WO2002030806A1 - Système d'équilibrage par air - Google Patents

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WO2002030806A1
WO2002030806A1 PCT/JP2001/007101 JP0107101W WO0230806A1 WO 2002030806 A1 WO2002030806 A1 WO 2002030806A1 JP 0107101 W JP0107101 W JP 0107101W WO 0230806 A1 WO0230806 A1 WO 0230806A1
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pressure
valve
supply
lever member
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Noboru Kimura
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Hirotaka Engineering Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to an air balance device for suspending a transferred object by antagonizing a load of the transferred object and a supply pressure to a cylinder.
  • the load of the transported object is configured to act on the reaction force chamber partitioned by the diaphragm, and the pressure of the pressure chamber due to the change in the load is set.
  • the main valve is switched to supply compressed air from a pressure source to the working chamber of the cylinder, or the working chamber is opened to the atmosphere to control the working chamber pressure to reduce the load on the load.
  • An object of the present invention is to provide an air balance device that can be easily operated and can be balanced with a transported object with a simple configuration.
  • the present invention has taken the following means to solve the object. That is,
  • a pressure adjusting valve that regulates a pressure of a supply / discharge flow path connected to a working chamber of a cylinder that lifts and lowers the transported object to a pressure that antagonizes the weight of the transported object; Air balance device that balances the weight of
  • a switching valve is provided for communicating the supply / discharge flow path with the control flow path at the time of balancing, and a switching valve for communicating the supply / discharge flow path and the pipe flow path at the time of lifting / lowering drive.
  • An elevating valve mechanism for supplying or discharging compressed air to the supply / discharge flow path via a variable throttle valve to elevate and lower the conveyed body during the elevating drive;
  • the cylinder is attached to a lever member swingably supported around a fulcrum pin,
  • a restoring force mechanism for applying an acting force in the same direction as the load of the conveyed object to the lever member by introducing a pilot pressure from the control flow path is provided near a fulcrum pin
  • the pressure regulating valve is configured to control the supply / discharge flow path, the control flow path, and the switching in accordance with an operation force due to swinging of the lever member and an operation force due to introduction of a pilot pressure from the control flow path.
  • An air balance device is characterized by supplying and discharging compressed air via a valve.
  • the raising / lowering valve mechanism includes: a rising valve that communicates a pressure source with the supply / discharge flow path via a variable throttle valve by introducing a pilot pressure; and a rising valve that introduces a pilot pressure.
  • a down valve that communicates the atmosphere with the supply / discharge flow path via a variable throttle valve may be provided.
  • the urging force mechanism may include an urging chamber communicated with the tank, and apply an operating force to the lever member by an operating force of compressed air pressure introduced into the urging chamber.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air balance device as one embodiment of the present invention.
  • ⁇ 2 is a schematic configuration diagram of main parts of an air balance device as a second embodiment
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of main parts of an air balance device as a third embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of main parts of an air balance device as a fourth embodiment
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the pressure regulating valve of the present embodiment
  • FIG. 6 is a sectional view of a pressure regulating valve as another embodiment
  • FIG. 7 is a sectional view of a pressure regulating valve as another embodiment.
  • reference numeral 1 denotes a conveyed object, which is suspended and supported by a cylinder 2.
  • a piston 6 is slidably inserted into the cylinder tube 4 of the cylinder 2.
  • the working force for raising the piston 6 acts.
  • a hook 9 is attached to a rod 6 a integral with the piston 6, and the transferred object 1 is suspended from the hook 9. Have been able to.
  • the switching valve 14 is of a pie port operation type, and includes a lifting drive position 14 a communicating the supply / discharge flow path 10 and the pie port flow path 16, and a supply / discharge flow path 10. And a balance position 14 b communicating with the control flow path 18.
  • the supply / discharge channel 10 is connected to a high-pressure channel 22 communicating with the pressure source 20 and a low-pressure channel 24 open to the atmosphere.
  • the high-pressure flow path 22 is provided with a rising valve 26 and a variable throttle valve 28.
  • the ascending valve 26 has an open position 26 a communicating with the high pressure flow path 22, and exhaust is performed without introduction of the pilot pressure.
  • the low-pressure flow path 24 is provided with a descending valve 30 and a variable throttle valve 32.
  • the descending valve 30 has an open position 30 a communicating with the low-pressure passage 24 when the pilot pressure is introduced through the descending pilot passage 31, and the exhaust pressure without the introduction of the pilot pressure.
  • a closed position 30b that sometimes blocks the low-pressure flow path 24 is provided.
  • the lift valve 26, the variable throttle valve 28, the lowering valve 30, and the variable throttle valve 32 constitute a lift valve mechanism.
  • the ascending pilot flow path 27 and the descending pilot flow path 31 are connected to a driving pilot flow path 36 via a shut-off valve 34.
  • the driving pilot flow path 36 is connected so as to introduce a pilot pressure to the switching valve 14 so as to switch the switching valve 14 to the elevation drive position 14a.
  • the switching valve 14 is also connected to a balancing pilot flow path 37 for introducing a pilot pressure for switching the switching valve 14 to the balancing position 14b.
  • Cylinder tube 4 of cylinder 2 is connected to pin 4 at one end of lever It is swingable through 0 and is mounted so that the position can be adjusted.
  • the lever member 38 is swingably attached to a suspension member 42 mounted on a ceiling or the like via a pin 44.
  • a valve body 51 of a pressure regulating valve 50 is attached to the suspension member 42.
  • a restoring force mechanism 48 is also integrally incorporated in the valve body 51.
  • the pressure regulating valve 50 includes an open position 50 a for opening the control flow passage 18 to the atmosphere, a shutoff position 50 b for shutting off the control flow passage 18, and a pressure source 20 for connecting the control flow passage 18 to the pressure source 20.
  • a communication position 50c communicating with the high-pressure channel 49a connected to the high-pressure channel 49a is provided.
  • the high-pressure channel 49a is provided with a check valve 49b for preventing backflow.
  • FIG. 1 shows a case where the pressure regulating valve 50 is indicated by a JIS symbol
  • FIG. 5 is a sectional view showing a specific configuration.
  • a pressure regulating chamber 52, an air supply chamber 54, and an exhaust chamber 56 are formed in the pressure regulating valve 5.
