特許 5959329 パンタグラフ式荷役物運搬機の水平バランス装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5959329

(24)【登録日】2016年7月1日

(45)【発行日】2016年8月2日

(54)【発明の名称】パンタグラフ式荷役物運搬機の水平バランス装置

(51)【国際特許分類】

   B66F 19/00 20060101AFI20160719BHJP

【ＦＩ】

   B66F19/00 D

   B66F19/00 J

【請求項の数】2

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2012-133546(P2012-133546)

(22)【出願日】2012年6月13日

(65)【公開番号】特開2013-256362(P2013-256362A)

(43)【公開日】2013年12月26日

【審査請求日】2015年4月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000100735

【氏名又は名称】アイコクアルファ株式会社

(72)【発明者】

【氏名】下村 和樹

(72)【発明者】

【氏名】長沼 憲昌

【審査官】 今野 聖一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平７−２７７７００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−１７５８００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６６Ｆ １９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

パンタグラフ式アームの第１アームと第２アームを有し、本体部と該第１アームを繋いだエアーシリンダを有し、該第２アーム先端位置により該エアーシリンダのエアー圧を可変させる制御部を有し、該パンタグラフ式アームの水平流れの防止をした荷役物運搬機において、荷役物の重量を昇降機構のモータの電流値で判断し、該第２アームの先端位置と該荷役物の重量に応じて該エアーシリンダのエアー圧を可変させる制御部を有した事を特徴としたパンタグラフ式荷役物運搬機の水平バランス装置。

【請求項2】

エアーシリンダへの供給圧が一定圧のエリアを複数設け、各該エリアとの間に供給圧を適宜可変させる可変エリアを設け、該第２アームの先端が該可変エリアを移動する時に該エアーシリンダのエアー圧を可変させることを特徴とした請求項１記載のパンタグラフ式荷役物運搬機の水平バランス装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、パンタグラフ式の荷役物運搬機のアームの水平の流れに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来技術では、アームの水平方向への流れを防止する為に、本体とアームを繋ぐスプリング又はエアーシリンダがあった。スプリングの場合は、スプリングの伸びの長さと引っ張る力は比例しているのに対し、比例関係にないアームパターンがあるため、アームの水平方向への流れを防止できないエリアがあった。エアーシリンダの場合は、シリンダに一定圧を供給して、常に一定の力で引っ張っている。しかし、アームは、台座中心側、台座外側、昇降の下側、昇降の上側の位置により、アームが水平に流れようとする力が違うので、作業者は操作が重い位置があった。（特許文献１）特許文献１には、スプリングの代わりにエアーシリンダを用いてもよいと記載してある。また、アームは鉄製が多く、荷役物が重いほどアームが撓み、荷役物が重いほどアームが水平方向に流れやすくなる。水平とは、台座中心に外側から内側、内側から外側への方向をいう。ちなみに、旋回は、台座を中心に円周に回す事を言う。この発明では、水平方向の操作を述べる。

【0003】

図１０は、従来の荷役物運搬機の概要図と第１アームと本体とを繋ぐシリンダとスプリングを取り付けた、エリアの区分けである。台座２１に荷役物運搬機２２が取り付けられている。荷役物運搬機２２は、第１アーム２３、第２アーム２４、昇降機構２５、旋回台２６、昇降機構２５のモータ（図示せず）、本体２７と第１アーム２３を繋いだシリンダ２８とスプリング２９を備えており、３次元に荷役物を運搬できる。荷役物と吊り具は図示していない。昇降機構２５は本体２７の中にある。エリアＡ〜Ｏのマス３０は、側面から見た第２アーム２４の先端の位置で、水平方向と上下方向の範囲を区切っている。水平方向をＸ軸、上下方向をＹ軸としている。後述する操作力とその方向について説明する。エリアＡ・Ｂ・Ｆ・Ｇ・Ｋ・Ｌは、第２アーム２４先端が内側に流れようとする。エリアＤ・Ｅ・Ｉ・Ｊ・Ｎ・Ｏは、第２アーム２４先端が外側に流れようとする。よって、流れようとする方向の逆方向に移動する時の作業者の操作力の数値を用いる。エリアＣ・Ｈ・Ｍは、中立している場合もあるが、外側又は内側に流れようとする場合もあるので、操作力が大きい方を採用した。例え中立しても、荷役物重量が増えるほど、操作力は大きくなる。図１０の従来例と図１の実施例１は、荷役物を持ち上げ可能な定格重量が３４０ｋｇの荷役物運搬機である。荷役物と吊り具は図示していない。

