JPS6125925B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は圧縮空気を作業動力源としてピストン
ロツドが前後に移動するシリンダーを備えた作業
機械の安全操作回路に関して、２個の空気手動操
作バルブを同時に操作しなければ作業機械のピス
トンロツドが前進せず、且つ前記ピストンロツド
が所定の作業位置に至るまでに、前記２個の操作
バルブの一方のみでも操作を停止するとピストン
ロツドが当所の状態に後退して作業の安全性を確
保するとともに、ピストンロツドが所定の作業位
置に至れば２個の操作バルブの操作の如何にかか
わらず、その状態を保持するようにした両手起動
式の安全操作回路に関するものである。

（従来の技術） この種の安全操作回路の一例として例えば実開
昭48−36295号公報記載の考案があるが、これと
前後にピストンロツド７０ａを作動させるシリン
ダー７０を設けた作業機械との組合せに関して第
３図、第４図を用いて説明する。尚ピストンロツ
ド７０ａにはその前後移動を可能にすべく、例え
ばその先端にバネ部材７０ｂを配設するものとす
る。

第３図は空気手動操作バルブ５１，５２を同時
に操作して空気源Ｃからの空気を作業機械のシリ
ンダー７０の方へ供給している状態を示してい
る。すなわち空気源Ａ，Ｂから出た空気は空気手
動操作バルブ５１，５２を通り空気パイロツト弁
５５，５６のポート５５ａ，５６ａを通つてシー
ルリング５９にてシールされたスプール６０，６
１をスプリング６２，６２の弾圧力に反して図中
右動させる。従い空気源Ｃからの空気はパイロツ
ト弁５６の空気供給用ポート５６ｃ、流出用ポー
ト５６ｄ、パイロツト弁５５の空気供給用ポート
５５ｃ、流出用ポート５５ｄを経て作業機械のシ
リンダー７０の方へ供給される。尚逆止弁である
シヤトル弁５３や空気遅延弁５４中の可変絞り５
４ａ、容量タンク５４ｂ、パイロツト弁５４ｃ、
チエツク弁５４ｄは、空気源Ａ，Ｂから出た空気
をやや時間を送らせて、空気パイロツト弁５５，
５６のポート５５ｂ，５６ｂへ供給するもので、
通常スプール６０，６１が図中右動した後ポート
５５ｂ，５６ｂを経由してスプール６０，６１の
小穴５８，５８に空気を作動させるが、該小穴の
受圧面積がスプール６０，６１左端の空気受圧面
積より小さいため、スプール６０，６１は移動せ
ず、空気源Ｃよりの空気は作業機械のシリンダー
７０へ供給されつづけピストンロツド７０ａは図
中右動する。又この場合例えば手動操作バルブ５
２の操作をやめると空気パイロツト弁５６のスプ
ール６１の図中左側に蓄えられた空気は手動操作
バルブ５２から逆流して大気放出され、スプール
６１はスプリング６２及びポート５６ｂからの空
気圧により左動され第４図のような状態になる。
第４図では空気源Ｃの空気は流出用ポート５６ｄ
から遮断され作業機械のシリンダー７０の方へ供
給されることはない。又逆に作業機械のシリンダ
ー７０の方へ送られていた空気は流出用ポート５
５ｄ、空気供給用ポート５５ｃ、流出用ポート５
６ｄ、排気ポート５６ｅと逆流して大気へ放出さ
れる。尚第４図の状態で空気手動操作バルブ５２
を、操作して空気をポート５６ａに送つてもポー
ト５６ａ側のスプール６１の空気受圧面積が反対
のポート５６ｂ側の空気受圧面積より小さいので
スプール６１は第４図の状態から移動しない。

