JPWO2008012989A1 - 自走台車の水平搬送機構 - Google Patents

Abstract

建物内部に水平及び垂直に敷設されたレール（１０）と、レールに沿って敷設されたラック（２０）と、レール上を走行する走行輪（３１，３２）と、ラックに噛合うピニオン（３３，３４）及びピニオンの駆動部を有し積載物が塔載される自走台車（３０）を備えた搬送機構において、前記レールは、水平から垂直に又は垂直から水平に向きを変更するカーブ区間とそれに続く垂直区間で、前記ピニオンに噛合うラックを備えたピニオン用レール（１１）と該ピニオン用レールと平行でそれから離間した走行輪用レール（１２）とを備えると共に、前記台車は、その左右側面に、前記ピニオン用レールに噛合うピニオンと走行輪用レールに支持される走行輪を備え、かつ、前記ピニオン用レールと走行輪用レールとを、カーブ区間とこの区間に続く垂直区間で台車が水平姿勢のまま移動できるように配置した。

Description

本発明は、ビルディングなどの建物の複数階にわたり、床や天井に水平に、壁に垂直に敷設したレールに沿ってコンテナ及び台車からなる搬送体を走行させ、レールに沿って配置されたステーションに書類、部品などの積層物をコンテナから降ろし又は該コンテナに搭載する搬送システムにおいて、自走台車を常時水平姿勢で走行させる水平搬送機構に関する。

この種の搬送システムは、オフィス内での文書、郵便物、文具などを、病院内でのカルテ、工場内での部品や製品、さらに検体や試薬などの積載物を目的場所まで自動搬送することができることから広く利用されている。

この搬送システムは、建物内部に水平及び垂直に敷設されたレールと、このレール上を走行する複数の搬送体たる台車と、自走台車の走行を制御するコンピュータ等から構成されている。自走台車はレールに沿って走る台車に積載物を搭載するコンテナを取付けて形成されている。

コンテナには、多数の検体や試薬などを容れたケースのように、常に水平姿勢での搬送を前提するものも搭載する。このため、コンテナをジャイロ手段によって台車に揺動可能に支持し、垂直区間を走行するときには、コンテナを台車上で９０度回転させて、常に水平状態を維持するようにしたものが多い（例えば特許文献１を参照）。

一方、この搬送システムにおける自走台車の中には、走行方向における左右側の前後に、軌条（レール）に上下から挟まれるか、又は、レールを上下から挟む２個を一組とする４組の走行輪が配置されたものがある。この自走台車は、レールが水平区間から垂直区間に転移する区間、つまり、レールが水平から垂直に、又は、垂直から水平に９０度に曲がる区間では、台車が水平から垂直（又は垂直から水平）な姿勢に走行姿勢を変化させるため、ジャイロ手段を介して台車に吊下されたコンテナが９０度回転して、コンテナの水平姿勢が維持されるようにしている。しかし、ジャイロ手段で吊下されたコンテナ内で重量の大きな積載物が片荷であると、その偏荷重によって当該コンテナが傾き、水平姿勢を維持できないことが知られている。

また、コンテナの姿勢を常に水平に維持するジャイロ手段を装備していること、並びに、台車が水平レールから垂直レールへ旋回して走行することにより、コンテナの回転スペースと台車の旋回走行スペースを必要とするため、レールにおける水平区間と垂直区間との間の区間のカーブ半径が大きくならざるを得ず、この結果、システム全体が大型化するのみならず、場所によっては、カーブ半径が大き過ぎるなどの理由でこの搬送システムを設置することができないという問題もある。
特開平２００５−０４７３６９号公報

本発明は、このような搬送システム上記のような現状に鑑み、ジャイロ手段なしでもコンテナの姿勢を常に水平に維持することができ、しかも、レールの向きの変更区間でのカーブ曲率を小さくしてシステム全体をコンパクトに構築することができるようにした自走台車の常時水平姿勢搬送機構を提供することを、その課題とする。

上記の課題を解決することを目的としてなされた本発明水平搬送機構の第１の構成は、建物内部に水平及び垂直に敷設されたレールと、該レールに沿って敷設されたラックと、前記レール上を走行する走行輪と、前記ラックに噛合うピニオン及び当該ピニオンの駆動部を有し積載物が塔載される自走台車を備えた搬送機構において、前記レールは、水平から垂直に又は垂直から水平に向きを変更するカーブ区間とそれに続く垂直区間において、前記ピニオンに噛合うラックを備えたピニオン用レールと該ピニオン用レールと平行でそれから離間した走行輪用レールとを備えると共に、前記台車は、その左右側面に、前記ピニオン用レールに噛合うピニオンと走行輪用レールに支持される走行輪を備え、かつ、前記ピニオン用レールと走行輪用レールを、カーブ区間とこの区間に続く垂直区間で台車が水平姿勢のまま移動できるように配置したことを特徴とするものである。

本発明では、上記第１の構成において、台車の走行方向に直交した一方の側面に第一のピニオンと第一の走行輪を備えると共に、他方の側面における前記第一のピニオンと同位相の位置に第二の走行輪を、前記第一の走行輪と同位相の位置に第二のピニオンを備え、両側面で配置位相が異なる第一及び第二のピニオンと走行輪によって台車の傾きを抑制している。

本発明では、台車が、左右両側面における中間部の同位相の位置の同軸上にピニオンを備えると共に、当該台車の走行方向における左右両側に前記ピニオンを前、後で挟むと共に当該ピニオンの回転軸を上、下で挟む位置に配置した上下で対をなす前後の走行輪を備え、カーブ区間とこの区間に続く垂直区間で、前、後におけるいずれか一方の上，下の走行輪とピニオンがそれぞれのレールに支持されることにより、台車を水平姿勢に保持して走行させる第２の構成を採ることができる。

上記２つの構成において、レールの水平区間におけるピニオン用レールと走行輪用レールは、両レールを平行に並べた複合レールから形成され、該複合レールは、カーブ区間から垂直区間において前後に分離して配置した構成とすることがある。

次に、上記の課題を解決することができる本発明水平搬送機構の第３の構成は、建物内部に水平及び垂直に敷設されたレールと、該レールに沿って敷設されたラックと、前記レール上を走行する走行輪と、前記ラックに噛合うピニオン及び当該ピニオンの駆動部を有し積載物が搭載される自走台車を備えた搬送機構において、台車は、左右両側面における中間部の同位相の同軸上にピニオンを備えると共に、台車の走行方向において前記ピニオンを前、後で挟んで対をなす前後の水平部走行輪と、当該ピニオンの回転軸を上、下で挟んで対をなす上下の垂直部走行輪を備え、レールは、水平から垂直に又は垂直から水平に向きを変更するカーブ区間において、前記ピニオンに噛み合うラックと水平部走行輪の走行面を備えたカーブレールを備えると共に、前記カーブ区間に続く垂直区間において、ピニオンに噛合うラックと垂直部走行輪の走行面を備えた垂直レールを備えており、カーブ区間では、水平部走行輪とピニオンがカーブレールによって支持され、カーブ区間に続く垂直区間では、垂直部走行輪とピニオンが垂直レールによって支持されていることを特徴とするものである。

さらに、上記の課題を解決することができる本発明水平搬送機構の第４の構成は、建物内部に水平及び垂直に敷設されたレールと、該レールに沿って敷設されたラックと、前記レール上を走行する走行輪と、前記ラックに噛合うピニオン及び当該ピニオンの駆動部を有し積載物が搭載される自走台車を備えた搬送機構において、台車は、左右両側面における中間部の同位相の同軸上にピニオンを備えると共に、当該台車の底部に設けた水平部走行輪と、前記ピニオンの回転軸を上、下で挟んで対をなすように設けた上下の垂直部走行輪を備え、レールは、水平から垂直に又は垂直から水平に向きを変更するカーブ区間において、前記ピニオンに噛み合うカーブラックと垂直部走行輪を拘束案内する走行面を備えたカーブレールを備えると共に、当該カーブ区間に続く短かい垂直区間において、前記ピニオンに噛合う短かいラックと垂直部走行輪の走行面を備えた短かい垂直レールを備えており、カーブ区間では、ピニオンがカーブラックに支持されると共に水平部走行輪がカーブレールに支持され、カーブ区間に続く短かい垂直区間では、ピニオンと垂直部走行輪とが短かいラックを内包した垂直レールによって支持されて常に台車が水平姿勢で走行することを特徴とするものである。

