JP5920475B2 - スタッカクレーン - Google Patents

Description

本発明は、複数の棚に対してワークを出し入れする移載機能を備えたスタッカクレーンに関する。

従来から、倉庫内に設置されたラックの収納棚に対して、ワークを出し入れするためにスタッカクレーンが用いられている。このスタッカクレーンは、ラックに沿って設置された軌道上を移動するとともに上下方向に移動する昇降台を備え、ラック内において上下左右に並んだ任意の収納棚に対して昇降台を位置付け、昇降台に搭載した移載装置によって収納棚に対するワークの出し入れを行っている。この種のスタッカクレーンにおいては、例えば、特許文献１、特許文献２で開示されるように、軌道上を移動する基台に一対のマストが設置され、このマストにガイドされて昇降する昇降台上にワークの移載装置を備える構成が知られている。

特開２００８−７４５４３号公報 特開２０１２−１２１５２号公報

特許文献１，２で開示されるスタッカクレーンは、昇降台が一対のマストにガイドされて昇降するが、そのガイド部分として直動ガイドが用いられている。この直動ガイドは、移動方向（上下方向）以外の移動を拘束するように凹凸を組み合わせて構成されており、これら凹凸面が摺動することによって移動の直進性を確保している。このような直動ガイドによってガイドされた昇降台は、昇降時にガタツキがなく、安定してワークを搬送できる一方、凹凸面の摺動を用いていることから昇降速度を上げることが難しいといった一面を有している。近年、倉庫の大規模化に伴い、スタッカクレーンにおいても昇降台の昇降速度の高速化が求められており、直動ガイドを用いた構成では昇降速度の高速化に対応するのが困難となっている。

従って、昇降台の高速化に対応できるように、例えば、昇降台に設けた一対のガイドローラでマストを挟み、このガイドローラによりマストにガイドされる構成が考えられる。しかしながら、この構成では、昇降台が傾いた場合にガイドローラがマストから外れて昇降台の一部がマストに衝突し、マストや昇降台等の破損を招く恐れがあるとともに、このような状況からの復旧作業に時間がかかるといった問題を有している。特に、昇降台が、一対のマストにそれぞれ配置されたベルトで吊り下げられている場合、これらベルトの駆動同期がずれると昇降台の傾きが生じてしまい、昇降速度を高速化した際には駆動同期のずれに基づく昇降台の傾きも大きくなってしまう。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、昇降速度の高速化を実現するようにガイドローラを設けた昇降台を備えるスタッカクレーンにおいて、昇降台が傾いた場合でも、昇降台の一部がマストに衝突するのを回避することができ、マストや昇降台が破損するのを防止できるスタッカクレーンを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、鉛直方向に設けられた前後一対のマストの間に、移載装置を搭載した水平フレームと、水平フレームの前後両端からマストに沿って起立する垂直フレームとを備える昇降台が配置され、垂直フレームが吊り下げられた状態で昇降台が昇降するスタッカクレーンであって、垂直フレームのそれぞれは、マストを前後方向と直交する左右方向に挟んだ状態の一対の第１ガイドローラを備えるとともに、左右方向を軸として水平フレームに対して回転可能な状態で連結され、垂直フレームは、垂直フレームがマストに対して近接方向へ回転した際に、マストに当接するストッパーを備え、ストッパーは、一対のマストの間に昇降台が配置された状態で、マストの対向面と接触しないように所定間隔を空けて配置されていることを特徴とする。
また、上記目的を達成するために、本発明では、鉛直方向に設けられた前後一対のマストの間に、移載装置を搭載した水平フレームと、水平フレームの前後両端からマストに沿って起立する垂直フレームとを備える昇降台が配置され、垂直フレームが吊り下げられた状態で昇降台が昇降するスタッカクレーンであって、垂直フレームのそれぞれは、マストを前後方向と直交する左右方向に挟んだ状態の一対の第１ガイドローラを備えるとともに、左右方向を軸として水平フレームに対して回転可能な状態で連結され、垂直フレームは、垂直フレームがマストに対して離間方向に回転した際に、マストに係止されるフックを備えることを特徴とする。

また、水平フレームは、一対のマストの対向面にそれぞれが当接し、かつ前後方向に弾性的に伸縮可能な第２ガイドローラを備えてもよい。また、垂直フレームは、垂直フレームがマストに対して近接方向へ回転した際に、マストに当接するストッパーを備えてもよい。また、垂直フレームは、垂直フレームがマストに対して離間方向に回転した際に、マストに係止されるフックを備えてもよい。また、フックは、昇降台が下限位置または上限位置を超えた際に、リミットスイッチを動作させる操作部を備えてもよい。

