JP4974611B2 - 昇降キャリッジの落下エネルギー減衰機構 - Google Patents

Description

本発明は、垂直搬送装置が備える昇降キャリッジの落下エネルギーを減衰する機構に関する。

従来、昇降キャリッジを備えた垂直搬送装置としては、昇降キャリッジとカウンタウェイトとをチェーン、ワイヤ等の索条体で連結し、巻き上げ装置によって昇降キャリッジを昇降させるトラクション式、昇降キャリッジに連結された索条体を巻胴に巻き付ける巻胴式等が挙げられる。そして、これらの垂直搬送装置における昇降キャリッジの速度調整は一般にインバータ制御で行われ、昇降キャリッジの停止は巻き上げ装置に取り付けられた電磁ブレーキで行われている。

また、油圧式ブレーキ装置を備えたゲート開閉駆動装置等も開示されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に係るゲート開閉駆動装置によると、ゲートの下降に伴うスピンドルの回転力を油圧ポンプの駆動力（負荷）として費やし、スピンドルの回転速度を抑制したり、また、油圧ポンプによるオイル循環を抑制して油圧ポンプに掛かる負荷を調整し、スピンドルを適正な回転数で回転させ、ゲートの降下速度を適正に調整したりすることができる。
特開２００６−９７８２２号公報（請求項１、請求項４、図１）

しかし、従来の垂直搬送装置において、万一、電磁ブレーキに不具合が生じると昇降キャリッジが落下する恐れがある。例えば、電磁ブレーキを操作するコンタクターの接点が溶着してブレーキが解除したままになった場合には、昇降キャリッジが停止することができず、落下する。

また、巻き上げ装置のモータ軸が破断した場合や、昇降キャリッジに連結された索条体が切断した場合にも、昇降キャリッジが落下する。

更に、昇降キャリッジの落下に備えて垂直搬送装置の下方には緩衝器が設置されるが、昇降キャリッジが落下する際のエネルギーは非常に大きく、床面や積載物に大きな衝撃を与えることになる。特に、垂直搬送装置が上層階に設置された場合には、緩衝器を設置するスペースを確保することが困難であると共に、昇降キャリッジの落下によって床が抜けるといった被害が発生する恐れもある。

そこで本願発明者は、上記の問題点に鑑み、垂直搬送装置が備える昇降キャリッジの落下エネルギーを減衰する機構を提供するべく鋭意検討を重ねた結果、本発明に至ったのである。

即ち、本発明の昇降キャリッジの落下エネルギー減衰機構の要旨とするところは、巻き上げ装置により昇降させられる昇降キャリッジと、該昇降キャリッジを制動するブレーキとを備えた垂直搬送装置において、該昇降キャリッジの落下エネルギーを減衰する機構であって、作動液を内部に貯留できるシリンダの上端及び下端に、鉛直方向に延びるロッドが挿通する摺動口を形成し、前記ロッドの途中に、該シリンダの内部を上室と下室に隔てるピストンを固定し、該上室と下室を液路で接続し、該液路に流量制御弁を配設し、前記昇降キャリッジと前記シリンダを連結し、前記昇降キャリッジと共に前記シリンダが前記ロッドに対して下降するときに、前記ピストンに押し出される前記上室の作動液が前記液路を通って前記下室へ流入することを前記流量制御弁で規制し、前記ブレーキとは独立して前記昇降キャリッジの下降速度を減速させることにある。

かかる昇降キャリッジの落下エネルギー減衰機構において、前記ロッドの一端又は両端は、前記垂直搬送装置のフレームに固定され得る。

かかる前記流量制御弁が、前記昇降キャリッジの高さが低くなるに応じて、絞りがきつくなるようになされ得る。

かかる昇降キャリッジの落下エネルギー減衰機構において、前記流量制御弁は、可変絞り弁、流量調整弁、一方向絞り弁、絞り弁のうちから選択され得る。

本発明の昇降キャリッジの落下エネルギー減衰機構によると、垂直搬送装置が備える昇降キャリッジの落下時にのみ該昇降キャリッジの落下エネルギーを減衰することができ、電磁ブレーキのみに依存しなくても済む。

