JPH11147698A - 荷役移動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 荷役移動装置では、荷をバランスさせるため
の制御が難しく、装置全体の製作コストが高い。また、
荷が荷保持具から外れてしまった場合、保持アームが跳
ね上がってしまう。 【解決手段】 ロードセル２４によって荷２の負荷重量
を常時検出し、この負荷重量に基づいて、変換装置２９
が駆動シリンダ装置８に供給する作動流体２８の制御を
行って荷をバランスさせることにより、荷をバランスさ
せるための制御が容易になり、装置全体の製作コストが
安価で、かつ荷が荷保持具から外れてしまった場合に保
持アームが跳ね上がるのを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、荷を保持して所定
の場所まで移動させるための荷役移動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の荷役移動装置（バランサーともい
う）は、支柱と、この支柱の軸心回りに回動自在に支持
されるとともに支柱の軸心に沿って昇降自在な荷保持用
の保持アームと、この保持アームの先端部に取付けた荷
保持具と、保持アームを駆動させるためのエアシリンダ
装置などの駆動装置と、この駆動装置に負荷するエア圧
を検出するための検出器付き負荷制御装置とを備えてい
る。

【０００３】このような荷役移動装置では、荷保持具に
取付けた荷を所定の位置でバランスさせるために、常時
エア圧を検出器で検出し、その情報を負荷制御装置にフ
ィードバックし、そのエア圧を保持するように、駆動装
置に負荷し続けるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の荷役移動装
置では、検出器で検出したエア圧の情報を負荷制御装置
にフィードバックし、一定のエア圧を駆動装置に負荷し
続けて荷を所定の位置でバランスさせるように構成して
いるので、荷をバランスさせるための制御が難しく、装
置全体の製作コストが高くなってしまっていた。

【０００５】また、上記従来の荷役移動装置では、一定
のエア圧を駆動装置に負荷し続けて荷を所定の位置でバ
ランスさせるように構成しているので、荷が荷保持具か
ら外れてしまった場合には、保持アームに対して過剰な
エア圧が負荷していることになり、従ってその負荷によ
って、保持アームが跳ね上がってしまうことが考えられ
る。

【０００６】さらに、上記従来の荷役移動装置では、一
定のエア圧を駆動装置に負荷し続けて荷を所定の位置で
バランスさせるように構成しているので、バランス状態
から作業者が荷を持ってこれを昇降させようとしても難
しかった。

【０００７】そこで本発明は、上記課題を解決し得る荷
役移動装置の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明における課題解決
手段は、荷を保持して所定の場所まで移動させるため
に、支柱の軸心回りに回動自在かつ昇降自在に支持され
るとともに先端が荷を保持するための保持部とされた荷
保持用の保持アームと、この保持アームを昇降させるた
めの駆動シリンダ装置と、この駆動シリンダ装置に作動
流体を供給するための作動流体供給手段と、前記荷保持
部に保持された荷の重量を電気的な負荷信号として検出
するためのロードセルと、このロードセルが検出した負
荷信号から荷の重量を知りこの荷の重量に対応する作動
流体の圧力を演算して設定するとともに、駆動シリンダ
装置へ供給される作動流体の圧力が、設定した圧力にな
るように作動流体供給手段を制御する制御装置とが設け
られ、ロードセルが保持アームと支柱との間に配置され
ている。

【０００９】上記構成によれば、荷保持部に保持した荷
を、駆動シリンダ装置の駆動により保持アームを介して
上昇させると、ロードセルが荷の重量を電気的な負荷信
号として検出し、制御装置は、この負荷信号から荷の重
量に対応する作動流体の圧力を演算して設定し、また、
制御装置は、作動流体供給手段から駆動シリンダ装置へ
供給される作動流体の圧力が、設定した圧力になるよう
に作動流体供給手段を制御し、これにより荷が吊り合っ
た状態となり、保持アームを支柱の軸心回りに回動する
ことにより、荷を移動させる。

