特許 7030596 パワーアシスト型昇降装置およびその使用方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-02-25

(45)【発行日】2022-03-07

(54)【発明の名称】パワーアシスト型昇降装置およびその使用方法

(51)【国際特許分類】

   B66F 19/00 20060101AFI20220228BHJP

【ＦＩ】

B66F19/00 J

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018063727

(22)【出願日】2018-03-29

(65)【公開番号】P2019172443

(43)【公開日】2019-10-10

【審査請求日】2020-10-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000002358

【氏名又は名称】新明和工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149870

【弁理士】

【氏名又は名称】芦北 智晴

(72)【発明者】

【氏名】櫻田 能孝

(72)【発明者】

【氏名】迫田 典明

(72)【発明者】

【氏名】鴫畑 正

【審査官】吉川 直也

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－０９１４３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－１６３０００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３１４２９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６６Ｆ １９／００

Ｂ６６Ｄ ３／１８

Ｂ２５Ｊ １／００－２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

伸縮することにより、吊り下げられた対象物を昇降させるエアシリンダと、
前記エアシリンダと前記対象物との間に設けられ、その下方に連なる物の荷重を検出する荷重検出器と、
前記エアシリンダへの空気圧供給制御を行う空圧制御装置と、
を備えるパワーアシスト型昇降装置であって、
前記空圧制御装置は、前記エアシリンダへの空気圧供給制御として、
前記荷重検出器が、所定の下限閾値から所定の上限閾値までの範囲内の荷重を検出しているとき、前記エアシリンダが、所定の第１の引き上げ力を発生するように、前記エアシリンダに空気圧を供給し、
前記荷重検出器が、前記上限閾値を超える荷重を検出したとき、前記エアシリンダが、前記第１の引き上げ力より小さい所定の第２の引き上げ力を発生するように、前記エアシリンダに空気圧を供給し、
前記荷重検出器が、前記下限閾値に満たない荷重を検出したとき、前記エアシリンダが、前記第１の引き上げ力より大きい所定の第３の引き上げ力を発生するように、前記エアシリンダに空気圧を供給し、
前記荷重検出器が、前記上限閾値を超える荷重を検出したとき、当該荷重が前記上限閾値以下に設定された所定の下方アシスト解除閾値以下に低下するまでの間、前記エアシリンダが、前記第２の引き上げ力を発生するように、前記エアシリンダに空気圧を供給し、
前記荷重検出器が、前記下限閾値に満たない荷重を検出したとき、当該荷重が前記下限閾値以上に設定された所定の上方アシスト解除閾値以上に上昇するまでの間、前記エアシリンダが、前記第３の引き上げ力を発生するように、前記エアシリンダに空気圧を供給する、
ことを特徴とするパワーアシスト型昇降装置。

【請求項2】

請求項１に記載のパワーアシスト型昇降装置において、
前記空圧制御装置は、
前記第１の引き上げ力、前記第２の引き上げ力および前記第３の引き上げ力を所定操作によりそれぞれ設定する引き上げ力設定手段と、
前記下限閾値および前記上限閾値を所定操作によりそれぞれ設定する閾値設定手段と、
を有する、
ことを特徴とするパワーアシスト型昇降装置。

【請求項3】

伸縮することにより、吊り下げられた対象物を昇降させるエアシリンダと、
前記エアシリンダと前記対象物との間に設けられ、その下方に連なる物の荷重を検出する荷重検出器と、
前記エアシリンダへの空気圧供給制御を行う空圧制御装置と、
を備え、
前記空圧制御装置は、前記エアシリンダへの空気圧供給制御として、
前記荷重検出器が、所定の下限閾値から所定の上限閾値までの範囲内の荷重を検出しているとき、前記エアシリンダが、所定の第１の引き上げ力を発生するように、前記エアシリンダに空気圧を供給し、
前記荷重検出器が、前記上限閾値を超える荷重を検出したとき、前記エアシリンダが、前記第１の引き上げ力より小さい所定の第２の引き上げ力を発生するように、前記エアシリンダに空気圧を供給し、
前記荷重検出器が、前記下限閾値に満たない荷重を検出したとき、前記エアシリンダが、前記第１の引き上げ力より大きい所定の第３の引き上げ力を発生するように、前記エアシリンダに空気圧を供給し、
前記空圧制御装置は、
前記第１の引き上げ力、前記第２の引き上げ力および前記第３の引き上げ力を所定操作によりそれぞれ設定する引き上げ力設定手段と、
前記下限閾値および前記上限閾値を所定操作によりそれぞれ設定する閾値設定手段と、
を有する、
パワーアシスト型昇降装置の使用方法であって、
前記対象物が吊り下げられ、かつ、前記対象物に外力が付与されない状態で前記荷重検出器が検出する荷重を基準荷重と定義し、
前記荷重検出器が前記基準荷重を検出しているときに前記エアシリンダに掛かる下向きの荷重と、前記エアシリンダが発生する前記第１の引き上げ力とが釣り合うように、前記引き上げ力設定手段を使用して前記第１の引き上げ力を設定し、
前記第１の引き上げ力から前記第２の引き上げ力を減算した値と、前記上限閾値から前記基準荷重を減算した値とが略同一になるように、前記引き上げ力設定手段および前記閾値設定手段を使用して、前記第２の引き上げ力および前記上限閾値を設定し、
前記第３の引き上げ力から前記第１の引き上げ力を減算した値と、前記基準荷重から前記下限閾値を減算した値とが略同一になるように、前記引き上げ力設定手段および前記閾値設定手段を使用して、前記第３の引き上げ力および前記下限閾値を設定する、
ことを特徴とするパワーアシスト型昇降装置の使用方法。

【請求項4】

請求項３に記載のパワーアシスト型昇降装置の使用方法であって、
前記空圧制御装置は、
前記荷重検出器が、前記上限閾値を超える荷重を検出したとき、当該荷重が前記上限閾値以下に設定された所定の下方アシスト解除閾値以下に低下するまでの間、前記エアシリンダが、前記第２の引き上げ力を発生するように、前記エアシリンダに空気圧を供給し、
前記荷重検出器が、前記下限閾値に満たない荷重を検出したとき、当該荷重が前記下限閾値以上に設定された所定の上方アシスト解除閾値以上に上昇するまでの間、前記エアシリンダが、前記第３の引き上げ力を発生するように、前記エアシリンダに空気圧を供給する、
ことを特徴とするパワーアシスト型昇降装置の使用方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、吊り下げた重量物等の対象物を作業者が僅かな力で昇降させることができるパワーアシスト型昇降装置およびその使用方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、工業製品を製造する工場では、重量物等の対象物を吊り下げて昇降させるために、各種の昇降装置を使用している。その中でも作業者の僅かな力で吊り下げた対象物を昇降させることができるパワーアシスト型昇降装置が知られている（例えば特許文献１を参照。）。

【0003】

特許文献１に開示されたパワーアシスト型昇降装置（同文献では「助力装置システム」と称している。）は、対象物を吊り下げるワイヤーロープと、ワイヤーロープを巻取り巻出す回転ドラムと、回転ドラムを駆動するモータとを２組備え、モータによって回転ドラムを正逆方向に回転させることで対象物を昇降させる。この昇降装置は、モータと回転ドラムとの間に力検出手段を備えており、その力検出手段で回転トルクを検出して対象物の重量および対象物に付与される外力を検出する。吊り下げた対象物に対して作業者が上下方向の力を付与すると、昇降装置は、付与された力を力検出手段で検出し、その力と同じ方向に対象物を移動させるアシスト力を発生する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－１００８１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１の昇降装置では、作業者が対象物に対して上下方向に加える力をワイヤーロープおよび回転ドラムを介して検出するため、作業者の僅かな力を正確かつ瞬時に検出することが難しい。このため、作業者が望むアシスト力を適時に発生することが難しく、良好な操作性が得られない可能性がある。

