(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
天井に設けられる２本の平行な軌道上を走行し、物品の搬送を行なう天井搬送装置であって、
前記２本の軌道上に載置され、前記２本の軌道に沿って走行する走行手段と、
前記走行手段の基部の前記走行手段の走行方向の前後位置であって、前記２本の軌道の間の位置の前記走行手段の基部から下方に延設されるように固定される一対の固定部材と、
前記一対の固定部材に対して昇降自在に設けられ、前記一対の固定部材の間に形成される空間に収納される伸縮自在な少なくとも一対の移動部材と、
前記一対の固定部材に対して前記少なくとも一対の移動部材の夫々を昇降させる昇降駆動手段と、を備え、
前記少なくとも一対の移動部材の最下位置の移動部材は、その両下端を固定する昇降部を有し、
前記昇降部に、前記走行方向と直交する方向に往復移動可能に設けられ、前記物品の受け渡しを行なう載置手段を搭載したことを特徴とする天井搬送装置。
【請求項２】
前記一対の固定部材は、各固定部材の対向する面の両縁部に沿って上下方向に延設されるガイドレールを有し、
前記少なくとも一対の移動部材は、前記ガイドレールに対向する位置に夫々設けられるガイドブッシュを有し、前記ガイドブッシュを前記ガイドレールにより上下方向に案内することを特徴とする請求項１に記載の天井搬送装置。
【請求項３】
前記移動部材は複数対分設けられ、
前記昇降駆動手段は、前記複数対分の移動部材が同じ昇降量となる連動機構であることを特徴とする請求項１に記載の天井搬送装置。
【請求項４】
前記連動機構は、前記移動部材の上下部位に回転自在に設けられた一対のプーリと、前記プーリ間に張設される無端体と、前記無端体の一方側の一部に固定される第１の部材と、他方側に固定される第２の部材とから構成されることを特徴とする請求項３に記載の天井搬送装置。
【請求項５】
前記走行手段は、前記基部に走行方向に離間して設けられ前記２本の軌道上を夫々走行する２組の左右ローラと、前記左右ローラの組の少なくとも一方を駆動する駆動モータとで構成されることを特徴とする請求項１に記載の天井搬送装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の天井搬送装置を用いた物流ラインシステムであって、
前記軌道に沿うように配設され、物品が縦横に配置される物品棚を有する立体倉庫と、
前記立体倉庫の入口及び前記軌道に沿った作業位置に配設される位置検出手段と、  前記走行手段、前記昇降駆動手段、及び前記載置手段の間で制御信号の授受及び電力供給を行なうために前記軌道に沿うように設けられる制御信号ラインと、
前記走行手段、前記昇降駆動手段、及び前記載置手段を、前記制御信号ラインを介して制御する前記制御手段と、を具備し、
前記制御により、所定位置に位置する物品の載置及び取り出しを行なうことを特徴とする天井搬送装置を用いた物流ラインシステム。
【請求項７】
前記物品棚における物品の有無を検出する物品検出手段をさらに備え、前記制御及び前記物品検出手段の検出に応じて、前記物品棚と前記作業位置との間で物品の搬送、載置、及び取り出しを行なうことを特徴とする請求項６に記載の天井搬送装置を用いた物流ラインシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は天井搬送装置及びこれを用いた物流ラインシステムに係り、例えば生産ラインや物流ラインにおいて天井に設けられる軌道を往復乃至一方通行する天井電車を所定作業場所で任意に停止させて物品の搬送を行なうようにした汎用性に富む搬送技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、床面に設置されるコンベヤに代えて種々のワークやパレット内に収納された物品を天井クレーンで搬送することでコンベヤにより専有される床面積分を削減するようにした天井搬送装置が、種々の業種の生産ラインや物流ラインで実用化されている。
【０００３】
