(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを昇降させるワーク昇降装置において、
所定の方向の回転軸を備え、当該回転軸から離れた一端が作業者から上下方向に力を受けることで上下方向へ傾くように前記回転軸を中心として回転するとともに、前記ワークを把持する把持手段と、
前記把持手段を上下方向に駆動するとともに前記回転軸を上下方向に移動させる駆動手段と、
前記回転軸回りの前記把持手段の傾きを検出する傾き検出手段と、
作業者が前記把持手段に触れているかどうかを検知する接触検知手段と、
作業者が前記把持手段に触れているときに、前記傾き検出手段の結果をあらかじめ設定された基準値と比較し、それらを一致させるために、前記回転軸が上下方向に移動するように前記駆動手段の動作を制御する制御手段と、
を有することを特徴とするワーク昇降装置。
【請求項２】
前記把持手段は、前記回転軸を現在位置に保持するブレーキ手段を備えることを特徴とする請求項１記載のワーク昇降装置。
【請求項３】
前記ブレーキ手段は、作業者が前記把持手段に触れていないときに作動し、作業者が前記把持手段に触れているときに作動解除されることを特徴とする請求項２記載のワーク昇降装置。
【請求項４】
ワークを昇降させるワーク昇降装置において、
所定の方向の回転軸と当該回転軸を現在位置に保持するブレーキとを備え、前記回転軸から離れた一端が作業者から上下方向に力を受けることで上下方向へ傾くように前記回転軸を中心として回転するとともに、前記ワークを把持するハンドと、
前記ハンドを上下方向に駆動するとともに前記回転軸を上下方向に移動させるシリンダと、
前記ハンドに取り付けられ、前記回転軸回りの前記ハンドの傾き角を検出する傾斜角センサと、
前記ハンドの作業者の手が触れる位置に配置され、作業者が前記ハンドに触れているかどうかを検知する感圧センサと、
作業者が前記ハンドに触れているときには、前記ブレーキの作動を解除させた状態で、前記傾斜角センサの結果をあらかじめ設定された基準値と比較し、それらを一致させるために、前記回転軸が上下方向に移動するように前記シリンダの動作を制御し、作業者が前記ハンドに触れていないときには、前記ブレーキを作動させる制御ユニットと、
を有することを特徴とするワーク昇降装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワーク昇降装置に係り、特に、例えばガラスやボンネットなどのいわゆる大物ワークを作業者の感覚に合った操作感で一人でうまく昇降させることができ、もって一人の作業者により当該ワークを容易に所定の姿勢に操作することができるワーク昇降装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、車両組立工程における従来のガラス取付作業は、図１６に示すように、二人の作業者によって行われている。作業者Ａは、接着剤塗布工程より搬送装置（ホイスト２、ワイヤー３、ハンド４、ローラー５，６など）によってガラス１を把持し車両７上空まで搬送する。このとき、ホイスト２等は、ローラー５によって車両前後方向にも移動可能となっている。その後、作業者Ｂがハンド４の一端を持ったところで、ホイスト２をフリーにし、二人作業にてガラス１を車両７に取り付ける。なお、同図の例では、接着剤塗布工程から搬出されるガラス１の状態が裏向きなので、ガラス１を裏返す機能がハンド４に備え付けられている。もちろん、ガラス１が表向きで搬出される場合には、裏返す作業はない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の装置を用いて二人作業を行う場合には、協調作業が必要なため相手とのタイミングを図るのが難しいこと、および位置決めポイントが見えない（見にくい）こと等に加えて、そもそもガラス１が大物ワークでありその姿勢を調整しにくいことから、ガラス１の平行移動動作、位置決めポイントの確認、および位置合わせは、難しい作業となっている。
【０００４】
そこで、現在、二人作業となっている当該工程の一人作業化が望まれており、その際、作業者と共存し、機械と作業者のそれぞれの特性を活用し、機械による搬送と作業者一人による位置決め作業とができる装置の開発が求められている。
【０００５】
