JPH06270601A - 移動車の車輪支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 目的は、移動車の車輪支持装置において、走
行中における移動車のふらつきつまり直進性を改善し
て、移動車の走行速度を上げることにより、作業効率の
向上を図ることにある。 【構成】 回転軸芯方向に、間隔を隔てて並べる一対の
車輪及びそれら車輪を各別に駆動するモータを支持する
車輪支持フレームが、前記一対の車輪間の中央部に位置
する縦軸芯周りで回動するように、車体フレームに取り
付けられており、前記車輪支持フレームが、前記一対の
車輪夫々を車輪進行方向に対し内側に向けて支持するよ
うに構成されている移動車の車輪支持装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転軸芯方向に、間隔
を隔てて並べる一対の車輪及びそれら車輪を各別に駆動
するモータを支持する車輪支持フレームが、前記一対の
車輪間の中央部に位置する縦軸芯周りで回動するよう
に、車体フレームに取り付けられている移動車の車輪支
持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる車輪支持装置は、一般に、前後走
行のみならずスピンターン、横行き、あるいは斜め走行
等の複雑な走行が可能な移動車の車輪に適用されるもの
であり、従来では、例えば本出願人が既に出願した実願
平４−７１２８７号に示すように、間隔を隔てて並べる
一対の車輪を車輪進行方向に対し平行に設けており、走
行方向を変更する場合には、移動車を停止させた状態
で、一対の車輪夫々を各別に駆動させることにより車輪
の向きを変更して、走行方向の変更を行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の移動車の車輪支持装置では、間隔を隔てて並べる一
対の車輪を車輪進行方向に対し平行に設けているので、
停止状態において走行方向を変更する場合には、一対の
車輪が一対の車輪間の中央部に位置する縦軸芯周りで回
動し易いという利点はあるものの、走行中においては、
路面の凹凸等の外的要因により車輪が回動し易く、その
結果、車体がふらつき易いため、移動車の走行速度を上
げることができないという問題がある。本発明は上記の
実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、移動
車の車輪支持装置において、走行中における移動車のふ
らつきを改善して、移動車の走行速度を上げることによ
り、作業効率の向上を図ることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の移動車の車輪支
持装置は、回転軸芯方向に、間隔を隔てて並べる一対の
車輪及びそれら車輪を各別に駆動するモータを支持する
車輪支持フレームが、前記一対の車輪間の中央部に位置
する縦軸芯周りで回動するように、車体フレームに取り
付けられているものであって、その特徴構成は、前記車
輪支持フレームが、前記一対の車輪夫々を車輪進行方向
に対し内側に向けて支持するように構成されている点に
ある。

【０００５】

【作用】本発明の特徴構成によれば、一対の車輪夫々が
車輪進行方向に対し内側に向けて支持されているので、
移動車は、一対の車輪夫々が互いに内側方向の力を車体
に対し作用させながら走行することとなる。例えば、直
進中の移動車の車輪が、路面の凹凸等の外的要因によ
り、図６に示すように回動したとする（説明を簡単にす
るため、走行方向に対し右側の車輪１１Ｂの方向が移動
車の走行方向と一致するように回動したとする）。この
場合、車体には回動前の走行方向（図中の矢印の方向）
に慣性力が働くこととなるが、この車体に働く慣性力
が、一対の車輪１１Ａ，１１Ｂ夫々に作用することとな
る。つまり、各車輪１１Ａ，１１Ｂを矢印の方向に移動
させようとする力が生じることとなる。その慣性力によ
る力は、右側の車輪１１Ｂでは、車輪１１Ｂの回転方向
と同じ方向に働き、左側の車輪１１Ａでは、車輪１１Ａ
の回転方向と大きく異なる方向に働くこととなる。この
ため、路面に対する車輪１１Ｂの摩擦抵抗は回動前に比
べ減少することとなり、路面に対する車輪１１Ａの摩擦
抵抗は回動前に比べ増加することとなる。従って、直進
中の移動車の車輪が、路面の凹凸等の外的要因により回
動すると、回転方向側の車輪（図中、右側の車輪１１
Ｂ）の摩擦抵抗は減少し、もう一方側の車輪（図中、左
側の車輪１１Ａ）の摩擦抵抗は増加するので、車輪の回
動を元に戻す方向の力（復元力）が一対の車輪夫々に作
用することとなる。その結果、車輪の回動は自然と補正
されることとなるので、直進走行中における移動車の走
行安定性が増し、路面の凹凸等の外的要因による車体の
ふらつきを減少させることができるのである。ちなみ
に、従来のように、一対の車輪を車輪進行方向に対し平
行に設けておくと、上述の図６と同様に移動車の車輪が
回動しても、車輪の回転方向と慣性力の作用する方向と
の関係が左右の車輪とも同じなので、回動後の左右の車
輪に働く摩擦抵抗も同じであり、よって、上述のような
復元力は発生しないこととなる。このため、移動車は、
車輪が回動したままの状態で走行を継続することとなる
ので、走行方向が変わってしまい、ふらつきを生じるの
である。尚、図６は、車輪が右側に回動したときの、一
対の車輪の方向と移動車の走行方向との位置関係を示す
平面図であり、図中、Ｐは一対の車輪１１Ａ，１１Ｂが
回動する縦軸芯である。

