JP2008030549A

JP2008030549A - 無人搬送車の従動輪旋回制限機構

Info

Publication number: JP2008030549A
Application number: JP2006204195A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Nakayama; 泰史中山
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2006-07-27
Filing date: 2006-07-27
Publication date: 2008-02-14

Abstract

【課題】無人搬送車において、従動輪の旋回を制限する機構を提供せんとするものである。
【解決手段】従動輪１３が取り付けられる旋回軸１１には周方向に凸部２１の形成された回転位置ドグ２０が固着され、周方向の凹部３２が形成された回転制限ブロック３０と車底１０との間にはバネ４０が圧装され、無人搬送車の従動輪１３が旋回軸１１と共に旋回して、バネ４０により付勢された回転制限ブロック３０が回止用柱５０により回り止めされたまま旋回軸１１に沿って軸方向下方に摺動して回転制限ブロック３０の凹部３２が回転位置ドグ２０の凸部２１に嵌合した後は、従動輪１３の旋回が制限される。
【選択図】図１

Description

無人搬送車の従動輪旋回制限機構に関する。詳しくは、無人搬送車において、従動輪の旋回を制限する機構に関する。

無人搬送車は、特許文献１に記載されるように、走行するべき道筋として床面に敷設されたマーキング線をセンサで検出しながら、マーキング線に沿って自動走行（自律走行）する。
無人搬送車が走行するに当たって一方向のみに走行（前方）する場合は、無人搬送車における車輪の配置は、図４及び図５に示す２通りが考えられる。

即ち、図４に示す無人搬送車では、車体１の中央前方寄りに、操舵輪を兼ねる駆動輪２を配置し、車体１の後方左右両側に、向きを変えられない従動輪３ａ，３ｂを配置し、更に、車体１の前方左右両側に、向きを自在に変えられる従動輪（いわゆるキャスタ輪）４ａ，４ｂを配置している。
或いは、図５に示す無人搬送車では、車体１の中央前方寄りに、操舵輪を兼ねる駆動輪２を配置し、車体１の後方左右両側に、向きを変えられない従動輪３ａ，３ｂを配置し、車体１の前方は車輪を省略した構造としている。

図４及び図５に示すように、無人搬送車では、後方の従動輪３ａ，３ｂには向きの変えられない車輪を使用し、前方に従動輪４ａ，４ｂを設ける場合にはキャスタ輪を使用する。
その理由としては、前従動輪は操舵のために横方向の移動が出来なければならないが、後方の従動輪３ａ，３ｂは横方向の移動できる物だと、例えば、前後の従動輪３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂをキャスタ輪とした場合におけるカーブ走行時の挙動を図８に示すように、操舵終盤に回転方向の車体荷重の慣性を受けて車体の後方が回りすぎる結果となるからである。

更に、走行路が横方向に傾斜しているなどの場合、走行方向に関わらず、車体の後ろは走行路を逸脱して傾斜下方向に落ちていくようになり、益々車体の方向（姿勢）を制御できない。
無人搬送車が走行するに当たって二方向（前進後進）に走行する場合は、無人搬送車における車輪の配置は、図４及び図５に示す２通りの他、図６及び図７に示す２通りが考えられる。

図６及び図７は、２個の駆動輪を塔載した無人搬送車に関するものである。
即ち、図６に示す無人搬送車では、車体１の中央前方及び中央後方寄りに、操舵輪を兼ねる駆動輪２ａ，２ｂを配置し、車体１の後方左右両側にキャスタ輪、いわゆる、向きを自在に変えられる従動輪３ａ，３ｂを配置し、更に、車体１の前方左右両側に、向きを自在に変えられる従動輪（いわゆるキャスタ輪）４ａ，４ｂを配置している。

また、図７に示す無人搬送車では、車体１の右前方及び左後方に、操舵機能を備える駆動輪２ａ，２ｂを配置し、車体１の左前方及び右後方に、向きを自在に変えられる従動輪（いわゆるキャスタ輪）３ａ，３ｂを配置している。
尚、図４及び図５に示す無人搬送車は、駆動輪２が１個であるので、そのまま後進することになる。
特開２０００−９９１４５号

