KR101869594B1 - 무인운반차량용 캐스터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무인운반차량에서 주행을 원활하게 하기 위하여 설치되며, 충격 흡수 수단을 구비하여 부드러운 회전이 가능하고 충격 완화와 조기 복원을 통해 무인 운반차량에 적재된 제품을 안전하게 이송할 수 있도록 하는 무인운반차량용 캐스터에 관한 것으로서,
하부에 캐스터 휠(15)이 회전 가능하게 결합된 몸체(11)와; 노면 상태에 따라 상기 몸체(11)가 상하로 움직이면서 충격을 흡수하도록 하는 수직 완충부와; 상기 몸체(11)가 차량 본체(20)에 대하여 회동할 수 있도록 하는 회전 완충부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무인운반차량용 캐스터{Caster System for Automated Guided Vehicle}

본 발명은 무인운반차량에서 주행을 원활하게 하기 위하여 설치되는 무인 운반차량용 캐스터에 관한 것으로서, 특히 충격 흡수 수단을 구비하여 부드러운 회전이 가능하고 충격 완화와 조기 복원을 통해 무인 운반차량에 적재된 제품을 안전하게 이송할 수 있도록 하는 무인운반차량용 캐스터에 관한 것이다.

일반적으로 무인운반차량은 무인화로 부품의 이송이나 공급 등을 행하는 운반 수단으로서, 무인화 공장이나 전자 부품 등을 조립하는 자동화된 생산 라인에서 부품 등의 이송물을 각 공정으로 운반하여 공급하거나 생산 완료된 제품을 입고하기 위하여 이송하는데 적용되고 있다.

이러한 무인운반차량은 도 1에 도시된 바와 같이, 차량 본체의 중간 부분 하측에 구동 휠이 장착되고, 차량 본체의 전방과 후방에 각각 회전 가능한 캐스터가 설치되어 있다.

초기의 무인운반차량은 충격흡수장치가 없는 캐스터를 사용하였으나, 이 경우 전진 주행하다가 정지해서 후진으로 갈 때, 즉 반대 방향으로 주행시 캐스터의 회전이 부드럽게 이루어지지 않아 구동 휠을 작동시키는 모터에 과도한 부하가 걸리거나 에러가 발생하는 문제가 발생하였다. 특히, 노면 상태가 요철이거나 평탄도가 좋지 않을 경우 또는 제품의 적재 하중에 따라 캐스터에 작용하는 노면 마찰이 커지게 되면 캐스터가 원활하게 회전하지 못하게 되고 그로 인해 주행 라인을 이탈하게 되는 등 다양한 에러 발생의 소지가 있었다.

예를 들어, 노면 상태에 따라 전방 캐스터와 후방 캐스터가 모두 높은 지면에 위치하게 되면, 구동 휠의 한쪽이 지면에 닿지 않게 되는 일이 발생하고, 이로 인해 무인운반차량이 정상적으로 운행하지 못하게 되는 것이다.

이에 따라, 구동 휠 부분이 항상 지면에 닿을 수 있도록 구동 휠에 완충장치를 설치하기도 하였으나, 이 경우에는 무인운반차량의 자체 하중과 제품 하중을 캐스터가 모두 받게 되어 캐스터의 회전이 원활하게 이루어지지 않는 에러가 발생할 수 있고, 제품 하중을 고려하여 구동 휠의 완충장치를 강하게 할 경우 제품을 이송할 경우에는 원활하게 주행하지만, 제품을 적재하지 않은 상태로 주행하는 경우에는 전방 캐스터와 후방 캐스터 중 어느 일측이 지면에 닿지 않게 되어 무인운반차량이 앞 또는 뒤로 기울어지고 구동 휠을 중심으로 시소처럼 기우는 현상이 발생하는 문제점이 있다.

한편, 본 발명과 관련한 선행기술을 조사한 결과 복수의 특허문헌이 검색되었으며, 그 중 일부를 소개하면 다음과 같다.

