JP3560307B2 - Balance support device for operation rod for power distribution work - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配電作業において工具等を操作する操作棒を任意の姿勢でバランス支持する配電作業用操作棒のバランス支持装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電力用架線ケーブルの工事を行う場合、作業車両に搭載したバケットに作業者が乗り込んでケーブルの切断や接続等を行っている。そして、近年は、工事現場周囲の家庭や病院、工場などへの影響を考慮し、送電をしている状態、いわゆる活線状態で工事が行われるようになっている。この活線状態の工事においては、長尺の絶縁体からなるホットスティックと称する操作棒の先端に工具を取り付け、操作棒の基端部に設けた操作ハンドルなどを操作してケーブルの絶縁被覆を剥いだり、ケーブルの接続等を行うようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、操作棒は、工具の駆動源などを内蔵させているため、5〜6kg程度の重量を有する。しかも、長尺の操作棒の先端に3〜10kg程度の重量を有する工具を装着するため、作業者は約10kg以上のものを支持しながら工具の操作を行う必要があり、長時間の作業が困難であるばかりでなく、操作棒先端の工具を作業目的に適した所定の動作を行わせることも容易でない。特に、操作棒を傾斜させた状態で作業する場合、先端に重い工具が取り付けてあるため、操作棒を所定の角度に維持することが極めて困難となる。このため、作業者の操作棒を支持する負担を軽減し、作業を容易に行うことができるような装置の開発が望まれていた。
【0004】
本発明は、上記の要請に鑑みてなされてもので、活線状態の配電作業を操作棒を用いて行う作業者の負担を軽減し、配電作業能率を向上できる配電作業用操作棒のバランス支持装置を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、支持部に基端部が枢着されることにより上下方向揺動可能とされ、先端部に配電作業用操作棒を傾動可能に取り付ける支持アームを有し、この支持アームを平行リンク機構により形成しつつ水平方向に延在させ、前記配電作業用操作棒の荷重により前記支持アームに作用する回転モーメントに応じた反対方向の回転モーメントを前記支持アームに与えてバランス支持するバランス力発生手段を前記支持アームと平行に備え、このバラン力発生手段を前記支持アームの長手方向と直交した上下方向に平行移動可能とした。
【0006】
また、第2には、作業者が乗込む作業バケットに装着する支持部に基端部を上下方向揺動可能に取り付し、先端部に配電作業用操作棒を傾動可能に取り付ける支持アームと、前記支持アームと平行に配置されるとともに、支持アームと前記支持部とに係合され、前記操作棒の姿勢を維持するとともに支持アームに作用する回転モーメントに応じた反対方向の回転モーメントを前記支持アームに与えてバランス支持する第1のバランス力発生手段と、前記支持アームと前記操作棒とに結合され、操作棒に作用する回転モーメントに応じた反対方向の回転モーメントを前記操作棒に与える第2のバランス力発生手段と、前記支持アームと前記第1のバランス力発生手段との間に設けられ、第1のバランス力発生手段を前記支持アームの長手方向と交差する上下方向に平行移動させて支持アームとの間隔を変化させるレバー長さ変更手段と、を有する構成とした。
【0007】
更に、作業者が乗込む作業バケットに装着する支持部に基端部を上下方向揺動可能に取り付けた支持アームと、この支持アームの先端部に傾動可能に取り付けられ、先端に工具が装着される操作棒と、前記支持アームと平行に配置されるとともに、支持アームと前記支持部とに係合され、前記操作棒の姿勢を維持するとともに支持アームに作用する回転モーメントに応じた反対方向の回転モーメントを前記支持アームに与えてバランス支持する第1のバランス力発生手段と、前記支持アームと前記操作棒とに結合され、操作棒に作用する回転モーメントに応じた反対方向の回転モーメントを前記操作棒に与える第2のバランス力発生手段と、前記支持アームと前記第1のバランス力発生手段との間に設けられ、第1のバランス力発生手段を前記支持アームの長手方向と交差する上下方向に平行移動させて支持アームとの間隔を変化させるレバー長さ変更手段と、両端が前記支持アームと前記支持部とに取り付けられ、前記工具による作業に伴い油圧が停止し、前記操作棒を介して前記支持アームに作用する反力に抗して支持アームをバランス支持位置に保持するブレーキ手段と、を有する構成とすればよい。
これらの場合において、前記第1のバランス力発生手段をガススプリング又は油圧駆動手段により構成し、前記第2のバランス力発生手段をガススプリング又は油圧駆動手段により構成し、これらの適宜な組合せ構成を採用することができる。
【0008】
【作用】
上記のごとく構成した本発明は、例えば工具を操作する操作棒を支持している支持アームを平行リンク機構により形成して上下に揺動させても操作棒の姿勢が変更しないようにしつつ、この支持アームに操作棒側からの荷重が加わった場合にはバランス力発生手段によって荷重に見合ったバランス力を発生して支持するため、作業者の被支持物を支持するための労力を非常に小さくすることができ、作業者の負担が大幅に軽減される。しかも、作業者は、被支持物の荷重をほとんど受けることがないため、支持アームに支持させた被支持物の操作を容易、的確に行うことができ、作業能率を大幅に向上することができる。
【0009】
さらに、バランス支持手段が支持アームの長手方向に交差する方向に移動可能となっているため、支持アームに作用する荷重などが変化した場合であっても、支持アームと第1バランス力発生手段との間の距離を変えることにより、第1バランス力発生手段の出力を変えることなく支持アームをバランス支持することができる。また、支持アームと支持部との間にブレーキ手段を配置すると、工具による作業をした際の反力によって支持アームが動くのを防止するとができ、作業者が反力に抗して支持アームを保持する労力をなくすことができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明に係る配電作業用操作棒のバランス支持装置の好ましい実施の形態を、添付図面に従って詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るバランス支持装置の説明図であって、架線工事に適用した例を示したものである。
【0011】
図1において、バランス支持装置10は、高所作業車両のバケット12に取り付けるためのフック部14を有していて、このフック部14をバケット12の上端縁に掛止させることにより、バランス支持装置10をバケット12に取り付けることができるようにしてある。そして、フック部14には、バケット12の内面に沿って上下方向に配置可能な昇降レール16が固定してあって、この昇降レール16に嵌合させた昇降ブロック18を矢印20のように上下方向に移動させることができるようになっている。また、昇降ブロック18の上部には、支持アーム130を支持する支持部である旋回ブロック22が設けてあって、旋回ブロック22を旋回させることにより、旋回ブロック22に取り付けた支持アーム130を水平面内で回転させることができるようにしてある。
