キャスタ

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【発明の名称】	キャスタ
【発明者】	【氏名】和田俊雄【住所又は居所】京都府長岡京市東神足２丁目１番１号日本輸送機株式会社内
【要約】	【課題】無人搬送車や搬送台車などの搬送装置の反転をスムーズに行なわせて反転走行を容易に行なわせること。【解決手段】タイヤ２５の旋回軸となる軸２２の外側面に溝３１を凹設した受け具３２を固着する。この溝３１に嵌まり込むボールプランジャ３３を無人搬送車の下面に取り付けられるベース２１の下面に配設する。無人搬送車の前進走行時にはボールプランジャ３３が溝３１内に嵌まり込み、無人搬送車を前進から後進に反転させても、ボールプランジャ３３が溝３１に嵌まり込んでいるので、タイヤ２５はロックされた状態となる。これにより、無人搬送車をスムーズに反転走行をさせることができる。

【特許請求の範囲】
【請求項１】荷を搬送する搬送装置の下面に設けられ、前記搬送装置の走行反転時にタイヤが旋回可能なキャスタにおいて、前記搬送装置の走行反転時に前記タイヤの向きを該タイヤの反転前の向きにロックするロック機構を設けていることを特徴とするキャスタ。
【請求項２】前記ロック機構は、タイヤの旋回軸側に設けた溝と、この溝に嵌まり込むボールプランジャとで構成されていることを特徴とする請求項１記載のキャスタ。
【請求項３】前記タイヤの旋回軸にネジ止めするリングを設け、このリングの外面に前記溝を形成していることを特徴とする請求項１または請求項２記載のキャスタ。
【請求項４】前記ロック機構を、前記タイヤの旋回軸に設けた溝と、この溝に直線の反転時に嵌まり混んでタイヤの旋回をロックするソレノイド装置とで構成していることを特徴とする請求項１～請求項３にいずれか記載のキャスタ。
【請求項５】前記搬送装置が走行するレール側には該搬送装置の位置検出用のドクが複数設けられ、これらのドクを検出したセンサからの出力にて前記レールが直線部分では前記ソレノイド装置を制御して前記タイヤの旋回をロックし、直線部分以外では前記ロックを解除する制御手段を設けていることを特徴とする請求項４に記載のキャスタ。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、荷物を搬送する無人搬送車や搬送台車などの搬送装置の車輪として用いられるキャスタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１２は立体自動倉庫の概略構成図を示し、荷を保管する荷棚を多数設けたラック１が走行路２を挟んで構築されており、走行路２にはレール３が敷設されている。このレール３には該レール３上を走行自在としたスタッカクレーン４が配置されており、このスタッカクレーン４によりラック１内の荷の搬入、搬出を行なうようになっている。ラック１の端部側には入出庫ステーション５がそれぞれ設けられており、この入出庫ステーション５は、荷が搬入される入庫ステーション５ａと、荷を搬出する出庫ステーション５ｂとで構成されている。
【０００３】上記の入出庫ステーション５の側方には無人搬送車１０を周回走行させるレール６、７が略長方形状に敷設されており、入出庫ステーション５側とは反対側に外部と無人搬送車１０との間で荷の搬入、搬出を行なう入庫ステーション１１と出庫ステーション１２とがそれぞれ設けられている。
【０００４】そして、無人搬送車１０が入庫ステーション１１で荷を受け取り、レール６、７上を走行して所定のラック１側の入庫ステーション５ａまで行き、該入庫ステーション５ａで無人搬送車１０に積載していた荷を降ろす。該入庫ステーション５ａにスタッカクレーン４が移動し、荷をラック１の所定の荷棚に搬入する。また、ラック１の荷を搬出する場合には、スタッカクレーン４が荷棚まで荷を取りに行き、出庫ステーション５ｂまで荷を搬送する。該出庫ステーション５ｂでは無人搬送車１０に荷を搭載し、出庫ステーション１２まで無人搬送車１０が走行して該出庫ステーション１２に荷を降ろすようになっている。
【０００５】図１３は上記無人搬送車１０の概略構成図を示しており、無人搬送車１０の基台１３の下面の一方側には、モータ１４を備えた駆動輪１５と、従動輪１６が設けられている。また、基台１３の下面の他方側にはキャスタ２０がそれぞれ設けられていて、駆動輪１５及び従動輪１６はレール６上を、キャスタ２０はレール６より幅広としてレール７上をそれぞれ転動して無人搬送車１０がレール６、７上を走行するようになっている。
