JP2005161939A - Track rail type automatic traveling truck - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば工場内に点在配置されている各種の加工装置間等に亘ってワークを搬送するような場合に用いられる自動走行台車に関し、詳しくは、台車本体の走行方向の前後に複数の床面走行用車輪を備え、そのうち少なくとも一つの車輪を駆動回転させることにより、床面に敷設した軌道レールに沿って往復駆動走行可能に構成されている軌道レール式の自動走行台車に関する。 The present invention relates to an automatic traveling carriage used when, for example, a workpiece is transported between various processing apparatuses that are scattered in a factory, and more specifically, a plurality of automatic traveling carriages before and after the traveling direction of the carriage body. The present invention relates to a track rail type automatic travel bogie configured to be capable of reciprocating drive along a track rail laid on the floor surface by driving and rotating at least one of the wheels.
この種の自動走行台車として、従来、複数の床面走行用車輪とその車輪駆動機構を備えているとともに、床面に付設したテープや線引きマークを媒介として走行経路を検出するセンサー及びそのセンサーによる走行経路の検出結果に基づいて左右の走行車輪の回転速度を制御する操向制御装置を備えさせることにより、台車本体を直線走行も曲線走行も共に可能とした非軌道レール式の無人自動走行台車と、上述のように台車本体の走行方向の前後に複数の床面走行用車輪とそのうち少なくとも一つの車輪を駆動回転させる車輪駆動機構とを備え、床面に敷設した軌道レールに沿わせて台車本体を直線的に往復駆動走行可能に構成して加工装置間等を直線的に結ぶ直線搬送専用の軌道レール式の自動走行台車とが知られている。
As this type of automatic traveling carriage, conventionally, a plurality of floor surface traveling wheels and their wheel drive mechanisms are provided, a sensor for detecting a traveling route through a tape or a drawing mark attached to the floor surface, and the sensor. A non-track rail type unmanned automatic traveling cart that enables the cart body to travel both in a straight line and in a curved line by providing a steering control device that controls the rotational speed of the left and right traveling wheels based on the detection result of the travel route. And a plurality of floor surface traveling wheels and a wheel driving mechanism for driving and rotating at least one of the wheels before and after the traveling direction of the body of the carriage as described above, and the carriage along the track rail laid on the
そのうち、直線搬送専用の軌道レール式自動走行台車としては、図6〜図8に示すように、台車本体51の走行方向前後両側にそれぞれ床面走行用の左右一対の走行車輪52,52及び53,53を配置し、これらのうち、走行方向一方側の左右一対の走行車輪52,52をそれぞれスプロケット54,55及びチェーン56を介して左右同期駆動式のモータ57,57に連動連結させるとともに、走行方向前後両側の中央部には、床面FLに敷設の軌道レール58の両側面58aに摺接する一対のカムファロア(ローラー)59,59からなる走行ガイド機構60を設け、これら走行ガイド機構60による直線走行ガイド作用と走行車輪52,52の駆動作用とにより台車本体51を軌道レール58に沿わせて走行移動させるように構成された四輪タイプのものが一般的である。
Among them, as a track rail type automatic traveling carriage dedicated for linear conveyance, as shown in FIGS. 6 to 8, a pair of left and right traveling
上記した非軌道レール式の無人自動走行台車の場合は、曲線経路での駆動走行を可能とするために、前記したセンサー及びそのセンサーによる走行経路の検出結果に基づいて内外輪の周速度差を補正制御するような複雑かつ高価な操向制御装置等が必要で、台車全体が重量化、大型化するばかりでなく、非常に高価なものになる。 In the case of the above-described untracked rail type unmanned automatic traveling carriage, in order to enable driving traveling on a curved path, the peripheral speed difference between the inner and outer wheels is calculated based on the sensor and the detection result of the traveling path by the sensor. A complicated and expensive steering control device or the like that performs correction control is required, and the entire cart is not only increased in weight and size, but also becomes very expensive.
