JP2014108664A - 搬送台車を牽引する自動搬送車を用いた自動搬送システムにおける自動搬送車と搬送台車の連結係合・連結解除方法及び自動搬送システム - Google Patents

Abstract

【課題】搬送台車を牽引して走行する自動搬送車の連結装置に対して、走行面の急激な変化により過大な力が加わることで動力伝達部にダメージが生じる恐れのない自動搬送車と搬送台車の連結係合・連結解除方法を提供する。
【解決手段】自動搬送車に牽引された搬送台車の搬送走行中には、回転励起手段により牽引アーム４０を係止部材に対して常時連結係合方向へ所定の回転励起力を生起させておき、搬送走行中に自動搬送車の走行面の変化により連結装置３０の牽引アーム４０に所定以上の力が作用したときには、アーム駆動モータ４５又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷力を回避する。
【選択図】図３

Description

本発明は、搬送台車を牽引する自動搬送車を用いた自動搬送システムにおける自動搬送車と搬送台車の連結係合・連結解除方法であり、自動搬送車と搬送台車との間の連結係合状態を確実に維持し、且つ安全に連結解除できる方法に関し、それを達成できる連結装置を備えた自動搬送システムに関する。

従来長い間、工場や物流センタにおいては、部品や製品などの物品を搬送するために、物品を乗せた搬送台車を人が押して搬送することが一般的に行われてきた。しかし現在では、物品の重量が重い場合や、搬送距離が長い場合、また搬送頻度が多い場合など、人の物品搬送作業の負担が大きくなる場合には、非特許文献１に記載したように、自動搬送車による物品搬送が使用されている。このように物品搬送を自動化する方法としては、搬送物が多くなれば、自動搬送車と搬送台車からなる自動搬送システムを用いるのが普通である。その場合は、自動搬送車側には連結金具を設け、搬送台車側にはピン等の係合部材を設けて、自動搬送車の連結金具を搬送台車のピンに引っ掛けて係合して、搬送台車に乗せた物品を牽引搬送する方法が一般的に行われている。

例えば、そのような自動搬送システムの一例として、本願出願人の出願による特許文献１（特開２０１１−１８９７６９号公報）が公知である。この特許文献１には、搬送台車に設けた連結部材に対して、連結金具の自重もしくは回転力によって連結金具を連結部材に接触させる力を加えることで連結状態を維持する連結装置が記載されており、搬送台車に設けた上向きのピンに連結させる実施例が記載されている。

特許文献１は、確実な自動連結と連結状態検出，連結部材の収納，重量搬送のための頑強な連結部の実現を可能とする自動搬送システムを提供する。自動搬送車は、後部に回転部を設け、回転部に回転部材を設ける。搬送台車は、前部に固定部材を設ける。回転部材の自重もしくは回転部の駆動により、回転部材から固定部材へ接触力を加える。回転部材と固定部材の備える凹凸形状により、回転部材と固定部材の相対可動領域が制限された連結状態１と、連結状態１よりも相対可動領域が制限された連結状態２を作る。回転部材と固定部材の備える凹凸形状は、前記の接触力が加えられた状態で、回転部材もしくは固定部材を移動させることにより、連結状態１から連結状態２へと誘導し、回転部材もしくは固定部材を接触力の方向へ移動することによって連結状態１から連結状態２へと遷移する。

また、非特許文献２は、本願出願人が開発した知能型ロジスティック支援ロボットＬａｐｉ（株式会社日立産機システム登録商標）について紹介した雑誌記事である。レーザ側域センサを搭載しており、これによって位置同定を行うことで、走行ガイドを用いずに自律走行ができる。また、搬送台車の牽引搬送に対応しており、人手による既存の搬送レイアウトに柔軟に組み込むことが可能である。

特開２０１１−１８９７６９号公報

http://www.hitachi.co.jp/New/cnews/month/2009/11/1120.html 知能型ロジスティクス支援ロボットＬａｐｉの開発-工場内搬送自動化システムへの適用- 日本ロボット工業会 ロボットＮｏ．２０７ Ｊｕｌｙ２０１２

一般的に通路の狭い工場や物流センタにおいて、搬送台車を牽引した自動搬送システムを構築する場合には、床投影面積の小さい搬送台車に出来るだけ多くの物品を搭載するためには、連結部材の搬送台車側部材（ピン）を搬送台車への物品の搭載領域以外の場所に設ける要求が高い。しかしながら、搬送台車に設けた連結部材が搬送台車から出っ張ることで、搬送移動中に不用意な接触を避けたい。
これらの課題から、特許文献１では、自動搬送車と搬送台車の連結機構が開示されており、連結機構の搬送台車側の固定部材が搬送台車の上面に設けられている。

加えて、自動搬送車で搬送台車を牽引する場合には、走行中に連結部材の係合が外れないようにするためにモータにより所定のトルクで連結状態を維持するように構成している。特許文献１の方法でも、連結状態を維持するために、連結金具の自重を補償する方向に常に回転力を出力させる構成を採用している。しかし、常に回転力を出力させる構成を採用するとなれば、一般的に自動搬送車は、自動搬送車に搭載した鉛電池やリチウムイオン電池などの蓄電池によって搬送作業を行うため、消費電力が大きくなり次回充電までの搬送作業の時間が短くなってしまう。

