特許 7059113 荷役物運搬機の旋回アシスト装置

(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】

(24)【登録日】2022-04-15

(45)【発行日】2022-04-25

(54)【発明の名称】荷役物運搬機の旋回アシスト装置

(51)【国際特許分類】

   B66F 19/00 20060101AFI20220418BHJP

【ＦＩ】

B66F19/00 J

B66F19/00 K

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018105855

(22)【出願日】2018-06-01

(65)【公開番号】P2019210078

(43)【公開日】2019-12-12

【審査請求日】2021-04-19

(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】原 弘晃

(72)【発明者】

【氏名】村上 真司

【審査官】今野 聖一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－２３８２５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２５６３６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２１３４４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－３０１６９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１６５４００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３１４２９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６６Ｆ １９／００ － １９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アシストスイッチとアシスト駆動部とアシストタイマーとアーム先端位置検出器と荷役物重量検出器を備え、旋回の動き出しをアシストする荷役物運搬機の旋回アシスト装置において、前記アシストタイマーのアシスト時間はアーム先端位置が旋回内側から旋回外側に向けて段階的に長く設定又は演算し、前記アシスト駆動部のシリンダへの供給空気圧は荷役物重量がゼロから定格重量になるにつれて段階的に高く設定又は演算し、旋回の動き出しの速度とアシスト距離を常に夫々ほぼ同じに制御する制御部を有することを特徴とする荷役物運搬機の旋回アシスト装置。

【請求項2】

前記制御部は、アーム先端位置を検出するステップと、荷役物重量を検出するステップと、アシストタイマーのアシスト時間を演算するステップと、アシスト駆動部への供給空気圧を演算するステップと、アシスト駆動部を駆動させるステップを有することを特徴とする請求項１記載の荷役物運搬機の旋回アシスト装置。

【請求項3】

前記アシスト駆動部は、キャリパーを有し、前記キャリパーにはピストンとパッドを有したことを特徴とする請求項１記載の荷役物運搬機の旋回アシスト装置。

【請求項4】

前記旋回アシスト装置は、旋回一時ブレーキスイッチを備え、旋回アシストの機能と旋回一時ブレーキを兼用したことを特徴とする請求項３記載の荷役物運搬機の旋回アシスト装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業者がアーム先端の操作部で昇降操作する荷役物運搬機において、旋回時の動き出しのアシスト（助力）装置に関するものである。特に、動き出しだけのアシストであり、一旦動き出したら、その後は作業者の力で旋回させる。

【背景技術】

【0002】

従来は、重量が重い荷役物を搬送させる荷役物運搬機には、旋回アシスト装置や旋回駆動装置があった。特許文献１では、力センサなどを用いているので、制御が複雑で高価なものとなっていた。そして、旋回時には常に駆動状態であり、作業者の力の入れ具体でアシスト量が変わるので、旋回操作の制御が難しいという不具合点があった。特許文献１は、旋回駆動装置であった。

【0003】

特許文献２では、旋回操作の出だしのみをアシストしている。出だしで旋回をアシストすれば、作業者がさほど力を必要とせず、動き出す。動き出したら作業者の力で十分である。旋回アシスト用シリンダの動作は約１秒で、また、旋回アシスト用シリンダへ供給される空気圧は常に一定であった。よって、アームの先端が旋回中心から一番遠い外側でも、一番近い内側でも、荷役物を把持していても、荷役物を把持していなくても、旋回アシスト用シリンダのアシスト時間と空気圧は一定であった。しかしながら、アシスト時間と空気圧が一定であることは、アームの先端の位置や荷役物重量によりアシスト速度やアシスト距離が変化してしまい、作業者はスムースに旋回作業ができないという不具合があった。例えば、３００ｋｇの荷役物を、アーム先端位置が半径２０００ｍｍと半径５００ｍｍの位置で旋回する速度を比較すると、半径５００ｍｍの方がアシストされる速度は早くなり、アシスト距離も長くなる。また、アーム先端位置が半径１０００ｍｍの位置で、荷役物を吊り上げていない無負荷状態と３００ｋｇの荷役物を把持している負荷状態を比較すると、無負荷状態の方がアシストの速度は早くなり、アシスト距離も長くなる。半径５００ｍｍで無負荷の状態と、半径２０００ｍｍで３００ｋｇの荷役物の負荷状態を比較すると、半径５００ｍｍで無負荷の状態の方がアシストの速度が速くなり、アシスト距離も長くなる。このように、アームの位置と荷役物の重量の違いにより、アシストされる速度とアシスト距離が違い、作業者は旋回作業がやり辛いという不具合点があった。

