JP3055250B2 - 全方向移動台車 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は無人車など、主として生
産工場などの施設において、材料、ワーク、半製品、製
品などを搬送したり、流通過程やホテル、病院等のサ−
ビス施設で商品等を搬送するための移動台車に関し、具
体的には使用に際し前後進のみならず横行、斜行なども
可能な全方向移動台車に関する。

【０００２】

【従来の技術】無人搬送用の移動台車は、開発された当
初は生産工場で使用されたが、その後製品の流通過程や
ホテル、病院などのサービス機関などでも広く採用され
るようになり、その台数や用途は益々増大している。機
能の点では、開発当初の無人搬送車は前後進の機能を有
するだけで、必要に応じ予め地上や床上などに敷設した
誘導線などに誘導されて所定の経路を走行するようにし
て利用されていた。用途が拡大するに伴なって、前後進
のみならず横行、斜行なども可能な移動台車に関する要
求が増大した。これは、広い工場の建屋や敷地内を大き
なカーブに沿って方向を変換しながら移動するだけでは
複雑化する要求に対応しきれず、予め設定されたプログ
ラムに応じ、狭いスペース内でも急角度に進行方向を変
換したり、場合によっては、直角に真横に又は鋭角方向
に後進するなどの機能が必要になったためである。現在
までに、このような要求にある程度対応し得る移動台車
も開発されている。

【０００３】図３と図４は、現在までに開発されている
従来技術による全方向移動台車の代表的な構造を例示す
るもので、図３は側面図、図４は底面図である。図３と
図４において、符号１０は表面が矩形の車体で、その４
隅から下方に垂下した支柱１０ａの先端には、それぞれ
自在車輪１６が取り付けられ、車体と搬送物とを４個の
自在車輪１６で支持し、車体を水平に保つようになって
いる。車体１０の中心部には、図４に示した旋回の中心
点０を軸心とする旋回軸１８が軸受９を介して下方に垂
下し、自由に回転可能にされている。旋回軸１８の車体
１０の下面から少し下方の部分の外周には、旋回軸１８
と一体に回転する旋回ディスク２０が車体１０の裏面に
固定されたロック装置２２と係合するように装着され
て、旋回ディスク２０とロック装置２２とでディスクブ
レーキを構成するロック機構が設けられている。旋回軸
１８は、チェーンなどの動力伝達手段により車体１０に
取り付けられたエンコーダ２１ａに連結され、旋回角が
検出される。旋回軸１８のロック装置２２よりも下方の
下端には、上下スライド機構１１が旋回軸１８と一体に
回転するようにされている。この上下スライド機構１１
の下端中央には、駆動輪取付フレーム１５が、ヒンジピ
ン１３を介してその周りに揺動可能に取り付けられてい
る。この駆動輪取付フレーム１５には、一対の駆動輪組
立体であって、それぞれの駆動輪組立体１２は、１個ず
つの駆動輪１２ａ、モータ１７、減速機１９、エンコー
ダ２１、タコジェネレータ２３と、電源としてのバッテ
リ２５とからなり、それぞれが旋回軸１８に対し対称に
配置されるとともに、独立して駆動されるように構成さ
れて装着され、両駆動輪１２ａは路面の確実に接するよ
うにされている。

【０００４】このような構造になっているので、駆動輪
取付フレーム１５及び駆動輪組立体１２は、上下スライ
ド機構１１に対して枢動可能であって、旋回角のみは前
述の旋回ディスク２０とロック装置２２により固定可能
にされ、両駆動輪１２ａは、路面に凹凸が存在しても、
上下スライド機構１１、バッテリ２５を含む一対の駆動
輪組立体１２、駆動輪取付フレーム１５などの全重量
（とりわけバッテリ２５の占める割合大）が両駆動輪１
２ａに均等に配分され、常に一定の接触圧で路面に接触
するようにされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】狭いスペース内の搬送
に使用する搬送台車に対しては、前後進のみならず横行
や斜行などが可能な機能に加え、車体寸法の小型化が強
く要望されている。それには、機構部、部品などの小型
化、高実装化が必要となる。一方、電源としてのバッテ
リは、走行速度、搬送重量などの性能の向上の要求によ
り大型化する傾向にあり、また、バッテリ自体はその重
量が他の構成部材に比べて大きいことを利用し、上下ス
ライド機構の下方の駆動輪取付フレームに取り付けられ
て、路面と動輪との間のスリップを防止するのに必要な
接触圧を与えるのに役立てられているため、必然的に旋
回軸の下方で上下スライド機構の下方に取り付けられて
いることにより、旋回軸が旋回する時には、バッテリは
一対の駆動輪等と一体になって車体に対して旋回するこ
とになる。このため、車体はバッテリの旋回を許容する
に足る大きさが要求され、車体の小型化が困難になって
おり、旋回軸の旋回時に、旋回する部位の軌跡が最小と
なるように設計する上での障害になっている。

