JP6578862B2

JP6578862B2 - 昇降装置

Info

Publication number: JP6578862B2
Application number: JP2015194457A
Authority: JP
Inventors: 潤一増田
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2019-09-25
Anticipated expiration: 2035-09-30
Also published as: JP2017065890A

Description

本願発明は、保持した荷物を上下方向に昇降させることができる昇降装置に関する。

一般的な昇降装置の適用例の一つとして、フォークリフトを例示することができる。このフォークリフトは、床面上などを走行する走行車に昇降装置が取り付けられたものである。

例えば、特許文献１に記載のフォークリフトは、荷物を載置するフォークと、当該フォークを上下方向に案内するマスト機構と、当該マスト機構を伸縮させる油圧シリンダ装置と、これらが取り付けられる走行車とを備えている。

実開平３−１２７６９８号公報

ところが、マスト機構を伸縮させるために用いられる油圧シリンダ装置は、油圧機器、および、配管などが複雑で大型化する傾向にあり、また、マスト機構の伸縮速度や停止位置の決定などの調整が煩雑で長時間を要するものである。さらに、停止位置の位置決めを自動的に行おうとした場合、停止前の低速クリープ時間を比較的長時間確保する必要があり、荷物の搬送効率を低下させるものである。

本願発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、比較的小型化が容易で、自動的な位置決めなども迅速に行うことができる昇降装置の提供を目的としている。

上記目的を達成するために、本願発明にかかる昇降装置は、荷物を昇降させる昇降装置であって、ベースマストと、前記ベースマストに案内されて昇降するミドルマストと、前記ミドルマストに案内されて昇降し、荷物を保持することができる荷保持部と、前記ベースマストの上部に取り付けられる滑車である基礎滑車と、前記ミドルマストの下部に取り付けられる滑車である下滑車と、前記ミドルマストの上部に取り付けられる滑車である上滑車と、前記ベースマストに対して固定され、ロープ、ワイヤ、または、ベルト（以下これらを総称して「ロープ」と記載する）を巻き取り繰り出すことができる駆動装置と、前記駆動装置に巻き取り繰り出し可能に一端部が取り付けられ、前記基礎滑車、および、前記下滑車に巻き付けられた状態で配置され、前記ベースマストに他端部が取り付けられるロープである第一ロープと、前記ベースマストの下部に一端が取り付けられ、前記上滑車に巻き付けられ、前記荷保持部に他端が取り付けられるロープである第二ロープとを備えることを特徴とする。

これによれば、構造が簡単で小型化が可能な昇降装置を提供することが可能となる。また、上下方向において荷保持部の停止前の準備期間もほとんど不要となるため、荷保持部の上下方向における位置決めも迅速、かつ、正確に行うことができる。従って自動化にも適した昇降装置を提供することが可能となる。

また、前記第一ロープは、前記基礎滑車に複数回巻き付けられ、前記下滑車に複数回巻き付けられた状態で配置されるものでもよい。

これによれば、一の滑車と他の滑車との間に張り渡される第一ロープの一部分にかかる荷重を減らすことができる。従って、比較的細い径の第一ロープを採用することができ、比較的小さな滑車を採用することができるため、さらに昇降装置の小型化を図ることが可能となる。

さらに、前記ベースマストの上部に取り付けられる滑車である釣合滑車を備え、前記ベースマストは、左ベースマストと右ベースマストとを備え、前記ミドルマストは、左ミドルマストと右ミドルマストとを備え、前記基礎滑車は、左基礎滑車と右基礎滑車とを備え、前記下滑車は、左下滑車と右下滑車とを備え、前記上滑車は、左上滑車と右上滑車とを備え、前記第一ロープは、前記左基礎滑車、前記左下滑車、前記釣合滑車、前記右下滑車、前記右基礎滑車に巻き付けられた状態で配置され、前記駆動装置を介して他端部が前記ベースマストに固定されるものでもよい。

