JP2024082869A - 連結装置付き牽引台車 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送車と牽引台車との間に人が挟まれた場合に、容易に連結を解除できる連結装置付き牽引台車を提供する。【解決手段】搬送車により牽引される牽引台車と、上記搬送車と上記牽引台車とを連結する連結装置と、を有する連結装置付き牽引台車であって、上記連結装置は、上記搬送車に固定して配置される搬送部と、上記牽引台車に固定して配置され、第１磁石を有する牽引部と、上記牽引部と上記搬送部とを接続し、第２磁石を有する接続部と、を有し、上記搬送部および上記接続部が、上記搬送車から伝達される左右方向の力を緩衝可能に接続されており、上記接続部および上記牽引部が、上記搬送車から伝達される前後方向の力を緩衝可能に、かつ、上記第１磁石および上記第２磁石の磁力により接続されている連結装置付き牽引台車。【選択図】図１

Description

本開示は、連結装置付き牽引台車に関するものである。

工場等において、搬送車に牽引されて荷物の搬送作業に用いられる台車が使用される場合ある（例えば、特許文献１～５）。工場などの内部には、製品の生産に使用する部品などを、工場内の各所へ自動的に搬送できるようにするために、工場の床面を自走可能な無人搬送車（ＡＧＶ：Automatic Guided Vehicle）に、製品の生産に使用する部品などを搭載した牽引台車を牽引させる搬送車両が使用されている。

特開平９－３１５３３５号公報 特開２００７－２２５１４号公報 特開２００４－７４９９７号公報 特開２０１４－５１２４６号公報 特開２００９－２６９４７８号公報

通路が狭い工場では、例えば、無人搬送車で資材を搬送する場合、４輪操舵（４ＷＳ）機構付きの台車を連結することで無人搬送車の走行に追従できるが、走行中に連結部に人が挟まれる場合がある。

一方で、連結部の解除を容易とすると、搬送車の発車時等の加速および停止時等の減速、旋回時の遠心力等によって、連結部が意図せずに解除される場合がある。

本開示は、上記問題に鑑みてなされた発明であり、意図せずに搬送車との連結が解除されることを抑制しつつ、搬送車と牽引台車との間に人が挟まれた場合には連結を容易に解除できる連結装置付き牽引台車を提供することを主目的とする。

本開示は、搬送車により牽引される牽引台車と、上記搬送車と上記牽引台車とを連結する連結装置と、を有する連結装置付き牽引台車であって、上記連結装置は、上記搬送車に固定して配置される搬送部と、上記牽引台車に固定して配置され、第１磁石を有する牽引部と、上記牽引部と上記搬送部とを接続し、第２磁石を有する接続部と、を有し、上記搬送部および上記接続部が、上記搬送車から伝達される左右方向の力を緩衝可能に接続されており、上記接続部および上記牽引部が、上記搬送車から伝達される前後方向の力を緩衝可能に、かつ、上記第１磁石および上記第２磁石の磁力により接続されている、連結装置付き牽引台車を提供する。

本開示によれば、意図せずに搬送車との連結が解除されることを抑制しつつ、搬送車と牽引台車との間に人が挟まれた場合には連結を容易に解除できる連結装置付き牽引台を提供することができる。

本開示の連結装置付き牽引台車を含む搬送車両の一例を示す概略側面図である。 本開示における連結装置の一例を示す概略上面図である。 本開示における連結装置の一例を示す概略側面図である。 第１磁石と第２磁石との連結力の測定方法を説明する模式図である 本開示における牽引台車の下面図である。

下記に、図面等を参照しながら本開示の実施の形態を説明する。ただし、本開示は多くの異なる態様で実施することが可能であり、下記に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。また、図面は説明をより明確にするため、実際の形態に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表わされる場合があるが、あくまで一例であって、本開示の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

本明細書において、ある部材の上に他の部材を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」、あるいは「下に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある部材に接するように、直上、あるいは直下に他の部材を配置する場合と、ある部材の上方、あるいは下方に、さらに別の部材を介して他の部材を配置する場合との両方を含むものとする。また、本明細書において、ある部材の面に他の部材を配置する態様を表現するにあたり、単に「面側に」または「面に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある部材に接するように、直上、あるいは直下に他の部材を配置する場合と、ある部材の上方、あるいは下方に、さらに別の部材を介して他の部材を配置する場合との両方を含むものとする。

