JP6462061B1 - 搬送台車 - Google Patents
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Abstract
【課題】搬送台車を構成する自律走行部とワーク積載部の位置合わせ、及び連結を容易に行う。【解決手段】自律走行部12には、第1トグル機構28a及び第2トグル機構28bを含むクランプ機構20が設けられる。第1トグル機構28a、第2トグル機構28bは、それぞれ、第1頂点側カムフォロア66a、第2頂点側カムフォロア66bが設けられた第1スライダ30a、第2スライダ30bを有する。一方、ワーク積載部14には、V字形状カム部材72a〜72dが交差したX字形状の被クランプ部70が設けられる。この被クランプ部70の第1交差部74a、第2交差部74bの各々に第1頂点側カムフォロア66a、第2頂点側カムフォロア66bが進入してV字形状カム部材72a、72cに当接することにより、ワーク積載部14が自律走行部12に拘束される。【選択図】図1
Description
本発明は、自律走行部と、該自律走行部の上方に着脱可能に支持されてワークを積載可能なワーク積載部とを有する搬送台車に関する。
自動搬送台車(AGV)は、工場内等で貨物(ワーク)を自動的に搬送する搬送手段として広汎に用いられている。この種のAGVとして、特許文献1、2に記載されるような自律走行部の前又は後にワーク積載部を連結する牽引式のものや、特許文献3に記載されるような搬送台車部の上方にワーク積載部を設ける低床式のものが周知である。
一般的な低床式AGVでは、自律走行部がワーク積載部の下方に進入した後、自律走行部に設けられた所定の昇降機構でワーク積載部を上昇させるようにしている。これに対し、特許文献3には、自律走行部に設けたピンをワーク積載部に形成された係合孔に係合し、自律走行部とワーク積載部を連結する構成が提案されている。
牽引式AGVには、自律走行部とワーク積載部が前後に連なる。このため、広大な移動スペースが必要である。また、自律走行部の車輪に不具合が生じた場合、ワーク積載部が自律走行部に対して傾斜した状態で牽引されるようにしなければならない。このような状況を想定して、走行スペースの側方に余裕代を設けたり、ガイドを設置したりする必要がある。加えて、この場合、ワーク積載部が自律走行部に対して比較的自由に揺動するため、ワーク積載部と自律走行部との位置合わせが容易ではないという不都合がある。さらに、AGVが後方へ移動することは困難であり、側方へ移動することは不可能である。すなわち、移動方向が実質的に前方に制限される。
一方、特許文献3に記載された構成では、ワーク積載部及びワークの重量負荷に対応するべく、ピン径を大きくする必要がある。また、自律走行部とワーク積載部との相対的な位置ズレを許容するべく、ワーク積載部に形成する係合孔の直径を大きくせざるを得ない。ワーク積載部はワークを積載することから、係合孔の直径を大きくしてもなお剛性を確保するべく、ワーク積載部を大型化する必要が生じる。通常、ワーク積載部の個数は自律走行部よりも多いので、大型なワーク積載部を多数個用意することはコストの高騰を招く。
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、自律走行部とワーク積載部の位置合わせ、及び連結を行うことが容易であり、しかも、ワーク積載部の小型化を図り得る搬送台車を提供することを目的とする。
前記の目的を達成するために、本発明は、自律走行部と、前記自律走行部の上方に着脱可能に支持されるワーク積載部とを有する搬送台車であって、
前記自律走行部に設けられ、互いに同期して変位するスライダを含む1対以上のトグル機構と、
前記スライダに設けられたカムフォロアと、
前記ワーク積載部に設けられ、前記カムフォロアが進入する被クランプ部と、
を備え、
前記被クランプ部は、2組の対角を有するX字形状をなし、
前記カムフォロアが、前記2組の対角中の1組に進入し、且つ前記被クランプ部を介して互いに対向する位置で前記被クランプ部に当接することで、前記ワーク積載部が前記自律走行部に拘束され、
前記カムフォロアが前記対角から退避することで、前記ワーク積載部が前記自律走行部の拘束から解放されることを特徴とする。
前記自律走行部に設けられ、互いに同期して変位するスライダを含む1対以上のトグル機構と、
