JP2012188211A - 産業車両用回転クランプ装置の垂直姿勢検知機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 回転クランプ装置の垂直姿勢を正確に視認できる機構を安価に提供する。
【解決手段】 回転クランプ装置３は、回転可能なベース３２を有する第１のアーム部材３０Ａと、第１のアーム部材３０Ａとの間で荷Ｌを把持しまたは荷Ｌの把持状態を開放するように回動可能な第２のアーム部材３０Ｂと、第２のアーム部材３０Ｂを駆動する油圧シリンダ５と、ベース３２に設けられ、油圧シリンダ５に対して油圧の供給を行うロータリバルブ４２とを備えている。ベース３２には、ロータリバルブ４２を油圧シリンダ５に油圧ホース接続するための開孔部３２ａが貫通形成され、開孔部３２ａには、これと連通するスリット８０が形成されたスリットプレート８が取り付けられている。ロータリバルブ４２の内部には、レーザ光を出射するレーザマーカ７が設けられ、レーザマーカ７から出射されるレーザ光は開孔部３２ａおよびスリット８０を透過するようになっている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、産業車両の回転クランプ装置のための垂直姿勢検知機構に関し、詳細には、回転クランプ装置を構成するアーム部材の垂直姿勢を操縦席から正確に視認できるようにするための構造の改良に関する。

従来から産業車両の荷役装置（アタッチメント）として、回転クランプ装置が用いられている。回転クランプ装置は、一般に、荷を把持するための開閉可能な一対のアーム部材と、各アーム部材を水平軸回りに回転させる回転機構とを備えている。回転クランプ装置は、例えばロール紙のような円筒面を有する荷を把持して運搬するのに適している。

このような回転クランプ装置付き産業車両の運転時には、例えば縦置きされた荷に対しては、回転機構の駆動により各アーム部材を回転させて水平姿勢にするとともに各アーム部材を開閉して荷を左右両側から把持し、その後、回転機構により各アーム部材を回転させて垂直姿勢にする。この状態から、車両を走行して荷を運搬し、所望の地点に到達した後、再び回転機構の駆動により各アーム部材を回転させて水平姿勢にするとともに、各アーム部材を開くことで荷の把持状態を解除して、荷を載置する。

このように、車両走行時に回転クランプ装置の各アーム部材を垂直姿勢にするのは、各アーム部材に把持された荷が車両走行中の路面からの振動等で各アーム部材から外れて落下するのを未然に防止するために、車両走行時には一方のアーム部材で荷を下方から支承するようにするためである。

前記従来の回転クランプ装置の操作においては、各アーム部材が垂直姿勢に移行したかどうかを操作者が判断するのに、アーム部材の回転ベースに目印用のデカール（シールやステッカー等）を付けることで対応していた。

ところが、前記従来の構成では、操作者が回転クランプ装置の操作中にデカールを見なければならないために、荷役作業中に荷から目をそらす必要があり、作業性が悪い。

その一方、特開２００６−２４８６３７号公報の図３に示すように、ロールクランプ装置のアームの軸にレーザ発光器を設置し、レーザ発光器からの出射光を荷に照射することで、荷の中心位置を視認できるようにしたものが提案されている。また、同公報の図５には、レーザ発光器の前方にシャッタを配置し、レーザ発光器からの出射光をシャッタのスリットを透過させた後、荷に照射して、照射光の形状の変化を目視することにより、アームの回転角度を視認できるようにした点も開示されている。

しかしながら、前記公報に示すものでは、レーザ発光器を取り付けるための孔をアームの軸にわざわざ貫通形成する必要があり、このため、製造コストがアップする。

本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、操作者が回転クランプ装置の垂直姿勢を操縦席から正確に視認できる垂直姿勢検知機構を安価に提供することにある。