特許文献１に開示されたように、連結機構の搬送台車側の固定部材（ピン）を搬送台車の上面に設ける方法に替えて、連結部材の搬送台車側の固定部材（ピン）を搬送台車底面に設けることも考えられるが、この場合は、連結機構の自動搬送車側の部材（牽引アーム）を下側から上方に回動させてピンと係合連結される構造としなければならず、加えて、連結機構の係合連結状態を維持するために、アーム駆動モータの常時駆動状態の維持をしておかなければならない。

また、自動搬送車に搬送台車を牽引した状態で、例えば段差等のある凹凸路を走行する場合には、凹凸を乗り越える際に自動搬送車と搬送台車の上下のずれによって連結金具を強制的に上下に回転させる外力が生じる。このような場合には、連結金具に回転力を付与するモータの動力伝達部に過大な力が加わることで動力伝達部にダメージが生じる恐れがある。また、場合によっては、減速ギア等の動力伝達手段が破壊されることが推測されるものである。特許文献１では、このような状態を回避する技術は開示されていない。

本発明は、自動搬送車と該自動搬送車に牽引される搬送台車とからなる自動搬送システムにおける自動搬送車と搬送台車の連結係合・連結解除方法であって、
前記自動搬送車と前記搬送台車とは連結装置により連結係合され又は連結解除されるように構成されており、当該連結装置は、前記自動搬送車に設けられた牽引アームと、前記搬送台車に設けられた係止部材と、前記牽引アームを前記係止部材に対して連結係合方向又は連結解除方向に回転駆動するアーム駆動モータと、前記牽引アームを前記係止部材に対して連結係合方向へ回転励起する回転励起手段とから成っており、
前記連結装置により前記自動搬送車と前記搬送台車とを連結係合する際には、前記アーム駆動モータを駆動して、前記係止部材に対して前記牽引アームを連結係合方向に回転駆動し、
前記自動搬送車に牽引された前記搬送台車の搬送走行中には、前記回転励起手段により前記牽引アームを前記係止部材に対して常時連結係合方向へ所定の回転励起力を生起させておき、搬送走行中に前記自動搬送車の走行面の変化により前記連結装置の前記牽引アームに所定以上の力が作用したときには、前記アーム駆動モータ又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷力を回避するようにしたことを特徴とする。

本発明は、自動搬送車と該自動搬送車に牽引される搬送台車とからなる自動搬送システムであって、
前記自動搬送車と前記搬送台車とは連結装置により連結係合され又は連結解除されるように構成されており、当該連結装置は、前記自動搬送車に設けられた牽引アームと、前記搬送台車に設けられた係止部材と、前記牽引アームを前記係止部材に対して連結係合方向又は連結解除方向に回転駆動するアーム駆動モータと、前記牽引アームを前記係止部材に対して連結係合方向へ回転励起する回転励起手段とから成り、
前記自動搬送車の走行面の変化により前記連結装置の前記牽引アームに所定以上の力が作用したときには、前記アーム駆動モータ又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷力を回避する過負荷回避手段を備えたことを特徴とする。

さらに本発明は、前記アーム駆動モータは、ギアモータであり、当該ギアモータの連結係合方向への常時駆動により前記牽引アームを前記係止部材に対して連結係合方向へ回転励起する回転励起手段を構成し、
前記過負荷回避手段は、当該ギアモータに取り付けられたトルクリミッタであり、当該トルクリミッタにより前記ギアモータに対して伝搬される過負荷力を回避することを特徴とする。

さらに本発明は、前記牽引アームを前記係止部材に対して連結係合方向へ回転励起する回転励起手段及び前記アーム駆動モータ又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷力を回避する過負荷回避手段を兼ねる手段として、前記牽引アームの連結係合方向への回転運動を生起させるカウンターウエイトを備え、
前記アーム駆動モータによって前記牽引アームを連結係合方向へ回転させ前記係止部材に対して連結係合させた後、前記カウンターウエイトの重量によって連結状態を維持し、前記自動搬送車の走行面の変化により前記連結装置の前記牽引アームに対して、前記カウンターウエイトの重量による回転モーメントを超えた過剰な力が作用したときには、前記牽引アームを連結解除方向へ回転させて、前記アーム駆動モータ又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷を回避することを特徴とする。

さらに本発明は、前記牽引アームを前記係止部材に対して連結係合方向へ回転励起する回転励起手段及び前記アーム駆動モータ又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷力を回避する過負荷回避手段を兼ねる手段として、前記牽引アームを連結係合方向への回転運動を生起させる捩じりバネを備え、
前記アーム駆動モータによって前記牽引アームを連結係合方向へ回転させ前記係止部材に対して連結係合させた後、前記捩じりバネの捩じり反力によって連結状態を維持し、前記自動搬送車の走行面の変化により前記連結装置の前記牽引アームに対して、前記捩じりバネの捩じり反力を超えた過剰な力が作用したときには、前記牽引アームを連結解除方向へ回転させて、前記アーム駆動モータ又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷を回避することを特徴とする。

本発明の搬送台車を牽引する自動搬送車を用いた自動搬送システムにおける自動搬送車と搬送台車の連結係合・連結解除方法においては、自動搬送車と搬送台車との間の連結部材の駆動力伝達機構に対して過大な荷重を回避して、連結部材の駆動力伝達機構へのダメージを減少させ、破損を防止することができる。

