JP2009196742A - 搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置全体の重量を抑制しつつ比較的簡易に被搬送物の昇降を制御する。
【解決手段】昇降用モータ２６が回転軸１５を回転させると、その駆動力を駆動力伝達機構３０が昇降体４へと伝達し、昇降体４を昇降させる。昇降体４はリニアスライダ１８を有しており、各棚９１との間でカセット９５を般出入する。回転軸１５にはウォームホイール１０２が固定されている。ウォームホイール１０２にはウォーム１０１が噛み合っており、ウォーム用モータ１０３がウォーム１０１を回転させることができる。昇降体４を昇降させる際には、ウォームホイール１０２の回転に応じてウォーム用モータ１０３がウォーム１０１を回転させる。昇降体４を保持させる際には、ウォーム１０１及びウォームホイール１０２がセルフロックすることにより、昇降体４の重量を保持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、昇降体を昇降させる搬送装置に関する。

鉛直方向に配列された複数の棚を有する保管装置に荷を保管する場合に、搬送装置を用いて棚に荷（被搬送物）を搬入したり、棚から荷を搬出したりすることがある。特許文献１は、かかる搬送装置の一例である。特許文献１には、ラックに設けられた複数の格納位置に物品を搬出入する移載装置が開示されている。この移載装置は昇降レールに沿って走行する走行台車上に設置されており、昇降駆動部が昇降レールごと走行台車と移載装置とを昇降させるようになっている。昇降駆動部は、昇降レールを吊り下げるロープやベルトなどの吊持材と吊持材を巻き取る巻き取りドラムとを有している。吊持材の一端には他端に吊り下げられた昇降レールの重量とバランスを取るためのカウンターウェイトが吊り下げられている。

特開平１０−２７９０２３号公報

特許文献１のようにカウンターウェイトを用いると、荷に応じた重量を有するカウンターウェイトを用いる必要があるため、荷の重量が増すとカウンターウェイトの重量も増大することとなる。カウンターウェイトの重量が増大すると、昇降駆動部のフレームを強化したり、昇降駆動に伴う振動を抑制したりする必要があり、装置全体が大型化し、コストも増大する。

一方で、カウンターウェイトを用いない場合には、昇降体を一定の高さに保持する際に例えば昇降体を駆動するモータに昇降体の重量と釣り合うような一定のトルクを継続的に出力又は保持させる必要があり、モータ及びその制御装置がおおがかりになるおそれがある。

本発明の目的は、装置全体の重量を抑制しつつ比較的簡易に被搬送物の昇降を制御する搬送装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の搬送装置は、鉛直方向に配列された複数の棚のそれぞれに被搬送物を搬入すると共に、前記複数の棚のそれぞれから被搬送物を搬出するものである。そして、被搬送物を支持する鉛直方向に移動可能な昇降体と、昇降用モータと、前記昇降用モータの駆動軸の回転と前記昇降体の鉛直方向に関する移動とが互いに連動し合うように前記駆動軸の回転トルクを鉛直方向の駆動力に変換して前記昇降体へ伝達する駆動力伝達機構と、前記昇降用モータの駆動軸と連動して回転するウォームホイール、及び、前記ウォームホイールと噛み合うウォームを有するセルフロック可能なウォーム伝達装置と、前記ウォームを回転駆動するウォーム用モータと、前記昇降体を昇降させる際には前記ウォームホイールが回転可能な状態を取り、前記昇降体に高さを保持させる際には前記ウォーム伝達装置がセルフロックした状態を取るように、前記昇降用モータの回転及びウォーム用モータの回転をそれぞれ制御するモータ回転制御手段とを備えている。

本発明の搬送装置によると、昇降用モータの駆動を停止してもウォーム伝達装置が昇降体の重量を保持するように構成することができる。したがって、カウンターウェイトを用いたり昇降用モータに昇降体の重量を保持させたりする必要がないため、重量を抑制し、且つ、簡易に昇降体の高さを保持できる搬送装置が実現する。

また、本発明においては、前記モータ回転制御手段が、前記昇降体を昇降させる際に、前記ウォームホイールと前記ウォームとの噛み合わせ箇所において前記ウォームホイールの歯が前記ウォームの歯の移動方向に関して前記ウォームの歯に後方から追い付くことがないように、前記昇降用モータの回転及びウォーム用モータの回転をそれぞれ制御することが好ましい。ウォームホイールの歯がウォームの歯へと追い付くと、ウォーム伝達装置がセルフロックしてウォームホイールが円滑に回転しなくなるおそれがある。上記によると、このような状態を回避することができ、ウォームホイールを円滑に回転させることができるようになる。

また、本発明においては、前記モータ回転制御手段が、前記昇降体が移動している状態から前記昇降体の高さが保持された状態になる際に、前記ウォームホイールの回転が所定の回転数以下になった状態において前記ウォーム伝達装置がセルフロックするように前記昇降用モータの回転及びウォーム用モータの回転をそれぞれ制御することが好ましい。これによると、回転数が大きい段階でセルフロックするのが回避される。したがって、ウォーム伝達装置に過大な負荷がかかるのを回避することができる。

