JP4884937B2 - 昇降機構における直動ベアリングの支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、昇降機構における直動ベアリングの支持構造に関し、特に、ベアリングレールとベアリングブロックとからなる直動ベアリングにより昇降台を昇降可能に支持するようにした昇降機構において、固定されたベアリングレールに摺動可能に取り付けたベアリングブロックを、昇降台の偏荷重を吸収するよう構成し、直動ベアリングにかかる過荷重によるベアリングブロックの機械的破損を未然に防止するようにした昇降機構における直動ベアリングの支持構造に関するものである。

特に限定されるものではないが、例えば、クリーンルーム内を走行するスタッカークレーンにおいて、走行台車上に樹立したマストに沿って配設固定したベアリングレール（ガイドレール）に導かれて昇降可能に支持する昇降台の支持構造として、摺動摩擦が少なく、発塵も抑制できるものとして直動ベアリングを採用することがある。

また、この直動ベアリングは、ベアリングレールとベアリングブロックとから構成され、直線状のベアリングレールをマストに垂直に配設固定し、このベアリングレールに嵌挿して摺動するようにしたベアリングブロックを、上下に配する２個一対とし、かつ、このベアリングブロックを昇降台側に取り付け、そして昇降台の昇降動作を、昇降台の左右両側に緊張配設する２条のローラチェーンの巻き上げ、巻き下げにて行うようにしている。
この緊張配設する２条のローラチェーンの端部は、昇降台の上部とカウンタウエイトの上部、昇降台の下部とカウンタウエイトの下部にそれぞれ締結し、該ローラチェーンの巻き上げ、巻き下げを同期して行うことにより昇降台が昇降するようにしている。
さらに、この場合、昇降台がベアリングレールに導かれて水平状態を維持しつつ安定して昇降するように昇降台の昇降軌跡に沿ってマストに２本のベアリングレールを平行に配設し、この各ベアリングレールに対して、上下２個一対としたベアリングブロックを昇降台の左右両側にそれぞれ取り付けている。
したがって、１台の昇降台は、平行する２本のベアリングレールと計４個のベアリングブロックとにより水平状態を維持しつつ安定して昇降することができる。

しかしながら、フォーク移載機等により被搬送物などを昇降台側に移載する時、昇降台の中央位置と載荷物の重心とが一致するようにすることが難しく、しばしば偏荷重となることがある。
また、昇降台の左右両側に緊張配設する昇降用のローラチェーンの巻き上げ下げを行う昇降駆動源は、左右独立して、すなわち、１条のローラチェーンに対し、１台のモータの合計４台のモータにて行っているため、左右４本のローラチェーンの伸張度等の相違或いはその他の原因によりこの独立した左右４台のモータの同期がとりにくく、左右のローラチェーンによる巻き上げ下げ力及び巻き上げ下げ量が不一致となることがあった。

このように、被搬送物移載時の昇降台にかかる荷重が偏荷重となったり、左右４台のモータの同期がとれなかった場合、その偏荷重は昇降台の上下左右に配設する各ベアリングブロックに直接かかるものとなる。
このように昇降台にかかる偏荷重は、左右両側に配設した各ベアリングブロックにベアリングレールに対して曲げモーメントとして作用するものとなる。この偏荷重はベアリングブロックをベアリングレールに対してこじるように作用し、かつ、これがベアリングブロックの許容された耐強度以上となった場合、ベアリングブロックの摩耗を促進してその寿命を著しく縮めたり、或いは破損させるという問題があった。

本発明は、昇降機構における直動ベアリングの有する問題点に鑑み、直動ベアリングにかかる過荷重によるベアリングブロックの摩耗及び機械的破損を未然に防止するようにした昇降機構における直動ベアリングの支持構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の昇降機構における直動ベアリングの支持構造は、ベアリングレールに沿って昇降するように昇降台の左右両側に配設した上部及び下部ベアリングブロックのベアリングブロック取付台にそれぞれベアリングブロック片を固定し、かつ、ベアリングブロック取付台にて昇降台にかかる偏荷重を吸収できるように構成した昇降機構における直動ベアリングの支持構造において、前記上部ベアリングブロックのベアリングブロック取付台の基端側を、球面軸受とこれに貫通した軸を介して昇降台の取付ブラケットに揺動可能に支持するようにするとともに、前記下部ベアリングブロックのベアリングブロック取付台の背面側を、並列的に配設したゴム座、及び、昇降台が上部ベアリングブロックの前記軸を回転中心とするベアリングブロック片のベアリングブロック取付台から離間する方向の力を吸収するようにしたばね部材を介して、昇降台側取付部に固定するようにしたことを特徴とする。

