特開 2022-139270 電動グラブ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022139270

(43)【公開日】2022-09-26

(54)【発明の名称】電動グラブ装置

(51)【国際特許分類】

   B66C 3/02 20060101AFI20220915BHJP

   B66C 13/16 20060101ALI20220915BHJP

【ＦＩ】

B66C3/02 F

B66C13/16 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021039568

(22)【出願日】2021-03-11

(71)【出願人】

【識別番号】000154598

【氏名又は名称】株式会社福島製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000800

【氏名又は名称】特許業務法人創成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大和田 直

【テーマコード（参考）】

3F004

【Ｆターム（参考）】

3F004AA02

3F004AB08

3F004AB14

3F004AC03

3F004AC04

3F004AG06

3F004EA35

3F004PB09

(57)【要約】

【課題】不要な追い掴み動作を回避できるグラブ装置を提供する。
【解決手段】電動グラブ装置１は、クレーン２に接続されるガーダ３と、ガーダ３に対して回動自在に設けられた複数のバケット４と、各バケット４に回動自在に連結されたスライドバー５と、スライドバー５を移動させて各バケット４を回動させるボールネジ６と、ボールネジ６を駆動することにより、各バケット４を開駆動及び閉駆動するサーボモータ７と、サーボモータ７の駆動を制御するモータ制御部１６とを備える。モータ制御部１６は、閉駆動に際し、サーボモータ７をトルク制御で駆動する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

クレーンに接続されるガーダと、
前記ガーダに対して回動自在に設けられた複数のバケットと、
各バケットに回動自在に連結されたリンク部材と、
前記リンク部材を移動させて各バケットを回動させるボールネジと、
前記ボールネジを駆動することにより、各バケットを開方向に駆動して開く開駆動及び該開駆動後に各バケットを閉方向に回動して対象物を掴む閉駆動を行うサーボモータと、
前記サーボモータの駆動を制御するモータ制御部とを備え、
前記モータ制御部は、前記閉駆動に際し、前記サーボモータをトルク制御で駆動するものであることを特徴とする電動グラブ装置。

【請求項2】

前記モータ制御部は、
前記バケットによる所望の掴み量に対応する値が入力される所望量入力部と、
前記所望量入力部に入力された値に基づいて前記開駆動による前記バケットの開き量を設定する開き量設定部とを備え、
前記開駆動に際しては、前記開き量設定部により設定された前記開き量となるように前記サーボモータを駆動するものであることを特徴とする請求項１に記載の電動グラブ装置。

【請求項3】

前記モータ制御部は、
前記バケットが対象物を掴んで前記ガーダが前記クレーンで吊り下げられたときの電動グラブ装置の重量を計測する重量計測部を備え、
前記開き量設定部は、前記所望量入力部に入力された値に加え、前記重量計測部により計測された重量に基づいて該バケットの前記開駆動による開き量を設定するものであることを特徴とする請求項２に記載の電動グラブ装置。

【請求項4】

前記モータ制御部は、
前記バケットによる所望の掴み量に対応する値が入力される所望量入力部と、
前記バケットが対象物を掴んで前記ガーダがクレーンにより吊り上げられたときの電動グラブ装置の重量を計測する重量計測部と、
前記重量計測部により計測された重量が前記所望量入力部により入力された値に対応する重量となるまで、前記バケットが一定の開閉範囲内で開閉を繰り返すように前記サーボモータを制御する開閉繰返し部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の電動グラブ装置。

【請求項5】

前記ボールネジは、前記ガーダにより上下方向に沿って回転自在に支持され、
前記リンク部材は、該リンク部材の中央部に設けられて前記ボールネジと螺合するボールネジナットを介して上下方向に移動されるスライドバーにより構成され、
前記ボールネジの上端部は前記サーボモータの回転軸に連結され、
各バケットは、支点軸を介して前記ガーダにより回動自在に設けられるとともに、該支点軸よりも基端側において力点軸を介して前記スライドバーに回動自在に連結されることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の電動グラブ装置。

【請求項6】

前記リンク部材、前記ボールネジ、及び前記サーボモータは、前記バケット毎に設けられ、前記モータ制御部は、各サーボモータを個別に制御するものであることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の電動グラブ装置。

