JP6629567B2 - 搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送台車とその搬送台車を備えた搬送装置に関する。

従来、荷台を備えた搬送台車が提案されている。例えば、下記の特許文献１には、路上走行用の車輪を軌道走行用の車輪に対して上下動させることにより、前記路上走行用の車輪と前記軌道走行用の車輪とを切り替えて使用可能な運搬用トロが提案されている。

特開２０１０−８９５７１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の運搬用トロは、路上走行用の車輪と軌道走行用の車輪とを切り替えて使用する必要があり、操作性に課題があった。また、特許文献１に記載の運搬用トロは、路上走行用の車輪と軌道走行用の車輪との両方を設ける必要があり、製造コストが上昇するという課題があった。本発明は、こうした問題にかんがみてなされたものであり、レール等の異形走行路と平坦な路面とを、共通の車輪を使用して走行可能な搬送台車及びその搬送台車を備えた搬送装置を提供することを目的とする。

本発明の搬送台車は車輪本体（１２）と、ローラ（１３）と、荷台（１８，２５，５５）と、を備える。車輪本体は、車軸（１１，２１Ａ，２２Ａ，２３Ａ，２４Ａ）を中心に回転する。ローラは、前記車輪本体の周方向に複数連なって設けられ、前記車軸に対して非平行な回転軸回りに回転し、前記車輪本体より小径に構成されている。荷台は、前記ローラにより前記車輪本体及び前記車軸を介して支持される。

このように構成された搬送台車は、前記車軸を中心にして車輪本体を回転させることにより、平坦な路面や床面を走行することができる。また、搬送台車が、車輪本体の直径よりも狭い間隙で平行配置された一対のレール上に、当該一対のレールと前記車軸とを平行にした状態で載置されたとき、当該搬送台車は、各レールにいずれかのローラが当接することによって支持される。その場合、一対のレールに当接している各ローラを回転させることにより、搬送台車は前記一対のレール上を走行することができる。また、一対のレールの間隙は車輪本体の直径よりも狭い。このため、各レールにはいずれかのローラが当接する。よって、搬送台車は一対のレール上を安定して走行することができる。従って、搬送台車は、レール上と平坦な路面又は床面行とを、共通の車輪を使用して走行可能となる。

なお、本明細書において、平行配置された一対のレールにおける互いに近接する端縁同士の距離を「間隙」と呼び、平行配置された一対のレールにおける中心軸同士の距離を「間隔」と呼んで区別する。すなわち、「間隙」は英語で言う「ｇａｐ」であり、「間隔」は英語で言う「ｉｎｔｅｒｖａｌ」である。

本発明の搬送装置は、前記搬送台車（１０）とその搬送台車を案内する一対のレール（Ｒ１，Ｒ２）とを備える。一対のレールは、前記車輪本体の直径よりも狭い間隙で平行配置される。そして、一対のレールと前記車軸とを平行にした状態で搬送台車が一対のレール上に載置されたとき、前記各レールにいずれかの前記ローラが当接することによって前記搬送台車が支持される。このため、前述のように、搬送台車は、レール上と平坦な路面又は床面とを、共通の車輪を使用して走行可能となる。

また、本発明の搬送装置は、搬送台車（２０，３０，５０）とその搬送台車を案内する一対のレール（Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ５１，Ｒ５２）とを備え、次のように構成されてもよい。搬送台車は、前記搬送台車の構成に加え、前記車軸（２１Ａ，２２Ａ，２３Ａ，２４Ａ）が平行に一対設けられる。また、前記各車軸毎に前記車輪本体及び前記複数のローラがそれぞれ設けられ、荷台（２５，５５）は、複数の前記ローラにより前記各車輪本体及び前記各車軸を介して支持される。

この場合も、搬送台車は、各車軸を中心にして各車輪本体を回転させることにより、平坦な路面や床面を走行することができる。また、一対のレールは、前記一対の車軸の間隔とは異なる間隔で平行配置される。一対のレールと前記各車軸とを平行にした状態で搬送台車が一対のレール上に載置されたとき、各レールには、互いに異なる前記車軸に車輪本体を介して設けられたローラのいずれかが当接することによって、搬送台車が支持される。すなわち、一対のレールの間隔は、前記一対の車軸の間隔に各車輪本体の半径をそれぞれ足した値よりも小さく、前記一対の車軸の間隔から各車輪本体の半径をそれぞれ引いた値よりも大きい。

このため、一対のレールに当接している各ローラを回転させることにより、搬送台車は前記一対のレール上を走行することができる。また、一対のレールの間隔は前記一対の車軸の間隔とは異なる。このため、各レールから搬送台車に対して水平方向に作用する力の成分を互いに逆方向にすることができる。よって、搬送台車は一対のレール上を安定して走行することができる。従って、搬送台車は、レール上と平坦な路面又は床面とを、共通の車輪を使用して走行可能となる。

また、本発明の搬送装置は、前述の搬送台車（２０，５０）とその搬送台車が走行する異形走行路（４０，６０，７０）とを備え、次のように構成されてもよい。この場合も、搬送台車は、各車軸を中心にして各車輪本体を回転させることにより、平坦な路面や床面を走行することができる。

異形走行路は、当該異形走行路の幅方向中心を挟んで反対方向に傾斜した傾斜面（４１，６１，７１）を備える。前記一対の車軸が前記異形走行路の伸張方向と平行配置され、かつ、前記反対方向に傾斜した各傾斜面上に前記各車軸が配設されるように、搬送台車は、異形走行路上に支持される。

