JP2006001658A

JP2006001658A - 移載装置

Info

Publication number: JP2006001658A
Application number: JP2004176865A
Authority: JP
Inventors: Susumu Murayama; 晋村山; Hiroyuki Amada; 弘之天田
Original assignee: Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2004-06-15
Filing date: 2004-06-15
Publication date: 2006-01-05

Abstract

【課題】クリーン環境下で使用する場合でも清浄度を維持し、且つ省スペース化に寄与する。
【解決手段】一段フォーク３１に、二段フォーク３２、三段フォーク３３及び四段フォーク３４を一方向へ進退可能に重ねて設ける。二段フォーク３２、三段フォーク３３及び四段フォーク３４の進退方向へ沿うガイドレールと、このガイドレールに摺動可能に支持された低発塵直動ベアリングとを有する摺動機構を設ける。摺動機構を、進退方向へ沿うスリット３７が形成されたガイドボックス３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ内に収納する。二段フォーク３２、三段フォーク３３及び四段フォーク３４に、ガイドボックス３１ｂ、３２ｂ、３３ｂのスリット３７に挿通されて低発塵直動ベアリングに固定された固定片を設ける。ガイドボックス３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ内を吸引して常に内部を負圧とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、バケットなどの荷物を移載する移載装置に関し、特にクリーンルーム内で用いて好適な移載装置に関するものである。

複数の物品収納部を備えた収納棚に対してバケットを移載する移載装置として、複数のスライダを有するものが知られている（例えば特許文献１参照）。

この移載装置は、１段目に当たる支持台上に、２段目の第１スライダを備え、さらに、この第１スライダ上に３段目の第２スライダを備えており、第１スライダ及び第２スライダがボールねじと駆動モータとからなるアクチュエータによってスライドする構造とされている。
また、第１スライダ及び第２スライダをスライドさせるアクチュエータは、例えば、病院内のクリーンルームなどにて用いることを想定して、それぞれカバーによって密閉されている。
特開平７−１０１５０３号公報

ところで、上記移載装置は、アクチュエータをカバーによって密閉しているものの第１スライダ及び第２スライダの摺動機構部分は、直動ベアリングを用いる程度の発塵対策しか施しておらず、特に、高いクリーン度が要求される環境下では不適であった。
また、アクチュエータとして駆動モータによってボールねじを回転させる構造であり、全体の厚さが厚くなり、立体倉庫等の必要高さを抑えることが困難であった。

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、クリーン環境下で使用する場合でも十分な清浄度を維持し、且つ省スペース化に寄与することが可能な移載装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明の移載装置は、摺動可能に支持した可動フォークを一方向へ進退させて荷物の移載を行う移載装置であって、前記可動フォークの進退方向へ沿うガイドレールとこのガイドレールに摺動可能に支持された摺動器とを有する摺動機構が設けられ、該摺動機構は、前記可動フォークの進退方向へ沿うスリットが形成されたボックス内に収納され、前記可動フォークには、前記スリットに挿通されて前記摺動器に固定された固定片を有し、前記ボックスは、その内部が吸引されて常に大気圧よりも負圧とされていることを特徴とするものである。

従って、本発明の移載装置では、摺動機構が収納されたボックス内をクリーンモジュールなどによって吸引して常に負圧とするので、可動フォークの進退時におけるボックス内部の空気の外部への流出を確実に防止することができ、ボックス内からの塵の飛散を効果的に抑えることができる。
つまり、この移載装置は、特に、高いクリーン度が要求される環境下においても好適に採用することができ、クリーンルーム内における十分な清浄度を維持することができる。

また、本発明としては、前記可動フォークが複数段に連結されかつ最下段の可動フォークを進退させる駆動機構を備え、最下段以外の可動フォークは、下方側にて可動する他の可動フォークの進退により張力が付与されるベルトが固着され、該ベルトによって引っ張られて進退する構成も好適に採用できる。
従って、本発明の移載装置では、駆動機構によって進退される最下段の可動フォークの動力を他の可動フォークに伝達させて進退させる動力伝達機構として、最下段の可動フォークの進退によって他の可動フォークを引っ張って進退させるベルトを用いたので、構造の簡略化を図ることができ、全体の厚さを抑えることができる。

さらに、本発明としては、前記摺動器が、前記ガイドレールとの対向面に、摺動方向に沿ってボールベアリングを配列させた低発塵直動ベアリングからなる構成も好適に採用できる。
これにより、本発明の移載装置では、摺動器からの発塵を極力抑えることができる。

