KR20010011016A - 자동창고의 스토리지 랙 구조 및 스태커 크레인용 포킹장치 - Google Patents

자동창고의 스토리지 랙 구조 및 스태커 크레인용 포킹장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동창고의 스태커 크래인용 포킹장치 및 이를 채용한 스토리지 랙 구조에 관한 것이다.
포킹장치는 이동 가능한 서포트 프레임에 설치된 메인 프레임; 정,역 회전 가능하도록 메인 프레임에 설치된 구동원; 구동원의 동력에 의해 메인 프레임으로부터 제1차로 신장 또는 수축 가능하도록 메인 프레임에 대해 왕복 이동 가능하게 설치된 한 쌍의 중간 프레임; 구동원의 동력에 의해 구동되며, 중간 프레임의 이동과 함께 중간 프레임에 대해 왕복 이동 가능하며, 적재물이 적재 될 수 있도록 중간 프레임에 결합된 적재부재; 중간 프레임을 메인 프레임에 대해 신장 또는 수축 시키기 위해 구동원에 연결되도록 메인 프레임에 설치된 메인 동력전달수단; 및 메인 동력전달수단에 연동되어 적재부재를 중간 프레임에 대해 소정 속도비 이상으로 신장 또는 수축시키기 위한 서브 동력전달수단;을 구비한다.

Description

자동창고의 스토리지 랙 구조 및 스태커 크레인용 포킹장치{A structure of storage rack &forking apparatus for stacker crane of automatized warehouse}
본 발명은 자동창고의 스토리지 랙 구조 및 스태커 크레인용 포킹장치에 관한 것으로서, 상세하게는 자재비 및 설비비를 줄이면서 자동창고의 공간 이용률을 극대화 할 수 있는 스토리지 랙 구조 및 이에 채용되는 스태커 크레인용 포킹장치의 포크의 높이를 얇게 하면서 구동 메커니즘을 개선한 자동창고의 스토리지 랙 구조 및 스태커 크레인용 포킹장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자동창고는 적재물의 입출고를 쉽고 안전하게 하기 위해 선반과 같은 스토리지 랙(Storage rack) 구조를 채용하고, 이 스토리지 랙의 다수의 행 및 열에 마련된 적재공간에 적재물을 저장 및 하역시키기 위한 스태커 크레인(stacker crane) 및 포킹장치를 구비한다.
도 1a 내지 도 1c는 종래의 자동창고의 스토리지 랙 구조를 개략적으로 도시한 측면도, 정면도, 및 평면도이고, 도 2a 및 도 2b는 종래의 포킹장치를 개략적으로 도시한 평면도 및 측면도이다.
도 1a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 스토리지 랙 구조(10)는 복수의 칼럼(12)과, 횡연결빔(16)과, 하나의 칼럼(12)에 양측에 각 층을 구획하도록 설치되는 다수의 로드암(14)과, 인접한 로드암(14)에 걸쳐지는 창고전용 파레트(18), 및 적재물(20)의 하부에 밴딩되는 각목부재(22)를 구비한다. 도면의 참조부호 32는 적재물(20)을 들어서 보관/하역하는 종래의 스태커 크레인용 포킹장치(도 2a의 30)의 포크를 나타낸다.
그런데, 상기 스토리지 랙 구조(10)에 있어서, 상기 적재물(20)의 길이, 높이, 및 폭이 각각 110cm인 정육면체로 가정할 때, 단위 적재물 당 칼럼(12) 수는 2개이며, 단위 적재물 당 로드암(14)의 수는 1개이며, 적재공간의 한 층의 높이는 163cm이며, 적재물(20)간의 간격은 136cm이다. 한편, 상기 스토리지 랙 구조(10)는 로드암(14)을 각 칼럼(12)에 용접하는 작업이 번거롭기 때문에 조립 용접의 공임이 많이 소요되고 지그가 많이 발생된다. 또한, 로드암(14)의 구조상 각목부재(22)만을 사용하지 못하고 이에 덧붙여 창고전용 파레트(18)를 사용해야만 하는 불편함이 있다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 상술한 바 있는 스태커 크레인용 포킹장치(30)는 스태커 크레인(미도시)의 지지 프레임(34)에 지지되는 메인 프레임(36)과, 체인/스프로켓수단(38) 및 벨트/기어수단(40)에 의해 구동모터(42)의 동력을 전달받아 메인 프레임(36)으로부터 인출 및 인입이 가능한 한 쌍의 1단빔(44)과, 이 1단빔(44)에 인출 및 인입이 가능하도록 결합되는 한 쌍의 2단빔(46)으로 이루어지는 포크(32)를 구비한다.
