JP5481994B2

JP5481994B2 - 走行台車

Info

Publication number: JP5481994B2
Application number: JP2009172760A
Authority: JP
Inventors: 俊幸上野
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 2009-07-24
Filing date: 2009-07-24
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2029-07-24
Also published as: JP2011025801A

Description

本発明は、荷物を積載して走行する走行台車に関する。

荷物を積載して走行する走行台車として、予め設定された搬送ルートを無人で走行する無人搬送台車（Auto Guided Vehicle；以降、ＡＧＶと呼ぶ。）が従来技術として知られている。従来のＡＧＶの底面図を図４〜図６に示して、その車輪の配置、構成を説明する。

図４に示すように、ＡＧＶ３０においては、長方形の車体３１の底面の一方の対角位置に、走行用駆動モータ及びステアリング（操舵）用モータを備えた操舵駆動輪３２、３３を配置しており、又、車体３１の長手方向の中心線Ｃ₁に対して、操舵駆動輪３２、３３と線対称となる他方の対角位置に、緩衝機構付きキャスタ輪３４、３５を配置している。緩衝機構付きキャスタ輪３４、３５には、それらの車輪自体を鉛直方向に上下動させる緩衝機構（例えば、ショックアブソーバ等）が備えられており、操舵駆動輪３２、３３が浮き上がって、スリップしないようにしている。又、操舵駆動輪３２、３３は、走行状態に応じて、各々独立して制御されるものである。例えば、図中の右上方向に回る場合には、進行方向前側の操舵駆動輪３２を右側に切り、進行方向後側の操舵駆動輪３３を左側（逆位相）に切るステアリング動作が行われる。

又、長方形の車体３１の各辺の中心部分には、各辺に沿うように、棒状の誘導センサ３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄが取り付けられている。具体的には、誘導センサ３６ａ、３６ｂは、中心線Ｃ₁上で中心線Ｃ₁と垂直に交わるように配置され、誘導センサ３６ｃ、３６ｄは、中心線Ｃ₁と垂直に交わる中心線Ｃ₂上で中心線Ｃ₂と垂直に交わるように配置されている。誘導センサ３６ａ、３６ｂは誘導テープＴ₁を検知するために、誘導センサ３６ｃ、３６ｄは横行誘導テープＴ₂を検知するために使用される。更に、誘導センサ３６ａ〜３６ｄの両端部には、対となるマーカセンサ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄが取り付けられており、マーカ（図示省略）を検知するために使用される。ＡＧＶ３０の走行時には、誘導センサ３６ａ〜３６ｄ及びマーカセンサ３７ａ〜３７ｄは、走行方向に近いセンサが機能しており、例えば、図中の上方に走行する場合には、誘導センサ３６ａ及びマーカセンサ３７ａが機能することになる。

図５に示すＡＧＶ４０は、図４に示したＡＧＶ３０の変形例である。ＡＧＶ４０においては、長方形状の車体４１の底面の長手方向の中心線Ｃ₁上に、走行用駆動モータ及びステアリング（操舵）用モータを備えた操舵駆動輪４２、４３を配置しており、操舵駆動輪４２を中心とした左右対称位置に、固定キャスタ輪４４、４５を配置し、操舵駆動輪４３を中心とした左右対称位置に、固定キャスタ輪４６、４７を配置している。固定キャスタ輪４４〜４７は、ＡＧＶ３０の緩衝機構付きキャスタ輪３４、３５とは異なり、緩衝機構付きのものではなく、その鉛直方向位置が固定されたものである。このように、ＡＧＶ４０は、図４に示したＡＧＶ３０より、キャスタ輪の数が多く、これにより、偏荷重による台車の傾きが、ＡＧＶ３０より安定することになる。

又、操舵駆動輪４２の前後に棒状の誘導センサ４８ａ、４８ｂが取り付けられており、同様に、操舵駆動輪４３の前後に棒状の誘導センサ４８ｃ、４８ｄが取り付けられている。又、長方形の車体４１の長手方向の各辺の中心部分には、各辺に沿うように（中心線Ｃ₂上で中心線Ｃ₂と垂直に交わるように）、棒状の誘導センサ４９ｅ、４８ｆが取り付けられている。誘導センサ４８ａ〜４８ｄは誘導テープＴ₁を検知するために使用され、誘導テープＴ₁を独立して追従できるように、操舵駆動輪４２、４３の旋回部分に設けられている。誘導センサ４８ｅ、４８ｆは横行誘導テープＴ₂を検知するために使用される。更に、誘導センサ４８ａ〜４８ｆの両端部には、対となるマーカセンサ４９ａ、４９ｂ、４９ｃ、４９ｄ、４９ｅ、４９ｆが取り付けられており、マーカ（図示省略）を検知するために使用される。

