JP7384674B2 - 駆動ユニット - Google Patents

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Description

本発明は、運搬装置、特にハンドリフトに取り付けるための駆動ユニットに関するものである。
ハンドリフト、又は無人搬送車(Automated guided vehicle)などのような運搬装置に駆動ユニットを取り付けることが提案されている。例えば特許文献1には、手動のハンドリフトに駆動ユニットを取り付けて、ハンドリフトの性能を高めることが提案されている。この駆動ユニットは、駆動輪、モータ、及びバッテリ等を有している。駆動輪は、駆動アームによって支持されている。
特表2014-512307号公報
上述した駆動ユニットを有するハンドリフトは、駆動輪アームを下方に付勢するスプリングを有している。このスプリングによって、駆動輪が床面から浮き上がって空転することを防ぐことができる。
本発明の課題は、スプリングとは異なる手段で駆動輪の空転を防止することにある。
本発明のある側面に係る駆動ユニットは、運搬装置に取り付けられるように構成されている。駆動ユニットは、支持フレームと、駆動輪と、原動機とを備えている。支持フレームは、旋回軸を中心に旋回可能に配置される。駆動輪は、支持フレームに支持される。原動機は、支持フレームに支持される。原動機は、駆動輪を駆動する。旋回ユニットは、支持フレーム、及び支持フレームとともに旋回する部材であって駆動輪を除く部材によって構成される。この旋回ユニットの重心は、駆動輪に対して、旋回軸と反対側に配置される。
この構成によれば、旋回ユニットの重心が駆動輪に対して旋回軸と反対側に配置されている。このため、旋回軸が支点、旋回ユニットの重心が力点、駆動輪と床面との接点が作用点となり、てこの原理によって、駆動輪を下方に付勢することができる。このため、スプリングを用いることなく、駆動輪を床面に押し付けることができ、駆動輪の空転を防止することができる。なお、駆動輪の空転を防止するために、スプリングをさらに用いてもよい。このようにスプリングを用いることによって、スプリングの付勢力と旋回ユニットの重量との両方によって、より確実に駆動輪の空転を防止することができる。
好ましくは、原動機は、駆動輪に対して、旋回軸と反対側に配置される。
好ましくは、駆動ユニットは、バッテリ及びインバータをさらに備える。バッテリ及びインバータは、支持フレームに支持される。バッテリ及びインバータは、駆動輪に対して、旋回軸と反対側に配置される。例えば、バッテリ及びインバータの重心は、原動機の重心に対して後方に配置することができる。
好ましくは、駆動ユニットは、動力伝達機構をさらに備える。動力伝達機構は、原動機からの動力を駆動輪へと伝達する。動力伝達機構は、支持フレームに支持される。動力伝達機構は、駆動輪に対して、旋回軸と反対側に配置される。
好ましくは、駆動ユニットは、重りをさらに備える。重りは、支持フレームに支持される。重りは、駆動輪に対して、旋回軸と反対側に配置される。重りの重心は、原動機の重心に対して後方に配置されることが好ましい。
本発明によれば、スプリングとは異なる手段で駆動輪の空転を防止することができる。
駆動ユニットが取り付けられたハンドリフトの側面図。 操舵軸部材周辺の構造を示す背面図。 駆動ユニットの側面図。 正面側から見た第1連結部材の斜視図。 背面側から見た第1連結部材の斜視図。 背面側から見た第2連結部材の斜視図。 正面側から見た第2連結部材の斜視図。 変形例に係る連結機構の側面図。 変形例に係る連結機構の側面図。 変形例に係る駆動ユニットの側面図。 変形例に係る駆動ユニットの側面図。
以下、本発明に係る駆動ユニットの実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、「前」とはハンドリフトを押して進む方向であり、「後ろ」とはハンドリフトを引いて進む方向である。図1は、駆動ユニット100が取り付けられたハンドリフト200の側面図である。図2は、操舵軸部材周辺の構造を示す背面図である。なお、図2において、いくつかの部材の記載を省略している。
