(57)【要約】【課題】櫓体の小型化と作業効率の向上とを図ることができる懸架装置および櫓体構造を提供すること。【解決手段】懸架装置１は、溶接部３１を所定の高さ位置に懸架保持できる。よって、比較的重量が嵩む溶接部３１の取り扱いを容易として、作業者Ｍの負担を軽減できる。この場合、懸架装置１は、渦巻きばねの付勢力をアクチュエータ装置により変更することで、溶接部３１を昇降させることができる。即ち、不使用時には、上方に退避させる一方、作業を再開する場合には、作業位置に復帰させることができる。よって、水平方向側方へ退避させる必要がないので、作業効率の向上と櫓体の小型化とを図ることができる。【選択図】図１
0003164126.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
その筐体に回転自在に軸支される回転軸と、
その回転軸に同心に固着され円錐台形状に形成されると共に外周面に螺旋状のワイヤ溝が形成されたドラムと、
そのドラムのワイヤ溝に巻き付けられるワイヤと、
前記ドラムを前記ワイヤの巻き取り方向へ付勢する渦巻きばねと、
前記回転軸を回転駆動して前記渦巻きばねの付勢力を変更するアクチュエータ装置と、を備えることを特徴とする懸架装置。
【請求項２】
前記アクチュエータ装置から付与される回転駆動力により、前記回転軸が前記渦巻きばねの付勢力を増加させる方向へ回転されると共に、前記アクチュエータ装置からの回転駆動力の付与が解除されることで、前記回転軸が、前記渦巻きばねの弾性回復力により、前記渦巻きばねの付勢力を減少させる方向へ回転されることを特徴とする請求項１記載の懸架装置。
【請求項３】
前記回転軸の回転可能範囲が調整可能に構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の懸架装置。
【請求項４】
前記アクチュエータ装置は、ピストンロッドを伸縮させるシリンダ装置と、そのシリンダ装置のピストンロッドの先端に一端側が連結されるチェーンと、そのチェーンの他端側が連結されると共に前記チェーンの途中が歯合され前記回転軸に固着されるスプロケットと、を備え、
前記シリンダ装置が前記ピストンロッドを短縮せることで、前記回転軸が前記渦巻きばねの付勢力を増加させる方向へ回転され、前記シリンダ装置による前記ピストンロッドの短縮駆動が解除されることで、前記回転軸が、前記渦巻きばねの弾性回復力により、前記渦巻きばねの付勢力を減少させる方向へ回転されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の懸架装置。
【請求項５】
前記アクチュエータ装置は、ピストンロッドを伸縮させるシリンダ装置と、そのシリンダ装置のピストンロッドの先端に連結されるラックと、そのラックに歯合されると共に前記回転軸に直接または歯車を介して連結されるピニオンと、を備え、
前記シリンダ装置が前記ピストンロッドを短縮または伸長せることで、前記回転軸が前記渦巻きばねの付勢力を増加させる方向へ回転され、前記シリンダ装置による前記ピストンロッドの短縮駆動または伸長駆動が解除されることで、前記回転軸が、前記渦巻きばねの弾性回復力により、前記渦巻きばねの付勢力を減少させる方向へ回転されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の懸架装置。
【請求項６】
前記筐体に取着される規制部材を備え、
前記アクチュエータ装置は、前記ピストンロッドに取着され前記ピストンロッドの伸縮時に前記規制部材に当接される被規制部を備え、
前記規制部材および被規制部の相対位置が変更可能に構成され、
前記前記規制部材に前記被規制部が当接されることで、前記回転軸の回転可能範囲が規定されると共に、前記規制部材または被規制部の相対位置を変更することで、前記回転軸の回転可能範囲が調整可能とされることを特徴とする請求項４又は５に記載の懸架装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の懸架装置と、複数本のフレームから櫓状に組み上げられ前記懸架装置が天部に吊り下げされる櫓体とを備え、前記櫓体の天部に配設された前記懸架装置のワイヤの下端に加工機を連結し、その加工機を使用して作業者が被加工物の加工を行うことを特徴とする櫓体構造。
【請求項８】
前記懸架装置は、操作可能に構成され前記アクチュエータ装置の動作を指示する指示スイッチを備え、
その指示スイッチが前記櫓体に取着されていることを特徴とする請求項７記載の櫓体構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、懸架装置および櫓体構造に関し、特に、櫓体の小型化と作業効率の向上とを図ることができる懸架装置および櫓体構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種構造物の組立ラインにおいて、作業者が手に持った加工機を使用して被加工物への加工を行う場合がある。この場合に、加工機が、例えば、スポット溶接機やインパクトレンチなど比較的重量が嵩むものであると、作業者の負担が大きくなる。そのため、特許文献１には、組立ラインの櫓体の天部にスプリングバラサーを吊り下げ、そのスプリングバラサーによりスポット溶接機を懸架する技術が開示される。
【０００３】
