JP4238810B2 - 搬送用自走車及び自在輪付き車両 - Google Patents

Description

本発明は、ワークや荷物などを搭載したり、あるいはそれらを積載する台車を牽引等して無人走行する搬送用自走車に関する。

従来より、ワーク等を積載して走行する積載自走車（積載型ＡＧＶ）や、ワーク等が載置された台車を床面の磁気情報などにより規定される走行経路に沿って牽引して無人走行させる牽引型自走車（牽引型ＡＧＶ、以下、台車牽引車とも呼ぶものとする）が知られている。牽引型自走車は、積載型ＡＧＶに比べて台車駆動車の駆動輪に過大な荷重が掛かるのを防止することができ、車体も小型化が可能となる利点をもち、重量部品搬送用途では主力となっている。

自走車を旋回可能に走行させるために、その車輪配置方式として種々の方式が公知となっている。

車体の前後方向中央部に設けられた駆動輪（ドライブホィール）と、その前後に個別に設けられた走行方向可変の従動輪（ガイドホィール）である第１自在輪及び第２自在輪ともつ自走車（以下、簡単化のために前後自在輪型自走車とも呼称するものとする）が下記の特許文献１〜４等に開示されている。
特開平８−０５８５０１号公報 特開平５−０９２８１３号公報 特開平６−２６１４２４号公報 特許２７６７７０９号公報 しかしながら、これらの前後自在輪型自走車は、見かけ上一輪車であるが積載型であるため自在輪が走行時に抵抗となり、走行安定性が劣るという欠点を内包するため、近年においては前部の自在輪、中央部の駆動輪及び後部の固定輪をもつ後部固定輪型の牽引式自走車が主流となってきている。

しかし、この方式においても駆動輪を逆転させて後退しようとすると従動輪が駆動輪の進行方向後部に位置するようになって上記した前後自在輪型自走車と同じく方向安定性が失われるために、進行方向を逆転する場合には通常の自動車のように大きく旋回するか、あるいは前部と自在輪と中央部の駆動輪と後部の固定輪からなる車輪セットを車体に２セット配置して車両の前後進にかかわらず自在輪が常に進行方向最前方に位置する方式を採用していた。

また、狭小スペースでの方向変換容易が要求される台車、車椅子、手押しベッド車などでは、転回容易な自在輪付き車両が広く用いられている。ただ、自在輪付き車両は、走行抵抗などにより自在輪が垂直軸周りに揺れて進行方向が定まらないと言う問題点を本質的に有していた。この問題を防止するため、自在輪の車輪部を水平回動自在に支持する車輪支持部の孔と、車体に進退自在に支持されるピンとからなる自在輪回動規制機構を設け、ピンを車輪支持部に孔に向けて前進させて自在輪の車輪支持部の孔に差込んで車輪支持部の水平回動を拘束することが提案されている。

既述したように、特許文献１〜４の前後自在輪型自走車は、車輪構造が簡素であり駆動輪数を低減できるが、垂直軸周りに回動自在な車輪である自在輪を車体の進行方向後部にもつため走行方向安定性が悪いという欠点があった。

また、上記した後部固定輪型自走車は車輪セットを１セット用いる場合には進行方向逆転のために大きな旋回必要スペースを必要とするという欠点があり、２セット用いる場合には車輪構造が非常に複雑化してしまうという欠点があった。

第１発明は搬送用自走車における上記問題点に鑑みなされたものであり、構造の複雑化の回避、車両の重量体格の増大の抑止、走行安定性の確保及び進行方向反転のための必要スペースの増大の回避を実現することにより実用性に優れた搬送用自走車を提供することをその目的としている。

また、上記した従来のピン差込式の自在輪回動規制機構は、自在輪の車輪支持部が拘束用回動角度位置からずれている場合、台車を前後に動かす等して自在輪の車輪支持部を拘束用回動角度位置へ水平回動させ、その後にピンを差し込む必要があり、自在輪の拘束作業が繁雑で自動化が困難であった。この問題は、走行モードにおいて自在輪の拘束制御を行う第１発明の搬送用自走車において特に重要であった。

そこで、第２発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、簡素な機構で自在輪の水平回動を拘束可能な車両を提供することをその目的としている。

