JP2020183308A - クランプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クランプ装置において、ワークを長期に亘って安定して確実に把持して吊り上げることができるようにする。【解決手段】吊り上げ手段により吊支される吊支杆２と、吊支杆２に上部軸４により内端部同士が枢着される上部リンク５Ｌ、５Ｒと、上部リンク５Ｌ、５Ｒの外端部に外側軸６Ｌ、６Ｒによりそれぞれ枢着され、外側軸６Ｌ、６Ｒより垂下する支持リンク７Ｌ、７Ｒと、支持リンク７Ｌ、７Ｒにそれぞれ固着され、かつ下部軸８により互いに枢着されてワークＷを把持可能な把持部材９Ｌ、９Ｒと、金属板により形成されると共に、上部軸４が上下方向へ相対的に移動可能に嵌入される長孔３１を有し、上部軸４が長孔３１の上端に当接した状態において、上部軸４が外側軸６Ｌ、６Ｒを互いに結んだ直線上又は当該直線より下位になるように、下端部が下部軸８により把持部材９Ｌ、９Ｒにそれぞれ枢着される接続リンク３とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ワークを吊り上げる際に使用されるクランプ装置に関する。

本出願人は、棒状及び管状のワークを、クレーン、油圧ショベル等の機械的吊り上げ手段により、簡単かつ確実に把持して吊り上げることができ、しかも構造が簡単なクランプ装置を得ることを目的として、特許文献１に記載されたクランプ装置を提案した。

特許文献１に記載のクランプ装置は、吊り上げ手段に吊支される吊支杆と、吊支杆に前後方向を向く上部軸により内端部同士が枢着された左右１対の上部リンクと、両上部リンクの外端部に前後方向を向く外側軸により上部がそれぞれ枢着され、下方に延伸する左右１対の支持杆と、両支持杆の下端部に取り付けられ、かつ内端部同士が前後方向を向く下部軸により枢着され、ワークを左右から把持可能な左右１対の把持部材と、上部軸が左右の外側軸同士を結ぶ直線より上方に位置するのを阻止し、常時下方に位置するように保持する索条とを備えた構成とした。

特開２０１６−２０４１０１号公報

本発明の目的は、先に提案したクランプ装置を改良し、構造が簡単であるのは勿論のこと、より強度的に優れたものとして、ワークを長期に亘って安定して確実に把持して吊り上げることができるようにしたクランプ装置を提供することにある。

本発明は、クランプ装置において、吊り上げ手段により吊支される吊支杆と、前記吊支杆に固定された前後方向を向く上部軸により内端部同士が枢着される左右一対の上部リンクと、前記両上部リンクの外端部に、前後方向を向く外側軸により上部がそれぞれ枢着され、前記外側軸より垂下する左右一対の支持リンクと、前記両支持リンクの下部にそれぞれ固着され、かつ上端部が前後方向を向く下部軸により互いに枢着されて、前記下部軸を中心に閉作動して、ワークを左右から把持可能な左右一対の把持部材と、金属板により形成されると共に、前記上部軸が上下方向へ相対的に移動可能に嵌入される長孔を有して、前記上部軸が前記長孔の上端に当接した状態において、前記上部軸が前記両外側軸を互いに結んだ直線上又は当該直線より下位になるように、下端部が前記下部軸により前記両把持部材の上端部にそれぞれ枢着される接続リンクと、を備えることを特徴とするクランプ装置。

好ましくは、前記両把持部材は、外側面上部に左右方向を向く起立片を有し、前記両把持部材の前記上端部を前記起立片として、前記起立片を前記下部軸により前記接続リンクの下端部に枢着する。

好ましくは、前記吊支杆の上部に、作業者が把持可能なハンドル部を設ける。

好ましくは、前記両把持部材の内側面に、弾性材で形成される緩衝材を貼設する。

好ましくは、前記両上部リンクのうちいずれか一方の上部リンクの外端部に、作業者の手動操作により前記両把持部材を開いた状態に保持可能な手動操作部を枢着する。

本発明によると、接続リンクを金属板により形成し、接続リンクに設けた長孔に上部軸を上下方向へ相対的に移動可能に嵌入し、接続リンクの下端部を下部軸により把持部材に枢着したことにより、強度向上を図ってワークを長期に亘って安定して確実に把持して吊り上げることができる。

