JP2007050986A

JP2007050986A - 搬送装置

Info

Publication number: JP2007050986A
Application number: JP2005238075A
Authority: JP
Inventors: Yoshiki Yuasa; 良樹湯浅
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2005-08-19
Filing date: 2005-08-19
Publication date: 2007-03-01

Abstract

【課題】駆動輪の取り替え作業の作業性を向上した搬送装置を提供する。
【解決手段】上方に配置されたレール１０に沿って走行される上部走行台車２を備えたスタッカクレーンにおいて、前記上部走行台車２は、駆動モータ２５と該駆動モータ２５によって駆動される駆動輪２４とを離間して固定する支持部材２９と、前記駆動モータ２５と駆動輪２４との間に配置され該支持部材２９を上下方向に揺動自在に台車フレーム２６に支持する揺動軸３０と、前記駆動モータ２５からの駆動を駆動輪２４に伝達する駆動伝達機構３１と、前記駆動輪２４がレール１０に押圧する方向に前記支持部材２９を付勢する付勢部材３２とを具備してなる。
【選択図】図３

Description

本発明は、搬送装置に関し、より詳細には、上下両駆動式の搬送装置における上部走行台車の構成に関する。

従来、自動倉庫やクリーンルームなどでは、移載装置を備えた物品搬送用の搬送装置（例えば、スタッカクレーンなど）が設けられており、具体的には、自動倉庫に配置された搬送装置においては、多数の物品載置台を備えたラックに沿って走行する走行台車と、走行台車に立設するマストと、マストに沿って昇降自在に支持された昇降台と、昇降台に載置された移載装置等とから構成されている。

上述した搬送装置としては、装置本体の上下に施設された軌道に沿って走行可能に構成された上下両駆動式の搬送装置が公知である。この搬送装置は、装置本体に対して上部に配置された上部走行台車と、下部に配置された下部走行台車上下の走行台車とが構成されており、それぞれの走行台車に駆動モータと駆動輪とが設けられて、駆動モータからの駆動力によって駆動輪が上下の軌道に沿って転動されるように構成されている。

特に、従来の搬送装置に構成された上部走行台車においては、図６及び図７に示すような走行装置が設けられている。具体的には、従来の搬送装置の上部走行台車１０２の走行装置１２１は、台車フレーム１２６の下方に、駆動輪１２４を回転可能に支持する支持部材１２９が揺動軸１３０によって上下方向に揺動自在に軸支されている。駆動輪１２４の駆動軸１２４ａは、支持部材１２９の側方に突出され、突出端に減速機構１４０を介して駆動モータ１２５が接続されている。駆動モータ１２５は、モータ軸１２５ａが駆動輪１２４の駆動軸１２４ａと直交する方向に取り付けられている。減速機構１４０及び駆動モータ１２５により一体的な駆動ユニットが構成され、この駆動ユニットがアーム部材１７０によって台車フレーム１２６に相対回転不能に固定されている。

この支持部材１２９は、一端部が揺動軸１３０によって台車フレーム１２６に軸支され、他端部が付勢部材１３２を介して台車フレーム１２６と連結され、付勢部材１３２の付勢力によって、駆動輪１２４のローラ面を、レール１１０の下面に押圧する方向に付勢されている。また、駆動モータ１２５が取り付けられる側の反対側の側方には、カウンタウェイト１７１が取り付けられて左右方向の重量バランスを保つように構成されている。

このような構成とすることで、上部走行台車１０２は、駆動輪１２４が駆動モータ１２５からの駆動によって回転駆動されることによって駆動輪１２４がレール１１０の下面に沿って転動されて、走行可能とされている。

ところで、近年、走行装置１２１を構成する駆動モータ１２５は、物品の大型化及び搬送の高速化に伴って大型化し、重量も増大する傾向にある。上述した従来の搬送装置の構成では、前記駆動ユニット（減速機構１４０及び駆動モータ１２５）は、走行装置１２１本体に位置固定されておらず駆動輪１２４に直接取り付けられていたため、駆動軸１２４ａに前記駆動ユニットが接続されたままでは駆動輪１２４を取り替えることができず、駆動モータ１２５を駆動輪１２４（駆動軸１２４ａ）から一度取り外す必要があり、取り替え作業の作業性に劣っていた。特に、上部走行台車１０２は、搬送装置の上部に設けられるため取り替え作業が困難であった。