このため、各傾斜面に当接している各ローラを回転させることにより、搬送台車は前記異形走行路上を走行することができる。また、各傾斜面は反対方向に傾斜している。このため、各傾斜面から搬送台車に対して水平方向に作用する力の成分を互いに逆方向にすることができる。よって、搬送台車は異形走行路上を安定して走行することができる。従って、搬送台車は、異形走行路上と平坦な路面又は床面とを、共通の車輪を使用して走行可能となる。

なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

第１実施形態における搬送台車の構成を表す側面図である。 第１実施形態における搬送装置の構成を表す平面図である。 その搬送装置の構成を表すIII−III線断面図である。 第２実施形態における搬送台車の構成を表す側面図である。 その搬送台車の構成を表す下面図である。 第２実施形態における搬送装置の構成を表す平面図である。 その搬送装置の構成を表すVII−VII線断面図である。 第３実施形態における搬送装置の構成を表す平面図である。 その搬送装置の構成を表すIX−IX線断面図である。 第４実施形態における搬送装置の構成を表す側面図である。 第５実施形態における搬送台車の構成を表す側面図である。 その搬送台車の構成を表す下面図である。 第６実施形態における搬送装置の構成を表す側面図である。 第７実施形態における搬送装置の構成を表す側面図である。

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．搬送台車１０の構成］
図２，図３に示す第１実施形態の搬送装置１は、図１に示す搬送台車１０と、レールＲ１〜Ｒ４とを備える。図１に示すように、搬送台車１０は、車軸１１を中心に回転する車輪本体１２と、車輪本体１２の周方向に複数連なって設けられたローラ１３とを備える。ローラ１３は、車輪本体１２よりも小径で、車軸１１に対して一定角度θ（但し、０°＜θ＜９０°）で傾斜した回転軸回りに回転するように、車輪本体１２に支持されている。例えば、ローラ１３の回転軸は、車軸１１に対して４５°の角度で傾斜してもよい。

すなわち、車輪本体１２と、その周方向に連なって設けられた複数のローラ１３とは、いわゆるメカナムホイール１５を構成する。また、各ローラ１３は、軸方向の中心部が軸方向両端に比べて大径に構成された樽状に構成されている。

このメカナムホイール１５の車軸１１は、図１，図３に示すように一対の軸受け部１７を介して荷台１８に装着されている。荷台１８は矩形の板状に構成されている。一対の軸受け部１７は、全体として、荷台１８よりも一回り小さい矩形の板状に構成されている。一対の軸受け部１７は、メカナムホイール１５の幅よりも広い幅を開けて荷台１８の下面に対して垂直に固定されている。なお、メカナムホイール１５の幅とは、メカナムホイール１５の車軸１１方向における大きさをいう。荷台１８に対する軸受け部１７の固定方法は、接着，溶接等、適宜の周知の方法が適用される。この軸受け部１７は、メカナムホイール１５の車軸１１を回転可能に支持する。また、荷台１８の上面には、逆Ｕ字状の形状をした周知の手押し用ハンドル１９が立設されている。

［１−２．搬送装置１の構成］
図１及び図２に示すように、搬送装置１におけるレールＲ１，Ｒ２は、断面円形の直線状に構成され、車輪本体１２の直径よりも狭い間隙で平行配置されている。なお、レールＲ１，Ｒ２の間隙は、メカナムホイール１５の幅よりも広い。

図２，図３に示すように、レールＲ１，Ｒ２の一部は、水平な路面Ｓ上に直接敷設されている。レールＲ１，Ｒ２の他の部分は、路面Ｓが途切れて谷になった位置に、複数の支柱Ｐを介して宙に浮いた状態で支持されている。但し、レールＲ１，Ｒ２は、全体に亘って水平に配設されている。

路面Ｓには、レールＲ３，Ｒ４が敷設されている。レールＲ１は、レールＲ３と、路面Ｓ上で直角に接続されている。レールＲ２は、レールＲ４と、路面Ｓ上で直角に接続されている。レールＲ３，Ｒ４の間隙は、レールＲ１，Ｒ２の間隙と等しい。レールＲ１，Ｒ３が接続された角部は、レールＲ２，Ｒ４が接続された角部の外側に来るように、各レールＲ１〜Ｒ４が配設されている。

［１−３．効果］
以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１Ａ）搬送台車１０は、車軸１１を中心にしてメカナムホイール１５を回転させることにより、平坦な路面や床面を走行することができる。例えば、図２に矢印Ａ１，Ａ２で示すように、搬送台車１０は、レールＲ３，Ｒ４の間の路面Ｓを走行することができる。また、レールＲ１，Ｒ２における支柱Ｐによって支持された箇所に、当該のレールＲ１，Ｒ２と車軸１１とを平行にした状態で載置されたとき、搬送台車１０は、図１に示すように、各レールＲ１，Ｒ２にいずれかのローラ１３が当接することによって支持される。その場合、レールＲ１，Ｒ２に当接している各ローラ１３を回転させることにより、搬送台車１０はレールＲ１，Ｒ２上を走行することができる。また、レールＲ１，Ｒ２の間隙は車輪本体１２の直径よりも狭い。このため、レールＲ１，Ｒ２にはいずれかのローラ１３が確実に当接する。よって、図２，図３に矢印Ａ３，Ａ４で示すように、搬送台車１０は、レールＲ１，Ｒ２上を安定して走行することができる。なお、搬送台車１０は、矢印Ａ１〜Ａ４のいずれの方向へ走行する場合にも、手押し用ハンドル１９を介して人力が加えられることによって走行する。

