JP6255793B2 - 搬送車システム - Google Patents

Description

本発明は、被搬送物を搬送車により搬送するための搬送車システムに関する。

半導体ウェハ、ガラス基板及び一般部品などの被搬送物を、軌道に沿って走行する搬送車によって搬送する搬送車システムが知られている。このような搬送車システムにおける搬送車は、軌道に沿って配置された給電線などの給電部から供給される電力によって走行する。

搬送車システムの中には、例えば特許文献１に示すような、充電可能な蓄電部を備えた搬送車によって被搬送物を搬送する搬送車システムがある。このような搬送車システムにおける搬送車は、軌道に沿った一部区間に配置される給電部を通過する際に給電部から供給される電力を蓄電部に蓄電し、この蓄電した電力により給電部が配置されていない区間の軌道を走行する。

特開２０１２−０３８１３４号公報

このような搬送車システムに用いられる搬送車の中には、減速時に走行用モータから供給される回生電力を蓄電部に蓄積できるものがある。搬送車システムでは、このような回生電力を有効に活用することが望ましい。

そこで、本発明の目的は、搬送車において発生する回生電力を有効に活用することができる搬送車システムを提供することにある。

本発明の一側面に係る搬送車システムは、軌道と、軌道に沿った一部区間に設けられた給電部と、給電部から供給される供給電力及び減速時に走行用モータから供給される回生電力を蓄電する蓄電部を有し、軌道を一の方向に周回しながら被搬送物を搬送する搬送車と、を備え、曲線区間となる軌道の一の方向における上流側の軌道に沿って給電部が配置される第１給電区間を有する。第１給電区間は、第１給電区間を第１所定速度で走行する際の供給電力による蓄電が所定蓄電量に到達する前に通過できる長さ、かつ、第１給電区間を通過後に走行する曲線区間の減速区間を走行する際の回生電力を蓄電することにより所定蓄電量に到達できる長さに設定されている。

この搬送車システムによれば、給電部が配置された第１給電区間を通過後の減速区間において供給される回生電力を考慮して第１給電区間の長さが設定されている。すなわち、第１給電区間において供給される電力と、第１給電区間の下流側において供給される回生電力とを合わせることにより、蓄電部における蓄電量が所定蓄電量となるように第１給電区間の長さが設定されている。これにより、搬送車において発生する回生電力を有効に活用することができる。

また、一実施形態において、曲線区間ではない一の方向における上流側の軌道に沿って給電部が配置される第２給電区間を更に備え、第２給電区間は、第２給電区間を第１所定速度で走行する際の供給電力を蓄電することにより所定蓄電量に到達できる長さに設定されており、第１給電区間の長さは、第２給電区間の長さよりも短く設定されていてもよい。

このように、曲線区間の減速区間において供給される回生電力を考慮することにより、第１給電区間の長さを、回生電力を考慮しない場合と比べて相対的に短くすることができる。すなわち、第１給電区間として配置する給電部の長さを相対的に短くすることができる。

また、一実施形態において、曲線区間ではない一の方向における上流側の軌道に沿って給電部が配置される第２給電区間を更に備え、第２給電区間は、第２給電区間を第２所定速度で走行する際の供給電力を蓄電することにより所定蓄電量に到達できる長さに設定されており、第２給電区間を走行する第２所定速度よりも速い第１所定速度で第１給電区間を走行させる速度制御部を含むコントローラを更に備えていてもよい。

このように、曲線区間を走行するための減速区間において供給される回生電力を考慮することにより、第１給電区間を走行する搬送車の速度を、回生電力を考慮しない場合と比べて相対的に速くすることができる。すなわち、回生電力を考慮しない場合と比べて搬送車システムの搬送能力を相対的に高めることができる。