この技術によれば、所定の高さ位置（即ち、スポット溶接機の重量とスプリングバラサーのばね力とが釣り合う位置）に、スポット溶接機を懸架保持することができるので、比較的重量が嵩むスポット溶接機であっても、その取り扱いを容易とすることができ、作業者の負担を軽減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３０９５５８号公報（例えば、段落［００２４］及び第１図）
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した技術では、スポット溶接機が天部から懸架されているため、他の作業を行う際には、スポット溶接機を水平方向側方へ退避させ、所定の載置台に載置する必要があった。そのため、載置台を櫓体内に形成する分、櫓体が横方向にも縦方向にも大型化するという問題点があった。また、スポット溶接機を水平方向側方へ退避させたとしても、電気配線やエアホースが垂れ下がり、部品等のワークの投入・取り出しが困難となるため、作業者の迂回が必要となる。そのため、歩行数が嵩み、作業者の負担が大きくなると共に作業効率が悪化するという問題点があった。更に、溶接作業を再開する場合には、載置台までスポット溶接機を取りに作業者が移動しなければならず、その移動作業の分も、作業効率が悪化するという問題点があった。
【０００６】
本考案は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、櫓体の小型化と作業効率の向上とを図ることができる懸架装置および櫓体構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段および考案の効果】
【０００７】
請求項１記載の懸架装置によれば、筐体に回転自在に軸支される回転軸と、その回転軸に同心に固着され円錐台形状に形成されると共に外周面に螺旋状のワイヤ溝が形成されたドラムと、そのドラムのワイヤ溝に巻き付けられるワイヤと、ドラムをワイヤの巻き取り方向へ付勢する渦巻きばねとを備えるので、筐体を櫓体に吊り下げ、ワイヤに加工機を懸架することで、加工機を所定の高さ位置（即ち、加工機の重量によるトルクと渦巻きばねによるトルクとが釣り合う位置）に保持することができる。よって、比較的重量が嵩む加工機であっても、その取り扱いを容易とすることができ、作業者の負担を軽減することができる。
【０００８】
この場合、請求項１によれば、回転軸を回転駆動して渦巻きばねの付勢力を変更するアクチュエータ装置を備えるので、回転軸を回転駆動して渦巻きばねの付勢力を増加させることで、上述したトルクが釣り合う位置までワイヤをドラムへ引き戻して、加工機を上昇させることができると共に、回転軸を回転駆動して渦巻きばねの付勢力を減少させることで、上述したトルクが釣り合う位置までワイヤをドラムから繰り出して、加工機を下降させることができる。
【０００９】
即ち、加工機を使用しない場合には、上昇動作により加工機を上方に退避させることができる一方、加工機による作業を再開する場合には、下降動作により加工機を作業位置に復帰させることができる。その結果、従来技術のように、加工機を水平方向側方へ退避させる必要がないので、その分、作業者の水平方向側方への移動を不要として、作業効率の向上を図ることができるという効果がある。
【００１０】
即ち、加工機だけでなく電気配線やエアホースも頭上に巻き上げることができ、作業空間を確保することができるので、部品等のワークの投入・取り出しの際の作業者の迂回を不要として、歩行数を削減できる。また、載置台まで加工機を取りに移動することも不要とできる。その結果、作業者の負担を低減できると共に作業効率の向上を図ることができる。
【００１１】
更に、水平方向側方へ退避させた加工機を載置しておくための載置台を櫓体内に形成する必要がなく、作業スペースを確保することができるので、その分、櫓体の小型化を図ることができるという効果がある。
【００１２】
請求項２記載の懸架装置によれば、請求項１記載の懸架装置の奏する効果に加え、アクチュエータ装置から付与される回転駆動力により、回転軸が渦巻きばねの付勢力を増加させる方向へ回転されると共に、アクチュエータ装置からの回転駆動力の付与が解除されることで、回転軸が、渦巻きばねの弾性回復力により、渦巻きばねの付勢力を減少させる方向へ回転されるので、アクチュエータ装置の消費エネルギーを低減できると共に、回転軸を回転駆動するための構造を簡素化することができるという効果がある。
【００１３】
即ち、回転軸を一方向へ回転させる場合のみアクチュエータ装置を駆動すれば良く、逆方向へ回転軸を回転させる際には、渦巻きばねの弾性回復力を利用することで、アクチュエータ装置の駆動を不要とすることができるので、その分、消費エネルギーの低減を図ることができる。また、アクチュエータ装置は、回転軸を一方向へ回転させる方向へのみ駆動力を伝達できれば良く、逆方向へ回転させる方向へは駆動力が伝達できなくても良いので、両方向へ回転駆動力が伝達可能とする構造と比較して、回転軸を回転駆動するための構造を簡素化することができる。
【００１４】
請求項３記載の懸架装置によれば、請求項１又は２に記載の懸架装置の奏する効果に加え、回転軸の回転可能範囲が調整可能に構成されているので、加工機の重量に応じて懸架保持する高さ位置の調整を行うことができると共に、加工機を上昇させる際の上昇速度の調整を行うことができるという効果がある。
