WO2022158092A1 - タイヤ搬送装置 - Google Patents

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WO2022158092A1
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tire
arms
laser distance
arm
sensors
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PCT/JP2021/041586
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紘也 北西
英範 山岸
智宏 青井
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村田機械株式会社
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Priority to US18/273,050 priority patent/US20240083695A1/en
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Priority to KR1020237021683A priority patent/KR20230111239A/ko
Priority to JP2022576993A priority patent/JP7448040B2/ja
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    • B65G2201/02—Articles
    • B65G2201/0273—Tires

Definitions

  • the present invention relates to a tire conveying apparatus, in particular, a tire which is in a sideways position, is lifted by inserting a plurality of arms from above into the upper opening edge of the center hole of the tire and supporting the upper opening edge from below with the hooks of the arms.
  • a tire conveying apparatus in particular, a tire which is in a sideways position, is lifted by inserting a plurality of arms from above into the upper opening edge of the center hole of the tire and supporting the upper opening edge from below with the hooks of the arms.
  • the tire conveying device has a plurality of arms having hooks formed at their ends, an arm expansion/contraction mechanism for moving the arms in a horizontal expansion/contraction direction, and an elevating mechanism for elevating the arms and the arm expansion/contraction mechanism.
  • a plurality of arms are lowered from above the upper opening of the center hole of the tire lying on its side and inserted into the upper opening, and then the arms are moved in the direction of spreading, so that the hooks are moved to the edge of the upper opening. move downwards.
  • the tire conveying device lifts the tire by moving the arm upward and causing the hook to support the upper opening edge of the tire from below.
  • an article transfer device that transfers by inserting four arms into the inner diameter of a tire (see Patent Document 1, for example).
  • Tires are generally stored in stacks.
  • the stacked tires may be deformed and tilted over time. This is because tires are soft and sticky.
  • the tire conveying device is controlled to stop at predetermined coordinates. Therefore, if the stacked tires are tilted as described above, the hook may hit the tilted tire when the arm is lowered. In this case, not only can the tire not be transported, but the tire may be damaged.
  • An object of the present invention is to make it difficult for the arm to damage the tire when the tire conveying device holds the tire.
  • a tire conveying device is a device for lifting and conveying a tire, comprising at least three arms, an arm expansion/contraction mechanism, an elevating mechanism, at least three light reflection sensors, and a controller.
  • the at least three arms have an arm body and a projecting portion provided to the lower part of the arm body so as to project outward for lifting the tire.
  • the arm expansion/contraction mechanism moves the arm in a horizontal expansion/contraction direction.
  • the elevating mechanism elevates the arm.
  • the light reflection sensor is a sensor capable of detecting reflection obtained by irradiating light downward.
  • the term “below” means an area vertically below the light reflection sensor, or an area including vertically below and near the vertically below.
  • the light reflection sensor may be a distance sensor that detects the distance to an object below.
  • the light reflection sensor may be a sensor that simply detects the presence or absence of an object below instead of a distance sensor.
  • the controller determines that the arm is improperly positioned when the tire is detected by at least one of the light reflection sensors. In this device, as a basic transport operation, the lifting mechanism lowers the arms and places them inside the tire, then the arm expanding/retracting mechanism expands the arm bodies of the three arms horizontally outward, and finally the elevator device moves the arms. to lift the tire by the protrusion of the arm.
  • the controller determines that the arm position is correct.
  • the controller then performs a tire lifting operation. Specifically, the controller lowers the arm, spreads the arm body horizontally outward, raises the arm, and lifts the tire by the projecting portion of the arm.
  • the controller may move the at least three arms in a direction toward the center of the circumference from the laser distance sensor that detected the tire when the tire is detected by at least one of the light reflection sensors. By moving the arm, the position of the arm is corrected.
  • the light reflection sensor may be a laser distance sensor.
  • the controller may monitor the distances measured by the laser distance sensors, and determine that the tire is being detected by the light reflection sensor when there is a difference between the distances measured by the plurality of laser distance sensors.
  • the distance measured by the laser distance sensor is the distance between the laser distance sensor and an object (tire, floor surface, or the like) vertically below the laser distance sensor.
  • This device can accurately detect the presence or absence of tires by using a laser distance sensor.
  • the tire exists directly below the sensor that detected the short distance.
  • the case where the light reflection sensor does not detect the tire includes the case where the laser distance sensor detects the distance but detects the distance to an object other than the tire.
  • the case where the light reflection sensor detects the tire includes the case where the laser distance sensor detects the distance and also detects the distance to the tire.
  • the controller may move the arm in a direction toward the center of the circumference from the laser distance sensor that detected the short distance, and then monitor the distance measured by the laser distance sensor.
  • the position of the arm is corrected by moving the arm in the direction in which the laser distance sensor located directly above the tire moves away from the tire.
  • the controller may determine the number of transportable tires from the difference between distances measured by multiple laser distance sensors. With this device, even if there is a difference between distances measured by a plurality of laser distance sensors, only the number of tires that can be transported can be transported. Therefore, the efficiency of transporting tires is improved.
  • the tire conveying device may further include a contact sensor provided on the lower surface of the protrusion for detecting that the tip side of the protrusion contacts an object below.
  • the controller may cause the lift mechanism to stop further lowering of the arm when the contact sensor detects the tire while the arm is lowering.
  • the contact sensor at the lower end of the arm contacts the tire, the arm stops descending. This prevents damage to the tire. Detecting the tire by the contact sensor in this way means that the tire was in a position that interfered with the projecting portion, although the light reflection sensor could not detect it.
  • the arm of the tire conveying device is less likely to damage the tire when holding the tire.
  • FIG. 1 is a schematic front view of a tire conveying device
  • FIG. FIG. 4 is a schematic perspective view showing the positional relationship among an arm of the tire conveying device, a laser distance sensor, and a tire
  • It is a top view which shows the positional relationship of a hook and a laser distance sensor.
  • It is a partial side view which shows an arm lower part, a hook, and a contact sensor.
  • It is a schematic diagram which shows one state of tire lifting operation
  • It is a schematic diagram which shows one state of tire lifting operation
  • It is a schematic diagram which shows one state of tire lifting operation
  • It is a block diagram which shows the control structure of a tire conveying apparatus.
  • FIG. 4 is a flow chart showing a tire lifting control operation of the tire conveying device; 4 is a flow chart showing a tire lifting control operation of the tire conveying device; FIG. 4 is a schematic plan view showing one state of the positional relationship between the tire and the laser distance sensor; FIG. 4 is a schematic plan view showing one state of the positional relationship between the tire and the laser distance sensor; FIG. 4 is a schematic plan view showing one state of the positional relationship between the tire and the laser distance sensor;
  • FIG. 1 is a schematic front view of a tire conveying device.
  • the tire transporting device 1 is a device or facility that transports the tire T while it is suspended horizontally (a state in which the meridian cross section of the tire is substantially horizontal). Specifically, the tire T is moved or stacked. or tiered.
  • the direction perpendicular to the plane of FIG. 1 is the first direction (arrow X), and the horizontal direction of FIG. 1 is the second direction (arrow Y).
  • the vertical direction is indicated by arrow Z.
  • the tire T is a rubber hollow member provided with a center hole 4 (FIG. 2).
  • the tire transporting device 1 has a structure also called a gantry crane, and has a pair of first rails 3 , a second rail 5 , and a moving unit 7 .
  • the pair of first rails 3 are placed above the ground and extend parallel to each other in the first direction, and are separated from each other in the second direction.
  • the second rail 5 extends in the second direction so as to span the pair of first rails 3 , and is driven by an X-axis driving device 71 ( FIG. 9 ) to extend along the pair of first rails 3 . It is movable in a first direction.
