无人输送车的驱动单元及具备该驱动单元的无人输送车

技术领域

本发明涉及配置于能够牵引台车的无人输送车的车身的无人输送车的驱动单元及具备该驱动单元的无人输送车。

背景技术

在日本特开2015-111348号公报(专利文献1)中记载了一种无人输送车的驱动单元，其包括：框架；一对驱动轮；一对马达，其具有分别连接于该一对驱动轮的输出轴；马达支承构件，其支承该一对马达；以及中心轴，其借助该马达支承构件将一对马达支承为相对于框架摆动自如且旋转自如。

该无人输送车的驱动单元通过控制各输出轴的旋转方向、转速，从而能够进行无人输送车的行驶控制，即，使无人输送车直行行驶或曲线行驶或原地转向。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-111348号公报

发明内容

发明要解决的问题

另外近年来，在工厂、仓库等空间存在制约的场所，对无人输送车的小型化的期望升高。特别是在通过进入到台车的下侧并使钩卡合于该台车的框架来牵引该台车的无人输送车中，不仅要求高度方向的尺寸的小型化，还要求车宽方向的尺寸的小型化，以便能够将该无人输送车配置在台车的下侧的受限制的空间。在此，由于上述的公报所记载的无人输送车的驱动单元仅是控制马达，因此虽然能够简易地实现无人输送车的行驶控制，而另一方面由于各驱动轮分别需要马达，因此在小型化这一点上尚有改良的余地。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的之一在于提供一种有助于兼顾无人输送车的行驶控制的简易性和无人输送车的小型化的技术。

用于解决问题的方案

为了达到上述目的，本发明的无人输送车的驱动单元及具备该驱动单元的无人输送车采用了以下的方案。

根据本发明的无人输送车的驱动单元的优选方式，构成一种配置于能够牵引台车的无人输送车的车身的无人输送车的驱动单元。该无人输送车的驱动单元包括差动齿轮装置、第1支承构件、一对驱动轮、马达、一对制动器、第2支承构件。差动齿轮装置具有差速器壳体、具有第1轴线并且与差速器壳体设为一体的环形齿轮、具有与第1轴线正交的第2轴线并且以能够以该第2轴线为旋转中心旋转的方式支承于差速器壳体的至少一个差速小齿轮、以及以能够以第1轴线为旋转中心旋转且与差速小齿轮啮合的方式支承于差速器壳体的一对侧齿轮。第1支承构件将差动齿轮装置支承为差速器壳体能够以第1轴线为旋转中心旋转。一对驱动轮分别连接于一对侧齿轮。马达具有一体地设有驱动小齿轮的输出轴。此外，马达以驱动小齿轮与环形齿轮啮合的方式支承于第1支承构件。一对制动器以能够独立地限制一对驱动轮各自的旋转的方式配置于第1支承构件和一对驱动轮之间。另外，第2支承构件与穿过一对驱动轮之间的中央并且沿铅垂方向延伸的第3轴线配置在同轴上，并且以第1支承构件能够以该第3轴线为旋转中心相对于车身相对旋转的方式将第1支承构件和车身连结。在此，本发明的“分别连接于一对侧齿轮”除了一对驱动轮分别直接连接于一对侧齿轮的方案之外，还适当地包含间接地连接于一对侧齿轮的方案。作为一对驱动轮分别间接地连接于一对侧齿轮的方案，例如考虑一对驱动轮借助一对车轴分别连接于一对侧齿轮的方案。此外，关于本发明的“一体地设有驱动小齿轮”，典型地讲驱动小齿轮一体成形于输出轴的方案、通过压入、螺栓等将驱动小齿轮一体地设于输出轴的方案等符合该情况，但适当地包含驱动小齿轮间接地一体地设于输出轴的方案。作为驱动小齿轮间接地一体地设于输出轴的方案，例如考虑驱动小齿轮借助与该驱动小齿轮设为一体的驱动小齿轮轴一体地设于输出轴的方案等。

根据本发明，由于相对于一对驱动轮而言马达可以是一个，因此能够谋求至少一个马达的量的节省空间化。由此能够谋求无人输送车的小型化。此外，通过控制一对制动器，能够对一对驱动轮赋予转速差，因此能够使无人输送车曲线行驶或者原地转向。当然，通过控制马达的输出轴的旋转方向、转速，能够使无人输送车沿前后直行行驶并且能够变更速度。这样，根据本发明，能够谋求无人输送车的行驶控制的简易性和无人输送车的小型化的兼顾。

