JP2009190168A - 荷重物取扱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】経路に沿って移動する一対の可動要素と、荷重物を移動させる距離よりも長さが短い１つの線形アクチュエータとによって、経路に沿って荷重物を取り扱うのに適した装置を提供する。
【解決手段】案内経路２と、案内経路２に摺動可能に取り付けられた一対のスライド１０ａ、１０ｂと、スライドに設けられ荷重物を係合する係合手段７ａ、７ｂと、それぞれのスライドを個々に案内経路２に沿って所定位置に維持するロック手段６ａ、６ｂと、スライドを駆動する線形アクチュエータ手段３を有する。線形アクチュエータを構成する空圧シリンダである第１部品４は一方のスライド１０ａを駆動し、ピストンである第２部品５ａは他方のスライド１０ｂを駆動する。線形アクチュエータ手段３と、ロック手段６ａ、６ｂとを制御することで係合手段７ａ、７ｂを任意の位置に移動することが可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は、荷重抵抗物取扱装置（ｒｅｓｉｓｔａｎｔ−ｌｏａｄ ｈａｎｄｌｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）に関し、特に１つ以上の作業アームを備え、車両タイヤ用のタイヤビードの解放、組立又は分解をする工具を支持するように設計された２つのアームを取り扱うのに適した荷重抵抗物取扱装置に関する。

例えば、タイヤ着脱機の作業アーム、又は異なる高さに荷重物を移動させるように設計された昇降機アーム（例えば、クレーン）のような板／面支持アームは、例えば基体（例えば、クレーンの基体）に固定されたシリンダを備える流体作動式グループと、シリンダから突き出たピストンロッドであって、その自由端は作業アームを支持するように設計されているピストンロッドとを含むアクチュエータによって適切に取り扱われる。

まず、このような解決案によれば、各々の作業アーム用にジャッキ又は他の線形アクチュエータを使わなければならない。更に、非常に高い高さに届かなければならない場合や、かなり離れた２つの高さの間で荷重物を移動させなければならない場合には、非常に長いストロークを行うのに適したジャッキを使う必要が生じ、これはコストアップを伴う。しかし、ジャッキが垂直姿勢で作動しない場合には、ジャッキ長にほぼ比例する曲げモーメントがステムの自由端に発生する。このため、かなりの抵抗力が発生するが、これは荷重物取扱装置を安定かつ安全に作動させるために克服すべきものである。

本発明の荷重物取扱装置の具体的適用例としての、タイヤ着脱機という特定分野について検討すると、知られているように、当該機械は通常、基体と、基体に回転可能に取り付けられたホイール支持台と、基体から立ち上がった１つ以上の支柱と、１つの支柱又は各支柱から片持ち式に伸延する１つ以上の作業アームとを含み、各作業アームは、その自由端で各々の工具を支持するように設計される。当該工具は、いわゆる「ビード解放具」と呼ばれ、ビードの解放、即ち、ホイールリムに取り付けられたタイヤの複数のビードを、それぞれのホイールリム縁から取り外すのに使われる。一般に、伸縮可能なアームである、１つ以上の作業アームが１つの支柱または複数の支柱から伸延し、各々のアームはそれぞれの着脱具を支持する。この着脱具は、該着脱具によって係合しているタイヤビードを、タイヤの係合縁を変形させて所定の経路に沿うようにすることで、タイヤビードに、それが面しているホイールリム縁を通過させるという取り付け／取り外し作業を補助するように設計されている。

各々の作業アームは、それぞれ線形アクチュエータによって制御されるが、線形アクチュエータは一般に空気式ジャッキである。

タイヤ着脱作業中には、しばしば複数の工具（通常、２つの工具）を同時に作動させなければならず、したがって、制御すべきビード解放具と同数のアクチュエータを作動させなければならない。

このために、例えばビード解放、組立又は分解作業を行わなければならない場合に、タイヤの反対側で同時に又は独立して作動するように設計されたビード解放具を備えるタイヤ着脱機もある。

