JP2004155578A - レールレス移動ラック - Google Patents

Abstract

【課題】制御盤の構成を複雑にすることなく、位置ズレを精度よく修正することができると共に位置ズレ修正時に駆動モータが回生状態になることを回避することのできるレールレス移動ラックを提供することを課題とする。
【解決手段】ラック本体８の位置ズレが検知されると、制御盤２９は、背面側の駆動モータ１４と正面側の駆動モータ２１との間に回転速度差を与え、さらに、背面側差動装置１５を制御して背面側駆動軸９に取り付けられた車輪１０及び１１の間に回転速度差を与えると共に正面側差動装置２２を制御して正面側駆動軸１６に取り付けられた車輪１７及び１８の間に回転速度差を与える。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、レールレス移動ラックに係り、特に位置ズレ修正時におけるラック本体の旋回制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
倉庫や工場内においては、直線状の基準ラインに沿って走行路上を走行移動するレールレス移動ラックが使用されることがある。従来のこの種のレールレス移動ラックでは、ラック本体の両端部に配設された車輪のみをモータで回転駆動させることによりラック本体を走行させる駆動系が採用されていた。しかし、このような駆動系では走行路上の凸凹等の影響を直接受けてしまうため、ラック本体に位置ズレを起こしやすく、ラック本体を基準ラインに沿って走行させることが困難であった。
【０００３】
そこで、図４に示されるようなレールレス移動ラックが開発された。このレールレス移動ラックは、駆動モータ１と車輪２及び３とを備えた車軸４がラック本体５の両端部すなわち背面側及び正面側にそれぞれ取り付けられる構造になっている。なお、ここではラック本体５における基準ライン６側を背面側とし、基準ライン６と反対側を正面側とする。
【０００４】
また、レールレス移動ラックは、基準ライン６を検知するラインセンサ７と、ラインセンサ７を介して基準ライン６に対するラック本体５の位置ズレを検知すると共に背面側及び正面側の駆動モータ１の回転速度を制御する図示しない制御盤とを備えている。制御盤は、背面側及び正面側の駆動モータ１を等速に回転駆動させることにより、すべての車輪２及び３を等速に回転させてラック本体５を基準ライン６に沿って真っ直ぐ走行させる。また、制御盤は、ラインセンサ７を介して位置ズレを検知した場合に、背面側及び正面側の駆動モータ１の回転速度に差を与えて背面側の車軸４に取り付けられた車輪２及び３と正面側の車軸４に取り付けられた車輪２及び３との間に回転速度差を与え、ラック本体５を所定角度旋回させて位置ズレの修正を行う。（例えば、特許文献１参照。）
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−９６９０７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、車軸４の長さがラック本体５の全長に比べて無視できない場合には、背面側及び正面側の駆動モータ１の間に回転速度差を与えても、車軸４の両端に取り付けられた車輪２及び３が等速で回転するために、車輪２における回転中心Ｐ１と車輪３における回転中心Ｐ２とが一致せず、制御盤の所望する旋回を正確にラック本体５に実施させることができない。このため、ラック本体５の制御精度の向上が望まれている。
【０００７】
また、背面側及び正面側の駆動モータ１の回転速度差を大きくした場合、一方の車軸４に取り付けられている車輪２及び３が他方の車軸４に取り付けられている車輪２及び３に引っ張られ、対応する車軸４を介して対応する駆動モータ１を回生状態にするおそれがある。このため、駆動モータ１のインバータに回生電力消費用の抵抗を設置しなければならずコストアップするという問題点がある。
【０００８】
また、車軸を採用することなく複数の車輪にそれぞれ駆動モータを接続し、各駆動モータに対して精密な速度制御を行えばラック本体に制御盤の所望する旋回を実施させることができるが、制御盤内に設置するインバータの数が増加して制御盤の構成が複雑になると共に制御盤のサイズが大きくなるという問題点がある。
【０００９】
