(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガーダと、
前記ガーダに第１、第２主軸を介してそれぞれ回動自在に取り付けられた第１、第２バケットを有するグラブと、
前記第１、第２バケットを回動させて前記グラブを開閉する開閉駆動手段とを備え、
前記開閉駆動手段は、
前記第１、第２バケットにより、前記第１、第２主軸よりも前記グラブの開閉する側と反対側に位置する第１、第２回動軸を介して回動自在にそれぞれ直接支持された第１、第２部材と、
前記第１、第２部材をこれらが近接・離間する方向に案内するすべり案内手段と、
前記すべり案内手段が固定された駆動ベースと、
前記近接・離間方向に延在する第１、第２ねじ軸をそれぞれ有し、前記第１、第２部材を該近接・離間方向にそれぞれ駆動するための第１、第２ボールねじと、
前記第１、第２ボールねじを駆動して、前記第１、第２バケットを回動させるねじ駆動手段とを備え、
前記第１、第２ねじ軸の間には、中間軸が設けられ、
前記駆動ベースには、
前記第１ねじ軸と前記中間軸との間の接続を断続する第１クラッチと、
前記第２ねじ軸と前記中間軸との間の接続を断続する第２クラッチとが設けられ、
前記ねじ駆動手段は、前記中間軸を回転させることにより、前記第１、第２クラッチを介して前記第１、第２ボールねじを別個に又は同時に駆動するものであることを特徴とするグラブ装置。
【請求項２】
前記第１、第２ボールねじは、
前記第１、第２ねじ軸にそれぞれ設けられた左ねじ及び右ねじと、
前記第１、第２部材にそれぞれ設けられて前記左ねじ及び右ねじにそれぞれ螺合する第１、第２ナットとをそれぞれ備えることを特徴とする請求項１に記載のグラブ装置。
【請求項３】
前記ねじ駆動手段は、
前記駆動ベースに固定され、回転軸を有するサーボモータと、
前記回転軸に固定された駆動プーリと、
前記中間軸に固定された従動プーリと、
前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に掛けられたタイミングベルトとを備えることを特徴とする請求項１に記載のグラブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グラブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、グラブ装置として、ベースプレートと、ベースプレートに取り付けられてその下方で開閉する一対のバケットからなるグラブと、該一対のバケットを回動させてグラブを開閉するバケット駆動機構とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１のグラブ装置では、バケット駆動機構としてモータの出力により一対のバケットに開閉動作を行わせるものを採用している。すなわち、モータを動作させると、昇降用ナットが駆動されてベースプレートが支柱に対して上下動すると同時に、開閉用ナットが駆動されてベースプレートに対して開閉用送りねじが昇降し、これにより一対のバケットが開閉するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１９５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のグラブ装置によれば、ベースプレートに対して開閉用送りねじが昇降し、これにより一対のバケットが開閉するようになっているので、バケットが開いたとき、下降した開閉用送りねじの先端部が対象物に接触して、対象物を掴むのに支障を来たすおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、かかる従来技術の課題に鑑み、対象物を支障なく掴むことができるグラブ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のグラブ装置は、
ガーダと、
前記ガーダに第１、第２主軸を介してそれぞれ回動自在に取り付けられた第１、第２バケットを有するグラブと、
前記第１、第２バケットを回動させて前記グラブを開閉する開閉駆動手段とを備え、
前記開閉駆動手段は、
前記第１、第２バケットにより、前記第１、第２主軸よりも前記グラブの開閉する側と反対側に位置する第１、第２回動軸を介して回動自在にそれぞれ直接支持された第１、第２部材と、
