(57)【要約】【課題】昇降位置の正確な位置決めが可能で小型かつ安価な昇降装置を提供する。【解決手段】パワーアシスト装置４０に故障の無い正常時には、パワーアシスト機能付加モードにおいて、バランスホイスト装置３０の「バランス機能」によってワーク把持部材２６に把持されたワークＷを「バランス状態」に保持させる。その状態で、パワーアシスト装置４０は操作桿５１の操作に従って懸架ブロック２３を昇降させ、ワーク把持部材２６に把持されたワークＷを操作者の所望の高さ位置に移動させる。つまり、パワーアシスト機能付加モードでは、バランスホイスト装置３０の「バランス機能」とパワーアシスト装置４０とが併用される。【選択図】  図３
2004292111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
懸架したワークを無重力に近いバランス状態に保つバランス手段と、
そのバランス手段が前記ワークをバランス状態に保持させているときに、操作者の操作力を補助するアシスト力を発生させて前記ワークを昇降させるパワーアシスト手段と
を備えた昇降装置であって、
前記パワーアシスト手段は、
操作者の操作状態を検出する操作状態検出手段と、
その操作状態検出手段の検出した前記操作状態に基づいて、前記ワークの昇降をアシストし得るアシスト力を求める演算手段と、
その演算手段の求めたアシスト力を発生させて前記ワークを昇降させる駆動手段とを備えたことを特徴とする昇降装置。
【請求項２】
請求項１に記載の昇降装置において、
前記ワークから前記パワーアシスト手段を切り離す切離手段を備えると共に、
前記バランス手段は前記ワークを昇降させるホイスト機構を備え、
前記切離手段によって前記ワークから前記パワーアシスト手段を切り離しているときに、前記バランス手段によって前記ワークを昇降させることを特徴とする昇降装置。
【請求項３】
請求項１に記載の昇降装置において、
前記パワーアシスト手段は、
前記ワークの昇降方向に配置された昇降レールと、
前記ワークを懸架する懸架手段と、
その懸架手段に設けられた車輪と、
その車輪を回転駆動させる駆動モータと
を備え、
前記昇降レールに前記車輪を押し付けた状態で、前記駆動モータによって前記車輪を回転させることにより、前記昇降レールに沿って前記懸架手段を昇降させることを特徴とする昇降装置。
【請求項４】
請求項２に記載の昇降装置において、
前記パワーアシスト手段は、
前記ワークの昇降方向に配置された昇降レールと、
前記ワークを懸架する懸架手段と、
その懸架手段に設けられた車輪と、
その車輪を回転駆動させる駆動モータと
を備え、
前記昇降レールに前記車輪を押し付けた状態で、前記駆動モータによって前記車輪を回転させることにより、前記昇降レールに沿って前記懸架手段を昇降させ、
前記切離手段は、前記昇降レールから前記車輪を引き離すことを特徴とする昇降装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の昇降装置において、
前記昇降レールに前記車輪を押し付けた状態で、前記車輪にブレーキをかけて回動不能にさせるブレーキ手段を備えたことを特徴とする昇降装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は昇降装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車組立工場などにおける重量物のワークの搬送には、ホイスト装置やパワーアシスト装置が使用されている。
【０００３】
例えば、ホイスト装置として、巻胴部と、下端に荷物（ワーク）吊支用のアンダーフックが取り付けられ、前記巻胴部内に収納したエアモータにより巻き上げ・巻き下げられて昇降するチェンと、同チェンのアンダーフック側に取り付けられ、前記巻胴部の駆動・停止を操作する操作部とを具備したエアホイストがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、例えば、パワーアシスト装置として、鉛直方向に配置された昇降レールと、ワークを懸架するための懸架ブロックに設けられた車輪と、その車輪を回転駆動させる駆動モータとを備え、昇降レールに車輪を押し付けた状態で回転させることにより、昇降レールに沿って懸架ブロックを昇降させるものがある。
このパワーアシスト装置では、操作者の操作状態をフォースセンサ等により検出し、その検出した操作状態（操作力）に定数を乗じてアシスト力を求め、そのアシスト力に相当するアシストトルクを発生するように前記駆動モータを駆動制御する。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２９６８７号公報（第２頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記エアホイストは、チェンをエアモータによって巻き上げ又は巻き下げるため、操作者の操作に対する応答性が悪く、アンダーフックを微妙に変位させることが難しいことから、ワークの高さ位置の正確な位置決めが困難であるという問題があった。
【０００７】
また、前記パワーアシスト装置は、ワークと懸架ブロックを合わせた重量を、車輪と昇降レールとの摩擦力だけで支えなければならない。よって、ワーク重量が大きい場合には必要な摩擦力も大きくなり、その大きな摩擦力を得るため、大型の車輪を使うことに加え、車輪および昇降レールの表面に摩擦係数の大きい高価な材料を使用する必要がある。
【０００８】
