(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送物(W)を保持可能に構成され、該搬送物(W)を搬送する際に人による操作に用いられる操作ハンドル(26)が設けられた保持手段(20)と、
前記保持手段(20)を支持可能に設けられたバランサ(22)と、
前記バランサ(22)に空気圧を付与する空圧回路(40)に設けられ、該バランサ(22)に付与する空気圧を調節して、前記保持手段(20)で保持した搬送物(W)の重量を打ち消すようにバランサ(22)で支持するバランス状態を制御するパイロットレギュレータ(42)と、
前記空圧回路(40)に設けられ、前記バランサ(22)により前記保持手段(20)を支持する力を検知する第１検知手段(62)と、
前記保持手段(20)の前記操作ハンドル(26)に設けられ、人によって該操作ハンドル(26)を移動して前記搬送物(W)を搬送するときの力を検知する第２検知手段(66)と、
前記空圧回路(40)に設けられ、前記パイロットレギュレータ(42)に入力するパイロット圧を調節することで、該パイロットレギュレータ(42)によって前記バランサ(22)に付与する空気圧を補正可能な電空レギュレータ(48)と、
前記第１検知手段(62)および前記第２検知手段(66)からの入力を受けて、前記パイロットレギュレータ(42)に入力するパイロット圧を調節するように前記電空レギュレータ(48)を制御する制御手段(64)とを備え、
前記第１検知手段(62)は、前記空圧回路(40)の圧力を検知する圧力センサが用いられ、
前記第１検知手段(62)は、前記空圧回路(40)における前記パイロットレギュレータ(42)へパイロット圧を供給する管路に設けられている
ことを特徴とする搬送補助装置。
【請求項２】
前記制御手段(64)は、前記バランス状態においてのみ、前記電空レギュレータ(48)による補正を実行させる請求項１記載の搬送補助装置。
【請求項３】
前記制御手段(64)は、前記第１検知手段(62)から入力される前記バランサ(22)が前記保持手段(20)に与える力と前記第２検知手段(66)から入力される搬送物(W)の搬送時にかかる力との差を、前記電空レギュレータ(48)により補正するように制御する請求項１または２記載の搬送補助装置。
【請求項４】
前記第２検知手段(66)は、力覚センサまたはロードセルが用いられ、前記保持手段(20)の上昇および下降方向の力を検知するよう構成された請求項１〜３の何れか一項に記載の搬送補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バランサを用いた搬送補助装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工場などの作業場において作業者が重量物(ワーク)を搬送するときの補助として、バランサを用いた搬送補助装置が使用されている(例えば、特許文献１参照)。搬送補助装置は、作業者が上昇操作を行うことで、エアーシリンダからなるバランサの内部に空気が供給され、これによりバランサのピストンロッドに接続されたワイヤーやアーム等の作動部が上昇して、作動部のアタッチメントに保持された重量物を持ち上げる。また、搬送補助装置は、作業者が下降操作を行うことで、バランサの内部から空気が抜けて、これにより作動部が下降して、アタッチメントに保持された重量物が下降する。そして、搬送補助装置は、重量物を持ち上げた状態で、例えばバランススイッチの操作により、持ち上げた重量物の重量を感知して、その重量物の重量に合わせてバランサが作動部に付与する力を調節するバランス状態になる。このように搬送補助装置をバランス状態とすることで、作業者は、重量物を軽い力で自由に搬送することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録第３０７９２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した搬送補助装置は、バランス状態においてバランサにより付与している力が、バランサにおけるシリンダの内部でピストンロッドが摺動する際の抵抗や、ピストンロッドからアタッチメントまでに介在しているアーム等の作動部同士の摺動抵抗などに起因して、実際に必要とされる力からずれてしまうことがある。このため、バランス状態において重量物の重量を適切に打ち消すことができず、作業員に負荷を感じさせてしまう。