これらのうち、特に、後者の作業者一人による位置決め作業ができる装置については、車両の側方に位置する一人の作業者がガラス１の一端側からガラス１の姿勢を自由に操作できるガラス把持ハンドを使って作業を行えるものであることが望ましく、その際、そのガラス把持ハンドは、作業者の感覚に合った操作感、つまり作業者がガラス１を直接持っているような感覚でうまく昇降動作させうるものであることが好ましい。なお、ガラス把持ハンドは、作業者の感覚に合った、ガラス１のピッチング、ローリング、ヨーイング調整機構を備えたものであれば、さらに好ましい。
【０００６】
このような、作業者の感覚に合った操作感でワーク（特に、大物ワーク）をうまく昇降させうる装置（ワーク昇降装置）は、上記の例におけるガラス１以外に、例えば、ボンネットやサンルーフ、駆動系部品などの大物ワークにも適用可能と考えられる。
【０００７】
本発明は、特に一人作業化装置における大物ワークの位置決め作業における上記課題に着目してなされたものであり、ワークを作業者の感覚に合った操作感で一人でうまく昇降させうるようにすることで、一人の作業者によりワークを容易に所定の姿勢に操作することができるワーク昇降装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。
【０００９】
（１）本発明の一態様に係るワーク昇降装置は、ワークを昇降させるワーク昇降装置において、所定の方向の回転軸を備え、当該回転軸から離れた一端が作業者から上下方向に力を受けることで上下方向へ傾くように前記回転軸を中心として回転するとともに、前記ワークを把持する把持手段と、前記把持手段を上下方向に駆動するとともに前記回転軸を上下方向に移動させる駆動手段と、前記回転軸回りの前記把持手段の傾きを検出する傾き検出手段と、作業者が前記把持手段に触れているかどうかを検知する接触検知手段と、作業者が前記把持手段に触れているときに、前記傾き検出手段の結果をあらかじめ設定された基準値と比較し、それらを一致させるために、前記回転軸が上下方向に移動するように前記駆動手段の動作を制御する制御手段とを有することを特徴とするものである。
【００１０】
（２）前記把持手段は、前記回転軸を現在位置に保持するブレーキ手段を備えている。
【００１１】
（３）前記ブレーキ手段は、作業者が前記把持手段に触れていないときに作動し、作業者が前記把持手段に触れているときに作動解除される。
【００１２】
上記の構成によると、把持手段によって把持されたワークの姿勢は当該ワークを把持した把持手段の姿勢と一致するため、把持手段を傾けるとワークも同じように傾くことになる。接触検出手段は、作業者が把持手段に触れているかどうかを検知する。作業者が把持手段に触れている場合、作業者が把持手段に力を加えたときに、その力によって把持手段およびワーク（以下「把持手段等」ともいう）が回転軸を中心として下方（または上方）に傾くと、傾き検出手段は、その回転軸回りの把持手段等の傾きを検出する。制御手段は、傾き検出手段の結果（把持手段等の傾き角）を所定の基準値と比較し、それらを一致させるように駆動手段の動作を制御する。つまり、駆動手段は、作業者が把持手段の一端を押し下げた場合には、それによって生じた傾きを解消させるべく、把持手段を下方に駆動し、逆に押し上げた場合には上方に駆動する。そして、生じた傾きが解消した時（つまり、傾き検出手段の結果が基準値と一致した時）に、動作を停止する。すなわち、把持手段を傾けるとそれに応じて把持手段等が下降または上昇するので、作業者は、一人で、ワークを直接持っているような感覚でうまくワークを昇降させることができる。
【００１３】
また、把持手段にブレーキ手段を設けた場合には、回転軸を現在位置に保持すること、つまり把持手段等の傾きを固定することが可能となる。そして、作業者が把持手段に触れていないときはブレーキ手段を作動させ、作業者が把持手段に触れているときに限りブレーキ手段の作動を解除するように構成することで、作業者は、手を把持手段から離すだけで、いつでも装置を停止させて把持手段等を任意の姿勢に保持することができる。
【００１４】