【0012】
支持アーム130の先端には、詳細を後述する揺動支持部30が直立させて設けてあって、この揺動支持部30に操作棒32が傾動可能に取り付けてある。そして、支持アーム130には、その揺動によっても操作棒32の姿勢を一定に保持するための姿勢保持機構として平行リンク機構が用いられている。すなわち、揺動可能な操作棒32を支持している支持アーム130は、操作棒32を取り付けた水平な先端アーム132と、この先端アーム132の基端部と旋回ブロック22とを連結するリンクアーム134から構成してある。リンクアーム134は、等長の補助リンク136と主リンク138とを平行に配置してその基端部を旋回ブロック22に枢着し、その先端部を先端アーム132に枢着してある。また、リンクアーム134の下方には、第1のガススプリング140が配設してある。このガススプリング140は、リンクアーム134と平行に配置してあって、ヘッド部が旋回ブロック22に枢着してあり、ロッドの先端部が先端アーム132の下部に設けたブラケット142に枢着してある。
【0013】
この実施形態においては、リンクアーム134が上下方向に揺動すると、先端アーム132が水平に保持されたまま上下動し、先端アーム132が支持している操作棒32を姿勢を変えることなく上下させることができる。そして、本実施形態においては、第1のガススプリング140を横向きに設置しているため、図1に示してあるように、支持アーム130をバケット12の外部に旋回させることができ、作業範囲を広くすることができる。
【0014】
図2、図3は、図1に示した実施の形態において、リンクアーム134とガススプリング140との上下方向の相対位置、すなわちレバー長さを変更できる機構を示したものである。これらの図において、リンクアーム134を構成している主リンク138は、一対の板状リンク138a、138bからなっていて、これらの板状リンク138a、138bが第1ガススプリング140の両側に配置してある(図2参照)。そして、板状リンク138a、138bの先端部は、板状リンク138bを貫通している枢支軸150に枢着してある。また、板状リンク138a、138b間の枢支軸150には、連結リンク152の下端部が枢着してある。さらに、連結リンク152の上部には、板状リンク138a、138b間の上部に配置してある補助リンク136の先端部がピンを介して回動可能に取り付けてある。
【0015】
板状リンク138a、138bの基端部は、ブラケット154を介して旋回ブロック22に回動自在に取り付けてある。また、補助リンク136の基端部もブラケット156を介して旋回ブロック22に枢着してある。この旋回ブロック22には、上下方向にガイド溝158が形成してあり、このガイド溝158に移動ブラケット160が摺動可能に嵌合してある(図3参照)。そして、移動ブラケット160には、第1ガススプリング140のヘッド側を軸方向に移動可能に挿入した案内ブラケット161が枢着してある。また、ガススプリング140のロッド162には、スライダ164が枢着してある。このスライダ164は、板状リンク138a、138b間に架設したビーム166に、上下方向に延在させて設けたレール168に摺動自在に嵌合させてある。従って、第1のガススプリング140は、案内ブラケット161によって軸方向移動可能に支持されるとともに、移動ブラケット160とスライダ164とを介して、旋回ブロック122のガイド溝158とレール168とに案内されて上下方向に平行移動可能となっている。なお、ビーム166は、第2ガススプリング140の出力を主リンク138に伝達するレバーの役割をなしている。
【0016】
案内ブラケット161の枢着部と、ガススプリング140の本体シリンダの先端側を軸方向移動可能に支持している支持リング169とには、レバー長さ変更手段を構成しているリンク170、172の基端側が枢着してある。また、リンク170、172は、同じ長さを有していて、先端側に略三角形をなす揺動板174、176の1つの頂点部が枢着してある。さらに、リンク170、172は、相互に平行となるように配置され、基端側の枢着点を結ぶ線が主リンク138の基端部と先端部との枢着点を結ぶ線と平行している。
【0017】
揺動板174と揺動板176とは、一対ずつ設けてあって図2に示したようにガススプリング140の両側に配置され、それぞれが1つの頂点部において板状リンク138a、138bに回転可能に取り付けてある。そして、揺動板176は、先端側を枢着したリンク172を介して、ガススプリング140が貫通している支持リング169を支持している。また、揺動板174と揺動板176との他の頂点部には、板状の連結杆178が枢着してあって、連結杆178によって相互に連結してあり、後述するように、連結杆178によって板状リンク138a、138bへの枢着点180、182を中心に一体に回動するようになっている。
【0018】
主リンク138の基端側の一対の揺動板174、174間の、連結杆178を枢着した部分には、図示しない連結ロッドが取り付けてあって、この連結ロッドによって一対の揺動板174が相互に連結されている。そして、連結ロッドの長手方向中央部には、雌ねじ部が形成してあって、この雌ねじ部に、旋回ブロック22を横方向に貫通している軸184に設けた雄ねじ部が螺合している。軸184は、基端部側が外周面を球面状に形成された球面軸受186を介して旋回ブロック22に回転自在に支持されているとともに、旋回ブロック22から露出した基端部にノブ188が固定してあって、ノブ188を図3の矢印190のように回転することにより、軸184を回転することができるようになっている。また、ノブ188は、軸184が球面軸受186を介して旋回ブロック22に支持されているため、図3の矢印192に示すように、軸184と一体に任意の方向に傾斜できるようになっている。そして、ノブ188は、軸184、連結杆178、揺動板174、176、リンク170、172などとともにレバー長さ変更機構を構成しており、後述するように、ノブ188を回転することにより、第2のガスシリンダ14が軸線と直交した方向に移動し、レバーとなるビーム166へのガススプリング140の作用点を変化させることができるようにしてある。
【0019】
板状リンク138aの外側には、操作棒32の先端に装着した工具による作業をする際の反力による支持アーム130の変位を防止するブレーキシリンダ(ブレーキ手段)194が設けてある。このブレーキシリンダ194は、シリンダ本体196の両端部にロッド198、200を備えていて、ロッド200が板状リンク138aの基端部を枢着したブラケット154にピン202を介して枢着してある。また、ロッド198は、板状リンク138aに揺動板176を枢着させているピンと、板状リンク138aに固定したブラケット204に設けたピンとの間に渡した円筒軸206を、この軸206の軸線に直交させて貫通させてある。そして、このブレーキシリンダ194は、図3に示したように、先端側となるロッド198側をやや上方に向けた状態で取り付けられていて、通常の支持アーム130を操作するときには油圧が作用しておらず、操作棒32に装着した工具による作業をする際にバルブにより油圧ロックされ、ロッド200による突っ張り力によって支持アーム130をバランス支持された所定の角度に保持できるようにしてある。