また、本発明においては、前記モータ回転制御手段が、前記昇降体が降下している状態から前記昇降体の高さが保持された状態になる際に、前記ウォーム用モータ及び昇降用モータにそれぞれ回転を停止させて前記昇降用モータに前記昇降体の重量を一旦保持させた後に、前記昇降体が徐々に降下して前記ウォーム伝達装置がセルフロックするように、前記ウォーム用モータの回転及び昇降用モータの回転を制御してもよい。これによると、ウォームやウォームホイールの回転数が大きい段階でセルフロックするのが回避されるため、ウォーム伝達装置に過大な負荷がかかるのを回避することができる。

また、本発明の別の観点によると、本発明の搬送装置は、被搬送物を支持する鉛直方向に移動可能な昇降体と、前記昇降用モータの駆動軸の回転と前記昇降体の鉛直方向に関する移動とが互いに連動し合うように前記駆動軸の回転トルクを鉛直方向の駆動力に変換して前記昇降体へ伝達する駆動力伝達機構と、鉛直方向に沿った雄ねじ軸と、前記雄ねじ軸が貫通しており前記昇降体に固定された雌ねじナットとを有する台形ねじと、前記雄ねじ軸を回転駆動する台形ねじ用モータと、前記昇降体を昇降させる際には前記雌ねじナットが前記雄ねじ軸に沿って移動し、前記昇降体に高さを保持させる際には前記台形ねじがセルフロックするように、前記昇降用モータの回転及び前記台形ねじ用モータの回転を制御するモータ回転制御手段とを備えている。

上記別の観点によると、昇降用モータの駆動を停止しても台形ねじがウォーム機構と同様にセルフロック機能を有するので、昇降体の重量を保持するように搬送装置を構成することができる。したがって、カウンターウェイトを用いたり昇降用モータに昇降体の重量を保持させたりする必要がないため、重量を抑制し、且つ、簡易に昇降体の高さを保持できる搬送装置が実現する。

以下、本発明の好適な実施形態について説明する。

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態にかかるスタッカクレーン１（搬送装置）の側面図であり、図２はスタッカクレーン１の正面図である。

スタッカクレーン１は、例えば液晶表示装置の製造工場に設置され、製造途中の液晶基板を収容するカセット９５を搬送する装置である。スタッカクレーン１は、カセット９５が載置される複数の棚９１を有する保管装置９０に隣接して設置されている。保管装置９０の棚９１は、図１に示すように鉛直方向に関して配列されている。各棚９１は、図１の手前から奥へと向かう方向に沿って長く延びており、複数のカセット９５を載置できるように構成されている。

スタッカクレーン１は、リニアスライダ１８及びリニアスライダ１８が載置された昇降体４を有している。リニアスライダ１８の上面にはカセット９５が載置される。リニアスライダ１８は、図１の左右方向に伸縮可能に構成されている。これによって、上面に載置されたカセット９５を棚９１へと搬入したり、棚９１に載置されたカセット９５を棚９１からすくい取って搬出したりする。

スタッカクレーン１は、図２に示すように鉛直方向に延びたフレーム２Ｌ及び２Ｒを有している。フレーム２Ｌ及び２Ｒは、スタッカクレーン１の図２において左端及び右端にそれぞれ設置されており、図２の左右方向に関して互いに対称な位置関係を有するように配置されている。フレーム２Ｌ及び２Ｒの上端にはフレーム３が固定されており、フレーム２Ｌ及び２Ｒの下端にはフレーム１７が固定されている。スタッカクレーン１の下端には走行車輪７が設置されている。走行車輪７は、図２の左右方向に関して走行可能にフレーム１７に支持されている。走行車輪７は、工場の床面に敷設されたレール１２１上に配置されている。レール１２１は、スタッカクレーン１に隣接する保管装置９０の棚９１が延びた方向に沿って敷設されている。走行車輪７は、走行用モータ１９によって駆動される。これによって、スタッカクレーン１は、レール１２１上をレール１２１に沿って走行することができるようになっている。

スタッカクレーン１の上端には複数の天井ガイドローラ１０が設置されている。各天井ガイドローラ１０は、天井に敷設されたレール１２２に下方から当接するようにフレーム３に支持されている。フレーム３には天井ガイドローラ１０のそれぞれについてガイド用モータ１１が設置されており、ガイド用モータ１１の駆動輪と天井ガイドローラ１０とがタイミングベルト１２でそれぞれ接続されている。これによって、ガイド用モータ１１は天井ガイドローラ１０をレール１２２に沿って走行するように駆動する。

フレーム２Ｌ及び２Ｒには、昇降体４を昇降させる昇降ユニット２０Ｌ及び２０Ｒが設置されている。なお、昇降ユニット２０Ｌと昇降ユニット２０Ｒとは互いに同じ構成を有している。このため、以下においては主に昇降ユニット２０Ｒの構成について説明し、昇降ユニット２０Ｌの説明については適宜省略する。