本発明では、摺動機構が収納されたボックス内をクリーンモジュールによって吸引して常に負圧とするので、可動フォークの進退時におけるボックス内部の空気の外部への流出を確実に防止することができ、ボックス内からの塵の飛散を効果的に抑えることができる。
つまり、この移載装置は、特に、高いクリーン度が要求される環境下においても好適に採用することができ、クリーンルーム内における十分な清浄度を維持することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
まず、本発明の移載装置が適用可能なバケット搬送装置を図１から図３によって説明する。
図１は、バケットＢを収納（保管）するための棚Ｔを複数有するラック１と、棚Ｔに対してバケットＢの搬送を行うバケット搬送装置２とが、例えばクリーン度（清浄度）１００００レベルのクリーンルームＣ内に配置された平面図であり、図２は正面図である。

ラック１は、バケット搬送装置２の搬送路Ｒ（横行経路；図１中左右方向）を挟んだ両側にそれぞれ配置されており、各ラック１には棚Ｔが水平方向（横行方向）に沿って複数（ここでは８列）略一定の間隔で配列形成されている。また、図２に示すように、棚Ｔは、上下方向についても略一定の間隔で複数段（ここでは１０段）配列形成されている。すなわち、各ラック１は、バケット搬送装置２の搬送路Ｒに臨んで、棚Ｔが格子状に配列形成された構成となっている。
なお、ラック１の一方（図１中、上側）には入庫用コンベヤ３が接続されており、ラック１の他方（図１中、下側）には入出庫用コンベヤ４が接続されている。

バケット搬送装置２は、搬送路Ｒの一端側に立設されたマスト５Ａ及び他端側に立設されたマスト５Ｂに支持される矩形枠状のレール（昇降枠）６、レール６を上下方向に昇降させる昇降装置７、レール６に沿って横行自在に設けられたキャリア８、キャリア８を横行駆動する駆動モータ（キャリア駆動部）９、キャリア８に対して搬送路Ｒと直交する方向に進退（スライド）してバケットＢを搬送するフォーク（移載機）１０を主体に構成されている。なお、以下の説明においては、上下方向をＺ軸方向、搬送路Ｒに沿う水平方向をＸ軸方向、搬送路Ｒと直交する水平方向をＹ軸方向として説明する。

図３に示すように、レール６の＋Ｘ側端部にはＹ軸と平行な軸周りに回転自在なシーブ１２Ａが２ヶ所に対で設けられ、−Ｘ側端部にはＹ軸と平行な軸周りに回転自在なシーブ１２Ｂが２ヶ所に対で設けられている。シーブ１２Ａ、１２Ｂには、一端がマスト５Ａの下端部に固定され、他端がマスト５Ｂの上端部に固定された固定ワイヤ１１が係合している。より詳細には、シーブ１２Ａには、マスト５Ａの下端部から上方に延びる固定ワイヤ１１が折れ曲がってシーブ１２Ｂに向かうように右上側から係合している。そして、シーブ１２Ｂには、シーブ１２Ａで折り曲げられた固定ワイヤ１１がマスト５Ｂの上端部へ向かうように左下側から係合している。

また、レール６は、マスト５Ａの上端部に固定された（図２参照）シーブ１７に係合された昇降ワイヤ１５の一端側に緩み検出装置としてのイコライザー（検出装置）１６を介在させた状態で吊設されている。シーブ１７で折り返された昇降ワイヤ１５の他端側は、昇降装置７の巻き取りドラム１８に巻回されており、巻き取りドラム１８を回転させることで昇降ワイヤ１５の巻き取り量が調整されてレール６がマスト５Ａ、５Ｂをガイドとして昇降するワイヤーバランス方式となっている。昇降装置７の駆動は図示しない制御装置によって制御されている。
イコライザー１６は、昇降ワイヤ１５の緩みや切断を検知し、バケット搬送に関する異常として制御装置に出力するものである。

キャリア８には、駆動モータ９と結合されてレール６の中、Ｘ軸方向に延びるＸレール６Ｘの一方の上を転動する主動輪１３と、Ｘレール６Ｘの他方の上を転動する一対の従動輪１４とが設けられており、駆動モータ９の駆動により主動輪１３及びこれに従動して従動輪１４がＸレール６Ｘ上を転動することで、キャリア８はレール６に対してＸ軸方向に横行する。これら主動輪１３及び従動輪１４はウレタンにより形成されて低騒音化が図られている。