<ハンドリフト>
図1及び図2に示すように、ハンドリフト200(運搬装置の一例)は、一対のフォークアーム201、ハンドル202、油圧シリンダ203、一対の操舵輪204、操舵軸部材205、及び支持軸部材206を有する。このハンドリフト200に駆動ユニット100が取り付けられている。
図2に示すように、一対の操舵輪204は、水平方向に延びる操舵軸部材205に対して、回転可能に取り付けられている。操舵軸部材205は、支持軸部材206によって支持されている。支持軸部材206は、油圧シリンダ203から下方に延びている。操舵軸部材205は、支持軸部材206から両側に水平方向に延びている。操舵軸部材205及び支持軸部材206は、円柱状である。
<駆動ユニット>
図3は、駆動ユニット100の側面図である。なお、図3において、駆動ユニット100の手前側の支持プレート41の記載を省略している。
図3に示すように、駆動ユニット100は、連結機構2、旋回ピン3、支持フレーム4、駆動輪5、モータ6(原動機の一例)、動力伝達機構7、バッテリ8、及びインバータ9を備えている。
<連結機構>
連結機構2は、駆動ユニット100をハンドリフト200に連結するための機構である。連結機構2は、第1連結部材21、及び第2連結部材22を有している。
図4は、正面側から見た第1連結部材21の斜視図である。図5は、背面側から見た第1連結部材21の斜視図である。図4及び図5に示すように、第1連結部材21は、第1対向面21aを有している。
第1連結部材21は、第1対向面21a上において、第1縦溝21b及び第1横溝21cを有している。第1縦溝21bは、上下方向に延びている。第1縦溝21bは、平面視において半円形上である。第1縦溝21bの内壁面は、支持軸部材206に沿った形状になっている。
第1横溝21cは、水平方向に延びている。第1横溝21cは、第1縦溝21bと交差するように延びている。第1縦溝21bは第1横溝21cよりも深いため、第1横溝21cは第1縦溝21bによって2つに分断されている。第1横溝21cは、側面視において半円形上である。第1横溝21cの内壁面は、操舵軸部材205に沿った形状となっている。
図6は、背面側から見た第2連結部材22の斜視図である。図7は、正面側から見た第2連結部材22の斜視図である。図6及び図7に示すように、第2連結部材22は、第2対向面22aを有している。第2対向面22aは、第1対向面21aと対向している。
第2連結部材22は、第2対向面22a上において、第2縦溝22b及び第2横溝22cを有している。第2縦溝22bは、上記第1縦溝21bと実質的に同じ形状となっている。すなわち、第2縦溝22bは、上下方向に延びている。第2縦溝22bは、平面視において半円形上である。第2縦溝22bの内壁面は、支持軸部材206に沿った形状になっている。駆動ユニット100がハンドリフト200に取り付けられていない状態において、第2縦溝22bは、第1縦溝21bと対向している。
第1縦溝21bと第2縦溝22bとによって、円柱状の貫通孔が画定される。この第1縦溝21b及び第2縦溝22b内に支持軸部材206が収容される。第1縦溝21b及び第2縦溝22bは、その内壁面によって支持軸部材206の外周面を押圧するように構成されている。なお、第1及び第2縦溝21b、22bそれぞれの径は、支持軸部材206の径と同じ、又は少し大きい。また、第1及び第2縦溝21b、22bの円弧の長さは、それぞれ半円よりも少し短くなっている。
第2横溝22cは、上記第1横溝21cと実質的に同じ形状となっている。すなわち、第2横溝22cは、水平方向に延びている。第2横溝22cは、第2縦溝22bと交差するように延びている。第2縦溝22bは第2横溝22cよりも深いため、第2横溝22cは第2縦溝22bによって2つに分断されている。第2横溝22cは、側面視において半円形上である。第2横溝22cの内壁面は、操舵軸部材205に沿った形状となっている。