【０００６】又、旋回中の移動車の走行状態を考える
と、移動車は、図７に示すように、傾いた状態で旋回を
行っている。つまり、図７は移動車が右方向に旋回して
いるときの車輪の背面図であるが、このとき、車体に
は、図の矢印方向（旋回方向と反対の方向）に遠心力が
作用するので、車輪の路面との接地部において、旋回方
向に対し外側の車輪１１Ａの外皮（ゴム）は、内側の車
輪１１Ｂの外皮（ゴム）に比べ変形量が大きくなる。こ
のため、車体は、図７に示すように傾いてしまうのであ
る。その結果、車輪も同様に、車輪の上部が旋回方向と
反対の方向（左側の方向）に傾いてしまうこととなる
が、このため、車輪１１Ａ及び車輪１１Ｂには、車輪夫
々を旋回方向とは反対の方向（左側の方向）に走行させ
ようとする力が作用することとなる。しかしながら、左
側の車輪１１Ａは車輪進行方向に対し内側（右側）に向
けて支持されているので、車輪１１Ａを左側の方向へ走
行させようとする力を減少させることができるのであ
る。これに対し、右側の車輪１１Ｂは左側に向けて支持
されているため、車輪１１Ｂでは、車輪１１Ｂを左側の
方向へ走行させようとする力を増大させる方向に作用す
ることとなるが、旋回中においては、車輪１１Ｂの回転
数は車輪１１Ａに比べ少ないので、車輪１１Ｂに作用す
る左側の方向への走行させようとする力は、車輪１１Ａ
に比べ小さいものである。従って、一対の車輪夫々が車
輪進行方向に対し内側に向けて支持されているので、旋
回走行中における車体の走行安定性を増大させることが
でき、よって、移動車の旋回速度を上げることができる
のである。尚、旋回状態において、上述のごとく、車輪
の外皮がゴム等の弾性材料で構成されている場合を例に
取って説明したが、車輪の外皮が弾性材料で構成されて
いない場合でも、路面に弾力性がああれば、同様の効果
が生じることとなる。

【０００７】

【発明の効果】本発明の特徴構成によれば、直進走行中
における車体のふらつきを減少させることができ、しか
も、旋回走行中における車体の走行安定性を増大させる
ことができるので、走行中における移動車の走行性を改
善することができると共に、移動車の走行速度を上げて
作業効率の向上を図ることができるに至った。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の車輪支持装置を荷搬送用の移
動車に適用した実施例を図面に基づいて説明する。図５
に示すように、荷搬送用の移動車Ｖの予め決められた走
行経路として誘導帯Ｌがループ状に敷設され、移動車Ｖ
（Ｖ１，Ｖ２）が停止して荷物の移載作業を行うための
複数のステーションＳＴ（ＳＴ１〜ＳＴ４）が誘導帯Ｌ
に沿って配設され、もって、複数の移動車Ｖを各ステー
ションＳＴ間に亘って自動走行させながら荷搬送作業を
行う搬送設備を構成している。尚、図５は、実際の搬送
設備のレイアウトを簡略化して描いており、各移動車Ｖ
は、管理手段Ｃから作業指令が与えられるに伴って、ス
テーションＳＴの何れかで荷物を積込み、その荷物を他
の何れかのステーションＳＴに卸す場合を想定してい
る。尚、ステーションＳＴ１は、移動車Ｖのバッテリー
充電又は補修・点検用のホームポジションＨＰである。

【０００９】誘導帯Ｌは図４に示すように、断面が矩形
で表側がＮ極、裏側がＳ極に磁化された磁性体を走行路
面に埋設し、周囲をエポキシ樹脂で固定して路面が面一
になるように構成したものである。誘導帯Ｌのカーブ
部、分岐部、合流部、及びステーションＳＴの手前箇所
には、図５の如く、ＩＤタグとよばれる記憶媒体Ｔが埋
設されている。これらの記憶媒体Ｔには夫々の設置箇所
における移動車Ｖの走行に必要な走行制御情報が記憶さ
れている。例えば、カーブにおける走行速度、ステーシ
ョンＳＴのアドレスや停止点までの距離、分岐先の誘導
帯Ｌのアドレスといった情報である。

