JP2005112554A - 荷重取扱装置の操作グリップ - Google Patents

Abstract

【課題】アーム機構の伸縮，昇降，回転動作によってそのアーム機構の先端に設けられた負荷部を当該アーム機構が届く三次元空間内で任意に移動させることができるように形成された荷重取扱装置において、アーム機構の水平旋回用を指示する操作をスムーズかつ合理的に成しうる荷重取扱装置の操作グリップを提供する。
【解決手段】アーム機構の動作を指示する操作部の操作ハンドル72であって、そのハンドル72を握る手の親指などの指が届く位置に、指の腹などによって正，逆方向に回転乃至揺動操作できる操作部材15を設けると共に、操作部材15により回転させられる軸を、アーム機構AMの水平面内旋回の駆動源の出力を制御するための機械−電気変換体13の入力軸13aに接続させるか、又は、入力軸13aと一体に設けることにより、機械−電気変換体13の出力に基づいてアーム機構AMの水平面内旋回の駆動源を制御するようにした。
【選択図】図５

Description

本発明は、関節形のアーム機構を、伸縮，昇降，回転などの運動をさせることにより、アーム機構先端に設けた負荷部に支持させた荷重（荷物）を、前記負荷部が届く三次元空間の任意の位置に移動させることができるように形成された荷重取扱装置における操作グリップに関する。

従来から、パントグラフ形の平行なアームなどを伸縮自在に接続してなる関節形のアーム機構を主体に構成した荷重取扱装置は、今や多方面で利用され、簡易なクレーンタイプの省力機械として広く知られている。

上記の荷重取扱装置では、アーム機構の先端に設けた負荷部の近傍に、このアーム機構を伸縮または昇降などの動作を、操作或は指示するための操作部を設けたものが多く、また、その操作部は、荷重取扱装置を使用する者が操作し易いように、操作者の手の掌で握ることができるレバー状などの操作ハンドルを具備したものが多い。

上記の操作部には、例えば、平面視ほぼＴ字状のハンドルを設け、該ハンドルを時計方向に角回転させると、負荷部の上昇指令が形成され、また、反時計方向に角回転させると負荷部の下降指令が形成されるものがある。

関節形のアーム機構を使用した荷重取扱装置における負荷部の上昇，降下の力は、モータなどの駆動源の出力に拠るので、前記操作部のハンドルの回転操作は、前記駆動源に対する出力の制御信号を形成するためのものだからである。

そして、上記タイプの荷重取扱装置における負荷部の水平移動は、人力によってアーム機構を、当該機構を支持したポールなどの支柱を中心に平面内で回転させることによって行っている。

しかし乍ら、荷重取扱装置の取扱い許容荷重が、例えば500kg超〜1000kg超程度の大形の装置になると、負荷部に支持した荷重を人力によって水平方向に移動させる、つまり、大重量の荷重を支持したアーム機構を人力によって支柱の回りに回転させるには相当の労力を要し、仮に人力によってアーム機構を回転させたとしても、負荷部に支持している荷重の重量が大きいために前記回転の慣性が付いてしまい、水平移動を止めたい位置で人力によっては止められず、荷重が他の設備や人と衝突するなどという問題が派生している。

そこで、従来の大重量形の荷重取扱装置では、アーム機構の水平旋回力をモータ等の駆動力によって得る構造が採用されるに至った。しかし、従来の操作部では、アーム機構の水平旋回を指示する操作をスムーズかつ合理的になし得るものは無かった。

本発明では、アーム機構の伸縮，昇降，回転動作によってそのアーム機構の先端に設けられた負荷部を当該アーム機構が届く三次元空間内で任意に移動させることができるように形成された荷重取扱装置において、前記アーム機構の動作を指示する操作部の操作ハンドルに、前記アーム機構の水平旋回用の操作部を付加した操作部を提供することを、その課題とする。

