昇降装置及び車両
【課題】アクチュエータの駆動力を略均等にリンクに伝達し、昇降動作をスムーズに行うことができる昇降装置および当該昇降装置を備える車両を提供すること。
【解決手段】一端部３４Ａが基台３０に軸支され、他端部３４Ｂが載置台１３に支承される第１リンク３４と、一端部３５Ａが載置台１３に軸支され、他端部３５Ｂが基台３０に支承される第２リンク３５と、これら第１リンク３４及び第２リンク３５をＸ字状に交差した位置で軸支する連結軸３６と、第１リンク３４及び第２リンク３５にそれぞれ形成された第１カム溝３４Ｃ及び第２カム溝３５Ｃの双方に沿って該カム溝内を移動するカムフォロア５４と、連結軸３６に支持されてカムフォロア５４を当該連結軸３６に対して略水平方向に進退させる駆動装置３２とを備えた。
【解決手段】一端部３４Ａが基台３０に軸支され、他端部３４Ｂが載置台１３に支承される第１リンク３４と、一端部３５Ａが載置台１３に軸支され、他端部３５Ｂが基台３０に支承される第２リンク３５と、これら第１リンク３４及び第２リンク３５をＸ字状に交差した位置で軸支する連結軸３６と、第１リンク３４及び第２リンク３５にそれぞれ形成された第１カム溝３４Ｃ及び第２カム溝３５Ｃの双方に沿って該カム溝内を移動するカムフォロア５４と、連結軸３６に支持されてカムフォロア５４を当該連結軸３６に対して略水平方向に進退させる駆動装置３２とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、昇降台に載置された荷物を昇降する昇降装置及び昇降装置を備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基台と、テーブルと、該基台と該テーブルとの間に介装され、外側アームと内側アームをＸ字状に連結してなるリンクと、電動モータと該電動モータにより回転するねじ軸とこのねじ軸に噛み合わされたナットを有するアクチュエータを備える昇降装置が知られている。この種の昇降装置では、幅のコンパクトを図るために、電動モータとねじ軸とを直列に配置し、アクチュエータを外側アームと内側アームとの連結支点若しくはその近傍を中心にして回動可能に支持したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１５５１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の昇降装置では、上記したナットに支持部材を連結し、この支持部材に支持軸を介して取り付けられたガイド部材を案内するガイド溝を外側アームに形成するとともに、上記支持軸と内側アームとを中間アームで連結する構成としていたため、アクチュエータの駆動力は、中間アームを介して、一方のアームに偏って伝達されることとなり、スムーズな昇降動作の実現が難しかった。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、アクチュエータの駆動力を略均等にリンクに伝達し、昇降動作をスムーズに行うことができる昇降装置および当該昇降装置を備える車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述課題を解決するため、本発明は、基台と、この基台に対して昇降する昇降台とを備える昇降装置において、一端が前記基台に軸支され、他端が前記昇降台に支承される第１リンクと、一端が前記昇降台に軸支され、他端が前記基台に支承される第２リンクと、これら第１リンク及び第２リンクをＸ字状に交差した位置で軸支する軸支部材と、前記第１リンク及び第２リンクにそれぞれ形成された第１カム溝及び第２カム溝の双方に沿って該カム溝内を移動するカムフォロアと、前記軸支部材に支持されて前記カムフォロアを当該軸支部材に対して略水平方向に進退させるアクチュエータとを備えたことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、アクチュエータがカムフォロアを軸支部材に対して略水平方向に進退させるため、このアクチュエータの駆動力を、カムフォロアを介して、第１リンク及び第２リンクに均等に伝達することができる。このため、第１リンク及び第２リンクは、上記駆動力を受けてスムーズに動作することにより、昇降台をスムーズに昇降させることができる。
【０００８】
この構成において、前記第１カム溝及び第２カム溝は、前記軸支部材と前記カムフォロアとの距離の変化量と、前記昇降台の昇降量との比が略一定となる形状にそれぞれ形成されていても良い。この構成によれば、昇降台を所定の昇降量に制御するあたり、上記した比から算出される変化量だけアクチュエータを駆動すれば、所定の昇降量に自動的に制御することができる。このため、昇降台の昇降動作を素早くかつ正確に実行することができる。
【０００９】
また、前記第１リンク及び前記第２リンクの他端間には、前記昇降台に沿って配置され、前記第１リンクの他端と前記第２リンクの他端とを連結し、当該第１リンクの他端と第２リンクの他方とを近接する方向に付勢する弾性部材を備えても良い。この構成によれば、アクチュエータを上昇側に動作させた場合、第１リンク及び第２リンクには、アクチュエータの駆動力に加えて弾性部材の付勢力が作用するため、昇降台上にワークを載置した状態であっても、当該昇降台をよりスムーズに上昇させることができる。
【００１０】
また、上記したいずれかの昇降装置を備える車両であって、前記昇降台上にワークを搭載してステーション間を走行するとともに、一のステーションに停止した際に、当該ステーションで決められた高さ位置に前記ワークを昇降させるように、前記駆動装置の動作を制御する高さ制御手段を備えても良い。この構成によれば、一のステーションでは、同一の高さ位置への作業を行えばよく、作業性の効率の向上を図ることができる。
【００１１】
また、前記高さ制御手段は、ステーションごとに前記ワークの作業対象箇所の高さを略一定となるように前記駆動装置の動作を制御しても良い。この構成によれば、各ステーションにおける作業位置が略同一となるため、このステーションでは、同じ高さ位置に対して所定の作業をすればよい。このため、各ステーションに配置される機器を簡単な機器（例えば、汎用機）で共用することができるため、生産ラインの簡素な構成で構築することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、アクチュエータがカムフォロアを軸支部材に対して略水平方向に進退させるため、このアクチュエータの駆動力を、カムフォロアを介して、第１リンク及び第２リンクに均等に伝達することができる。このため、第１リンク及び第２リンクは、上記駆動力を受けてスムーズに動作することにより、昇降台をスムーズに昇降させることができる。
また、本発明によれば、昇降台を所定の昇降量に制御するあたり、軸支部材とカムフォロアとの距離の変化量と、昇降台の昇降量との比から算出される変化量だけアクチュエータを駆動すれば、所定の昇降量に自動的に制御することができる。このため、昇降台の昇降動作を素早くかつ正確に実行することができる。
また、本発明によれば、アクチュエータを上昇側に動作させた場合、第１リンク及び第２リンクには、アクチュエータの駆動力に加えて弾性部材の付勢力が作用するため、昇降台上にワークを載置した状態であっても、当該昇降台をよりスムーズに上昇させることができる。
また、一のステーションに停止した際に、当該ステーションで決められた高さ位置にワークを昇降させるように、駆動装置の動作を制御する高さ制御手段を備えるため、一のステーションでは、同一の高さ位置への作業を行えばよく、作業性の効率の向上を図ることができる。
また、高さ制御手段は、ステーションごとにワークの作業対象箇所の高さを略一定となるように駆動装置の動作を制御するため、各ステーションにおける作業位置が略同一となり、このステーションでは、同じ高さ位置に対して所定の作業をすればよい。このため、各ステーションに配置される機器を簡単な機器（例えば、汎用機）で共用することができるため、生産ラインの簡素な構成で構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係る車両の適用例である搬送車の一部省略側面図である。