本発明における第１の構成の水平搬送機構は、建物内部に水平及び垂直に敷設されたレールと、該レールに沿って敷設されたラックと、前記レール上を走行する走行輪と、前記ラックに噛合うピニオン及び当該ピニオンの駆動部を有し積載物が搭載される自走台車を備えた搬送機構において、前記レールは、水平から垂直に又は垂直から水平に向きを変更するカーブ区間とそれに続く垂直区間において、前記ピニオンに噛合うラックを備えたピニオン用レールと該ピニオン用レールと平行でそれから離間した走行輪用レールとを備えると共に、台車は、その左右側面に、前記ピニオン用レールに噛合うピニオンと走行輪用レールに支持される走行輪を備え、かつ、前記ピニオン用レールと走行輪用レールを、前記垂直区間で台車が水平姿勢のまま移動できるように配置したので、ジャイロ手段なしでもコンテナの姿勢を常に水平に維持することができ、しかも、レールの向きの変更区間でのカーブ曲率を小さくしてシステム全体をコンパクトに構築することができる。

即ち、本発明の第１の構成による自走台車の水平搬送機構において、ピニオンがラックに噛合いつつ自転し、走行輪が走行輪用レールを転動することで、台車がレールに沿って走行する。このとき、台車は、その左右側面に、前記ピニオン用レールに噛合うピニオンと走行輪用レールに支持される走行輪を備えているため、ジャイロ手段なしでもコンテナの姿勢を常に水平に維持することができ、片荷状態となっていても、積載物を常に水平搬送することができる。そして、レールは、水平から垂直に又は垂直から水平に向きを変更するカーブ区間とそれに続く垂直区間において、ピニオンに噛合うラックを備えたピニオン用レールと該ピニオン用レールと平行でそれから離間した走行輪用レールとを備えているため、ピニオン用レールの曲率半径を走行輪用レールのそれから独立して設定することができ、レールにおける水平区間と垂直区間との間の区間の曲率半径を小さくすることができる。つまり、コンテナの回転スペースと台車の旋回走行スペースを必要としなくなり、搬送機構全体をコンパクトに構成することができる。

また、本発明における第２の構成の水平搬送機構でも、台車は、左右両側面における中間部の同位相の同軸上にピニオンを備えると共に、台車の走行方向において前記ピニオンを前、後で挟む対をなす前後の水平部走行輪と、ピニオンの回転軸を上、下で挟む対をなす上下の垂直部走行輪を備え、レールは、水平から垂直に又は垂直から水平に向きを変更するカーブ区間において、ピニオンに噛み合うラックと水平部走行輪の走行面を備えたカーブレールを備えると共に、カーブ区間に続く垂直区間において、ピニオンに噛合うラックと垂直部走行輪の走行面を備えた垂直レールを備えており、カーブ区間では、水平部走行輪とピニオンがカーブレールによって支持され、カーブ区間に続く垂直区間では、垂直部走行輪とピニオンが垂直レールによって支持されているため、ジャイロ手段なしでもコンテナの姿勢を常に水平に維持することができ、しかも、ピニオンと走行輪が一つのレールを走行するので、レールを別々に敷設しなくてもよいので、システム全体をコンパクトに構築することができる。

上記第３の構成の水平搬送機構においても、ピニオンがラックに噛合いつつ自転し、走行輪が走行輪用レールを転動することで、台車がレールに沿って走行する。このとき、台車は、左右両側面における中間部の同位相にピニオンを備えると共に、台車の走行方向において前記ピニオンを前、後で挟む対をなす水平部走行輪と、ピニオンの回転軸を上、下で挟む対をなす垂直部走行輪を備え、カーブ区間とこの区間に続く垂直区間をピニオンと垂直部走行輪とによって走行するため、ジャイロ手段なしでもコンテナの搬送姿勢を常に水平に維持することができ、片荷状態となっていても、積載物を常に水平姿勢で搬送することができる。このため、レールは、水平から垂直に又は垂直から水平に向きを変更するカーブ区間において、ピニオンに噛み合うラックと水平部走行輪の走行面を備えたカーブレールを備えると共に、カーブ区間に続く垂直区間においては、ピニオンに噛合うラックと垂直部走行輪の走行面を備えた垂直レールを備え、カーブ区間で、水平部走行輪とピニオンをカーブレールによって支持し、カーブ区間に続く垂直区間で、垂直部走行輪とピニオンが垂直レールによって支持されているため、カーブ区間とそれに続く垂直区間を単一のレールによって構成することができて、搬送機構全体をコンパクトに構成することができる。

さらに、本発明における第４の構成の水平搬送機構では、台車は、左右両側面における中間部の同位相の同軸上にピニオンを備えると共に、当該台車の底部に設けた水平部走行輪と、前記ピニオンの回転軸を上、下で挟んで対をなすように設けた上下の垂直部走行輪を備え、レールは、水平から垂直に又は垂直から水平に向きを変更するカーブ区間において、前記ピニオンに噛み合うカーブラックと垂直部走行輪を拘束案内する走行面を備えたカーブレールを備えると共に、当該カーブ区間に続く短かい垂直区間において、前記ピニオンに噛合う短かいラックと垂直部走行輪の走行面を備えた短かい垂直レールを備えており、カーブ区間では、ピニオンがカーブラックに支持されると共に水平部走行輪がカーブレールに支持され、カーブ区間に続く短かい垂直区間では、ピニオンと垂直部走行輪とが短かいラックを内包した垂直レールによって支持されて常に台車が水平姿勢で走行するから、上記構成の本発明搬送機構と同様に、搬送システム全体を、特に、走行方向が水平から垂直、或は、その逆に走行方向が変わる箇所をコンパクトに形成することができる。

本発明における第４の水平搬送機構では、カーブ区間のラックとレールをユニット化して、台車が水平走行から垂直方向へ走行方向を変更する場合に対応できるほか、台車を垂直走行させる場合には、ユニット化された前記カーブ区間を、台車の垂直走行に邪魔にならない位置に待避させることができる。
この結果、第４の搬送機構のカーブ区間は、水平走行を垂直走行に変更するための分岐装置としての機能も併せ持つ。

以下、図面を参照して、本発明自走台車の水平搬送機構の実施の形態例について説明する。添付図において、図１は本発明における第１の構成の自走台車の水平搬送機構の実施の形態を示す正面図、図２は図１に示す水平搬送機構の右側面図、図３は図２の平面図、図４は図１〜図３に示す第１の構成の水平搬送機構の斜視図、図５は本発明における第２の構成の自走台車の水平搬送機構の実施の形態を示す正面図、図６は図５に示す水平搬送機構の右側面図、図７は図６の平面図、図８は図５〜図７に示す第２の構成の水平搬送機構の斜視図、図９は本発明自走台車の水平搬送機構の第三の実施の形態を示す正面図、図１０は図９に示す水平搬送機構の右側面図、図１１は図９の平面図、図１２は図９〜図１１に示す第３の構成の水平搬送機構の斜視図、図１３〜図１５は第４の構成の水平搬送機構における台車の移動状況を説明するための側面図、図１６は台車が搬送路を水平−垂直に走行する例の斜視図、図１７は図１６の模式的側面図、図１８は台車が搬送路を垂直に走行する例の斜視図、図１９は図１８の模式的側面図、図２０は第４の構成の本発明水平搬送機構の応用例で用いる台車の一例の側面図、図２１は図２０の台車の平面図、図２２は図２０の台車の左側面図、図２３は図２０〜図２２に示した台車の模式的斜視図、図２４は図２０〜図２３の台車が走行する方向変換レール（左側レール）の形態を模式的に示した斜視図、図２５は図２２の台車が左右の方向変換レール部に入る状態における当該レール部の正面図、図２６(a)〜(f)は方向変換レール部を台車が通過する状態を時系列的に示した側断面図である。

図１〜図４において、第１の構成による本発明水平搬送機構は、建物内部に水平及び垂直に敷設され、台車３０の走行方向に関して互いに平行配置された左右一対のレール１０と、このレール１０上を走行する台車３０とを備えている。

各レール１０は、図２に示すように、床などに敷設された水平区間を形成する水平レールと、水平から垂直に又は垂直から水平に向きを変更するカーブ区間を形成するカーブレールと、それに続く壁や柱などに敷設された垂直区間を形成する垂直レールとを備えている。各レール１０のカーブ区間と垂直区間は、ピニオン用レール１１とこのピニオン用レール１１と平行であるがそれから前後方向に離間した走行輪用レール１２からなっている。そして、水平区間は、両レール１１，１２が平行に並んだ一つの複合レール１４からなっている。

