JP6309163B2 - 力センサを有するピボット耐荷重アセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、特定方向における力を測定するように配置された力センサ、例えば、波形（なみがた）の段ボール・カートンに梱包された大型家庭用機器を扱う際に用いるカートン・クランプ、又は倉庫にて大型のペーパー・ロールを扱うペーパー・ロール・クランプの如く、リフト・トラック用の荷重（load）クランプにおけるクランプ力を測定するように配置された力センサを含むピボット耐荷重アセンブリ（pivoting load-bearing assembly）に関する。

倉庫内で商品を取り扱うリフト・トラックは、種々の形式の荷重を確実に把持するために、特殊な荷重クランプ・アタッチメントを備えてもよい。リフト・トラックは、特別なペーバー・ロール・クランプ又はカートン・クランプを有してもよい。このクランプは、リフト・トラックから前方に延びほぼ並行で対向するクランプ・パッドを支持する１対の直立でほぼ平面であるクランプ・アーム・アセンブリを含む。荷重クランプのクランプ・アームは、荷重を把持又は離すために、リフト・トラックの横方向に対して、互いに向かい合うか又は離れるように移動可能である。

カートン・クランプに関して、カートン内部の商品の特性と、外側表皮の内側の他の包装材料の特性ために、ほとんどのカートン又は類似の包装箱が並行な直立の側部を有すると、均一なクランプ力分布を提供するのが一般的には望ましい場合でも、種々の機械的な要因のために、これを成し遂げることは困難かもしれない。いくつかの状況において、カートンの底の近傍により大きな圧力を加え、クランプ・アーム・アセンブリと関わるカートンの部分の頂部の近傍により小さな圧力を加えるなどして、ある形式のカートンの外側に不均一な方向で圧力を加えることが望ましいかもしれない。同様に、ペーパー・ロールの如き他の形式の荷重に、ある分布のクランプ圧力を加えることが望ましいかもしれない。大きなタイヤの如きいくつかの荷重にとって、荷重クランプが与える総合力を知ることが重要かもしれない。これらの状況及び他の状況において、荷重を把持する際にどのくらいの圧力を荷重に実際に加えるかを知ることは、有用であろう。リフト・トラックを校正し、油圧制御によって力を制御することが知られているが、動作期間中に使用できる実際のクランプ力の測定が望ましい。

従来技術

クランプ・アームのたわみに適合し、カートンの形状や、ある範囲でカートンの内容を上手に確認するために、カートン・クランプの単一又は複数のクランプ・パッドが少なくともわずかでも自由になっていることが望ましい。この機能を取り組んだ従来技術は、例えば、エーマン（米国特許第２６８１１６２号及び第２６８４３８７号）、リンク（米国特許第３６４３８２７号）、ファーマ（米国特許第４１４５８６６号）及びファーマ等（米国特許第２８４４４０３号及び第３１４５８６６号）であり、これらは、わずかな量の結合を許容する方法でカートン・クランプ・アームに取り付けられたクランプ・パッドを開示している。

ドッソ等（米国特許第８５１７４４０号）は、カートンを扱うリフト・トラックのクランプ・アタッチメントを開示している。ここでは、クランプ・パッドが加える圧力が、引き上げ及び搬送するパッケージに所望分布のクランプ圧力を与えるよう調整するようにクランプ・パッドを取り付けている。

例えば、クレーンの荷重伝達ケーブル用の滑車を支持する大きなシャックル・ピン又はピボット・ピン若しくは軸内に歪みゲージを組み込めることが知られている。これは、かかるシャックル・ピン又は軸を対象とした荷重を表す電気信号を発生する。しかし、小さなピボット・ピン又は軸に歪みゲージを配置することは、実際的ではないかもしれないし、かなりコストがかかる。また、ピンが設置される１組の穴にこのピンを適合させる際に、望ましい以上の高い製造精度が必要となるかもしれない。また、比較的小さな力を用いる状況において、ピボット・ピンの強さを正確に測定することが望ましいとしてもよい。よって、関心のある方向以外で曲げの力をかかるピンに加えてもよい状況において、かかる荷重ピンは、その用途に良好には適合しない。

したがって、荷重搬送アセンブリによって特定方向に与えられた力を分離した方法で測定できる配置を含んだピボット荷重搬送アセンブリを有することが望ましい。

ここで開示する如く、クランプ・パッド支持アセンブリの如き複数のピボット耐荷重アセンブリの少なくとも１つ、好適には２以上に関連した検知装置を設けて、特定のクランプ・パッド支持アセンブリによって特定方向に与えられた力を測定する。クランプ・パッド支持アセンブリ又はこれら１組の特定の複数個を調整するための基礎として、力の値を考慮できる。ピボット耐荷重アセンブリのいくつかの実施例において、ピボット軸とクランプ・パッドなどのアタッチメントとの間の半径方向の距離を調整できる。

本発明の１つの概念として、荷重クランプ部材用の取り付けアセンブリを提供するが、軸受けブロックと、この軸受けブロックを介して延びるピボット・ピンとを含むピボット支持アセンブリがあり；ピボット・ピンに対して軸方向にピボット支持アセンブリの支持を行うと共に半径方向のクランプ力の方向にクランプ力を伝達するように支持部材を配置し；クランプ力を支持部材から分離すると共に、軸方向に支持を行うことから離れて上記クランプ力方向でピボット支持アセンブリにクランプ力を伝達するように、ピボット支持アセンブリ内にクランプ力分離配置を設け；クランプ力を測定するように設置すると共に、クランプ力を表す信号を提供するようにピボット支持アセンブリ内に力センサを配置する。