このように、本実施形態の搬送装置１では、搬送台車１０は、レールＲ１，Ｒ２上の走行と平坦な路面Ｓの走行とを、共通のメカナムホイール１５を使用して実行可能となる。このため、引用文献１のように路上走行用の車輪と軌道走行用の車輪との両方を設けることによる製造コストの上昇を抑制することができる。また、搬送台車１０は、路上走行用の車輪と軌道走行用の車輪とを切り替える作業を引用文献１のようにしなくても、レールＲ１，Ｒ２上の走行と平坦な路面Ｓの走行とを実行することができる。このため、搬送装置１及び搬送台車１０の操作性は極めて優れている。

（１Ｂ）また、メカナムホイール１５は、レールＲ１，Ｒ２の間を車軸１１方向に移動することも、レールＲ３，Ｒ４の間を車軸１１と直交する方向に移動することも可能である。従って、搬送台車１０は、レールＲ１，Ｒ２とレールＲ３，Ｒ４とが直交配置された領域を、メカナムホイール１５の方向を変えずに走行することができる。

［２．第２実施形態］
［２−１．搬送台車２０の構成］
図６，図７に示す第２実施形態の搬送装置２は、図４，図５に示す搬送台車２０と、レールＲ１１〜Ｒ１５とを備える。図４，図５に示すように、搬送台車２０は、搬送台車１０と同様のメカナムホイール１５を４つ備えた点、各メカナムホイール１５を回転駆動するための回転機２１〜２４を備えた点など、種々の点で搬送台車１０とは異なる。

４つのメカナムホイール１５は、平行な２本の直線に沿った車軸に対して２つずつ設けられている。すなわち、図５に示すように、回転機２１と回転機２２とは、それぞれの回転軸２１Ａ，２２Ａが、同一直線上に配設され、かつ、相反する方向に突出するように設けられている。この回転軸２１Ａ，２２Ａには、それぞれメカナムホイール１５の車輪本体１２が装着されている。これらのメカナムホイール１５は、当該メカナムホイール１５が装着された回転軸２１Ａ，２２Ａと一体に回転する。

回転機２３と回転機２４とは、それぞれの回転軸２３Ａ，２４Ａが、前記直線と平行な同一直線上に配設され、かつ、相反する方向に突出するように設けられている。この回転軸２３Ａ，２４Ａには、それぞれメカナムホイール１５の車輪本体１２が装着されている。これらのメカナムホイール１５は、当該メカナムホイール１５が装着された回転軸２３Ａ，２４Ａと一体に回転する。すなわち、回転軸２１Ａ〜２４Ａは車軸に対応する。

回転機２１〜２４は、例えばモータによって構成され、回転軸２１Ａ〜２４Ａを任意の方向へ任意の速度で回転させることができる。また、回転機２１〜２４は、ブラケット２１Ｂ〜２４Ｂを介して荷台２５の下面に固定されている。荷台２５は矩形の板状に構成され、荷台２５の下面から各回転軸２１Ａ〜２４Ａまでの距離はいずれも等しい。また、回転機２１，２４に装着されたメカナムホイール１５と、回転機２２，２３に装着されたメカナムホイール１５とでは、車輪本体１２に装着されたローラ１３の傾斜方向が逆になっている。但し、回転軸２１Ａ〜２４Ａに対するローラ１３の傾斜角度の絶対値はいずれのメカナムホイール１５も同じである。また、図５では、図６における説明の便宜上、各メカナムホイール１５が、回転軸２１Ａ〜２４Ａの突出方向に荷台２５の下方から突出して配置されているものとした。しかしながら、各メカナムホイール１５は、荷台２５の下方に重畳して配置されてもよい。

また、荷台２５の下面には、姿勢制御装置２６，姿勢推定装置２７，蓄電装置２８が装着されている。蓄電装置２８は、回転機２１〜２４を駆動するための電力を蓄電する。姿勢推定装置２７は、ジャイロセンサ及び加速度センサを備えた周知の構成により、荷台２５の姿勢を推定する。姿勢制御装置２６は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを備えたマイクロコンピュータとして構成されている。姿勢制御装置２６は、姿勢推定装置２７が推定した荷台２５の姿勢に応じて、回転機２１〜２４を駆動することにより、荷台２５を水平に維持する。

すなわち、姿勢制御装置２６が実行する制御は次のようなものである。本実施形態の搬送装置２では、図４に示すように、レールＲ１１，Ｒ１２の間隔が、回転軸２１Ａ，２３Ａの間隔及び回転軸２２Ａ，２４Ａの間隔よりも狭く設定されている。このため、レールＲ１１，Ｒ１２と回転軸２１Ａ〜２４Ａとを平行にした状態で搬送台車２０がレールＲ１１，Ｒ１２上に載置されたとき、各レールＲ１１，Ｒ１２から搬送台車２０に対して水平方向に作用する力の成分を互いに逆方向にすることができる。よって、回転軸２１Ａと回転軸２３Ａとを相反する方向に回転させて、それぞれに装着されたメカナムホイール１５を相反する方向に回転させることにより、レールＲ１１，Ｒ１２の上で搬送台車２０のバランスを取ることができる。また、回転軸２２Ａと回転軸２４Ａとを相反する方向に回転させて、それぞれに装着されたメカナムホイール１５を相反する方向に回転させることによっても、レールＲ１１，Ｒ１２の上で搬送台車２０のバランスを取ることができる。

