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【発明の名称】 搬送システム
【発明者】 【氏名】吉田 欣二郎

【氏名】今泉 好照

【氏名】磯田 俊勝
【要約】 【課題】コンテナ搬送の効率化を図る搬送システムを提供すること。

【解決手段】リニアモータにより走行する台車３のための複数の軌条（４）を互いに交差するよう配設し、前記各軌条（４）が交差する各交差点部に、中央が窪んだ車輪受台５を鉛直軸周りに回動自在に設け、前記台車３の各車輪を進行方向に移動可能なスライダーを介して鉛直軸周りに回動自在に前記台車３に取付けた。
【特許請求の範囲】
【請求項１】リニアモータにより走行する台車のための複数の軌条を互いに交差するよう配設し、前記各軌条が交差する各交差点部に、中央が窪んだ車輪受台を鉛直軸周りに回動自在に設け、前記台車の各車輪を進行方向に移動可能なスライダーを介して鉛直軸周りに回動自在に前記台車に取付けたことを特徴とする搬送システム。
【請求項２】前記複数の軌条は、その長手方向が横方向のものと縦方向のものからなり、前記横方向の軌条と前記縦方向の軌条とが各々直交することを特徴とする請求項１に記載の搬送システム。
【請求項３】前記各車輪を台車に取付けた鉛直軸の上端部に、前記各車輪にかかる荷重を計測する荷重計を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の搬送システム。
【請求項４】前記台車の進行時と進行方向の転換時とで、前記リニアモータへ供給する電流値を変えるよう制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の搬送システム。
【請求項５】前記複数の軌条の交差点部以外の部分において、前記台車の各車輪が共に対応する前記軌条の外側に接するか、または共に対応する前記軌条の内側に接して案内されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の搬送システム。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンテナ等を自動搬送する搬送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】海上輸送による物流は、コンテナ輸送が主流となっている。昨今では、経済的需要の高まりなどからコンテナ船を大型化し積載量を増やす傾向が強く、物流の迅速化、効率化が図られている。このため主要港では、コンテナ船の大型化によるコンテナ量の増大等の事情に相俟って、大量のコンテナを貯蔵するコンテナヤードの機能拡充が要望されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現状のコンテナヤードはコンテナの取り扱い能力が低いため、物流の合理化が実現されていない。よって、コンテナヤード内におけるコンテナ搬送能力の効率化が強く求められている。
【０００４】本発明の目的は、コンテナ搬送の効率化を図る搬送システムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の搬送システムは以下の如く構成されている。
【０００６】（１）本発明の搬送システムは、リニアモータにより走行する台車のための複数の軌条を互いに交差するよう配設し、前記各軌条が交差する各交差点部に、中央が窪んだ車輪受台を鉛直軸周りに回動自在に設け、前記台車の各車輪を進行方向に移動可能なスライダーを介して鉛直軸周りに回動自在に前記台車に取付けた。
【０００７】（２）本発明の搬送システムは上記（１）に記載のシステムであり、かつ前記複数の軌条は、その長手方向が横方向のものと縦方向のものからなり、前記横方向の軌条と前記縦方向の軌条とが各々直交する。
【０００８】（３）本発明の搬送システムは上記（１）または（２）に記載のシステムであり、かつ前記各車輪を台車に取付けた鉛直軸の上端部に、前記各車輪にかかる荷重を計測する荷重計を設けた。
【０００９】（４）本発明の搬送システムは上記（１）乃至（３）のいずれかに記載のシステムであり、かつ前記台車の進行時と進行方向の転換時とで、前記リニアモータへ供給する電流値を変えるよう制御する。
【００１０】（５）本発明の搬送システムは上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のシステムであり、かつ前記複数の軌条の交差点部以外の部分において、前記台車の各車輪が共に対応する前記軌条の外側に接するか、または共に対応する前記軌条の内側に接して案内される。