  • the control flow path 18 is connected to the pressure regulation chamber 52, and the high pressure flow path 49 a is connected to the air supply chamber 54.
  • the pressure regulating chamber 52 and the air supply chamber 54 are in communication with each other, and the pressure regulating chamber 52 and the air supply chamber 54 are communicated and shut off by a slidably supported air supply valve 58. It is configured as follows. An exhaust chamber 56 that is open to the atmosphere is communicated with the pressure regulating chamber 52, and the pressure regulating chamber 52 and the exhaust chamber 56 are slidably supported by an exhaust valve body 60. Are configured to be communicated and blocked.
  • the valve body 51 is provided with a restoring force mechanism 48 in a body, and the restoring force mechanism 48 includes a diaphragm 64 that partitions a storage hole 62 formed in the valve body 51. The storage hole 62 is partitioned by the diaphragm 6 to form a control room 66.
  • the control room 66 communicates with the control channel 18 via the bypass channel 68.
  • a rod 70 is integrally attached to the diaphragm 64, and the port 70 penetrates the valve body 51 and protrudes to the outside, and the tip is in contact with the lever member 38.
  • the acting force of BX p acts on the lever member 38 at a distance b from the fulcrum pin 4 4. This acting force is configured to act around the fulcrum pin 44 in the same direction as the acting force due to the load of the transported object 1.
  • the exhaust valve body 60 When the rod 70 pushes the lever member 38, the exhaust valve body 60 is slid via the stem 72 to the open position 50a where the pressure regulating chamber 52 communicates with the exhaust chamber 56. It is configured to switch.
  • the air supply valve body 58 is slid via the stem 72 to connect the pressure regulating chamber 52 to the air supply chamber 54. It is configured to switch to the communication position 50c.
  • the biasing force mechanism 74 is attached to the suspension member 42 so as to face the restoring force mechanism 48.
  • the biasing force mechanism 74 includes a diaphragm 80 that partitions a storage hole 78 formed in the main body 76, and a biasing chamber 82 is formed in one of the storage holes 78 partitioned by the diaphragm 80. .
  • a rod 84 is integrally attached to the diaphragm 80, and the rod 84 penetrates through the main body 76 and protrudes to the outside, and its tip is in contact with the lever member 38. . In the present embodiment, these constitute a reaction.
  • An introduction port 86 communicating with the urging chamber 82 is formed in the main body 76, and one end of an introduction channel 88 is connected to the introduction port 86.
  • a tank 90 is connected to the other end of the introduction channel 88, and a channel is connected to the introduction channel 88.
  • Eck valve 92 and throttle 94 are interposed in parallel. Further, the pilot flow path 16 is connected to the introduction flow path 88 on the tank 90 side of the check valve 92.
  • the acting force of CX p acts on the lever member 38 at a distance c from the fulcrum pin 4 4. I have.
  • the acting force is configured to act around the fulcrum pin 44 in a direction opposite to the acting force due to the load of the transported object 1.
  • the distance between the pin 40 and the fulcrum pin 4 a is a, the pressure receiving area of the working chamber 8 is A, the pressure of the working chamber 8 is p, the load of the transferred object 1 and the hook 9, the rod 6a, the piston 6, etc.
  • the total weight of the object moving up and down is W
  • the control chamber 66, and the urging chamber 82 are equal, the following equation is established.
  • a spring 96 is provided between the suspension member 42 and the lever member 38 so as to balance the downward weight (weight of the cylinder tube 4 and the like) applied to the pins 40 other than the object to be raised and lowered. Are located.
  • the transferred object 1 is hung on the hook 9.
  • the pilot pressure is supplied to the lifting pilot flow path 27. Therefore, the ascending valve 26 is switched to the open position 26a, and compressed air is supplied from the pressure source 20 to the variable throttle valve 28, the ascending valve 26, the high-pressure channel 22, and the supply / discharge channel 10.
  • the working chamber 8 Due to the action of the compressed air supplied to the working chamber 8, the transported object 1 rises via the piston 6 and the rod 6a. At that time, the transferred object 1 rises at a speed according to the setting of the variable throttle valve 28.
  • the pilot pressure is introduced into the switching valve 14 through the shuttle valve 34 and the driving pilot flow path 36.
  • the switching valve 14 is switched to the elevation drive position 14a. Therefore, compressed air is supplied to the tank 90 via the supply / discharge flow path 10, the switching valve 14, and the pilot flow path 16, and the compressed air is supplied to the biasing chamber 82 via the throttle 94. Supplied.
  • the descending valve 30 is switched to the open position 30a. Therefore, the compressed air in the working chamber 8 is discharged into the atmosphere via the supply / discharge flow path 10, the descending valve 30, the variable throttle valve 32, and the low-pressure flow path 24, and the transferred object 1 descends. At that time, the transferred object 1 descends at a speed corresponding to the setting of the variable throttle valve 32.
  • the pilot pressure is introduced into the switching valve 14 via the shuttle valve 34 and the driving pilot flow path 36. Then, the switching valve 14 is switched to the elevation drive position 14a. Therefore, compressed air from the tank 90 flows into the atmosphere via the pilot flow path 16, the switching valve 14, the supply / discharge flow path 10, the low-pressure flow path 24, the descending valve 30, and the variable throttle valve 32. Will be released.
  • the switching pipe flow is supplied to the switching valve 14. Pilot pressure is supplied via channel 37. Therefore, the switching valve 14 is switched to the balancing position 14b, and the control flow path 18 and the supply / discharge flow path 10 are communicated. However, at this time, if there is a difference between the pressure in the control flow path 18 and the pressure in the pilot flow path 16, a malfunction (rise or fall) occurs. At this time, the position of the pin 40 may be changed by moving along the elongated hole, or the mounting position b of the pressure regulating valve 50 may be changed to satisfy the above-described expression (1).
  • the pressure in the control room 66 decreases.
  • the swing of the lever member 38 stops, the pressure regulating valve 50 is switched to the shut-off position 50b, and the working chamber 8
  • the acting force due to the internal pressure p and the load on the transported object 1 are balanced, and the ascent is stopped.
  • the lever member 38 swings around the fulcrum pin 44, and the pressure in the control chamber 66 causes the pressure adjustment valve 50 to open.