本発明の主な目的は、経路に沿って移動する一対の可動要素と、荷重物を移動させる距離よりも長さが短い１つの線形アクチュエータとによって、経路に沿って荷重物を取り扱うのに適した装置を提供することである。

本発明の他の目的は、１つの線形アクチュエータによって作動できる一対の作業アームを取り扱うように設計された取扱装置を備えるタイヤ着脱機を提供することである。

本発明のさらに他の目的は、従来の機械に比べ、機械の製作及びメンテナンス費用を削減するのに適した取扱装置を備えるタイヤ着脱機を提供することである。

本発明の第一の態様によれば、１つの案内経路又は複数の平行な案内経路と、１つの案内経路又は複数の案内経路のそれぞれに沿って摺動可能に取り付けられた、一対のスライド（ｓｌｉｄｅ）又はキャリッジ（ｃａｒｒｉａｇｅ）と、各々のスライド又はキャリッジと関連付けられた取り外し可能なロック手段であって、関連付けられたそれぞれのスライド又はキャリッジをそれぞれの案内経路に沿った固定位置に維持するように設計された、取り外し可能なロック手段と、各々のスライド又はキャリッジと関連付けられ、少なくとも１つの第１部品及び少なくとも１つの第２部品を有する線形アクチュエータ手段であって、第１部品及び第２部品は、制御時に前記案内経路又は複数の平行な案内経路に平行に互いに対して移動させられ、少なくとも１つの第１部品は、一対のスライド又はキャリッジの一方と共に移動させられ、少なくとも１つの第２部品は、一対のスライド又はキャリッジの他方と共に移動させられる、線形アクチュエータ手段と、線形アクチュエータ手段と共に移動させられる荷重抵抗物に対する係合手段と、取り外し可能なロック手段及び線形アクチュエータ手段を制御するように設計された制御手段と、を含む荷重抵抗物取扱装置が提供される。

本発明の他の態様によれば、本発明による取扱装置を備えるタイヤ着脱機が提供される。

本発明のさらに他の態様によれば、一対の一方あるいは第１のスライド又はキャリッジのロック手段をロック解除し、前記一対の他方あるいは第２のスライド又はキャリッジのロック状態を維持するステップと、一対のスライド又はキャリッジの線形アクチュエータ手段に電圧を加えて、スライド又はキャリッジを経路に沿って移動させるステップと、アクチュエータ手段をロックすると同時に移動させたスライド又はキャリッジに対するロック手段に電圧を加えるステップと、一対のスライド又はキャリッジのうち第２のスライド又はキャリッジのロック手段をロック解除し、第１のスライドのロック手段はロック状態を維持するステップと、一対のスライド又はキャリッジのアクチュエータ手段に再度電圧を加えて、スライド又はキャリッジを第１のスライド又はキャリッジと同じ方向に経路に沿って移動させるステップと、アクチュエータ手段を止めると同時に、移動させた第２のスライド又はキャリッジのロック手段を作動させるステップ、などの作業ステップ順序を含む荷重物の取扱方法が提供される。

本発明のさらなる態様及び利点は、添付図面に示すような取扱装置の好ましい実施形態に関する下記の詳細な説明から明らかになる。

従来技術による、一対の作業アームの取扱装置の図式的な側面図である。 本発明による、一対の作業アームの取扱装置の図式的な側面図である。

まず、図１を参照すると、従来技術による、一対の作業アームＢＬａ、ＢＬｂを取り扱う装置Ｄが概略的に示されており、この装置は、支持構造体Ｂと、２つの線形複動ピストンシリンダアクチュエータ（例えば、２つの空気式ジャッキＡＬａ、ＡＬｂ）とを含み、各々のジャッキは、シリンダＣａ、Ｃｂと、シリンダ内に摺動可能に取り付けられたピストンＰによって制御され、シリンダから突き出る各々のピストンロッドＳａ、Ｓｂとを含む。各アクチュエータのシリンダは、例えば溶接によって支持構造体Ｂに固定される。２つのアクチュエータは、平行であるが、互いに反対に配置される。即ち、アクチュエータＡＬａのピストンロッドＳａは一方向に伸延し、アクチュエータＡＬｂのピストンロッドは、逆方向に伸延する。