【００１１】
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第１の実施の形態に係る搬送システムの全体構成を示す平面図である。図１に示す搬送システムでは、コンテナヤードの床面上に横方向（Ｘ方向）と縦方向（Ｙ方向）へそれぞれ複数の軌道台１が等間隔で配設されている。これら横方向と縦方向の各軌道台１同士は直交しており、全体で格子状をなしている。横方向の各軌道台１のなす間隔と縦方向の各軌道台１のなす間隔とは等しくなっている。
【００１２】各軌道台１上にはコンテナ２を載せた台車３を走行させるための走行用レール（軌条）４が敷設されており、横方向と縦方向の各レール４は軌道台１の交差する各交差点部で直交している。前記各交差点部には車輪受台５が設置されている。また、前記床面における軌道台１に四方を囲まれた各箇所には、電機子コイル６が埋設されている。さらに、所定の電機子コイル６の四隅には、コンテナ乗せ台（ジャッキアップ台）７が設けられている。走行用レール４は軌道台１上でなく、床面上に直接あるいは枕木等を介して設置することもできる。
【００１３】図２の（ａ）は、図１に示した軌道台１の交差する交差点部におけるレール４の拡大図、図２の（ｂ）は図２の（ａ）のＡ−Ａ断面図、図２の（ｃ）は図２の（ａ）のＢ−Ｂ断面図、図３は図２の（ａ）のＣ−Ｃ断面図であり車輪受台５の断面図である。
【００１４】図２の（ａ）〜（ｃ）に示すように、レール４は台車３の車輪を案内するための窪み４１を有している。レール４全体の幅と窪み４１の幅は、軌道台１の交差点部の中心に近づくほど扇状に広くなっており、レール４全体と窪み４１が交差点部付近で半径Ｒの円弧を描いている。これにより各交差点部にて、各レール４が、直交する軌道台上のレール４につながっている。また、各交差点部の中心には車輪受台５が設置されている。各車輪受台５は、図３に示すように中央に窪みを持った円形のすり鉢状の駒５１がボールベアリング５２で支持された構成をなしており、駒５１がボールベアリング５２内で回転自在になっている。
【００１５】図４は、軌道台１上に台車３が乗せられた状態を示す側断面図である。台車３における正方形状の基台３１の裏面の四隅には、それぞれ車輪部３０が備えられているとともに、基台３１裏面の中央に電機子コイル６と対向するよう永久磁石３２が備えられている。また、基台３１表面の四隅の各車輪部３０上方、すなわちボールベアリング３０２が固定されている基台３１の対応する箇所には、それぞれ荷重計（荷重検出器：板ばねゲージ）３３が備えられており、各荷重計３３の板ばね３４を介して荷台３５が車輪部３０の上に載置されている。荷台３５上にはコンテナ２が載置されている。
【００１６】以上のように、コンテナ２の搬送路には電磁コイル（電機子コイル６）が埋め込まれ、台車３の底面には永久磁石３２が取り付けられており、電磁コイルに流す電流の位相や大きさを変えることで磁極や磁界を変化させて台車３を搬送する同期型リニアモータを構成している。
【００１７】図５は、図４に示した車輪部３０の機構を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。車輪部３０の支持部３０１は、ボールベアリング３０２を介して基台３１に回転自在に取り付けられている。支持部３０１の下方には、前後方向に移動自在なスライドベアリングの固定側３０３ａが設けられている。また、スライドベアリングの可動側３０３ｂには車輪３０４を軸３０５により回転自在に支持する車輪支持部３０６が設けられている。車輪３０４の軸３０５周りには、ボールベアリング３０７が設けられている。
【００１８】以下、上述したような構成をなす搬送システムの動作を説明する。なお、本搬送システムの動作制御は図示しない管理室内の制御装置により行なわれる。いま、コンテナ２を載せた台車３は図１に示す位置にあり、台車３の四つの車輪３０４は、横方向（Ｘ方向）が長手方向である二つのレール４，４のうち対応するレールの窪み４１に各々乗っている。
【００１９】以下の制御では、台車３を図１に示した位置から横方向（Ｘ方向）へ移動し、ａに示す位置から縦方向（−Ｙ方向）へ移動し、ｂに示す位置まで移動する、といった経路により搬送する。
【００２０】まず上記制御装置は、台車３下方の電機子コイル６に第１電流値の電流（交流）を供給する。すると、台車３の永久磁石３２の磁束とその下方の電機子コイル６の磁束とによる反発力が発生し、台車３を浮上させる浮上力となる。これにより、台車３がコンテナ２を載せた状態で浮上する。このときの浮上の程度は、台車３の各車輪３０４がレール４の窪み４１に僅かに接している程度である。
