JP2015196596A

JP2015196596A - 昇降装置

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Publication number: JP2015196596A
Application number: JP2014076959A
Authority: JP
Inventors: 俊樹仁木; Toshiki Niki; 秀樹時本; Hideki Tokimoto; 健太郎廣島; Kentaro Hiroshima
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-04-03
Filing date: 2014-04-03
Publication date: 2015-11-09
Anticipated expiration: 2034-04-03
Also published as: JP6173252B2

Abstract

【課題】昇降装置を小型化および低コスト化する。【解決手段】昇降装置１は、鋸歯状の歯列が上下方向に形成された第１のラック１０と、鋸歯状の歯列が上下方向に形成され、シリンダ装置４０の上方向に縮む動作および下方向に伸びる動作を受けて第１のラック１０に対して上方向および下方向に移動する第２のラック２０と、可動部３０に固定され、第１のラック１０および第２のラック２０のそれぞれの歯１１，２１に係止して可動部３０を保持し、シリンダ装置４０の１回の伸縮動作に伴う第２のラック２０の上下方向の移動によって前記それぞれの歯１１，２１を乗り越えて上方向へ移動する第１のラッチ錠５０および第２のラッチ錠６０とを備える。【選択図】図１

Description

この発明は、マガジンラック等を載置した可動部を上下方向に移動させ、かつ任意の高さ位置で保持する昇降装置に関するものである。

複数枚の基板が収納されたマガジンラック等を昇降させる昇降装置は、従来、シリンダの動力によって可動部を昇降させていた。しかしながら、昇降距離を長くしようとすると長ストロークの大型シリンダが必要になり、装置が大型化したり、コストが上昇したりするという課題があった。

これに対し、特許文献１に係る昇降装置は、２つのプーリを用いていることが特徴である。１つ目のプーリに取り付けられたワイヤは、片側がプーリ本体に固定され、もう片側がマガジンラックを載置した可動部に固定されている。２つ目のプーリに取り付けられたワイヤは、片側がプーリ本体に固定され、もう片側がバランサに固定されている。このバランサが、マガジンラックと可動部の重量に対して釣り合っているので、作業者がハンドルを回すことで容易に１つ目のプーリを回転させることができ、これにより可動部が昇降する。

特開平９−６７０８９号公報

上記特許文献１に係る昇降装置は、ハンドルを多く回せば可動部の昇降距離を長くできるので、昇降距離がシリンダ等の駆動源の大きさに依存しない。また、シリンダが不要なので昇降装置の小型化が可能である。しかしながら、必ず作業者が必要なので自動で可動部を昇降できなかった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、シリンダを使用した昇降装置の小型化および低コスト化を実現することを目的とする。

この発明に係る昇降装置は、鋸歯状の歯列が上下方向に形成された第１のラックと、鋸歯状の歯列が上下方向に形成され、シリンダ装置の上方向に縮む動作および下方向に伸びる動作、またはシリンダ装置の上方向に伸びる動作および下方向に縮む動作を受けて第１のラックに対して上方向および下方向に移動する第２のラックと、可動部に固定され、第１のラックおよび第２のラックのそれぞれの歯に係止して可動部を保持し、シリンダ装置の１回の伸縮動作に伴う第２のラックの上下方向の移動によって前記それぞれの歯を乗り越えて上方向へ移動する第１のラッチ錠および第２のラッチ錠とを備えるものである。

この発明によれば、シリンダ装置の１回の伸縮動作に伴う第２のラックの上下方向の移動によって、可動部に固定された第１のラッチ錠および第２のラッチ錠が第１のラックおおよび第２のラックのそれぞれの歯を乗り越えて上方向へ移動するようにしたので、シリンダ装置の動作回数に応じて可動部の移動距離が決まる。従って、小型かつ低コストのシリンダ装置を使用可能となり、昇降装置を小型化および低コスト化できる。

