JP2605460B2 - 無人台車の走行装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は無人台車の走行装置に関し、特に路面の凹凸
に起因する駆動輪のスリップを防止するとともに車体の
ピッチングをなくした装置に関するものである。

従来の技術 一般に採用されている無人搬送車等の台車は、例えば
第９図に示されているように、車体１の前後方向略中央
部下面にホイールインモータ３が左右２輪づつ配備され
ているとともに、車体１の前後方向下面にはサスペンシ
ョン付キャスタ5a,5bが各２輪ずつ配備されていて、計
６輪構成となっている。このような無人台車の走行時に
は、駆動輪としての２輪のホイールインモータ３に、左
右輪別の速度差をつけることにより、車体１の直進及び
旋回状態が制御され、路面のうねりとか凹凸はキャスタ
5a,5bのサスペンションによって吸収するようにしてい
る。（かかる台車の構成は、日本車輛株式会社が発行し
たFC−200カタログ及び村田機械株式会社が発行したロ
ボトレーラーシステムのカタログに記載されている。） 発明が解決しようとする課題 しかしながらこのような従来の無人台車にあっては、
車体１の中央部下面に配備された２輪のホイールインモ
ータ３が車体１に対して固定的に支持されており、路面
の凹凸に対しては車体１の前後方向下面に配備されたキ
ャスタ5a,5bのサスペンションによって追従させていた
ため、例えば同図に示したように一方側のキャスタ5aが
路面上の凸部７に乗り上げた際に、該キャスタ5aのサス
ペンションスプリング６が圧縮されて輪荷重が増加する
反面、駆動輪としてのホイールインモータ３側の輪荷重
は逆に減少してしまい、該ホイールインモータ３がスリ
ップして走行制御が行えなくなることがあるという課題
があった。

上記に対処するため、キャスタ5a,5bのサスペンショ
ンスプリング６のばね定数を低くする手段が考えられる
が、このようにした場合には車体１にピッチング，即ち
縦揺れ現象が生じ易くなり、走行時の車体１の姿勢が不
安定になってしまうので、平坦な路面を有する工場でな
いと無人台車を使用することができないという難点を有
している。

そこで本発明はこのような従来の無人台車の走行装置
が有している課題を解消して、駆動輪としてのホイール
インモータの輪荷重を適当な値に維持することができる
とともに、車体のピッチングを防止することができる無
人台車の走行装置を提供することを目的とするものであ
る。

課題を解決するための手段 本発明は上記の目的を達成するために、車体の前後方
向略中央部下面に左右２輪づつ配備されたホイールイン
モータと、車体の前後方向下面には左右２輪づつ配備さ
れたキャスタとから成り、駆動輪としての２輪のホイー
ルインモータに左右輪別の速度差をつけることによって
車体の直進及び旋回状態を制御するようにした無人台車
の走行装置において、先ず請求項１により、上記一方の
キャスタの上端部とホイールインモータの上端部間に第
１のリンクを固定する一方、上記他方のキャスタの上端
部に第２のリンクを固定して、該第２のリンクの他端部
をホイールインモータの上方に延長するとともに、ホイ
ールインモータの上方部に位置する第１のリンクと第２
のリンクとの間に第３のリンクを配設し、上記第１のリ
ンクと第２のリンクの略中央部に位置する支点を車体に
対して揺動自在に軸支した構成にしてあり、請求項２に
より、上記キャスタの上端部にキャスタ支持部材を取り
付けて、このキャスタ支持部材とホイールインモータの
上端部との間に前記第１及び第２のリンクを配置すると
ともに、該キャスタ支持部材と車体との間に、上記第１
のリンク及び第２のリンクと平行な第４のリンク及び第
５のリンクを配置したことにより、ホイールインモータ
の前後方向に一対の平行リンクを形成した無人台車の走
行装置を提供する。

