ワーク移動装置
【課題】 複雑な制御系を用いずに、重量バランスの自動調整を行うことができるワーク移動装置を提供する。
【解決手段】 ワーク移動装置１は支持体３を備え、支持体３には昇降体８が上下動自在に支持され、昇降体８には、ワーク２を保持するワーク保持部１３が支持されている。支持体３には回動体１８が回動自在に支持され、回動体１８上には、ワーク２の重量に対して重量バランスをとるためのカウンタウェイト２３が載置されている。また、ワーク移動装置１は、昇降体８の動き出しを検知するセンサと、昇降レバー１５により昇降体８の上下動が指示されると、その指示に応じた方向への昇降体８の動き出しが検知されるまで、ワーク２の重量とカウンタウェイト２３の重量とが釣り合う方向に回動体１８を回動させるように重量バランス調整用シリンダ２２を制御するコントローラとを備えている。
【解決手段】 ワーク移動装置１は支持体３を備え、支持体３には昇降体８が上下動自在に支持され、昇降体８には、ワーク２を保持するワーク保持部１３が支持されている。支持体３には回動体１８が回動自在に支持され、回動体１８上には、ワーク２の重量に対して重量バランスをとるためのカウンタウェイト２３が載置されている。また、ワーク移動装置１は、昇降体８の動き出しを検知するセンサと、昇降レバー１５により昇降体８の上下動が指示されると、その指示に応じた方向への昇降体８の動き出しが検知されるまで、ワーク２の重量とカウンタウェイト２３の重量とが釣り合う方向に回動体１８を回動させるように重量バランス調整用シリンダ２２を制御するコントローラとを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばワークを持ち上げる昇降装置等に適用されるワーク移動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昇降装置等に適用されるワーク移動装置としては、例えば特許文献１に記載されているものが知られている。この特許文献１に記載のワーク移動装置は、ワークを保持するパレットと、このパレットにワイヤを介して連結された重量バランス装置と、この重量バランス装置の上方に設けられた支持壁に支持された複数の重量バランス用バラストと、支持壁による重量バランス用バラストの支持を解除する係合解除手段とを備えている。このようなワーク移動装置において、例えば重量バランス装置よりも重いワークを上昇させるべく、ハンドルを回転操作させると、重量バランス用バラストと支持壁との係合が順次解除され、その係合解除された重量バランス用バラストが重量バランス装置上に順次積載されていく。そして、重量バランス装置の重量がパレットの総重量よりも重くなると、重量バランス装置が下降し始め、これに伴ってパレットが上昇するようになる。
【特許文献１】特開平４−２７２１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術においては、パレットと重量バランス装置との重量バランスを調整するために、重量バランス装置及び係合解除手段等として複雑な機構を採用している。このため、重量バランスの自動調整を行う場合には、それに伴って複雑な制御系（制御回路を含む）が必要となり、コストアップにつながる。
【０００４】
本発明の目的は、複雑な制御系を用いずに、重量バランスの自動調整を行うことができるワーク移動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のワーク移動装置は、支持体と、支持体に移動自在に支持された移動体と、移動体に取り付けられ、ワークを保持するワーク保持部と、ワーク保持部に保持されたワークの重量に対して重量バランスをとるためのカウンタウェイトを有する重量バランス調整手段と、支持体に対する移動体の移動を指示する指示手段と、移動体の動き出しを検知する検知手段と、指示手段により移動体の移動が指示されると、検知手段により指示手段の指示に応じた方向への移動体の動き出しが検知されるまで、ワークの重量とカウンタウェイトの重量とが釣り合う方向にカウンタウェイトを動かすように重量バランス調整手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００６】
このような本発明のワーク移動装置においては、ワーク保持部にワークを保持させたときに、ワークの重量とカウンタウェイトの重量とが釣り合っていない場合には、指示手段により移動体の移動を指示しても、移動体を移動させることができない事がある。そこで、移動体の動き出しを検知する検知手段と、重量バランス調整手段を制御する制御手段とを設け、指示手段により移動体の移動が指示されたときには、当該指示に応じた方向への移動体の動き出しが検知されるまで、ワークの重量とカウンタウェイトの重量とが釣り合う方向にカウンタウェイトを動かすように重量バランス調整手段を制御する。このとき、指示手段の指示に応じた方向への移動体の動き出しが検知された時点では、ワークとカウンタウェイトとの重量バランスがとれた状態となるため、そのまま移動体を同方向に移動させることができる。このように本発明では、例えばワークの重量を検知しなくても、移動体の動き出しの有無を検知し、その結果に応じてカウンタウェイトの位置を制御することで、ワークとカウンタウェイトとの重量バランスをとることができる。これにより、複雑な制御系を用いなくても、重量バランスの自動調整を行うことが可能となる。
【０００７】
好ましくは、移動体は、支持体に上下動自在に支持されており、指示手段は、支持体に対する移動体の上昇・下降を指示する手段である。これにより、ワークを上下動させる昇降装置にワーク移動装置を適用することができる。このとき、上記のように検知手段及び制御手段によってワークとカウンタウェイトとの重量バランスが自動調整されるので、指示手段で指示された方向に移動体を上下動させることができる。
【０００８】
支持体は、高さ方向に延在しており、重量バランス調整手段は、支持体に対して傾斜して回動自在に支持され、カウンタウェイトを載置させた回動体と、回動体を支持体に対して回動させる重量バランス調整用アクチュエータと、重量バランス調整用アクチュエータを作動させる手段とを更に有することが好ましい。この場合には、重量バランス調整用アクチュエータにより回動体を支持体に対して回動させて、支持体に対する回動体の傾斜角度を変更することにより、カウンタウェイトの位置及び姿勢を変更し、ワークとカウンタウェイトとの重量バランスを調整する。このような重量バランス調整手段は、回動体、カウンタウェイト及び重量バランス調整用アクチュエータ等からなる極めてシンプルな構造を有しており、制御手段は、重量バランス調整用アクチュエータの駆動のみを制御すれば良い。これにより、ワーク移動装置の制御系の構成及び処理を更に簡単化することができる。
【０００９】
このとき、移動体とカウンタウェイトとを連結する連結部材と、移動体及び回動体の少なくとも一方に取り付けられ、連結部材を巻き掛ける巻き掛け部材とを備え、連結部材は、移動体の上方に引き回された状態で巻き掛け部材に巻き掛けられていることが好ましい。この場合には、移動体が上昇すると、カウンタウェイトが下方に移動するようになる。このため、ワーク保持部にワークが保持された状態で、移動体を上昇させるときに、移動体をスムーズに動かすことができる。
【００１０】
巻き掛け部材は、移動体の上下動に連動して回転または移動可能であり、検知手段は、巻き掛け部材の回転または移動を検出するセンサであることが好ましい。支持体に対して移動体が上昇または下降すると、連結部材を介して巻き掛け部材が回転または移動するため、センサにより巻き掛け部材の回転または移動を検出することで、移動体の上昇動き出し及び下降動き出しを簡単に検知することができる。
【００１１】
また、移動体を支持体に対して上下動させる昇降用アクチュエータと、昇降用アクチュエータを作動させる手段とを更に備えることが好ましい。ワークとカウンタウェイトとの重量バランスがとれていても、支持体と移動体との間の摺動抵抗や移動体の慣性力によっては、人の力だけでは移動体を動かすのが困難になることがある。この場合には、昇降用アクチュエータにより移動体の上下動をアシストすることにより、作業者の負担を軽減することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、指示手段により移動体の移動が指示されると、検知手段により指示手段の指示に応じた方向への移動体の動き出しが検知されるまで、ワークの重量とカウンタウェイトの重量とが釣り合う方向にカウンタウェイトを動かすように重量バランス調整手段を制御するので、複雑な制御系を用いずに、ワークとカウンタウェイトとの重量バランスを自動調整することができる。これにより、装置にかかるコストを削減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係わるワーク移動装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係わるワーク移動装置の第１実施形態を示す斜視図であり、図２は、図１に示すワーク移動装置の平面図であり、図３は、図１に示すワーク移動装置の側面図である。