この発明の実施の形態１に係る昇降装置の基本構成を示す斜視図である。実施の形態１に係る昇降装置における第２のラックとシリンダ装置の取り付け構造を示す図である。実施の形態１に係る昇降装置の昇動作を説明する図である。実施の形態１に係る昇降装置の降動作を説明する図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る昇降装置１の基本構成を示す斜視図である。昇降装置１は、第１のラック１０と、第１のラック１０に対して上下方向に移動可能な第２のラック２０と、マガジンラック１００を載置する可動部３０と、可動部３０を上方向に移動する動力を発生するシリンダ装置４０と、第１のラック１０および第２のラック２０に係止して可動部３０を保持する第１のラッチ錠５０および第２のラッチ錠６０と、ラックとラッチ錠との係止を解除する解除ハンドル７０と、可動部３０の重量と釣り合いを取るバランサ８０とを備えている。

昇降装置１は、枠体２と足部３とで自立している。枠体２または足部３には第１プレート４が固定されており、この第１プレート４には第２プレート５が固定されている。第１のラック１０は、第１プレート４に固定されている。第１のラック１０には、複数の歯１１を上下方向に等ピッチに並べた歯列が形成されている。第２のラック２０にも、複数の歯２１を上下方向に当ピッチに並べた歯列が形成されている。

図２に、第２のラック２０とシリンダ装置４０の取り付け構造を示す。シリンダ装置４０は、Ｌ字板金を用いて第２プレート５に固定されている。一方、シリンダ装置４０のピストンロッド４１の先端は、取付具４２によって第２のラック２０に固定されている。第２のラック２０にはスライドレール４３が上下方向に固定されており、第２プレート５に固定されたガイドブロック４４，４５にガイドされてスライドレール４３が上下方向にスライドすると、第２のラック２０も一緒に上下方向に移動可能になっている。

シリンダ装置４０は、通常はピストンロッド４１を下方向に押し出した状態になっており、シリンダ装置４０が１回動作することによりピストンロッド４１が上方向に縮む動作と下方向に伸びる動作を行う。シリンダ装置４０のピストンロッド４１が上方向に縮む動作をすると、スライドレール４３に沿って第２のラック２０が上方向に移動し、ピストンロッド４１が下方向に伸びる動作をすると、スライドレール４３に沿って第２のラック２０が下方向に移動する。このとき動いているのは、ピストンロッド４１、取付具４２および第２のラック２０であって、第２プレート５およびシリンダ装置４０は動かない。
シリンダ装置４０には空気圧式、油圧式などを使用可能である。

第１のラッチ錠５０、第２のラッチ錠６０、および解除ハンドル７０は錠箱７１に設置されており、この錠箱７１は可動部３０に固定されている。また、第１のラッチ錠５０と第１のラック１０とが対向する位置に配置され、第２のラッチ錠６０と第２のラック２０とが対向する位置に配置されている。可動部３０には、基板を上下方向に重ねて収納可能なマガジンラック１００が載置される。

ここで、図３（ａ）を参照しながら、第１のラック１０と第１のラッチ錠５０との関係、および第２のラック２０と第２のラッチ錠６０との関係を説明する。この図３（ａ）、ならびに後述する図３（ｂ）、図３（ｃ）および図４は、昇降装置１の動作を説明する図であり、昇降装置１のうち、主として第１のラック１０、第２のラック２０、シリンダ装置４０、第１のラッチ錠５０、第２のラッチ錠６０を示している。また、昇降装置１の動作を分かり易くするために、第１のラック１０、第２のラック２０、第１のラッチ錠５０、および第２のラッチ錠６０の配置を図１の配置から変更している。

第１のラック１０の歯１１は鋸歯状であり、第１のラッチ錠５０の上方向への移動を許容するテーパ部１２と、第１のラッチ錠５０の下方向への移動を阻止するストッパ部１３とが設けられている。第２のラック２０の歯２１も鋸歯状であり、第２のラッチ錠６０の上方向への移動を許容するテーパ部２２と、第２のラッチ錠６０の下方向への移動を阻止するストッパ部２３とが設けられている。なお、第１のラック１０と第２のラック２０の歯列のピッチは等しい。