그런데, 상기 포킹장치(30)에 있어서, 스토리지 랙의 적재공간(11)에 적재된 적재물(20)의 하부로 들어가는 부분인 포크(32)의 두께가 약 12cm로서 매우 두껍기 때문에 스토리지 랙의 공간활용에 문제점이 있다. 한편, 기준점(X)으로부터 전체 하중이 미치는 하중점(A)과 반력점(B)까지의 거리가 각각 L1, L2일 때, 상기 L1, L2의 거리가 멀기 때문에 휨모멘트가 아주 크고 적재물(20)의 이동시 적재물(20)의 하중에 의한 포킹장치(30)의 포크(32)의 처짐량은 L1, L2의 제곱비례로 커지게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 착상된 것으로서, 본 발명은 체인/스프로켓수단에 의해 구동되는 1,2단 구동 메커니즘을 채용함과 동시에 소정의 속도비로 1,2단 구동을 연동시킴으로써, 하중 작용점과 지지점 및 반력점의 거리의 합이 동일 조건에서 종래의 포킹장치의 거리의 합에 비해 50% 이하가 되도록 구성하여 포킹장치의 강도를 개선하고 처짐량을 줄일 수 있고, 포킹장치의 두께를 종래 기술에 비해 절반으로 줄일 수 있도록 구조가 개선된 자동창고의 스택커 크레인 포킹장치를 제공하는데 그 첫째 목적이 있다.
또한, 본 발명은 스토리지 랙 1단의 높이를 낮추고, 적재물 간의 간격을 좁히고, 단위 파레트 당 칼럼수를 1/2개로 줄이고, 종래의 로드암 구조 대신 길이 방향으로 연장되는 로드빔을 설치하여 공간 이용율을 약 20% 향상시키고, 자재비를 약 30% 절감하고, 창고전용 파레트가 불필요하도록 구조가 개선된 자동창고의 스토리지 랙 구조를 제공하는데 그 둘째 목적이 있다.
도 1a 내지 도 1c는 종래의 자동창고의 스토리지 랙 구조를 개략적으로 도시한 측면도, 정면도, 및 평면도.
도 2a 및 도 2b는 종래의 포킹장치를 개략적으로 도시한 평면도 및 측면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동창고의 스토리지 랙 구조 및 스택커 크레인용 포킹자치를 개략적으로 도시한 사시도.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동창고용 스토리지 랙 구조를 개략적으로 도시한 측면도, 정면도 및 평면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스태커 크레인용 포킹장치를 개략적으로 도시한 사시도.
도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선 단면도.
도 7은 도 5의 정면도.
도 8은 도 5의 평면도.
도 9는 도 5에 도시된 포킹장치의 메인 동력전달수단 부위를 개략적으로 도시한 분리 사이도.
도 10은 도 5에 도시된 포킹장치의 서브 동력전달수단 부위를 개략적으로 도시한 분리 사시도.
도 11a 내지 도 12b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포킹장치의 동작을 설명하기 위한 도면으로서, 도 11a 및 도 11b는 포킹장치의 초기 위치를 나타낸 도면이고, 도 12a 및 도 12b는 적재부재가 도 7 및 도 8의 반대 방향으로 이동된 상태를 각각 도시한 도면.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
102,104...레일 106,108...스토리지 랙 유니트
114...본체 116...로프 118...승하강장치
120...적재공간 122...적재물 124...칼럼부재
128...로딩암부재 138...보강부재 200...포킹장치
202...포크 206...메인프레임 208...구동원
220...중간 프레임 230...적재부재 240...메인 동력전달수단
242...메인 구동 스프로켓 244...메인 종동 스프로켓
246...메인 체인 248...롤러부재 250...메인 가이드레일
252...메인 고정빔 254...중간 프레임 가이드 롤러
256,258...메인 아이들 스프로켓 260...서브 동력전달수단
262...샤프트 264...서브 구동 스프로켓
266...서브 종동 스프로켓 268,270...빔 스프로켓
272...서브 체인 274,276...중간 스프로켓
278...구동 체인 280...랙부재
상기 첫째 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이동 가능한 서포트 프레임; 상기 서포트 프레임에 설치된 메인 프레임; 정,역 회전 가능하도록 상기 메인 프레임에 설치된 구동원; 상기 구동원의 동력에 의해 상기 메인 프레임으로부터 제1차로 신장 또는 수축 가능하도록 상기 메인 프레임에 대해 왕복 이동 가능하게 설치된 한 쌍의 중간 프레임; 상기 구동원의 동력에 의해 구동되며, 상기 중간 프레임의 이동과 함께 상기 중간 프레임에 대해 왕복 이동 가능하며, 적재물이 적재 될 수 있도록 상기 중간 프레임에 결합된 적재부재; 상기 중간 프레임을 상기 메인 프레임에 대해 신장 또는 수축 시키기 위해 상기 구동원에 연결되도록 상기 메인 프레임에 설치된 메인 동력전달수단; 및 상기 메인 동력전달수단에 연동되어 상기 적재부재를 상기 중간 프레임에 대해 소정 속도비 이상으로 신장 또는 수축시키기 위한 서브 동력전달수단;을 구비한다.
여기서, 상기 메인 동력전달수단은: 상기 구동원에 의해 회전 가능하도록 상기 메인 프레임에 설치된 메인 구동 스프로켓; 상기 메인 구동 스프로켓과 소정 간격 이격되어 회전되도록 상기 메인 프레임에 설치된 메인 종동 스프로켓; 상기 메인 구동 스프로켓 및 상기 메인 종동 스프로켓에 감겨 주행할 수 있는 메인 체인; 상기 메인 체인과 함께 주행하면서 회전될 수 있도록 상기 메인 체인에 설치된 롤러부재; 및 상기 롤러부재가 결합되어 회전될 수 있도록 상기 중간 프레임에 설치된 메인 가이드레일;을 구비한다.