특허문헌 1은, 무인운반차량의 본체의 전방하부에 캐스터가 장착됨과 더불어 중앙과 인접한 하부에는 서스펜션 브라켓이 아래쪽으로 뻗도록 설치되고, 이 서스펜션 브라켓에 서스펜션 바아가 힌지축을 중심으로 회동가능하게 연결되면서 서스펜션 바아의 뒤쪽 끝부위에는 캐스터가 설치되는 반면에 앞쪽에는 모우터에 의해 회전구동되는 구동휠이 장착되며, 상기 구동휠의 윗쪽으로 구동휠을 탄력적으로 지지하는 스프링이 본체에 설치된 보울트에 나사체결되는 조정너트와 서스펜션 브라켓 사이에 탄력적으로 설치된 구조로 되어, 주행중에 충격을 적절히 흡수함과 더불어 각 캐스터와 구동휠이 하중을 균등하게 지탱하면서 주행됨에 따라 주행안정성을 향상시킬 수 있도록 한, 무인운반차량의 서스펜션장치에 대하여 기재하고 있다.

특허문헌 2는, 저면에 복수 개의 캐스터가 장착된 바디 프레임과, 상기 바디 프레임에 회동 가능케 결합된 회전 테이블 및 회전축과, 상기 회전축의 회전 작동을 제어하는 제동 수단과, 상기 회전 테이블 및 회전축을 선택적으로 회전시키는 한 쌍의 구동 휠과, 구동 휠을 일방향 또는 서로 반대 방향으로 각각 구동시키는 한 쌍의 모터를 구비함으로써, 구동 휠을 서로 반대 방향으로 회동시키면 회전 테이블 및 회전축이 360°각도로 회동 가능케 하여 모든 방향으로의 조향 및 주행이 이루어지게 되고, 이에 따라 이송 시간이 현저하게 단축됨으로써 이송 효율 및 생산성이 증대됨과 동시에 더욱이 작업 공간이 최소화되도록 한, 무인운반차에 대하여 기재하고 있다.

KR 20-1997-0008529 U KR 20-1998-0064161 U

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 구동 휠이 항상 지면에 접촉되도록 구성된 무인운반차량에서 물품 적재에 따라 편하중이 작용하더라도 원활한 방향 회전이 가능하고 무인운반차량이 항상 수평 상태를 유지하도록 함은 물론 하중이 구동 휠과 캐스터에 분산되어 무인운반차량이 원활하게 주행할 수 있도록 한, 무인운반차량용 캐스터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 하부 중간 부분 양측에 각각 구동 휠이 설치된 무인운반차량의 전방 하부와 후방 하부에 각각 설치되는 무인운반차량용 캐스터로서,

하부에 캐스터 휠이 회전 가능하게 결합된 몸체와; 노면 상태에 따라 상기 몸체가 상하로 움직이면서 충격을 흡수하는 수직 완충부와; 상기 몸체가 차량 본체에 대하여 회동할 수 있도록 하는 회전 완충부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 무인운반차량용 캐스터에 따르면, 상기 수직 완충부는 상기 몸체와 차량 본체 사이에 설치되는 완충 스프링과, 차량 본체의 하부에 설치되어 상기 완충 스프링의 상단부를 지지하는 스프링 시트와, 상기 완충 스프링 내에 배치되며 선단에 결합된 결합구가 상기 스프링 시트의 홈에 삽입되는 로드 및 후단부의 결합구가 상기 몸체의 홈에 삽입되는 실린더로 이루어진 가스 업소버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 무인운반차량용 캐스터에 따르면, 상기 스프링 시트는 상기 차량 본체(20)에서 고정볼트에 체결되는 완충 조절너트에 의해 그 위치가 조절되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 무인운반차량용 캐스터에 따르면, 상기 회전 완충부는 차량 본체에 설치되어 상기 몸체를 지지하는 고정 브래킷과, 상기 몸체의 폭 방향 양측에 각각 설치된 한 쌍의 링크 지지대와, 일측은 상기 고정 브래킷에 힌지 고정되고 타측은 상기 링크 지지대에 힌지 고정되어 상기 몸체가 차량 본체에 대하여 상대 회전하도록 하는 하나 이상의 링크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 무인운반차량용 캐스터에 따르면, 상기 캐스터 휠은 휠 서포트의 양단에 각각 회전 가능하게 결합되고, 상기 휠 서포트는 상기 몸체에 베어링으로 연결된 캐스터 서포트의 하단에 핀을 중심으로 좌우 회전이 가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 무인운반차량용 캐스터에 따르면, 상기 몸체의 선단부에 일정 크기의 스톱 바가 설치되고 상기 차량 본체에 스토퍼가 설치되어 상기 몸체가 과다하게 회전하지 않도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 무인운반차량용 캐스터에 따르면, 상기 캐스터는 무인운반차량의 전방과 후방의 좌우 양측에 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 무인운방차량용 캐스터에 따르면, 전방 캐스터와 후방 캐스터가 구동 휠을 기준으로 대칭 구조를 갖도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 무인운반차량용 캐스터는 수직 완충부와 회전 완충부를 구비하여 노면의 요철이나 기울어짐 및 제품의 편재시 수직 완충부와 회전 완충부가 충격을 흡수하고 원위치로 복원하게 되므로 무인운반차량이 에러 없이 안정적으로 주행하게 하는 효과가 있다.