第１のラッチ錠５０は、先端がテーパ状になっており、錠箱７１の内部に設けられた付勢部材（不図示）により第１のラック１０の方向へ付勢されている。第１のラッチ錠５０に上方向の力がかかると、テーパ部１２の形状に沿って第１のラッチ錠５０が錠箱７１内に押し込まれるので、第１のラッチ錠５０が歯１１を乗り越えて上方向に移動する。第１のラッチ錠５０が歯１１のストッパ部１３まで到達すると、付勢部材によって押し出されてストッパ部１３に係止する。
第２のラッチ錠６０も第１のラッチ錠５０と同様の構成であり、第２のラック２０の歯２１に対して係脱可能である。

解除ハンドル７０は、第１のラッチ錠５０および第２のラッチ錠６０と連動するハンドルである。作業者の手動操作またはシリンダ装置等の動力によって解除ハンドル７０が錠箱７１から引き出される方向に作動すると、連動して第１のラッチ錠５０と第２のラッチ錠６０が錠箱７１の内部に引き込まれる。これにより、第１のラッチ錠５０と第１のラック１０との係止が解除され、第２のラッチ錠６０と第２のラック２０との係止が解除される。この状態では、第１のラッチ錠５０と第２のラッチ錠６０が上下方向に自由に移動可能である。

バランサ８０は、可動部３０の重量と釣り合うウエイト８１と、ウエイト８１と可動部３０とに接続したワイヤ８２，８３と、ワイヤ８２，８３を支持してウエイト８１を吊り下げるプーリ８４，８５とから構成されている。

次に、図３（ａ）〜図３（ｃ）と図４を用いて、昇降装置１の動作を説明する。
この例では、ピストンロッド４１のストローク長と、第１のラック１０および第２のラック２０の歯列１ピッチ分の長さとが同じになっている。
図３（ａ）において、一方の第１のラック１０は第１プレート４に固定されて上下方向には動かず、もう一方の第２のラック２０は取付具４２によってピストンロッド４１に固定されて上下方向の移動が可能である。可動部３０に固定された第１のラッチ錠５０および第２のラッチ錠６０が、第１のラック１０および第２のラック２０の歯１１，２１のストッパ部１３Ａ，２３Ａに係止することにより、可動部３０が初期位置Ａで保持される。

図３（ａ）の状態で、シリンダ装置４０がピストンロッド４１を歯列１ピッチ分だけ上方向に引き込むと、ピストンロッド４１と一体に第２のラック２０が上方向に移動する。
このとき、第２のラッチ錠６０は、ストッパ部２３Ａに係止したまま第２のラック２０と一緒に上方向に移動する。一方、第１のラッチ錠５０は、第１のラック１０のテーパ部１２Ａに圧接して錠箱７１の内部に押し込まれながら、上方向に移動し、ストッパ部１３Ａから１ピッチ上のストッパ部１３Ｂに到達すると付勢力によって押し出されてストッパ部１３Ｂに係止する。よって、図３（ｂ）に示すように、可動部３０が、初期位置Ａより歯列１ピッチ分だけ上の上昇位置Ｂで保持される。

シリンダ装置４０は、続けて、引き込んだピストンロッド４１を歯列１ピッチ分だけ下方向に押し出す。すると、第２のラック２０のテーパ部２２Ａが、第２のラッチ錠６０に圧接して第２のラッチ錠６０を錠箱７１の内部に押し込みながら、下方向に移動していく。
第２のラッチ錠６０が、ストッパ部２３Ａから１ピッチ上のストッパ部２３Ｂに到達すると付勢力によって押し出されてストッパ部２３Ｂに係止する。この状態を、図３（ｃ）に示す。第２のラック２０が下方向に移動する間、第１のラッチ錠５０とストッパ部１３Ｂとが係止しているので、可動部３０は上昇位置Ｂに保持される。

図３（ａ）の状態と図３（ｃ）の状態とを比較すると、第１のラッチ錠５０の係止位置が、ストッパ部１３Ａからストッパ部１３Ｂへ、歯列１ピッチ分上昇している。同様に、第２のラッチ錠６０の係止位置も、ストッパ部２３Ａからストッパ部２３Ｂへ、歯列１ピッチ分上昇している。このように、シリンダ装置４０が上下動作を１回行うと、可動部３０が歯列１ピッチ分上昇する。シリンダ装置４０が上下動作を繰り返すことで、図３（ａ）〜図３（ｃ）の状態が繰り返され、可動部３０が歯列１ピッチずつ上昇する。

