(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に設けられたシャトルフォークのための安全装置であって、
前記移動体は、少なくとも第１の作業領域および第２の作業領域に停車し、それぞれの作業領域において前記シャトルフォークの移動部を往復させる動作を行うものであり、
前記第１の作業領域には、その第１の作業領域に停車した前記移動体が前記シャトルフォークの移動部を第１のストロークを超えて送り出すと、そのシャトルフォークの移動部が接触してしまう物体が設けられており、
前記第２の作業領域には、その第２の作業領域に停車した前記移動体が前記シャトルフォークの移動部を第２のストロークを超えて送り出すと、そのシャトルフォークの移動部が接触してしまう物体が設けられており、
上記シャトルフォークの移動部が第１のストロークだけ送り出されたことを検出する第１の検出手段と、
上記シャトルフォークの移動部が第２のストロークだけ送り出されたことを検出する第２の検出手段と、
上記移動体の位置を検出する第３の検出手段と、
上記移動体が上記第１の作業領域に位置しているときは、上記シャトルフォークの移動部が第１のストロークまで送り出されたことが上記第１の検出手段により検出されると、それ以上その移動部が送り出されないように上記シャトルフォークの駆動を停止し、上記移動体が上記第２の作業領域に位置しているときは、上記シャトルフォークの移動部が第２のストロークまで送り出されたことが上記第２の検出手段により検出されると、それ以上その移動部が送り出されないように上記シャトルフォークの駆動を停止する制御手段と、
を有することを特徴とするシャトルフォークのための安全装置。
【請求項２】
請求項１に記載の安全装置であって、
上記制御手段は、第１のスイッチ、および互いに並列に接続されると共に上記第１のスイッチに直列的に接続される第２および第３のスイッチを含み、
上記第１、第２、第３のスイッチは、それぞれ第１、第２、第３の検出手段の出力に従って導通状態または非導通状態に制御され、
上記制御手段が非導通状態となったときに、上記シャトルフォークの駆動が強制的に停止される
ことを特徴とするシャトルフォークのための安全装置。
【請求項３】
請求項１に記載の安全装置であって、
上記第１の作業領域に所定の標識が設けられている環境において、
上記第３の検出手段は、当該移動体の停止時に、上記標識を検出したときは当該移動体が上記第１の作業領域に位置しているものとみなし、上記標識を検出しないときは当該移動体が上記第２の作業領域に位置しているものとみなす
ことを特徴とするシャトルフォークのための安全装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体に設けられて荷物を移載するシャトルフォークのための安全装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、シャトルフォークを備える移動体を利用して荷物を所定の位置に移載したり、あるいは所定の位置から取り出したりするシステムが知られている。このようなシステムは、例えば、半導体装置を製造する工場においてシリコンウエハ等を所定の位置に移載するために導入されている。
【０００３】
シャトルフォークは、例えば、図８(a) に示すように、フォーク固定部１、フォーク移動部２、およびフォーク移動部２を移動させるための不図示の駆動装置から構成されている。ここで、フォーク移動部２は、フォーク固定部１に対して相対的に移動可能なように設けられている。具体的には、フォーク移動部２は、不図示の制御回路からの指示に従って所定の距離だけ矢印方向に送り出され、その後、元の位置に戻るように往復移動する。
【０００４】
ところで、シャトルフォークの中には、必要以上にフォークを送り出してしまうことを回避するための安全装置を備えるものがある。図８(a) に示す例では、フォーク移動部２にドグ３が取り付けられると共に、フォーク固定部１にはドグ３を検出するためのセンサ４が取り付けられている。そして、この安全装置は、図８(b) に示すように、何らかの理由によりフォーク移動部２が必要以上に送り出されてしまい、センサ４によりドグ３が検出されたときにシャトルフォークの駆動を強制的に停止するように構成されている。
【０００５】
