(57)【要約】    【課題】安定な動作ができる荷役機械を提供する。    【解決手段】制御装置２８は、保持装置７にそれぞれ設けられた荷重センサ１２が測定した加速時重量Ｗudと加速度センサ１１が測定した加速度鉛直成分Ａと、予めそれぞれ測定しておいた無負荷バランス圧Ｐ0と比例定数ｈと、記憶装置３１に記憶された補助力調整定数ｓとをＰud-as＝Ｐ0＋Ｗud／（１＋s・Ａ／ｇ）・ｈの右辺に適用し、求めた加速時調整バランス圧Ｐud-asをシリンダ室２３の圧力にする。加速時調整バランス圧Ｐud-asは加速時バランス圧Ｐudよりも静止時バランス圧Ｐusに近い値になり、荷役機械１の動作が安定する。【選択図】図２
2018150157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気圧シリンダと、
前記空気圧シリンダのシリンダ室に接続され、前記シリンダ室に気体を圧送するエア源と、
前記シリンダ室と前記エア源との間の接続を制御し、前記シリンダ室の圧力を所望圧力にする制御装置と、
前記シリンダ室に配置され、前記シリンダ室の圧の変化に比例して移動するピストンと、
一端が前記ピストンに設けられ、前記ピストンの移動に応じて移動するアームと、
前記アームの他端に設けられ、搬送対象物を保持する保持装置と、
測定対象である重量測定対象物の質量と、前記重量測定対象物に印加される加速度の鉛直成分との積である加速時重量Ｗudを測定する荷重センサと、
前記保持装置に保持された前記搬送対象物が加速移動する際の加速度の鉛直成分である加速度鉛直成分Ａを測定する加速度センサと、が設けられ、
前記重量測定対象物には前記保持装置に保持された前記搬送対象物が含まれ、
前記制御装置によって、前記シリンダ室の圧力を、前記重量測定対象物の質量がゼロである状態で前記アームが静止されるときの前記シリンダ室の圧力である無負荷バランス圧Ｐ0に、前記荷重センサが測定した前記加速時重量Ｗudと減衰係数ζと比例定数ｈとを乗算した値(Ｗud・ζ・ｈ)を加算して加速時調整バランス圧Ｐud-asを求め、
前記シリンダ室の圧力が前記加速時調整バランス圧Ｐud-asにされる荷役機械であり、
前記減衰係数ζは、分母に前記加速度鉛直成分Ａを係数に有する項が含まれる分数にされれた荷役機械。
【請求項２】
前記減衰係数ζは、前記加速度鉛直成分Ａの値が所定の範囲内にあるときに、前記加速時重量Ｗudと前記比例定数ｈとが乗算された値が前記無負荷バランス圧Ｐ0に加算されて求められる加速時バランス圧Ｐudの値と前記搬送対象物が静止したときの重量である静止時重量Ｗusと前記比例定数ｈとが乗算されて求められる値に前記無負荷バランス圧Ｐ0が加算されて求められる静止時バランス圧Ｐusの値との間の数値範囲であって静止時バランス圧Ｐusの値を含む前記数値範囲内に前記加速時調整バランス圧Ｐud-asの値が位置するように設定された請求項１記載の荷役機械。
【請求項３】
前記加速度鉛直成分Ａを係数に有する前記項は、重力加速度ｇに対する前記加速度鉛直成分Ａの比率(Ａ／ｇ)に、予め設定された補助力調整定数ｓ(０＜ｓ＜１)が乗算された係数（ｓ・Ａ／ｇ)が含まれている請求項２記載の荷役機械。
【請求項４】
前記減衰係数ζは、次式にされた請求項３記載の荷役機械。
ζ＝１／（１＋ｓ・Ａ／ｇ)
【請求項５】
空気圧シリンダと、
前記空気圧シリンダのシリンダ室に接続され、前記シリンダ室に気体を圧送するエア源と、
前記シリンダ室と前記エア源との間の接続を制御し、前記シリンダ室の圧力を所望圧力にする制御装置と、
前記シリンダ室に配置され、前記シリンダ室の圧力の変化に比例して移動するピストンと、
一端が前記ピストンに設けられ、前記ピストンの移動に応じて移動するアームと、
前記アームの他端に設けられ、搬送対象物を保持する保持装置と、
測定対象である重量測定対象物の質量と前記重量測定対象物に印加される加速度の鉛直成分との積である加速時重量Ｗudを測定する荷重センサと、
前記保持装置に保持された前記搬送対象物が加速移動する際の加速度の鉛直成分である加速度鉛直成分Ａを測定する加速度センサと、が設けられた荷役機械を制御する制御方法であって、
前記重量測定対象物には前記保持装置に保持された前記搬送対象物を含み、
前記制御装置は、前記シリンダ室の圧力を、前記重量測定対象物の質量がゼロである状態で前記アームが静止されるときの前記シリンダ室の圧力である無負荷バランス圧Ｐ0に、前記荷重センサが測定した前記加速時重量Ｗudと比例定数ｈと減衰係数ζとを乗算した値(Ｗud・ζ・ｈ)を加算して加速時調整バランス圧Ｐud-asを求め、
前記シリンダ室の圧力が前記加速時調整バランス圧Ｐud-asにされる荷役機械を制御する荷役機械の制御方法であり、
前記減衰係数ζは、分母に前記加速度鉛直成分Ａを係数に有する項を含んだ分数にする荷役機械の制御方法。
【請求項６】
前記減衰係数ζは、前記加速度鉛直成分Ａの値が所定の範囲内であるときに、前記加速時重量Ｗudと前記比例定数ｈとを乗算した値を前記無負荷バランス圧Ｐ0に加算して求める加速時バランス圧Ｐudの値と、前記搬送対象物が静止したときの重量である静止時重量Ｗusに前記比例定数ｈを乗算して求める値に前記無負荷バランス圧Ｐ0を加算して求める静止時バランス圧Ｐusの値との間の数値範囲であって前記静止時バランス圧Ｐusの値を含む前記数値範囲内に前記加速時調整バランス圧Ｐud-asの値が位置するように設定された請求項５記載の荷役機械の制御方法。
【請求項７】
前記加速度鉛直成分Ａを係数に有する前記項には、重力加速度ｇに対する前記加速度鉛直成分Ａの比率(Ａ／ｇ)に、予め設定された補助力調整定数ｓ(０＜ｓ＜１)が乗算された係数（ｓ・Ａ／ｇ)を含ませる請求項６記載の荷役機械の制御方法。
【請求項８】
前記減衰係数ζを、次式にする請求項７記載の荷役機械の制御方法。
ζ＝１／（１＋ｓ・Ａ／ｇ)
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送対象物を人手で移動させる際の補助となる荷役機械に係り、特に、搬送対象物を素早く安全確実に移動させることができる荷役機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
エア制御による荷役機械の主な制御方式について、以下に従来技術を説明する。