また、連結部材の牽引アームを駆動するモータの駆動力を遮断することにより、省電力が可能となり、消費電力を小さくして次回充電までの搬送作業の時間長くすることができる。このように、本発明においては、省エネルギーで確実な連結状態を維持する連結装置を備えた搬送台車を牽引する自動搬送システムを提供することができる。

本発明の一実施形態の自動搬送システムに使用される自動搬送車の背面斜視図。 （Ａ）は、本発明の一実施形態の自動搬送システムに使用される搬送台車の正面斜視図。（Ｂ）は、搬送台車の底面に設けられた係合ピンの詳細図。 本発明の一実施形態の連結装置の構成及び機能の説明図。（Ａ）は構成斜視図、（Ｂ）は機能説明図を示す。 本発明の一実施形態の自動搬送車の牽引アームの平面図。 本発明の一実施形態の自動搬送車の牽引アームの側面図。実線表記は図６の連結係合状態（Ｃ）、一点鎖線表記は図６の初期状態（Ａ）、点線表記は図６の連結動作の開始状態（Ｂ）を示す。 本発明の一実施形態の自動搬送車の牽引アームの駆動状態と搬送台車の係合ピンとの連結係合状態を示す説明図。（Ａ）は初期状態、（Ｂ）は連結動作の開始状態、（Ｃ）は連結係合状態への遷移を示している。 本発明の一実施形態の自動搬送車において搬送台車との連結動作を説明するフローチャートである。 本発明の一実施形態の自動搬送車において搬送台車との連結解除動作を説明するフローチャートである。 床面の状態により、自動搬送車の牽引アームと搬送台車の係合ピンとの連結係合状態が変化する状態を示した説明図。

本発明の一実施形態としては、搬送台車２０（図２）を牽引する自動搬送車１０（図１）を用いた自動搬送システムにおける自動搬送車１０と搬送台車２０の連結係合・連結解除方法にかかり、自動搬送車１０と搬送台車２０との間の連結係合状態を確実に維持し、且つ安全に連結解除できる方法である。また、それを達成できる連結装置３０（図３（Ａ）（Ｂ））を備えた自動搬送システムに関する。

上記の課題を解決するために成された本願発明の一実施形態の連結装置３０の備えるべき機能については、図３（Ａ）（Ｂ）を用いて説明する。図３（Ａ）は構成斜視図であり、図６（Ｂ）は機能説明図である。なお、図３には、連結装置３０の構成部品である係止部材５０は図示されていない。

本願発明の一実施形態の搬送台車２０を牽引する自動搬送車１０を用いた自動搬送システムにおける自動搬送車１０と搬送台車２０の連結係合・連結解除方法としては、以下のステップを踏まえた機能を備えている必要がある。以下では、搬送台車２０側の係止部材５０として、台車底面に下向きの係止ピン５１を備えた実施例についてのステップを説明する。なお、回転方向を図３（Ｂ）に示す回転方向では、＋方向（連結係合方向）及び−方向（連結解除方向）として説明する。

（１）搬送台車検索ステップ
操作者の指示等により、自動搬送車１０が牽引すべき搬送台車２０の所在位置を認識し、自らの位置に対する対象搬送台車２０の位置を検索して、相互に連結係合ができる近傍にまで移動をするステップ。
（２）連結準備ステップ
牽引走行のためには、連結装置３０を連結係合状態にする必要がある。そのためには、自動搬送車１０と搬送台車２０との距離と対面姿勢が所定の位置関係に収まる必要がある。本発明は、このステップ自体が発明の要旨ではないので詳細には説明しないが、例えば、自動搬送車１０が備えているカメラ６１（図１）を備えた画像認識手段（図示なし）の画像解析と位置制御手段（図示なし）の位置制御により、両者（自動搬送車１０及び搬送台車２０）の相対関係が所定の位置関係になるように制御される。
（３）連結係合ステップ
自動搬送車１０と搬送台車２０の連結係合状態においては、第１には連結装置３０の牽引アーム４０を、係止部材５０である係止ピン５１を搬送台車２０に取り付けているベース５３に対して所定以上のモーメントを掛けて、連結係合方向（図３（Ｂ）の＋方向）に励起しておく必要がある。これにより、自動搬送車１０が搬送台車２０を牽引した状態で搬送経路を移動する際には、傾斜や段差等の走行路面の変化によって係合部分に不測の移動が発生しても、牽引アーム４０が係止部材５０に所定の力で押しつけられているので外れることはない。
（３−１）
そこで、本実施例は、搬送台車２０側の係止部材５０が、台車底面に下向きの係止ピン５１を備えたものであるから、連結装置３０の牽引アーム４０は、一旦、係止ピン５１の下端部を越えて下まで下降回転（図３（Ｂ）の−方向回転）させなければならない。後段において詳細に説明する。
（３−２）
牽引アーム４０は、最下端位置にあることを判断してから、係止ピン５１への係合を達成するために上昇回転（図３（Ｂ）の＋方向回転）させられる。その際に、牽引アーム４０自体が、後述するように、＋方向に回転モーメントを掛けられているので、牽引アーム４０が搬送台車２０の底面を叩き付けることのないように、−方向に制動を掛けながら＋方向に上昇回転するように制御される。後段において詳細に説明する。
（３−３）
上昇回転の完了が確認されると、牽引アーム４０の駆動モータ４５はＯＦＦされるが、牽引アーム４０は連結装置３０の回転励起手段（後段において詳細に説明する）により＋方向の励起力が励起され、その励起力みで搬送台車２０底面に押し付けられて連結係合操作が完了する。
（４）牽引走行維持ステップ
正常な連結係合状態が達成されると、連結装置３０が連結係合状態を維持することにより、牽引アーム４０は回転励起手段により係止部材５０に対して＋方向に押し付けられた状態で、自動搬送車１０が搬送台車２０を牽引して物品を搬送走行する。
（５）連結解除ステップ
操作者により連結解除指令が出されると、牽引アーム４０を最下端位置まで下降させてから、自動搬送車１０を搬送台車２０から離れる方向に移動する。それから、アーム駆動モータ４５を駆動して牽引アーム４０を上昇回転させる。
（６）緊急連結解除ステップ
物品の搬送走行中に、自動搬送車１０又は搬送台車２０が急な傾斜に差し掛かったり段差に乗り上げたりして、物品の搬送走行中の走行面の急激な変化すると、牽引アームが下がる場合と上がる場合とがある。
牽引アーム４０が上がる方向に回動する場合には、連結装置３０の＋方向の励起力以上の急激な移動により、連結装置３０の牽引アーム外れが発生する問題がある。また、牽引アーム４０が下がる方向に回動する場合には、連結装置３０の＋方向の励起力に加えて過剰な力が作用し、アーム駆動モータ又はその動力伝達手段に過剰な力が伝搬されて、部品の破損に繋がることも推測される。
このようなアーム駆動モータ又はその動力伝達手段の部品破損を防止するには、自動搬送車１０の走行面の変化により連結装置３０の牽引アーム４０に所定以上の力が作用したときには、アーム駆動モータ４５又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷力を回避する過負荷回避手段を備える必要がある。

