JP7768417B2 - 天井搬送車 - Google Patents

天井搬送車

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Description

本開示の一側面は、天井搬送車に関する。
軌道に沿って走行する走行台車と、走行台車に連結されると共に、軌道よりも下方に配置される本体部と、を備える天井搬送車が知られている。このような天井搬送車には、走行時に障害となる障害物を検知する障害物センサが設けられている。例えば、特許文献1に記載の天井搬送車は、走行台車の下方に接続されると共に、走行台車に対して旋回可能な移載装置が設けられている。障害物センサは、走行台車から下方に延在する支持部材の下端に取り付けられており、この支持部材は、移載装置の周囲の一部に配置される。
特許第7040637号公報
しかしながら、上記従来の天井搬送車は、移載装置の周囲の一部に支持部材が設けられているので、移載装置が走行台車に対して旋回可能に設けられていたとしても、支持部材が配置されている方向には物品を送り出すこと(水平移動)ができず、移載することができる移載位置に制限があった。
そこで、本開示の一側面の目的は、移載装置による物品の移載位置の自由度を高めることができる、天井搬送車を提供することにある。
本開示の一側面に係る天井搬送車は、軌道を走行する走行台車と、走行台車に対して旋回可能に設けられる本体部と、本体部に設けられ、物品を水平方向に送り出し可能に設けられた移載装置と、本体部において移載装置が物品を送り出す方向と重ならないように設けられ、走行台車の走行方向における前方に位置する障害物を検出する障害物センサと、を備える。
この構成の天井搬送車では、本体部が走行台車に対して旋回するときは障害物センサと移載装置とが一体的に旋回し、障害物センサの位置が、移載装置が物品を送り出す方向と重なることはない。これにより、移載装置から物品が送り出される方向に障害物センサを走行台車に取り付けるための支持部材が存在するようなことがなくなる。この結果、移載装置は、どの方向にでも物品を送り出すことが可能となり、移載装置による物品の移載位置の自由度を高めることができる。
本開示の一側面に係る天井搬送車では、走行台車は、第1方向に延在する複数の第1レールと、第1方向と直交する第2方向に延在する複数の第2レールと、が格子状に配置された軌道において、第2方向に隣り合う一対の第1レールを走行することにより第1方向に移動し、第1方向に隣り合う一対の第2レールを走行することにより第2方向に移動してもよい。この構成では、走行台車による走行方向の自由度を高めつつ、移載装置による物品の移載位置の自由度も高めることができる。
本開示の一側面に係る天井搬送車では、走行台車が走行を開始するときに、障害物センサの検出エリアが走行台車の走行方向の前方を向くように本体部を旋回させる制御部を更に備えてもよい。この構成では、障害物センサを本体部のどの位置に設けた場合であっても、天井搬送車が走行する際に、走行方向における前方に位置する障害物を検出することができる。
本開示の一側面に係る天井搬送車の障害物センサは、本体部の所定方向における一方側にある障害物を検出可能に配置された第1センサと、所定方向における他方側にある障害物を検出可能に配置された第2センサと、を含んで構成され、制御部は、走行台車が走行を開始するときの走行方向に応じて、第1センサ及び第2センサの一方の検出エリアを走行台車の走行方向の前方に向けるように本体部を旋回させると共に、第1センサ及び第2センサの他方における障害物の検出を不能にしてもよい。本体部に二つの障害物センサが設けられる本構成では、本体部に障害物センサが一つだけ設けられている場合に比べて、障害物センサの検出エリアが走行台車の走行方向の前方を向くように本体部を旋回させる時間を短くできる。
本開示の一側面に係る天井搬送車では、制御部は、次の移載箇所において物品を走行方向に直交する方向の何れに移載させるかという情報に基づいて、第1センサ及び第2センサの何れの検出エリアを走行台車の走行方向の前方に向けるかを決定してもよい。この構成では、次の移載箇所に到着した後の移載のための旋回に要する時間を短くすることができる。
本開示の一側面によれば、移載装置による物品の移載位置の自由度を高めることができる。
図1は、実施形態に係る搬送車システムの一例を示す斜視図である。 図2は、図1中のレール組立体を構成する4つのレールユニットとそれらを連結する連結部材とを示す分解斜視図である。 図3は、図1中の天井搬送車をX方向から見た側面図である。 図4は、図1中の天井搬送車を斜め上方から見た斜視図である。 図5は、レール組立体のうちのレール部分のみを示す斜視図である。 図6は、複数のレールユニット同士の連結部を示す断面図である。 図7は、図1中の天井搬送車を斜め下方から見た斜視図である。 図8は、図1中の天井搬送車をY方向から見た側面図である。 図9は、実施形態に係る天井搬送車システムの機能構成を示すブロック図である。
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図面においては、説明の便宜上、実施形態に係る各構成が縮尺を適宜に変更して表現される。いくつかの図面にはXYZ直交座標系が併記される。以下の説明では、説明の容易のためにこの座標系が参照される。以下、水平面に沿った一方向をX方向(第1方向)とし、X方向に直交し且つ水平面に沿った方向をY方向(第2方向)とし、鉛直方向をZ方向として説明する。
図1に示されるように、実施形態に係る天井搬送車システム1は、例えば半導体製造工場のクリーンルームにおいて、物品Mを天井搬送車2により搬送するためのグリッドシステム(搬送システム又は有軌道台車システム)である。天井搬送車システム1は、例えば複数の天井搬送車2(以下、「搬送車2」と総称する)と、複数の搬送車2を制御するシステムコントローラ5と、複数の搬送車2が走行する軌道Rと、を備える。搬送車2は、天井搬送車システム1の軌道Rに沿って移動する。搬送車2は、軌道Rに沿って走行し、半導体ウエハを収容するFOUP(Front Opening Unified Pod)、或いはレチクルを収容するレチクルPod等の物品Mを搬送する。搬送車2は、台車、搬送車、搬送台車、又は走行台車等と称されてもよい。複数の搬送車2により、物品Mの高密度な搬送が可能となり、物品Mの搬送効率が向上する。なお、天井搬送車システム1が1つの搬送車2のみを備えてもよい。
