JP2021142768A - Unmanned carrier driving device and unmanned carrier with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は無人搬送車の駆動装置及びこれを備える無人搬送車に関し、特に、アウターローター型モーターを用いた駆動装置及びこれを備える無人搬送車に関する。 The present invention relates to a drive device for an automatic guided vehicle and an automatic guided vehicle including the drive device, and more particularly to a drive device using an outer rotor type motor and an automatic guided vehicle including the drive device.
アウターローター型モーターを用いた車両の駆動装置としては、特許文献1に記載された駆動装置が知られている。特許文献1に記載された駆動装置は、車輪の内径部にアウターローター型モーターを配置することによって、車輪をダイレクトドライブしている。しかしながら、特許文献1においては、アウターローター型モーター又はこれを駆動するインバーター回路に故障が生じた場合には、車両の走行が困難となる。但し、特許文献1は、一般的な有人電気自動車を想定しているため、アウターローター型モーターやインバーター回路に故障が生じた場合、運転者は直ちにこれを認識することが可能である。
As a vehicle driving device using an outer rotor type motor, the driving device described in
しかしながら、車両が無人搬送車である場合、アウターローター型モーターやインバーター回路に故障が生じた場合であっても、オペレータがこれを直ちに認識することは困難である。このため、複数の駆動輪の一つに故障が生じた場合、無人搬送車が予期せぬ動作を行うおそれがあった。 However, when the vehicle is an automatic guided vehicle, it is difficult for the operator to immediately recognize even if a failure occurs in the outer rotor type motor or the inverter circuit. Therefore, if one of the plurality of drive wheels fails, the automatic guided vehicle may operate unexpectedly.
一方、無人搬送車の駆動装置としては特許文献2に記載された駆動装置が知られているが、特許文献2に記載された駆動装置においても、複数の駆動輪の一つに故障が生じた場合、無人搬送車が予期せぬ動作を行うおそれがある。
On the other hand, as a drive device for an automatic guided vehicle, the drive device described in
したがって、本発明の目的は、駆動輪の一つが故障した場合であっても、無人搬送車を所定の方向に所定の速度で移動させることが可能な駆動装置及びこれを備える無人搬送車を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a drive device capable of moving an automatic guided vehicle in a predetermined direction at a predetermined speed even if one of the drive wheels fails, and an automatic guided vehicle including the drive device. It is to be.
本発明による駆動装置は、共通の固定用シャフトを介して無人搬送車の車体に連結され、共通の中心軸を有する第1及び第2の車輪と、第1及び第2の車輪の内径部にそれぞれ配置された第1及び第2のアウターローター型モーターと、第1及び第2のアウターローター型モーターをそれぞれ駆動する第1及び第2のインバーター回路とを備え、通常動作状態においては、第1及び第2の車輪を同一方向及び同一回転速度で回転させることによって無人搬送車を所定の方向に所定の速度で移動させ、第1のインバーター回路又は第1のアウターローター型モーターが故障した状態においては、第2のインバーター回路及び第2のアウターローター型モーターを用いて第2の車輪を回転させることにより、無人搬送車を所定の方向に所定の速度で移動させることを特徴とする。また、本発明による無人搬送車は、上記の駆動装置を備えている。 The drive device according to the present invention is connected to the vehicle body of an unmanned carrier via a common fixing shaft, and is attached to the first and second wheels having a common central axis and the inner diameters of the first and second wheels. The first and second outer rotor type motors arranged respectively and the first and second inverter circuits for driving the first and second outer rotor type motors are provided, respectively, and in the normal operating state, the first And by rotating the second wheel in the same direction and at the same rotation speed, the unmanned carrier is moved in a predetermined direction at a predetermined speed, and the first inverter circuit or the first outer rotor type motor fails. Is characterized in that an unmanned carrier is moved in a predetermined direction at a predetermined speed by rotating a second wheel using a second inverter circuit and a second outer rotor type motor. Further, the automatic guided vehicle according to the present invention is provided with the above-mentioned drive device.
