JP2009126643A - スタッカクレーンの駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】商用電源の供給停止によりトラブルが発生しても容量の小さな発電装置でスタッカクレーンを作動させることができるスタッカクレーンの駆動装置を提供する。
【解決手段】トラブル検出回路１７が商用電源１６の供給停止を検出すると、制御回路１９はコンタクタ１５を第２接点１５ｂへと切り替えて発電装置１８を走行モータ駆動回路１２及び昇降モータ駆動回路１４に接続し、最大電流がそれぞれのモータの定格電流以下で且つ発電装置１８の定格電流以下となるように予め設定された省電力モードの駆動電流パターンで走行モータ１１及び昇降モータ１３を選択的に駆動する。これにより、発電装置１８からの電源供給を受けて、走行モータ１１によるクレーン本体の走行動作と昇降モータ１３によるキャリッジの昇降動作が選択的に実行され、荷の搬送が行われる。
【選択図】図４

Description

この発明は、スタッカクレーンの駆動装置に係り、特に商用電源からの電源供給を受けて走行モータによりクレーン本体を走行させると共に昇降モータによりキャリッジを昇降させて荷の搬送を行うスタッカクレーンの駆動装置に関する。

図８（ａ）及び（ｂ）に示されるように、複数の間口を有すると共に荷を保管するための棚１に沿って走行路２が敷設され、この走行路２上をスタッカクレーン３が走行し、棚１と荷受台４との間で荷の搬入／搬出を行う自動倉庫が知られている。
スタッカクレーン３は、商用電源からの電源供給を受けて走行モータによりクレーン本体５を走行させると共に昇降モータによりキャリッジ６を昇降させて荷を搬送する。

このため、自動倉庫の運用時に停電等が発生すると、自動倉庫に商用電源が供給されなくなり、スタッカクレーン３にトラブルが発生してしまう。このように、商用電源の供給停止時でも、スタッカクレーン３を作動させて荷の搬入／搬出を行おうとすると、スタッカクレーン３に電源を供給するための自家発電装置が必要となる。

ところが、自動倉庫あるいは自動倉庫を含む工場全体に電源を供給し得る発電装置は、規模が大きく、莫大な設備費用を必要としてしまう。
そこで、商用電源の供給停止によるトラブル発生時に容量の小さな発電装置でスタッカクレーンを作動させることができるようにすることが望まれている。
例えば、特許文献１には、通常時に無停電電源装置内の蓄電池を充電しておき、停電の発生時に、無停電電源装置を使用して通常時よりも小さな電力で駐車装置を駆動するようにした制御装置が開示されている。

特開平１１−７１９３３号公報

しかしながら、特許文献１は、自動倉庫のスタッカクレーンではなく、機械式の駐車装置を自動的に復旧させる装置に関している。仮に、特許文献１の技術をスタッカクレーンに適用したとしても、単に通常時よりも小さな電力でスタッカクレーンを駆動するだけでは、荷の搬送速度が小さくなり過ぎ、実用的な搬入／搬出作業を行うことが困難となるおそれがある。また、上述したように、スタッカクレーンは、クレーン本体を走行させる走行モータと、キャリッジを昇降させる昇降モータの双方を駆動する必要があるため、小さな電力で駆動するだけでは、スタッカクレーンを作動させて荷の搬送を行うことは困難である。
この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、商用電源の供給停止によりトラブルが発生しても容量の小さな発電装置でスタッカクレーンを作動させることができるスタッカクレーンの駆動装置を提供することを目的とする。

この発明に係るスタッカクレーンの駆動装置は、商用電源からの電源供給を受けて走行モータによりクレーン本体を走行させると共に昇降モータによりキャリッジを昇降させて荷の搬送を行うスタッカクレーンの駆動装置において、発電装置と、商用電源の供給停止を検出するトラブル検出回路と、走行モータを駆動する走行モータ駆動回路と、昇降モータを駆動する昇降モータ駆動回路と、商用電源と発電装置のうち一方を選択的に走行モータ駆動回路及び昇降モータ駆動回路に接続するコンタクタと、トラブル検出回路が商用電源の供給停止を検出しないときには、コンタクタにより商用電源を走行モータ駆動回路及び昇降モータ駆動回路に接続すると共に走行モータ及び昇降モータがそれぞれ予め設定された通常モードの電流パターンで駆動されるように走行モータ駆動回路及び昇降モータ駆動回路を制御し、トラブル検出回路が商用電源の供給停止を検出したときには、コンタクタを切り替えて発電装置を走行モータ駆動回路及び昇降モータ駆動回路に接続すると共に走行モータ及び昇降モータの駆動電流の和が発電装置の定格電流以下となるように設定された省電力モードの電流パターンで走行モータ及び昇降モータが駆動されるように走行モータ駆動回路及び昇降モータ駆動回路を制御する制御回路とを備えたものである。

