(57)【要約】【課題】特別な重量センサを追加しないでも、昇降台に載せた積載物の重量を推定することができ、それに基づいて昇降台の昇降動作制御を行うことができるリフト装置を提供する。【解決手段】フレーム３に沿って昇降自在に支持された昇降台９と、昇降台を懸吊するエンドレスチェーン１７と、エンドレスチェーンを介して昇降台を昇降させるギヤドモータ１１と、昇降台の高さ位置を検出するリニアスケール１００と、リニアスケールの出力に基づいて、昇降台に積載物Ｗを載せる前と載せた後におけるエンドレスチェーンの伸びによる昇降台の高さ位置の変位量を積載物の重量相当値として測定する変位量測定手段１１０と、変位量測定手段の測定した変位量に応じて、ギヤドモータによる昇降台の昇降速度パターンを切り替える昇降速度制御手段１２０とを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームに沿って昇降自在に支持された昇降台と、
該昇降台を懸吊する索材と、
該索材を介して昇降台を昇降させる駆動機構と、
前記昇降台の高さ位置を検出する高さ位置検出手段と、
該高さ位置検出手段の検出出力に基づいて、前記昇降台に積載物を載せる前と載せた後における前記索材の伸びによる昇降台の高さ位置の変位量を前記積載物の重量相当値として測定する変位量測定手段と、
を具備することを特徴とするリフト装置。
【請求項２】
請求項１に記載のリフト装置であって、
前記変位量測定手段の測定した変位量に応じて、前記駆動機構による昇降台の昇降速度パターンを切り替える昇降速度制御手段を更に具備することを特徴とするリフト装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のリフト装置であって、
前記フレームの上端と下端に設けられたスプロケットに前記索材としてのエンドレスチェーンが巻回され、該エンドレスチェーンの一部に前記昇降台が連結されており、前記駆動機構が前記エンドレスチェーンを周回駆動するように設けられていることを特徴とするリフト装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のリフト装置であって、
前記高さ位置検出手段として、前記フレームに配設された目盛と、前記昇降台に配設されて前記目盛により高さ情報を取得する検出器と、からなるリニアスケールが設けられていることを特徴とするリフト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、高さ方向に複数段に設けられた収納棚に対して積載物（ワークや製品）を搬入出するために用いられるリフト装置（リフタやエレベータとも呼ばれる）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のリフト装置を備えた棚装置が特許文献１に記載されている。このリフト装置は、フレームに沿って昇降自在とされた昇降台を備えており、この昇降台を、フレームの上下端のスプロケットに巻回したエンドレスチェーンの一部に連結することで、昇降台をエンドレスチェーンによって懸吊支持し、エンドレスチェーンをギヤドモータによって周回駆動することで、昇降台を昇降させるように構成されている。この種のリフト装置では、昇降台の昇降速度パターンを、昇降台にパレットを載せない場合と載せる場合の二通りで切り替えることが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２３５２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、パレットを昇降台に載せる場合であっても、実際のところ、パレット上の荷物の重量に大きな差がある場合が少なくない。従来は、パレット上の荷物の最大重量に合わせて、パレットを載せる場合の昇降速度パターンを設定している。従って、重い荷物の場合も軽い荷物の場合も、同じ速度パターンで昇降台を昇降させることになり、軽い荷物の場合は搬送効率が悪くなるという問題があった。例えば、荷物の重量が１０ｋｇの場合であっても２ｔｏｎの場合であっても、同じ昇降速度パターンで運転しているため、軽い荷物の場合は、昇降動作が遅すぎる結果となり、効率が悪かった。