上述のように、意図せずに搬送車との連結が解除されることを抑制しつつ、搬送車と牽引台車との間に人が挟まれた場合には連結を容易に解除できる連結装置付き牽引台が求められる。

上記特許文献１、特許文献２および特許文献３のいずれも、搬送車と牽引台車とは、連結ピンにより連結されており、容易に連結が解除されない構造になっており、駆動台車の加減速による振動や衝撃が台車に直接伝わる仕様である。

また、特許文献４および特許文献５には、駆動台車への振動や衝撃を軽減する方法として、牽引力・押圧力を信号で検知して駆動台車にフィードバックする方法や、油圧の流体抵抗によって牽引力・押圧力を軽減する方法等が提案されている。しかしながら、牽引台車の過負荷時の勢いは減衰するものの、作業者が挟まれ箇所から退避することができず、安全対策としては不十分である。

本願の発明者らは、連結装置付き牽引台における連結装置を、搬送車に固定して配置される搬送部と、牽引台車に固定して配置され、第１磁石を有する牽引部と、牽引部と搬送部とを接続し、第２磁石を有する接続部と、を有するものとし、搬送部および接続部が、搬送車から伝達される左右方向の力を緩衝可能に接続されており、接続部および牽引部が、搬送車から伝達される前後方向の力を緩衝可能に、かつ、第１磁石および第２磁石の磁力により接続されている、連結装置付き牽引台車とすることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。

以下、本開示の連結装置付き牽引台車について説明する。
図１は、本開示の連結装置付き牽引台車を含む搬送車両の一例を示す概略側面図である。図１に示すように、本開示における連結装置付き牽引台車１０は、搬送車Ｘ（例えば、無人搬送車ＡＧＶ）により牽引される牽引台車１と、搬送車Ｘと牽引台車１とを連結する連結装置２と、を有する。

図２は、本開示における連結装置の一例を示す概略上面図である。図３は、本開示における連結装置の一例を示す概略側面図である。本開示における連結装置２は、搬送車Ｘに固定して配置される搬送部Ａと、牽引台車１に固定して配置され、第１磁石Ｍ１を有する牽引部Ｂと、牽引部Ｂと搬送部Ａとを接続し、第２磁石Ｍ２を有する接続部Ｃと、を有する。

本開示における搬送部Ａおよび接続部Ｃは、搬送車から伝達される左右方向Ｄ１の力を緩衝可能に接続されている。また、本開示における接続部Ｃおよび牽引部Ｂは、搬送車から伝達される前後方向Ｄ２の力を緩衝可能に、かつ、第１磁石Ｍ１および第２磁石Ｍ２の磁力により接続されている。

より具体的には、図２および図３に示す連結装置２において、搬送部Ａは、搬送車Ｘに固定して配置され、左右方向に延在する柱状の第１支持部１１と、第１支持部１１に外挿する複数の第１圧縮ばねＳ１、Ｓ２、Ｓ３を有する。第１圧縮ばねＳ１、Ｓ２、Ｓ３は、左右方向Ｄ１の力を緩衝可能な緩衝部材である。また、牽引部Ｂは、牽引台車１に固定して配置され、前後方向に延在する柱状の第２支持部２１と、第２支持部２１に固定して配置され、第１磁石Ｍ１が内蔵された第１磁石内蔵部２２と、を有する。接続部Ｃは、上記複数の第１圧縮ばねＳ１、Ｓ２、Ｓ３間で上記第１支持部１１を移動可能に把持する第１移動部３２と、第１移動部３２に連結し、前後方向に延在する第２支持部３１と、第２支持部３１に外挿する複数の第２圧縮ばねＳ４、Ｓ５と、複数の第２圧縮ばねＳ４、Ｓ５間で第２支持部３１を移動可能に把持する第２移動部３３と、第２移動部３３に固定して配置され、第２磁石Ｍ２が内蔵された第２磁石内蔵部３４と、を有する。第１圧縮ばねＳ４、Ｓ５は、前後方向Ｄ２の力を緩衝可能な緩衝部材である。

