JP4415397B2 - スタッカークレーン - Google Patents

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Description

この発明はスタッカークレーンに関し、特にマストの軽量化に関する。
特許文献1(実開平6−67412)は、スタッカークレーンのマストの強度を、下から上へと向けて徐々に小さくすることを開示している。発明者らはスタッカークレーンの軽量化を検討し、マストに働く水平応力を支持しながら軽量化できる構造を検討し、この発明に至った。
実開平6−67412
この発明の課題は、スタッカークレーンのマストを軽量化することにある。
この発明での追加の課題は、異なる太さの部分を互いに接合したマストで、昇降台の昇降をガイドすることにある。
この発明は、各々が走行モータを備えた下部台車と上部台車との間に、高さ方向に沿って強度が変化するマストと、前記マストに沿って昇降する昇降台とを設けたスタッカークレーンにおいて、
前記マストの強度を、 上下両端部>高さ方向中央部>下端部と前記中央部との中間部及び上端部と前記中央部との中間部、 の順に構成し、
前記マストの昇降台側の面をマストの下端部から上端部まで同一面上に配置すると共に、昇降台側とマスト側の対向する少なくとも一対のガイド面を内側に備えたセンターレールを、前記マストの昇降台側の面に、前記マストの下端部から上端部まで設け、
少なくとも前記各中間部を、スタッカークレーンの走行方向と水平面内で直角な方向に沿って配置した複数の中空パイプで構成することにより、昇降台側から見た前記マストの両側面を、前記マストの下端部から上端部まで各々同一面上に配置し、
さらに前記昇降台に、前記センターレールの前記少なくとも一対のガイド面の各々でガイドされるガイドローラと、前記マストの各側面でガイドされる少なくとも一対のガイドローラとを設けたことを特徴とする。
この発明では、各々が走行モータを備えた下部台車と上部台車との間に、高さ方向に沿って強度が変化するマストを設けたスタッカークレーンに対し、
前記マストの上下両端部の各々に対し、マストの高さ方向中央部の強度を低くすることによりマストを軽量化する。
この発明では、マストに働く応力に応じて高さ方向の強度を変えるので、マストを軽量化でき、これに伴いスタッカークレーンの高速走行が容易になる。またマストの昇降台側の面を下端部から上端部まで同一面上に配置すると、マストの強度を高さ方向に変えても、昇降台のガイドが容易になる。さらに幅が狭くなるマスト中間部を複数の中空パイプで構成すると、マストの両側面を下端部から上端部までそれぞれ同一面上に揃えて、昇降台の側面でのガイドが容易になる。
以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。
図1〜図7に、実施例のスタッカークレーン2を示す。4は下部台車で、6は上部フレーム、8は上部台車である。10は走行モータで下部台車4に設けられ、11は走行モータで上部台車8に設けられる。12は昇降モータで、14はドラムであり、図示しない吊持材を巻き取り/繰り出すことにより、昇降台28を昇降させる。走行モータ10,11により駆動車輪16,17を駆動して、走行レール30,31に沿ってスタッカークレーン2を走行させる。18は従動車輪である。
実施例で上部フレーム6と上部台車8とを別体にしているのは、上部台車8により上部フレーム6を押し引きすることにより、スタッカークレーン2の設置高さを低くするためである。なお上部フレーム6を設けず、マスト20の上端を直接上部台車8で支持してもよい。さらに下部台車4の構造や上部台車8の構造、上部フレーム6の構造は任意である。また実施例では、マスト20として昇降台28の走行方向前後に設けた2本の支柱を用いるが、1本の支柱のみから成るマストでもよく、あるいは3本〜4本の支柱から成るマストでもよい。マスト20は上下の台車4,8間を接続して自立できるものであればよく、好ましくは複数本のマストとし、特に好ましくは昇降台28の走行方向前後に設けた複数の支柱から成るマストとする。またこの明細書において、マスト20は昇降台28側を向いた面を正面、昇降台28の反対側の面を背面、スタッカークレーン2の走行方向の左右方向の2面を側面とする。
マスト20の前後一対の支柱はそれぞれ、下部台車4から上部フレーム6への順で、
i 下側の端部21,ii 下側の中間部26,iii 高さ方向の中央部24,iv 上側の中間部27,v 上側の端部22、の順に接続されている。ここで上下の端部21,22は同一の鋼材の角パイプで構成し、その強度は等しい。また上下の中間部26,27も同じ鋼材の角パイプで構成し、強度を等しくしてある。しかしながら上下の端部21,22の強度を異ならせても、また上下の中間部26,27の強度を異ならせてもよい。マスト20の全高に対する各部分の割合は、上下の端部21,22が例えば各10%程度、中央部24が例えば20%程度、中間部26,27が例えば各30%程度である。
