JP4185826B2 - 物品搬送装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、工場、倉庫などにおいて多数の搬送物を搬送するために使用される物品搬送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、次のような推進機構による搬送装置が開発され、実用化されている。
【0003】
このタイプの搬送装置では、搬送経路に沿って、軸回りに回転させられるドライブシャフトを設け、このドライブシャフトの外周面に、斜めの角度で推進ホイールを圧接してある。そのため推進ホイールは、ドライブシャフトの回転に従って回転する。このとき推進ホイールには、ドライブシャフトの軸方向の推進力も生じる。この推進力を利用することにより、物品を積載した台車等を、搬送経路に沿って走行させるようにした搬送装置として、例えば、下記特許文献1に記載されているものがある。
【0004】
また、このタイプの搬送装置では、搬送経路に沿って設けられるドライブシャフトが、極めて長大となるため、保守等の際にはその扱いが面倒であった。そのため、ドライブシャフトを分割式にして、取り扱いを容易にした技術が開発されている。このような技術については、例えば下記特許文献2に記載されている。
【0005】
【特許文献1】
特開平10−297478号公報
【特許文献2】
特開平10−291474号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、ドライブシャフトがその全長に渡って常に駆動されているため、搬送路上にあるキャリア、すなわち搬送物は、常に移動し続けている。
【0007】
また、搬送物の積み卸し等の作業のためには、専用の作業エリアを設け、ここで、キャリアを一旦、搬送路から降ろして行っていた。そのため、搬送経路の本線部分と作業エリアとを繋ぐ専用の搬送経路(分岐線)、および分岐装置等を設ける必要があった。しかし、このような作業エリアや分岐線等は、設置スペースの増大、装置コストの増大の要因となることは言うまでもない。
【0008】
本発明は、上述の問題点に鑑みて、ドライブシャフトの一部分のみの回転を、一時的に、停止させることができるようにすることにより、専用の作業エリア、分岐線等を設けることなく、搬送物の積み卸し等を行なうことができるようにした物品搬送装置を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、上記課題は、次のようにして解決される。
【0010】
(1)搬送経路に沿って敷設され、かつ軸線まわりに回転させられるドライブシャフトの外周面へ、推進ホイールを斜めの角度で圧接することにより、該推進ホイールに生じる前記ドライブシャフトの軸方向への推進力を利用して、該推進ホイールが設けられた搬送台車を前記搬送経路に沿って走行させるようにした物品搬送装置において、ドライブシャフトを、モータにより回転させられる駆動シャフトと、互いに軸線方向に離間するようにして一直線上に配設された1対の駆動シャフトを互いに同期回転するように連結する小径の伝達軸に、該伝達軸及び前記駆動シャフトに対して相対回転自在に外嵌され、かつ外径が前記駆動シャフトの外径と同径をなす従動シャフトとをもって構成し、前記駆動シャフトの回転力を、前記従動シャフトに伝達したり、非伝達としたりするクラッチ機構を設け、このクラッチ機構が、駆動シャフトの外周面と、従動シャフトの外周面とに圧接して、駆動シャフトの回転力により回転させられて、その回転力を従動シャフトに伝達する伝達ローラと、この伝達ローラを、前記両シャフトに圧接する位置と、それらから離間する位置とに移動させる移動手段とを備えるものとすることにより、前記ドライブシャフトの一部を、予め定められた領域において、他部より独立して回転を停止しうるように構成する。
【0011】
(2)上記( 1 )項において、伝達ローラと同時に移動させられるようにして移動手段に連係され、伝達ローラが駆動シャフト及び従動シャフトから離間する位置に達したとき、従動シャフトの外周面に圧接して、従動シャフトを制動し、かつ伝達ローラが前記両シャフトに圧接する位置に達したとき、従動シャフトから離間するようにしたブレーキパッドを設ける。
【0012】
