(57)【要約】【課題】損耗を抑えて寿命の長い昇降装置の提供。【解決手段】昇降経路に沿って吊下されているベルト２と、ベルト２と所定幅で接触して該ベルト２を厚さ方向で挟持する複数のローラー１１の少なくとも一つを回転駆動させる駆動装置１０を有してベルト２に沿って昇降駆動する自走式昇降体３と、を有する昇降装置１を採用する。【選択図】図１
2011219267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇降経路に沿って吊下されているベルトと、
前記ベルトと所定幅で接触して該ベルトを厚さ方向で挟持する複数のローラーの少なくとも一つを回転駆動させる駆動装置を有して前記ベルトに沿って昇降駆動する自走式昇降体と、を有することを特徴とする昇降装置。
【請求項２】
前記複数のローラーは、前記回転駆動する駆動ローラーと、前記駆動ローラーとの間で前記ベルトを挟持する第１挟持ローラー及び第２挟持ローラーと、を有することを特徴とする請求項１に記載の昇降装置。
【請求項３】
前記駆動ローラーに対する前記第１挟持ローラー及び第２挟持ローラーの押圧力を調節する押圧力調節装置を有することを特徴とする請求項２に記載の昇降装置。
【請求項４】
前記駆動ローラーを挟んで、前記第１挟持ローラーと前記第２挟持ローラーとが対向して配置されていることを特徴とする請求項３に記載の昇降装置。
【請求項５】
前記駆動ローラーの前記回転駆動に伴う負荷を検出する負荷検出装置と、
前記検出された検出結果に基づいて、前記押圧力調節装置の駆動を制御する制御装置と、を有することを特徴とする請求項３または４に記載の昇降装置。
【請求項６】
前記自走式昇降体を、前記昇降経路に沿ってガイドするガイド体を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の昇降装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、昇降装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動倉庫やエレベーターでは主に、ワイヤーで籠（ケージ）を吊り下げ、シーブを介してワイヤーを巻き取ることで、籠を昇降駆動させる機構が用いられている（特許文献１参照）。また、機械容積を低減する目的で、籠側に駆動装置を設ける例もある（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３７５９５号公報
【特許文献２】特許第４２２３６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術のようにワイヤーを用いると、シーブ等との接触圧が大きく、ワイヤーを構成する素線の切れ等が発生する。このため、ワイヤーを用いる機構では、損耗が厳しくなることがあり法定点検が義務付けられている。また、種々の改良がなされた現在でも定期的検査やワイヤー交換のための定期的メンテナンスが欠かせない。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、損耗を抑えて寿命の長い昇降装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、昇降経路に沿って吊下されているベルトと、上記ベルトと所定幅で接触して該ベルトを厚さ方向で挟持する複数のローラーの少なくとも一つを回転駆動させる駆動装置を有して上記ベルトに沿って昇降駆動する自走式昇降体と、を有する昇降装置を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、吊下したベルトを複数のローラーで挟み込み、ローラーが回転駆動することで昇降体が昇降する。ベルトとローラーとは、所定幅で接触するので接触圧が低減する。このため、ベルト及びローラーの損耗が抑えられ、長寿命化を図ることができる。
【０００７】
また、本発明においては、上記複数のローラーは、上記回転駆動する駆動ローラーと、上記駆動ローラーとの間で上記ベルトを挟持する第１挟持ローラー及び第２挟持ローラーと、を有するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、駆動ローラーに対しベルトが２箇所で接触するので、その間においてベルトを所定面積で駆動ローラーの周面と接触させることができる。そうすると、ベルトと駆動ローラーとの接触面積が広くなり、摩擦による駆動力を安定して発現させることができる。
【０００８】
また、本発明においては、上記駆動ローラーに対する上記第１挟持ローラー及び第２挟持ローラーの押圧力を調節する押圧力調節装置を有するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、駆動ローラーに対する第１挟持ローラー及び第２挟持ローラーの押圧力を適切に調節して、ベルト及びローラーの損耗を抑えることができる。
【０００９】
