(57)【要約】【課題】  重量物をエアキャスターによって搬送する場合、質量が大きいために一度等速運動をするとその慣性力は大きく、停止させる際に大きな力が必要となる。したがってぶつかるのを防ぐために人を装置の周りに配置し周囲のクリアランスを監視しながらゆっくりと移動させている。このような重量物の搬送を多くの人手をかけずに少人数でなおかつある程度の速度で行っても障害物にぶつかる事を確実に防げるシステムの実現が課題となっている。【解決手段】  エアキャスターの周りに超音波センサ等の距離検知センサを設けておき運搬中にあらかじめ設定された距離以下に障害物が近づいた場合はエアキャスターへのエア供給を停止する。これによりエアキャスター内の圧力が急激に低下しエアキャスターが床に接地する。床に接地することにより床とエアキャスター間の摩擦を増やしエアキャスターに連結されている装置を停止させる。これにより障害物との衝突を回避させる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送対象物の下に敷き加圧流体により搬送対象物を浮上させて床との間に流体層を形成することにより床との摩擦を低減させて少ない力で搬送対象物を平行移動することができるエアキャスターにおいて、搬送対象物またはエアキャスターと障害物との距離を計測する距離計測手段および距離計測手段の値に応じてエアキャスターへの流体供給量を変化させる機構を設けておき距離計測手段の計測値があらかじめ設定した値以下になった際にエアキャスターへの流体供給量を減少させる機能を備える搬送手段。
【請求項２】
搬送対象物の下に敷き加圧流体により搬送対象物を浮上させて床との間に流体層を形成することにより床との摩擦を低減させて少ない力で搬送対象物を平行移動することができるエアキャスターにおいて、搬送対象物またはエアキャスターと障害物との距離を計測する距離計測手段および距離計測手段の値に応じてエアキャスターへの流体供給を停止させる機構を設けておき距離計測手段の計測値があらかじめ設定した値以下になった際にエアキャスターへの流体供給を停止させる機能を備える搬送手段。
【請求項３】
使用する搬送対象物またはエアキャスターと障害物との距離を計測する手段は超音波センサであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の搬送手段。
【請求項４】
使用する搬送対象物またはエアキャスターと障害物との距離を計測する手段として透過型光電センサの投光側からの光を遮光したことを透過型光電センサ受光側で検知して障害物がある距離以下に接近したことを検知することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の搬送手段。
【請求項５】
使用する搬送対象物またはエアキャスターと障害物との距離を計測する手段はミリ波レーダであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の搬送手段。
【請求項６】
使用する搬送対象物またはエアキャスターと障害物との距離を計測する手段はカメラによって撮影した画像を画像処理することによって障害物との距離を計測することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の搬送手段。
【請求項７】
使用する搬送対象物またはエアキャスターと障害物との距離を計測する手段は部品の一部が障害物に接触することにより障害物に接近したことを検知する接触式センサであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の搬送手段
【請求項８】
エアキャスターへの流体供給量変更を圧力調整弁を自動調整し、供給流体圧力を減圧することで行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の搬送手段。
【請求項９】
エアキャスターへの流体供給量変更を流量調整弁を自動調整することで行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の搬送手段。
【請求項１０】
エアキャスターへの流体供給停止を流体供給経路中に設けられた弁を閉じることによって行うことを特徴とする請求項2に記載の搬送手段。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加圧流体（主に空気）を用いて搬送対象物を床から浮上させ床との間に流体層を形成し摩擦を低減させることにより重量物をより小さな力で搬送可能とする所謂エアキャスターに関する発明である。好適かつ速やかに搬送することができる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
