JP7032599B1 - 搬送用台車及び自動搬送システム - Google Patents

Abstract

【課題】重量物の搬出を適切に行うことができる搬送用台車を提供する。【解決手段】搬出入用ロボット２０は、重量物Ｂを保持する保持機構２１と、保持機構２１により保持された重量物Ｂを車体１２の前後方向にスライド駆動するスライド駆動機構２２と、保持機構２１による重量物Ｂの保持状態を検出する検出部と、保持機構２１及びスライド駆動機構２２の駆動を制御する制御部とを有し、制御部は、検出部の検出結果に基づいて、重量物Ｂの保持状態が不良であると判断したときに、重量物Ｂを手前に引き寄せた後に、重量物Ｂを保持し直す制御を行う。【選択図】図１７Ａ

Description

本発明は、搬送用台車及び自動搬送システムに関する。

例えば、シリンダキャビネットは、各種ガスを供給するための設備として広く用いられている。シリンダキャビネットでは、扉を開閉し、その内側の格納スペースに一対のガスボンベを並立した状態で格納している。シリンダキャビネットでは、何れか一方のガスボンベからガスを供給している間に、何れか他方のガスボンベを交換することで、ガスの供給を中断することなく行うことが可能となっている。

ところで、上述したガスボンベの交換作業では、ボンベ搬送用台車を用いて、ガスボンベの搬送を行うと共に、ボンベ搬送用台車とシリンダキャビネットとの間で、ガスボンベの搬出及び搬入（入れ替え）が行われる。

しかしながら、このようなガスボンベの交換作業は、作業者が重量物であるガスボンベを抱え上げて行う必要があり、非常に危険で且つ重労働である。さらに、ガスボンベの交換作業は、シリンダキャビネットの狭い格納スペースに対してガスボンベの搬出及び搬入を行わなければならず、作業性も悪かった。

そこで、本発明者らは、ガスボンベの搬送、搬出、搬入を容易に行うことができるボンベ搬送用台車、並びに、そのようなボンベ搬送用台車を好適に用いることができる自動搬送システムを提案している（下記特許文献１を参照。）。

具体的に、下記特許文献１には、ガスボンベを起立した状態で搬送するボンベ搬送用台車であって、ガスボンベを載置する載置部が設けられた車体と、車体を走行自在に支持する車輪と、載置部に設けられて、ガスボンベを起立した状態のままスライド自在に支持するスライド支持機構と、スライド支持機構によりガスボンベをスライドさせながら、載置部とガスボンベの搬出入先との間で、ガスボンベの搬出及び搬入を自動で行う搬出入用ロボットとを備え、搬出入用ロボットは、ガスボンベを起立した状態で保持する保持機構と、保持機構により保持されたガスボンベを起立した状態のまま車体の前後方向にスライド駆動するスライド駆動機構とを有することを特徴とするボンベ搬送用台車が開示されている。

また、搬出入用ロボットでは、起立した状態のガスボンベを保持機構により保持しながら、スライド駆動機構により車体の前後方向にスライド駆動する。これにより、載置部に設けられたスライド支持機構を介してガスボンベをスライドさせながら、この載置部とシリンダキャビネット側のフリーローラとの間で、ガスボンベの搬出及び搬入を自動で行うことが可能となっている。

特許第６７４５９５７号公報

ところで、上述した自動搬送システムでは、ボンベ搬送用台車とシリンダキャビネットとの間でガスボンベの搬出を行う際に、シリンダキャビネット内に設置されたガスボンベの位置ずれや傾きなどによって、搬出入用ロボットの保持機構がガスボンベを保持した状態で、ボンベ搬送用台車の載置部にガスボンベを適切に載置することができなくなることがあった。

この場合、ボンベ搬送用台車がガスボンベを搬送する間に、ボンベ搬送用台車の走行が不安定となるだけでなく、最悪の場合、ガスボンベの搬送中にガスボンベを落下させる可能性もある。