【0020】
なお、板状リンク138bを貫通している枢支軸150の先端には、図5に示した装着部63と同様の装着部63が設けてあって、この装着部63に固定したスライドガイド64に先端アーム132に設けたスライダ部62が嵌合させてあって、先端アーム132を長手方向に摺動案内できるようになっている。また、図3に示した符号210は、操作棒32や操作棒32の先端に装着した工具を操作する操作レバーである。
【0021】
このように構成したレバー長さ変更機構においては、ノブ188を矢印190のように回転させると、軸184がノブ188と一体に回転し、軸184の先端部が螺合させてある、一対の揺動板174、174を相互に連結している図示しない連結ロッドが図3の左右方向に移動する。このため、揺動板174は、板状リンク138bへの枢着点180を中心に矢印212のように回動する。そして、揺動板174の回動は、連結杆178を介して揺動板176に伝達され、揺動板176を板状リンク138bへの枢着点182を中心に、矢印214のように揺動板174と一体に回転させる。このため、揺動板174、176に他端側を枢着したリンク170、172が揺動板174、176の回動に伴って回動し、主リンク138の基端側と先端側との枢着点を結ぶ線と、リンク170の案内ブラケット161への枢着点とリンク172の支持リング169への枢着点とを結ぶ線との間隔dが変化し、レバー長さ(ビーム166へのガススプリング140の作用点)を変化させることができる。
【0022】
従って、先端アーム132に作用する荷重が変化したり、先端アーム132をスライドガイド64に沿って前後方向に移動させたとしても、上記の間隔dを変化させることにより、ガススプリング140の出力を変化させることなく、主リンク138に作用する負荷(荷重)に見合ったバランス力を発生させることができる。すなわち、図4に模式的に示したように、主リンク138の先端に荷重Gが作用したときに、ガススプリング140が出力fによって主リンク138をバランス支持する場合、荷重Gによる主リンク138の基端枢着点180における下向きのモーメントMd と、Q点におけるガススプリング140の出力fによる上向きのモーメントMu とが吊り合う必要がある。
【0023】
荷重Gによる枢着点180のおけるモーメントMd は、主リンク138の長さをL、主リンク138の傾きをθとした場合、
【数1】
Md =G・Lcosα
である。また、ガススプリング140の出力fによるQ点におけるモーメントMu は、
【数2】
Mu =d・fcosα
である。
【0024】
従って、釣り合いの条件は、Md =Mu であるから、
【数3】
G・Lcosα=d・fcosα
すなわち、ガススプリング14が出力すべきバランス力fは、
【数4】
f=(L/d)G
となり、荷重Gが変化した場合であっても、間隔dを変えることにより、出力fを変化させずにバランス支持することができる。
【0025】
なお、前記の実施形態においては、バランス力発生手段としてガススプリングを用いた場合について説明したが、このバランス力発生手段はガス、油圧、エア駆動手段のいずれか一を用いればよく、例えば、油圧シリンダやエアシリンダなどを用いることができる。また、前記実施の形態においては、被支持物が架線工事用の工具を取り付ける操作棒である場合について説明したが、被支持物は工具自体や溶接のトーチ、旗竿などであってもよい。そして、前記実施形態においては、バランス装置を作業車両のバケット12に取り付けた場合について説明したが、これに限定されず、例えば人に装備させてもよい。
【0026】
先端アーム132の先端部に設けた揺動支持部30は、図5に示したように、下部支持部材58と上部円筒体60とからなっていて、下部支持部材58の側面下部にレール状のスライダ62が水平方向に取り付けてある。そして、このスライダ62は、リンクアーム134、ケース48を貫通させた枢支軸150の先端に設けた装着部63に固定した凹状スライドガイド64に嵌合してある。従って、支持部30を支持アーム26の長手方向に移動させると、スライダ62がスライドガイド64を摺動移動し、揺動支持部30の支持アーム130の長手方向に対する位置を変更できるようにしてある。
【0027】
上部円筒体60は、下部支持部材58に軸受66を介して取り付けてあり、下部支持部材58との間で相対回転可能となっている。さらに、下部支持部材58の側部には、図6に示したように、板状のアーム68が一体に形成してあって、このアーム66の先端部上面に止め金具70が固定してある。そして、止め金具70は、上部円筒体60の下端部に螺着する止めねじ72を螺合させることにより、下部支持部材58と上部円筒体60との相対回転を阻止できるようにしてある。
【0028】
上部円筒体60の周面には、軸方向および周方向に等間隔で複数の凸部74が形成してある(図6参照)。そして、上部円筒体60の外周面には、第2バランス力発生手段である第2のガススプリング82、84を取り付けるための取付リング76が嵌合している。この取付リング76は、内周面に、上部円筒体60の上下方向に隣接した凸部74間の溝77に嵌まる突起78を備えている(図5参照)。この取付リング76の突起78は、周方向に間欠的に形成してあって、周方向の幅が上部円筒体60の周方向に隣接する凸部74間の間隙aより狭くなっていて、突起78を間隙aと対応した位置に合せることにより、取付リング76を上下方向に移動させることができるようにしてある。また、取付リング76の外周面には、一対の軸部80が一体に突出形成してある。これら軸部80は、取付リング76の直径方向両側に形成してあって、各軸部80に第2ガススプリング82、84のロッド86の先端部が枢着結合してある。
【0029】
第2ガススプリング82、84は、基本構造が支持アーム130をバランス支持する第1ガススプリング140と同様の構造となっていて、本体シリンダ88の外周面にねじ部(図示せず)が形成してある。そして、本体シリンダ88の下部には、ロッド86の上部を挿入したカバーシリンダ90が螺着してあって、内部に高圧気体が封入してある。一方、ロッド86は、カバーシリンダ90に挿入した部分に抜けを防止するストッパ92が取り付けてあるとともに、上端に、シリンダ内を摺動するとともに、シリンダ内をヘッド側室94とロッド側室96とに区画するピストン98が固定してある。このピストン98には、軸方向に図示しない細孔が形成してあって、この細孔を介してヘッド側室94とロッド側室96とが連通され、ロッド86の初期位置を変えることができるようになっている。
【0030】