또, 본 발명의 무인운반차량용 캐스터에 따르면, 가스 업소버와 완충 스프링의 이중 완충 구조를 통해 노면의 요철에 따른 충격을 완화시키게 되므로, 충격 완화 효과가 우수하고 조기 복원이 가능하게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 무인운반차량용 캐스터에 따르면, 고정 브래킷과 링크 및 링크 지지대로 이루어진 회전 완충부를 이용하여 몸체가 차량 본체에 대하여 상대 회전할 수 있도록 하므로, 노면의 경사에 관계없이 무인운반차량이 항상 수평을 유지하도록 할 수 있어 안정적인 주행이 가능하게 되는 효과가 있다.

또, 본 발명의 무인운반차량용 캐스터에 따르면, 한 쌍으로 구성된 캐스터 휠을 지지하는 휠 서포트가 몸체에 베어링으로 연결된 캐스터 서포트에 핀으로 좌우 회전 가능하게 연결됨에 따라 노면 형상에 따라 휠 서포트가 핀을 중심으로 시소 운동을 하게 되어 캐스터 휠이 원활하게 회전되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 무인운반차량용 캐스터에 따르면, 스톱 바와 스토퍼로 이루어진 회전 제한수단이 구비되어 몸체가 과다하게 회전하지 않게 하므로, 몸체의 과다 회전에 따른 부품 손상이나 오작동이 방지되는 효과가 있다.

또, 본 발명의 무인운반차량용 캐스터에 따르면, 캐스터가 전후 대칭 및 좌우 대칭 구조로 설치됨에 따라 무인운반차량에 제품이 편중되게 적재되더라도 각각의 캐스터가 이를 완충하여 무인운반차량이 항상 수평을 유지한 상태로 주행하게 되는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 무인운반차량의 구동 휠과 캐스터를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 캐스터가 적용된 무인운반차량을 나타낸 개략 구성도.
도 3은 본 발명의 캐스터의 설치 형태를 나타낸 구성도.
도 4는 본 발명에 의한 무인운반차량용 캐스터의 사시도.
도 5는 본 발명의 요부인 수직 완충부의 구성도.
도 6은 본 발명의 무인운반차량용 캐스터의 측면도.
도 7은 본 발명의 무인운반차량용 캐스터의 정면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 무인운반차량용 캐스터에 대하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 무인운반차량용 캐스터는 도 2 내지 6에 도시된 바와 같이, 하부 중간 부분 양측에 각각 구동 휠(25)이 설치된 무인운반차량의 전방 하부와 후방 하부에 각각 설치되며, 전방 캐스터와 후방 캐스터가 구동 휠(25)을 기준으로 대칭 구조를 갖도록 배치된다. 또, 상기 전방 캐스터와 후방 캐스터는 무인운반차량의 전방과 후방의 중앙에 설치될 수도 있지만, 좌우 양측에 각각 설치되는 것이 바람직하다.

