JP2010208746A - ワーク吊り上げ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】容易且つ迅速なバランス調整を実現できるとともに、重量化を招くことなくワークを搬送することが可能なワーク吊り上げ装置を提供すること。
【解決手段】支持部材６は、鉛直方向と交叉する左右方向へスライド移動自在にクランプユニット７に連結され、リング部１１の上方への移動に伴ってクランプユニット７を吊り上げる。バランス調整ユニット８は、クランプユニット７に固定されクランプユニット７を支持部材６に対してスライド移動させる。第１及び第２のロードセル３，４は、支持部材６がクランプユニット７を吊り上げた際に、左右方向に離間する第１及び第２のクランプ部２０，２１でワーク２３からクランプユニット７へ加わる荷重値をそれぞれ検出する。ＣＰＵ９は、第１及び第２のロードセル３，４が検出した２箇所の荷重値間の相違を減少させる方向へ第１及び第２のロードセル３，４が移動するようにバランス調整ユニット８を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワークを吊り上げるワーク吊り上げ装置に関する。

特許文献１には、揚重機のブームの先端から垂下した揚重用ワイヤーロープの垂下端に取り付けられたフックと、ワイヤによって水平に吊り下げ支持された吊り枠体と、吊り枠体の下方に所定間隔離して平行に配置された支持枠体と、支持枠体の下面にガイド部材により左右方向にスライド可能に支持された荷物支持アームと、支持枠体の上面にガイド部材によりスライド移可能に支持されたバランスアームと、バランスアームの先端上に設置されたバランスウェイトとを備えた荷物の搬送装置が記載されている。

この荷物の搬送装置では、荷物が玉掛けワイヤにより荷物支持アームに取り付けられ、荷物支持アームの伸長、収縮動作につれてバランスアームが伸長、収縮動作することにより、各アームおよび荷物を含めた支持枠体全体の左右の重量バランスが取られる。

特開平６−１７１８８９号公報

しかしながら、特許文献１の荷物の搬送装置では、バランスウェイトを用いて支持枠体全体の左右の重量バランスを取っているため、バランスウェイトを設置した分だけ装置全体が重くなってしまう。

そこで、本発明は、容易且つ迅速なバランス調整を実現できるとともに、重量化を招くことなくワークを搬送することが可能なワーク吊り上げ装置の提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明の第１の態様に係るワーク吊り上げ装置は、ワーク吊り部材と、支持部材と、移動手段と、荷重検出手段と、制御手段とを備える。

ワーク吊り部材は、上方への移動に伴ってワークを吊り上げる。支持部材は、吊り上げ支点を有し、鉛直方向と交叉する所定方向へスライド移動自在にワーク吊り部材に連結され、吊り上げ支点の上方への移動に伴って、ワーク吊り部材を吊り上げる。移動手段は、ワーク吊り部材と支持部材との何れか一方に固定され、ワーク吊り部材を支持部材に対してスライド移動させる。荷重検出手段は、支持部材がワーク吊り部材を吊り上げた際に、所定方向に離間する少なくとも２箇所の所定の検出部でワークからワーク吊り部材へ加わる荷重値をそれぞれ検出する。制御手段は、荷重検出手段が検出した２箇所の荷重値間の相違を減少させる方向へワーク吊り部材が移動するように移動手段を制御する。

なお、上記所定方向に離間するとは、２箇所の検出部を結ぶ直線が、所定方向と上下で重なる場合や所定方向と平行な場合を含むだけでなく、所定方向に上下で重ならず且つ平行でもない場合も含むことを意味する。但し、所定方向に直交する場合は、２箇所の検出部が所定方向と直交する方向のみに離間し、所定方向には離間しないため除外される。

上記構成では、支持部材が吊り上げ支点の上方への移動に伴ってワーク吊り部材を吊り上げ、このワーク吊り部材の上方への移動に伴ってワークが吊り上げられる。支持部材がワーク吊り部材を吊り上げた際、荷重検出手段によって所定方向に離間する少なくとも２箇所の所定の検出部でワークからワーク吊り部材へ加わる荷重値がそれぞれ検出され、この２箇所の荷重値間の相違が減少する方向へワーク吊り部材が移動する。これにより、吊り上げ支点がワークの重心に近づく方向に移動し、所定方向においてワーク吊り部材のバランスが取られた安定した状態でワークを搬送することができる。

このように、支持部材がワーク吊り部材を吊り上げた際に、２箇所の荷重値間の相違が減少する方向へワーク吊り部材を移動させることによって、ワーク吊り部材の所定方向のバランスを取ることができるため、ワークの搬送時のバランス調整を容易且つ迅速に行うことができる。

また、ワークの重心の位置を、吊り上げ支点の近くに変更するためにバランスウェイト（重り）を設ける場合と異なり、ワークの重心に吊り上げ支点を近づけることでバランス調整を行っているため、バランスウェイトを設ける必要がない分、装置全体の軽量化を図ることができる。

また、本発明の第２の態様のワーク吊り上げ装置は、上記第１の態様のワーク吊り上げ装置であって、所定方向は、第１の所定方向と第２の所定方向とを含む。支持部材は、第１の所定方向と第２の所定方向とへそれぞれ独立してスライド移動自在にワーク吊り部材に連結される。

移動手段は、ワーク吊り部材を支持部材に対して第１の所定方向に沿ってスライド移動させる第１の移動手段と、ワーク吊り部材を支持部材に対して第２の所定方向に沿ってスライド移動させる第２の移動手段とを含む。荷重検出手段が荷重値を検出する少なくとも２箇所の検出部は、第１の所定方向に離間する対と第２の所定方向に離間する対とを含む。制御手段は、荷重検出手段が検出した対となる荷重値間の相違を減少させる方向へワーク吊り部材が移動するように第１の移動手段及び第２の移動手段を制御する。

なお、第１の所定方向に離間する対と第２の所定方向に離間する対とは、第１の所定方向に離間する１組の検出部と第２の所定方向に離間する他の１組の検出部との全部で４箇所の検出部のことであるが、４箇所の検出部である場合に限られず、例えば１組の検出部が第１の所定方向に離間し、且つ同じ１組の検出部が第２の所定方向にも離間する場合であってもよい。