各々のピストンロッドＳａ、Ｓｂは、その自由端で、例えばそれぞれの支持ロッドＡａ、ＡｂによってそれぞれスリーブＭａ、Ｍｂに固定され、各スリーブＭａ、Ｍｂは、アクチュエータＡＬａ、ＡＬｂに平行に伸延する案内経路ＰＳに摺動可能に取り付けられ、片持ち式に伸延する作業アームＢＬａ、ＢＬｂを支持する。作業アームＢＬａ、ＢＬｂは、工具、例えばビード解放用ディスクＤＳａ、ＤＳｂを自由端でそれぞれ支持する。
取扱装置Ｄはさらに、２つの電気弁ＥＶａ、ＥＶｂと流体連通する圧縮空気源も備え、電気弁の各々はその後、それぞれのシリンダＣａ、Ｃｂの２つの端部と流体連通する。

このような構成によって、圧縮空気が装置Ｄに供給され、電気弁ＥＶａ、ＥＶｂが適切に切り替えられるとき、圧縮空気は、ジャッキの何れか一方側に供給されて、各ピストンロッドＳａ、Ｓｂの伸長／収縮、即ち、作業アームＢＬａ、ＢＬｂの離間／近接移動を制御することができる。

従って、このようなタイプの取扱装置は、移動させる作業アームの数だけ線形アクチュエータを要し、これにより明らかにタイヤ着脱機に関する高い製作コスト及びメンテナンスコストが生じる。

図２は、本発明による、２つの作業アーム７ａ、７ｂを取り扱うための装置１を示す。

当該装置は、摺動案内経路である支柱又は直立体２と、案内経路２に摺動可能に取り付けられた一対のスライド又はキャリッジ１０ａ、１０ｂと、支柱又は直立体２にほぼ平行に伸延し、少なくとも１つの第１部品及び少なくとも１つの第２部品を含み、例えばシリンダ４と、シリンダ内に摺動可能に取り付けられたピストン５と、ピストン５に固定されたピストンロッド５ａと、を含む任意の適したタイプの空気式シリンダピストングループ又は複動ジャッキ３を含む線形アクチュエータ手段と、例えば、通常は空気圧制御式であるが任意の適したタイプの２つの停止クランプ要素６ａ、６ｂを含む取り外し可能なロック手段であって、当該クランプ要素は、支柱又は直立体２と取り外し可能に係合可能で、それぞれのスライド又はキャリッジ１０ａ、１０ｂによって支持される、取り外し可能なロック手段と、例えば、取っ手、レバー、ジョイスティックなどのような複数の制御部を含み、停止クランプ要素６ａ、６ｂ及び複動ジャッキ３を制御するように設計された制御盤２０を含む制御手段と、荷重抵抗物と係合するように設計され、通常は一対の作業アーム７ａ、７ｂを含む係合手段であって、一対の作業アーム７ａ、７ｂは、後に説明されるように、それぞれスライド１０ａ、１０ｂに固定されて、それぞれシリンダ４とピストンロッド５ａに固定されるような係合手段と、を含む。

アーム７ａ、７ｂは、支柱又は直立体に対して同じ方向に伸延する。

より具体的には、クランプ要素６ａは、スライド１０ａに固定され、スライド１０ａは、例えばブラケット８を介してシリンダ４に固定されてシリンダ４を支持する。一方、クランプ要素６ｂは、スライド１０ｂに固定され、スライド１０ｂは、ブラケット９によってピストンロッド５に固定される。

作業アーム７ａ、７ｂは、任意のタイプであってよく、例えば伸縮アームを含み、切頭円錐状のビード解放具７ｃ、７ｄをそれぞれの自由端で支持するものや、又は取扱装置が荷重物を昇降するように設計された場合、アームのうち少なくとも１つは、昇降プラットフォーム（ｈｏｉｓｔｉｎｇ ｐｌａｔｆｏｒｍ）を含んでもよい。