軌道Rは、クリーンルーム等の建屋の天井又は天井付近に設けられている。軌道Rは、例えば、処理装置、ストッカ(自動倉庫)等に隣接して設けられる。処理装置は、例えば、露光装置、コータディベロッパ、成膜装置、エッチング装置等であり、搬送車2が搬送する物品M内の半導体ウエハに各種処理を施す。ストッカは、搬送車2が搬送する物品Mを保管する。
軌道Rは、平面視で格子状に配置されている(図5も参照)。軌道Rは、水平方向に沿って延びる。本実施形態では、軌道Rは、第1レールR1、第2レールR2及び交差部レールR3を備えた複数のレールユニット100がX方向及びY方向に並んで設けられることによって構築される。天井搬送車システム1は、X方向及びY方向に並んで設けられた複数のレールユニット100と、複数のレールユニット100を互いに連結する複数の連結部材140とを備える。複数のレールユニット100と複数の連結部材140とによって、レール組立体200が形成される。レール組立体200は、連結部材140によってレールユニット100同士が連結される部分において、複数の吊り下げ部材Hによって不図示の天井等に吊り下げられる。
図2は、図1中のレール組立体200を構成する4つのレールユニット100と、それらを連結する連結部材140とを示す分解斜視図である。各レールユニット100は、直方体状(枠状)の部材であり、同一の構成を有する。各レールユニット100は、X方向に沿って配置された2つの第1レール部材110と、Y方向に沿って配置された2つの第2レール部材120と、第1レール部材110及び第2レール部材120の延長線上(すなわち格子の交点の位置)に隙間が形成されるように配置された4つの交差部レール部材130とを含む。レールユニット100を平面視した場合に、平行な2つの第1レール部材110と平行な2つの第2レール部材120とが正方形状に配置されており、その正方形の頂点の位置に4つの交差部レール部材130が配置される。
各レールユニット100は、例えば金属製であり、第1レール部材110、第2レール部材120、及び交差部レール部材130の各部が成形された後に一体化されたユニットである。各第1レール部材110は、レールユニット100の上端位置に配置されてX方向に延びる第1ビーム部111と、レールユニット100の下端位置に配置されてX方向に延びる第1レール(走行レール)R1と、第1ビーム部111及び第1レールR1の間に配置されると共に第1ビーム部111及び第1レールR1に接合された第1支持壁113とを含む。各第2レール部材120は、レールユニット100の上端位置に配置されてY方向に延びる第2ビーム部121と、レールユニット100の下端位置に配置されてY方向に延びる第2レール(走行レール)R2と、第2ビーム部121及び第2レールR2の間に配置されると共に第2ビーム部121及び第2レールR2に接合された第2支持壁123とを含む。複数の第1ビーム部111と複数の第2ビーム部121とによって、レール組立体200の上端位置においてXY平面に沿って延びる格子状の構造体が形成されている。第1支持壁113は、XZ平面に沿って延びる。第2支持壁123は、YZ平面に沿って延びる。
交差部レール部材130は、第1ビーム部111及び第2ビーム部121が直角に接合された位置においてZ方向(鉛直方向)に沿って延びる交差部支持柱133と、交差部支持柱133の下端に設けられた交差部レールR3とを含む。
図1及び図5に示されるように、複数の第1レールR1は、それぞれX方向に沿って延在する。複数の第2レールR2は、それぞれY方向に沿って延在する。軌道Rは、複数の第1レールR1と複数の第2レールR2とにより、平面視において格子状に形成されている。軌道Rは、複数の第1レールR1と複数の第2レールR2とにより複数のマス目を形成する。交差部レールR3は、第1レールR1と第2レールR2との交差点に対応する部分に配置される。交差部レールR3は、第1レールR1に対してX方向に間隔をあけて隣り合っている。交差部レールR3は、第2レールR2に対してY方向に間隔をあけて隣り合っている。交差部レールR3は、搬送車2が第1レールR1に沿って走行する際と、搬送車2が第2レールR2に沿って走行する際と、搬送車2が第1レールR1から第2レールR2へと又は第2レールR2から第1レールR1へと走行する際と、の何れの際にも用いられる。
各レールユニット100は、その内側において1つのマス目に対応する正方形状の(又は長方形状の)軌道Rを形成する。複数のレールユニット100がX方向及びY方向に並べられることにより、複数の第1レールR1がX方向に連なって延在し、複数の第2レールR2がY方向に連なって延在する。X方向線上において、1つの第1レールR1と別の1つの第1レールR1との間に、間隔をあけて2つの交差部レールR3が配置される。Y方向線上において、1つの第2レールR2と別の1つの第2レールR2との間に、間隔をあけて2つの交差部レールR3が配置される。軌道Rについて別の観点で説明する。X方向に並ぶ2つのマス目及びY方向に並ぶ2つのマス目からなる4つのマス目に着目した場合、Y方向に隣り合う2つの第1レールR1と、Y方向に隣り合う別の2つの第1レールR1との間に、X方向及びY方向に隣り合う4つの交差部レールR3が(第1レールR1に対して)間隔をあけて配置されている。またX方向に隣り合う2つの第2レールR2と、X方向に隣り合う別の2つの第2レールR2との間に、上記と同じ4つの交差部レールR3が(第2レールR2に対して)間隔をあけて配置されている。
