JP4088973B2 - 天井走行車 - Google Patents

Description

この発明は天井走行車に関し、特に前後のボギー台車間の駆動ユニットの配置に関する。

天井走行車は、クリーンルームや一般の工場、病院、建物などの内部で、高所に配置された走行レールに沿って走行し物品を搬送する。天井走行車では、カーブ走行を容易にするため、前後のボギー台車により天井走行車本体を支持して走行する。

特許文献１は、前後のボギー台車間にフレームを差し渡して、このフレーム上に駆動ユニットのフレームを別体に設けて、駆動ユニットのフレームを上向きに付勢している。そして駆動ユニットには駆動輪と走行モータを設けて、付勢力で駆動輪が走行レールの上部底面に接触して、天井走行車を駆動する。走行モータはその長手方向をフレームに平行に配置し、一方のボギー台車に重なる位置まで延びている。
特開２００２−３２１６１６号公報

この発明の課題は、駆動ユニットの構造を単純化して天井走行車を軽量化することにある（請求項１〜３）。
請求項２，３の発明での追加の課題は、走行モータがボギー台車と干渉しないようにして、ボギー台車に種々の機器を追加できるようにすることにある。

この発明は、天井走行車本体に上方へ延びる前後一対の固定軸を設けるとともに、前後一対のボギー台車を設けて、前方の固定軸を前方のボギー台車により軸受けを介して支持すると共に、後方の固定軸を後方のボギー台車により軸受けを介して支持し、
前記前後のボギー台車間を差し渡す揺動フレームの一端に軸部材を設けて、該軸部材を前記一対の固定軸の一方の上部に設けたコの字部のコの字の平行な両辺を貫通するように取り付けることにより、揺動フレームの一端を一方の固定軸の上部に鉛直面内で揺動自在に取り付け、揺動フレームの他端と他方の固定軸の上部との間に付勢部材を設けることにより、揺動フレームの他端を他方の固定軸の上部に該付勢部材により上向きに付勢されるように取り付け、
さらに走行レールに下方から上向きに接触する駆動輪と、該駆動輪を駆動する走行モータとを前記揺動フレームに設けて、前記付勢部材の付勢力により駆動輪を走行レールに向けて付勢するようにしたことを特徴とする。

好ましくは、前記走行モータを、その長手方向が天井走行車の幅方向に表れるように配置する。

特に好ましくは、前記前後のボギー台車の各上部の、左右方向中央寄りに、軸が鉛直方向を向いたガイドローラを少なくとも一対設けると共に、その左右方向両外側に昇降自在で軸が鉛直方向を向いた分岐用ローラを設ける。

この発明では、駆動輪と走行モータとを支持する揺動フレームを、前後のボギー台車の間に配置して、前後の軸部で支持するので、特許文献１の場合などに比べ、駆動輪や走行モータの支持構造が単純化して、天井走行車を軽量化できる。

請求項２の発明では、走行モータの長手方向が天井走行車の幅方向に表れるように配置するので、走行モータが前後のボギー台車と干渉せず、ボギー台車の空きスペースに種々の機構を追加できる。

請求項３の発明では、走行モータの配置を改良して得られたボギー台車の上部のスペースを活用し、ボギー台車の上部の左右方向中央寄りに軸が鉛直方向を向いたガイドローラを少なくとも一対設けるので、ガイドローラでボギー台車をガイドできる。またその左右方向両外側に軸が鉛直方向を向いた分岐用ローラを設けるので、分岐用ローラの操作で分岐制御ができる。

以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。

図１〜図８に実施例とその動作を示す。走行レール２は吊りボルト４などにより、クリーンルームの天井などの高所から吊り下げられ、走行レール２の下部に左右の給電レール５，６が例えば嵌着して取り付けられている。天井走行車７は前後のボギー台車８ａ，８ｂと，給電部１０，通信部１１，並びに天井走行車本体１４とを備えている。また前後のボギー台車８ａ，８ｂの間を接続するように、駆動ユニット４１を設けてある。天井走行車本体１４には、横送り部１６と昇降駆動部１８並びに昇降台２０があり、横送り部１６で昇降駆動部１８と昇降台２０を走行レール２に対して直角方向に横送りし、昇降駆動部１８で昇降台２０を昇降させ、かつ昇降台２０を水平面内で回動させる。また昇降台２０は図示しない半導体カセットなどの搬送物品をチャックし、あるいはその底面を支持して搬送する。