  • the pressure is switched to 50a, and the compressed air in the working chamber 8 is released into the atmosphere via the supply / discharge flow path 10, the switching valve 14, the control flow path 18, and the pressure regulating valve 50, and is transported. Body 1 descends.
  • the pressure change in the urging chamber 8 2 of the urging force mechanism 74 can be reduced when the conveyed object 1 is raised and lowered by hand, and the lever member 38 can be rocked lightly. I can do it.
  • the high pressure passage 49 a When the supply of compressed air from the pressure source 20 is stopped by installing a check valve 49 b, the pressure in the control chamber 66 of the pressure regulating valve 50 drops, and it switches to the communication position 50 c side. The transferred object 1 is prevented from falling by its own weight. Further, by providing the auxiliary tank 12 and the throttle 94, it is possible to prevent the occurrence of the rolling operation.
  • a cylinder tube 102 of a cylinder 100 is fixed horizontally, and a fixed pulley 104 is rotatably supported by the cylinder tube 102.
  • a moving pulley 110 is rotatably supported on a rod 108 integral with the piston 106, and wires 111 that suspend the object 1 are fixed pulleys 104 and a moving pulley 1 ⁇ . After being wrapped around 0, the ends of the wires 1 and 2 are fastened to the pins 40.
  • the moving pulley 110 moves, and is subjected to double acting force.
  • the carrier 1 can be moved up and down. Therefore, as shown in the following formulas (1a) and (2a), the pressure receiving area of the working chamber 8 is twice as large as the pressure receiving area A of the above-described embodiment, and can be balanced with the transferred object 1.
  • the transported object 1 by raising and lowering the transported object 1, the transported object 1 can be raised and lowered with a light force, and the transported object 1 can be moved up and down. 1 can also be kept in balance.
  • a speed increasing mechanism 120 may be provided. Using the screw mechanism 122 for the speed-up mechanism 120, wind the wire 126 around the drum 124, and suspend the transferred object 1 on the hook 128 attached to the tip of the wire 126. .
  • the cylinder tube 4 is attached to the frame 230 supported by the lever member 38, and the rod 6a is attached to the drum 124 via the thrust bearing 134.
  • L is the lead of the screw and D is the drum pitch diameter
  • the transported object 1 may be hung on a lever 142 supported swingably around a pin 140. At this time, connect the tip of rod 6 a of cylinder 2 to this lever 14 2.
  • E is the distance from the pin 140 to the transported object 1
  • e is the distance from the pin 140 to the rod 6a
  • the following equation is established. Therefore, it is possible to balance with the transferred object 1 also on the pushing side of the cylinder 2.
  • a valve body 152 is slidably supported by a valve body 151.
  • the valve element 15 2 is seated on a valve seat 15 5 formed on the valve body 15 1, separated from the valve body 15 2, and shuts off and communicates between the high-pressure flow path 49 a and the control flow path 18. It is configured to be able to.
  • the valve element 152 is urged by a coil spring 156 in a direction of sitting on the valve seat 154.
  • a housing hole 158 is formed in the valve body 151, and the housing hole 158 is partitioned by a diaphragm 160, and a control chamber 162 is formed on one side.
  • the front end of the valve element 152 protrudes into the control room 162, and the rear end of the valve element 152 protrudes to the outside of the valve body 151.
  • An exhaust hole 16 4 is formed in the valve body 15 2 in the axial direction thereof, and the exhaust hole 16 4 is formed so that the control chamber 16 2 can communicate with the atmosphere.
  • a diaphragm 160 is in contact with the tip of 152, so that the exhaust hole 164 can be closed or opened.
  • the pressure receiving area of the diaphragm 160 in the control room 16 2 is formed to be B.
  • the pressure regulation chamber 168 is connected to the control flow path 18, and the control chamber 162 is connected to the control flow path 18 via the bypass path 170.
  • a spool 18 2 is slidably held by the valve body 18 1 of the pressure regulating valve 180, and the control passage 18 and the high-pressure passage 49
  • the communication and cutoff with a and the communication and cutoff with the control flow path 18 and the atmosphere are cut off. It is configured to be interchangeable.
  • a control chamber 18 4 is formed at one end of the spool ⁇ 82, and the action of the pilot pressure introduced into the control chamber 18 4 causes the action force to slide the spool 18 2 to act. Is configured.
  • the control room 18 4 is formed so that the pressure receiving area becomes B.
  • the control room 18 4 is connected to the control channel 18 via a bypass 19 2.
  • coil springs 1 8 8 and ⁇ 9 0 are disposed, respectively.
  • the coil springs 1 8 8 and 1 9 Spool 18 2 is urged from both sides so that Note that the coil springs 108 and 110 may be provided as needed, and may not necessarily be provided.
  • a rod 70 is slidably inserted into the valve body 18 1 on the opposite side of the control chamber 18 4 so that when the rod 70 is pushed in, the spool 18 2 slides. Is configured. As a result, the communication path is switched to the communication position 50c (see FIG. 1) that connects the control flow path 18 and the high-pressure flow path 49a.
  • the spool 18 is slid by the operation of the pilot pressure from the control channel 18 introduced into the control room 18 4 to open the control channel 18 to the atmosphere. It is configured so that it can be switched to position 50a (see Fig. 1).
  • the air balance device of the present invention can balance with the transported object with a small number of parts, and can switch the pressure adjustment valve with a light force using a lever member, so that air leakage due to bleed can be caused. Since there is no energy loss and the influence of the sliding resistance of the packings of the cylinder is small, the operation of elevating and lowering the transported object can be performed with a small force, so that the operation is easy.