【0006】

本発明の目的は、操作性に優れたパワーアシスト型昇降装置を提供することにある。操作性に優れたパワーアシスト型昇降装置として、作業者が望むアシスト力を適時に発生することができるパワーアシスト型昇降装置を１例として挙げることができる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様に係るパワーアシスト型昇降装置は、伸縮することにより、吊り下げられた対象物を昇降させるエアシリンダと、前記エアシリンダと前記対象物との間に設けられ、その下方に連なる物の荷重を検出する荷重検出器と、前記エアシリンダへの空気圧供給制御を行う空圧制御装置と、を備える。前記空圧制御装置は、前記エアシリンダへの空気圧供給制御として、前記荷重検出器が、所定の下限閾値から所定の上限閾値までの範囲内の荷重を検出しているとき、前記エアシリンダが、所定の第１の引き上げ力を発生するように、前記エアシリンダに空気圧を供給し、前記荷重検出器が、前記上限閾値を超える荷重を検出したとき、前記エアシリンダが、前記第１の引き上げ力より小さい所定の第２の引き上げ力を発生するように、前記エアシリンダに空気圧を供給し、前記荷重検出器が、前記下限閾値に満たない荷重を検出したとき、前記エアシリンダが、前記第１の引き上げ力より大きい所定の第３の引き上げ力を発生するように、前記エアシリンダに空気圧を供給する。

【0008】

かかる構成を備えるパワーアシスト型昇降装置によれば、前記第１の引き上げ力、前記第２の引き上げ力、前記第３の引き上げ力、前記下限閾値および前記上限閾値を、それぞれ対象物の重量に適した値にすることで操作性に優れたパワーアシスト型昇降装置が得られる。特に、作業者が対象物に付与する上下方向の力が荷重検出器にて正確かつ瞬時に検出されるため、作業者が望むアシスト力を適時に発生することができる。

【0009】

好ましくは、前記空圧制御装置は、前記荷重検出器が、前記上限閾値を超える荷重を検出したとき、当該荷重が前記上限閾値以下に設定された所定の下方アシスト解除閾値以下に低下するまでの間、前記エアシリンダが、前記第２の引き上げ力を発生するように、前記エアシリンダに空気圧を供給し、前記荷重検出器が、前記下限閾値に満たない荷重を検出したとき、当該荷重が前記下限閾値以上に設定された所定の上方アシスト解除閾値以上に上昇するまでの間、前記エアシリンダが、前記第３の引き上げ力を発生するように、前記エアシリンダに空気圧を供給する。

【0010】

好ましくは、前記空圧制御装置は、前記第１の引き上げ力、前記第２の引き上げ力および前記第３の引き上げ力を所定操作によりそれぞれ設定する引き上げ力設定手段と、前記下限閾値および前記上限閾値を所定操作によりそれぞれ設定する閾値設定手段と、を有する。

【0011】

本発明の一態様に係るパワーアシスト型昇降装置の使用方法は、前記パワーアシスト型昇降装置の使用方法であって、前記対象物が吊り下げられ、かつ、前記対象物に外力が付与されない状態で前記荷重検出器が検出する荷重を基準荷重と定義する。そして、前記荷重検出器が前記基準荷重を検出しているときに前記エアシリンダに掛かる下向きの荷重と、前記エアシリンダが発生する前記第１の引き上げ力とが釣り合うように、前記引き上げ力設定手段を使用して前記第１の引き上げ力を設定する。また、前記第１の引き上げ力から前記第２の引き上げ力を減算した値と、前記上限閾値から前記基準荷重を減算した値とが略同一になるように、前記引き上げ力設定手段および前記閾値設定手段を使用して、前記第２の引き上げ力および前記上限閾値を設定する。また、前記第３の引き上げ力から前記第１の引き上げ力を減算した値と、前記基準荷重から前記下限閾値を減算した値とが略同一になるように、前記引き上げ力設定手段および前記閾値設定手段を使用して、前記第３の引き上げ力および前記下限閾値を設定する。

【0012】

前記パワーアシスト型昇降装置の使用方法によれば、前記第１の引き上げ力から前記第２の引き上げ力を減算した値と、前記上限閾値から前記基準荷重を減算した値とが略同一となり、かつ、前記第３の引き上げ力から前記第１の引き上げ力を減算した値と、前記基準荷重から前記下限閾値を減算した値とが略同一になるので、作業者が対象物に対して上下方向に加える力の大きさと、アシスト力発生時のアシスト力の大きさとが略同一になるので、作業者は、円滑に対象物を昇降させることができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、操作性に優れたパワーアシスト型昇降装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１の実施形態に係るパワーアシスト型昇降装置を示す図である。

【図2】荷検出装置およびその近傍を示す部分断面図である。

【図3】第１の実施形態に係る空圧制御装置の詳細を示す図である。

【図4】第１の実施形態に係るパワーアシスト型昇降装置を使用して対象物を下方へ移動させる際の動作説明図である。

【図5】第１の実施形態に係るパワーアシスト型昇降装置を使用して対象物を上方へ移動させる際の動作説明図である。

【図6】第２の実施形態に係る空圧制御装置の詳細を示す図である。

【図7】第２の実施形態に係るパワーアシスト型昇降装置に対象物を吊り下げて停止させたときの状態を示す図である。

【図8】第２の実施形態に係るパワーアシスト型昇降装置を使用して対象物を下方へ移動させる際の動作説明図である。

【図9】第２の実施形態に係るパワーアシスト型昇降装置を使用して対象物を下方へ移動させる際の動作説明図である。

【図10】第２の実施形態に係るパワーアシスト型昇降装置を使用して対象物を下方へ移動させた後に下方へのアシストが停止する際の動作説明図である。

【図11】第２の実施形態に係るパワーアシスト型昇降装置を使用して対象物を上方へ移動させる際の動作説明図である。

【図12】第２の実施形態に係るパワーアシスト型昇降装置を使用して対象物を上方へ移動させる際の動作説明図である。

【図13】第２の実施形態に係るパワーアシスト型昇降装置を使用して対象物を上方へ移動させた後に上方へのアシストが停止する際の動作説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

［第１の実施形態］
以下、本発明の第１の実施の形態に係るパワーアシスト型昇降装置（以下、単に「昇降装置」という。）について、図面を参照しつつ説明する。

【0016】

図１に示すように、本実施形態に係る昇降装置１は、スライドフレーム２、エアシリンダ３、荷重検出器４、荷検出装置５、操作装置６、空圧制御装置７等を備えている。

【0017】

スライドフレーム２は、後述するエアシリンダ３のピストンロッド３ａの振れを抑制するために設けられており、２本のガイド軸９、上端横架材１０、下端横架材１１等で構成されている。２本のガイド軸９は、互いに平行に鉛直方向に配設されている。各ガイド軸９は、２つのリニア軸受１２を介して後述する移動体１３に支持されている。上端横架材１０は、２本のガイド軸９の上端部に架設され、下端横架材１１は、２本のガイド軸９の下端部に架設されている。本実施形態では、建屋の所定高さ位置に一対の案内レール１４が平行に架設され、その一対の案内レール１４に対して、直角方向に延びた走行案内レール１８が移動可能に架設されている。上記移動体１３は、上記走行案内レール１８に沿って移動可能に設けられている。

【0018】

エアシリンダ３は、ピストンロッド３ａが下側に、シリンダチューブ３ｂが上側に配され、伸縮方向を鉛直方向に向けた状態で移動体１３に支持されている。本実施形態では、エアシリンダ３のシリンダチューブ３ｂが移動体１３に固定されている。エアシリンダ３のピストンロッド３ａの下端部はスライドフレーム２の下端横架材１１に固定されている。エアシリンダ３のシリンダチューブ３ｂは、スライドフレーム２の上端横架材１０に形成された貫通穴１０ａを貫通している。すなわち、スライドフレーム２はシリンダチューブ３ｂに対して上下移動可能になっている。なお、エアシリンダ３にエア漏れ、エア切れ等が生じた際に対象物が落下することがないように、落下防止用のブレーキユニット３６がエアシリンダ３に付設されている。

【0019】

荷重検出器４は、エアシリンダ３と、昇降させる対象物との間に設けられ、当該荷重検出器４の下方に連なる物の荷重を検出する。検出された荷重はスライドフレーム２に取付けられた荷重モニタ８に表示される。本実施形態では、荷重検出器４は、下端横架材１１の下に固設された荷検出装置５の下方に連結具１５を介して連結されている。また、荷重検出器４の下方には、フック１６が連結されている。荷重検出器４は、フック１６の重量と、フック１６に掛かる荷重を足し合せた荷重を検出する。フック１６に掛かる荷重の大きさは、フック１６に掛けられたスリングの重量と、吊り下げられた対象物の重量と、作業者が対象物に加える上下方向の外力とを足し合せた値となる。なお、スリングと対象物との間に何らかの部材が介在する場合は、当然に、その部材の重量もフック１６に掛かる荷重に含まれる。