【００１５】
即ち、渦巻きばねの付勢力を減少させる方向への回転可能限度まで回転軸が回転された状態で、加工機は所定の高さ位置に懸架保持されるところ、かかる回転可能限度を調整できれば、例えば、加工機の種類が変更され重量が変化した場合でも、変更前と同じ高さ位置に加工機を懸架保持することができる。或いは、加工機の種類が同じでも、作業者が変更され作業に適した高さ位置が異なる場合には、回転可能限度を調整することで、作業者に応じた高さ位置に加工機を懸架保持することができる。その結果、作業者の作業性の向上を図ることができる。
【００１６】
一方、渦巻きばねの付勢力を増加させる方向への回転可能限度まで回転軸が回転されると、加工機の重量に対して渦巻きばねの付勢力が勝ることで、加工機が上昇されるところ、かかる回転可能限度を調整できれば、例えば、加工機の種類が変更され重量が変化した場合でも、常に一定の上昇速度で加工機を上昇させることができる。或いは、同じ種類の加工機でも、回転可能限度を調整することで、上昇速度を変更することができる。
【００１７】
請求項４記載の懸架装置によれば、請求項１から３のいずれかに記載の懸架装置の奏する効果に加え、アクチュエータ装置は、ピストンロッドを伸縮するシリンダ装置と、そのシリンダ装置のピストンロッドの先端に一端側が連結されるチェーンと、そのチェーンの他端側が連結されると共にチェーンの途中が歯合され回転軸に固着されるスプロケットとを備え、シリンダ装置がピストンロッドを短縮させることで、そのピストンロッドがチェーンを引き寄せて、スプロケットを駆動することで、回転軸を回転させることができる。一方、シリンダ装置によるピストンロッドの短縮駆動が解除されると、渦巻きばねの弾性回復力により回転軸が回転され、スプロケットによりチェーンが巻き取られることで、ピストンロッドを伸長させることができる。
【００１８】
このように、回転軸を一方向へ回転させる場合のみアクチュエータ装置を駆動すれば良く、逆方向へ回転軸を回転させる際には、渦巻きばねの弾性回復力を利用することで、アクチュエータ装置の駆動を不要とすることができるので、その分、消費エネルギーの低減を図ることができる。また、アクチュエータ装置は、回転軸を一方向へ回転させる方向へのみ駆動力を伝達できれば良く、逆方向へ回転させる方向へは駆動力が伝達できなくても良い。よって、回転軸を回転駆動するための構造を、スプロケット、チェーン及びシリンダ装置という簡素な構成により達成できるので、その分、製品コストを低減できると共に信頼性を高めることができる。
【００１９】
請求項５記載の懸架装置によれば、請求項１から３のいずれかに記載の懸架装置の奏する効果に加え、アクチュエータ装置は、ピストンロッドを伸縮するシリンダ装置と、そのシリンダ装置のピストンロッドの先端に連結されるラックと、そのラックに歯合されると共に回転軸に直接または歯車を介して固着されるピニオンとを備え、シリンダ装置がピストンロッドの短縮または伸長によりラックを前進または後退させ、ピニオンを回転させることで、回転軸を回転させることができる。一方、シリンダ装置によるピストンロッドの短縮駆動または伸長駆動が解除されると、渦巻きばねの弾性回復力により回転軸が回転され、ドラムによりチェーンが巻き取られる。
【００２０】
このように、回転軸を一方向へ回転させる場合のみアクチュエータ装置を駆動すれば良く、逆方向へ回転軸を回転させる際には、渦巻きばねの弾性回復力を利用することで、アクチュエータ装置の駆動を不要とすることができるので、その分、消費エネルギーの低減を図ることができる。
【００２１】
請求項６記載の懸架装置によれば、請求項４又は５に記載の懸架装置の奏する効果に加え、筐体に取着された規制部材に、ピストンロッドに取着された被規制部が当接されることで、ピストンロッドのストローク可能範囲を規制できるので、ピストンロッドの伸縮量を制御しなくても、回転軸の回転可能範囲を規定できる。よって、アクチュエータ装置の複雑な制御を不要として、制御コストの削減を図ることができる。
【００２２】
この場合、規制部材および被規制部の相対位置が変更可能に構成されているので、かかる相対位置を変更することで、回転軸の回転可能範囲を調整することができる。よって、請求項３の場合と同様に、加工機の重量に応じて懸架保持する高さ位置の調整を行うことができると共に、加工機を上昇させる際の上昇速度の調整を行うことができるという効果がある。
【００２３】
請求項７記載の櫓体構造によれば、複数本のフレームから櫓状に組み上げられる櫓体を備え、その櫓体の天部に請求項１から６のいずれかに記載の懸架装置を吊り下げると共に懸架装置のワイヤの下端に加工機を連結し、その加工機を使用して作業者が被加工物の加工を行う構造であるので、請求項１から５のいずれかに記載の懸架装置と同様の効果を奏する。
【００２４】
請求項８記載の櫓体構造によれば、請求項７記載の櫓体構造の奏する効果に加え、操作可能に構成されアクチュエータ装置の動作を指示する指示スイッチを懸架装置が備え、その指示スイッチが櫓体に取着されているので、指示スイッチを操作することで、アクチュエータ装置の動作を作業者が容易に指示することができる。その結果、作業効率の向上を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本考案の第１実施の形態における懸架装置が配設された櫓体構造を模式的に示した模式図である。