本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、重量物の搬出を適切に行うことができる搬送用台車、並びに、そのような搬送用台車を好適に用いることができる自動搬送システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
〔１〕 重量物を搬送する搬送用台車であって、
前記重量物を載置する載置部が設けられた車体と、
前記車体を走行自在に支持する車輪と、
前記載置部に設けられて、前記重量物をスライド自在に支持するスライド支持機構と、
前記スライド支持機構により前記重量物をスライドさせながら、前記載置部と前記重量物の搬出入先との間で、前記重量物の搬出及び搬入を自動で行う搬出入用ロボットとを備え、
前記搬出入用ロボットは、前記重量物を保持する保持機構と、前記保持機構により保持された前記重量物を前記車体の前後方向にスライド駆動するスライド駆動機構と、前記保持機構による前記重量物の保持状態を検出する検出部と、前記保持機構及び前記スライド駆動機構の駆動を制御する制御部とを有し、
前記制御部は、前記検出部の検出結果に基づいて、前記重量物の保持状態が不良であると判断したときに、前記重量物を手前に引き寄せた後に、前記重量物を保持し直す制御を行うことを特徴とする搬送用台車。
〔２〕 前記搬出入先にある前記重量物を前記保持機構が保持したときの保持状態を前記検出部が検出することを特徴とする前記〔１〕に記載の搬送用台車。
〔３〕 前記保持機構は、前記重量物を把持する一対のアーム部を有し、
前記一対のアーム部は、ヒンジ部を介して基端側が回動自在に支持されていることを特徴とする前記〔１〕又は〔２〕に記載の搬送用台車。
〔４〕 前記検出部は、前記一対のアーム部が前記重量物を把持したときに、前記一対のアーム部の基端側に設けられたセンサにより前記重量物の位置を検出することを特徴とする前記〔３〕に記載の搬送用台車。
〔５〕 前記検出部は、前記一対のアーム部が前記重量物を把持したときに、前記一対のアーム部を回動させるアクチュエータに加わる負荷を検出することを特徴とする前記〔３〕に記載の搬送用台車。
〔６〕 前記載置部は、前記車体の側面の一部を切り欠くように設けられた凹部の内側に設けられていることを特徴とする前記〔１〕～〔５〕の何れか一項に記載の搬送用台車。
〔７〕 前記載置部は、前記車体の背面側に位置することを特徴とする前記〔１〕～〔６〕の何れか一項に記載の搬送用台車。
〔８〕 前記スライド駆動機構は、前記載置部の前後方向に並んで設けられた複数のローラにより構成されていることを特徴とする前記〔１〕～〔７〕の何れか一項に記載の搬送用台車。
〔９〕 前記車輪を回転駆動する回転駆動機構を備え、
前記重量物の搬送を自走で行うことを特徴とする前記〔１〕～〔８〕の何れか一項に記載の搬送用台車。
〔１０〕 重量物の搬送を自動で行う自動搬送システムであって、
前記〔８〕に記載の搬送用台車を備えることを特徴とする自動搬送システム。
〔１１〕 前記重量物として、ガスボンベを搬送することを特徴とする前記〔１０〕に記載の自動搬送システム。
〔１２〕 前記ガスボンベを格納するシリンダキャビネットを備え、
前記搬送用台車は、前記シリンダキャビネットとの間で前記ガスボンベの搬出及び搬入を行うことを特徴とする前記〔１１〕に記載の自動搬送システム。

以上のように、本発明によれば、重量物の搬出を適切に行うことができる搬送用台車、並びに、そのような搬送用台車を好適に用いることができる自動搬送システムを提供することが可能である。

本発明の一実施形態に係る自動搬送システムの構成を示す側面図である。 図１に示す自動搬送システムが備えるボンベ搬送用台車とシリンダキャビネットとの間でガスボンベを搬出又は搬入する状態を示す上面図である。 ボンベ搬送用台車の外観を示す斜視図である。 図３に示すボンベ搬送用台車の透視斜視図である。 図３に示すボンベ搬送用台車の側面図である。 図３に示すボンベ搬送用台車の上面図である。 図３に示すボンベ搬送用台車の下面図である。 図３に示すボンベ搬送用台車の正面図である。 図３に示すボンベ搬送用台車の背面図である。 図３に示すボンベ搬送用台車が備える搬出入用ロボットの動作を説明する斜視図である。 図３に示す搬送用台車が備える検出部及び制御部を示す模式図である。 図３に示すボンベ搬送用台車が備える搬出入用ロボットによるガスボンベの搬出動作を説明するための図であり、ガスボンベが適正位置にある場合を示す模式図である。 （Ａ）は図１２（Ｃ）に示す状態を側方から見た模式図、（Ｂ）は図１２（Ｄ）に示す状態を側方から見た模式図である。 図３に示すボンベ搬送用台車が備える搬出入用ロボットによるガスボンベの搬出動作を説明するための図であり、ガスボンベが適正位置よりも離れた位置にある場合を示す模式図である。 （Ａ）は図１４（Ｃ）に示す状態を側方から見た模式図、（Ｂ）は図１４（Ｄ）に示す状態を側方から見た模式図である。 図３に示すボンベ搬送用台車が備える搬出入用ロボットによるガスボンベの搬出動作を説明するための図であり、適正位置にあるガスボンベよりもボンベ搬送用台車が離れた位置にある場合を示す模式図である。 ガスボンベの保持状態が不良となった場合の本発明の搬出制御方法によるガスボンベの搬出動作を説明するための模式図である。 ガスボンベの保持状態が不良となった場合の本発明の搬出制御方法によるガスボンベの搬出動作を説明するための模式図である。 本発明を適用した別のボンベ搬送用台車の外観を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（自動搬送システム）
先ず、本発明の一実施形態として、例えば図１及び図２に示す自動搬送システム１について説明する。
なお、図１は、自動搬送システム１の構成を示す側面図である。図２は、自動搬送システム１が備えるボンベ搬送用台車２とシリンダキャビネット３との間でガスボンベＢを搬出又は搬入する状態を示す上面図である。

本実施形態の自動搬送システム１は、図１及び図２に示すように、重量物であるガスボンベＢの搬送を自動で行うシステムとして、ガスボンベＢ内に充填されたガスを半導体製造装置に供給する設備に適用したものである。

具体的に、この自動搬送システム１は、ガスボンベＢを自走で搬送するボンベ搬送用台車２と、ガスボンベＢの搬出入先となるシリンダキャビネット３とを備えている。

シリンダキャビネット３は、ガスボンベＢ内に充填されたガスを半導体製造装置に供給する設備として、フロアＦの上に設置されている。シリンダキャビネット３は、全体として略直方体状を為すと共に、正面側に左右一対の扉３ａを有している。