【０００６】図５に示すのは、その解決策の一例とし
て、バッテリ２５ａの複数のセルの組み合わせとバッテ
リケースの形状を工夫することによって、スペースを有
効利用し車体の小型化を図っているが、このことにより
設計、製造、組立作業を複雑なものにしている。また、
旋回軸が旋回する時にはバッテリも旋回することによ
り、バッテリと、車体に装着されているドライバ等の電
装品とをつなぐケーブルは引っ張られ、あるいは、ねじ
られたりされて破損しやすい等の問題があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、車体
と、この車体支承用の自在車輪と、バッテリ積載フレー
ムを介し前記車体に装着される旋回軸と、この旋回軸に
対してヒンジ機構により枢動可能に装着される駆動輪取
付フレームと、この駆動輪取付フレームに軸支され、そ
れぞれが駆動輪を含む駆動機構を有し互いに対向して配
置される一対の駆動輪組立体を有する全方向移動台車に
あって、前記バッテリ積載フレームは、その上面にバッ
テリを積載し、前記車体との間は垂直方向にのみ変位自
在に案内する上下スライド機構にて係合するとともに、
その中央部に前記旋回軸を装着し、かつ旋回軸との間に
旋回を拘束・拘束解除自在とするロック機構を備えたこ
とを特徴とする全方向移動台車によって達成される。こ
の場合、前記旋回軸は、チェーンなどの動力伝達手段に
より前記バッテリ積載フレームに取り付けられたエンコ
ーダに連結され、旋回角が検出されるようになっている
ことが望ましい。

【０００８】

【作用】この構造により、バッテリ積載フレームに取り
付けられた部品は、バッテリとフレーム自身も含めて、
従来と同様に路面と動輪との間のスリップを防ぐのに必
要な一定の接触圧を与えるという役目を果たすが、バッ
テリ積載フレームは車体とは上下スライド機構を介し
て、また、旋回軸とは軸受を介して接続されているため
に、車体が駆動輪により旋回してもバッテリ積載フレー
ムは旋回軸の旋回に追従することなく車体に対しては上
下方向のみ相対位置が変化するように保たれ、その許容
積載スペースは格段に広くなり、バッテリの組み方やバ
ッテリケースの形状を特に考慮する必要がなく、車体の
小型化が容易に行い得る。

【０００９】

【実施例】図１と図２とを参照して本発明の好適な実施
例について説明する。この実施例において、前述した先
行技術と同一の部材はできるだけ同一符号を使用して図
示した。図１は本発明の好適な一実施例の側面図で、図
２は底面図であり、図中で符号３０は車体で、その４隅
から下方に垂下した４本の支柱１０ａの先端には、それ
ぞれ自在車輪１６が取り付けられ、車体と搬送物とを４
個の自在車輪１６で支持し、車体３０を水平に保つ。ま
た、車体３０の裏面よりもすぐ下で、前記４本の支柱１
０ａの車体３０における長手方向内側には、バッテリ積
載フレーム２６が設けられる。このバッテリ積載フレー
ム２６は上下スライド機構３１を介して車体３０に対し
相対的に水平位置は不変で上下動自在に取り付けられて
いる。そして、このバッテリ積載フレーム２６上にバッ
テリ４５が積載される。このバッテリ積載フレーム２６
の中央部から、旋回軸３８が軸受９を介して下方に垂下
して車体３０の面に垂直に配置され、車体３０の面に平
行な方向には自由に回転可能にされている。バッテリ積
載フレーム２６の下面から少し下方の旋回軸３８の外周
には、旋回軸３８と一体に回転する旋回ディスク２０が
取り付けられ、その外周の一部を上、下から挟んで停止
させることができるように、ロック装置２２がバッテリ
積載フレーム２６の一部に装着され、ディスクブレーキ
形式のロック機構を構成する。この実施例では、ロック
機構をディスクブレーキ形式のものとして図示し、説明
したが、ドラムブレーキ形式のものを採用してもよいこ
とは勿論である。旋回軸３８はチェーンなどの動力伝達
手段によりバッテリ積載フレーム２６に取付たエンコー
ダ２１ａに連結されて旋回角が検出される。

【００１０】また、旋回軸３８の下端部には、駆動輪取
付フレーム３５がヒンジピン１３を介してその周りに枢
動可能に取り付けられ、この駆動輪取付フレーム３５に
は、それぞれが、１個ずつの、駆動輪１２ａ、モータ１
７、減速機１９、エンコーダ２１及びタコジェネレータ
２３からなり、それぞれが独立して駆動される一対の駆
動輪組立体１２が装着され、両駆動輪１２ａは路面に確
実に接するように装着されている。バッテリ積載フレー
ム２６の上面の４隅には、上下スライド機構３１が設け
られ、バッテリ積載フレーム２６、旋回軸３８、駆動輪
取付フレーム３５及び駆動輪組立体１２は車体３０に対
し自由に上下運動が可能になっている。

