JP2002321629A - 無人走行車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単なガイドを設けるだけで、所定の経路に
沿って走行するよう自動的に操向可能とする。 【解決手段】 自動的に操向可能な無人走行車両１にお
いて、前車軸４と後車軸６とにそれぞれ設けられた操向
シリンダ１０、１１と、ガイド溝１６に追従するよう前
車軸４と後車軸６とにそれぞれ回動自在に設けられた前
進操向用アーム１２、１４と後進操向用アーム１３、１
５と、前進操向用アーム１２、１４に連係され前進時に
操向シリンダ１０、１１の制御を行う前進操向弁２１、
２３と、後進操向用アーム１３、１５に連係され後進時
に操向シリンダ１０、１１の制御を行う後進操向弁２
２、２４とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定の経路に沿っ
て走行するよう自動的に操向可能な、無人走行車両に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】生産現場や配送センター内で作業の自動
化を行う場合には、部品や製品等を搬送するための無人
走行車両を設けることが望まれる。このような無人走行
車両には、地上に敷設された軌道上を走行する有軌道の
無人走行車両や、天井下に設置された一本のレールに沿
って走行するモノレール式の無人走行車両や、誘導線等
に沿って誘導されながら走行するガイド式、あるいは誘
導線等を用いずに自律走行するガイドレス式等の無軌道
の無人走行車両がある。

【０００３】ところが、有軌道の無人走行車両を屋外で
使用する場合には、トラックやフォークリフト等の一般
車両の通行する路面で軌道が一般車両の通行に支障を来
さないよう、軌道を図１０に示すように地中に埋設しな
ければならない。そのためには、路面１００を掘り込ん
で枕木１０１を設置し、枕木１０１に軌条１０２を所定
軌間で固定した後、アスファルトやコンクリートで舗装
する必要がある。従って、軌道の敷設には多額の費用が
かかる。また、車輪１０３の走行で軌条１０２が磨耗し
た場合の補修工事の費用も高くなる。

【０００４】モノレール式の無人走行車両は、屋内では
建屋の架構を利用してモノレールを敷設することがで
き、床面の作業域を占有しないという利点があるが、屋
外では別途モノレールを敷設するための架構を設ける必
要がある。ガイド式の無軌道無人走行車両の場合には、
図１１に示すように、路面１００に電磁誘導線１１１を
埋設し、もしくは磁気テープ１１２を貼付け、無人走行
車両１１３には操向用センサー１１４を設ける。走行時
には、操向用センサー１１４が電磁誘導線１１１もしく
は磁気テープ１１２からの信号を検出し、この信号に基
づいて演算装置１１５が無人走行車両１１３の位置を判
別し、ドライバ１１６を介して操向機構１１７の油圧制
御弁１１８を制御する。

【０００５】この無人走行車両１１３は、無軌道でも精
度よく所定の経路を走行することができるが、制御系が
複雑で高価であり、制御系が故障するとユーザー側での
修理ができず緊急時の対応が遅れる。また、誘導用の電
磁誘導線１１１もしくは磁気テープ１１２と操向用セン
サー１１４との間の距離が変化すると操向が乱れるの
で、平坦で且つ凹凸になりにくい堅固な路面１００が必
要となる。しかも、操向が微弱な信号で制御されるの
で、強い降雨や路面１００上の水たまりがあると使用を
避けざるを得ず、屋外で使用するには不適である。

【０００６】さらに、磁気テープ１１２を貼付けるもの
は、一般車両の通行する路面１００では磁気テープ１１
２が車輪に踏まれて損傷するので、限られた場所でしか
使用することができない。ガイドレス式の無軌道の無人
走行車両は、GPS(Global Psitioning system) 装置や、
レーザーセンサー等の車載位置センサーと地図情報を記
憶する制御装置を備え、所定の経路を走行することがで
きる。この無人走行車両は、地図情報の書換えだけで経
路変更が可能なので、頻繁に搬送経路の変更が必要な場
合でも柔軟に対応できるが、誘導精度を確保するのが困
難で、走行路面の平坦さも要求され、設備コストが高
い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、無人走行車
両における上記問題を解決するものであって、軌道を地
中に埋設したり、電磁誘導線や磁気テープ、操向用セン
サー、演算装置等の電子機器を設ける必要がなく、簡単
なガイドを設けるだけで、所定の経路に沿って走行する
よう自動的に操向可能で、路面の凹凸にも追従し、雨水
等にも影響されず屋外での使用に好適であり、路面での
トラックやフォークリフト等の一般車両や人の通行に支
障を生じない、構造が簡単で安価な無人走行車両を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、所定の経路に
配設されたガイド部に沿って走行するよう自動的に操向
可能な無人走行車両において、前車軸と後車軸とにそれ
ぞれ設けられた操向シリンダと、ガイド部に追従するよ
う前車軸と後車軸とにそれぞれ回動自在に設けられた前
進操向用アームと後進操向用アームと、前進操向用アー
ムに連係され前進時の操向シリンダの制御を行う前進操
向弁と、後進操向用アームに連係され後進時の操向シリ
ンダの制御を行う後進操向弁とを設けることにより上記
課題を解決している。