【００１５】
各図において、本実施形態のワーク移動装置１は、重量の異なる多様な部品や組立体等のワーク２を持ち上げて移載するためのカウンタバランス式の昇降装置である。昇降装置１は、高さ方向（上下方向）に延在する支持体３を備えている。支持体３は、基台４に立設されたベースフレーム５と、このベースフレーム５の両側面に固定された１対の支持フレーム６とからなっている。ベースフレーム５には、高さ方向に延びるガイドレール７が設けられている。そして、ベースフレーム５には、昇降体８がガイドレール７に沿って上下動自在に支持されている。
【００１６】
支持体３の後面側には、昇降体８をベースフレーム５に対して上下動させる昇降用シリンダ９が配設されている。昇降用シリンダ９のピストンロッド９ａは、昇降体８に連結されている。なお、昇降体８を上下動させる手段としては、例えばボールネジ及びモータ等であっても良い。
【００１７】
昇降体８の前面には、支持体３の延在方向に対して垂直な方向（左右方向）に延在する横フレーム１０が取り付けられている。横フレーム１０には、左右方向に延びる２本のガイドレール１１が上下に設けられている。そして、横フレーム１０には、摺動体１２がガイドレール１１に沿って移動自在に支持されている。また、横フレーム１０には、摺動体１２を昇降体８に対して左右方向に移動させるシリンダ（図示せず）が取り付けられている。
【００１８】
摺動体１２には、ワーク２を保持するワーク保持部１３が支持されている。摺動体１２は左右方向に移動自在であるため、ワーク保持部１３によるワーク２の保持位置を左右方向に対して調整することが可能である。また、ワーク保持部１３は、摺動体１２にベアリング１４を介して回転自在に支持されている。これにより、ワーク保持部１３に保持されたワーク２を反転させることが可能となる。ワーク保持部１３には、作業者が昇降体８の上昇・下降を指示するための昇降レバー１５が取り付けられている。
【００１９】
各支持フレーム６の上端部には、回転可能なスプロケット１７が取り付けられている。そして、支持体３には、各スプロケット１７を介して回動体１８が回動自在に支持されている。具体的には、回動体１８は、その一端部を回動支点として、支持体３の後面側（ワーク保持部１３の反対側）において支持体３に対して傾斜して回動自在に支持されている。
【００２０】
回動体１８は、各スプロケット１７に連結された１対の回動フレーム１９と、各回動フレーム１９と結合された複数のクロスフレーム２０と、２つのクロスフレーム２０を跨ぐようにクロスフレーム２０に取り付けられた１対の連結プレート部２１とを有している。
【００２１】
支持体３のベースフレーム５と回動体１８との間には、回動体１８を支持体３に対して回動させる重量バランス調整用シリンダ２２が配設されている。重量バランス調整用シリンダ２２のピストンロッド２２ａは、回動体１８の連結プレート部２１に連結されている。重量バランス調整用アクチュエータ２２により回動体１８を支持体３に対して回動させると、支持体３に対する回動体１８の傾斜角度θ（図３参照）が変化する。なお、回動体１８を回動させるアクチュエータとしては、モータであっても良い。
【００２２】
回動体１８の各回動フレーム１９上には、ワーク保持部１３に保持されたワーク２の重量に対して重量バランスをとるためのカウンタウェイト２３がそれぞれ載置されている。支持体３に対する回動体１８の傾斜角度θが変化すると、各カウンタウェイト２３の位置及び姿勢が変化し、各カウンタウェイト２３の重量成分が変化することとなる。回動フレーム１９上には、当該支持フレーム１９の長手方向に延びるガイドレール２４が設けられている。そして、カウンタウェイト２３は、ガイドレール２４に沿って回動フレーム１９上を移動可能となっている。
【００２３】
昇降体８と各カウンタウェイト２３とは、各スプロケット１７に巻き掛けられた２本のチェーン２５により連結されている。各チェーン２５は、昇降体８の上方に引き回された状態でスプロケット１７に巻き掛けられている。このような構成により、各カウンタウェイト２３は、昇降体８の上下動に連動して回動体１８上を移動する。つまり、昇降体８が上昇すると、各チェーン２５を介して各スプロケット１７が時計回りに回転し、各カウンタウェイト２３が下方（スプロケット１７の反対側）に移動する。昇降体８が下降すると、各チェーン２５を介して各スプロケット１７が反時計回りに回転し、各カウンタウェイト２３が上方（スプロケット１７側）に移動する。従って、昇降用シリンダ９により昇降体８を上昇させて、ワーク保持部１３に保持されたワーク２を持ち上げる際に、昇降体８にかかる抵抗が低減されるため、昇降体８をスムーズに動かすことができる。
【００２４】
また、昇降装置１は、スプロケット１７の回転を検出する回転センサ１６（図４参照）を有している。回転センサ１６は、スプロケット１７の回転によって昇降体８の上昇・下降の動き出しを検知するものである。回転センサ１６としては、例えばスプロケット１７の回転をパルスとして検出するパルスカウンタが用いられる。なお、昇降体８の動き出しを検知する手段としては、位置センサや距離センサ等を使用しても良い。
【００２５】
図４は、上記の昇降用シリンダ９及び重量バランス調整用シリンダ２２の駆動制御系を示す概略構成図である。
【００２６】
同図において、昇降用シリンダ９は、エアーバルブ２６を介して空気圧源２７と接続されている。エアーバルブ２６は、例えば電磁式の方向切換弁を有している。空気圧源２７は、例えば圧縮空気を作り出すコンプレッサである。重量バランス調整用シリンダ２２は、エアーバルブ２８を介して空気圧源２７と接続されている。エアーバルブ２８は、例えば電磁式の方向切換弁を有している。エアーバルブ２６，２８は、コントローラ２９によって制御される。コントローラ２９は、昇降レバー１５の操作信号及び回転センサ１６の検出信号を入力し、所定の処理を行い、エアーバルブ２６，２８をそれぞれ制御する。
【００２７】
図５は、コントローラ２９による制御処理手順を示すフローチャートである。同図において、まず昇降レバー１５の操作信号を入力し（手順１０１）、この操作信号から昇降レバー１５による動作指令を判断し（手順１０２）、その動作指令に応じた処理を実行する。
【００２８】
具体的には、昇降レバー１５により昇降体８の上昇指令が出されたときは、昇降体上昇制御処理を実行する（手順１０３）。昇降レバー１５により昇降体８の下降指令が出されたときは、昇降体下降制御処理を実行する（手順１０４）。昇降レバー１５により昇降体８の上昇指令も下降指令も出されていないときは、空気圧源２７からの圧縮空気が昇降用シリンダ９のシリンダ室９ｂ，９ｃに供給されないようにエアーバルブ２６を制御する（手順１０５）。この手順１０５の処理により、停止中の昇降用シリンダ９は停止したままとなり、作動中の昇降用シリンダ９については昇降用シリンダ９の作動が停止する。
【００２９】
手順１０３の昇降体上昇制御処理の詳細を図６に示す。同図において、昇降レバー１５により昇降体８の上昇指令が出されたときは、昇降用シリンダ９により昇降体８を上昇させるべく、空気圧源２７からの圧縮空気が昇降用シリンダ９の基部側のシリンダ室９ｂに供給されるようにエアーバルブ２６を制御する（手順１１１）。
【００３０】
続いて、回転センサ１６の検出信号を入力し（手順１１２）、スプロケット１７が時計回りに回転したかどうかを検出することで、昇降体８の上昇動き出しが検知されたかどうかを判断する（手順１１３）。
【００３１】
このとき、昇降体８の上昇動き出しが検知されたときには、空気圧源２７からの圧縮空気が昇降用シリンダ９のシリンダ室９ｂに供給される状態がそのまま継続される。このため、昇降用シリンダ９のピストンロッド９ａが前進し、これに伴って昇降体８が上昇する。
【００３２】
一方、手順１１３で昇降体８の上昇動き出しが検知されないときには、空気圧源２７からの圧縮空気が重量バランス調整用シリンダ２２の先端側のシリンダ室２２ｃに供給されるようにエアーバルブ２８を制御する（手順１１４）。これにより、重量バランス調整用シリンダ２２のピストンロッド２２ａが後退し、これに伴って支持体３に対する回動体１８の傾斜角度θが小さくなるように、つまり回動体１８が寝た状態（水平方向に延びる状態）から立った状態（鉛直方向に延びる状態）になる方向（図３の矢印方向）に回動体１８が回動する。
【００３３】
