(57)【要約】【課題】容易に制振効果を得られるスタッカークレーンを提供する。【解決手段】走行レールに沿って走行する走行台、該走行台から直立する複数のマスト、該マストの先端を連結する連結部、及び前記複数のマスト間に昇降可能に横架支持された移載ユニットを含むスタッカークレーンにおいて、前記走行台の走行方向に沿って移動可能に前記連結部に取り付けられた重錘と、前記走行台の加速方向又は減速方向の逆向きに前記重錘を直線運動させる作動部とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行レールに沿って走行する走行台、該走行台から直立する複数のマスト、該マストの先端を連結する連結部、及び前記複数のマスト間に昇降可能に横架支持された移載ユニットを含むスタッカークレーンにおいて、
前記走行台の走行方向に沿って移動可能に前記連結部に取り付けられた重錘と、
前記走行台の加速方向又は減速方向の逆向きに前記重錘を直線運動させる作動部と
を備えることを特徴とするスタッカークレーン。
【請求項２】
前記作動部は、前記走行台の制動開始と共に、前記重錘の前記走行台の減速方向と逆向きの運動を開始させる
ことを特徴とする請求項１に記載のスタッカークレーン。
【請求項３】
前記作動部は、前記走行台の走行開始と共に、前記重錘の前記走行台の進行方向と逆向きの運動を開始させる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のスタッカークレーン。
【請求項４】
前記作動部は、前記重錘の運動開始時の加速度よりも緩やかに前記重錘を減速させて停止させる
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のスタッカークレーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スタッカークレーンの制振に関する。
【背景技術】
【０００２】
スタッカークレーンの寸法は、移載対象となる収容棚の規模に応じて異なるが、比較的大きな規模の収容棚に対して用いる場合は、スタッカークレーンの幅に対する高さの割合が大きく、しかも高速で移動するスタッカークレーンが用いられている。この種のスタッカークレーンでは停止時に振動が発生し易く、問題となる。
【０００３】
従来は、走行方向における停止位置にアブソーバ付きのストッパを設ける等の対策がなされていた。また、電気粘性流体を使用したダンパを、天井に設けられたガイドレールに転接するガイドローラに設け、ガイドローラの回転を制御する制振を行なう方法が採られている（特許文献１等）。その他、スタッカークレーンの固有振動数（周波数）を求め、該固有振動数からその振動を増幅するような速度及び加速度とならないような速度パターンを特定し、該速度パターンによって走行を制御する制振する方法が採られてきた（特許文献２〜４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２０８００９号公報
【特許文献２】特開２００７−２６９４５０号公報
【特許文献３】特開２００９−０２３７６９号公報
【特許文献４】特開２０１０−０３０７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながらアブソーバ付きストッパでは停止位置毎に必要になり、また、電気粘性流体を用いたダンパは、粘性の制御及びダンパの取り付け精度に高さが求められる。更には、固有振動数に応じた速度パターンによる制御においても、条件が変わる都度に速度パターンの特定を行なう必要が発生するなど煩雑となりかねない。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、容易に制振効果を得られるスタッカークレーンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に係るスタッカークレーンは、走行レールに沿って走行する走行台、該走行台から直立する複数のマスト、該マストの先端を連結する連結部、及び前記複数のマスト間に昇降可能に横架支持された移載ユニットを含むスタッカークレーンにおいて、前記走行台の走行方向に沿って移動可能に前記連結部に取り付けられた重錘と、前記走行台の加速方向又は減速方向の逆向きに前記重錘を直線運動させる作動部とを備える。
【０００８】
本開示に係るスタッカークレーンでは、前記作動部は、前記走行台の制動開始と共に、前記重錘の前記走行台の減速方向と逆向きの運動を開始させる。
【０００９】
本開示に係るスタッカークレーンでは、前記作動部は、前記走行台の走行開始と共に、前記重錘の前記走行台の進行方向と逆向きの運動を開始させる。