また、本発明においては、上記駆動ローラーを挟んで、上記第１挟持ローラーと上記第２挟持ローラーとが対向して配置されているという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、駆動ローラーに対して作用する第１挟持ローラーからの押圧力と、駆動ローラーに対して作用する第２挟持ローラーからの押圧力とが、対向方向で互いにキャンセルし合うので、押圧力の付与によって駆動ローラーを保持する軸受部に無理な負荷が掛からないようにすることができる。
【００１０】
また、本発明においては、上記駆動ローラーの上記回転駆動に伴う負荷を検出する負荷検出装置と、上記検出された検出結果に基づいて、上記押圧力調節装置の駆動を制御する制御装置と、を有するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、駆動ローラーの回転駆動に伴う負荷に応じて駆動ローラーに対する押圧力が動的に調節されるので、ベルト及びローラーの損耗を抑えることができる。
【００１１】
また、本発明においては、上記自走式昇降体を、上記昇降経路に沿ってガイドするガイド体を有するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、吊下されたベルトに沿って昇降する自走式昇降体の揺れを低減させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、昇降経路に沿って吊下されているベルトと、上記ベルトと所定幅で接触して該ベルトを厚さ方向で挟持する複数のローラーの少なくとも一つを回転駆動させる駆動装置を有して上記ベルトに沿って昇降駆動する自走式昇降体と、を有する昇降装置を採用することによって、吊下したベルトを複数のローラーで挟み込み、ローラーが回転駆動することで昇降体が昇降する。ベルトとローラーとは、所定幅で接触するので接触圧が低減する。このため、ベルト及びローラーの損耗が抑えられ、長寿命化を図ることができる。
したがって、本発明では、損耗を抑えて寿命の長い昇降装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態における昇降装置の構成を示す正面図である。
【図２】本発明の第１実施形態における駆動装置の内部構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態におけるベルトの挟持状態を示す斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態における駆動装置の内部構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態におけるベルトを厚みを説明するための図である。
【図６】本発明の別実施形態におけるベルトの挟持状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１５】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態における昇降装置１の構成を示す正面図である。図２は、本発明の第１実施形態における駆動装置１０の内部構成を示す断面図である。図３は、本発明の第１実施形態におけるベルト２の挟持状態を示す斜視図である。
昇降装置１は、上下方向に延びる昇降経路に沿って吊下されているベルト２と、ベルト２に沿って昇降駆動する自走式昇降体３と、を有する。この昇降装置１は、例えば、自動倉庫やエレベーター等に用いられる。
【００１６】
ベルト２は、図３に示すように可撓性を有する所定幅の帯状部材であり、本実施形態では２本設けられている（図１参照）。ベルト２は、昇降経路の上端にその一端部が固定されて吊下されている。ベルト２を昇降経路に沿って所定の張力で張設しても良いが、後述する駆動装置１０との関係で損耗に対しては不利になるので、ベルト２の下端（他端部）は、固定しない、あるいは、ある程度の撓みをもって下端が暴れないような張力で固定する構成であることが好ましい。本実施形態のベルト２は、複数の強化繊維（例えば、カーボン繊維、鋼線等）が編み込まれて帯状となった繊維強化型ベルトを採用している。なお、駆動装置１０との関係でベルト２の表面に、所定の摩擦力を高めるためのコーティングを施す構成であってもよい。
【００１７】
自走式昇降体３は、所定の積載スペースＳを有するケージ（籠）４と、ケージ４の両側に設けられてベルト２との間で昇降駆動力を発現させる駆動装置１０とを有する。ケージ４には、自動倉庫であればフォークやアーム等の荷物を移載する移載装置が搭載される。
なお、本実施形態の自走式昇降体３は、ガイド部５によって昇降経路に沿ってガイドされる構成となっている。本実施形態のガイド部５は、昇降経路に沿って延びるガイドレール６と、ガイドレール６を挟んでその延在方向に移動自在なガイドブロック７とから構成される。ガイドブロック７は、自走式昇降体３に固定されている。このガイド部５は、吊下されたベルト２に沿って昇降する自走式昇降体３の揺れを抑制するよう機能する。
【００１８】
駆動装置１０は、図２及び図３に示すように、ベルト２と所定幅で接触して該ベルト２を厚さ方向で挟持する複数のローラー１１と、複数のローラー１１の少なくとも一つを回転駆動させるモーター１２とを有する。
