JP2007269412A - 塵芥収集車の塵芥投入箱 - Google Patents

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Abstract

【課題】耐久性、経済性、アシスト性が良好な扉のアシスト機構を備えた塵芥投入箱を提供する。
【解決手段】扉eは断面円弧状である。上部ガイドレールcは全体が円弧状である。下部ガイドレールdは円弧部d1とその下端に続く直線部d2とからなる。アームkの基端は、Y軸ピン継手k1、Z軸ピン継手k2を介して側板bに連結されている。アームkの先端は、Y軸ピン継手k3、Z軸ピン継手k4を介してスライダnに連結されている。側板とアームとに引張コイルバネmを引っ掛け、この引張コイルバネによりアームを介して扉を引き上げるアシスト力を発生させる。
【選択図】図1

Description

本発明は、塵芥収集車の塵芥投入箱に係り、特に塵芥投入箱の扉のアシスト機構に関する。
塵芥収集車の荷台には収集した塵芥を収容するための塵芥収容箱が積載されており、塵芥は塵芥収容箱の後部に接続された塵芥投入箱に、まず投入されてから塵芥収容箱に収容されることとなっている。塵芥投入箱の後面には、塵芥を投入するための塵芥投入口が設けられており、ここには走行中に塵芥投入箱内の塵芥や汚水が飛散しないように扉が設けられている。
特許文献1には、図5に示すように塵芥投入箱本体1の塵芥投入口の左右側壁5,5に後面形状に沿うように湾曲するように形成された一対のガイドレール9,11が設けられ、開閉扉が一対のガイドレールに沿って摺動して開閉され、塵芥投入箱本体の内側上部に収納される駆動機構を有した塵芥収集車の塵芥投入箱が記載されている。
また、特許文献1記載の塵芥投入箱は、ガイドレールの下端部が下ほど後方向に位置するようにされ、塵芥投入口の開閉扉が閉まっている時は、開閉扉周囲の構体に開閉扉が押し付けられ、略密閉構造を構成している。
図5に示すように、特許文献1記載の塵芥投入箱1は、塵芥投入口から投入された塵芥を図示しない塵芥収容箱に搬送するまでの間、塵芥を保持するための底板2を備えており、底板2は略半円筒形状に形成されている。さらに特許文献1によれば、以下のような技術内容とされている。
前記底板2の両側縁部には、それぞれの内面が対向するようにサイドパネル3,3が前方に傾斜して配設されており、サイドパネル3,3の上部の側縁部も前方に傾斜するように形成されている。そして、サイドパネル3,3はそれぞれの対向する内面に接続された支持棒4により支持されている。
サイドパネル3,3の後縁部には、内面が対向するようにガイドレール支持板5,5が接続されており、各ガイドレール支持板5,5は前方側の端部と前後方向の中央部付近を長尺平板状の支持部材6,7によりそれぞれ連結されている。
ガイドレール支持板5,5の下面は、サイドパネル3,3の上面の傾斜に合致する形状に形成されており、ガイドレール支持板5,5の後端は塵芥投入箱1の後面に沿った形状をして円弧状に形成されている。
ガイドレール支持板5,5の対向している内面(塵芥投入口の左右側壁)には、前方側の端部付近から前後方向の中央部付近まで、塵芥投入箱1の後面の形状に沿って円弧を描くように、断面の形状がコ字状の一対のガイドレール9,9が設けられており、ガイドレール9,9の下端部は下側ほど後方になるように曲成されている。また、ガイドレール支持板5,5の対向している内面には、ガイドレール9,9の上端部付近に図示しない駆動機構により正逆自在に回転させられるシャフト10が備えられている。
また、図5及び図6に示すようにガイドレール支持板5,5の対向している内面の下面側には、ガイドレール支持板5,5の長手方向の中央部付近から下端部付近まで塵芥投入箱1の後面に沿って円弧を描くように断面がコ字状の、もう一対のガイドレール11,11が設けられており、ガイドレール11,11の下端部下側ほど後方になるように曲成されている。
