JP2015112674A - 昇降ガイド、昇降装置、これを備えた搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロック機構を備えた昇降ガイドの構成を得る。
【解決手段】昇降ガイド２０は、溝２１０ａを有する概略円筒形状の第１ポスト２１と、溝２１０ａに嵌合するピン２２１を有し、第１ポスト２１と中心軸が一致するように配置され、第１ポスト２１と径の異なる概略円筒形状の第２ポスト２２とを備える。溝２１０ａは、第１ポスト２１の軸方向に沿って形成される軸部と、軸方向の一端において軸部に連続し、第１ポスト２１の周方向に沿って形成される突出部とを含む。
【選択図】図１３

Description

本発明は、昇降ガイド、昇降装置、およびこれを備えた搬送装置に関する。

従来、自動車の組立ライン等において、作業者が被搬送物である仕掛品に対して部品の組み付け等を行えるように構成された搬送装置が知られている。また、作業者の作業を容易にするために、被搬送物の支持高さを変更できる昇降装置を備えた搬送装置が知られている。

このような昇降装置は、被搬送物を支持中に停電等が起こっても、被搬送物が落下しないように電気回路が構成されている。しかしながら、より安全を確保するためには、電気的な面だけではなく、機械的な面からもロック機構を設けて被搬送物の落下を防止することが好ましい。

特開２００７−１５３１７８号公報には、一定経路に沿って移動し、作業者が移動している自動車の車体に対して作業可能とされる搬送台車本体と、搬送台車本体に設けられて自動車の車体を支持し昇降する昇降部とを備える搬送台車が記載されている。この搬送台車の昇降部は、垂直方向に伸縮自在に連結された複数段のリフトフレームを備え、各リフトフレーム間に、伸長されたリフトフレーム位置を維持するロック機構が設けられている。このロック機構は、リフトフレームの外側面上部に設けられてこのリフトフレームの側面が外方位置と内方位置との間で移動されるストッパと、リフトフレームより一つ上段のリフトフレームの外側面下部に設けられて内方位置に移動したストッパに上方から係合する係合部材とから構成される。

特許３８７５４４５号公報には、それぞれ径の異なる複数の中空ポールを互いに相対移動可能に嵌め合わせ、最大径または最小径の単位ポールの一方が固定されて、他方が先端となるように駆動装置により伸長および短縮自在とされた伸縮ポールが記載されている。この伸縮ポールでは、駆動装置により駆動されて単位ポール内に進退可能なチャックチェーンの一端を先端となる単位ポールの内に取り付けるとともに、固定された単位ポールの固定端側になる各単位ポールの端部近傍のみに、チェックチェーンが摺動した状態で挿通されることでチャックチェーンの外周を位置決めする開口を有する位置決め具を設ける。この位置決め具により単位ポール内のチャックチェーンをほぼ直線上に維持可能とする。

特開２００７−１５３１７８号公報 特許３８７５４４５号公報

特開２００７−１５３１７８号公報に記載されたロック機構は、ストッパを移動させるためのアクチュエータが必要である。現実的には複数のストッパを設ける必要があり、それぞれのストッパにアクチュエータが必要である。そのため、構造が複雑になる。

本発明の目的は、ロック機構を備えた昇降ガイド、昇降装置、およびこれを備えた搬送装置の構成を得ることである。

ここに開示する昇降ガイドは、溝を有する概略円筒形状の第１ポストと、前記溝に嵌合するピンを有し、前記第１ポストと中心軸が一致するように配置され、前記第１ポストと径の異なる概略円筒形状の第２ポストとを備える。前記溝は、前記第１ポストの軸方向に沿って形成される軸部と、前記軸方向の一端において前記軸部に連続し、前記第１ポストの周方向に沿って形成される突出部とを含む。

ここに開示する昇降装置は、上記の昇降ガイドと、前記第１ポストおよび前記第２ポストの一方を前記軸方向に沿って昇降させる昇降手段と、前記第１ポストおよび前記第２ポストの他方を当該ポストの中心軸を回転軸として回転させる回転手段とを備える。

ここに開示する搬送装置は、上記の昇降装置を備える。

本発明によれば、ロック機構を備えた昇降ガイド、昇降装置、およびこれを備えた搬送装置の構成が得られる。

図１は、本発明の一実施形態にかかる搬送装置の概略構成を示す斜視図である。 図２は、搬送装置の平面図である。 図３、昇降装置の概略構成を示す斜視図であって、昇降ガイドの上端を最も上昇させたときの状態を示す図である。 図４、昇降装置の概略構成を示す斜視図であって、昇降ガイドの上端を最も下降させたときの状態を示す図である。 図５は、噛合チェーンアクチュエータの内部構成を模式的に示す図である。 図６は、噛合チェーンの概略構成を示す分解斜視図である。 図７は、昇降ガイドの下段ポストの側面図である。 図８は、下段ポストの平面図である。 図９は、昇降ガイドの中段ポストの側面図である。 図１０は、中段ポストの平面図である。 図１１は、昇降ガイドの上段ポストの側面図である。 図１２は、上段ポストの平面図である。 図１３は、昇降装置の構成から、昇降ガイドの下段ポストの周辺を抜き出して示す図である。 図１４は、図１３におけるＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿った断面図である。 図１５は、昇降装置の機能的構成を示す機能ブロック図である。 図１６Ａは、上昇動作中の昇降ガイドを示す図である。 図１６Ｂは、昇降ガイドをポスト５段分だけ上昇させた状態を示す図である。 図１６Ｃは、ロック動作中の昇降ガイドを示す図である。 図１６Ｄは、上段ポストのピン、および４つの中段ポストのピンがそれぞれ、各ピンの下部のポストの溝の突出部に入り込んだ状態を示す図である。 図１６Ｅは、昇降装置の各部材に加わる力を矢印で模式的に示す図である。 図１６Ｆは、ロック解除動作中の昇降ガイドを示す図である。 図１６Ｇは、溝の周りを拡大して示す図である。 図１６Ｈは、下降動作中の昇降ガイドを示す図である。 図１６Ｉは、上段ポストを最も下降させた状態を示す図である。 図１７は、変形例にかかる昇降ガイドの概略構成を示す側面図である。