また、キャリア８には、移載装置１０を＋Ｙ軸側及び−Ｙ軸側に進退自在に駆動する駆動装置（移載機駆動部；図示せず）が搭載されている。これら駆動装置及び駆動モータ９の駆動は制御装置により制御される。なお、移載装置１０は、アルミ材で形成されており、軽量化及びクリーン対応が図られている。

本実施の形態では、バケット搬送装置２において用いられる用力、例えばイコライザー１６、駆動装置及び駆動モータ９で消費される電力、イコライザー１６から出力される電気信号等は、用力伝達線としてのスプリングケーブルで伝達される。このスプリングケーブルは、例えば電線をウレタン等の可撓性材料で被覆した線材を螺旋状に形成したものであり、長さ方向に伸縮自在となっている。本実施の形態では、電気信号に対するノイズ対策のために信号用と動力用とで個別のスプリングケーブルを張設しているが、以下の説明では、便宜上一つのケーブルを用いて代表的に図示・説明するものとする。

また、本実施の形態では、レール６の−Ｘ側端部に中継装置として端子ボックス１９が設けられている。図２に示すように、マスト５Ｂの下端部近傍から上方へ延びて導かれたスプリングケーブルＳＣ１は端子ボックス１９に接続され、イコライザー１６に接続される。また、端子ボックス１９から延出するスプリングケーブルＳＣ２は、キャリア８に設けられた機上盤２０を介してフォーク用駆動装置及び駆動モータ９に接続される。スプリングケーブルＳＣ１は、レール６の昇降ストロークに十分対応できる長さに設定され、同様にスプリングケーブルＳＣ２はキャリア８の横行ストロークに十分対応できる長さに設定されている。

次に、バケット搬送装置２に搭載された移載装置について図面を参照して説明する。
図４は移載装置の構造を説明する移載装置の斜視図、図５は移載装置の構造を示す断面図、図６は移載装置を構成するフォークの構造を示す概略斜視図、図７は移載装置の収縮状態及び伸長状態の断面図、図８は移載装置の収縮状態及び伸長状態の概略側面図である。
図４及び図５に示すように、この移載装置１０は、一段フォーク３１、二段フォーク３２、三段フォーク３３及び四段フォーク３４から構成されている。一段フォーク３１は、図示しない旋回機構を介してキャリヤ８に対して１８０°旋回可能に固定された支持部とされており、二段フォーク３２、三段フォーク３３及び四段フォーク３４は、それぞれ一段フォーク３１、二段フォーク３２及び三段フォーク３３に対して摺動可能に支持された可動フォークである。

一段フォーク３１、二段フォーク３２及び三段フォーク３３は、本体ケース３１ａ、３２ａ、３３ａを有し、これら本体ケース３１ａ、３２ａ、３３ａのそれぞれ両側部に、ガイドボックス３１ｂ、３２ｂ、３３ｂを有する構造とされている。これらガイドボックス３１ｂ、３２ｂ、３３ｂには、その内部に、長手方向へ沿ってガイドレール３５が設けられており、これらガイドレール３５には、摺動器としてそれぞれ二つの低発塵直動ベアリング３６が摺動可能に設けられている。そして、これらガイドレール３５と低発塵直動ベアリング３６から摺動機構が構成されている。

また、ガイドボックス３１ｂ、３２ｂ、３３ｂには、長手方向へ沿ってスリット３７が形成されており、このスリット３７には、二段フォーク３２、三段フォーク３３及び四段フォーク３４に設けられた固定片３８が挿通されている。そして、これら固定片３８が、ガイドレール３５に摺動可能に支持された低発塵直動ベアリング３６に固定されている。

図６に示すように、ガイドボックス３１ｂ、３２ｂ、３３ｂには、ケース本体３１ａ、３２ａ、３３ａと連通するスリット状の開口部３９が長手方向に沿って形成されており、この開口部３９を介してガイドボックス３１ｂ、３２ｂ、３３ｂとケース本体３１ａ、３２ａ、３３ａとが長手方向へわたって互いに連通されている。

なお、一段フォーク３１、二段フォーク３２及び三段フォーク３３のケース本体３１ａ、３２ａ、３３ａは、図示しない連通孔によって互いに連通されており、また、一段フォーク３１は、その下面側に開口部を有し、この開口部には、図示しないクリーンモジュールが設けられている。そして、このクリーンモジュールがケース本体３１ａ、３２ａ、３３ａ内を吸引することにより、開口部３９を介してガイドボックス３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ内が吸引されて負圧とされている。
なお、ガイドボックス３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ内は、その内部にて移動する低発塵直動ベアリング３６の移動による圧力変動に関わらず、常に外気よりも負圧となるように、クリーンモジュールによって吸引される。