上部円筒体60の上端部には、揺動円筒体100が枢着してあり、ガススプリング82、84と同方向に、すなわち図5の紙面と直交した方向に揺動(傾動)できるようになっている。そして、揺動円筒体100は、上端に操作棒32が軸受102を介して回転自在に取り付けられるとともに、操作棒32の先端に装着した図示しない工具を駆動させる油圧モータ104を内蔵している。また、揺動円筒体100の上部外周面には、上部円筒体60の凸部74と同様の凸部106が上下方向と周方向とに等間隔で形成してある。これらの凸部106の上下方向と周方向との形成ピッチは、上部円筒体60の凸部74と同じにしてある。そして、揺動円筒体100の上部外周面には、第2ガススプリング82、84の上端部であるヘッド部を支持する取付リング108が外嵌している。この取付リング108は、内周面に揺動円筒体100の上下方向の隣接した凸部106によって形成される溝110に嵌まる突起112を有している。この突起112は、周方向の幅が揺動円筒体100の周方向の隣接した凸部106間の間隙bより狭くなっていて、突起112を間隙bと対応した位置に合せることにより、取付リング108を上下方向に移動させることができるようにしてある。
【0031】
取付リング108の外周面の直径方向両側には、一対の枢支部114が突出して設けてある。これら枢支部114は、図7に示したように、取付リング108の本体116に突出形成した一対の突出片117と、この突出片117の先端に螺着するコ字状の取付け片118とからなっているとともに、突出片117と取付け片118によって、ガススプリング82、84のヘッド部に螺着したサポートリング120を受入れる長穴状貫通孔122が形成してある。そして、サポートリング120には、第2ガススプリング82、84の直径方向両側に一対の軸部124が形成してあり、これらの軸部124が本体116と取付片118とに設けた枢支孔126に嵌合し、サポートリング120が取付リング108に回動自在に支持されている。
【0032】
上記のごとく構成した実施の形態においては、操作棒32の先端に装着する工具の重量に応じて第2ガススプリング82、84の取付け位置を上下させ、操作棒32に作用する回転モーメントに応じた反対方向の回転モーメントを揺動円筒体100に与えて操作棒32をバランス支持できるようにする。すなわち、バランス支持装置10を作業車両のバケット12に取り付ける前、または取り付けた状態において、図5に示したように、揺動円筒体100を直立させてガススプリング82、84を張力0の伸び切った状態にする。そして、取付けリング76、108を周方向に回転させて突起78、112の位置を、上部円筒体60と揺動円筒体100の周方向の隣接した凸部74、106間の間隙a、bとに対応した位置に移動せる。
【0033】
突起78、112が間隙a、bと対応した位置となったならば、ガススプリング82、84を揺動円筒体100に沿って上下させ、ガススプリング82、84により揺動円筒体100に与える回転モーメントが、予め求めてある操作棒32に作用する回転モーメントに見合ったものとなる位置にする。その後、取付けリング76、108を周方向に回転させ、これらの内周面に設けた突起78、112を上下方向に隣接した凸部60、106間の溝77、110に挿入し、ねじやピン打ち等によって取付けリング76、108を上部円筒体60と揺動円筒体100とに固定する。このとき、取付けリング76、108の軸部80、124の軸線と、揺動円筒体100の揺動中心の軸線とが平行となるようにする。
【0034】
操作棒32が直立した状態においては、第2ガススプリング82、84が伸び切った状態となっていて、ガススプリング82、84の張力は0であり、操作棒32は揺動円筒体100を介して支持部材30の上部円筒体60に支持されている。そして、操作棒32が傾斜すると、ガススプリング82、84が操作棒32に作用する回転モーメントに見合った反対方向の回転モーメントを揺動円筒体100に与えて操作棒32をバランス支持する。
【0035】
すなわち、図8に模式的に示したように、揺動円筒体100と図示しない工具を含めた操作棒32との合計重量がWであり、操作棒32が直立状態からθだけ傾斜したとする。このとき、操作棒32に作用する回転モーメントMwは、
【数5】
Mw=W×B
となる。ただし、Bは、操作棒32の揺動中心、すなわち揺動円筒体100の枢着点と操作棒32の質量中心Pとの間の水平方向距離である。この質量中心Pは、揺動円筒体100の重量と長さ、操作棒32の重量と長さ、操作棒32に装着した工具の重量とその大きさが既知であれば、計算によって容易に求められる。従って、操作棒32の傾斜角度θがわかれば距離Bを求めることができる。
【0036】
操作棒32がθだけ傾斜すると、ガススプリング82、84は、操作棒32の傾斜とともに傾斜し、ロッド86がシリンダ内にδLだけ押し込まれて角度βだけ傾斜する。このロッド86の押し込まれる量δLと傾斜角度βは、取付けリング76の軸部80と揺動円筒体100の枢着点間の距離、揺動円筒体100の枢着点とサポートリング116の軸部124との間の距離および操作棒32の傾斜角度θに基づいて計算によって求めることができる。そして、ガススプリング82、84は、ロッド86がδL押し込まれることにより、ヘッド側室94の容積が小さくなって封入してあるガスが圧縮され、その反発力によってそれぞれFの力を発生する。従って、ガススプリング82、84による鉛直上方に向う力Fnは、
【数6】
Fn=2×Fcosβ
となる。そして、このFnによる揺動円筒体100に与える回転モーメントMcは、
【数7】
Mc=D×Fn=D×2Fcosβ
となる。ただし、Dは、上下の軸部80、124間の水平方向の距離である。
【0037】
従って、
【数8】
Mc=Mw
となる力Fを発生するガススプリング82、84を選択することにより、ガススプリング82、84によって操作棒32をバランス支持することができる。
【0038】
一方、支持アーム130を上下方向に揺動させると、第1のガススプリング140が一体に揺動し、ロッドが伸縮して支持アーム130をバランス支持する一定の力を発生する。
【0039】
このため、作業者36は、操作棒32を作業に必要な所定の角度に保持するための労力を必要とせず、操作棒32の先端に設けた工具を容易、的確に操作することができ、作業者の負担を軽減できるとともに、作業を迅速に行うことができる。なお、前記実施の形態においては、操作棒32に応じた回転モーメントを発生させるために、第2のガススプリング82、84の全体を上下させる場合について説明したが、ロッド側またはヘッド側の位置だけを変えてもよい。
【0040】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、支持部に基端部が枢着されることにより上下方向揺動可能とされ、先端部に配電作業用操作棒を傾動可能に取り付ける支持アームを有し、この支持アームを平行リンク機構により形成しつつ水平方向に延在させ、前記配電作業用操作棒の荷重により前記支持アームに作用する回転モーメントに応じた反対方向の回転モーメントを前記支持アームに与えてバランス支持するバランス力発生手段を前記支持アームと平行に備え、このバラン力発生手段を前記支持アームの長手方向と交差する上下方向に平行移動可能としているため、作業者が操作棒を支持するための労力を非常に小さくすることができ、作業者の負担が大幅に軽減され、被支持物に取り付けた工具等の操作を容易、的確に行うことができ、作業能率を大幅に向上することができる。また、バランス力発生手段の結合位置を可変にしたことにより、操作棒の重量により支持アームに作用する回転モーメントの大きさに応じてバランス力発生手段の取付け位置を変えることができ、操作棒のバランス支持を容易、確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るバランス支持装置の説明図である。