前記スライダに設けられたカムフォロアと、
前記ワーク積載部に設けられ、前記カムフォロアが進入する被クランプ部と、
を備え、
前記被クランプ部は、2組の対角を有するX字形状をなし、
前記カムフォロアが、前記2組の対角中の1組に進入し、且つ前記被クランプ部を介して互いに対向する位置で前記被クランプ部に当接することで、前記ワーク積載部が前記自律走行部に拘束され、
前記カムフォロアが前記対角から退避することで、前記ワーク積載部が前記自律走行部の拘束から解放されることを特徴とする。
先ず、本発明においては、自律走行部とワーク積載部の位置決め、及び両者の連結を、トグル機構を構成するスライダに設けられたカムフォロアと、被クランプ部とで行うようにしている。すなわち、ピンや係合孔による位置決め及び連結がなされない。従って、ワーク積載部に係合孔を形成する必要がなく、必然的に、ワーク積載部の剛性を確保するべく該ワーク積載部を大型なものとして構成する必要もない。また、この場合、ワーク積載部を昇降させるための昇降機構が不要である。
以上のような理由から、搬送台車、特に自律走行部の構成が簡素となるとともに、ワーク積載部の小型化を図ることができる。この分、コストの低廉化を図ることができる。
さらに、スライダを被クランプ部に接近するように変位させることで、カムフォロアが被クランプ部を押圧して位置合わせ及び連結がなされる。このように、本発明によれば、自律走行部とワーク積載部の位置決め、及び両者の連結が容易となる。
さらに、カムフォロアと被クランプ部とが位置ズレを起こしていた場合であっても、スライダの推進力が被クランプ部に作用することにより、該被クランプ部がカムフォロア側に押圧される。その結果、被クランプ部とカムフォロアの位置が精度よく合う。このため、カムフォロアと被クランプ部の初期位置合わせは大まかであっても差し支えがない。すなわち上記の構成によれば、位置ズレの許容範囲が大きくなるとともに、位置合わせの精度が良好となる。
しかも、上記の位置合わせの際、自律走行部又はワーク積載部の移動量は僅かである。このため、位置合わせに要する電力等のエネルギの損失を低減することができる。
加えて、自律走行部とワーク積載部を、トグル機構による高いクランプ力で連結することができるとともに、移動に対する応答性を向上させることができる。しかも、トグル機構によれば、連結を維持するためのエネルギが不要であるので省エネルギ化及びランニングコストの低廉化を図ることもできる。
また、本発明では、自律走行部がワーク積載部を牽引することがない。このため、移動スペースが広大になることがなく、自律走行部に不具合が生じたときにも余裕代が必要となることがない。このため、搬送台車を用いる工場や保管倉庫等の省スペース化を図ることができる。その上、移動方向が前方に制限されることもない。
1個のスライダには3個のカムフォロアを設け、且つ該3個のカムフォロアを、前記対角に進入する1個を頂点として3角形状に配置することが好ましい。
この構成では、頂点に位置するカムフォロアが前記対角に進入して被クランプ部に当接するとき、残余の2個のカムフォロアも被クランプ部に当接させるとよい。被クランプ部に当接するカムフォロアの個数が多いので、トグル機構が被クランプ部に付与するクランプ力が大きくなる。すなわち、ワーク積載部が自律走行部に堅牢に連結される。
本発明によれば、自律走行部に設けたトグル機構を構成するスライダに設けられたカムフォロアと、ワーク積載部に設けた被クランプ部とを用い、自律走行部とワーク積載部の位置決め、及び両者の連結を行うようにしている。このため、搬送台車、特に自律走行部の構成が簡素となるとともに、ワーク積載部の小型化を図ることができる。従って、コストの低廉化を図ることができる。また、カムフォロアと被クランプ部の位置ズレの許容範囲が大きくなるとともに、位置合わせの精度が良好となる。
さらに、上記の構成とすることにより、自律走行部とワーク積載部の位置決め、及び両者の連結が容易となる。しかも、位置合わせ及び連結に際して自律走行部又はワーク積載部の移動量が僅かであるので、位置合わせに要する電力等のエネルギの損失を低減することができる。
加えて、自律走行部とワーク積載部を、トグル機構による高いクランプ力で連結することができるとともに、移動に対する応答性を向上させることができる。しかも、トグル機構を採用したことで、省エネルギ化及びランニングコストの低廉化を図ることもできる。