なお、省電力モードにおいて、走行モータ及び昇降モータがそれぞれ発電装置の定格電流以下に設定された電流パターンで選択的に駆動されるように、制御回路は走行モータ駆動回路及び昇降モータ駆動回路を制御することができる。
あるいは、省電力モードにおいて、通常モードの電流パターンにおける走行モータ及び昇降モータの最大電流の比に基づいて発電装置の定格電流を比例配分することにより得られる電流パターンで走行モータ及び昇降モータが同時に駆動されるように、制御回路は走行モータ駆動回路及び昇降モータ駆動回路を制御することもできる。

この発明によれば、トラブル検出回路が商用電源の供給停止を検出したときに、コンタクタを介して発電装置が走行モータ駆動回路及び昇降モータ駆動回路に接続されると共に、走行モータ及び昇降モータの駆動電流の和が発電装置の定格電流以下となるように設定された省電力モードの電流パターンで走行モータ及び昇降モータが駆動されるため、容量の小さな発電装置でもスタッカクレーンを作動させることが可能となる。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
図１に実施の形態１に係るスタッカクレーンの駆動装置の構成を示す。スタッカクレーンの走行モータ１１に走行モータ駆動回路１２が接続されると共に、昇降モータ１３に昇降モータ駆動回路１４が接続され、これら走行モータ駆動回路１２及び昇降モータ駆動回路１４の双方にコンタクタ１５の第１接点１５ａを介して商用電源１６が接続されている。さらに、コンタクタ１５の第１接点１５ａには停電等に起因した商用電源１６の供給停止を検出するトラブル検出回路１７が接続され、第２接点１５ｂには発電装置１８が接続されている。そして、走行モータ駆動回路１２、昇降モータ駆動回路１４、コンタクタ１５、トラブル検出回路１７及び発電装置１８に制御回路１９が接続されている。

なお、スタッカクレーンとしては、図８に示したものと同様に、走行モータ１１により走行路２に沿ってクレーン本体５を走行させると共に昇降モータ１３によりキャリッジ６を昇降させて、棚１と荷受台４との間で荷の搬送を行うものを対象とする。

制御回路１９には、例えば図２に示されるように、走行モータ駆動回路１２及び昇降モータ駆動回路１４が商用電源１６から電源供給を受けて作動する通常モードにおける走行モータ１１の駆動電流パターンＰ０ｈ及び昇降モータ１３の駆動電流パターンＰ０ｖが予め設定されると共に、走行モータ駆動回路１２及び昇降モータ駆動回路１４が発電装置１８から電源供給を受けて作動する省電力モードにおける走行モータ１１の駆動電流パターンＰ１ｈ及び昇降モータ１３の駆動電流パターンＰ１ｖが予め設定されている。

図２には、走行モータ１１の定格電流が２０Ａ、昇降モータ１３の定格電流が５０Ａ、発電装置１８の定格電流が３０Ａである場合の例が示されている。通常モードにおける走行モータ１１及び昇降モータ１３の駆動電流パターンＰ０ｈ及びＰ０ｖは、いずれも最大電流が走行モータ１１及び昇降モータ１３の定格電流となるように設定されている。また、省電力モードにおける走行モータ１１及び昇降モータ１３の駆動電流パターンＰ１ｈ及びＰ１ｖは、最大電流がそれぞれのモータの定格電流以下で且つ発電装置１８の定格電流以下となるように設定されている。好ましくは、最大電流がそれぞれのモータの定格電流と発電装置１８の定格電流のうち小さい方の値となるように駆動電流パターンＰ１ｈ及びＰ１ｖが設定される。