レール組立体200では、複数の第1レールR1、複数の第2レールR2、及び複数の交差部レールR3が相互に所定の間隔をあけて配置され、これによって軌道Rが構築されている。各第1レールR1と各交差部レールR3との間には、上記間隔に相当する隙間Gが形成されている。各第2レールR2と各交差部レールR3との間には、上記間隔に相当する隙間Gが形成されている。軌道Rにおける隙間Gは、一定の大きさを有する。各第1レールR1は、上面において平坦かつ水平な第1走行面R1aを含み、搬送車2の走行車輪31が第1走行面R1a上をX方向(第1走行方向D1)に走行する。各第2レールR2は、上面において平坦かつ水平な第2走行面R2aを含み、搬送車2の走行車輪31が第2走行面R2a上をY方向(第2走行方向D2)に走行する。交差部レールR3は、上面において平坦かつ水平な交差部走行面R3aを含む。軌道Rの全体にわたって、第1走行面R1a、第2走行面R2a、及び交差部走行面R3aの高さは等しい。第1走行面R1a、第2走行面R2a、及び交差部走行面R3aは、同一又はほぼ同一の水平面上に配置される。
例えば、上記した4つの交差部レールR3の間には、隙間Gのような大きさの隙間は形成されていない。搬送車2が複数のレールユニット100を直線的に通過する際に、搬送車2の走行車輪31が交差部走行面R3a上を走行する。その際、上記した4つの交差部レールR3の何れか2つの上を走行車輪31が通過する。或いは、搬送車2がレールユニット100間において走行方向を変更する際(走行方向を90度変更する、すなわち転舵する際)に、搬送車2の走行車輪31が交差部走行面R3a上を(向きを変えながら)通過する。
以上のとおり、レール組立体200では、第1レール部材110、第2レール部材120、及び交差部レール部材130によって格子状の軌道Rが構成されている。天井搬送車システム1における格子状に構成された軌道Rのレイアウトは、複数のレールユニット100を任意の配列(レールユニット100の追加又は削除を含む)とすることにより、適宜に調整又は変更され得る。
図2及び図6を参照して、連結部材140によるレールユニット100の連結構造について説明する。図2及び図6に示されるように、各連結部材140は、上連結部材141と下連結部材142とを含む。水平に延在する板状又は枠状の上連結部材141には、複数の(典型的には4つの)レールユニット100の四隅のいずれか1つの上面が取り付けられる。上連結部材141は、各レールユニット100における第1ビーム部111と第2ビーム部121の交点付近に当接する。水平に延在する板状又は枠状の下連結部材142は、複数の(典型的には4つの)レールユニット100の四隅のいずれか1つの下面を支持する。下連結部材142は、各レールユニット100における交差部レールR3に当接する。
鉛直方向に延びる棒状の吊り下げ部材Hが、上連結部材141及び下連結部材142を貫通している。不図示の締結部材等によって上連結部材141及び/又は下連結部材142がレールユニット100に固定されており、それによってレールユニット100同士が連結されている。なお、レールユニット100の間にはZ方向に延びる空間100eが形成されており、X方向及びY方向に隣り合う4つの交差部レールR3の間(平面視における中央部分)にはZ方向に延びる空間R3eが形成されている。空間100e及び空間R3eに吊り下げ部材Hが挿通され、吊り下げ部材Hに対して上連結部材141及び/又は下連結部材142が固定されている。
天井搬送車システム1は、通信システム(図示せず)を備える。通信システムは、搬送車2及びシステムコントローラ5の通信に用いられる。搬送車2及びシステムコントローラ5は、それぞれ通信システムを介して通信可能に接続される。
続いて、図1、図3及び図4を参照して、搬送車2の構成について説明する。図1及び図3に示されるように、搬送車2は、軌道Rに沿って走行可能に設けられている。搬送車2は、軌道R上を走行する走行台車20と、走行台車20の下部に取り付けられ、走行台車20に対して旋回自在な本体部10とを有する。走行台車20は、軌道Rの下方に配置された例えば矩形状の台車ユニット50と、平面視における台車ユニット50の四隅の位置に設けられ、台車ユニット50から上方に突出して設けられた走行部30と、走行部30における4つの走行車輪31のそれぞれを台車ユニット50に対して旋回させる4つの車輪旋回機構40とを含む。台車ユニット50の内部には、台車コントローラ(制御部)8が設けられている。
本体部10は、軌道Rの下方に配置される。図3及び図4に示されるように、本体部10は、例えば円筒状に形成された本体フレーム12を有する。本体フレーム12は、円盤状の天板部12aと、天板部12aの周縁部から垂下する円筒フレーム12bとを含み、下面が開放された形状を有する。本体部10は、平面視で軌道Rにおける1つのマス目(図1参照)に収まる寸法に形成される。搬送車2は、隣り合う第1レールR1又は第2レールR2を走行する他の搬送車2とすれ違うことが可能である。本体部10は、本体フレーム12の内部に配置された移載装置18を備える。移載装置18は、例えば平面視で矩形状である。円筒フレーム12bは、周方向の一部において開放されている。開放部(切欠き)が形成される範囲は、移載装置18の通過を許容できる程度に十分大きい。移載装置18は、水平に移動する際、円筒フレーム12bの開放部を通過する。
本体部10は、台車ユニット50の下部に取り付けられ、台車ユニット50に対してZ方向の回転軸線L10周りに旋回自在である。台車ユニット50の四隅の位置に設けられた走行車輪31が、軌道R上(第1走行面R1a上、第2走行面R2a、又は交差部走行面R3a上)に載っている。台車ユニット50は、4つの走行車輪31及び4つの車輪旋回機構40を介して、軌道Rに吊り下げられている。4つの走行車輪31により、台車ユニット50及び本体部10を安定して吊り下げることができ、且つ、本体部10を安定して走行させることができる。すなわち、搬送車2は、軌道Rに沿って走行する走行車輪31に吊り下げ支持されて、軌道Rの下方で移動する。