シリンダキャビネット３では、扉３ａを開閉し、その内側の格納スペースＳに一対のガスボンベＢを幅方向に並立した状態で格納している。また、シリンダキャビネット３では、何れか一方のガスボンベＢからガスを供給している間に、何れか他方のガスボンベＢを交換することで、ガスの供給を中断することなく行うことが可能となっている。

また、格納スペースＳの底部には、一対のガスボンベＢが各々載置される一対のフリーローラ４が設けられている。フリーローラ４は、格納スペースＳの前後方向に並んで設けられた複数のローラ４ａと、複数のローラ４ａを回転自在に支持するフレーム４ｂとを有している。これにより、フリーローラ４の上に載置されたガスボンベＢを起立した状態のまま、複数のローラ４ａを介して格納スペースＳの前後方向にスライドさせることが可能となっている。

なお、シリンダキャビネット３には、それ以外にも、例えば、ガスボンベＢと接続される配管や、弁の開閉や圧力の監視、ガス漏れの監視等を行うための機器を収納した制御ボックス、半導体製造装置等に接続するための配管を収納した配管用ボックス（何れも図示せず。）などが設けられている。

（ボンベ搬送用台車）
次に、上記ボンベ搬送用台車２について、図３～図１０を参照しながら説明する。
なお、図３は、ボンベ搬送用台車２の外観を示す斜視図である。図４は、ボンベ搬送用台車２の透視斜視図である。図５は、ボンベ搬送用台車２の側面図である。図６は、ボンベ搬送用台車２の上面図である。図７は、ボンベ搬送用台車２の下面図である。図８は、ボンベ搬送用台車２の正面図である。図９は、ボンベ搬送用台車２の背面図である。図１０は、ボンベ搬送用台車２が備える搬出入用ロボット２０の動作を説明する斜視図である。

本実施形態のボンベ搬送用台車２は、図３～図９に示すように、ガスボンベＢの搬送を自走で行う搬送車両１０と、ガスボンベＢの搬出及び搬入を自動で行う搬出入用ロボット２０とを備えている。

搬送車両１０は、ＡＧＶ（Automated Guided Vehicle）と呼ばれる無人搬送車であり、自動運転によりガスボンベＢの搬送を行うものである。具体的に、この搬送車両１０は、ガスボンベＢを載置する載置部１１が設けられた車体１２と、車体１２を走行自在に支持する複数（本実施形態では６つ）の車輪１３とを有している。

車体１２は、ガスボンベＢよりも幅広であり、幅方向よりも前後方向に長く、ガスボンベＢの１／２程度の高さで、全体として略直方体状を為している。載置部１１は、車体１２の背面側に位置している。車体１２の背面には、車体１２の側面の一部を上下方向に切り欠くように凹部１４が設けられている。載置部１１は、この凹部１４の内側に設けられている。

載置部１１には、ガスボンベＢを前後方向にスライド自在に支持するスライド支持機構１５が設けられている。スライド支持機構１５は、フリーローラからなり、載置部１１の前後方向に並んで設けられた複数のローラ１５ａと、複数のローラ１５ａを回転自在に支持するフレーム１５ｂとを有している。これにより、スライド支持機構１５の上に載置されたガスボンベＢを起立した状態のまま、複数のローラ１５ａを介して載置部１１の前後方向にスライドさせることが可能となっている。

なお、スライド支持機構１５については、このようなフリーローラからなるものに必ずしも限定されるものではなく、例えばベルトコンベアなどを用いることも可能である。

また、搬送車両１０は、上述したシリンダキャビネット３側に設けられたフリーローラ４の高さに合わせて、載置部１１側に設けられたフリーローラ（スライド支持機構１５）の高さを調整する高さ調整機構を備えた構成であってもよい。

さらに、搬送車両１０では、このような高さ調整機構の他にも、載置部１１側に設けられたフリーローラ（スライド支持機構１５）の前後方向の位置や、前後左右の傾きなどを調整する機構を設けた構成としてもよい。

なお、車体１２には、それ以外にも、非常時に搬送車両１０を停止させる非常停止ボタン１６ａや、各種の表示を行う表示機器１６ｂ、各種の操作を行う操作スイッチ１６ｃ、外部との通信を行うアンテナ１６ｄなどが設けられている。

複数の車輪１３は、車体１２の下面に回転自在に取り付けられている。このうち、車体１２の四隅には、旋回自在に取り付けられた４つのキャスター車輪１２ａが設けられている。一方、車体１２の中央には、モータなどの回転駆動機構（図示せず。）を介して回転駆動される２つの駆動車輪１２ｂが幅方向に並んで設けられている。

搬送車両１０では、これら２つの駆動車輪１２ｂに伝達される駆動力の配分を切り替えることで、この搬送車両１０の走行及び操舵を制御することが可能となっている。なお、搬送車両１０において、ガスボンベＢの搬送を自動運転により行うための誘導方式については特に限定されるものではなく、従来より公知の誘導方式を採用することが可能である。

また、搬送車両１０には、例えば、光電センサや磁気センサ、リミットスイッチなどの位置検出器を設けたり、ボンベ搬送用台車２と外部との通信を行う通信器などを設けたりすることが可能である。