上述した通り、図４及び図５に示す無人搬送車で後進する場合、後方の従動輪３ａ，３ｂは横方向に移動できないため、カーブを後進で走行するには、図９に示すように、無人搬送車は、走行方向に対して後ろ側（車体前部）を大きく横に振って走行する。
また、駆動輪２の操舵角変化がきわめて大きく、大幅に速度を抑えなければ必要操舵角に応答できず走行経路から逸脱してしまう。

そこで、図４に示す無人搬送車において、前後の従動輪３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂを４輪とも全てキャスタ輪とする代わりに、前進後進に応じて、キャスタ輪の向きを固定する、つまり、キャスタ輪の旋回を制限することが考えられる。
即ち、前進時には後方の従動輪３ａ，３ｂを水平面内での旋回を制限し、前方の従動輪４ａ，４ｂの水平面内での旋回を許容する一方、反対に、後進時には、後方の従動輪３ａ，３ｂを水平面内での旋回を許容し、前方の従動輪４ａ，４ｂのみ水平面内での旋回を制限するようにするのである。

このような機能を満たす旋回制限機構として、例えば、図１０及び図１１に示す構造を想定する。
即ち、図１０及び図１１においては、車底１０に旋回軸１１が回転自在に設けられると共にこの旋回軸１１に斜め下方に延びるアーム１２を介してキャスタ輪１３が水平面内で旋回自在に装着されている。

旋回軸１１の側方における車底１０には案内部１４が設けられ、この案内部１４には水平方向に摺動自在にロッド１５が貫通している。
このロッド１５の先端に旋回制限ブロック１６が取り付けられ、ロッド１５の他端にはシリンダ（図示省略）が接続し、このシリンダを伸縮させることで、旋回制限ブロック１６が図中破線で示すようにキャスタ輪１３に接近させ、また、図中実線で示すようにキャスタ輪１３から離れた位置に移動させることができる。

この旋回制限ブロック１６は、図中破線で示す位置へ摺動した状態では、キャスタ輪１３を左右両側から拘束して、キャスタ輪１３の水平面内での旋回を制限する。そのため、キャスタ輪１３の向きは変わらない。
また、旋回制限ブロック１６は、図中実線で示す位置へ摺動した状態では、キャスタ輪１３の拘束は開放される。そのため、キャスタ輪１３は水平面内で自由に旋回して、向きを変えられる。

尚、キャスタ輪１３は、旋回制限ブロック１６がどの位置に摺動した状態でも、従動輪として、走行に伴って自由に回転することができる。
上述したキャスタ輪１３は、無人搬送車の前後左右に従動輪として配置し、前進後進に合わせて、旋回制限ブロック１６でキャスタ輪１３の旋回を制限するか、或いは、旋回を開放するか、切り替える。

＜問題点＞
しかしながら、キャスタ輪１３は、前進後進で位置が旋回軸１１を中心にして、車輪取り付けオフセットｘの２倍だけ位置が異なる。車輪取り付けオフセットｘとは、旋回軸１１の中心からキャスタ輪１３の中心までの水平距離を言う。
このため、旋回制限ブロック１６は寸法が長いものが必要となり、また、旋回制限ブロック１６を動かすシリンダも可動距離が長いものでなければならない。

そうすると荷重が大きくなって、大きな径のキャスタ輪１３を使用する場合、この構造の実現は困難となる。
また、旋回制限ブロック１６が長くなるためブロックの強度不足が生じ易くなる。

更に、キャスタ輪１３が旋回制限機構の反対側に旋回すると、旋回制限が出来ない可能性がある。
そのためには、常にキャスタ輪１３が反対側にいかないように制御する必要がある。そうでなければ、反対側に行ってしまった場合、手押し操作によって矯正する作業を行わねばならない。

