JP2012143838A

JP2012143838A - パワーアシスト装置

Info

Publication number: JP2012143838A
Application number: JP2011004172A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Motomura; 和寛本村; Mitsuru Hirayama; 満平山; Shigeo Hirose; 茂男廣瀬
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd; Tokyo Institute of Technology NUC
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd; Tokyo Institute of Technology NUC
Priority date: 2011-01-12
Filing date: 2011-01-12
Publication date: 2012-08-02
Anticipated expiration: 2031-01-12
Also published as: JP5694787B2

Abstract

【課題】小型化および製造コストの低減が図られたパワーアシスト装置を提供する。
【解決手段】パワーアシスト装置１０の制御部７０は、クランプ部５０による伝達部材４０のクランプまたはアンクランプを切り替えることによって、ピストン２５の移動を、搬送部材４０を移動するためのアシスト力または搬送部材を制動するためのアシスト力に変換し、搬送経路Ｒに沿ってワークＷを搬送させる搬送作業を円滑に行うことを可能にする。
【選択図】図１

Description

本発明は、パワーアシスト装置に関する。

作業者がワークを搬送する際にワークを保持する搬送部の移動および制動をアシストするアシスト力を発生させて搬送作業を円滑に行うことを可能にするパワーアシスト装置が広く知られている。

特許文献１に記載されたパワーアシスト装置は、アシスト力を発生させる駆動源を搬送部に一体的に組み付けた構成を備えており、ワークを搬送する搬送経路の全域において作業者の好みに応じたアシスト力を適宜に発生させることを可能にしている。

特開２００５−１５４０４７号公報

上記従来技術にあっては、ワークを搬送する際、搬送部に一体的に組み付けた駆動源を搬送部とともに移動させることになるため、当該駆動源の重量を考慮した高出力、かつ大型の駆動源を装置に組み込むことが必要になる。また、搬送作業の任意のタイミングで比較的大きなアシスト力を適宜に発生させることが要請されるため、応答性のより高い高性能な駆動源を用いることが必要となる。このため、パワーアシスト装置の大型化が招かれ、さらには製造コストの低減が図り難いという問題がある。

そこで本発明は、小型化および製造コストの低減が図られたパワーアシスト装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明のパワーアシスト装置は、移動自在な可動部材と、可動部材を往復動させる駆動部と、搬送対象となるワークを保持して移動自在な搬送部材と、可動部材と搬送部材との間に配置され、可動部材の動作を搬送部材に伝達する伝達部材と、伝達部材を介した可動部材と搬送部材との接続、および接続された状態にある可動部材と搬送部材との接続解除が自在な接続部と、駆動部および接続部の動作を制御する制御部とを有している。そして、制御部は、接続部による可動部材と搬送部材との接続または接続解除を切り替えることによって、可動部材の移動を、搬送部材を移動するためのアシスト力または搬送部材を制動するためのアシスト力に変換することを特徴とする。

本発明によれば、接続部による可動部材と搬送部材との接続または接続解除を切り替えることによって、可動部材の往復動を搬送部材を移動および制動するためのアシスト力に変換することができる。アシスト力を発生させるための駆動源に往復機構を備えた簡素な構造の可動部材を利用するため、パワーアシスト装置の小型化および製造コストの低減を図ることができる。

図１は、第１の実施形態に係るパワーアシスト装置の全体構成を簡略化して示す図であり、（Ａ）は、パワーアシスト装置の平面図、（Ｂ）は、（Ａ）に示す矢印１Ｂ方向から見たパワーアシスト装置の矢視図である。図２（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ、実施形態に係るパワーアシスト装置の動作原理、および搬送部材に付与する制動力の制御方法を説明するための概念図である。パワーアシスト装置の動作例を説明するための図である。図４（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ、第１の実施形態の変形例に係るパワーアシスト装置の動作原理を説明するための概念図である。図５（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、第２の実施形態に係るパワーアシスト装置の接続部を説明するための簡略図であり、（Ａ）は、平面図、（Ｂ）は、接続部による接続方法を説明するための拡大図である。第２の実施形態に係るパワーアシスト装置の変形例１を説明するための拡大図である。図７（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、第２の実施形態に係るパワーアシスト装置の変形例２を簡略化して示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明を実施形態に基づいて説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

（第１の実施形態）
図１記載例のパワーアシスト装置１０は、移動自在なアシスト用のピストン（可動部材に相当する。以下、単に「ピストン」とする。）２５と、ピストン２５を往復動させるパワーアシスト用のアクチュエータ（駆動部に相当する）２０と、搬送対象となるワークＷを保持して移動自在な搬送部材３０と、ピストン２５と搬送部材３０との間に配置され、ピストン２５の動作を搬送部材３０に伝達する伝達部材４０と、伝達部材４０を介したピストン２５と搬送部材３０との接続、および接続された状態にあるピストン２５と搬送部材３０との接続解除が自在な接続部５０と、パワーアシスト用のアクチュエータ２０および接続部５０の動作を制御する制御部７０と、を有している。制御部７０は、接続部５０によるピストン２５と搬送部材３０との接続または接続解除を切り替えることによって、ピストン２５の移動を、搬送部材３０を移動するためのアシスト力または搬送部材３０を制動するためのアシスト力に変換し、搬送経路Ｒに沿ってワークＷを搬送させる搬送作業を円滑に行うことを可能にする。