請求項１の発明に係る産業車両用回転クランプ装置のための垂直姿勢検知機構は、回転クランプ装置が、回転可能な回転ベースを有しかつ車両本体の前方に配置される第１のアーム部材と、第１のアーム部材にヒンジ連結されかつ第１のアーム部材との間で荷を把持する把持位置および荷の把持状態を開放する開放位置の双方の位置をとり得るように回動可能な第２のアーム部材と、第２のアーム部材を駆動する油圧アクチュエータと、第１のアーム部材の回転ベースに取り付けられかつ油圧アクチュエータに対して油圧の供給を行うロータリバルブとを備えている。回転ベースには、ロータリバルブを油圧アクチュエータに油圧ホース接続するための貫通孔が形成され、貫通孔には、当該貫通孔と連通するスリットが形成されたスリットプレートが取り付けられている。ロータリバルブの内部には、車両前方に向かってレーザ光を出射するレーザマーカが設けられており、レーザマーカから出射されるレーザ光は貫通孔およびスリットを透過するようになっている。

請求項１の発明においては、ロータリバルブから油圧を供給して油圧アクチュエータを駆動することにより、第２のアーム部材を回動させて把持位置に移動させ、第１、第２のアーム部材により荷を把持する。その一方、レーザマーカから出射されたレーザ光は、第１のアーム部材の回転ベースに形成された貫通孔を透過するとともに、貫通孔に取り付けられたスリットプレートのスリットを透過して、車両前方に向かって進み、第１、第２のアーム部材に把持された荷の外周面に照射される。

この場合において、当該回転クランプ装置の第１、第２のアーム部材が垂直姿勢におかれているかどうかは、操作者が、荷に照射されるレーザ光の照射領域の長さや形状を目視することにより判断する。すなわち、荷に照射されるレーザ光は、スリットを透過しており、スリットは、回転ベースの回転（つまり第１、第２のアーム部材の回転）とともに回転している。このため、荷に対するレーザ光の照射領域の長さや形状は、スリットの回転（つまり第１、第２のアーム部材の回転）とともに変化している。したがって、操作者は、荷に照射されるレーザ光の照射領域の長さや形状の変化を視認することで、回転クランプ装置の第１、第２のアーム部材が垂直姿勢におかれているかどうかを判定できる。これにより、操作者は、荷役作業中には、荷のみを注視するようにすればよいので、作業性を向上できる。

しかも、この場合には、レーザマーカ（レーザ発光器）が、油圧アクチュエータに対する油圧供給用のロータリバルブの内部に設けられている。このため、レーザマーカを取り付けるために別途新たな部材を設けたり、回転クランプ装置の既存の部品に追加工を施したりする必要がない。このように、既存の部材をそのまま利用してレーザ発光器を取り付けることができるので、製造コストを削減でき、安価な機構を実現できる。

請求項２の発明では、請求項１において、スリットが直線状に延びる１本の間隙から構成され、レーザマーカからのレーザ光が水平面内で扇状に拡散するように出射されるとともに、第１、第２のアーム部材の垂直姿勢時には、スリットが水平方向に配設されている。

請求項２の発明によれば、レーザマーカから出射されスリットを透過して荷に照射されるレーザ光の照射領域は、第１、第２のアーム部材が垂直姿勢時から傾斜して配置されている場合に比べて、第１、第２のアーム部材の垂直姿勢時には、最も長い水平線を描いており、これにより、操作者は、回転クランプ装置の第１、第２のアーム部材が垂直姿勢におかれていることを視認できる。

請求項３の発明では、請求項１において、スリットプレートが回転ベースの貫通孔の中心回りの回転位置を調整可能になっている。

請求項３の発明によれば、スリットプレートの回転位置を適宜調整することで、スリットの向きが変化し、これにより、スリットを透過して荷に照射されるレーザ光の照射領域の長さや形状が変化する。この場合には、例えば、請求項２の発明とは逆に、第１、第２のアーム部材の垂直姿勢時にスリットが垂直方向（つまり鉛直方向）に配設されるようにスリットプレートを回転させておくことも可能である。この場合、レーザマーカから出射されるレーザ光が水平面内で放射状に拡散しているとき、第１、第２のアーム部材の垂直姿勢時には、レーザマーカから出射されスリットを透過して荷に照射されたレーザ光の照射領域は、第１、第２のアーム部材が垂直姿勢時から傾斜して配置されている場合に比べて最も短くかつ最も明るくなっており、これにより、操作者は、回転クランプ装置の第１、第２のアーム部材が垂直姿勢におかれていることを視認できる。

