JPWO2018037762A1 - 有軌道台車システム、及び有軌道台車 - Google Patents

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Abstract

【課題】走行車輪がレールの隙間に落ち込むのを規制して、物品の振動を抑制し、さらに、走行車輪の向きの変更を容易に行う。【解決手段】有軌道台車システムＳＹＳは、格子状に配置された箇所を含むレールＲに沿って、レールＲの下側で搬送容器Ｍを保持して搬送する本体部１０を備える有軌道台車システムＳＹＳであって、本体部１０の４つのコーナー部１０ａにそれぞれ設けられ、かつ、レールＲを走行する走行車輪２１と、走行車輪２１の向きを変更する旋回駆動部３４を制御する制御部４０と、走行車輪２１の走行方向の前後の少なくとも一方に配置された補助車輪２２と、を備える。

Description

本発明は、有軌道台車システム、及び有軌道台車に関する。
半導体製造工場等の製造工場では、例えば、半導体ウエハあるいはレチクルを収容する搬送容器（ＦＯＵＰ、レチクルＰｏｄ）などの物品を有軌道台車により搬送することが行われている。この有軌道台車を含むシステムとしては、物品を保持する台車が、天井に敷設されたレールに沿って走行するシステムが知られており（例えば、特許文献１参照）、台車の走行経路を多様化するため、レールを格子状に配置して台車を縦横に走行させる構成が提案されている（例えば、特願２０１６−０４１５３２）。
特開２０１２−１１１６３５号公報
上記した有軌道台車システムでは、台車において物品を収容する収容部が台車の本体部とともにレールの上方に配置される。従って、レールの下方の所定位置との間で物品を積み下ろす場合、レールがない箇所あるいはレールとレールとの間を用いて物品を昇降させる必要があり、物品の積み下ろし位置が制限されてしまう。そこで、物品をレールの下側で保持し、この状態で台車を走行可能にするシステムも提案されている。
物品をレールの下側で保持するシステムでは、走行車輪はレール上にある一方、物品の収容部あるいは台車の本体部はレールの下方に配置される。従って、走行車輪と収容部（あるいは本体部）とを連結する連結部がレールの上下に跨って設けられる。このため、上記のように格子状のレールでは、交差位置で連結部の通過を許容するための隙間（スリット）が必要となる。このようにレールの一部に隙間が存在すると、台車の走行時に走行車輪が隙間に落ち込むことによって、物品に振動を与える可能性がある。また、レールの交差部分で走行車輪の向きを変更する場合、走行車輪が隙間に引っ掛かることによって、物品に振動を与えるだけでなく、走行車輪の向きを容易に変更できない可能性がある。
以上のような事情に鑑み、本発明は、走行車輪がレールの隙間に落ち込むのを規制して、物品の振動を抑制し、さらに、走行車輪の向きの変更を容易に行うことが可能な有軌道台車システム、及び有軌道台車を提供することを目的とする。
本発明に係る有軌道台車システムは、格子状に配置された箇所を含むレールに沿って、前記レールの下側で物品を保持して搬送する本体部を備える有軌道台車システムであって、前記本体部の４つのコーナー部にそれぞれ設けられ、かつ、前記レールを走行する走行車輪と、前記走行車輪の向きを変更する旋回駆動部を制御する制御部と、前記走行車輪の走行方向の前後の少なくとも一方に配置された補助車輪と、を備える。
また、本体部は、平面視において格子状の前記レールの一区画内に収まる寸法であってもよい。また、４つの走行車輪のうち少なくとも１つは駆動輪であってもよい。また、４つの走行車輪のうち、本体部において対角に配置された２つは駆動輪であってもよい。また、補助車輪は、レールに対する接触高さが、走行車輪の前記レールに対する接触高さより高くなるように配置されてもよい。また、補助車輪は、走行車輪の内側に配置されてもよい。また、補助車輪は、走行車輪より直径が小さくてもよい。また、補助車輪は、レールに対する摩擦係数が前記走行車輪より小さくてもよい。
本発明に係る有軌道台車は、格子状に配置された箇所を含むレールに沿って、レールの下側で物品を保持して搬送する本体部を備える有軌道台車であって、本体部の４つのコーナー部にそれぞれ設けられ、かつ、レールを走行する走行車輪と、走行車輪の向きを変更する旋回駆動部と、走行車輪の走行方向の前後の少なくとも一方に配置された補助車輪と、を備える。
本発明に係る有軌道台車システムによれば、走行車輪の前後の少なくとも一方に補助車輪が配置されるので、本体部の走行中、あるいは走行車輪の向きを変更する際に、補助車輪がレールと接触して、走行車輪がレールの隙間に落ち込むのを規制する。これにより、物品に対して振動あるいは衝撃が加わることを抑制し、物品の破損を防止できる。また、走行車輪の向きを変更する場合、走行車輪が隙間に引っ掛かることが抑制されるので、走行車輪の向きを容易に変更することができる。