前記第１、第２部材をこれらが近接・離間する方向に案内するすべり案内手段と、
前記すべり案内手段が固定された駆動ベースと、
前記近接・離間方向に延在する第１、第２ねじ軸をそれぞれ有し、前記第１、第２部材を該近接・離間方向にそれぞれ駆動するための第１、第２ボールねじと、
前記第１、第２ボールねじを駆動して、前記第１、第２バケットを回動させるねじ駆動手段とを備え、
前記第１、第２ねじ軸の間には、中間軸が設けられ、
前記駆動ベースには、
前記第１ねじ軸と前記中間軸との間の接続を断続する第１クラッチと、
前記第２ねじ軸と前記中間軸との間の接続を断続する第２クラッチとが設けられ、
前記ねじ駆動手段は、前記中間軸を回転させることにより、前記第１、第２クラッチを介して前記第１、第２ボールねじを別個に又は同時に駆動するものであることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、ねじ駆動手段により第１、第２ボールねじの第１、第２ねじ軸を回転することにより、第１、第２部材を、すべり案内手段による案内に従って近接・離間方向に駆動することができる。このとき、第１、第２ねじ軸を別個に回転させることにより、第１、第２バケットを別個に回動させ、第１、第２バケットを別個に開閉させることができる。また、第１、第２ボールねじを同時に回転させることにより、第１、第２バケットを同時に回動させ、第１、第２バケットを同時に開閉させることができる。
【０００９】
この間、第１、第２部材を駆動する第１、第２ねじ軸は、第１、第２部材が近接・離間する方向に延在するので、常に、第１、第２主軸よりも上方に位置する。また、第１、第２バケットは、第１、第２主軸よりも下側の部分が開閉して対象物を扱う。このため、グラブ装置は、第１、第２ねじ軸などが邪魔になることなく、対象物を扱うことができる。
【００１０】
また、開閉駆動手段をガーダとは分離した一体物として構成し、この一体物を第１、第２バケット上に第１、第２回動軸を介して支持することができる。したがって、グラブの開閉に際しては、第１、第２回動軸がガーダに対して上下方向に変位するが、これとともに該一体物が上下方向に変位するので、支障なくグラブの開閉を行うことができる。
また、第１、第２クラッチにより第１ねじ軸と中間軸とを接続し、第２ねじ軸と中間軸との接続を切断状態とすることにより、第１バケットのみを回動させることができる。また、第１ねじ軸と中間軸との接続を切断状態とし、第２ねじ軸と中間軸とを接続状態とすることにより、第２バケットのみを回動させることができる。また、第１、第２ねじ軸と中間軸との間をいずれも接続状態とすることにより、第１、第２バケットを同時に回動させ、開閉することができる。
【００１１】
本発明において、
前記第１、第２ボールねじは、
前記第１、第２ねじ軸にそれぞれ設けられた左ねじ及び右ねじと、
前記第１、第２部材にそれぞれ設けられて前記左ねじ及び右ねじにそれぞれ螺合する第１、第２ナットとをそれぞれ備えるのが好ましい。
【００１２】
これによれば、第１、第２ねじ軸を一体的に一方向又は他方向に回転させるだけで、第１、第２バケットを同時に開閉させることができる。
【００１７】
この場合、
前記ねじ駆動手段は、
前記駆動ベースに固定され、回転軸を有するサーボモータと、
前記回転軸に固定された駆動プーリと、
前記中間軸に固定された従動プーリと、
前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に掛けられたタイミングベルトとを備えるのが好ましい。
【００１８】
これによれば、サーボモータを使用することによる通常の利点に加え、グラブが全閉状態になったことを、サーボモータを制御する際の第１、第２バケットの位置を示す信号により、確実に認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係るグラブ装置の正面図である。
【図２】図１の左側面図である。
【図３】図２のIII-III線断面図である。
【図４】本発明の別の実施形態に係るグラブ装置の断面図である。
