を大きくすることができる。つまり、ピストンＰ
の移動量に比べてワークＷの昇降量を大きくできるか
ら、装置、特にシリンダ装置２をコンパクトにできる。
また、ピストンＰの摺動量が少なくて済むから抵抗を小
さくする効果もある。

【０１３５】なお、受圧面積Ａ、Ｂの比が上述の関係に
なっているので、この増速機構５２１を組み込んだ圧力
調整回路の動作は具体例２と同様になり、同様の効果を
発揮する。 （増速機構３）この増速機構５４１は、輪軸と定滑車を
用いる例である。図１０に示すように、シリンダ装置５
４３は横向きに固定され、そのヘッド側に連接された滑
車保持部５４５には、大小の定滑車５４７、５４９が取
り付けられている。また、ピストンロッド３には輪軸５
５１が連結されており、一端を固定され他端をワーク保
持体７に連結されたワイヤ５５３が、図示のように動滑
車輪軸５５１および定滑車５４７、５４９に掛け渡され
ている。

【０１３６】この増速機構５４１が組み込まれる圧力調
整回路のその他の構成は図３に示される具体例２と同じ
であり、減圧弁部２９の反力室３８および通気室４６
は、オリフィス６１を介して減圧弁１０５のダイヤフラ
ム室３３ｂ並びにニードル弁１２７に接続され、導気室
４８は空気供給源Ｒに接続されている。ただし、この例
では、シリンダ装置２のヘッド室（ピストンロッド３と
反対側の室）が作用室４’となり主弁６の調圧室８に接
続されていて、ピストンロッド側の室は大気に連通され
ている。また、この増速機構５４１を採用する構成に際
して、ピストンＰの作用室４’側の受圧面積をＡ、ダイ
ヤフラム３４（受板３２を含む）の反力室３８側の受圧
面積をＢとすると、ほぼＡ：Ｂ＝４：１となるように設
定してある。

【０１３７】こうした構成（輪軸５５１と定滑車５４
７、５４９との組合せ）により、ワーク保持体７の昇降
移動量はピストンＰの軸方向移動量のほぼ４倍になり、
ピストンＰの移動量に比べてワーク保持体７すなわちワ
ークＷの昇降量を大きくすることができる。つまり、ピ
ストンＰの移動量に比べてワークＷの昇降量を大きくで
きるから、装置、特にシリンダ装置２をコンパクトにで
きる。また、ピストンＰの摺動量が少なくて済むから抵
抗を小さくする効果もある。

【０１３８】なお、受圧面積Ａ、Ｂの比が上述の関係に
なっているので、この増速機構５４１を組み込んだ圧力
調整回路の動作は具体例２と同様になり、同様の効果を
発揮する。 （変形例）なお、この図１０に示される輪軸と定滑車と
の組合せを、図１１に示されるような動滑車と定滑車の
組合せによる増速機構５７１に置き換えることもでき
る。

【０１３９】図１１に示すように、この増速機構５７１
では、ピストンロッド３にはコの字状の滑車保持部材５
７３が連結され、その滑車保持部材５７３に一対の動滑
車５７５、５７７が保持されている。またシリンダ装置
２の外壁に立設された定滑車軸５７９には定滑車５８１
が取り付けられ、シリンダ装置２に固定された定滑車保
持部材５８３には定滑車５８５が取り付けられている。
これら、動滑車５７５、５７７および定滑車５８１、５
８５の軸方向は、図１１（ｂ）に示される関係にある。
そして、シリンダ装置２の中央付近に固定されているワ
イヤ保持部材５８７に一端を保持されるワイヤ５８９
が、図示のようにたすき掛け状に、各滑車５７５、５７
７、５８１、５８５に掛けられ、ワイヤ５８９の他端
は、図１０に示されるワイヤ５５３と同様にワーク保持
体７に連結される。

【０１４０】また、この増速機構５７１を採用する構成
に際して、ピストンＰの作用室４’側の受圧面積をＡ、
ダイヤフラム３４（受板３２を含む）の反力室３８側の
受圧面積をＢとすると、ほぼＡ：Ｂ＝４：１となるよう
に設定してある。この増速機構５７１は、図１０に示さ
れる増速機構５４１と同様に動作し、それと同様の効果
を発揮する。しかも、図１１に示されるように各滑車５
７５、５７７、５８１、５８５を配置することで、増速
機構５７１の全長（シリンダ装置２の軸方向に沿った長
さ）を短くすることができる。

【０１４１】以上、いくつかの具体例、変形例および増
速機構の例を挙げて、本発明の実施の形態について説明
したが、本発明はこれらの具体例等に限定されるもので
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でさまざまに実
施できることは言うまでもない。

【０１４２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の圧
力調整回路によれば、ワークに合わせて特別な調節操作
をしなくとも、シリンダ装置のピストンを釣合状態とす
ることができる。