本発明に係るクランプ装置の斜視図である。 ワークを把持する前のクランプ装置の正面図である。 ワークを把持する過程を示すクランプ装置の正面図である。 ワークを把持して吊り上げた状態のクランプ装置の正面図である。 ワークを離脱させた際のクランプ装置の正面図である。 （ａ）は、図２におけるＡ−Ａ線横断面図である。（ｂ）は、図２におけるＢ−Ｂ線横断面図である。 他の実施形態を示すクランプ装置の正面図である。 さらに他の実施形態を示すクランプ装置の正面図である。

以下、本発明のクランプ装置１の一実施形態を図１〜６に基づいて説明する。
クランプ装置１は、油圧、モータ等の動力源を用いることなく、作業場の床面（または地面）Ｆに載置されている棒状、管状のワークＷを把持可能なものであって、クレーン、油圧ショベル、その他の吊り上げ手段（いずれも図示略）によりロープＲを介して吊支される吊支杆２と、吊支杆２に上下方向へ移動可能に連結される接続リンク３と、吊支杆２の下端部に前後方向を向く上部軸４により内端部同士が枢着される左右一対の上部リンク５Ｌ、５Ｒと、上部リンク５Ｌ、５Ｒにそれぞれ前後方向を向く外側軸６Ｌ、６Ｒにより上端が枢着され、外側軸６Ｌ、６Ｒより垂下する左右一対の支持リンク７Ｌ、７Ｒと、支持リンク７Ｌ、７Ｒの下部にそれぞれ固着され、かつ前後方向を向く下部軸８により接続リンク３の下端部に枢着され、ワークＷを左右から把持可能な左右一対の把持部材９Ｌ、９Ｒとを備える。

吊支杆２は、金属板により形成されると共に、上端部にはロープＲが連結される吊り上げ部１０が前後方向を向く連結軸１１により枢着される。同じく下端部には、上部軸３が固定される。

接続リンク３は、金属板により形成されると共に、上下方向へ長寸の長孔３１を有し、当該長孔３１に上部軸４が上下方向へ移動可能に嵌入されることで、吊支杆２に対して相対的に上下方向へ移動可能に接続されると共に、下端部が把持部材９Ｌ、９Ｒに設けた後述の起立片９２Ｌ、９２Ｒに前後方向を向く下部軸８により枢着される。

上部リンク５Ｌ、５Ｒは、金属板により形成されると共に、接続リンク３の長孔３１に上下方向へ移動可能に嵌入され、かつ吊支杆２に固定された上部軸４により上部リンク５Ｌ、５Ｒの内端部同士が吊支杆２に枢着される。図６（ａ）に示すように、上部リンク５Ｌ、５Ｒ、吊支杆２及び接続リンク３が前後方向に重ね合った部分は、上部リンク５Ｌ、５Ｒの間に吊支杆２及び接続リンク３が挟まれるようにして、上部軸４により上部リンク５Ｌ、５Ｒ、吊支杆２及び接続リンク３がそれぞれ回転可能に連結される。このようにすると、接続リンク３を吊支杆２に対して安定した状態で相対的に上下方向へ移動可能に接続でき、強度向上を図ることが可能となる。

図２に示すように、上部リンク５Ｌ、５Ｒは、吊支杆２が吊り上げ手段により吊り上げられ、かつ把持部材９Ｌ、９ＲがワークＷを把持していない状態において、上部軸４が接続リンク３の長孔３１の上端に当接して、上部軸４のそれ以上の上方移動が阻止されることによって、上部軸４が外側軸６Ｌ、６Ｒを互いに結んだ直線Ｌ上にあって水平方向を向く姿勢に維持されるか又は上部軸４が直線Ｌよりも僅かに低位となる傾き姿勢を維持する。図２に示す実施形態においては、上部軸４が直線Ｌ上に位置する実施形態を示す。

