JPH09512776A - 物体の無重支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 つりあい試験機に取り付けられる車のホイールのような重い物体を、高さ方向に変位容易に“無重”支持するために、大容量の下方圧力チャンバ（２０）を有する空気シリンダ（２２）が使用可能であることは周知であり、当該チャンバには、吸入弁（３６）から圧縮空気が供給されて空気バネを形成し、前記物体の重量とつりあう。これにより、前記物体は“無重”状態においてわずかながら上方に移動可能となる。このためには、圧縮空気の供給を調節することが必要であるが、本発明はこのような調節を自動的に実行するための手段を備える装置を提供する。使用する吸入弁（３６）は、昇降機構（６、１０）がボトムポジションにあるときに、操作者の駆動によって開かれるとともに、当該弁は昇降機構（６、１０、１８、３０）の初期上昇に応答して閉じられる。前記装置はさらに、前記シリンダを適切に抽気するための、操作容易な手段を備えている。これにより、前記昇降機構をトップポジションから変位させることが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 物体の無重支持装置 本発明は、高さ調節が可能な“無重”状態で、物体を一時的に支持するための 装置に関する。本発明は、特に、重さの異なる物体の支持に使用しうる装置を対 象とする。とりわけ本発明は、つりあい試験機のスピンドルに自動車の車輪を取 り付ける際の車輪の無重支持に関するものであり、この場合は車輪を支えて重さ を軽くした状態で、当該車輪を固定することが重要である。 このような支持態様は、閉じた空間における多量の空気を含む、あるいは当該 空気に連結する作業シリンダを用いることで比較的容易に実現可能である。すな わち、空気圧を適切に調節してシリンダピストンの下にエアークッションを形成 する。これにより、垂直方向に延びるシリンダのピストンロッドと連結された運 搬台によってある特定重量の物体を支持することが可能となる。空気容量が大き いと、ピストンが多少上下方向に移動しても、適切な空気圧は実質的な変化をせ ず、従って、物体に軽く触れるだけで、例えば１０〜３０cmの範囲の高さ領域内 の様々な支持位置において物体の高さ位置を調節することが可能である。 実際には、物体を床の高さからもち上げ、これとほぼ同じ高さでおろす場合が ほとんどであろうし、物体を変えるごとに装置全体の圧力を低下させるのは実際 的ではないので、可動機構を強制的に押し下げ、重い物体を除いた後も、なお前 記可動機構を下方位置に保つようにするためのプレス手段を利用して下方移動を 行うことが望ましい。その後に、重さが同一あるいはほぼ同一の別の物体を運搬 台に載せた場合、当該運搬台はプレス手段を解放することにより自動的に無重領 域に戻る。また、より高い位置での物体の受け渡しも可能であるが、それには、 その位置まで強制的に上昇させた後にそこに一時的に固定すればよい。 新しい別の物体が異なる重量を有する場合には、それに応じて空気圧を変化さ せて、物体が適当な高さまで上昇又は下降するようにしなければならない。しか しながら、そうするには、操作上の様々な困難が生じうることが分かっている。 従って、必要に応じ、圧力の制御を自動的に行うことが望ましい。これを目的と する様々な解決策が存在するが、これらは複雑となりがちである。よって、本発 明は、非常に簡単で最適な構成を提供することを目的とする。 本発明の原理は、図面を参照しつつ行う以下の説明により、明らかとなるであ ろう。 図１は、本発明に基づく支持装置の表側を示す斜視図である。 図２は、裏側から見た概略図である。 図３は、制御機構を示す見取図である。 図１に示す装置は基底部材２を有しており、この部材の後部には鉛直方向に延 びる案内用箱状部材４が設けられている。当該箱状部材にはフレーム部材６を鉛 直方向に案内するためのレール機構が設けられている。当該フレーム部材には、 外部運搬プレート１０を有する突出運搬部材８を水平方向に案内するための横方 向案内手段が設けられている。