JP2004249896A

JP2004249896A - 無人搬送車

Info

Publication number: JP2004249896A
Application number: JP2003044146A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Shima; 武史島; Yoji Sayama; 洋二佐山
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2004-09-09

Abstract

【課題】前後進のいずれにおいても安定した操舵ができる無人搬送車を提供する。
【解決手段】車体２の走行方向前方と後方とにそれぞれ縦軸回りに旋回自在に支持された前方キャスタ３と後方キャスタ４と、車体２の車軸方向に沿って前後に自在に支持され、駆動源により前後方向に走行自在に支持された駆動輪２６を有し、かつ、予め走行路上に設けられたガイド線２７の記録を読み取り駆動輪２６の走行方向の操舵を制御すると共に前後駆動制御する駆動輪制御手段２０を有する駆動輪ユニット５と、駆動輪ユニット５が前方キャスタ３又は後方キャスタ４のいずれか一方の方向に走行移動したときに他方のキャスタを車軸方向に回転するようにロックすると共に一方のキャスタを縦軸回りに旋回自在に解除するキャスタロック解除手段６とを備えたものである。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行路上に設けられたガイド線に沿って自動走行する無人搬送車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に無人搬送車は、車両を安定して操舵するために進行方向前側のキャスタ（前方キャスタ）を旋回自在とし、後側のキャスタ（後方キャスタ）を固定して走行するように構成されている。ここで、スペースの制約上、無人搬送車を方向転換せずにそのまま後退させる必要が生じる場合もある。このような場合、先行する後方キャスタが向きを固定され、追従する前方キャスタが旋回自在となるために、安定した操舵ができず、走行ラインから外れてしまうという問題があった。
【０００３】
このような問題を解決する技術としては、特許文献１及び特許文献２に記載のものがある。
【０００４】
図５に示すように、特許文献１に記載の無人搬送車４０は、車体４１の四隅に配置された縦軸回り旋回自在なキャスタ４２，４３と、これらキャスタ４２，４３の旋回を切換自在にロックするロック手段４４とを備えている。そして、ロック手段４４は、前進時に後方キャスタ４３のみをロックし、後退時に前方キャスタ４２のみをロックすることで操舵性を向上させるように機能する。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３２２２７７２号公報
【特許文献２】
特許第３２２２８０９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載の無人搬送車４０は、車体中央部に配置された駆動輪４５を正反転させることで前後進するようになっているため、操舵の安定性が十分でなく、改良の余地が残されていた。すなわち、一般に駆動輪４５を進行方向側に偏らせるほど良好な操舵性を得られるが、駆動輪４５を車体中央に配置すると進行方向側に偏らせた場合ほど良好な操舵性を得られなかった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、前後進のいずれにおいても安定した操舵ができる無人搬送車を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、車体の走行方向前方と後方とにそれぞれ縦軸回りに旋回自在に支持された前方キャスタと後方キャスタと、上記車体の車軸方向に沿って前後に自在に支持され、駆動源により前後方向に走行自在に支持された駆動輪を有し、かつ、予め走行路上に設けられたガイド線の記録を読み取り上記駆動輪の走行方向の操舵を制御すると共に前後駆動制御する駆動輪制御手段を有する駆動輪ユニットと、該駆動輪ユニットが上記前方キャスタ又は後方キャスタのいずれか一方の方向に走行移動したときに他方のキャスタを車軸方向に回転するようにロックすると共に上記一方のキャスタを上記縦軸回りに旋回自在に解除するキャスタロック解除手段とを備えたものである。
