JPH11245124A - ワーク昇降装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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ワーク昇降装置を提供する。 【解決手段】 回転軸とこれを保持するブレーキ１２２
とを備えワークを把持するハンド１００と、ハンド１０
０を上下に駆動するシリンダ２００と、前記回転軸回り
のハンド１００の傾き角を検出する傾斜角センサ１２５
と、作業者がハンド１００に触れているかどうかを検知
する感圧センサ１７０と、作業者がハンド１００に触れ
ているときには、ブレーキ１２２の作動を解除させた状
態で、傾斜角センサ１２５の結果を基準値と比較し、そ
れらを一致させるようにシリンダ２００の動作を制御
し、作業者がハンド１００に触れていないときには、ブ
レーキ１２２を作動させる制御ユニット３００とを有す
る。

Description

【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、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、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、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１０
０）と、この把持手段１０を上下に駆動する駆動手段２
０（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、
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１７
０）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Ｏ
Ｎ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Ｏ
Ｎ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、Ｙ
ＥＳ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，Ｓ
４）、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，Ｓ
９）、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２
００（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１１
０、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１１
２を駆動源とし、駆動方式としてタイミングベルト１１
３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１
０００mm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「１
８０」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１
６０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１２
５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２０
０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２０
０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３０
０（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２３
０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１
２０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１
２３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２１
０からのアナログ信号をディジタル信号に変換してＣＰ
Ｕ３１０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１
７０からの信号（ＯＮ／ＯＦＦ）を入力処理してＣＰＵ
３１０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１
００ａは、図１３に示すように、左右両側にハンドル１
４０ａ，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，１
４０ｂ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１
４参照）、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１４０
ａ，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。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【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、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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。