【００２１】次に上記制御装置は、前記二つのレール４，４間の各電機子コイル６に、順次台車３の進行方向に沿って位相を変えた第１電流値の電流を供給する。すると、台車３の永久磁石３２の磁束とその下方の各電機子コイル６の磁束との間で横方向（Ｘ方向）の推進力が発生する。これにより、台車３がコンテナ２を載せた状態で浮上したまま、横方向（Ｘ方向）へ推進する。このとき、台車３の各車輪３０４はレール４に接触しているため、レール４により案内される。
【００２２】このとき台車３の各車輪部３０では、図６の（ａ）に示すように、基台３１の推進に伴ない、基台３１に取り付けられた支持部３０１とスライドベアリングの固定側３０３ａとが進行方向（前方）へスライドする。それに対して、車輪支持部３０を設けたスライドベアリングの可動側３０３ｂは、車輪３０４とレール４との間の摩擦力により車輪３０４に引かれて後方へスライドした状態になる。よって台車３は、各車輪部３０が安定した状態で走行する。
【００２３】なお、この推進中に、レール４に接触している車輪３０４はボールベアリング３０７により軸３０５の周囲を回転する。また、台車３の進行方向が図６の（ａ）の逆方向である場合、各車輪部３０は図６の（ｂ）に示す状態になる。
【００２４】そして、台車４が図１に示すａの位置に到達すると、上記制御装置は第１電流値の供給を止め、ａの位置の電機子コイル６に第２電流値（第１電流値＞第２電流値）の電流を供給する。これにより、台車３はａの位置で推進が止まり浮上したまま停止し、さらに僅かに下降する。台車３は、各車輪３０４による荷重が対応する各車輪受台５にかかる程度になったとき、下降を停止する。このとき、前記第２電流値の電流により、台車３の永久磁石３２の磁束とａの位置の電機子コイル６の磁束とにより微小な浮上力が発生している。
【００２５】続いて、上記制御装置は上記経路上の縦方向（−Ｙ方向）が長手方向である二つのレール４，４間の各電機子コイル６に、順次台車３の進行方向に沿って位相を変えた第１電流値の電流を供給する。すると、台車３の永久磁石３２の磁束とその下方の電機子コイル６の磁束との間で縦方向（−Ｙ方向）の推進力が発生する。これにより、図６の（ａ）に示すように横方向（Ｘ方向）を向いた各車輪３０４が各車輪受台５の駒５１に接触した状態のまま、台車３が縦方向（−Ｙ方向）へ推進するため、各車輪３０４と各車輪受台５の駒５１とがボールベアリング３０２と５２により９０度回動する。よって、各車輪３０４の向きが横方向（Ｘ方向）から縦方向（−Ｙ方向）に変わる。
【００２６】この台車３の方向転換の際、台車３の各車輪部３０は、図６の（ａ）に示す状態になる。すなわち、前述のように支持部３０１の回転軸６１が車輪３０４の中心６２より前方へスライドするため、台車３の横方向（Ｘ方向）から縦方向（−Ｙ方向）への方向転換時に各車輪３０４の９０度回動が円滑に行なわれ、方向転換後の走行も安定する。
【００２７】そして台車３は、各車輪３０４がレール４の窪み４１に僅かに接している程度に浮上し、各車輪３０４がレール４により案内されながら縦方向（−Ｙ方向）へ推進する。やがて、台車４が図１に示すｂの位置に到達すると、上記制御装置は電流の供給を止め、台車４の推進を停止させる。これにより、推進力と浮上力がなくなるため、台車３はｂの位置（目的位置）で停止し、床面上に下降し着地する。
【００２８】この後、コンテナ２を床上に載置する必要がある場合、上記制御装置は図１のコンテナ乗せ台７１〜７４を上昇させコンテナ２をジャッキアップする。そして上述した推進力と浮上力により、コンテナ２の下の台車３を推進して逃がし、コンテナ乗せ台７１〜７４を下降させてコンテナ２を床面上に載置することになる。また、ｂの位置に図示しないリフトが備えられている場合、このリフトによりコンテナ２を載せた台車３を上層階または下層階へ昇降させ、その床面で前述の作動を行なわせることになる。このようにして立体倉庫への適用も可能である。
【００２９】上記制御装置は、台車３の稼動中に常時各荷重計３３の計測値を検出することで、各車輪部３０にかかる荷重を監視している。上記制御装置は、各荷重計３３の計測値を基に、上記第１及び第２電流値を設定している。例えば、各荷重計３３の計測値が高い場合、コンテナ２の重量が大きく各車輪部３０に大きな荷重がかかっているため、上記第１及び第２電流値を高く設定し、大きな浮上力を発生させる。また各荷重計３３の計測値が低い場合、コンテナ２の重量が小さく各車輪部３０に小さな荷重がかかっているため、上記第１及び第２電流値を低く設定し、小さな浮上力を発生させる。