【請求項7】

前記ボールネジは、ロッド部を進退駆動させるボールネジシリンダを構成し、
前記リンク部材は、前記ロッド部により構成され、
前記ボールネジシリンダ及び前記サーボモータは、各バケット毎に設けられ、
前記ボールネジシリンダの基端部は、対応する前記サーボモータとともに前記ガーダにより回動自在に支持され、
各バケットは、支点軸を介して前記ガーダにより回動自在に支持されるとともに、該支点軸よりも先端側において力点軸を介して前記ロッド部の先端部に回動自在に連結されることを特徴とする請求項６に記載の電動グラブ装置。

【請求項8】

前記モータ制御部は、前記対象物を掴まない空運転で前記閉駆動を行う場合の前記サーボモータの負荷を測定する負荷測定部を備えることを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の電動グラブ装置。

【請求項9】

前記モータ制御部は、前記サーボモータの負荷率を測定し、表示する負荷率表示部を備えることを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の電動グラブ装置。

【請求項10】

前記バケットは、網目又は格子状の部分を有するものであり、前記モータ制御部は、前記バケットが前記クレーンにより吊り上げられたときに該バケットが振動するように前記サーボモータを制御するバケット振動部を備えることを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載の電動グラブ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バケットをサーボモータにより開閉駆動する電動グラブ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、クレーンにより吊持されたセンタフレームと、センタフレームに開閉自在に軸支された一対のバケットと、これを開閉駆動する液圧シリンダと、液圧発生機構及び発生液圧を液圧シリンダに供給して伸縮作動を制御する制御機構を有する液圧装置とを備える液圧グラブ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１の液圧グラブ装置では、液圧シリンダのストロークを検出するセンサを液圧シリンダに設け、センサで検出した液圧シリンダのストローク情報からバケットの開閉度を演算する演算部と、演算部で演算されたバケットの開閉度を表示する表示部とを備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平９－１５６８７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１の液圧グラブ装置のように液圧シリンダで開閉駆動するグラブ装置では、対象物を掴むとき、バケットが閉駆動されて圧力スイッチがオン状態となることによりバケットが閉じられたと判定される。

【0006】

この後、グラブ装置をクレーンで吊り下げるときに、対象物の落下を防止するために、さらにバケットを閉方向に駆動するように液圧シリンダに負荷を付与する追い掴み動作が行われる。この追い掴み動作は、対象物の落下の有無に関係なく行われるので、動力を無駄に使用している場合がある。

【0007】

本発明の目的は、かかる従来技術の課題に鑑み、不要な追い掴み動作を回避できるグラブ装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の電動グラブ装置は、クレーンに接続されるガーダと、前記ガーダに対して回動自在に設けられた複数のバケットと、各バケットに回動自在に連結されたリンク部材と、

【0009】

前記リンク部材を移動させて各バケットを回動させるボールネジと、前記ボールネジを駆動することにより、各バケットを開方向に駆動して開く開駆動及び該開駆動後に各バケットを閉方向に回動して対象物を掴む閉駆動を行うサーボモータと、前記サーボモータの駆動を制御するモータ制御部とを備え、前記モータ制御部は、前記閉駆動に際し、前記サーボモータをトルク制御で駆動するものであることを特徴とする。

【0010】

本発明によれば、モータ制御部が対象物を掴むためにバケットを閉駆動するとき、サーボモータがトルク制御で駆動されるので、サーボモータの発生トルクが、設定されたトルク範囲内で一定水準に保持される。

【0011】

この間に、バケットの間に対象物が挟まり、設定されたトルク範囲内ではバケットをそれ以上閉方向に駆動できなくなった場合には、サーボモータは、回転を停止するが、一定のトルクをバケットに対し閉方向に付与し続ける。この後、ガーダがクレーンにより上昇され、挟まっていた対象物が落下した場合には、サーボモータは設定トルク範囲内でバケットを閉方向に駆動できるようになるので、サーボモータは追加的にバケットを閉駆動する。すなわち、自動的に追い掴みが行われる。

【0012】

一方、閉駆動時に対象物がバケットの間に挟まることがなかった場合には、サーボモータは、そのまま、バケットを閉位置まで駆動し、閉方向の一定トルクを付与し続けたまま、クレーンにより上昇される。この場合、上記のような追い掴みは行われない。

