JP4530794B2 - 搬送用車両 - Google Patents

Description

本発明は、たとえば屋内外において走行させることで被搬送物の搬送を行う無人式や有人式の搬送用車両に関するものである。

従来、この種のものとしては、車体の下部前後両側に設けられた複数の支持車輪により走行路面に対して走行自在に支持するとともに、車体両側中央位置に配置されて車体に対して上下動自在な一対の駆動輪を、独立して走行路面に押し付けて走行駆動する自走台車の駆動輪サスペンション機構がある。ここで駆動輪サスペンション機構は、サスペンションアームとバネユニットとジャッキ機構とを備えている。

すなわちサスペンションアームは、駆動輪を支持し、車体に対して上下動自在に取り付けられている。またバネユニットは、一方の連結部が車体側のバネ支持アームに連結され、他方の連結部がサスペンションアーム揺動端側のバネ受け部に連結されるとともに、これら連結部間に、主圧縮バネと、主圧縮バネよりもバネ定数の小さな補助圧縮バネが介装され、両連結部どうしの接近によって補助圧縮バネが所定量圧縮された後、補助圧縮バネとともに主圧縮バネが圧縮されて、両連結部どうしの接近変位に抗するバネ力を発生させるように構成されている。さらにジャッキ機構は、車体側に取り付けられて、バネ支持アームを上下動させて全ての支持車輪が着地した状態に調整するように構成されている。

かかる従来構成によると、駆動輪と全ての支持車輪が平坦な走行路面上に着地しているときは、主圧縮バネと補助圧縮バネがともに圧縮されて、駆動輪が両方の圧縮バネ力でサスペンションアームを介して平坦な走行路面に押し付けられる。そして、駆動輪が凹凸のある走行路面の凹みに落ち込んで支持車輪のレベルよりも下方に変位したときは、両連結部間が離間して主圧縮バネのバネ力が消失しても、駆動輪が補助圧縮バネのバネ力で走行路面に押し付けられることになる（たとえば、特許文献１参照。）。
特許第３３１４００８号公報（第１−３頁、第１−３図）

しかし、上記した従来構成によると、両駆動輪は車体に対して上下動するが換向動しないものであり、曲線走行は、左右の駆動輪間に回転速度差を生じさせて行っている。すなわち、主圧縮バネや補助圧縮バネなどからなるバネユニットは、定位置に配設される構成であることから、駆動輪換向形式には採用できない。また、２種類のバネを配置することなどから、周辺を含めて構造が複雑かつ繁雑になり易い。

そこで本発明の請求項１記載の発明は、負荷走行時、積載荷重の一部を駆動輪に負荷して輪荷重を増やし、走行に必要な摩擦力が得られる構成でありながら、駆動輪換向形式にも容易に採用し得、また構造を簡単かつ整然とし得る搬送用車両を提供することを目的としたものである。

前述した目的を達成するために、本発明の請求項１記載の搬送用車両は、車体の中間下部の複数箇所には荷重支持用車輪装置が設けられるとともに、車体の前後下部にはそれぞれ走行駆動用車輪装置が設けられ、車体の上部には被搬送物の支持体が昇降自在に設けられるとともに、この支持体を昇降させる前後一対の昇降手段が車体側に設けられ、前記走行駆動用車輪装置は車体側に対して換向自在かつリンク機構を介して昇降自在に設けられるとともに、リンク機構と車体側との間に下降付勢する付勢手段が設けられ、前記支持体により被搬送物を支持したときに昇降手段に掛かる荷重負荷に応じて走行駆動用車輪装置に下降力を付加しかつ換向を許容する連動手段が設けられ、この連動手段は、車体側に対して横方向軸を介して上下揺動自在に設けられたリンク体と、このリンク体の遊端に設けられ前記走行駆動用車輪装置における本体側の上向き面に当接自在な当接体とから構成されるとともに、前記リンク体の中間部に昇降手段の下部が連結され、前記リンク体における昇降手段の連結位置から横方向軸までの荷重伝達距離と、連結位置から当接体までの連動作用距離とのリンク比によって、昇降手段に掛かる被搬送物の荷重負荷に応じて走行駆動用車輪装置の車輪接地圧を設定するように構成されていることを特徴としたものである。