すなわち本考案では誤動して空気手動操作バル
ブ５１，５２のいずれか一方、例えば５１を操作
しても第４図で示される如く空気源Ｃの空気は作
業機械のシリンダー７０の方へ供給されず安全が
保たれる。又空気手動操作バルブ５１，５２を同
時に操作した場合のみ空気源Ｃの空気を作業機械
のシリンダー７０へ送ることができ、空気手動操
作バルブ５１，５２の一方でも操作をやめると空
気源Ｃの空気は作業機械のシリンダー７０から遮
断されるとともに、今までシリンダー７０へ送ら
れていた空気を逆流して大気へ放出させるのでシ
リンダー７０は作動空気圧の無い状態となり、ピ
ストンロツド７０ａはバネ７０ｂの弾圧力で元の
状態に復帰させられることとなる。尚バネ７０ｂ
の替わりにシリンダー７０へ供給される空気を２
系列としてその切換によつてピストンロツド７０
ａを２方向へ移動させる形式としてもよいが、結
果は前記バネ７０ｂの場合と同じである。

従いこの種の安全操作回路を、例えば門型のラ
ム昇降式の溶接機におけるラム昇降用シリンダー
の動作用に用いると、この場合作業者の安全を確
保するため、両手で２個の空気手動操作バルブ５
１，５２を同時に押圧し続けていなければラムが
下降端に至らず、またラムが下降端に達しても上
記２個の空気手動操作バルブ５１，５２を非操作
状態にするとラムが当初の位置に復帰してしま
い、溶接作業が中断され作業の安全性及び継続性
が阻害されることとなる。

（発明が解決しようとする問題点） 従いこの種の安全操作回路においては前記ラム
昇降用シリンダーを所定位置で自己保持する回路
構成とはなつていないから、シリンダーのラムを
下降端に到達させ、この状態で次の溶接作業を行
うためには、ラムの下降端を維持すべく前記２個
の空気手動操作バルブを押し続けていなければな
らなかつた。しかも従来の両手起動式安全操作回
路は第３図でもわかるように空気パイロツト弁の
ようなマスターバルブが２台も必要なため設備が
大型化し、且つ高価であつた。

本発明は以上の如き問題点を有効に解決すべく
成されたもので、その目的とする処は、２個の空
気手動操作バルブを同時に操作しなければ、例え
ば門型のラム昇降式の溶接機の如き作業機械のシ
リンダー中のピストンロツドが当初の位置から前
進しないようにして安全性を確保し、且つ作業機
械のピストンロツドを所定の作業位置に前進させ
た場合には、前記２個の空気手動操作バルブを非
操作状態としても作業機械のピストンロツドの位
置が当初の位置に後退せずその位置を保持するこ
とができることとして作業の安全性及び継続性を
確保できるようにするとともに、所定の作業の完
了後は解除用の手動操作バルブを操作することに
より作業機械のピストンロツドの位置を当初の位
置に後退させることができるようにしたもので、
簡単な回路構成の中に少数の機器類等を配した安
価な空気圧を用いる作業機械における安全操作回
路を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 以上の問題点を解決するための手段は、空気供
給源７にマスターバルブ９を介して接続され、こ
のマスターバルブ９の切換によりピストンロツド
８ａが前後に移動するシリンダー８を有する作業
機械と、上記空気供給源７からマスターバルブ９
に伸びる系路とは別の系路の途中に並列に配設さ
れ、操作しない場合はアウトポート１ｂ，２ｂ側
が大気に開放されている３方弁タイプの２個の空
気手動操作バルブ１，２と、自己中立型のスプー
ル１２を備え、このスプール１２によつて区画さ
れる左右の室Ｓ１，Ｓ２に上記２個の空気手動操
作バルブ１，２の夫々が接続され、これら２個の
空気手動操作バルブ１，２の一方のアウトポート
１ｂ又は2b側に接続されるインポート２０及び
スプール１２の中立位置で該インポート２０に連
通するアウトポート２１をシリンダーバレル１３
に形成し、スプール１２が左右いずれかに移動し
た場合、インポート２０はスプール１２により遮
断されアウトポート２１とシリンダーバレル１３
に設けられた大気開放の排気ポート２２が連通す
るとともに、移動した側の空気手動操作バルブ１
又は２の接続端におけるスプール１２の空気受圧
面積が移動していない側のスプール１２の空気受
圧面積より小さく構成されたコントロールシリン
ダー１１と、このコントロールシリンダー１１の
アウトポート２１と前記マスターバルブ９のパイ
ロツト部９ａとを接続する系路に介設され、前記
作業機械のピストンロツド８ａの所定の作動位置
で閉状態となる２方弁タイプのリミツトバルブ２
３と、このリミツトバルブ２３とマスターバルブ
９との間に介設され、マスターバルブ９に作用す
る該マスターバルブ９の切換用のパイロツト圧を
開放するための２方弁タイプの解除用手動操作バ
ルブ２４とを備えてなる空気圧を用いる作業機械
における安全操作回路を有するようにしたことで
ある。