特開平６−１１５６３４号公報に開示の「自動倉庫」によれば、向き合って配置された立体倉庫の間を走行する天井走行車を設け、さらに所定の物品棚に対して縦横に移動する昇降リフトの先端部において立体倉庫の物品棚に潜入する状態と待機する状態に駆動される物品取り出し装置を設けることにより、立体倉庫の物品棚からの物品の載置及び取り出しを行なうことが示されている。このようにして立体倉庫の物品棚から取り出された物品は、その後搬送台車に受け渡されることで所望の作業位置に搬送されるように構成されている。
【０００４】
また、実開平３−１２８９３号公報に開示の「天井走行車」によれば、立体倉庫と所望の作業位置の間を走行する天井走行車を設け、所定の物品棚に対して縦横に移動する昇降リフトの先端部において立体倉庫の物品棚に潜入する状態と待機する状態に駆動されるスライドフォークが延びる方向とは逆に移動するウエイトを設けることで、立体倉庫の物品棚からの物品の載置及び取り出しを行なうときのバランスを図ることが示されている。
【０００５】
そして、特開平９−３２２９８１号公報に開示の「クレーンゲーム機」によれば、天井走行する移動体に上下にスライド機構を設けた昇降リフトを設けることで、先端における振れを防止できるようにして、昇降リフトの先端部に設けられた把持手段で景品を把持できるようにする技術が示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特開平６−１１５６３４号公報に開示のように、立体倉庫の間を走行する天井走行車により物品棚からの物品の載置及び取り出しを行ない、その後、床面上を移動する搬送台車に受け渡すのでは折角の天井走行車による省スペース化が図れない。
【０００７】
また、実開平３−１２８９３号公報に開示の「天井走行車」によれば、立体倉庫と所望の作業位置の間を走行する天井走行車を設けるので、全体の省スペース化には有利であるが、横ブレ防止のためにスライドフォークが延びる方向とは逆に移動するウエイトを設けるために、ウエイト移動分の空間を設ける必要があるので、例えば立体倉庫を向き合うように配設する場合には、ウエイト移動空間を設ける必要がある。また、両方向にスライドフォークを移動できない。
【０００８】
そこで、実開平３−１２８９３号公報に開示の「天井走行車」に、特開平９−３２２９８１号公報に開示の「クレーンゲーム機」における、ある程度の横剛性を確保して横ブレを防止した上下移動用のスライド機構を採用すれば良いことになるが、この「クレーンゲーム機」は、所謂アーケード機において山積み状態になった景品の上にプレーヤのボタン操作で走行車を走行させ、停止後に爪で景品を把持させるために、多段式のスライド機構は単純に重力作用で次々とスライド部材が降下する構成であるのことからスライド部材が段階的に降下するときに衝突が発生することから、このような多段式のスライド機構を単純に採用することはできない。つまり、載置された物品が衝突の際の衝撃で落下する。
【０００９】
したがって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、例えば立体倉庫と所望の作業位置の間を走行する天井走行車を設けることで、全体の省スぺース化を図ることができ、さらに載置された物品を支障なく搬送することができる天井搬送装置及びこれを用いた物流ラインシステムの提供を目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、天井に設けられる２本の平行な軌道上を走行し、物品の搬送を行なう天井搬送装置であって、前記２本の軌道上に載置され、前記２本の軌道に沿って走行する走行手段と、前記走行手段の基部の前記走行手段の走行方向の前後位置であって、前記２本の軌道の間の位置の前記走行手段の基部から下方に延設されるように固定される一対の固定部材と、前記一対の固定部材に対して昇降自在に設けられ、前記一対の固定部材の間に形成される空間に収納される伸縮自在な少なくとも一対の移動部材と、前記一対の固定部材に対して前記少なくとも一対の移動部材の夫々を昇降させる昇降駆動手段と、を備え、前記少なくとも一対の移動部材の最下位置の移動部材は、その両下端を固定する昇降部を有し、前記昇降部に、前記走行方向と直交する方向に往復移動可能に設けられ、前記物品の受け渡しを行なう載置手段を搭載したことを特徴としている。