そして、再び回転センサ１６の検出信号を入力し（手順１１５）、昇降体８の上昇動き出しが検知されたかどうかを判断する（手順１１６）。このとき、昇降体８の上昇動き出しが検知されたときには、空気圧源２７からの圧縮空気が重量バランス調整用シリンダ２２のシリンダ室２２ｂ，２２ｃに供給されないようにエアーバルブ２８を制御する（手順１１７）。これにより、重量バランス調整用シリンダ２２のピストンロッド２２ａが停止し、支持体３に対する回動体１８の傾斜角度θが保持されることになる。
【００３４】
一方、手順１１６で昇降体８の上昇動き出しが検知されないときには、手順１１５に戻る。この状態では、重量バランス調整用シリンダ２２のピストンロッド２２ａの後退がそのまま継続されることになる。
【００３５】
図５に示す手順１０４の昇降体下降制御処理の詳細を図７に示す。同図において、昇降レバー１５により昇降体８の下降指令が出されたときは、昇降用シリンダ９により昇降体８を下降させるべく、空気圧源２７からの圧縮空気が昇降用シリンダ９の先端側のシリンダ室９ｃに供給されるように、エアーバルブ２６を制御する（手順１２１）。
【００３６】
続いて、回転センサ１６の検出信号を入力し（手順１２２）、スプロケット１７が反時計回りに回転したかどうかを検出することで、昇降体８の下降動き出しが検知されたかどうかを判断する（手順１２３）。
【００３７】
このとき、昇降体８の下降動き出しが検知されたときには、空気圧源２７からの圧縮空気が昇降用シリンダ９のシリンダ室９ｃに供給される状態がそのまま継続される。このため、昇降用シリンダ９のピストンロッド９ａが後退し、これに伴って昇降体８が下降する。
【００３８】
一方、手順１２３で昇降体８の下降動き出しが検知されないときには、空気圧源２７からの圧縮空気が重量バランス調整用シリンダ２２の基端側のシリンダ室２２ｂに供給されるようにエアーバルブ２８を制御する（手順１２４）。これにより、重量バランス調整用シリンダ２２のピストンロッド２２ａが前進し、これに伴って支持体３に対する回動体１８の傾斜角度θが大きくなるように、つまり回動体１８が立った状態から寝た状態になる方向に回動体１８が回動する。
【００３９】
そして、再び回転センサ１６の検出信号を入力し（手順１２５）、昇降体８の下降動き出しが検知されたかどうかを判断する（手順１２６）。このとき、昇降体８の下降動き出しが検知されたときには、空気圧源２７からの圧縮空気が重量バランス調整用シリンダ２２のシリンダ室２２ｂ，２２ｃに供給されないようにエアーバルブ２８を制御する（手順１２７）。これにより、重量バランス調整用シリンダ２２のピストンロッド２２ａが停止し、支持体３に対する回動体１８の傾斜角度θが保持されることになる。
【００４０】
一方、手順１２６で昇降体８の下降動き出しが検知されないときには、手順１２５に戻る。この状態では、重量バランス調整用シリンダ２２のピストンロッド２２ａの前進がそのまま継続されることになる。
【００４１】
以上のような昇降装置１において、ワーク保持部１３にワーク２が保持されていない状態では、回動体１８は初期位置（図３の２点鎖線参照）にあり、支持体３の前面側にかかる荷重と支持体３の後面側にかかる荷重とが釣り合い、重量バランス（荷重バランス）がとれた状態となっている。
【００４２】
この状態から、ワーク保持部１３にワーク２を保持させると、ワーク２の重量により支持体３の前面側にかかる荷重が、２つのカウンタウェイト２３の重量により支持体３の後面側にかかる荷重よりも大きくなるため、重量バランスが不釣り合いになる。このように重量バランスがとれていない状態では、ワーク２を持ち上げるべく、昇降レバー１５により昇降体８の上昇が指示されたにも拘わらず、昇降用シリンダ９が作動しないため昇降体８が上昇しようとしない。
【００４３】
このとき、昇降体８の上昇動き出しが回転センサ１６で検知されないため、上述したように重量バランス調整用シリンダ２２のピストンロッド２２ａが後退し、支持体３に対する回動体１８の傾斜角度θが小さくなるように回動体１８が回動し続けるようになる（図６の手順１１３，１１４参照）。そして、支持体３に対する回動体１８の傾斜角度θが所定値になると、ワーク２とカウンタウェイト２３との重量バランスがとれた状態となる。
【００４４】
この状態では、昇降レバー１５により昇降体８の上昇指令が出されていれば、昇降体８が確実に上昇し始める。このため、昇降体８の上昇動き出しが回転センサ１６で検知されるため、上述したように重量バランス調整用シリンダ２２の作動が停止する（図６の手順１１６，１１７参照）。
【００４５】
ただし、昇降体８は、昇降用シリンダ９の作動によって、そのまま上昇し続ける。このとき、昇降体８とベースフレーム５との間に生じる摺動抵抗が多少大きくても、ワーク２とカウンタウェイト２３との重量バランスさえとれていれば、昇降体８は確実に且つ容易に動作する。その後、例えば作業者が昇降レバー１５により昇降体８の停止を指示すると、昇降用シリンダ９の作動が停止状態となり（図５の手順１０５参照）、昇降体８が停止する。
【００４６】
この状態から、ワーク２を移載すべく、ワーク保持部１３によるワーク２の保持を解除すると、支持体３の前面側にかかる荷重が支持体３の後面側にかかる荷重よりも小さくなるため、重量バランスがとれていない状態となる。このため、昇降レバー１５により昇降体８の下降を指示しても、昇降用シリンダ９が作動しないために昇降体８が下降しようとしない。
【００４７】
このとき、昇降体８の下降動き出しが回転センサ１６で検知されないため、上述したように重量バランス調整用シリンダ２２のピストンロッド２２ａが前進し、支持体３に対する回動体１８の傾斜角度θが大きくなるように回動体１８が回動し続けるようになる（図７の手順１２３，１２４参照）。そして、支持体３に対する回動体１８の傾斜角度θが初期位置（図３の２点鎖線参照）に対応する角度になると、ワーク２とカウンタウェイト２３との重量バランスがとれた状態となる。
【００４８】
この状態では、昇降レバー１５により昇降体８の下降指令が出されていれば、昇降体８が確実に下降し始める。このため、昇降体８の下降動き出しが回転センサ１６で検知されるため、上述したように重量バランス調整用シリンダ２２の作動が停止する（図７の手順１２６，１２７参照）。
【００４９】
ただし、昇降体８は、昇降用シリンダ９の作動によって、そのまま下降し続ける。その後、例えば作業者が昇降レバー１５により昇降体８の停止を指示すると、昇降用シリンダ９の作動が停止状態となり（図５の手順１０５参照）、昇降体８が停止する。
【００５０】
ところで、ワーク保持部１３に重いワーク２を保持させたときに、昇降体８を上昇させるべきところを、作業者が誤って昇降レバー１５により昇降体８の下降を指示すると、ワーク２とカウンタウェイト２３との重量バランスがとれていないために昇降体８が急に下降することがある。また、ワーク保持部１３に軽いワーク２を保持させたとき、或いはワーク保持部１３にワーク２が保持されていない状態で、昇降体８を下降させるべきところを、作業者が誤って昇降レバー１５により昇降体８の上昇を指示すると、ワーク２とカウンタウェイト２３との重量バランスがとれていないために昇降体８が急に上昇することがある。
【００５１】
このような意図しない動作を回避するためには、例えば昇降用シリンダ９の作動速度を検出する速度センサを設け、昇降用シリンダ９の作動速度が許容値を越えたときには、異常であると判断して、昇降用シリンダ９の作動速度を強制的に下げたり、場合によって昇降用シリンダ９の作動を強制的に停止させるように、エアーバルブ２６を制御する。
【００５２】
以上のように本実施形態においては、昇降レバー１５により昇降体８の上昇または下降を指示したときに、その指示に応じた方向への昇降体８の動き出しが回転センサ１６で検知されない場合には、ワーク２とカウンタウェイト２３との重量バランスがとれるように、重量バランス調整用シリンダ２２を作動させて回動体１８の傾斜角度θを変え続ける。そして、ワーク２とカウンタウェイト２３との重量バランスがとれた状態になり、当該昇降体８の動き出しが回転センサ１６で検知されると、重量バランス調整用シリンダ２２の作動を停止させる。
【００５３】
このように重量バランス調整用シリンダ２２により回動体１８を支持体３に対して回動させて、カウンタウェイト２３の重量成分を変化させることにより、ワーク２とカウンタウェイト２３との重量バランスを調整するので、複雑な機構や制御系（制御回路及び制御処理手順）を用いずに、重量バランスの自動調整を行うことができる。このとき、ワーク２の重量を検出するセンサを設ける必要もない。これにより、昇降装置１にかかる費用を抑えることが可能となる。
【００５４】
また、そのような昇降装置１を使った一連の作業において、ワーク２とカウンタウェイト２３との重量バランスの調整を連続的に行うことができる。これにより、作業効率の向上を図ることが可能となる。
【００５５】