図６に示すＡＧＶ５０の車輪の構成は、最も簡単なものである。ＡＧＶ５０においては、長方形状の車体５１の底面の長手方向の中心線Ｃ₁からオフセット（ここでは、図中の右側にオフセット）した位置に、走行用駆動モータ及びステアリング（操舵）用モータを備えた操舵駆動輪５２、５３を配置しており、中心線Ｃ₁を挟み、操舵駆動輪５２、５３とは反対側の側端部の中央部分に、固定キャスタ輪５４を配置して、これら３つの車輪により、二等辺三角形をなすようにしている。固定キャスタ輪５４は、図５に示したＡＧＶ４０の固定キャスタ輪４４〜４７と同様に、緩衝機構付きのものではなく、その鉛直方向位置が固定されたものである。

又、図４に示したＡＧＶ３０と同様に、長方形の車体５１の各辺の中心部分には、各辺に沿うように、棒状の誘導センサ５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄが取り付けられており、誘導センサ５５ａ、５５ｂは誘導テープＴ₁をするために使用され、誘導センサ５５ｃ、５５ｄは横行誘導テープＴ₂を検知するために使用される。更に、誘導センサ５５ａ〜５５ｄの両端部には、対となるマーカセンサ５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄが取り付けられており、マーカ（図示省略）を検知するために使用される。

特開２００８−０３０６５０号公報特開平１０−３３８１２７号公報特開平１１−０７８８６７号公報

ＡＧＶに荷物が移載されるとき、多数の荷物が偏って移載されたり、重い荷物がＡＧＶの重心から離れた位置に移載されたりした場合等、荷物の移載状態によっては、偏荷重となることがある。偏荷重となった場合には、上述したＡＧＶにおいては、以下のような問題が発生する。

図４に示したＡＧＶ３０においては、適度な荷重がかかると、操舵駆動輪３２、３３がスリップしないように、緩衝機構付きキャスタ輪３４、３５が沈み込んで、操舵駆動輪３２、３３の接地が確保されることになる。ところが、荷物移載時の荷重バランスが悪く、偏荷重となった場合には、緩衝機構付きキャスタ輪３４、３５が沈み込みすぎて、ＡＧＶ３０自体が傾いてしまう。

図５に示したＡＧＶ４０においては、ＡＧＶ３０と比較して、固定キャスタ輪４４〜４７の数が増えており、又、それらの鉛直方向位置が固定されているため、荷物の移載時に、ＡＧＶ４０自体が傾くことはない。しかしながら、鉛直方向位置が固定された車輪数が多いため、操舵駆動輪４２、４３の接地の確保が難しくなっている。そのため、操舵駆動輪４２、４３を固定キャスタ輪４４〜４７の高さより高くすると共に、操舵駆動輪４２、４３自体に押付機構を設けて、接地を確保する構造とする必要がある。この押付機構は大掛かりなものであり、ＡＧＶ４０の高さが高くなる。

図６に示したＡＧＶ５０は、最も簡単な構成であるが、荷物移載時の重心が、３つの車輪５２〜５４が形成する三角形の内側に無くてはならず、偏荷重を許容する場合の重心のオフセット範囲が最も狭い。又、固定キャスタ輪５４に荷重が多くかかり、旋回時の抵抗が大きく、方向転換時にスムーズな走行ができない。

このように、従来のＡＧＶにおいては、偏荷重により傾いてしまったり、又、偏荷重による傾きを抑制できても、操舵駆動輪の接地の確保が難しかったり、方向転換時にスムーズな走行ができなかったり、何らかの弊害が生じていた。