【図2】実施の形態に係る支持アーム部の詳細を示す平面図である。
【図3】実施の形態に係る支持アーム部の詳細を示す側面図である。
【図4】実施の形態に係る第1のガススプリングの作用の説明図である。
【図5】実施の形態に係る第2のガススプリングの取り付け状態の詳細を示す断面図である。
【図6】実施の形態に係る第2のガススプリングの取り付け状態を示す側面図である。
【図7】図6のA−A線に沿った断面図である。
【図8】実施の形態に係る第2のガススプリングの作用の説明図である。
【符号の説明】
10 バランス支持装置
14 フック部
16 昇降レール
18 昇降ブロック
22 支持部(旋回ブロック)
30 揺動支持部
32 被支持物(操作棒)
76、108 取付けリング
82、84 第2バランス力発生手段(第2のガススプリング)
100 揺動円筒体
130 支持アーム
134 姿勢保持機構(リンクアーム)
136 補助リンク
138 主リンク
140 第1バランス力発生手段(第1のガススプリング)
170、172、174、176、178、184、188 レバー長さ変更手段(リンク、揺動板、連結杆、軸、ノブ)
194 ブレーキ手段(ブレーキシリンダ)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a power distribution work operation rod balance support device that balances and supports an operation rod for operating a tool or the like in a power distribution operation in an arbitrary posture.
[0002]
[Prior art]
When the construction of the power overhead cable is performed, an operator gets on a bucket mounted on a work vehicle to cut or connect the cable. In recent years, in consideration of the influence on homes, hospitals, factories, and the like around the construction site, construction is being performed in a state where power is being transmitted, that is, in a so-called live state. In this hot-line construction, a tool is attached to the tip of an operation rod called a hot stick made of a long insulator, and an operation handle or the like provided at the base end of the operation rod is operated to cover the insulation of the cable. Stripping, cable connection, etc. are performed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the operation rod has a built-in drive source for the tool and the like, and therefore has a weight of about 5 to 6 kg. In addition, since a tool having a weight of about 3 to 10 kg is mounted on the tip of the long operation rod, the operator needs to operate the tool while supporting a tool having a weight of about 10 kg or more. Not only is it difficult, but it is also not easy to cause the tool at the tip of the operating rod to perform a predetermined operation suitable for the purpose of work. In particular, when working with the operating rod inclined, it is extremely difficult to maintain the operating rod at a predetermined angle because a heavy tool is attached to the tip. For this reason, there has been a demand for the development of a device that can reduce the burden of the operator supporting the operation rod and can easily perform the operation.
[0004]
The present invention has been made in view of the above demands, and thus reduces the burden on an operator who performs power distribution work in a hot-line state using the operation rod, and improves the distribution work efficiency of the operation support rod. It is intended to provide a device.