つまり、本発明の一実施形態の自動搬送システムにおいては、自動搬送車１０が搬送台車２０を牽引した状態で搬送経路を移動している際に、牽引アーム４０は回転励起手段により係止部材５０に対して＋方向に押し付けられた状態を維持する必要があるが、許容限度を超えた傾斜や段差等の走行路面の急激な変化によって係合部分に過大な移動運動が発生した場合には、牽引アーム４０が係止部材５０に対して連結解除方向（図３（Ｂ）の−方向）に回動可能な過負荷回避手段（後段において詳細に説明する）の構成を備え、牽引アーム４０の連結解除方向への回動動作をさせて、アーム駆動モータ又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷を回避することが必要である。

そして、連結装置３０の係合部分に予期しない過大な相対移動が発生し、牽引アーム４０が係止部材５０に対して連結解除方向（−方向）に急激な回動が発生した場合にも、連結装置３０の各構成部品、駆動装置、及び動力伝達機構に過剰な力を伝達しないように動力伝達を断つ必要がある。
これにより、連結装置３０の各構成部品、駆動装置、及び動力伝達機構にダメージを与えることがなく、最悪は部材の破損につながる事故を未然に防止できるものである。

そこで、以上を纏めると次のとおりである。
（１）通常走行時には、牽引アーム４０を係止部材５０に対して所定の力で連結係合方向（＋方向）に励起しておく
（２）牽引アーム４０と係止部材５０の係合部分に励起された回転力以上の過剰な負荷力が作用した場合には、牽引アーム４０を係止部材５０に対して連結解除方向（−方向）への回動を達成させる
（３）連結装置３０の連結解除方向（−方向）への急激な回動が発生した場合には、連結装置３０の各構成部品、駆動装置、及び動力伝達機構の動力伝達を断つ

つまり、本発明の一実施形態は、連結装置３０が上記３つのステップを達成できる連結係合・連結解除方法及びシステムに関するものである。

以下、本発明の具体的実施例を図面を用いて説明する。
図１及び図２（Ａ）には、本発明の一実施形態の自動搬送システムを構成する自動搬送車１０の背面及び搬送台車２０の正面が示されている。図１の自動搬送車１０には、連結装置３０の牽引アーム４０が見えており、図２（Ａ）の搬送台車２０には、台車の底面に係止部材５０としての係止ピン５１が見えている。本発明の一実施形態の自動搬送システムにおける自動搬送車１０と搬送台車２０の連結係合は、自動搬送車１０の背面（図１）と搬送台車２０の正面（図２（Ａ））とが向き合って所定の相対位置関係となった際に実行される。

まず、連結装置３０の構成を図３（Ａ）の斜視図及び図４の平面図を用いて説明する。連結装置３０は牽引アーム４０を備えており、その牽引アーム４０は、自動搬送車１０に対して軸受け４８，４９（図４）により軸４４の周りに回動可能に設けられている。牽引アーム４０は、軸４４を挟んで牽引板４１とカウンターウエイト４３を設けており、牽引板４１には後述の係合ピンとの嵌合を許容する係合孔４２が形成されている。この係合孔４２の形状や大きさは図示のものに限られるものではなく、係合ピンが嵌まり込むのに適宜な大きさであれば良い。軸４４周りには、トクルリミッタ４６を介してギアモータ４５が設けられ、その対抗位置には、牽引アーム４０を連結係合方向へ回転励起する回転励起手段としての捩じりバネ４７を設けている。