他の概念として、力測定センサを含むピボット耐荷重アセンブリを提供する。これは、軸受けブロックと、この軸受けブロックを介して延びるピボット・ピンとを含むピボット支持アセンブリと；ピボット支持アセンブリの支持を行い、ピボット・ピンに対して半径方向に力をピボット支持アセンブリに伝達するように配置された支持部材と、なお、このピボット支持アセンブリは、支持部材内に限定されたレセプタクル内に設置されると共に、ピボット・ピンによって支持部材に付けられており；ピボット支持アセンブリに支持を行うことを止めて支持部材から半径方向に力を分離してピボット支持アセンブリに伝達するように配置された力分離部材と；半径方向に上記力を測定すると共に、この力の大きさを表す信号を提供するように、軸受けブロック及びピボット・ピンの間で、ピボット支持アセンブリ内に設置された力センサとを備えている。

さらに、リフト・トラック用の荷重把持アセンブリを提供する。これは、リフト・トラックに取り付けられるように適合するクランプ・アームと；クランプ・パッドと；クランプ・アームによって運ばれると共にクランプ・パッドを支持するピボット・クランプ・パッド支持アセンブリとを備えている。このクランプ・パッド支持アセンブリは、クランプ・アームに対して制限された角度にわたって旋回するように取り付けられており、荷重把持アセンブリが荷重を把持する期間中に所定方向にピボット・クランプ・パッド支持アセンブリによって与えられた力を分離して検知し、所定方向に与えられた力の大きさを表す電気信号を提供するような方法にて取り付けられた力センサを含んでいる。

また、更なる概念として、クランプ・アームと、ピボット・クランプ・パッド支持アセンブリを介してクランプ・アームに取り付けられたクランプ・パッドと、ピボット・クランプ・パッド支持アセンブリを介してクランプ・アームに取り付けられたクランプ・パッドと、クランプ・パッド支持アセンブリ内に含まれた力センサとを含む荷重把持アセンブリを備えたリフト・トラック用の荷重把持アセンブリを調整する方法を提供する。この方法は、所定構造の試験荷重本体を提供することと、荷重把持アセンブリで試験荷重本体を把持することと、ピボット・クランプ・パッド支持アセンブリにより所定方向に与えられた力を表す力センサからの信号を得ることと、試験荷重本体を把持している間にピボット・クランプ・パッド支持アセンブリにより所定方向に与えられた把持力の大きさを信号から決定することと、これに応答してクランプ・アームが加えたクランプ力を調整することを備える。

ピボット・クランプ・パッド支持アセンブリが与える力の分布が適切であるか否かを決定するために、クランプ・パッドを支持するピボット・クランプ・パッド支持アセンブリのグループの内のいくつかに応答して複数の力センサの各々からの信号を用いると共に、それに応じて、ピボット・クランプ・パッド支持アセンブリの少なくとも１つに含まれる距離調整器を調整し、よって、複数のクランプ・パッド・アセンブリを介して与えられる力の分布を調整してクランプ・パッドを支持する方法も提供する。

本発明の上述及び他の特徴は、添付図を参照した本発明の以下の詳細説明を考慮することによって一層容易に理解できよう。

図１は、調整可能なピボット・クランプ・パッド支持アセンブリを使用するクランプ・アーム・アセンブリに取り付けられたクランプ・パッドを含むリフト・トラック用のクランプ・アーム・アセンブリの側面図である。 図２は、クランプ・アーム・アセンブリ内に含まれた調整可能なピボット・アセンブリの１つの図１の線２−２に沿って拡大したスケールの断面図である。 図３は、図２に示す調整可能なピボット・アセンブリの図１の線３−３に沿って拡大したスケールの断面図である。 図４は、図１に示すクランプ・アーム及びクランプ・パッド・アセンブリの左上正面からの組立分解等角図である。 図５は、調整可能なピボット・クランプ・パッド支持部材の１つを含む図４の一部の拡大したスケールの組立分解等角図である。 図６は、図１、３及び５に示すものの如き調整可能なピボット・クランプ・パッド支持アセンブリの関連部分及び軸受けブロックの組立分解等角図である。 図７は、調整可能なピボット・クランプ・パッド支持アセンブリを組み込んだシステムのダイヤグラム図である。 図８は、ピボット・クランプ・パッド支持アセンブリの調整をチェックするのに有用な試験本体及びクランプ・アセンブリの等角図である。 図９は、調整可能なピボット・クランプ・パッド支持アセンブリ内の力センサを校正するのに用いる力センサを備えた１組のカムと一緒になったカートン・クランプの等角図である。 図１０は、缶詰のカートンの選択された数の積み重ね層の把持を示し、調整可能なクランプ・パッド支持アセンブリを組み込んだ層ピッカ・クランプ・フォーク・リフト・アタッチメントの斜視図である。 図１１は、図１０に示すものの如き層ピッカ用の１つのクランプ・アーム・アセンブリの斜視図である。 図１２は、図１１に示すクランプ・アーム・アセンブリの正面図である。 図１３は、調整可能なピボット・クランプ・パッド支持アセンブリの場所を示す図１２の線１３−１３に沿った断面図である。 図１４は、調整可能なピボット・クランプ・パッド支持アセンブリの１つの別の実施例を含む図４の一部の拡大したスケールの組立分解等角図である。 図１５は、クランプ・アーム・アセンブリに含まれる別の構造の調整可能なピボット・アセンブリの１つであり図１の線２−２に沿った拡大したスケールの断面図である。 図１６は、歪みゲージが軸受けブロック内に取り付けられた空洞を示し、図１４に示された軸受けブロックの斜視図である。 図１７は、図１４の軸受けブロックの上面図である。 図１８は、図１４に示す軸受けブロックの正面図である。 図１９は、図１４に示す軸受けブロックの底面図である。 図２０は、図１８の線２０−２０に沿った断面図であり、歪みゲージの配置と、この歪みゲージからの情報を受けるように配置された集積回路との相互接続を示す。 図２１は、図１７の線２１−２１に沿った断面図であり、軸受けブロック内のスロットと軸受けブロックの側部の見えない空洞とにより定まった軸受けブロックの側部分の表面に取り付けられた歪みゲージを示す。