상기 메인 동력전달수단은: 상기 메인 프레임의 양측에 설치되며, 가이드홈이 형성된 메인 고정빔; 및 상기 가이드홈에 결합되어 회전될 수 있도록 상기 중간 프레임에 설치된 중간 프레임 가이드롤러;를 구비한다.
본 발명은, 상기 메인 체인의 장력을 조정하기 위해 상기 메인 체인에 접촉되며, 상기 메인 프레임에 대해 이동 가능하게 설치된 한 쌍의 메인 아이들 스프로켓;을 더 구비한다.
본 발명의 상기 서브 동력전달수단은: 상기 중간 프레임에 회전 가능하도록 설치된 샤프트; 소정의 치차비를 가지며, 상기 샤프트의 양단에 서로 이격되어 회전되도록 각각 설치된 서브구동 스프로켓 및 서브종동 스프로켓; 서로 소정 간격 이격되며, 회전 가능하도록 상기 메인 프레임에 설치된 중간 스프로켓; 상기 서브구동 스프로켓 및 상기 중간 스프로켓에 감겨 주행되며, 그 양단이 상기 중간 프레임에 결합된 서브 체인; 회전 가능한 빔 스프로켓이 양단에 설치되며, 상기 중간 프레임에 결합된 중간 빔; 상기 빔 스프로켓 및 상기 서브종동 스프로켓에 감겨 주행할 수 있도록 설치된 무한궤도의 구동체인; 및 상기 구동체인의 주행에 의해 상기 적재부재가 이동할 수 있도록 상기 구동체인에 결합되도록 상기 적재부재에 설치된 랙부재;를 구비한다.
여기서, 상기 서브 동력전달수단은: 상기 서브 체인의 장력을 조정할 수 있도록 상기 서브 체인의 양단 및 중간 프레임에 결합된 장력조절부재;를 더 구비한다.
상기 서브 동력전달수단은, 상기 서브 체인 및 상기 구동 체인의 주행을 각각 가이드 하기 위해 상기 중간 프레임에 회전 가능하게 설치된 서브 아이들 스프로켓;을 더 구비한다.
상기 서브 동력전달수단은, 상기 중간빔의 양측에 각각 설치된 중간빔 가이드홈; 및 상기 중간빔 가이드홈에 결합되어 회전되도록 상기 적재부재에 설치된 다수의 적재부재 가이드 롤러;를 구비한다.
상기 구동원의 회전을 감속 및 정지시키기 위한 모터 감속 및 브레이크 부재;를 더 구비한다.
상기 적재부재의 두께는 약 60mm인 것이 바람직하다.
본 발명의 상기 중간 프레임에 대한 상기 적재부재의 상기 속도비는 1:1.6 내지 1:2.4 범위인 것이 바람직하다.
상기 둘째 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 하나의 적재공간에 4개의 적재물가 수납될 수 있도록 레일을 중심으로 대칭되도록 다층 및 다열 형식으로 설비된 자동창고의 스토리지 랙구조에 있어서: 지면에 대해 수직으로 설치되는 다수의 칼럼부재; 상기 적재공간를 형성하도록 상기 칼럼부재에 수평으로 결합되는 다수의 수평부재; 및 상기 적재공간에 2행 2열로 상기 적재물가 위치될 수 있으며, 상기 적재물의 하부에 밴딩되는 각목들 사이로 포킹장치의 포크가 삽입될 수 있는 2개의 삽입홈이 형성되도록 상기 칼럼부재 및 상기 수평부재에 각각 직각을 이루며 상기 각목들이 접촉되도록 상기 열방향으로 설치된 4개의 로드빔부재;를 구비한다.
여기서, 상기 로드빔부재를 지지하기 위해 상기 적재공간의 측면에 사선을 이루도록 상기 로드빔부재와 상기 칼럼부재 사이에 설치된 보강빔부재;를 더 구비한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동창고의 스토리지 랙 구조 및 스택커 크레인용 포킹장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동창고의 스토리지 랙 구조 및 스택커 크레인용 포킹자치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3을 참조하면, 자동창고 내부에는 지면레일(102) 및 천장레일(104)이 설비되고, 상기 레일들(103,104)을 기준으로 양측에 대칭적으로 스토리지 랙(storage rack)(104)이 설치된다. 즉, 레일들(102,104) 사이에는 하나의 스토리지 랙 유니트(106,108)가 설비된다. 따라서, 스토리지 랙 유니트(102,104)의 양 측면(A,B)으로 포킹장치의 포크가 삽입될 수 있다. 상기 스택커 크레인(104)은 상,하부에 각각 설치되는 주행바퀴(112)에 의해 지면레일(102) 및 천장레일(104)에 결합되어 이동된다. 또한, 상기 스택커 크레인(104)은 본체(114)와, 본체(114)에 대해 승강가능한 포킹장치(200), 및 이 포킹장치(200)를 로프(116)에 의해 승하강시키는 승강장치(118)가 구비된다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동창고용 스토리지 랙 구조를 개략적으로 도시한 측면도, 정면도 및 평면도이다. 여기서, 도 4a는 도 3의 "A" 방향에서 바라본 도면이고, 도 4b는 도 3의 후면에서 바라본 도면이다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 상기 스토리지 랙 구조(106,108)는 하나의 적재공간(120)에 4개의 적재물(122)을 수납하기 위한 것으로서, 도 3에 도시된 레일들(102,104)을 중심으로 대칭되는 2개의 스토리지 랙 유니트가 설비된다. 각각의 스토리지 랙 유니트(106,108)는 다층 및 다열 형식으로 설비된다.
