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技術 球体駆動モジュール及びそれを使用した自走台車

出願人 リーフ株式会社
発明者 森政男竹本良美谷本吉太郎
出願日 2014年12月9日 (6年0ヶ月経過) 出願番号 2014-248845
公開日 2015年6月25日 (5年6ヶ月経過) 公開番号 2015-117011
状態 特許登録済
技術分野 車両ホイール キャスター
主要キーワード ボール支持体 曲面状態 掛合状態 断面円弧 モジュールフレーム 懸垂状態 駆動ロータ アシスト操作
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年6月25日)のものです。
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図面 (11)

課題

台車フレームの底に装着して、台車フレームに負荷される荷重が変化しても球体回転駆動力を確実に伝達して、台車フレームを移動させることが可能な球体駆動モジュール及びそれを使用した自走台車を提供する。

解決手段

球体14と、球体14の上下方向中央位置を水平面内のXY方向から接する第1、第2の駆動車輪15、16と、第1、第2の駆動車輪15、16と反対側にあって第1、第2の駆動車輪15、16からの反力を受ける第1、第2の自在球軸受機構17、18と、球体14の上位置にあって、球体14に掛かる荷重を受ける第3の自在球軸受機構19と、これらを支持する基台20とを備え、球体14は、1)硬質プラスチック若しくは金属からなる球状の芯材と芯材の周囲に形成されるゴム又は軟質プラスチックからなる外殻とを有する複数層構造、又は2)硬質プラスチック若しくは金属からなる均一構造からなる。

概要

背景

図10に示すように、搬送物積載した搬送台車台車フレームの底部に取付けられて、搬送台車を床面(走行面)100上で移動させる駆動装置101の駆動機構102として、球体103と、球体103に当接し球体103を中心で直交するX、Y軸に沿ってそれぞれ回転駆動する駆動ロータ104と、球体103の中心より下方、かつ床面100の上方にあって、駆動ロータ104を載置すると共に、球体103の下部を突出させて床面100に当接させる開口部105を備えた台座106と、側面視して略円弧状となって、基側が台座106に固定され、先側に回転可能に取付けたローラ107を、駆動ロータ104の球体103への当接部分の反対側となるそれぞれの部位に押圧する第1の支持部材108と、平面視して球体103の赤道より外側となる台座106上の領域に基側が固定され、先端が球体103の上方に位置するように斜め上方に向けて傾斜して、先端部に回転可能に設けたボール109を、球体103の頂部に押圧する第2の支持部材110とを有するものが開示されている(例えば、特許文献1参照)。

概要

台車フレームの底に装着して、台車フレームに負荷される荷重が変化しても球体に回転駆動力を確実に伝達して、台車フレームを移動させることが可能な球体駆動モジュール及びそれを使用した自走台車を提供する。球体14と、球体14の上下方向中央位置を水平面内のXY方向から接する第1、第2の駆動車輪15、16と、第1、第2の駆動車輪15、16と反対側にあって第1、第2の駆動車輪15、16からの反力を受ける第1、第2の自在球軸受機構17、18と、球体14の上位置にあって、球体14に掛かる荷重を受ける第3の自在球軸受機構19と、これらを支持する基台20とを備え、球体14は、1)硬質プラスチック若しくは金属からなる球状の芯材と芯材の周囲に形成されるゴム又は軟質プラスチックからなる外殻とを有する複数層構造、又は2)硬質プラスチック若しくは金属からなる均一構造からなる。

目的

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、台車フレームの底に装着して、台車フレームに負荷される荷重が変化しても球体に回転駆動力を確実に伝達して、台車フレームを移動させることが可能な球体駆動モジュール及びそれを使用した自走台車を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

台車フレームの底に装着して使用する球体駆動モジュールであって、球体と、該球体の上下方向中央位置を水平面内のXY方向から接する第1、第2の駆動車輪と、該第1、第2の駆動車輪と反対側にあって該第1、第2の駆動車輪からの反力を受ける第1、第2の自在球軸受機構と、前記球体の上位置にあって、前記球体に掛かる荷重を受けて前記球体を保持する第3の自在球軸受機構と、前記球体の上位置にあって、第1、第2の駆動車輪及び前記第1〜第3の自在球軸受機構を支持する基台とを備え、前記球体は、1)硬質プラスチック若しくは金属からなる球状の芯材と該芯材の周囲に形成されるゴム又は軟質プラスチックからなる外殻とを有する複数層構造、又は2)硬質プラスチック若しくは金属からなる均一構造からなることを特徴とする球体駆動モジュール。