［実施例の説明］
図面の図１を参照する。ここで開示する主題の１つの実施例を含む荷重クランプ・アセンブリにおいて、リフト・トラック用のカートン・クランプ・アーム・アセンブリ１０は、リフト・トラック（図示せず）の正面に取り付けられるように適合した横方向の水平部材１２を含んでいるので、かかるクランプ・アーム・アセンブリ１０の対向する対は、互いの方向に又は互いに離れて荷重を把持又は離すことができる。使用のためにクランプ・アーム・アセンブリ１０が取り付けられたリフト・トラックから前に延びるクランプ・アーム１４を横方向部材１２上で運ぶ。荷重スタビライザ１６は、クランプ・アーム１４の外側端部１８に設置され、ヒンジ状接続のほぼ好き直ピボット軸を限定する同軸ピン２０によって外側端部１８に取り付けられる。よって、スタビライザ１６は、同軸ピン２０の周りで旋回でき、クランプ・アーム１４のたわみ、又は把持すべきパッケージの不均衡を許容する。スタビライザ１６は、ほぼ垂直の中央トラック部分と、このトラックから前方及び後方に延びた多数の水平の指状部材２４を有する実質的なスチール部材でもよい。ここでは各方向にて３つの指状部材２４を示したが、種々のアプリケーションにおいては２〜５個の指状部材でもよい。

カートン・クランプ・パッドの如き荷重接触パッドは、単一の部材（図示せず）でもよいし、又は、図示の如く、分離した荷重接触パッドの２個の大きなほとんど矩形で実質的に平らな荷重接触パッド部材２８及び３０の形式であってもよい。荷重スタビライザ１６の後方に延びると共に前方に延びる指状水平部材２４の上に荷重接触パッド部材２８及び３０が夫々運ばれる。調整可能なピボット・アセンブリとも呼ばれる３個の調整可能なピボット・クランプ・パッド支持アセンブリ３２によって、荷重接触又はカートン・クランプのパッド部材２８及び３０の各々を荷重スタビライザ１６に取り付ける。調整可能なピボット・アセンブリの各々は、指状水平部材２４の夫々によって定まるレセプタクル３４内に取り付けられる。レセプタクル３４の各々は、スタビライザ１６の各指状部分２４を介して延びる開口でもよい。

図２、３及び４を参照する。スプリット２２は、荷重スタビライザ１６の指状部分２４の１つに取り付けられ、クランプ・アーム１４の内側面を押して、軸ピン２０の周囲で荷重スタビライザ１６を回転させる。一方、クランプ・アーム１４に取り付けられた１対の停止部材２６は、荷重スタビライザ１６の角度移動をわずかにつま先外部状態までに制限する。

分離したカートン・クランプ・パッド部材２８及び３０の各々にとって、各指状部材２４の内の軸上に整列した穴３８を介して垂直に延び、クランプ・パッド２８又は３０を支持し、レセプタクル３４内に各調整可能なピボット・クランプ・パッド支持アセンブリ３２を固定する各ピボット・ピン３６によって、ピボット軸が定まる。

図５に示す如く、各レセプタクル３４は、各調整可能なピボット・クランプ・パッド支持アセンブリ３２が間に設置されている１対の対向する上側及び下側の水平軸受面４０を含んでもよく、ピボット・ピン３６用の穴３８は、軸受面４０を介して延びる。

図６を参照する。各調整可能なピボット・クランプ・パッド支持アセンブリ３２は、ピボット・ピン３６を受けるピボット・ピン穴４４を限定する軸受けブロック４２を含む。１対のネジ穴４６は、ピン穴４４の軸に直角な方向に、軸受けブロック４２の平面基部又は内面４８を介して延びる。後述の如く、外部ネジを有し、レンチによって結合できる形の部分を有してもよい調整つば（collar）５０は、図２から判るように且つ位置決め部材として機能する穴４６の各々にねじ込まれる。

