JP2023128717A - Article raising/lowering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動モータを備えて、吊った吊荷を上下動させる作業を電動モータにて助力する物品昇降装置に関するものである。 The present invention relates to an article lifting and lowering device that includes an electric motor and uses the electric motor to assist in the work of moving a suspended load up and down.
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、半完成品などの吊荷を吊下げて昇降移動させる荷役装置を使用している。その荷役装置の中でも、大きな重量の物品に対して使用者が軽い操作力で任意の高さに昇降移動できるように助力(アシスト力)を発生させる物品昇降装置が一部で使用されている。このように助力を発生させる物品昇降装置は、電動モータによって助力を行い、吊荷に小さな操作力(外力)を加えることでスムーズに移動させている。したがって単に上下動作を電動モータで行うものとは異なり、吊荷の荷重やこれに加わる操作力を例えば荷重検出部で検出して、回転角検出器と繋がったACサーボモータ等で外力の印加による重量変化を元に制御を行うように構成されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, factories that assemble industrial products have used cargo handling equipment that lifts and moves heavy loads such as tools, work equipment, products, and semi-finished products. Among these cargo handling devices, some article lifting devices are used that generate assist force so that a user can move a heavy article up or down to a desired height with a light operating force. The article lifting and lowering device that generates assistance in this manner uses an electric motor to provide assistance and applies a small operating force (external force) to the suspended load to move it smoothly. Therefore, unlike the case where the vertical movement is simply performed using an electric motor, the load of the suspended load and the operating force applied thereto are detected by a load detection unit, and an external force is applied using an AC servo motor connected to a rotation angle detector. It is configured to perform control based on weight changes.
このような吊下げ式の物品昇降装置(特許文献1)では、助力を行うモータ部とモータ部の制御を行う制御部が、構造物に吊下げられる吊下げ部を中央に挟んで配置されている。制御部には電源回路、制御回路、増幅回路、無線通信回路などを含んだ実装基板が配置され、吊下げ部には荷重検出部、昇降作動部などが配置されている。そして屋外や水滴のかかる場所での使用を可能にする防滴構造を考慮しつつ、物品昇降装置の調整や保守メンテナンスを容易にするカバーや内部の構造配置に改善の余地があった。 In such a hanging type article lifting device (Patent Document 1), a motor part that provides assistance and a control part that controls the motor part are arranged with a hanging part suspended from a structure in the center. There is. A mounting board including a power supply circuit, a control circuit, an amplifier circuit, a wireless communication circuit, etc. is arranged in the control section, and a load detection section, a lifting operation section, etc. are arranged in the hanging section. While considering the drip-proof structure that enables use outdoors or in locations exposed to water droplets, there was room for improvement in the cover and internal structural arrangement to facilitate adjustment and maintenance of the article lifting device.
このような問題に鑑みて、本発明は、調整や保守メンテナンス等が容易な物品昇降装置を提供することを目的としている。 In view of such problems, an object of the present invention is to provide an article lifting and lowering device that is easy to adjust, maintain, and the like.
上記の目的を達成するために、本発明の物品昇降装置は、
本体部と、制御部とを含む物品昇降装置であって、
本体部は、構造物に取り付け可能で、物品を昇降させる昇降作動部に接続されたモータ部を有し、
制御部は、モータ部に指令を行って物品を昇降させ、かつ本体部と連結部材によって連結され、
連結部材は、水平方向の制限された範囲で制御部と本体部とを相対的に離間可能に構成されている。
In order to achieve the above object, the article lifting device of the present invention has the following features:
An article lifting device including a main body and a control unit,
The main body part has a motor part that can be attached to a structure and is connected to a lifting operation part that raises and lowers the article,
The control section issues commands to the motor section to raise and lower the article, and is connected to the main body section by a connecting member,
The connecting member is configured to allow the control section and the main body section to be relatively separated within a limited range in the horizontal direction.
また、連結部材は回転軸を有し、制御部と本体部との離間時に、制御部は回転軸の周りに制限された角度範囲で回転可能に設けられている。 Further, the connecting member has a rotation axis, and the control unit is provided so as to be rotatable within a limited angular range around the rotation axis when the control unit and the main body are separated.
また、制御部は、鉛直上方向へ本体部との相対位置を変化させることで、連結解除可能に構成されている。 Further, the control unit is configured to be able to be disconnected by changing its relative position with the main body in a vertically upward direction.