一方、軌道レール式の自動走行台車は、上記したセンサーや内外輪の周速度差を補正制御するような複雑な操向制御装置等が不要で、台車全体の軽量化、小型化並びに低コスト化が可能であるものの、工場内の全体レイアウト等からみて加工装置間等を直線的に結ぶことができない、例えばワークを受渡しする両装置が互いに直角に曲がって配置されている場合や、両装置のセンターが少しずれて配置されているような場合、一つの軌道レールを敷設してそれに沿わせて台車を走行させるだけでは所定どおりのワーク搬送が行えず、二つ以上の軌道レールを組み合わせ敷設して各軌道レールに沿わせて台車を走行させるなどの乗り継ぎ方式のライン構成を採用する必要があり、ライン設備費が非常に高くなるとともに、ワークの乗り継ぎに時間がかかり、搬送効率が非常に悪くなることは避けられないという難点がある。 On the other hand, the track rail type automatic traveling cart does not require the above-mentioned sensor or a complicated steering control device that corrects and controls the peripheral speed difference between the inner and outer wheels, making the entire cart lighter, smaller and less expensive. However, it is not possible to connect the processing devices linearly from the viewpoint of the overall layout in the factory.For example, when both devices that deliver workpieces are bent at right angles to each other, If the center is slightly offset, it is not possible to carry the workpiece as expected by simply laying one track rail and running the carriage along it, and laying a combination of two or more track rails. It is necessary to adopt a line system that uses a connection system, such as running a carriage along each track rail, resulting in very high line equipment costs and when connecting workpieces. It takes, there is a drawback that it is inevitable that the transfer efficiency is very poor.
また、図6〜図7に示したような四輪タイプの軌道レール式の自動走行台車の場合は、床面FLに凹凸部や傾斜部があると、四つの走行車輪52,52及び53,53が均等に床面FLに接地しない、いわゆる、片当たり現象が生じて一部の車輪に異常負荷が掛かって片摩耗しやすい。そのため、補修や部品交換等のメンテナンスを短いサイクルで行なう必要があり、そのメンテナンス費用を含めてランニングコストが非常に高いものとなる問題もあった。
Further, in the case of a four-wheel type track rail type automatic traveling carriage as shown in FIGS. 6 to 7, if the floor surface FL has an uneven portion or an inclined portion, the four traveling
本発明は上述の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、台車全体の軽量化、小型化並びに低コストが図れ、かつ、メンテナンスを含めたランニングコストの低減も可能としつつ、直線経路に限らず曲線経路でも確実、円滑に走行させることができる軌道レール式の自動走行台車を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and its purpose is to reduce the running weight including maintenance while reducing the weight, size and cost of the entire carriage, while maintaining a straight path. It is not limited to providing a track rail type automatic traveling cart that can be surely and smoothly traveled even on a curved route.
上記目的を達成するために案出された本発明に係る軌道レール式の自動走行台車は、台車本体の走行方向の一方側には床面走行用の左右一対の走行車輪が配置されているとともに、走行方向の他方側の中央部には床面に敷設の軌道レール上を走行する走行車輪が配置され、かつ、この中央部の走行車輪を前記軌道レールに沿わせて走行移動案内する走行ガイド機構及び前記左右一対の走行車輪のいずれか一方を駆動する車輪駆動機構が設けられている軌道レール式の自動走行台車であって、前記左右一対の走行車輪がそれぞれ台車本体に対して縦軸心周りに回動可能に支持されて左右各別に操向自在に構成されているとともに、これら左右一対の走行車輪間の中央部の台車本体部分には、前記軌道レールに嵌合して該軌道レールに沿って倣い走行移動する操向ガイド機構が縦軸心周りに回動可能に支持されており、この操向ガイド機構の縦軸心周りの可動部と前記左右一対の走行車輪側の縦軸心周りの各可動部とが操向用リンクにより連係されていることを特徴としている。 The track rail type automatic traveling cart devised to achieve the above object has a pair of left and right traveling wheels for traveling on the floor on one side of the traveling direction of the cart body. A traveling guide that travels on a track rail laid on the floor surface is disposed in the central portion on the other side in the traveling direction, and the traveling wheel of the central portion travels along the track rail. A track rail type automatic traveling bogie provided with a mechanism and a wheel drive mechanism for driving either one of the pair of left and right running wheels, wherein the pair of left and right running wheels are respectively vertically aligned with respect to the bogie main body. The track body is supported so as to be pivotable around the left and right, and can be steered separately. Imitate along A steering guide mechanism that moves in a row is supported so as to be rotatable about a vertical axis, and each of the movable part around the vertical axis of the steering guide mechanism and the vertical axis around the pair of left and right traveling wheels is provided. The movable part is linked by a steering link.
