JP2014019561A - グラブバケット装置及びこれを備えた作業台車 - Google Patents

Abstract

【課題】屋内の瓦礫やゴミなどの不要物の回収に用いることができ、構造及び制御をいずれも複雑化させずに、上下方向位置を極力変化させることなく一対のバケットを開閉させることが可能なグラブバケット装置及びこれを備えた作業台車を提供する。
【解決手段】ベースプレート１３と、ベースプレート１３上に固定されたモータ２３と、ベースプレート１３の上方に位置する支柱１１と、モータ２３の出力により支柱１１の軸方向にベースプレート１３を移動させる昇降機構と、ベースプレート１３の下方で開閉する一対のバケット２１，２１と、モータ２３の出力によりバケット２１，２１に開閉動作を行わせるバケット駆動機構を備え、昇降機構は、モータ２３の出力によりバケット駆動機構と同時に動作して、バケット駆動機構により互いに接近離間するバケット２１，２１の各バケット先端部の上下方向位置変化を抑えるべく、ベースプレート１３を移動させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、荷役作業やゴミ処理作業の現場において使用されるグラブバケット装置及びこれを備えた作業台車に関わり、特に、散乱した瓦礫やゴミなどの不要物の回収に用いるのに好適なグラブバケット装置及びこれを備えた作業台車に関するものである。

従来、上記したようなグラブバケット装置としては、例えば、特許文献１に記載されたものがある。

このグラブバケット装置は、いわゆる複索式のグラブバケット装置であり、クレーンに吊り下げられる上部フレームと、この上部フレームに左右一対のロッドフレームで連結されるレールケースと、このレールケース上において互いに接近離間可能に配置された一対のシェル（バケット）と、上部フレーム及びレールケースの間に配置されてクレーン側における開閉ロープの上げ下げにより昇降する下部フレームと、この下部フレーム及び一対のシェルの間に交差して配置されて下部フレーム及び一対のシェルの双方に軸支される一対の開閉アームを備えている。

このグラブバケット装置では、開閉ロープを巻き上げたり繰り出したりすることで下部フレームを昇降させ、一対の開閉アームを介して下部フレームの昇降動作を一対のシェルに伝達して、この一対のシェルにレールケース上における接近離間動作を行わせるようにしている。

従来において、このような複索式のグラブバケット装置のほかに、一対のシェルに開閉動作を行わせる油圧ポンプやこの油圧ポンプを駆動するため配管系を有する油圧式のグラブバケット装置が知られている。

特開2012-121673号公報

上記したグラブバケット装置において、屋外や専用施設内ではクレーンに吊り下げたりロボットアームの先端に取り付けたりして用いることができるが、例えば、災害時における復旧現場、特に、立ち入りが制限される屋内において散乱した瓦礫やゴミなどの不要物を遠隔操作により回収する場合には、一対のバケットの開閉に際してこの一対のバケットが上下方向に極力動かないようにするために、開閉角度に応じた高さの制御が必要になる。

複索式のグラブバケット装置では、この開閉角度に応じた高さの制御が可能であるが、クレーンに吊り下げて使用する都合上、大半の場合において屋内における不要物の回収には用いることができず、例え用いることができたとしても、ロープの巻き上げ繰り出しを行う複数のドラムを用いる必要があることから、装置構造が複雑化してしまう。

一方、遠隔操作で動作する作業ロボットのアームの先端に取り付けて用いる油圧式のグラブバケット装置も、油圧ポンプやこれを駆動する配管系や電源系が必要であるのに加えて、制御が複雑化することから、複索式のグラブバケット装置と同様に屋内における不要物の回収には使用することが困難であるという問題を有しており、これらの問題を解決することが従来の課題となっていた。

本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、例えば、立ち入りが制限された屋内における瓦礫やゴミなどの不要物の回収に用いることができ、構造及び制御をいずれも複雑化させることなく、そして、上下方向位置を極力変化させることなく一対のバケットを開閉させることが可能であるグラブバケット装置及びこれを備えた作業台車を提供することを目的としている。

本発明の請求項１に係るグラブバケット装置は、ベースプレートと、このベースプレート上に固定されたモータと、前記ベースプレートの上方に位置する該ベースプレートと直交する方向の支柱と、前記モータの出力により前記支柱に対して該支柱の軸方向に前記ベースプレートを移動させる昇降機構と、前記ベースプレートに取り付けられて該ベースプレートの下方で開閉する一対のバケットと、前記モータの出力により前記一対のバケットに開閉動作を行わせるバケット駆動機構を備え、前記昇降機構は、前記モータの出力により前記バケット駆動機構と同時に動作して、該バケット駆動機構の動作により互いに接近離間する前記一対のバケットにおける各バケット先端部の上下方向の位置変化を抑えるべく、前記ベースプレートを前記支柱の軸方向に移動させる構成としたことを特徴としており、この構成のグラブバケット装置を前述した従来の課題を解決するための手段としている。