【０００５】
すなわち本発明は、従来の技術に係る前記問題に鑑み、これらを好適に解決するべく提案されたものであって、搬送負荷をより適切に低減できる搬送補助装置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】
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願の請求項１に係る発明の搬送補助
装置は、
搬送物を保持可能に構成され、該搬送物を搬送する際に人による操作に用いられる操作ハンドルが設けられた保持手段と、
前記保持手段を支持可能に設けられたバランサと、
前記バランサに空気圧を付与する空圧回路に設けられ、該バランサに付与する空気圧を調節して、前記保持手段で保持した搬送物の重量を打ち消すようにバランサで支持するバランス状態を制御するパイロットレギュレータと、
前記空圧回路に設けられ、前記バランサにより前記保持手段を支持する力を検知する第１検知手段と、
前記保持手段の前記操作ハンドルに設けられ、人によって該操作ハンドルを移動して前記搬送物を搬送するときの力を検知する第２検知手段と、
前記空圧回路に設けられ、前記パイロットレギュレータに入力するパイロット圧を調節することで、該パイロットレギュレータによって前記バランサに付与する空気圧を補正可能な電空レギュレータと、
前記第１検知手段および前記第２検知手段からの入力を受けて、前記パイロットレギュレータに入力するパイロット圧を調節するように前記電空レギュレータを制御する制御手段とを備え、
前記第１検知手段は、前記空圧回路の圧力を検知する圧力センサが用いられ、
前記第１検知手段は、前記空圧回路における前記パイロットレギュレータへパイロット圧を供給する管路に設けられていることを要旨とする。
請求項１に係る発明によれば、第１検知手段および第２検知手段からの入力を受けて、制御手段により制御された電空レギュレータによって、パイロットレギュレータからバランサに付与する空気圧を補正することができる。すなわち、バランサが移動時にかかる実際の力に応じて保持手段を支持するので、搬送物の搬送負荷をより適切に低減することができる。また、空圧回路の圧力を検知する圧力センサを用いることで、パイロットレギュレータにより調節されるバランサの支持力を適切に制御して、搬送物の搬送負荷をより適切に低減することができる。
【０００７】
請求項２に係る発明では、前記制御手段は、前記バランス状態においてのみ、前記電空レギュレータによる補正を実行させることを要旨とする。
請求項２に係る発明によれば、バランス状態において、搬送物の搬送負荷をより適切に低減することができる。
【０００８】
請求項３に係る発明では、前記制御手段は、前記第１検知手段から入力される前記バランサが前記保持手段に与える力と前記第２検知手段から入力される搬送物の搬送時にかかる力との差を、前記電空レギュレータにより補正するように制御することを要旨とする。
請求項３に係る発明によれば、搬送物の移動時にかかる実際の力に応じて電空レギュレータがパイロットレギュレータを補正するので、パイロットレギュレータにより調節されるバランサの支持力を適切に制御して、搬送物の搬送負荷をより適切に低減することができる。
【００１０】
請求項４に係る発明では、前記第２検知手段は、力覚センサまたはロードセルが用いられ、前記保持手段の上昇および下降方向の力を検知するよう構成されたことを要旨とする。
請求項４に係る発明によれば、第２検知手段としての力覚センサまたはロードセルによって、保持手段の上昇および下降方向の力を検知することで、バランサによる保持手段の支持力をより実際に合わせて調節することができ、搬送物の搬送負荷をより適切に低減することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る搬送補助装置によれば、搬送負荷をより適切に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の好適な実施例に係る搬送補助装置を概略的に示す正面図である。
【図２】実施例のアタッチメントおよび操作ハンドルを概略的に示す平面図である。
