JP2534026B2 - 搬送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、搬送装置に係り、特に
積載物の方向が常に一定の方向を向き続けることを可能
とする搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば図１１に示すように垂直面
内に敷設されたレール１を走行する運搬車２の積載物３
は、レール１の向きによってＡ→Ｂ→Ｃ→ＤあるいはＡ
→Ｂ→Ｃ→Ｅとその方向が変化する。したがって、垂直
面内に敷設されたレール１を走行させる場合には、図１
２に示すように運搬車２の台車枠４から荷台５をピン６
で懸垂し荷台５の上下方向をほぼ水平に保つことが行わ
れている。

【０００３】また、図１３に示すようにレール１を水平
に敷設してループを形成すると積載物３の向きはレール
１の方向によってＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄと変化する。そして、
通常運搬車２は、例えば特公平３−７８３００号公報に
記載されているように２条のレールを左右から挾持した
状態で転動する走行車輪を有するものが使用されている
ので、レール１の方向が変化すると運搬車２上の積載物
３の方向も変化する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかるに上記の搬送装
置のうち、図１１に示すものでは、積載物３の方向を一
方向とすることはできず、図１２に示す荷台５をピン６
で懸垂するものは運搬車２の加減速時及び曲線部を走行
するときに振子振動を起し、摩擦抵抗を与えるなどで振
動の抑制をはかっても、重量変化、速度変化に完全に対
応させることはできず、積載物３を安定した状態で運ぶ
ことはできない。また、図１３に示すもの及び特公平３
−７８３００号公報に示すものでは積載物３の方向が常
に変化し、工場内で積載物３の方向性を統一しようとす
る場合には使用することができない等の問題があった。

【０００５】本発明はこれに鑑み、レールの方向がどの
ように変化しても積載物の方向が一定で変化することの
ない搬送装置を提供することを目的としてなされたもの
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記従来技術の課題を解
決するため本発明の搬送装置は、運搬車の台車枠に設け
られレールを走行方向に直交する方向から水平に挾持す
る複数の走行車輪と、これらの走行車輪の所定の走行車
輪を走行方向に直交する方向にスライド自在とするスラ
イド装置と、レールに沿って設けられる複数の歯列機構
と、これらの歯列機構の一方と噛合う内側歯車と、他方
と噛合う外側歯車と、前記内側歯車とこの外側歯車のそ
れぞれに軸を介して設けられ所定の間隔を形成し歯面を
対向させて平行に設けられる内側傘歯車、外側傘歯車、
この内側傘歯車、外側傘歯車に噛合う複数の小傘歯車を
備えた差動装置と、この差動装置のケーシングに装着さ
れる荷台とを有している。

【０００７】なお、前記レールの直線部と曲線部との間
に緩和曲線部を設けると好適である。

【０００８】

【作用】上記搬送装置は、走行車輪を駆動すると歯列機
構と噛合う内側歯車及び外側歯車がそれぞれ反対方向へ
回転する。すると、差動装置の内側傘歯車、外側傘歯車
が反対方向へ回転する。そして、この内側傘歯車と外側
傘歯車に噛合う小傘歯車は自転はするが公転はしないの
で、差動装置のケーシングに装着される荷台の方向は走
行方向に対して常に一定で変化することはない。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の搬送装置の一実施例を図１〜
図１０を参照して説明する。

【００１０】搬送装置１１は、運搬車１２と、レール１
３と、内側歯車１４及び外側歯車１５と噛合う歯列機構
とを有している。

【００１１】運搬車１２は、台車枠１６と、走行車輪１
７と、スライド装置１８と、差動装置１９と、荷台２０
とを備えている。

【００１２】台車枠１６は、長方形形状に形成されてお
り、図２に示すように下面の隅部近傍には走行車輪１７
が軸支されている。

【００１３】走行車輪１７は、２個１組としてレール１
３を水平に挾持するように４組設けられておりレール１
３との当接面２１は凹形のＶ字形状に形成されている。

【００１４】そして、台車枠１６へは軸受２２を介して
旋回可能に装着されている。

【００１５】スライド装置１８は、台車枠１６の中心点
を点対称とした２組に設けられており、走行車輪１７を
レール１３に直交する方向にスライドさせ走行車輪１７
がレール１３に対して追従できるようにするための装置
であって、台車枠１６の平面中心に対する点対称の位置
の走行車輪１７に設けられ凹部２３と凸部２４とが嵌合
されスライドするようになっている。

【００１６】差動装置１９は、運搬車１２が曲線部を走
行すると曲率半径と走行距離にしたがって向きをかえる
ときの歯車の自転した角度を検出して運搬車１２の荷台
２０が検出した角度だけ打消し、荷台２０の方向が常に
一定で変わらないようにするための装置であって、内側
傘歯車２５と、外側傘歯車２６と、この内側傘歯車２５
と外側傘歯車２６に噛合う２つの小傘歯車２７と、内側
軸２８と、外側軸２９と、ケーシング３０とを備えてい
る。

