(57)【要約】    【課題】円柱形のワークを荷降ろし面に対して横置き姿勢状態でアンクランプする場合に、荷降ろし面位置にストッパ等の転動停止手段を用いることなくワークへの衝撃を回避しつつ所定の位置へ荷降ろし可能とする回転式ロールクランプ装置を提供することにある。  【解決手段】長短一対のクランプアーム４のロングアーム４３先端に取り付けられたパッド４４のワーク６との接触面側に、ワークの転がりを検知する回転検知手段７を設け、アンクランプ動作中にこの回転検知手段によってワークの回転有無検出とロングアーム４３に対するアンクランプ動作の開始と停止指示を繰り返し行い、ワークの転がり開放−停止−開放を繰り返すことによりワークを荷降ろし面Ｇ上に略静止状態で荷降ろし可能とする。  【選択図】  図１
2006117343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱形のワークを把持するために開閉可能な長短一対のクランプアームを有し、このクランプアームにて周面が把持されたワークを、その周面が荷降ろし面に並行する状態で前記クランプアームの開放動作によりアンクランプする場合に、前記一対のクランプアームのうち上方にあるロングアームの開放動作を、そのロングアーム先端部に荷降ろし面側へ転動する前記ワークが接触した位置において一旦停止させるように構成した荷役車輌の回転式ロールクランプ装置であって
前記ロングアームの先端側でかつ前記ワークとの接触面側にワークの転がりを検知する回転検知手段を設け、この回転検知手段によりワークの転がり有無を検出してロングアームに対するアンクランプ動作の開始と停止指示を繰り返し行うことを特徴とする荷役車輌の回転式ロールクランプ装置。
【請求項２】
前記回転検知手段は、前記パッド若しくはロングアームとワークとの相対移動を電気的に検出可能な回転検出センサであることを特徴とする請求項１記載の荷役車輌の回転式ロールクランプ装置。
【請求項３】
前記回転検出センサは、エンコーダまたはポテンショメータであることを特徴とする請求項２記載の荷役車輌の回転式ロールクランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、各種荷物、特にロール紙等円柱形の荷物の運搬、積み下ろし作業に用いられるフォークリフトトラック等荷役車輌の回転式ロールクランプ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、荷物（以下ワークと称する）の運搬・積み込み・積み下ろし作業に使用される荷役車輌として無人フォークリフトトラックが使用されるようになってきた。特にロール紙等の円柱形のワークに対するロールクランプ荷役作業を行う場合、ワークの周面を把持するための開閉可能な長短一対のクランプアームが車輌前部に取り付けられている。一対のクランプアームのうち短い方のショートアームはホルダに固定され、長い方のロングアームはクランプシリンダによりホルダに対して回動可能であって、これにより両アームによりワークの周面を把持可能となっている。
【０００３】
このように一対のクランプアームを用いて円柱形ワークの荷役作業を行うにあたっては、まずワークの周面が荷降ろし面に対して直交する積荷姿勢状態（以下縦置き姿勢状態と称す）のワークに対してその周面を径方向両側からクランプし、ワークを把持したままクランプアームをショートアームが下になるよう水平軸回りに９０度回転させ、ワークの周面が荷降ろし面に対して並行する積荷姿勢状態（以下横置き姿勢状態と称す）にし、ショートアームが荷降ろし面に接地するまで下降させたのちにアンクランプするのが一般的な回転式ロールクランプ装置である。
【０００４】
クランプ・アンクランプ動作において、従来はワーク把持位置にて両アームを閉じる方向に回動させてクランプし、ロングアームの回動角度を検知する角度センサ或いはクランプシリンダ圧力を検知する圧力センサにてロングアームの回動状況を検知し、この角度或いは圧力がクランプ規定値に達するとクランプ動作完了、その後荷降ろし位置にて９０度回転、下降させる。ショートアームが荷降ろし面に接地したと判断された時点でクランプアームの下降を停止させ、その後、アンクランプ動作を開始すべくロングアームをワークが離隔する位置へと開放し、アンクランプ規定値に達するとアンクランプ動作完了を判断している（例えば特許文献１を参照）。
【０００５】