従来の荷役機械制御方法には、一般的に以下の２つの制御方法がある。
【０００３】
１．  搬送するワークの重量が既知の場合の荷役機械制御方法
荷役機械のアームがワークを把持してワークを空中で静止させたときのシリンダの内部の圧力は、負荷バランス圧と呼び、アームにワークを把持させない無負荷の状態で、アームを空中で静止させたときのシリンダの内部の圧力は無負荷バランス圧と呼ぶとする。
【０００４】
荷役機械に、無負荷バランス圧と、搬送するワークの重量に対応した負荷バランス圧とを予め装置内部に記憶（設定）しておき、ワークを把持した後、シリンダ内部の圧力(シリンダ圧)を無負荷バランス圧から記憶されている負荷バランス圧に切り替えて、荷役機械を負荷バランスモードに設定しワークを空中に持ち上げる。
【０００５】
ここで負荷バランスモードとは、荷役機械本体内の支点に対して、ワーク（負荷）側の力のモーメントとシリンダ側の力のモーメントが常に釣り合うようにシリンダ圧を制御する動作モードであり、負荷バランスモードでは、シリンダ圧は、ワークの重量に応じた負荷バランス圧に設定されており、人手によりワークに力が印加されたときにも、シリンダ圧は、荷役機械のアームの角度や位置に関係なく、設定された負荷バランス圧を一定にするよう制御することにより、小さい力でワークを上下動させることを可能にしている。
【０００６】
負荷バランスモードでワークを搬送し着地させて把持しているワークを開放する場合は、シリンダ圧を無負荷バランス圧に切り替えることで、荷役機械を負荷バランスモードから無負荷バランスモードに移行させた後でアームとワークとを分離させる。
【０００７】
しかし、負荷バランスモードでは、負荷バランス圧が設定されワーク把持後にワーク重量が変化した場合には、ワークを把持したままの状態でアームが上昇又は下降してしまう、という不都合がある。
【０００８】
２．搬送するワークの重量が不明の場合の荷役機械制御方法
重量が不明のワークを空中に持ち上げるために、ワークを把持した後、クレーンモードでワークを空中に持ち上げ、停止させる。
【０００９】
ここで、クレーンモードでは、オペレータの手元に上下動作指令入力ユニットを設け、オペレータによって同ユニットに上昇動作指令が入力されると、シリンダにエアを供給することによってシリンダ圧を増圧し、アーム及び荷役機械で把持したワークを上昇させる。また、上下動作指令器に下降動作指令が入力されると、シリンダ内のエアを排気することによってシリンダ圧を減圧しアームを下降させる。把持したワークが空中に持ち上げられ、静止したときのシリンダ圧は負荷バランス圧に設定されているので、クレーンモードでは、重量が不明のワークを持ち上げ、持ち上げたときのシリンダ圧を負荷バランス圧として検出し記憶する。
【００１０】
記憶した負荷バランス圧がシリンダ圧に設定され、クレーンモードからバランスモードに切り替えられると、ワークを人手で上下方向に自在に移動させることができる。
把持したワークを開放する場合は、バランスモードでワークを着地させた後、バランスモードからクレーンモードに切り替え、シリンダの内部が高圧の負荷バランス圧の状態から、低圧の無負荷バランス圧になるまで排気処理し、無負荷バランス圧状態になったらワーク把持部をワークから分離させる。
【００１１】
３．クレーンモードとバランスモードの制御方法の比較
クレーンモードが、シリンダへのエア流量を制御することによってシリンダ圧を制御し、ワークを上下動させる流量制御方式であるのに対し、バランスモードでは、シリンダの内部の圧力を一定圧に制御している圧力制御方式となっている。
【００１２】
クレーンモードは、ワーク重量が不明の場合でもワークを把持して空中に吊り上げ、搬送することが可能な動作であるが、バランスモードとは異なり、シリンダへのエアの供給量や排気量に制限があったり、シリンダへのエアの吸排気量を高精度で制御することが難しいため、把持したワークを素早くかつ正確な位置に位置決めするような作業には適さない。
【００１３】
一方、バランスモードは、シリンダの内部圧力を荷役機械に設定された圧力に一定に保つことによって、空中に持ち上げたワーク自体を作業者が手にとって、手の微妙な感覚で自在に上下動させることが可能な動作モードであり、素早く所望の位置にワークの位置決めすることが可能である。しかし、クレーンモードとは異なり、ワーク重量が不明でワーク吊り上げ時のシリンダ圧が特定できないような作業には基本的には対応できない。
【００１４】
この場合は、先ず、荷役機械をクレーンモードにしてワークを空中に持ち上げ、そのときの負荷シリンダ圧を記憶し、さらに記憶した負荷バランス圧をシリンダ圧に設定し、クレーンモード（流量制御）からバランスモード（圧力制御）に切り替えてバランスモードでワークの搬送を行い、ワークを着地面に置いて開放する際にはクレーンモードに変更して作業を行う必要がある。ワークを開放する場合は、クレーンモードに切り替えずバランスモードにおいて、負荷バランス圧から無負荷バランス圧に瞬時に変えて開放してもよい。
【００１５】
このように従来の一般的なエア制御による荷役機械では、作業手順や作業内容に合わせて、クレーンモード（流量制御）とバランスモード（圧力制御）を切り替えて作業を行うこともある。
【００１６】
４．他の技術
ワークが重量変化したときのバランスモードの問題点を解決するために、従来技術（特開平10-182100(「エア式荷役物運搬機械の電気制御方法」アイコクアルファ(株))の荷役機械のワーク把持機構には荷重センサが搭載されており、常時荷重センサによってワークの重量を測定し、その測定結果に基づいて負荷バランス圧を変更し、リアルタイムでシリンダ圧が負荷バランス圧になるようにシリンダの内部圧力を制御する。
【００１７】
この荷役機械では、ワークの重量が不明の場合でも荷重センサによって重量を測定し、クレーンモードを使用することなくバランスモードだけで、ワーク把持、持ち上げ、移動、着地、開放動作ができるので、重量が不明の様々な重量のワークに対しても、速いタクトタイムで搬送することができる。
【００１８】