【図２】搬送車の内部概略構成を示す側面図である。
【図３】昇降装置の斜視図である。
【図４】ボールねじストロークとリフタストロークとの関係を示すグラフである。
【図５】昇降台が昇降した状態を示す側面図である。
【図６】搬送車が走行するルートを示す一部省略平面図である。
【図７】Ａ〜Ｃは、搬送車が昇降台の高さを変更して走行する様子を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態を添付した図面を参照して説明する。以下の説明中、前後左右及び上下といった方向の記載は車体に対してのものとする。また、図中矢印ＦＲは車体前方を、矢印Ｒは車体右方を、矢印ＵＰは車体上方をそれぞれ示している。
図１は、本実施形態に係る車両の適用例である搬送車１０の一部省略斜視図であり、図２は、搬送車１０の内部構造を示す一部省略側面図である。
搬送車１０は、バッテリ１１を電源として駆動する駆動ユニット１２からの駆動力で所望の経路を走行可能な電動車両であり、例えば、自動車の生産ラインにて、自動車のエンジンやギアボックス等の部品（ワーク）を昇降可能な載置台（昇降台）１３に積載し、工場内の所望の位置へと搬送するＡＧＶ（Automated Guided Vehicle）である。なお、本実施形態では、載置台１３を備える車両の例示として電動で走行する搬送車１０を挙げて説明するが、昇降可能な載置台を備える車両であれば、エンジン等の他の駆動手段によって走行する車両に適用可能である。
【００１５】
搬送車１０は、図１に示すように、車両本体２０と、この車両本体２０上に設けられて載置台１３を昇降する昇降装置２１とを備えて構成されている。車両本体２０は、車長方向に延びて略箱型に形成されたフレーム２０Ａと、このフレーム２０Ａの周囲を覆うボディ２０Ｂとを備え、フレーム２０Ａの前部には、四方に旋回自在なキャスタ２２が配置され、後部には上記した駆動ユニット１２が配置されている。この駆動ユニット１２は、独立に駆動されて回転速度の調整が可能な左右一対の走行用モータ１５と、各走行用モータ１５の回転軸に１５Ａに直接連結されている駆動輪１６と、回転軸１５Ａ周りの回転数（回転角度）を計測するロータリエンコーダ（不図示）と、走行用モータ１５に電力を供給するバッテリ１１とを備えて構成される。搬送車１０は、左右一対の走行用モータ１５を同一の回転数で駆動することにより、直進走行し、左右の走行用モータ１５の回転数を異ならせることで、回転数の遅い走行用モータ１５側に操舵することができる。また、バッテリ１１は、例えば、搬送車１０が待機や作業のために所定の作業ステーション（後述する）に停車された際、当該作業ステーションに設置された外部電源（不図示）によって充電される。搬送車１０と外部電源とは、例えば、磁力で着脱可能な雄雌一対のコネクタによって、容易に電気的な接続が可能である。
【００１６】
車両本体２０の前部には、フレーム２０Ａの下部に取り付けられて搬送車１０が走行すべき経路を検知するセンサ２３と、このセンサ２３からの信号等に基づいて駆動ユニット１２の走行制御を行うとともに、昇降装置２１の昇降制御を行う制御部２４とが配置されている。また、車両本体２０のボディ２０Ｂは、このボディ２０Ｂの左前部に、上方に向かうに連れて車幅中央側に傾斜した傾斜面２０Ｂ１を備え、この傾斜面２０Ｂ１には制御部２４に対して各種操作を行うための操作スイッチが配置された操作パネル２５が設けられている。
また、車両本体２０の前方下部には、この車両本体２０の前面から突出して車幅方向に延びるバンパースイッチ２６が設けられ、このバンパースイッチ２６の上方には、車両本体２０の前面に取り付けられた非常停止スイッチ２７が設けられている。バンパースイッチ２６は、このバンパースイッチ２６に強い衝撃を検出した際に制御部２４に出力し、この制御部２４の制御下、搬送車１０の動作を停止させるものである。また、符号２８は、昇降装置２１を手動で操作する際に使用されるスイッチボックスである。
【００１７】
次に、昇降装置２１について説明する。
昇降装置２１は、図２に示すように、載置台１３に載せられたワークＷを、平行状態を保った状態で上下方向に移動するものであり、車両本体２０のフレーム２０Ａ上に搭載された基台３０と、この基台３０よりも大きく、車両本体２０と略同じ大きさに形成された載置台１３と、これら基台３０と載置台１３との間に介装された左右一対のリンク機構３１，３１と、このリンク機構３１，３１を上下に伸縮させるための駆動装置（アクチュエータ）３２とを備える。
リンク機構３１は、図３に示すように、それぞれ第１リンク３４とこの第１リンク３４の内側に配置された第２リンク３５とを備え、これら第１リンク３４及び第２リンク３５は、Ｘ字状に交差した各リンク３４、３５の略中間位置で連結軸（軸支部材）３６により回転自在に連結されている。第１リンク３４，３４の一端部３４Ａ，３４Ａ同士は連結軸３７で連結され、この連結軸３７の両端部は、それぞれ基台３０から上方に延びる固定片３８，３８に回転自在に軸支されている。また、第１リンク３４，３４の他端部３４Ｂ，３４Ｂ同士は連結棒３９で連結されるとともに、当該他端部３４Ｂ，３４Ｂには転動ローラ４０，４０が取り付けられ、この転動ローラ４０，４０は、それぞれ載置台１３の下面に取り付けられたレール４１，４１に沿って転動可能に支持されている。これにより、第１リンク３４，３４の他端部３４Ｂ，３４Ｂは、載置台１３の下面に沿って一体でスライド移動可能に支持されている。この図３では、右側（図中奥側）の第１リンク３４の転動ローラ４０及び、当該転動ローラ４０が転動するレール４１の記載を省略している。
また、第１リンク３４には、一端部３４Ａ側が他端部３４Ｂ側よりも幅広形状に上方に延びて形成され、この部分に駆動装置３２によって進退駆動されるカムフォロアが案内される第１カム溝３４Ｃが形成されている。
【００１８】
一方、第２リンク３５，３５の一端部３５Ａ，３５Ａ同士は、連結軸４２で連結され、この連結軸４２の両端部は、それぞれ載置台１３の下面から下方に延びる固定片４３，４３に回転自在に軸支されている。固定片４３，４３は、それぞれ上記した固定片３８，３８の略上方に形成されている。また、第２リンク３５，３５の他端部３５Ｂ，３５Ｂ同士は連結棒４４で連結されるとともに、当該他端部３５Ｂ，３５Ｂには転動ローラ４５，４５が取り付けられ、この転動ローラ４５，４５は、それぞれ基台３０の上面に取り付けられたレール４６，４６に沿って転動可能に支持されている。これにより、第２リンク３５，３５の他端部３５Ｂ，３５Ｂは、基台３０の上面に沿って一体でスライド移動可能に支持されている。なお、この図３では、右側（図中奥側）の第２リンク３５の転動ローラ４５及び、当該転動ローラ４５が転動するレール４６の記載を省略している。
また、第２リンク３５には、一端部３５Ａ側が他端部３５Ｂ側よりも幅広形状に下方に延びて形成され、この部分に上記カムフォロアが案内される第２カム溝３５Ｃが形成されている。この第２カム溝３５Ｃは、第１カム溝３４Ｃと対称形状に形成されて当該第１カム溝３４Ｃと部分的に重なるように配置される。
【００１９】
駆動装置３２は、電動モータ５０と、この電動モータ５０により回転するねじ軸５１と、このねじ軸５１に噛み合わされたヘッド部５２とを備える。電動モータ５０は、板材を略コ字状に形成したブラケット５３に固定され、このブラケット５３が上記した連結軸３６，３６に取り付けられている。また、ヘッド部５２はボールねじを内蔵し、ねじ軸５１の回転により進退するように構成され、このヘッド部５２の両側面には、それぞれ軸部５２Ａ，５２Ａが突出し、これら軸部５２Ａ，５２Ａにはカムフォロア５４，５４が回転自在に取り付けられている。このカムフォロア５４，５４は、上記した第１リンク３４及び第２リンク３５にそれぞれ形成された第１カム溝３４Ｃ及び第２カム溝３５Ｃの双方に沿って当該カム溝内を移動するように配置される。
【００２０】