本発明は以上のような問題点を解決するためになされたもので、制御盤の構成を複雑にすることなく、位置ズレを精度よく修正することができると共に位置ズレ修正時に駆動モータが回生状態になることを回避することのできるレールレス移動ラックを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係るレールレス移動ラックは、基準ラインに沿って走行するラック本体とそれぞれ複数の車輪が取り付けられた背面側駆動軸及び正面側駆動軸を有し、ラック本体が基準ラインに対して所定量以上位置ズレした場合に背面側駆動軸と正面側駆動軸との間に回転速度差を与えることによりラック本体を所定角度旋回させて位置ズレを修正するレールレス移動ラックにおいて、背面側駆動軸の複数の車輪の間に回転速度差を付ける背面側差動装置と、正面側駆動軸の複数の車輪の間に回転速度差を付ける正面側差動装置と、ラック本体の位置ズレに基づいて背面側駆動軸と正面側駆動軸との間に回転速度差が与えられる場合に背面側差動装置を制御して背面側駆動軸の複数の車輪の間に回転速度差を付けると共に正面側差動装置を制御して正面側駆動軸の複数の車輪の間に回転速度差を付ける制御盤とを備えるものである。
【００１１】
背面側駆動軸及び正面側駆動軸は、少なくとも一つの車輪が取り付けられると共に駆動モータにて駆動される主動軸部と、少なくとも一つの車輪が取り付けられる従動軸部とを備え、各主動軸部と各従動軸部とがそれぞれ対応する背面側差動装置及び正面側差動装置を介して互いに連結するように構成されてもよい。
制御盤は背面側差動装置及び正面側差動装置による複数の車輪間の回転速度差に上限値を設けることが望ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に本実施の形態に係るレールレスラックの構成を示す。ラック本体８は基準ライン６に沿って走行するものであり、ラック本体８の基準ライン６側を背面側とし、基準ライン６とは反対側を正面側とする。ラック本体８の背面側に一対の駆動系が設置されている。各駆動系においては、ラック本体８の走行方向に直交する背面側駆動軸９が取り付けられ、背面側駆動軸９の両端に車輪１０及び１１が固定されている。背面側駆動軸９は車輪１０を備える主動軸部１２と車輪１１を備える従動軸部１３とから構成され、主動軸部１２は速度可変型の駆動モータ１４により回転駆動される。
【００１３】
主動軸部１２と従動軸部１３との間には、主動軸部１２の回転速度を従動軸部１３に伝達する背面側差動装置１５が取り付けられている。背面側差動装置１５における回転速度の伝達形態には、主動軸部１２と等しい回転速度を従動軸部１３に伝達する形態、主動軸部１２より一定速度だけ遅い回転速度を従動軸部１３に伝達する形態、並びに、主動軸部１２より一定速度だけ速い回転速度を従動軸部１３に伝達する形態があり、例えばデファレンシャルギアを背面側差動装置１５として採用することができる。
【００１４】
また、ラック本体８の正面側には背面側の駆動系と同様の構造を有する一対の駆動系が設置されている。すなわち、正面側の各駆動系においては、ラック本体８の走行方向に直交する正面側駆動軸１６が取り付けられ、正面側駆動軸１６の両端に車輪１７及び１８がそれぞれ固定されている。正面側駆動軸１６は車輪１７を備える主動軸部１９と車輪１８を備える従動軸部２０とから構成され、主動軸部１９は速度可変型の駆動モータ２１により回転駆動される。
【００１５】
また、主動軸部１９と従動軸部２０との間には、背面側差動装置１５と同様に、主動軸部１９の回転速度を従動軸部２０に伝達する正面側差動装置２２が取り付けられている。正面側差動装置２２における回転速度の伝達形態には、主動軸部１９と等しい回転速度を従動軸部２０に伝達する形態、主動軸部１９より一定速度だけ遅い回転速度を従動軸部２０に伝達する形態、並びに、主動軸部１９より一定速度だけ速い回転速度を従動軸部２０に伝達する形態があり、例えばデファレンシャルギアを正面側差動装置２２として採用することができる。
【００１６】
さらに、ラック本体８の背面側に基準ライン６を検知するラインセンサ２３が取り付けられている。また、ラック本体８の背面側及び正面側に自由輪２４及び２５が回転自在に取り付けられ、それらの近傍に自由輪２４及び２５の走行距離を測定するエンコーダ２６及び２７がそれぞれ設置されている。
【００１７】
このレールレス移動ラックはコントローラ２８が取り付けられた制御盤２９を備えている。コントローラ２８は、背面側用のインバータ３０を介して背面側に設けられた駆動系の駆動モータ１４に接続されて駆動モータ１４の回転速度を制御すると共に、正面側用のインバータ３１を介して正面側に設けられた駆動系の駆動モータ２１に接続されて駆動モータ２１の回転速度を制御する。
