JP3759217B2 - 荷物吊上げ設備のための安全装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は真空吸着パッドに荷物を吸着させて流体圧原動機により吊上げ移動する設備において、吊上げ中に吸着力が低下したとき荷物を落下させることなく安全に着地させることができる安全装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
荷物を真空吸着パッドによって吊上げ移動することは広く行われており、荷物の吊上げ開始前から目的場所への着地完了まで所要の真空を維持して荷物を吸着させておくために真空ポンプの使用が不可欠である。
【０００３】
また、荷物吊上げ設備においてエアモータ、エアシリンダのような流体圧原動機を吊上げの原動機に使用したものが多く見られ、更に荷物の荷重を検出して流体圧原動機を駆動する作動流体を制御させるように働く荷重検出器を流体圧原動機と荷物との間に介在させることも特開昭６２−２０１７９７号公報、特開平５−２３８７００号公報に開示されているように既知である。
【０００４】
前記の真空ポンプは電動機により運転されて真空吸着パッドの真空を荷物吊上げに必要な値に維持させている。従って、荷物が例えばダンボール箱で包装されており、通気性あるダンボールに真空吸着パッドを吸着させて吊上げる場合でも、真空ポンプの吸気能力はダンボールを通って吸込まれる空気量よりも大きいので、パッドの吸着面積を適宜に設定することにより吊上げることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、吊上げ中に誤操作や停電によって電動機が停止すると真空吸着パッドの真空が急激に破壊されて荷物を落下させる、という事故を発生する。また、ダンボールのように柔らかい包装材料に吸着させて吊上げたときは、吸着個所およびその周囲が変形して真空吸着パッドとの間に隙間を生じ、真空が徐々に低下して荷物を落下させるに至ることがある。
【０００６】
誤操作は作業者の習熟によって殆ど防止することができ、また予告された停電はその時間帯の作業を中止することによって対応することができる。しかし、吊上げ中の不意の停電や荷物の変形は対応不可能であるにもかかわらず、こちらへの有効な対策はこれまで講じられていなかった。
【０００７】
本発明はこのような事情を背景になされたものであって、電動機駆動の真空ポンプに接続された真空吸着パッドに荷物を吸着させて流体圧原動機により吊上げ移動する荷物吊上げ設備について、誤操作や停電により吸着力の急速低下を生じたとき、およびこれに加えて荷物の変形による吸着力の緩速低下を生じたときにも、必要な吸着力を維持して吊上げ中の荷物を落下させることなく安全に着床させることができる安全装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、真空吸着パッドを真空ポンプに接続した真空発生管路に真空ポンプへ向かって開く逆止弁を設置するとともに、流体圧原動機の作動室に作動流体を供給する供給管路にパイロット操作形圧力調整弁を設置し、また荷物の荷重に比例した圧力流体を発生して圧力調整弁のパイロット機構に導入させる荷重検知器を流体圧原動機と真空吸着パッドとの間に装入し、そして流体圧原動機の作動室を電流停止時および真空吸着パッドの真空度が所定値以下となったときに大気へ開放する電磁駆動の作動切換弁および作動室からの作動流体の排出を制限する絞り機構を具えさせて安全装置とした。
【０００９】
更に、前記手段において真空発生管路に逆止弁に加えて真空タンクを設置させて安全装置とした。
【００１０】
本発明によると、荷重検知器と圧力調整弁は荷物を無重力化した状態で流体圧原動機で吊上げさせる。誤操作または停電により真空ポンプが真空を発生しなくなったときは真空発生管路が真空吸着パッドの真空を維持しながら、また、荷物の変形により真空吸着パッドの真空が所定値以下となったときは吸着保持できる間に、荷物は低速度で下降し着地するに至る。
【００１１】
更に、真空タンクによって前記第二の手段のものよりも真空吸着パッドの真空が長い時間維持され、安全性が更に向上する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の好ましい実施の形態の一例を示すものであり、流体圧原動機１はエアシリンダが用いられており、縦置きにされたシリンダ筒２のピストン３で仕切られた下方の作動室５に、作動流体である圧力空気の供給源５１が圧力調整弁２１，作動切換弁１７を設置した供給管路５２によって接続されている。