請求項2

請求項1記載の球体駆動モジュールにおいて、前記第3の自在球軸受機構は、前記球体の赤道より上位置にあって、前記第1、第2の駆動車輪から反力を受ける第1、第2の自在ボール支持体と、前記球体の上部に偏心して設けられ、前記球体に掛かる荷重を受けて、該球体を前記第1、第2の駆動車輪に押し付ける第3の自在ボール支持体とを有することを特徴とする球体駆動モジュール。

請求項3

請求項1又は2記載の球体駆動モジュールにおいて、前記球体に横方向から接して付着するゴミを除去する清掃機構が設けられていることを特徴とする球体駆動モジュール。

請求項4

請求項1〜3のいずれか1に記載の球体駆動モジュールにおいて、前記基台には、前記球体の落下を防止するカバーが設けられていることを特徴とする球体駆動モジュール。

請求項5

請求項1記載の球体駆動モジュールにおいて、前記第3の自在球軸受機構は、前記球体の頂部にある第1の自在ボール支持体と、該第1の自在ボール支持体を囲んで複数配置された第2の自在ボール支持体とを有し、前記第1、第2の自在球軸受機構はそれぞれ前記球体の赤道を挟んで上下に配置されて前記第1、第2の駆動車輪の押圧力を受ける第3、第4の自在ボール支持体を有することを特徴とする球体駆動モジュール。

請求項6

請求項5記載の球体駆動モジュールにおいて、前記球体に横方向から接して付着するゴミを除去する清掃機構が設けられていることを特徴とする球体駆動モジュール。

請求項7

請求項1〜4のいずれか1に記載の球体駆動モジュールが少なくとも2個、サスペンション機構を介して前記台車フレームに設けられたことを特徴とする自走台車

請求項8

請求項1〜4のいずれか1に記載の球体駆動モジュールが少なくとも2個、力覚センサを介して前記台車フレームに設けられたことを特徴とする自走台車。

技術分野

0001

本発明は、台車フレームの底に装着して、台車フレームを移動させる際に使用する球体駆動モジュール及びそれを使用した自走台車に関する。

背景技術

0002

図10に示すように、搬送物積載した搬送台車の台車フレームの底部に取付けられて、搬送台車を床面(走行面)100上で移動させる駆動装置101の駆動機構102として、球体103と、球体103に当接し球体103を中心で直交するX、Y軸に沿ってそれぞれ回転駆動する駆動ロータ104と、球体103の中心より下方、かつ床面100の上方にあって、駆動ロータ104を載置すると共に、球体103の下部を突出させて床面100に当接させる開口部105を備えた台座106と、側面視して略円弧状となって、基側が台座106に固定され、先側に回転可能に取付けたローラ107を、駆動ロータ104の球体103への当接部分の反対側となるそれぞれの部位に押圧する第1の支持部材108と、平面視して球体103の赤道より外側となる台座106上の領域に基側が固定され、先端が球体103の上方に位置するように斜め上方に向けて傾斜して、先端部に回転可能に設けたボール109を、球体103の頂部に押圧する第2の支持部材110とを有するものが開示されている(例えば、特許文献1参照)。

先行技術

0003

特開2004−153968号公報

発明が解決しようとする課題

0004

特許文献1の駆動機構102では、第1の支持部材108が略円弧状に湾曲していることによりローラ107を球体103に適当な付勢力押付けて、球体103と駆動ロータ104の接触状態を維持することができ、また、第2の支持部材110を傾斜状態で台座106に取付けることによりボール109を球体103に適当な付勢力で押付けて、球体103を床面100に適当な付勢力で押付けることができるので、球体103を回転させることにより、駆動装置101が取付けられた搬送台車を球体103の回転方向に移動させることができる。

