キャンバー角を形成する搬送台車用の駆動輪の旋回構造

【課題】従来の搬送台車用の駆動輪は、タイヤ面と通路面が平行に当接することで、走行と旋回を可能にしていたが、タイヤの接触面が広く負荷が大きくなり、旋回装置を大型化して対処していた。本発明は、接触面を旋回時のみに少なくして負荷を小さくすることで小型の旋回装置にする構造を提供する。
【解決手段】前記駆動輪４は円筒状のホイール５を備え、該ホイール５の外周面にタイヤ６を嵌着して、ホイール５に内蔵するギヤー群の変速機７を備え、該変速機７に入力する電動モータ８を接続して、該変速機７の出力軸２１にはホイール５と制動装置９を接続して、電動モータ８のモータ軸２０と変速機７の出力軸２１と制動装置９とを配置して、ホイール５を回動可能に支持する取付ベース１４を荷台の水平に対して、傾斜又は偏心させ、前記ホイール５は、旋回する時にキャンバー角Ｃを形成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送台車を走行させる駆動輪の旋回構造であり、駆動輪には電動モータと変速機を内蔵したホイールを備え、ホイールの外周面に緩衝材で覆われたタイヤを配置して、駆動回転させることで搬送台車を走行可能にするもので、走行方向に小さな力で容易に旋回可能にする構造であり、旋回時にタイヤの外周面を水平面からキャンバー角を付けた傾斜面とする駆動輪に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の無人搬送車の駆動ユニットは、駆動車輪を走行用モータと減速機を一体に内蔵して形成し、この駆動車輪の中心の上段に旋回させる操舵ユニットを備え、制御することで重量物を搭載して搬送可能にする。駆動車輪の設置面は、幅が広く重量が掛かり、旋回するときの通路面との抵抗が大きく、操舵ユニットを大型にして出力を上げて対策していた。
【０００３】
【特許文献１】特許第４０７９６１９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、積載重量が重くなると、駆動車輪に掛かる負荷も大きくなり、旋回させる動力も大きくして対処するが高価になり大型化し、タイヤと通路面との摩擦抵抗が大きく、発熱・騒音・振動を発生させてタイヤを早く傷める原因になっていた。
本発明では、直進時ではタイヤ幅の接地面を有効に作用させ、旋回時に車輪と通路面の接地面を傾斜させて少なくすることで、旋回時の抵抗を小さくして、タイヤの耐久性を向上させると共に、旋回力を小さくできるので小型の旋回装置にして、小型化して安価な駆動輪にして解決するものであり、旋回時にホイールの軸心方向を水平方向から傾斜角を付けるキャンバー角を備える構造を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明では、通路を搬送可能に走行する搬送台車の駆動輪であり、この駆動輪は円筒状のホイールを車輪として備え、この車輪のホイールの外周面にタイヤを嵌着している。ホイールの内部には、内蔵するギヤー群の変速機を備え、この変速機に入力する電動モータを接続して、この変速機の出力軸にはホイールと制動装置を接続して、電動モータのモータ軸と変速機の出力軸と制動装置とを同方向に配置している。
ホイールは、旋回可能に支持する支持軸を備え、駆動回転する旋回ギヤーを備え、この旋回ギヤーが荷台に固着された固定旋回用ギヤーを旋回してホイールを旋回可能にする。支持軸と固定旋回ギヤーは、偏心する位置に備える。ホイールの旋回は、回転可能に軸着する軸心方向の水平に対して、旋回時にタイヤと通路との接地面に傾斜角を形成する構成とする。
【０００６】
請求項２の発明では、請求項１の支持軸の偏心位置を、固定旋回用ギヤーの旋回中心点から外れた位置に支持軸受を備えている。旋回ギヤーは、支持軸を支持して固定旋回用ギヤーの外周面を旋回して、ホイールの軸心方向を旋回可能に噛合せている。
前記支持軸受は、ホイールを支持する支持軸を回動可能に互いに球面形状にしている。この旋回ギヤーは、固定旋回用ギヤーを回転するとき、支持軸を緊張させて傾斜させることで、前記ホイールの水平な軸心方向に対して傾斜させる構成とする。
【０００７】
