JP6417187B2

JP6417187B2 - 搬送装置

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Publication number: JP6417187B2
Application number: JP2014222172A
Authority: JP
Inventors: 村松　繁; 繁村松
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2014-10-31
Publication date: 2018-10-31
Anticipated expiration: 2034-10-31
Also published as: JP2016092900A

Description

本発明は、搬送装置に関し、特に、リニアモータ駆動区間を備える搬送装置に関する。

従来、リニアモータ駆動区間を備える搬送装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、可動子を搬送するためのリニアモータ制御区間（リニアモータ駆動区間）および非リニアモータ制御区間とを備えるリニア搬送装置（搬送装置）が開示されている。上記特許文献１のリニア搬送装置では、非リニアモータ制御区間は、可動子に係合する係合部材と、係合部材を移動させるベルトコンベヤとを含んでいる。また、上記特許文献１のリニア搬送装置では、リニアモータ制御区間から非リニアモータ制御区間に可動子を移行させる場合、可動子と係合部材との位置を同期させて係合させるように構成されている。

特開２０１４−１３３６０９号公報

しかしながら、上記特許文献１のリニア搬送装置では、リニアモータ制御区間から非リニアモータ制御区間に可動子を移行させる場合、可動子と係合部材との位置を同期させて係合させるように構成されているため、可動子および係合部材の位置および速度を精度よく合わせる必要がある。その結果、制御が複雑になるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、リニアモータ駆動区間および機械式駆動区間の一方から他方に搬送台車が移行する際に、制御が複雑になるのを抑制することが可能な搬送装置を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における搬送装置は、搬送台車と、搬送台車を搬送するための搬送部とを備えた搬送装置であって、搬送部は、リニアモータを構成するリニアモータ固定子が設けられたリニアモータ駆動区間と、モータにより駆動される無端状のベルトが設けられ、リニアモータ駆動区間に接続された機械式駆動区間とを含み、搬送台車は、リニアモータ駆動区間のリニアモータ固定子に対して磁力が作用するリニアモータ可動子と、機械式駆動区間のベルトに当接することにより駆動力が伝達されるベルト当接部とを含み、リニアモータ駆動区間および機械式駆動区間を搬送されるように構成されており、機械式駆動区間のベルトは、搬送台車のベルト当接部と当接する側の面が平坦面状に形成されており、搬送部は、リニアモータ駆動区間と、機械式駆動区間との接続部近傍に設けられた搬送台車を検知するセンサをさらに含み、ベルトを駆動させるモータは、センサからの搬送台車の検知結果に基づいて、駆動が制御されるように構成されており、センサの検知結果に基づいて算出されたリニアモータの駆動による搬送台車の速度が、機械式駆動区間のベルトの駆動による搬送台車の速度よりも大きい場合に、搬送台車がリニアモータ駆動区間から機械式駆動区間に移行してからモータを駆動させるまでの始動遅延時間が設定されるとともに、設定された始動遅延時間経過後にモータが停止状態から駆動されるように構成されている。

この発明の第２の局面における搬送装置は、搬送台車と、搬送台車を搬送するための搬送部とを備えた搬送装置であって、搬送部は、リニアモータを構成するリニアモータ固定子が設けられたリニアモータ駆動区間と、モータにより駆動される無端状のベルトが設けられ、リニアモータ駆動区間に接続された機械式駆動区間とを含み、搬送台車は、リニアモータ駆動区間のリニアモータ固定子に対して磁力が作用するリニアモータ可動子と、機械式駆動区間のベルトに当接することにより駆動力が伝達されるベルト当接部とを含み、リニアモータ駆動区間および機械式駆動区間を搬送されるように構成されており、機械式駆動区間のベルトは、搬送台車のベルト当接部と当接する側の面が平坦面状に形成されており、搬送台車のベルト当接部は、搬送方向の一方の端部が他方の端部に対して平坦面状に形成されたベルトの面の垂直方向に移動することでベルトの面に対して傾斜可能に構成されている。
この発明の第１および第２の局面による搬送装置では、上記のように、機械式駆動区間のベルトの搬送台車のベルト当接部と当接する側の面を平坦面状に形成することによって、リニアモータ駆動区間および機械式駆動区間の一方から他方に搬送台車が移行する際に、ベルトとベルト当接部とを滑らせることができるので、ベルトおよびベルト当接部の速度差を許容することができる。これにより、ベルトおよびベルト当接部の位置および速度を正確に同期させる必要がないので、制御が複雑になるのを抑制することができる。

上記第１の局面による搬送装置において、好ましくは、搬送台車のベルト当接部は、搬送方向の一方の端部が他方の端部に対して平坦面状に形成されたベルトの面の垂直方向に移動することでベルトの面に対して傾斜可能に構成されている。このように構成した場合でも、リニアモータ駆動区間から機械式駆動区間に搬送台車が移行する際に、搬送台車のベルト当接部をベルトに容易に乗り上げさせることができる。

上記第２の局面による搬送装置において、好ましくは、搬送部は、リニアモータ駆動区間と、機械式駆動区間との接続部近傍に設けられた搬送台車を検知するセンサをさらに含み、ベルトを駆動させるモータは、センサからの搬送台車の検知結果に基づいて、駆動が制御されるように構成されている。このように構成すれば、センサの検知結果に基づいて、ベルトの駆動による機械式駆動区間において搬送台車を精度よく移動させることができる。