上記のごとき特徴構成を有する本発明に係る自動走行台車によれば、従来の非軌道レール式の無人自動走行台車のように、曲線走行を可能とするための走行経路検出用のセンサーや内外輪の周速度差を補正制御するような複雑な操向制御装置等が不要であるために、台車全体の軽量化、小型化並びに低コスト化を図ることができるとともに、三輪タイプであるので、床面に凹凸部や傾斜部があったとしても、各走行車輪を均等に床面に接地させてそれら全車輪に均等に負荷が掛かるため、全車輪をほぼ平均的に摩耗させることが可能であり、それだけメンテナンスのサイクルを長くとれ、一部の走行車輪の片摩耗に伴う補修や部品交換等に要するメンテナンス費用を削減してランニングコストの低減を図ることができる。 According to the automatic traveling vehicle according to the present invention having the above-described characteristic configuration, as in the case of a conventional non-track rail type unmanned automatic traveling vehicle, a sensor for detecting a traveling route and an inner / outer wheel for enabling curved traveling This eliminates the need for a complicated steering control device that corrects and controls the peripheral speed difference of the vehicle, so that the entire bogie can be reduced in weight, size, and cost. Even if there are irregularities or slopes on the surface, each wheel is evenly grounded to the floor and all the wheels are evenly loaded, so it is possible to wear all the wheels almost on average. As a result, the maintenance cycle can be lengthened, and the maintenance cost required for repair or part replacement accompanying partial wear of some traveling wheels can be reduced to reduce the running cost.
しかも、軌道レールに嵌合して倣い走行移動する操向ガイド機構が軌道レールの曲線部にさしかかったときの姿勢変化を利用して左右一対の走行車輪を軌道レールの曲線部に沿わせて傾ける、いわゆる、操向(ステアリング)機能を発揮させることができるので、リンク機構による簡単かつ安価な構造でありながら、台車を曲線経路においても確実、円滑に走行させることができ、したがって、工場内レイアウトのいかんにかかわらず、乗り継ぎ方式のライン構成を採用する必要が全くなく、ライン設備費の低減と共にワークの乗り継ぎ時間も不要にして搬送効率の向上を実現できるという効果を奏する。 In addition, a pair of left and right traveling wheels are tilted along the curved portion of the track rail using a change in posture when the steering guide mechanism that fits on the track rail and moves by following the curved portion of the track rail. The so-called steering (steering) function can be exerted, so that the cart can be surely and smoothly traveled even on a curved route while having a simple and inexpensive structure by the link mechanism, and therefore the layout in the factory. In spite of this, there is no need to adopt a connection type line configuration, and there is an effect that it is possible to realize an improvement in conveyance efficiency by reducing the line equipment cost and eliminating the time for connecting workpieces.