本発明の一側面に係る搬送車システムは、軌道と、軌道に沿った一部区間に設けられた給電部と、給電部から供給される供給電力及び減速時に走行用モータから供給される回生電力を蓄電する蓄電部と、給電部から目的地までの距離を取得する目的地取得部とを有し、軌道を一の方向に周回しながら被搬送物を搬送する搬送車と、距離が所定値よりも短い場合には、距離が所定値以上の場合に給電部が配置された給電区間を走行する速度よりも速い速度、かつ、給電区間を通過後に目的地に停止するための減速によって発生する回生電力を蓄電することにより所定蓄電量に到達できる速度に設定する速度制御部を含むコントローラと、を備えている。

このような搬送車システムによれば、給電部が配置された給電区間を通過後の目的地に停止するための減速時において供給される回生電力を考慮して給電区間を走行する際の走行速度が設定される。すなわち、給電区間において供給される電力と、給電区間の下流側において供給される回生電力とを合わせることにより、蓄電部における蓄電量が所定蓄電量となるように給電区間を走行する際の走行速度が設定される。これにより、搬送車において発生する回生電力を有効に活用することができる。

本発明によれば、搬送車において発生する回生電力を有効に活用することができる。

第１実施形態に係る搬送車システムの構成を示す構成図である。 図１に示す搬送車システムの機能構成を示す機能ブロック図である。 第１給電部における蓄電量の増加を示したグラフ、第２給電部における蓄電量の増加を示したグラフである。 第２実施形態に係る搬送車システムの構成を示す構成図である。 図４に示す搬送車システムの機能構成を示す機能ブロック図である。

以下、図面を参照して第１及び第２実施形態について説明する。図面の説明において、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る搬送車システム１の構成図である。搬送車システム１は、軌道に沿って移動可能な天井走行車４０を用いて、被搬送物Ｘを搬送するためのシステムである。ここでは、例えば、工場などにおいて、被搬送物である一般物品を移載可能に構成された無人の天井走行車が軌道に沿って走行する搬送車システムを例に挙げて説明する。なお、被搬送物の例には、半導体ウェハ、ガラス基板及び一般部品などが含まれる。図１に示すように、搬送車システム１は、主にシステムコントローラ３、軌道１１、給電部２１，３１及び天井走行車（搬送車）４０を備えている。

システムコントローラ３は、後段にて詳述する天井走行車４０を制御するためのものであり、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read OnlyMemory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などからなる電子制御ユニットである。システムコントローラ３は、主に天井走行車４０に対して搬送指令を出力する。搬送指令には、天井走行車４０が行う作業内容に関する種々の情報が含まれ、例えば、被搬送物Ｘの受け渡しを行うステーションの情報などがある。

システムコントローラ３は、後段にて詳述する天井走行車４０を制御するためのものであり、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read OnlyMemory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などからなる電子制御ユニットである。システムコントローラ３は、主に天井走行車４０に対して搬送指令を出力する。搬送指令には、天井走行車４０が行う作業内容に関する種々の情報が含まれ、例えば、被搬送物Ｘの受け渡しを行うステーションの情報などがある。

軌道１１は、天井走行車４０を走行させるためのものであり、天井から吊り下げられている。図１に示すように、搬送車システム１における軌道１１は、直線部、曲線部、分岐部、合流部などを含んで構成され、少なくとも、後述する第１給電区間Ｓ１、第２給電区間Ｓ１１を出発した天井走行車４０が、再び第１給電区間Ｓ１，第２給電区間Ｓ１１に戻ってくることができる周回部分を有している。また、軌道１１に沿って、被搬送物Ｘの受け渡しを行うステーション１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃが設けられている。

