特開 2015-171943 搬送装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-171943(P2015-171943A)

(43)【公開日】2015年10月1日

(54)【発明の名称】搬送装置

(51)【国際特許分類】

   B66F 9/24 20060101AFI20150904BHJP

   B65G 43/00 20060101ALI20150904BHJP

【ＦＩ】

   B66F9/24 G

   B65G43/00 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2014-49332(P2014-49332)

(22)【出願日】2014年3月12日

(71)【出願人】

【識別番号】000006297

【氏名又は名称】村田機械株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】新樹グローバル・アイピー特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】藤原 実

【テーマコード（参考）】

3F027

3F333

【Ｆターム（参考）】

3F027AA10

3F027CA01

3F027DA01

3F027EA01

3F027FA15

3F333AA02

3F333AE02

3F333BD01

3F333FA16

3F333FA21

3F333FB05

3F333FB06

(57)【要約】      （修正有）

【課題】部品点数を増やすことなく、荷物の重量に応じた適切な速度制御を実現する。
【解決手段】フォークリフトは、荷物を搬送する搬送装置である。フォークリフトは、昇降装置と、コントローラとを備えている。昇降装置は、荷物が搭載されるフォーク爪と、フォーク爪を昇降する油圧アクチュエータとを有する。コントローラは、油圧アクチュエータが荷物搭載状態のフォーク爪を上昇させるときに、基準上昇開始時Ｔ１から実際に上昇動作が開始される時Ｔ２又はＴ３までの遅延時間ｔ１又はｔ２を測定する。コントローラは、遅延時間測定に用いられた荷物がフォーク爪に搭載された状態で、測定された遅延時間ｔ１又はｔ２に基づいて、より重い荷物が搭載される場合により小さな減速度を選んで減速制御を実行する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

荷物を搬送する搬送装置であって、
前記荷物が搭載される搭載部と、前記搭載部を昇降する昇降部とを有する昇降装置と、
前記昇降部が荷物搭載状態の搭載部を上昇させるときに、基準上昇開始時から実際に上昇動作が開始されるまでの遅延時間を測定する遅延時間測定部と、
遅延時間測定に用いられた荷物が前記搭載部に搭載された状態で、測定された遅延時間に基づいて、より重い荷物が搭載される場合により小さな減速度を選んで減速制御を実行する減速制御部と、
を備える、搬送装置。

【請求項2】

前記昇降部は、油圧駆動装置である、請求項１に記載の搬送装置。

【請求項3】

前記減速制御部が減速制御を行う対象は、前記昇降部による前記搭載部の上昇動作である、請求項１又は２に記載の搬送装置。

【請求項4】

前記昇降部による前記搭載部の上昇動作量を検出するセンサをさらに備え、
前記遅延時間測定部は、前記センサが前記搭載部の所定量を超えた上方移動を検出すれば、前記搭載部が上昇動作を開始したと判定する、請求項１〜３のいずれかに記載の搬送装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、搬送装置に関し、特に、搭載部を昇降可能な搬送装置に関する。

【背景技術】

【0002】

荷物を自動的に搬送する装置としては、例えば、自動倉庫におけるスタッカクレーン、無人フォークリフトなどがある。これらの搬送装置では、フォークなどの移載装置が昇降装置によって上下方向に移動させられる（例えば、特許文献１を参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平６−１９９４０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載のスタッカクレーンでは、クレーンの昇降台に搭載された検出手段が荷物の重量を検出し、次に速度制御手段が荷物の重量に基づいてクレーンの走行速度を制御している。
上記のスタッカクレーンでは、荷物の重量を検出する手段として、荷重計およびモータの電流値に基づいて荷重を検出する方法が開示されている。このように荷重計を用いずに荷重を測定する方法では、装置の部品点数は少なくなる。しかし、この検出方法は、荷重検出のためにモータを用いることを前提としており、モータを用いない構成では実現できない。

【0005】

本発明の課題は、部品点数を増やすことなく、荷物の重量に応じた適切な速度制御を実現することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