昇降ユニット２０Ｒは、図１に示すように、昇降用モータ２６と、昇降用モータ２６の駆動力を昇降体４へと伝達する駆動力伝達機構３０とを有している。駆動力伝達機構３０は、ギア２４、２５、スプロケット５、６及び無端チェーン８を有している。スプロケット５は回転軸１５に固定されており、回転軸１５はフレーム２Ｒの上端付近に回転可能に支持されている。スプロケット６は回転軸１６に固定されており、回転軸１６はフレーム２Ｒの下端付近に回転可能に支持されている。無端チェーン８はスプロケット５及び６の周囲に巻き掛けられている。これによって、スプロケット５及び６同士が互いに連動して回転するようになっている。

無端チェーン８においてスプロケット５及び６間で鉛直方向に延びた領域のうち、昇降体４に近い方の領域には固定部材９が固定されている。この固定部材９は、昇降体４の図２において右端に固定されている。また、昇降体４の図２において左端は昇降ユニット２０Ｌ側の固定部材９に固定されている。昇降体４は、これら２つの固定部材９によって左右から挟まれつつ支持されている。

ギア２４は、図２に示すようにスプロケット５の回転軸１５の右端付近に固定されている。ギア２５は昇降用モータ２６の駆動軸２７に固定されている。ギア２４とギア２５とは互いに噛み合っており、駆動軸２７が回転するとその逆方向に回転軸１５が回転する。回転軸１５が回転するとスプロケット５が回転し、これに応じて無端チェーン８がスプロケット５及び６の周囲を走行する。さらに無端チェーン８がスプロケット５及び６の周囲を走行するのに応じて固定部材９が鉛直方向に移動する。これによって、固定部材９に固定された昇降体４が昇降する。

以上のとおり、駆動力伝達機構３０は、昇降用モータ２６の回転トルクを鉛直方向に関する駆動力に変換して昇降体４に作用させ、昇降体４を昇降させることができる。また、駆動力伝達機構３０は、昇降用モータ２６の駆動軸２７の回転を昇降体４へと伝達するのみならず、昇降体４の鉛直方向に関する移動を駆動軸２７側へと伝達するものでもある。例えば、昇降用モータ２６が作動していないときに昇降体４が上下移動すると、固定部材９、無端チェーン８、及びスプロケット５を通じて回転軸１５が回転し、さらにギア２４及び２５を通じて駆動軸２７が回転する。つまり、駆動力伝達機構３０は、昇降体４と駆動軸２７とを互いに連動させ合う機構でもある。

ところで、リニアスライダ１８から棚９１へとカセット９５を搬入する際は、昇降体４の位置を一定の高さに保持する必要がある。その方法として、例えば昇降体４、リニアスライダ１８及びカセット９５の総重量と釣り合うような一定のトルクを昇降用モータ２６に出力させることにより、昇降体４が重力に従って落下しないようにすることが考えられる。しかし、このような一定のトルクを昇降用モータ２６に継続的に出力させる制御は困難である。

そこで、本実施形態には保持モジュール１００が設置されている。保持モジュール１００は、図１に示すようにウォーム１０１とウォームホイール１０２とからなるウォームギア（ウォーム伝達装置）によって構成されている。図３は、保持モジュール１００の正面拡大図である。ウォーム１０１とウォームホイール１０２とは互いに噛み合うように構成されている。ウォーム１０１は概略的に円筒形状を有しており、円筒の側面に沿って連続的な螺旋状に延びるように形成された歯１０１ａを有している。ウォームホイール１０２は概略的に円筒形状を有している。ウォームホイール１０２は、平面視においてその軸方向とウォーム１０１側の軸方向とが交差するように配置されている。ウォームホイール１０２の側面には、ウォーム歯１０１ａと噛み合うように複数の歯１０２ａが形成されている。ウォームホイール歯１０２ａはウォームホイール１０２の円筒の周方向に沿って配列されている。

ウォームホイール１０２は回転軸１５に固定されている。ウォーム１０１はウォーム用モータ１０３の駆動軸に固定されており、ウォーム用モータ１０３によって回転駆動される。ウォーム１０１はウォームホイール１０２と噛み合うように配置されている。ウォーム１０１及びウォームホイール１０２からなるウォームギアは、例えばウォームホイール１０２に回転軸１５からの負荷が掛かっていない状態でウォーム１０１に回転トルクを作用させると、その駆動力がウォームホイール１０２に伝達され、ウォームホイール１０２が回転するように構成されている。

その一方で、このウォームギアは、セルフロック機能を有するように構成されている。つまり、例えばウォーム用モータ１０３を作動させずにウォームホイール１０２側からウォーム１０１にトルクを作用させても、ウォーム１０１が回転しないように構成されている。つまり、ウォーム歯１０１ａとウォームホイール歯１０２ａとの間に作用する摩擦力やウォーム用モータ１０３の保持力に抗してウォーム１０１を回転させるのに必要なトルクをウォームホイール１０２側から作用させるのは極めて困難になるように構成されている。

