JP6996864B2

JP6996864B2 - エア式荷役物運搬機の無負荷下降安全回路

Info

Publication number: JP6996864B2
Application number: JP2017095107A
Authority: JP
Inventors: 豊中村
Original assignee: アイコクアルファ株式会社
Priority date: 2017-05-12
Filing date: 2017-05-12
Publication date: 2022-01-17
Anticipated expiration: 2037-05-12
Also published as: JP2018188298A

Description

本発明は、アクチュエータにエアシリンダを用いた荷役物運搬機で、荷物を把持していない無負荷の作業中において、停電時やエアホース外れ時などのエア源緊急停止時の作業者の安全を確保する下降安全回路に関するものである。

アクチュエータにエアシリンダを用いた荷役物運搬機は、エアのみで制御する方式と、エアを電気で制御する方式がある。近年、マイコンを搭載し、昇降操作をより快適にする方式が増えエアシリンダを電気で制御している。従来、マイコンを搭載したエア式の荷役物運搬機があった（引用文献１）。引用文献１の図６の絞り弁により、通電時と停電時は、制御弁を用いて機械的に急下降を制御しゆっくり着地する。

また、マイコンを使用している引用文献１の荷役物運搬機は、突然、空気供給源からのエアホースが外れた場合では、エアシリンダがロックしてしまう。前記ロックとは、空気がエアシリンダに密閉された状態であり、エアシリンダの特性である「グローブユニットを上下に動かそうとするとバウンドするように上下する」状態になるが、上下動を止めるとグローブユニットは停電時と同じ高さで停止する。そして、グローブユニットに手を挿入しているので、シリンダがロックするとグローブユニットから手を外し辛い位置で停止してしまう時がある。手が届く最上位置で突然停止すると、体勢が悪くグローブユニットから手を外すことができないという不具合があった。

また、引用文献２では、流体圧原動機の作動室を電流遮断または真空低下により動作する作動切換弁を経て絞り機構に接続し、作動流体を少しずつ放出して荷物を低速度で下降着地させるようにしたと記載されている。そして、荷物が無い無負荷時でもゆっくり着地する。これは、停電と同時に作業者の意思に関係なく、強制的にゆっくり着地させている。（「ゆっくり着地する動作」を以後「ソフトランディング」という言葉で説明する）強制のソフトランディングは作業者の意思に反しており、荷物が無く無負荷の時でも操作部を下降させてはいけない作業現場もあった。停電時は、引用文献１と引用文献２のソフトランディングの動作は同様である。

特開２００８－２４７４８８号公報特開平０９－１７５７９９号公報

解決しようとする問題点は、引用文献１のように、エアーホースが突然外れたら、シリンダがロックしてしまうのが問題点である。また、引用文献１・２のように突然の停電時には、作業者の意思とは別に、強制的にソフトランディングするのが問題点である。換言すると、作業者の意思でソフトランディングのタイミングを選択できない点である。

本発明は、無負荷時の停電時やエアホース外れ時などのエア源緊急停止時に、シリンダを位置保持した後に、作業者が意図したタイミングでハンド部をほんの少し下降させようとする動きが、シリンダのシリンダ内圧を上昇させ、その上昇したシリンダ内圧が緩下降バルブを作動させ、前記緩下降バルブの絞り弁からシリンダ内のエアを排気させソフトランディングさせることを最も主要な特徴とする。

本発明のエア式荷役物運搬機の無負荷下降安全回路は、無負荷時のエア源緊急停止時において、作業者がスイッチ操作を特別せず、作業者の意図したタイミングで少し下降させようとする動作によりハンド部をソフトランディングさせことができるという利点がある。また、ハンド部を下降させたくない時は、エア源緊急停止時又はソフトランディングの途中でも、そのまま位置を保持させる事も可能であるという利点がある。

図１は、荷役物運搬機の総体図である。（実施例１）図２は、ハンド部と作業者と連結具の図である（実施例１）図３は、ハンド部と作業者と連結具の図である（実施例１）図４は、停電前の回路の状態である。（実施例１）図５は、停電直後の回路の状態である。（実施例１）図６は、停電後のソフトランディング作動中の回路の状態である。（実施例１）図７は、エアホース外れの直後の回路の状態である。（実施例２）

緩下降バルブを備え、エア源緊急停止時にエアシリンダが位置保持した後に、作業者がハンド部を下降させようとする動きでシリンダのシリンダ内圧を上昇させ、上昇した前記シリンダ内圧が前記緩下降バルブを作動させ、絞り弁からシリンダ内のエアを排気し、安全なソフトランディングを実現した。