根据本发明的无人输送车的驱动单元的进一步的方式，第1支承构件具有与第3轴线配置在同轴上的轴部。第2支承构件具有径向轴承和推力轴承。径向轴承具有固定于车身的外圈、嵌合于轴部的内圈以及配置于外圈和内圈之间的第1滚动体。另外，推力轴承具有能够载置外圈的第1轨道盘、固定于第1支承构件的第2轨道盘以及配置于第1轨道盘和第2轨道盘之间的第2滚动体。

根据本方式，能够简易地实现以第1支承构件能够以第3轴线为旋转中心相对于车身相对旋转的方式将第1支承构件和车身连结的结构。此外，在无人输送车牵引台车时，能够由径向轴承承受对轴部作用的径向方向的力，并且在为了确保驱动轮的接地载荷而由无人输送车承担台车的一部分重量时，能够由推力轴承承受对驱动单元作用的推力方向的力。

根据本发明的无人输送车的驱动单元的进一步的方式，一对制动器具有：可动部，其与一对驱动轮一体旋转；以及固定部，其以状态能够在与该可动部摩擦接触的第1状态和解除与可动部的摩擦接触的第2状态之间变更的方式固定于第1支承构件。在此，制动器能够设为鼓式制动器或电磁制动器。

根据本方式，能够简易地确保能够独立地限制一对驱动轮各自的旋转的结构。

根据本发明的无人输送车的优选方式，构成一种能够牵引台车的无人输送车。该无人输送车包括车身、支承于该车身的上述的任一方案的本发明的无人输送车的驱动单元、以及通过控制马达和一对制动器来控制无人输送车的行驶的控制装置。

根据本发明，能够起到与本发明的无人输送车的驱动单元所起到的效果相同的效果，例如能够谋求无人输送车的行驶控制的简易性和无人输送车的小型化的兼顾。

发明的效果

根据本发明，能够谋求无人输送车的行驶控制的简易性和无人输送车的小型化的兼顾。

附图说明

图1是表示搭载有本发明的实施方式的驱动单元4的无人输送车1的概略结构的侧视图。

图2是表示驱动单元4的外观的外观图。

图3是表示图2的A-A截面的剖视图。

图4是与从图3的箭头Z方向观察到的向视图相当的局部剖视图。

图5是与图3的E-E截面相当的剖视图。

图6是表示差动齿轮装置30的概略结构的说明图。

图7是表示制动器50的概略结构的说明图。

图8是从图2的箭头Y方向观察到的向视图。

图9是表示搭载有变形例的驱动单元104的无人输送车100的概略结构的侧视图。

图10是表示变形例的驱动单元104的外观的外观图。

图11是表示图10的F-F截面的剖视图。

附图标记说明

1、无人输送车(无人输送车)；2、车身2(车身)；2a、顶板；2b、底板；4、驱动单元(驱动单元)；6、脚轮；10、控制装置(控制装置)；20、齿轮单元；22R、驱动轮(驱动轮)；22L、驱动轮(驱动轮)；24、马达(马达)；24a、输出轴(输出轴)；30、差动齿轮装置(差动齿轮装置)；32、单元壳体(第1支承构件)；34、轴部(轴部)；34a、轴线(第3轴线)；40、差速器壳体(差速器壳体)；40a、轴部；40b、轴部；42、环形齿轮(环形齿轮)；44、小齿轮(差速小齿轮)；44a、小齿轮轴；46、侧齿轮(侧齿轮)；50、制动器(制动器)；52、制动鼓(可动部)；54、底板(固定部)；56a、制动靴(固定部)；56b、制动靴(固定部)；57a、衬片(固定部)；57b、衬片(固定部)；60、小齿轮(驱动小齿轮)；70、外圈侧轨道盘(第1轨道盘)；72、壳体侧轨道盘(第2轨道盘)；74、滚珠(第2滚动体)；74a、保持器；80、外圈(外圈)；82、内圈(内圈)；84、滚珠(第1滚动体)；84a、保持器；90、台车(台车)；100、无人输送车(无人输送车)；104、驱动单元(驱动单元)；RB、径向轴承(第2支承构件、径向轴承)；SB、推力轴承(第2支承构件、推力轴承)；B1、轴承；B2、轴承；SL1、轴线(第1轴线)；SL2、轴线(第2轴线)；WSR、车轴；WSL、车轴；Vml、假想中央铅垂线(第3轴线)；RS、旋转轴线(第3轴线)。