  • the moving unit 7 is supported by the second rail 5 and is movable along the second rail 5 in the second direction by being driven by the Y-axis driving device 73 (FIG. 9).
  • the tire transport device 1 has a gripper device 9 .
  • the gripper device 9 is a device that is attached to the moving unit 7 so as to be able to move up and down, and that grips and transfers the tire T. As shown in FIG. Specifically, the gripper device 9 grips the tire T from the inside and lifts it upward, and then horizontally moves and transfers it.
  • the tire conveying device 1 has a Z-axis driving device 75 .
  • the Z-axis driving device 75 is a mechanism for raising and lowering the gripper device 9 attached to its lower part.
  • the Z-axis driving device 75 is a known technology, and includes, for example, a belt (not shown) that suspends and supports the gripper device 9, and a hoisting device that lifts and lowers the gripper device 9 by winding/rewinding the belt. is doing.
  • the gripper device 9 has a base 21 fixed to the Z-axis drive device 75 and three arms 23 extending vertically downward from the base 21 .
  • the base 21 is an elevating table, and is vertically suspended from the moving unit 7 by a belt (not shown) of the Z-axis driving device 75 .
  • the three arms 23 are arranged at equal intervals in the circumferential direction at an angle of 120° on a predetermined circumference.
  • a hook 25 is provided at the lower end of the arm body 24 of each arm 23 so as to protrude outward in the horizontal direction.
  • the hook 25 engages the bead portion on the upper side of the tire T from below.
  • a touch sensor (not shown) may be attached to the outward side surface of the arm 23 . This touch sensor is for detecting that the main body of the arm 23 comes into contact with the upper opening edge of the center hole 4 of the tire T when the arm 23 is moved outward.
  • the gripper device 9 has an arm expanding and contracting device 77 (FIG. 9).
  • the arm expansion/contraction device 77 is a chuck device that radially expands/contracts the three arms 23 in the horizontal direction (switches between an expanded state and a contracted state).
  • the arm expanding/contracting device 77 is provided on the base 21 .
  • the arm expanding/contracting device 77 is a well-known technique, and includes, for example, a chuck cylinder (not shown) and an interlocking mechanism (not shown) that interlocks the arms 23 .
  • the arm 23 is circumferentially furthest from the adjacent arm 23 at the enlarged diameter position, and is circumferentially closest to the adjacent arm 23 at the diameter reduced position.
  • the gripper device 9 has a first laser distance sensor 31A, a second laser distance sensor 31B and a third laser distance sensor 31C.
  • the first to third laser distance sensors 31A to 31C are for detecting the distance in the height direction between an object below and the base 21 of the gripper device 9 .
  • the first to third laser distance sensors 31A to 31C are provided at the bottom of the base 21 and emit laser light directly downward, that is, downward in the vertical direction. As shown in FIGS. 2 and 3, the first to third laser distance sensors 31A to 31C are arranged between the hooks 25 in the circumferential direction. placed at an angle.
  • the first to third laser distance sensors 31A to 31C are arranged outside the first circle C1 including the tip of the hook 25 when the arm 23 is contracted to the maximum (an example of the diameter-reduced state).
  • the first to third laser distance sensors 31A-31C are arranged close to the first circle C1.
  • the first to third laser distance sensors 31A to 31C are arranged between the first circle C1 and the second circle C2 including the tip of the hook 25 when the arm 23 is expanded most (an example of the expanded diameter state). It is good if it is. That is, the first to third laser distance sensors 31A to 31C are arranged outside the first circle C1 and inside the second circle C2.
  • first to third laser distance sensors 31A to 31C may be provided radially outwardly away from the first circle C1. Also, the first to third laser distance sensors 31A to 31C do not have to be arranged in the circumferential direction. That is, the first to third laser distance sensors 31A to 31C may be arranged at different distances from the center.
  • the first to third laser distance sensors 31A to 31C are arranged outside the first circle C1 including the tip of the hook 25 when the arm 23 is above the tire T and the diameter is reduced. Detect objects below.
  • the gripper device 9 has first to third contact sensors 33A to 33C (FIG. 9) which are provided on the lower surface of the hook 25 and whose tip side of the hook 25 moves up and down.
  • the first to third contact sensors 33A to 33C are sensors for detecting when the bottom surface of the hook 25 collides with the upper surface of the tire T while the arm 23 is descending.
  • the first contact sensor 33A will be described with reference to FIG.
  • FIG. 4 is a partial side view showing the arm lower portion, the hook, and the contact sensor.
  • the first contact sensor 33A has a vertically rotating plate 81 .
  • the base side of the plate 81 is supported below the arm 23 by a rotating shaft 81a extending horizontally.
  • the plate 81 is movable between a horizontal position in contact with the main body 25a of the hook 25 and an oblique position in which the tip portion is spaced downward.
  • the first contact sensor 33A has a spring (not shown, for example, a coil spring) that elastically urges the plate 81 downward in the rotational direction. Plate 81 is therefore normally in an oblique position.
  • the first contact sensor 33A has a load sensor (not shown). The load sensor is provided at a position where it is compressed between the plate 81 and other members of the hook 25 when the plate 81 contacts an object below and rotates upward to move to a horizontal position.
  • FIG. 5 to 8 are schematic diagrams showing one state of the tire lifting operation. First, as shown in FIG. 5, the gripper device 9 is placed directly above the tire T (that is, directly above the center hole).
  • the three arms 23 are lowered in a contracted state and inserted into the upper opening edge 6, and the tip of the hook 25 is positioned near the center of the tire T in the vertical direction.
  • the three arms 23 are expanded in the tire radial direction and moved to positions where the hooks 25 engage the upper opening edge 6 (bead portion) of the tire T in plan view.
  • FIG. 9 is a block diagram showing the control configuration of the tire conveying device.
  • the tire conveying device 1 has a controller 51 .
  • the controller 51 is a computer having a processor (eg, CPU), a storage device (eg, ROM, RAM, HDD, SSD, etc.), and various interfaces (eg, A/D converter, D/A converter, communication interface, etc.). system.
  • the controller 51 performs various control operations by executing programs stored in a storage unit (corresponding to part or all of the storage area of the storage device).
  • the controller 51 may be composed of a single processor, or may be composed of a plurality of independent processors for each control.
  • a part or all of the function of each element of the controller 51 may be implemented as a program executable by the computer system that configures the controller 51 .
  • part of the function of each element of the controller 51 may be configured by a custom IC.
  • An X-axis driving device 71 , a Y-axis driving device 73 , a Z-axis driving device 75 and an arm expanding/contracting device 77 are connected to the controller 51 .
  • a controller 51 can control these devices.
  • Connected to the controller 51 are first to third laser distance sensors 31A to 31C and first to third contact sensors 33A to 33C. Detection signals are input to the controller 51 from these sensors.
  • the controller 51 is connected to sensors and switches for detecting the state of each device, and an information input device.
  • FIG. 10 and 11 are flowcharts showing the tire lifting control operation of the tire conveying device.
  • 12 to 14 are schematic plan views showing one state of the positional relationship between the tire and the laser distance sensor.
  • the control flow chart described below is an example, and each step can be omitted or replaced as needed. Also, a plurality of steps may be executed simultaneously, or some or all of them may overlap.
  • each block in the control flow chart is not limited to a single control operation, and can be replaced with a plurality of control operations represented by a plurality of blocks.
  • the operation of each device is the result of commands from the control section to each device, and these are expressed by each step of the software application.
  • step S1 the moving unit 7 is moved to just above the position where the tire T is placed and stopped.
  • the controller 51 controls the X-axis driving device 71 and the Y-axis driving device 73 to execute the above operations. Note that the position of the tire T is stored in advance in the storage section of the controller 51 .