図２（Ｂ）には、台車底面の係止部材５０の詳細構成が示されており、係止部材５０は係止ピン５１と制止壁５２を備えている。この制止壁５２は、牽引板４１の係合孔４２に対して係止部材５０の係止ピン５１が嵌合した際に、係合孔４２の寸法に応じて水平方向にガタが生じる。そうすれば、牽引走行時に、自動搬送車１０と牽引される搬送台車２０との水平方向の相対位置がずれ得ることになり、それは連結装置３０にとっては好ましいことではない。そこで係止ピン５１から所定距離を離して制止壁５２を設けることにより、係止ピン５１と制止壁５２の間に牽引板４１を挟み込むことができる。

次に、連結装置３０の機能を図３（Ｂ）を用いて説明する。図３（Ｂ）には、連結装置３０の主要構成部品と、軸４４周りに作用する力関係を示している。まず、軸４４の左右に牽引板４１とカウンターウエイト４３が対抗して配置されていることから、夫々の自重による力Ｆ１及びＦ２が作用する。牽引板４１の自重による力Ｆ１は、牽引アーム４０を−方向（連結解除方向）に回転させようとするモーメントを発生し、カウンターウエイト４３の自重による力Ｆ２は、牽引アーム４０を＋方向（連結係合方向）に回転させようとするモーメントを発生する。ギアモータ４５は、牽引アーム４０を＋方向（連結係合方向）にも、−方向（連結解除方向）にも回転させることができる。連結装置３０の連結係合完了時には、ギアモータ４５をＯＦＦすることもできるが、ギアモータ４５をＯＮの状態に維持して、牽引アーム４０を＋方向（連結係合方向）の励起力を発生しておくことも可能である。その際は、ギアモータ４５（モータ部分及び減速ギア部分）に対する過負荷を回避するためにトルクリミッタ４６を設けることが望ましい。

図５は、自動搬送車の牽引アームの側面図で、同時に牽引アーム４０の回転可能範囲を示しており、一点鎖線表記（Ａ）は初期状態を示し、点線表記（Ｂ）は連結動作の開始状態を示し、実線表記（Ｃ）は連結係合状態を示している。図５の実線表記の（Ｃ）連結係合状態から見て、反時計回りの方向を＋方向（連結係合方向）とし、時計回りの方向を−方向（連結解除方向）とする。

牽引アーム４０は、図６に示すように、アーム駆動モータ４５の回転動作により転結係合を達成する場合には、初期状態（Ａ）→連結動作開始状態（Ｂ）→連結係合状態（Ｃ）と遷移し、転結を解除する場合には、連結係合状態（Ｃ）→連結動作開始状態（Ｂ）→初期状態（Ａ）と遷移する。

本実施例の連結装置３０は、回転する牽引アーム４０と下向きの係合ピン５１から成るものであるので、転結係合を達成する場合には、牽引アーム４０を図６（Ａ）の垂直状態の初期状態から、アーム駆動モータ４５を駆動して牽引アーム４０を水平状態を超えて、一旦、下向き係合ピン５１に係合できる下端位置（図６（Ｂ）の状態）まで下降させなければならない。その位置において、自動搬送車１０と搬送台車２０の相対位置関係を確認し、牽引アーム４０の係合孔４２が下向き係合ピン５１に係合できる位置関係にあると判断された場合には、アーム駆動モータ４５を＋方向（連結係合方向）に駆動して連結係合状態（Ｃ）とする。

転結係合を解除する場合には、牽引アーム４０を図６（Ｃ）の水平状態の連結係合状態から、アーム駆動モータ４５を駆動して牽引アーム４０を、一旦、下向き係合ピン５１から係合を解除できる下端位置（図６（Ｂ）の状態）まで下降させなければならない。その状態において、自動搬送車１０を後退させ、自動搬送車１０と搬送台車２０の相対位置関係を確認し、牽引アーム４０の係合孔４２が下向き係合ピン５１との係合を解除できる位置関係にあると判断された場合には、アーム駆動モータ４５を＋方向に駆動して垂直状態の初期状態（Ａ）に戻す。

図７に沿って転結係合を達成する場合のフローを説明する。
（１）搬送台車検索ステップ
始めのステップＳ１１０においては、牽引アーム駆動モータ４５は停止状態にある。操作者は特定の自動搬送車１０に対して特定の搬送台車２０との連結係合指示を指令する（Ｓ１１１）。これにより、自動搬送車１０は、牽引すべき搬送台車２０の所在位置を認識し、自らの位置に対する対象搬送台車２０の位置を検索して、指示された搬送台車２０を見つけて、相互に連結係合できる近傍にまで当該搬送台車２０に接近する（Ｓ１１２）。

（２）連結準備ステップ
自動搬送車１０により搬送台車２０を牽引走行するためには、連結装置３０を確実な連結係合状態にする必要がある。そのためには、連結係合前の準備ステップとして幾つかの手順が要求される。第１には、下向き係合ピンを備えた本実施例の場合には、牽引アーム４０を、一旦、最下降位置（図６（Ｂ））にまで下げる必要がある。そこで、牽引アーム４０に対してアーム下降命令を出し、牽引アーム４０をアーム駆動モータ４５により下降（−方向の回転）させる（Ｓ１１３）。それと同時に、牽引アーム４０がアーム下降の規定角度範囲内に入ったか否かを判断する（Ｓ１１４）。牽引アーム４０がアーム下降の規定角度範囲内に未だ入っていないと判断すると（Ｓ１１４のＮｏ）、牽引アーム４０の下降動作を継続させ（Ｓ１１３）、牽引アーム４０がアーム下降の規定角度範囲内に入ったと判断すると（Ｓ１１４のＹＥＳ）、アーム駆動モータ４５は停止される（Ｓ１１５）。これにより、牽引アーム４０は最下端位置（図６（Ｂ））を維持し、自動搬送車１０が更に後退して搬送台車２０に近づいても、自動搬送車１０の牽引アーム４０が搬送台車２０に衝突することがない。