軌道１１に沿った一部区間には、天井走行車４０に電力を供給する給電部２１，３１がそれぞれ配置された第１給電区間Ｓ１、第２給電区間Ｓ１１がそれぞれ設けられている。

第１給電区間Ｓ１は、曲線区間Ｓ３となる軌道１１の一の方向（図１の矢印方向）における上流側の軌道１１に沿って給電部２１が配置されている。図３に示すように、第１給電区間Ｓ１の長さＬ１は、第１給電区間Ｓ１を所定速度で走行する際に給電部２１から供給される供給電力によって蓄電部５５における蓄電量が第１蓄電量（所定蓄電量）Ｃ１に到達する前に通過でき、かつ、第１給電区間Ｓ１を通過後に走行する曲線区間Ｓ３に進入するための減速区間を走行する際に走行用モータ５７から供給される回生電力によって蓄電部５５における蓄電量が第１蓄電量Ｃ１に到達するように設定されている。第１給電区間Ｓ１の長さＬ１は、後述する第２給電区間Ｓ１１の長さよりも短く設定されている。

第２給電区間Ｓ１１は、曲線区間ではない区間の一の方向における上流側の軌道１１に沿って給電部３１が配置されている。第２給電区間Ｓ１１は、所定速度で走行する際に給電部３１から供給される供給電力によって５５蓄電部における蓄電量が第１蓄電量Ｃ１に到達するような長さに設定されている。

第１実施形態の給電部２１，３１は、電磁誘導を利用して非接触にて天井走行車４０に電力を供給する非接触給電システムである。給電部２１,３１は、それぞれ電源部２３,３３から交流電流が供給される。

給電部２１,３１は、天井走行車４０の受電部５３に電力を供給する部分である。具体的には、給電部２１,３１に近接する受電部５３に対し、給電部２１,３１に電源部２３,３３から交流電流が供給された際に生じる磁界の変化を利用して電力を発生させる。第１実施形態の搬送車システム１では、天井走行車４０が給電区間Ｓ１，Ｓ１１に進入すると、蓄電部５５への充電と走行用モータ５７への電力の供給とが同時に開始される。また、第１実施形態の搬送車システム１では、蓄電部５５の蓄電量が第１蓄電量Ｃ１（例えば、満充電）となった場合には自動的に充電が停止される。なお、蓄電部５５における満充電とは、温度、湿度など所定環境下において最大限に蓄電できる状態（能力上の満充電）であってもよいし、製品仕様などから決定される最大限の蓄電状態（仕様上の満充電）であってもよい。

図２は、搬送車システム１の機能構成を示す機能ブロック図である。図２に示すように、天井走行車４０は、車体コントローラ４１、受電部５３、蓄電部５５及び走行用モータ５７を主に備える。天井走行車４０は、蓄電部５５に蓄電された電力及び給電部２１，３１から供給される電力の少なくとも一方の電力によって駆動する走行用モータ５７によって、軌道１１に沿って一方向（図１に示す矢印の向き）に走行する。

受電部５３は、給電部２１，３１から電力の供給を受ける部分である。上述したとおり、第１実施形態の受電部５３は、給電部２１，３１に交流電流が流れた際に生じる磁界の変化を利用して電力を発生させる。

蓄電部５５は、給電部２１，３１から供給される電力、すなわち、受電部５３で発生させた電力を蓄電する部分である。また、蓄電部５５は、減速時に走行用モータ５７から供給される回生電力を蓄電する部分である。受電部５３と蓄電部５５との間及び走行用モータ５７及び蓄電部５５との間には、図示しないインバータなどが配置される。蓄電部５５の例には、電気二重層キャパシタなどのキャパシタ、リチウムイオン電池及びニッケル水素電池などの二次電池などが含まれる。

車体コントローラ４１は、天井走行車４０を制御する部分であり、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなる電子制御ユニットである。車体コントローラ４１は、主に天井走行車４０の一般的な走行を制御する。具体的には、車体コントローラ４１は、区間ごとに予め設定されている走行速度で走行するように、天井走行車４０の主に走行用モータ５７を制御する。ここでいう区間とは、直線区間（第１給電区間Ｓ１及び第２給電区間Ｓ１１を含む）及び曲線区間などが含まれる。例えば、減速区間Ｓ２など、上記走行速度までの加減速は、設定された一定の加速度で行われる。