上記課題を解決する本発明の請求項１に係る無人搬送車の従動輪旋回制限機構は、無人搬送車の車底に旋回軸が回転自在に設けられると共に該旋回軸には周方向に凸部の形成された回転位置ドグが固着され、該回転位置ドグより下部における前記旋回軸に従動輪が取り付けられる一方、前記車底には前記旋回軸と平行な回止用柱が設けられ、前記回止用柱に対して周方向に拘束される回止用係合部及び前記回転位置ドグの前記凸部に嵌合し得る周方向の凹部が形成された回転制限ブロックが前記回転位置ドグより上部における前記旋回軸に軸方向に摺動自在に挿着され、更に、前記回転制限ブロックと前記車底との間にはバネが圧装され、前記従動輪が前記旋回軸と共に旋回して、前記バネにより付勢された前記回転制限ブロックが前記回止用柱によって回り止めされたまま前記旋回軸に沿って軸方向下方に摺動して前記回転制限ブロックの前記凹部が前記回転位置ドグの前記凸部に嵌合した後は、前記従動輪の旋回が制限されることを特徴とする。

本発明の無人搬送車の従動輪旋回制限機構では、従動輪が旋回軸と共に旋回して、バネにより付勢された回転制限ブロックが回止用柱によって回り止めされたまま旋回軸に沿って軸方向下方に摺動して、回転制限ブロックの凹部が回転位置ドグの凸部に嵌合した後は、旋回軸及び従動輪の旋回が制限されることになる。
特に、回転制限ブロックが水平方向ではなく下方に摺動するという動作で従動輪の旋回を制限するので可動範囲が小さく、構造としてシンプルであり、十分な強度を確保できる利点がある。
しかも、回転制限ブロックは直接に従動輪を拘束するのではなく、回転位置ドグを介して従動輪を拘束するため、可動範囲が従動輪の径に依存しないという利点もある。

以下に実施例１として説明する実施例が、発明を実施するための最良の形態である。

本発明の一実施例について、図１〜図３を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例に係る従動輪旋回制限機構における従動輪旋回制限前の状態を示す構成図、図２は、本発明の一実施例に係る従動輪旋回制限機構における従動輪旋回制限後の状態を示す構成図、図３（ａ）は回転位置ドグの上面図、図３（ｂ）は回転制限ブロックの側面図、図３（ｃ）は回転制限ブロックの下面図である。

図１に示すように、無人搬送車の車底１０に旋回軸１１が回転自在に設けられると共に旋回軸１１には回転位置ドグ２０が固着され、回転位置ドグ２０より下部における旋回軸１１に斜め下方に延びるアーム１２を介して従動輪１３が取り付けられ、回転位置ドグ２０より上部における旋回軸３０に回転制限ブロック３０が軸方向に摺動自在に挿着されている。
回転位置ドグ２０は、図３（ａ）に示すように、円板状をなすと共に約１８０度間隔で周方向に凸部２１が二箇所に形成されている。

回転制限ブロック３０は、円板状をなすと共に図２に示すように、車底１０に旋回軸１１と平行に設けられた回止用柱５０に対して周方向に拘束される回止用係合部３１が形成されている。
従って、回転制限ブロック３０は、旋回軸１１及び回止用柱５０に沿って軸方向に摺動可能であるが、周方向の回転は回止用柱５０によって阻止された状態となっている。

また、回転制限ブロック３０の下面には、図３（ｂ）（ｃ）に示すように、周方向に延びる溝（凹部）３２が１８０度間隔で２箇所に形成されており、この溝部（凹部）３２は回転位置ドグ２０の凸部２１に嵌合し得る形状となっている。

更に、回転制限ブロック３０と車底１０との間にはバネ４０が圧装され、回転制限ブロック３０はバネ４０により旋回軸１１及び回止用柱５０に沿って軸方向下向きに付勢された状態となっている。
そのため、図２に示すように、従動輪１３が旋回軸１１と共に旋回して、バネ４０により付勢された回転制限ブロック３０が回止用柱５０によって回り止めされたまま旋回軸１１に沿って軸方向下方に摺動して、回転制限ブロック３０の溝部３２が回転位置ドグ２０の凸部２１に嵌合した後は、旋回軸１１及び従動輪１３の旋回が制限されることになる。つまり、従動輪１３の向きが変わらない状態となる。

