JP3542254B2

JP3542254B2 - Auto balancer

Info

Publication number: JP3542254B2
Application number: JP22703997A
Authority: JP
Inventors: 祖温王; 鋼包; 立軍梁; 貴生渋谷; 基成池畑; 尚武小根山
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 1997-08-11
Filing date: 1997-08-11
Publication date: 2004-07-14
Anticipated expiration: 2017-08-11
Also published as: JPH1160198A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、荷重体の重量を瞬時に検出して直ちにこの荷重体をバランスさせる力を作用させ、作業者の僅かな力で荷重体を自由に移動させるオートエアバランサ用のオートバランサ（荷重−空気圧変換器）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来から存在する電気・空気圧機器を用いて構成したオートバランサを示す回路図である。エアシリンダ１のピストンロッド２にロードセル３を介して荷重体４が吊るされており、ロードセル３によって荷重体４の荷重が電気信号に変換されるように配置されている。ロードセル３の出力はアンプ５で増幅されて電空変換器６に入力され、電空変換器６によって空気圧源７からの圧力空気の圧力がロードセル３の出力に比例した空気圧に変換される。電空変換器６の出力がパイロット信号としてパイロット操作式減圧弁８のパイロット操作部に入力され、パイロット操作式減圧弁８の出力空気がエアシリンダ１のロッド側空気室に供給される。エアシリンダ１のロッド側空気室の空気圧は、ロードセル３の出力信号に比例するものであり、この空気圧によって荷重体４の荷重とバランスする力が発生し、ピストンロッド２は図示の位置に維持される。そして、外力を荷重体４に作用させることにより、荷重体４を上げたり下げたりすることが容易にできる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のバランサは、ロードセルによって荷重を電気信号に変換し、次いで電空変換器により電気信号を空気圧信号に変換していた。もし、荷重を空気圧に直接変換でき、その空気圧をバランスシリンダ（エアシリンダ）に直接供給することができれば、空気圧機器のみの簡単なシステムで全空気圧式のオートエアバランサを構成することができることとなる。
本発明は、空気圧機器のみによって簡単なオートエアバランサを構成するときに必要な、荷重を空気圧に変換しバランスシリンダに直接供給することができる荷重−空気圧変換器（オートバランサ）を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を達成するために、オートバランサであって、二次圧力ポートＡと供給圧力ポートＰとの間に給気弁が配設され、二次圧力ポートＡと排気ポートＲとの間に排気弁が配設され、エアアクチュエータ内の上側の背圧室に背圧が導入され、エアアクチュエータ内の下側のフィードバック室に二次圧力が導入され、エアアクチュエータの出力部材に下向きの荷重が作用するようにされ、給気弁には第２ポペット弁体及び第２弁座があるとともに排気弁には第１ポペット弁体及び第１弁座があり、フィードバック室の圧力上昇によって排気弁が開放され、フィードバック室の圧力低下によって給気弁が開放され、二次圧力ポートＡの二次圧力が荷重に対応した値となったとき、給気弁及び排気弁が閉鎖され、二次圧力ポートＡの二次圧力をバランスシリンダのシリンダ室に直接供給するようにされたことを第１構成とする。
本発明は、第１構成において、背圧室には、荷重体及びオートエアバランサ装置の合計重量をエアアクチュエータのピストンの上側面積で除した値の背圧を、供給圧力空気が減圧弁により減圧して導入され、エアアクチュエータには出力部材としてシャフトが連結され、給気弁及び排気弁の各ポペット弁・各端部材の中央孔にシャフトが挿通され、シャフトの下端にフックが形成されたことを第２構成とする。
本発明は、第１構成又は第２構成において、オートバランサ本体に操作杆が揺動可能に配設され、操作杆の把手を上下動させることにより、給気弁又は排気弁が開放するようにされたことを第３構成とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態のオートバランサ５７を示す。主弁本体１０の縦軸方向には段付の貫通孔が形成され、段付の貫通孔は上部から順に、ピストン２４が摺動自在に嵌合されるシリンダ部１２、第１端部材２５が嵌合される第１大径部１３・第１中径部１４（段付孔）、Ｒポート（排気ポート）に連通した排気室１５、第１弁座２８が嵌合される段付の第１弁座支持部１６、Ａポート（二次圧力ポート）に連通される二次圧室１７、第２弁座２９が嵌合される段付の第２弁座支持部１８、Ｐポート（圧力供給ポート）に連通される一次圧室１９、第２端部材２６が嵌合される第２中径部２０・第２大径部２１（段付孔）とされている。主弁本体１０の上面にカバー１１が載置され、これらはボルト等により相互に連結され固定されており、カバー１１の上側にハンガー３０が連結されている。なお、主弁本体１０とカバー１１とを合わせたものをオートバランサ本体と称することとする。