【００１７】内側軸２８は、上下方向に設けられ下部に
は歯列機構としてのチェーン３１と噛合う内側歯車１４
が固着されており、上部には内側傘歯車２５が固着され
ている。また、外側軸２９は、円筒形形状で上下方向に
設けられ内側には内側軸２８が挿入されており、下部に
は内側歯車１４との間に所定の間隔を形成し平行とされ
内側歯車１４の上方に設けられる外側歯車１５が固着さ
れており、上部には外側傘歯車２６が固着されている。
そして、内側軸２８は、軸受３２を介して外側軸２９の
内周面と外側傘歯車２６の内周面に軸支されている。ま
た、外側軸２９は、軸受３３を介して台車枠１６に軸支
されている。

【００１８】小傘歯車２７は、内側傘歯車２５及び外側
傘歯車２６に噛合い、その軸部３４は内側軸２８に直角
に設けられ、軸受３５を介してケーシング３０に軸支さ
れている。また、内側傘歯車２５は軸受３６を介してケ
ーシング３０に軸支され、外側傘歯車２６は、軸受３７
を介して台車枠１６に軸支されている。また、台車枠１
６とケーシング３０との間には軸受３８が水平に設けら
れており、台車枠１６及びケーシング３０はそれぞれに
対し旋回できるようになっている。そして、ケーシング
３０には荷台２０が固着されている。なお、駆動装置と
しては図示しないリニアモータがレール１３に平行に設
けられている。

【００１９】レール１３は２条とされ、レール基部３９
に対して水平方向両側に突出する山形部４０が形成され
ている。そして、この山形部４０に走行車輪１７の凹形
Ｖ字形状の当接面２１が当接するようになっている。

【００２０】歯列機構としてのチェーン３１は、内側歯
車１４に噛合う内側チェーン４１と、外側歯車１５に噛
合う外側チェーン４２とで構成されており、図１に示す
ように内側チェーン４１は、外側チェーン４２に対して
所定間隔を形成して下方に位置し、それぞれ腕部材４３
を介して水平に張設されている。

【００２１】次に、差動装置１９を使用した荷台２０の
静止について説明する。

【００２２】図３において、レール１３の曲線部４４の
半径Ｒである中心軌道４５を通る内側歯車１４と外側歯
車１５がそれぞれ内側チェーン４１、外側チェーン４２
に噛合い乍ら矢印方向に進行する。このとき内側歯車１
４は右回転、外側歯車１５は左回転するがこの回転数は
直線部４６でも曲線部４４でも等しい。即ち、図４及び
図５において、基礎半径ｒの内側歯車１４あるいは基礎
円半径ｒの外側歯車１５が半径Ｒの円弧上を角度θだけ
移動するとき、Ｒｉ＝Ｒ−ｒ及びＲｏ＝Ｒ＋ｒの円周上
をすべりなく転るとしてそれぞれの回転角、換言すれば
角度ωｔで移動するときの角度ωｔが等しければ曲線部
４４における内側歯車１４と外側歯車１５の回転数が等
しいことになるのでこれを証明する。

【００２３】図４及び図５において、 Ｏ：曲線部の曲率中心 Ｒ：曲線部の曲率半径 ｒ：内側歯車の基礎円半径 ｒ：外側歯車の基礎円半径 弧Ａ，Ｂ：曲線部の中心線 弧Ｐ，Ｐｉ：曲線部内側の摩擦円（例えば内側チェー
ン）の軌跡の長さ 弧Ｐ，Ｐｏ：曲線部外側の摩擦円（例えば外側チェー
ン）の軌跡の長さ θ：弧Ａ，Ｂの中心角 弧Ｐｉ，Ｑｉ：内側歯車の軌跡の長さ 弧Ｐｏ，Ｑｏ：外側歯車の軌跡の長さ φｉ：内側歯車の旋回角 φｏ：外側歯車の旋回角 ψｉ：弧ＰｉＱｉの中心角 ψｏ：弧ＰｏＱｏの中心角 Ｎｉ：速度Ｖで走行する内側歯車の回転数 Ｎｏ：速度Ｖで走行する外側歯車の回転数 Ｎ：内側歯車あるいは外側歯車の中心Ｂの曲線部の曲率
中心Ｏに対する旋回回転数 Ｖ：弧Ａ，Ｂを走行する内側歯車あるいは外側歯車の接
線速度 Ｔ：弧Ａ，Ｂの中心角に対する内側歯車の最上点 Ｓ：弧Ａ，Ｂの中心角に対する外側歯車の最下点