本発明の一実施形態にかかる昇降ガイドは、溝を有する概略円筒形状の第１ポストと、溝に嵌合するピンを有し、第１ポストと中心軸が一致するように配置され、第１ポストと径の異なる概略円筒形状の第２ポストとを備える。溝は、第１ポストの軸方向（以下、単に軸方向と呼ぶ）に沿って形成される軸部と、軸方向の一端において軸部に連続し、第１ポストの周方向に沿って形成される突出部とを含む（昇降ガイドの第１の構成）。

上記の構成によれば、第１ポストと第２ポストとはともに概略円筒形状である。第１ポストと第２ポストとは径が異なり、互いの中心軸が一致するように配置されている。そのため、第１ポストと第２ポストとは、軸方向に相対的に移動することができる。また、第１ポストと第２ポストとは、中心軸を回転軸として、相対的に回転することができる。

第１ポストと第２ポストとの軸方向の相対的な位置関係を変えることで、昇降ガイドを軸方向に伸縮させることができる。このとき、第２ポストのピンは、第１ポストの溝の軸部に沿って移動する。ピンを溝の軸部の端部（突出部が形成されている側の端部）まで移動させた状態で、第１ポストと第２ポストとを相対的に回転させることで、ピンが溝の突出部に位置するようすることできる。この状態では、ピンと溝とが干渉するため、第１ポストと第２ポストとの軸方向に沿った相対的な位置関係を変えることができない。すなわち、昇降ガイドの伸縮状態が保持される。

上記昇降ガイドの第１の構成において、突出部の上記一端側の端辺は、軸部に近づくにつれて上記一端側へ向かうように傾斜することが好ましい（昇降ガイドの第２の構成）。

被搬送物を支持しているとき、昇降ガイドは被搬送物から圧縮荷重を受ける。この際、ピンは、突出部の端辺に押し付けられる。そのため、ピンを突出部から軸部に移動させる際、ピンが突出部に噛みこんで動かなくことが考えられる。上記の構成によれば、突出部の端辺のうち、ピンが押し付けられる端辺と対向する端辺が、軸部に近づくにつれて、ピンが押し付けられる方向と反対側に向かって傾斜している。そのため、ピンをこの傾斜した端辺の側に移動させながら周方向に移動させれば、ピンを突出部から軸部に移動させることができる。すなわち、昇降ガイドに引張荷重を加えながら第1ポストと第２ポストとを相対的に回転させれば、ピンを突出部から軸部に移動させることができる。

本発明の一実施形態にかかる昇降装置は、上記の第１または第２の構成にかかる昇降ガイドと、第１ポストおよび第２ポストの一方を軸方向に沿って昇降させる昇降手段と、第１ポストおよび第２ポストの他方を当該ポストの中心軸を回転軸として回転させる回転手段とを備える（昇降装置の第１の構成）。

上記昇降装置の第１の構成において、昇降手段は、相互に噛み合って剛直化部を形成するとともに、相互に噛み外れて分離する一対の噛合チェーンを含む噛合チェーンユニットと、噛合チェーンユニットの剛直化部の先端を鉛直方向に沿って移動させる噛合チェーンアクチュエータとを含むことが好ましい（昇降装置の第２の構成）。

上記の構成によれば、昇降ガイドの下部にストローク分のスペースを設ける必要がなくなる。そのため、昇降装置をコンパクトにできる。

上記昇降装置の第１または第２の構成において、昇降手段および回転手段を制御する制御装置をさらに備え、制御装置は、昇降手段によって、ピンが溝の軸部の端部に位置するように上記一方のポストを上昇させる上昇動作と、上昇動作後に、回転手段によって、ピンが溝の突出部に位置するように上記他方のポストを回転させるロック動作とを実行することが好ましい（昇降装置の第３の構成）。

上記昇降装置の第３の構成において、制御装置は、ロック動作後に、昇降手段によって、昇降ガイドに圧縮荷重を加える保持動作をさらに実行することが好ましい（昇降装置の第４の構成）。

上記の構成によれば、制御装置は、昇降ガイドに圧縮荷重を加える。これによって、被搬送物の偏荷重によって生じる引張荷重に対抗することができる。そのため、昇降ガイドの剛性が向上し、振れやガタツキを低減することができる。

上記昇降装置の第１〜第４のいずれかの構成において、昇降ガイドを支持するフレームと、昇降手段を支持する支持部材と、フレームと支持部材との間隔を規制する弾性部材とをさらに備えることが好ましい（昇降装置の第５の構成）。

昇降ガイドがロックされているとき、すなわち第１ポストと第２ポストとの軸方向に沿った位置関係が固定されているときに、昇降手段によって昇降ガイドを伸縮させようとすると、昇降手段からの力は、昇降ガイド全体を移動させる力として作用する。上記の構成によれば、昇降ガイドを支持するフレームと昇降手段を支持する支持部材との間隔を弾性部材によって規制する。この構成によれば、弾性部材の弾性定数を調整することによって、昇降ガイドに加わる荷重の大きさを調整することができる。

本発明の一実施形態にかかる搬送装置は、上記第１〜第５のいずれかの構成の昇降装置を備える（搬送装置の第１の構成）。

［実施の形態］
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。

［全体の構成］
図１は、本発明の一実施形態にかかる搬送装置１の概略構成を示す斜視図である。図２は、搬送装置１の平面図である。搬送装置１は、フレーム１１および１２、車輪１３、ならびに昇降装置Ｌ（図２）を備えている。