【０００６】図１４は上記キャスタ２０の斜視図を示し、このキャスタ２０は周知な構造のものであり、無人搬送車１０の基台１３の下面に直接取り付けられる平板状のベース２１と、このベース２１の下面にベアリング（図示せず）を介して該ベース２１に旋回自在に取り付けられている軸２２と、この軸２２の下面に装着されている略コ字型のブラケット２３と、このブラケット２３の下部にピン２４により回転自在に装着されているタイヤ２５とで構成されている。
【０００７】図１５は基台１３を上から見た場合のキャスタ２０等の配置構成図を示しており、駆動輪１５及び従動輪１６はそれぞれ４つのガイドローラ１７を備えていて、これらのガイドローラ１７がレール６の左右に位置して駆動輪１５及び従動輪１６のガイドを行なっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、無人搬送車１０が図１２の矢印イに示す方向に走行してきて入庫ステーション５ａで荷を降ろした後に、隣接する出庫ステーション５ｂ（図１２では上側の出庫ステーション５ｂ）で荷を受け取る場合に、レール６、７を一周して受け取ることも考えられるが、作業効率の観点からは矢印ロに示すように無人搬送車１０を後進へと反転させて該出庫ステーション５ｂで荷を受け取ることになる。
【０００９】かかる場合、図１５に示すように無人搬送車１０を前進（図１２では矢印イ）から後進（図１２では矢印ロ）へ反転する場合に、キャスタ２０はその偏芯量Ａ（図１４に示す軸２２の旋回軸とタイヤ２５の回転軸の偏芯量Ａ）ほど横ズレを発生しつつ向きを変える必要がある。他方の駆動輪１５及び従動輪１６は各４個のガイドローラ１７でレール６に拘束されているため、キャスタ２０の横ズレはタイヤ２５とレール７の摩擦による移動で処理されている。この時の移動力は通常のころがり抵抗０．０１に対して０．６程度の大きな力を必要とし、無人搬送車１０をスムーズに反転できないという問題があり、同時に、その分大きな駆動力を持つモータ等が駆動輪１５に必要となるという問題があった。
【００１０】本発明は上述の問題点に鑑みて提供したものであって、無人搬送車や搬送台車などの搬送装置の反転をスムーズに行なわせて反転走行を容易に行なわせることを目的としたキャスタを提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明の請求項１記載のキャスタでは、荷を搬送する搬送装置の下面に設けられ、前記搬送装置の走行反転時にタイヤが旋回可能なキャスタにおいて、前記搬送装置の走行反転時に前記タイヤの向きを該タイヤの反転前の向きにロックするロック機構を設けていることを特徴としている。
【００１２】かかる構成とすることで、搬送装置を走行反転させてもタイヤは反転前の向きにロックされているため、スムーズに反転走行が可能となる。
【００１３】請求項２に記載のキャスタでは、前記ロック機構は、タイヤの旋回軸側に設けた溝と、この溝に嵌まり込むボールプランジャとで構成されていることを特徴としている。これにより、簡単な構成でロック機構を構成でき、しかも低コストにすることができる。
【００１４】請求項３に記載のキャスタでは、前記タイヤの旋回軸にネジ止めするリングを設け、このリングの外面に前記溝を形成していることを特徴としている。これにより、溝を形成する部材の旋回軸への取り付けがリングをネジ止めするだけで容易に取り付けることができ、また、リングをタイヤの旋回軸の周方向にずらすことで、溝の位置をタイヤの旋回軸に合わせることができ、溝等の部材の加工精度を無視して組立が可能となり、その分製造コストを安価にできる。
【００１５】請求項４に記載のキャスタでは、前記ロック機構を、前記タイヤの旋回軸に設けた溝と、この溝に直線の反転時に嵌まり混んでタイヤの旋回をロックするソレノイド装置とで構成していることを特徴としている。これにより、搬送装置を反転させる場合にソレノイド装置によりタイヤを確実にロックでき、スムーズに反転走行させることができる。