【図３】実施例の前提例となる搬送補助装置の回路を概略的に示す説明図である。
【図４】実施例の前提例となる搬送補助装置の回路を概略的に示す説明図であり、(ａ)はワークを上昇させる場合であり、(ｂ)はワークを下降させる場合である。
【図５】実施例の前提例となる搬送補助装置の回路を概略的に示す説明図であり、(ａ)はバランス状態の通常時を示し、(ｂ)はバランス状態の補正時を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明に係る搬送補助装置につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照して以下に説明する。
【実施例】
【００１４】
図１に示すように、実施例に係る搬送補助装置１０は、装置本体１２と、装置本体１２に一端が回動可能に支持された第１アーム１４と、第１アーム１４の他端に支持された中継部１６に一端が支持された第２アーム１８と、第２アーム１８の他端に支持されたアタッチメント(保持手段)２０とを備えている。なお、搬送補助装置１０には、装置本体１２と中継部１６とに間に、補助アーム１５が第１アーム１４と平行に設けられている。装置本体１２には、エアシリンダからなるバランサ２２が設けられており、バランサ２２のピストンロッドに繋がる連係部２４が第１アーム１４の一端に連結されて、一端を支点として他端が昇降する第１アーム１４の動作とバランサ２２におけるピストンロッドの昇降とが連動するようになっている。アタッチメント２０は、搬送するワーク(搬送物)Ｗを保持可能に構成されて、図２に示すように、ワークＷを搬送する際に作業者に用いられる操作ハンドル２６が、アタッチメント２０の横側に延出するように設けられている。
【００１５】
搬送補助装置１０は、操作ハンドル２６に設けられたブレーキレバー２８(図２参照)をＯＦＦ操作して固定手段３０(図１参照)を解除することで、装置本体１２において第１アーム１４およびバランサ２２が配置された上部が、下部に対して回転可能となり、第１アーム１４を旋回させることができる。また、固定手段３０を解除することで、中継部１６に対して第２アーム１８が回転可能となると共に、第２アーム１８に対してアタッチメント２０が回転可能となり、アタッチメント２０に保持したワークＷを上下だけでなく水平方向へも移動させることができ、ワークＷの三次元的な搬送が可能となっている。
【００１６】
搬送補助装置１０は、操作ハンドル２６に設けられた上昇スイッチ３２(図３参照)を操作すると、バランサ２２がピストンロッドを下降させるように作動して、第１アーム１４が上昇動作を行うので、第２アーム１８およびアタッチメント２０が上昇して、アタッチメント２０に保持されたワークＷを持ち上げる。また、搬送補助装置１０は、操作ハンドル２６に設けられた下降スイッチ３４(図３参照)を操作すると、バランサ２２がピストンロッドを上昇させるように作動して、第１アーム１４が下降動作を行うので、第２アーム１８およびアタッチメント２０が下降して、アタッチメント２０に保持されたワークＷを下げる。
【００１７】
搬送補助装置１０は、操作ハンドル２６に設けられたバランススイッチ３６(図３参照)を操作すると、図示しない感知手段によりワークＷの重量を感知して、バランサ２２がワークＷの重量を打ち消すように作動するバランス状態となる。搬送補助装置１０は、バランス状態において、バランサ２２でワークＷの重量を支持したもとで、ワークＷの上昇および下降、または固定手段３０を解除することで水平方向へ移動が可能となっている。また、搬送補助装置１０は、上昇スイッチ３２や下降スイッチ３４が操作されていない、またはバランス状態にない場合に、アタッチメント２０の上下位置をその場で維持するようにバランサ２２が作動するロック状態となり、例えばワークＷを持ち上げた際にその位置を保つことができる。このように、搬送補助装置１０は、第１アーム１４および第２アーム１８を介してアタッチメント２０をバランサ２２で支持して、アタッチメント２０で保持したワークＷをバランサ２２によって上昇または下降したり、ロック状態でその場で維持したり、バランス状態で作業者の負荷を軽減したもとでワークＷの搬送を許容するようになっている。
【００１８】