0005

しかしながら、搬送台車に積載した搬送物の重量が大きくなると、台車フレームを介して搬送物の重量が球体103に負荷され、球体103と床面100との摩擦力が大きくなる。このため、球体103と床面100との間の摩擦力が、第1の支持部材108により球体103を駆動ロータ104に押付ける荷重に伴う球体103と駆動ロータ104間の摩擦力を上回ると、球体103に対して駆動ロータ104がスリップを起こし、球体103に回転駆動力を伝達することができなくなって、搬送台車を移動させることができなくなるという問題が生じる。

0006

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、台車フレームの底に装着して、台車フレームに負荷される荷重が変化しても球体に回転駆動力を確実に伝達して、台車フレームを移動させることが可能な球体駆動モジュール及びそれを使用した自走台車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

0007

前記目的に沿う第1の発明に係る球体駆動モジュールは、台車フレームの底に装着して使用する球体駆動モジュールであって、
球体と、該球体の上下方向中央位置を水平面内のXY方向から接する第1、第2の駆動車輪と、該第1、第2の駆動車輪と反対側にあって該第1、第2の駆動車輪からの反力を受ける第1、第2の自在球軸受機構と、前記球体の上位置にあって、前記球体に掛かる荷重を受けて前記球体を保持する第3の自在球軸受機構と、前記球体の上位置にあって、第1、第2の駆動車輪及び前記第1〜第3の自在球軸受機構を支持する基台とを備え、前記球体は、1)硬質プラスチック若しくは金属からなる球状の芯材と該芯材の周囲に形成されるゴム又は軟質プラスチックからなる外殻とを有する複数層構造、又は2)硬質プラスチック若しくは金属からなる均一構造からなる。

0008

第1の発明に係る球体駆動モジュールにおいて、前記第3の自在球軸受機構は、前記球体の赤道より上位置にあって、前記第1、第2の駆動車輪から反力を受ける第1、第2の自在ボール支持体と、前記球体の上部に偏心して設けられ、前記球体に掛かる荷重を受けて、該球体を前記第1、第2の駆動車輪に押し付ける第3の自在ボール支持体とを有することが好ましい。
ここで、第1〜第3の自在ボール支持体は、例えば、フリーベア登録商標)であって、自在ボール(自在球体)の直径は球体駆動モジュールの球体の直径の、例えば、1/5〜1/20である。

0009

第1の発明に係る球体駆動モジュールにおいて、前記球体に横方向から接して付着するゴミを除去する清掃機構が設けられていることが好ましい。

0010

第1の発明に係る球体駆動モジュールにおいて、前記基台には、前記球体の落下を防止するカバーが設けられていることが好ましい。

0011

第1の発明に係る球体駆動モジュールにおいて、前記第3の自在球軸受機構は、前記球体の頂部にある第1の自在ボール支持体と、該第1の自在ボール支持体を囲んで複数配置された第2の自在ボール支持体とを有し、前記第1、第2の自在球軸受機構はそれぞれ前記球体の赤道を挟んで上下に配置されて前記第1、第2の駆動車輪の押圧力を受ける第3、第4の自在ボール支持体を有する構成とすることができる。
ここで、第1〜第4の自在ボール支持体は、例えば、フリーベア(登録商標)であって、自在ボール(自在球体)の直径は球体駆動モジュールの球体の直径の、例えば、1/5〜1/20である。

0012

第1の発明に係る球体駆動モジュールにおいて、前記球体に横方向から接して付着するゴミを除去する清掃機構が設けられていることが好ましい。

0013

前記目的に沿う第2の発明に係る自走台車は、第1の発明に係る球体駆動モジュールが少なくとも2個、サスペンション機構を介して前記台車フレームに設けられている。

0014

前記目的に沿う第3の発明に係る自走台車は、第1の発明に係る球体駆動モジュールが少なくとも2個、力覚センサを介して前記台車フレームに設けられている。

発明の効果

0015

第1の発明に係る球体駆動モジュールにおいては、球体と、球体の上下方向中央位置を水平面内のXY方向(例えば、直交する2方向)から接する第1、第2の駆動車輪と、第1、第2の駆動車輪と反対側にあって第1、第2の駆動車輪からの反力を受ける第1、第2の自在球軸受機構と、球体の上位置にあって、球体に掛かる荷重を受けて球体を保持する第3の自在球軸受機構とを有するので、球体に荷重が掛かっても球体が大きく変形することを抑制すると共に、球体と第1、第2の駆動車輪との接触を維持することができ、第1、第2の駆動車輪から球体に回転駆動力を確実に伝達することができる。