上記の目的を達成するために、本発明の物品昇降装置は、
本体部と、制御部と、連結部材と、を含む物品昇降装置であって、
本体部は、構造物に取り付け可能で、物品を昇降させる昇降作動部に接続されたモータ部を有し、
制御部は、モータ部に指令を行って物品を昇降させ、
連結部材は、本体部に固定された第1の連結部材と、制御部に固定された第2の連結部材とを有し、
第1の連結部材と第2の連結部材とは滑合して、制御部と本体部とを水平方向の制限された範囲で相対的に離間可能に構成されている。
In order to achieve the above object, the article lifting device of the present invention has the following features:
An article lifting and lowering device including a main body, a control unit, and a connecting member,
The main body part has a motor part that can be attached to a structure and is connected to a lifting operation part that raises and lowers the article,
The control unit issues commands to the motor unit to raise and lower the article,
The connecting member has a first connecting member fixed to the main body and a second connecting member fixed to the control unit,
The first connecting member and the second connecting member are configured to be slidably fitted so that the control section and the main body section can be relatively separated within a limited range in the horizontal direction.
本発明によれば、調整やメンテナンス等が容易な物品昇降装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an article lifting and lowering device that is easy to adjust, maintain, and the like.
以下、本発明の実施形態に係る物品昇降装置について、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係る物品昇降装置1の斜視図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an article lifting device according to an embodiment of the present invention will be described in detail based on the drawings. FIG. 1 is a perspective view of an article lifting and lowering
物品昇降装置1は、本体部2と、制御部10とを含んでいる。本体部2は境界線BLよりもプラスy方向の部分であって、制御部10は境界線BLよりもマイナスy方向の部分である。
The article lifting and lowering
本体部2はモータ部8などを含んでいる。そして本体部2は、モータ部カバー9、本体部カバー(A)51、本体部カバー(B)52によって覆われている。そして本体部2の下面から鉛直下側へリンクチェーン4が吊るされ、リンクチェーン4の先端部は吊荷用フック5に接続されている。物品昇降装置1は本体部2の天面に配置された吊下げフック3にて構造物などに吊下げられて、吊荷用フック5に吊下げられた吊荷の昇降を行う。
The
本体部2に含まれる本体部カバー(A)51は、一側面が開口した箱型形状であって、天面側に吊下げフック3が接続され、下面側にはリンクチェーン(スリング部)4の出入り口が設けられ、さらにリンクチェーン収納部6が吊下げられている。平板状の本体部カバー(B)52は、本体部カバー(A)51の開口部を塞ぐように設けられている。よって本体部カバー(B)52は、本体部カバー(A)51と、制御部10を覆う制御部カバー11と、で挟まれるように配置されている。一方モータ部カバー9は放熱フィンを有して、モータ部8側に配置されている。本体部カバー(A)51内には、荷重検出部31、昇降作動部43などが収納されている。荷重検出部31及び昇降作動部43については図2で後述する。
The main body cover (A) 51 included in the
リンクチェーン4はスリング部であって、半円弧部とこれに繋がる直線部からなる長円形の環が90度の角度にて交互に連接されたものでる。リンクチェーン4の一端は吊荷用フック5に繋がっていて、他端(無負荷側)は箱型のリンクチェーン収納部6に収納されている。吊荷用フック5は吊荷を係止させる係止部であってフック形状をしているがこれに限るものではなく、吊荷の形状に合わせた形態で適用することができる。またスリング部はリンクチェーン4に限らず、ワイヤなどであっても良く、この場合リンクチェーン収納部6は省略され、昇降作動部43はドラム型となる。
The
リモコン7は、物品昇降装置1の各種操作を複数の釦にて行うことができる。リモコン7は、無線にて制御部10と通信を行って物品昇降装置1の昇降動作の指令信号を送信する。
The
