JP6298314B2 - 搬送台車 - Google Patents

Description

本発明は、物品を運搬する搬送台車に関する。

大型の倉庫等には、上下左右に物品を複数収容できる収容棚が複数配置されており、その指定された物品を収容棚に対して搬入もしくは搬出を行う際に、物品にアクセス可能な走行レールを敷設し、この走行レールを自走可能な搬送台車を利用することで、収容棚に対する荷物の搬出入の自動化し、作業の効率化を図った搬送設備が知られている。

例えば、特許文献１のような搬送設備は、自走可能な搬送台車と、物品を載置支持し、かつ、その載置面を昇降自在な載置台と、搬送台車の駆動車輪が走行する走行レールと、走行レールの上方に配置され物品を載置可能とする棚部と、を備えている。搬送台車には、左右各４輪の走行車輪と、それらの走行車輪をチェーン駆動する減速機付走行用電動モータと、走行フレームの内側面との接触で転動してその走行方向を規制するガイドローラと、物品をパレットごと昇降自在に載置支持する載置面を備えた載置台と、その載置台を駆動昇降させる電動式アクチュエータとしての減速機付昇降用電動モータと、走行用電動モータ及び昇降用電動モータに駆動用の電力を給電する二次電池と、その二次電池に充電するための電力を受け取る受電端子を備えた受電コネクタと、搬送台車の停止位置を検出するためのフォトセンサ、とが設けられている。搬送台車はその載置台を上昇移動させて物品をパレットごと受け取り、揺動アームの駆動揺動で給電端子が搬送台車の受電端子から外れると、搬送台車はその載置台で物品をパレットごと持ち上げた状態で収納部の走行路を走行し、所定の収納位置を検出して停止し、載置台を下降移動させて物品をパレットごと荷載置面に載置するようになっている。

特許第３１３８９８３号公報（第４頁、図７−図１０）

しかしながら、特許文献１にあっては、搬送台車は、フォトセンサによって収納位置を検出して、すぐに停止制御するため、速度の速い状態で走行用電動モータは大きな逆トルクを発生させて停止することになり、走行モータには大きな負荷、大きなショックが加わる。また、搬送台車が運搬する物品の重量が軽いときは短い距離で停止し、物品の重量が重いときは停止距離が長くなるため、隣接するパレットの間隔が極端に広くなったり、逆にパレット同士が接触して入庫されてしまい、隣接するパレットの間隔がばらついて倉庫のスペースを有効に活用できないという問題がある。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、走行モータに大きな負荷をかけることなく、パレットをほぼ等間隔で倉庫に入庫できる搬送台車を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の搬送台車は、
物品が載置されたパレットを載置支持し、かつ、その載置面を昇降自在な載置台と、該載置台を昇降させる昇降装置と、収納棚の走行レールの走行面を走行する走行装置と、を備え、前記走行レールの前記走行面よりも上方の載置面から浮かせて運搬した前記物品が載置された前記パレットを前記走行レールの載置面に置く搬送台車であって、
前記搬送台車には、前記物品が載置された前記パレットを載置した状態において、前記走行レールの載置面上に置かれた前記パレットの端面を検出する非接触式の第１の物体検出手段及び第２の物体検出手段が配設されており、かつ前記第１の物体検出手段が前記走行レールの載置面上に置かれた前記パレットの端面を検出した後に、前記第２の物体検出手段が該パレットの端面を検出するように前記第１の物体検出手段及び前記第２の物体検出手段の搬送台車に対する取付け角度は、前記搬送台車の側面視にて異なっており、
前記搬送台車は、前記第１の物体検出手段によって前記走行レールの載置面上に置かれた前記パレットの端面が検出されると減速制御を開始し、前記第２の物体検出手段によって前記前記走行レールの載置面上に置かれたパレットの端面が検出されると停止制御を開始することを特徴としている。
この特徴によれば、第１の物体検出手段が物体を検出して減速制御を開始し、第２の物体検出手段が物体を検出して停止制御することによって、搬送台車が減速してから停止制御するので搬送台車の走行装置に大きな負荷を与えることなく、搬送台車は精度良く停止することができる。