【0004】

図１１は、シリンダ２８の供給圧が一定時の荷役物が３５０ｋｇの状態の操作力である。操作力は、各エリアの中心での数値である。エリアの端と中心では数値が違う。荷役物が３５０ｋｇの状態の操作力は、エリアＡ：２２．３ｋｇｆ、エリアＢ：７．１ｋｇｆであり、エリアＡからエリアＯまで記載してある。荷役物３５０ｋｇは、重量が重いので、エリアＡ・Ｆ・Ｃ・Ｄ・Ｅ・Ｉ・Ｊ・Ｎ・Ｏでは、作業者が操作部から手を放すと、アームが流れてしまう。その他のエリアは、流れはしないが、エリアによっては、流れようとする力が働いている。シリンダ２８の供給圧は、どのエリアも０．４ｋｇｆ／ｃｍ２である。

【0005】

図１２は、シリンダ２８の供給圧が一定時の荷役物が２４０ｋｇの状態の操作力である。操作力は、各エリアの中心での数値である。エリアの端と中心では数値が違う。荷役物が２４０ｋｇの状態の操作力は、エリアＡ：１６．１ｋｇｆ、エリアＢ：４．６ｋｇｆであり、エリアＡからエリアＯまで記載してある。シリンダ２８の供給圧は、どのエリアも０．４ｋｇｆ／ｃｍ２である。

【0006】

図１３は、シリンダ２８の供給圧が一定時の荷役物が０ｋｇの状態の操作力である。操作力は、各エリアの中心での数値である。エリアの端と中心では数値が違う。荷役物が０ｋｇの状態の操作力は、エリアＡ：２．４ｋｇｆ、エリアＢ：１．１ｋｇｆであり、エリアＡからエリアＯまで記載してある。シリンダ２８の供給圧は、どのエリアも０．４ｋｇｆ／ｃｍ２である。

【0007】

また、従来技術には、水平の操作をモータを使って、水平駆動させるものがあった。これは操作レバーからの力をセンサーが感知してモータを駆動していた。よって、モータ駆動の為、全くアームの水平の流れは無い。しかし、操作レバー以外の、アームや荷役物を持って水平移動はできなかった。また、モータ駆動は、そのモータの特性上、スプリングやエアーシリンダに比べ、水平移動がスムースでなかった。（特許文献２）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開昭５７−１３２９８７号公報

【特許文献2】特開平１１−１１８９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

解決しようとする問題点は、スプリングや一定圧のエアーシリンダを用いた水平バランス装置では、アームが流れようとするので操作力が大きくなる点である。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、アームの位置と荷役物の重量に応じて、水平バランス装置のエアーシリンダへの供給圧を可変させることを最も主要な特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明の水平バランス装置では、アーム流れが無くなり、スムースな水平移動の操作ができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、荷役物運搬機と側面エリアの区分けである。（実施例１）

【図2】図２は、荷役物が３５０ｋｇ時のシリンダの供給圧のテーブルである。（実施例１）

【図3】図３は、荷役物が２４０ｋｇ時のシリンダの供給圧のテーブルである。（実施例１）

【図4】図４は、荷役物が１００ｋｇ時のシリンダの供給圧のテーブルである。（実施例１）

【図5】図５は、荷役物が０ｋｇ時のシリンダの供給圧のテーブルである。（実施例１）

【図6】図６は、制御のフロー図である。（実施例１）

【図7】図７は、荷役物が３５０ｋｇの状態の操作力である。（実施例１）

【図8】図８は、荷役物が２４０ｋｇの状態の操作力である。（実施例１）

【図9】図９は、荷役物が０ｋｇの状態の操作力である。（実施例１）

【図10】図１０は、従来の荷役物運搬機と側面エリアの区分けである。

【図11】図１１は、従来のシリンダの供給圧が一定時の荷役物が３５０ｋｇの状態の操作力である。

【図12】図１２は、シリンダの供給圧が一定時の荷役物が２４０ｋｇの状態の操作力である。

【図13】図１３は、シリンダの供給圧が一定時の荷役物が０ｋｇの状態の操作力である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