【０００９】この無人走行車両では、走行時に前進操向
用アームと後進操向用アームが、所定の経路に配設され
たガイド部に追従して回動する。前進時には、前進操向
用アームの回動で、前進操向用アームに連係されている
前進操向弁が作動して操向シリンダの伸縮を制御するの
で、無人走行車両はガイド部に沿って前進するよう自動
的に操向される。

【００１０】後進時には、後進操向用アームの回動で、
後進操向用アームに連係されている後進操向弁が作動し
て操向シリンダの伸縮を制御するので、無人走行車両は
ガイド部に沿って後進するよう自動的に操向される。前
進時には前進操向弁に圧油を送り、後進時には後進操向
弁に圧油を送るよう切換える前後進切換弁を設けると、
前後進切換弁で車両の前後進を切換えるのに伴って、前
進時には前進操向弁を介して操向シリンダに圧油を供給
し、後進時には後進操向弁を介して操向シリンダに圧油
を供給するようになるので、操向シリンダの制御も前進
操向弁、後進操向弁の一方のみで行われるようになる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の一形態であ
る無人走行車両の構成を示す平面図、図２はガイドアー
ムの側面図、図３、図４はガイドローラの正面図、図５
は無人走行車両の停車時の油圧回路図、図６は無人走行
車両の前進時の直進状態を示す油圧回路図、図７は無人
走行車両の前進時の右カーブに進入する前の状態を示す
平面図、図８は無人走行車両の前進時の右カーブ状態を
示す油圧回路図、図９は無人走行車両の前進時の右カー
ブ状態を示す平面図である。

【００１２】この無人走行車両１は、フレーム２の前後
部に、左右の前車輪３Ｌ、３Ｒを支持する前車軸４と左
右の後車輪５Ｌ、５Ｒを支持する後車軸６とが、それぞ
れ支持軸７、８で回動可能に軸支されている。後車輪５
Ｌ、５Ｒには、それぞれ駆動モータ９Ｌ、９Ｒが設けら
れている。前車軸４とフレーム２との間には前車軸操向
シリンダ１０、後車軸６とフレーム２との間には後車軸
操向シリンダ１１が取り付けられている。

【００１３】また、前車軸４には前進操向用アーム１２
と後進操向用アーム１３とが支持軸７で回動自在に支持
されており、後車軸６には前進操向用アーム１４と後進
操向用アーム１５とが支持軸８で回動可能に支持されて
いる。前進操向用アーム１２、１４と後進操向用アーム
１３、１５の先端部には、所定の経路に配設されたガイ
ド溝１６に沿って転動するガイドローラ１７がそれぞれ
設けられている。ガイドローラ１７は、スプリング１８
によってガイド溝１６の凹凸に追従できるようになって
いる。ガイド溝１６は幅３０ｍｍ、深さ３０ｍｍ以下と
することが好ましい。