さらに、前記パワーアシスト装置は、ワークと懸架ブロックを合わせた重量を駆動モータが懸架しなければならないため、ワーク重量が大きい場合には駆動力の大きな大容量の駆動モータを用いなければならず、大型で高価な駆動モータが必要になる。
従って、前記パワーアシスト装置は、大型で高価になるという問題があった。
【０００９】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、昇降位置の正確な位置決めが可能で小型かつ安価な昇降装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段・作用および発明の効果】
（請求項１）
係る目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、懸架したワークを無重力に近いバランス状態に保つバランス手段と、そのバランス手段が前記ワークをバランス状態に保持させているときに、操作者の操作力を補助するアシスト力を発生させて前記ワークを昇降させるパワーアシスト手段とを備えた昇降装置であって、前記パワーアシスト手段は、操作者の操作状態を検出する操作状態検出手段と、その操作状態検出手段の検出した前記操作状態に基づいて、前記ワークの昇降をアシストし得るアシスト力を求める演算手段と、その演算手段の求めたアシスト力を発生させて前記ワークを昇降させる駆動手段とを備えたことをその要旨とする。
【００１１】
従って、請求項１に記載の発明において、バランス手段はワークをバランス状態を保持しているだけであり、ワークの昇降はパワーアシスト手段によって行われる。そして、パワーアシスト手段は、操作状態検出手段と演算手段とを備えるため、操作者の操作に対する駆動手段の応答性が良く、駆動手段によってワークを微妙に変位させることが容易なことから、ワークの高さ位置の正確な位置決めを行うことができる。
また、請求項１に記載の発明では、パワーアシスト手段が単独でワークを昇降させる場合に比べて、バランス手段がワークを無重力に近い状態に保持させているため、駆動手段の駆動力が小さくて済む。
従って、請求項１に記載の発明によれば、昇降位置の正確な位置決めが可能で小型かつ安価な昇降装置を提供することができる。
【００１２】
（請求項２）
次に、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の昇降装置において、前記ワークから前記パワーアシスト手段を切り離す切離手段を備えると共に、前記バランス手段は前記ワークを昇降させるホイスト機構を備え、前記切離手段によって前記ワークから前記パワーアシスト手段を切り離しているときに、前記バランス手段によって前記ワークを昇降させることをその要旨とする。
【００１３】
従って、請求項２に記載の発明によれば、パワーアシスト手段に何らかの故障がある異常時には、切離手段によってワークからパワーアシスト手段を切り離させた状態で、バランス手段のホイスト機構を用いてワークを昇降させればよく、昇降装置を用いたワークの搬送作業を続行することができる。
【００１４】
（請求項３）
次に、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の昇降装置において、前記パワーアシスト手段は、前記ワークの昇降方向に配置された昇降レールと、前記ワークを懸架する懸架手段と、その懸架手段に設けられた車輪と、その車輪を回転駆動させる駆動モータとを備え、前記昇降レールに前記車輪を押し付けた状態で、前記駆動モータによって前記車輪を回転させることにより、前記昇降レールに沿って前記懸架手段を昇降させることをその要旨とする。
従って、請求項３に記載の発明によれば、簡単な構成でパワーアシスト手段を実現することができる。
【００１５】
（請求項４）
次に、請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の昇降装置において、前記パワーアシスト手段は、前記ワークの昇降方向に配置された昇降レールと、前記ワークを懸架する懸架手段と、その懸架手段に設けられた車輪と、その車輪を回転駆動させる駆動モータとを備え、前記昇降レールに前記車輪を押し付けた状態で、前記駆動モータによって前記車輪を回転させることにより、前記昇降レールに沿って前記懸架手段を昇降させ、前記切離手段は、前記昇降レールから前記車輪を引き離すことをその要旨とする。
従って、請求項４に記載の発明によれば、簡単な構成でパワーアシスト手段および切離手段を実現することができる。
【００１６】
（請求項５）
次に、請求項５に記載の発明は、請求項３または請求項４に記載の昇降装置において、前記昇降レールに前記車輪を押し付けた状態で、前記車輪にブレーキをかけて回動不能にさせるブレーキ手段を備えたことをその要旨とする。
【００１７】
従って、請求項５に記載の発明によれば、操作者の所望の高さ位置までワークを昇降させた後に、ブレーキ手段によって車輪にブレーキをかけて回動不能にさせることにより、懸架手段を昇降レールに固定することが可能になる。
その結果、懸架手段に懸架されたワークが不用意に上下動して何かに衝突するのを防止できる
【００１８】
（用語の説明）
尚、上述した［特許請求の範囲］および［課題を解決するための手段および発明の効果］に記載した構成要素と、後述する［発明の実施の形態］に記載した構成部材との対応関係は以下のようになっている。
【００１９】
「バランス手段」は、バランスホイスト装置３０に該当する。
「パワーアシスト手段」は、パワーアシスト装置４０に該当する。
「操作状態検出手段」は、操作桿５１およびフォースセンサ５２に該当する。「演算手段」は、制御装置６０に該当し、特に、制御装置６０におけるステップ１０６，１２４の動作に該当する。