また、本発明では、鉛直方向に設けられた前後一対のマストの間に、移載装置を搭載した水平フレームと、水平フレームの前後両端からマストに沿って起立する垂直フレームとを備える昇降台が配置されるスタッカクレーンの使用方法であって、垂直フレームのそれぞれは、マストを前後方向と直交する左右方向に挟んだ状態の一対の第１ガイドローラを備えるとともに、左右方向を軸として水平フレームに対して回転可能な状態で連結されており、昇降台を、垂直フレームが吊り下げられた状態で昇降させ、垂直フレームは、垂直フレームがマストに対して近接方向へ回転した際に、マストに当接するストッパーを備え、ストッパーは、一対のマストの間に昇降台が配置された状態で、マストの対向面と接触しないように所定間隔を空けて配置されていることを特徴とする。
また、本発明では、鉛直方向に設けられた前後一対のマストの間に、移載装置を搭載した水平フレームと、水平フレームの前後両端からマストに沿って起立する垂直フレームとを備える昇降台が配置されるスタッカクレーンの使用方法であって、垂直フレームのそれぞれは、マストを前後方向と直交する左右方向に挟んだ状態の一対の第１ガイドローラを備えるとともに、左右方向を軸として水平フレームに対して回転可能な状態で連結されており、昇降台を、垂直フレームが吊り下げられた状態で昇降させ、記垂直フレームのそれぞれは、マストを前後方向と直交する左右方向に挟んだ状態の一対の第１ガイドローラを備えるとともに、左右方向を軸として水平フレームに対して回転可能な状態で連結され、垂直フレームは、垂直フレームがマストに対して離間方向に回転した際に、マストに係止されるフックを備えることを特徴とする。

本発明によれば、垂直フレームのそれぞれが、水平フレームに対して左右方向を軸として回転可能な状態で連結されていることにより、水平フレームが傾いた場合でも、垂直フレームが回転して水平フレームの傾きに追従しない。従って、第1ガイドローラがマストから大きく外れることを抑制することができ、原状への回復作業が容易である。さらに、マストに対する垂直フレームの傾きを小さくするので、垂直フレームがマストに衝突するのを回避でき、マストや昇降台などの破損を防止できる。

第２ガイドローラを備える場合は、水平フレームがマストに対して前後方向に移動あるいは振動したときであっても、第２ガイドローラがマストに対して弾性的に接触することにより昇降台をマストに対して前後方向に弾性的に保持することができ、昇降台の前後方向のガタツキを防止できる。ストッパーを備える場合は、垂直フレームがマストに対して近接方向へ回転した際でも、ストッパーが垂直フレームよりも先にマストに当接するので、垂直フレームがマストに衝突するのを確実に防止できる。フックを備える場合は、垂直フレームがマストに対して離間方向に回転した際でも、フックがマストに係止されるので、垂直フレームがマストから大きく外れるのを防止できる。フックに、リミットスイッチを動作させる操作部が設けられる場合は、操作部を専用の長尺ステー等で支持する必要がなくフックをステーの代用とすることができる。

本発明に係るスタッカクレーンの一実施形態を示す斜視図である。 図１に示すスタッカクレーンの昇降台の平面図である。 図１に示すスタッカクレーンの昇降台の側面図である。 図１に示すスタッカクレーンの昇降台の正面図である。 図１に示すスタッカクレーンの昇降台の要部を拡大した側面図である。 フックを示す要部拡大図であって、（ａ）は拡大断面図、（ｂ）は拡大斜視図である。 フックの変形例を示す要部拡大図である。 図1に示すスタッカクレーンの側面図である。 昇降台が傾いた際の動作を説明する概略側面図である。 垂直フレームとタイミングベルトとの結合構造を示す斜視図である。 昇降台の昇降動作を説明する概略概念図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。ただし、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。以下の説明において、スタッカクレーンの前後方向とは、スタッカクレーンの走行方向であり、また、スタッカクレーンの左右方向とは、スタッカクレーンの走行方向に対して直交する水平方向である。また、以下の説明においては、適宜ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。なお、スタッカクレーンの前後方向をＸ軸方向、左右方向をＹ軸方向、鉛直方向（上下方向）をＺ軸方向としている。また、図面においては実施形態を説明するため、部分的に大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表している。

スタッカクレーン１は、図1に示すように、倉庫の床１１０上に設置されたラック２００に沿って床１１０に敷設された床レール１００と、倉庫の天井側において同じくラック２００に沿って配置された天井レール１０１とに案内されて走行する。スタッカクレーン１は、床レール１００上に移動可能な略長方形状の基台２と、この基台２上に前後方向（Ｘ軸方向）に間隔をあけた状態で鉛直方向（Ｚ軸方向）に起立する一対のマスト３，３と、このマスト３，３間に配置されてマスト３に沿って昇降する昇降台２０とを備えている。なお、床レール１００は、断面形状がＩ型のものが用いられ、天井レール１０１は、断面Ｌ型のものが用いられる。また、床レール１００及び天井レール１０１は、一対として倉庫内に設けられている。ラック２００には、複数の収納棚が上下左右に配置されている。

基台２は、その前後に、床レール１００上を走行するための走行ホイール７，７と、床レール１００を左右方向（Ｙ軸方向）から挟んだ一対の駆動ホイール８，８とがそれぞれ設けられている。走行ホイール７は、回転可能に設けられており、床レール１００の上面に載った状態となっている。駆動ホイール８は、基台２に設けられた複数の走行用モータ５によってそれぞれ駆動し、基台２を前後方向（Ｘ軸方向）へ走行させる。なお、本実施形態では、４台の走行用モータ５を用いて４個の駆動ホイール８をそれぞれ駆動しているが、これに限定されず、１台または２台の走行用モータ５を用いて駆動ホイール８の全部または一部を駆動する構成であってもよい。