【００１１】
また、前記移動部材は複数対分設けられ、前記昇降駆動手段は、前記複数対分の移動部材が同じ昇降量となる連動機構であることを特徴としている。
【００１２】
また、前記連動機構は、前記移動部材の上下部位に回転自在に設けられた一対のプーリと、前記プーリ間に張設される無端体と、前記無端体の一方側の一部に固定される第１の部材と、他方側に固定される第２の部材とから構成されることを特徴としている。
【００１３】
また、前記載置手段は、前記軌道に直交する水平方向の両側に駆動されることで、軌道を挟んで配設される少なくとも１対の立体倉庫との間で物品を載置及び取り出すことを特徴としている。
【００１４】
また、連動機構は、ボールネジスプライン軸とボールネジスプランナットとから構成されることを特徴としている。
【００１５】
また、天井搬送装置を用いた物品搬送方法であって、前記軌道に沿うように配設されるとともに所定位置に配設される位置検出手段と、前記走行手段と前記昇降駆動手段と前記載置手段と制御手段と間での制御信号の授受乃至電力供給を行なうために前記軌道に沿うように設けられる制御信号ラインと、前記走行手段と前記昇降駆動手段と前記載置手段と前記制御信号ラインを介して所定制御する前記制御手段とを具備し、前記所定制御により、所定位置に位置する物品の載置及び取り出しを行なうことを特徴としている。
【００１６】
また、天井搬送装置を用いた物流ラインシステムであって、前記軌道に沿うように配設され、物品が縦横に配置される物品棚を有する立体倉庫と、前記立体倉庫の入口及び前記軌道に沿った作業位置に配設される位置検出手段と、前記走行手段、前記昇降駆動手段、及び前記載置手段の間で制御信号の授受及び電力供給を行なうために前記軌道に沿うように設けられる制御信号ラインと、前記走行手段、前記昇降駆動手段、及び前記載置手段を、と前記制御信号ラインを介して制御する前記制御手段と、を具備し、前記制御により、所定位置に位置する物品の載置及び取り出しを行なうことを特徴としている。
【００１７】
そして、前記軌道は無端に構成され、前記軌道を挟んで配設される少なくとも１対の立体倉庫の入口と出口と作業位置に配設される位置検出手段とを設けることで、前記所定制御及び前記物品検出手段の検出に応じて、前記物品棚と前記作業位置との間で物品の載置及び取り出しを行なうために前記天井搬送装置が一方通行するようにしたことを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好適な実施形態について添付の図面を参照して述べる。
【００１９】
図１は、天井搬送装置５の外観斜視図であって、走行状態を示すためにトンネル７と天井レール３を破断して図示した図である。
【００２０】
図１において、天井搬送装置５は、図中のクロスハッチングで示された生産ラインまたは物流ラインの建屋の天井面から垂下金具３ａを介して固定される所定軌跡を有するように設置される軌道３上を往復または一方向に移動することで、所定の物品搬送を作業位置間と立体庫間との間で直接行なうように構成されている。この軌道３は、図示のように所定間隔を隔てた左右一対の例えばHチャンネル部材からなるレールから構成される。
【００２１】
天井搬送装置５の走行手段は、ベースとなる基部１０とこの基部１０の上に固定され、軌道３上を走行するために走行用の駆動ローラ用モータ２０に連結される左右一対の駆動ローラ１１と、駆動ローラ１１の回転に追従して回転する左右一対のローラ１２とから構成される。さらに基部１０にはヨーモーメント発生時に回転することを防止する不図示のローラが設けられている。
【００２２】
この基部１０の縁部からは、所定剛性を有する一対の固定部材１３が軌道３の間の長手方向に沿う空間から下方に下がるようにして固定されている。これらの固定部材１３の間には図中のＸＹ面とＺＹ面に沿う各面上において所定剛性を確保するようにして昇降自在に案内されるとともに、収納状態において図示のように各固定部材１３、１３間の空間に収納される一対の移動部材１４、１５が設けられている。また、後述のように降下したときに最下位置となる一対の移動部材１５の間には、これらを互いに固定する昇降部材１６が設けられている。