ピニオン用レール１１は、図３及び図４に例示するように、前後壁１１ａ，１１ｂ及び側壁１１ｃからなる断面コ字状又はチャネル状断面部材からなっている。走行輪用レール１２も、前後壁１２ａ，１２ｂ及び側壁１２ｃからなる断面コ字状又はチャネル状断面部材からなっている。これらのレール１１，１２は接続壁１３によって一体化されている。この接続壁１３は、走行輪用レール１２の側壁１２ｃを延長したもので、その延長端がレール１１の前壁１１ａの開放端縁に接続している。

水平区間の複合レール１４は、上下壁１４ａ，１４ｂ及び側壁１４ｃからなるコ字状又はチャネル状断面のもので、開放面を左右で対面させて配置されている。この複合レール１４は、カーブ区間を介して、垂直区間を形成する前後で分離したピニオン用レール１１と走行輪用レール１２に接続している。

カーブ区間について詳しく説明すると、図１の右側、図２、図３の手前側に位置するレール１０において、垂直区間のピニオン用レール１１の前壁１１ａは複合レール１４の上壁１４ａまで延びかつこれに接続している。ピニオン用レール１１の後壁１１ｂは、図２に示すように、曲面壁１５を介在して複合レール１４の下壁１４ｂまで延びかつ側壁１４ｃと一体となっている。走行輪用レール１２の前壁１２ａは複合レール１４の上壁１４ａで切れており、後壁１２ｂは複合レール１４の下壁１４ｂまで延びかつこれに接続し、側壁１２ｃは接続壁１３と一緒に複合レール１４の下壁１４ｂに接続している。

また、図１の左側、図２、図３の奥側に位置するレール１０において、ピニオン用レール１１の前壁１１ａは複合レール１４の上壁１４ａまで延びかつこれに接続し、後壁１１ｂは曲面壁を介在して複合レール１４の下壁１４ｂに接続し、側壁１１ｃは複合レール１４の下壁１４ｂまで延びかつ側壁１４ｃと一体となっている。走行輪用レール１２の前壁１２ａは複合レール１４の上壁１４ａに接続しており、後壁１２ｂは複合レール１４の下壁１４ｂに接続しており、側壁１２ｃは接続壁１３と一緒に複合レール１４の上壁１４ａまで延びかつこれに接続している。

ラック（ラックギアともいう。以下、同じ）２０が、ピニオン用レール１１の後壁１１ｂ、曲面壁１５及び複合レール１４の下壁１４ｂに配置され、かつ固定されている。

台車３０は、走行輪３１及び駆動輪であるのピニオン（ピニオンギアともいう。以下、同じ）３３を台車本体３５の片側面（右側面）に、走行輪３２及びピニオン３４を台車本体３５の反対側面（左側面）に備えている。各走行輪３１，３２は各軸を台車本体３５にある軸受に保持されている。ピニオン３３は走行輪３１と同軸に台車本体３５における走行輪３２のある左側面に配置され、ピニオン３４は走行輪３１と同軸に台車本体３５における走行輪３１のある右側面に配置されている。ピニオン３３，３４は、各軸を、台車本体３５の内部に設置された電動機、減速機などからなる駆動部（図示を省略）に連結されている。

この台車３０は、一例として垂直区間から水平区間へ向けて走行するとき、走行輪３１，３２の周面を各走行輪用レール１２の前後壁１２ａ，１２ｂの間に位置させ、ピニオン３３，３４を各ピニオン用レール１１に敷設されたラック２０に噛合わせて、各レール１０の間に配置されている。台車３０は、駆動部によって、ピニオン３３，３４がラック２０に噛合いつつ自転することでラック２０に沿って走行する。すなわち、ピニオン３３，３４は、レール１０の垂直区間及びカーブ区間においてラック２０に噛合いつつ自転してピニオン用レール１１の内部を走行し、水平区間においてラック２０に噛合いつつ自転して複合レール１４の内部を走行する。同時に、走行輪３１，３２は垂直区間及びカーブ区間において走行輪用レール１２を構成する前後壁１２ａ，１２ｂに沿って転動し、水平区間において複合レール１４の上下壁１４ａ，１４ｂに沿って転動する。このため、台車３０は、ピニオン３３，３４とラック２０の噛合による支持、及び、走行輪３２，３３が走行輪用レール１２に支持されていることによって、垂直区間を台車３０を水平姿勢のまま平行移動し、垂直区間からカーブ区間を通って水平区間に移動する。台車３０が、水平区間からカーブ区間を通り垂直区間に入る場合も、前記と同様に台車３０は水平姿勢のまま移動する。

駆動部に対する給電はレール１０に沿って配置された架線によって、走行制御はこの水平搬送機構の外部にあるコンピュータ装置と台車３０にあるコントローラとの間の通信によってなされ、前記架線と平行に走る通信線を通じて外部コンピュータ装置とコントローラとの間で信号の授受をしている。

この実施の形態において、コンテナは、一例として蓋付きコンテナからなり、台車本体３５の上面に設置されるか、又は、台車本体３５の内部に組み込まれる。そして、複合レール１４に沿っていくつかのステーションが設置される。

作動開始に当たって、積載物、例えば検体や試薬を容れたケースが作業員によってコンテナに搭載される。作業員が端末によって外部コンピュータ装置に搬送ステーションを指定すると、台車３０のコントローラは外部コンピュータ装置から命令に従って駆動部を作動させ、台車３０を目的とする搬送ステーションまで走行させ、積載物を目的ステーションまで搬送する。

このとき、台車３０の左右側面に配置されたピニオン３３，３４がラック２０に噛合いつつレール１０の水平区間からカーブ区間を通って垂直区間を台車３０を走行させて、台車３０を平行移動させると共に、ピニオン３３，３４を台車３０の前後に配置することにより台車３０の走行方向及び走行方向に直交する方向の傾きを抑制して、台車３０を水平姿勢で走行させる。この水平姿勢は、走行輪３１，３２により補完され、傾くことなく台車３０を平行移動させる。つまり、台車３０を常に水平姿勢で走行させることができるので、コンテナを水平に維持させるジャイロ手段が不要である。このため、常時水平姿勢が要求される積載物でも問題なく搬送することができる。

レール１０の垂直区間のみならず、水平区間と垂直区間の境界であるカーブ区間においても、ピニオン３３，３４に噛合うラック２０を敷設したピニオン用レール１１と走行輪３１，３２が転動する走行輪用レール１２とが前後で分離されていて、各レール１１，１２を異なる曲率半径に設定することができる。これによりカーブ区間におけるレール１１，１２の曲率半径を小さくすることができ、この水平搬送機構を備えた搬送システム全体をコンパクトに構築することができる。

以上に説明した本発明の第１の構成による水平搬送機構の実施形態では、台車３０は、その走行方向に直交した片側面に第一のピニオン３３と第一の走行輪３１とを備えると共に、反対側面の第一のピニオン３３と同位相（同軸上）に第二の走行輪３２を、第一の走行輪３１と同位相（同軸上）に第二のピニオン３４を備え、両側面で配置位相が異なる第一と第二のピニオン３３，３４、及び、第一と第二の走行輪３１，３２を具備していることによって、台車３０の走行方向が水平姿勢から垂直方向に変更されるとき、当該台車３０が傾かないように制御したものである。本発明による自走台車の水平搬送機構は、図５〜図８に示す本発明搬送機構の第２の構成の実施態様によっても実現できるので、次に説明する。

図５〜図８に例示した第２の構成の本発明水平搬送機構において、台車１３０は、左右両側面における中間部の同位相（同位置）の同軸上にピニオン１３３，１３４を備えると共に、当該ピニオン１３３，１３４の走行方向に関する前方側と後方側であって、かつ、夫々のピニオン１３３と同１３４の回転軸に関して上下に位置する上下一対の第一の走行輪１３１ａ，１３１ｂと同じく走行輪１３２ａ，１３２ｂ、並びに、第二の走行輪１３６ａ，１３６ｂと同じく走行輪１３７ａ，１３７ｂを配置し、カーブ区間と垂直区間において、前、後いずれか一方の上、下一対の走行輪とピニオンとがレール１１１と１１２に支持されることにより、カーブ区間と垂直区間であっても水平姿勢を保持して走行できる。