本実施形態のローラー１１は、モーター１２により直接あるいは減速機、チェーン等を介して間接的に駆動力を受けて回転駆動する駆動ローラー１１ａと、駆動ローラー１１ａとの間でベルト２を挟持して従動駆動する第１挟持ローラー１１ｂ１及び第２挟持ローラー１１ｂ２と、から構成される。この構成によれば、駆動ローラー１１ａに対しベルトが２箇所で接触するので、その間においてベルト２を所定面積で駆動ローラー１１ａの周面と接触させることができる。そうすると、ベルト２と駆動ローラー１１ａとの接触面積が広くなり、摩擦による駆動力を安定して発現させることができる。
【００１９】
本実施形態のベルト２は、駆動ローラー１１ａに巻き付くように曲げられるので、損耗の関係からは曲率半径を大きくできるように、駆動ローラー１１ａの径をできるだけ大きくすることが好ましい。そして、ベルト２は、図２及び図３のように昇降駆動に伴ってしごかれるので、損耗の関係からは、ベルト２を吊下して下端を遊ばせ張力を加えない構成であることが好ましい。
また、ベルト２は自走式昇降体３を支えるため、損耗の関係からは、ローラー１１は、中実のあるローラーではなく、軽量の中空円筒状のローラーであることが好ましい。また、ローラー１１は、ベルト２との関係でその表面に、所定の摩擦力を高めるためのコーティングを施す構成であってもよい。例えば、ローラー１１は、平ローラーではなく、凹クラウン、凸クラウンがついたローラーでもよい。
【００２０】
第１挟持ローラー１１ｂ１及び第２挟持ローラー１１ｂ２は、図２に示すように、押し付けバネ（押圧力調節装置）１３によって、駆動ローラー１１ａに対して所定の付勢力（押圧力）で付勢されている。この力は、ケージ４の重さ、ベルト２及びローラー１１の損耗特性等を考慮して適性な値に管理される。なお、ねじ部材等を用いて、組み付け後に押し付けバネ１３のストロークを変更させて、力を調節する構成であっても良い。
本実施形態の第１挟持ローラー１１ｂ１及び第２挟持ローラー１１ｂ２は、駆動ローラー１１ａを挟んで対向して配置されているので、駆動ローラー１１ａに対して作用する第１挟持ローラー１１ｂ１からの押圧力と、駆動ローラー１１ａに対して作用する第２挟持ローラー１１ｂ２からの押圧力とが、対向方向で互いにキャンセルし合う。このため、押圧力の付与（力の合成）によって駆動ローラー１１ａを保持する不図示の軸受部に無理な負荷が掛からないようにすることができる。
【００２１】
続いて、上記構成の昇降装置１の動作について説明する。
モーター１２に不図示の制御装置からトルク指令が伝送されると、この指令に基づいてモーター１２が駆動する。モーター１２の駆動力は、駆動ローラー１１ａに伝達され、駆動ローラー１１ａは回転軸周りに回転する。ベルト２は、第１挟持ローラー１１ｂ１及び第２挟持ローラー１１ｂ２によって駆動ローラー１１ａに押し付けられているので、ベルト２と駆動ローラー１１ａとの間に摩擦力が働く。この駆動ローラー１１ａが任意の方向に回転すると、自走式昇降体３がベルト２に沿って昇降駆動する。ベルト２とローラー１１とは、所定幅で接触するので接触圧が低減することとなる。このため、ベルト２及びローラー１１の損耗が抑えられ、長寿命化を図ることができる。
【００２２】
また、第１挟持ローラー１１ｂ１及び第２挟持ローラー１１ｂ２は、駆動ローラー１１ａに対しベルト２を２箇所で接触させて、駆動ローラー１１ａの周面にベルト２を巻きつけて接触面積が広くさせ、駆動ローラー１１ａの回転に伴う昇降駆動力を安定して発現させる。また、ガイド部５は、吊下されたベルト２に沿って昇降する自走式昇降体３を、ガイドレール６に沿って案内することで、自走式昇降体３の揺れを抑制した円滑な昇降駆動をさせる。
【００２３】
したがって、上述の実施形態によれば、昇降経路に沿って吊下されているベルト２と、ベルト２と所定幅で接触して該ベルト２を厚さ方向で挟持する複数のローラー１１のうち駆動ローラー１１ａを回転駆動させる駆動装置１０を有してベルト２に沿って昇降駆動する自走式昇降体３と、を有する昇降装置１を採用することによって、吊下したベルト２を複数のローラー１１で挟み込み、ローラー１１が回転駆動することで昇降体が昇降する。ベルト２とローラー１１とは、所定幅で接触するので接触圧が低減する。このため、ベルト２及びローラー１１の損耗が抑えられ、長寿命化を図ることができる。
したがって、本実施形態では、損耗を抑えて寿命の長い昇降装置１が得られる。
【００２４】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図４は、本発明の第２実施形態における駆動装置１０の内部構成を示す断面図である。第２実施形態の駆動装置１０は、第１挟持ローラー１１ｂ１の押し付けバネ１３の代わりに電動シリンダ（押圧力調節装置）１４を備えている。また、第２実施形態の駆動装置１０は、電動シリンダ１４の駆動を動的に制御する制御部（制御装置）ＣＯＮＴを備えている。
【００２５】
ベルト２は、均一な厚さであることが好ましいが、例えば図５に示すように、製品精度によっては所定部位で厚み（図中符号ｔ１，ｔ２で示す）が変化している場合がある（例えば、ベルトの継ぎ目等）。このベルト２を複数のローラー１１の間で挟みこむと、厚みが大きい部位（厚みｔ２）で過剰な締め付け力が発生して、ベルト２及びローラー１１が損耗しやすくなる。
