(57)【要約】【課題】ワイヤの劣化による荷役物の落下を防止してワイヤ交換を簡単にすると共に、操作性の向上を図った荷役助力装置を提供する。【解決手段】荷役物の移動の助力を行う荷役助力装置であって、少なくとも２本以上で表面に電気的絶縁被覆を有した導電性のワイヤと、その一端を保持するワイヤ保持部と、ワイヤ保持部と繋がって荷役物を支持する支持部と、ワイヤの他端を固定してワイヤを巻回する回転ドラムと、回転ドラムを回転駆動させる駆動軸を有する駆動手段と、駆動手段を制御する制御部と、制御部へ操作指令を行い支持部に固定されている操作部と、ワイヤを経由して操作部と制御部を電気的に繋げる接続手段とを備え、制御部は操作部にワイヤ及び接続手段を経由して電源を供給し、同時に信号を重畳させて通信を行う。【選択図】図１
2017137181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷役物の移動の助力を行う荷役助力装置であって、
少なくとも２本以上で外周表面に電気的絶縁被覆を有した導電性のワイヤと、
前記各ワイヤの一端を保持するワイヤ保持部と、
前記ワイヤ保持部と繋がって荷役物を支持する支持部と、
前記各ワイヤの他端を固定して前記各ワイヤを巻回する回転ドラムと、
前記回転ドラムを回転駆動させる駆動軸を有する駆動手段と、
前記駆動手段を制御する制御部と、
前記制御部へ操作指令を行い前記支持部に固定されている操作部と、
前記各ワイヤを経由して前記操作部と前記制御部を電気的に繋げる接続手段と、
を備え、
前記制御部は前記操作部に前記各ワイヤ及び前記接続手段を経由して電源を供給し、前記制御部と前記操作部は前記各ワイヤ及び前記接続手段にて信号を重畳させて通信を行うことを特徴とする荷役助力装置。
【請求項２】
前記回転ドラムと前記駆動軸、前記各ワイヤと前記接続手段、及び前記支持部と前記ワイヤ保持部にそれぞれ着脱を可能にする着脱手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の荷役助力装置。
【請求項３】
前記回転ドラムの少なくとも前記各ワイヤを巻取る部位が絶縁性のある樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の荷役助力装置。
【請求項４】
前記駆動軸が中空軸であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の荷役助力装置。
【請求項５】
前記駆動手段と繋がって前記駆動軸に加わる力を検出する力検出部が中空形状を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の荷役助力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一例として荷役物を吊るして上下動をさせる際に使用者の作業を助力する荷役助力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から工業製品の組立てを行う工場では、大きな重量を有する工具、作業用機器、製品、半完成品などの荷役物を吊り下げ及び上下動させる荷役機械を使用している。その中でも、使用者が大きな重量の荷役物を比較的軽い操作力で任意の高さに上下動できるように助力を発生させる荷役助力装置は、エアシリンダを用いたものと、モータを用いたものが知られている。
【０００３】
エアシリンダを用いたものは、主としてアーム式で、圧力エアが必要であることからエアコンプレッサ等が別途必要であり、またエア供給が切れた際の安全装置が必要であるという難点があった。また異なる重量の荷役物を吊り下げると、その重量差によって助力の度合いが変わってしまうため、これを修正するために、都度手動でエア圧を調整するようにすると作業効率が低下し、荷役物重量をコンピュータに登録して登録呼出しで行うようにしようとすると電空レギュレータを用いるため配管なども含め構成が複雑になるという難点があった。（特許文献１）
