JP5545642B2

JP5545642B2 - 降下搬送装置

Info

Publication number: JP5545642B2
Application number: JP2010116021A
Authority: JP
Inventors: 幸成浅井
Original assignee: ホクショー株式会社
Priority date: 2010-05-20
Filing date: 2010-05-20
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2030-05-20
Also published as: JP2011241067A

Description

本発明は、重力を利用して物品を上方から下方に搬送する降下搬送装置に関し、特に、迅速に搬送すると共に停止時の振動や衝撃をなくし、搬送する物品が安定した状態で静かに搬送される降下搬送装置に関する。

例えば、物品を所定の高さに位置するベルトコンベアから、これより一段低い位置のベルトコンベアに搬送することがあり、この場合には上位コンベアと下位コンベアとの間に降下搬送装置を設けることになる。そして、特許文献１には、重力をエネルギー源として用いる降下搬送装置が紹介されている。

すなわち、図５に示すように特許文献１に記載された降下搬送装置１０１は、床上に立設される枠体１１０の上部及び下部にそれぞれ対をなして回転自在に配設される輪体１２１、１２２と、両輪体１２１、１２２間に張架されて往復走行する一対の無端条体１３０と、無端条体１３０に保持される搬送台１４０とを備え、物品を上方の供給位置１９１から下方の排出位置１９２へ重力により搬送するものである。

搬送台１４０は、無端条体１３０に１個のみ取り付けられており、供給位置１９１と排出位置１９２との間を往復走行するようになっている。図５では、便宜的に２つの搬送台１４０が示されているが、供給位置１９１に停止している状態と排出位置１９２に停止している状態とを示すためであり、２つの搬送台１４０が取り付けられているわけではない。

無端条体１３０の搬送台１４０と対向する側には、カウンタウエート１５０が取り付けられている。そして、搬送台１４０が空の場合は、搬送台１４０よりもカウンタウエート１５０の方が重いので、搬送台１４０は供給位置１９１へ向かって上昇する。搬送する物品が搬送台１４０の上に載置されると、搬送台１４０の側がカウンタウエート１５０よりも重くなるので、搬送台１４０は排出位置１９２へ向かって降下する。

図６に示すように、搬送台１４０は、物品が載置される載置部１４１と無端条体１３０に取り付けられる保持部１４２とを備えている。保持部１４２は、入口側と出口側との中間において、両サイドに突出したピン１４５を備え、これによって無端条体１３０に取り付けられる。両サイドには、上下にローラー１４６、１４６も取り付けられている。そして、枠体１１０に取り付けられたガイドレール１１１が、ローラー１４６、１４６を拘束することにより、載置部１４１の上面が水平となるように姿勢を強制することができる。

載置部１４１は、物品の移動を容易にするために複数のローラー１４３を備えると共に、その出口側に設けられたヒンジ機構１４４によって保持部１４２に対して回動可能に形成されている。すなわち、ヒンジ機構１４４を支点として、搬送台１４０の入口側において、載置部１４１が保持部１４２に対して接離自在となっている。そして、排出位置１９２では、載置部１４１の入口側が出口側よりも少し高くなるように離間させることにより、載置された物品を容易に排出することができる。

以上のような構成により、搬送台１４０は、供給位置１９１では載置部１４１を水平にして物品を受け取り、排出位置１９２では載置部１４１を傾斜させることにより物品を払い出すことができる。そして、電力等の動力を使用することなく、物品を上位コンベアから下位コンベアに移載することができる。しかし、降下搬送装置１０１には、次のような解決すべき課題が残されている。

第１の課題は、搬送台１４０の運動が重力を利用するものであるために、常に加速運動となり、停止させるときに大きな衝撃力となることである。特許文献２には、モーターにより回転されるウォームホイールを用いて、最高スピードを制限する方法が記載されている。しかしながら、この方法は搬送能力を低下させる上に、結局はブレーキを必要とする。また、電源も必要となる。

第２の課題は、ブレーキを用いる場合に、完全に停止するまでブレーキを掛け続けると停止位置が一定とならず、また、完全に停止する前にブレーキを緩めると停止時の衝撃を完全に除けないことである。したがって、停止時の衝撃を完全に吸収するとともに、定位置に停止するような手段が望まれている。

第３の課題は、供給位置１９１で物品を受け取る際には、搬送台１４０上に載置された物品が静止する前に搬送台１４０が降下を開始することがあり、また、排出位置１９２で物品を払い出す際には、搬送台１４０上に載置された物品が完全に排出される前に搬送台１４０が上昇を開始することがあるので、物品が不安定な状態で移載されることである。