そこで、本発明は、搬送装置に関し、前記従来の課題を解決するもので、駆動輪の取り替え作業の作業性を向上した搬送装置を提供することを目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

すなわち、請求項１においては、上方に配置された軌道に沿って走行される走行台車を備えた搬送装置において、前記走行台車は、前記駆動モータと該駆動モータによって駆動される駆動輪とを離間して固定する支持部材と、前記駆動モータと駆動輪との間に配置され該支持部材を上下方向に揺動自在に台車本体に支持する揺動軸と、前記駆動モータからの駆動を駆動輪に伝達する駆動伝達手段と、前記駆動輪が軌道に押圧する方向に前記支持部材を付勢する付勢手段とを具備してなるものである。

請求項２においては、前記揺動軸は、前記駆動モータと駆動輪との間の略中央に配置され、前記駆動伝達手段は、前記揺動軸を境にして駆動モータ側の構造と駆動輪側の構造とがほぼ対称となるように構成されるものである。

請求項３においては、前記駆動モータは、前記駆動輪の駆動軸に対してモータ軸が平行となるように固定されるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１に示す構成としたので、駆動モータが駆動輪と独立して支持部材に支持されるので、駆動輪を単独で支持部材より着脱することができ、駆動輪の取り替え作業が容易となって作業性を向上できる。また、駆動輪と駆動モータとの間に揺動軸が配置されることで、駆動モータの重量によって駆動輪が軌道に押圧する方向に支持部材が付勢されるため、付勢手段を小型化できる。

請求項２においては、前後進の切り換え時や加減速の切り換え時に駆動輪の軌道に対する接圧を一定に保つことができ、走行安定性やトルク特性を向上できる。

請求項３においては、駆動モータと駆動輪とを左右方向にバランスよく配置することができ、走行台車の走行性能を向上できる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
図１は本発明の搬送装置の全体的な構成を示した側面図、図２は上部走行台車の側面図、図３は上部走行台車の走行装置の側面図、図４は同じく図３の平面図、図５は図４におけるＡ−Ａ矢視断面図、図６は従来の搬送装置に構成された上部走行台車の搬送装置の側面図、図７は同じく図６の平面図である。
なお、本実施例では、搬送装置としてスタッカクレーン１について説明するが、これに限定されず、搬送装置としては自動搬送装置や無人搬送車などにも適用できる。また、以下の実施例では、スタッカクレーン１の走行方向（図１において矢印の方向）を装置本体の前後方向とし、走行方向に対して直行する方向を装置本体の左右方向とする。

まず、スタッカクレーン１の全体構成について、以下に概説する。
図１及び図２に示すように、本実施例のスタッカクレーン１は、床面上及び天井面にスタッカクレーン１の走行経路としてのレール１０・１１が施設され、レール１０・１１の両側に多数の物品載置台を格子状に複数備えたラックが配置される自動倉庫に備えられた搬送装置として構成されている。このスタッカクレーン１は、レール１０・１１に沿って駆動する上下両駆動式に構成され、具体的には、装置本体上部に配置された上部走行台車２と、装置本体下部に配置された下部走行台車３と、上部走行台車２及び下部走行台車３間に立設されたマスト４と、マスト４に沿って上下昇降する昇降台５と、昇降台５に載置された物品を移載する移載装置６等とから構成されている。

上部走行台車２は、レール１０の下面を走行面とする駆動輪２４が設けられ、下部走行台車３は、レール１１の上面を走行面とする駆動輪１２が設けられている（図２参照）。そして、駆動輪２４・１２がそれぞれ駆動モータ２５・１３により回転駆動されることによって、レール１０・１１に沿ってスタッカクレーン１が走行可能となるように構成されている。このように、スタッカクレーン１を上下両駆動式に構成することで、水平方向（前後・左右方向）のぶれや振動を防止して安定して走行させることができる。本実施例では、両駆動モータ２５・１３の回転トルクや回転速度比を同期させて、マスト４の振動を防止するように制御されている。