【０００５】
そこで、荷物の重量を予め測定しておき、荷物の重量に応じて昇降速度パターンを変更するという考えが出てくるが、荷物の重量を予め測定することは面倒であり作業の繁雑化を招くおそれがある。また、積載重量を検出する重量センサを昇降台などに別途設けることも考えられるが、コストがかかる問題がある。
【０００６】
本発明は、上記事情を考慮し、特別な重量センサを追加しないでも、昇降台に載せた積載物の重量を推定することができ、それに基づいて昇降台の昇降動作制御を行うことができるリフト装置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】
上記課題を解決するために、請求項１の発明のリフト装置は、フレームに沿って昇降自在に支持された昇降台と、該昇降台を懸吊する索材と、該索材を介して昇降台を昇降させる駆動機構と、前記昇降台の高さ位置を検出する高さ位置検出手段と、該高さ位置検出手段の検出出力に基づいて、前記昇降台に積載物を載せる前と載せた後における前記索材の伸びによる昇降台の高さ位置の変位量を前記積載物の重量相当値として測定する変位量測定手段と、を具備することを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載のリフト装置であって、前記変位量測定手段の測定した変位量に応じて、前記駆動機構による昇降台の昇降速度パターンを切り替える昇降速度制御手段を更に具備することを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載のリフト装置であって、前記フレームの上端と下端に設けられたスプロケットに前記索材としてのエンドレスチェーンが巻回され、該エンドレスチェーンの一部に前記昇降台が連結されており、前記駆動機構が前記エンドレスチェーンを周回駆動するように設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のリフト装置であって、前記高さ位置検出手段として、前記フレームに配設された目盛と、前記昇降台に配設されて前記目盛により高さ情報を取得する検出器と、からなるリニアスケールが設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、昇降台の高さ位置を検出する高さ位置検出手段を備えるので、昇降台の停止高さを収納棚などの高さに合わせて正確に制御することができる。しかも、その高さ位置検出手段の検出出力に基づいて、変位量測定手段が積載物を昇降台に載せる前と載せた後における索材の伸びによる昇降台の高さ位置の変位量を積載物の重量相当値として測定するので、特別に重量センサを使用しないでも積載物の重量を推定することができ、その推定値に応じて昇降台の昇降動作を制御することにより、搬送効率の向上が図れる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、積載物を昇降台に載せる前と載せた後における索材の伸びによる昇降台の高さ位置の変位量に応じて昇降速度制御手段が昇降台の昇降速度パターンを切り替えるので、積載物の重量に応じた最適な速度パターンで昇降台を昇降させることができ、搬送効率の向上が図れる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、積載物を昇降台に載せる前と載せた後でのチェーンの僅かな伸びを検出することで、積載物の重量を推定することができ、その重量に応じて最適な速度パターンで昇降台を昇降させることができる。
【００１４】
請求項４の発明によれば、リニアスケールによって、積載物の重量に応じた索材の僅かな伸びによる昇降台の高さ位置の変位を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態のリフト装置の原理構成を示す側面図である。