本発明の請求項２に係るグラブバケット装置において、前記昇降機構及び前記バケット駆動機構は、いずれも送りねじ機構である構成としている。

本発明の請求項３に係るグラブバケット装置は、前記支柱に、前記一対のバケットの開閉動作に伴う各バケット先端部の上下方向の位置変化を吸収する位置ずれ吸収機構が設けられている構成としている。

一方、本発明の請求項４に係る作業台車は、台車本体と、前記台車本体上に設置された支持塔と、前記支持塔に選択的に装着されて、該支持塔回りに回動するアーム又はホイスト用レールを備え、前記アームには、請求項１〜３のいずれかのグラブバケット装置における支柱を鉛直方向に沿わせた状態で保持しつつ該アームに対して水平軸回りに回動可能に連結されたバケット保持アーム部が具備され、前記ホイスト用レールには、請求項１〜３のいずれかのグラブバケット装置における支柱を鉛直方向に沿わせた状態で保持しつつ該ホイスト用レールに対して走行可能に支持されたホイストが具備されている構成としている。

本発明に係るグラブバケット装置では、モータの出力によってバケット駆動機構を動作させて開状態にある一対のバケットに閉じる動作を行わせると、これと同時に昇降機構が動作してベースプレートを支柱の軸方向に移動させる（上昇させる）ので、バケット駆動機構の動作により互いに接近する一対のバケットにおける各バケット先端部の上下方向の移動が少なく抑えられて、例えば、瓦礫やゴミなどの不要物をほとんど漏れなく回収し得ることとなる。

このように、本発明に係るグラブバケット装置では、１台のモータの出力で動作する昇降機構及びバケット駆動機構を用いて、一対のバケットの開閉及びバケット先端部の高さ制御を行うようにしているので、複索式のグラブバケット装置や油圧式のグラブバケット装置と比べて小型軽量化が図られることとなり、例えば、狭隘で且つ立ち入りが制限された作業環境において、瓦礫やゴミなどの不要物を余すことなく回収除去し得ることとなる。

この際、昇降機構及びバケット駆動機構に送りねじ機構を採用すると、大きい減速比が得られることとなって、より一層の小型軽量化が図られることとなる。

また、一対のバケットの開閉動作に伴う各バケット先端部の上下方向の位置変化を吸収する位置ずれ吸収機構を支柱に設けることで、不要物の回収のし残しがほとんどなくなるうえ、グラブバケット装置を、例えば、ロボットのアームに取り付けた場合には、アームに過大な反力がかかるのを回避でき、また、グラブバケット装置をホイストに吊り下げた場合には、吊ワイヤが撓むのを防止することができる。

一方、本発明に係る作業台車では、本発明に係るグラブバケット装置を保持させて狭隘で且つ立ち入りが制限された作業環境に入り込ませることで、瓦礫やゴミなどの不要物の回収除去作業を遠隔操作にて行わせ得ることとなる。

本発明に係るグラブバケット装置では、上記した構成としているので、例えば、立ち入りが制限された屋内における瓦礫やゴミなどの不要物の回収に用いることが可能であり、加えて、構造及び制御をいずれも複雑化させずに、上下方向位置をほぼ一定に保ったまま一対のバケットを開閉させることができるという非常に優れた効果がもたらされる。

本発明の一実施形態に係るグラブバケット装置を取り付けた作業台車の全体斜視説明図である。 図１に示したグラブバケット装置のグラブバケットの縦断面説明図（ａ），側面明図（ｂ）及び昇降機構とバケット駆動機構との駆動力伝達系説明図（ｃ）である。 図１に示したグラブバケット装置のグラブバケットが開閉動作する際のバケット先端部の軌跡説明図である。 本発明の他の実施形態に係る作業台車の全体斜視説明図である。

以下、本発明を図面に基づいて説明する。
図１〜図３は本発明に係るグラブバケット装置の一実施形態を示しており、この実施形態では、グラブバケット装置を作業台車に搭載して使用する場合を例に挙げて説明する。

図１に示すように、この作業台車１は、台車本体２と、この台車本体２に設置された支持塔３と、制御盤４を備えている。支持塔３には、アーム５又は後述するホイスト用レール６が選択的に着脱可能に取り付けられる。