ただし、シャトルフォークのストローク（ここでは、フォーク固定部１に対してフォーク移動部２が送り出される距離）は、作業により異なることがある。例えば、図９(a) は小さなストロークが設定されている場合を示し、図９(b) は大きなストロークが設定されている場合を示している。この場合、もし、フォーク移動部２が図９(a) に示す停止位置を越えたときに駆動装置が強制的に停止されるように安全装置が設計されていたとすると、フォーク移動部２をそれ以上先に送り出すことができなくなってしまう。このため、安全装置（ドグ３およびセンサ４の配置）は、予め設定されている最大ストロークを越えてフォーク移動部２が送り出されることを阻止するように設計される。例えば、シャトルフォークの動作として、図９(a) に示すストローク２、および図９(b) に示すストローク１が設定されている場合には、フォーク移動部２がストローク１を越えたときに駆動装置が強制的に停止されるようにドグ３およびセンサ４の配置が設計されている。
【０００６】
なお、シャトルフォークの移動板（フォーク移動部２に相当する）の位置を検出する方法は、例えば、特開平６−１３５５０７号公報に記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、シャトルフォークの安全装置が予め設定されている最大ストロークを想定して設計されると、以下の問題が生じる。すなわち、図９(c) に示すように、停止目標位置が比較的近いときに何らかの理由によりフォーク移動部２が必要以上に送り出されてしまうと、フォーク移動部２は、安全装置により停止されることはなくその停止目標位置を越えてしまうことがある。このため、例えば、停止目標位置の先にＨＥＰＡフィルタ等が設けられている場合には、それを損傷してしまう危険性もある。
【０００８】
本発明の目的は、複数のストロークを設定可能なシャトルフォークにおいて、各ストローク毎に安全性が確保される安全装置を提供することである。
【０００９】
本発明の安全装置は、移動体に設けられたシャトルフォークのための装置であって、前記移動体は、少なくとも第１の作業領域および第２の作業領域に停車し、それぞれの作業領域において前記シャトルフォークの移動部を往復させる動作を行うものであり、前記第１の作業領域には、その第１の作業領域に停車した前記移動体が前記シャトルフォークの移動部を第１のストロークを超えて送り出すと、そのシャトルフォークの移動部が接触してしまう物体が設けられており、前記第２の作業領域には、その第２の作業領域に停車した前記移動体が前記シャトルフォークの移動部を第２のストロークを超えて送り出すと、そのシャトルフォークの移動部が接触してしまう物体が設けられていることを前提とする。そして、この安全装置は、上記シャトルフォークの移動部が第１のストロークだけ送り出されたことを検出する第１の検出手段と、上記シャトルフォークの移動部が第２のストロークだけ送り出されたことを検出する第２の検出手段と、上記移動体の位置を検出する第３の検出手段と、上記移動体が上記第１の作業領域に位置しているときは、上記シャトルフォークの移動部が第１のストロークまで送り出されたことが上記第１の検出手段により検出されると、それ以上その移動部が送り出されないように上記シャトルフォークの駆動を停止し、上記移動体が上記第２の作業領域に位置しているときは、上記シャトルフォークの移動部が第２のストロークまで送り出されたことが上記第２の検出手段により検出されると、それ以上その移動部が送り出されないように上記シャトルフォークの駆動を停止する制御手段と、を有する。
【００１０】
上記構成において、移動体が第１の領域に位置しているときは、シャトルフォークの動作は第１の検出手段により制限される。すなわち、シャトルフォークの移動部が第１のストロークを越えて送り出されることが阻止される。同様に、移動体が第２の領域に位置しているときは、シャトルフォークの移動部が第２のストロークを越えて送り出されることが阻止される。
【００１１】
このように、本発明の安全装置によれば、シャトルフォークの移動部の送出し量の限界値が移動体の位置に応じて個別に決定される。すなわち、シャトルフォークの移動部の送出し量の限界値を、そのシャトルフォークが行うべき作業に応じて個別に決めることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、実施形態の安全装置を備えるシャトルフォークが使用される環境を説明する図である。実施形態の安全装置を備えるシャトルフォークは、移動体１０に取り付けられて使用される。なお、移動体１０は、例えば、自動倉庫のスタッカークレーンの荷台、または工場内で使用される搬送車もしくは搬送ロボット等である。
【００１３】
移動体１０は、不図示のセンタ装置からの指示に従って、或いは予めインストールされているプログラムに従って、作業領域１１ａ〜１１ｄへ走行してゆき、移載作業のために停止する。ここで、各作業領域において行われる移載作業の動作は、予め決められている。具体的には、各作業領域において移動体１０が搭載するシャトルフォークのストロークが予め決められている。