【0013】

このようにして閉駆動が完了した後、クレーンは、ガーダをバケットが開くべき位置（対象物を放出する位置）まで搬送することができる。したがって、従来の油圧式グラブ装置の場合のように、対象物がバケットの間に挟まるか否かにかかわらず常に追い掴みを行うということはないので、不要な追い掴み動作を回避し、これに要する動力も節減することができる。

【0014】

また、本発明の電動グラブ装置では、油圧式グラブ装置の場合とは異なり、油圧ポンプによらずにサーボモータでグラブが駆動される。このため、油圧ポンプのエアの吸い込み防止のために傾くことがかなり制限される油圧式グラブ装置の場合よりも、傾くことが制限される度合いが少なくて済む。

【0015】

また、油圧式グラブ装置の場合には、油圧が高温になった場合には停止されるが、本発明の電動グラブ装置の場合には、このような停止原因は存在しない。また、油圧式グラブ装置の場合には、油が漏洩するおそれがあるが、本発明の電動グラブ装置の場合には、このような事態は生じない。

【0016】

本発明において、前記モータ制御部は、前記バケットによる所望の掴み量に対応する値が入力される所望量入力部と、前記所望量入力部に入力された値に基づいて前記開駆動による前記バケットの開き量を設定する開き量設定部とを備え、前記開駆動に際しては、前記開き量設定部により設定された前記開き量となるように前記サーボモータを駆動するものであってもよい。

【0017】

これによれば、所望量入力部に所望の掴み量に対応する値を入力することにより、これに対応する開き量となるようにバケットを開き、対象物を所望の掴み量で掴むことができる。例えば、大きめのバケットを採用し、掴み量が多い場合には、より少ない掴み量に対応する値を入力して所望の掴み量が得られるようにすることができる。

【0018】

この場合、前記モータ制御部は、前記バケットが対象物を掴んで前記ガーダが前記クレーンで吊り下げられたときの電動グラブ装置の重量を計測する重量計測部を備え、前記開き量設定部は、前記所望量入力部に入力された値に加え、前記重量計測部により計測された重量に基づいて該バケットの前記開駆動による開き量を設定するものであってもよい。

【0019】

これによれば、重量計測部により計測された重量はバケットによる対象物の実際の掴み量に対応しているので、この実際の掴み量を参照することにより、開き量設定部は、所望量入力部により入力された値に対して、より正確に対応するバケットの開き量を設定することができる。

【0020】

本発明において、前記モータ制御部は、前記バケットによる所望の掴み量に対応する値が入力される所望量入力部と、前記バケットが対象物を掴んで前記ガーダがクレーンにより吊り上げられたときの電動グラブ装置の重量を計測する重量計測部と、前記重量計測部により計測された重量が前記所望量入力部により入力された値に対応する重量となるまで、前記バケットが一定の開閉範囲内で開閉を繰り返すように前記サーボモータを制御する開閉繰返し部とを備えてもよい。

【0021】

これによれば、バケットによる所望の掴み量に対応する値を所望量入力部で入力することにより、開閉繰返し部が、この入力された値に対応する重量となるまで、バケットが一定の開閉範囲内で開閉を繰り返すようにサーボモータが制御されるので、所望の掴み量で対象物を速やかに掴むことができる。

【0022】

本発明において、前記ボールネジは、前記ガーダにより上下方向に沿って回転自在に支持され、前記リンク部材は、該リンク部材の中央部に設けられて前記ボールネジと螺合するボールネジナットを介して上下方向に移動されるスライドバーにより構成され、前記ボールネジの上端部は前記サーボモータの回転軸に連結され、各バケットは、支点軸を介して前記ガーダにより回動自在に設けられるとともに、該支点軸よりも基端側において力点軸を介して前記スライドバーに回動自在に連結されていてもよい。

【0023】

これによれば、サーボモータがボールネジを一方向又は他方向に回転させると、スライドバーが上方又は下方に移動し、力点軸を介して各バケットに対して支点軸の周りで閉方向又は開方向に回動する力を付与する。したがって、モータ制御部は、サーボモータを制御することにより、各バケットを閉駆動又は開駆動することができる。

【0024】

本発明において、前記リンク部材、前記ボールネジ、及び前記サーボモータは、前記バケット毎に設けられ、前記モータ制御部は、各サーボモータを個別に制御するものであってもよい。