【００３０】また、上述したように第１電流値＞第２電流値となっているため、台車３にかかる浮上力は方向転換時よりも走行時の方が大きくなる。よって、進行方向転換時に各車輪受台５にかかる荷重は、走行時にレール４の窪み４１にかかる荷重よりも大きくなり、台車３が縦方向（−Ｙ方向）への推進をはじめるときに各車輪３０４と各車輪受台５との間の摩擦力を確保でき、各車輪３０４の９０度の回動と進行方向へのスライドを確実に行なえる。
【００３１】（第２の実施の形態）図７は、本発明の第２の実施の形態に係る搬送システムの全体構成を示す平面図である。図７において図１と同一な部分には同一符号を付してある。図７に示す搬送システムでは、各軌道台１上にコンテナ２を載せた台車３を走行させるための走行用レール（軌条）８が敷設されている。
【００３２】各走行用レール８は、軌道台１の交差する各交差点部すなわち走行用レール８の交差点部以外の部分において、台車３における左右の車輪３０４と接するよう設けられている。各交差点部では、各走行用レール８は図１に示した走行用レール４と同様に設けられている。各走行用レール８は、台車３が移動する際に車輪３０４を案内（ガイド）する。
【００３３】図８の（ａ）及び（ｂ）は、交差点部以外の部分における走行用レール８の敷設状態を示す図である。本第２の実施の形態では、台車３を図７に示した位置から横方向（Ｘ方向）へ移動し、ａ１に示す位置から縦方向（−Ｙ方向）へｂ１に示す位置まで移動し、ｂ１に示す位置から横方向（Ｘ方向）へ移動し、ｃ１に示す位置から縦方向（−Ｙ方向）へｄ１に示す位置まで移動する、といった経路により搬送する。
【００３４】この場合、起点からａ１まで、及びｃ１からｄ１までの間、台車３の左右の車輪３０４，３０４と走行用レール８，８の関係は図８の（ａ）に示すようになる。すなわち、台車３の左右の車輪３０４，３０４が、それぞれ対応する走行用レール８，８の外側面に接する。また、ａ１からｂ１まで、及びｂ１からｃ１までの間、台車３の左右の車輪３０４，３０４と走行用レール８，８の関係は図８の（ｂ）に示すようになる。すなわち、台車３の左右の車輪３０４，３０４が、それぞれ対応する走行用レール８，８の内側面に接する。
【００３５】上記第１の実施の形態で示した走行用レール４は窪み４１を有していたが、本第２の実施の形態における走行用レール８は、交差点部以外の部分で窪み４１が設けられておらず、いわば１本の凸状のレールになっている。そして、台車３が各軌道台１上を走行する場合、台車３の左右の車輪３０４，３０４が共に対応する各走行用レール８の外側面に接するか、あるいは共に対応する各走行用レール８の内側面に接するよう、各軌道台１上での幅方向における走行用レール８の凸部の位置が決められている。
【００３６】すなわち交差点部以外の走行用レール８の断面形状は、図２の（ｂ）に示した走行用レール４において、左右いずれかの凸部を削除した形状となる。よって、図７の起点からａ１まで、及びｃ１からｄ１までの間では、台車３の進行方向側から見た走行用レール８，８の断面形状は，図８の（ａ）における右側のレール８では図２の（ｂ）に示したレール４の右側凸部を削除した形状となり、左側のレール８では図２の（ｂ）に示したレール４の左側凸部を削除した形状となる。
【００３７】同様に、ａ１からｂ１まで、及びｂ１からｃ１までの間では、台車３の進行方向側から見た走行用レール８，８の断面形状は，図８の（ｂ）における右側のレール８では図２の（ｂ）に示したレール４の左側凸部を削除した形状となり、左側のレール８では図２の（ｂ）に示したレール４の右側凸部を削除した形状となる。また各交差点部では、走行用レール８は上記第１の実施の形態に示したと同様に窪みを有している。
【００３８】なお、本発明は上記各実施の形態のみに限定されず、要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施できる。例えば、上記スライドベアリングにボールベアリングからなるものを用いる代わりに、滑り軸受等を用いることもできる。
【００３９】（実施の形態のまとめ）実施の形態に示された構成及び作用効果をまとめると次の通りである。
【００４０】［１］実施の形態に示された搬送システムは、リニアモータにより走行する台車３のための複数の軌条（４）を互いに交差するよう配設し、前記各軌条（４）が交差する各交差点部に、中央が窪んだ車輪受台５を鉛直軸周りに回動自在に設け、前記台車３の各車輪３０４を進行方向に移動可能なスライダー（３０３ａ，３０３ｂ）を介して鉛直軸周りに回動自在に前記台車３に取付けた。