マスト３は、その上端部３ｃのそれぞれにブラケット１０が設けられており、これらブラケット１０，１０同士が支持梁４により連結されている。ブラケット１０のそれぞれには、回転可能な状態でプーリ１２が設けられている。このプーリ１２には、昇降台２０を昇降させるためのタイミングベルト１１が掛けられる。また、ブラケット１０のそれぞれには、回転軸を鉛直方向（Ｚ軸方向）とした一対の天井ホイール９，９が、天井レール１０１の垂下片１０１ａを左右方向（Ｙ軸方向）から挟むように設けられている。これにより、基台２は床レール１００に案内されるとともに、マスト３の上部が天井レール１０１に案内される。

また、マスト３は、図２に示すように、中空の角型部材が用いられており、マスト３，３同士が対面する対向面３ｄの幅が左右方向にそれぞれ拡げられて外側部分３ａよりも広く形成され、断面Ｔ型となっている。そして、この広がった部分の側面部分は、ガイド部３ｂとして用いられ、後述する第１ガイドローラ３０が接触して転動するガイド面となる。

昇降台２０は、図２および図３に示すように、マスト３，３同士の間に配置される水平フレーム２１と、この水平フレーム２１の前後両端から両マスト３，３に沿って起立する前後一対の垂直フレーム２２，２２とを備えている。水平フレーム２１は、矩形状の枠体の内側に複数の梁を設けた構造であり、軽量化と強度維持とを図っている。垂直フレーム２２には、それぞれ昇降用のタイミングベルト１１が取り付けられており、このタイミングベルト１１によって昇降台２０が吊り下げられた状態となっている。また、水平フレーム２１上には、２台の移載装置Ｆが前後に並んで搭載されている。

移載装置Ｆは、左右方向（Ｙ軸方向）に伸縮するフォーク機構を備えており、このフォーク機構によって、棚２００に対してワークＷの取り出しや格納を行う。なお、移載装置Ｆとしては、フォーク機構を有するものに限定されず、ワークＷを把持して移載させる機構を持つものなど、各種装置が用いられる。また、水平フレーム２１に対して２台搭載されることに限定されず、１台もしくは３台以上搭載することも可能である。

タイミングベルト１１は、その一端が垂直フレーム２２の上端側に取り付けられるとともに、この垂直フレーム２２からマスト３に沿って上方へ延び、プーリ１２に掛けられて再度マスト３に沿って下方へ延びるように配置される。さらに、タイミングベルト１１は、基台２に設けられた駆動用プーリ１３、及びタイミングベルト１１の位置決めを行うプーリ１４（いずれも図１１参照）に掛け渡されて、他端が垂直フレーム２２の下端側に取り付けられている。なお、駆動用プーリ１３は、基台２に設けられた昇降用モータ６（図１参照）によって回転駆動する。

昇降台２０の垂直フレーム２２，２２のそれぞれには、図２〜図４に示すように、マスト３のガイド部３ｂを挟むようにして上下２対の第１ガイドローラ３０，３０がそれぞれ設けられている。この第１ガイドローラ３０のそれぞれは、垂直フレーム２２に設けられた軸部３１に回転可能に保持されている。一方、水平フレーム２１の前後両端には、後述する第２ガイドローラ４０，４０がそれぞれ左右一対ずつ、マスト３の対向面３ｄに接触して回転するように配置されている。このように、昇降台２０は、ガイド部３ｂに第１ガイドローラ３０が接触し、かつ対向面３ｄに第２ガイドローラ４０が接触しており、いずれもローラの転がり構造によってガイドしているので、昇降台２０の高速移動が可能となっている。

なお、第１ガイドローラ３０が垂直フレーム２２の上下２か所に配置されているため、昇降台２０が左右方向（Ｙ軸方向）に傾くのを防止している。ただし、第１ガイドローラ３０を上下２か所に配置されることに限定されず、１か所または３か所以上配置してもよい。また、第１ガイドローラ３０がガイド部３ｂを挟んでいるので、昇降台２０がＺ軸周りに回転するのを効果的に抑制される。

垂直フレーム２２，２２と水平フレーム２１とは、図３および図４に示すように、それぞれ一対の連結部２３，２３を介して連結されており、この連結部２３によって垂直フレーム２２が水平フレーム２１に対して回転可能となっている。連結部２３は、垂直フレーム２２の下端面２２ｂに形成された左右一対のブラケット２４と、水平フレーム２１の前後の端面２１ａに形成された左右一対のブラケット２５とを、左右方向（Ｙ軸方向）に配置される連結軸２６で貫通して連結した構造である。これにより、垂直フレーム２２のそれぞれは、左右方向の連結軸２６を軸として水平フレーム２１に対して回転可能な状態となる。

ブラケット２４は、図４に示すように、所定の間隔を空けた一対の挟持片であり、ブラケット２５は、端面２１ａから前後方向かつ上方に延びた被挟持片である。なお、ブラケット２４，２５のそれぞれには、連結軸２６を挿入可能な貫通孔が設けられている。そして、ブラケット２４にブラケット２５を差し込んだ状態で、双方の貫通孔に連結軸２６を挿入させ、ナット２８（図５参照）等により連結軸２６の抜け止めが施されている。これにより、ブラケット２４とブラケット２５とは連結軸２６を軸として互いに回転可能な状態で連結される。なお、連結部２３の構成として、上記した構造に限定されず、左右方向（Ｙ軸方向）を軸として垂直フレーム２２を回転可能とする各種公知のピン構造（ヒンジ構造）を適用することができる。