したがって請求項１の発明によると、被搬送物を支持していない空のときには、両昇降手段は支持体を下降させており、そして車体側の荷重を荷重支持用車輪装置群により支持している。したがって、走行駆動用車輪装置を駆動回転させることで、空の搬送用車両を走行し得、このとき走行駆動用車輪装置を正逆に換向させることで、カーブ経路を含めて好適に行える。その際に走行駆動用車輪装置では、付勢手段の付勢力により車体側に対してリンク機構を、その遊端側が下降するように揺動させて、遊端に連結した本体を下降させており、以て付勢手段により、負荷、無負荷に関係なく走行駆動用車輪装置に一定荷重を負荷している。これにより走行駆動用車輪装置を、付勢手段の付勢力で走行面上に圧接させて、空の走行に必要な摩擦力を得ている。

また、両支持体間で被搬送物を支持している実のときには、両昇降手段により支持体を上昇させており、被搬送物の重量を含めた車体側の荷重を荷重支持用車輪装置群により支持している。すなわち、被搬送物の荷重（重量）は前後の支持体に分割され、それぞれ支持体を介して昇降手段に伝達されたのち、リンク体における連結位置の部分に達している。そして連結位置に掛かる荷重を、荷重伝達距離と連動作用距離とのリンク比に基づいて、横方向軸側と当接体側とに分割し得る。そのうち、リンク体における荷重伝達距離の部分を介して横方向軸側へと伝達された分割荷重は、この横方向軸を介して車体側で受け止め得、以て被搬送物の重量を含めた車体側の荷重を荷重支持用車輪装置群により支持することになる。

そして、連動作用距離の部分を介して当接体側へと伝達された分割荷重は、走行駆動用車輪装置の本体で受け止め得る。このとき走行駆動用車輪装置は、前述したように付勢手段の付勢力により下降しているが、この走行駆動用車輪装置に、分割荷重によって付勢力以上の押し下げ力が作用することになり、以て走行駆動用車輪装置を、分割荷重に見合う押し下げ力で走行面上に圧接させて、実の走行に必要な好適な摩擦力を得ている。すなわち、昇降手段にかかる荷重に比例して走行駆動用車輪装置に荷重を負荷させることになる。その際に、当接体側へと伝達された分割荷重を本体側の上向き面で受け止めることによって、走行駆動用車輪装置が換向自在な駆動輪換向形式であっても採用し得る。なお、荷重伝達距離と連動作用距離との設定、すなわちリンク比は、取り扱う被搬送物の荷重に基づいて任意に設定し得る。

上記した本発明の請求項１によると、被搬送物を支持していない空のときには、両昇降手段は支持体を下降させており、そして車体側の荷重を荷重支持用車輪装置群により支持している。したがって、走行駆動用車輪装置を駆動回転させることで、空の搬送用車両を走行でき、このとき走行駆動用車輪装置を正逆に換向させることで、カーブ経路を含めて好適に行うことができる。その際に走行駆動用車輪装置では、付勢手段の付勢力により車体側に対してリンク機構を、その遊端側が下降するように揺動させて本体を下降させており、以て付勢手段により、負荷、無負荷に関係なく走行駆動用車輪装置に一定荷重を負荷できる。これにより走行駆動用車輪装置を、付勢手段の付勢力で走行面上に圧接させて、空の走行に必要な摩擦力を得ることができる。

また、両支持体間で被搬送物を支持している実のときには、両昇降手段により支持体を上昇させており、被搬送物の荷重（重量）を前後の支持体に分割でき、それぞれ支持体を介して昇降手段に伝達したのち、リンク体における連結位置の部分に達している。そして連結位置に掛かる荷重を、荷重伝達距離と連動作用距離とのリンク比に基づいて、横方向軸側と当接体側とに分割できる。そのうち、リンク体における荷重伝達距離の部分を介して横方向軸側へと伝達された分割荷重は、この横方向軸を介して車体側で受け止めることができ、以て被搬送物の重量を含めた車体側の荷重を荷重支持用車輪装置群により支持することができる。