本発明によれば、第1のインバーター回路又は第1のアウターローター型モーターが故障した場合であっても、無人搬送車を所定の方向に所定の速度で移動させることが可能となる。また、第1及び第2の車輪を互いに異なる方向に回転させることによって無人搬送車を自転させることも可能である。 According to the present invention, even if the first inverter circuit or the first outer rotor type motor fails, the automatic guided vehicle can be moved in a predetermined direction at a predetermined speed. It is also possible to rotate the automatic guided vehicle by rotating the first and second wheels in different directions.
本発明による無人搬送車は、上記の駆動装置を複数備え、複数の駆動装置は互いに異なる固定用シャフトを介して車体に連結されていても構わない。この場合、複数の駆動装置は、第1及び第2の車輪が左前輪を構成する第1の駆動装置と、第1及び第2の車輪が右前輪を構成する第2の駆動装置と、第1及び第2の車輪が左後輪を構成する第3の駆動装置と、第1及び第2の車輪が右後輪を構成する第4の駆動装置とを含んでいても構わない。 The automatic guided vehicle according to the present invention may include a plurality of the above-mentioned drive devices, and the plurality of drive devices may be connected to the vehicle body via different fixing shafts. In this case, the plurality of drive devices include a first drive device in which the first and second wheels form the left front wheel, a second drive device in which the first and second wheels form the right front wheel, and a second drive device. A third drive device in which the first and second wheels form the left rear wheel and a fourth drive device in which the first and second wheels form the right rear wheel may be included.
このように、本発明によれば、駆動輪の一つが故障した場合であっても、無人搬送車を所定の方向に所定の速度で移動させることが可能となる。 As described above, according to the present invention, even if one of the driving wheels fails, the automatic guided vehicle can be moved in a predetermined direction at a predetermined speed.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明の第1の実施形態による無人搬送車1の構成を示す模式図であり、(a)はxy平面図、(b)はyz平面図、(c)はxz平面図である。
1A and 1B are schematic views showing the configuration of an automatic guided
図1に示すように、本実施形態による無人搬送車1は、搬送物を収容する車体3と、車体3を移動させる4つの駆動装置11〜14を備えている。駆動装置11〜14は、それぞれ固定用シャフト31〜34を介して車体3に連結されている。駆動装置11〜14は、それぞれ左前輪、右前輪、左後輪及び右後輪を構成する。
As shown in FIG. 1, the automatic guided
図2は、駆動装置11〜14の構造を説明するための模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the structure of the
駆動装置11〜14は、2つの車輪20A,20Bと、車輪20A,20Bの内径部にそれぞれ配置されたアウターローター型モーター21A,21Bと、アウターローター型モーター21A,21Bをそれぞれ駆動するインバーター回路22A,22Bを備える。車輪20A,20Bの中心軸は一致しているが、車輪20Aに割り当てられたアウターローター型モーター21A及びインバーター回路22Aと、車輪20Bに割り当てられたアウターローター型モーター21B及びインバーター回路22Bは互いに独立しており、互いに独立した制御が可能である。インバーター回路22A,22Bに対する制御及び電力供給は、車体3に設けられた図示しない制御装置からそれぞれ配線23A,23Bを介して行われる。
The