第２ガイドローラ４０は、図２〜図５に示すように、水平フレーム２１の前後の端面２１ａ，２１ａに、それぞれ左右一対設けられており、それぞれがマスト３の対向面３ｄに当接するように配置されている。この第２ガイドローラ４０のうち、水平フレーム２１の前方側の第２ガイドローラ４０（図２では左側の第２ガイドローラ４０）は、前後方向（Ｘ軸方向）に弾性的に伸縮可能な構造となっている。

前後方向に伸縮可能な第２ガイドローラ４０は、図５に示すように、支持部４２の先端側に設けられた軸部４１によって回転可能に保持されている。支持部４２は、水平フレーム２１の端面２１ａを貫通するとともに、軸部４１とは反対側（水平フレーム２１内側）の端部にプレート４３が設けられている。このプレート４３の上下部分には、端面２１ａに固定された上下一対のロッド４４，４４がそれぞれ貫通した状態となっている。また、ロッド４４のそれぞれは、その先端に保持円盤４５がナット４６により固定されており、この保持円盤４５とプレート４３との間にバネ４７が装着されている。これにより、支持部４２に支持された第２ガイドローラ４０は、前後方向（Ｘ軸方向）にバネ４７により弾性的に伸縮可能な状態となっている。なお、バネ４７の弾性力の調整は、ナット４６，４６のねじ込み量の調整により行うことができる。

マスト３，３の間に昇降台２０が配置された通常状態では、この第２ガイドローラ４０は、対向面３ｄにあたって後方へ多少引っ込んだ状態（バネ４７が多少縮んだ状態）となっている（図５参照）。従って、昇降台２０が傾いた場合でも第２ガイドローラ４０が前進して対向面３ｄへの接触を維持するので、昇降台２０のガタツキを抑制するとともに、水平フレーム２１がマスト３へ衝突するのを防止できる。

また、マスト３，３の間隔が通常状態に対して拡がったとき、または狭くなったときでも、第２ガイドローラ４０がバネ４７の弾性によって前進、またはバネ４７の弾性に抗して後退することにより対向面３ｄへの当接が維持され、昇降台２０の安定した昇降動作を維持することができる。また、マスト３が振動した場合であっても第２ガイドローラ４０が伸縮して追従することにより昇降台２０へ振動が伝達するのを軽減している。

なお、前後方向に伸縮可能な第２ガイドローラ４０を設けるか否かは任意であり、伸縮しないタイプのガイドローラを用いてもよい。また、水平フレーム２１の前後両端の双方に伸縮可能な第２ガイドローラ４０を設けてもよい。図示の第２ガイドローラ４０は、水平フレーム２１の左右方向に並んで２か所に配置されているが、これに限定されず、１か所または３か所以上に配置されてもよい。また、第２ガイドローラ４０を弾性的に伸縮可能とする構成は図示のものに限定されず、他の任意の構成を採用することができる。

図３〜図５に示すように、垂直フレーム２２のそれぞれには、左右方向に並んだ一対のストッパー５０が設けられている。ストッパー５０は、垂直フレーム２２のマスト対向面２２ａに固定されたブラケット５２と、このブラケット５２に軸部５３を介して回転可能に保持されたローラ５１とで構成される。また、ストッパー５０は、垂直フレーム２２の高さ方向のほぼ中央部分に配置されている。このストッパー５０は、通常状態においては、ローラ５１がマスト３の対向面３ｄと接触しないように所定間隔を空けて配置されている。ストッパー５０が設けられることにより、垂直フレーム２２がマスト３の対向面３ｄに対して近接する方向に回転した場合であっても、ローラ５１がマスト３の対向面３ｄに当接するので、垂直フレーム２２がマスト３に衝突することを防止している。

また、ローラ５１は回転可能なので、対向面３ｄに当接した場合でも対向面３ｄに与える影響は小さく、マスト３の損傷を回避できる。なお、ストッパー５０は、垂直フレーム２２の高さ方向のほぼ中央部分に配置されているが、これに限定されず、例えば垂直フレーム２２の上方部分に配置されてもよい。ストッパー５０が垂直フレーム２２の上方部分に配置された場合、対向面３ｄに対して図５と同様の間隔をあけたときでも垂直フレーム２２がマスト３へ近接する回転角度を小さくすることができる。また、ストッパー５０は、左右一対の２か所に設けられることに限定されず、１か所または３か所以上に設けられてもよい。さらに、ストッパー５０としてローラ５１を用いることに限定されず、非回転の接触コマを用いてもよい。

垂直フレーム２２のマスト対向面２２ａの上端側には、図２〜図４に示すように、左右一対のフック６０が設けられる。このフック６０は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、マスト対向面２２ａから前方に延びて先端部６１ａがマスト３のガイド部３ｂの後ろ側に屈曲したアーム部６１と、先端部６１ａの内側に取り付けられた接触コマ６２とで構成される。接触コマ６２は、マスト３の表面に対して摩擦係数が小さな樹脂等で形成されている。また、接触コマ６２は、凹部６２ａから差し込まれたボルト６４をナット６５で留めることにより先端部６１ａに固定されており、ボルト６４の頭部が接触コマ６２から突出しないようにしている。また、接触コマ６２は、マスト３の側面３ｅに対して所定の間隔をあけた状態で配置されている。