更に請求項３により、上記キャスタの上端部にキャス
タ支持部材を取り付けて、このキャスタ支持部材と車体
との間に平行リンクを揺動自在に配置するとともに、該
平行リンクを介してキャスタを独立して上下動させる油
圧シリンダを設ける一方、ホイールインモータの上端部
と車体との間にリンクを揺動自在に配置するとともに該
リンクを介してホイールインモータを独立して上下動さ
せる一対の油圧シリンダを設け、路面の状態に応じて前
記キャスタ側に設けた油圧シリンダとホイールインモー
タ側に設けた一対の油圧シリンダとの間で作動油を連通
するようにした構成にしてあり、請求項４により、前記
各油圧シリンダにストロークセンサを設けるとともに、
車体に傾斜角センサを設け、各センサの検出信号に基づ
いて、キャスタ側に設けた油圧シリンダとホイールイン
モータ側に設けた油圧シリンダに対する作動油の供給状
態を適宜制御して、車体にリフターテーブルの機能を付
与するコントロールユニットを具備した無人台車の走行
装置を提供する。

作用 かかる請求項１の構成によれば、走行中に一方のキャ
スタが路面上の凸部に乗り上げた場合に、第１のリンク
及び第のリンクが第３のリンクとともに各リンクの支点
を回動中心として油動して、前記凸部にに起因する車体
のピッチングを防止することができる上、駆動輪として
のホイールインモータ側の輪荷重が減少することがな
く、駆動力を高く維持することが可能となる。

又、請求項２によれば、一対の平行リンクをホイール
インモータの前後方向に配置したことにより、各車輪に
荷重が配分されるとともに平行リンクの作用に基づいて
第１及び第２のキャスタの軸を路面に対して垂直に保持
することが可能となり、車体の振動が低減されるという
作用が得られる。

請求項３によれば、キャスタ側の油圧シリンダとホイ
ールインモータ側の油圧シリンダとが夫々独立して作動
するとともに、路面の状態に応じて前記キャスタ側の油
圧シリンダとホイールインモータ側の油圧シリンダとの
間で作動油を連通することにより、路面上に凸部があっ
た場合でもホイールインモータを路面側に押し付ける力
が作用して、駆動輪としてのホイールインモータの輪荷
重が大きな値に保持され、該ホイールインモータの駆動
力を高めて正常な走行制御が実施される。

更に請求項４によれば、キャスタ側に設けた油圧シリ
ンダとホイールインモータ側に設けた油圧シリンダに対
する作動油の供給状態を適宜制御することにより、車体
にリフターテーブルの機能を付与することができる上、
各油圧シリンダに設けられたストロークセンサと、車体
に設けられた傾斜角センサからの検出信号に基づいて、
車体の傾斜状態が検出されるので、傾斜路面を走行する
場合にあっても車体を水平状態に維持することが可能と
なる。

実施例 以下図面に基づいて本発明にかかる無人台車の走行装
置の各種実施例を、前記従来の構成と同一の構成部分に
同一の符号を付して詳述する。

第１図は本発明の第１実施例を示す概要図であり、１
は車体であって、この車体１の前後方向略中央部下面に
ホイールインモータ３が左右２輪づつ配備されている。
又、車体１の前後方向下面には第１のキャスタ5aと第２
のキャスタ5bとが各２輪ずつ配備されている。このキャ
スタ5a,5bにはサスペンションスプリングが付与されて
いない。

そして第１のキャスタ5aの上端部には、第１のリンク
９の一端部9aが固定されており、該第１のリンク９は、
車体１の中央方向の斜め上方に延びて、他端部9bがホイ
ールインモータ３の上端部に固定されている。

他方の第２のキャスタ5bの上端部には、第２のリンク
11の一端部11aが固定されており、該第２のリンク11
は、第１のリンク11と同様に車体１の中央方向の斜め上
方に延びて、他端部11bが前記第１のリンク９の他端部9
bの上方に位置しており、上記他端部9bと他端部11bとの
間に第３のリンク13が配設されている。

更に上記第１のリンク９の略中央部に位置する支点9c
と、第２のリンク11の略中央部に位置する支点11cは車
体１に対して揺動自在に軸支されている。

かかる第１実施例によれば、走行中に第１のキャスタ
5aもしくは第２のキャスタ5bが路面上の凸部にに乗り上
げた場合には、第１のリンク９及び第２のリンク11が第
３のリンク13とともに各リンクの支点9c,11cを回動中心
として揺動して、前記凸部に起因する車体１のピッチン
グを防止することができる上、駆動輪としてのホイール
インモータ３側の輪荷重が減少することがなく、前記ス
リップに基づく駆動力の不足が生じないという作用が得
られる。

