JP2009190855A - スタッカークレーン - Google Patents

Abstract

【構成】 スタッカークレーンのマストを、弦材とラチス材とからなるトラス構造とする。弦材及びラチス材の少なくとも一方を、炭素繊維強化プラスチックにより構成する。
【効果】 スタッカークレーンを軽量化できる。
【選択図】 図３

Description

この発明は、スタッカークレーンのマストの軽量化に関する。

スタッカークレーンに対して、加減速度や停止精度などの走行性能の向上が求められている。発明者はこの要求に対して、マストの軽量化で応えることを検討して、この発明に到った。ここで関連する先行技術を示すと、特許文献１：特開２００２−１０４６１４は、トラス構造のマストを開示している。
特開２００２−１０４６１４

この発明の課題はマストの軽量化により、スタッカークレーンの走行性能を向上させることにある。
この発明での追加の課題は、弦材を利用して昇降台の案内面を形成することにある。
この発明での追加の課題は、弦材の接続部で連続した案内面が容易に得られるようにすることにある。

この発明は、直立した弦材とラチス材とを有するトラス構造のマストを備えたスタッカークレーンであって、
前記弦材及びラチス材の少なくとも一方を、炭素繊維強化プラスチック材としたものである。

好ましくは、前記弦材を断面Ｔ字状の炭素繊維強化プラスチック材とすると共に、Ｔ字の少なくとも２面に昇降台の昇降の案内面を形成する。
特に好ましくは、前記弦材の端部を鉛直方向に沿ってカットした薄肉部を設けて、上下一対の弦材の薄肉部を、端部で互いに突き合わせると共に、突き合わせた薄肉部を覆うように、炭素繊維強化プラスチック材の接続板を薄肉部に接着し、かつ薄肉部の表面が上下の弦材の案内面と連続面を構成する。

この発明では、スタッカークレーンのマストをトラス構造とし、弦材とラチス材の少なくとも一方を炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）材とする。例えば弦材とラチス材の双方をＣＦＲＰとすると、在来のＡｌ管からなるマストに比べ、重量を７０％程度軽減し、これによってスタッカークレーンの全重量を３０％程度軽量化できる。このため、同じ走行モータで加減速度を２０％以上増し、さらに固有振動数を１.５倍程度増すことができる。これらのため、スタッカークレーンの走行性能を向上し、停止直後のマストの揺れを小さくすることにより、移載の開始までのデッドタイムを短くできる。さらにトラス構造にすると、管状構造に比べて、高価なＣＦＲＰの使用量が少ないより軽量のマストにできる。

弦材を断面Ｔ字状のＣＦＲＰで構成すると、Ｔ字の少なくとも２面、実施例では３面を、昇降台のガイドローラの案内面として利用できる。このため弦材をガイドレールに兼用できる。なおラチスには主として長手方向に力が加わり、ＣＦＲＰ材は、炭素繊維の配列方向に沿った剛性が高いため、異方性がある。そこでラチス材もＣＦＲＰとし、長手方向の剛性を高めるように異方性を持たせると、軽量かつ安価なラチス材が得られる。

スタッカークレーンのマストは背が高いので、複数の弦材を用いて上下に接合することが好ましい。ここで弦材に設けた上下の案内面が連続するように接合するため、弦材の端部に薄肉部を設けて、上下の薄肉部を覆うように、炭素繊維強化プラスチック材の接続板を薄肉部に接着する。そして接続板の表面が上下の案内面よりも突き出している場合、接続板の表面を例えば研削すれば、連続した案内面が得られる。このため接合後に接続板の表面を加工することにより、接合部の上下で連続した案内面が得られる。

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８に、実施例とその変形とを示す。図において２はスタッカークレーンで、走行レール４上を台車６が走行し、７は走行車輪、８は走行モータである。１０はマストで、１２はドラムで図示しない昇降モータにより回転し、１３はプーリで、昇降台１６を吊持する吊持材１４をプーリ１３を介してドラム１２で巻き取りあるいは繰り出しする。１７はスライドフォークなどの移載装置である。

マスト１０は弦材１８，１９とラチス材２０，２１から成るトラス構造をしており、実施例では弦材１８，１９とラチス材２０，２１を共に炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）材で構成するが、弦材とラチス材の一方のみを炭素繊維強化プラスチック材で構成しても良い。昇降台１６の上下方向のフレーム２２にガイドローラ２４〜２６を設けて、弦材１８に設けた案内面により案内する。

図２，図３にマスト１０の構造を示すと、弦材１８，１９は鉛直方向に直立し、ラチス材２０は斜め方向を向き、ラチス材２１は水平方向を向いている。マスト１０は４本の弦材１８，１９をラチス材２０，２１で互いに結合したトラス構造をし、昇降台１６側の２本の弦材１８の３面に案内面３２〜３４を設けて、ガイドローラ２４〜２６をガイドする。なおラチス材２０，２１と弦材１８，１９との接続にはリベット３６や接着などを用いる。また弦材１８は案内面３２〜３４でガイドローラ２４〜２６からの応力を直接受けるので、弦材１８の剛性を弦材１９より高くしても良い。あるいは製造上の便宜のため、弦材１８，１９を同じ剛性としても良い。

実施例では４本の弦材１８，１９を用いたが、図４に示すように、３本の弦材１８，１８，４０を用いてもよい。ラチス材２０，２０’により、マストの断面を例えば正三角形状とし、これに合わせて弦材４０をＴ字状ではなくＬ字状とし、Ｌの内側の角度は例えば６０°とする。