【００１０】次に移動車Ｖの構成について説明する。移
動車Ｖには、図３に示すように、車体の前側に走行輪１
が設けられ、車体の後側に左右一対の遊転輪２が設けら
れている。そして、前述の誘導帯Ｌを検出して操向制御
用の情報を得るための追従センサ３が走行輪１と一体で
向き変更されるように設けられている。車体右側前部に
は、前述の走行路面に埋設された記憶媒体Ｔの記憶情報
を読み出すためのタグリーダ４が設けられている。車体
の左側面中央部には、ステーションＳＴでの移載作業時
に、ステーションＳＴとの間で情報の授受を行うための
光通信装置５が備えられている。車体前面には、移動車
Ｖの進行方向前方側での障害物の存否を検出する超音波
センサ６が設けられている。

【００１１】走行輪１は、図１，図２に示すように、回
転軸芯方向に、間隔を隔てて並べる一対の車輪１１Ａ，
１１Ｂ及びそれら車輪１１Ａ，１１Ｂを各別に駆動する
モータ１２Ａ，１２Ｂを支持する車輪支持フレーム２２
が、一対の車輪１１Ａ，１１Ｂ間の中央部に位置する縦
軸芯Ｐ周りで回動するように、ベアリング２３，フレー
ム２２を介して車体フレーム２１に取り付けられて構成
されている。そして、車輪支持フレーム２２は、一対の
車輪１１Ａ，１１Ｂ夫々を車輪進行方向に対し内側に向
けて支持するように構成されている。インナーレース２
３ａ及びアウターレース２３ｂより構成されている上記
ベアリング２３は、一対の車輪１１Ａ，１１Ｂの上部が
インナーレース２３ａの内部に入り込む大きさに形成さ
れており、車輪支持フレーム２２は、一対の車輪１１
Ａ，１１Ｂの上部をベアリング２３のインナーレース２
３ａの内部に入り込ませた状態で車輪１１Ａ，１１Ｂを
支持するように、インナーレース２３ａに固着されてお
り、車体フレーム２１は、アウターレース２３ｂに固着
されている。尚、一対の車輪１１Ａ，１１Ｂ及び遊転輪
２において、車輪の外皮は、ゴム材料でできており、路
面の凹凸による移動車の振動を吸収するように構成され
ている。又、モータ１２Ａ，１２Ｂには、図４に示すよ
うに、モータ駆動回路１３及びモータの回転数を検出す
るロータリーエンコーダ１４を内蔵している。

【００１２】移動車Ｖには、図４に示すように、マイク
ロコンピュータを利用した制御手段８が設けられ、上記
の磁気センサ３、タグリーダ４、光通信装置５、超音波
センサ６、無線式の通信装置７、ロータリーエンコーダ
１４等から入力される情報に基づいて、移動車Ｖの走行
を制御する。従って、走行用モータ駆動回路１３を介し
てモータ１２Ａ，１２Ｂの駆動・停止及び速度制御を夫
々行うことにより移動車Ｖの発進、停止、旋回、及び速
度制御を行って、移動車Ｖの誘導帯Ｌに沿う操向制御を
行うように構成されている。つまり、移動車Ｖを直線走
行させる場合には、移動車Ｖの制御手段８は、モータ３
３Ａ，３３Ｂを同一方向に同じ回転数にて回転させて走
行を行うように構成されており、移動車Ｖを旋回させる
場合には、モータ１２Ａ，１２Ｂ夫々の回転数の差によ
って旋回角度を自由に変更設定することができるように
構成されている。

【００１３】地上側の管理手段Ｃ、各ステーションＳ
Ｔ、及び各移動車Ｖには、夫々無線式の通信装置７が設
けられており、地上側の管理手段Ｃと各ステーションＳ
Ｔとの間、又は、地上側の管理手段Ｃと各移動車Ｖとの
間で通信することができるように構成されている。よっ
て、この無線式の通信装置７を利用して、ステーション
ＳＴは、地上側の管理手段Ｃに対し荷物搬送要求情報を
送信し、移動車Ｖは、地上側の管理手段Ｃに対し自己の
待機ステーションＳＴ情報及びステーションでの移載作
業開始，終了等の情報を送信し、地上側の管理手段Ｃ
は、移動車Ｖの待機ステーション情報及びステーション
ＳＴからの荷物搬送要求情報に基づいて移動車Ｖの走行
指令情報を送信するように構成されている。尚、図中、
ステーションＳＴ側の光通信装置５、及びステーション
ＳＴ側と地上側の管理手段Ｃ側の無線式の通信装置７は
省略してある。