【００１６】請求項５に記載のキャスタでは、前記搬送装置が走行するレール側には該搬送装置の位置検出用のドクが複数設けられ、これらのドクを検出したセンサからの出力にて前記レールが直線部分では前記ソレノイド装置を制御して前記タイヤの旋回をロックし、直線部分以外では前記ロックを解除する制御手段を設けていることを特徴としている。これにより、レールの直線部分は、ソレノイド装置によりタイヤの旋回がロックされているので、搬送装置の前進、後進を自由に行なうことができ、また、レールの直線部分以外のコーナー部などでは、タイヤの旋回のロックが解除されるので、タイヤがスムーズに旋回してコーナー部をスムーズに走行することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明のキャスタ３０の分解斜視図を示している。なお、従来のキャスタと同一の機能を発揮する要素には同一の番号を付している。キャスタ３０の旋回軸となる軸２２の周面に断面を略円弧状とした溝３１を凹設した受け具３２を固着し、この受け具３２の溝３１に嵌めてタイヤ２５の向きを一定の方向にロックするロック部材としてのボールプランジャ３３をベース２１の下面に固定具３３を介して配設している。
【００１８】ボールプランジャ３３は図２に示すように、ケース３５と、このケース３５内に配設したスプリング３６と、このスプリング３６により付勢されてケース３５の先端の開口部３７より先端部分が突出するボール３８との周知な構成から成っている。ボールプランジャ３３のボール３８の先端部分は通常はケース３５の開口部３７より突出していて溝３１内に嵌まり、タイヤ２５が軸２２を中心として旋回しないようにロックされた状態となっている。このボールプランジャ３３を用いることにより、簡単な構成でロック機構を構成でき、しかも低コストにすることができる。
【００１９】図３は軸２２の表面に溝３１を直接凹設した場合を示し、上記と同様にボールプランジャ３３のボール３８が溝３１内に嵌まってタイヤ２５が軸２２を中心として旋回しないように軸２２をロックするようになっている。また、図４はロック部材の他の例を示し、ベース４１に穿孔している穴４２に遊嵌しているアーム４３にスプリング４４を介装し、アーム４３の先端に回転自在に設けたローラ４５を上記スプリング４４の付勢力により軸２２側の溝３１に嵌めるようにしたものである。
【００２０】図５はタイヤ２５を特定の方向にロックする場合の溝３１の位置とこの溝３１に嵌めるボールプランジャ３３の付勢方向との関係を示す図である。無人搬送車１０が前進する方向のタイヤ２５の向きにおけるタイヤ２５の幅方向の中心線とタイヤ２５の回転軸とが９０°になるように溝３１の位置とボールプランジャ３３のボール３８との位置が合うようにする必要がある。すなわち、タイヤ２５の旋回中心上を通るタイヤ２５の幅方向の中心線上と同一線上に溝３１と嵌合しているボール３８を付勢することで、タイヤ２５が無人搬送車１０の走行方向と同一の向きにロックされて、タイヤ２５は旋回することなく、レール７に沿って回転する。
【００２１】したがって、図１２に示すように無人搬送車１０を前進から後進へと反転させても、ボールプランジャ３３が溝３１に嵌まっているので、タイヤ２５がロックされて該タイヤ２５は旋回せずに、そのままタイヤ２５が逆回転して、スムーズに反転走行が可能となる。なお、本発明におけるキャスタ３０は無人搬送車１０を反転させた状態でレール６、７上を周回させることを特に想定はしておらず、隣接する入出庫ステーション５へ短距離の走行に特に有効である。
【００２２】また、軸２２側の溝３１の位置が周方向にずれてボールプランジャ３３による軸２２への付勢方向が図５に示すタイヤ２５の幅方向の中心線と交差する方向に付勢されると、前進から後進に反転させた場合にタイヤ２５を旋回させる方向に力が加わり、タイヤ２５が旋回して従来と同様に大きな力が必要となり、スムーズに反転走行ができなくなる。
【００２３】なお、図１２に示すレール６、７の円弧状のコーナー部では、無人搬送車１０の基台１３がねじれるために、そのねじれに伴ってタイヤ２５が軸２２の中心を旋回軸として旋回する。この時、軸２２が旋回するためボールプランジャ３３のボール３８は溝３１から外れるが、コーナー部を回ってタイヤ２５がレール６、７の直線部分に来るとタイヤ２５が元の位置に復帰するように旋回して、ボール３８が溝３１内に嵌まり込む。
【００２４】なお、上記の説明の中での図４及び図５において、溝３１を図３に示すような軸２２に直接形成しているような状態で描いているが、受け具３２に溝３１を形成している場合も含まれるものである。また、後述する図６の場合も同様である。