  • step S2 each arm 23 is moved to the innermost position (that is, the diameter is reduced). Specifically, the controller 51 controls the arm expanding/contracting device 77 to execute the above operation. In addition, when each arm 23 is in the contracted state from the beginning, the above operation is omitted.
  • step S3 the gripper device 9 is lowered to a predetermined height.
  • the controller 51 controls the Z-axis driving device 75 to execute the above operation.
  • the above predetermined height is, for example, the height at which the height direction distance between the lower bottom surface of the arm 23 and the top surface of the tire T becomes a predetermined value (eg, 300 mm). Note that the height of the top surface of the tire T is stored in advance in the storage section of the controller 51 .
  • step S4 the first to third laser distance sensors 31A to 31C irradiate a laser downward, receive the reflected laser light, and detect the distance to the object below.
  • the gripper device 9 is lowered as described above and the distances between the first to third laser distance sensors 31A to 31C and the tire T are close, detection accuracy is enhanced.
  • step S5 it is determined whether or not the distances to the object below the first to third laser distance sensors 31A to 31C are different from each other. If Yes, the process moves to step S6, and if No, the process moves to step S9. If Yes in step S5, two of the first to third laser distance sensors 31A to 31C are directly above the center hole 4 of the tire T, but one is located above the tire T, as shown in FIG. This is the case where the measurement distance is shorter than the other two because it is located directly above. This is the case when the position of the arm 23 is inappropriate, and one hook 25 hits the tire T when the arm 23 is lowered. No in step S5 means that all of the first to third laser distance sensors 31A to 31C are directly above the center hole 4 of the tire T, as shown in FIG.
  • step S6 it is determined whether or not the above determination has exceeded a predetermined number of times. If yes, the process moves to step S8. If No, the process moves to S7.
  • step S7 the gripper device 9 is moved horizontally.
  • the moving distance is, for example, 5 to 10 mm.
  • the controller 51 as indicated by the white arrows in FIG.
  • the gripper device 9 or arm 23 is also moved inwards (eg, in a direction toward the center of the circumference), after which the distances measured by the first to third laser distance sensors 31A-31C are monitored. Therefore, the position of arm 23 is corrected. As a result, the arm 23 is less likely to come into contact with the tire T.
  • step S7 ends, the process returns to step S4.
  • the controller 51 As shown in FIG. 14, when two of the first to third laser distance sensors 31A to 31C are directly above the tire T and the measured distance is shorter than the other one, the controller 51 , the gripper device 9, that is, arm 23 is also moved.
  • step S8 Abnormality processing is performed in step S8. Specifically, an anomaly warning is issued. Thereafter, the operator takes measures to eliminate the abnormal state by manual operation, manual work, or the like. In step S9, a tire holding/lifting operation is performed (described later).
  • the controller 51 monitors the distances measured by the first to third laser distance sensors 31A to 31C, and if the tire T is not detected, the Z-axis driving device 75 lowers the arm The tire T is held. On the other hand, the controller 51 causes a difference between the distances measured by the first to third laser distance sensors 31A to 31C (that is, one of the first to third laser distance sensors 31A to 31C detects the tire T). , the Z-axis driving device 75 does not lower the arm 23 . This means that when at least one of the first to third laser distance sensors 31A to 31C detects the tire T, the distance measured by that sensor is the shortest, and the tire T exists directly below.
  • the tire T is arranged at a position overlapping the hook 25 in plan view (for example, the tire T is tilted or positioned differently). That is, the controller 51 determines that the position of the arm 23 is inappropriate. Further, as described above, when at least one of the first to third laser distance sensors 31A to 31C is not inside the center hole 4 of the tire T in plan view, the planar position of the gripper device 9 is corrected and downwardly adjusted. Re-measurement of the distance is repeatedly performed. That is, if the measured distances are different (Yes in step S5), the gripper device 9 is moved by a predetermined distance (for example, several millimeters) in step S7, and the distance to the tire T is remeasured in step S5. Note that the measured distances differ when, for example, they exceed a predetermined value such as 30 to 50 mm.
  • Step S9 in FIG. 10 will be described in detail with reference to FIG.
  • the gripper device 9 starts to descend from the state shown in FIG. 5, for example.
  • the controller 51 controls the Z-axis driving device 75 to execute the above operation.
  • step S12 it is determined whether or not at least one of the first to third contact sensors 33A to 33C has turned ON. Specifically, the controller 51 makes the determination based on the detection signals from the first to third contact sensors 33A to 33C. If Yes, the process moves to step S17, and if No, the process moves to step S13.
  • step S13 it is determined whether or not the gripper device 9 has reached a predetermined height position. Specifically, the controller 51 makes the above determination based on a detection signal from a sensor (not shown). If Yes, the process moves to step S14, and if No, the process returns to step S12.
  • step S14 the lowering of the gripper device 9 is stopped (for example, the state of FIG. 6). Specifically, the controller 51 controls the Z-axis driving device 75 to execute the above operation.
  • step S15 the three arms 23 are moved radially outward (for example, the state of FIG. 7). Specifically, the controller 51 controls the arm expanding/contracting device 77 to execute the above operation. Thereby, the hook 25 is positioned below the upper opening edge 6 of the center hole 4 of the tire T. As shown in FIG. The movement of the three arms 23 is stopped according to a detection signal from a touch sensor or the like when the main body of the arms 23 comes into contact with the upper opening edge of the center hole 4 of the tire T. As shown in FIG.
  • step S16 the gripper device 9 is raised (for example, the state of FIG. 8). Specifically, the controller 51 controls the Z-axis driving device 75 to execute the above operation. As a result, each arm 23 rises, and the hook 25 of each arm 23 supports the upper opening edge of the center hole 4 of the tire T from below, thereby lifting the tire T as a whole.
  • step S17 abnormality processing is performed. Specifically, further descent of the arm 23 is stopped. Further, an abnormality alarm is issued, and thereafter the operator takes measures to eliminate the abnormal state by manual operation, manual work, or the like.
  • the first to third contact sensors 33A to 33C detects the tire T in this manner, unlike when at least one of the first to third laser distance sensors 31A to 31C detects the tire T, Abnormal processing is performed immediately without performing position correction. This is because, in the above case, it is considered that the tire T is in a state that cannot be dealt with even by adjustment such as positional correction.
  • the controller 51 determines how many stages from the top the tire T is transported based on the detection results of the first to third laser distance sensors 31A to 31C. determine if it is possible. Then, if there are tires T that can be transported, the process proceeds to step S9, and tire holding/lifting operations are performed. In the tire holding/lifting operation described above, the transportable amount of the tires T may be transported together, or the tires T may be transported one by one.
  • the lower tire T is conveyed.
  • the tire T can also be transported. As a result, only the transportable number of tires T can be transported when there is a difference between the distances measured by the first to third laser distance sensors 31A to 31C. Therefore, the transportation efficiency of the tire T is improved.
  • the tire T has three stages, the tire width is 200 mm, and the total height of the three stages is 600 mm. Note that the controller 51 recognizes that the tires T are stacked in three layers based on the inventory data. First, at 300 mm above the tire T, the distance to the tire T is detected by the first to third laser distance sensors 31A to 31C, as in steps S4 and S5 of FIG.
  • step S7 in FIG. 10 when the correction operation in step S7 in FIG. 10 is performed once, but the difference in distance cannot be resolved, and then there is a difference in distance again in step S5 (Yes in step S5), the controller At step 51, as a new step, based on the detection results of the first to third laser distance sensors 31A to 31C, it is determined to which tier from the top the tire T can be transported.
  • the detection result of two sensors is 900 mm (the tire T is not detected), and the detection result of one sensor is 700 mm (the lowest tire T is detected). and
  • the controller 51 determines that the two tires T from the top can be transferred. This is the case, for example, when the lowermost tire T is in the correct position, but the upper tire T is tilted and causes the difference in detection distance as described above. Then, in step S9 of FIG. 10, the upper two stages of tires T are transported.