自動搬送車１０が更に後退して搬送台車２０に近づく理由は、自動搬送車１０と搬送台車２０との距離と対面姿勢が所定の相対位置関係に収まる必要があるからである。本発明は、このステップ自体が発明の主要なポイントではないので詳細には説明しないが、自動搬送車１０が備えているカメラ６１（図１）を備えた画像認識手段（図示なし）の画像解析と位置制御手段（図示なし）の位置制御により、両者（自動搬送車１０及び搬送台車２０）の相対関係が所定の位置関係になるように制御される。

既に、牽引アーム４０がアーム下降の規定角度範囲内に入ったと判断されている（Ｓ１１４のＹＥＳ）ので、自動搬送車１０と搬送台車２０との距離と対面姿勢が所定の相対位置関係に収まっているか否かを判断する（Ｓ１１６）。それにより、連結可能な規定範囲内にないと判断された場合には（Ｓ１１６のＮｏ）、自動搬送車１０の搬送台車２０に向けた接近移動又は後退移動が行われ（Ｓ１１７）、再度、自動搬送車１０と搬送台車２０との距離と対面姿勢が所定の相対位置関係に収まっているか否かを判断する（Ｓ１１６）る。自動搬送車１０と搬送台車２０とが、連結可能な規定範囲内にあると判断された場合には（Ｓ１１６のＹｅｓ）、自動搬送車１０は停止する（Ｓ１１８）。

（３）連結係合ステップ
連結係合のためには、牽引アーム４０を＋方向（連結係合方向）に回動させる必要があり、その可否の判断を行う（Ｓ１１９）。このステップは、牽引アーム４０駆動の前の安全確認のステップであり、必ずしも必要はない。牽引アーム４０駆動可否の判断で否（Ｓ１１９の否）となれば、判断が可（Ｓ１１９の可）となるまで判断のステップを続けることになる。牽引アーム４０駆動可否の判断で可（Ｓ１１９の可）となれば、牽引アーム駆動モータ４５が＋方向（連結係合方向）に駆動（Ｓ１２０）され、牽引アーム４０は上昇する。それと同時に、牽引アーム４０の上昇運動が完了したか否かが判断され、上昇運動が未完了と判断されれば（Ｓ１２１のＮｏ）、牽引アーム駆動モータ４５の＋方向（連結係合方向）の駆動（Ｓ１２０）が継続され、上昇運動が完了と判断されれば（Ｓ１２１のＹｅｓ）、牽引アーム駆動モータ４５の駆動は停止する（Ｓ１２２）。

このように本実施例においては、搬送台車２０側の係止部材５０が、台車底面に下向きの係止ピン５１を備えたものであるから、連結装置３０の牽引アーム４０は、一旦、係止ピン５１の下端部を越えて下まで下降回転（図３（Ｂ）の−方向回転）させなければならない。つまり、牽引アーム４０が、図３（Ｂ）の最下端位置の状態にまで下降させられる

また、牽引アーム４０は、最下端位置にあることを判断してから、係止ピン５１への係合を達成するために上昇回転（図３（Ｂ）の＋方向回転）させられる。その際に、牽引アーム４０自体が、カウンターウエイト４３及び捩じりバネ４７によって＋方向に回転モーメントを掛けられているので、牽引アーム４０が搬送台車２０の底面を叩き付けることのないように、駆動モータ４５に制動を掛けながら、ゆっくりと＋方向に上昇回転するように制御される。具体的には、例えば、牽引アーム４０が水平状態になる直前に、駆動モータ４５に制動を掛けることで達成される。

最後に、上昇回転の完了が確認されると、牽引アーム４０の駆動モータ４５はＯＦＦされるが、牽引アーム４０は、駆動モータ４５を常時＋方向に駆動して励起力を発生させるか、或いはカウンターウエイト４３又は／及び捩じりバネ４７の回転励起手段により常に連結装置３０に＋方向の励起力が励起され、その励起力で搬送台車２０底面に押し付けられて連結係合操作が完了する。

回転励起手段を、駆動モータ４５を常時＋方向に駆動することにより達成する場合には、過重な負荷が伝えられた際に、駆動モータ４５及び動力伝達機構部品を保護するために、駆動モータ４５はトルクリミッタを介して設けるようにするのが望ましい。

このように、自動搬送車１０と搬送台車２０の連結係合状態においては、連結装置３０の牽引アーム４０を、回転励起手段により、係止部材５０である係止ピン５１に対して所定以上のモーメントが作用するように、連結係合方向（図３（Ｂ）の＋方向）に励起しておく必要がある。これにより、自動搬送車１０が搬送台車２０を牽引した状態で搬送経路を移動する際には、傾斜や段差等の走行路面の変化によって係合部分に不測の移動が発生しても、牽引アーム４０が係止部材５０に所定の力で押しつけられているので外れることはない。

（４）牽引走行維持ステップ
以上のステップにより、正常な連結係合状態が達成されると、連結装置３０が連結係合状態を維持することにより、牽引アーム４０は回転励起手段により係止部材５０に対して＋方向に所定のモーメントで押し付けられた状態で、自動搬送車１０が搬送台車２０を牽引して物品を搬送走行可能となる。