この場合において、上部及び下部ベアリングブロックのベアリングブロック取付台の左右両側面の、昇降台の取付ブラケットとの接触面を球面に構成することができる。

また、上部及び下部ベアリングブロックのベアリングブロック取付台の左右両側面と昇降台の取付ブラケットとをゴム座を介して固定することができる。

本発明の昇降機構における直動ベアリングの支持構造によれば、昇降台上の載荷の重心が定位置よりずれたり、或いは左右のローラチェーンによる巻き上げ下げ力及び巻き上げ下げ量が不一致となって、昇降台にかかる荷重が偏荷重となっても、この偏荷重をベアリングブロック取付台にて吸収するようにしているため、ベアリングブロック片に偏荷重が直接かからないので簡単な方法でベアリングブロックの摩耗や破損を防止することができる。

また、上部及び下部ベアリングブロックのベアリングブロック取付台の左右両側面の、昇降台の取付ブラケットとの接触面を球面に構成することにより、ベアリングブロック取付台の左右両側面の簡易な加工で、ベアリングブロックに偏荷重が直接かからないようにすることができる。

また、上部及び下部ベアリングブロックのベアリングブロック取付台の左右両側面と昇降台の取付ブラケットとをゴム座を介して固定することにより、ゴム座により、ベアリングブロックに偏荷重が直接かからないようにすることができる。

以下、本発明の昇降機構における直動ベアリングの支持構造の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図３に、本発明の昇降機構における直動ベアリングの支持構造の第１実施例を示す。
本発明の昇降機構における直動ベアリングの支持は、特に限定されるものではないが、例えば、図７〜図８に示すスタッカークレーンＣの実施例について説明する。
スタッカークレーンＣは、倉庫或いは工場内の運行ルートに沿って敷設されたレールＲに導かれて走行するようにした走行台車Ｄ上にマストＭを樹立し、移載機（図示省略）を搭載した昇降台ＳをこのマストＭに導かれて昇降させ、搬送物の移載、搬送を行うようにしている。
この昇降台Ｓの昇降を円滑に行うため、特に限定されるものではないが、例えば、ベアリングレール１とベアリングブロック２とよりなる直動ベアリングＢを介して行う。
この直動ベアリングＢのベアリングレール１を、図８に示すように、マストＭの側面に沿うよう垂直になるよう固定するとともに、ベアリングブロック２を昇降台Ｓに取り付け、該ベアリングブロック２がベアリングレール１に摺動可能に嵌合されて垂直方向に移動するように構成する。

なお、ベアリングレール１はマスト側面に取付ボルト等（図示省略）を介して確固に固定されており、またベアリングブロック２は昇降台側に固定されるが、この場合、ベアリングブロック２は、図１及び図２に示すように、昇降台Ｓの上部側に取り付ける上部ベアリングブロック２Ａと、また、図１及び図３に示すように、昇降台Ｓの下部側に昇降台側取付部３１を介して取り付ける下部ベアリングブロック２Ｂとをその構成を異なるようにしたものを２個一対として使用し、これにより昇降台Ｓに対して多方向（例えば、横及び／又は縦方向）にかかるモーメントを吸収することで、ベアリングブロック２に、偏荷重がかかってもベアリングブロック２の過剰摩耗及び／又は破損を防止するようにする。

このベアリングブロック２にかかる多方向のモーメント（偏荷重）を吸収する方法として、第１実施例では昇降台Ｓの上部側及び下部側に取り付ける上部及び下部ベアリングブロック２Ａ、２Ｂを、ベアリングブロック片２１を固定したベアリングブロック取付台２２の支持側面を球面２３に加工することで行うようにする。なお、このベアリングブロック片２１はベアリングレール１に摺動可能に嵌挿された状態で、ベアリングレール１に導かれて移動するようにする。