상기 스토리지 랙 유니트(106,108)는 소정 간격을 유지하고 지면에 대해 수직으로 설치되는 한 쌍의 칼럼부재(124)와, 적재공간(120)을 구획하기 위해 칼럼부재(124)와 수직되도록 설치된 다수의 수평부재(126)와, 칼럼부재(124) 및 수평부재(126)에 각각 수직되도록 하나의 적재공간에 4개씩 수평부재(126)에 설치된 로드빔부재(128)를 구비한다.
상기 로드빔부재(128)는 적재공간(120)에 적재물(122)을 2행 2열로 위치시키기 위한 것이다. 한편, 상기 적재물(122)의 하부에는 3개의 각목부재(130)가 밴딩된다. 따라서, 각목부재들(130) 사이에는 2개의 삽입홈(132)이 형성되고, 이 삽입홈(132)에는 포킹장치(200)의 포크(202)가 삽입된다.
상기 로드빔부재(128)는 보강빔부재(138)에 의해 지지된다. 상기 보강빔부재(138)는 적재공간(120)의 측면에 사선을 이루도록 로드빔부재(128)와 칼럼부재(124) 사이에 설치된다. 도 4b의 "A" 및 "B" 방향은 포크(202)가 삽입되는 방향이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스태커 크레인용 포킹장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선 단면도이고, 도 7은 도 5의 정면도이고, 도 8은 도 5의 평면도이다.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 상기 스태커 크레인용 포킹장치(200)는 스태커 크레인 본체(114)의 서포트 프레임(204)에 설치되는 메인 프레임(206)과, 정,역 회전 가능하도록 메인 프레임(206)에 설치된 구동원(208)과, 구동원(208)의 동력에 의해 메인 프레임(206)으로부터 제1차로 신장 또는 수축 가능한 한 쌍의 중간 프레임(220)과, 중간 프레임(220)의 이동과 함께 이동되고 적재물(122)이 적재될 수 있도록 중간 프레임(220)에 결합된 한 쌍의 적재부재(230)를 포함하는 포크(202)와, 중간 프레임(220)을 메인 프레임(206)에 대해 신장 또는 수축시키기 위한 메인 동력전달수단(240)과, 메인 동력전달수단(240)에 연동되어 적재부재(230)를 중간 프레임(220)에 대해 소정 속도비 이상으로 신장 또는 수축시키기 위한 서브 동력전달수단(260)을 구비한다.
상기 메인 프레임(206)은 그 하부에 구동원(208)이 위치될 수 있도록 플레이트 형상을 한다. 상기 중간 프레임(220)은 메인 프레임(206)과 평행하게 위치된 수평 플레이트(222)와 이 수평 플레이트(222) 양단에 각각 수직으로 돌출된 내,외측 수직 플레이트(224,226), 및 수직 플레이트(224,226)의 상단에 결합된 한 쌍의 중간 빔(228)을 구비한다.
상기 구동원(208)은 정,역회전 및 가,감속 가능한 통상의 전기모터가 사용되는 것이 바람직하다. 또한, 미도시된 제어부 및 센서에 의해 작동 여부가 제어된다. 한편, 상기 구동원(208)은 전기모터에 한정되지 않고 유압 또는 에어 실린더에 의해 구동될 수도 있다. 상기 중간 프레임(220)은 메인 프레임(206)의 중심에 대해 도 5에 도시된 화살표 "A"방향으로 왕복 이동한다. 상기 적재부재(232)는 구동원(208)의 동력에 의해 중간 프레임(220)의 이동과 동시에 도 5에 도시된 화살표 "B" 방향으로 왕복 이동한다. 즉, 적재부재(230)는 도 3에 도시된 레일들(102,104)을 중심으로 좌,우 스토리지 랙 유니트(106,108)에 각각 진입할 수 있다. 도 6에 도시된 참조부호 130은 도 4a에 도시된 각목부재를 나타낸다.
도 9는 도 5에 도시된 포킹장치의 메인 동력전달수단 부위를 개략적으로 도시한 분리 사이도이다.