【０００６】
カバー１１の側面にＰ１ポート（背圧ポート）が形成され、Ｐ１ポートは連通路３１を通してシリンダ部１２の背圧室（ピストン２４の上側のシリンダ室）３２に連通されている。主弁本体１０の側面にＲポート（図１の背面）、Ａポート（図１の左側面）、Ｐポート（図１の右側面）が開口され、段付の貫通孔の中心部に、小径部３５Ａ、第１中径部３５Ｂ、大径部３５Ｃ、第２中径部３５Ｄ、フック３５Ｅを有するシャフト３５が配設されている。シャフト３５の小径部３５Ａはピストン２４の中央孔に挿通され、小径部３５Ａの上側の雄ねじにワッシャが嵌合され、この雄ねじにナット３６が螺合されて、小径部３５Ａにピストン２４が連結されている。ピストン２４の外周とシリンダ部１２との間はピストン２４に装着されたシールにより密封され、ピストン２４の中央孔とシャフト３５の小径部３５Ａとの間はピストン２４の中央孔に装着されたシールにより密封されている。
【０００７】
シャフト３５の第１中径部３５Ｂは第１端部材２５の上部隔壁２５Ａの中央孔にＯリングを介して摺動自在に挿通され、第１端部材２５は第１大径部１３の環状溝に装着された止め具３７によって抜け止めがされている。第１ポペット弁体３９が第１端部材２５と第１弁座２８との間に配置され、第１ポペット弁体３９の下部隔壁３９Ａの中央孔にシャフト３５の第１中径部３５Ｂが挿通されている。第１端部材２５では上部隔壁２５Ａと円筒部２５Ｂとが一体化されており、円筒部２５Ｂは下端が開口されており、円筒部２５Ｂの外周溝に装着されたシールにより、第１端部材２５と第１中径部１４との間が密封されている。第１ポペット弁体３９の下部隔壁３９Ａの上側に円筒部３９Ｂが一体に連結されており、円筒部３９Ｂの上端が開口され、円筒部３９Ｂの外周溝に装着されたシール４２が第１端部材２５の円筒部２５Ｂの内面に摺動自在に嵌合されている。第１端部材２５の上部隔壁２５Ａの下面と第１ポペット弁体３９の下部隔壁３９Ａの上面との間に第１スプリング４５が介装されている。第１スプリング４５の弾発力により第１ポペット弁体３９が下方に付勢され、第１ポペット弁体３９の下部隔壁３９Ａの第１シール部４７が第１弁座２８を押圧している。なお、第１ポペット弁体３９、第１弁座２８、第１スプリング４５及び第１端部材２５により排気弁５４が構成されている。第１ポペット弁体３９の下部隔壁３９Ａには複数個の連通孔が形成され、この連通孔によって二次圧室１７と第１ポペット弁体３９の内部とが連通されている。
【０００８】
排気弁５４と上下対称に給気弁５５が形成されており、給気弁５５は第２ポペット弁体４０、第２弁座２９、第２スプリング４６及び第２端部材２６により構成される。シャフト３５の第２中径部３５Ｄは第２端部材２６の下部隔壁２６Ａの中央孔にＯリングを介して摺動自在に挿通され、第２端部材２６は第２大径部２１の環状溝に装着された止め具３８によって抜け止めがされている。第２ポペット弁体４０が第２端部材２６と第２弁座２９との間に配置され、第２ポペット弁体４０の上部隔壁４０Ａの中央孔にシャフト３５の第２中径部３５Ｄが挿通されている。第２端部材２６には下部隔壁２６Ａと円筒部２６Ｂとが一体化されており、円筒部２６Ｂは上端が開口され、円筒部２６Ｂの外周溝に装着されたシールにより、第２端部材２６と第２中径部２０との間が密封されている。第２ポペット弁体４０の上部隔壁４０Ａの下側に円筒部４０Ｂが一体に連結されており、円筒部４０Ｂの下端が開口され、円筒部４０Ｂの外周溝に装着されたシール４３が第２端部材２６の円筒部２６Ｂの内面に摺動自在に嵌合されている。第２端部材２６の下部隔壁２６Ａの上面と第２ポペット弁体４０の上部隔壁４０Ａの下面との間に第２スプリング４６が介装され、第２スプリング４６の弾発力により第２ポペット弁体４０が上方に付勢され、第２ポペット弁体４０の上部隔壁４０Ａの第２シール部４８が第２弁座２９を押圧している。なお、第２ポペット弁体４０の上部隔壁４０Ａには複数個の連通孔が形成され、この連通孔によって二次圧室１７と第２ポペット弁体４０の内部とが連通されている。
【０００９】
第１端部材２５の円筒部２５Ｂの内径と第１弁座２８の先端部の径とは同一とされており、第１シール部４７が第１弁座２８に当接するとき、排気室１５内の空気圧が第１ポペット弁体３９に作用する力は、上下方向の大きさが同一でバランスしており、二次圧が第１ポペット弁体３９に作用する力も、上下方向の大きさが同一でバランスしている。そして、第１ポペット弁体３９と上下対称の第２ポペット弁体４０も、第１ポペット弁体３９と同様に上下方向の力がバランスする。