塵芥投入口22の上方の後面には、オプション部品を取り付けるための固定面12が設けられており、固定面12の下面は、ガイドレール支持板5,5の上面に密着するような形状に形成されている。固定面12の両側縁部にはテールランプ等の表示灯13,13・・・が設けられている。また固定面の中間部から前部にかけて開口部14が形成されている。開口部14には前端部から長尺平板状の支持部材15が係止されており、支持部材15にはガスダンバー16及びラッチ17が取り付けられている。
開口部14には、蝶番19,19により連結された薄板状のカバー部材20が配設されており、薄板状のカバー部材20には、ラッチ17と係脱自在のストライカー21が取り付けられている。
なお、固定面12には作業中表示灯やバックアイカメラ等の他のオプション部品を取り付けるのに使用できる。
このようにサイドパネル3,3、ガイドレール支持板5,5、固定面12及びカバー部材20等で構成された塵芥投入箱本体30の塵芥投入口22には、断面がコ字形状に形成されたガイドレールに案内されて移動する開閉扉23が配設されている。
開閉扉23の両側縁部には、開閉扉23を円滑に開閉させるため、ガイドレール9,9の断面コ字形状の内側を転動するローラ24,24と、ガイドレール11,11の断面コ字形状の内側を転動するローラ24,24が取り付けられている。そして、開閉扉23の上端側の両側縁部からラック部材25,25が延設されている。前記シャフト10の両端にはピニオン26,26が設けられており、ラック部材25,25には前記ピニオンの歯と歯合する歯が設けられている。該ラック部材25,25は、開閉扉23がガイドレール9,9,11,11に滑らかに案内されるように湾曲している。また、更に開閉扉23の外面には作業者が扉を開閉する際に用いる把手27,27が設けられている。あるいは、ピニオンをモータなどで駆動させれば、開閉扉23を自動で開閉できる。
作業者が閉鎖されている塵芥投入箱本体30の塵芥投入口22を開放するには、まず開閉扉23の把手27,27を持ち、開閉扉23を上方に引き上げる。開閉扉23の両側縁部のローラ24,24・・・が塵芥投入箱本体30の塵芥投入口22の左右側壁に設けられたガイドレール9,9及びガイドレール11,11の断面コ字形状の内側において上方に向かって転動を開始して開閉扉23は塵芥投入箱内をガイドされて上昇し、ほぼ上昇し切った点で図示しない段差に保持され、塵芥投入箱本体30の内側上部に収納され、塵芥投入口22は開放される。
また、作業者が開放されている塵芥投入箱本体30の塵芥投入口22を閉鎖するには、まず開閉扉23の把手27,27を持ち、一度持ち上げてから下方に引き下げる。するとその力で段差から開閉扉23が引き出されて開閉扉23の両側縁部のローラ24,24・・・が塵芥投入箱本体30の塵芥投入口22の左右側壁に設けられたガイドレール9,9及びガイドレール11,11内の断面コ字形状の内側において下方に向かって転動を開始する。ガイドレール9,9の下端部及びガイドレール11,11の下端部は塵芥投入方向に曲成されているので、開閉扉23の下端部は底板2の後壁方向にガイドされ、その後壁(構体)に押し付けられて略密閉構造とされ、塵芥投入口22は隙間無く閉鎖されることとなる。なお、モータでピニオンを駆動する場合は段差を設けずモータにブレーキを設けて保持させてもよいとされている。
特開2005−314061号公報
しかし、以上の従来技術ような昇降動作により開閉する扉を有した機構においては、引き上げる力を補助するためにバネを利用したアシスト機構を設けることが好ましい。
このようなアシスト機構がないと、手動で開ける時には作業者の大きな持ち上げ力を要する。また、手動で静かに閉めるためには、作業者の大きな支持力を要する。作業者が扉を支持しない場合には、勢いよく閉まり過ぎる危険性がある。自動開閉する場合は、大きなモータや電力を要する。
重いものを軽く上下に動かしたり、任意の位置で停止させたりしたい場合に、帯状の薄板バネを密着渦巻状に巻いた定荷重バネ(コプリング(R)バネと呼ばれる)を利用する方法がある。この定荷重バネによれば、その伸びによらず一定の力を発生できるので、扉の昇降過程の位置によらず一定のアシスト力を発生させることができ、わずかな力でスムーズに扉を上下させたり、任意の位置で扉を停止させることができる。