駆動ユニット100がハンドリフト200に取り付けられていない状態において、第2横溝22cは、第1横溝21cと対向している。この第1横溝21cと第2横溝22cとによって、円柱状の貫通孔が画定される。この第1横溝21c及び第2横溝22c内に操舵軸部材205が収容される。第1横溝21c及び第2横溝22cは、その内壁面によって操舵軸部材205の外周面を押圧するように構成されている。なお、第1及び第2横溝21c、22cそれぞれの径は、操舵軸部材205の径と同じ、又は少し大きい。また、第1及び第2横溝21c、22cの円弧の長さは、それぞれ半円よりも少し短くなっている。
図2及び図3に示すように、第1連結部材21と第2連結部材22とは、互いに取り外し可能に取り付けられている。第1連結部材21と第2連結部材22とは、複数の締結部材11によって締結されている。なお、本実施形態では、締結部材11として、ボルトが、第1連結部材21と第2連結部材22とを締結している。ボルトは、第1連結部材21又は第2連結部材22に形成されたネジ穴に螺合する。複数の締結部材11は、上下方向において、第1横溝21c及び第2横溝22cを挟むように配置されている。また、複数の締結部材11は、水平方向において、第1縦溝21b及び第2縦溝22bを挟むように配置されている。なお、締結部材11は、ボルト及びナットによって第1連結部材21と第2連結部材22とを締結していてもよい。この場合、第1連結部材21及び第2連結部材22にはネジ穴を形成する必要はない。
駆動ユニット100をハンドリフト200に取り付ける際は、まず、締結部材11を取り外して、第2連結部材22を第1連結部材21から取り外す。そして、第1連結部材21の第1縦溝21bを支持軸部材206に合わせ、第1横溝21cを操舵軸部材205に合わせる。また、第2連結部材22の第2縦溝22bを支持軸部材206に合わせ、第2横溝22cを操舵軸部材205に合わせる。そして、締結部材11を用いて、第2連結部材22を第1連結部材21に取り付ける。これによって、駆動ユニット100がハンドリフト200に取り付けられる。
操舵軸部材205及び支持軸部材206を挟み込むようにして、第1連結部材21と第2連結部材22とが締結されることによって、連結機構2は操舵軸部材205及び支持軸部材206に取り付けられる。この状態において、操舵軸部材205は、第1横溝21c及び第2横溝22c内に配置されており、支持軸部材206は、第1縦溝21b及び第2縦溝22b内に配置されている。このため、連結機構2は、操舵軸部材205及び支持軸部材206に対して、相対回転ができない状態となっている。
好ましくは、第1及び第2横溝21c、22cの内壁面は、操舵軸部材205を前後方向(図3の左右方向)から押圧している。すなわち、第1及び第2連結部材21,22によって、操舵軸部材205を挟み込んでいる。また、好ましくは、第1及び第2縦溝21b、22bの内壁面は、支持軸部材206を前後方向から押圧している。すなわち、第1及び第2連結部材21,22によって、支持軸部材206を挟み込んでいる。
第2連結部材22は、貫通孔22dを有している。貫通孔22dは、操舵軸部材205が延びる方向に延びている。第2連結部材22は、第1連結部材21に対して前方に配置されている。
<旋回ピン>
図3に示すように、旋回ピン3は、連結機構2と支持フレーム4とを旋回可能に連結している。本実施形態では、旋回ピン3は、連結機構2の貫通孔22dと、支持フレーム4の貫通孔(図示省略)内を延びている。旋回ピン3は水平方向に延びている。旋回ピン3は、操舵軸部材205と略平行に延びている。
旋回ピン3は、円柱状である。旋回ピン3の中心軸が旋回軸Oである。旋回軸Oは、操舵軸部材205の中心軸よりも下方に配置されている。旋回ピン3は、操舵軸部材205よりも前方(図3の左側)に配置されている。旋回ピン3は、連結機構2に固定されていてもよいし、連結機構2の一部であってもよい。また、旋回ピン3は、支持フレーム4に固定されていてもよいし、支持フレーム4の一部であってもよい。
<支持フレーム>
