特開 2022-85503 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】P2022085503

(43)【公開日】2022-06-08

(54)【発明の名称】グラブ装置

(51)【国際特許分類】

   B66C 3/18 20060101AFI20220601BHJP

   B66C 3/02 20060101ALI20220601BHJP

【ＦＩ】

B66C3/18

B66C3/02 F

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020197227

(22)【出願日】2020-11-27

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2021-04-07

(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】加藤 章一

【テーマコード（参考）】

3F004

【Ｆターム（参考）】

3F004PA08

3F004PB09

3F004PC30

(57)【要約】

【課題】爪に生じる衝撃や振動に起因する不具合を回避できるグラブ装置を提供する。
【解決手段】グラブ装置１は、ガーダ２に回動自在に支持されたねじ軸３でナット４を上下動するボールねじ５と、ガーダ２に対して上端が回動軸を介して連結され、各下端側が開閉し得るように構成された複数の爪７と、上端がナット４に連結され、下端が爪に連結された連結部材８と、ガーダ２に設けられたサーボモータ９と、サーボモータ９の回転軸に設けられた駆動プーリ１０とねじ軸３に設けられた従動プーリ１１との間に掛けられたタイミングベルト１２と、タイミングベルト１２に作用するロスタテンショナ１３とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガーダと、
上下方向に延在し、前記ガーダに回動自在に支持されたねじ軸と、該ねじ軸により上下動されるナットとを有するボールねじと、
前記ガーダに対して各上端が回動軸を介して回動自在に連結され、該回動軸を中心とする回動により各下端側が相互に開閉し得るように構成された複数の爪と、
上端が前記ナットに回動自在に連結され、下端が前記爪における前記回動軸と前記下端側との間に回動自在に連結され、該ナットの上下動に応じて前記複数の爪を開閉させる爪毎の連結部材と、
前記ガーダに設けられたサーボモータと、
前記サーボモータの回転軸に設けられた駆動プーリと、
前記ねじ軸に設けられた従動プーリと、
前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に掛けられたタイミングベルトと、
前記タイミングベルトに作用するロスタテンショナとを備えることを特徴とするグラブ装置。

【請求項2】

前記ガーダは、
底板及び天板と、
前記底板と前記天板とを接続し、上下方向に延びた複数の柱状部材と、
各連結部材との干渉を回避しつつ前記複数の柱状部材の外側を囲うようにして前記底板から前記天板に至るカバーとを備え、
前記サーボモータ、駆動プーリ、前記タイミングベルト、前記従動プーリ、及び前記ボールねじは前記カバー内に位置し、
前記連結部材の上端及び下端はそれぞれ前記カバーの内側及び外側に位置し、
前記爪及び前記回動軸は前記カバーの外側に位置することを特徴とする請求項１に記載のグラブ装置。

【請求項3】

前記サーボモータは、回転軸が上下方向に延在するようにして、前記柱状部材のうちの１つの内側に沿って配置されることを特徴とする請求項２に記載のグラブ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、グラブ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、グラブ装置として、装置本体により支持されたねじ軸によって上下動されるナットを有するボールねじと、装置本体に対して各上端が回動軸を介して回動自在に連結された複数の把持部材と、上端が前記ナットに回動自在に連結され、下端が前記把持部材における前記上端の回動軸と下端側との間に回動自在に連結された把持部材毎の連結部材とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１のグラブ装置では、ねじ軸をモータで減速歯車機構を介して回転させることにより前記ナットを上下動させ、複数の把持部材を開閉させるようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】実開昭６１－５９２７６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のグラブ装置によれば、把持部材が対象物を把持するときに把持部材に加えられる衝撃や振動がねじ軸を介して減速歯車機構やモータに伝達され、不具合の原因になる恐れがある。

【0006】

本発明の目的は、かかる従来技術の課題に鑑み、把持部材に生じる衝撃や振動に起因する不具合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】