重量物を納入先に搬入し所望の設置場所まで搬送する場合に有効な搬送手段としてエアキャスターが今日多く用いられている。例として、下記特許文献１をあげることが出来る。エアキャスターは重量物と床との間に設置され、加圧流体（多くの場合空気を使用）を供給することによりエアキャスター内の円環状の袋（以後トーラスバッグと呼ぶ）を膨張させて重量物を持ち上げる。更に供給流体圧力を上げるとトーラスバッグ下側から流体が流出しトーラスバッグと床との間に薄い流体層が形成される。この流体層により床とエアキャスター間の摩擦を大幅に低減することができる。摩擦低減により少ない力を水平方向に付与することにより重量物を水平方向に移動することが可能となる。このエアキャスターを用いて重量物を搬送する際に搬送経路周りに壁や障害物が存在しクリアランスに余裕が無い場合には搬送中に重量物の周りに人を配置し重量物と搬送経路周りの壁や周囲の障害物とのクリアランスを監視し、ぶつからないように注意を払いながらゆっくりと移動させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】２００８−２８００１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
重量物をエアキャスターによって搬送する場合、床とエアキャスター間の摩擦が低減されてはいるものの搬送しようとしている物の質量が大きいために動き始めの加速時には大きな力を加える必要がある。しかし一度加速させた後、等速移動中は床との摩擦が小さいため床に段差などが無い限り小さな力で重量物を水平方向に移動させることが可能である。一方質量が大きいために一度等速運動をさせるとその慣性力は大きく、停止させる際にも加速時同様に大きな力が必要となる。停止までの移動距離を短くしたい場合にはその距離に反比例して加える力も大きくする必要が有る。重量のある装置を搬入設置場所に搬送、設置するような場合には設置場所へ移動するまでの搬入経路が狭くスペース上余裕が無い場合や、すでに設置済みの他装置の隙間を縫って設置スペースに運搬することが必要な場合も有りえる。このようにクリアランスの小さいエリアを通過させる場合、搬送対象装置と障害物間のクリアランスが小さくなりぶつかる可能性を認知してからでは装置の重量による慣性が大きくて停止させることが困難な場合があり得る。このため、ぶつかるのを防ぐためにも重量物をエアキャスターにて搬送する場合には十分な人数を搬送対象装置の周りに配置し周囲のクリアランスを監視しながらゆっくりと移動させている。このような重量のある装置の搬送を多くの人手をかけずに少人数にて、なおかつある程度の速度で搬送しても障害物にぶつかる事を確実に防げるシステムを極力簡単な構成で実現することが現在の課題となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するためエアキャスターの周りに超音波センサ等の距離検知手段を設けておく。一方距離検知手段の値に応じてエアキャスターへの流体供給を停止することができるように流体供給配管ユニット系統の中に電磁弁などの弁とそれを制御するユニットを設けておく。運搬中に距離検知手段によりあらかじめ設定された距離以下に障害物が近づいたことが検知された場合は電磁弁などを閉じてエアキャスターへの流体供給を減少または停止させる。これによりエアキャスター内の流体圧力を急激に低下させることによりエアキャスターを床に接地させる。床に接地することにより床とエアキャスター間の摩擦を増やしエアキャスターに連結されている装置の水平方向の移動を停止させる。これにより障害物との衝突を回避させる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、重量のある搬送対象物をエアキャスターによって搬送している最中に搬送対象物が障害物に接近した際に大きな慣性にもかかわらず直ちに搬送対象物の移動動作を停止させることができる。このため搬送対象物が障害物にぶつかることを防止でき搬送対象物の破損を防ぐことができる。衝突回避が自動で行われるため、装置周りのクリアランス監視のために多くの人を配置する必要が無くなる。また、衝突の可能性が無いため早い速度で搬送対象物を搬送することができるので、短期間に少人数にて大型重量物の搬入を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明実施例における搬送装置および搬送対象物全体概略図。
【図２】本実施例において搬送物が障害物に接近した際の概念図（２−１）と、搬送物が障害物を検知して停止した際の概念図（２−２）。
【図３】本実施例において直角コーナーを搬送する場合の概念図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
【実施例１】
【０００９】