このため、荷台２５を水平に維持して貨物の落下を抑制することができる。また、前記バランスを取ることにより、搬送台車２０自身がレールＲ１１，Ｒ１２から転落するのも抑制することができる。

なお、本明細書でいうメカナムホイール１５の回転方向又は回転軸２２Ａ〜２４Ａの回転方向とは、回転機２２〜２４を基準とした回転方向ではなく、搬送台車２０を外から見た場合の回転方向をいう。

こうしてバランスを取ることにより、搬送台車２０をレールＲ１１，Ｒ１２によって安定して支持し、かつ、荷台２５を水平に維持することができる。姿勢制御装置２６は、姿勢推定装置２７が推定した荷台２５の姿勢に応じて回転機２１〜２４を駆動することにより、このような制御を実行する。このような制御は、周知のフィードバック制御として実行可能であるので、制御の詳細については説明を割愛する。

また、このようにバランスが取られたときに、姿勢制御装置２６及び姿勢推定装置２７及び蓄電装置２８はレールＲ１１，Ｒ１２の上方に配設されてレールＲ１１，Ｒ１２と接触しないように、それらの大きさ及び配置が規定されている。

［２−２．搬送装置２の構成］
図４，図６に示すように、搬送装置２におけるレールＲ１１，Ｒ１２は、断面円形の直線状に構成され、回転軸２１Ａ，２３Ａの間隔及び回転軸２２Ａ，２４Ａの間隔よりも狭い間隔で平行配置されている。

図６，図７に示すように、レールＲ１１，Ｒ１２は、路面Ｓが途切れて谷になった位置に、複数の支柱Ｐを介して宙に浮いた状態で支持されている。但し、レールＲ１１，Ｒ１２は、全体に亘って水平に配設されている。

水平な路面Ｓ側のレールＲ１１，Ｒ１２端部は、平面視円弧状に湾曲したレールＲ１３によって連結されている。このレールＲ１３は、路面Ｓ上に敷設されている。レールＲ１１，Ｒ１２における他方の端部は、平面視円弧状に湾曲したレールＲ１４，Ｒ１５を介して、図示しない他のレールと連結されている。他のレールとしては、例えば、レールＲ１１，Ｒ１２と同様の間隔でレールＲ１１，Ｒ１２に平行配置されたレール等が考えられる。なお、レールＲ１１〜Ｒ１５は、断面円形の一連の線材を、適宜の箇所で湾曲させて構成されてもよく、断面円形の線材を接続して構成されてもよい。

［２−３．効果］
以上詳述した第２実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（２Ａ）搬送台車２０は、回転軸２１Ａ〜２４Ａを中心にしてメカナムホイール１５を同一方向に回転させることにより、平坦な路面や床面を走行することができる。例えば、図６に矢印Ａ１１，Ａ１２で示すように、搬送台車２０は路面Ｓを走行することができる。支柱Ｐによって支持されたレールＲ１１，Ｒ１２上に搬送台車２０が載置される場合、レールＲ１１，Ｒ１２と回転軸２１Ａ〜２４Ａとを平行にした状態で搬送台車２０が載置される。その場合、各レールＲ１１，Ｒ１２に、異なるメカナムホイール１５に設けられたローラ１３のいずれかが当接することによって、搬送台車２０は前述のようにバランスを取ってレールＲ１１，Ｒ１２上に支持される。

また、その場合、回転機２１，２４に装着されたメカナムホイール１５と回転機２２，２３に装着されたメカナムホイール１５とが逆方向に回転駆動される場合がある。その場合、搬送台車２０は、次のような原理により、図６，図７に示す矢印Ａ１３方向又は矢印Ａ１４方向に自走することができる。

メカナムホイール１５には、複数のローラ１３が回転軸２１Ａ〜２４Ａに対して一定角度で傾斜した回転軸回りに回転するように設けられている。このため、メカナムホイール１５が回転機２１〜２４によって駆動されることにより、当該メカナムホイール１５とレールＲ１１又はＲ１２との間には、当該メカナムホイール１５を回転軸２１Ａ〜２４Ａに沿って移動させる力が発生する。

また、回転機２１，２４に装着されたメカナムホイール１５と、回転機２２，２３に装着されたメカナムホイール１５とでは、車輪本体１２に装着されたローラ１３の傾斜方向が逆になっている。このため、回転機２１，２４に装着されたメカナムホイール１５と、回転機２２，２３に装着されたメカナムホイール１５とを逆方向に回転させて前述のようにバランスを取りながら、搬送台車２０を矢印Ａ１３又はＡ１４で示す方向へ走行させることができる。

なお、搬送台車２０は、回転機２１〜２４を停止させた状態で、搬送台車１０と同様に人力によって矢印Ａ３方向又はＡ４方向に移動されてもよい。その場合、各メカナムホイール１５における一部のローラ１３が、レールＲ１１，Ｒ１２に当接して回転することになる。