（４）本発明の他の態様に係るワーク昇降装置は、ワークを昇降させるワーク昇降装置において、所定の方向の回転軸と当該回転軸を現在位置に保持するブレーキとを備え、前記回転軸から離れた一端が作業者から上下方向に力を受けることで上下方向へ傾くように前記回転軸を中心として回転するとともに、前記ワークを把持するハンドと、前記ハンドを上下方向に駆動するとともに前記回転軸を上下方向に移動させるシリンダと、前記ハンドに取り付けられ、前記回転軸回りの前記ハンドの傾き角を検出する傾斜角センサと、前記ハンドの作業者の手が触れる位置に配置され、作業者が前記ハンドに触れているかどうかを検知する感圧センサと、作業者が前記ハンドに触れているときには、前記ブレーキの作動を解除させた状態で、前記傾斜角センサの結果をあらかじめ設定された基準値と比較し、それらを一致させるために、前記回転軸が上下方向に移動するように前記シリンダの動作を制御し、作業者が前記ハンドに触れていないときには、前記ブレーキを作動させる制御ユニットとを有するものである。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、請求項ごとに以下のような効果を奏する。
【００１６】
請求項１記載の発明によれば、作業者が把持手段を傾けるとそれに応じて把持手段等が下降または上昇するので、作業者はワークを直接持っているような感覚で一人でうまくワークを昇降させることができる。したがって、一人の作業者によりワークを容易に所定の姿勢に操作することができ、従来二人で行っていた作業の一人作業化が可能となる。また、ワークの姿勢をほぼ一定の状態にしてワークを昇降させることができる。
【００１７】
請求項２記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、把持手段にブレーキ手段を設けたので、把持手段等の傾きを任意の状態で固定することができる。
【００１８】
請求項３記載の発明によれば、上記請求項２記載の発明の効果に加えて、作業者が把持手段に触れている間だけブレーキ手段の作動を解除するようにしたので、作業者は、手を把持手段から離すだけで、いつでも装置を停止させて把持手段等を任意の姿勢に保持することができる。
【００１９】
請求項４記載の発明によれば、作業者がハンドを傾けるとそれに応じてハンドおよびワークが下降または上昇するので、作業者はワークを直接持っているような感覚で一人でうまくワークを昇降させることができる。したがって、一人の作業者によりワークを容易に所定の姿勢に操作することができ、従来二人で行っていた作業の一人作業化が可能となる。また、ワークの姿勢をほぼ一定の状態にしてワークを昇降させることができる。また、ハンドは回転軸用のブレーキを有するので、ハンドおよびワークの傾きを任意の状態で固定することができる。さらに、作業者がハンドに触れている間だけブレーキの作動を解除するので、作業者は、手をハンドから離すだけで、いつでも装置を停止させてハンドおよびワークを任意の姿勢に保持することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を使って、本発明の実施の形態を説明する。
【００２１】
図１は、本発明のワーク昇降装置の動作原理の説明図である。
【００２２】
このワーク昇降装置は、図示しないワークを把持する把持手段１０（例えば、後述するハンド１００）と、この把持手段１０を上下に駆動するとともに後述する回転軸Ｃを上下に移動させる駆動手段２０（例えば、後述する昇降シリンダ２００）とを有し、把持手段１０は、所定の方向の回転軸Ｃ（例えば、後述するローリング調整用β軸１２０）を備えている。ここで、同図中、ＡＡ′は、あらかじめ設定されている傾き角（基準値）の状態、ＢＢ′は、作業者が把持手段１０の一端（ハンド端）を下向きの力Ｆで押し下げたときの回転軸Ｃ回りの傾き角の状態、ｄθは、ＡＡ′とＢＢ′との角度差、Ｌは、回転中心（回転軸Ｃの中心）から力点（力Ｆが与えられた点）までの距離、Ｆは、作業者が把持手段１０の一端（ハンド端）に与える力、ｄｈは、回転軸Ｃを上下に移動させて角度差ｄθ＝０にするために駆動手段２０（シリンダの場合）が動作する距離である。以上において、ＡＡ′とＬは定数であり、ＢＢ′は図示しない傾き検出手段（例えば、後述する傾斜角センサ１２５）によって検出される。ｄθは、例えば、ＢＢ′からＡＡ′を引き算して得られる（ｄθ＝ＢＢ′−ＡＡ′）。このｄθの符号（プラスまたはマイナス）により、加えられた力Ｆの向き（下向きまたは上向き）がわかる。また、ｄｈは、近似式ｄｈ≒Ｌ・ｄθによって求められる。
【００２３】
本発明のワーク昇降装置は、さらに、作業者が把持手段１０に触れているかどうかを検知する図示しない接触検知手段（例えば、後述する感圧センサ１７０）を備えており、この接触検知手段と傾き検出手段との組合せによって以下の特色を有するものとなっている。ここでは、具体的に、例えば、把持手段１０をハンド、駆動手段２０をシリンダ、接触検知手段をハンドのグリップ部に取り付けた感圧センサ、傾き検出手段を傾斜角センサとして説明する。