例えば、走行モータ１１は、発電装置１８の定格電流３０Ａより小さい定格電流２０Ａを有しているので、最大電流が走行モータ１１の定格電流２０Ａとなるように駆動電流パターンＰ１ｈが設定される。すなわち、走行モータ１１に対しては、省電力モードにおける駆動電流パターンＰ１ｈは通常モードにおける駆動電流パターンＰ０ｈと等しくなる。
一方、昇降モータ１３は、発電装置１８の定格電流３０Ａより大きい定格電流５０Ａを有しているので、最大電流が発電装置１８の定格電流３０Ａとなるように駆動電流パターンＰ１ｖが設定される。

次に、この実施の形態１の動作について説明する。トラブル検出回路１７により商用電源１６の供給停止が検出されないときには、制御回路１９はコンタクタ１５を第１接点１５ａに接続し、これにより商用電源１６から走行モータ駆動回路１２及び昇降モータ駆動回路１４に電源の供給が行われる。
制御回路１９は、搬入／搬出作業を管理する管理コンピュータ（図示せず）から荷搬送の指示を受けると、走行モータ駆動回路１２及び昇降モータ駆動回路１４を制御することにより、図２に示した通常モードの駆動電流パターンＰ０ｈ及びＰ０ｖに従って走行モータ１１及び昇降モータ１３を駆動し、荷の搬送を行う。

この通常モードにおいては、制御回路１９は、昇降モータ１３によるキャリッジ６の昇降動作と走行モータ１１によるクレーン本体５の走行動作とを同時に行って荷搬送の効率化を図っている。例えば図３に示されるように、棚１の１つの間口から荷受台４まで荷を払い出す際に、キャリッジ６を高さＬ１だけ下降させると共に、クレーン本体５を走行路２に沿って距離Ｌ２だけ走行させる必要がある場合に、制御回路１９は、昇降モータ１３と走行モータ１１とを同時に駆動することにより、キャリッジ６上の荷を、図３の矢印Ａで示されるように、ほぼ直線的な軌跡を描いて移動させることができる。

ここで、停電等の発生に起因して自動倉庫への商用電源１６の供給が停止され、その商用電源１６の供給停止がトラブル検出回路１７で検出されると、図４に示されるように、制御回路１９は、それまで第１接点１５ａに接続されていたコンタクタ１５を第２接点１５ｂへと切り替える。これにより、商用電源１６と走行モータ駆動回路１２及び昇降モータ駆動回路１４の間の電気的接続が遮断され、代わりに発電装置１８が走行モータ駆動回路１２及び昇降モータ駆動回路１４に接続される。
制御回路１９は、図示しない管理コンピュータから荷搬送の指示を受けると、走行モータ駆動回路１２及び昇降モータ駆動回路１４を制御することにより、図２に示した省電力モードの駆動電流パターンＰ１ｈ及びＰ１ｖに従って走行モータ１１及び昇降モータ１３を駆動し、荷の搬送を行う。

この省電力モードにおいては、制御回路１９は、昇降モータ１３によるキャリッジ６の昇降動作と走行モータ１１によるクレーン本体５の走行動作を同時に行うことなく、昇降動作と走行動作を選択的に実行する。
例えば図３に示した棚１の間口から荷受台４まで荷を払い出す際には、まず、図５に示されるように、昇降モータ１３を駆動電流パターンＰ１ｖで駆動してキャリッジ６を高さＬ１だけ下降させる。このとき、走行モータ１１によるクレーン本体５の走行動作は行われない。従って、走行モータ１１の消費電力は０となり、定格電流３０Ａの発電装置１８からの電源供給により、昇降モータ１３を駆動電流パターンＰ１ｖに従った最大３０Ａの電流で駆動することが可能となる。キャリッジ６の下降が終了すると、今度は、図６に示されるように、走行モータ１１を駆動電流パターンＰ１ｈで駆動してクレーン本体５を走行路２に沿って距離Ｌ２だけ走行させる。このとき、昇降モータ１３によるキャリッジ６の昇降動作は行われず、走行モータ１１は駆動電流パターンＰ１ｈに従った最大２０Ａの電流で駆動される。