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a support arm which is vertically pivotable by a base end portion pivotally attached to a support portion, and to which a power distribution operation rod is attached at a tip end portion so as to be tiltable. The support arm is formed by a parallel link mechanism and extends in the horizontal direction, and a rotational moment in the opposite direction corresponding to a rotational moment acting on the support arm due to a load of the power distribution operation rod is applied to the support arm. And a balance force generation means for providing balance support to the support arm in parallel with the support arm, and the balun force generation means can be moved in parallel in a vertical direction perpendicular to the longitudinal direction of the support arm.
[0006]
Secondly, a supporting arm attached to a supporting portion mounted on a work bucket on which an operator gets in such a manner that a base end portion is swingable in a vertical direction, and a distal end portion is attached with a power distribution work operation rod in a tiltable manner. Is disposed in parallel with the support arm, is engaged with the support arm and the support portion , maintains the attitude of the operation rod, and generates a rotational moment in the opposite direction according to the rotational moment acting on the support arm. First balance force generating means for providing balance support to the support arm, and coupled to the support arm and the operation rod, to provide the operation rod with a rotational moment in an opposite direction according to a rotational moment acting on the operation rod. A second balance force generator, provided between the support arm and the first balance force generator, wherein the first balance force generator is disposed in a longitudinal direction of the support arm; A lever length changing means for changing the distance between the support arm is moved parallel in the vertical direction of the difference, and configured to have.
[0007]
Further, a support arm having a base end mounted on a support portion mounted on a work bucket on which an operator is mounted so as to be capable of swinging up and down, and a tiltably mounted on a distal end of the support arm, and a tool mounted on the distal end. An operation rod, which is arranged in parallel with the support arm, is engaged with the support arm and the support portion , maintains the attitude of the operation rod, and has an opposite direction corresponding to a rotational moment acting on the support arm. First balance force generating means for giving a rotational moment to the support arm to support the balance, and coupled to the support arm and the operation rod, and for generating a rotational moment in the opposite direction according to the rotational moment acting on the operation rod. A second balance force generating means provided to the operating rod; and a second balance force generating means provided between the support arm and the first balance force generating means. A lever length changing means for changing the distance between the support arm is moved parallel in the vertical direction crossing the longitudinal direction of the support arm, both ends attached to said support portion and said support arm, accompanied to the work by the tool And a brake means for holding the support arm at a balance support position against a reaction force acting on the support arm via the operation rod.