【００２５】図６は溝３１に嵌めてタイヤ２５をロックするロック部材をソレノイド装置５０で構成した場合を示しており、このソレノイド装置５０は、電源が印加されるコイル５１と、このコイル５１内に配置されて該コイル５１のオン（励磁）、オフ（非励磁）により吸引、突出するロックプランジャ５２と、コイル５１のオフ時にロックプランジャ５２を突出させて軸２２側の溝３１に嵌め込むコイル状のスプリング５３とで構成されている。このソレノイド装置５０を用いた場合は、無人搬送車１０がレール６、７の直線部分を走行する時はオフしたソレノイド装置５０のロックプランジャ５２がスプリング５３の弾発力により溝３１に嵌まり込んでタイヤ２５の旋回をロックし、後述するようにコーナー部などを走行する場合には、ソレノイド装置５０をオンしてロックプランジャ５２を吸引して溝３１から外してロックを解除するものである。
【００２６】以下にソレノイド装置５０による制御動作について説明する。図７及び図８に示すように、無人搬送車１０のキャスタ３０が走行する側のレール６には複数のドク７０・・・が配設され、また、無人搬送車１０側には上記ドク７０・・・を検出するための２つのセンサ６１、６２が設けられている。この例では、レール６側に９個のドク７１～７９が配設されており、その内のドク７１を原点として、該ドク７１の位置より下方に原点用ドク７０が配設されている。なお、この原点用ドク７０は、原点とした位置のドク７１の箇所のみ１つだけ設置されている。また、無人搬送車１０側には図７に示すように、略コ字型としたセンサ６１、６２が上下方向に２個配設されていて、上側のセンサをカウント用センサ６１とし、下側のセンサを原点検出用センサ６２としている。
【００２７】上記各ドク７０・・・は、例えば平板状に形成されてレール６の側面に配置されていて、無人搬送車１０の走行に伴いセンサ６１、６２の内側を通過するようになっている。両センサ６１、６２は、例えば、投光器と受光器とで構成され、ドク７０・・・がセンサ６１、６２を通過した際に該ドク７０・・・により光が遮断されることで、センサ６１、６２がドク７０・・・を検出するようになっている。カウント用センサ６１及び原点検出用センサ６２からの検出信号は、無人搬送車１０内のＣＰＵ６０に取り込まれ、後述するようにＣＰＵ６０によりソレノイド装置５０がオン、オフされて、タイヤ２５の旋回をロックしたり、解除したり制御される。
【００２８】上述したように、この例ではドク７１を原点の位置とし、無人搬送車１０がレール６上を走行してカウント用センサ６１がこの原点位置のドク７１を検出した場合にＣＰＵ６０側でカウントを開始するようになっている。なお、無人搬送車１０が反転走行するとマイナスにカウンタされていく。そして、原点のドク７１を検出し、さらにレール６を走行して順次ドク７２・・・をカウントしながら走行していく。ドク７１・・・を検出してカウントしていくことで、ＣＰＵ６０側は、キャスタ３０が現在どこの位置にいるが認識し、図８に示す直線部分のドク７１～ドク７５と、ドク７６～ドク７９の区間は、ＣＰＵ６０はソレノイド装置５０を解除してスプリング５３の弾発力にてロックプランジャ５２が軸２２、つまりタイヤ２５の旋回をロックして走行する。
【００２９】図８に示す直線部分以外の両コーナー部を含めたドク７９～ドク７１及びドク７５～ドク７６の区間はソレノイド装置５０をオンして、ロックプランジャ５２を吸引させてタイヤ２５の旋回のロックを解除して、タイヤ２５がコーナー部などではスムーズに旋回できるようにしている。
【００３０】このように、このソレノイド装置５０を設けた例では、レール６、７の直線部分は、ソレノイド装置５０によりタイヤ２５の旋回がロックされているので、無人搬送車１０の前進、後進を自由に行なうことができ、また、レール６、７の直線部分以外のコーナー部などでは、タイヤ２５の旋回のロックが解除されるので、タイヤ２５がスムーズに旋回してコーナー部をスムーズに走行することができる。
【００３１】なお、このソレノイド装置５０の制御は、ＣＰＵ６０側で無人搬送車１０を反転走行させている時だけタイヤ２５の旋回をロックするようにしても良い。また、搬送台車などの有人搬送装置の場合は、オペレータの手動によるスイッチ操作などでソレノイド装置５０を操作するようになっている。
【００３２】（第２の実施の形態）先の実施形態では、溝３１を形成した該受け具３２を軸２２に固着したり、あるいは溝３１を軸２２に直接形成するようにしていたが、本実施形態では、軸２２側には何ら加工を施さずに軸２２に装着固定する略Ω状のリング５４に溝３１を形成するようにしたものである。金属製のリング５４の表面に図１に示すのと同様の溝３１を形成した受け具３２を固着し、受け具３２の反対側には接続片５５をそれぞれ折曲形成している。両接続片５５にはボルト（図示せず）挿通用の穴５６が穿孔されており、この穴５６にボルトを挿通してナットを螺着することで、リング５４を軸２２に固定する。