そして、連動作用距離の部分を介して当接体側へと伝達された分割荷重は、走行駆動用車輪装置の本体で受け止めることができる。このとき、前述したように付勢手段の付勢力により下降している走行駆動用車輪装置に、分割荷重によって付勢力以上の押し下げ力が作用することになり、以て走行駆動用車輪装置を、分割荷重に見合う押し下げ力で走行面上に圧接できて、実の走行に必要な好適な摩擦力を得ることができる。すなわち、昇降手段にかかる荷重に比例して走行駆動用車輪装置に荷重を負荷できることになる。その際に、当接体側へと伝達された分割荷重を本体側の上向き面で受け止めることによって、走行駆動用車輪装置が換向自在な駆動輪換向形式であっても容易に採用できる。
なお、荷重伝達距離と連動作用距離との設定、すなわちリンク比は、取り扱うに被搬送物の荷重に基づいて任意に設定でき、走行駆動用車輪装置における摩擦力を、常に好適な状態にできる。

このように、負荷走行時、積載荷重の一部を走行駆動用車輪装置に負荷して輪荷重を増やし、走行に必要な摩擦力を得ることができる構成でありながら、駆動輪換向形式にも容易に採用でき、また構造を簡単かつ整然とした搬送用車両を提供することができる。

なお、荷重伝達距離と連動作用距離との設定、すなわちリンク比は、取り扱うに被搬送物の荷重に基づいて任意に設定でき、走行駆動用車輪装置における摩擦力を、常に好適な状態にできる。

［実施の形態］
以下に、本発明の実施の形態を、走行面（床面）１側の誘導線を複数の誘導センサ（いずれも後述する。）で検出しながら一定経路２で自動走行する無人台車式の搬送用車両に採用した状態として、図に基づいて説明する。

図１〜図３において、車体５は長方形の平枠状からなり、その中間下部の前後２箇所でかつ左右２箇所の合計４箇所（複数箇所）には、それぞれ荷重支持用車輪装置１０が設けられるとともに、車体５の前後下部でかつ左右中央部にはそれぞれ走行駆動用車輪装置２０が設けられている。

すなわち、各荷重支持用車輪装置１０は、車体５に対して縦軸心１１の周りに正逆回転自在に設けられた回転体（回転テーブル）１２と、各回転体１２の下部３箇所（単数または複数箇所）に設けられたキャスター車輪１３などからなり、キャスター車輪１３の遊転車輪１４群によって実または空の車体５側の荷重を支持するように構成されている。

図４〜図６において、両走行駆動用車輪装置２０は、車体５側に対して、換向自在かつリンク機構４０を介して昇降自在に設けられるとともに、下降付勢する付勢手段（後述する。）がリンク機構４０と車体５側との間に設けられている。

すなわち走行駆動用車輪装置２０の本体２１は、昇降部２２と換向部２３とからなり、昇降部２２は車体５側の支持部材６に対して、リンク機構４０を介して昇降自在に設けられている。また換向部２３は昇降部２２に対して、軸受部２４を介して縦軸心２５の周りに正逆換向自在に設けられるとともに、換向を行わせる換向装置３０が昇降部２２との間に設けられている。そして換向部２３には、横方向の車輪軸２６を介して駆動車輪２７が設けられるとともに、車輪軸２６に連動する回転駆動装置２８が設けられている。

前記換向装置３０は、換向部２３の上部に固定された受動歯輪３１と、昇降部２２側から連設されたブラケット３２に軸受３３を介して回転自在に支持された縦方向の駆動軸３４と、この駆動軸３４の上端に固定された駆動歯輪３５と、前記ブラケット３２に遊転自在に支持されたテンション歯輪３６と、各歯輪３１，３５，３６間に巻回された無端チェーン３７と、駆動軸３４に連動すべくブラケット３２側に取り付けられた駆動部（減速機付きモータなど）３８などにより、その一例が構成されている。