当該外部運搬プレートはアーム部１２に支持され ている。当該アーム部は、前記運搬部材８に設けられた複数の保持開口１４のう ちのいずれか１つに挿入可能であり、これにより、前記プレート１０の上昇した 状態における作業高さを調節する。ここで例として考えている作業は、前記プレ ート１０に置かれた車輪を、つりあい試験機のスピンドル１６のそばの取り付け 高さまで上昇させたのち、前記運搬部材８を横方向に移動させて、前記車輪をス ピンドルのヘッド部における取り付け位置に運ぶ作業である。取り付けが終わる と、前記プレート１０を降下させて前記車輪を解放するが、つりあい試験の後に は前記プレート１０を再び上昇させて前記車輪を支え、当該車輪をスピンドルか ら外し、これに続いて当該車輪を下降させる。 図２に概略的に示すように、案内フレーム部材６はリフトフレーム１８に設け られている。当該リフトフレームは、ハウジング４の内側において一対の垂直ユ ニット２０を囲むように構成されている。当該ユニットは空気コンテナであり、 リフトシリンダ２２の下端と常に導通状態にある。当該シリンダのピストンロッ ドは、前記フレーム１８に設けられたプレート部２４と協働する。 前記基底部材２の前端部には、以下で説明する用途のためのペダルスイッチ２ ６が設けられている。前記コンテナ２０のうちの一方に、あるいは他の任意の静 止態様で、前記フレーム１８の下方縁部に配置されたアクチュエータブロック３ ０と協働する下位センサ２８と、上方のアクチュエータブロック３４と協働する 上位センサ３２とが設けられており、当該上位センサは前記フレーム１８に対し て高さ調節可能に固定されている。 図３において、前記下位センサは電磁弁３６に対して操作可能に接続されてい る。この電磁弁は供給ライン３８を介して圧縮空気を受け入れ、この圧縮空気を 前記シリンダ２２の底部に供給する。前記供給ラインは、前記シリンダ２２の上 部に空気を供給すべく、前記ペダルスイッチ２６により制御される、開閉可能な 電磁弁４０に接続されている。当該電磁弁４０は、起動されていないときには抽 気位置をとる。 図３に示す弁４２は、当該装置の空気機構全体の抽気を行うための抽気弁であ る。 電源及び圧縮空気が上述の機構に供給されると、下位センサ２８が起動状態と なり、前記弁３６を開いて圧縮空気を前記機構内に供給する。これにより、圧力 は、前記シリンダ２２が機構１８、６、８、１０を持ち上げるのに充分となるま で上昇する。この持ち上げにより、前記下方アクチュエータブロック３０は前記 センサ２８に対して上方に変位する。これにより、前記弁３６が閉じられ、圧力 はそれ以上に大きくならない。前記ブロック３０が高さ方向に一定の長さを有し ているため、当該弁の閉鎖は幾分遅れることになる。前記機構は、この遅れによ って充分な量の付加的な空気が導入されるように構成されている。このため前記 リフト機構は前記高さ領域のほぼ中央の位置まで上昇させられ、この位置におい て無重状態で作動可能である。このためには吸入空気の絞りを必要とするが、こ れは、弁の閉鎖を電気的な遅れで行うように構成するよりも容易である。上位セ ンサ３２はこのような初期の段階では使用されない。 その後、床に置かれた車輪を持ち上げる場合には、ペダルスイッチ２６を起動 し、これにより上方の弁４０を開いて圧縮空気を前記シリンダ２２の上部に送り 込む。これにより、前記リフト機構はボトムポジションまで押し下げられる。制 御回路４４を介して、前記ペダルスイッチは電磁弁３６に接続されており、当該 弁が前記シリンダ２２の底部に空気を入れないようにしている。その結果、前記 プレート１０はボトムポジションまで下ろされるが、この位置において、取り扱 う車輪を容易に転がしたり、持ち上げたり、あるいは傾けたりして前記プレート １０上に配置することが可能である。 その後、前記車輪を前記無重領域まで上昇させる必要があるが、これは、ペダ ルスイッチ２６を再び起動することによって実現される。この起動により、前記 制御回路４４は、前記弁３６を開け、上方の弁４０が抽気位置をとるように構成 されている。こうすることで、前記シリンダ２２の底部では車輪を持ち上げるほ どの充分な圧力上昇が生じる。