モータ部8は本体部2の昇降作動部43に接続して、昇降作動部43を回転駆動してリンクチェーン4の巻き上げ、繰り出しを行う。モータ部8は、モータと減速機とを含んでいる。モータは、例えばブレーキ付きの交流サーボモータである。減速機は例えば波動歯車減速機で、モータの回転速度を所定の速度に減速している。減速機に波動歯車減速機のようなバックラッシが極めて小さいものを使用することで、モータの正逆回転切り換えを頻繁に行って助力動作を行う時に、切り換え時の制御不能な領域をなくし、スムーズな操作感を実現できる。減速機にて減速された出力軸は昇降作動部43に連結され、モータ部8は昇降作動部43を連続的に正逆に回転させることができる。
The
回転位置検出器35は、モータの反負荷側にあって、モータの回転角位置を検出して回転角信号を出力するもので、いわゆるエンコーダと呼ばれるものである。本実施形態ではモータの反負荷側に設けたが、昇降作動部43の近傍等に設けて減速後の回転角を検出しても良い。そしてモータ部8はモータ部カバー9によって覆われていて、モータ部カバー9は放熱フィンと配線用の空洞部とを有している。
The
制御部10は、物品昇降装置1の制御を行う制御基板12を含み、CPU(Central Processing Unit)及びメモリなどを実装している。また制御部10は、リモコン7との通信を行う通信基板、モータを駆動するモータ駆動基板、電源を供給する電源基板などが含まれている。そして制御部10の各回路基板は、外部環境から電気電子部品が実装されたこれらの基板を保護するための制御部カバー11内に取り付けられている。制御部カバー11は本体部カバー(B)52に、本実施形態では6本のボルトBにより固定されていると同時に、シール材によって外部から気密を保ち、制御部10内部への水滴などの侵入を防いでいる。
The
図2は本発明の実施形態に係る物品昇降装置1の本体部2の内部構造を示した斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing the internal structure of the
本体部2の内部に配置される荷重検出部31は、吊下げフック3から吊り下げられている。また荷重検出部31は、本体部カバー(A)51、本体部カバー(B)52を介して昇降作動部43を吊り下げている。荷重検出部31は、弾性変形する起歪部を有して昇降作動部43に加わる荷重を検出する。この起歪部には感歪抵抗体Gが添着され、例えばホイートストンブリッジ回路に組み込まれ、歪みを検出した際の抵抗値変化によって歪みの大きさをアナログ電圧にて出力することができる。
A
荷重検出部31の鉛直下方向すなわちマイナスz方向には、昇降作動部43があって、昇降作動部43は昇降作動部カバー41と蓋体42(図4参照)にて覆われている。昇降作動部カバー41には配線通路41aが設けられ、モータ部8からの電気配線の通路となっている。配線通路41aは2系統あって、例えば一方はモータ系、他方は回転位置検出器35系の配線に使用される。昇降作動部43は、モータ部8からの駆動によって回転してリンクチェーン4の繰り出し、巻付けを行う。本実施形態では昇降作動部43は円柱の両側に鍔を有した外形をしていて、減速機の出力軸34と繋がっている。リンクチェーン4は昇降作動部43の円筒面に設けられたチェーンポケットに嵌入されておおよそ180度巻き回される。
Vertically below the
次いで、この荷重変換器を用いた物品昇降装置1の動作について説明する。以上で説明した構成にて、吊荷用フック5に吊荷が吊るされると、吊荷の重量によってリンクチェーン4が引っ張られるため、吊荷用フック5、リンクチェーン4、昇降作動部43、本体部カバー(A)51、本体部カバー(B)52を介して荷重検出部31が下方に引張られ、荷重検出部31の起歪部が変形する。すると起歪部に生じた歪みを感歪抵抗体Gが検出して、増幅回路基板13(図3、図4参照)にて重量信号に変換して制御部10の制御基板12へ送信される。物品昇降装置1の制御部10は、予め記憶された吊荷の登録重量と増幅回路基板13から受信した重量とが等しくなるようにモータ部8を制御する。換言すると、物品昇降装置1の制御部10は、登録した重量で生じるリンクチェーン4のテンションと、昇降作動部43検出した重量で生じるリンクチェーン4のテンションとが同じになるように制御値を演算してモータ部8を制御する。
Next, the operation of the
そして作業者がこの制御中に吊荷に鉛直下向きの外力を加えると、昇降作動部43に加わる重量が大きくなることから、制御部10はこれを登録重量へ近づけるように制御値を演算し、リンクチェーン4を繰り出す方向にモータ部8を制御し、吊荷は下降する。一方、作業者がこの制御中に吊荷に鉛直上向きの外力を加えると、昇降作動部43に加わる重量が小さくなることから、制御部10はこれを登録重量へ近づけるように制御値を演算し、リンクチェーン4を巻き上げる方向にモータ部8を制御し、吊荷は上昇する。そして作業者が外力の印加をやめると、荷重検出部31が検出する重量が登録重量と等しくなるので吊荷は静止した状態となる。なおこの制御値は例えば加速度を含むものである。
If the operator applies a vertically downward external force to the suspended load during this control, the weight applied to the lifting
図3は本発明の実施形態に係る物品昇降装置1の制御部10を本体部2から離間させた斜視図である。図1において、6本のボルトBが外されると、制御部10は本体部2に対してz方向は保ったままマイナスy方向に移動することができる。そしてその移動距離はL1が最大である。この時、増幅回路基板13が、離間した隙間から現れる。
増幅回路基板13は、荷重検出部31から引き出されたケーブル(図示しない)に接続され、電圧のアナログ信号を増幅し、アナログ・デジタル変換して荷重のデジタル信号を生成する。当該ケーブルは本体部カバー(B)52に設けられた孔60を通して配線される。