また、本発明の機構によると、電磁ブレーキに不具合が生じた場合であっても、昇降キャリッジの落下エネルギーを減衰することができ、衝撃を最小限に抑制できる。

更に、本発明の機構は、垂直搬送装置に係る巻き上げ装置とは独立して設置可能なものであり、索条体とも関連性がないため、万一、モータ軸が破断した場合や、昇降キャリッジを吊っている索条体が破断した場合であっても、昇降キャリッジの落下エネルギーを減衰しつつ降下させることができる。

また、本発明の機構を従来の垂直搬送装置に適用すると、カウンタウェイトが不要となるため、装置全体が軽くなる。従って、例えば、２階以上の上層階に垂直搬送装置が設置された場合に、床が抜ける恐れがない。

更にまた、本発の機構を従来の垂直搬送装置に適用すると、昇降キャリッジの落下エネルギーを減衰することができると共に、緩衝器も比較的コンパクトにできる。

以下、本発明の昇降キャリッジの落下エネルギー減衰機構を備えた垂直搬送装置について、図面に基づいて詳述する。図１及び図２に示した垂直搬送装置１０において、符号１２はフロアＦに立設されたフレームであって、上部に天板１４を備えており、この天板１４には、昇降キャリッジ１６を昇降させるための巻き上げ装置１８が設けられている。昇降キャリッジ１６は、図示しないチェーンを介して巻き上げ装置１８と連結されていると共に、フロアＦに立設されたガイドレール２０に昇降自在に支持されている。つまり、巻き上げ装置１８の駆動により昇降キャリッジ１６がチェーンで吊り上げられ、昇降キャリッジ１６はガイドレール２０に沿って上昇する。

そして、垂直搬送装置１０は、フレーム１２の両側に昇降キャリッジ１６の落下エネルギー減衰機構１１を備えている。この落下エネルギー減衰機構１１であるが、具体的には、シリンダ２２の上端２３ａ及び下端２３ｂに、鉛直方向に延び、且つ一端がフロアＦに、他端がフレーム１２に固定されたロッド２４が挿通する摺動口２６ａ、２６ｂを各々形成し、ロッド２４の途中に、シリンダ２２の内部を上室２８と下室３０に隔てるピストン３２を固定し、上室２８側に形成したポート３１ａと下室３０側に形成したポート３１ｂを液路３４で接続し、液路３４に一方向絞り弁３６を配設することによって構成されている（図３参照）。シリンダ２２に形成された摺動口２６ａ、２６ｂには、ロッド２４に摺接するオイルシール３３ａ、３３ｂが設けられており、シリンダ２２とロッド２４がシールされて、シリンダ２２の内部に作動液を貯留できるようになっている。そして、昇降キャリッジ１６と両側のシリンダ２２とが連結部材３７によって連結されており、昇降キャリッジ１６の昇降に伴ってシリンダ２２も上下方向に摺動することとなる。

なお、本実施形態の落下エネルギー吸収機構１１では、図３の回路図に示したように、流量制御弁として一方向絞り弁３６を適用したが、本発明において流量制御弁は一方向絞り弁３６に限定されず、その他の流量制御弁としては、例えば、可変絞り弁、絞り弁、流量調整弁等が挙げられる。