次に、搬送車システム１の動作について説明する。図１に示すような軌道１１が配置された搬送車システム１において、天井走行車４０は、一方向（図１に示す矢印の向き）に周回しながら、システムコントローラ３からの搬送指令に基づいて、被搬送物Ｘを搬送する。このような搬送車システム１において、システムコントローラ３は、搬送要求を送信する。

軌道１１上を走行する複数の天井走行車４０の中で、最初に搬送要求に応答した天井走行車４０に対し、搬送指令が割り付けられる。搬送指令は、例えば、搬送対象となる被搬送物Ｘが存在するステーションに関する情報と、当該被搬送物Ｘの搬送先のステーションに関する情報とを含む。天井走行車４０は、上述した搬送指令を受信すると、直線区間（第１給電区間Ｓ１及び第２給電区間Ｓ１１を含む）及び曲線区間（Ｓ３など）などの区間ごとに予め設定されている走行速度で走行する。

天井走行車４０における給電は、第１給電区間Ｓ１及び第２給電区間Ｓ１１で行われる。第１実施形態の搬送車システム１では、第１給電区間Ｓ１における蓄電部５５に対する蓄電のされ方に特徴がある。すなわち、天井走行車４０が第１給電区間Ｓ１を速度（第１所定速度）Ｖ１で走行するように車体コントローラ４１によって制御されると、図３（Ａ）に示すように、天井走行車４０の蓄電部５５の蓄電量は走行距離に比例して増え、蓄電部５５における蓄電量が第１蓄電量Ｃ１に到達する前に第１給電区間Ｓ１を通過する。そして、第１給電区間Ｓ１の下流側にある減速区間Ｓ２では、走行用モータ５７からの回生電力が供給されるので、蓄電部５５の蓄電量は走行距離に比例して増え、ちょうど減速区間Ｓ２の最下流部において、第１蓄電量Ｃ１となる。

次に、第２給電区間Ｓ１１における蓄電部５５に対する蓄電のされ方を説明する。すなわち、天井走行車４０が第２給電区間Ｓ１１を速度Ｖ１で走行するように車体コントローラ４１によって制御されると、図３（Ｂ）に示すように、天井走行車４０の蓄電部５５の蓄電量は走行距離に比例して増え、ちょうど第２給電区間Ｓ１１の最下流部において、第１蓄電量Ｃ１となる。

なお、天井走行車４０が第１給電区間Ｓ１に進入してくるときの蓄電部５５における蓄電量は、周回部分の走行状況によって異なる。車体コントローラ４１は、蓄電部５５における蓄電量が第１蓄電量Ｃ１（満充電）に到達すれば自動的に蓄電部５５への電力の供給を停止する機能を備えている。このため、天井走行車４０が、蓄電部５５における蓄電量に余裕がある状態で第１給電区間Ｓ１に進入してくる場合、言い換えれば、蓄電量がほとんど０に等しい状態で第１給電区間Ｓ１に進入してこない場合には、図３（Ａ）に示す破線のように減速区間Ｓ２の途中で第１蓄電量Ｃ１に到達する。なお、このような事情は、第２給電区間Ｓ１１においても同様であり、天井走行車４０が、蓄電部５５における蓄電量に余裕がある状態で第２給電区間Ｓ１１に進入してくる場合には、図３（Ｂ）に示す破線のように第２給電区間Ｓ１１の途中で第１蓄電量Ｃ１に到達する。

第１実施形態の搬送車システム１では、給電部２１，３１が配置される場所に応じて、給電部２１配置された第１給電区間Ｓ１及び給電部２１配置された第２給電区間Ｓ１１をそれぞれ抜け出る時の蓄電量が調整されている。

この搬送車システム１では、給電部２１が配置された第１給電区間Ｓ１を通過後の減速区間Ｓ２において供給される回生電力を考慮して第１給電区間Ｓ１の長さＬ１が設定されている。すなわち、第１給電区間Ｓ１において供給される電力と、第１給電区間Ｓ１の下流側の減速区間Ｓ２において供給される回生電力とを合わせることにより、蓄電部５５における蓄電量が第１蓄電量Ｃ１となるように第１給電区間Ｓ１の長さが設定されている。これにより、天井走行車４０において発生する回生電力を有効に活用することができる。