  • the mobile unit 7 returns directly above the position where the lowest tire T is placed.
  • the tire conveying device 1 detects the tire T on the lowest stage and conveys the tire T next.
  • a tire conveying device 1 (an example of a tire conveying device) is a device for lifting and conveying a tire T, and includes at least three arms 23, an arm expanding/contracting device 77, a Z-axis driving device 75, and a controller 51. and
  • the three arms 23 (an example of arms) are provided on an arm body 24 (an example of an arm body) and on the lower portion of the arm body 24 so as to protrude outward. example).
  • An arm expansion/contraction device 77 (an example of an arm expansion/contraction mechanism) moves the arm 23 in a horizontal expansion/contraction direction.
  • a Z-axis drive device 75 (an example of an elevating mechanism) elevates the arm 23 .
  • the first to third laser distance sensors 31A to 31C are arranged outside a first circle C1 (an example of a circle) including the tip of the hook 25 when the arm 23 is above the tire T and the diameter is reduced, Detect objects below.
  • the controller 51 determines that the position of the arm 23 is inappropriate when the tire T is detected by at least one of the first to third laser distance sensors 31A to 31C.
  • the first to third laser distance sensors 31A to 31C detect the tire T, it means that the tire T is arranged at a position overlapping the hook 25 in plan view. In this case, for example, since the Z-axis driving device does not lower the arm 23, the hook 25 does not contact the tire T even if the tire T is tilted or the position is different.
  • Three or more laser distance sensors for example, four, five, or six, may be used.
  • a reflective photoelectric sensor that detects the presence or absence of a reflecting object may be used instead of the laser distance sensor.
  • the presence or absence of the tire T directly below the sensor can be detected, and the controller can distinguish between the presence and absence of the tire T. It is not necessary to lower the gripper device prior to detection by the laser distance sensor. Further, detection by the laser distance sensor may be performed while the gripper device is being lowered.
  • (4) Modified example of contact sensor The type, structure, number, etc.
  • the contact sensor includes a contact member that moves up and down, a linear motion guide that guides the contact member in the vertical direction, a spring that biases the contact member downward, and a contact member that contacts the lower member. It may have a load sensor that is compressed between the abutment member and the other member of the hook as it moves upwardly. A contact sensor may be omitted.
  • the tire conveying apparatus is not limited to a gantry crane, and may be provided in an overhead conveying vehicle that travels at a predetermined height position.
  • the present invention can be widely applied to a device that lifts a tire by inserting a plurality of arms from above into the upper opening edge of the center hole of the tire lying on its side and supporting the upper opening edge from below with the hooks of the arms.
  • Reference Signs List 1 Tire conveying device 3 : First rail 5 : Second rail 7 : Moving unit 9 : Gripper device 21 : Base 23 : Arm 25 : Hook 31A : First laser distance sensor 31B : Second laser distance sensor 31C : Third Laser distance sensor 33A: First contact sensor 33B: Second contact sensor 33C: Third contact sensor 51: Controller 71: X-axis driving device 73: Y-axis driving device 75: Z-axis driving device 77: Arm expansion/contraction device

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Abstract

タイヤ搬送装置（１）において、３本のアーム（２３）は、下端部に外側へ突出するフック（２５）を有する。アーム拡縮装置（７７）は、アーム（２３）を水平拡縮方向に移動する。Ｚ軸駆動装置（７５）は、アーム（２３）を昇降する。第１～第３レーザ距離センサ（３１Ａ～３１Ｃ）は、アーム（２３）がタイヤ（Ｔ）の上方にありかつ縮径状態においてフック（２５）の先端を含む第１円（Ｃ１）の外側に配置されており、下方にある物体を検出する。コントローラ（５１）は、レーザ距離センサ（３１Ａ～３１Ｃ）の少なくとも１つによってタイヤ（Ｔ）が検出されるとアーム（２３）の位置が不適切であると判断する。

Description

タイヤ搬送装置
