201208970 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種使用在堆高式起重機(stacker crane) 等而使物品升降的升降裝置。本申請案是對於2010年6 月30日提出申請的日本國發明專利申請案第2010-149278 號主張優先權,在此援用其内容。 【先前技術】 就堆高式起重機等所使用的升降裝置而言,已知有一 種在分開配置的一對支柱(mast)之間配置升降台,並使該 升降台懸吊在支柱而使其升降的裝置。該升降裝置是利用 鋼索或鏈條使升降台的兩端部支撐在兩側的支柱,並利用 電動機牵引鋼索或鏈條來使升降台上下升降。這種升降裝 置大多是在升降台的兩端部設有會在各支柱之側面轉動的 複數個引導滾輪,並藉由這些引導滾輪的引導功能來限制 升降台的振動。 並且,以往提案了 一種具備可吸收兩支柱分開距離之 參差不齊的功能的升降裝置(參照例如日本國發明專利第 2571013號公報、日本國發明專利第3982562號公報、以 及曰本國發明專利第4013991號公報)。該升降裝置是在升 降台的引導滾輪保持部與升降台的主體部之間設有容許兩 者的支柱間方向之滑動位移的滑動機構。藉此,即使兩支 柱的分開距離有些許的不均一,引導滾輪保持部仍可透過 滑動機構相對於主體部位移而實現升降台順暢的升降動 作。 3 323259 201208970 而這種升降裝置有時會搭載於堆高式起重機等,並且 在清淨室等用以進行物品的搬運。在這種用途中,會有伴 隨動作產生粉塵的問題,因此期盼一種在升降裝置的各部 分更不容易產生塵埃的構造。 對於這種需求,目前正在檢討於升降台的引導手段採 用發塵或振動噪音更少的直線運動導件。直線運動導件是 在支架(block)内收容有複數個滾輪或球等的轉動構件,這 些複數個轉動構件是恆常緊密地與導軌的複數個引導面接 觸。因此,直線運動導件是藉由導軌,使與該導執之延伸 方向正交的所有方向之位移受到限制,並且沿著導軌的延 伸方向順暢動作。 然而,直線運動導件可藉由導軌來限制與該導軌正交 的所有方向之位移。因此,在升降裝置的引導手段採用直 線運動導件的情況,當兩導執(兩支柱)的平行度或真直度 等有誤差時,因為這些誤差所產生的應力會集中在直線運 動導件及導軌。尤其,在兩導軌的平行度或真直度等有誤 差的狀態下使升降台進行升降動作時,升降台本身會因為 導軌側的彎曲或傾斜而產生彈性變形。問題是,該升降台 之彈性變形復原時產生的大反動將會劇烈作用在直線運動 導件及導軌。而且,大型的升降裝置不可能完全消除兩支 柱之平行度或真直度等的誤差,因此實際上要採用直線運 動導件是不容易的。 本發明是鑒於這種情況而研創者,其目的在於提供一 種可採用直線運動導件作為升降台的引導手段,且發塵及 4 323259 201208970 振動噪音少的升降裝置。 【發明内容】 為了解決上述課題而達成上述目的,本發明採用以下 的手段。本發明之升降裝置係具備··具有朝鉛直方向延伸 的導執的一對支柱;配置在前述一對支柱間而升降的升降 台,安裝在前述升降台,並且可轉動地卡合在前述各支柱 之對應的導執的引導手段;以及賦予前述升降台升降驅動 力的升降驅動手段。