JP2006282306A

JP2006282306A - 移載装置

Info

Publication number: JP2006282306A
Application number: JP2005102924A
Authority: JP
Inventors: Keizo Kawasaki; 圭三川崎; Yasumasa Sato; 泰正佐藤
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-10-19

Abstract

【課題】アームの厚さを大きくすることなく簡単な構造で収納物の水平回転を防止する構造を実現するとともに、収納空間のサイズの影響を受けることのない移載装置を提供する。
【解決手段】昇降台１０上に設けられた固定軸を介して一端を回動可能に軸支した第１アーム２０と、該第１アームの他端において従動軸を介して一端を回動可能に軸支した第２アーム３０とからなるアーム機構を一対備える。２つの第２アームは、それらの他端を連結板５０で接合し、少なくとも一方のアーム機構における第１アームには第１アームを回動させるための駆動手段を設けるとともに、第１アームの回動力を第２アームに伝達するための伝達手段を設けることにより、少なくとも一方のアーム機構における第１アーム及び第２のアームの伸縮運動に伴う形状と他方の第１アーム及び第２のアームの伸縮運動に伴う形状とが線対称になるように構成した。
【選択図】図２

Description

本発明は物品を収納空間に出し入れするための移載装置に関し、特に自動倉庫におけるスタッカクレーンに適した移載装置に関する。

スタッカクレーンは、その適用例を簡単に説明すると、自動倉庫のラック間に設置され、ラックに沿った走行機能と上下方向の昇降機能を有している。スタッカクレーンは、その走行及び昇降機能によりラックに区画されている複数の棚のうち指定された棚の位置まで自動的に移動する。スタッカクレーンはまたフォークを有する移載装置を備え、指定された棚にフォークを出し入れして棚に対する収納物の搬入、搬出を行う。スタッカクレーン用の移載装置は、カムフォロワで支持したフォークをラック・ピニオンやチェーンで駆動する駆動機構で実現されるのが一般的である。

ところで、自動倉庫では、収納物の種類によっては塵埃の発生防止を要求される場合がある。この場合、スタッカクレーンの移動する空間よりも、棚における収納空間での塵埃発生が嫌われる。このような要求に対し、上記のような駆動機構ではフォークを伸ばした時にラック・ピニオンやチェーンなどの駆動伝達手段が収納空間で剥き出しになり、塵埃を発生する可能性がある。

発塵を少なくした移載装置の一例として、図５、図６に示すように、駆動アーム５０と従動アーム６０を備えたスカラー型移載装置と呼ばれるものが知られている。この移載装置は、駆動アーム５０の一端部に上下方向に延びる固定軸５１が相対的に回転可能に設けられ、駆動アーム５０の他端部には上下方向に延びる従動軸５２が固定接続されている。固定軸５１は駆動アーム５０から突き出し、この突き出した部分が走行及び昇降可能にされたテーブル７０上に固定されている。固定軸５１の突き出した部分にはギヤ５３が回転可能に支承され、ギヤ５３は駆動アーム５０に固定されている。ギヤ５３はモータ７１により回転駆動されるギヤ７２と歯合している。固定軸５１にはまた駆動アーム５０内でプーリ５４が固定されている。従動軸５２には駆動アーム５０内でプーリ５５が回転可能に支承され、プーリ５４とプーリ５５との間にはベルト５６が掛け渡されている。プーリ５５はまた、その軸方向の一端側が駆動アーム５０のカバーを貫通して従動アーム６０と固定接続され、一体に回転するようにされている。従動軸５２は従動アーム６０側まで延びて従動アーム６０との間で相対的回転可能にされており、この延長部分は従動アーム６０における固定軸６１として作用する。つまり、従動アーム６０内の固定軸６１にはプーリ６２が固定され、従動アーム６０の他端部に上下方向に延びるように取付けられた従動軸６３にプーリ６４を取付けている。そして、従動アーム６０内でプーリ６２とプーリ６４との間にベルト６５が掛け渡されている。プーリ５５とプーリ６２の径は同じである。プーリ６４はまた、その軸方向の一端側が従動アーム６０のカバーを貫通して収納物１００を搭載するための収納物搭載部８０に固定接続されている。