【0020】

荷検出装置５は、フック１６に一定以上の荷重が負荷された場合に、それを検出する。この荷検出装置５は、例えば図２に示すように、ボックス１７内で上下に移動可能に設けられた可動部材１９と、可動部材１９とボックス１７の底部１７ａとの間に設けられて可動部材１９を上位置に付勢するコイルスプリング２０と、可動部材１９が下位置にある場合に、それを検出する可動部材検出器２１（本実施形態ではリミットスイッチ）と、を備えている。また、可動部材１９には、連結具１５が取り付けられており、一定以上の重さの対象物がフック１６に吊り下げられたり、一定以上の何らかの荷重が掛かると、その荷重が、荷重検出器４および連結具１５を介して可動部材１９に伝達される。その結果、可動部材１９は、ばね２０の付勢力に抗して上位置（図２（ａ）参照）から下位置（図２（ｂ）参照）に移動する。可動部材１９が下位置に移動すると、可動部材検出器２１から空圧制御装置７に対して、対象物が吊り下げられていることを示す信号が送出される。

【0021】

操作装置６は、作業者が昇降装置１に対して各種の操作を行うためのものであり、本実施形態では、無線通信型のペンダントスイッチが用いられる。操作装置６を使用して作業者が各種の操作を行うと、各種操作に対応した信号が空圧制御装置７の無線受信機２２を介してバルブ制御装置３０に送信される。

【0022】

空圧制御装置７は、荷検出器４、荷重検出器５、操作装置６等から受信する情報に基づいて、エアシリンダ３等に供給する空気圧を制御する。本実施形態では、空圧制御装置７は、図３に示すバルブ類、バルブ制御装置３０、無線受信機２２等で構成されている。以下、空圧制御装置７の詳細について説明する。

【0023】

図３に示す空圧回路では、空気供給源３１に、レバー操作弁３２を介してメイン供給路２４が接続されている。メイン供給路２４には、上流側から順に、ブレーキ圧供給路３７、第５調圧路３８、第４調圧路３９、第３調圧路４０、第２調圧路４３、第１調圧路４１が分岐して形成されている。

【0024】

ブレーキ圧供給路３７は、メイン供給路２４からエアシリンダ３に付設されたブレーキユニット３６に空気圧を供給する。ブレーキ圧供給路３７の途中部には、電磁切換弁ＳＶ１Ｄが設けられており、この電磁切換弁ＳＶ１Ｄが非励磁状態のとき（図３に示す右位置ｂのとき）は、ブレーキユニット３６内の空気が排気され、ピストンロッド３ａが落下しないように制動される。また、電磁切換弁ＳＶ１Ｄが励磁状態のとき（図３に示す左位置ａのとき）は、ブレーキユニット３６内に空気圧が供給され、ピストンロッド３ａは制動されることなく、自由に動作可能となる。

【0025】

第５調圧路３８は、メイン供給路２４と電磁切換弁ＳＶ１Ｆの第１ポートとを接続している。第５調圧路３８の途中部には、第５圧力調整弁Ｒ５が設けられている。

【0026】

第４調圧路３９は、メイン供給路２４と電磁切換弁ＳＶ１Ｆの第２ポートとを接続している。第４調圧路３９の途中部には、第４圧力調整弁Ｒ４が設けられている。

【0027】

第３調圧路４０は、メイン供給路２４と電磁切換弁ＳＶ１Ｅの第１ポートとを接続している。第３調圧路４０の途中部には、第３圧力調整弁Ｒ３が設けられている。なお、電磁切換弁ＳＶ１Ｅの第２ポートと電気切換弁ＳＶ１Ｆの第３ポートとは、第１中間路４２を介して接続されている。

【0028】

第２調圧路４３は、メイン供給路２４と電磁切換弁ＳＶ１Ｃの第２ポートとを接続している。第２調圧路４３の途中部には、第２圧力調整弁Ｒ２が設けられている。なお、電磁切換弁ＳＶ１Ｃの第１ポートと電磁切換弁ＳＶ１Ｅの第３ポートは、第２中間路４４を介して接続されている。

【0029】

電磁切換弁ＳＶ１Ｃの第４ポートと電磁切換弁ＳＶ１Ｂの第２ポートは、第３中間路４５を介して接続されている。

【0030】

電磁切換弁ＳＶ１Ｂの第１ポートには、サイレンサ４６が接続されている。電磁切換弁ＳＶ１Ｂの第４ポートは、エアシリンダ３のロッド側ポートとロッド側供給路４８を介して接続されている。ロッド側供給路４８の途中部には、エアシリンダ３の作動速度を調整するための速度制御弁ＳＣ１が設けられている。また、速度制御弁ＳＣ１と電磁切換弁ＳＶ１Ｂとの間の圧力を検出するために圧力スイッチＰＳ１が設けられている。圧力スイッチＰＳ１が一定以下の異常圧力を検出すると、後述するバルブ制御装置３０によって、電磁切換弁ＳＶ１Ｄが右位置ｂに切換えられる。これにより、ブレーキユニット３６内の空気が排気され、ピストンロッド３ａが落下しないように制動される。

【0031】

第１調圧路４１は、メイン供給路２４と電磁切換弁ＳＶ１Ａの第２ポートとを接続している。第１調圧路４１の途中部には、第１圧力調整弁Ｒ１が設けられている。電磁切換弁ＳＶ１Ａの第１ポートにはサイレンサ４６が取り付けられている。電磁切換弁ＳＶ１Ａの第４ポートは、ヘッド側供給路５１を介してエアシリンダ３のヘッド側ポートと接続されている。

【0032】

なお、電磁切換弁ＳＶ１Ａ，ＳＶ１Ｅ，ＳＶ１Ｆ等には、メイン供給路２４からパイロット圧が供給されている。

【0033】

バルブ制御装置３０は、荷重検出器４、荷検出装置５（可動部材検出器２１）、圧力スイッチＰＳ１および操作装置６から送られてくる信号等の情報に基づいて、電磁切換弁ＳＶ１Ａ～ＳＶ１ＦのソレノイドＳＯＬ１ａ～ＳＯＬ１ｆを励磁状態又は非励磁状態にする。これにより、バルブ制御装置３０は、エアシリンダ３へ供給する空気圧を制御する。なお、バルブ制御装置３０は、例えばＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）などを用いて構成することができる。

【0034】

次に、各圧力調整弁Ｒ１～Ｒ５の設定圧力の設定方法について説明する。

【0035】

＜第１および第２圧力調整弁の設定圧力について＞
第１圧力調整弁Ｒ１は、エアシリンダ３のヘッド側に供給する空気圧を設定するものである。すなわち、図３に示す状態において、メイン供給路２４から第１調圧路４１に供給された圧縮空気は、第１圧力調整弁Ｒ１にて設定圧力Ｒ１ｐに減圧されて、電磁切換弁ＳＶ１Ａを介してエアシリンダ３のヘッド側に供給される。これにより、エアシリンダ３のヘッド側の空気圧が上記設定圧力Ｒ１ｐと同じ圧力になる。

【0036】

第２圧力調整弁Ｒ２は、荷検出装置５が荷を検出していないときに、エアシリンダ３のロッド側に供給する空気圧を設定するものである。すなわち、バルブ制御装置３０は、荷検出装置５が荷を検出していない場合、図３に示すように電磁切換弁ＳＶ１Ｂおよび電磁切換弁ＳＶ１Ｃを何れも右位置ｂとする。これにより、メイン供給路２４から第２調圧路４３に供給された圧縮空気は、第２圧力調整弁Ｒ２にて設定圧力Ｒ２ｐに減圧されてエアシリンダ３のロッド側に供給され、エアシリンダ３のロッド側の空気圧を上記設定圧力Ｒ２ｐと同じ圧力にする。

