(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記複数のドライブユニットは、前記第1ドライブユニットから、前記シフト機構による前記移載装置の移動方向に間隔をあけて配置された第2ドライブユニットを含むことを特徴とする請求項1に記載の無人搬送車。
前記第1ドライブユニットを旋回させて前記移載装置を前記車両本体に対して移動させる際、その他のドライブユニットの前記第1車輪及び前記第2車輪を前記シフト機構による前記移載装置の移動方向に対して直角の方向に向けていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の無人搬送車。
走行の際、前記動力伝達機構は、前記第1ドライブユニットの旋回による動力を前記シフト機構へ伝達しない状態にあることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の無人搬送車。
前記動力伝達機構は、前記伝達軸が前記車両本体に固定された状態と、前記伝達軸の前記車両本体への固定が解除された状態とに切り替える第2切替手段をさらに備えることを特徴とする請求項5に記載の無人搬送車。
前記動力伝達機構の出力軸に装着された出力軸用ギアと、前記シフト機構による前記移載装置の移動方向に互いに間隔をあけて前記車両本体に設けられ、前記出力軸用ギアと係合する第1ピニオン及び第2ピニオンと、前記移動方向に延びるようにかつ前記第1ピニオン及び前記第2ピニオンと係合が可能なように前記移載装置に設けられたラックと、を備えることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の無人搬送車。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
移載装置は、車両本体に載置されている。そのため、車両本体は、移載装置と移載装置が移載するワークとの双方の重量を受ける。従って、車両本体は、この負荷に耐え得るだけの強い剛性が要求され、その結果、無人搬送車のコストアップ、重量化、高床構造は避けることができなかった。
【0005】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、車両本体に負荷を与えすぎない構成の無人搬送車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明に係る無人搬送車は、
車両本体と、
ワークを移載するための移載装置と、
前記車両本体に対して上下方向に延びる旋回軸線まわりに旋回が可能なように前記車両本体に設けられた複数のドライブユニットと、
前記移載装置に対して上下方向に延びる旋回軸線まわりに旋回が可能なように前記移載装置に設けられた少なくとも1つのキャスタユニットと、を備え、
前記車両本体は、前記複数のドライブユニットで接地し、
前記移載装置は、前記少なくとも1つのキャスタユニットで接地し、
前記複数のドライブユニットはそれぞれ、第1車輪と、前記第1車輪と同じ回転軸線まわりに回転する第2車輪と、前記第1車輪を駆動する第1モータと、前記第2車輪を駆動する第2モータとを含み、さらに、
前記移載装置を前記車両本体に対して水平方向に直線状に移動させるシフト機構と、
前記複数のドライブユニットのうち第1ドライブユニットの旋回軸線まわりの旋回による動力を前記シフト機構に伝達して前記シフト機構を作動させる動力伝達機構と、を備えることを特徴とする。
【0007】
好ましくは、前記複数のドライブユニットは、前記第1ドライブユニットから、前記シフト機構による前記移載装置の移動方向に間隔をあけて配置された第2ドライブユニットを含む。
【0008】
好ましくは、前記第1ドライブユニットを旋回させて前記移載装置を前記車両本体に対して移動させる際、その他のドライブユニットの前記第1車輪及び前記第2車輪を前記シフト機構による前記移載装置の移動方向に対して直角の方向に向けている。
【0009】
好ましくは、走行の際、前記動力伝達機構は、前記第1ドライブユニットの旋回による動力を前記シフト機構へ伝達しない状態にある。
【0010】
好ましくは、前記動力伝達機構は、
前記第1ドライブユニットにその旋回軸線上に延びるように設けられた入力軸と、
前記入力軸に装着された第1ギアと、
回転可能に支持された伝達軸と、
前記第1ギアと係合し、前記伝達軸に対して回転可能に前記伝達軸に装着された第2ギアと、
前記伝達軸と前記第2ギアとが互いに固定された状態と、前記伝達軸と前記第2ギアとの固定が解除された状態とに切り替える第1切替手段と、