（５）連結解除ステップ
連結解除ステップを図８のフローチャートを用いて説明する。
始めのステップＳ２１０においては、連結装置３０は連結係合状態にあり、回転励起手段がカウンターウエイト４３及び捩じりバネ４７の場合は、アーム駆動モータ４５は停止状態にあり、回転励起手段がアーム駆動モータ４５を常時＋方向に励起している。この場合は、アーム駆動モータ４５はＯＦＦ状態である。回転励起手段がアーム駆動モータ４５自身である場合には、アーム駆動モータ４５は、回転はしていないがモータの駆動の状態としてはＯＮ状態である。この場合は、アーム駆動モータ４５はトルクリミッタ４６を介して設けられるのが望ましい。

操作者により、ステップＳ２１１で連結解除指令が出される。自動搬送車１０は、連結装置３０の連結係合状態においても、常に連結解除指令の有無を確認している（ステップＳ２１２）。連結解除指令が確認できなければ（ステップＳ２１２の無）、継続して連結解除指令の有無を確認する。連結解除指令が確認すれば（ステップＳ２１２の有）、牽引アーム４０を最下端位置まで下降させるために連結駆動モータ４５を駆動する（ステップＳ２１３）。それと同時に、牽引アーム４０が最下端位置まで下降したか否かを判断し（ステップＳ２１４）、牽引アーム４０の下降が最下端位置まで達していないと判断された場合には（ステップＳ２１４の未）、牽引アーム４０の下降運動が継続され、牽引アーム４０の下降が最下端位置まで達したと判断された場合には（ステップＳ２１４の了）、牽引アーム４０の下降運動を停止する（ステップＳ２１５）。

牽引アーム４０の下降が最下端位置まで達したということは、自動搬送車１０が搬送台車２０から離れる方向に移動可能な状態にあることを意味する。そこで、自動搬送車１０は搬送台車２０から後退（両者が離れる方向の移動）する（ステップＳ２１６）。自動搬送車１０が搬送台車２０から離れると、牽引アーム４０を上方に回動して自動搬送車１０内に収納することができる。そこで、自動搬送車１０と搬送台車２０の間の距離が、牽引アーム４０が上方に回動するのに十分な距離であるか否かを判断する（ステップＳ２１７）。ステップＳ２１７で、自動搬送車１０が牽引アーム４０を上昇可能とする規制距離範囲から出たか否かが判断され、規制距離範囲から出ていないと判断されると（ステップＳ２１７のＮｏ）、自動搬送車１０の搬送台車２０からの後退移動（両者が離れる方向の移動）を継続し（ステップＳ２１６）、規制距離範囲から出たと判断されると（ステップＳ２１７のＹｅｓ）、自動搬送車１０の後退運動が停止される（ステップＳ２１８）。

その位置では、自動搬送車１０の牽引アーム４０が上昇可能であるので、アーム駆動モータ４５を駆動して牽引アーム４０を上昇回転させる（ステップＳ２１９）。それと同時に、牽引アーム４０が直立状態まで上昇を完了したか否かを判断する（ステップＳ２２０）。牽引アーム４０が直立状態までの上昇を完了していないと判断すると（ステップＳ２２０の未）、牽引アーム４０の上昇回転運動を継続し（ステップＳ２１９）、牽引アーム４０が直立状態までの上昇を完了したと判断すると（ステップＳ２２０の了）、連結解除動作を終了する（ステップＳ２２１）。

（６）緊急連結解除ステップ
物品の搬送走行中に、自動搬送車１０又は搬送台車２０が急な傾斜に差し掛かったり段差に乗り上げたりして、物品の搬送走行中の走行面の急激な変化すると、牽引アームが下がる場合と上がる場合とがある。それを、エレベータに乗り降りする場合、坂道を上り下りする場合、ケーブルカバーなどの段差がある場合の場合分けで示したのが図９である。

牽引アーム４０が上がる方向に回動する場合には、連結装置３０の＋方向の励起力以上の急激な移動により、連結装置３０の牽引アーム外れが発生する問題がある。また、牽引アーム４０が下がる方向に回動する場合には、連結装置３０の＋方向の励起力に加えて過剰な力が作用し、アーム駆動モータ又はその動力伝達手段に過剰な力が伝搬されて、場合によっては、部品の破損に繋がることも予想される。

このようなアーム駆動モータ又はその動力伝達手段の部品破損を防止するには、自動搬送車１０の走行面の変化により連結装置３０の牽引アーム４０に所定以上の力が作用したときには、アーム駆動モータ４５又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷力を回避する過負荷回避手段を備える必要がある。

この過負荷回避手段が、アーム駆動モータ４５に取り付けられたトルクリミッタ４６である場合は、当該トルクリミッタ４６によりアーム駆動モータ４５に対して伝搬される過負荷力を回避する。

また、回転励起手段及び過負荷回避手段を兼ねる手段として、牽引アーム４０の連結係合方向への回転運動を生起させるカウンターウエイト４３を備えた場合には、カウンターウエイト４３の重量によって連結状態を維持し、牽引アーム４０に対して、カウンターウエイト４３の重量による回転モーメントを超えた過大な力が作用したときには、牽引アーム４０を連結解除方向へ回転させて、アーム駆動モータ４５又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷を回避する。