前述升降台具備:朝前述支柱間方向 延伸而將物品放置在上部的底座支架;以及配置在該底座 支架的前述支柱間之延伸方向之兩端部的一對側部支架, =各侧部支架的下端是轉動自如地連結於前述底座支架的 前述支㈣之延伸方向H前述各㈣手段是與複數 :轉動構件所對應的導執之複數㈣導面接觸,而限制盘 Γ=延伸方向正交的所有方向之位移的直線運動導 ^该直線運動導件是透過球面錄連結於前述各側部支 根據上述本發明之升降裝置,當 段接收驅動力時,與升降台的兩側降獎動手 :導件會沿著各支㈣導軌轉動二=各=運 因為兩側導執的平行度或真直度等的 ^降°此時, 生局部的彎曲或傾斜的情況,受 纟兩導軌間產 ,動導件相對於升降台之對應的匈位移的各直 承相對的搖擺。同時,升降 。支架會透過球面軸 侧部支架的連結角度得以自動°調整底座支架之兩側的 323259 5 201208970 根據上述本發明之升降裝置,卡合在各支柱之導軌的 直線運動導件是透過球面軸承連結於升料之對應的側部 支架升降α的各側部支架的下端與底座支架的端部是可 轉動地連結。亦即,即使兩導軌的姿勢或形狀因為兩側導 執的平行度或真直度等的誤差而產生變化,也會由於球面 軸承容許直線運動導件的搖擺,也容許側部支架與底座支 架的相對轉動。結果’可·Α的應力作用在直線運動導 件與導軌之間。 尤其,升降台中,側部支架的下端是轉動自如地連結 於底座支架的兩端部。即使在因為兩導執的平行度或真直 度等的誤差而在導軌財局部㈣曲或傾斜的狀況使升降 台升降時’侧部支架也會在底座支架的兩端部轉動,因此 可防止升降台本身產生彈性變形。因此,可預防升降台之 彈性變形的反麟產生的大的荷重劇烈作用在直線運動導 件及導軌。因此,可適當地採用直線運動導件作為升降台 的引導手段,且可藉由直線運動導件來抑制發塵及振動噪 音的產生。 在上述本發明之升降裝置中’前述各側部支架的下端 亦可透過球面軸承轉動自如地連結於前述底座支架的前述 支柱間之延伸方向的端部。 在該情況,藉由球面軸承,可容許側部支架之下端相 對於底座支架的三次元轉動。 在上述本發明之升降裝置中,前述各側部支架的下端 亦可透過支軸插銷轉動自如地連結於前述底座支架的前述 323259 6 201208970 支柱間之延伸方向的端部。 在該情況,藉由支軸插銷,可容許侧部支架之下端相 對於底座支架的二次元轉動。 在上述本發明之升降裝置中,連結前述一方支枉側的 直線運動導件與前述側部支架的前述球面軸承亦可具備容 許前述升降台與前述一方支柱的支柱間方向之相對位移的 滑動機構。 在該情況,當直線運動導件沿著各支柱的導軌升降 時,即使兩導轨的支柱間方向之距離改變,導軌間之距離 的變動也會由滑動機構吸收。而且,支柱間方向之升降台 的位置會以具有滑動機構的直線運動導件及相反側的支柱 為基準而維持一定。 在上述本發明之升降裝置令,亦可在前述各側部支架 之上下分開的兩個部位分別透過前述球面軸承設有前述直 線運動導件。 在該情況,升降台的各側部支架可透過上下的直線運 動導件追隨導軌,且可自動地調整各侧部支架與底座支架 的連結角度。 【實施方式】 以下,根據圖式來說明本發明之一實施形態。本實施 形態是將本發明的升降裝置應用在堆高式起重機s c。堆高 式起重機SC是使用在例如無塵室(Clean Room),並且在鋪 設於地面上的軌道上行走。以下的說明是以沿著堆高式起 重機SC之軌道的移動方向為X軸方向,以與水平方向之 7 323259 201208970 X轴方向正交的方向為γ軸方向’以與χ·γ面正交的鉛直 方向為Ζ軸方向來做說明。 第1圖是堆高式起重機SC的立體圖,第2圖、第3 圖是堆高式起重機SC的剖面圖。如這些圖所示,堆高式 起重機SC具備沿著ζ轴方向延伸的一對方柱狀支柱 20Α、20Β,各支柱20Α、20Β的下端部是安裝在矩形框狀 的底部框架10,各支柱20Α、20Β的上端部彼此是藉由沿 著X方向延伸的上部框架30而連結。