例えば、ウォームホイール１０２を図３の時計回りに回転させることは、スプロケット５を図２の時計回りに回転させることに対応する。つまり、昇降体４を上昇させる方向に回転軸１５を回転させる場合、ウォームホイール１０２は図３の時計回りに回転する。また、ウォームホイール１０２を図３の反時計回りに回転させることは、スプロケット５を図２の反時計回りに回転させることに対応する。つまり、昇降体４を降下させる方向に回転軸１５を回転させる場合、ウォームホイール１０２は図３の反時計回りに回転する。以下、ウォームホイール１０２の回転方向を「上昇方向」及び「降下方向」と呼称する。「上昇方向」は、図３において時計回りの回転方向に相当し、「降下方向」は、図３において反時計回りの回転方向に相当する。

図４は、図３においてウォーム１０１とウォームホイール１０２との噛み合せ部分の拡大図である。ウォーム用モータ１０３を作動させずにウォームホイール１０２を上昇方向に回転させた場合、図４（ａ）のように歯１０２ａが歯１０１ａに当接する。しかし、保持モジュール１００のウォームギアは、ウォームホイール１０２側から駆動力を作用させる場合に、上記の通りウォーム歯１０１ａ及びウォームホイール歯１０２ａ間の摩擦力やウォーム用モータ１０３の保持力に抗してウォーム１０１を回転させるのに必要な駆動力が極めて大きくなるように構成されている。このため、ウォーム１０１を回転させることができず、ウォームホイール１０２が停止する。

同様に、ウォーム用モータ１０３を作動させずにウォームホイール１０２を降下方向に回転させても、図４（ｂ）のように歯１０２ａが歯１０１ａに当接し、ウォーム１０１がウォームホイール１０２の回転を阻止するようになっている。本実施形態において保持モジュール１００は、カセット９５を支持した状態の昇降体４を一定の高さに保持できるように調整されている。つまり、昇降体４が重力に従って落下しようとしても、ウォーム１０１がウォームホイール１０２を停止させると共に昇降体４の重量を保持し、昇降体４を一定の高さに保持することができるようになっている。

これに対して、ウォーム用モータ１０３を以下のように作動させた場合に、ウォーム１０１及びウォームホイール１０２をそれぞれ円滑に回転させることができる。ウォームホイール１０２を上昇方向に回転させる場合、図４（ａ）のようにウォームホイール歯１０２ａが左方からウォーム歯１０１ａに追い付くと、ウォームホイール１０２の回転がウォーム１０１によって阻止される。

そこで、ウォーム用モータ１０３を作動してウォーム１０１を図３の方向Ａに回転させる。これによってウォーム歯１０１ａは、図４において右方向ａへと移動する。このとき、ウォーム１０１及びウォームホイール１０２の回転速度は、ウォームホイール歯１０２ａが左方（ウォーム歯１０１ａの移動方向ａに関してウォーム歯１０１ａの後方）からウォーム歯１０１ａに追い付かないように、つまり、図４（ａ）のような状態にならないような速度に調整する。例えば、ウォーム歯１０１ａとウォームホイール歯１０２ａとが図４（ｂ）に示されるような位置関係に保持されるようにウォーム１０１及びウォームホイール１０２を回転させる。

これによって、ウォームホイール歯１０２ａはウォーム歯１０１ａに左方から当接することなく、ウォームホイール１０２は上昇方向に円滑に回転するようになる。このとき、ウォーム歯１０１ａも図４（ｂ）において右方のウォームホイール歯１０２ａから負荷を受けないように、ウォーム１０１の回転速度とウォームホイール１０２の回転速度とが調整されることが好ましい。これによると、ウォーム用モータ１０３がウォーム１０１を回転させるのに必要な電力が小さくなる。

また、ウォームホイール１０２を降下方向に回転させた場合、図４（ｂ）のようにウォームホイール歯１０２ａが右方からウォーム歯１０１ａに追い付くと、ウォームホイール１０２の回転がウォーム１０１によって阻止される。

そこで、ウォーム用モータ１０３を作動してウォーム１０１を図３の方向Ｂに回転させる。これによってウォーム歯１０１ａは、図４において右方向ｂへと移動する。このとき、ウォーム１０１及びウォームホイール１０２の回転速度は、ウォームホイール歯１０２ａが右方（ウォーム歯１０１ａの移動方向ｂに関してウォーム歯１０１ａの後方）からウォーム歯１０１ａに追い付かないように、つまり、図４（ｂ）のような状態にならないような速度に調整する。例えば、ウォーム歯１０１ａとウォームホイール歯１０２ａとが図４（ａ）に示されるような位置関係に保持されるようにウォーム１０１及びウォームホイール１０２を回転させる。

これによって、ウォームホイール歯１０２ａはウォーム歯１０１ａに右方から当接することなく、ウォームホイール１０２は降下方向に円滑に回転するようになる。このとき、ウォーム歯１０１ａも図４（ａ）において左方のウォームホイール歯１０２ａから負荷を受けないように、ウォーム１０１の回転速度とウォームホイール１０２の回転速度とが調整されることが好ましい。これによると、ウォーム用モータ１０３がウォーム１０１を回転させるのに必要な電力が小さくなる。

以下、スタッカクレーン１の制御系について説明する。図５は、スタッカクレーン１の制御系の構成を示すブロック図である。スタッカクレーン１は、制御部１１０を有している。制御部１１０は、プロセッサ回路やメモリ回路などのハードウェアと、プロセッサ回路を各種制御部として機能させるプログラム等のソフトウェアとから構築されている。