このように、本実施形態の搬送装置２では、搬送台車２０は、レールＲ１１，Ｒ１２上の走行と平坦な路面Ｓの走行とを、共通のメカナムホイール１５を使用して実行可能となる。このため、第１実施形態における（１Ａ）と同様の効果が生じる。また、前記走行は、回転機２１〜２４が駆動されることによって、人力を加えなくても実行されることができる。

（２Ｂ）路面Ｓの上では、レールＲ１１，Ｒ１２の端部が円弧状のレールＲ１３によって接続されている。すなわち、路面Ｓに敷設されたレールＲ１３は、搬送台車２０が路面Ｓ上に進行するに従って各メカナムホイール１５から離れる方向に湾曲している。このため、搬送台車２０が矢印Ａ１４方向に走行して路面Ｓに達すると、メカナムホイール１５はレールＲ１１〜Ｒ１３から円滑に離れることができる。

従って、搬送台車２０は、レールＲ１１，Ｒ１２上を矢印Ａ１３，Ａ１４方向に走行する走行モードから、路面Ｓを矢印Ａ１１，Ａ１２方向に走行する走行モードへ、円滑に移行することができる。また、図６に対する左右方向の位置に、レールＲ１１〜Ｒ１３と同様にレールが配置されている場合、搬送台車２０は、各メカナムホイール１５を同一方向に回転させて路面Ｓを走行し、当該レールの位置まで移動することができる。その後、回転機２１，２４に装着されたメカナムホイール１５と、回転機２２，２３に装着されたメカナムホイール１５とを逆方向に回転させることにより、搬送台車２０は当該レール上を走行することができる。

（２Ｃ）搬送台車２０には、姿勢制御装置２６，姿勢推定装置２７，蓄電装置２８が荷台２５の下面に装着されている。このため、荷台２５を有効に活用して、より多くの貨物を積載することができる。

［３．第３実施形態］
［３−１．第２実施形態との相違点］
第３実施形態は、基本的な構成は第２実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第２実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

前述した第２実施形態の搬送装置２では、搬送台車２０における回転軸２１Ａ，２３Ａの間隔及び回転軸２２Ａ，２４Ａの間隔が、レールＲ１１，Ｒ１２の間隔よりも広く設定された。これに対し、第３実施形態の搬送装置３では、搬送台車３０における回転軸２１Ａ，２３Ａの間隔及び回転軸２２Ａ，２４Ａの間隔が、図８，図９に示すようにレールＲ１１，Ｒ１２の間隔よりも狭く設定されている。

また、第２実施形態の搬送装置２では、路面Ｓ側のレールＲ１１，Ｒ１２端部が平面視円弧状に湾曲したレールＲ１３によって連結された。これに対し、第３実施形態の搬送装置３では、路面Ｓから離れた側のレールＲ１１，Ｒ１２端部が、平面視円弧状に湾曲したレールＲ１７によって連結されている。路面Ｓ側のレールＲ１１，Ｒ１２端部は、平面視円弧状に湾曲したレールＲ１８，Ｒ１９を介して、図示しない他のレールと連結されている。他のレールとしては、例えば、レールＲ１１，Ｒ１２と同様の間隔でレールＲ１１，Ｒ１２に平行配置されたレール等が考えられる。

［３−２．効果］
このように構成された第３実施形態の搬送装置３でも、第２実施形態の搬送装置２と同様の効果が生じる。すなわち、回転軸２１Ａ，２３Ａの間隔及び回転軸２２Ａ，２４Ａの間隔が、レールＲ１１，Ｒ１２の間隔よりも狭い場合も、各レールＲ１１，Ｒ１２から搬送台車２０に対して水平方向に作用する力の成分を互いに逆方向にすることができる。よって、回転軸２１Ａ，２４Ａと回転軸２２Ａ，２３Ａとを相反する方向に回転させることにより、搬送台車２０は、レールＲ１１，Ｒ１２の上でバランスを取りながら矢印Ａ１５又はＡ１６方向へ走行することができる。また、搬送台車２０は、回転軸２１Ａ〜２４Ａを同一方向に回転させることにより、矢印Ａ１１又はＡ１２で示すように路面Ｓを走行することができる。従って、本実施形態でも、前記（２Ａ）（２Ｃ）と同様の効果が生じる。

また、本実施形態でも、路面Ｓに敷設されたレールＲ１８，Ｒ１９は、搬送台車３０が路面Ｓ上に進行するに従って各メカナムホイール１５から離れる方向に湾曲している。従って、本実施形態でも、前記（２Ｂ）と同様の効果が生じる。

［４．第４実施形態］
［４−１．第２実施形態との相違点］
第４実施形態は、基本的な構成は第２実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第２実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

本実施形態の搬送装置４では、第２実施形態と同様の搬送台車２０が使用される。但し、搬送台車２０は、レールや平坦な床面ではなく、図１０に模式的に示すような異形走行路４０を走行する。異形走行路４０は、図１０の紙面に垂直方向に伸張しており、図１０における左右方向が道幅方向となる。図１０に示すように、異形走行路４０は、道幅方向中心を頂点として、その中心を挟んで反対方向に傾斜した一対の傾斜面４１を有している。このため、異形走行路４０は、断面が二等辺三角形状に構成される。

搬送装置４では、回転軸２１Ａ〜２４Ａが異形走行路４０の伸張方向と平行配置されるように、搬送台車２０が異形走行路４０上に支持される。また、このとき、一方の各傾斜面４１上に回転軸２１Ａ，２２Ａが、他方の傾斜面４１上に回転軸２３Ａ，２４Ａが、それぞれ配設されるように、搬送台車２０が配置される。