請求項３の発明では、請求項１の固定旋回用ギヤーの偏心位置は、水平な荷台に対して傾斜させた固定旋回用ギヤーを固着させる。この固定旋回用ギヤーに噛合せる旋回ギヤーを備え、この旋回ギヤーがホイールを旋回時に傾斜する構成とする。
請求項１の構成では、ホイールを旋回させる旋回ギヤーである支持点と、固定旋回用ギヤーの中心である旋回中心点とを、異なる位置にしているため、旋回ギヤーの回転によりホイールを回動させ、タイヤの接地面が支持軸の傾斜でキャンパー角を形成する作用がある。
請求項２の構成では、旋回ギヤーが回転する方向に支持軸を緊張させることで、支持軸を傾斜してキャンパー角を形成する作用がある。
請求項３の構成では、傾斜した固定旋回ギヤーに沿って旋回ギヤーが回転することで、支持軸を傾斜させて、キャンパー角を形成する作用がある。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明では、直進時のタイヤの接触面が全面線状に接触して、旋回時にタイヤと通路の接触面を点状に接触させて少なくすることで、タイヤの異音・騒音・振動を小さくでき、旋回抵抗も小さくすることができるので、旋回用モータを小型化して、安価で小型化した駆動輪にする効果がある。
【０００９】
請求項２の発明では、ホイールの支持点と固定旋回用ギヤーの旋回中心点が偏心しているため、旋回方向に回動するとき、支持軸が傾斜してタイヤと通路の接触面を少なくする効果がある。
請求項３の発明では、固定旋回用ギヤーと旋回ギヤーとが傾斜しているので、直進時にはタイヤの全面が通路と接触して、旋回時には支持軸が傾斜してタイヤも傾斜することで、通路の接触面を小さくできるので、旋回力を小さくできる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、搭載物Ｗを載置する荷台３を備えた搬送台車１の駆動輪４であり、目的地に進行させることで搬送することができるもので、この駆動輪４を駆動回転するホイール５と、ホイール５を軽快に操舵する旋回構造を提供するものである。
図１は、搬送台車１を示し、水平面の床を備えた荷台３と、制御装置等の電気部品と手動操作装置を備えて箱型に形成する運転台２と、荷台３の下面に走行させる駆動輪４が複数個配置されている。
【００１１】
駆動輪４は、操舵機能を各駆動輪４に独立して備えていて、最小の旋回径になるように、軸心方向１０を制御されている。搬送台車１は、運転者が操縦することも可能であるが、通常では自動運転により、定められた通路２２を走行することができる。定められた通路２２では、搬送台車１の進行方向が目的地まで前進して、戻りを後退で引き返す走行を行い、進行方向を直線・曲面・湾曲・直角等を進行する。走行中は、搬送台車１が近づいたことを知らせる警告音・ブザー・音声・音楽等を鳴らしながら移動する。
【００１２】
そして駆動輪４は、金属製の円筒型のホイール５に変速機７を内蔵して、変速機７に電動モータ８を接続し、制動装置９の電磁ブレーキを配置して、回転可能に形成している。ホイール５の外周面には、通路２２の衝撃を緩和する緩衝材であるゴム・ウレタン等により覆われ、タイヤ６を形成している。このタイヤ６は、軸心を同軸にする変速機７・電動モータ８・制動装置９を一線状に配置させて軸心方向１０として、旋回による軸心方向１０の先を軸方向点１９として、制御による最短の旋回径になるように駆動輪４を回動させる。
【００１３】
図２は、搬送台車１を正面から見たもので、荷台３の下面に駆動輪４を備え、旋回用モータ１３の回転で車輪を右方向又は左方向に回動することができる。荷台３には、搭載物Ｗが載置されて、駆動輪４の回転で目的地に走行する。駆動輪４は、荷台３と搭載物Ｗの重量を受けて、タイヤ６が全面の線状の接地で図面の左側に示すように駆動回転させて走行するために、駆動力の伝達性も制動性も高く耐久性も高いものにできる。
逆に、旋回するときのタイヤ６は、タイヤ６の軸心方向１０を水平方向から数度の鉛直方向に傾斜することで、タイヤ６の全面の線状の接地から端面の一部の点状の接地に変わり、旋回する抵抗が大幅に小さくなるため、小型の旋回用モータ１３で可能になる。
【００１４】