【0004】

また、特許文献２では、押し付け用シリンダで、ライニング材をリングに押し付けるが、ライニング材とリングとの接地面積が狭く、ライニング材の摩耗が早かったり、ライニング材とリングが滑ってしまう不具合点があった。

【0005】

特許文献３では、アーム先端の位置のセンシングを行い、また、荷役物の重量をセンシングして、アーム先端の位置と荷役物の重量の値を基に演算し水平バランスの制御で使用していた。しかしながら、特許文献３は、アームの水平バランス装置で常にバランスさせる制御であり、また、旋回の作業を制御するのもではなかった。

【文献】特開平７－１６５４００号公報

【文献】特開２００７－２３８２５４号公報

【文献】特開２０１３－２５６３６２号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

解決しようとする問題点は、アーム先端位置や荷役物重量の違いで、旋回の動き出しの速度とアシスト距離の差が大きく、旋回アシストの操作感覚が区区となり使いにくいという点である。また、パッド（特許文献２ではライニング材）とディスク（特許文献２ではリング）が滑りやすく、パッドの摩耗が早い点である。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、アーム先端位置に応じてアシストタイマーの時間を可変させ、また、荷役物重量に応じてアシスト駆動部への供給空気圧を可変させ、アシスト駆動部でアームの旋回に一瞬（実施例では０．７秒から１．２）駆動をかけることが最も主要な特徴とする。補足すると、旋回開始の出だしの数秒をアシスト駆動部で駆動させ、一旦動き出したら作業者の力で旋回させる。

【発明の効果】

【0008】

本発明の旋回アシスト装置は、アームの先端位置や荷役物重量に係らず、常に同じぐらいの旋回の動き出しの速度とアシスト距離となり、作業しやすいという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本発明の実施例の荷役物運搬機の総体図である。（実施例１）

【図2】図２は、操作部の上面図である。（実施例１）

【図3】図３は、アシスト駆動部の側面図である。（実施例１）

【図4】図４は、アシスト駆動部の上面図である。（実施例１）

【図5】図５は、アシスト駆動部の上面図である。（実施例１）

【図6】図６は、アシスト駆動部の上面図である。（実施例１）

【図7】図７は、アシスト駆動部の上面図である。（実施例１）

【図8】図８は、荷役物運搬機の平面エリア図である。（実施例１）

【図9】図９は、平面エリアとアシスト時間の表である。（実施例１）

【図10】図１０は、制御のステップである。（実施例１）

【発明を実施するための形態】

【0010】

アーム先端位置に応じてアシストタイマーのアシスト時間を設定し、また、荷役物重量に応じてアシスト駆動部への供給空気圧を可変させ、アシスト駆動部でアームの旋回に一瞬（実施例では０．７秒から１．２）駆動をかけることで、常に同じぐらいの旋回の動き出しの速度とアシスト距離となり、旋回操作しやすい作業を実現した。

【実施例1】

【0011】

図１は、荷役物運搬機の総体図である。台座１に旋回台２が取付けられている。旋回台２に荷役物運搬機３が取付けられている。アシスト駆動部４が、荷役物運搬機３に固定されいる。アーム５の先端には操作部６を備えており、また、吊り具７を介して荷役物８を吊っている。アーム５には、アーム先端位置検出器９を備え、アーム５の二か所の角度を検出しアーム５の先端位置を検出する。荷役物運搬機３には、荷役物重量検出器１０と制御部１１が内蔵されている。制御部１１はアシストタイマー（図示せず）や後述するステップを制御する。昇降の駆動源が電気モータの場合は、電力量を検出し荷役物重量を測定する。作業者１２は、操作部６で荷役物運搬機３を操作して、３次元に荷役物８を移動させることができる。

【0012】

図２は、操作部の上面図である。作業者がグリップ２１を把持する。右旋回用のアシストスイッチ２２と左旋回用のアシストスイッチ２３を備えている。右旋回用のアシストスイッチ２２で、後述するシリンダ３２とキャリパー３３が駆動し、アーム５は右に旋回する。左旋回用のアシストスイッチ２３で、後述するシリンダ３２とキャリパー３３が駆動し、アーム５は左に旋回する。旋回の流れを一時的に停止させる旋回一時ブレーキの旋回一時ブレーキスイッチ２４を備えている。昇降操作のレバーは省略している。

【0013】

図３は、アシスト駆動部の側面図である。荷役物運搬機３にステー３１を介して、シリンダ３２が固着されている。キャリパー３３は、ステー３１にスライドが可能に配設されている。シリンダ３２のロッド３４の先端にキャリパー３３が支承されている。ディスク３５が旋回台２の固定側に固着されている。キャリパー３３にはパッド３６とピストン３７が内蔵されている。ピストン３７は空気圧で制御され、ピストン３７が駆動することによりパッド３６がディスク３５を挟持する。旋回アシスト装置は、アシストスイッチ２２・２３と旋回一時ブレーキスイッチ２４とアシスト駆動部４と制御部１１とアーム先端位置検出器９と荷役物重量検出器１０とディスク３５で構成されている。

