JP2014083604A - 工具昇降装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、第１の工具を使用した作業と第２の工具を使用した作業において、低コストで作業者のしゃがみ回数を減少させて作業負担軽減を図ることを目的とする。
【解決手段】本発明に係る工具昇降装置によると、昇降可能な状態で装置架台１４に連結されており、第１の工具４と第２の工具５を支持できる工具支持部材２０と、工具支持部材２０が基準高さ位置にあるときに、装置架台１４に対する工具支持部材２０の昇降を禁止するロック機構３０と、第１の工具４の重量と工具支持部材２０の重量とを加えた重量より大きい力で、第２の工具５の重量と工具支持部材２０の重量とを加えた重量よりは小さい力を工具支持部材２０に対して上昇方向に加える引き上げ機構４０とを有しており、工具支持部材２０から第１の工具４を取り出す際に、ロック機構３０のロック状態を解除できるように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、作業姿勢に合わせて、使用工具を昇降させる工具昇降装置に関する。

例えば、図１に示すように、車両Ｍの乗降口Ｄの周縁に防水用のシーラを塗布する作業では、幅狭用のシーラガン３を使用して乗降口Ｄの上側位置Ｄｕと下側位置Ｄｄとにシーラを塗布し、幅広用のシーラガン５を使用して乗降口Ｄの後側面位置Ｄｙにシーラを塗布する。
この作業において、作業者は、先ず、立った状態で幅狭用のシーラガン３を取り、乗降口Ｄの上側位置Ｄｕにシーラを塗布した後、しゃがんだ状態で乗降口Ｄの下側位置Ｄｄにシーラを塗布する。次に、立って幅狭用のシーラガン３を元の位置に戻してからヘラ４を取り、しゃがんだ状態でヘラ４を使用して下側位置Ｄｄのシーラの余剰部分を除去する。次に、立ってヘラ４を元の位置に戻してから幅広用のシーラガン５を取り、しゃがんだ状態から立ち上がりながら下から上に後側面位置Ｄｙにシーラを塗布する。そして、立った状態で幅広用のシーラガン５を元の位置に戻し、再び、ヘラ４を取って上側位置Ｄｕと後側面位置Ｄｙのシーラの余剰部分を除去し、そのヘラ４を元の位置に戻す。
この一連の作業において、作業者のしゃがむ回数が多いため、作業者の作業負担が大きくなる。
この点を改善するため、作業者の作業姿勢に合わせてシーラガン３，５及びヘラ４を昇降させるのが好ましい。
特許文献１には、作業テーブル上に設けられた工具交換手段と、作業テーブルの下側に設けられた工具マガジンとの間で、工具を電動の昇降手段により自動的に移動させる構成が記載されている。

実登３１３３３８３号

しかし、シーラガン３，５及びヘラ４等の工具を電動の昇降手段により昇降させる構成では、モータ等の駆動源と、その駆動源を制御する制御手段とが必要になりコストアップになる。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、第１の工具を使用した作業と第２の工具を使用した作業において、低コストで作業者のしゃがみ回数を減少させて、作業者の負担軽減を図ることである。

上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、装置架台と、昇降可能な状態で前記装置架台に連結されており、第１の工具と第２の工具を支持できる工具支持部材と、前記工具支持部材が基準高さ位置にあるときに、前記装置架台に対する前記工具支持部材の昇降を禁止するロック機構と、第１の工具の重量と工具支持部材の重量とを加えた重量より大きい力で、第２の工具の重量と工具支持部材の重量とを加えた重量よりは小さい力を前記工具支持部材に対して上昇方向に加える引き上げ機構とを有しており、前記工具支持部材から前記第１の工具を取り出す際に、前記ロック機構のロック状態を解除できるように構成されていることを特徴とする。