以上のように、本発明によれば、第１、第２のアーム部材に把持された荷に対してレーザ光を照射するためのレーザマーカを、油圧アクチュエータに対する油圧供給用のロータリバルブの内部に設けるようにしたので、レーザマーカを取り付けるために別途新たな部材を設けたり、回転クランプ装置の既存の部品に追加工を施したりする必要がなく、既存の部材をそのまま利用してレーザ発光器を取り付けることができる。これにより、製造コストを削減でき、安価な機構を実現できる。

本発明の一実施例による回転クランプ装置用垂直姿勢検知機構を採用する産業車両の側面概略図である。 前記産業車両（図１）の前記回転クランプ装置の側面一部断面図である。 前記回転クランプ装置（図２）の油圧供給ライン（ハイドローリックライン）を示す分解組立図である。 前記垂直姿勢検知機構（図１）の分解組立図である。 前記回転クランプ装置（図２）が垂直姿勢にあるときのレーザ光の照射領域を説明するための図である。 前記回転クランプ装置（図２）が垂直姿勢から傾斜した姿勢にあるときのレーザ光の照射領域を説明するための図である。 本発明の他の実施例による回転クランプ装置用垂直姿勢検知機構のスリットプレートの取付部分を示す分解組立図である。

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１ないし図６は、本発明の一実施例による回転クランプ装置用垂直姿勢検知機構を説明するための図である。以下、これらの図において、車両前方を前方、前側、前端側または前面側と呼称し、車両後方を後方、後側、後端側または背面側と呼称することにする。

図１は、本実施例機構を採用する産業車両を示しており、この産業車両１は、操作者が着座して荷役操作を行うための各種レバー、スイッチ、表示灯等が設けられた操縦席を含む車両本体２と、車両本体２の前方（同図左方）に配置され、車両本体２のマスト２０に着脱自在に取り付けられるアタッチメント（荷役装置）としての回転クランプ装置３とを備えている。回転クランプ装置３は、例えばロール紙のような円筒面を有する荷Ｌを上下から把持して運搬するのに適している。

図２に示すように、回転クランプ装置３は、開閉可能な第１、第２のアーム部材３０Ａ、３０Ｂを有している。同図に示すように、各アーム部材３０Ａ、３０Ｂが垂直姿勢に配置（つまり第２のアーム部材３０Ｂの鉛直下方に第１のアーム部材３０Ａが配置）されているとき、第１のアーム部材３０Ａの上部および第２のアーム部材３０Ｂの下端がオーバラップしており、このオーバラップ部分には、水平方向に延びる支軸３１が挿通している（図１参照）。第２のアーム部材３０Ｂは、支軸３１の回りを回動自在になっている。これにより、第２のアーム部材３０Ｂは、第１のアーム部材３０Ａとの間で荷Ｌを把持する把持位置および荷Ｌの把持状態を開放する開放位置の双方の位置をとり得るようになっている。

第１のアーム部材３０Ａは、その後端側にベース３２を有している。ベース３２の略中央部には、開孔部３２ａが貫通形成されており、開孔部３２ａの形成個所においてベース３２の背面側には、内周に歯を有する内歯車３３が固定されている。内歯車３の歯には、ベース３２の後方に設けられたモータ３４の出力軸端のピニオン３５が噛合している。この構成により、モータ３４が駆動されてピニオン３５が回転すると、ピニオン３５と噛合する内歯車３３が回転し、その結果、ベース３２を介して第１、第２のアーム部材３０Ａ、３０Ｂが内歯車３３の中心軸線の回りを回転するようになっている。