図2に、端部21,下側の中間部26,中央部24の断面を示す。なお上側の端部22は下側の端部21と同一断面で、上側の中間部27は下側の中間部26と同一断面である。各部材21,26,24はパイプ状の角鋼で構成され、それらの厚みは等しく、断面積が異なっており、断面形状は例えば正方形である。これにより端部21の強度が最大、中間部26の強度が最小、中央部24の強度が中間となる。次に昇降台28に対する左右のガイド面を提供するため、端部21や中間部26、中央部24の正面を、同一の鉛直方向基準面F上に配置する。次に端部21,中間部26,中央部24で幅が異なるので、それらの側面をガイド面として利用できない。このため、端部21,中間部26,中央部24の左右両側面に、角パイプ状の側部レール38,39,40を設ける。そして側部レール38〜40がマストから突き出した面を鉛直方向に沿った同一面上に配置して、昇降台を左右方向にガイドできるようにする。ここに左右方向とは、スタッカークレーンの走行方向に水平面内で直角な方向である。なおこれらのことは中間部27や端部22についても同様である。
端部21,中間部26,中央部24などの正面に、例えば左右一対のセンターレール36,36を設け、その構造は部材21〜27の全てに対し共通とする。センターレール36は例えばゲート状で、スタッカークレーンの走行方向に沿って対向する、ゲートの内側の2面をガイド面50,51とする。また異なるサイズの部材21〜27を接続するため、例えば図2のフランジ34を用いる。
図3〜図7に端部21を例に、昇降台28とマストとの関係を示す。なお32はスライドフォーク、33は昇降台28の前後両端のブラケットである。46,49はガイドローラで、44,48はそれらのブラケットである。ブラケット44は昇降台28の前後両端の中央部から前後方向に延びて、その両側に一対のガイドローラ49,49を設けてある。ブラケット48は昇降台28の4隅に設け、その先端にガイドローラ49を設けてある。
図3でのセンターレール36とブラケット44との周囲を拡大して図4に示し、ブラケット44はボルト54などの締結具によりブラケット33に取り付けられている。ここでガイドローラ46が摩耗した場合や、新たにガイドローラ46をセンターレール36内に取り付ける場合、図5のようにブラケット44を水平軸回りに例えば90°回転させる。次にセンターレール36,36間の開口56から、ガイドローラ46をセンターレール36に出し入れする。このようにすると、ガイドローラ46をセンターレール36に容易に出し入れできる。
図6はガイドローラ46の出し入れに関する変形例を示し、ブラケット44を1対のブラケット58,59で構成し、図示しないキーやボルトナットなどで互いに固定する。また一対のガイドローラ46は、ブラケット58,59に1個ずつ取り付ける。そしてガイドローラ46を出し入れする際には、ブラケット44をブラケット58,59に分解すると、簡単に開口56から出し入れできる。
図7に示すように、ブラケット44やガイドローラ46は、昇降台28の高さ方向に沿って例えば一対設け、合計で昇降台28当たり4本のブラケット44と8個のガイドローラ46を設ける。このようにすると、昇降台28からマストに加わる力をさらに分散させ、またマストに対して昇降台28を所定の姿勢に保持できる。
実施例の動作を示す。下部台車4と上部台車8のそれぞれに走行モータ10,11を設け、それぞれの出力がほぼ等しいものとする。そして実施例のようにマスト20を構成すると、マスト20の各部に加わる水平方向の応力は図1の右側に示したもののようになる。なおこの応力は、マスト20に加わる台車4,8からの力や、マスト20の慣性力によるものである。マスト20に加わる力としては、これ以外にマスト20の自重や昇降台28の重量などによる重力があるが、応力を支持することに比べて重力を支持することは容易である。またマスト20にはこれ以外に、昇降台28の移載装置を動作させた際の左右方向の応力があるが、これは走行時の応力に比べて小さい。
上下の端部21,22には台車4,8との接続のため大きな応力が加わる。中央部24はそれ自体としては撓まず、ほぼ直線状の形状を保たねばならないため、次に大きな応力が加わる。そして中間部26,27に対して応力が最小となる。そこでこれらの応力に応じて、各部材21〜27の強度を変化させると、マスト20を軽量化できる。またマスト20を軽量化すると慣性力が小さくなり、マスト20の強度をさらに削減できるという効果もある。
ここでは上下の台車4,8からマスト20に加える駆動力が等しいものとしたので、マスト20は中央部24を境に上下対称となるが、これらの駆動力が異なる場合、例えば下部台車4の駆動力が上部台車8からの駆動力よりも大きい場合、端部21の強度を端部22の強度より増し、中間部26の強度を中間部27の強度よりも増してもよい。この場合でも、強度の順は端部21,22が最大で、中央部24が中間、中間部26,27が最小となることは変わらない。