図３に示すように、搬送補助装置１０は、コンプレッサ等のエア供給源３８から供給されるエアにより、バランサ２２を機能させる空圧回路(回路)４０を備えている。空圧回路４０には、エア供給源３８とバランサ２２との間に、パイロット圧の入力に応じてバランサ２２に付与するエア圧を調節するパイロットレギュレータ(調節手段)４２が設けられている。また、空圧回路４０には、パイロットレギュレータ４２の下流側に位置して、バランサ２２へのエア管路を開閉する第１パイロット弁４４が設けられている。パイロットレギュレータ４２には、空圧回路４０に設けられた第２パイロット弁４６、または電空レギュレータ(補正手段)４８から第３パイロット弁５０を介してパイロット圧が入力され、このパイロット圧に基づいてエア供給源３８からのエア圧(流体圧)を調節している。すなわち、パイロットレギュレータ４２は、バランサ２２に付与するエア圧を調節して、アタッチメント２０で保持したワークＷの重量を打ち消すようにバランサ２２で支持するバランス状態を制御している。電空レギュレータ４８は、詳細は後述するが、パイロットレギュレータ４２によるエア圧の調節を補正するように機能する。なお、第３パイロット弁５０には、セレクトスイッチ５２が接続されており、このセレクトスイッチ５２の切り替え操作により、第３パイロット弁５０を切り替え可能となっている。第１パイロット弁４４は、バランススイッチ３６のＯＮ操作により開放して、バランサ２２に対してパイロットレギュレータ４２で調圧されたエア供給を許容して、これによりバランサ２２がバランス状態で作動する。
【００１９】
図３に示すように、空圧回路４０には、上昇スイッチ３２のＯＮ操作により開放するように切り替えられる上昇パイロット弁５６が設けられ、上昇パイロット弁５６を開放することで、バランサ２２に対してバランサ２２のエア圧を増すようにエアが供給される。また、空圧回路４０には、下降スイッチ３４のＯＮ操作により開放するように切り替えられる下降パイロット弁５８が設けられ、下降パイロット弁５８を開放することで、バランサ２２のエア圧を低下するように、バランサ２２からサイレンサ６０を介してエアが抜ける。
【００２０】
図３に示すように、空圧回路４０には、バランサ２２によりアタッチメント２０を支持する力を検知する圧力センサ(第１検知手段)６２が設けられている。図３において、圧力センサ６２は、パイロットレギュレータ４２の下流側に位置して、第１パイロット弁４４とバランサ２２との間に配置され、パイロットレギュレータ４２で調節されたエア圧、すなわち現状のバランサ２２のシリンダ内の圧力を読み取るように構成される。また、圧力センサ６２は、電力線を介してマイコン等の制御手段６４と電気的に接続されており、検知したバランサ２２の圧力が制御手段６４に入力されるようになっている。なお、図３〜図５において、二点鎖線は、電力線を示し、実線および破線は、エア管路を示している。
図３〜図５では、圧力センサ(第１検知手段)６２は、パイロットレギュレータ４２の下流側に位置して、第１パイロット弁４４とバランサ２２との間に配置したが、実施例では、圧力センサ６２を、例えば、パイロットレギュレータ(調節手段)４２と電空レギュレータ(補正手段)４８との間や、パイロットレギュレータ(調節手段)４２と第２パイロット弁４６との間など、空圧回路４０におけるパイロットレギュレータ４２へパイロット圧を供給する管路に配置している。この場合は、圧力センサ６２を、電空レギュレータ４８からの制御エアまたは第２パイロット弁４６からの制御エアを切り替える第３パイロット弁５０とパイロットレギュレータ(調節手段)４２との間に配置するのが望ましい。実施例のように、圧力センサ(第１検知手段)６２を電空レギュレータ４８からの制御エア管路に配置することで、電空レギュレータ４８およびパイロットレギュレータ(調節手段)４２の制御の観点から有利である。
【００２１】
アタッチメント２０には、アタッチメント２０が移動する際の力を検知する力覚センサ(第２検知手段)６６(図２および図３参照)が設けられている。図２に示すように、実施例の力覚センサ６６は、アタッチメント２０の操作ハンドル２６に設けられ、操作ハンドル２６を移動したときに生じる力およびトルク(モーメント)の大きさと方向を測定するようになっている。また、力覚センサ６６は、電力線を介して制御手段６４と電気的に接続されており、検知した結果が制御手段６４に入力されるようになっている。力覚センサ６６は、アタッチメント２０の上昇および下降方向の一軸の力を検知するよう構成されており、アタッチメント２０を移動させた際にアタッチメント２０の水平方向の力を検知しない。