0016

第1の発明に係る球体駆動モジュールにおいて、第3の自在球軸受機構が、球体の赤道より上位置にあって、第1、第2の駆動車輪から反力を受ける第1、第2の自在ボール支持体と、球体の上部に偏心して設けられ、球体に掛かる荷重を受けて、球体を第1、第2の駆動車輪に押し付ける第3の自在ボール支持体とを有する場合、球体に荷重が負荷されて球体と床面との摩擦力が大きくなっても、球体と第1、第2の駆動車輪との間の摩擦力も大きくすることができ、球体に対して第1、第2の駆動車輪がスリップを起こすことを防止できる。

0017

第1の発明に係る球体駆動モジュールにおいて、球体に横方向から接して付着するゴミを除去する清掃機構が設けられている場合、球体の表面の清浄性が保たれ、球体と第1、第2の駆動車輪との間のスリップの発生、球体と床面との間のスリップの発生を防止することができる。

0018

第1の発明に係る球体駆動モジュールにおいて、基台に、球体の落下を防止するカバーが設けられている場合、球体駆動モジュールを床面から離脱させた際に、球体が脱落することを防止できる。

0019

第1の発明に係る球体駆動モジュールにおいて、第3の自在球軸受機構が、球体の頂部にある第1の自在ボール支持体と、第1の自在ボール支持体を囲んで複数配置された第2の自在ボール支持体とを有し、第1、第2の自在球軸受機構がそれぞれ球体の赤道を挟んで上下に配置されて第1、第2の駆動車輪の押圧力を受ける第3、第4の自在ボール支持体を有する場合、球体に掛かる荷重をバランスよく受けることができ、球体を所定位置に安定して保持することができると共に、球体と第1、第2の駆動車輪との接触を維持して第1、第2の駆動車輪の反力を均等に受けて、球体の回転制御を安定して行うことができる。

0020

第1の発明に係る球体駆動モジュールにおいて、球体に横方向から接して付着するゴミを除去する清掃機構が設けられている場合、球体の表面の清浄性が保たれ、球体と第1、第2の駆動車輪との間のスリップの発生、球体と床面との間のスリップの発生を防止することができる。

0021

第2の発明に係る自走台車においては、第1の発明に係る球体駆動モジュールが少なくとも2個、サスペンション機構を介して台車フレームに設けられているので、不整状態の(凹凸が存在する)床面でも、回転する球体を床面に確実に接触させることができ、安定した移動を行うことができる。

0022

第3の発明に係る自走台車においては、第1の発明に係る球体駆動モジュールが少なくとも2個、力覚センサを介して台車フレームに設けられているので、移動のためのアシスト操作を台車フレームのどの場所から行っても、アシスト移動方向に自走台車を移動させることができる。

図面の簡単な説明

0023

本発明の第1の実施の形態に係る球体駆動モジュールをサスペンション機構を介して自走台車の台車フレームに取付けた説明図である。
(A)は図1のP−P矢視断面図、(B)は清掃機構の平面図である。
球体と第1〜第5の自在ボール支持体の位置関係を示す平面図である。
自走台車の底面図である。
変形例に係る自走台車及び自走台車を用いて搬送する搬送台車の側面図である。
同自走台車の正面図である。
同自走台車と搬送台車の接続状態を示す側面図である。
本発明の第2の実施の形態に係る球体駆動モジュールの説明図である。
同球体駆動モジュールの説明図である。
従来例に係る球体の回転駆動を利用した駆動装置の説明図である。