【００１８】
また、コントローラ２８は出力インターフェース３２を介して背面側差動装置１５及び正面側差動装置２２に接続され、主動軸部１２及び１９から従動軸部１３及び２０への回転速度の伝達形態を指示する。
さらに、コントローラ２８は、ラインセンサ２３に接続されてラック本体８における背面側又は正面側への位置ズレを検知すると共に、エンコーダ２６及び２７に接続されてラック本体８の背面側の走行距離と正面側の走行距離を比較し、走行方向に対するラック本体８の傾きを検知する。
【００１９】
次に、この実施の形態に係るレールレス移動ラックの動作について説明する。まず、走行時には、制御盤２９により背面側の駆動モータ１４及び正面側の駆動モータ２１の回転速度を等速に制御して主動軸部１２及び１９を等速で回転駆動させる。同時に、制御盤２９は背面側差動装置１５及び正面側差動装置２２を制御して主動軸部１２及び１９と等しい回転速度で従動軸部１３及び２０が回転するようにする。これにより、背面側の駆動系における車輪１０及び１１と、正面側の駆動系における車輪１７及び１８とが等速で回転し、ラック本体８が直線状の基準ライン６に沿って直進する。
【００２０】
この走行に伴って制御盤２９はラインセンサ２３を介してラック本体８の位置ズレを検知する。位置ズレが検知されなければ、そのままラック本体８の走行を継続する。一方、位置ズレが検知された場合には、制御盤２９にて位置ズレ修正のための制御が行われる。以下、図２に示されるように、ラック本体８が背面側に位置ズレした場合を例に、その位置ズレ修正の説明を行う。
背面側への位置ズレを検知した制御盤２９は、背面側の駆動モータ１４を通常の回転速度ａで回転駆動させたまま、正面側の駆動モータ２２を低速の回転速度ｄで駆動し、背面側の駆動モータ１４と正面側の駆動モータ２２との間に回転速度差をつける。これにより、背面側の主動軸部１２を介して車輪１０が回転速度ａで回転すると共に、正面側の主動軸部１９を介して車輪１７が回転速度ｄで回転する。
【００２１】
これと同時に制御盤２９は背面側差動装置１５及び正面側差動装置２２を制御する。背面側差動装置１５に対しては、主動軸部１２より一定速度だけ遅い回転速度ｂを従動軸部１３に伝達するように制御して、車輪１０の回転速度ａより一定速度だけ遅い回転速度ｂで車輪１１を回転させる。また、正面側差動装置２２に対しては、主動軸部１９より一定速度だけ速い回転速度ｃを従動軸部２０に伝達するように制御して、車輪１７の回転速度ｄより一定速度だけ速い回転速度ｃで車輪１８を回転させる。なお、このときに回転速度ｃが回転速度ｂより遅くなるように背面側及び正面側差動装置１５及び２２は設定されている。すなわち、制御盤２９によりａ＞ｂ＞ｃ＞ｄという関係の回転速度が対応する車輪１０，１１，１８及び１７にそれぞれ与えられる。これにより各車輪１０，１１，１８及び１７の回転中心Ｐが一致し、制御盤２９はラック本体８に所望の旋回を実施させることができる。
【００２２】
制御盤２９により各車輪１０，１１，１８及び１７を各回転速度ａ，ｂ，ｃ及びｄで回転させてラック本体８を正面側へ所定角度だけ旋回させ、背面側への位置ズレを修正する。その後、エンコーダ２６及び２７を介して基準ライン６に対するラック本体８の傾きが検知されれば、上述のように各車輪１０，１１，１８及び１７の間に回転速度差を与えて背面側及び正面側のうちの遅れている一方を他方に追いつかせるように所定角度だけ旋回させて傾きを修正する。
ラック本体８の位置ズレ及び傾きの修正完了後、制御盤２９は上述のように背面側及び正面側の駆動モータ１４及び２２、背面側差動装置１５並びに正面側差動装置２２を制御して各車輪１０，１１，１８及び１７を等速回転させて基準ライン６に沿って走行させる。
【００２３】
なお、本実施の形態のレールレス移動ラックにおいては、駆動モータ１４及び２１を主動軸部１２及び１９に取り付け、差動装置１５及び２２を介して従動軸部１３及び２０の回転速度を制御しているが、図３に示されるように、駆動モータ１４及び２１を差動装置１５及び２２に取り付けて、差動装置１５及び２２を直接駆動することにより主動軸部１２及び１９と従動軸部１３及び２０との間に回転速度差を付けるようにしてもよい。
【００２４】
また、背面側へラック本体８が位置ズレした場合の修正を例に説明したが、正面側へ位置ズレした場合も同様の方法で修正することができる。
傾きの修正は位置ズレ修正後にのみ行われるものではなく、位置ズレが検知されなくてもラック本体８に傾きが発生した場合に随時上記方法にて実施することができる。