しかしながらこの制御方法では、重量が不明の多種のワークを搬送できるものの、空中で上下方向に加速移動したときに発生する慣性力によって、シリンダ圧を過度に加圧及び減圧させることになるため、急加速移動や高速動作が発生しやすく、ワークを着地面に衝突させるなどの危険な状態を生じたり、また、所望の位置でワークを停止させることが難しくなるという事態が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開平１０−１８２１００号公報
【特許文献２】特公平８−２９９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明の課題は、ワークを素早く安定して移動させることができる荷役機械とその制御方法とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するために創作されたものであり、空気圧シリンダと、前記空気圧シリンダのシリンダ室に接続され、前記シリンダ室に気体を圧送するエア源と、前記シリンダ室と前記エア源との間の接続を制御し、前記シリンダ室の圧力を所望圧力にする制御装置と、前記シリンダ室に配置され、前記シリンダ室の圧の変化に比例して移動するピストンと、一端が前記ピストンに設けられ、前記ピストンの移動に応じて移動するアームと、前記アームの他端に設けられ、搬送対象物を保持する保持装置と、測定対象である重量測定対象物の質量と、前記重量測定対象物に印加される加速度の鉛直成分との積である加速時重量Ｗudを測定する荷重センサと、前記保持装置に保持された前記搬送対象物が加速移動する際の加速度の鉛直成分である加速度鉛直成分Ａを測定する加速度センサと、が設けられ、前記重量測定対象物には前記保持装置に保持された前記搬送対象物が含まれ、前記制御装置によって、前記シリンダ室の圧力を、前記重量測定対象物の質量がゼロである状態で前記アームが静止されるときの前記シリンダ室の圧力である無負荷バランス圧Ｐ0に、前記荷重センサが測定した前記加速時重量Ｗudと減衰係数ζと比例定数ｈとを乗算した値(Ｗud・ζ・ｈ)を加算して加速時調整バランス圧Ｐud-asを求め、前記シリンダ室の圧力が前記加速時調整バランス圧Ｐud-asにされる荷役機械であり、前記減衰係数ζは、分母に前記加速度鉛直成分Ａを係数に有する項が含まれる分数にされれた荷役機械である。
本発明は荷役機械であって、前記減衰係数ζは、前記加速度鉛直成分Ａの値が所定の範囲内にあるときに、前記加速時重量Ｗudと前記比例定数ｈとが乗算された値が前記無負荷バランス圧Ｐ0に加算されて求められる加速時バランス圧Ｐudの値と、前記搬送対象物が静止したときの重量である静止時重量Ｗusと前記比例定数ｈとが乗算されて求められる値に前記無負荷バランス圧Ｐ0が加算されて求められる静止時バランス圧Ｐusの値との間の数値範囲であって静止時バランス圧Ｐusの値を含む前記数値範囲内に前記加速時調整バランス圧Ｐud-asの値が位置するように設定された荷役機械である。
本発明は荷役機械であって、前記加速度鉛直成分Ａを係数に有する前記項は、重力加速度ｇに対する前記加速度鉛直成分Ａの比率(Ａ／ｇ)に、予め設定された補助力調整定数ｓ(０＜ｓ＜１)が乗算された係数（ｓ・Ａ／ｇ)が含まれている荷役機械である。
本発明は荷役機械であって、前記減衰係数ζは、次式にされた荷役機械である。
ζ＝１／（１＋ｓ・Ａ／ｇ)
本発明は、空気圧シリンダと、前記空気圧シリンダのシリンダ室に接続され、前記シリンダ室に気体を圧送するエア源と、前記シリンダ室と前記エア源との間の接続を制御し、前記シリンダ室の圧力を所望圧力にする制御装置と、前記シリンダ室に配置され、前記シリンダ室の圧力の変化に比例して移動するピストンと、一端が前記ピストンに設けられ、前記ピストンの移動に応じて移動するアームと、前記アームの他端に設けられ、搬送対象物を保持する保持装置と、測定対象である重量測定対象物の質量と、前記重量測定対象物に印加される加速度の鉛直成分との積である加速時重量Ｗudを測定する荷重センサと、前記保持装置に保持された前記搬送対象物が加速移動する際の加速度の鉛直成分である加速度鉛直成分Ａを測定する加速度センサと、が設けられた荷役機械を制御する制御方法であって、前記重量測定対象物には前記保持装置に保持された前記搬送対象物を含み、前記制御装置は、前記シリンダ室の圧力を、前記重量測定対象物の質量がゼロである状態で前記アームが静止されるときの前記シリンダ室の圧力である無負荷バランス圧Ｐ0に、前記荷重センサが測定した前記加速時重量Ｗudと比例定数ｈと減衰係数ζとを乗算した値(Ｗud・ζ・ｈ)を加算して加速時調整バランス圧Ｐud-asを求め、前記シリンダ室の圧力が前記加速時調整バランス圧Ｐud-asにされる荷役機械を制御する荷役機械の制御方法であり、前記減衰係数ζは、分母に前記加速度鉛直成分Ａを係数に有する項を含んだ分数にする荷役機械の制御方法である。
本発明は荷役機械の制御方法であって、前記減衰係数ζは、前記加速度鉛直成分Ａの値が所定の範囲内であるときに、前記加速時重量Ｗudと前記比例定数ｈとを乗算した値を前記無負荷バランス圧Ｐ0に加算して求める加速時バランス圧Ｐudの値と、前記搬送対象物が静止したときの重量である静止時重量Ｗusに前記比例定数ｈを乗算して求める値に前記無負荷バランス圧Ｐ0を加算して求める静止時バランス圧Ｐusの値との間の数値範囲であって前記静止時バランス圧Ｐusの値を含む前記数値範囲内に前記加速時調整バランス圧Ｐud-asの値が位置するように設定された荷役機械の制御方法である。
本発明は荷役機械の制御方法であって、前記加速度鉛直成分Ａを係数に有する前記項には、重力加速度ｇに対する前記加速度鉛直成分Ａの比率(Ａ／ｇ)に、予め設定された補助力調整定数ｓ(０＜ｓ＜１)が乗算された係数（ｓ・Ａ／ｇ)を含ませる荷役機械の制御方法である。
本発明は荷役機械の制御方法であって、前記減衰係数ζを、次式にする荷役機械の制御方法である。
ζ＝１／（１＋ｓ・Ａ／ｇ)
【発明の効果】
【００２２】
ワークを着地した状態におけるワーク把持後の無負荷バランス圧状態から負荷バランス圧への切り替えや、逆の負荷バランス圧から無負荷バランス圧への切り替え時間を短縮できるため、ワークの搬送作業が素早く迅速に行えるようになる。
重量が不明の多種のワークを搬送する作業などを行う場合でも、本発明によるバランスモードによってスムースかつ速いタクトタイムで作業を行うことができる。
【００２３】
取り扱うワークが重い場合や、上下動作中のワークを急停止させる場合でも、安定したバランスモードで作業を行うことができる。