【0007】

本発明のグラブ装置は、
ガーダと、
上下方向に延在し、前記ガーダに回動自在に支持されたねじ軸と、該ねじ軸により上下動されるナットとを有するボールねじと、
前記ガーダに対して各上端が回動軸を介して回動自在に連結され、該回動軸を中心とする回動により各下端側が相互に開閉し得るように構成された複数の爪と、
上端が前記ナットに回動自在に連結され、下端が前記爪における前記回動軸と前記下端側との間に回動自在に連結され、該ナットの上下動に応じて前記複数の爪を開閉させる爪毎の連結部材と、
前記ガーダに設けられたサーボモータと、
前記サーボモータの回転軸に設けられた駆動プーリと、
前記ねじ軸に設けられた従動プーリと、
前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に掛けられたタイミングベルトと、
前記タイミングベルトに作用するロスタテンショナとを備えることを特徴とする。

【0008】

本発明によれば、サーボモータにより、駆動プーリ、タイミングベルト、及び従動プーリを介してねじ軸が回転され、ボールねじのナットが上下動する。これにより、各連結部材を介して各爪が開閉動作を行う。

【0009】

この開閉動作に際して、対象物を把持・解放するときに各爪に生じる振動や衝撃が、サーボモータからボールねじに至る動力伝達系に伝達する。しかし、この動力伝達系は、駆動プーリ、タイミングベルト、及び従動プーリを用いて構成され、かつタイミングベルトにはロスタテンショナが作用するので、生じた振動は、動力伝達系において適切に減衰され、吸収される。これにより、爪に生じる衝撃や振動に起因する装置の不具合を回避することができる。

【0010】

本発明において、
前記ガーダは、
底板及び天板と、
前記底板と前記天板とを接続し、上下方向に延びた複数の柱状部材と、
各連結部材との干渉を回避しつつ前記複数の柱状部材の外側を囲うようにして前記底板から前記天板に至るカバーとを備え、
前記サーボモータ、駆動プーリ、前記タイミングベルト、前記従動プーリ、及び前記ボールねじは前記カバー内に位置し、
前記連結部材の上端及び下端はそれぞれ前記カバーの内側及び外側に位置し、
前記爪及び前記回動軸は前記カバーの外側に位置するのが好ましい。

【0011】

これによれば、サーボモータからボールねじに至る動力伝達系がカバー内に位置するので、塵埃などが動力伝達系に悪影響を及ぼすのを防止することができる。

【0012】

本発明において、前記サーボモータは、回転軸が上下方向に延在するようにして前記柱状部材のうちの１つの内側に沿って配置されるのが好ましい。これによれば、カバー内に動力伝達系をコンパクトに配置することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態に係るグラブ装置の要部を示す正面図である。

【図2】図１のグラブ装置の平面図である。

【図3】図１のＡ－Ａ線断面図である。

【図4】図１のＢ－Ｂ線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

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グラブ装置を示す。図１に示すように、このグラブ装置１は、ガーダ２と、上下方向に延在し、ガーダ２に回動自在に支持されたねじ軸３と、ねじ軸３により上下動されるナット４とを有するボールねじ５とを備える。

【0015】

ガーダ２に対しては、各上端が回動軸６を介して回動自在に連結された４本の爪７が設けられる。４本の爪７は、回動軸６を中心とする回動により下端側が相互に開閉し得るように構成される。なお、図１では、４本の爪７のうち、左右の２本を表示し、前後の２本の表示は省略している。

【0016】

ナット４と各爪７との間には、上端がナット４に回動自在に連結され、下端が爪７の上端の回動軸６と下端側との間に回動自在に連結された連結部材８が設けられる。連結部材８は、ナット４の上下動により４本の爪７が開閉するように、爪７毎に設けられる。連結部材８の上端のナット４への連結は、連結軸８ａを介して行われる。連結部材８の下端の爪７への連結は、連結軸８ｂを介して行われる。