本発明によると、第１の工具を使用して作業を行う際に、工具支持部材から第１の工具を取り出すと、ロック機構のロック状態が解除される。このとき、工具支持部材には第２の工具が支持されているため、工具支持部材は自重と第２の工具の重量により、引き上げ機構の引き上げ力に抗して基準高さ位置から下降する。
即ち、第１の工具を使用したしゃがみ作業中に工具支持部材と第２の工具とが下降するため、第１の工具を使用した作業後、しゃがんだ状態で第１の工具を工具支持部材に戻し、第２の工具を取り出すことができる。
そして、第２の工具を工具支持部材から取り出すと、工具支持部材と第１の工具とは引き上げ機構の引き上げ力で基準高さ位置まで戻される。
このように、第１の工具をしゃがんだ状態で使用した後、立ち上がって第１の工具を戻し、第２の工具を取り出して再びしゃがむ必要が無くなるため、しゃがむ回数が減少し、作業者の負担軽減を図ることができる。
また、第１の工具と第２の工具との重量差により、工具支持部材を昇降させる構成のため昇降駆動源及び制御手段が不要になり設備コストの低減を図ることができる。

請求項２の発明によると、ロック機構は、装置架台に設けられた受け具と、前記受け具と係合可能な係合位置と係合解除位置間で移動できるように工具支持部材に取付けられたフックと、前記フックを前記係合位置に保持するバネ材と、第１の工具を支持可能な構成で、前記フックに連結された支持ケースとを有しており、前記支持ケースを予め決められた方向に押圧することで、前記フックがバネ材の力に抗して係合解除方向に移動する構成であることを特徴とする。
これにより、第１の工具を取り出す際、その第１の工具を支持する支持ケースを押圧することで、ロック機構のロック状態を解除することができる。

請求項３の発明によると、引き上げ機構は、工具支持部材に連結された紐状体と、装置架台に支持されており、前記紐状体を巻き取るドラムと、前記ドラムに装着されて、前記紐状体に対して一定の引き上げ力を付与する弾性体とを有していることを特徴とする。

請求項４の発明によると、装置架台が車両の搬送ラインと同期して移動可能なように構成されていることを特徴とする。
請求項５の発明によると、第１の工具は、車両に塗布されたシーラの余剰部分を除去するヘラであり、第２の工具は、車両にシーラを塗布するためのシーラガンであることを特徴とする。

本発明によると、第１の工具を使用した作業と第２の工具を使用した作業において、低コストで作業者のしゃがみ回数を減少させることができ、作業者の負担軽減を図ることができる。

本発明の実施形態１に係る工具昇降装置を備える車両搬送ラインの模式側面図である。 工具昇降装置の模式正面図である。 工具昇降装置の工具支持部材とロック機構とを表す模式側面図である。 工具昇降装置の動作を表す模式側面図である。 工具昇降装置の動作を表す模式側面図である。

［実施形態１］
以下、図１〜図５に基づいて本発明の実施形態１に係る工具昇降装置について説明する。本実施形態に係る工具昇降装置は、車両搬送ラインのシーラ塗布作業において作業者の姿勢に合わせてシーラガン、ヘラ等を昇降させる装置である。
なお、図中の前後左右、及び上下は、工具昇降装置の前後左右、及び上下に対応している。

＜工具昇降装置１０の概要について＞
工具昇降装置１０は、図１、図２に示すように、車両搬送ラインＲと同期して移動できるように構成された装置架台１２と、その装置架台１２に対して昇降できるように連結された工具支持部材２０と、前記装置架台１２に対する工具支持部材２０の昇降を禁止するロック機構３０と、工具支持部材２０に対して一定の引き上げ力を加える引き上げ機構４０とから構成されている。