上記構成では、ワーク吊り部材を、支持部材に対して鉛直方向に交叉する平面上を移動させることができる。従って、対となる荷重値間の相違が減少する方向へワーク吊り部材を移動させることによって、搬送するワーク毎に重心の位置が大きく異なるような場合であっても、吊り上げ支点の真下にワークの重心を移動できるため、ワーク吊り部材の水平方向のバランスが取られたより安定した状態でワークを搬送することができる。

また、本発明の第３の態様のワーク吊り上げ装置は、上記第１の態様又は第２の態様のワーク吊り上げ装置であって、制御手段によるワーク吊り部材の移動方向及び移動量は、２箇所の荷重値間の相違に応じて予め設定されている。

上記構成では、２箇所の荷重値間の相違に応じたワーク吊り部材の移動方向及び移動量が予め設定されているため、この移動方向及び移動量に基づいてワーク吊り部材を速やかに移動させることができる。従って、ワークの搬送時のバランス調整をより迅速に行うことができる。

また、本発明の第４の態様のワーク吊り上げ装置は、上記第１〜第３の何れかの態様のワーク吊り上げ装置であって、判定手段を備える。

判定手段は、荷重検出手段が検出した２箇所の荷重値間の相違が所定範囲外か否かを判定する。制御手段は、２箇所の荷重値間の相違が所定範囲外であると判定手段が判定したとき、移動手段を制御してワーク吊り部材を移動させる。

上記構成では、支持部材がワーク吊り部材を吊り上げた際に２箇所の荷重値間の相違が所定範囲内である場合、例えば、支持部材がワーク吊り部材を吊り上げた際にワークの重心と吊り上げ支点とが比較的近くに位置しており、ワーク吊り部材を移動させてバランス調整を行わなくても所定方向に比較的水平な状態を保って吊り上げることが可能な場合には、ワーク吊り部材を移動しない。すなわち、支持部材がワーク吊り部材を吊り上げた際に、バランス調整を行う必要がある場合にのみワーク吊り部材を移動させて、バランス調整を行う必要がない場合にはワーク吊り部材を移動させずにワークの搬送を速やかに実行することができる。

本発明によれば、容易且つ迅速なバランス調整を実現できるとともに、重量化を招くことなくワークを搬送することができる。

吊り具の一部断面図である。 図１のＡ−Ａ矢視断面図である。 本実施形態におけるワーク吊り上げ装置のブロック図である。 ＲＯＭに記憶されるテーブルを示す図である。 ＣＰＵの制御内容を示すフローチャートである。 第２の実施形態の吊り具の一部断面図である。 図６のＢ−Ｂ矢視断面図である。

以下、本発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。図１は吊り具の一部断面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図である。図３は本実施形態におけるワーク吊り上げ装置のブロック図、図４はＲＯＭに記憶されるテーブルを示す図、図５はＣＰＵの制御内容を示すフローチャートである。なお、以下の説明において、左右方向は図１の左右方向を意味し、前後方向は図１中の紙面に垂直な方向（図２の左右方向）を意味する。

図１〜図３に示すように、本実施形態に係るワーク吊り上げ装置１は、吊り具２と第１及び第２のロードセル（荷重検出手段）３，４とコントロールユニット５等を備えている。吊り具２は、支持部材６とクランプユニット（ワーク吊り部材）７とバランス調整ユニット（移動手段）８とを有している。また、コントロールユニット５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit、制御手段、判定手段）９とＲＯＭ（Read Only Memory）１０等を有している。

支持部材６は、リング部（吊り上げ支点）１１とリング支持部１２と円板部１３と平板部１４と角柱部１５とブロック部１６とを備えている。

リング部１１は略環状に形成されている。リング部１１は、特に図示していない揚重機（例えば、クレーン）から垂下されるワイヤーによって上方から支持されて、支持部材６を吊り上げる際に支点となる。

リング支持部１２は、リング部１１の下端部に固定された断面略台形の部材である。

円板部１３は、リング支持部１２の下端に連結された略円板形状の部材である。

平板部１４は、円板部１３の下端から下方に延びる略平板状の部材であり、左右方向（所定方向）に沿って延びている。平板部１４は、前後方向の長さが円板部１３の前後方向の長さよりも小さく設定されている。また、平板部１４の上端部の左右方向の長さは、円板部１３の左右方向の長さと略同じに設定され、下端部の左右方向の長さは、上端部の左右方向の長さよりも大きく設定されている。

角柱部１５は、平板部１４の下端から下方に延びる略角柱形状の部材である。角柱部１５は、前後方向の長さが平板部１４の下端の前後方向の長さよりも大きく設定され、左右方向の長さは、平板部１４の下端部の左右方向の長さと略同じに設定されている。また、角柱部１５の一端側には、左右方向に沿って延びるネジ孔１７が形成され、このネジ孔１７の内面は雌ネジ加工が施されている。

ブロック部１６は、断面略凹字状の金属製部材であり、角柱部１５の前後方向の略中央部で左右方向に沿って略等間隔に複数（本実施形態では、３つ）配置され、角柱部１５の下端に固定されている。また、これらリング部１１、リング支持部１２、円板部１３、平板部１４、角柱部１５及びブロック部１６は、前後方向及び左右方向から視て、それぞれの中心が略一致している。

クランプユニット７は、上部バー１８と下部バー１９と第１のクランプ部（検出部）２０と第２のクランプ部（検出部）２１と左右一対の伸縮アーム２２とを有し、搬送するワーク２３を保持する。クランプユニット７は、支持部材６の下方に配置され、支持部材６に対して左右方向にスライド移動自在に連結されている。また、支持部材６とクランプユニット７とは、左右方向及び前後方向から視たときにそれぞれの中心が略一致している。