本実施形態では、カムフォロア５４，５４は、図２に示すように、対称形状に形成された第１カム溝３４Ｃ及び第２カム溝３５Ｃ内であって、上記連結軸３６と略同じ高さ位置に配置されている。この状態で、駆動装置３２の電動モータ５０を上昇側に駆動すると、ねじ軸５１が回転してヘッド部５２が連結軸３６に接近する方向へ相対移動する。ヘッド部５２が連結軸３６に接近する方向へ移動すると、このヘッド部５２に連結されたカムフォロア５４，５４が第１カム溝３４Ｃ及び第２カム溝３５Ｃ内を当該連結軸３６に対して水平方向に進行する。このため、図３に示すように、第１リンク３４及び第２リンク３５の各他端部３４Ｂ，３５Ｂに設けられている転動ローラ４０，４５がそれぞれレール４１，４６内をスライド移動することにより、第１リンク３４及び第２リンク３５は、図４に想像線で示すように、それぞれ起立する方向へ傾動し、両リンク機構３１，３１が上方へ伸長し、これにより載置台１３が基台３０に対して平行に上昇する。載置台１３の上昇状態は、電動モータ５０がその内蔵ブレーキ（例えば電磁式ブレーキ）により回転不能にロックされることにより維持される。
この場合、第１カム溝３４Ｃ及び第２カム溝３５Ｃは互いに対称形状に形成されるとともに、駆動装置３２がカムフォロア５４，５４を連結軸３６に対して水平方向に移動させるため、駆動装置３２（電動モータ５０）の駆動力を、カムフォロア５４，５４を介して、第１リンク３４，３４及び第２リンク３５，３５に対して均等に伝達することができる。このため、第１リンク３４，３４及び第２リンク３５，３５は、上記駆動力を受けてスムーズに起立する方向へ傾動することにより、載置台１３をスムーズな動作で上昇させることができる。
【００２１】
これに対して、電動モータ５０の内蔵ブレーキを解放するとともに該電動モータ５０を逆回転方向へ起動することにより載置台１３を下降させることができる。この載置台１３の下降時には、ヘッド部５２が連結軸３６から離間する方向へ相対移動する。すると、ヘッド部５２に連結されたカムフォロア５４，５４が第１カム溝３４Ｃ及び第２カム溝３５Ｃ内を当該連結軸３６に対して水平方向に進行する。このため、図３に示すように、第１リンク３４及び第２リンク３５の各他端部３４Ｂ，３５Ｂに設けられている転動ローラ４０，４５がそれぞれレール４１，４６内をスライド移動することにより、第１リンク３４及び第２リンク３５は、図４に示すように、それぞれ倒伏する方向へ傾動し、両リンク機構３１，３１が下方へ収縮し、これにより載置台１３が基台３０に対して平行に下降する。
この場合でも、電動モータ５０の駆動力は、カムフォロア５４，５４を介して、第１リンク３４，３４及び第２リンク３５，３５に対して均等に伝達することができる。このため、第１リンク３４，３４及び第２リンク３５，３５は、上記駆動力を受けてスムーズに倒伏する方向へ傾動することにより、載置台１３をスムーズな動作で下降させることができる。
【００２２】
本実施形態では、第１カム溝３４Ｃは上方に膨らんだ円弧状に形成され、第２カム溝３５Ｃは下方に膨らんだ円弧状に形成されて、両カム溝は第１リンク及び第２リンクをＸ字状に連結軸３６で連結した状態で対称となっている。また、第１カム溝３４Ｃ及び第２カム溝３５Ｃは、図４に示すように、これらカム溝内に位置するカムフォロア５４と連結軸３６との距離の変化量Ｌ１−Ｌ２と載置台１３の昇降量ΔＨとの比が略一定となる形状に形成されている。
発明者達の実験によれば、図５に示すように、電動モータ５０のボールねじ（ねじ軸５１）ストロークとリフタストロークとの比が１：２．５となるように、第１カム溝３４Ｃ及び第２カム溝３５Ｃが形成されている。なお、この図５において、ボールねじストロークは、カムフォロア５４と連結軸３６との距離の変化量Ｌ１−Ｌ２に相当し、リフタストロークは載置台１３の昇降量ΔＨに相当する。
この構成によれば、第１カム溝３４Ｃ及び第２カム溝３５Ｃは、カムフォロア５４と連結軸３６との距離の変化量Ｌ１−Ｌ２と、載置台１３の昇降量ΔＨとの比が略一定となるように形成されているため、載置台１３を所定の昇降量に制御するあたり、上記比から算出されるボールねじストローク分だけ電動モータ５０を駆動すれば、所定の昇降量に自動的に制御することができる。このため、載置台１３の昇降動作を素早くかつ正確に実行することができる。
【００２３】
また、本構成では、第１リンク３４及び第２リンク３５の各他端部３４Ｂ，３５Ｂ間には、当該他端部３４Ｂ，３５Ｂを近接させる方向に付勢されたばね部材（弾性体）６４が設けられている。具体的には、図２に示すように、第１リンク３４の他端部３４Ｂには、第１パイプ６０の他端６０Ａが上記転動ローラ４０の回転軸に回動自在に固定されている。この第１パイプ６０は、転動ローラ４０とともにレール４１内を摺動し、第１パイプ６０の一端６０Ｂにばね部材６４の他端が連結されている。
一方、載置台１３の前方には、第２パイプ６１が配置され、この第２パイプ６１の一端６１Ａは、載置台１３の下面から下方に延びる固定片６３に連結軸６２を介して連結されている。第２パイプ６１の他端６１Ｂは、第２リンク３５の他端部３５Ｂが連結される固定片４３に固定されるとともに、上記ばね部材６４の一端が連結されている。これにより、ばね部材６４の両端が一対のパイプ６０，６１によって支持されるため、このばね部材６４の座屈が防止される。
この構成によれば、第１リンク３４及び第２リンク３５の各他端部３４Ｂ，３５Ｂ間には、当該他端部３４Ｂ，３５Ｂを近接させる方向に付勢されたばね部材６４が設けられているため、電動モータ５０を上昇側に駆動させた場合、第１リンク３４及び第２リンク３５には、電動モータ５０の駆動力に加えてばね部材６４の付勢力が作用するため、載置台１３上にワークＷを載置した状態であっても、当該載置台１３をよりスムーズに上昇させることができる。
【００２４】
次に、載置台１３を備える搬送車１０の動作について説明する。
図６は、搬送車１０が走行する搬送経路を示す一部省略平面図である。本実施形態にかかる搬送車１０は、例えば、自動車の生産工場内の所定の搬送経路を走行するものである。この搬送経路には、複数の作業ステーション１０２ａ〜１０２ｃが設けられ、各作業ステーション１０２ａ〜１０２ｃで、載置台１３上のエンジンやギアボックス等のワークＷに対して部品の組み付け作業が行われる。
搬送経路は、各作業ステーション１０２ａ〜１０２ｃ間をそれぞれ工場内に敷設された磁気テープ８６によって接続することにより形成され、搬送車１０は、この磁気テープ８６に案内されて当該搬送経路上を走行する。
各作業ステーション１０２ａ〜１０２ｃには、作業ロボット１０６ａ〜１０６ｃが配置され、搬送車１０で搬送されたワークＷに所望の部品（図示せず）を組み付ける作業を行う。搬送車１０の制御部（高さ制御手段）２４は、搬送されるワークＷの種類に応じて各作業ステーション１０２ａ〜１０２ｃで決められた高さ位置にワークＷを昇降するために、駆動装置３２を制御する。本構成では、上述のように、電動モータ５０のねじ軸５１のストロークと載置台１３の昇降量との比が略一定となっているため、一の作業ステーション１０２ａに停止した際に、当該作業ステーション１０２ａにおけるワークＷの高さ位置に正確に当該ワークＷを昇降させることができる。このため、一の作業ステーション１０２ａでは、作業ロボット１０６ａは同一の高さ位置へ作業を行えばよく、作業性の効率の向上を図ることができる。
【００２５】
また、本実施形態では、図７に示すように、制御部２４は、作業ステーション１０２ａ〜１０２ｃごとにワークＷの作業対象箇所の高さ位置Ｈが略一定となるように駆動装置３２を制御している。制御部２４には、予め、各作業ステーションで作業されるワークの作業対象箇所の高さ位置が記憶されており、この作業対象箇所の高さを所定の高さ位置Ｈとするように電動モータ５０の動作を制御する。
具体的には、図７Ａに示すように、１番目の作業ステーション１０２ａでは、例えば、ワークＷの上部に設けられた作業対象箇所８０ａ，８０ｂに対して作業を行うため、制御部２４は、作業対象箇所８０ａ，８０ｂが高さ位置Ｈとなるように電動モータ５０を制御する。この１番目の作業ステーション１０２ａでは、作業ロボットが作業対象箇所８０ａ，８０ｂに対して所定の部品の組み付け作業を行う。
