JP2953563B2 - 天井走行車 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の利用分野】この発明はワークを搬送するための
天井走行車に関し、特にその巻き上げユニットの小形化
に関する。

【０００２】

【従来技術】工場等での仕係り品や製品（ワーク）の搬
送のために、天井走行車が用いられる。天井走行車は建
屋の天井に沿って敷設したレールを例えば懸垂しながら
走行し、本体に設けた巻き上げユニットでハンドを巻き
上げあるいは巻き下げし、ワークをハンドが保持して搬
送する。

【０００３】ところで天井走行車には、小型化が要求さ
れる。このことは例えばクリーンルーム内で半導体基板
や半導体チップを搬送する場合に重要で、クリーンルー
ムをにはかなりの施設費が必要なため、天井走行車が占
める容積をできる限り小さくすることが好ましい。

【０００４】

【発明の課題】この発明の課題は、天井走行車の巻き上
げユニットを小型化することにある（請求項１，２）。

【０００５】

【発明の構成】この発明は、建屋の天井に沿って敷設し
たレールに支持されて走行する台車と、台車の下部に設
けた巻き上げユニットを備えた本体と、該巻き上げユニ
ットにより昇降するハンドとを備えた天井走行車におい
て、前記巻き上げユニットの底部にドラムを３個設けて
三角形の各辺に沿って配置すると共に、モータを前記三
角形の頂点と中心部とを結ぶ線に沿って配置し、さらに
前記三角形の中心部に、方向が高さ方向に沿い、駆動ギ
アと伝達部とを備えた共通軸を設けて、前記モータを前
記駆動ギアに接続して前記伝達部を回転させ、該伝達部
により前記ドラムを回転させて、前記ハンドを昇降させ
るように構成したことを特徴とする。駆動ギアにはハイ
ポイドギアやベベルギア等を用い、回転軸の方向をほぼ
直角に変更するものを用いる。駆動ギアには好ましく
は、薄くしかも動力伝達が確実なハイポイドギアを用い
る。

【０００６】また好ましくは、前記モータを２個設ける
と共に、前記モータとは別体にブレーキを設けて、これ
らをそれぞれ前記三角形の各頂点と中心部とを結ぶ線に
沿って配置する。

【０００７】

【発明の作用と効果】この発明では、巻き上げユニット
の底部に巻き上げ用のドラムと駆動モータとを配置し、
モータの回転を駆動ギアでほぼ水平方向から高さ方向に
変換し、伝達部でドラムに伝達する。駆動ギアと伝達部
は共通軸を有し、高さ方向に重なる。回転方向について
見ると、モータのほぼ水平方向を中心とする回転を駆動
ギアで高さ方向を中心とする回転に変換し、伝達部も高
さ方向を中心に回転する。そして例えば伝達部の回転を
他のギアに伝え、ベベルギア等で回転軸の方向を再度水
平方向に変換しドラムを駆動する。伝達部からドラムへ
の駆動には、例えばプーリを用いても良い。このためモ
ータとドラムとを巻き上げユニットの底部に高さを揃え
て配置でき、巻き上げユニットの高さを小さくできる。
さらに駆動ギアと伝達部を上下に揃え、これらが占める
面積を小さくできる（請求項１，２）。

【０００８】この発明では、３個のドラムを三角形状に
配置し、共通軸を三角形の中心部に配置する。すると三
角形の頂点と中心とを結ぶ線に沿って隙間ができ、ここ
にモータを配置する。このためモータを前記の隙間に配
置でき、巻き上げユニットの平面寸法を小さくできる。

【０００９】ここでモータとブレーキとを分離し、かつ
モータを２組設けると、配置すべきモータとブレーキは
合計で３個となり、各々をドラムが構成する三角形の頂
点と中心とを結ぶ線に収容する。またモータを２組用い
て各々を小型化し、かつブレーキをモータと別体にし
て、モータをさらに小型化する。このようにして構成し
た巻き上げユニットでは、ドラム，モータ，ブレーキの
荷重を巻き上げユニットの中心部に対して均等に配置
し、荷重の分散によりユニットが安定になる（請求項
２）。

【００１０】

【実施例】図１〜図８に実施例の天井走行車を示す。最
初に天井走行車の全体構造と台車の構造を示す。図８に
天井走行車２の全体構造を示すと、０１はクリーンルー
ムや工場等の建物の天井に沿って敷設したレールで、０
２はレール部、０３は天井走行車２と管理センター間の
通信ケーブルである。天井走行車２は２台の台車４，４
を備え、各台車４はバンパー６を備えている。台車４，
４には図１〜図３に示すピボット軸で本体８を連結し、
本体８の下部には巻き上げユニット１０がある。そして
巻き上げユニット１０はハンド１２を昇降させ、ハンド
１２が半導体基板を収容したＳＭＩＦポッド等のワーク
０４を保持して搬送する。１４，１４は一対の落下防止
部材で、ハンド１２を巻き上げワーク０４を搬送する際
に、ワーク０４の落下を防止するためのものである。