要するに、本発明は、運搬対象物に対する過加速移動や高速動作を防止できるので、重量が不明なワークを小さな力で安定した運搬ができる、という効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の荷役機械を説明するための図
【図２】本発明の荷役機械の電気回路ブロックを説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１の符号１は、本発明の一実施例である荷役機械を示しており、該荷役機械１は、床面１４上に配置された台座３５に設けられており、台座３５に垂直に立設された支柱２と、支柱２の上部に設けられた制御ボックス３とを有している。制御ボックス３にはアーム４の一端が挿入されている。
【００２６】
制御ボックス３の内部には、図２の符号２０で示す空気圧シリンダが配置されている。この空気圧シリンダ２０は、円筒形形状の筒体２１と、筒体２１の内部に配置されたピストン２２とを有しており、アーム４の一端はピストン２２に接続されている。
【００２７】
また、制御ボックス３の内部には、アーム４を支持する支点２４が設けられている。ピストン２２は筒体２１の中心軸線に沿って往復移動可能に構成されており、ピストン２２が移動すると、アーム４は、支点２４を中心に所定の角度範囲で上下方向に回転移動する。
【００２８】
エア源２５は気体(ここでは空気)を圧送する装置であり、ピストン２２と筒体２１の底面との間の空間をシリンダ室２３と呼ぶと、シリンダ室２３はエア源２５に、電空圧力比例弁２６を介して接続されている。
【００２９】
電空圧力比例弁２６から圧縮空気がシリンダ室２３の内部に圧送されると、シリンダ室２３の圧力が上昇し、ピストン２２は、シリンダ室２３の容積が膨張する方向に移動する。ここでは、ピストン２２は鉛直下方に移動する。
【００３０】
電空圧力比例弁２６を制御することにより、シリンダ室２３内の圧縮空気は電空圧力比例弁２６を介して大気に放出することができるように構成されており、シリンダ室２３内の圧縮空気が大気に放出されるとピストン２２はシリンダ室２３の容積が縮小する方向に移動する。ここではピストン２２は鉛直上方に移動する。
【００３１】
エア源２５と電空圧力比例弁２６との動作により、シリンダ室２３の圧力が変更され、ピストン２２が上下に移動すると、ピストン２２の上下の移動に伴いアーム４が支点２４を中心に上下の方向に回転移動する。
【００３２】
アーム４は、第１〜 第３の部分アーム４ａ〜４ｃから構成されており、ピストン２２には、第１の部分アーム４ａの一端が接続され、第１の部分アーム４ａの他端には、第２の部分アーム４ｂを介して第３の部分アーム４ｃが接続されている。第３の部分アーム４ｃは、第２の部分アーム４ｂに鉛直に吊下されており、その第３の部分アーム４ｃの下端には、保持装置７が設けられている。
【００３３】
シリンダ室２３が増圧されてピストン２２が鉛直下方に移動すると、保持装置７は上方に移動し、シリンダ室２３が減圧されてピストン２２が鉛直上方に移動すると保持装置７は下方に移動する。
【００３４】
制御ボックス３の内部には制御装置２８が設けられており、電空圧力比例弁２６によるシリンダ室の圧力(シリンダ圧)の圧力制御は制御装置２８によって動作制御されているので、保持装置７の上下移動は制御装置２８によって制御されることになる。
【００３５】
保持装置７には、荷重センサ１２と、ワーク把持部１３と、加速度センサ１１とが設けられている。
荷重センサ１２は、第３の部分アーム４ｃの下端に、アーム４によって懸吊されるように設けられており、加速度センサ１１は、荷重センサ１２に取りつけられており、荷重センサ１２と共にアーム４によって吊下されている。
【００３６】
ワーク把持部１３は荷重センサ１２に吊下されている。ワーク把持部１３には不図示のクランプ機構が設けられており、クランプ機構は制御装置２８によって制御され、制御装置２８により、搬送対象物であるワーク１７の把持と、把持の解除とが行われるようになっている。クランプ機構に替えてワーク把持部１３に吸着機構を設けワーク１７を把持したり、またはフックを設け、ワーク１７をフックによって吊下することで、ワーク１７を保持するようにしてもよい。
【００３７】
ワーク把持部１３にワーク１７を把持させた状態では、ワーク把持部１３と、ワーク把持部１３に把持されたワーク１７とは荷重センサ１２に懸吊されたことになり、荷重センサ１２は、ワーク把持部１３と、ワーク把持部１３に把持されたワーク１７とを測定対象にしている。
【００３８】
加速度センサ１１と荷重センサ１２とは制御装置２８に電気的に接続されており、荷重センサ１２の測定結果と加速度センサ１１の測定結果は、制御装置２８に出力される。
【００３９】
図２には、荷重センサ１２と加速度センサ１１とは、アーム４にそれぞれ吊下された状態の外観と、制御装置２８に電気的に接続された状態を示す電気ブロックとが、別々に記載されているが、図２の中で同じ符号が付された部材は同一部材である。
制御ボックス３の内部には記憶装置３１が配置されており、記憶装置３１に記憶された数値は、制御装置２８によって読み出すことができる。
【００４０】
荷役機械１の動作について説明する。
荷重センサ１２の測定対象を重量測定対象物１８と呼ぶと、ワーク１７は、重量測定対象物１８に含まれており、この例では、重量測定対象物１８にはワーク把持部１３も含まれており、荷重センサ１２は、ワーク１７と把持部１３とで構成される重量測定対象物１８の重量を測定するようにされている。
【００４１】
先ず、保持装置７からワーク把持部１３が取り外されていて、ワーク１７とワーク把持部１３とがアーム４から分離されている状態では、荷重センサ１２が検出する重量はゼロであり、その状態を無負荷状態と呼び、また、無負荷状態でアーム４が空中で静止しているときのシリンダ室２３の圧力を無負荷バランス圧Ｐ0とすると、無負荷バランス圧Ｐ0は予め測定され、記憶装置３１に記憶されている。
【００４２】
保持装置７が無負荷状態の場合、制御装置２８は、エア源２５と電空圧力比例弁２６を制御し、シリンダ室２３の圧力を無負荷バランス圧Ｐ0に設定する。
【００４３】
