JP3144702B2 - 無人走行車 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、路面に敷設した誘導線
などを検出しながら誘導できるようにした無人走行モー
ドと、運転者が乗車して手動により操縦を行う手動走行
モードとを選択可能にした無人走行車に関するものであ
る。

【０００２】

【従来技術】ゴルフカーや工場内無人運搬車などにおい
て、走行コースに沿って埋設した誘導線を車体側に設け
た誘導コイル等のセンサで検出し、無人誘導可能とした
車両すなわち無人走行車が公知である。例えば、誘導線
に交流電流を流しておく一方、車両側にこの交流電流が
形成する交流磁界を検出するコイル（誘導コイル）を設
け、このコイルの検出出力の変化から車両の誘導線から
のずれを判別し、このずれが所定範囲内に入るように車
両の操向輪を操舵するものがある。

【０００３】この種の車両で人が乗車できるようにし、
この乗車した人が手動でも操縦できるようにしたものが
公知である。すなわち自動誘導による無人走行モード
と、手動操縦による手動走行モードとを切換え可能とし
たものである。

【０００４】ここに無人走行モードで使用されるブレー
キは、電源スイッチ（メインキースイッチ）をオフとし
た時や異常発生時には常に安全側すなわち制動側になる
構造にしている。例えば電源を切った時にスプリング力
によってブレーキが効くようにしたスプリングクローズ
型電磁ブレーキが使用される。従ってこの電磁ブレーキ
による制動は、その励磁電流を切った時に即座にスプリ
ング力による制動が効くことになり、衝撃を伴う。

【０００５】

【従来技術の問題点】通常手動走行の際には、この電磁
ブレーキは励磁状態に維持してこの電磁ブレーキを不作
動（非ブレーキ状態）に保ち、別途設けた手動ブレーキ
を用いるから、ブレーキ作動による衝撃は発生しない。
しかし電気系統の異常などによってこの手動走行中に電
磁ブレーキの電流が切れると、急にブレーキが効いて衝
撃が発生することがあり得る。

【０００６】例えば電動モータを走行動力源とする場合
には、電池の過放電や電池電圧の異常な低下により、走
行中に制御系が誤動作して主電源リレーをオフにするこ
とがある。またエンジンを走行動力源とし、走行・停止
の度にエンジンを始動・停止させるものでは、スタータ
モータ用電池の性能劣化が激しく、この電池を制御系の
電源とする場合には電池電圧の異常低下により誤動作し
て主電源のリレーをオフにすることがあり得る。

【０００７】このような異常の発生により電磁ブレーキ
が急に効いて衝撃が生じると、車体の各部特に動力系を
傷めることがあり好ましくない。

【０００８】

【発明の目的】本発明はこのような事情に鑑みなされた
ものであり、手動走行モード中に万一電気系などの異常
が発生しても、電磁ブレーキが効いて衝撃が生じたり車
両を傷めるなどの不都合が発生しないようにした無人走
行車を提供することを目的とする。

【０００９】

【発明の構成】本発明によればこの目的は、手動操縦に
より走行する手動モードと、自動操縦により走行する自
動モードとを切換え可能とした無人走行車において、走
行動力源により駆動される入力軸に保持されたブレーキ
ディスクに自動モードでの停車時とメインキースイッチ
のオフ時とに制動力を加え制動状態になり手動モードで
前記ブレーキディスクに加えた制動力を解除して非制動
状態になるスプリングクローズ型電磁ブレーキと、この
電磁ブレーキに設けられ機械的にブレーキを解放状態に
保持する手動式のブレーキ解除機構と、手動モードで手
動操作される手動ブレーキとを備え、前記ブレーキ解除
機構は、前記入力軸内を軸方向に往復動するプッシュロ
ッドによって前記入力軸から半径方向に押圧されるボー
ルを前記ブレーキディスクに係脱させるボールロック式
クラッチと、前記ロッドを入力軸の外から進退動させる
カム板とを備える、ことを特徴とする無人走行車により
達成される。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の一実施例であるエンジン駆動
式のゴルフカーの側面図、図２は同じく平面図、図３は
その電磁ブレーキ部分の拡大図、図４は制御系のブロッ
ク図である。

【００１１】これらの図において、１０は本発明に係る
無人走行車としてのゴルフカー、１２はこのゴルフカー
１０の車体である。車体１２の前部には操向輪としての
前輪１４、１４が配設され、後部には駆動輪としての後
輪１６、１６が配設されている。また、車体１２の最後
部には、手動操縦時に操縦者が乗車するためのステップ
１８が設けられている。