移載装置18は、本体部10に対して水平方向に移動してロードポート(載置台)との間で物品Mを移載する。移載装置18は、本体フレーム12の天板部12aの下方に設けられている。移載装置18を含む本体部10は、天板部12aに設けられた不図示の電動モータ等の回転駆動部によって回転軸線L10周りに回転可能である。移載装置18は、軌道Rの下側で物品Mを保持する物品保持部13と、物品保持部13を鉛直方向に昇降させる昇降駆動部14と、昇降駆動部14を水平方向にスライド移動させるスライド機構11と、を有する。スライド機構11は天板部12aの下面に保持される。スライド機構11と昇降駆動部14の間には、スライド機構11に対して昇降駆動部14を回転軸線L14周りに回転駆動する第1回転駆動部16が設けられている。第1回転駆動部16はスライド機構11の下方に設けられ、昇降駆動部14は第1回転駆動部16の下方に設けられる。物品保持部13は、複数本の吊り下げ部材13bを介して昇降駆動部14の下方に設けられる。ロードポートは、搬送車2の移載先又は移載元であって、搬送車2との間で物品Mの受け渡しをする地点である。
物品保持部13は、物品Mのフランジ部Maを把持することにより、物品Mを吊り下げて保持する。物品保持部13は、例えば、水平方向に移動可能な爪部13aを有するチャックである。物品保持部13は、爪部13aを物品Mのフランジ部Maの下方に進入させ、物品保持部13を上昇させることで、物品Mを保持する。物品保持部13は、ワイヤあるいはベルト等の吊り下げ部材13bに接続されている。
昇降駆動部14は、例えばホイストであり、吊り下げ部材13bを繰り出すことにより物品保持部13を下降させ、吊り下げ部材13bを巻き取ることにより物品保持部13を上昇させる。昇降駆動部14は、台車コントローラ8によって制御され、所定の速度で物品保持部13を下降あるいは上昇させる。また、昇降駆動部14は、台車コントローラ8によって制御され、物品保持部13を目標の高さに保持する。
スライド機構11は、例えばZ方向に重ねて配置された複数の可動板を有する。本体部10を旋回させることよって、スライド機構11は、水平面内における任意の方向に、最下層の可動板に取り付けられた第1回転駆動部16、昇降駆動部14及び物品保持部13を移動させる。台車ユニット50に対する本体部10の旋回角度により、スライド機構11における可動板の移動方向が決まる。本体部10では、可動板の移動方向と、円筒フレーム12bの開放部の位置とが一致するよう、移載装置18と本体フレーム12の方位が設定されている。
第1回転駆動部16は、例えば電動モータ等を含み、鉛直方向に延びる回転軸線L14周りに所定の角度範囲で昇降駆動部14(及び物品保持部13)を回転させる。第1回転駆動部16によって回転可能な角度は、例えば180度以下の任意の角度であるが、上限は180度に限られない。第1回転駆動部16により、横出しされた物品保持部13(又は物品保持部13が保持する物品M)を所望の向きに向けることができる。スライド機構11及び第1回転駆動部16は、台車コントローラ8によって制御される。なお、スライド機構11の可動板が移動せず収納された状態(図3において実線で示される状態)でも、第1回転駆動部16による昇降駆動部14の回転は可能である。その場合、例えば、昇降駆動部14の回転軸線L14は本体部10の回転軸線L10に一致する。
台車ユニット50は、下端において、円筒状の支持部材(円筒部材)52を有する。支持部材52の下面側に、本体フレーム12の天板部12aが回転可能に取り付けられている。例えば、天板部12aに、電動モータ等の第2回転駆動部52Aが設けられている。第2回転駆動部52Aの駆動力が支持部材52に伝達されることで、本体フレーム12が、台車ユニット50に対して鉛直方向に延びる回転軸線L10周りに回転する。本体フレーム12が回転可能な角度は、例えば360度以上540度以下の任意の角度であるが、上限は540度に限られないし、下限は360度に限られない。スライド機構11が天板部12aの下面側に取り付けられており、天板部12aがスライド機構11を支持している。本体フレーム12及び移載装置18は一体化されており、本体フレーム12と移載装置18は一緒に回転する。搬送車2は、移載装置18を用いることにより、ロードポートに対して物品Mの受け渡しをすることができる。
円筒フレーム12bの外面側には、カバー17が取り付けられている。カバー17は、移載装置18及び移載装置18に保持している物品Mを囲む。カバー17は、下端を開放した筒状であって、かつ、スライド機構11の可動板が突出する部分(上記の開放部)を切り欠いた形状を有している。
図7及び図8に示されるように、円筒フレーム12bには、搬送車2(走行台車20)の走行方向における前方に位置する障害物を検出する障害物センサ61が設けられている。より詳細には、障害物センサ61は、円筒フレーム12bの下部において、円筒フレーム12b(カバー17)の下端から下方に突出するように設けられている。障害物センサ61は、例えば、検出光を出射することによって障害物を検出する光学センサである。検出光の出射領域は、直線状であってもよいし、帯状であってもよいし、放射状であってもよい。また、障害物センサ61は、障害物センサ61からの距離を検出できるセンサであってもよい。障害物センサ61における検出結果は、台車コントローラ8によって取得される。なお、障害物センサ61は、円筒フレーム12bの下部において、円筒フレーム12bの下端から下方に突出させるのではなく、カバー17の下部の一部を切り欠いて配置するようにしてもよい。
本実施形態の障害物センサ61は、本体部10における所定方向Dの一方側にある障害物を検出可能に配置された第1センサ61aと、所定方向Dの他方側にある障害物を検出可能に配置された第2センサ61bと、を含んで構成される。例えば、本体部10における所定方向DをX方向に一致するように走行台車20に対して旋回させた場合、第1センサ61aはX方向における一方側にある障害物を検知し、第2センサ61bはX方向における他方側にある障害物を検知する。なお、後段にて詳述するように、搬送車2が走行する際には、第1センサ61a及び第2センサ61bの一方の検出機能が無効にされる。なお、本体部10における所定方向Dは、本体部10の向きを示している。本体部10の向きは、例えば、一対の爪部13a,13aの配列方向に沿う方向、一対の揺れ防止部材71,71の配列方向に沿う方向、スライド機構11の可動板が突出する方向に直交する方向等を基準とすることができる。