【００１１】

【台車】図１に、天井走行車２の進行方向と垂直な方向
から見た台車４，４の構造を示し、図２に台車４，４を
天井側から見た構造を、図３にレール０１に垂直な方向
での台車４の断面を示す。これらの図ではいずれも台車
４，４のカバー等を取り除いて示す。レール０１に対す
る台車４，４の取付を示すため図３を参照すると、０５
はレール０１の支持体で、レール０１の高さ調節機能を
有し、カバー０６により被覆されている。また０８は天
井走行車２に給電するための架線で、０９は停止位置等
を天井走行車２に伝達するためのマークである。

【００１２】図１〜図３に示すように、各台車４の長手
方向（レール０１に平行な方向）に沿ってほぼ水平に走
行モータ１６を設け、そのモータ軸２０はほぼ水平で、
例えば水平面に対して±１０度の範囲にある。走行モー
タ１６にはブレーキを設けず、電磁ブレーキ等のブレー
キ１８を別体に設ける。モータ軸２０とブレーキ１８の
ブレーキ軸２２をハイポイドギア２４に接続し、回転方
向を９０度変換して走行軸２５を回転させ、走行車輪２
６を駆動する。ここでは走行車輪２６は回転面が鉛直で
あるが、水平でも良い。２８は各台車４がレール０１か
ら外れるのを防止するためのガイドローラで、例えば台
車４毎に図２，図３に示すように８個ずつ設ける。また
バンパー６の先端にもガイドローラ２８，２８を設け、
バンパー６がレール部０２を滑らかに走行するようにす
る。３０は垂直軸回りに回転自在な集電子で、架線０８
から受電し、走行モータ１６等に給電する。

【００１３】３２，３２はピボット軸で、台車４，４を
本体８に連結する。この結果、一対の台車４，４は本体
８に対してボギー台車として作用する。また３４，３４
はバンパー６，６を台車４，４に連結するピボット軸
で、台車４，４のカバー１５，１５に連結してある。バ
ンパー６はガイドローラ２８でレール部０２上を走行
し、ピボット軸３４により台車４に対して向きを変える
ことができる。バンパー６，６の先端には近接センサ３
６を設け、先行する走行車や障害物等を検出する。また
３８はマーク０９に対向して設けた読み取りセンサで、
本体８に内蔵した制御データを補助して停止位置等を検
出する。

【００１４】台車４，４の特徴を説明する。クレーンル
ーム等で使用する天井走行車２では、容積が小さいこと
が重要である。台車４の場合、レール０１の長手方向に
沿ったスペースは天井走行車２に割り当てられているの
で、レール０１に対する台車４，４の横幅や高さを小さ
くすることが重要である。実施例では、各台車４の長手
方向に沿った中心部付近に走行車輪２６があり、その片
側に走行モータ１６があり、他方にブレーキ１８があ
る。そして走行モータ１６は部分的に台車４から突き出
している。モータ軸２０やブレーキ軸２２はほぼ水平
で、例えば水平面に対して±１０度の範囲にあり、その
向きは台車４の進行方向に平行である。このためモータ
１６やブレーキ１８の長手方向はレール０１の長手方向
と平行になり、台車４，４の高さや幅が減少する。モー
タ軸２０やブレーキ軸２２はハイポイドギア２４に接続
し、回転軸の方向を直角に変換して走行車輪２６を駆動
する。なおハイポイドギア２４では、その軸方向とモー
タ軸２０やブレーキ軸２２の軸方向は交わらず、例えば
図１ではモータ軸２０とブレーキ軸２２との方向を重ね
ず単に平行に配置してある。そしてハイポイドギア２４
を用いると、ベベルギアに比べ薄いギアで確実に動力を
伝達でき、このためギア部の厚さを小さくし、台車４，
４の高さを小さくできる。

【００１５】走行モータ１６とブレーキ１８は別体にし
て、走行車輪２６を中心にほぼ対向させて配置してあ
る。モータ１６とブレーキ１８を別体にしたので、モー
タを小形化でき、これらの荷重は走行車輪２６の両側に
分散して安定になる。仮にブレーキ１８を走行モータ１
６と一体にすれば、モータが大型化し、かつ走行車輪２
６を台車４のほぼ中央に配置しなければならないため、
台車４が大形化する。また荷重が台車４の一方に集中し
不安定となる。