線形アクチュエータ３は、任意のタイプであってよく、例えば図示のような流体作動式ジャッキでもよいし、又はラック（第１部品）タイプ及びピニオン（第２部品）タイプであってもよく、ピニオンタイプは、可逆モータによって制御することができる。

流体作動式ジャッキ型の線形アクチュエータが採用される場合、取扱装置はさらに、好ましくは出口逆止弁Ｇａを備える、加圧流体（例えば圧縮空気）源又は加圧流体ジェネレータＧと、好ましくは以下にそれぞれ示す３つの電気弁である、３つの弁グループとを含む。
第１の３方向電気弁１１ａは、ダクト１２を介してジェネレータＧの逆止弁Ｇａの出口と流体連通し、加圧流体を複動ジャッキ４の一端に（例えば、ダクト１５によって）供給したり、他端に（例えば、ダクト１６によって）供給したりするように設計されている。
第２の電気弁１１ｂは、好ましくは２方向電気弁であって、同様に、ダクト１３を介してジェネレータＧの逆止弁Ｇａの出口と流体連通し、スライド又はキャリッジ１０ａと関連付けられているクランプ要素６ａを、ダクト１７を介して空気式に制御するように設計されている。
第３の電気弁１１ｃは、好ましくは２方向電気弁であって、同様に、ダクト１４を介してジェネレータＧの逆止弁Ｇａの出口と流体連通し、スライド又はキャリッジ１０ｂと関連付けられているクランプ要素６ｂを、ダクト１８を介して空気式に制御するように設計されている。

電気弁１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、電気的に接続された制御盤２０から制御でき、制御盤は、好ましくは図面に概略的に示したように、ジェネレータＧに電圧を加えたりジェネレータＧを止めたりするのに適したオン−オフ制御部（図示せず）を含む。制御盤は、さらに、例えば無線、赤外線などの信号のような制御信号送信ユニットを含んでもよい。

図２に示す実施例による取扱装置は、移動させるべきアーム７ａ、７ｂを共に移動させたり、互いから離れるように移動させたりするのに適し、特に、支柱又は直立体２が実質的に垂直姿勢で維持されるとき、アーム７ａ、７ｂの一方を固定状態に維持し、他方を上昇又は下降させるのに適する。下方アーム７ａを固定状態に維持しつつ、上方アーム７ｂを上昇させるために、（圧縮空気貯蔵タンクが利用できなければ）ジェネレータＧに電圧が加えられる場合があり、電気弁１１ｂを介したクランプ要素６ａのロック及び電気弁１１ｃを介したクランプ要素６ｂのロック解除が制御盤２０から制御され、その後、電気弁１１ａが制御されて、ダクト１５と流体連通する電気弁出口を通って圧縮空気がジャッキ３の下端に供給される。一方、ダクト１６と流体連通する電気弁出口によって、ジャッキ５の上端から空気が放出できる。

このとき、ピストン５は、ピストン５のストロークに対して最高の高さまで上昇し始め、これによってアーム７ｂも上昇し始める。この高さで、電気弁１１ａが閉じられてジャッキ５を止める。このようにして届いた高さを超えてアーム７ｂを更に上昇させるためには、まず、電気弁１１ｃを介してクランプ要素６ｂをロックし、電気弁１１ｂを介してクランプ要素６ａをロック解除しなければならない。その後、電気弁１１ａを切り替えて、圧縮空気源Ｇからダクト１６と流体連通するその出口に圧縮空気が供給され、ダクト１５と流体連通するその出口を通って空気がジャッキ５の下端から放出される。

ピストンが支柱又は直立体２に対して固定されるため、シリンダ４が、ピストン５の最大ストロークまで上昇し、その後、電気弁１１ａが、シリンダが更に上昇することを防止する。このような順序は、支柱又は直立体２の高さ全体にわたって繰り返されてもよい。