・作業者が手をハンドから離せば装置は停止する。
・作業者がハンドの一端を傾けるとハンドおよびワーク（以下「ハンド等」ともいう）が下降または上昇する。
・ワークを取り付ける対象（例えば、ワークがガラスの場合は車両）の傾きをハンドの基準傾き（基準値）に設定しておけば、ハンド等を下降させていったときワークが車両にセットされて車両傾きに一致することで装置は停止するので、誤って押しつぶすことがなくなる。
【００２４】
図２は、本発明のワーク昇降装置の基本動作を示すフローチャートである。なお、同図に示す制御は、図１に示さない制御手段（例えば、後述する制御ユニット３００）によって実行される。
【００２５】
まず、ハンド（把持手段）に取り付けた感圧センサ（接触検知手段）がＯＮ状態かどうかを判断する（ステップＳ１）。感圧センサは作業者が触れるとＯＮするので、まず最初に作業者が感圧センサに触れることによって本装置の一連の動作が開始することになる。
【００２６】
作業者がハンドの感圧センサに触れると、回転軸のブレーキが解除されてフリーとなり、ハンド等がその回転軸回りに傾斜自在となる（ステップＳ２）。なお、ブレーキは図１に示さないブレーキ手段（例えば、後述する保持ブレーキ１２２）によって構成されている。
【００２７】
回転軸のブレーキが解除されてフリーになると、感圧センサがＯＮ状態のままかどうかを確認する（ステップＳ３）。もしこの時点で感圧センサがＯＦＦされていれば、作業者は作業継続の意思なく手をハンドから離したものと判断して、直ちに回転軸のブレーキを作動させ、ハンド等を現在の姿勢（傾き）に固定し（ステップＳ１２）、動作を終了する。
【００２８】
これに対し、感圧センサがＯＮ状態のままであれば、次に、作業者による作用力Ｆがハンド端に加えられたかどうかを判断する（ステップＳ４）。この判断は、傾斜角センサ（傾き検出手段）によって傾きが検出されたかどうかによってなされる。つまり、ステップＳ２のブレーキ解除によってハンドは作用力Ｆにより傾斜可能な状態となっているため、ブレーキ解除時におけるハンドの傾きの有無を検出することで、作用力Ｆの有無を判断することができる。例えば、図１において、ハンド（把持手段１０）が左下がりに傾けば（傾きＡＡ′からＢＢ′への変化）、下向きの作用力Ｆがハンド端に加えられたものと判断し、ハンドが左上がりに傾けば（傾きＡＡ′からＢＢ′への変化）、上向きの作用力Ｆがハンド端に加えられたものと判断し、ハンドが当初の傾きＡＡ′のままであれば、ハンド端には作用力Ｆが加えられていないものと判断する。ステップＳ４の判断の結果としてＮＯであれば、ハンド端にはいまだ作用力Ｆが加えられていないので、ステップＳ３に戻って、感圧センサがＯＮ状態である限り作用力Ｆが加えられるまで待機する。
【００２９】
ステップＳ４で作用力Ｆが加えられたと判断されると、再度、感圧センサがＯＮ状態のままかどうかを確認する（ステップＳ５）。もしこの時点で感圧センサがＯＦＦされていれば、作業者は作業継続の意思なく手をハンドから離したものと判断して、直ちに回転軸のブレーキを作動させ、ハンド等を現在の姿勢（傾き）に固定し（ステップＳ１２）、動作を終了する。
【００３０】
これに対し、感圧センサがＯＮ状態のままであれば、次に、ステップＳ４で検出された傾きＢＢ′から基準値である傾きＡＡ′を引き算して角度差ｄθを算出した後、この求めた角度差ｄθを近似式ｄｈ≒Ｌ・ｄθに代入して、ｄθ＝０とするために必要なシリンダ（駆動手段２０）の動作距離ｄｈを算出する（ステップＳ６）。
【００３１】
動作距離ｄｈの算出を終えると、再度、感圧センサがＯＮ状態のままかどうかを確認する（ステップＳ７）。もしこの時点で感圧センサがＯＦＦされていれば、作業者は作業継続の意思なく手をハンドから離したものと判断して、直ちに回転軸のブレーキを作動させ、ハンド等を現在の姿勢（傾き）に固定し（ステップＳ１２）、動作を終了する。
【００３２】
これに対し、感圧センサがＯＮ状態のままであれば、次に、ｄθ＝０になるよう実際にシリンダをステップＳ６で求めた動作距離ｄｈだけ作動させる（ステップＳ８）。
【００３３】