도 5 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 메인 동력전달수단(240)은, 구동원(208)에 의해 회전될 수 있도록 메인 프레임(206)에 수평으로 설치되는 메인 구동 스프로켓(242)과, 이 메인 구동 스프로켓(242)과 소정 간격 이격되어 회전되도록 메인 프레임(206)에 설치된 메인 종동 스프로켓(244)과, 메인 구동 스프로켓(242) 및 메인 종동 스프로켓(244)에 감겨 정,역 주행되는 메인 체인(246)과, 메인 체인(246)과 함께 주행하면서 회전될 수 있도록 메인 체인(246)의 상부에 설치된 롤러부재(248)와, 롤러부재(248)가 결합되어 회전될 수 있도록 중간 프레임(220)의 수평 플레이트(222)의 하부에 설치된 메인 가이드레일(250)과, 메인 프레임(206)의 양측에 설치되고 가이드홈(251)이 각각 형성된 한 쌍의 메인 고정빔(252)과, 가이드홈(251)에 결합되어 회전될 수 있도록 중간 프레임(220)의 외측 수직 플레이트(226)에 각각 설치된 중간 프레임 가이드롤러(254), 및 메인 체인(246)의 장력을 조정하기 위해 메인 체인(246)에 접촉되도록 메인 프레임(206)에 대해 이동 가능하게 설치된 한 쌍의 메인 아이들 스프로켓(256,258)을 구비한다.
상기 메인 구동, 종동, 및 아이들 스프로켓(242,244,256,258)은 통상의 무한 궤도의 체인이 감기게 되는 스프로켓으로서, 각각 브라켓(241)에 의해 메인 프레임(206)과 평행하게 위치된다. 상기 롤러부재(248)는 각각의 체인이 연결되는 부위에 설치된 체인핀으로부터 돌출 설치된다. 상기 메인 가이드 레일(250)은 롤러부재(248)의 회전과 메인 체인(246)의 주행에 의해 이동됨으로써 중간 프레임(220)을 메인 프레임(206)에 대해 왕복 이동시키기 위한 것이다. 즉, 롤러부재(248)가 한 쌍의 메인 아이들 스프로켓(256,258)의 접촉점에 위치하게 되면 메인 프레임(206)에 대해 중간 프레임(206) 및 적재부재(230)가 원점에 위치하게 되고, 롤러부재(248)가 메인 종동 스프로켓(244) 상에 위치되면 메인 프레임(206)으로부터 중간 프레임(220)은 일방향으로 최대로 확장되고 중간 프레임(220)으로부터 적재부재(230)가 최대로 확장된 상태이다. 또한, 롤러부재(248)가 메인 구동 스프로켓(242) 상에 위치하게 되면 메인 프레임(206)으로부터 중간 프레임(220)이 상기 일방향의 반대 방향으로 최대로 확장된 상태이고, 적재부재(230)가 중간 프레임(220)으로부터 상기 방향으로 최대로 확장된 상태를 나타낸다.
상기 메인 고정빔(252)의 가이드홈(251)과 중간 프레임 가이드 롤러(254)는 메인 프레임(206)에 대해 중간 프레임(220)이 이동될 때, 중간 프레임(220)이 지지되면서 그 주행을 원만하게 하기 위한 것이다. 상기 메인 고정빔(252)에 형성되는 가이드홈(251)과, 중간 프레임 가이드 롤러(254)는 서로 대응되는 위치에 설치될 수 있다. 즉, 가이드홈(251)이 형성된 중간 고정빔(252)이 중간 프레임(220)의 외측 수직 플레이트(226)에 설치되고, 중간 프레임 가이드 롤러(254)는 메인 프레임(206)에 회전 가능하게 설치될 수도 있다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 중간 프레임 가이드 롤러(254)는 중간 프레임(220)의 전후단에 2개씩 설치된다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 포킹장치(200)의 사이즈에 따라 다양하게 설계될 수 있음은 물론이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 포킹장치(200)는 기준점(X)으로부터 전체 하중이 미치는 하중점(A)과 반력점(B)까지의 거리가 각각 L1, L2일 때, 상기 L1, L2의 거리가 동일하기 때문에 종래의 포킹장치에서 발생되는 휨모멘트에 비교하여 휨모멘트의 크기를 줄이면서 따라서, 적재물의 하중에 의한 포크의 처짐량을 급격하게 줄일 수 있다.
상기 메인 아이들 스프로켓(256,258)은 각각의 아이들 브라켓(243,245)의 측면에 대향되도록 설치된 장력조절볼트(247,249)에 의해 전,후진이 가능하다. 따라서, 메인 체인(246)을 각각의 스프로켓(242,244,256,258)에 권회시킨 후 장력조절볼트(247,249)를 각각 조이게 되면 메인 체인(246)의 초기 장력을 조정할 수 있다. 또한, 장시간 사용에 의해 메인 체인(246)의 장력이 느슨해지는 경우에는 필요한 량만큼 장력조절볼트(247,249)를 조여 메인 체인(246)의 장력을 적절히 조절할 수 있다. 다만, 한 쌍의 메인 아이들 스프로켓(256,258)의 접촉점은 포킹장치(200)의 원점 기능을 하기 때문에 장력 조절 시 동일한 양으로 조이거나 풀어 주는 것이 바람직하다.
한편, 구동원(208)의 회전수를 감속하거나 정지시키기 위해 구동원(208)의 회전축과 메인 구동 스프로켓(242)의 회전축에는 베벨기어와 같은 모터 감속 및 브레이크 부재(209)가 설치된다.