前記リンク機構４０は、上下一対の平行リンク４１を左右両側に配設することで構成され、これら平行リンク４１の後端（基端）が本体２１側の支持部材６に、左右方向ピン４２を介して上下揺動自在に連結されるとともに、平行リンク４１の前端（遊端）が昇降部２２側に、左右方向ピン４３を介して相対揺動自在に連結されている。これにより走行駆動用車輪装置２０は、車体５側に対して、リンク機構４０を介して昇降自在に設けられる。なお換向部２３における前後端の外方には、走行面１側に敷設した誘導線４を検出可能な誘導センサ４４が設けられている。以上の２１〜４４などにより走行駆動用車輪装置２０の一例が構成される。

そして、上位の平行リンク４１の後端（基端）間から後方へ可動ブラケット４５が連設されるとともに、この可動ブラケット４５の下方に位置するように支持部材６側に定置ブラケット４６が連設され、これらブラケット４５，４６間に圧縮ばね（付勢手段の一例）４７群が介在されている。これにより、圧縮ばね４７の弾性力によって、車体５側に対して平行リンク４１を前端（遊端）が下降するように揺動させて、走行駆動用車輪装置２０を下降付勢することになり、以て駆動車輪２７を走行面１上に圧接させて圧縮ばね４７の弾性力に見合う摩擦力が得られる。

図１〜図７において、前記車体５の上部には、被搬送物３の支持体５０が昇降自在に設けられるとともに、この支持体５０を昇降させる前後一対の昇降手段（後述する。）が車体５側に設けられている。そして、前記支持体５０により被搬送物３を支持したときに昇降手段に掛かる荷重負荷に応じて、走行駆動用車輪装置２０に下降力を付加しかつ換向を許容する連動手段６０が設けられている。

すなわち、車体５の上部で前後端部にはそれぞれ昇降ガイド部材５１が設けられ、これら昇降ガイド部材５１に嵌合案内されて、板状の支持体５０が昇降自在に設けられている。なお支持体５０の上部には被搬送物３を係合保持するための凹部５０Ａが形成されている。そしてシリンダー装置（昇降手段の一例）５５の上向きピストンロッド５６が前後方向ピン５８を介して支持体５３に連結されるとともに、シリンダー本体５７の下部が連動手段６０に連結されている。

前記連動手段６０は、車体５側に対して横方向軸６１を介して上下揺動自在に設けられたリンク体６２と、このリンク体６２の遊端（内端）に設けられ前記走行駆動用車輪装置２０における昇降部２２の上向き面２２ａに当接自在な当接体などから構成されている。

すなわち、左右一対のリンク体６２の外端部分（前端部分）が、車体５側の受け部材７に対して左右方向の横方向軸６１を介して上下揺動自在に連結されている。そして両リンク体６２の遊端部分（内端部分）間に、上向き面２２ａに上方から当接自在なローラ（当接体の一例）６３が遊転自在に設けられている。さらに、前記リンク体６２の中間部に前記シリンダー本体５７の下部が左右方向ピン６４を介して連結され、以て左右方向ピン６４により、リンク体６２に対するシリンダー装置（昇降手段）５５の連結位置６５が決定されている。

その際に、前記リンク体６２におけるシリンダー装置（昇降手段）５５の連結位置６５から横方向軸６１までの荷重伝達距離Ｌａと、連結位置６５からローラ（当接体）６３までの連動作用距離Ｌｂとのリンク比によって、シリンダー装置（昇降手段）５５に掛かる被搬送物３の荷重負荷に応じて走行駆動用車輪装置２０の車輪接地圧を設定するように構成されている。ここで左右方向ピン６４は、受け部材７の上方でかつ横方向軸６１よりも上位に位置されており、また荷重伝達距離Ｌａは連動作用距離Ｌｂよりも短く、すなわちＬａ＜Ｌｂに設定されている。以上の６１〜６５などにより、走行駆動用車輪装置２０の換向を許容する連動手段６０の一例が構成される。

なお、７０はコントロールパネル、７１は前後各２個の非常停止スイッチ、７２は前後各１個の一時停止スイッチ、７３は前後各１個の無線機アンテナ、７４は前後各１個の回転警告灯、７５は前後各１セットのバンパ、７６は前後各１個の障害物センサ、７７は前側のみの自動充電接触子、７８は前側のみの停止位置検出センサ、７９は左右各１セットのバンパ、８０は左右一対の障害物センサ、８１は左側のみの昇降用ステップをそれぞれ示す。

