JP4577305B2

JP4577305B2 - 自走式搬送台車

Info

Publication number: JP4577305B2
Application number: JP2006343158A
Authority: JP
Inventors: 智規森口; 貴彦村山
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2006-12-20
Filing date: 2006-12-20
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2026-12-20
Also published as: JP2008155652A

Description

本発明は、自走式搬送台車に関し、より詳細には、障害物を乗り越えることが可能な自走式搬送台車に関する。

従来、自動倉庫等において物品を搬送するための自走式搬送台車が用いられており、搬送作業等の自動化が図られている。自走式搬送台車として種々のものが開発されており、全方向移動用車輪を用いた自走式搬送台車も開発されている（例えば、特許文献１参照。）。前記全方向移動用車輪としてのオムニホイールは、駆動軸に連結される車輪の周囲に前記駆動軸に交差する方向のローラ軸を複数配置し、前記各ローラ軸にフリーローラを軸支させたものである。走行面には前記フリーローラが接地しており、駆動軸によって車輪が回転すると前記フリーローラが走行面に順次接地して駆動力が伝達される。また、車輪が駆動軸の軸方向に移動するときは、走行面に対して接地している前記フリーローラが自由回転して駆動軸の軸方向の移動を許容するものである。

前記従来の自走式搬送台車では、例えば図１２及び図１３に示すように、台車部１１２の下面に４基のオムニホイールＸ１１、Ｘ１２、Ｙ１１、Ｙ１２をモータ１１３の駆動軸１１４が直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向に向くように設けている。そして、例えば、対向するオムニホイールＸ１１、Ｘ１２を同方向に駆動させ、オムニホイールＹ１１、Ｙ１２を停止させた状態とする。オムニホイールＸ１１、Ｘ１２が駆動することによりＸ軸方向への駆動力が発揮され、オムニホイールＹ１１、Ｙ１２は停止させているが、オムニホイールＹ１１、Ｙ１２に設けられているフリーローラ１２３が自由回転するため、台車部１１２のＸ軸方向への走行が許容される。この結果、自走式搬送台車１１１はＸ軸方向に沿って走行する。同様に、オムニホイールＹ１１、Ｙ１２を同方向に駆動させ、オムニホイールＸ１１、Ｘ１２を停止させた状態とすることにより、自走式搬送台車１１１はＹ軸方向に沿って走行する。

次に、自走式搬送台車１１１を任意の方向に走行させる場合について説明する。例えば、オムニホイールＸ１１とオムニホイールＹ１１を駆動させると、自走式搬送台車１１１を駆動させる駆動力は、オムニホイールＸ１１によるＸ軸方向の駆動力と、オムニホイールＹ１１によるＹ軸方向の駆動力とを合成したものとなる。また、オムニホイールＸ１１、Ｙ１１のそれぞれの駆動力を変化させたり、回転方向を変化させると、自走式搬送台車１１１の走行する方向もそれに応じて変化する。従って、各オムニホイールＸ１１、Ｘ１２、Ｙ１１、Ｙ１２のオンオフを切り替えたり、駆動力の大小、回転方向を制御することにより、自走式搬送台車１１１を任意の方向に向けて走行又は方向転換させることが可能である。

前記オムニホイールを用いた自走式搬送台車は、現在は主として自動倉庫等で使用されているが、今後は自動倉庫等だけでなくオフィスや一般家庭などでも使用することにより、事務や家事等の各種作業の自動化を図ることが望まれている。オムニホイールを用いた自走式搬送台車は小回りがきき、全方向に走行することが可能であることから、オフィスや一般家庭などでの使用目的に対して有効であると考えられている。
特開２００１−２５３３６４号公報

ところで、自走式搬送台車をオフィスや一般家庭などで使用する場合、オフィスや一般家庭の床面には自走式搬送台車にとっての障害物が多いという問題がある。通常、自動倉庫等では自走式搬送台車の走行ルートは一定のルートに定められていることが多い。このため、障害物の問題は、走行ルート上の障害物を極力排除することにより解決が図られている。ところが、オフィスや一般家庭などで使用させる場合は、走行ルートは一定させにくく、必要に応じてオフィスや一般家庭の床面を、様々な走行ルートで走行できるようにする必要がある。オフィスや一般家庭の床面には、段差や溝などの構造物や、配線コードなどが一般的に存在しているため、自走式搬送台車は、これらを乗り越えて走行できる乗り越え能力が要求される。

一般に障害物の高さが車輪の半径の約１／３を越えると、車輪が障害物を乗り越えることは困難になるとされている。オムニホイールが駆動軸の駆動力によって回転する場合は、障害物の乗り越え能力は通常の車輪と略同様であるため、障害物の乗り越え能力に特に問題はない。しかしながら、オムニホイールが駆動軸の軸方向に移動する場合には、障害物の乗り越え能力に問題がある。すなわち、オムニホイールが駆動軸の軸方向に移動する場合には、上記説明したように、走行面に接地しているフリーローラが自由回転する。オムニホイールが駆動軸の軸方向に移動する場合においては、そのオムニホイールが乗り越えることができる障害物の高さは、フリーローラの半径の約１／３となる。フリーローラの半径はオムニホイールの半径と比較すると相当小さいため、オムニホイールが駆動軸の軸方向に移動する場合は、比較的小さい障害物であっても乗り越えることが困難となる。例えば、オフィスや一般家庭の床上に存在する段差や溝などの構造物、配線コードなど比較的小さいものでも障害物となり得る。従って、オムニホイールを用いた自走式搬送台車には、障害物の乗り越え能力が低いという問題がある。