パワーアシスト装置１０は、搬送作業が行われる作業領域周辺に配置された架台１１上に設置している。架台１１にはワークＷが搬送される搬送経路Ｒと平行に伸びるレール１３を設けている。搬送部材３０はレール１３に沿って移動可能となるようにローラー等の直動をガイドする機構１５を介して架台１１に取り付けている。

搬送部材３０は、ワークＷを保持する保持部材３１と、作業者が搬送部材３０を押し引きして移動させる際の作業性を向上させるために設けられた把持部材３３と、保持部材３１によって保持したワークＷの高さ位置を調整するためのアーム部材３５とを有している。保持部材３１は、ワークＷを吊るした状態で保持可能なトロリ等の搬送機構を備えている。保持部材３１に保持させるワークＷは、例えば、組み立て工程前の自動車部品などである。

伝達部材４０は、金属製のワイヤによって構成している。伝達部材４０は架台１１上に設けられた滑車１７に巻き掛けて設置している。滑車１７には伝達部材４０の張りを調整することが可能なアイドルプーリを利用している。

伝達部材４０は、少なくとも一部を環状に配置することによって互いに逆方向に移動するように設けられた第１の部位４１および第２の部位４２を含んでいる。第１の部位４１および第２の部位４２は、略平行に向かい合わせて配置している。

パワーアシスト用のアクチュエータ２０は、ガスや液体などの流体の圧力を利用してピストン２５の往復動を駆動する複動型アクチュータによって構成している。

パワーアシスト用のアクチュエータ２０は、シリンダ２３と、シリンダ２３内の一の位置Ｐ１と他の位置Ｐ２の２位置の間で移動自在なピストン２５と、当該ピストン２５を間に挟んで対をなして配置された第１出力ロッド２７および第２出力ロッド２８とを有している。第１出力ロッド２７の先端部は、シリンダ２３の外部において伝達部材４０の一端に接続させている。また、第２出力ロッド２８の先端部は、シリンダ２３の外部において伝達部材４０の他端に接続させている。

パワーアシスト用のアクチュエータ２０のピストン２５に流体圧を付与するための作動流体は、ライン２１を介してシリンダ２３内に供給している。シリンダ２３への流体の供給量、およびシリンダ２３内からの流体の排出量は、ライン２１の途上に設けられた調整弁２２の開度を調節することによって調整することが可能である。作動流体は、図中省略する供給源から供給している。

パワーアシスト装置１０は、搬送作業の開始時や、一旦停止させた搬送部材３０を再度移動させる際などにおける搬送部材３０の初動をアシストすることを可能にするためのものである。したがって、パワーアシスト装置１０にあっては、搬送経路Ｒの全域においてアシスト力を発生し続ける必要がない。このため、ピストン２５がシリンダ２３内において往復動可能な距離は、ワークＷの搬送経路Ｒに比べて短く設定することができる。よって、パワーアシスト用のアクチュエータ２０には比較的小型のアクチュエータを利用している。

接続部５０は、伝達部材４０をクランプまたはアンクランプすることによってピストン２５と搬送部材３０との接続および接続解除が自在なクランプ部によって構成している。クランプ部５０は、搬送部材３０に一体的に組み付けられたクランプ動作用のアクチュエータ６０を有している。クランプ動作用のアクチュエータ６０には、ガスや液体などの流体の圧力を利用してピストン６５の往復動を駆動する複動型アクチュエータを利用している。パワーアシスト用のアクチュエータ２０に作動流体を供給する供給源と、クランプ駆動用のアクチュエータ６０に作動流体を供給する供給源とは共用化している。

クランプ動作用のアクチュエータ６０は、シリンダ６３と、シリンダ６３内を往復動可能なクランプ用のピストン６５と、当該ピストン６５を間に挟んで対をなして配置された第１出力ロッド６７および第２出力ロッド６８と、第１出力ロッド６７側に取り付けられた第１挟持部材６１と、第２出力ロッド６８側に取り付けられた第２挟持部材６２とを有している。

クランプ部５０は、さらに、第１出力ロッド６７および第１挟持部材６１によって構成され伝達部材４０の第１の部位４１をクランプまたはアンクランプが自在な第１のクランプ部材（第１の接続部材に相当する）５１と、第２出力ロッド６８および第２挟持部材６２によって構成され伝達部材４０の第２の部位４２をクランプまたはアンクランプが自在な第２のクランプ部材（第２の接続部材に相当する）５２とを有している。クランプ動作用のアクチュエータ６０のピストン６５の往復動に伴わせて、第１のクランプ部材５１または第２のクランプ部材５２によって伝達部材４０をクランプさせることにより、伝達部材４０を介してパワーアシスト用のアクチュエータ２０のピストン２５と搬送部材３０との接続を行わせることを可能にしている。