また、本体部が、平面視において格子状のレールの一区画内に収まる寸法である有軌道台車システムでは、隣り合うレールを走行する他の有軌道台車とすれ違うスペースを確保することができる。これにより、多くの台車を用いた高密度な搬送が可能となる。また、４つの走行車輪のうち少なくとも１つは駆動輪である有軌道台車システムでは、本体部を効率的に駆動することができる。また、４つの走行車輪のうち、本体部において対角に配置された２つが駆動輪である有軌道台車システムでは、一方の駆動輪がレールの隙間に位置する場合であっても、他方の駆動輪がレールに接触するため、確実に走行することができる。
また、補助車輪が、レールに対する接触高さを走行車輪より高くした有軌道台車システムでは、走行車輪がレールの隙間に位置するとき以外に、補助車輪がレールに接触しないので、レールに対する不要な接触を防止してパーティクルの発生を抑制できる。また、補助車輪が、走行車輪の内側に配置される有軌道台車システムでは、走行車輪及び補助車輪を回転させる際の回転半径を小さくすることができ、走行方向を変更する際に要するスペースを小さくすることができる。また、補助車輪が、走行車輪より直径が小さい有軌道台車システムでは、走行車輪の前方または後方の補助車輪が小さいので、走行車輪及び補助車輪を回転させる際の回転半径を小さくすることができ、走行方向を変更する際に要するスペースを小さくすることができる。また、補助車輪が、レールに対する摩擦係数が走行車輪より小さい有軌道台車システムでは、補助車輪がレール上を滑ることにより、走行車輪及び補助車輪の回転を円滑に行うことができる。
本発明に係る有軌道台車によれば、上記した有軌道台車システムに適用することができ、本体部の走行中、あるいは走行車輪の向きを変更する際に、走行車輪がレールの隙間に落ち込むことを規制して、物品の振動を抑制し、さらに、走行車輪の向きを容易に変更することができる。
本実施形態に係る有軌道台車システム及び有軌道台車の一例を示す平面図である。 図１に示す有軌道台車システム及び有軌道台車の正面図である。 レールを敷設した範囲を広げた状態を示す平面図である。 物品の受け渡しの一例を示す正面図である。 有軌道台車の走行部及び連結部を拡大して示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。 走行車輪及び補助車輪におけるレールの接触高さの一例を示す図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、走行車輪及び補助車輪がレールを走行する動作の一例を示す側面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、走行車輪及び補助車輪が走行方向を変更する動作の一例を示す平面図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、走行方向を変更する際の走行車輪及び補助車輪を拡大して示す平面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、有軌道台車の走行部及び連結部の他の例を示す平面図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。以下の各図において、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ座標系においては、水平面に平行な平面をＸＹ平面とする。このＸＹ平面において有軌道台車１００の走行方向であって一の直線方向を便宜上Ｙ方向と表記し、Ｙ方向に直交する方向をＸ方向と表記する。また、ＸＹ平面に垂直な方向はＺ方向と表記する。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が＋方向であり、矢印の方向と反対の方向が−方向であるとして説明する。また、Ｚ方向を軸とする回転方向をθＺ方向と表記する。
なお、有軌道台車１００は、Ｙ方向に走行する以外にＸ方向に走行する場合もある。また、有軌道台車１００は、図示のような直線方向以外に、例えば曲線方向を走行する場合もある。
図１は、本実施形態に係る有軌道台車システムＳＹＳ及び有軌道台車１００の一例を示す平面図である。図２は、図１に示す有軌道台車システムＳＹＳ及び有軌道台車１００の正面図である。図３は、有軌道台車システムＳＹＳにおいてレールＲを敷設した範囲を広げた状態を示す平面図である。図１から図３に示す有軌道台車システムＳＹＳは、例えば、半導体製造工場のクリーンルームにおいて、半導体ウエハを収容するＦＯＵＰ、あるいはレチクルを収容するレチクルＰｏｄなどの搬送容器Ｍを物品として搬送するシステムである。有軌道台車システムＳＹＳは、図１に示すように、レールＲと、有軌道台車１００とを備える。