図１は、荷役物運搬機の総体図である。荷役物運搬機１は、台座２に旋回台３が取り付けられ、旋回台３には昇降機構４が取り付けられ、昇降機構４には平行リンク式アーム５が取り付けられている。昇降機構４は、アクチュエータ（図示せず）により昇降駆動され、平行リンク式アーム５の先端の昇降部６が上下する。そのアクチュエータは、エアを用いたエアシリンダ（図示せず）である。ハンド部７は昇降部６に連結具８を介して吊られている。連結具８の点線で示してある箇所は、ロープやスリングベルトである。ハンド部７に作業者（図示せず）の手（図示せず）を着接又は挿入させて、手（図示せず）と荷役物９の間にハンド部７が位置している。荷役物９は、箱である。この発明の作用は、荷役物９が無い状態であるが、荷役物運搬機の説明用として荷役物９を記載してある。

図２は、ハンド部と作業者と連結具の図である。ハンド部７は連結具８に吊られている。ハンド部７に作業者１０の手１１を着接又は挿入させている。作業者１０はハンド部７を用いて荷役物９（図示せず）を把持することができる。ハンド部７に圧力センサ（図示せず）が配設され、荷役物９（図示せず）を把持する圧力の一部をセンシングして、その圧力に応じて昇降スピードや昇降する力を制御する。図２は、手１１が上端部にあり、作業者１０の体勢が悪く、ハンド部７から手１１が抜けない状態である。

図３は、ハンド部と作業者と連結具の図である。符号は、図２と同様である。図３は、手１１が身体の前にあり、ハンド部７から手１１が抜ける状態である。また、図３のハンド部７の上下位置は、荷役物運搬機１の昇降可動範囲のほぼ中央位置であり、ハンド部７の位置より下げようとするとハンド部７は下がる。

図４は、停電前の回路の状態である。エア式のシリンダ１２、シリンダ１２のピストン１３・ロッド１４、位置保持バルブ１５、バランス制御バルブ１６、通電バルブ１７、緩下降バルブ１８、緩下降切替えバルブ１９、緊急停止時エア排出配管２０、一次エア源２１を有している。緩下降バルブ１８はバネ２２と絞り弁２３を有している。シリンダ１２の向きは、図１では図示していないが図１と同じでない。図４では、説明用として、ロッド１４が下方向に下がると、図１のハンド部７が下がる構成にしている。回路図の各機器をつなぐ点線は、点線を結ぶ機器に影響を及ぼさないエア圧やエアが遮断された状態を表している。停電前の回路の状態であり、作業者１０（図示せず）が無負荷でハンド部７（図示せず）を昇降させることができる。荷役物９（図示せず）を把持して昇降もできるが、荷役物９（図示せず）をバランスさせる制御については省略する。

図５は、停電直後の回路の状態である。構成は、図４と同様である。回路図の各機器をつなぐ点線は、点線を結ぶ機器に影響を及ぼさないエア圧やエアが遮断された状態を表している。停電直後の回路であり、突然の停電になると、通電バルブ１７が働き、位置保持バルブ１５、バランス制御バルブ１６、緩下降切替えバルブ１８が切替わり、シリンダ１２が位置保持する。位置保持するとは、例えば図３の状態でハンド部７から手１１を抜いても、ハンド部７はそのままの位置を保持するということである。位置保持の時は、シリンダ１２のシリンダ内圧が緩下降バルブ１８の閾値を超えていないのでバネ２２が縮まず緩下降バルブ１８が排気側に切替わらないので、ハンド部７はソフトランディングしない。換言すると、バネ２２の弾性力よりシリンダ内圧が上回るとバネ２２が縮み緩下降バルブ１８は排気側に切替わりソフトランディングし、バネ２２の弾性力よりシリンダ内圧が下回っているとバネ２２が縮まず緩下降バルブ１８は排気側に切替わらず位置保持する。

図６は、停電後のソフトランディング作動中の回路の状態である。構成は、図４と同様である。回路図の各機器をつなぐ点線は、点線を結ぶ機器に影響を及ぼさないエア圧やエアが遮断された状態を表している。停電後のソフトランディング作動中の回路であり、停電直後の後、作業者１０がハンド部７を意図して下降させると、シリンダ１２のピストン１３が動き、そのピストン１３の動きでシリンダ内圧が上昇し、図５の状態から、バランス制御バルブ１６、通電バルブ１７、緩下降バルブ１８が切替わる。緩下降バルブ１８は、バネ２２と絞り弁２３を有しており、シリンダ内圧が閾値を超えバネ２２が縮み緩下降バルブ１８は排気側に切替わり、絞り弁２３を介してシリンダ１２内のエアを排気する。シリンダ１２内のエアが排気されると、ハンド部７が下降する。ソフトランディングしているので、ピストン１３とピストンロッド１４は、図５に比べて下がっている。