図８は、本発明に係わるワーク移動装置の第２実施形態を示す斜視図であり、図９は、図８に示すワーク移動装置の側面図である。図中、第１実施形態と同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００５６】
各図において、本実施形態のワーク移動装置４０は、上述した第１実施形態と同様に、カウンタバランス式の昇降装置である。昇降装置４０は、高さ方向に延在する支持体４１を備え、この支持体４１には、高さ方向に延びるガイドレール４２が設けられている。そして、支持体４１には、昇降体４３がガイドレール４２に沿って上下動自在に支持されている。支持体４１の後面側には、上記の昇降用シリンダ９（図示せず）が配設されている。
【００５７】
昇降体４３の前面には、左右方向に延在する横フレーム４４が取り付けられている。横フレーム４４には、左右方向に延びる２本のガイドレール４５が上下に設けられている。そして、横フレーム４４には、摺動体４６がガイドレール４５に沿って移動自在に支持されている。摺動体４６には、ワーク２を保持するワーク保持部４７が支持されている。ワーク保持部４７には、上記の昇降レバー１５が設けられている。
【００５８】
支持体４１の上端には支持板４８が固定され、この支持板４８上には軸部４９が取り付けられている。軸部４９には、回動体５０が回動自在に支持されている。具体的には、回動体５０は、その中央部を回動支点として、支持体４１に対して傾斜して回動自在に支持されている。支持体４１と回動体５０との間には、上記の重量バランス調整用シリンダ２２（図示せず）が配設されている。
【００５９】
回動体５０上には、ワーク保持部４７に保持されたワーク２の重量に対して重量バランスをとるためのカウンタウェイト５１が載置されている。カウンタウェイト５１は、回動体５０上に設けられた１対のガイドレール５２に沿って回動体５０の長手方向に移動可能である。
【００６０】
また、支持板４８の上部には、軸部５６を介して２つのスプロケット５３が取り付けられ、回動体５０の一端部には、軸部５７を介して２つのスプロケット５４が取り付けられている。そして、昇降体４３とカウンタウェイト５１とは、各スプロケット５３，５４に巻き掛けられた２本のチェーン５５により連結されている。これにより、カウンタウェイト５１は、昇降体４３の上下動に連動して回動体５０上を移動することとなる。
【００６１】
また、昇降装置４０は、スプロケット５３またはスプロケット５４の回転を検出する上記の回転センサ１６（図示せず）と、上述した昇降用シリンダ９及び重量バランス調整用シリンダ２２の駆動制御系（図４参照）とを有している。従って、第１実施形態と同様に、複雑な機構や制御系を用いずに、ワーク２とカウンタウェイト５１との重量バランスを自動的に調整することができる。
【００６２】
また、支持体４１に対する回動体５０の回動支点を回動体５０の中央部としたので、カウンタウェイト５１の重量によるモーメントを小さくしつつ、ワーク２とカウンタウェイト５１との重量バランスをとることができる。これにより、重量バランス調整用シリンダ２２により回動体５０を支持体４１に対して回動させるときに、重量バランス調整用シリンダ２２にかかる負荷が低減される。従って、重量バランス調整用シリンダ２２は、低い駆動力で回動体５０を動かすことが可能となる。
【００６３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、支持体に対する回動体の傾斜角度を変えることで、ワークとカウンタウェイトとの重量バランスを調整するようにしたが、重量バランス調整手段としては、特にそのような構造に限られず、例えば単にカウンタウェイトをアーム上で移動させる構成や、必要数のカウンタウェイトをアームに対して載置・離間自在に移動させる構成等を採用しても良い。
【００６４】
また、上記実施形態では、巻き掛け部材は昇降体の上下動に連動して回転可能であるが、昇降体の上下動に連動して移動可能な巻き掛け部材を用いても良い。この場合には、回転センサの代わりに、巻き掛け部材の移動を検出するセンサを設ければ良い。
【００６５】
また、上記実施形態では、昇降体を支持体に対して上下動させる昇降用シリンダ９を設けたが、比較的軽いワーク２のみを持ち上げる場合には、そのような昇降用シリンダ９を使用せずに、人の力だけで昇降体を上下動させる構成としても良い。
【００６６】
さらに、上記実施形態のワーク移動装置は、カウンタバランス式の昇降装置に適用したものであるが、本発明のワーク移動装置は、重量の異なる多様なワークを保持して移動させるために重量バランスをとる必要があるものであれば、ワークを鉛直方向に移動させる装置だけでなく、ワークを水平方向や斜め方向に移動させる装置等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係わるワーク移動装置の第１実施形態としてカウンタバランス式の昇降装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す昇降装置の平面図である。
【図３】図１に示す昇降装置の側面図である。
【図４】図１〜図３に示す昇降用シリンダ及び重量バランス調整用シリンダの駆動制御系を示す概略構成図である。
【図５】図４に示すコントローラによる制御処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図５に示す昇降体上昇制御処理の詳細を示すフローチャートである。
【図７】図５に示す昇降体下降制御処理の詳細を示すフローチャートである。
【図８】本発明に係わるワーク移動装置の第２実施形態として他のカウンタバランス式の昇降装置を示す斜視図である。
【図９】図８に示す昇降装置の側面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１…昇降装置（ワーク移動装置）、２…ワーク、３…支持体、８…昇降体（移動体）、９…昇降用シリンダ（昇降用アクチュエータ）、１３…ワーク保持部、１５…昇降レバー（指示手段）、１６…回転センサ（検知手段）、１７…スプロケット（巻き掛け部材）、１８…回動体（重量バランス調整手段）、２２…重量バランス調整用シリンダ（重量バランス調整用アクチュエータ、重量バランス調整手段）、２３…カウンタウェイト（重量バランス調整手段）、２５…チェーン（連結部材）、２６…エアーバルブ、２７…空気圧源（重量バランス調整手段）、２８…エアーバルブ（重量バランス調整手段）、２９…コントローラ（制御手段）、４０…昇降装置（ワーク移動装置）、４１…支持体、４３…昇降体（移動体）、４７…ワーク保持部、５０…回動体（重量バランス調整手段）、５１…カウンタウェイト（重量バランス調整手段）、５３，５４…スプロケット（巻き掛け部材）、５５…チェーン（連結部材）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばワークを持ち上げる昇降装置等に適用されるワーク移動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昇降装置等に適用されるワーク移動装置としては、例えば特許文献１に記載されているものが知られている。この特許文献１に記載のワーク移動装置は、ワークを保持するパレットと、このパレットにワイヤを介して連結された重量バランス装置と、この重量バランス装置の上方に設けられた支持壁に支持された複数の重量バランス用バラストと、支持壁による重量バランス用バラストの支持を解除する係合解除手段とを備えている。このようなワーク移動装置において、例えば重量バランス装置よりも重いワークを上昇させるべく、ハンドルを回転操作させると、重量バランス用バラストと支持壁との係合が順次解除され、その係合解除された重量バランス用バラストが重量バランス装置上に順次積載されていく。そして、重量バランス装置の重量がパレットの総重量よりも重くなると、重量バランス装置が下降し始め、これに伴ってパレットが上昇するようになる。
【特許文献１】特開平４−２７２１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術においては、パレットと重量バランス装置との重量バランスを調整するために、重量バランス装置及び係合解除手段等として複雑な機構を採用している。このため、重量バランスの自動調整を行う場合には、それに伴って複雑な制御系（制御回路を含む）が必要となり、コストアップにつながる。
【０００４】