続いて、搬送車１０は、２番目の作業ステーション１０２ｂに向けて走行し、この走行途中で載置台１３を上昇させる。この場合、図７Ｂに示すように、制御部２４は、２番目の作業ステーション１０２ｂでのワークＷの作業対象箇所８２ａ，８２ｂの高さ位置が上記した高さＨとなるように電動モータ５０を制御する。そして、この２番目の作業ステーション１０２ｂでは、１番目の作業ステーション１０２ａと同様に、作業ロボットが作業対象箇所８２ａ，８２ｂに対して所定の部品の組み付け作業を行う。
続いて、搬送車１０は、３番目の作業ステーション１０２ｃに向けて走行し、この走行途中で載置台１３を下降させる。この場合、図７Ｃに示すように、制御部２４は、３番目の作業ステーション１０２ｃでのワークＷの作業対象箇所８１ａ，８１ｂの高さ位置が上記した高さＨとなるように電動モータ５０を制御する。そして、この３番目の作業ステーション１０２ｃでは、１番目、２番目の作業ステーション１０２ａ，１０２ｂと同様に、作業ロボットが作業対象箇所８１ａ，８１ｂに対して所定の部品の組み付け作業を行う。
【００２６】
この構成では、各作業ステーション１０２ａ〜１０２ｃごとに、ワークＷの作業対象箇所の高さ位置Ｈを略一定となるように電動モータ５０が制御されるため、各作業ステーションにおいて、作業ロボットは同じ高さ位置に対して所定の作業をすればよい。このため、作業ロボットとして簡単な機器（例えば、汎用機）を使用することができるため、生産ラインの簡素な構成で構築することができる。さらに、各ステーションでの作業性を格段に向上させることができる。
【００２７】
以上、説明したように、本実施形態によれば、基台３０と、この基台３０に対して昇降する載置台１３とを備える昇降装置２１において、一端部３４Ａが基台３０に軸支され、他端部３４Ｂが載置台１３に支承される第１リンク３４と、一端部３５Ａが載置台１３に軸支され、他端部３５Ｂが基台３０に支承される第２リンク３５と、これら第１リンク３４及び第２リンク３５をＸ字状に交差した位置で軸支する連結軸３６と、第１リンク３４及び第２リンク３５にそれぞれ形成された第１カム溝３４Ｃ及び第２カム溝３５Ｃの双方に沿って該カム溝内を移動するカムフォロア５４と、連結軸３６に支持されてカムフォロア５４を当該連結軸３６に対して略水平方向に進退させる駆動装置３２とを備えたため、駆動装置３２の駆動力を、カムフォロア５４を介して、第１リンク３４及び第２リンク３５に対して均等に伝達することができる。このため、第１リンク３４及び第２リンク３５は、上記駆動力を受けてスムーズに起立する方向へ傾動することにより、載置台１３をスムーズな動作で上昇させることができる。
【００２８】
また、本実施形態によれば、第１カム溝３４Ｃ及び第２カム溝３５Ｃは、連結軸３６とカムフォロア５４との距離の変化量Ｌ１−Ｌ２と、載置台１３の昇降量ΔＨとの比が略一定となる形状にそれぞれ形成されているため、載置台１３を所定の昇降量に制御するあたり、上記比から算出されるボールねじストローク分だけ電動モータ５０を駆動すれば、所定の昇降量に自動的に制御することができる。このため、載置台１３の昇降動作を素早くかつ正確に実行することができる。
【００２９】
また、本実施形態によれば、第１リンク３４及び第２リンク３５の他端部３４Ｂ，３５Ｂ間には、載置台１３に下面に沿って配置され、第１リンク３４の他端部３４Ｂと第２リンク３５の他端部３５Ｂとを連結し、当該第１リンク３４の他端部３４Ｂと第２リンク３５の他端部３５Ｂとを近接する方向に付勢するばね部材を備えるため、電動モータ５０を上昇側に駆動させた場合、第１リンク３４及び第２リンク３５には、電動モータ５０の駆動力に加えてばね部材６４の付勢力が作用するため、載置台１３上にワークＷを載置した状態であっても、当該載置台１３をよりスムーズに上昇させることができる。
【００３０】
また、本実施形態によれば、載置台１３上にワークＷを搭載して作業ステーション１０２ａ〜１０２ｃ間を走行するとともに、一のステーションに停止した際に、制御部２４は、当該ステーションで決められた高さ位置にワークＷを昇降させるように、駆動装置３２の電動モータ５０の動作を制御するため、一の作業ステーションでは、作業ロボットは同一の高さ位置への作業を行えばよく、作業性の効率の向上を図ることができる。
【００３１】
また、本実施形態によれば、制御部２４は、ステーションごとにワークＷの作業対象箇所の高さ位置を略一定となるように駆動装置３２の電動モータ５０の動作を制御するため、各作業ステーションにおいて、作業ロボットは同じ高さ位置に対して所定の作業をすればよい。このため、作業ロボットとして簡単な機器（例えば、汎用機）を使用することができるため、生産ラインの簡素な構成で構築することができる。さらに、各ステーションでの作業性を格段に向上させることができる。
【００３２】
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。例えば、本実施形態の搬送車１０は、駆動ユニット１２は、走行用モータ１５を備える構成としているが、エンジン等の内燃機関やぜんまい駆動など他の駆動源を用いることができるのは勿論である。また、本実施形態では、走行用モータ１５に電力を供給する電力供給部としてバッテリ１１を備える構成としているが、例えば、床面等に電力架線を設け、この電力架線を介して走行用モータに電力を供給する構成としても良い。また、バッテリ１１を外部電源のみで充電するのではなく、例えば、搬送車にソーラーパネルを設け、このソーラーパネルと外部電源とを併用する構成としても良い。
【００３３】
また、本実施形態では、昇降装置２１の駆動装置３２として電動モータ５０とねじ軸５１とヘッド部５２とを備える構成としたが、例えば、油圧により伸縮する油圧シリンダを用いることができるのは勿論である。
【符号の説明】
【００３４】
１０ 搬送車（車両）
１２ 駆動ユニット
１３ 載置台（昇降台）
２０ 車両本体
２０Ａ フレーム
２１ 昇降装置
２４ 制御部（高さ制御手段）
３０ 基台
３１ リンク機構
３２ 駆動装置（アクチュエータ）
３４ 第１リンク
３４Ａ 一端部
３４Ｂ 他端部
３４Ｃ 第１カム溝
３５ 第２リンク
３５Ａ 一端部
３５Ｂ 他端部
３５Ｃ 第２カム溝
３６ 連結軸（軸支部材）
５０ 電動モータ
５１ ねじ軸
５２ ヘッド部
５４ カムフォロア
６４ ばね部材（弾性部材）
８０ａ、８０ｂ、８１ａ、８１ｂ、８２ａ、８２ｂ 作業対象箇所
１０２ａ〜１０２ｃ 作業ステーション
Ｗ ワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、昇降台に載置された荷物を昇降する昇降装置及び昇降装置を備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基台と、テーブルと、該基台と該テーブルとの間に介装され、外側アームと内側アームをＸ字状に連結してなるリンクと、電動モータと該電動モータにより回転するねじ軸とこのねじ軸に噛み合わされたナットを有するアクチュエータを備える昇降装置が知られている。この種の昇降装置では、幅のコンパクトを図るために、電動モータとねじ軸とを直列に配置し、アクチュエータを外側アームと内側アームとの連結支点若しくはその近傍を中心にして回動可能に支持したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１５５１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の昇降装置では、上記したナットに支持部材を連結し、この支持部材に支持軸を介して取り付けられたガイド部材を案内するガイド溝を外側アームに形成するとともに、上記支持軸と内側アームとを中間アームで連結する構成としていたため、アクチュエータの駆動力は、中間アームを介して、一方のアームに偏って伝達されることとなり、スムーズな昇降動作の実現が難しかった。