JPH01203199A - グラップルアーム作動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はホイールローダ等の建設車両や産　　゛業車
両の作業機装置に係り、特にパイプ、ポール等の円筒形
状や円柱形状の積荷の荷役運搬に用いるグラツプルアー
ムの作動装置に好適なものである。

（従来の技術） この種のグラツプルアームの作動装置の従来の一例を図
を用いて説明する。第３図はグラツプルアーム作動装置
の斜視図であり、第４図（ａ）。

（ｂ）、（Ｃ）は第３図のものの作動説明のための側面
図である。この例では左右両側部分は互いに対称であっ
て同様の部品で構成されているので簡単のために以下に
おいては片側についてのみ説明する。

図においてａｌ＋　ａｚはフレームメンバーで゛あり。

フレームメンバーａ２に装着された油圧シリンダｂのピ
ストンロッドの先端部の枢支部Ｃにおいてベルクランク
ｄの端部が連結され、ヘルクランクｄの中央付近の枢支
部ｅにおいてフレームメンバーａ２に枢支され、ヘルク
ランクｄの他端部は枢支部ｆにおいてアームｇの端部に
連結される。アームビの他端部はグランプルアームｈの
中央付近の部材ｈ＋に設けられた枢支部１においてグラ
ツプルアームｈに連結される、グラップルアームｈの基
端部ば枢支部ｊにおいてスライドブラケットｋに連結さ
れ、グラツプルアームｈの先端部ｈ２は図に示すように
逆り字状に形成されている。スライドブラケットにはフ
ォークタインｌの垂直部に形成された溝状のトラック！
、に嵌合してほぼ上下にスライドできるようになってい
る。第４図（ａ）及び（Ｃ）は油圧シリンダｂのピスト
ンロッドが短縮してスライド機構ケ・２トｋがトラック
１１の最上部付近に在る状態を示し、第４図（ｂ）は油
圧シリンダｂのピストンロッドが延伸してスライドブラ
ケットｋがトラック！、の最下部付近に在る状態を示す
。

またｍ　、　ｍ　’　、　ｍ＋はパイプまたはボール等
円筒形状や円柱形状の積荷であって、ｍ、ｍ’は直径が
ほぼ装置能力の最大のものを示し＋　ｍ＋は直径がほぼ
最小のものを示す。そして第４図（・１）は２箇の積荷
ｍ、ｍ’を把握している状態を示し９図中の２点鎖線は
多数の積荷ｍ１・・・を把握している状態を示し１箇４
図（ｂ）は１箇の積荷ｍをグラツプルアームｈの先端部
ｈ２で把握している状態を示し５図中の２点鎖線は１箇
の積荷ｍ＋を先端部ｈ２で把握している状態を示し、第
４図（ｃｌは１箇の積荷ｍを（２点鎖線は１箇の積荷ｍ
、を）グラツプルアームｈの基端部と１ヘラツクβ１　
とにより把握している状態を示す。

（発明が解決しようとずろ課題） 上記で説明した従来のグラツプルアームでは次の２つの
問題点がある。すなわち。

（１）スライドブラケソｌ−ｋが溝状のトランク１１に
嵌合してスライドするので溝部に土砂等の異物を噛込む
ことが多く、異物を噛込むとスライドブラケソｌ−にの
円滑な作動を阻害し、急激に作動したりする場合かあっ
て把握対象物の表面を損傷する恐れがある。