在底部框架1〇設有 旋轉自如地支撐軌道行走用之車輪的車輪安裝部在朝 X軸方向分開的支柱20Α、20Β之間配置有升降自如的升 降台40(cage)’在升降台40上設置有移载裝置1〇〇(例如又 架(fork)裝置)。 在各支柱20A、20B的下端各设有一組驅動鏈輪2i(升 降驅動手段)’在各支柱20A、20B的上端各設有一組從動 鏈輪22(升降驅動手段)。在對應於各支柱2〇A、2〇B之上 下方向的驅動鍵輪21及從動鍵輪22懸掛有用來支承升降 台40的鏈條23(升降驅動手段)。並且,在各支柱2〇a、2〇b 的下端設有與減速機25(參照第3圖)一體化的電動機 24(升降驅動手段),在減速機25的輸出側分別連接有兩個 (一組)驅動鏈輪21。此外,本實施形態是由設置在各支柱 20A、20B的電動機24、驅動鏈輪21、從動鏈輪22及鏈 條23等構成可賦予升降台40(cage)升降驅動力的升降驅動 手段。又’本實施形態中,設置在各支柱20A、20B的兩 個電動機24可由未圖示的控制器控制以同步動作。 8 323259 201208970 又,在兩支柱20A、20B之彼此相對向的側面固定設 置有朝Z軸方向(錯直方向)延伸的導軌26A、26B。在這些 各導軌26A、26B可供配置在後述升降台40侧的引導手段 卡合。 第4圖是顯示升降台40及導軌26A、26B的立體圖, 第5圖、第6圖是升降台40與各導執26A、26B之卡合部 的剖面圖’第7圖是升降台40之一部分的剖面圖。升降台 40具備:可將移載裝置1〇〇設定在上部的底座支架27;以 及與底座支架27之X軸方向之兩端部連結的一對側部支 架 28A、28B。 底座支架27具備朝乂袖方向延伸的^ —對剖面I字狀 的主框架27a ’在這些主框架27a的上部固定設置有移載 裝置100。因此,一對主框架27a是形成剛性的一體支架。 此外’一對主框架27a亦可藉由交叉框架而非移載裝置1〇〇 來互相結合使強度提升。又,在主框架27a之X軸方向的 各端部設有與側部支架28A、28B的連結部。 侧部支条28A、28B是將矩形剖面的框材組裝成大致 二角形狀而構成。這些侧部支架28Α、28β是使大致三角 形狀的一邊(以下稱為「下邊31」)水平地延伸,並且使該 邊的對角部分形成頂部邊(以下稱為「頂部邊32」的方式 連結於底座支架27。在各侧部支架28A、28B之下邊η 的兩端部設有朝下枝伸的絲33,支承在該各托架^ 的轴部34是透過後料_承35轉動自如地連結於 支架27的主框架27a之各端部。 ' — 323259 9 201208970 在各側部支架28A、28B的下邊31及頂部邊32分別 設有朝向與各導軌26A、26B相對向之方向突出的支軸插 銷41。在該各支轴插銷41透過球面轴承43(參照第5圖.、 第6圖)連結有直線運動導件42(引導手段)支承在各支軸 插銷41的球面軸承43除了配置在支检2〇B侧的下邊3 j 的軸承之外,其餘球面軸承43皆具備同樣的構造。配置在 支柱20B側之下邊31的球面軸承43是附上43S的符號以 便與其他球面軸承43區別。 如第5圖、第6圖所示,在各導軌26A、26B設有一 對沿著Z軸方向的引導凹槽45,在各引導凹槽45内設有 一對具有彼此交又之傾斜角度的引導面46a、46b。相對於 此,各直線運動導件42是在大致方形的支架48内設有可 循環移動的複數個滾輪(未圖示),並且使該支架48卡合在 對應的導軌26A、26B的外面。