［４−１．効果］
この場合、傾斜方向の異なる各傾斜面４１から搬送台車２０に対して水平方向に作用する力の成分を互いに逆方向にすることができる。よって、回転軸２１Ａ，２４Ａと回転軸２２Ａ，２３Ａとを相反する方向に回転させることにより、搬送台車２０はバランスを取りながら異形走行路４０を伸張方向に走行することができる。従って、本実施形態でも、前記（２Ａ）（２Ｃ）と同様の効果が生じる。

（４Ａ）また、本実施形態では、各メカナムホイール１５と各傾斜面４１との接点４５では、ローラ１３と傾斜面４１とが線接触に近い状態で接触する。このため、傾斜面４１に対する把持力が向上する。これに対して、一般の四輪車を異形走行路４０の伸張方向に走行させる場合は、車輪と各傾斜面４１との接触は点接触となる。このため、傾斜面４１に対する把持力は、本実施形態に比べて弱い。従って、本実施形態では、一般の四輪車との比較においても、異形走行路４０に対する優れた走行安定性が得られる。

［５．第５実施形態］
［５−１．第２実施形態との相違点］
第５実施形態は、基本的な構成は第２実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第２実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

図１１，図１２に示すように搬送台車５０は、荷台５５の下面に、搬送台車２０と同様の姿勢制御装置２６，姿勢推定装置２７，蓄電装置２８に加えて、凹凸切り替え選択部５９が装着されている点で、搬送台車２０と異なる。

凹凸切り替え選択部５９は、図１３に示すような凸面上で荷台５５のバランスを取るときと、図１４に示すような凹面で荷台５５のバランスを取るときとで、姿勢制御装置２６による前記フィードバック制御を異ならせるための手段である。この凹凸切り替え選択部５９は、スイッチ類によって構成されてもよく、姿勢制御装置２６に内包されるように設けられてもよい。

［５−２．効果］
本実施形態の搬送台車５０も、図１１に示すように、レールＲ５１，Ｒ５２上に、当該レールＲ５１，Ｒ５２と回転軸２１Ａ〜２４Ａとを平行にした状態で載置されることができる。レールＲ５１，Ｒ５２の間隔は、回転軸２１Ａ，２３Ａの間隔及び回転軸２２Ａ，２４Ａの間隔よりも狭く設定されている。この場合、第２実施形態と同様に、（２Ａ）（２Ｃ）の効果が生じる。

［６．第６実施形態］
［６−１．第５実施形態との相違点］
第６実施形態は、基本的な構成は第５実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第５実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

本実施形態の搬送装置６では、第５実施形態と同様の搬送台車５０が使用される。但し、搬送台車５０は、レールや平坦な床面ではなく、図１３に模式的に示すような異形走行路６０を走行する。異形走行路６０は、断面楕円形の柱状に構成され、水平方向に伸張している。このため、図１３における左右方向が、異形走行路６０の道幅方向となる。異形走行路６０の上面６１は、道幅方向中心に対して対称に湾曲しており、当該中心を挟んで反対方向に傾斜した一対の傾斜面を構成する。

搬送装置６では、回転軸２１Ａ〜２４Ａが異形走行路６０の伸張方向と平行配置されるように、搬送台車５０が上面６１上に支持される。また、このとき、上面６１のうち一方の側に傾斜した部分に回転軸２１Ａ，２２Ａが、上面６１のうち他方の側に傾斜した部分に回転軸２３Ａ，２４Ａが、それぞれ配設されるように、搬送台車５０が配置される。

［６−１．効果］
この場合、上面６１のうち傾斜方向の異なる各部から搬送台車５０に対して水平方向に作用する力の成分を互いに逆方向にすることができる。よって、回転軸２１Ａ，２４Ａと回転軸２２Ａ，２３Ａとを相反する方向に回転させることにより、搬送台車５０はバランスを取りながら異形走行路６０を伸張方向に走行することができる。従って、本実施形態でも、前記（２Ａ）（２Ｃ）と同様の効果が生じる。

また、一般の四輪車を異形走行路６０の伸張方向に走行させる場合、車輪と上面６１との接触は点接触となる。これに対し、本実施形態では、各メカナムホイール１５と上面６１とは線接触に近い状態で接触する。このため、本実施形態でも、前記（４Ａ）と同様の効果が生じる。

（６Ａ）また、本実施形態では、凹凸切り替え選択部５９により、上面６１が凸面であることを予め設定しておくことができる。このため、前述のようにバランスを取るための姿勢制御装置２６におけるフィードバック制御を、一層円滑に行うことができる。

［７．第７実施形態］
［７−１．第６実施形態との相違点］
第７実施形態は、基本的な構成は第６実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第６実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

本実施形態の搬送装置７では、異形走行路６０に代えて、異形走行路７０が使用される。異形走行路７０は、断面楕円形の管状に構成され、水平方向に伸張している。このため、図１４における左右方向が、異形走行路７０の道幅方向となる。異形走行路７０の内壁下面７１は、道幅方向中心に対して対称に湾曲しており、当該中心を挟んで反対方向に傾斜した一対の傾斜面を構成する。