【図５】本発明のさらに別の実施形態に係るグラブ装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るグラブ装置を示す。図１に示すように、このグラブ装置１は、ガーダ２と、ガーダ２に第１、第２主軸３、４を介してそれぞれ取り付けられた第１、第２バケット５、６を有するバケット７とを備える。ガーダ２には、グラブ装置１をクレーン等で吊り下げるための吊り下げチェーン８の先端部が固定される。バケット７としては、本実施形態ではバケット式のものが用いられる。
【００２３】
図２は、図１のグラブ装置１を左側から見た様子を示す。図２に示すように、グラブ装置１は、第１、第２バケット５、６を回動させてバケット７を開閉する開閉駆動手段９を備える。
【００２４】
図３は、図２のIII-III線断面図である。ただし、ガーダ２及びバケット７については、外形のみを部分的に二点鎖線で示している。したがって、図３では、主として開閉駆動手段９が実線で示されている。
【００２５】
図３に示すように、開閉駆動手段９は、第１、第２バケット５、６により第１、第２回動軸１０、１１を介して回動自在にそれぞれ支持された第１、第２部材１２、１３と、第１、第２部材１２、１３をこれらが相互に近接・離間する方向に案内するすべり案内手段１４とを備える。第１、第２回動軸１０、１１は、第１、第２主軸３、４よりも上方に位置する。
【００２６】
開閉駆動手段９は、さらに、第１、第２部材１２、１３を該近接・離間方向にそれぞれ駆動するための第１、第２ボールねじ１５ａ、１５ｂと、第１、第２ボールねじ１５ａ、１５ｂを駆動するねじ駆動手段１６とを備える。第１、第２ボールねじ１５ａ、１５ｂは、前記近接・離間方向に延在する第１、第２ねじ軸２４ａ、２４ｂをそれぞれ有する。
【００２７】
すべり案内手段１４は、第１、第２部材１２、１３にそれぞれ設けられた第１、第２被案内部１７、１８と、第１、第２被案内部１７、１８を前記近接・離間する方向にそれぞれ案内する第１、第２案内部１９、２０と、第１、第２案内部１９、２０が固定された駆動ベース２１とを備える。
【００２８】
第１、第２被案内部１７、１８としては、例えば、ＬＭ（Linear Motion）ブロックを用いるのが好ましい。これに対応し、第１、第２案内部１９、２０として、ＬＭレールを用いるのが好ましい。
【００２９】
第１、第２ボールねじ１５ａ、１５ｂの第１、第２ねじ軸２４ａ、２４ｂは、カップリング２７で連結されて１本のねじ軸を構成する。この１本のねじ軸の一方側及び他方側には、それぞれ左ねじ２２及び右ねじ２３が設けられる。第１、第２ボールねじ１５ａ、１５ｂは、左ねじ２２及び右ねじ２３と、第１、第２部材１２、１３にそれぞれ設けられて左ねじ２２及び右ねじ２３に螺合する第１、第２ナット２５、２６とをそれぞれ備える。
【００３０】
カップリング２７で連結された第１、第２ねじ軸２４ａ、２４ｂは、駆動ベース２１に設けられた軸受け２８により支持される。開閉駆動手段９は、カップリング２７で連結された第１、第２ねじ軸２４ａ、２４ｂを一方及び他方に回転させてバケット７を開閉するものである。
【００３１】
ねじ駆動手段１６は、回転軸としてのモータ軸２９を有するサーボモータ３０と、モータ軸２９に固定された駆動プーリ３１と、第２ねじ軸２４ｂに固定された従動プーリ３２と、駆動プーリ３１と従動プーリ３２との間に掛けられたタイミングベルト３３とを備える。サーボモータ３０は、駆動ベース２１に固定される。タイミングベルト３３の途中の両側には、図２に示すように（図３では不図示）、タイミングベルト３３の伸びを吸収して適正な張力を維持するために、ロスタテンショナ３４が設けられる。
【００３２】
開閉駆動手段９は、ガーダ２とは分離して別個に一体的に移動可能な一体物として構成される。この一体物は、第１、第２バケット５、６上に第１、第２回動軸１０、１１を介して支持される。したがって、第１、第２バケット５、６が回動してバケット７が開閉する際に、第１、第２回動軸１０、１１が上下方向に変位するが、これに伴って開閉駆動手段９も、上下方向に変位する。
【００３３】
この構成において、図１のようにバケット７が閉じた状態において、サーボモータ３０を所定量回転させることにより、バケット７を、図１中の二点鎖線で示されるような所定の開状態に移行させることができる。
【００３４】