前記シフト機構を作動させるために前記シフト機構に接続され、前記伝達軸の回転と連動して回転する出力軸と、を備える。
【0011】
好ましくは、前記動力伝達機構は、前記伝達軸が前記車両本体に固定された状態と、前記伝達軸の前記車両本体への固定が解除された状態とに切り替える第2切替手段をさらに備える。
【0012】
好ましくは、前記動力伝達機構は、前記出力軸が前記車両本体に固定された状態と、前記出力軸の前記車両本体への固定が解除された状態とに切り替える出力軸用切替手段を備え、
走行の際、前記出力軸用切替手段によって、前記出力軸が前記車両本体に固定された状態にしておく。
【0013】
好ましくは、前記動力伝達機構の出力軸に装着された出力軸用ギアと、前記シフト機構による前記移載装置の移動方向に互いに間隔をあけて前記車両本体に設けられ、前記出力軸用ギアと係合する第1ピニオン及び第2ピニオンと、前記移動方向に延びるようにかつ前記第1ピニオン及び前記第2ピニオンと係合が可能なように前記移載装置に設けられたラックと、を備える。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、上記構成の通り、移載装置が車両本体に載置されずキャスタユニットで接地する。従って、車両本体は移動載置の重量及び移載装置が移載するワークの重量を受けなくてよく、負荷が軽減される。その結果、無人搬送車のコストダウン、軽量化、及び、低床構造が可能となる。
【0015】
さらに、本発明によれば、移載装置の車両本体に対する移動(移載装置のシフト動作)が、車両本体に設けられた走行用のドライブユニットの旋回動作によって実現される。従って、移載装置のシフト動作のためのモータ、アクチュエータ等を別途設ける必要がない。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、図面を参照して、本発明に係る無人搬送車の一実施形態について説明する。無人搬送車は、例えば、工場、倉庫などの所定の搬送路に沿って敷設された誘導ラインを撮像手段等で検出して、当該誘導ラインに沿って自動走行することができる。
【0018】
[全体構成]
図1を参照して、無人搬送車は、走行を担う車両本体1と、ワークを移載するための移載装置2と、を備えている。さらに、無人搬送車は、車両本体1に対して上下方向にのびる旋回軸線Rまわりに旋回可能に車両本体1に設けられた第1ドライブユニット3及び第2ドライブユニット4と、移載装置2に対して上下方向にのびる旋回軸線Rまわりに旋回可能に移載装置2に設けられた1つのキャスタユニット5とを備えている。車両本体1は、第1及び第2ドライブユニット3、4で接地しており、移載装置2は、キャスタユニット5で接地している。
【0019】
移載装置2は、キャスタユニット5を支持する基体6と、基体6上に設置されたリフト機構7と、リフト機構7によって昇降されるフォーク8とを備えている。
【0020】
さらに、無人搬送車は、移載装置2を車両本体1に対して水平方向に直線状に移動させるシフト機構9を備えている。本実施形態では、シフト機構9は、移載装置2を、平面視矩形状の車両本体1の長手方向に移動させる。このシフト機構9による移載装置2の移動方向を以下でシフト方向Yとする。
【0021】
シフト機構9による移載装置2の移動(シフト動作)のために、移載装置2は、シフト方向Yに移動可能に車両本体1に取り付けられている。具体的には、ガイドレール10が、車両本体1を構成するフレーム11のシフト方向Y(長手方向)に延びる一方の側面に渡って取り付けられており、ガイド部材12が、移載装置2の基体6に取り付けられるとともに、ガイドレール10に摺動可能に取り付けられている。
【0022】
さらに、無人搬送車は、第1ドライブユニット3の旋回による動力をシフト機構9に伝達してシフト機構9を作動させる動力伝達機構13を備えている。
【0023】
[ドライブユニット]
図1に示される通り、第1ドライブユニット3と第2ドライブユニット4とは、互いにシフト方向Yに間隔をあけて配置されている。
【0024】
図2を参照して、第1及び第2ドライブユニット3、4はそれぞれ、第1車輪14と、第1車輪14を駆動するための第1モータ15と、第2車輪16と、第2車輪16を駆動するための第2モータ17とを備えている。第1車輪14と第2車輪16とは、同じ回転軸線Raまわりに回転するように配置されている。
【0025】