アームの角度でアーム先端位置をセンシングして、第２アーム先端位置と荷役物重量に応じて、エアーシリンダの供給圧を制御して、スムースな水平移動の操作を実現した。

【実施例1】

【0014】

図１は、実施例１の荷役物運搬機と側面エリアの区分けである。台座１に荷役物運搬機２が取り付けられている。荷役物運搬機２は、第１アーム３、第２アーム４、昇降機構５、旋回台６、昇降機構５のモータ（図示せず）、本体７と第１アーム３を繋いだシリンダ８、
本体７と第１アーム３を繋いだスプリング９、シリンダ８の制御部（図示せず）を備えており、３次元に荷役物を運搬できる。荷役物と吊り具は図示していない。昇降機構５は本体７の中にある。エリアＡ〜Ｏのマス１０は、側面から見た第２アーム４の先端の位置で、水平方向と上下方向の範囲を区切っている。水平方向をＸ軸、上下方向をＹ軸としている。第１アーム３と第２アーム４の角度により、第２アーム４の先端位置をセンシングするセンサ（図示せず）を備えている。

【0015】

図２は、実施例１の荷役物が３５０ｋｇ時のシリンダの供給圧のテーブルである。位置関係は、図１のマス１０と同じである。エリアＡ：４．８ｋｇｆ／ｃｍ２、エリアＢ：４．８ｋｇｆ／ｃｍ２
であり、エリアＡからエリアＯまで記載してある。エリアの斜線部分は、エリアが移動する時に、その場所に応じて可変する。エリアＢからエリアＣに移動した時、斜線部分は、シリンダ８の供給圧が４．８ｋｇｆ／ｃｍ２
から４．６ｋｇｆ／ｃｍ２に適宜可変する可変エリアである。エリアＢからエリアＨに移動するときも同様に適宜可変する。可変させるのは、制御部で演算する。

【0016】

図３は、実施例１の荷役物が２４０ｋｇ時のシリンダの供給圧のテーブルである。位置関係は、図１のマス１０と同じである。エリアＡ：３．４ｋｇｆ／ｃｍ２、エリアＢ：３．４ｋｇｆ／ｃｍ２
であり、エリアＡからエリアＯまで記載してある。エリアの斜線部分は、エリアが移動する時に、その場所に応じて可変する。エリアＢからエリアＣに移動した時、斜線部分は、シリンダの供給圧が３．４ｋｇｆ／ｃｍ２
から３．０ｋｇｆ／ｃｍ２に適宜可変する可変エリアである。エリアＢからエリアＨに移動するときも同様に適宜可変する。可変させるのは、制御部で演算する。

【0017】

図４は、実施例１の荷役物が１００ｋｇ時のシリンダの供給圧のテーブルである。位置関係は、図１のマス１０と同じである。エリアＡ：１．５ｋｇｆ／ｃｍ２、エリアＢ：１．９ｋｇｆ／ｃｍ２ であり、エリアＡからエリアＯまで記載してある。エリアの斜線部分は、エリアが移動する時に、その場所に応じて可変する。エリアＢからエリアＣに移動した時、斜線部分は、シリンダの供給圧が１．９ｋｇｆ／ｃｍ２ から１．５ｋｇｆ／ｃｍ２に適宜可変する可変エリアである。エリアＢからエリアＨに移動するときも同様に適宜可変する。可変させるのは、制御部で演算する。

【0018】

図５は、実施例１の荷役物が無く０ｋｇ時のシリンダの供給圧のテーブルである。位置関係は、図１のマス１０と同じである。エリアＡ：０．９ｋｇｆ／ｃｍ２、エリアＢ：１．３ｋｇｆ／ｃｍ２
であり、エリアＡからエリアＯまで記載してある。エリアの斜線部分は、エリアが移動する時に、その場所に応じて可変する。エリアＢからエリアＣに移動した時、斜線部分は、シリンダの供給圧が１．３ｋｇｆ／ｃｍ２
から１．２ｋｇｆ／ｃｍ２に適宜可変する可変エリアである。エリアＢからエリアＨに移動するときも同様に適宜可変する。可変させるのは、制御部で演算する。