【0025】

これによれば、バケット毎にリンク部材、ボールネジ、及びサーボモータが設けられるので、各バケットを異なるタイミングや、同期したタイミングで駆動することができる。このため、バケットの動作パターンを増大させ、オペレータによる電動グラブ装置の操作の自由度を向上させることができる。また、各バケットを同期させて駆動することにより、油圧式グラブ装置の場合のように、負荷の小さいバケットから順番に駆動するといった不都合を回避することができる。

【0026】

この場合、前記ボールネジは、ロッド部を進退駆動させるボールネジシリンダを構成し、前記リンク部材は、前記ロッド部により構成され、前記ボールネジシリンダ及び前記サーボモータは、各バケット毎に設けられ、前記ボールネジシリンダの基端部は、対応する前記サーボモータとともに前記ガーダにより回動自在に支持され、各バケットは、支点軸を介して前記ガーダにより回動自在に支持されるとともに、該支点軸よりも先端側において力点軸を介して前記ロッド部の先端部に回動自在に連結されてもよい。

【0027】

これによれば、各バケットに対応するサーボモータでボールネジシリンダを駆動することにより、各バケットを個別に又は同時に駆動することができる。したがって、角部に残っている対象物を、該角部に位置するバケットのみを駆動することにより、かき取ることができる。

【0028】

本発明において、前記モータ制御部は、前記対象物を掴まない空運転で前記閉駆動を行う場合の前記サーボモータの負荷を測定する負荷測定部を備えてもよい。これによれば、負荷測定部により測定される負荷（負荷トルク）に基づき、電動グラブ装置を構成する各部品の破損や交換時期を予測することができる。

【0029】

本発明において、前記モータ制御部は、前記サーボモータの負荷率を測定し、表示する負荷率表示部を備えてもよい。これによれば、負荷率表示部が表示するサーボモータの負荷率を参照することによって、電動グラブ装置の経年劣化の確認や、予知保全（劣化状態を把握又は予知して部品を交換・修理する保全方法）が可能になる。

【0030】

本発明において、前記バケットは、網目又は格子状の部分を有するものであり、前記モータ制御部は、前記バケットが前記クレーンにより吊り上げられたときに該バケットが振動するように前記サーボモータを制御するバケット振動部を備えてもよい。

【0031】

これによれば、バケット振動部でバケットを振動させることにより、バケット内に残った対象物中の灰をバケットの網目から振るい落としたり、バケット内の大・小粒子が混在した対象物から小粒子のみをバケットの網目から振るい落として粒子をサイズにより選別したりすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】本発明の一実施形態に係る電動グラブ装置の断面図である。

【図2】図１の電動グラブ装置の制御部の構成を示すブロック図である。

【図3】図１の電動グラブ装置における固定モード処理による動作を示すフローチャートである。

【図4】図１の電動グラブ装置における自動調整モードＡ処理による動作を示すフローチャートである。

【図5】図１の電動グラブ装置における自動調整モードＢ処理による動作を示すフローチャートである。

【図6】本発明の別の実施形態に係る電動グラブ装置の断面図である。

【図7】電動グラブ装置が負荷測定部を備える場合の該負荷測定部による測定例を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電動グラブ装置を示す。

【0034】

図１に示すように、この電動グラブ装置１は、クレーン２に接続されるガーダ３と、ガーダ３に対して回動自在に設けられた複数のバケット４と、各バケット４に回動自在に連結されたリンク部材としてのスライドバー５と、スライドバー５を移動させるボールネジ６と、ボールネジ６を駆動することにより、対象物を掴む前にバケット４を開方向に駆動して開く開駆動及び該開駆動後にバケット４を閉じて対象物を掴む閉駆動を行うサーボモータ７と、装置各部の動作を制御する制御部８（図２参照）とを備える。

【0035】

サーボモータ７は、電磁ブレーキ付きのものであり、ガーダ３に固定される。ボールネジ６は、ガーダ３により上下方向に沿って回転自在に支持される。すなわち、ボールネジ６の下端部及び上端部は、ガーダ３に固定されたベアリング９及びベアリング１０により、それぞれラジアル方向に支持される。ボールネジ６の上端は、カップリング１１により、サーボモータ７の回転軸に連結される。