駆動アーム５０と従動アーム６０は以下のように動作する。モータ７１を駆動するとギヤ７２を介してギヤ５３が回動することにより駆動アーム５０が回動する。駆動アーム５０が回動するとベルト５６がプーリ５４に巻き付くよう変位し、プーリ５５が回動する。これにより従動アーム６０が回動し、従動アーム６０に対してプーリ６４が相対的に回動する。

収納物搭載部８０を従動アーム６０に対して回動可能にしているのは、スタッカクレーンにスカラー型移載装置を適用する場合、移載時に収納物１００が水平回転しないようにするためである。これは、プーリ５４の径：プーリ５５（プーリ６２）の径：プーリ６４の径の比率を２：１：２にすることで駆動アーム５０、従動アーム６０の旋回角度に関係なく収納物搭載部８０の姿勢、すなわち角度を一定に保つことができる。図６は、アーム全体の伸縮動作、つまり駆動アーム５０、従動アーム６０の旋回動作中でも収納物搭載部８０の角度が図５に示された角度と同じであることを示している。

いずれにしても、この移載装置は、駆動力伝達部分が露出しないようにしているので、収納物の収納空間内での発塵のおそれは少ない。

しかしながら、このスカラー型移載装置ではプーリ５５（プーリ６２）とプーリ６４間の駆動伝達のためにベルト６５を従動アーム６０内に仕込む必要がある。そのため従動アーム６０の厚さを薄くすることができず、棚における収納物１００の収納効率が悪いという欠点がある。

図７は上記の欠点を説明するための図であり、左側の図がラック９０における一部の棚９１を側面から見た図、右側の図が一部の棚９１を背面から見た図である。

図７において、ラック９０を構成している４本の柱９２−１、９２−２、９２−３、９２−４（これは図示せず）を利用して上下方向に間隔をおいて複数の棚９１が構成される。つまり、スタッカクレーンの移動空間に対して前後方向となる柱９２−１と９２−２との間及び９２−４（図示せず）と９２−３との間にそれぞれ棚板９１−１、９１−２が掛け渡されている。棚板９１−１と棚板９１−２との間には駆動アーム５０、従動アーム６０の進入経路を確保するためのスペースＳＡが形成されている。

さて、図７では駆動アーム５０の一部と従動アーム６０のほぼ全体が棚９０の収納空間内にあり、収納物搭載部８０が収納物１００の下面と接した状態にあるが、収納空間への従動アーム６０の進入は収納物搭載部８０が収納物１００の下面から少し離れた高さ位置で行われる。収納物搭載部８０が収納物１００の下面から少し離れた高さ位置でその直下に達すると、移載装置が少し上昇して収納物搭載部８０に収納物１００を載せる。続いて、駆動アーム５０と従動アーム６０の旋回動作、つまりアーム全体の伸縮動作により収納物１００を載せた収納物搭載部８０が棚９０の収納空間から出される。

ここで、上下方向で隣合う棚９１の間には、少なくとも駆動アーム５０と従動アーム６０の厚さ分とこれらが上昇する分とを考慮した余分なスペースが必要となる。これは、上記の移載装置をスタッカクレーンに適用する場合、従動アーム６０の厚さが大きくなると上下方向で隣合う棚９１の間には、その分だけ無駄なスペースが存在することを意味する。

また、収納空間の前後方向（奥行き方向）のサイズが大きくなると、それに合わせて駆動アーム５０と従動アーム６０を長くしなければならない。しかし、駆動アーム５０と従動アーム６０を長くすると、これらがその伸縮動作時に前側の柱９２−１、９２−４（図示せず）、場合によっては棚板９１−１、９１−２に衝突してしまう。この点については以降で詳しく説明する。

従動アームに起因する無駄なスペースを削減することのできる移載装置は、例えば特許文献１に開示されている。この移載装置は、ラック間を走行及び昇降可能であるともに旋回可能な昇降台に一対の第１アームの一端が回動可能に取付けられ、一対の第１アームの他端にはそれぞれ第２アームの一端が回動可能に接続されている。一対の第２アームの他端には収納物を把持するためのチャック部が取付けられている。この移載装置によれば、第２アームにベルト等の駆動伝達手段を内蔵させる必要が無いので第２アームの厚さを薄くすることができる。