この場合、好ましくは、センサの検知結果に基づいて算出されたリニアモータの駆動による搬送台車の速度が、機械式駆動区間のベルトの駆動による搬送台車の速度よりも大きい場合に、搬送台車がリニアモータ駆動区間から機械式駆動区間に移行してからモータを駆動させるまでの始動遅延時間が設定されるとともに、設定された始動遅延時間経過後にモータが停止状態から駆動されるように構成されている。このように構成すれば、リニアモータ駆動区間と機械式駆動区間とで速度差がある場合に、ベルトを駆動させるモータを始動遅延時間経過後に駆動させることにより、搬送台車が空気や摩擦の抵抗などにより減速した後にベルトによる駆動力を作用させることができる。これにより、搬送台車のリニアモータ駆動区間から機械式駆動区間への移行をスムーズに行うことができる。

設定された始動遅延時間経過後にモータが停止状態から駆動される構成において、好ましくは、モータの停止状態では、回生制動が働かないように、モータが接続された回路が開いた状態になるように構成されている。このように構成すれば、ベルトが搬送台車により連れ回りされることによりモータが回転された場合でも、モータに起電力が発生して逆方向の電流が生じるのを防止することができる。

上記搬送部がセンサを含む構成において、好ましくは、センサの検知結果に基づいて算出されたリニアモータの駆動による搬送台車の速度に基づいて、機械式駆動区間におけるベルトを駆動させるモータの回転速度が制御されるように構成されている。このように構成すれば、リニアモータ駆動区間および機械式駆動区間の一方から他方に搬送台車が移行する際に、搬送台車の速度とベルトの速度とを容易に近づけることができる。

上記搬送部がセンサを含む構成において、好ましくは、センサは、機械式駆動区間側またはリニアモータ駆動区間側に設けられている。このように構成すれば、機械式駆動区間側またはリニアモータ駆動区間側に設けられたセンサの検知結果に基づいて、機械式駆動区間のモータを精度よく駆動させることができる。

上記第２の局面による搬送装置において、好ましくは、搬送部は、機械式駆動区間側であって、リニアモータ駆動区間との接続部近傍に設けられた搬送台車を検知するセンサをさらに含み、リニアモータは、駆動の制御に際してセンサからの検知結果が参照されるように構成されている。このように構成すれば、機械式駆動区間側に設けられたセンサの検知結果を参照して、搬送台車がリニアモータ駆動区間に入る前の段階から、リニアモータ駆動区間における制御に移行することができるので、機械式駆動区間からリニアモータ駆動区間への乗り継ぎをスムーズに行うことができる。

上記第１または第２の局面による搬送装置において、好ましくは、搬送部は、リニアモータ駆動区間側に設けられた第１ガイドレール部と、機械式駆動区間側に設けられた第２ガイドレール部とをさらに含み、搬送台車は、第１ガイドレール部および第２ガイドレール部と係合するレール係合部をさらに含み、第１ガイドレール部および第２ガイドレール部に沿って移動するように構成されている。このように構成すれば、搬送台車をリニアモータ駆動区間側の第１ガイドレール部および機械式駆動区間側の第２ガイドレール部に係合させて容易に移動させることができる。

この場合、好ましくは、第１ガイドレール部および第２ガイドレール部は、それぞれ、リニアモータ駆動区間および機械式駆動区間に別体で設けられている。このように構成すれば、第１ガイドレール部を含むリニアモータ駆動区間における搬送機構と、第２ガイドレール部を含む機械式駆動区間における搬送機構とをそれぞれ別々のユニットとして設けることができる。

上記第１または第２の局面による搬送装置において、好ましくは、搬送台車のベルト当接部は、搬送部の搬送方向端部がテーパ状に面取りされた当接面を有する。このように構成すれば、リニアモータ駆動区間から機械式駆動区間に搬送台車が移行する際に、搬送台車のベルト当接部をベルトに容易に乗り上げさせることができる。

上記第１または第２の局面による搬送装置において、好ましくは、リニアモータ固定子は、コイルを有し、リニアモータ可動子は、永久磁石を有する。このように構成すれば、搬送部のリニアモータ固定子に電流を流すことにより、搬送台車を移動させることができるので、搬送台車に配線を配置する必要がない分、搬送台車の構成を簡素化することができる。

本発明によれば、上記のように、リニアモータ駆動区間および機械式駆動区間の一方から他方に搬送台車が移行する際に、制御が複雑になるのを抑制することができる。

本発明の一実施形態による搬送装置の全体構成を概略的に示したブロック図である。本発明の一実施形態による搬送装置の全体構成を概略的に示した正面図である。本発明の一実施形態による搬送装置のリニアモータ駆動区間を示した側面図である。本発明の一実施形態による搬送装置の機械式駆動区間を示した側面図である。本発明の一実施形態による搬送装置の搬送台車の機械式駆動区間への移行を説明するための図である。本発明の一実施形態による搬送装置のセンサ検知を説明するための図である。本発明の一実施形態による搬送装置の機械式駆動区間乗継処理を説明するためのフローチャートである。本発明の一実施形態による搬送装置のベルト管理処理を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図５を参照して、本発明の一実施形態による搬送装置１００の構成について説明する。

図１に示すように、本発明の一実施形態による搬送装置１００は、搬送部１と、搬送台車２とを備えている。また、搬送装置１００は、搬送部１に沿って、搬送台車２（搬送台車２に載置された搬送対象物（図示せず））を搬送するように構成されている。搬送部１は、リニアモータ駆動区間１１と、機械式駆動区間１２と、コントローラ１３と、ドライバ１４および１５とを含んでいる。また、搬送部１には、Ｘ方向に沿ってＸ１方向側から、リニアモータ駆動区間１１、機械式駆動区間１２、リニアモータ駆動区間１１が順に配置されている。