【００１４】
この実施形態では、シャトルフォークの動作として、２種類のストロークが設定されているものとする。具体的には、「作業領域１１ａ及び１１ｃでは、シャトルフォークはストローク１（例えば、８００ミリメートル）でフォーク移動部を往復させる。」、「作業領域１１ｂ及び１１ｄでは、シャトルフォークはストローク２（例えば、６００ミリメートル）でフォーク移動部を往復させる。」が定義されている。そして、ストローク１が設定されている作業領域１１ａおよび１１ｃには、それぞれそのことを表示するための標識としてのドグ１２が設けられている。
【００１５】
移動体１０は、図２に示すように、１または複数の作業領域に設けられているドグ１２を検出するためのセンサ１３を備えている。なお、センサ１３は、特に限定されるものではないが、例えば、光学式のセンサにより実現可能である。この場合、センサ１３は、発光素子および受光素子を含み、通常時は、発光素子から出力される光が受光素子により受光される。そして、移動体１０が作業領域１１ａまたは１１ｃに停止したときに、発光素子から出力される光がドグ１２により遮られて受光素子に到達しないように構成されている。したがって、移動体１０は、このセンサ１３の出力により、シャトルフォークのストロークがストローク１であるのか、ストローク２であるのかを認識できる。
【００１６】
図３(a) 〜図３(c) は、実施形態の安全装置を備えるシャトルフォークの構成および動作を説明する図である。なお、フォーク固定部１、フォーク固定部１に対してスライドするように往復運動するフォーク移動部２、およびフォーク移動部２に取り付けられているドグ３は、基本的に、図８に示した既存のものと同じである。
【００１７】
実施形態の安全装置は、図３(a) に示すように、フォーク固定部１に取り付けられる複数のセンサ（リミットスイッチ）２１ａ、２１ｂを含む。ここで、センサ２１ａ、２１ｂは、それぞれ、例えば、上述のような光学式のセンサにより実現可能である。また、センサ２１ａは、図３(b) に示すように、第１のストロークに対応する位置に設けられており、センサ２１ｂは、図３(c) に示すように、第２のストロークに対応する位置に設けられている。具体的には、スイッチ２１ａは、フォーク移動部２がストローク１をわずかに越えたときにドグ３を検出するような位置に取り付けられる。一方、スイッチ２１ｂは、フォーク移動部２がストローク２をわずかに越えたときにドグ３を検出するような位置に取り付けられる。尚、第１のストロークは、第２のストロークよりも大きいものとする。
【００１８】
図４は、実施形態の安全装置の構成図である。実施形態の安全装置は、上述したセンサ１３、２１ａ、２１ｂに加え、スイッチ２２ａ〜２２ｃ、およびリレー（或いは、コンタクタ等）２３を備える。
スイッチ２２ａ〜２２ｃは、電源Ｖccと接地との間に設けられる。そして、スイッチ２２ｂおよびスイッチ２２ｃが互いに並列に接続されると共に、それら並列に接続されたスイッチに対してスイッチ２２ａが直列的に接続されている。また、スイッチ２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、それぞれセンサ２１ａ、２１ｂ、１３の出力により制御される。具体的には、スイッチ２２ａは、通常時は閉状態（導通状態）を保持しており、センサ２１ａがドグ３を検出したときに開状態（非導通状態）に制御される。スイッチ２２ｂは、通常時は閉状態を保持しており、センサ２２ａがドグ３を検出したときに開状態に制御される。スイッチ２２ｃは、センサ１３がドグ１２を検出したときにのみ閉状態に制御される。
【００１９】
リレー２３は、スイッチ２２ａ〜２２ｃによりＸ点とＹ点とが導通して電流が流れると、電源３１からモータ３２へ電力を供給する。換言すれば、リレー２３は、スイッチ２２ａ〜２２ｃによりＸ点とＹ点との間が電気的に遮断されると、電源３１からモータ３２への電力の供給を停止する。ここで、モータ３２は、シャトルフォークのフォーク移動部２を駆動するためのモータである。従って、スイッチ２２ａ〜２２ｃによりＸ点とＹ点との間が電気的に遮断されると、モータ３２が停止し、シャトルフォークのフォーク移動部２がそれ以上送り出されることが停止される。
【００２０】