フック６０が設けられることにより、垂直フレーム２２がマスト３から離間する方向に回転した場合であっても、接触コマ６２はマスト３の側面３ｅに近づく方向（図６（ａ）の矢印Ｂ方向）に移動して、ついには側面３ｅに係止されるので、垂直フレーム２２の離間方向への回転が制限される。従って、垂直フレーム２２がマスト３から大きく離れることがなく、第１ガイドローラ３０がガイド部３ｂから外れることを回避できる。なお、接触コマ６２は、マスト３の表面に対して摩擦係数が小さな樹脂製であることや、ボルト６４の頭部が接触コマ６２から突出していないことから、マスト３と接触した場合であってもマスト３に与える影響は小さく、マスト３の損傷が防止される。

なお、フック６０は接触コマ６２を用いることに限定されず、接触コマ６２に代えてローラを用いてもよい。また、フック６０が設けられる位置は図示のものに限定されない。フック６０が垂直フレーム２２の上端に近いほど、側面３ｅに対して図６と同様の間隔をあけたときでも垂直フレーム２２がマスト３から離間する回転角度を小さくすることができる。

本実施形態では、フック６０が前後一対の計４個設けられているが、そのうちの１つには、図５に示すように、リミットスイッチＬＳを操作するための操作部６３が設けられている。操作部６３は、図６に示すように、Ｌ型の部材であって、アーム部６１の先端部６１ａに固定部６３ａを突き合わせ、接触コマ６２とともにボルト６４に貫通されてナット６５で締め付けられて固定される。なお、操作部６３は、アーム部６１と同じ方向に延びた状態となっている。

リミットスイッチＬＳは、昇降台２０が上限位置または下限位置を超えるのを検出するものであり、図５に示すように、マスト３の外側部分３ａに設置されている。なお、図５では、昇降台２０の上限位置に対応するリミットスイッチＬＳについて記載しているが、下限位置に対応するリミットスイッチについても同様にマスト３に設置されている。このリミットスイッチＬＳは、検知部ＬＳａに操作部６３が当接することにより信号を出力する。この信号により、例えば、タイミングベルト１１を駆動する昇降用モータ６への電力供給を遮断することで、昇降台２０を緊急停止させることができる。

リミットスイッチＬＳは、マスト３に設けられるが、第１ガイドローラ３０との干渉を避けるために垂直フレーム２２から離れた部分に配置される。従って、操作部６３がフック６０に設けられることにより、専用のステー等が不要となる。ただし、操作部６３をフック６０に設けることに限定されず、垂直フレーム２２に直接設けてもよい。また、リミットスイッチＬＳとしては、上記のような接触式のものに代えて、例えば光学式センサなどの非接触式のものを用いてもよい。

図７は、フックの変形例を示している。このフック６６は、第１ガイドローラ３０の軸部３１の先端にナット３２によって取り付けられた円形の板状部材である。フック６６は、第１ガイドローラ３０の直径ｄ１よりも大きい直径ｄ２を有している。従って、図６に示すように、フック６６の係止面６６ａは、マスト３の側面３ｅに所定間隔を空けた状態で対向した状態となっている。また、フック６６は、金属製や樹脂製が用いられ、金属製の場合、係止面６６ａに樹脂被膜が施されてマスト３に対する摩擦係数を低減させてもよい。

このフック６６においても、フック６０と同様に、垂直フレーム２２がマストから離間する方向へ回転した場合に、係止面６６ａが側面３ｅに係止されるので、垂直フレーム２２の離間方向への回転が制限され、第１ガイドローラ３０がガイド部３ｂから外れることを回避できる。なお、フック６６が、第１ガイドローラ３０と同様に回転可能に保持されるか否かは任意である。また、フック６６として円形の板状部材に代えて、軸部３１からマスト３へ向けて延びる板状片を用いてもよい。このように、第１ガイドローラ３０の軸部３１を利用してフックを形成するので、構造の簡素化を図ることができる。

基台２には、図８に示すように、昇降台２０の下方であって前後方向（Ｘ軸方向）に離間した２か所にレーザ距離計６７，６７が設置されている。一方、昇降台２０の水平フレーム２１の下面には、レーザ距離計６７のそれぞれの直上位置に反射板６８，６８が設けられている。レーザ距離計６７は、レーザ光Ｌｂを反射板６８に向けて出射するとともに、反射板６８から戻ったレーザ光Ｌｂを受信して両者の干渉を用いて反射板６８までの距離を測定する。

２つのレーザ距離計６７でそれぞれ反射板６８までの距離が測定され、その測定結果にによって２つの反射板６８のそれぞれの高さ、すなわち、水平フレーム２１の前後位置の高さが測定される。レーザ距離計６７の測定結果に基づいて昇降用モータ６が制御されており、昇降台２０を所望の位置へ昇降させることが可能となる。なお、２つの測定結果が異なる場合は、例えば、２つの測定結果を足して割った値を用いて昇降台２０の高さとしてもよい。なお、２つの測定結果が異なる場合は、水平フレーム２１が前後方向に傾いた状態のため、この傾きを解消するように昇降用モータ６が駆動される。なお、昇降台２０の高さ計測にレーザ距離計６７を用いることに限定されず、他の公知の測定機器を用いることができる。