第1車輪14及び第2車輪16が同じ回転速度で同じ方向に回転すると、車両本体1を直線的に走行させる駆動力が生じる。第1車輪14及び第2車輪16が回転速度に差をつけて同じ方向に回転すると、車両本体1を旋回走行(ステアリング走行)させる駆動力が生じる。第1車輪14及び第2車輪16が同じ回転速度で互いに逆方向に回転すると、第1及び第2ドライブユニット3、4は、その場で回転の量に応じた角度だけ旋回軸線Rのまわりに旋回する。従って、このとき、車両本体1を走行させる駆動力は生じず、車両本体1は静止したままである。なお、第1車輪14及び第2車輪16の回転方向がそれぞれ反転すると、第1及び第2ドライブユニット3、4の旋回方向は反転する。
【0026】
[キャスタユニット]
キャスタユニット5は、同じ回転軸線まわりに回転可能に支持された一対のキャスタなどで構成される。
【0027】
[リフト機構]
リフト機構7は、図示されていないが、例えば、フォーク8がシフト方向Yに延びるようにフォーク8を支持するリフトブラケット、リフトブラケットを案内するマスト、リフトブラケットをマストに沿って昇降させるための電動アクチュエータなどを含む。
【0028】
[動力伝達機構]
図3Aに、動力伝達機構13の第1ドライブユニット3側の概略的な構成が示され、
図3Bに、動力伝達機構13のシフト機構9側の概略的な構成が示されている。
図3Aを参照して、動力伝達機構13は、第1ドライブユニット3に取り付けられて、第1ドライブユニット3の旋回軸線R上に延びる入力軸18を備えている。この入力軸18に第1ギア19が装着されている。車両本体1のフレーム11にベアリングが取り付けられており、伝達軸20がこれらのベアリングに差し込まれることで、フレーム11に回転可能に支持されている。第1ギア19と係合する第2ギア21が、ベアリングを介して伝達軸20に装着され、伝達軸20に対して回転可能となっている。
【0029】
さらに、動力伝達機構13は、伝達軸20に装着された第1クラッチ22(第1切替手段の一例)を備えている。第1クラッチ22は、伝達軸20が第2ギア21に対して回転しないように伝達軸20と第2ギア21とが互いに固定された固定状態と、伝達軸20が第2ギア21に対して回転するように伝達軸20と第2ギア21との固定が解除された固定解除状態と、に切り替える。
【0030】
さらに、動力伝達機構13は、伝達軸20に装着された第2クラッチ23(第2切替手段の一例)を備えている。第2クラッチ23は、伝達軸20が車両本体1に対して回転しないように車両本体1のフレーム11に固定された固定状態と、伝達軸20が車両本体1に対して回転するように伝達軸20のフレーム11への固定が解除された固定解除状態と、に切り替える。
【0031】
さらに、伝達軸20には第1スプロケット24が装着されている。
【0032】
次に、
図3Bを参照して、動力伝達機構13のシフト機構9側の構成を説明する。動力伝達機構13は、シフト機構9を作動させるべくシフト機構9に接続された出力軸25を備えている。出力軸25は、車両本体1のフレーム11に設けられたベアリングに差し込まれることで、フレーム11に回転可能に支持されている。この出力軸25には、第2スプロケット26が装着されている。そして、第1スプロケット24(
図3A)と第2スプロケット26間に無端のチェーン27が掛け渡されている(
図1の符号27参照)。それによって、出力軸25は伝達軸20の回転に連動して回転する。
【0033】
さらに、動力伝達機構13は、出力軸25に装着された出力軸用クラッチ28(出力軸用切替手段の一例)を備えている。出力軸用クラッチ28は、出力軸25が車両本体1に対して回転しないようにフレーム11に固定された固定状態と、出力軸25が車両本体1に対して回転するように出力軸25のフレーム11への固定が解除された固定解除状態と、に切り替える。
【0034】
[シフト機構]
図1、
図3Bを参照して、シフト機構9は、動力伝達機構13の出力軸25に装着された出力軸用ギア29と、車両本体1に設けられた第1ピニオン30及び第2ピニオン31と、移載装置2に設けられたラック32とを備えている。第1ピニオン30及び第2ピニオン31は、ともに出力軸用ギア29と係合するように、かつ互いにシフト方向Yに間隔があくように配置されている。第1及び第2ピニオン30、31はいずれも、図示されていないが、車両本体1に対して上下方向にのびる回転軸線まわりに回転可能に支持されている。ラック32は、
図1に示される通り、シフト方向Yに延びるように、かつ、第1及び第2ピニオン30、31と係合することができるように、その両端部が移載装置2のガイド部材12に取り付けられている。移載装置2が車両本体1に対する移動範囲のどの位置にあっても、ラック32は第1ピニオン30及び第2ピニオン31の少なくともいずれか一方と係合するようになっている。