＜装置架台１２について＞
装置架台１２は、図１、図２に示すように、天井台車部１３と、その天井台車部１３の中央に吊り支持された支柱部１４とから側面略Ｔ字形に形成されている。天井台車部１３は、車両搬送ラインＲの天井位置でその車両搬送ラインＲの搬送方向（前後方向）に延びるガイドレールＲＬ上に設置されており、車両搬送ラインＲによって搬送される車両Ｍと同期してガイドレールＲＬに沿って移動できるように構成されている。
装置架台１２の支柱部１４は、工具支持部材２０を昇降可能に支持する直線状の支柱であり、その支柱部１４の上端がブラケット（図示省略）により天井台車部１３の下面に固定されている。また、支柱部１４の下側前面には、図２等に示すように、工具支持部材２０を昇降可能にガイドする昇降レール１４ｒが上下方向に延びるように取付けられている。さらに、支柱部１４の下端後面には、幅狭用のシーラガン３の操作レバー（図示省略）が掛けられるＵ字形の固定支持棒１４ｂが取付けられている。また、支柱部１４の後面には、図１に示すように、幅狭用のシーラガン３と、後記する幅広用のシーラガン５とにそれぞれシーラを供給するためのホース３ｈ，５ｈが支柱部１４に沿ってバンド１２ｘ等により拘束されている。

＜工具支持部材２０について＞
工具支持部材２０は、幅広用のシーラガン５と、塗布したシーラの余剰部分を除去するヘラ４とを支持した状態で、装置架台１２の支柱部１４に沿って昇降可能に構成された縦長の板材である。工具支持部材２０の裏面側には、図２等に示すように、装置架台１２の支柱部１４の昇降レール１４ｒと嵌合してその昇降レール１４ｒに沿って昇降可能に構成された摺動部２２が取付けられている。また、工具支持部材２０の表面（前面）下側には、幅広用のシーラガン５の操作レバー５ｚ（図３等参照）が掛けられるＵ字形の可動支持棒２３が取付けられている。なお、図３等では、幅広用のシーラガン５が掛けられる可動支持棒２３は省略されている。
また、工具支持部材２０の表面には、図３等に示すように、ロック機構３０のフック３２とリンク３５，３６とバネ材３７等が取付けられている。

＜ロック機構３０について＞
ロック機構３０は、工具支持部材２０が基準高さ位置にあるときに、装置架台１２に対する工具支持部材２０の昇降を禁止する機構である。ここで、工具支持部材２０の基準高さ位置とは、幅広用のシーラガン５を支える工具支持部材２０の可動支持棒２３が作業者の腰の高さとほぼ等しい高さとなる位置であり、工具支持部材２０の上限位置である。
ロック機構３０は、図２、図３等に示すように、装置架台１２における支柱部１４の前面の所定位置に固定された受け具３１と、上記したように、工具支持部材２０の表面に設けられたフック３２とリンク３５，３６とバネ材３７等から構成されている。
受け具３１は、フック３２が下方から掛けられる丸棒状の金具であり、図２に示すように、前記支柱部１４の前面から水平前方に突出するようにその支柱部１４に固定されている。

フック３２は、図３に示すように、縦部と横部とによりＬ字形に成形された平板であり、中央角部が連結ピン３２ｐによって上下回動可能な状態で工具支持部材２０の表面上部に連結されている。フック３２の縦部には、フック本体３２ｍが設けられており、そのフック本体３２ｍの上端が上昇過程で支柱部１４の受け具３１に下方から当接する傾斜面３２ｋとなっている。また、フック本体３２ｍの傾斜面３２ｋの下側位置には、支柱部１４の受け具３１と係合する半円状の切欠き部３２ｅが形成されている。そして、フック３２（フック本体３２ｍ）の切欠き部３２ｅと支柱部１４の受け具３１とが係合した状態で、前記ロック機構３０がロック状態となり、装置架台１２の支柱部１４に対する工具支持部材２０の昇降が禁止される。
即ち、図３に示すように、フック３２のフック本体３２ｍが起立して切欠き部３２ｅが支柱部１４の受け具３１と係合できる位置がフック３２の係合位置となり、受け具３１から切欠き部３２ｅが外れるフック本体３２ｍの左傾斜位置（図４の二点鎖線参照）が係合解除位置となる。
フック３２の横部の先端（図３における左端）には、縦リンク３５の上端部が上下回動可能な状態で連結されており、その縦リンク３５の下端部が同じく上下回動可能な状態でＬ形リンク３６の先端（図３における左端）に連結されている。