昇降するスライド扉に定荷重バネを取り付ける場合は、巻きの軸を扉のスライド面に対して垂直にして上部両脇に配置した一対の定荷重バネを設け、両定荷重バネのそれぞれから下方に伸び出させた端部を扉の両脇に固定する取り付け構造が利用されている。この場合、扉を下げたときの扉上部の開口を定荷重バネの薄板が大きく遮ることが無い。
しかしながら、上記の従来技術にあっては、扉が一直線状のガイドレールで案内されるものではないため、扉が一平面内でスライド動作しない。上記の従来技術にあっては、ガイドレールの案内軌道は一直線状ではなく方向が変化するから、扉は立体的に動作する。
したがって、上記のように定荷重バネを取り付けることができず、巻きの軸を扉のスライド面に対して平行にして取り付けざるを得ない。この場合、扉を下げたときの扉上部の開口を定荷重バネの薄板の面が大きく遮ってしまう。上記従来技術の場合、開口部14を定荷重バネにより狭めてしまい、塵芥投入箱の清掃性や整備性を悪くする。
また、現在の市場では、定荷重バネはコイルバネに比較して高価で且つ耐久性に劣る傾向にある。
しかし、単純に定荷重バネをコイルバネに置き換えても、コイルバネは伸びに比例して力が変化する性質であるから、開閉過程において良好なアシスト力が得られない。
本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、昇降動作により開閉する扉を有した塵芥収集車の塵芥投入箱であって、耐久性、経済性、アシスト性が良好な扉のアシスト機構を備えた塵芥投入箱を提供することを課題とする。
以上の課題を解決するための請求項1記載の発明は、塵芥投入口を開閉する扉と、
前記扉の面に沿った方向での昇降を含む前記扉の開閉動作を案内するガイド機構と
基端が前記扉の脇でフレームに支持され、前記基端から前記扉の中央へ延出し、先端が前記扉に連結され、前記扉の開閉動作にリンクして前記先端を揺動させるアームと、
一端が前記基端より上方で前記フレームに支持され、他端が前記アームの前記基端と前記先端との間に連結され、前記アームを介して前記アームの前記先端における前記扉を引き上げるアシスト力を発生させる引張りコイルバネとを備えた塵芥収集車の塵芥投入箱である。
請求項2記載の発明は、前記扉に固定され、前記先端と前記扉とを連結し、前記先端を前記扉の幅方向にスライドするスライダを備えたことを特徴とする請求項1に記載の塵芥収集車の塵芥投入箱である。
請求項3記載の発明は、前記アームは、2方向に揺動可能にされてなることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の塵芥収集車の塵芥投入箱である。
請求項4記載の発明は、前記ガイド機構による前記扉の面に沿った方向での昇降を案内する案内軌道が円弧軌道であることを特徴とする請求項3に記載の塵芥収集車の塵芥投入箱である。
請求項5記載の発明は、前記ガイド機構は、前記扉の面に沿った方向から逸れた方向に前記扉を案内して前記扉の縁部を前記塵芥投入口の縁部に接離させる案内軌道を有することを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の塵芥収集車の塵芥投入箱である。
本発明によれば、扉のアシスト機構に引張りコイルバネを利用するので耐久性、経済性に優れる。
また、本発明によれば、扉に連結された揺動するアームを介して引張コイルバネの収縮力により扉を引き上げるアシスト力を発生させるので、扉の開閉過程上の各位置において良好なアシスト力を発揮することができる。
また、請求項2に記載の発明によれば、アームのスパンを変化させることなくアームの揺動動作を扉の開閉動作にリンクさせることができ、良好なアシスト力を発揮することができる。