【０００９】
また、上記キャスタロック解除手段は、上記駆動輪ユニットに係合され駆動輪ユニットが前進したときに上記後方キャスタに係合し、後退したときに後方キャスタから離脱する後方リンク機構と、上記駆動輪ユニットに係合され駆動輪ユニットが後退したときに上記前方キャスタに係合し、前進したときに前方キャスタから離脱する前方リンク機構とを備えるとよい。
【００１０】
そして、上記前方リンク機構と後方リンク機構は、上記車体に回動自在に支持され上記駆動輪ユニットの移動に伴って回動するレバーと、該レバーに設けられレバーが所定の位置に回動したときに上記前方キャスタ又は後方キャスタに係合される係合部とを備えるとよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の好適実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１２】
図１、図２及び図３に示すように、無人搬送車１は、荷（図示せず）を積載可能な車体２と、車体２の走行方向前方と後方とにそれぞれ縦軸回りに旋回自在に支持されたキャスタ３，４と、車体２の車軸方向に沿って（車体の進行方向に沿って）車体２に前後移動可能に支持され車体２に推力を与えるための駆動輪ユニット５と、駆動輪ユニット５が前方のキャスタ（前方キャスタ）３又は後方のキャスタ（後方キャスタ）４のいずれか一方の方向に走行移動したときに他方のキャスタを車軸方向に回転するようにロックすると共に一方のキャスタを縦軸回りに旋回自在に解除するキャスタロック解除手段６とを備えて構成されている。
【００１３】
車体２は、フレーム材を矩形枠状に組み付けて形成されており、底部に駆動輪ユニット５を前後にスライド自在に支持するための支持レール７を有する。支持レール７は、断面コ字状に形成された一対の鋼材製のフレーム部材からなり、それぞれのフレーム部材のコ字状に開く開口同士を所定の間隔を隔てつつ向かい合わせて形成されている。そして、それぞれのフレーム部材の内部に後述する駆動輪ユニット５のスライダ８の両側を収容することで駆動輪ユニット５を前後スライド可能に支持するようになっている。また、車体２には、駆動輪ユニット５に電力を供給するためのバッテリ９と、駆動輪ユニット５を手動操作あるいは遠隔操作するための制御盤１０とが設けられている。
【００１４】
キャスタ３，４は、車体２の前後左右の四隅にそれぞれ設けられている。キャスタ３，４は、車体２の底部に設けられたプレート２ａに回転自在に支持され上下に延びる旋回軸１１と、旋回軸１１の下端に設けられ旋回軸１１と一体に回転する車輪ホルダ１２と、車輪ホルダ１２に水平軸回り回転自在に設けられた車輪１３とを備えて構成されている。
【００１５】
旋回軸１１は、車体２の底部を上下に貫通して支持レール７を越える高さまで延びている。旋回軸１１の上端には、キャスタ３，４をロックするときにキャスタロック解除手段６に係合される被ロック部１４が一体に設けられている。
【００１６】
被ロック部１４は、円盤の外周部を一部切り欠いた形状に形成されており、旋回軸１１に径方向外方に延びるように取り付けられている。被ロック部１４は縁部に、後述するキャスタロック解除手段６の係合部１５に嵌合する嵌合部１６と、係合部１５を嵌合部１６に案内するための案内部１７と、係合部１５が嵌合部１６から離脱するときに係合部１５に干渉して旋回軸１１を微小角度回動させるためのリリース用受部１８と、係合部１５が被ロック部１４に接近したときに係合部１５に最初に干渉して旋回軸１１を微小角度回動させるためのロック用受部１９とを有する。
【００１７】
車輪１３は、旋回軸１１の直下から水平方向にずれた位置で接地するように車輪ホルダ１２に枢支されており（旋回軸１１に対してねじれの位置にあり）、走行するときには常に旋回軸１１に追従するようになっている。
【００１８】
駆動輪ユニット５は、支持レール７に前後スライド自在に支持された矩形板状のスライダ８と、スライダ８の下部に一体に設けられ後述する駆動輪制御手段２０を収納する制御ボックス部２１と、制御ボックス部２１の下部に縦軸回り回転自在に、かつ、下方に弾発付勢して設けられた自走部２２と、スライダ８に支持フレーム２３を介して設けられ後述するキャスタロック解除手段６に係合されるユニット係合部２４とを備えて構成されている。