【０００４】
これに対して圧力エアを不要とするモータを用いたものは回転ドラムにフック付きのワイヤを巻き付けてこれをモータで回転させるものである。単にモータと回転ドラムの構成では上下動だけしか行われないため、ぜんまいばねを回転ドラムに取り付けて補助動力として組み合わせたものが公知である。ぜんまいばね方式では、ワイヤが使用者によって長く引き出されると、ぜんまいばねは弾性変形して徐々に回転ドラムに大きなトルクを付与することになって使用者の感触が変わってしまうため、特許文献２のようにテーパー状の回転ドラムを用いたものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２５６３６２号公報
【特許文献２】特開２０１５−０５４７６２号公報
【特許文献３】特開平１０−２０３７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に開示された荷役助力装置では、ワイヤを巻き付ける回転ドラムの形状がテーパー状になっていることから、これを製作することは従来の円筒形と較べてコストアップとなる。またぜんまいばねの寿命による破損時の交換作業の煩雑さが課題であった。また異なる重量の荷役物を扱う際にも、ぜんまいばねは基本１つで対応せざるを得ないため使用者の使用感に差が生じ、作業効率の低下が生じる恐れがある。
【０００７】
このような問題に鑑みて、本発明者らは、圧力エア供給を不要とし、単純な部品形状及び機構であるものの、様々な重量の荷役物をスムーズに扱うことができて、電動モータによるコンパクトな荷役助力装置を開発中であるが、特許文献３の図で示すように吊り下げるワイヤが一本ではワイヤの劣化による荷役物の落下の危険性があり、また操作部を荷役物近傍に配置して操作性を向上させようとすると操作部に繋がる電線をコイル状にして設けられ、これが揺れ動いて物体などに接触することで損傷して断線の発生や快適な操作の障害となったりするなどの課題があった。
【０００８】
本発明は、上記のような問題点に鑑みなされたもので、ワイヤの劣化による荷役物の落下を防止してワイヤ交換を簡単にすると共に操作性の向上を図った荷役助力装置を提供するのが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の荷役助力装置は、上記の目的を達成するために、荷役物の移動の助力を行う荷役助力装置であって、
少なくとも２本以上で外周表面に電気的絶縁被覆を有した導電性のワイヤと、
各ワイヤの一端を保持するワイヤ保持部と、
ワイヤ保持部と繋がって荷役物を支持する支持部と、
各ワイヤの他端を固定して各ワイヤを巻回する回転ドラムと、
回転ドラムを回転駆動させる駆動軸を有する駆動手段と、
駆動手段を制御する制御部と、
制御部へ操作指令を行い支持部に固定されている操作部と、
各ワイヤを経由して操作部と制御部を電気的に繋げる接続手段と、
を備え、
制御部は操作部に各ワイヤ及び接続手段を経由して電源を供給し、制御部と操作部は各ワイヤ及び接続手段にて信号を重畳させて通信を行うように設けられて構成されている。
【００１０】
請求項２に記載の荷役助力装置は、上記の目的を達成するために、回転ドラムと駆動軸、各ワイヤと接続手段、及び支持部とワイヤ保持部にそれぞれ着脱を可能にする着脱手段を設けて構成されている。
【００１１】
請求項３に記載の荷役助力装置は、上記の目的を達成するために、回転ドラムの少なくとも各ワイヤを巻取る部位が絶縁性のある樹脂で構成されている。
【００１２】
請求項４に記載の荷役助力装置は、上記の目的を達成するために、駆動軸が中空軸で構成されている。
【００１３】