【図２】同リフト装置において、積載物の重量に応じて昇降台が変位する様子を誇張して示す側面図である。
【図３】同リフト装置において、積載物の重量に応じて昇降台が変位する際のチェーンの伸び量と積載重量とそれに応じて変化させる昇降台の加速・減速度と速度との関係を示す図表である。
【図４】同リフト装置において、重量に応じて選択する昇降速度パターンの種類を示すグラフである。
【図５】同リフト装置において、重量に応じて昇降速度パターンを選択する場合の制御の流れを示すフローチャートである。
【図６】同リフト装置を組み込んだ棚装置の全体概要を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は実施形態のリフト装置の原理構成を示す側面図である。
【００１８】
このリフト装置Ｍは、フレーム３に沿って昇降自在に支持された昇降台９と、昇降台９を懸吊するエンドレスチェーン（索材）１７と、エンドレスチェーン１７を周回駆動することで昇降台９を昇降させるギヤドモータ（駆動機構）１１と、昇降台９の高さ位置を検出するリニアスケール（高さ位置検出手段）１００と、リニアスケール１００の検出出力に基づいて、昇降台９に積載物Ｗを載せる前と載せた後におけるエンドレスチェーン１７の伸びによる昇降台９の高さ位置の変位量を積載物Ｗの重量相当値として測定する変位量測定手段１１０と、変位量測定手段１１０の測定した変位量に応じて、ギヤドモータ１１による昇降台９の昇降速度パターンを切り替える昇降速度制御手段１２０と、を備えている。
【００１９】
エンドレスチェーン１７は、フレーム３の上端と下端に配置されたスプロケット１３、１５に巻回されており、エンドレスチェーン１７の一部に昇降台９が連結されている。そして、上端のスプロケット１３をギヤドモータ１１で駆動することにより、エンドレスチェーン１７を周回させ、昇降台９を昇降させるように構成されている。また、リニアスケール１００は、フレーム３に配設された目盛（スケール）１００Ａと、昇降台９に配設されて目盛１００Ａにより高さ情報を取得する検出器１００Ｂとから構成されている。
【００２０】
ギヤドモータ１１の回転速度はインバータ１３０により制御され、インバータ１３０に昇降速度制御手段１２０から昇降速度パターンの切替信号を入力することで、ギヤドモータ１１による昇降台９の昇降速度を制御できるようになっている。
【００２１】
図２は、同リフト装置Ｍにおいて、積載物の重量に応じて、エンドレスチェーン１７の伸びにより昇降台９が変位する様子を誇張して示している。
【００２２】
昇降台９に積載物Ｗを載せる前（積載物無しのとき）の高さを基準高さＡとすると、積載物Ｗの重量が大きいほど、エンドレスチェーン１７が伸びることになるので、昇降台９の高さ位置が大きく変位する。Ａの位置でのリニアスケール１００の検出値を読み取っておけば、基準高さＡからの変位量Ｈはリニアスケール１００より容易に測定することができる。いま、積載物Ｗの重量に応じて、Ｂ、Ｃ、Ｄの位置まで昇降台９が下がったとすると、その変位量に応じて積載物Ｗの重量を推定することができる。
【００２３】
図３は、積載物Ｗの重量に応じて昇降台９が変位する際のエンドレスチェーン１７の伸び量と積載重量とそれに応じて変化させる昇降台９の加速・減速度と速度との関係を示している。また、図４は、推定した重量に応じて選択する昇降速度パターンの種類を示している。
【００２４】
伸び量Ａは、０〜０．５ｍｍくらいの範囲である。このとき、積載重量は軽量（５００ｋｇより軽い）であると推定できるので、積載物無しの場合に設定した速度パターンＡ（加速・減速度が最大で速度も最大の速度パターン）で運転する。
【００２５】
伸び量Ｂは、０．５〜１．０ｍｍくらいの範囲である。このとき、積載重量は５００ｋｇ程度であると推定できるので、速度パターンＢ（加速・減速度が中程度で速度が最高速×０．８くらいの速度パターン）で運転する。
【００２６】
伸び量Ｃは、１．１〜１．５ｍｍくらいの範囲である。このとき、積載重量は１ｔｏｎ程度であると推定できるので、速度パターンＣ（加速・減速度が中程度で速度が最高速×０．７くらいの速度パターン）で運転する。