搬出入用ロボット２０は、搬送車両１０の上部に設置されて、載置部１１に対するガスボンベＢの搬出及び搬入を自動で行うものである。具体的に、この搬出入用ロボット２０は、ガスボンベＢを保持する保持機構２１と、保持機構２１により保持されたガスボンベＢを車体１２の前後方向にスライド駆動するスライド駆動機構２２とを有している。

保持機構２１は、ガスボンベＢの胴部を把持する一対のアーム部２１ａを有している。一対のアーム部２１ａは、互いに円弧状に湾曲した形状を有して、ヒンジ部２１ｂを介して基端側が回動自在に支持されている。

保持機構２１では、これら一対のアーム部２１ａを互いに逆向きに回動操作しながら、一対のアーム部２１ａの間でガスボンベＢの胴部を両側から把持する。また、保持機構２１では、ガスボンベＢの上部側と下部側とを把持するため、一対のアーム部２１ａが上下方向に２つ並んで設けられている。これにより、起立した状態のガスボンベＢを安定した状態で保持することが可能となっている。

なお、保持機構２１については、このようなガスボンベＢの胴部を一対のアーム部２１ａにより把持する構成に必ずしも限定されるものではなく、例えば、ガスボンベＢを吸着しながら保持する構成であってもよい。

スライド駆動機構２２は、保持機構２１と連結されたスライド軸２２ａを前後方向にスライド駆動するものである。スライド軸２２ａの駆動については、モータ等による駆動であっても、エアシリンダや油圧シリンダ等による駆動であってもよい。

搬出入用ロボット２０では、図１０に示すように、起立した状態のガスボンベＢを保持機構２１により保持しながら、スライド駆動機構２２により車体１２の前後方向にスライド駆動する。これにより、載置部１１に設けられたスライド支持機構１５を介してガスボンベＢをスライドさせながら、この載置部１１とシリンダキャビネット３側のフリーローラ４との間で、ガスボンベＢの搬出及び搬入を自動で行うことが可能となっている。

以上のような構成を有する本実施形態の自動搬送システム１では、図１及び図２に示すように、ボンベ搬送用台車２がフロアＦの上を自走しながら、使用前又は使用後のガスボンベＢが保管されるボンベストッカ（図示せず。）と、ガスボンベＢの搬出入先となるシリンダキャビネット３との間で、ボンベ搬送用台車２によるガスボンベＢの搬送と、ガスボンベＢの搬出及び搬入とを自動で行うことが可能である。

したがって、本実施形態の自動搬送システム１では、上述したボンベ搬送用台車２を用いることによって、シリンダキャビネット３に対するガスボンベＢの搬送、搬出、搬入を容易に行うことができ、その作業性を大幅に向上させることが可能である。

（ガスボンベの搬出制御方法）
次に、上記搬出入用ロボット２０によるガスボンベＢの搬出制御方法について、図１１～図１７を参照しながら説明する。

なお、図１１は、ボンベ搬送用台車２が備える検出部３１及び制御部３２を示す模式図である。図１２（Ａ）～（Ｅ）は、ボンベ搬送用台車２が備える搬出入用ロボット２０によるガスボンベＢの搬出動作を説明するための図であり、ガスボンベＢが適正位置にある場合を示す模式図である。図１３（Ａ）は、図１２（Ｃ）に示す状態を側方から見た模式図である。図１３（Ｂ）は、図１２（Ｄ）に示す状態を側方から見た模式図である。図１４（Ａ）～（Ｅ）は、ボンベ搬送用台車２が備える搬出入用ロボット２０によるガスボンベＢの搬出動作を説明するための図であり、ガスボンベＢが適正位置よりも離れた位置にある場合を示す模式図である。図１５（Ａ）は、図１４（Ｃ）に示す状態を側方から見た模式図である。図１５（Ｂ）は、図１４（Ｄ）に示す状態を側方から見た模式図である。図１６（Ａ）～（Ｅ）は、ボンベ搬送用台車２が備える搬出入用ロボット２０によるガスボンベＢの搬出動作を説明するための図であり、適正位置にあるガスボンベＢよりもボンベ搬送用台車２が離れた位置にある場合を示す模式図である。図１７Ａ（Ａ）～（Ｄ）は、ガスボンベＢの保持状態が不良となった場合の本発明の搬出制御方法によるガスボンベＢの搬出動作を説明するための模式図である。図１７Ｂ（Ｅ）～（Ｈ）は、ガスボンベＢの保持状態が不良となった場合の本発明の搬出制御方法によるガスボンベＢの搬出動作を説明するための模式図である。

本実施形態のボンベ搬送用台車２は、図１１に示すように、保持機構２１によるガスボンベＢの保持状態を検出する検出部３１と、保持機構２１及びスライド駆動機構２２の駆動を制御する制御部３２とを備えている。

検出部３１は、一対のアーム部２１ａの基端側に設けられたセンサ３１ａを有し、一対のアーム部２１ａがガスボンベＢの胴部を把持したときに、センサ３１ａによりガスボンベＢの位置を検出する。

センサ３１ａには、例えば、ガスボンベＢとの接触により検出するリミットスイッチなどの接触式センサや、ガスボンベＢを非接触により検出する光電センサや近接センサなどの非接触式センサを用いることができる。