図３は、駆動輪４の駆動機構と旋回機構を説明するものであり、荷台３に固定された取付ベースの固定旋回用ギヤー１４が備えてあり、外周面を歯面で形成している。その歯面と噛合う旋回ギヤー１５が固定旋回用ギヤー１４の外周に設置され、旋回用モータ１３で該固定旋回用ギヤー１４の外周面を旋回することで、ホイール５の軸心方向１０を変えることができる。旋回用モータ１３は、ホイール５を軸着しているホイール受フレーム１１に固定され、固定旋回用ギヤー１４の中心である旋回中心点２４を支点として外周を旋回することで、ホイール５を旋回することができる。
ホイール受フレーム１１は、支持軸１６により回動可能に固定旋回用ギヤー１４の偏心位置に軸受されている。この偏心位置の支持軸１６は、旋回用モータ１３が旋回中心点２４を旋回することで、鉛直方向の支持軸１６が数度（１度から３度）の傾斜をして、タイヤ６の接地面も傾斜する。この傾斜状態でタイヤ６は、旋回するので抵抗が小さく旋回力が小さくてよいことになる。
【００１５】
ホイール５は、金属製の円柱であり、外周面にゴム・ウレタン・樹脂等のタイヤ６が嵌着されて、側面を軸受で軸着するホイール受フレーム１１で回転可能に支持して、ホイール５内部に変速機７を備え、その変速機７に電動モータ８と制動装置９を同軸上に接続している。ホイール受フレーム１１は、支持軸１６を中心にして回動可能にし、傾斜も可能にする半球面体の軸受１８を備えて、旋回と傾斜を可能にしている。
【００１６】
図４は、直進するときの駆動輪４を示し、固定旋回用ギヤー１４には偏心位置（中心点より前方）に支持軸１６を備え、該固定旋回用ギヤー１４の外周面には中心を支点にして一対に挟持する旋回ギヤー１５・１５ａが回転することで、ホイール受フレーム１１が旋回することになる。ホイール受フレーム１１は、図５に示す平面図のように、固定旋回用ギヤーの旋回中心点２４を中心にして回転する。支持軸１６は、旋回中心点２４より外れた位置に軸着して直進方向と一線上に配置されている。
【００１７】
図６は、駆動輪４を図面上で左方向に旋回するもので、支持軸１６の支持点２５の位置が変わらずに、旋回中心点２４を中心とするホイール５の方向が変わるため、支持軸１６が傾斜することになる。支持軸１６は、傾斜するとホイール５を傾斜することになる。図７は、ホイール５を右方向に傾斜するもので、旋回ギヤー１５・１５ａを左回転することで、支持軸１６が傾斜してキャンバー角Ｃを形成する。
【００１８】
実施形態２では、旋回中心点２４と支持点２５を同心にして、固定旋回用ギヤー１４を傾斜させて取り付け、この傾斜した固定旋回用ギヤー１４に噛合う旋回ギヤー１５・１５ａが回転することで、旋回用モータ１３が旋回フレーム１２を介して、ホイール受フレーム１１を傾斜させながら旋回をする。ホイール５は、直進方向の回転では鉛直方向に支持軸１６が旋回用ギヤー１５・１５ａにより維持されている。
【００１９】
旋回時には、旋回用ギヤー１５・１５ａが傾斜した固定旋回用ギヤー１４に沿って回転をするため、ホイール受フレーム１１が傾斜されて支持軸１６も傾斜することで、ホイール５が旋回されると共に支持軸１６の傾斜によりタイヤ６と通路２２の接地面とにキャンバー角Ｃを形成し、摩擦抵抗を小さくして旋回用モータ１３の負荷を小さくして旋回容易にする。旋回用ギヤー１５・１５ａは、固定旋回用ギヤー１４の外周面を噛合って転動できるように図示略の補助ローラにより固定旋回用ギヤー１４の側面に当接させて回転させるため、位置ずれも無く正確に外周面を噛合って回転することができる。
【００２０】
図８は、台車フレーム１７に固定旋回用ギヤー１４を傾斜させて固着している。この固定旋回用ギヤー１４の軸心である旋回中心点と、固定旋回用ギヤー１４に噛合い旋回する旋回ギヤー１５・１５ａの軸心である支持軸１６とは、同心であり同軸上を回転するが、傾斜分だけ支持軸１６も傾斜する。傾斜した支持軸１６は、通路２２の面とタイヤ６の接触面に傾斜角ができ、タイヤ６の摩擦力を小さくして旋回する。
【００２１】