本発明は上記課題に鑑みなされたもので、弊害を生じることなく、偏荷重による傾きを抑制する走行台車を提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係る走行台車は、
全方位に走行可能な走行台車において、
長方形状の車体の底面の一方の対角線上の対称位置に、操舵及び駆動のための操舵駆動輪を各々配置し、
他方の対角線上の対称位置に、キャスタ輪を各々配置し、
前記キャスタ輪の内、一方のキャスタ輪を、鉛直方向に上下動可能な緩衝機構を備えた緩衝機構付きキャスタ輪とすると共に、他方のキャスタ輪を、鉛直方向に上下動できない固定キャスタ輪とし、
２つの前記操舵駆動輪と１つの前記固定キャスタ輪がなす三角形の内側に、当該走行台車の構成物の最重量物を配置したことを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係る走行台車は、
上記第１の発明に記載の走行台車において、
前記走行台車を、無人搬送台車とすることを特徴とする。

第１、第２の発明によれば、長方形状の車体の４隅に車輪を配置する際、一方の対角線上の対称位置に操舵駆動輪を各々配置し、他方の対角線上の対称位置にキャスタ輪を各々配置し、当該キャスタ輪の内、一方のキャスタ輪を緩衝機構付きキャスタ輪とすると共に、他方のキャスタ輪を固定キャスタ輪とし、２つの操舵駆動輪と１つの固定キャスタ輪がなす三角形の内側に最重量物を配置したので、偏荷重による傾きを抑制することができる。そして、偏荷重による傾きを抑制しても、操舵駆動輪の接地を確実に確保することができ、又、キャスタ輪の旋回抵抗を小さくして、方向転換時にスムーズに走行することができる。

本発明に係る走行台車の実施形態の一例として、その車輪の配置、構成を説明する底面図である。図１に示した走行台車の緩衝機構付きキャスタ輪を説明する図である。本発明に係る走行台車の参考例として、その車輪の配置、構成を説明する底面図である。従来の走行台車の車輪の配置、構成を説明する底面図である。従来の他の走行台車の車輪の配置、構成を説明する底面図である。従来の他の走行台車の車輪の配置、構成を説明する底面図である。

本発明に係る走行台車は、その車輪の配置、構成を工夫することにより、偏荷重による傾きを抑制している。以下、本発明に係る走行台車について、図１〜図３を参照して、その実施形態を説明する。なお、以下の実施例においては、走行台車の一例として、無人搬送車（ＡＧＶ）を例示するが、本発明は、荷物を積載する走行台車であれば、ＡＧＶに限らず、適用可能である。

（実施例１）
本発明に係る走行台車の実施形態の一例を、図１〜図２に示して説明する。なお、図１は、本発明に係る走行台車において、その車輪の配置、構成を説明する底面図であり、図２は、図１に示した走行台車の緩衝機構付きキャスタ輪を説明する図である。

図１に示すように、ＡＧＶ１０には、上面に積載面を有する長方形状の車体１１の底面において、その一方の対角位置に、走行用駆動モータ及びステアリング（操舵）用モータを備えた操舵駆動輪１２、１３を配置しており、又、車体１１の長手方向の中心線Ｃ₁に対して、操舵駆動輪１２、１３と線対称となる他方の対角位置に、緩衝機構付きキャスタ輪１４、固定キャスタ輪１５を配置している。操舵駆動輪１２、１３は、水平方向の全方位に操舵可能であり、緩衝機構付きキャスタ輪１４、固定キャスタ輪１５も、操舵駆動輪１２、１３の操舵方向に従動して、水平方向の全方位に旋回可能である。従って、ＡＧＶ１０は、全方向、例えば、前後進、左右横行等も可能なものである。

詳細は後述の図２において説明するが、緩衝機構付きキャスタ輪１４には、その車輪自体を鉛直方向に上下動させる緩衝機構が備えられており、操舵駆動輪１２、１３が浮き上がって、スリップしないようにしている。一方、固定キャスタ輪１５は、緩衝機構付きキャスタ輪１４とは異なり、緩衝機構付きのものではなく、その鉛直方向位置が固定されたものである。又、操舵駆動輪１２、１３も、緩衝機構付きのものではなく、その鉛直方向位置が固定されたものである。

又、操舵駆動輪１２、１３は、走行状態に応じて、各々独立して制御されるものである。例えば、図中の右上方向に回る場合には、進行方向前側の操舵駆動輪１２を右側に切り、進行方向後側の操舵駆動輪１３を左側（逆位相）に切るステアリング動作が行われる。