【００１０】
本開示に係るスタッカークレーンでは、前記作動部は、前記重錘の運動開始時の加速度よりも緩やかに前記重錘を減速させて停止させる。
【００１１】
本開示では、スタッカークレーンを構成する複数のマストの端部を連結する連結部に取り付けられた重錘の加速方向又は減速方向と逆向きの運動により、慣性を打ち消す反力が発生し、スタッカークレーンの振動が抑制される。
【００１２】
本開示では、作動部がスタッカークレーンの制動開始と共に、進行方向と同一の向き、即ち減速方向とは逆向きに重錘を動かす。これにより反力は、スタッカークレーンの制動時に発生する進行方向への慣性力を打ち消すように作用する。このためには制動開始を指示する信号を分岐させて作動部への作動信号とすればよく、簡潔な方法で制振の実現が可能である。
【００１３】
本開示では、作動部はスタッカークレーンの走行開始時にも、進行方向と逆向き、即ち加速方向とは逆向きに重錘を動かす。これにより反力は、スタッカークレーンの走行開始時に発生する進行方向とは逆向きの慣性力を打ち消すように作用する。このためには走行開始を指示する信号を分岐させて作動部への作動信号とすればよく、簡潔な方法で制振の実現が可能である。
【００１４】
本開示では、重錘は運動を開始した後に静止状態へ戻るときには、運動開始時の加速よりも緩やかに減速される。これにより、静止状態へ戻る際の重錘の動作による加振が防止される。
【発明の効果】
【００１５】
本開示のスタッカークレーンによる場合、走行方向に沿って移動することが可能に取り付けられた重錘を、進行方向へ向けて動かすという簡潔な方法によって制振が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施の形態におけるスタッカークレーンの模式斜視図である。
【図２】スタッカークレーンの正面図である。
【図３】スタッカークレーンの側面図である。
【図４】制振部の取付部分の模式拡大斜視図である。
【図５】制御機構の構成を示すブロック図である。
【図６】重錘の速度変化の一例を示すグラフである。
【図７】走行台の走行開始時の振動について模式的に示す説明図である。
【図８】走行台の制動時の振動について模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
【００１８】
図１は、本実施の形態におけるスタッカークレーン１の模式斜視図である。図２は、スタッカークレーン１の正面図、図３はスタッカークレーン１の側面図である。
【００１９】
以下の説明では図１中の矢符により示す上下、左右及び前後を使用する。本実施の形態におけるスタッカークレーン１は、施設の床面に敷設された走行レール１１上を走行する床上型のスタッカークレーンである。
【００２０】
スタッカークレーン１は、走行レール１１上に駆動車輪を介して支持され、走行レール１１に沿って走行する走行台１２を含む。走行台１２は、走行レール１１に沿う長細の形状を有し、その両端部の下部に夫々前記駆動車輪を有している。また走行台１２にはその両端部の上部に直立する複数（例えば２本）の角筒状のマスト３１と、マスト３１間を上部で連結する角筒状の連結部３２とを含むガイドフレーム１３が固定されている。ガイドフレーム１３のマスト３１間には、移載ユニット１４が横架支持されている。移載ユニット１４は、上下方向に回転するガイド輪を備え、該ガイド輪によりマスト３１夫々に対し、転接している。移載ユニット１４は、昇降ベルト（チェーン）１５の一端に連結されている。昇降ベルト１５は、移載ユニット１４から上方へ延び、ガイドフレーム１３の上部で折り返されて下方へ延び、走行台１２上に設けられた送り機構１５１を経由して他端が再度移載ユニット１４に連結されている。移載ユニット１４は、送り機構１５１により昇降ベルト１５が送られることで、マスト３１に沿って昇降する。
【００２１】
スタッカークレーン１は更にフレーム１６を含む。フレーム１６は、走行レール１１から所定の間隔を開けて後方側の床面に、左右方向に並んで固定された複数の前支柱と、該前支柱よりも更に後方の対応する位置に固定された複数の後支柱と、支柱間を連結する梁とで構成される。梁は、前支柱の上部を左右方向に連結し、また後支柱間を左右方向に、上下に複数段に亘り連結する横梁と、前後に対応する前支柱と後支柱との間を上下に複数段に亘り連結する縦梁とを含む。
【００２２】
フレーム１６の最上部の縦梁は前方に適長延出している。最上部の縦梁の延出部には、走行ガイド１７が走行レール１１の全長に対応するように左右方向に架設されている。ガイドフレーム１３の上部の連結部３２の後方に設けられたガイド輪が走行ガイド１７に転接する。これによりガイドフレーム１３の上部が走行ガイド１７に支持される。