その後の作用は上述の初期段階の場合と全く同様 である。すなわち、この場合、車輪を載せているという違いはあるが、前記リフ ト機構が前記下位センサから離れるとき、当該センサが吸入弁３６を閉じること により、当該機構は作業可能な中間領域まで上昇するのである。 その後に、上昇した車輪はスピンドル１６に取付け可能となり、操作者が再び ペダルスイッチ２６を操作することにより、前記回路４４を介して上方弁４０が 開かれて、圧縮空気が前記シリンダ２２の上部に供給される。そして、リフト機 構は、下方ブロック３０がセンサ２８を起動して、それにより弁４０が閉じられ るまで下方に押圧される。 車輪のつりあい試験の後、前記ペダルスイッチを再び起動させると、弁３６が 開かれ、弁４０は抽気状態に切り換わる。これにより、リフト機構は再び上昇し て、車輪と新たに接触する。リフト機構がボトムポジション（センサ２８）から 離れることにより、弁３６は閉じるが、この場合、わずかな量の付加的な空気が 機構内に供給されるので、プレート１０は車輪に対して付加的な圧力を及ぼすこ とになる。これにより、車輪はスピンドル１６からの取り外しが可能となり、部 材８、１０の横方向への動きによって引き離される。 車輪が取り外されると、上述の付加的な圧力により、プレート１０はトップポ ジション方向に持ち上げられるが、その位置においてアクチュエータブロック３ ４が抽気弁４２を開く。その結果、前記リフト機構は再び下げられて抽気は止ま る。これにより、前記機構はその車輪に特有の無重領域の中間に戻る。これに続 いてペダルスイッチ２６を起動させることにより、弁４０が作動して前記機構を ボトムポジションまで押し下げ、車輪の取り外しができる。 次の車輪が同じ重さの場合には、ペダルスイッチ２６を起動すると、前記機構 は以前と同じ位置まで上昇し、上記行程が繰り返される。より重い車輪の場合に は、前記機構はしばらくの間ボトムポジションに留まり、これによりセンサ２８ が弁３６を起動する。このために、初期の操作の場合と同じく、前記機構が上昇 を始めるまでさらに空気が吸引される。このようにして、前記機構は自動的に新 しい重さに適合する。より軽い車輪の場合には、ペダルスイッチ２６を起動する ことにより前記機構がトップポジションまで移動し、そこでセンサ３２が反応し て抽気が行われ、前記機構は作業高さまで下がる。すなわちこの場合も、弁の起 動と連動する前記機構の反応時間に基づき、自動的な適合機能が得られるのであ る。 特に、通常の自動車などのための軽い車輪を扱う場合において、作業台やロー ラコンベヤなどを用いるときには、床よりも高い作業位置に車輪を保つことが適 するであろうし、その場合には、リフト機構がトップポジションにある状態で当 該機構に車輪を受け、運搬することが望ましい。本発明は特別な改変を加えるこ となく、この目的に使用することが可能である。これは、ペダルスイッチ２６を 操作すればリフト機構をトップポジションまで上げることが可能であるからであ り、この位置において、センサ３２は弁３６を閉じ、抽気弁４２を閉じた状態に 保つ。この状態は、車輪をプレート１０に載せるまで安定である。車輪の重量に よって前記機構はボトムポジションまで下げられ、その位置から、無重領域まで の上昇は上で述べたような態様で行われ、この場合も車輪重量に対する自動的な 適合機能が得られる。 車輪がつりあい装置のスピンドルから外された状態では、ペダルスイッチ２６ を操作すべきではない。というのは、これによりリフト機構が下方に移動するか らである。一方、操作者が車輪又はプレート１０に対して上向きに手で軽く力を 加えるだけで、前記機構をトップポジションに移動することができるが、これは すでに述べたように、付加的な圧力が空気機構内に存在するからである。上昇過 程において、前記ブロック３４は上位センサ３２を通過し、これにより弁４２を 介して過圧空気の抽気が行われる。残留する過圧力だけで、車輪はトップポジシ ョンにおいて非浮動状態に支持できる。 車輪が取り外されると、次の車輪がプレート１０に置かれる。