本開示において、「前後方向」とは、本開示における連結装置付き牽引台車が走行する方向を意味する。つまり、前とは、連結装置付き牽引台車の走行状態における前を意味し、後ろとは、連結装置付き牽引台車の走行状態における後ろを意味する。また、「左右方向」とは、連結装置付き牽引台車の走行方向に対して水平面内で垂直な方向をいう。

本開示によれば、牽引部Ｂと接続部Ｃとが、第１磁石Ｍ１および第２磁石Ｍ２の磁力により接続されていることにより、例えば、人が牽引台車に接触した際の衝撃によって、容易に磁石の連結を解除できる。また、本開示における連結装置は、磁石により脱着する簡単な構造となるため、安価に作製できる。

一方、本開示においては、搬送部Ａおよび接続部Ｃが、搬送車から伝達される左右方向Ｄ１の力を緩衝するように接続されているため、搬送車が旋回する際に左右方向に遠心力が加わっても、意図しない連結解除を抑制できる。更に、牽引台車の軌跡が膨らむことを抑制できる。また、本開示における接続部Ｃおよび牽引部Ｂが、搬送車から伝達される前後方向Ｄ２の力を緩衝可能に接続されているため、搬送車の加減速時に受ける力を緩衝することができ、意図しない連結解除を抑制できる。

従って、本開示の連結装置付き牽引台車であれば、意図せずに搬送車との連結が解除されることを抑制しつつ、搬送車と牽引台車との間に人が挟まれた場合には、人が牽引台車に接触した衝撃で圧縮ばねの負荷限界を超えることにより、連結を容易に解除でき、人が挟まれ箇所から退避できる。

以下、本開示における連結装置付き牽引台車の各構成及び特性について、詳細に説明する。

１．連結装置
本開示における連結装置付き牽引台車は、搬送車と牽引台車とを連結する連結装置を有する。図１、図２および図３に示すように、連結装置２は、搬送部Ａと、牽引部Ｂと、接続部Ｃと、を有する。

１．１ 搬送部
本開示における搬送部は、搬送車に固定して配置される部材である。本開示における搬送部は、後述する接続部と、上記搬送車から伝達される左右方向の力を緩衝可能に接続されている。

搬送部は、例えば、左右方向の力を緩衝する緩衝部材を有する。緩衝部材としては、コイル状の圧縮ばね、ゴム等の弾性変形可能な部材を使用することができる。本開示においては、特に、コイル状の圧縮ばねが好ましい。

図２および図３に示すように、搬送部Ａは、搬送車Ｘに固定して配置され、左右方向に延在する第１支持部１１を有することが好ましい。また、第１支持部に沿って緩衝部材が取り付けられていることが好ましい。中でも、図２および図３に示すように、搬送部Ａは、緩衝部材として圧縮ばねＳ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）を有し、圧縮ばねＳ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）が第１支持部１１に外挿されていることが好ましい。圧縮ばねＳ１と圧縮ばねＳ２との間、圧縮ばねＳ２と圧縮ばねＳ３との間で、後述する接続部Ｂにおける第１移動部３２が第１支持部１１を動可能に把持することにより、搬送車から伝達される左右方向Ｄ１の力を緩衝できる。

図２および図３に示すように、第１支持部１１は、固定部１２を介して搬送車Ｘに固定して配置されていてもよい。

１．２ 牽引部
図２および図３に示すように、牽引部Ｂは、牽引台車１に固定して配置され、第１磁石Ｍ１を有する。

牽引部Ｂは、例えば、牽引台車１に固定され、前後方向に延在する第２支持部２１と、第１磁石Ｍ１が内蔵された第１磁石内蔵部２２と、を有する。また、第２支持部２１と、第１磁石内蔵部２２との間に固定部２３があってもよい。

第１磁石Ｍ１は、例えば、永久磁石である。これにより、磁力が一定に維持されて、接続部Ｃと牽引部Ｂとを安定的に吸着させることができる。永久磁石としては、例えば、ネオジウム磁石やサマリウムコバルト磁石等が用いられる。