この場合、上部ベアリングブロック２Ａのベアリングブロック取付台２２を、図２に示すように、左右両側面で、昇降台側取付部との接触面を球面２３に形成するとともに、昇降台側取付部、特に限定されるものではないが、例えば、取付ブラケット２４の平坦な内面と接触、支持するようにし、さらに、このベアリングブロック取付台２２の基端側を、球面軸受２５とこれに貫通した軸２６を介して前記取付ブラケット２４に揺動可能に支持するようにして構成する。
これにより、上部ベアリングブロック２Ａにかかる全方向の偏荷重を、ベアリングブロック取付台２２側面の球面２３と球面軸受２５により吸収するようにする。

なお、この場合、球面２３と平坦な取付ブラケット２４の内面との摺動接触時の過摩耗を考慮して、取付ブラケット２４の内面に高硬度な平板Ｐ、特に限定されるものではないが、例えば、高周波焼入鋼からなる平板を配設することができる。

また、下部ベアリングブロック２Ｂのベアリングブロック取付台２７を、上部ベアリングブロック２Ａのベアリングブロック取付台２２と同様に、図３に示すように、その左右両側面で、上部ベアリングブロック２Ａと同様に、昇降台側取付部となる取付ブラケット２４との接触面を球面２８に形成し、球面２８と平坦な取付ブラケット２４の内面との摺動接触時の過摩耗を考慮して、取付ブラケット２４の内面に高硬度な平板Ｑ、特に限定されるものではないが、例えば、高周波焼入鋼からなる平板を配設するとともに、背面はゴム座２９及びコイルばね等のばね部材３２を介して昇降台側取付部３１に取り付けるように構成する。
ここで、ばね部材３２は、昇降台Ｓの起動／停止時等において、昇降台Ｓが上部ベアリングブロック２Ａの軸２６を回転中心とする、下部ベアリングブロック２Ｂのベアリングブロック取付台２７から離間する方向の力Ｆを受けた場合に、これを阻止するベアリングブロック取付台２７側への引張力Ｆ’を昇降台側取付部３１を介して昇降台Ｓに対して付与するものである。
これにより、下部ベアリングブロック２Ｂにかかるベアリングブロック２Ｂのベアリングブロック取付台２７から離間する方向の力Ｆ及び全方向の偏荷重を、ベアリングブロック取付台２７の球面２８とゴム座２９及びばね部材３２により吸収するようにする。

次に、本発明の昇降機構における直動ベアリングの支持構造の第１実施例の作用について説明する。
昇降台Ｓの上部側には上部ベアリングブロック２Ａを、また下部側には下部ベアリングブロック２Ｂを上下に対向して、かつ、左右に平行する各ベアリングレール１にそれぞれ一対づつ嵌挿するようにして取り付ける。この場合、ベアリングブロック片２１を固定した上下部両ベアリングブロック取付台２２、２７は、共にその支持側面となる球面２３、２８と昇降台側取付部の取付ブラケット２４、２４とを、接触面となる球面２３、２８を平板Ｐ、Ｑにより支持しているので、全方向の偏荷重がベアリングブロック２にかかってもこの球面２３、２８にてベアリングブロック取付台２２、２７が摺動して上下部両ベアリングブロック取付台２２、２７が自由に揺動偏位する。

また、上部側のベアリングブロック取付台２２の基端側を球面軸受２５と軸２６を介して前記取付ブラケット２４に取り付けているので、ベアリングブロック取付台２２の先端側、すなわち、ベアリングレール側の揺動に、ベアリングブロック取付台２２の基端側も追従するようになって揺動し、これにより上部ベアリングブロック２Ａにかかる偏荷重を実質的に吸収するようになって上部ベアリングブロック２Ａの偏摩耗、破損を防止することができる。

また、下部側のベアリングブロック取付台２７も、その球面２８を平板Ｑにより支持しているので、全方向の偏荷重がベアリングブロック２Ｂにかかってもこの球面２８にてベアリングブロック取付台２７に対して摺動して自由に揺動偏位するとともに、背面側のゴム座２９及びばね部材３２により、下部ベアリングブロック２Ｂにかかるベアリングブロック２Ｂのベアリングブロック取付台２７から離間する方向の力Ｆ及び全方向の偏荷重を吸収することができる。

図４〜図６に、本発明の昇降機構における直動ベアリングの支持構造の第２実施例を示す。
この第２実施例は、ベアリングブロックにかかる全方向の偏荷重をすべてゴム座にて吸収するようにするものである。
昇降台Ｓの上部側及び下部側に取り付けるベアリングブロック２０Ａ、２０Ｂを、図４〜図６に示すように、ベアリングブロック片２１を固定したベアリングブロック取付台２２、２７の左右両側面と取付ブラケット２４、２４との間にゴム座２９、２９を介在して取り付ける。