マスト４は、装置本体の走行方向（前後方向）に沿って一対設けられており、上端部では上部走行台車２に走行方向に揺動自在に支持されており、下端部では下部走行台車３に走行方向に揺動自在に支持されている。このように、マスト４を各走行台車２・３に揺動自在に支持して、各走行台車２・３の同期を取って走行させることで、マスト４の振れを抑えて剛性を下げるようにしている。

昇降台５は、一対のマスト４・４間に配置され、マスト４の側壁に沿って図示せぬガイドローラを転動させて上下昇降自在に支持されている。この昇降台５は、図示せぬ昇降駆動装置によってマスト４に沿って昇降駆動されて、所定の高さ位置で停止される。

移載装置６は、スカラーアーム式のロボットハンドで構成され、物品を載置する図示せぬハンド部と水平方向に伸縮可能な多関節アーム部とを備え、アーム部を伸縮させることによって、ハンド部を昇降台５から装置本体の左右方向に突出させて、自動倉庫に備える物品載置台との間で、物品を移載するように構成されている。この移載装置６は、図示せぬターンテーブル上に搭載して１８０°回転自在とされ、昇降台５からの両側移載を可能に構成されている。なお、本実施例のスタッカクレーン１は、一対のマスト４の間に昇降台５が配置されているが、物品の重量等に応じてマストを１本とし、そのマストに沿って昇降するようにしてもよく、移載装置６は、物品を移載できればよく、スライドフォークなどスカラーアーム式のロボットハンドに限定されない。

次に、上部走行台車２について、以下に詳述する。
図２に示すように、上部走行台車２は、上述したマスト４が揺動自在に支持される上部フレーム２０と、上述した駆動輪２４や駆動モータ２５が固定される走行装置２１と、走行装置２１の前後位置にレール１０に沿って転動される一対のガイドローラ２２・２２等とで構成されている。上部フレーム２０は、ガイドローラ２２・２２を支持するとともに、走行装置２１と一体となるように接続されている。走行装置２１の駆動輪２４がレール１０に沿って転動されることで、装置本体が上端部においてレール１０にガイドされながら前後走行される。

レール１０は、断面略Ｈ状に形成されたＨ形鋼が用いられ、略水平面が形成される上レール部１０ａ及び下レール部１０ｂと、略垂直面が形成される垂直部１０ｃが形成されている。上述した駆動輪２４は、下レール部１０ｂの下面に当接して転動されるとともに、ガイドローラ２２・２２は、垂直部１０ｃの両側面を挟み込むように当接して転動される。ガイドローラ２２・２２によって、駆動輪２４がレール１０から脱落しないように上部走行台車２が位置決めされている。

ここで、上部走行台車２の走行装置２１について、以下に詳述する。
図２乃至図５に示すように、この走行装置２１は、レール１０の下レール部１０ｂの左右方向に配置された一対の台車フレーム２６・２６と、台車フレーム２６の上面に設けられ上部走行台車２の上下方向をガイドする上下補助ローラ２７と、同じく台車フレーム２６の上面に設けられ上部走行台車２の左右方向をガイドする左右補助ローラ２８と、上述した駆動輪２４と駆動モータ２５とを離間して固定する一対の支持部材２９・２９と、支持部材２９を台車フレーム２６の下方に上下揺動自在に軸支する揺動軸３０と、駆動モータ２５からの駆動を駆動輪２４に伝達する駆動伝達機構３１と、台車フレーム２６と支持部材２９との間に介設され駆動輪２４をレール１１に押圧する方向に支持部材２９を付勢する付勢部材３２等とで構成されている。

台車フレーム２６・２６は、断面略四角形の角柱形状とされ（図５参照）、下レール部１０ｂと略平行となるようにレール１０を挟んで左右両側方の対称位置に配置され、長手方向端部において連結部材３３・３３によって一体的に連結されている。また、台車フレーム２６は、接続部３４を介して上述した上部フレーム２０と接続されている。