【００１４】
圧力調整弁２１は弁座２２に弁ばね２３の力で着座する弁体２４を駆動杆２５を介してパイロット室２７の駆動ピストン２８により開弁方向へ押すパイロット機構２６を一体に具えている。
【００１５】
ピストン３から下方へ延びるピストン杆４は、ロープ、ベルトなどの索条７によって連結した荷重検知器３１を吊下げており、荷重検知器３１は同様の索条８によって真空吸着パッド１０を吊下げている。
【００１６】
荷重検知器３１はシリンダ室３３と入口通路３４および出口通路３５とを有するケーシング３２と、シリンダ室３３に嵌装させたピストン３６およびそれより下方へ延び索条８を結合したピストン杆３７と、ピストン３６が下降してその下方の流体室３８の容積を縮小するとき開く入口弁４０と、ピストン３６が上昇してその上方の大気室３９の容積を縮小するとき開く出口弁４１とを具えており、入口弁４０はケーシング３２に設置されて入口通路３４と流体室３８とを連通または遮断し、出口弁４１はピストン３６に設置されて流体室３８と大気室３９とを連通または遮断する。
【００１７】
そして、圧力調整弁２１よりも上流側で供給管路５２から分岐させた導入管路５３が荷重検知器３１の入口通路３４に接続され、流体室３８は出口通路３５からパイロット管路５４を経て圧力調整弁２１のパイロット室２７に接続されている。
【００１８】
流体圧原動機１が荷重検知器３１を介在させて荷重Ｗを吊上げる点、およびその作動流体圧力が荷重検知器３１において発生させたパイロット流体圧力により圧力調整弁２１で制御される点、は本願特許出願人が先に提案した特開平５−２３８７００号公報に記載されているものと同じである。
【００１９】
即ち、荷物Ｗを吊上げていないとき荷重検知器３１のピストン３６は自重のみで下降し、入口弁４０を開かせない位置に停止しているが、荷物Ｗを吊上げてその荷重が作用すると更に下降して入口弁４０を開く。このため、導入管路５３の作動流体が入口通路３４から流体室３８に導入されてピストン３６を押上げる力を発生させる。この押上げ力が荷物Ｗの荷重にうち勝つとピストン３６が上昇して入口弁４０を閉じる。ピストン３６は流体室３８の作動流体圧力による上向きの力と荷重による下向きの力とが釣合った位置に停止するが、上向きの力が著しく大きいときはピストン３６の上昇によって出口弁４１が開かれ、流体室３８の作動流体を前記二つの力が釣合うまで大気室３９を経て大気へ放出する。
【００２０】
一方、荷物Ｗを吊上げておらず、従って流体室３８に作動流体が導入されないとき圧力調整弁２１は閉じていて流体圧原動機１に作動流体を供給しない。荷物Ｗを吊上げると、前述のように作動室３８に導入された作動流体は荷物Ｗの荷重に比例した圧力のパイロット流体となって出口通路３５から圧力調整弁２１のパイロット室２７に導入され、駆動ピストン２８を押して弁体２４を弁座２２から離す。このとき、弁体２４はパイロット流体圧力と弁ばね２３のばね力との差に応じた開度に開かれ、供給源５１の作動流体は荷物Ｗの荷重に比例した圧力に調整されて流体圧原動機１の作動室５に供給される。
【００２１】
弁体２４は作動室５に導入された作動流体と流体室３８で発生したパイロット流体との圧力が平衡したとき閉弁し、これによって流体圧原動機１は荷物Ｗを無重力化した状態で吊上げることとなる。
【００２２】
次に、真空吸着パッド１０は電動機１２で駆動される真空ポンプ１１の吸込口に真空発生管路１３によって接続しており、この管路１３には真空タンク１４と真空ポンプ１１へ向かって開く逆止弁１５とが設置されている。
【００２３】
また、作動切換弁１７は電磁駆動の方向制御弁であり、作動室５を圧力調整弁２１を経て供給源５１に接続する位置と可変絞り弁を用いた絞り機構１９を経て大気へ開放する位置とにソレノイド１８によって切換えられる。
【００２４】
更に、真空発生管路１３の真空吸着パッド１０と真空タンク１４との間には真空圧力スイッチ４３が設置されているとともに、パイロット管路５４にはパイロット圧力スイッチ４４が設置されている。
【００２５】
このような形態の荷物吊上げ設備の動作、およびトラブル発生時の動作を前述の図示構成および未説明の図示電気回路に従って説明する。
【００２６】
第一回路５８に真空圧力スイッチ４３と直列に設置されているリレー５７は常時開接点（Ａ接点）と常時閉接点（Ｂ接点）とを持ったよく知られている電磁リレーであって、そのＢ接点５７ｂはパイロット圧力スイッチ４４とソレノイド１８とを直列に設置した第二回路６０のこれらの間に装入され、Ａ接点５７ａは第二回路６０のＢ接点５７ｂとパイロット圧力スイッチ４４との間に接続した第三回路６１に装入されている。