また、図１４において、例えばオムニホイールＸ１１、Ｘ１２を矢印方向に駆動させることにより、自走式搬送台車１１１は図示左方向に走行するのであるが、オムニホイールＹ１１の前方に障害物Ｐがあって、オムニホイールＹ１１が障害物Ｐに乗り上げると、自走式搬送台車１１１の進行方向前側が浮き上がるため、駆動輪であるオムニホイールＸ１１、Ｘ１２が走行面から宙に浮き上がってしまうこととなる。このため、オムニホイールを用いた自走式搬送台車においては、障害物Ｐの高さや走行状態がある条件になると、駆動輪が宙に浮き、走行面に駆動力が伝達されなくなって走行不能になるという問題がある。

本発明は前記各課題に鑑みてなされたものであって、全方向移動用車輪を用いた自走式搬送台車において、障害物を乗り越える乗り越え能力を向上させることを第１の課題とする。また、障害物乗り越えの際に発生する駆動輪の浮き上がりを防止することにより、障害物を乗り越える乗り越え能力を向上させることを第２の課題とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１に記載の発明では、駆動軸に連結される車輪の周囲に前記駆動軸に交差する方向のフリーローラを複数軸支させた全方向移動車輪を、台車部の下部に複数設けた自走式搬送台車であって、前記全方向移動車輪の前記駆動軸と平行な方向の前面側と後面側とに、障害物乗り越えのための傾斜面部を有するガイド部材が装着され、前記ガイド部材は、台車部の下部において、全方向移動車輪の周囲に装着される枠形状の部材であり、走行面側に前記傾斜面部が形成されていることを特徴とする自走式搬送台車。

請求項２に記載の発明では、駆動軸に連結される車輪の周囲に前記駆動軸に交差する方向のフリーローラを複数軸支させた全方向移動車輪を、台車部の下部に複数設けた自走式搬送台車であって、前記全方向移動車輪の前記駆動軸と平行な方向の前面側と後面側とに、障害物乗り越えのための傾斜面部を有するガイド部材が装着され、前記ガイド部材は、周側面の外径寸法が前記駆動軸と平行な方向の前面側と後面側とに行くに従って小さくなる円錐台形状の外形であり、全方向移動車輪と略同軸上に装着されており、前記傾斜面部は該周側面に形成されていることを特徴とする自走式搬送台車。

請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の発明において、全方向移動車輪は、サスペンション機構を介して台車部に設けられていることを特徴とする自走式搬送台車とした。

請求項４に記載の発明では、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、前記ガイド部材は、合成樹脂素材によって形成されることを特徴とする自走式搬送台車とした。

請求項５に記載の発明では、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、前記ガイド部材は、金属板によって形成されることを特徴とする自走式搬送台車とした。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１に記載の発明によれば、全方向移動車輪の前面側と後面側とに、障害物乗り越えのための傾斜面部を有するガイド部材が装着されているため、自走式搬送台車の走行方向に対して前方側又は後方側となる全方向移動車輪が障害物に遭遇した場合であっても、まずガイド部材の傾斜面部が障害物に乗り上げて行き、円滑にフリーローラが障害物を乗り越えるように案内するため、自走式搬送台車の走行方向に対して前方側又は後方側となる全方向移動車輪は、障害物を円滑に乗り越えることができる。従って、全方向移動用車輪を用いた自走式搬送台車の、障害物を乗り越える乗り越え能力を向上させることができる。
また、台車部の下部において、全方向移動車輪の周囲に枠状のガイド部材が装着されており、前記ガイド部材の走行面側に障害物乗り越えのための傾斜面部が形成されており、全方向移動車輪の周囲は枠状のガイド部材で囲まれている。障害物に遭遇する方向がいずれの方向からであっても、まずガイド部材の傾斜面部が障害物に乗り上げて行き、円滑にフリーローラが障害物を乗り越えるように案内するため、全方向移動車輪は、障害物を円滑に乗り越えることができる。従って、全方向移動用車輪を用いた自走式搬送台車の、障害物を乗り越える乗り越え能力を向上させることができる。また、枠状のガイド部材は容易に台車に取り付けることができる。

請求項２に記載の発明によれば、ガイド部材は、周側面の外径寸法が先端側に行くに従って小さくなる円錐台形状の外形であるとともに、障害物乗り越えのための傾斜面部が前記周側面に形成されており、全方向移動車輪と略同軸上に前記ガイド部材が装着されているため、全方向移動車輪が回転しても常に走行面側に障害物乗り越えのための傾斜面部が形成されていることとなる。このため、障害物に遭遇する方向がいずれの方向からであっても、まずガイド部材の傾斜面部が障害物に乗り上げて行き、円滑にフリーローラが障害物を乗り越えるように案内するため、全方向移動車輪は、障害物を円滑に乗り越えることができる。従って、全方向移動用車輪を用いた自走式搬送台車の、障害物を乗り越える乗り越え能力を向上させることができる。また、全方向移動車輪毎にガイド部材を装着するため、ガイド部材がコンパクトであるとともに、全方向移動車輪と遭遇する障害物を確実に乗り越えることができる。