特に、本発明に係る軌道レール式の自動走行台車において、請求項2に記載のように、前記左右一対の走行車輪のいずれか一方を駆動する車輪駆動機構を、それにより駆動される側の走行車輪と一体的に縦軸心周りに回動可能に支持する構成を採用することにより、曲線部走行時に軌道レールに対して倣い操向される走行車輪と一体に車輪駆動機構も倣い操向させることができるので、その車輪駆動機構としても操向を吸収するための特別な構造を組み込む必要がなく、台車全体の軽量化、小型化並びに低コスト化を促進することができる。
Particularly, in the track rail type automatic traveling vehicle according to the present invention, as described in
また、本発明に係る軌道レール式の自動操向台車における前記の走行ガイド機構及び操向ガイド機構としては、軌道レールの両側面に一対のカムファロア(ローラー)を摺接させる構成のものであってもよいが、請求項3に記載のように、前記軌道レールの幅中央部にその全長に亘り形成された凹部内に嵌合して倣い走行移動するように構成することによって、部品点数を少なくして一層のコスト低減を図ることができる。
Further, the travel guide mechanism and the steering guide mechanism in the track rail type automatic steering cart according to the present invention have a configuration in which a pair of cam followers (rollers) are in sliding contact with both side surfaces of the track rail. However, as described in
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図1は本発明に係る軌道レール式の自動走行台車全体の平面図、図2はその側面図、図3はその正面図、図4は図1のX−X線での縦断正面図である。これら図1〜4において、1は台車本体であり、この台車本体1は、平面視形状が矩形のシャーシ2と、このシャーシ2の上面に固定された板状カバー3と、前記シャーシ2の走行方向前後に連結固定されたバンパー4,4とから構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 is a plan view of the entire track rail type automatic traveling carriage according to the present invention, FIG. 2 is a side view thereof, FIG. 3 is a front view thereof, and FIG. 4 is a longitudinal front view taken along line XX of FIG. . 1 to 4,
前記台車本体1の下部でその走行方向の一方側には床面FLに摺接して回転する床面走行用の左右一対の走行車輪5,5が配置されているとともに、走行方向の他方側で台車本体1の横幅方向の中央部には、床面FL上に敷設した軌道レール6の幅方向中央部にその全長に亘り形成された凹部6Aの両側部上面に摺接して回転する一対の小径輪体7a,7aからなる実質的に単一の走行車輪7が配置され、かつ、この中央部の単一走行車輪7を前記軌道レール6に沿わせて倣い走行移動案内する走行ガイド機構8が設けられ、また、前記左右一対の走行車輪5,5のうち、一方の走行車輪5には車輪駆動機構となるモータ9が直結されている。
A pair of left and right traveling
前記左右一対の走行車輪5,5は、台車本体1に対して軸受部材10,10を介して縦軸心a,aの周りに回動可能に支持された回動部材11,11の下端部に横軸12,12を中心として回転可能に支承されて左右各別に操向自在に構成されており、そのうち一方の走行車輪5を駆動する前記モータ9はその走行車輪5と一体的に縦軸心aの周りを回動するように前記回動部材11に固定一体化されている。
The pair of left and right traveling
一方、前記中央部の単一走行車輪7を構成する一対の小径輪体7a,7aは、台車本体1に対して軸受部材13を介して縦軸心bの周りに回動可能に支持された回動部材14の下端部に横軸15を中心として回転可能に支承されているとともに、前記回動部材14の下端面には台車本体1の走行方向の前後に延びる盤状部材16が固定され、この盤状部材16で前記縦軸心bから等しい距離を隔てた前後位置に前記軌道レール6の凹部6A内に嵌合して台車本体1の走行移動に伴い摺接回転するローラ17,17が軸支されており、これらローラ17,17及び盤状部材16により前記の走行ガイド機構8が構成されている。
On the other hand, the pair of small-
また、左右各別に操向自在に構成された前記の左右一対の走行車輪5,5間の中央部に相当する台車本体1の下部には、前記走行ガイド機構8と同様に、軌道レール6の凹部6A内に嵌合して該軌道レール6に沿って倣い走行移動する操向ガイド機構18が設けられている。この操向ガイド機構18は、図4に示すように、台車本体1に軸受部材19を介して縦軸心cの周りに回動可能に支持された回動部材20の下端面に固定されて走行方向の前後に延びる盤状部材21とこの盤状部材16で前記縦軸心cから等しい距離を隔てた前後位置に前記軌道レール6の凹部6A内に嵌合して台車本体1の走行移動に伴い摺接回転するように軸支されたローラ22,22とにより構成されている。