レールＲは、クリーンルーム等の建屋の天井付近に敷設されている。また、レールＲは、図２に示すように、不図示の固定部材により天井Ｃから吊り下げられた状態で固定される。レールＲは、図１に示すように、直線部Ｒ１と、角部Ｒ２とを有する。直線部Ｒ１及び角部Ｒ２は、Ｘ方向及びＹ方向にそれぞれ所定間隔を空けて交互に配置される。これにより、レールＲは、図３に示すように、格子状に配置される。レールＲの交差部分では、１つの角部Ｒ２の＋Ｘ側、−Ｘ側、＋Ｙ側、及び−Ｙ側のそれぞれに直線部Ｒ１が配置され、このような配置がＸ方向及びＹ方向に複数繰り返される。直線部Ｒ１と角部Ｒ２とは、レールジョイントＲＪ（図２及び図３参照）などの連結機構によってレールＲの上部側で連結される。
直線部Ｒ１と角部Ｒ２との間には、隙間Ｓが形成される。隙間Ｓは、有軌道台車１００が走行する際に、後述の連結部３０が通過する部分である。また、直線部Ｒ１の長手方向の端部には、曲線部分Ｒ１ａが設けられる。曲線部分Ｒ１ａは、有軌道台車１００が走行方向を変更する場合、すなわち後述する連結部３０がθＺ方向に回転する際にレールＲ（直線部Ｒ１）と連結部３０との干渉を避ける目的で形成される。従って、曲線部分Ｒ１ａは、連結部３０の大きさに応じて形成されており、連結部３０が小さい場合には形成されなくてもよい。
有軌道台車１００は、本体部１０と、走行部２０と、連結部３０と、制御部４０と、を有する。有軌道台車１００は、レールＲに沿って走行し、搬送容器Ｍを搬送する。有軌道台車１００は、有軌道台車システムＳＹＳにおいて、１台であることに限定されず、複数台が用いられてもよい。複数の有軌道台車１００のそれぞれによって搬送容器Ｍを搬送することにより、高密度な搬送が可能となる。
本体部１０は、レールＲの下方（−Ｚ側）に配置される（図２参照）。本体部１０は、図１に示すように、平面視で４つのコーナー部１０ａを有する矩形状に形成される。また、本体部１０は、平面視で格子状のレールＲの一区画内に収まる寸法に形成される。このため、隣り合うレールＲを走行する他の有軌道台車１００とすれ違うことが可能であり、レールＲに複数の有軌道台車１００を配置した場合に、各有軌道台車１００が他の有軌道台車と干渉することなく走行できる範囲を拡げることができる。
本体部１０は、図２に示すように、移載装置１２を有する。移載装置１２は、搬送容器Ｍを保持し、かつ、レールＲ下方の所定の載置箇所に対して搬送容器Ｍを移載可能である。移載装置１２は、搬送容器Ｍのフランジ部Ｍａを把持する把持部１３を備え、搬送容器Ｍを吊り下げた状態で保持する。把持部１３は、複数のベルトあるいはロープなどの吊り下げ部材に接続される。移載装置１２は、この吊り下げ部材を不図示のホイストなどで繰り出しまたは巻き取ることにより把持部１３を昇降させ、レールＲの下方に配置された保管装置１４の棚部１５（図４参照）あるいは搬入搬出部、または加工装置等の搬入搬出部等との間で搬送容器Ｍの受け渡しを行う。
図４は、有軌道台車１００による搬送容器Ｍの受け渡しの一例を示す正面図である。図４に示すように、搬送容器Ｍは、有軌道台車１００と、保管装置１４の棚部１５との間で受け渡される。保管装置１４は、有軌道台車１００の走行経路の下方に配置され、棚部１５と、吊り棒１６とを備える。棚部１５は、吊り棒１６により天井Ｃから吊り下げられる。また、棚部１５には、不図示の複数のピンが突出して設けられ、搬送容器Ｍを棚部１５に載置した際、複数のピンが搬送容器Ｍの底面に備えられた溝部に入り込んで、搬送容器Ｍを位置決めする。
図示した保管装置１４は、有軌道台車１００の走行経路の下方において、吊り下げられた状態で配置された搬送容器Ｍの仮置き用の保管装置である。保管装置１４は、図示の構造に限定されず、例えば、床上に設置されて上下に複数の載置用の棚を有する保管装置、あるいは加工装置の近傍に設置されて搬送容器Ｍを一時的に保管する保管装置等であってもよい。
また、移載装置１２は、図４に示すように、搬送容器Ｍを水平方向（Ｘ方向又はＹ方向）に移動させる横出し機構を備えてもよい。横出し機構を駆動することにより、移載装置１２が、本体部１０から水平方向に突出する。従って、搬送容器Ｍの移載箇所が本体部１０の下方からずれている場合でも、横出し機構によって移載装置１２を移載箇所の上方に位置させることができ、移載装置１２の横出し後に搬送容器Ｍを昇降させることにより、本体部１０の下方からずれた移載箇所との間で搬送容器Ｍの受け渡しが可能となる。また、移載装置１２は、保持している搬送容器Ｍを、上下方向を軸として回転させる回転機構を備えてもよい。