フレーム１１および１２は、搬送装置１の車体を構成する。作業者が搬送装置１の上に乗って作業できるように、フレーム１１および１２の上に板等が配置されていても良い。

搬送装置１は、車輪１３によって走行することができる。搬送装置１は、車輪１３を駆動する駆動装置を搭載しておらず、例えばフリクションドライブ等の外部駆動装置によって駆動される。

搬送装置１は、昇降装置Ｌを２基備えている。昇降装置Ｌのそれぞれは、昇降ガイド２０と、昇降ガイド２０を昇降する噛合チェーンアクチュエータ１５（図２）と、噛合チェーンアクチュエータ１５を駆動するモータＭ１とを備えている。２台のモータＭ１の出力軸は、軸継手１４（図２）によって連結されている。これによって、２基の昇降装置Ｌが互いに同期して動作するように構成されている。

図３および図４は、昇降装置Ｌの概略構成を示す斜視図である。図３は昇降ガイド２０の上端を最も上昇させたときの状態を示し、図４は昇降ガイド２０の上端を最も下降させたときの状態を示している。

昇降ガイド２０は、下段ポスト２１と、中段ポスト２２〜２７と、上段ポスト２８とを備えている。下段ポスト２１、中段ポスト２２〜２７、および上段ポスト２８は、それぞれ概略円筒形状であり、互いに中心軸が一致するように配置されている。中段ポスト２２の外径は下段ポスト２１の内径よりも小さく、中段ポスト２２は下段ポスト２１の内側を鉛直方向に沿って移動することができる。同様に、中段ポスト２３〜２７および上段ポスト２８はそれぞれ、中段ポスト２２〜２７の内側を鉛直方向に沿って移動することができる。この構成によって、昇降ガイド２０は、鉛直方向に伸縮することができる。

昇降ガイド２０は、サブフレーム４１、およびベースプレート４２を介してフレーム１１に固定されている。より詳しくは、一対のサブフレーム４１が、フレーム１１の長軸方向に間隔をおいて固定されている。サブフレーム４１のそれぞれは、正面視（ｙｚ平面視）概略Ｕ字状の形状を有し、２本のフレーム１１に固定されている。ベースプレート４２は、一対のサブフレーム４１の底面に固定されている。昇降ポスト２０は、ベースプレート４２の上に設置されている。

噛合チェーンアクチュエータ１５は、サブフレーム４１、プレート５１、および支持部材５２等を介してフレーム１１に固定されている。詳しい構成は後述するが、噛合チェーンアクチュエータ１５は、昇降ガイド２０を支持するベースプレート４２とは独立してフレーム１１に固定されている。

図５は、噛合チェーンアクチュエータ１５の内部構成を模式的に示す図である。噛合チェーンアクチュエータ１５は、噛合チェーンユニット３０と、スプロケット１５１および１５２と、チェーンガイド１５３とを備えている。

スプロケット１５１は、モータＭ１の出力軸と同軸に形成されている。スプロケット１５２は、図示しない同期歯車によって、スプロケット１５１と反対方向に同じ速度で回転するように構成されている。

図５において、スプロケット１５１を反時計回りに回転させると、スプロケット１５２は時計回りに回転し、噛合チェーンユニット３０は鉛直方向上側に移動する。このとき、噛合チェーン３０Ａと噛合チェーン３０Ｂとが相互に噛み合って、剛直化部３０ａを形成する。一方、スプロケット１５１を時計回りに回転させると、スプロケット１５２は反時計回りに回転し、噛合チェーンユニット３０は鉛直方向下側に移動する。このとき、噛合チェーン３０Ａと噛合チェーン３０Ｂとは、チェーンガイド１５３の作用によって相互に噛み外れて、水平方向に分離する。

図６は、噛合チェーン３０Ａの概略構成を示す分解斜視図である。噛合チェーン３０Ａは、複数の外プレート３１、複数のピン３２、複数の内リンクユニットＬＵ、および複数の中間プレート３６を備えている。なお、噛合チェーン３０Ｂの構成は噛合チェーン３０Ａと同様であるため、図示および詳しい説明は省略する。

複数の内リンクユニットＬＵのそれぞれは、一対の内プレート３３と、一対のブシュ３４と、一対のローラ３５とを備えている。一対の内プレート３３は、ブシュ３４を間に挟んで、互いに対向するように配置されている。ブシュ３４は内プレート３３に圧入されており、内プレート３３とブシュ３４とは一体になっている。一方、ローラ３５は、ブシュ３４を回転軸として回転できるように取り付けられている。

ピン３２は、内リンクユニットＬＵのブシュ３４の内側に挿入される。内リンクユニットＬＵは、ブシュ３４を軸受、ピン３２を回転軸として回転できるように取り付けられている。

ピン３２の両端には、外プレート３１が配置されている。隣接する内リンクユニットＬＵ同士の間には、中間プレート３６が配置されている。ピン３２は外プレート３１および中間プレート３６に圧入されており、ピン３２、外プレート３１、および中間プレート３６は一体になっている。外プレート３１および中間プレート３６によって、内リンクユニットＬＵの位置が規制される。

噛合チェーン３０Ａは、３つの内リンクユニットＬＵを備えた、３列構造のチェーンである。この構成は例示であって、噛合チェーン３０Ａは、内リンクユニットＬＵが１つで中間プレート３６を備えないシングルチェーンであっても良いし、２列構造のチェーンであっても良いし、４列構造以上のチェーンであっても良い。また、噛合チェーン３０Ａは、ローラ３５を備えない、いわゆるブシュチェーンであっても良い。