【0017】

また、グラブ装置１は、ガーダ２に設けられたサーボモータ９と、サーボモータ９の回転軸に設けられた駆動プーリ１０と、ねじ軸３に設けられた従動プーリ１１と、駆動プーリ１０と従動プーリ１１との間に掛けられたタイミングベルト１２と、タイミングベルト１２に作用するロスタテンショナ１３とを備える。

【0018】

ロスタテンショナ１３は、タイミングベルト１２のテンションを調整するとともに、衝撃発生時にタイミングベルト１２に生じる撓みや振動に追従する機能を有する。サーボモータ９の回転軸と、駆動プーリ１０との間には、該回転軸の回転を減速して駆動プーリ１０に伝達する減速機１４が介在する。

【0019】

ガーダ２は、正方形状の底板１５及び円板状の天板１６と、底板１５と天板１６とを接続し、上下方向に平行に延びた４本の柱状部材１７とを備える。天板１６には、クレーンでグラブ装置１を吊り下げるための吊下げ材１９が設けられる。

【0020】

図２は、グラブ装置１を上方から見た様子を示す。図４は、図１のＢ－Ｂ線断面図である。図２、図４に示すように、ガーダ２には、各連結部材８との干渉を回避しつつ複数の柱状部材１７の外側を囲うようにして底板１５から天板１６に至るカバー１８（図１では図示していない）が設けられる。また、ナット４を上下方向に案内するガイドロッド４ａ（図１では図示していない）が設けられる。

【0021】

図３は、図１のＡ－Ａ線断面図である。図３に示すように、天板１６近傍の４本の柱状部材１７に囲まれた領域には、これらの柱状部材１７に四隅が固定され、天板１６に平行な板面を有する取付ブラケット２０が設けられる。

【0022】

図１に示すように、ねじ軸３は、底板１５及び天板１６の中心を結ぶ線上に位置する。ねじ軸３の上端側は、取付ブラケット２０により軸受け２１を介して支持される。ねじ軸３の下端側は、底板１５により、荷重を受ける軸受け２２を介して支持される。

【0023】

柱状部材１７としては、Ｈ型鋼を用いることができる。４本の柱状部材１７の下端は、正方形状の底板１５のほぼ四隅に位置する。４本の柱状部材１７のうちの１本の柱状部材１７ａは、それを構成するＨ型鋼の一方の面がねじ軸３の方を向くように配置される。

【0024】

各爪７の回動軸６は、各隣り合う柱状部材１７の中間部分において底板１５に固定された片持ブラケット２３により、それぞれ正方形状の底板１５の該正方形の各辺に平行となるように、かつ底板１５の外側に位置するように支持される。したがって、４つの爪７及び４つの連結部材８は、ねじ軸３及びナット４とともに、ねじ軸３の中心線を通り、相互に直交する２つの面に沿って駆動する４つのリンク機構を構成する。

【0025】

駆動プーリ１０及び従動プーリ１１は、取付ブラケット２０と天板１６との間に配置される。サーボモータ９、駆動プーリ１０、タイミングベルト１２、従動プーリ１１、及びボールねじ５は、カバー１８の内側に位置する。各連結部材８の上端及び下端の連結軸８ａ、８ｂは、それぞれカバー１８の内側及び外側に位置する。爪７及び回動軸６は、カバー１８の外側に位置する。

【0026】

サーボモータ９は、その回転軸が上下方向に延在するようにして、一方の面がねじ軸３の方を向いた柱状部材１７ａの該一方の面に沿って配置される。

【0027】

この構成において、図１のように４本の爪７が閉じた状態において、サーボモータ９を所定量回転させることにより、４本の爪７を、図１中の二点鎖線で示されるような開状態に移行させることができる。