【００１０】
二次圧室１７はフィードバック通路５０を介してシリンダ部１２のフィードバック室（ピストン２４の下側のシリンダ室）３３に連通されている。主弁本体１０の下端に支持部５１が突設され、支持部５１の下端に操作杆５２の中間部がピン６３により揺動自在に連結され、操作杆５２の先端がシャフト３５の第２中径部３５Ｄにピン６４により回動自在に連結されている。ハンガー３０によってオートバランサ５７が吊り下げられ、Ｐポートには供給圧力空気が供給され、Ｐ１ポートにはシャフト３５等とバランスさせるための背圧が供給されている。
本発明の実施の形態のオートバランサでは、エアアクチュエータとしてシリンダを用いたが、ダイヤフラム、ベロフラム、ベローズ等を用いることができる。また、本発明の実施の形態のオートバランサでは、オートバランサ本体内の上側にアクチュエータを配置し、下側に排気弁及び給気弁を配置したが、上側に排気弁及び給気弁を配置し、下側にアクチュエータを配置してもよい。
【００１１】
次に本発明のオートバランサ５７の実施の形態の作用について説明する。荷重ゼロの初期位置（図１）において、二次圧室１７の圧力がフィードバック通路５０を通してフィードバック室３３に導入され、予め設定された圧力の背圧が背圧室３２に導入されている。フィードバック室３３の圧力は背圧室３２の背圧とバランスした圧力となり、ピストン２４、第１ポペット弁体３９及び第２ポペット弁体４０を図１に示す初期位置を維持している。そして、排気弁５４及び給気弁５５は閉鎖されている。
【００１２】
フック３５Ｅに下向きの荷重Ｗが作用すると、ピストン２４及び第２ポペット弁体４０が下方に変位し（第２ポペット弁体４０はシャフト３５の大径部３５Ｃと第２中径部３５Ｄとの段差部により押し下げられる）、排気弁５４は閉鎖位置に維持され、給気弁５５が開かれる。供給圧力空気がＰポートから一次圧室１９、給気弁５５の開口部（第２ポペット弁体４０の上部隔壁４０Ａと第２弁座２９との間の隙間）を通って二次圧室１７・Ａポートに流入し、二次圧力が上昇する。上昇した二次圧力空気は、フィードバック通路５０を通ってフィードバック室３３に流入し、フィードバック室３３に流入した二次圧力はピストン２４の下面に作用して、背圧室３３の圧力による下方への力に対抗し、荷重Ｗと対抗する。二次圧力が荷重Ｗに見合った値になると、ピストン２４が荷重Ｗと対応したバランス位置に変位し、給気弁５５が閉鎖する。
【００１３】
次に、フック３５Ｅに作用する荷重Ｗが減少すると、ピストン２４及び第１ポペット弁体３９が上方に変位し（第１ポペット弁体３９はシャフト３５の大径部３５Ｃと第１中径部３５Ｂとの段差部により押し上げられる）、給気弁５５は閉鎖位置に維持され、排気弁５４が開かれる。二次圧室１７の二次圧力空気が排気弁５４の開口部（第１ポペット弁体３９の下部隔壁３９Ａと第１弁座２８との間の隙間）、排気室１５及びＲポートを通って排出され、二次圧室１７及びフィードバック室３３の空気圧が低下し、その低下した空気圧力がピストン２４の下面に作用する。二次圧力が減少した荷重Ｗに見合った値になると、ピストン２４が小さくなった荷重と対応したバランス位置に変位し、排気弁が閉鎖する。
以上のとおり、荷重Ｗの変化に追従して二次圧力が変化し、荷重Ｗに見合った二次圧力になったとき、ピストン２４がバランス位置に変位し、給気弁及び排気弁が閉鎖される。
【００１４】
図２は、荷重を空気圧に変換する本発明の実施の形態のオートバランサ57を用いて、荷重を空気圧に直接変換し、空気圧機器のみで構成した全空気圧式オートバランサシステムの回路図である。バランスシリンダ（エアシリンダ）58が天井に縦向きにして固定され、バランスシリンダ58のピストンロッド59にオートバランサ57を介して荷重体60が吊るされており、オートバランサ57によって荷重体60の荷重が空気圧信号に変換されるように配置されている。オートバランサ57のＡポートは可撓性のバランス圧力導管61を通してバランスシリンダ58のロッド側室（ロッド側シリンダ室）62に連通され、オートバランサ57の二次圧力はバランスシリンダ58のロッド側室62に直接供給される。バランスシリンダ58のロッド側室62の空気圧（当初空気圧）は、オートバランサ57の二次圧力に等しく、この二次圧力によって荷重体60の荷重及び装置自重とバランスする力が発生するように設定されており、ピストンロッド59は図示の位置に維持されている。なお、背圧室32への背圧は、Ｐポートに供給される圧力空気を減圧弁70により減圧されたものであり、荷重体60及びオートバランサ装置（オートバランサ57、ピストン24及びシャフト35等）の合計重量をピストン24の上側面積で除したものに相当する。
【００１５】