　本発明は、タイヤ搬送装置、特に、横倒姿勢のタイヤの中心穴の上面開口縁に上方より複数のアームを挿入してアームのフックにて上面開口縁を下方から支持することでタイヤを持ち上げる装置に関する。
　タイヤ搬送装置は、先端にフックが形成された複数のアームと、アームを水平拡縮方向に移動させるアーム拡縮機構と、アーム及びアーム拡縮機構を昇降させる昇降機構とを有している。
　タイヤ搬送装置は、横倒姿勢のタイヤの中心穴の上面開口の上方より複数のアームを下降させて上面開口内に挿入し、次にアームを広げる方向に移動させることでフックを上面開口縁の下方に移動させる。タイヤ搬送装置は、最後に、アームを上方に移動させて、フックにタイヤの上面開口縁を下方から支持させることで、タイヤを持ち上げる。
　例えば、４本のアームをタイヤの内径に差し込んで移載する物品移載装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００８－１６２７３３号公報
　タイヤは一般に段積み保管されている。そして、段積みされたタイヤは、時間経過と共に変形して傾くことがある。タイヤは柔らかくて粘着性があるためである。
　一方、タイヤ搬送装置は、定められた座標での停止制御が行われている。したがって、上記のように段積みされたタイヤが傾いていると、アームを下降させるときに、フックを傾いたタイヤに当ててしまうことがある。この場合、タイヤを搬送できなくなるだけでなく、タイヤを破損する可能性がある。
　本発明の目的は、タイヤ搬送装置がタイヤを保持するときにアームがタイヤを破損しにくくすることにある。
　以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
　本発明の一見地に係るタイヤ搬送装置は、タイヤを持ち上げて搬送する装置であって、少なくとも３本のアームと、アーム拡縮機構と、昇降機構と、少なくとも３つの光反射センサと、コントローラとを備えている。
　少なくとも３本のアームは、アーム本体と、アーム本体の下部に外側へ突出するように設けられておりタイヤを持ち上げるための突出部を有する。
　アーム拡縮機構は、アームを水平拡縮方向に移動する。
　昇降機構は、アームを昇降する。
　少なくとも３つの光反射センサは、アームがタイヤの上方にありかつ縮径状態において突出部の先端を含む円の外側に配置されており、下方にある物体を検出する。なお、光反射センサは、光を下方に照射して得られた反射を検出可能なセンサである。また、下方とは、光反射センサの鉛直下の領域、または、鉛直下と鉛直下近傍を含む領域を意味する。後述するように、光反射センサは、下方にある物体までの距離を検出する距離センサであってもよい。光反射センサは、距離センサでなく、単純に下方にある物体の有無を検出するセンサであってもよい。
　コントローラは、光反射センサの少なくとも１つによってタイヤが検出されると、アームの位置が不適切であると判断する。
　この装置では、基本搬送動作として、昇降機構がアームを下降させてタイヤの内側に配置させ、続いてアーム拡縮機構が３本のアームのアーム本体を水平方向外側に拡げ、最後に昇降機装置がアームを上昇させてアームの突出部によってタイヤを持ち上げる。
　この装置では、光反射センサがタイヤを検出すると、平面視で突出部に重なる位置にタイヤが配置されていることになる。この場合には、例えば、昇降機構はアームを下降させないので、タイヤが傾いたり位置が異なっていたりしていても、突出部がタイヤに接触しない。
　全ての光反射センサがタイヤを検出しないときは、コントローラは、アームの位置が適切であると判断する。そして、コントローラは、タイヤの持ち上げ動作を行う。具体的には、コントローラは、アームを下降させ、アーム本体を水平方向外側に拡げ、アームを上昇させてアームの突出部によって、タイヤを持ち上げる。
　コントローラは、光反射センサの少なくとも１つによってタイヤが検出されると、タイヤを検出したレーザ距離センサから円周中心を向く方向に少なくとも３本のアームを移動させてもよい。アームを移動させることで、アームの位置が補正される。
　光反射センサはレーザ距離センサであってもよい。
　コントローラは、レーザ距離センサによって計測する距離を監視し、複数のレーザ距離センサによって計測した距離同士に差異が生じると光反射センサによってタイヤが検出されていると判断してもよい。なお、レーザ距離センサによって計測する距離とは、レーザ距離センサと、レーザ距離センサの鉛直下にある物体（タイヤまたは床面等）との間の距離である。
　この装置では、レーザ距離センサを用いることで、タイヤの有無を正確に検出できる。具体的には、短い距離を検出したセンサの真下にタイヤが存在することになる。
　なお、本明細書において、光反射センサがタイヤを検出していない場合とは、レーザ距離センサが距離を検出しているが、タイヤ以外の物体との距離を検出している場合を含む。また、光反射センサがタイヤを検出している場合とは、レーザ距離センサが距離を検出しており、かつ、タイヤとの距離を検出している場合を含む。
　コントローラは、短い距離を検出したレーザ距離センサから円周中心を向く方向にアームを移動させ、その後にレーザ距離センサによって計測する距離を監視してもよい。
　この装置では、タイヤの真上にあったレーザ距離センサがタイヤから離れる方向にアームを移動させることで、アームの位置が補正される。この結果、突出部がタイヤに接触しにくくなり、したがってタイヤの搬送を継続できる。
　コントローラは、複数のレーザ距離センサによって計測した距離同士の差異から、搬送可能なタイヤの数を判断してもよい。
　この装置では、複数のレーザ距離センサによって計測した距離同士の差異があった場合にも、搬送可能な数のタイヤだけを搬送できる。したがって、タイヤの搬送効率が良くなる。
　タイヤ搬送装置は、突出部の下面に設けられ、突出部の先端側が下方の物体と接触したことを検出する接触センサをさらに備えていてもよい。
　コントローラは、アームの下降中に接触センサがタイヤを検出すると、昇降機構にアームのさらなる下降を停止させてもよい。
　この装置では、アーム下端の接触センサがタイヤに接触すると、アームの下降が停止される。これにより、タイヤの破損が防止される。このように接触センサがタイヤを検出するということは光反射センサが検出できなかったが突出部に干渉する位置にタイヤがあったことを意味する。
　本発明に係るタイヤ搬送装置では、タイヤを保持するときにタイヤ搬送装置のアームがタイヤを破損しにくい。
タイヤ搬送装置の模式的正面図である。 タイヤ搬送装置のアーム、レーザ距離センサ、タイヤの位置関係を示す模式的斜視図である。 フックとレーザ距離センサの位置関係を示す平面図である。 アーム下部、フック、接触センサを示す部分側面図である。 タイヤ持ち上げ動作の一状態を示す模式図である。 タイヤ持ち上げ動作の一状態を示す模式図である。 タイヤ持ち上げ動作の一状態を示す模式図である。 タイヤ持ち上げ動作の一状態を示す模式図である。 タイヤ搬送装置の制御構成を示すブロック図である。 タイヤ搬送装置のタイヤ持ち上げ制御動作を示すフローチャートである。 タイヤ搬送装置のタイヤ持ち上げ制御動作を示すフローチャートである。 タイヤとレーザ距離センサの位置関係の一状態を示す模式的平面図である。 タイヤとレーザ距離センサの位置関係の一状態を示す模式的平面図である。 タイヤとレーザ距離センサの位置関係の一状態を示す模式的平面図である。
１．第１実施形態
（１）タイヤ搬送装置の基本構成
　図１を用いて、タイヤ搬送装置１を説明する。図１は、タイヤ搬送装置の模式的正面図である。
　タイヤ搬送装置１は、タイヤＴを水平（タイヤの子午線断面が略水平になる状態）に吊持した状態で搬送する装置又は施設であり、具体的には、タイヤＴを移動したり、段積みや段ばらししたりする。なお、図１の紙面直交方向が第１方向（矢印Ｘ）であり、図１の紙面左右方向が第２方向（矢印Ｙ）である。鉛直方向は矢印Ｚで示されている。
　なお、タイヤＴは、中心穴４（図２）が設けられたゴム製の中空部材である。
　タイヤ搬送装置１は、ガントリークレーンとも呼ばれる構造であり、一対の第１レール３と、第２レール５と、移動ユニット７とを有している。
　一対の第１レール３は、地上から上側に離れた位置に置いて、第１方向に平行に延びており、第２方向に互いに離れている。
　第２レール５は、一対の第１レール３に掛け渡されるように第２方向に延びており、Ｘ軸駆動装置７１（図９）によって駆動されることで一対の第１レール３に沿って第１方向に移動可能である。
　移動ユニット７は、第２レール５に支持されており、Ｙ軸駆動装置７３（図９）によって駆動されることで第２レール５に沿って第２方向に移動可能である。
　タイヤ搬送装置１は、グリッパ装置９を有している。グリッパ装置９は、移動ユニット７に昇降可能に装着され、タイヤＴを把持して移載する装置である。具体的には、グリッパ装置９は、タイヤＴを内側から把持して上方に持ち上げた後、水平移動して移載する。
　タイヤ搬送装置１は、Ｚ軸駆動装置７５を有している。Ｚ軸駆動装置７５は、その下部に取り付けたグリッパ装置９を昇降させる機構である。Ｚ軸駆動装置７５は、公知の技術であり、例えば、グリッパ装置９を吊り下げ支持するベルト（図示せず）、それを巻き取り／巻き戻すことでグリッパ装置９を昇降させる巻き上げ装置等を有している。
（２）グリッパ装置の詳細構成