可動部３０を降下させる場合、作業者等が解除ハンドル７０を引いて第１のラッチ錠５０と第２のラッチ錠６０を錠箱７１に引き込むことにより、第１のラッチ錠５０と第１のラック１０との係止、および第２のラッチ錠６０と第２のラック２０との係止がそれぞれ解除される。この状態を図４に示す。
従って、上昇した可動部３０が一気に最下段まで降下可能になる。作業者等が最下段または任意の高さ位置で解除ハンドル７０を元に戻せば、第１のラッチ錠５０と第２のラッチ錠６０が第１のラック１０と第２のラック２０に係止するのでその高さ位置で可動部３０が保持される。

なお、可動部３０の重量がバランサ８０のウエイト８１と釣り合っているので、可動部３０を上下移動させるための推力は小さくて足りる。そのため、シリンダ装置４０には推力の小さい、小型で、かつ低コストのものを使用可能である。また、作業者等が容易に可動部３０を降下させることができる。
ただし、可動部３０の重量が軽い場合にはバランサ８０を設けなくてもよい。

また、従来は、可動部３０の移動距離を長くするためにシリンダ装置４０のピストンロッド４１のストローク長を長くする必要があったので、シリンダ装置４０が大型になり、かつ高コストになってしまった。これに対し、実施の形態１の昇降装置１では、可動部３０の移動距離を長くするにはシリンダ装置４０のストローク回数を多くすればよいので、小型で、かつ低コストのシリンダ装置４０を使用可能である。

複数の基板を上下方向に重ねて収納したマガジンラック１００を可動部３０に載置する場合、例えば、歯列１ピッチを基板の収納間隔と同じに揃える。その場合、シリンダ装置４０を１回上下動作させると、基板１枚分マガジンラック１００が上昇する。あるいは、歯列１ピッチを基板の収納間隔より短距離にして、基板１枚分マガジンラック１００を上昇させるために、シリンダ装置４０を複数回上下動作させてもよい。このように、歯列１ピッチの設定は任意でよい。
また、可動部３０に載置する物体は、基板を収納したマガジンラック１００に限定されるものではない。

以上より、実施の形態１によれば、昇降装置１は、鋸歯状の歯列が上下方向に形成された第１のラック１０と、鋸歯状の歯列が上下方向に形成され、シリンダ装置４０の上方向に縮む動作および下方向に伸びる動作を受けて第１のラック１０に対して上方向および下方向に移動する第２のラック２０と、可動部３０に固定され、第１のラック１０および第２のラック２０のそれぞれの歯１１，２１に係止して可動部３０を保持し、シリンダ装置４０の１回の伸縮動作に伴う第２のラック２０の上下方向の移動によって前記それぞれの歯１１，２１を乗り越えて上方向へ移動する第１のラッチ錠５０および第２のラッチ錠６０とを備える構成なので、シリンダ装置４０が１回上下動作するごとに、可動部３０に固定された第１のラッチ錠５０および第２のラッチ錠６０が上方向に移動する。そのため、シリンダ装置４０の動作回数に応じて可動部３０の移動距離が決まる。従って、小型かつ低コストのシリンダ装置４０を使用可能となり、昇降装置１を小型化および低コスト化できる。
また、シリンダ装置４０が自動的に可動部３０を上方向に移動させるので、作業者が手動で可動部３０を移動させる必要がない。

また、実施の形態１によれば、シリンダ装置４０が１回上下に伸縮動作するストローク長と、第１のラック１０および第２のラック２０の歯列１ピッチ分の長さ（つまり、図３の初期位置Ａから上昇位置Ｂまでの距離）とを同じにし、シリンダ装置４０が１回上下動作すると、第１のラッチ錠５０および第２のラッチ錠６０が１ピッチ分上方向へ移動して可動部３０を１ピッチ分上方向に移動させるようにした。このため、可動部３０の移動距離に依存することなく、第１のラック１０と第２のラック２０の歯列ピッチにあったストロークのシリンダ装置４０を採用することができる。よって、シリンダ装置４０をさらに小型化および低コスト化できる。