センサ３１ａは、一対のアーム部２１ａの基端側に各々設けられている。一方、センサ３１ａは、一対のアーム部２１ａの基端側の中央部に１つだけ設けられていてもよい。また、検出部３１では、一対のアーム部２１ａが上下方向に２つ並んで設けられているのに合わせて、一対のアーム部２１ａ毎にセンサ３１ａが設けられていることが好ましい。

検出部３１では、一対のアーム部２１ａがガスボンベＢの胴部を把持したときに、センサ３１ａのオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）によって、保持機構２１によるガスボンベＢの保持状態を検出する。

すなわち、この検出部３１では、一対のアーム部２１ａがガスボンベＢの胴部を浅く把持した場合、一対のアーム部２１ａの基端側にあるセンサ３１ａからガスボンベＢが離間することによって、センサ３１ａからの検出信号がオフ（ＯＦＦ）の状態となる。一方、一対のアーム部２１ａがガスボンベＢの胴部を適切に把持した場合には、一対のアーム部２１ａの基端側にあるセンサ３１ａにガスボンベＢが接触又は接近することによって、センサ３１ａからの検出信号がオン（ＯＮ）の状態となる。これにより、一対のアーム部２１ａがガスボンベＢの胴部を把持したときのガスボンベＢの保持状態を検出することが可能である。

また、検出部３１は、一対のアーム部２１ａがガスボンベＢの胴部を把持したときに、一対のアーム部２１ａを回動させる駆動モータなどのアクチュエータ（図示せず。）に加わる負荷（トルク値）を検出する構成であってもよい。

すなわち、この検出部３１では、一対のアーム部２１ａがガスボンベＢの胴部を浅く把持した場合、アクチュエータが一対のアーム部２１ａを適正位置まで回動させようとするため、アクチュエータの過負荷として検出される。一方、一対のアーム部２１ａがガスボンベＢの胴部を適切に把持した場合には、アクチュエータの過負荷を検出することなく、アクチュエータが一対のアーム部２１ａを適正位置まで回動させる。これにより、一対のアーム部２１ａがガスボンベＢの胴部を把持したときのガスボンベＢの保持状態を検出することが可能である。

制御部３２は、コンピュータ（ＣＰＵ）等からなり、検出部３１からの検出結果（検出信号）に基づいて、ガスボンベＢの保持状態の良否を判別する。すなわち、この制御部３２では、上述したセンサ３１ａからの検出信号がオン（ＯＮ）となる場合又はアクチュエータの過負荷を検出しない場合に、ガスボンベＢの保持状態が良好であると判断する。一方、上述したセンサ３１ａからの検出信号がオフ（ＯＦＦ）となる場合又はアクチュエータの過負荷を検出した場合には、ガスボンベＢの保持状態が不良であると判断する。

ここで、ガスボンベＢがフリーローラ４上の適正位置にある場合の搬出入用ロボット２０によるガスボンベＢの搬出動作を図１２（Ａ）～（Ｅ）及び図１３（Ａ），（Ｂ）を参照しながら説明する。

ボンベ搬送用台車２とシリンダキャビネット３との間でガスボンベＢの搬出を行う際は、先ず、図１２（Ａ）に示すように、シリンダキャビネット３のフリーローラ４と載置部１１とが向かい合うようにボンベ搬送用台車２を移動させる。

次に、図１２（Ｂ）に示すように、搬出入用ロボット２０の保持機構２１が一対のアーム部２１ａを互いに離間する方向に回動操作しながら、搬出入用ロボット２０のスライド駆動機構２２がスライド軸２２ａを車両後方に向かってスライド駆動する。

次に、図１２（Ｃ）及び図１３（Ａ）に示すように、搬出入用ロボット２０の保持機構２１が一対のアーム部２１ａを互いに近接する方向に回動操作することによって、これら一対のアーム部２１ａの間でガスボンベＢの胴部を把持する。このとき、上下方向に並ぶ一対のアーム部２１ａがガスボンベＢの上部側と下部側とを把持する。

次に、図１２（Ｄ）及び図１３（Ｂ）に示すように、搬出入用ロボット２０の保持機構２１が一対のアーム部２１ａの間でガスボンベＢを把持した状態で、搬出入用ロボット２０のスライド駆動機構２２がスライド軸２２ａを車両前方に向かってスライド駆動する。これにより、フリーローラ４の上に載置されたガスボンベＢを起立した状態のまま、載置部１１の上まで搬出する。この状態で、図１２（Ｅ）に示すように、ボンベ搬送用台車２によりガスボンベＢの搬送を行うことが可能である。

次に、ガスボンベＢがフリーローラ４上の適正位置Ｐ０よりも離れた位置Ｐ１にある場合の搬出入用ロボット２０によるガスボンベＢの搬出動作を図１４（Ａ）～（Ｅ）及び図１５（Ａ），（Ｂ）を参照しながら説明する。

先ず、図１４（Ａ）に示すように、シリンダキャビネット３のフリーローラ４と載置部１１とが向かい合うようにボンベ搬送用台車２を移動させる。

次に、図１４（Ｂ）に示すように、搬出入用ロボット２０の保持機構２１が一対のアーム部２１ａを互いに離間する方向に回動操作しながら、搬出入用ロボット２０のスライド駆動機構２２がスライド軸２２ａを車両後方に向かってスライド駆動する。