支持フレーム4は、旋回軸Oを中心に旋回可能に配置されている。詳細には、支持フレーム4は、旋回ピン3を介して連結機構2に取り付けられている。支持フレーム4は、連結機構2に対して、旋回軸Oを中心に旋回可能に取り付けられている。支持フレーム4は、旋回軸Oから後方(図3の右方向)に延びている。支持フレーム4は、駆動輪5、モータ6、動力伝達機構7、バッテリ8、及びインバータ9を支持している。
支持フレーム4は、一対の支持プレート41を有している。一対の支持プレート41は、ハンドリフト200の幅方向において、間隔をあけて配置されている。なお、図3において、一対の支持プレート41のうち手前側の支持プレート41の記載が省略されている。一対の支持プレート41は、駆動輪5を挟むように配置されている。
<駆動輪>
駆動輪5は、支持フレーム4に回転可能に支持されている。駆動輪5の下端は、支持フレーム4の下端よりも下方に配置されている。すなわち、駆動輪5は、床面と接触している。支持フレーム4は床面と接触していないことが好ましい。駆動輪5は、床面上を転動する。なお、本実施形態では駆動ユニット100は1つの駆動輪5を有しているが、駆動ユニット100は複数の駆動輪5を有していてもよい。駆動輪5の回転軸は、操舵輪204の回転軸と、前後方向において略同じ位置に配置されている。
<モータ>
モータ6は、駆動輪5を駆動するように構成されている。モータ6は電動モータである。モータ6は、支持フレーム4に支持されている。モータ6は、駆動輪5に対して、旋回軸Oと反対側に配置されている。すなわち、旋回軸Oは駆動輪5に対して前方に配置されており、モータ6は駆動輪5に対して後方に配置されている。このため、旋回軸Oからモータ6までの距離は、旋回軸Oから駆動輪5までの距離よりも長い。
モータ6の回転軸は、水平方向に延びている。モータ6の回転軸は、旋回軸と略平行に延びている。また、モータ6の回転軸は、操舵軸部材205の中心軸と略平行に延びている。モータ6の回転軸は、旋回軸Oよりも上方に配置されている。また、モータ6の回転軸は、操舵軸部材205の中心軸よりも上方に配置されている。
<動力伝達機構>
動力伝達機構7は、モータ6からの動力を駆動輪5へと伝達するように構成されている。動力伝達機構7は、例えば、減速機構71、クラッチ機構72、及びトルクリミッタ機構73を有している。この動力伝達機構7は、支持フレーム4に支持されている。動力伝達機構7は、駆動輪5に対して、旋回軸Oと反対側に配置されている。すなわち、動力伝達機構7は駆動輪5に対して後方に配置されている。このため、旋回軸Oから動力伝達機構7までの距離は、旋回軸Oから駆動輪5までの距離よりも長い。
減速機構71は、モータ6の回転速度を減速して駆動輪5へと伝達するように構成されている。減速機構71は、例えば、複数のプーリ及びベルトを有している。各プーリは、例えば、駆動輪5、モータ6、クラッチ機構72、及びトルクリミッタ機構73などに設けられている。なお、減速機構71は、複数のプーリ及びベルトの代わりに、複数のスプロケット及びチェーンを有していてもよい。また、減速機構71は、複数のプーリ及びベルトの代わりに、複数のギアを有していてもよい。また、減速機構71は、磁気的に動力を伝達するように構成されていてもよい。すなわち、減速機構71は、複数のプーリ及びベルトの代わりに、複数の磁気歯車を有していてもよい。
クラッチ機構72は、モータ6から駆動輪5への動力を伝達したり、その伝達を遮断したりするように構成されている。
トルクリミッタ機構73は、モータ6から駆動輪5へ伝達されるトルクが所定の閾値を超えた場合に、モータ6から駆動輪5へのトルクの伝達を遮断するように構成されている。或いは、駆動輪5からモータ6に向かって入力されるトルクが所定の閾値を超えた場合に、駆動輪5からモータ6へのトルクの伝達を遮断するように構成されている。
<バッテリ>
バッテリ8は、モータ6などの電装品に電力を供給するように構成されている。バッテリ8は、充電を行うことができる。バッテリ8は、旋回軸O、駆動輪5、及びモータ6に対して上方に配置されている。