以下、本発明に係る搬送台車につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施の形態に係る搬送台車10の要部概略斜視図である。この搬送台車10は、自律走行部12と、該自律走行部12の上方に配置されて該自律走行部12に連結されるワーク積載部14とを有する。すなわち、搬送台車10は、いわゆるAGVである。
自律走行部12は、仮想線で示すように車輪16を含む基台18と、該基台18上に設けられたクランプ機構20とを有する。クランプ機構20は、脚部22a、22bを介して基台18に支持される。
クランプ機構20は、搬送台車10の前後方向に沿う方向が長尺な平板形状をなす基盤24を含む。この基盤24の下端面には、脚部22a、22b等を省略した図2に示すように、クランプ機構20を構成する第1駆動用モータ26a、第2駆動用モータ26bがモータ支持盤27a、27bを介して支持されている。これら第1駆動用モータ26a、第2駆動用モータ26bは、後述する第1トグル機構28aの第1スライダ30a、第2トグル機構28bの第2スライダ30bを同期して変位させるためのものである。
第1駆動用モータ26a、第2駆動用モータ26bには、第1ワイヤ掛止部32a、第2ワイヤ掛止部32bを出発点とする第1ワイヤ34a、第2ワイヤ34bが架け渡されている。第1駆動用モータ26aと第2駆動用モータ26bの間には複数個の駆動用プーリ38が設置されており、第1ワイヤ34a、第2ワイヤ34bは、これらの駆動用プーリ38に架け渡されている。
第1駆動用モータ26aの近傍には、第1リンク機構40aを構成する第1短アーム部材42aが、ブッシュ43a内の第1回動軸44aに連結されている。第1短アーム部材42aには第1長アーム部材46aが連結される。同様に、第2駆動用モータ26bの近傍には、第2リンク機構40bを構成する第2短アーム部材42bがブッシュ43b内の第2回動軸44bに連結されるとともに、該第2短アーム部材42bに第2長アーム部材46bが連結される。
第1長アーム部材46aと第2長アーム部材46bの間には第3回動軸48が介在し、該第3回動軸48には、回動用プーリ50が設けられる。第3回動軸48が回動用プーリ50と一体的に回転することで、これに追従して第1長アーム部材46a及び第2長アーム部材46bが前進又は後退するとともに、第1短アーム部材42a及び第2短アーム部材42bが回動する。
一方、基盤24の上端面には、図1に示すように、前記第1駆動用モータ26a及び前記第2駆動用モータ26bとともにクランプ機構20を構成する第1トグル機構28a、第2トグル機構28bが設けられる。この中の第1トグル機構28aは、略三角形状をなす第1スライダ30aと、該第1スライダ30aを変位させるための第1トグルアーム54aと、第1スライダ30aと第1トグルアーム54aを連結する第1ロッド56aとを有する。
基盤24上の、第1トグルアーム54aの下方には第1支持盤60aが立設され、且つ該第1支持盤60aから第2トグル機構28bに向かって所定距離で離間した位置には、第2支持盤60bが立設される。第1支持盤60aから第2支持盤60bには2本の第1案内用バー部材62aが橋架されており、前記第1スライダ30aは、該第1案内用バー部材62aに案内されて変位する。
第1スライダ30aは、第1ロッド56aに臨む側を底辺とするような略三角形状をなし、各頂点にはカムフォロア64a、64b、66aが設けられる。すなわち、第1スライダ30aは3個のカムフォロア64a、64b、66aを有する。以下、第1ロッド56aに臨む底辺に設けられた2個のカムフォロアを第1底辺側カムフォロア64a、64b、第2トグル機構28b側に臨む頂点に設けられた1個のカムフォロアを第1頂点側カムフォロア66aと表記する。
このように構成される第1スライダ30aは、第1ロッド56aを介して第1トグルアーム54aに連結されている。また、第1トグルアーム54aは第1回動軸44aに連結されている。
第2トグル機構28bは、第1トグル機構28aに準じて構成されている。すなわち、第2トグル機構28bは、略三角形状をなし、第3支持盤60cから第4支持盤60dにわたって橋架された2本の第2案内用バー部材62bに案内されて変位する第2スライダ30bと、第2回動軸44bに支持された第2トグルアーム54bと、第2スライダ30bと第2トグルアーム54bを連結する第2ロッド56bとを有する。