アーム５は、支持塔３回りに回動する水平アーム部５ａと、水平アーム部５ａの先端に水平軸回りに回動可能に連結された回動アーム部５ｂと、回動アーム部５ｂの先端に水平軸回りに回動可能に連結されたバケットアーム部５ｃを具備しており、これらのアーム部５ａ，５ｂ，５ｃは、いずれも制御盤４の指令を受けて動作する。

グラブバケット装置１０は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、基準フランジ１２を介してアーム５のバケットアーム部５ｃに取り付けられる支柱１１と、この支柱１１の下方に位置するベースプレート１３と、このベースプレート１３上に固定されたモータ２３と、このモータ２３の出力によりベースプレート１３を支柱１１の軸方向に移動させる昇降機構と、ベースプレート１３に連結ロッド２２，２２を介して取り付けられてこのベースプレート１３の下方で開閉する一対のバケット２１，２１と、モータ２３の出力により一対のバケット２１，２１に開閉動作を行わせるバケット駆動機構を備えている。

昇降機構は、支柱１１の下端部において中心に固定された昇降用送りねじ１４と、ベースプレート１３に軸受１５ａを介して配置されて昇降用送りねじ１４と螺合する昇降用ナット１５を具備している。

一方、バケット駆動機構は、ベースプレート１３に軸受１８ａを介して配置された開閉用ナット１８と、この開閉用ナット１８と上端部側が螺合する開閉用送りねじ１７を具備している。開閉用送りねじ１７及び開閉用ナット１８は、支柱１１の両側にそれぞれ配置されており、開閉用送りねじ１７，１７の各下端部は一対のバケット２１，２１における連結軸２０の両端部に固定されている。

この場合、昇降機構の昇降用ナット１５には、昇降用スプロケット１６がベースプレート１３の下方に位置するようにして固定され、一方、開閉用ナット１８にも開閉用スプロケット１９がベースプレート１３の下方に位置するようにして固定されている。

そして、モータ２３の出力軸に固定した出力スプロケット２４と、ベースプレート１３の上方に配置した伝達スプロケット２６との間に駆動チェーン２５ａを架け渡すと共に、図２（ｃ）にも示すように、ベースプレート１３の下方に配置されて伝達スプロケット２６と同軸固定された伝達スプロケット２７と、昇降用スプロケット１６と、開閉用スプロケット１９，１９との間に駆動チェーン２５ｂを架け渡すことで、１台のモータ２３の出力で昇降機構及びバケット駆動機構を同時に動作させるようにしている。なお、この実施形態において、昇降用送りねじ１４は開閉用送りねじ１７と逆ねじの関係になっている。

つまり、モータ２３を動作させると、昇降用ナット１５が駆動されてベースプレート１３が支柱１１に対して上下動すると同時に、開閉用ナット１８が駆動されてベースプレート１３に対して開閉用送りねじ１７，１７が昇降し、これにより一対のバケット２１，２１が開閉するようになっている。

この際、図３に示すように、ベースプレート１３の上下動ストロークＬ１に対して、開閉用送りねじ１７，１７（バケット２１，２１の連結軸２０）の昇降ストロークＬ２を適切な値に設定すると、バケット駆動機構の動作により互いに接近離間する一対のバケット２１，２１における各バケット先端部の上下方向位置変化Ｌ３を最小に抑えることができる。

加えて、支柱１１にばね式反力吸収器（位置ずれ吸収機構）２９を設けることで、支柱１１と基準フランジ１２との間において、バケット先端部の上下方向位置変化Ｌ３を吸収するようにしており、これにより、アーム５のバケットアーム部５ｃに過大な反力が負荷されるのを阻止するようにしている。

なお、図２における符号２８は回り止めピンであり、この回り止めピン２８は、ベースプレート１３を摺動可能に貫通している。また、上記したグラブバケット装置１０を作業台車１に搭載して実際に瓦礫処理などを行う場合には、粉塵環境を想定して、図１に示すように、ベースプレート１３の上下をカバー３０で覆って、送りねじ機構等の内部機構を保護することが望ましい。

上記した実施形態に係るグラブバケット装置１０では、モータ２３の出力によりバケット駆動機構を動作させて開状態にある一対のバケット２１，２１に閉じる動作を行わせると、これと同時に昇降機構が動作してベースプレート１３を支柱１１の軸方向に移動させる（上昇させる）ので、バケット駆動機構の動作により互いに接近する一対のバケット２１，２１における各バケット先端部の上下方向位置変化Ｌ３が最小に抑えられて、例えば、瓦礫やゴミなどの不要物をほとんど漏れなく回収し得ることとなる。