しかし、この移載装置においても、収納空間の前後方向（奥行き方向）のサイズが大きくなると、第１、第２アームを長くしなければならないが、第１、第２アームが長いとこれらの伸縮動作時にラックを構成している柱に衝突してしまう。そのために、この移載装置をスタッカクレーンに適用する場合には、設計に制約が生じてしまう。

図８は、この問題点を説明するための平面図である。なお、本図では、昇降台が旋回機能を持たず、チャック部に代えて収納物搭載部を備える場合について示している。

図８において、移載装置は、ラック間を走行及び昇降可能な昇降台２００に一対の第１アーム２１０の一端が回動可能に取付けられ、一対の第１アーム２１０の他端にはそれぞれ第２アーム２２０の一端が回動可能に接続されている。一対の第２アーム２２０の他端には収納物を搭載するための収納物搭載部２３０が取付けられている。

図７において説明したように、ラックを構成している４本の柱２４０−１、２４０−２、２４０−３、２４０−４を利用して上下方向に間隔をおいて複数の棚が構成される。つまり、スタッカクレーンの移動スペースに対して前後方向となる柱２４０−１と２４０−２との間及び２４０−４と２４０−３との間にそれぞれ棚板２５０−１、２５０−２が掛け渡されている。

ここで、第１アーム２１０、第２アーム２２０の長さを大きくすると、その伸縮動作によって第２アーム２２０が棚の収納空間に進入する際に前側の柱２４０−１、２４０−４に衝突してしまうので、第１アーム２１０、第２アーム２２０の長さには制約が生じる。これは、収納空間の大きさ、つまり収納物の大きさに制約が生じることを意味する。

特開平６−１５６６３２号公報

本発明は移載装置のアームの厚さを大きくすることなく簡単な構造で収納物の水平回転を防止する構造を実現するとともに、収納空間のサイズの影響を受けることのない移載装置を提供しようとするものである。

本発明による移載装置は、台上に設けられた固定軸を介して一端を回動可能に支持した第１アームと、該第１アームの他端において従動軸を介して一端を回動可能に支持した第２アームとからなるアーム機構を一対備え、２つの第２アームは、それらの他端を連結板で接合し、少なくとも一方のアーム機構における第１アームには該第１アームを回動させるための駆動手段を設けるとともに、該第１アームの回動を第２アームに伝達するための伝達手段を設け、前記少なくとも一方のアーム機構における第１アーム及び第２のアームの伸縮運動に伴う形状と他方の第１アーム及び第２のアームの伸縮運動に伴う形状とが線対称になるように構成したことを特徴とする。

本発明による移載装置は、特に複数の棚が区画形成されたラックに沿って走行可能であるとともに上下方向に昇降可能なスタッカクレーン用に適しており、この場合、前記連結板には収納物を搭載するための搭載部が該連結板と一体的に移動するように取付けられていることにより、一対の第１アーム及び第２アームの伸縮動作に伴って前記連結板と前記搭載部が水平回転することなく前記延在方向に関して往復移動するようにされる。

本発明による移載装置はまた、一対の第１アーム及び第２アームが設けられた前記台をスライド駆動機構により第１アーム及び第２アームの伸縮方向にスライド可能にすることを特徴とする。

本発明による移載装置においては、前記スライド駆動機構は、前記スタッカクレーンに搭載されるテーブル上にレールを敷設する一方、前記台の下面に該レール上を走行するガイド部材を設けることにより構成され、この場合、前記レールに沿って発塵成分の拡散を防止するためのカバー、発塵成分を磁気的に吸着するための磁石部材の少なくとも一方を有することが好ましい。

本発明による移載装置によれば、一対の第１アーム及び第２アームにおける第２アームの他端を連結板で連結したことにより、この連結板は一対の第１アーム及び第２アームの伸縮動作（折り畳み動作）に伴って移動するが、この移動は直線的な移動でありその水平回転を伴わない。