FIG. 3 is a perspective view of the
The
図4は、本発明の実施形態に係る物品昇降装置1の制御部10を図3の状態からz軸周りに回転させた斜視図である。図4における、本体部2と制御部10とを接続する第1の連結部材53と第2の連結部材55の詳細を、図7に示すことから、図4と図7を参照して説明する。
FIG. 4 is a perspective view of the
第1の連結部材53は、本体部2を構成する本体部カバー(B)52にボルトbによって固定されている。第1の連結部材53は図7でプラスy方向に見た時、断面が略コの字の形状であって、金属板を折り曲げたものである。そしてy方向の一端部には本体部カバー(B)52に固定用のボルトを通す孔が設けられ、他端側にはマイナスx方向に延伸した2つの突部がある。突部53aには回転軸となるピン54aと、突部53bには回転軸となるピン54bとが、z方向にカシメ若しくは螺合などによりそれぞれ第1の連結部材53に固定されている。
The first connecting
一方、第2の連結部材55は、制御部10を構成する制御部カバー11にボルトbによって固定されている(図6を参照)。第2の連結部材55は、図7でマイナスx方向に見た時、断面が略コの字の形状であって、金属板を折り曲げたものである。そして第2の連結部材55の、対向してプラスy方向に立ち上がった部分には、幅W1の溝55Aがx方向に長さL1にて対で設けられ、溝55Aに交差するy方向に幅W2の溝55Bが対で設けられている。なおここで幅W1>幅W2の関係である。
On the other hand, the second connecting
そして図7(b)に示すように、ピン54aは、第1の連結部材53にカシメられている部分からマイナスz方向順に、直径d2の部分と、直径d1の部分を有する。一方、ピン54bは、第1の連結部材53にカシメられている部分からプラスz方向順に、直径d1の部分と、直径d2の部分と、直径d1の部分と、を有する。
As shown in FIG. 7B, the
そして直径d1の寸法は溝55Aの幅W1より僅かに小さく、直径d2の寸法は溝55Bの幅W2より僅かに小さく設定されている。ゆえに制御部10が本体部2に取り付けられている状態では、第2の連結部材55の下面が突部53bに当接しつつ、溝55Aの範囲L1で制御部10と本体部2が離間する水平方向(y方向)に、第2の連結部材55は滑合して移動できる。しかし溝55Bの幅W2はピン54aの直径d1及びピン54bの直径d1より小さいので、制御部10及び第2の連結部材55は溝55Bの開口方向には移動できない。また制御部10が本体部2に取り付けられている状態では、ピン54a及びピン54bの周りに、第2の連結部材55は制限された角度範囲で回転可能となっている。
The diameter d1 is set to be slightly smaller than the width W1 of the
図5は本発明の実施形態に係る物品昇降装置の制御部10を本体部2から離間させた斜視図である。制御部カバー11の開口部は、プラスx方向を向いている。この状態で、制御部10をプラスz方向(鉛直上方向)に持ち上げて本体部2との相対位置を変化させ、第2の連結部材55の上面が突部53aに当接させると、溝55Bの幅W2はピン54aの直径d2及びピン54bの直径d2より小さいので、溝55Bの開口方向(図5のy方向、図7(a)のy方向)に移動できることから、制御部10は本体部2との着脱が可能となる。
FIG. 5 is a perspective view of the
なお図4及び図5において図示しない、増幅回路基板13から制御部10に接続するケーブル、配線通路41aを通ってモータ部8及び回転位置検出器35から出て制御部10に接続するケーブル、が存在し、制御部10の基板上に設けられたコネクタに接続されている。そしてこれらのケーブルは制御部10が本体部2から図5の位置まで離間することができるような長さとなっていても良い。この場合制御部カバー11内にこれらのケーブルが収納される必要がある。したがってケーブルの収納スペースを制御部カバー11内に十分確保できない場合は、これらのケーブルのコネクタを抜き差し可能な最短の長さのケーブルとしておき、調整やメンテナンス時には一度配線を外し、延長用の中継ケーブルを挿入し、図5に示す制御部10の位置で使用することも可能である。
Note that a cable that is not shown in FIGS. 4 and 5 is connected from the
本発明の実施形態によれば、本体部2側に増幅回路基板13のような制御部10側へ張り出した部分があっても、制御部10を引き出して回転させることができるので、調整及びメンテナンス性に優れる。すなわち連結部材を、回転のみの単なる蝶番ではなく、直線移動と回転を可能したものを用いることで、固定側部材(本体部2)と回転側部材(制御部10)との隙間が小さくても、円滑に離間が可能となる。ゆえに本体部2側からの配線ケーブルを外すこと無く、制御部10を露出させることができるので、調整やメンテナンスが容易になる。
According to the embodiment of the present invention, even if there is a part on the
以上、本発明を好ましい実施形態に基づいて説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 Although the present invention has been described above based on the preferred embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes can be made without departing from the gist thereof.