リニアモータ駆動区間１１は、図１〜図３に示すように、センサ１１１と、第１ガイドレール部１１２と、リニアモータ固定子１１３とを有している。機械式駆動区間１２は、センサ１２１および１２２と、第２ガイドレール部１２３と、モータ１２４と、ベルト１２５と、駆動プーリ１２６と、従動プーリ１２７および１２８とを有している。搬送台車２は、載置部２１と、ベルト当接部２２と、リニアモータ可動子２３と、被検知部２４と、レール係合部２５とを有している。

搬送部１は、搬送台車２をＸ方向に沿って搬送するように構成されている。具体的には、搬送部１のリニアモータ駆動区間１１では、リニアモータにより搬送台車２をＸ方向（Ｘ１方向およびＸ２方向）に搬送するように構成されている。また、搬送部１の機械式駆動区間１２では、ベルト１２５の駆動により搬送台車２をＸ方向（Ｘ１方向およびＸ２方向）に搬送するように構成されている。

リニアモータ駆動区間１１では、機械式駆動区間１２に比べて、搬送台車２の位置および速度を精度よくかつ高速に移動させることが可能である。また、リニアモータ駆動区間１１では、搬送台車２に載置された搬送対象物に対して作業装置（図示せず）により作業が行われる。また、リニアモータ駆動区間１１では、複数の搬送台車２の移動を個別に制御することが可能に構成されている。

機械式駆動区間１２は、搬送台車２を上流のリニアモータ駆動区間１１から受け取り、下流のリニアモータ駆動区間１１に受け渡すように構成されている。つまり、機械式駆動区間１２は、搬送対象物に対して作業が行われる２つのリニアモータ駆動区間１１の間の区間に設けられ、搬送対象物を後の作業位置（下流のリニアモータ駆動区間１１）まで搬送するように構成されている。

リニアモータ駆動区間１１には、図１に示すように、Ｘ方向全体にセンサ１１１が設けられており、搬送台車２の位置が検知される。センサ１１１は、磁気センサを含み、搬送台車２の被検知部２４の磁気を検知するように構成されている。センサ１１１の検知結果に基づいて、搬送台車２のリニアモータ駆動区間１１における位置および速度を精度よく検出することが可能である。

第１ガイドレール部１１２は、図２に示すように、Ｘ方向に沿って延びるように形成されている。また、第１ガイドレール部１１２は、図３に示すように、搬送台車２のレール係合部２５と係合して、搬送台車２の移動をガイドするように構成されている。第１ガイドレール部１１２は、第２ガイドレール部１２３に接続するように配置されている。つまり、搬送台車２は、第１ガイドレール部１１２と第２ガイドレール部１２３とを乗り継いで移動するように構成されている。また、第１ガイドレール部１１２は、第２ガイドレール部１２３とは別体でリニアモータ駆動区間１１に設けられている。

リニアモータ固定子１１３は、搬送台車２のリニアモータ可動子２３とともにリニアモータを構成する。リニアモータ固定子１１３は、コイルを含み、リニアモータ可動子２３は、永久磁石を含む。また、リニアモータ固定子１１３のコイルは、Ｘ方向に沿って複数配置されている。つまり、リニアモータ固定子１１３（複数のコイル）に通電される電力が制御されることにより、リニアモータ可動子２３とリニアモータ固定子１１３の間で磁力が作用して、搬送台車２がＸ方向に搬送されるように構成されている。

機械式駆動区間１２には、図１に示すように、リニアモータ駆動区間１１との接続部近傍（Ｘ１方向側およびＸ２方向側の端部近傍）にセンサ１２１および１２２が設けられており、搬送台車２の位置が検知される。センサ１２１および１２２は、磁気センサを含み、搬送台車２の磁気を検知するように構成されている。センサ１２１は、機械式駆動区間１２の入口側（Ｘ１方向側）に配置されており、搬送台車２が機械式駆動区間１２に搬入されたこと、および、搬送台車２の入口における速度を算出するために設けられている。センサ１２２は、機械式駆動区間１２の出口側（Ｘ２方向側）に配置されており、搬送台車２が機械式駆動区間１２から搬出されたこと、および、搬送台車２の出口における速度を算出するために設けられている。

第２ガイドレール部１２３は、図２に示すように、Ｘ方向に沿って延びるように形成されている。また、第２ガイドレール部１２３は、図４に示すように、搬送台車２のレール係合部２５と係合して、搬送台車２の移動をガイドするように構成されている。また、第２ガイドレール部１２３は、第１ガイドレール部１１２に接続するように配置されている。また、第２ガイドレール部１２３は、第１ガイドレール部１１２とは別体で機械式駆動区間１２に設けられている。

モータ１２４は、駆動プーリ１２６を回転駆動させて、ベルト１２５を駆動させるように構成されている。ベルト１２５は、駆動プーリ１２６、従動プーリ１２７および１２８に無端状に巻き回されている。また、ベルト１２５の内側は、駆動プーリ１２６、従動プーリ１２７および１２８に係合するように凹凸が設けられている。これにより、モータ１２４の駆動が駆動プーリ１２６を介してベルト１２５に効率的に伝達される。また、モータ１２４は、回生制動が働かないように、停止状態においてモータ１２４が接続された回路が開いた状態になるように構成されている。つまり、モータ１２４の停止状態では、モータ１２４と電源との回路が開かれているとともに、モータ１２４と並列に電源に接続された回路も開いた状態にされている。