即ち、台車１３０は、台車本体１３５の片側面において、その中央部（右側面の中央部）に、ピニオン１３３と、該ピニオン１３３を前後から挟んで一対の走行輪１３１ａ，１３１ｂと同１３６ａ，１３６ｂが配置されている。この台車本体１３５は、その反対側面においても、その中央部（左側面の中央部）に、前記ピニオン１３３と同軸上にピニオン１３４と、該ピニオン１３４を前後から挟んで前記右側面の走行輪１３１ａ，１３１ｂと同１３６ａ，１３６ｂと同軸上に一対の走行輪１３２ａ，１３２ｂと同１３７ａ，１３７ｂが配置されている。左右側のピニオン１３３と１３４は、その軸が台車本体１３５の内部に設置された電動機、減速機などからなる駆動部に連結されている。

レール１１０は、左右一対が互いに平行に配置されている。垂直区間に配置される左右のレール１１０は、壁や柱に沿って敷設されるピニオン用レール１１１と走行輪用レール１１２からなる。図７及び図８に示すように、垂直区間のピニオン用レール１１１は略Ｌ字状断面部材からなり、走行輪用レール１１２は断面コ字状又はチャネル状断面部材からなっている。両レール１１１と１１２は、開放面を形成するレール１１１の後壁１１１ｂとレール１１２の前壁１１２ａが一体に形成されている。左右に配置されるレール１１１と１１２は、開放面を対面させて平行に配置されている。水平区間の左右のレール１１０は、略コ字状又はチャネル状断面のレール１１４からなっており、開放面を対面させて配置されている。

垂直区間のピニオン用レール１１１の後壁１１１ｂ（走行輪用レール１１２の前壁１１２ａ）はカーブ区間を形成する曲面壁１１５を介して水平区間のレール１１４の下壁１１４ｂに接続している。垂直区間の側壁１１１ｃは、水平区間のレール１１４の上壁１１４ａまで延びて、当該レール１１４ｂの側壁１１４ｃと一体となっている。垂直区間の走行輪用レール１１２の前壁１１２ａは、水平区間のレール１１４の上壁１１４ａまで延び、当該レール１１４の内部に通過用の孔１１７に形成されている。垂直区間の後壁１１２ｂは、水平区間のレール１１４の下壁１１４ｂまで延び、かつこれに接続されている。そして、垂直区間の側壁１１２ｃは水平区間のレール１１４の下壁１１４ｂまで延びている。

水平区間のレール１１４の上壁１１４ａには、垂直区間のピニオン用レール１１１の幅、詳しくはピニオン用レール１１１の後壁１１１ｂと垂直区間の走行輪用レール１１２の前壁１１２ａとの合計に対応する幅をもつ開口１１６が設けられ、開口１１６の周囲に位置して案内壁１１８が立設されている。案内壁１１８の側壁は垂直区間のピニオン用レール１１１の側壁１１１ｃと一体となっている。

左右のピニオン１３３と１３４を案内する左右のラック１２０は、垂直区間のピニオン用レール１１１の後壁１１１ｂの前面、内面側がカーブ区間を形成する曲面壁１１５の内面、水平区間を形成するレール１１４の下壁１１４ｂの上面にわたって敷設されている。

垂直区間のレール１１０に対する台車１３０の架装は、走行輪１３６ａ，１３６ｂと同１３７ａ，１３７ｂの外周面を垂直区間の走行輪用レール１１２の前壁１１２ａ及び後壁１１２ｂの間に位置させ、ピニオン１３３，１３４を、水平区間とカーブ区間の境界近くにおいて、レール１１４の下壁１１４ｂに敷設されたラック１２０に噛合わせることでなされている。ここで、水平区間のレール１１０に対する台車１３０の架装は、台車本体左右側における上，下ペアの走行輪１３１ａ〜１３７ｂがレール１１４の上壁１１４ａと下壁１１４ｂの内面に案内されると共に、左右のピニオン１３３と１３４がレール１１４の下壁の内面に形成した左右のラック１２０に噛合して支持されることにより、なされている。なお、図示していないが、駆動部の電動機に対する給電は、一例としてレール１１０に沿って配置された架線によって、また、走行制御は、一例としてレール１１０の外部に配意されたコンピュータ装置と、台車１３０に配置されたコントローラとの間の通信によってなされ、レール１１０に沿って前記架線と平行に走る通信線を通じて外部コンピュータ装置とコントローラとの間で信号の授受をしているものとする。

図示しない駆動部がピニオン１３３，１３４をラック１２０に噛合いながら自転させることで、台車１３０は、例えば、レール１１０の水平区間及びカーブ区間を走行し、それから、垂直区間を走行する。ここで、水平区間のレール１１４の上壁１１４ａと下壁１１４ｂとの間の距離が、台車１３０の走行輪１３１ａの上端と１３１ｂの下端との間の距離、つまり各走行輪１３１ａと１３１ｂ、１３６ａと１３６ｂ、１３２ａと１３２ｂ、１３７ａと１３７ｂがなす高さに略等しいため、走行輪１３１ａと１３１ｂ、１３６ａと１３６ｂ、１３２ａと１３２ｂ、１３７ａと１３７ｂがレール１１４の上，下壁１１４ａ，１１４ｂに沿って転動し、台車１３０が水平移動する。このようにして台車１３０は水平姿勢で走行したあと、左右の走行輪１３６ａと１３６ｂ、同１３７ａと１３７ｂが垂直区間の走行輪用レール（複レール部）１１２を構成する前後壁１１２ａ，１１２ｂに沿って走行し始めると共に、走行輪１３１ａと１３１ｂ、１３２ａと１３２ｂは案内壁１１８に案内される態様で開口１１６を通過し単レール１１４の外部側に移動する。これによって台車１３０は水平姿勢の水平区間から水平姿勢のまま垂直区間に移り、当該垂直区間を水平姿勢で走行する（図６，図８参照）。

図５〜図８に示す第２の構成の本発明水平搬送機構も、コンテナは、一例として図示しない蓋付きコンテナを備えており、そのコンテナが台車本体３５の上面に設置されるか、又は、台車本体３５の内部に組み込まれた設置態様である。例えば、検体や試薬を容れたケースからなる積載物は、コンテナに収容され、外部コンピュータに電気接続された端末によって搬送ステーションを指示することによって、駆動部の電動機が作動し、台車１３０を目的とする搬送ステーションまで走行させ、そこで停止する。

このように、本発明の第２の構成による実施態様の水平搬送機構は、台車１３０が、左右側面にピニオン１３３，１３４が配置され、該ピニオンによってラック１２０に沿って走行させられていると共に、このピニオン１３３，１３４とラック１２０、及び、台車１３０の左右側面に設けられて上下で対をなす走行輪１３１ａと１３１ｂ、同１３２ａと１３２ｂ、同１３６ａと１３６ｂ、同１３７ａと１３７ｂによって台車１３０の傾くことが抑制されているため、台車３０に傾きがあっても許容範囲内の傾きで平行移動でき、従って、台車３０に設置されたコンテナを水平姿勢で水平区間は勿論のこと、カーブ区間や垂直区間であっても水平姿勢で走行させることができる。これによりジャイロ手段が不要となるので、積載物の種類や量の増大を図ることができる。

また、水平区間において、レール１１４に形成される台車３０の左右のピニオン１３３と１３４に噛合う左右のラック１２０を敷設したピニオン用レールと、台車の左右側に設けた上，下で対をなす走行輪１３１ａ，１３１ｂ、同１３２ａ，１３２ｂ、同１３６ａ，１３６ｂ、同１３７ａ，１３７ｂが転動する走行輪用レールとが、カーブ区間から垂直区間を形成する部分において、カーブ区間から垂直区間のレール１１０がピニオン用レール１１１と走行輪用レール１１２とに分離して形成されているので、各レール１１１と１１２を異なる曲率半径に設定することができる。従って、ピニオン用レール１１１及びラック１２０の曲率半径を小さくして、搬送システム全体をコンパクトに構築することができる。

次に、本発明の第３の構成による自走台車の水平搬送機構は、図９〜図１２に示す実施態様によって実現できる。以下、第３の構成による水平搬送機構の実施態様について、図９〜図１２を参照して説明する。