図3は、アウターローター型モーター21Aの構造の一例を説明するための模式的な断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining an example of the structure of the outer
図3に示すアウターローター型モーター21Aは、ステータコア40とその外周に位置するローター50を備えている。ステータコア40は、径方向に突出した複数の極歯41を有し、極歯41のそれぞれにはコイル42が巻回されている。図3に示す例では極歯41が6個であるが、本発明において極歯の数は限定されない。ローター50は、ステータコア40と対向する面がそれぞれN極及びS極に着磁された弓形の永久磁石51,52と、永久磁石51,52の外周側に設けられたバックヨーク53を備えている。バックヨークの外周には車輪20Aが設けられる。かかる構成により、コイル42に所定の通電パターンを有するモーター相電流を流せば、ローター50と連動して車輪20Aが回転する。他方のアウターローター型モーター21Bも同じ構造を有している。
The outer
以上が本実施形態による無人搬送車1の構造である。そして、通常動作状態においては、各駆動装置11〜14を構成する2つの車輪20A,20Bを同一方向及び同一回転速度で回転させる。この場合、2つの車輪20A,20Bは、単一の駆動輪とみなすことができる。つまり、駆動装置11については左前輪、駆動装置12については右前輪、駆動装置13については左後輪、駆動装置14については右後輪とみなすことができる。ここで、前輪である駆動装置11,12の中心軸は互いに一致していても構わないし、後輪である駆動装置13,14の中心軸は互いに一致していても構わない。車輪20Aと車輪20Bのx方向における間隔は、車輪20A,20Bの径未満であることが好ましい。これは、車輪20Aと車輪20Bが車輪20A,20Bの径以上に離れていると、単一の駆動輪とみなすことが難しくなり、例えば車輪20Aが故障した場合に、一般的な車両の一輪が故障した場合と同じ状態となり、フェールセーフにならないからである。
The above is the structure of the automatic guided
そして、駆動装置11〜14の回転速度が互いに同じとなるよう制御すれば、無人搬送車1は所定の速度でy方向に直進する。また、左前輪及び左後輪を構成する駆動装置11,13の回転速度を駆動装置12,14の回転速度よりも大きくすれば、無人搬送車1は所定の速度で右折動作を行う。さらに、右前輪及び右後輪を構成する駆動装置12,14の回転速度を駆動装置11,13の回転速度よりも大きくすれば、無人搬送車1は所定の速度で左折動作を行う。このように、通常動作状態においては、駆動装置11〜14がそれぞれ2つのアウターローター型モーター21A,21Bによって駆動されることから、アウターローター型モーターを一つしか備えない場合と比べて約2倍の駆動力及び耐荷重を得ることができる。
Then, if the rotation speeds of the
本実施形態による無人搬送車1は、駆動装置11〜14を構成するアウターローター型モーター21A,21Bの一方、或いは、インバーター回路22A,22Bの一方が故障した場合であっても、車体3を所定の方向に所定の速度で移動させることができる。例えば、アウターローター型モーター21A又はインバーター回路22Aが故障すると、車輪20Aにトルクがかからない状態となるが、このような状態であっても、アウターローター型モーター21B及びインバーター回路22Bによって車輪20Bを回転させることができる。このため、故障が発生した場合に無人搬送車1が直ちに予期せぬ動作を行うことはなく、駆動力及び耐荷重が低下した状態ながら車体3を所定の方向に所定の速度で移動させることが可能となる。特に、車輪20Aと車輪20Bのx方向における間隔が車輪20A,20Bの径未満であれば、故障により車輪20A,20Bの一方が非駆動輪となった場合であっても、単一の駆動輪のトルクが低下した状態とみなすことができるため、無人搬送車1の移動が不安定となりにくい。
The automatic guided
以上説明したように、本実施形態による無人搬送車1は、4つの駆動装置11〜14のそれぞれが車輪20A、アウターローター型モーター21A及びインバーター回路22Aからなる第1の駆動機構と、車輪20B、アウターローター型モーター21B及びインバーター回路22Bからなる第2の駆動機構を有していることから、一方の駆動機構が故障しても搬送動作を継続することが可能となる。
As described above, in the automatic guided
また、車体3に搭載されている搬送物の重量が軽い場合には、インバーター回路22A,22Bの一方に供給する電力を遮断することにより、消費電力を低減させても構わない。かかる動作は、搬送物の重量を検知するセンサを車体3に設けることによって自動的に行っても構わない。
Further, when the weight of the transported object mounted on the
図4〜図7は、変形例による無人搬送車1A〜1Dの構成を示す模式的なxy平面図である。 4 to 7 are schematic xy plan views showing the configurations of the automatic guided vehicles 1A to 1D according to the modified example.