【0035】
[制御ユニット]
図4は、無人搬送車の制御ブロック図である。制御ユニット33及びバッテリ34は、車両本体1に収納されている。制御ユニット33は、車両本体1及び移載装置2に設けられた各種センサからのセンサ信号に基づいて、第1ドライブユニット3及び第2ドライブユニット4を独立して制御する。制御ユニット33は、センサ信号に基づいて、動力伝達機構13、リフト機構7、及び、シフト機構9も制御する。
【0036】
移載装置2は車両本体1に対して移動可能に設けられているので、車両本体1のバッテリ34から移載装置2への電力供給、及び、車両本体1及び移載装置2間の信号通信には、図示されていないが、トロリー線及び集電体などを用いるトロリー方式が採用されている。なお、移載装置2にもバッテリを設け、車両本体1及び移載装置2との信号通信に無線方式を利用する構成を採用してもよい。また、移載装置2が車両本体1に対して移動しても断線することがないように、給電線及び通信線がケーブルベアに収容された状態で車両本体1側と移載装置2側とに接続される構成を採用してもよい。
【0037】
[シフト動作]
次に、移載装置2の車両本体1に対する移動、即ちシフト動作について説明する。シフト機構9は、前述の通り第1ドライブユニット3の旋回軸線Rまわりの旋回を動力として作動する。
図3Aを参照して、まず制御ユニット33は、第1クラッチ22によって、伝達軸20と第2ギア21とを互いに固定するとともに、第2クラッチ23によって、伝達軸20の車両本体1のフレーム11への固定を解除する。即ち、第1及び第2クラッチ22、23の切替えにより、伝達軸20及び第2ギア21が一体となって車両本体1に対して回転ができる状態にする。
図3Bを参照して、さらに制御ユニット33は、出力軸用クラッチ28によって、出力軸25の車両本体1のフレーム11への固定を解除する。即ち、出力軸用クラッチ28の切替えによって、出力軸25が車両本体1に対して回転ができる状態にする。
【0038】
次いで、制御ユニット33は、第1ドライブユニット3を旋回軸線Rまわりに旋回させる。第1ドライブユニット3の当該旋回によって入力軸18及びこれに装着された第1ギア19が回転し、それによって、伝達軸20と第2ギア21とが一体的に回転する。この伝達軸20の回転が第1、第2スプロケット24、26、及びチェーン27によって出力軸25に伝達され、出力軸25及びこれに装着されたシフト機構9の出力軸用ギア29が一体的に回転し、それによって、第1及び第2ピニオン30、31が回転する。
【0039】
図5A、
図5Bを参照して、シフト機構9のラック32は、第1及び第2ピニオン30、31の少なくともいずれか一方と係合しているので、第1及び第2ピニオン30、31の回転によってシフト方向Yに移動する。その結果、ラック32を支持し、キャスタユニット5で接地する移載装置2は、車両本体1に対してシフト方向Yに移動する。
なお、移載装置2がシフト方向Yのどちらの方向に移動するかは、第1ドライブユニット3の旋回軸線Rまわりの旋回の旋回方向によって決まる。
【0040】
以上のようにして、第1ドライブユニット3が旋回軸線Rまわりに旋回すると、その旋回による動力が動力伝達機構13によってシフト機構9に伝達され、それによって、シフト機構9が作動して移載装置2を車両本体1に対してシフト方向Yに移動させる。
【0041】
なお、制御ユニット33は、第1ドライブユニット3を旋回させて移載装置2を移動させる前に、その他のドライブユニット、即ち本実施形態では第2ドライブユニット4を旋回させて第1車輪14及び第2車輪16をシフト方向Yと直角の方向に向けておく(
図5参照)。それによって、移載装置2が車両本体1に対して移動する際に、車両本体1が地面に対して移動することが確実に防止される。
【0042】
無人搬送車は、以上の構成を利用して、ワークWをフォーク8に載置する。制御ユニット33は、
図5Aの状態から、第1ドライブユニット3を旋回軸線Rまわりの旋回方向の一方向に旋回させて移載装置2をシフト方向Yの一方向に移動させる。それによって、
図5Bに示されるように、フォーク8がワークWのパレット(図示されない)に差し込まれる。制御ユニット33は、リフト機構7によりフォーク8を昇降させてワークWをフォーク8に載置する。それから、制御ユニット33は、第1ドライブユニット3を旋回軸線Rまわりの旋回方向の他方向に旋回させて、移載装置2をシフト方向Yの他方向に移動させる。このようにして、ワークWの移載動作が行われる。
【0043】