（２）第４図（ａ）を参照して以下説明する。なお第４
図（ａ）は２箇の積ＴｆＪｍ１ｍ′が装置能力のほぼ最
大径の場合を示すが、以下の説明ではｍ、ｍ’が最大径
より小さい直径としても一般性をそこなわないものであ
る、グラップルアームｈの枢支部ｊを中心とする揺動運
動と、トラック２の溝に沿う上下方向の平行移動は互い
に独立であって、負荷の軽い方から作動する。そしてグ
ラツプルアームが２箇の積荷ｍ、ｍ’のうちまずｍ′に
接触したとすると他の一箇の積荷ｍに接触するまでグラ
ツプルアームｈと積荷ｍ′との間にずベリが発生し、し
かもこのすべりはアームｇがグラツプルアームｈを外向
き（先端部ｈ２の方向）に押す方向に傾斜しているので
、積荷ｍ′を外へ押し出す方向のすべりである。（積荷
ｒｎ　’を内方へ押し込む方向へすべると、積荷ｍ′は
トランクｒ、の表面に当接し、それ以上はすべらない。

）このため積荷ｍ′の表面を損傷する恐れがあると同時
に、グランプルアームｈの積荷ｍ、ｍ’　との接触面の
摩耗が犬となり。

耐久性が悪いものである。またグラツプルアームｈと積
荷ｍ、ｍ’との間の摩擦係数が大ですべりにくい場合は
、グラツプルアームｈが積荷ｍ、ｍ’を外に押し出す方
向（先端部ｈ２の方向）に移動させてしまう。

（課題を解決するための手段及び作用）この発明は上記
の点に鑑みなされたものであって、グラツプルアーム作
動装置の作動要素間の連結にはスライド機構を使用せず
すべて揺動機構とする。すなわち、グラツプルアームと
アームとを揺動自在に連結するピンＡと、グラツプルア
ームとリンクとを揺動自在に連結するピンＢと、リンク
とヘルクランクとを揺動自在に連結するピンＣと、アー
ムをフレームに揺動自在に連結するピンＧと、ヘルクラ
ンクをフレームに揺動自在に連結するピンＥとから成る
グラツプルアーム作動装置とすることにより２作動要素
間の連結はすべて揺動機構となると同時に。

グラツプルアームの揺動とピンＡの移りＪが連動して行
なわれるとともに、グラツプルアームの揺動とピンＢの
移動も連動して行なわれる。また、グラツプルアーム作
動装置の作動能力平均径２Ｒｍの２箇の積荷を押え込む
ときに、グラツプルアームの下面に対しピンＡとピンＢ
とを結ぶ直線が平行であって、これら平行線間の距離を
ｒとしたときピンへの位置が半径Ｒｍ＋ｒの円の伸開線
に最も近い円弧状に配設することにより、グラツプルア
ーム下面が積荷の外周に最小のずベリで当接しながら移
動するものである。

（実施例） つぎにこの発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図［ａｌはこの発明に係るグラツプルアーム作動装
置の斜視図であり、第１図（ｂｌは第１図（ａｌのＩ、
〜Ｉ、断面矢視図、第１図（Ｃ）は第１図（ａｌの■ゎ
部拡大図、第２図（ａｌは第１図（ａ）に示したグラツ
プルアーム作動装置が全開の状態を示し。

図の２点鎖線は全開の状態を示し、第２図（ｂｌはグラ
ツプルアーム作動装置が把握可能な円筒形状の積荷の最
大直径と最小直径の平均値の直径（以下においては作動
能力平均径２Ｒｍと記す）を有する２箇の積荷Ｍ、Ｍ’
を把握する場合の作動説明図、第２図（Ｃ）は各揺動中
心の位置を決定するための説明用図面である。また前記
第３図についての説明と同様に第１図（ａ）のものも左
右両側部分は互いに対称であって同様の機能を持つ部品
で構成されているので、簡単のために以下においては片
側についてのみ説明する。