前記第２の物体検出手段は前記第１の物体検出手段が前記走行レールの載置面上に置かれた前記パレットの端面を検出しその後検出しなくなった後に該パレットの端面を検出するように配置されていることを特徴としている。
この特徴によれば、搬送台車が減速してから停止制御するので搬送台車の走行装置に大きな負荷を与えることなく、搬送台車は精度良く停止することができる。

本発明の搬送台車は、
前記第１の物体検出手段及び前記第２の物体検出手段は、超音波センサを使用した物体検出手段であることを特徴としている。
この特徴によれば、第１の物体検出手段及び前記第２の物体検出手段は、超音波センサを使用して物体を検出するので、物体の材質や色、光沢といった検出を不安定にさせる要因に大きな影響を受けず安定して物体を検出することができる。

搬送台車が収容棚の走行レールを走行する状態を示す側面図である。 搬送台車の構造を示す斜視図である。 搬送台車を側面視したときの第１の物体検出手段及び第２の物体検出手段の取付け状態を示す図である。 搬送台車の減速制御を説明する図である。 搬送台車の停止制御を説明する図である。

本発明に係る搬送台車を図１から図５を参照して説明する。以下、図２の矢印Ａ方向を正面（前側）方向とする。また、図２のＢ方向を側面方向とする。

図１に示されるように、搬送台車１は、複数の収容部２ａを上下左右に備えた収容棚２が複数配置された大型倉庫等において、指定された物品３を収容棚２の所定の収容部２ａに対して搬入もしくは搬出を行う際に用いられる。収容棚２には一対に対向する走行レール４が敷設されており、走行レール４の上端面４ａには、物品３が載置された複数のパレット５が支持されている。

搬送台車１の構成について説明する。図１及び図２に示されるように、搬送台車１は走行レール４の走行面４ｂを走行可能な車体６と、物品３を載置支持し、車体６に対し昇降可能に設けられた載置台７と、載置台７を昇降させる昇降駆動部（図示せず）と、搬送台車１を走行レール４上で走行可能とする走行装置１２と、を備えており、載置台７がパレット５の下面から離間する最下降状態で走行レール４の走行面４ｂを走行してパレット５の下方に進入した後、載置台７を上昇させることでパレット５ごと物品３を持ち上げ、パレット５及び物品３を走行レール４の上端面４ａから所定高さ浮かせて運搬するようになっている。

図２に示されるように、搬送台車１の車体６は金属板の前後を屈曲して形成され、該車体６には、走行用の走行装置１２、図示しない昇降用の昇降駆動部、制御装置、電源装置としてのバッテリが配設されている。制御装置は、走行用の駆動モータを駆動制御する駆動モータ制御部、昇降用の昇降モータを駆動制御する昇降モータ制御部を備えている。

走行装置１２、１２は、駆動モータ、走行車輪１３、１３、複数個の従動車輪１４、１４、…により主に構成される。駆動モータは図示しないケーブルにより駆動モータ制御部と接続されており、さらに駆動モータ制御部は車体６内に内蔵されたバッテリに接続される。そして、制御部は、指令信号に基づき、駆動モータに電力を供給して、駆動モータを回転駆動し、駆動モータにより駆動される走行車輪１３、１３が、図１及び図２に示す走行レール４の走行面４ｂを走行することにより、従動車輪１４、１４、…が従動して車体６が安定的に走行するようになっている。

図２に示すように、搬送台車１の車体６には、後述する物体検出手段としての第１の物体検出手段７１及び第２の物体検出手段７２が配設されている。第１の物体検出手段７１及び第２の物体検出手段７２は、超音波センサを使用した物体検出手段で、新たに入庫される物品３を載置した搬送台車１が、すでに入庫され、走行レール４上に載置される物品３を検出するために主に使用される。