前後のボギー台車８ａ，８ｂには各々、左右に２輪ずつ合計４輪の走行車輪２２，２３を設け、上部には例えば左右と前後に各一対で合計４個のガイドローラ２４を設け、さらにその両外側に分岐用ローラ２５，２６を設けて、ガイドレール２８，２９でガイドし分岐制御を行う。ここで、ガイドレール２８，２９は走行レール２の上部底面から下方への突き出し量が異なり、ガイドレール２９はガイドレール２８よりも突き出し量が短い。分岐用ローラ２５，２６は昇降部３０により昇降自在で、高位置（ガイドレール２８，２９のいずれでもガイドされる位置）、中立位置（ガイドレール２８でのみガイドされる位置）、低位置（ガイドレール２８，２９のいずれでもガイドされない位置）の間を昇降する。昇降部３０の機構は任意である。

３２は天井走行車本体１４に固定した前後一対の固定軸で、天井走行車本体１４から上向きに延び、天井走行車本体１４の重量をボギー台車８ａ，８ｂで支持すると共に、駆動ユニット４１の揺動フレームの両端を支持する。３８はボギー台車８ａ，８ｂのフレームで、軸受け３６により固定軸３２を支持する。固定軸３２と同軸で、フレーム３８と一体の回動軸３４により、給電部１０や通信部１１を支持し、給電部１０や通信部１１がボギー台車８ａ，８ｂと共に天井走行車本体１４に対して回動できるようにする。

給電部１０では回動軸３４の左右に受電ユニット１２，１２を設け、同様に通信部１１でも回動軸３４の左右に通信ユニット１３，１３を設ける（図３）。このようにするとカーブや分岐を含む任意の位置で、左右いずれかの受電ユニットで非接触給電を受けることができ、また通信ユニットから非接触給電用のリッツ線６４を介してコントローラや他の天井走行車などと通信可能である。１つのボギー台車の左右に同種のユニットを一対設けると、分岐部の任意の位置で受電と通信とが可能であるが、これに限らず、受電ユニットと通信ユニットとを、天井走行車７の左右に各一対設ければ良い。例えばボギー台車８ａの左右に受電ユニット１２と通信ユニット１３とを設け、ボギー台車８ｂには、ボギー台車８ａと左右を反転させて、通信ユニット１３と受電ユニット１２とを設けても良い。

給電レール５，６には、非接触給電と通信兼用のリッツ線６４を例えば上下一対配置し、上下のリッツ線６４，６４はループをなしている。受電ユニット１２は、ボギー台車８ａに連動して回動し、リッツ線６４よりも給電レールの奥に入り込むように磁性体コア６０が設けられ、上下例えば３枚の磁性体コア６０のうち、中央の磁性体コアに受電コイル６２を巻き回して受電する。また停止位置などの教示のために、上下のリッツ線６４，６４の奧側（左右方向外側）にドッグ６６を設け、通信ユニット１３に設けた図示しないピックアップでドッグ６６を検出する。ピックアップには例えば図示しないフォトインタラプタを用い、ドッグ６６でフォトインタラプタの発光側から受光側への光が遮られると、ドッグ６６を検出する。ドッグの種類やドッグ検出用のセンサの種類は任意である。

６７はリニアセンサで、例えば天井走行車本体１４などに設け、６８は被検出プレートで、走行レール２などに取り付ける。そして被検出プレート６８をリッツ線６４からなるべく離して、リニアセンサ６７のノイズを小さくする。リニアセンサ６７は被検出プレート６８に対する位置を検出し、被検出プレート６８の位置が既知であれば、天井走行車７の絶対位置が判明する。