Similarly to the
そして、前記操向ガイド機構18における回動部材20から走行方向の一方に向けて縦軸心c周りに揺動可能な可動リンク(可動部)23が一体に突出されているとともに、左右一対の走行車輪5,5側の回動部材11,11からも同一方向に向けて縦軸心a,a周りに揺動可能な可動リンク(可動部)24,24が一体に突出されており、これら可動リンク23と24,24とをターンバックル式の操向用リンク25,25により枢支連結することにより、前記左右一対の走行車輪5,5を操向ガイド機構18を介して軌道レール6に沿って操向制御させるように構成している。
A movable link (movable portion) 23 that can swing around the longitudinal axis c from the rotating
なお、前記中央部に単一走行車輪7が配置されている台車本体1の走行方向の他方側でその幅方向の両側には、床面FLに極近接して移動する倒れ防止部材26が突出量調節自在に設けられている。また、台車本体1には、台車の前進移動時及び後退移動時の減速制御及び停止制御を司る複数個のリミットスイッチ27A,27B及び制御ボックス28等が付設されている。
In addition, on the other side in the traveling direction of the carriage
次に、上記のように構成された軌道レール式の自動走行台車の走行動作について説明する。
前記軌道レール6が直線状に敷設されている直線経路部分では、走行ガイド機構8及び操向ガイド機構18により左右一対の走行車輪5,5及び中央部の単一走行車輪7が共に図1に示すような直線走行姿勢に保たれ、したがって、台車は軌道レール6に沿い直線的に倣い走行移動する。このとき、床面FLに凹凸部や傾斜部があったとしても、前後三つの各車輪5,5,7が均等に床面FLに接地しほぼ均等な負荷を受けることになるため、片摩耗はほとんど起こらず、それら三つの全車輪5,5,7をほぼ平均的に摩耗させることが可能である。それゆえに、メンテナンスのサイクルを長くとれ、一部の車輪の片摩耗に伴う補修や部品交換等に要するメンテナンス費用を削減してランニングコストの低減が図れる。
Next, the traveling operation of the track rail type automatic traveling vehicle configured as described above will be described.
In the straight path portion where the
また、前記軌道レール6が曲線状に敷設されている曲線経路部分6Rでは、図5に示すように、走行ガイド機構8により単一走行車輪7が軌道レール6の曲がり度合いに応じて操向されるとともに、操向ガイド機構18における可動リンク23が軌道レール6の曲がり方向とは逆方向に傾き、その傾き力がリンク25,25を介して左右一対の走行車輪5,5側の可動リンク24,24に伝達されて回動部材11,11が縦軸心a,a周りに回動され、これによって、左右一対の走行車輪5,5が軌道レール6における曲線経路部分6Rの曲がり度合い及び曲がり方向に対応する姿勢に傾けられる、いわゆる、操向(ステアリング)機能が発揮されることになり、単純なリンク機構を用いた安価な操向構造でありながら、台車を曲線経路部分6Rにおいても確実、円滑に走行させることができる。
Further, in the
このように単一の軌道レール6及び単一の台車を用いて直線走行も曲線走行も可能であり、従来の非軌道レール式の無人自動走行台車にように、曲線走行を可能とするための走行経路検出用センサーや内外輪の周速度差を補正制御するような複雑な操向制御装置等も不要であるために、台車全体の軽量化、小型化並びに低コスト化が図れるのはもとより、工場内レイアウトのいかんにかかわらず、乗り継ぎ方式のライン構成を採用する必要が全くなく、ライン設備費の低減も図れ、かつ、ワークの乗り継ぎ時間も全く不要で搬送効率の向上を実現することができる。
In this way, a
なお、本発明に係る軌道レール式自動走行台車の実施にあたり、一つの走行車輪5を駆動するモータ9の出力(馬力)を、台車全体及び載荷するワークの総重量分を移動させるに必要かつ十分な最小値に設定して、台車が工場内の人や物に衝突してもそれらに危害や損害を与えることなく直ちに停止させることができるようにすることが望ましい。
In the implementation of the track rail type automatic traveling carriage according to the present invention, the output (horsepower) of the
例えば、総重量を50kg、転がり抵抗値を0.03とすると、50×0.03=1.5kgf(≒14.7N)の力で台車移動は可能であるが、走行開始(立ち上がり)時の必要トルクも加味して33N(≒3.3kgf)の出力のモータを使用し、走行車輪の直径を100mmとすると、33×2(100÷50)=66N(≒6.7kgf)の力で台車を移動させることが可能となる。これによって、台車走行時の人や物との衝突に伴い98N(≒10kgf)の力よりも小さい力が加わることで台車が簡単に停止されること荷なり、人や物に危害や損害を与えることがない非常に安全性に優れた自動走行台車とすることができる。 