また、実施の形態１によれば、昇降装置１がバランサ８０を備え、バランサ８０が可動部３０の重量との釣り合いをとる構成にしたので、可動部３０を上下方向に移動させるときに必要な推力を小さくできる。よって、シリンダ装置４０をさらに小型化および低コスト化できる。

また、実施の形態１によれば、昇降装置１が解除ハンドル７０を備え、解除ハンドル７０が第１のラッチ錠５０と第１のラック１０との係止、および第２のラッチ錠６０と第２のラック２０との係止を解除する構成にした。このため、上昇した可動部３０を下方向へ移動させることができる。

なお、シリンダ装置４０の取り付け方向を上下逆にしてもよい。その場合、シリンダ装置４０の伸縮動作も上下逆になるため、第２のラック２０は、シリンダ装置４０の上方向に伸びる動作および下方向に縮む動作を受けて第１のラック１０に対して上方向および下方向に移動する。

上記以外にも、本発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、または実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

１昇降装置、２枠体、３足部、４第１プレート、５第２プレート、１０第１のラック、１１，２１歯、１２，２２テーパ部、１３，２３ストッパ部、２０第２のラック、３０可動部、４０シリンダ装置、４１ピストンロッド、４２取付具、４３スライドレール、４４，４５ガイドブロック、５０第１のラッチ錠、６０第２のラッチ錠、７０解除ハンドル、７１錠箱、８０バランサ、８１ウエイト、８２，８３ワイヤ、８４，８５プーリ、１００マガジンラック。

Claims

シリンダ装置の動力によって可動部を上方向に移動させ、かつ任意の高さ位置で保持する昇降装置であって、
鋸歯状の歯列が上下方向に形成された第１のラックと、
鋸歯状の歯列が上下方向に形成され、前記シリンダ装置の上方向に縮む動作および下方向に伸びる動作、または前記シリンダ装置の上方向に伸びる動作および下方向に縮む動作を受けて前記第１のラックに対して上方向および下方向に移動する第２のラックと、
前記可動部に固定され、前記第１のラックおよび前記第２のラックのそれぞれの歯に係止して前記可動部を保持し、前記シリンダ装置の１回の伸縮動作に伴う前記第２のラックの上下方向の移動によって前記それぞれの歯を乗り越えて上方向へ移動する第１のラッチ錠および第２のラッチ錠とを備える昇降装置。
前記シリンダ装置が１回上下に伸縮動作する場合、
先ず、前記シリンダ装置が上方向に動作して、前記第２のラッチ錠が前記第２のラックに係止したまま前記第２のラックを上方向に移動させることによって、前記第１のラッチ錠が係止していた前記第１のラックの歯を乗り越えて上方向の歯に係止しなおし、
次に、前記シリンダ装置が下方向に動作して、前記第１のラッチ錠が前記第１のラックに係止したまま前記第２のラックを下方向に移動させることによって、前記第２のラッチ錠が係止していた前記第２のラックの歯を乗り越えて上方向の歯に係止しなおすことを特徴とする請求項１記載の昇降装置。
前記シリンダ装置が１回上下に伸縮動作するストローク長と、前記第１のラックおよび前記第２のラックの歯列１ピッチ分の長さとが同じであり、前記シリンダ装置が１回上下に伸縮動作すると、前記第１のラッチ錠および前記第２のラッチ錠が１ピッチ分上方向へ移動して前記可動部を１ピッチ分上方向に移動させることを特徴とする請求項１または請求項２記載の昇降装置。
前記可動部の重量との釣り合いをとるバランサを備えることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の昇降装置。
前記第１のラッチ錠と前記第１のラックとの係止、および前記第２のラッチ錠と前記第２のラックとの係止を解除する解除ハンドルを備えることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の昇降装置。