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、アクチュエータの駆動力を略均等にリンクに伝達し、昇降動作をスムーズに行うことができる昇降装置および当該昇降装置を備える車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述課題を解決するため、本発明は、基台と、この基台に対して昇降する昇降台とを備える昇降装置において、一端が前記基台に軸支され、他端が前記昇降台に支承される第１リンクと、一端が前記昇降台に軸支され、他端が前記基台に支承される第２リンクと、これら第１リンク及び第２リンクをＸ字状に交差した位置で軸支する軸支部材と、前記第１リンク及び第２リンクにそれぞれ形成された第１カム溝及び第２カム溝の双方に沿って該カム溝内を移動するカムフォロアと、前記軸支部材に支持されて前記カムフォロアを当該軸支部材に対して略水平方向に進退させるアクチュエータとを備えたことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、アクチュエータがカムフォロアを軸支部材に対して略水平方向に進退させるため、このアクチュエータの駆動力を、カムフォロアを介して、第１リンク及び第２リンクに均等に伝達することができる。このため、第１リンク及び第２リンクは、上記駆動力を受けてスムーズに動作することにより、昇降台をスムーズに昇降させることができる。
【０００８】
この構成において、前記第１カム溝及び第２カム溝は、前記軸支部材と前記カムフォロアとの距離の変化量と、前記昇降台の昇降量との比が略一定となる形状にそれぞれ形成されていても良い。この構成によれば、昇降台を所定の昇降量に制御するあたり、上記した比から算出される変化量だけアクチュエータを駆動すれば、所定の昇降量に自動的に制御することができる。このため、昇降台の昇降動作を素早くかつ正確に実行することができる。
【０００９】
また、前記第１リンク及び前記第２リンクの他端間には、前記昇降台に沿って配置され、前記第１リンクの他端と前記第２リンクの他端とを連結し、当該第１リンクの他端と第２リンクの他方とを近接する方向に付勢する弾性部材を備えても良い。この構成によれば、アクチュエータを上昇側に動作させた場合、第１リンク及び第２リンクには、アクチュエータの駆動力に加えて弾性部材の付勢力が作用するため、昇降台上にワークを載置した状態であっても、当該昇降台をよりスムーズに上昇させることができる。
【００１０】
また、上記したいずれかの昇降装置を備える車両であって、前記昇降台上にワークを搭載してステーション間を走行するとともに、一のステーションに停止した際に、当該ステーションで決められた高さ位置に前記ワークを昇降させるように、前記駆動装置の動作を制御する高さ制御手段を備えても良い。この構成によれば、一のステーションでは、同一の高さ位置への作業を行えばよく、作業性の効率の向上を図ることができる。
【００１１】
また、前記高さ制御手段は、ステーションごとに前記ワークの作業対象箇所の高さを略一定となるように前記駆動装置の動作を制御しても良い。この構成によれば、各ステーションにおける作業位置が略同一となるため、このステーションでは、同じ高さ位置に対して所定の作業をすればよい。このため、各ステーションに配置される機器を簡単な機器（例えば、汎用機）で共用することができるため、生産ラインの簡素な構成で構築することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、アクチュエータがカムフォロアを軸支部材に対して略水平方向に進退させるため、このアクチュエータの駆動力を、カムフォロアを介して、第１リンク及び第２リンクに均等に伝達することができる。このため、第１リンク及び第２リンクは、上記駆動力を受けてスムーズに動作することにより、昇降台をスムーズに昇降させることができる。
また、本発明によれば、昇降台を所定の昇降量に制御するあたり、軸支部材とカムフォロアとの距離の変化量と、昇降台の昇降量との比から算出される変化量だけアクチュエータを駆動すれば、所定の昇降量に自動的に制御することができる。このため、昇降台の昇降動作を素早くかつ正確に実行することができる。
また、本発明によれば、アクチュエータを上昇側に動作させた場合、第１リンク及び第２リンクには、アクチュエータの駆動力に加えて弾性部材の付勢力が作用するため、昇降台上にワークを載置した状態であっても、当該昇降台をよりスムーズに上昇させることができる。
また、一のステーションに停止した際に、当該ステーションで決められた高さ位置にワークを昇降させるように、駆動装置の動作を制御する高さ制御手段を備えるため、一のステーションでは、同一の高さ位置への作業を行えばよく、作業性の効率の向上を図ることができる。
また、高さ制御手段は、ステーションごとにワークの作業対象箇所の高さを略一定となるように駆動装置の動作を制御するため、各ステーションにおける作業位置が略同一となり、このステーションでは、同じ高さ位置に対して所定の作業をすればよい。このため、各ステーションに配置される機器を簡単な機器（例えば、汎用機）で共用することができるため、生産ラインの簡素な構成で構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係る車両の適用例である搬送車の一部省略側面図である。
【図２】搬送車の内部概略構成を示す側面図である。
【図３】昇降装置の斜視図である。
【図４】ボールねじストロークとリフタストロークとの関係を示すグラフである。
【図５】昇降台が昇降した状態を示す側面図である。
【図６】搬送車が走行するルートを示す一部省略平面図である。
【図７】Ａ〜Ｃは、搬送車が昇降台の高さを変更して走行する様子を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態を添付した図面を参照して説明する。以下の説明中、前後左右及び上下といった方向の記載は車体に対してのものとする。また、図中矢印ＦＲは車体前方を、矢印Ｒは車体右方を、矢印ＵＰは車体上方をそれぞれ示している。
図１は、本実施形態に係る車両の適用例である搬送車１０の一部省略斜視図であり、図２は、搬送車１０の内部構造を示す一部省略側面図である。
搬送車１０は、バッテリ１１を電源として駆動する駆動ユニット１２からの駆動力で所望の経路を走行可能な電動車両であり、例えば、自動車の生産ラインにて、自動車のエンジンやギアボックス等の部品（ワーク）を昇降可能な載置台（昇降台）１３に積載し、工場内の所望の位置へと搬送するＡＧＶ（Automated Guided Vehicle）である。なお、本実施形態では、載置台１３を備える車両の例示として電動で走行する搬送車１０を挙げて説明するが、昇降可能な載置台を備える車両であれば、エンジン等の他の駆動手段によって走行する車両に適用可能である。
【００１５】
搬送車１０は、図１に示すように、車両本体２０と、この車両本体２０上に設けられて載置台１３を昇降する昇降装置２１とを備えて構成されている。車両本体２０は、車長方向に延びて略箱型に形成されたフレーム２０Ａと、このフレーム２０Ａの周囲を覆うボディ２０Ｂとを備え、フレーム２０Ａの前部には、四方に旋回自在なキャスタ２２が配置され、後部には上記した駆動ユニット１２が配置されている。この駆動ユニット１２は、独立に駆動されて回転速度の調整が可能な左右一対の走行用モータ１５と、各走行用モータ１５の回転軸に１５Ａに直接連結されている駆動輪１６と、回転軸１５Ａ周りの回転数（回転角度）を計測するロータリエンコーダ（不図示）と、走行用モータ１５に電力を供給するバッテリ１１とを備えて構成される。搬送車１０は、左右一対の走行用モータ１５を同一の回転数で駆動することにより、直進走行し、左右の走行用モータ１５の回転数を異ならせることで、回転数の遅い走行用モータ１５側に操舵することができる。また、バッテリ１１は、例えば、搬送車１０が待機や作業のために所定の作業ステーション（後述する）に停車された際、当該作業ステーションに設置された外部電源（不図示）によって充電される。搬送車１０と外部電源とは、例えば、磁力で着脱可能な雄雌一対のコネクタによって、容易に電気的な接続が可能である。
【００１６】