【００１１】このような構造になっていることにより、
旋回軸３８と駆動輪取付フレーム３５及び駆動輪組立体
１２が枢動可能な状態にあり、旋回軸３８は旋回ディス
ク２０とロック装置２２により固定が可能にされ、両駆
動輪１２ａは路面に凹凸が存在しても常に一定の接触圧
で路面に接触するようにされている。なお、上記説明に
おいては車体３０の平面中央部を開口してバッテリ４５
の上方部が突出する例を示したが、車体３０の下方部に
余裕がとれる場合は、必ずしも上記車体３０の平面中央
部に開口を設ける必要がない。

【００１２】次に、動作について説明すると、ロック装
置２２をフリーの状態として、駆動輪１２ａの各々を反
対方向に同速度で回転させると、駆動輪１２ａ、駆動輪
取付フレーム３５および旋回軸３８は一体となって、車
体３０に対し平行に旋回する。設定した旋回角に達した
時点で回転を停止し、ロック装置２２を作動させて、旋
回方向を固定した上、双方の駆動輪１２ａを同一方向に
同速度で回転させると車体３０は設定した方向に進行す
る。車体３０の走行時路面に凹凸があると、上下スライ
ド機構３１とヒンジピン１３により、駆動輪取付フレー
ム３５は凹凸に対応して傾斜し、２つの駆動輪１２ａは
共に路面に接触して駆動力を発生する。この場合に路面
と駆動輪１２ａの接触圧は主として駆動輪１２ａ、モー
タ１７、駆動輪取付フレーム３５、バッテリ積載フレー
ム２６、バッテリ４５などの合計重量をほぼ２分して受
けるが、バッテリ４５の重量の占める割合が大きい。

【００１３】

【発明の効果】本発明は上記のように構成されるから、
次のような優れた効果を有する。 （１）請求項１の発明においては、バッテリの寸法が
従来に比べ、同じかまたは大きくなっても、バッテリ
を、上下動のみ自在に変位可能となっているバッテリ積
載フレームに載置し、当該バッテリ積載フレームの下面
中央部から旋回軸及びヒンジ機構を順次介して駆動輪取
付フレームを取付るようにし、従来バッテリを載置する
ようにしていた旋回軸と共に回動する駆動輪取付フレー
ムにはバッテリが載置されない構成としたから、前記駆
動輪取付フレームは小型化し、駆動輪取付フレームの旋
回を見込んで設計される車体の小型化が実現する。上
記構成の故に、従来のものと同様、バッテリの自重がバ
ッテリ積載フレームから駆動輪フレームを介して駆動輪
に適切に伝達され、路面と駆動輪との間のスリップを防
止するのに必要な一定の接触圧を与える。さらに、バ
ッテリは車体に対して水平方向の変位をしないので、バ
ッテリと、車体に装着されたドライバ等の電装品とをつ
なぐケーブルが引っ張られたり、ねじられたりして傷む
ことがなく、無人搬送台車の信頼性が向上する。 （２）また、請求項２の発明においては、前記請求項１
の発明の効果に加え、旋回軸の旋回角度が検出でき、こ
の検出信号を、旋回角度を規制する信号への帰還信号と
することにより、台車を所望の経路に沿って自動運行さ
せることができるという効果を併せ有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全方向移動台車の一実施を示す側面図
である。

【図２】図１の底面図である。

【図３】従来の全方向移動台車の側面図である。

【図４】図３の底面図である。

【図５】従来の別のタイプの全方向移動台車の底面図で
ある。

【符号の説明】

１２ 駆動輪組立体 １２ａ 駆動輪 １３ ヒンジ １６ 自在車輪 ２０ 旋回ディスク ２１ａ エンコ−ダ ２２ ロック装置 ２６ バッテリ積載フレ−ム ３０ 車体 ３１ 上下スライド機構 ３５ 駆動輪取付けフレ−ム ３８ 旋回軸 ４５ バッテリ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体と、この車体支承用の自在車輪と、
   バッテリ積載フレームを介し前記車体に装着される旋回
   軸と、この旋回軸に対してヒンジ機構により枢動可能に
   装着される駆動輪取付フレームと、この駆動輪取付フレ
   ームに軸支され、それぞれが駆動輪を含む駆動機構を有
   し互いに対向して配置される一対の駆動輪組立体を有す
   る全方向移動台車にあって、 前記バッテリ積載フレームは、その上面にバッテリを積
   載し、前記車体との間は垂直方向にのみ変位自在に案内
   する上下スライド機構にて係合するとともに、その中央
   部に前記旋回軸を装着し、かつ旋回軸との間に旋回を拘
   束・拘束解除自在とするロック機構を備えたことを特徴
   とする全方向移動台車。
2. 【請求項２】 前記旋回軸は、チェーンなどの動力伝達
   手段により前記バッテリ積載フレームに取り付けられた
   エンコーダに連結され、旋回角が検出されるようになっ
   ていることを特徴とする請求項１記載の全方向移動台
   車。