（実施例） 以下に本発明の好適一実施例を添付図面に基づ
いて詳述する。

第１図中、１，２は作業者が操作する空気手動
操作バルブであり、その形式は該バルブ１，２を
操作しない場合にはそのアウトポート１ｂ，２ｂ
側が大気に開放されている３方弁タイプとなつて
いて、フイルター４、減圧弁５、オイラー６の３
点セツトを備える空気供給源７がこれらのバルブ
１，２のインポート１ａ，２ａに接続される。８
は作業機械、例えば溶接機械用のシリンダーで、
該作業用シリンダー８にはマスターバルブ９を経
て空気供給源７から動力用空気が供給され、マス
ターバルブ９の切換作動によりシリンダー８のピ
ストンロツド８ａが前進、後進する。具体的には
シリンダー８とマスターバルブ９との間にはチエ
ツク弁と絞り弁とからなる周知のスピードコント
ローラ１０，１０が介在され、ピストンロツド８
ａの前進、後退の速度調整が成される。空気手動
操作バルブ１，２のアウトポート１ｂ，２ｂはコ
ントールシリンダー１１に接続され、該シリンダ
ー１１には第２図の通りスプール１２が摺動自在
に内装され、該スプール１２で区画される左右の
室S₁，S₂にアウトポート１ｂ，２ｂが接続され
る。

コントロールシリンダー１１の具体的な構造は
第２図の通りで、シリンダーバレル１３の両端に
嵌合固設された端蓋１４，１５の外面には上記ア
ウトポート１ｂ，２ｂとの接続が成されるポート
１４ａ，１５ａが形成される他、内面には該ポー
ト１４ａ，１５ａと連通する凹部１４ｂ，１５ｂ
が形成され、該凹部１４ｂ，１５ｂの断面積はス
プール１２の空気の受圧面積よりも小さく設定さ
れている。スプール１２の左右の凹部と端蓋１
４，１５の各凹部１４ｂ，１５ｂとの間にはスプ
リング１６，１７が介装され、該スプリング１
６，１７によりスプール１２は中立位置に保持さ
れるスプリングセンター型となつている。又、ス
プール１２の左右の凹部の各端面にはシール部材
１８，１９が貼設され、更にスプール１２は略中
央部のランド１２ａで区画される小径部１２ｂ，
１２ｃを有する。シリンダーバレル１３にインポ
ート２０、アウトポート２１、大気に開放された
排気ポート２２の各開口が形成され、インポート
２０は第１図の通り２個の空気手動操作バルブ
１，２のうちの一方例えば２を介して空気供給源
と接続される。

アウトポート２１は２方弁タイプののリミツト
バルブ２３を介して前記マスターバルブ９のパイ
ロツト部９ａに接続され、リミツトバルブ２３は
前記シリンダー８のピストンロツド８ａの所定距
離の前進によつて、その切換杆２３ａが押圧操作
され弁が閉じるようになつており、リミツトバル
ブ２３が閉じた状態では前記空気手動操作バルブ
１，２の押圧操作を中止してもマスターバルブ９
のパイロツト圧は一定に保持される。