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Description

明細書 エアバランス装置 技術分野
本発明は、 被搬送体の荷重とシリンダへの供給圧力とを拮抗させて、 被搬送体を吊下げるエアバランス装置に関する。 背景技術
従来より、 特開平 1 0— 3 0 6 0 9号公報にあるように、 被搬送体の 荷重がダイヤフラムにより仕切られた反力室に作用するように構成し、 荷重の変化による圧力室の圧力変動に基づいて、 主弁を切り換えて、 シ リンダの作用室に圧力源から圧縮空気を供給、 あるいは、 作用室を大気 に開放して、 作用室内圧を制御して、 被搬送体の荷重とシリンダの作用 力とを釣合わせて、 被搬送体を吊下げるように構成したものが知られて いる。
しかしながら、 こうした従来のものでは、被搬送体を昇降させる際に、 シリンダのパッキン類の摺動抵抗に打ち勝ってビス卜ンを摺動させて、 作用室の体積を増減させなければ主弁の開閉が行われず、 昇降操作が重 く、 操作し難いという問題があった。 また、 従来の圧力変動を感知して の主弁の開閉は、 応差が発生するのを防ぐため （釣合時の上昇下降の抵 抗差） にブリードし （主弁の開閉は従来 2位置 2ポー卜弁をブリードす ることによリ応差の影響を少なくするのが主であった。）、 空気が絶えず 洩れた状態で行っていたので、 エネルギロスが大きいという問題があつ た。 更に、 種々の弁を設けなければならず装置が複雑になるという問題 もあった。 発明の開示
本発明の課題は、 操作が容易で、 しかも簡単な構成で被搬送体と釣合 わせることができるエアバランス装置を提供することにある。
かかる課題を達成すべく、 本発明は課題を解決するため次の手段を取 つた。 即ち、
被搬送体を昇降させるシリンダの作用室に接続した給排流路の圧力を, 前記被搬送体の重量に拮抗する圧力に調圧する圧力調整弁を備え、 前記 シリンダの作用力と前記被搬送体の重量とを釣り合わせるエアバランス 装置において、
釣合時には前記給排流路と制御流路とを連通し、 昇降駆動時には前記 給排流路とパイ口ッ 卜流路とを連通する切換弁を設けると共に、
前記昇降駆動時に、 可変絞り弁を介して前記給排流路に圧縮空気を供 給あるいは排出して前記被搬送体を昇降させる昇降弁機構を設け、
また、 支点ピンの廻りに揺動可能に支持した梃子部材に前記シリンダ を取り付け、
更に、 前記制御流路からのパイ口ッ 卜圧の導入により前記梃子部材に 前記被搬送体の荷重と同方向の作用力を付与する復元力機構を支点ピン 近くに設けると共に、 前記被搬送体の荷重と前記復元力機構の作用力と に対して釣り合う作用力を前記パイ口ッ 卜流路に連通したタンクからの 圧縮空気の導入により前記梃子部材に付与する付勢力機構を設け、 かつ、 前記圧力調整弁は、 前記梃子部材の揺動による作用力と前記制 御流路からのパイ口ッ 卜圧の導入による作用力とに応じて前記給排流路 と前記制御流路及び前記切換弁を介して圧縮空気の給排を行うことを特 徴とするエアバランス装置がそれである。
前記昇降弁機構は、 パイロッ ト圧の導入により、 圧力源と前記給排流 路とを可変絞り弁を介して連通する上昇弁と、 パイロッ 卜圧の導入によ リ、 大気中と前記給排流路とを可変絞り弁を介して連通する下降弁とを 備えてもよい。 また、 前記付勢力機構は、 前記タンクに連通された付勢 室を備え、 付勢室に導入される圧縮空気圧の作用力により前記梃子部材 に作用力を付与するものでもよい。 図面の簡単な説明
図 1 は、 本発明の一実施形態としてのエアバランス装置の概略構成図 であり、
囡 2は、 第 2実施形態としてのエアバランス装置の要部概略構成図で あり、
図 3は、 第 3実施形態としてのエアバランス装置の要部概略構成図で あり、
図 4は、 第 4実施形態としてのエアバランス装置の要部概略構成図で あり、
図 5は、 本実施形態の圧力調整弁の断面図であり、
図 6は、 別の実施形態としての圧力調整弁の断面図でぁリ、 そして 図 7は、 他の実施形態としての圧力調整弁の断面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図 1 に示すように、 1 は被搬送体で、 シリンダ 2に吊下げ支持されて いる。 シリンダ 2のシリンダチューブ 4にはビストン 6が摺動可能に挿 入されている。 シリンダチューブ 4とピストン 6とにより形成された作 用室 8に圧縮空気が供給されると、 ピストン 6を上昇させる作用力が働 くように構成されている。 また、 ピストン 6と一体のロッド 6 aにはフ ック 9が取り付けられており、 このフック 9に被搬送体 1 を吊り下げる ことができるようにされている。
作用室 8には、 給排流路 1 0の一端が接続されておリ、 給排流路 1 0 には補助タンク〗 2が接続されている。 給排流路 1 0の他端は、 切換弁 1 4に接続されている。 切換弁 1 4は、 パイ口ッ 卜操作式のもので、 給 排流路 1 0とパイ口ッ ト流路 1 6とを連通する昇降駆動位置 1 4 aと、 給排流路 1 0と制御流路 1 8とを連通する釣合位置 1 4 bとを備えてい る。
給排流路 1 0には、 圧力源 2 0と連通した高圧流路 2 2が接続される と共に、 大気中に開放された低圧流路 2 4が接続されている。 高圧流路 2 2には、 上昇弁 2 6と可変絞り弁 2 8とが介装されている。 上昇弁 2 6は、 上昇用パイロッ ト流路 2 7を介してパイロッ 卜圧が導入されたと きに高圧流路 2 2を連通する開位置 2 6 aと、 パイロッ 卜圧の導入がな く排気のときに高圧流路 2 2を遮断する閉位置 2 6 bとを備えている。 低圧流路 2 4には、下降弁 3 0と可変絞り弁 3 2とが介装されている。 下降弁 3 0は、 下降用パイロッ 卜流路 3 1 を介してパイロッ 卜圧が導入 されたときに低圧流路 2 4を連通する開位置 3 0 aと、 パイロッ 卜圧の 導入がなく排気のときに低圧流路 2 4を遮断する閉位置 3 0 bとを備え ている。 尚、 本実施形態では、 上昇弁 2 6、 可変絞り弁 2 8、 下降弁 3 0、 可変絞り弁 3 2により昇降弁機構を構成している。