上部バー１８は、左右方向に延びる断面中空矩形状の金属製部材であり、レール部２４と連結部２５とを有している。

レール部２４は、上部バー１８の前後方向の略中央部で左右方向に沿って直線的に延びる断面略矩形状の金属製部材であり、上部バー１８の上端面に固定されている。レール部２４は、ブロック部１６の溝に移動自在に係合され、クランプユニット７の支持部材６に対する直線的なスライド移動をガイドする。なお、本実施形態では、レール部２４及びブロック部１６として、ＬＭガイド（登録商標、リニアモーションガイド）を用いている。このＬＭガイドは、ブロック部１６とレール部２４との間に複数のボールが介在し、支持部材６に対してクランプユニット７がスムーズに移動する。

連結部２５は、前側Ｌ字板部２６と後側Ｌ字板部２７とを有し、平板部１４、角柱部１５、ブロック部１６、レール部２４及び上部バー１８を挟んで前後に対称的に配置されている。前側Ｌ字板部２６は、断面略Ｌ字状の金属製部材であり、上部バー１８よりも前方に配置されている。前側Ｌ字板部２６は、上部バー１８の上部前面にピン２８によって固定されて上方に向かって延びる前側固定部２９と、この前側固定部２９の上端から後方に曲折して平板部１４の前面に向かって延び、角柱部１５の前端部上面と面接触する前側吊持部３０とを有している。後側Ｌ字板部２７は、断面Ｌ字状の金属製部材であり、上部バー１８よりも後方に配置されている。後側Ｌ字板部２７は、上部バー１８の後面上部にピン２８によって固定されて上方に向かって延びる後側固定部３１と、この後側固定部３１の上端から前方に曲折して平板部１４の後面に向かって延びて角柱部１５の後端部上面と面接触する後側吊持部３２とを有している。このように構成された連結部２５は、上部バー１８に対して支持部材６をスライド移動自在に連結する。

下部バー１９は、断面矩形状の金属製部材であり、上部バー１８の下方に対向配置されている。下部バー１９は、左右方向の長さ及び前後方向の長さが上部バー１８の左右方向の長さ及び前後方向の長さと略同じに設定されている。また、前方から視たとき、上部バー１８の中心と下部バー１９の中心とは一致している。

第１のクランプ部２０は、第１の上側クランプ部３３と第１の下側クランプ部３４とを有する。

第１の上側クランプ部３３は、支持部材６の下方、且つ上部バー１８の一端（図１中、右端）側で上部バー１８の下端面に設けられている。第１の下側クランプ部３４は、下部バー１９の一端側で下部バー１９の上端面に設けられている。第１の上側クランプ部３３及び第１の下側クランプ部３４は、それぞれ上部バー１８及び下部バー１９の左右方向の中心（図１中一点鎖線で示す）から一端側に所定距離離れた位置に配置され、前方から視たときに略同一直線上に並んでいる。

第２のクランプ部２１は、第２の上側クランプ部３５と第２の下側クランプ部３６とを有する。

第２の上側クランプ部３５は、支持部材６の下方、且つ上部バー１８の他端（図１中、左端）側で上部バー１８の下端面に設けられている。第２の上側クランプ部３５は、上部バー１８の左右方向の中心から他端側に、上部バー１８の中心及び第１の上側クランプ部３３間の距離と同じ距離離れて配置されている。

第２の下側クランプ部３６は、下部バー１９の他端側上端面に設けられている。第２の下側クランプ部３６は、下部バー１９の左右方向の中心から他端側に、この下部バー１９の中心及び第１の下側クランプ部３４間の距離と同じ距離離れて配置されている。第２の上側クランプ部３５及び第２の下側クランプ部３６は、前方から視たときに、略同一直線上に並んでいる。すなわち、第１クランプ部２０と第２クランプ部２１とは、上部バー１８及び下部バー１９の左右方向の中心線を挟んで左右対称に配置されている。

このように構成された第１及び第２のクランプ部２０，２１は、第１のクランプ部２０と第２のクランプ部２１とを結ぶ直線が、クランプユニット７に対する支持部材６の移動方向（左右方向）に下方で重なっている。

一対の伸縮アーム２２は、上部バー１８の左右各端部から下方に延びて下部バー１９の左右各端部にそれぞれ連結されている。伸縮アーム２２は、筒状の外筒３７と、この外筒３７に上下移動自在に挿入された内筒３８とを有し、内筒３８が外筒３９に対して上下方向に移動することによって、伸縮アーム２２全体が伸縮する。

このように構成されたクランプユニット７は、上部バー１８と下部バー１９との間にワーク２３を配置し、ワーク２３の大きさに応じた長さに伸縮アーム２２を設定することによって、第１のクランプ部２０及び第２のクランプ部２１でワーク２３を把持する。このワーク２３を把持した状態で、支持部材６が上方へ吊り上げられることによって、支持部材６とともにクランプユニット７が上方へ移動し、このクランプユニット７の上方移動に伴ってワーク２３が上方へ移動する。

バランス調整ユニット８は、モータ３９とねじ軸４０とカップリング４１等を備え、固定部材４２を介して上部バー１８の左右方向の一端に固定されている。

モータ３９は、ＣＰＵ９に接続され、ＣＰＵ９からのモータ制御信号に応じて、略円柱形状のモータ軸４３を正方向又は逆方向に所定の回転数だけ回転させる。

ねじ軸４０は、略円柱状部材であり、支持軸部４４と雄ネジ部４５と有する。支持軸部４４の一端は、カップリング４１によってモータ軸４３の他端と連結し、支持軸部４４の他端は、ベアリング４６を介して固定部材４２に支持されている。

雄ネジ部４５は、支持軸部４４の他端側に接続され、外側面に雄ネジが切られている。雄ネジ部４５は、角柱部１５のネジ孔１７に螺合されており、正逆方向に回転することによって、支持部材６を左右方向に直線的に移動させる。すなわち、モータ３９の回転運動がねじ軸４０に伝達され、ねじ軸４０に伝達された回転運動が支持部材６の左右方向の直線運動に変換される。