次に、図１４（Ｃ）及び図１５（Ａ）に示すように、搬出入用ロボット２０の保持機構２１が一対のアーム部２１ａを互いに近接する方向に回動操作することによって、これら一対のアーム部２１ａの間でガスボンベＢの胴部を把持する。このとき、上下方向に並ぶ一対のアーム部２１ａがガスボンベＢの上部側と下部側とを把持する。

この場合、ガスボンベＢがフリーローラ４上の適正位置Ｐ０よりも離れた位置Ｐ１にあるため、その差Ｇだけ一対のアーム部２１ａがガスボンベＢの胴部を浅く把持した状態となる。特に、フリーローラ４の上に載置されたガスボンベＢが傾いていた場合、ガスボンベＢの下部側よりも上部側において、一対のアーム部２１ａがガスボンベＢの胴部を浅く把持した状態となる。

次に、図１４（Ｄ）及び図１５（Ｂ）に示すように、搬出入用ロボット２０の保持機構２１が一対のアーム部２１ａの間でガスボンベＢを把持した状態で、搬出入用ロボット２０のスライド駆動機構２２がスライド軸２２ａを車両前方に向かってスライド駆動する。これにより、フリーローラ４の上に載置されたガスボンベＢを起立した状態のまま、載置部１１の上まで搬出する。このとき、載置部１１の上に載置されたガスボンベＢは、載置部１１上の適正位置よりも車両後方に位置している。

この場合、図１４（Ｅ）に示すように、一対のアーム部２１ａがガスボンベＢの胴部を浅く把持した状態となるため、ボンベ搬送用台車２がガスボンベＢを搬送する間に、ボンベ搬送用台車２の走行が不安定となるだけでなく、最悪の場合、ガスボンベＢの搬送中にガスボンベＢを落下させる可能性もある。

次に、フリーローラ４上の適正位置にあるガスボンベＢよりもボンベ搬送用台車２が離れた位置にある場合の搬出入用ロボット２０によるガスボンベＢの搬出動作を図１６（Ａ）～（Ｅ）を参照しながら説明する。

先ず、図１６（Ａ）に示すように、シリンダキャビネット３のフリーローラ４と載置部１１とが向かい合うようにボンベ搬送用台車２を移動させる。このとき、ボンベ搬送用台車２は、フリーローラ４に対して適正な位置Ｐ０’よりも離れた位置Ｐ１’に停止している。

次に、図１６（Ｂ）に示すように、搬出入用ロボット２０の保持機構２１が一対のアーム部２１ａを互いに離間する方向に回動操作しながら、搬出入用ロボット２０のスライド駆動機構２２がスライド軸２２ａを車両後方に向かってスライド駆動する。

次に、図１６（Ｃ）に示すように、搬出入用ロボット２０の保持機構２１が一対のアーム部２１ａを互いに近接する方向に回動操作することによって、これら一対のアーム部２１ａの間でガスボンベＢの胴部を把持する。

この場合、ボンベ搬送用台車２がフリーローラ４に対して適正な位置Ｐ０’よりも離れた位置Ｐ１’にあるため、その差Ｇ’だけ一対のアーム部２１ａがガスボンベＢの胴部を浅く把持した状態となる。

次に、図１６（Ｄ）に示すように、搬出入用ロボット２０の保持機構２１が一対のアーム部２１ａの間でガスボンベＢを把持した状態で、搬出入用ロボット２０のスライド駆動機構２２がスライド軸２２ａを車両前方に向かってスライド駆動する。これにより、フリーローラ４の上に載置されたガスボンベＢを起立した状態のまま、載置部１１の上まで搬出する。このとき、載置部１１の上に載置されたガスボンベＢは、載置部１１上の適正位置よりも車両後方に位置している。

この場合、図１６（Ｅ）に示すように、一対のアーム部２１ａがガスボンベＢの胴部を浅く把持した状態となるため、ボンベ搬送用台車２がガスボンベＢを搬送する間に、ボンベ搬送用台車２の走行が不安定となるだけでなく、最悪の場合、ガスボンベＢの搬送中にガスボンベＢを落下させる可能性もある。

本実施形態のボンベ搬送用台車２では、上述した検出部３１の検出結果に基づいて、制御部３２がガスボンベＢの保持状態が不良であると判断したときに、ガスボンベＢを手前に引き寄せた後に、ガスボンベＢを保持し直す制御を行うことによって、ガスボンベＢを保持状態を良好なものとする。

具体的に、ガスボンベＢの保持状態が不良となった場合の本発明の搬出制御方法によるガスボンベＢの搬出動作を図１７Ａ及び図１７Ｂを参照しながら説明する。

先ず、図１７Ａ（Ａ）に示すように、シリンダキャビネット３のフリーローラ４と載置部１１とが向かい合うようにボンベ搬送用台車２を移動させる。

次に、図１７Ａ（Ｂ）に示すように、搬出入用ロボット２０の保持機構２１が一対のアーム部２１ａを互いに離間する方向に回動操作しながら、搬出入用ロボット２０のスライド駆動機構２２がスライド軸２２ａを車両後方に向かってスライド駆動する。

次に、図１７Ａ（Ｃ）に示すように、搬出入用ロボット２０の保持機構２１が一対のアーム部２１ａを互いに近接する方向に回動操作することによって、これら一対のアーム部２１ａの間でガスボンベＢの胴部を把持する。