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。

【0007】

本発明の一見地に係る搬送装置は、荷物を搬送する搬送装置である。搬送装置は、昇降装置と、遅延時間測定部と、減速制御部とを備えている。
昇降装置は、荷物が搭載される搭載部と、搭載部を昇降する昇降部とを有する。なお、「荷物が搭載される」とは、荷物が載置される、荷物が把持されるというように荷物が搭載部に支持されることで一体に移動可能となった状態をいう。
遅延時間測定部は、昇降部が荷物搭載状態の搭載部を上昇させるときに、基準上昇開始時から実際に上昇動作が開始されるまでの遅延時間を測定する。
減速制御部は、遅延時間測定に用いられた荷物が搭載部に搭載された状態で、測定された遅延時間に基づいてより重い荷物が搭載される場合により小さな減速度を選んで減速制御を実行する。
この装置では、遅延時間に基づいて、搭載された荷物の荷重に関する情報を取得することができ、制御部はその情報に基づいて減速制御を行う。したがって、部品点数を増やすことなく、荷物の重量に応じた適切な速度制御が行われる。具体的には、より重い荷物が搭載される場合により小さな減速度が選ばれるので、停止時の衝撃を低減できる。その結果、重量物であっても荷くずれが生じにくく、さらには停止位置の精度も向上する。なお、従来であれば荷物が重い場合は意図通りの動作が出来なくて位置ずれが発生するという問題があったが、この装置では減速度を落とすことでき、その結果、位置決め精度が向上する。
なお、減速制御の対象は、昇降部による搭載部の昇降動作、他の装置の移動動作を含んでいる。

【0008】

昇降部は、油圧駆動装置であってもよい。
この装置では、遅延時間と荷物の荷重との関係が正確に得られる。

【0009】

減速制御部が減速制御を行う対象は、昇降部による搭載部の上昇動作であってもよい。
この装置では、昇降部が搭載部を上昇させるときに、遅延時間に基づいて搭載部を減速制御できる。

【0010】

搬送装置は、昇降部による搭載部の上昇動作量を検出するセンサをさらに備えていてもよい。その場合、遅延時間測定部は、センサが搭載部の所定量を超えた上方移動を検出すれば、搭載部が上昇動作を開始したと判定する。

【発明の効果】

【0011】

本発明に係る搬送装置では、移載装置の上昇開始までの遅延時間に基づいて搭載部が減速制御されるので、部品点数を増やすことなく、荷物の重量に応じた適切な速度制御が実現される。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態としてのフォークリフトの側面図。

【図2】フォークリフトの制御構成を示すブロック図。

【図3】コントローラの機能ブロック図。

【図4】フォーク上昇動作の制御動作を示すフローチャート。

【図5】フォークリフト上昇動作における時間に対する速度の変化を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0013】

（１）フォークリフトの構造
図１及び図２を用いて、本発明の一実施形態に係るフォークリフト１を説明する。図１は、本発明の一実施形態としてのフォークリフトの側面図である。図２は、フォークリフトの制御構成を示すブロック図である。
フォークリフト１は、荷物Ｗを平面方向に搬送する機能と、荷物Ｗを上下方向に搬送する機能を有している。

【0014】

フォークリフト１は、例えば、自動で荷物を搬送する機械であり、走行装置３と、走行装置３に設けられた昇降装置５とを有している。
走行装置３は、図２に示すように、走行モータ１１及び車輪１７を有している。走行モータ１１は、バッテリからの電力によって駆動される。走行モータ１１からの出力は、図示しないディファレンシャルギアを介して車輪１７に伝達される。
昇降装置５は、油圧駆動によって上下動する装置であり、油圧ポンプ１９と、流量制御装置２１と、油圧アクチュエータ２５と、フォーク爪２３とを有している。
油圧ポンプ１９は、電動駆動される。

【0015】

フォーク爪２３には、パレットＰ及び荷物Ｗが載置される。フォーク爪２３は、図１に示すように、走行装置３の前側に設けられ、さらに上下方向に移動可能になっている。また、走行装置３の前側には，フォーク爪２３の上下移動をガイドするガイドポール２７が設けられている。この実施形態では、フォーク爪２３の上には、パレットＰが配置され、さらにその上に荷物Ｗが載置される。なお、「荷物」及び「荷物の荷重」とは、パレットＰを含んでいてもよいし、パレットＰを含んでいなくてもよい。
図２に示すように、油圧アクチュエータ２５は、フォーク爪２３を昇降させる装置である。油圧アクチュエータ２５は、油圧ポンプ１９から供給される作動油によって駆動される。なお、油圧ポンプ１９と油圧アクチュエータ２５の間には、流量制御装置２１が設けられている。流量制御装置２１は、油圧アクチュエータ２５に供給される作動油の流量制御する複数のバルブ及びバルブ駆動部からなる。
フォークリフト１は、さらに、フォーク爪２３を前後に移動させるスライド装置（図示せず）を有している。