【００２３】
フレーム１６の最上部の縦梁の延出部には、走行ガイド１７の後方側に、該走行ガイド１７に沿って左右方向に配電部１８が架設されている。配電部１８の長さも走行レール１１の全長に亘っている。配電部１８は走行台１２に設置される上述の送り機構１５１等の搭載機器への電力及び信号を供給するケーブルを収容している。ガイドフレーム１３には走行台１２上の各搭載機器への電力及び信号を供給する各ケーブルが配設されている。ガイドフレーム１３に配設されているケーブルは、連結部３２から前記ガイド輪よりも後方位置に設けられた接続部により、走行台１２が走行レール１１上のいずれの位置にあっても、配電部１８と電気的に接触するようにしてある。
【００２４】
本実施の形態におけるスタッカークレーン１は更に、制振部２を備える。制振部２はガイドフレーム１３の上部の連結部３２に取り付けられている。図４は、制振部２の取付部分の模式拡大斜視図である。制振部２は、重錘２１とシリンダ２２とを備えている。シリンダ２２は電動シリンダであり、長手方向が連結部３２に沿うように、即ち走行方向に沿って固定されている。シリンダ２２は上方に突出する出力端を有しており、出力端に重錘２１が取り付けられている。重錘２１は、シリンダ２２のストローク長だけ走行方向に動くことが可能である。
【００２５】
スタッカークレーン１は走行台１２上に制御部１０を備える。図５は、スタッカークレーン１の制御部１０の構成を示すブロック図である。制御部１０はＰＬＣ（Programmable Logic Controller ）及びフラッシュメモリ等の記憶部を用いて所定の制御ロジックに基づき信号を制御出力する。例えば制御部１０は、走行台１２が有する駆動車輪を回転させる走行モータ、昇降ベルト１５を送る送り機構１５１に含まれる昇降モータ夫々へ、走行及び昇降を制御する信号を出力する。なお制御部１０は、走行モータ及び昇降モータの出力軸に取り付けられているロータリーエンコーダからの出力パルスに基づき走行位置及び高さを特定しながら制御を行なう。更に制御部１０は走行及び昇降を制御するに際し、加減速を複数段階で制御することが可能である。また制御部１０は、制振部２へ動作を指示する制御信号を出力する。
【００２６】
本実施の形態におけるスタッカークレーン１の走行制御について説明する。スタッカークレーン１において制御部１０は、走行レール１１上の所定の位置（例えば左端又は右端）を走行台１２の初期位置とし、その初期位置を基準として走行台１２の走行を制御する。そして基本的に制御部１０は、初期位置から走行を開始させる際は所定の走行距離（出力パルス）までは低速走行させ、該走行距離到達後は中速走行させ、更に遠い所定の走行距離以上となった場合、走行台１２を高速走行へ切り替えさせる。記憶部に予め記憶されてある複数の走行停止位置の内のいずれかに停止させる際に制御部１０は、走行停止位置の手前所定の距離を超えた時点で中速走行となるように減速させ、更に走行停止位置の所定の直前位置へ到達した場合に低速走行となるように減速させた上でその後、走行停止位置手前で制動を指示する制動信号を走行モータへ出力する。
【００２７】
スタッカークレーン１の走行制御中の制振部２の動作について説明する。走行台１２が初期位置から走行を開始する場合に制御部１０は予め制振部２を制御し、進行方向寄りの端部に重錘２１を位置させておく。つまり初期位置が走行レール１１の左端である場合、制御部１０は走行台１２が初期位置に戻る都度、重錘２１がシリンダ２２上の右端に位置するようにしておく。なお走行台１２が初期位置以外の停止位置に存在する場合、制御部１０は、次の走行停止位置への走行方向が左右何れかを識別して、走行を開始する前に進行方向寄りの端部に重錘２１を移動させておくとよい。
【００２８】
制御部１０は、走行開始信号を走行モータへ出力するに際し、この走行開始信号が分岐して制振部２へ出力されるようにしてある。制振部２は走行開始信号を入力すると直ちに、これをＯＮ信号として受けてシリンダ２２を動作させる。シリンダ２２は、一端に位置している重錘２１を他端へ動かす。このとき動かす際の初期加速度は例えばシリンダ２２の設計上の最大加速度である。シリンダ２２はその後（所定速度に達すると）等速に重錘２１を動かし、重錘２１が他端へ達する前に減速させる。このときの加速度は例えば−０．５Ｇ等とし、緩やかに減速するようにする。重錘２１の停止時の加速度によってガイドフレーム１へ余計な力が加わって後述するような振動を発生させないためである。図６は、重錘２１の速度変化の一例を示すグラフである。走行台１２の走行開始と同時に、重錘２１は最大加速度で加速され、その後等速運動し、他端では緩やかに停止するように減速される。
【００２９】