このように、昇降モータ１３によるキャリッジ６の昇降動作と走行モータ１１によるクレーン本体５の走行動作を選択的に実行することで、容量の小さな発電装置１８であっても、スタッカクレーン３を作動させて荷の搬入／搬出作業を行うことができる。
なお、棚１から荷受台４まで荷を払い出す動作について説明したが、逆に荷受台４から棚１へ荷を収容する場合も、同様に、通常モードにおいては商用電源１６から、省電力モードにおいては発電装置１８から、それぞれ電源供給を受けて荷の搬送を行うことができる。

実施の形態２
上記の実施の形態１では、停電等により商用電源１６の供給が停止された際の省電力モードにおいて、昇降モータ１３によるキャリッジ６の昇降動作と走行モータ１１によるクレーン本体５の走行動作を選択的に実行したが、これら昇降動作と走行動作を同時に行うこともできる。
この実施の形態２に係るスタッカクレーンの駆動装置の構成は、図１に示した実施の形態１における構成と同様である。
制御回路１９には、例えば図７に示されるように、通常モードにおける走行モータ１１の駆動電流パターンＰ０ｈ及び昇降モータ１３の駆動電流パターンＰ０ｖが予め設定されると共に、省電力モードにおける走行モータ１１の駆動電流パターンＰ２ｈ及び昇降モータ１３の駆動電流パターンＰ２ｖが予め設定されている。

実施の形態１と同様に、走行モータ１１の定格電流が２０Ａ、昇降モータ１３の定格電流が５０Ａ、発電装置１８の定格電流が３０Ａである場合について説明する。省電力モードにおける走行モータ１１及び昇降モータ１３の駆動電流パターンＰ２ｈ及びＰ２ｖは、走行モータ１１及び昇降モータ１３の駆動電流の和が発電装置１８の定格電流以下となるように設定されている。好ましくは、通常モードの電流パターンにおける走行モータ１１及び昇降モータ１３の最大電流の比に基づいて発電装置１８の定格電流を比例配分し、この比例配分により得られる最大電流を有するような駆動電流パターンＰ２ｈ及びＰ２ｖが設定される。

例えば、通常モードの駆動電流パターンＰ０ｈ及びＰ０ｖにおいて、走行モータ１１は２０Ａ、昇降モータ１３は５０Ａの最大電流を有しているので、省電力モードにおける走行モータ１１及び昇降モータ１３の最大電流Ｉｈ及びＩｖは、発電装置１８の定格電流３０Ａを走行モータ１１の２０Ａと昇降モータ１３の５０Ａで比例配分した値となる。すなわち、
Ｉｈ＝３０×［２０／（２０＋５０）］＝８．６（Ａ）
Ｉｖ＝３０×［５０／（２０＋５０）］＝２１．４（Ａ）
と算出される。そこで、図７に示されるように、最大電流８．６Ａを有する走行モータ１１の駆動電流パターンＰ２ｈと、最大電流２１．４Ａを有する昇降モータ１３の駆動電流パターンＰ２ｖが設定される。

そして、停電等により商用電源１６の供給が停止された際には、発電装置１８からの電源供給を受け、図７に示した省電力モードの駆動電流パターンＰ２ｈ及びＰ２ｖに従って走行モータ１１及び昇降モータ１３が同時に駆動される。その結果、例えば図３に示したように、棚１の１つの間口から荷受台４まで荷を払い出す際に、キャリッジ６の高さＬ１の下降動作とクレーン本体５の距離Ｌ２の走行動作とが同時に行われ、キャリッジ６上の荷が、矢印Ａで示されるように、ほぼ直線的な軌跡を描いて搬送されることとなる。
省電力モードの駆動電流パターンＰ２ｈ及びＰ２ｖは、発電装置１８の定格電流を比例配分した値の最大電流を有しているので、走行モータ１１及び昇降モータ１３を同時に駆動しても、これら走行モータ１１及び昇降モータ１３の駆動電流の和は発電装置１８の定格電流以下に納まっている。

なお、一般に、モータにおいては、
電力＝トルク×回転数×定数
の関係が成り立ち、スタッカクレーンでは、トルク一定、電圧一定で駆動されることが多いため、モータの回転数と駆動電流とが互いに比例関係にある。従って、この実施の形態２においては、省電力モードにおける走行モータ１１及び昇降モータ１３の回転数は、通常モードにおける回転数に対して、比率３０／（２０＋５０）＝３／７の値となる。すなわち、省電力モードにおけるクレーン本体５の走行速度及びキャリッジ６の昇降速度が通常モードにおける速度に比べて３／７に減少される。
このように、クレーン本体５の走行速度及びキャリッジ６の昇降速度が減少されるが、発電装置１８からの電源供給により走行モータ１１及び昇降モータ１３を同時に駆動して荷を搬送することが可能となる。