制御部１１０は、走行制御部１１１、昇降制御部１１２（モータ回転制御手段）及び移載制御部１１３を有している。走行制御部１１１は、走行用モータ１９及びガイド用モータ１１を制御し、スタッカクレーン１全体を図２の左右方向に沿って走行させる。これによって、走行制御部１１１は、保管装置９０において図２の左右方向に関してカセット９５を般出入する目標の位置にリニアスライダ１８が配置されるように、スタッカクレーン１を移動させる。

昇降制御部１１２は、昇降ユニット２０Ｌ及び２０Ｒの各ウォーム用モータ１０３及び昇降用モータ２６を制御し、昇降体４を鉛直方向に関して移動させる。ここで、昇降制御部１１２は、昇降ユニット２０Ｌ及び２０Ｒの各昇降用モータ２６を同期させ、図２において固定部材９の高さが等しくなるようにこれらのモータを制御する。これによって、昇降体４が水平姿勢を保ったまま鉛直方向に移動する。そして、昇降制御部１１２は、保管装置９０においてカセット９５を般出入する目標の棚の高さにリニアスライダ１８が配置されるように、昇降体４を移動させる。

カセット９５を般出入する目標の棚の高さにおいて図２の左右方向に関して目標の位置にリニアスライダ１８が配置されると、移載制御部１１３は、リニアスライダ１８を制御し、目標の棚の目標の位置との間でカセット９５を般出入する。

以下、昇降制御部１１２の制御内容についてより詳細に説明する。まず、昇降体４を上昇させるときの制御内容について説明する。昇降制御部１１２が昇降用モータ２６を作動させて昇降体４を上昇させ始めると、回転軸１５の回転に伴ってウォームホイール１０２が上昇方向に回転し始める。そこで、昇降制御部１１２は、ウォーム用モータ１０３も作動させて図３のＡ方向にウォーム１０１を回転させ始める。そして、昇降制御部１１２は、ウォーム歯１０１ａとウォームホイール歯１０２ａとの位置関係が図４（ｂ）の関係になるように回転速度を調整しつつ、昇降用モータ２６及びウォーム用モータ１０３の回転を加速する。その後、昇降制御部１１２は、図４（ｂ）の位置関係を保つようにウォーム１０１の回転の速さとウォームホイール１０２の回転の速さとを等しいものに保持する。つまり、上記の通り、図４（ｂ）においてウォームホイール歯１０２ａがウォーム歯１０１ａに左方から追い付くことがないようにウォーム１０１及びウォームホイール１０２を回転させる。

これによって、昇降用モータ２６の回転トルクがウォームホイール１０２からウォーム１０１へと伝達されることがなく、ウォームホイール１０２を上昇方向に円滑に回転させることができる。したがって、昇降体４を円滑に上昇させることができる。

このとき、昇降制御部１１２は、ウォームホイール１０２からの負荷がウォーム１０１へと伝達されないように昇降用モータ２６及びウォーム用モータ１０３を制御することが好ましい。これによると、ウォーム用モータ１０３がウォーム１０１を回転させるのに必要な電力が小さくて済む。

次に、昇降体４を上昇させている状態から昇降体４の高さを保持する状態に移行する際の制御内容について説明する。昇降制御部１１２は、図４（ｂ）の状態を保ちつつ、昇降用モータ２６を減速させ、その回転を停止する。ここで、昇降制御部１１２は、ウォーム用モータ１０３も昇降用モータ２６と共に減速させる。そして、昇降制御部１１２は、ウォーム１０１及びウォームホイール１０２の回転数が十分に小さくなったところでウォーム１０１とウォームホイール１０２とがセルフロックするように、ウォーム用モータ１０３及び昇降用モータ２６の回転を制御する。例えば、ウォームホイール１０２の回転数が毎分１０回転以下に落ちたところでセルフロックするように、ウォーム用モータ１０３及び昇降用モータ２６の回転を制御する。

昇降用モータ２６が停止すると、回転軸１５には昇降体４側からの負荷のみがかかることとなり、ウォームホイール１０２は図４において降下方向に回転しようとする。しかし、かかる負荷はウォーム１０１及びウォームホイール１０２間の摩擦力やウォーム用モータ１０３の保持力によって支えられる。したがって、ウォームギアがセルフロックした状態を保持することができ、昇降体４は一定の高さに保持される。

次に、昇降体４の高さを保持した状態から昇降体４を降下させる状態に移行する際の制御内容について説明する。まず、昇降制御部１１２は、昇降体４の高さを保持した状態から、昇降用モータ２６を駆動して昇降体４を降下させ始める。すると、ウォームホイール１０２は図４の降下方向に回転し始める。そこで、昇降制御部１１２は、ウォーム用モータ１０３も作動させて図３のＢ方向にウォーム１０１を回転させ始める。そして、昇降制御部１１２は、ウォーム歯１０１ａとウォームホイール歯１０２ａとの位置関係が図４（ｂ）の関係から図４（ａ）の関係に変化するように回転速度を調整しつつ、昇降用モータ２６及びウォーム用モータ１０３の回転を加速する。その後、昇降制御部１１２は、図４（ａ）の位置関係を保つようにウォーム１０１の回転の速さとウォームホイール１０２の回転の速さとを等しいものに保持する。これによって、ウォームホイール１０２はウォーム１０１からの負荷を受けることなく、降下方向に円滑に回転することができる。したがって、昇降体４を円滑に降下させることができる。