【0036】

スライドバー５は、その中心部に、ボールネジ６と螺合するボールネジナット１２が設けられ、ボールネジ６により昇降される。各バケット４は、ガーダ３により、支点軸１３の周りで開位置と閉位置との間で回動し得るように支持される。図１においては、閉位置に位置する各バケット４が実線で示されており、開位置に位置する各バケット４は２点鎖線で示されている。

【0037】

各バケット４の支点軸１３よりも先端側と反対側の端部は、力点軸１４を介して回動し得るようにスライドバー５に連結される。すなわち、バケット４は、ボールネジ６によるスライドバー５の昇降に応じて開閉駆動するように構成される。なお、バケット４は、図１では２つが表示されているが、２つに限らず、３以上であってもよい。

【0038】

図２は、制御部８の構成を示す。制御部８は、マイクロコンピュータや、メモリ、プログラムなどによって構成される。図２に示すように、制御部８は、クレーン２の駆動を制御するクレーン制御部１５と、サーボモータ７の駆動を制御するモータ制御部１６とを備える。

【0039】

モータ制御部１６は、バケット４の閉駆動に際し、サーボモータ７をトルク制御で駆動する。すなわち、サーボモータ７は、その出力トルクを検出し、この検出値を、サーボモータ７を駆動するための電流指令にフィードバックすることによって、出力トルクが一定値に保持される。

【0040】

モータ制御部１６は、バケット４による所望の掴み量に対応する値が入力される所望量入力部１７と、所望量入力部１７に入力された値に基づいてバケット４の開駆動による開き量を設定する開き量設定部１８とを備える。所望量入力部１７に入力される所望の掴み量に対応する値としては、例えば、バケット４の開駆動による開き量や、掴む対象物の重量、体積が該当する。

【0041】

モータ制御部１６は、開駆動に際しては、開き量設定部１８により設定された開き量となるようにサーボモータ７を駆動する。所望量入力部１７への掴み量に対応する値の入力は、例えば、キーボードやタブレット等の入力装置１９により行われる。

【0042】

また、モータ制御部１６は、バケット４が対象物を掴んでガーダ３がクレーン２により吊り上げられたときの電動グラブ装置１の重量を計測する重量計測部２０を備える。この場合、開き量設定部１８は、所望量入力部１７により入力された値に加え、重量計測部２０により計測された重量に基づいてバケット４の開駆動による開き量を設定するものであってもよい。

【0043】

また、モータ制御部１６は、重量計測部２０により計測される重量が所望量入力部１７により入力された値に対応する重量となるまで、バケット４が一定の開閉範囲内で開閉を繰り返すようにサーボモータ７を制御する開閉繰返し部２１を備えてもよい。

【0044】

図３は、制御部８による制御処理の一例として、固定モード処理を示す。ただし、処理の開始前に、電動グラブ装置１は、クレーン２によって対象物の上方に位置付けられている。処理を開始すると、ステップＳ１において、制御部８は、所望量入力部１７により、入力装置１９からのバケット４による所望の掴み量に対応する値の入力を受け入れる。

【0045】

次に、ステップＳ２において、開き量設定部１８により、所望量入力部１７に入力された値に基づいて開駆動によるバケット４の開き量を設定する。

【0046】

次に、ステップＳ３において、開き量設定部１８により設定された開き量となるように、バケット４をサーボモータ７で駆動する。

【0047】

次に、ステップＳ４において、クレーン制御部１５により、クレーン２でガーダ３を下降させ、バケット４を対象物上に位置付ける。

【0048】

次に、ステップＳ５において、モータ制御部１６により、サーボモータ７をトルク制御で駆動し、バケット４を閉方向に駆動させ、対象物を掴む。このとき、各バケット４の間に対象物が挟まり、設定されたトルク範囲内ではバケット４をそれ以上閉方向に駆動できなくなった場合には、サーボモータ７は、回転を停止するが、閉方向の一定のトルクをバケットに付与し続ける。

【0049】

次に、ステップＳ６において、クレーン制御部１５により、クレーン２でガーダ３を上昇させ、対象物を掴んだバケット４を引き上げる。このとき、挟まっていた対象物が落下した場合には、サーボモータ７は設定トルク範囲内でバケット４を閉方向に駆動できるようになるので、サーボモータ７は追加的にバケット４を閉駆動する。すなわち、自動的に追い掴みが行われる。