【０１４３】請求項２記載の圧力調整回路によれば、ワ
ークに合わせて特別な調節操作をしなくとも、シリンダ
装置のピストンを釣合状態とすることができる。請求項
３記載の圧力調整回路によれば、ピストンに軸方向に沿
った外力を及ぼすためのピストン駆動機構を介して操作
することによりワークを昇降できる。

【０１４４】請求項４記載の圧力調整回路によれば、ピ
ストンの移動量に比べてワークの昇降量を大きくするこ
とができ、装置をコンパクトにできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 具体例１の圧力調整回路の構成の説明図であ
る。

【図２】 変形例１の圧力調整回路の構成の説明図であ
る。

【図３】 具体例２の圧力調整回路の構成の説明図であ
る。

【図４】 具体例３の圧力調整回路の構成の説明図であ
る。

【図５】 具体例４の圧力調整回路の構成の説明図であ
る。

【図６】 変形例２の圧力調整回路の構成の説明図であ
る。

【図７】 変形例３のワーク保持体の説明図である。

【図８】 増速機構の一例の説明図である。

【図９】 増速機構の一例の説明図である。

【図１０】 増速機構の一例の説明図である。

【図１１】 図１０に示される増速機構の変形例の説明
図である。

【図１２】 従来の圧力調整回路の構成の説明図であ
る。

【符号の説明】

１、１ａ、１０２、３０２、２００、２００ａ・・・圧
力調整回路、２、５４３・・・シリンダ装置、３・・・
ピストンロッド、４、４’・・・作用室、５・・・取っ
手、６・・・主弁、７・・・ワーク保持体、８・・・調
圧室、９・・・摺動軸、１０・・・給気室、１１・・・
フック、１２・・・給気弁体、１３・・・迂回部材、１
４・・・排気室、１５・・・縣架部、１６・・・排気弁
体、１８・・・ピストン室、１９・・・感圧油室、２０
・・・調圧ピストン、２２・・・制御室、２４・・・調
圧ピストン室、２６・・・ステム、２８・・・バイパ
ス、２９・・・減圧弁部、３０・・・給排ポート、３２
・・・受板、３３ｂ・・・ダイヤフラム室、３３ｃ・・
・ダイヤフラム室、３４・・・ダイヤフラム、３５ｂ・
・・受板、３６・・・バネ室、３７ｂ・・・ダイヤフラ
ム、３７ｃ・・・ダイヤフラム、３８・・・反力室、３
９ｂ・・・感圧室、３９ｃ・・・感圧室、４０・・・バ
ネ受板、４１ｂ・・・調整ステム、４２・・・補正バ
ネ、４４・・・調整ステム、４６・・・通気室、４６ａ
・・・制御ポート、４７ｂ・・・バイパス、４８・・・
導気室、４９ｂ・・・通気室、５０・・・短絡路、５１
ｂ・・・導気室、５１ｃ・・・導気室、５２・・・導入
用弁体、５３ｂ・・・弁体、５３ｃ・・・弁体、５７・
・・オリフィス、５８・・・２方弁、５９・・・ニード
ル弁（除放手段）、６１・・・オリフィス、１０５・・
・減圧弁、１０７・・・リリーフ弁、１０９・・・調整
弁、１１１・・・ダイヤフラム、１１３・・・ダイヤフ
ラム室、１１５・・・副制御室、１１７・・・弁体、１
１９・・・副調圧室、１２１・・・副給気室、１２７・
・・ニードル弁（除放手段）、１２９・・・ニードル
弁、２０２・・・ワーク保持体、２０４・・・摺動ロッ
ド（連結ロッド）、２０６・・・ケーシング、２１０・
・・ダイヤフラム、２１２・・・受板、２１４・・・ダ
イヤフラム室（荷重室）、２１６・・・調整ナット、２
１８・・・補正バネ、２２０・・・放出弁体、２２２・
・・導気室、２２６・・・排気室、２２７・・・オリフ
ィス、２２９・・・ニードル弁、３０２・・・圧力調整
回路、３０９・・・調整弁、３１１・・・ダイヤフラ
ム、３１３・・・ダイヤフラム室、３１５・・・副制御
室、３１７・・・弁体、３１９・・・副排気室、３２１
・・・副調圧室、３２７・・・ニードル弁（除放手
段）、３２９・・・ニードル弁、５０１、５２１、５４
１・・・増速機構、５０３・・・固定部材、５０５・・
・梃子部材、５０７・・・支点ピン、５０９・・・力点
ピン、５１１・・・作用点ピン、５２３・・・動滑車、
５２５・・・固定部材、５２７・・・定滑車、５２９・
・・ワイヤ、５４５・・・滑車保持部、５４７、５４９
・・・定滑車、５５１・・・輪軸、５５３・・・ワイ
ヤ、５７１・・・増速機構、５７５・・・動滑車、５７
７・・・動滑車、５８１・・・定滑車、５８５・・・動
滑車、５８９・・・ワイヤ、Ｐ・・・ピストン、Ｒ・・
・空気供給源、Ｗ・・・ワーク。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加圧気体源に接続される給気室と、給気
   弁体により前記給気室との連通を通断される調圧室と、
   排気弁体により前記調圧室との連通を通断され排気ポー
   トにより外部に開放される排気室と、中立位置では前記
   給気弁体と前記排気弁体とを共に閉鎖位置とし下降時に