ここで、本実施形態では、ベルト１２５は、搬送台車２のベルト当接部２２と当接する側の面が平坦面状に形成されている。つまり、ベルト１２５の外側の面は、凹凸が形成されておらず略平坦に形成されている。また、ベルト１２５は、搬送台車２のベルト当接部２２に対して、滑りを許容しながらグリップするように構成されている。つまり、ベルト１２５と、ベルト当接部２２（搬送台車２）との速度差が大きい場合は、ある程度滑らせるように構成されている。一方、ベルト１２５とベルト当接部２２（搬送台車２）との速度差が小さいまたは０の場合は、滑らせずにグリップするように構成されている。

従動プーリ１２７および１２８は、ベルト１２５の駆動に従って回転されるように構成されている。また、駆動プーリ１２６、従動プーリ１２７および１２８は、ベルト当接部２２を下側（Ｚ２方向）側から支持するように構成されている。つまり、駆動プーリ１２６、従動プーリ１２７および１２８のＸ方向における互いの間隔は、ベルト当接部２２のＸ方向の長さよりも小さくなるように配置されている。これにより、ベルト当接部２２は、駆動プーリ１２６、従動プーリ１２７および１２８のうち少なくとも１つにより支持されるように構成されている。

コントローラ１３は、ドライバ１４を介してリニアモータ駆動区間１１のリニアモータの駆動を制御するように構成されている。具体的には、コントローラ１３は、リニアモータ駆動区間１１のリニアモータ固定子１１３の複数のコイルに供給する電力を制御して、搬送台車２の移動を制御するように構成されている。また、コントローラ１３は、リニアモータ駆動区間１１のセンサ１１１の検知結果に基づいて、リニアモータ駆動区間１１における搬送台車２の移動を制御するように構成されている。また、コントローラ１３は、機械式駆動区間１２のセンサ１２１および１２２の検知結果を参照して、リニアモータ駆動区間１１におけるリニアモータの駆動を制御するように構成されている。

ここで、本実施形態では、コントローラ１３は、ドライバ１５を介して機械式駆動区間１２のベルト１２５の駆動を制御するように構成されている。具体的には、コントローラ１３は、センサ１２１および１２２の検知結果に基づいて、機械式駆動区間１２のモータ１２４の駆動を制御して、搬送台車２の移動を制御するように構成されている。

また、本実施形態では、コントローラ１３は、センサ１２１および１２２の検知結果に基づいて算出されたリニアモータの駆動による搬送台車２の速度が、機械式駆動区間１２のベルト１２５の駆動による搬送台車２の速度よりも大きい場合に、搬送台車２がリニアモータ駆動区間１１から機械式駆動区間１２に移行してからモータ１２４を駆動させるまでの始動遅延時間ΔＴを設定するように構成されている。また、コントローラ１３は、設定された始動遅延時間ΔＴ経過後にモータ１２４を停止状態から駆動するように構成されている。また、コントローラ１３は、センサ１２１および１２２の検知結果に基づいて算出されたリニアモータの駆動による搬送台車２の速度に基づいて、機械式駆動区間１２におけるベルト１２５を駆動させるモータ１２４の回転速度を制御するように構成されている。

搬送台車２は、載置部２１に載置された搬送対象物（図示せず）を搬送するように構成されている。また、搬送台車２は、リニアモータ駆動区間１１の第１ガイドレール部１１２および機械式駆動区間１２の第２ガイドレール部１２３に沿って移動するように構成されている。図３および図４に示すように、搬送台車２は、第１ガイドレール部１１２または第２ガイドレール部１２３を跨ぐようにＸ方向からみて略逆Ｕ字形状に形成されている。搬送台車２は、第１ガイドレール部１１２または第２ガイドレール部１２３の上部側（Ｚ１方向側）に、載置部２１およびリニアモータ可動子２３が設けられている。また、搬送台車２は、Ｙ１方向側にベルト当接部２２が設けられている。また、搬送台車２は、Ｙ２方向側に被検知部２４が設けられている。

図３に示すように、リニアモータ可動子２３は、リニアモータ駆動区間１１のリニアモータ固定子１１３と対向するように配置されている。また、リニアモータ可動子２３は、リニアモータ固定子１１３に対して磁力が作用するように構成されている。また、リニアモータ固定子１１３は、Ｘ方向に沿って配置される複数の永久磁石を含む。

ベルト当接部２２は、図３および図４に示すように、当接部材２２１と、ガイド部２２２と、弾性部材２２３とを有する。当接部材２２１は、テーパ部２２１ａと、当接面２２１ｂとを含む。ベルト当接部２２は、機械式駆動区間１２のベルト１２５に当接して、ベルト１２５の駆動を搬送台車２に伝達するように構成されている。つまり、ベルト当接部２２は、当接部材２２１をベルト１２５に押圧することにより、ベルト１２５と当接面２２１ｂとの間に作用する摩擦力により、ベルト１２５の駆動を搬送台車２に伝達するように構成されている。

テーパ部２２１ａは、当接部材２２１の搬送方向端部（Ｘ１方向側の端部およびＸ２方向側の端部）に形成されている。テーパ部２２１ａは、当接面２２１ｂに対して面取りされるように傾斜された面が形成されている。図４に示すように、テーパ部２２１ａは、当接部材２２１がベルト１２５に乗り上げやすくなるように設けられている。