上記課題を解決することを目的としてなされた本発明操作部の構成は、アーム機構の伸縮，昇降，回転などの動作によってそのアーム機構の先端に設けられた負荷部を、当該アーム機構が届く三次元空間内で任意に移動させることができるように形成した荷重取扱装置において、前記アーム機構の動作を指示する操作部の操作ハンドルであって、そのハンドルを握る手の親指などの指が届く位置に、前記指の腹などによって正，逆方向に回転乃至揺動操作できる操作部材を設けると共に、該操作部材により回転させられる軸を、前記アーム機構の水平面内旋回の駆動源の出力を制御するための機械−電気変換体の入力軸に接続させるか、又は、入力軸と一体に設けることにより、前記該機械−電気変換体の出力に基づいて前記アーム機構の水平面内旋回の駆動源を制御するようにしたことを特徴とするものである。

本発明が適用できる操作部の操作ハンドルの形態は、平面から見て略Ｔ字状、或は、略Ｉ字状，Ｏ字状など人がその掌で握ることができれば、任意の平面形状を採ることもができる。

また、本発明では、アーム機構の操作部又は該操作部に装設した操作ハンドルに設けられた機械-電気変換体の回転軸に対し、略クランク状をなす対称形状の一対のレバー部材を、その中間部において前記軸に枢支させるか又は該軸と同軸上に枢支させて設け、前記一対のレバー部材に対し、それらの一端部側の間には引張りバネを設け他端側の間には位置決め部材を設ける一方、前記回転軸に回転を与える回転付与部材を、当該回転軸と前記レバー部材に対して設けた位置決めの部材との間に連繋させて設けると共に、当該回転付与部材の回転範囲を規制する規制部材を、前記操作部又はハンドルの固定系に設けることにより、前記機械-電気変換体の回転軸の人の手動操作による回転を制御するようにした。

本発明操作部は、アーム機構に昇降、又は、伸縮などの動作をさせるための操作部の操作ハンドルにおいて、該ハンドルを握った操作者の手の親指が届く位置に、その指で回転又は揺動できる駒状の操作部材を設けたので、前記ハンドルを操作してアーム機構を昇降又は伸縮などさせているとき、当該ハンドルを握ったまま、前記操作と一緒に、又は別個に、アーム機構を水平面内で旋回させるために駒状の操作部材を操作することが可能になり、全体としてアーム機構の全ての動作のための操作を合理化すると共に迅速な操作を可能にする。

次に本発明を実施するための最良の形態例について、図を参照し乍ら説明する。図１は本発明操作部を設けた荷重取扱装置の一例の正面図、図２は図１の装置における操作部を設けた要部の斜視図、図３は図２の操作部における操作ハンドルの要部の拡大斜視図、図４は図３の操作部の正面図、図５は図４における水平面内旋回用の操作部の構造例を示す要部の縦面図、図６は図５のＡ−Ａ矢視断面図、図７は図５のＢ−Ｂ矢視断面図である。

図１〜図３において、１，２は水平方向において平行な第１アームと第２アーム、３は、第１，第２アーム１，２の先端に枢着した垂直向きの連結リンクで、このリンク３には水平な向きの第３アーム４が垂直軸の回りに回転自在に設けられており、この第３アーム４の先端に垂直向きの第４アーム５が設けられている。

第４アーム５の下端の負荷点には、フックや掴み具などによる荷重の負荷部６が設けられると共に、アーム機構を昇降動作させるためボックス状の操作部７が設けられている。一方、上記の第１，第２アーム１，２の後端は、地上Ｇなどに立設された支柱Ｐの上端に設けたアーム機構の昇降のためのモータを始めとする駆動機構８を具備したブラケット９に可動的に取付けられ、かつ、前記駆動機構８の出力端に連繋されている。

上記構成によって、第１アーム１〜第４アーム５までの各アーム１，２、４，５が負荷部６及び操作部７を具備したアーム機構AMの一例を形成し、このアーム機構AMが支柱Ｐに旋回自在に設けたブラケット９に装着されて、本発明を適用する荷重取扱装置の一例が形成されする。

本発明を適用するアーム機構AMは、第３アーム４の後端の垂直軸回りの水平回転を、このアーム４の後端枢着部にモータなどの駆動部10を設けることにより、第３アーム４の水平面内の旋回を駆動によって行うようにしている。なお、アーム機構AMを水平面内で旋回させるためには、上記例のほかブラケット９と支柱Ｐの連結部に回転駆動源を設けることがあり、本発明はこの型式のアーム機構AMの水平面内での旋回にも適用可能である。また、負荷部６は、図１に１点鎖線で示す範囲がその可動範囲である。