特開２００７−２９０８０５号公報特開２００７−２３８２６５号公報

したがって、本発明の目的は、重力を利用して物品を上方から下方に搬送する降下搬送装置であって、搬送台が供給位置で安定した状態で停止し、確実に物品を受け取った後に速やかに降下することである。また、搬送台の運動は、重力によって速やかに加速されるとともに、安定した速度に制動され、衝撃を発することなく速やかに停止することである。さらに、物品が排出位置で安定した状態で排出されることである。

本発明の請求項１に係る降下搬送装置は、床上に立設される枠体の上部及び下部にそれぞれ対をなして回転自在に配設される輪体と、前記輪体間に張架されて往復走行する一対の無端条体と、前記無端条体に保持される搬送台とを備え、物品を上方の供給位置から下方の排出位置へ重力により搬送する降下搬送装置であって、前記輪体の何れかの回転軸に連動して回転する発電機を備え、該発電機により得られる電気エネルギーを用いて、前記搬送台の昇降を制動する手段を採用している。

また、本発明の請求項２に係る降下搬送装置は、請求項１に記載の降下搬送装置において、前記発電機を用いて回生ブレーキを形成することにより、前記制動が行われる手段を採用している。また、本発明の請求項３に係る降下搬送装置は、請求項１に記載の降下搬送装置において、前記輪体の何れかの回転軸に連動して回転するパウダーブレーキを備え、前記発電機で発生した電力を用いて前記パウダーブレーキのコイルを励磁することにより、前記制動が行われる手段を採用している。

また、本発明の請求項４に係る降下搬送装置は、請求項１乃至３の何れかに記載の降下搬送装置において、前記輪体の何れかの回転軸に連動して回転するロータリーエンコーダー（回転位置検出器）を備え、検出される速度情報及び／又は位置情報に基づいて抵抗回路を操作することにより、制動力を調整する手段を採用している。

また、本発明の請求項５に係る降下搬送装置は、請求項１乃至４の何れかに記載の降下搬送装置において、前記発電機が、電磁ブレーキを備えている手段を採用している。また、本発明の請求項６に係る降下搬送装置は、請求項５に記載の降下搬送装置において、前記輪体の何れかの回転軸に連動して回転するロータリーエンコーダーを備え、前記ロータリーエンコーダーにより検出される位置情報に基づいて、前記供給位置及び／又は前記排出位置において、前記電磁ブレーキの制動が働くように制御される手段を採用している。

また、本発明の請求項７に係る降下搬送装置は、請求項５又は６に記載の降下搬送装置において、前記供給位置に、前記搬送台に載置された物品を検知するワークセンサーを備え、物品の載置を検知したという情報に基づいて、前記電磁ブレーキの制動が解除されるように制御される手段を採用している。また、本発明の請求項８に記載の降下搬送装置は、請求項５乃至７の何れかに記載の降下搬送装置において、前記排出位置に、前記搬送台に載置された物品を検知するワークセンサーを備え、物品の排出を検知したという情報に基づいて、前記電磁ブレーキの制動が解除されるように制御される手段を採用している。さらに、本発明の請求項９に記載の降下搬送装置は、請求項１乃至８の何れかに記載の降下搬送装置において、前記搬送台が、載置部にフリーローラーを備えるとともに、載置面が水平ではなく入口側を高くして傾斜した状態で昇降する手段を採用している。

本発明の降下搬送装置は、上記の構成により無動力で搬送台を昇降させることができるとともに、発電機により回生した電気エネルギーを用いて制動し、制動力を調整することにより、搬送台を最適な昇降速度で走行させることができる。そして、搬送台は、物品の供給位置及び排出位置において、発電機に付属の電磁ブレーキによって完全に停止することが可能であり、完全に停止した状態で、物品の安定した搬入と搬出を行うことが可能である。

本発明の降下搬送装置の基本的構造を示す概略全体断面図である。図１の降下搬送装置の上部概略平面図を示し、（ａ）は第１発明の場合、（ｂ）は第２発明の場合を示す。図１の降下搬送装置の搬送台の概略図を示し、（ａ）は物品の受入時と搬送時の状態、（ｂ）は物品の払出時の状態を示す。図１の降下搬送装置における制御系統図を示し、（ａ）は第１発明の場合、（ｂ）は第２発明の場合を示す。従来の降下搬送装置を示す概略全体図である。従来の搬送台を示す概略図である。