本発明の目的は、複雑な制御系を用いずに、重量バランスの自動調整を行うことができるワーク移動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のワーク移動装置は、支持体と、支持体に移動自在に支持された移動体と、移動体に取り付けられ、ワークを保持するワーク保持部と、ワーク保持部に保持されたワークの重量に対して重量バランスをとるためのカウンタウェイトを有する重量バランス調整手段と、支持体に対する移動体の移動を指示する指示手段と、移動体の動き出しを検知する検知手段と、指示手段により移動体の移動が指示されると、検知手段により指示手段の指示に応じた方向への移動体の動き出しが検知されるまで、ワークの重量とカウンタウェイトの重量とが釣り合う方向にカウンタウェイトを動かすように重量バランス調整手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００６】
このような本発明のワーク移動装置においては、ワーク保持部にワークを保持させたときに、ワークの重量とカウンタウェイトの重量とが釣り合っていない場合には、指示手段により移動体の移動を指示しても、移動体を移動させることができない事がある。そこで、移動体の動き出しを検知する検知手段と、重量バランス調整手段を制御する制御手段とを設け、指示手段により移動体の移動が指示されたときには、当該指示に応じた方向への移動体の動き出しが検知されるまで、ワークの重量とカウンタウェイトの重量とが釣り合う方向にカウンタウェイトを動かすように重量バランス調整手段を制御する。このとき、指示手段の指示に応じた方向への移動体の動き出しが検知された時点では、ワークとカウンタウェイトとの重量バランスがとれた状態となるため、そのまま移動体を同方向に移動させることができる。このように本発明では、例えばワークの重量を検知しなくても、移動体の動き出しの有無を検知し、その結果に応じてカウンタウェイトの位置を制御することで、ワークとカウンタウェイトとの重量バランスをとることができる。これにより、複雑な制御系を用いなくても、重量バランスの自動調整を行うことが可能となる。
【０００７】
好ましくは、移動体は、支持体に上下動自在に支持されており、指示手段は、支持体に対する移動体の上昇・下降を指示する手段である。これにより、ワークを上下動させる昇降装置にワーク移動装置を適用することができる。このとき、上記のように検知手段及び制御手段によってワークとカウンタウェイトとの重量バランスが自動調整されるので、指示手段で指示された方向に移動体を上下動させることができる。
【０００８】
支持体は、高さ方向に延在しており、重量バランス調整手段は、支持体に対して傾斜して回動自在に支持され、カウンタウェイトを載置させた回動体と、回動体を支持体に対して回動させる重量バランス調整用アクチュエータと、重量バランス調整用アクチュエータを作動させる手段とを更に有することが好ましい。この場合には、重量バランス調整用アクチュエータにより回動体を支持体に対して回動させて、支持体に対する回動体の傾斜角度を変更することにより、カウンタウェイトの位置及び姿勢を変更し、ワークとカウンタウェイトとの重量バランスを調整する。このような重量バランス調整手段は、回動体、カウンタウェイト及び重量バランス調整用アクチュエータ等からなる極めてシンプルな構造を有しており、制御手段は、重量バランス調整用アクチュエータの駆動のみを制御すれば良い。これにより、ワーク移動装置の制御系の構成及び処理を更に簡単化することができる。
【０００９】
このとき、移動体とカウンタウェイトとを連結する連結部材と、移動体及び回動体の少なくとも一方に取り付けられ、連結部材を巻き掛ける巻き掛け部材とを備え、連結部材は、移動体の上方に引き回された状態で巻き掛け部材に巻き掛けられていることが好ましい。この場合には、移動体が上昇すると、カウンタウェイトが下方に移動するようになる。このため、ワーク保持部にワークが保持された状態で、移動体を上昇させるときに、移動体をスムーズに動かすことができる。
【００１０】
巻き掛け部材は、移動体の上下動に連動して回転または移動可能であり、検知手段は、巻き掛け部材の回転または移動を検出するセンサであることが好ましい。支持体に対して移動体が上昇または下降すると、連結部材を介して巻き掛け部材が回転または移動するため、センサにより巻き掛け部材の回転または移動を検出することで、移動体の上昇動き出し及び下降動き出しを簡単に検知することができる。
【００１１】
また、移動体を支持体に対して上下動させる昇降用アクチュエータと、昇降用アクチュエータを作動させる手段とを更に備えることが好ましい。ワークとカウンタウェイトとの重量バランスがとれていても、支持体と移動体との間の摺動抵抗や移動体の慣性力によっては、人の力だけでは移動体を動かすのが困難になることがある。この場合には、昇降用アクチュエータにより移動体の上下動をアシストすることにより、作業者の負担を軽減することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、指示手段により移動体の移動が指示されると、検知手段により指示手段の指示に応じた方向への移動体の動き出しが検知されるまで、ワークの重量とカウンタウェイトの重量とが釣り合う方向にカウンタウェイトを動かすように重量バランス調整手段を制御するので、複雑な制御系を用いずに、ワークとカウンタウェイトとの重量バランスを自動調整することができる。これにより、装置にかかるコストを削減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係わるワーク移動装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係わるワーク移動装置の第１実施形態を示す斜視図であり、図２は、図１に示すワーク移動装置の平面図であり、図３は、図１に示すワーク移動装置の側面図である。
【００１５】
各図において、本実施形態のワーク移動装置１は、重量の異なる多様な部品や組立体等のワーク２を持ち上げて移載するためのカウンタバランス式の昇降装置である。昇降装置１は、高さ方向（上下方向）に延在する支持体３を備えている。支持体３は、基台４に立設されたベースフレーム５と、このベースフレーム５の両側面に固定された１対の支持フレーム６とからなっている。ベースフレーム５には、高さ方向に延びるガイドレール７が設けられている。そして、ベースフレーム５には、昇降体８がガイドレール７に沿って上下動自在に支持されている。
【００１６】
支持体３の後面側には、昇降体８をベースフレーム５に対して上下動させる昇降用シリンダ９が配設されている。昇降用シリンダ９のピストンロッド９ａは、昇降体８に連結されている。なお、昇降体８を上下動させる手段としては、例えばボールネジ及びモータ等であっても良い。
【００１７】
昇降体８の前面には、支持体３の延在方向に対して垂直な方向（左右方向）に延在する横フレーム１０が取り付けられている。横フレーム１０には、左右方向に延びる２本のガイドレール１１が上下に設けられている。そして、横フレーム１０には、摺動体１２がガイドレール１１に沿って移動自在に支持されている。また、横フレーム１０には、摺動体１２を昇降体８に対して左右方向に移動させるシリンダ（図示せず）が取り付けられている。
【００１８】
摺動体１２には、ワーク２を保持するワーク保持部１３が支持されている。摺動体１２は左右方向に移動自在であるため、ワーク保持部１３によるワーク２の保持位置を左右方向に対して調整することが可能である。また、ワーク保持部１３は、摺動体１２にベアリング１４を介して回転自在に支持されている。これにより、ワーク保持部１３に保持されたワーク２を反転させることが可能となる。ワーク保持部１３には、作業者が昇降体８の上昇・下降を指示するための昇降レバー１５が取り付けられている。
【００１９】
各支持フレーム６の上端部には、回転可能なスプロケット１７が取り付けられている。そして、支持体３には、各スプロケット１７を介して回動体１８が回動自在に支持されている。具体的には、回動体１８は、その一端部を回動支点として、支持体３の後面側（ワーク保持部１３の反対側）において支持体３に対して傾斜して回動自在に支持されている。
【００２０】
回動体１８は、各スプロケット１７に連結された１対の回動フレーム１９と、各回動フレーム１９と結合された複数のクロスフレーム２０と、２つのクロスフレーム２０を跨ぐようにクロスフレーム２０に取り付けられた１対の連結プレート部２１とを有している。
【００２１】
支持体３のベースフレーム５と回動体１８との間には、回動体１８を支持体３に対して回動させる重量バランス調整用シリンダ２２が配設されている。重量バランス調整用シリンダ２２のピストンロッド２２ａは、回動体１８の連結プレート部２１に連結されている。重量バランス調整用アクチュエータ２２により回動体１８を支持体３に対して回動させると、支持体３に対する回動体１８の傾斜角度θ（図３参照）が変化する。なお、回動体１８を回動させるアクチュエータとしては、モータであっても良い。
【００２２】