剛直化部３０ａ以外の部分では、内リンクユニットＬＵは、外プレート３１および中間プレート３６に対して、ピン３２を回転軸として回転することができる。そのため、噛合チェーン３０Ａおよび噛合チェーン３０Ｂは、剛直化部３０ａ以外の部分では、ピン３２を軸として折り曲がることができる。

一方、剛直化部３０ａでは、噛合チェーン３０Ａの外プレート３１、内プレート３３、および中間プレート３６と、噛合チェーン３０Ｂの外プレート３１、内プレート３３、および中間プレート３６とが相互に噛み合っている。そのため、剛直化部３０ａでは、内リンクユニットＬＵは、外プレート３１および中間プレート３６に対して回転することができない。これによって、噛合チェーンユニット３０は、剛直化部３０ａでは、１本の柱状の構造体となる。

図５に示すように、噛合チェーンユニット３０の剛直化部３０ａの上端は、上段ポスト２８に固定されている。噛合チェーンユニット３０を鉛直方向に沿って移動させることによって、上段ポスト２８を昇降することができる。また、上段ポスト２８が所定の高さ以上に持ち上げられると、後述する機構によって、中段ポスト２７が連動して持ち上げられる。同様に、中段ポスト２７〜２３がそれぞれ所定の高さ以上に持ち上げられると、中段ポスト２６〜２２が連動して持ち上げられる。

既述のように、噛合チェーンアクチュエータ１５は、サブフレーム４１、プレート５１、および支持部材５２等を介してフレーム１１（図１）に固定されている。より詳しくは、一対のサブフレーム４１のぞれぞれの上面に、プレート５１が固定されている。一対のプレート５１のそれぞれは、サブフレーム４１の上面から昇降ガイド２０と反対側にせり出している。支持部材５２は、プレート５１のせり出した部分から、複数のボルト５３によって吊るされている。複数のボルト５３のそれぞれには、筒状の弾性体５４が挿入されている。弾性体５４は例えば、ウレタンスプリングである。噛合チェーンアクチュエータ１５は、支持部材５２によって支持されている。

ベースプレート４２の下面と支持部材５２の上面との間には、クリアランスΔが設けられている。そのため、支持部材５２およびこれに支持されている噛合チェーンアクチュエータ１５は、弾性体５２を圧縮変形させて鉛直方向上側に移動することができる。詳細は後述するが、この機構によって、弾性体５２の弾性定数を調整してモータＭ１のトルク制御を行うことができる。

［昇降ガイド２０の構成］
以下、昇降ガイド２０の構成を詳しく説明する。

図７は、昇降ガイド２０の下段ポスト２１の側面図である。図８は、下段ポスト２１の平面図である。下段ポスト２１は、円筒部２１０と、円筒部２１０の下端に形成されたフランジ部２１１と、円筒部２１０の外周に固定されたピンホイール２１２と、円筒部２１０の内周面の一部に固定されたベアリング２１３とを備えている。

円筒部２１０は、完全な円筒でなくても良く、例えば上端部と下端部とで径が若干異なっていても良い。円筒部２１０およびベアリング２１３には、円筒部２１０およびベアリング２１３を貫通する溝２１０ａが形成されている。図８では、図を分かり易くするために溝２１０ａの部分にハッチングを付して示している。溝２１０ａは、円筒部２１０の周上に３箇所、等間隔に配置されている。換言すれば、３つの溝２１０ａは、隣接する２つの溝２１０ａの中心角が１２０°になるように配置されている。

溝２１０ａのそれぞれは、鉛直方向に沿って形成された軸部２１０ａ１と、軸部２１０ａ１の上端部に連続して、周方向に沿って形成された突出部２１０ａ２とを含んでいる。突出部２１０ａ１の鉛直方向上側の端辺は、水平面から角度θだけ傾いている。より詳しくは、この端辺は、軸部２１０ａ１から離れるにしたがって鉛直方向下側へ向かうように傾斜している。角度θは、好ましくは１５°以下であり、より好ましくは１０°未満である。

図９は、昇降ガイド２０の中段ポスト２２の側面図である。図１０は、中段ポスト２２の平面図である。中段ポスト２２は、円筒部２２０と、円筒部２２０の外周面に固定されたピン２２１と、円筒部２２０の内周面の一部に固定されたベアリング２２２とを備えている。

ピン２２１は、円筒部２２０の周上に３箇所、等間隔に配置されている。換言すれば、３つのピン２２１は、隣接する２つのピンａの中心角が１２０°になるように配置されている。ピン２２１のそれぞれは、下段ポスト２１の溝２１０ａに嵌合するように形成されている。すなわち、ピン２２１の外径は、下段ポスト２１の溝２１０ａの幅よりも小さい。

円筒部２２０は、完全な円筒でなくても良く、例えば、上端部と下端部とで径が若干異なっていても良い。円筒部２２０には、円筒部２２０を貫通する溝２２０ａが形成されている。溝２２０ａは、下段ポストの溝２１０ａと同様に、円筒部２２０の周上に３箇所、等間隔に配置されている。

溝２２０ａのそれぞれは、溝２１０ａと同様に、鉛直方向に沿って形成された軸部２２０ａ１と、軸部２２０ａ１に連続して、軸部２２０ａ１の上端から周方向に沿って形成された突出部２２０ａ２とを含んでいる。突出部２２０ａ１の鉛直方向上側の端辺は、水平面から傾いている。

中段ポスト２３〜２７の構成は、中段ポスト２２と概略同じである。すなわち、中段ポスト２３〜２７のそれぞれは、円筒部と、円筒部の外周面に固定されたピンと、円筒部の内周面の一部に固定されたベアリングとを備えている。ピンは、円筒部の周上に３箇所、等間隔に配置されている。ピンのそれぞれは、そのピンが配置されている中段ポストの一段下の中段ポストの溝に嵌合するように形成されている。