クランプ動作用のアクチュエータ６０は、クランプ部５０による伝達部材４０のクランプおよびアンクランプが可能となるように図示されるような短い距離でピストン６５を往復動させる構造を備えていればよい。このため、クランプ動作用のアクチュエータ６０にはパワーアシスト用のアクチュエータ２０に比べて小型、かつ軽量なアクチュエータを利用している。軽量なアクチュエータを利用することによって搬送部材３０およびクランプ部５０の総重量の増加を抑制させている。

パワーアシスト装置１０は、ピストン２５の位置を検出する位置検出部８１と、搬送部材３０の移動方向を検出する移動方向検出部８３とを有している。位置検出部８１は、パワーアシスト用のアクチュエータ２０のシリンダ２３内に設置している。移動方向検出部８３は、搬送部材３０の把持部材３３に設置している。

制御部７０は、位置検出部８１が検出した位置情報に基づく信号ｓ１、および移動方向検出部８３が検出した移動方向情報に基づく信号ｓ２から取得した各情報に基づいて、各種信号ｓ３を発信し、パワーアシスト装置１０を統括的に制御する。

作業者は制御部７０との間で各信号を送受信するために設けられたリモートコントローラ（図中省略）による簡単な操作によってアシスト力を得ることが可能になっている。例えば、リモートコントローラに設けられたリミットスイッチを作業者が押すことによって一定の時間は搬送部材３０の移動をアシストし続け、その後アシスト力の付与を解除し、作業者がリミットスイッチを離すと搬送部材３０の制動をアシストさせるといった動作を行わせることが可能である。また、例えば、リモートコントローラに設けられた操作レバーを作業者が押すことをトリガーとして搬送部材３０が移動するような場合において、移動方向検出部８３として設置された力覚センサが搬送部材３０の移動開始のタイミングを検出したときは、搬送部材３０の移動をアシストするアシスト力を発生させる一方、作業者が搬送方向と逆方向へ操作レバーを押したことを力覚センサが検出したときは、制動をアシストするアシスト力を発生させるといった制御を行わせることが可能である。

図２を参照して、パワーアシスト用のアクチュエータのピストンが発生させるアシスト力を搬送部材に伝達させる原理、および伝達部材に付与する制動力を調整弁を利用して制御する方法を説明する。

図示するように、ピストン２５と伝達部材４０とは常時接続させている。搬送部材３０に一体的に組み付けたクランプ部５０によって伝達部材４０をクランプさせることにより、伝達部材４０を介してピストン２５と搬送部材３０とを接続させることが可能になっている。伝達部材４０は環状に配置せず、直線状の往復路を形成するように配置している。図中省略するが、伝達部材４０は図中左右方向へ往復動可能となるように、その両端部をそれぞれ滑車に巻き付けている。

作業者がワークＷを保持した搬送部材３０をＡ方向へ移動させる場合には、クランプ部５０によって伝達部材４０をクランプさせ、ピストン２５と搬送部材３０とを接続させる（図２（Ａ））。

クランプ部５０によって伝達部材４０をクランプさせた状態でピストン２５を一の位置Ｐ１から他の位置Ｐ２へ移動させる（図２（Ｂ））。

ピストン２５が一の位置Ｐ１から他の位置Ｐ２へ移動している間は、ピストン２５の移動が伝達部材４０を介して搬送部材３０に伝達されるため、搬送部材３０のＡ方向への移動をアシストすることが可能になる。搬送部材３０の移動を開始する初動時などにこのようなアシスト力を受けることによって、搬送部材３０の移動、ひいてはワークＷの搬送を円滑に行うことが可能になる。

ピストン２５が一の位置Ｐ１から他の位置Ｐ２まで移動した後、クランプ部５０による伝達部材４０のクランプを解除させる（図２（Ｃ））。作業者は、架台１１に設けられたレール１３などを利用してＡ方向に向けて搬送部材３０を移動させる。この際、リモートコントローラによって作業者が指示を出してピストン２５を他の位置Ｐ２から一の位置Ｐ１へ移動させたり、動作制御プログラム等を予め設定しておくことにより、ピストン２５を他の位置Ｐ２から一の位置Ｐ１へ自動的に移動させたりする。

作業者がワークＷの搬送作業を終了する際、クランプ部５０によって伝達部材４０をクランプさせ、ピストン２５と搬送部材３０とを接続させる（図２（Ｄ））。停止状態にあるピストン２５の一の位置Ｐ１から他の位置Ｐ２へ向かう移動に伴う負荷が伝達部材４０を介して搬送部材３０に伝達されるため、搬送部材３０の制動をアシストすることが可能になる。搬送部材３０の移動を終了する際に制動力を受けることによって、作業者が搬送部材３０を容易に停止させることができる。このため、搬送部材３０の停止位置が移動に伴う慣性によって位置ずれすることを防止することができる。