また、前記第一ロープは、前記釣合滑車に固定されているものでもよい。

これによれば第一ロープの一部が破断した場合でも、釣合滑車が切れていない側の第一ロープを保持することができ、荷保持部が落下することを防止できる。

本願発明によれば、小型、かつ、上下方向における荷保持部の位置を迅速かつ正確に決めることができる昇降装置を提供することが可能となる。

図１は、昇降装置を備えたリフト装置の全体を示す斜視図である。図２は、昇降装置の滑車の関係を模式的に示すモデル図である。図３は、第一ロープが固定された釣合滑車を示す斜視図である。図４は、他の例における昇降装置の滑車の関係を模式的に示すモデル図である。図５は、上昇端時の昇降装置を模式的に示すモデル図である。図６は、下降端時の昇降装置を模式的に示すモデル図である。

次に、本願発明に係る昇降装置の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、本願発明に係る昇降装置の一例を示したものに過ぎない。従って本願発明は、以下の実施の形態を参考に請求の範囲の文言によって範囲が画定されるものであり、以下の実施の形態のみに限定されるものではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。

また、図面は、本願発明を示すために適宜強調や省略、比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。

図１は、昇降装置を備えたリフト装置の全体を示す斜視図である。なお、走行車２０１と荷物３００は、仮想線で示している。

図２は、昇降装置の滑車の関係を模式的に示すモデル図である。

これらの図に示すように、リフト装置２００は、例えばパレットを含む荷物３００の保持および受け渡し、荷物３００を保持した状態での走行、保持した荷物３００の昇降を行うことができる装置であり、走行車２０１と、昇降装置１００とを備えている。

本実施の形態の場合、走行車２０１（詳細な図示は省略）は、昇降装置１００が荷物３００を昇降させる方向である昇降方向と交差する方向に昇降装置１００を移動させる装置であり、自律的に移動することができる無人走行車である。走行車２０１は例えば、構造的な基礎となる本体部と、本体部の下部に配置される駆動輪、および、補助輪とが備えられている。また走行車２０１は、駆動輪を駆動するための駆動装置や、自立走行等をするための制御装置や、中央制御システムと通信するための通信装置などが備えられている。

昇降装置１００は、荷物３００を上下方向（図中Ｚ軸方向）に昇降させることができる装置であり、ベースマスト１０１と、ミドルマスト１０２と、荷保持部１０３と、基礎滑車１１０と、下滑車１２０と、上滑車１２９と、駆動装置１０４と、第一ロープ１５１と、第二ロープ１５２とを備えている。

ベースマスト１０１は、上下方向（図中Ｚ軸方向）に延在する棒状の構造部材であり、建屋や地面、台車などの対象物に固定される部材である。本実施の形態の場合、ベースマスト１０１は、走行車２０１に固定されており、ミドルマスト１０２を滑らせて案内するレールが設けられている。具体的には、ベースマスト１０１には、ベースマスト１０１の延在方向に沿って延在する溝が設けられており、当該溝にミドルマスト１０２の一部がはまり込むことでミドルマスト１０２を上下方向に案内している。

さらに本実施の形態の場合、ベースマスト１０１は、左ベースマスト１１１と右ベースマスト１１２とを備えている。この構造により、荷保持部１０３を安定して昇降させることができ、また、ベースマスト１０１にかかる荷重を左右に分散させることができる。

本実施の形態の場合、左ベースマスト１１１と右ベースマスト１１２とは、走行車２０１の幅方向（図中Ｙ軸方向）の両端部にそれぞれ取り付けられており、前後方向（図中Ｘ軸方向）の端部に取り付けられている。

ミドルマスト１０２は、ベースマスト１０１に案内されて昇降する棒状の構造部材である。本実施の形態の場合、ミドルマスト１０２は、ベースマスト１０１に設けられたレールと摺動可能に係合するが摺動子が設けられている。具体的には、ベースマスト１０１に沿って設けられた溝にはまり込んだ状態で溝の内面と当接して回転することができる複数のローラーをミドルマスト１０２は備えている。