実施例

0024

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図1図2(A)に示すように、本発明の第1の実施の形態に係る球体駆動モジュール10は、台車フレーム11の底に、少なくとも2個のサスペンション機構12を介して装着して使用するものであって、床面13に上方から当接する球体14と、球体14の上下方向中央位置(赤道)を水平面内の異なる例えば直交する2方向(XY方向)から接する第1、第2の駆動車輪15、16と、第1、第2の駆動車輪15、16と反対側にあって第1、第2の駆動車輪15、16からの反力を受ける第1、第2の自在球軸受機構17、18と、球体14の上位置にあって、球体14に掛かる荷重を受けて球体14を保持する第3の自在球軸受機構19と、球体14の上位置あって、第1、第2の駆動車輪15、16及び第1〜第3の自在球軸受機構17〜19を懸垂状態で支持する基台20と、球体14に横方向から接して球体14に付着するゴミを除去する清掃機構21とを有している。また、基台20には、球体14の落下を防止するカバー22が、支持部材23を介して設けられている。以下、詳細に、説明する。

0025

球体14は、例えば、球状の芯材と、芯材を被覆して、床面13に当接する外殻とを有する複数層構造(具体的には二重構造)をしている。ここで、芯材は、例えば、MCナイロン等の硬質プラスチック又は金属で形成され、外殻は、例えば、ウレタン等のゴムやポリアセタール樹脂(軟質プラスチックの一例)で形成する。なお、球体14の直径は、例えば、100〜150mmの範囲であって、ゴムや軟質プラスチックから形成されている外殻の厚さは5〜15mmである。このような構成とすることにより、球体14に荷重が掛かっても球体14の変形を抑制することができると共に、球体14と床面13との間でスリップが生じ難く、球体14に回転力を与えると、球体14は床面13で移動することができる。ここで、球体を均一のプラスチック(硬質プラスチックが望ましい)又は金属によって構成することもできる。

0026

図2(B)に示すように、清掃機構21は、球体14の表面の一部に当接するゴミ除去部材24と、ゴミ除去部材24を球体14と同一曲率を有する曲面状態で保持する保持部材25と、保持部材25に弾性部材の一例であるばね(図示せず)を介して接続する第1の取付け部材26と、第1の取付け部材26を基台20の下方位置に保持する第2の取付け部材27とを有する。このような構成とすることにより、ばねを圧縮状態に保持すると、第2の取付け部材27に対して保持部材25を球体14側に付勢することができ、ゴミ除去部材24で球体14表面を押圧して、球体14の表面に付着したゴミをゴミ除去部材24側に移動させて、球体14表面からゴミを除去することができる。なお、ゴミ除去部材24は、布、不織布等で形成することができる。

0027

第1、第2の駆動車輪15、16は、平面視して球体14の中心に向けて直交するXY方向から球体14に当接している。そして、第1、第2の駆動車輪15、16は、第1、第2の回転駆動源28、29と減速機構30を介してそれぞれ接続している。ここで、第1、第2の駆動車輪15、16はそれぞれ、球体14に当接する外周側が凸断面円弧状となって硬質ゴム(例えばウレタン)又は樹脂(例えばポリアセタール)から形成されている。また、第1、第2の回転駆動源28、29は、例えば、電動機である。なお、第1、第2の駆動車輪15、16の内側は金属又は硬質プラスチックによって構成されている。

0028

なお、図1図2(A)では、第1、第2の回転駆動源28、29及び減速機構30は基台20の上方に、第1、第2の駆動車輪15、16は基台20の下方にそれぞれ配置されており、減速機構30の出力軸に取付けられたプーリ31と第1、第2の回転駆動源28、29の車軸にそれぞれ取付けられたプーリ31aは、ベルト31bを介して連結している。また、第1、第2の回転駆動源と第1、第2の駆動車輪を直結することもできる。第1、第2の回転駆動源と第1、第2の駆動車輪を直結すると、基台20の下側に、第1、第2の回転駆動源と第1、第2の駆動車輪を配置することができる。