【0037】

設定圧力Ｒ１ｐおよび設定圧力Ｒ２ｐは、フック１６に対象物が吊り下げられていないときに（フック１６に荷重が掛かっていないときに）、エアシリンダ３のピストンロッド３ａに掛かる上下方向の力が釣り合うように設定される。すなわち、ピストンロッド３ａの上向きの推力をＴ０とし、フック１６に対象物が吊り下げられていないときにピストンロッド３ａに掛かる下向きの力をＦｄ１とした場合、次式（１）の関係を満たす。
Ｔ０＝Ｆｄ１・・・（１）
エアシリンダ３のヘッド側室の有効断面積をＳｈとし、エアシリンダ３のロッド側室の有効断面積をＳｒとした場合、上向きの推力Ｔ０は次式（２）で表すことができる。
Ｔ０＝Ｒ２ｐ×Ｓｒ－Ｒ１ｐ×Ｓｈ・・・（２）
式（１）および式（２）より上向きの推力Ｔ０を消去すると次式（３）が成立する。
Ｒ２ｐ×Ｓｒ－Ｒ１ｐ×Ｓｈ＝Ｆｄ１・・・（３）
そして、ピストンロッド３ａに掛かる下向きの力Ｆｄ１は、ピストンの重量、ピストンロッド３ａの重量およびピストンロッド３ａに掛かる各部材の重量等から求めることができ、エアシリンダ３の有効断面積Ｓｈ，Ｓｒは定数であることから、設定圧力Ｒ１ｐの値を決めれば自ずと、設定圧力Ｒ２ｐの値も決まる。
設定圧力Ｒ１ｐとしては、任意の値を設定することが可能である。しかし、対象物が吊り下げられていないときに、ピストンロッド３ａを高速で昇降させることができるように（この昇降動作は後に説明する。）、設定圧力Ｒ１ｐをある程度大きな圧力に設定することが望ましい。例えば、設定圧力Ｒ１ｐとしては、ゲージ圧で０．１Ｍｐａ程度の圧力値を設定することができる。

【0038】

＜第３圧力調整弁の設定圧力について＞
第３圧力調整弁Ｒ３は、荷重検出器４が、所定の下限閾値Ｗｌｏｗから所定の上限閾値Ｗｈｉまでの範囲内の荷重を検出しているときに、エアシリンダ３のロッド側に供給する空気圧を設定するものである。すなわち、バルブ制御装置３０は、荷重検出器４が上記範囲内の荷重を検出しているとき、図３に示す状態から、電磁切換弁ＳＶ１Ｂを右位置ｂにしたまま、電磁切換弁ＳＶ１Ｃを左位置ａに切換え、電磁切換弁ＳＶ１Ｅを左位置ａに切換える。これにより、メイン供給路２４から第３調圧路４０に供給された圧縮空気は、第３圧力調整弁Ｒ３にて設定圧力Ｒ３ｐに減圧されてエアシリンダ３のロッド側に供給され、エアシリンダ３のロッド側の空気圧が設定圧力Ｒ３ｐと同じ圧力になる。

【0039】

上記設定圧力Ｒ３ｐの好ましい値は、次のようにして求めることができる。すなわち、エアシリンダ３のロッド側の空気圧を設定圧力Ｒ３ｐとし、エアシリンダ３のヘッド側の空気圧を設定圧力Ｒ１ｐとした場合に、これらの差圧によりエアシリンダ３に発生する上向きの推力Ｔ１（第１の引き上げ力）と、フック１６に対象物（外力が付与されていない対象物）を吊り下げたとき（以下、このときの状態を「基準状態」ともいう。）のピストンロッド３ａに掛かる下向きの力Ｆｄ２とが釣り合うように、設定圧力Ｒ３ｐを求める。そのような設定圧力Ｒ３ｐは、次式（４）で表すことできる。
Ｔ１＝Ｒ３ｐ×Ｓｒ－Ｒ１ｐ×Ｓｈ＝Ｆｄ２・・・・・（４）
そして、対象物の重量が定まれば、ピストンロッド３ａに掛かる下向きの力Ｆｄ２は、ピストンの重量、ピストンロッド３ａの重量およびピストンロッド３ａに掛かる各部材の重量（対象物の重量を含む）から定めることができ、エアシリンダ３の有効断面積Ｓｒ，Ｒｈも定まっており、設定圧力Ｒ１ｐの値も既述した手順により定めることができることから、式（４）を用いて設定圧力Ｒ３ｐの値を求めることができる。

【0040】

＜第４圧力調整弁の設定圧力について＞
第４圧力調整弁Ｒ４は、荷重検出器４が、上限閾値Ｗｈｉを超える荷重を検出したときに、当該荷重が所定の下方アシスト解除閾値Ｗｄａ以下に低下するまでの間、エアシリンダ３のロッド側に供給する空気圧を設定するものである。すなわち、バルブ制御装置３０は、荷重検出器４が上限閾値Ｗｈｉを超える荷重を検出したときに、図３に示す状態から、電磁切換弁ＳＶ１Ｂを右位置ｂとしたまま、電磁切換弁ＳＶ１Ｃを左位置ａに切換え、電磁切換弁ＳＶ１Ｅおよび電磁切換弁ＳＶ１Ｆを右位置ｂのままとする。これにより、メイン供給路２４から第４調圧路３９に供給された圧縮空気は、第４圧力調整弁Ｒ４にて設定圧力Ｒ４ｐに減圧されてエアシリンダ３のロッド側に供給され、エアシリンダ３のロッド側の空気圧が設定圧力Ｒ４ｐと同じ圧力になる。その後、荷重検出器４が検出する荷重が下方アシスト解除閾値Ｗｄａ以下になると、バルブ制御装置３０は、電磁切換弁ＳＶ１Ｃを左位置ａに切換えてエアシリンダ３のロッド側に設定圧力Ｒ２ｐの空気圧を供給する。なお、下方アシスト解除閾値Ｗｄａは、上限閾値Ｗｈｉ以下、後述する基準荷重Ｗｒｅｆ以上の範囲で設定可能である。ここで、基準荷重Ｗｒｅｆは、前述した「基準状態」において、荷重検出器４が検出する荷重である。

【0041】

上記設定圧力Ｒ４ｐの値は、作業者が対象物に対して下方に所定の力（例えば３０Ｎ）を加えた時に、その力の大きさと略同じ大きさの力で対象物が降下し始めるように設定することが望ましい。そのような設定圧力Ｒ４ｐの値は、次のようにして求めることができる。
先ず、エアシリンダ３のロッド側の空気圧を設定圧力Ｒ４ｐとし、エアシリンダ３のヘッド側の空気圧を設定圧力Ｒ１ｐとした場合に、これらの差圧によりエアシリンダ３に発生する上向きの推力Ｔ２（第２の引き上げ力）を次式（５）で表す。
Ｔ２＝Ｒ４ｐ×Ｓｒ－Ｒ１ｐ×Ｓｈ・・・（５）
また、推力Ｔ１から推力Ｔ２を差し引いた減算値Ｖｍ１を次式（６）で表す。但しＴ１＞Ｔ２。
Ｖｍ１＝Ｔ１－Ｔ２・・・（６）
そして、作業者が対象物に対して下方に所定の大きさの力を加えた時に、その力の大きさと同じ力の大きさで対象物が降下し始めるようにする場合、上限閾値Ｗｈｉから基準荷重Ｗｒｅｆを減算した減算値Ｖｍ２と、上記減算値Ｖｍ１とが一致することになるため、次式（７）が成立する。
Ｖｍ２＝Ｗｈｉ－Ｗｒｅｆ＝Ｖｍ１・・・（７）
上限閾値Ｗｈｉとしては、任意の値を設定することが可能であるが、減算値Ｖｍ２（上限閾値Ｗｈｉ－基準荷重Ｗｒｅｆ）を３０Ｎ程度することで、比較的違和感なく対象物を下降させることができる。
そして、減算値Ｖｍ２が定まれば、式（７）より、減算値Ｖｍ１も定まり、Ｔ１、Ｒ１ｐも定まっているため、式（５）を式（６）に代入してＴ２を消去した次式（８）から設定圧力Ｒ４ｐを求めることができる。
Ｖｍ１＝Ｔ１－（Ｒ４ｐ×Ｓｒ－Ｒ１ｐ×Ｓｈ）・・・（８）