次に各部材21〜27の昇降台28寄りの正面を同一鉛直面上に配置することにより、昇降台28を前後方向(走行方向)にガイドできる。また部材21〜27に側部レール38〜40を設けて、ガイド面52,53を各々鉛直面上に配置することにより、マストの両側面でも昇降台28をガイドできる。なお側部レール39,40の左右方向の幅をやや小さくすることにより、上下の端部21,22に対する側部レール38を省略してもよい。また中央部24の断面形状を正方形から長方形に変えることにより、側部レール39を廃止してもよい。即ち側部レールは、少なくとも中間部26,27に対して設ける。
センターレール36の内側に、対向するガイド面50,51がある。昇降台28のガイドローラ46をセンターレール36内にセットすると、ガイド面50,51との間に僅かなクリアランスが残るようにする。ここで昇降台28に慣性力が作用すると、前後のガイドローラ46,46が共にセンターレール36でガイドされる。例えば図3の右向きに慣性力が作用すると、左側のセンターレールでガイドローラがガイド面50に接触し、右側のセンターレールでガイドローラがガイド面51に接触する。このため昇降台28に働く慣性力を、マストの左右の支柱で受けることができ、支柱当たりの力を約1/2にできる。
さらにガイドローラ46を左右一対設けることにより、ガイドローラ46の面圧を小さくすると共に、マストに昇降台28から加わる力を分散させることができる。また昇降台28が何らかの原因により撓んだ場合に、ガイドローラ49以外にガイドローラ46でも撓みを抑制することができる。
実施例では以下の効果が得られる。
(1) マスト20に加わる水平応力に応じて、マストの高さ方向に強度分布を設けることにより、マスト20を軽量化できる。このためスタッカークレーン2の高速走行が容易になる。
(2) マスト20は高さ方向に沿って断面形状が不均一であるが、各部材21〜27の昇降台28寄りの面を同一鉛直面上に配置することにより、昇降台28を前後方向でガイドできる。また各部材21〜27に側部レール38〜40を設けて、共通のガイド面52,53を設けることにより、昇降台28を左右の両側面でもガイドできる。
(3) マスト20の昇降台寄りの面に、前後一対のガイド面50,51を備えたセンターレール36を設けると、昇降台に働く慣性力をマストの左右両側の支柱で受けることができる。このためマストをさらに軽量化できる。
(4) 一対のガイドローラ46をブラケット44に取り付けると、センターレール36内へガイドローラ46を容易に出し入れできる。
(5) センターレール36を各支柱に左右一対設け、昇降台28側のブラケット44に左右一対のガイドローラ46を設けることにより、ガイドローラに働く面圧を小さくし、またマストに局所的に力が加わらないようにできる。
(6) ブラケット44やガイドローラ46を、昇降台28の高さ方向に沿って複数個ずつ設けると、昇降台28をより安定に支持できる。
実施例のスタッカークレーンの側面図 実施例でのマストの柱断面を示す図で、下から上下端部、高さ方向中間下部と中間上部、及び高さ方向中央部の順に示す 実施例でのマストに対する昇降台の配置を示す平面図 図3の要部部分拡大平面図 ガイドローラを着脱する際の姿を示す要部部分拡大平面図 変形例のスタッカークレーンの要部部分拡大平面図 図3のIV−IV方向縮小鉛直断面図
符号の説明
2 スタッカークレーン
4 下部台車
6 上部フレーム
8 上部台車
10,11 走行モータ
12 昇降モータ
14 ドラム
16,17 駆動車輪
18 従動車輪
20 マスト
21,22 端部
24 中央部
26,27 中間部
28 昇降台
30,31 走行レール
32 スライドフォーク
33 ブラケット
34 フランジ
36 センターレール
38〜40 側部レール
46,49 ガイドローラ
44,48 ブラケット
50〜53 ガイド面
54 ボルト
56 開口
58,59 ブラケット
F 基準面

Claims (1)

  1. 各々が走行モータを備えた下部台車と上部台車との間に、高さ方向に沿って強度が変化するマストと、前記マストに沿って昇降する昇降台とを設けたスタッカークレーンにおいて、
    前記マストの強度を、 上下両端部>高さ方向中央部>下端部と前記中央部との中間部及び上端部と前記中央部との中間部、 の順に構成し、
    前記マストの昇降台側の面をマストの下端部から上端部まで同一面上に配置すると共に、昇降台側とマスト側の対向する少なくとも一対のガイド面を内側に備えたセンターレールを、前記マストの昇降台側の面に、前記マストの下端部から上端部まで設け、
    少なくとも前記各中間部を、スタッカークレーンの走行方向と水平面内で直角な方向に沿って配置した複数の中空パイプで構成することにより、昇降台側から見た前記マストの両側面を、前記マストの下端部から上端部まで各々同一面上に配置し、
    さらに前記昇降台に、前記センターレールの前記少なくとも一対のガイド面の各々でガイドされるガイドローラと、前記マストの各側面でガイドされる少なくとも一対のガイドローラとを設けたことを特徴とするスタッカークレーン。
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