(3)上記( 2 )項において、ドライブシャフトと平行の軸をもって固定体に枢支された支持アームにより、伝達ローラとブレーキパッドとを、ドライブシャフトの両側方に位置するように支持し、移動手段をもって、前記支持アームを軸まわりに回動させることにより、伝達ローラとブレーキパッドとを、従動シャフト等に交互に圧接させるようにする。
【0013】
(4)上記( 1 )〜( 3 )項のいずれかにおいて、従動シャフトの両端外側方において、固定体に設けた軸受板に、伝達軸を枢支する。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。
この物品搬送装置(1)は、回転するドライブシャフト(3)の外周面に、その中心軸線に対して斜めの角度で接触させた推進ホイール(58)により生じる推進力を利用して、様々な物品を搬送するようになっている。
【0015】
特に、この実施形態においては、ドライブシャフト(3)の一部を、他部から独立して、単独で駆動を停止できるようにしたことを主な特徴としている。
【0016】
まず、本実施形態の物品搬送装置(1)の概要を説明する。
この物品搬送装置(1)における搬送路(2)は、予め定められた搬送経路に沿って、ドライブシャフト(3)等を床面上に敷設して構成されている。ドライブシャフト(3)は、駆動モータ(4)によって軸線回りに回転させられる。
【0017】
搬送経路がカーブしている部分については、ドライブシャフト(3)は、弾性変形可能な柔軟な可撓性チューブにより形成されている。従って、カーブしている部分であっても、ドライブシャフト(3)は軸回りに回転させられる。
【0018】
実施形態においては、クラッチ機構(5)を作動させることによって、ドライブシャフト(3)をその領域ごとに、独立して駆動を停止できるようになっている。
【0019】
ドライブシャフト(3)の上には、搬送物が積載されて移動する走行台車(6)が複数台載せられている。走行台車(6)は、底部に推進ホイール(図示略)を備えている。推進ホイールは、ドライブシャフト(3)の回転方向に対して斜めの角度をもって、外周面に当接させられている。
【0020】
このような構成により、推進ホイールとドライブシャフト(3)との相互作用に起因して推進力が生じる。走行台車(6)は、ガイドレール等によって案内されつつ、この推進力によって、ドライブシャフト(3)に沿って走行することになる。
【0021】
走行台車(6)への搬送物の積み卸し作業は、ドライブシャフト(3)のうち、所望の作業エリア(E)の周辺領域だけを停止させて行う。作業中も、他の領域は駆動させ続けるので、該作業の対象となっていない領域の走行台車(6)は移動を続ける。積み卸し作業の完了後は、駆動を再開することにより、これらの走行台車(6)は搬送路に沿って移動してゆく。
【0022】
実施形態のドライブシャフト(3)は、図2に示すとおり、1列に並べて配設した複数の駆動シャフト(20)の任意のものの間に、外径が駆動シャフト(20)の外径と同一の従動シャフトユニット(30)を配設することにより構成されている。
【0023】
駆動シャフト(20)は、ドライブシャフト(3)のうち、物品搬送装置の稼働中、基本的には常に回転させられる部分を構成している。各駆動シャフト(20)は、図3に示すとおり、中空の円筒状部材であり、その内周面には、駆動シャフト(20)の軸方向に延びるスプライン状の凹凸(22)が形成されている。
【0024】
駆動シャフト(20)の回転駆動は、搬送経路の各所に設けられた駆動モータ(4)によって、推進ホイールの走行の妨げとならないように掛け回されたベルトドライブ(図示略)によってなされている。
【0025】
従動シャフトユニット(30)は、ドライブシャフト(3)のうち、該物品搬送装置の稼働中、必要に応じて、回転を単独で停止しうる部分を構成している。
【0026】
従動シャフトユニット(30)は、図4に示すとおり、駆動シャフト(20)と外径が等しい円筒状の従動シャフト(32)を備えている。従動シャフトユニット(30)を構成する部材の中では、従動シャフト(32)が実質的なドライブシャフトとしての役割を負っている。すなわち、走行台車(6)に設けられた推進ホイールに直接接してこれを回転させるのは、この従動シャフト(32)である。
【0027】