図９〜図１２に示す本発明の第３の構成による水平搬送機構において、台車２３０は、左右両側面の中間同位相の同軸上にピニオン２３３，２３４を備えている。そして、ピニオン２３３，２３４の走行方向に関する前方側と後方側に、水平部走行輪２３１ａ，２３１ｂ，２３２ａ，２３２ｂを備えていると共に、当該ピニオン２３３，２３４の上方側と下方側に、垂直部走行輪２３６ａ，２３６ｂ、２３７ａ，２３７ｂを備えている。この台車２３０は、垂直区間において、上下一対の垂直部走行輪２３６ａ，２３６ｂ、同２３７ａ，２３７ｂと、ピニオン２３３，２３４とがレール２１１に支持されることにより、当該台車２３０が水平区間からの水平姿勢を保持したまま走行できる。

即ち、台車２３０は、台車本体２３５の片側面中央（右側面中央）にピニオン２３３を設け、該ピニオン２３３を挟んで前後方向に一対の水平部走行輪２３１ａ，２３１ｂが、また、当該ピニオン２３３を挟んで上下方向に一対の垂直部走行輪２３６ａ，２３６ｂが配置されている。そして、台車本体２３５の反対側面中央（左側面中央）には、前記ピニオン２３３と同軸にピニオン２３４を設け、該ピニオン２３４を、前後から、ならびに、上下から挟んで水平部走行輪２３２ａ，２３２ｂと垂直部走行輪２３７ａ，２３７ｂとが配置されている。全ての走行輪は、いずれも同じ直径に形成されているが、ピニオン２３３，２３４の直径よりも小さい。

図９〜図１２において、水平区間のレール２１０は、左右一対が互いに平行配置されている。垂直区間は、壁や柱に沿って垂直レール２１１が敷設され、台車２３０のピニオン２３３，２３４と垂直部走行輪２３６ａ，２３６ｂ、２３７ａ，２３７ｂが通る。図１１及び図１２に示すように、この垂直レール２１１はコ字状断面材からなり、前後壁２１１ａと２１１ｂの内側が各走行輪の走行路であり、接続壁２１１ｃに近い外側がピニオン２３３，２３４が走行するラック走行路となっている。水平区間を形成する各レールは一つの左右の平行な水平レール２１４からなる。水平レール２１４は、上壁２１４ａと下壁２１４ｂと接続壁２１４ｃを互いに直角に接合した断面のピニオン用レールが垂直レール２１１と同じ断面を備えると共に、前記上壁２１４ａに逆Ｌ字状断面に形成された走行輪案内壁２１９ａを、また下壁２１４ｂにＬ字状断面の走行輪案内壁２１９ｂを一体に形成して具備している。

垂直レール２１１の後壁２１１ｂは、カーブ区間を形成する曲面壁２１５を介して水平レール２１４の下壁２１４ｂに接続され、これと一体となっている。カーブ区間を形成する曲面となった後壁２１１ｂには、台車２３０の走行輪２３１ｂ，２３２ｂが通るトンネル２１７が形成されている。このトンネル２１７は垂直レール２１１の前後壁２１１ａ，２１１ｂを延長した幅をもつ垂直開口部と、水平レール２１４を延長した幅をもつ水平開口部からなっている。又、前壁２１１ａは、垂直レールの上壁２１４ａに接続するように形成されているが、カーブ区間の一部が切除され、台車１３０の走行輪２３６ａ，２３７ａの通る開口２１６となっている。そして、側壁２１１ｃは、水平レール２１４の側壁２１４ｃまで延びて、側壁２１４ｃと一体となっている。

図９〜図１２の垂直レール２１１において、前後壁２１１ａ，２１１ｂに挟まれた態様の走行輪用のレール部分とピニオン用のレール部分は、幅が異なっている。即ち、接続壁２１１ｃに近い、走行輪２３６ａ，２３６ｂと同２３７ａ，２３７ｂの走行路を形成する部分は、これらの走行輪の直径に近い幅に形成され、ピニオン２３３，２３４の走行路となる部分はこれらのピニオンの直径よりも広い幅に形成されている。ピニオン用のラック２２０は、垂直区間を形成する垂直レール２１１の後壁２１１ｂとカーブ区間を形成する曲面壁２１５と水平区間を形成する水平レール２１４の下壁２１４ｂに渡り敷設されている。後壁２１ｂの背面には水平部走行輪２３１ｂ，２３２ｂをカーブ区間で支持するために曲面をもつ案内部材２４３が配置されている。

図９〜図１２において、レール２１０に対する台車２３０の架装は、水平部走行輪２３１ａ，２３１ｂ、２３２ａ，２３２ｂの周面を水平レール２１４の上下壁２１４ａ，２１４ｂの間に、また垂直部走行輪２３６ａ，２３７ａを上壁２１４ａの外面に、垂直部走行輪２３６ｂ，２３７ｂを下壁２１４ｂの外面に、それぞれに配置すると共に、ピニオン２３３，２３４を水平レール２１４のラック２２０に噛合わせることでなされる。なお、図示していないが、ピニオン２３３，２３４は、軸を台車本体２３５の内部に設置された電動機、減速機などからなる駆動部に連結されている。そして、駆動部の電動機に対する給電は、一例としてレール２１０に沿って配置された架線によって、また、走行制御は、一例としてレール２１０の外部にあるコンピュータ装置と台車２３０にあるコントローラとの間の通信によってなされ、レール２１０に沿って前記架線と平行に走る通信線を通じて外部コンピュータ装置とコントローラとの信号授受をしているものとする。

図９〜図１２に示す第３の構成による本発明水平搬送機構において、台車２３０は、駆動部がラック２２０に噛合うピニオン２３３，２３４をラック上で自転させることにより水平区間を走行し、引きつづきレール２１０のカーブ区間及び垂直区間を走行する。

水平区間を走行するとき、水平部走行輪２３１ａ，２３１ｂ、２３２ａ，２３２ｂとピニオン２３３，２３４によって、台車２３０は水平姿勢で水平レール２１４に沿って走行する。このとき、垂直部走行輪２３６ａ，２３６ｂ、２３７ａ，２３７ｂは水平レール２１４の上下壁２１４ａ，２１４ｂの外面を転動し、台車２３０の水平姿勢を補完する。

台車２３０がカーブ区間に入ると、図１０に示すように、ピニオン２３３，２３４はラック２２０に噛み合いつつ転動し、垂直部走行輪２３６ａ，２３７ａが垂直レール２１１の前壁２１１ａの下端の湾曲面によって前後壁２１１ａ，２１１ｂの間に導かれ、垂直部走行輪２３６ｂ，２３７ｂはトンネル２１７を抜けて前後壁２１１ａ，２１１ｂの間に向かい、水平部走行輪２３１ａ，２３２ａは水平レール２１４の上壁２１４ａの端部にある斜面によって上方に案内される。このときに、走行輪２３１ａが水平レール２１４の上壁２１４ａに、走行輪２３１ｂが垂直レール２１１の背面にある案内部材２４３に接触しつつ転動して、水平姿勢を維持したまま台車２３０に上昇を開始させる。

台車２３０がピニオン２３３，２３４の回転によってさらに上昇すると、垂直部走行輪２３６ａ，２３６ｂ、２３７ａ，２３７ｂは前後壁２１１ａ，２１１ｂに形成された走行面に沿って移動し、水平部走行輪２３１ａ，２３２ａは開口２１６を抜けて上昇し、走行輪２３１ｂ，２３２ｂは案内部材２４３を抜け出て上昇する。台車２３０は、垂直部走行輪２３６ａ，２３６ｂ、２３７ａ，２３７ｂがピニオン２３３，２３４を挟んで垂直レール２１１の前後壁２１１ａ，２１１ｂの間を転動するため、水平姿勢を維持したまま垂直区間を上昇する。

上記に図９〜図１２を参照して説明した第３の構成による本発明水平搬送機構においても、コンテナは、台車２３０の上面に設置され、又は台車２３０の台車本体２３５の内部に組み込まれている。このコンテナには、例えば検体や試薬を容れたケースからなる積載物が収容されている。台車２３０は、外部コンピュータに電気接続された端末によって搬送ステーションを指示することによって、駆動部の電動機が作動し、目的とする搬送ステーションまで走行し、そこで停止する。