このように、昇降台２０の姿勢は、昇降用モータ６の制御によって維持されるが、レーザ距離計６７の一方が故障して誤った計測値を出力した場合や、昇降用モータ６の一方が故障した場合、またタイミングベルト１１の一方が伸長した場合は、昇降台２０が前後方向に傾いた状態（Ｙ軸周りに回転した状態）となる。

図９に示すように、水平フレーム２１が前後方向に傾くと、垂直フレーム２２は水平フレーム２１に引っ張られて傾くが、両者間には回転可能な連結部２３が存在するため、マスト３に対する垂直フレーム２２の回転量が小さくなってマスト３に衝突することはない。図９の二点鎖線のように連結部２３がない昇降台１２０と比較すると、水平フレーム１２１が傾くと、垂直フレーム１２２も同様に傾き、図中左側の垂直フレーム１２２の上端はマスト３と衝突した状態となっている。

また、ストッパー５０がマスト３の対向面３ｄに当接することにより、垂直フレーム２２は、マスト３に近接する方向への回転が規制される。これに加えて、フック６０がマスト３の側面３ｅに係止されることにより、垂直フレーム２２は、マスト３から離間する方向への回転が規制される。これにより、垂直フレーム２２がマスト３に衝突するのを確実に防止するとともに、第１ガイドローラ３０がガイド部３ｂから大きく外れるのを抑制できる。図９においては、上方の第１ガイドローラ３０がマスト３のガイド部３ｂから外れていない。従って、図９に示す状態から前後のタイミングベルト１１，１１の昇降量を調整することで、水平フレーム２１が水平となるまで容易に復帰させることができる。

また、水平フレーム２１には、前後方向に弾性的に伸縮可能な第２ガイドローラ４０が設けられているので、水平フレーム２１が傾いた場合において、この第２ガイドローラ４０がマスト３の対向面３ｄに一定の範囲で弾性的に接し続けるので、水平フレーム２１がマスト３に衝突するのを防止するとともに、昇降台２０の振動を抑えることができる。

タイミングベルト１１は、図１０に示すように、垂直フレーム２２に取り付けられる。タイミングベルト１１の一方の端部１１ａは、垂直フレーム２２の上端側に配置された上部固定部材７０に取り付けられている。上部固定部材７０は、垂直フレーム２２に沿って配置された第１部材７０ａおよび第２部材７０ｂの二枚組の板状部材で構成され、垂直フレーム２２に設けられた鉛直方向（Ｚ軸方向）の２つのリブ２２ｄの間に配置される。タイミングベルト１１の端部１１ａは、第１部材７０ａと第２部材７０ｂとで挟み込まれた状態で、締結ボルト７１によって固定されることにより、上部固定部材７０に取り付けられる。

上部固定部材７０の第２部材７０ｂには、左右方向（Ｙ軸方向）にそれぞれ延びた状態で２つの上部プレート７２が、それぞれ固定ネジ７３により固定されている。上部プレート７２は、その先端部が略水平に屈曲されたバネ受け部７２ａを備えている。このバネ受け部７２ａには、垂直フレーム２２の上端壁２２ｃに固定されて垂下状態の支持ピン７４を貫通させる貫通穴７２ｂが設けられている。垂直フレーム２２の上端壁２２ｃとバネ受け部７２ａとの間には、支持ピン７４に貫通された状態でバネ７６が配置されている。なお、支持ピン７４の先端には、上部プレート７２の抜け防止用のナット７５が取り付けられている。

上部固定部材７０は、垂直フレーム２２のリブ２２ｄ間において矢印Ａ１方向（鉛直方向、Ｚ軸方向）に移動可能な状態で保持されている。通常状態においては、上部固定部材７０は端部１１ａに続くタイミングベルト１１に引っ張られてやや上方に位置しており、この状態では、バネ７６は多少縮んだ状態となっている。

また、垂直フレーム２２の上方には、上部固定部材７０に対応したリミットスイッチ７９が設けられている。このリミットスイッチ７９は、ステー７９ｂを介して垂直フレーム２２に固定されており、検知用のアーム部７９ａを備えている。また、上部プレート７２の一方（図１０では右側の上部プレート７２）には、断面Ｌ型の操作板７７がアーム部７９ａの上方に位置した状態でネジ７８によって固定されている。従って、端部１１ａに続くタイミングベルト１１の張力が大きく低下した場合やタイミングベルト１１が破断した場合は、上部固定部材７０がバネ７６によって大きく下方へ移動して操作板７７によりアーム部７９ａを操作し、リミットスイッチ７９を動作させる。これにより、リミットスイッチ７９は信号を出力して昇降台２０の緊急停止等を行うことが可能となる。