シリンダの作動中、再度、感圧センサがＯＮ状態のままかどうかを確認する（ステップＳ９）。もしこの時点で感圧センサがＯＦＦされていれば、作業者は作業継続の意思なく手をハンドから離したものと判断して、直ちに回転軸のブレーキを作動させ、ハンド等を現在の姿勢（傾き）に固定し（ステップＳ１２）、動作を終了する。
【００３４】
これに対し、感圧センサがＯＮ状態のままであれば、次に、現在の傾きを検出して基準値との現在の角度差ｄθを算出し、得られた現在の角度差ｄθがほぼゼロに等しいかどうか（ｄθ≒０）、つまり所定の微小な許容範囲内に入ったかどうかを判断する（ステップＳ１０）。
【００３５】
この判断の結果としてＮＯであれば、ステップＳ８に戻って、シリンダの作動を継続させるが、ＹＥＳであれば、ハンド等の傾きがあらかじめ設定された基準値に一致したことになるので、シリンダを停止させて（ステップＳ１１）、ステップＳ３に戻る。
【００３６】
そして、ハンド等の傾きが基準値に一致したことにより作業者が手を離せば（ステップＳ３）、その時点で直ちにステップＳ１２に進んで、回転軸にブレーキをかけて、動作を終了するが、作業者がハンドに触れた状態で再度作用力Ｆを加えれば（ステップＳ３，Ｓ４）、その作用力Ｆによって生じた傾きを解消するための上記一連の動作を再度繰り返すことになる。
【００３７】
したがって、本実施の形態によれば、把持手段を傾けるとそれに応じて把持手段等が下降または上昇するので、作業者はワークを直接持っているような感覚で、つまり作業者の感覚に合った操作感で、一人でうまくワークを昇降させることができる。したがって、大物ワークであっても一人の作業者により容易に所定の姿勢に操作することができ、従来二人で行っていた作業の一人作業化が可能となる。また、ワークの姿勢をほぼ一定の状態にしてワークを昇降させることができる。
【００３８】
また、姿勢保持用のブレーキ手段を設け、作業者が把持手段に触れている間だけブレーキ手段の作動を解除するようにしたので、作業者は、手を把持手段から離すだけで、いつでも装置を停止させて把持手段等を任意の姿勢に保持することができる。
【００３９】
なお、図２の動作例では、一つの処理を終えるごとに感圧センサがＯＮ状態かどうかの確認を行うようにしているが（ステップＳ３，Ｓ５，Ｓ７，Ｓ９）、これは、作業者がハンドに触れているかどうかの確認を頻繁に行い、作業者が手を離すとすぐに装置が停止するようにすることで、例えば非常時など作業者が停止の意思で手を離したにもかかわらず、処理遅れのタイムラグにより装置が動作してしまいワークなどを誤って傷つけること（作業ＮＧ）のないようにするためである。
【００４０】
【実施例】
次に、本発明を具体的に適用したワーク昇降装置の実施例を説明する。ここでは、車両組立工程におけるガラス取付作業に用いられる一人作業可能なワーク昇降装置を例にとる。
【００４１】
まず、座標系を定義しておく。図３に示すように、α軸、β軸、γ軸を、それぞれ、車両Ｘ軸（車両進行方向に対して直角方向の左右水平軸）に平行な軸、ガラス短径方向の軸、ガラス面に対して直角な軸であると定義する。
【００４２】
図４〜図６は、本発明の一実施例に係るワーク昇降装置であって車両組立工程におけるガラス取付作業に好適なものの構成を示す図面である。この中で、図４は、同装置をα軸方向から見た全体図、図５は、同装置をβ軸方向から見た全体図、図６は、同装置のハンド部の拡大図である。
【００４３】
まず、本装置は、図４、図５に示すように、大別して、大物ワークであるガラス１を把持する把持手段としてのガラス把持ハンド１００（以下単に「ハンド」という）と、ハンド１００を上下方向（Ｚ軸方向）に駆動する駆動手段としての昇降用エアシリンダ２００（以下「昇降用シリンダ」という）とで構成されている。ハンド１００は、ガラス１を吸着により把持（保持）する吸着タイプである。なお、図４において、「８」は車両７の窓枠、「９」はスペーサである。スペーサ９は、ガラス１の落下を防止するとともに、ガラス１の下位置を決めるためのものである。
【００４４】
ハンド１００は、図６に示すように、姿勢を変更するための軸構成として、直動と回転のα軸１１０、直動と回転のβ軸１２０、旋回のみのγ軸１３０、および直動のみのＹ軸（図示せず）を有している。
【００４５】
直動α軸１１０は、駆動源を持たない、バネ１１１によるセンタリング機能付きガラススライド軸であって、車両Ｘ軸に平行移動可能で、Ｘ軸誤差吸収機構を成している（以下「ガラススライド用α軸」という）。
【００４６】