請求項３に記載の発明によれば、全方向移動車輪は、サスペンション機構を介して台車部に設けられているため、障害物乗り越えの際に台車が浮き上がっても、サスペンション機構が作動して駆動輪が走行面に追従し、駆動輪の浮き上がりを防止する。よって、障害物を乗り越える際に駆動力を確実に走行面に伝達して、障害物を確実に乗り越えることができ、障害物を乗り越える乗り越え能力を向上させることができる。

請求項４に記載の発明によれば、前記ガイド部材は、合成樹脂素材によって形成されるため、全方向移動車輪は、円滑に障害物を乗り越えることができる。

請求項５に記載の発明によれば、前記ガイド部材は、金属板によって形成されるため、全方向移動車輪は、円滑に障害物を乗り越えることができる。

次に、発明の実施の形態について図を用いて説明する。

本発明の実施例１に係る自走式搬送台車１１について、図１から図４を用いて説明する。図１、図２に示すように、自走式搬送台車１１には台車部１２の下部に４基のオムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２が設けられている。オムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２は、駆動軸１４が直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向に向くようにされているとともに、オムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２の下端部が同一円周上に配置されるように設けられている。前記オムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２自体は公知のものであり、４基とも同等のものを使用しているため、オムニホイール一般の説明に関してはオムニホイールＹ１について説明を行うものとする。また、オムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２の駆動軸１４側をオムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２の後面側、駆動軸１４に対して反対側をオムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２の前面側として説明する。

前記オムニホイールＹ１について簡単に説明すると、図１、図３に示すように、オムニホイールＹ１は前面側と後面側に２枚のホイール２１を備えており、両ホイール２１は相互に固定されているとともに、モータ１３の駆動軸１４に連結されている。図１に示すように、前記各ホイール２１は、周囲にローラ軸２２を角度６０度間隔で６本配置しており、各ローラ軸２２にはそれぞれフリーローラ２３が軸支されている。そして、前記２枚のホイール２１は相互に角度３０度位相をずらせて固定されており、オムニホイールＹ１は側面視では、１２本のフリーローラ２３によって外周面は略円形になり、図３に示すように、いずれかのフリーローラ２３が常時走行面に接地する。モータ１３の駆動軸１４によってオムニホイールＹ１が回転すると前記フリーローラ２３が走行面に順次接地して駆動力が伝達される。また、ホイール２１が駆動軸１４の軸方向に移動するときは、走行面に対して接地しているいずれかのフリーローラ２３が自由回転して駆動軸１４の軸方向の移動を許容する。尚、本実施例では各ホイール２１に６個のフリーローラ２３を設けた例を示したが、３個以上であれば、フリーローラ２３が配置できればその個数に制限はない。

次に台車部１２の下部に装着されているガイド部材３１について説明する。ガイド部材３１は、障害物を乗り越えるために設けられるものである。ガイド部材３１は合成樹脂素材または金属板等により形成されている。本実施例のガイド部材３１は、図２に示すように、平面視では一定幅を有する円形の枠形状である。前述のように、オムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２は同一円周上に配置されており、ガイド部材３１は前記オムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２の下面部をカバーするように形成されている。ガイド部材３１の走行面側には中央帯部分に平坦部３２が形成されており、前記平坦部３２の外縁側に傾斜面部としての外側傾斜面部３３、前記平坦部３２の内縁側に傾斜面部としての内側傾斜面部３４が形成されている。台車部１２へのガイド部材３１の固定は、図１に示すように、台車部１２の下面部から下方に向けて設けられた支持部３６によって吊り下げ固定されている。

前記ガイド部材３１の断面形状について、図３を用いて、オムニホイールＹ１との関係において説明する。この関係は、他のオムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ２とガイド部材３１との間でも同様である。図３に示すように、前記外側傾斜面部３３は、ガイド部材３１の走行面側に形成されており、オムニホイールＹ１の前面側に配置される傾斜面部である。外側傾斜面部３３は外縁部に向かうに従って高くなるように、上方に向けて傾斜角度約３０度の傾斜で形成されており、外側傾斜面部３３の最も高い部分は、フリーローラ２３のローラ軸２２の高さ程度となるようにされている。外側傾斜面部３３の最も低い部分は、フリーローラ２３の半径の１／３以下の高さ位置となるようにされている。このため、オムニホイールＹ１の前面側から、フリーローラ２３の半径の１／３以上の高さの障害物に遭遇した場合には、ガイド部材３１がなければフリーローラ２３単独では乗り越えることはできないが、前記外側傾斜面部３３の最も高い部分をフリーローラ２３のローラ軸２２の高さ程度としていることにより、フリーローラ２３単独では乗り越えることの出来ない高さの障害物を乗り越えることができるようにしている。また、障害物の高さがフリーローラ２３の半径の１／３以下であれば、フリーローラ２３は乗り越えることができるため、前記外側傾斜面部３３の最も低い部分を、フリーローラ２３の半径の１／３以下の高さ位置とすることにより、ガイド部材３１が障害物に乗り上げていってフリーローラ２３が障害物に接触したときに、フリーローラ２３が障害物を乗り越えることができるようにしている。