【図２】懸架装置の正面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における懸架装置の断面図である。
【図４】（ａ）は、シリンダ装置のピストンロッドが短縮された状態における懸架装置の正面図であり、（ｂ）は、シリンダ装置のピストンロッドが伸張された状態における懸架装置の正面図である。
【図５】懸架装置による昇降動作を説明するための概念図であり、（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ図４（ａ）及び図４（ｂ）の状態に対応する。
【図６】第２実施の形態における懸架装置の正面図である。
【図７】図６のＩＩＩ−ＩＩＩ線における懸架装置の断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００２６】
以下、本考案の好ましい実施形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、本考案の第１実施の形態における懸架装置１が配設された櫓体構造１００を模式的に示した模式図である。なお、図１では、図面を簡素化して理解を容易とするために、各構成が模式的に拡大状態で図示されると共に、被加工物Ｗが二点鎖線を用いて模式的に図示される。
【００２７】
まず、図１を参照して、櫓体構造１００の全体構成について説明する。櫓体構造１００は、被加工物Ｗに作業者が加工を施す組立ラインの一部を構成するものであり、本実施の形態では、スポット溶接機３を用いて被加工物Ｗにスポット溶接を施す組立ラインに適用される場合を一例として説明する。
【００２８】
櫓体構造１００は、地面から立設される複数本の縦フレーム１１０と、それら各縦フレーム１１０の上端間に架設され天部を構成する横フレーム１２０とを備え、これら各フレーム１１０，１２０によって構成された櫓体の内部に作業者Ｍが作業を行うための作業空間が形成される。横フレーム１２０には、懸架装置１と、スポット溶接機３と、スプリングバランサ４とがそれぞれ吊り下げられる一方、床面にはコンベア（図示せず）が設置され、そのコンベアにより被加工物Ｗが搬送される。
【００２９】
懸架装置１は、スポット溶接機３の溶接部３１を、作業者Ｍの作業に適した所定の高さ位置に懸架保持すると共にスポット溶接機３の溶接部３１を昇降させるための装置であり、垂下されるワイヤ１５の先端に固着されたフック１５ａを介してスポット溶接機３の溶接部３１を懸架する。
【００３０】
懸架装置１は、昇降スイッチ１７を備え、その昇降スイッチ１７には、上昇ボタンと下降ボタンとが設けられている。昇降スイッチ１７の上昇ボタンが操作されると、上昇動作が実行され、ワイヤ１５を巻き戻すことで、スポット溶接機３の溶接部３１を上方に待避させる。一方、昇降スイッチ１７の下降ボタンが操作されると、下降動作が実行され、ワイヤ１５を繰り出すことで、スポット溶接機３の溶接部３１を下降させて所定の高さ位置に懸架保持する。よって、スポット溶接機３の溶接部３１は、比較的重量が嵩むが、その取り扱いを容易として、作業者Ｍの負担を軽減することができる。
【００３１】
ここで、昇降スイッチ１７は、懸架装置１に懸架保持されたスポット溶接機３の溶接部３１の側方に位置する縦フレーム１１０に配設される。よって、作業者Ｍは、スポット溶接機３の溶接部３１を使用する際の作業位置から大きく移動することなく、昇降スイッチ１７を操作できる。なお、懸架装置１の詳細構成については後述する。
【００３２】
スポット溶接機３は、懸架装置１により懸架され電極３１ａ等を有する溶接部３１と、その溶接部３１に供給するための電力、冷却水あるいは空圧を生成保持し横フレーム１２０に吊り下げられる本体部３２と、その本体部３２及び溶接部３１の間を接続して電力、冷却水及び空圧の供給経路を形成する供給線３３とを備える。
【００３３】
スプリングバランサ４は、スポット溶接機３の供給線３３を所定の高さ位置に懸架保持するための装置であり、垂下されるワイヤ４ａの先端に固着されたフック４ｂを介してスポット溶接機３の供給線３３の途中を懸架する。作業者Ｍの作業により、スポット溶接機３の溶接部３１が移動される場合には、その移動に応じて、ワイヤ４ａの繰り出し又は巻き戻しが行われる。また、スポット溶接機３の溶接部３１が懸架装置１により上昇される場合には、その上昇に伴い、ワイヤ３４が巻き戻される。
【００３４】
なお、架設装置１は、スポット溶接機３の溶接部３１を昇降させることができる。よって、スポット溶接機３を使用しない場合には、上昇動作により溶接部３１を上方に退避させることができる一方、溶接部３１による作業を再開する場合には、下降動作により溶接部３１を作業位置（作業者Ｍの手元）に復帰させることができる。そのため、従来技術のように、溶接部３１を水平方向側方へ退避させる必要がないので、その分、作業者Ｍの水平方向側方への移動を不要として、作業効率の向上を図ることができる。また、水平方向側方へ退避させた溶接部３１を載置しておくための載置台を櫓体構造１内に形成する必要がなく、作業スペースを確保することができるので、その分、櫓体構造の小型化を図ることができる。
【００３５】