図１～図６を用い、作用を説明する。図２の状態で、突然の停電になると、図５となり、通電バルブ１７が働き、位置保持バルブ１５、バランス制御バルブ１６、緩下降切替えバルブ１８が切替わり、シリンダ１２が位置保持する。図２の状態では、ハンド部７から手１１が抜けないので、次に、作業者１０がハンド部７を下降させようと、ハンド部７を少し下降させると、シリンダ１２のピストン１３（図５）が図に向って下に動き、そのピストン１３の動きでシリンダ１２のシリンダ内圧が上昇する。緩下降バルブ１８は、バネ２２と絞り弁２３を有しており、シリンダ内圧が閾値を超えた場合にバネ２２が縮み緩下降バルブ１８は排気側に切替わり、絞り弁２３を介してシリンダ１２内のエアを緩やかに排気する。シリンダ１２内のエアは絞り弁２３を介して緩やかに排出することで、ハンド部７はソフトランディングを行う。排気してソフトランディングの状態が図６である。ハンド部７が図３の状態になったら、作業者１０はハンド部７から手１１を抜く。これにより、突然の停電でも安全な場所でハンド部７から手１１を抜くことができる。また、作業者１０がハンド部７を下げるのを止めるとその位置で位置保持する。手１１を抜いた時や、ハンド部７を下げるのを止めた時は、図５である。

図７は、エアホース外れの直後の回路の状態である。構成は、図４と同様である。回路図の各機器をつなぐ点線は、点線を結ぶ機器に影響を及ぼさないエア圧やエアが遮断された状態を表している。エアホース外れ（図示せず）の直後の回路であり、突然エアホース（図示せず）が外れると、シリンダ１２が位置保持する。次に、作業者１０がハンド部７を下降させようと、ハンド部７を少し下降させると、シリンダ１２のピストン１３が動き、そのピストン１３の動きでシリンダ内圧が上昇し緊急停止時エア排出配管２０を介して緩下降バルブ１８へのシリンダ内圧が上がり、バランス制御バルブ１６、通電バルブ１７、緩下降バルブ１８が切替わる。緩下降バルブ１８は、バネ２２と絞り弁２３を有しており、シリンダ内圧が閾値を超えた場合にバネ２２が縮み緩下降バルブ１８は排気側に切替わり、絞り弁２３を介してシリンダ１２内のエアを緩やかに排気する。シリンダ１２内のエアは絞り弁２３を介して緩やかに排出することで、ソフトランディングを行う。

ハンド部７を用いた荷役物運搬機１だが、ハンド部７の代わりに吸着式やクランプ式などのアタッチメントで荷役物９を把持してた荷役物運搬機でも利用できる。

１荷役物運搬機
２台座
３旋回台
４昇降機構
５平行リンク式アーム
６昇降部
７ハンド部
８連結具
９荷役物
１０作業者
１１手
１２シリンダ
１３ピストン
１４ロッド
１５位置保持バルブ
１６バランス制御バルブ
１７通電バルブ
１８緩下降バルブ
１９緩下降切替えバルブ
２０緊急停止時エア排出配管
２１一次エア源
２２バネ
２３絞り弁

Claims

アクチュエータにエア式のシリンダを用いて、ハンド部で荷役物を把持して荷役物を運搬し、緊急停止時エア排出配管と緩下降バルブを備え、無負荷時にエア源が緊急停止しシリンダが位置保持した後に作業者がハンド部を下降させようとする動きで前記シリンダのシリンダ内圧を上昇させ、上昇した前記シリンダ内圧が前記緊急停止時エア排出配管を経由して前記緩下降バルブを切換え、前記緩下降バルブから前記シリンダ内のエアを排出し、前記ハンド部を下降させる荷役物運搬機において、前記緩下降バルブは、バネと絞り弁を有しており、シリンダ内圧が閾値を超えた場合に前記バネが縮み前記緩下降バルブは排気側に切替わり前記絞り弁から前記シリンダ内のエアを排気させることを特徴とするエア式荷役物運搬機の無負荷下降安全回路。