また、前記内側傾斜面部３４は、ガイド部材３１の走行面側に形成されており、オムニホイールＹ１の後面側に配置される傾斜面部である。内側傾斜面部３４は内縁部に向かうに従って高くなるように、上方に向けて傾斜角度約３０度の傾斜で形成されており、内側傾斜面部３４の最も高い部分は、フリーローラ２３のローラ軸２２の高さ程度となるようにされている。内側傾斜面部３４の最も低い部分は、フリーローラ２３の半径の１／３以下の高さ位置となるようにされている。このため、オムニホイールＹ１の後面側から、フリーローラ２３の半径の１／３以上の高さの障害物に遭遇した場合には、ガイド部材３１がなければフリーローラ２３単独では乗り越えることはできないが、前記内側傾斜面部３４の最も高い部分をフリーローラ２３のローラ軸２２の高さ程度としていることにより、フリーローラ２３単独では乗り越えることの出来ない高さの障害物を乗り越えることができるようにしている。また、障害物の高さがフリーローラ２３の半径の１／３以下であれば、フリーローラ２３は乗り越えることができるため、前記内側傾斜面部３４の最も低い部分を、フリーローラ２３の半径の１／３以下の高さ位置とすることにより、ガイド部材３１が障害物に乗り上げていってフリーローラ２３が障害物に接触したときに、フリーローラ２３が障害物を乗り越えることができるようにしている。

ガイド部材３１の平坦部３２は、ガイド部材３１の走行面側に形成されており、前記外側傾斜面部３３及び前記内側傾斜面部３４から円滑に連続して形成されている部分である。また、図２に示すように平坦部３２には角度９０度間隔でホイール用開口部３５が４箇所に形成されている。前記ホイール用開口部３５はガイド部材３１にカバーされたオムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２の下端部を走行面側に突出させて走行可能にする部分である。前記平坦部３２の高さ位置は、前記外側傾斜面部３３及び前記内側傾斜面部３４の最も低い部分の高さと同じ、フリーローラ２３の半径の１／３以下の高さ位置となるようにされている。平坦部３２の高さをフリーローラ２３の半径の１／３以下の高さ位置とすることにより、ガイド部材３１が障害物に乗り上げていってフリーローラ２３が障害物に接触したときに、フリーローラ２３が障害物を乗り越えることができるようにしている。尚、平坦部３２の高さは、ガイド部材３１が走行面に接触しないよう、走行面に対してクリアランスを確保した高さに設けられている。

次に、図４を用いて、自走式搬送台車１１が障害物Ｐを乗り越える場合について説明する。図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）では、自走式搬送台車１１のオムニホイールＸ１、Ｘ２（図示せず）が駆動輪であり、自走式搬送台車１１は図示左方向に走行しているものとする。オムニホイールＹ１、Ｙ２は回転停止しており、オムニホイールＹ１、Ｙ２のフリーローラ２３が自由回転して、自走式搬送台車１１の図示左方向への走行を許容している。

まず、図４（Ａ）は、障害物Ｐが自走式搬送台車１１の走行方向前方に存在し、走行方向前方に位置する回転停止中のオムニホイールＹ１がこの障害物Ｐに遭遇しようとしている状態を示している。障害物Ｐの高さはフリーローラ２３の半径の１／３程度とする。自走式搬送台車１１は走行を続行し、ガイド部材３１の外側傾斜面部３３が障害物Ｐに接触して乗り上げて行く。更に走行を続け、障害物Ｐが平坦部３２に差し掛かり、オムニホイールＹ１のフリーローラ２３が障害物Ｐを乗り越えると、続いてガイド部材３１の内側傾斜面部３４が障害物Ｐに接触し、オムニホイールＹ１は円滑に障害物Ｐを乗り越えることができる。図４（Ｂ）はオムニホイールＹ１が障害物Ｐを乗り越えた状態を示している。

更に自走式搬送台車１１が走行を続行すると、次に走行方向後方に位置する回転停止中のオムニホイールＹ２がこの障害物Ｐに遭遇することとなる。図４（Ｃ）はオムニホイールＹ２がこの障害物Ｐに遭遇する状態を示している。ガイド部材３１の内側傾斜面部３４が障害物Ｐに接触して乗り上げて行く。更に走行を続け、障害物Ｐが平坦部３２に差し掛かり、オムニホイールＹ２のフリーローラ２３が障害物Ｐを乗り越えると、続いてガイド部材３１の外側傾斜面部３３が障害物Ｐに接触して行き、オムニホイールＹ２は円滑に障害物Ｐを乗り越えることができる。

上記したように、自走式搬送台車１１が障害物Ｐを乗り越える場合には、進行方向前方のオムニホイールＹ１は、前面側から後面側に向けて障害物Ｐを乗り越えることとなり、進行方向後方のオムニホイールＹ２は、後面側から前面側に向けて障害物Ｐを乗り越えることとなる。このため、ガイド部材３１には、傾斜面部としての外側傾斜面部３３と、傾斜面部としての内側傾斜面部３４とをオムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２の前面側と後面側との両方に設けることが必要となる。

以上説明した実施例１に係る自走式搬送台車１１によれば、台車部１２の下部において、オムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２の周囲に枠状のガイド部材３１が装着されており、前記ガイド部材３１の走行面側に障害物乗り越えのための外側傾斜面部３３及び内側傾斜面部３４が形成されており、オムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２の周囲は枠状のガイド部材３１で囲まれている。障害物に遭遇する方向がいずれの方向からであっても、まずガイド部材３１の外側傾斜面部３３及び内側傾斜面部３４のいずれかが障害物に乗り上げて行き、円滑にフリーローラ２３が障害物を乗り越えるように案内するため、オムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２は、障害物を円滑に乗り越えることができる。従って、自走式搬送台車１１の障害物を乗り越える乗り越え能力が向上する。