バッテリ8は支持フレーム4によって支持されている。バッテリ8は、駆動輪5に対して、旋回軸Oと反対側に配置されている。すなわち、バッテリ8は駆動輪5に対して後方に配置されている。このため、旋回軸Oからバッテリ8までの距離は、旋回軸Oから駆動輪5までの距離よりも長い。バッテリ8の重心は、モータ6の重心に対して後方に配置されている。
<インバータ>
インバータ9は、バッテリ8とモータ6との間に接続されている。インバータ9は、バッテリ8からモータ6へと供給される電力の電圧、周波数、及び位相を制御するように構成されている。インバータ9は、モータ6の回転速度及び出力トルクを調整するように構成されている。インバータ9は、旋回軸O、駆動輪5、及びモータ6に対して上方に配置されている。
インバータ9は、支持フレーム4によって支持されている。インバータ9は、駆動輪5に対して、旋回軸Oと反対側に配置されている。すなわち、インバータ9は駆動輪5に対して後方に配置されている。このため、旋回軸Oからインバータ9までの距離は、旋回軸Oから駆動輪5までの距離よりも長い。インバータ9の重心は、モータ6の重心に対して後方に配置されている。
<旋回ユニット>
旋回ユニット10は、支持フレーム4及び支持フレーム4とともに旋回する部材(駆動輪5を除く)によって構成されるユニットである。駆動輪5は、旋回ユニット10の構成部材ではない。なお、支持フレーム4とともに旋回する部材とは、支持フレーム4に支持されている部材である。なお、本実施形態において、旋回ユニット10は、支持フレーム4、モータ6、動力伝達機構7、バッテリ8、及びインバータ9によって構成されている。
旋回ユニット10の重心は、駆動輪5に対して、旋回軸Oと反対側に配置されている。すなわち、旋回ユニット10の重心は、駆動輪5に対して後方に配置されている。このため、旋回軸Oから旋回ユニット10の重心までの距離は、旋回軸Oから駆動輪5までの距離よりも長い。このように旋回ユニット10の重心が配置されることによって、駆動輪5を床面に押し付けることができる。すなわち、駆動輪5が床面から浮き上がって空転することを抑制することができる。なお、旋回軸Oが支点、旋回ユニット10の重心が力点、駆動輪5と床面との接点が作用点となる。
旋回ユニット10の重心は、例えば、旋回軸Oに対して上方に配置されていてもよいし、下方に配置されていてもよい。また、旋回ユニット10の重心は、上下方向において、旋回軸Oと略同じ位置に配置されていてもよい。すなわち、旋回ユニット10の重心は、旋回軸Oと略同じ高さに配置されていてもよい。
[変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
変形例1
上記実施形態では、駆動ユニット100は原動機としてモータ6を有しているが、駆動ユニット100の構成はこれに限定されない。例えば、駆動ユニット100は、内燃機関など別の原動機を有していてもよい。
変形例2
図8に示すように、第1連結部材21は第1引っ掛け部21eを有していてもよい。そして、第2連結部材22は、第2引っ掛け部22eを有していてもよい。第1引っ掛け部21eと第2引っ掛け部22eとは互いに引っ掛かり合っている。このように第1引っ掛け部21eと第2引っ掛け部22eとが引っ掛かり合うことによって、第1連結部材21と第2連結部材22とが互いに離れる方向へ移動することを規制することができる。このため、上記実施形態に比べて締結部材11の数を減らすことができる。
変形例3
図9に示すように、第1連結部材21と第2連結部材22とは、ヒンジ機構12によって互いに連結されていてもよい。この構成によれば、ヒンジ機構12を中心に、第1連結部材21及び第2連結部材22は旋回することができる。このため、上記実施形態に比べて締結部材11の数を減らすことができる。また、連結機構2による取り付け性を向上させることができる。
変形例4
図10に示すように、駆動ユニットは、重り13をさらに備えていてもよい。重り13は、支持フレーム4によって支持されている。詳細には、重り13は、バッテリ8上に配置されている。なお、重り13の配置はこれに限定されない。重り13は、旋回軸O、駆動輪5、及びモータ6に対して上方に配置されている。