車両本体２０の前部には、フレーム２０Ａの下部に取り付けられて搬送車１０が走行すべき経路を検知するセンサ２３と、このセンサ２３からの信号等に基づいて駆動ユニット１２の走行制御を行うとともに、昇降装置２１の昇降制御を行う制御部２４とが配置されている。また、車両本体２０のボディ２０Ｂは、このボディ２０Ｂの左前部に、上方に向かうに連れて車幅中央側に傾斜した傾斜面２０Ｂ１を備え、この傾斜面２０Ｂ１には制御部２４に対して各種操作を行うための操作スイッチが配置された操作パネル２５が設けられている。
また、車両本体２０の前方下部には、この車両本体２０の前面から突出して車幅方向に延びるバンパースイッチ２６が設けられ、このバンパースイッチ２６の上方には、車両本体２０の前面に取り付けられた非常停止スイッチ２７が設けられている。バンパースイッチ２６は、このバンパースイッチ２６に強い衝撃を検出した際に制御部２４に出力し、この制御部２４の制御下、搬送車１０の動作を停止させるものである。また、符号２８は、昇降装置２１を手動で操作する際に使用されるスイッチボックスである。
【００１７】
次に、昇降装置２１について説明する。
昇降装置２１は、図２に示すように、載置台１３に載せられたワークＷを、平行状態を保った状態で上下方向に移動するものであり、車両本体２０のフレーム２０Ａ上に搭載された基台３０と、この基台３０よりも大きく、車両本体２０と略同じ大きさに形成された載置台１３と、これら基台３０と載置台１３との間に介装された左右一対のリンク機構３１，３１と、このリンク機構３１，３１を上下に伸縮させるための駆動装置（アクチュエータ）３２とを備える。
リンク機構３１は、図３に示すように、それぞれ第１リンク３４とこの第１リンク３４の内側に配置された第２リンク３５とを備え、これら第１リンク３４及び第２リンク３５は、Ｘ字状に交差した各リンク３４、３５の略中間位置で連結軸（軸支部材）３６により回転自在に連結されている。第１リンク３４，３４の一端部３４Ａ，３４Ａ同士は連結軸３７で連結され、この連結軸３７の両端部は、それぞれ基台３０から上方に延びる固定片３８，３８に回転自在に軸支されている。また、第１リンク３４，３４の他端部３４Ｂ，３４Ｂ同士は連結棒３９で連結されるとともに、当該他端部３４Ｂ，３４Ｂには転動ローラ４０，４０が取り付けられ、この転動ローラ４０，４０は、それぞれ載置台１３の下面に取り付けられたレール４１，４１に沿って転動可能に支持されている。これにより、第１リンク３４，３４の他端部３４Ｂ，３４Ｂは、載置台１３の下面に沿って一体でスライド移動可能に支持されている。この図３では、右側（図中奥側）の第１リンク３４の転動ローラ４０及び、当該転動ローラ４０が転動するレール４１の記載を省略している。
また、第１リンク３４には、一端部３４Ａ側が他端部３４Ｂ側よりも幅広形状に上方に延びて形成され、この部分に駆動装置３２によって進退駆動されるカムフォロアが案内される第１カム溝３４Ｃが形成されている。
【００１８】
一方、第２リンク３５，３５の一端部３５Ａ，３５Ａ同士は、連結軸４２で連結され、この連結軸４２の両端部は、それぞれ載置台１３の下面から下方に延びる固定片４３，４３に回転自在に軸支されている。固定片４３，４３は、それぞれ上記した固定片３８，３８の略上方に形成されている。また、第２リンク３５，３５の他端部３５Ｂ，３５Ｂ同士は連結棒４４で連結されるとともに、当該他端部３５Ｂ，３５Ｂには転動ローラ４５，４５が取り付けられ、この転動ローラ４５，４５は、それぞれ基台３０の上面に取り付けられたレール４６，４６に沿って転動可能に支持されている。これにより、第２リンク３５，３５の他端部３５Ｂ，３５Ｂは、基台３０の上面に沿って一体でスライド移動可能に支持されている。なお、この図３では、右側（図中奥側）の第２リンク３５の転動ローラ４５及び、当該転動ローラ４５が転動するレール４６の記載を省略している。
また、第２リンク３５には、一端部３５Ａ側が他端部３５Ｂ側よりも幅広形状に下方に延びて形成され、この部分に上記カムフォロアが案内される第２カム溝３５Ｃが形成されている。この第２カム溝３５Ｃは、第１カム溝３４Ｃと対称形状に形成されて当該第１カム溝３４Ｃと部分的に重なるように配置される。
【００１９】
駆動装置３２は、電動モータ５０と、この電動モータ５０により回転するねじ軸５１と、このねじ軸５１に噛み合わされたヘッド部５２とを備える。電動モータ５０は、板材を略コ字状に形成したブラケット５３に固定され、このブラケット５３が上記した連結軸３６，３６に取り付けられている。また、ヘッド部５２はボールねじを内蔵し、ねじ軸５１の回転により進退するように構成され、このヘッド部５２の両側面には、それぞれ軸部５２Ａ，５２Ａが突出し、これら軸部５２Ａ，５２Ａにはカムフォロア５４，５４が回転自在に取り付けられている。このカムフォロア５４，５４は、上記した第１リンク３４及び第２リンク３５にそれぞれ形成された第１カム溝３４Ｃ及び第２カム溝３５Ｃの双方に沿って当該カム溝内を移動するように配置される。
【００２０】
本実施形態では、カムフォロア５４，５４は、図２に示すように、対称形状に形成された第１カム溝３４Ｃ及び第２カム溝３５Ｃ内であって、上記連結軸３６と略同じ高さ位置に配置されている。この状態で、駆動装置３２の電動モータ５０を上昇側に駆動すると、ねじ軸５１が回転してヘッド部５２が連結軸３６に接近する方向へ相対移動する。ヘッド部５２が連結軸３６に接近する方向へ移動すると、このヘッド部５２に連結されたカムフォロア５４，５４が第１カム溝３４Ｃ及び第２カム溝３５Ｃ内を当該連結軸３６に対して水平方向に進行する。このため、図３に示すように、第１リンク３４及び第２リンク３５の各他端部３４Ｂ，３５Ｂに設けられている転動ローラ４０，４５がそれぞれレール４１，４６内をスライド移動することにより、第１リンク３４及び第２リンク３５は、図４に想像線で示すように、それぞれ起立する方向へ傾動し、両リンク機構３１，３１が上方へ伸長し、これにより載置台１３が基台３０に対して平行に上昇する。載置台１３の上昇状態は、電動モータ５０がその内蔵ブレーキ（例えば電磁式ブレーキ）により回転不能にロックされることにより維持される。
この場合、第１カム溝３４Ｃ及び第２カム溝３５Ｃは互いに対称形状に形成されるとともに、駆動装置３２がカムフォロア５４，５４を連結軸３６に対して水平方向に移動させるため、駆動装置３２（電動モータ５０）の駆動力を、カムフォロア５４，５４を介して、第１リンク３４，３４及び第２リンク３５，３５に対して均等に伝達することができる。このため、第１リンク３４，３４及び第２リンク３５，３５は、上記駆動力を受けてスムーズに起立する方向へ傾動することにより、載置台１３をスムーズな動作で上昇させることができる。
【００２１】
これに対して、電動モータ５０の内蔵ブレーキを解放するとともに該電動モータ５０を逆回転方向へ起動することにより載置台１３を下降させることができる。この載置台１３の下降時には、ヘッド部５２が連結軸３６から離間する方向へ相対移動する。すると、ヘッド部５２に連結されたカムフォロア５４，５４が第１カム溝３４Ｃ及び第２カム溝３５Ｃ内を当該連結軸３６に対して水平方向に進行する。このため、図３に示すように、第１リンク３４及び第２リンク３５の各他端部３４Ｂ，３５Ｂに設けられている転動ローラ４０，４５がそれぞれレール４１，４６内をスライド移動することにより、第１リンク３４及び第２リンク３５は、図４に示すように、それぞれ倒伏する方向へ傾動し、両リンク機構３１，３１が下方へ収縮し、これにより載置台１３が基台３０に対して平行に下降する。
この場合でも、電動モータ５０の駆動力は、カムフォロア５４，５４を介して、第１リンク３４，３４及び第２リンク３５，３５に対して均等に伝達することができる。このため、第１リンク３４，３４及び第２リンク３５，３５は、上記駆動力を受けてスムーズに倒伏する方向へ傾動することにより、載置台１３をスムーズな動作で下降させることができる。
【００２２】
本実施形態では、第１カム溝３４Ｃは上方に膨らんだ円弧状に形成され、第２カム溝３５Ｃは下方に膨らんだ円弧状に形成されて、両カム溝は第１リンク及び第２リンクをＸ字状に連結軸３６で連結した状態で対称となっている。また、第１カム溝３４Ｃ及び第２カム溝３５Ｃは、図４に示すように、これらカム溝内に位置するカムフォロア５４と連結軸３６との距離の変化量Ｌ１−Ｌ２と載置台１３の昇降量ΔＨとの比が略一定となる形状に形成されている。