図１に示すように、走行部２０は、走行車輪２１と、補助車輪２２とを有する。走行車輪２１は、本体部１０の４つのコーナー部１０ａにそれぞれ配置される。走行車輪２１は、直線部Ｒ１及び角部Ｒ２を含むレールＲ上に接触する。走行車輪２１の外径は、隙間Ｓの長さより大きく設定される。走行車輪２１は、後述する連結部３０に回転可能に支持される。走行車輪２１は、レールＲと接触する周面にゴム等を貼り付け、滑り止め加工を施してもよい。
補助車輪２２は、走行車輪２１の走行方向の前後のそれぞれに１つずつ配置される。以下、前後の補助車輪２２を区別して説明する場合には、走行車輪２１の前側に配置される補助車輪２２を前側補助車輪２２Ｆと表記し、走行車輪２１の後側に配置される補助車輪２２を後側補助車輪２２Ｂと表記する。２つの補助車輪２２は、走行車輪２１と同様に、それぞれ後述する連結部３０に回転可能に支持される。２つの補助車輪２２の回転軸は互いに平行であるが、これに限定されず、互いに平行でなくてもよい。
２つの補助車輪２２は、走行車輪２１の走行方向の前後に配置されるので、これら走行車輪２１及び２つの補助車輪２２は、走行方向（Ｘ方向）に並んだ状態となる。２つの補助車輪２２は、それぞれ走行車輪２１よりも内側に配置される。この配置により、走行車輪２１及び補助車輪２２を旋回する際の回転半径が小さくなり、走行方向を変更する際に要するスペースが小さくなる。なお、走行車輪２１及び補助車輪２２を旋回する構成については後述する。また、補助車輪２２のレールＲと接触する周面に摩擦を低減する加工を施してもよい。これにより、補助車輪２２は、レールＲに対する摩擦係数が走行車輪２１よりも小さくなる。なお、補助車輪２２と走行車輪２１との間隔は、隙間Ｓの距離よりも大きく設定される。
また、補助車輪２２は、走行車輪２１に比べて直径が小さい。このため、走行部２０の全長を短くすることができる。さらに、走行車輪２１及び補助車輪２２を旋回する際の回転半径を小さくすることができる。また、前側補助車輪２２Ｆと後側補助車輪２２Ｂとは、直径が同一であるが、これに限定されず、互いに異なる直径であってもよい。
連結部３０は、連結部材３１と、走行駆動部３２と、位置検出部３３と、旋回駆動部３４と、を有する。連結部材３１は、本体部１０の４つのコーナー部１０ａに１つずつ配置される。連結部材３１により、本体部１０と走行車輪２１（補助車輪２２）とが連結される。連結部材３１は、旋回軸ＡＸを中心としてθＺ方向に旋回可能に設けられる。連結部材３１が旋回することにより、走行車輪２１及び補助車輪２２は、θＺ方向に旋回して走行方向を変更することが可能である。
走行駆動部３２は、連結部材３１に取り付けられる。走行駆動部３２は、走行車輪２１を駆動する。走行駆動部３２は、４つのコーナー部１０ａのうち対角となる２つのコーナー部１０ａに配置された連結部材３１に装着される。従って、４つの走行車輪２１のうち走行駆動部３２によって駆動される２つの走行車輪２１が駆動輪となる。駆動輪を対角に配置することにより、一方が隙間Ｓに位置する場合でも他方がレールＲ上に位置するので、駆動力を継続的に発生させることができる。
走行駆動部３２は、例えば電動モータなどの駆動源３５と、後述する伝達機構３６とを有する。駆動源３５の不図示の出力軸は、伝達機構３６を介して走行車輪２１の軸部２１ａ（図５参照）に接続される。また、駆動源３５は、本体連結部３１ｃに固定される。したがって、駆動源３５は、連結部材３１の旋回時に一体となってθＺ方向に旋回する。なお、駆動源３５は、平面視において、本体部１０の外形内に収まるように配置される。これにより、駆動源３５が旋回した場合でも、駆動源３５が本体部１０から外側に突出するのを防止できる。また、２つの駆動源３５が、平面視で、本体部１０の中心点を基準として点対象に配置されるので、比較的重量が大きい駆動源３５を本体部１０にバランスよく配置できる。また、駆動源３５を正逆に駆動することにより、有軌道台車１００は、＋Ｙ方向だけでなく−Ｙ方向にも移動可能である。
位置検出部３３は、連結部材３１に装着される。位置検出部３３は、伝達機構３６を介して走行車輪２１と接続されており、走行車輪２１の回転量等を検出することにより、有軌道台車１００の位置を検出可能である。位置検出部３３は、４つの連結部材３１のうち、走行駆動部３２が設けられない２つの連結部材３１に装着される。位置検出部３３は、例えば、走行車輪２１の軸部２１ａ（図５参照）の回転量に基づいて走行車輪２１の走行距離（有軌道台車１００の位置）を検出する。位置検出部３３としては、例えば、ロータリーエンコーダなどが用いられる。また、位置検出部３３は、駆動源３５の端部にも設けられる。駆動源３５に設けられる位置検出部３３は、駆動源３５の出力軸あるいは走行車輪２１の回転位置などを検出する。この位置検出部３３としては、例えば、ロータリーエンコーダなどが用いられる。