以上のコントロールシリンダー１１の構造にお
いて、スプール１２が中立位置にある場合には小
径部１２ｃ外周の環状溝によつてインポート２０
とアウトポート２１とが連通するとともに、排気
ポート２２は小径部１２ｂの外周の環状溝に連結
されており、スプール１２が左動した場合にはラ
ンド１２ａがインポート２０とアウトポート２１
との間に位置し、従つてインポート２０とアウト
ポート２１とが遮断されて小径部１２ｂ外周の環
状溝によつてアウトポート２１と排気ポート２２
とが連通し、スプール１２が右動した場合には小
径部１２ｃ外周の環状溝によつてアウトポート２
１と排気ポート２２とが連通してインポート２０
とアウトポート２１とが遮断されるように各ポー
ト２０，２１，２２とスプール１２との位置関係
を設定する。

２個の空気手動操作バルブ１，２のいずれか一
方、例えば１が外的要因によつて押圧された場合
或は故障等で非操作状態に戻らなかつた場合に
は、シリンダー１１の右の室S₁に空気が供給され
るため、スプリング１６は伸びスプリング１７は
圧縮されてスプール１２は左動し、インポート２
０とアウトポート２１とが非連通状態となり遮断
されるとともに、アウトポート２１が排気ポート
２２と連通して大気に開放される。この後、他方
の空気手動操作バルブ２を押圧操作しても、この
時にはスプール１２のシール部材１９が端蓋１５
の内面と密着しており、且つ上記他方の空気手動
操作バルブ２の操作によつて空気圧が前記凹部１
５ｂに供給されても、該凹部１５ｂに対応するス
プール１２の空気の受圧面積が、他端のスプール
１２の空気の受圧面積より、ほぼシール部材１９
の面積分小さいため、スプール１２は左動した位
置を維持してインポート２０とアウトポート２１
とを遮断するとともに、アウトポート２１が大気
に開放された状態が継続する。尚スプリング１
６，１７によりスプール１２は右動しようとする
が、その弾圧力を加えてもスプール１２が右動し
ない程度にスプール１２の左右における空気の受
圧面積に差を生じるようにしておくものとする。

両方の空気手動操作バルブ１，２の押圧操作を
中止すれば、シリンダー１１の左右の室S₁，S₂に
蓄積された空気は空気手動操作バルブ１，２の排
気ポート１ｃ，２ｃから排気され、スプール１２
はスプリング１６及び１７の弾発力により中立位
置に復帰する。

両方の空気手動操作バルブ１，２を同時に押圧
操作すると、シリンダー１１の左右の室S₁，S₂に
同圧の空気が供給されるため、スプール１２は中
立位置に留り、従つてインポート２０から送り込
まれた空気はアウトポート２１、リミツトバルブ
２３を通つてマスターバルブ９の方へ送られる。
空気手動操作バルブ１，２の操作に若干のタイム
ラグがあつてもスプール１２が中立位置を維持す
るようにするために、空気手動操作バルブ１，２
とシリンダー１１との間に絞り弁等の時間調整手
段を介在させてもよい。アウトポート２１から送
られた空気はマスターバルブ９のパイロツト部９
ａにパイロツト圧として作用し、これによりマス
ターバルブ９は押圧操作されて空気供給源７から
送られる空気を作業用シリンダー８の第１図中右
方部から左方部に切換供給させるとともに、該右
方部の空気ラインを大気に開放させる。これによ
り作業用シリンダー８のピストンロツド８ａは第
１図中右方に前進し、所定の距離進むことにより
前記リミツトバルブ２３の切換杆２３ａを押圧し
てリミツトバルブ２３を閉状態とする。この状態
では空気手動操作バルブ１，２の押圧操作を中止
してもリミツトバルブ２３とマスターバルブ９間
でパイロツト圧は一定に保持され、ピストンロツ
ド８ａは所定の作業を行う位置に留つている。所
定の作業後、前記解除指令用手動操作バルブ２４
を押圧操作すればパイロツト圧は開放されて消滅
し、これによりマスターバルブ９が空気供給源７
から送られる空気を作業用シリンダー８の第１図
中左方部から右方部に切換供給させるとともに、
該左方部の空気ラインを大気に開放させるので、
作業用シリンダー８のピストンロツド８ａは後退
して当初の位置に復帰する。