さらに本実施の形態の場合、ミドルマスト１０２は、左ミドルマスト１２１と右ミドルマスト１２２とを備えており、左ミドルマスト１２１は左ベースマスト１１１に案内されて上下方向にスライドし、右ミドルマスト１２２は右ベースマスト１１２に案内されて上下方向にスライドする。この構造のミドルマスト１０２はベースマスト１０１と協働することにより、荷保持部１０３を安定して昇降させることができる。また、ミドルマスト１０２にかかる荷重を左右に分散させることができる。

荷保持部１０３は、ミドルマスト１０２に案内されて昇降し、荷物３００を保持することができる構造部材である。本実施の形態の場合、荷保持部１０３は、水平方向に突き出した状態で配置される複数本のフォーク１３１を備え、パレットなどの開口にフォーク１３１を突き刺した状態で荷物３００を持ち上げることで、荷物３００を載置して保持することができる。

さらに本実施の形態の場合、荷保持部１０３は、左ミドルマスト１２１と右ミドルマスト１２２との間に架橋状に配置され、左ミドルマスト１２１、および、右ミドルマスト１２２に対して摺動可能に取り付けられている。このように、荷保持部１０３は、左右方向の両端部がミドルマスト１０２にそれぞれ摺動可能に接続されているため、バランスが安定し、保持した荷物３００が重量的に偏っていた場合でも安定して荷物３００を昇降させることが可能となる。

基礎滑車１１０は、ベースマスト１０１の上部に取り付けられる滑車である。ここで滑車とは、軸体と軸体を中心として回転可能な円盤とを備えた機構である。本実施の形態で用いられる滑車は、いずれもかけられたロープが外れないように、円盤の外周に周方向に沿って溝が設けられている。

ここで、「上部」とは、ベースマスト１０１の上端縁から長さの半分より上の部分、好ましくはベースマスト１０１の上端縁から長さの３分の１より上の部分であり、上端部であってもかまわない。

さらに本実施の形態の場合、左ベースマスト１１１と右ベースマスト１１２との間に架橋状に取り付けられた基礎梁部材１６１（図２参照）に基礎滑車１１０が取り付けられている。基礎滑車１１０は、左ベースマスト１１１側に配置される左基礎滑車１１３と、右ベースマスト１１２側に配置される右基礎滑車１１４とを備えている。また、基礎滑車１１０は、複数回（本実施の形態では３回）第一ロープ１５１が巻き付けられている。ここで、「巻き付けられる」とは、滑車の機能を発揮することができる状態となるようにロープが滑車に配置されていることを言う。

また、左基礎滑車１１３は、第一ロープ１５１が巻き付けられる数に対応する数の左副基礎滑車１１５を備えており、駆動装置１０４との間で張り渡される第一ロープ１５１が巻き付けられる左副基礎滑車１１５と他の左副基礎滑車１１５とは回転軸の方向が異なっている。

このように副基礎滑車１１５を複数備え、回転軸の方向を異ならせることで、第一ロープ１５１を滑車の間で無理なく張り渡せることが可能となる。

一方、右基礎滑車１１４は、第一ロープ１５１が巻き付けられる数に対応する数の右副基礎滑車１１６を備えており、駆動装置１０４との間で張り渡される第一ロープ１５１が巻き付けられる右副基礎滑車１１６と他の右副基礎滑車１１６とは回転軸の方向が異なっている。

なお、同一の軸体周りを回転する複数の左副基礎滑車１１５は、相互に干渉することなく独立して回転してもよく、また、一体に回転してもかまわない。右副基礎滑車１１６も同様である。

下滑車１２０は、ミドルマスト１０２の下部に取り付けられる滑車である。ここで、「下部」とは、ミドルマスト１０２の下端縁から長さの半分より下の部分、好ましくはミドルマスト１０２の下端縁から長さの３分の１より下の部分であり、下端部であってもかまわない。

さらに本実施の形態の場合、左ミドルマスト１２１と右ミドルマスト１２２との間に架橋状に取り付けられた下梁部材１６２（図２参照）に下滑車１２０が取り付けられている。下滑車１２０は、左ミドルマスト１２１側に配置される左下滑車１２３と、右ミドルマスト１２２側に配置される右下滑車１２４とを備えている。また、下滑車１２０は、複数回（本実施の形態では３回）第一ロープ１５１が巻き付けられている。