次に、本発明の実施例２に係る自走式搬送台車１１について、図５から図１１を用いて説明する。本実施例では、オムニホイールがサスペンション機構５１を介して台車部１２に設けられている点、オムニホイール毎にガイド部材としての前面側ガイド部材４１と後面側ガイド部材４２が装着されている点が実施例１に係る自走式搬送台車１１と大きく異なっている。実施例１と同一部分については詳しい説明は省略する。

図５、図６に示すように、本実施例に係る自走式搬送台車１１には、台車部１２の下部に４基のオムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２が設けられている。オムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２は、駆動軸１４が直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向に向くように設けられている。そして、前記オムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２はそれぞれ独立したサスペンション機構５１を介して台車部１２に設けられている。前記オムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２は実施例１と同等のものを使用しており、オムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２の駆動軸１４側をオムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２の後面側、駆動軸１４に対して反対側をオムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２の前面側として説明する。

前記サスペンション機構５１の構造について、図６、図７、図８、図１１を用いて、オムニホイールＹ１との関係において説明する。この関係は、他のオムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ２についても同様である。前記サスペンション機構５１は、サスペンションアーム５２と緩衝装置５３とから構成されており、台車部１２に対してオムニホイールＹ１を独立懸架として支持する機構である。前記サスペンションアーム５２は、オムニホイールＹ１が直接固定される可動部材５４と、サスペンション機構５１を台車部１２に固定する固定部材５５、前記可動部材５４と固定部材５５とを可動状態で連結する第１リンク５６、第２リンク５７、第３リンク５８及び第４リンク５９とから構成される。また、緩衝装置５３は、流体を用いた衝撃吸収機能と、スプリングを用いた付勢機能とを一体に備えたものを用いている。前記第１リンク５６、第２リンク５７、第３リンク５８及び第４リンク５９はそれぞれ可動部材５４と固定部材５５とに揺動自在に軸支されている。このため、図１１に示すように、サスペンションアーム５２は、可動部材５４、固定部材５５、前記第１リンク５６及び第２リンク５７の組み合わせと、可動部材５４、固定部材５５、第３リンク５８（図示せず）及び第４リンク５９（図示せず）の組み合わせでそれぞれ平行四辺形を形成するように構成されており、可動部材５４は固定部材５５に対して、上下方向に平行移動することが可能である。従って、サスペンション機構５１の作動によるオムニホイールＹ１の接地角度の変化はなく、オムニホイールＹ１を走行面に対して安定して接地させることができる。

また、前記緩衝装置５３は、サスペンションアーム５２の対角線方向に軸支されており、可動部材５４を固定部材５５に対して押し下げる方向に付勢している。緩衝装置５３は、オムニホイールＹ１を宙に浮かせたような無負荷状態では、可動部材５４が固定部材５５よりやや下がった位置となるように設定されている（図１１参照。）。そして、自走式搬送台車１１を走行面に置いてオムニホイールＹ１に自走式搬送台車１１の自重が負荷として加わった状態では、図８に示すように、緩衝装置５３が僅かに縮んだ状態となるように設定されている。このように設定することで、台車部１２が上方に浮き上がった場合でも、緩衝装置５３が伸びることにより、オムニホイールＹ１を走行面に押し付けるように作動し、台車部１２が浮き上がった場合でもオムニホイールＹ１が確実に接地するようにしている。

尚、サスペンション機構５１は、本実施例の構成に限定されず、他の構成を採用してもよいが、オムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２はサスペンション機構５１の作動によって接地角度が変化すると、接地圧が低下して走行性能に影響するため、サスペンション機構５１は、オムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２の接地角度の変化が少ない構成のものを採用することが好ましい。

次に、各オムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２ごとに装着されているガイド部材３１について説明する。ガイド部材３１の構成についても、オムニホイールＹ１との関係において説明する。この関係については、他のオムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ２とガイド部材３１との間でも同様である。

図５、図６、図７及び図８に示すように、本実施例のガイド部材３１としての前面側ガイド部材４１と後面側ガイド部材４２は、障害物を乗り越えるためにオムニホイールＹ１の前面側と後面側とに装着されるものである。前面側ガイド部材４１と後面側ガイド部材４２は、合成樹脂素材または金属板等により形成されている。

まず、前記前面側ガイド部材４１は、図８に示すように、オムニホイールＹ１の前面側において、オムニホイールＹ１の同軸上に装着されて、前面側をカバーするものである。前面側ガイド部材４１には、オムニホイールＹ１に近い部分に円筒部４３が形成されている。前記円筒部４３の前縁部には、周側面の外径寸法が先端側に行くに従って小さくなる円錐台部４４が連続しており、円錐台部４４の周側面に傾斜面部としての前面側傾斜面部４５が形成されている。台車部１２への前面側ガイド部材４１の固定は、図８に示すように、オムニホイールＹ１の前面側のホイール２１に立設されたスタッド４８に前面側ガイド部材４１の内側が固定されることにより行われる。