【００２０】
「駆動手段」は、サーボ電動機４４および車輪４５に該当する。
「切離手段」は、懸架ブロック２３、車輪ブロック４２、回動ピン４３、取付プレート４６、エアシリンダ４７に該当する。
「ホイスト機構」は、バランスホイスト装置３０のホイスト機能を実現するエアモータ３１およびワイヤロープ３２に該当する。
【００２１】
「懸架手段」は、構造部材２０に該当し、特に、懸架ブロック２３、把持フレーム２４、ワーク把持部材２６に該当する。
「駆動モータ」は、サーボ電動機４４に該当する。
「ブレーキ手段」は、ブレーキ機構４４ｃに該当する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態の昇降装置について図面を参照しながら説明する。
【００２３】
［全体の概略構成］
図１および図２は、本実施形態の昇降装置１０の正面図である。
図３〜図６は、図１に示す昇降装置１０の要部拡大正面図である。
【００２４】
昇降装置１０は、工場（例えば、自動車組立工場など）内に設けられた架設フレーム１００に取り付けられている。
門型の架設フレーム１００は、２本の柱材１０１ａ，１０１ｂおよび１本の梁材１０１ｃから構成されている。
【００２５】
各柱材１０１ａ，１０１ｂは、工場の床面（グランド面）Ｇに対して略鉛直方向に立設されている。梁材１０１ｃの両端部はそれぞれ各柱材１０１ａ，１０１ｂの上端に固定されている。つまり、梁材１０１ｃは、各柱材１０１ａ，１０１ｂ上に架され、床面Ｇに対して水平方向に配置されている。
【００２６】
昇降装置１０は、構造部材２０、バランスホイスト装置３０、パワーアシスト装置４０、操作装置５０、制御装置６０から構成されている。
【００２７】
構造部材２０は、ベース部材２１、昇降フレーム２２、懸架ブロック２３、把持フレーム２４、支持ピン２５、ワーク把持部材２６などから構成されている。
【００２８】
ベース部材２１は、架設フレーム１００の梁材１０１ｃの下側に取付固定されている。
昇降フレーム２２は略四角柱状の長尺物である。昇降フレーム２２は上下両端部を有し、その上端部（固定端部）はベース部材２１の下側に取付固定され、その下端部（自由端部）は何物にも固定されていない。つまり、昇降フレーム２２は、ベース部材２１（梁材１０１ｃ）から吊り下げられ、鉛直方向に配置されている。
【００２９】
懸架ブロック２３は略四角筒状をなし、懸架ブロック２３内には昇降フレーム２２が挿通されている。そのため、懸架ブロック２３は、昇降フレーム２２と摺動しながら、昇降フレーム２２に沿って鉛直方向に上下動（昇降）可能になっている。
【００３０】
懸架ブロック２３の外側面には、鉛直方向に支持ピン２５が取り付けられている。
把持フレーム２４は略四角柱状の長尺物である。把持フレーム２４は左右両端部を有し、その右端部（固定端部）は支持ピン２５を介して懸架ブロック２３の外側面に取り付けられ、その左端部（自由端部）にはワーク把持部材２６が取付固定されている。そして、把持フレーム２４は、支持ピン２５を回動軸として水平面内で約１８０゜回動可能になっている。
ワーク把持部材２６は、ワーク（荷物、工作物）Ｗを把持固定して吊り下げるようになっている。
【００３１】
［バランスホイスト装置３０の構成］
バランスホイスト装置３０は、エアモータ３１およびワイヤロープ３２などから構成されている。
エアモータ３１は、ベース部材２１（梁材１０１ｃ）の下側に取付固定されている。
【００３２】
ギヤタービン型のエアモータ３１は、外形がドラム状で内部がシリンダ状になっているワイヤ巻取ドラム３１ａと、そのワイヤ巻取ドラムの中心部に挿通されたボールネジ３１ｂから構成されている。
【００３３】
そして、外部に設けられたエア供給装置（図示略）からワイヤ巻取ドラム３１ａ内のシリンダにエアが導入されると、当該シリンダとボールネジ３１ｂとの組み合わせにより、ワイヤ巻取ドラム３１ａが回転し、ワイヤロープ３２を巻き取り又は巻き戻すことができる。
ちなみに、このような構造のギヤタービン型エアモータ３１は公知であるため、その構造および動作の詳細な説明は省略する。
【００３４】
ところで、懸架ブロック２３において、把持フレーム２４が取り付けられている上方には、ワイヤロープ取付部材２３ａが設けられている。
そして、エアモータ３１から引き出されたワイヤロープ３２の先端部は、ワイヤロープ取付部材２３ａに取付固定されている。
【００３５】
そのため、図２に示すように、エアモータ３１によってワイヤロープ３２が巻き取られると、そのワイヤロープ３２により懸架ブロック２３が重力に抗して引き上げられ、昇降フレーム２２に沿って懸架ブロック２３が鉛直上方向に上昇する。
【００３６】
また、図１に示すように、エアモータ３１によってワイヤロープ３２が巻き戻されると、そのワイヤロープにより懸架ブロック２３が重力に従って引き下げられ、昇降フレーム２２に沿って懸架ブロック２３が鉛直下方向に下降する。
このように、バランスホイスト装置３０によって懸架ブロック２３を昇降させることにより、ワーク把持部材２６に把持されたワークＷを昇降させることができる。
【００３７】
ところで、後述するように、バランスホイスト装置３０は、上記のようにワークＷを昇降させる「ホイスト機能」に加えて、ワーク把持部材２６に把持されたワークＷを無重力に近い状態である「バランス状態」に保つ「バランサ」としての「バランス機能」を備えている。
ちなみに、このようなバランスホイスト装置３０は、例えば、三宅工業株式会社より商品名「バランスホイスト」として市販されている。