前後のボギー台車８ａ，８ｂは固定軸３２，３２により天井走行車本体１４を支持し、前後の固定軸３２，３２を結ぶように揺動フレーム４０を設ける（図２）。揺動フレーム４０はその一端を、例えばピン５４で、ボギー台車８ａ，８ｂの一方の固定軸３２に上下に（鉛直面内で）揺動自在に取り付け、他端を、他方のボギー台車の固定軸３２にバネ５６で上向きに付勢して取り付ける。固定軸３２に直接取り付ける代わりに、固定軸３２を延長した部分などに取り付けても良い。バネ５６はコイルバネでも板バネなどでも良く、あるいはアクティブサスペンションのように付勢力を走行状態に応じて加減できるものでも良い。揺動フレーム４０を前後のボギー台車８ａ，８ｂ間に差し渡して前後の固定軸３２で支持し、バネ５６で鉛直面内で上向きに付勢し、かつ揺動フレーム４０で駆動ユニット４１を支持する。

駆動ユニット４１では、揺動フレーム４０の例えば下側に走行モータ４２を配置し、その長手方向が天井走行車７の車体幅方向（左右方向）を向くようにする。揺動フレーム４０に駆動輪４４とその軸受け４６並びに変速機４８を取り付け、走行モータ４２の歯車４９の回転を、変速機４８の歯車５０，５１と軸受け４６の歯車５２を介して、駆動輪４４に伝達する。駆動力の伝達と変速は、歯車に代えて磁気流体変速機などで行っても良い。駆動輪４４は走行レール２の上部底面にバネ５６からの力で押し付けられて、天井走行車７を走行駆動する。駆動輪４４は車体幅方向の中心で走行レールの上部底面に接するので、その左右一方には限られた余地しか無い。そこで駆動輪４４にリセス５８を設けて、駆動輪４４と駆動軸５９との取付部を、走行レール２の左右方向の中心から見て、軸受け４６の反対側に配置し、リセス５８に軸受け４６の一部を収容する。

実施例では走行モータ４２，変速機４８，軸受け４６を上下に重ねるように配置したが、これらは例えば、ボギー台車８ａ，８ｂと平面視で重ならないように配置すればよい。そして走行モータ４２は、好ましくはその長手方向が揺動フレーム４０の長手方向と直角になるように配置する。実施例では駆動ユニット４１がボギー台車８ａ，８ｂと平面視で重ならないので、各ボギー台車８ａ，８ｂの上部に４個のガイドローラ２４と左右の分岐用ローラ２５，２６を設けることができ、分岐制御が容易になる。また内側の走行車輪２３は、分岐部で走行車輪２２が走行レール２の開口を通過する際に、天井走行車７のがたつきを防止するものであるが、走行モータ４２がボギー台車８ａ，８ｂと重ならないので、走行車輪２２と例えば同径の大きな走行車輪２３を用いることができ、分岐部でのがたつきを小さくできる。

図５〜図８により、実施例での分岐時の動作を示す。図５に、分岐部付近での走行レール２のレイアウトを示す。分岐部の左側寄りには下側への突き出し量の大きなガイドレール２８が隙間無く配置され、右寄りにも分岐部を除いてガイドレール２８が配置されている。走行レールの分岐側ではレールの両側に下側への突き出し量が短いガイドレール２９を配置し、分岐が終了するとガイドレールの種類をガイドレール２８に変更する。走行レール２の分岐部以外の場所では、ガイドレール２８，２８が開口の両側に配置され、ガイドローラ２４と分岐用ローラ２５，２６がガイドレール２８でガイドされ、この時、分岐用ローラ２５，２６は中立の高さにある。

直進の場合、分岐用ローラ２５，２６の操作は不要で、図の左側の分岐用ローラ２５は中立位置でガイドレール２８でガイドされ、右側のガイドローラ２６は中立位置ではガイドレール２９に接触せずに、その底部を通過する。また走行車輪２２が走行レール２の開口を通過する際のがたつきは、大径の走行車輪２３を設けることで防止され、図の右側のガイドローラが一時的にガイドレールからフリーになることによる力のモーメントは、分岐用ローラ２５がガイドレール２８の側面に接することで支えられる。これらのため、分岐用ローラ２５，２６の操作無しで、しかも安定した姿勢で分岐部を直進でき、分岐時に減速の必要がない。

図７，図８に分岐時の状態を示す。図７で、ボギー台車８ａは分岐側に移動し、ボギー台車８ｂは分岐部の手前にいる。ここでボギー台車８ａの分岐用ローラ２６は高位置で、ガイドレール２９の外側のガイド面でガイドされ、分岐用ローラ２５は低位置で、ガイドレール２８の下側を通過する。またボギー台車８ａが傾くのは、分岐用ローラ２６がガイドレール２９でガイドされることで防止される。このため分岐用ローラ２５，２６の操作で、安定した姿勢で分岐できる。