中段ポスト２３〜２７も、円筒部には、円筒部を貫通する溝が形成されている。これら溝のそれぞれは、鉛直方向に沿って形成された軸部と、軸部に連続して、軸部の上端から周方向に沿って形成された突出部とを含んでいる。突出部の鉛直方向上側の端辺は、水平面から傾いている。

図１１は、昇降ガイド２０の上段ポスト２８の側面図である。図１２は、上段ポスト２８の平面図である。上段ポスト２８は、円筒部２８０と、円筒部２８０の外周面に固定されたピン２８１と、円筒部２８０の上端部に固定されたプレート２８２とを備えている。

ピン２８１は、円筒部２８０の周上に３箇所、等間隔に配置されている。ピン２８１のそれぞれは、中段ポスト２８の円筒部の溝に嵌合するように形成されている。

プレート２８２の底面には、噛合チェーンユニット３０（図５）の先端が固定される。

図１３は、昇降装置Ｌの構成から、昇降ガイド２０の下段ポスト２１の周辺を抜き出して示す図である。ベースプレート４２には、昇降ガイド２０に加えて、ピンホイール２１２を回転させるためのピニオン４３と、ピニオン４３を駆動させるためのモータＭ２と、抜け防止金具４４とが設置されている。

図１４は、図１３におけるＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿った断面図である。図１４に示すように、フランジ部２１１の下面とベースプレート４２の上面との間には、スラストベアリング４５が配置されている。抜け防止金具４４は、昇降ガイド２０がベースプレート４２から浮き上がらないように、フランジ部２１１を規制している。

下段ポスト２１は、スラストベアリング４５によって、円筒部２１０の中心軸を回転軸として回転することができる。すなわち、昇降装置Ｌは、ピニオン４３を回転させることによって、下段ポスト２１を回転させることができる。

中段ポスト２２は、下段ポスト２１の円筒部２１０の内周面と中段ポスト２２の円筒部２２０の外周面との間に配置されたベアリング２１３によって、下段ポスト２１に対して相対的に回転することができる。同様に、中段ポスト２３〜２７はそれぞれ、中段ポスト２２〜２６に対して相対的に回転することができる。また、上段ポスト２８は、中段ポスト２７に対して相対的に回転することができる。

［昇降装置Ｌの動作］
次に、図１５および図１６Ａ〜図１６Ｉを用いて、昇降装置Ｌの動作について説明する。以下の説明では、中段ポスト２３のピンをピン２３１、中段ポスト２４のピンをピン２４１、・・・、中段ポスト２７のピンをピン２７１と呼んで参照する。同様に、中段ポスト２３の円筒部に形成された溝を溝２３０ａ、中段ポスト２４の円筒部に形成された溝を溝２４０ａ、・・・、中段ポスト２７の円筒部に形成された溝を溝２７０ａと呼んで参照する。

図１５は、昇降装置Ｌの機能的構成を示す機能ブロック図である。昇降装置Ｌは、制御装置ＣＴＲＬを備えている。制御装置ＣＴＲＬは、モータＭ１（噛合チェーン駆動モータ）を通じて噛合チェーンアクチュエータ１５の動作を制御し、モータＭ２（ピニオン駆動モータ）を通じてピニオン４３の動作を制御する。制御装置ＣＴＲＬは例えば、搬送装置１（図１）に搭載されていても良い。制御装置ＣＴＲＬは、あるいは、搬送装置１の外部に設置され、ケーブルまたは無線によってモータＭ１およびモータＭ２に信号を供給するように構成されたものであっても良い。

制御装置ＣＴＲＬは、モータＭ１およびモータＭ２を制御して、上昇動作、ロック動作、保持動作、ロック解除動作、および下降動作を行う。

（上昇動作）
図１６Ａは、上昇動作中の昇降ガイド２０を示す図である。制御装置ＣＴＲＬは、モータＭ１を駆動して、噛合チェーンユニット３０（図５）の先端部を上昇させる。これによって、上段ポスト２８が上昇する。このとき、上段ポスト２８のピン２８１は、中段ポスト２７の溝２７０ａの軸部に沿って移動する。上段ポスト２８が所定の高さまで持ち上げられると、ピン２８１が溝２７０ａの鉛直方向上側の内壁に接触する。上段ポスト２８がさらに持ち上げられると、ピン２８１を介して中段ポスト２７が連動して持ち上げられる。同様に、中段ポスト２７〜２３がそれぞれ所定の高さ以上に持ち上げられると、中段ポスト２６〜２２が連動して持ち上げられる。

制御装置ＣＴＲＬは、モータＭ１を所定の回転数だけ回転させて、噛合チェーンユニット３０の先端部を所定の距離だけ上昇させる。制御装置ＣＴＲＬは、これによって、昇降ガイド２０を所定の距離だけ上昇させる。図１６Ｂは、昇降ガイド２０をポスト５段分だけ上昇させた状態を示す図である。このとき、ピン２８１は、溝２７０ａの上端部にある。同様に、ピン２７１、２６１、２５１はそれぞれ、溝２６０ａ、２５０ａ、２４０ａの上端部にある。

上記の動作において、ポスト間の摩擦等によって、２つ以上の中段ポストが同時に持ち上げられることも起こり得る。そのため昇降装置Ｌは、上昇させないポスト（図１７の例では中段ポスト２２および中段ポスト２３）を固定しておく機構を備えていることが好ましい。この機構は例えば、各ポストの円筒部に貫通孔を設けておき、この貫通孔に電動シリンダ等によってピンを抜き差しすることによって実現することができる。すなわち、外側の幾つかのポストにピンを差して、これらを固定しておくことができる。