0029

第3の自在球軸受機構19は、球体14の赤道より上位置にあって、第1、第2の駆動車輪15、16から反力を受ける第1、第2の自在ボール支持体32、33と、球体14の上部に偏心して設けられ、球体14に掛かる荷重を受けて、球体14を第1、第2の駆動車輪15、16に押し付ける第3の自在ボール支持体34とを有する。例えば、図3に示すように、平面視して、第2の駆動車輪16を0°位置に、第1の駆動車輪15を第2の駆動車輪16から反時計回り90°位置にそれぞれ配置する場合、第2の自在ボール支持体33は、第2の駆動車輪16から反時計回り180°の角度位置にあって、球体14の半径をRとして、球体14の中心から0.2R〜0.5Rの範囲に配置する。また、第1の自在ボール支持体32は、第2の駆動車輪16から反時計回り270°の角度位置にあって、球体14の中心から0.2R〜0.5Rの範囲に、第3の自在ボール支持体34は、第2の駆動車輪16から反時計回り200°〜250°の角度範囲にあって、球体14の中心から0.05R〜0.2Rの範囲にそれぞれ配置する。
なお、第3の自在ボール支持体34は球体14に上方から鉛直方向に向けて当接するように第3の取付け台35を介して、第1、第2の自在ボール支持体32、33は、球体14の中心に向けて当接するように第1、第2の取付け台36、37を介して基台20の下面に取付けられている。

0030

図1図3に示すように、第1の自在球軸受機構17は、第1の駆動車輪15と球体14の赤道との接触部位の反対側の赤道上の部位に、球体14の中心に向けて当接するように設けられた第4の自在ボール支持体38と、基台20の下面に取付けられて第4の自在ボール支持体38を保持して、球体14の中心に対して進退する位置調節機構39とを有している。また、第2の自在球軸受機構18は、第2の駆動車輪16と球体14の赤道との接触部位の反対側の赤道上の部位に、球体14の中心に向けて当接するように設けられた第5の自在ボール支持体40と、基台20の下面に取付けられて第5の自在ボール支持体40を保持して、球体14の中心に対して進退する位置調節機構41とを有している。

0031

第1、第2の自在球軸受機構17、18を設けることにより、球体14に荷重が掛かっても、球体14と第1、第2の駆動車輪15、16との接触を維持することができる。また、第3の自在球軸受機構19(第1〜第3の自在ボール支持体32〜34)を設けることにより、第3の自在球軸受機構19が球体14に掛かる荷重を受けた際、球体14を第1、第2の駆動車輪15、16に押し付けることができる。これによって、球体14に荷重が負荷されて球体14と床面13との摩擦力が大きくなっても、球体14と第1、第2の駆動車輪15、16との間の摩擦力も大きくすることができる。その結果、球体14に対して第1、第2の駆動車輪15、16がスリップを起こすことを防止でき、第1、第2の駆動車輪15、16から球体14に回転駆動力を確実に伝達することができる。

0032

図1図4に示すように、本発明の第1の実施の形態に係る球体駆動モジュール10がサスペンション機構12を介して台車フレーム11に設けられた自走台車42では、台車フレーム11の長手方向(図4において、紙面の上下方向)一側の幅方向両側の下側にそれぞれ自在車輪43が取付けられ、台車フレーム11の長手方向他側の幅方向両側の下側にそれぞれ自在車輪44が取付けられている。そして、球体駆動モジュール10は、台車フレーム11に取付けられた自在車輪43、44の間にそれぞれ取付けられている。なお、自在車輪43、44のいずれか一方は、台車フレーム11に対して、昇降機構(例えば、流体圧シリンダ)を介して取付けることが好ましい。これによって、自在車輪43、44のいずれか一方の上下位置を調整することができ、自在車輪43、44と共に球体駆動モジュール10の球体14を床面13に確実に当接させることができる。この実施の形態では、台車フレーム11は、図4に示すように、平面視して長方形であったが、平面視して正方形とすることもでき、この場合、以上の説明における長手方向は対向する2つの球体駆動モジュール10を結ぶ直線に直交する方向になる。