重り13は、駆動輪5に対して、旋回軸Oと反対側に配置されている。すなわち、重り13は駆動輪5に対して後方に配置されている。このため、旋回軸Oから重り13までの距離は、旋回軸Oから駆動輪5までの距離よりも長い。重り13の重心は、モータ6の重心に対して後方に配置されている。なお、重り13の重心は、モータ6の重心に対して前方に配置されていてもよい。
変形例5
上記実施形態では、第1連結部材21と第2連結部材22とは互いに異なる形状を有しているが、連結機構2の構成はこれに限定されない。例えば、第2連結部材22は第1連結部材21と同じ形状であってもよい。
変形例6
上記実施形態では、第2連結部材22は、第1連結部材21に対して前方に配置されているが、連結機構2の構成はこれに限定されない。例えば、図11に示すように、第2連結部材22は、第1連結部材21に対して後方に配置されていてもよい。
変形例7
上記実施形態では、バッテリ8の重心は、モータ6の重心に対して後方に配置されているが、バッテリ8の配置はこれに限定されない。例えば、バッテリ8の重心は、モータ6の重心に対して前方に配置されていてもよい。同様に、インバータ9の重心も、モータ6の重心に対して前方に配置されていてもよい。
変形例8
上記実施形態では、駆動ユニット100をハンドリフト200に取り付けているが、駆動ユニット100の取り付け対象はハンドリフト200に限定されない。例えば、駆動ユニット100は、台車、又は無人搬送車などの別の搬送装置に取り付けることもできる。
2 連結機構
21 第1連結部材
21a 第1対向面
21b 第1縦溝
21c 第1横溝
22 第2連結部材
22a 第2対向面
22b 第2縦溝
22c 第2横溝
4 支持フレーム
5 駆動輪
6 モータ
7 動力伝達機構
8 バッテリ
9 インバータ
100 駆動ユニット
200 ハンドリフト

Claims (8)

  1. 運搬装置に取り付けるための駆動ユニットであって、
    旋回軸を中心に旋回可能に配置される支持フレームと、
    前記駆動ユニットを前記運搬装置に連結するための連結機構と、
    前記支持フレームに支持される駆動輪と、
    前記支持フレームに支持され、前記駆動輪を駆動する原動機と、
    を備え、
    前記支持フレーム及び前記支持フレームとともに旋回する部材であって前記駆動輪を除く部材によって構成される旋回ユニットの重心は、前記駆動輪に対して、前記旋回軸と反対側に配置され、
    前記支持フレームは、前記連結機構に対して、前記旋回軸を中心に旋回可能に取り付けられる、
    駆動ユニット。
  2. 前記原動機は、前記駆動輪に対して、前記旋回軸と反対側に配置される、
    請求項1に記載の駆動ユニット。
  3. 前記支持フレームに支持されるバッテリ及びインバータをさらに備え、
    前記バッテリ及び前記インバータは、前記駆動輪に対して、前記旋回軸と反対側に配置される、
    請求項1又は2に記載の駆動ユニット。
  4. 前記バッテリ及びインバータの重心は、前記原動機の重心に対して後方に配置される、
    請求項3に記載の駆動ユニット。
  5. 前記原動機からの動力を前記駆動輪へと伝達し、前記支持フレームに支持される動力伝達機構をさらに備え、
    前記動力伝達機構は、前記駆動輪に対して、前記旋回軸と反対側に配置される、
    請求項1から4のいずれかに記載の駆動ユニット。
  6. 前記支持フレームに支持される重りをさらに備え、
    前記重りは、前記駆動輪に対して、前記旋回軸と反対側に配置される、
    請求項1から5のいずれかに記載の駆動ユニット。
  7. 前記重りの重心は、前記原動機の重心に対して後方に配置される、
    請求項6に記載の駆動ユニット。
  8. 前記連結機構は、互いに取り外し可能に取り付けられる第1及び第2連結部材を有し、
    前記支持フレームは、前記第2連結部材に対して旋回可能に取り付けられる、
    請求項1から7のいずれかに記載の駆動ユニット。
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