右側の上部リンク５Ｒには、外側軸６Ｒよりも右方へ所定量延伸する手動操作部５１Ｒが設けられる。手動操作部５１Ｒは、把持部材９Ｌ、９Ｒにより把持されているワークＷを所定の場所に置く際、作業者により上方へ向けて回動操作されることにより、後述のように把持部材９Ｌ、９Ｒを強制的に開き方向へ回動させて、ワークＷが把持部材９Ｌ、９Ｒから確実に外れるようにするものである。
なお、手動操作部５１Ｒは、右側の上部リンク５Ｒに代えて、左側の上部リンク５Ｌ又は上部リンク５Ｌ、５Ｒの両方に設けても良い。

支持リンク７Ｌ、７Ｒは、金属板により形成されると共に、上端部が外側軸６Ｌ、６Ｒにより上部リンク５Ｌ、５Ｒの外端部にそれぞれ枢着され、下部が把持部材９Ｌ、９Ｒの外側面に溶接等により固着される。好ましくは、支持リンク７Ｌ、７Ｒにおける把持部材９Ｌ、９Ｒに固着される下縁部の固着部７１Ｌ、７１Ｒは、把持部材９Ｌ、９Ｒにおける外側面の円弧形状に合致するように形成される。これにより、把持部材９Ｌ、９Ｒの剛性を高め、大重量のワークＷを確実に把持可能となる。

把持部材９Ｌ、９Ｒは、前後方向へ所定の長さを有する金属板を半円弧状に湾曲させることで、互いに相対する内側面にアーチ状の把持部９１Ｌ、９１Ｒを形成する。把持部材９Ｌ、９Ｒの外側面上部には、左右方向に延伸する金属製の起立片９２Ｌ、９２Ｒが溶接等により固着される。好ましくは、起立片９２Ｌ、９２Ｒにおける把持部材９Ｌ、９Ｒに固着される固着部は、把持部材９Ｌ、９Ｒにおける外側面の円弧形状に合致するように形成される。これにより、把持部材９Ｌ、９Ｒの外側面には、上述のように支持部材７Ｌ、７Ｒの固着部７１Ｌ、７１Ｒが固着されることに加えて、起立片９１Ｌ、９２Ｒも固着されることにより、把持部材９Ｌ、９Ｒの剛性をさらに向上可能となる。

起立片９２Ｌ、９２Ｒは、それぞれの内端部同士が下部軸８により接続リンク３の下端部に枢着される。これにより、把持部材９Ｌ、９Ｒは、下部軸８を中心に左右方向へ開閉可能となる。好ましくは、把持部材９Ｌ、９ＲがワークＷを把持していない状態において、図２に示すように、把持部材９Ｌ、９Ｒは、半開状態になるように保持される。把持部材９Ｌ、９Ｒの開き量は、外側軸６Ｌ、６Ｒの左右の位置を設定することにより変更可能である。

次に、本実施形態におけるクランプ装置１の作用について説明する。
図２に示すように、床面Ｆ上に載置されたワークＷの直上において、吊上げ手段により吊り上げられたクランプ装置１を下降させる。このとき、クランプ装置１は、上部軸４が接続リンク３の長孔３１の上端に当接して、上部軸４の上方移動が阻止されているため、上部リンク５Ｌ、５Ｒが略水平状態に維持されて、把持部材９Ｌ、９Ｒが半開状態となっている。

そして、半開状態の把持部材９Ｌ、９Ｒの下端をワークＷの外周面上部に接触させて、さらに吊り上げ手段を下降させる。これにより、把持部材９Ｌ、９Ｒの下端部がワークＷの外周面に沿って摺接するため、把持部材９Ｌ、９Ｒに対して開き方向への力が作用することに相俟って、吊支杆２の下降に伴って上部軸４が接続リンク３の長孔３１内を下方へ移動するため、上部リンク５Ｌ、５Ｒが上部軸４を中心に回転して互いに中折れ状態となってＶ字状になる。これにより、把持部材９Ｌ、９Ｒは、下部軸８を中心に回転して図３に示すように左右に開かれる。

図３に示す状態から、さらに吊支杆２を下降させて、把持部材９Ｌ、９Ｒの先端が床面Ｆに接触するか、又はその直前まで、把持部材９Ｌ、９Ｒを下降させる。この位置で吊り上げ手段による下降動作を停止して、今度は、吊り上げ手段により吊支杆２を吊り上げる。このときの吊支杆２の吊り上げ作動により、上部軸４が接続リンク３の長孔３１内を上方へ向けて移動する。この結果、当該移動が上部リンク５Ｌ、５Ｒを水平状態に戻す方向、すなわち把持部材９Ｌ、９Ｒを閉じる方向へ回動させる力として作用する。当該力により、把持部材９Ｌ、９Ｒは、閉じ方向へ回動して把持部９１Ｌ、９１ＲがワークＷの外周面に密接または当接して、ワークＷを把持する。