구체적으로 상기 캐스터(10)는 하부에 캐스터 휠(15)이 회전 가능하게 결합된 몸체(11)와; 상기 몸체(11)와 차량 본체(20) 사이에 설치되는 완충 스프링(17)과, 차량 본체(20)의 하부에 위치되어 상기 완충 스프링(17)의 상단부를 지지하는 스프링 시트(19)와, 상기 완충 스프링(17) 내에 배치되며 선단에 결합된 결합구(16d)가 상기 스프링 시트(19)의 홈(19")에 삽입되는 로드(16b) 및 후단부의 결합구(16c)가 상기 몸체(11)의 홈(11')에 삽입되는 실린더(11a)로 이루어진 가스 업소버(16)로 구성되어, 노면 상태에 따라 상기 몸체(11)가 상하로 움직이면서 충격을 흡수하도록 하는 수직 완충부와; 차량 본체(20)에 설치되어 상기 몸체(11)를 지지하는 고정 브래킷(13)과, 상기 몸체(11)의 폭 방향 양측에 각각 설치된 한 쌍의 링크 지지대(12)와, 일측은 상기 고정 브래킷(13)에 힌지 고정되고 타측은 상기 링크 지지대(12)에 힌지 고정되어 상기 몸체(11)가 차량 본체(20)에 대하여 상대 회전하도록 하는 하나 이상의 링크(14)로 구성되어 상기 몸체(11)가 차량 본체(20)에 대하여 회동할 수 있도록 하는 회전 완충부와; 상기 몸체(11)의 선단부에 설치되는 일정 크기의 스톱 바(22)와, 상기 차량 본체(20)에 설치되어 상기 스톱 바(22)와의 접촉을 통해 상기 몸체(11)가 과다하게 회전하지 않도록 하는 스토퍼(21)로 이루어진 회전제한수단;을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 스프링 시트(19)는 상기 차량 본체(20)에서 고정볼트에 체결되는 완충 조절너트(19')에 의해 그 위치가 조절되는 것이 바람직하다. 상기 완충 조절너트(19')는 상기 스프링 시트(19)가 상하 방향으로 움직일 수 있도록 함으로써 상기 완충 스프링(17)의 장력을 조절하게 된다. 그리고, 상기 가스 업소버(16)는 실린더(16a)나 로드(16b)가 상기 몸체(11)나 차량 본체(20)에 직접 고정되지 않은 상태에서 상하 방향의 충격을 흡수하게 된다.

그리고, 상기 캐스터 휠(15)은 휠 서포트(15')의 양단에 각각 회전 가능하게 결합되고, 상기 휠 서포트(15')는 상기 몸체(11)에 베어링(18)으로 연결된 캐스터 서포트(18')의 하단에 핀을 중심으로 좌우 회전이 가능하게 결합되도록 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 무인운반차량용 캐스터는 무인운반차량의 전방 하부의 좌우 양측과 후방 하부의 좌우 양측에 각각 설치되어 노면으로부터의 충격을 흡수하고 노면 상태나 물품의 적재 상태에 관계없이 무인운반차량이 항상 수평을 유지한 상태로 주행하도록 한다.

가스 업소버(16)와 완충 스프링(17)으로 이루어진 수직 완충부는 노면의 요철 등으로 인해 무인주행차량에 충격이 작용할 때 이 충격을 흡수 및 완충하여 무인주행차량이 수평 상태로 복원되도록 한다. 또, 링크 구조를 이용한 회전 완충부는 노면의 경사에 따라 몸체가 회전되어 무인주행차량이 수평 상태로 조기 복원되도록 한다.

그리고, 한 쌍으로 이루어진 캐스터 휠(15)은 휠 서포트(15')가 캐스터 서포트(18')에 대하여 좌우 회전할 수 있는 구조로 형성되어 비교적 좁은 범위에 형성된 요철 및 경사에 따른 충격을 흡수하여 몸체(11)가 수평 상태를 유지하도록 함으로써 무인주행차량이 수평 상태로 조기에 복원되도록 한다.