そして制御部１０は、制動信号を出力する際、この制動信号は分岐して制振部２へ出力されるようにしてある。制振部２は制動信号を入力すると直ちに、これをＯＮ信号として受けてシリンダ２２を動作させる。シリンダ２２は、一端に位置している重錘２１を他端へ動かす。なおこのとき、重錘２１は走行開始時に、進行方向寄りの端部から進行方向とは逆向きに動いて逆側の端部に位置している。つまり進行方向が右向きである場合、走行台１２の初期位置ではシリンダ２２上の右端にしていた重錘２１は、走行中にシリンダ２２の左端に位置している。制動時においても、重錘２１を動かす際の初期加速度は例えばシリンダ２２の設計上の最大加速度である。シリンダ２２はその後（所定速度に達すると）等速に重錘２１を動かし、重錘２１が他端へ達する前に減速させる（図６）。走行台１２の制動開始と同時に、重錘２１は最大加速度で加速され、その後等速運動し、他端では緩やかに停止するように減速される。
【００３０】
制振部２の動作による効果について説明する。図７は、走行台１２の走行開始時の振動について模式的に示す説明図である。図７（ａ）〜（ｃ）は（ａ）から順に、スタッカークレーン１、特にガイドフレーム１３へ掛かる力について順を追って示している。
【００３１】
図７（ａ）は、走行開始前の停止時のガイドフレーム１３の状態を模式的に示し、図７（ｂ）は走行開始時点のガイドフレーム１３の状態を模式的に示している。破線により、本実施の形態における制振部２を動作させない場合のガイドフレーム１３の状態を示している。停止状態から走行開始するに際し、ガイドフレーム１３には図７（ｂ）に示すように慣性力Ｆ１が加わり、上部がより大きく撓む。しかしながらこのとき、シリンダ２２の作動によって重錘２１の進行方向（加速方向）とは逆向きへの大きな加速が与えられ、制振部２のシリンダ２２が固定されているガイドフレーム１３の連結部３２には、進行方向への反力Ｆ２が加えられる。これにより、慣性力Ｆ１と反力Ｆ２とが打ち消し合い、図７（ｂ）の実線で示すように撓みが抑制される。撓みが抑制されるから、制振部２を動作させない場合に破線で示すような反動も抑えられてより早く振動が収まり、図７（ｃ）に示すように収束する。
【００３２】
次に、制振部２の制動時の効果について説明する。図８は、走行台１２の制動時の振動について模式的に示す説明図である。図８（ａ）〜（ｆ）は（ａ）から順に、スタッカークレーン１、特にガイドフレーム１３へ掛かる力について順を追って示している。
【００３３】
図８（ａ）は高速走行にて図の右方向へ走行している場合のガイドフレーム１３の状態を模式的に示している。このとき走行台１２及びガイドフレーム１３は一体となって等速走行をしている。
【００３４】
図８（ｂ）は高速走行から中速走行又は低速走行へ減速される際のガイドフレーム１３の状態を模式的に示す。図７（ｂ）に示すように減速がされるとガイドフレーム１３は慣性力により進行方向へ上部がより大きく撓む。
【００３５】
図８（ｃ）は、減速時のガイドフレーム１３の撓みを戻すような反動を示している。走行台１２の減速により、図８（ｂ）（ｃ）のような振動が発生する。
【００３６】
図８（ｄ）は、走行台１２の制動開始時点のガイドフレーム１３の状態を模式的に示している。図８においても破線により、本実施の形態における制振部２を動作させない場合のガイドフレーム１３の状態を示している。低速走行から停止するための制動開始により、ガイドフレーム１３の慣性力Ｆ３は最大になる可能性がある。これにより破線に示すように、ガイドフレーム１３は最大の撓みを発生させる。しかしながら本実施の形態におけるスタッカークレーン１においては、制動開始時点で図６に示したように制振部２が動作し、シリンダ２２の作動によって重錘２１には進行方向（減速方向と逆向き）への大きな加速が与えられる。この加速により、制振部２のシリンダ２２が固定されているガイドフレーム１３の連結部３２には、進行方向とは逆方向への反力Ｆ４が加えられる。これにより、慣性力Ｆ３と反力Ｆ４とが打ち消し合い、図８（ｄ）の実線で示すように、撓みが抑制される。
【００３７】
図８（ｅ）は、制動開始後のガイドフレーム１３の撓みを戻すような反動を示している。破線により、本実施の形態における制振部２を動作させない場合のガイドフレーム１３の状態を示している。制動によって最大の撓みが発生した場合、破線に示すように撓みの反動も大きくなり、走行台１２が停止した後もその撓みと揺り戻しによる振動が収まるまでに時間を要することになる。しかしながら本実施の形態におけるスタッカークレーン１においては、制振部２により図８（ｄ）に示したように撓みが抑制されるからその反動も図８（ｅ）に示すように抑えられ、より早く振動が収まり、図８（ｆ）に示すように静止状態へと短時間で収束する。