上述のように、本発明の第３の構成による実施態様の水平搬送機構においては、台車２３０が、左右側面にピニオン２３３，２３４に配置され、該ピニオンによってラック２２０に沿って走行させられていると共に、このピニオン２３３，２３４とこれらのピニオンが噛み合う一対のラック２２０、水平部走行輪２３１ａ，２３１ｂ、同じく２３２ａ，２３２ｂとそれを支持する水平レール２１４、垂直部走行輪２３６ａ，２３６ｂ、２３７ａ，２３７ｂとそれを支持する垂直レール２１１、及び、前記ラック２２０と前記レール２１４，２１１に連続したラックとレールを備えたカーブ区間のレール２１０によって台車２３０の水平姿勢を保持している。このため台車２３０が殆んど傾くことなく平行移動し、台車２３０の内部に組み込まれたコンテナを水平姿勢のまま水平区間のみならず、カーブ区間と垂直区間をも走行させることができる。この結果、水平区間，カーブ区間，垂直区間のいずれにおいても水平姿勢を保持した走行ができるからジャイロ機構を必要とせず、従って、コンテナの積載容量を大きくすることが可能になる。

しかも、カーブ区間とこれに続く垂直区間を構成するレールが単一である、つまり、ピニオンのためのレールと走行輪のためのレールを複合レールとして一体に形成しているので、各レールを個別に敷設する必要がない。このため各レールの占有する空間を小さくできる。特に、カーブ区間でカーブ曲率を小さく押えることができるので、搬送システム全体をコンパクトに構築することが可能になる。

また、積載物の種類によっては、水平レール２１４の走行輪案内壁２１９ａ，２１９ｂを省略し、垂直レール２１１の断面と同じ構成にすることもできるので、設置コストや占有空間のさらなる削減をおこなうことができる。

上述した本発明の第１の構成〜第３の構成による搬送機構の実施形態のほかにも、台車を水平姿勢のままで水平区間からカーブ区間を経由して垂直区間に走行させることができる第４の構成による本発明搬送機構がある。そこで、第４の構成の水平搬送機構の実施形態例について、図１３〜図１９を参照して説明する。

図１３〜図１９に示す本発明の第４の構成による水平搬送機構において、使用される台車３３０は、台車本体３３５における底部の前後に、一例として２個を１組とする４個の水平区間走行用の水平走行輪３３１ａ，３３１ｂを備えている。水平走行輪３３１ａ又は３３１ｂには走行用の駆動力が入力される。また、当該台車３３０の左右側面の略中間位置に、垂直区間用の左右の駆動ピニオン３３３（図の反対面にあるピニオンは見えない）と、該ピニオン３３３を上下で挟む態様で位置付けた上，下２個の垂直区間用の走行輪３３６ａ，３３６ｂ（図の反対面にある走行輪は見えない）とが設けられている。なお、ピニオン３３３は、垂直区間用の走行輪３３６ａ又は３３６ｂの一方と、好ましくは下方のそれ３３６ｂと入替えた配置とすることがある。

一方、第４の構成による水平搬送機構のレールは、上記走行輪３３１ａ，３３１ｂが転動する水平レール３１０と、垂直レール３１１とが直交する態様で配設される。そして、水平レール３１０は、定置水平レール部３１０ａと当該レール部３１０ａの先端部に、図示しないシリンダやモータ等の駆動力により水平，直立自在に枢着連結した起伏レール部３１０ｂにより形成されている。
一方、垂直レール３１１は、前記定置水平レール部３１０ａと直交する向きで配置された定置垂直レール部３１１ａ，３１１ｂと、前記起伏レール部３１０ｂの長さとほぼ同等長さ部分が、起伏レール部３１０ｂの延長線上の位置より上方において切離し分離される切離レール部３１１ｃにより形成されている。
前記の切離レール部３１１ｃは、シリンダ等の駆動力によって前記垂直レール部３１１ａ，３１１ｂと直交する方向で、当該レール部３１１ａ，３１１ｂと離反，接合するように動作させられる機能が付与されている。垂直レール３１１は、定置垂直レール部３１１ａ，３１１ｂ、切離レール部３１１ｃとも、内面にピニオン３３３を噛合して案内するラック３１１ｄが設けられている。

第４の構成による本発明水平搬送機構では、上記垂直，水平の各レール３１０，３１１に加え、切離レール部３１１ｃが定置垂直レール部３１１ａ，３１１ｂから離反させられたとき、上，下の定置垂直レール部３１１ａと３１１ｂの間にシフトされて、水平レール３１０を走行して来た台車３３０を上方の定置垂直レール部３１１ａに方向変換させる方向変換レール部３１２が、カーブレールとして上記の切離レール部３１１ｃと同期して水平方向で動作するように配置されている。

カーブレールとしての方向変換レール部３１２は、上位の定置垂直レール部３１１ａの下端にその上端部が接合される垂直部３１２ａと、垂直部３１２ａの下方に上下方向に３ルートが並んだ３つのカーブ部３１２ｂ，３１２ｃ，３１２ｄとを具備して形成されている。垂直部３１２ａには前記ラック３１１ｄに接合されるラック３１２ｅを備えている。
ここで、３つのカーブ部３１２ｂ，３１２ｃ，３１２ｄは上，下２つのカーブ部３１２ｂと３１２ｄが、水平レール３１０の上にある台車３３０におけるピニオン３３３を挟んだ上，下の走行輪３３６ａと３３６ｂとを案内するカーブレールに形成されており、中間のカーブ部３１２ｃが、ピニオン３３３を案内するラック３１２ｆを備えたカーブレールに形成されている。

ピニオン３３３を案内するカーブレールとしての方向変換レール部３１２に形成されたカーブ部３１２ｃは、内側の下面にピニオン３３３に噛合するラック３１２ｆが設けられている。ピニオン３３３が、垂直区間用の走行輪３３６ｂと入替えた態様で設けられている場合には、当該ピニオン３３３に噛合するラック３１２ｆは、下方のカーブ部３１２ｄの内側の下面に設けられる。

上記構成の台車３３０と水平，垂直のレール３１０，３１１を備えて成る本発明の第４の構成の搬送機構では、図１３〜図１５に例示するように、図の左方から水平レール３１０の上を走行輪３３１ａ，３３１ｂによって走行して来た台車３３０が、上位の垂直レール部３１１ａに接合された方向変換レール部３１２に到達すると、上，下の走行輪３３６ａ，３３６ｂが方向変換レール部３１２における上，下のカーブ部３１２ｂ，３１２ｄのレールに進入すると同時に、ピニオン３３３が中間カーブ部３１２ｃのラック３１２ｆ付きのレールに進入する。

各カーブ部３１２ｂ，３１２ｄと３１２ｃに進入した前記走行輪３３６ａ，３３６ｃとピニオン３３３は、夫々のカーブしたレールに案内されて方向変換レール部３１２の垂直部３１２ａに至り、ピニオン３３３と当該ピニオン３３３を噛合案内するラック３１２ｅの作用で、上方の定置垂直レール部３１１ａに進入して走行することになる（図１４、図１６、図１７参照）。

ここで、台車３３０は、方向変換レール部３１２の垂直部３１２ａを含む垂直レール部３１１ａの区間において、縦列した走行輪３３６ａ．３３６ｂとピニオン３３３による３個の転動体により、垂直レール３１１に支持されることになるから、台車３３０は、その全体が水平レール３１０を走行してきた水平姿勢のままに保持されて方向変換レール部３１２を経由し、水平姿勢を保持したまま垂直レール３１１に沿って走行することができる（図１５参照）。

水平走行して来た台車３３０が上方の垂直レール部３１１ａに進入してしまうと、起伏レール部３１０ｂを起立させる（図１８，図１９参照）と共に、方向変換レール部３１２と垂直レール部３１１ａとの接合を解くように、水平方向にシフト（起立させた起伏レール部３１０ｂの側へ）させると、これと同期して垂直レール３１１における切離レール部３１１ｃが、上下の定置垂直レール部３１１ａと３１１ｂの間に入って、垂直レール３１１の全体を貫通状態に結合するので、垂直レール部３１１ａに進入した台車３３０を、そのまま上方の垂直レール部３１１ａに沿って上方へ走行させるか、或は、下方の垂直レール部３１１ｂの側へ走行させるか、その走行方向を選択することができる。

以上に説明したように、第４の構成の本発明搬送機構は、水平レール３１０から垂直レール３１１へ台車３２０の走行方向を、水平姿勢を保持したまま変更できる機構としての機能に加え、水平レール３１０から垂直レールに進入した台車３２０の垂直方向での走行方向を、上方又は下方のいずれかに選択できるので、走行方向の分岐機構としての作用もある。