また、ベース３２の背面側において内歯車３３の中心部分には、ロータリジョイント４が設けられている。ロータリジョイント４は、図３および図４に示すように、フランジプレート４０を介してベース３２の背面に固定されかつ内部に油路を有するブロック４１と、ブロック４１の中央に貫通形成された孔４１ａに回動自在に支持され、ベース３２の開孔部３２ａに対向配置されるロータリバルブ４２とを有している。第１、第２のアーム部材３０Ａ、３０Ｂの回転時には、静止したロータリバルブ４２の回りをブロック４１がベース３２とともに回転するようになっている。

ロータリバルブ４２の後端には、図３に示すように、油圧機器４３からの油圧が油圧ホース４４を介して供給されるようになっている。ブロック４１の前端面には、油圧ホース４５の一端が継手４６を介して接続されており、油圧ホース４５の他端は油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）５に接続されている。ロータリバルブ４２に供給された油圧は、ブロック４１内の油路から油圧ホース４５を通って油圧シリンダ５に供給される。

油圧シリンダ５のシリンダ本体５０の後端部は、図２に示すように、ピン６に回動自在に支持されており、ピストンロッド５１の先端は、第２のアーム部材３０Ｂにヒンジ連結されている。この構成により、油圧シリンダ５が駆動されてピストンロッド５１が伸長すると、第２のアーム部材３０Ｂが図２反時計回りに回動し、これにより、第２のアーム部材３０Ｂが第１のアーム部材３０Ａとの間で荷Ｌを把持する把持位置におかれ、これとは逆に、ピストンロッド５１が縮退すると、第２のアーム部材３０Ｂが図２時計回りに回動し、これにより、第２のアーム部材３０Ｂが第１のアーム部材３０Ａとの間での荷Ｌの把持状態を開放する開放位置におかれる。

ロータリバルブ４２には、図４に示すように、油路を形成する孔４２ａが貫通形成されている。孔４２ａ内には、車両前方に向かってレーザ光を出射するレーザマーカ（レーザ発光器）７が収容されている。レーザマーカ７からのレーザ光は、水平面内で扇状に拡散するように出射されている。レーザマーカ７は、発光部としての本体部７０と、その後端側から延びるリード線７１とを有しており、本体部７０およびリード線７１の双方がロータリバルブ４２の孔４２ａ内に収容されている。

また、ベース３２の前側面において貫通孔３２ａの形成個所には、スリットプレート８が取り付けられている。スリットプレート８には、貫通孔３２ａと連通する直線状の１本のスリット８０が貫通形成されている。スリットプレート８は、回転クランプ機構３の第１、第２のアーム部材３０Ａ、３０Ｂが垂直姿勢におかれているときにスリット８０が水平方向に配設されるように、位置決めされている。レーザマーカ７から出射されるレーザ光はベース３２の貫通孔３２ａおよびスリットプレート８のスリット８０を透過する。なお、図４に示すスリットプレート８においては、油圧ホース４５の継手４６が挿通する孔は省略されている。

次に、本実施例の作用効果について説明する。
回転クランプ機構３により荷Ｌを把持する際には、ロータリバルブ４２を介して油圧シリンダ５に油圧を供給しピストンロッド５１を縮退させることにより（図２参照）、第２のアーム部材３０Ｂを回動させて開放位置に移動させる。この状態から、荷Ｌの左右両側または上下両側に各アーム部材３０Ａ、３０Ｂを配置した後、ロータリバルブ４２を介して油圧シリンダ５に油圧を供給しピストンロッド５１を伸長させることにより（図２参照）、第２のアーム部材３０Ｂを回動させて把持位置に移動させる。これにより、第１、第２のアーム部材３０Ａ、３０Ｂにより荷Ｌが把持される（図１参照）。

次に、モータ３４の駆動により、ピニオン３５および内歯車３３を介して、ベース３２を回転させることにより（図２参照）、第１、第２のアーム部材３０Ａ、３０Ｂを回転させ、図２に示すように、第２のアーム部材３０Ｂを上方に、第１のアーム部材３０Ａを下方に配置する。