請求項５に記載の荷役助力装置は、上記の目的を達成するために、駆動手段と繋がって駆動軸に加わる力を検出する力検出部が中空形状を有して構成されている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明の荷役助力装置によれば、荷役物を吊り下げるワイヤを少なくとも２本にして安全性を高めると共に、このワイヤを制御部に繋がる操作部への電源供給と操作のための信号用に使用していることから別途コイル状の電線などを必要とせず操作性に優れた荷役助力装置を提供することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明の荷役助力装置によれば上記効果に加えて、ワイヤの劣化時の交換を容易にしてメンテンナンス性に優れた荷役助力装置を提供することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明の荷役助力装置によれば上記効果に加えて、ワイヤの摩耗、劣化等により表面の絶縁被覆が薄くなった場合でも電気的絶縁が保たれるので安全性に優れた荷役助力装置を提供することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明の荷役助力装置によれば上記効果に加えて、駆動軸を中空にすることでワイヤから制御部への電気配線接続を簡素化した荷役助力装置を提供することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明の荷役助力装置によれば上記効果に加えて、モータ部と繋がって駆動軸に加わる力を検出する力検出部を中空形状にすることで、ワイヤから制御部への電気配線接続を簡素化した荷役助力装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態による荷役助力装置の上面図
【図２】本発明の実施形態による荷役助力装置の正面図
【図３】本発明の実施形態による荷役助力装置の左側面断面図
【図４】本発明の実施形態による荷役助力装置のワイヤ交換時の正面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明による実施形態について、図面を基に詳細な説明を行う。図１は本発明の実施形態による荷役助力装置１の一部を断面で表した上面図である。
【００２１】
モータ９の負荷側には機械的な接続であってギアで減速する減速機８が取り付けられてモータ９の回転速度を所定の速度に減速している。一方モータ９の反負荷側には回転角検出部１０が取り付けられていて、さらに歪み検出素子１２を設けた円筒状の力検出部１１を介して固定部材１６に取り付けられている。
【００２２】
駆動軸４ａは減速機８にて減速された出力に繋がった中空形状の回転軸である。駆動軸４ａと駆動軸４ｂは平行に並んで配置されていて、駆動軸４ａに固定された歯車７ａと駆動軸４ｂに固定された歯車７ｂは噛み合うように配置されている。したがって駆動軸４ｂは駆動軸４ａとは逆回転することになる。駆動軸４ａ及び駆動軸４ｂはベース６に設けられた軸受１５と、ベース６に取り付けられる軸受ホルダ５に設けられた軸受１５によって回転自在に支持されている。
【００２３】
回転ドラム３ａは駆動軸４ａの外周に固定されていて、駆動軸４ａは回転ドラム３ａを連続的に正逆回転駆動させる。回転ドラム３ｂも同様に駆動軸４ｂの外周に固定されている。回転ドラム３ａ及び回転ドラム３ｂは、それぞれ駆動軸４ａ及び駆動軸４ｂの段差部に付き当てられて回転ドラム押え１７によって軸方向の位置が規制され、ネジ止め等によって駆動軸４ａ及び駆動軸４ｂに固定される。
【００２４】
ワイヤ２ａは回転ドラム３ａに巻回されていて、駆動軸４ａからの駆動によって回転ドラム３ａにて繰り出しと巻付けが行われる。ワイヤ２ａは中心部が金属ワイヤロープであって、その外周表面には電気的絶縁被覆の処理が施されている。ワイヤ２ａは回転ドラム３ａに設けられた溝に沿って巻き付けられていて、その一端は回転ドラム３ａに固定され、他端はワイヤ保持部２０にて固定されている。ワイヤ２ａを回転ドラム３ａが巻取る際、回転ドラム３ａが少なくともワイヤ２ａと接触する部位は、絶縁性のある樹脂で構成され、万が一のワイヤ２ａの被覆の損傷による短絡を防止している。
【００２５】