逆順に従うと、アーム７ｂ又は両方のアーム７ａ、７ｂが交互に段階的に下降し、あるいは、アーム７ａが上昇する。

アーム７ａ、７ｂを共に移動させたり、互いから離れるようにに移動させたりするために、アームの一方はクランプ要素によってロックされ、他方は移動させられる。

本発明による取扱装置によれば、１つの線形アクチュエータだけによって少なくとも１つの作業アーム又は好ましくは２つの作業アームの動きを制御することができ、これにより、上述した取扱装置を備える機械は、製造及びメンテナンス上有利である。

本発明による取扱装置をタイヤ着脱機で使う場合、案内経路２は、タイヤホイール又はホイールリム支持台の回転軸にほぼ平行であることが好ましく、これによりアーム７ａ、７ｂが１つの空気圧ジャッキによって制御されるビード解放用アームとして作動できる。

本発明による取扱装置を荷重物昇降装置として使用できることは当業者に明らかである。

本発明による取扱装置によれば、長いストロークのジャッキを使う必要がないため、特に、最大伸長の状態でピストンロッドの先端に深刻な曲げモーメントが発生せず、また、上述した段階的な上昇ステップを繰り返すことで、極めて高い上昇高さにも届くことができる。

上述した装置は、請求項によって規定される範囲内において、様々に改良し、及び変形させることができる。

従って、例えばピストンシリンダグループは、複動ジャッキ又はスプリング式単動ジャッキなどを含んでもよい。

取扱装置は、複数の案内ラック２を含むことができ、複数の案内ラックの各々には、例えばクランプ要素のような取り外し可能な停止要素がそれぞれに備えられている一対のスライド又はキャリッジ要素が摺動可能に取り付けられる。

２ 案内経路
３ 線形アクチュエータ手段
４ 第１部品
５ａ 第２部品
６ａ、６ｂ クランプ要素（ロック手段）
７ａ、７ｂ 片持ち式作業アーム（係合手段）
７ｃ、７ｄ ビード解放具（作業工具）
１０ａ、１０ｂ スライド又はキャリッジ
１１ａ 第１の３方向弁グループ
１１ｂ 第２の弁グループ
１１ｃ 第３の弁グループ
２０ 制御ユニット
Ｇ 加圧流体源
Ｇａ 出口逆止弁

Claims (13)

