JP5169654B2 - 磁気マーカー検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁気マーカー検出装置、詳しくは、無人搬送車に使用される磁気マーカー検出装置に関する。

磁気誘導式無人搬送車が走行する通路には、図５に示すように走行軌道を指示するための磁気テープからなる誘導テープ２００の他に、無人搬送車３００に各種の指示を与えるための同じく磁気テープからなるマーカーテープ２１０が使用されている（特許文献１参照）。無人搬送車３００には、図５に示すように誘導テープ検知用の誘導センサ３１０と、マーカー検知用のマーカーセンサ３２０が装備されている。

無人搬送車３００は誘導センサ３１０の検出によって誘導テープ２００を追跡しながら、マーカーテープ２１０を検出すると、図示しない制御装置が駆動走行装置等を制御してマーカーテープ２１０の検知順に予め登録された速度変更や、図６に示すように分岐Ｂでの進路変更等を行う。
特開平１０−１１１７１８号公報

ところで、磁気テープの磁力はテープの大きさに比例するため、短く切られたマーカーテープ２１０は、図７に示すように上方の磁束密度が誘導テープ２００に比べると、弱くなる。そのため、マーカーセンサ３２０は、検出ミスをなくすために誘導センサ３１０よりも高い検出性能が求められる。なお、図７中、誘導テープ２００，及びマーカーテープ２１０から延びる矢印で示す複数の線は磁束線を示している。

ここで、マーカーテープを大きく、すなわち、無人搬送車の進行方向に長くしたり、或いは、幅方向に拡げることにより磁力を高めると、以下の問題がある。マーカーテープを無人搬送車の進行方向に長くした場合、マーカーテープの検出位置が進行方向にバラつき、無人搬送車への各種指示の実行開始位置もバラついてしまう。又、マーカーテープの幅を拡げた場合、マーカーテープと誘導テープが接近してセンサが誤検出したり、干渉して検出性能が低下してしまう。

又、マーカーセンサの検出能力を上げるために、マーカーセンサを床に近づけて配置すると、床面（すなわち、路面）の凹凸と干渉しやすくなり、このようなマーカーセンサを装備した無人搬送車の走破性に問題が発生する。

この発明は、マーカーテープを大きくする必要はなく、しかも、マーカーセンサを床面（すなわち、路面）に近づける必要もなく、マーカーテープの検出能力を高めることができる磁気マーカー検出装置を提供することにある。

上記の問題点を解決するために、請求項１の発明は、搬送車の走行方向を指示するため床面に連続的に延びるように設けられた誘導テープの所定部位から幅方向に離間した床面に設置されたマーカーテープ検出用の第１磁気センサと、前記誘導テープ検出用の第２磁気センサとが並ぶように配置されると共に、複数個が列状に配置されている前記第２磁気センサの延長線上に該第２磁気センサを挟むように前記第１磁気センサが一対設けられ、前記第１磁気センサのマーカーテープと対向する面及び前記第２磁気センサの誘導テープと対向する面とは反対側において、磁性体が前記両第１磁気センサ及び複数個の第２磁気センサと並んで配置されると共に、該磁性体は前記両第１磁気センサ及び複数個の第２磁気センサと一体構造化され、前記磁性体により前記マーカーテープと前記誘導テープが磁気的に結合する磁気回路が形成されることを特徴とする磁気マーカー検出装置を要旨とするものである。なお、本発明で使用される磁気テープからなる誘導テープとマーカーテープの極性は、それぞれ互いに反対方向に向けられることを前提として、具体的には、誘導テープの上面（すなわち、第２磁気センサと対向する面）側はＮ極又はＳ極であり、マーカーテープの上面（すなわち、第１磁気センサと対向する面）側はＳ極又はＮ極である。