一段フォーク３１は、ピニオン４１を回転させる駆動モータ４２を有しており、二段フォーク３２には、ケース本体３２ａの一側部に、ピニオン４１が歯合するラック４０が長手方向に沿って設けられている。
そして、これら駆動モータ４２、ピニオン４１及びラック４０から駆動機構が構成され、駆動モータ４２によりピニオン４１が回転されると、二段フォーク３２が一方向へ進退される。

図７に示すように、二段フォーク３２及び三段フォーク３３には、ケース本体３２ａ、３３ａ内における前後端に、プーリ４３が設けられている。また、一段フォーク３１及び二段フォーク３２は、中間部における上面側にベルト固着部４４を備え、三段フォーク３３及び四段フォーク３４は、中間部における下面側にベルト固着部４５を備えている。

図８（ａ）、（ｂ）は、ベルト固着部４４、４５へのベルト４６、４７の固着状態及びプーリ４３へのベルト４６、４７の巻回状態の理解を容易にするために、フォーク３１〜３４を高さ方向に離間させた状態を示す図である。
一段フォーク３１のベルト固着部４４には、それぞれ反する方向へ延在する送り出しベルト４６及び引き込みベルト４７の一端が固着されている。そして、一方の送り出しベルト４６は前方側へ回されて二段フォーク３２における前方側のプーリ４３へ巻回されて三段フォーク３３のベルト固着部４５に固着され、他方の引き込みベルト４７は後方側へ回されて二段フォーク３２における後方側のプーリ４３へ巻回されて三段フォーク３３のベルト固着部４５に固着されている。

また、二段フォーク３２のベルト固着部４４にも、それぞれ反する方向へ延在する送り出しベルト４６及び引き込みベルト４７の一端が固着されており、一方の送り出しベルト４６は前方側へ回されて三段フォーク３３における前方側のプーリ４３へ巻回されて四段フォーク３４のベルト固着部４５に固着され、他方の引き込みベルト４７は後方側へ回されて三段フォーク３３における後方側のプーリ４３へ巻回されて四段フォーク３４のベルト固着部４５に固着されている。
なお、送り出しベルト４６及び引き込みベルト４７は、ステンレス製のベルトからなるもので、その厚さは、１ｍｍ以下で、好ましくは約０.５ｍｍ程度である。

次に、上記の構成のバケット搬送装置２の動作について以下に説明する。
コンベヤ３、４や棚Ｔからバケットを搬出する場合や搬入する場合、巻き取りドラム１８の回転量を調節することでレール６を昇降させ、移載装置１０を所定の高さに位置させる。また、駆動モータ９の回転方向及び回転量を調節することでキャリア８を所定方向に所定距離横行させ、移載装置１０を搬送路Ｒにおける所定の位置に位置決めする。
そして、移載装置１０をキャリア８から延出（スライド）させることで、所定のコンベヤ３、４や棚Ｔに対してバケットＢを移載することができる。

ここで、移載装置１０では、棚Ｔに対してバケットＢの移載を行うべく、キャリア８から延出させる際に、駆動モータ４２によりピニオン４１を回転させて二段フォーク３２を一段フォーク３１にて対して一方向へ送り出す。これにより、図７（ｂ）、図８（ｂ）及び図９（ｂ）に示すように、この二段フォーク３２の前方側のプーリ４３が、回動しながら送り出しベルト４６を前方側へ押し出し、これにより、三段フォーク３３が、送り出しベルト４６によって前方側へ引っ張られ、二段フォーク３２に対して一方向へ送り出される。さらに、三段フォーク３３が二段フォーク３２にて対して一方向へ送り出されると、この三段フォーク３３の前方側のプーリ４３が、回動しながら送り出しベルト４６を前方側へ押し出す。これにより、四段フォーク３４が、送り出しベルト４６によって前方側へ引っ張られ、三段フォーク３３に対して一方向へ送り出される。

また、移載装置１０では、棚Ｔに対するバケットＢの移載後、キャリア８へ引き込む際に、駆動モータ４２によりピニオン４１を逆転させて二段フォーク３２を一段フォーク３１側へ引き込む。これにより、図７（ａ）、図８（ａ）及び図９（ａ）に示すように、この二段フォーク３２の後方側のプーリ４３が、回動しながら引き込みベルト４７を後方側へ押し出し、これにより、三段フォーク３３が、引き込みベルト４７によって後方側へ引っ張られ、二段フォーク３２側へ引き込まれる。さらに、三段フォーク３３が二段フォーク３２側へ引き込まれると、この三段フォーク３３の後方側のプーリ４３が、回動しながら引き込みベルト４７を後方側へ引き込む。これにより、四段フォーク３４が、引き込みベルト４７によって後方側へ引っ張られ、三段フォーク３３側へ引き込まれる。

