(57)【要約】【課題】傾斜のある搬送路であっても、電気モータなどの駆動制御の必要な動力源を用いずに、ほぼ所定の速度で走行することができ、後退させることなく走行駆動のエネルギーを蓄積することのできる搬送台車及びその制御方法を提供する。【解決手段】車軸３に設けられ、ゼンマイバネの回転トルクを該車軸の一方向への回転時のみにタイヤ４に伝達するワンウェイクラッチ５と、前記車軸を前記一方向とは反対方向に回転させる巻き上げモータ１３とを備え、前記巻き上げモータの駆動により前記車軸を回転させるとともに、前記ワンウェイクラッチにより前記車軸の回転を前記タイヤに伝達させずに前記ゼンマイバネを巻き上げ、前記巻き上げモータの駆動を停止した状態で、前記ゼンマイバネの解放により前記車軸を回転させ、前記ワンウェイクラッチにより車軸の回転トルクを前記タイヤに伝達して走行する。【選択図】図１
2016185830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送台を有する車体フレームに、車軸とともに回転可能に設けられたタイヤと、前記車軸の一方向の回転によって巻き上げがなされるゼンマイバネとを具備し、巻き取られた前記ゼンマイバネの解放によって前記車軸を回転させる搬送台車であって、
前記車軸に設けられ、前記ゼンマイバネの回転トルクを該車軸の一方向への回転時のみに前記タイヤに伝達するワンウェイクラッチと、前記車軸を前記一方向とは反対方向に回転させる巻き上げモータとを備え、
前記巻き上げモータの駆動により前記車軸を回転させるとともに、前記ワンウェイクラッチにより前記車軸の回転を前記タイヤに伝達させずに前記ゼンマイバネを巻き上げ、
前記巻き上げモータの駆動を停止した状態で、前記ゼンマイバネの解放により前記車軸を回転させ、前記ワンウェイクラッチにより車軸の回転トルクを前記タイヤに伝達して走行することを特徴とする搬送台車。
【請求項２】
前記車軸の回転から走行速度を検出するエンコーダと、前記車軸の回転を停止させるブレーキ部と、前記エンコーダの検出結果に基づき前記ブレーキ部の駆動制御を行う制御部とを備え、
前記制御部は、前記エンコーダが検出した速度が所定値より高い場合に、前記ブレーキ部を駆動させて前記車軸の回転を所定時間停止させ、前記ワンウェイクラッチにより前記タイヤを惰性回転させることを特徴とする請求項１に記載された搬送台車。
【請求項３】
前記請求項１または請求項２に記載された搬送台車の制御方法であって、
前記ゼンマイバネの解放により前記車軸を回転させ、前記ワンウェイクラッチにより車軸の回転トルクを前記タイヤに伝達して走行させるステップと、
前記エンコーダが検出した台車速度を監視するステップと、
前記エンコーダの検出速度が所定値より高い場合に、前記ブレーキ部を駆動させて前記車軸の回転を停止させ、前記タイヤを惰性回転させるステップと、
前記エンコーダの検出速度が所定値より低い場合に、前記ブレーキ部の駆動を停止して、前記ゼンマイバネの解放により前記車軸を回転させ、前記ワンウェイクラッチにより前記車軸の回転トルクを前記タイヤに伝達するステップと、を実施することを特徴とする搬送台車の制御方法。
【請求項４】
前記エンコーダの検出速度が所定値より高い場合に、前記ブレーキ部を駆動させて前記車軸の回転を停止させ、前記タイヤを惰性回転させるステップにおいて、
前記エンコーダの検出速度が所定値より低くなるまで、前記ブレーキ部を駆動させて前記車軸の回転を所定時間停止させる制御を繰り返すことを特徴とする請求項３に記載された搬送台車の制御方法。
【請求項５】
前記ゼンマイバネの解放により前記車軸を回転させ、前記ワンウェイクラッチにより車軸の回転トルクを前記タイヤに伝達して走行させるステップの前において、
前記ワンウェイクラッチにより前記車軸の回転を前記タイヤに伝達させない状態とし、前記巻き上げモータの駆動により前記車軸を回転させ、前記ゼンマイバネを巻き上げ開始するステップと、