また、レーザマーカ７に電流を供給して、レーザマーカ７からレーザ光を出射させる。レーザマーカ７から出射されたレーザ光Ｂは、第１のアーム部材３０Ａのベース３２の開孔部３２ａを透過するとともに、スリットプレート８のスリット８０を透過して、車両前方に向かって進み（図１参照）、第１、第２のアーム部材３０Ａ、３０Ｂに把持された荷Ｌの外周面に照射される（図５、図６参照）。

このとき、回転クランプ装置３の第１、第２のアーム部材３０Ａ、３０Ｂが垂直姿勢におかれているかどうか、すなわち第２のアーム部材３０Ｂの鉛直下方に第１のアーム部材３０Ａが配置されているどうかは、操作者が、荷Ｌに照射されたレーザ光Ｂの照射領域Ｓ、Ｓ’の長さや形状を目視することにより判断する。

回転クランプ装置３の第１、第２のアーム部材３０Ａ、３０Ｂが垂直姿勢におかれているとき、図５に示すように、スリットプレート８のスリット８０は水平方向に配設されている。また、レーザマーカ７から出射されるレーザ光Ｂは、水平面内で扇状に拡散しており、このため、レーザマーカ７からのレーザ光Ｂは、スリットプレート８で遮られることなく、スリット８０を透過して荷Ｌの外周の円筒面上において母線に沿った位置に照射される（図５中の照射領域Ｓ参照）。

その一方、スリットプレート８は、ベース３２とともに回転するため、ベース３２が回転しているとき、スリットプレート８のスリット８０は、図６に示すように、水平方向から傾斜した位置に配置されている。

このとき、レーザマーカ７から出射されて水平面内で扇状に拡散するレーザ光Ｂは、その両端部分を含む領域がスリットプレート８で遮られ、その結果、スリット８０を透過する透過光の拡散範囲が狭められて、荷Ｌに照射される照射領域Ｓ’の長さが短くなる。

逆の言い方をすれば、図５に示すように、スリット８０が水平方向に配設されているとき、すなわち、回転クランプ装置３の第１、第２のアーム部材３０Ａ、３０Ｂが垂直姿勢におかれているとき、レーザ光Ｂの照射領域Ｂの長さが最も長い。したがって、操作者は、この照射領域Ｂの長さにより、回転クランプ装置３の第１、第２のアーム部材３０Ａ、３０Ｂが垂直姿勢におかれていることを視認できる。また、図６に示すように、スリット８０が傾斜した位置に配置されているとき、荷Ｌに照射される照射領域Ｓ’は、荷Ｌの外周の円筒面上で母線と交差する方向に配設されており、このため、照射領域Ｓ’の両端部分は、荷Ｌの外周方向に沿って回り込むことになって、直線からやや外れた形状（螺旋形状に近い形状）になると考えられる。

このように、荷Ｌに照射されるレーザ光Ｂの照射領域Ｓ、Ｓ’の長さや形状の変化を視認することで、回転クランプ装置３の第１、第２のアーム部材３０Ａ、３０Ｂが垂直姿勢におかれているかどうかを判定できるようになるので、荷役作業中には、操作者は荷Ｌのみを注視すればよく、これにより、作業性を向上できる。

また、この場合には、レーザマーカ７が、油圧シリンダ５に対する油圧供給用のロータリバルブ４２の内部に収容されており、のため、レーザマーカ７を取り付けるために別途新たな部材を設けたり、回転クランプ装置３の既存の部品に追加工を施したりする必要がない。このように、既存の部材をそのまま利用してレーザマーカを取り付けることができるので、製造コストを削減でき、安価な機構を実現できる。

次に、図７は、本発明の他の実施例を示している。同図において、前記実施例と同一符号は同一または相等部分を示している。図７に示す実施例では、スリットプレート８’に円周方向に延びる一対の長孔８’ａが形成されており、これらの長孔８’ａに取付ボルト８１が取り付けられている点が前記実施例と異なっている。ベース３２には、取付ボルト８１が螺合する雌ネジ３２ｂが形成されている。