このように構成されたバランス調整ユニット８は、モータ軸４３を正方向（図２中の時計回り）に回転させることによって、クランプユニット７を支持部材６に対して右方向に移動させ、モータ軸４３を逆方向（図２中の反時計回り）に回転させることによって、クランプユニット７を支持部材６に対して左方向に移動させる。

第１のロードセル３は、第１のクランプ部２０に設けられ、第２のロードセル４は、第２のクランプ部２１に設けられている。第１及び第２のロードセル３，４は、特に図示していないが、内部に歪みゲージを有し、第１及び第２のクランプ部２０，２１が受けた荷重をそれぞれ電気信号に変換し、変換した電気信号を荷重値としてＣＰＵ９に出力する。

ここで、第１のロードセル３で検出される荷重値（以下、第１の荷重値と称する）と第２のロードセル４で検出される荷重値（以下、第２の荷重値と称する）とは、ワーク２３の重心と、揚重機によってワーク２３を吊り上げる際に支点となるリング部１１との相対位置関係によって異なる値が検出される。例えば、ワーク２３の重心がリング部１１よりも第１のクランプ部２０側に偏った状態で支持部材６を吊り上げた場合、第１の荷重値の方が第２の荷重値よりも大きくなる。また、ワーク２３の重心がリング部１１よりも第２のクランプ部２１側に偏った状態で支持部材６を吊り上げた場合、第２の荷重値の方が第１の荷重値よりも大きくなる。さらに、ワーク２３の重心がリング部１１から左右方向に比較的離れた位置にある場合には、第１の荷重値と第２の荷重値との差分が大きくなり、ワーク２３の重心がリング部１１から左右方向に比較的近い位置にある場合には、第１の荷重値と第２の荷重値との差分が小さくなる。そして、ワーク２３の重心がリング部１１から左右方向にずれた状態で支持部材６を吊り上げた場合には、ワーク２３が左右方向に傾いてしまう。これに対し、左右方向においてワーク２３の重心とリング部１１とが一致した状態で支持部材６を吊り上げた場合には、第１及び第２の荷重値は等しくなり、ワーク２３の左右方向のバランスが保たれる。

ＲＯＭ１０には、図４に示すように、第１及び第２の荷重値の差分（Ｗ、２Ｗ、３Ｗ、…、Ｗは任意の正の定数）と、この差分に応じた支持部材６に対するクランプユニット７の移動方向（左右）及び移動距離（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、以下、移動情報と称する）との関係を示すテーブルが記憶されている。なお、移動情報には、実験や計算によって予め導出された値が設定されている。

上記テーブルにおいて、第１の荷重値と第２の荷重値との差分は、第１の荷重値から第２の荷重値を減算した値で示されている。例えば、第１の荷重値が第２の荷重値よりも大きい場合（ワークの重心がリング部１１よりもが前方から視て左側に偏っている場合）には正の値となり、第１の荷重値よりも第２の荷重値の方が大きい場合（ワークの重心がリング部１１よりも前方から視て右側に偏っている場合）には負の値となる。そして、この差分が正の場合の支持部材６に対するクランプユニット７の移動方向として右方向に設定され、差分が負の場合の支持部材６に対するクランプユニット７の移動方向として左方向に設定されている。

また、上記テーブルでは、第１の荷重値と第２の荷重値との差分の絶対値の大小に応じて支持部材６に対するクランプユニット７の移動距離が設定されている（Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３＜…）。すなわち、第１の荷重値と第２の荷重値との差分の絶対値が大きい場合（ワークの重心がリング部１１から左右方向に比較的離れた位置にある場合）の支持部材６に対するクランプユニット７の移動距離が大きく設定され、第１の荷重値と第２の荷重値との差分の絶対値が少ない場合（ワークの重心がリング部１１から左右方向に比較的近い位置にある場合）の支持部材６に対するクランプユニット７の移動距離が少なく設定されている。

このように設定されたテーブルでは、例えば、第１及び第２の荷重値の差分が３Ｗ（３×Ｗ）のとき、この差分３Ｗに応じた移動情報として、移動方向が右、且つ移動距離がＬ３となる。

図３に示すように、ＣＰＵ９には、第１及び第２の荷重値が入力する。ＣＰＵ９は、第１及び第２の荷重値の差分を求め、求めた差分が所定範囲外（差分≦−Ｗ、又は、Ｗ≦差分）か否かを判定する。また、ＣＰＵ９は、第１及び第２の荷重値の差分が所定範囲外であると判定した場合、第１及び第２の荷重値の差分に応じた移動情報をＲＯＭ１０に記憶されたテーブルから読み取る。さらに、この読み取った移動情報に対応したモータ制御信号を生成し、このモータ制御信号をモータ３９に出力する。また、特に図示していないが、ＣＰＵ９には、支持部材６を吊り上げる際にＯＮとなる揚重機の吊り上げスイッチからＯＮ・ＯＦＦ信号が入力する。

なお、求めた差分が、テーブルにおける各差分の中間の値であった場合、テーブルにおいて、差分の絶対値の少ない値に対応する移動情報が読み取られる。例えば、求めた差分が２．５Ｗであった場合、テーブルにおいて、２Ｗと３Ｗとのうち、差分の少ない２Ｗに対応したＬ２が読み取られる。

次に、ＣＰＵ９が実行するワーク搬送処理について、図５に基づいて説明する。なお、ワーク搬送処理は、吊り上げスイッチからのＯＮ信号がＣＰＵ９に入力すること、すなわち、リング部１１を支点として支持部材６を吊り上げることによって開始される。

また、ＣＰＵ９の記憶部（図示せず）には、第１の荷重値を順次記憶する第１の荷重記憶領域と第２の荷重値を順次記憶する第２の荷重記憶領域とが設けられている。

本処理を開始すると、まず第１及び第２の荷重記憶領域から最新の第１及び第２の荷重値を読み出し（ステップＳ１）、読み出した第１及び第２の荷重値の差分を算出する（ステップＳ２）。