具体实施方式

接下来使用实施例说明用于实施本发明的最佳方式。

【实施例】

如图1所示，本实施方式的无人输送车1包括车身2、支承于该车身2的本实施方式的驱动单元4、以回转自如的方式支承于车身2的一对脚轮6、6、以及用于控制无人输送车1整体的控制装置10。如图1所示，本实施方式的无人输送车1构成为以潜入到台车90的下方的状态牵引该台车90的低底板类型。另外，无人输送车1以相对于台车90而言的相对位置固定的状态连结于该台车90。为了便于说明，以下将图1的左右方向限定为行驶方向。特别是将图1的左侧设为前进行驶方向，将图1的右侧设为后退行驶方向。

如图2～图4所示，驱动单元4具有齿轮单元20、连接于该齿轮单元20的一对驱动轮22R、22L、能够限制该一对驱动轮22R、22L的旋转的一对制动器50、50(仅记载在图3和图4中)、连接于齿轮单元20的马达24(仅记载在图2和图4中)、以及将齿轮单元20连结于车身2的径向轴承RB和推力轴承SB(仅记载在图3和图4中)。

如图3～图5所示，齿轮单元20主要由差动齿轮装置30和将该差动齿轮装置30支承为能够旋转的单元壳体32构成。如图5所示，差动齿轮装置30具有差速器壳体40、与该差速器壳体40设为一体的环形齿轮42、以能够旋转的方式支承于该差速器壳体40的四个小齿轮44(在图中仅记载了两个小齿轮44)、以及以与该小齿轮44啮合的方式支承于差速器壳体40的侧齿轮46、46。单元壳体32是与本发明的“第1支承构件”对应的实施结构的一例，小齿轮44是与本发明的“差速小齿轮”对应的实施结构的一例。

如图6所示，差速器壳体40具有轴部40a、40b，该轴部40a、40b具有沿着无人输送车1的左右方向(与无人输送车1的行驶方向(图6的上下方向)和铅垂方向(与图6的纸面垂直的方向)这两个方向正交的方向)延伸的轴线SL1。差速器壳体40借助与轴部40a、40b嵌合的轴承B1、B1以能够旋转的方式支承于单元壳体32。轴线SL1是与本发明的“第1轴线”对应的实施结构的一例。

如图6所示，环形齿轮42构成为锥齿轮，其配置于差速器壳体40的外周面。环形齿轮42以轴线SL1为旋转中心与差速器壳体40一体地旋转。换言之，可以说环形齿轮42具有轴线SL1。

如图6所示，小齿轮44构成为锥齿轮，其借助小齿轮轴44a以能够旋转的方式支承于差速器壳体40。小齿轮44具有与轴线SL1正交的轴线SL2，其以该轴线SL2为旋转中心旋转。轴线SL2是与本发明的“第2轴线”对应的实施结构的一例。

如图6所示，侧齿轮46、46构成为锥齿轮，其配置为与四个小齿轮44啮合。在侧齿轮46、46分别连接有车轴WSR、WSL。

这样构成的差动齿轮装置30将借助环形齿轮42输入的旋转分为不同的转速地向各车轴WSR、WSL传递。换言之，可以说差动齿轮装置30在吸收在车轴WSR、WSL产生的转速差的同时，将借助环形齿轮42输入的动力分开地向各车轴WSR、WSL传递。

如图3所示，单元壳体32具备具有轴线34a的轴部34。如图3和图8所示，轴线34a穿过一对驱动轮22R、22L之间的中央，并且与轴线SL1和无人输送车1的行驶方向(与图3的纸面垂直的方向、图8的上下方向)这两个方向正交。此外，如图6所示，单元壳体32构成为能够在内部收纳差动齿轮装置30的至少局部的壳体，借助轴承B1、B1将差动齿轮装置30支承为能够旋转。进而，单元壳体32借助轴承B2、B2将车轴WSR、WSL支承为能够旋转。另外，在车轴WSR连接有驱动轮22R，在车轴WSL连接有驱动轮22L。轴线34a是与本发明的“第3轴线”对应的实施结构的一例。

一对制动器50、50构成为鼓式制动器，其分别配置于驱动轮22R、22L和单元壳体32之间。在此，由于一对制动器50、50的配置结构基本上相同，因此以下对配置于驱动轮22R和单元壳体32之间的制动器50进行说明，省略对分别配置于驱动轮22L和单元壳体32之间的制动器50的说明。