【００３８】
その後、走行停止状態（図８（ｆ））から他の位置、例えば初期位置に戻る際には同様にして、制御部１０は、重錘２１をシリンダ２２上の初期位置への進行方向寄りの端部へ移動させておく。初期位置への進行開始時にも制御部１０は、制振部２を進行方向とは逆向きに最大加速により動かし、進行方向と逆側の端部にて緩やかに停止させる。そして初期位置に停止する際にも同様に制御部１０は、制動開始時には制振部２を進行方向へ向けて最大加速により動かし、緩やかに停止させる。これにより、初期位置へ戻る際もガイドフレーム１３の撓み及び反動による振動発生が抑制される。
【００３９】
発明者らは、走行台１２及びガイドフレーム１３が計約１ｔ、移載ユニット１４が２５０ｋｇであるという条件下で、移載ユニット１４がガイドフレーム１３の上部に位置する場合と、下部に位置する場合とで制振部２を夫々動作させる実験を行なった。このときシリンダ２２のストローク長は例えば５０ｃｍ、重錘２１の重量は６ｋｇとした。またこの実験においては、比較のために制振部２を動作させない場合と、制振部２を制動開始時点よりも所定時間前又は所定時間後に動作させる場合とで夫々走行停止を行なった。結果としては、移載ユニット１４が上部に位置する場合と下部に位置する場合とではいずれも、制動開始時点で制振部２を動作させた場合が、最も制動開始後のガイドフレーム１３の振動が小さかった。制振部２を制動開始時点に前後して動作させる場合は、移載ユニット１４が上部に位置するときと下部に位置するときとで場合によっては、制振部２を動作させない場合よりも振幅が大きくなるときがあった。つまり、制動開始と同時に制振部２を動作させることで制振部２の動作の効果が大きくなる。したがって走行台１２への制動信号を分岐して制振部２にＯＮ信号として与えるという簡易な構成にて、より高い効果を得られるから実用性が高い。
【００４０】
なお重錘２１の重量、シリンダ２２のストローク長、動作開始時の重錘２１の加速度及び重錘２１の減速のための加速度は、適宜設計されるとよい。更には制振部２を、複数段階の加速度に切り替えることが可能な構成とすることにより、異なる寸法のスタッカークレーンに対して同一の制振部２を使用して、異なるスタッカークレーン毎に設定を行なう工程を省略することができる可能性がある。
【００４１】
本実施の形態においては、走行台１２の走行開始時及び制動時の両方にて制振部２を動作させる構成とした。しかしながら走行台１２の制動時のみに制振部２を動作させるようにしてもよい。走行開始時はその後の慣性力によって振動が早期に収まりやすいが、停止時には振動が収束するまでに時間を要しやすく、また停止位置における制振がスタッカークレーンにおいては重要である。制動時のみに制振部２を動作させる場合、制御部１０は、走行を開始する前に、シリンダ２２上にて次の進行方向と逆側の端部に重錘２１を位置させておく。つまり初期位置が走行レール１１上の左端である場合、制御部１０は走行台１２が初期位置に戻る都度、重錘２１がシリンダ２２上の左端に位置するようにしておく。なお走行台１２が初期位置以外の停止位置に存在する場合に制御部１０は、次の走行停止位置への走行方向が左右何れかを識別して、走行を開始する際に、又は走行を開始する前に逆側に端部に重錘２１を移動させておくとよい。
【００４２】
本実施の形態においては床上型のスタッカークレーンを例にして説明したが、その他の形式のスタッカークレーンにも適用可能である。例えば懸垂型、天井クレーン型等であってもよく、その場合は制振部２を下部に取り付けるなどする。
【００４３】
なお図１に示すスタッカークレーン１では、前方側の複数の支柱間は左右方向には連結されておらず、これらのフレーム１３の支柱は移載対象の荷物が載置される棚のフレームの一部として利用されてもよい。
【００４４】
なお、上述のように開示された本実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４５】
１  スタッカークレーン
１１  走行レール
１２  走行台
１３  ガイドフレーム
３１  マスト
３２  連結部
１４  移載ユニット
１０  制御部
２  制振部
２１  重錘
２２  シリンダ（作動部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2018039584.tif 000007
【図６】
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【図７】
2018039584.tif 000009
【図８】
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