回転励起手段及び過負荷回避手段を兼ねる手段として、牽引アーム４０を連結係合方向への回転運動を生起させる捩じりバネ４７を備えた場合には、捩じりバネ４７の捩じり反力によって連結状態を維持し、連結装置３０の牽引アーム４０に対して、捩じりバネ４７の捩じり反力を超えた異常な力が作用したときには、牽引アーム４０を連結解除方向へ回転させて、アーム駆動モータ４５又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷を回避する。

本明細書においては、回転励起手段としては、アーム駆動モータ、カウンターウエイト及び捩じりバネの３つの実施態様を説明したが、本発明はこれ等に限定されるものではなく、バネ構成を引っ張りバネの構成としたり、磁石の吸引力を利用したり、空気圧を利用したりして、牽引アームを所定の回転方向に励起しておく手段であればよい。

１０ 自動搬送車
２０ 搬送台車
３０ 連結装置
４０ 牽引アーム
４１ 牽引板
４２ 係合孔
４３ カウンターウエイト
４４ 軸
４５ ギアモータ（アーム駆動モータ）
４６ トクルリミッタ
４７ 捩じりバネ
４８，４９ 軸受け
５０ 係止部材
５１ 係止ピン

Claims (5)

1. 自動搬送車と該自動搬送車に牽引される搬送台車とからなる自動搬送システムにおける自動搬送車と搬送台車の連結係合・連結解除方法であって、
   前記自動搬送車と前記搬送台車とは連結装置により連結係合され又は連結解除されるように構成されており、当該連結装置は、前記自動搬送車に設けられた牽引アームと、前記搬送台車に設けられた係止部材と、前記牽引アームを前記係止部材に対して連結係合方向又は連結解除方向に回転駆動するアーム駆動モータと、前記牽引アームを前記係止部材に対して連結係合方向へ回転励起する回転励起手段とから成っており、
   前記連結装置により前記自動搬送車と前記搬送台車とを連結係合する際には、前記アーム駆動モータを駆動して、前記係止部材に対して前記牽引アームを連結係合方向に回転駆動し、
   前記自動搬送車に牽引された前記搬送台車の搬送走行中には、前記回転励起手段により前記牽引アームを前記係止部材に対して常時連結係合方向へ所定の回転励起力を生起させておき、搬送走行中に前記自動搬送車の走行面の変化により前記連結装置の前記牽引アームに所定以上の力が作用したときには、前記アーム駆動モータ又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷力を回避するようにしたことを特徴とする搬送台車を牽引する自動搬送車を用いた自動搬送システムにおける自動搬送車と搬送台車の連結係合・連結解除方法。
2. 自動搬送車と該自動搬送車に牽引される搬送台車とからなる自動搬送システムであって、
   前記自動搬送車と前記搬送台車とは連結装置により連結係合され又は連結解除されるように構成されており、当該連結装置は、前記自動搬送車に設けられた牽引アームと、前記搬送台車に設けられた係止部材と、前記牽引アームを前記係止部材に対して連結係合方向又は連結解除方向に回転駆動するアーム駆動モータと、前記牽引アームを前記係止部材に対して連結係合方向へ回転励起する回転励起手段とから成り、
   前記自動搬送車の走行面の変化により前記連結装置の前記牽引アームに所定以上の力が作用したときには、前記アーム駆動モータ又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷力を回避する過負荷回避手段を備えたことを特徴とする自動搬送システム。
3. 前記アーム駆動モータは、ギアモータであり、当該ギアモータの連結係合方向への常時駆動により前記牽引アームを前記係止部材に対して連結係合方向へ回転励起する回転励起手段を構成し、
   前記過負荷回避手段は、当該ギアモータに取り付けられたトルクリミッタであり、当該トルクリミッタにより前記ギアモータに対して伝搬される過負荷力を回避することを特徴とする請求項２記載の自動搬送システム。
4. 前記牽引アームを前記係止部材に対して連結係合方向へ回転励起する回転励起手段及び前記アーム駆動モータ又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷力を回避する過負荷回避手段を兼ねる手段として、前記牽引アームの連結係合方向への回転運動を生起させるカウンターウエイトを備え、
   前記アーム駆動モータによって前記牽引アームを連結係合方向へ回転させ前記係止部材に対して連結係合させた後、前記カウンターウエイトの重量によって連結状態を維持し、前記自動搬送車の走行面の変化により前記連結装置の前記牽引アームに対して、前記カウンターウエイトの重量による回転モーメントを超えた過剰な力が作用したときには、前記牽引アームを連結解除方向へ回転させて、前記アーム駆動モータ又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷を回避することを特徴とする請求項２記載の自動搬送システム。
5. 前記牽引アームを前記係止部材に対して連結係合方向へ回転励起する回転励起手段及び前記アーム駆動モータ又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷力を回避する過負荷回避手段を兼ねる手段として、前記牽引アームを連結係合方向への回転運動を生起させる捩じりバネを備え、
   前記アーム駆動モータによって前記牽引アームを連結係合方向へ回転させ前記係止部材に対して連結係合させた後、前記捩じりバネの捩じり反力によって連結状態を維持し、前記自動搬送車の走行面の変化により前記連結装置の前記牽引アームに対して、前記捩じりバネの捩じり反力を超えた過剰な力が作用したときには、前記牽引アームを連結解除方向へ回転させて、前記アーム駆動モータ又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷を回避することを特徴とする請求項２又は４記載の自動搬送システム。

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