ワイヤ２ａの回転ドラム３ａ側の末端は、接続手段１３ａによってモータ９を制御する制御部１８に繋がっている。接続手段１３ａはフレキシブルなカールコードなどのケーブルであって制御部１８にコネクタ等によって接続される。接続手段１３ａの一部であって末端にある接続部１４ａはワイヤ２ａの導電性のある金属部をケーブルの電線に圧着等により電気的接続を成して接続手段１３ａへ繋げ、これらを収納したハウジングを有したコネクタである。接続手段１３ａは駆動軸４ａの中空部に挿入され、ワイヤ２ａが回転ドラム３ａの外側から回転ドラム３ａに開けられた穴を通して接続部１４ａに挿入され、駆動軸４ａの中空部の開放側から締め付け用の工具を挿入して固定がなされる。接続手段１３ａは中空の駆動軸４ａの内部から引き出され、いずれも中空軸を有する減速機８、モータ９、回転角検出部１０の内部を通過し、力検出部１１を通って、歪み検出素子１２近傍の力検出部穴１１ａから制御部１８に接続される。なおワイヤ２ａの末端部を圧着コネクタ等で構成して、接続部１４ａをこれに対応したコネクタとして接続するという構成であっても良い。
【００２６】
一方駆動軸４ｂ側においてもワイヤ２ｂから接続手段１３ｂまでは同様の構成であるが、配線に関して接続手段１３ｂは中空の駆動軸４ｂの内部から引き出され、直接的に制御部１８に接続することができる。
【００２７】
なおここでは回転角検出部１０、モータ９、減速機８、駆動軸４ａ、駆動軸４ａ及びこれらを繋げる部材等を含めて駆動手段と定義する。これらの配置順や選択は使用する目的によって適宜決められるため、例えば回転角検出部１０が減速機８の後段にあっても良く、種々の変形が可能である。
【００２８】
図２は本発明の実施形態による荷役助力装置１の一部を断面で表した正面図である。軸受ホルダ５はベース６に対してボルト１９によって固定されていて、取り外しが容易な構成となっている。図示していないが軸受ホルダ５とベース６間に蝶板などを用いて繋げ、完全な取り外しをさせないようにしても良い。
【００２９】
ワイヤ保持部２０は支持部２１に面した部分に接点端子を有しており、接続部１４ａ、接続部１４ｂと同様にワイヤ２ａ、ワイヤ２ｂの導電性の金属部はこの接点端子に繋がっている。この接点端子を操作部２２から配線される電線が接続されるように支持部２１に設けた接点端子と当接させることで電気的接続が行われる。ワイヤ保持部２０と支持部２１はいわゆるソケットとプラグの構成を成し、着脱可能であるが通常は固定されている。なお前述のようにワイヤ２ａのワイヤ保持部２０側の末端部を圧着コネクタ等で構成して、ワイヤ保持部２０に挿入するという構成であっても良い。
【００３０】
支持部２１には荷役物を吊り下げるフック２５が固定されている。一方操作部２２にはハンドル２３と操作釦２４が設けられ、ハンドル２３によって操作部２２の向きを変えることができ、操作釦２４によって荷役物を扱う動作の切替え等が行える。そしてハンドル２３によって操作部２２を水平方向に回してもワイヤ２ａ、２ｂが捻れないように、操作部２２は支持部２１に対して所定の角度範囲において回転自在に取り付けられている。
【００３１】
制御部１８は、荷役助力装置１の動作制御を行うものであって、操作部２２への電源供給を行うと共に、モータ９の回転角検出部１０、力検出部１１の歪み検出素子１２及び操作部２２の操作釦２４からの操作指令の電気信号を基に、モータ９を制御する信号をモータ９へ送信している。この信号経路が、接続手段１３ａ、接続手段１３ｂとワイヤ２ａ、ワイヤ２ｂとワイヤ保持部２０である。ゆえに制御部１８はワイヤ２ａ、ワイヤ２ｂを経由して操作部２２へ電源供給を行うと共に、この配線に制御信号を重畳させて通信を行っている。
【００３２】
図３は本発明の実施形態による荷役助力装置１の図２における断面Ａ−Ａ図であって、回転ドラム３ａ、接続部１４ａ、駆動軸４ａ及び回転ドラム３ｂ、接続部１４ｂ、駆動軸４ｂの位置関係を示している。またワイヤ２ａ、ワイヤ２ｂは略平行に吊り下げられワイヤ保持部２０にて固定保持されている。前述のように、操作部２２は支持部２１に対して回転自在に取り付けられていることから、荷役を扱う作業者は、ワイヤ２ａ、ワイヤ２ｂが捻れること無しに操作部２２を所定の角度の範囲で任意の位置に回転させることができる。