このとき、昇降制御部１１２は、昇降体４を上昇させるときと同様、ウォームホイール１０２からの負荷がウォーム１０１へと伝達されないように昇降用モータ２６及びウォーム用モータ１０３を制御することが好ましい。これによると、ウォーム用モータ１０３がウォーム１０１を回転させるのに必要な電力が小さくて済む。

次に、昇降体４を降下させている状態から昇降体４の高さを保持する状態に移行する際の制御内容について説明する。昇降体４を降下させているときには、ウォーム１０１とウォームホイール１０２とは図４（ａ）に示される状態を取っている。一方、昇降体４の高さを保持するためには、ウォーム１０１及びウォームホイール１０２に図４（ｂ）の状態を取らせる必要がある。そこで、昇降体４を降下させている状態で、図４（ａ）の状態から図４（ｂ）の状態に移行するために、例えば以下の３つの制御方法のいずれかを取ることができる。

第１の制御方法において、昇降制御部１１２は、昇降用モータ２６を減速させる前にウォーム用モータ１０３を減速させ始め、ウォーム１０１及びウォームホイール１０２を図４（ｂ）の状態にする。すると、ウォーム歯１０１ａとウォームホイール歯１０２ａとが噛み合い、ウォーム１０１の減速に合わせてウォームホイール１０２が減速し、やがて停止する。この場合、ウォームホイール１０２が減速していない状態で急激にウォーム歯１０１ａとウォームホイール歯１０２ａとが噛み合うため、互いの歯に過大な負荷が掛かるおそれがある。

第２の制御方法は以下の通りである。まず、昇降制御部１１２は、昇降用モータ２６を減速させると共にウォーム用モータ１０３を減速させる。ここで、それぞれの減速は、ウォーム用モータ１０３が昇降用モータ２６よりも若干早く減速するように調整される。したがって、ウォーム１０１がウォームホイール１０２より早く減速するため、ウォーム１０１及びウォームホイール１０２の位置関係は、図４（ａ）の状態から図４（ｂ）の状態へと徐々に移行する。

なおかつ、昇降制御部１１２は、ウォーム１０１及びウォームホイール１０２の回転数が十分に小さくなったタイミングでウォーム１０１及びウォームホイール１０２が図４（ｂ）の状態になるように、昇降用モータ２６及びウォーム用モータ１０３の減速を調整する。例えば、ウォームホイール１０２の回転数が毎分１０回転以下に落ちたところで図４（ｂ）の状態になるように、昇降用モータ２６及びウォーム用モータ１０３を減速させる。これによって、回転数が大きい段階でウォーム歯１０１ａとウォームホイール歯１０２ａとが噛みあって互いの歯に過剰な負荷が掛かるのを防止することができる。その後、ウォーム１０１及びウォームホイール１０２が図４（ｂ）の状態になると、昇降制御部１１２は昇降用モータ２６を停止する。

第３の制御方法は以下の通りである。まず、昇降制御部１１２は、ウォーム用モータ１０３及び昇降用モータ２６を同様に減速させ、これらをほぼ同時に停止させる。そして、ウォーム１０１及びウォームホイール１０２の回転がそれぞれ停止すると、昇降用モータ２６に一旦昇降体４の重量を保持させる。ここで、ウォーム１０１及びウォームホイール１０２は図４（ａ）の状態を保持している。そして、昇降制御部１１２は、昇降用モータ２６に供給する電流制限を徐々に低下させる。すると、昇降体４が落下し始め、それに伴ってウォームホイール１０２が降下方向に回転する。これによって、昇降制御部１１２は、ウォーム歯１０１ａとウォームホイール歯１０２ａとが図４（ｂ）のように噛み合い、ウォームホイール１０２が停止するようにウォーム用モータ１０３及び昇降用モータ２６を制御する。このように、ウォーム１０１及びウォームホイール１０２を停止させた後に徐々にウォームホイール１０２を回転させてウォーム歯１０１ａとウォームホイール歯１０２ａとを噛み合わせることにより、互いの歯に過剰な負荷が掛かるのを防止することができる。

［第２の実施形態］
以下、第２の実施形態のスタッカクレーン２００について説明する。なお、第２の実施形態において第１の実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、その説明を適宜省略する。