また、第２アームは伝達手段を設けていないので第１アームに比べて厚さを小さくすることができ、第２アームを棚の収納空間に進入させる場合には、収納空間に無駄なスペースを確保せずに済むので収納効率低下を防止できる。

更に、一対の第１アーム及び第２アームの伸縮動作に加えて、これらのスライド動作を可能にしたことにより、自動倉庫におけるスタッカクレーンに適用する場合には、伸縮動作に伴って第１アームあるいは第２アームがラックを構成している柱に衝突することを無くすことができる。

図１、図２を参照して、本発明による移載装置の第１の実施の形態をスタッカクレーンに適用した場合について説明する。

図１において、移載装置は、ラック間を走行及び昇降可能な昇降台１０に一対の第１のアーム２０の一端が回動可能に取付けられ、一対の第１アーム２０の他端にはそれぞれ第２アーム３０の一端が回動可能に接続されている。一対の第２アーム３０の他端には収納物を搭載するための収納物搭載部４０が連結板５０を介して取付けられている。

詳細に説明すると、第１アーム２０の一端部に固定軸２１を有し、第１アーム２０の他端部には従動軸２２を有する。固定軸２１は昇降台１０上に固定されており、第１アーム２０は固定軸２１に対して回動可能にされている。第１アーム２０にはギヤ２３が取付けられ、このギヤ２３は固定軸２１に対して回転可能に支承されている。昇降台１０にはモータ４１が設置され、ギヤ２３はモータ４１により回転駆動されるギヤ４２と歯合している。これにより、モータ４１が駆動されると第１アーム２０が回動する。

固定軸２１にはまた第１アーム２０内でプーリ２４が固定されている。第１アーム２０の他端部に固定された従動軸２２には第１アーム２０内でプーリ２５が回転可能に支承され、プーリ２４とプーリ２５との間にはベルト２６が掛け渡されている。プーリ２５の軸方向一端側が第１アーム２０のカバーを貫通して第２アーム３０の一端に連結され、第２アーム３０はプーリ２５と共に第１アーム２０に対して回動可能にされている。第２アーム３０の他端には連結板５０が回動可能に軸支されている。収納物搭載部４０は連結板５０に一体に取付けられている。

図５で説明したように、モータ４１を駆動するとギヤ４２を介してギヤ２３が回動することにより第１アーム２０が回動する。第１アーム２０が回動するとベルト２６がプーリ２４に巻き付くよう変位し、プーリ２５が回動する。これにより第２アーム３０が回動する。

以上のように、本移載装置では第１アーム２０と第２アーム３０の組み合わせによるアーム機構を一対、互いに平行に設置し、一対の第２アーム３０の先端部を連結板５０で連結した構造を持つ。このような連結により、一方のアーム機構の伸縮運動（折り畳み動作）に伴う形状と他方のアーム機構の伸縮運動に伴う形状とを、アーム機構が伸長した時の延在方向の線分に関して線対称になるように構成することができる。しかも、第２アーム３０において駆動力伝達のためのベルト等を無くしても収納物搭載部４０を水平回転させること無く直線的に往復移動させることができる。この往復移動とは、昇降台１０を間にした矢印Ａ←→Ｂ方向（図１ｂ参照）の移動であり、この往復移動の間、収納物搭載部４０、すなわちその上の収納物は水平回転することが無い。これは、前述したように、プーリ２４の径：プーリ２５の径比率を２：１にすることで第１アーム２０、第２アーム３０の回動角度に関係なく収納物搭載部４０の姿勢、すなわち角度を一定に保つことができる。そして、棚の収納空間に進入する第２アーム３０を薄くできるので、その分だけ収納空間における無駄なスペースを無くし、収納効率の低下を防止することができる。

本移載装置では更に、スライド駆動機構により昇降台１０をテーブル１にスライド可能に設けている。スライド駆動機構の具体的構成は、ここでは、テーブル１に前後方向に延びる２本のレール２を敷設し、昇降台１０の下面にはレール２を走行可能なスライド部材３を設けることにより実現している。これにより、レール２に沿って昇降台１０を前後方向に移動可能にできる。