【００１０】また、ロードセルが、保持アームの荷保持
部に設けられ、荷を回動させる際に用いる把手が、保持
アームに取付けられた構成によれば、把手を把持して荷
を移動させる際に、把手を把持する者の力がロードセル
に働くことがないので、制御装置における作動流体供給
手段の制御が安定する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の第一形態
を、図１および図２に基づいて説明する。本発明の実施
の第一形態における荷役移動装置１は、荷２を吸引ある
いは把持などによって保持して所定の場所まで移動させ
るためのもので、基台３に立設された支柱４と、この支
柱４の上部に、その軸心５回りに回動自在に支持される
とともに支柱４の軸心５に沿って昇降自在に構成された
昇降杆部材６と、この昇降杆部材６に取付けられた荷保
持用の保持アーム装置７と、この保持アーム装置７を上
下方向に移動させるための駆動シリンダ装置（例えばエ
アシリンダ装置が用いられる）８とを備えている。

【００１２】前記保持アーム装置７は、昇降杆部材６に
取付けられた基端アーム部９と、この基端アーム部９の
先端に支持された旋回アーム部１０とから構成されてい
る。基端アーム部９は、前記昇降杆部材６に水平ピン１
１を介してそれぞれ鉛直面内で回動可能に取付けられた
一対の支持アーム１５と、これら支持アーム１５の先端
部同士を別の水平ピン１２を介して取付けられた連結部
材１６とからなる平行リンク機構で構成され、前記旋回
アーム部１０は、連結部材１６に複数段で取付けた支持
板１７に挿通された旋回用シャフト１８と、この旋回用
シャフト１８の下端部に取付けられた保持アーム２０
と、旋回用シャフト１８の上端部と保持アーム２０の先
端部を連結する支持杆部材２１とから構成されている。

【００１３】前記保持アーム２０の先端は、荷２を保持
するため把持手段や吸着手段などの荷保持具（図示せ
ず）の取付け部２２とされ、この取付け部２２には、保
持アーム装置７を昇降操作するための操作レバー２３が
取付けられている。

【００１４】また、前記荷保持具に保持された荷２の重
量を、電気的な負荷信号として検出するためのロードセ
ル２４が、支柱４の上部に取付けたブラケット２６を介
して取付けられ、前記駆動シリンダ装置８は、下側の支
持アーム１５とロードセル２４との間に設けられ、駆動
シリンダ装置８のピストンロッド８ａが、水平ピン１５
ａを介して下側の支持アーム１５に回動自在に取付けら
れている。

【００１５】また、図２に示すように、前記駆動シリン
ダ装置８に、これに供給する作動流体（この場合はエ
ア）２８の流れを制御するための制御弁装置（作動流体
供給手段の一例）３１が接続され、前記ロードセル２４
の出力側に、アンプＡおよび後述の制御装置１９が順に
接続され、この制御装置１９は、電気信号の値に応じて
作動流体２８の圧力を変換させるための変換装置２９を
有し、この変換装置２９は、制御装置１９に送信線３０
を介して接続され、変換装置２９には、駆動シリンダ装
置８内の圧力を一定に保持するための操作弁部２９Ａが
具備されている。

【００１６】前記制御装置１９は、ロードセル２４から
出力された負荷信号から荷２の重量を検出して、この荷
２の重量に対応する作動流体２８の圧力を演算し、前記
圧力を保持させるように指示する電気信号を、変換装置
２９に出力する機能を有している。

【００１７】また、制御装置１９の入力側には、ロード
セル２４が検出している荷２以外の負荷量をオフセット
するための操作つまみＴ１と、ロードセル２４の感度を
調整するための感度調整用つまみＴ２とが接続されてい
る。

【００１８】また、制御弁装置３１は、操作用ソレノイ
ド３２付きの４ポート２位置切換弁（以下「第一切換
弁」と称す）３５、操作用ソレノイド３３付きの４ポー
ト３位置切換弁（以下「第二切換弁」と称す）３６、こ
れら第一切換弁３５および第二切換弁３６同士を接続す
る送気管３７、この送気管３７の中間点３８と駆動シリ
ンダ装置８のシリンダ室３９とを接続する接続管４０、
および第一切換弁３５、第二切換弁３６のそれぞれに接
続された空気源４１，４２から構成され、前記変換装置
２９は、第一切換弁３５とその空気源４１を接続する別
の送気管４３の途中に設けられている。

【００１９】上記構成において、初期設定時に操作つま
みＴ１および感度調整用つまみＴ２を操作して、ロード
セル２４が検出してる荷２以外の負荷量をオフセット
し、また、ロードセル２４の感度を調整しておく。