【００２７】
伸び量Ｄは、１．５ｍｍ以上である。このとき、積載重量は１．５ｔｏｎ以上であると推定できるので、速度パターンＤ（加速・減速度が小で速度が最高速×０．６くらいの速度パターン）で運転する。
【００２８】
実際の制御の際は、図５に示すフローチャートの手順で行う。
【００２９】
まず、処理がスタートすると、ステップＳ１で駆動直前において積載物を載せる前のリニアスケール１００の値を読み取る。次に、ステップＳ２で、積載物を載せた状態でのリニアスケール１００の値を読み取り、エンドレスチェーン１７の伸び量を計測する。
【００３０】
次に、ステップＳ３で、エンドレスチェーン１７の伸び量に応じた昇降速度パターンをＡ〜Ｄから選択する。そして、ステップＳ４で、選択したＡ〜Ｄの昇降速度パターンで昇降台９を駆動するようにインバータ１３０に指令を出す。積載物を搬送する毎にこの処理を行うことで、重量に見合った最適な速度パターンで運転することができる。
【００３１】
このような構成のリフト装置Ｍによれば、次の作用効果を得ることができる。
【００３２】
まず、昇降台９の高さ位置を検出するリニアスケール１００を備えているので、昇降台９の停止高さを収納棚などの高さに合わせて正確に制御することができる。しかも、そのリニアスケール１００の検出出力に基づいて、変位量測定手段１１０が積載物Ｗを昇降台９に載せる前と載せた後におけるエンドレスチェーン１７の伸びによる昇降台９の高さ位置の変位量を積載物Ｗの重量相当値として測定するので、特別に重量センサを使用しないでも、積載物Ｗの重量を推定することができる。
【００３３】
また、積載物Ｗを昇降台９に載せる前と載せた後におけるエンドレスチェーン１７の伸びによる昇降台９の高さ位置の変位量に応じて昇降速度制御手段１２０が昇降台９の昇降速度パターンを切り替えるので、積載物Ｗの重量に応じた最適な速度パターンで昇降台９を昇降させることができ、搬送効率の向上が図れる。また、昇降時間の短縮が図れて搬送効率が良くなるため、消費電力量の減少が期待できる。
【００３４】
次に、本実施形態のリフト装置Ｍの適用例について述べる。
【００３５】
図６は同リフト装置Ｍを組み込んだ棚装置１の全体概要を示す側面図である。図１において説明した要素と同一の要素には、図６において同符号で示してある。また、図６において、Ｘ方向は棚装置の左右方向、Ｙ方向は棚装置の前後方向と呼ぶ。
【００３６】
この棚装置１は、枠体構成のフレーム３を備えている。このフレーム３には、板状のワークや板状の製品などの荷物を積載するパレットＰを、前後方向（図６中左右方向＝Ｙ方向）に出入自在とする収容棚５が複数段備わっている。すなわち、フレーム３の内側にパレットＰを前後方向に案内するガイドレール７を左右方向（Ｘ方向）に対向して複数段備えることによって複数段の収容棚５が構成されている。
【００３７】
また、各収容棚５に対してパレットＰの出し入れを行うために、フレーム３の前側には実施形態のリフト装置Ｍが備えられている。リフト装置Ｍは、フレーム３に昇降自在に支持された昇降台９を備えている。フレーム３の前側上下左右には、昇降用のギヤドモータ１１によって回転される駆動側のスプロケット１３と従動側のスプロケット１５とが回転自在に配設され、これらスプロケット１３，１５にエンドレスチェーン１７が巻回され、このエンドレスチェーン１７の一部に昇降台９が連結されている。また、昇降台９とフレーム３の間には、昇降台９の高さ位置を検出するためのリニアスケール１００（図６では図示省略）が設けられている。リフト装置Ｍのその他の構成要素は図示を省略してある。
【００３８】
昇降台９には、パレットＰの前側端縁に下側から係止自在な係止部を備えたトラバーサ１９が前後方向移動自在に備えられている。従って、昇降用のギヤドモータ１１を適宜に駆動してエンドレスチェーン１７を介して昇降台９を昇降させ、所望の収容棚５に対応した高さ位置に昇降台９を位置決め停止した後、トラバーサ１９によって収容棚５にあるパレットＰを昇降台９上に引き出すことができ、また逆に、昇降台９にパレットＰが載っている場合には、昇降台９上のパレットＰをフレーム３の所望の収容棚５内へ格納（収容）することができるようになっている。