【００１９】
自走部２２は、駆動源たるモータ（サーボモータ（図示せず））と、モータにチェーン及びスプロケット等の動力伝達機構２５を介して連結された回転自在な駆動輪２６と、予め走行路上に設けられたガイド線２７の記録を読み取るための読み取り部（図示せず）とを備える。駆動輪２６は、左右に一輪ずつ並列に配置されており、それぞれの駆動輪２６は別々のモータで回転駆動されるようになっている。そして、左右の駆動輪２６に適宜回転差を与えることで操舵できるようになっている。読み取り部は、制御ボックス部２１内の駆動輪制御手段２０に電気的に接続されており、磁気テープなどからなるガイド線２７から読み取った情報を駆動輪制御手段２０に伝達するようになっている。
【００２０】
駆動輪制御手段２０は、具体的にはマイクロコンピュータからなり、制御盤１０から送られる命令や、ガイド線２７から得られた情報をもとにモータの起動、停止、回転速度の調節、回転方向の転換等の制御を行うことで、駆動輪２６の走行方向の操舵を制御すると共に前後駆動制御するようになっている。
【００２１】
ユニット係合部２４は、上下に延びるピンからなり、駆動輪ユニット５が車体２に対して前後方向に移動するときに後述するキャスタロック解除手段６のレバー２８に干渉してレバー２８を回動させるようになっている。
【００２２】
また、駆動輪ユニット５と車体２には、駆動輪ユニット５が急停止したときに車体２が惰性で先行してしまうのを防ぐためのストッパ装置２９が設けられている。ストッパ装置２９は、駆動輪ユニット５に振り子３１を前後方向揺動自在に設けると共に、振り子３１が振り上がったときに振り子３１に係合される掛け部３３を車体２に設けてなるものである。具体的には、ストッパ装置２９は、支持フレーム２３上に起立して設けられた支柱３０と、支柱３０の上部に前後方向揺動自在に吊り下げられた振り子３１と、振り子３１の前後両側に上方に突起して設けられた爪部３２と、車体２に設けられ駆動輪ユニット５が急停車したときに振り子３１と共に揺れ上がる爪部３２に係合される掛け部３３とからなる。
【００２３】
キャスタロック解除手段６は、駆動輪ユニット５に係合され駆動輪ユニット５が前進したときに後方キャスタ４に係合し、後退したときに後方キャスタ４から離脱する後方リンク機構３４と、駆動輪ユニット５に係合され駆動輪ユニット５が後退したときに前方キャスタ３に係合し、前進したときに前方キャスタ３から離脱する前方リンク機構３５とを備えて構成されている。
【００２４】
前方リンク機構３５と後方リンク機構３４は、それぞれのキャスタ３，４に対応して車体２に回動自在に支持され駆動輪ユニット５の移動に伴って回動するレバー２８と、レバー２８の回動先端に設けられレバー２８が所定の位置に回動したときに対応するキャスタ３，４に係脱自在に係合される係合部１５とを備えて構成されている。
【００２５】
レバー２８は、長手方向の中間を縦軸回り回動自在に枢支されており、一端側を駆動輪ユニット５のユニット係合部２４に長手方向スライド可能に係合されると共に他端を自由端に形成されている。そして、レバー２８の他端にはローラ状の係合部１５が縦軸回り回転自在に設けられている。また、レバー２８は、キャスタ３，４の被ロック部１４に対して接線方向から近接離間するように軸３６の位置を決定されており、被ロック部１４に接近するときに係合部１５でロック用受部１９を周方向に押すと共に、被ロック部１４から離間するときに係合部１５でリリース用受部１８を周方向に押すようになっている。
【００２６】
また、前方リンク機構３５を構成するレバー２８同士又は後方リンク機構３４を構成するレバー２８同士は、ユニット係合部２４の前方又は後方で交差するように高さをずらして配置されている。そして特に、上側に位置されるレバー２８はキャスタ３，４の被ロック部１４に対しても上側に位置され、下側に位置されるレバー２８は被ロック部１４に対しても下側に位置されており、それぞれキャスタ３，４の被ロック部１４に干渉しないようになっている。
【００２７】