支架48内的複數個滾輪是 可轉動地抵接在導轨26A、26B之傾斜角度不同的各引導 面46a、46b。直線運動導件42是藉由導軌26A、26B來 限制與Z轴方向正交的所有方向之位移,並且朝向沿著導 執26A、26B的方向(Z軸方向)順暢動作。 又,如第5圖所示,在球面軸承43是在以螺栓結合於 直線運動導件42之支架48的外殼5〇設有圓筒狀的保持部 51,在該保持部51内安裝有具有凹陷成球面狀之内周面的 外輪52。藉此,球面套筒53得以滑動自如地保持在外輪 52的内周面。球面套筒53是固定在支軸插銷41的外面。 然而,如第6圖所示,配置於支柱2〇B側之下邊31的球 10 323259 201208970 *轴承43S疋在球面套筒53的内周面安裝有大致圓筒狀 • 2滑動套筒54。藉此,滑動套筒54可在支軸插銷41上朝 ^向滑動。本實施形態中’該滑動套筒54及支轴插銷 41是容許升降台40(侧部支架28B)與支柱綱之χ轴方向 之相對位移的滑動機構。 則述升降台40的主框架27a與侧部支架28Α、28Β之 連結部所採用的球面軸承35是與安裝在直線運動導件42 的衣面軸承43大致相同的構造。第7圖是將主框架27& 一側邛支架28A之連結部放大後所示的剖面圖。如該圖面 所示,在延伸设於側部支架28A(參照第3圖)的托架33安 裝有轴。卩34,在該軸部34的外面安裝有球面套筒57。在 主忙架27a(參照第3圖)的端部設有朝上方延伸的突緣部 58在该突緣部58透過定位環(retainer)6〇安裝有具有球 面狀之内周面的外輪59。在外輪59的内周面有軸部34上 的球面套筒57滑動自如地保持。 又,如第1圖及第2圖所示,懸掛在各支柱2〇A、2〇b 之驅動鏈輪21與從動鏈輪22的鏈條23的兩端部是分別連 結在與各側部支架28A、28B之上端部及下端部連接的直 線運動導件42。 第8A圖是上述升降台40的示意性立體圖,第8b圖 疋升降台40升降時之動作的示意性侧面圖。以下,參照這 些圖面針對升降台4〇的升降動作加以說明。例如,要使位 於最下降位置的升降台40上升時是驅動兩支柱2〇A、2〇B 之下端的電動機24朝一方向旋轉,並藉由鏈條23將連接 323259 11 201208970 於兩侧部支架28A、28B之上端部的直線運動導件42朝上 方拉起。藉此,升降台40就會因為直線運動導件42沿著 兩導軌26A、26B受到引導而上升至預定的高度。 又’要使升降台40下降時是驅動電動機24逆向旋轉。 藉此,升降台40就會因為直線運動導件42沿著兩導軌 26A、26B受到引導而下降至預定的高度。 此時’升降台40之X軸方向中兩側的各直線運動導 件42之與導軌26A、26B之延伸方向正交的所有方向之位 移會受到限制而沿著導軌26A、26B位移。然而,兩導軌 26A、26B之平行度或真直度等有誤差的情況,藉由介設 存在於各直線運動導件42與升降台40(側部支架28A、28B) 之間的球面轴承43、43S,各直線運動導件42與升降台 40之間會適當彎曲,並容許各直線運動導件们相對於升 降台40的相對搖擺。再者,在升降台4〇側,侧部支架28A、 28B相對於底座支架27的連結角度可依兩導執