【００２３】
この昇降部材１６には、図示のように待機状態で移動部材１５の間の空間でワークｗを搭載するとともに、後述のように矢印Ｙ方向に駆動される一対のフォーク１７が設けられている。
【００２４】
また、移動部材１４、１５は基部１０に固定される左右一対または１個の昇降用モータ２２により夫々同じ昇降駆動され、図示の収納状態と、軌道３の周りを取り囲むようにして設けられたトンネル７の下方面に穿設された孔部７ａの上に天井搬送装置５が移動し停止した状態から、図示の矢印ｚ方向に移動部材が降下移動するようにしている。トンネル７は、走行途中の安全確保及び騒音防止または防塵のために必要に応じて設けられ、孔部７ａに自動開閉扉を設けて、さらなる騒音防止または防塵を図ることもできる。
【００２５】
図２は、図１の天井搬送装置５が第１の立体倉庫１と第２の立体倉庫２の間の空間部位に移動し、移動部材が降下した様子を示した外観斜視図である。本図において、既に説明済みの構成部品については同様の符号を附して説明を割愛して相違する部分について述べる。また、図３は天井搬送装置５と第１の立体倉庫１と第２の立体倉庫２の相対位置関係を示した正面図である。
【００２６】
図２において、第１の立体倉庫１と第２の立体倉庫２は縦列１ｚと横列１ｘになるようにｘｚ面に沿うように整然と配設された物品棚を設けており、図３に図示のようにフォーク１７ａ、１７ｂがフォーク用モータ１９の駆動にともない一方に伸縮するように水平移動されることで各物品棚に対してワークｗが潜入され、移動部材１４、１５がさらに降下されて載置するように構成されている。また、立体倉庫を片側のみに設ける場合には、フォーク１７が片側に伸縮するように構成される。
【００２７】
また、図２において、上記の昇降用モータ２２は基部１０上に１個分のみ固定し、動力伝達機構を介して移動部材１４、１５に動力伝達するように構成することで、モータ特性のバラツキによる左右の昇降差が発生しないようにしている。
尚、各駆動モータには汎用モータとサーボモーターやステッピングモーターが使用可能であるが、汎用モータの場合にはパルス発生及び移動量検出を兼ねる単独のエンコーダを出力軸に固定し、制御部に対して発生パルスを出力するように構成されモータの速度制御をインバーター制御で行ない、サーボモーター等の場合には所謂オープン駆動により、正確な駆動及び位置決めを実現可能にできる。
次に、図４は、一対の固定部材１３に設けられる２個の移動部材１４、１５が昇降を行なうときに同じ昇降量となるようにする連動機構の構成例を示した分解図である。
【００２８】
本図において、固定部材１３には一対のガイドレール２３が縁部に沿うように固定されており、これらのガイドレール２３により第１の移動部材１４に固定された２対のガイドブッシュ２４を案内することで、図１中のＸＹ面とＺＹ面に沿う各面上において所定剛性を確保するようにして第１の移動部材１４を昇降自在に案内するように構成されている。
【００２９】
この第１の移動部材１４にも同様に一対のガイドレール２３が縁部に沿うように固定されており、これらのガイドレール２３により第２の移動部材１５に固定された２対のガイドブッシュ２４を案内することで、図１中のＸＹ面とＺＹ面に沿う各面上において所定剛性を確保するようにして第２の移動部材１５を第１の移動部材１４に対してガタ付きなく昇降自在に案内するように構成されている。
この第２の移動部材１５の下端には昇降部材１６が固定されており、この昇降部材１６に上記のフォークが水平方向に移動するように設けている。
【００３０】
図２において、上記の昇降用モータ２２からは駆動軸１２０が両方から図示のように設けられており、端部に図４に図示のチェーンスプロケット３３を設けている。このチェーンスプロケット３３は固定部材１３の下方に設けたアイドル用のチェーンスプロケットとの間でチェーンを図示のように設けている。このチェーンの途中には、第１の部材３０が上下移動するように設けられる。
【００３１】
この第１の部材３０の一端は移動部材１４の上下部位において軸体２５により回転自在に設けられた一対のプーリ２６、２８の間に張設される無端体であるロープ２７の途中に固定されており、この第１の部材３０の昇降動作にともない第１の移動部材１４を昇降するように構成されている。また、図示のようにロープ２７の他方側には第２の部材３１に対して一端がまた第２の移動部材１５に他端が固定された第２の部材３１が設けられている。