図４に示すように、把持部材９Ｌ、９ＲがワークＷを把持した状態で、吊上げ手段により吊下杆２を吊り上げると、上部軸４に対して接続リンク３の長孔３１内を上方へ移動させようとする反力、すなわち吊り上げているワークＷの質量に応じた大きさの反力が作用する。当該反力は、上部リンク５Ｌ、５Ｒに対して外側軸６Ｌ、６Ｒがそれぞれの外方に変位させるような力として作用する。これにより、上部リンク５Ｌ、５Ｒに作用する回転モーメントが、支持リンク７Ｌ、７Ｒを介して把持部材９Ｌ、９Ｒに対して閉じさせる方向に作用する。この結果、把持部材９Ｌ、９ＲによりワークＷを強力に把持することができる。このように、把持部材９Ｌ、９Ｒに対してワークＷの質量に応じた大きさの閉じ方向への力が作用するため、ワークＷの質量が大であればあるほど、ワークＷをより強力に把持することができる。

ワークＷを目的の場所に移動させ、吊下杆２を下降させてワークＷを床面Ｆに載置すると、図５に示すように、吊下杆２の下降に伴って、上部軸４が接続リンク３の長孔３１内を下方に移動することにより、上部リンク５Ｌ、５Ｒが上部軸４を中心に回転して互いに中折れ状態となってＶ字状になることから、把持部材９Ｌ、９Ｒは、下部軸８を中心に回動して左右に開く。

把持部材９Ｌ、９Ｒが開いた状態で、作業者が上部リンク５Ｒに設けた手動操作部５１Ｒを握って、上部リンク５Ｒが図５に示す状態、すなわち把持部材９Ｌ、９Ｒが開いた状態に保持して、吊支杆２を吊り上げ手段により引き上げると、把持部材９Ｌ、９Ｒは、ワークＷから離脱して上方に移動する。これにより、把持部材９Ｌ、９Ｒを含む全ての要素は、図２に示す初期位置に復帰する。

ここで重要なことは、把持部材９Ｌ、９Ｒを含む全ての要素が初期位置に復帰して停止する際、各可動部分には大きな衝撃荷重が作用することである。特に、接続リンク３に対しては大きな衝撃引張荷重が作用する。その理由としては、把持部材９Ｌ、９ＲがワークＷから離脱して、吊り上げ手段により吊支杆２を吊り上げる際、吊支杆２の上方移動に伴って、上部軸４が接続リンク３の長孔３１の上端に勢いよく当接して、接続リンク３に対して衝撃引張荷重を作用させた上で、各要素を初期位置に停止させるためと考えられる。

しかしながら、本実施形態においては、接続リンク３を金属板により形成したことで、接続リンク３の強度、耐久性を優れたものとすることができ、長期に亘ってワークを確実に把持して吊り上げることができる。

本発明は、前記実施形態のみに限定されるものではなく、例えば、次のような変形した態様での実施が可能である。

（ａ） 図７に示すように、吊支杆２の上部に左右方向又は前後方向を向くハンドル部２１を設けて（図７は、ハンドル部２１が左右方向を向く実施形態を示す）、吊支杆２を略Ｔ字型とする。このようにすると、作業者がハンドル部２１を把持して吊支杆２を押し下げることで、把持部材９Ｌ、９Ｒを簡単に開かせることができ、また、ワークＷが軽量の物であれば、作業者がハンドル部２１を把持して吊支杆２を引き上げることで、把持部材９Ｌ、９Ｒを閉じさせてワークＷを持ち上げることができる。

（ｂ） 図７に示すように、把持部材９Ｒ、９Ｌにおける把持部９１Ｌ、９１Ｒの内側面に硬質ゴム等の弾性材で形成される緩衝材１２をそれぞれ貼設する。このようにすると、把持部材９Ｒ、９Ｌが、例えば、角材、丸棒等の木材、伐採木等を傷つけることなく把持して吊り上げることができる。