また、シリンダ２２の上室２８と下室３０を接続する液路３４の途中には、チェック弁３８を介してタンク４０が接続されており、作動液を補給できるようになっている。

以上のような構成からなる垂直搬送装置１０において、まず図１に示した状態から昇降キャリッジ１６を上昇させる（図２に示した状態にする）際には、巻き上げ装置１８を駆動してチェーンで吊られている昇降キャリッジ１６を吊り上げることによって、昇降キャリッジ１６はガイドレール２０に沿って上昇する。すると、昇降キャリッジ１６の上昇に伴って、この昇降キャリッジ１６と連結されたシリンダ２２も上方へ摺動する。この過程で、ピストン３２がロッド２４に固定されているため、シリンダ２２の下室３０の体積が減少すると共に、上室２８の体積が増加する。従って、この上室２８と下室３０の体積変化に伴ってシリンダ２２の下室３０に貯留されている作動液は、ピストン３２によって下室３０側のポート３１ｂから押し出され、液路３４を通ってポート３１ａから上室２８に流入することとなる。しかし、この場合には、作動液が一方向絞り弁３６が備えるチェック弁を通過して上室２８に流入するため、流動抵抗は殆ど生じず、スムーズに昇降キャリッジ１６を上昇させることができる。

一方、昇降キャリッジ１６を図２に示した状態から下降させる（図１に示した状態にする）際には、巻き上げ装置１８を駆動することによって、チェーンで吊られている昇降キャリッジ１６は、ガイドレール２０に沿って下降する。すると、昇降キャリッジ１６の下降に伴って、この昇降キャリッジ１６と連結されたシリンダ２２も下方へ摺動する。この過程で、ピストン３２がロッド２４に固定されているため、シリンダ２２の上室２８の体積が減少すると共に、下室３０の体積が増加する。従って、この上室２８と下室３０の体積変化に伴ってシリンダ２２の上室２８に貯留されている作動液は、ピストン３２によって上室２８側のポート３１ａから押し出され、液路３４を通ってポート３１ｂから下室３０に流入することとなる。

ここで、液路３４の途中には一方向絞り弁３６が配設されているため、この一方向絞り弁３６によって上室２８側のポート３１ａから液路３４に流れ込む作動液の流量を規制することができる。そして、一方向絞り弁３６により生じる流動抵抗を利用することによって、昇降キャリッジ１６の落下エネルギーを減衰することができる。具体的には、電磁ブレーキの故障やチェーンの破断等によって高速で昇降キャリッジ１６が落下する場合、上室２８から下室３０への作動液の急激な流れが起こり、この急激な流れにより一方向絞り弁３６を通過する作動液の流動抵抗が更に増大することによって、昇降キャリッジ１６の落下エネルギーを減衰することができ、高速で落下する昇降キャリッジ１６の速度を減速することができる。

以上のように、本実施形態に係る落下エネルギー減衰機構１１を備えた垂直搬送装置１０によると、昇降キャリッジ１６を上昇させる際には、下室３０側のポート３１ｂ上室２８に流れる作動液に殆ど流動抵抗が生じないため、スムーズに昇降キャリッジ１６を上昇させることができる。また、昇降キャリッジ１６を下降させる際も、通常時は一方向絞り弁３６の開度を調整して流動抵抗を低減することによって、スムーズに昇降キャリッジ１６を下降させることができる。更に、電磁ブレーキに不具合が生じた場合やチェーンが破断した場合等には電磁ブレーキによる昇降キャリッジ１６の制動が不能となり、昇降キャリッジ１６は落下することとなる。しかし、この場合には、上室２８から下室３０への作動液の急激な流れが起こり、この急激な流れにより一方向絞り弁３６を通過する作動液の流動抵抗が更に増大するため、昇降キャリッジ１６の落下エネルギーを減衰することができ、巻き上げ装置１８が備える電磁ブレーキのみに依存することなく、高速で落下する昇降キャリッジ１６の速度を減速することができる。従って、仮に昇降キャリッジ１６が落下するような場合であっても、衝撃を最小限に抑制できる。更には、当該機構１１によって昇降キャリッジ１６の落下の衝撃を最小限に抑制できるため、垂直搬送装置１０の下方に設置される緩衝器も比較的コンパクトにできる。

また、当該機構１１を備えた垂直搬送装置１０では、カウンタウェイトが不要となるため、装置全体が軽くなる。従って、例えば、２階以上の上層階に垂直搬送装置１０が設置された場合に、床が抜ける恐れがない。