【００３８】
［パワーアシスト装置４０の構成］
図３および図４に示すように、懸架ブロック２３において、把持フレーム２４が取り付けられている外側面に対向する外側面には、パワーアシスト装置４０が設けられている。
パワーアシスト装置４０は、昇降レール４１、車輪ブロック４２、回動ピン４３、サーボ電動機４４、車輪４５、取付プレート４６、エアシリンダ４７などから構成されている。
【００３９】
昇降レール４１は、平板状の長尺物であり、昇降フレーム２２の外側面における下端部から上端部近傍に渡って取付固定されている。
懸架ブロック２３の外側面には、水平方向に回動ピン４３が取り付けられている。
車輪ブロック４２は、回動ピン４３を介して懸架ブロック２３の外側面に取り付けられている。そして、車輪ブロック４２は、回動ピン４３を回動軸として鉛直面内で回動（傾動）可能になっている。
【００４０】
車輪ブロック４２には、サーボ電動機４４が取付固定されると共に、サーボ電動機４４の電動機軸４４ａを挿通するための電動機軸穴４２ａが貫通形成されている。
尚、電動機軸穴４２ａは、回動ピン４３の上方に配置されている。
電動機軸４４ａは、水平方向に配置され、車輪４５に取付固定されて当該車輪４５の中心軸を構成している。
【００４１】
ところで、サーボ電動機４４には、電動機軸４４ａの回転角を検出するための回転角センサ４４ｂが設けられている。尚、回転角センサ４４ｂには、どのような形式の回転角センサ（例えば、ロータリエンコーダなど）を用いてもよい。
また、サーボ電動機４４には、電動機軸４４ａに対して機械的にブレーキをかけて回動不能にさせるためのブレーキ機構４４ｃが設けられている。尚、ブレーキ機構４４ｃには、どのような形式のブレーキ（例えば、ディスクブレーキなど）を用いてもよい。
【００４２】
取付プレート４６は、略平板状の長尺物である。取付プレート４６は上下両端部を有し、その上端部は車輪ブロック４２に取付固定され、その下端部は車輪ブロック４２から下方に延出され、その下端部にはエアシリンダ４７が取付固定されている。
エアシリンダ４７のピストン軸４７ａは、懸架ブロック２３に取付固定されている。
【００４３】
そして、車輪ブロック４２および取付プレート４６は、回動ピン４３を支点とする「てこ」機構を構成し、その「てこ」の上端部には車輪４５が配置されて作用点を構成し、その「てこ」の下端部にはエアシリンダ４７が配置されて力点を構成する。
【００４４】
従って、図５に示すように、エアシリンダ４７のピストン軸４７ａが伸長すると、そのピストン軸４７ａは懸架ブロック２３を押し出そうとするが、懸架ブロック２３には重量の大きな昇降フレーム２２が挿通されており動かない。
そのため、ピストン軸４７ａが懸架ブロック２３を押し出す力の反作用により、エアシリンダ４７および取付プレート４６は矢印α方向に付勢され、車輪ブロック４２は回動ピン４３を回動軸として矢印γ方向（反時計回り）に回動し、「てこ」の原理により、矢印β方向（矢印αの反対方向）に車輪４５を付勢する力がはたらく。
その結果、車輪４５は昇降レール４１に押し付けられる。
【００４５】
ここで、エアシリンダ４７の配置箇所（力点）と回動ピン４３（支点）との距離が、車輪４５（作用点）と回動ピン４３（支点）との距離よりも長いため、エアシリンダ４７のピストン軸４７ａの伸長力が少なくても、強い力で車輪４５を昇降レール４１に押し付けることができる。
【００４６】
そして、車輪４５を昇降レール４１に押し付けた状態で、サーボ電動機４４によって車輪４５を矢印γ方向に回転させると、車輪４５と昇降レール４１との摩擦力により、昇降レール４１に沿って車輪４５が鉛直上方向に上昇し、その車輪４５の上昇に従い、昇降フレーム２２に沿って懸架ブロック２３が鉛直上方向に上昇する。
【００４７】
また、車輪４５を昇降レール４１に押し付けた状態で、サーボ電動機４４によって車輪４５を矢印δ方向（時計回り）に回転させると、車輪４５と昇降レール４１との摩擦力により、昇降レール４１に沿って車輪４５が鉛直下方向に下降し、その車輪４５の下降に従い、昇降フレーム２２に沿って懸架ブロック２３が鉛直下方向に下降する。
このように、パワーアシスト装置４０によって懸架ブロック２３を昇降させることにより、ワーク把持部材２６に把持されたワークＷを昇降させることができる。
【００４８】
また、図６に示すように、エアシリンダ４７のピストン軸４７ａが退縮すると、そのピストン軸４７ａは懸架ブロック２３を引き寄せようとするが、懸架ブロック２３には重量の大きな昇降フレーム２２が挿通されており動かない。
そのため、ピストン軸４７ａは懸架ブロック２３を引き寄せる力の反作用により、エアシリンダ４７および取付プレート４６は矢印β方向に付勢され、車輪ブロック４２は回動ピン４３を回動軸として矢印δ方向に回動し、「てこ」の原理により、車輪４５を矢印α方向に付勢する力がはたらく。
その結果、車輪４５は昇降レール４１から引き離され、車輪４５と昇降レール４１には間隙Ｓが生じる。
【００４９】
［操作装置５０の構成］
懸架ブロック２３において、把持フレーム２４およびパワーアシスト装置４０が設けられていない外側面には、操作装置５０が取り付けられている。
操作装置５０は、操作桿５１、フォースセンサ５２、操作可ボタン５３、バランス・ホイスト切替ボタン５４、パワーアシスト切離ボタン５５、ブレーキ操作ボタン５６などから構成されている。
【００５０】
操作桿５１は、操作者が片手で握ることが可能な寸法形状に形成された略棒状物であり、操作装置５０の筺体５０ａから鉛直上方向に突設されている。
そして、操作桿５１の先端部には操作可ボタン５３が設けられている。