障害物センサ61の検出方向(検出光の出射方向)は、図8に示されるように、水平方向によりも少し下方に向けられている。これにより、障害物センサ61は、他の搬送車2を検出することなく、鉛直方向下方から搬送車2の走行領域に侵入しようとする障害物又は搬送車2の走行領域に下方から侵入している障害物を検出することができる。なお、ここでいう障害物には、何らかの部材、作業者の一部分等が含まれる。
以下、物品Mとして、前面に蓋が設けられた容器(FOUP等)が搬送される場合を例に挙げて説明する。この場合の物品Mには、フランジ部Maの他、蓋等が設けられる前面Mbと、前面Mb以外の側面となる側面Mcと、底部となる底面Mdと、フランジ部Maが設けられる上面Meとが形成されている。底面Mdには、ロードポートに載置されるに際してロードポートに設けられた位置決めピンに嵌合する位置決め孔が設けられている。このような物品Mには、上述したような蓋が配置される方向、位置決め孔の配置方向(配置パターン)等に基づいて、物品の向きが設定される。
本体部10は、一対の揺れ防止部材71,71と、一対の物品落下防止部材72,72と、一対の蓋落下防止部材73,73と、を含んで構成される物品押さえ機構70を有している。
一対の揺れ防止部材71,71は、物品Mに接触して、走行時に生じる物品Mの揺れを防止するために設けられる。一対の揺れ防止部材71,71の一方は、本体部10の所定方向Dにおける第1端部12cに設けられ、一対の揺れ防止部材71,71の他方は、第2端部12dに設けられている。一対の揺れ防止部材71,71のそれぞれは、所定位置に進出可能又は所定位置から退避可能に設けられており、進出位置において物品Mに接触し、退避位置において物品Mから離反する。
一対の揺れ防止部材71,71のそれぞれは、所定方向Dに直交する方向(本実施形態ではY方向)に配置される二つのローラ部材によって構成される。これにより、一対の揺れ防止部材71,71が進出位置に進出して物品Mに接触するときの、一対の揺れ防止部材71,71と物品Mとの摩擦を低減する。上述したように、例えば、本体部10における所定方向DをX方向に一致するように走行台車20に対して旋回させた場合、一対の揺れ防止部材71,71は、物品MのX方向における両端から挟み込むように接触する。
一対の物品落下防止部材72,72は、走行時に移載装置18から物品Mが下方に落下することを防止するために設けられる。一対の物品落下防止部材72,72の一方は、本体部10の所定方向Dにおける第1端部12cに設けられ、一対の物品落下防止部材72,72の他方は、第2端部12dに設けられている。一対の物品落下防止部材72,72のそれぞれは、所定位置に進出可能又は所定位置から退避可能に設けられており、進出位置において物品Mの下方に位置し、退避位置において物品Mの下方から離反する。
一対の蓋落下防止部材73,73は、前面Mbに設けられた蓋が外れたときに、搬送車2の下方に落下することを防止するために設けられる。一対の蓋落下防止部材73,73の一方は、本体部10の所定方向Dにおける第1端部12cに設けられ、一対の蓋落下防止部材73,73の他方は、第2端部12dに設けられている。一対の蓋落下防止部材73,73のそれぞれは、所定位置に進出可能又は所定位置から退避可能に設けられており、進出位置において物品Mの蓋の前方に位置し、退避位置において物品Mの蓋の前方から離反する。
一対の揺れ防止部材71,71、一対の物品落下防止部材72,72、及び一対の蓋落下防止部材73,73の進出位置への進出及び退避位置への退避は、図示しない一つの電動モータ等の駆動部によって駆動する。すなわち、一対の揺れ防止部材71,71、一対の物品落下防止部材72,72、及び一対の蓋落下防止部材73,73は、およそ同一のタイミングで進出位置に進出すると共に退避位置に退避する。一対の揺れ防止部材71,71、一対の物品落下防止部材72,72、及び一対の蓋落下防止部材73,73と駆動部とは、リンク部材等によって互いに接続されている。
走行部30は、4つの走行車輪31を有する。各走行車輪31には、2つの補助車輪32が設けられている。図4に示されるように、走行車輪31は、台車ユニット50の四隅の位置において、上面カバー51から上方に突出するように設けられる。各走行車輪31は、XY平面に沿った水平又はほぼ水平な車軸の軸周りに回転可能である。各走行車輪31の回転軸上には、走行駆動モータ33が設けられている。各走行車輪31は、走行駆動モータ33の駆動力により回転駆動する。走行駆動モータ33は、例えば、正転及び逆転を切替え可能に構成されている。走行車輪31のそれぞれは、軌道R上を転動する。走行車輪31のそれぞれは、第1レールR1、第2レールR2、及び交差部レールR3の走行面R1a、R2a、R3a上を転動し、搬送車2を走行させる。なお、4つの走行車輪31の全てが走行駆動モータ33の駆動力により回転駆動することに限定されず、4つの走行車輪31のうち一部について回転駆動させる構成であってもよい。
台車ユニット50内の不図示のフレームに、4つの車輪旋回機構40が固定されており、各車輪旋回機構40に、車輪旋回機構40の旋回軸を介して台座部34が連結されている。台座部34上に、連結部35及び支持部材36を介して、走行車輪31、2つの補助車輪32、及び1つの走行駆動モータ33が取り付けられている。例えば、筐体53の上面には正方形状の上面カバー51が設けられており、上面カバー51の四隅に形成された切り欠きに、台座部34が配置されている。連結部35、走行車輪31、補助車輪32、及び走行駆動モータ33は上面カバー51よりも上方に配置される。