次に、第１及び第２の荷重値の差分を算出すると、この荷重値の差分が所定範囲外（差分≦−Ｗ、又は、Ｗ≦差分）か否かを判定する（ステップＳ３）。第１及び第２の荷重値の差分が所定範囲外であると判定した場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、第１及び第２の荷重記憶領域から最新の第１及び第２の荷重値を読み出すとともに、読み出した第１及び第２の荷重値の差分を算出して、この第１及び第２の荷重値の差分に応じた移動情報をＲＯＭ１０に記憶されたテーブルから読み取る（ステップＳ４）。なお、このステップＳ４で用いられる第１及び第２の荷重値の差分は、ステップＳ２で算出したものであってもよい。

次に、読み取った移動情報に対応したモータ制御信号を生成（ステップＳ５）し、生成したモータ制御信号をモータ３９に出力して（ステップＳ６）、本処理を終了する。これにより、モータ軸４３が正方向又は逆方向に所定回転数だけ回転し、クランプユニット７が支持部材６に対して左右方向に所定距離だけ移動して、左右方向においてリング部１１とワーク２３の重心とが略一致する。

一方、ステップＳ３において、第１及び第２の荷重値の差分が所定範囲内（−Ｗ＜差分＜Ｗ）であると判定した場合（ステップＳ３：Ｎｏ）、支持部材６に対してクランプユニット７を移動させないため、本処理を終了する。

本実施形態によれば、支持部材６がリング部１１の上方への移動に伴ってクランプユニット７を吊り上げ、このクランプユニット７の上方への移動に伴ってワーク２３が吊り上げられる。支持部材６がクランプユニット７を吊り上げた際、第１及び第２のロードセル３，４によって左右方向に離間する第１及び第２のクランプ部２０，２１でワーク２３からクランプユニット７へ加わる荷重値がそれぞれ検出され、第１及び第２の荷重値の差分が所定範囲外である場合に、第１及び第２のクランプ部２０，２１の荷重値間の差分の絶対値が減少する方向へクランプユニット７が移動する。これにより、リング部１１がワーク２３の重心に近づく方向に移動し、左右方向においてクランプユニット７のバランスが取られた安定した状態でワーク２３を搬送することができる。

このように、支持部材６がクランプユニット７を吊り上げた際に、第１及び第２のクランプ部２０，２１の荷重値間の差分が減少する方向へクランプユニット７を移動させることによって、クランプユニット７の左右方向のバランスを取ることができるため、ワーク２３の搬送時のバランス調整を容易且つ迅速に行うことができる。

また、ワーク２３の重心の位置を、リング部１１の近くに変更するためにバランスウェイト（重り）を設ける場合と異なり、ワーク２３の重心にリング部１１を近づけることでバランス調整を行っているため、バランスウェイトを設ける必要がない分、装置全体の軽量化を図ることができる。

また、第１及び第２のクランプ部２０，２１の荷重値間の差分に応じたクランプユニット７の移動方向及び移動量が予め設定されているため、この移動方向及び移動量に基づいてクランプユニット７を速やかに移動させることができる。従って、ワーク２３の搬送時のバランス調整をより迅速に行うことができる。

また、支持部材６がクランプユニット７を吊り上げた際に第１及び第２のクランプ部２０，２１の荷重値間の差分が所定範囲内である場合、例えば、支持部材６がクランプユニット７を吊り上げた際にワーク２３の重心とリング部１１とが比較的近くに位置しており、クランプユニット７を移動させてバランス調整を行わなくても左右方向に比較的水平な状態を保って吊り上げることが可能な場合には、クランプユニット７を移動しない。すなわち、支持部材６がクランプユニット７を吊り上げた際に、バランス調整を行う必要がある場合にのみクランプユニット７を移動させて、バランス調整を行う必要がない場合にはクランプユニット７を移動させずにワーク２３の搬送を速やかに実行することができる。

なお、本実施形態では、第１及び第２の荷重値の差分が所定範囲外であるか否かを判定し、第１及び第２の荷重値の差分が所定範囲外である場合にクランプユニット７を支持部材６に対して移動させているが、例えば、第１及び第２の荷重値の差分が所定範囲外であるか否かの判定を行わずに、第１及び第２の荷重値が同じではない場合（第１及び第２の荷重値の差分が０ではない場合）にクランプユニット７を支持部材６に対して移動させてもよい。

また、支持部材６に対するクランプユニット７の移動方向及び移動距離が第１及び第２の荷重値の差分に応じて予め設定されている場合を説明したが、例えば、支持部材６に対するクランプユニット７の移動方向及び移動距離が予め設定されていない場合であってもよい。このような場合、第１及び第２の荷重値の差分の絶対値が減少する方向へクランプユニット７を徐々に移動させ、第１及び第２の荷重値の差分の絶対値が最小となる位置でクランプユニット７の移動を停止させる。

また、第１及び第２のクランプ部２０，２１を結ぶ直線が、クランプユニット７に対する支持部材６の移動方向に下方で重なっている場合を説明したが、例えば、クランプユニット７に対する支持部材６の移動方向に平行な場合であってもよい。また、クランプユニット７に対する支持部材６の移動方向に下方で重ならず、平行でない場合であってもよい。但し、クランプユニット７に対する支持部材６の移動方向に直交する場合は、第１及び第２のクランプ部２０，２１が支持部材６の移動方向と直交する方向のみに離間し、支持部材６の移動方向には離間しないため除外される。

また、第１及び第２の荷重値の相違として第１及び第２の荷重値の差分を用いた場合を説明したが、例えば、第１及び第２の荷重値の比を用いてもよい。第１及び第２の荷重値の相違として第１及び第２の荷重値の比を用いた場合には、例えば、第１の荷重値を第２の荷重値で除算した値が１に近い値であるとき、リング部１１がワーク２３の重心に近い位置にあり、除算した値が１よりも極端に大きい値である場合、又は、極端に小さい値である場合には、リング部１１とワーク２３の重心とが比較的離れた位置にある。