また、左下滑車１２３は、第一ロープ１５１が巻き付けられる数に対応する数の左副下滑車１２５を備えている。

一方、右基礎滑車１１４は、第一ロープ１５１が巻き付けられる数に対応する数の右副基礎滑車１２６を備えている。

なお、同一の軸体周りを回転する複数の左副下滑車１２５は、相互に干渉することなく独立して回転してもよく、また、一体に回転してもかまわない。また、回転軸の方向が相互に異なってもかまわない。右副下滑車１２６も同様である。

上滑車１２９は、ミドルマスト１０２の上部に取り付けられる滑車である。ここで、「上部」とは、ミドルマスト１０２の上端縁から長さの半分より上の部分、好ましくはミドルマスト１０２の上端縁から長さの３分の１より上の部分であり、上端部であってもかまわない。

さらに本実施の形態の場合、左ミドルマスト１２１と右ミドルマスト１２２との間に架橋状に取り付けられた上梁部材１６３（図２参照）に複数の上滑車１２９が取り付けられている。

さらに本実施の形態の場合、昇降装置１００は、釣合滑車１０７を備えている。釣合滑車１０７は、いわゆるイコライザーシーブであり、左基礎滑車１１３と左下滑車１２３とに巻き付けられた第一ロープ１５１の部分と、右基礎滑車１１４と右下滑車１２４とに巻き付けられた第一ロープ１５１の部分とのバランスを調整する滑車である。釣合滑車１０７は、ほとんど回動することはなく、例えば、第一ロープ１５１の一部が伸びた場合や、第一ロープ１５１の両端部の巻き取り量や繰り出し量のバランスが狂った場合に当該バランスの狂いを調整して、左ミドルマスト１２１と右ミドルマスト１２２との高さのバランスを自動的に調整することができる。

本実施の形態の場合、釣合滑車１０７は、左ベースマスト１１１と右ベースマスト１１２との間に架橋状に取り付けられた基礎梁部材１６１の中央位置に取り付けられている。

駆動装置１０４は、ベースマスト１０１に対して固定され、ロープを巻き取り繰り出すことができる装置である。本実施の形態の場合、駆動装置１０４は、減速機を含むモータ１４１とロープが巻回されるドラム１４２とを備えている。

本実施の形態の場合、ドラム１４２の回転軸は、左ベースマスト１１１から右ベースマスト１１２に向かう方向に沿って延在しており、ドラム１４２は、ベースマスト１０１の下部に回転可能に固定されている。また、第一ロープ１５１の両端部は、それぞれドラム１４２に巻回されており、第一ロープ１５１の両端は、駆動装置１０４のドラム１４２を介してベースマスト１０１に固定されている。

第一ロープ１５１は、駆動装置１０４のドラム１４２の回転により巻き取られ、繰り出される可撓性（柔軟性）を持った索状部材である。ここで、特許請求の範囲にも記載の通り、「ロープ」はロープの他、ワイヤ、ベルトなどを含む意味で使用している。また、「ロープ」の文言には、天然繊維、化学繊維、金属繊維などを棒状に束ねた、または、編み上げたものも含まれ、天然繊維、化学繊維、金属繊維などをテープ状に束ねた、または、編み上げたものも含むものとして記載している。

本実施の形態の場合、第一ロープ１５１は、基礎滑車１１０に複数回巻き付けられ、下滑車１２０に複数回巻き付けられた状態で配置されており、さらに、左基礎滑車１１３、左下滑車１２３、釣合滑車１０７、右下滑車１２４、右基礎滑車１１４の記載順で巻き付けられた状態で配置されている。また、第一ロープ１５１は、駆動装置１０４を介して両量端部がベースマスト１０１の下部に固定されている。