図4に示す第1の変形例による無人搬送車1Aは、駆動装置12が省略され、駆動装置11がx方向における略中央に配置されている点において、第1の実施形態による無人搬送車1と相違している。図5に示す第2の変形例による無人搬送車1Bは、駆動装置14が省略され、駆動装置13がx方向における略中央に配置されている点において、第1の実施形態による無人搬送車1と相違している。図6に示す第3の変形例による無人搬送車1Cは、駆動装置14が省略され、駆動装置11〜13がx方向に一列に配置されている点において、第1の実施形態による無人搬送車1と相違している。図7に示す第4の変形例による無人搬送車1Dは、駆動装置13,14が省略され、駆動装置11,12がy方向における略中央に配置されている点において、第1の実施形態による無人搬送車1と相違している。
The automatic guided vehicle 1A according to the first modification shown in FIG. 4 is the automatic guided vehicle 1A according to the first embodiment in that the
これら変形例による無人搬送車1A〜1Dが例示するように、2輪構成又は3輪構成であっても、アウターローター型モーター21A,21Bの一方、或いは、インバーター回路22A,22Bの一方が故障した場合であっても、正常な車輪20A又は20Bによって車体3を所定の方向に所定の速度で移動させることができる。
As illustrated by the automatic guided vehicles 1A to 1D according to these modifications, one of the outer
図8は本発明の第2の実施形態による無人搬送車2の構成を示す模式図であり、(a)はxy平面図、(b)はyz平面図、(c)はxz平面図である。
8A and 8B are schematic views showing the configuration of an automatic guided
本実施形態による無人搬送車2は、単一の駆動装置15を備える点において、第1の実施形態による無人搬送車1と相違している。駆動装置15の構成は、図2に示す通りであり、固定用シャフト35を介して車体3に連結されている。また、駆動装置15のみでは車体3の支持が不安定となる場合は、1又は2以上の非駆動輪を追加しても構わない。ここで、本実施形態による無人搬送車2を直進させる場合には、駆動装置15を構成する2つの車輪20A,20Bを同一方向及び同一回転速度で回転させる。一方、車輪20A,20Bを互いに異なる方向に回転させれば、無人搬送車2はその場で自転する。
The automatic guided
そして、駆動装置15を構成するアウターローター型モーター21A,21Bの一方、或いは、インバーター回路22A,22Bの一方が故障した場合には、アウターローター型モーター21A,21Bの他方及びインバーター回路22A,22Bの他方を用いて、無人搬送車2を直進させることができる。
If one of the outer
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、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り、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention, and these are also the present invention. Needless to say, it is included in the range.
1,1A〜1D,2 無人搬送車
3 車体
11〜15 駆動装置
20A,20B 車輪
21A,21B アウターローター型モーター
22A,22B インバーター回路
23A,23B 配線
31〜35 固定用シャフト
40 ステータコア
41 極歯
42 コイル
50 ローター
51,52 永久磁石
53 バックヨーク
1,1A-1D, 2 Automated guided
Claims (5)
前記第1及び第2の車輪の内径部にそれぞれ配置された第1及び第2のアウターローター型モーターと、
前記第1及び第2のアウターローター型モーターをそれぞれ駆動する第1及び第2のインバーター回路と、を備え、
通常動作状態においては、前記第1及び第2の車輪を同一方向及び同一回転速度で回転させることによって前記無人搬送車を所定の方向に所定の速度で移動させ、前記第1のインバーター回路又は前記第1のアウターローター型モーターが故障した状態においては、前記第2のインバーター回路及び前記第2のアウターローター型モーターを用いて前記第2の車輪を回転させることにより、前記無人搬送車を所定の方向に所定の速度で移動させることを特徴とする無人搬送車の駆動装置。 The first and second wheels, which are connected to the body of an automated guided vehicle via a common fixing shaft and have a common central axis,
The first and second outer rotor type motors arranged in the inner diameters of the first and second wheels, respectively,
The first and second inverter circuits for driving the first and second outer rotor type motors, respectively, are provided.
In the normal operating state, the unmanned carrier is moved in a predetermined direction at a predetermined speed by rotating the first and second wheels in the same direction and at the same rotation speed, and the first inverter circuit or the said. In a state where the first outer rotor type motor has failed, the unmanned transport vehicle is designated by rotating the second wheel using the second inverter circuit and the second outer rotor type motor. A drive device for an unmanned carrier, characterized in that it moves in a direction at a predetermined speed.
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