前記エンコーダにより前記車軸の回転数を検出するステップと、
前記車軸の回転数が所定の設定値に達すると、前記巻き上げモータの駆動を停止し、前記ゼンマイバネの巻き上げを終了するステップとを実施することを特徴とする請求項３または請求項４に記載された搬送台車の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送台車及びその制御方法に関し、特に電動モータやエアシリンダなどの動力源を用いずに移動可能な搬送台車及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車工場の組み立てラインにおいて、従来、電動モータ等を動力源とする自動搬送台車などによりワークを搬送することが行われている。しかしながら、そのような電動の自動搬送台車にあっては、台車上に電動モータやバッテリ、制御装置が搭載され、バッテリの充電や、モータ、制御装置のメンテナンスなどの保守管理に手間がかかるという課題がある。
【０００３】
前記課題に対して、特許文献１には、電動モータやバッテリを用いない自走式台車が開示されている。図７に、特許文献１に開示の搬送台車の側面図を示す。
図７において、自走式台車２００は、上面に搬送台が設けられた車体フレーム２０１を備え、この車体フレーム２０１の下側に前部車輪２０２と後部車輪２０３とが回転自在に設けられている。前記後部車輪２０３は前記車体フレーム２０１に回転可能に支持された車軸２０４に取り付けられ、前記車軸２０４に設けられた巻き取り部材（図示せず）にはワイヤロープ２０５の一端側が接続されている。前記ワイヤロープ２０５の他端側は、車体フレーム２０１内に設けられた張力発生装置２０６に接続されている。
【０００４】
前記張力発生装置２０６は、図８に断面図で示すように、その内部において前記ワイヤロープ２０５の他端側が巻き付けられるほぼ円錐形の回転ドラム２０７と、回転ドラム２０７の回転中心となるスピンドル２０８とが回転可能に支持されている。また、前記スピンドル２０８の中心には、ゼンマイバネ２０９の中心側端部が固定されている。
【０００５】
このように構成された自走式台車２００においては、使用者の操作によって後方へ走行（後退）すると、車軸２０４に設けられた巻き取り部材がワイヤロープ２０５を巻き取り、ワイヤロープ２０５にかかる張力を受けた回転ドラム２０７は、その張力によって回転してワイヤロープ２０５を巻き出す。その際、ゼンマイバネ２０９が弾性変形してエネルギーを蓄積する。
【０００６】
使用者が台車２００を解放すると、ゼンマイバネ２０９が回転ドラム２０７を台車前方側へ回転するように付勢する。回転ドラム２０７は、回転によってワイヤロープ２０５を巻き取り、ワイヤロープ２０５は、車軸２０４、及び後輪２０３を台車前方側へ回転させる。これにより、自走式台車２００は、台車後方へ向けて走行した距離とほぼ同じ距離を自走によって戻ることとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−１５６２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示された自走式台車によれば、電気モータやバッテリを搭載する必要がなくワークを搬送することができる。
しかしながら、特許文献１に開示の自走式台車にあっては、ゼンマイバネにエネルギーを蓄積するために使用者の操作によって台車を後退走行させる必要があった。
また、平坦な場所を走行させる場合には、円錐形の回転ドラムにより走行速度をほぼ一定に保つことができるが、下り坂を走行させる場合には、次第に速度が上昇してしまうという課題があった。
【０００９】