これによって、滑車、または、ドラム１４２から次の滑車に張りわたらせた第一ロープ１５１の部分にかかる荷重を減少させることができる。従って、第一ロープ１５１の径を細くすることができ、これに伴い滑車も小型化することが可能となる。従って、昇降装置１００全体として小型化を図ることが可能となる。

図３は、第一ロープが巻き付けられた釣合滑車を示す斜視図である。

同図に示すように、第一ロープ１５１は、釣合滑車１０７に固定されている。具体的には、第一ロープ１５１は、Ｕ字状のワイヤークリップ１７１を釣合滑車１０７に埋め込み、第一ロープ１５１を釣合滑車１０７とワイヤークリップ１７１との間で挟み込むことで第一ロープ１５１を釣合滑車１０７に固定している。なお、本実施の形態の場合、第一ロープ１５１は、釣合滑車１０７に複数箇所で固定されている。これにより、例えば、荷保持部１０３が荷物３００を昇降させている最中に第一ロープ１５１の一部が破断した場合でも、釣合滑車１０７に対して破断していない側の第一ロープ１５１は、一端がベースマスト１０１に固定され、他端は釣合滑車１０７に固定されているため、ベースマスト１０１に対しミドルマスト１０２の位置が保持される。従って、荷保持部１０３が急に落下することを防止でき、荷物３００などの安全を確保することが可能となる。

第二ロープ１５２は、ベースマスト１０１の下部に一端が取り付けられ、上滑車１２９に巻き付けられ、荷保持部に他端が取り付けられるロープである。本実施の形態の場合、第二ロープ１５２は、ベースマスト１０１が固定される走行車２０１を介してベースマスト１０１の下部に一端が取り付けられている。

本実施の形態の場合、複数の上滑車１２９に対して、複数の第二ロープ１５２が備えられている。これにより、一本の第二ロープ１５２にかかる荷重を軽減することができ、第二ロープ１５２の径を小さくし、上滑車１２９の小型化を図ることができる。従って、昇降装置１００の小型化に寄与することができる。

以上の昇降装置１００は、駆動装置１０４を駆動してドラム１４２を回転させ、第一ロープ１５１を巻き取ると、滑車の間に張り渡されている第一ロープ１５１の長さが短くなる。これにより、基礎滑車１１０に下滑車１２０が近づき、下滑車１２０が固定されているミドルマスト１０２が下滑車１２０と共に上昇する。ここで、基礎滑車１１０と下滑車１２０との間を第一ロープ１５１が複数回往復することで、第一ロープ１５１にかかる荷重が小さい場合でも、ミドルマスト１０２、荷保持部１０３、および、荷物３００の全重量を持ち上げて上昇させることが可能となる。つまり、滑車とロープとが組み合わされた機構が減速機の役割の一部を担うため、駆動装置１０４に減速比の小さな減速機を採用することが可能となる。従って、駆動装置１０４を小型化でき、昇降装置１００全体の小型化を図ることが可能となる。

以上の昇降装置１００によれば、簡単な構成で、荷保持部１０３を昇降させることができる。また、荷保持部１０３を昇降させる機構が小型、軽量であるため、荷保持部１０３の昇降ストロークを大きくすることが可能となる。

また、ロープを滑車に固定し、端部を所定の位置に固定するだけで、荷保持部１０３を昇降させる機構を組み立てることができるため、調整作業も少なくて済み、昇降装置１００を容易に組み立てることが可能となる。

さらに、ロープを巻き取り繰り出すだけで荷保持部１０３を昇降させることができるため、上下方向における荷保持部１０３の位置決めを容易かつ比較的早く行うことができる。従って、荷物３００を精度良く上下方向に搬送することができ、高い搬送効率を確保することが可能となる。

なお、本願発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本願発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本願発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本願発明に含まれる。

例えば、図４に示す昇降装置１００のように、第一ロープ１５１は、他端部がベースマスト１０１の下部に取り付けられ、一つの基礎滑車１１０、および、一つの下滑車１２０に巻き付けられた状態で配置され、一端部が駆動装置１０４のドラム１４２に取り付けられるものでもかまわない。このような簡単な構造でも、荷保持部１０３を図５に示す上昇端から図６に示す下降端まで上昇および下降させることができ、搬送対象の荷物３００の重量が比較的軽い場合、このような構成でも前記と同様の効果を奏することが可能である。