【0014】

図４は、アシスト駆動部の上面図である。荷役物運搬機３とステー３１は図示していない。
ディスク３５が旋回台２の固定側に固着されている。キャリパー３３にはパッド３６とピストン３７が内蔵されいる。ピストン（図示せず）は空気圧で制御され、ピストン（図示せず）が駆動することによりパッド３６がディスク３５を挟持する。シリンダ３２には、ロッド３８を備えている。ロッド３４の先端には、キャリパー３３が支承されている。ロッド３４とシリンダ３４の位置関係では、旋回動作をする時のロッド３４の原位置となる。キャリパー３３とディスク３５の位置関係を保持する治具は省略している。説明用にディスクの印３８と、印３９が示してある。印３８は固定点であり動きはない。印３９はアーム５の方向を示しており、アーム５の位置を印３９で示している。

【0015】

図５は、アシスト駆動部の上面図である。符号は、図４と同様である。図４の状態から、アーム５が右に旋回した状態である。印３９とシリンダ３２が右に旋回している。図４の状態から、ロッド３４がシリンダ３２から伸長している。キャリパー３３は図４と同じ位置である。また、パッド３６がディスク３５を挟持した状態、又は、パッド３６がディスク３５を挟持状態から離間した瞬間である。

【0016】

図６は、アシスト駆動部の上面図である。符号は、図４と同様である。図４の状態から、アーム５が左に旋回した状態である。印３９とシリンダ３２が左に旋回している。図４の状態から、ロッド３４がシリンダ３２内に縮退している。キャリパー３３は図４と同じ位置である。また、パッド３６がディスク３５を挟持した状態、又は、パッド３６がディスク３５を挟持状態から離間した瞬間である。

【0017】

図７は、荷役物運搬機の平面エリア図である。荷役物運搬機の旋回台２を中心にアーム５の先端がエリアＡ４１・Ｂ４２・Ｃ４３・Ｄ４４の範囲内で移動できる。中心のエリアは、死角でありアーム５の先端は移動できない。エリアＡ４１・Ｂ４２・Ｃ４３・Ｄ４４は、アーム先端位置検出器９で検出する。

【0018】

図８は、平面エリアとアシスト時間の表である。アシスト駆動部４のシリンダを駆動させる時間と各平面エリアの関係である。アーム先端位置検出器９によりアーム５の先端の位置を検出できるので、エリアを設定できる。設定したエリアＡ４１では０．７秒、エリアＢ４２では１．０秒、エリアＣ４３では１．１秒、エリアＤ４４では１．２秒である。各秒数は事前に設定してある。また、４つのエリアとしているが、エリア数を限定するものではない。また、位置を検出し、アシストタイマーのアシスト時間を瞬時に演算することも可能である。アシストタイマーのアシスト時間はアーム先端位置が旋回内側から旋回外側に向けて段階的に長く設定又は演算する。

【0019】

図９は、荷役物重量とアシスト駆動部の供給空気圧の表である。アシスト駆動部４のシリンダ３２を駆動させる供給空気圧と荷役物重量の関係である。荷役物重量検出器１０により荷役物８の重量を検出できるので、その重量に応じて供給空気圧を設定する。設定した供給空気圧は、荷役物重量が０ｋｇ～５０ｋｇ未満の場合に０．２０ＭＰａ、５０ｋｇ～１００ｋｇ未満の場合に０．２５ＭＰａ、１００ｋｇ～１５０ｋｇ未満の場合に０．３５ＭＰａ、１５０ｋｇ～２００ｋｇの場合に０．４５ＭＰａである。各供給空気圧は事前に設定してある。また、４つの重量帯としているが、重量帯の数を限定するものではない。また、荷役物重量を検出し、供給空気圧を瞬時に演算することも可能である。アシスト駆動部４への供給空気圧は荷役物重量がゼロから定格重量になるにつれて段階的に高く設定又は演算する。