【0050】

一方、ステップＳ５の閉駆動時に対象物がバケット４の間に挟まることがなかった場合には、サーボモータ７は、そのまま、バケット４を閉位置（図１の実線で示されるバケット４の位置）まで駆動し、閉方向の一定トルクを付与し続けたまま、クレーン２により上昇される。この場合、上記のような追い掴みは行われない。

【0051】

次に、ステップＳ７において、クレーン制御部１５により、クレーン２でガーダ３を、掴んだ対象物を排出する位置まで搬送する。

【0052】

次に、ステップＳ８において、モータ制御部１６により、サーボモータ７でバケット４を開駆動及び閉駆動する。これにより、掴んだ対象物が排出される。

【0053】

これにより、制御部８の固定モードによる処理が完了する。なお、ステップＳ５で掴んだ対象物の量が多いと感じた場合には、次に図３の固定モード処理を行う際に、ステップＳ１で入力する所望の掴み量に対応する値を少なく設定することにより、掴み量の最適化を図ることができる。

【0054】

例えば、通常の開き量による掴み量が１０ｍ³のバケット４を採用し、掴み量が多すぎれば、ステップＳ１で入力する値を、９ｍ³や８ｍ³の掴み量に対応する値とすることにより、掴み量を最適化することができる。

【0055】

図４は、制御部８による処理の別の例として、自動調整モードＡ処理を示す。ただし、処理の開始前に、電動グラブ装置１は、クレーン２によって対象物の上方に位置付けられている。処理を開始すると、ステップＳ１１～Ｓ１６までは、図３の固定モード処理におけるステップＳ１～Ｓ６までと同様の処理が行われる。

【0056】

次に、ステップＳ１７において、クレーン２により吊り下げているガーダ３以下の重量を重量計測部２０により計測する。この計測は、クレーン２に設けられたロードメータを用いて行うことができる。

【0057】

次に、ステップＳ１８において、ステップＳ１７で計測した計測値が適切かどうかを判定する。この判定は、該計測値と、ステップＳ１１で入力された所望の掴み量に対応する値に対応する重量とを比較し、該計測値が該重量の所定範囲内にあれば、適切と判定される。

【0058】

ステップＳ１８において適切と判定された場合には、ステップＳ１９において、クレーン制御部１５により、クレーン２でガーダ３を、ステップＳ１５で掴んだ対象物を排出する位置まで搬送する。

【0059】

次に、ステップＳ２０において、モータ制御部１６により、サーボモータ７でバケット４を開閉駆動する。これにより、ステップＳ１５で掴んだ対象物が排出され、図４の自動調整Ａ処理が終了する。

【0060】

一方、ステップＳ１８において適切ではないと判定された場合には、ステップＳ１２に戻り、開き量設定部１８により、所望量入力部１７に入力された値に基づいて開駆動によるバケット４の開き量を設定する。ただし、この場合には、所望量入力部１７により入力された値に加え、重量計測部２０により計測された重量に基づいて、バケット４の開駆動による開き量が設定される。

【0061】

すなわち、所望量入力部１７により入力された値に対応する対象物の重量と重量計測部２０により計測された重量に対応する対象物の重量とを比較し、後者が前者に近づくように、開き量が再度設定される。

【0062】

次に、ステップＳ１３～Ｓ１８までの処理が行われ、ステップＳ１８において適切と判定された場合には、上記と同様にステップＳ１９、Ｓ２０の処理が行われ、図４の自動調整Ａ処理が終了する。すなわち、ステップＳ１２～Ｓ１８の処理は、ステップＳ１８において適切と判定されまで繰り返し行われる。

【0063】

なお、ステップＳ１８の処理を、ステップＳ２０の後に移動し、対象物の排出毎に、ステップＳ１２におけるバケット４の開き量の設定をし直すようにしてもよい。

【0064】

図５は、制御部８による処理のさらに別の例として、自動調整モードＢ処理を示す。ただし、処理の開始前に、電動グラブ装置１は、クレーン２によって対象物の上方に位置付けられている。処理を開始すると、ステップＳ２１～Ｓ２７までは、図４の自動調整モードＢ処理におけるステップＳ１１～Ｓ１７までと同様の処理が行われる。