上昇用パイロット流路 2 7と下降用パイロッ ト流路 3 1 とは、 シャ 卜 ル弁 3 4を介して、 駆動用パイロッ 卜流路 3 6に接続されている。 駆動 用パイロッ 卜流路 3 6は、 切換弁 1 4を昇降駆動位置 1 4 aに切り換え るように、切換弁 1 4にパイ口ッ 卜圧を導入するように接続されている。 また、 切換弁 1 4には、 切換弁 1 4を釣合位置 1 4 bに切り換えるパイ ロッ 卜圧を導入する釣合用パイロッ卜流路 3 7も接続されている。
シリンダ 2のシリンダチューブ 4は、 梃子部材 3 8の一端に、 ピン 4 0を介して揺動可能、 かつ、 位置調整可能に取り付けられている。 梃子 部材 3 8は天井等に取り付けられた吊下部材 4 2にま点ピン 4 4を介し て揺動可能に取リ付けられている。
この吊下部材 4 2には、 圧力調整弁 5 0の弁本体 5 1 が取り付けられ ている。 弁本体 5 1 には復元力機構 4 8も一体的に組み込まれている。 圧力調整弁 5 0は、制御流路 1 8を大気中に開放する開放位置 5 0 aと、 制御流路 1 8を遮断する遮断位置 5 0 bと、 制御流路 1 8を圧力源 2 0 に接続された高圧流路 4 9 aに連通する連通位置 5 0 cとを備えている, 高圧流路 4 9 aには、 逆流を防止するチェック弁 4 9 bが介装されてい る。
次に、 前述した圧力調整弁 5 0の具体的構成を、 図 5によって説明す る。 図 1 は、 圧力調整弁 5 0を J I S記号で示した場合であり、 図 5は 具体的構成を示す断面図である。
圧力調整弁 5 ひの弁本体 5 〗 には、 調圧室 5 2、 給気室 5 4、 排気室 5 6が形成されている。調圧室 5 2には制御流路 1 8が接続されており、 給気室 5 4には高圧流路 4 9 aが接続されている。
調圧室 5 2と給気室 5 4とは連通されており、 調圧室 5 2と給気室 5 4とは摺動可能に支持された給気弁体 5 8によって連通 ·遮断されるよ うに構成されている。 また、 調圧室 5 2には、 大気中に開放される排気 室 5 6が連通されており、 摺動可能に支持された排気弁体 6 0によって 調圧室 5 2と排気室 5 6とが連通 ·遮断されるように構成されている。 弁本体 5 1 には、 復元力機構 4 8がー体的に設けられており、 復元力 機構 4 8は弁本体 5 1 に形成された収納孔 6 2を仕切るダイヤフラム 6 4を備えている。 ダイヤフラム 6 により収納孔 6 2が仕切られて制御 室 6 6が形成されている。 制御室 6 6はバイパス流路 6 8を介して制御 流路 1 8と連通されている。 ダイヤフラム 6 4にはロッド 7 0が一体的に取り付けられており、 口 ッ ド 7 0は弁本体 5 1 を貫通して外部に突出され、 その先端は梃子部材 3 8に接触されている。 ダイヤフラム 6 4の受圧面積を B、 制御室 6 6 の圧力を Pとすると、 B X pの作用力が梃子部材 3 8に、 支点ピン 4 4 から距離 bの位置に働くように構成されている。 また、 この作用力は支 点ピン 4 4の廻りに、 被搬送体 1 の荷重による作用力と同方向に作用す るように構成されている。
圧力調整弁 5 0に設けられたステム 7 2が排気弁体 6 0を貫通してそ の先端がダイヤフラム 6 4に取り付けられている。 制御室 6 6に導入さ れるパイロット圧の作用にょリ、 ロッ ド 7 0の後端に当接されている。 ロッド 7 0が梃子部材 3 8を押したときには、 ステ厶 7 2を介して排気 弁体 6 0を摺動させて調圧室 5 2と排気室 5 6とを連通する開放位置 5 0 aに切り換えるように構成されている。 また、 ロッ ド 7 0が梃子部材 3 8により押されたときには、 ステ厶 7 2を介して給気弁体 5 8を摺動 させて調圧室 5 2と給気室 5 4とを連通する連通位置 5 0 cに切り換え るように構成されている。
吊下部材 4 2には、 復元力機構 4 8と対向して付勢力機構 7 4が取り 付けられている。 付勢力機構 7 4は本体 7 6に形成された収納孔 7 8を 仕切るダイヤフラム 8 0を備え、 ダイヤフラム 8 0により仕切られた収 納孔 7 8の一方に付勢室 8 2が形成されている。ダイヤフラム 8 0には、 ロッド 8 4が一体的に取り付けられておリ、 ロッ ド 8 4は本体 7 6を貫 通して外部に突出されており、 その先端は梃子部材 3 8に接触されてい る。 本実施形態では、 これらによリアクチユエ一夕を構成している。 本体 7 6には、 付勢室 8 2に連通した導入ポー卜 8 6が形成されてお り、 導入ポー卜 8 6には導入流路 8 8の一端が接続されている。 導入流 路 8 8の他端には、 タンク 9 0が接続されており、 導入流路 8 8にはチ エック弁 9 2と絞り 9 4とが並列に介装されている。 また、 パイロッ 卜 流路 1 6が、 チェック弁 9 2よりもタンク 9 0側の導入流路 8 8に接続 されている。
ダイヤフラム 8 0の受圧面積を C、 付勢室 8 2の圧力を pとすると、 C X pの作用力が梃子部材 3 8に、 支点ピン 4 4から距離 cの位置に働 くように構成されている。 また、 この作用力は支点ピン 4 4の廻りに、 被搬送体 1 の荷重による作用力と逆方向に作用するように構成されてい る。
ピン 4 0と支点ピン 4 4との距離を a、 作用室 8の受圧面積を A、 作 用室 8の圧力を p、 被搬送体 1 の荷重やフック 9、 ロッド 6 a、 ピスト ン 6等の昇降する物体の総重量を Wとすると、 作用室 8、 制御室 6 6、 付勢室 8 2の各圧力が等しい場合、下記式が成立するように形成される。 尚、 昇降する物体以外のピン 4 0に加わる下向きの重量 （シリンダチュ ーブ 4等の重量） と釣合うように、 吊下部材 4 2と梃子部材 3 8との間 に、 ばね 9 6が配置されている。