【００３９】
フレーム３の下部には、ワークＷａを載せたパレットＰを収容するワークパレット収容棚５Ａが備えられている。すなわち、フレーム３の下部にはガイドレール７が備えられており、このガイドレール７の上側にワークパレット収容棚５Ａが構成されている。そして、ワークパレット収容棚５Ａの上部に、パレットＰ上に積載されているワークＷａの１枚取りを行うための１枚取り装置２１が上下動自在に備えられている。なお、この種の１枚取り装置２１の構成は周知であるから、１枚取り装置２１についての説明は省略する。
【００４０】
１枚取り装置２１によって１枚取りされたワークＷａを支持するために、昇降台９の上下動領域と、上昇した１枚取り装置２１の下方位置との間を往復動自在な移動テーブル２３が備えられている。より詳細には、ワークパレット収容棚５Ａ内に収容されたパレットＰより高い位置において、ワークパレット収容棚５Ａ内には、移動テーブル２３を上部に支持したスライダ２５が、前後動自在に備えられている。また、スライダ２５を前後方向に往復動するための往復作動装置が備えられている。
【００４１】
スライダ２５は、ワークパレット収容棚５Ａ内の左右両側に水平に備えた前後方向のガイド部材（図示省略）に移動自在、かつワークパレット収容棚５Ａ内から昇降台９が上下動する空間（領域）内へ突出自在に支持されている。すなわち、移動テーブル２３は、ワークパレット収容棚５Ａ内からフレーム３の前側へ突出自在に備えられている。なお、往復作動装置の構成としては、例えばエアーシリンダなどのごとき流体圧シリンダを採用可能であるが、本例においては、次のように構成してある。
【００４２】
すなわち、ワークパレット収容棚５Ａ内の後側の左右両側には、モータ２７によって正逆回転される駆動スプロケット２９が回転自在に備えられている。また、ワークパレット収容棚５Ａ内の前側の左右両側には、駆動スプロケット２９に対応した従動スプロケット３１が回転自在に備えられており、この従動スプロケット３１と駆動スプロケット２９にエンドレスチェーン３３が巻回され、このエンドレスチェーン３３とスライダ２５の後端部とが連結されている。
【００４３】
従って、モータ２７を駆動して、エンドレスチェーン３３を正回転すると、スライダ２５を介して移動テーブル２３は、図左方向へ移動し、昇降台９が上下動する領域内、すなわちフレーム３の前側へ突出する。また、エンドレスチェーン３３を逆回転することにより、昇降台９の上下動領域内へ突出している移動テーブル２３を、上昇した状態の１枚取り装置２１の下方位置でワークパレット収容棚５Ａ内に引き込むことができる。
【００４４】
そして、１枚取り装置２１によって、ワークパレット収容棚５Ａ内のパレットＰ上のワークＷの１枚取りを行うときには、移動テーブル２３を昇降台９の上下動領域（フレーム３の前側）へ突出させ、パレットＰの上方を開放した状態にする。その状態にすることで、１枚取り装置２１は、移動テーブル２３と干渉することなく、パレットＰ上のワークＷａの１枚取りを行うことができる。
【００４５】
また、１枚取り装置２１がワークＷａの１枚取りを行って上昇すると、１枚取り装置２１の下方位置へ移動テーブル２３を引き込んで、この移動テーブル２３上にワークＷａを載置する。移動テーブル２３上に載置されたワークＷａは、１枚取り装置２１とほぼ同一高さ位置においてワークパレット収容棚５Ａ内に左右方向（Ｘ軸方向）へ移動自在に備えられた搬送手段３５によって、左右方向に隣接して配置されている板材加工機（図示省略）へ搬送され、板材加工機によって加工される。
【００４６】
搬送手段３５の構成は周知であるから、搬送手段３５の詳細についての説明は省略する。なお、搬送手段３５は、板材加工機に対してワークの供給搬入を行う機能と、板材加工機によって加工された製品を板材加工機から搬出する機能を有する。
【００４７】