Ｌ形リンク３６は、縦部と横部とによりフック３２とほぼ等しいＬ字形に成形された平板であり、中央角部が連結ピン３６ｐによって上下回動可能な状態で工具支持部材２０の表面下部に連結されている。そして、Ｌ形リンク３６の縦部の上端にバネ材３７の一端が接続されており、そのバネ材３７の他端が工具支持部材２０の右端に形成されたバネ受け部２７に接続されている。バネ材３７は、Ｌ形リンク３６の縦部の上端をバネ受け部２７に引き付ける方向、即ち、Ｌ形リンク３６、縦リンク３５を介してフック３２のフック本体３２ｍを係合位置に保持する方向に付勢されている。
さらに、Ｌ形リンク３６の横部には、図３等に示すように、ヘラ４を支持する支持ケース２８が取付けられている。このため、ヘラ４を取る際、図４の二点鎖線に示すように、支持ケース２８を押し下げると、Ｌ形リンク３６がバネ材３７の力に抗して左回動し、これにより縦リンク３５を介してフック３２が同じく左回動するようになる。即ち、フック３２が係合解除位置まで回動し、フック本体３２ｍの切欠き部３２ｅと支柱部１４の受け具３１との係合が解除される。また、支持ケース２８から手を離すと、Ｌ形リンク３６がバネ材３７の力で右回動し、縦リンク３５を介してフック３２が係合位置まで戻される。

＜引き上げ機構４０について＞
工具支持部材２０の上端位置には、図２、図３等に示すように、引き止め金具２９が固定されており、その引き止め金具２９に引き上げ機構４０のワイヤ４１の先端が接続されている。
引き上げ機構４０は、工具支持部材２０に対して一定の引き上げ力を加える機構であり、図１、図２等に示すように、上記したワイヤ４１と、そのワイヤ４１を巻き取るドラム４３と、ドラム４３内でワイヤ４１に対して巻取り方向に一定の力を付与する板バネ（図示省略）とから構成されている。そして、ドラム４３が装置架台１２の天井台車部１３に吊り支持されている。
ここで、前記板バネのバネ力は、工具支持部材２０等の重量と幅広用のシーラガン５の重量とを加えた重量よりは小さく設定されている。このため、ロック機構３０のロック状態が解除されたときに、工具支持部材２０に幅広用のシーラガン５が掛けられていると、引き上げ機構４０のドラム４３は工具支持部材２０と幅広用のシーラガン５の重量を受けて、ワイヤ４１を板バネのバネ力に抗して繰り出すようになる。即ち、工具支持部材２０は、自重と、幅広用のシーラガン５の重量とにより、装置架台１２の支柱部１４に沿って下降する。
また、前記板バネのバネ力は、工具支持部材２０等の重量とヘラ４の重量とを加えた重量よりは大きく設定されている。このため、工具支持部材２０から幅広用のシーラガン５が外されると、引き上げ機構４０のドラム４３は板バネのバネ力によりワイヤ４１を巻き取れるようになる。即ち、工具支持部材２０、ヘラ４等は、ドラム４３の板バネのバネ力を受けて、装置架台１２の支柱部１４に沿って上昇するようになる。
即ち、ワイヤ４１が本発明の紐状体に相当する。

＜工具昇降装置１０の動作について＞
次に、シーラ塗布作業における工具昇降装置１０の動作について説明する。
ここで、作業開始時には、図１に示すように、装置架台１２の支柱部１４の固定支持棒１４ｂに幅狭用のシーラガン３が掛けられており、工具支持部材２０の可動支持棒２３に幅広用のシーラガン５が掛けられている。また、工具支持部材２０の支持ケース２８にヘラ４が支持されている。そして、工具支持部材２０がロック機構３０の働きにより基準高さ位置（上限位置）に保持されている。
作業者は立った状態で、先ず、幅狭用のシーラガン３を取り、車両Ｍの乗降口Ｄの上側位置Ｄｕにシーラを塗布する。次に、しゃがんだ状態で乗降口Ｄの下側位置Ｄｄにシーラを塗布した後、立って幅狭用のシーラガン３を元の位置（装置架台１２の固定支持棒１４ｂ）に戻す。
そして、立った状態でヘラ４を取りながら支持ケース２８を押し下げる。これにより、図４の二点鎖線に示すように、ロック機構３０のＬ形リンク３６がバネ材３７の力に抗して左回動し、縦リンク３５を介してフック３２が同じく左回動するようになる。この結果、フック本体３２ｍの切欠き部３２ｅと支柱部１４の受け具３１との係合が外れて、ロック状態が解除される。
ここで、引き上げ機構４０のドラム４３に設けられた板バネのバネ力は、工具支持部材２０等の重量と幅広用のシーラガン５の重量とを加えた重量よりは小さく設定されている。
このため、ロック機構３０のロック状態が解除されると、ドラム４３が板バネのバネ力に抗してワイヤ４１を繰り出し、図４に示すように、工具支持部材２０と幅広用のシーラガン５のとは装置架台１２の支柱部１４に沿って下降する。