図においてフレーム１に装着されたフォークタイン２に
アーム４の一端をピンＧにより揺動可能に連結する。（
なお、以下においては簡単のためにＡ、Ｂ、Ｃ，・・・
、Ｇ、Ｈはそれぞれ対応するピンを示すが同時にそれぞ
れ対応するピンの軸中心も示す。）アーム４の他端には
ピンＡによりグラツプルアーム６の一端が揺動可能に連
結される、グラップルアーム６の中央付近においてピン
Ｂによりグラツプルアーム６とリンク５の一端を互いに
揺動可能に連結する。リンク５の他端はピンＣによりベ
ルクランク３の一端に揺動可能に連結する。ベルクラン
ク３の他端はピンＦにより油圧シリンダ１０のピストン
ロッドの先端部に連結され、ベルクランク３のピンＦに
近い部分においてピンＥによりフレーム１に揺動可能に
連結される。Ｈは油圧シリンダ１０をフレーム１に枢着
するピンである、グラップルアーム６にはストッパブロ
ック７が固着され、またグラツプルアーム６の下面には
第１図（ｂ）に示すように弾性体からなるパッド８がボ
ルト９により装着されている。

また第１図（Ｃ）および第２図（ａ）の２点鎖線で示す
ようにスプリング１１はグラツプルアーム６をストッパ
ブロック７がアーム４に当接するまで引寄せる方向に作
動している。そして油圧シリンダ１０のピストンロッド
を縮めると第２図（ａ）の２点鎖線で示したような全開
状態となり、また油圧シリンダ１０のピストンロッドを
延伸すると第２図（ａ）の実線で示したような全閉状態
となる。

全開状態から２木のパイプまたはボールの積荷を押え込
むときは、油圧シリンダ１０のピストンロッドを延伸し
、第２図（ｂ）の２点鎖線で示すようにグラツプルアー
ム６にとりつけられたストッパブロック７がアーム４に
当接した状態でビンＣ，リンク５１アーム４．グランプ
ルアーム６が下方へ移動し、グランプルアーム６がまず
前方の積荷Ｍの表面に当接する。この時のピンＡ、Ｂ、
Ｃの軸中心位置をそれぞれＡ６．　Ｂｂ。

Ｃ６で示し、グラツプルアーム６の下面と積荷Ｍの表面
との当接する点をＰ６とする。この状態から更に油圧シ
リンダ１０のピストンロッドを延伸すると、ピンＣ，Ｂ
、Ａの軸中心はそれぞれＣ６→Ｃ７＋　Ｂｂ→Ｂ７．Ａ
６→Ａ７と移動し、グラツプルアーム６の下面と積荷Ｍ
、Ｍ’と当接する点はそれぞれＰ７．Ｑ？になる。なお
、この時スプリング１１の張力は上記作動を妨げる程強
力ではないものとする。

こうしてグラツプルアーム６ば第２図（ｂ）の実線で示
したようにバッド８を介して２箇の積荷Ｍ、Ｍ’を押え
込むものである。そしてグラツプルアーム６の下面を示
す直線をＬとし」二記作動の説明における符号の添字６
．７に対応する直線りの位置をＬ６＋Ｌ７とずれば、Ｌ
６からＩ−。

の間の直線りは常に積荷Ｍの外周円上をすべらずに移動
する接線である。この事実を用いてＡ点及びＢ点の位置
を以下のようにして決める。

すなわち第２図（ａ）を参照して直線ＡＢはＬに平行で
あって、その間の距離をｒとする。そしてこのグラツプ
ルアーム作動装置の作動能力平均径を２Ｒｍ　とすれば
、第２図（Ｃ）に示すように半径Ｒｍの積荷Ｍの中心を
〇七し、半径Ｒｍ＋　ｒの円をえかくと、ＬｂからＬ７
の間の直線りが半径Ｒｍの円上をずべらずに移動する接
線であるので、直線Ａ、Ｂ６から直線Ａ７Ｂ、の間の直
線ＡＢはこの半径Ｒｍ＋　ｒ　　の円上を常にすべらず
に移動する接線になる。それで直線ＡＢが水平の位置に
あるときく第２１ｆｆｌ　（ｂ）のＡ　７　Ｂ　”ｒの
位置に同し）をＡ、Ｂ、とじ、垂直の位置にあるときを
Ａ、Ｂ。