また、図２に示すように、車体６の前側と後側には、在荷センサ８１が設けられている。在荷センサ８１は、光電センサが使用され、載置台７に設けられた孔８０を通して、搬送台車の載置台７上の物品３及びパレット５を検出したり、さらには、搬送台車１が載置台７を上昇させてパレット５ごと物品３を持ち上げる際に、搬送台車１が、パレット５のほぼ中央に位置するように、搬送台車の位置を制御するために使用されている。

以下、入庫について説明する。図１に示すように、物品３は、図１の左の矢印の方向から順次入庫され、図１の右側の矢印の方向に順次出庫される。パレット５に載置された物品３は、フォークリフト等を使用して収容棚２の入口部２ｃに搬入される。

つぎに、搬送台車１は図１の１ａで示すように、収容棚２の入口部２ｃに向かって、走行レール４の載置面４ａより下方を走行し、ゆっくりパレット５の下方に入り停止する。

続いて、搬送台車１は、搬送台車１の載置台７を上昇させ、物品３をパレット５ごと持ち上げ、搬送台車１は図１の１ｂに示すように、物品３及びパレット５を載置した状態で収容部２ａの走行面４ｂを走行する。

物品３及びパレット５を載置した状態で走行する搬送台車１ｂは、走行レール４の載置面４ａに載置されているパレット５から所定の間隔を隔てて停止し、搬送台車１は、載置台７を降下させて物品３をパレット５ごと走行レール４の載置面４ａに載置し、物品３の入庫が完了する。

このような入庫作業において、走行レール４の載置面４ａにすでに載置されているパレット５及び物品から所定の間隔を隔てて、搬送台車１を減速、停止させる場合に、搬送台車１をソフトに減速、停止しないと、駆動モータには大きな負荷、大きなショックが加わり、駆動モータ及び駆動モータ制御部にダメージを与える場合がある。また、搬送台車１が運搬する物品３の重量が軽い場合は短い距離で停止し、物品３の重量が重い場合は停止距離が長くなるため、隣接するパレット５の間隔が極端に広くなったり、逆にパレット同士が接触して入庫されてしまい、隣接するパレットの間隔がばらついて倉庫のスペースを有効に活用できなくなってしまう問題がある。

そこで、本発明は、搬送台車１に備えられた第１の物体検出手段７１及び第２の物体検出手段７２によって、物体を検出して減速、停止制御することによって、搬送台車が所定の速度に減速してから停止するので、搬送台車の走行装置に大きな負荷を与えることなく、隣接するパレットの間隔をほぼ均等に入庫できるようにするものである。以下、第１の物体検出手段７１及び第２の物体検出手段７２を備えた搬送台車１の減速制御、停止制御について説明する。

図２に示すように、搬送台車１の車体６には、第１の物体検出手段７１及び第２の物体検出手段７２が配設されている。第１の物体検出手段７１及び第２の物体検出手段７２は、超音波センサを使用した物体検出手段である。

超音波センサは、送波器によって超音波を対象物に向け発信し、その反射波を受波器で受信することにより、物体の存在の有無や物体までの距離を検出するものである。超音波センサは、レーザを使用した検出器と異なり、物体の材質や色、光沢といった検出を不安定にさせる要因に大きな影響を受けず安定して物体を検出することができるという特徴を有している。また、図４に示すように、所定の角度θ１の範囲内に存在する物体を正確に検出するように調整できるので、レーザ光、赤外線等の光を使用したセンサに比較して検出範囲が格段に広くなり、センサの取付け及び調整が容易となる。

また、図３に示すように、第１の物体検出手段７１の搬送台車に対する取付け角度と第２の物体検出手段７２の搬送台車１に対する取付け角度は異なっている。第１の物体検出手段７１は、搬送台車１から略水平方向の予め設定された距離Ｌ１の範囲内に物体が存在するときに、物体の検出信号を出力するように設定されている。また、第１の物体検出手段７１は、搬送台車１から略水平方向の予め設定された距離Ｌ１の範囲内に物体を検出するように、搬送台車１の車体６に対し、略水平方向、またはやや上向きの取付け角度で取付けられている。一方、第２の物体検出手段７２は、搬送台車１の水平方向から斜め上の予め設定された距離Ｌ２の範囲内に物体が存在するときに、物体の検出信号を出力するように設定されている。また、第２の物体検出手段７２は、搬送台車１の水平方向から斜め上の予め設定された距離Ｌ２の範囲内の物体を検出するように、搬送台車１の車体６の水平方向から斜め上を向く取付け角度で取り付けられている。