【0016】

コントローラ３１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭを有するコンピュータからなり、走行モータ１１、油圧ポンプ１９、流量制御装置２１及びその他の装置を制御可能である。コントローラ３１には、各種スイッチ３３から操作信号が入力される。また、コントローラ３１には、各種センサ３５から検出信号が入力される。各種センサ３５は、フォーク爪２３に荷物Ｗが検出されたことを検出するためのセンサを含む。

【0017】

コントローラ３１には、さらに、上昇動作量検出センサ３７から検出信号が入力される。上昇動作量検出センサ３７は、フォーク爪２３の上昇動作量を検出するための装置である。上昇動作量検出センサ３７は、例えば、フォーク爪２３の高さ位置を検出するためのレーザセンサといった距離センサである。上昇動作量検出センサ３７は、回転部材の回転量を検出するためのエンコーダであってもよい。

【0018】

図３を用いて、コントローラ３１の機能をさらに詳細に説明する。図３は、コントローラの機能ブロック図である。
コントローラ３１は、遅延時間測定部８１と、減速制御部８２と、速度制御部８３と、記憶部８４とを有している。
遅延時間測定部８１は、油圧アクチュエータ２５が荷物搭載状態のフォーク爪２３を上昇させるときに、基準上昇開始時から実際に上昇動作が開始されるまでの遅延時間を測定する。
なお、基準上昇開始時は、例えば、荷物を搭載していない無負荷の上昇開始時である。なお、基準上昇開始時は、無負荷の場合に限定されず、例えば、所定の重量の基準荷物をフォーク爪２３に搭載した場合の上昇開始時であってもよい。

【0019】

減速制御部８２は、遅延時間測定に用いられた荷物Ｗが油圧アクチュエータ２５に搭載された状態で、測定された遅延時間に基づいて油圧アクチュエータ２５を減速制御する。より具体的には、減速制御部８２は、記憶部８４に保存された複数の減速パターン（図には、第１減速パターン６１、第２減速パターン６２及び第３減速パターン６３が示されている）のうちいずれか１つを選択し、それを速度制御部８３に送信する。速度制御部８３は、減速時には、当該減速パターンに基づく制御信号を流量制御装置２１に送信する。

【0020】

（２）フォーク爪の上昇動作制御
図４及び図５を用いて、コントローラ３１によるフォーク爪２３の上昇動作の制御を説明する。図４は、フォーク上昇動作の制御動作を示すフローチャートである。図５は、フォークリフトの上昇動作における時間に対する速度の変化を示すグラフである。グラフの横軸は時間を示し、縦軸はフォーク爪２３の上昇速度を示している。
なお、以下に説明する制御動作は、全てのステップが必須ではなく、適宜省略可能である。また、各ステップの順番も限定されない。さらに、ステップの実行タイミングは互いに重なっていてもよい。
最初に、コントローラ３１は加速制御を行う（ステップＳ１）。具体的には、コントローラ３１は、油圧ポンプ１９を駆動し、それにより、油圧アクチュエータ２５を駆動することで、フォーク爪２３を上方に加速しながら移動させることを開始する（ステップＳ１）。

【0021】

コントローラ３１は、上昇動作量検出センサ３７からの検出信号に基づいて、フォーク爪２３が上昇するのを待つ（ステップＳ２）。なお、「フォーク爪２３が上昇する」とは、フォーク爪２３が最低限の所定量を超えて上方に移動することをいう。ここでフォーク爪２３の上昇の基準を「最低限の所定量」した理由は、重量物を搭載することでフォーク爪２３の上昇が遅れる場合には、所定時間内にフォーク爪２３が全く動かない場合と、動きはするが所定時間内に所定量に達しない場合とが含まれるためである。
コントローラ３１（具体的には，遅延時間測定部８１）は、フォーク爪２３の動作開始遅延時間を測定する（ステップＳ３）。「フォーク爪２３の動作開始遅延時間」とは、例えば、コントローラ３１が動作開始信号を送信して荷物Ｗを積んでいないときにフォーク爪２３が移動を開始する時を基準に、その時から荷物Ｗが積まれている場合に上昇動作が開始されるまでの時間を意味する。