第２図は上記第１実施例における各車輪の荷重配分を
示す概要図であり、第１のキャスタ5aと支点9c間の距離
及び第２のキャスタ5bと支点11c間の距離をＢとし，各
支点9c,11cと第３のリンク13間の距離をＡとすると、総
荷重をＷとした場合のホイールインモータ３にかかる荷
重は であり、更に第１のキャスタ5a及び第２のキャスタ5bに
かかる荷重は である。又、各支点9c,11cにはW/2の荷重が加えられて
いる。

従って各車輪の荷重配分は、第２図の左側からA:2B:A
となる。即ち、この荷重配分は距離A,Bを決定するため
の前記第１及び第２のリンク9,11の全長と、支点9c,11c
の位置によって決定されるものであり、従って各キャス
タ5a,5bと支点9c,11c間の距離をＢを大きくすることに
より、ホイールインモータ３にかかる荷重を大きくする
ことができる。

更に本実施例の場合には、第１のキャスタ5a及び第２
のキャスタ5bにはサスペンションスプリングが付与され
ていないので、台車の加速・減速時にあってもピッチン
グ現象が発生しないという作用がある。

第３図は本発明の第２実施例を示す概要図であり、前
記第１実施例と同一の構成部分に同一の符号を付して表
示してある。

本第２実施例の場合、第１のキャスタ5aの上端部に略
Ｌ字状のキャスタ支持部材15が取り付けられていて、こ
のキャスタ支持部材15の上端部に前記第１のリンク９の
一端部9aが軸支されており、該キャスタ支持部材15の略
中央部に第４のリンク17の一端部17aが軸支され、この
第４のリンク17の他端部17bが車体１に軸支されてい
る。同様に第２のキャスタ5bの上端部にも略Ｌ字状のキ
ャスタ支持部材19が取り付けられていて、このキャスタ
支持部材19の上端部に前記第２のリンク11の一端部11a
が軸支されており、該キャスタ支持部材19の略中央部に
第５のリンク21の一端部21aが軸支され、この第５のリ
ンク21の他端部21bが車体１に軸支されている。その他
の構成は前記第１実施例と同一である。

この第２実施例では、第１のリンク９と第４のリンク
17とによって平行リンク23が構成され、且つ第２のリン
ク11と第５のリンク21とによって同様な平行リンク25が
構成される。

このような一対の平行リンク23,25をホイールインモ
ータ３の前後方向に配置したことにより、前記例と同様
に各車輪に荷重が配分されるとともに平行リンクの作用
に基づいて第１及び第２のキャスタ5a,5bの軸を路面に
対して垂直に保持することが可能となり、車体１の振動
が低減され、且つ１本のリンク構成に比して平行リンク
23,25を構成する各リンク自体にかかる応力が低くなっ
て装置の寿命及び信頼性が高められるという作用が得ら
れる。

第４図は本発明の第３実施例を示す概要図であり、本
例ではホイールインモータ３の上端部が第６のリンク27
に固定されているとともに、該第６のリンク27の一端部
27aが車体１に軸支されており、且つ該第６のリンク27
と車体１との間に第１の油圧シリンダ29と第２と油圧シ
リンダ31とが並列に設けられている。

又、第１のキャスタ5aの上端部には、前記第２実施例
と同様に略Ｌ字状のキャスタ支持部材15が取り付けられ
ていて、このキャスタ支持部材15と車体１との間にに、
第１のリンク９及び第４のリンク17とから成る平行リン
ク23が構成され、他方の第２のキャスタ5bの上端部には
略Ｌ字状のキャスタ支持部材19が取り付けられていて、
このキャスタ支持部材19と車体１との間に、第２のリン
ク11及び第５のリンク21とから成る平行リンク25が構成
されている。そして第１のキャスタ5a側のキャスタ支持
部材15と車体１との間に第３の油圧シリンダ33が設けら
れ、第２のキャスタ5b側のキャスタ支持部19と車体１と
の間に第４の油圧シリンダ35が設けられている。