ワーク１７を保持した保持装置７が加速移動をしていないとき、即ち、空中で静止している状態、又は、等速度移動をしている状態を非加速移動状態と呼ぶと、非加速移動状態では、ワーク１７には鉛直下向きに重力加速度ｇ(＝9.80665m/sec2)だけが印加されている。
【００４４】
ここで、搬送対象物であるワーク１７の質量とワーク把持部１３の質量とを合算した値を測定対象質量Ｍとし、重量測定対象物１８が非加速移動状態にあるときの重量測定対象物１８の重量を静止時重量Ｗusとすると、ワーク質量Ｍと重力加速度ｇ(＝9,8m/sec2)とから、静止時重量Ｗusは、
Ｗus＝Ｍ・ｇ  [単位：Ｎ]    
と表される。静止時重量Ｗusは、重量測定対象物１８が静止又は等速度移動しているときの重量測定対象物１８の重量である。
【００４５】
保持装置７がワーク１７を保持した状態で重量測定対象物１８が静止しているときのシリンダ室２３の内部圧力を静止時バランス圧Ｐusとすると、静止時バランス圧Ｐusの無負荷バランス圧Ｐ0からの増圧分と、静止時重量Ｗusとの間は比例関係になるので、その比例関係の比例定数をｈとすると、静止時バランス圧Ｐusは次式で表すことができる。
【００４６】
Ｐus ＝  Ｐ0 ＋  Ｗus・ｈ                  ・・・・・・(1)
【００４７】
(1)式から比例定数ｈを求めると、
ｈ＝（Ｐus −Ｐ0）／Ｗus                   ・・・・・・(2)
となる。
【００４８】
比例定数ｈが分かっていれば、重量測定対象物１８の静止時重量Wusを測定することにより、(1)式からそのときの負荷バランス圧は容易に算出が可能になる。
【００４９】
そこで、次に比例定数ｈの求め方について説明する。ワーク把持部１３の重量は一般的に既知であるから、静止時重量が既知である標準物をワーク１７として含む重量測定対象物１８の静止時重量Ｗkも既知である。
【００５０】
その標準物を含む重量測定対象物１８の静止時重量を基準重量Ｗk、標準物をワーク１７として保持装置７に把持させて持ち上げて保持装置７を静止させたときのシリンダ室２３の内部圧力を測定し、基準バランス圧Ｐkとすると、基準重量Ｗkと基準バランス圧Ｐkとの間には、
Ｐk ＝  Ｐ0 ＋  Ｗk・ｈk
の関係があり、この式から基準バランス圧Ｐkを表す式に含まれる比例定数ｈkは、
ｈk＝（Ｐk −Ｐ0）／Ｗk                           ・・・・・・(2a)
と表せる。
【００５１】
(1)、(2)式の比例定数ｈは、
ｈ＝ｈk
【００５２】
既知の無負荷バランス圧Ｐ0とここで測定した基準バランス圧Ｐkと標準物の静止時重量Ｗkとを上記(2a)式に適用して比例定数ｈを求め、記憶装置３１に記憶させておく。このように、比例定数ｈは予め決定しておくことができる。
【００５３】
ワーク１７を空中に持ち上げるときの制御動作を説明すると、ワーク１７の把持直後は、ワーク１７は接地された状態にあり、重量測定対象物１８の全重量は接地面で受けており、荷重センサ１２で検出される重量測定対象物１８の重量は０の状態にある。この状態から、オペレータが取っ手１４を操作して上方向の力を加えると、部分アーム４ｃは上方向に僅かに動き、荷重センサ１２で重量測定対象物１８の一部の重量が検出される。
【００５４】
検出された重量（一部）を、静止時重量Ｗusとして(1)式に適用すると、静止時バランス圧Ｐusは増圧し、シリンダ圧が増圧することになる。このシリンダ室の増圧により部分アーム４ｃは上方向に移動しようするため、荷重センサ１２で検出される重量はさらに増量する。この検出される重量の増量により、シリンダ室２３はさらに増圧する。
【００５５】
以上の制御動作を繰り返していくと、接地面で受けていた重量測定対象物１８の重量は徐々にアーム４に印加されるようになり、荷重センサ１２の測定値も大きくなり、ワーク１７が接地面を離れた時点では、荷重センサ１２は、重量測定対象物１８の全重量を検出することになる。このとき、シリンダ圧は重量測定対象物１８の重量に対応した負荷バランス圧に設定され、把持したワーク１７は空中に持ち上がる。
【００５６】
次に、把持したワーク１７を上下方向に加速移動させるときのシリンダ室２３の圧力について説明する。
加速度センサ１１は荷重センサ１２に固定されており、加速度センサ１１は、加速度センサ１１が加速移動される際に、加速度センサ１１に発生した加速度の鉛直成分を測定するように構成されている。ここで、加速度センサ１１が測定した加速度の鉛直方向の成分の大きさを加速度鉛直成分Ａとすると、加速度センサ１１が出力した加速度鉛直成分Ａを示す信号は、荷重センサ１２が出力したワーク１７の重量を示す信号と共に、制御装置２８に入力されている。
【００５７】
荷重センサ１２には取っ手１４が設けられており、オペレータが取っ手１４を把持して荷重センサ１２を上下方向に移動させると、少なくとも移動開始の時と移動終了の時とには、ワーク１７を移動させるための加速度が発生し、荷重センサ１２と重量測定対象物１８とは同じ加速度で加速移動をする。
【００５８】
ここで、重量測定対象物１８に含まれる部材に印加される加速度は、互いに同じ方向と同じ値であるものとし、ワーク１７の動きを説明する。
ワーク１７が加速移動する際の加速度は、水平方向の成分と水平方向と直交する鉛直方向の成分とに分解できるので、ワーク１７が加速移動するときの加速度の鉛直方向の成分を鉛直加速度ａとすると、ワーク１７に印加された鉛直方向の加速度は、重力加速度ｇ＋鉛直加速度ａの値になるから、加速移動中に荷重センサ１２によって検出される加速移動時の重量測定対象物１８の重量である加速時重量Ｗudは、
Ｗud＝M・(ｇ＋ａ)    [単位：Ｎ]
と表される。
【００５９】
静止時重量Ｗusと加速時重量Ｗudとの間には、Ｗus=M・ｇより次の関係式が成り立つ。
Ｗud  ＝  Ｗus（１＋ａ／ｇ）                    ・・・・・  (3)
【００６０】
ここで、ワーク１７はワーク把持部１３を介して荷重センサ１２に懸吊されおり、重量測定対象物１８はワーク１７とワーク把持部１３とで構成されている。
【００６１】
上記(3)式中の鉛直加速度ａの符号（正又は負）は、重量測定対象物１８が下方に加速移動するときは負(-g<ａ<0)であり、重量測定対象物１８が上方に加速移動するときは正(0<ａ)になる。従って、重量測定対象物１８が下方に加速移動するときは、加速時重量Ｗudは静止時重量Ｗusよりも減少し、上方に加速移動するときは、加速時重量Ｗudは静止時重量Ｗusよりも大きくなる。