【0022】

このように、コントローラ３１は、油圧アクチュエータ２５が荷物搭載状態のフォーク爪２３を上昇させるときに、基準上昇開始時Ｔ１から実際に上昇動作が開始される時Ｔ２又はＴ３までの遅延時間ｔ１又はｔ２を測定する。
例えば荷物Ｗが全く積まれていない場合は、図５において、実線５１で示すように、基準上昇開始時Ｔ１にフォーク爪２３が上昇を開始する。
比較的軽い荷物Ｗが積まれている場合は、図５において、一点鎖線５２で示すように、基準上昇開始時Ｔ１より遅い時Ｔ２にフォーク爪２３が上昇を開始する。

【0023】

比較的重い荷物Ｗが積まれている場合は、図５において、二点鎖線５３で示すように、時Ｔ２より遅い時Ｔ３にフォーク爪２３が上昇を開始する。
なお、この実施形態ではそれぞれの場合で加速度パターンは同一であり、各加速度パターンでは加速度は一定である。別の実施形態としては、異なる加速度パターンを選んでもよいし、加速の途中で加速度を変更してもよい。

【0024】

コントローラ３１（具体的には、減速制御部８２）は、次に、減速条件を決定する（ステップＳ４）。具体的には、コントローラ３１は、動作開始遅延時間に基づいて、減速パターンを決定する。前述のように減速パターンはあらかじめ複数用意されていてもよいし、毎回生成してもよい。減速条件の決定は、加速を行っている時間内であってもよいし、後述する一定速度の時間内であってもよい。

【0025】

コントローラ３１は、次に、一定速度制御を行う（ステップ５）。
コントローラ３１は、減速制御を行う（ステップＳ６）。このときに、先に決定した減速度パターンが用いられる。

【0026】

各減速パターンの減速度は、荷物が積まれていないときに最も大きくなり、荷物の荷重が大きくなるにつれて小さくなる。つまり、荷物が積まれていない場合にはフォーク爪２３は短時間で停止する。また、減速度は、荷物が積まれている場合は、当該荷物によって停止時に衝撃が生じない範囲で最も大きくなるように設定される。以上により、フォーク爪２３の上昇動作が短時間で完了する。

【0027】

この実施形態では、基準上昇開始時Ｔ１で上昇動作を開始した場合は、最も大きい第１減速パターン６１が選択される。
また、Ｔ２で上昇動作を開始した場合、次に小さい第２減速パターン６２が選択される。第２減速パターン６２は、第１減速パターン６１の減速開始時Ｔ６より時間ｔ３早い減速開始時Ｔ５が設定されている。
さらに、Ｔ３で上昇動作を開始した場合は、最も小さい第３減速パターン６３が選択される。第３減速パターン６３は、第１減速パターン６１の減速開始時Ｔ６より時間ｔ４早い減速開始時Ｔ５が設定されている。

【0028】

以上に述べたように、コントローラ３１は、測定された遅延時間ｔ１又はｔ２に基づいて、遅延時間測定に用いられた荷物Ｗがフォーク爪２３に搭載された状態で、油圧アクチュエータ２５を減速制御する。

【0029】

前記実施形態では、荷物の重量に関する情報を用いて、フォーク爪の上昇動作の減速制御を行っていた。しかし、荷物の重量に関する情報を用いた減速制御の対象は、前記実施形態に限定されず、フォーク爪の下降動作、走行装置の走行動作であってもよい。