（発明の効果） 以上の説明で明らかな如く本発明によれば、両
手起動式安全操作回路に構成簡単な自己中立型の
スプールを内装したコントロールシリンダーを設
けたため、２個の空気手動操作バルブを同時に操
作しなければ作業機械のシリンダー中のピストン
ロツドが前後動しないようにすることができると
ともに、作業機械のピストンロツドを所定の作業
位置に移動させた場合に、前記２個の空気手動操
作バルブを非操作状態としても作業機械のピスト
ンロツドの位置が当初の位置に復帰することなく
その位置を保持することができ、且つ所定の作業
の完了後は解除用の手動操作バルブを操作するこ
とにより作業機械のピストンロツドの位置を当初
の位置に復帰することができるようにしたため、
従来の両手起動式安全操作回路に配設されたシリ
ンダーを有する作業機械に自己保持機能を持たせ
て作業の安全化及び継続化を図ることができ、以
上を簡単な回路構成、少数の機器類等によつて構
成したためその製作費を低くおさえることができ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図
は本発明に係る回路図、第２図はシリンダーの具
体的な構造を示す断面図、第３図及び第４図は安
全操作回路の従来技術を示す図である。 尚図面中、１，２は空気手動操作バルブ、７は
空気供給源、８は作業用シリンダー、９はマスタ
ーバルブ、９ａはパイロツト部、１１はシリンダ
ー、１２はスプール、２０はインポート、２１は
アウトポート、２３はリミツトバルブ、２４は解
除用手動操作バルブ、S₁，S₂は室である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 空気供給源７にマスターバルブ９を介して接
   続され、このマスターバルブ９の切換によりピス
   トンロツド８ａが前後に移動するシリンダー８を
   有する作業機械と、上記空気供給源７からマスタ
   ーバルブ９に伸びる系路とは別の系路の途中に並
   列に配設され、操作しない場合はアウトポート１
   ｂ，２ｂ側が大気に開放されている３方弁タイプ
   の２個の空気手動操作バルブ１，２と、自己中立
   型のスプール１２を備え、このスプール１２によ
   つて区画される左右の室S₁，S₂に上記２個の空気
   手動操作バルブ１，２の夫々が接続され、これら
   ２個の空気手動操作バルブ１，２の一方のアウト
   ポート１ｂ又は２ｂ側に接続されるインポート２
   ０及びスプール１２の中立位置で該インポート２
   ０に連通するアウトポート２１をシリンダーバレ
   ル１３に形成し、スプール１２が左右いずれかに
   移動した場合、インポート２０はスプール１２に
   より遮断されアウトポート２１とシリンダーバレ
   ル１３に設けられた大気開放の排気ポート２２が
   連通するとともに、移動した側の空気手動操作バ
   ルブ１又は２の接続端におけるスプール１２の空
   気受圧面積が移動していない側のスプール１２の
   空気受圧面積より小さく構成されたコントロール
   シリンダー１１と、このコントロールシリンダー
   １１のアウトポート２１と前記マスターバルブ９
   のパイロツト部９ａとを接続する系路に介設さ
   れ、前記作業機械のピストンロツド８ａの所定の
   作動位置で閉状態となる２方弁タイプのリミツト
   バルブ２３と、このリミツトバルブ２３とマスタ
   ーバルブ９との間に介設され、マスターバルブ９
   に作用する該マスターバルブ９の切換用のパイロ
   ツト圧を開放するための２方弁タイプの解除用手
   動操作バルブ２４とを備えてなる空気圧を用いる
   作業機械における安全操作回路。