【0042】

＜第５圧力調整弁の設定圧力について＞
第５圧力調整弁Ｒ５は、荷重検出器４が、下限閾値Ｗｌｏｗに満たない荷重を検出したときに、当該荷重が所定の上方アシスト解除閾値Ｗａａ以上に上昇するまでの間、エアシリンダ３のロッド側に供給する空気圧を設定するものである。すなわち、バルブ制御装置３０は、荷重検出器４が下限閾値Ｗｌｏｗに満たない荷重を検出したときに、図３に示す状態から、電磁切換弁ＳＶ１Ｂを右位置ｂとしたまま、電磁切換弁ＳＶ１Ｃを左位置ａに切換え、電磁切換弁ＳＶ１Ｅを右位置ｂとしたまま、電磁切換弁ＳＶ１Ｆを左位置ａに切換える。これにより、メイン供給路２４から第５調圧路３８に供給された圧縮空気は、第５圧力調整弁Ｒ５にて設定圧力Ｒ５ｐに減圧されてエアシリンダ３のロッド側に供給され、エアシリンダ３のロッド側の空気圧が設定圧力Ｒ５ｐと同じ圧力になる。その後、荷重検出器４が検出する荷重が上方アシスト解除閾値Ｗａａ以上になると、バルブ制御装置３０は、電磁切換弁ＳＶ１Ｃを左位置ａに切換えてエアシリンダ３のロッド側に設定圧力Ｒ２ｐの空気圧を供給する。なお、上方アシスト解除閾値Ｗａａは、下限閾値Ｗｌｏｗ以上、基準荷重Ｗｒｅｆ以下の範囲で設定可能である。

【0043】

上記設定圧力Ｒ５ｐの値は、作業者が対象物に対して上方に所定の力（例えば３０Ｎの力）を加えた時に、その力の大きさと同じ大きさの力で対象物が上昇し始めるように設定することが望ましい。そのような設定圧力Ｒ５ｐの値は、次のようにして求めることができる。
先ず、エアシリンダ３のロッド側の空気圧を設定圧力Ｒ５ｐとし、エアシリンダ３のヘッド側の空気圧を設定圧力Ｒ１ｐとした場合に、これらの差圧によりエアシリンダ３に発生する上向きの推力Ｔ３（第３の引き上げ力）を次式（９）で表す。
Ｔ３＝Ｒ５ｐ×Ｓｒ－Ｒ１ｐ×Ｓｈ・・・（９）
また、推力Ｔ３から推力Ｔ１を差し引いた減算値Ｖｍ３を次式（１０）で表す。但しＴ３＞Ｔ１。
Ｖｍ３＝Ｔ３－Ｔ１・・・（１０）
そして、作業者が対象物に対して上方に所定の大きさの力を加えた時に、その力の大きさと同じ力の大きさで対象物が上昇し始めるようにする場合、基準荷重Ｗｒｅｆから下限閾値Ｗｌｏｗを減算した減算値Ｖｍ４と、上記減算値Ｖｍ３とが一致することになるため、次式（１１）が成立する。
Ｖｍ３＝Ｗｒｅｆ－Ｗｌｏｗ＝Ｖｍ４・・・（１１）
下限閾値Ｗｌｏｗとしては、任意の値を設定することが可能であるが、減算値Ｖｍ３（基準荷重Ｗｒｅｆ－下限閾値ｌｏｗ）を３０Ｎ程度にすることで、比較的違和感なく対象物を上昇させることができる。
そして、減算値Ｖｍ３が定まれば、式（１１）より、減算値Ｖｍ４も定まり、Ｔ１、Ｒ１ｐ、Ｓｒ、Ｓｈも定まっているため、式（９）を式（１０）に代入してＴ３を消去した次式（１２）から設定圧力Ｒ５ｐを求めることができる。
Ｖｍ４＝（Ｒ５ｐ×Ｓｒ－Ｒ１ｐ×Ｓｈ）－Ｔ１・・・（１２）

【0044】

なお、既述した上限閾値Ｗｈｉ、下限閾値Ｗｌｏｗ、上方アシスト解除閾値Ｗａａおよび下方アシスト解除閾値Ｗｄａは、バルブ制御装置３０における所定操作により設定することができるようになっている（閾値設定手段）。また、各圧力調整弁Ｒ１～Ｒ５の設定圧力は、各圧力調整弁Ｒ１～Ｒ５における所定操作により設定することができるようになっている（第１～第３の引き上げ力設定手段）。

【0045】

次に、昇降装置１に対象物を吊り下げて使用する場合について説明する。

【0046】

先ず昇降装置１に吊り下げる対象物とその他の物（対象物とフック１６と繋ぐスリング等）の荷重を特定し、その荷重を基準荷重Ｗｒｅｆとする。なお、本実施形態では、基準荷重Ｗｒｅｆ＝１０００Ｎと仮定して説明する。

【0047】

次に、基準荷重Ｗｒｅｆに対して所定の値（本実施形態では３０Ｎ）を加算して得られる値（本実施形態では１０３０Ｎ）を上限閾値Ｗｈｉとし、この上限閾値Ｗｈｉを所定操作によりバルブ制御装置３０に設定する。また、基準荷重Ｗｒｅｆに対して所定の値（本実施形態では３０Ｎ）を減算して得られる値（本実施形態では９７０Ｎ）を下限閾値Ｗｌｏｗとし、この下限閾値Ｗｌｏｗも所定操作にてバルブ制御装置３０に設定する。また、基準荷重Ｗｒｅｆに対して所定の値（本実施形態では５Ｎ）を加算して得られる値（本実施形態では１００５Ｎ）を下方アシスト解除閾値Ｗｄａとし、この下方アシスト解除閾値Ｗｄａを所定操作によりバルブ制御装置３０に設定する。また、基準荷重Ｗｒｅｆに対して所定の値（本実施形態では５Ｎ）を減算して得られる値（本実施形態では９９５Ｎ）を上方アシスト解除閾値Ｗａａとし、この上方アシスト解除閾値Ｗａａを所定操作によりバルブ制御装置３０に設定する。なお、基準荷重Ｗｒｅｆに対して上限閾値Ｗｈｉおよび下限閾値Ｗｌｏｗを±３０Ｎ程度に設定すると扱い易い昇降装置１になる。なお、本願出願人の従業員である作業者は、実際に基準荷重Ｗｒｅｆに対して上限閾値Ｗｈｉおよび下限閾値Ｗｌｏｗを±３０Ｎ程度に設定した場合が最も扱い易くなることを体験済である。

【0048】

次に、既述した設定圧力Ｒ１ｐ～Ｒ５ｐの決定方法により得られた第１圧力調整弁Ｒ１～第５圧力調整弁Ｒ５の設定圧力Ｒ１ｐ～Ｒ５ｐを、各第１圧力調整弁Ｒ１～第５圧力調整弁Ｒ５に対して設定する。

【0049】

以上のようにして、各種設定値および各種閾値が設定された昇降装置１が稼働状態になると、空気供給源３１からメイン供給路２４に所定の空気圧が供給され、図３に示す状態から、バルブ制御装置３０によって、電磁切換弁ＳＶ１Ｄが左位置ａに切換えられてブレーキユニット３６による制動が解放される。フック１６に対象物が吊り下げられていない状態では、バルブ制御装置３０は、荷検出装置５の出力信号からそのことを判別し、その間、操作装置６で所定操作が行われることにより、ビストンロッド３ａを比較的高速で昇降させることができる。すなわち、作業者が操作装置６において所定操作をすることで、電磁切換弁ＳＶ１Ｂが右位置ｂのまま、電磁切換弁ＳＶ１Ａが左位置ａに切換り、シリンダ３のヘッド側の空気が排気されてシリンダロッド３ａが比較的高速で上昇する。また、作業者が操作装置６において別の所定操作をすることで、電磁切換弁ＳＶ１Ａが右位置ｂのまま、電磁切換弁ＳＶ１Ｂが左位置ａに切換り、シリンダ３のロッド側の空気が排気されてシリンダロッド３ａが比較的高速で下降する。このように高速でピストンロッド３ａを昇降させる機能は、対象物をフック１３に吊り下げていないときに有効活用することができる。