本発明は、前記した点に着目してなされたものであり、傾斜のある搬送路であっても、電気モータなどの駆動制御の必要な動力源を用いずに、ほぼ所定の速度で走行することができ、後退させることなく走行駆動のエネルギーを蓄積することのできる搬送台車及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記した課題を解決するために、本発明に係る搬送台車は、搬送台を有する車体フレームに、車軸とともに回転可能に設けられたタイヤと、前記車軸の一方向の回転によって巻き上げがなされるゼンマイバネとを具備し、巻き取られた前記ゼンマイバネの解放によって前記車軸を回転させる搬送台車であって、前記車軸に設けられ、前記ゼンマイバネの回転トルクを該車軸の一方向への回転時のみに前記タイヤに伝達するワンウェイクラッチと、前記車軸を前記一方向とは反対方向に回転させる巻き上げモータとを備え、前記巻き上げモータの駆動により前記車軸を回転させるとともに、前記ワンウェイクラッチにより前記車軸の回転を前記タイヤに伝達させずに前記ゼンマイバネを巻き上げ、前記巻き上げモータの駆動を停止した状態で、前記ゼンマイバネの解放により前記車軸を回転させ、前記ワンウェイクラッチにより車軸の回転トルクを前記タイヤに伝達して走行することに特徴を有する。
尚、前記車軸の回転から走行速度を検出するエンコーダと、前記車軸の回転を停止させるブレーキ部と、前記エンコーダの検出結果に基づき前記ブレーキ部の駆動制御を行う制御部とを備え、前記制御部は、前記エンコーダが検出した速度が所定値より高い場合に、前記ブレーキ部を駆動させて前記車軸の回転を停止させ、前記ワンウェイクラッチにより前記タイヤを惰性回転させることが望ましい。
【００１１】
このような構成によれば、ゼンマイバネの巻き上げの際に、巻き上げモータの駆動により車軸を回転させるとともに、ワンウェイクラッチにより車軸の回転トルクがタイヤに伝達されない。これにより、従来のように搬送台車を後退走行させなくても、走行駆動のためのエネルギーを蓄積することができる。
また、ゼンマイバネを解放することにより車軸を回転させ、ワンウェイクラッチにより車軸の回転トルクをタイヤに伝達することにより自動走行することができる。
その場合、エンコーダにより台車速度を検出し、所定の速度設定値より高い場合には、ブレーキ部の駆動により車軸の回転を例えば所定時間停止し、ワンウェイクラッチによりタイヤを惰性回転させることにより減速させることができる。
この制御により、搬送台車の走行速度をほぼ一定に維持することができる。また、この制御によれば、傾斜のある搬送路であっても、電気モータなどの駆動制御の必要な動力源を用いずに、ほぼ所定の速度で走行することができる。
【００１２】
また、前記した課題を解決するために、本発明に係る搬送台車の制御方法は、前記ゼンマイバネの解放により前記車軸を回転させ、前記ワンウェイクラッチにより車軸の回転トルクを前記タイヤに伝達して走行させるステップと、前記エンコーダが検出した台車速度を監視するステップと、前記エンコーダの検出速度が所定値より高い場合に、前記ブレーキ部を駆動させて前記車軸の回転を停止させ、前記タイヤを惰性回転させるステップと、前記エンコーダの検出速度が所定値より低い場合に、前記ブレーキ部の駆動を停止して、前記ゼンマイバネの解放により前記車軸を回転させ、前記ワンウェイクラッチにより前記車軸の回転トルクを前記タイヤに伝達するステップと、を実施することに特徴を有する。
尚、前記エンコーダの検出速度が所定値より高い場合に、前記ブレーキ部を駆動させて前記車軸の回転を停止させ、前記タイヤを惰性回転させるステップにおいて、前記エンコーダの検出速度が所定値より低くなるまで、前記ブレーキ部を駆動させて前記車軸の回転を所定時間停止させる制御を繰り返すことが望ましい。
また、前記ゼンマイバネの解放により前記車軸を回転させ、前記ワンウェイクラッチにより車軸の回転トルクを前記タイヤに伝達して走行させるステップの前において、前記ワンウェイクラッチにより前記車軸の回転を前記タイヤに伝達させない状態とし、前記巻き上げモータの駆動により前記車軸を回転させ、前記ゼンマイバネを巻き上げ開始するステップと、前記エンコーダにより前記車軸の回転数を検出するステップと、前記車軸の回転数が所定の設定値に達すると、前記巻き上げモータの駆動を停止し、前記ゼンマイバネの巻き上げを終了するステップとを実施することが望ましい。