도 10은 도 5에 도시된 포킹장치의 서브 동력전달수단 부위를 개략적으로 도시한 분리 사시도이다.
도 5 및 도 10을 참조하면, 상기 서브 동력전달수단(260)은, 중간 프레임(220)에 회전 가능하게 설치된 샤프트(262)와, 소정의 치차비를 가지도록 샤프트(262)의 양단에 서로 이격되어 회전되도록 설치된 서브 구동 스프로켓(264) 및 서브 종동 스프로켓(266)과, 서로 소정 간격 이격되며 메인 프레임(206)에 회전 가능하게 설치된 한 쌍의 중간 스프로켓(268,270)과, 서브 구동 스프로켓(266) 및 중간 스프로켓(268,270)에 감겨 주행되도록 그 양단이 중간 프레임(220)에 결합된 서브 체인(272)과, 중간 빔(228)에 회전 가능하게 설치된 빔 스프로켓(274,276)과, 빔 스프로켓(274,276) 및 서브 종동 스프로켓(266)에 감겨 주행하는 무한궤도의 구동체인(278)과, 구동체인(278)의 주행에 의해 적재부재(230)가 이동되고 구동체인(278)에 결합되도록 적재부재(278)에 설치된 랙부재(280)와, 서브 체인(272)의 장력을 조정할 수 있도록 서브 체인(272)의 양단 및 중간 프레임(220)에 결합된 장력조절부재(273), 및 서브 체인(272) 및 구동 체인(280)의 주행을 각각 가이드 하기 위해 중간 프레임(220)에 회전 가능하게 설치된 서브 아이들 스프로켓(265,267)을 구비한다.
상기 샤프트(262)는 수평 플레이트(222)의 상부에 위치되며, 내측 수직 플레이트(224)에 각각 설치된 베어링(225)에 의해 회전 가능하며, 내측 수직 플레이트(224)와 외측 수직 플레이트(226) 사이에 그 양단이 위치된다. 즉, 상기 샤프트(262)는 중간 프레임(220)의 이동에 의해 회전되며, 외력이 가해지지 않으면 회전되지 않는 자유체이다.
상기 한 쌍의 서브 구동 스프로켓(264)은 샤프트(262)의 회전에 의해 서브 체인(272)을 주행시키는 것이고, 상기 한 쌍의 서브 종동 스프로켓(266)은 샤프트(262)의 회전에 의해 구동체인(278)을 주행시킨다. 상기 서브 구동 스프로켓(264)과 서브 종동 스프로켓(266)은 1:1.6 내지 1:2.4의 치차비를 가지는 것이 바람직하다. 따라서, 중간 프레임(220)의 메인 프레임(206)에 대한 이동 속도와 적재부재(230)의 중간 프레임(220)에 대한 이동 속도의 비는 상기 치차비와 동일한 1:1.6 내지 1:2.4가 된다.
상기 중간 스프로켓(274,276)은 메인 프레임(206)에 돌출 설치된 고정부재(207)에 설치된다. 상기 중간 스프로켓(274,276)은 서브 체인(272)에 의해 회전된다. 상기 서브 체인(272)의 양단은 중간 프레임(220)의 외측 수직 플레이트(226)에 결합된다. 상기 장력조절부재(273)는 외측 수직 플레이트(226)에 이동 가능하게 고정되는 볼트부재인 것이 바람직하다.
상기 중간빔(228)은 양측에 중간빔 가이드홈(288,289)이 형성되고, 적재부재(230)에는 중간빔 가이드홈(288,289)에 결합되어 회전되는 9개의 적재부재 가이드 롤러(232)가 설치된다. 상기 중간빔 가이드홈(288,289)과 적재부재 가이드 롤러(232)는 서로 위치를 달리하여 설치되어도 무방하다. 상기 적재부재 가이드 롤러(232)의 수는 적재부재(230)의 길이에 따라 다양하게 조정가능하다.
상기 랙부재(280)는 구동체인(278)에 결합되도록 적재부재(230)의 내부에 설치된다. 그러나, 상기 랙부재(280)는 적재부재(230)에 일체로 형성될 수도 있다. 상기 적재부재는 "ㄷ"자 형상의 단면 구조를 하고 있으며 그 두께는 약 60mm인 것이 바람직하다.
도 11a 내지 도 12b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포킹장치의 동작을 설명하기 위한 도면으로서, 도 11a 및 도 11b는 포킹장치의 초기 위치를 나타낸 도면이고, 도 12a 및 도 12b는 적재부재가 도 7 및 도 8의 반대 방향으로 이동된 상태를 각각 도시한 도면이다.
상기 구성을 가진 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저장창고의 스택커 크레인용 포킹장치 및 이를 채용한 스토리지 랙 구조의 동작을 도 3 내지 도 12b를 참조하여 설명한다.