クランプ・パッド２８及び３０を互いの方向に進めるピボット支持アセンブリ３２によって内側方向に与えられる加圧又は把持圧力は、クランプ・アーム１４の各指状水平部材２４から伝わり、穴３８及び各ピボット・ピン３６によって伝達される。圧力又はクランプの力は、クランプ力分離配置５１によって分離され、並びに、各ピボット・ピン３６から、軸受けブロック４２のピン穴４４内に適合する荷重チューブ５２に伝達される。荷重チューブ５２は、ピッタリだが、ピボット・ピン３６の周囲で回転するように適合する。荷重チューブ５２の中央部分５６は、軸受けブロック４２のピン穴４４内で、このピン穴４４の内側表面にほぼ接触して適合し、小さな孔５８内のネジ５４の如き留め具を受けるように設置され方向付けられる。ネジ５４を中央部分５６の外側面に設けて、軸受けブロック４２内の意図する場所及び方向に荷重チューブ５２を維持する。しかし、荷重チューブは、今説明するように、穴４４内で半径方向にわずかな距離だけ移動する自由が依然ある。軸受けブロック４２の上側及び下側の面６２に向かって中央部分５６から延びる荷重チューブ５２の外側端部６０は、外径においてピン穴４４の内径６６よりもわずかに小さく、端部部分６０とピン穴４４の内側との間に半径方向空間を提供する。ここで、ピボット・ピン３６及び荷重チューブ５２は、ピン穴４４の内側面上に軸受けがなく、荷重の下で柔軟性があってもよい。荷重チューブ５２は、その端部部分６０及び中央部分５６に沿って一定の大きさの代わりになり、この場合、端部部分６０を囲むピン穴４４の内径は、荷重チューブ５２の周囲に半径方向の隙間を与えるほど大きくできることが理解できよう。

筒状でもよい空洞７０は、外側面４８から軸受けブロック４２に延び、ピン穴４４と交叉する。空洞７０の中央軸は、測定が望ましい力の方向に向き、空洞７０は、十分に深く延びる必要があり、関心のある方向に与えられる全ての力は、荷重チューブ５２の中央部分５６を介してプランジャ７２に伝わる。同時に、荷重チューブ５２の中央部分５６が空洞７０の中央軸に沿った以外の方向に力を受けることができるのに十分なほど空洞７０が浅い必要がある。よって、軸受けブロック４２から荷重スタビライザ１６の指２４又は他の形式の荷重クランプ・アセンブリの等価な部材にこれらの力を伝達できる。

プランジャ７２は、空洞７０内で摺動可能に適合し、凹面筒状内部端面７４を有してもよい。この凹面筒状内部端面７４は、荷重チューブ５２の中央部分５６の外部面の形状に対向して適合し一致する。よって、各指状部材２４の内側方向で荷重把持力は、ピボット・ピン３６及び荷重チューブ５２の中央部分５６を介して伝達され、プランジャ７２に加わる。

プランジャ７２の力伝達外側端７６は、凹面で大きな半径方向の球形でもよく且つ浅い縁８０で囲まれてもよい接触面７８を有する。

ボタン状の力検知又は荷重セル８２は、接触面８４を含む中央設置接触部分を有する。この接触部分は、接触面７８の形状に対応する大きな半径方向の凹部の球接触面を有してもよく、プランジャ７２の接触面７８に対して静止し中央となってもよい。一方、荷重セル８２は、縁８０によって中央位置に保持される。荷重セル８２の対向配置された基部面８６は、固定具板８８の内側面に対して静止する。この固定具板８８は、ネジ９０の如き適切な留め具によって軸受けブロック４２の内側面４８に留められる。ネジ９０は、固定具板８８内の対応する孔を介して、軸受けブロック４０の内側面４８内の各ネジ穴に延びる。はさみ金（shim）９２は、適切な厚さで提供され、荷重セル８２に十分な空間を設けて、更に、固定具板８８が荷重セル８２、プランジャ７２及び荷重チューブ５２の中央部５６を介してピン穴４４の内側面に積極的に接触することを確実にする。よって、ピボット・ピン３６によってクランプ方向で内側に向く力を、荷重チューブ５２、プランジャ７２、荷重セル８２及び固定具板８８を介して、分離して軸受けブロック４２に伝達すると共に、荷重セル８２によって検知できる。しかし、同時に、圧縮荷重クランプ力のみを荷重セル８２に伝達することを確実にしようとする。一方、荷重を持ち上げる垂直力の如き他の方向の力が、軸受けブロック４２の上側及び下側の面６２を介して軸受面４０に伝達する。よって、荷重セル８２は、プランジャ７２を自由に空洞７０に動かす方向の力のみを測定する。

荷重セル８２は、コネチカット州スタンフォードのオメガ・エンジニアリング・インクの如き種々の供給元から入手可能な超小型工業用圧縮荷重セルでもよい。１つの許容できる荷重セルは、直径９４が約１９ｍｍで、厚さ又は高さ９６が約６．５ｍｍであり、加えるのが望ましいクランプ力に応じた適切な能力のものが入手できる。例えば、能力が２２３０Ｎの荷重セル８２を用いてもよいし、又は、小さなサイズで能力が例えば４４５０Ｎの荷重セルを用いてもよい。適切な単一又は複数のワイヤを含む信号導体９８は、荷重セルから延び、軸受けブロック４２を介して設けられた開口１００を介して通過する。そして、クランプ・アーム・アセンブリ１０が内側に向かうクランプ力を付加に与えるときに、信号導体９８は、固定具板８８及びプランジャ７２によって、荷重セル８２に与える圧力を表す電気信号を電送する。上述の荷重セル８２の形式のための信号導体９８は、例えば、１対の励起ワイヤ及び１対の信号導体ワイヤを含んでいる。