【００１３】
このような方法によれば、ゼンマイバネの巻き上げの際に、巻き上げモータの駆動により車軸を回転させるとともに、ワンウェイクラッチにより車軸の回転トルクがタイヤに伝達されない。これにより、従来のように搬送台車を後退走行させなくても、走行駆動のためのエネルギーを蓄積することができる。
また、ゼンマイバネを解放することにより車軸を回転させ、ワンウェイクラッチにより車軸の回転トルクをタイヤに伝達することにより自動走行することができる。
その場合、エンコーダにより台車速度を検出し、所定の速度設定値より高い場合には、ブレーキ部の駆動により車軸の回転を例えば所定時間停止し、ワンウェイクラッチによりタイヤを惰性回転させることにより減速させることができる。
この制御により、搬送台車の走行速度をほぼ一定に維持することができる。また、この制御方法によれば、傾斜のある搬送路であっても、電気モータなどの駆動制御の必要な動力源を用いずに、ほぼ所定の速度で走行することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、傾斜のある搬送路であっても、電気モータなどの駆動制御の必要な動力源を用いずに、ほぼ所定の速度で走行することができ、後退させることなく走行駆動のエネルギーを蓄積することのできる搬送台車及びその制御方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明に係る搬送台車の斜視図である。図２は正面図である。また、図３は、図１の搬送台車の平面図であり、図４は側面図である。
【図２】図２は、図１の搬送台車の正面図である。
【図３】図３は、図１の搬送台車の平面図である。
【図４】図４は、図１の搬送台車の側面図である。
【図５】図５は、本発明の搬送台車の走行駆動エネルギーとなるゼンマイバネの巻き上げの制御を示すフローである。
【図６】図６は、本発明の搬送台車の走行制御を示すフローである。
【図７】図７は、従来の自走式搬送台車の側面図である。
【図８】図８は、図７の自走式台車が備える張力発生装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明にかかる搬送台車及びその制御方法の実施の形態につき、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る搬送台車の斜視図であり、図２は正面図である。また、図３は、図１の搬送台車の平面図であり、図４は側面図である。
【００１７】
図１に示す搬送台車１は、車体フレーム２と、車体フレーム２上に配置されたワーク積載台６とを備える。図２に示すように車体フレーム２には、水平方向に車軸３が回転可能に設けられ、車軸３上には搬送車輪であるタイヤ４と、円盤状のワンウェイクラッチ５とが設けられている。尚、図においては、搬送車輪は１つのタイヤ４のみ示しているが、安定して走行するために小さい補助車輪を車体フレーム２の下側に設けることが望ましい。
また、前記ワンウェイクラッチ５は車軸３の回転トルクを該車軸３の一方向への回転時のみに前記タイヤ４に伝達するものである。前記タイヤ４に対して車軸３が相対的に前記一方向とは反対方向に回転すると、その回転トルクはタイヤ４に伝達されないように構成されている。
【００１８】
また、車軸３の一端部には、ゼンマイ部７が設けられている。このゼンマイ部７はケーシング７ａ内にゼンマイバネ（図示せず）を有し、その中心側一端が車軸３に接続されている。
また、車軸３上には、中心に車軸３が貫挿された円形歯車である第１ギア１０と、第１ギア１０に噛み合うピニオンギアである第２ギア１１と、第２ギア１１の回転軸と同軸上に設けられ、第２ギアよりも大径の円形歯車である第３ギア１２とが設けられている。