【００４１】このように上記搬送システムによれば、各軌道台１が交差する各交差点部において、台車３の進行方向の転換時に、各車輪３０４の回動とスライドが同時に、かつ円滑に行なわれる。よって、交差された各軌道台１上で台車３を円滑に移動させることができ、コンテナ搬送の効率が向上する。
【００４２】［２］実施の形態に示された搬送システムは上記［１］に記載のシステムであり、かつ前記複数の軌条（４）は、その長手方向が横方向のものと縦方向のものからなり、前記横方向の軌条（４）と前記縦方向の軌条（４）とが各々直交する。
【００４３】このように上記搬送システムによれば、複数の軌道台１を直交させ格子状に配設することで多数の搬送経路を確保できるため、搬送の効率が向上する。
【００４４】［３］実施の形態に示された搬送システムは上記［１］または［２］に記載のであり、かつ前記各車輪３０４を台車３に取付けた鉛直軸の上端部に、前記各車輪３０４にかかる荷重を計測する荷重計３３を設けた。
【００４５】このように上記搬送システムによれば、台車の各車輪にかかる荷重３３を計測することで、前記台車３に積載されたコンテナの重量に応じて前記台車３への浮上力を制御することができる。よって、コンテナ２の重量が大きく各車輪３０４に大きな荷重がかかっている場合に浮上力を強くし、前記各車輪３０４にかかる荷重を軽減することができる。
【００４６】［４］実施の形態に示された搬送システムは上記［１］乃至［３］のいずれかに記載の搬送システムであり、かつ前記台車３の進行時と進行方向の転換時とで、前記リニアモータへ供給する電流値を変えるよう制御する。
【００４７】このように上記搬送システムによれば、台車３の進行時と進行方向の転換時とで、リニアモータへ供給する電流値を変えるよう制御することで、進行時よりも台車への浮上力を小さくする必要のある進行方向の転換時に前記電流値を低くすることにより、前記浮上力を小さくすることができる。
【００４８】［５］実施の形態に示された搬送システムは上記［１］乃至［４］のいずれかに記載の搬送システムであり、かつ複数の軌条（８）の交差点部以外の部分において、前記台車３の各車輪３０４が共に対応する前記軌条（８）の外側に接するか、または共に対応する前記軌条（８）の内側に接して案内される。
【００４９】このように上記搬送システムによれば、複数の軌条（８）の交差点部以外の部分において、前記各軌条（８）に窪みを設ける必要がなくなり前記各軌条（８）を１本の凸状のレールとして構成できるため、軌条（８）を安価かつ簡易に構成することが可能になる。
【００５０】
【発明の効果】本発明の搬送システムよれば、各軌道台が交差する各交差点部において、台車の進行方向の転換時に、各車輪の回動とスライドが同時に、かつ円滑に行なわれる。よって、交差された各軌道台上で台車を円滑に移動させることができ、コンテナ搬送の効率が向上する。
【００５１】本発明の搬送システムよれば、複数の軌道台を直交させ格子状に配設することで多数の搬送経路を確保できるため、搬送の効率が向上する。
【００５２】本発明の搬送システムよれば、台車の各車輪にかかる荷重を計測することで、前記台車に積載されたコンテナの重量に応じて前記台車への浮上力を制御することができる。よって、コンテナの重量が大きく各車輪に大きな荷重がかかっている場合に浮上力を強くし、前記各車輪にかかる荷重を軽減することができる。
【００５３】本発明の搬送システムよれば、台車の進行時と進行方向の転換時とで、リニアモータへ供給する電流値を変えるよう制御することで、進行時よりも台車への浮上力を小さくする必要のある進行方向の転換時に前記電流値を低くすることにより、前記浮上力を小さくすることができる。
【００５４】本発明の搬送システムよれば、複数の軌条の交差点部以外の部分において、前記各軌条に窪みを設ける必要がなくなり前記各軌条を１本の凸状のレールとして構成できるため、軌条を安価かつ簡易に構成することが可能になる。
【出願人】 【識別番号】３９２０３１５０５
【氏名又は名称】吉田 欣二郎
【識別番号】０００００６２０８
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
【出願日】 平成１０年９月７日（１９９８．９．７）
【代理人】 【識別番号】１０００５８４７９
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 武彦 （外５名）
【公開番号】 特開２０００−９２６２８（Ｐ２０００−９２６２８Ａ）
【公開日】 平成１２年３月３１日（２０００．３．３１）
【出願番号】 特願平１０−２５２５３４