この場合、ガスボンベＢがフリーローラ４上の適正位置Ｐ０よりも離れた位置Ｐ１にあるため、その差Ｇだけ一対のアーム部２１ａがガスボンベＢの胴部を浅く把持した状態となる。

検出部３１では、一対のアーム部２１ａがガスボンベＢの胴部を浅く把持した場合、一対のアーム部２１ａの基端側にあるセンサ３１ａからガスボンベＢが離間することによって、センサ３１ａからの検出信号がオフ（ＯＦＦ）の状態となる。

制御部３２では、この検出部３１からの検出結果（検出信号）に基づいて、ガスボンベＢの保持状態の良否を判別する。すなわち、センサ３１ａからの検出信号がオフ（ＯＦＦ）となる場合には、ガスボンベＢの保持状態が不良であると判断する。

次に、図１７Ａ（Ｄ）に示すように、搬出入用ロボット２０の保持機構２１が一対のアーム部２１ａの間でガスボンベＢを把持した状態で、搬出入用ロボット２０のスライド駆動機構２２がスライド軸２２ａを車両前方に向かってスライド駆動する。このとき、フリーローラ４上の適正位置Ｐ０よりも離れた位置Ｐ１にあるガスボンベＢが適正位置Ｐ０に来るように、その差ＧだけガスボンベＢを手前に引き寄せる。

次に、図１７Ｂ（Ｅ）に示すように、搬出入用ロボット２０の保持機構２１が一対のアーム部２１ａを互いに離間する方向に回動操作しながら、搬出入用ロボット２０のスライド駆動機構２２がスライド軸２２ａを車両後方に向かってスライド駆動する。

次に、図１７Ｂ（Ｆ）に示すように、搬出入用ロボット２０の保持機構２１が一対のアーム部２１ａを互いに近接する方向に回動操作することによって、これら一対のアーム部２１ａの間でガスボンベＢの胴部を把持する。

この場合、ガスボンベＢがフリーローラ４上の適正位置Ｐ０にあるため、一対のアーム部２１ａがガスボンベＢの胴部を適切に把持した状態となり、保持機構２１によりガスボンベＢを保持し直すことが可能である。

検出部３１では、一対のアーム部２１ａがガスボンベＢの胴部を適切に把持した場合、一対のアーム部２１ａの基端側にあるセンサ３１ａからガスボンベＢが接触（又は接近）することによって、センサ３１ａからの検出信号がオン（ＯＮ）の状態となる。

制御部３２では、この検出部３１からの検出結果（検出信号）に基づいて、ガスボンベＢの保持状態の良否を判別する。すなわち、センサ３１ａからの検出信号がオン（ＯＮ）となる場合には、ガスボンベＢの保持状態が良好であると判断する。

次に、図１７Ｂ（Ｇ）に示すように、搬出入用ロボット２０の保持機構２１が一対のアーム部２１ａの間でガスボンベＢを把持した状態で、搬出入用ロボット２０のスライド駆動機構２２がスライド軸２２ａを車両前方に向かってスライド駆動する。これにより、フリーローラ４の上に載置されたガスボンベＢを起立した状態のまま、載置部１１の上まで搬出する。

この場合、図１７Ｂ（Ｈ）に示すように、一対のアーム部２１ａがガスボンベＢの胴部を適切に把持すると共に、載置部１１の上に載置されたガスボンベＢは、載置部１１上の適正位置にあるため、ボンベ搬送用台車２によりガスボンベＢの搬送を安定して行うことが可能である。

なお、制御部３２では、上述した検出部３１からの検出結果（検出信号）に基づいて、ガスボンベＢの保持状態の良否を判別し、ガスボンベＢの保持状態の良好となるまで、ガスボンベＢを手前に引き寄せた後に、ガスボンベＢを保持し直す制御を繰り返し行う。

以上のように、本実施形態のボンベ搬送用台車２では、上述したガスボンベＢの保持状態が不良となったときに、ガスボンベＢを手前に引き寄せた後に、ガスボンベＢを保持し直すことによって、一対のアーム部２１ａがガスボンベＢの胴部を適切に把持すると共に、ガスボンベＢを載置部１１上の適正位置に安定した状態で保持することが可能である。

これにより、本実施形態のボンベ搬送用台車２では、ガスボンベＢの搬出を適切に行うことが可能である。したがって、本実施形態のボンベ搬送用台車２では、ガスボンベＢを載置部１１上に安定した状態で保持しながら、ガスボンベＢの搬送を安全に行うことが可能である。

特に、フリーローラ４の上に載置されたガスボンベＢは、起立した状態で傾いている場合があり、ガスボンベＢの下部側よりも上部側において、ガスボンベＢの保持状態が不良となることがある。これに対して、本実施形態のボンベ搬送用台車２では、上述したガスボンベＢの保持状態が不良となったときに、ガスボンベＢを手前に引き寄せた後に、ガスボンベＢを保持し直すことによって、起立した状態で傾いているガスボンベＢであっても安定した状態で保持することが可能である。

なお、搬出入用ロボット２０では、スライド駆動機構２２がスライド軸２２ａのストローク量を延ばすことでガスボンベＢが適正位置から離れていた場合に対応することも可能であるが、ストローク量の増大は車体１２の大型化につながるため、ストローク量を安易に増やせない事情がある。これに対して、本実施形態のボンベ搬送用台車２では、スライド駆動機構２２がスライド軸２２ａのストローク量を延ばすことなく、ガスボンベＢが適正位置から離れていた場合に対応することが可能である。