この車輪が前の ものと同じ重さであるときは、操作者はリフト機構を下方に軽く押してこれが上 位センサ３２を通過するようにする。すると、短時間の抽気が再び行われ、残留 している過圧力を解放し、これにより車輪は直接に無重領域まで下降する。 次の車輪が軽いものである場合も、抽気センサ３２が起動されるまで、これを 軽く下方に押すだけで充分である。この抽気は、リフト機構が下方に動き始める まで行われ、その結果、再び車輪は自動的に無重領域にもたらされる。 次の車輪が重いものである場合には、車輪自体がリフト機構をボトムポジショ ンまで押す。そして、床高さにおける拾い上げの場合と同様にペダルスイッチ２ ６を操作することにより、操作者は車輪を上昇させることができる。 前記上位のアクチュエータブロック３４は、リフト機構の実効トップポジショ ンを調節可能とすべく、高さ調節可能な態様で設けられている。 同じ重量の一連の車輪に対して作業を行う場合には、最初の車輪の重量が知れ た後、図示されていないスイッチを起動してセンサ２８及び３２が全く反応しな いようにすると有利である。その場合は前記機構内に空気が適切に満たされてい るので、車輪を搭載したリフト機構は、手で軽く触れるだけで上下に移動可能で ある。他の手段を用いることなく、高い位置における車輪の収集及び解放が可能 であり、低い位置において解放する場合には、ペダルを用いて頂部弁４０を操作 する必要があり、これによって、新しい車輪を搭載するまで、運搬プレート１０ がボトムポジションに確実に留まるようにでき、その後さらにペダルを操作する ことにより、プレートはその位置から解放される。空気の取り込み及び排出によ る前述の簡素な調節は、この場合には不必要であり行われない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｇ０１Ｍ 1/02 8605−2Ｇ Ｇ０１Ｍ 1/02 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＫ ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ， ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，Ｌ Ｔ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，Ｕ Ｚ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．高さ調節可能な“無重”状態で物体、例えば車輪つりあい試験機のスピンド ルに支持される車輪等を作業高さ領域において一時的に支持するための装置であ って、空気シリンダによって支持され、空気ばね状に機能するリフト機構と、大 容量の空気コンテナに連結された前記シリンダの下方端に圧縮空気を供給する吸 気弁を開閉するための駆動手段と、を備える構成において、前記リフト機構は、 前記吸気弁の開放にともないボトムポジションから上昇する当該リフト機構に応 じて前記吸気弁を自動的に操作するための手段に連結されており、前記圧縮空気 供給は、これにより前記リフト機構が前記ボトムポジションよりもいくぶん上方 の前記作業領域に自動的に上昇し、前記リフト機構に支持された物体が当該物体 の重さに関係なく前記作業高さ領域に自動的に持ち上げられるように構成されて いることを特徴とする装置。 ２．前記作業高さ領域よりも上方の高さに上げられた前記リフト機構に応じて抽 気弁を自動的に駆動するとともに、前記上方の高さから下降した前記リフト機構 に応じて前記抽気弁を閉じるための付加的手段を有することを特徴とする、請求 項１に記載の装置。 ３．ペダルスイッチ等のオペレータ制御駆動手段が制御ユニットに接続されてお り、当該ユニットは前記駆動手段の連続的な駆動に応じて前記シリンダの下方端 部に対する圧縮空気の吸入のための開閉を交互に行い、且つ、抽気位置と前記シ リンダの上方端部に圧縮空気を導入するための位置との間でシリンダのトップバ ルブの切替えを行うことを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。