軸受けブロック４２の外側面４８の形状と類似した形状でもよい平坦なスペーサ板１０４は、軸受けブロック４２内の穴４６と同軸的に整列した１対の穴１０６を限定する。平頭なネジ１０８の如き留め具は、皿穴があけられ、クランプ・パッド２８又は３０の支持板部分１１０を介して、スペーサ板１０４内の穴１０６を介して延び、つば２０の内側端部１２０に対してスペーサ板１０４をしっかりと保持する。ロック・ワッシャ１１４及びセルフロック・ナット１１６は、平頭ネジ１０８に設けられ、つば５０に対して締め付けられて、図２に示すようにスペーサ板１０４にしっかりと保持されたクランプ・パッド２８又は３０によりネジ１０８を留めて、つば５０に対して動かないようにスペーサ板１０４を維持する。スペーサ板１０４は、固定具板８８よりもいくらか大きい開口１１８を限定するので、開口１１８内の固定具板８８によって、スペーサ板１０４は、軸受けブロック４２の面４８に対して、近づく又は同一平面になるようにできる。

図２に示す如く、調整つば５０の内側端部１２０は、軸受けブロック４２の外側面４８のふくれあがった部分（proud）を広げ、スペーサ板１０４を維持し、調整可能な距離１２２が軸受けブロック４２の内側面４８から伸びる。よって、図２に示す如く、ピボット・ピン３６の軸及びクランプ・パッド３０の支持板１１０の間の半径方向の距離１２４が、内側端部１２０に対するスペーサ板１０４の位置で限定される。

図２、３及び５に最良に示すように、また、図６での拡大分解図に示すように、調整可能なピボット・クランプ・パッド支持アセンブリ３２の全てが図２に示す物のように組み立てられる。クランプ・パッド部材２８及び３０の両方は、ピボット・ピン穴３８及びピン穴４４によって限定される中央軸と並行であるので、カートン・クランプによって把持されるカートンの垂直側に対して各クランプ・パッド２８又は３０の全体の高さに沿って等しい圧力が提供されるように位置決めされる。しかし、隙間を変更するためにクランプ・パッド支持アセンブリ３２を調整することによって、各クランプ・パッド２８又は３０の形状の方向付けと、いくらかの広がりとを変化させてもよい。なお、この隙間は、図２に示す如く、各ピボット・ピン３６及びピン穴４４の中央軸とクランプ・パッド板部分１１０の間の半径方向の距離１２４である。ロック・ナット１１６及びネジ１０８を弛め、調整可能なつば５０から圧力を取り除くことによって、調整可能な支持アセンブリ３２を調整してもよい。このつば５０は、次に、軸受けブロック４２のネジ穴４６から後退させるか、又は、このネジ穴を介してスペーサ板１０４に向かって更にネジ締めしてもよい。軸受けブロック４２の内側面４２を越えて突き出すように夫々作ることができるつば５０の長さ及びその結果の距離１２２によって決まる利用可能な位置の範囲内で、スペーサ板１０４及び軸受けブロック４２の内側面４８の間の隙間の距離１２２を変化させることによって、各つば５０の内側端１２０がスペーサ板１０４を担い、クランプ・パッド支持板１１０の隣接部の選択位置を定める。締め付けたネジ１０８によって、ロック・ワッシャ１１４及び各つば５０の押圧された面１２６にロック・ナット１１６を締め付けてもよい。これは、つば５０の内側端１２０に対してしっかりと位置決めをして、軸受けブロック４３及びスペーサ板１０４の間の隙間１２２を定めて維持するので、半径方向の距離１２４を定める。

信号導体９８は、図７に示す如く、荷重検知調整可能なピボット支持アセンブリ３２を組み込んだクランプ・アーム・アセンブリ１０に備えたリフト・トラックのシステム制御器１２８に電気的に接続してもよい。１つ以上のピボット・クランプ・パッド支持アセンブリ３２からであって、１つ以上のピボット・クランプ・パッド支持アセンブリ３２の各々により所定方向に伝達された力を表す信号の受信に応答して、荷重検知調整可能なピボット・クランプ・パッド支持アセンブリ３２が取り付けられたクランプ・アーム・アセンブリに供給される油圧又は他の機械的な力の量を制御器１２８が調整してもよい。

次に、より一般的には、提供された力を測定するのが望ましくなる方向で、中央部分の近傍でその端部部分にいくらかの湾曲を許容できる半径方向の隙間をピボット・ピンが有する状態で、ピボット・ピンに対して半径方向に移動できるように、荷重セル及びピボット・ピン３６を備えるピボット支持アセンブリ３２と、運ばれたプランジャに対して適合する荷重チューブ５２とは、ピボット力供給メカニズムに関心のある方向に実際に与えられた力を正確に測定できる。なお、ここで、歪みゲージ配置を安全に又は安価に組み込むには、ピボット・ピンが小さすぎる。

図１０に示す如く、カートン・クランプ・アーム・アセンブリ１０の形式にて荷重クランプ・アセンブリ１０での使用に関して、調整可能なピボット支持アセンブリ３２を上述した。また、例えば、層ピッカ（layer picker）クランプ・アセンブリの如き荷重把持クランプ装置の他の形式のように、ピボット・シャフトに関連のある半径方向の如き特定の方向にて与えられた力を分離して測定することが望ましい他のアプリケーションにて、調整可能なピボット支持アセンブリ３２を用いてもよい。