具体的な動作を説明する。まず、移動体１０が作業領域１１ａまたは１１ｃにおいて作業をする場合には、センサ１３がドグ１２を検出することにより、スイッチ２２ｃが閉状態に制御される。この場合、Ｘ点とＺ点との間が導通状態になるので、Ｘ点とＹ点との間が導通状態となるか否かは、スイッチ２２ａの状態に依存する。すなわち、電源３１からモータ３２へ電力が供給されるか否かは、センサ２１ａの出力に依存する。ここで、センサ２１ａは、図３(b) を参照しながら説明したように、フォーク移動部２が第１のストロークにきたときにドグ３を検出する。したがって、移動体１０が作業領域１１ａまたは１１ｃにおいて作業をする場合には、フォーク移動部２が第１のストロークにきた時にスイッチ２２ａが開状態に制御され、フォーク移動部２の送出しが停止する。
【００２１】
一方、移動体１０が作業領域１１ｂまたは１１ｄにおいて作業をする場合は、センサ１３はドグ１２を検出しないので、スイッチ２２ｃは開状態を保持する。このとき、スイッチ２２ａが閉状態であるものとすると、Ｘ点とＹ点との間が導通状態となるか否かは、スイッチ２２ｂの状態に依存する。すなわち、電源３１からモータ３２へ電力が供給されるか否かは、センサ２１ｂの出力に依存する。ここで、センサ２１ｂは、図３(c) を参照しながら説明したように、フォーク移動部２が第２のストロークにきた時にドグ３を検出する。したがって、移動体１０が作業領域１１ｂまたは１１ｄにおいて作業をする場合は、フォーク移動部２が第２のストロークにきた時にスイッチ２２ｂが開状態に制御され、フォーク移動部２の送出しが停止する。
【００２２】
このように、実施形態の安全装置は、移動体１０が作業領域１１ａまたは１１ｃにおいて作業をする場合には、フォーク移動部２が第１のストロークを越えて送り出されることを回避するように動作し、移動体１０が作業領域１１ｂまたは１１ｄにおいて作業をする場合には、フォーク移動部２が第２のストロークを越えて送り出されることを回避するように動作する。
【００２３】
なお、上述の構成は、本発明の一実施形態であって、以下に記載の様々な変形例も本発明の範囲に属する。
（１）上述の実施形態では、センサ１３を用いてドグ１２を検出できるか否かにより移動体１０が位置する作業領域が認識され、それに基づいてスイッチ２２ｃが制御されている。しかし、移動体１０が位置する作業領域を認識する方法はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、移動体１０がセンタ装置からの指示に従って所定の作業領域で作業を行う場合は、その指示に基づいて自分が位置する作業領域を認識するようにしてもよい。また、移動体１０が自分の走行距離および走行方向を検出する装置を備えている場合は、それらの検出結果に基づいて自分が位置する作業領域を認識してもよい。いずれの場合も、その認識結果に基づいてスイッチ２２ｃが制御される。
【００２４】
（２）上述の実施形態では、フォーク固定部１にセンサ２１ａ、２１ｂが取り付けられ、フォーク移動部２にドグ３が取り付けられているが、反対に、フォーク移動部２にセンサ２１ａ、２１ｂが取り付けられ、フォーク固定部１にドグ３が取り付けられるようにしてもよい。同様に、上述の実施形態では、作業領域内の床面にドグ１２が設けられ、移動体１０の底部にセンサ１３が設けられているが、反対に、移動体１０にドグが取り付けられ、作業領域にセンサが設けられる構成であってもよい。ただし、この場合は、センサの出力を移動体１０に通知する機能が必要になる。
【００２５】
（３）上述の実施形態では、シャトルフォークがストローク１又はストローク２で動作することを前提としているが、シャトルフォークの動作として３種類以上のストロークが設定されていてもよい。以下に、３種類のストロークが設定される場合の安産装置の構成例を説明する。
【００２６】
この場合、図５(a) に示すように、フォーク固定部１にセンサ２１ａ〜２１ｃが取り付けられる。ここで、センサ２１ａ〜２１ｃが取り付けられる位置は、それぞれ設定されているストロークを越えた位置に従う。なお、センサ２１ａ〜２１ｃは、それぞれフォーク移動部２に設けられているドグ３を検出する。
【００２７】
また、この場合、図５(b) に示すように、シャトルフォークがストローク１で動作する作業領域にはドグ１２ａおよび１２ｂが設けられ、ストローク１よりも小さいストローク２で動作する作業領域にはドグ１２ｂのみが設けられ、ストローク２よりも小さいストローク３で動作する作業領域にはドグを設けないよういにする。一方、移動体１０には、ドグ１２ａを検出するためのセンサ１３ａ及びドグ１２ｂを検出するためのセンサ１３ｂを設ける。そして、センサ１３ａおよび１３ｂの出力に基づいて、シャトルフォークのストロークを認識する。
【００２８】