如图7所示，制动器50具有以能够与驱动轮22R一体旋转的方式固定于该驱动轮22R的圆筒状的制动鼓52、固定于单元壳体32的底板54、以能够收纳于制动鼓52内的方式设置于底板54的一对制动靴56a、56b、以及配置于一对制动靴56a、56b之间的活塞(未图示)。另外，制动靴56a、56b分别具有作为摩擦件的衬片57a、57b。制动鼓52是与本发明的“可动部”对应的实施结构的一例，底板54、一对制动靴56a、56b及衬片57a、57b是与本发明的“固定部”对应的实施结构的一例。

在本实施方式中，这样构成的制动器50设为通过液压而工作的结构。具体而言，制动器50利用液压使未图示的活塞(凸轮)工作，使具有衬片57a、57b的制动靴56a、56b与制动鼓52的内周面摩擦接触，从而独立地限制驱动轮22R、22L各自的旋转。

如图4和图5所示，马达24具有输出轴24a。输出轴24a具有小齿轮60。小齿轮60以能够一体旋转的方式连接于输出轴24a。马达24以小齿轮60与一对侧齿轮46、46啮合的方式配置，固定于单元壳体32。小齿轮60是与本发明的“驱动小齿轮”对应的实施结构的一例。

如图3所示，径向轴承RB具有固定于车身2的顶板2a的外圈80、嵌合于轴部34的内圈82、以及配置于外圈80和内圈82之间的作为滚动体的多个滚珠84。径向轴承RB配置于顶板2a和推力轴承SB之间。滚珠84由保持器84a保持。利用这样构成的径向轴承RB将齿轮单元20支承为能够借助轴部34以轴线34a为旋转中心相对于车身2旋转。滚珠84是与本发明的“第1滚动体”对应的实施结构的一例。

如图3所示，推力轴承SB具有供径向轴承RB的外圈80载置的外圈侧轨道盘70、固定于单元壳体32的壳体侧轨道盘72、以及配置于外圈侧轨道盘70和壳体侧轨道盘72之间的作为滚动体的多个滚珠74。推力轴承SB配置于径向轴承RB和单元壳体32之间。滚珠74由保持器74a保持。径向轴承RB和推力轴承SB是与本发明的“第2支承构件”对应的实施结构的一例。此外，外圈侧轨道盘70、壳体侧轨道盘72及滚珠74分别是与本发明的“第1轨道盘”、“第2轨道盘”及“第2滚动体”对应的实施结构的一例。

此外，推力轴承SB具有旋转轴线RS。如图3和图8所示，推力轴承SB以旋转轴线RS与轴线34a处于同一轴线上的方式配置于单元壳体32。

由于是这样齿轮单元20利用径向轴承RB和推力轴承SB连结于车身2的顶板2a的结构，因此能够简易地实现以齿轮单元20能够相对于车身2相对旋转的方式将该齿轮单元20和车身2连结的结构。另外，在无人输送车1牵引台车90时，能够由径向轴承RB承受对轴部34a作用的径向方向的力，并且在为了确保驱动轮22R、22L的接地载荷而由无人输送车1承担台车90的一部分重量时，能够利用推力轴承SB承受对驱动单元4作用的推力方向的力。

控制装置10构成为以CPU为中心的微处理器，除了CPU之外还包括用于存储处理程序的ROM、用于临时存储数据的RAM、以及未图示的输入端口、输出端口和通信端口。经由输入端口向控制装置10输入来自用于检测铺设于地面的引导带(未图示)的未图示的行驶传感器的检测信号、来自用于检测未图示的标记的标记传感器(未图示)的指令信号等。此外，从控制装置10经由输出端口输出向驱动单元4(马达24)输出的驱动控制信号、向制动器50、50输出的工作信号等。

接下来对搭载有这样构成的无人输送车的驱动单元4的无人输送车1的动作特别是无人输送车1行驶时的动作进行说明。在无人输送车1接收开始行驶指令时，控制装置10的CPU读取来自行驶传感器(未图示)的检测信号、来自标记传感器(未图示)的指令信号，执行驱动控制马达24和制动器50、50以使无人输送车1沿着引导带行驶的处理。