また、車体２にはレバー２８の自由端を被ロック部１４から離す方向の回動範囲を規制するためのレバー止め３７が設けられている。
【００２８】
次に本実施の形態の作用を述べる。
【００２９】
制御盤１０を操作して無人搬送車１に前進命令を発すると、駆動輪制御手段２０は各モータを回転駆動し、駆動輪ユニット５は前進を始める。図１に示すように、駆動輪ユニット５が車体２に対して移動可能な範囲で前端位置にある場合、駆動輪ユニット５の推進力は後方リンク機構３４を介して車体２に伝わり、車体２は駆動輪ユニット５と一体に前進走行する。このとき、前方キャスタ３はロックを解除されて旋回軸１１回り旋回自在であり、後方キャスタ４は車輪１３を車軸方向に回転させるように向きをロックされており、駆動輪ユニット５は車体２の前側に移動されているため、無人搬送車１は駆動輪ユニット５の操舵に安定して従い、ガイド線２７に沿って安定して走行することができる。また、車体２に積載された荷の重さはキャスタ３，４で受け、駆動輪２６は常に一定の接地圧で走行するため、荷の重さの影響を受けることなく安定して操舵できる。駆動輪ユニット５の操舵は、左右の駆動輪２６に適宜回転差を与えることでなされる。
【００３０】
ガイド線２７から停止する旨の情報を得ると、駆動輪制御手段２０は各モータを停止させ、駆動輪ユニット５を停止させる。車体２は惰性によって更に前進しようとするが、駆動輪ユニット５の停止に伴ってストッパ装置２９の振り子３１が前方へ振れ上がり、爪部３２が車体２と一体な掛け部３３に掛かって車体２の前進を規制するため、駆動輪ユニット５と共に車体２を停止させることができる。
【００３１】
そして、駆動輪制御手段２０は、後退する旨の命令を受けると、それぞれのモータを逆転させ、駆動輪ユニット５を後退移動させる。図４に示すように、駆動輪ユニット５が後退を始めると、後方リンク機構３４を構成するそれぞれのレバー２８は自由端を車幅方向外側へ移動させるようにして回動し、被ロック部１４から離脱される。このとき、嵌合部１６に嵌合していた係合部１５はリリース用受部１８を接線方向に押して被ロック部１４を微小回動させ、それぞれの車輪１３を車幅方向内側へ移動させて車軸方向に対して傾かせる。また、前方リンク機構３５を構成するそれぞれのレバー２８は、自由端を前方キャスタ３に接近させるように回動し、係合部１５をロック用受部１９に当てる。このとき、係合部１５はロック用受部１９を接線方向に押すため、前方キャスタ３は車輪１３を車軸に対して傾かせるように回動する。そして、レバー２８は、係合部１５を案内部１７に当てて回動を止められる。
【００３２】
駆動輪ユニット５がさらに後退すると、駆動輪ユニット５の推進力は前方リンク機構３５を介して車体２に伝わり、車体２を後退させ始める。車体２が後退を始めると、キャスタ３，４はそれぞれの車輪１３を旋回軸１１の前方に移動させて後方へ向けるように回動（調心）される。このとき、前方キャスタ３は案内部１７を係合部１５に当接させながら回動し、嵌合部１６と係合部１５の位置が重なったときに嵌合部１６に係合部１５を嵌合させる。これにより、前方キャスタ３がロックされる。
【００３３】
そして、駆動輪ユニット５は車体２に対する後端位置に至って推進力を車体２に伝え、後方キャスタ４はロックを解除されて旋回軸１１回り旋回自在であり、前方キャスタ３は車輪１３を車軸方向に回転させるように向きをロックされているため、無人搬送車１は前進時と同様に駆動輪ユニット５の操舵に安定して従い、ガイド線２７に沿って安定して走行することができる。
【００３４】
このように、車体２の走行方向前方と後方とにそれぞれ縦軸（旋回軸１１）回りに旋回自在に支持された前方キャスタ３と後方キャスタ４と、車体２の車軸方向に沿って前後移動自在に支持された駆動輪ユニット５と、駆動輪ユニット５が前方キャスタ３又は後方キャスタ４のいずれか一方の方向に走行移動したときに他方のキャスタを車軸方向に回転するようにロックする（車輪１３を進行方向に向けてそのキャスタの旋回をロックする）と共に一方のキャスタを縦軸回りに旋回自在に解除する（旋回をフリーにする）キャスタロック解除手段６とを備えて無人搬送車１を構成したため、前進時には駆動輪ユニット５を前方へ移動させられると共に、後方キャスタ４のみの旋回をロックして前方キャスタ３の旋回をフリーにでき、後退時には駆動輪ユニット５を後方へ移動させられると共に、前方キャスタ３のみの旋回をロックして後方キャスタ４の旋回をフリーにでき、前進、後退のいずれにおいても良好な操舵性を得ることができる。