従動シャフト(32)の回転/停止は、従動シャフトユニット(30)に連結された駆動シャフト(20)の回転力を、従動シャフト(32)へ伝達するか否かを、クラッチ機構(5)の状態を切り替えることでなされる。
【0028】
従動シャフトユニット(30)には、その両側に接続される駆動シャフト(20)(20)の相互間で回転力を伝達するための機構が設けられている。この機構の詳細は次の通りである。
【0029】
従動シャフトユニット(30)には、従動シャフト(32)をその軸方向に貫通する小径の伝達軸(34)が設けられている。伝達軸(34)と従動シャフト(32)との間には、ベアリング(36)が設けられており、両者は相対回転可能な状態とされている。
【0030】
伝達軸(34)の両端には、駆動シャフト(20)との連結機構である連結部(38)が設けられている。連結部(38)は、伝達軸(34)と一体に構成されている。従って、いずれか一方の連結部(38)が回転させられると、伝達軸(34)を介して、他方の連結部(38)も同様に回転するようになっている。
【0031】
連結部(38)のうちの、伝達軸(34)に固嵌した挿入部材(40)(後述するストッパ部(46)を除いた領域)を駆動シャフト(20)の端部開口部に差し込むことにより、両者は連結されている。
【0032】
挿入部材(40)の外周面に形成されたスプライン状の凹凸(42)は、駆動シャフト(20)の内面の凹凸(22)にほぼ補形をなす形状とされている。また、挿入部材(40)の外端部には、先細りのテーパ部(44)が形成されている。
【0033】
連結部(38)のうち、従動シャフト(32)に隣接した部分、すなわちストッパ部(46)は、外径が従動シャフト(32)と同寸とされている。また、この領域部分と従動シャフト(32)との間には、ベアリング(48)が設けられており、このベアリング(48)により、伝達軸(34)は、従動シャフト(32)の両側方において、固定体に固定された軸受板(50)に枢支されている。
【0034】
次に、クラッチ機構(5)について、図5、図6および図7を参照して説明する。
クラッチ機構(5)は、従動シャフト(32)を回転させたり、その回転を停止させたりするための機構である。実施形態では、この回転/停止を、従動シャフト(32)に隣接した駆動シャフト(20)の回転力を伝達するか否かによって、切り替えるようになっている。
【0035】
この実施形態における該機構の具体的構成は、次のとおりである。クラッチ機構(5)は、駆動シャフト(20)と従動シャフト(32)との接続部付近に配置されている。クラッチ機構(5)は、移動手段であるエアシリンダ(64)によって、支持軸(54)を中心として回動可能に構成された支持アーム(52)を備えている。支持アーム(52)の先端部には、伝達ローラ(56)およびブレーキパッド(62)が設けられて備えられている。
【0036】
伝達ローラ(56)は、駆動シャフト(20)の外周面と従動シャフト(32)の外周面との両方に接触することにより、駆動シャフト(20)の回転力を従動シャフト(32)に伝達する役割を果たしている。
【0037】
伝達ローラ(56)は、駆動シャフト(20)と従動シャフト(32)との両方に対して十分な接触面積を確保しつつ接することが必要であるため、ドライブシャフト(3)の軸方向(図6における上下方向)に比較的長く構成されている。実際には、2個のローラ(58)(従動シャフト(32)に接する役割を果たすローラ(58a)、駆動シャフト(20)に接する役割を果たすローラ(58b))を、軸(60)をもって一体的に固着することにより構成されている。
【0038】
ブレーキパッド(62)は、従動シャフト(32)にブレーキをかけるためのものであり、従動シャフト(32)の側にだけ設けられている(図6参照)。
【0039】
これらは、支持アーム(52)の回動に伴って、いずれか一方が選択的にドライブシャフト(3)に圧接されるように構成されている。すなわち、クラッチ機構(5)はエアシリンダ(64)の状態に応じて、2つの異なる状態(「駆動状態」、「停止状態」)を取ることができる。「駆動状態」では、伝達ローラ(56)がドライブシャフト(3)に圧接しており、ブレーキパッド(62)は離間している(図5参照)。「停止状態」では、ブレーキパッド(62)がドライブシャフト(3)に圧接しており、伝達ローラ(56)は離間している(図7参照)。