[走行動作]
次に、無人搬送車の走行について説明する。制御ユニット33は、走行前に、第1クラッチ22によって、伝達軸20と第2ギア21との固定を解除するとともに、第2クラッチ23によって、伝達軸20を車両本体1のフレーム11に固定する。また、制御ユニット33は、出力軸用クラッチ28によって、出力軸25を車両本体1のフレーム11に固定する。
【0044】
次いで、制御ユニット33が、第1及び第2ドライブユニット3、4の第1車輪14及び第2車輪16を同じ方向に回転させると、車両本体1、及びこれに取り付けられた移載装置2が一体となって走行する。即ち、無人搬送車が走行する。
第1車輪14及び第2車輪16が同じ方向に同じ回転速度で回転すると、無人搬送車は直線的に走行し、第1車輪14及び第2車輪16が同じ方向に回転速度に差をつけて回転すると、無人搬送車は旋回走行する。
【0045】
ところで、第1ドライブユニット3の第1車輪14及び第2車輪16が同じ方向に回転速度に差をつけて回転すると、第1ドライブユニット3は車両本体1に対して旋回軸線Rまわりに旋回するので、動力伝達機構13の入力軸18が回転する。しかしながら、前述の通り第1及び第2クラッチ22、23の切替えによって、伝達軸20は第2ギア21に固定されず車両本体1のフレーム11だけに固定されている。従って、入力軸18が回転しても第2ギア21だけが回転し、伝達軸20は回転しない。
【0046】
即ち、動力伝達機構13が、第1ドライブユニット3の旋回による動力をシフト機構9に伝達しない非伝達状態に切り替わっており、入力軸18が回転してもシフト機構9が作動しない。それによって、無人搬送車の旋回走行時に、シフト機構9が作動して移載装置2を車両本体1に対して移動させることが確実に防止される。
【0047】
また、キャスタユニット5で接地する移載装置2は、走行中に慣性力を受けることにより、車両本体1に対して移動する恐れがある。しかしながら、出力軸用クラッチ28の切替えによって出力軸25がフレーム11に固定されることにより、移載装置2のラック32と係合する車両本体1の第1及び第2ピニオン30、31は回転できない状態となっている。即ち、出力軸25が車両本体1に固定されることで、移載装置2が車両本体1に対してロックされた状態となっている。それによって、移載装置2が走行の際に慣性力により車両本体1に対して移動することが確実に防止される。
【0048】
以上の実施形態の構成によれば、移載装置2が車両本体1に載置されずキャスタユニット5で接地する。従って、車両本体1は移動載置2の重量及び移載装置2のフォーク8が支持するワークWの重量を受けなくてよく、車両本体1への負荷は軽減される。従って、車両本体1を構成するフレーム11にそれほど高い剛性は要求されない。その結果、無人搬送車のコストダウン、軽量化、及び、低床構造が可能となる。
【0049】
さらに、移載装置2のシフト動作が、走行用の第1ドライブユニット3の旋回動作によって行われる。従って、移載装置2のシフト動作のためのモータ、アクチュエータ等を別途設ける必要がない。
【0050】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【0051】
上記実施形態では、ドライブユニット3、4が車両本体1に2つ設けられていたが、3つ以上設けられてもよい。また、上記実施形態では、キャスタユニット5が移載装置2に1つ設けられていたが、2つ以上設けられてもよい。
【0052】
動力伝達機構13が、第1ドライブユニット3の旋回による動力をシフト機構9へ伝達しない状態に切り替わるように、第1切替手段(第1クラッチ22)と第2切替手段(第2クラッチ23)とが設けられているが、第2切替手段を省略することは可能である。但し、第2ギア21が回転したときに伝達軸20が確実に回転しないようにする観点からは、第2切替手段も設けておくことが好ましい。
無人搬送車は、車両本体1と移載装置2とを備える。車両本体1は、旋回軸線Rまわりに旋回可能な複数のドライブユニット3、4で接地する。移載装置2は、旋回軸線Rまわりに旋回可能な少なくとも1つのキャスタユニット5で接地する。各ドライブユニット3、4は、第1車輪14と、第1車輪14と同じ回転軸線まわりに回転する第2車輪16と、第1車輪14を駆動する第1モータと、第2車輪16を駆動する第2モータとを含んでいる。無人搬送車は、移載装置2を車両本体1に対して水平方向Yに直線状に移動させるシフト機構9と、第1ドライブユニット3の旋回軸線Rまわりの旋回による動力をシフト機構9に伝達してシフト機構9を作動させる動力伝達機構13と、を備える。