パワーアシスト用のアクチュエータ２０にあっては、調整弁２２の開度を絞ることによってシリンダ２３内から排出される流体の流量を調整することが可能になっている。したがって、例えば、搬送部材３０に付与する制動力を増加させる場合には、調整弁２２の開度を絞り、シリンダ２３内から排出される流体の流量を減少させる。ピストン２５の一の位置Ｐ１から他の位置Ｐ２へ向かう移動の抵抗となる流体圧を増加させることができ、調整弁２２の開度を絞る前よりも大きな制動力を搬送部材３０に付与することができる。また、調整弁２２の開度を大きくすることによって、開度を大きくする前よりも小さな制動力を搬送部材３０に付与することも可能である。

図３は、環状に配置した伝達部材、第１のクランプ部材、および第２のクランプ部材によってアシスト力を搬送部材に伝達させるための動作例を示す図である。図１および図３を参照して、各構成部材の動作を説明する。

（ワークＷをＡ方向へ搬送する際の動作例）
作業者が搬送部材３０に保持したワークＷをＡ方向へ搬送する場合において、ピストン２５が一の位置Ｐ１に位置しているとき、搬送部材３０への初動をアシストするには、第１のクランプ部材５１によって伝達部材４０の第１の部位４１をクランプさせる。この状態でピストン２５を一の位置Ｐ１から他の位置Ｐ２へ移動させて、Ａ方向へ向かう搬送部材３０の移動をアシストさせる。

搬送部材３０の移動をアシストさせた後、第１のクランプ部材５１によるクランプを解除する。作業者はピストン２５と搬送部材３０との接続が解除された状態、すなわちピストン２５の移動に伴う負荷を受けない状態で搬送部材３０をＡ方向へさらに移動させる。

ピストン２５が他の位置Ｐ２に位置する場合において、Ａ方向へ向かう搬送部材３０の移動を再びアシストするときは、第１のクランプ部材５１による第１の部位４１のクランプを、第２のクランプ部材５２による第２の部位４２のクランプへ切り替える。この状態でピストン２５を他の位置Ｐ２から一の位置Ｐ１へ移動させて、Ａ方向へ向かう搬送部材３０の移動をアシストさせる。

搬送部材３０の移動をアシストさせた後、第２のクランプ部材５２による第２の部位４２のクランプを解除することによって、ピストン２５の移動に伴う負荷を受けない状態で搬送部材３０をＡ方向へ移動させることが可能になる。

他の位置Ｐ２にピストン２５が位置する場合において、Ａ方向へ向けて移動している状態の搬送部材３０に制動力を付与するときは、クランプ状態が解除されていた第２のクランプ部材５２によって伝達部材４０の第２の部位４２をクランプさせる。ピストン２５の他の位置Ｐ２から一の位置Ｐ１へ向かう移動に伴う負荷が伝達部材４０を介して搬送部材３０に伝達され、搬送部材３０に制動力が付与される。一方、一の位置Ｐ１にピストン２５が位置する場合において、Ａ方向へ向けて移動している状態の搬送部材３０に制動力を付与するときは、クランプ状態が解除されていた第１のクランプ部材５１によって伝達部材４０の第１の部位４１をクランプさせる。ピストン２５の一の位置Ｐ１から他の位置Ｐ２へ向かう移動に伴う負荷が伝達部材４０を介して搬送部材３０に伝達され、搬送部材３０に制動力が付与される。

（ワークＷをＢ方向へ搬送する際の動作例）
作業者が搬送部材３０に保持したワークＷをＢ方向へ搬送する場合において、ピストン２５が一の位置Ｐ１に位置しているとき、搬送部材３０への初動をアシストするには、第２のクランプ部材５２によって伝達部材４０の第２の部位４２をクランプさせる。この状態でピストン２５を一の位置Ｐ１から他の位置Ｐ２へ移動させて、Ｂ方向へ向かう搬送部材３０の移動をアシストさせる。

搬送部材３０の移動をアシストさせた後、第２のクランプ部材５２によるクランプを解除する。作業者はピストン２５の移動に伴う負荷を受けない状態で搬送部材３０をＢ方向へさらに移動させる。

ピストン２５が他の位置Ｐ２に位置する場合において、Ｂ方向へ向かう搬送部材３０の移動を再びアシストするときは、第２のクランプ部材５２による第２の部位４２のクランプを、第１のクランプ部材５１による第１の部位４１のクランプへ切り替える。この状態でピストン２５を他の位置Ｐ２から一の位置Ｐ１へ移動させて、Ｂ方向へ向かう搬送部材３０の移動をアシストさせる。

搬送部材３０の移動をアシストさせた後、第１のクランプ部材５１による第１の部位４１のクランプを解除することによって、ピストン２５の移動に伴う負荷を受けない状態で搬送部材３０をＢ方向へ移動させることが可能になる。