搬送手段３５によって板材加工機に対して搬入されたワークＷａが加工されると、この加工された製品は搬送手段３５によって移動テーブル２３上に搬送される。この加工された製品をパレットＰ上に積載するために、昇降台９には、フレーム３の適宜の収容棚５から取り出した空のパレットＰが予め載置されている。そして、パレットＰ上に移動テーブル２３上の製品を積載するために、昇降台９は、移動テーブル２３が突出する高さ位置よりも低い位置に下降した状態に位置決めされる。
【００４８】
昇降台９が低い位置に下降した状態にあるとき、製品を載置した状態の移動テーブル２３をワークパレット収容棚５Ａから昇降台９の上方位置に突出させる。その後、移動テーブル２３をワークパレット収容棚５Ａ内に引き込むときに、移動テーブル２３上の製品を製品パレットＰ上へ移載するための製品移載手段が備えられている。
【００４９】
製品移載手段としては、移動テーブル２３上の製品を保持して製品パレットＰ上へ搬送する搬送ロボットなどを採用することも可能である。しかし、本実施形態においては、突出した状態の移動テーブル２３がワークパレット収容棚５Ａ内へ戻るときに、移動テーブル２３上の製品が一体的に戻ることを阻止する構成を採用している。すなわち、移動テーブル２３の上側であってワークパレット収容棚５Ａの前側には、流体圧シリンダなどの上下作動装置３７が備えられており、この上下作動装置３７において上下動するピストンロッドにストッパ部材３９が備えられている。
【００５０】
従って、製品を載置した移動テーブル２３が昇降台９に載置されたパレットＰの上方に突出した状態にあるとき、ストッパ部材３９を下降して製品の戻りを防止した状態において、移動テーブル２３をワークパレット収容棚５Ａ内へ戻すことにより、移動テーブル２３上の製品を、昇降台９上のパレットＰ上に落下積載することができる。
【００５１】
ワークパレット収容棚５Ａ内のパレットＰ上のワークＷａを板材加工機に対して供給搬入し、加工後の製品を搬出して昇降台９上のパレットＰ上に積載することを繰り返し、パレットＰ上のワークＷａがなくなり、加工が終了すると、昇降台９が上昇し、製品を積載したパレットＰは空の収容棚５内へ格納される。その後、昇降台９が下降してワークパレット収容棚５Ａ内の空のパレットＰを昇降台９上に取り出し、このパレットＰを別個の空の収容棚５へ格納する。
【００５２】
次に、加工すべきワークを積載したパレットＰが収容（格納）されている収容棚５に対応した位置へ昇降台９を位置決めし、このパレットＰを昇降台９上に移動する。そして、このパレットＰをワークパレット収容棚５Ａ内へ格納して次のワークの板材加工機への供給搬入を行い、次のワークの加工を開始する。上述のように、次のワークの加工が開始されると、昇降台９は前述の空のパレットＰを取り出し、このパレットＰを、次の製品を積載する製品パレットＰとして使用する。
【００５３】
以上のような棚装置１に本実施形態のリフト装置Ｍを適用することにより、搬送効率を向上させることができる。ここで、昇降台９上に載せる積載物Ｗは、パレットＰ単体、パレットＰとワークＷａを合わせたもの、パレットＰと製品を合わせたもの等である。
【００５４】
なお、上記実施形態では、索材としてエンドレスチェーンを用いた場合を示したが、軸方向伸びの少ないスチールワイヤ等を用いることもできる。
【符号の説明】
【００５５】
Ｍ  リフト装置
Ｗ  積載物
３  フレーム
９  昇降台
１１  ギヤドモータ（駆動機構）
１３，１５  スプロケット
１７  エンドレスチェーン（索材）
１００  リニアスケール（高さ位置検出手段）
１００Ａ  目盛
１００Ｂ  検出器
１１０  変位量測定手段
【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】
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【図６】
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