【0030】

（３）実施形態の特徴
（Ａ）フォークリフト１（搬送装置の一例）は、荷物Ｗ（荷物の一例）を搬送する搬送装置である。フォークリフト１は、昇降装置５（昇降装置の一例）と、コントローラ３１とを備えている。
昇降装置５は、荷物Ｗが搭載されるフォーク爪２３（搭載部の一例）と、フォーク爪２３を昇降する油圧アクチュエータ２５（昇降部の一例）とを有する。
コントローラ３１（遅延時間測定部の一例）は、油圧アクチュエータ２５が荷物Ｗ搭載状態のフォーク爪２３を上昇させるときに、基準上昇開始時Ｔ１（基準上昇開始時の一例）から実際に上昇動作が開始される時Ｔ２又はＴ３（実際に上昇動作が開始されるまでの一例）までの遅延時間ｔ１又はｔ２（遅延時間の一例）を測定する。
コントローラ３１（減速制御部の一例）は、遅延時間測定に用いられた荷物Ｗがフォーク爪２３に搭載された状態で、測定された遅延時間ｔ１又はｔ２に基づいて、より重い荷物が搭載される場合により小さな減速度を選んで減速制御を実行する。
この装置では、遅延時間に基づいて、搭載された荷物Ｗの荷重に関する情報を取得することができ、コントローラ３１はその情報に基づいて減速制御を行う。したがって、適切な減速制御が行われる。具体的には、より重い荷物が搭載される場合により小さな減速度が選ばれるので、停止時の衝撃を低減できる。その結果、重量物であっても荷くずれが生じにくく、さらには停止位置の精度も向上する。なお、従来であれば荷物が重い場合は意図通りの動作が出来なくて位置ずれが発生するという問題があったが、この装置では減速度を落とすことでき、その結果、位置決め精度が向上する。

【0031】

（Ｂ）この実施形態では、昇降部は、油圧アクチュエータ２５（油圧駆動装置の一例）である。
この装置では、遅延時間と荷物Ｗの荷重との関係が正確に得られる。

【0032】

（Ｃ）この実施形態は、コントローラ３１が減速制御を行う対象は、油圧アクチュエータ２５によるフォーク爪２３の上昇動作である。
この装置では、油圧アクチュエータ２５がフォーク爪２３を上昇させるときに、遅延時間に基づいてフォーク爪２３を減速制御できる。

【0033】

（Ｄ）フォークリフト１は、油圧アクチュエータ２５によるフォーク爪２３の上昇動作量を検出する上昇動作量検出センサ３７（センサの一例）がさらに備えている。その場合、コントローラ３１は、上昇動作量検出センサ３７がフォーク爪２３の所定量を超えた上方移動を検出すればフォーク爪２３が上昇動作を開始したと判定する。

【0034】

（４）他の実施形態
以上、本発明の一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。

【0035】

ガイドポストに複数の被検知片であるドッグが設けられて、フォーク爪の高さ位置を検出するセンサは、フォーク部材に設けられたリミットスイッチであってもよい。
フォーク爪の高さ位置を検出するセンサは、巻き取りドラムドラムに巻き取り可能なワイヤをフォーク部材に接続して、さらに巻き取りドラムに回転型ポテンショメータからなる回転量検出器を設けることで実現してもよい。

【0036】

油圧駆動システムの種類は特に限定されない。１ポンプ１モータ形式、１ポンプ２モータ形式、２ポンプ２モータ形式のいずれでもよい。

【0037】

本発明は、油圧シリンダでテーブルを昇降させる油圧リフタにも適用できる。
前記実施形態では油圧駆動システムを用いたが、本発明は各種モータによって駆動されるシステムにも適用できる。
本発明は、自動倉庫に用いられるスタッカクレーンにも適用できる。

【0038】

減速パターンの数は前記実施形態に限定されない。

【産業上の利用可能性】

【0039】

本発明は、移載装置を昇降可能な搬送装置に広く適用できる。

【符号の説明】

【0040】

１ ：フォークリフト
３ ：走行装置
５ ：昇降装置
１１ ：走行モータ
１７ ：車輪
１９ ：油圧ポンプ
２１ ：流量制御装置
２３ ：フォーク爪
２５ ：油圧アクチュエータ
２７ ：ガイドポール
３１ ：コントローラ
３３ ：スイッチ
３５ ：センサ
３７ ：上昇動作量検出センサ
８１ ：遅延時間測定部
８２ ：減速制御部
８３ ：速度制御部
８４ ：記憶部
Ｐ ：パレット
Ｗ ：荷物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】