【0040】
クラッチ機構(5)は、従動シャフト(32)ごとに設けられている。また、各クラッチ機構(5)は、それぞれが操作スイッチ(不図示)を備えている。この操作スイッチを操作することにより、各クラッチ機構(5)は、他のクラッチ機構(5)とは独立して、その状態(「駆動状態」、「停止状態」)を切り替えることができる。
【0041】
次に動作について説明する。
【0042】
(1)搬送路の組み立て作業(図2、図3参照)
搬送路、特に、ドライブシャフト(3)の組み立ては、従動シャフトユニット(30)と駆動シャフト(20)とを交互に、または駆動シャフト(20)のみを連設させて、順次連結させてゆくだけで完成される。連結は、単に、従動シャフトユニット(30)の挿入部材(40)を駆動シャフト(20)の端部開口部に差し込むことで可能である。
【0043】
駆動シャフト(20)(20)同士の連結は、2個の挿入部材(40)(40)を、背中合わせとして、短寸の軸(図示略)で結合したものを用いて行なうのが好ましい。
【0044】
この実施形態では、挿入部材(40)の外端をテーパ部(44)としているため、連結作業は容易である。連結作業の作業性を考慮した場合、両者間の嵌合をある程度緩くしておいてもよい。
【0045】
連結状態において、駆動シャフト(20)の内周面の凹凸(22)と、挿入部材(40)の外周面の凹凸(42)とが互いに噛合することにより、駆動シャフト(20)と連結部(38)とは、それらの間でスリップなどが生じることなく、確実に結合され、駆動力は確実に伝達される。
【0046】
連結作業の際に挿入部(40)を差し込み過ぎて、駆動シャフト(20)と従動シャフト(32)とが接触してしまうことが考えられる。しかし、この実施形態では、ストッパ部(46)を設けてあるため、駆動シャフト(20)が従動シャフト(32)に接触するようなことはない。従って組み立て作業者は、ストッパ部(46)が駆動シャフト(20)に当たるまで、無造作に押し込むだけでよく、押し込み量の微妙な調整等は不要である。
【0047】
搬送路の全長に比べて駆動シャフト(20)および従動シャフト(32)を十分に短くできるため、これらの部品を、運送、組み立て等する際の取り扱いが容易である。従って、物品搬送装置を設置する際の費用も少なくて済む。
【0048】
(2)搬送動作(図2、図5、図7参照)
初期状態として、すべてのクラッチ機構(5)は「駆動状態」、すなわち、伝達ローラ(56)が従動シャフト(32)に圧接されており、ブレーキパッド(62)は離間した状態にあるものとする(図5参照)。
【0049】
この状態において、駆動モータ(4)を駆動させると、駆動力は、伝達軸(34)を介してすべての駆動シャフト(20)に伝達され、駆動シャフト(20a)(20b)(20c)はすべてが回転する。また、駆動シャフト(20)の回転力は、伝達ローラ(56)によって従動シャフト(32)にも伝えられる。その結果、従動シャフト(32a)(32b)も回転する。この状態では、走行台車(6)は、搬送経路の全周に渡って移動することになる。
【0050】
作業者は、所望の作業エリア(E)にて待機している。これ以降は、図2における作業エリア(Ea)に作業者がいるものとする。
【0051】
所望の物品を積んだ走行台車(6)が、当該作業エリア(Ea)に来たとき、作業者は当該作業エリア(Ea)のクラッチ機構(5a)を「停止状態」に切り替える(図7参照)。この「停止状態」では、伝達ローラ(56)が従動シャフト(32)から離間しているため、駆動シャフト(20)から従動シャフト(32)へと駆動力が伝達されなくなる。ブレーキパッド(62)が従動シャフト(32)に圧接し、その従動シャフト(32)の回転にブレーキをかける。
【0052】
したがって、伝達ローラ(56)の離間後も、慣性によって従動シャフト(32)が回転することは抑制される。これにより、従動シャフト(32)(すなわち、所望の走行台車(6))は即座に停止する。停止指示後も、しばらく搬送物が移動してしまうようなことはない。
【0053】
なお、この「停止状態」であっても、伝達軸(34)による駆動力の伝達はなされている。従って、「停止状態」であっても、駆動シャフト(20a)(20b)(20c)は回転を続けている。また、他の従動シャフト(32b)も回転を続けている。従って、停止させられた従動シャフト(32a)以外の領域では、走行台車(6)は移動を続けており、搬送経路全体としてみた場合、物品の搬送が停滞しているわけではない。