スタッカクレーン２００は、図６において左右に１つずつ設けられた一対のボールねじ２１５を有している。ボールねじ２１５の上端はフレーム３に回転可能に支持されている。ボールねじ２１５の下端は昇降用モータ２２６の駆動軸に固定されている。昇降用モータ２２６はフレーム１７の上面に固定されている。ボールねじ２１５にはそれぞれナット２０２が設置されている。ナット２０２には鉛直方向に沿った貫通孔が形成されている。この貫通孔内の表面には、ボールねじ２１５に切られた歯と噛み合うような歯が切られている。ボールねじ２１５はナット２０２の貫通孔内のねじと噛み合うようにナット２０２を貫通している。左右一対のナット２０２は互いに同じ高さに配置されており、各ナット２０２には昇降体４が固定されている。ボールねじ２１５の歯とナット２０２の歯との間の摩擦力は小さいため、ボールねじ２１５が停止している状態においては、ナット２０２は重力に従って落下しようとするようになっている。

図６の左右方向に関してボールねじ２１５の外側には、一対の台形ねじ２０１が設置されている。台形ねじ２０１は、雄ねじ軸２０４と雌ねじナット２０５とを有している。雄ねじ軸２０４の上端はフレーム３に回転可能に支持されている。雄ねじ軸２０４の下端は台形ねじ用モータ２０３の駆動軸に固定されている。台形ねじ用モータ２０３はフレーム１７に固定されている。図７は、図６の左側の台形ねじ２０１における雄ねじ軸２０４及び雌ねじナット２０５の噛み合わせ箇所の断面図である。雄ねじ軸２０４には縦断面が台形形状を有する歯２０４ａが切られている。雌ねじナット２０５には鉛直方向に沿った貫通孔が形成されている。この貫通孔内の表面には、雄ねじ軸２０４側の歯２０４ａと噛み合うような歯２０５ａが切られている。雄ねじ２０４は雌ねじナット２０５の貫通孔内のねじと噛み合うように雌ねじナット２０５を貫通している。左右一対の雌ねじナット２０５は互いに同じ高さに配置されており、各雌ねじナット２０５にはナット２０２が固定されている。

台形ねじ２０１は、雄ねじ軸２０４を回転させることによって、雌ねじナット２０５を雄ねじ軸２０４に沿って移動させることができるように構成されている。その一方で、雌ねじナット２０５側に大きい駆動力をかけて鉛直方向に移動させようとしても、雄ねじ軸２０４を回転させることができないように構成されている。例えば、昇降用モータ２２６の駆動を停止すると、昇降体４の落下に伴って雌ねじナット２０５が降下しようとする。しかし、図７（ｂ）に示すように上方から歯２０５ａが歯２０４ａに当接し、歯２０４ａ及び２０５ａ間の摩擦力や台形ねじ用モータ２０３の保持力によって、カセット９５を支持した状態の昇降体４の重量を保持できるようになっている。

そこで、雌ねじナット２０５を鉛直方向に円滑に移動させるためには、雄ねじ軸２０４を回転させる必要がある。例えば、雌ねじナット２０５を上昇させるためには、例えば雄ねじ軸２０４と雌ねじナット２０５とが互いに図７（ｂ）に示す位置関係を有するように、雌ねじナット２０５の上昇に応じて雄ねじ軸２０４を回転させる。また、雌ねじナット２０５を降下させるためには、例えば雄ねじ軸２０４と雌ねじナット２０５とが互いに図７（ａ）に示す位置関係を有するように、雌ねじナット２０５の降下に応じて雄ねじ軸２０４を回転させる。これによって、雌ねじナット２０５を鉛直方向に円滑に移動させることができるようになっている。

以上の通り、本実施形態は、昇降体４を昇降させる際には、昇降用モータ２２６を駆動しつつ、雌ねじナット２０５に連動して雄ねじ軸２０４が回転するように台形ねじ用モータ２０３を駆動する。一方で、昇降用モータ２２６を停止した場合には、雌ねじナット２０５と雄ねじ軸２０４との間の摩擦力や台形ねじ用モータ２０３の保持力によって、雌ねじナット２０５の高さが保持されるようになっている。これによって、昇降体４の高さを保持することができる。

なお、雌ねじ２０５とナット２０２とが固定されておらず、雌ねじナット２０５がナット２０２を下方から支持するように構成されていてもよい。

＜その他の変形例＞
以上は、本発明の好適な実施形態についての説明であるが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、課題を解決するための手段に記載された範囲の限りにおいて様々な変更が可能なものである。

第１の実施形態は、駆動力伝達機構３０とウォーム機構１００とで構成され、第２の実施形態は、ボールねじ機構と台形ねじ２０１で構成されているが、これらの組合せは自在である。例えば、駆動力伝達機構３０と台形ねじ２０１の構成とすることは可能であり、また、ボールねじ機構とウォーム機構１００とで構成することも可能である。

また、第１の実施形態において、昇降体４を上昇させている状態から昇降体４の高さを保持した状態に移行する際に、昇降制御部１１２は、図４（ｂ）の状態を保ちつつ昇降用モータ２６及びウォーム用モータ１０３を減速させている。しかし、減速中に図４（ｂ）の状態からウォーム歯１０１ａをウォームホイール歯１０２ａから左方へと一旦離隔させ、昇降用モータ２６を停止する直前で再び図４（ｂ）の状態にした後に、ウォームホイール１０２の回転を停止させてもよい。