また、操作装置５０の筺体５０ａにおける操作桿５１の近傍には、各ボタン５４〜５６が設けられている。
【００５１】
フォースセンサ５２は、操作桿５１の基端部に接続され、操作者が操作桿５１に印加した操作力の大きさ及び方向を検出する。
尚、フォースセンサ５２には、６軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸、およびｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のそれぞれの回転軸ａ軸、ｂ軸、ｃ軸）の力覚センサが用いられるが、本実施形態では、当該６軸のうちｚ軸に印加した操作力の大きさ及び方向だけを検出すれば足りる。
【００５２】
ブレーキ操作ボタン５６がオン操作されると、ブレーキ機構４４ｃはサーボ電動機４４の電動機軸４４ａに対して機械的にブレーキをかけ、車輪４５を回動不能にさせる。
【００５３】
［制御装置６０の構成］
図７は、制御装置６０の概略構成を示すブロック回路図である。
制御装置６０は、インタフェイス回路（Ｉ／Ｆ）６１、マイクロコンピュータ６２、電動機駆動回路６３、エアモータ駆動回路６４、エアシリンダ駆動回路６５から構成されている。
【００５４】
図１に示すように、制御装置６０は、架設フレーム１００に取り付けられた装置とは別体として、工場内に設置されている。
そして、制御装置６０は、各センサ４４ｂ，５２、各ボタン５３〜５５、エアモータ３１、サーボ電動機４４、エアシリンダ４７とそれぞれ信号線（図示略）によって接続されている。
【００５５】
フォースセンサ５２および回転角センサ４４ｂの検出信号と、各ボタン（操作可ボタン５３、バランス・ホイスト切替ボタン５４、パワーアシスト切離ボタン５５）の操作信号とは、インタフェイス回路６１を介してマイクロコンピュータ６２へ送られる。
【００５６】
インタフェイス回路６１は、Ａ／Ｄ変換回路６１ａおよびデジタルフィルタ６１ｂを内蔵している。
Ａ／Ｄ変換回路６１ａは、アナログ信号である前記検出信号および操作信号をそれぞれデジタル信号にＡ／Ｄ変換する。
【００５７】
デジタルフィルタ６１ｂは、フォースセンサ５２の軸干渉成分の周波数がカットオフ周波数に設定されたローパスフィルタや、操作装置５０の機械的な固有振動数成分を選択的に除去するノッチフィルタなどを備え、Ａ／Ｄ変換回路６１ａが生成した各デジタル信号から、不要な信号成分を除去する。
【００５８】
マイクロコンピュータ６２には、コンピュータによる各種演算処理を実行するＣＰＵ６２ａと、ＣＰＵ６２ａが演算処理を実行するためのコンピュータプログラムが記録（記憶）されているＲＯＭ６２ｂと、ＣＰＵ６２ａの演算処理の中間データなどを記憶するＲＡＭ６２ｃとが搭載されている。
【００５９】
そして、マイクロコンピュータ６２は、操作可ボタン５３がオン操作され、バランス・ホイスト切替ボタン５４がバランス側に切り替えられると、フォースセンサ５２および回転角センサ４４ｂの検出信号に基づいて、サーボ電動機４４を駆動制御するための制御信号を生成し、その制御信号を電動機駆動回路６３へ送り出す。
【００６０】
ここで、マイクロコンピュータ６２は、フォースセンサ５２の検出信号（操作者が操作桿５１に印加した操作力の大きさ及び方向）に定数を乗じてアシスト力を求め、そのアシスト力に相当するアシストトルクをサーボ電動機４４に発生させるための制御信号を生成する。
【００６１】
電動機駆動回路６３は、電源、ＰＷＭ変換器、スイッチング回路（図示略）などから構成されており、マイクロコンピュータ６２から送られてくる制御信号に基づいた駆動電流を生成し、その駆動電流をサーボ電動機４４へ供給してサーボ電動機４４を駆動制御する。
【００６２】
また、マイクロコンピュータ６２は、バランス・ホイスト切替ボタン５４がバランス側に切り替えられると、バランスホイスト装置３０が「バランス機能」によってワーク把持部材２６に把持されたワークＷを「バランス状態」に保つようにエアモータ３１を駆動制御するための制御信号を生成し、その制御信号をエアモータ駆動回路６４へ送り出す。
【００６３】
そして、マイクロコンピュータ６２は、操作可ボタン５３がオン操作され、バランス・ホイスト切替ボタン５４がホイスト側に切り替えられると、フォースセンサ５２の検出信号に基づいて、バランスホイスト装置３０が「ホイスト機能」によってワーク把持部材２６に把持されたワークＷを昇降させるようにエアモータ３１を駆動制御するための制御信号を生成し、その制御信号をエアモータ駆動回路６４へ送り出す。
【００６４】
エアモータ駆動回路６４は、マイクロコンピュータ６２から送られてくる制御信号に基づいて、エア供給装置（図示略）からエアモータ３１へ供給される空気量を調整してエアモータ３１を駆動制御する。
【００６５】
また、マイクロコンピュータ６２は、パワーアシスト切離ボタン５５がオン操作されると、図６に示すようにエアシリンダ４７のピストン軸４７ａが退縮するようにエアシリンダ４７を駆動制御するための制御信号を生成し、その制御信号をエアシリンダ駆動回路６５へ送り出す。
【００６６】
そして、マイクロコンピュータ６２は、パワーアシスト切離ボタン５５がオフ操作されると（オン操作されていないときには）、図５に示すようにエアシリンダ４７のピストン軸４７ａが伸長するようにエアシリンダ４７を駆動制御するための制御信号を生成し、その制御信号をエアシリンダ駆動回路６５へ送り出す。
【００６７】
エアシリンダ駆動回路６５は、マイクロコンピュータ６２から送られてくる制御信号に基づいて、エア供給装置（図示略）からエアシリンダ４７へ供給される空気量を調整してエアシリンダ４７を駆動制御する。