しかしながら、従来の回転式ロールクランプ装置では、円柱形ワークを横置き姿勢状態でアンクランプする場合において、ショートアームが荷降ろし面に接地していてもワーク周面と荷降ろし面との間にはワークを把持するショートアーム先端のパッドの厚み分隙間Ｈが生じ、ワーク最下面が荷降ろし面から浮いた状態にある。
この様にワークが荷降ろし面から離隔した状態でロングアームを圧力センサのアンクランプ規定値に達するまで開放回動すると、ワークはロングアームによる把持力が無くなりワーク重心が、ショートアーム先端に枢着されているパッドの枢軸点より前側に移動し、パッドを前傾させてワークは荷降ろし面側へと勢いよく転げ落ち荷降ろし面上を転動する。
ワークを荷降ろし面の所定位置へ荷降ろしができるように転動を止める手段としてストッパを設ける場合、コストがかかるとともに例えストッパを設けてもワークがストッパと衝突して跳ね返り、衝撃を受けてワークが損傷する可能性があるとともに転がりにより所定位置で停止しないことがある。
【０００６】
また、ロングアームのアンクランプを角度センサで制御する先行技術の場合は、ロングアームをワーク把持角度（状態）からアンクランプ規定値に基づく一定の角度開放して一旦停止する。ワークはクランプアームによる把持力が解かれて転動し、開放位置で待機中のロングアームと再接触した時点でワークの転動を止める制御を繰り返し行うことによってクランプ状態からロングアームの開放角度を検出しつつその角度を徐々に広げる制御を行って荷置き時のワークの転がりを防いでいた。
【特許文献１】特開２００４−１８９３７６号公報（第３−５頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、ワークの径の違いにより、ロングアーム先端のパッド枢着点によるワーク把持位置からワーク最頂面までの高さが異なり、同じ角度ロングアームを開放回動しても、小径ワークはアーム先端で転がりを止めることができるが大径ワークはアーム先端がワーク最頂面より上方位置即ちワークの転動域を越える位置での待機となり接触できず転がりを十分止めることができない場合が生起することがある。
また、ワークを把持する時のロングアームに対するワークの奥行き方向のズレによってもロングアームを開く角度とワークの転がり始めの位置関係が異なり、角度センサによる一定角度のアーム角度制御では対応が難しくかつ調整作業も煩わしかった。
【０００８】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、円柱形のワークを横置き姿勢状態でアンクランプする場合に、荷降ろし面の所定位置にストッパ等の転動停止手段を用いることなくワークへの衝撃を回避しつつ所定の位置への荷降ろしを可能とする荷役車輌の回転式ロールクランプ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を達成するため、請求項１記載の発明は、円柱形のワークを把持するために開閉可能な長短一対のクランプアームを有し、このクランプアームにて周面が把持されたワークを、その周面が荷降ろし面に並行する状態で前記クランプアームの開放動作によりアンクランプする場合に、前記一対のクランプアームのうち上方にあるロングアームの開放動作を、そのロングアーム先端部に荷降ろし面側へ転動する前記ワークが接触した位置において一旦停止させるように構成した荷役車輌の回転式ロールクランプ装置であって前記ロングアームの先端側でかつ前記ワークとの接触面側にワークの転がりを検知する回転検知手段を設け、この回転検知手段によりワークの転がり有無を検出してロングアームに対するアンクランプ動作中の開始と停止指示を繰り返し行うことを特徴とする。
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、ロングアームを開放方向へ回動させてワークに対するクランプ圧を緩めワークへのアンクランプ動作が開始されると同時にワークに転がり作用が働き、ワークがショートアーム先端のパッドを荷降ろし面側へ回動させた状態で前方へ転動する。
このとき、ワークの転がりが回転検知手段によって直接検知され、検知手段からの信号に基づきロングアームを回動制御するクランプシリンダの作動が停止し、ロングアームの開放動作を一旦停止させるとともにワークもパッドに当接して転がりが一旦静止する。ワークが静止したことを回転検知手段が検知したならば再びロングアームを開放方向へ回動させ、ワークに回転力を生起させたのち再び停止制御を行う。