【００１４】なお、ガイド部としては、ガイド溝１６に
代えて、図４に示すようなガイドレール１９を用いても
よい。この場合、ガイドレール１９が路面上に突出する
高さは、トラックやフォークリフト等の一般車両や人の
通行に支障を生じないよう、１０ｍｍ以下とすることが
望ましい。さらに、前車軸４には、前車軸操向シリンダ
１０の前進時の制御を行う前車軸前進操向弁２１と後進
時の制御を行う前車軸後進操向弁２２とが設けられ、後
車軸６には後車軸操向シリンダ１１の前進時の制御を行
う後車軸前進操向弁２３と後進時の制御を行う後車軸後
進操向弁２４とが設けられている。前車軸前進操向弁２
１のスプール２５はプッシュプルロッド２６を介して前
進操向用アーム１２に連係され、前車軸後進操向弁２２
のスプール２７はプッシュプルロッド２８を介して後進
操向用アーム１３に連係され、後車軸前進操向弁２３の
スプール２９はプッシュプルロッド３０を介して前進操
向用アーム１４に連係され、後車軸後進操向弁２４のス
プール３１はプッシュプルロッド３２を介して後進操向
用アーム１５に連係されている。

【００１５】図５に示すように、左右の駆動モータ９
Ｌ、９Ｒの前進側管路４２Ｌ、４２Ｒと後進側管路４３
Ｌ、４３Ｒとは、前後進切換弁４０Ｌ、４０Ｒを介して
油圧ポンプ４１と接続されており、この前後進切換弁４
０Ｌ、４０Ｒの切換制御によって無人走行車両１の前後
進が切換えられる。前車軸操向シリンダ１０は、前車軸
前進操向弁２１を介して前後進切換弁４０Ｒの前進側ポ
ートに接続され、前車軸後進操向弁２２を介して前後進
切換弁４０Ｒの後進側ポートに接続されている。

【００１６】後車軸操向シリンダ１１は、後車軸前進操
向弁２３を介して前後進切換弁４０Ｌの前進側ポートに
接続され、前車軸後進操向弁２４を介して前後進切換弁
４０Ｌの後進側ポートに接続されている。この無人走行
車両１は、停車時には図５に示すように４ポート３位置
の前後進切換弁４０Ｌ、４０Ｒが中立位置にあり、油圧
ポンプ４１から吐出された圧油はタンク４４に戻る。

【００１７】無人走行車両１の前進時には、図６に示す
ように前後進切換弁４０Ｌ、４０Ｒが前進側に切換えら
れ、圧油が前車軸前進操向弁２１と後車軸前進操向弁２
３とに送られる。図１のようにガイド溝１６が直線状態
であれば、前進操向用アーム１２、１４は左右に回動せ
ず、前車軸前進操向弁２１と後車軸前進操向弁２３のス
プール２５、２９が移動せず中立位置にあるので、前車
軸操向シリンダ１０、後車軸操向シリンダ１１は作動せ
ず、圧油は前進側管路４２Ｌ、４２Ｒから駆動モータ９
Ｌ、９Ｒに供給され、後車輪５が前進回転する。

【００１８】後進側管路４３Ｌ、４３Ｒからの戻り油
は、前車軸後進操向弁２２と後車軸後進操向弁２４、及
び前後進切換弁４０Ｌ、４０Ｒを経てタンク４４に戻
る。このとき、前進側管路４２Ｌ、４２Ｒからの圧油に
よって、後進側管路４３Ｌ、４３Ｒに接続されているチ
ェック弁４５が開くので、戻り油の一部はチェック弁４
５を通ってタンク４４に戻る。

【００１９】図７に示すように、無人走行車両１がガイ
ド溝１６の右カーブした曲線部にさしかかると、ガイド
ローラ１７がガイド溝１６に沿って転動し、前進操向用
アーム１２が右向きに回動するので、プッシュプルロッ
ド２６を介して前車軸前進操向弁２１のスプール２５が
右方向に押され、前車軸前進操向弁２１が図８に示すよ
うに縮小位置に切換えられる。

【００２０】これにより、圧油が前車軸前進操向弁２１
から前車軸操向シリンダ１０の縮室４６に供給されるの
で、図９に示すように前車軸操向シリンダ１０が縮小し
て前車軸４が右向きに操向され、前車輪３Ｌ、３Ｒは前
進操向用アーム１２と平行になろうとする。前車軸４が
右方向に回動すると、前車軸前進操向弁２１のスプール
２５が中立側に戻される。このとき前車軸４の右方向へ
の回動によって前車軸後進操向弁２２のスプール２７が
プッシュプルロッド２８を介して右方向へ移動するが、
前車軸後進操向弁２２には圧油は供給されていないの
で、前車軸操向シリンダ１０は作動せず、縮小した状態
で保持される。