搬送装置７では、回転軸２１Ａ〜２４Ａが異形走行路７０の伸張方向と平行配置されるように、搬送台車５０が内壁下面７１上に支持される。また、このとき、内壁下面７１のうち一方の側に傾斜した部分に回転軸２１Ａ，２２Ａが、内壁下面７１のうち他方の側に傾斜した部分に回転軸２３Ａ，２４Ａが、それぞれ配設されるように、搬送台車５０が配置される。

［７−１．効果］
この場合も、内壁下面７１のうち傾斜方向の異なる各部から搬送台車５０に対して水平方向に作用する力の成分を互いに逆方向にすることができる。従って、本実施形態でも、前記（２Ａ）（２Ｃ）と同様の効果が生じる。また、一般の四輪車を異形走行路７０の伸張方向に走行させる場合、車輪と内壁下面７１との接触は点接触となる。これに対し、本実施形態では、各メカナムホイール１５と内壁下面７１とは線接触に近い状態で接触する。このため、本実施形態でも、前記（４Ａ）と同様の効果が生じる。また、本実施形態では、凹凸切り替え選択部５９により、内壁下面７１が凹面であることを予め設定しておくことができる。このため、前記（６Ａ）と同様の効果が生じる。

なお、上面６１及び内壁下面７１は、４つのメカナムホイール１５とは接して荷台５５や姿勢制御装置２６等とは接触しない曲率に構成されていればよく、そのような曲率であれば、搬送台車５０はどのような曲面でも走行可能である。

［８．特許請求の範囲の要素との対応］
前記各実施形態において、姿勢制御装置２６が制御部に対応し、姿勢推定装置２７が姿勢推定部に対応する。また、前記各実施形態において、回転機２１，２２が第１の駆動部に、回転軸２１Ａ，２２Ａに装着された車輪本体１２が第１車輪本体に、回転機２３，２４が第２の駆動部に、回転軸２３Ａ，２４Ａに装着された車輪本体１２が第２車輪本体に、それぞれ対応する。なお、本明細書において、「異形走行路」とは、異形走行路４０，６０，７０のように断面が三角状又は楕円状であるものの他、レールＲ１〜Ｒ５２等、路面が実質的に平坦でない各種走行路を含んでいる。但し、「道幅方向中心を挟んで反対方向に傾斜した傾斜面」を備えた異形走行路としては、前記各実施形態では異形走行路４０，６０，７０が対応する。

［９．他の実施形態］
以上、本発明の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ことなく、種々の形態を採り得る。

（９Ａ）搬送台車２０，３０，５０では、姿勢制御装置２６，姿勢推定装置２７，蓄電装置２８，凹凸切り替え選択部５９を荷台２５，５５の下面に設けたが、これに限定されるものではない。例えば、これらの構成は、荷台の上面に設けられてもよい。その場合、メカナムホイール１５が路面Ｓ上を走行する際に泥等がはねたとしても、これらの構成が汚損されるのを抑制することができる。また、前記各実施形態のように、これらの構成を荷台２５，５５の下面に設ける場合も、その表面に防水加工等を施しておくのが望ましい。

（９Ｂ）搬送台車１０は人力によって走行するものとしたが、搬送台車１０のメカナムホイール１５も回転機によって駆動されてもよい。その場合も、車輪本体１２が回転することによってレールＲ１，Ｒ２に沿った推進力が生じる。さらに姿勢推定装置を搭載すると、例えばセグウェイのように、姿勢変化を入力とし推進力を出力とする機能を付加することが可能となる。なお、セグウェイは登録商標である。

（９Ｃ）前記各実施形態では、搬送台車１０，２０，３０，５０にはメカナムホイール１５のみを設けているが、これに限定されるものではない。例えば、搬送台車の姿勢を維持するための補助輪等が、市販のキャスター等を用いて追加されてもよい。その場合、当該補助輪は、例えば路面Ｓ上でのみ有効に機能するものであってもよい。

（９Ｄ）また、搬送台車２０，３０，５０では、移動経路の一部においてメカナムホイール１５の一部が推進力を発生しなくてもよい。例えば、回転機２１及び２２に接続されたメカナムホイール１５は、路面Ｓに敷設された第１実施形態と同様のレールＲ１，Ｒ２上を走行してもよい。その場合、回転機２３及び２４に接続されたメカナムホイール１５が路面Ｓを引きずられてもよい。

（９Ｅ）前記各実施形態の搬送台車１０，２０，３０，５０では、荷台１８，２５，５５を、車軸に対応する回転軸２１Ａ〜２４Ａ又は車軸１１の上方に設けたが、これに限定されるものではない。例えば、荷台は車軸の下に設けられてもよい。

（９Ｆ）前記各実施形態において、メカナムホイール１５の代わりに、ローラ１３の回転軸が車軸１１に対して９０°の角度で傾斜したいわゆるオムニホイールが用いられてもよい。但し、その場合、オムニホイールを回転機２１〜２４で回転させても回転軸２１Ａ〜２４Ａ方向の推進力は生じない。その場合であっても、回転機２１〜２４は前記バランスを取るためだけに使用され、搬送台車の走行は手押しによってなされてもよい。