第５図は上記各油圧シリンダの接続状態を示す回路図
であって、図示したように第１の油圧シリンダ29と第３
の油圧シリンダ33のピストン側液室が１本の液路37に連
結され、バルブ39を介してタンクＴに連通されている一
方、第２の油圧シリンダ31と第４の油圧シリンダ35のピ
ストン側液室が１本の液路39に連結され、バルブ41を介
してタンクＴに連通されている。尚、平常時には上記の
バルブ39,41は閉止されている。

かかる第３実施例の作用は以下の通りである。即ち、
第１のキャスタ5aが路面上の凸部に乗り上げた場合に
は、第３の油圧シリンダ33が縮小するとともに、この第
３の油圧シリンダ33のピストン側液室から排出された作
動油が第１の油圧シリンダ29のピストン側液室に流入す
る。すると該第１の油圧シリンダ29のロッド29bが伸長
して、このロッド29bの動きが第６のリンク27を介して
ホイールインモータ３を路面側に押し付ける力として作
用する。従って路面上の凸部によって駆動輪としてのホ
イールインモータ３の輪荷重は大きな値に保持されるの
で、該ホイールインモータ３の駆動力を高めて正常な走
行制御を実施することができる。同様に第２のキャスタ
5bが路面上の凸部に乗り上げた場合には、第４の油圧シ
リンダ35が縮小するとともに、この第４の油圧シリンダ
35のピストン側液室から排出された作動油が第２の油圧
シリンダ31のピストン側液室に流入する。すると該第２
の油圧シリンダ31のロッド31bが伸長して、このロッド3
1bの動きが第６のリンク27を介してホイールインモータ
３を路面側に押し付ける力として作用する。

各油圧シリンダから発生される推力は、各シリンダ内
のピストンの面積比によって決定されるものであって、
今、第１の油圧シリンダ29の推力をF₂₉,第２の油圧シリ
ンダ31の推力をF₃₁,第３の油圧シリンダ33の推力をF₃₃,
第４の油圧シリンダ35の推力をF₃₅とし、上記各シリン
ダ29,31,33,35内のピストン面積を夫々A₂₉,A₃₁,A₃₃,A₃₅
とすると、 F₂₉:F₃₃＝A₂₉:A₃₃ F₃₁:F₃₅＝A₃₁:A₃₅ となる。そして夫々の輪荷重は F₃₅:F₂₉＋F₃₁:F₃₃ となり、車体１の重心位置が略中央にあり、且つA₃₃＝A
₃₅,A₂₉＝A₃₁である場合には、夫々の輪荷重の比は、 A₃₃:2A₂₉:A₃₃に保持される。

第６図は本発明の第４実施例を示す油圧回路図であっ
て、前記第１の油圧シリンダ29と第３の油圧シリンダ33
のピストン側液室を連結する１本の液路37とタンクＴと
の間に、流量制御弁41,ソレノイドバルブ43,液圧ポンプ
45が配設されており、同様に第２の油圧シリンダ31と第
４の油圧シリンダ35のピストン側液室を連結する１本の
液路39と上記液圧ポンプ45との間に、流量制御弁47,ソ
レノイドバルブ49が配設されている。51はリリーフバル
ブを示す。

この第４実施例によれば、車両をジャッキアップして
液圧ポンプ45を稼働した後、ソレノイドバルブ43,49を
開閉することによって各シリンダ内の油量を調整して台
車の車高及び車両の姿勢を変更することができる。

第７図は通常の台車にリフトシリンダ53及びリフター
テーブル55を備えた構成を示すものであり、第８図は上
記第７図と同様な作用をもたらす本発明の第５実施例を
示す概要図である。