さらに、バランス調整ユニット８がクランプユニット７に固定されている場合を説明したが、支持部材６に固定されていてもよい。

なお、ワーク２３が長尺である場合には、本実施形態の吊り具２を２つ用いることで搬送することが可能である。例えば、ワーク２３が前後方向に延びている場合、ワーク２３の前端部と後端部とにそれぞれ吊り具２を配置すればよい。

次に、本発明の第２の実施形態を図面に基づいて説明する。

図６は第２の実施形態の吊り具の一部断面図、図７は図６のＢ−Ｂ矢視断面図である。なお、第１の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。なお、以下の説明において、左右方向は図６の左右を意味し、前後方向は図６中の紙面に垂直な方向を意味する。また、図６では前後バランス調整ユニットの図示を省略している。

本実施形態では、支持部材５３が、左右方向（所定方向、第１の所定方向）と前後方向（所定方向、第２の所定方向）とへそれぞれ独立してスライド移動自在にクランプユニット（ワーク吊り部材）５４に連結されている。以下、本実施形態に係るワーク吊り上げ装置４７について説明する。

図６及び図７に示すように、ワーク吊り上げ装置４７は、吊り具４８と第１〜第４のロードセル（荷重検出手段）４９，５０，５１，５２とコントロールユニット５等を備えている。

吊り具４８は、支持部材５３とクランプユニット５４と前後バランス調整ユニット（移動手段、第２の移動手段）と左右バランス調整ユニット（移動手段、第１の移動手段）５６等を備えている。

支持部材５３は、リング部１１とリング支持部１２と円板部１３と前後スライド板部５７と上部角柱部５８と上部ブロック部５９とを有する。

前後スライド板部５７は、円板部１３の下端から下方に延びる略平板状の部材であり、前後方向に沿って延びている。前後スライド板部５７の上端部の前後方向の長さは、円板部１３の前後方向の長さと略同じに設定され、前後スライド板部５７の下端部の前後方向の長さは、上端部の前後方向の長さよりも大きく設定されている。

上部角柱部５８は、前後スライド板部５７の下端から下方に延びる略角柱形状の部材である。前後スライド板部５７は、左右方向の長さが前後スライド板部５７の下端の左右方向の長さよりも大きく設定され、前後方向の長さは、前後スライド板部５７の下端部の前後方向の長さと略同じに設定されている。また、上部角柱部５８の後端側には、前後方向に沿って延びるネジ孔（図示せず）が形成され、このネジ孔の内面は雌ネジ加工が施されている。

上部ブロック部５９は、断面略凹字状の金属製の部材である。上部ブロック部５９は、上部角柱部５８の左右方向の略中央部で前後方向に沿って略等間隔に複数配置され、上部角柱部５８の下端に固定されている。

クランプユニット５４は、下部プレート６０と上部プレート６１と第１〜第４のクランプ部（検出部）８４，８５，８６，８７と４つの伸縮アーム６２とを有し、上部ブロック部５９の下方に配置されている。

下部プレート６０は、略平板状の金属製部材である。

上部プレート６１は、下部プレート６０の上方に対向配置された略平板状の金属製部材であり、下部連結部６３と左右レール部６４を有する。

下部連結部６３は、上部プレート６１を挟んで前後に対称的に配置された前側Ｌ字板部６５と後側Ｌ字板部６６とを有する。前側Ｌ字板部６５は、断面略Ｌ字状の金属製部材であり、上部プレート６１よりも前方に配置されている。前側Ｌ字板部６５は、上部プレート６１の前面上部に固定されて上方に向かって延びる前側固定部６７と、この前側固定部６７の上端から後方に曲折して延びる前側吊持部（図示せず）とを有している。後側Ｌ字板部６６は、断面Ｌ字状の金属製部材であり、上部プレートよりも後方に配置されている。後側Ｌ字板部６６は、上部プレートの後面上部に固定されて上方に向かって延びる後側固定部６９と、この後側固定部６９の上端から前方に曲折して延びる後側吊持部７０とを有している。これら前側吊持部と後側吊持部７０とは、前後方向に離間して配置されている。

左右レール部６４は、上部プレート６１の上端面の前後方向の略中央に固定されて、左右方向に沿って直線的に延びる断面略矩形状の金属製の部材であり、前側固定部６７と後側固定部６９との間に配置されている。

また、左右レール部６４の上方、且つ前側Ｌ字板部６５と後側Ｌ字板部６６との間には、左右スライド板部７１と下部角柱部７２と下部ブロック部７３とが設けられている。

左右スライド板部７１は、前側吊持部と後側吊持部７０との間で左右方向に沿って延びる略矩形板状部材である。また、左右スライド板部７１の左右方向の略中央部には、後述する上部連結部７５が固定されている。

下部角柱部７２は、左右スライド板部７１の下端から下方に延びる略角柱形状の部材であり、左右方向に沿って延びている。下部角柱部７２の前側上面は、前側吊持部の下面と面接触し、下部角柱部７２の後側上面は、後側吊持部７０の下面と面接触している。また、下部角柱部７２の一端側には、左右方向に沿って延びるネジ孔７４が形成され、ネジ孔７４の内面には雌ネジ加工が施されている。

下部ブロック部７３は、断面略凹字状の金属製の部材であり、下部角柱部７２の左右方向に沿って略等間隔に複数（例えば３つ）配置され、下部角柱部７２の下端に固定されている。下部ブロック部７３は、左右レール部６４に移動自在に係合され、左右スライド板部７１及び下部角柱部７２の上部プレート６１に対する左右方向へのスライド移動をガイドする。

上部連結部７５は、固定部７６と一端側Ｌ字板部７７と他端側Ｌ字板部７８と前後レール部７９を有し、左右スライド板部７１の左右方向へのスライド移動に伴って移動する。

固定部７６は、左右スライド板部７１の左右方向の略中央部に固定されて、前後方向に沿って延びる金属製部材である。

一端側Ｌ字板部７７は、断面略Ｌ字状の金属製部材であり、固定部７６の一端面に固定されて上方に向かって延びる一端側固定部８０と、この一端側固定部８０の上端から前方に曲折して延びる一端側吊持部８１とを有している。