図６は、３種類のストロークが設定される場合の安全装置の構成図である。この安全装置の動作は、基本的には、図４に示した装置と同じである。すなわち、センサ１３ａがドグ１２ａを検出し、且つセンサ１３ｂがドグ１２ｂを検出した場合は、センサ２１ａによりフォーク移動部２の送出しが制限される。また、センサ１３ａがドグ１２ａを検出せず、且つセンサ１３ｂがドグ１２ｂを検出した場合は、スイッチ２２ａが閉状態であるものとすると、センサ２１ｂによりフォーク移動部２の送出しが制限される。さらに、センサ１３ａがドグ１２ａを検出せず、且つセンサ１３ｂがドグ１２ｂを検出しなかった場合は、スイッチ２２ａおよび２２ｂが閉状態であるものとすると、センサ２１ｃによりフォーク移動部２の送出しが制限される。
【００２９】
なお、図１〜図６に示した実施形態では、フォーク固定部またはフォーク移動部に複数のセンサを設けることによって、複数のストロークのそれぞれに対応する動作制限（フォーク移動部２の送出しを強制的に停止する動作）を実現している。しかし、フォーク固定部またはフォーク移動部に１つのセンサを設けると共に、小さいストロークが設定されている作業領域に適切に障害物を設けることによっても同様の効果が得られる。すなわち、フォーク固定部１およびフォーク移動部２には、図７(a) に示すように、ストローク１を越える第１のストロークを検出するためのセンサ４およびドグ３が設けられる。そして、ストローク１よりも小さいストローク２が設定される作業領域には、図７(b) に示すように、フォーク移動部２がストローク２を越える第２のストロークまで送り出されることを阻止するための阻止部材４１が設けられる。これにより、ストローク２が設定されている作業領域において、フォーク移動部２が誤ってそれ以上送り出されてしまった場合には、フォーク移動部２は阻止部材４１により押しとどめられることになる。したがって、例えば、フォーク固定部１から見てストローク１よりも近い位置にＨＥＰＡフィルタ等が位置するような作業環境においては、阻止部材４１によりＨＥＰＡフィルタ等の損傷を回避できる。
【００３０】
なお、図７に示す方式は、図１〜図６に示した方式と比較すると、安全装置として設けるべきセンサの数が少なくなるので、阻止部材４１を設けるべき作業領域の数が少ない場合は、システム全体としてコストの削減が図れる。
また、上述の実施形態では、各作業領域においてシャトルフォークのストロークは予め決められていることを前提としていたが、センサ１３、１３ａ、１３ｂの出力に従って、シャトルフォークを所定のストロークだけ送り出すようにモータ３２を制御してもよい。この場合、駆動制御手段は、モータ３２の制御回路である。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、複数のストロークを設定可能なシャトルフォークにおいて、設定されているストローク毎に応じて安全装置の動作モードが切り替えられるので、シャトルフォークのフォーク移動部が必要以上に送り出されることが適切に阻止される。よって、安全性が向上する。また、本発明によれば、各作業領域におけるシャトルフォークのストロークを予め設定する必要がないので、搬送システムの構成が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の安全装置を備えるシャトルフォークが使用される環境を説明する図である。
【図２】作業領域に設けられているドグを検出するためのセンサについて説明する図である。
【図３】実施形態の安全装置を備えるシャトルフォークの構成および動作を説明する図である。
【図４】実施形態の安全装置の構成図である。
【図５】  (a) は、３つのストロークが設定される場合のシャトルフォークの構成図であり、(b) は、それに対応する位置検出方法を説明する図である。
【図６】３つのストロークが設定される場合の安全装置の構成図である。
【図７】他の実施形態の搬送システムについて説明する図である。
【図８】一般的なシャトルフォークの構成を示す図である。
【図９】図８に示すシャトルフォークの動作および問題点を説明する図である。
【符号の説明】
１    フォーク固定部
２    フォーク移動部
３    ドグ
１０  移動体
１２  ドグ
１３  第３の検出手段としてのセンサ
２１ａ〜２１ｃ  センサ
２２ａ〜２２ｅ  スイッチ
２３  リレー
３１  電源
３２  モータ
４１  阻止部材
【図１】
0003931653.tif 000002
【図２】
0003931653.tif 000003
【図３】
0003931653.tif 000004
【図４】
0003931653.tif 000005
【図５】
0003931653.tif 000006
【図６】
0003931653.tif 000007
【図７】
0003931653.tif 000008
【図８】
0003931653.tif 000009
【図９】
0003931653.tif 000010