位置検出部３３の検出結果は、例えば、制御部４０などに送られる。なお、制御部４０は、２つの位置検出部３３からの検出結果を互いに補完することにより、例えば１つの走行車輪２１が隙間Ｓに位置して回転しない場合であっても、他の走行車輪２１の位置検出部３３による検出結果を用いることで有軌道台車１００の位置を正確に検出することができる。
旋回駆動部３４は、連結部材３１ごとにそれぞれ本体部１０に設けられる。旋回駆動部３４は、電気モータなどの不図示の駆動源を有し、連結部材３１を旋回軸ＡＸまわりに旋回させる。旋回駆動部３４は、制御部４０により制御される。なお、旋回駆動部３４は、連結部材３１ごとに設けられることに限定されず、１つの旋回駆動部３４により複数の連結部材３１を旋回駆動する構成であってもよい。
制御部４０は、走行駆動部３２及び旋回駆動部３４などの各部の動作を統括的に制御する。制御部４０は、例えば本体部１０に設けられるが、本体部１０の外部に設けられてもよい。また、制御部４０は、外部の上位制御装置からの指示により各部の動作を制御してもよい。
図５は、走行部２０及び連結部３０を拡大して示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。図５に示すように、走行部２０の走行車輪２１は、Ｘ方向（水平方向）に平行な軸部２１ａにより回転可能に設けられる。軸部２１ａは、連結部３０に支持される。また、２つの補助車輪２２は、それぞれＸ方向（水平方向）に平行な軸部２２ａにより回転可能に設けられる。各軸部２２ａは、連結部３０に支持される。軸部２２ａは、走行車輪２１の軸部２１ａと平行に配置されるが、これに限定されず、軸部２１ａと軸部２２ａとが平行でなくてもよい。
連結部３０に備える連結部材３１は、車輪支持部３１ａと、中間部３１ｂと、本体連結部３１ｃと、を有する。車輪支持部３１ａは、レールＲの側方に配置される。車輪支持部３１ａは、走行車輪２１の軸部２１ａ及び補助車輪２２の軸部２２ａを回転可能に支持する。中間部３１ｂは、車輪支持部３１ａから下方に延び、レールＲの隙間Ｓの長さ寸法より厚さの薄い板状に形成される。この中間部３１ｂにより、連結部３０が隙間Ｓを通過可能となる。本体連結部３１ｃは、中間部３１ｂの下方に配置され、レールＲの−Ｚ側に配置される。本体連結部３１ｃは、本体部１０の上面（＋Ｚ側の端面）に連結される。
連結部３０に備える伝達機構３６は、駆動源３５（図１参照）で発生した駆動力を伝達する。伝達機構３６は、駆動源側ギア３６ａと、中間ギア３６ｂと、走行車輪側ギア３６ｃと、を有する。これら駆動源側ギア３６ａ、中間ギア３６ｂ及び走行車輪側ギア３６ｃは、上下方向に直線状に並んで配置されるが、この配置に限定されない。駆動源側ギア３６ａは、Ｙ方向に平行な回転軸を中心として回転可能である。駆動源側ギア３６ａは、駆動源３５の出力軸に接続され、中間ギア３６ｂに噛み合っている。
中間ギア３６ｂは、Ｙ方向に平行な回転軸を中心として回転可能であり、走行車輪側ギア３６ｃに噛み合っている。走行車輪側ギア３６ｃは、走行車輪２１の軸部２１ａに接続される。従って、駆動源３５の出力軸が回転することにより、駆動源側ギア３６ａ、中間ギア３６ｂ、及び走行車輪側ギア３６ｃを介して、所定の減速比で走行車輪２１に回転駆動力が伝達される。なお、伝達機構３６は、複数のギアを組み合わせた構成に限定されず、ベルトあるいはチェーンなどを用いる構成でもよい。
図６は、走行車輪２１及び補助車輪２２における、レールＲの接触高さの一例を示す図である。図６に示すように、補助車輪２２は、レールＲに対する接触高さが走行車輪２１のレールＲに対する接触高さよりも高い。これにより、通常走行時においては、走行車輪２１がレールＲに接触し、そのときの補助車輪２２は、レールＲに対してＺ方向に空隙Ｄをあけた状態となる。従って、走行車輪２１がレールＲの隙間Ｓに位置するとき以外は、補助車輪２２がレールＲに接触しない。よって、補助車輪２２は、レールＲに対する不要な接触が抑制され、パーティクルの発生が抑制される。なお、上記した空隙Ｄは、例えば１００μｍから１ｍｍに設定されるが、空隙Ｄの大きさは任意に設定可能である。
また、前側補助車輪２２Ｆの空隙Ｄと後側補助車輪２２Ｂの空隙Ｄは、同一寸法に設定される。また、前側補助車輪２２Ｆ及び後側補助車輪２２Ｂは同一の直径で形成されている。これにより、走行車輪２１が隙間Ｓに入った際、前側補助車輪２２Ｆ及び後側補助車輪２２ＢがレールＲに接触したときに連結部３０が傾くのを防止できる。従って、走行部２０が隙間Ｓを通過する際に本体部１０が揺れるのを抑制できる。また、補助車輪２２は、レールＲに対する摩擦係数が走行車輪２１よりも小さい。これにより、走行部２０を旋回する場合、補助車輪２２の周面がレールＲの上を滑るように移動するので、走行車輪２１における走行方向の変更を容易に行うことができる。