図２を参照して、図８で説明したように、ラックを構成している４本の柱４−１、４−２、４−３、４−４を利用して上下方向に間隔をおいて複数の棚が構成される。つまり、スタッカクレーンの移動スペースに対して前後方向となる柱４−１と４−２との間及び４−４と４−３との間にそれぞれ棚板５−１、５−２が掛け渡されている。ここで、昇降台１０がテーブル１の中央寄りにある時に第１アーム２０、第２アーム３０が一直線に並ぶように伸ばした状態にて昇降台１０を棚側にスライドさせることで第１アーム２０の一部と第２アーム３０のほぼ全体が何の障害を受けることも無く収納空間に進入できる。

例えば、棚から収納物を受け取る場合の動作は以下の通りである。昇降台１０が図２（ａ）に示すようにテーブル１のほぼ中央にあり、第１アーム２０、第２アーム３０は一点鎖線イで示す折り畳み状態にあるものとする。棚板５−１、５−２上に載せられている収納物（図示せず）を搬出するために、まず一点鎖線ロで示すように第１アーム２０、第２アーム３０が一直線になるように伸ばされる。続いて、昇降台１０を収納空間側に向けてスライドさせて第２アーム３０を収納空間に進入させる（図２ａ，ｂ）。この時、第２アーム３０は収納物の下面よりやや低い高さ位置にある。収納部搭載部４０が収納空間に進入したら（図２ｃ）、テーブル１をやや上昇させることにより収納部搭載部４０に収納物を載せる。続いて、昇降台１０を反対側にスライドさせた後、第１アーム２０、第２アーム３０を回動させて縮小させる。

なお、第１アーム２０、第２アーム３０の伸縮は、第２アーム３０が柱４−１、４−４に衝突しない範囲内で昇降台１０のスライド中に行うようにしても良い。また、昇降台１０をスライドさせるためのスライド駆動機構やその制御系は周知技術を用いて実現できるので詳しい説明は省略する。

図２では、テーブル１の一方の側にのみ棚を示しているが、テーブル１を挟んだ反対側にも棚（図示せず）が設置されている。この棚に対する収納物の出し入れも上記説明とまったく同様である。

いずれにしても、第１アーム２０、第２アーム３０の長さを大きくする必要があったとしても、その伸縮動作によって第２アーム３０が棚の収納空間に進入する際あるいは第１アーム２０が収納空間から出る際に柱に衝突してしまうようなことは無くなる。

また、一部が収納空間に進入する第１アーム２０においてはギヤやベルト等の伝達手段が露出しないように構成され、ほぼ全体が収納空間に進入する第２アーム３０においては伝達手段自体が無いので、収納空間内での発塵を無くすことができる。

一方、スタッカクレーンの移動空間における発塵拡散防止のために、以下の手段が採用されている。

図３において、テーブル１にはレール２に沿ってカバー５が設けられている。ここでは、レール２の片側、つまり２本のレールの対向している側と反対側のみにカバー５を設けているが、両側に設けられても良い。カバー５は、レール２とスライド部材３との摩擦により微粉末が発生したとしても、これがスタッカクレーンの移動空間に拡散しないようにするためのものである。加えて、レール２とスライド部材３の少なくとも一方が金属材料である場合には、スライド部材３近傍の昇降台１０の下面に永久磁石６が設けられる。この永久磁石６は、レール２とスライド部材３との摩擦により金属製粉末が発生した場合にこれを吸着する機能を持つ。勿論、永久磁石６は、カバー５と同様に、テーブル１側にレール２に沿って設けられても良い。

このような発塵拡散防止手段を備えることにより、自動倉庫内全体の空気清浄度を向上させることができ、特に塵埃の付着を嫌う収納物を対象とした自動倉庫に適した移載装置を提供できる。

図４は、本発明による移載装置の第２の実施の形態を示す。本形態では、一方の第１アーム２０´における駆動源及び伝達手段を省略している。但し、一方の第１アーム２０´の一端は固定軸２１を介して昇降台１０に対して回動自在に軸支され、第１アーム２０´の他端においては第２アーム３０の一端が従動軸２２を介し第１アーム２０´に対して回動自在に軸支されている。