当接面２２１ｂは、平坦面状に形成されている。また、当接面２２１ｂは、ベルト１２５に当接するように構成されている。

ガイド部２２２は、当接部材２２１を支持するとともに、当接部材２２１の上下方向（Ｚ方向）の移動をガイドするように構成されている。具体的には、当接部材２２１は、Ｘ方向に離間するように２つ設けられており、当接部材２２１を上側（Ｚ１方向側）から支持している。また、ガイド部２２２の周りには、弾性部材２２３が配置されている。弾性部材２２３は、当接部材２２１をベルト１２５側に押圧するように構成されている。また、弾性部材２２３は、小さい弾性係数を有する。つまり、ベルト１２５のわずかな起伏に起因して、弾性部材２２３が伸縮した場合でも、当接部材２２１のベルト１２５に対する押圧力が大きく変化しないように構成されている。

ベルト当接部２２は、図５に示すように、搬送方向（Ｘ方向）の一方の端部が他方の端部に対して平坦面状に形成されたベルト１２５の面の垂直方向（Ｚ方向）に移動することでベルト１２５の面に対して傾斜可能に構成されている。たとえば、図５の（ａ）に示すように、ベルト１２５に当接する前の状態では、ベルト当接部２２は、Ｘ１方向側の端部およびＸ２方向側の端部が略同じ高さ（Ｚ方向の位置）である。図５の（ｂ）に示すように、ベルト１２５に乗り上げる場合、ベルト当接部２２は、Ｘ２方向側の端部がＸ１方向側の端部に対して上方向（Ｚ１方向）に移動して、ベルト１２５の面に対して傾斜している。図５の（ｃ）に示すように、ベルト１２５に当接した状態では、ベルト当接部２２は、Ｘ１方向側の端部およびＸ２方向側の端部が略同じ高さである。

次に、図６を参照して、搬送装置のセンサ検知に基づく、搬送台車２の速度の算出について説明する。

図６に示す例では、搬送台車２は、Ｘ１方向側のリニアモータ駆動区間１１から、機械式駆動区間１２を通り、Ｘ２方向側のリニアモータ駆動区間１１に搬送され、さらにＸ２方向側の区間に搬送されている。

まず、時間ｔ１において、搬送台車２がＸ１方向側のリニアモータ駆動区間１１に搬入されると、Ｘ１方向側のリニアモータ駆動区間１１のセンサ１１１がＯＮにされる。そして、時間ｔ２において、搬送台車２がＸ１方向側のリニアモータ駆動区間１１から搬出されると、Ｘ１方向側のリニアモータ駆動区間１１のセンサ１１１がＯＦＦにされる。

時間ｔ３において、搬送台車２が機械式駆動区間１２に搬入され、機械式駆動区間１２の入口側のセンサ１２１まで来ると、入口側のセンサ１２１がＯＮにされる。そして、時間ｔ４において、搬送台車２が入口側のセンサ１２１を通過し終えると、入口側のセンサ１２１がＯＦＦにされる。つまり、入口側のセンサ１２１の通過距離をＬ１とすると、入口における搬送台車２の速度Ｖｉｎは、Ｌ１／（ｔ４−ｔ３）と表せられる。

時間ｔ５において、搬送台車２が機械式駆動区間１２の出口側のセンサ１２２まで来ると、出口側のセンサ１２２がＯＮにされる。そして、時間ｔ６において、搬送台車２が出口側のセンサ１２２を通過し終えると、出口側のセンサ１２２がＯＦＦにされる。つまり、出口側のセンサ１２２の通過距離をＬ２とすると、出口における搬送台車２の速度Ｖｏｕｔは、Ｌ２／（ｔ６−ｔ５）と表せられる。また、入口側のセンサ１２１から出口側のセンサ１２２までの通過距離をＬ３とすると、機械式駆動区間１２における搬送台車２の平均速度Ｖａｖｅは、Ｌ３／（ｔ５−ｔ３）もしくはＬ３／（ｔ６−ｔ４）と表せられる。

時間ｔ７において、搬送台車２がＸ２方向側のリニアモータ駆動区間１１に搬入されると、Ｘ２方向側のリニアモータ駆動区間１１のセンサ１１１がＯＮにされる。そして、時間ｔ８において、搬送台車２がＸ２方向側のリニアモータ駆動区間１１から搬出されると、Ｘ２方向側のリニアモータ駆動区間１１のセンサ１１１がＯＦＦにされる。

次に、図７を参照して、搬送装置１００のコントローラ１３が行う機械式駆動区間乗継処理について説明する。

図７のステップＳ１において、機械式駆動区間１２の入口側のセンサ１２１のＯＮ時間Ｔ１が計測される。たとえば、図６の例の場合、Ｔ１＝ｔ４−ｔ３となる。ステップＳ２において、Ｌ１／Ｔ１（＝Ｖｉｎ）が１ｍ／ｓｅｃ以上であるか否かが判断される。Ｌ１／Ｔ１（＝Ｖｉｎ）が１ｍ／ｓｅｃ以上であれば、ステップＳ３に進み、Ｌ１／Ｔ１（＝Ｖｉｎ）が１ｍ／ｓｅｃ未満であれば、ステップＳ５に進む。なお、１ｍ／ｓｅｃのしきい値は、機械式駆動区間１２のベルト１２５の最高速度に基づく。つまり、ベルト１２５の最高速度に基づいてしきい値を１ｍ／ｓｅｃ以外に変更してもよい。