また、請求項3に記載の発明によれば、アームが2方向に揺動可能にされているので、扉が円弧軌道等の方向が変化する案内軌道により立体的に動作してもアームに不静定力を負荷することなく、扉とアームをリンクさせて円滑に動作させることができ、コイルバネの弾性エネルギーを不静定力により余分に消費させることなく良好なアシスト力を発揮することができる。
以下に本発明の一実施の形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。図1(a)は、本実施形態に係る塵芥収集車の塵芥投入箱の内側面図である。
図1(a)に示すように、本実施形態の塵芥投入箱は上記従来技術と同様に、底板aと、一対の側板b(片方のみ図示)と、一対の上部ガイドレールc(片方のみ図示)と、一対の下部ガイドレールd(片方のみ図示)と、扉eと、支持棒fとを備える。
両側板bが幅方向に渡された支持部材(図示せず。図5の6,7に相当)により連結されて、扉e、ガイドレールc,d、アシスト機構等を支持するフレームを構成する。その他、上記従来技術のサイドパネル3,3、固定面12、カバー部材20等と同様の部品を備えて構成可能であり、扉eは、上昇してカバー部材20の内側に移動することにより塵芥投入箱本体30の内側上部に収納可能に構成できる。扉eの外面には作業者が扉eを開閉する際に用いる把手e2が設けられている。
底板aの後端上部にはヒンジ連結された回動扉hが設けられている。回動扉hを跳ね上げた状態で、扉eを下げれば、扉eの下端と回動扉hの上端が密着する。また、図3に示すように、底板aの後端上部に回動扉を設けない構成においては、扉e1を下げれば、扉e1の下端と底板aの後端上部が密着するように扉e1を構成する。
図1(a)に示すように、上部ガイドレールc及び下部ガイドレールdは、側板bの内面に固定され、その断面の形状はコ字状に形成されている。
上部ガイドレールcは、側板bの前方側の端部付近から前後方向の中央部まで、塵芥投入箱の後面の形状に沿って円弧を描くように形成、配置されている。
下部ガイドレールdは、上部ガイドレールcの下端部に外側から下部ガイドレールdの上端部を沿わせて、側板bの前後方向の中央部から下端部付近まで塵芥投入箱の後面に沿って円弧を描くように形成、配置された円弧部d1と、円弧部d1の下端に連続した直線部d2とからなる。直線部d2は、円弧部d1と一致する仮想円の内側で且つ下方に扉eの下端を導くように鉛直下方に延設されている。
上部ガイドレールcの断面コ字形状の内側を転動する一対のローラe3が扉e上部の両側縁部に取り付けられている。下部ガイドレールdの断面コ字形状の内側を転動する一対のローラe4が扉e下部の両側縁部に取り付けられている。
扉eは上部ガイドレールc及び下部ガイドレールdに案内されて動作する。扉eの断面もガイドレールc,d1と同様に円弧状に形成されている。扉eは、円弧状のガイドレールc,d1に案内されて扉eの面に沿った方向に昇降する。
扉eが上部ガイドレールc及び円弧部d1に案内されているとき、扉eの円弧軌道の法線方向の変化に従って扉eの面の傾斜角は変化する。
また、扉eが上部ガイドレールc及び直線部d2に案内されているとき、上記円弧軌道の場合に比較して扉eの面の傾斜角は大きく変化し、直線移動と回転移動の組み合わせにより扉eは下降しつつ全体的に塵芥投入箱の内側へわずかに移動する。なぜなら、扉eの下端が直線部d2に案内されて円弧軌道から内側に外れて移動するからである。
このような上部ガイドレールc及び直線部d2による案内軌道により、扉eの下端を回動扉h(図3の扉e1の場合は底板a)の上端に下方向及び内側方向に押し付けるとともに、扉eの両側縁を側板bに押し付けて塵芥投入口を密閉することができ、これにより扉eを閉めた際の塵芥投入箱の水密性を保持できる。
すなわち、上部ガイドレールc及び直線部d2による案内軌道は、扉eの面に沿った方向から逸れた方向に扉eを案内して扉eの縁部を塵芥投入口の縁部に接離させる案内軌道である。本実施形態では、扉eが下がる場合に扉eが塵芥投入口の縁部に接し、扉eが上がる場合に扉eが塵芥投入口の縁部から離れる。