次いで、図２及び図３を参照して、懸架装置１の詳細構成について説明する。図２は、懸架装置１の正面図であり、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における懸架装置１の断面図である。なお、図２及び図３では、ワイヤ１５及びアクチュエータ装置２０のチューブ２２ｂなどの図示が部分的に省略される。
【００３６】
図２及び図３に示すように、懸架装置１は、バランサ装置１０とアクチュエータ装置２０とを主に備えて構成される。バランサ装置１０は、スプリングバランサとしての機能を発揮する部位であり、筐体１１と、その筐体１１に回転自在に軸支される回転軸１２と、その回転軸１２に同心に固着され円錐台形状に形成されると共に外周面に螺旋状のワイヤ溝１３が形成されたドラム１４と、そのドラムのワイヤ溝１３に巻き付けられるワイヤ１５と、ドラム１４をワイヤ１５の巻き取り方向へ付勢する渦巻きばね１６とを備える。
【００３７】
筐体１１は、中空円盤状の容器として形成され、回転軸１２、ドラム１４および渦巻きばね１６が収納される。回転軸１２は、一端側の端部が筐体１１内から外部に突出され、その端部にはアクチュエータ装置２０のスプロケット２４が固着される。ドラム１４は、ベアリングを介して、回転軸１２に軸支される。よって、ドラム１４と回転軸１２との間では回転力は伝達されない。
【００３８】
ワイヤ１５は、一端側がドラム１４の小径側（図３右側）に固着されると共に、途中が小径側からワイヤ溝１３に沿って大径側（図３左側）まで巻き付けられ、他端側が筐体１１の外部へ垂下される。即ち、ワイヤ１５は、ドラム１４の大径側に巻き付けられた部分から繰り出され、繰り出されるに従って、ドラム１４の中心からの距離が小さくなるように形成されている。
【００３９】
渦巻きばね１６は、中心側の端部が回転軸１２に固着されると共に、外周側の端部がドラム１４に固着される。よって、スポット溶接機３の溶接部３１がワイヤ１５の下端に懸架されると、溶接部３１の重量によりドラム１４に作用するトルク（即ち、溶接部３１の重量Ｍとドラム１４の中心からワイヤ１５の巻き付け終端までの距離Ｒ１との積、図５参照）と、渦巻きばね１６の付勢力（ドラム１４をワイヤ１５の巻き取り方向へ付勢する力）によりドラム１４に作用するトルクとが釣り合う状態となるまでワイヤ１５が繰り出されることで、溶接部３１が所定の高さ位置に懸架保持される。
【００４０】
また、この懸架保持された状態から、回転軸１２が回転され、渦巻きばね１６の付勢力が増減されると、その付勢力の増減分が相殺される位置までワイヤ１５が巻き戻される（即ち、ドラム１４の中心からワイヤ１５の巻き付け終端までの距離が距離Ｒ１から距離Ｒ１となる、図５）ことで、溶接部３１が上昇される。なお、本実施の形態では、シリンダ装置２２のピストンロッド２２ａが伸長された状態において、渦巻きばね１６の付勢力が最小となり、シリンダ装置２２のピストンロッド２２ａが短縮されることで、回転軸１２の回転に伴い、渦巻きばね１６の付勢力が増加される。
【００４１】
アクチュエータ装置２０は、バランサ装置１０の回転軸を回転駆動して、渦巻きばね１６の付勢力の大きさを変更するための装置であり、バランサ装置１０の筐体１１に装着される支持ベース２１と、その支持ベース２１に保持されるシリンダ装置２２と、そのシリンダ装置２２のピストンロッド２２ａの先端に一端側が連結されるチェーン２３と、そのチェーン２３が歯合されるスプロケット２４とを備える。
【００４２】
支持ベース２１は、バランサ装置１０の筐体１１に締結固定され、一面側に断面Ｌ字状の取付板２１ａ，２１ｂ及び規制板２１ｃが固着される。取付板２１ａ，２１ｂには、シリンダ装置２２が締結固定される。規制板２１ｃには、貫通孔が穿設されており、その貫通孔にシリンダ装置２２のピストンロッド２２ａが挿通される。
【００４３】
シリンダ装置２２は、伸縮式のエアシリンダであり、ピストンロッド２２ａと、そのピストンロッド２２ａを出没可能に保持するチューブ２２ｂとを備える。このシリンダ装置２２は、単動シリンダとして構成され、ピストンロッド２２ａを短縮させる方向には空圧により駆動される一方、ピストンロッド２２ａを伸張させる方向にはチューブ２２ｂ内のスプリングの付勢力により駆動される。
【００４４】
ピストンロッド２２ａは、第１被規制部２２ａ１と第２被規制部２２ａ２とを備える。これら各被規制部２２ａ１，２２ａ２は、ピストンロッド２２ａのストローク可能範囲を規定するための部位であり、規制板２１ｃの貫通孔よりも大径に形成されると共に、規制板２１ｃを挟んだ２箇所に配設される。よって、第１規制部２２ａ１が規制板２１ｃに当接されることで、ピストンロッド２２ａの短縮方向へのストロークが規制されると共に、第２規制部２２ａ２が規制板２１ｃに当接されることで、ピストンロッド２２ａの伸張方向へのストロークが規制される。
【００４５】
なお、これら各規制部２２ａ１，２２ａ２は、本実施の形態では、ピストンロッド２２ａの軸心に沿って移動可能に構成される。よって、これら各規制部２２ａ１，２２ａ２の配設位置を変更することで、ピストンロッド２２ａのストローク可能範囲が調整可能とされている。
【００４６】
チェーン２３は、シリンダ装置２２のピストンロッド２２ａに連結された一端側と反対側となる他端側がスプロケット２４に連結されると共にそれら一端側と他端側との間となる途中がスプロケット２４に歯合される。スプロケット２４は、バランサ装置１０の回転軸１２に同心に固着される。