26A、26B 的姿勢或形狀的變化而藉由球面軸承35自動調整。此外, 分開配置在X轴方向之隨著兩導軌26A、26B的分開距離 之變動所產生的直線運動導件42的相對移動 ,可藉由球面 轴承43S内之滑動套筒54之相對於支軸插銷41的軸方向 之滑動而得到容許。 如以上所述,在該堆高式起重機SC中,卡合在各導 軌26A、MB的直線運動導件42是透過球面轴承43、桃 連、、。於升降口 40之對應的側部支架“A、。再者,各 側4支架28A、28B的下端與底座支架的端部是透過球 12 323259 201208970 面軸承35可轉動地連結。因此,即使因為兩導執26A、26B 之平行度或真直度等的誤差而在兩導執26A、26B產生彎 曲或傾斜等的姿勢變化或形狀變化,也可實現藉由球面軸 承43、43S而容許直線運動導件42的搖擺,以及在侧部 支架28A、28B的下端之與底座支架27的轉動。藉此,可 預防大的應力作用在直線運動導件42與導轨26A、26B之 間。 又,在該堆高式起重機SC中,在升降台42之下端的 球面軸承43S内設有滑動套筒54(滑動機構)。因此,在兩 導軌26A、26B之分開距離有變動的情況,滑動機構會吸 收該距離的變動,且可防止不必要的應力作用在直線運動 導件42。 而且,在該堆高式起重機SC中,整體升降台40並非 剛性的一體支架。該升降台40是由可供移載裝置1〇〇放置 的底座支架27、以及透過鏈條23可藉由電動機24驅動升 降的兩側的侧部支架28A、28B的不同構件所構成,各側 部支架28A、28B的下端與底座支架27的端部是透過球面 軸承35而連結。因此,由於兩導軌26A、26B之平行度或 真直度等的誤差,以致在導轨26A、26B間有局部的彎曲 或傾斜的狀況下使升降台4〇進行升降動作的情況,也可預 防不必要的應力作用在升降台4〇。 參照第9圖來說明具體例。第9圖是兩側的導軌26A、 26B是以在上下方向的中央區域最為分開的形態彎曲成汰 狀(彎曲)時之’升降台40及直線運動導件42之動作的示 323259 13 201208970 意圖。如該圖面中的實線所示,升降台40位在比導執 26A、26B的中央區域為下方的情況,連接於側部支架 28A、28B之上部的直線運動導件42會隨著導軌26A、26B 的向外撓曲而朝外側方向位移。結果,各側部支架28A、 28B就會相對於底座支架27以球面轴承35為中心向外傾 斜。又,如該圖面中的假想線所示,升降台40位在比導軌 26A、26B的中央區域為上方的情況,連接於侧部支架 28A、28B之上部的直線運動導件42會隨著導執26a、26b 的向内撓曲而朝内侧方向位移。結果,各侧部支架28A、 28B就會相對於底座支架27以球面轴承35為中心向内傾 斜。因此’升降台40沿著導軌26A、26B升降的情況,侧 部支架28A、28B會柔軟地傾動以吸收導執26A、26B的 繞曲成分’因此在升降台40的各部不會產生不必要的應 力。亦即’該堆高式起重機SC並不會隨著升降台40的升 降動作而在升降台40產生由於應力導致的彈性變形,因此 可預防由於彈性變形之反動所產生的大的荷重劇烈作用在 直線運動導件42及導軌26A、26B。此外,本實施形態的 情況’當側部支架28A、28B在升降台40之升降動作時隨 著導執26A、26B的彎曲或傾斜而傾動時,連接於升降台 40之下端部的球面轴承43的滑動套筒54(滑動機構)會自 動調整兩侧部支架-28A、28B的分開寬度。該功能也有助 於獲得順暢的升降台4〇之升降動作。 因此’根據該堆高式起重機SC,可抑制不必要的應力 作用在直線運動導件42。因此,可採用發塵或振動噪音少 323259 14 201208970 ' 的直線運動導件42而不會導致壽命降低等的不良結果。 : 又’在該堆高式起重機SC是僅於升降台40之X軸方 向的一端侧的球面軸承43S設有滑動機構(滑動套筒54)。 