　グリッパ装置９は、Ｚ軸駆動装置７５に固定されたベース２１と、ベース２１から鉛直方向下側に延びる３本のアーム２３を有している。
　ベース２１は、昇降台であり、Ｚ軸駆動装置７５のベルト（図示せず）により、移動ユニット７から上下方向に吊り下げられている。
　３本のアーム２３は、所定の円周上で１２０°の角度を空けて周方向等間隔に配置されている。
　各アーム２３のアーム本体２４の下端には、水平方向外側に突出して延びるフック２５が設けられている。フック２５は、タイヤＴの上側のビード部に下方から係止する。３本のアーム２３の３つのフック２５により、１つのタイヤＴの上側のビード部に下方から係止した状態で、３本のアーム２３を上昇させて、タイヤを持ち上げることが可能になる。
　アーム２３の外方向側面にはタッチセンサ（図示せず）が取り付けられていてよい。このタッチセンサは、アーム２３を外方向に移動させていったときにアーム２３の本体がタイヤＴの中心穴４の上面開口縁に当接したことを検知するためのものである。
　グリッパ装置９は、アーム拡縮装置７７（図９）を有している。アーム拡縮装置７７は、３本のアーム２３を水平方向に径方向に拡縮する（拡径状態と縮径状態とを切り換える）チャック装置である。アーム拡縮装置７７は、ベース２１に設けられている。
　アーム拡縮装置７７は、周知の技術であり、例えば、チャック用シリンダ（図示せず）と各アーム２３を連動して作動させる連動機構（図示せず）とを有している。
　なお、アーム２３は、拡径位置において隣接するアーム２３と円周方向に最も離れており、縮径位置において隣接するアーム２３と円周方向に最も近づいている。
　グリッパ装置９は、第１レーザ距離センサ３１Ａ、第２レーザ距離センサ３１Ｂ、第３レーザ距離センサ３１Ｃを有している。第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１Ｃは、下方の物体とグリッパ装置９のベース２１との高さ方向の距離を検出するためのものである。第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１Ｃは、ベース２１の下部に設けられ、真下につまり鉛直方向下側にレーザを発射するようになっている。
　第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１Ｃは、図２及び図３に示すように、フック２５の円周方向間に配置されており、具体的には、所定の円周上で１２０°の角度を空けて配置されている。さらに具体的には、第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１Ｃは、アーム２３を最も縮めた時（縮径状態の一例）のフック２５の先端を含む第１円Ｃ１の外側に配置されている。
　この実施形態では、第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１Ｃは、第１円Ｃ１に近接して配置されている。しかし、第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１Ｃは、第１円Ｃ１と、アーム２３最も拡げた時（拡径状態の一例）のフック２５の先端を含む第２円Ｃ２との間に配置されていればよい。つまり、第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１Ｃは、第１円Ｃ１より外側でかつ第２円Ｃ２より内側の範囲に配置されている。なお、第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１Ｃは、第１円Ｃ１から半径方向外側に離れて設けられていてもよい。また、第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１Ｃは、互いに円周方向に並んでいなくてもよい。つまり、第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１Ｃは、中心からの距離を異ならせて配置してもよい。
　以上に述べたように、第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１Ｃは、アーム２３がタイヤＴの上方にありかつ縮径状態において、フック２５の先端を含む第１円Ｃ１の外側に配置され下方にある物体を検出する。
　グリッパ装置９は、フック２５の下面に設けられ、フック２５の先端側が上下動する第１～第３接触センサ３３Ａ～３３Ｃ（図９）を有している。第１～第３接触センサ３３Ａ～３３Ｃは、アーム２３の下降中にフック２５の底面がタイヤＴの上面に衝突したことを検出するためのセンサである。
　図４を用いて、接触センサの一例として、第１接触センサ３３Ａを説明する。図４は、アーム下部、フック、接触センサを示す部分側面図である。
　第１接触センサ３３Ａは、上下回動式の板８１を有している。板８１は、基部側が水平方向に延びる回動軸８１ａによってアーム２３の下部に支持されている。板８１は、フック２５の本体２５ａに当接する水平位置と、先端部が下方に離れた斜め位置との間で移動可能である。
　第１接触センサ３３Ａは、板８１を回動方向下側に弾性的に付勢するバネ（図示せず、例えば、コイルバネ）を有している。したがって、板８１は通常は斜め位置にある。
　第１接触センサ３３Ａは、荷重センサ（図示せず）を有している。荷重センサは、板８１が下方の物体に当接して上方に回動して水平位置に移動すると、板８１とフック２５の他の部材との間で圧縮される位置に設けられている。
（３）タイヤ持ち上げ基本動作
　図５～図８を用いて、タイヤ搬送装置１が横倒姿勢にあるタイヤＴを持ち上げる時の基本動作を説明する。図５～図８は、タイヤ持ち上げ動作の一状態を示す模式図である。
　最初に、図５に示すように、グリッパ装置９をタイヤＴの真上（つまり、中心穴の真上）に配置する。
　次に、図６に示すように、３本のアーム２３を縮めた状態で下降させて上面開口縁６内側に挿入し、フック２５の先端をタイヤＴの上下方向中心付近に位置させる。
　次に、図７に示すように、３本のアーム２３をタイヤ径方向に拡大してフック２５が平面視でタイヤＴの上面開口縁６（ビード部）に係る位置まで移動させる。
　最後に、図８に示すように、アーム２３を上昇させて、フック２５でタイヤＴの中心穴４の上面開口縁６を下から支えて持ち上げる。
（４）タイヤ搬送装置の制御構成
　図９を用いて、タイヤ搬送装置１の制御構成を説明する。図９は、タイヤ搬送装置の制御構成を示すブロック図である。
　タイヤ搬送装置１は、コントローラ５１を有している。
　コントローラ５１は、プロセッサ（例えば、ＣＰＵ）と、記憶装置（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤなど）と、各種インターフェース（例えば、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、通信インターフェースなど）を有するコンピュータシステムである。コントローラ５１は、記憶部（記憶装置の記憶領域の一部又は全部に対応）に保存されたプログラムを実行することで、各種制御動作を行う。
　コントローラ５１は、単一のプロセッサで構成されていてもよいが、各制御のために独立した複数のプロセッサから構成されていてもよい。
　コントローラ５１の各要素の機能は、一部又は全てが、コントローラ５１を構成するコンピュータシステムにて実行可能なプログラムとして実現されてもよい。その他、コントローラ５１の各要素の機能の一部は、カスタムＩＣにより構成されていてもよい。
　コントローラ５１には、Ｘ軸駆動装置７１、Ｙ軸駆動装置７３、Ｚ軸駆動装置７５、アーム拡縮装置７７が接続されている。コントローラ５１は、これら装置を制御可能である。
　コントローラ５１には、第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１Ｃ、第１～第３接触センサ３３Ａ～３３Ｃが接続されている。コントローラ５１には、これらセンサから検出信号が入力される。
　コントローラ５１には、図示しないが、各装置の状態を検出するためのセンサ及びスイッチ、並びに情報入力装置が接続されている。
（５）タイヤ持ち上げ制御動作の詳細
　図１０～図１４を用いて、タイヤ持ち上げ制御動作の詳細を説明する。図１０及び図１１は、タイヤ搬送装置のタイヤ持ち上げ制御動作を示すフローチャートである。図１２～図１４は、タイヤとレーザ距離センサの位置関係の一状態を示す模式的平面図である。
　以下に説明する制御フローチャートは例示であって、各ステップは必要に応じて省略及び入れ替え可能である。また、複数のステップが同時に実行されたり、一部又は全てが重なって実行されたりしてもよい。
　さらに、制御フローチャートの各ブロックは、単一の制御動作とは限らず、複数のブロックで表現される複数の制御動作に置き換えることができる。
　なお、各装置の動作は、制御部から各装置への指令の結果であり、これらはソフトウェア・アプリケーションの各ステップによって表現される。
　ステップＳ１では、移動ユニット７が、タイヤＴが置かれた位置の真上に移動させて停止させられる。具体的には、コントローラ５１が、Ｘ軸駆動装置７１及びＹ軸駆動装置７３を制御することで上記動作を実行させる。なお、タイヤＴの位置はあらかじめコントローラ５１の記憶部に記憶されている。