【００４７】
次いで、図４及び図５を参照して、懸架装置１の動作について説明する。図４（ａ）は、シリンダ装置２２のピストンロッド２２ａが短縮された状態における懸架装置１の正面図であり、図４（ｂ）は、シリンダ装置２２のピストンロッド２２ａが伸張された状態における懸架装置１の正面図である。図５は、懸架装置１による昇降動作を説明するための概念図であり、図５（ａ）及び図５（ｂ）はそれぞれ図４（ａ）及び図４（ｂ）の状態に対応する。
【００４８】
図４（ａ）及び図５（ａ）に示すように、シリンダ装置２２のピストンロッド２２ａが伸長された状態において、渦巻きばね１６の付勢力によりドラム１４に作用するトルクを「Ｔ１」とする。この場合に、スポット溶接機３の溶接部３１がワイヤ１５に懸架されると、ワイヤ１５がドラム１４から繰り出されて、ドラム１４の中心からワイヤ１５の巻き付け終端までの距離が短くなる。そして、距離Ｒ１に達すると、重量Ｍによりドラムに作用するトルク（即ち、荷重Ｆｍと距離Ｒ１との積）と、渦巻きばね１６の付勢力によるトルクＴ１とが釣り合い（Ｆｍ×Ｒ１＝Ｔ１）、溶接部３１が所定の高さ位置に懸架保持される。
【００４９】
一方、この状態からシリンダ装置２２のピストンロッド２２ａが短縮されると、図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示すように、回転軸１２が渦巻きばねの付勢力（ドラム１４をワイヤ１５の巻き取り方向へ付勢する力）を増加させる方向へ回転されることで、ドラム１４にトルクＴ２よりも大きなトルクＴ１が作用される（Ｔ２＜Ｔ１）。
【００５０】
これにより、トルクの増加分が相殺されるまで、即ち、ドラム１４の中心からワイヤ１５の巻き付け終端までの距離が「Ｒ２」に達し、重量Ｍによりドラムに作用するトルク（即ち、荷重Ｆｍと距離Ｒ２との積）と、渦巻きばね１６の付勢力によるトルクＴ２とが釣り合うまで（Ｆｍ×Ｒ２＝Ｔ２）、ワイヤ１５がドラム１４に巻き戻される。その結果、スポット溶接機３の溶接部３１が上昇される。
【００５１】
また、この状態からシリンダ装置２２のピストンロッド２２ａの短縮駆動が解除されると、ピストンロッド２２ａが、チューブ２２ｂ内のスプリング（図示せず）の付勢力により伸長されると共に、回転軸１２が、渦巻きばね１６の弾性回復力により、渦巻きばね１６の付勢力を減少させる方向へ回転されることで、渦巻きばね１６の付勢力によりドラム１４に作用するトルクがトルクＴ２からトルクＴ１に減少される。これにより、図５（ａ）に示すように、重量Ｍによりドラムに作用するトルク（即ち、荷重Ｆｍと距離Ｒ１との積）と、渦巻きばね１６の付勢力によるトルクＴ１とが釣り合う（Ｆｍ×Ｒ１＝Ｔ１）、即ち、ドラム１４の中心からワイヤ１５の巻き付け終端までが距離Ｒ２となるまで、ワイヤ１５がドラム１４から繰り出される。その結果、スポット溶接機３の溶接部３１が下降される。
【００５２】
なお、このように、本実施の形態では、回転軸１２を一方向へ回転させる場合（溶接部３１を上昇させる場合）のみシリンダ装置２２を駆動すれば良く、逆方向へ回転軸を回転させる（溶接部３１を下降させる）際には、渦巻きばね１６の弾性回復力を利用することで、シリンダ装置２２の駆動を不要とすることができるので、その分、消費エネルギーの低減を図ることができる。また、アクチュエータ装置２０は、回転軸１２を一方向へ回転させる方向へのみ駆動力を伝達できれば良く、逆方向へ回転させる方向へは駆動力が伝達できなくても良い。よって、回転軸１２を回転駆動するための構造を、スプロケット２４、チェーン２３及びシリンダ装置２２という簡素な構成により達成できるので、その分、製品コストを低減できると共に信頼性を高めることができる。
【００５３】
ここで、本実施の形態では、第１規制部２２ａ１及び第２被規制部２２ａ２がピストンロッド２２ａの軸心に沿って移動可能に構成される。よって、これら各被規制部２２ａ１，２２ａ２の配設位置を変更することで、ピストンロッド２２ａのストローク可能範囲、即ち、回転軸１２の回転可能範囲を調整できる。これにより、スポット溶接機３の溶接部３１の重量に応じて懸架保持する高さ位置の調整を行うことができると共に、溶接部３１を上昇させる際の上昇速度の調整を行うことができる。
【００５４】
即ち、渦巻きばね１６の付勢力を減少させる方向への回転可能限度まで回転軸１２が回転された図４（ａ）及び図５（ａ）の状態で、溶接部３１は所定の高さ位置に懸架保持されるところ、かかる回転可能限度を調整できれば、例えば、溶接部３１の種類が変更され重量が変化した場合でも、変更前と同じ高さ位置に溶接部３１を懸架保持することができる。或いは、溶接部３１の種類が同じでも、作業者Ｍが変更され作業に適した高さ位置が異なる場合には、回転可能限度を調整することで、作業者Ｍに応じた高さ位置に溶接部３１を懸架保持することができる。その結果、作業者Ｍの作業性の向上を図ることができる。
【００５５】
一方、渦巻きばね１６の付勢力を増加させる方向への回転可能限度まで回転軸１２が回転されると、溶接部３１の重量Ｍに対して渦巻きばね１６の付勢力が勝ることで、溶接部３１が上昇されるところ、かかる回転可能限度を調整できれば、例えば、溶接部３１の種類が変更され重量Ｍが変化した場合でも、常に一定の上昇速度で溶接部３１を上昇させることができる。或いは、同じ種類の溶接部３１でも、回転可能限度を調整することで、上昇速度を変更することができる。