すなわち、サーボモータ３０により第１、第２ねじ軸２４ａ、２４ｂを一方向に回転させると、左ねじ２２及び右ねじ２３にそれぞれ噛み合っている第１、第２ナット２５、２６が、すべり案内手段１４による案内に従って、相互に近接する方向に移動する。これに伴って、第１、第２回動軸１０、１１も相互に近接する方向に同じ距離だけ移動する。
【００３５】
これにより、第１、第２バケット５、６がそれぞれ第１、第２主軸３、４を中心として回動するので、第１、第２バケット５、６の先端側が相互に離間する方向に回動し、バケット７が開いた状態となる。
【００３６】
このようにしてバケット７が所定の開状態に移行するまでの間に、第１、第２回動軸１０、１１は、第１、第２バケット５、６とともに、それぞれ第１、第２主軸３、４を中心として軌跡Ｔ１、Ｔ２に沿って回動するので、下方に距離ｄだけ変位する。したがって、第１、第２回動軸１０、１１を介して第１、第２バケット５、６により支持されている開閉駆動手段９も下方に距離ｄだけ変位する。
【００３７】
ただし、開閉駆動手段９は、第１、第２主軸３、４よりも下方に変位することはない。したがって、開状態のバケット７を、それにより掴もうとする対象物に対して支障なく近接させることができる。
【００３８】
この近接の後、サーボモータ３０により第１、第２ねじ軸２４ａ、２４ｂを、上述とは逆の他方向に回転させることにより、第１、第２バケット５、６を逆方向に回動させることができる。すなわち、サーボモータ３０を、第１、第２バケット５、６が閉位置に達したことが検出されるまで回転させることにより、バケット７を、図１中の実線で示した閉状態に遷移させ、対象物を掴むことができる。
【００３９】
このようにしてバケット７の開閉を繰り返して対象物の把持及び解放を繰り返す際に、サーボモータ３０が発生するトルクを制限しておくことにより、対象物が第１、第２バケット５、６の間に挟まった場合には、自動的にサーボモータ３０を停止させることができる。
【００４０】
この場合、クレーンを上昇させることにより、挟まっている対象物が落下した場合には、再度サーボモータ３０による閉動作が、第１、第２バケット５、６の位置に対応する位置信号を検出しながら行われる。そして、位置信号が、第１、第２バケット５、６が全閉位置に達したこと、すなわちバケット７が全閉状態になったことを示したとき、サーボモータ３０は停止される。
【００４１】
この場合、バケット７が確実に全閉位置に達しているので、いわゆる追い掴みは行う必要がない。追い掴みとは、油圧でグラブを駆動する場合に行われる動作であり、クレーンを上昇させた後にさらに行われる閉動作である。
【００４２】
以上のように、本実施形態のグラブ装置１によれば、開閉駆動手段９の第１、第２ボールねじ１５ａ、１５ｂなどが、第１、第２主軸３、４よりも上方に位置するので、第１、第２ボールねじ１５ａ、１５ｂなどが邪魔になることなく、バケット７を対象物に近接させて、対象物を掴むことができる。
【００４３】
また、第１、第２バケット５、６による開閉動作がサーボモータ３０により制御されるので、バケット７が閉状態になったことを確実に認識することができる。
【００４４】
また、開閉駆動手段９をガーダ２とは分離した一体物として構成したので、バケット７の開閉駆動時に、第１、第２回動軸１０、１１の上下方向への変位に伴って開閉駆動手段９も上下方向に変位する。これにより、バケット７の開閉駆動に応じて開閉駆動手段９を別途上下方向に移動可能に案内する必要なく、簡便な構成で、バケット７の開閉駆動を行うことができる。
【００４５】
図４は、本発明の別の実施形態に係るグラブ装置の断面図である。図４に示すように、このグラブ装置１ｂのねじ駆動手段１６ｂは、駆動ベース２１に固定され、それぞれ回転軸を有する第１、第２サーボモータ３０ｂ、３０ｃと、第１、第２サーボモータ３０ｂ、３０ｃの回転軸にそれぞれ固定された第１、第２駆動プーリ３１ｂ、３１ｃとを備える。
【００４６】
第１、第２ボールねじ１５ｃ、１５ｄの第１、第２ねじ軸２４ｃ、２４ｄには、それぞれ第１、第２従動プーリ３２ｂ、３２ｃが固定される。第１、第２駆動プーリ３１ｂ、３１ｃと第１、第２従動プーリ３２ｂ、３２ｃのそれぞれの間には、第１、第２タイミングベルト３３ｂ、３３ｃがそれぞれ掛けられる。第１、第２ねじ軸２４ｃ、２４ｄは、それぞれ第１、第２従動プーリ３２ｂ、３２ｃの両側において軸受け２８により別個に支持され、別個に駆動される。