荷重体６０を下降させたいときには、操作杆５２の右端の把手を小さな力で下げると、操作杆５２はピン６３を中心にして揺動し、操作杆５２の先端がシャフト３５の第２中径部３５Ｄを僅かに持ち上げる。その状態は前記図１の作用の説明の荷重Ｗが減少したときに相当し、二次圧室１７内の空気が排気弁５４を通って排気され、オートバランサ５７の二次圧力が低下する。オートバランサ５７の二次圧力が低下すれば、全空気圧式オートバランサシステムのバランスシリンダ５８のロッド側室６２の空気圧は低下し、ピストンロッド５９及び荷重体６０は下降する。荷重体６０を速く下降させたいときには、操作杆５２の下げ量を多くし、二次圧力の低下量を大きくし、バランスシリンダ５８のロッド側室６２の空気圧の低下量を大きくすればよい。荷重体６０をゆっくり下降させたいときには、操作杆５２の下げ量を少なくすればよい。そして、荷重体６０の下降動作を停止させたいときには、操作杆５２に加える操作力をゼロにすると、ロッド側室６２の空気圧が前記の当初空気圧となり、荷重体６０の下降動作が停止し、停止位置に維持される。
【００１６】
荷重体６０を上昇させたいときには、操作杆５２の把手を小さな力で上げると、操作杆５２はピン６３を中心にして揺動し、操作杆５２の先端がシャフト３５の第２中径部３５Ｄを僅かに押し下げる。その状態は前記図１の作用の説明の荷重Ｗが増加するときに相当し、オートバランサ５７の二次圧力が上昇する。オートバランサ５７の二次圧力が上昇すれば、全空気圧式オートバランサシステムのバランスシリンダ５８のロッド側室６２の空気圧は上昇し、ピストンロッド５９及び荷重体６０は上方へ移動する。荷重体６０の上方移動速度を上げたいときには、操作杆５２の上げ量を多くし、二次圧力の上昇量を大きくし、バランスシリンダ５８のロッド側室６２の空気圧の上昇量を大きくすればよい。荷重体６０の上方移動速度を低下させたいときは、操作杆５２の上げ量を少なくすればよい。そして、荷重体６０の上方移動動作を停止させたいときには、操作杆５２に加える操作力をゼロにすると、ロッド側室６２の空気圧が前記当初空気圧となり、荷重体６０の上方移動動作が停止し、停止位置に維持される。
【００１７】
図３は、図２の全空気圧式オートバランサシステムの変形例の回路図である。バランスシリンダ５８が支柱６５に横向きに固定され、バランスシリンダ５８のピストンロッド５９の先端に第１滑車６６が連結されている。第１滑車６６の水平方向に第２滑車６７が回転自在に固定され、一端が固定されたロープ６８を第１滑車６６及び第２滑車６７に掛け、ロープ６８の他端にオートバランサ５７を介して荷重体６０が吊るされている。供給圧力空気は支柱内の配管から可撓性の圧力空気導管６９を通してオートバランサ５７のＰポートに供給され、図２と同様にオートバランサ５７によって荷重体６０の荷重が空気圧信号に変換され、図２の場合と同様に機能する。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の請求項１及び２のものは、荷重に対応した二次圧力を発生させることができる。そして、本発明では、給気弁及び排気弁にそれぞれポペット弁体及び弁座があり、ポペット弁体及び弁座の直径を大きくすることにより二次圧ポートＡと供給圧力ポートＰ・排気ポートＲとの間の流量を大きくできるので、オートバランサの二次圧ポートＡをバランスピストンのロッド側室等に接続して、二次圧空気を直接供給し、バランスピストンを作動させることができる。また、減圧弁を用いて背圧を制御することにより、一つのオートバランサで重さの異なる荷重・装置自重にバランスさせることができる。
本発明の請求項３のものは、操作杆の把手を上下動させることにより、バランスシリンダのピストンロッド及び荷重体の移動方向及び速度をコントロールすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のオートバランサの実施の形態を示す断面図である。
【図２】本発明のオートバランサを用いて構成した全空気圧式オートバランサシステムの回路図である。
【図３】本発明の荷重−空気圧変換器を用いて構成した全空気圧式オートバランサシステムの変形例の回路図である。
【図４】従来のバランサシステムを示す回路図である。
【符号の説明】
２４ピストン（エアアクチュエータ）
２８第１弁座（排気弁の弁座）
２９第２弁座（給気弁の弁座）
３２背圧室
３３フィードバック室
３５シャフト（出力部材）
３９第１ポペット弁（排気弁のポペット弁）
４０第２ポペット弁（給気弁のポペット弁）
５４排気弁
５５給気弁[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides an automatic balancer (load-load) for an automatic air balancer which instantaneously detects the weight of a load body, applies a force for immediately balancing the load body, and freely moves the load body with a small force of an operator. Pneumatic converter).