回動体１８の各回動フレーム１９上には、ワーク保持部１３に保持されたワーク２の重量に対して重量バランスをとるためのカウンタウェイト２３がそれぞれ載置されている。支持体３に対する回動体１８の傾斜角度θが変化すると、各カウンタウェイト２３の位置及び姿勢が変化し、各カウンタウェイト２３の重量成分が変化することとなる。回動フレーム１９上には、当該支持フレーム１９の長手方向に延びるガイドレール２４が設けられている。そして、カウンタウェイト２３は、ガイドレール２４に沿って回動フレーム１９上を移動可能となっている。
【００２３】
昇降体８と各カウンタウェイト２３とは、各スプロケット１７に巻き掛けられた２本のチェーン２５により連結されている。各チェーン２５は、昇降体８の上方に引き回された状態でスプロケット１７に巻き掛けられている。このような構成により、各カウンタウェイト２３は、昇降体８の上下動に連動して回動体１８上を移動する。つまり、昇降体８が上昇すると、各チェーン２５を介して各スプロケット１７が時計回りに回転し、各カウンタウェイト２３が下方（スプロケット１７の反対側）に移動する。昇降体８が下降すると、各チェーン２５を介して各スプロケット１７が反時計回りに回転し、各カウンタウェイト２３が上方（スプロケット１７側）に移動する。従って、昇降用シリンダ９により昇降体８を上昇させて、ワーク保持部１３に保持されたワーク２を持ち上げる際に、昇降体８にかかる抵抗が低減されるため、昇降体８をスムーズに動かすことができる。
【００２４】
また、昇降装置１は、スプロケット１７の回転を検出する回転センサ１６（図４参照）を有している。回転センサ１６は、スプロケット１７の回転によって昇降体８の上昇・下降の動き出しを検知するものである。回転センサ１６としては、例えばスプロケット１７の回転をパルスとして検出するパルスカウンタが用いられる。なお、昇降体８の動き出しを検知する手段としては、位置センサや距離センサ等を使用しても良い。
【００２５】
図４は、上記の昇降用シリンダ９及び重量バランス調整用シリンダ２２の駆動制御系を示す概略構成図である。
【００２６】
同図において、昇降用シリンダ９は、エアーバルブ２６を介して空気圧源２７と接続されている。エアーバルブ２６は、例えば電磁式の方向切換弁を有している。空気圧源２７は、例えば圧縮空気を作り出すコンプレッサである。重量バランス調整用シリンダ２２は、エアーバルブ２８を介して空気圧源２７と接続されている。エアーバルブ２８は、例えば電磁式の方向切換弁を有している。エアーバルブ２６，２８は、コントローラ２９によって制御される。コントローラ２９は、昇降レバー１５の操作信号及び回転センサ１６の検出信号を入力し、所定の処理を行い、エアーバルブ２６，２８をそれぞれ制御する。
【００２７】
図５は、コントローラ２９による制御処理手順を示すフローチャートである。同図において、まず昇降レバー１５の操作信号を入力し（手順１０１）、この操作信号から昇降レバー１５による動作指令を判断し（手順１０２）、その動作指令に応じた処理を実行する。
【００２８】
具体的には、昇降レバー１５により昇降体８の上昇指令が出されたときは、昇降体上昇制御処理を実行する（手順１０３）。昇降レバー１５により昇降体８の下降指令が出されたときは、昇降体下降制御処理を実行する（手順１０４）。昇降レバー１５により昇降体８の上昇指令も下降指令も出されていないときは、空気圧源２７からの圧縮空気が昇降用シリンダ９のシリンダ室９ｂ，９ｃに供給されないようにエアーバルブ２６を制御する（手順１０５）。この手順１０５の処理により、停止中の昇降用シリンダ９は停止したままとなり、作動中の昇降用シリンダ９については昇降用シリンダ９の作動が停止する。
【００２９】
手順１０３の昇降体上昇制御処理の詳細を図６に示す。同図において、昇降レバー１５により昇降体８の上昇指令が出されたときは、昇降用シリンダ９により昇降体８を上昇させるべく、空気圧源２７からの圧縮空気が昇降用シリンダ９の基部側のシリンダ室９ｂに供給されるようにエアーバルブ２６を制御する（手順１１１）。
【００３０】
続いて、回転センサ１６の検出信号を入力し（手順１１２）、スプロケット１７が時計回りに回転したかどうかを検出することで、昇降体８の上昇動き出しが検知されたかどうかを判断する（手順１１３）。
【００３１】
このとき、昇降体８の上昇動き出しが検知されたときには、空気圧源２７からの圧縮空気が昇降用シリンダ９のシリンダ室９ｂに供給される状態がそのまま継続される。このため、昇降用シリンダ９のピストンロッド９ａが前進し、これに伴って昇降体８が上昇する。
【００３２】
一方、手順１１３で昇降体８の上昇動き出しが検知されないときには、空気圧源２７からの圧縮空気が重量バランス調整用シリンダ２２の先端側のシリンダ室２２ｃに供給されるようにエアーバルブ２８を制御する（手順１１４）。これにより、重量バランス調整用シリンダ２２のピストンロッド２２ａが後退し、これに伴って支持体３に対する回動体１８の傾斜角度θが小さくなるように、つまり回動体１８が寝た状態（水平方向に延びる状態）から立った状態（鉛直方向に延びる状態）になる方向（図３の矢印方向）に回動体１８が回動する。
【００３３】
そして、再び回転センサ１６の検出信号を入力し（手順１１５）、昇降体８の上昇動き出しが検知されたかどうかを判断する（手順１１６）。このとき、昇降体８の上昇動き出しが検知されたときには、空気圧源２７からの圧縮空気が重量バランス調整用シリンダ２２のシリンダ室２２ｂ，２２ｃに供給されないようにエアーバルブ２８を制御する（手順１１７）。これにより、重量バランス調整用シリンダ２２のピストンロッド２２ａが停止し、支持体３に対する回動体１８の傾斜角度θが保持されることになる。
【００３４】
一方、手順１１６で昇降体８の上昇動き出しが検知されないときには、手順１１５に戻る。この状態では、重量バランス調整用シリンダ２２のピストンロッド２２ａの後退がそのまま継続されることになる。
【００３５】
図５に示す手順１０４の昇降体下降制御処理の詳細を図７に示す。同図において、昇降レバー１５により昇降体８の下降指令が出されたときは、昇降用シリンダ９により昇降体８を下降させるべく、空気圧源２７からの圧縮空気が昇降用シリンダ９の先端側のシリンダ室９ｃに供給されるように、エアーバルブ２６を制御する（手順１２１）。
【００３６】
続いて、回転センサ１６の検出信号を入力し（手順１２２）、スプロケット１７が反時計回りに回転したかどうかを検出することで、昇降体８の下降動き出しが検知されたかどうかを判断する（手順１２３）。
【００３７】
このとき、昇降体８の下降動き出しが検知されたときには、空気圧源２７からの圧縮空気が昇降用シリンダ９のシリンダ室９ｃに供給される状態がそのまま継続される。このため、昇降用シリンダ９のピストンロッド９ａが後退し、これに伴って昇降体８が下降する。
【００３８】
一方、手順１２３で昇降体８の下降動き出しが検知されないときには、空気圧源２７からの圧縮空気が重量バランス調整用シリンダ２２の基端側のシリンダ室２２ｂに供給されるようにエアーバルブ２８を制御する（手順１２４）。これにより、重量バランス調整用シリンダ２２のピストンロッド２２ａが前進し、これに伴って支持体３に対する回動体１８の傾斜角度θが大きくなるように、つまり回動体１８が立った状態から寝た状態になる方向に回動体１８が回動する。
【００３９】
そして、再び回転センサ１６の検出信号を入力し（手順１２５）、昇降体８の下降動き出しが検知されたかどうかを判断する（手順１２６）。このとき、昇降体８の下降動き出しが検知されたときには、空気圧源２７からの圧縮空気が重量バランス調整用シリンダ２２のシリンダ室２２ｂ，２２ｃに供給されないようにエアーバルブ２８を制御する（手順１２７）。これにより、重量バランス調整用シリンダ２２のピストンロッド２２ａが停止し、支持体３に対する回動体１８の傾斜角度θが保持されることになる。
【００４０】
一方、手順１２６で昇降体８の下降動き出しが検知されないときには、手順１２５に戻る。この状態では、重量バランス調整用シリンダ２２のピストンロッド２２ａの前進がそのまま継続されることになる。
【００４１】
以上のような昇降装置１において、ワーク保持部１３にワーク２が保持されていない状態では、回動体１８は初期位置（図３の２点鎖線参照）にあり、支持体３の前面側にかかる荷重と支持体３の後面側にかかる荷重とが釣り合い、重量バランス（荷重バランス）がとれた状態となっている。
【００４２】
この状態から、ワーク保持部１３にワーク２を保持させると、ワーク２の重量により支持体３の前面側にかかる荷重が、２つのカウンタウェイト２３の重量により支持体３の後面側にかかる荷重よりも大きくなるため、重量バランスが不釣り合いになる。このように重量バランスがとれていない状態では、ワーク２を持ち上げるべく、昇降レバー１５により昇降体８の上昇が指示されたにも拘わらず、昇降用シリンダ９が作動しないため昇降体８が上昇しようとしない。
【００４３】