他端側Ｌ字板部７８は、断面略Ｌ字状の金属製部材であり、固定部７６の他端面に固定されて上方に向かって延びる他端側固定部８２と、この他端側固定部８２の上端から前方に曲折して延びる他端側吊持部８３とを有している。

前後レール部７９は、固定部７６の上端面の左右方向の略中央に固定されて、前後方向に沿って直線的に延びる断面略矩形状の金属製部材である。前後レール部７９は、上部ブロック部５９の溝に移動自在に係合され、固定部７６に対する支持部材５３の直線的なスライド移動をガイドする。

第１のクランプ部８４は、第１の上側クランプ部８８と第１の下側クランプ部８９とを有する。第１の上側クランプ部８８は、上部プレート６１の前後方向の略中央且つ一端側で上部プレート６１の下端面に設けられている。第１の下側クランプ部８９は、下部プレート６０の前後方向の略中央且つ一端側で下部プレート６０の上端面に設けられ、第１の上側クランプ部８８と対向している。

第２のクランプ部８５は、第２の上側クランプ部９０と第２の下側クランプ部９１とを有する。第２の上側クランプ部９０は、上部プレート６１の前後方向の略中央且つ他端側で上部プレート６１の下端面に設けられている。第２の上側クランプ部９０は、上部プレート６１の左右方向の中心から他端側に、上部プレート６１の中心及び第１の上側クランプ部８８間の距離と同じ距離離れて配置されている。第２の下側クランプ部９１は、下部プレート６０の前後方向の略中央且つ他端側で下部プレート６０の上端面に設けられ、第２の上側クランプ部９０と対向している。

このように構成された第１及び第２のクランプ部８４，８５は、第１のクランプ部８４と第２のクランプ部８５とを結ぶ直線が左右スライド板部７１の移動方向に下方で重なっている。

第３のクランプ部８６は、第３の上側クランプ部９２と第３の下側クランプ部９３とを有する。第３の上側クランプ部９２は、上部プレート６１の左右方向の略中央且つ前端側で上部プレート６１の下端面に設けられている。第３の下側クランプ部８６は、下部プレート６１の左右方向の略中央且つ前端側で下部プレート６０の上端面に設けられ、第３の上側クランプ部９２と対向している。

第４のクランプ部８７は、第４の上側クランプ部９４と第４の下側クランプ部（図示せず）とを有する。第４の上側クランプ部９４は、上部プレート６１の左右方向の略中央且つ後端側で上部プレート６１の下端面に設けられている。第４の下側クランプ部は、下部プレート６０の左右方向の略中央且つ後端側で下部プレート６０の上端面に設けられ、第４の上側クランプ部９４と対向している。

このように構成された第３及び第４のクランプ部８６，８７は、第３のクランプ部８６と第４のクランプ部８７とを結ぶ直線が支持部材５３の移動方向に平行となっている。

４つの伸縮アーム６２は、上部プレート６１の下端面の四隅にそれぞれ設けられ、上部プレート６１の下端面と下部プレート６０の上端面とを連結している。伸縮アーム６２は、上部プレート６１の下端面に固定される外筒９６と、この外筒９６に上下移動自在に挿入されるとともに下端部が下部プレート６０の上端面に固定される内筒９７とを有し、内筒９７が外筒９６に対して上下方向に移動することによって、伸縮アーム６２全体が伸縮する。

前後バランス調整ユニットは、上部モータとねじ軸とカップリング等を備え、固定部７６の後端部に固定されている。前後バランス調整ユニットは、コントロールユニット５からのモータ制御信号に応じて、上部モータを正方向又は逆方向に所定の回転数だけ回転させ、支持部材５３を、固定部７６及び左右スライド板部７１に対して前後方向に所定距離だけ移動させる。

左右バランス調整ユニット５６は、下部モータ９８とねじ軸９９とカップリング１００等を備え、固定部材１０１を介して上部プレート６１の一端に固定されている。左右バランス調整ユニット５６は、コントロールユニット５からのモータ制御信号に応じて、下部モータ９８を正方向又は逆方向に所定の回転数だけ回転させ、固定部７６及び左右スライド板部７１を、上部プレート６１に対して左右方向に所定距離だけ移動させる。

第１〜第４のロードセル４９，５０，５１，５２は、第１〜第４のクランプ部８４，８５，８６，８７にそれぞれ設けられている。第１〜第４のロードセル４９，５０，５１，５２は、第１〜第４のクランプ部８４，８５，８６，８７が受けた荷重をそれぞれ電気信号に変換し、変換した電気信号を荷重値（第１〜第４の荷重値）としてＣＰＵ９に出力する。

ＲＯＭ１０には、第１及び第２の荷重値の差分とこの差分に応じた上部プレート６１に対する固定部７６及び左右スライド板部７１の移動方向及び移動距離との関係を示すテーブル（以下、左右移動テーブルと称する）と、第３及び第４の荷重値の差分とこの差分に応じた固定部７６及び左右スライド板部７１に対する支持部材５３の移動方向及び移動距離との関係を示すテーブル（以下、前後移動テーブルと称する）が記憶されている。

ＣＰＵ９には、第１〜第４の荷重値が入力する。ＣＰＵ９は、第１及び第２の荷重値の差分と第３及び第４の荷重値の差分をそれぞれ求め、求めた各差分が所定範囲外か否かを判定する。また、ＣＰＵ９は、第１及び第２の荷重値の差分と第３及び第４の荷重値の差分との少なくとも一方が所定範囲外であると判定した場合、荷重値の差分に応じた移動情報をＲＯＭ１０に記憶された左右移動テーブル及び前後移動テーブルからそれぞれ読み取る。さらに、ＣＰＵ９は、読み取った各移動情報に対応したモータ制御信号をそれぞれ生成し、各モータ制御信号を上部モータ及び下部モータ９８に出力する。