【００１２】２０はフロントバンパー、２２は荷物搭載
用のキャリアで、これらは前記車体１２の最前部にそれ
ぞれ固定されている。キャリア２２にはゴルフバッグ２
４が載置される。

【００１３】前記車体１２の車体幅方向中央部には、車
体後部から斜め前上方へのびるハンドル支持フレーム２
６が設けられている。このハンドル支持フレーム２６に
はステアリング筒２８の上部が固定され、このステアリ
ング筒２８にステアリング軸３０が貫挿されている。な
おこのステアリング筒２８の下部は、車体１２の下部を
前後方向に通る左右一対のフレーム３２、３２（図２、
３参照）に掛け渡されたクロスメンバに支持されてい
る。

【００１４】ステアリング軸３０の上端には操向ハンド
ル３６が取付けられている。このハンドル３６の右端に
はアクセルレバー３８が取付けられ、左端にはブレーキ
レバー４０が取付けられている。これらは人が乗って手
動で操縦する手動走行モードで使用される。

【００１５】ステアリング軸３０の下端部にはステアリ
ング筒２８の下端に隣接してステアリングアーム４２が
固着されている。このステアリングアーム４２の回動端
はステアリングロッド４４、４４を介して左右の前輪１
４のナックルアーム（図示せず）に連結されている。

【００１６】４６は無人走行モードで作動する自動操向
装置であり、ステアリング筒２８に固定された電動モー
タ４８と、このモータ４８に固定されたギヤケース５０
と、このギヤケース５０の下部に鉛直軸回りに揺動自在
に支持された平面視Ｔ字状のセンサアーム５２と、この
アーム５２の揺動端部に取付けられた３個の誘導線セン
サ５４と、車体１２の左側部に配置されたメインコント
ローラ５６が有する１つの機能である操向制御手段等で
構成されている。前記ギヤケース５０には、モータ４８
とステアリング軸３０とを連動させる歯車群およびセン
サアーム５２を左右に揺動させる伝動機構とが収容され
ている。

【００１７】モータ４８は、ステアリング筒２８の下部
前面にブラケット６０によって強固に固定されている。
モータ４８にはブラケット６０を挾んで減速機６２が接
続され、この減速機６２の下面に前記ギヤケース５０が
強固にボルト止めされている。

【００１８】このゴルフカー１０は、無人走行の自動モ
ードと、ハンドル３６で操縦する手動モードとが選択可
能であり、自動モードではモータ４８はステアリングコ
ントローラ７６（図１、２）により制御される。すなわ
ちメインコントローラ５６の指令に基づいて、このステ
アリングコントローラ７６はモータ４８を所定回転量だ
け右または左に回動させる。

【００１９】次に動力系統を説明する。符号８０は車体
１２の中央付近に搭載されたエンジン、８２は後輪１
６、１６間に配設された駆動ケースである。この駆動ケ
ース８２の入力軸８４には、エンジン８０のクランク軸
回転がＶベルト式自動変速機８６を介して伝えられる。
８８は変速機８６と入力軸８４との間に介在する電磁ブ
レーキであり、走行時に励磁されてブレーキが解放さ
れ、主電源のオフ時に非励磁となってブレーキがかかる
スプリングクローズ型の電磁ブレーキが用いられる。

【００２０】この電磁ブレーキ８８には、図３に示す機
械的にブレーキを解放状態に保持する手動式のブレーキ
解除機構８９すなわちボールロック式クラッチが組込ま
れている。図３（Ａ）はこの機構８９の作動時すなわち
ブレーキ解放時を示し、図３（Ｂ）は不作動時すなわち
電磁ブレーキ８８が作動可能な状態を示す。この構造に
ついては後記する。

【００２１】駆動ケース８２には、入力軸８４の下方に
中間軸９０が設けられ、この中間軸９０の右端は駆動ケ
ース８２の右側へ突出し、この突出部分にディスクブレ
ーキ９２のブレーキディスクが固定されている。このブ
レーキ９２は前記ハンドル３６のブレーキレバー４０に
より手動操作される。従ってエンジン８０の出力は、変
速機８６を介して駆動ケース８２の入力軸８４に伝えら
れ、この駆動ケース８２内の減速歯車および差動装置
（共に図示せず）を介して後輪１６に伝えられる。

【００２２】９４は気化器であり、そのスロットル弁
（図示せず）は切換装置９６を介して、前記アクセルレ
バー３８あるいはステップモータ９８のいずれか一方に
より開閉される。すなわち手動モードでは切換装置９６
は電磁クラッチ１００を切ってアクセルレバー３８の回
動をスロットル弁に伝える。一方自動モードでは、切換
装置９６は電磁クラッチ１００をつないでモータ９８の
回転によりスロットル弁を開閉する。この時のスロット
ル弁開度はスロットルセンサ１０２で検出されてメイン
コントローラ５６に帰還され、この開度が目標開度とな
るように制御される。