【００２７】
また、パイロット圧力スイッチ４４はパイロット管路５４にパイロット流体が流れていないとき第二回路６０を閉じるが流れているときその圧力で開くように設定されており、荷物Ｗの吊上げ作業を行わないときはＢ接点５７ｂとともに第二回路６０を閉成している。
【００２８】
手動の主スイッチ５５を投入すると、電源５６の電流が電動機１２に供給されて真空ポンプ１１の運転を開始するので、真空吸着パッド１０を荷物Ｗに押し付けて密着させることにより、これらの間に荷物Ｗを吸着させて吊上げるのに必要な最低限の真空圧力よりも高い真空圧力を発生するようになり、真空発生管路１３および真空タンク１４も同じ真空圧力となる。
【００２９】
真空圧力スイッチ４３は荷物Ｗの吊上げに必要な最低真空圧力と真空ポンプ１１が発生する最高真空圧力との間の適宜の値で作動するように設定されており、このスイッチ４３とリレー５７とを直列に設けた第一回路５８を閉成する。このため、電源５６の電流は変圧器５９で調整されて第一回路５８を流れ、リレー５７を作動してＢ接点５７ｂを開くとともにＡ接点５７ａを閉じる。
【００３０】
従って、主スイッチ５５の投入と同時に第二回路６０を電流が流れてソレノイド１８が励磁されることにより供給源５１と作動室５とを接続する位置に置かれた作動切換弁１７は、第二回路６０が開くと同時に第三回路６１が閉じることによってそのままの位置に置かれる。
【００３１】
次に、荷重検知器３１を手で上方へ少し持ち上げると、ピストン３６は荷物Ｗを吊下げているのと同じ状態となり、先に説明したようにパイロット流体、即ち荷物Ｗの荷重に比例した圧力流体を発生して圧力調整弁２１の開度を制御し、荷物Ｗの荷重に比例した圧力の作動流体を作動室５に導入して流体圧原動機１による荷物Ｗの吊上げを開始する。
【００３２】
パイロット管路５４に圧力をもったパイロット流体が流れると、パイロット圧力スイッチ４４は第二回路６０を開くが、第三回路６１からの電流によって作動切換弁１７は供給源５１と作動室５とを接続している。
【００３３】
荷物Ｗを吊上げた後は荷重検知器３１と圧力調整弁２１とによって流体圧原動機１は荷物Ｗを無重力化した状態で吊上げることは先に説明した通りであり、荷物Ｗを目的の場所に着地させたとき真空吸着パッド１０を分離する。
【００３４】
しかし、真空ポンプ１１を停止しても逆止弁１５によって真空が破壊されないので、図示の形態では真空発生管路１３に手動の方向制御弁からなる真空切換弁１６を設置し、着地したときこれを大気側に切換えて真空吸着パッド１０の真空を破壊し迅速に分離できるようにした。
【００３５】
吊上げ中に誤操作によりスイッチ５５を開放したとき、或いは停電したときは、電源５６の電流が電動機１２および全回路５８，６０，６１に供給されなくなり、電動機１２が停止して真空ポンプ１１は真空を発生しなくなるとともに、ソレノイド１８が消磁して作動切換弁１７は作動室５を絞り機構１９に接続する。
【００３６】
真空ポンプ１１が運転されなくなると、逆止弁１５が閉じてそれより上流側の真空発生管路１３および真空タンク１４に貯えられている真空が真空吸着パッド１０の吸着力を維持するようになる。一方、荷物Ｗの吊上げ動作を行う作動室５の作動流体は絞り機構１９により少しずつ大気へ排出され、流体圧原動機１は荷物Ｗを低速度で下降させる。
【００３７】
従って、荷物Ｗの荷重および最大吊上げ高さを考慮して絞り機構１９の開度を調整し、且つ真空タンク１４の容量を適当に設定することにより、吸着力の低下による落下を招くことなく安全に着地させることができる。また、荷物Ｗの吸着面が吸気性材料であって真空吸着パッド１０の吸着力低下が大きい場合でも、真空タンク１４を設けたことによって安全に着地させることができる。このことにより、荷物Ｗをトラブルなく目的位置まで移動させたとき、主スイッチ５５を開放すればそのまま安全に着地させることができるものである。
【００３８】
即ち、真空発生管路１３に真空タンク１４を設けて真空吸着パッド１０の吸着力を維持させるとともに、作動切換弁１７および絞り機構１９によって作動室５の作動流体を少しずつ放出させる、というきわめて簡単な手段で荷物Ｗを低速度で下降し安全に着地させることができる。このため、荷重検知器３１，圧力調整弁２１，真空圧力スイッチ４３，パイロット圧力スイッチ４４，リレー５７を具えていない請求項１記載の発明によって、荷物吊上げ中の誤操作や停電に対処させることができるものである。