【００６２】
(3)式から、例えば、取っ手１４を把持して荷重センサ１２を、重力加速度ｇに等しい値の鉛直加速度a(a=ｇ)で上方に加速移動させた場合には、重量測定対象物１８の加速時重量Ｗudは静止時重量Ｗusの２倍になる。
【００６３】
重量測定対象物１８が非加速移動状態から、上又は下方向に鉛直加速度ａを有する加速度で加速移動をしているときには、静止時重量Ｗusと静止時バランス圧Ｐusとの関係を示す(1)式は、加速時重量Ｗudと加速時バランス圧Ｐudとの関係を示す次の(5)式に書きかえることができる。
Ｐud ＝ Ｐ0 ＋ Ｗud  ・ｈ                      ・・・・・・(5)
【００６４】
加速時重量Ｗudは荷重センサ１２によって測定され、制御装置２８に出力されるので、制御装置２８は、従来技術の荷役機械のように、(5)式によって加速時バランス圧Ｐudを算出し、シリンダ室２３の圧力を加速時バランス圧Ｐudに設定することができる。
【００６５】
非加速移動状態の場合、Ｐud ＝Ｐus、Ｗud ＝Ｗusとなるが、上方に加速移動している場合、即ち加速時重量Ｗudが静止時重量Ｗusよりも大きい場合は、加速時バランス圧Ｐudは静止時バランス圧Ｐusよりも大きくなり、その結果、保持装置７には上向きの補助力が働くことになる。逆に、下方向に加速移動している場合、即ち加速時重量Ｗudが静止時重量Ｗusよりも小さい場合は、加速時バランス圧Ｐudは静止時バランス圧Ｐusよりも小さくなり、その結果、保持装置７には下向きの補助力が働くことになる。
【００６６】
(5)式と(3)式とによって加速時重量Ｗudを消去すると、加速時バランス圧Ｐudは次の(6)式で表せる。
Ｐud ＝ Ｐ0 ＋ Ｗus・（１＋ａ／ｇ）・ｈ
＝ Ｐ0  ＋ Ｗus・ｈ ＋ Ｗus・（ａ／ｇ）・ｈ    ・・・・・・(6)
【００６７】
(6)式と(1)式とから、
Ｐud ＝ Ｐus ＋ Ｗus・（ａ／ｇ）・ｈ                    ・・・・・・(7)
【００６８】
この(7)式から、重量測定対象物１８が、鉛直方向には鉛直加速度ａで加速移動する際には、加速時バランス圧Ｐudは、静止時バランス圧Ｐusに、Ｗus・（ａ／ｇ）・ｈの値だけ増減され、補助力が働くことになる。オペレータが取っ手１４に力を加えてアーム４を動かし、重量測定対象物１８に鉛直加速度ａが発生すると、重量測定対象物１８の重量変化が空気圧シリンダ２０の内部圧力を変化させ、その結果、発生する補助力によってオペレータの力が大きく助力され、オペレータは非常に小さな力で重量測定対象物１８を移動させることができるようになる。この場合、オペレータに要求される操作力は、補助力がない場合のバランスモードに比べてかなり軽減され、重量測定対象物１８を楽に移動できるようになる。
【００６９】
例えば、静止時の荷重センサによる検出重量が100[kg]の重量測定対象物１８を、荷重センサ１２に吊り下げて静止させた状態から、オペレータが取っ手１４を把持して下方向に加速度0.1Ｇ(1.0Ｇ=9.8m/Sec2)で移動させる場合には、(3)式から、荷重センサ１２で検知される荷重センサによる加速時重量Ｗudは、
Ｗud  ＝ 100×（１−0.1）= 90 [kg] 
となる。
【００７０】
このＷudの値は、100[kg]の重量測定対象物１８を加速度0.1Gで下降させたときのシリンダ室２３の圧力は、90[kg]の重量測定対象物１８を空中で静止させたときと同じ圧力が設定されることを示しており、空気圧シリンダ２０による重量測定対象物１８の静止保持力が10[kg]減少することから、10[kg]の押し下げ力が保持装置７に印加されたことになるので、オペレータによる下降操作をさらに加勢する方向で動作し、下降動作を加速することになる。
【００７１】
しかしながら、上述したように加速移動中の重量測定対象物１８には、大きな補助力が発生しているため、下方に加速移動中の重量測定対象物１８を急停止させるためには、加速時重量Ｗudを静止時重量Ｗusよりも大きくする必要があるため、取っ手１４に大きな押し上げ力が必要になる。
【００７２】
例えば、下方に0.1Gで加速移動している静止時重量100kgの重量測定対象物１８を上方向に力を加えて停止させようとすれば、オペレータは取っ手１４に10kgを越える上向きの力を印加する必要があり、さらに瞬時に停止させる場合は大きな加速度が必要となるため、さらに大きな力を加える必要がある。
【００７３】
その上、実際の制御部には回路動作に遅れがあり、また、空気圧シリンダ２０へのエア吸排気能力にも限界があるため、10kgを越える上向きの力を短時間印加しても、直ぐには上方向への補助力は働かない。アームを停止させるためには10kgを越える力を上方向の補助力が働くまで、即ち上方向への加速度が発生するまでは、印加し続ける必要がある。
【００７４】
そして、移動中の重量測定対象物１８を停止させるために必要な取っ手１４に印加する操作力は、重量測定対象物１８の測定対象質量Ｍの大きさに応じて増大する上、移動状態から短時間で停止させようとすると大きな操作力が必要になるため、取っ手１４に印加する操作力は非常に大きくなり、作業条件によっては所定の位置で停止させることが困難になる。そのため、降下中のワーク１７を静かに地面に着地させることができなくなったり、場合によってはワークを着地面に衝突させてしまう等の事態が発生し得る。
【００７５】
上述したように、図１、２の荷役機械１の加速度センサ１１は、荷重センサ１２に固定されており、オペレータがワーク１７を保持する保持装置７の取っ手１４を把持して保持装置７を加速移動させたときに、加速度センサ１１は、加速度センサ１１に印加された加速度の鉛直方向の成分を測定し、制御装置２８に出力している。
【００７６】
無負荷バランス圧Ｐ0の値と比例定数ｈの値と重力加速度ｇの値は記憶装置３１に記憶されている。本発明の制御装置２８では、記憶装置３１から上記記憶内容を読み出し、加速度センサ１１の測定値の加速度鉛直成分Ａ(m/sec2)と加速移動時の加速時重量Ｗudが測定され入力されると、次式、
【００７７】
Ｐud-as＝Ｐ0＋Ｗud／（１＋ｓ・Ａ／ｇ）・ｈ        ・・・・・・(9)