以下に、上記した実施の形態における作用を説明する。
図８に示されるように、被搬送物３を支持していない空のときには、両シリンダー装置５５は収縮動して支持体５０を下降させており、そして車体５側の荷重を各荷重支持用車輪装置１０のキャスター車輪１３群により支持している。したがって、走行駆動用車輪装置２０の駆動車輪２７を回転駆動装置２８により駆動回転させることで、誘導センサ４４により誘導線４を検出しながら、空の搬送用車両を一定経路２上で走行し得る。

このような一定経路２上での走行は、換向装置３０により昇降部２２に対して換向部２３を正逆に換向回転させることで、キャスター車輪１３群を追従換向させながら、カーブ経路を含めて好適に行える。すなわち、駆動部３８の正逆駆動によって駆動歯輪３５を正逆回転させ、無端チェーン３７などを介して受動歯輪３１を正逆回転させることで、換向部２３を正逆に換向回転し得る。

その際に、走行駆動用車輪装置２０では、圧縮ばね４７群の弾性力により定置ブラケット４６に対して可動ブラケット４５を押し上げることで、車体５側の支持部材６に対して平行リンク４１を、その前端（遊端）側が下降するように揺動させて、平行リンク４１の遊端に連結された本体２１を下降させており、以て圧縮ばね４７により、負荷、無負荷に関係なく走行駆動用車輪装置２０に一定荷重を負荷している。これにより駆動車輪２７を、圧縮ばね４７の弾性力に見合う付勢力で走行面１上に圧接させて、空の走行に必要な摩擦力を得ている。

図１〜図３、図７に示されるように、両支持体５０間で被搬送物３を支持している実のときには、両シリンダー装置５５は伸展動して支持体５０を上昇させており、被搬送物３の重量を含めた車体５側の荷重を、各荷重支持用車輪装置１０のキャスター車輪１３群により支持している。すなわち、被搬送物３の荷重（重量）は前後の支持体５０に分割され、それぞれ支持体５０を介してシリンダー装置５５に伝達されたのち、リンク体６２における連結位置６５の部分に達している。そして連結位置６５に掛かる荷重を、荷重伝達距離Ｌａと連動作用距離Ｌｂとのリンク比に基づいて、横方向軸６１側とローラ６３側とに分割し得る。

そのうち、リンク体６２における荷重伝達距離Ｌａの部分を介して横方向軸６１側へと伝達された分割荷重は、この横方向軸６１を介して車体５側の受け部材７により受け止められ、以て被搬送物３の重量を含めた車体５側の荷重を、各荷重支持用車輪装置１０のキャスター車輪１３群により支持することになる。

また、リンク体６２における連動作用距離Ｌｂの部分を介してローラ６３側へと伝達された分割荷重は、走行駆動用車輪装置２０の本体２１に受け止められる。このとき走行駆動用車輪装置２０では、前述したように圧縮ばね４７の弾性力により本体２１を下降させているが、この本体２１には、分割荷重によって弾性力以上の押し下げ力が作用することになり、以て駆動車輪２７を、分割荷重に見合う押し下げ力で走行面１上に圧接させて、実の走行に必要な好適な摩擦力を得ている。すなわち、シリンダー装置５５にかかる荷重に比例して走行駆動用車輪装置２０に荷重を負荷させることになる。

その際に、ローラ６３側へと伝達された分割荷重が昇降部２２の上向き面２２ａに受け止められることで、すなわち換向を許容する連動手段６０であることから、走行駆動用車輪装置２０が換向自在な駆動輪換向形式であっても容易に採用し得る。

なお、通常、荷重伝達距離Ｌａは連動作用距離Ｌｂよりも短く設定されているが、そのリンク比は、取り扱うに被搬送物３の荷重に基づいて任意に設定されるものである。
上記した実施の形態では、無人台車式の搬送用車両が示されており、この場合、たとえば車体５は車長約４０００ｍｍ、車幅約２０００ｍｍ、全体の重量約４０００ｋｇ、最大荷重約１００００ｋｇであるが、その数値は使用目的、機種によって種々である。