第１磁石内蔵部の数は、特に限定されないが、１つであってもよいし、２以上であってもよい。図２に示すように、第１磁石内蔵部２２は、例えば、第２支持部２１に対して左右に１つずつ配置される。第１磁石内蔵部２２の形状は、例えば、柱状であってもよいし、平板状であってもよい。

１．３ 接続部
本開示における接続部は、上述した牽引部と搬送部とを接続し、第２磁石を有する部材である。

本開示における接続部は、第２磁石を有する。第２磁石としては、上述の第１磁石と磁力による吸引力により、接続部と牽引部とが接続可能なものであれば特に限定されない。

図２および図３に示すように、本開示における接続部Ｃは、例えば、複数の第１圧縮ばねＳ１、Ｓ２、Ｓ３間で第１支持部１１を移動可能に把持する第１移動部３２を有することが好ましい。このような配置とすることにより、複数の第１圧縮ばねＳ１、Ｓ２、Ｓ３および第１移動部３２によって、接続部Ｃと搬送部Ａとを、搬送車Ｘから伝達される左右方向Ｄ１の力を緩衝可能に接続することができる。そのため、搬送車が旋回する際に左右方向に遠心力が加わっても、意図しない連結解除を抑制できる。また、牽引台車の軌跡が膨らむことを抑制できる。

接続部は、前後方向の力を緩衝する緩衝部材を有することが好ましい。緩衝部材の具体例としては、搬送部に用いられる緩衝部材と同様ものが挙げられる。本開示においては、特に、コイル状の圧縮ばねが好ましい。

具体的には、接続部Ｃは、第１移動部３２に連結し、前後方向に延在する第２支持部３１と、第２支持部３１に外挿する複数の第２圧縮ばねＳ４、Ｓ５と、複数の第２圧縮ばねＳ４、Ｓ５間で第２支持部３１を移動可能に把持する第２移動部３３と、第２移動部３３に固定され、第２磁石Ｍ２が内蔵された第２磁石内蔵部３４と、を有することが好ましい。第２移動部３３と、第２磁石内蔵部３４との間には固定部３５があってもよい。

このような配置とすることにより、複数の第２圧縮ばねＳ４、Ｓ５および第２移動部３３、第２磁石内蔵部３４および第１磁石内蔵部２２によって、接続部Ｃと牽引部Ｂとを、搬送車Ｘから伝達される前後方向Ｄ２の力を緩衝可能に接続することができる。従って、搬送車の加減速時に、意図しない磁石の連結解除を抑制できる。

第１磁石と第２磁石との連結力は、走行中に連結を保持するために、牽引台車の走行抵抗力Ｆ以上に調整することが好ましく、走行抵抗力Ｆの１．０５倍以上であってもよく、１．１０倍以上であってもよい。一方、１．４５倍以下であってもよく、１．４２倍以下であってもよい。なお、走行抵抗力Ｆは、下記式（１）により算出される。式（１）中、μは転がり抵抗率、Ｇは車輪への荷重を示す。なお、安全率は、床面の状態などの走行環境に対して十分な連結力を担保できるよう余裕を持たせた設計をするために、目安として１．５を算出式に加えた。
Ｆ＝μ×Ｇ×安全率（１．５）…（１）

例えば、転がり抵抗率μ＝０．０８、車輪への荷重Ｇが１０００Ｎである場合、走行抵抗力Ｆは約１２０Ｎと算出される。この場合、第１磁石と第２磁石との連結力は、１３０Ｎ以上であることが好ましい。一方、上記連結力は、１７０Ｎ以下であってもよい。

第１磁石と第２磁石との連結力は以下の方法により測定することができる。図４は、第１磁石と第２磁石との連結力の測定方法を説明する模式図である。図４に示すように、連結機構２の搬送部Ａを壁に固定し、牽引台車１を後方にばねばかり４０で引っ張る。第１磁石内蔵部２２と第２磁石内蔵部３４との連結が解除された時の張力を、ばねばかり４０で測定する。