In these cases, the first balance force generation means is constituted by a gas spring or a hydraulic drive means, and the second balance force generation means is constituted by a gas spring or a hydraulic drive means. Can be adopted.
[0008]
[Action]
In the present invention configured as described above, for example, a support arm supporting an operation rod for operating a tool is formed by a parallel link mechanism so that the posture of the operation rod does not change even if the operation arm is swung up and down. When a load is applied to the support arm from the operation rod side, the balance force generation means generates and supports the balance force corresponding to the load, so the labor for supporting the object to be supported by the worker is extremely small. And the burden on the operator is greatly reduced. In addition, since the operator hardly receives the load of the supported object, the operator can easily and accurately operate the supported object supported by the support arm, and can greatly improve work efficiency. .
[0009]
Further, since the balance support means is movable in a direction intersecting the longitudinal direction of the support arm, even if the load or the like acting on the support arm changes, the support arm and the first balance force generation means can be used. , The support arm can be balance supported without changing the output of the first balance force generating means. In addition, if the brake means is arranged between the support arm and the support portion, it is possible to prevent the support arm from moving due to the reaction force when working with the tool, and the operator can move the support arm against the reaction force. Effort to maintain can be eliminated.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of a balance support device for an operation rod for distribution work according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an explanatory view of a balance support device according to an embodiment of the present invention, and shows an example applied to overhead wire work.
[0011]
In FIG. 1, a
[0012]
At the tip of the
[0013]
In this embodiment, when the
[0014]
FIGS. 2 and 3 show a mechanism that can change the vertical relative position of the
[0015]
The base ends of the plate-
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
A connecting rod (not shown) is attached to a portion of the
[0019]
A brake cylinder (brake means) 194 is provided outside the plate-like link 138a to prevent the displacement of the
[0020]
A mounting
[0021]
In the lever length changing mechanism configured as described above, when the
[0022]
Therefore, even if the load acting on the
[0023]
Moment M d of
(Equation 1)
M d = G · Lcosα
It is. Further, the moment Mu at the point Q due to the output f of the
(Equation 2)
M u = d · fcosα
It is.
[0024]
Therefore, since the condition of the balance is M d = M u ,
(Equation 3)
G · Lcosα = d · fcosα
That is, the balance force f to be output by the
(Equation 4)
f = (L / d) G
Thus, even when the load G changes, the balance can be supported without changing the output f by changing the interval d.
[0025]
In the above embodiment, the case where a gas spring is used as the balance force generating means has been described. However, the balance force generating means may use any one of gas, oil pressure, and air drive means. A cylinder, an air cylinder, or the like can be used. Further, in the above-described embodiment, the case where the supported object is the operation rod for attaching the tool for the overhead wire construction has been described, but the supported object may be a tool itself, a welding torch, a flag pole, or the like. In the above-described embodiment, the case where the balance device is attached to the
[0026]
As shown in FIG. 5, the
[0027]
The upper
[0028]
A plurality of
[0029]
The second gas springs 82 and 84 have the same basic structure as the
[0030]
An
[0031]
A pair of
[0032]
In the embodiment configured as described above, the mounting position of the second gas springs 82 and 84 is moved up and down in accordance with the weight of the tool attached to the tip of the operating
[0033]
When the
[0034]
In a state where the
[0035]
That is, as schematically shown in FIG. 8, it is assumed that the total weight of the
(Equation 5)
Mw = W × B
It becomes. Here, B is the horizontal center distance between the swing center of the
[0036]
When the operating
(Equation 6)
Fn = 2 × Fcosβ
It becomes. The rotational moment Mc given to the
(Equation 7)
Mc = D × Fn = D × 2Fcosβ
It becomes. Here, D is the horizontal distance between the upper and
[0037]
Therefore,
(Equation 8)
Mc = Mw
By selecting the gas springs 82 and 84 that generate the force F, the operating
[0038]
On the other hand, when the
[0039]
For this reason, the worker 36 can easily and accurately operate the tool provided at the tip of the
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the base arm is pivotally attached to the support portion so as to be vertically swingable, and the support arm to which the power distribution work operation rod is tiltably attached to the distal end portion. The support arm is formed by a parallel link mechanism and extends in the horizontal direction, and a rotational moment in the opposite direction corresponding to a rotational moment acting on the support arm due to a load of the power distribution operation rod is applied to the support arm. Is provided in parallel with the support arm, and the balun force generation means can be moved in parallel in the vertical direction intersecting the longitudinal direction of the support arm. The labor for supporting can be made very small, the burden on the operator is greatly reduced, and the operation of tools and the like attached to the supported object can be performed easily and accurately. It is possible to greatly improve the working efficiency. Also, by changing the coupling position of the balance force generating means, the mounting position of the balance force generating means can be changed according to the magnitude of the rotational moment acting on the support arm due to the weight of the operation rod. Balance support can be performed easily and reliably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a balance support device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing details of a support arm unit according to the embodiment.
FIG. 3 is a side view showing details of a support arm unit according to the embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram of an operation of a first gas spring according to the embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing details of an attached state of a second gas spring according to the embodiment.
FIG. 6 is a side view showing an attached state of a second gas spring according to the embodiment.