　ステップＳ２では、各アーム２３が、最内方向位置に移動させられる（つまり、縮径状態になる）。具体的には、コントローラ５１が、アーム拡縮装置７７を制御することで上記動作を実行させる。なお、各アーム２３が最初から縮径状態にある場合は、上記動作は省略される。
　ステップＳ３では、グリッパ装置９が所定高さまで下降させられる。具体的には、コントローラ５１は、Ｚ軸駆動装置７５を制御することで上記動作を実行させる。上記の所定高さは、例えば、アーム２３の下部底面とタイヤＴの最上面との高さ方向距離が所定の値（例えば、３００ｍｍ）になる高さである。なお、タイヤＴの最上面の高さは、あらかじめコントローラ５１の記憶部に記憶されている。
　ステップＳ４では、第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１Ｃが下方にレーザを照射し、反射してきたレーザを受光して下方の物体との距離を検出する。このとき、上記のようにグリッパ装置９が下降させられて第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１ＣとタイヤＴとの距離が近接しているので、検出精度が高くなる。
　ステップＳ５では、第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１Ｃの下方にある物体との距離が互いに異なっているか否かが判断される。ＹｅｓであればプロセスはステップＳ６に移行し、ＮｏであればプロセスはステップＳ９に移行する。
　ステップＳ５においてＹｅｓの場合とは、例えば図１２に示すように、第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１Ｃのうち２つがタイヤＴの中心穴４の真上にあるが、１つがタイヤＴの真上にあり他の２つ比べて計測距離が短くなる場合である。これは、アーム２３の位置が不適切な場合であり、アーム２３を下降すると１つのフック２５がタイヤＴに当たってしまう。
　ステップＳ５においてＮｏの場合とは、図１３に示すように、第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１Ｃの全てがタイヤＴの中心穴４の真上にある場合である。
　ステップＳ６では、上記判断が所定回数を超えたか否かが判断される。ＹｅｓであればプロセスはステップＳ８に移行する。ＮｏであればプロセスはＳ７に移行する。
　ステップＳ７では、グリッパ装置９が水平方向に移動させられる。なお、移動距離は例えば５～１０ｍｍである。具体的には、コントローラ５１は、図１２の白抜き矢印に示すように、第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１Ｃのうち短い距離を検出したものが平面視でタイヤＴの中心穴４の中に入るように（例えば、円周中心を向く方向に）グリッパ装置９つまりアーム２３も移動させ、その後に第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１Ｃによって計測する距離を監視する。したがって、アーム２３の位置が補正される。この結果、アーム２３がタイヤＴに接触しにくくなる。ステップＳ７が終了すると、プロセスはステップＳ４に戻る。
　なお、図１４に示すように第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１Ｃのうち２つがタイヤＴの真上にあり他の１つ比べて計測距離が短くなる場合は、コントローラ５１は、図１４の白抜き矢印に示すように、第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１Ｃのうち短い距離を検出した２つのものが平面視でタイヤＴの中心穴４内に入るようにグリッパ装置９つまりアーム２３も移動させる。
　ステップＳ８では異常処理が行われる。具体的には、異常警報が発せられる。以後、作業者が手動操作、手作業等で異常状態を解消する処置を行なう。
　ステップＳ９では、タイヤ保持・持ち上げ動作が行われる（後述）。
　以上に述べたように、コントローラ５１は、第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１Ｃによって計測する距離を監視し、タイヤＴが検出されなければ、Ｚ軸駆動装置７５にアーム２３を下降させて当該タイヤＴを保持する。
　一方、コントローラ５１は、第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１Ｃによって計測した距離同士に差異が生じる（つまり、第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１ＣのいずれかがタイヤＴを検出する）と、Ｚ軸駆動装置７５にアーム２３を下降させない。これは、第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１Ｃの少なくとも１つがタイヤＴを検出するとそのセンサの計測距離が最も短くなり、その真下にタイヤＴが存在することを意味する。つまり、平面視でフック２５に重なる位置にタイヤＴが配置されている（例えば、タイヤＴが傾いたり、位置が異なっていたりする）。つまり、コントローラ５１は、アーム２３の位置が不適切であると判断する。
　また、上記のように、第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１Ｃの少なくとも１つが平面視でタイヤＴの中心穴４の中に入っていない場合は、グリッパ装置９の平面位置の補正と下方距離の再計測が繰り返し行われる。つまり、計測距離同士が相違する場合（ステップＳ５でＹｅｓ）はステップＳ７においてグリッパ装置９は所定距離（例えば、数ｍｍ）だけ移動させられ、ステップＳ５においてタイヤＴとの距離が再計測される。なお、計測距離同士が相違するとは、例えば、３０～５０ｍｍといった所定の値を超えた場合である。
　図１１を用いて、図１０のステップＳ９を詳細に説明する。
　ステップＳ１１では、例えば図５の状態からグリッパ装置９の下降が開始される。具体的には、コントローラ５１がＺ軸駆動装置７５を制御することで上記動作を実行させる。
　ステップＳ１２では、第１～第３接触センサ３３Ａ～３３Ｃの少なくとも１つがＯＮしたか否かが判断される。具体的には、コントローラ５１が第１～第３接触センサ３３Ａ～３３Ｃからの検出信号に基づいて上記判断を行う。ＹｅｓであればプロセスはステップＳ１７に移行し、ＮｏであればプロセスはステップＳ１３に移行する。
　ステップＳ１３ではグリッパ装置９が所定高さ位置に到達したか否かが判断される。具体的には、コントローラ５１がセンサ（図示せず）からの検出信号に基づいて上記判断を行う。ＹｅｓであればプロセスはステップＳ１４に移行し、ＮｏであればプロセスはステップＳ１２に戻る。
　ステップＳ１４では、グリッパ装置９の下降が停止される（例えば、図６の状態）。具体的には、コントローラ５１がＺ軸駆動装置７５を制御することで上記動作を実行させる。
　ステップＳ１５では、３本のアーム２３が半径方向外側に移動させられる（例えば、図７の状態）。具体的には、コントローラ５１がアーム拡縮装置７７を制御することで上記動作を実行させる。これにより、フック２５がタイヤＴの中心穴４の上面開口縁６の下方に位置する。なお、３本のアーム２３の移動は、アーム２３の本体部がタイヤＴの中心穴４の上面開口縁に当接すると、タッチセンサ等の検出信号に従って停止させられる。
　ステップＳ１６では、グリッパ装置９は上昇させられる（例えば、図８の状態）。具体的には、コントローラ５１がＺ軸駆動装置７５を制御することで上記動作を実行させる。これにより、各アーム２３が上昇し、各アーム２３のフック２５がタイヤＴの中心穴４の上面開口縁を下側から支え、タイヤＴ全体を持ち上げる。
　ステップＳ１７では、異常処理が行われる。具体的には、アーム２３のさらなる下降が停止させられる。さらに、異常警報が発せられ、以後、作業者が手動操作、手作業等で異常状態を解消する処置を行なう。このように第１～第３接触センサ３３Ａ～３３Ｃの少なくとも１つがタイヤＴを検出した場合は、第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１Ｃの少なくとも１つがタイヤＴを検出した場合とは異なり、位置補正を行わずに直ちに異常処理を行う。これは、上記の場合はタイヤＴが位置補正等の調整によっても対応不可能な状態にあると考えられるからである。
２．第２実施形態
　第１実施形態では、図１０のステップＳ７の複数回の補正動作で補正できなかった場合、ステップＳ８において異常処理を行っていた。
　上記の動作の変形例として、第２実施形態を説明する。なお、第２実施形態の基本構成及び動作は第１実施形態と同じである。
　コントローラ５１は、図１０のステップＳ５とステップＳ６の間で、新たなステップとして、第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１Ｃの検出結果に基づいて、上から何段目までならタイヤＴを搬送可能か判断する。そして、搬送できるタイヤＴがあれば、プロセスはステップＳ９に移行して、タイヤ保持・持ち上げ動作が実行される。なお、上記のタイヤ保持・持ち上げ動作では、タイヤＴの搬送可能な分をまとめて搬送してもよいし、タイヤＴを１つずつ搬送してもよい。