第2スライダ30bは、第2ロッド56bに臨む側を底辺とするような略三角形状をなし、各頂点にはカムフォロア64c、64d、66bが設けられる。すなわち、第2スライダ30bにも、第2底辺側カムフォロア64c、64d、第2頂点側カムフォロア66bが設けられている。
以上のように構成される自律走行部12は、例えば、磁気や信号等の適宜の誘導手段によって自律走行する。
ワーク積載部14は、図示しない貨物(ワーク)を積載するためのものであり、その底部に被クランプ部70が設けられる。該被クランプ部70は、4本のV字形状カム部材72a〜72dが、各々の底部が交点Pで互いに突き合わされて2組の対角を形成するように組み合わされてなる。このため、被クランプ部70はX字形状をなす。以下、説明の便宜上、交点Pを境に対向する1組の対角を第1交差部74a、第2交差部74bとする。第1交差部74aは第1頂点側カムフォロア66aに臨み、第1交差部74aと対角関係にある第2交差部74bは第2頂点側カムフォロア66bに対向する。
本実施の形態に係る搬送台車10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。
搬送台車10を用いてワークを搬送するに際しては、先ず、作業者がワーク積載部14にワークを積載する作業を行う。次に、このワーク積載部14の下方に自律走行部12が進入し、図1に示す状態となる。この時点で、第1トグル機構28a及び第2トグル機構28bが被クランプ部70を挟持していないことは勿論である。また、被クランプ部70の第1交差部74a、第2交差部74bが第1頂点側カムフォロア66a、第2頂点側カムフォロア66bに精確に対向している必要は特にない。
次に、第1駆動用モータ26a及び第2駆動用モータ26bが付勢される。これに伴って第1ワイヤ34aが第1駆動用モータ26aから繰り出されるとともに第2ワイヤ34bが第2駆動用モータ26bに巻き取られ、その結果、駆動用プーリ38が回転する。さらに、第3回動軸48が回転し、その結果、第1長アーム部材46aが第2長アーム部材46bから離間する方向に押し出されるとともに、第2長アーム部材46bが第1長アーム部材46aに接近する方向に引き寄せられる。
これにより、第1短アーム部材42aが第1回転軸を中心に図2中の矢印X1(時計回り)方向に回動する。一方、第2短アーム部材42bは、第2回転軸を中心に図2中の矢印X2(時計回り)方向に回動する。ここで、第1短アーム部材42a及び第2短アーム部材42bは、第1回転軸、第2回転軸にそれぞれ連結されている。従って、第1回転軸、第2回転軸は、第1短アーム部材42a及び第2短アーム部材42bが回動することに伴って反時計回りに回転する。
第1回転軸、第2回転軸には、第1トグルアーム54a、第2トグルアーム54bがそれぞれ連結されている。従って、上記のようにして第1回転軸及び第2回転軸が回転すると、これと一体的に第1トグルアーム54a、第2トグルアーム54bが同一方向、すなわち、図1中の矢印X1、X2(時計回り)方向に向かって回動する。
これにより、図3に示すように、第1トグルアーム54aと第1ロッド56aが同一軸線上に沿って延在するとともに、第1スライダ30aが被クランプ部70に指向して前進する。同様に、第2トグルアーム54bと第2ロッド56bが同一軸線上に沿って延在するとともに、第2スライダ30bが被クランプ部70に指向して前進する。この間、第1スライダ30aは第1案内用バー部材62aに案内され、第2スライダ30bは第2案内用バー部材62bに案内される。
このとき、例えば、図4に示すように、V字形状カム部材72a〜72dの交点Pが理想位置Oから位置ズレを起こしていることがある。この場合、第1頂点側カムフォロア66a、第2頂点側カムフォロア66bは、第1交差部74a、第2交差部74bに対向しないものの、V字形状カム部材72a、72cの所定の部位に当接する。