又、ＡＧＶ１０においては、固定キャスタ輪１５と２つの操舵駆動輪１２、１３がなす三角形Ｐの内側に、ＡＧＶ１０の構成部材の中で最も重量の大きいバッテリ１８（車両重量の１０％〜３０％の重量を占めている。）を配置するようにしている。その結果、三角形Ｐの内側にＡＧＶ１０の重心Ｇが位置することになる。

又、長方形の車体１１の各辺の中心部分には、各辺に沿うように、棒状の誘導センサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄが取り付けられている。具体的には、誘導センサ１６ａ、１６ｂは、中心線Ｃ₁上で中心線Ｃ₁と垂直に交わるように配置され、誘導センサ１６ｃ、１６ｄは、中心線Ｃ₁と垂直に交わる中心線Ｃ₂上で中心線Ｃ₂と垂直に交わるように配置されている。誘導センサ１６ａ、１６ｂは誘導テープＴ₁（誘導線）を検知するために使用され、誘導センサ１６ｃ、１６ｄは横行誘導テープＴ₂（誘導線）を検知するために使用される。更に、誘導センサ１６ａ〜１６ｄの両端部には、対となるマーカセンサ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄが取り付けられており、マーカ（図示省略）を検知するために使用される。ＡＧＶ１０の走行時には、誘導センサ１６ａ〜１６ｄ及びマーカセンサ１７ａ〜１７ｄは、走行方向に近いセンサが機能しており、例えば、図中の上方に走行する場合には、誘導センサ１６ａ及びマーカセンサ１７ａが機能することになる。

ここで、図２を参照して、緩衝機構付きキャスタ輪１４の構成を説明する。緩衝機構付きキャスタ輪１４は、水平方向の全方位に旋回可能とする旋回機構１４ｆだけでなく、鉛直方向に上下動する緩衝機構も有するものである。具体的には、床面Ｆに接して回転する車輪１４ａと車輪１４ａを上下動可能に支持する可動支持部材１４ｂと可動支持部材１４ｂを回動可能に支持する固定支持部材１４ｃと、固定支持部材１４ｃに取り付けられたショックアブソーバ１４ｄと、可動支持部材１４ｂとショックアブソーバ１４ｄとを接続する接続部材１４ｅとを有している。上記構成により、緩衝機構付きキャスタ輪１４においては、車輪１４ａが床面Ｆに押し付けられている。例えば、積載による荷重が０ｋｇのとき、図中実線で示す位置に車輪１４ａはあるが、積載による荷重が働くと、図中点線で示す位置に車輪１４ａは移動することになる。

上述したように、本実施例のＡＧＶ１０においては、固定キャスタ輪１５と２つの操舵駆動輪１２、１３がなす三角形Ｐの内側に重心Ｇが位置するように、例えば、バッテリ１８等を配置したので、荷重は、主に、３つの固定キャスタ輪１５、操舵駆動輪１２、１３で受け持つことになる。又、固定キャスタ輪１５は鉛直方向位置が固定であるため、荷物移載時の偏荷重が、極端に緩衝機構付きキャスタ輪１４側でない限り、車両の傾きは起きない、又、２つのキャスタ輪１４、１５のうち、一方のキャスタ輪１４のみを緩衝機構付きとしているので、偏荷重による急激な沈み込みを避けると共に、操舵駆動輪１２、１３の床面との接地を確保することができる。

（参考例１）
本発明に係る走行台車の参考例を図３に示して説明する。なお、図３は、本参考例の走行台車において、その車輪の配置、構成を説明する底面図である。

図３に示すように、ＡＧＶ２０には、上面に積載面を有する長方形状の車体２１の底面において、その長手方向の中心線Ｃ₁から少しオフセット（ここでは、図中の右側にオフセット）した位置に、走行用駆動モータ及びステアリング（操舵）用モータを備えた操舵駆動輪２２、２３を配置している。このオフセットした位置は、旋回時又はステアリング時に操舵駆動輪２２、２３を回転させたときに、誘導テープＴ₁（誘導線）を踏むことがないように（痛めないように）、操舵駆動輪２２、２３の大きさ、車体２１の大きさ（縦横の寸法）等に基づいて求めている。又、中心線Ｃ₁を挟み、操舵駆動輪２２、２３とは反対側の側端部の中央部分に（中心線Ｃ₂上に）、固定キャスタ輪２４を配置し、更に、中心線Ｃ₁に対して、固定キャスタ輪２４と線対称となる位置に（中心線Ｃ₂上に）、固定キャスタ輪２５を配置している。操舵駆動輪２２、２３は、水平方向の全方位に操舵可能であり、固定キャスタ輪２４、２５も、操舵駆動輪２２、２３の操舵方向に従動して、水平方向の全方位に旋回可能である。従って、ＡＧＶ２０は、全方向、例えば、前後進、左右横行等も可能なものである。