[0002]
[Prior art]
FIG. 4 is a circuit diagram showing an auto balancer configured using a conventional electric / pneumatic device. A load body 4 is suspended from a piston rod 2 of an air cylinder 1 via a load cell 3, and is arranged such that the load of the load body 4 is converted into an electric signal by the load cell 3. The output of the load cell 3 is amplified by the amplifier 5 and input to the electropneumatic converter 6, which converts the pressure of the compressed air from the air pressure source 7 into an air pressure proportional to the output of the load cell 3. The output of the electropneumatic converter 6 is input as a pilot signal to the pilot operation section of the pilot operated pressure reducing valve 8, and the output air of the pilot operated pressure reducing valve 8 is supplied to the rod side air chamber of the air cylinder 1. The air pressure in the rod-side air chamber of the air cylinder 1 is proportional to the output signal of the load cell 3, and a force that balances the load of the load body 4 is generated by this air pressure, and the piston rod 2 is maintained at the illustrated position. You. By applying an external force to the load 4, the load 4 can be easily raised or lowered.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
A conventional balancer converts a load into an electric signal by a load cell, and then converts the electric signal into a pneumatic signal by an electropneumatic converter. If the load can be directly converted to air pressure and the air pressure can be directly supplied to the balance cylinder (air cylinder), an all-pneumatic auto air balancer can be configured with a simple system using only pneumatic equipment. .
An object of the present invention is to provide a load-pneumatic converter (auto balancer) that can convert a load necessary for forming a simple auto air balancer only with pneumatic devices and supply the load to a balance cylinder directly. Make it an issue.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention, in order to achieve the above object, is an auto balancer, wherein an air supply valve is disposed between a secondary pressure port A and a supply pressure port P, and the secondary pressure port A and the exhaust port R A back pressure is introduced into the upper back pressure chamber in the air actuator, a secondary pressure is introduced into the lower feedback chamber in the air actuator, and a downward pressure is applied to the output member of the air actuator. The air supply valve has a second poppet valve body and a second valve seat, and the exhaust valve has a first poppet valve body and a first valve seat . The exhaust valve is opened, the air supply valve is opened by the pressure drop in the feedback chamber, and when the secondary pressure of the secondary pressure port A reaches a value corresponding to the load, the air supply valve and the exhaust valve are closed , Next pressure port A That is to so that to supply directly a pressure to the cylinder chamber of the balance cylinder the first configuration.
According to the present invention, in the first configuration, in the back pressure chamber, the back pressure of the value obtained by dividing the total weight of the load body and the auto air balancer device by the area above the piston of the air actuator is reduced by the supply pressure air by the pressure reducing valve. The shaft was connected to the air actuator as an output member, the shaft was inserted through the center hole of each poppet valve and each end member of the air supply valve and the exhaust valve, and a hook was formed at the lower end of the shaft. Is a second configuration.
According to the present invention, in the first configuration or the second configuration, the operating rod is swingably disposed on the auto balancer body, and the air supply valve or the exhaust valve is opened by moving the handle of the operating rod up and down. This is referred to as a third configuration.
[0005]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows an auto balancer 57 according to an embodiment of the present invention. A stepped through hole is formed in the longitudinal axis direction of the main valve body 10, and the cylinder part 12 and the first end member 25 into which the piston 24 is slidably fitted are arranged in this order from the top. The first large diameter portion 13 / first medium diameter portion 14 (stepped hole) to be fitted, the exhaust chamber 15 communicating with the R port (exhaust port), and the stepped 1 valve seat support 16, secondary pressure chamber 17 communicated with A port (secondary pressure port), stepped second valve seat support 18 into which second valve seat 29 is fitted, P port (pressure The first pressure chamber 19 communicates with the supply port, and the second medium diameter portion 20 and the second large diameter portion 21 (stepped holes) into which the second end member 26 is fitted. A cover 11 is placed on the upper surface of the main valve body 10, these are mutually connected and fixed by bolts and the like, and a hanger 30 is connected to the upper side of the cover 11. The combination of the main valve body 10 and the cover 11 is referred to as an auto balancer body.
[0006]
A P1 port (back pressure port) is formed on the side surface of the cover 11, and the P1 port communicates with a back pressure chamber (cylinder chamber above the piston 24) 32 of the cylinder section 12 through a communication passage 31. An R port (rear surface in FIG. 1), an A port (left surface in FIG. 1), and a P port (right surface in FIG. 1) are opened on the side surface of the main valve body 10, and a small diameter hole is formed in the center of the stepped through hole. A shaft 35 having a portion 35A, a first middle diameter portion 35B, a large diameter portion 35C, a second middle diameter portion 35D, and a hook 35E is provided. The small-diameter portion 35A of the shaft 35 is inserted into the center hole of the piston 24, a washer is fitted to the upper male screw of the small-diameter portion 35A, a nut 36 is screwed to this male screw, and the piston 24 is connected to the small-diameter portion 35A. ing. The seal between the outer periphery of the piston 24 and the cylinder portion 12 is sealed by a seal mounted on the piston 24, and the space between the central hole of the piston 24 and the small diameter portion 35A of the shaft 35 is sealed by a seal mounted on the central hole of the piston 24. Sealed.