上記の荷重取扱装置における操作部７は、ボックス状の操作部本体71の側面に、平面から見てほぼ逆Ｔ字状、或は、略Ｉ字状などをなすレバー状の操作ハンドル72が設けられ、このハンドル72の軸72aに関する正，逆方向の角回転運動、或は、上，下方向への揺動運動（図示せず）を、一例として前記本体71の内部に設けたポテンシオメータなどによる機械−電気変換手段によって電気信号に変換し、形成された電気信号に基づいて、前記第１，第２アーム１，２を昇降方向（又は上，下方向）に揺動させる駆動機構８の出力の方向と大きさを制御するようになっている。

本発明を適用する一例の荷重取扱装置では、第３アーム４の水平旋回のため、当該アーム４の根元部位に駆動源10を設けているので、この駆動源10の駆動を、操作部７のハンドル72に設けた操作部11により行うようにした。以下この点について図４〜図７により説明する。

操作部７のボックス状本体71に設けられた操作ハンドル72は、例えば直径が約30mmφ程度、長さ150mmくらいのパイプ材の中間部を、ボックス状本体71の側面から水平に突出させた回転軸72aに結合して設けられている。そして、このハンドル72をその支持軸72aを中心にして反時計方向に回すと、第１，第２アーム１，２が降下側に揺動し、時計方向に回すと上昇側に揺動するように、軸72aの先端側（本体71の内部）に、ポテンシオメータなどによる機械−電気変換体（図に表れず）が設けられている。なお、本発明では、後述する回転制御機構16における回転子14の回転角を規制する機構を、ハンドル軸72aの回転角を規制する機構として用いることができる。

本発明では、図４に示すように上記ハンドル72の先端（図４の左側）に、第３アーム４の水平旋回用の駆動源10を制御するため水平旋回用の操作部11を設けた。操作部11について、図５〜図７により説明する。図３のハンドル72左端には、ハンドル72の外径と少なくとも同等、好ましくは少し大きい程度の略円筒状をなすカバー12を設け、その内部に、ポテンシオメータなどによる機械−電気変換手段13を設けている。この変換手段13の回転軸13a（この軸13aは、当該変換手段13の入力軸と一体の軸又は入力軸に別の軸を接続したタイプとがある。）には、この軸13aに回転を付与するための回転付与部材として、前記軸13aに内板状の回転子14を設けると共に、この回転子14を、当該カバー12の外周面に回転可能に設けた操作リング体15に、連結杆15aにより連結して設けている。16は、前記軸13aに枢支させて設けた前記回転子14の回転を制御するための機構であって、前記回転子14と操作リング15の時計回り又は半時計回りの回転角を、例えば45度程度に規制すると共に、原点位置に自動復帰させるための回転制御機構である。次にこの回転制御機構16について説明する。

回転制御機構16は、回転軸13aに中間部分を枢支させた２つの対称形状のクランク状をなすレバー部材16a，16bと、レバー部材16a，16bの上端部の間に架設した引張バネ16cと、レバー部材16a，16bの下端部の間に位置させてカバー本体12（固定系）に設けた位置決めピン12dと、カバー本体12の内部において回転子14と操作リング体15を繋いでいる連結杆15aの回転範囲を規制するため、このカバー本体12に設けたガイド溝12aとにより形成されており、前記回転子14の背面に設けて前記レバー部材16a，16bの下半側に挟まれて連繋された連動ピン14aが、回転子14の正，逆回転によってレバー部材16aと16bに関連するように構成されている。

上記構成による水平旋回用操作部11の作用は次の通りである。まず、アーム機構全体の操作部７のハンドル72を手で握ってそのハンドル72を軸72aを中心に時計方向又は反時計方向へ角回転させることによって、アーム機構AMの第１，第２アーム１，２を上方又は下方へ向けて揺動させ、第４アーム５下端の負荷部７を上下動させる。このとき、このハンドル72を握っている手の親指の腹などで、この操作部11の回転子14を正方向又は逆方向に回転させるため、操作リング体15の外面を操作して、回転子14を回転軸13aに関し時計方向又は反時計方向に角回転させる。この正又は逆方向の回転は、機械-電気変換体13によって電気信号に変換され、この電気信号に基づいて第３アーム４の水平旋回の駆動源10を正転又は逆転させ、昇降しているアーム機構AMにおける第３アーム４を水平面内で時計方向又は逆方向に旋回させることができる。