上述した実施の形態１及び２における走行モータ１１の定格電流２０Ａ、昇降モータ１３の定格電流５０Ａ、発電装置１８の定格電流３０Ａは、単に一例を示したのみであり、これらの値に限定されるものではない。

この発明の実施の形態１に係るスタッカクレーンの駆動装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１の通常モードと省電力モードのそれぞれにおける走行モータと昇降モータの駆動電流パターンを示すグラフである。 実施の形態１の通常モードにおける荷の搬送経路を示す図である。 商用電源にトラブルが発生したときの実施の形態１に係るスタッカクレーンの駆動装置の状態を示すブロック図である。 実施の形態１の省電力モードにおける荷の搬送経路を示す図である。 実施の形態１の省電力モードにおける荷の搬送経路を示す図である。 実施の形態２の通常モードと省電力モードのそれぞれにおける走行モータと昇降モータの駆動電流パターンを示すグラフである。 スタッカクレーンと棚を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

符号の説明

１ 棚、２ 走行路、３ スタッカクレーン、４ 荷受台、５ クレーン本体、６ キャリッジ、１１ 走行モータ、１２ 走行モータ駆動回路、１３ 昇降モータ、１４ 昇降モータ駆動回路、１５ コンタクタ、１５ａ 第１接点、１５ｂ 第２接点、１６ 商用電源１６、１７ トラブル検出回路、１８ 発電装置、１９ 制御回路、Ｐ０ｈ，Ｐ０ｖ 通常モードの駆動電流パターン、Ｐ１ｈ，Ｐ１ｖ，Ｐ２ｈ，Ｐ２ｖ 省電力モードの駆動電流パターン。

Claims (3)

1. 商用電源からの電源供給を受けて走行モータによりクレーン本体を走行させると共に昇降モータによりキャリッジを昇降させて荷の搬送を行うスタッカクレーンの駆動装置において、
   発電装置と、
   商用電源の供給停止を検出するトラブル検出回路と、
   前記走行モータを駆動する走行モータ駆動回路と、
   前記昇降モータを駆動する昇降モータ駆動回路と、
   商用電源と前記発電装置のうち一方を選択的に前記走行モータ駆動回路及び前記昇降モータ駆動回路に接続するコンタクタと、
   前記トラブル検出回路が商用電源の供給停止を検出しないときには、前記コンタクタにより商用電源を前記走行モータ駆動回路及び前記昇降モータ駆動回路に接続すると共に前記走行モータ及び前記昇降モータがそれぞれ予め設定された通常モードの電流パターンで駆動されるように前記走行モータ駆動回路及び前記昇降モータ駆動回路を制御し、前記トラブル検出回路が商用電源の供給停止を検出したときには、前記コンタクタを切り替えて前記発電装置を前記走行モータ駆動回路及び前記昇降モータ駆動回路に接続すると共に前記走行モータ及び前記昇降モータの駆動電流の和が前記発電装置の定格電流以下となるように設定された省電力モードの電流パターンで前記走行モータ及び前記昇降モータが駆動されるように前記走行モータ駆動回路及び前記昇降モータ駆動回路を制御する制御回路と
   を備えたことを特徴とするスタッカクレーンの駆動装置。
2. 前記制御回路は、省電力モードにおいて、前記走行モータ及び前記昇降モータがそれぞれ前記発電装置の定格電流以下に設定された電流パターンで選択的に駆動されるように前記走行モータ駆動回路及び前記昇降モータ駆動回路を制御する請求項１に記載のスタッカクレーンの駆動装置。
3. 前記制御回路は、省電力モードにおいて、通常モードの電流パターンにおける前記走行モータ及び前記昇降モータの最大電流の比に基づいて前記発電装置の定格電流を比例配分することにより得られる電流パターンで前記走行モータ及び前記昇降モータが同時に駆動されるように前記走行モータ駆動回路及び前記昇降モータ駆動回路を制御する請求項１に記載のスタッカクレーンの駆動装置。

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