発明者達の実験によれば、図５に示すように、電動モータ５０のボールねじ（ねじ軸５１）ストロークとリフタストロークとの比が１：２．５となるように、第１カム溝３４Ｃ及び第２カム溝３５Ｃが形成されている。なお、この図５において、ボールねじストロークは、カムフォロア５４と連結軸３６との距離の変化量Ｌ１−Ｌ２に相当し、リフタストロークは載置台１３の昇降量ΔＨに相当する。
この構成によれば、第１カム溝３４Ｃ及び第２カム溝３５Ｃは、カムフォロア５４と連結軸３６との距離の変化量Ｌ１−Ｌ２と、載置台１３の昇降量ΔＨとの比が略一定となるように形成されているため、載置台１３を所定の昇降量に制御するあたり、上記比から算出されるボールねじストローク分だけ電動モータ５０を駆動すれば、所定の昇降量に自動的に制御することができる。このため、載置台１３の昇降動作を素早くかつ正確に実行することができる。
【００２３】
また、本構成では、第１リンク３４及び第２リンク３５の各他端部３４Ｂ，３５Ｂ間には、当該他端部３４Ｂ，３５Ｂを近接させる方向に付勢されたばね部材（弾性体）６４が設けられている。具体的には、図２に示すように、第１リンク３４の他端部３４Ｂには、第１パイプ６０の他端６０Ａが上記転動ローラ４０の回転軸に回動自在に固定されている。この第１パイプ６０は、転動ローラ４０とともにレール４１内を摺動し、第１パイプ６０の一端６０Ｂにばね部材６４の他端が連結されている。
一方、載置台１３の前方には、第２パイプ６１が配置され、この第２パイプ６１の一端６１Ａは、載置台１３の下面から下方に延びる固定片６３に連結軸６２を介して連結されている。第２パイプ６１の他端６１Ｂは、第２リンク３５の他端部３５Ｂが連結される固定片４３に固定されるとともに、上記ばね部材６４の一端が連結されている。これにより、ばね部材６４の両端が一対のパイプ６０，６１によって支持されるため、このばね部材６４の座屈が防止される。
この構成によれば、第１リンク３４及び第２リンク３５の各他端部３４Ｂ，３５Ｂ間には、当該他端部３４Ｂ，３５Ｂを近接させる方向に付勢されたばね部材６４が設けられているため、電動モータ５０を上昇側に駆動させた場合、第１リンク３４及び第２リンク３５には、電動モータ５０の駆動力に加えてばね部材６４の付勢力が作用するため、載置台１３上にワークＷを載置した状態であっても、当該載置台１３をよりスムーズに上昇させることができる。
【００２４】
次に、載置台１３を備える搬送車１０の動作について説明する。
図６は、搬送車１０が走行する搬送経路を示す一部省略平面図である。本実施形態にかかる搬送車１０は、例えば、自動車の生産工場内の所定の搬送経路を走行するものである。この搬送経路には、複数の作業ステーション１０２ａ〜１０２ｃが設けられ、各作業ステーション１０２ａ〜１０２ｃで、載置台１３上のエンジンやギアボックス等のワークＷに対して部品の組み付け作業が行われる。
搬送経路は、各作業ステーション１０２ａ〜１０２ｃ間をそれぞれ工場内に敷設された磁気テープ８６によって接続することにより形成され、搬送車１０は、この磁気テープ８６に案内されて当該搬送経路上を走行する。
各作業ステーション１０２ａ〜１０２ｃには、作業ロボット１０６ａ〜１０６ｃが配置され、搬送車１０で搬送されたワークＷに所望の部品（図示せず）を組み付ける作業を行う。搬送車１０の制御部（高さ制御手段）２４は、搬送されるワークＷの種類に応じて各作業ステーション１０２ａ〜１０２ｃで決められた高さ位置にワークＷを昇降するために、駆動装置３２を制御する。本構成では、上述のように、電動モータ５０のねじ軸５１のストロークと載置台１３の昇降量との比が略一定となっているため、一の作業ステーション１０２ａに停止した際に、当該作業ステーション１０２ａにおけるワークＷの高さ位置に正確に当該ワークＷを昇降させることができる。このため、一の作業ステーション１０２ａでは、作業ロボット１０６ａは同一の高さ位置へ作業を行えばよく、作業性の効率の向上を図ることができる。
【００２５】
また、本実施形態では、図７に示すように、制御部２４は、作業ステーション１０２ａ〜１０２ｃごとにワークＷの作業対象箇所の高さ位置Ｈが略一定となるように駆動装置３２を制御している。制御部２４には、予め、各作業ステーションで作業されるワークの作業対象箇所の高さ位置が記憶されており、この作業対象箇所の高さを所定の高さ位置Ｈとするように電動モータ５０の動作を制御する。
具体的には、図７Ａに示すように、１番目の作業ステーション１０２ａでは、例えば、ワークＷの上部に設けられた作業対象箇所８０ａ，８０ｂに対して作業を行うため、制御部２４は、作業対象箇所８０ａ，８０ｂが高さ位置Ｈとなるように電動モータ５０を制御する。この１番目の作業ステーション１０２ａでは、作業ロボットが作業対象箇所８０ａ，８０ｂに対して所定の部品の組み付け作業を行う。
続いて、搬送車１０は、２番目の作業ステーション１０２ｂに向けて走行し、この走行途中で載置台１３を上昇させる。この場合、図７Ｂに示すように、制御部２４は、２番目の作業ステーション１０２ｂでのワークＷの作業対象箇所８２ａ，８２ｂの高さ位置が上記した高さＨとなるように電動モータ５０を制御する。そして、この２番目の作業ステーション１０２ｂでは、１番目の作業ステーション１０２ａと同様に、作業ロボットが作業対象箇所８２ａ，８２ｂに対して所定の部品の組み付け作業を行う。
続いて、搬送車１０は、３番目の作業ステーション１０２ｃに向けて走行し、この走行途中で載置台１３を下降させる。この場合、図７Ｃに示すように、制御部２４は、３番目の作業ステーション１０２ｃでのワークＷの作業対象箇所８１ａ，８１ｂの高さ位置が上記した高さＨとなるように電動モータ５０を制御する。そして、この３番目の作業ステーション１０２ｃでは、１番目、２番目の作業ステーション１０２ａ，１０２ｂと同様に、作業ロボットが作業対象箇所８１ａ，８１ｂに対して所定の部品の組み付け作業を行う。
【００２６】
この構成では、各作業ステーション１０２ａ〜１０２ｃごとに、ワークＷの作業対象箇所の高さ位置Ｈを略一定となるように電動モータ５０が制御されるため、各作業ステーションにおいて、作業ロボットは同じ高さ位置に対して所定の作業をすればよい。このため、作業ロボットとして簡単な機器（例えば、汎用機）を使用することができるため、生産ラインの簡素な構成で構築することができる。さらに、各ステーションでの作業性を格段に向上させることができる。
【００２７】
以上、説明したように、本実施形態によれば、基台３０と、この基台３０に対して昇降する載置台１３とを備える昇降装置２１において、一端部３４Ａが基台３０に軸支され、他端部３４Ｂが載置台１３に支承される第１リンク３４と、一端部３５Ａが載置台１３に軸支され、他端部３５Ｂが基台３０に支承される第２リンク３５と、これら第１リンク３４及び第２リンク３５をＸ字状に交差した位置で軸支する連結軸３６と、第１リンク３４及び第２リンク３５にそれぞれ形成された第１カム溝３４Ｃ及び第２カム溝３５Ｃの双方に沿って該カム溝内を移動するカムフォロア５４と、連結軸３６に支持されてカムフォロア５４を当該連結軸３６に対して略水平方向に進退させる駆動装置３２とを備えたため、駆動装置３２の駆動力を、カムフォロア５４を介して、第１リンク３４及び第２リンク３５に対して均等に伝達することができる。このため、第１リンク３４及び第２リンク３５は、上記駆動力を受けてスムーズに起立する方向へ傾動することにより、載置台１３をスムーズな動作で上昇させることができる。
【００２８】
また、本実施形態によれば、第１カム溝３４Ｃ及び第２カム溝３５Ｃは、連結軸３６とカムフォロア５４との距離の変化量Ｌ１−Ｌ２と、載置台１３の昇降量ΔＨとの比が略一定となる形状にそれぞれ形成されているため、載置台１３を所定の昇降量に制御するあたり、上記比から算出されるボールねじストローク分だけ電動モータ５０を駆動すれば、所定の昇降量に自動的に制御することができる。このため、載置台１３の昇降動作を素早くかつ正確に実行することができる。