図1は本発明の搬送装置を搬送対象物に取り付けた際の概略図である。上側の図が上面から見た図であり下側の図は同じ装置を側面から見た図である。１は建物内に搬入後、設置場所に搬送しようとしている搬送対象物である。搬送対象物１の重量を約１０tと想定する。２は搬送対象物１を搬送する際にエアキャスターと搬送対象物１を連結するためのエアキャスター取り付けアタッチメント（以下アタッチメント２と呼ぶ）である。アタッチメント２の最下面にエアキャスター３がとりつけられている。搬送対象物１を地面に接地させたままエアキャスター３が取り付いているアタッチメント２を搬送対象物１の側面にボルトにて締結する。その後エアキャスター３に加圧空気を供給することによりエアキャスター３内のトーラスバッグというリング形状をした袋が膨張して搬送対象物１を床から持ち上げる。図１では上面図の円形部４がトーラスバッグを表している。本実施例では４隅に２個づつ計８個のトーラスバッグを備えたエアキャスターを使用している。よって搬送対象物１の重心がほぼ装置中心にあるとすればトーラスバッグ４の１つあたりが支える重量は1.25ｔとなる。トーラスバッグ１つあたりで持ち上げられる荷重はトーラスバッグ４の面積とそこに供給する空気の圧力で決まるため、1.25ｔという荷重を設備から供給可能な圧力の空気で持ち上げることができるようトーラスバッグ４の面積を選定しておく。このトーラスバッグ４へ空気を供給するための機構として配管ユニット５を外部に備える。配管ユニット５には設備側用力供給口６から加圧空気が供給されており、この加圧空気の供給、停止の制御や圧力調整を行う。配管ユニット５から各エアキャスターへの加圧空気供給を配管経路７を通して行う。配管ユニット５内には上記の機能を持たせるために不図示の加圧空気を分配するためのマニホールド、加圧空気供給を遮断するための電磁弁、加圧空気の圧力を制御する為のレギュレータおよび前記電磁弁を制御するための電磁弁制御基板等が備わっている。一方エアキャスター３のフレーム部にはエアキャスター３または搬送対象物１が障害物に近づいたことを検知するために障害物との距離検知手段を設けておく。この距離検知手段は超音波センサが現状最も有力な検知手段として挙げられる。他にもミリ波レーダや複数のカメラにより捕らえた画像を画像処理して障害物までの距離を導き出す方法などの非接触による検知手段が挙げられる。これら非接触式検知手段以外にも接触式センサによる検知手段も考えられる。例えば４隅に棒状の検知部を設けておきこの検知部に触れると根元のスイッチにより検知できるようにしておくなどの手法により障害物に接近したことを検知することも可能である。本実施例ではこれら障害物までの距離検知手段の中で超音波センサを用いている。図１のように距離検出手段として超音波センサ８を４隅に配置しておく。この超音波センサ８の計測値は通信ケーブル９によって制御ユニット１０に転送される。制御ユニット１０にはあらかじめ超音波センサ８の計測値の閾値が入力されている。制御ユニット１０から先述の配管ユニット５内の不図示電磁弁制御基板に通信ケーブル９がつながっている。超音波センサ８にて障害物が接近していることが検知され��その計測値が制御ユニット１０に入力されている閾値よりも小さくなった場合に制御ユニット１０から配管ユニット５内の電磁弁制御基板に信号が送られて加圧空気遮断用の電磁弁が閉じられる。これによりエアキャスター３への加圧空気の供給が停止される。
【００１０】
図２は図１の構成のエアキャスター搬送手段にて搬送対象物１を搬送している際に搬送対象物が障害物に近づいた際の様子を側面から見た際の模式図である。構成自体は図１と同様のため同一の符号を配して説明を省く。配管系統や配管ユニット、制御ユニットは図１と同様のものが備わっているものとして図を省略している。図２-1は搬送対象物１がエアキャスター３により浮上し移動している状態を示している。エアキャスター３は加圧空気が供給されているため浮上しており、搬送対象物の床接地面１１と床の間にクリアランスができている。図の中の距離Lが先述の超音波センサ８の閾値として設定した値である。図２-１の状態においては床とエアキャスター３の摩擦は非常に小さく摩擦係数0.004前後となるため１０tの重量物を搬送対象物と想定している本実施例においても床が水平、平らである限り40kg前後の力を加えれば運搬することができる。もちろん動かし始めには加速のための力が余分に必要となる。搬送対象物１を搬送している際に障害物１２に近づいていった場合、設定された超音波センサ８の閾値Ｌ以下になった際に先述のようにエアキャスター３への加圧空気の供給が遮断される。図２-２はエアキャスター３への加圧空気の供給が遮断された後エアキャスター３内のトーラスバッグがしぼんだ状態を示している。トーラスバッグがしぼんだため搬送対象物１の床接地面１１と床のクリアランスが無くなり床に着地した状態になっている。床に搬送対象物１が接地したため床との摩擦抵抗が極端に増えてブレーキがかかった状態となり搬送対象物１が停止した状態となっている。図２-２にて示されている障害物１２と搬送対象物１間の距離を示す記号のうち寸法Ｓは超音波センサ８が閾値Ｌを検知してから搬送対象物１が停止するまでの移動距離を示している。エアキャスター３への加圧空気供給が遮断されるとエアキャスター３内のトーラスバッグがしぼみ始めるが配管経路を含めて搬送対象物１が着地状態になるまで空気の圧力が抜けるまでに多少の時間が必要なためにその間搬送対象物１が着地せずに進む量が移動距離Ｓとなる。したがって超音波センサ８の計測値の閾値Ｌはこの移動距離Ｓよりも長く取っておく必要がある。以上により搬送対象物１が障害物１２にぶつかるのを回避することが可能となる。しかし、ぶつかり回避後にも搬送対象物１を運搬する必要があるため、障害物１２とのクリアランスを確認した後に搬送対象物１を再びエアキャスター３にて浮上させる必要がある。このため超音波センサ８の計測値が閾値Ｌ以下であってもエアキャスター３に加圧空気を供給できるようなモードを設定しておきモード切り替えスイッチを制御ユニット１０に設けておく。または一時的に制御ユニット１０内の閾値Ｌを書き換えるなどの措置が可能な機構としておく。