図７に概略的に示す如く、荷重セル８２の各々からの電気信号の如き情報は、中央制御器１２８に伝送され、この中央制御器１２８は、各ピボット・クランプ・パッド支持アセンブリ３２が特定の時点に与えた力の指示を用いるか又は与えることができる。また、把持すべき荷重を扱うために、所望量のクランプ力を提供するために、測定されたクランプ力の値を、閉じたループ帰還システムが用いることができる。操作者入力及び表示ユニット１３０は、制御器１２８に関連してもよい。クランプ・アーム・アセンブリ１０内に組み込まれた油圧ラム（hydraulic ram）１３４に動作可能に接続された油圧油ポンプ及びバルブ・システム１３２を制御器１２８が制御してもよい。代わりに、空気圧シリンダ及びピストン・アセンブリ、又は電気モータ及び適切な動力源の如き他の形式のモータを、油圧システムの代わりに用いてもよい。

図８に示す如く、既知の寸法で硬い構造の試験本体１３６を有し、クランプ・アーム・アセンブリ１０が与える所定の総合クランプ力によってクランプすることによって、クランプ・アーム・アセンブリ１０を定期的に試験又はチェックしてもよい。いくつかのピボット・クランプ・パッド支持アセンブリ３２の各々の荷重セル８２が検知した力を中央制御器１２８に伝達する。これにより、いくつかのピボット・クランプ・パッド支持アセンブリ３２が与えた力の分布を評価できる。ピボット・クランプ・パッド支持アセンブリ３２の関連した対又はグループの１つに荷重を過大に与えたとき、クランプ力が所望に分布していないと観察されると、関連したナット１１６を弛めた後に、ピボット・クランプ・パッド支持アセンブリ３２の１つの軸受けブロック４２を介して、つば部材５０が後退されるかもしれず、クランプ・パッド２８又は３０の関連部分が後ろに又は移動するか突き出ない。

特に、通常一貫した構造である荷重をクランプするのに用いるべきリフト・トラックの場合、把持及び持ち上げるべき荷重の表面に沿って望ましく分布した適切な圧力を提供するために、荷重把持機構を調整できる実際のクランプ・アセンブリの動作期間中、上述の調整可能なピボット支持アセンブリ３２は、力測定を行う。

各々が力センサ（図示せず）を備える１組の油圧ラム１４０をクランプ・アセンブリ１０のクランプ・アーム１４の間に用いてもよい。ここで、図９に示す如く、荷重セル８２を校正するために、各ラム１４０は、ピボット・クランプ・パッド支持アセンブリ３２の１つと整列している。

フォークリフト・ユニットのクランプ・アームへの過重を防止するために、他の関連機構において利用可能な実際の力測定を行うことが重要かもしれない。この力測定を用いて、大きく重い荷重を持ち上げて移動させるために用いる際に、フォークリフト・アームが過荷重でないと判断してもよい。

いくつかの変更によって、ピボット支持アセンブリ３２を用いて、多くの形式のフォークリフト・アタッチメントの荷重と荷重結合面との間に加わる力を測定できる。これを用いて、荷重に加わるクランプ力をバランスさせ、荷重に加わる力を制限し、荷重に加わる力を選択的に分散させ、過度の力を警告し、加わる力の全てを決定するために加わるいくつかの力を合計し、又は、異なる荷重結合表面及び異なる方向に加わった力を更に合計することができる。

例えば、大きな車輪を持ち上げて回転させ、この車輪を土木工事装置の如き大きな機械に取り付ける目的のタイヤ取り扱いリフト・トラック・アタッチメントにおいて、荷重セル８２を含むピボット・クランプ・パッド支持アセンブリ３２を用いて、かかるタイヤ取り扱いアタッチメントに保持されるタイヤの膨張圧力を増加させることによって、タイヤ取り扱いクランプが過度の力に確実に曝されないようにできる。

他の例として、図１０に示す如く、層ピッカ・フォークリフト・アタッチメント１４４の如き他の荷重取り扱い機構が加えるクランプ力の正確な表示を有することが望ましい。ここで、十分な力で荷重を把持することが重要であり、大きすぎる力を用いないことも重要である。

図１１、１２及び１３に示す如く、かかる層ピッカ・アタッチメント１４４に含まれるクランプ・アーム・アセンブリ１４８は、油圧ラムの如き１対の水平モータ１５０を有して、１対の垂直脚を移動させてもよい。この垂直脚１５２に、１対のピボット・クランプ・パッド支持アセンブリ３２によってクランプ・パッド１５４を取り付ける。ピボット・クランプ・パッド支持アセンブリは、複数の脚１５２の間に延びる水平ピボット・シャフト１５６に支持され且つその周りで自由に旋回できる。図１０に示す如く、ソフト・ドリンク缶のケースの層の如き荷重に充分であるが過度ではない力が確実に加わるようにするため、上述と類似の方法で、ピボット・クランプ・パッド支持アセンブリ３２内の荷重セル８２を用いることができる。