この状態で第1スライダ30a、第2スライダ30bがさらに前進(直進動作)すると、第1スライダ30a、第2スライダ30bの推進力によって、第1頂点側カムフォロア66a、第2頂点側カムフォロア66b側に押圧する力が被クランプ部70に作用する。すなわち、第1頂点側カムフォロア66a及び第2頂点側カムフォロア66bがV字形状カム部材72a、72cに沿って相対的に移動し、その結果、図5に示すように、交点Pと理想位置Oが合致する。すなわち、第1頂点側カムフォロア66aが第1交差部74aに進入し、且つ第2頂点側カムフォロア66bが第2交差部74bに進入する。これにより、自律走行部12とワーク積載部14の位置合わせがなされる。
そして、第1頂点側カムフォロア66aが第1交差部74aを形成する2つの壁に当接し、且つ第2頂点側カムフォロア66bが第2交差部74bを形成する2つの壁に当接する。同時に、第1底辺側カムフォロア64a、64bがV字形状カム部材72aに当接し、同様に、第2底辺側カムフォロア64c、64dがV字形状カム部材72cに当接する。以上の当接により、被クランプ部70が第1トグル機構28a、第2トグル機構28bに堅牢に挟持される。すなわち、ワーク積載部14が自律走行部12に高いクランプ力で連結されて搬送台車10が構成される。
このように、本実施の形態においては、被クランプ部70をカム構造とし、特に第1頂点側カムフォロア66a及び第2頂点側カムフォロア66bによって被クランプ部70を押圧することで、自律走行部12とワーク積載部14との位置合わせを行うことができる。このため、位置ズレの許容範囲が広くなる。このため、ワーク積載部14を自律走行部12に連結することも容易である。しかも、位置合わせの精度が良好となる。
また、位置合わせないし連結に際し、自律走行部12又はワーク積載部14の相対的な移動量は僅かである。このため、位置合わせないし連結に要する電力等のエネルギの損失を低減することができる。
自律走行部12は、この状態で自律走行する。すなわち、ワークがワーク積載部14ごと自律走行部12により所定の移送先へ搬送される。この間、自律走行部12とワーク積載部14が、第1トグル機構28a、第2トグル機構28bによって高いクランプ力で堅牢に連結されているので、移動に対する応答性を向上させることができる。また、第1トグル機構28a、第2トグル機構28bによれば、自律走行部12とワーク積載部14の連結(カムフォロア64a〜64d、66a、66bによる被クランプ部70のクランプ)を維持するためのエネルギが不要である。このため、省エネルギ化及びランニングコストの低廉化を図ることもできる。
その後、ワークが降ろされ、ワーク積載部14が自律走行部12から解放される。この際には、第1駆動用モータ26a及び第2駆動用モータ26bを付勢し、上記とは逆に、第2ワイヤ34bを第2駆動用モータ26bから繰り出すとともに第1ワイヤ34aを第1駆動用モータ26aで巻き取る。その結果、駆動用プーリ38が回転して第3回動軸48が回転し、第1長アーム部材46aが第2長アーム部材46bに接近する方向に引き寄せられるとともに、第2長アーム部材46bが第1長アーム部材46aから離間する方向に押し出される。
すなわち、第1短アーム部材42aが第1回転軸を中心に図2中の矢印Y1(反時計回り)方向に回動し、且つ第2短アーム部材42bが第2回転軸を中心に図2中の矢印Y2(反時計回り)方向に回動する。さらに、第1回転軸、第2回転軸が時計回りに回転するとともに、これと一体的に第1トグルアーム54a、第2トグルアーム54bが図1中の矢印Y1、Y2(反時計回り)方向に向かって回動する。
その結果、図1に示すように、第1スライダ30a及び第2スライダ30bが第1案内用バー部材62a、第2案内用バー部材62bに案内されながら被クランプ部70から離間する方向に後退する。最終的に、第1トグルアーム54aが第1ロッド56aに対して傾斜し、第2トグルアーム54bが第2ロッド56bに対して傾斜するとともに、第1頂点側カムフォロア66a、第1底辺側カムフォロア64a、64b、第2頂点側カムフォロア66b、第2底辺側カムフォロア64c、64dが被クランプ部70から退避(離脱)する。その結果、ワーク積載部14が自律走行部12から離脱可能となる。
このように、本実施の形態によれば、自律走行部12とワーク積載部14の位置決めを、ピンや係合孔によって行う必要がない。このため、ワーク積載部14の剛性を確保するべく該ワーク積載部14を大型なものとして構成する必要がない。従って、ワーク積載部14を多数個用意しても、コストが高騰することを回避することができる。