【００２０】そして、作業者が荷保持具で荷２を保持さ
せ（例えば荷２の係止部に荷保持具を係止し）、操作レ
バー２３を上方に操作する。そうすると、制御装置１９
は、操作レバー２３からの操作信号により、操作用ソレ
ノイド３３に駆動信号を出力するとともに第二切換弁３
６の空気源４２の駆動部に駆動信号を出力する。

【００２１】これにより、第二切換弁３６が供給側３６
ａに切り換わり、空気源４２から第二切換弁３６を介し
て駆動シリンダ装置８のシリンダ内に作動流体２８が供
給され、この動作によって駆動シリンダ装置８のピスト
ンロッド８ａが上昇を開始し、これに伴って昇降杆部材
６、保持アーム装置７および荷２が上昇を開始する。

【００２２】このとき制御装置１９は、予め第一切換弁
３５の操作用ソレノイド３２に駆動信号を出力してお
り、これによって第一切換弁３５は供給停止側３５ａに
切り換えられている。

【００２３】その後、荷２が所定の高さまで上昇したこ
とを作業者が確認し、操作レバー２３を中立（バランス
状態）に戻すと、この信号が制御装置１９に出力され
る。そして、制御装置１９は、操作用ソレノイド３３に
駆動信号を出力して、第二切換弁３６を供給停止側３６
ｂに切り換えさせる。これにより、空気源４２からの駆
動シリンダ装置８内への作動流体２８の供給が停止され
る。また一方で制御装置１９は、第一切換弁３５の操作
用ソレノイド３２と空気源４１に駆動信号を出力し、こ
れによって第一切換弁３５を供給側３５ｂに切り換えさ
せる。

【００２４】さらに、制御装置１９は、操作レバー２３
が中立になった時点でロードセル２４が検出する荷２の
負荷信号に基づいて、この荷２を保持するのに必要な駆
動シリンダ装置８内の圧力を演算し、その圧力を保持さ
せるように指示する電気信号を変換装置２９に出力す
る。

【００２５】制御装置１９からの演算結果に基づいて、
駆動シリンダ装置８内が、設定した必要な圧力になるよ
う、変換装置２９の操作弁部２９Ａの位置が操され、空
気源４１からの作動流体２８の流れが制御される。

【００２６】これにより、荷２の重量をキャンセルする
だけの反力が駆動シリンダ装置８にて保持アーム装置７
側に与えられて荷２が吊り合い、荷２は、操作レバー２
３を中立にした時点で、その高さに保持されることにな
る。

【００２７】このように、荷２の重量に対応した反力が
駆動シリンダ装置８によって付与されて吊り合った状態
に保たれるため、作業者が荷２を持ってこれを昇降させ
る動作なども、操作レバー２３を操作することなく自由
にかつ容易に行うことができる。

【００２８】また、荷２が荷保持具から外れてしまっ
て、負荷がゼロになった場合、ロードセル２４が荷２の
負荷がゼロになったことを検出し、負荷（荷２）がない
状態に対応する圧力が、制御装置１９において演算さ
れ、制御装置１９によって、変換装置２９で変換される
作動流体２８の圧力が、負荷がゼロである場合に対応す
る圧力になるように調整される。その結果、作動流体２
８が操作弁部２９Ａから外部へ直ちに放出されるよう、
操作弁部２９Ａの位置が調整される。

【００２９】このように、例えば荷２の移動中に荷２が
荷保持具から外れた場合でも、直ちに駆動シリンダ装置
８内の作動流体２８が放出されるので、保持アーム装置
７がいっきに跳ね上がってしまうといった危険な状態を
回避できる。

【００３０】なお、荷２を所定の場所まで移動させた後
に降ろすには、作業者がまず操作レバー２３を下方に操
作する。そうすると、制御装置１９は、操作用ソレノイ
ド３２に駆動信号を出力して、第一切換弁３５を供給停
止側３５ａに切り換えさせる。また、制御装置１９は、
操作レバー２３からの操作信号により、操作用ソレノイ
ド３３に駆動信号を出力して、第二切換弁３６を抜気側
３６ｃに切り換えさせる。これにより、駆動シリンダ装
置８の作動流体２８が外部へ放出され、ピストンロッド
８ａが下降し、荷２が下降する。

【００３１】そして作業者は、荷２が降りきったのを確
認して荷２を荷保持具から取り外し、例えば作業者が操
作レバー２３を中立の位置に戻すと、この信号が制御装
置１９に出力されて、制御装置１９は、操作用ソレノイ
ド３３に駆動信号を出力し、第二切換弁３６が供給停止
側３６ｂに移動する。