【００１９】
前記第２ギア１１の回転軸はモータ１３（巻き上げモータ）に接続されている。即ち、モータ１３が駆動することにより第２ギア１１が回転し、これが第１ギア１０を回転させることにより車軸３が回転し、ゼンマイ部７内のゼンマイバネを巻き上げるようになっている。ここで、モータ１３により車軸３が回転する方向は、前記ゼンマイバネの解放による車軸３の回転方向とは反対方向であるため、モータ１３の駆動により車軸３が回転する際は、車軸３の回転トルクはタイヤ４に伝達されず、タイヤ４は停止または惰性回転するようになっている。
また、前記第３ギア１２には、ラチェット爪（図示せず）が係止可能に設けられており、前記ゼンマイバネの巻き上げが完了した際に、ラチェット爪が前記第３ギア１２に係止し、ゼンマイバネのエネルギーを蓄積した状態に保持するようになっている。
【００２０】
また、車軸３の他端部には、車軸３とともに回転するブレーキディスク１５が設けられている。また、前記ブレーキディスク１５の側方には、ディスク周面を両側から一対のパッドで挟み込み、締め付けて制動するブレーキ部１６が設けられている。
更に、車軸３とともに回転するブレーキディスク１５の回転（即ち車軸３の回転）を検出して搬送台車１の走行速度を得るためのエンコーダ１７が設けられている。
また、車体フレーム２には、前記エンコーダ１７の検出結果に基づいて、前記ブレーキ部１６の駆動制御を行う制御部（図示せず）が設けられている。
【００２１】
このように構成された搬送台車１にあっては、ゼンマイ部７内のゼンマイバネに蓄えられたエネルギーが解放されることにより車軸３が一方向に回転し、車軸３とともにタイヤ４が回転し自走する。
ここで、ゼンマイ部７内のゼンマイバネの巻き上げ制御について説明する。図５に示すように、モータ１３を駆動させる電源スイッチをオン状態とすると（ステップＳ１）、モータ１３が駆動し（ステップＳ２）、車軸３が回転する。エンコーダ１７は内部のカウンタにおいて車軸３の回転数をカウント開始する（ステップＳ３）。また、このときワンウェイクラッチ５により車軸３の回転トルクはタイヤ４には伝達されず、台車１は停止したまま、ゼンマイ部７内のゼンマイバネの巻き上げが開始される。
【００２２】
尚、モータ１３の回転軸には第２ギア１１が接続されて、モータ１３はこれを回転させ、第２ギア１１はより大径の（車軸３上に設けられた）第１ギア１０に係合して、これを回転させる。このため、直接的に第１ギア１０を回転させるよりも、より小さな力で車軸３を回転させることができ、モータ１３はその出力が小電力のものを用いることができる。
制御部は、エンコーダ１７内部のカウンタ値が所定の設定値に達するまでモータ１３を駆動させ、ゼンマイバネの巻き上げを継続する（ステップＳ４）。
【００２３】
制御部は、エンコーダ１７内部のカウンタ値が所定の設定値に達すると（ステップＳ４）、ラチェット爪を第３ギア１２の歯に係止し、第２ギア１１を介して第１ギア１０とともに車軸３の回転を停止させる（ステップＳ５）。
そして、モータ１３の電源スイッチをオフ状態とすることにより、モータ１３の駆動が停止される。これにより、ゼンマイ部７内のゼンマイバネが巻き上げられた状態、即ちエネルギーが蓄積された状態とされる。
【００２４】
続いて、ゼンマイ部７内のゼンマイバネに蓄積されたエネルギーを解放し、台車１を走行させる場合の制御について説明する。
先ず、解放スイッチ（図示せず）をオン状態とすると（ステップＳｔ１）、第３ギア１２に係止していたラチェット爪が外される（ステップＳｔ２）。
制御部は、エンコーダ１７の出力により、ゼンマイバネの巻数が０でないことを判断し（ステップＳｔ３）、ゼンマイバネを解放して搬送台車１を走行させる（ステップＳｔ４）。
制御部は、エンコーダ１７により速度を検出し、検出速度を所定の設定値と比較する（ステップＳｔ５）。