図４（ａ）及び図４（ｂ）は、本発明の他の実施形態を示した回路図であり、図４（ａ）はシリンダ２２がロッド２４の上方に位置する状態、即ち昇降キャリッジ１６が垂直搬送装置１０の上方に位置する状態を示しており、図４（ｂ）は、シリンダ２２がロッド２４の下方に位置する状態、即ち昇降キャリッジが垂直搬送装置の下方に位置する状態を示している。これらに図示した昇降キャリッジの落下エネルギー減衰機構１１ａは、上記の落下エネルギー減衰機構１１と略同様の構成であるが、液路３４には、ローラ４２の作動により絞り量が調整される可変絞り弁４４が配設されると共に、この可変絞り弁４４をバイパスするバイパス液路３５にチェック弁４８が配設されている。また、垂直搬送装置のフレーム１２の下方にはドック４６が設けられている。

以上のような構成から成る昇降キャリッジの落下エネルギー減衰機構１１ａを備えた垂直搬送装置において、昇降キャリッジ１６を下降させると、上記の垂直搬送装置１０の態様と同様、昇降キャリッジの下降に伴って、この昇降キャリッジと連結されたシリンダ２２も下方へ摺動する。この過程で、ピストン３２がロッド２４に固定されているため、シリンダ２２の上室２８の体積が減少すると共に、下室３０の体積が増加する。従って、この上室２８と下室３０の体積変化に伴ってシリンダ２２の上室２８に貯留されている作動液は、ピストン３２によって上室２８側のポート３１ａから押し出され、液路３４を通ってポート３１ｂから下室３０に流入することとなる。

ここで、液路３４の途中には可変絞り弁４４が配設されているため、上室２８側のポート３１ａから液路３４に流れ込んだ作動液は常に可変絞り弁４４を通過することとなる。しかし、垂直搬送装置の上方で昇降キャリッジを下降させる場合には、ドック４６がローラ４２に作用を及ぼさないため、可変絞り弁４４の絞り量は調整されず、従ってスムーズに昇降キャリッジを下降させることができる。一方、昇降キャリッジを垂直搬送装置の最下降位置付近まで下降させる場合や、電磁ブレーキの故障等によって昇降キャリッジが最下降位置付近まで落下してきた場合には、ドック４６がローラ４２を作動することによって可変絞り弁４４の絞り量が直接調整され、可変絞り弁４４により上室２８側のポート３１ａから液路３４に流れ込む作動液の流量が規制されるため、昇降キャリッジ１６の落下エネルギーを減衰することができる。

上記の実施形態に係る昇降キャリッジの落下エネルギー減衰機構１１ａを備えた垂直搬送装置によると、昇降キャリッジの高さが低くなるに応じて、可変絞り弁４４の絞り量がきつくなるように構成されており、昇降キャリッジの落下エネルギーを垂直搬送装置に係る最下降位置付近でのみ行うことができるため、垂直搬送装置の上方や中間部では、スムーズに昇降キャリッジを下降させることができる。また、当該機構１１ａによると、最下降位置付近での昇降キャリッジの降下速度を微速まで絞ることができ、衝撃を最小限に抑制することができる。

なお、本実施形態の昇降キャリッジの落下エネルギー減衰機構１１ａを備えた垂直搬送装置において、昇降キャリッジを上昇させる場合には、昇降キャリッジの上昇に伴って、この昇降キャリッジと連結されたシリンダ２２も上方へ摺動する。この過程で、シリンダ２２の下室３０に貯留されている作動液は、ピストン３２によって下室３０側のポート３１ｂから押し出され、液路３４を通ってポート３１ａから上室２８に流入することとなる。しかし、この場合には、ポート３１ｂから押し出された作動液がバイパス液路３５に流れ込み、チェック弁を通過してポート３１ａから上室２８に流入するため、流動抵抗は殆ど生じず、スムーズに昇降キャリッジ１６を上昇させることができる。

また、本実施形態において、ドック４６はフロアＦに立設され、且つ垂直搬送装置のフレーム１２に設けられているが、ドック４６を設置する態様は本実施形態に限定されず、例えばフロアＦに立設されるのみの態様であってもよい。