【００２４】

【数１】 内側歯車（外側歯車）は、Ｐと接していた点Ｑｉ（Ｑ
ｏ）から最上点（Ｔ）、最下点（Ｓ）まで回転したこと
になるのでφｉはφｉ＋θ、φｏはφｏ−θである。

【００２５】即ち、

【００２６】

【数２】 又、旋回角と回転角（弧Ａ，Ｂの中心角）の比は γｉ：内側歯車の回転角度と旋回角度の比 γｏ：外側歯車の回転角度と旋回角度の比

【００２７】

【数３】 即ち、内側歯車と外側歯車の旋回角（即ち角速度＝回転
数）は等しい。従って内側歯車１４に連結された内側傘
歯車２５と、外側歯車１５に連結された外側傘歯車２６
とは、回転数は等しく反対方向へ回転し、小傘歯車２７
は自転はするが公転はしないので、荷台２０が旋回する
ことはない。

【００２８】図６は、電気的方法による荷台２０の静止
機構を示している。

【００２９】即ち、運搬車１２自体に電源を備えている
場合には、電気的に例えば、パルスジェネレータ４７，
４８で旋回角度を検出してその時点で荷台２０を逆方向
に旋回させればよい。したがって、例えばレール１３の
外方の両側にラック４９を設置し、これらのラック４９
に同一直径の歯車５０をそれぞれ噛合させる。この場
合、歯車５０で計算したパルス数Ｎｉと歯車５０で計算
したパルス数Ｎｏは等しくならない。

【００３０】したがって、Ｒ：レール中心の曲率半径、
ｒ：歯車の半径、ｂ：ラックとレール中心との距離とす
ると、

【００３１】

【数４】 であるからθを求めこの角度だけ荷台を旋回させればよ
い。

【００３２】以上のように運搬車１２の台車枠１６の自
転角度だけ、荷台２０を逆回転させて正しく方向を維持
するためには、台車枠１６の方向が正しくレール上の旋
回角を保持しなければならない。

【００３３】即ち、図７のように、例えば、半径Ｒのレ
ール中心をＰ→Ｑまで走行した時点での台車枠１６の方
向は、Ｐから角度θだけ自転していなければならない。
ということは、台車枠１６の中心Ｑは正しく半径Ｒのレ
ールの中心を通らなければならない。ところが実際は図
８に示すように２軸の運搬車１２の台車枠１６の中心Ｘ
は半径Ｒの中心軌道４５上から外れてしまう。これを防
ぐために本発明の搬送装置１１では、レール１３の直線
部４６と曲線部４４との間に緩和曲線部５１を挿入して
いる。

【００３４】次に、直線部４６と曲線部４４との間に設
けられる緩和曲線部５１について説明する。

【００３５】図９において、 Ａ：レールの直線部から曲率半径Ｒの曲線部への変位点 Ｐａ，Ｑａ：固定走行車輪の中心位置に相当するレール
上の点 Ｊａ，Ｋａ：スライド装置付走行車輪の中心位置に相当
するレール上の点 Ｓａ：曲率半径Ｒの曲線部上にある運搬車の中心 Ｐｂ，Ｑｂ：固定走行車輪の中心位置のレール上の点 Ｊｂ，Ｋｂ：スライド装置付走行車輪の中心位置のレー
ル上の点 ２Ｌｏ：運搬車の長手方向のＰａＱａ間の距離 ２ｇ：レールの直線部におけるレールの中心間の距離 Ｒ：曲線部の曲率半径 Ｒｉ：内側レールの中心の半径 Ｒｏ：外側レールの中心の半径 レール中心の軌跡は、直線部と曲線部の単純な接続で構
成されている。そして、運搬車の中心が常にレールの中
心と合致しているためには、 （１） 直線部から曲線部への変位点Ａ上の運搬車の固
定走行車輪Ｐａ，Ｑａは直線部の終点でなければならな
い。 （２） 弧Ａ，Ｂの終点部Ｂ上の運搬車のＰａ，Ｑａに
対応する点はＢｒ，Ｂｌであって、したがって、レール
はＰａ，Ｂｒ間及びＱａ，Ｂｌ間は円弧でなければなら
ない。 （３） 直線部と曲線部の接続点は、レールの中心線に
おいてはＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄであり、右側レールは、Ｐａ，
Ｂｒ，Ｃｒ，Ｄｒであり、左側レールは、Ｑａ，Ｂｌ，
Ｃｌ，Ｄｌとなる。 （４） したがって、右側レール、左側レールの接続点
において曲率半径は不連続となり、この点でレールには
突部が生じる。そして、この突部を運搬車が走行すると
振動を生ずることとなりこの部分に緩和曲線を挿入する
必要がある。