図１には、本発明の降下搬送装置の一例が概略の全体断面図で示されている。この降下搬送装置１は、床上に立設される枠体１０の上部及び下部にそれぞれ対をなして回転自在に配設される輪体２１、２２と、輪体２１、２２間に張架されて往復走行する一対の無端条体３０と、無端条体３０に保持される搬送台４０とを備え、物品を上方の供給位置９１から下方の排出位置９２へ重力により搬送するものである。

搬送台４０は、無端条体３０に１個のみ取り付けられており、供給位置９１と排出位置９２との間を往復走行するようになっている。図１では、便宜的に２つの搬送台４０が示されているが、供給位置９１に停止している状態と、排出位置９２に停止している状態とを示すためであり、２つの搬送台４０が取り付けられているわけではない。

無端条体３０の搬送台４０と対向する側に、カウンタウエート５０が取り付けられている。そして、搬送台４０が空の場合は、搬送台４０よりもカウンタウエート５０の方が重いので、搬送台４０は供給位置９１に向かって上昇する。搬送する物品が搬送台４０の上に載置されると、搬送台４０の側がカウンタウエート５０よりも重くなるので、搬送台４０は排出位置９２に向かって降下する。

枠体１０には、一対のガイドレール１１が設けられており、搬送台４０は、ガイドレール１１に拘束され、これに沿って昇降する。なお、図１において、物品の入口と出口とは枠体１０に対して同じ側となっているが、反対側に設けることもできる。

図２には、降下搬送装置１における上部平面の概略が示されている。ここで、図２（ａ）は第１発明の場合を示し、図２（ｂ）は第２発明の場合を示している。回転軸２３には、一対の輪体２１、２１が取り付けられている。また、回転軸２３には、発電機６０がベルトによって連結され、連動して回転するように配置されている。本発明の降下搬送装置１は、この発電機６０によって得られる電気エネルギーを用いて、搬送台４０の昇降を制動することを特徴としている。

図３には、降下搬送装置１の搬送台４０が、概略の断面図で示されている。搬送台４０は、物品が載置される載置部４１と無端条体３０に取り付けられる保持部４２とを備えており、載置部４１と保持部４２は、ヒンジ機構４４により相互に回動可能に連結されている。載置部４１は、物品の移動を容易にするために複数のローラー４３を備えている。保持部４２は、一対のガイドレール１１を把持するために一対の把持部４５を備え、把持部４５は、１本のガイドレール１１を４つのローラーで把持するようになっている。

保持部４２は、ガイドレール１１に沿って昇降するので、常に一定の姿勢に保たれている。一方、載置部４１は、ヒンジ機構４４により回動可能となっており、物品の出入りを容易にするために載置面が水平ではなく、傾斜するようになっている。すなわち、物品を排出するときを除いて、スプリング４６の力によって、入口側を高くして傾斜した状態となっている。

この状態を保つために、載置部４１には支持部材４７が回動可能に設けられ、保持部４２にはレバー４９を備えたカム４８が回動可能に設けられている。そして、図３（ａ）に示すように、支持部材４７がカム４８に係止することにより、入口側を高くした状態が保たれている。搬送台４０は、この状態で物品を載置し、この状態で降下する。

搬送台４０が排出位置９２に接近すると、レバー４９が、枠体１０に固定された支柱１２に接触することで回転し、図３（ｂ）に示すように、支持部材４７がカム４８から外れるようになっている。これにより、物品の荷重によって、載置部４１は入口側を低くして傾斜した状態となり、載置された物品は排出される。そして、空になった搬送台４０が、上昇を開始してレバー４９が支柱１２から離れると、再びスプリング４６の力によって、載置部４１が入口側を高くして傾斜した状態となる。搬送台４０は、この状態で上昇して供給位置９１に戻る。

なお、載置部４１は、排出時以外は入口側を高くして傾斜した状態であるため、載置される物品は、ストッパー９５によって受け止められている。物品の入口と出口とが枠体１０に対して反対側となる場合には、このストッパー９５を載置面に対して出入自在に形成し、排出時にはストッパー９５を載置面より下げることにより、排出できるようにしている。

本発明の第１発明について説明する。図２（ａ）に示すように、第１発明は、輪体２１の回転軸２３に連動して回転する発電機６０を備えている。そして、発電機６０を用いて回生ブレーキを形成することにより、搬送台４０の運動を制動するものである。発電機６０としては、市販のサーボモーター又はＤＣブラシレスモーターを使用することができる。

回生ブレーキを形成するには、発電機６０の出力側に適当な抵抗を負荷するだけでよい。すなわち、搬送台４０の昇降運動により回転軸２３が回転すると、これに連動して発電機６０の駆動軸が回転して電力が発生する。そこで、この電力を適当な抵抗に流すと、発電機６０自身に制動力が発生して駆動軸を制動し、搬送台４０の昇降を制動することになる。このとき、抵抗値を調整することによって、制動力を調整することができる。