背面側差動装置１５によって車輪１０及び１１の間に与える回転速度差、並びに正面側差動装置２２によって車輪１７及び１８の間に与える回転速度差は一定としたが可変であってもよい。可変の場合には、コントローラ２８から駆動モータ１４及び２１に出力した回転指令に対するエンコーダ２６及び２７で検出された実際の走行距離に基づいてラック本体８が収納している荷の荷重等を認知し、その荷重に対応した回転速度差を与えることができる。これにより、荷重の変化に影響されずに精度よく位置ズレの修正を行うことが可能となる。
【００２５】
また、各車輪９，１０，１８及び１７におけるスリップを回避するために、差動装置１５及び２２により発生させる車輪１０及び１１間の回転速度差並びに車輪１７及び１８間の回転速度差に上限値を持たせることが望ましい。
また、駆動系の設置位置はラック本体８の背面側及び正面側に限定されることなく、適宜必要な位置に設置されればよい。
また、背面側駆動軸９又は正面側駆動軸１６に３つ以上の車輪を取り付け、各車輪の間に差動装置を取り付けて各車輪の間に回転速度差を与えるようにすることもできる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は背面側駆動軸に取り付けられた複数の車輪の間に背面側差動装置を設けて車輪の間に回転速度差を与えるようにすると共に正面側駆動軸に取り付けられた複数の車輪の間に差動装置を設けて車輪の間に回転速度差を与えるようにしたので、各駆動モータを回生状態にすることを防ぎつつ制御盤の所望する旋回をラック本体に実施させることが可能となり、位置ズレを精度よく修正することができる。
また、複数の車輪にそれぞれ駆動モータを接続して、各駆動モータに対して精密な速度制御を行うことで本発明の制御精度と同程度の制御精度を得るレールレスラックに比べ、本発明のレールレス移動ラックは、使用する駆動モータ及びインバータの個数を削減できるので、制御盤の大型化及び構造の複雑化を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るレールレス移動ラックの構成を示す図である。
【図２】実施の形態においてラック本体が旋回する様子を示す平面図である。
【図３】その他の実施の形態のレールレス移動ラックの構成を示す図である。
【図４】従来のレールレス移動ラックにおいてラック本体が旋回する様子を示す平面図である。
【符号の説明】
６…基準ライン、８…ラック本体、９…背面側駆動軸、１０，１１，１７，１８…車輪、１２，１９…主動軸部、１３，２０…従動軸部、１４，２１…駆動モータ、１５…背面側差動装置、１６…正面側駆動軸、２２…正面側差動装置、２３…ラインセンサ、２４，２５…自由輪、２６，２７…エンコーダ、２８…コントローラ、２９…制御盤、３０，３１…インバータ、３２…出力インターフェース、Ｐ…回転中心。

Claims (3)

1. 基準ラインに沿って走行するラック本体とそれぞれ複数の車輪が取り付けられた背面側駆動軸及び正面側駆動軸を有し、前記ラック本体が前記基準ラインに対して所定量以上位置ズレした場合に背面側駆動軸と正面側駆動軸との間に回転速度差を与えることにより前記ラック本体を所定角度旋回させて位置ズレを修正するレールレス移動ラックにおいて、
   前記背面側駆動軸の複数の車輪の間に回転速度差を付ける背面側差動装置と、
   前記正面側駆動軸の複数の車輪の間に回転速度差を付ける正面側差動装置と、
   前記ラック本体の位置ズレに基づいて前記背面側駆動軸と前記正面側駆動軸との間に回転速度差が与えられる場合に前記背面側差動装置を制御して前記背面側駆動軸の複数の車輪の間に回転速度差を付けると共に前記正面側差動装置を制御して前記正面側駆動軸の複数の車輪の間に回転速度差を付ける制御盤と
   を備えることを特徴とするレールレス移動ラック。
2. 前記背面側駆動軸及び前記正面側駆動軸は、少なくとも一つの車輪が取り付けられると共に駆動モータにて駆動される主動軸部と、少なくとも一つの車輪が取り付けられる従動軸部とを備え、各主動軸部と各従動軸部とがそれぞれ対応する前記背面側差動装置及び前記正面側差動装置を介して互いに連結することを特徴とする請求項１に記載のレールレス移動ラック。
3. 前記制御盤は前記背面側差動装置及び前記正面側差動装置による複数の車輪間の回転速度差に上限値を設けていることを特徴とする請求項１又は２に記載のレールレス移動ラック。

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