【００３２】
以上の構成になる連動機構により、昇降用モータ２２が回転駆動されることで、移動部材は同じ移動量分の移動が可能となる。また、昇降用モータ２２の速度制御によりフォーク上に積載されているワークに対して上下方向の衝撃力が作用しないようにするとともに、天井垂下式搬送装置にありがちな横方向のガタ付きがなくなるようにして所定位置に移動できるようにしている。
【００３３】
図５は、図４で説明した連動機構の別実施形態を図示した分解図である。本図において、既に説明済みの構成部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、第２の移動部材１５の上下部位に回転自在に設けられた一対のプーリ２６、２８が設けられており、これらのプーリの間にロープ２７が張設されており、その途中に第３の移動部材１８に固定される第２の部材３１が固定されている。
図５に図示の構成によれば、第１の移動部材１４の移動ストロークＳＴ１と第２の移動部材１４の移動ストロークＳＴ２に加えて第３の移動部材１８のストロークＳＴ３が確保できるようになる。すなわち、上記のガイドレールとガイドブッシュの間で累積されるガタ付分が許容されるストロークまで延長することが可能となる。
【００３４】
図６は、連動機構の別実施形態を示した正面図であって、既に説明済みの構成部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、図示のように昇降用モータ２２に固定されるボールネジスプライン軸３３に螺合するボールネジナット３４が移動部材１４の上方に設けられている。このボールネジ３３の下方にはギアが固定されており、このギアから回転力が伝達されるボールネジスプライン軸３３が第１の移動部材１４により回転自在に軸支され、このボールネジスプライン軸３３を第２の移動部材１５に固定されているボールネジナット３４に螺合させている。以上の構成によれば、上記のガイドレールとガイドブッシュの間で累積されるガタ付分が螺合関係で改善されるのでより長いストロークとすることもできる。
【００３５】
図７は、天井搬送装置５を用いた物品搬送ラインの俯瞰図である。本図において、軌道３は、これを挟んで配設される少なくとも１対の第１の立体倉庫１と第２の立体倉庫２と作業位置Ｐ１、Ｐ２の間でワークＷの搬送を直に行なうものである。このために倉庫の入口と作業位置には天井搬送装置５の位置検出を行なう位置センサ６ａ、６ｂ、６ｃが配設されている。また、立体倉庫において縦横に配置される物品棚における物品Ｗの有無検出を行なう物品検出センサ８が各棚に配設されている。
【００３６】
また、図中の破線で図示の位置センサを接続した制御信号ライン５０が軌道３に沿うように配設されており、この制御信号ライン５０を介して上記の各モータと制御部１００との間での各種制御信号の授受とモータへの電力供給を行なうことで、図中の矢印Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２、Ｚ１、Ｚ２方向に移動するように制御できるように構成されている。
【００３７】
図８は、図７に図示の物品搬送ラインの制御フローチャートであって、物品棚からワークＷをピックアップして作業位置Ｐ１に搬送するまでの動作例を示したものである。
【００３８】
図８において、制御プログラムが開始されると、天井搬送装置５は図１に図示の収納状態になっており、ステップＳ１において先ずワークＷの有無が物品検出センサ８で確認される。これと略同時に天井搬送装置５の現在位置の確認が行われて、例えば図示の位置にあるときは、ステップＳ２に進み立体倉庫入口のセンサ６ａ側に向うように走行されて、センサ６ａにより検出されるまで移動される（ステップＳ４）。この後に、ワークＷの棚の位置まで収納状態で水平移動した後に、図２に図示のように移動部材１４、１５が降下されて物品棚に対向する位置で停止する（ステップＳ４、５，６）。これに続き、ステップＳ７でフォーク１７の水平移動が行われてワークＷの下方にフォーク１７が潜入する状態にする。これに続き、ステップＳ８では、棚から物品を持ち上げるために載置部の上昇が行われて（ステップＳ８）、フォーク１７上にワークＷを搭載する。