【００３３】
以上の構成にて、フック２５に荷役物が吊るされると、荷役物の重量によってワイヤ２ａ、ワイヤ２ｂが引っ張られるため、フック２５、ワイヤ２ａ、ワイヤ２ｂ、回転ドラム３ａ、回転ドラム３ｂ、駆動軸４ａ、駆動軸４ｂ、減速機８、モータ９、回転角検出部１０らを介して力検出部１１の歪み検出素子１２に歪みが加わる。制御部１８は歪み検出素子１２からの信号と、回転角検出部１０からの回転角信号を基に、荷役物がバランスするようにモータ９に対して助力する制御を行う。もちろん荷役物に僅かな外力を印加して移動させた際にもこれに追従してバランスすることが可能である。
【００３４】
図４は本発明の実施形態による荷役助力装置１のワイヤ２ａ、ワイヤ２ｂの交換時の状態を示した正面図である。図２においてボルト１９を外すことで、軸受ホルダ５がベース６及び駆動軸４ａ、駆動軸４ｂから外れる。双方の回転ドラム押え１７を外し、ワイヤ２ａ、ワイヤ２ｂを接続部１４ａ、接続部１４ｂから工具等によって圧着接続をそれぞれ外し、次いでワイヤ保持部２０を支持部２１から外すことで、ワイヤ２ａと回転ドラム３ａ、ワイヤ２ｂと回転ドラム３ｂがワイヤ保持部２０で繋がった状態で荷役助力装置１から分離可能である。予め交換用のものはこの分離したものと同じ構成で用意しておくことで、取り換えの装着はこの逆の手順で容易に行うことができる。したがって、接続部１４ａ、接続部１４ｂ、ワイヤ保持部２０、支持部２１、回転ドラム３ａ、駆動軸４ａ、回転ドラム３ｂ、及び駆動軸４ｂにはそれぞれ着脱手段が設けられている状態である。
【００３５】
荷役助力装置１の使用頻度が高く、頻繁なワイヤ交換が必要な場合には、軸受ホルダ５とベース６を蝶板で繋いでおいて、ボルト１９の代わりにトグルクランプなどで固定するように構成すると尚一層簡単に交換を行うことができる。
【００３６】
また本実施形態では、力検出部１１はモータ９の軸に加わる力の反力を検出するようにモータハウジング側に設けられているが、減速機８に内蔵して直接的に駆動軸４ａのトルクを検出する構成でも良い。また回転角検出部１０は変形例として歯車７ａにエンコーダパターンを設けてこれを利用して回転角を検出することでも可能である。
【００３７】
上記で説明した本実施形態による構成によって、少なくとも２本以上のワイヤを使用しているのでワイヤの劣化による荷役物の落下を防止できて、しかもワイヤに係る部材に着脱手段を設けたのでワイヤ交換を簡単にすると共に、制御部から操作部への電源の供給と、制御部と操作部の通信をワイヤにて同時に行うようにしたため配線を簡素化することができて、操作性の向上も図ることができる。
【００３８】
以上、本発明に関する実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されることではなく、種々の変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の活用例として、荷役を扱う荷役助力装置への適用が可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１  荷役助力装置
２ａ、２ｂ  ワイヤ
３ａ、３ｂ  回転ドラム
４ａ、４ｂ  駆動軸
５  軸受ホルダ
６  ベース
７ａ、７ｂ  歯車
８  減速機
９  モータ
１０  回転角検出部
１１  力検出部
１１ａ  力検出部穴
１２  歪み検出素子
１３ａ、１３ｂ  接続手段
１４ａ、１４ｂ  接続部
１５  軸受
１６  固定部材
１７  回転ドラム押え
１８  制御部
１９  ボルト
２０  ワイヤ保持部
２１  支持部
２２  操作部
２３  ハンドル
２４  操作釦
２５  フック
【図１】
2017137181.tif 000003
【図２】
2017137181.tif 000004
【図３】
2017137181.tif 000005
【図４】
2017137181.tif 000006