本実施形態では、扉eが塵芥投入箱の内側へ移動して塵芥投入口の縁部に接するが、上記従来技術のように、扉eが塵芥投入箱の外側へ移動して塵芥投入口の縁部に接する動きを案内するガイド機構としても良い。
次に、扉のアシスト機構の構成につき説明する。図1(b)は、図1(a)における矢視B平面図で側板b、アームk、引張コイルバネmによる機構部分を示す。図2は、図1(a)におけるA−A断面図で側板b、アームk、引張コイルバネm、スライダn、扉e、ガイドレールcによる機構部分を示す。図4は、図1(a)の矢印B方向に見たアシスト機構の動作を示す模式図である。各図に共通の直交3軸X−Y−Zを示す。
図1、図2に示すように本アシスト機構はアームk、引張コイルバネm、スライダnを備える。
アームkの基端は、Y軸ピン継手k1、Z軸ピン継手k2を介して側板bに連結され支持されている。Z軸ピン継手k2がアームkに対してY軸ピン継手k1より外側(側板b寄り)に配置されている。
側板bにはアームkの基端より上方の位置にバネ係止部b1が固定されている。バネ係止部b1にはリングb2が設けられている。引張コイルバネmの一端に形成されたフックm1は、バネ係止部b1に設けられたリングb2に引っ掛けられて係止されている。
アームkにはバネ係止部k5が固定されている。このバネ係止部k5は両足がアームkに剛結されたブリッジ状で、中央に孔k6が形成されている。引張コイルバネmの他端に形成されたフックm2は、バネ係止部k5の孔k6に引っ掛けられて係止されている。
引張コイルバネmは以上のように係止され、引っ張られた状態で設置される。
スライダnは、スライドシャフトn1と、スライドユニットn2とを備える。スライドシャフトn1は、扉eの幅方向(X軸方向)に延在して扉eの上端中央寄りに固定されている。スライドシャフトn1の断面外形は円形である。スライドユニットn2は、スライドシャフトn1に外嵌してスライドシャフトn1に沿って滑動し、かつ、スライドシャフトn1周りに回動する円筒部n3を有する。また、スライドユニットn2は、円筒部n3に剛結された連結ピンn4を有する。この連結ピンn4はスライドシャフトn1に対し垂直に配され、円筒部n3の周面に突設されている。
アームkの先端は、Y軸ピン継手k3、Z軸ピン継手k4を介してスライドユニットn2に連結されている。Z軸ピン継手k4が、アームkに対してY軸ピン継手k3より先端側に配置されている。Z軸ピン継手k4の連結ピンは上述のスライドユニットn2の連結ピンn4と同一である。
Y軸ピン継手k1は、その連結ピンがY軸方向に延在しており、アームkを側板bに対してY軸周りに回動可能にさせる。
Z軸ピン継手k2は、その連結ピンがZ軸方向に延在しており、アームkを側板bに対してZ軸周りに回動可能にさせる。
Y軸ピン継手k3は、その連結ピンがY軸方向に延在しており、アームkを扉eに対してY軸周りに回動可能にさせる。
Z軸ピン継手k4は、その連結ピンがZ軸方向に延在しており、アームkを扉eに対してZ軸周りに回動可能にさせる。
このようにして、アームkはY軸周りとZ軸周りの2方向に揺動可能にされている。
アームkと側板bとの連結やアームkとスライドユニットn2との連結を2つのピン継手によらず、2つのピン継手を、Y軸周りの回動軸とZ軸周りの回動軸が同一点で交わる2軸回動継手や、かかる2軸回動に加えてさらにアーム長手方向の軸周りにアームを回動させるユニバーサルリンク等の3軸回動継手に置き換え可能である。
また、スライドユニットn2を回動不能とし、アームkの両端を3軸回動継手に置き換えることも可能である。
いずれにしても関節の自由度を過不足なく構成することが好ましい。
本実施形態によれば、4つのピン継手とシャフトスライダとにより簡素かつ耐久性良好に構成可能である。
図4に示すように、以上説明したアームk、引張コイルバネm、スライダnを備えるアシスト機構が、左右両側に一対設けられる。