【００３５】
また、キャスタロック解除手段６を、駆動輪ユニット５に係合され駆動輪ユニット５が前進したときに後方キャスタ４に係合し、後退したときに後方キャスタ４から離脱する後方リンク機構３４と、駆動輪ユニット５に係合され駆動輪ユニット５が後退したときに前方キャスタ３に係合し、前進したときに前方キャスタ３から離脱する前方リンク機構３５とを備えて構成したため、キャスタ３，４のロック切換を特に専用の駆動源を必要とすることなく確実に行うことができる。
【００３６】
そして、前方リンク機構３５と後方リンク機構３４は、車体２に回動自在に支持され駆動輪ユニット５の移動に伴って回動するレバー２８と、レバー２８に設けられレバー２８が所定の位置に回動したときに前方キャスタ３又は後方キャスタ４に係合される係合部１５とを備えたものとしたため、前方リンク機構３５と後方リンク機構３４とを簡易な構造にできる。
【００３７】
また、比較的高価な駆動輪ユニット５を前後進兼用とし、駆動輪ユニット５の推進力を利用してロック切換を行うようにしたため、ロック切換のための駆動源を省くことができ、上述の無人搬送車４０より低いコストで製作できる。
【００３８】
なお、キャスタ３，４は前後２輪ずつの４輪に限るものではなく、少なくとも車体２の前方と後方にそれぞれ１輪以上あればよい。
【００３９】
また、駆動輪ユニット５は、車体２の重心を前後に越えて走行できるように車体２に設けると、駆動輪ユニット５で車体２を牽引するような状態にでき、更に良好な操舵性を得ることができる。このとき、車体２に積荷を加味した重心位置をも前後に越えて走行できるように車体２に駆動輪ユニット５を設けると更によい。
【００４０】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果を奏する。
（１）前後進のいずれにおいても安定した操舵ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適実施の形態を示す無人搬送車をバッテリとキャスタロック解除手段との間で切断して見下ろした平面断面図である。
【図２】図１の背面図である。
【図３】図１の側面図である。
【図４】駆動輪ユニットが前後に反転走行を始めた無人搬送車をバッテリとキャスタロック解除手段との間で切断して見下ろした平面断面図である。
【図５】従来の無人搬送車の平面図である。
【符号の説明】
１無人搬送車
２車体
３前方キャスタ
４後方キャスタ
５駆動輪ユニット
６キャスタロック解除手段
１５係合部
２０駆動輪制御手段
２６駆動輪
２７ガイド線
２８レバー
３４後方リンク機構
３５前方リンク機構

Claims

車体の走行方向前方と後方とにそれぞれ縦軸回りに旋回自在に支持された前方キャスタと後方キャスタと、上記車体の車軸方向に沿って前後に自在に支持され、駆動源により前後方向に走行自在に支持された駆動輪を有し、かつ、予め走行路上に設けられたガイド線の記録を読み取り上記駆動輪の走行方向の操舵を制御すると共に前後駆動制御する駆動輪制御手段を有する駆動輪ユニットと、該駆動輪ユニットが上記前方キャスタ又は後方キャスタのいずれか一方の方向に走行移動したときに他方のキャスタを車軸方向に回転するようにロックすると共に上記一方のキャスタを上記縦軸回りに旋回自在に解除するキャスタロック解除手段とを備えたことを特徴とする無人搬送車。
上記キャスタロック解除手段は、上記駆動輪ユニットに係合され駆動輪ユニットが前進したときに上記後方キャスタに係合し、後退したときに後方キャスタから離脱する後方リンク機構と、上記駆動輪ユニットに係合され駆動輪ユニットが後退したときに上記前方キャスタに係合し、前進したときに前方キャスタから離脱する前方リンク機構とを備えた請求項１記載の無人搬送車。
上記前方リンク機構と後方リンク機構は、上記車体に回動自在に支持され上記駆動輪ユニットの移動に伴って回動するレバーと、該レバーに設けられレバーが所定の位置に回動したときに上記前方キャスタ又は後方キャスタに係合される係合部とを備えた請求項２記載の無人搬送車。