【００５６】
なお、本実施の形態では、規制板２１ｃに、ピストンロッド２２ａに設けた各被規制部２２ａ１，２２ａ２が当接されることで、ピストンロッド２２ａのストローク可能範囲を規制できるので、ピストンロッド２２ａの伸縮量を制御しなくても、回転軸１２の回転可能範囲を規定できる。よって、シリンダ装置２２の複雑な制御を不要として、制御コストの削減を図ることができる。
【００５７】
次いで、図６及び図７を参照して、第２実施の形態における懸架装置２０１について説明する。図６は、第２実施の形態における懸架装置２０１の正面図であり、図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線における懸架装置２０１の断面図である。なお、図６及び図７では、ワイヤ１５及びアクチュエータ装置２０のチューブ２２ｂなどの図示が部分的に省略される。また、図６では、歯車２２４、ラック２２５及びピニオン２２６の歯が一部のみ図示され、残りの歯の図示が省略される。
【００５８】
第１実施の形態では、チェーン２３及びスプロケット２４によりシリンダ装置２２の直線運動を回転軸１２の回転運動に変換する場合を説明したが、第２実施の形態における懸架装置２０１は、ラック２２５及びピニオン２２６によりシリンダ装置２２の直線運動を回転軸１２の回転運動に変換する。なお、上記した第１実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００５９】
図６及び図７に示すように、第２実施の形態では、シリンダ装置２２のピストンロッド２２ａの先端に固着されるラック２２５と、そのラック２２５に歯合されるピニオン２２６と、そのピニオン２２６に歯合される歯車２２４とを備える。
【００６０】
ラック２２５は、平板状の一側面（図６左側面）に歯切りがされたラックであり、シリンダ装置２２のピストンロッド２２ａの伸縮に伴い直線状に往復移動される。なお、支持ベース２１には、案内板（図示せず）が設けられており、この案内板によってラック２２５の移動が直線状に案内される。
【００６１】
ピニオン２２６は、円形歯車であり、ラック２２５の往復移動に伴い、回転される。なお、支持ベース２１には、取付板２２１ｄが設けられており、この取付板２２１にピニオン２２６が回転可能に軸支される。歯車２２４は、バランサ装置１０の回転軸１２に同心に固着される。
【００６２】
ここで、第２実施の形態における懸架装置２０１は、第１実施の形態の場合とは逆に、シリンダ装置２２のピストンロッド２２ａが短縮されると、ワイヤ１５が繰り出され、下降された溶接部３１が所定の高さ位置に懸架保持される一方、シリンダ装置２２のピストンロッド２２ａが伸長されると、ライン１５が引き戻され、スポット溶接機３の溶接部３１が上昇される。
【００６３】
第２実施の形態におけるシリンダ装置２２は、第１実施の形態におけるシリンダ装置２２に対し、チューブ２２ｂ内の空気室とばね室との配置が逆とされる。よって、空気室に供給された空圧によりピストンロッド２２ａが伸長駆動される一方、ばね室内のスプリングの付勢力によりピストンロッド２２ａが短縮される。
【００６４】
図６及び図７に示す状態（即ち、シリンダ装置２２のピストンロッド２２ａが伸長された状態）では、スポット溶接機３の溶接部３１は上昇されている。この状態からシリンダ装置２２のピストンロッド２２ａの伸長駆動が解除されると、ピストンロッド２２ａが短縮され、ラック２２５がシリンダ装置２２のチューブ２２ｂ側へ向けて移動される。この移動により、ピニオン２２６が一方向（図６時計回り）へ回転される一方、歯車２２４が他方向（図６反時計回り）へ回転される。これにより、回転軸１２が渦巻きばね１６の付勢力を減少させる方向へ回転されることで、渦巻きばね１６の付勢力によりドラム１４に作用するトルクが減少され、ワイヤ１５がドラム１４から繰り出される。その結果、スポット溶接機３の溶接部３１が下降される（第１実施の形態における図５（ａ）の場合を参照）。
【００６５】
一方、スポット溶接機３の溶接部３１が下降された状態（即ち、シリンダ装置２２のピストンロッド２２ａが短縮された状態）から、図６及び図７に示すように、シリンダ装置２２のピストンロッド２２ａが伸長されると、ラック２２５がシリンダ装置２２のチューブ２２ｂから離間する側へ向けて移動される。この移動により、ピニオン２２６が他方向（図６反時計回り）へ回転される一方、歯車２２４が一方向（図６時計回り）へ回転される。これにより、回転軸１２が渦巻きばねの付勢力を増加させる方向へ回転されることで、ドラム１４に作用するトルクが増加され、このトルクの増加分が相殺されるまで、ワイヤ１５がドラム１４に巻き戻される。その結果、スポット溶接機３の溶接部３１が上昇される（第１実施の形態における図５（ｂ）の場合を参照）。
【００６６】
このように、第２実施の形態においても、第１実施の形態の場合と同様に、シリンダ装置２２のピストンロッド２２ａを伸縮させることで、溶接部３１を昇降させることができる。また、この場合、第１実施の形態の場合と同様に、渦巻きばね１６の弾性回復力を利用するので、シリンダ装置２２の往復方向への駆動を不要として、その分、消費エネルギーの低減を図ることができる。
【００６７】