（ｃ） 前述した上部リンク５Ｒに手動操作部５１Ｒを一体的に設けた前記実施形態に代えて、図８に示すように、手動操作部１３を上部リンク５Ｒの外端部に枢着する。
手動操作部１３は、外側軸６Ｒにより上部リンク５Ｒの外端部に枢着されると共に、非操作時には、自重により下向き姿勢となって支持リンク７Ｒに設けたストッパ１４に当接することで実線で示す非操作位置に保持される。

手動操作部１３を手動操作する場合には、作業者が手動操作部１３の下部を掴んで解除操作方向（図８において反時計方向）へ外側軸６Ｒを中心に回転させる。すると、手動操作部１３が２点鎖線で示す位置まで回転すると、手動操作部１３が上部リンク５Ｒに設けたストッパ１５に当接し、さらに手動操作部１３を解除操作方向へ回転させると、上部リンク５Ｒが手動操作部１３と共に外側軸６Ｒを中心に反時計方向へ回転する。これにより、前記実施形態と同様に、上部軸４を下方へ移動させて把持部材６Ｌ、６Ｒを開放状態に保持することができる。なお、手動操作部１３は、上部リンク５Ｌに枢着しても良いし、両上部ブリンク５Ｌ、５Ｒの両方に枢着しても良い。

図８に示す実施形態においては、手動操作部１３の非操作時には、手動操作部１３が支持リンク７Ｒから側方へ大きく突出しないので、例えば、把持部材９Ｌ、９ＲがワークＷを把持して吊り上げている最中に、手動操作部１３が障害物等に接触して解除操作方向へ誤って回転させられることを防止できるため、ワークＷを安全に吊り上げて目的地まで移動させることができる。

１ クランプ装置 ２ 吊支杆
２１ ハンドル部 ３ 接続リンク
３１ 長孔 ４ 上部軸
５Ｌ、５Ｒ 上部リンク ５１Ｒ 手動操作部
６Ｌ、６Ｒ 外側軸 ７Ｌ、７Ｒ 支持リンク
７１Ｌ、７１Ｒ 固着部 ８ 下部軸
９Ｌ、９Ｒ 把持部材 ９１Ｌ、９１Ｒ 把持部
９２Ｌ、９２Ｒ 起立片 １０ 吊り上げ部
１１ 連結軸 １２ 緩衝材
１４ ストッパ １５ ストッパ
Ｆ 床面 Ｌ 直線
Ｒ ロープ Ｗ ワーク

Claims (5)

1. 吊り上げ手段により吊支される吊支杆と、
   前記吊支杆に固定された前後方向を向く上部軸により内端部同士が枢着される左右一対の上部リンクと、
   前記両上部リンクの外端部に、前後方向を向く外側軸により上部がそれぞれ枢着され、前記外側軸より垂下する左右一対の支持リンクと、
   前記両支持リンクの下部にそれぞれ固着され、かつ上端部が前後方向を向く下部軸により互いに枢着されて、前記下部軸を中心に閉作動して、ワークを左右から把持可能な左右一対の把持部材と、
   金属板により形成されると共に、前記上部軸が上下方向へ相対的に移動可能に嵌入される長孔を有して、前記上部軸が前記長孔の上端に当接した状態において、前記上部軸が前記両外側軸を互いに結んだ直線上又は当該直線より下位になるように、下端部が前記下部軸により前記両把持部材の上端部にそれぞれ枢着される接続リンクと、を備えることを特徴とするクランプ装置。
2. 前記両把持部材は、外側面上部に左右方向を向く起立片を有し、前記両把持部材の前記上端部を前記起立片として、前記起立片を前記下部軸により前記接続リンクの下端部に枢着したことを特徴とする請求項１記載のクランプ装置。
3. 前記吊支杆の上部に、作業者が把持可能なハンドル部を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のクランプ装置。
4. 前記両把持部材の内側面に、弾性材で形成される緩衝材を貼設したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のクランプ装置。
5. 前記両上部リンクのうちいずれか一方の上部リンクの外端部に、作業者の手動操作により前記両把持部材を開いた状態に保持可能な手動操作部を枢着したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のクランプ装置。

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