上述のように、第１の物体検出手段７１は、超音波を略水平方向、またはやや上向きに発信し、図４に示すθ１の範囲内に存在する物体を正確に検出するように調整されている。そして、図４に示すように、搬送台車１から予め設定された距離Ｌ１以内の位置にパレット５の端面５ａが存在すると、第１の物体検出手段７１は、パレット５の検出信号を出力する。

しかし、図３に示すように、搬送台車１がパレット５に次第に近づくと、パレット５の端面５ａは、第１の物体検出手段７１の有効検出範囲θ１の範囲外になるため、第１の物体検出手段７１はパレット５の端面５ａを正確に検出できなくなる。

そこで、搬送台車１とパレット５との距離が近くなったときには、水平方向から斜め上の方向の物体を検出する第２の物体検出手段７２によってパレット５の端面５ａを検出するようにしている。図５に示すように、第２の物体検出手段７２の有効検出範囲θ２の範囲内で、搬送台車１から予め設定された距離Ｌ２以内の位置にパレット５の端面５ａが存在すると、第２の物体検出手段７２は、パレット５の検出信号を出力する。

続いて、搬送台車１の減速制御及び停止制御について説明する。図４に示すように、搬送台車１が、前方のパレット５に載置された物品３に近づき、パレット５の端面５ａが搬送台車１から予め設定された距離Ｌ１以内に入ると、第１の物体検出手段７１はパレット５の端面５ａを検出し、該検出信号を駆動モータ制御部に送信される。該検出信号を受信した駆動モータ制御部は、走行車輪１３、１３を駆動する駆動モータの減速制御を開始し、搬送台車１の速度を減速させ、搬送台車１とパレット５の端面５ａとの距離がＬ２となるときに、停止制御に適した速度範囲になるように減速する。

つぎに、図５に示すように、パレット５の端面５ａが搬送台車１から予め設定された距離Ｌ２以内に入ると、第２の物体検出手段７２はパレット５の端面５ａを検出し、該検出信号を駆動モータ制御部に送信し、駆動モータ制御部は、走行車輪１３、１３を駆動する駆動モータの停止制御を開始し、駆動モータを停止して駆搬送台車１を停止させる。

このように、搬送台車１は、第１の物体検出手段７１がパレット５の端面５ａを検出して減速制御を開始し、停止制御に適した速度範囲になるように減速した状態で、第２の物体検出手段７２がパレット５の端面５ａを検出して搬送台車１を停止するように制動停止するので、搬送台車１をソフトに停止させることができる。さらに、停止制御に適した速度範囲になるように減速した状態で、パレット５の端面５ａを検出して停止するので、隣接するパレット５の間隔をほぼ均等にできる。

ここで、搬送台車３が運搬する物品３の重量が重いときには、減速制御を開始して搬送台車１とパレット５の端面５ａとの距離が予め設定された距離Ｌ２以内に入るまでに、停止制御に適した速度範囲に減速できない場合がある。このような場合には、減速制御開始から減速レートを検出して、上記距離Ｌ２における搬送台車の速度を推定し、停止制御に適した速度範囲に低下しないと判断される場合には制動トルクを増加するように制御する。反対に、検出された減速レートが大きく、上記距離Ｌ２に到達する前に、搬送台車１が停止することが推定される場合には、制動トルクを小さくして、搬送台車１が上記距離Ｌ２に到達する前に停止してしまうことを防いでいる。このように制御することで、搬送台車３が運搬する物品３の重量が重い場合であっても、軽い場合であっても、すでに走行レール４の載置面４ａに載置されているパレット５及び物品に接触することなく、適切なパレット間隔を保つように、かつ、ソフトに停止させることができる。