請求項２の発明は、請求項１において、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサが片極検知タイプのホールＩＣからなり、前記第１磁気センサの磁束検出方向と前記第２磁気センサの磁束検出方向を互いに反対方向に向かうように前記第１磁気センサと第２磁気センサが配置されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１において、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサが両極検知タイプのホールＩＣからなることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、磁気マーカー検出装置がマーカーテープ上を通過する際、磁性体により誘導テープとマーカーテープが磁気的に結合して磁気回路が形成される。このため、磁性体を介して誘導テープからマーカーテープへ流れ込む磁束を第１磁気センサ付近に多量に通過させることができ、この結果、磁性体で磁気回路が形成されない場合に比して、第１磁気センサ付近の磁束密度が増加し、マーカーテープの検出能力を高めることができる。従って、請求項１の発明によれば、マーカーテープを大きくする必要はなく、しかも、マーカーセンサを床面（すなわち、路面）に近づける必要もなく、マーカーテープの検出能力を高めることができる。

請求項２の発明によれば、第１磁気センサ及び第２磁気センサが片極検知タイプのホールＩＣから構成し、第１磁気センサの磁束検出方向と第２磁気センサの磁束検出方向を互いに反対方向に向かうように第１磁気センサと第２磁気センサが配置される構成の磁気マーカー検出装置において、請求項１の作用効果を容易に実現できる。

請求項３の発明によれば、第１磁気センサ及び第２磁気センサが両極検知タイプのホールＩＣにて構成しても、請求項１の作用効果を容易に実現できる。

以下、本発明の磁気マーカー検出装置を磁気検出装置に具体化した一実施形態を図１及び図２を参照して説明する。図１（ａ）は、本実施形態の磁気検出装置が取付けられた無人搬送車１０の概略斜視図である。同図に示すように、無人搬送車１０は、前輪である一対の駆動輪１１、及び後輪である一対の従動輪１２を備えている。駆動輪１１は、図示しない車輪回転用モータの駆動によりそれぞれ単独で回転される。そして、これらのモータの回転速度が個々に調節されて、両モータ間に回転速度差が生じることにより、無人搬送車１０の操舵が行われる。

床面２０上には、無人搬送車１０に対して、床面２０上の走行方向を指示するための誘導テープ２２が設けられ、無人搬送車１０は誘導テープ２２に沿って走行する。誘導テープ２２は、磁気テープにて構成され、本実施形態では上面がＮ極となるように設定されている。

又、誘導テープ２２の所定部位から幅方向に離間した床面２０上には、一対のマーカーテープ２４が設けられている。マーカーテープ２４は、磁気テープにて構成され、本実施形態では上面がＳ極となるように設定されている。マーカーテープ２４は、無人搬送車１０に検知した順に予め登録された速度変更の指示や、分岐箇所での進路変更等の指示を行うためのものである。

無人搬送車１０の前部の下部には、磁気検出装置３０が支持され、誘導テープ２２の長手方向と直交する方向に延びるように配置されている。図１（ｂ）に示すように、磁気検出装置３０はボックス状のケース３１と、該ケース３１内に配置されてケース３１に固定された基板３２と、基板３２の下面に装着された一対のマーカーセンサ３３、複数個の誘導センサ３４及び基板３２の上面に配置して固定された板状の磁性体３５とを備えている。基板３２に対するマーカーセンサ３３、複数個の誘導センサ３４の取付けは前記基板上面に限定されるものではなく、例えば、図１（ｃ）に示すように、基板３２と磁性体３５を若干離間してケース３１に対して固定し、基板３２上面に一対のマーカーセンサ３３、及び複数個の誘導センサ３４を配置してもよい。又、図示はしないが、基板３２の下面にマーカーセンサ３３を配置し、複数個の誘導センサ３４を基板３２上面に配置したり、基板３２の上面にマーカーセンサ３３を配置し、複数個の誘導センサ３４を基板３２下面に配置してもよい。前記磁性体３５の形状は板状に限定されるものではなく、棒状、角柱状等で長い形状であればよい。磁性体３５の材質は、例えば、鉄から構成することができるが、鉄に限定されるものではなく、磁束が通って磁気回路が構成できる材質であればよい。