前記前面側ガイド部材４１の断面形状について、図８を用いて説明する。図８に示すように、前面側ガイド部材４１はオムニホイールＹ１の前面側に直接装着されているため、オムニホイールＹ１とともに回転し、常に走行面側に向けて前面側傾斜面部４５と円筒部４３とが対向するようになっている。前面側傾斜面部４５は先端側に向かうに従い、接地面に対して高くなるように形成されており、接地面に対して傾斜角度約３０度の傾斜で形成されている。前面側傾斜面部４５の最も高い部分は、フリーローラ２３のローラ軸２２の高さ程度となるようにされている。前面側傾斜面部４５の最も低い部分は、フリーローラ２３の半径の１／３以下の高さ位置となるようにされている。このため、オムニホイールＹ１の前面側から、フリーローラ２３の半径の１／３以上の高さの障害物に遭遇した場合には、前面側ガイド部材４１がなければフリーローラ２３単独では乗り越えることはできないが、前記前面側傾斜面部４５の最も高い部分をフリーローラ２３のローラ軸２２の高さ程度としていることにより、フリーローラ２３単独では乗り越えることの出来ない高さの障害物を乗り越えることができるようにしている。また、障害物の高さがフリーローラ２３の半径の１／３以下であれば、フリーローラ２３は乗り越えることができるため、前記前面側傾斜面部４５の最も低い部分を、フリーローラ２３の半径の１／３以下の高さ位置とすることにより、前面側ガイド部材４１が障害物に乗り上げていってフリーローラ２３が障害物に接触したときに、フリーローラ２３が障害物を乗り越えることができるようにしている。

前記前面側ガイド部材４１の円筒部４３は、前面側傾斜面部４５から円滑に連続して形成されている部分である。また、円筒部４３の側面には角度６０度間隔でフリーローラ用開口部４７が６箇所に形成されている。前記フリーローラ用開口部４７は前面側ガイド部材４１にカバーされたオムニホイールＹ１の各フリーローラ２３を突出させて走行可能にする部分である。前記円筒部４３の高さ位置は、前記前面側傾斜面部４５の最も低い部分の高さと同じ、フリーローラ２３の半径の１／３以下の高さ位置となるようにされている。円筒部４３の高さをフリーローラ２３の半径の１／３以下の高さ位置とすることにより、前面側ガイド部材４１が障害物に乗り上げていってフリーローラ２３が障害物に接触したときに、フリーローラ２３が障害物を乗り越えることができるようにしている。尚、円筒部４３の高さは、前面側ガイド部材４１が走行面に接触しないよう、走行面に対してクリアランスを確保した高さに設けられている。

続いて、前記後面側ガイド部材４２について説明する。前記後面側ガイド部材４２は、それぞれ図５乃至図８に示すように、オムニホイールＹ１の後面側において、オムニホイールＹ１と同軸上に装着されて、後面側をカバーするものである。後面側ガイド部材４２には、オムニホイールＹ１に近い部分に円筒部４３が形成されている。前記円筒部４３の後縁部には、周側面の外径寸法が先端側に行くに従って小さくなる円錐台部４４が連続しており、円錐台部４４の周側面に傾斜面部としての後面側傾斜面部４６が形成されている。台車部１２への後面側ガイド部材４２の固定は、図８に示すように、オムニホイールＹ１の後面側のホイール２１に立設されたスタッド４８に後面側ガイド部材４２の内側が固定されることにより行われる。

前記後面側ガイド部材４２の断面形状について、図８を用いて説明する。図８に示すように、後面側ガイド部材４２はオムニホイールＹ１の後面側に直接装着されているため、オムニホイールＹ１とともに回転し、常に走行面側に向けて後面側傾斜面部４６と円筒部４３とが対向するようになっている。後面側傾斜面部４６は先端側に向かうに従い、接地面に対して高くなるように形成されており、接地面に対して傾斜角度約３０度の傾斜で形成されている。後面側傾斜面部４６の最も高い部分は、フリーローラ２３のローラ軸２２の高さ程度となるようにされている。後面側傾斜面部４６の最も低い部分は、フリーローラ２３の半径の１／３以下の高さ位置となるようにされている。このため、オムニホイールＹ１の後面側から、フリーローラ２３の半径の１／３以上の高さの障害物に遭遇した場合には、後面側ガイド部材４２がなければフリーローラ２３単独では乗り越えることはできないが、前記後面側傾斜面部４６の最も高い部分をフリーローラ２３のローラ軸２２の高さ程度としていることにより、フリーローラ２３単独では乗り越えることの出来ない高さの障害物を乗り越えることができるようにしている。また、障害物の高さがフリーローラ２３の半径の１／３以下であれば、フリーローラ２３は乗り越えることができるため、前記後面側傾斜面部４６の最も低い部分を、フリーローラ２３の半径の１／３以下の高さ位置とすることにより、後面側ガイド部材４２が障害物に乗り上げていってフリーローラ２３が障害物に接触したときに、フリーローラ２３が障害物を乗り越えることができるようにしている。

前記後面側ガイド部材４２の円筒部４３は、後面側傾斜面部４６から円滑に連続して形成されている部分である。また、円筒部４３の側面には角度６０度間隔でフリーローラ用開口部４７が６箇所に形成されている。前記フリーローラ用開口部４７は後面側ガイド部材４２にカバーされたオムニホイールＹ１の各フリーローラ２３を突出させて走行可能にする部分である。前記円筒部４３の高さ位置は、前記後面側傾斜面部４６の最も低い部分の高さと同じ、フリーローラ２３の半径の１／３以下の高さ位置となるようにされている。円筒部４３の高さをフリーローラ２３の半径の１／３以下の高さ位置とすることにより、後面側ガイド部材４２が障害物に乗り上げていってフリーローラ２３が障害物に接触したときに、フリーローラ２３が障害物を乗り越えることができるようにしている。尚、円筒部４３の高さは、後面側ガイド部材４２が走行面に接触しないよう、走行面に対してクリアランスを確保した高さに設けられている。