図１４、１５、１６、１７、１８及び１９を参照する。力センサを有するピボット耐荷重アセンブリの他の実施例において、クランプ・パッド２８及び３０を互いの方向に強いる加圧又はクランプの力は、調整可能なピボット・クランプ・パッド支持アセンブリ３２の軸受けブロックにおける結果としての歪みを測定することによって決まる。軸受けブロック２００は、細長い矩形の基部はり（beam）２０２を限定し、クランプ力分離配置２０１を含む。一方が基部はり２０２の各端部に隣接した１対のネジ穴４６は、基部はりを介して延び、軸受けブロックの内側面２０８に垂直となる。また、軸受けブロック２００は、ピボット・ピン穴２０４を限定し、このピボット・ピン穴は、基部はり２０２内の複数のネジ穴４６の間の中間に好ましくは配置され、基部はりの長手方向の軸２０６と垂直の長手方向の軸を有する。ピボット・ピン穴２０４は、ピボット・ピン３６を受け、軸受けブロック２００をスタビライザ１６の指状部材２３に旋回可能に固定する。

ピボット・ピン穴２０４にほぼ並行な方向に、基部はり２０２の反対側から基部はりの長手方向の中央軸２０６に向かって延びる同軸ブラインド・センサ空洞２１６、２１８及び２２０、２２２の対が、ネジ穴４６及びピボット・ピン穴２０４の間に配置される。さらに、図２０及び２１も参照する。軸受けブロック２０４の基部はり２０２は、１対の横方向に延びる長いスロット２２４及び２２６を限定し、各々が同軸センサ空洞２１６、２１８及び２２０、２２２の対の一方と同軸になっている。スロット２２４、２２６の端部２３０とブラインド・センサ空洞２１６、２１８、２２０、２２２の端部は、基部はり２０２の複数の測定部分２３２の対向側部を限定し、これら対向側部は、基部はりの隣接部分よりも大幅に小さな断面と慣性モーメントを有する。測定部分２３２内の歪みを測定する歪みゲージ・アセンブリ２４０は、好ましくは、各ブラインド・センサ空洞２１６、２１８、２２０、２２２の端部の表面に取り付けられる。

ピボット・ブロック２００の内側面２０８は、好ましくは、基部はり２０２への複数の端部の間の中間に配置された開放部分２１０を含み、回路基板２１２を受ける。筒状でもよいブラインド・センサ空洞２１４は、好ましくは、軸受けブロックの内側面２０８の開放部分２１０のほぼ中央から、ピボット・ピン穴２０４の軸に垂直の方向に、軸受けブロック２００に向かって延びる。好ましくは、また、軸受けブロック２００は、基部はりの端部部分を中央空洞２１４に接続する通路２４２を限定して、内側面２０８の開放部分２１０内の回路基板２１２へ信号導体９８を接続可能とし、複数の通路２４４は、中央空洞をセンサ空洞２１６、２１８、２２０、２２２の夫々に接続し、歪みゲージ・アセンブリ２４０の端部２４６は、中央に配置された回路基板に接続できる。

図１５に示し且つ上述の如く、外側ネジ及びネジ穴１１２を有し、レンチによって結合される形状の部分を有する調整つば５０は、穴４６の各々にネジ込まれる。調整つば５０のネジ端部は、軸受けブロック２００内の穴４６と同軸的に整列した１対の穴２５２を有するスペーサ板２５０に関連する。クランプ・パッド２８又は３０用の支持板１１０に係合し通過する留め具１０８は、スペーサ板２５０内の穴２５２を介して延び、つば５０のネジ穴１１２に装着される。留め具１０８は、軸受けブロックに固定され、調整つば５０の端部及び支持板１１０の間のスペーサ板２５０をクランプする。ナット１１６及びワッシャ１１４は、各調整つば５０のネジ穴１１２内の締め具１１８の各々をロックする。調整つば５０の内側端１２０は、軸受けブロック２００の内側面２０８のふくれあがった部分を広げ、軸受けブロック２００の内側面２０８とスペーサ板２５０の間の隙間２５４を維持する。詳細に上述した如く、クランプ・スタビライザ１６の指状部材４とスペーサ板２５０の間の隙間２５４の幅及び／又は形状を可変するために、クランプ・パッド支持アセンブリ３２の調整つば５０を回転することによって、各クランプ・パッド２８又は３０の方向とある程度の形状を変化してもよい。

クランプ・パッド２８、３０によってカートン又は他のクランプされた荷重に与えられた加圧又はクランプの力は、各指状部材２４から、各軸受けブロック２００の基部はり２０２の中央にてピボット・ピン穴２０４内の各ピボット・ピン３６に伝達される。基部はり２０２は、調整つば５０を介して、クランプ力をスペーサ板２５０、クランプ・パッド支持板１１０及びクランプ・パッド２８又は３０に伝達する。ここでは、クランプされた荷重が抵抗する。基部はり２０２は、実質的に中心に荷重され単に支持されたはりであり、このはりが断面及び慣性モーメントを変化させる。測定部分２３２の断面及び慣性モーメントは、基部はり２０２の隣接部分の断面及び慣性モーメントよりも実質的に小さいので、ピボット・ピン３６によりピボット・ブロックの中心がクランプ・パッド２８、３０の方に偏倚されたとき、測定部分によって最高の応力及び測定可能な歪みが現れる。測定部分２３２の壁に取り付けられた歪みゲージ・アセンブリ２４０によって、曲がりにより生じた歪を検知する。好ましくは、歪みゲージ・アセンブリは、好ましくは、３０°、４５°、６０°又は９０°の相対配向（relative orientation）の２個、３個又は４個の歪みゲージで構成される。互いに垂直方向の２個のゲージ及び４５°の方向の３個のゲージを伴う３個のゲージ・ロゼットが一般的であり、主な歪み及びこれらの方向用に対して、測定した歪みを分析できる。ピボット軸受けブロック２００に取り付けられた歪みゲージ・アセンブリ２４０の出力は、好ましくは、回路基板２１２に取り付けられた集積回路（ＩＣ）２６０に入力する。ＩＣ２６０は、好ましくは、複数の歪みゲージが検知した歪みを分析して、軸受けブロック２００の測定部分内のピボット・ピン３６が導入した曲げ歪みを分離し、荷重に加わったクランプ力を表し、好ましくはそれに比例するアナログ出力信号を好ましくは増幅する。図７に示す如く、軸受けブロック２００の測定部分２３２、歪みゲージ・アセンブリ２４０及びＩＣ２６０を備える種々の荷重セルからの出力信号は、信号導体９８を介して中央制御器１２８に伝送される。この中央制御器１２８は、各ピボット・クランプ・パッド・アセンブリ７２が与えた力を示し、帰還システム内の信号を用いて、クランプされた荷重に加えられるクランプ力を制御する。