また、この場合、ワーク積載部14を昇降させるための昇降機構が不要であるので、搬送台車10の構成が簡素となるとともに、この分、コストの一層の低廉化を図ることができる。
さらに、被クランプ部70は、4本のバー部材をV字形状に折曲し、その後に各々を接合することで得られる。すなわち、被クランプ部70を容易に作製することができる。
加えて、本実施の形態では、自律走行部12がワーク積載部14を牽引することがない。このため、自律走行部12の車輪16に不具合が生じたときの余裕代が必要となることはなく、移動スペースが広大になることもない。すなわち、搬送台車10を用いる工場や保管倉庫等の省スペース化を図ることができる。しかも、移動方向が前方に制限されることがないという利点も得られる。
本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、第1スライダ30a及び第2スライダ30bを変位させる駆動機構は、第1リンク機構40a、第2リンク機構40bに特に限定されるものではなく、図6に示すような第1駆動用プーリ80a、第2駆動用プーリ80bであってもよい。
また、第1頂点側カムフォロア66a、第2頂点側カムフォロア66bのみで被クランプ部70を十分な力で挟持し得る場合、第1底辺側カムフォロア64a、64b及び第2底辺側カムフォロア64c、64dを設ける必要は特にない。
さらに、被クランプ部70を、2本の直線形状カム部材を組み合わせることで構成するようにしてもよい。この場合、例えば、各直線形状カム部材の長手方向中間に切込を形成し、切込同士を係合すればよい。このようにすることによっても、被クランプ部70を容易に作製することができる。
いずれの場合においても、頂点側カムフォロアが設けられ、且つ第1交差部74a、第2交差部74bの間に介在する残余の交差部に進入するスライダをさらに設けるようにしてもよい。
10…搬送台車 12…自律走行部
14…ワーク積載部 20…クランプ機構
26a、26b…駆動用モータ 28a、28b…トグル機構
30a、30b…スライダ 34a、34b…ワイヤ
40a、40b…リンク機構 54a、54b…トグルアーム
56a、56b…ロッド 64a〜64d…底辺側カムフォロア
66a、66b…頂点側カムフォロア 70…被クランプ部
72a〜72d…V字形状カム部材 74a、74b…交差部
80a、80b…駆動用プーリ
14…ワーク積載部 20…クランプ機構
26a、26b…駆動用モータ 28a、28b…トグル機構
30a、30b…スライダ 34a、34b…ワイヤ
40a、40b…リンク機構 54a、54b…トグルアーム
56a、56b…ロッド 64a〜64d…底辺側カムフォロア
66a、66b…頂点側カムフォロア 70…被クランプ部
72a〜72d…V字形状カム部材 74a、74b…交差部
80a、80b…駆動用プーリ
Claims (3)
- 自律走行部と、前記自律走行部の上方に着脱可能に支持されるワーク積載部とを有する搬送台車であって、
前記自律走行部に設けられ、互いに同期して変位するスライダを含む1対以上のトグル機構と、
前記スライダに設けられたカムフォロアと、
前記ワーク積載部に設けられ、前記カムフォロアが進入する被クランプ部と、
を備え、
前記被クランプ部は、2組の対角を有するX字形状をなし、
前記カムフォロアが、前記2組の対角中の1組に進入し、且つ前記被クランプ部を介して互いに対向する位置で前記被クランプ部に当接することで、前記ワーク積載部が前記自律走行部に拘束され、
前記カムフォロアが前記対角から退避することで、前記ワーク積載部が前記自律走行部の拘束から解放されることを特徴とする搬送台車。 - 請求項1記載の搬送台車において、1個の前記スライダに、前記カムフォロアが3個設けられ、且つ3個のカムフォロアが、前記対角に進入する1個を頂点として3角形状に配置されていることを特徴とする搬送台車。
- 請求項2記載の搬送台車において、頂点に位置する1個の前記カムフォロアが前記対角に進入して前記被クランプ部に当接するとき、残余の2個の前記カムフォロアも前記被クランプ部に当接することを特徴とする搬送台車。
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