また、第１の実施形態においては、ウォームホイール１０２が回転軸１５に固定されている。しかし、ウォームホイール１０２が回転軸１５に連動して回転するようになっていればウォームホイール１０２が回転軸１５に固定されていなくてもよい。例えば、さらに別のギアを介してウォームホイール１０２が回転軸１５に連動して回転するようになっていてもよい。

また、ウォーム用モータ１０３や台形ねじ用モータ２０３に電磁ブレーキが設けられていてもよい。この場合、万が一、保持モジュール１００のウォームギアや台形ねじ２０１が昇降体４の重量を支えられない事態が生じても、電磁ブレーキが作動してウォーム１０１や雄ねじ軸２０４の回転を停止させることができる。

本発明の一実施形態である第１の実施形態に係るスタッカクレーンの側面図である。 図１のスタッカクレーンの正面図である。 図１に示す保持モジュール１００付近の正面拡大図である。 図３においてウォームとウォームホイールとの噛み合せ部分の拡大図である。 図１のスタッカクレーンの制御系の構成を示すブロック図である。 本発明の別の実施形態である第２の実施形態に係るスタッカクレーンの正面図である。 図６の左側の台形ねじにおける雄ねじ軸及び雌ねじナットの噛み合わせ箇所の断面図である。

符号の説明

１ スタッカクレーン
４ 昇降体
２０Ｌ，２０Ｒ 昇降ユニット
２６ 昇降用モータ
９０ 保管装置
９１ 棚
９５ カセット
１００ 保持モジュール
１０１ ウォーム
１０１ａ ウォーム歯
１０２ ウォームホイール
１０２ａ ウォームホイール歯
１０３ ウォーム用モータ
１１０ 制御部
１１２ 昇降制御部
２００ スタッカクレーン
２０３ 台形ねじ用モータ
２０４ 雄ねじ軸
２０５ 雌ねじナット
２２６ 昇降用モータ

Claims (5)

1. 鉛直方向に配列された複数の棚のそれぞれに被搬送物を搬入すると共に、前記複数の棚のそれぞれから被搬送物を搬出する搬送装置であって、
   被搬送物を支持する鉛直方向に移動可能な昇降体と、
   昇降用モータと、
   前記昇降用モータの駆動軸の回転と前記昇降体の鉛直方向に関する移動とが互いに連動し合うように前記駆動軸の回転トルクを鉛直方向の駆動力に変換して前記昇降体へ伝達する駆動力伝達機構と、
   前記昇降用モータの駆動軸と連動して回転するウォームホイール、及び、前記ウォームホイールと噛み合うウォームを有するセルフロック可能なウォーム伝達装置と、
   前記ウォームを回転駆動するウォーム用モータと、
   前記昇降体を昇降させる際には前記ウォームホイールが回転可能な状態を取り、前記昇降体に高さを保持させる際には前記ウォーム伝達装置がセルフロックした状態を取るように、前記昇降用モータの回転及びウォーム用モータの回転をそれぞれ制御するモータ回転制御手段とを備えていることを特徴とする搬送装置。
2. 前記モータ回転制御手段が、
   前記昇降体を昇降させる際に、前記ウォームホイールと前記ウォームとの噛み合わせ箇所において前記ウォームホイールの歯が前記ウォームの歯の移動方向に関して前記ウォームの歯に後方から追い付くことがないように、前記昇降用モータの回転及びウォーム用モータの回転をそれぞれ制御することを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記モータ回転制御手段が、前記昇降体が移動している状態から前記昇降体の高さが保持された状態になる際に、前記ウォームホイールの回転が所定の回転数以下になった状態において前記ウォーム伝達装置がセルフロックするように前記昇降用モータの回転及びウォーム用モータの回転をそれぞれ制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の搬送装置。
4. 前記モータ回転制御手段が、
   前記昇降体が降下している状態から前記昇降体の高さが保持された状態になる際に、前記ウォーム用モータ及び昇降用モータにそれぞれ回転を停止させて前記昇降用モータに前記昇降体の重量を一旦保持させた後に、前記昇降体が徐々に降下して前記ウォーム伝達装置がセルフロックするように、前記ウォーム用モータの回転及び昇降用モータの回転を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の搬送装置。
5. 鉛直方向に配列された複数の棚のそれぞれに被搬送物を搬入すると共に、前記複数の棚のそれぞれから被搬送物を搬出する搬送装置であって、
   被搬送物を支持する鉛直方向に移動可能な昇降体と、
   前記昇降用モータの駆動軸の回転と前記昇降体の鉛直方向に関する移動とが互いに連動し合うように前記駆動軸の回転トルクを鉛直方向の駆動力に変換して前記昇降体へ伝達する駆動力伝達機構と、
   鉛直方向に沿った雄ねじ軸と、前記雄ねじ軸が貫通しており前記昇降体に固定された雌ねじナットとを有する台形ねじと、
   前記雄ねじ軸を回転駆動する台形ねじ用モータと、
   前記昇降体を昇降させる際には前記雌ねじナットが前記雄ねじ軸に沿って移動し、前記昇降体に高さを保持させる際には前記台形ねじがセルフロックするように、前記昇降用モータの回転及び前記台形ねじ用モータの回転を制御するモータ回転制御手段とを備えていることを特徴とする搬送装置。

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