この場合には、取付ボルト８１を緩めた状態で、スリットプレート８’を回転させることにより、取付ボルト８１が長孔８’ａに沿って移動することで、ベース３２の開孔部３２ａの中心回りにおけるスリットプレート８’の回転位置を適宜調整することができる。スリットプレート８’の回転により、スリット８０の向きが変化し、これにより、スリット８０を透過して荷Ｌに照射されるレーザ光Ｂの照射領域の長さや形状が変化する。

例えば、前記実施例の場合とは逆に、第１、第２のアーム部材３０Ａ、３０Ｂの垂直姿勢時にスリット８０が鉛直方向に配設されるようにスリットプレート８’を回転させておくことも可能である。この場合、レーザマーカ７から出射されるレーザ光Ｂが水平面内で放射状に拡散しているとき、第１、第２のアーム部材３０Ａ、３０Ｂの垂直姿勢時には、レーザマーカ７から出射されスリット８０を透過して荷Ｌに照射されたレーザ光Ｂの照射領域は、第１、第２のアーム部材３０Ａ、３０Ｂが垂直姿勢時から傾斜して配置されている場合に比べて最も短くかつ最も明るくなっており、これにより、操作者は、回転クランプ装置３の第１、第２のアーム部材３０Ａ、３０Ｂが垂直姿勢におかれていることを視認できる。

以上のように、本発明は、産業車両の回転クランプ装置に適しており、とくに回転クランプ装置の垂直姿勢の視認性向上と製造コスト削減の双方を要求されるものに有用である。

１： 産業車両

２： 車両本体

３： 回転クランプ装置
３０Ａ： 第１のアーム部材
３０Ｂ： 第２のアーム部材
３２： ベース（回転ベース）
３２ａ： 開孔部（貫通孔）

４： ロータリジョイント
４２： ロータリバルブ
４２ａ： 孔
４５： 油圧ホース

５： 油圧シリンダ

７： レーザマーカ

８： スリットプレート
８０： スリット

Ｌ： 荷
Ｂ： レーザ光
Ｓ、Ｓ’： 照射領域

特開２００６−２４８６３７号公報（図３および図５参照）

Claims (3)

1. 産業車両の回転クランプ装置のための垂直姿勢検知機構において、
   前記回転クランプ装置が、回転可能な回転ベースを有しかつ車両本体の前方に配置される第１のアーム部材と、前記第１のアーム部材にヒンジ連結され、前記第１のアーム部材との間で荷を把持する把持位置および荷の把持状態を開放する開放位置の双方の位置をとり得るように回動可能な第２のアーム部材と、前記第２のアーム部材を駆動する油圧アクチュエータと、前記第１のアーム部材の前記回転ベースに設けられ、前記油圧アクチュエータに対して油圧の供給を行うロータリバルブとを備え、
   前記回転ベースには、前記ロータリバルブを前記油圧アクチュエータに油圧ホース接続するための貫通孔が形成され、前記貫通孔には、当該貫通孔と連通するスリットが形成されたスリットプレートが取り付けられており、前記ロータリバルブの内部には、車両前方に向かってレーザ光を出射するレーザマーカが設けられ、前記レーザマーカから出射されるレーザ光が前記貫通孔および前記スリットを透過するようになっている、
   ことを特徴とする産業車両用回転クランプ装置の垂直姿勢検知機構。
2. 請求項１において、
   前記スリットが直線状に延びる１本の間隙から構成され、前記レーザマーカからのレーザ光が水平面内で扇状に拡散するように出射されるとともに、前記第１、第２のアーム部材の垂直姿勢時には、前記スリットが水平方向に配設されるとともに、前記レーザマーカから出射され前記スリットを透過して荷に照射されたレーザ光の照射領域は、前記第１、第２のアーム部材が前記垂直姿勢時から傾斜して配置されている場合に比べて最も長い水平線を描いている、
   ことを特徴とする産業車両用回転クランプ装置の垂直姿勢検知機構。
3. 請求項１において、
   前記スリットプレートは、前記貫通孔の中心回りの回転位置が調整可能になっている、
   ことを特徴とする産業車両用回転クランプ装置の垂直姿勢検知機構。
   

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