1. １つの案内経路２又は複数の平行な案内経路と、
   １つの案内経路２又は複数の案内経路のそれぞれに摺動可能に取り付けられた、一対のスライド又はキャリッジ１０ａ、１０ｂと、
   各々のスライド又はキャリッジ１０ａ、１０ｂと関連付けられた取り外し可能なロック手段６ａ、６ｂであって、関連付けられたそれぞれのスライド又はキャリッジをそれぞれの案内経路２に沿って所定位置に維持するように設計された、取り外し可能なロック手段６ａ、６ｂと、
   各々のスライド又はキャリッジ１０ａ、１０ｂと関連付けられ、少なくとも１つの第１部品４及び少なくとも１つの第２部品５ａを有する線形アクチュエータ手段３であって、前記第１部品及び第２部品は、制御時に前記案内経路２又は複数の平行な案内経路に平行に互いに対して移動させられ、前記少なくとも１つの第１部品４は、前記一対のスライド又はキャリッジの一方１０ａと共に移動させられ、前記少なくとも１つの第２部品５ａは、前記一対のスライド又はキャリッジの他方１０ｂと共に移動させられる、線形アクチュエータ手段３と、
   前記線形アクチュエータ手段と共に移動させられる荷重抵抗物に対する係合手段７ａ、７ｂと、
   前記取り外し可能なロック手段６ａ、６ｂ及び前記線形アクチュエータ手段３を制御するように設計された制御手段とを備える、荷重抵抗物の取扱装置。
2. 前記取り外し可能なロック手段は、クランプ要素６ａ、６ｂを備えることを特徴とする、請求項１に記載の取扱装置。
3. 前記線形アクチュエータ手段は、少なくとも１つの複動流体作動式ピストンシリンダグループと、前記制御手段によって制御可能な少なくとも１つの加圧流体源Ｇと、を含むことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の取扱装置。
4. 前記制御手段は、
   前記少なくとも１つの加圧流体源Ｇと流体連通し、制御時に前記少なくとも１つの複動流体作動式グループ３の一端又は他端に加圧流体を供給するように設計された、第１の３方向弁グループ１１ａと、
   前記加圧流体源Ｇと流体連通し、前記一対のスライド又はキャリッジの一方１０ａと関連付けられ、それぞれのロック手段６ａを制御するように設計された、第２の弁グループ１１ｂと、
   前記加圧流体源Ｇと流体連通し、前記一対のスライド又はキャリッジの他方１０ｂと関連付けられ、それぞれのロック手段６ｂを制御するように設計された、第３の弁グループ１１ｃと、
   少なくとも前記第１、第２、第３の弁グループ１１ａ、１１ｂ、１１ｃを制御するように設計された、制御ユニット２０とを備えることを特徴とする、請求項３に記載の取扱装置。
5. 前記制御ユニット２０は、前記第１、第２、第３の弁グループ１１ａ、１１ｂ、１１ｃに電気的に接続されることを特徴とする、請求項４に記載の取扱装置。
6. 前記制御ユニットは、前記加圧流体源Ｇに電気的に接続されて、前記加圧流体源Ｇを制御するように設計されることを特徴とする、請求項５に記載の取扱装置。
7. 前記制御ユニット２０は、前記第１、第２、第３の弁グループ１１ａ、１１ｂ、１１ｃを遠隔制御するように設計されることを特徴とする、請求項４に記載の取扱装置。
8. 前記制御ユニット２０は、前記加圧流体源Ｇを遠隔制御するように設計されることを特徴とする、請求項４に記載の取扱装置。
9. 前記線形アクチュエータ手段は、ラック及びピニオングループを含み、前記ピニオン又はラックは、可逆モータによって制御できることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の取扱装置。
10. 前記係合手段は、それぞれのスライド又はキャリッジ１０ａ、１０ｂと共に移動させられる少なくとも１つの片持ち式作業アーム７ａ、７ｂを含むことを特徴とする、前項の何れか一項に記載の取扱装置。
11. 前項の何れか一項に係る取扱装置を含むことを特徴とする、着脱機。
12. 前記案内経路２は、支柱又は直立部材を含み、前記一対のスライド又はキャリッジは、それぞれの作業工具７ｃ、７ｄを支持するように設計されたそれぞれの片持ち式アームを備え、前記片持ち式アームは、前記支柱又は直立ユニットの同じ側の面から突き出ることを特徴とする、請求項１１に記載の着脱機。
13. 請求項１ないし請求項１０の何れか一項に記載の装置による荷重物取扱方法であって、
    一対の一方あるいは第１のスライド又はキャリッジのロック手段をロック解除し、前記一対の他方あるいは第２のスライド又はキャリッジのロック状態を維持するステップと、
    前記一対のスライド又はキャリッジの線形アクチュエータ手段に電圧を加えて、スライド又はキャリッジを前記経路２に沿って移動させるステップと、
    前記アクチュエータ手段をロックすると同時に、移動させたスライド又はキャリッジに対するロック手段に電圧を加えるステップと、
    前記一対のうち第２のスライド又はキャリッジのロック手段をロック解除し、第１のスライドのロック手段はロック状態を維持するステップと、
    前記一対のスライド又はキャリッジのアクチュエータ手段に再度電圧を加えて、スライド又はキャリッジを第１のスライド又はキャリッジと同じ方向に前記経路に沿って移動させるステップと、
    前記アクチュエータ手段を止めると同時に、移動させた第２のスライド又はキャリッジのロック手段を作動させるステップ、などの作業順序を含むことを特徴とする、荷重物取扱方法。

Images