このとき、昇降体８の上昇動き出しが回転センサ１６で検知されないため、上述したように重量バランス調整用シリンダ２２のピストンロッド２２ａが後退し、支持体３に対する回動体１８の傾斜角度θが小さくなるように回動体１８が回動し続けるようになる（図６の手順１１３，１１４参照）。そして、支持体３に対する回動体１８の傾斜角度θが所定値になると、ワーク２とカウンタウェイト２３との重量バランスがとれた状態となる。
【００４４】
この状態では、昇降レバー１５により昇降体８の上昇指令が出されていれば、昇降体８が確実に上昇し始める。このため、昇降体８の上昇動き出しが回転センサ１６で検知されるため、上述したように重量バランス調整用シリンダ２２の作動が停止する（図６の手順１１６，１１７参照）。
【００４５】
ただし、昇降体８は、昇降用シリンダ９の作動によって、そのまま上昇し続ける。このとき、昇降体８とベースフレーム５との間に生じる摺動抵抗が多少大きくても、ワーク２とカウンタウェイト２３との重量バランスさえとれていれば、昇降体８は確実に且つ容易に動作する。その後、例えば作業者が昇降レバー１５により昇降体８の停止を指示すると、昇降用シリンダ９の作動が停止状態となり（図５の手順１０５参照）、昇降体８が停止する。
【００４６】
この状態から、ワーク２を移載すべく、ワーク保持部１３によるワーク２の保持を解除すると、支持体３の前面側にかかる荷重が支持体３の後面側にかかる荷重よりも小さくなるため、重量バランスがとれていない状態となる。このため、昇降レバー１５により昇降体８の下降を指示しても、昇降用シリンダ９が作動しないために昇降体８が下降しようとしない。
【００４７】
このとき、昇降体８の下降動き出しが回転センサ１６で検知されないため、上述したように重量バランス調整用シリンダ２２のピストンロッド２２ａが前進し、支持体３に対する回動体１８の傾斜角度θが大きくなるように回動体１８が回動し続けるようになる（図７の手順１２３，１２４参照）。そして、支持体３に対する回動体１８の傾斜角度θが初期位置（図３の２点鎖線参照）に対応する角度になると、ワーク２とカウンタウェイト２３との重量バランスがとれた状態となる。
【００４８】
この状態では、昇降レバー１５により昇降体８の下降指令が出されていれば、昇降体８が確実に下降し始める。このため、昇降体８の下降動き出しが回転センサ１６で検知されるため、上述したように重量バランス調整用シリンダ２２の作動が停止する（図７の手順１２６，１２７参照）。
【００４９】
ただし、昇降体８は、昇降用シリンダ９の作動によって、そのまま下降し続ける。その後、例えば作業者が昇降レバー１５により昇降体８の停止を指示すると、昇降用シリンダ９の作動が停止状態となり（図５の手順１０５参照）、昇降体８が停止する。
【００５０】
ところで、ワーク保持部１３に重いワーク２を保持させたときに、昇降体８を上昇させるべきところを、作業者が誤って昇降レバー１５により昇降体８の下降を指示すると、ワーク２とカウンタウェイト２３との重量バランスがとれていないために昇降体８が急に下降することがある。また、ワーク保持部１３に軽いワーク２を保持させたとき、或いはワーク保持部１３にワーク２が保持されていない状態で、昇降体８を下降させるべきところを、作業者が誤って昇降レバー１５により昇降体８の上昇を指示すると、ワーク２とカウンタウェイト２３との重量バランスがとれていないために昇降体８が急に上昇することがある。
【００５１】
このような意図しない動作を回避するためには、例えば昇降用シリンダ９の作動速度を検出する速度センサを設け、昇降用シリンダ９の作動速度が許容値を越えたときには、異常であると判断して、昇降用シリンダ９の作動速度を強制的に下げたり、場合によって昇降用シリンダ９の作動を強制的に停止させるように、エアーバルブ２６を制御する。
【００５２】
以上のように本実施形態においては、昇降レバー１５により昇降体８の上昇または下降を指示したときに、その指示に応じた方向への昇降体８の動き出しが回転センサ１６で検知されない場合には、ワーク２とカウンタウェイト２３との重量バランスがとれるように、重量バランス調整用シリンダ２２を作動させて回動体１８の傾斜角度θを変え続ける。そして、ワーク２とカウンタウェイト２３との重量バランスがとれた状態になり、当該昇降体８の動き出しが回転センサ１６で検知されると、重量バランス調整用シリンダ２２の作動を停止させる。
【００５３】
このように重量バランス調整用シリンダ２２により回動体１８を支持体３に対して回動させて、カウンタウェイト２３の重量成分を変化させることにより、ワーク２とカウンタウェイト２３との重量バランスを調整するので、複雑な機構や制御系（制御回路及び制御処理手順）を用いずに、重量バランスの自動調整を行うことができる。このとき、ワーク２の重量を検出するセンサを設ける必要もない。これにより、昇降装置１にかかる費用を抑えることが可能となる。
【００５４】
また、そのような昇降装置１を使った一連の作業において、ワーク２とカウンタウェイト２３との重量バランスの調整を連続的に行うことができる。これにより、作業効率の向上を図ることが可能となる。
【００５５】
図８は、本発明に係わるワーク移動装置の第２実施形態を示す斜視図であり、図９は、図８に示すワーク移動装置の側面図である。図中、第１実施形態と同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００５６】
各図において、本実施形態のワーク移動装置４０は、上述した第１実施形態と同様に、カウンタバランス式の昇降装置である。昇降装置４０は、高さ方向に延在する支持体４１を備え、この支持体４１には、高さ方向に延びるガイドレール４２が設けられている。そして、支持体４１には、昇降体４３がガイドレール４２に沿って上下動自在に支持されている。支持体４１の後面側には、上記の昇降用シリンダ９（図示せず）が配設されている。
【００５７】
昇降体４３の前面には、左右方向に延在する横フレーム４４が取り付けられている。横フレーム４４には、左右方向に延びる２本のガイドレール４５が上下に設けられている。そして、横フレーム４４には、摺動体４６がガイドレール４５に沿って移動自在に支持されている。摺動体４６には、ワーク２を保持するワーク保持部４７が支持されている。ワーク保持部４７には、上記の昇降レバー１５が設けられている。
【００５８】
支持体４１の上端には支持板４８が固定され、この支持板４８上には軸部４９が取り付けられている。軸部４９には、回動体５０が回動自在に支持されている。具体的には、回動体５０は、その中央部を回動支点として、支持体４１に対して傾斜して回動自在に支持されている。支持体４１と回動体５０との間には、上記の重量バランス調整用シリンダ２２（図示せず）が配設されている。
【００５９】
回動体５０上には、ワーク保持部４７に保持されたワーク２の重量に対して重量バランスをとるためのカウンタウェイト５１が載置されている。カウンタウェイト５１は、回動体５０上に設けられた１対のガイドレール５２に沿って回動体５０の長手方向に移動可能である。
【００６０】
また、支持板４８の上部には、軸部５６を介して２つのスプロケット５３が取り付けられ、回動体５０の一端部には、軸部５７を介して２つのスプロケット５４が取り付けられている。そして、昇降体４３とカウンタウェイト５１とは、各スプロケット５３，５４に巻き掛けられた２本のチェーン５５により連結されている。これにより、カウンタウェイト５１は、昇降体４３の上下動に連動して回動体５０上を移動することとなる。
【００６１】
また、昇降装置４０は、スプロケット５３またはスプロケット５４の回転を検出する上記の回転センサ１６（図示せず）と、上述した昇降用シリンダ９及び重量バランス調整用シリンダ２２の駆動制御系（図４参照）とを有している。従って、第１実施形態と同様に、複雑な機構や制御系を用いずに、ワーク２とカウンタウェイト５１との重量バランスを自動的に調整することができる。
【００６２】
また、支持体４１に対する回動体５０の回動支点を回動体５０の中央部としたので、カウンタウェイト５１の重量によるモーメントを小さくしつつ、ワーク２とカウンタウェイト５１との重量バランスをとることができる。これにより、重量バランス調整用シリンダ２２により回動体５０を支持体４１に対して回動させるときに、重量バランス調整用シリンダ２２にかかる負荷が低減される。従って、重量バランス調整用シリンダ２２は、低い駆動力で回動体５０を動かすことが可能となる。
【００６３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、支持体に対する回動体の傾斜角度を変えることで、ワークとカウンタウェイトとの重量バランスを調整するようにしたが、重量バランス調整手段としては、特にそのような構造に限られず、例えば単にカウンタウェイトをアーム上で移動させる構成や、必要数のカウンタウェイトをアームに対して載置・離間自在に移動させる構成等を採用しても良い。