次に、図９乃至図１１を用いて、自走式搬送台車１１が障害物Ｐを乗り越える場合について説明する。図９（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）では、自走式搬送台車１１のオムニホイールＸ１と、オムニホイールＸ２（図示せず）が駆動輪であり、自走式搬送台車１１は図示左方向に走行しているものとする。オムニホイールＹ１、Ｙ２は回転停止しており、オムニホイールＹ１、Ｙ２のフリーローラ２３が自由回転して、自走式搬送台車１１の図示左方向への走行を許容している。

まず、図９（Ａ）は、障害物Ｐが自走式搬送台車１１の走行方向前方に存在し、走行方向前方に位置する回転停止中のオムニホイールＹ１がこの障害物Ｐに遭遇しようとしている状態を示している。障害物Ｐの高さはフリーローラ２３のローラ軸２２の高さ位置程度とする。自走式搬送台車１１は走行を続行し、前面側ガイド部材４１の前面側傾斜面部４５が障害物Ｐに接触して乗り上げて行く。更に走行を続け、障害物Ｐが円筒部４３に差し掛かり、オムニホイールＹ１のフリーローラ２３が障害物Ｐを乗り越えると、続いて後面側ガイド部材４２の後面側傾斜面部４６が障害物Ｐに接触し、オムニホイールＹ１は円滑に障害物Ｐを乗り越えることができる。図９（Ｂ）はオムニホイールＹ１が障害物Ｐを乗り越えた状態を示している。尚、自走式搬送台車１１が障害物Ｐを乗り越える場合には、オムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２のサスペンション機構５１が作動する。サスペンション機構５１の作動については後に詳細に説明する。

図９（Ｂ）の状態から、更に自走式搬送台車１１が走行を続行すると、次に走行方向後方に位置する回転停止中のオムニホイールＹ２がこの障害物Ｐに遭遇することとなる。図９（Ｃ）はオムニホイールＹ２がこの障害物Ｐに遭遇する状態を示している。後面側ガイド部材４２の後面側傾斜面部４６が障害物Ｐに接触して乗り上げて行く。更に走行を続け、障害物Ｐが円筒部４３に差し掛かり、オムニホイールＹ２のフリーローラ２３が障害物Ｐを乗り越えると、続いて前面側ガイド部材４１の前面側傾斜面部４５が障害物Ｐに接触して行き、オムニホイールＹ２は円滑に障害物Ｐを乗り越えることができる。

上記したように、自走式搬送台車１１が障害物Ｐを乗り越える場合には、進行方向前方のオムニホイールＹ１は、前面側から後面側に向けて障害物Ｐを乗り越えることとなり、進行方向後方のオムニホイールＹ２は、後面側から前面側に向けて障害物Ｐを乗り越えることとなる。このため、オムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２の前面側に前面側ガイド部材４１を設け、後面側に後面側ガイド部材４２を設けることが必要となる。

次に、自走式搬送台車１１が障害物Ｐを乗り越える場合における、サスペンション機構５１の動作について説明する。図１０に示すように、自走式搬送台車１１が障害物Ｐを乗り越える場合には、オムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２のサスペンション機構５１が全て作動する。オムニホイールＹ１が障害物Ｐを乗り越える場合、オムニホイールＹ１のサスペンション機構５１が作動して、オムニホイールＹ１が台車部１２に対して上方に移動し、台車部１２の浮き上がりを減少させるのであるが、台車部１２は走行面に対して傾斜するため、オムニホイールＸ１、Ｘ２が設けられている台車部１２の中央部が僅かに浮き上がることとなる。このとき、図１１に示すように、オムニホイールＸ１、Ｘ２のサスペンション機構５１が作動して駆動輪が走行面に追従し、駆動輪の浮き上がりを防止する。よって、障害物Ｐを乗り越える際に駆動力を確実に走行面に伝達して、障害物Ｐを確実に乗り越えることができるのである。

以上説明した実施例２に係る自走式搬送台車１１によれば、前面側ガイド部材４１と後面側ガイド部材４２は、周側面の外径寸法が先端側に行くに従って小さくなる円錐台形状の外形であり、オムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２と同軸上に前面側ガイド部材４１と後面側ガイド部材４２とが装着されているため、オムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２が回転しても常に走行面側に障害物乗り越えのための傾斜面部が形成されていることとなる。このため、障害物に遭遇すると、前面側ガイド部材４１または後面側ガイド部材４２の傾斜面部が障害物に乗り上げて行き、円滑にフリーローラ２３が障害物を乗り越えるように案内するため、オムニホイールは、障害物を円滑に乗り越えることができる。また、オムニホイール毎に前面側ガイド部材４１と後面側ガイド部材４２を装着するため、前面側ガイド部材４１と後面側ガイド部材４２はコンパクトであるとともに、オムニホイールと遭遇する障害物を確実に乗り越えることができる。