먼저, 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 롤러부재(248)가 메인 아이들 스프로켓(256,258)의 접촉점에 위치되어 메인 프레임(206)에 대해 중간 프레임(220) 및 적재부재(230)가 원점에 위치된 상태에서 구동원(208)을 일방향으로 회전(이하, '정회전'이라 함)시킨다. 그러면, 구동원(208)의 회전력은 모터 감속 및 브레이크 부재(209)를 통해 메인 구동 스프로켓(242)에 전달되고, 메인 체인(246)은 도 11a의 "A" 방향으로 주행된다. 그러면, 메인 체인(246)의 주행에 의해 롤러부재(248)가 회전 이동되면서 가이드 레일(250)이 함께 움직이게 되고, 그 가이드 레일(250)이 설치된 중간 프레임(220)이 따라서 이동된다. 여기서, 중간 프레임(220)이 이동되면, 샤프트(262) 및 서브 구동 및 종동 스프로켓(264,266)이 도 10의 "A" 방향으로 회전하게 된다. 그러면, 서브 체인(272)은 도 10의 "B"방향으로 주행하고, 구동체인(278)은 도 10의 "B" 방향으로 회전된다. 구동체인(278)에 결합된 랙부재(280)에 의해 적재부재(230)는 도 10의 "D" 방향으로 이동되어 최종적으로 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 메인 프레임(206)에 대해 중간 프레임(220)이 최대로 확장되고, 중간 프레임(220)에 대해 적재부재(230)가 최대로 확장된다.
도 4a 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 상태는 적재물(122)에 밴딩된 각목부재들(130) 사이에 형성된 삽입홈(132)에 한 쌍의 적재부재(230)로 이루어진 포크(202)가 완전히 들어간 상태이다. 따라서, 승하강장치(118)를 구동시켜 스택커 크레인의 서포트 프레임(204)을 약간 상승시키게 되면 적재물(122)은 로드빔부재(128)로부터 접촉이 해제되면서 적재부재(230)에 적재된다.
이어서, 구동원(208)을 역회전 구동시키게 되면 확장된 적재부재(230) 및 중간 프레임(220)은 상술한 바와 같은 확장 동작의 반대 과정을 거쳐 원점으로 복귀할 수 있다. 적재물(122)이 원점에 위치된 상태에서 스택커 크레인 본체(114)는 하강되거나 레일(102,104)을 따라 이동될 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 상기 원점 위치에서 상술한 도 11a 및 도 11b의 반대 방향으로 확장된 상태를 도시한 것이다. 이는 구동원(208)을 원점으로부터 계속해서 역회전 시킴으로써 가능하다. 도 12a 및 도 12b와 같이 확장된 적재부재(230) 및 중간 프레임(220)을 상기 원점 방향으로 수축시키기 위해서는 구동원(208)을 정방향으로 회전시킴으로써 가능하다. 그 상세한 동작 설명은 상술한 원리와 동일하므로 생략한다.
상술한 바와 같이, 본 고안에 따른 자동창고의 스토리지 랙 구조 및 스태커 크레인용 포킹장치는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 상기 스토리지 랙구조는 종래기술과 동일한 조건일 때, 각 층의 높이가 약 87.1%로 감소하고, 적재물 간의 간격이 약 83% 감소하고, 단위 파레트 당 칼럼 수는 약 25% 감소하고, 종래의 로드암을 대체하고 창고전용 파레트를 사용하지 않기 때문에 공간 이용율이 전체적으로 약 20% 이상 높다.
둘째, 상기 스토리지 랙 구조는 로드암의 용접 공정이 불필요하므로 조립 제작이 용이하고, 자재비가 약 30% 절감된다.
셋째, 상기 스택커 크레인용 포킹장치에 있어서, 하중 작용점과 지지점, 반력점의 거리의 합이 동일 조건에서 종래 방식 보다 절반 이하가 되므로 처짐량이 제곱 반비례로 줄어든다.
넷째, 종래 포킹장치가 1,2단 구동에서 속도비를 1:1로 하던 것을 본 발명에서는 1.6 내지는 2.4배로 증가시킬 수 있기 때문에 구조의 강도를 개선할 수 있다.
다섯째, 포킹장치의 적재부재의 강도와 처짐량을 기구적으로 개선함으로써 결국, 적재부재의 두께를 종래의 포크보다 절반 이하로 얇게 할 수 있는 이점이 있다.
여섯째, 전체 공간 이용율이 증가됨으로써 적재물의 하역 및 운반이 용이하다.

Claims (14)

  1. 이동 가능한 서포트 프레임;
    상기 서포트 프레임에 설치된 메인 프레임;
    정,역 회전 가능하도록 상기 메인 프레임에 설치된 구동원;
    상기 구동원의 동력에 의해 상기 메인 프레임으로부터 제1차로 신장 또는 수축 가능하도록 상기 메인 프레임에 대해 왕복 이동 가능하게 설치된 한 쌍의 중간 프레임;
    상기 구동원의 동력에 의해 구동되며, 상기 중간 프레임의 이동과 함께 상기 중간 프레임에 대해 왕복 이동 가능하며, 적재물이 적재 될 수 있도록 상기 중간 프레임에 결합된 적재부재;
    상기 중간 프레임을 상기 메인 프레임에 대해 신장 또는 수축 시키기 위해 상기 구동원에 연결되도록 상기 메인 프레임에 설치된 메인 동력전달수단; 및
    상기 메인 동력전달수단에 연동되어 상기 적재부재를 상기 중간 프레임에 대해 소정 속도비 이상으로 신장 또는 수축시키기 위한 서브 동력전달수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동창고의 스태커 크래인용 포킹장치.