タイミングベルト１１の他方の端部１１ｂは、垂直フレーム２２の下端側に配置された下部固定部材８０に取り付けられている。下部固定部材８０は、上部固定部材７０と同様に、垂直フレーム２２に沿って配置された第１部材８０ａおよび第２部材８０ｂの二枚組の板状部材で構成され、垂直フレーム２２に設けられた鉛直方向（Ｚ軸方向）の２つのリブ２２ｄの間に配置される。タイミングベルト１１の端部１１ｂは、第１部材８０ａと第２部材８０ｂとで挟み込まれた状態で、締結ボルト８１によって固定されることにより、下部固定部材８０に取り付けられる。

下部固定部材８０の第２部材８０ｂには、左右方向（Ｙ軸方向）にそれぞれ延びた状態で２つの下部プレート８２が、それぞれ固定ネジ８３により固定されている。下部プレート８２は、その先端部が略水平に屈曲されたバネ受け部８２ａを備えている。このバネ受け部８２ａには、垂下状態の支持ピン８４が固定されている。また、垂直フレーム２２の下端壁２２ｅには、支持ピン８４を貫通させる貫通穴２２ｆが設けられている。バネ受け部８２ａと垂直フレーム２２の下端壁２２ｅとの間には、支持ピン８４に貫通された状態でバネ８５が配置されている。

下部固定部材８０は、垂直フレーム２２のリブ２２ｄ間において矢印Ａ２方向（鉛直方向、Ｚ軸方向）に移動可能な状態で保持されている。通常状態においては、下部固定部材８０は端部１１ｂに続くタイミングベルト１１に引っ張られてやや下方に位置しており、この状態では、バネ８５は多少縮んだ状態となっている。なお、タイミングベルト１１の張力が変化すると、下部固定部材８０はバネ８５の弾性力によって上方または下方へ移動し、タイミングベルト１１の張力を一定に保持するようにしている。すなわち、タイミングベルト１１の張力変化は、下部固定部材８０が上下へ移動することで対応している。

また、垂直フレーム２２の下方には、下部固定部材８０に対応したリミットスイッチ８８が設けられている。このリミットスイッチ８８は、ステー８８ｂを介して垂直フレーム２２に固定されており、検知用のアーム部８８ａを備えている。また、下部プレート８２の一方（図１０では右側の下部プレート８２）には、断面Ｌ型の操作板８６がアーム部８８ａの下方に位置した状態でネジ８７によって固定されている。従って、端部１１ｂに続くタイミングベルト１１の張力が大きく低下した場合やタイミングベルト１１が破断した場合は、下部固定部材８０がバネ８５によって大きく上方へ移動して操作板８６によりアーム部８８ａを操作し、リミットスイッチ８８を動作させる。これにより、リミットスイッチ８８は信号を出力して昇降台２０の緊急停止等を行うことが可能となる。

タイミングベルト１１の動作について説明する。図１１に示すように、タイミングベルト１１は、昇降台２０（垂直フレーム２２）の上下両端側に接続されるとともに、マスト３の上端部３ｃに配置されたプーリ１２と、基台２側に配置された駆動用プーリ１３及びプーリ１４とに掛け渡されている。このタイミングベルト１１は、所定の張力で掛け渡されており、内面に形成されている歯形がプーリ１２等の波形と噛み合った状態となっている。そして、昇降用モータ６により駆動用プーリ１３が回転駆動することによりタイミングベルト１１を移動させ、昇降台２０の昇降を行っている。昇降台２０は、タイミングベルト１１の移動量によって昇降位置が正確かつ迅速に設定される。

ここで、昇降台２０を上昇させる場合、すなわち、図１１において駆動用プーリ１３を矢印のように時計回りに回転させた場合、タイミングベルト１１のうち端部１１ａから駆動用プーリ１３までの部分は、昇降台２０の荷重と駆動用プーリ１３による引っ張り力を受けて伸長した状態となる。特に昇降台２０の上昇開始時は端部１１ａに大きな負荷がかかり、大きく伸長した状態となる。その一方、駆動用プーリ１３から端部１１ｂまでの部分はタイミングベルト１１が送り込まれるので緩んでしまい、タイミングベルト１１とプーリ１４との噛み合いが緩くなって歯飛びが生じることが予測される。

このような歯飛びは、振動や騒音の原因となるとともに、駆動用プーリ１３によるタイミングベルト１１の駆動にも影響を与える。これを防止するため、タイミングベルト１１に設定する初期張力を高くすることも考えられるが、破断強度が大きなベルトが必要となり、さらに、マスト３やプーリ１２などの周辺部品も高張力に耐えるような剛性付与が必要となってコストの面で不利となる。

本実施形態では、図１０で示すような、タイミングベルト１１の取り付け構造を採用しているので、例えば、昇降台２０を上昇させる際、駆動用プーリ１３から端部１１ｂまでの部分の張力が低下すると、下部固定部材８０がバネ８５の弾性力によって上方へ移動することにより、端部１１ｂに続く部分の張力を維持している。従って、タイミングベルト１１とプーリ１４等との間の歯飛びが防止されるので、昇降台２０の昇降動作を安定して行うことができる。