a A + b B = c C - ( 1 )
W = p A - ( 2 )
a > b
次に、 前述したエアバランス装置の作動について説明する。
まず、 図 1 に示すように、 フック 9に被搬送体 1 を吊下げる。 そして、 昇降駆動時には、上昇用パイロッ 卜流路 2 7にパイロッ 卜圧を供給する。 よって、 上昇弁 2 6は開位置 2 6 aに切り換えられ、 圧力源 2 0から圧 縮空気が可変絞リ弁 2 8、 上昇弁 2 6、 高圧流路 2 2、 給排流路 1 0を 介して、 作用室 8に供給される。 作用室 8に供給される圧縮空気圧の作 用により、 ピストン 6、 ロッ ド 6 aを介して被搬送体 1 が上昇する。 そ の際、 可変絞り弁 2 8の設定に応じた速度で、 被搬送体 1 が上昇する。 また、 上昇用パイロッ ト流路 2 7へのパイロット流体の供給で、 シャ トル弁 3 4、 駆動用パイロッ 卜流路 3 6を介して、 切換弁 1 4にパイ口 ッ卜圧が導入されて、 切換弁 1 4が昇降駆動位置 1 4 aに切り換えられ る。 よって、 給排流路 1 0、 切換弁 1 4、 パイロッ ト流路 1 6を介して タンク 9 0に圧縮空気が供給されると共に、 絞り 9 4を介して付勢室 8 2に圧縮空気が供給される。
被搬送体 1 を所定の高さにまで上昇させた後、 上昇用パイロッ 卜流路 2 7へのパイロッ 卜流体の供給を停止し排気にすると、 上昇弁 2 6は閉 位置 2 6 bに切り換えられる。 よって、 高圧流路 2 2は遮断され、 作用 室 8内の圧力 pによる作用力は、 被搬送体〗 の荷重と釣合う （式 （2 ) が成立）。 また、 作用室 8、 給排流路 1 0、 パイロッ 卜流路 1 6、 導入流 路 8 8、 タンク 9 0、 付勢室 8 2によリ閉回路が形成され、 これらの圧 力 Pが等しくなる。
一方、 昇降駆動時に、 下降用パイロッ ト流路 3 1 にパイロッ ト圧を供 給すると、 下降弁 3 0が開位置 3 0 aに切り換えられる。 よって、 作用 室 8内の圧縮空気が給排流路 1 0、 下降弁 3 0、 可変絞り弁 3 2、 低圧 流路 2 4を介して大気中に放出され、 被搬送体 1 が下降する。 その際、 可変絞リ弁 3 2の設定に応じた速度で、 被搬送体 1が下降する。
また、 下降用パイロッ ト流路 3 1 へのパイロッ ト流体の供給で、 シャ 卜ル弁 3 4、 駆動用パイロッ卜流路 3 6を介して、 切換弁 1 4にパイ口 ッ卜圧が導入されて、 切換弁 1 4が昇降駆動位置 1 4 aに切り換えられ る。 よって、 タンク 9 0からもパイロット流路 1 6、 切換弁 1 4、 給排 流路 1 0、 低圧流路 2 4、 下降弁 3 0、 可変絞り弁 3 2を介して圧縮空 気が大気中に放出される。
被搬送体 1 を所定の高さまで下降させた後、 下降用パイロッ ト流路 3 1へのパイ口ッ 卜流体の供給を停止し排気にすると、 下降弁 3 0は閉位 置 3 0 bに切り換えられる。 依って、 低圧流路 2 4は遮断され、 作用室 8内の圧力 pによる作用力は、 被搬送体 1 の荷重と釣合う （式 （2 ) が 成立）。 また、 作用室 8、 給排流路 1 0、 パイロッ 卜流路 1 6、 導入流路 8 8、 タンク 9 0、 付勢室 8 2により閉回路が形成され、 これらの圧力 pが等しくなる。
梃子部材 3 8には、 支点ピン 4 4の廻りに、 被搬送体 1 の荷重に応じ た作用力と、 復元力機構 4 8の作用力とが作用すると共に、 これに対向 した付勢力機構 7 4の作用力が作用する。 梃子部材 3 8が揺動すると、 圧力調整弁 5 0が切り換えられて、 制御室 6 6の圧力が作用室 8の圧力 と等しくなると、 前述した式 （〗 ） が成立して、 梃子部材 3 8の支点ピ ン 4 4の廻りの作用力が釣合う。
被搬送体 1 を圧縮空気圧を利用して昇降させるのではなく、 作業者が 被搬送体 1 等を直接持ち上げたり、あるいは降ろしたりする釣合時には、 切換弁 1 4に釣合用パイ口ッ 卜流路 3 7を介してパイ口ット圧を供給す る。 よって、 切換弁 1 4は釣合位置 1 4 bに切り換えられ、 制御流路 1 8と給排流路 1 0とが連通される。 しかし、 このときに、 制御流路 1 8 の圧力とパイロッ ト流路 1 6の圧力とに差があると、 誤動作 （上昇ある いは下降） が発生する。 このとき、 ピン 4 0の位置を長穴に沿って移動 して変更、 あるいは、 圧力調整弁 5 0の取り付け位置 bを変更して、 前 述した式 （ 1 ) を成立させればよい。
この釣合時に、 被搬送体 1 を上昇させる際には、 被搬送体 1 、 シリン ダ 2等を持ち上げる。 これにより、 梃子部材 3 8が支点ピン 4 4の廻り に揺動し、 ロッ ド 7 0を介して圧力調整弁 5 0が連通位置 5 0 cに切り 換えられる。 圧力源 2 0から、 高圧流路 4 9 a、 圧力調整弁 5 0、 制御 流路 1 8、 給排流路 1 0を介して作用室 8に圧縮空気が供給されて、 作 用室 8の圧力が上昇し、 被搬送体 1 が上昇する。 同時に、 制御流路 1 8、 バイパス流路 6 8を介して制御室 6 6にも圧縮空気が供給されて、 圧力 が上昇する。 被搬送体 1等を持ち上げる際には、 復元力機構 4 8の作用 力に杭して持ち上げる必要があるが、 梃子部材 3 8により、 b / aの軽 い力で持ち上げることができる。
持ち上げを止めると、 制御室 6 6に導入される供給圧 pによる作用力 を受けて、 ロッ ド 7 0を介して梃子部材 3 8が支点ピン 4 4の廻りに揺 動される。 その際、 圧力調整弁 5 0は開放位置 5 0 aに切り換えられ、 制御室 6 6から圧縮空気が大気中に放出される。