【0019】

図６は、実施例１の制御のフロー図である。最初に、演算１１で、第１アーム３と第２アーム４の角度から第２アーム４の先端位置を演算する。次に、演算１２で、現在のＸ座標でのシリンダ圧を、４つあるシリンダ圧テーブを参照して、４テーブル分を演算する。次に、演算１３で、現在のＹ座標でのシリンダ圧を、演算１２の演算結果を参照して、４テーブル分を演算する。次に、演算１４で、最適シリンダ圧を、現在のモータ電流値と、演算１３の演算結果を参照して演算する。言い換えると、３の時点で、４つあるシリンダ圧テーブルごとに最適シリンダ圧が演算されているいるので、それらを１次式でつなぎ、現在の荷役物重量に最適なシリンダの供給圧を演算する。荷役物重量は、昇降機構のモータの電流値で判る。次に、演算１５で、演算結果を電空レギュレーターに出力する。電空レギュレーターに出力された結果を基にシリンダ８に最適なエアー圧が供給される。よって、第２アーム４の先端位置と、荷役物の重量に応じて、適宜シリンダ８の供給圧を制御する。

【0020】

図７は、実施例１の荷役物が３５０ｋｇの状態の操作力である。操作力は、各エリアの中心での数値である。エリアの端と中心では数値が違う。荷役物が３５０ｋｇの状態の操作力は、エリアＡ：３．８ｋｇｆ、エリアＢ：３．６ｋｇｆであり、エリアＡからエリアＯまで記載してある。

【0021】

図８は、実施例１の荷役物が２４０ｋｇの状態の操作力である。操作力は、各エリアの中心での数値である。エリアの端と中心では数値が違う。荷役物が２４０ｋｇの状態の操作力は、エリアＡ：３．６ｋｇｆ、エリアＢ：２．９ｋｇｆであり、エリアＡからエリアＯまで記載してある。

【0022】

図９は、実施例１の荷役物が無く０ｋｇの状態の操作力である。操作力は、各エリアの中心での数値である。エリアの端と中心では数値が違う。荷役物が０ｋｇの状態の操作力は、エリアＡ：１．２ｋｇｆ、エリアＢ：０．８ｋｇｆであり、エリアＡからエリアＯまで記載してある。

【0023】

作動の流れを説明する。荷役物の重量が３５０ｋｇの場合、エリアＦでは、図２に示すシリンダ８の供給圧は
１．９ｋｇｆ／ｃｍ２である。エリアＦからエリアＧに移動する過程で、図２の斜線部分を通過してエリアＧに移動する。よって、図６のフロー図のように、最適なシリンダ８の供給圧を演算し、エアーがシリンダ８に供給される。エリアＧでは、シリンダ８の供給圧は２．０ｋｇｆ／ｃｍ２となる。斜線部分を通過する時は、シリンダ８の供給圧は徐々に変化する。シリンダ８の供給圧を一気に切替えると、ギクシャクした動きになるから、徐々に変化させる制御である。

【0024】

荷役物が３５０ｋｇの場合で従来と本発明の操作力を比較する。エリアＦでは、従来のシリンダ８の供給圧が一定の場合はエリアＦ７．９ｋｇｆ、エリアＧ５．２ｋｇｆを必要としていた。本発明のシリンダ８の供給圧をエリア毎と重量に合わせて可変させた場合はエリアＦ３．９ｋｇｆ、エリアＧ３．８ｋｇｆとなり、水平の操作力が少なくなり、作業者は快適な操作が可能になる。特に、エリアＡの操作力を比較すると、顕著である。鉄製のアームは、荷役物が重くなるほどアームが撓みやすくなるが、本発明で、アームが水平に流れなくなる。

【0025】

実施例１では、シリンダ８とスプリング９の両方を用いるが、スプリング９を用いずシリンダ８単体の構成も良い。しかし、シリンダ８とスプリング９の両方を用いることで、シリンダ単体の構成よりエアー供給量を削減でき省エネである。また、万が一、エアーの急激な排出というトラブルが起きたとしても、スプリングでアームの挙動を抑えることができる。

【符号の説明】

【0026】

１ 台座
２ 荷役物運搬機
３ 第１アーム
４ 第２アーム
５ 昇降機構
６ 旋回台
７ 本体
８ シリンダ
９ スプリング
１０ マス
１１ 演算
１２ 演算
１３ 演算
１４ 演算
１５ 演算
２１ 台座
２２ 荷役物運搬機
２３ 第１アーム
２４ 第２アーム
２５ 昇降機構
２６ 旋回台
２７ 本体
２８ シリンダ
２９ スプリング
３０ マス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】