【００２２】
制御手段６４は、電力線を介して電空レギュレータ４８と電気的に接続されており、圧力センサ６２および力覚センサ６６からの入力を受けて、電空レギュレータ４８によるパイロットレギュレータ４２の補正を制御する。制御手段６４は、圧力センサ６２から入力されるバランサ２２がアタッチメント２０に与える支持力と、力覚センサ６６から入力されるワークＷの移動時にかかる力との差を、電空レギュレータ４８により補正するように制御している。なお、制御手段６４は、バランス状態においてのみ、電空レギュレータ４８による補正を実行させる。
【００２３】
〔実施例の作用〕
次に、実施例に係る搬送補助装置１０の作用について説明する。図４(ａ)に示すように、作業者が上昇スイッチ３２を操作すると上昇パイロット弁５６が開放し、バランサ２２にパイロットレギュレータ４２を介することなくエアが供給されてバランサ２２におけるシリンダ内の圧力が上昇することで、アタッチメント２０が上昇してワークＷが持ち上げられる。上昇状態において、第１パイロット弁４４、第２パイロット弁４６および下降パイロット弁５８は閉じている。実施例では、上昇スイッチ３２を操作しているときだけに上昇パイロット弁５６が開放するようになっており、上昇スイッチ３２の操作をやめると上昇パイロット弁５６が閉じて、上昇していたアタッチメント２０がその場で停止するロック状態となる。
【００２４】
図４(ｂ)に示すように、作業者が下降スイッチ３４を操作すると下降パイロット弁５８が開放し、バランサ２２からエアが抜けてシリンダ内の圧力が下がることで、アタッチメント２０が下降してワークＷが下がる。下降状態において、第１パイロット弁４４、第２パイロット弁４６および上昇パイロット弁５６は閉じている。実施例では、下降スイッチ３４を操作しているときだけに下降パイロット弁５８が開放するようになっており、下降スイッチ３４の操作をやめると下降パイロット弁５８が閉じて、下降していたアタッチメント２０がその場で停止するロック状態となる。
【００２５】
ロック状態では、図示しないエア制御回路により第２パイロット弁４６が開放されて、感知手段で感知したワークＷの重量に応じたパイロット圧が、第３パイロット弁５０を介してパイロットレギュレータ４２に入力される。なお、ロック状態において、第１パイロット弁４４は閉じている。
【００２６】
図５(ａ)に示すように、作業者がバランススイッチ３６を操作すると第１パイロット弁４４が開放し、入力されたパイロット圧に基づいてパイロットレギュレータ４２で制御されたエア圧がバランサ２２に与えられる。ここで、バランス状態では、パイロットレギュレータ４２に、ロック状態において第２パイロット弁４６を介して入力されたパイロット圧が維持されている。バランス状態では、作業者が操作ハンドル２６を持ってワークＷを上昇させると、バランサ２２がワークＷの重量を打ち消すように支持力をアタッチメント２０に与えるので、ワークＷを軽い力で上昇させることができる。また、バランス状態では、作業員が操作ハンドル２６を持ってワークＷを下降させると、アタッチメント２０に与える支持力を弱めるので、バランサ２２が抵抗にならずにワークＷを軽い力で下げることができる。なお、バランス状態では、第２パイロット弁４６、上昇パイロット弁５６および下降パイロット弁５８は閉じている。
【００２７】
図３の圧力センサ６２の配置では、バランス状態において、圧力センサ６２によってバランサ２２のシリンダ内の圧力が検知されて制御手段６４に入力されると共に、力覚センサ６６によってワークＷの搬送時にかかった力が検知されて制御手段６４に入力される。図５(ｂ)に示すように、制御手段６４は、圧力センサ６２の検知結果と力覚センサ６６の検知結果との差に応じて、パイロットレギュレータ４２で制御しているバランサ２２へ付与するエア圧を補正するように、電空レギュレータ４８の圧力を制御する。具体的には、制御手段６４は、バランサ２２による支持力が足りていない場合は、電空レギュレータ４８からパイロットレギュレータ４２に入力するパイロット圧を高くするように電空レギュレータ４８を制御する。