アーム機構AMを上，下動させないときであっても、上記操作リング体15を指の腹などで操作して回転子14を正転側又は逆転側に角回転させれば、上，下方向で静止しているアーム機構AMにおける第３アーム４を水平面内で、時計方向又はその逆方向に回転させることができる。アーム機構AMの水平面内の旋回が、ブラケット９と支柱Ｐの結合部に設けた回転駆動源の出力によってなされる場合も、操作部11の操作態様は、上記例と変るところがない。

以上の説明において、回転子14の回転制御機構16は、アーム機構AMの操作部７の本体71に設けられた操作ハンドル72とこのハンドル72の軸72aに連繋されたポテンシオメータなどの機械-電気変換体の回転軸（図示せず）の回転角を規制，制御するための機構として適用することができる。

本発明は以上の通りであって、アーム機構を主体とする荷重取扱装置の当該アーム機構を昇降又は伸縮させることにより負荷部の荷重を上下動させる動作を操作制御するための操作部のハンドルの一部に、当該負荷部を水平面内で旋回させるための水平旋回用操作部を設けたから、操作部のハンドルの操作によって荷重の上下動を操作するとき、荷重を水平移動させるための操作も同じハンドルに設けた水平旋回用の操作部材を操作することによって行うことができるという利点がある。

本発明操作部を設けた荷重取扱装置の一例の正面図。 図１の装置における操作部を設けた要部の斜視図。 図２の操作部における操作ハンドルの要部の拡大斜視図。 図３の操作部の正面図。 図４における水平面内旋回用の操作部の構造例を示す要部の縦面図。 図５のＡ−Ａ矢視断面図。 図５のＢ−Ｂ矢視断面図。

符号の説明

１ 第１アーム
２ 第２アーム
３ 連結リンク
４ 第３アーム
５ 第４アーム
６ 荷重の負荷部
７ 操作部
72 ハンドル
８ 駆動機構
９ ブラケット
10 モータなどの駆動部
11 水平旋回用操作部
12 円筒状カバー
13 機械−電気変換手段
13a 回転軸（入力軸）
14 回転子
15 操作リング体
16 回転制御機構

Claims (3)

1. アーム機構の伸縮，昇降，回転などの動作によってそのアーム機構の先端に設けられた負荷部を、当該アーム機構が届く三次元空間内で任意に移動させることができるように形成した荷重取扱装置において、前記アーム機構の動作を指示する操作部の操作ハンドルであって、そのハンドルを握る手の親指などの指が届く位置に、前記指の腹などによって正，逆方向に回転乃至揺動操作できる操作部材を設けると共に、該操作部材により回転させられる軸を、前記アーム機構の水平面内旋回の駆動源の出力を制御するための機械−電気変換体の入力軸に接続させるか、又は、入力軸と一体に設けることにより、前記該機械−電気変換体の出力に基づいて前記アーム機構の水平面内旋回の駆動源を制御するようにしたことを特徴とする荷重取扱装置の操作グリップ。
2. 操作ハンドルは平面から見て略Ｔ字状或はＩ字状である請求項１の荷重取扱装置の操作グリップ。
3. アーム機構の操作部又は該操作部に装設した操作ハンドルに設けられた機械-電気変換体の回転軸に対し、略クランク状をなす対称形状の一対のレバー部材を、その中間部において前記軸に枢支させるか又は該軸と同軸上に枢支させて設け、前記一対のレバー部材に対し、それらの一端部側の間には引張りバネを設け他端側の間には位置決め部材を設ける一方、前記回転軸に回転を与える回転付与部材を、当該回転軸と前記レバー部材に対して設けた位置決めの部材との間に連繋させて設けると共に、当該回転付与部材の回転範囲を規制する規制部材を、前記操作部又はハンドルの固定系に設けたことを特徴とする機械-電気変換体の回転軸の回転制御機構。
   

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