図3及び図4に示されるように、連結部35は、台車ユニット50(詳細には台車ユニット50内に固定された車輪旋回機構40)と走行車輪31とを連結する。この連結構造によって、台車ユニット50及び本体部10は、軌道Rよりも下方に配置され、走行部30から吊り下げられた状態となる。連結部35は、第1レールR1と交差部レールR3との間、及び、第2レールR2と交差部レールR3との間の隙間Gを通過可能な厚さに形成される。支持部材36は、連結部35の上部に設けられ、走行車輪31の回転軸及び補助車輪32の回転軸を回転可能に支持する。支持部材36は、走行車輪31と補助車輪32との相対位置を保持する。
図4に示されるように、走行車輪31は、鉛直方向に延びる旋回軸線L30を中心として旋回可能に設けられている。4本の旋回軸線L30は、平面視で正方形の頂点の位置に配置されており、旋回軸線L30の中心に回転軸線L10が配置される。言い換えれば、4本の旋回軸線L30は、本体部10の回転軸線L10に関して4回対称の位置に配置されている。平面視において走行車輪31の位置と旋回軸線L30の位置とは異なっている(ずれている)。走行車輪31は、車輪旋回機構40によって旋回し、その結果、搬送車2の走行方向を変更することができる。
補助車輪32は、走行車輪31の走行方向の前後にそれぞれ1つずつ配置される。補助車輪32のそれぞれは、XY平面に沿った水平又はほぼ水平な車軸の軸周りに回転可能である。補助車輪32の下端は、例えば、走行車輪31の下端より高くなるように設定されている。従って、走行車輪31が走行面R1a、R2a、R3aを走行しているときは、補助車輪32は、走行面R1a、R2a、R3aに接触しない。また、第1レールR1と交差部レールR3との間、及び、第2レールR2と交差部レールR3との間の隙間Gを走行車輪31が通過する際には、補助車輪32が第1レールR1及び第2レールR2に設けられた補助部材(詳しくは後述)に接触して、走行車輪31の落ち込みを抑制している。なお、1つの走行車輪31に2つの補助車輪32を設けることに限定されず、例えば、1つの走行車輪31に1つの補助車輪32が設けられてもよい。
4つの車輪旋回機構40は、例えば、台車ユニット50の筐体53内の四隅の位置に配置されている。各車輪旋回機構40は、ステアリングモータ43と、ステアリングモータ43と走行車輪31との間に設けられた駆動力伝達部42と、を有する。駆動力伝達部42は、台車ユニット50内の不図示のフレームに固定されている。駆動力伝達部42と台座部34とが、旋回軸を介して連結されている。各車輪旋回機構40は、台座部34、連結部35、支持部材36、走行車輪31、補助車輪32、及び走行駆動モータ33を旋回軸線L30周りで一体に旋回させる。搬送車2が各レールユニット100の中心に位置する状態で、各旋回軸線L30を中心として各走行車輪31を90度旋回させる。これにより、走行車輪31が交差部レールR3上において旋回する。これにより、搬送車2はターンすることができる。ターンすることとは、搬送車2が第1走行方向D1に走行する第1状態から第2走行方向D2に走行する第2状態に、又は搬送車2が第2走行方向D2に走行する第2状態から第1走行方向D1に走行する第1状態に切り替えることである。搬送車2のターンは、例えば、搬送車2の停止状態において行われる。搬送車2のターンが、搬送車2は停止しているが物品Mは動いている(例えば旋回している)状態で行われてもよい。車輪旋回機構40の駆動は、台車コントローラ8によって制御される。
上記した通り、軌道Rには隙間Gが形成されている。搬送車2が第1レールR1を走行して第2レールR2を横切る際、又は、搬送車2が第2レールR2を走行して第1レールR1を横切る際に、搬送車2の一部(詳細には、例えば連結部35)が隙間Gを通過する。
なお、走行車輪31と車輪旋回機構40との間(例えば連結部35付近)に、交差部レールR3の側面に当接するガイドローラが設けられてもよい。ガイドローラにより、軌道Rに対する走行台車20(搬送車2)の位置ずれが防止される。
搬送車2は、位置情報を検出する不図示の位置検出部を備える。位置検出部は、例えば軌道Rに設けられた位置情報を示す位置マーカを検出することにより、搬送車2の現在位置を検出する。位置検出部は、非接触により位置マーカを検出する。
図3及び図9に示される台車コントローラ8は、搬送車2を統括的に制御する。台車コントローラ8は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等からなるコンピュータである。台車コントローラ8は、例えばROMに格納されているプログラムがRAM上にロードされてCPUで実行されるソフトウェアとして構成することができる。台車コントローラ8は、電子回路等によるハードウェアとして構成されてもよい。台車コントローラ8は、一つの装置で構成されてもよいし、複数の装置で構成されてもよい。複数の装置で構成されている場合には、これらがインターネット又はイントラネット等の通信ネットワークを介して接続されることで、論理的に一つの台車コントローラ8が構築される。台車コントローラ8は、例えば、台車ユニット50に設けられる。
台車コントローラ8は、搬送指令に基づいて、搬送車2の走行を制御する。台車コントローラ8は、走行駆動モータ33及びステアリングモータ43等を制御することにより、搬送車2の走行を制御する。台車コントローラ8は、例えば、走行速度、停止に関する動作、及び、方向転換に関する動作を制御する。台車コントローラ8は、搬送指令に基づいて、搬送車2の移載動作を制御する。台車コントローラ8は、本体部10(本体フレーム12及び移載装置18)の旋回(回転)を制御することにより、移載装置18の移載方向を制御する。台車コントローラ8は、移載装置18等を制御することにより、搬送車2の移載動作を制御する。台車コントローラ8は、所定のロードポートに配置される物品Mを把持する荷つかみの動作、保持した物品Mを所定のロードポートに下ろす荷下ろしの動作を制御する。