（ロック動作）
図１６Ｃは、ロック動作中の昇降ガイド２０を示す図である。制御装置ＣＴＲＬは、モータＭ２を駆動して、下段ポスト２１を矢印ＣＣＷの方向に回転させる。このとき、中段ポスト２２のピン２２１は、下段ポスト２１の溝２１０ａの軸部の内壁に接触している。そのため、下段ポスト２１が回転することによって、中段ポスト２２も連動して回転する。中段ポスト２３も同様に、下段ポスト２１および中段ポスト２２と連動して回転する。

中段ポスト２３が回転することによって、溝２３０ａが移動する。このとき、中段ポスト２４のピン２４１は、溝２３０ａの突出部に入り込む。さらに中段ポスト２３が回転すると、ピン２４１が溝２３０ａの内壁に押されることによって、中段ポスト２４が中段ポスト２３と連動して回転する。同様に、中段ポスト２４、２５、２６がそれぞれ所定の角度以上回転すると、中段ポスト２５、２６、２７が連動して回転する。

制御装置ＣＴＲＬは、モータＭ２を所定の回転数だけ回転させて、下段ポスト２１を所定の角度だけ回転させる。制御装置ＣＴＲＬは、上段ポスト２８のピン２８１、および、下段ポスト２１から突出している全ての中段ポストのピンが、それぞれの直下のポストの溝の突出部に入り込むように下段ポスト２１を回転させる。図１６Ｄは、上段ポスト２８のピン２８１、および中段ポスト２７〜２４のピン２７１〜２４１がそれぞれ、溝２７０ａ〜２３０ａの突出部に入り込んだ状態を示す図である。

例えば、各溝の軸部と突出部との間の中心角を１０°とする。この場合、下段ポスト２１を１０°回転させることで、中段ポスト２４のピン２４１が中段ポスト２３の溝２３０ａの突出部に入り込む。さらに１０°回転させると、中段ポスト２５のピン２５１が中段ポスト２４の溝２４０ａの突出部に入り込む。以下同様にして、下段ポスト２１を合計５０°回転させることで、図１６Ｄに示す状態を実現することができる。

上記の例では、下側のポストから順番に回転する場合を説明したが、ポスト間の摩擦等によって、２つ以上のポストが同時に回転することも起こり得る。しかし、ポストがどのような順番で回転したとしても、下段ポスト２１を所定の角度だけ回転させれば、最終的には図１６Ｄに示す状態を実現することができる。

図１６Ｄに示す状態においては、上段ポスト２８は、ピン２８１が溝２７０ａの内壁と干渉するため、鉛直方向下側に移動することができない。同様に、中段ポスト２７、２６、２５、２４もそれぞれ、ピン２７１、２６１、２５１、２４１が溝２６０ａ、２５０ａ、２４０ａ、２３０ａの内壁と干渉するため、鉛直方向下側に移動することができない。

この構成によれば、噛合チェーンアクチュエータ１５（図５）が誤動作したり、噛合チェーンユニット３０（図５）が損傷したりした場合でも、昇降ガイド２０を下降させないようにすることができる。すなわち、この構成によれば、昇降ガイド２０が不意に下降することを機械的に防止することができる。

（保持動作）
制御装置ＣＴＲＬは、図１６Ｄに示す状態から、モータＭ１を駆動して、噛合チェーンユニット３０（図５）を鉛直方向下側に引っ張る。噛合いチェーンユニット３０に引っ張られて、上段ポスト２８にも、鉛直方向下側へ引っ張られる。このとき、上段ポスト２８のピン２８１を介して、中段ポスト２７に鉛直方向下側へ力が加わる。以下同様に、中段ポスト２６〜２３にも鉛直方向下側へ力が加わる。図１６Ｅは、昇降装置Ｌの各部材に加わる力を矢印で模式的に示す図である。

既述のように、下段ポスト２１、中段ポスト２２〜２７、および上段ポスト２８は、互いに中心軸が一致するように配置されている。上段ポスト２８のピン２８１は、円筒部２８０の周上に３箇所、等間隔に配置されている。すなわち、上段ポスト２８のピン２８１は中段ポスト２７の中心軸から等距離の位置にある。さらに、３つのピン２８１が等間隔に配置されていることから、中段ポスト２７が３つのピン２８１から受けるモーメントがつり合う。以下同様に、中段ポスト２６〜２３が受けるモーメントがつり合う。

この保持動作によって、昇降ガイド２０の剛性を高めることができる。すなわち、昇降ガイド２０に偏荷重が加わると、昇降ガイド２０の中心軸の一方側には圧縮荷重が、他方側には引張荷重がかかる。上記の構成によれば、昇降ガイド２０に中心軸に対称な圧縮荷重を付与しておくことで、引張荷重に対抗することができる。これによって、昇降ガイド２０の振れやガタツキを低減することができる。

このとき、昇降ガイド２０はロックされているため、噛合チェーンユニット３０に引っ張られても下降しない。そのため、噛合チェーンアクチュエータ１５および支持部材５２には、昇降ガイド２０に加わっている外力と同じ大きさの外力が加わる。この力は、弾性部材５４の復元力とつりあっている。すなわち、昇降ガイド２０に加わる力の大きさは、弾性部材５４の復元力の大きさと等しい。したがって、昇降ガイド２０に加える力の大きさは、弾性部材５４の弾性定数によって調整することができる。

（ガイド解除動作）
制御装置ＣＴＲＬは、保持動作が終了すると、モータＭ１を駆動して、噛合チェーンユニット３０によって上部ガイド２８を鉛直方向上側に押し上げる。これによって、ピン２８１、２７１、・・・、２４１が、溝２７０ａ、２６０ａ、・・・２３０ａの上端面と接触する。