また、荷保持部１０３の荷物３００を保持する構造をフォーク１３１としたが、荷物３００を保持する構造はこれに限定するものではなく、荷物３００を挟み持つもの、荷物３００に設けられた孔や係合部にフックをかけて吊り下げるものなど任意の構造を採用することができる。

また、昇降装置１００は、自律走行する走行車２０１に取り付けられるばかりでなく、有人の走行車などに昇降装置１００を取り付けてもかまわない。

また、ミドルマスト１０２を一つとして説明したが、複数のミドルマスト１０２を備えてもかまわない。つまり、ミドルマスト１０２に案内されて上下方向に移動する第二のミドルマスト１０２を備えてもかまわない。この場合、各ミドルマストに上記と同様の機能を備えた種々の滑車が取り付けられ、これらに巻き付けられる第三ロープなどが用いられる。

また、ベースマスト１０１やミドルマスト１０２は、左右に一対である必要は無く、１本であってもかまわない。例えば、狭い間隔で設置された左右のベースマスト１０１に対し１本のミドルマスト１０２が案内されて上下方向に移動してもかまわない。

本願発明は、荷物を上下方向に搬送する必要がある自動倉庫などに利用可能である。

１００昇降装置
１０１ベースマスト
１０２ミドルマスト
１０３荷保持部
１０４駆動装置
１０７釣合滑車
１１０基礎滑車
１１１左ベースマスト
１１２右ベースマスト
１１３左基礎滑車
１１４右基礎滑車
１１５左副基礎滑車
１１６右副基礎滑車
１２０下滑車
１２１左ミドルマスト
１２２右ミドルマスト
１２３左下滑車
１２４右下滑車
１２５左副下滑車
１２６右副下滑車
１２９上滑車
１３１フォーク
１４１モータ
１４２ドラム
１５１第一ロープ
１５２第二ロープ
１６１基礎梁部材
１６２下梁部材
１６３上梁部材
１７１ワイヤークリップ
２００リフト装置
２０１走行車
３００荷物

Claims

荷物を昇降させる昇降装置であって、
ベースマストと、
前記ベースマストに案内されて昇降するミドルマストと、
前記ミドルマストに案内されて昇降し、荷物を保持することができる荷保持部と、
前記ベースマストの上部に取り付けられる滑車である基礎滑車と、
前記ミドルマストの下部に取り付けられる滑車である下滑車と、
前記ミドルマストの上部に取り付けられる滑車である上滑車と、
前記ベースマストに対して固定され、ロープ、ワイヤ、または、ベルト（以下これらを総称して「ロープ」と記載する）を巻き取り繰り出すことができる駆動装置と、
前記駆動装置に巻き取り繰り出し可能に一端部が取り付けられ、前記基礎滑車、および、前記下滑車に巻き付けられた状態で配置され、前記ベースマストに他端部が取り付けられるロープである第一ロープと、
前記ベースマストの下部に一端が取り付けられ、前記上滑車に巻き付けられ、前記荷保持部に他端が取り付けられるロープである第二ロープと、
前記ベースマストの上部に取り付けられる滑車である釣合滑車と、を備え、
前記基礎滑車は、左基礎滑車と右基礎滑車とを備え、
前記下滑車は、左下滑車と右下滑車とを備え、
前記上滑車は、左上滑車と右上滑車とを備え、
前記第一ロープは、前記左基礎滑車、前記左下滑車、前記釣合滑車、前記右下滑車、前記右基礎滑車に巻き付けられた状態で配置され、前記駆動装置を介して他端部が前記ベースマストに固定される
昇降装置。
前記第一ロープは、
前記基礎滑車に複数回巻き付けられ、前記下滑車に複数回巻き付けられた状態で配置される
請求項１に記載の昇降装置。
前記第一ロープは、前記釣合滑車に固定されている
請求項１または２に記載の昇降装置。