【００１１】
図３-１は搬送対象物1を搬入する際に搬入経路が直角に曲がっている場合の搬入状態を上から見た図である。下記に説明する搬送対象物側面部と障害物との距離検出手段以外の構成は図２−１と同一のため説明を省略する。このような搬入経路の場合、角部１３と搬送対象物１の側面部の干渉が懸念される。搬送対象物１の４隅に超音波センサを配置するだけでは角部１３へのぶつかりを回避することができないことが予想される。そのため搬送対象物自体の側面にも超音波センサ８を取り付ける必要がある。その場合図のように搬送対象物１の側面に複数のセンサを配置して検出範囲を確保する必要がある。それぞれの超音波センサ８についてあらかじめ閾値Ｌを設定しておき閾値以下の測定値を検知した後の処置は図２の説明で述べた通りエアキャスター３への加圧空気供給を停止して搬送対象物１を接地させることにより床との摩擦抵抗を増やし停止させる。またはこのように四隅以外の搬送対象物１の側面に対する障害物接近の検知には図３−１のように超音波センサ８を配置する以外にも透過型光電センサを使用して角部１３が接近していることを検知する手段もある。図３-２は透過型光電センサを設けた場合の模式図である。透過型光電センサは投光部１４、受光部１５部を設けることにより両者間の長い距離にわたり障害物を検知することができるため搬送対象物１にセンサを配置する必要がなくてエアキャスター３部に投光部、受光部を設けることができる。このため搬送対象物１へのセンサ取り付けの手間が要らないという利点がある。透過型光電センサは投光部１４からの光１６を受光部１５で受光し電流または電圧に変換して検知するもので投光部から出た光１６が何らかの障害物により遮断された際に受光部にてそれを電流または電圧の変化として検知できるものである。検知された信号は図１にて説明した通り制御ユニット１０に送られて先述の通りエアキャスター３への加圧空気の供給が停止することによりエアキャスター３のトーラスバッグがしぼみ搬送対象物１が床に接地して停止する。その結果図３−２のように角部１３が存在するような搬送経路を運搬する際にも角部１３に搬送対象物１がぶつかることを回避することができる。この場合もぶつかり回避動作後の処置としてはセンサにて障害物接近検知の状態、つまり透過型光電センサ投光部１４からの光１６が角部１３により遮光された常態でもエアキャスター３に加圧空気を供給できるようなモードを設けておく。モード切替は制御ユニット１０のモード切替スイッチによって切り替えできる機構としておく。これにより透過型光電センサ投光部１４からの光１６が遮光された状態でエアキャスター３に加圧空気を供給する。エアキャスター３により搬送対象物１が浮上した後に搬送対象物１を角部１３から遠ざけることにより透過型光電センサ投光部１４からの光１６が遮光されなくなり受光部１５に届くようになる。この状態になった後に再び制御ユニット１０のモード切り替えスイッチを切り替えることにより再び透過型光電センサ投光部１４からの光が遮光されることによりエアキャスター３への加圧空気供給が停止されるモードになる。以上の説明の中では搬送対象物１の搬送時の動力を人力を用いることとして説明してきたが、モータなどのアクチュエータを動力として用いても構わない。この場合、より少人数での重量物の搬送が可能となる。またエアキャスターへ供給する気体は安価な気体の代表として空気を想定して説明したが、空気以外にも酸素欠乏が無いような開放空間においては不活性ガスなど空気以外の気体を用いることも可能である。場合によっては屋外などの場合においては重量のある搬送対象物を搬送する場合には気体だけでなく搬送対象物を浮上させるための供給流体として加圧した液体を用いてもよい。
【符号の説明】
【００１２】
Ｌ  超音波センサ設定閾値
Ｓ  超音波センサ閾値検知から搬送対象物停止までの移動距離
１  搬送対象物
２  エアキャスター取り付けアタッチメント
３  エアキャスター
４  エアキャスター内トーラスバッグ
５  配管ユニット
６  設備側用力供給口
７  エアキャスターへの加圧流体供給経路
８  超音波センサ
９  通信ケーブル
１０  制御ユニット
１１  搬送対象物床接地面
１２  障害物
１３  搬入経路角部
１４  透過型光電センサ投光部
１５  透過型光電センサ受光部
１６  光電センサ出射光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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