【0054】
所望の走行台車(6)を停止させると、作業者は、その走行台車(6)へ荷物の積み卸し作業を行う。この間に、搬送経路上流側から新たな走行台車(6)が従動シャフト(32a)に到達することも考えられる。この場合には、該領域での搬送が再開されるまで、当該走行台車(6)は駆動シャフト(20a)と従動シャフト(32a)との境界付近に留まっていることになる。
【0055】
作業の完了後は、クラッチ機構(5a)「駆動状態」へと戻す。すると、駆動シャフト(20a)から従動シャフト(32a)へと駆動力が再び伝達されるようになり、また、従動シャフト(32a)のブレーキが解除される。これにより、当該従動シャフト(32a)は、再び回転を開始する。すなわち、該作業エリア(Ea)における搬送が再開される。
【0056】
以上説明したとおり、本実施形態の物品搬送装置では、専用の作業エリアや分岐線等を別途設けることなく、搬送路上において、搬送物の積み卸し作業が可能である。この装置は、例えば第1作業工程から第2作業工程へ向かう中間に位置して使用する場合に最適である。
【0057】
また、駆動シャフト(20)、従動シャフトユニット(30)、クラッチ機構(5)などは、構造が単純であるため、故障が少なく信頼性が高い。装置が大型化することもない。クラッチ機構(5)は、ドライブシャフト(3)とは別個に設けられているため、クラッチ機構(5)に万が一不具合が生じた場合でも、容易に取り替え可能である。ドライブシャフト(3)自体を分解等する必要はないため、保守も容易である。
【0058】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、クラッチ機構(5)に代えて、従動シャフトユニット(32)自体に駆動力の伝達/伝達解除を行う機構を内蔵するようにしてもよい。
【0059】
ドライブシャフトを複数の区間に分割し、各区間ごとに専用のモータで駆動するようにしてもよい。このようにすれば、ドライブシャフトを、各区間ごとに自由に駆動させたり、停止させたりすることができる。このような構成では、駆動シャフトおよび従動シャフトといった区別をする必要がない。この場合には、モータ自身にブレーキの役割を果たさせることも可能である。
【0060】
上記実施形態では、駆動シャフト(20)と従動シャフト(32)とを交互に連結したが、挿入部材(40)と同様の構造を備えたジョイント部材を用い、駆動シャフト(20)同士を直接連結するようにしてもよい。このような構成も併用すれば、駆動シャフト(20)の長さの規格化(単一化)を図りつつ、作業エリアにだけ従動シャフトユニット(30)を設けることが可能になる。これは、システム全体の装置コストの引き下げにつながる。
【0061】
駆動シャフト(20)、従動シャフトユニット(30)を、ガイドレール等と同じ長さにしておけば、搬送路を構成する様々な部品を予め組み付けたユニットを構成することができる。このようなユニット化を図れば、搬送路組み立ての手間を大幅に省力化できる。
【0062】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、省スペースで、しかも、設置および運用のコストの低い、物品搬送システムが実現できる。より詳細には以下の通りである。
【0063】
請求項1に記載の発明によると、ドライブシャフトの一部を、他部から独立して、単独で、その回転を停止させることができる。このため、このドライブシャフトを採用した物品搬送装置では、所望の領域だけを停止させて物品の積み降ろし作業等を行うことが可能である。すなわち、搬送経路とは別個に設けられた専用の作業スペース、さらには、そこへ導くための搬送路の分岐線など設ける必要がない。そのため、設置コストが低く、また、作業の効率化が可能である。
【0064】
また、簡単な構造で従動シャフトを駆動シャフトに対して相対回転しうるようにすることができるとともに、クラッチ機構により、従動シャフトを適時に駆動シャフトに連動させたり、フリーとしたりすることができる。
【0065】
さらに、クラッチ機構を簡単な構造のものとすることができる。