[0007]
A first middle diameter portion 35B of the shaft 35 is slidably inserted through a central hole of an upper partition 25A of the first end member 25 via an O-ring, and the first end member 25 is an annular groove of the first large diameter portion 13. Is stopped by a stopper 37 attached to the. The first poppet valve body 39 is disposed between the first end member 25 and the first valve seat 28, and the first middle diameter portion 35B of the shaft 35 is inserted into the central hole of the lower partition wall 39A of the first poppet valve body 39. Have been. In the first end member 25, the upper partition wall 25A and the cylindrical portion 25B are integrated. The lower end of the cylindrical portion 25B is opened, and the first end member 25 is formed by a seal attached to an outer circumferential groove of the cylindrical portion 25B. And the first intermediate diameter portion 14 are sealed. The cylindrical portion 39B is integrally connected to the upper side of the lower partition wall 39A of the first poppet valve body 39, the upper end of the cylindrical portion 39B is opened, and the seal 42 attached to the outer peripheral groove of the cylindrical portion 39B is a first end member. 25 is slidably fitted to the inner surface of the cylindrical portion 25B. A first spring 45 is interposed between the lower surface of the upper partition 25A of the first end member 25 and the upper surface of the lower partition 39A of the first poppet valve body 39. The first poppet valve body 39 is urged downward by the elastic force of the first spring 45, and the first seal portion 47 of the lower partition wall 39A of the first poppet valve body 39 presses the first valve seat 28. Note that the first poppet valve body 39, the first valve seat 28, the first spring 45, and the first end member 25 constitute an exhaust valve 54. A plurality of communication holes are formed in the lower partition wall 39A of the first poppet valve body 39, and the secondary pressure chamber 17 and the inside of the first poppet valve body 39 communicate with each other through the communication holes.
[0008]
An air supply valve 55 is formed vertically symmetrically with the exhaust valve 54, and the air supply valve 55 includes the second poppet valve body 40, the second valve seat 29, the second spring 46, and the second end member 26. A second middle diameter portion 35D of the shaft 35 is slidably inserted through a central hole of a lower partition 26A of the second end member 26 via an O-ring, and the second end member 26 is formed into an annular groove of the second large diameter portion 21. Is stopped by a stopper 38 attached to the arm. The second poppet valve element 40 is disposed between the second end member 26 and the second valve seat 29, and the second middle diameter portion 35D of the shaft 35 is inserted into the center hole of the upper partition 40A of the second poppet valve element 40. Have been. A lower partition 26A and a cylindrical portion 26B are integrated with the second end member 26. The upper end of the cylindrical portion 26B is opened, and the second end member 26 and the cylindrical portion 26B are closed by a seal attached to an outer circumferential groove of the cylindrical portion 26B. The space between the second middle diameter portion 20 and the second middle diameter portion 20 is sealed. A cylindrical portion 40B is integrally connected to the lower side of the upper partition wall 40A of the second poppet valve body 40, a lower end of the cylindrical portion 40B is opened, and a seal 43 attached to an outer peripheral groove of the cylindrical portion 40B is a second end. The member 26 is slidably fitted to the inner surface of the cylindrical portion 26B. A second spring 46 is interposed between the upper surface of the lower partition wall 26A of the second end member 26 and the lower surface of the upper partition wall 40A of the second poppet valve body 40, and the second poppet valve is resilient by the second spring 46. The body 40 is urged upward, and the second seal portion 48 of the upper partition 40 </ b> A of the second poppet valve body 40 presses the second valve seat 29. A plurality of communication holes are formed in the upper partition wall 40A of the second poppet valve element 40, and the secondary pressure chamber 17 and the inside of the second poppet valve element 40 are communicated by the communication holes.
[0009]
The inner diameter of the cylindrical portion 25B of the first end member 25 is the same as the diameter of the distal end of the first valve seat 28, and when the first seal portion 47 comes into contact with the first valve seat 28, the inside of the exhaust chamber 15 is closed. The force that the air pressure acts on the first poppet valve body 39 has the same magnitude in the vertical direction and is balanced, and the force that the secondary pressure acts on the first poppet valve body 39 has the same magnitude in the vertical direction. Balanced. The second poppet valve element 40, which is vertically symmetrical with the first poppet valve element 39, also balances the vertical force similarly to the first poppet valve element 39.
[0010]
The secondary pressure chamber 17 is connected to a feedback chamber (a lower cylinder chamber of the piston 24) 33 of the cylinder section 12 via a feedback passage 50. A support portion 51 protrudes from a lower end of the main valve body 10, and an intermediate portion of the operation rod 52 is swingably connected to the lower end of the support portion 51 by a pin 63. It is rotatably connected to the diameter portion 35D by a pin 64. The auto balancer 57 is suspended by the hanger 30, the supply pressure air is supplied to the P port, and the back pressure for balancing the shaft 35 and the like is supplied to the P1 port.
In the auto balancer according to the embodiment of the present invention, a cylinder is used as the air actuator, but a diaphragm, a bellows diaphragm, a bellows, or the like can be used. Further, in the auto balancer according to the embodiment of the present invention, the actuator is arranged on the upper side of the auto balancer body, and the exhaust valve and the air supply valve are arranged on the lower side, but the exhaust valve and the air supply valve are arranged on the upper side. , An actuator may be arranged on the lower side.