【００２１】なお、前車軸前進操向弁２１が縮小位置に
切換えられた状態では、前車軸前進操向弁２１から駆動
モータ９Ｌ、９Ｒへは圧油が送られなくなるが、このと
きには前後進切換弁４０Ｒからシーケンス弁４８を介し
て駆動モータ９Ｒへ圧油が供給される。戻り油は開放さ
れているチェック弁４５からタンク４４に戻る。無人走
行車両１がさらに前進すると、後車軸６の前進操向用ア
ーム１４が右カーブの曲線部にさしかかり、前進操向用
アーム１４が右向きに回動するので、プッシュプルロッ
ド３０を介して後車軸前進操向弁２３のスプール２９が
右方向に押され、後車軸前進操向弁２３が縮小位置に切
換えられる。

【００２２】これにより、圧油が後車軸前進操向弁２３
から後車軸操向シリンダ１１の縮室４７に供給されるの
で、後車軸操向シリンダ１１が縮小して後車軸６が右向
きに操向され、後車輪５Ｌ、５Ｒは後進操向用アーム１
４と平行になろうとする。後車軸６が右方向に回動する
と、後車軸前進操向弁２３のスプール２９が中立側に戻
される。このとき後車軸６の右方向への回動によって後
車軸後進操向弁２４のスプール３１がプッシュプルロッ
ド３２を介して右方向へ移動するが、後車軸後進操向弁
２４には圧油は供給されていないので、後車軸操向シリ
ンダ１１は作動せず、縮小した状態で保持される。

【００２３】後車軸前進操向弁２３が縮小位置に切換え
られた状態では、後車軸前進操向弁２３から駆動モータ
９Ｌ、９Ｒへは圧油が送られなくなるが、このときには
前後進切換弁４０Ｌからシーケンス弁４８を介して駆動
モータ９Ｌ、９Ｒへ圧油が供給される。戻り油は開放さ
れているチェック弁４５からタンク４４に戻る。前進操
向用アーム１２が右カーブした曲線部を通過し、直線部
にさしかかったとき、前車軸操向シリンダ１０が縮小し
前車軸４が右方向に回動した状態で保持されていると、
前進操向用アーム１２は、前車輪３Ｌ、３Ｒの方向に対
して左向きに回動するので、プッシュプルロッド２６を
介して前車軸前進操向弁２１のスプール２５が左方向に
引かれ、前車軸前進操向弁２１が伸長位置に切換えられ
る。

【００２４】これにより、圧油が前車軸前進操向弁２１
から前車軸操向シリンダ１０の伸室４９に供給されるの
で、前車軸操向シリンダ１０が伸長して前車軸４が直進
方向に操向される。前車軸４が直進方向に戻ると、前車
軸前進操向弁２１のスプール２５が中立側に戻される。
前進操向用アーム１４が右カーブした曲線部を通過する
と、同様にして圧油が後車軸前進操向弁２３から後車軸
操向シリンダ１１の伸室５０に供給されるので、後車軸
６が直進方向に操向され、後車軸６が直進方向に戻っ
て、後車軸前進操向弁２３のスプール２９が中立側に戻
され、図６の状態となる。

【００２５】なお、無人走行車両１の旋回時には、前車
軸前進操向弁２１、後車軸前進操向弁２３を通って駆動
モータ９Ｌ、９Ｒに流れる圧油は、図８に示すように前
車軸前進操向弁２１と後車軸前進操向弁２３のスプール
２５、２９でブロックされ、シーケンス弁４８が開放さ
れて前車軸操向用シリンダ１０、後車軸操向用シリンダ
１１の作動に使用されない余剰の圧油が駆動モータ９
Ｌ、９Ｒに流れるようになるので、無人走行車両１は走
行速度が低下し、曲線部の走行が安全に行われる。

【００２６】無人走行車両１が左カーブの曲線部を通る
場合には、上記と左右が逆となる動作で操向が行われ
る。無人走行車両１の後進時には、前後進切換弁４０
Ｌ、４０Ｒが後進側に切換えられ、圧油が前車軸後進操
向弁２２と後車軸後進操向弁２４とに送られる。ガイド
溝１６が直線状態であれば、後進操向用アーム１３、１
５は左右に回動せず、前車軸後進操向弁２２と後車軸後
進操向弁２４のスプール２７、３１が移動せず中立位置
にあるので、前車軸操向シリンダ１０、後車軸操向シリ
ンダ１１は作動せず、圧油は後進側管路４３Ｌ、４３Ｒ
から駆動モータ９Ｌ、９Ｒに供給され、後車輪５が後進
回転する。