図１６Ｆは、ロック解除動作中の昇降ガイド２０を示す図である。制御装置ＣＴＲＬは、上部ガイド２８を鉛直方向上側に押し上げながら、モータＭ２を駆動して、下段ポスト２１を、ロック動作時と反対方向の矢印ＣＷの方向に回転させる。このとき、中段ポスト２２のピン２２１は、下段ポスト２１の溝２１０ａの軸部の内壁に接触している。そのため、下段ポスト２１が回転することによって、中段ポスト２２も連動して回転する。中段ポスト２３も同様に、下段ポスト２１および中段ポスト２２と連動して回転する。

中段ポスト２３が回転することによって、溝２３０ａが移動する。このとき、中段ポスト２４のピン２４１が、溝２３０ａの突出部から軸部に戻る。さらに中段ポスト２３が回転すると、ピン２４１が溝２３０ａの内壁に押されることによって、中段ポスト２４が中段ポスト２３と連動して回転する。同様に、中段ポスト２４、２５、２６がそれぞれ所定の角度以上回転すると、中段ポスト２５、２６、２７が連動して回転する。

制御装置ＣＴＲＬは、モータＭ２を所定の回転数だけ回転させて、下段ポスト２１を所定の角度だけ回転させる。制御装置ＣＴＲＬは、上段ポスト２８のピン２８１、および、下段ポスト２１から突出している全ての中段ポストのピンが、それぞれの直下のポストの溝の軸部に戻るように下段ポスト２１を回転させる。これによって、昇降ガイド２０は、図１６Ｃに示す状態に戻る。すなわち、ロック解除動作では、ロック動作と反対の動作を行うことで、昇降ガイド２０のロックを解除する。

ロック動作時と同様に、ポスト間の摩擦等によって、２つ以上のポストが同時に回転することも起こり得る。しかし、ポストがどのような順番で回転したとしても、下段ポスト２１を所定の角度だけ回転させれば、最終的には図１６Ｃに示す状態を実現することができる。

このとき、ピンが溝の内壁に噛みこんで、ピンが溝の軸部に戻らないことが考えられる。

図１６Ｇは、溝２７０ａの周りを拡大して示す図である。既述のように、溝２７０ａの突出部の鉛直方向上側の端辺は、水平面から角度θだけ傾いている。この構成によれば、解除動作時に、この傾きによってピン２８１を逃がすことができる。溝２６０ａ、２５０ａ、・・・、２１０ａについても同様である。

（下降動作）
図１６Ｈは、下降動作中の昇降ガイド２０を示す図である。制御装置ＣＴＲＬは、モータＭ１を駆動して、噛合チェーンユニット３０の先端部を下降させる。これによって、上段ポスト２８が下降する。このとき、上段ポスト２８のピン２８１は、中段ポスト２７の溝２７０ａの軸部に沿って移動する。上段ポスト２８が所定の位置まで下降すると、ピン２８１が溝２７０ａの鉛直方向下側の内壁に接触する。上段ポスト２８がさらに下降すると、ピン２８１を介して中段ポスト２７が押し下げられる。同様に、中段ポスト２７〜２３がそれぞれ所定の位置まで下降すると、中段ポスト２６〜２２が連動して下降する。

制御装置ＣＴＲＬは、モータＭ１を所定の回転数だけ回転させて、噛合チェーンユニット３０の先端部を所定の距離だけ下降させる。制御装置ＣＴＲＬは、これによって、昇降ガイド２０を所定の距離だけ下降させる。図１６Ｉは、上段ポスト２８を最も下降させた状態を示す図である。

上記の動作においても、ポスト間の摩擦等によって、２つ以上の中段ポストが同時に下降することも起こり得る。この場合も、上昇動作と同様に、昇降装置Ｌは、下降させないポストを固定しておく機構を備えていることが好ましい。

以上、昇降装置Ｌの動作について説明した。上記では、昇降ガイド２０を、ポスト５段分だけ上昇させる例を説明した。すなわち、中段ポスト２４〜２７および上段ポスト２８を下段ポスト２１から突出させる場合を説明した。しかし、昇降ガイド２０は、その構成から明らかなように、支持高さを８段階に設定することができる。

以上の通り、本実施形態にかかる昇降ガイド２０および昇降装置Ｌの構成によれば、昇降ガイド２０が不意に下降することを機械的に防止することができる。

昇降ガイド２０は、パンタグラフ型の昇降ガイド等と比較して、接地面積を小さくすることができる。また、昇降ガイド２０による下降防止機構は、ラチェット機構等の他の下降防止機構と比較してシンプルであり、保守が容易で信頼性が高い。また、下降防止機構が外観から直感的に理解しやすいため、作業者等が感じる安心感が高いという効果もある。

［昇降ガイドの変形例］
図１７は、本実施形態の変形例にかかる昇降ガイド６０の概略構成を示す側面図である。昇降ガイド６０は、下段ポスト６１と、中段ポスト６２〜６７と、上段ポスト６８とを備えている。

下段ポスト６１は、下段ポスト２１と比較して、円筒部に溝２１０ａが形成されていない代わりに、円筒部の内周面に固定されたピン６１１を備えている。

中段ポスト６２〜６７の円筒部にはそれぞれ、溝６２０ａ〜６７０ａが形成されている。溝６２０ａ〜６７０ａのそれぞれは、溝２２０ａ〜２７０ａを反転させた形状を有している。すなわち、溝６２０ａ〜６７０ａのそれぞれは、溝２２０ａ〜２７０ａと同様に軸部と突出部を有している。ただし、溝６２０ａ〜６７０ａの突出部は、軸部の下端に連続して形成されている。