また、上記のように、二段フォーク３２、三段フォーク３３及び四段フォーク３４が移動すると、ガイドボックス３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ内にて、低発塵直動ベアリング３６が移動し、この低発塵直動ベアリング３６の移動方向前方側の空気が圧縮されるが、これらガイドボックス３１ｂ、３２ｂ、３３ｂは、各開口部３９を介してケース本体３１ａ、３２ａ、３３ａ内と連通され、さらに、これらケース本体３１ａ、３２ａ、３３ａを介してクリーンモジュールによって吸引されて負圧に維持されるので、ガイドボックス３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ内の空気がスリット３７から流出するようなことがない。

以上のように、本実施の形態では、摺動機構が収納されたガイドボックス３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ内をクリーンモジュールによって吸引して常に大気圧よりも負圧とするので、可動フォークである二段フォーク３２，三段フォーク３３及び四段フォーク３４の進退時におけるガイドボックス３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ内部の空気の外部への流出を確実に防止することができ、ガイドボックス３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ内からの塵の飛散を効果的に抑えることができる。
つまり、この移載装置１０は、特に、高いクリーン度が要求される環境下においても好適に採用することができ、クリーンルーム内における十分な清浄度を維持することができる。

また、駆動モータ４２によって回転されるピニオン４１及びこのピニオン４１が歯合するラック４０からなる駆動機構によって進退される最下段の可動フォークである二段フォーク３２の駆動力を、他の可動フォークである三段フォーク３３及び四段フォーク３４に伝達させて進退させる動力伝達機構として、下方の可動フォークである二段フォーク３２及び三段フォーク３３の進退によって引っ張って進退させる送り出しベルト４６及び引き込みベルト４７を用いたので、構造の簡略化を図ることができ、全体の厚さを抑えることができる。

さらに、摺動機構として、ガイドレール３５との対向面に、摺動方向に沿ってボールベアリングを配列させた低発塵直動ベアリング３６からなる摺動器を用いたので、摺動機構における発塵を極力抑えることができる。

本発明は、病院内の物流設備（手術用器具を収容した滅菌コンテナやバケットなど）等、高い清浄度を維持し、且つ設置スペースが限られる場合等に特に有用である。

バケット搬送装置がクリーンルーム内に配置された概略的な平面図である。図１における平面図である。本発明に係るバケット搬送装置の一実施形態を示す概略的な斜視図である。移載装置の構造を説明する移載装置の斜視図である。移載装置の構造を示す断面図である。移載装置を構成するフォークの構造を示す概略斜視図である。移載装置の収縮状態及び伸長状態の断面図である。フォークを高さ方向に離間させた状態を示す図である。移載装置の収縮状態及び伸長状態の概略側面図である。

符号の説明

１０移載装置
３１ｂ、３２ｂ、３３ｂガイドボックス（ボックス）
３２二段フォーク（可動フォーク）
３３三段フォーク（可動フォーク）
３４四段フォーク（可動フォーク）
３５ガイドレール
３６低発塵直動ベアリング（摺動器）
３７スリット
３８固定片
４０ラック（駆動機構）
４１ピニオン（駆動機構）
４２駆動モータ（駆動機構）
４６送り出しベルト（ベルト）
４７引き込みベルト（ベルト）

Claims

摺動可能に支持した可動フォークを一方向へ進退させて荷物の移載を行う移載装置であって、
前記可動フォークの進退方向へ沿うガイドレールとこのガイドレールに摺動可能に支持された摺動器とを有する摺動機構が設けられ、該摺動機構は、前記可動フォークの進退方向へ沿うスリットが形成されたボックス内に収納され、前記可動フォークには、前記スリットに挿通されて前記摺動器に固定された固定片を有し、前記ボックスは、その内部が吸引されて常に大気圧よりも負圧とされていることを特徴とする移載装置。
前記可動フォークが複数段に連結されかつ最下段の可動フォークを進退させる駆動機構を備え、最下段以外の可動フォークには、下方側にて可動する他の可動フォークの進退により張力が付与されるベルトが固着され、該ベルトによって引っ張られて進退することを特徴とする請求項１に記載の移載装置。
前記摺動器は、前記ガイドレールとの対向面に、摺動方向に沿ってボールベアリングを配列させた低発塵直動ベアリングからなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の移載装置。