FIG. 7 is a sectional view taken along line AA of FIG. 6;
FIG. 8 is an explanatory diagram of an operation of a second gas spring according to the embodiment.
[Explanation of symbols]
10
30
76, 108 Mounting rings 82, 84 Second balance force generating means (second gas spring)
100
136
170, 172, 174, 176, 178, 184, 188 Lever length changing means (link, rocking plate, connecting rod, shaft, knob)
194 Brake means (brake cylinder)
Claims (8)
この支持アームを平行リンク機構により形成しつつ水平方向に延在させ、前記配電作業用操作棒の荷重により前記支持アームに作用する回転モーメントに応じた反対方向の回転モーメントを前記支持アームに与えてバランス支持するバランス力発生手段を前記支持アームと平行に備え、
このバランス力発生手段を前記支持アームの長手方向と直交した上下方向に平行移動可能としたこと、
を特徴とする配電作業用操作棒のバランス支持装置。The support portion is pivotally attached to the base end portion so as to be vertically swingable, and has a support arm at the tip end for tiltably mounting the operation rod for power distribution work,
The support arm is formed by a parallel link mechanism and extended in the horizontal direction, and a rotational moment in the opposite direction corresponding to the rotational moment acting on the support arm is given to the support arm by the load of the power distribution operation rod. A balance force generating means for supporting the balance is provided in parallel with the support arm ,
The balance force generating means can be moved in parallel in the vertical direction perpendicular to the longitudinal direction of the support arm,
A balance support device for an operation rod for power distribution work.
前記支持アームと平行に配置されるとともに、支持アームと前記支持部とに係合され、前記操作棒の姿勢を維持するとともに支持アームに作用する回転モーメントに応じた反対方向の回転モーメントを前記支持アームに与えてバランス支持する第1のバランス力発生手段と、
前記支持アームと前記操作棒とに結合され、操作棒に作用する回転モーメントに応じた反対方向の回転モーメントを前記操作棒に与える第2のバランス力発生手段と、
前記支持アームと前記第1のバランス力発生手段との間に設けられ、第1のバランス力発生手段を前記支持アームの長手方向と交差する上下方向に平行移動させて支持アームとの間隔を変化させるレバー長さ変更手段と、
を有していることを特徴とする配電作業用操作棒のバランス支持装置。A support arm for vertically pivotally attaching a base end portion to a support portion mounted on a work bucket into which an operator gets in, and a tiltably mounting operation rod for power distribution work at a distal end portion;
The support arm is arranged in parallel with the support arm, and is engaged with the support arm and the support portion to maintain the posture of the operation rod and to support the rotational moment in the opposite direction according to the rotational moment acting on the support arm. First balance force generating means for giving balance support to the arm;
Second balance force generating means coupled to the support arm and the operation rod, for applying a rotational moment in the opposite direction to the operation rod in accordance with a rotational moment acting on the operation rod;
Wherein the support arm is provided between the first balancing force generating means, changes the interval between the support arm is moved parallel in the vertical direction of the first balance force generating means intersecting the longitudinal direction of the support arm Lever length changing means for
A balance support device for an operation rod for power distribution work, comprising:
この支持アームの先端部に傾動可能に取り付けられ、先端に工具が装着される操作棒と、
前記支持アームと平行に配置されるとともに、支持アームと前記支持部とに係合され、前記操作棒の姿勢を維持するとともに支持アームに作用する回転モーメントに応じた反対方向の回転モーメントを前記支持アームに与えてバランス支持する第1のバランス力発生手段と、
前記支持アームと前記操作棒とに結合され、操作棒に作用する回転モーメントに応じた反対方向の回転モーメントを前記操作棒に与える第2のバランス力発生手段と、
前記支持アームと前記第1のバランス力発生手段との間に設けられ、第1のバランス力発生手段を前記支持アームの長手方向と交差する上下方向に平行移動させて支持アームとの間隔を変化させるレバー長さ変更手段と、
両端が前記支持アームと前記支持部とに取り付けられ、前記工具による作業に伴い油圧が停止し、前記操作棒を介して前記支持アームに作用する反力に抗して支持アームをバランス支持位置に保持するブレーキ手段と、
を有していることを特徴とする配電作業用操作棒のバランス支持装置。A support arm having a base end attached to a support portion mounted on a work bucket on which an operator gets in such a manner that the base end portion can swing vertically,
An operation rod that is attached to the tip of the support arm so as to be tiltable and has a tool attached to the tip,
The support arm is arranged in parallel with the support arm, and is engaged with the support arm and the support portion to maintain the posture of the operation rod and to support the rotational moment in the opposite direction according to the rotational moment acting on the support arm. First balance force generating means for giving balance support to the arm;
Second balance force generating means coupled to the support arm and the operation rod, for applying a rotational moment in the opposite direction to the operation rod in accordance with a rotational moment acting on the operation rod;
Wherein the support arm is provided between the first balancing force generating means, changes the interval between the support arm is moved parallel in the vertical direction of the first balance force generating means intersecting the longitudinal direction of the support arm Lever length changing means for
Both ends attached to said support portion and said support arm, working entailment hydraulic pressure is stopped by the tool, balance support position the support arm against the reaction force acting on the support arm via the operation rod Brake means for holding the
A balance support device for an operation rod for power distribution work, comprising:
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