他の位置Ｐ２にピストン２５が位置する場合において、Ｂ方向へ向けて移動している状態の搬送部材３０に制動力を付与するときは、クランプ状態が解除されていた第１のクランプ部材５１によって伝達部材４０の第１の部位４１をクランプさせる。ピストン２５の他の位置Ｐ２から一の位置Ｐ１へ向かう移動に伴う負荷が伝達部材４０を介して搬送部材３０に伝達され、搬送部材３０に制動力が付与される。一方、一の位置Ｐ１にピストン２５が位置する場合において、Ｂ方向へ向けて移動している状態の搬送部材３０に制動力を付与するときは、クランプ状態が解除されていた第２のクランプ部材５２によって伝達部材４０の第２の部位４２をクランプさせる。ピストン２５の一の位置Ｐ１から他の位置Ｐ２へ向かう移動に伴う負荷が伝達部材４０を介して搬送部材３０に伝達され、搬送部材３０に制動力が付与される。

このように、第１のクランプ部材５１によって第１の部位４１をクランプする状態と、第２のクランプ部材５２によって第２の部位４２をクランプする状態とを選択的に切り替えることによって、ピストン２５の一の位置Ｐ１から他の位置Ｐ２または他の位置Ｐ２から一の位置Ｐ１への移動を、搬送部材３０を移動するためのアシスト力または搬送部材３０を制動するためのアシスト力に選択的に変換することが可能である。したがって、クランプ状態の切り替えを適切に制御することによって搬送経路Ｒに沿った任意の方向へ適宜にアシスト力を発生させることができる。さらに、往復動可能な距離が比較的短いピストン２５を利用する場合においても、第１のクランプ部材５１のクランプ状態および第２のクランプ部材５２のクランプ状態をそれぞれ切り替えながらピストン２５を往復動させることによって、同一の搬送方向に沿って搬送部材３０に連続的にアシスト力を付与することができる。

搬送部材３０をＡ方向へ移動させている場合において連続的にアシスト力を付与する動作として、例えば、図１（Ｂ）に示すＲ_１区間はアシスト力を受けて搬送部材３０を移動させ、Ｒ_２区間はアシスト力を受けずに搬送部材３０を移動させ、Ｒ_３区間において再びアシスト力を受けて搬送部材３０を移動させ、Ｒ_４区間はアシスト力を受けずに搬送部材３０を移動させ、Ｒ_５区間において再びアシスト力を受けて搬送部材３０を移動させ、最後に制動力を受けて搬送部材３０を停止させるといった動作を実現することが可能である。

以上、上述した実施形態によれば、クランプ部５０による伝達部材４０のクランプまたはアンクランプを切り替えることによって、ピストン２５の往復動を、搬送部材３０を移動および制動するためのアシスト力に変換することができる。アシスト力を発生させるための駆動源に往復機構を備えた簡素な構造のピストン２５を利用しているため、パワーアシスト装置１０の小型化および製造コストの低減を図ることができる。

また、位置検出部８１が検出したピストン２５の位置情報と、移動方向検出部８３が検出した搬送部材３０の移動方向情報とに基づいてパワーアシスト用のアクチュエータ２０の動作制御およびクランプ部５０の動作制御を行うため、搬送部材３０に付与するアシスト力の発生タイミングを適切に制御することができる。

また、ピストン２５と搬送部材３０とを接続した状態でピストン２５を移動させることによってピストン２５の移動を伝達部材４０を介して搬送部材３０に伝達することができ、搬送部材３０の移動、ひいてはワークＷの搬送を円滑に行うことができる。ワークＷが搬送されているときに、アンクランプ状態に切り替えられたクランプ部５０によってピストン２５と搬送部材３０とを接続させることにより、ピストン２５の移動に伴う負荷を伝達部材４０を介して搬送部材３０に伝達することができ、搬送部材３０の停止作業を容易に行うことができる。

また、伝達部材４０の一部が環状に配置されることによって当該伝達部材４０に互いに逆方向に移動する第１の部位４１および第２の部位４２が設けられている場合において、第１のクランプ部材５１による第１の部位４１のクランプまたはアンクランプ、および第２のクランプ部材５２による第２の部位４２のクランプまたはアンクランプをそれぞれ切り替えることによって、ピストン２５の移動を、搬送部材３０を移動するためのアシスト力または搬送部材３０を制動するためのアシスト力に変換することができる。

また、第１のクランプ部材５１によって第１の部位４１をクランプする状態と、第２のクランプ部材５２によって第２の部位４２をクランプする状態とを選択的に切り替えることによって、ピストン２５の一の位置Ｐ１から他の位置Ｐ２または他の位置Ｐ２から一の位置Ｐ１への移動を、搬送部材３０を移動するためのアシスト力または搬送部材３０を制動するためのアシスト力に選択的に変換することができ、搬送経路Ｒに沿った任意の方向へ適宜にアシスト力を発生させることができる。

また、パワーアシスト用のアクチュエータ２０が備えるシリンダ２３内から排出される流体の流量を調整弁２２によって調整することにより、搬送部材３０に付与される制動力を調整することができる。クランプ部５０のクランプ力を調整して摩擦力による制動力の調整を行う方式を採用する場合と比較して、安定した制動力を得ることができる。重量が異なるワークＷを搬送する場合においても、調整弁２２の開度を調節する簡単な制御を行うことによって搬送部材３０を制動させることができる。