上下補助ローラ２７・２７・・・は、各台車フレーム２６・２６の上面に一対ずつ複数組配置され、ローラ面が左右方向の軸回りに回転自在となるように支持されている。この上下補助ローラ２７は、台車フレーム２６からレール１０を挟むようにして対向する方向に突出して、レール１０の下レール部１０ｂの上面にローラ面を当接させて、走行装置２１の走行駆動に伴って下レール部１０ｂに沿って転動される。

また、左右補助ローラ２８は、同じく各台車フレーム２６・２６の上面に一対ずつ複数組配置され、ローラ面が水平方向に回転自在となるように支持されている。この左右補助ローラ２８は、台車フレーム２６からレール１０を挟むようにして対向する方向にローラ面を突出させ、レール１０の垂直部１０ｃの左右両面のそれぞれにローラ面を当接させて、走行装置２１の走行駆動に伴って下レール部１０ｂに沿って転動される。

駆動輪２４の他に上下補助ローラ２７・２７・・・や左右補助ローラ２８・２８・・・を設けることで、走行装置２１を上下方向若しくは左右方向に位置決めして、駆動輪２４がレール１０から脱輪したり空転したりするのを防止するように構成されている。

支持部材２９・２９は、台車フレーム２６と同じく断面略四角形の角柱形状とされ（図５参照）、レール１１を中心として左右方向の対称位置に配置され、長手方向端部において連結部材３５よって一体的に連結されている。この支持部材２９は、台車フレーム２６の下方において前記揺動軸３０回りで上下方向に揺動自在に軸支されており、具体的には、前後方向略中央部の上面に取付部材３７が上方に向けて突出され、この取付部材３７が台車フレーム２６の下面に突出された支持ブラケット３８と側面視において重なる状態で、上述した揺動軸３０によって左右方向から軸通されて軸支されている。

駆動輪２４は、支持部材２９・２９にローラ面が左右方向の軸回り回転されるように支持され、具体的には、支持部材２９・２９の上面であって上述した取付部材３７よりも長手方向の一端部側に軸固定部材３９・３９が設けられ、軸固定部材３９・３９に駆動輪２４の駆動軸２４ａが回転自在に支持されて、駆動軸２４ａに駆動輪２４が相対回転不能に取り付けられている。駆動輪２４は、駆動軸２４ａを介して軸固定部材３９に取り付けられた状態で、台車フレーム２６・２６及び支持部材２９・２９の左右方向の離間に配置され（図５参照）、換言すると、側面視において台車フレーム２６及び支持部材２９と重なるように配置されている。

このように、走行装置２１は、メインフレームたる台車フレーム２６と、駆動輪２４及び駆動モータ２５を支持する支持部材２９とを、一対の角柱形状の部材より構成して、台車フレーム２６・２６及び支持部材２９・２９の左右方向の離間に駆動輪２４を配置させるため、駆動輪２４が回転駆動可能な空間を確保しつつ、高さ方向をコンパクトに形成することができる。また、駆動輪２４は、ローラ面の幅方向長さがレール１０の下レール部１０ｂの左右方向長さと略同じに形成されており、下レール部１０ｂの下面に当接されるローラ面のクリップ力が向上されている。また、駆動輪２４の外周部は、ウレタン等の樹脂層で形成しており、この樹脂層の外面が駆動軸２４のローラ面を形成し、ローラ面のクリップ力が向上している。

駆動輪２４の駆動軸２４ａは、走行装置２１の一側方から突出され、突出端に駆動伝達機構３１が構成されており、駆動モータ２５からの動力が駆動伝達機構３１を介して駆動軸２４ａに伝達される。