ここで、検出速度が設定速度よりも低い場合には、そのまま、ゼンマイバネの解放エネルギーによって車軸３を回転させ、搬送台車１の走行を継続させる。
【００２５】
また、ステップＳｔ５において検出速度が設定速度よりも高い場合には、制御部はブレーキ部１６を駆動し、ブレーキディスク１５の回転を所定時間の間停止させる（ステップＳｔ６）。
また、ブレーキディスク１５の回転が停止されると、車軸３も停止するため、ワンウェイクラッチ５によりタイヤ４は惰性により回転し、搬送台車１の速度は減速する。尚、このとき車軸３の回転は停止されているため、ゼンマイバネの解放動作も停止状態となされる。
【００２６】
前記のように所定時間、ブレーキディスク１５の回転が停止された後、制御部はブレーキ部１６によるブレーキング動作を停止する。これにより、再びゼンマイバネは解放動作により車軸３を回転させ、ワンウェイクラッチ５により回転トルクをタイヤ４に伝達し、搬送台車１の走行を再開する（ステップＳｔ３，４）。
その後、制御部は速度検出を継続し、検出速度が設定速度よりも低くなっていれば、そのまま、ゼンマイバネの解放エネルギーによって車軸３を回転させ、搬送台車１の走行を継続させる。また、検出速度が設定速度よりも高ければ、再び制御部はブレーキ部１６を駆動し、ブレーキディスク１５の回転を所定時間の間停止させる（ステップＳｔ６）。
このようにして制御部は、検出した搬送台車１の速度が設定速度より低くなるまで、ブレーキ部１６を駆動し、ブレーキディスク１５の回転を所定時間の間停止させる制御を繰り返す。これにより搬送台車１は、ほぼ一定の速度で走行することとなる。
【００２７】
以上のように、本発明に係る実施の形態によれば、ゼンマイ部７のゼンマイバネの巻き上げの際に、モータ１３の駆動により車軸３を回転させるとともに、ワンウェイクラッチ５により車軸３の回転トルクがタイヤ４に伝達されないように構成されている。
これにより、従来のように搬送台車を後退走行させなくても、走行駆動のためのエネルギーを蓄積することができる。
また、ゼンマイバネを解放することにより車軸３を回転させ、ワンウェイクラッチ５により車軸３の回転トルクをタイヤ４に伝達することにより自動走行することができる。
その場合、エンコーダ１７により台車速度を検出し、所定の速度設定値より高い場合には、ブレーキ部１６の駆動により車軸３の回転を所定時間停止し、ワンウェイクラッチ５によりタイヤ４を惰性回転させることにより減速させることができる。
この制御により、搬送台車１の走行速度をほぼ一定に維持することができる。また、この制御方法によれば、傾斜のある搬送路であっても、電気モータなどの駆動制御の必要な動力源を用いずに、ほぼ所定の速度で走行することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１          搬送台車
２          車体フレーム
３          車軸
４          タイヤ
５          ワンウェイクラッチ
６          ワーク積載台
７          ゼンマイ部（ゼンマイバネ）
１０        第１ギア
１１        第２ギア
１２        第３ギア
１３        モータ（巻き上げモータ）
１５        ブレーキディスク
１６        ブレーキ部
１７        エンコーダ
【図１】
2016185830.tif 000003
【図２】
2016185830.tif 000004
【図３】
2016185830.tif 000005
【図４】
2016185830.tif 000006
【図５】
2016185830.tif 000007
【図６】
2016185830.tif 000008
【図７】
2016185830.tif 000009
【図８】
2016185830.tif 000010