中段ポスト６２〜６７はそれぞれ、ピン６２１〜６７１を備えている。ピン６２１〜６７１は、ピン２２１〜２７１と異なり、それぞれのポストの円筒部の内周面に固定されている。

上段ポスト６８は、上段ポスト２８と比較して、ピン２８１を備えていないかわりに、円筒部に溝６８０ａが形成されている。溝６８０ａも、溝６２０ａ〜６７０ａと同様に軸部と突出部を有している。

図１７に示すように、ピン６１１〜６７１はそれぞれ溝６２０ａ〜６８０ａに嵌合する。

この変形例によっても、本実施形態と同じ効果が得られる。

［その他の実施形態］
以上、本発明についての実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態のみに限定されず、発明の範囲内で種々の変更が可能である。

上記の実施形態では、昇降ガイド２０が、６つの中段ポスト２２〜２７を備えている場合を説明した。上述の通り、この構成によれば、昇降ガイド２０の高さを８段階に設定することができる。中段ポストの数は任意である。中段ポストの数を増やすことで、昇降ガイド２０の高さをよりきめ細かく設定することができる。また、中段ポストの数を０として、昇降ガイド２０が下段ポスト２１と上段ポスト２８とからなる構成としても良い。

上記の実施形態では、各ポストに溝およびピンが３箇所ずつ形成されている場合を説明した。各ポストの溝およびピンの数は任意である。ただし、各ポストの溝およびピンの数は、２以上であることが好ましく、３以上であることがより好ましい。そして、これらは、等間隔に配置されることが好ましい。上記の実施形態において説明したように、昇降ガイド２０に加わる力を昇降ガイド２０の中心軸に対して均等にすることができるからである。

上記の実施形態では、溝がポストを貫通している場合を説明した。しかし、溝は、ピンが嵌合することができれば良く、ポストを貫通していなくても良い。

上記の実施形態では、昇降ポスト２０を昇降する昇降手段として、噛合チェーンアクチュエータ１５を用いた場合を説明した。この構成によれば、図５に示すように、噛合チェーン３０Ａおよび３０Ｂを水平方向に分離させることができる。これによって、昇降装置Ｌをコンパクトにすることができる。しかし、昇降ポスト２０を昇降する昇降手段は、これに限定されない。昇降手段としては、例えば油圧シリンダ、電動シリンダ等、任意の手段を用いることができる。また、昇降ガイド２０の外側から上段ポスト２６を吊り上げる構成としても良い。

上記の実施形態では、下段ポスト２１を回転させる回転手段として、ピンホイール２１２とピニオン２３とを用いた場合を説明した。しかし、下段ポスト２１を回転させる回転手段は、これに限定されない。回転手段としては、例えばチェーンとスプロケット、ベルトとプーリ、あるいはダイレクトドライブ等、任意の手段を用いることができる。

上記の実施形態では、搬送装置１は、車輪１３を駆動する駆動装置を備えていない場合を説明した。しかし、搬送装置１は、車輪１３を駆動する駆動装置、例えばモータやエンジン等を備えていても良い。

本発明は、昇降ガイド、昇降装置、これを備えた搬送装置として産業上の利用が可能である。

１ 搬送装置
１１，１２ フレーム
１３ 車輪
１４ 軸継手
Ｌ 昇降装置
１５ 噛合チェーンアクチュエータ
Ｍ１ モータ
２０ 昇降ガイド
２１ 下段ポスト
２２〜２７ 中段ポスト
２８ 上段ポスト
３０ 噛合チェーンユニット
３０Ａ，３０Ｂ 噛合チェーン

Claims (8)

1. 溝を有する概略円筒形状の第１ポストと、
   前記溝に嵌合するピンを有し、前記第１ポストと中心軸が一致するように配置され、前記第１ポストと径の異なる概略円筒形状の第２ポストとを備え、
   前記溝は、前記第１ポストの軸方向に沿って形成される軸部と、前記軸方向の一端において前記軸部に連続し、前記第１ポストの周方向に沿って形成される突出部とを含む、昇降ガイド。
2. 前記突出部の前記一端側の端辺は、前記軸部に近づくにつれて前記一端側へ向かうように傾斜する、請求項１に記載の昇降ガイド。
3. 請求項１または請求項２に記載の昇降ガイドと、
   前記第１ポストおよび前記第２ポストの一方を前記軸方向に沿って昇降させる昇降手段と、
   前記第１ポストおよび前記第２ポストの他方を当該ポストの中心軸を回転軸として回転させる回転手段とを備える、昇降装置。
4. 前記昇降手段は、相互に噛み合って剛直化部を形成するとともに、相互に噛み外れて分離する一対の噛合チェーンを含む噛合チェーンユニットと、前記噛合チェーンユニットの剛直化部の先端を鉛直方向に沿って移動させる噛合チェーンアクチュエータとを含む、請求項３に記載の昇降装置。
5. 前記昇降手段および前記回転手段を制御する制御装置をさらに備え、
   前記制御装置は、
   前記昇降手段によって、前記ピンが前記溝の前記軸部の端部に位置するように前記一方のポストを上昇させる上昇動作と、
   前記上昇動作後に、前記回転手段によって、前記ピンが前記溝の前記突出部に位置するように前記他方のポストを回転させるロック動作とを実行する、請求項３または４に記載の昇降装置。
6. 前記制御装置は、
   前記ロック動作後に、前記昇降手段によって、前記昇降ガイドに圧縮荷重を加える保持動作をさらに実行する、請求項５に記載の昇降装置。
7. 前記昇降ガイドを支持するフレームと、
   前記昇降手段を支持する支持部材と、
   前記フレームと前記支持部材との間隔を規制する弾性部材とをさらに備える、請求項３〜６のいずれか一項に記載の昇降装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の昇降装置を備える、搬送装置。

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