ステップＳ３において、始動遅延時間ΔＴが設定される。なお、始動遅延時間ΔＴは、Ｌ１／Ｔ１が大きいほど長くなり、Ｌ１／Ｔ１が小さいほど（１ｍ／ｓｅｃに近くなるほど）短くなる。また、始動遅延時間ΔＴは、Ｌ１／Ｔ１の値に基づいて予め設定されている。ステップＳ４において、始動遅延時間ΔＴ経過後、機械式駆動区間１２のモータ１２４が駆動されて、搬送台車２が搬送される。その後、機械式駆動区間乗継処理が終了される。

ステップＳ２において、Ｌ１／Ｔ１（＝Ｖｉｎ）が１ｍ／ｓｅｃ未満であると判断された場合、ステップＳ５において、機械式駆動区間１２の駆動速度がＬ１／Ｔ１（＝Ｖｉｎ）に設定される。その後、ステップＳ４において、機械式駆動区間１２のモータ１２４が駆動されて、搬送台車２が搬送される。その後、機械式駆動区間乗継処理が終了される。

次に、図８を参照して、搬送装置１００のコントローラ１３が行うベルト管理処理について説明する。このベルト管理処理は、機械式駆動区間１２のベルト１２５または搬送台車２のベルト当接部２２の摩耗などに起因して、ベルト当接部２２とベルト１２５とがスリップしている状態を検知するために行われる。

ここで、ベルト当接部２２とベルト１２５とのグリップ力（摩擦力）Ｆは、μＮで表される。ただし、μは、ベルト当接部２２とベルト１２５との間の摩擦係数であり、Ｎは、ベルト当接部２２とベルト１２５との間の垂直抗力である。また、搬送台車２の質量をｍとし、機械式駆動区間１２の入口における搬送台車２の速度をＶｉｎとした場合、入口における搬送台車２の有する運動エネルギーは、ｍＶｉｎ^２／２となる。また、ベルト１２５の速度Ｖｂと等速度になった場合の搬送台車２の有する運動エネルギーは、ｍＶｂ^２／２となる。そして、制動距離をＬｂとした場合、制動力Ｆｂの平均は、（ｍＶｉｎ^２／２−ｍＶｂ^２／２）／Ｌｂとなる。そして、制動力Ｆｂとグリップ力Ｆとの関係に基づいてスリップ状態を判断することが可能である。なお、ここでは、入口速度Ｖｉｎと出口速度Ｖｏｕｔの関係からスリップ状態を判断する。

図８のステップＳ１１において、機械式駆動区間１２の入口速度Ｖｉｎおよび出口速度Ｖｏｕｔが取得される。たとえば、図６の例の場合、入口速度Ｖｉｎ＝Ｌ１／（ｔ４−ｔ３）となり、出口速度Ｖｏｕｔ＝Ｌ２／（ｔ６−ｔ５）となる。ステップＳ１２において、速度差ΔＶがＶｉｎ−Ｖｏｕｔとして算出される。ステップＳ１３において、速度差ΔＶが０．２Ｖｉｎ以上であるか否かが判断される。つまり、速度差ΔＶが入口速度Ｖｉｎの２０％以上であるか否かが判断される。速度差ΔＶが０．２Ｖｉｎ以上であれば、ステップＳ１４に進み、速度差ΔＶが０．２Ｖｉｎ未満であれば、ベルト管理処理が終了される。

ステップＳ１４において、メンテナンス要信号が発信される。つまり、スリップ状態であるとして、警告が発せられる。その後、ベルト管理処理が終了される。

本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように、機械式駆動区間１２のベルト１２５の搬送台車２のベルト当接部２２と当接する側の面を平坦面状に形成することによって、リニアモータ駆動区間１１および機械式駆動区間１２の一方から他方に搬送台車２が移行する際に、ベルト１２５とベルト当接部２２とを滑らせることができるので、ベルト１２５およびベルト当接部２２の速度差を許容することができる。これにより、ベルト１２５およびベルト当接部２２の位置および速度を正確に同期させる必要がないので、制御が複雑になるのを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、搬送部１に、リニアモータ駆動区間１１側に設けられた第１ガイドレール部１１２と、機械式駆動区間１２側に設けられた第２ガイドレール部１２３とを設け、搬送台車２に、第１ガイドレール部１１２および第２ガイドレール部１２３と係合するレール係合部２５を設けて、搬送台車２が第１ガイドレール部１１２および第２ガイドレール部１２３に沿って移動するように構成する。これにより、搬送台車２をリニアモータ駆動区間１１側の第１ガイドレール部１１２および機械式駆動区間１２側の第２ガイドレール部１２３に係合させて容易に移動させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、第１ガイドレール部１１２および第２ガイドレール部１２３を、それぞれ、リニアモータ駆動区間１１および機械式駆動区間１２に別体で設ける。これにより、第１ガイドレール部１１２を含むリニアモータ駆動区間１１における搬送機構と、第２ガイドレール部１２３を含む機械式駆動区間１２における搬送機構とをそれぞれ別々のユニットとして設けることができる。