【００１１】
このロングアームの回動制御動作とワークの転がり始めおよび停止したことを確認しながらワークの回転制御動作を繰り返し行うことにより、ワークの横置き姿勢状態におけるアンクランプ動作開始から荷降ろし面への載置までにワーク自身の転がりー停止―転がりー停止を繰り返し行うことでワークに急速な回転力が生起するのを阻止する。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の荷役車輌の回転式ロールクランプ装置において、前記回転検知手段は、前記パッド若しくはロングアームとワークとの相対移動を電気的に検出可能な回転検出センサであることを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の荷役車輌の回転式ロールクランプ装置において、前記回転検出センサは、エンコーダまたはポテンショメータであることを特徴とする。
【００１４】
請求項２、３記載の発明によれば、ワークの回転有無情報を、エンコーダまたはポテンショメータ等の回転検出センサによってパルス信号または電圧値信号等電気的に検出し、ロングアームに対するワークへのクランプ圧力の付与ならびに解除指示を迅速に繰り返し行いワークの転がりを止めることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、ワークの転がりを直接検出可能としたので、ワークの転がり始めおよび停止したことを確認しながらロングアームの回動制御動作とワークの回転制御動作を繰り返し行うことができ、ワークの横置き姿勢状態におけるアンクランプ動作開始からワークの荷降ろし面への載置までにワーク自身の、転がり−停止−転がり−停止を繰り返し行うことでワークに急速な回転力が生起せず、ワークは荷降ろし面上に僅かな転動で略静止状態が保たれた状態で載置されることとなり、ワークの落下による衝撃、急速転動が回避できるとともに所定位置への荷降ろしが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る荷役車輌の回転式ロールクランプ装置について図１〜図４を参照して説明する。
この実施形態の回転式ロールクランプ装置は、無人荷役車輌に適応した場合を基に詳述する。
無人フォークリフトトラック等荷役車輌の前部に装着された左右一対のマスト１には、回転式ロールクランプ装置の回転機構２がマスト１に沿って昇降可能に取り付けられている。
【００１７】
回転機構２の回転盤２ａ前面にはアームホルダ３が固定されており、アームホルダ３には、荷物特に円柱形のロール紙６（以下ワーク６と称す）を把持するために開閉可能な長短一対のクランプアーム４の基端部が取り付けられている。一般的にはショートアーム４１はアームホルダ３に固定され、ロングアーム４３はクランプシリンダ５によってアームホルダ３に対して回動可能に枢着されている。また、クランプアーム４の先端部には、内側が前記ワーク６外周面と摺接可能な彎曲形状を成すパッド４２、４４が揺動可能に枢着されており（図中Ｓ、Ｔ点）、該パッド４２、４４は板バネ（図示せず）等を介して常時外方（開放方向）へ向けて付勢されている。
【００１８】
前記回転機構２の回転駆動制御、クランプアーム４の開閉作動制御ならびにワークの運搬・積み込み、積み下ろし等荷役作業制御は、一般的に制御装置の指令に基づいて行われる。また、クランプアーム４にてワーク６周面を把持した時、ショートアーム４１とロングアーム４３先端のパッド４２、４４の枢着点Ｓ、Ｔを結ぶ線Ｓ−Ｔは、ワーク６の軸心Ｑより前側に位置してワーク６をマスト１側へ抱え込むように把持している。
【００１９】
図中７は回転検知手段であって、前記ロングアーム４３先端に取り付けられたパッド４４の前記ワーク６との接触面側に取り付けられている。この回転検知手段７は、クランプアーム４がワーク６を把持した状態においてはワーク６外周面と常時圧接状態にて接触してワーク６の回転有無を検出する。
【００２０】
この回転検知手段７のパッド４４への装着位置は、パッド４４の枢着点Ｔ位置より前側にあるのが望ましい。即ち回転検知手段７を前側に位置させることにより、その自重がパッド４４の前側に付加されてパッド４４の前側を前傾させる方向Ｚ（把持側）に僅かながら作用して回転検知手段７とワーク６との接触を確実にする。
【００２１】