【0028】

すなわち、サーボモータ９を一方向に回転させると、駆動プーリ１０、タイミングベルト１２及び従動プーリ１１を介してねじ軸３が回転される。これにより、ナット４が上昇し、各連結部材８の上端を上方に引き上げる。これに伴い、各連結部材８の下端が各回動軸６を中心として、各爪７とともに上方に回動し、４つの爪７の下端側が相互に離れてゆく。

【0029】

サーボモータ９の回転量が所定量に達すると、図１において２点鎖線で示されるように、４つの爪７が、例えば閉状態から７５°程度回動した開状態となる。

【0030】

この後、サーボモータ９を逆方向に所定量回転させることにより、４つの爪７を逆方向に回動させ、図１の実線で示した閉状態に遷移させ、対象物を掴むことができる。

【0031】

このようにして爪７の開閉を繰り返して対象物の把持及び解放を繰り返す際に、サーボモータ９が発生するトルクを制限しておくことにより、対象物が４つの爪７の間に挟まった場合には、自動的にサーボモータ９を停止させることができる。

【0032】

この場合、クレーンを上昇させることにより、挟まっている対象物が落下した場合には、再度サーボモータ９による閉動作が、４つの爪７の回動位置に対応する位置信号を検出しながら行われる。そして、位置信号が、４つの爪７が図１のような閉状態に達したことを示したとき、サーボモータ９は停止される。

【0033】

この場合、サーボモータ９の制御部は、４つの爪７が確実に閉状態となっていることを位置信号に基づいて認識できるので、いわゆる追い掴みを実行する必要はない。追い掴みとは、油圧でグラブ装置を駆動する場合に行われる動作であり、クレーンを上昇させた後にさらに行われる閉動作である。

【0034】

なお、上記閉状態としては、４つの爪７の先端のうちの対向するもの同士が、相互に若干、例えば２００ｍｍ程度離れた状態を採用してもよい。

【0035】

このような開閉動作に際して、対象物を把持・解放するときに各爪７に生じる振動や衝撃が、底板１５や連結部材８を介して、サーボモータ９からボールねじ５に至る動力伝達系に伝達し、グラブ装置１の不具合の原因になる恐れがある。

【0036】

しかし、この動力伝達系は、駆動プーリ１０、タイミングベルト１２、及び従動プーリ１１を用いて構成され、さらにタイミングベルト１２にはロスタテンショナ１３が作用している。このため、生じた振動や衝撃は、動力伝達系において適切に減衰され、吸収される。したがって、爪７に生じる衝撃や振動によりグラブ装置１に不具合が生じることは回避される。

【0037】

以上のように、本発明によれば、サーボモータ９からボールねじ５に至る動力伝達系に、タイミングベルト１２やこれに作用するロスタテンショナ１３を用いているので、爪７に生じる衝撃や振動によりグラブ装置１に不具合が生じるのを回避することができる。

【0038】

また、サーボモータ９からボールねじ５に至る動力伝達系がカバー１８内に位置するので、塵埃などが動力伝達系に悪影響を及ぼすのを防止することができる。

【0039】

また、サーボモータ９は、その回転軸が上下方向に延在するようにして柱状部材１７ａの内側の面に沿って配置されるので、カバー１８内に駆動系をコンパクトに配置することができる。

【0040】

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、グラブ装置は、クシ歯グラブに限らず、バケットグラブであってもよい。

【符号の説明】

【0041】

１…グラブ装置、２…ガーダ、３…ねじ軸、４…ナット、４ａ…ガイドロッド、５…ボールねじ、６…回動軸、７…爪、８…連結部材、８ａ、８ｂ…連結軸、９…サーボモータ、１０…駆動プーリ、１１…従動プーリ、１２…タイミングベルト、１３…ロスタテンショナ、１４…減速機、１５…底板、１６…天板、１７、１７ａ…柱状部材、１８…カバー、１９…吊下げ材、２０…取付ブラケット、２１…軸受け、２２…軸受け、２３…片持ブラケット。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】