図９は、図面の左側に旋回しているところであり、正面を向けて固定旋回用ギヤー１４が高い又は低くする位置に傾斜して、旋回ギヤー１５・１５ａが噛合って旋回用モータ１３の駆動回転により傾斜面を回転する。前記旋回ギヤー１５・１５ａは、ホイール５が直進方向のときでは固定旋回用ギヤー１４の中間位置で停止しているが、左に旋回するとき下り傾斜面の方向に旋回ギヤー１５が噛合って進み、反対位置の旋回ギヤー１５ａが固定旋回用ギヤー１４の中間位置から上り傾斜の方向へ進むことで、支持軸１６を傾斜させることでホイール５も傾斜させキャンバー角Ｃを形成させて、タイヤ６の接地面を少なくして旋回を容易にする。
図１０は、右方向に旋回する動作を示し、図９で示すように直進方向を高く傾斜させた固定旋回用ギヤー１４に噛合う旋回ギヤー１５・１５ａの回転で、支持軸１６が傾斜してホイール５にキャンバー角Ｃを形成して、タイヤ６の旋回抵抗を小さくして旋回することができる。
【００２２】
図１１は、ホイールが傾斜して左に旋回している状態を示し、旋回用ギヤー１５・１５ａが偏心した位置の固定旋回用ギヤー１４に噛合って傾斜して、支持軸１６を支持点２５からホイール５の接地面までを、鉛直方向空から傾斜させながらホイール６を旋回させるので、タイヤ６の接地面の抵抗を少なくして旋回することができる。
図１２は、図１１で上述した方向とは反対の右方向に旋回する動作であり、図１０のように旋回ギヤー１５が上り方向に進み、もう一方の旋回ギヤー１５ａが下り方向に進むため、支持軸１６が左側に傾斜してホイール５を左に傾斜させながら旋回をすることになる。支持軸１６を回動可能にする支持受２３は、半球面の皿状にして、支持軸１６の球面状と同形にして、円滑に回動を容易にすることで支持軸１６を傾斜させている。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】搬送台車の斜視図。
【図２】搬送台車に取付けた駆動輪の正面図。
【図３】駆動輪の構造を示す正面図。
【図４】搬送台車の旋回時の駆動輪の傾斜を説明する正面図。
【図５】駆動輪の直進方向の動作を示す平面図。
【図６】駆動輪の右旋回動作を示す平面図。
【図７】駆動輪の左旋回動作を示す平面図。
【図８】駆動輪の右旋回動作を示す正面図。
【図９】駆動輪の直進方向を示す側面図。
【図１０】駆動輪の右旋回動作を示す平面図。
【図１１】ホイールの左旋回動作を示す正面図。
【図１２】ホイールの右旋回動作を示す正面図。
【符号の説明】
【００２４】
１搬送台車
３荷台
４駆動輪
５ホイール
６タイヤ
１０軸心方向
１１ホイール受フレーム
１２旋回フレーム
１３旋回用モータ
１４固定旋回用ギヤー
１５旋回ギヤー
１６支持軸
１７台車フレーム
１８軸受

【特許請求の範囲】
【請求項１】
通路を搬送可能に走行する荷台を備えた搬送台車の駆動輪において、
前記駆動輪は円筒状のホイールを備え、該ホイールの外周面にタイヤを嵌着して、ホイールに内蔵するギヤー群の変速機を備え、該変速機に入力する電動モータを接続して、該変速機の出力軸にはホイールと制動装置を接続して、電動モータのモータ軸と変速機の出力軸と制動装置とを同方向に配置して、
前記ホイールは、操舵可能に支持する支持軸を備えると共に、駆動回転する旋回ギヤーを備え、
前記旋回ギヤーは、荷台に固着された固定旋回ギヤーを旋回して、ホイールを旋回可能にし、前記支持軸と該固定旋回ギヤーとが偏心する位置に備え、
該ホイールを回転可能に軸着する軸心方向の水平に対し、旋回時にタイヤと通路との接地面に傾斜角を形成することを特徴とするキャンバー角を形成する搬送台車用の駆動輪の旋回構造。
【請求項２】
前記支持軸の偏心位置は、固定旋回用ギヤーの旋回中心点から外れた位置にして、該外れた位置に支持軸受を備え、
前記支持軸受は、ホイールを支持する支持軸を回動可能な球面形状にして、
前記旋回ギヤーの回転が支持軸を緊張させ、
前記ホイールを軸心方向に対して傾斜させることを特徴とする請求項１記載のキャンバー角を形成する搬送台車用の駆動輪の旋回構造。
【請求項３】
前記固定旋回用ギヤーの偏心位置は、水平な荷台に対して固定旋回用ギヤーを傾斜させて、該固定旋回用ギヤーと噛合う旋回ギヤーを備え、
前記旋回ギヤーの回転が支持軸を緊張させ、
前記ホイールを軸心方向に対して傾斜させることを特徴とする請求項１記載のキャンバー角を形成する搬送台車用の駆動輪の旋回構造。

【図１】