２．牽引台車
本開示における牽引台車は、連結装置により搬送車に連結される台車である。図５は、本開示における牽引台車の下面図である。本開示における牽引台車は、図５（ａ）に示すように、前後に配置された２つのターンテーブル５１ａ，５１ｂと、前方のターンテーブル５１ａに取り付けられた２つの前輪５２ａと、後方のターンテーブル５１ｂに取り付けられた２つの後輪５２ｂと、を有し、前輪５２ａおよび後輪５２ｂが牽引台車に対して回転自在であることが好ましい。

このようにターンテーブルに車輪を取り付けることにより、台車を低床にすることができる。そのため、作業性が良好となる。

各ターンテーブルは、図示はしないが、高さ方向において、円盤下部と円盤上部とから構成されており、円盤下部及び円盤上部の間にボールベアリングを配して、円盤下部と円盤上部を回転可能に同軸に取付けられている。円盤上部は、牽引台車の底面に固定して配置されている。

本開示においては、牽引台車は、機械的リンク機構によって四隅の車輪を操舵するようにした四輪操舵台車であることが好ましい。例えば、図５に示すように、前輪５２ａ同士と後輪５２ｂ同士は、それぞれ、連結バー５４ａ、５４ｂに固定されており、前輪５２ａおよび後輪５２ｂがリンク機構５３により接続されていることが好ましい。

搬送車が右方向（矢印Ｒ）の方向へ旋回した場合（図５（ｂ））、連結バー５４ａが矢印Ｒの方向へ回動する。これによりリンク機構５３が引かれるため、連結バー５４ｂが矢印Ｌの方向へ回動する。このように、リンク機構５３およびターンテーブル５１ａ，５１ｂにより、前輪と後輪とが連動し、反対方向に動く機構となる。従って、搬送車が、通路を走行中に角を右折する場合、牽引台車の前輪は右に転向するが、後輪は左に転向するため、前輪と後輪は同一の軌跡上を、つまり、内輪差を生じることなく右折することができる。

同様に、搬送車が右方向（矢印Ｌ）の方向へ旋回した場合（図５（ｃ））、連結バー５４ａが矢印Ｌの方向へ回動する。これによりリンク機構５３が押されるため、連結バー５４ｂが矢印Ｒの方向へ回動する。このように、リンク機構５３およびターンテーブル５１ａ，５１ｂにより、前輪と後輪とが連動し、反対方向に動く機構となる。

このように、前輪と後輪がリンク機構で連結していることにより、搬送車の回転運動に連動して前輪が回転し、後輪は前輪とは逆方向に回転することで、内輪差の少ない旋回を可能となる。

３．搬送車
本開示における連結装置付き牽引台車を牽引する搬送車は、無人搬送車であることが好ましい。一方、作業員が自ら運転して牽引台車を牽引する牽引車であっても良い。搬送車が無人搬送車である場合に、走行中に人が連結部に挟まれる状況が発生しやすい。そのため、本開示による効果をより顕著に得られる。

本開示は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本開示の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本開示の技術的範囲に包含される。

このように、本開示においては、例えば、以下の発明が提供される。

［１］
搬送車により牽引される牽引台車と、上記搬送車と上記牽引台車とを連結する連結装置と、を有する連結装置付き牽引台車であって、
上記連結装置は、
上記搬送車に固定して配置される搬送部と、
上記牽引台車に固定して配置され、第１磁石を有する牽引部と、
上記牽引部と上記搬送部とを接続し、第２磁石を有する接続部と、を有し、
上記搬送部および上記接続部が、上記搬送車から伝達される左右方向の力を緩衝可能に接続されており、
上記接続部および上記牽引部が、上記搬送車から伝達される前後方向の力を緩衝可能に、かつ、上記第１磁石および上記第２磁石の磁力により接続されている、連結装置付き牽引台車。

［２］
上記搬送部は、上記左右方向の力を緩衝可能な第１圧縮ばねを有し、
上記接続部は、上記前後方向の力を緩衝可能な第２圧縮ばねを有する、［１］に記載の連結装置付き牽引台車。