【0050】

次に、対象物をフック１３に吊り下げて作業者が対象物に上下方向の力を加える場合における昇降装置１の動作について説明する。なお、以下の説明では電磁切換弁ＳＶ１Ｄは左位置ａにあり、ブレーキユニット３６による制動が解放されているものとして説明する。

【0051】

まず、図４（ａ）に示すように、昇降装置１のフック１３に対象物Ｗが吊り下げられると、荷重検出器４は、フック１６に吊り下げられた対象物Ｗおよびスリング２３の合計荷重（１０００Ｎ）を検出する。この荷重検出器４が検出する荷重（１０００Ｎ）は、下限閾値Ｗｌｏｗ（９７０Ｎ）から上限閾値Ｗｈｉ（１０３０Ｎ）までの範囲内にあるため、バルブ制御装置３０は、エアシリンダ３が第１の引き上げ力（推力Ｔ１）を発生するように当該エアシリンダ３に対して空気圧を供給する。具体的には、図３に示す状態から、電磁切換弁ＳＶ１Ｂを右位置ｂにしたまま、電磁切換弁ＳＶ１Ｃを左位置ａに切換え、電磁切換弁ＳＶ１Ｅを左位置ａに切換えた状態（以下「アシスト無しバルブ状態」ともいう。）を形成する。その結果、図４（ａ）に示すように、エアシリンダ３が発生する上向きの推力Ｔ１（１０００Ｎ＋αＮ）と、ピストンロッド３ａに掛かる下向きの力Ｆｄ２（１０００Ｎ＋α）とが釣り合い、対象物Ｗは昇降することなくその場で停止した状態を維持する。なお、αＮは、ピストンロッド３ａに掛かる荷重から、荷重検出器４が検出する荷重を差し引いた値であり、スライドフレーム２、ピストンロッド３ａ、ピストン、荷検出装置、荷重モニタ８等の重量に相当する。

【0052】

次に、図４（ｂ）に示すように、作業者が対象物Ｗに対する下向きの力を加えることにより、荷重検出器４が検出する荷重が、上限閾値Ｗｈｉ（１０３０Ｎ）を超えると、バルブ制御装置３０は、エアシリンダ３が第２の引き上げ力（推力Ｔ２）を発生するように、当該エアシリンダ３に対して空気圧を供給する。具体的には、上記「アシスト無しバルブ状態」から、電磁切換弁ＳＶ１Ｅを右位置ｂに切換えた状態（以下「下方アシストバルブ状態」ともいう。）を形成する。その結果、エアシリンダ３は、ピストンロッド３ａに掛かる下向きの力Ｆｄ２（１０００Ｎ＋α）より小さい上向きの推力Ｔ２（９７０Ｎ＋αＮ）を発生するようになり、対象物Ｗは３０Ｎの力により下降する。つまり、作業者は、対象物Ｗを下方へ移動させる力をアシストされる。

【0053】

その後、図４（ｃ）に示すように、荷重検出器４が検出する荷重が上限閾値Ｗｈｉ（１０３０Ｎ）より多少小さくなっても、下方アシスト解除閾値Ｗｄａ（１００５Ｎ）を超える値を検出している限り、エアシリンダ３は、引き続き上向きの推力Ｔ２を維持するため、対象物Ｗを下方へ移動させる力が引き続きアシストされる。

【0054】

その後、作業者が対象物Ｗに対する下向きの力を緩めたり、作業者が対象物Ｗから手を放すなどして、荷重検出器４が下方アシスト解除閾値Ｗｄａ（１００５Ｎ）以下の荷重を検出した場合、バルブ制御装置３０は、エアシリンダ３が再び第１の引き上げ力（推力Ｔ１）を発生するように、当該エアシリンダ３に対して空気圧を供給する。具体的には、上記「下方アシストバルブ状態」から電磁切換弁ＳＶ１Ｅを左位置ａに切換えることで再び「アシスト無しバルブ状態」を形成する。その結果、図４（ｄ）に示すように、エアシリンダ３は、ピストンロッド３ａに掛かる下向きの力Ｆｄ２（１０００Ｎ＋α）と釣り合う上向きの推力Ｔ１（１０００Ｎ＋αＮ）を再び発生し、アシスト力がゼロになる。

【0055】

一方、図５（ａ）に示す状態から、図５（ｂ）に示すように、作業者が対象物Ｗに対して上向きの外力を加えることにより、荷重検出器４が検出する荷重が、下限閾値Ｗｌｏｗ（９７０Ｎ）に満たない値になると、バルブ制御装置３０は、エアシリンダ３が第３の引き上げ力（推力Ｔ３）を発生するように、当該エアシリンダ３に対して空気圧を供給する。具体的には、上記「アシスト無しバルブ状態」から、電磁切換弁ＳＶ１Ｅを右位置ｂに切換えるとともに、電磁切換弁ＳＶ１Ｆを左位置ａに切換えた状態（以下「上方アシストバルブ状態」ともいう。）を形成する。その結果、エアシリンダ３は、ピストンロッド３ａに掛かる下向きの力Ｆｄ２（１０００Ｎ＋α）より大きい上向きの推力Ｔ３（１０３０Ｎ＋αＮ）を発生するようになり、対象物Ｗは３０Ｎの力により上昇する。つまり、作業者は、対象物Ｗを上方へ移動させる力をアシストされる。

【0056】

その後、図５（ｃ）に示すように、荷重検出器４が検出する荷重が下限閾値Ｗｌｏｗ（９７０Ｎ）より多少大きくなっても、上方アシスト解除閾値Ｗａａ（９９５Ｎ）に満たない値を検出している限り、エアシリンダ３が引き続き推力Ｔ３を維持することにより対象物Ｗを上方へ移動させる力が引き続きアシストされる。

【0057】

その後、作業者が対象物Ｗに対する上向きの力を緩めたり、作業者が対象物Ｗから手を放すなどして、荷重検出器４が上方アシスト解除閾値Ｗａａ（９９５Ｎ）以上の荷重を検出した場合、バルブ制御装置３０は、エアシリンダ３が再び第１の引き上げ力（推力Ｔ１）を発生するように、当該エアシリンダ３に対して空気圧を供給する。具体的には、上記「上方アシストバルブ状態」から電磁切換弁ＳＶ１Ｅを左位置ａに切換えるとともに、電磁切換弁ＳＶ１Ｆを右位置ｂに切換えることで再び「アシスト無しバルブ状態」を形成する。その結果、図５（ｄ）に示すように、エアシリンダ３は、ピストンロッド３ａに掛かる下向きの力Ｆｄ２（１０００Ｎ＋α）と釣り合う上向きの推力Ｔ１（１０００Ｎ＋αＮ）を再び発生し、アシスト力がゼロになる。

【0058】

以上に説明した第１の実施の形態に係る昇降装置１によれば、第１の引き上げ力Ｔ１（１０００Ｎ＋αＮ）から第２の引き上げ力Ｔ２（９７０Ｎ＋αＮ）を減算して得られる値（３０Ｎ）と、上限閾値（１０３０Ｎ）から基準荷重（９７０Ｎ）を減算して得られる値（３０Ｎ）とが同じであり、また、第３の引き上げ力（１０３０Ｎ＋αＮ）から第１の引き上げ力（１０００Ｎ＋αＮ）を減算して得られる値（３０Ｎ）と、基準荷重（１０００Ｎ）から下限閾値（９７０Ｎ）を減算して得られる値（３０Ｎ）とが同じであるため、作業者が対象物Ｗに対して上下方向に加える力の大きさと、アシスト力発生時のアシスト力の大きさとが同一となる。このため、作業者は、円滑に対象物Ｗを昇降させることができる。

【0059】

また、作業者が対象物Ｗに対して上下方向に加える力は、荷重検出器４にて正確かつ瞬時に検出されるため、作業者が望むアシスト力を瞬時に発生させることができる。これにより、応答性に優れた扱い易い昇降装置１となる。

【0060】

［第２の実施形態］
以下、本発明の第２の実施の形態に係る昇降装置について、図面を参照しつつ説明する。図６に示すように、第２の実施の形態に係る昇降装置１Ａは、第１の実施形態で説明したエアシリンダ３およびこのエアシリンダ３に付随する荷重検出器４、荷検出器５等を２組備えており、空圧制御装置７Ａは、各エアシリンダ３毎（組毎）に第１の実施形態で説明した空気圧供給制御を行う。