【0065】

次に、ステップＳ２８において、ステップＳ２７で計測した計測値が適切かどうかを判定する。この判定では、該計測値と、ステップＳ２１で入力された所望の掴み量に対応する値に対応する重量とを比較し、該計測値が該重量の所定範囲内にあれば、適切と判定される。

【0066】

ステップＳ２８において適切と判定された場合には、ステップＳ３０において、クレーン制御部１５により、クレーン２でガーダ３を、ステップＳ２５で掴んだ対象物を排出する位置まで搬送する。

【0067】

次に、ステップＳ３１において、モータ制御部１６により、サーボモータ７でバケット４を開閉駆動する。これにより、ステップＳ１５で掴んだ対象物が排出され、図５の自動調整処理が終了する。

【0068】

一方、ステップＳ２８において適切ではないと判定された場合には、ステップＳ２９においてバケット４を一定の開閉範囲内で開閉し、ステップＳ２７に戻る。一定の開閉範囲は、バケット４が掴んでいる対象物の一部が落下してステップＳ２７で計測される計測値が適切な量だけ減少するように設定される。

【0069】

ステップＳ２７～Ｓ２９の処理は、ステップＳ２８においてステップＳ２７で計測した計測値が適切であると判定されるまで繰り返される開閉繰返し部２１を構成する。ステップＳ２８において適切であると判定された場合には、上述のようにステップＳ３０、Ｓ３１の処理が行われ、図５の自動調整Ｂ処理が終了する。

【0070】

以上のように、本実施形態によれば、閉駆動時にバケット４の間に対象物が挟まらなかった場合には、クレーン２で上昇されるときに追い掴みが行われないので、不要な追い掴み動作を回避し、これに要する動力を節減することができる。また、サーボモータ７でバケット４が駆動されるので、油圧式グラブ装置の場合に比べて、油圧ポンプのエアの吸い込み防止のために傾くことが制限される度合いが少なくて済む。

【0071】

また、本実施形態によれば、油圧式グラブ装置の場合のように、油圧が高温になって停止したり、油圧用の油が漏洩したりするおそれがないので、電動グラブ装置１の稼働を向上させることができる。

【0072】

また、図３の固定モード処理によれば、所望量入力部１７に所望の掴み量に対応する値を入力することにより、これに対応する開き量となるようにバケット４を開き、対象物を所望の掴み量で掴むことができる。

【0073】

また、図４の自動調整モードＡ処理によれば、所望量入力部１７に入力された値に加え、重量計測部２０で計測された重量に基づいて、開き量設定部１８により、バケット４の開駆動による開き量が設定されるので、対象物を自動的に所望の掴み量で掴むことができる。

【0074】

また、図５の自動調整モードＢ処理によれば、重量計測部２０により計測された重量が所望量入力部１７により入力された値に対応する重量となるまで、開閉繰返し部２１によりバケット４が一定の開閉範囲内で開閉を繰り返すので、対象物を所望の掴み量でより速やかに掴むことができる。

【0075】

図６は、別の実施形態に係る電動グラブ装置を示す。図６に示すように、この電動グラブ装置１ｂは、クレーン２に接続されるガーダ３ｂと、ガーダ３ｂに対して回動自在に設けられた複数のバケット４ｂと、各バケット４ｂを個別に駆動するバケット４ｂ毎のボールネジシリンダ２２と、各ボールネジシリンダ２２を個別に駆動するボールネジシリンダ２２毎のサーボモータ７ｂと、装置各部の動作を制御する制御部とを備える。

【0076】

ボールネジシリンダ２２の基端部は、対応するサーボモータ７ｂとともにガーダ３ｂにより回動自在に支持される。各バケット４ｂは、ガーダ３ｂにより、支点軸１３ｂの周りで開位置と閉位置との間で回動し得るように支持される。

【0077】

各バケット４ｂの支点軸１３ｂよりも先端側でかつ外側には、対応するボールネジシリンダ２２の進退駆動されるロッド部２３の先端部が力点軸１４ｂを介して回動し得るように連結される。すなわち、ロッド部２３は、本発明におけるリンク部材として機能する。