上記した実施の形態では、付勢手段として圧縮ばね４７を採用した形式としているが、これは引っ張りばねにより下降付勢する形式や、ウエイトにより下降付勢する形式などであってもよい。

上記した実施の形態では、支持体５０として、前後一対の板状物でかつ上部に凹部５０Ａを形成した形式が示されているが、これは上部を被搬送物３の形状に合わせて形成した形式や、被搬送物３の形状に応じて、たとえば被搬送物３を載置可能な前後方向材を前後の支持体５０間に設けて、両支持体５０を一体化した形式などであってもよい。

上記した実施の形態では、昇降手段としてシリンダー装置５５の形式が示されており、この場合に電動式や油圧式や空圧式などが採用される。
上記した実施の形態では、連動手段としてリンク体６２とローラ６３などからなる形式が示されているが、これはローラ（当接体）６３を球状突起やボール体に変更した形式などであってもよい。

上記した実施の形態では、一定経路２で自動走行する無人台車式の搬送用車両が示されているが、搬送用車両としては、任意な方向に操縦走行可能な有人台車式の搬送用車両などであってもよい。

本発明の実施の形態を示し、搬送用車両における被搬送物支持時の側面図である。 同搬送用車両の平面図である。 同搬送用車両における被搬送物支持時の正面図である。 同搬送用車両における走行駆動用車輪部分で、（ａ）は側面図、（ｂ）は要部の拡大側面図である。 同搬送用車両における走行駆動用車輪部分の平面図である。 同搬送用車両における走行駆動用車輪部分の一部切り欠き正面図である。 同搬送用車両における昇降手段部分の正面図である。 同搬送用車両における空走行時の側面図である。

符号の説明

１ 走行面
２ 一定経路
３ 被搬送物
４ 誘導線
５ 車体
１０ 荷重支持用車輪装置
１２ 回転体
１３ キャスター車輪
１４ 遊転車輪
２０ 走行駆動用車輪装置
２１ 本体
２２ 昇降部
２２ａ 上向き面
２３ 換向部
２７ 駆動車輪
２８ 回転駆動装置
３０ 換向装置
３１ 受動歯輪
３５ 駆動歯輪
３７ 無端チェーン
３８ 駆動部
４０ リンク機構
４１ 平行リンク
４４ 誘導センサ
４５ 可動ブラケット
４６ 定置ブラケット
４７ 圧縮ばね（付勢手段）
５０ 支持体
５０Ａ 凹部
５１ 昇降ガイド部材
５５ シリンダー装置（昇降手段）
５６ 上向きピストンロッド
５７ シリンダー本体
６０ 連動手段
６１ 横方向軸
６２ リンク体
６３ ローラ（当接体）
６４ 左右方向ピン
６５ 連結位置
７０ コントロールパネル
Ｌａ 荷重伝達距離
Ｌｂ 連動作用距離

Claims (1)

1. 車体の中間下部の複数箇所には荷重支持用車輪装置が設けられるとともに、車体の前後下部にはそれぞれ走行駆動用車輪装置が設けられ、車体の上部には被搬送物の支持体が昇降自在に設けられるとともに、この支持体を昇降させる前後一対の昇降手段が車体側に設けられ、前記走行駆動用車輪装置は車体側に対して換向自在かつリンク機構を介して昇降自在に設けられるとともに、リンク機構と車体側との間に下降付勢する付勢手段が設けられ、前記支持体により被搬送物を支持したときに昇降手段に掛かる荷重負荷に応じて走行駆動用車輪装置に下降力を付加しかつ換向を許容する連動手段が設けられ、この連動手段は、車体側に対して横方向軸を介して上下揺動自在に設けられたリンク体と、このリンク体の遊端に設けられ前記走行駆動用車輪装置における本体側の上向き面に当接自在な当接体とから構成されるとともに、前記リンク体の中間部に昇降手段の下部が連結され、前記リンク体における昇降手段の連結位置から横方向軸までの荷重伝達距離と、連結位置から当接体までの連動作用距離とのリンク比によって、昇降手段に掛かる被搬送物の荷重負荷に応じて走行駆動用車輪装置の車輪接地圧を設定するように構成されていることを特徴とする搬送用車両。

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