【００１４】前記追従センサ３は、図３，図４に示すよ
うに、車体の左右方向に並設された４個の磁気感知素子
からなる。移動車Ｖの左右方向の位置が前記誘導帯Ｌに
対して適正な位置にある状態、すなわち、追従センサ３
の左右方向の中央が誘導帯Ｌの中央に位置する状態にお
いて、４個の磁気感知素子のうち内側の２個が誘導帯Ｌ
の磁気を感知してオン状態になり、且つ、外側の２個が
磁気を感知しないオフ状態となるように構成されてい
る。従って、移動車Ｖが誘導帯Ｌに対して左右に偏位す
ると、外側の２個の磁気感知素子の何れかが誘導帯Ｌの
磁気を感知する状態となるので、制御手段８は、その検
出情報に基づいて車体を誘導帯Ｌに対して適正な位置に
戻すべく操向制御をおこなう。

【００１５】タグリーダ４は、前記記憶媒体Ｔとの間で
電磁誘導による近接無線通信を行い、記憶媒体Ｔの記憶
情報を読み出して制御手段８に渡す働きをする。記憶媒
体Ｔは、書き換え可能な半導体メモリ（ＥＥＰＲＯ
Ｍ）、外部機器との間で電磁誘導による近接無線通信を
行うためのループアンテナや信号処理回路、制御回路等
を一体にケーシングしたものである。このような構成に
より、前述したような走行制御情報を記憶媒体Ｔに非接
触で書き込み、或いは読み出すことができる。

【００１６】移動車Ｖが走行中は、タグリーダ４が不特
定の記憶媒体Ｔに対して一定の周期で応答要求信号を送
信している。一方、記憶媒体Ｔは、このタグリーダ７か
らの応答要求信号を受信可能な状態に維持されている。
従って、移動車Ｖが記憶媒体Ｔの設置箇所に接近して、
記憶媒体Ｔとタグリーダ４との距離が通信可能距離まで
近づくと、記憶媒体Ｔはタグリーダ７からの応答要求信
号を受信して、応答を返す。記憶媒体Ｔとタグリーダ４
間の通信が成立すると、記憶媒体Ｔの記憶情報がタグリ
ーダ４によって読み出されることになる。

【００１７】このようにして、移動車Ｖが誘導帯Ｌに沿
って設置された記憶媒体Ｔに接近するに伴って、その記
憶情報がタグリーダ４に読み取られ、走行制御を司る制
御手段８に与えられる。制御手段８は、この情報に基づ
いて、その後の停止、分岐等の制御を行う。尚、図示は
省略するが、ステーションＳＴにおける移動車Ｖの停止
位置には、マグネットプレートであるマークが設置さ
れ、移動車Ｖにはこれを検出するマークセンサ（磁気セ
ンサ）が備えられている。

【００１８】〔別実施例〕 上記実施例の移動車Ｖでは、本発明の車輪支持装置
としての走行輪１が一つ設けられているが、一つに限定
されるものではなく、複数個設けるようにしても良い。 上記実施例の走行輪１では、一対の車輪１１Ａ，１
１Ｂ夫々を車輪進行方向に対し内側に向けて設けている
が、更に、一対の車輪１１Ａ，１１Ｂ夫々を車輪上部が
外側に向くように設けても良い。この構造は、一般にキ
ャンバーと呼ばれるが、これにより、車輪の操向を一層
楽にすることができる。 上記実施例では、予め決められた走行経路として誘
導帯Ｌがループ状に敷設され、移動車Ｖはこの誘導帯Ｌ
に沿って走行を行うように構成されているが、誘導帯Ｌ
を設けないで、移動車内部に備えたマップ情報に基づい
て自律走行を行うようにしても良い。この場合において
も、上記実施例と同様に移動車Ｖの走行を制御するよう
に構成することができる。

【００１９】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】移動車の車輪支持装置を示す平面図

【図２】移動車の車輪支持装置を示す側面図

【図３】移動車の概略構成を示す平面透視図

【図４】移動車の走行制御装置の構成を示すブロック図

【図５】移動車の走行説明図

【図６】車輪の走行状態説明図

【図７】車輪の走行状態説明図

【符号の説明】

Ｐ 縦軸芯 １１Ａ，１１Ｂ 車輪 １２Ａ，１２Ｂ モータ ２２ 車輪支持フレーム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸芯方向に、間隔を隔てて並べる一
   対の車輪（１１Ａ，１１Ｂ）及びそれら車輪（１１Ａ，
   １１Ｂ）を各別に駆動するモータ（１２Ａ，１２Ｂ）を
   支持する車輪支持フレーム（２２）が、前記一対の車輪
   （１１Ａ，１１Ｂ）間の中央部に位置する縦軸芯（Ｐ）
   周りで回動するように、車体フレーム（２２）に取り付
   けられている移動車の車輪支持装置であって、 前記車輪支持フレーム（２２）は、前記一対の車輪（１
   １Ａ，１１Ｂ）夫々を車輪進行方向に対し内側に向けて
   支持するように構成されている移動車の車輪支持装置。