［３］
上記搬送部が、上記搬送車に固定して配置され、上記左右方向に延在する第１支持部と、上記第１支持部に外挿する複数の第１圧縮ばねと、を有し、
上記牽引部が、上記牽引台車に固定して配置され、上記前後方向に延在する第２支持部と、上記第２支持部に固定して配置された第１磁石内蔵部と、を有し、
上記接続部が、上記複数の第１圧縮ばね間で上記第１支持部を移動可能に把持する第１移動部と、上記第１移動部に連結し、前後方向に延在する第２支持部と、上記第２支持部に外挿する複数の第２圧縮ばねと、上記複数の第２圧縮ばね間で上記第２支持部を移動可能に把持する第２移動部と、上記第２移動部に固定して配置され、上記第２磁石が内蔵された第２磁石内蔵部と、を有する、［１］または［２］に記載の連結装置付き牽引台車。

［４］
上記牽引台車は、前後に配置された２つのターンテーブルと、前方の上記ターンテーブルに取り付けられた２つの前輪と、後方の上記ターンテーブルに取り付けられた２つの後輪と、を有し、上記前輪および上記後輪が上記牽引台車に対して回転自在である、［１］から［３］までのいずれかに記載の連結装置付き牽引台車。

［５］
上記牽引台車は、上記前輪および上記後輪がリンク機構により接続されている、［１］から［４］までのいずれかに記載の連結装置付き牽引台車。

１ … 牽引台車
２ … 連結装置
Ａ … 搬送部
Ｂ … 接続部
Ｃ … 牽引部
１１ … 第１支持部
２１ … 第２支持部
３１ … 第３支持部
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５… 圧縮ばね
Ｍ１ … 第１磁石
Ｍ２ … 第２磁石

Claims (5)

1. 搬送車により牽引される牽引台車と、前記搬送車と前記牽引台車とを連結する連結装置と、を有する連結装置付き牽引台車であって、
   前記連結装置は、
   前記搬送車に固定して配置される搬送部と、
   前記牽引台車に固定して配置され、第１磁石を有する牽引部と、
   前記牽引部と前記搬送部とを接続し、第２磁石を有する接続部と、を有し、
   前記搬送部および前記接続部が、前記搬送車から伝達される左右方向の力を緩衝可能に接続されており、
   前記接続部および前記牽引部が、前記搬送車から伝達される前後方向の力を緩衝可能に、かつ、前記第１磁石および前記第２磁石の磁力により接続されている、連結装置付き牽引台車。
2. 前記搬送部は、前記左右方向の力を緩衝可能な第１圧縮ばねを有し、
   前記接続部は、前記前後方向の力を緩衝可能な第２圧縮ばねを有する、請求項１に記載の連結装置付き牽引台車。
3. 前記搬送部が、前記搬送車に固定して配置され、前記左右方向に延在する第１支持部と、前記第１支持部に外挿する複数の第１圧縮ばねと、を有し、
   前記牽引部が、前記牽引台車に固定して配置され、前記前後方向に延在する第２支持部と、前記第２支持部に固定して配置され、前記第１磁石が内蔵された第１磁石内蔵部と、を有し、
   前記接続部が、前記複数の第１圧縮ばね間で前記第１支持部を移動可能に把持する第１移動部と、前記第１移動部に連結し、前後方向に延在する第２支持部と、前記第２支持部に外挿する複数の第２圧縮ばねと、前記複数の第２圧縮ばね間で前記第２支持部を移動可能に把持する第２移動部と、前記第２移動部に固定して配置され、前記第２磁石が内蔵された第２磁石内蔵部と、を有する、請求項１に記載の連結装置付き牽引台車。
4. 前記牽引台車は、前後に配置された２つのターンテーブルと、前方の前記ターンテーブルに取り付けられた２つの前輪と、後方の前記ターンテーブルに取り付けられた２つの後輪と、を有し、前記前輪および前記後輪が前記牽引台車に対して回転自在である、請求項１に記載の連結装置付き牽引台車。
5. 前記牽引台車は、前記前輪および前記後輪がリンク機構により接続されている、請求項４に記載の連結装置付き牽引台車。

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