이와 같이, 본 발명의 무인운반차량용 캐스터는 좌우 대칭과 전후 대칭의 캐스터 배치 구조와 수직 완충부 및 회전 완충부로 이루어진 완충 구조, 그리고 캐스터 휠이 결합된 휠 서포트의 회전 구조 등을 이용하여 무인주행차량이 항상 수평을 유지하도록 하므로, 노면 상태나 물품의 적재 상태 등에 관계없이 무인주행차량이 안정적으로 주행하고 에러가 발생하지 않게 된다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 몇 가지 실시 예들과 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 명세서에 기재된 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 통상의 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

10...캐스터
11...몸체
11'...홈
12...링크 지지대
13...고정 브래킷
14...링크
15...캐스터 휠
15'...휠 서포트
16...가스 업소버
16a...실린더
16b...로드
16c, 16d...결합구
17...완충 스프링
18...베어링
18'...캐스터 서포트
19...스프링 시트
19'...완충 조절너트
19"...홈
20...차량 본체
25...구동 휠

Claims (8)

1. 하부 중간 부분 양측에 각각 구동 휠(25)이 설치된 무인운반차량의 전방 하부와 후방 하부에 각각 설치되는 무인운반차량용 캐스터(10)로서,
   하부에 캐스터 휠(15)이 회전 가능하게 결합된 몸체(11);
   상기 몸체(11)와 차량 본체(20) 사이에 설치되는 완충 스프링(17)과, 차량 본체(20)의 하부에 위치되어 상기 완충 스프링(17)의 상단부를 지지하는 스프링 시트(19)와, 상기 완충 스프링(17) 내에 배치되며 선단에 결합된 결합구(16d)가 상기 스프링 시트(19)의 홈(19")에 삽입되는 로드(16b) 및 후단부의 결합구(16c)가 상기 몸체(11)의 홈(11')에 삽입되는 실린더(11a)로 이루어진 가스 업소버(16)로 구성되어, 노면 상태에 따라 상기 몸체(11)가 상하로 움직이면서 충격을 흡수하도록 하는 수직 완충부;
   차량 본체(20)에 설치되어 상기 몸체(11)를 지지하는 고정 브래킷(13)과, 상기 몸체(11)의 폭 방향 양측에 각각 설치된 한 쌍의 링크 지지대(12)와, 일측은 상기 고정 브래킷(13)에 힌지 고정되고 타측은 상기 링크 지지대(12)에 힌지 고정되어 상기 몸체(11)가 차량 본체(20)에 대하여 상대 회전하도록 하는 하나 이상의 링크(14)로 구성되어, 상기 몸체(11)가 차량 본체(20)에 대하여 회동할 수 있도록 하는 회전 완충부; 및
   상기 몸체(11)의 선단부에 설치되는 일정 크기의 스톱 바(22)와, 상기 차량 본체(20)에 설치되어 상기 스톱 바(22)와의 접촉을 통해 상기 몸체(11)가 과다하게 회전하지 않도록 하는 스토퍼(21)로 구성되는 회전제한수단
   을 포함하고,
   상기 스프링 시트(19)는 상기 차량 본체(20)에서 고정볼트에 체결되는 완충 조절너트(19')에 의해 그 위치가 조절되고, 상기 완충 조절너트(19')는 상기 스프링 시트(19)가 상하 방향으로 움직일 수 있도록 함으로써 상기 완충 스프링(17)의 장력을 조절하며,
   상기 가스 업소버(16)는 실린더(16a)나 로드(16b)가 상기 몸체(11)나 차량 본체(20)에 직접 고정되지 않은 상태에서 상하 방향의 충격을 흡수하고,
   캐스터 휠(15)은 휠 서포트(15')의 양단에 각각 회전 가능하게 결합되며, 상기 휠 서포트(15')는 상기 몸체(11)에 베어링(18)으로 연결된 캐스터 서포트(18')의 하단에 핀을 중심으로 좌우 회전이 가능하게 결합되고,
   상기 캐스터(10)는 무인운반차량의 전방과 후방의 좌우 양측에 각각 설치되며, 전방 캐스터와 후방 캐스터가 구동 휠(25)을 기준으로 대칭 구조를 갖도록 배치되는 것을 특징으로 하는 무인운반차량용 캐스터.
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