また、本実施形態のボンベ搬送用台車２では、ガスボンベＢが適正位置よりも手前にある場合に対して、搬出入用ロボット２０の保持機構２１が一対のアーム部２１ａを互いに離間する方向に回動操作しながら、搬出入用ロボット２０のスライド駆動機構２２がスライド軸２２ａを車両後方に向かってスライド駆動することによって、ガスボンベＢと接触した一対のアーム部２１ａがガスボンベＢを適正位置まで押すことになる。これにより、搬出入用ロボット２０の保持機構２１が一対のアーム部２１ａを互いに近接する方向に回動操作したときに、これら一対のアーム部２１ａの間でガスボンベＢの胴部を安定して把持することが可能である。

なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、本発明を適用したボンベ搬送用台車としては、上述したガスボンベＢの搬送を自走で行う搬送車両１０を備えた構成に必ずしも限定されるものではなく、例えば図１８に示すようなガスボンベＢの搬送を手動で行う搬送車両１０Ａを備えた構成であってもよい。

具体的に、この図１８に示す搬送車両１０Ａは、上述した２つの駆動車輪１２ｂを省略し、車体１２の正面側にハンドル部１７が設けられた構成となっている。この構成の場合、搬送車両１０Ａの走行及び操舵をオペレータにより行うことが可能である。

また、本発明を適用した搬送用台車については、上述したガスボンベＢを搬送するボンベ搬送用台車２に好適に用いられるものの、ガスボンベＢを搬送するものに必ずしも限定されるものではなく、人手で搬出及び搬入を行うことが困難な重量物を搬送する搬送用台車に対して、本発明を幅広く適用することが可能である。

１…自動搬送システム ２…ボンベ搬送用台車 ３…シリンダキャビネット ４…フリーローラ １０，１０Ａ…搬送車両 １１…載置部 １２…車体 １３…車輪 １４…凹部 １５…スライド支持機構 ２０…搬出入用ロボット ２１…保持機構 ２１ａ…アーム部 ２２…スライド駆動機構 ３１…検出部 ３１ａ…センサ ３２…制御部 Ｂ…ガスボンベ（重量物）

Claims (12)

1. 重量物を搬送する搬送用台車であって、
   前記重量物を載置する載置部が設けられた車体と、
   前記車体を走行自在に支持する車輪と、
   前記載置部に設けられて、前記重量物をスライド自在に支持するスライド支持機構と、
   前記スライド支持機構により前記重量物をスライドさせながら、前記載置部と前記重量物の搬出入先との間で、前記重量物の搬出及び搬入を自動で行う搬出入用ロボットとを備え、
   前記搬出入用ロボットは、前記重量物を保持する保持機構と、前記保持機構により保持された前記重量物を前記車体の前後方向にスライド駆動するスライド駆動機構と、前記保持機構による前記重量物の保持状態を検出する検出部と、前記保持機構及び前記スライド駆動機構の駆動を制御する制御部とを有し、
   前記制御部は、前記検出部の検出結果に基づいて、前記重量物の保持状態が不良であると判断したときに、前記重量物を手前に引き寄せた後に、前記重量物を保持し直す制御を行うことを特徴とする搬送用台車。
2. 前記搬出入先にある前記重量物を前記保持機構が保持したときの保持状態を前記検出部が検出することを特徴とする請求項１に記載の搬送用台車。
3. 前記保持機構は、前記重量物を把持する一対のアーム部を有し、
   前記一対のアーム部は、ヒンジ部を介して基端側が回動自在に支持されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の搬送用台車。
4. 前記検出部は、前記一対のアーム部が前記重量物を把持したときに、前記一対のアーム部の基端側に設けられたセンサにより前記重量物の位置を検出することを特徴とする請求項３に記載の搬送用台車。
5. 前記検出部は、前記一対のアーム部が前記重量物を把持したときに、前記一対のアーム部を回動させるアクチュエータに加わる負荷を検出することを特徴とする請求項３に記載の搬送用台車。
6. 前記載置部は、前記車体の側面の一部を切り欠くように設けられた凹部の内側に設けられていることを特徴とする請求項１～５の何れか一項に記載の搬送用台車。
7. 前記載置部は、前記車体の背面側に位置することを特徴とする請求項１～６の何れか一項に記載の搬送用台車。
8. 前記スライド駆動機構は、前記載置部の前後方向に並んで設けられた複数のローラにより構成されていることを特徴とする請求項１～７の何れか一項に記載の搬送用台車。
9. 前記車輪を回転駆動する回転駆動機構を備え、
   前記重量物の搬送を自走で行うことを特徴とする請求項１～８の何れか一項に記載の搬送用台車。
10. 重量物の搬送を自動で行う自動搬送システムであって、
    請求項８に記載の搬送用台車を備えることを特徴とする自動搬送システム。
11. 前記重量物として、ガスボンベを搬送することを特徴とする請求項１０に記載の自動搬送システム。
12. 前記ガスボンベを格納するシリンダキャビネットを備え、
    前記搬送用台車は、前記シリンダキャビネットとの間で前記ガスボンベの搬出及び搬入を行うことを特徴とする請求項１１に記載の自動搬送システム。

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