前記回転検知手段７は、具体的にはパルス信号で検知するロータリエンコーダ等ワーク６と接触してワーク６の自転による転がりを検知できる電気的な回転検出センサであり、この回転検出センサにおけるワーク６と接触する部材は、エンコーダ等と同軸７１のゴム円盤７２等であることが望ましい。また、このゴム円盤７２は、パッド４４の枢軸方向と同軸心方向に支承されている。これによりクランプアーム４がワーク６を把持状態にあるとき、そのワーク６外周面のＸ方向への転がり（ワークの回転有無情報）をエンコーダ等が常時監視して制御装置に情報を送り、制御装置はその情報に応じてクランプアーム４にアンクランプ動作の開始と一時停止をさせる。
【００２２】
次に、この実施形態に係る荷役車輌の回転式ロールクランプ装置によるワークの横置きロールクランプ作業について説明する。
まず、クランプシリンダ５によりロングアーム４３を開放方向Ｙに回動させ、両クランプアーム４先端のパッド４２、４４間距離（Ｓ−Ｔ）をワーク６径より大きくする。その後、両クランプアーム４を回転機構２により垂直面上で回転させ、把持対象であるワークの周面が荷降ろし面Ｇに対して直交する縦置き姿勢状態のワークを把持すべく車輌を前進させて前記パッド４２、４４にてワーク６側周面を把持可能な位置まで到達させ、クランプシリンダ５によりロングアーム４３を把持方向へ回動させてワーク６を把持する。
ワーク６把持後は一旦クランプ装置を上昇させ、荷積み場所から後退し、再び回転機構２によりクランプアーム４を垂直面上で回転させ、ワーク６を、その周面が荷降ろし面Ｇに対して並行する状態である横置き姿勢状態で把持したまま荷降ろし場所まで搬送する。
【００２３】
荷降ろし場所に到着したならば横置き姿勢状態のワーク６を把持したままマスト１に沿って回転機構２を下降させ、クランプアーム４のショートアーム４１の下面を荷降ろし面Ｇ上に接地させる。この時、ショートアーム４１側のパッド４２背面が荷降ろし面Ｇ上に接していてもこのパッド４１の厚み分ワーク６の最下面は荷降ろし面Ｇから隙間Ｈだけ上方に位置することとなる（図３（ａ）に示す状態）。
【００２４】
この状態から図４にて示す如くクランプシリンダ５を作動させてワークのアンクランプ動作を行うべく上側に位置するロングアーム４３の開放方向Ｙへの回動動作を開始する（ステップ１）。ロングアーム４３が僅かであるが回動してパッド４４を介するワーク６に対する把持圧が緩むと、ワーク６の拘束が解かれる（ステップ２）。
【００２５】
ワーク６の把持力が緩むと、あるところでワーク６の軸心Ｑとショートアーム４１側のパッド４２の枢着点Ｓとの偏位等によりワーク６に前方への重心移動が生起して、ショートアーム４１のパッド４２が枢軸を中心にして前傾回動し該パッド４２の前傾回動とともにワーク６の重心位置が移動してワーク６にはパッド４２上を転がろうとするモーメントが働きワーク６が転がり始め、ロングアーム４３側のパッド４４との僅かな隙間分であるが該パッド４４に接触するまで転がる。この転がりはワーク６表面と接している回転検知手段を構成するロータリエンコーダ７と同軸の回転体であるゴム円盤７２を回転させ、直ちに回転検知手段７により検出されて転がり開始検知情報として制御装置（図示せず）に出力される（ステップ３）（図３（ｂ）に示す状態）。
【００２６】
転がり開始検知情報が制御装置に入力されると直ちにクランプシリンダ５に対するロングアーム４３開放方向Ｙへの回動作動の停止信号が出力され、クランプシリンダ５の作動およびロングアーム４３の開放動作を一旦停止させる（ステップ４、５）とともにワーク６がロングアーム４３側のパッド４４と接触して、ワーク６の転がり移動が停止するのを待つ。
ワーク６の一旦停止状態が回転検知手段７の回転有無により確認されたならば再びステップ１のロングアーム４３の開放動作開始からステップ５のワーク６の転がり移動停止制御を繰り返し行う。
【００２７】
上記したアンクランプ動作中にこの回転検知手段７によってワーク６の回転有無検出とロングアーム４３に対する開放動作（アンクランプ動作）の一時停止ならびに開始（一時停止解除）指示を繰り返し行い、ワーク６をショートアーム４１のパッド４２先端から荷降ろし面Ｇにゆっくりと転げ降ろし、ロングアーム４３のパッド４４と接触させて荷降ろし面Ｇ上に静止させる。
その後、ロングアーム４３を全開放して（ステップ６）、荷役車輌を後退させることによりワーク６は、荷降ろし面Ｇ上に転がることなく載置される（図３（ｃ）に示す状態）。