駆動モータ２５は、支持部材２９・２９の上面であって、上述した取付部材３７を中心として駆動輪２４が固定された側とは反対側の他端部側に固定されている。具体的には、駆動モータ２５は、支持部材２９の上面にモータ軸２５ａが駆動輪２４の駆動軸２４ａと平行となるように装置本体の左右方向に横設されている。このように、駆動モータ２５が、モータ軸２５ａを駆動輪２４の駆動軸２４ａと平行となるように固定されているため、左右バランスを取り易い配置にでき、バランスウェイトを別途設けるなど左右のバランスをつり合わせる必要がなく、走行装置２１において左右の重量バランスの差を少なくして上部走行台車２の走行性能を向上させるとともに、より簡易かつコンパクトに構成することができる。

また、駆動モータ２５は、モータ軸２５ａと同軸上に設けられた減速機構４０と接続されている（図４参照）。減速機構４０からの出力軸４１は、走行装置２１の一側方であって上述した駆動輪２４の駆動軸２４ａが突出する側と同じ側に突出され、突出端に駆動伝達機構３１が構成されており、駆動モータ２５からの動力が出力軸４１から駆動伝達機構３１へと伝達される。

このように、駆動輪２４及び駆動モータ２５がそれぞれ支持部材２９・２９に独立して固定されように構成されているため、走行装置２１から駆動輪２４を取り外して取り替える際に、駆動モータ２５を走行装置２１から取り外すことなく駆動輪２４を着脱することができ、かかる取り替え作業が容易な構造となっている。特に、大型のスタッカクレーン１を走行駆動させるために大型の駆動モータ２５が用いられた場合であっても、駆動輪２４の取り替え作業が容易である。

揺動軸３０は、支持部材２９を台車フレーム２６の下方に上下揺動自在に軸支するものであって、取付部材３７及び支持ブラケット３８に、駆動輪２４の駆動軸２４ａ及び駆動モータ２５のモータ軸２５ａと平行に軸通される。本実施例の走行装置２１は、この揺動軸３０が支持部材２９に固定された駆動輪２４及び駆動モータ２５の間に配置されており、揺動軸３０を中心として支持部材２９の両端が上下方向に揺動自在なシーソー型構造とされている。

付勢部材３２は、台車フレーム２６の下面と支持部材２９の上面との間に介設され、一端が台車フレーム２６に固定され、他端が支持部材２９に固定されている。付勢部材３２は、支持部材２９側においては、駆動輪２４よりも長手方向端部に取り付けられている。この付勢部材３２には、引張ばねとしてのコイルスプリング３２ａが設けられており、コイルスプリング３２ａによって、支持部材２９が揺動軸３０を中心に揺動されて、支持部材２９の長手方向端部が台車フレーム２６の下面に近接する方向に付勢されている。つまり、付勢部材３２によって、駆動輪２４が下レール部１０ｂの下面に押圧される方向に支持部材２９が常時付勢されている。

このように、付勢部材３２によって駆動輪２４が下レール部１０ｂに押圧される方向に支持部材２９を常時付勢して、レール１０に対する駆動輪２４の接圧が一定となるようにして、駆動輪２４の滑りや空転を防止している。特に、本実施例では、走行装置２１は、支持部材２９に固定された駆動輪２４と駆動モータ２５との間に揺動軸３０が配置されていることから、駆動モータ２５の重量によって、駆動輪２４がレール１０に押圧する方向に支持部材２９が付勢されるため、この付勢部材３２を小型化することができる。

駆動伝達機構３１は、減速機構４０からの出力軸４１の突出端に固設された出力側スプロケット４２と、機構駆動輪２４の駆動軸２４ａの突出端に固設された駆動側スプロケット４３と、この出力側スプロケット４２と駆動側スプロケット４３との間に捲回されたチェーン４４等とで構成されている。このような構成とすることで、駆動モータ２５からの駆動力が、出力軸４１の出力側スプロケット４２からチェーン４４を介して駆動側スプロケット４３から駆動軸２４ａへと伝達されて、駆動輪２４が回転駆動される。

本実施例の駆動伝達機構３１は、揺動軸３０を中心として、揺動軸３０から出力側スプロケット４２までの構造と揺動軸３０から駆動側スプロケット４３までの構造とがほぼ対称となるように構成されている（図３及び図４参照）。具体的には、上述した揺動軸３０が、駆動輪２４と駆動モータ２５との間の略中央に配置されるとともに、駆動軸２４ａ、モータ軸２５ａ及び減速機構４０の出力軸４１と略同一平面上に位置するように配置され、さらに、出力軸４１及び駆動軸２４ａに固定された出力側スプロケット４２と駆動側スプロケット４３とが同一形状（同一径）に形成されている。