作業者は、ヘラ４を取りながらロック機構３０のロック状態を解除した後、しゃがんだ状態で乗降口Ｄの下側位置Ｄｄに塗布されたシーラの余剰部分を除去する作業を行う。そして、作業後、しゃがんだ状態で下限位置まで下降した工具支持部材２０の支持ケース２８にヘラ４を戻し、工具支持部材２０の可動支持棒２３から幅広用のシーラガン５を取り出す。
ここで、引き上げ機構４０のドラム４３に設けられた板バネのバネ力は、工具支持部材２０等の重量とヘラ４の重量とを加えた重量よりは大きく設定されている。このため、図５に示すように、ドラム４３が板バネのバネ力でワイヤ４１を巻取り、工具支持部材２０とヘラ４とは装置架台１２の支柱部１４に沿って上昇する。このとき、ロック機構３０のＬ形リンク３６と、そのＬ形リンク３６に縦リンク３５を介して連結されているフック３２がバネ材３７の力で係合位置まで戻されている。このため、工具支持部材２０が基準高さ位置（上限位置）まで上昇する際、フック３２（フック本体３２ｍ）の傾斜面３２ｋが支柱部１４の受け具３１に当接することで、フック本体３２ｍがバネ材３７の力に抗して左に若干傾く。そして、フック本体３２ｍの傾斜面３２ｋが受け具３１を通過した後、フック本体３２ｍの切欠き部３２ｅがバネ材３７の力で受け具３１と係合するようになる（図５参照）。即ち、工具支持部材２０が基準高さ位置（上限位置）まで到達した状態でロック機構３０がロック状態となり、工具支持部材２０が基準高さ位置（上限位置）に保持される。

幅広用のシーラガン５を取った作業者は、しゃがんだ状態から立ち上がりながら乗降口Ｄの後側面位置Ｄｙに対して下から上にシーラを塗布する。そして、立った状態で幅広用のシーラガン５を工具支持部材２０の可動支持棒２３に戻す。次に、立った状態のままで、再び、ヘラ４を取って乗降口Ｄの上側位置Ｄｕに塗布されたシーラと後側面位置Ｄｙに塗布されたシーラの余剰部分を除去し、そのヘラ４を元の位置に戻して一連の作業が終了する。
即ち、前記ヘラ４が本発明の第１の工具に相当し、前記幅広用のシーラガン５が本発明の第２の工具に相当する。

＜本実施形態に係る工具昇降装置１０の長所について＞
本実施形態に係る工具昇降装置１０によると、ヘラ４を使用して作業を行う際に、工具支持部材２０からヘラ４を取り出すと、ロック機構３０のロック状態が解除される。このとき、工具支持部材２０には幅広用のシーラガン５が支持されているため、工具支持部材２０は自重と幅広用のシーラガン５の重量により、引き上げ機構４０の引き上げ力に抗して基準高さ位置（上限位置）から下降する。
即ち、ヘラ４を使用したしゃがみ作業中に工具支持部材２０と幅広用のシーラガン５とが下降するため、作業後、しゃがんだ状態でヘラ４を工具支持部材２０に戻し、幅広用のシーラガン５を取り出すことができる。
そして、幅広用のシーラガン５を工具支持部材２０から取り出すと、工具支持部材２０とヘラ４とは引き上げ機構４０の引き上げ力で基準高さ位置まで戻される。
このように、ヘラ４をしゃがんだ状態で使用した後、立ち上がってヘラ４を戻し、幅広用のシーラガン５を取り出して再びしゃがむ必要が無くなるため、しゃがむ回数が減少し、作業者の負担軽減を図ることができる。
また、ヘラ４と幅広用のシーラガン５との重量差により、工具支持部材２０を昇降させる構成のため昇降駆動源及び制御手段が不要になり設備コストの低減を図ることができる。