【００３２】このように、本発明の実施の第一形態によ
れば、荷２を保持しながら操作レバー２３を中立にする
と、荷２の荷重がロードセル２４により測定され、荷２
の荷重に応じた圧力が駆動シリンダ装置８に働き、荷２
の荷重と等しい力が駆動シリンダ装置８によって保持ア
ーム装置７に与えられ、荷２の荷重と吊り合ったバラン
ス状態に保持されるため、作業者は、この中立状態にし
たままで荷２の上げ降ろし動作や旋回動作を少ない力で
容易に行うことができる。

【００３３】また、荷２を移動させる際に、ロードセル
２４が測定する荷２の負荷信号が作業状況に応じて変化
した場合でも、直ちに駆動シリンダ装置８内の圧力が荷
２の重量に応じた値に補正されるので、例えば、荷２が
突然外れたような場合であっても、ロードセル２４がこ
れを測定して、制御装置１９が駆動シリンダ装置８内の
作動流体２８を直ちに抜くよう制御するので、保持アー
ム装置７がいっきに跳ね上がってしまうような危険な状
態を回避でき、安全に荷役作業ができる。

【００３４】さらに、ロードセル２４で荷２の重量を測
定し、その負荷量に応じた圧力を駆動シリンダ装置に負
荷させるといった比較的簡単な制御内容であるので、従
来のように、検出器で検出したエア圧の情報を負荷制御
装置にフィードバックし、一定のエア圧を駆動装置に負
荷し続けて荷をバランスさせるような複雑な制御を要す
る構成の場合に比べ、荷２を吊り合わせるための制御も
容易であり、装置全体の製作コストが安価になる。

【００３５】次に、図３および図４に基づいて本発明の
実施の第二形態を説明する。なお、上記実施の第一形態
と同様の機能を有する構成部材については同一の符号を
付し、その説明を省略する。

【００３６】本発明の実施の第二形態に係る荷役移動装
置１は、保持アーム２０の先端部にロードセル２４が取
付けられ、このロードセル２４に、荷２を保持する荷保
持具の取付け部２２が取付けられ、この取付け部２２に
は、保持アーム装置７を昇降操作するための操作レバー
２３が取付けられ、荷２を回動させる際に用いる把手４
５が、保持アーム２０の途中に取付けられたものであ
る。

【００３７】駆動シリンダ装置８は、支柱４の上部に取
付けたブラケット２６と下側の支持アーム１５との間に
配置され、駆動シリンダ装置８のピストンロッド８ａ
が、水平ピン１５ａを介して下側の支持アーム１５に回
動自在に取付けられ、駆動シリンダ装置８の他端は、別
の水平ピン１５ｂを介してブラケット２６に回動自在に
取付けられている。また、前記ロードセル２４の出力側
に接続されたアンプＡには、荷重表示器５０が接続され
ている。

【００３８】上記構成において、荷２を上昇下降、ある
いは中立状態にさせる際の操作レバー２３の操作、この
操作レバー２３の操作に伴う制御装置１９の制御動作
は、上記実施の第一形態と同様であるが、本発明の実施
の第二形態の場合、保持アーム２０の先端部にロードセ
ル２４が取付けられているので、ロードセル２４に保持
アーム２０の重さが働かず、ロードセル２４が検出する
荷重は荷２の負荷にほとんど近い値であって、ロードセ
ル２４がより正確に負荷量を検出でき、従って、装置の
信頼性を向上させることができる。

【００３９】また、荷重表示器５０に現在扱っている荷
２の重量がほぼ正確に表示されるので、荷２の取り扱い
の参考にすることができる。さらに、荷２を回動させる
際には、把手４５を把持して行うが、この把手４５は、
保持アーム２０の途中に取付けられ、ロードセル２４は
保持アーム２０の先端部に取付けられているので、作業
者が把手４５を把持して荷２を移動させるようにすれ
ば、作業者が加える力がロードセル２４に働くことがな
い。つまり、作業者が荷２に手を添えて移動させる場合
には、ロードセル２４が測定する負荷量が、作業者から
の力によって変化して、これに応じて駆動シリンダ装置
に働く圧力が調整され、その結果、作業者の持ち上げ力
や押し下げ力に抗する力が働く虞があるが、上記のよう
に作業者からの力がロードセル２４に働かない構成とす
ることにより、作業者の力に抗する力が働くことがなく
なり、荷２の上げ降ろしなどの荷役移動作業を一層容易
に行うことができ、荷２の吊り合いのために安定した制
御ができる。