（９Ｇ）搬送台車２０，３０，５０では、第１の駆動部及び第２の駆動部に相当する構成として電動式のモータからなる回転機２１〜２４が適用されたが、これに限定されるものではない。第１の駆動部又は第２の駆動部としては、車輪本体１２を回転駆動するものであれば種々のものが適用でき、例えば、流体によって回転されるモータが適用されてもよい。また、搬送台車２０，３０，５０では、姿勢推定部に相当する構成として、ジャイロセンサ及び加速度センサを備えた姿勢推定装置２７が適用されたが、これに限定されるものではない。姿勢推定部としては、荷台の姿勢を推定するものであれば種々のものが適用でき、例えば、水準器を用いたものが適用されてもよい。また、搬送台車２０，３０，５０では、制御部に相当する構成として、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを備えたマイクロコンピュータとして構成された姿勢制御装置２６が適用されたが、これに限定されるものではない。制御部としては、姿勢推定部が推定した姿勢に基づいて荷台を水平に維持する制御を実行するものであれば種々のものが適用でき、例えば、論理回路等によるハードウェア回路が適用されてもよい。

（９Ｈ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

（９Ｉ）上述した搬送台車又は搬送装置の他、当該搬送台車又は搬送装置を構成要素とするシステム、貨物の搬送方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。

１，２，３，４，５，６，７…搬送装置 １０，２０，３０，５０…搬送台車
１１…車軸 １２…車輪本体
１３…ローラ １５…メカナムホイール
１８，２５，５５…荷台 ２１，２２，２３，２４…回転機
２１Ａ，２２Ａ，２３Ａ，２４Ａ…回転軸 ２６…姿勢制御装置
２７…姿勢推定装置 ２８…蓄電装置
４０，６０，７０…異形走行路 ４１…傾斜面
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ１５…レール
Ｒ１７，Ｒ１８，Ｒ１９，Ｒ５１，Ｒ５２…レール Ｓ…路面

Claims (4)

1. 搬送台車（１０）とその搬送台車を案内する一対のレール（Ｒ１，Ｒ２）とを備えた搬送装置であって、
   前記搬送台車は、
   車軸（１１）を中心に回転する車輪本体（１２）と、
   前記車輪本体より小径で、前記車輪本体の周方向に複数連なって設けられ、前記車軸に対して非平行な回転軸回りに回転するローラ（１３）と、
   前記ローラにより前記車輪本体及び前記車軸を介して支持される荷台（１８）と、
   を備え、
   前記一対のレールは、前記車輪本体の直径よりも狭い間隙で平行配置され、
   前記一対のレールと前記車軸とを平行にした状態で前記搬送台車が前記一対のレール上に載置されたとき、前記各レールにいずれかの前記ローラが当接することによって前記搬送台車が支持されることを特徴とすることを特徴とする搬送装置。
2. 搬送台車（２０，３０，５０）とその搬送台車を案内する一対のレール（Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ５１，Ｒ５２）とを備えた搬送装置であって、
   前記搬送台車は、
   一対の平行な車軸（２１Ａ，２２Ａ，２３Ａ，２４Ａ）を中心に回転する複数の車輪本体（１２）と、
   前記各車輪本体より小径で、前記各車輪本体の周方向に複数連なって設けられ、前記各車軸に対して非平行な回転軸回りに回転するローラ（１３）と、
   複数の前記ローラにより前記各車輪本体及び前記各車軸を介して支持される荷台（２５，５５）と、
   を備え、
   前記一対のレールは、前記一対の車軸の間隔とは異なる間隔で平行配置され、
   前記一対のレールと前記各車軸とを平行にした状態で前記搬送台車が前記一対のレール上に載置されたとき、前記各レールには、互いに異なる前記車軸に前記車輪本体を介して設けられた前記ローラのいずれかが当接することによって、前記搬送台車が支持されることを特徴とすることを特徴とする搬送装置。
3. 搬送台車（２０，５０）とその搬送台車が走行する異形走行路（４０，６０，７０）とを備えた搬送装置であって、
   前記搬送台車は、
   一対の平行な車軸（２１Ａ，２２Ａ，２３Ａ，２４Ａ）を中心に回転する複数の車輪本体（１２）と、
   前記各車輪本体より小径で、前記各車輪本体の周方向に複数連なって設けられ、前記各車軸に対して非平行な回転軸回りに回転するローラ（１３）と、
   複数の前記ローラにより前記各車輪本体及び前記各車軸を介して支持される荷台（２５，５５）と、
   を備え、
   前記異形走行路は、当該異形走行路の道幅方向中心を挟んで反対方向に傾斜した傾斜面（４１，６１，７１）を備え、
   前記一対の車軸が前記異形走行路の伸張方向と平行配置され、かつ、前記反対方向に傾斜した各傾斜面上に前記各車軸が配設されるように、前記搬送台車が前記異形走行路上に支持されることを特徴とすることを特徴とする搬送装置。
4. さらに、
   一方の前記車軸（２１Ａ，２２Ａ）を中心に回転する前記車輪本体としての第１車輪本体（１２）を回転駆動する第１の駆動部（２１，２２）と、
   他方の前記車軸（２３Ａ，２４Ａ）を中心に回転する前記車輪本体としての第２車輪本体（１２）を、前記第１の駆動部とは独立して駆動する第２の駆動部（２３，２４）と、
   前記荷台の姿勢を推定する姿勢推定部（２７）と、
   前記姿勢推定部が推定した姿勢に基づいて前記第１の駆動部及び前記第２の駆動部を制御することにより、前記荷台を水平に維持する制御部（２６）と、
   を備えた請求項２又は３に記載の搬送装置。

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