以上、各実施の形態に基づき本考案を説明したが、本考案は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本考案の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【００６８】
例えば、上記各実施の形態では、懸架装置１に懸架する対象（加工機）として、スポット溶接機３を例に説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、他の加工機を懸架することは当然可能である。なお、他の加工機としては、例えば、ねじの締結具（例えば、インパクトレンチなど）や塗装具（例えば、エアブラシなど）などが例示される。
【００６９】
上記各実施の形態では、第１被規制部２２ａ１及び第２被規制部２２ａ２が移動可能に構成される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、これに代えて、或いは、これに加えて、規制板２１ｃの支持ベース２１に対する配設位置を変更可能に構成しても良い。また、第１被規制部２２ａ１及び第２被規制部２２ａ２を移動不能にピストンロッド２２ａに固定しても良い。
【００７０】
上記各実施の形態では説明を省略したが、被加工物Ｗを搬送するコンベアに、被加工物Ｗが所定位置に配置されたか否か検出する検出手段（例えば、リミットスイッチや光センサなど）を設け、被加工物Ｗが所定位置に配置された場合に、シリンダ装置２２のピストンロッド２２ａを短縮駆動して、溶接部３１を下降させる一方、被加工物Ｗが所定位置から搬送された場合に、シリンダ装置２２によるピストンロッド２２ａの短縮駆動を解除して、溶接部３１を上昇させるように構成しても良い。これにより、被加工物Ｗが所定位置に配置され、溶接作業を開始する場合には、溶接部３１を作業者Ｍの手元に下降させると共に、溶接作業が終了した場合には、溶接部３１が上昇させ上方に退避させることができるので、作業者Ｍが昇降スイッチ１７を操作することが不要となり、その分、作業効率の向上を図ることができる。
【００７１】
また、アクチュエータ装置２０として、シリンダ装置２２を採用する場合を説明したが、必ずしもこれに限られず、他の構造のアクチュエータを採用することは当然可能である。他の構造としては、例えば、往復動アクチュエータであれば、エアーシリンダに限られず、油圧シリンダであっても良い。また、回転アクチュエータであれば、例えば、電動モータ、油圧モータ、ロータリーシリンダなどが例示される。
【００７２】
上記第２実施の形態では、ラック２２５及びピニオン２２６と回転軸１２との間に歯車２２４を介在させる場合を説明した。この場合、歯車２２４の歯数よりもピニオン２２６の歯数が多くされているので、その分、ピストンロッド２２ａの必要ストロームを短くして、シリンダ装置２２の小型化を図ることができる。この場合、２個以上の歯車２２４を介在させても良い。但し、必ずしも歯車２２４を配設する必要はなく、歯車２２４を省略し、ピニオン２２６を回転軸１２に固着させても良い。歯車２２４や取付板２２１ｄを省略できる分、製品コストの削減を図ることができる。
【００７３】
上記各実施の形態では、シリンダ装置２２を上下方向（ワイヤ１５の垂下方向）に配設する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、横方向に配設しても良く、斜め方向に配設しても良い。また、シリンダ装置２２を上下方向に配設する場合には、上記各実施の形態とは逆に、回転軸１２よりも上方に配設しても良い。
【符号の説明】
【００７４】
１００                櫓体構造
１，２０１            懸架装置
１１                  筐体
１２                  回転軸
１３                  ワイヤ溝
１４                  ドラム
１５                  ワイヤ
１６                  渦巻きばね
１７                  昇降スイッチ（指示スイッチ）
２０                  アクチュエータ装置
２１ｃ                規制板（規制部材）
２２                  シリンダ装置
２２ａ                ピストンロッド
２２ａ１              第１被規制部（被規制部）
２２ａ２              第２被規制部（被規制部）
２３                  チェーン
２４                  スプロケット
２２４                歯車
２２５                ラック
２２６                ピニオン
３                    スポット溶接機（加工機）
１１０                縦フレーム（フレーム、櫓体の一部）
１２０                横フレーム（フレーム、櫓体の一部）
Ｗ                    被加工物
Ｍ                    作業者
【図１】
0003164126.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003164126.tif 000008
【図７】
0003164126.tif 000009