図５に炭素繊維強化プラスチックシート５１〜５４を示し、シート５１〜５４中の線は炭素繊維の配列方向を示し、炭素繊維の配列方向に沿った剛性は高く、これと直角な方向での剛性は低い。そこでシート５１〜５４の組み合わせのパターン、あるいはこれらの厚さを変えることにより、弦材１８，１９やラチス材２０，２１の各方向への剛性を制御できる。例えば弦材１８，１９の場合、鉛直方向の力以外に、スタッカークレーン２の加減速に伴う遠心力が働き、弦材１８にはガイドローラ２４〜２６からの応力が働く。このため弦材１８，１９では、鉛直方向にも水平方向にもバランスの取れた剛性が要求される。これに対してラチス材２０，２１では、その長手方向に沿った応力が主なので、異方性の高い材料が好ましい。そこでラチス材２０，２１では、長手方向に配向した炭素繊維を多量に含むようにして、ラチス材２０，２１に異方性を持たせる。

ラチス材２０，２１は例えば断面Ｌ字状とする。断面Ｌ字状のラチス材２０，２１は弦材１８，１９への接合が容易で、しかも曲げ剛性が高い。Ｌ字状のラチス材２０，２１を得るには、図５でＬ字に曲げやすいシート５４に、シート５１〜５３を貼り合わせればよい。Ｔ字状の弦材１８，１９を作成するには、例えばＬ字状の部材を２つ用意して背中合わせに接着剤で貼り合わせる、あるいはＬ字状の部材の１片に、その片よりも幅広の炭素繊維強化プラスチックシートを接着してＴ字状とすればよい。３０はＴ字の１片で案内面３２，３３を対向して設け、３１はＴ字の他片で案内面３４を設けてある。

図６，図８に、上下の弦材１８，１８の接合箇所を示す。スタッカークレーン２のマスト１０は背が高いので、複数の弦材１８，１９を上下方向に互いに接合することが好ましい。そして接合箇所で案内面３２〜３４が連続する必要がある。

図６，図８の６１は突き合わせラインで、上下の弦材１８，１８の端部を突き合わせたラインで、６２，６３はＣＦＲＰ製の接続板である。６４は同じくＣＦＲＰ製の取付板で、リベット３６や接着剤により、上下の弦材１８，１８を接合する。図８に示すように、片３０を端部で削って薄肉部６８とし、薄肉部の表面に例えば一対の接続板６２，６３を図示しない接着剤で接着する。接続板６２，６３の表面高さは接着剤の厚さによって変化するので、案内面３２，３３よりも突き出した部分を、接合後に研削する。６９，７０は接続板６２，６３を削った削代である。研削によって、案内面３２と接続板６２の表面高さが連続し、案内面３３と接続板６３の表面高さが一致するようにできる。なお図７などに示すように、片３１に対しても接続板６６を設けて接合部を補強しても良い。

実施例では以下の効果が得られる。
(1) スタッカークレーン２のマスト１０を軽量化でき、これによって走行性能を向上させると共に、固有振動数を高周波側にシフトさせて、停止直後のマスト１０の振動を速やかに減衰させることができる。
(2) マスト１０をトラス構造とするので、高価なＣＦＲＰの使用量を小さくし、かつ軽量なマストとできる。
(3) Ｔ字状の弦材１８を昇降台１６のガイドに利用できる。
(4) 接続板６２，６３により、弦材を容易に接合でき、しかも接合部で案内面３２，３３を連続させることができる。
(5) ラチス材２０，２１には主として長手方向に沿った応力が作用するので、長手方向の剛性が高くなるように異方性を持たせると、ラチス材２０，２１を軽量化できる。

実施例ではマスト１０のみをＣＦＲＰで構成したが、台車６も同様にＣＦＲＰで構成しても良い。また実施例では、昇降台１６の前後一方にのみマスト１０が有るので、弦材１８に３面の案内面を設け、案内面の総数を６面としたが、昇降台の前後双方にマストがある場合、弦材１８に２面の案内面を設けて、案内面の総数を８面としてもよい。

実施例のスタッカークレーンの側面図 スタッカークレーンのマストの斜視図 スタッカークレーンのマストの水平方向断面図 変形例のマストの水平方向断面図 弦材やラチスに用いるシートを模式的に示す図 実施例での弦材の接合部の側面図 図６のVII-VII方向断面図 接続板の周囲での弦材を拡大して示す図

符号の説明

２ スタッカークレーン
４ 走行レール
６ 台車
７ 走行車輪
８ 走行モータ
１０ マスト
１２ ドラム
１３ プーリ
１４ 吊持材
１６ 昇降台
１７ 移載装置
１８，１９ 弦材
２０，２１ ラチス材
２２ フレーム
２４〜２６ ガイドローラ
３０，３１ 片
３２〜３４ 案内面
３６ リベット
４０ 弦材
５１〜５４ 炭素繊維強化プラスチックシート
６１ 突き合わせライン
６２，６３，６６ 接続板
６４ 取付板
６８ 薄肉部
６９，７０ 削代

Claims (3)

1. 直立した弦材とラチス材とを有するトラス構造のマストを備えたスタッカークレーンであって、
   前記弦材及びラチス材の少なくとも一方を、炭素繊維強化プラスチック材としたスタッカークレーン。
2. 前記弦材を断面Ｔ字状の炭素繊維強化プラスチック材とすると共に、Ｔ字の少なくとも２面に昇降台の昇降の案内面を形成したことを特徴とする、請求項１のスタッカークレーン。
3. 前記弦材の端部を鉛直方向に沿ってカットした薄肉部を設けて、上下一対の弦材の薄肉部を、端部で互いに突き合わせると共に、突き合わせた薄肉部を覆うように、炭素繊維強化プラスチック材の接続板を薄肉部に接着し、かつ薄肉部の表面が上下の弦材の案内面と連続面を構成するようにしたことを特徴とする、請求項２のスタッカークレーン。
   

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