なお、この上部ベアリングブロック２０Ａは、ベアリングブロック取付台２２の基端側を、第１実施例と同じようにして球面軸受２５と軸２６を介して揺動可能に取付ブラケット２４に取り付け、これによりベアリングブロック取付台の先端側、すなわち、ベアリングレール側の揺動に対して、基端側もこれに追従するよう揺動し、上部ベアリングブロック２０Ａにかかる偏荷重を実質的に吸収するようになって上部ベアリングブロック２０Ａの偏摩耗、破損を防止することができる。

また、下部ベアリングブロック２０Ｂのベアリングブロック取付台２７は、図６に示すように、上部ベアリングブロック２０Ａと同様にその左右両側面と背面にそれぞれゴム座２９、３０を介して取付ブラケット２４或いは昇降台側取付部に取り付けるようにする。
なお、このゴム座３０は、図示の実施例では糸巻き車の形状としているが、これに限定されることなく、厚板形とすることもできる。

以上、本発明の昇降機構における直動ベアリングの支持構造について、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、これらの実施例を適当に組み合わせるなど、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明の昇降機構における直動ベアリングの支持構造は、固定されたベアリングレールに対して摺動可能に取り付けたベアリングブロックを、昇降台の偏荷重を吸収するように構成して直動ベアリングにかかる過荷重による機械的破損を未然に防止するという特性を有していることから、スタッカークレーンの用途に好適に用いることができるほか、例えば、扛上機や移載機の用途にも用いることができる。

本発明の昇降機構における直動ベアリングの支持構造の第１実施例を示す側面図である。 上部ベアリングブロックの平面図である。 下部ベアリングブロックの平面図である。 本発明の昇降機構における直動ベアリングの支持構造の第２実施例を示す側面図である。 上部ベアリングブロックの平面図である。 下部ベアリングブロックを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。 本発明の昇降機構における直動ベアリングの支持構造を適用したスタッカークレーンの正面図である。 スタッカークレーンに適用した実施例の拡大横断平面図である。

Ｂ 直動ベアリング
Ｃ スタッカークレーン
Ｄ 走行台車
Ｍ マスト
Ｓ 昇降台
１ ベアリングレール
２ ベアリングブロック
２Ａ 上部ベアリングブロック
２Ｂ 下部ベアリングブロック
２０Ａ 上部ベアリングブロック
２０Ｂ 下部ベアリングブロック
２１ ベアリングブロック片
２２ ベアリングブロック取付台
２３ 球面
２４ 取付ブラケット
２５ 球面軸受
２６ 軸
２７ ベアリングブロック取付台
２８ 球面
２９ ゴム座
３０ ゴム座
３１ 昇降台側取付部
３２ ばね部材

Claims (3)

1. ベアリングレールに沿って昇降するように昇降台の左右両側に配設した上部及び下部ベアリングブロックのベアリングブロック取付台にそれぞれベアリングブロック片を固定し、かつ、ベアリングブロック取付台にて昇降台にかかる偏荷重を吸収できるように構成した昇降機構における直動ベアリングの支持構造において、前記上部ベアリングブロックのベアリングブロック取付台の基端側を、球面軸受とこれに貫通した軸を介して昇降台の取付ブラケットに揺動可能に支持するようにするとともに、前記下部ベアリングブロックのベアリングブロック取付台の背面側を、並列的に配設したゴム座、及び、昇降台が上部ベアリングブロックの前記軸を回転中心とするベアリングブロック片のベアリングブロック取付台から離間する方向の力を吸収するようにしたばね部材を介して、昇降台側取付部に固定するようにしたことを特徴とする昇降機構における直動ベアリングの支持構造。
2. 上部及び下部ベアリングブロックのベアリングブロック取付台の左右両側面の、昇降台の取付ブラケットとの接触面を球面に構成したことを特徴とする請求項１記載の昇降機構における直動ベアリングの支持構造。
3. 上部及び下部ベアリングブロックのベアリングブロック取付台の左右両側面と昇降台の取付ブラケットとをゴム座を介して固定したことを特徴とする請求項１記載の昇降機構における直動ベアリングの支持構造。

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