【００６８】
［実施形態の作業工程］
図８は、昇降装置１０を用いたワークＷの搬送作業工程を説明するためのフローチャートである。
【００６９】
操作者（作業者）は、まず、パワーアシスト装置４０に故障が無く正常かどうかを判断する（ステップ１０１）。
尚、以下の説明では、パワーアシスト装置４０に故障が無い正常時における各ステップ１０２〜１０７の作業工程を「パワーアシスト機能付加モード」と呼び、パワーアシスト装置４０に何らかの故障がある異常時における各ステップ１２１〜１２４の作業工程を以下の説明では「バランスホイスト単独モード」と呼ぶ。
【００７０】
そして、操作者は、パワーアシスト装置４０の正常時には、パワーアシスト切離ボタン５５をオフ操作し、図５に示すように、エアシリンダ４７のピストン軸４７ａを伸長させて車輪４５を昇降レール４１に押し付けさせる（ステップ１０２）。
【００７１】
続いて、操作者は、バランス・ホイスト切替ボタン５４をバランス側に切替操作し、バランスホイスト装置３０の「バランス機能」によってワーク把持部材２６に把持されたワークＷを「バランス状態」に保持させる（ステップ１０３）。
【００７２】
次に、操作者は、操作桿５１を片手で握り、操作可ボタン５３を親指でオン操作し（ステップ１０４）、その後に、ブレーキ操作ボタン５６をオフ操作し、ブレーキ機構４４ｃによるサーボ電動機４４の電動機軸４４ａに対するブレーキを解除させ、車輪４５を回動可能にさせる（ステップ１０５）。
【００７３】
このように、バランスホイスト装置３０の「バランス機能」によってワーク把持部材２６に把持されたワークＷを「バランス状態」に保持させ（ステップ１０３）、その後に、ブレーキ機構４４ｃによるサーボ電動機４４の電動機軸４４ａに対するブレーキを解除させることにより（ステップ１０５）、懸架ブロック２３が落下するのを確実に防止できる。
【００７４】
そして、操作者は、操作可ボタン５３を親指でオン操作しながら、操作桿５１を操作し、パワーアシスト装置４０によって懸架ブロック２３を昇降させることにより、ワーク把持部材２６に把持されたワークＷを所望の高さ位置に移動させる（ステップ１０６）。
【００７５】
このとき、操作者が操作可ボタン５３から親指を離すと（操作可ボタン５３をオフ操作すると）、操作桿５１を操作してもパワーアシスト装置４０は動作しなくなる。つまり、操作可ボタン５３は、操作者の体が誤って操作桿５１に触れた場合などにパワーアシスト装置４０が動作するのを防止する安全装置として機能する。
【００７６】
続いて、操作者は、ブレーキ操作ボタン５６をオン操作し、ブレーキ機構４４ｃによってサーボ電動機４４の電動機軸４４ａに対して機械的にブレーキをかけ、車輪４５を回動不能にさせる（ステップ１０７）。
そして、操作者は、操作桿５１から手を離し、ワーク把持部材２６に把持されたワークＷが所望の位置になるように、把持フレーム２４に手を掛けて押し、支持ピン２５を回動軸として把持フレーム２４を回動させる（ステップ１０８）。
【００７７】
例えば、自動車組立工場では、開放されたドア部分から車室内へ各種部品を投入する作業があるが、昇降装置１０を使用して当該部品をドアの開放部分まで持ち上げた後に、把持フレーム２４を回動させてワーク把持部材２６に把持させたワークＷ（部品）を車室内へ投入すれば、その作業を簡単に行うことができる。
【００７８】
また、操作者は、パワーアシスト装置４０の異常時には、パワーアシスト切離ボタン５５をオン操作し、図６に示すように、エアシリンダ４７のピストン軸４７ａを退縮させて車輪４５を昇降レール４１から引き離させる（ステップ１２１）。
【００７９】
次に、操作者は、バランス・ホイスト切替ボタン５４をホイスト側に切替操作し、バランスホイスト装置３０の「ホイスト機能」を利用可能にする（ステップ１２２）。
【００８０】
続いて、操作者は、操作桿５１を片手で握り、操作可ボタン５３を親指でオン操作しながら（ステップ１２３）、操作桿５１を操作し、バランスホイスト装置３０によって懸架ブロック２３を昇降させることにより、ワーク把持部材２６に把持されたワークＷを所望の高さ位置に移動させる（ステップ１２４）。
【００８１】
尚、ステップ１０１においてパワーアシスト装置４０が異常と判断された場合には、各ステップ１２１〜１２３のボタン操作を、制御装置６０のマイクロコンピュータ６２が自動的に行うようにしてもよい。
【００８２】
このとき、操作者が操作可ボタン５３から親指を離すと（操作可ボタン５３をオフ操作すると）、操作桿５１を操作してもバランスホイスト装置３０は動作しなくなる。つまり、操作可ボタン５３は、操作者の体が誤って操作桿５１に触れた場合などにバランスホイスト装置３０がホイストとして動作するのを防止する安全装置として機能する。
そして、ステップ１２４の作業が終了したら、操作者は、ステップ１０８の作業を実行する。
【００８３】
［実施形態の作用・効果］
以上詳述した本実施形態によれば、以下の作用・効果を得ることができる。
［１］パワーアシスト装置４０に故障の無い正常時には、パワーアシスト機能付加モードにおいて、バランスホイスト装置３０の「バランス機能」によってワーク把持部材２６に把持されたワークＷを「バランス状態」に保持させる（ステップ１０３）。
【００８４】
尚、「バランス状態」とは、ワーク把持部材２６に把持されたワークＷが無重力に近い状態になり、操作者が操作桿５１やワークＷに手をかけて軽く上下に動かすことが可能で、且つ、上下させた位置で手を離してもその位置で静止させることが可能な状態をいう。