【００２３】１０４は機械式のガバナ装置であり、前記
駆動ケース８２に設けられている。このガバナ装置１０
４はワイヤによって前記切換装置９６に接続され、手動
モードの時に走行速度を制限するようにスロットル弁開
度を制御するものである。

【００２４】このゴルフカー１０はまた、エンジン８０
のクランク軸にＶベルト１０６で連結されたスタータダ
イナモ１０８を持ち、これをエンジン始動や通常の発電
用に用いるだけでなく、制動時には発電機として作動さ
せ発電制動あるいは回生制動を行うようにしたものであ
る。１１０（図２）は発電制動に用いる外部抵抗、１１
２は充放電可能な鉛酸電池、１１４はこのスタータダイ
ナモ１０８の動作モードを切換えるための切換リレース
イッチである。

【００２５】１１６はメインリレーであり、操向ハンド
ル３６の近くに設けたメインキースイッチ１１８により
オン・オフされる。１１９（図４）は自動または手動の
モードを切換えるモード切換えスイッチ、１２０は自動
モード時に発進・停止を指示するプッシュスイッチであ
る。

【００２６】なお１２２は誘導センサ５４の出力を増幅
するアンプであり、その出力は前記メインコントローラ
５６に入力される。１２４はスタータダイナモコントロ
ーラであり、スタータダイナモ１０８の動作モードを判
別して切換リレースイッチ１１４を制御する。またこの
ゴルフカー１０は自動モードにおいては無線操縦によっ
てリモコン制御可能であり、車体側に設けたリモコン用
受信機１２６は操縦者が所持する発信機１２８（図４）
から送られる信号を受信し、所定の信号をメインコント
ローラ５６に送出して走行・停止を行わせる。

【００２７】メインコントローラ５６は、車速センサ１
３０（図４）、エンジン回転数センサ１３２、舵角セン
サ１３４、スロットルセンサ１０２、あるいはダイナモ
１０８の電流を検出する電流センサ１３６等の出力に基
づいて所定の制御を行う。

【００２８】次に前記電磁ブレーキ８８に設けたブレー
キ解除機構８９を図３に基づいて説明する。この図にお
いて、１５０は電磁ブレーキ８８のブレーキディスクで
あり、そのボス部１５２は入力軸８４に回転自在に嵌挿
されている。このボス部１５２の内面には軸方向に長い
複数の係合溝１５４が形成され、ここに入力軸８４から
半径方向に突出するボール１５６が係脱する。ボール１
５６は入力軸８４内を軸方向に往復動するロッド１５８
に保持したプッシュリング１６０によって外径方向へ押
し上げられ、係合溝１５４に係合する。

【００２９】ロッド１５８には入力軸８４から脱出する
方向（図３で下方向）への復帰修正が付与されている。
１６２は変速機カバーを貫通する軸１６４に保持された
カム板であり、その回動端側に円弧状に形成されたカム
面１６６がロッド１５８の端面に摺接する。カム板１６
２には、トーションばね１６５によってカム面１６６が
ロッド１５８を復帰させる方向への復帰習性を持つ。カ
ム板１６２は、軸１６４に固定されたレバー１６８、ワ
イヤ１７０を介し、ハンドル３６に設けたブレ−キ解除
レバー１７２（図１、４）により回動される。

【００３０】従ってブレ−キ解除レバー１７２を戻した
位置に保持すればロッド１５８が図３（Ａ）のように入
力軸８４から退出し、ボール１５６は係合溝１５４と係
合せずこのブレーキ解除機構８９は非ロック状態とな
る。このため電磁ブレーキ８８が非励磁となってもブレ
ーキは効かない。またレバー１７２を引いた位置に保持
すれば図３（Ｂ）のように機構８９はロック状態とな
り、電磁ブレーキ８８の非励磁によりブレーキが効くよ
うになる。

【００３１】メインキースイッチ１１８をオンにすると
電磁ブレーキ８８は励磁されてブレーキ解放状態とな
る。モード切換スイッチ１１９を手動モードにすればス
テップ１８に操縦者が立って手動走行できる。この手動
モードでは、アクセルレバー３８を引くことによりスタ
ータダイナモ１０８が始動してエンジン８０が起動す
る。エンジン８０の起動によりその回転速度が一定以上
になると、変速機８６が回転伝達を開始して車体１２は
走行し始める。