実施例では以下の効果が得られる。
1) 特許文献１では、前後のボギー台車を連結するフレームとは別途に、駆動輪のためのフレームが必要であるが、これらのフレームを一体化して、天井走行車を軽量化できる。
2) 走行モータや変速機などを揺動フレームで支持して、平面視で前後のボギー台車と重ならないようにできる。このため、ボギー台車の上部に各４個のガイドローラ２４と左右一対の分岐用ローラ２５，２６を設けることができ、分岐走行が容易になる。また走行モータをボギー台車から離せるので、大径の走行車輪２３を設けて、分岐時のがたつきを小さくできる。
3) 駆動輪４４にリセス５８を設けて軸受け４６の一部を収容するので、左右方向片側の限られたスペースに軸受け４６を配置できる。

実施例の天井走行車での、ボギー台車とその周囲の鉛直方向断面図 実施例の天井走行車での、前後のボギー台車とその間の駆動ユニットを示す要部側面図 実施例の天井走行車での前後のボギー台車と駆動ユニットとの平面図 実施例の天井走行車での駆動ユニットの車体幅方向鉛直断面図 分岐部を直進する際の分岐用ローラの作用を模式的に示す平面図 分岐部を直進する際の分岐用ローラの作用を模式的に示す鉛直方向断面図 分岐部を分岐する際の分岐用ローラの作用を模式的に示す平面図 分岐部を分岐する際の分岐用ローラの作用を模式的に示す鉛直方向断面図

符号の説明

２ 走行レール
４ 吊りボルト
５，６ 給電レール
７ 天井走行車
８ａ，８ｂ ボギー台車
１０ 給電部
１１ 通信部
１２ 受電ユニット
１３ 通信ユニット
１４ 天井走行車本体
１６ 横送り部
１８ 昇降駆動部
２０ 昇降台
２２，２３ 走行車輪
２４ ガイドローラ
２５，２６ 分岐用ローラ
２８，２９ ガイドレール
３０ 昇降部
３２ 固定軸
３４ 回動軸
３６ 軸受け
３８ フレーム
４０ 揺動フレーム
４１ 駆動ユニット
４２ 走行モータ
４４ 駆動輪
４６ 軸受け
４８ 変速機
４９〜５２ 歯車
５４ ピン
５６ バネ
５８ リセス
５９ 駆動軸
６０ 磁性体コア
６２ 受電コイル
６４ リッツ線
６６ ドッグ
６７ リニアセンサ
６８ 被検出プレート

Claims (3)

1. 天井走行車本体に上方へ延びる前後一対の固定軸を設けるとともに、前後一対のボギー台車を設けて、前方の固定軸を前方のボギー台車により軸受けを介して支持すると共に、後方の固定軸を後方のボギー台車により軸受けを介して支持し、
   前記前後のボギー台車間を差し渡す揺動フレームの一端に軸部材を設けて、該軸部材を前記一対の固定軸の一方の上部に設けたコの字部のコの字の平行な両辺を貫通するように取り付けることにより、揺動フレームの一端を一方の固定軸の上部に鉛直面内で揺動自在に取り付け、揺動フレームの他端と他方の固定軸の上部との間に付勢部材を設けることにより、揺動フレームの他端を他方の固定軸の上部に該付勢部材により上向きに付勢されるように取り付け、
   さらに走行レールに下方から上向きに接触する駆動輪と、該駆動輪を駆動する走行モータとを前記揺動フレームに設けて、前記付勢部材の付勢力により駆動輪を走行レールに向けて付勢するようにしたことを特徴とする、天井走行車。
2. 前記走行モータを、その長手方向が天井走行車の幅方向に表れるように配置したことを特徴とする、請求項１の天井走行車。
3. 前記前後のボギー台車の各上部の、左右方向中央寄りに、軸が鉛直方向を向いたガイドローラを少なくとも一対設けると共に、その左右方向両外側に昇降自在で軸が鉛直方向を向いた分岐用ローラを設けたことを特徴とする、請求項２の天井走行車。
   

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