なお、タイミングベルト１１が破断するなど、端部１１ａの張力が大きく低下した場合は、上部固定部材７０が下方へ移動して操作板７７によりリミットスイッチ７９を操作することにより、昇降台２０を緊急停止させる。また、端部１１ｂの張力が大きく低下した場合も、下部固定部材８０が上方へ移動して操作板８６によりリミットスイッチ８８を操作することにより、昇降台２０を緊急停止させる。緊急停止は昇降用モータ６への電力供給の遮断とともに、不図示のブレーキ装置を駆動するによってマスト３への昇降台２０の保持を行う。

以上の実施形態について説明したが、本発明は図示の形状等に限定されるものではなく、各構成部材の機能や用途などを逸脱しない範囲で形状等の変更は可能である。本実施形態では、マストを備える基台２が床レール１００を走行するが、床レール１００がなく自走するものであってもよく、さらに、基台２が天井レールに吊り下げられた状態で走行するタイプであってもよい。また、本実施形態では、タイミングベルト１１及びプーリ１２等を用いているが、これに代えてチェーン及びスプロケットを用いてもよい。

Ｆ 移載装置
ＬＳ リミットスイッチ
Ｗ ワーク
１ スタッカクレーン
２ 基台
３ マスト
３ｂ ガイド面
３ｄ 対向面
１１ タイミングベルト
２０ 昇降台
２１ 水平フレーム
２２ 垂直フレーム
２３ 連結部
３０ 第１ガイドローラ
４０ 第２ガイドローラ
５０ ストッパー
６０ フック
６３ 操作部

Claims (6)

1. 鉛直方向に設けられた前後一対のマストの間に、移載装置を搭載した水平フレームと、前記水平フレームの前後両端から前記マストに沿って起立する垂直フレームとを備える昇降台が配置され、前記垂直フレームが吊り下げられた状態で前記昇降台が昇降するスタッカクレーンであって、
   前記垂直フレームのそれぞれは、前記マストを前後方向と直交する左右方向に挟んだ状態の一対の第１ガイドローラを備えるとともに、前記左右方向を軸として前記水平フレームに対して回転可能な状態で連結され、
   前記垂直フレームは、前記垂直フレームが前記マストに対して近接方向へ回転した際に、前記マストに当接するストッパーを備え、
   前記ストッパーは、前記一対のマストの間に前記昇降台が配置された状態で、前記マストの対向面と接触しないように所定間隔を空けて配置されていることを特徴とするスタッカクレーン。
2. 鉛直方向に設けられた前後一対のマストの間に、移載装置を搭載した水平フレームと、前記水平フレームの前後両端から前記マストに沿って起立する垂直フレームとを備える昇降台が配置され、前記垂直フレームが吊り下げられた状態で前記昇降台が昇降するスタッカクレーンであって、
   前記垂直フレームのそれぞれは、前記マストを前後方向と直交する左右方向に挟んだ状態の一対の第１ガイドローラを備えるとともに、前記左右方向を軸として前記水平フレームに対して回転可能な状態で連結され、
   前記垂直フレームは、前記垂直フレームが前記マストに対して離間方向に回転した際に、前記マストに係止されるフックを備えることを特徴とするスタッカクレーン。
3. 前記フックは、前記昇降台が下限位置または上限位置を超えた際に、リミットスイッチを動作させる操作部を備えることを特徴とする請求項２に記載のスタッカクレーン。
4. 前記水平フレームは、前記一対のマストの対向面にそれぞれが当接し、かつ前後方向に弾性的に伸縮可能な第２ガイドローラを備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のスタッカクレーン。
5. 鉛直方向に設けられた前後一対のマストの間に、移載装置を搭載した水平フレームと、前記水平フレームの前後両端から前記マストに沿って起立する垂直フレームとを備える昇降台が配置されるスタッカクレーンの使用方法であって、
   前記垂直フレームのそれぞれは、前記マストを前後方向と直交する左右方向に挟んだ状態の一対の第１ガイドローラを備えるとともに、前記左右方向を軸として前記水平フレームに対して回転可能な状態で連結されており、
   前記昇降台を、前記垂直フレームが吊り下げられた状態で昇降させ、
   前記垂直フレームは、前記垂直フレームが前記マストに対して近接方向へ回転した際に、前記マストに当接するストッパーを備え、
   前記ストッパーは、一対の前記マストの間に前記昇降台が配置された状態で、前記マストの対向面と接触しないように所定間隔を空けて配置されていることを特徴とするスタッカクレーンの使用方法。
6. 鉛直方向に設けられた前後一対のマストの間に、移載装置を搭載した水平フレームと、前記水平フレームの前後両端から前記マストに沿って起立する垂直フレームとを備える昇降台が配置されるスタッカクレーンの使用方法であって、
   前記垂直フレームのそれぞれは、前記マストを前後方向と直交する左右方向に挟んだ状態の一対の第１ガイドローラを備えるとともに、前記左右方向を軸として前記水平フレームに対して回転可能な状態で連結されており、
   前記昇降台を、前記垂直フレームが吊り下げられた状態で昇降させ、
   記垂直フレームのそれぞれは、前記マストを前後方向と直交する左右方向に挟んだ状態の一対の第１ガイドローラを備えるとともに、前記左右方向を軸として前記水平フレームに対して回転可能な状態で連結され、
   前記垂直フレームは、前記垂直フレームが前記マストに対して離間方向に回転した際に、前記マストに係止されるフックを備えることを特徴とするスタッカクレーンの使用方法。

Images