また、クランプ部５０のクランプ動作、アンクランプ動作をそれぞれ切り替えることにより、伝達部材４０を介したピストン２５と搬送部材３０との接続を適宜に行うことができる。このため、作業者が望む任意のタイミングに合わせてアシスト力を発生させることができる。

上述した実施形態は適宜変更することが可能である。

例えば、環状に配置された伝達部材を利用せずに、図２に示すような単一の往復路を形成するように配置された伝達部材を利用して搬送部材にアシスト力を伝達する構成を採用することが可能である。

また、伝達部材は、環状に配置される場合または単一の往復路を形成するように配置される場合のいずれの場合においても、アシスト用のピストンの移動を伝達し、かつクランプ部を介したアシスト用のピストンと搬送部材との接続を維持し得る強度を備える限りにおいて適宜変更することが可能である。例えば、単一の往復路を形成する形態にあっては、プレート状やバー状の金属部材を伝達部材に適用することが可能である。

クランプ動作用のアクチュエータ６０を利用することによって、第１のクランプ部材５１のクランプ動作および第２のクランプ部材５２のクランプ動作を選択的に切り替える形態を説明したが、例えば、第１のクランプ部材のクランプ動作および第２のクランプ部材のクランプ動作を駆動する駆動源をそれぞれ別に設け、それぞれのクランプ部材が独立して動作する構成にすることも可能である。このような構成を採用する場合、第１のクランプ部材による伝達部材の第１の部位のクランプ、および第２のクランプ部材による伝達部材の第２の部位のクランプを同時に行わせることによって、搬送部材に緊急停止用の制動力を付与することが可能になる。

（変形例）
図４に示すように、第１の実施形態の変形例に係るパワーアシスト装置１０は、伝達部材４０に搬送部材３０を常時接続させた状態とし、ピストン２５にクランプ部５０を一体的に組み付け、当該クランプ部５０によって伝達部材４０をクランプさせることによりピストン２５と搬送部材３０との接続を行う構成を有している。このような点において、搬送部材３０に一体的に組み付けたクランプ部５０によってピストン２５と搬送部材３０との接続および接続解除を行う構成を備える上述した実施形態と相違している。以下、同一の部材には同一の符号を付し、その説明を一部省略する。

伝達部材４０と搬送部材３０とは、搬送部材３０に一体的に組み付けた補助用のクランプ部材９０を利用して常時接続させている。

作業者がワークＷを保持した搬送部材３０をＡ方向へ移動させる場合には、クランプ部５０によって伝達部材４０をクランプさせ、ピストン２５と搬送部材３０とを接続させる（図４（Ａ））。

クランプ部５０によって伝達部材４０をクランプさせた状態でピストン２５を一の位置Ｐ１から他の位置Ｐ２へ移動させる（図４（Ｂ））。ピストン２５が一の位置Ｐ１から他の位置Ｐ２へ移動している間は、ピストン２５の移動が伝達部材４０を介して搬送部材３０に伝達されるため、搬送部材３０のＡ方向への移動をアシストすることが可能になる。

ピストン２５が一の位置Ｐ１から他の位置Ｐ２まで移動した後、クランプ部５０による伝達部材４０のクランプを解除させる（図４（Ｃ））。作業者は、架台１１に設けられたレール１３などを利用してＡ方向へ向けて搬送部材３０を移動させる。この際、リモートコントローラによって作業者が指示を出してピストン２５を他の位置Ｐ２から一の位置Ｐ１へ移動させたり、動作制御プログラム等を予め設定しておくことにより、ピストン２５を他の位置Ｐ２から一の位置Ｐ１へ自動的に移動させたりする。

作業者がワークＷの搬送作業を終了する際、クランプ部５０によって伝達部材４０をクランプさせ、ピストン２５と搬送部材３０とを接続させる（図４（Ｄ））。停止状態にあるピストン２５の一の位置Ｐ１から他の位置Ｐ２へ向かう移動に伴う負荷が伝達部材４０を介して搬送部材３０に伝達されるため、搬送部材３０の制動をアシストすることが可能になる。

このように、ピストン２５に一体的に組み付けたクランプ部５０を介してピストン２５と搬送部材３０との接続を行う構成を採用する場合においても、ピストン２５の移動および当該ピストン２５の移動に伴う負荷を伝達部材４０を介して搬送部材３０に伝達することができ、搬送部材３０の移動および制動をアシストするアシスト力を発生させることができる。第２の実施形態に示す構成を採用する場合においても、アシスト力を発生させる駆動源に往復動可能な簡素な構造のピストン２５を利用することが可能なため、パワーアシスト装置１０の小型化および製造コストの低減を図ることができる。