とすれば、Ａ点がＡ１．・・・、Ａ７と移動し、Ｂ点が
Ｂ　ＩＩ　　・・・、Ｂ７と移動するとき、この２つの
軌跡は円の伸開線（インホリュート曲線）になる。

またＡ点はＧ点を中心とする円周上になりればならない
から、第２図（１〕）と第２図（Ｃ）を参照して。

点Ａ６と点Ａ７とを結ぶ線分の垂直二等分線上にＧ点が
あれば円弧Ａ１、Ａ７は第２図（Ｃ）に示ずＡ、。

Ａ７間の円の伸開線に最も近似された円弧となる。そし
てＢ点は第２　ＩＦ　（ａ）に示すようにＡ点を通り直
線Ｉ、に平行な直線上にあるように定めればよい。

このようにＡ点及びＢ点の位置を定めれば。

２Ｒｍはこのグラツプルアーム作動装置の作動能力平均
径であるので、積荷の直径が作動能力の範囲内であれば
グラツプルアーム６が積荷を押え込むときずベリが最小
になるものである。

（発明の効果） この発明り才取上詳述したようにして成るので。

作動要素間の連結はすべて揺動機構となって連結部に異
物を噛み込むことが大幅に少なくなり。

またグラツプルアームの揺動とピンＡの移動が連動して
行なわれるのでグラツプルアーム、は従来のように負荷
の軽い方から作動して積荷の表面に衝突し、積荷の表面
を損傷する恐れもない。

そしてグラ、プルアームの下面が積荷の外周面に最小の
すへりで当接しながら移動するので。

グラツプルアームが積荷を押え込むとき積荷を摩擦によ
り動かずことも少なく、またグラ・ノブルアーＪ、の下
面に摩擦係数の大きいゴム等の弾性体のバソｌ−をとり
つけることにより積荷の損傷を皆無にできるという大き
い効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（・１）はこの発明に係るグラツプルアーム作動
装置の斜視図、第１図（ｂｌは第１図（ａｌの■。 〜■、断面矢視図、第１図ｔｃ＋は第１図（ａ）の■。 部拡大図、第２図（ａｌ及び（ｂ）は第１図（ａｌに示
したグラツプルアーム作動装置の作動説明図、第２図（
Ｃ１はピンＡ及びピンＢの移動軌跡説明図、第２図ｆｄ
＋及び（ｅ）は１本のパイプまたはボールの積荷を押え
込んだ状態を示す図面、第３図は従来のグラ、プルアー
ム作動装置の斜視図、第４図（＋ｉｌ　、　（ｂｌ　、
　（Ｃ１は第３図のものの作動説明図である。 １・・・フレー゛ム、　　２・・・フォークタイン。 ３・・・ヘルクランク、　　４・・・アーム。 ５・・・リンク、　　６・・・グラツプルアーム。 ７・・・ストッパブロック、　　８・・・パッド。 １０・・・油圧シリンダ、１１・・・スプリング。 Ａ・・・ピンＡ、　　　　　Ｂ・・・ピンＢ。 Ｃ・・・ピンＣ，Ｅ・・・ピンＥ。 Ｆ・・・ピンＦ、　　　　　Ｇ・・・ビンＧ０特許出願
人　株式会社小松製作所 代理人　（弁理士）松　澤　　統 第　４　図（ｂ） 第　４　図（Ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. グラップルアームにより円筒形状の積荷を押え込んで運
   搬する作業機装置において、グラップルアームとアーム
   とを揺動自在に連結するピンＡと、グラップルアームと
   リンクとを揺動自在に連結するピンＢと、リンクとベル
   クランクとを揺動自在に連結するピンＣと、アームをフ
   レームに揺動自在に連結するピンＧと、ベルクランクを
   フレームに揺動自在に連結するピンＥとから成るグラッ
   プルアーム作動装置であって、グラップルアーム下面が
   積荷の外周に最小のすべりで当接しながら移動するよう
   にピンＡ及びピンＢの位置を配設したことを特徴とする
   グラップルアーム作動装置。