   は前記給気弁体を開放位置とし上昇時には前記排気弁体
   を開放位置とするステムと、前記調圧室と連通された制
   御室と、この制御室に対置される調圧ピストン室と、前
   記制御室と調圧ピストン室との圧力差に応じて往復変位
   して前記ステムを昇降させる調圧ピストンとを有する主
   弁と、 前記主弁の調圧室に接続される作用室と、荷重伝達機構
   を介して伝達されるワークの重量に応じた荷重力を及ぼ
   され且つ前記作用室内の加圧気体の圧力により前記荷重
   力に抗する方向の作用力を及ぼされるピストンとを有す
   るシリンダ装置とを備える圧力調整回路において、 前記ワークの荷重が及ぼされる荷重受面と該荷重受面と
   は反対側となる反力受面とを有する変位板を含むダイヤ
   フラム、前記荷重受面を前記反力受面側に向けて付勢す
   る変位板付勢手段、該変位板付勢手段の付勢力を調節す
   る付勢力調節手段、前記ダイヤフラムの反力受面側をそ
   の一部として形成され加圧気体が導入される反力室およ
   び前記変位板が中立位置よりも前記反力室側に変位する
   と開放位置に変位して加圧気体源からの加圧気体を制御
   ポートに導く導入用弁体を備え、前記荷重伝達機構と前
   記ワークとの間に介在して該ワークを保持するワーク保
   持体と、 直接または間接的に前記制御ポートの圧力を前記調圧ピ
   ストン室に導く制御圧導入手段と、 前記制御ポートまたは前記制御室の圧力を前記反力室に
   導くフィードバック手段と、 前記反力室または前記調圧ピストン室から加圧気体を除
   放する除放手段とを設けたことを特徴とする圧力調整回
   路。
2. 【請求項２】 加圧気体源に接続される給気室と、給気
   弁体により前記給気室との連通を通断される調圧室と、
   排気弁体により前記調圧室との連通を通断され排気ポー
   トにより外部に開放される排気室と、中立位置では前記
   給気弁体と前記排気弁体とを共に閉鎖位置とし下降時に
   は前記給気弁体を開放位置とし上昇時には前記排気弁体
   を開放位置とするステムと、前記調圧室と連通された制
   御室と、この制御室に対置され加圧気体源側に接続され
   る調圧ピストン室と、前記制御室と調圧ピストン室との
   圧力差に応じて往復変位して前記ステムを昇降させる調
   圧ピストンとを有する主弁と、 前記主弁の調圧室に接続される作用室と、荷重伝達機構
   を介して伝達されるワークの重量に応じた荷重力を及ぼ
   され且つ前記作用室内の加圧気体の圧力により前記荷重
   力に抗する方向の作用力を及ぼされるピストンとを有す
   るシリンダ装置とを備える圧力調整回路において、 前記ワークに連結されるケーシング、上端を前記荷重伝
   達機構に連結され下端を前記ケーシング内にして該ケー
   シングの摺動孔を自身の軸方向に沿って気密に摺動する
   連結ロッド、該連結ロッドに固着される荷重受面に及ぼ
   される力と該荷重受面とは反対側となる反力受面とを有
   する変位板を含むダイヤフラム、前記ダイヤフラムの荷
   重受面側をその一部として形成され前記連結ロッドの下
   端側を収容するとともに加圧気体が導入される荷重室、
   前記変位板が中立位置よりも反力受面側に変位すると開
   放位置に変位して制御ポートから導入される加圧気体を
   放出する放出弁体、前記ケーシングと前記連結ロッドと
   の間に介装されて前記連結ロッドの上端と前記ケーシン
   グとの距離を広げる方向の付勢力を及ぼすロッド付勢手
   段および該ロッド付勢手段の付勢力を調節する付勢力調
   節手段とを備えるワーク保持体と、 前記加圧気体源からの加圧気体を減圧して前記調圧ピス
   トン室に供給する減圧手段と、 直接または間接的に前記制御ポートと前記調圧ピストン
   室とを接続し前記調圧ピストン室の圧力を前記制御ポー
   トの圧力に連動させる圧力連動手段と、 前記制御ポートまたは前記制御室の圧力を前記荷重室に
   導くフィードバック手段とを設けたことを特徴とする圧
   力調整回路。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の圧力調整回路に
   おいて、 前記ピストンに軸方向に沿った駆動力を及ぼすためのピ
   ストン駆動機構を設けたことを特徴とする圧力調整回
   路。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか記載の圧力
   調整回路において、 前記ピストンの受圧面積をＡ、前記ダイヤフラムの受圧
   面積をＢとするときに、前記ピストンの軸方向移動量を
   Ａ／Ｂ倍した昇降移動量を前記ワーク保持体に及ぼす増
   速機構を、前記荷重伝達機構の一部として設けたことを
   特徴とする圧力調整回路。