  2. 제1항에 있어서, 메인 동력전달수단은:
    상기 구동원에 의해 회전 가능하도록 상기 메인 프레임에 설치된 메인 구동 스프로켓;
    상기 메인 구동 스프로켓과 소정 간격 이격되어 회전되도록 상기 메인 프레임에 설치된 메인 종동 스프로켓;
    상기 메인 구동 스프로켓 및 상기 메인 종동 스프로켓에 감겨 주행할 수 있는 메인 체인;
    상기 메인 체인과 함께 주행하면서 회전될 수 있도록 상기 메인 체인에 설치된 롤러부재; 및
    상기 롤러부재가 결합되어 회전될 수 있도록 상기 중간 프레임에 설치된 메인 가이드레일;을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동창고의 스태커 크래인용 포킹장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 메인 동력전달수단은:
    상기 메인 프레임의 양측에 설치되며, 가이드홈이 형성된 메인 고정빔; 및
    상기 가이드홈에 결합되어 회전될 수 있도록 상기 중간 프레임에 설치된 중간 프레임 가이드롤러;를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동창고의 스태커 크레인용 포킹장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 메인 체인의 장력을 조정하기 위해 상기 메인 체인에 접촉되며, 상기 메인 프레임에 대해 이동 가능하게 설치된 한 쌍의 메인 아이들 스프로켓;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자동창고의 스태커 크레인 포킹장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 서브 동력전달수단은:
    상기 중간 프레임에 회전 가능하도록 설치된 샤프트;
    소정의 치차비를 가지며, 상기 샤프트의 양단에 서로 이격되어 회전되도록 각각 설치된 서브구동 스프로켓 및 서브종동 스프로켓;
    서로 소정 간격 이격되며, 회전 가능하도록 상기 메인 프레임에 설치된 중간 스프로켓;
    상기 서브구동 스프로켓 및 상기 중간 스프로켓에 감겨 주행되며, 그 양단이 상기 중간 프레임에 결합된 서브 체인;
    회전 가능한 빔 스프로켓이 양단에 설치되며, 상기 중간 프레임에 결합된 중간 빔;
    상기 빔 스프로켓 및 상기 서브종동 스프로켓에 감겨 주행할 수 있도록 설치된 무한궤도의 구동체인; 및
    상기 구동체인의 주행에 의해 상기 적재부재가 이동할 수 있도록 상기 구동체인에 결합되도록 상기 적재부재에 설치된 랙부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동창고의 스태커 크레인용 포킹장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 서브 동력전달수단은:
    상기 서브 체인의 장력을 조정할 수 있도록 상기 서브 체인의 양단 및 중간 프레임에 결합된 장력조절부재;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자동창고의 스태커 크레인용 포킹장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 서브 체인 및 상기 구동 체인의 주행을 각각 가이드 하기 위해 상기 중간 프레임에 회전 가능하게 설치된 서브 아이들 스프로켓;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자동창고의 스태커 크레인용 포킹장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 중간빔의 양측에 각각 설치된 중간빔 가이드홈; 및
    상기 중간빔 가이드홈에 결합되어 회전되도록 상기 적재부재에 설치된 다수의 적재부재 가이드 롤러;를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동창고의 스태커 크레인용 포킹장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 구동원의 회전을 감속 및 정지시키기 위한 모터 감속 및 브레이크 부재;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자동창고의 스태커 크레인용 포킹장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 적재부재의 두께는 약 60mm인 것을 특징으로 하는 자동창고의 스택커 크레인용 포킹장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 중간 프레임에 대한 상기 적재부재의 상기 속도비는 1:1.6 내지 1:2.4 범위인 것을 특징으로 하는 자동창고의 스택커 크레인용 포킹장치.
  12. 하나의 적재공간에 4개의 적재물가 수납될 수 있도록 레일을 중심으로 대칭되도록 다층 및 다열 형식으로 설비된 자동창고의 스토리지 랙구조에 있어서:
    지면에 대해 수직으로 설치되는 다수의 칼럼부재;
    상기 적재공간를 형성하도록 상기 칼럼부재에 수평으로 결합되는 다수의 수평부재; 및
    상기 적재공간에 2행 2열로 상기 적재물가 위치될 수 있으며, 상기 적재물의 하부에 밴딩되는 각목들 사이로 포킹장치의 포크가 삽입될 수 있는 2개의 삽입홈이 형성되도록 상기 칼럼부재 및 상기 수평부재에 각각 직각을 이루며 상기 각목들이 접촉되도록 상기 열방향으로 설치된 4개의 로드빔부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동창고의 스토리지 랙 구조.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 로드빔부재를 지지하기 위해 상기 적재공간의 측면에 사선을 이루도록 상기 로드빔부재와 상기 칼럼부재 사이에 설치된 보강빔부재;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자동창고의 스토리지 랙 구조.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 포킹장치는 제1항의 스태커 크레인용 포킹장치인 것을 특징으로 하는 자동창고의 스토리지 랙 구조.
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