即ち、一般に第７図に示したように車体１の略中央部
にリフトシリンダ53を配設して、このリフトシリンダ53
によって上下動するリフターテーブル55を設けた無人台
車にが知られているが、本第５実施例では第８図の概要
図に示したように、ホイールインモータ３の上端部に取
り付けられて前記第1,第２の油圧シリンダ29,31によっ
て駆動される第６のリンク27にストロークセンサ57を設
けるとともに、第１のキャスタ5aの上端部に固定されて
第３のシリンダ33によって駆動されるキャスタ支持部材
15にストロークセンサ59を設け、更に第２のキャスタ5b
の上端部に固定されて第４のシリンダ35によって駆動さ
れるキャスタ支持部材19にも同様なストロークセンサ61
を設けてある。

63はコントロールユニットであって、該コントロール
ユニット63には前記各ストロークセンサ57,59,61の検出
信号が入力されており、更に車体１の適宜位置に取り付
けられた傾斜角センサ65の検出信号が入力されている。
そして該コントロールユニット63の出力信号が前記液圧
ポンプ45及びソレノイドバルブ43,49に伝達されて、該
液圧ポンプ45の稼働及びソレノイドバルブ43,49の開閉
状態が制御されるように構成されている。

かかる第５実施例によれば、コントロールユニット63
からの出力信号により液圧ポンプ45を稼働してソレノイ
ドバルブ43,49をともに開くと、液圧ポンプ45から得ら
れる作動液が全ての油圧シリンダ29,31,33,35に供給さ
れるので、車体１が全体的に上昇して前記第７図に示し
たリフターテーブル55を上昇させた場合と略同一の作用
が得られる。

そして車体１の上昇の程度は各ストロークセンサ57,5
9,61によって検出されてコントロールユニット63にフィ
ードバックされるので、該コントロールユニット63の出
力信号に基づいて車体１の上昇状態を任意に制御するこ
とが可能となる。

又、傾斜角センサ65によって車体１の傾斜状態が検出
されて同様にコントロールユニット63にフィードバック
されるので、該コントロールユニット63によってソレノ
イドバルブ43,49の開閉状態を適宜にコントロールする
ことにより、例えば台車が傾斜路面を走行する場合にあ
っても車体１を水平状態に維持することが可能となり、
台車に積載した物品の荷くずれを防止することができ
る。

発明の効果 以上詳細に説明した如く、前記請求項１によれば、走
行中に一方のキャスタが路面上の凸部にに乗り上げた場
合にあっても、第１のリンク及び第のリンクが第３のリ
ンクとともに各リンクの支点を回動中心として揺動し
て、前記凸部に起因する車体のピッチングを防止するこ
とができる上、駆動輪としてのホイールインモータ側の
輪荷重を高く維持することが可能となり、駆動力の不足
に起因する台車のスリップを防止することができる。

又、請求項２によれば、一対の平行リンクをホイール
インモータの前後方向に配置したことにより、各車輪に
荷重が配分されるとともに平行リンクの作用に基づいて
第１及び第２のキャスタの軸を路面に対して垂直に保持
することが可能となって車体の振動が低減される。且つ
１本のリンク構成に比して平行リンクを構成する各リン
ク自体にかかる応力が低くなって装置の寿命及び信頼性
が高められるという効果が得られる。

更に請求項３によれば、夫々独立して作動するキャス
タ側の油圧シリンダとホイールインモータ側の油圧シリ
ンダによって各車輪と路面間の輪荷重が調整可能である
上、路面の状態に応じて前記キャスタ側の油圧シリンダ
とホイールインモータ側の油圧シリンダとの間で作動油
を連通することにより、路面上に凸部があった場合でも
ホイールインモータを路面側に押し付ける力が作用し
て、該ホイールインモータの駆動力を高めて正常な走行
制御を実施することができる。