【００４０】他の構成および作用効果は、上記実施の第
一形態と同様であるので説明を省略する。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、荷保持用の保持アームを昇降させるための駆動シリ
ンダ装置と、この駆動シリンダ装置に作動流体を供給す
るための作動流体供給手段と、荷保持部に保持された荷
の重量を電気的な負荷信号として検出するためのロード
セルと、このロードセルが検出した負荷信号から荷の重
量を検出して荷の重量に対応する作動流体の圧力を演算
するとともに、作動流体供給手段から駆動シリンダ装置
へ供給する作動流体の圧力が演算した圧力になるよう
に、作動流体供給手段を制御する制御装置とを設けたこ
とにより、ロードセルにより検出された荷重に応じた圧
力を駆動シリンダ装置に働かせ、荷重と等しい力が駆動
シリンダ装置によって保持アームに与えられ、荷重と吊
り合ったバランス状態に保持されるので、作業者は、こ
の中立状態のままで荷の上げ降ろし動作を少ない力で容
易に行うことができる。

【００４２】また、荷が荷保持具から外れてしまって、
荷の重量がゼロになった場合でも、ロードセルが荷の重
量がゼロになったことを検出し、負荷がない状態に対応
する圧力が制御装置で演算され、この演算結果に応じ
て、駆動シリンダ装置内が負荷がゼロの場合に対応する
圧力になるように調整されるので、荷が荷保持具から外
れた場合でも、保持アームがいっきに跳ね上がってしま
うという危険な状態を回避できる。

【００４３】また、負荷量が変化した場合にロードセル
がこれを検出し、その負荷量に応じた圧力が制御装置で
演算され、負荷量に対応した圧力が駆動シリンダ装置に
付与されて吊り合った状態になるので、従来のように、
検出器で検出したエア圧の情報を負荷制御装置にフィー
ドバックし、一定のエア圧を駆動装置に負荷し続けて荷
を所定の位置で荷を吊り合わせるように構成した場合に
比べ、荷を吊り合わせるための制御が容易であり、装置
全体の製作コストが安価になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第一形態を示す荷役移動装置の
斜視図である。

【図２】同じく全体構成を示す概略図である。

【図３】本発明の実施の第二形態を示す荷役移動装置の
斜視図である。

【図４】同じく全体構成を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 荷役移動装置 ２ 荷 ３ 基台 ４ 支柱 ７ 保持アーム装置 ８ 駆動シリンダ装置 １０ 旋回アーム部 １５ 支持アーム １６ 連結部材 ２０ 保持アーム ２３ 操作レバー ２８ 作動流体 ２９ 変換装置 ３１ 制御弁装置 ３５ 第一切換弁 ３６ 第二切換弁 ４１ 空気源 ４２ 空気源

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 荷を保持して所定の場所まで移動させる
   ための荷役移動装置であって、支柱の軸心回りに回動自
   在かつ昇降自在に支持されるとともに先端が荷を保持す
   るための荷保持部とされた荷保持用の保持アームと、こ
   の保持アームを昇降させるための駆動シリンダ装置と、
   この駆動シリンダ装置に作動流体を供給するための作動
   流体供給手段と、前記荷保持部に保持された荷の重量を
   電気的な負荷信号として検出するためのロードセルと、
   このロードセルが検出した負荷信号から荷の重量を知り
   この荷の重量に対応する作動流体の圧力を演算して設定
   するとともに、駆動シリンダ装置へ供給される作動流体
   の圧力が設定した圧力になるように作動流体供給手段を
   制御する制御装置とが設けられたことを特徴とする荷役
   移動装置。
2. 【請求項２】 ロードセルが、保持アームと支柱との間
   に配置されたことを特徴とする請求項１記載の荷役移動
   装置。
3. 【請求項３】 ロードセルが、保持アームの荷保持部に
   設けられたことを特徴とする請求項１記載の荷役移動装
   置。
4. 【請求項４】 荷を回動させる際に用いる把手が、保持
   アームに取付けられたことを特徴とする請求項３記載の
   荷役移動装置。