続いて、上記した有軌道台車システムＳＹＳの動作について説明する。図７（Ａ）〜（Ｃ）は、有軌道台車１００が直線部Ｒ１と角部Ｒ２との間を跨いで移動する際の動作を示す図である。有軌道台車１００が直線部Ｒ１から角部Ｒ２に向けて矢印方向に走行する場合、図７（Ａ）に示すように、走行車輪２１は、直線部Ｒ１を走行しており、直線部Ｒ１と接触している。このとき前側補助車輪２２Ｆ及び後側補助車輪２２Ｂは、直線部Ｒ１から空隙Ｄ（図６参照）だけ上方に離れている。なお、図７（Ａ）では、前側補助車輪２２Ｆが隙間Ｓに差し掛かるが、走行車輪２１が直線部Ｒ１に接触しているため、前側補助車輪２２Ｆは、隙間Ｓの上方に保持される。従って、前側補助車輪２２Ｆが隙間Ｓに達しても本体部１０に振動等が生じない。
次に、図７（Ｂ）に示すように、走行車輪２１が直線部Ｒ１から隙間Ｓに差し掛かる場合、前側補助車輪２２Ｆが角部Ｒ２上に配置され、後側補助車輪２２Ｂが直線部Ｒ１上に配置される。従って、走行車輪２１が隙間Ｓに入り込んでも、空隙Ｄの分だけ下降した後に前側補助車輪２２Ｆが角部Ｒ２上に接触し、かつ、後側補助車輪２２Ｂが直線部Ｒ１上に接触する。従って、空隙Ｄが小さいと走行車輪２１の下降量も小さくなる。これにより、走行車輪２１が隙間Ｓに落ち込む量が抑制されるため、走行車輪２１の上下動が小さくなり、本体部１０（搬送容器Ｍ）に与える振動が抑制される。
次に、図７（Ｃ）に示すように、走行車輪２１が隙間Ｓから角部Ｒ２に移る場合には、走行車輪２１が角部Ｒ２上に乗り上げた後、後側補助車輪２２Ｂが直線部Ｒ１から隙間Ｓ上に差し掛かる。このとき、走行車輪２１は、先に下降した空隙Ｄの分を上昇するだけで足りるので、走行車輪２１の上昇量も小さくなる。これにより、走行車輪２１が隙間Ｓから出るときの上下動が小さくなり、本体部１０に与える振動（搬送容器Ｍ、ひいては搬送容器Ｍ内の収容物に与える振動）が抑制される。また、後側補助車輪２２Ｂは、隙間Ｓに差し掛かるが、走行車輪２１が角部Ｒ２に接触しているため、隙間Ｓの上方に保持される。従って、後側補助車輪２２Ｂが隙間Ｓに達しても本体部１０に振動等が生じない。
このように、走行車輪２１が隙間Ｓを通過する場合でも、走行車輪２１の上下動を小さくすることにより本体部１０に加わる振動を抑制することができ、これにより、搬送容器Ｍあるいは搬送容器Ｍ内の収容物等の破損等を防止できる。
続いて、有軌道台車１００が走行方向を変更する場合について説明する。図８（Ａ）〜（Ｃ）は、有軌道台車１００の走行方向を＋Ｙ方向から＋Ｘ方向に変更する動作を示す図である。有軌道台車１００は、図８（Ａ）に示すように、＋Ｙ方向に走行して本体部１０がレールＲの一区画内に達した位置（４つのコーナー部１０ａが角部Ｒ２に差し掛かった位置）で停止する。すなわち、制御部４０（図１及び図２参照）は、位置検出部３３からの位置情報に基づいて、上記した位置で走行駆動部３２の駆動を停止させる。このとき、４つの走行車輪２１は、いずれも直線部Ｒ１に接触した状態となっている。
次に、図８（Ｂ）に示すように、制御部４０は、旋回駆動部３４を駆動して連結部３０を旋回させ、４つのコーナー部１０ａに配置された走行車輪２１及び補助車輪２２のそれぞれを旋回軸ＡＸを中心としてθＺ方向に旋回させる。このとき、対角にある走行車輪２１等は同一方向に旋回する。例えば、４つの走行車輪２１のうち、図示で左上の走行車輪２１等と、右下の走行車輪２１等は時計回りに旋回する。一方、図示で右上の走行車輪２１等と、左下の走行車輪２１等は反時計回りに旋回する。なお、このような旋回動作は、同一のタイミングで行われてもよいし、例えば、図示で左上及び右下の走行車輪２１等を先に同時に旋回させ、その後、図示で右上及び左下の走行車輪２１等を同時に旋回させるなど、異なるタイミングで旋回させてもよい。
次に、図８（Ｃ）に示すように、制御部４０は、各走行車輪２１等がそれぞれθＺ方向に９０°旋回した後、旋回駆動部３４の駆動を停止させる。この状態で走行駆動部３２を駆動することにより、有軌道台車１００は、＋Ｘ方向に走行可能となる。なお、有軌道台車１００は、−Ｘ方向にも走行可能である。また、走行車輪２１等が旋回した場合でも本体部１０は旋回しない。従って、有軌道台車１００がＹ方向に走行する場合、またはＸ方向に走行する場合のいずれであっても本体部１０の向きは変更されない。