【００１６】次に本体８に対して、２台の台車４，４を
分離し、ピボット軸３２，３２で連結する。台車４毎に
モータ１６等を設けるので、モータ１６やブレーキ１８
の径が減少し、台車４，４の高さや幅が減少する。また
台車４，４を本体８にピボット連結したので、図４に示
すように、天井走行車２はカーブを滑らかに曲がること
ができ、ワーク０４の揺れが小さい。また前後のバンパ
ー６，６をピボット軸３４で台車４，４に連結したの
で、バンパー６，６はレール０１の向きに沿って台車４
に対して曲がり、近接センサ３６で先行する他の天井走
行車を確実に検出することができ、また仮に衝突した場
合にも台車４が直接衝突するのを防止することができ
る。これに対してバンパー６，６を台車４，４にピボッ
ト連結しないと、近接センサ３６の向きが台車４の向き
に固定され、カーブで先行する走行車２を検出できない
ことが生じる。

【００１７】

【巻き上げユニット】図５〜図７に、実施例の巻き上げ
ユニット１０を示す。図５，図６に示すように、巻き上
げユニット１０は本体８の下部に支持され、４０は巻き
上げユニットベースで、その底面には３つの巻き上げド
ラム４２が配置して有る。各巻き上げドラム４２は２つ
の部分に分かれ、１つのドラム４２で２本のロープやベ
ルトあるいはテープ等を巻き上げるようにし、合計で６
本のロープ８０を用いてハンド１２を巻き上げる。また
巻き上げドラム４２は例えば正三角形の各辺に沿って配
置し、ユニット１０の中心部からみたドラム４２の外側
には、外れ防止ローラ４４を設けて、ロープ８０がドラ
ム４２から外れるのを防止する。

【００１８】４６，４６は２組の巻き上げモータで、電
磁ブレーキ等のブレーキ４８を別体に配置した。５０は
モータ軸、５２はブレーキ軸で、軸方向はほぼ水平で例
えば水平面から±１０度の範囲に配置する。これらの結
果、モータ４６，４６とブレーキ４８を、ドラム４２と
ほぼ同じ高さに揃えて、ほぼ水平に配置できる。巻き上
げユニット１０の中心部、即ち３個のドラム４２が構成
する三角形の中心には、ハイポイドギア５４等の駆動ギ
アを設け、共通軸５５に伝達用の平歯車５６を設ける。
ハイポイドギア５４はモータ４６の水平方向を中心とし
た回転を高さ方向を中心とした回転に変換し、ベベルギ
ア等でも良いが、薄くかつ確実に動力を伝達できるの
で、ハイポイドギア５４が好ましい。平歯車５６はドラ
ム４２側の平歯車５８を介して、ドラム４２を駆動す
る。平歯車５８の回転軸にはベベルギア６０を設けて、
ドラム４２のベベルギア６２を回転させる。平歯車５
８，５８に替えて、ヘリカルギア等を用いても良い。

【００１９】６４はハンド１２との位置決め用のガイド
ピンで、７０は巻き上げユニット１０を本体８に対して
横方向に移動させるための横移動モータ、７２はそのブ
レーキ、７４はプーリで、モータ７０の回転をプーリ７
４からボールネジ７６に伝達し、ボールネジ７６をユニ
ット１０と一体にして、横移動レール７８上をユニット
１０が移動できるようにする。

【００２０】図６を参照して実施例の動作を示すと、ハ
ンド１２の３点、例えばＰにロープ８０を取り付け、各
点からロープ８０は２つに分かれて上に延び、三角形の
２辺に配置した２つのドラム４２，４２で巻取る。ここ
でハンド１２が最も下降している位置では、ロープ８０
はドラム４２の内側にあり、巻き上げが進むと巻取り位
置はドラム４２の外側へと移動する。この結果、各点Ｐ
を頂点としてロープ８０は２等辺三角形上にあり、２つ
のドラム４２，４２での巻取り位置の間隔は、ハンド１
２が上昇するにつれて減少する。このためハンド１２が
下にある位置では、巻取り位置の間隔が大きく、ハンド
１２が上昇すると巻取り位置の間隔が小さくなり、同じ
点に固定した２本のロープ８０がなす角を、ハンド１２
の昇降によらずほぼ一定にできる。このためハンド１２
を、高さ位置によらず安定に保持でき、しかも巻き上げ
に必要なトルクがほぼ一定になる。即ち２つのロープ８
０，８０がなす角が大きい程ハンド１２を安定に保持で
きるが、その反面で巻き上げに必要なトルクが増加する
のである。そして実施例では２つのロープのなす角を高
さによらず一定に近づけ、ほぼ一定のトルクで安定にハ
ンド１２を巻き上げあるいは巻下げする。また実施例で
は、６本のロープ８０を用いてハンド１２を昇降させる
ので、仮に１本のロープが切断してもハンド１２は傾か
ず、安定にワーク０４を搬送できる。