【0078】

したがって、各サーボモータ７ｂは、対応するボールネジシリンダ２２により、対応するバケット４ｂを個別に開閉駆動することができる。なお、バケット４ｂは、図６では２つが表示されているが、２つに限らず、３以上であってもよい。その場合、各バケット４ｂ毎に、これを駆動するボールネジシリンダ２２とサーボモータ７ｂが設けられる。

【0079】

電動グラブ装置１ｂの制御部は、モータ制御部が各サーボモータ７ｂを個別に駆動制御すること以外は、電動グラブ装置１の図２の制御部８と同様のクレーン制御部及びモータ制御部を備え、上述図３の固定モード処理、図４の自動調整モードＡ処理、及び自動調整モードＢ処理を行う。

【0080】

本実施形態によれば、バケット４ｂ毎にボールネジシリンダ２２とサーボモータ７ｂが設けられ、バケット４ｂ毎に個別に、又は全バケット４ｂを同期させて駆動することができるので、バケット４ｂの動作パターンを増大させ、オペレータによる電動グラブ装置１ｂの操作の自由度を向上させることができる。

【0081】

例えば、角部に残っている対象物を、該角部に位置するバケット４ｂのみを駆動することにより、かき取ることができる。また、各バケット４ｂを同期させて駆動することにより、油圧式のグラブ装置の場合のように、負荷の小さいバケット４ｂから順番に駆動するといった不都合を回避することができる。

【0082】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、バケット４が網目又は格子状の部分を有するものである場合、バケット４が対象物を掴んでガーダ３がクレーン２により吊り上げられたときにバケット４が振動するようにサーボモータ７を制御するバケット振動部を備えてもよい。

【0083】

これによれば、バケット振動部でバケットを振動させることにより、バケット内に残った対象物中の灰をバケットの網目から振るい落としたり、バケット内の大・小粒子が混在した対象物から小粒子のみをバケットの網目から振るい落として粒子をサイズにより選別したりすることができる。

【0084】

また、モータ制御部１６は、対象物を掴まない空運転で閉駆動を行う場合のサーボモータ７の負荷を測定する負荷測定部を備えてもよい。これによれば、負荷測定部により測定される負荷（負荷トルク）に基づき、電動グラブ装置１を構成する各部品の破損や交換時期を予測することができる。

【0085】

例えば、図７は、負荷測定部により測定されるサーボモータ７の負荷の測定例を示すグラフである。横軸は、バケット４の開位置から閉位置まで閉駆動を行うときの経過時間であり、縦軸は、サーボモータ７の負荷である。破線で示される範囲Ｔは、許容し得る負荷の範囲である。グラフ曲線Ｇは、時間経過に対する負荷の変動を示す。

【0086】

空運転で閉駆動を行ったとき、負荷測定部により負荷を測定した結果、グラフ曲線Ｇで示されるような負荷の変動が測定されたとすれば、グラフ曲線Ｇ中の１点鎖線で囲った部分がサーボモータ７の負荷の許容範囲Ｔを逸脱している。このことから、ボールネジ６などの破損が疑われ、ボールネジ６などの部品の交換時期であることがわかる。

【0087】

また、モータ制御部１６は、サーボモータ７の負荷率を測定し、表示する負荷率表示部を備えてもよい。これによれば、負荷率表示部が表示するサーボモータの負荷率を参照することによって、電動グラブ装置の経年劣化の確認や、予知保全（劣化状態を把握又は予知して部品を交換・修理する保全方法）が可能になる。

【0088】

また、グラブは、バケットグラブに限らず、クシ歯グラブであってもよい。

【符号の説明】

【0089】

１、１ｂ…電動グラブ装置、２…クレーン、３、３ｂ…ガーダ、４、４ｂ…バケット、５…スライドバー、６…ボールネジ、７…サーボモータ、８…制御部、９…ベアリング、１０…ベアリング、１１…カップリング、１２…ボールネジナット、１３…支点軸、１４…力点軸、１５…クレーン制御部、１６…モータ制御部、１７…所望量入力部、１８…開き量設定部、１９…入力装置、２０…重量計測部、２１…開閉繰返し部、２２…ボールネジシリンダ、２３…ロッド部、Ｔ…許容範囲、Ｇ…グラフ曲線。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】