上述の明細書にて用いた用語及び表現は、ここでは説明の用語として用い、限定のためではない。かかる用語及び表現において、図示し説明した特徴又はその一部の均等物を除外する意図はなく、本発明の範囲は以下の請求項のみによって定義され限定されることが認識される。

Claims (10)

1. リフト・トラックの荷重クランプ部材用の取り付けアセンブリであって、
   （ａ）軸受けブロックと、上記軸受けブロックを介して延びるピボット・ピンとを含むピボット支持アセンブリと、
   （ｂ）上記ピボット・ピンに対して軸方向に上記ピボット支持アセンブリの支持を行い、且つ上記ピボット支持アセンブリにクランプ力を伝達するように、上記ピボット・ピンに対して半径方向のクランプ力の方向に配置された支持部材と、
   （ｃ）上記ピボット・ピンにより上記軸受けブロックを介するクランプ力を測定するように上記ピボット支持アセンブリ内に設置され、上記クランプ力を表す信号を提供するように配置された力センサと
   を備えた取り付けアセンブリ。
2. 上記ピボット・ピンに対する上記軸方向にて上記ピボット支持アセンブリにピボット支持から独立し上記クランプ力方向にて、上記支持部材からクランプ力を分離し上記ピボット支持アセンブリに伝達するように配置された上記ピボット支持アセンブリ内のクランプ力分離配置を更に備えた請求項１の取り付けアセンブリ。
3. 上記クランプ力分離配置は、上記軸受けブロック内の上記ピボット・ピンに取り付けられ包囲する荷重チューブを含み；上記荷重チューブは、上記軸受けブロックで限定されたピボット・ピン穴内に適合する中央部分と上記中央部分から延びる１対の対向端部部分とを有すると共に、上記ピボット・ピン穴内で半径方向の隙間を有し；上記力センサが、上記軸受けブロックで限定された空洞内に配置され保持される請求項２の取り付けアセンブリ。
4. 上記荷重チューブの上記中央部分及び上記力センサの間で上記空洞内に設置されたプランジャを含み、上記プランジャの並進運動が上記半径方向のクランプ力の方向の動きに制限されるように上記空洞の部分内に適合するように上記プランジャが形作られ、これにより、上記軸受けブロックを上記半径方向のクランプ力の方向に促すように、上記方向にて上記ピボット・ピンに与えられた力を、上記プランジャにより、上記荷重チューブの上記中央部分から上記力センサに、更に上記力センサを介して上記軸受けブロックに伝達する請求項３の取り付けアセンブリ。
5. 上記空洞内に上記力センサを保持すると共に、上記荷重チューブの上記中央部分の十分に近くにある固定部材を更に含み、上記半径方向のクランプ力の方向にて上記ピボット・ピンにより与えられた少なくとも最小量の力が上記力センサを介して伝送される請求項３の取り付けアセンブリ。
6. 上記ピボット支持アセンブリは、上記支持部材に限定されたレセプタクル内に設置されると共に、上記ピボット・ピンによって上記支持部材に固定され、上記ピボット・ピンは、上記支持部材によって保持される請求項１の取り付けアセンブリ。
7. 上記力センサは、上記ピボット・ピンにより上記軸受けブロック内に誘導された歪みの大きさを表す信号を出力するように配置された歪みゲージを備える請求項１の取り付けアセンブリ。
8. 上記軸受けブロックは、第１断面を限定する第１部分と、第２断面を限定する第２部分とを含む基部はりを備え、上記第２断面は、上記第１部分の慣性のモーメントよりも小さい慣性のモーメントを有する請求項１の取り付けアセンブリ。
9. 上記力センサは、上記軸受けブロックの上記基部の上記第２部分内の上記ピボット・ピンが誘導した歪みの大きさを表す信号を出力するように配置された歪みゲージを備える請求項８の取り付けアセンブリ。
10. 上記力センサは、上記ピボット・ピンにより上記基部はりの上記第２部分に誘導された歪みを分離するために上記歪みゲージからの上記信号を分析し、上記軸受けブロック上の上記ピボット・ピンが与えたクランプ力を表す信号を出力する電気回路を更に備えた請求項９の取り付けアセンブリ。

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