また、本実施形態では、上記のように、ベルト１２５を駆動させるモータ１２４を、センサ１２１および１２２からの搬送台車２の検知結果に基づいて、駆動が制御されるように構成する。これにより、センサ１２１および１２２の検知結果に基づいて、ベルト１２５の駆動による機械式駆動区間１２において搬送台車２を精度よく移動させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、センサ１２１および１２２の検知結果に基づいて算出されたリニアモータの駆動による搬送台車２の速度が、機械式駆動区間１２のベルト１２５の駆動による搬送台車２の速度よりも大きい場合に、搬送台車２がリニアモータ駆動区間１１から機械式駆動区間１２に移行してからモータ１２４を駆動させるまでの始動遅延時間ΔＴが設定されるとともに、設定された始動遅延時間ΔＴ経過後にモータ１２４が停止状態から駆動されるように構成する。これにより、リニアモータ駆動区間１１と機械式駆動区間１２とで速度差がある場合に、ベルト１２５を駆動させるモータ１２４を始動遅延時間ΔＴ経過後に駆動させることにより、搬送台車２が空気や摩擦の抵抗などにより減速した後にベルト１２５による駆動力を作用させることができる。これにより、搬送台車２のリニアモータ駆動区間１１から機械式駆動区間１２への移行をスムーズに行うことができる。

また、本実施形態では、上記のように、モータ１２４の停止状態では、回生制動が働かないように、モータ１２４が接続された回路が開いた状態になるように構成する。これにより、ベルト１２５が搬送台車２により連れ回りされることによりモータ１２４が回転された場合でも、モータ１２４に起電力が発生して逆方向の電流が生じるのを防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、センサ１２１および１２２の検知結果に基づいて算出されたリニアモータの駆動による搬送台車２の速度に基づいて、機械式駆動区間１２におけるベルト１２５を駆動させるモータ１２４の回転速度が制御されるように構成する。これにより、リニアモータ駆動区間１１および機械式駆動区間１２の一方から他方に搬送台車２が移行する際に、搬送台車２の速度とベルト１２５の速度とを容易に近づけることができる。

また、本実施形態では、上記のように、リニアモータを、駆動の制御に際してセンサ１２１および１２２からの検知結果が参照されるように構成する。これにより、機械式駆動区間１２側に設けられたセンサ１２１および１２２の検知結果を参照して、搬送台車２がリニアモータ駆動区間１１に入る前の段階から、リニアモータ駆動区間１１における制御に移行することができるので、機械式駆動区間１２からリニアモータ駆動区間１１への乗り継ぎをスムーズに行うことができる。

また、本実施形態では、上記のように、搬送台車２のベルト当接部２２を、搬送部１の搬送方向端部（Ｘ方向端部）がテーパ状に面取りされた当接面を有するように形成する。これにより、リニアモータ駆動区間１１から機械式駆動区間１２に搬送台車２が移行する際に、搬送台車２のベルト当接部２２をベルト１２５に容易に乗り上げさせることができる。

また、本実施形態では、上記のように、搬送台車２のベルト当接部２２を、搬送方向（Ｘ方向）の一方の端部が他方の端部に対して平坦面状に形成されたベルト１２５の面の垂直方向（Ｚ方向）に移動することでベルト１２５の面に対して傾斜可能に構成する。これによっても、リニアモータ駆動区間１１から機械式駆動区間１２に搬送台車２が移行する際に、搬送台車２のベルト当接部２２をベルト１２５に容易に乗り上げさせることができる。

また、本実施形態では、上記のように、リニアモータ固定子１１３は、コイルを有し、リニアモータ可動子２３は、永久磁石を有する。これにより、搬送部１のリニアモータ固定子１１３に電流を流すことにより、搬送台車２を移動させることができるので、搬送台車２に配線を配置する必要がない分、搬送台車２の構成を簡素化することができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、リニアモータ駆動区間が２つ設けられ、機械式駆動区間が１つ設けられている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、リニアモータ駆動区間を１つまたは３つ以上設けてもよいし、機械式駆動区間を２つ以上設けてもよい。

また、上記実施形態では、機械式駆動区間において、搬送台車のベルト当接部と、ベルトとを上下方向に当接させる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、機械式駆動区間において、搬送台車のベルト当接部と、ベルトとを上下方向以外の方向に当接させてもよい。たとえば、機械式駆動区間において、搬送台車のベルト当接部と、ベルトとを水平方向に当接させてもよい。

また、上記実施形態では、第１ガイドレール部および第２ガイドレール部を、それぞれ、リニアモータ駆動区間および機械式駆動区間に別体で設ける構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１ガイドレール部および第２ガイドレール部を一体的に設けてもよい。

また、上記実施形態では、機械式駆動区間に設けられたセンサに基づいて、機械式駆動区間のベルトを駆動させるモータが制御される構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、リニアモータ駆動区間に設けられたセンサに基づいて、機械式駆動区間のベルトを駆動させるモータが制御されてもよい。また、リニアモータ駆動区間および機械式駆動区間にまたがって設けられたセンサに基づいて、機械式駆動区間のベルトを駆動させるモータが制御されてもよい。

また、上記実施形態では、リニアモータ固定子がコイルを有し、リニアモータ可動子が永久磁石を有する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、リニアモータ固定子が永久磁石を有し、リニアモータ可動子がコイルを有する構成でもよいし、リニアモータ固定子およびリニアモータ可動子が、それぞれ、コイルを有する構成でもよい。

また、上記実施形態では、説明の便宜上、コントローラの処理動作を処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローチャートを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、コントローラの処理動作を、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型（イベントドリブン型）の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。

１搬送部
２搬送台車
１１リニアモータ駆動区間
１２機械式駆動区間
２２ベルト当接部
２３リニアモータ可動子
２５レール係合部
１００搬送装置
１１２第１ガイドレール部
１１３リニアモータ固定子
１２１、１２２センサ
１２３第２ガイドレール部
１２４モータ
１２５ベルト