支持部材２９は、揺動軸３０を中心に揺動自在とされているため、駆動モータ２５が駆動伝達機構３１に付与する力と駆動輪２４が駆動伝達機構３１に付与する反力とに差があると、走行方向が切り換えられる際や加減速が制御される際に、駆動輪２４のレール１０に対する接圧が変化してしまい、スタッカクレーン１を安定して走行させることが出来ない。

上述した構成とすることで、駆動伝達機構３１において駆動が伝達される際に、駆動モータ２５のモータトルクが、駆動軸２４ａとモータ軸２５ａ（出力軸４１）とで打ち消し合うように作用され、支持部材２９を揺動軸３０の回りに回転させる力として作用せず、支持部材２９・２９が揺動軸３０回りに回転するのを防止できる。このことにより、前進走行する駆動輪２４のレール１０への接圧と、後進走行する駆動輪２４の接圧とをほぼ同じにすることができる。つまり、上部走行台車２の前後進時や加減速時に、駆動輪２４のレール１０に対する接圧を一定に保つことができるので、走行安定性やトルク特性を向上させ、また、駆動輪２４を必要以上レール１０に押圧することもないので駆動輪２４の寿命を延ばすことができるとともに、付勢部材３１を小型化できる。

なお、駆動伝達機構３１は、上述した構成に限定されず、例えば、ギア式に構成してもよい。ただし、ギア式の駆動伝達機構とした場合には、潤滑油の油溜りや、潤滑油の飛散防止用のカバー等が別途設けられる。

以上のような構成とすることで、上部走行台車２は、台車フレーム２６に支持された走行装置２１において、駆動輪２４がレール１０に常時押圧されながら駆動モータ２５からの駆動力によって回転駆動されることで、駆動輪２４がレール１０の下レール部１０ｂを転動して、レール１０に沿って走行可能とされている。

なお、駆動伝達機構３１の構成は、揺動軸３０を堺にして駆動モータ２５側の構造と駆動輪２４側の構造とがほぼ対称となるのが好ましいが、この構成は必ずしも限定するものではなく、例えば、大きさの異なるスプロケット４２・４３を用いた場合であっても、結果として、動力伝達機構３１において、駆動モータ２５のモータトルクを打ち消しあうような構成とすればよい。

本発明の搬送装置の全体的な構成を示した側面図。上部走行台車の側面図。上部走行台車の走行装置の側面図。同じく図３の平面図。図４におけるＡ−Ａ矢視断面図。従来の搬送装置に構成された上部走行台車の搬送装置の側面図。同じく図６の平面図。

符号の説明

１スタッカクレーン（搬送装置）
２上部走行台車
１０・１１レール（軌道）
２４駆動輪
２５駆動モータ
２６台車フレーム（台車本体）
２９支持部材
３０揺動軸
３１駆動伝達機構（駆動伝達手段）
３２付勢部材（付勢手段）

Claims

上方に配置された軌道に沿って走行される走行台車を備えた搬送装置において、前記走行台車は、前記駆動モータと該駆動モータによって駆動される駆動輪とを離間して固定する支持部材と、前記駆動モータと駆動輪との間に配置され該支持部材を上下方向に揺動自在に台車本体に支持する揺動軸と、前記駆動モータからの駆動を駆動輪に伝達する駆動伝達手段と、前記駆動輪が軌道に押圧する方向に前記支持部材を付勢する付勢手段とを具備してなることを特徴とする搬送装置。
前記揺動軸は、前記駆動モータと駆動輪との間の略中央に配置され、前記駆動伝達手段は、前記揺動軸を境にして駆動モータ側の構造と駆動輪側の構造とがほぼ対称となるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
前記駆動モータは、前記駆動輪の駆動軸に対してモータ軸が平行となるように固定されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の搬送装置。