搬送台４０の速度情報及び位置情報は、ロータリーエンコーダー６２を用いて得ることができる。ロータリーエンコーダー６２は、輪体２１、２２の何れかの回転軸に連動して回転することが必要である。図２（ａ）において、ロータリーエンコーダー６２は、回転軸２３の一端側に直接取り付けられており、回転軸２３に連動して回転する。回生ブレーキをロータリーエンコーダー６２と併せて使用することにより、搬送台４０の速度及び加速度を最適に調整することができる。

発電機６０は、電磁ブレーキを付属して備えていることが好ましい。通常、モーターに付属している電磁ブレーキは、ＤＣ２４Ｖの電源で作動するものであり、制御用の電源を使用するようになっている。このブレーキを使用して、供給位置９１及び排出位置９２において、搬送台４０を確実に停止させることができる。

第１発明における制御方法を、図４（ａ）によって説明する。発電機６０は、抵抗回路７０とともに回生ブレーキを形成しているので、制御盤８０からの指示により抵抗回路７０を操作して、発電機６０の回転に適当なブレーキを掛けることができる。一方、ロータリーエンコーダー６２で得られる速度情報及び位置情報が、制御盤８０に送られている。よって、この速度情報及び位置情報に基づいて抵抗回路７０を操作することにより、搬送台４０の昇降を制御することができる。

発電機６０は電磁ブレーキ６１を備え、制御盤８０からの指示により発電機６０の回転にブレーキを掛けることができる。一方、ロータリーエンコーダー６２で得られる位置情報が、制御盤８０に送られている。そこで、供給位置９１及び排出位置９２において、搬送台４０の位置に基づいて、電磁ブレーキ６１の制動が働くように制御することができる。また、異常に重い物品が載置された場合などに、搬送台４０が暴走する可能性があるが、このような場合も、ロータリーエンコーダー６２からの速度情報によって非常ブレーキを掛けることができる。

供給位置９１には、ワークセンサー８１が設けられ、排出位置９２には、ワークセンサー８２が設けられている。そして、物品を検知したか否かの情報が、制御盤８０に送られている。供給位置９１に停止している搬送台４０について、ワークセンサー８１が、物品の載置を検知したときは、制御盤８０は、電磁ブレーキ６１の制動が解除されるように制御することができる。これにより、搬送台４０は、物品を確実に載置した状態で、排出位置９２に向って降下を開始することができる。

また、排出位置９２に停止している搬送台４０について、ワークセンサー８２が、物品の排出を検知したときは、制御盤８０は、電磁ブレーキ６１の制動が解除されるように制御することができる。これにより、搬送台４０は、確実に空になった状態で供給位置９１に向って上昇を開始することができる。

本発明の第１発明により、降下搬送装置１は、制御用電源以外にエネルギーを使用せず、無動力で搬送台４０を昇降させることができる。そして、発電機６０により回生した電気エネルギーを用いて制動し、搬送台４０を最適な昇降速度で走行させることができる。また、搬送台４０は、物品の供給位置９１及び排出位置９２において、発電機６０に付属の電磁ブレーキ６１によって完全に停止することが可能であり、完全に停止した状態で、物品の安定した搬入と搬出を行うことが可能となる。

本発明の第２発明について説明する。第２発明は、パウダーブレーキ６３を利用して搬送台４０の制動を行うものである。図２（ｂ）に示すように、第２発明は第１発明と同様に、輪体２１の回転軸２３に連動して回転する発電機６０を備えている。発電機６０としては、市販のＤＣモーターを使用して直流発電を行う。そして、搬送台４０の昇降運動により回転軸２３が回転すると、これに連動して発電機６０の駆動軸が回転して電力が発生する。

回転軸２３は、その一端にロータリーエンコーダー６２を備えるとともに、その他端にパウダーブレーキ６３を備えている。すなわち、パウダーブレーキ６３は、回転軸２３に連動して回転するように配置され、発電機６０で発生した電力を用いてパウダーブレーキ６３のコイルを励磁するように構成されている。パウダーブレーキ６３は、コイルが励磁されることにより制動力を発生し、励磁する電圧の強さによって制動力を調整することができる。

搬送台４０の速度情報及び位置情報は、第１発明と同様に、ロータリーエンコーダー６２を用いて得ることができる。発電機６０は、第１発明と同様に、電磁ブレーキを付属して備えていることが好ましい。そして、第１発明と同様に、抵抗回路を制御することによって、搬送台４０の速度及び加速度を調整することができる。