【0066】
請求項2記載の発明によると、伝達ローラが駆動シャフト及び従動シャフトから離れたとき、ブレーキパッドが従動シャフトに圧接して、従動シャフトを迅速に制動することができるので、従動シャフトがむやみに回転することがない。
それによって、走行台車を作業位置等に正確に停止させることができる。
【0067】
請求項3記載の発明によると、クラッチ機構と制動手段とを簡単な構造とすることができる。
【0068】
請求項4記載の発明によると、従動シャフト及びそれに隣接する駆動シャフトを、安定して支持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態である物品搬送装置の概要を示す平面図である。
【図2】 同じく、駆動シャフトと従動シャフトとの連結部分の概略平面図である。
【図3】 同じく、駆動シャフトの斜視図である。
【図4】 同じく、従動シャフトユニットの構造を示す一部切欠平面図である。
【図5】 同じく、伝達ローラがドライブシャフトに圧接しているときのクラッチ機構を、ドライブシャフトの軸方向から見た縦断面図である。
【図6】 同じく、クラッチ機構の平面図である。
【図7】 同じく、ブレーキパッドがドライブシャフトに圧接しているときの、図5と同様の縦断面図である。
【符号の説明】
(1)物品搬送装置
(2)搬送路
(3)ドライブシャフト
(4)駆動モータ
(5)クラッチ機構
(6)走行台車
(20)駆動シャフト
(22)凹凸
(30)従動シャフトユニット
(32)従動シャフト
(34)伝達軸
(36)ベアリング
(38)連結部
(40)挿入部材
(42)凹凸
(44)テーパー部
(46)ストッパ部
(48)ベアリング
(50)軸受板
(52)支持アーム
(54)支持軸
(56)伝達ローラ
(58)ローラ
(60)軸
(62)ブレーキパッド
(64)エアシリンダ(移動手段)
(E)作業エリア
Claims (4)
- 搬送経路に沿って敷設され、かつ軸線まわりに回転させられるドライブシャフトの外周面へ、推進ホイールを斜めの角度で圧接することにより、該推進ホイールに生じる前記ドライブシャフトの軸方向への推進力を利用して、該推進ホイールが設けられた搬送台車を前記搬送経路に沿って走行させるようにした物品搬送装置において、
ドライブシャフトを、モータにより回転させられる駆動シャフトと、互いに軸線方向に離間するようにして一直線上に配設された1対の駆動シャフトを互いに同期回転するように連結する小径の伝達軸に、該伝達軸及び前記駆動シャフトに対して相対回転自在に外嵌され、かつ外径が前記駆動シャフトの外径と同径をなす従動シャフトとをもって構成し、前記駆動シャフトの回転力を、前記従動シャフトに伝達したり、非伝達としたりするクラッチ機構を設け、このクラッチ機構が、駆動シャフトの外周面と、従動シャフトの外周面とに圧接して、駆動シャフトの回転力により回転させられて、その回転力を従動シャフトに伝達する伝達ローラと、この伝達ローラを、前記両シャフトに圧接する位置と、それらから離間する位置とに移動させる移動手段とを備えるものとすることにより、前記ドライブシャフトの一部を、予め定められた領域において、他部より独立して回転を停止しうるように構成したことを特徴とする物品搬送装置。 - 伝達ローラと同時に移動させられるようにして移動手段に連係され、伝達ローラが駆動シャフト及び従動シャフトから離間する位置に達したとき、従動シャフトの外周面に圧接して、従動シャフトを制動し、かつ伝達ローラが前記両シャフトに圧接する位置に達したとき、従動シャフトから離間するようにしたブレーキパッドを設けたことを特徴とする請求項1記載の物品搬送装置。
- ドライブシャフトと平行の軸をもって固定体に枢支された支持アームにより、伝達ローラとブレーキパッドとを、ドライブシャフトの両側方に位置するように支持し、移動手段をもって、前記支持アームを軸まわりに回動させることにより、伝達ローラとブレーキパッドとを、従動シャフト等に交互に圧接させるようにしたことを特徴とする請求項2記載の物品搬送装置。
- 従動シャフトの両端外側方において、固定体に設けた軸受板に、伝達軸を枢支した請求項1〜3のいずれかに記載の物品搬送装置。
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