よって、 制御室 6 6内の圧力が低下する。 そして、 前述した式 （ 1 ) が成立する圧力 pになったときには、 梃子部材 3 8の揺動が停止し、 圧 力調整弁 5 0は遮断位置 5 0 bに切り換えられ、 また、 作用室 8内の圧 力 pによる作用力と被搬送体 1 の荷重とが釣合って、 上昇を停止する。 一方、 被搬送体 1 、 シリンダ 2等を降ろすと、 梃子部材 3 8が支点ピ ン 4 4の廻りに揺動し、 制御室 6 6内の圧力の作用により、 圧力調整弁 5 0が開放位置 5 0 aに切り換えられ、 作用室 8内の圧縮空気が、 給排 流路 1 0、 切換弁 1 4、 制御流路 1 8、 圧力調整弁 5 0を介して大気中 に放出され、 被搬送体 1 が下降する。
降ろすのを止めると、 付勢力機構 7 4の付勢室 8 2に導入される圧力 Pの作用を受けて、 ロッド 8 4を介して梃子部材 3 8が支点ピン 4 4の 廻りに揺動される。 その際、 ロッ ド 7 0を介して圧力調整弁 5 0を遮断 位置 5 0 bに切り換える。 そして、 前述した式 （ 1 ) が成立して、 梃子 部材 3 8の揺動が停止し、 また、 作用室 8内の圧力 pによる作用力と被 搬送体 1 の荷重等の総重量 Wとが釣合って、 下降を停止する。
タンク 9 0を設けたことにより、 被搬送体 1 を手で昇降するときに、 付勢力機構 7 4の付勢室 8 2内圧力変化を小さく して、 軽く梃子部材 3 8を揺動させることができるようにしている。 また、 高圧流路 4 9 aに チェック弁 4 9 bを設けて、 圧力源 2 0からの圧縮空気の供給が停止し たとき、 圧力調整弁 5 0の制御室 6 6内圧力が低下し、 連通位置 5 0 c 側に切り替わって被搬送体 1 が自重で落下するのを防止している。更に、 補助タンク 1 2、 絞り 9 4を設けたことにより、 ヒビリ動作の発生を防 止することができるようにしている。
次に、 前述した実施形態と異なる第 2実施形態のエアバランス装置に ついて、 図 2によって説明する。 尚、 前述した実施形態のエアバランス 装置と同じ部材については同一番号を付して詳細な説明を省略する。 以 下同様である。
本第 2実施形態では、 シリンダ 1 0 0のシリンダチューブ 1 0 2が水 平に固定されており、 このシリンダチューブ 1 0 2に定滑車 1 0 4が回 転可能に支持されている。 ピストン 1 0 6と一体のロッド 1 0 8には動 滑車 1 1 0が回転可能に支持されており、 被搬送体 1 を吊り下げるワイ ャ 1 1 2が定滑車 1 0 4と動滑車 1 Ί 0とに掛け渡された後、 ワイヤ 1 〗 2の先端は、 ピン 4 0に締結されている。
シリンダ 1 0 0の作用室 1 1 4との間で、 給排流路 1 0を介して圧縮 空気を給排することにより、 動滑車 1 1 0が移動して、 2倍の作用力で 被搬送体 1 を昇降させることができる。 よって、 下記 （ 1 a)、 ( 2 a) 式に示すように、 作用室 8の受圧面積は前述した実施形態の受圧面積 A の 2倍で、 被搬送体 1 と釣合わせることができる。
この第 2実施形態の場合でも、 前述した実施形態と同様に、 被搬送体 1 を持ち上げたり、 引き下げたりすることにより、 軽い力で、 被搬送体 1 を昇降させることができると共に、 被搬送体 1 を釣リ合った状態に保 つこともできる。
(A/ 2 ) X a + b X B = c XC … ( 1 a )
p X A/ 2 =W - ( 2 a) a > b
また、 図 3に示す第 3実施形態のように、 増速機構 1 2 0を設けても よい。 増速機構 1 2 0に、 ねじ機構 1 2 2を用い、 ドラム 1 2 4にワイ ャ 1 2 6を巻き付けてワイヤ 1 2 6の先端に取り付けたフック 1 2 8に 被搬送体 1 を吊り下げる。 また、 梃子部材 3 8に支持したフレーム 2 3 0にシリンダチューブ 4を取リ付け、 ロッド 6 aをドラム 1 2 4にスラ ストべァリング 1 3 4を介して取り付ける。 ここで、 Lはねじのリード、 Dはドラムピッチ径とすると、 下記式が成立する。 この増速機構 1 2 0 を用いると、 シリンダ 2を駆動することによリ増速される。
( L / TC D) XA X a + b X B = c C - ( 1 b )
( p X L XA) / ( T X D ) =W - ( 2 b)
a > b
更に、 図 4に示す第 4実施形態のように、 被搬送体 1 をピン 1 4 0の 廻りに揺動可能に支持されたレバー 1 4 2に吊り下げるようにしてもよ い。 その際、 このレバー 1 4 2にシリンダ 2のロッ ド 6 aの先端を接続 する。 ここで、 Eをピン 1 4 0から被搬送体 1 までの距離、 eをピン 1 4 0からロッ ド 6 aまでの距離とすると、 下記式が成立する。 よって、 シリンダ 2の押し側でも、 被搬送体 1 と釣合わせることができる。
( e / E) XA X a + b X B = c X C … （ 1 c )
( e/E) X p XA = W - ( 2 c )
a > b
次に、 別の実施例の圧力調整弁 1 5 0について、 図 6によって説明す る。
この圧力調整弁 1 5 0は、 弁本体 1 5 1 に弁体 1 5 2が摺動可能に支 持されている。 弁体 1 5 2は、 弁本体 1 5 1 に形成された弁座 1 5 4へ の着座■ 離間にょリ、 高圧流路 4 9 aと制御流路 1 8とを遮断■連通す ることができるように構成されている。 弁体 1 5 2は、 コイルばね 1 5 6によリ、 弁座 1 5 4に着座する方向に付勢されている。