【００６４】
また、上記実施形態では、巻き掛け部材は昇降体の上下動に連動して回転可能であるが、昇降体の上下動に連動して移動可能な巻き掛け部材を用いても良い。この場合には、回転センサの代わりに、巻き掛け部材の移動を検出するセンサを設ければ良い。
【００６５】
また、上記実施形態では、昇降体を支持体に対して上下動させる昇降用シリンダ９を設けたが、比較的軽いワーク２のみを持ち上げる場合には、そのような昇降用シリンダ９を使用せずに、人の力だけで昇降体を上下動させる構成としても良い。
【００６６】
さらに、上記実施形態のワーク移動装置は、カウンタバランス式の昇降装置に適用したものであるが、本発明のワーク移動装置は、重量の異なる多様なワークを保持して移動させるために重量バランスをとる必要があるものであれば、ワークを鉛直方向に移動させる装置だけでなく、ワークを水平方向や斜め方向に移動させる装置等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係わるワーク移動装置の第１実施形態としてカウンタバランス式の昇降装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す昇降装置の平面図である。
【図３】図１に示す昇降装置の側面図である。
【図４】図１〜図３に示す昇降用シリンダ及び重量バランス調整用シリンダの駆動制御系を示す概略構成図である。
【図５】図４に示すコントローラによる制御処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図５に示す昇降体上昇制御処理の詳細を示すフローチャートである。
【図７】図５に示す昇降体下降制御処理の詳細を示すフローチャートである。
【図８】本発明に係わるワーク移動装置の第２実施形態として他のカウンタバランス式の昇降装置を示す斜視図である。
【図９】図８に示す昇降装置の側面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１…昇降装置（ワーク移動装置）、２…ワーク、３…支持体、８…昇降体（移動体）、９…昇降用シリンダ（昇降用アクチュエータ）、１３…ワーク保持部、１５…昇降レバー（指示手段）、１６…回転センサ（検知手段）、１７…スプロケット（巻き掛け部材）、１８…回動体（重量バランス調整手段）、２２…重量バランス調整用シリンダ（重量バランス調整用アクチュエータ、重量バランス調整手段）、２３…カウンタウェイト（重量バランス調整手段）、２５…チェーン（連結部材）、２６…エアーバルブ、２７…空気圧源（重量バランス調整手段）、２８…エアーバルブ（重量バランス調整手段）、２９…コントローラ（制御手段）、４０…昇降装置（ワーク移動装置）、４１…支持体、４３…昇降体（移動体）、４７…ワーク保持部、５０…回動体（重量バランス調整手段）、５１…カウンタウェイト（重量バランス調整手段）、５３，５４…スプロケット（巻き掛け部材）、５５…チェーン（連結部材）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体と、
前記支持体に移動自在に支持された移動体と、
前記移動体に取り付けられ、ワークを保持するワーク保持部と、
前記ワーク保持部に保持された前記ワークの重量に対して重量バランスをとるためのカウンタウェイトを有する重量バランス調整手段と、
前記支持体に対する前記移動体の移動を指示する指示手段と、
前記移動体の動き出しを検知する検知手段と、
前記指示手段により前記移動体の移動が指示されると、前記検知手段により前記指示手段の指示に応じた方向への前記移動体の動き出しが検知されるまで、前記ワークの重量と前記カウンタウェイトの重量とが釣り合う方向に前記カウンタウェイトを動かすように前記重量バランス調整手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とするワーク移動装置。
【請求項２】
前記移動体は、前記支持体に上下動自在に支持されており、
前記指示手段は、前記支持体に対する前記移動体の上昇・下降を指示する手段であることを特徴とする請求項１記載のワーク移動装置。
【請求項３】
前記支持体は、高さ方向に延在しており、
前記重量バランス調整手段は、前記支持体に対して傾斜して回動自在に支持され、前記カウンタウェイトを載置させた回動体と、前記回動体を前記支持体に対して回動させる重量バランス調整用アクチュエータと、前記重量バランス調整用アクチュエータを作動させる手段とを更に有することを特徴とする請求項２記載のワーク移動装置。
【請求項４】
前記移動体と前記カウンタウェイトとを連結する連結部材と、
前記移動体及び前記回動体の少なくとも一方に取り付けられ、前記連結部材を巻き掛ける巻き掛け部材とを備え、
前記連結部材は、前記移動体の上方に引き回された状態で前記巻き掛け部材に巻き掛けられていることを特徴とする請求項３記載のワーク移動装置。
【請求項５】
前記巻き掛け部材は、前記移動体の上下動に連動して回転または移動可能であり、
前記検知手段は、前記巻き掛け部材の回転または移動を検出するセンサであることを特徴とする請求項４記載のワーク移動装置。
【請求項６】
前記移動体を前記支持体に対して上下動させる昇降用アクチュエータと、
前記昇降用アクチュエータを作動させる手段とを更に備えることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項記載のワーク移動装置。
【請求項１】
支持体と、
前記支持体に移動自在に支持された移動体と、
前記移動体に取り付けられ、ワークを保持するワーク保持部と、
前記ワーク保持部に保持された前記ワークの重量に対して重量バランスをとるためのカウンタウェイトを有する重量バランス調整手段と、
前記支持体に対する前記移動体の移動を指示する指示手段と、
前記移動体の動き出しを検知する検知手段と、
前記指示手段により前記移動体の移動が指示されると、前記検知手段により前記指示手段の指示に応じた方向への前記移動体の動き出しが検知されるまで、前記ワークの重量と前記カウンタウェイトの重量とが釣り合う方向に前記カウンタウェイトを動かすように前記重量バランス調整手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とするワーク移動装置。
【請求項２】
前記移動体は、前記支持体に上下動自在に支持されており、
前記指示手段は、前記支持体に対する前記移動体の上昇・下降を指示する手段であることを特徴とする請求項１記載のワーク移動装置。
【請求項３】
前記支持体は、高さ方向に延在しており、
前記重量バランス調整手段は、前記支持体に対して傾斜して回動自在に支持され、前記カウンタウェイトを載置させた回動体と、前記回動体を前記支持体に対して回動させる重量バランス調整用アクチュエータと、前記重量バランス調整用アクチュエータを作動させる手段とを更に有することを特徴とする請求項２記載のワーク移動装置。
【請求項４】
前記移動体と前記カウンタウェイトとを連結する連結部材と、
前記移動体及び前記回動体の少なくとも一方に取り付けられ、前記連結部材を巻き掛ける巻き掛け部材とを備え、
前記連結部材は、前記移動体の上方に引き回された状態で前記巻き掛け部材に巻き掛けられていることを特徴とする請求項３記載のワーク移動装置。
【請求項５】
前記巻き掛け部材は、前記移動体の上下動に連動して回転または移動可能であり、
前記検知手段は、前記巻き掛け部材の回転または移動を検出するセンサであることを特徴とする請求項４記載のワーク移動装置。
【請求項６】
前記移動体を前記支持体に対して上下動させる昇降用アクチュエータと、
前記昇降用アクチュエータを作動させる手段とを更に備えることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項記載のワーク移動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−２６１７３１（Ｐ２００７−２６１７３１Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−８８０４８（Ｐ２００６−８８０４８）
【出願日】平成１８年３月２８日（２００６．３．２８）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【公開日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月２８日（２００６．３．２８）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
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