固定キャスタ輪２４、２５は、共に、緩衝機構付きのものではなく、その鉛直方向位置が固定されたものであるが、固定キャスタ輪２５には、荷物移載時に、その動きをロックするロック機構を更に設けている。又、操舵駆動輪２２、２３も、緩衝機構付きのものではなく、その鉛直方向位置が固定されたものである。従って、荷物移載時には、操舵駆動輪２２、２３及び固定キャスタ輪２４、２５の４つの車輪で、ＡＧＶ２０を支持することになる。

又、操舵駆動輪２２を前後で挟み込むように、棒状の誘導センサ２６ａ、２６ｂが車体２１に取り付けられており、同様に、操舵駆動輪２３を前後で挟み込むように、棒状の誘導センサ２６ｃ、２６ｄが車体２１に取り付けられている。又、長方形の車体２１の長手方向の各辺の中心部分には、各辺に沿うように（中心線Ｃ₂上で中心線Ｃ₂と垂直に交わるように）、棒状の誘導センサ２７ｅ、２６ｆが取り付けられている。誘導センサ２６ａ〜２６ｄは、誘導テープＴ₁（誘導線）を検知するために使用される。なお、操舵駆動輪２２、２３が中心線Ｃ₁に近いため、操舵駆動輪２２、２３の旋回に追従して旋回するように、誘導センサ２６ａ〜２６ｄを操舵駆動輪２２、２３の旋回部分に設けてもよい。誘導センサ２６ｅ、２６ｆは横行誘導テープＴ₂（誘導線）を検知するために使用される。更に、誘導センサ２６ａ〜２６ｆの両端部には、対となるマーカセンサ２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆが取り付けられており、マーカ（図示省略）を検知するために使用される。

上述したように、本参考例のＡＧＶ２０においては、荷物移載時には、固定キャスタ輪２５のロック機構を機能させるので、４つの車輪でＡＧＶ２０を支持することになり、偏荷重による傾きは無くなる。又、操舵駆動輪２２、２３を、従来のＡＧＶ４０（図５参照）の操舵駆動輪４２、４３より中心線Ｃ₁寄りに配置しているので、荷重が車両中央にある普通の状態では、ＡＧＶ４０と比較して、操舵駆動輪２２、２３への荷重が大きくなり、固定キャスタ輪２４、２５にかかる荷重は小さくなるため、固定キャスタ輪２４、２５の旋回時における抵抗も小さくなる。

本発明は、無人搬送台車に好適なものである。

１０、２０ＡＧＶ
１１、２１車体
１２、１３、２２、２３操舵駆動輪
１４緩衝機構付きキャスタ輪
１５、２４、２５固定キャスタ輪
１６ａ〜１６ｄ、２６ａ〜２６ｆ誘導センサ
１７ａ〜１７ｄ、２７ａ〜２７ｆマーカセンサ
１８バッテリ

Claims

全方位に走行可能な走行台車において、
長方形状の車体の底面の一方の対角線上の対称位置に、操舵及び駆動のための操舵駆動輪を各々配置し、
他方の対角線上の対称位置に、キャスタ輪を各々配置し、
前記キャスタ輪の内、一方のキャスタ輪を、鉛直方向に上下動可能な緩衝機構を備えた緩衝機構付きキャスタ輪とすると共に、他方のキャスタ輪を、鉛直方向に上下動できない固定キャスタ輪とし、
２つの前記操舵駆動輪と１つの前記固定キャスタ輪がなす三角形の内側に、当該走行台車の構成物の最重量物を配置したことを特徴とする走行台車。
請求項１に記載の走行台車において、
前記走行台車を、無人搬送台車とすることを特徴とする走行台車。