図９（Ａ）〜（Ｄ）は、有軌道台車１００の走行方向を変更する際の走行車輪２１及び補助車輪２２の動作を拡大して示す図である。図９（Ａ）に示すように、本体部１０がレールＲの一区画内に達した位置では、前側補助車輪２２Ｆが隙間Ｓの上方に配置され、走行車輪２１及び後側補助車輪２２Ｂが直線部Ｒ１上に配置される。この場合、走行車輪２１が直線部Ｒ１に接触し、前側補助車輪２２Ｆ及び後側補助車輪２２Ｂのいずれも直線部Ｒ１または角部Ｒ２に接触していない。
図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に示す状態から、走行車輪２１及び補助車輪２２が旋回軸ＡＸを中心として時計回りに約３０°程度旋回した状態を示している。この場合、走行車輪２１が隙間Ｓに配置されて下降するが、前側補助車輪２２Ｆが旋回先のＸ方向の直線部Ｒ１に差し掛かって接触し、かつ、後側補助車輪２２Ｂが直線部Ｒ１に接触するので、走行車輪２１の下降量を小さくすることができ、本体部１０（搬送容器Ｍ）に加わる振動を抑制できる。
図９（Ｃ）は、図９（Ｂ）に示す状態から、走行車輪２１及び補助車輪２２が時計回りにさらに約３０°程度旋回した状態を示している。走行車輪２１は、角部Ｒ２に乗り上げた後、再度隙間Ｓに配置されて下降する。この場合、前側補助車輪２２ＦがＸ方向の直線部Ｒ１に接触し、かつ、後側補助車輪２２Ｂが隙間Ｓの手前でＹ方向の直線部Ｒ１に接触する。したがって、走行車輪２１は、隙間Ｓによる下降量が小さくなり、本体部１０（搬送容器Ｍ）に加わる振動を抑制することができる。
図９（Ｄ）は、図９（Ｃ）に示す状態から、走行車輪２１及び補助車輪２２が時計回りにさらに約３０°程度旋回した状態を示している。この場合、走行車輪２１及び前側補助車輪２２ＦがＸ方向の直線部Ｒ１上に配置され、後側補助車輪２２Ｂが隙間Ｓの上方に配置される。従って、走行車輪２１が直線部Ｒ１に接触し、前側補助車輪２２Ｆ及び後側補助車輪２２Ｂのいずれも直線部Ｒ１または角部Ｒ２に接触していない。
このように、走行車輪２１及び補助車輪２２を旋回する場合、走行車輪２１が隙間Ｓを通過する場合でも、走行車輪２１の上下動を小さくすることができる。これにより、本体部１０（搬送容器Ｍ）に加わる振動を抑制して、搬送容器Ｍあるいは搬送容器Ｍ内の収容物等の破損を防止できる。また、補助車輪２２は、走行車輪２１の旋回軌道よりも内側に配置される。このため、走行車輪２１及び補助車輪２２の最大旋回半径（回転半径）ｒは、走行車輪２１の旋回軌道半径（回転半径）に一致する。従って、２つの補助車輪２２を配置する場合であっても回転半径が小さく抑えられ、有軌道台車１００の走行方向を変更する際に要するスペースを小さくすることができる。
また、補助車輪２２（前側補助車輪２２Ｆ及び後側補助車輪２２Ｂ）は、旋回時において回転方向からずれた方向に移動することになる。ただし、補助車輪２２は、レールＲ（直線部Ｒ１または角部Ｒ２）に対する摩擦係数が走行車輪２１よりも小さいため、レールＲ上を滑らかに移動することができる。従って、補助車輪２２の移動を円滑にして、走行車輪２１の向きを容易に変更することができる。
また、補助車輪２２は、上記した形態に限定されない。図１０（Ａ）及び（Ｂ）は、有軌道台車１００の走行部２０及び連結部３０の他の例を示す平面図である。なお、以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。図１０（Ａ）に示す例では、補助車輪１２２が、走行車輪２１に対して走行方向（Ｙ方向）に直線状に並んで配置されている。この補助車輪１２２は、Ｘ方向に長い軸部２２ａによって回転可能に支持されている。
この例によれば、走行車輪２１と補助車輪１２２とが直線状に配置されるため、レールＲの幅を狭くすることができる。なお、補助車輪１２２は、図６に示す補助車輪２２と同様、レールＲに対する接触高さが走行車輪２１のレールＲに対する接触高さよりも高く配置されている。また、前側及び後側の補助車輪１２２のいずれか一方が走行車輪２１に対して走行方向に並んで配置され、いずれか他方が走行車輪２１の内側に配置されてもよい。
また、図１０（Ｂ）に示す例では、補助車輪２２２の直径が走行車輪２１の直径と同一またはほぼ同一である。この構成によれば、走行車輪２１と同一部品を補助車輪２２２として用いることができ、小さな補助車輪を作成する手間を省くことができる。また、補助車輪２２２は、図６に示す補助車輪２２と同様、レールＲに対する接触高さが走行車輪２１のレールＲに対する接触高さよりも高く配置されている。また、走行車輪２１に対して前側及び後側のいずれか一方に補助車輪２２２が配置され、いずれか他方に小径の補助車輪２２が配置されてもよい。