本発明の活用例として、昇降動作により搬送や組立て作業を行う物品昇降装置への適用が可能である。 As an example of the use of the present invention, it can be applied to an article lifting and lowering device that performs conveyance and assembly work by lifting and lowering operations.
1 :物品昇降装置
2 :本体部
3 :吊下げフック
4 :リンクチェーン
5 :吊荷用フック
6 :リンクチェーン収納部
7 :リモコン
8 :モータ部
9 :モータ部カバー
10 :制御部
11 :制御部カバー
12 :制御基板
13 :増幅回路基板
31 :荷重検出部
34 :出力軸
35 :回転位置検出器
41 :昇降作動部カバー
41a :配線通路
42 :蓋体
43 :昇降作動部
51 :本体部カバー(A)
52 :本体部カバー(B)
53 :第1の連結部材
54a、54b :ピン(回転軸)
55 :第2の連結部材
55A :溝
55B :溝
60 :孔
1 : Article lifting device 2 : Main body part 3 : Hanging hook 4 : Link chain 5 : Hanging load hook 6 : Link chain storage part 7 : Remote control 8 : Motor part 9 : Motor part cover 10 : Control part 11 : Control part Cover 12: Control board 13: Amplification circuit board 31: Load detection section 34: Output shaft 35: Rotation position detector 41: Lifting
52: Main unit cover (B)
53: First connecting
55:
Claims (4)
前記本体部は、構造物に取り付け可能で、物品を昇降させる昇降作動部に接続されたモータ部を有し、
前記制御部は、前記モータ部に指令を行って前記物品を昇降させ、かつ前記本体部と連結部材によって連結され、
前記連結部材は、水平方向の制限された範囲で前記制御部と前記本体部とを相対的に離間可能にする物品昇降装置。 An article lifting device including a main body and a control unit,
The main body part has a motor part that can be attached to a structure and is connected to a lifting operation part that raises and lowers the article,
The control unit instructs the motor unit to raise and lower the article, and is connected to the main body unit by a connecting member,
In the article lifting and lowering device, the connecting member allows the control section and the main body section to be relatively separated within a limited range in the horizontal direction.
前記本体部は、構造物に取り付け可能で、物品を昇降させる昇降作動部に接続されたモータ部を有し、
前記制御部は、前記モータ部に指令を行って前記物品を昇降させ、
前記連結部材は、前記本体部に固定された第1の連結部材と、前記制御部に固定された第2の連結部材とを有し、
前記第1の連結部材と前記第2の連結部材とは滑合して、前記制御部と前記本体部とを水平方向の制限された範囲で相対的に離間可能にする物品昇降装置。
An article lifting and lowering device including a main body, a control unit, and a connecting member,
The main body part has a motor part that can be attached to a structure and is connected to a lifting operation part that raises and lowers the article,
The control unit instructs the motor unit to raise and lower the article,
The connecting member has a first connecting member fixed to the main body portion and a second connecting member fixed to the control portion,
The first connecting member and the second connecting member are slidably connected to each other, so that the control section and the main body section can be relatively separated within a limited range in the horizontal direction.
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