[0011]
Next, the operation of the embodiment of the auto balancer 57 of the present invention will be described. In the initial position where the load is zero (FIG. 1), the pressure in the secondary pressure chamber 17 is introduced into the feedback chamber 33 through the feedback passage 50, and the back pressure of a preset pressure is introduced into the back pressure chamber 32. The pressure in the feedback chamber 33 is balanced with the back pressure in the back pressure chamber 32, and the piston 24, the first poppet valve body 39, and the second poppet valve body 40 maintain the initial positions shown in FIG. Then, the exhaust valve 54 and the air supply valve 55 are closed.
[0012]
When a downward load W acts on the hook 35E, the piston 24 and the second poppet valve element 40 are displaced downward (the second poppet valve element 40 has a step between the large diameter portion 35C and the second medium diameter portion 35D of the shaft 35). The exhaust valve 54 is maintained in the closed position and the air supply valve 55 is opened. The supply pressure air flows from the P port to the primary pressure chamber 19 and the opening of the air supply valve 55 (a gap between the upper partition 40A of the second poppet valve body 40 and the second valve seat 29).・ It flows into the A port and the secondary pressure rises. The raised secondary pressure air flows into the feedback chamber 33 through the feedback passage 50, and the secondary pressure flowing into the feedback chamber 33 acts on the lower surface of the piston 24 and moves downward due to the pressure of the back pressure chamber 33. Against the force and against the load W. When the secondary pressure reaches a value corresponding to the load W, the piston 24 is displaced to a balance position corresponding to the load W, and the air supply valve 55 is closed.
[0013]
Next, when the load W acting on the hook 35E decreases, the piston 24 and the first poppet valve element 39 are displaced upward (the first poppet valve element 39 includes the large diameter portion 35C and the first medium diameter portion 35B of the shaft 35). The air supply valve 55 is maintained in the closed position, and the exhaust valve 54 is opened. The secondary pressure air in the secondary pressure chamber 17 passes through the opening of the exhaust valve 54 (gap between the lower partition 39A of the first poppet valve body 39 and the first valve seat 28), the exhaust chamber 15 and the R port. After being discharged, the air pressure in the secondary pressure chamber 17 and the feedback chamber 33 decreases, and the reduced air pressure acts on the lower surface of the piston 24. When the secondary pressure reaches a value corresponding to the reduced load W, the piston 24 is displaced to a balance position corresponding to the reduced load, and the exhaust valve is closed.
As described above, when the secondary pressure changes following the change in the load W and reaches a secondary pressure corresponding to the load W, the piston 24 is displaced to the balance position, and the air supply valve and the exhaust valve are closed. You.
[0014]
FIG. 2 is a circuit diagram of an all-pneumatic auto-balancer system configured to convert a load directly into pneumatic pressure by using the auto-balancer 57 according to the embodiment of the present invention that converts a load into pneumatic pressure and to include only pneumatic components. A balance cylinder (air cylinder) 58 is fixed vertically to the ceiling, and a load body 60 is suspended from a piston rod 59 of the balance cylinder 58 via an auto balancer 57. The load of the load body 60 is reduced by the auto balancer 57. It is arranged to be converted to a pneumatic signal. The A port of the auto balancer 57 is connected to a rod side chamber (rod side cylinder chamber) 62 of the balance cylinder 58 through a flexible balance pressure conduit 61, and the secondary pressure of the auto balancer 57 is directly transmitted to the rod side chamber 62 of the balance cylinder 58. Supplied. The air pressure (initial air pressure) of the rod-side chamber 62 of the balance cylinder 58 is equal to the secondary pressure of the auto balancer 57, and the secondary pressure is set so as to generate a force that balances the load of the load body 60 and the device's own weight. As a result, the piston rod 59 is maintained at the illustrated position. The back pressure to the back pressure chamber 32 is obtained by reducing the pressure air supplied to the P port by the pressure reducing valve 70, and the load body 60 and the auto balancer device (the auto balancer 57, the piston 24, the shaft 35, etc.) ) Is divided by the area above the piston 24.
[0015]
When it is desired to lower the load body 60, the handle at the right end of the operating rod 52 is lowered with a small force, and the operating rod 52 swings around the pin 63, so that the tip of the operating rod 52 becomes the second middle diameter of the shaft 35. The part 35D is slightly lifted. This state corresponds to the case where the load W described for the operation of FIG. 1 is reduced, and the air in the secondary pressure chamber 17 is exhausted through the exhaust valve 54, and the secondary pressure of the auto balancer 57 is reduced. When the secondary pressure of the auto balancer 57 decreases, the air pressure of the rod-side chamber 62 of the balance cylinder 58 of the all-pneumatic auto balancer system decreases, and the piston rod 59 and the load body 60 descend. When it is desired to lower the load body 60 quickly, the amount of lowering of the operating rod 52 may be increased, the amount of reduction in the secondary pressure may be increased, and the amount of reduction in the air pressure of the rod-side chamber 62 of the balance cylinder 58 may be increased. When it is desired to lower the load body 60 slowly, the lowering amount of the operating rod 52 may be reduced. When it is desired to stop the lowering operation of the load body 60, when the operating force applied to the operating rod 52 is set to zero, the air pressure of the rod side chamber 62 becomes the initial air pressure, the lowering operation of the load body 60 stops, and the stop position Is maintained.