一対のマーカーセンサ３３は、基板３２の左右両端にそれぞれ設けられている。マーカーセンサ３３は、第１磁気センサに相当し、片極検知タイプのホールＩＣにより構成されている。マーカーセンサ３３は磁束検出方向は、図２（ａ）に示すように、下側となるように配置されている。なお、図２（ａ）、（ｂ）、図４では説明の便宜上、基板３２は省略されている。

複数の誘導センサ３４は、基板３２の長手方向の中央に一列に、すなわち、列状に所定ピッチで並んで配置されている。誘導センサ３４は、第２磁気センサに相当し、片極検知タイプのホールＩＣにより構成されている。各誘導センサ３４の磁束検出方向は、図２（ａ）に示すように、上側となるように、すなわち、マーカーセンサ３３の磁束検出方向とは反対側となるように配置されている。

このように一対のマーカーセンサ３３は、複数個の誘導センサ３４を挟むようにして基板３２に装着され、マーカーセンサ３３は列状に配置された誘導センサ３４の延長線上に配置されるとともに、誘導センサ３４と並ぶように配置されている。

又、磁性体３５は、基板３２の上面に配置されることにより、マーカーセンサ３３、誘導センサ３４がそれぞれマーカーテープ２４、誘導テープ２２と対向する面とは反対側において、マーカーセンサ３３及び誘導センサ３４と並ぶように配置されている。

さて、上記のように構成された磁気検出装置３０の作用を説明する。
無人搬送車１０が走行して、磁気検出装置３０がマーカーテープ２４及び誘導テープ２２上を通過するとき、図２（ｂ）に示すように誘導テープ２２とマーカーテープ２４が磁気的に結合する磁気回路が形成される。このため、磁性体３５を介して誘導テープ２２からマーカーテープ２４へ流れ込む磁束がマーカーセンサ３３付近を多量に通過する。この結果、磁性体３５で磁気回路が形成されない場合に比して、マーカーセンサ３３付近の磁束密度が増加することになり、マーカーセンサ３３の検出能力が向上する。

なお、磁気検出装置３０において、磁性体３５を省略しないものと、省略したものとにおいて、マーカーテープ２４付近の磁束密度を測定すると、磁性体３５を設けた構成の方が省略したものに対して、約２．２倍に磁束密度が増加することが確認できた。この数値は、磁気検出装置３０と誘導テープ２２，マーカーテープ２４との離間距離等の測定条件によって変わるが、磁性体３５を備えた磁気検出装置３０の方が磁気回路形成による磁束密度の増加を確認できた。

磁性体３５により、磁気回路を形成する場合と、磁気回路を形成しない場合の各センサの検出可能な距離を以下の実験で測定した。磁気回路を形成しない場合とは、磁気検出装置３０の構成において、磁性体３５を省略した場合である。

図３及び図４は、磁性体３５により磁気回路を形成しない場合と、磁気回路を形成する場合のマーカーテープ２４の検出可能な距離を測定する場合の説明図である。図３、図４において、Ｌは床面２０上のマーカーテープ２４からマーカーセンサ３３、及び誘導テープ２２から誘導センサ３４の距離を示している。

図３及び図４での測定条件は下記の通りである。
磁性体の大きさ：３mm（幅）×１０mm（高さ）×２１０mm（長さ）
マーカーセンサ３３，誘導センサ３４は、ホールＩＣ（旭化成エレクトロニクス社製：ＥＷ−６６７２）を使用し、マーカーセンサ３３は検出方向が下向きになるように、誘導センサ３４は上向きになるように配置した。マーカーセンサ３３は磁性体３５の端部から５mm分内側にオフセットして配置した。誘導センサ３４間のピッチは１０mmとした。このマーカーセンサ３３，誘導センサ３４は、マーカーテープ２４、誘導テープ２２を検出するとオン作動するスイッチとして機能するものである。

なお、図４中、Ｍ１，Ｍ２は磁性体３５において、右端側及び左端側（なお、無人搬送車１０の進行方向に向かって右、左と定義する）に配置したマーカーセンサ３３である。又、図４中、Ｎ１〜Ｎ８は磁性体３５において、右側から配置した誘導センサ３４である。