【００３３】これにより、溝３１を形成した受け具３２を軸２２側に取り付ける場合と比べて、リング５４を軸２２に取り付けるだけで、溝３１を形成した受け具３２を容易に軸２２側に取り付けることができる。また、ボールプランジャ３３等のロック部材に対しての溝３１の周方向の位置は、リング５４を周方向に回すことで容易に位置決めを行なうことができる。また、タイヤ２５の旋回軸に溝３１の位置（図５参照）に容易に合わせることができるため、受け具３２の部品の加工精度を無視でき、また、組立誤差を吸収することができる。
【００３４】図１０はリング５４の他の例を示し、タイヤ２５が旋回した後に復帰する際にボールプランジャ３３のボール３８が溝３１内にスムーズに嵌まり込むようにしたものであり、リング５４の厚みを溝３１に近くなるにつれて厚くしたものである。これにより溝３１の両側の表面が緩やかな曲面となって、ボール３８が溝３１内にスムーズに嵌まり込むことができる。また、リング５４の厚みを全周にわたって均等にしても良い。
【００３５】図１１は更に他の例を示し、リング５４の周面に固着する受け具３２を円弧状に形成すると共に、受け具３２の厚みを溝３１に近くなるにつれて厚くしたものである。これにより溝３１の両側の表面を緩やかな曲面となって、ボール３８が溝３１内にスムーズに嵌まり込むることができる。また、受け具３２の厚みを全体に均等にしても良い。
【００３６】なお、図９～図１１において、ロック部材としてはボールプランジャ３３の場合を例に挙げて説明したが、図４及び図６に示すようなロック部材の場合も適用できることは言うまでもない。
【００３７】また、上記各実施形態では、本発明にかかるキャスタが用いられる搬送装置の例として無人搬送車を挙げて説明したが、無人搬送車に限られるものではなく、有人による一般的な台車などの荷物を搭載して搬送する搬送装置全般に本発明を適用できるものである。
【００３８】
【発明の効果】本発明の請求項１記載のキャスタによれば、前記搬送装置の走行反転時に前記タイヤの向きを該タイヤの反転前の向きにロックするロック機構を設けているので、搬送装置を走行反転させてもタイヤは反転前の向きにロックされており、これにより、搬送装置をスムーズに反転走行させることができる。
【００３９】請求項２に記載のキャスタによれば、前記ロック機構は、タイヤの旋回軸側に設けた溝と、この溝に嵌まり込むボールプランジャとで構成しているので、簡単な構成でロック機構を構成でき、しかも低コストにすることができる。
【００４０】請求項３に記載のキャスタによれば、前記タイヤの旋回軸にネジ止めするリングを設け、このリングの外面に前記溝を形成しているので、溝を形成する部材の旋回軸への取り付けがリングをネジ止めするだけで容易に取り付けることができ、また、リングをタイヤの旋回軸の周方向にずらすことで、溝の位置をタイヤの旋回軸に合わせることができ、溝等の部材の加工精度を無視して組立が可能となり、その分製造コストを安価にできる。
【００４１】請求項４に記載のキャスタによれば、前記ロック機構を、前記タイヤの旋回軸に設けた溝と、この溝に直線の反転時のみ嵌まり混んでタイヤの旋回をロックするソレノイド装置とで構成しているので、搬送装置を反転させる場合にソレノイド装置によりタイヤを確実にロックでき、スムーズに反転走行でき、また、搬送装置の反転時以外はタイヤはフリー状態となっているので、走行時にはスムーズにタイヤを旋回させることができる。
【００４２】請求項５に記載のキャスタによれば、レールの直線部分は、ソレノイド装置によりタイヤの旋回がロックされているので、無人搬送車の前進、後進を自由に行なうことができ、また、レールの直線部分以外のコーナー部などでは、タイヤの旋回のロックが解除されるので、タイヤがスムーズに旋回してコーナー部をスムーズに走行することができる。

【出願人】	【識別番号】０００２３２８０７【氏名又は名称】日本輸送機株式会社【住所又は居所】京都府長岡京市東神足２丁目１番１号
【出願日】	平成１４年１月２５日（２００２．１．２５）
【代理人】
【公開番号】	特開２００３－２１１９０６（Ｐ２００３－２１１９０６Ａ）
【公開日】	平成１５年７月３０日（２００３．７．３０）
【出願番号】	特願２００２－１６２９８（Ｐ２００２－１６２９８）