台車コントローラ8は、第1センサ61a又は第2センサ61bの検知結果に基づいて走行駆動モータ33(走行部30)を制御する。例えば、台車コントローラ8は、第1センサ61a又は第2センサ61bによって障害物が検知されると、走行台車20の走行を停止するように走行駆動モータ33を制御する。第1センサ61a及び第2センサ61bが障害物までの距離を検知可能なセンサである場合、第1距離内に障害物が検知された場合に走行台車20が徐行するように走行駆動モータ33を制御し、第1距離よりも短い第2距離内に障害物が検知された場合に走行台車20を停止するように走行駆動モータ33を制御してもよい。
台車コントローラ8は、走行台車20が走行を開始するときに、移載装置18に保持されている物品Mの向きが走行台車20の走行方向に対して一定となるように、第2回転駆動部52Aを駆動させ、本体部10を旋回させる。上述したように、物品Mには向きがあり、台車コントローラ8は、蓋が設けられる前面Mbが走行方向に対して直交する方向を向くように、本体部10を旋回させる。ここでいう、走行方向に対して直交する方向とは、走行台車20を走行方向前方から見たときの左方であってもよいし、右方であってもよい。
本実施形態の台車コントローラ8は、図7及び図8に示されるように、走行台車20が走行を開始するときに、本体部10における所定方向Dが走行方向(走行開始時の走行方向)に一致するように本体部10を旋回させることによって、蓋が設けられる前面Mbが走行方向に対して直交する方向を向くようにしている。より詳細には、台車コントローラ8は、本体部10における第1端部12cと第2端部12dとが並ぶ方向が走行方向におおよそ一致するように、言い替えれば、一対の揺れ防止部材71,71が配列される方向が走行方向におおよそ一致するように、更に言い替えれば、第1センサ61a及び第2センサ61bの検出方向が走行方向におおよそ一致するように、本体部10を旋回させる。
ここでいう「走行台車20が走行を開始するとき」とは、交差部レールR3において搬送車2の走行方向を切り替えた後の走行開始時、搬送車2が物品Mの移載作業を完了した後の走行開始時、搬送車2が緊急停止をした後の走行開始時等、搬送車2が停止状態から走行を開始するときの全ての態様を対象としてもよいし、例えば、交差部レールR3において搬送車2の走行方向を切り替えた後の走行開始時のみを対象としてもよい。
台車コントローラ8は、走行台車20が走行を開始するときの走行方向に応じて、第1センサ61a及び第2センサ61bの一方の検出エリア(検出光の出射方向)を走行台車20の走行方向の前方に向けるように本体部10を旋回させると共に、第1センサ61a及び第2センサ61bの他方における障害物の検出を不能にする。言い替えれば、台車コントローラ8は、第1センサ61a及び第2センサ61bの一方が走行台車20の走行方向前方の障害物を検出可能になるように本体部10を旋回させると共に、走行方向前方の障害物を検出することになる第1センサ61a及び第2センサ61bの一方のみを検出可能な状態にし、走行方向後方の障害物を検出することになる第1センサ61a及び第2センサ61bの他方を検出不能な状態にする。
台車コントローラ8は、次の移載箇所において物品Mを走行方向に直交する方向の何れに移載させるかという情報に基づいて、第1センサ61a及び第2センサ61bの一方の検出エリアを走行台車20の走行方向の前方に向けるかを決定する。例えば、次の移載箇所となるロードポートが搬送車2の走行方向における右側に配置されている場合を仮定する。この場合、走行台車20が走行を開始するときに、移載装置18におけるスライド機構11の横出し方向(本体フレーム12の開放部)が走行方向における右側を向くように、本体部10を旋回させる。これにより、搬送車2が次の移載箇所に到着したときに、ロードポートの配置された方向に本体部10を旋回させる動作を省略することができる。
図3及び図9に示されるシステムコントローラ5は、CPU、ROM及びRAM等からなるコンピュータである。システムコントローラ5は、例えばROMに格納されているプログラムがRAM上にロードされてCPUで実行されるソフトウェアとして構成することができる。システムコントローラ5は、電子回路等によるハードウェアとして構成されてもよい。システムコントローラ5は、一つの装置で構成されてもよいし、複数の装置で構成されてもよい。複数の装置で構成されている場合には、これらがインターネット又はイントラネット等の通信ネットワークを介して接続されることで、論理的に一つのシステムコントローラ5が構築される。システムコントローラ5の各種の制御の少なくとも一部が、台車コントローラ8により実行されてもよい。
システムコントローラ5は、物品Mを搬送可能な複数の搬送車2のうちの何れかを選択し、選択した搬送車2に搬送指令を割付ける。搬送指令は、搬送車2のロードポートまでの走行を実行させる走行指令と、ロードポートに配置された物品Mの荷つかみ指令又は保持している物品Mのロードポートへの荷下ろし指令と、を含む。
上記実施形態の搬送車2における作用効果について説明する。上記実施形態の搬送車2では、本体部10が走行台車20に対して旋回するときは障害物センサ61と移載装置18とが一体的に旋回し、障害物センサ61の位置が、移載装置18が物品Mを送り出す方向と重なることはない。これにより、移載装置18から物品Mが送り出される方向に障害物センサ6を走行台車20に取り付けるための支持部材が存在するようなことがなくなる。この結果、移載装置18は、どの方向にでも物品Mを送り出すことが可能となり、移載装置18による物品Mの移載位置の自由度を高めることができる。
上記実施形態の搬送車2の走行台車20は、第2方向に隣り合う一対の第1レールR1,R1を走行することにより第1方向に移動し、第1方向に隣り合う一対の第2レールR2,R2を走行することにより第2方向に移動する。この構成では、走行台車20による走行方向の自由度を高めつつ、移載装置18による物品Mの移載位置の自由度も高めることができる。