（第２の実施形態）
図５に示す第２の実施形態に係るパワーアシスト装置１０にあっては、伝達部材４０に対して係合または係合解除されることによってピストン２５と搬送部材３０との接続および接続解除が自在な係合部１０１によって接続部を構成している。このような点において、接続部がクランプ部によって構成されている第１の実施形態と相違している。以下、同一の部材には同一の符号を付し、その説明を一部省略する。

伝達部材４０には、係合部５０が係合される係合穴４３が予め設けられている。

係合部１０１は、アクチュエータ６０に設けられた出力ロッド６７の押圧部６９に取り付けられている。アクチュエータ６０のピストン６５を動作させることによって、係合部１０１を伝達部材４０に対して接近離反移動させることが可能になっている。

係合部１０１は、係合穴４３に挿入させられる基部１０２と、基部１０２の先端に回転可能に取り付けられた回転部材１０３と、伝達部材４０に向かう付勢力を基部１０２に付与するバネ部材１０４、とを有している。なお、図中省略して示すが、搬送部材３０は、アクチュエータ６０に一体的に取り付けている。

図５（Ｂ）に示すように、アクチュエータ６０によって出力ロッド６７を伝達部材４０に接近移動させることにより、係合部１０１の基部１０２が係合穴４３に挿入され、伝達部材４０に対して係合部１０１が係合される。これによって、伝達部材４０を介してピストン２５と搬送部材３０とが接続される。

係合穴４３の手前で係合部１０１が伝達部材４０に当接させられる場合、バネ部材１０４が縮むことによって、基部１０２に対して付勢力が付与される。この際、伝達部材４０の先端に位置する回転部材１０３が伝達部材４０に当接する。係合部１０１の移動に応じて回転部材１０３が回転するため、係合部１０１と伝達部材４０との干渉に関わらず、搬送部材３０の搬送を円滑に行うことができる。その後、係合穴４３まで係合部１０１が移動すると、バネ部材１０４が伸びて、係合穴４３内へ基部１０２が突出して係合される。

ピストン２５と搬送部材３０との接続を解除させるときは、出力ロッド６７を伝達部材４０から離反移動させる。出力ロッド６７を離反移動させることにより、係合穴４３に対する係合部１０１の係合が解除される。これによって、伝達部材４０を介したピストン２５と搬送部材３０との接続を解除させることができる。

このように、伝達部材４０に形成された係合穴４３に係合自在な係合部１０１を接続部として利用する形態においても、伝達部材４０を介したピストン２５と搬送部材３０との接続を良好に行うことができる。

（変形例１）
図６には、第２の実施形態に係るパワーアシスト装置１０の変形例１を示す。

係合部１０１の基部１０２に取り付けた回転部材１０３は、例えば、歯車によって構成することも可能である。

伝達部材４０の係合穴４３の手前には、歯車に噛み合わせられる歯部４４を設けている。基部１０２の先端が係合穴４３の手前で当接させられるような場合、回転部材１０３が歯部４４に沿って回転する。そして、係合部１０１全体が係合穴４３周辺まで移動することによって、係合穴４３内に基部１０２が挿入される。伝達部材４０に対して係合部１０１が係合することによって、ピストン２５と搬送部材３０との接続が行われる。

（変形例２）
図７には、第２の実施形態に係るパワーアシスト装置１０の変形例２を示す。

図示するように、係合部は、例えば、伝達部材４０に設けられた歯部４４に対して噛み合って係合される第１と第２の歯車１１１、１１２によって構成することができる。

第１と第２の歯車１１１、１１２のそれぞれは、伝達部材４０の歯部４４に係合した状態において、回転可能に保持される回転状態、または回転が停止される固定状態に切り替えることが可能になっている。歯車の回転状態、固定状態は、例えば、制御部７０によって切り替えられる。

図７（Ａ）に示すように、例えば、第１の歯車１１１を固定状態とし、第２の歯車１１２を回転状態とすれば、第１の歯車１１１によって、伝達部材４０を介してピストン２５と搬送部材３０との接続を行うことができる。この場合、伝達部材４０の第１の部位４１を介してピストン２５と搬送部材３０とが接続された状態となる。

図７（Ｂ）に示すように、例えば、第１の歯車１１１を回転状態とし、第２の歯車１１２を固定状態とすれば、第２の歯車１１２によって、伝達部材４０を介してピストン２５と搬送部材３０との接続を行うことができる。この場合、伝達部材４０の第２の部位４２を介してピストン２５と搬送部材３０とが接続された状態となる。

このように、係合部として歯車機構を利用する形態においても、伝達部材４０を介したピストン２５と搬送部材３０との接続を良好に行うことができる。

本変形例において歯車を利用した接続形態を説明したが、例えば、凹凸部が形成されたベルトなどを伝達部材として利用し、ベルトに係合可能な突起などが形成され回転状態、固定状態が切り替え自在な回転部材を利用する接続形態を採用することも可能である。

第２の実施形態にあっては、伝達部材が環状に配置された形態を通じて説明を行ったが、例えば、伝達部材が単一の往復路を形成するように配置される場合においても係合部を利用した接続方法を適用することが可能である。