ＣＰＵ９は、例えば、第１及び第２の荷重値の差分が所定範囲外であり、第３及び第４の荷重値の差分が所定範囲内であると判定した場合、第１及び第２の荷重値の差分に応じた移動情報をＲＯＭ１０に記憶された左右移動テーブルから読み取り、読み取った移動情報に対応したモータ制御信号を生成して下部モータ９８に出力し、上部モータに対しては制御信号を出力しない。また、第１及び第２の荷重値の差分と第３及び第４の荷重値の差分との両方が所定範囲外であると判定した場合、第１及び第２の荷重値の差分に応じた移動情報をＲＯＭ１０に記憶された左右移動テーブルから読み取り、読み取った移動情報に対応したモータ制御信号を生成して下部モータ９８に出力するとともに、第３及び第４の荷重値の差分に応じた移動情報をＲＯＭ１０に記憶された前後移動テーブルから読み取り、読み取った移動情報に対応したモータ制御信号を生成して上部モータに出力する。

これらにより、上部モータが正方向又は逆方向に所定回転数だけ回転して、支持部材に対して固定部７６及び左右スライド板部７１が前後方向に所定距離だけ移動するとともに、下部モータ９８が正方向又は逆方向に所定回転数だけ回転して、固定部７６及び左右スライド板部７１に対して上部プレート６１が左右方向に所定距離だけ移動し、リング部１１の略真下にワーク２３の重心が移動する。

本実施形態によれば、クランプユニット５４を、支持部材５３に対して鉛直方向に交叉する平面上を移動させることができる。従って、第１及び第２の荷重値の差分と第３及び第４の荷重値の差分とがそれぞれ減少する方向へクランプユニット５４を移動させることによって、搬送するワーク毎に重心の位置が大きく異なるような場合であっても、リング部１１の真下にワーク２３の重心を移動できるため、クランプユニット５４の水平方向のバランスが取られたより安定した状態でワーク２３を搬送することができる。

なお、本実施形態では、左右方向に離間する第１及び第２のクランプ部８４，８５と、前後方向に離間する第３及び第４のクランプ部８６，８７との全部で４つのクランプ部で荷重値を検出する場合を説明したが、例えば、２つのクランプ部が左右方向に離間し、且つ同じ２つのクランプ部が前後方向にも離間するように配置して、この２つのクランプ部で荷重値を検出してもよい。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。

本発明は、ワークを吊り上げて搬送するワーク吊り上げ装置に適用可能である。

３ 第１のロードセル（荷重検出手段）
４ 第２のロードセル（荷重検出手段）
６ 支持部材
７ クランプユニット（ワーク吊り部材）
８ バランス調整ユニット（移動手段）
９ ＣＰＵ（制御手段、判定手段）
１１ リング部（吊り上げ支点）
２０ 第１のクランプ部（検出部）
２１ 第２のクランプ部（検出部）
２３ ワーク
４９ 第１のロードセル（荷重検出手段）
５０ 第２のロードセル（荷重検出手段）
５１ 第３のロードセル（荷重検出手段）
５２ 第４のロードセル（荷重検出手段）
５３ 支持部材
５４ クランプユニット（ワーク吊り部材）
５５ 前後バランス調整ユニット（移動手段、第２の移動手段）
５６ 左右バランス調整ユニット（移動手段、第１の移動手段）
８４ 第１のクランプ部（検出部）
８５ 第２のクランプ部（検出部）
８６ 第３のクランプ部（検出部）
８７ 第４のクランプ部（検出部）

Claims (4)

1. 上方への移動に伴ってワークを吊り上げるワーク吊り部材と、
   吊り上げ支点を有し、鉛直方向と交叉する所定方向へスライド移動自在に前記ワーク吊り部材に連結され、前記吊り上げ支点の上方への移動に伴って、前記ワーク吊り部材を吊り上げる支持部材と、
   前記ワーク吊り部材と前記支持部材との何れか一方に固定され、前記ワーク吊り部材を前記支持部材に対してスライド移動させる移動手段と、
   前記支持部材が前記ワーク吊り部材を吊り上げた際に、前記所定方向に離間する少なくとも２箇所の所定の検出部で前記ワークから前記ワーク吊り部材へ加わる荷重値をそれぞれ検出する荷重検出手段と、
   前記荷重検出手段が検出した前記２箇所の荷重値間の相違を減少させる方向へ前記ワーク吊り部材が移動するように前記移動手段を制御する制御手段と、を備えた
   ことを特徴とするワーク吊り上げ装置。
2. 請求項１に記載のワーク吊り上げ装置であって、
   前記所定方向は、第１の所定方向と第２の所定方向とを含み、
   前記支持部材は、前記第１の所定方向と前記第２の所定方向とへそれぞれ独立してスライド移動自在に前記ワーク吊り部材に連結され、
   前記移動手段は、前記ワーク吊り部材を前記支持部材に対して前記第１の所定方向に沿ってスライド移動させる第１の移動手段と、前記ワーク吊り部材を前記支持部材に対して前記第２の所定方向に沿ってスライド移動させる第２の移動手段とを含み、
   前記荷重検出手段が荷重値を検出する前記少なくとも２箇所の検出部は、前記第１の所定方向に離間する対と前記第２の所定方向に離間する対とを含み、
   前記制御手段は、前記荷重検出手段が検出した前記対となる荷重値間の相違を減少させる方向へ前記ワーク吊り部材が移動するように前記第１の移動手段及び前記第２の移動手段を制御する
   ことを特徴とするワーク吊り上げ装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のワーク吊り上げ装置であって、
   前記制御手段による前記ワーク吊り部材の移動方向及び移動量は、前記２箇所の荷重値間の相違に応じて予め設定されている
   ことを特徴とするワーク吊り上げ装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れかに記載のワーク吊り上げ装置であって、
   前記荷重検出手段が検出した前記２箇所の荷重値間の相違が所定範囲外か否かを判定する判定手段を備え、
   前記制御手段は、前記２箇所の荷重値間の相違が前記所定範囲外であると前記判定手段が判定したとき、前記移動手段を制御して前記ワーク吊り部材を移動させる
   ことを特徴とするワーク吊り上げ装置。

Images