[0016]
When it is desired to raise the load body 60, when the handle of the operating rod 52 is raised with a small force, the operating rod 52 swings around the pin 63, and the tip of the operating rod 52 is moved to the second middle diameter portion 35D of the shaft 35. Slightly down. This state corresponds to the case where the load W described for the operation of FIG. 1 increases, and the secondary pressure of the auto balancer 57 increases. When the secondary pressure of the auto balancer 57 increases, the air pressure of the rod side chamber 62 of the balance cylinder 58 of the all pneumatic auto balancer system increases, and the piston rod 59 and the load body 60 move upward. When it is desired to increase the upward moving speed of the load body 60, it is sufficient to increase the amount by which the operating rod 52 is increased, increase the amount by which the secondary pressure is increased, and increase the amount by which the air pressure in the rod side chamber 62 of the balance cylinder 58 is increased. When it is desired to reduce the upward moving speed of the load body 60, the raising amount of the operation rod 52 may be reduced. When it is desired to stop the upward movement of the load body 60, the operating pressure applied to the operating rod 52 is reduced to zero, the air pressure of the rod side chamber 62 becomes the initial air pressure, and the upward movement of the load body 60 is stopped. Maintained in position.
[0017]
FIG. 3 is a circuit diagram of a modified example of the all-pneumatic auto balancer system of FIG. The balance cylinder 58 is fixed laterally to the column 65, and a first pulley 66 is connected to the tip of the piston rod 59 of the balance cylinder 58. A second pulley 67 is rotatably fixed in the horizontal direction of the first pulley 66, and a rope 68 having one end fixed is hung on the first pulley 66 and the second pulley 67, and the other end of the rope 68 is connected to the other end of the rope 68 via an auto balancer 57. The load body 60 is suspended. The supply pressure air is supplied to the P port of the auto balancer 57 from a pipe in the support through a flexible pressure air conduit 69, and the load of the load body 60 is converted into a pneumatic signal by the auto balancer 57 as in FIG. Functions in the same way as in the case of 2.
[0018]
【The invention's effect】
The first and second aspects of the present invention can generate a secondary pressure corresponding to a load. In the present invention, the supply valve and the exhaust valve have a poppet valve body and a valve seat, respectively, and the secondary pressure port A, the supply pressure port P, and the exhaust port R are increased by increasing the diameters of the poppet valve body and the valve seat. Therefore, the secondary pressure port A of the auto balancer can be connected to the rod side chamber or the like of the balance piston to directly supply the secondary pressure air to operate the balance piston. In addition, by controlling the back pressure using the pressure reducing valve, it is possible to balance the weight and the device's own weight with different weights with one auto balancer.
According to the third aspect of the present invention, the moving direction and speed of the piston rod of the balance cylinder and the load can be controlled by moving the handle of the operating rod up and down.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of an auto balancer according to the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram of an all-pneumatic auto balancer system configured using the auto balancer of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram of a modified example of the all-pneumatic auto balancer system configured using the load-pneumatic converter of the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional balancer system.
[Explanation of symbols]
24 piston (air actuator)
28 1st valve seat (valve seat of exhaust valve)
29 2nd valve seat (valve seat of air supply valve)
32 Back pressure chamber 33 Feedback chamber 35 Shaft (output member)
39 1st poppet valve (exhaust valve poppet valve)
40 2nd poppet valve (poppet valve of air supply valve)
54 exhaust valve 55 air supply valve

Claims

An air supply valve is provided between the secondary pressure port A and the supply pressure port P, an exhaust valve is provided between the secondary pressure port A and the exhaust port R, and an upper back pressure in the air actuator is provided. chamber back pressure is introduced into, the introduction of secondary pressure in the lower feedback chamber of the air actuator is adapted downward load to the output member of the air actuator acts, the air supply valve second poppet valve There is a body and a second valve seat, and the exhaust valve has a first poppet valve body and a first valve seat . The exhaust valve is opened by increasing the pressure in the feedback chamber, and the air supply valve is opened by decreasing the pressure in the feedback chamber. When the secondary pressure at the secondary pressure port A reaches a value corresponding to the load, the air supply valve and the exhaust valve are closed, and the secondary air at the secondary pressure port A is directly supplied to the cylinder chamber of the balance cylinder. As if Auto-balancer.

In the back pressure chamber, the back pressure of the value obtained by dividing the total weight of the load body and the auto air balancer device by the area above the piston of the air actuator is supplied to the air actuator by reducing the supply pressure air by the pressure reducing valve. 2. The auto balancer according to claim 1, wherein a shaft is connected as an output member, the shaft is inserted into a center hole of each poppet valve and each end member of the supply valve and the exhaust valve, and a hook is formed at a lower end of the shaft.

3. The auto balancer according to claim 1, wherein an operation rod is swingably disposed on the auto balancer body, and an air supply valve or an exhaust valve is opened by vertically moving a handle of the operation rod.