【0061】

空気圧制御装置７Ａの内部構成も第１の実施形態に係る空気圧制御装置７を実質的に２組備えたものとなっている。但し、バルブ制御装置３０Ａは、１台に纏められている。バルブ制御装置３０Ａは、各荷重検出器４、各荷検出装置５および各圧力スイッチＰＳ１，ＰＳ２および操作装置６から、送られてくる情報に基づいて、２つのエアシリンダ３に対して格別に第１の実施形態で説明した空気圧供給制御を行う。なお、図６の空圧回路図が示すように、電磁切換弁ＳＶ１Ａ～ＳＶ１Ｆと電磁切換弁ＳＶ２Ａ～ＳＶ２Ｆはそれぞれ同じものであり、第３圧力調整弁Ｒ３～第５圧力調整弁Ｒ５と第６圧力調整弁Ｒ６～第８圧力調整弁Ｒ８も、設定圧力を除いて、それぞれ同じものである。

【0062】

次に、昇降装置１Ａの２つのエアシリンダ３Ａ，３Ｂに１つの対象物を吊り下げて使用する場合について説明する。

【0063】

先ず、図７に示すように、対象物Ｗにおける所定の２箇所を各エアシリンダ３Ａ，３Ｂに吊り下げて、各エアシリンダ３Ａ，３Ｂに設けられた荷重検出器４Ａ，４Ｂが検出する値を特定し、その値を各エアシリンダ３Ａ，３Ｂに関する基準荷重ＷｒｅｆＡ、ＷｒｅｆＢとする。本実施形態では、一方のエアシリンダ３Ａ側の基準荷重ＷｒｅｆＡを４００Ｎと仮定し、もう一方のエアシリンダ３Ｂ側の基準荷重ＷｒｅｆＢを６００Ｎと仮定して説明する。

【0064】

次に、一方のエアシリンダ３Ａに係る基準荷重ＷｒｅｆＡに対して所定の値（本実施形態では３０Ｎ）を加算して得られる値（本実施形態では４３０Ｎ）を上限閾値ＷｈｉＡとし、この上限閾値ＷｈｉＡを所定操作によりバルブ制御装置３０Ａに設定する。また、基準荷重ＷｒｅｆＡに対して所定の値（本実施形態では３０Ｎ）を減算してえられる値（本実施形態では３７０Ｎ）を下限閾値ＷｌｏｗＡとし、この下限閾値ＷｌｏｗＡも所定操作にてバルブ制御装置３０Ａに設定する。さらに、基準荷重ＷｒｅｆＡに対して所定の値（本実施形態では５Ｎ）を加算して得られる値（本実施形態では４０５Ｎ）を下方アシスト解除閾値ＷｄａＡとし、この下方アシスト解除閾値ＷｄａＡも所定操作によりバルブ制御装置３０Ａに設定する。また、基準荷重ＷｒｅｆＡに対して所定の値（本実施形態では５Ｎ）を減算して得られる値（本実施形態では３９５Ｎ）を上方アシスト解除閾値ＷａａＡとし、この上方アシスト解除閾値ＷａａＡも所定操作によりバルブ制御装置３０Ａに設定する。

【0065】

次に、他方のエアシリンダ３Ｂに係る基準荷重ＷｒｅｆＢに対して所定の値（本実施形態では３０Ｎ）を加算して得られる値（本実施形態では６３０Ｎ）を上限閾値ＷｈｉＢとし、この上限閾値ＷｈｉＢを所定操作によりバルブ制御装置３０Ａに設定する。また、基準荷重ＷｒｅｆＢに対して所定の値（本実施形態では３０Ｎ）を減算して得られる値（本実施形態では５７０Ｎ）を下限閾値ＷｌｏｗＢとし、この下限閾値ＷｌｏｗＢも所定操作によりバルブ制御装置３０Ａに設定する。また、基準荷重ＷｒｅｆＢに対して所定の値（本実施形態では５Ｎ）を加算して得られる値（本実施形態では６０５Ｎ）を下方アシスト解除閾値ＷｄａＢとし、この下方アシスト解除閾値ＷｄａＢも所定操作によりバルブ制御装置３０Ａに設定する。また、基準荷重ＷｒｅｆＢに対して所定の値（本実施形態では５Ｎ）を減算して得られる値（本実施形態では５９５Ｎ）を上方アシスト解除閾値ＷａａＢとし、この上方アシスト解除閾値ＷａａＢを所定操作によりバルブ制御装置３０Ａに設定する。

【0066】

次に、第１の実施形態で説明した設定圧力Ｒ１ｐ～Ｒ５ｐの決定方法により得られる第１圧力調整弁Ｒ１～第５圧力調整弁Ｒ５の設定圧力Ｒ１ｐ～Ｒ５ｐを、各第１圧力調整弁Ｒ１～第５圧力調整弁Ｒ５に対して設定する。また、第６圧力調整弁Ｒ６～第８圧力調整弁Ｒ８については、これらのバルブに対応する第３圧力調整弁Ｒ３～第５圧力調整弁Ｒ５の設定圧力Ｒ３ｐ～Ｒ５ｐの決定方法と同じ要領で設定圧力Ｒ６ｐ～Ｒ８ｐを得て、得られた値をそれぞれ第６圧力調整弁Ｒ６～第８圧力調整弁Ｒ８に対して設定する。

【0067】

以下、各種設定値および閾値が設定された昇降装置１Ａの２つのエアシリンダ３Ａ，３Ｂに１つの対象物を吊り下げ、その対象物に作業者が上下方向の力を加える場合における昇降装置１Ａの動作について説明する。なお、以下の説明では電磁切換弁ＳＶ１Ｄ，ＳＶ２Ｄは何れも左位置ａにあり、ブレーキユニット３６による制動が解放されているものとして説明する。また、本実施形態の対象物Ｗは、重心位置が一方に偏った長尺物である。

【0068】

図７に示すように、２つのエアシリンダ３のフック１３に対象物Ｗが吊り下げられると、一方の荷重検出器４Ａは、フック１６に吊り下げられた対象物Ｗの一部およびスリング２３の合計荷重（４００Ｎ）を検出する。もう一方の荷重検出器４Ｂは、フック１６に吊り下げられた対象物Ｗの余部およびスリング２３の合計荷重（６００Ｎ）を検出する。一方の荷重検出器４Ａが検出する荷重（４００Ｎ）は、下限閾値ＷｌｏｗＡ（３７０Ｎ）から上限閾値ＷｈｉＡ（５３０Ｎ）までの範囲内にあるため、バルブ制御装置３０Ａは、エアシリンダ３Ａが第１の引き上げ力Ｔ１（４００Ｎ＋αＮ）を発生するように当該エアシリンダ３Ａに対して空気圧を供給する。もう一方の荷重検出器４Ｂが検出する荷重（６００Ｎ）も、下限閾値ＷｌｏｗＢ（５７０Ｎ）から上限閾値ＷｈｉＢ（６３０Ｎ）までの範囲内にあるため、バルブ制御装置３０Ａは、エアシリンダ３Ｂが第１の引き上げ力Ｔ１（６００Ｎ＋αＮ）を発生するように当該エアシリンダ３Ｂに対して空気圧を供給する。具体的には、図６に示す状態から、電磁切換弁ＳＶ１Ｂ，ＳＶ２Ｂを右位置ｂにしたまま、電磁切換弁ＳＶ１Ｃ，ＳＶ２Ｃを左位置ａに切換え、電磁切換弁ＳＶ１Ｅ，ＳＶ２Ｅを左位置ａに切換えた状態（以下「アシスト無しバルブ状態Ａ」ともいう。）を形成する。その結果、エアシリンダ３Ａが発生する第１の引き上げ力Ｔ１（４００Ｎ＋αＮ）と、ピストンロッド３ａに掛かる下向きの力Ｆｄ２（４００Ｎ＋α）とが釣り合うとともに、エアシリンダ３Ｂが発生する第１の引き上げ力Ｔ１（６００Ｎ＋αＮ）と、ピストンロッド３ａに掛かる下向きの力Ｆｄ２（６００Ｎ＋α）とが釣り合い、対象物Ｗは昇降することなくその場で停止した状態を維持する。なお、αＮは、第１の実施形態で説明した値と同様の値である。