【００３９】
この後に、ステップＳ９においてフォークをリトラクトして図１に図示の待機状態にする（ステップＳ１０）。以上でワークＷを搭載した収納状態となるので、ステップＳ１１において作業位置Ｐ１の位置センサ６ｂで検出される位置まで移動する。
【００４０】
次に、図９は、ワークのプレース動作例を示したフローチャートである。以上のようにして作業位置に移動しセンサ６ｂで停止される（ステップＳ１２）と、モータ２２が駆動されて昇降部材１４、１５を降下させる。その後、フォーク駆動用モータ１９を駆動して、フォークを伸ばし（ステップＳ１４）て、所定作業場所に載置する準備状態にする。その後に、ステップＳ１６に進み、さらに降下させてワークＷを載置する。以上のようにして載置を終了すると、ステップＳ１７において、フォーク駆動用モータ１９、昇降用モータ２２が駆動されることで図１に図示の収納状態にされて、スタンバイ状態で次の指令を待つ（ステップＳ１８）。
【００４１】
以上のようにして搬送されたワークＷは、部品取付などの所定作業終了後に下流に搬送して、次の工程に送られる。また、作業位置Ｐ２においても、同様の作業が行なわれる。
【００４２】
次に、図１０は、別実施形態の製造ラインの俯瞰図であって、既に説明済みの構成部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、その特徴的な構成として、軌道３は図示のようにエンドレスとなるように構成され、この軌道３を挟んで１対の立体倉庫１、２が配置されるとともに、入口と出口とにセンサ６ａ、６ｄを設けるようにしている。
【００４３】
以上のように軌道３を無端状態にすることで、上記の往復駆動に代えて天井搬送装置５は、矢印Ｘ方向のみの一方通行で行なえるようになる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、例えば立体倉庫と所望の作業位置の間で直に物品のやりとりを行なう天井を走行する天井走行車を設けることで、全体の省スペース化を図り、さらに物品を支障なく搬送することができる天井搬送装置及びこれを用いた物流ラインシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  天井搬送装置５が収納状態になっている様子を示した外観斜視図である。
【図２】  図１の天井搬送装置５が降下状態になっている様子を立体倉庫とともに示した外観斜視図である。
【図３】  天井搬送装置５と軌道３と挟んで設けた立体倉庫とを示した側面図である。
【図４】  プーリ式の連動機構の分解図である。
【図５】  プーリ式の連動機構の別実施形態を図示した分解図である。
【図６】  ボールネジ式の連動機構の正面図である。
【図７】  物流ラインの俯瞰図である。
【図８】  ワークのピックアップ動作説明のフローチャートである。
【図９】  ワークのプレース動作説明のフローチャートである。
【図１０】  エンドレス軌道の物流ラインの俯瞰図である。
【符号の説明】
１  第１の立体倉庫
２  第２の立体倉庫
３  天井レール
５  走行装置
６  位置検出センサ
７  走行トンネル
８  有無センサ
１０  基部
１１  駆動ローラ
１２  ローラ
１３  固定部材
１４  第１の移動部材
１５  第２の移動部材
１６  昇降部材
１７  フォーク部材（載置部材）
１８  第３の移動部材
１９  フォーク駆動モータ
２０  駆動ローラ用モータ
２２  昇降駆動用モータ
２３  ガイドレール
２４  ガイドブッシュ
２５  軸支部
２６  上プーリ
２７  ロープ
２８  下プーリ
３０  第１の部材
３１  第２の部材
５０  制御ライン
１００  制御部手段
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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