また、第１実施形態の搬送車システム１では、曲線区間Ｓ３ではない一の方向における上流側の軌道１１に沿って給電部３１が配置される第２給電区間Ｓ１１を更に有している。第２給電区間Ｓ１１は、第２給電区間Ｓ１１を速度Ｖ１で走行する際の供給電力を蓄電することにより第１蓄電量Ｃ１に到達できる長さＬ２に設定されている。そして、第１給電区間Ｓ１の長さＬ１は、第２給電区間Ｓ１１の長さＬ２よりも短く設定されている。このように、減速区間Ｓ２において供給される回生電力を考慮することにより、同じ第１蓄電量Ｃ１を確保するための給電区間の長さを、回生電力を考慮しない場合と比べて相対的に短くすることができる。すなわち、第１給電区間Ｓ１として配置する給電部２１の長さＬ１を、第２給電区間Ｓ１１として配置する給電部３１の長さＬ２と比べて相対的に短くすることができる。

以上、本発明の第１実施形態について説明したが、上記第１実施形態に係る構成に加えて、車体コントローラ４１は、走行速度制御部４５を更に含んでいてもよい。以下、走行速度制御部４５について説明する。

走行速度制御部４５は、第２給電区間Ｓ１１を走行する速度よりも速い速度で第１給電区間Ｓ１を走行させる部分である。例えば、上記実施形態では、車体コントローラ４１によって、第１給電区間Ｓ１及び第２給電区間Ｓ１１を速度Ｖ１で走行するように制御されるところ、走行速度制御部４５が、第２給電区間Ｓ１１を走行する速度Ｖ１よりも速い速度（第２所定速度）Ｖ１１で第１給電区間Ｓ１を走行させてもよい。

このように、曲線区間Ｓ３の減速区間Ｓ２において供給される回生電力を考慮することにより、第１給電区間Ｓ１を走行する天井走行車４０の速度を、回生電力を考慮しない場合と比べて相対的に速くすることができる。すなわち、回生電力を考慮しない場合と比べて搬送車システム１の搬送能力を相対的に高めることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について主に図４及び図５を参照しながら説明する。図４は、第２実施形態に係る搬送車システム１０１の構成を示す構成図である。図５は、搬送車システムの機能構成を示す機能ブロック図である。搬送車システム１０１が、図１及び図２に示す第１実施形態に係る搬送車システム１と異なる点は、図４及び図５に示すように、走行速度制御部１４５及び目的地取得部１４７を含む車体コントローラ１４１を備える点と、給電区間Ｓ１０１の長さＬが搬送車システム１のように設定されていない点と、ステーション１５Ｄを備える点とである。ここでは、この車体コントローラ１４１について詳細に説明し、第１実施形態の搬送車システム１と共通する点については説明を省略する。

目的地取得部１４７は、給電区間Ｓ１０１から天井走行車１４０の目的地となるステーション１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄまでの距離を取得する部分である。目的地取得部１４７は、例えば、システムコントローラ３から、対象とする天井走行車１４０の目的地であるステーションの情報の入力を受け、目的地となるステーション１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄまでの距離を取得する。以下、目的地となるステーションがステーション１５Ｄの場合について説明する。

走行速度制御部１４５は、給電区間Ｓ１から天井走行車１４０の目的地であるステーション１５Ｄまでの距離が所定値よりも短い場合には、距離が所定値以上の場合に給電区間Ｓ１０１を走行する速度Ｖ１１よりも速い速度Ｖ１２で天井走行車１４０を走行させる部分である。