【００２８】
この実施形態に係る荷役車輌の回転式ロールクランプ装置によれば以下の効果を奏する。
（１）回転検出手段を構成する回転検出センサにてワークの転がりを直接接触することにより自転して検出可能であり、ワークの転がり始めおよび停止した検出情報を逐次出力してその転がりの有無を確認しながらロングアームの回動制御動作とワークの回転制御動作を繰り返し行うことができる。従って、ワークの横置き姿勢状態におけるアンクランプ動作開始からワークの荷降ろし面への載置までにワーク自身の、転がり−停止−転がり−停止を繰り返し行うことでワークに急速な回転力を生起させることなくワークを荷降ろし面上に僅かな転動で略静止状態が保たれた状態で載置することができる。
【００２９】
（２）ワークは荷降ろし面上に略静止状態でアンクランプできることから、荷降ろし面の所定位置にワークの転動を止めるためのストッパ等を都度配備しなくても、パッド把持面からの落下による衝撃、パッド上を拘束されない自由転がりによる急速転動を回避した状態で所定位置へソフトタッチに荷降ろしが可能となり、荷降ろし面上においてワークへの衝撃損傷を回避しつつ所定の位置へワークを整然とした状態で荷降ろし作業が行える。
【００３０】
（３）ワーク径が異なる場合でも、ロングアームのワークに対するアンクランプ開放距離は、ワークへの把持力が緩むパッドとワークとの間に僅かな隙間ができる程度でよく、その隙間も回転検出センサにてワークの転がり有無を検出して回動・停止作動を行い、隙間制御できることからワーク径の異なりに拘わらずパッドが常にワークと接触可能な位置にあり、ワークの転がりが開始されるとパッドにワークが当接してワークの転がりを一旦停止させることができる。従ってアーム角度をワーク径の違いによって調整制御する調整作業の煩わしさも無くなった。
【００３１】
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。
○上記の第１の実施形態では、無人フォークリフトトラックに回転式ロールクランプ装置を装備した場合に基づき説明したが、必ずしも無人荷役車輌に限らず有人フォークリフトトラックに装備してもよい。
○回転検出手段を構成する回転検出センサによる検出値をパルス信号で検出するロータリエンコーダを用いたが、電圧値で検出するポテンショメータであっても良い。
○回転検出センサはロングアーム側のパッドにおけるパッド枢軸部分より前側に取り付けたが、アンクランプ時にワークの転がりが検出できる個所であればパッド枢軸部分近傍或いはロングアームの先端部側等であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態に係る回転式ロールクランプ装置の側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る回転式ロールクランプ装置の回転検出手段とパッドとの関わりを示す要部側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るアンクランプ作動状態段階的に示す説明図である。（ａ）は、ショートアームが荷降ろし面に接触したアンクランプ作動前の状態を示す図である。（ｂ）は、（ａ）の状態からロングアームを開放してワークが回転した状態を示す図である。（ｃ）は、ワークが荷降ろし面に静止状態で載置されたアンクランプ状態を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係るアンクランプ作動時におけるアンクランプ制御手順を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    マスト
２    回転機構
３    アームホルダ
４    クランプアーム
４１  ショートアーム
４２、４４  パッド下流側パイプライン
４３  ロングアーム
５    クランプシリンダ
６    ワーク
７    回転検知手段（回転検出センサ、ロータリエンコーダ、ポテンショメータ）
７１  支軸
７２  ゴム円盤
Ｇ    荷降ろし面
Ｈ    隙間
Ｑ    ワーク６の軸心
Ｓ、Ｔ  パッド４２，４４の長短アームとの枢着点
【図１】
2006117343.tif 000003
【図２】
2006117343.tif 000004
【図３】
2006117343.tif 000005
【図４】
2006117343.tif 000006