　上記の場合、例えば、上側のタイヤＴが傾くことで検出距離同士に差異が生じていたとすれば、上記のように最初に上側の傾いているタイヤＴを搬送することで、次に下側のタイヤＴも搬送可能になる。
　以上の結果、第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１Ｃによって計測した距離同士の差異があった場合に、搬送可能な数のタイヤＴだけを搬送できる。したがって、タイヤＴの搬送効率が良くなる。
　具体例を説明する。図１に示すようにタイヤＴが三段であって、タイヤ幅が２００ｍｍ、３段の全高さが６００ｍｍとする。なお、コントローラ５１は、在庫データに基づいて、タイヤＴが３段積まれていることを把握している。
　最初に、図１０のステップＳ４及びＳ５のように、タイヤＴの上方３００ｍｍにおいて、第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１ＣによりタイヤＴとの距離が検出される。
　この実施形態では、図１０におけるステップＳ７の補正動作を一度行い、しかし距離の差異を解消できずにその後にステップＳ５において再び距離同士に差異あり（ステップＳ５でＹｅｓ）となった場合に、コントローラ５１は、新たなステップとして、第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１Ｃの検出結果に基づいて、上からから何段目までならタイヤＴを搬送可能か判断する。
　例えば、第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１Ｃのうち、２つのセンサの検出結果が９００ｍｍ（タイヤＴを検出せず）、１つのセンサ検出結果が７００ｍｍ（最下段のタイヤＴを検出した）とする。この例では、コントローラ５１は、例えば、上から２段のタイヤＴは移載可能と判断する。これは、例えば、最下段のタイヤＴは正しい位置にあるが、上側のタイヤＴが傾いて上記のような検出距離の差異が生じた場合である。
　そして、次に、図１０のステップＳ９において、上側２段分のタイヤＴが搬送される。
　次に、移動ユニット７が、最下段のタイヤＴが置かれた位置の真上に戻ってくる。
　最後に、タイヤ搬送装置１は、最下段のタイヤＴを検出して、次に当該タイヤＴを搬送する。
３．実施形態の特徴
　上記実施形態は、下記のようにも説明できる。
　タイヤ搬送装置１（タイヤ搬送装置の一例）は、タイヤＴを持ち上げて搬送する装置であって、少なくとも３本のアーム２３と、アーム拡縮装置７７と、Ｚ軸駆動装置７５と、と、コントローラ５１とを備えている。
　３本のアーム２３（アームの一例）は、アーム本体２４（アーム本体の一例）と、アーム本体２４の下部に外側へ突出するように設けられておりタイヤＴを持ち上げるためのフック２５（突出部の一例）を有する。
　アーム拡縮装置７７（アーム拡縮機構の一例）は、アーム２３を水平拡縮方向に移動する。
　Ｚ軸駆動装置７５（昇降機構の一例）は、アーム２３を昇降する。
　第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１Ｃは、アーム２３がタイヤＴの上方にありかつ縮径状態においてフック２５の先端を含む第１円Ｃ１（円の一例）の外側に配置されており、下方にある物体を検出する。
　コントローラ５１は、第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１Ｃ少なくとも１つによってタイヤＴが検出されると、アーム２３の位置が不適切であると判断する。
　この装置では、第１～第３レーザ距離センサ３１Ａ～３１ＣがタイヤＴを検出すると、平面視でフック２５に重なる位置にタイヤＴが配置されていることになる。この場合には、例えば、Ｚ軸駆動装置はアーム２３を下降させないので、タイヤＴが傾いたり位置が異なっていたりしていても、フック２５がタイヤＴに接触しない。
４．他の実施形態
　以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
（１）アームの変形例
　アームの数は４本以上、例えば、４本、５本でもよい。
（２）アーム水平移動動作の変形例
　第１実施形態でアームの位置調整のために、アームを所定距離（数ｍｍ）移動させてから、レーザ距離センサによって下方の物体の再検出を行っていた。しかし、変形例として、下方の物体までの距離を計測しながらアームを移動させ続けてもよい。この場合、アームは、タイヤＴを検出しなくなるまで移動させられる。
　アームの位置調整は省略されてもよい。
（３）レーザ距離センサの変形例
　レーザ距離センサは３個以上、例えば、４個、５個、６個でもよい。なお、レーザ距離センサは、アーム同士の間に１つずつ配置されることが好ましい。
　レーザ距離センサではなく、反射物の有無を検出する反射型光電センサを用いてもよい。この場合、センサの真下のタイヤＴの有無を検出でき、コントローラはタイヤＴがある場合とない場合とを区別できる。
　レーザ距離センサによる検出の前にグリッパ装置を下降させなくてもよい。また、グリッパ装置を下降させながらレーザ距離センサによる検出を行ってもよい。
（４）接触センサの変形例
　接触センサは、フックの底面が下方の部材に接触したことを検出できればよく、種類、構造、数等は限定されない。例えば、接触センサは、上下動する当接部材と、当接部材を上下方向に案内する直動ガイドと、当接部材を下方に付勢するバネと、当接部材が下方の部材に当接して上方に移動すると当接部材とフックの他の部材との間で圧縮される荷重センサとを有していてもよい。
　接触センサは、省略されてもよい。
（５）タイヤ搬送装置全体の変形例
　タイヤ搬送装置は、ガントリークレーンに限定されず、所定の高さ位置を走行する天井搬送車に設けられてもよい。
　本発明は、横倒姿勢のタイヤの中心穴の上面開口縁に上方より複数のアームを挿入してアームのフックにて上面開口縁を下方から支持することでタイヤを持ち上げる装置に広く適用できる。
１　　　：タイヤ搬送装置
３　　　：第１レール
５　　　：第２レール
７　　　：移動ユニット
９　　　：グリッパ装置
２１　　：ベース
２３　　：アーム
２５　　：フック
３１Ａ　：第１レーザ距離センサ
３１Ｂ　：第２レーザ距離センサ
３１Ｃ　：第３レーザ距離センサ
３３Ａ　：第１接触センサ
３３Ｂ　：第２接触センサ
３３Ｃ　：第３接触センサ
５１　　：コントローラ
７１　　：Ｘ軸駆動装置
７３　　：Ｙ軸駆動装置
７５　　：Ｚ軸駆動装置
７７　　：アーム拡縮装置

Claims (7)

  1. 　アーム本体と、前記アーム本体の下部に外側へ突出するように設けられておりタイヤを持ち上げるための突出部と、を有する少なくとも３本のアームと、
    　前記少なくとも３本のアームを水平拡縮方向に移動するアーム拡縮機構と、
    　前記少なくとも３本のアームを昇降する昇降機構と、
    　前記少なくとも３本のアームが前記タイヤの上方にありかつ縮径状態において前記突出部の先端を含む円の外側に配置されており、下方にある物体を検出するための少なくとも３つの光反射センサと、
    　前記少なくとも３つの光反射センサの内の１以上の光反射センサによって前記タイヤが検出されると、前記少なくとも３本のアームの内の１以上のアームの位置が不適切であると判断するコントローラと、
    を備える、タイヤ搬送装置。
  2. 　前記コントローラは、前記少なくとも３つの光反射センサの全てにおいて前記タイヤが検出されないときは、前記タイヤの持ち上げ動作を行う、請求項１に記載のタイヤ搬送装置。
  3. 　前記コントローラは、前記少なくとも３つの光反射センサの内の１以上の光反射センサによって前記タイヤが検出されると、前記タイヤを検出した光反射センサから前記３つの光反射センサを結ぶ円周中心を向く方向に前記少なくとも３本のアームを移動させる、請求項１に記載のタイヤ搬送装置。
  4. 　前記光反射センサはレーザ距離センサであり、
    　前記コントローラは、前記レーザ距離センサによって計測する距離を監視し、前記複数のレーザ距離センサによって計測した距離同士に差異が生じると前記光反射センサによって前記タイヤが検出されていると判断する、請求項１に記載のタイヤ搬送装置。
  5. 　前記コントローラは、短い距離を検出したレーザ距離センサから３つのレーザ距離センサを結ぶ円周中心を向く方向に前記少なくとも３本のアームを移動させ、その後に前記レーザ距離センサによって計測する距離を監視する、請求項４に記載のタイヤ搬送装置。
  6. 　前記突出部の下面に設けられ、前記突出部の先端側が下方の物体と接触したことを検出する接触センサをさらに備え、
    　前記コントローラは、前記アームの下降中に前記接触センサが前記タイヤを検出すると、前記昇降機構に前記少なくとも３本のアームのさらなる下降を停止させる、請求項１～３のいずれかに記載のタイヤ搬送装置。
  7. 　前記コントローラは、前記複数のレーザ距離センサによって計測した距離同士の差異から、搬送可能な前記タイヤの数を判断する、請求項４に記載のタイヤ搬送装置。
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