【0020】

図１0は、制御のステップである。アーム先端位置を検出するステップ５１と、荷役物重量を検出するステップ５２と、アシストタイマーのアシスト時間を演算するステップ５３と、アシスト駆動部への供給空気圧を演算するステップ５４と、アシスト駆動部を駆動させるステップ５５を制御部は有している。演算とは、予め設定した数値を読み込むことも含んでいる。アーム先端位置を検出するステップ５１ではアーム５の先端位置を検出する。荷役物重量を検出するステップ５２は、荷役物重量を検出する。アシストタイマーのアシスト時間を演算するステップ５３は、アーム５の先端位置によりシリンダ３２への空気圧供給時間であるアシスト時間を演算する。同時に、ピストン３７を駆動させパッド３６を離間させるタイミングも演算する。アシスト駆動部４への供給空気圧を演算するステップ５４は、荷役物重量を荷役物重量検出器１０の検出値に応じてアシスト駆動部４への供給空気圧を演算する。アシスト駆動部４を駆動させるステップ５５は、アシストタイマーのアシスト時間を演算するステップ５３とアシスト駆動部４への供給空気圧を演算するステップ５４の演算結果に応じてシリンダ３２とピストン３７を駆動させる。演算とは、予め設定した数値を読み込むことも含んでいる。

【0021】

右旋回を説明する。図４の状態から、アシストスイッチ２２を把持すると、ピストン３７が駆動しパッド３６でディスク３５を挟持する。次に、図８の様にアーム５先端のエリアＡ～Ｄに応じてアシスト時間が決定する。また、図９の様に荷役物重量に応じてシリンダ３２への供給空気圧が決定する。アシスト時間と供給空気圧によりシリンダ３２が伸長することで、アーム５が右に旋回する。アシスト時間が終了すると同時にピストン３７が駆動しパッド３６がディスク３５から離間する。パッド３６がディスク３５から離間した瞬間が図５である。制御は、図１０の様に行われる。一連の動作により、アーム５先端位置や荷役物重量に係らず、旋回の動き出しの速度とアシスト距離を常に夫々ほぼ同じに制御する。旋回アシストが完了すると、シリンダは縮退しシリンダは原位置に戻る。アーム５は旋回の出だしのアシストをするので、その先の旋回は作業者が行うが、出だしのアシストがされているのでさほど力を必要としない。原位置は図４のロッドの位置で図５と図６の中間位置となっているが、ロッドを最も縮退した位置を原位置としても良い。その場合、右旋回は、原位置にてパッドでディスクを挟持して、その後にロッドを伸長させる。

【0022】

左旋回を説明する。図４の状態から、アシストスイッチ２３を把持すると、ピストン３７が駆動しパッド３３でディスク３５を挟持する。次に、図８の様にアーム５のエリアＡ～Ｄに応じてアシスト時間が決定する。また、図９の様に荷役物重量に応じてシリンダ３２への供給空気圧が決定する。アシスト時間と供給空気圧によりシリンダ３２が縮退することで、アーム５が左に旋回する。アシスト時間が終了すると同時にピストン３７が駆動しパッド３６がディスク３５から離間する。パッド３６がディスク３５から離間した瞬間が図６である。制御は、図１０の様に行われる。一連の動作により、アーム５先端位置や荷役物重量に係らず、旋回の動き出しの速度とアシスト距離を常に夫々ほぼ同じに制御する。旋回アシストが完了すると、ロッド３４は伸長しロッド３４は原位置に戻る。アーム５は旋回の出だしのアシストをするので、その先の旋回は作業者が行うが、出だしのアシストがされているのでさほど力を必要としない。原位置は図４のロッド３４の位置で図５と図６の中間位置となっているが、ロッド３４を最も縮退した位置を原位置としても良い。その場合、左旋回は一旦ロッド３４を伸長させて、その次にパッド３６でディスク３５を挟持して、その後にロッド３４を縮退させる。

【0023】

旋回アシスト装置は、旋回アシストの機能を備えているが、キャリパー３３のパッド３６でディスク３５を挟持する作用で、アーム５の旋回流れを停止させる旋回一時ブレーキの機能も備えており、旋回アシスト装置と旋回一時ブレーキを兼用している。

【符号の説明】

【0024】

１ 台座
２ 旋回台
３ 荷役物運搬機
４ アシスト駆動部
５ アーム
６ 操作部
７ 吊り具
８ 荷役物
９ アーム先端位置検出器
１０ 荷役物重量検出器
１１ 制御部
２１ グリップ
２２ アシストスイッチ
２３ アシストスイッチ
２４ 旋回一時ブレーキスイッチ
３１ ステー
３２ シリンダ
３３ キャリパー
３４ ロッド
３５ ディスク
３６ パッド
３７ ピストン
３８ 印
３９ 印
４１ エリアＡ
４２ エリアＢ
４３ エリアＣ
４４ エリアＤ
５１ アーム先端位置を検出するステップ
５２ 荷役物重量を検出するステップ
５３ アシストタイマーのアシスト時間を演算するステップ
５４ アシスト駆動部への供給空気圧を演算するステップ
５５ アシスト駆動部を駆動するステップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】