【００８５】
従って、バランスホイスト装置３０は、「バランス状態」を実現するため、ワークＷの重量と昇降装置１０の可動部分（ワイヤロープ３２、懸架ブロック２３、把持フレーム２４、支持ピン２５、ワーク把持部材２６、昇降レール４１を除くパワーアシスト装置４０、操作装置５０）の重量とを合わせた合計重量を懸架するため（吊り下げるため）、エアモータ３１によりワイヤロープ３２を一定の張力で引き上げる。
【００８６】
そして、バランスホイスト装置３０がワーク把持部材２６に把持されたワークＷを「バランス状態」に保持させているとき、パワーアシスト装置４０は操作桿５１の操作に従って懸架ブロック２３を昇降させ、ワーク把持部材２６に把持されたワークＷを操作者の所望の高さ位置に移動させる（ステップ１０４，１０６）。
つまり、パワーアシスト機能付加モードでは、バランスホイスト装置３０の「バランス機能」とパワーアシスト装置４０とが併用される。
【００８７】
ところで、パワーアシスト装置４０を用いず、バランスホイスト装置３０が単独で懸架ブロック２３を昇降させる場合、バランスホイスト装置３０はワイヤロープ３２をエアモータ３１によって巻き上げ又は巻き下げるため、操作者の操作桿５１による操作に対する応答性が悪く、懸架ブロック２３を微妙に変位させることが難しいことから、ワークＷの高さ位置の正確な位置決めは困難である。
【００８８】
しかし、本実施形態のパワーアシスト機能付加モードにおいて、バランスホイスト装置３０は、ワークＷの重量と昇降装置１０の可動部分の合計重量を懸架して「バランス状態」を保持しているだけであり、懸架ブロック２３の昇降はパワーアシスト装置４０によって行われる。
【００８９】
パワーアシスト装置４０は、電動機軸４４ａの回転角を検出してサーボ電動機４４の回転をサーボ制御し、そのサーボ電動機４４によって車輪４５を回動させて昇降レール４１を昇降させる。そのため、操作者の操作桿５１による操作に対する応答性が良く、懸架ブロック２３を微妙に変位させることが容易なことから、ワークＷの高さ位置の正確な位置決めを行うことができる。
【００９０】
また、バランスホイスト装置３０を用いず、パワーアシスト装置４０が単独で懸架ブロック２３を昇降させる場合、パワーアシスト装置４０はワークＷの重量と昇降装置１０の前記可動部分との合計重量を、車輪４５と昇降レール４１との摩擦力だけで支えなければならない。よって、ワークＷの重量が大きい場合には必要な摩擦力も大きくなり、その大きな摩擦力を得るため、大型の車輪４５を使うことに加え、車輪４５および昇降レール４１の表面に摩擦係数の大きい高価な材料を使用する必要がある。
さらに、パワーアシスト装置４０が単独で懸架ブロック２３を昇降させる場合、ワークＷの重量が大きい場合には駆動力の大きな大容量のサーボ電動機４４を用いなければならず、大型で高価なサーボ電動機４４が必要になる。
【００９１】
しかし、本実施形態のパワーアシスト機能付加モードでは、パワーアシスト装置４０が単独で懸架ブロック２３を昇降させる場合に比べて、バランスホイスト装置３０がワークＷの重量と昇降装置１０の可動部分の合計重量を懸架して「バランス状態」を保持している分だけ、車輪４５と昇降レール４１との摩擦力が小さくて済むことに加え、サーボ電動機４４の駆動力も小さくて済む。
【００９２】
従って、本実施形態のパワーアシスト機能付加モードによれば、小型の車輪４５を使用し、車輪４５および昇降レール４１の表面に摩擦係数の小さい安価な材料を使用し、小型で安価なサーボ電動機４４を使用しても、重量の大きなワークＷを昇降させることができる。
このように、本実施形態によれば、昇降位置の正確な位置決めが可能で小型かつ安価な昇降装置１０を提供することができる。
【００９３】
［２］パワーアシスト装置４０に何らかの故障がある異常時には、図６に示すように、エアシリンダ４７のピストン軸４７ａを退縮させて車輪４５を昇降レール４１から引き離させ（ステップ１２１）、バランスホイスト単独モードにおいて、パワーアシスト装置４０を使用することなく、バランスホイスト装置３０の「ホイスト機能」により懸架ブロック２３を昇降させる（ステップ１２２）。
【００９４】
従って、本実施形態によれば、パワーアシスト装置４０の故障時にも、昇降装置１０を用いたワークＷの搬送作業を続行することができる。
また、車輪４５を昇降レール４１から引き離すのに、車輪ブロック４２、取付プレート４６、回動ピン４３から構成される前記「てこ」とエアシリンダ４７とを用いるため、車輪４５を昇降レール４１から簡単かつ確実に引き離すことができる。そして、前記「てこ」とエアシリンダ４７とを用いた構造は単純であるため、機械的強度が高いことに加え、安価に製造することができる。
【００９５】
［３］ブレーキ機構４４ｃによってサーボ電動機４４の電動機軸４４ａに対して機械的にブレーキがかけられ、車輪４５が回動不能にされた状態では（ステップ１０７）、車輪４５が昇降レール４１を押し付ける力で、懸架ブロック２３が昇降フレーム２２（昇降レール４１）に固定される。
【００９６】
従って、操作者が把持フレーム２４に手を掛けて押し、支持ピン２５を回動軸として把持フレーム２４を回動させる際に、懸架ブロック２３の上下動が防止されるため、把持フレーム２４を容易に回動できることに加え、ワーク把持部材２６に把持されたワークＷが不用意に上下動して何かに衝突するのを防止できる。
【００９７】
［４］バランスホイスト装置３０だけが単独で使用されている既存の昇降装置があれば、パワーアシスト装置４０を後付けするだけで、昇降装置１０を簡単に実現することができる。
【００９８】