更に請求項４によれば、キャスタ側に設けた油圧シリ
ンダンとホイールインモータ側に設けた油圧シリンダに
対する作動油の供給状態を適宜制御することにより、車
体にリフターテーブルの機能を付与することができる
上、各油圧シリンダに設けられたストロークセンサと、
車体に設けられた傾斜角センサからの検出信号に基づい
て車体の傾斜状態を制御することが可能となり、従って
台車が傾斜路面を走行する場合にあっても車体を水平状
態に維持することができて、台車に積載した物品の荷く
ずれを防止することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す概要図、第２図は上
記第１実施例における各車輪の荷重配分を示す概要図、
第３図は本発明の第２実施例を示す概要図、第４図は本
発明の第３実施例を示す概要図、第５図は上記第３実施
例の油圧回路図、第６図は本発明の第４実施例を示す油
圧回路図、第７図はリフターテーブル付き台車を示す概
要図、第８図は本発明の第５実施例を示す概要図、第９
図は従来の台車例を示す概要図である。 １……車体、３……ホイールインモータ、 5a……第１のキャスタ、5b……第２のキャスタ、 ９……第１のリンク、11……第２のリンク、 13……第３のリンク、9c,11c……支点、 15,19……キャスタ支持部材、 17……第４のリンク、21……第５のリンク、 23,25……平行リンク、27……第６のリンク、 29……第１の油圧シリンダ、 31……第２の油圧シリンダ、 33……第３の油圧シリンダ、 35……第４の油圧シリンダ、41……流量制御弁、 43,49……ソレノイドバルブ、 45……油圧ポンプ、 57,59,61……ストロークセンサ、 63……コントロールユニット、 65……傾斜角センサ、

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車体の前後方向略中央部下面に左右２輪づ
   つ配備されたホイールインモータと、車体の前後方向下
   面には左右２輪づつ配備されたキャスタとから成り、駆
   動輪としての２輪のホイールインモータに左右輪別の速
   度差をつけることによって車体の直進及び旋回状態を制
   御するようにした無人台車の走行装置において、 上記一方のキャスタの上端部とホイールインモータの上
   端部間に第１のリンクを固定する一方、上記他方のキャ
   スタの上端部に第２のリンクを固定して、該第２のリン
   クの他端部をホイールインモータの上方に延長するとと
   もに、ホイールインモータの上方部に位置する第１のリ
   ンクと第２のリンクとの間に第３のリンクを配設し、上
   記第１のリンクと第２のリンクの略中央部に位置する支
   点を車体に対して揺動自在に軸支したことを特徴とする
   無人台車の走行装置。
2. 【請求項２】上記キャスタの上端部にキャスタ支持部材
   を取り付けて、このキャスタ支持部材とホイールインモ
   ータの上端部との間に前記第１及び第２のリンクを配置
   するとともに、該キャスタ支持部材と車体との間に、上
   記第１のリンク及び第２のリンクと平行な第４のリンク
   及び第５のリンクを配置したことにより、ホイールイン
   モータの前後方向に一対の平行リンクを形成したことを
   特徴とする請求項１記載の無人台車の走行装置。
3. 【請求項３】車体の前後方向略中央部下面に左右２輪づ
   つ配備されたホイールインモータと、車体の前後方向下
   面には左右２輪づつ配備されたキャスタとから成り、駆
   動輪としての２輪のホイールインモータに左右輪別の速
   度差をつけることによって車体の直進及び旋回状態を制
   御するようにした無人台車の走行装置において、 上記キャスタの上端部にキャスタ支持部材を取り付け
   て、このキャスタ支持部材と車体との間に平行リンクを
   揺動自在に配置するとともに、該平行リンクを介してキ
   ャスタを独立して上下動させる油圧シリンダを設ける一
   方、ホイールインモータの上端部と車体との間にリンク
   を揺動自在に配置するとともに該リンクを介してホイー
   ルインモータを独立して上下動させる一対の油圧シリン
   ダを設け、路面の状態に応じて前記キャスタ側に設けた
   油圧シリンダとホイールインモータ側に設けた一対の油
   圧シリンダとの間で作動油を連通するようにしたことを
   特徴とする無人台車の走行装置。
4. 【請求項４】前記各油圧シリンダにストロークセンサを
   設けるとともに、車体に傾斜角センサを設け、各センサ
   の検出信号に基づいて、キャスタ側に設けた油圧シリン
   ダとホイールインモータ側に設けた油圧シリンダに対す
   る作動油の供給状態を適宜制御して、車体にリフターテ
   ーブルの機能を付与するコントロールユニットを具備し
   たことを特徴とする請求項３記載の無人台車の走行装
   置。