【００２１】次に、巻き上げユニット１０のサイズにつ
いて考える。図５，図６から明らかなように、モータ４
８とドラム４２の高さ方向の位置を揃えて、ほぼ水平に
配置する。このため巻き上げユニット１０の高さが減少
し、かつハイポイドギア５４と平歯車５６を上下に重ね
ることにより、これらが占める面積を小さくする。モー
タ４６からの回転の伝達を考えると、ほぼ水平方向に回
転軸があるモータ４６の回転をハイポイドギア５４でほ
ぼ直角に変換して、平歯車５６，５８に伝え、ベベルギ
ア６０，６２で再度水平方向の回転に変換してドラム４
２に伝達する。

【００２２】３個のドラム４２は正三角形の３辺上にあ
り、その各頂点位置と中心のハイポイドギア５４を結ぶ
線上にスペースが生じる。モータ４６，４６並びにブレ
ーキ４８はこの線上に配置され、ユニット１０の平面寸
法を最小にできる。またモータ４６，４６からブレーキ
４８を分離したので、各モータ４６，４６のサイズを小
さくでき、しかもハイポイドギア５４を中心にして、ド
ラム４２やモータ４６，ブレーキ４８をほぼ均等に配置
したので、巻き上げユニット１０への荷重が均等に分散
する。この結果、例えば横移動レール７８を用いた巻き
上げユニット１０の横方向移動が容易になる。

【００２３】実施例では台車４，４の構造を含めて説明
したが、台車４，４の構造自体は任意である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の天井走行車の台車部の要部正面図

【図２】 実施例の天井走行車の台車部の要部平面図

【図３】 実施例の天井走行車の台車部の鉛直面での
要部断面図

【図４】 実施例の天井走行車が台車部のカーブの走
行状態を示す図

【図５】 実施例の巻き上げユニットの要部正面図

【図６】 実施例の巻き上げユニットの底面図

【図７】 実施例の巻き上げユニットでのモータ，ブ
レーキ，ハイポイドギアの接続を示す図

【図８】 実施例の天井走行車の斜視図

【符号の説明】

０１ レール ４０ 巻き
上げユニットベース ０２ レール部 ４２ 巻き
上げドラム ０３ 通信ケーブル ４４ 外れ
防止ローラ ０４ ワーク ４６ 巻き
上げモータ ０５ 支持体 ４８ ブレ
ーキ ０６ カバー ５０ モー
タ軸 ０７ 天井 ５２ ブレ
ーキ軸 ０８ 架線 ５４ ハイ
ポイドギア ０９ マーク ５５ 共通
軸 ２ 天井走行車 ５６ 平歯車 ４ 台車 ５８ 平歯車 ６ バンパー ６０ ベベル
ギア ８ 本体 ６２ ベベル
ギア １０ 巻き上げユニット ６４ ガイ
ドピン １２ ハンド ７０ 横移
動モータ １４ 落下防止部材 ７２ ブレ
ーキ １５ カバー ７４ プー
リ １６ 走行モータ ７６ ボー
ルネジ １８ ブレーキ ７８ 横移
動レール ２０ モータ軸 ８０ ロー
プ ２２ ブレーキ軸 ２４ ハイポイドギア ２５ 走行軸 ２６ 走行車輪 ２８ ガイドローラ ３０ 集電子 ３２ ピボット軸 ３２ ピボット軸 ３６ 近接センサ ３８ 読み取りセンサ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建屋の天井に沿って敷設したレールに支
   持されて走行する台車と、台車の下部に設けた巻き上げ
   ユニットを備えた本体と、該巻き上げユニットにより昇
   降するハンドとを備えた天井走行車において、 前記巻き上げユニットの底部にドラムを３個設けて三角
   形の各辺に沿って配置すると共に、モータを前記三角形
   の頂点と中心部とを結ぶ線に沿って配置し、さらに前記
   三角形の中心部に、方向が高さ方向に沿い、駆動ギアと
   伝達部とを備えた共通軸を設けて、前記モータを前記駆
   動ギアに接続して前記伝達部を回転させ、該伝達部によ
   り前記ドラムを回転させて、前記ハンドを昇降させるよ
   うに構成したことを特徴とする、天井走行車。
2. 【請求項２】 前記モータを２個設けると共に、前記モ
   ータとは別体にブレーキを設けて、これらをそれぞれ前
   記三角形の各頂点と中心部とを結ぶ線に沿って配置した
   ことを特徴とする、請求項１の天井走行車。