上記実施形態の搬送車2の台車コントローラ8は、走行台車20が走行を開始するときの走行方向に応じて、第1センサ61a及び第2センサ61bの一方の検出エリアを走行台車20の走行方向の前方に向けるように本体部10を旋回させると共に、第1センサ61a及び第2センサ61bの他方における障害物の検出を不能にしている。このように本体部10に二つの障害物センサ6(第1センサ61a及び第2センサ61b)が設けられる上記実施形態の構成では、本体部10に障害物センサ6が一つだけ設けられている場合に比べて、障害物センサ6の検出エリアが走行台車20の走行方向の前方を向くように本体部10を旋回させる時間を短くすることができる。ひいては、搬送車2における搬送能力を向上させることができる。
上記実施形態の搬送車2の台車コントローラ8は、次の移載箇所において物品Mを走行方向に直交する方向の何れに移載させるかという情報に基づいて、第1センサ61a及び第2センサ61bの何れの検出エリアを走行台車20の走行方向の前方に向けるかを決定している。これにより、次の移載箇所に到着した後の移載のための旋回に要する時間を短くすることができる。ひいては、搬送車2における搬送能力を向上させることができる。
以上、一実施形態について説明したが、本開示の一側面は、上記実施形態に限られない。発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
上記実施形態の搬送車2では、障害物センサ61として第1センサ61a及び第2センサ61bの二つのセンサが設けられる例を挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、本体部10に設けられる障害物センサ61は一つであってもよい。この場合、台車コントローラ8は、走行台車20が走行を開始するときに、障害物センサ61の検出エリアが走行台車20の走行方向の前方を向くように本体部10を旋回させる。これにより、障害物センサ61を本体部10のどの位置に設けた場合であっても、搬送車2が走行する際に、走行方向における前方に位置する障害物を検出することができる。
上記実施形態の搬送車2では、走行台車20が走行を開始するときに、走行台車20の走行方向における後方を検出することとなる第1センサ61a及び第2センサ61bの一方について、障害物の検出を不能にする例を挙げて説明したが、障害物の検出を可能なままとしてもよい。この場合、台車コントローラ8は、走行台車20の走行方向前方に配置される第1センサ61a及び第2センサ61bの一方のみの検出情報に基づいて、走行台車20(走行駆動モータ33)を制御すればよい。
上記実施形態及び上記変形例の搬送車2は、一対の揺れ防止部材71,71と、一対の物品落下防止部材72,72と、一対の蓋落下防止部材73,73と、を含んで構成される物品押さえ機構70を有している例を挙げて説明したが、一対の揺れ防止部材71,71、一対の物品落下防止部材72,72及び一対の蓋落下防止部材73,73は、少なくとも一つが設けられてもよいし、全てが設けられなくてもよい。この場合であっても、例えば、物品Mの前面Mbを搬送車2の走行方向に直交する方向に向ける等、物品Mの向きを走行台車20の走行方向に対して一定にしてもよく、また一定にしなくてもよい。
上記実施形態では、搬送車の例として、天井搬送車2を例に挙げて説明したが、予め設定された格子状の経路を走行するAGV(Automated Guided Vehicle)を採用してもよいし、格子状の走行路を走行する種々の公知のシステムを採用してもよい。また、上記実施形態では、軌道Rの下側で物品Mを保持する搬送車2を例に挙げて説明したが、本体部10が軌道Rの上方に配置され、軌道Rの上側で物品Mを保持する搬送車2であってもよい。
また、上記実施形態及び上記変形例では、搬送車2が走行するレールの例として、第1レールR1と第2レールR2とが格子状に配置された軌道を例に挙げて説明したが、分岐部及び合流部を含む、一方向に延在する軌道であってもよい。
1…天井搬送車システム、2…天井搬送車(搬送車)、5…システムコントローラ、8…台車コントローラ(制御部)、10…本体部、18…移載装置、20…走行台車、30…走行部、50…台車ユニット、61…障害物センサ、61a…第1センサ、61b…第2センサ、70…物品押さえ機構、71…揺れ防止部材、72…物品落下防止部材、73…蓋落下防止部材、M…物品、R…軌道、R1…第1レール、R2…第2レール、R3…交差部レール。

Claims (2)

  1. 軌道を走行する走行台車と、
    前記走行台車に対して旋回可能に設けられる本体部と、
    前記本体部に設けられ、物品を水平方向に送り出し可能に設けられた移載装置と、
    前記本体部において前記移載装置が前記物品を送り出す方向と重ならないように設けられ、前記走行台車の走行方向における前方に位置する障害物を検出する障害物センサと、
    前記走行台車が走行を開始するときに、前記障害物センサの検出エリアが前記走行台車の走行方向の前方を向くように前記本体部を旋回させる制御部と、を備え、
    前記走行台車は、第1方向に延在する複数の第1レールと、前記第1方向と直交する第2方向に延在する複数の第2レールと、が格子状に配置された前記軌道において、前記第2方向に隣り合う一対の前記第1レールを走行することにより前記第1方向に移動し、前記第1方向に隣り合う一対の前記第2レールを走行することにより前記第2方向に移動し、
    前記障害物センサは、前記本体部の所定方向における一方側にある前記障害物を検出可能に配置された第1センサと、前記所定方向における他方側にある前記障害物を検出可能に配置された第2センサと、を含んで構成され、
    前記制御部は、前記走行台車が走行を開始するときの走行方向に応じて、前記第1センサ及び前記第2センサの一方の検出エリアを前記走行台車の走行方向の前方に向けるように前記本体部を旋回させると共に、前記第1センサ及び前記第2センサの他方における前記障害物の検出を不能にする、天井搬送車。
  2. 前記制御部は、次の移載箇所において前記物品を前記走行方向に直交する方向の何れに移載させるかという情報に基づいて、前記第1センサ及び前記第2センサの何れの検出エリアを前記走行台車の走行方向の前方に向けるかを決定する、請求項記載の天井搬送車。
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