(０＜ｓ＜１)     
によって加速時調整バランス圧Ｐud-asを算出する。
【００７８】
上記(9)式中の記号ｓは補助力調整定数であり、補助力調整定数ｓは無負荷バランス圧Ｐ0等の数値と共に記憶装置３１に記憶されており、制御装置２８によって読み出される。
【００７９】
制御装置２８は、エア源２５と電空圧力比例弁２６とのいずれか１又は２以上の部材を制御し、シリンダ室２３の圧力を加速時調整バランス圧Ｐud-asにする。
【００８０】
加速時重量Ｗudと加速度鉛直成分Ａとは、短時間間隔で繰り返し測定されて測定結果が制御装置２８に入力されており、短時間間隔で加速時調整バランス圧Ｐud-asを繰り返し算出し、シリンダ室２３の設定圧力を変更する。
【００８１】
(9)式中、補助力調整定数ｓと比例定数ｈと重力加速度ｇは正数であるが、加速度鉛直成分Ａは、正数、ゼロ、又は負数の場合があるので、測定が予想される加速度鉛直成分Ａの値の数値範囲内に於いて、(9)式の分母がゼロにならず、−１＜ｓ・Ａ／ｇの大小関係が成立するように補助力調整定数ｓは設定される。
【００８２】
なお、加速度センサ１１が、加速度センサ１１に発生した加速度と加速度の方向を測定して制御装置２８に出力し、制御装置２８が鉛直方向の加速度鉛直成分Ａを求める場合も、加速度センサ１１が鉛直方向の加速度鉛直成分Ａを測定し、制御装置２８に出力する場合も本発明に含まれる。
【００８３】
補助力調整定数ｓ(０＜ｓ＜１)について説明する。先ず、(9)式により、加速時調整バランス圧Ｐud-asは、加速度センサ１１によって測定された加速度鉛直成分Ａの関数であり、加速時調整バランス圧Ｐud-asの値は、加速度鉛直成分Ａの値によって変化する。
【００８４】
(9)式に（3）式のWudを代入すると、
Ｐud-as ＝Ｐ0＋Ｗus（１＋ａ／ｇ）／（１＋s・Ａ／ｇ）・ｈ      
＝Ｐ0＋Ｗus（ｇ＋ａ）／（ｇ＋s・Ａ）・ｈ
【００８５】
加速度測定の精度が高く、加速度鉛直成分Ａ＝鉛直加速度ａ が成立するものとすると、
(上式)＝Ｐ0＋Ｗus（１＋（ａ（１−s）／（ｇ＋s・ａ））・ｈ
＝Ｐ0＋Ｗus・ｈ＋Ｗus・（１−s）／（s＋ｇ／ａ））・ｈ
【００８６】
(1)式から、
Ｐ0＋Ｗus・ｈ ＝Ｐus
となるので、
Ｐud-as＝Ｐus ＋ Ｗus・（１−s）／（s＋ｇ／ａ））・ｈ    ・・・・・・(10)    
【００８７】
ここで、下記式(11)によって補助圧Ｐaを、
Ｐa＝Ｗus・（１−s）／（s＋ｇ／ａ））・ｈ        ・・・・・・(11)
と規定すると、加速時調整バランス圧Ｐud-asは次式で表すことができる。
Ｐud-as＝Ｐus＋Ｐa        ・・・・・・(12)
【００８８】
(12)式において、右辺の第１項の静止時バランス圧Ｐusは静止状態あるは等速度移動で動作しているときのシリンダ圧であり、第２項の補助圧Ｐaは、鉛直加速度ａで動作したときに、鉛直加速度ａの動作を補助するために静止時バランス圧Ｐusを増減させる補助圧力を示している。
【００８９】
例えば、ｓ＝１に設定すると、(11)式から補助圧Ｐaは０になる。この場合は、加速移動時に慣性力によって発生する補助力を完全に取り除くことができる。また、ｓ＝０とした場合の補助圧Ｐaは、(11)式から（Ｗus・ａ／ｇ・ｈ）となり、加速移動時に発生する補助力は最大となる。このｓ＝０の状態が、従来技術（特開平10-182100(「エア式荷役物運搬機械の電気制御方法」アイコクアルファ(株))の荷役機械の場合でもある。
【００９０】
ｓ≠１において、加速度ａがａ＞０の場合、即ち荷役機械を上方向に加速移動させた場合、補助圧ＰaはＰa＞０となるので、シリンダ圧は加圧され上方向の補助力が働き、このときのシリンダの補助圧Ｐaは、(11)式で与えられる補助圧になる。このときの補助圧Ｐaは、(11)式より補助力調整定数sの値を小さくすればするほど、大きな圧力になる。一方、加速度ａがａ＜０の場合、即ち荷役機械を下方向に加速移動させた場合、補助圧ＰaはＰa＜０となるので、シリンダ圧は減圧され下方向の補助力が働き、このときのシリンダの補助圧Ｐaは、(11)式で与えられる補助圧になる。このときも上昇動作時と同様、補助圧Ｐaは、補助力調整定数sの値を小さくすればするほど、大きな圧力になる。
【００９１】
下降加速移動時の注意点として、 (11)式より下降加速移動時に補助圧として設定するためには、
（s＋ｇ／ａ）＜０    →    −ｇ／s ＜ａ  ・・・・・・(13)
という条件を満足させる必要がある。(13)式は、例えば、ｓ=1を設定した場合、(13)式はａ＞−ｇになる。これは下方向への加速移動するときには、重力加速度以内で下降させる必要があることを示している。この条件を適用する前に、ｓ=1を設定して実際の制御で加速時調整バランス圧Ｐud-asを算出する場合、下方向に重力加速度を越えて加速してしまうと、荷重センサによるワーク重量が負値となり正常な検出ができなくなるので、重力加速度を越えて下降した場合は、補助圧Ｐaは無効として処理する必要があることになる。
【００９２】
補助力調整定数ｓが含まれる分数(１／（１＋s・Ａ／ｇ))を減衰係数ζと呼ぶと、(9)式では、加速時調整バランス圧Ｐud-asは、加速時重量Ｗudに減衰係数ζ（＝１／（１＋s・Ａ／ｇ）)が乗算されている。
【００９３】
減衰係数ζの値は、加速度鉛直成分Ａが−ｇ／ｓ＜Ａ＜０の範囲では１＜ζの関係が成立し、０＜Ａの範囲ではζ＜１の関係が成立し、その結果、加速時バランス圧Ｐudの値は、−ｇ／ｓ＜Ａ＜０の範囲ではＰud＜Ｐud-as＜Ｐusの関係が成立し、０＜Ａの範囲ではＰus＜Ｐud-as＜Ｐudの関係が成立する。
【００９４】
これらの結果から、測定して求められる加速度鉛直成分Ａの想定される数値範囲に対して、−ｇ／ｓ＜Ａの大小関係が成立するように補助力調整定数ｓ(０＜ｓ＜１)の値が設定されれば、加速度鉛直成分Ａの想定される数値範囲内に於いて、加速時調整バランス圧Ｐud-asは加速時バランス圧Ｐudよりも静止時バランス圧Ｐusに近い値になる。
【００９５】