表１に示すように、磁気回路を形成しない場合には、マーカーセンサ３３、誘導センサ３４によるマーカーテープ２４，誘導テープ２２の検出可能な距離Ｌは平均値１９mmであった。それに対して、図４に示すように磁性体３５により磁気回路を形成する場合には、マーカーセンサ３３は３６mm，３５mmと距離Ｌが延びた。合わせて、誘導センサ３４においても、平均１９mmであったものが、４０〜４５mmと距離Ｌが延びた。

この結果から、マーカーセンサ３３の検出能力を高めるのみならず、誘導センサ３４の検出能力も高めることができたことが確認された。
本実施形態においては、以下の効果がある。

（１） 本実施形態の磁気検出装置３０によれば、マーカーテープ検出用のマーカーセンサ３３（第１磁気センサ）と、誘導テープ検出用の誘導センサ３４（第２磁気センサ）とが並ぶように配置されている。そして、マーカーセンサ３３のマーカーテープ２４と対向する面及び誘導センサ３４の誘導テープ２２と対向する面とは反対側において、磁性体３５がマーカーセンサ３３及び誘導センサ３４と並んで配置され、磁性体３５によりマーカーテープ２４と誘導テープ２２が磁気的に結合する磁気回路が形成されるようにした。この結果、磁気検出装置３０がマーカーテープ２４上を通過する際、磁性体３５により誘導テープ２２とマーカーテープ２４が磁気的に結合して磁気回路が形成されることから、磁性体３５を介して誘導テープ２２からマーカーテープ２４へ流れ込む磁束をマーカーセンサ３３付近に多量に通過させることができる。この結果、磁性体３５で磁気回路が形成されない場合に比して、マーカーセンサ３３付近の磁束密度が増加し、マーカーテープ２４の検出能力を高めることができる。従って、マーカーテープ２４を大きくする必要はなく、しかも、マーカーセンサ３３を床面２０（すなわち、路面）に近づける必要もなく、マーカーテープ２４の検出能力を高めることができる。この結果、マーカーセンサ３３による検出ミスをなくすることができる。さらには、誘導センサ３４の検出能力も高めることができる。

磁気回路を形成していない従来は、マーカーセンサとして、誘導センサよりも検出能力を高めたものを使用するため、同じものを使用することができなかったが、本実施形態によれば、マーカーセンサ３３、誘導センサ３４の検出能力を同時に高めることができるため、同じタイプのもの、すなわち、ホールＩＣを使用することができる。

（２） 本実施形態の磁気検出装置３０によれば、上記（１）の構成に加え、複数個の誘導センサ３４が列状に配置されて、その延長線上に誘導センサ３４が配置されている。このような構成によっても、上記（１）の作用効果を容易に実現できる。

（３） 本実施形態の磁気検出装置３０によれば、上記（１）又は（２）の構成に加え、マーカーセンサ３３及び誘導センサ３４が片極検知タイプのホールＩＣからなり、マーカーセンサ３３の磁束検出方向と誘導センサ３４の磁束検出方向を互いに反対方向に向かうようにマーカーセンサ３３と誘導センサ３４が配置されている。このような構成によっても、上記（１）の作用効果を容易に実現できる。

（４） 本実施形態の磁気検出装置３０によれば、上記（１）乃至（３）のいずれかの構成に加え、マーカーセンサ３３が、誘導センサ３４を挟んで一対設けられ、両マーカーセンサ３３に磁性体３５が並んで配置されている。このような構成によっても、上記（１）の作用効果を容易に実現できる。

（５） 本実施形態の磁気検出装置３０によれば、一対のマーカーセンサ３３、複数個の誘導センサ３４、磁性体３５とは基板３２に装着されて一体型センサとなっている。このように基板３２、磁性体３５、マーカーセンサ３３、及び誘導センサ３４により一体構造化が可能となったため、シンプルで安価なセンサとすることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、前記実施形態の構成を下記のように変更してもよい。
○ 前記実施形態では、マーカーセンサ３３を一対設けたが、左右のマーカーセンサ３３のうち、いずれか一方を省略してもよい。