一方、回転α軸１１０は、モータ駆動のガラス傾斜軸であって、前後方向（ピッチング方向）にガラス１を傾けるピッチング調整用の軸である（以下「ピッチング調整用α軸」という）。このピッチング調整用α軸１１０は、減速機付きブレーキ付きＡＣモータ１１２を駆動源とし、駆動方式としてタイミングベルト１１３と歯付きプーリ１１４およびボールスプライン１１５を持ち、ガラス１の種類や車種に応じて自動設定・変更されるようになっている。また、ピッチング調整用α軸１１０の位置検出は、回転型ポテンショメータ１１６によって行われる。
【００４７】
直動β軸１２０は、ブレーキ付きエアシリンダ１２１を駆動源とするガラス短径方向のガラススライド軸であって、サーボ機能付きである（以下「ガラススライド用β軸」という）。このガラススライド用β軸１２０の位置検出は、前記駆動用エアシリンダ１２１に取り付けられた直動型ポテンショメータによって行われる。
【００４８】
一方、回転β軸１２０は、駆動源を持たない、手動操作方式のガラス傾斜軸であって、左右方向（ローリング方向）にガラス１を傾けるローリング調整用の軸である（以下「ローリング調整用β軸」という）。このローリング調整用β軸１２０の位置検出は、傾き検出手段としての傾斜角センサ（図示せず）によって行われる。なお、傾斜角センサに代えて回転型ポテンショメータを使用することも可能である。また、ローリング調整用β軸１２０の位置保持は、ブレーキ手段としてのβ軸保持ブレーキ１２２によって行われる。このローリング調整用β軸１２０は、本発明によるワーク昇降装置の把持手段（ハンド１００）が備える回転軸を構成するものである。したがって、このローリング調整用β軸１２０の位置決め、すなわちガラス１のローリング方向の姿勢の調整には本発明が適用され、上記した本発明の内容に従って作業者の一人作業にてガラス１のローリング方向の姿勢の操作（調整）が作業者の感覚に合った操作感で容易に行われることになる。なお、このローリング調整用β軸１２０の制御機構等については、後でより詳細に説明する。
【００４９】
旋回γ軸１３０は、ブレーキ付きエアシリンダ１３１を駆動源として、ガラス面直軸回り（ヨーイング方向）にガラス１を傾けるための軸であって、サーボ機能付きである（以下「ガラス旋回用γ軸」という）。このガラス旋回用γ軸１３０の位置検出は、前記駆動用エアシリンダ１３１に取り付けられた直動型ポテンショメータによって行われる。γ軸旋回は、前記エアシリンダ１３１と図示しないＲガイドとによって駆動され、その旋回中心は、ガラス重心位置より作業者側へ１０００mmのところに設定されている。もちろん、反対側に旋回中心を設定することも可能である。
【００５０】
図示しない直動Ｙ軸は、駆動源を持たない、バネによるセンタリング機能付き水平移動軸であって、車両Ｘ軸に平行で、保持ブレーキを備えている（以下「Ｙ軸スライド機構」という）。なお、このＹ軸スライド機構は、後述する第二の実施例を示す図１３に「１８０」で示してある。
【００５１】
以上の軸構成に加えて、このハンド１００は、作業者が操作するハンドル１４０、ワークであるガラス１を吸着する４個の吸着パッド１５０、およびガラス１の倒し込みを行う４本のガラスセット用シリンダ１６０などを有している。本実施例では、ハンドル１４０は、ハンド１００の一方の側にのみ設けられている。また、ハンドル１４０には、作業者の手が触れる位置に接触検知手段としての感圧センサ１７０が配置されるとともに、所定の適当な位置に各種のスイッチがレイアウトされている。
【００５２】
図７は、ローリング調整用β軸１２０を回転軸とするワーク昇降装置の制御系の構成図である。
【００５３】
この制御系は、作業者がハンド１００（把持手段）の一端を傾けてローリング調整用β軸１２０（所定の方向の回転軸）回りの傾きが変化した場合に、その傾き変化を解消してあらかじめ設定された基準傾き（基準値）に一致させるようにハンド１００を昇降動作させるものであって、昇降用シリンダ２００（駆動手段）とこれの負荷であるハンド１００の外に、傾斜角センサ１２５（傾き検出手段）、位置検出器２１０、サーボバルブ２２０、昇降用シリンダ用ブレーキ解除バルブ２３０、β軸保持ブレーキ１２２（ブレーキ手段）、β軸保持ブレーキ用ブレーキ解除バルブ１２３、感圧センサ１７０（接触検知手段）、および制御ユニット３００（制御手段）から構成されている。なお、同図中の太い実線は、共通のエア源を持つエアチューブ２４０を示している。
【００５４】