【0069】

上記の状態において、図８に示すように、作業者が対象物Ｗの特定の位置に対して下向きの外力を加えると、上記外力の一部の荷重が、一方の荷重検出器４Ａが検出する荷重に追加され、上記外力の余部の荷重がもう一方の荷重検出器４Ｂが検出する荷重に追加される。一方の荷重検出器４Ａが検出する荷重が、上限閾値ＷｈｉＡ（４３０Ｎ）を超えると、バルブ制御装置３０Ａは、エアシリンダ３Ａが第２の引き上げ力Ｔ２を発生するように、当該エアシリンダ３Ａに対して空気圧を供給する。また、もう一方の荷重検出器４Ｂが検出する荷重が、上限閾値ＷｈｉＢ（６３０Ｎ）を超えると、バルブ制御装置３０Ａは、エアシリンダ３Ｂが第２の引き上げ力Ｔ２を発生するように、当該エアシリンダ３Ｂに対して空気圧を供給する。例えば、両方の荷重検出器４Ａ，４Ｂが検出する荷重が、何れも上限閾値ＷｈｉＡ，ＷｈｉＢを超えると、バルブ制御装置３０Ａは、上記「アシスト無しバルブ状態Ａ」から、電磁切換弁ＳＶ１Ｅ，ＳＶ２Ｅを右位置ｂに切換えた状態（以下「下方アシストバルブ状態Ｂ」ともいう。）を形成する。その結果、図８に示すように、２つのエアシリンダ３Ａ，３Ｂは、ピストンロッド３ａに掛かる下向きの力Ｆｄ２（４００Ｎ＋αＮ、６００Ｎ＋αＮ）より小さい第２の引き上げ力Ｔ２（３７０Ｎ＋αＮ、５７０Ｎ＋αＮ）を発生するようになり、対象物Ｗは６０Ｎの力により下降する。つまり、作業者は、対象物Ｗを下方へ移動させる力をアシストされる。その後、図９に示すように、荷重検出器４Ａ，４Ｂが検出する荷重が上限閾値ＷｈｉＡ（４３０Ｎ），ＷｈｉＢ（６３０Ｎ）より多少小さくなっても、下方アシスト解除閾値ＷｄａＡ（４０５Ｎ），ＷｄａＢ（６０５Ｎ）を超える値をそれぞれ検出している限り、エアシリンダ３Ａ，３Ｂは引き続き上向きの推力Ｔ２を維持して対象物Ｗを下方へ移動させる力がアシストされる。

【0070】

その後、作業者が対象物Ｗを下方へ押す力を緩めたり、対象物Ｗから手を放すなどして、図１０に示すように、荷重検出器４Ａ，４Ｂが下方アシスト解除閾値ＷｄａＡ（４０５Ｎ），ＷｄａＢ（６０５Ｎ）以下の荷重を検出した場合、バルブ制御装置３０Ａは、エアシリンダ３Ａ，３Ｂが再び第１の引き上げ力（推力Ｔ１）を発生するように、当該エアシリンダ３Ａ，３Ｂに対して空気圧を供給する。具体的には、上記「下方アシストバルブ状態Ａ」から電磁切換弁ＳＶ１Ｅ，ＳＶ２Ｅを左位置ａに切換えることで再び「アシスト無しバルブ状態Ａ」を形成する。その結果、エアシリンダ３Ａ，３Ｂは、ピストンロッド３ａに掛かる下向きの力Ｆｄ２（４００Ｎ＋αＮ，６００Ｎ＋αＮ）と釣り合う第１の引き上げ力Ｔ１（４００Ｎ＋αＮ，６００Ｎ＋αＮ）を再び発生し、アシスト力がゼロになる。

【0071】

一方、図１１に示すように、作業者が対象物Ｗの特定の位置に対して上向きの外力を加えることにより、上記外力の一部の荷重が、一方の荷重検出器４Ａが検出する荷重に追加され、上記外力の余部の荷重が、もう一方の荷重検出器４Ｂが検出する荷重に追加される。これにより、一方の荷重検出器４Ａが検出する荷重が、下限閾値ＷｌｏｗＡ（３７０Ｎ）に満たない値になると、バルブ制御装置３０Ａは、エアシリンダ３Ａが第３の引き上げ力Ｔ３を発生するように、当該エアシリンダ３Ａに対して空気圧を供給する。また、もう一方の荷重検出器４Ｂが検出する荷重が、下限閾値ＷｌｏｗＢ（５７０Ｎ）に満たない値になると、バルブ制御装置３０Ａは、エアシリンダ３Ｂが第３の引き上げ力Ｔ３を発生するように、当該エアシリンダ３Ｂに対して空気圧を供給する。例えば、両方の荷重検出器４Ａ，４Ｂが検出する荷重が、何れも下限閾値ＷｌｏｗＡ，ＷｌｏｗＢに満たない値になると、バルブ制御装置３０Ａは、上記「アシスト無しバルブ状態Ａ」から、電磁切換弁ＳＶ１Ｅ，ＳＶ２Ｅを右位置ｂに切換えるとともに、電磁切換弁ＳＶ１Ｆ，ＳＶ２Ｆを左位置ａに切換えた状態（以下「上方アシストバルブ状態Ａ」ともいう。）を形成する。その結果、図１２に示すように、２つのエアシリンダ３Ａ，３Ｂは、ピストンロッド３ａに掛かる下向きの力Ｆｄ２（４００Ｎ＋αＮ、６００Ｎ＋αＮ）より大きい第３の引き上げ力Ｔ３（４３０Ｎ＋αＮ、６３０Ｎ＋αＮ）を発生するようになり、対象物Ｗは６０Ｎの力により上昇する。つまり、作業者は、対象物Ｗを上方へ移動させる力をアシストされる。

【0072】

その後、図１３に示すように、荷重検出器４Ａ，４Ｂが検出する荷重が下限閾値ＷｌｏｗＡ（３７０Ｎ），ＷｌｏｗＢ（５７０Ｎ）より多少大きくなっても、上方アシスト解除閾値ＷａａＡ（３９５Ｎ），ＷａａＢ（５９５Ｎ）に満たない値を検出している限り、エアシリンダ３Ａ，３Ｂは、引き続き第３の引き上げ力Ｔ３を維持し、継続して対象物Ｗを上方へ移動させる力がアシストされる。

【0073】

その後、作業者が対象物Ｗに対する上向きの力を緩めたり、対象物Ｗから手を放すなどして、荷重検出器４Ａ，４Ｂが上方アシスト解除閾値ＷａａＡ（３８５Ｎ），ＷａａＢ（５８５Ｎ）以上の荷重を検出した場合、バルブ制御装置３０Ａは、エアシリンダ３Ａ，３Ｂが再び第１の引き上げ力Ｔ１を発生するように、当該エアシリンダ３Ａ，３Ｂに対して空気圧を供給する。具体的には、上記「上方アシストバルブ状態Ａ」から電磁切換弁ＳＶ１Ｅ，ＳＶ２Ｅを左位置ａに切換えるとともに、電磁切換弁ＳＶ１Ｆ，ＳＶ２Ｆを右位置ｂに切換えることで再び「アシスト無しバルブ状態Ａ」を形成する。その結果、エアシリンダ３Ａ，３Ｂは、ピストンロッド３ａに掛かる下向きの力Ｆｄ２（４００Ｎ＋αＮ、６００Ｎ＋αＮ）と釣り合う上向きの推力Ｔ１（４００Ｎ＋αＮ，６００Ｎ＋αＮ）を再び発生し、アシスト力がゼロになる。
。

【0074】

以上に説明した第２の実施形態に係る昇降装置１Ａによれば、対象物Ｗが長尺物であっても、使用することができ、第１の実施形態と同様の作用効果も奏される。

【産業上の利用可能性】

【0075】

本発明は、例えば、吊り下げた重量物を作業者が僅かな力で昇降させることができるパワーアシスト型昇降装置に適用することができる。

【符号の説明】

【0076】

Ｗ 対象物
１，１Ａ パワーアシスト型昇降装置
３ エアシリンダ
３ａ ピストンロッド
４ 荷重検出器
７ 空圧制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】