次に、図１３〜図１９により先に説明した本発明の第４の構成による水平搬送機構の応用例について、図２０〜図２６により説明する。図２０〜図２６において、図１３〜図１９と同一符号は、同一部材又は同一部位を示すものとする。
図１３〜図１９により説明した第４の構成を応用した本発明水平搬送機構は、使用する台車３３０を、図２０〜図２３に例示する構成とした。図２０〜図２３において、台車３３０は、台車本体３３５の底部の前後に、２個を１組とする水平走行輪３３１ａと３３１ｂとを備えていると共に、脱輪防止用のガイドレール（図示せず）を左右側面から挟む水平姿勢のアシスト輪３３１ｃと３３１ｄを備えている。そして図示した例では水平走行力を得るための水平走行動輪３３１Ｄが、台車本体３３５の底部中央に設けられている。なお、水平走行の駆動力は、前記走行輪３３１ａ又は３３１ｂのいずれか、又は、双方に入力するようにしてもよい。このようにすると、水平走行動輪３３１Ｄは不要になる。

一方、前記台車３３０の左右側面の略中間位置には、垂直区間用の左右の駆動ピニオン３３３，３３４と、該ピニオン３３３，３３４を、それぞれに上下で挟む態様で位置付けた上，下２個の垂直区間用の走行輪３３６ａ，３３６ｂと３３７ａ，３３７ｂとが、台車本体３３５の正面（背面）から見て前記ピニオン３３３，３３４よりも内側（台車本体寄り）に設けられている。また、ピニオン３３３と３３４の同軸上で、両ピニオン３３３と３３４の外面側には、各ピニオン３３３，３３４がラックから外れるのを防止するための外れ防止ローラ３３３ａ，３３４ａが夫々に設けられている。なお、外れ防止ローラ３３３ａと３３４ａは同形で、それぞれピニオンピニオン３３３，３３４より小径である。また、図２０〜図２３において、ＣＴは、台車本体３３５に搭載したコンテナを模式的に示したものである。
ここで、上記のピニオン３３３，３３４と同軸上に設けた外れ防止ローラ３３３ａ，３３４ａは、当該ローラと同じ趣旨で、先に述べた第２構成、並びに、第３の構成の本発明水平搬送機構における台車１３０，２３０に設けたピニオン１３３，１３４、同２３３，２３４に対しても適用できる。

上記台車３３０が走行して来て水平方向から垂直方向に水平姿勢のまま方向変換される方向変換レール部３１２は、第４の構成の本発明搬送機構における水平レール３１０と垂直レール３１１の交叉部に配設されるもので、図２４に示す形態を具備したものである。

図２４の方向変換レール部３１２は、図２５に模式的に示した台車３３０を正面（又は背面）から見た状態の台車本体３３５の左右側におけるピニオン３３３と３３４、垂直区間走行輪３３６ａ，３３６ｂと３３７ａ，３３７ｂ、外れ防止ローラ３３３ａ，３３４ａに対し、図２５に示す端面（断面）形状を具備している。
図２５に断面（端面）形状を示した左右の方向変換レール部３１２において、図２５の左側のレール部３１２の形態が図２４に示されている。ここで、左右の方向変換レール部３１２の形態は、左右対称な同一形態であるから、以下に図２４（図２５も参照）により図２５における左側の方向変換レール部３１２の構成について説明する。

左右の方向変換レール３１２が適用される水平レール３１０と垂直レール３１１は、先に図１３〜図１９により説明した例と同様に、少なくとも定置水平レール部３１０ａと定置垂直レール部３１１ａとを具備したものとする。
そして、方向変換レール部３１２は、上位の定置垂直レール部３１１ａの下端にその上端部が接合される垂直部３１２ａと、垂直部３１２ａの下方において上下方向に３ルートが並んだ３つのカーブ部３１２ｂ，３１２ｃ，３１２ｄとを具備して形成されている。垂直部３１２ａには前記垂直レール部３１１ａのラック３１１ｄに噛合されるラック３１２ｅを備えている。

ここで、図２４に示す３つのカーブ部３１２ｂ，３１２ｃ，３１２ｄは、上，下２つのカーブ部３１２ｂと３１２ｄが、水平レール３１０の上にある台車３３０におけるピニオン３３４（３３３）を挟んだ上，下の走行輪３３７ａと３３７ｂ（３３６ａと３３６ｂ）とを水平方向から垂直方向へ案内するカーブレールに形成されており、中間のカーブ部３１２ｃが、ピニオン３３４（３３３）と各ピニオンと同軸上の外れ防止ローラ３３４ａ（３３３ａ）をそれぞれに案内するラック３１２ｆとガイド溝３１２ｇを並列して備えたダブルトラック（複走行路）のカーブレールに形成されている。
また、外れ防止ローラ３３４ａ（３３３ａ）を案内するため、ラック３１２ｆと並列されたガイド溝３１２ｇを有するダブルトラック構成は、前述した第２，第３の構成の本発明水平搬送機構の台車に設けたピニオン１３３，１３４、同２３３，２３４が外れ防止ローラを具備している場合において当該ピニオンに噛合するラックが設けられたカーブレールにも適用する。

ピニオン３３４（３３３）と外れ防止ローラ３３４ａ（３３３ａ）を案内するダブルトラックのカーブレールに形成されたカーブ部３１２ｃは、内側の下面にピニオン３３４（３３３）に噛合するラック３１２ｆが設けられている。

図２０〜図２５により説明した構成の台車３３０と、水平，垂直の各レール３１０，３１１、及び、方向変換レール部３１２を備えて成る本発明の第４の構成を応用した搬送機構では、図２６に例示するように、図の左方から水平レール３１０の上を走行輪３３１ａ，３３１ｂによって走行して来た台車３３０が、上位の垂直レール部３１１ａに接合された方向変換レール部３１２に到達すると、左右側の上，下の垂直区間用の走行輪３３６ａ，３３６ｂと同３３７ａ，３３７ｂが、左右の方向変換レール部３１２における上，下のカーブ部３１２ｂ，３１２ｄのレールに進入すると同時に、左右のピニオン３３３と３３４、及び、同軸上の外れ防止ローラ３３３ａと３３４ａが、中間カーブ部３１２ｃのラック３１２ｆとガイド溝３１２ｇを並列して備えたレールに進入する。

各カーブ部３１２ｂ，３１２ｄと３１２ｃに進入した前記垂直区間用の走行輪３３６ａ，３３６ｂと３３７ａ，３３７ｂ、並びに、ピニオン３３３と３３４および同軸上の外れ防止ローラ３３３ａと３３４ａは、夫々のカーブレールに案内されて方向変換レール部３１２の垂直部３１２ａに至り、ピニオン３３３，３３４と当該ピニオン３３３，３３４を夫々に噛合案内する左右のラック３１２ｅの作用、並びに、前記両ピニオン３３３と３３４が夫々のラック３１２ｅから外れるのを防ぐ外れ防止ローラ３３３ａ，３３４ａと各ローラを案内するガイド溝３１２ｇの作用で、上方の左右の定置垂直レール部３１１ａに正しく進入して走行することになる（図２６(a)〜(f)参照）。

図２６の(f)に示すように、台車３３０は、左右の方向変換レール部３１２の垂直部３１２ａを含む垂直レール部３１１ａの区間において、縦列した左右の走行輪３３６ａ，３３６ｂと同３３７ａ，３３７ｂ、及び左右のピニオン３３３，３３４による左右側における夫々３個の転動体により、左右の垂直レール３１１に支持されることになるから、台車３３０は、その全体が水平レール３１０を走行してきた水平姿勢のまま水平姿勢に保持されて垂直レール３１１に沿って走行することができる（図２６(f)参照）。この点は、図１３〜図１９により説明した先の実施形態と同じである。

以上に説明した第１〜第４の構成並びにその応用例による実施の形態において、水平区間の水平レールは、チャネル状断面を有する一つの複合レールで形成しているが、設置目的や設置環境に応じて、垂直区間と同じにピニオン用レール及び走行輪用レールから構成されたものでもよく、水平区間における台車の走行も、ラックとピニオンのほか、駆動力を受ける走行輪方式を採用することができるので、常時水平姿勢を保持できる搬送機構として、既存技術を応用することにより容易に実施することができる。特に、本発明の第４の構成の応用例では、ラックに噛合してカーブ区間から垂直区間走行の駆動力を出力するピニオンの同軸上に、当該ピニオンがラックから外れることを防ぐための外れ防止ローラを設けたので、走行モードが水平から垂直に変換されるカーブ区間におけるピニオンとラックの噛合状態を安定に確保することができる。