この搬送車システム１０１では、給電部２１が配置された給電区間Ｓ１０１を通過後、ステーション１５Ｄに停車するための減速時に供給される回生電力を考慮して、給電区間Ｓ１０１を走行する際の速度Ｖ１１が設定される。すなわち、給電区間Ｓ１０１において供給される電力と、給電区間Ｓ１０１よりも下流側において供給される回生電力とを合わせることにより、蓄電部５５における蓄電量が第１蓄電量Ｃ１となるように給電区間Ｓ１０１を走行する際の速度Ｖ１１が設定される。この結果、天井走行車１４０において発生する回生電力を有効に活用することができると共に、回生電力を考慮しない場合と比べて搬送車システム１０１の搬送能力を相対的に高めることができる。

以上、本発明の第１実施形態及び第２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、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

上記実施形態の搬送車システム１では、第２給電区間Ｓ１１を走行する速度Ｖ１１よりも速い速度Ｖ１で第１給電区間Ｓ１を走行させる速度制御部４５を含むコントローラが、天井走行車４０が有する車体コントローラ４１として実装された例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、速度制御部４５を含むコントローラは、上位コントローラとして位置付けられるシステムコントローラ３として実装されてもよい。また、上記実施形態の搬送車システム１０１においても同様に、走行速度制御部１４５を含むコントローラが、天井走行車４０が有する車体コントローラ４１として実装されるのではなく、上位コントローラとして位置付けられるシステムコントローラ３として実装されてもよい。

上記実施形態の搬送車システム１，１０１では、搬送車の一例として天井走行車４０を挙げて説明したが、搬送車のその他の例には、地上又は架台に配設された軌道を走行する無人搬送車及びスタッカークレーンなどが含まれる。

上記実施形態の搬送車システム１，１０１では、給電部２１として非接触給電システムを採用した例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるわけではなく、トロリ線などに直接接触する方法により蓄電部５５に対し電力の供給を行ってもよい。

上記実施形態の搬送車システム１０１では、給電部２１が配置された給電区間Ｓ１０１が１箇所のみに設けられた例を挙げて説明したが、２箇所や３箇所など複数箇所に設けられてもよい。

１,１０１…搬送車システム、３…システムコントローラ、１１…軌道、１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ…ステーション、２１，３１…給電部、２３…電源部、３７…走行用モータ、４０,１４０天井走行車（搬送車）、４１，１４１…車体コントローラ（コントローラ）、４５，１４５…走行速度制御部、４７…走行速度制御部、４９…目的地取得部、５３…受電部、５５…蓄電部、５７走行用モータ、１４７…目的地取得部、Ｓ１…第１給電区間、Ｓ１１…第２給電区間、Ｓ２…減速区間、Ｓ３…曲線区間、Ｓ１０１…給電区間、Ｘ…被搬送物。

Claims (1)

1. 軌道と、
   前記軌道に沿った一部区間に設けられた給電部と、
   前記給電部から供給される供給電力及び減速時に走行用モータから供給される回生電力を蓄電する蓄電部を有し、前記軌道を一の方向に周回しながら被搬送物を搬送する搬送車と、
   曲線区間となる前記軌道の前記一の方向における上流側の軌道に沿って前記給電部が配置される第１給電区間と、
   前記曲線区間ではない前記軌道の前記一の方向における上流側の軌道に沿って前記給電部が配置される第２給電区間と、
   前記第２給電区間を走行する第２所定速度よりも速い第１所定速度で前記第１給電区間を走行させる速度制御部を含むコントローラと、
   を備え、
   前記第１給電区間は、前記第１給電区間を前記第１所定速度で走行する際の前記供給電力による蓄電が所定蓄電量に到達する前に通過できる長さ、かつ、前記第１給電区間を通過後に走行する前記曲線区間の減速区間を走行する際の前記回生電力を蓄電することにより前記所定蓄電量に到達できる長さに設定され、
   前記第２給電区間は、前記第２給電区間を前記第２所定速度で走行する際の前記供給電力を蓄電することにより所定蓄電量に到達できる長さに設定されており、
   前記第１給電区間の長さは、前記第２給電区間の長さよりも短く設定されている、搬送車システム。

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