上述した第１の実施形態および第２の実施形態にあっては、クランプや係合によって接続を行う接続部を示したが、例えば、ベルトなどを伝達部材として利用し、摩擦によってベルトとの接続を維持するローラーなどを接続部として利用する形態でパワーアシスト装置を実現することも可能である。

１０パワーアシスト装置、
２０パワーアシスト用のアクチュエータ（駆動部）、
２２調整弁、
２３シリンダ、
２５ピストン（可動部材）、
３０搬送部材、
４０伝達部材、
４１第１の部位、
４２第２の部位、
４３係合穴、
４４歯部、
５０クランプ部（接続部）、
５１第１のクランプ部材（第１の接続部材）、
５２第２のクランプ部材（第２の接続部材）、
７０制御部、
８１位置検出部、
８３移動方向検出部、
１０１係合部（接続部）、
１１１第１の歯車（係合部）、
１１２第２の歯車（係合部）、
Ｒ搬送経路、
Ｗワーク。

Claims

移動自在な可動部材と、
前記可動部材を往復動させる駆動部と、
搬送対象となるワークを保持して移動自在な搬送部材と、
前記可動部材と前記搬送部材との間に配置され、前記可動部材の動作を前記搬送部材に伝達する伝達部材と、
前記伝達部材を介した前記可動部材と前記搬送部材との接続、および接続された状態にある前記可動部材と前記搬送部材との接続解除が自在な接続部と、
前記駆動部および前記接続部の動作を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記接続部による前記可動部材と前記搬送部材との接続または接続解除を切り替えることによって、前記可動部材の移動を、前記搬送部材を移動するためのアシスト力または前記搬送部材を制動するためのアシスト力に変換するパワーアシスト装置。
前記可動部材の位置を検出する位置検出部と、
前記搬送部材の移動方向を検出する移動方向検出部と、をさらに有し、
前記制御部は、前記位置検出部によって検出した前記可動部材の位置情報と、前記移動方向検出部によって検出した前記搬送部材の移動方向情報とに基づいて、前記駆動部および前記接続部の動作を制御する請求項１に記載のパワーアシスト装置。
前記制御部は、
前記ワークを搬送するとき、前記接続部によって前記可動部材と前記搬送部材とを接続した状態で前記可動部材を移動させることにより、前記可動部材の移動を前記伝達部材を介して前記搬送部材に伝達させて、前記搬送部材を移動するためのアシスト力を生じさせ、
前記接続部による前記可動部材と前記搬送部材との接続が解除された状態で前記ワークが搬送されているとき、前記接続部によって前記可動部材と前記搬送部材とを接続させることにより、前記可動部材の移動に伴う負荷を前記伝達部材を介して前記搬送部材に伝達させて、前記搬送部材を制動するためのアシスト力を生じさせる請求項１または請求項２に記載のパワーアシスト装置。
前記伝達部材は、少なくとも一部を環状に配置することによって互いに逆方向に移動するように設けられた第１の部位および第２の部位を含み、
前記接続部は、前記第１の部位での接続、接続解除が自在な第１の接続部材と、前記第２の部位での接続、接続解除が自在な第２の接続部材と、を有し、
前記制御部は、前記第１の接続部材による前記第１の部位のクランプまたはアンクランプ、および前記第２の接続部材による前記第２の部位のクランプまたはアンクランプをそれぞれ切り替えることによって、前記可動部材の移動を、前記搬送部材を移動するためのアシスト力または前記搬送部材を制動するためのアシスト力に変換する請求項１〜３のいずれか１項に記載のパワーアシスト装置。
前記制御部は、前記第１の接続部材によって前記第１の部位を接続する状態と、前記第２の接続部材によって前記第２の部位を接続する状態とを選択的に切り替えることによって、前記可動部材の一の方向への移動を、前記搬送部材を移動するためのアシスト力または前記搬送部材を制動するためのアシスト力に選択的に変換自在である請求項４に記載のパワーアシスト装置。
前記駆動部は、流体圧アクチュエータから構成され、
前記可動部材は、前記流体圧アクチュエータが備えるシリンダ内に配置されたピストンから構成され、
前記流体圧アクチュエータは、前記シリンダ内から排出される流体の排出量を調整するために開度を調節自在な調整弁を備え、
前記制御部は、前記調整弁の開度を絞って前記ピストンの移動の抵抗となる流体圧を増加させることによって、前記調整弁の開度を絞る前に前記搬送部材に付与される制動力よりも大きな制動力を前記搬送部材に付与する請求項１〜５のいずれか１項に記載のパワーアシスト装置。
前記接続部は、前記伝達部材をクランプまたはアンクランプすることによって前記可動部材と前記搬送部材との接続および接続解除が自在なクランプ部によって構成されている請求項１〜６のいずれか１項に記載のパワーアシスト装置。
前記接続部は、前記伝達部材に対して係合または係合解除されることによって前記可動部材と前記搬送部材との接続および接続解除が自在な係合部によって構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載のパワーアシスト装置。