○ 前記実施形態では、マーカーセンサ３３、誘導センサ３４を片極検知タイプのホールＩＣで構成したが、両極検知タイプのホールＩＣで構成してもよい。この場合、前記実施形態と同様に誘導テープ２２上面をＮ極、マーカーテープ２４の上面をＳ極としてもよく、或いは、誘導テープ２２上面をＳ極、マーカーテープ２４の上面をＮ極としてもよい。どちらにしても、磁気マーカー検出装置がマーカーテープ２４上を通過する際、磁性体３５により誘導テープ２２とマーカーテープ２４が磁気的に結合して磁気回路が形成される。このため、磁性体３５を介して誘導テープ２２からマーカーテープ２４（又はマーカーテープ２４から誘導テープ２２）へ流れ込む磁束をマーカーセンサ（第１磁気センサ）付近に多量に通過させることができる。この結果、磁性体３５で磁気回路が形成されない場合に比して、マーカーセンサ（第１磁気センサ）付近の磁束密度が増加し、マーカーセンサの検出能力を高めることができる。

この場合においても、磁気回路を形成していない従来は、マーカーセンサとして、誘導センサよりも検出能力を高めたものを使用していたため、同じものを使用することができなかった。しかし、本実施形態によれば、マーカーセンサ３３、誘導センサ３４の検出能力を同時に高めることができるため、同じタイプのもの、すなわち、ホールＩＣを使用することができる。

○ 前記実施形態では、マーカーセンサ３３、誘導センサ３４をホールＩＣで構成したが、他の磁気センサ、例えば、ホール素子等で構成してもよいことは勿論のことである。
○ 前記実施形態では、磁性体３５は、基板３２に装着したが、基板３２から離間して支持してもよい。

（ａ）は一実施形態の磁気マーカー検出装置を無人搬送車に取付けた状態の概略説明図、（ｂ）及び（ｃ）は磁気マーカー検出装置の概略断面図。 （ａ）は、同じく一実施形態の磁気マーカー検出装置の概略図、（ｂ）は磁気マーカー検出装置の作用の説明図。 磁気テープとホールＩＣとの測定の説明図。 磁性体、マーカーテープ、誘導テープに磁気回路が形成された状態の説明図。 従来のマーカーセンサと誘導センサとが配置された無人搬送車の概略説明図。 分岐Ｂを有する誘導テープとマーカーテープの平面図。 マーカーテープと、誘導テープの磁束密度の状態わ示す説明図。

符号の説明

３０…磁気マーカー検出装置、
３１…ケース、３２…基板、３３…マーカーセンサ（第１磁気センサ）、
３４…誘導センサ（第２磁気センサ）、３５…磁性体。

Claims (3)

1. 搬送車の走行方向を指示するため床面に連続的に延びるように設けられた誘導テープの所定部位から幅方向に離間した床面に設置されたマーカーテープ検出用の第１磁気センサと、前記誘導テープ検出用の第２磁気センサとが並ぶように配置されると共に、複数個が列状に配置されている前記第２磁気センサの延長線上に該第２磁気センサを挟むように前記第１磁気センサが一対設けられ、
   前記第１磁気センサのマーカーテープと対向する面及び前記第２磁気センサの誘導テープと対向する面とは反対側において、磁性体が前記両第１磁気センサ及び複数個の第２磁気センサと並んで配置されると共に、該磁性体は前記両第１磁気センサ及び複数個の第２磁気センサと一体構造化され、前記磁性体により前記マーカーテープと前記誘導テープが磁気的に結合する磁気回路が形成されることを特徴とする磁気マーカー検出装置。
2. 前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサが片極検知タイプのホールＩＣからなり、前記第１磁気センサの磁束検出方向と前記第２磁気センサの磁束検出方向を互いに反対方向に向かうように前記第１磁気センサと第２磁気センサが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気マーカー検出装置。
3. 前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサが両極検知タイプのホールＩＣからなることを特徴とする請求項１に記載の磁気マーカー検出装置。

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