傾斜角センサ１２５は、傾き検出手段として機能するもので、上記のようにローリング調整用β軸１２０の位置検出を行う、換言すれば、ハンド１００のローリング調整用β軸１２０回り（ローリング方向）の傾きを検出するものである。傾斜角センサ１２５は、当該センサの傾きに応じた電圧を出力するもので、その傾きと電圧とは所定の範囲で比例関係にある。図８は、傾斜角センサ１２５の配線図、図９は、傾斜角センサ１２５の傾き角度と出力電圧との関係を示す特性図、図１０は、傾斜角センサ１２５の具体的特性図である。
【００５５】
昇降用シリンダ２００は、駆動手段として機能するもので、Ｚ軸下向きに取り付けられ（図１３〜図１５参照）、ハンド１００およびこれに吸着されたワーク（ガラス１）を昇降する。この昇降用シリンダ２００もまたブレーキ付きである。
【００５６】
位置検出器２１０は、昇降用シリンダ２００の現在位置を検出するものであって、ポテンショメータで構成されている。
【００５７】
サーボバルブ２２０は、制御ユニット３００（のＤ／Ａ変換器）からの信号レベル（０〜１０Ｖ）に応じてエアの流量制御を行うものである。
【００５８】
具体的には、図１１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、例えば、指令電圧５Ｖでは、スプールが中心にあるので、Ａポート、Ｂポート共にエアは遮断される。また、指令電圧１０Ｖでは、スプールがＢポート側に最大量動作するので、Ｂポートに最大流量のエアが流れ、Ａポートは遮断される。
【００５９】
昇降用シリンダ用ブレーキ解除バルブ２３０は、昇降用シリンダ２００のブレーキを解除するものである。安全のためにエアや電気が遮断されたときに、ブレーキがかかる構造となっている。
【００６０】
β軸保持ブレーキ１２２は、ブレーキ手段として機能するものであって、ローリング調整用β軸１２０を現在位置に保持する、換言すれば、ハンド１００のローリング調整用β軸１２０回りの傾きを現在値に固定する。このβ軸保持ブレーキ１２２は、作業者が感圧センサ１７０に触れていないときにブレーキが作動し、作業者が感圧センサ１７０に触れている間だけブレーキが解除されるようになっている。
【００６１】
より詳細には、β軸保持ブレーキ１２２は、図１２に示すように、β軸ボールスプライン１２６のスプライン軸１２６ａに取り付けられたディスクプレート１２７を、一対のエアクランパ１２２ａによって挟み込む構造となっている。なお、同図中、「１１５」はα軸ボールスプライン、「１２５」は傾斜角センサ、「１２８」はベアリングである。
【００６２】
β軸保持ブレーキ用ブレーキ解除バルブ１２３は、β軸保持ブレーキ１２２制御用のソレノイドバルブである。
【００６３】
感圧センサ１７０は、接触検知手段として機能するもので、上記のように作業者の手が触れる位置に配置され、作業者の手が触れるとＯＮするようになっている。
【００６４】
制御ユニット３００は、制御手段として機能するもので、入力した各種データを処理して各部に出力される指令信号を作出するＣＰＵ３１０と、アナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３２０と、ディジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器３３０と、入力される信号を入力処理する入力ユニット３４０と、出力される信号を出力処理する出力ユニット３５０とで構成されている。ここでは、Ａ／Ｄ変換器３２０は、傾斜角センサ１２５および位置検出器２１０からのアナログ信号をディジタル信号に変換してＣＰＵ３１０に送り、Ｄ／Ａ変換器３３０は、ＣＰＵ３１０で作られたサーボバルブ２２０へのディジタル指令信号をアナログの電圧指令に変換してサーボバルブ２２０に出力する。また、入力ユニット３４０は、感圧センサ１７０からの信号（ＯＮ／ＯＦＦ）を入力処理してＣＰＵ３１０に送り、出力ユニット３５０は、ＣＰＵ３１０で作られた各ブレーキ解除バルブ１２３，２３０への信号（ＯＮ／ＯＦＦ）を出力処理して各ブレーキ解除バルブ１２３，２３０に出力する。なお、図示しないが、制御ユニット３００の入力側には、ハンドル１４０に設置された各種スイッチも接続されている。
【００６５】