第２発明における制御方法を、図４（ｂ）によって説明する。発電機６０は、抵抗回路７０を介してパウダーブレーキ６３に接続されているので、制御盤８０からの指示により抵抗回路７０を操作して、回転軸２３の回転に適当なブレーキを掛けることができる。一方、ロータリーエンコーダー６２の速度情報及び位置情報が、制御盤８０に送られている。よって、この速度情報及び位置情報に基づいて抵抗回路７０を操作することにより、搬送台４０の昇降を制御することができる。

発電機６０は電磁ブレーキ６１を備え、制御盤８０からの指示により発電機６０の回転にブレーキを掛けることができる。一方、ロータリーエンコーダー６２からの位置情報が、制御盤８０に送られている。そこで、供給位置９１及び排出位置９２において、搬送台４０の位置に基づいて、電磁ブレーキ６１の制動が働くように制御することができる。また、異常に重い物品が載置された場合などに、搬送台４０が暴走する可能性があるが、このような場合も、ロータリーエンコーダー６２からの速度情報によって非常ブレーキを掛けることができる。

本発明の第２発明により、降下搬送装置１は、制御用電源以外にエネルギーを使用せず、無動力で搬送台４０を昇降させることができる。そして、発電機６０により回生した電気エネルギーを用いて制動し、搬送台４０を最適な昇降速度で走行させることができる。また、搬送台４０は、物品の供給位置９１及び排出位置９２において、発電機６０に付属の電磁ブレーキ６１によって完全に停止することが可能であり、完全に停止した状態で、物品の安定した搬入と搬出を行うことが可能となる。

１、１０１降下搬送装置
１０、１１０枠体
１１、１１１ガイドレール
１２支柱
２１、２２、１２１、１２２輪体
２３回転軸
３０、１３０無端条体
４０、１４０搬送台
４１、１４１載置部
４２、１４２保持部
４３、１４３、１４６ローラー
４４、１４４ヒンジ機構
４５把持部
４６スプリング
４７支持部材
４８カム
４９レバー
５０、１５０カウンタウエート
６０発電機
６１電磁ブレーキ
６２ロータリーエンコーダー
６３パウダーブレーキ
７０抵抗回路
８０制御盤
８１、８２ワークセンサー
９１、１９１供給位置
９２、１９２排出位置
９５ストッパー
１４５ピン

Claims

床上に立設される枠体の上部及び下部にそれぞれ対をなして回転自在に配設される輪体と、前記輪体間に張架されて往復走行する一対の無端条体と、前記無端条体に保持される搬送台とを備え、物品を上方の供給位置から下方の排出位置へ重力により搬送する降下搬送装置であって、
前記輪体の何れかの回転軸に連動して回転する発電機を備え、該発電機により得られる電気エネルギーを用いて、前記搬送台の昇降を制動することを特徴とする降下搬送装置。
前記発電機を用いて回生ブレーキを形成することにより、前記制動が行われることを特徴とする請求項１に記載の降下搬送装置。
前記輪体の何れかの回転軸に連動して回転するパウダーブレーキを備え、前記発電機で発生した電力を用いて前記パウダーブレーキのコイルを励磁することにより、前記制動が行われることを特徴とする請求項１に記載の降下搬送装置。
前記輪体の何れかの回転軸に連動して回転するロータリーエンコーダーを備え、検出される速度情報及び／又は位置情報に基づいて抵抗回路を操作することにより、制動力を調整することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の降下搬送装置。
前記発電機が、電磁ブレーキを備えていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の降下搬送装置。
前記輪体の何れかの回転軸に連動して回転するロータリーエンコーダーを備え、
前記ロータリーエンコーダーにより検出される位置情報に基づいて、前記供給位置及び／又は前記排出位置において、前記電磁ブレーキの制動が働くように制御されることを特徴とする請求項５に記載の降下搬送装置。
前記供給位置に、前記搬送台に載置された物品を検知するワークセンサーを備え、物品の載置を検知したという情報に基づいて、前記電磁ブレーキの制動が解除されるように制御されることを特徴とする請求項５又は６に記載の降下搬送装置。
前記排出位置に、前記搬送台に載置された物品を検知するワークセンサーを備え、物品の排出を検知したという情報に基づいて、前記電磁ブレーキの制動が解除されるように制御されることを特徴とする請求項５乃至７の何れかに記載の降下搬送装置。
前記搬送台が、載置部にフリーローラーを備えるとともに、載置面が水平ではなく入口側を高くして傾斜した状態で昇降することを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の降下搬送装置。