［別の実施形態］
ところで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記実施形態と同等もしくはそれ以上の作用・効果を得ることができる。
【００９９】
［１］上記実施形態では、昇降フレーム２２（昇降レール４１）を鉛直方向に配置している。
しかし、昇降フレーム２２（昇降レール４１）は、鉛直方向に限らず、ワークＷの昇降方向に配置すればよく、例えば、鉛直から斜め方向に配置してもよい。
【０１００】
［２］上記実施形態のパワーアシスト装置４０では、車輪４５の回転駆動にサーボ電動機４４を用いている。
しかし、サーボ電動機４４を、車輪４５を回転駆動させる適宜な形式のモータ（例えば、エアモータなど）に置き換えてもよい。
【０１０１】
［３］上記実施形態では、パワーアシスト装置４０が正常かどうかの判断（ステップ１０１）、ブレーキ操作ボタン５６の操作（ステップ１０５，１０７）、パワーアシスト切離ボタン５５の操作（ステップ１０２，１２１）、バランス・ホイスト切替ボタン５４の操作（ステップ１０３，１２２）、操作桿５１の操作（ステップ１０６，１２４）をそれぞれ操作者が行っている。
しかし、各ステップ１０１〜１０７，１２１〜１２４の少なくともいずれかの作業を、制御装置６０のマイクロコンピュータ６２が自動的に行うようにしてもよい。
【０１０２】
［４］上記実施形態のバランスホイスト装置３０は、ワイヤロープ３２を使用している。
しかし、ワイヤロープ３２に限らず、どのような懸架材（例えば、チェンなど）を使用してもよい。
【０１０３】
［５］上記実施形態では、バランスホイスト装置３０のエアモータ３１として、ギヤタービン型エアモータを使用している。
しかし、ギヤタービン型に限らず、どのような形式のエアモータ（例えば、ベーン型、ラジアルピストン型など）を使用してもよい。
【０１０４】
［６］上記実施形態のバランスホイスト装置３０では、ワイヤロープ３２の巻き取り又は巻き戻しにエアモータ３１を使用している。
しかし、エアモータ３１を、ワイヤロープ３２の巻き取り又は巻き戻しを行う適宜な形式のモータ（例えば、電動機など）に置き換えてもよい。
【０１０５】
［７］上記実施形態のバランスホイスト装置３０は、「ホイスト機能」と「バランス機能」とを共に備えている。
しかし、バランスホイスト装置３０を、「ホイスト機能」のない単なる「バランサ」に置き換えてもよい。この場合、前記バランスホイスト単独モードの作用・効果は得られなくなるが、パワーアシスト機能付加モードについては上記実施形態と同様の作用・効果が得られる。
【０１０６】
また、バランスホイスト装置３０を、エアモータ３１の位置に取付固定された滑車と、その滑車にかけられる共に一端がワイヤロープ取付部材２３ａに取付固定されたワイヤロープ３２と、そのワイヤロープ３２の他端に取り付けられたウェイトとを備えたカウンタウェイト装置に置き換えてもよい。この場合にも、上記実施形態とほぼ同等の作用・効果が得られる。
【０１０７】
［８］上記実施形態のパワーアシスト装置４０では、回動ピン４３を回動軸として車輪ブロック４２を回動（傾動）させるのにエアシリンダ４７を使用している。
しかし、エアシリンダ４７を、ピストン軸４７ａと同様の部材を伸縮させる適宜な伸縮装置（例えば、電磁ソレノイドなど）に置き換えてもよい。
【０１０８】
［９］上記実施形態の昇降装置１０に横行装置を付加し、その横行装置によって昇降装置１０のベース部材２１が、架設フレーム１００の梁材１０１ｃの長手方向に水平移動するようにしてもよい。
また、当該横行装置として、梁材１０１ｃの含まれる水平面内の任意に位置にベース部材２１を移動可能な装置を用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化した一実施形態の昇降装置１０の正面図。
【図２】昇降装置１０の正面図。
【図３】昇降装置１０の要部拡大正面図。
【図４】昇降装置１０の要部拡大正面図。
【図５】昇降装置１０の要部拡大正面図。
【図６】昇降装置１０の要部拡大正面図。
【図７】昇降装置１０が備える制御装置６０の概略構成を示すブロック回路図。
【図８】昇降装置１０を用いたワークＷの搬送作業工程を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
１０…昇降装置
２０…構造部材
２３…懸架ブロック（懸架手段、切離手段）
２４…把持フレーム（懸架手段）
２６…ワーク把持部材（懸架手段）
３０…バランスホイスト装置（バランス手段）
３１…エアモータ（ホイスト機構）
３２…ワイヤロープ（ホイスト機構）
４０…パワーアシスト装置（パワーアシスト手段）
４１…昇降レール
４２…車輪ブロック（切離手段）
４３…回動ピン（切離手段）
４４…サーボ電動機（駆動手段、駆動モータ）
４４ｃ…ブレーキ機構（ブレーキ手段）
４５…車輪（駆動手段）
４６…取付プレート（切離手段）
４７…エアシリンダ（切離手段）
５０…操作装置
５１…操作桿（操作状態検出手段）
５２…フォースセンサ（操作状態検出手段）
６０…制御装置（演算手段）
Ｗ…ワーク
【図１】
2004292111.tif 000003
【図２】
2004292111.tif 000004
【図３】
2004292111.tif 000005
【図４】
2004292111.tif 000006
【図５】
2004292111.tif 000007
【図６】
2004292111.tif 000008
【図７】
2004292111.tif 000009
【図８】
2004292111.tif 000010