【００３２】アクセルレバー３８の開度に応じて走行速
度は変化し、その最高速度はガバナ装置１０４により制
限される。ブレーキレバー４０を握ればディスクブレー
キ９２が効き、またアクセルレバー３８から手を離すと
エンジン８０は停止する。なお図示しない駐車ブレーキ
レバーを引くことによりディスクブレーキ９２を効か
せ、これを駐車ブレーキとして使用する。

【００３３】自動モードでは、走行指令に基づいてスタ
ータダイナモ１０８が始動し、エンジン８０が起動す
る。エンジン８０の回転が上昇すると変速機８６が接続
して走行を始め、一定速で走行するようにスロットル弁
開度が電子的に制御される。また走行停止指令に基づい
てエンジン８０を減速させた後停止させると共に電磁ブ
レーキ８８によるブレーキをかける。

【００３４】走行中に電気系統の故障などによって電磁
ブレーキ８８が非励磁になるとこの電磁ブレーキ８８が
急にブレーキ状態になる。このため大きな衝撃が車体に
伝わることになる。しかし本発明では手動のブレーキ解
除機構８９を設けているから、これによって電磁ブレー
キ８８を機械的にブレーキ解除状態にしておくことによ
り、電磁ブレーキ８８を効かないようにすることができ
る。

【００３５】すなわちレバー１７２を戻しておけばこの
解除機構８９は図３（Ａ）に示すブレーキ解除状態とな
り、電磁ブレーキ８８の励磁・非励磁に無関係になる。
従って手動モードでの走行中に電磁ブレーキ８８が急に
オフになっても衝撃が発生することがない。

【００３６】なおメインキースイッチ１１８をオフにし
た駐車中には電磁ブレーキ８８が効いているため、車体
を手押しで移動したい時にはメインキースイッチ１１８
をオンにする必要がある。しかし本発明によればこのよ
うな時にレバー１７２を戻してブレーキ解除状態にし、
かつ駐車ブレーキを解放することにより手押しで移動可
能となり、都合がよい。

【００３７】

【発明の効果】本発明は以上のように、手動モードと自
動モードとを切換え可能とした場合に、自動モードでの
停車時とメインキースイッチのオフ時とに制動状態にな
り手動モードで非制動状態になるスプリングクローズ型
電磁ブレーキと、この電磁ブレーキに設けられ機械的に
ブレーキを解放状態に保持する手動式のブレーキ解除機
構と、手動モードで手動操作される手動ブレーキとを備
えるものである。従って手動モードではこのブレーキ解
除機構により電磁ブレーキを機械的にブレーキ解放状態
に保持しておくことにより、万一走行中に電気系統の異
常などによって電磁ブレーキが非励磁になっても、急ブ
レーキによる衝撃は発生せず、車体を傷めるおそれがな
い。ここにブレーキ解除機構は、エンジンなどの走行動
力源により駆動される入力軸と、この入力軸に回転自在
に保持されたブレーキディスクとの間の断続をボールロ
ック式クラッチで行うようにした。このため操作力が軽
く操作性が良い。またこのボールロック式クラッチはブ
レーキディスクを保持する入力軸に収容されるから、装
置の小型化に適する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるエンジン駆動式のゴル
フカーの側面図

【図２】同じく平面図

【図３】その電磁クラッチの拡大図

【図４】制御系のブロック図

【符号の説明】

１４ 操向輪としての前輪 ３８ アクセルレバー ４０ ブレーキレバー ８８ 電磁クラッチ ８９ ブレーキ解除機構 ９２ 手動ブレーキとしてのディスクブレーキ １１８ メインキースイッチ １１９ モード切換スイッチ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−71433（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−49408（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−121431（ＪＰ，Ｕ) 実公 平３−17073（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05D 1/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 手動操縦により走行する手動モードと、
   自動操縦により走行する自動モードとを切換え可能とし
   た無人走行車において、 走行動力源により駆動される入力軸に保持されたブレー
   キディスクに 自動モードでの停車時とメインキースイッ
   チのオフ時とに制動力を加え制動状態になり手動モード
   で前記ブレーキディスクに加えた制動力を解除して非制
   動状態になるスプリングクローズ型電磁ブレーキと、こ
   の電磁ブレーキに設けられ機械的にブレーキを解放状態
   に保持する手動式のブレーキ解除機構と、手動モードで
   手動操作される手動ブレーキとを備え、 前記ブレーキ解除機構は、前記入力軸内を軸方向に往復
   動するプッシュロッドによって前記入力軸から半径方向
   に押圧されるボールを前記ブレーキディスクに係脱させ
   るボールロック式クラッチと、前記ロッドを入力軸の外
   から進退動させるカム板とを備える、 ことを特徴とする
   無人走行車。