For example, if the total weight is 50 kg and the rolling resistance value is 0.03, the carriage can be moved with a force of 50 × 0.03 = 1.5 kgf (≈14.7 N), but at the start of running (rise) If the required torque is taken into account and a motor with an output of 33 N (≈3.3 kgf) is used and the diameter of the running wheel is 100 mm, the cart is 33 × 2 (100 ÷ 50) = 66 N (≈6.7 kgf). Can be moved. As a result, the carriage is easily stopped by applying a force smaller than 98 N (≈10 kgf) with the collision with the person or the object during the traveling of the truck, which causes damage or damage to the person or the object. It is possible to provide an automatic traveling cart that is extremely safe and has nothing to do.
1 台車本体
5,5 一対の走行車輪
6 軌道レール
6A 凹部
7 単一走行車輪
8 走行ガイド機構
9 モータ(車輪駆動機構)
18 操向ガイド機構
23,24 可動リンク(可動部)
25 操向用リンク
FL 床面
a,b,c 縦軸心
DESCRIPTION OF
18
25 Steering link FL Floor a, b, c Vertical axis
Claims (3)
前記左右一対の走行車輪がそれぞれ台車本体に対して縦軸心周りに回動可能に支持されて左右各別に操向自在に構成されているとともに、これら左右一対の走行車輪間の中央部の台車本体部分には、前記軌道レールに嵌合して該軌道レールに沿って倣い走行移動する操向ガイド機構が縦軸心周りに回動可能に支持されており、この操向ガイド機構の縦軸心周りの可動部と前記左右一対の走行車輪側の縦軸心周りの各可動部とが操向用リンクにより連係されていることを特徴とする軌道レール式の自動走行台車。 A pair of left and right traveling wheels for traveling on the floor is arranged on one side in the traveling direction of the cart body, and a traveling wheel that travels on a track rail laid on the floor in the central portion on the other side in the traveling direction. And a travel guide mechanism that travels and guides the traveling wheels of the central portion along the track rail and a wheel drive mechanism that drives one of the pair of left and right traveling wheels. Rail-type automatic traveling cart,
The pair of left and right traveling wheels are supported so as to be rotatable about the longitudinal axis with respect to the carriage body, and are configured to be steerable separately to the left and right, and a central carriage between the pair of left and right traveling wheels. A steering guide mechanism that fits on the track rail and moves along the track rail is supported on the main body portion so as to be rotatable about a vertical axis. The vertical axis of the steering guide mechanism A track rail type automatic traveling carriage characterized in that a movable part around a center and each movable part around a longitudinal axis on the pair of left and right traveling wheels are linked by a steering link.
3. The travel guide mechanism and the steering guide mechanism are configured to fit and move in a recess formed in the center of the width of the track rail over the entire length thereof. Track rail type automatic traveling cart.
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