【００２９】
また、本実施形態によれば、第１リンク３４及び第２リンク３５の他端部３４Ｂ，３５Ｂ間には、載置台１３に下面に沿って配置され、第１リンク３４の他端部３４Ｂと第２リンク３５の他端部３５Ｂとを連結し、当該第１リンク３４の他端部３４Ｂと第２リンク３５の他端部３５Ｂとを近接する方向に付勢するばね部材を備えるため、電動モータ５０を上昇側に駆動させた場合、第１リンク３４及び第２リンク３５には、電動モータ５０の駆動力に加えてばね部材６４の付勢力が作用するため、載置台１３上にワークＷを載置した状態であっても、当該載置台１３をよりスムーズに上昇させることができる。
【００３０】
また、本実施形態によれば、載置台１３上にワークＷを搭載して作業ステーション１０２ａ〜１０２ｃ間を走行するとともに、一のステーションに停止した際に、制御部２４は、当該ステーションで決められた高さ位置にワークＷを昇降させるように、駆動装置３２の電動モータ５０の動作を制御するため、一の作業ステーションでは、作業ロボットは同一の高さ位置への作業を行えばよく、作業性の効率の向上を図ることができる。
【００３１】
また、本実施形態によれば、制御部２４は、ステーションごとにワークＷの作業対象箇所の高さ位置を略一定となるように駆動装置３２の電動モータ５０の動作を制御するため、各作業ステーションにおいて、作業ロボットは同じ高さ位置に対して所定の作業をすればよい。このため、作業ロボットとして簡単な機器（例えば、汎用機）を使用することができるため、生産ラインの簡素な構成で構築することができる。さらに、各ステーションでの作業性を格段に向上させることができる。
【００３２】
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。例えば、本実施形態の搬送車１０は、駆動ユニット１２は、走行用モータ１５を備える構成としているが、エンジン等の内燃機関やぜんまい駆動など他の駆動源を用いることができるのは勿論である。また、本実施形態では、走行用モータ１５に電力を供給する電力供給部としてバッテリ１１を備える構成としているが、例えば、床面等に電力架線を設け、この電力架線を介して走行用モータに電力を供給する構成としても良い。また、バッテリ１１を外部電源のみで充電するのではなく、例えば、搬送車にソーラーパネルを設け、このソーラーパネルと外部電源とを併用する構成としても良い。
【００３３】
また、本実施形態では、昇降装置２１の駆動装置３２として電動モータ５０とねじ軸５１とヘッド部５２とを備える構成としたが、例えば、油圧により伸縮する油圧シリンダを用いることができるのは勿論である。
【符号の説明】
【００３４】
１０ 搬送車（車両）
１２ 駆動ユニット
１３ 載置台（昇降台）
２０ 車両本体
２０Ａ フレーム
２１ 昇降装置
２４ 制御部（高さ制御手段）
３０ 基台
３１ リンク機構
３２ 駆動装置（アクチュエータ）
３４ 第１リンク
３４Ａ 一端部
３４Ｂ 他端部
３４Ｃ 第１カム溝
３５ 第２リンク
３５Ａ 一端部
３５Ｂ 他端部
３５Ｃ 第２カム溝
３６ 連結軸（軸支部材）
５０ 電動モータ
５１ ねじ軸
５２ ヘッド部
５４ カムフォロア
６４ ばね部材（弾性部材）
８０ａ、８０ｂ、８１ａ、８１ｂ、８２ａ、８２ｂ 作業対象箇所
１０２ａ〜１０２ｃ 作業ステーション
Ｗ ワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、この基台に対して昇降する昇降台とを備える昇降装置において、
一端が前記基台に軸支され、他端が前記昇降台に支承される第１リンクと、一端が前記昇降台に軸支され、他端が前記基台に支承される第２リンクと、これら第１リンク及び第２リンクをＸ字状に交差した位置で軸支する軸支部材と、前記第１リンク及び第２リンクにそれぞれ形成された第１カム溝及び第２カム溝の双方に沿って該カム溝内を移動するカムフォロアと、前記軸支部材に支持されて前記カムフォロアを当該軸支部材に対して略水平方向に進退させるアクチュエータとを備えたことを特徴とする昇降装置。
【請求項２】
前記第１カム溝及び第２カム溝は、前記軸支部材と前記カムフォロアとの距離の変化量と、前記昇降台の昇降量との比が略一定となる形状にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１に記載の昇降装置。
【請求項３】
前記第１リンク及び前記第２リンクの他端間には、前記昇降台に沿って配置され、前記第１リンクの他端と前記第２リンクの他端とを連結し、当該第１リンクの他端と第２リンクの他方とを近接する方向に付勢する弾性部材を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の昇降装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の昇降装置を備える車両であって、
前記昇降台上にワークを搭載してステーション間を走行するとともに、一のステーションに停止した際に、当該ステーションで決められた高さ位置に前記ワークを昇降させるように、前記アクチュエータの動作を制御する高さ制御手段を備えることを特徴とする車両。
【請求項５】
前記高さ制御手段は、前記ステーションごとに前記ワークの作業対象箇所の高さを略一定となるように前記アクチュエータの動作を制御することを特徴とする請求項４に記載の車両。
【請求項１】
基台と、この基台に対して昇降する昇降台とを備える昇降装置において、
一端が前記基台に軸支され、他端が前記昇降台に支承される第１リンクと、一端が前記昇降台に軸支され、他端が前記基台に支承される第２リンクと、これら第１リンク及び第２リンクをＸ字状に交差した位置で軸支する軸支部材と、前記第１リンク及び第２リンクにそれぞれ形成された第１カム溝及び第２カム溝の双方に沿って該カム溝内を移動するカムフォロアと、前記軸支部材に支持されて前記カムフォロアを当該軸支部材に対して略水平方向に進退させるアクチュエータとを備えたことを特徴とする昇降装置。
【請求項２】
前記第１カム溝及び第２カム溝は、前記軸支部材と前記カムフォロアとの距離の変化量と、前記昇降台の昇降量との比が略一定となる形状にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１に記載の昇降装置。
【請求項３】
前記第１リンク及び前記第２リンクの他端間には、前記昇降台に沿って配置され、前記第１リンクの他端と前記第２リンクの他端とを連結し、当該第１リンクの他端と第２リンクの他方とを近接する方向に付勢する弾性部材を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の昇降装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の昇降装置を備える車両であって、
前記昇降台上にワークを搭載してステーション間を走行するとともに、一のステーションに停止した際に、当該ステーションで決められた高さ位置に前記ワークを昇降させるように、前記アクチュエータの動作を制御する高さ制御手段を備えることを特徴とする車両。
【請求項５】
前記高さ制御手段は、前記ステーションごとに前記ワークの作業対象箇所の高さを略一定となるように前記アクチュエータの動作を制御することを特徴とする請求項４に記載の車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１９５２９９（Ｐ２０１１−１９５２９９Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６５００３（Ｐ２０１０−６５００３）
【出願日】平成２２年３月１９日（２０１０．３．１９）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１９日（２０１０．３．１９）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
[ Back to top ]