第２実施形態の駆動装置１０は、この損耗を抑えて長寿命化を図るべく、電動シリンダ１４と、制御部ＣＯＮＴとを備えている。
【００２６】
電動シリンダ１４は、第１挟持ローラー１１ｂ１の回転軸を回転自在に保持し、第２挟持ローラー１１ｂ２との対向方向に伸縮自在な構成となっている。なお、第２挟持ローラー１１ｂ２の押し付けバネ１３の代わりに同じ電動シリンダを設けても良いが、重量や動作を制御する関係上、本実施形態のように一つであることが好ましい。この場合、電動シリンダ１４の伸縮に応じて第２挟持ローラー１１ｂ２の押し付けバネ１３を伸縮させるべく、駆動ローラー１１ａの回転軸を軸支する不図示の軸受を電動シリンダ１４の伸縮方向に移動自在にガイドするガイド溝、長穴等を設けてもよい。
【００２７】
制御部ＣＯＮＴは、モーター１２に対してトルク指令を伝送して駆動ローラー１１ａを回転駆動させると共に、該回転駆動に伴う負荷（トルク値）を検出する負荷検出装置として機能する構成となっている。本実施形態では、当該回転駆動に伴う負荷（トルク値）を電流計等で、モーター１２の電流から検出する構成となっている。
制御部ＣＯＮＴは、ある特定の閾値より負荷が大きくなると、ローラー１１がベルト２の厚みの大きな部位を挟み込んだと判断し、電動シリンダ１４を収縮させて、過剰な締め付け力が掛からないよう制御する。これにより、ベルト２及びローラー１１の損耗を抑えることができる。
一方、制御部ＣＯＮＴは、ある特定の閾値より負荷が小さくなると、ローラー１１がベルト２の厚みの小さな部位を挟み込んだと判断し、電動シリンダ１４を伸長させて、締め付け力を掛けるように制御し、ベルト２とローラー１１との間に適切な押圧力を発現させる。これにより、ベルト２とローラー１１との間の滑り等を抑制することができる。
【００２８】
したがって、上述の実施形態によれば、駆動ローラー１１ａの回転駆動に伴う負荷に応じて駆動ローラー１１ａに対する押圧力が動的に適切な値に調節されるので、ベルト２及びローラー１１の損耗を抑えることができる。また、ベルト２とローラー１１との間の滑り等を抑制した、エネルギー効率のよい昇降駆動が可能となる。
【００２９】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００３０】
例えば、上記実施形態では、ベルトを挟持する複数のローラーの回転軸を、直線的に配置する構成について説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、例えば、図６に示すように、複数のローラーの回転軸をずらして配置してもよい。図６の配置によれば、ベルトの変形が上記実施形態より小さくなるので、損耗に関しては有利となる。
【００３１】
また、例えば、上記実施形態では、ベルトを挟持するローラーが、３つである構成について説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、２つでも４つ以上であってもよい。なお、ローラーの数を増やすと駆動力や駆動に伴う安定性を高めることができるが、その分、逆にベルトの損耗が大きくなるので、性能と寿命のトレードオフとなる。
【００３２】
また、例えば、上記実施形態では、ガイド部はガイドレールとガイドブロックとから構成されると説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではない。
例えば、ガイドレールをフリーローラーで挟み込んでガイドするガイドローラーを用いる構成であってもよい。また、ガイドレールに沿って非接触でガイドする磁気ガイドとしてもよい。磁気ガイドの場合、電磁石ではなく永久磁石を用いてゼロパワー制御等にすると消費電力を最低限に抑えることができる。
また、自走式昇降体がベルトによる保持で十分な場合は、ガイド部はなくてもよい。
【００３３】
また、例えば、上記第２実施形態では、電動シリンダを動的に制御する構成について説明したが、電動シリンダの代わりに電動ジャッキ等を用いても良い。また、上記第２実施形態では、制御部は、モーターのトルク値に基づいて押圧力の制御を行うと説明したが、ケージ上に搭載される搬送対象物の重さによっても負荷が変わるので、ケージにロードセル等の重さを検出する重量検出装置（負荷検出装置）を設けて、この検出結果に応じて、駆動ローラーに対する押圧力を適切な値に調節する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１…昇降装置、２…ベルト、３…自走式昇降体、５…ガイド部、１０…駆動装置、１１…ローラー、１１ａ…駆動ローラー、１１ｂ１…第１挟持ローラー、１１ｂ２…第２挟持ローラー、１３…押し付けバネ（押圧力調節装置）、１４…電動シリンダ（押圧力調節装置）、ＣＯＮＴ…制御部（制御装置、負荷検出装置）
【図１】
2011219267.tif 000003
【図２】
2011219267.tif 000004
【図３】
2011219267.tif 000005
【図４】
2011219267.tif 000006
【図５】
2011219267.tif 000007
【図６】
2011219267.tif 000008