具体而言，在引导带是直线的情况下，控制装置10的CPU基本上仅驱动控制马达24，以使无人输送车1沿着引导带直行行驶。另外，在无人输送车1自直线状的引导带向左右的任一个方向脱离的情况下，控制装置10的CPU驱动控制与该脱离的一侧相反的一侧的驱动轮22R侧或驱动轮22L侧的制动器50、50，使得与该脱离的一侧相反的一侧的驱动轮22R或驱动轮22L的转速小于脱离的一侧的驱动轮22L或驱动轮22R的转速。由此，驱动单元4相对于车身2朝向转速较小的驱动轮22R侧或驱动轮22L侧旋转(回转)。这样能够使无人输送车1返回到直线状的引导带上。

另一方面，在引导带是曲线的情况下，控制装置10的CPU驱动控制马达24和制动器50、50，以使无人输送车1沿着引导带曲线行驶。具体而言，在引导带是向右弯曲的曲线的情况下，控制装置10的CPU驱动控制朝向前进方向观察时的右侧的驱动轮22R侧的制动器50，使得朝向前进方向观察时的右侧的驱动轮22R的转速小于朝向前进方向观察时的左侧的驱动轮22L的转速。由此，驱动单元4相对于车身2向转速较小的驱动轮22R侧即向右旋转(回转)。其结果为，能够使无人输送车1沿着向右弯曲曲线的引导带行驶。

此外，在引导带是向左弯曲的曲线的情况下，进行与上述相反的动作，即控制装置10的CPU驱动控制朝向前进方向观察时的左侧的驱动轮22L侧的制动器50，使得朝向前进方向观察时的左侧的驱动轮22L的转速小于朝向前进方向观察时的右侧的驱动轮22R的转速。由此，驱动单元4相对于车身2向转速较小的驱动轮22L侧即向左旋转(回转)。其结果为，能够使无人输送车1沿着向左弯曲曲线的引导带行驶。

另外，在引导带是曲线的情况下，在无人输送车1自引导带向左右的任一个方向脱离的情况下，与引导带是直线的情况同样地也实施以下控制是不言而喻的：控制装置10的CPU驱动控制与自引导带脱离的一侧相反的一侧的驱动轮22R侧或驱动轮22L侧的制动器50、50，使得与脱离的一侧相反的一侧的驱动轮22R或驱动轮22L的转速小于该脱离的一侧的驱动轮22L或驱动轮22R的转速，从而使无人输送车1返回到引导带上。

采用以上说明的本实施方式的无人输送车1，由于是驱动轮22R、22L借助差动齿轮装置30连接于马达24的结构，因此用于对驱动轮22R、22L进行驱动的马达24可以是一个。由此，能够谋求至少一个马达的量的节省空间化。其结果为，能够谋求无人输送车1的小型化。此外，通过驱动控制配置于驱动轮22R、22L和单元壳体32之间的制动器50、50，能够对驱动轮22R、22L赋予转速差地使驱动单元4相对于车身2旋转(回转)。由此，能够使无人输送车1曲线行驶或者原地转向。当然，通过控制马达24的输出轴24a的旋转方向、转速，能够使无人输送车1沿前后直行行驶并且能够变更速度。另外，由于采用鼓式制动器作为一对制动器50、50，因此能够简易地确保能独立地限制一对驱动轮22R、22L各自的旋转的结构。

此外，采用本实施方式的无人输送车1，由于使用推力轴承SB连结驱动单元4和车身2，因此与使用回转轴等轴构件连结驱动单元4和车身2的结构相比能够减小高度方向(轴线方向)的尺寸。由此能够谋求无人输送车1的高度方向的小型化。

在本实施方式中，制动器50设为通过液压而工作的结构，但不限于此。制动器50例如也可以设为利用未图示的线材工作的结构。在该情况下，通过牵拉未图示的线材，使未图示的活塞(凸轮)工作，使具有衬片57a、57b的制动靴56a、56b与制动鼓52的内周面摩擦接触。

在本实施方式中使用推力轴承SB连结驱动单元4和车身2，但不限于此。例如也可以使用回转轴等轴构件连结驱动单元4和车身2。

在本实施方式中采用鼓式制动器作为一对制动器50、50，但不限于此。例如也可以采用电磁制动器作为一对制动器50、50。

在本实施方式中推力轴承SB配置于顶板2a和单元壳体32之间，但不限于此。推力轴承SB例如也可以如图9～图11的变形例的无人输送车100的驱动单元104所示，推力轴承SB配置于单元壳体32和车身2的底板2b之间。

本实施方式示出用于实施本发明的方式的一例。因而，本发明并不限定于本实施方式的结构。另外，本实施方式的各构成要素与本发明的各构成要素之间的对应关系在附图标记说明中示出。