前面側ガイド部材４１と後面側ガイド部材４２はオムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２に装着されているため、オムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２がサスペンション機構５１によって上下すると、前面側ガイド部材４１と後面側ガイド部材４２はオムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２とともに上下することとなる。このため、オムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２が上下どの位置で障害物に遭遇しても、前面側ガイド部材４１と後面側ガイド部材４２は走行面から一定の高さを維持することができる。

各オムニホイールＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２は、サスペンション機構５１を介して台車部１２に設けられているため、障害物乗り越えの際に台車部１２が浮き上がっても、サスペンション機構５１が作動して駆動輪が走行面に追従し、駆動輪の浮き上がりを防止する。よって、障害物を乗り越える際に駆動力を確実に走行面に伝達して、障害物を確実に乗り越えることができ、障害物を乗り越える乗り越え能力を向上させることができる。

本発明に係る自走式搬送台車は上記実施例に限定されず、例えば以下のようにすることもできる。

実施例では、各傾斜面部の高さはフリーローラ２３のローラ軸２２の高さ程度となるようにしたが、これに限定されず、更に高い位置にしてもよい。この場合、より高い障害物を乗り越えることが可能となる。

また、傾斜面部は滑らかな斜面としたが、これに限定されず、例えば、傾斜面部の傾斜方向に沿って回動する無端ベルトを設置してもよい。傾斜面部に無端ベルトを設置することにより、自走式搬送台車１１が障害物に遭遇してガイド部材３１が障害物に接触した場合に無端ベルトが回動するため、ガイド部材３１と障害物との間に生じる抵抗を低減することができる。このため、ガイド部材３１が障害物を乗り越えやすくなり、自走式搬送台車１１の障害物を乗り越える乗り越え能力を向上させることができる。

また、実施例では、全方向移動車輪としてのオムニホイールを４基用いたが、全方向移動車輪としてはオムニホイールに限定されず、また、取付数は４基に限定されない。

以上説明した本発明の技術的範囲は、上記の実施例に限定されるものではなく、上記実施例の形状に限定されない。本発明の技術的範囲は、本明細書及び図面に記載した事項から明らかになる本発明が真に意図する技術的思想の範囲全体に、広く及ぶものである。

実施例１に係る自走式搬送台車１１の側面図。実施例１に係る自走式搬送台車１１の下面図。実施例１に係る自走式搬送台車１１の一部を拡大した側面図。実施例１に係る自走式搬送台車１１の走行状態を示す側面図。実施例２に係る自走式搬送台車１１の下面から見た斜視図。実施例２に係る自走式搬送台車１１の下面図。実施例２に係る自走式搬送台車１１の側面図。実施例２に係る自走式搬送台車１１の一部を拡大した側面図。実施例２に係る自走式搬送台車１１の走行状態を示す側面図。実施例２に係る自走式搬送台車１１が障害物を乗り越える状態を示す側面図。図１０におけるオムニホイールＸ１の拡大図。従来の自走式搬送台車１１を示す側面図。従来の自走式搬送台車１１を示す下面図。従来の自走式搬送台車１１の走行状態を示す側面図。

符号の説明

１１自走式搬送台車
１２台車部
１３モータ
１４駆動軸
Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２全方向移動車輪としてのオムニホイール
２１ホイール
２２ローラ軸
２３フリーローラ
３１ガイド部材
３２平坦部
３３傾斜面部としての外側傾斜面部
３４傾斜面部としての内側傾斜面部
３５ホイール用開口部
３６支持部
４１ガイド部材としての前面側ガイド部材
４２ガイド部材としての後面側ガイド部材
４３円筒部
４４円錐台部
４５傾斜面部としての前面側傾斜面部
４６傾斜面部としての後面側傾斜面部
４７フリーローラ用開口部
４８スタッド
５１サスペンション機構
５２サスペンションアーム
５３緩衝装置
５４可動部材
５５固定部材
５６第１リンク
５７第２リンク
５８第３リンク
５９第４リンク

Claims

駆動軸に連結される車輪の周囲に前記駆動軸に交差する方向のフリーローラを複数軸支させた全方向移動車輪を、台車部の下部に複数設けた自走式搬送台車であって、
前記全方向移動車輪の前記駆動軸と平行な方向の前面側と後面側とに、障害物乗り越えのための傾斜面部を有するガイド部材が装着され、
前記ガイド部材は、台車部の下部において、全方向移動車輪の周囲に装着される枠形状の部材であり、走行面側に前記傾斜面部が形成されていることを特徴とする自走式搬送台車。
駆動軸に連結される車輪の周囲に前記駆動軸に交差する方向のフリーローラを複数軸支させた全方向移動車輪を、台車部の下部に複数設けた自走式搬送台車であって、
前記全方向移動車輪の前記駆動軸と平行な方向の前面側と後面側とに、障害物乗り越えのための傾斜面部を有するガイド部材が装着され、
前記ガイド部材は、周側面の外径寸法が前記駆動軸と平行な方向の前面側と後面側とに行くに従って小さくなる円錐台形状の外形であり、全方向移動車輪と略同軸上に装着されており、前記傾斜面部は該周側面に形成されていることを特徴とする自走式搬送台車。
全方向移動車輪は、サスペンション機構を介して台車部に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の自走式搬送台車。
前記ガイド部材は、合成樹脂素材によって形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の自走式搬送台車。
前記ガイド部材は、金属板によって形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の自走式搬送台車。