Claims

搬送台車と、前記搬送台車を搬送するための搬送部とを備えた搬送装置であって、
前記搬送部は、リニアモータを構成するリニアモータ固定子が設けられたリニアモータ駆動区間と、モータにより駆動される無端状のベルトが設けられ、前記リニアモータ駆動区間に接続された機械式駆動区間とを含み、
前記搬送台車は、前記リニアモータ駆動区間の前記リニアモータ固定子に対して磁力が作用するリニアモータ可動子と、前記機械式駆動区間の前記ベルトに当接することにより駆動力が伝達されるベルト当接部とを含み、前記リニアモータ駆動区間および前記機械式駆動区間を搬送されるように構成されており、
前記機械式駆動区間の前記ベルトは、前記搬送台車の前記ベルト当接部と当接する側の面が平坦面状に形成されており、
前記搬送部は、前記リニアモータ駆動区間と、前記機械式駆動区間との接続部近傍に設けられた前記搬送台車を検知するセンサをさらに含み、
前記ベルトを駆動させる前記モータは、前記センサからの前記搬送台車の検知結果に基づいて、駆動が制御されるように構成されており、
前記センサの検知結果に基づいて算出された前記リニアモータの駆動による前記搬送台車の速度が、前記機械式駆動区間の前記ベルトの駆動による前記搬送台車の速度よりも大きい場合に、前記搬送台車が前記リニアモータ駆動区間から前記機械式駆動区間に移行してから前記モータを駆動させるまでの始動遅延時間が設定されるとともに、設定された前記始動遅延時間経過後に前記モータが停止状態から駆動されるように構成されている、搬送装置。
搬送台車と、前記搬送台車を搬送するための搬送部とを備えた搬送装置であって、
前記搬送部は、リニアモータを構成するリニアモータ固定子が設けられたリニアモータ駆動区間と、モータにより駆動される無端状のベルトが設けられ、前記リニアモータ駆動区間に接続された機械式駆動区間とを含み、
前記搬送台車は、前記リニアモータ駆動区間の前記リニアモータ固定子に対して磁力が作用するリニアモータ可動子と、前記機械式駆動区間の前記ベルトに当接することにより駆動力が伝達されるベルト当接部とを含み、前記リニアモータ駆動区間および前記機械式駆動区間を搬送されるように構成されており、
前記機械式駆動区間の前記ベルトは、前記搬送台車の前記ベルト当接部と当接する側の面が平坦面状に形成されており、
前記搬送台車の前記ベルト当接部は、搬送方向の一方の端部が他方の端部に対して前記平坦面状に形成された前記ベルトの面の垂直方向に移動することで前記ベルトの面に対して傾斜可能に構成されている、搬送装置。
前記搬送台車の前記ベルト当接部は、搬送方向の一方の端部が他方の端部に対して前記平坦面状に形成された前記ベルトの面の垂直方向に移動することで前記ベルトの面に対して傾斜可能に構成されている、請求項１に記載の搬送装置。
前記搬送部は、前記リニアモータ駆動区間と、前記機械式駆動区間との接続部近傍に設けられた前記搬送台車を検知するセンサをさらに含み、
前記ベルトを駆動させる前記モータは、前記センサからの前記搬送台車の検知結果に基づいて、駆動が制御されるように構成されている、請求項２に記載の搬送装置。
前記センサの検知結果に基づいて算出された前記リニアモータの駆動による前記搬送台車の速度が、前記機械式駆動区間の前記ベルトの駆動による前記搬送台車の速度よりも大きい場合に、前記搬送台車が前記リニアモータ駆動区間から前記機械式駆動区間に移行してから前記モータを駆動させるまでの始動遅延時間が設定されるとともに、設定された前記始動遅延時間経過後に前記モータが停止状態から駆動されるように構成されている、請求項４に記載の搬送装置。
前記モータの停止状態では、回生制動が働かないように、前記モータが接続された回路が開いた状態になるように構成されている、請求項１または５に記載の搬送装置。
前記センサの検知結果に基づいて算出された前記リニアモータの駆動による前記搬送台車の速度に基づいて、前記機械式駆動区間における前記ベルトを駆動させる前記モータの回転速度が制御されるように構成されている、請求項１、３、４、５または６に記載の搬送装置。
前記センサは、前記機械式駆動区間側または前記リニアモータ駆動区間側に設けられている、請求項１、３、４、５、６または７に記載の搬送装置。
前記搬送部は、前記機械式駆動区間側であって、前記リニアモータ駆動区間との接続部近傍に設けられた前記搬送台車を検知するセンサをさらに含み、
前記リニアモータは、駆動の制御に際して前記センサからの検知結果が参照されるように構成されている、請求項２に記載の搬送装置。
前記搬送部は、前記リニアモータ駆動区間側に設けられた第１ガイドレール部と、前記機械式駆動区間側に設けられた第２ガイドレール部とをさらに含み、
前記搬送台車は、前記第１ガイドレール部および前記第２ガイドレール部と係合するレール係合部をさらに含み、前記第１ガイドレール部および前記第２ガイドレール部に沿って移動するように構成されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の搬送装置。
前記第１ガイドレール部および前記第２ガイドレール部は、それぞれ、前記リニアモータ駆動区間および前記機械式駆動区間に別体で設けられている、請求項１０に記載の搬送装置。
前記搬送台車の前記ベルト当接部は、前記搬送部の搬送方向端部がテーパ状に面取りされた当接面を有する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の搬送装置。
前記リニアモータ固定子は、コイルを有し、
前記リニアモータ可動子は、永久磁石を有する、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の搬送装置。