以上、実施形態について説明したが、本発明は、上述した説明に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、上記した実施形態では、補助車輪２２が回転する構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、補助車輪２２は、回転することなく滑る構成であってもよい。また、補助車輪２２の、レールＲに対する摩擦係数が走行車輪２１よりも小さいことに限定されず、レールＲに対する摩擦係数が補助車輪２２と走行車輪２１とで同一であってもよい。
また、上記した実施形態では、レールＲに対する接触高さが補助車輪２２の方が走行車輪２１よりも高いことに限定されず、補助車輪２２と走行車輪２１とでレールＲに対する接触高さが同一であってもよい。すなわち、空隙Ｄが０であってもよい。また、前側補助車輪２２Ｆ及び後側補助車輪２２Ｂの一方が、レールＲに対する接触高さが走行車輪２１よりも高い構成であってもよい。
また、上記した実施形態では、本体部１０の４つのコーナー部１０ａのうち対角にある２つ走行車輪２１を駆動輪としているが、これに限定されない。例えば、３つまたはすべての走行車輪２１が駆動輪であってもよいし、１つの走行車輪２１のみが駆動輪であってもよい。また、駆動輪である２つの走行車輪２１に対してそれぞれ駆動源３５を備えることに限定されない。例えば、１つの駆動源３５から２つの走行車輪２１に駆動力を伝達する構成であってもよい。これにより、駆動源３５の設置個数を削減できる。
また、上記した実施形態では、本体部１０が平面視において格子状のレールＲの一区画内に収まる寸法に形成された構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、本体部１０は、平面視においてレールＲの一区画よりも大きい寸法に形成されてもよいし、レールＲの一区画に対して一部が突出した形状であってもよい。また、法令で許容される限りにおいて、日本特許出願である特願２０１６−１６５６０７、及び本明細書で引用した全ての文献の内容を援用して本文の記載の一部とする。
Ｍ・・・物品
Ｒ・・・レール
Ｓ・・・隙間
ＳＹＳ・・・有軌道台車システム
１０・・・本体部
１０ａ・・・コーナー部
２０・・・走行部
２１・・・走行車輪
２２・・・補助車輪
２２Ｆ・・・前側補助車輪
２２Ｂ・・・後側補助車輪
３０・・・連結部
３２・・・走行駆動部
３３・・・位置検出部
３４・・・旋回駆動部
４０・・・制御部
１００・・・有軌道台車

Claims (9)

  1. 格子状に配置された箇所を含むレールに沿って、前記レールの下側で物品を保持して搬送する本体部を備える有軌道台車システムであって、
    前記本体部の４つのコーナー部にそれぞれ設けられ、かつ、前記レールを走行する走行車輪と、
    前記走行車輪の向きを変更する旋回駆動部を制御する制御部と、
    前記走行車輪の走行方向の前後の少なくとも一方に配置された補助車輪と、を備える、有軌道台車システム。
  2. 前記本体部は、平面視において格子状の前記レールの一区画内に収まる寸法である、請求項１に記載の有軌道台車システム。
  3. ４つの前記走行車輪のうち少なくとも１つは駆動輪である、請求項１または請求項２に記載の有軌道台車システム。
  4. ４つの前記走行車輪のうち、前記本体部において対角に配置された２つは駆動輪である、請求項３に記載の有軌道台車システム。
  5. 前記補助車輪は、前記レールに対する接触高さが、前記走行車輪の前記レールに対する接触高さより高くなるように配置される、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の有軌道台車システム。
  6. 前記補助車輪は、前記走行車輪の内側に配置される、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の有軌道台車システム。
  7. 前記補助車輪は、前記走行車輪より直径が小さい、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の有軌道台車システム。
  8. 前記補助車輪は、前記レールに対する摩擦係数が前記走行車輪より小さい、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の有軌道台車システム。
  9. 格子状に配置された箇所を含むレールに沿って、前記レールの下側で物品を保持して搬送する本体部を備える有軌道台車であって、
    前記本体部の４つのコーナー部にそれぞれ設けられ、かつ、前記レールを走行する走行車輪と、
    前記走行車輪の向きを変更する旋回駆動部と、
    前記走行車輪の走行方向の前後の少なくとも一方に配置された補助車輪と、を備える、有軌道台車。
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