【００３９】
次に、ダンボール箱のように柔らかい包装材料の荷物Ｗを吊上げているとき、吸着個所およびその周囲が変形して真空吸着パッド１０との間に隙間を生じると、真空ポンプ１１が運転されているにもかかわらず真空吸着パッド１０，真空発生管路１３，真空タンク１４の真空が低下するようになる。
【００４０】
この真空圧力が真空圧力スイッチ４３の設定値まで低下すると、このスイッチ４３は第一回路５８を開いてリレー５７への電流を遮断する。これにより、Ａ接点５７ａが開くとともにＢ接点５７ｂが閉じるが、パイロット圧力スイッチ４４はパイロット流体の圧力によって第二回路６０を開いているためソレノイド１８が消磁して作動切換弁１７は作動室５を絞り機構１９に接続する。
【００４１】
このため、真空ポンプ１１を運転したまま流体圧原動機１が荷物Ｗを低速度で下降させることとなり、隙間の発生による吸着力の急激な低下を真空ポンプ１１が防止して荷物Ｗを吸着保持している間に着地させることができる。
【００４２】
即ち、請求項１記載の発明の構成に荷重検知器３１，パイロット操作形の圧力調整弁２１，真空圧力スイッチ４３，パイロット圧力スイッチ４４，リレー５７を付加し、真空タンク１４は不要とした請求項２記載の発明に対応する図示形態によると、誤操作や停電による真空ポンプ１１の停止および荷物Ｗの真空吸着パッド１０との隙間発生のいずれにも対処させることができるものである。
【００４３】
また、請求項２記載のものに真空タンク１４を付加した請求項３記載の発明によると、荷物変形時の吸着力低下が更に緩速度となり荷物Ｗの落下を更に確実に防止することができる。
【００４４】
更に、地表面に置かれている荷物Ｗに真空吸着パッド１０を密着させて吊上げを開始しようとするとき、吸着面に凹凸があって完全密着できないことや、真空を発生させて密着できても直ちに変形して隙間を生じることがある。
【００４５】
このような場合は、真空ポンプ１１を運転しても荷物Ｗの吊上げに必要な最低真空圧力に到達しないので真空圧力スイッチ４３は第一回路５８を開いており、またパイロット圧力スイッチ４４およびＢ接点５７ｂは第二回路６０を閉じて作動切換弁１７を作動流体を作動室５に供給する位置に置いている。しかし、この状態で荷物Ｗを吊上げようとしても真空吸着パッド１０が離れて吊上げることができず、落下を未然に防止することができるものである。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると荷物を真空吸着パッドにより吊上げているときの誤操作や停電による真空ポンプの停止、或いはこれに加えて荷物の変形による吸着力の低下を生じたとき、吊上げ中の荷物を空中で離脱し落下させることなく緩速度で下降させて着地させることができ、荷物の安全な取扱いおよび周囲の作業者の事故防止が達成されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態を示す配置図。
【符号の説明】
１ 流体圧原動機，５ 作動室，１０ 真空吸着パッド，１１ 真空ポンプ，１２ 電動機，１３ 真空発生管路，１４ 真空タンク，１５ 逆止弁，１７ 作動切換弁，１８ ソレノイド，２１ 圧力調整弁，２６ パイロット機構，３１ 荷重検知器，４３ 真空圧力スイッチ，４４ パイロット圧力スイッチ，５２ 供給管路

Claims (2)

1. 電動機駆動の真空ポンプに接続された真空吸着パッドに荷物を吸着させて流体圧原動機により吊上げ移動する荷物吊上げ設備のための安全装置であって；
   前記真空吸着パッドを前記真空ポンプに接続した真空発生管路に設置された真空ポンプへ向かって開く逆止弁と；
   前記流体圧原動機の吊上げ動作を行わせる作動室に作動流体を供給する供給管路に設置されたパイロット操作形圧力調整弁と；
   前記流体圧原動機と真空吸着パッドとの間に装入され荷物の荷重に比例した圧力流体を発生して前記圧力調整弁のパイロット機構に導入させる荷重検知器と；
   前記流体圧原動機の作動室を電流停止時および前記真空吸着パッドの真空度が所定値以下となったときに大気へ開放させる電磁駆動の作動切換弁および前記作動室からの作動流体の排出を制御する絞り機構と；
   を具えてなることを特徴とする安全装置。
2. 請求項１に記載した荷物吊上げ設備の安全装置において；
   前記真空発生管路に前記逆止弁に加えて真空タンクが設置されている；
   ことを特徴とする安全装置。

Images