これにより、パイロットレギュレータ４２が、バランサ２２に供給するエア圧が高くなるように補正され、バランサ２２によるアタッチメント２０の支持力が増すので、ワークＷの搬送時に作業者にかかる負担が解消する。制御手段６４は、バランサ２２による支持力が過剰である場合は、電空レギュレータ４８からパイロットレギュレータ４２に入力するパイロット圧を低くするように電空レギュレータ４８を制御する。これにより、パイロットレギュレータ４２が、バランサ２２に供給するエア圧が低くなるように補正され、バランサ２２によるアタッチメント２０の支持力が減るので、作業者がワークＷをより精度よく搬送できる。
【００２８】
前述した搬送補助装置１０によれば、バランス状態において、圧力センサ６２および力覚センサ６６からの入力を受けた制御手段６４により制御された電空レギュレータ４８によって、パイロットレギュレータ４２からバランサ２２に付与するエア圧を補正することができる。バランサ２２のピストンロッドや第１アーム１４などの摺動抵抗等の機械的要因により、ワークＷを支持するために要する実際の力が、当初入力されたパイロット圧に基づいて制御されたパイロットレギュレータ４２からのエア圧と異なることがある。このような場合であっても、搬送補助装置１０は、制御手段６４に制御された電空レギュレータ４８が実際に要する力に対応したパイロット圧をパイロットレギュレータ４２に入力し、これによりパイロットレギュレータ４２からのエア圧が実際に要する力に対応するものとなる。従って、搬送補助装置１０は、アタッチメント２０の移動時にかかる実際の力に応じてバランサ２２がアタッチメント２０を支持するので、ワークＷの搬送時の搬送負荷をより適切に低減することができる。ここで、圧力センサ６２、力覚センサ６６、電空レギュレータ４８および制御手段６４は、電気的に接続されているので、エアによる回路と比べて応答速度を速くすることができ、作業者がワークＷを搬送する際に少ないタイムラグでワークＷの重量や抵抗を勘案した実際の力に応じた搬送サポートを行うことができる。
【００２９】
搬送補助装置１０は、空圧回路４０の圧力を検知する圧力センサ６２を用いることで、検知対象(バランサ２２のシリンダ内部(前提例)、空圧回路４０におけるパイロットレギュレータ４２へパイロット圧を供給する管路(実施例))の圧力をより適切に判別することができ、パイロットレギュレータ４２により調節されるバランサ２２の支持力の制御により適切に反映することができる。また、力覚センサ６６によってアタッチメント２０の上昇および下降方向の力を検知することで、バランサ２２によるアタッチメント２０の支持力を、作業者が感じている実際により合わせて調節することができる。
【００３０】
(変更例)
前述した構成に限定されず、例えば以下のようにも変更することができる。
(１)実施例では、バランサでアームを支持する構成を挙げたが、これに限定されず、ワイヤーをバランサで支持して、ワイヤーに吊った保持手段で搬送物を保持する構成であってもよい。
(２)実施例の回路を構成するスイッチや弁類および回路構成は、実施例に限定されず、例えば、スイッチや弁類を電気制御にするなど、本発明を達成し得る種々の構成を採用できる。
(３)第２検知手段としては、力が加わると、それを電気信号に変換し得るセンサ(スイッチ)を用いることができ、力覚センサ以外に、ロードセル、ベクトルセンサ、フォースセンサなどを採用可能である。
(４)第１検知手段は、前提例のように１つに限らず、実施例および前提例で記載した場所などに、複数設けてもよい。なお、第１検知手段をバランサの近くに配置することで、バランサの圧力を精度よく検知し得る点で有利である。
【符号の説明】
【００３１】
２０ アタッチメント(保持手段)，２２ バランサ，４０ 空圧回路(回路)，
４２ パイロットレギュレータ(調節手段)，４８ 電空レギュレータ(補正手段)，
６２ 圧力センサ(第１検知手段)，６４ 制御手段，６６ 力覚センサ(第２検知手段)，
Ｗ ワーク(搬送物)
【図１】
0006599275.tif 000002
【図２】
0006599275.tif 000003
【図３】
0006599275.tif 000004
【図４】
0006599275.tif 000005
【図５】
0006599275.tif 000006