このように、この実施形態に係るグラブバケット装置１０では、１台のモータ２３の出力で動作する昇降機構及びバケット駆動機構を用いて、一対のバケット２１，２１の開閉及びバケット先端部の高さ制御を行うようにしているので、複索式のグラブバケット装置や油圧式のグラブバケット装置と比べて小型軽量化が図られることとなり、例えば、狭隘で且つ立ち入りが制限された作業環境において、瓦礫やゴミなどの不要物を余すことなく回収除去し得ることとなる。

また、この実施形態に係るグラブバケット装置１０では、昇降機構及びバケット駆動機構の各機構に送りねじ機構を採用しているので、大きい減速比が得られる分だけより一層の小型軽量化が図られることとなる。

さらに、この実施形態に係るグラブバケット装置１０では、支柱１１にばね式反力吸収器２９を設けているので、不要物の回収のし残しがほとんどなくなるのに加えて、アーム５のバケットアーム部５ｃに過大な反力がかかるのを回避し得ることとなる。

そして、この実施形態に係る作業台車１では、上記グラブバケット装置１０を保持させて狭隘で且つ立ち入りが制限された作業環境に入り込ませることで、瓦礫やゴミなどの不要物の回収除去作業を遠隔操作にて行わせ得ることとなる。

上記した実施形態では、グラブバケット装置１０を作業台車１にアーム５を介して取り付ける場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、図４に示すように、台車本体２の支持塔３に回動支柱６ａ，ホイスト用レール６ｂ，ホイスト６ｃ及びフック６ｄを具備したホイスト装置６を介して取り付けてもよい。

本発明に係るグラブバケット装置及び作業台車の構成は、上記した実施形態の構成に限定されるものではなく、作業台車の支持塔３に、アーム５を介して電動ハンドや掃除機の吸引部や床用ポリッシャを装着することが可能である。

１ 作業台車
２ 台車本体
３ 支持塔
５ アーム
５ｃ バケットアーム部
６ｂ ホイスト用レール
６ｃ ホイスト
１０ グラブバケット装置
１１ 支柱
１３ ベースプレート
１４ 昇降用送りねじ（昇降機構）
１５ 昇降用ナット（昇降機構）
１６ 昇降用スプロケット（昇降機構）
１７ 開閉用送りねじ（バケット駆動機構）
１８ 開閉用ナット（バケット駆動機構）
１９ 開閉用スプロケット（バケット駆動機構）
２１ 一対のバケット
２３ モータ
２９ ばね式反力吸収器（位置ずれ吸収機構）

Claims (4)

1. ベースプレートと、
   このベースプレート上に固定されたモータと、
   前記ベースプレートの上方に位置する該ベースプレートと直交する方向の支柱と、
   前記モータの出力により前記支柱に対して該支柱の軸方向に前記ベースプレートを移動させる昇降機構と、
   前記ベースプレートに取り付けられて該ベースプレートの下方で開閉する一対のバケットと、
   前記モータの出力により前記一対のバケットに開閉動作を行わせるバケット駆動機構を備え、
   前記昇降機構は、前記モータの出力により前記バケット駆動機構と同時に動作して、該バケット駆動機構の動作により互いに接近離間する前記一対のバケットにおける各バケット先端部の上下方向の位置変化を抑えるべく、前記ベースプレートを前記支柱の軸方向に移動させる
   ことを特徴とするグラブバケット装置。
2. 前記昇降機構及び前記バケット駆動機構は、いずれも送りねじ機構である請求項１に記載のグラブバケット装置。
3. 前記支柱に、前記一対のバケットの開閉動作に伴う各バケット先端部の上下方向の位置変化を吸収する位置ずれ吸収機構が設けられている請求項１又は２に記載のグラブバケット装置。
4. 台車本体と、
   前記台車本体上に設置された支持塔と、
   前記支持塔に選択的に装着されて、該支持塔回りに回動するアーム又はホイスト用レールを備え、
   前記アームには、請求項１〜３のいずれかのグラブバケット装置における支柱を鉛直方向に沿わせた状態で保持しつつ該アームに対して水平軸回りに回動可能に連結されたバケット保持アーム部が具備され、
   前記ホイスト用レールには、請求項１〜３のいずれかのグラブバケット装置における支柱を鉛直方向に沿わせた状態で保持しつつ該ホイスト用レールに対して走行可能に支持されたホイストが具備されている
   ことを特徴とする作業台車。

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