0033

サスペンション機構12は、台車フレーム11に設けられた連結部材45に固定される第1の締結手段46と、球体駆動モジュール10の基台20の上方に図示しない支持部材を介して配置されるモジュールフレーム47に固定される第2の連結部材48と、台車フレーム11とモジュールフレーム47の間に挟持され、圧縮状態に保持された弾性部材49(例えば、ばね、ゴム部材)とを有している。このような構成とすることにより、床面13に凹凸が存在していても、凹凸状態追従して床面13に球体駆動モジュール10の球体14を当接させることができる。

0034

図5図6に変形例に係る自走台車50を示す。自走台車50は、自走台車42と比較して、球体駆動モジュール10が、少なくとも2個の力覚センサ51を介して台車フレーム52に設けられていることが特徴となっている。ここで、力覚センサ51は、例えば、水平面内で直交するX方向及びY方向の2方向と、水平面に直交するZ方向の力成分を検知すると共に、Z方向回りモーメント量を検知する。力覚センサ51を介して、球体駆動モジュール10を台車フレーム52に設けることにより、自走台車50の移動のためのアシスト操作を自走台車50(台車フレーム52)に対して行うと、アシスト移動方向を力覚センサ51により検知することができる。従って、力覚センサ51の出力に基づいて球体駆動モジュール10を駆動させる制御装置(図示せず)を台車フレーム52に搭載することにより、自走台車50をアシスト移動方向に移動させることができる。

0035

ここで、符号53は、台車フレーム52の長手方向一側に立設されてアシスト操作に使用するハンドル、符号54、55は台車フレーム52の長手方向一側及び他側の幅方向両側の下側に設けた自在車輪、符号56は自在車輪54の上下方向位置を調節する昇降機構である。そして、自走台車50を用いて車輪57付の搬送台車58を移動させる場合、自走台車50の台車フレーム52の他側の幅方向両側に駆動手段59を介して昇降する連結金具60を、搬送台車58の搬送台車フレーム58aの一側の幅方向両側に連結金具60に掛合する受金具61をそれぞれ設けると共に、台車フレーム52と搬送台車フレーム58aにそれぞれ対となって掛合する位置決め部材62、63を設ける。更に、自走台車50の台車フレーム52には、位置決め部材62、63の掛合状態を確認する接続確認スイッチ64を設ける。

0036

このような構成とすることにより、自走台車50の他側を搬送台車58の一側に接近させることにより、図7に示すように、連結金具60と受金具61を掛合させて、自走台車50と搬送台車58を接続することができる。なお、自走台車50を用いて車輪57付の搬送台車58を移動させる場合は、駆動手段59を用いて連結金具60を上昇させることにより搬送台車58の一側を持ち上げて、搬送台車58に設けた受金具61を介して台車フレーム52の他側に搬送台車58の一側を載置する。

0037

図8図9に示すように、本発明の第2の実施の形態に係る球体駆動モジュール65は、床面13に上方から当接して回転する球体66と、球体66の上下方向中央位置を水平面内で直交する2方向(XY方向)から接する第1、第2の駆動車輪67、68と、第1、第2の駆動車輪67、68と反対側にあって第1、第2の駆動車輪67、68の反力を受ける第1、第2の自在球軸受機構69、70と、球体66の上位置にあって球体66に掛かる荷重を受ける第3の自在球軸受機構80とを有している。ここで、球体66は、球体14と同じ構成とすることができる。

0038

第1、第2の駆動車輪67、68は、平面視して球体66の中心に向けて直交するXY方向から球体66に当接している。そして、第1、第2の駆動車輪67、68は、第1、第2の回転駆動源71、72と第1、第2の減速機構73、74を介してそれぞれ接続している。ここで、第1、第2の駆動車輪67、68はそれぞれ、球体66に当接する外周側が凸断面円弧状となって硬質ゴム(例えばウレタン)又は樹脂(例えばポリアセタール)から形成されている。また、第1、第2の回転駆動源71、72は、例えば、電動機である。