【００３６】図１０において、右側レールのＡｒ〜Ｂ
ｒ、Ｃｒ〜Ｄｒ、Ｅｒ〜Ｆｒ、Ｇｒ〜Ｈｒ及び左側レー
ルのＡｌ〜Ｂｌ、Ｃｌ〜Ｄｌ、Ｅｌ〜Ｆｌ、Ｇｌ〜Ｈｌ
は緩和曲線部５１を示している。この緩和曲線を挿入し
たことによりレールの不連続は解消し、運搬車の走行方
向は、常にレールの中心線における運搬車の走行方向と
一致する。

【００３７】本発明の搬送装置１１はこのように構成さ
れているので、レール１３上を走行車輪１７が走行する
と内側歯車１４は内側チェーン４１と噛合い、外側歯車
１５は外側チェーン４２と噛合ってそれぞれ反対方向へ
同じ回転数で回転する。すると、内側傘歯車２５及び外
側傘歯車２６はそれぞれ反対方向へ同一回転数で回転す
るので、内側傘歯車２５及び外側傘歯車２６と噛合う小
傘歯車２７は自転はするが、公転することはない。した
がって、小傘歯車２７の軸部３４が旋回することはない
ので荷台２０も動くことはない。

【００３８】なお、本実施例では歯列機構はチェーン３
１によるものとしたが、歯車ラックでもよくこれらに限
定されるものではない。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明による搬送装
置は、運搬車の台車枠に設けられレールを走行方向に直
交する方向から水平に挾持する複数の走行車輪と、これ
らの走行車輪の所定の走行車輪を走行方向に直交する方
向にスライド自在とするスライド装置と、レールに沿っ
て設けられる複数の歯列機構と、これらの歯列機構の一
方と噛合う内側歯車と、他方と噛合う外側歯車と、前記
内側歯車とこの外側歯車のそれぞれに軸を介して設けら
れ所定の間隔を形成し歯面を対向させて平行に設けられ
る内側傘歯車、外側傘歯車、この内側傘歯車、外側傘歯
車に噛合う複数の小傘歯車を備えた差動装置と、この差
動装置のケーシングに装着される荷台とを有しているの
で、内側歯車と外側歯車の回転による差動装置により荷
台は常に一定の方向を向きつづけレールをどのように敷
設しても荷台上の積載物の方向が変わることはない。ま
た、レールの直線部と曲線部との間に緩和曲線部を設け
ているので運搬車の走行は極めてスムーズとなるるそし
て、これらは極めて簡単で安価な装置でその目的が達せ
られ、垂直搬送装置、立体自動倉庫の入出庫で方向変換
が許されない場合の入出庫ループ台車等に使用すること
ができるなどの優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の運搬車の走行部分の一実施例を示す正
面図断面。

【図２】走行車輪の配列を示す概略図。

【図３】歯列機構の説明図。

【図４】内側歯車とは列機構との関係を示す説明図。

【図５】外側歯車と歯列機構との関係を示す説明図。

【図６】歯列機構の他の実施例の説明図。

【図７】運搬車と荷台の関係を示す説明図。

【図８】運搬車の中心と曲線部の曲率半径との関係を示
す説明図。

【図９】走行車輪と従来のレールとの位置関係を示す説
明図。

【図１０】走行車輪と本発明のレールとの位置関係を示
す説明図。

【図１１】従来の垂直面内を走行する搬送装置の説明
図。

【図１２】従来の懸垂式搬送装置の説明図。

【図１３】従来の平面内を走行する搬送装置の説明図。

【符号の説明】

３ 積載物 １１ 搬送装置 １２ 運搬車 １３ レール １４ 内側歯車 １５ 外側歯車 １６ 台車枠 １７ 走行車輪 １８ スライド装置 １９ 差動装置 ２０ 荷台 ２５ 内側傘歯車 ２６ 外側傘歯車 ２７ 小傘歯車 ３０ ケーシング ４１ 内側チェーン ４２ 外側チェーン ５１ 緩和曲線部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】運搬車の台車枠に設けられレールを走行方
   向に直交する方向から水平に挾持する複数の走行車輪
   と、これらの走行車輪の所定の走行車輪を走行方向に直
   交する方向にスライド自在とするスライド装置と、レー
   ルに沿って設けられる複数の歯列機構と、これらの歯列
   機構の一方と噛合う内側歯車と、他方と噛合う外側歯車
   と、前記内側歯車とこの外側歯車のそれぞれに軸を介し
   て設けられ所定の間隔を形成し歯面を対向させて平行に
   設けられる内側傘歯車、外側傘歯車、この内側傘歯車、
   外側傘歯車に噛合う複数の小傘歯車を備えた差動装置
   と、この差動装置のケーシングに装着される荷台とを有
   することを特徴とする搬送装置。
2. 【請求項２】前記レールの直線部と曲線部との間に緩和
   曲線部を設けたことを特徴とする請求項１記載の搬送装
   置。