因此,可使升降台40上之移載裝置100的位置恆常地與沒 有滑動機構之側的支柱20A(導軌26A)維持在一定的靼 離。亦即,可怪常正確地管理升降台4〇上所設置的移載教 置100的位置。 、 而且,在該堆高式起重機sc中,升降台4〇之側部支 架28A、28B的上端部及下端部是分別透過直線運動導件 42卡合在對應的導執26A、26B。因此,可使兩側的侧部 支架28A、28B恆常靈活地追隨導執26A、26B,且可將升 降台40的底座支架27穩定地保持在導軌26A、26B。 又,在該堆高式.起重機sc的情況,升降台4〇與各直 線運動導件42之間是藉由球面軸承43、43S可彎曲地連 結。因此’在堆〶式起重機sc之移動開始時及移動停止 時、以及移载裝£ 100之動作時等,可容易並且正確地算 出會作用在直線運動導件42的負荷。這是因為堆高式起重 機SC之移動開始時及移動停止時所產生的乂轴方向的荷 重、以及移載裝i 100之動作時產生的¥轴方向的荷重並 不會伴隨力矩而作用在球面轴承43、43S部分。因此,可 適當設定直線運動導件42及導軌2从、細的強度等。 此外,本發明並不限定於上述實施形態,而可在不脫 離其主旨的範圍進行各種致計變更。例如,上述實施形態 是將本發明之升降裝置應用於在行走執道上移動的堆高式 323259 15 201208970 起重機sc,但是升降裝置亦可固定設置在地板上。又,上 述實施形態是在底座支架27之X軸方向的兩端部透過球 面軸承35連結有側部支架28A、28B的下端,但是該連結 部並不一定要球面軸承35。例如,亦可藉由沿著Y軸方向 的支軸插銷來連結底座支架27與側部支架28A、28B。 【圖式簡單說明】 第1圖是採用本發明之一實施形態的升降裝置的堆高 式起重機的立體圖。 第2圖是採用本發明之一實施形態的升降裝置的堆高 式起重機之沿著第1圖的A-A剖面的剖面圖。 第3圖是採用本發明之一實施形態的升降裝置的堆高 式起重機之沿著第2圖的B-B剖面的剖面圖。 第4圖是採用本發明之一實施形態的升降裝置的堆高 式起重機的升降台(cage)的立體圖。 第5圖是採用本發明之一實施形態的升降裝置的堆高 式起重機之沿著第2圖的C-C剖面的放大剖面圖。 第6圖是採用本發明之一實施形態的升降裝置的堆高 式起重機之沿著第2圖的D-D剖面的放大剖面圖。 第7圖是採用本發明之一實施形態的升降裝置的堆高 式起重機之第3圖的E部的放大圖。 第8A圖是採用本發明之一實施形態的升降裝置的堆 高式起重機的升降台(cage)的示意性立體圖。 第8B圖是採用本發明之一實施形態的升降裝置的堆 高式起重機的升降台(cage)的示意性側面圖。 16 323259 201208970 第9圖是採用本發明之一實施形態的升降裝置的堆高 式起重機的示意性側面圖。 【主要元件符號說明】 10 底部框架 11 車輪安裝部 20A,20B 支柱 21 驅動鍵輪 22 從動鏈輪 23 鏈條 24 電動機 25 減速機 26A,26B 導軌 27 底座支架 27a 主框架 28Α,28Β 側部支架 30 上部框架 31 下邊 32 頂部邊 33 托架 34 軸部 35 球面轴承 40 升降台 41 支軸插銷 42 直線運動導件 17 323259 201208970 43 球面轴承 43S 球面軸承 45 引導凹槽 46a,46b 引導面 48 支架 50 外殼 51 保持部 52 外輪 53 球面套筒 54 滑動套筒 - 57 球面套筒 58 突緣部 59 外輪 60 定位環 100 移載裝置 SC 堆高式起重機 18 323259