【００２７】前進側管路４２Ｌ、４２Ｒからの戻り油
は、前車軸前進操向弁２１と後車軸前進操向弁２３、及
び前後進切換弁４０Ｌ、４０Ｒを経てタンク４４に戻
る。このとき、後進側管路４３Ｌ、４３Ｒからの圧油に
よって、前進側管路４２Ｌ、４２Ｒに接続されているチ
ェック弁４５が開くので、戻り油の一部はチェック弁４
５を通ってタンク４４に戻る。

【００２８】無人走行車両１がガイド溝１６の左または
右にカーブした曲線部にさしかかると、前進時と同様
に、ガイドローラ１７がガイド溝１６に沿って転動し、
後進操向用アーム１５、１３が回動し、プッシュプルロ
ッド３２、２８を介して後車軸後進操向弁２４、前車軸
後進操向弁２２が旋回方向に応じて切換えられ、後車軸
操向シリンダ１１、前車軸操向シリンダ１０が伸縮して
後車軸６、前車軸４を操向する。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の無人走行
車両は、軌道を地中に埋設したり、電磁誘導線や磁気テ
ープ、操向用センサー、演算装置等の電子機器を設ける
必要がなく、簡単なガイドを設けるだけで、所定の経路
に沿って走行するよう自動的に操向可能であり、構造が
簡単で安価である。また、路面の凹凸に追従し、雨水等
にも影響されず屋外での使用に好適であり、路面でのト
ラックやフォークリフト等の一般車両や人の通行に支障
を生じることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態である無人走行車両の構
成を示す平面図である。

【図２】ガイドアームの側面図である。

【図３】ガイドローラの正面図である。

【図４】ガイドローラの正面図である。

【図５】無人走行車両の停車時の油圧回路図である。

【図６】無人走行車両の前進時の直進状態を示す油圧回
路図である。

【図７】無人走行車両の前進時の右カーブに進入する前
の状態を示す平面図である。

【図８】無人走行車両の前進時の右カーブ状態を示す油
圧回路図である。

【図９】無人走行車両の前進時の右カーブ状態を示す平
面図である。

【図１０】従来の有軌道の無人走行車両における軌道の
説明図である。

【図１１】従来のガイド式の無人走行車両における操向
制御機構の説明図である。

【符号の説明】

１ 無人走行車両 ２ フレーム ３Ｌ、３Ｒ 前車輪 ４ 前車軸 ５Ｌ、５Ｒ 後車輪 ６ 後車軸 ７ 支持軸 ８ 支持軸 ９Ｌ、９Ｒ 駆動モータ １０ 前車軸操向シリンダ １１ 後車軸操向シリンダ １２ 前進操向用アーム １３ 後進操向用アーム １４ 前進操向用アーム １５ 後進操向用アーム １６ ガイド溝 １７ ガイドローラ ２１ 前車軸前進操向弁 ２２ 前車軸後進操向弁 ２３ 後車軸前進操向弁 ２４ 後車軸後進操向弁 ４０Ｌ、４０Ｒ 前後進切換弁 ４１ 油圧ポンプ ４２Ｌ、４２Ｒ 前進側管路 ４３Ｌ、４３Ｒ 後進側管路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の経路に配設されたガイド部に沿っ
   て走行するよう自動的に操向可能な無人走行車両であっ
   て、前車軸と後車軸とにそれぞれ設けられた操向シリン
   ダと、ガイド部に追従するよう前車軸と後車軸とにそれ
   ぞれ回動自在に設けられた前進操向用アームと後進操向
   用アームと、前進操向用アームに連係され前進時の操向
   シリンダの制御を行う前進操向弁と、後進操向用アーム
   に連係され後進時の操向シリンダの制御を行う後進操向
   弁とを備えたことを特徴とする無人走行車両。
2. 【請求項２】 前進時には前進操向弁に圧油を送り、後
   進時には後進操向弁に圧油を送るよう切換える前後進切
   換弁を備えたことを特徴とする請求項１記載の無人走行
   車両。