ＣＰＵ３１０は、傾斜角センサ１２５および感圧センサ１７０からの信号を入力し、図２に示すフローチャートに従って、サーボバルブ２２０、β軸保持ブレーキ用ブレーキ解除バルブ１２３などを総合的に制御する。これにより、本装置は、ローリング調整用β軸１２０に関して、すでに詳細に述べたように、本発明のワーク昇降装置の特色である、手を離せばいつでも直ちに停止し、傾けると下降（または上昇）し、下降させていった際に基準となる車両傾きに一致した時点で停止する、といった動作を行うことになる。
【００６６】
図１３は、本発明の他の実施例に係るワーク昇降装置を示す構成図である。なお、図６と共通する部材には同一の符号を付してある。
【００６７】
このワーク昇降装置は、同じく車両組立工程におけるガラス取付作業に好適なものであって、図６のハンド１００と比較して、取り付けられているハンドルの個数が異なるのみで、これ以外の構成は、図６のものと全く同じである。
【００６８】
すなわち、このワーク昇降装置のハンド１００ａは、図１３に示すように、左右両側にハンドル１４０ａ，１４０ｂが取り付けられている。これら左右両側のハンドル１４０ａ，１４０ｂは全く同じ構造をしており、それぞれ、感圧センサ１７０ａ，１７０ｂと図示しない各種スイッチとを備えている。このように、ハンド１００ａの左右両側にそれぞれハンドル１４０ａ，１４０ｂを設けることで、例えば、ハンドを１８０°回転させることなく、順に、フロントガラスは左側の作業者が一人で取り付け、リアガラスは反対側（右側）の作業者が一人で取り付けるといったことが可能となり（図１４参照）、作業の平準化を図ることができる。また、ハンド１００ａの左右両側にそれぞれ同じハンドル１４０ａ，１４０ｂを設けることで、ハンド自体の重量バランスも良くなる。
【００６９】
これ以外の構成は、図４〜図６に示すものと全く同じであるから、同じ部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。なお、「１８０」は、前述したブレーキ付きのＹ軸スライド機構である。
【００７０】
図１４および図１５は、図１３のワーク昇降装置を利用したガラス取付装置の全体図であって、図１４は、車両進行方向正面から見た図、図１５は、車両進行方向右側面から見た図である。
【００７１】
なお、本実施例では、ワーク昇降装置の把持対象となるワークとしてガラス１を例にとって説明したが、対象となるワークの種類はこれに限定されるわけではなく、本発明のワーク昇降装置は、例えば、ボンネットやサンルーフ、駆動系部品など、大きくて重量があるため作業者が取り扱いにくい他の大物ワークにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のワーク昇降装置の動作原理の説明図である。
【図２】  同装置の基本動作を示すフローチャートである。
【図３】  座標系の定義の説明図である。
【図４】  本発明の一実施例に係るワーク昇降装置をα軸方向から見た全体図である。
【図５】  同装置をβ軸方向から見た全体図である。
【図６】  同装置のハンド部の拡大図である。
【図７】  ローリング調整用β軸を回転軸とするワーク昇降装置の制御系の構成図である。
【図８】  傾斜角センサの配線図である。
【図９】  傾斜角センサの傾き角度と出力電圧との関係を示す特性図である。
【図１０】  傾斜角センサの具体的特性図である。
【図１１】  サーボバルブの説明図である。
【図１２】  β軸保持ブレーキ等の構成図である。
【図１３】  本発明の他の実施例に係るワーク昇降装置を示す構成図である。
【図１４】  図１３のワーク昇降装置を利用したガラス取付装置を車両進行方向正面から見た全体図である。である。
【図１５】  同装置を車両進行方向右側面から見た全体図である。
【図１６】  従来のガラス取付工程の説明図である。
【符号の説明】
１…ガラス（ワーク）、
１０…把持手段、
２０…駆動手段、
１００，１００ａ…ハンド（把持手段）、
１２０…ローリング調整用β軸（回転軸）、
１２２…保持ブレーキ（ブレーキ手段）、
１２５…傾斜角センサ（傾き検出手段）、
１７０，１７０ａ，１７０ｂ…感圧センサ（接触検知手段）、
２００…昇降用エアシリンダ（駆動手段）、
３００…制御ユニット（制御手段）、
Ｃ…回転軸。
【図１】
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【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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