本発明の搬送台車１は、以下のような作用効果を奏する。

搬送台車１は、第１の物体検出手段７１がパレット５の端面５ａを検出して減速制御を開始し、十分減速した状態で第２の物体検出手段７２がパレット５の端面５ａを検出して搬送台車１を停止するので、ソフトに停止させることができる。さらに、十分に減速した状態で、パレット５の端面５ａを検出して停止するので、隣接するパレットの間隔をほぼ均等にできる。

また、物品３はパレット５の中央に置かれたり、パレット５の端に置かれたりするため、パレット５上の物品３を検出して減速制御、停止制御すると、隣接するパレットの間隔はばらついてしまう。これに対し、本発明の搬送台車は、第１の物体検出手段７１がパレット５の端面５ａを検出して減速制御、第２の物体検出手段７２がパレット５の端面５ａを検出して停止制動制御するので、隣接するパレットの間隔をほぼ一定にできる。

加えて、第１の物体検出手段７１及び第２の物体検出手段７２の搬送台車１に対する取付角度を搬送台車の側面視にて異ならせることにより、第１の物体検出手段７１が検出する距離Ｌ１を減速制御の開始に適した距離に設定でき、さらに第２の物体検出手段７２が検出する距離２を停止制御の開始に適した距離に設定することができる。

さらに、第１の物体検出手段７１及び第２の物体検出手段７２は、超音波センサを使用して物体を検出するので、物体の材質や色、光沢といった検出を不安定にさせる要因に大きな影響を受けず安定して物体を検出することができる。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、上記実施例では、駆動モータを電気的に制御して減速制御、制動制御をしているが、駆動モータをブレーキ付モータ等の機械ブレーキを使用して減速制御、制動制御をしてもよい。

また、第１の物体検出手段及び第２の物体検出手段は、超音波センサを使用しているが、コストは上昇するがレーザ光を使用したセンサ、赤外線等の光電センサ等、予め決めた距離を必要な精度で検出できるものを使用してもよい。

１ 搬送台車
２ 収容棚
３ 物品
４ 走行レール
４ａ 上端面
４ｂ 走行面（走行経路）
５ パレット
５ａ 端面
６ 車体
７ 載置台
１２ 走行装置
７１ 第１の物体検出手段
７２ 第２の物体検出手段

Claims (3)

1. 物品が載置されたパレットを載置支持し、かつ、その載置面を昇降自在な載置台と、該載置台を昇降させる昇降装置と、収納棚の走行レールの走行面を走行する走行装置と、を備え、前記走行レールの前記走行面よりも上方の載置面から浮かせて運搬した前記物品が載置された前記パレットを前記走行レールの載置面に置く搬送台車であって、
   前記搬送台車には、前記物品が載置された前記パレットを載置した状態において、前記走行レールの載置面上に置かれた前記パレットの端面を検出する非接触式の第１の物体検出手段及び第２の物体検出手段が配設されており、かつ前記第１の物体検出手段が前記走行レールの載置面上に置かれた前記パレットの端面を検出した後に、前記第２の物体検出手段が該パレットの端面を検出するように前記第１の物体検出手段及び前記第２の物体検出手段の搬送台車に対する取付け角度は、前記搬送台車の側面視にて異なっており、
   前記搬送台車は、前記第１の物体検出手段によって前記走行レールの載置面上に置かれた前記パレットの端面が検出されると減速制御を開始し、前記第２の物体検出手段によって前記前記走行レールの載置面上に置かれたパレットの端面が検出されると停止制御を開始することを特徴とする搬送台車。
2. 前記第２の物体検出手段は前記第１の物体検出手段が前記走行レールの載置面上に置かれた前記パレットの端面を検出しその後検出しなくなった後に該パレットの端面を検出するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の搬送台車。
3. 前記第１の物体検出手段及び前記第２の物体検出手段は、超音波センサを使用した物体検出手段であることを特徴とする請求項１または２に記載の搬送台車。

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