一方の第１アーム２０´、第２アーム３０に駆動源及び伝達手段が無くても、他方の第１アーム２０と第２アーム３０とが伸縮動作すると、一方の第１アーム２０´、第２アーム３０がこれにならって伸縮動作する。この伸縮動作に伴う形状は、第１の実施の形態と同様、図４の線分Ｃ−Ｃ´に関して線対称であり、収納物の移載には何ら支障を来さない。但し、他方の第１アーム２０に対する駆動力は第１の実施の形態に比べて大きくする必要がある。このような形態によれば、極めてシンプルな構成でスタッカクレーン用の移載装置を実現することができる。スライド駆動機構は、図２で説明したものと同様の構成が適用される。なお、伝達手段はベルトに限らず、例えばチェーン等の伝達手段であっても良い。

本発明による移載装置は、特に自動倉庫に適用されるスタッカクレーンに適しているが、これに限らず、移載装置全般に適用可能である。

図１は本発明による移載装置の主要部の構成を示し、特に図１（ａ）は内部構成を理解し易くするために一部を破断した側面図であり、図１（ｂ）は一部を破断した平面図である。図２は、図１に示した移載装置にスライド駆動機構を備えることで実現された本発明による移載装置の第１の実施の形態を示し、特に図２（ａ）は移載装置を概略的に示した平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の側面図、図２（ｃ）は昇降台を移動させた状態を示す側面図である。図３は、発塵の拡散防止を図るための構成を示した図である。図４は、本発明の第２の実施の形態による移載装置を示した平面図である。図５は、発塵防止機能を持つ従来の移載装置の構成を示し、図５（ａ）は内部構成を理解し易くするために一部を破断した側面図であり、図５（ｂ）は一部を破断した平面図である。図６は図５に示した移載装置における駆動アーム、従動アームの伸縮動作を説明するための平面図である。図７は、従来の移載装置において問題とされる収納空間の収納効率の問題を説明するための図である。図８は、発塵防止機能に加えて第２アームを薄くした従来の移載装置の概略構成を示した平面図である。

符号の説明

１テーブル
２レール
３スライド部材
４−１〜４−４柱
５−１、５−２棚板
１０昇降台
２０第１アーム
２１固定軸
２２従動軸
２３、４２ギヤ
２４、２５プーリ
２６ベルト
３０第２アーム
４０収納物搭載部
５０連結板

Claims

台上に設けられた固定軸を介して一端を回動可能に支持した第１アームと、該第１アームの他端において従動軸を介して一端を回動可能に支持した第２アームとからなるアーム機構を一対備え、
２つの第２アームは、それらの他端を連結板で接合し、
少なくとも一方のアーム機構における第１アームには該第１アームを回動させるための駆動手段を設けるとともに、該第１アームの回動を第２アームに伝達するための伝達手段を設け、前記少なくとも一方のアーム機構における第１アーム及び第２のアームの伸縮運動に伴う形状と他方の第１アーム及び第２のアームの伸縮運動に伴う形状とが線対称になるように構成したことを特徴とする移載装置。
当該移載装置は、複数の棚が区画形成されたラックに沿って走行可能であるとともに上下方向に昇降可能なスタッカクレーンに適用され、
前記連結板には収納物を搭載するための搭載部が該連結板と一体的に移動するように取付けられていることにより、一対の第１アーム及び第２アームの伸縮動作に伴って前記連結板と前記搭載部が水平回転することなく前記延在方向に関して往復移動することを特徴とする請求項１に記載の移載装置。
一対の第１アーム及び第２アームが設けられた前記台をスライド駆動機構により第１アーム及び第２アームの伸縮方向にスライド可能としたことを特徴とする請求項２に記載の移載装置。
前記スライド駆動機構は、前記スタッカクレーンに搭載されるテーブル上にレールを敷設する一方、前記台の下面に該レール上を走行するガイド部材を設けることにより構成され、前記レールに沿って発塵成分の拡散を防止するためのカバー、発塵成分を磁気的に吸着するための磁石部材の少なくとも一方を有することを特徴とする請求項３に記載の移載装置。