本実施例では、回転制限ブロック３０の溝部３２は１８０度間隔で２箇所に形成され、回転位置ドグ２０の凸部２１は約１８０度間隔で２箇所に形成されるので、従動輪１３は１８０度毎に旋回が制限されることになる。
つまり、図１は従動輪１３が自由に向きを変えられる状態を示し、図２は従動輪１３の向きが固定された状態を示している。なお、図２においては、作図上の都合から、従動輪１３及び旋回軸１１が静止した状態で無人搬送車の車底１０が旋回した状態を示している。つまり、図１と図２では見る方向が９０度異なっている。

従って、図４に示す無人搬送車において、前後の従動輪を４輪とも全てキャスタ輪とするとすると共に本実施例の旋回制限機構を設けることにより、無人搬送車がカーブを後向きで走行する場合には、後方の従動輪を水平面内での旋回を許容し、前方の従動輪のみ水平面内での旋回を制限することができ、走行方向に対して後ろ側を大きく横に振ることはない。

特に、図１０及び図１１に示す構造に比較し、回転制限ブロック３０が水平方向ではなく下方に摺動するという動作で従動輪１３の旋回を制限するので可動範囲が小さく、構造としてシンプルであり、十分な強度を確保できる利点がある。
しかも、回転制限ブロック３０は、直接に従動輪１３を拘束するのではなく、回転位置ドグ２０を介して従動輪１３を拘束するため、可動範囲が従動輪１３の径に依存しないという利点もある。

なお、バネ４０に抗して、回転制限ブロック３０を旋回軸１１及び回止用柱５０に沿って軸方向上方に摺動させて、回転制限ブロック３０の溝部３２と回転位置ドグ２０の凸部２１との嵌合を開放する機構を設ければ、従動輪１３の旋回制限を解除し、キャスタ輪と同様に自由に旋回させること、つまり、向きを変えることが可能となる。

本発明は、無人搬送車において、従動輪の旋回を制限する機構に関し、例えば、前後の従動輪を４輪とも全てキャスタ輪とした無人搬送車に利用して好適なものである。

本発明の一実施例に係る従動輪旋回制限機構（旋回制限前の状態）を示す構成図である。本発明の一実施例に係る従動輪旋回制限機構（旋回制限後の状態）を示す構成図である。図３（ａ）は回転位置ドグの上面図、図３（ｂ）は回転制限ブロックの側面図、図３（ｃ）は回転制限ブロックの下面図である。無人搬送車における車輪の配置を示す説明図である。無人搬送車における車輪の配置を示す説明図である。無人搬送車における車輪の配置を示す説明図である。無人搬送車における車輪の配置を示す説明図である。図４に示す無人搬送車において、前後の従動輪を全てキャスタ輪とした場合のカーブ走行時の挙動を示す説明図である。図４に示す無人搬送車において、後進でカーブを走行する場合の挙動を示す説明図である。想定される無人搬送車の従動輪旋回制限機構の正面図である。想定される無人搬送車の従動輪旋回制限機構の平面図である。

符号の説明

１無人搬送車の車体
２，２ａ，２ｂ駆動輪
３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ従動輪
１０無人搬送車の車底
１１旋回軸
２０回転位置ドグ
２１凸部
３０回転制限ブロック
３２溝部（凹部）
４０バネ

Claims

無人搬送車の車底に旋回軸が回転自在に設けられると共に該旋回軸には周方向に凸部の形成された回転位置ドグが固着され、該回転位置ドグより下部における前記旋回軸に従動輪が取り付けられる一方、前記車底には前記旋回軸と平行な回止用柱が設けられ、前記回止用柱に対して周方向に拘束される回止用係合部及び前記回転位置ドグの前記凸部に嵌合し得る周方向の凹部が形成された回転制限ブロックが前記回転位置ドグより上部における前記旋回軸に軸方向に摺動自在に挿着され、更に、前記回転制限ブロックと前記車底との間にはバネが圧装され、前記従動輪が前記旋回軸と共に旋回して、前記バネにより付勢された前記回転制限ブロックが前記回止用柱によって回り止めされたまま前記旋回軸に沿って軸方向下方に摺動して前記回転制限ブロックの前記凹部が前記回転位置ドグの前記凸部に嵌合した後は、前記従動輪の旋回が制限されることを特徴とする無人搬送車の従動輪旋回制限機構。