＜変更例＞
ここで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、引き上げ機構４０をワイヤ４１、ドラム４３、及び板バネから構成する例を示した。しかし、ドラム４３、板バネの代わりに、ワイヤ４１の途中部分を滑車に掛け、そのワイヤ４１の基端部に重りを連結する構成でも可能である。また、ワイヤ４１の代わりにベルト等を使用することも可能である。
また、ロック機構３０を支柱部１４側の受け具３１と、工具支持部材２０側のフック３２とリンク３５，３６とバネ材３７とから構成する例を示したが、フック３２の形状を変えてリンク３５，３６を省略することも可能である。
また、第１の工具としてのヘラ４と、第２の工具としての幅広用のシーラガン５とを昇降させる工具昇降装置１０を例示したが、第１の工具、第２の工具の種類は適宜変更可能である。

４・・・・・ヘラ（第１の工具）
５・・・・・幅広用のシーラガン（第２の工具）
１２・・・・装置架台
２０・・・・工具支持部材
２８・・・・支持ケース
３０・・・・ロック機構
３１・・・・受け具
３２・・・・フック
３５・・・・縦リンク
３６・・・・Ｌ形リンク
３７・・・・バネ材
４０・・・・引き上げ機構
４１・・・・ワイヤ（紐状体）
４３・・・・ドラム（弾性体を含む）

Claims (5)

1. 装置架台と、
   昇降可能な状態で前記装置架台に連結されており、第１の工具と第２の工具を支持できる工具支持部材と、
   前記工具支持部材が基準高さ位置にあるときに、前記装置架台に対する前記工具支持部材の昇降を禁止するロック機構と、
   第１の工具の重量と工具支持部材の重量とを加えた重量より大きい力で、第２の工具の重量と工具支持部材の重量とを加えた重量よりは小さい力を前記工具支持部材に対して上昇方向に加える引き上げ機構とを有しており、
   前記工具支持部材から前記第１の工具を取り出す際に、前記ロック機構のロック状態を解除できるように構成されていることを特徴とする工具昇降装置。
2. 請求項１に記載された工具昇降装置であって、
   前記ロック機構は、
   前記装置架台に設けられた受け具と、
   前記受け具と係合可能な係合位置と係合解除位置間で移動できるように前記工具支持部材に取付けられたフックと、
   前記フックを前記係合位置に保持するバネ材と、
   前記第１の工具を支持可能な構成で、前記フックに連結された支持ケースとを有しており、
   前記支持ケースを予め決められた方向に押圧することで、前記フックがバネ材の力に抗して係合解除方向に移動する構成であることを特徴とする工具昇降装置。
3. 請求項１又は請求項２のいずれかに記載された工具昇降装置であって、
   前記引き上げ機構は、
   前記工具支持部材に連結された紐状体と、
   前記装置架台に支持されており、前記紐状体を巻き取るドラムと、
   前記ドラムに装着されて、前記紐状体に対して一定の引き上げ力を付与する弾性体とを有していることを特徴とする工具昇降装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載された工具昇降装置であって、
   前記装置架台が車両の搬送ラインと同期して移動可能なように構成されていることを特徴とする工具昇降装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載された工具昇降装置であって、
   第１の工具は、車両に塗布されたシーラの余剰部分を除去するヘラであり、
   第２の工具は、車両にシーラを塗布するためのシーラガンであることを特徴とする工具昇降装置。
   

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