また、以上の実施の形態において、垂直レールと水平レールは建物の床及び壁に沿って敷設されているが、これらのレールを柱や天井に敷設しても本発明の水平搬送機構を形成することができる。例えば、搬送物が特定の姿勢を維持しなければならない品目で、しかも天井を走行させなければならないときには、水平レールの断面形状や走行輪の支持構造、或は、レールの敷設の仕方を適宜選択することによって、水平区間を構成するレールとカーブ区間とそれに続く垂直区間を構成するレールとを階段状をなすように敷設するなどして、天井と壁をジャイロ手段なしでコンテナの水平姿勢を維持した状態で当該コンテナを備えた台車を走行させることができる。

本発明の第一の構成による自走台車の水平搬送機構の実施の形態を示す正面図。 図１に示す水平搬送機構の右側面図。 図２の平面図。 図１〜図３に示す水平搬送機構の斜視図。 本発明の第二の構成による自走台車の水平搬送機構の実施の形態を示す正面図。 図５に示す水平搬送機構の右側面図。 図６の平面図。 図５〜図７に示す水平搬送機構の斜視図。 本発明の第三の構成による自走台車の水平搬送機構の実施の形態を示す正面図。 図９に示す水平搬送機構の右側面図。 図９の平面図。 図９〜図１１に示す水平搬送機構の斜視図。 本発明の第４の構成による水平搬送機構における台車の水平区間の移動状況を説明するための側面図。 第４の構成の水平搬送機構における台車のカーブ区間の移動状況を説明するための側面図。 第４の構成の水平搬送機構における台車の垂直区間の移動状況を説明するための側面図。 台車が水平区間から垂直区間に走行する例における台車と各レールの姿を示す斜視図。 図１６の模式的側面図。 台車が垂直区間を水平姿勢で走行する例における台車と各レールの姿を示す斜視図。 図１８の模式的側面図。 第４の構成の本発明水平搬送機構の応用例で用いる台車の一例の側面図。 図２０の台車の平面図。 図２０の台車の左側面図。 図２０〜図２２に示した台車の模式的斜視図。 図２０〜図２３の台車が走行する方向変換レール（左側レール）の形態を模式的に示した斜視図。 図２２の台車が左右の方向変換レール部に入る状態における当該レール部の正面図。 (a)〜(f)は方向変換レール部を台車が通過する状態を時系列的に示した側断面図。

符号の説明

１０ レール
１１ ピニオン用レール
１２ 走行輪用レール
１４ 複合レール
１５ 曲面壁
２０ ラック
３０ 台車
３１，３２ 走行輪
３３，３４ ピニオン
３５ 台車本体
１１０ レール
１１１ ピニオン用レール
１１２ 走行輪用レール
１１４ 単レール
１１５ 曲面壁
１１６ 開口
１１７ 孔
１１８ 案内壁
１２０ ラック
１３０ 台車
１３１ａ，１３１ｂ 走行輪
１３２ａ，１３２ｂ 走行輪
１３３，１３４ ピニオン
１３５ 台車本体
１３６ａ，１３６ｂ 走行輪
１３７ａ，１３７ｂ 走行輪
２１０ レール
２１１ 垂直レール
２１４ 水平レール
２１５ 曲面壁
２１６ 開口
２１７ トンネル
２２０ ラック
２３０ 台車
２３１ａ，２３１ｂ 水平部走行輪
２３２ａ，２３１ｂ 水平部走行輪
２３３，２３４ ピニオン
２３５ 台車本体
２３６ａ，２３６ｂ 垂直部走行輪
２３７ａ，２３７ｂ 垂直部走行輪

Claims (8)

1. 建物内部に水平及び垂直に敷設されたレールと、レールに沿って敷設されたラックと、レール上を走行する走行輪と、ラックに噛合うピニオン及びピニオンの駆動部を有し積載物が塔載される自走台車を備えた搬送機構において、
   前記レールは、水平から垂直に又は垂直から水平に向きを変更するカーブ区間とそれに続く垂直区間において、前記ピニオンに噛合うラックを備えたピニオン用レールと該ピニオン用レールと平行でそれから離間した走行輪用レールとを備えると共に、
   前記台車は、その左右側面に、前記ピニオン用レールに噛合うピニオンと走行輪用レールに支持される走行輪を備え、かつ、前記ピニオン用レールと走行輪用レールを、カーブ区間とこの区間に続く垂直区間で台車が水平姿勢のまま移動できるように配置したことを特徴とする自走台車の水平搬送機構。
2. 前記台車の走行方向に直交した一方の側面に第一のピニオンと第一の走行輪を備えると共に、他方の側面における前記第一のピニオンと同位相の位置に第二の走行輪を、前記第一の走行輪と同位相の位置に第二のピニオンを備え、両側面で配置位相が異なる第一及び第二のピニオンと走行輪によって台車の傾きを抑制している請求項１に記載の水平搬送機構。
3. 前記台車が、左右両側面における中間部の同位相の位置の同軸上にピニオンを備えると共に、台車の走行方向において前記ピニオンを前、後で挟み、かつピニオンの回転軸を上、下で挟むように配置した上下で対をなす前後の走行輪を備え、カーブ区間とこの区間に続く垂直区間で、前、後いずれか一方の走行輪とピニオンがそれぞれのレールに支持されることにより、台車を水平姿勢に保持して走行させる請求項１に記載の水平搬送機構。
4. 前記レールの水平区間におけるピニオン用レールと走行輪用レールは、両レールを平行に並べた複合レールから形成され、該複合レールは、カーブ区間から垂直区間において前後に分離して配置した請求項２又は請求項３に記載の水平搬送機構。
5. 建物内部に水平及び垂直に敷設されたレールと、レールに沿って敷設されたラックと、レール上を走行する走行輪と、ラックに噛合うピニオン及びピニオンの駆動部を有し積載物が搭載される自走台車を備えた搬送機構において、
   前記台車は、左右両側面における中間部の同位相の同軸上にピニオンを備えると共に、台車の走行方向において前記ピニオンを前、後で挟む対をなす前後の水平部走行輪と、ピニオンの回転軸を上、下で挟む対をなす上下の垂直部走行輪を備え、
   レールは、水平から垂直に又は垂直から水平に向きを変更するカーブ区間において、ピニオンに噛み合うラックと水平部走行輪の走行面を備えたカーブレールを備えると共に、カーブ区間に続く垂直区間において、ピニオンに噛合うラックと垂直部走行輪の走行面を備えた垂直レールを備えており、カーブ区間では、水平部走行輪とピニオンがカーブレールによって支持され、カーブ区間に続く垂直区間では、垂直部走行輪とピニオンが垂直レールによって支持されていることを特徴とする自走台車の水平搬送機構。
6. 建物内部に水平及び垂直に敷設されたレールと、該レールに沿って敷設されたラックと、前記レール上を走行する走行輪と、前記ラックに噛合うピニオン及び当該ピニオンの駆動部を有し積載物が搭載される自走台車を備えた搬送機構において、
   台車は、左右両側面における中間部の同位相の同軸上にピニオンを備えると共に、当該台車の底部に設けた水平部走行輪と、前記ピニオンの回転軸を上、下で挟んで対をなすように設けた上下の垂直部走行輪を備え、
   レールは、水平から垂直に又は垂直から水平に向きを変更するカーブ区間において、前記ピニオンに噛み合うカーブラックと垂直部走行輪を拘束案内する走行面を備えたカーブレールを備えると共に、当該カーブ区間に続く短かい垂直区間において、前記ピニオンに噛合う短かいラックと垂直部走行輪の走行面を備えた短かい垂直レールを備えており、カーブ区間では、ピニオンがカーブラックに支持されると共に水平部走行輪がカーブレールに支持され、カーブ区間に続く短かい垂直区間では、ピニオンと垂直部走行輪とが短かいラックを内包した垂直レールによって支持されて常に台車が水平姿勢で走行することを特徴とする自走台車の水平搬送機構。
7. 台車の左右側のピニオンには、夫々に同軸上に外れ防止ローラを設けた請求項３〜６のいずれかの自走台車の水平搬送機構。
8. カーブ区間に配置されるカーブレールには、台車の左右のピニオンに噛合するラックを備えると共に、前記ピニオンと同軸上の外れ防止ローラを支持案内するガイド溝を前記ラックとダブルトラックをなすように設けた請求項３〜７のいずれかの自走台車の水平搬送機構。

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