弁本体 1 5 1 には、 収納孔 1 5 8が形成されており、 収納孔 1 5 8は ダイヤフラム 1 6 0により仕切られて、 一方に制御室 1 6 2が形成され ている。 制御室 1 6 2内には、 弁体 1 5 2の先端が突出されており、 弁 体 1 5 2の後端は、 弁本体 1 5 1 の外部にまで突出されている。
弁体 1 5 2には、 その軸方向に排気孔 1 6 4が貫通 '形成されており、 排気孔 1 6 4は制御室 1 6 2を大気と連通できるように形成されている < 弁体 1 5 2の先端には、 ダイヤフラム 1 6 0が接触して、 排気孔 1 6 4 を閉塞あるいは開放できるように構成されている。 また、 制御室 1 6 2 内のダイヤフラム 1 6 0の受圧面積は Bとなるように形成されている。 調圧室 1 6 8は制御流路 1 8と接続されておリ、 制御室 1 6 2はバイパ ス路 1 7 0を介して制御流路 1 8に接続されている。
この実施例の圧力調整弁 1 5 0の場合でも、 ロッド 7 0が梃子部材 3 8により押されると、 弁体 1 5 2を摺動させて、 弁座 1 5 4から離間さ せ、 高圧流路 4 9 aと制御流路 1 8とを調圧室 1 6 8を介して接続する 連通位置 5 0 c (図 1参照） に切り換える。 また、 制御室 1 6 2内に導 入されるパイロッ卜圧が上昇すると、 ダイヤフラム 1 6 0を弁体〗 5 2 の先端から離間して、 制御流路 1 8をバイパス路 1 7 0、 制御室 1 6 2 を介して排気孔 1 6 4と連通する開放位置 5 0 a (図 1 参照） に切リ換 える。
次に、 他の実施例の圧力調整弁 1 8 0について、 図 7によって説明す る。
圧力調整弁 1 8 0の弁本体 1 8 1 には、 スプール 1 8 2が摺動可能に ま持されており、 スプール 1 8 2の摺動により、 制御流路 1 8と高圧流 路 4 9 aとの連通 ·遮断と、 制御流路 1 8と大気との連通 ·遮断が切り 換えられるように構成されている。
また、 スプール〗 8 2の一端には、 制御室 1 8 4が形成されており、 制御室 1 8 4に導入されるパイロット圧の作用により、 スプール 1 8 2 を摺動させる作用力が働くように構成されている。 制御室 1 8 4は受圧 面積が Bとなるように形成されている。 制御室 1 8 4はバイパス路 1 9 2を介して制御流路 1 8に接続されている。
スプール 1 8 2の両端側には、 それぞれコイルばね 1 8 8， Ί 9 0が 配置されており、 コイルばね 1 8 8， 1 9 0は、 スプール 1 8 2が遮断 位置 5 O b (図 1参照） となるように、 スプール 1 8 2を両側から付勢 している。 尚、 このコイルばね 1 0 8， 1 1 0は必要に応じて設ければ よく、 必ずしも設けなくてもよい。
弁本体 1 8 1 には、 制御室 1 8 4と反対側にロッ ド 7 0が摺動可能に 挿入されておリ、 ロッ ド 7 0が押し込まれたときにはスプール 1 8 2を 摺動させるように構成されている。 これにより、 制御流路 1 8と高圧流 路 4 9 aとを連通する連通位置 5 0 c (図 1参照） に切リ換えられる。 また、 制御室 1 8 4に導入される制御流路 1 8からのパイ口ッ 卜圧の作 用により、 スプール 1 8 2を摺動させて、 制御流路 1 8を大気中に開放 する開放位置 5 0 a (図 1参照） に切り換えられるように構成されてい る。
以上本発明はこの様な実施形態に何等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において種々なる態様で実施し得る。 産業上の利用可能性
以上詳述したように本発明のエアバランス装置は、 少ない部品点数で 被搬送体と釣り合わせることができると共に、 梃子部材により軽い力で 圧力調整弁を切り換えることにより、 ブリードに伴うエア洩れによるェ ネルギロスがなく、 シリンダのパッキン類の摺動抵抗の影響が少ないの で、 被搬送体を昇降させる操作を小さい力で行うことができ操作が容易 であるという効果を奏する。

Claims

請求の範囲
1 . 被搬送体を昇降させるシリンダの作用室に接続した給排流路の圧 力を、前記被搬送体の重量に拮抗する圧力に調圧する圧力調整弁を備え、 前記シリンダの作用力と前記被搬送体の重量とを釣り合わせるエアバラ ンス装置において、
釣合時には前記給排流路と制御流路とを連通し、 昇降駆動時には前記 給排流路とパイ口ッ 卜流路とを連通する切換弁を設けると共に、
前記昇降駆動時に、 可変絞り弁を介して前記給排流路に圧縮空気を供 給あるいは排出して前記被搬送体を昇降させる昇降弁機構を設け、
また、 支点ピンの廻りに揺動可能に支持した梃子部材に前記シリンダ を取り付け、
更に、 前記制御流路からのパイ口ッ卜圧の導入により前記梃子部材に 前記被搬送体の荷重と同方向の作用力を付与する復元力機構を支点ピン 近くに設けると共に、 前記被搬送体の荷重と前記復元力機構の作用力と に対して釣り合う作用力を前記パイ口ッ 卜流路に連通したタンクからの 圧縮空気の導入にょリ前記梃子部材に付与する付勢力機構を設け、 かつ、 前記圧力調整弁は、 前記梃子部材の揺動による作用力と前記制 御流路からのパイ口ッ 卜圧の導入による作用力とに応じて前記給排流路 と前記制御流路及び前記切換弁を介して圧縮空気の給排を行うことを特 徴とするエアバランス装置。
2 . 前記昇降弁機構は、 パイロット圧の導入により、 圧力源と前記給 排流路とを可変絞り弁を介して連通する上昇弁と、 パイロッ 卜圧の導入 により、 大気中と前記給排流路とを可変絞り弁を介して連通する下降弁 とを備えたことを特徴とする請求項 1記載のエアバランス装置。
3 . 前記付勢力機構は、 前記タンクに連通された付勢室を備え、 付勢 室に導入される圧縮空気圧の作用力により前記梃子部材に作用力を付与 することを特徴とする請求項 1又は請求項 2記載のエアバランス装置。
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