0039

球体駆動モジュール65の第1、第2の自在球軸受機構69、70は、球体66の赤道の上部及び赤道の下部に、球体66の中心に向けてそれぞれ設けられ、第1、第2の駆動車輪67、68の押圧力を受ける第3、第4の自在ボール支持体76、77と、第3、第4の自在ボール支持体76、77を保持して、球体66の中心に対して進退する位置調節機構78、79とを有している。また、第3の自在球軸受機構80は、球体66の頂部に配置される第1の自在ボール支持体81及び球体66の上位置で第1の自在ボール支持体81の周囲に配置される少なくとも3つ(図8では、平面視して、第1の自在ボール支持体81を中心とした円周周方向を3等分する位置にそれぞれ配置されている)の第2の自在ボール支持体82と、第1の自在ボール支持体81及び第2の自在ボール支持体82の各中心軸が球体66の中心を通るように第1の自在ボール支持体81及び第2の自在ボール支持体82を保持する取付け台83、84とを有している。

0040

第1、第2の自在球軸受機構69、70の位置調節機構78、79により、球体66の赤道の上部及び赤道の下部に第3、第4の自在ボール支持体76、77を確実に当接させることができ、球体66と第1、第2の駆動車輪67、68との当接状態を維持することができると共に、第1、第2の駆動車輪67、68の反力を均等に受けることができる。これにより、球体66の回転制御を安定して行うことができる。また、第3の自在球軸受機構80が、球体66の頂部に配置される第1の自在ボール支持体81及び球体66の上位置で第1の自在ボール支持体81の周囲に配置される3つの第2の自在ボール支持体82を有するので、球体66に掛かる荷重をバランスよく受けることができると共に、球体66を所定位置に安定して保持することができる。

0041

更に、球体駆動モジュール65は、第1、第2の駆動車輪67、68、第1〜第3の自在球軸受機構69、70、80を取付ける基台85と、複数の支持部材86を介して基台85に取付けられて第1、第2の駆動車輪67、68、第1〜第3の自在球軸受機構69、70、80を覆うと共に、下面に形成された開口部87から球体66の下部を露出させるカバー88とを有している。
なお、球体駆動モジュール65は、球体駆動モジュール10と同様の方法で使用することができるので、球体駆動モジュール65を使用した自走台車の説明は省略する。

0042

以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
更に、本実施の形態とその他の実施の形態や変形例にそれぞれ含まれる構成要素を組合わせたものも、本発明に含まれる。
例えば、球体駆動モジュールを、台車フレームの底に、サスペンション機構と力覚センサを介して設けることもできる。

0043

10:球体駆動モジュール、11:台車フレーム、12:サスペンション機構、13:床面、14:球体、15:第1の駆動車輪、16:第2の駆動車輪、17:第1の自在球軸受機構、18:第2の自在球軸受機構、19:第3の自在球軸受機構、20:基台、21:清掃機構、22:カバー、23:支持部材、24:ゴミ除去部材、25:保持部材、26:第1の取付け部材、27:第2の取付け部材、28:第1の回転駆動源、29:第2の回転駆動源、30:減速機構、31、31a:プーリ、31b:ベルト、32:第1の自在ボール支持体、33:第2の自在ボール支持体、34:第3の自在ボール支持体、35:第3の取付け台、36:第1の取付け台、37:第2の取付け台、38:第4の自在ボール支持体、39:位置調節機構、40:第5の自在ボール支持体、41:位置調節機構、42:自走台車、43、44:自在車輪、45:連結部材、46:第1の締結手段、47:モジュールフレーム、48:第2の締結手段、49:弾性部材、50:自走台車、51:力覚センサ、52:台車フレーム、53:ハンドル、54、55:自在車輪、56:昇降機構、57:車輪、58:搬送台車、58a:搬送台車フレーム、59:駆動手段、60:連結金具、61:受金具、62、63:位置決め部材、64:接続確認スイッチ、65:球体駆動モジュール、66:球体、67:第1の駆動車輪、68:第2の駆動車輪、69:第1の自在球軸受機構、70:第2の自在球軸受機構、71:第1の回転駆動源、72:第2の回転駆動源、73:第1の減速機構、74:第2の減速機構、76:第3の自在ボール支持体、77:第4の自在ボール支持体、78、79:位置調節機構、80:第3の自在球軸受機構、81:第1自在ボール支持体、82:第2の自在ボール支持体、83、84:取付け台、85:基台、86:支持部材、87:開口部、88:カバー

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