空気圧シリンダ２０の圧力変化から得られる補助力は、加速移動に起因して設定された空気圧シリンダ２０の圧力と静止時バランス圧Ｐusとの差圧に比例するのであるから、空気圧シリンダ２０の圧力が、(9)式の加速時調整バランス圧Ｐud-asに設定される場合は、(5)式で求められる加速時バランス圧Ｐudに設定される場合に比べて、補助力は、上向きでも下向きでも、(5)式の加速時バランス圧Ｐudから得られる補助力よりも小さくなり、その結果、ワーク１７が急加速されても、高速になりにくくなるから、急加速移動に対する荷役機械の動作が安定する。
【００９６】
また、加速度鉛直成分Ａが−ｇ／ｓ＜Ａ＜０の範囲では、加速度鉛直成分Ａの絶対値が大きくなると減衰係数ζの値は大きくなり、加速度鉛直成分Ａが０＜Ａの範囲では、加速度鉛直成分Ａの絶対値が大きくなると減衰係数ζの値は小さくなるから、加速度鉛直成分Ａの絶対値が大きい場合には、減衰係数ζが定数に設定されたときよりも、加速時調整バランス圧Ｐud-asが静止時バランス圧Ｐusに近い値にされることになり、大加速に対する安定性が増す。
【００９７】
補助力調整定数ｓは、上述したように、比例定数ｈ、重力加速度ｇ、無負荷バランス圧Ｐ0の値と共に予め記憶装置３１に記憶しておき、制御装置２８によって読み出し、測定された加速度鉛直成分Ａと加速時重量Ｗudと共に(9)式に適用して制御装置２８の演算によって加速時調整バランス圧Ｐud-asを求める他、加速度センサ１１と制御装置２８の間に減衰調整回路を設け、減衰調整回路によって加速度センサ１１が測定して出力する加速度鉛直成分Ａに補助力調整定数ｓが乗算され、ｓ・Ａの値にされて制御装置２８に入力され、ｓ・Ａの値を上記(9)式に適用して制御装置２８が加速時調整バランス圧Ｐud-asが求めるようにしてもよい。要するに、加速移動の際に空気圧シリンダ２０の圧力が加速時調整バランス圧Ｐud-asに設定されれば、制御装置２８の演算内容は限定されるものではない。
【００９８】
なお、補助力調整定数ｓをゼロ(ｓ＝０)としたときは、加速時調整バランス圧Ｐud-asは、
Ｐud-as＝Ｐ0＋Ｗud ・ｈ
となるから、加速時調整バランス圧Ｐud-asは(5)式で求められる加速時バランス圧Ｐudと同じ値になるから、ワーク１７の急停止が困難になる。
【００９９】
なお、(9)式は、(6)式から、
Ｐud ＝ Ｐ0 ＋ Ｗus・（１＋ａ／ｇ）／（１＋s・Ａ／ｇ）・ｈ
と表現することもできる。
【０１００】
加速度センサ１１は高精度であり、加速度センサ１１と重量測定対象物１８とは同じ加速度で移動しており、加速度鉛直成分Ａの値と重量測定対象物１８に生じた鉛直加速度ａの値とは一致するため、次式、
加速度鉛直成分Ａ＝鉛直加速度ａ 
が成立する。従って、補助力調整定数ｓの範囲を超えて補助力調整定数ｓ＝１としたときには、
（１＋ａ／ｇ）／（１＋Ａ／ｇ）＝（１＋ａ／ｇ）／（１＋ａ／ｇ）＝ １
となり、
Ｐud-as＝Ｐ0＋Ｗus・ｈ
となる。
【０１０１】
上式の右辺は(１)式の右辺と等しくなっており、従って、シリンダ室２３の圧力は、加速度鉛直成分Ａの大きさとは無関係に、静止時バランス圧Ｐusに設定されることになり、その場合は空気圧シリンダ２０は保持装置７に加速時重量Ｗudの大きさに応じた補助力を供給しないことになるから、オペレータがワーク１７を移動させることは困難である。
【０１０２】
補助力調整定数ｓを“１”未満の“１”に近い値に設定したときも、ほとんど加速時重量Ｗudの大きさに応じた補助力を得ることは困難となり、要するに、補助力調整定数ｓが０＜ｓ＜１の範囲内で大きな値であると、加速時重量Ｗudの大きさに応じた補助力は小さくなり、ワーク１７を急加速することが防止され、動作の安定性は増すが、オペレータが取っ手１４を把持してワーク１７を移動させるときに重く感じることになる。
【０１０３】
補助力調整定数ｓ＝０の場合は、加速度鉛直成分Ａの値が無効になり、加速度センサ１１が設けられない場合と同じになるから、補助力調整定数ｓを小さな数値に設定すると、慣性力による正帰還量が小さくなり、供給される補助力は大きいため、オペレータは容易にワーク１７を移動させることができるが、減速・停止時は非常に大きな操作力が必要になる。
【０１０４】
そのため、補助力調整定数ｓには適切な数値範囲があると考えられ、補助力調整定数ｓを種々の値に設定してワーク１７の搬送作業を行ったところ、補助力調整定数ｓを０．１≦ｓ≦０．４の範囲内の数値に設定したときには高速移動を防止しながら容易にワーク１７を移動させることができるという結果になった。
【０１０５】
特に、望ましくは補助力調整定数ｓを、０．２≦ｓ≦０．３の範囲内の数値に設定すれば、空気圧シリンダ２０が供給する補助力によって小さい力でワーク１７を移動させつつ、過剰な速度での移動が生じなくなるから、ワーク１７を急停止させることが可能になり、一層安全に搬送することができる。
【０１０６】
以上、説明したように補助力調整定数ｓを任意に調整することによって、加速移動時に発生する慣性力による補助力を調整することができる。このとき、補助力調整定数ｓには適切な数値範囲があると考えられる。実際に特定の荷役機械とワークを使用し補助力調整定数ｓを変えてワーク１７の搬送作業を行ったところ、その場合は補助力調整定数ｓを０．２≦ｓ≦０．３の範囲内の数値に設定したときに、過加速移動や過速度動作を防止しながら安全かつ低操作力でワーク１７を移動させることができた。補助力調整定数ｓの適正値は、荷役機械の可搬重量、ワーク重量や作業内容などによっても異なってくると考えられる。
【０１０７】
荷重センサを搭載した荷役機械において、荷重センサ部付近に加速度センサを搭載し、さらに慣性力に起因する補助力を調整するための補助力調整機能を設けることにより、荷役機械操作時の操作力の軽減を図るとともに、過剰な加速度及び速度での移動を防止することが可能になり、安全にワークを搬送することができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１……荷役機械
４……アーム
７……保持装置
１１……加速度センサ
１２……荷重センサ
１７……搬送対象物(ワーク)
２０……空気圧シリンダ
２２……ピストン
２３……シリンダ室
２５……エア源
２８……制御装置
Ａ……加速度鉛直成分
Ｗud……加速時重量
ｓ……補助力調整定数
Ｐud-as……加速時調整バランス圧
Ｐ0……無負荷バランス圧
ζ……減衰係数
【図１】
2018150157.tif 000003
【図２】
2018150157.tif 000004