更に、本発明の落下エネルギー減衰機構において、昇降キャリッジの高さが低くなるに応じて、流量制御弁の絞りがきつくなるような態様としては、上記の機械式の態様に限定されない。例えば、昇降キャリッジの高さをエンコーダ等の測長機構で計測し、この計測結果に基づき制御装置で流量制御弁の絞り量を調整する、といった電磁式の態様であってもよい。当該態様によっても、昇降キャリッジの高さに応じて流量制御弁の絞り量を調整することができ、昇降キャリッジの落下エネルギーを減衰することが可能となる。

以上に例示した本発明の実施形態は、本発明の技術的思想を実質的に限定するものと解してはならない。例えば、本発明の落下エネルギー減衰機構が適用される垂直搬送装置は図示した態様に限定されず、トラクション式、巻胴式等、何れの態様であってもよい。

また、図１及び図２に示した実施形態においては、フレーム１２の両側に落下エネルギー減衰機構１１を備えているが、例えば、フレーム１２の後方中央部に当該機構を備えた態様とすることも可能である。更に、ロッド２４の固定位置も特に限定されず、例えば両端ともフレーム１２に固定されてもよく、或いはロッド２４の他端が天井に固定されてもよい。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、当業者の創意と工夫により、適宜に改良、変更又は追加をしながら実施できる。

本発明の実施形態であって、昇降キャリッジが下方に位置する状態を示す正面図である。 本発明の実施形態であって、昇降キャリッジが上方に位置する状態を示す回路図である。 本発明の落下エネルギー減衰機構の回路図である。 本発明の他の実施形態であって、シリンダが上方に位置する状態を示す回路図である。 本発明の他の実施形態であって、シリンダが下方に位置する状態を示す回路図である。

符号の説明

１０：垂直搬送装置
１１：落下エネルギー減衰機構
１２：フレーム
１４：天板
１６：昇降キャリッジ
１８：巻き上げ装置
２０：ガイドレール
２２：シリンダ
２３ａ：上端
２３ｂ：下端
２４：ロッド
２６ａ、２６ｂ：摺動口
２８：上室
３０：下室
３１ａ、３１ｂ：ポート
３２：ピストン
３３ａ、３３ｂ：オイルシール
３４：液路
３５：バイパス液路
３６：一方向絞り弁（流量制御弁）
３７：連結部材
３８、４８：チェック弁
４０：タンク
４２：ローラ
４４：可変絞り弁（流量制御弁）
４６：ドック

Claims (3)

1. 巻き上げ装置により昇降させられる昇降キャリッジと、該昇降キャリッジを制動するブレーキとを備えた垂直搬送装置において、該昇降キャリッジの落下エネルギーを減衰する機構であって、
   作動液を内部に貯留できるシリンダの上端及び下端に、鉛直方向に延びるロッドが挿通する摺動口を形成し、
   前記ロッドの途中に、該シリンダの内部を上室と下室に隔てるピストンを固定し、
   該上室と下室を液路で接続し、
   該液路に流量制御弁を配設し、
   前記昇降キャリッジと前記シリンダを連結し、
   前記昇降キャリッジと共に前記シリンダが前記ロッドに対して下降するときに、前記ピストンに押し出される前記上室の作動液が前記液路を通って前記下室へ流入することを前記流量制御弁で規制し、
   前記ブレーキとは独立して前記昇降キャリッジの下降速度を減速させることを特徴とする昇降キャリッジの落下エネルギー減衰機構。
2. 前記流量制御弁が、前記昇降キャリッジの高さが低くなるに応じて、絞りがきつくなるようになされた請求項１に記載の昇降キャリッジの落下エネルギー減衰機構。
3. 前記流量制御弁が、可変絞り弁、流量調整弁、一方向絞り弁、絞り弁のうちから選択される請求項１又は請求項２に記載の昇降キャリッジの落下エネルギー減衰機構。

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