【００４７】
本実施形態においては、第１、第２サーボモータ３０ｂ、３０ｃが個別に制御される。これにより、第１、第２バケット５、６を別個に又は同時に開閉させることができる。他の点については、上述の図１〜図３の実施形態の場合と同様である。
【００４８】
図５は、本発明のさらに別の実施形態に係るグラブ装置の断面図である。図５に示すように、このグラブ装置１ｃにおいては、第１、第２ボールねじ１５ｅ、１５ｆの第１、第２ねじ軸２４ｅ、２４ｆの間に、中間軸３５が、軸受け２８で支持されて設けられる。
【００４９】
駆動ベース２１には、第１ねじ軸２４ｅと中間軸３５との間の接続を断続する第１クラッチ３６と、第２ねじ軸２４ｆと中間軸３５との間の接続を断続する第２クラッチ３７とが設けられる。第１、第２クラッチ３６、３７としては、例えば電磁クラッチを用いることができる。
【００５０】
ねじ駆動手段１６ｃは、サーボモータ３０により、駆動プーリ３１、タイミングベルト３３、及び中間軸３５に固定された従動プーリ３２ｃを介して中間軸３５を回転させる。中間軸３５の回転は、第１、第２クラッチ３６、３７を介して、第１、第２ボールねじ１５ｅ、１５ｆに選択的に、又は同時に伝達される。
【００５１】
すなわち、第１、第２クラッチ３６、３７により、第１ねじ軸２４ｅと中間軸３５とを接続し、かつ第２ねじ軸２４ｆと中間軸３５との接続を切断状態とすることにより、第１バケット５のみを回動させることができる。また、第１ねじ２４ｅと中間軸３５との接続を切断状態とし、第２ねじ軸２４ｆと中間軸３５とを接続状態とすることにより、第２バケット６のみを回動させることができる。
【００５２】
また、第１、第２ねじ軸２４ｅ、２４ｆと中間軸３５との各間をいずれも接続状態とすることにより、第１、第２バケット５、６を同時に回動させ、開閉することができる。
【００５３】
したがって、本実施形態によれば、１つのサーボモータ３０により、図４の実施形態の場合と同様に、第１、第２バケット５、６を、個別に又は同時に回動させ、開閉することができる。
【００５４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、グラブは、バケットグラブに限らず、クシ歯グラブであってもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１、１ｂ、１ｃ…グラブ装置、２…ガーダ、３…第１主軸、４…第２主軸、５…第１バケット、６…第２バケット、７…バケット、８…吊り下げチェーン、９、９ｂ、９ｃ…開閉駆動手段、１０…第１回動軸、１１…第２回動軸、１２…第１部材、１３…第２部材、１４…すべり案内手段、１５ａ〜１５ｆ…ボールねじ、１６、１６ｂ、１６ｃ…ねじ駆動手段、１７…第１被案内部、１８…第２被案内部、１９…第１案内部、２０…第２案内部、２１…駆動ベース、２２…左ねじ、２３…右ねじ、２４ａ、２４ｃ、２４ｅ…第１ねじ軸、２４ｂ、２４ｄ、２４ｆ…第２ねじ軸、２５…第１ナット、２６…第２ナット、２７…カップリング、２８…軸受け、３０、３０ｂ、３０ｃ…サーボモータ、３１、３１ｂ、３１ｃ…駆動プーリ、３２、３２ｂ、３２ｃ…従動プーリ、３３、３３ｂ、３３ｃ…タイミングベルト、３４…ロスタテンショナ、Ｔ１、Ｔ２…軌跡。
【要約】
【課題】対象物を支障なく掴むことができるグラブ装置を提供する。
【解決手段】グラブ装置１は、ガーダ２に第１、第２主軸３、４を介して回動自在に設けられた第１、第２バケット５、６を有するバケット７と、第１、第２バケット５、６を回動させてバケット７を開閉する開閉駆動手段９とを備える。開閉駆動手段９は、第１、第２バケット５、６により、第１、第２主軸３、４よりも上方に位置する第１、第２回動軸１０、１１を介して回動自在にそれぞれ支持された第１、第２部材１２、１３を近接・離間方向に案内するすべり案内手段１４と、第１、第２部材１２、１３の間に設けられたボールねじ１５ａ、１５ｂを駆動するねじ駆動手段１６とを備える。
【選択図】図３【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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