次に、図4を参照して扉のアシスト機構の動作につき説明する。図4において、連結点g1はY軸及びZ軸回動点であり、連結点g2はY軸及びZ軸回動並びにX方向移動点である。バネ支点間距離S1は連結点g1とバネ支点k6との距離、バネ支点間距離S2は連結点g2とバネ支点k6との距離である。図4(a)は、扉eが閉まっている状態を示す。図4(c)は、扉eが開いている状態を示す。図4(b)は、扉eが中間よりやや低い位置に位置し、図1,2と同じ状態を示す。
図4(a)に示す状態のとき、アームkはZ軸周りに角度θ1だけX軸より下がっており、扉eには重力に基づく引き下げ力R1が働いている。バネmの引張力により連結点g2,g2において扉eを引き上げるアシスト力P1,P1が発生する。
図4(b)に示す状態のとき、アームkはX軸方向に沿っており(Z軸周りにX軸となす角θ2=0)、扉eには重力に基づく引き下げ力R2が働いている。バネmの引張力により連結点g2,g2において扉eを引き上げるアシスト力P2,P2が発生する。
図4(c)に示す状態のとき、アームkはZ軸周りに角度θ3だけX軸より上がっており、扉eには重力に基づく引き下げ力R3が働いている。バネmの引張力により連結点g2,g2において扉eを引き上げるアシスト力P3,P3が発生する。
扉eの位置によってローラe3,e4に接するガイドレールc、dの傾斜角が異なるため、引き下げ力R1,R2,R3は、扉eの位置によって異なる。
扉eの位置によらず、アシスト力の合力(P1×2,P2×2,P3×2)が引き下げ力(R1,R2,R3)になるべく近い値となるように(R1−P1×2≒R2−P2×2≒R3−P3×2)、S1,S2、θ1,θ3、バネ定数、バネの自然長等の設計変数を選定する。
図(a)は、本発明の一実施形態に係る塵芥収集車の塵芥投入箱の内側面図であり、図(b)は、図(a)における矢視B平面図である。 図1(a)におけるA−A断面図である。 扉の下端と底板の後端上部が密着する構成の塵芥投入箱の内側面部分図である。 図1(a)の矢印B方向に見たアシスト機構の動作を示す模式図である。 従来の塵芥投入箱の分解斜視図である。但し、扉を除く。 従来の塵芥投入箱の斜視図であり、扉のみを分離して描いたものである。
符号の説明
a 底板
b 側板
c 上部ガイドレール
d 下部ガイドレール
d1 円弧部
d2 直線部
e 扉
e2 把手
e3,e4 ローラ
k アーム
m 引張コイルバネ
n スライダ

Claims (5)

  1. 塵芥投入口を開閉する扉と、
    前記扉の面に沿った方向での昇降を含む前記扉の開閉動作を案内するガイド機構と、
    基端が前記扉の脇でフレームに支持され、前記基端から前記扉の中央へ延出し、先端が前記扉に連結され、前記扉の開閉動作にリンクして前記先端を揺動させるアームと、
    一端が前記基端より上方で前記フレームに支持され、他端が前記アームの前記基端と前記先端との間に連結され、前記アームを介して前記アームの前記先端における前記扉を引き上げるアシスト力を発生させる引張りコイルバネとを備えた塵芥収集車の塵芥投入箱。
  2. 前記扉に固定され、前記先端と前記扉とを連結し、前記先端を前記扉の幅方向にスライドするスライダを備えたことを特徴とする請求項1に記載の塵芥収集車の塵芥投入箱。
  3. 前記アームは、2方向に揺動可能にされてなることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の塵芥収集車の塵芥投入箱。
  4. 前記ガイド機構による前記扉の面に沿った方向での昇降を案内する案内軌道が円弧軌道であることを特徴とする請求項3に記載の塵芥収集車の塵芥投入箱。
  5. 前記ガイド機構は、前記扉の面に沿った方向から逸れた方向に前記扉を案内して前記扉の縁部を前記塵芥投入口の縁部に接離させる案内軌道を有することを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の塵芥収集車の塵芥投入箱。
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