第１発明の搬送用自走車は、車体下部の前後方向中央部に設けられてモータにより駆動される駆動輪と、前記車体下部の前記駆動輪の前後に個別に位置して、それぞれ、垂直方向に延在する垂直軸を中心として水平方向に回動自在に前記車体下部に支持された車輪支持部、及び該車輪支持部に進行方向に回転自在に支持された走行用の車輪部を有する第１自在輪及び第２自在輪と、を備え、旋回可能であり、且つ前記モータの回転方向の逆転により前記進行方向を前進と後進とで切り替える搬送用自走車において、前記第１及び第２自在輪の両方にそれぞれ設けられるとともに、前記第１及び前記第２自在輪のいずれか一方が前記進行方向に対して前記駆動輪の後方に位置するときには、前記駆動輪の後方に位置する前記第１及び前記第２自在輪のいずれか一方の前記車輪支持部を拘束することにより後方の該自在輪の垂直軸周りの回動を個別に規制する自在輪回動規制機構を有することを特徴としている。
好適な態様において、前記搬送用自走車が前進又は後進に長時間直進するとき或いは前進又は後進に高速直進するときには、前記第１及び前記第２自在輪の前記車輪支持部を拘束することにより、前記第１及び前記第２自在輪の垂直軸周りの回動を個別に規制することを特徴とする。

すなわち、この発明の搬送用自走車では、車体の前後方向に駆動輪を挟んで配置された自在輪（たとえばキャスター）はそれぞれその垂直軸周りの回動を規制する自在輪回動規制機構を備え、この自在輪回動規制機構は、所定位置の自在輪の垂直軸周りの回動が好ましくない搬送用自走車の走行状態にはこの所定位置の自在輪の垂直軸周りの回動を規制する。具体的には、第１及び第２自在輪のいずれか一方が進行方向に対して駆動輪の後方に位置するときには、駆動輪の後方に位置する前記第１及び前記第２自在輪のいずれか一方の前記車輪支持部を拘束することにより、後方の該自在輪の垂直軸周りの回動を個別に規制する。また、搬送用自走車が前進又は後進に長時間直進するとき、或いは前進又は後進に高速直進するときには、第１及び第２自在輪の車輪支持部を拘束することにより第１及び第２自在輪の垂直軸周りの回動を個別に規制するとよい。

これにより、駆動輪の前後に自在輪を配置した前後自在輪型自走車として作動可能なうえに、走行状態によっては自在輪としてよりも固定輪（垂直軸周りの回動が不能な車輪）としての動作が好ましい自在輪を固定輪又はそれに近い動作を行う車輪として機能させることができるため、簡単な構成により走行安定性と進行方向逆転性とを両立させることができ、構造の複雑化の回避、車両の重量体格の増大の抑止、走行安定性の確保及び進行方向反転のための必要スペースの増大の回避を実現した実用性に優れた搬送用自走車を実現することができる。

なお、本発明の搬送用自走車は、牽引型ＡＧＶすなわち台車牽引車としても積載型ＡＧＶとしても機能することができる。駆動輪は、左右方向中央部に一輪だけ設けたりあるいは左右一対設けられて一輪ごとに異なるモータにより独立駆動することができる他、共通モータにより共通駆動されてもよい。ただし、この場合には旋回のために駆動輪を垂直軸周りに回動させる駆動輪回動機構を備えるべきである。駆動輪前後の自在輪すなわち第１自在輪及び第２自在輪はそれぞれ左右一対設けることが好適である。この種の自在輪の構造自体はたとえばキャスターとして周知であり、説明は省略する。上記した自在輪の回動規制は、自在輪の水平回動を完全に禁止するものでもよいが、所定の小角度の回動を許容するものでもよい。

自在輪回動規制機構としては、たとえば自在輪を回転可能に支持しつつ車体に垂直軸周りに回動可能に支持される垂直軸から水平方向に突出し、自在輪の水平回動とともに水平回動する水平回動部材に、ソレノイドなどのリニアアクチエータによりロックピンを垂直方向に挿抜して実現することができる他、既に知られているか実用されている種々公知のものを採用することができる。回動規制される自在輪は、後述するように進行方向後ろ側の自在輪であることが好ましいが、走行状況においては、駆動輪前後両方の自在輪を同時に拘束することも可能である。このようにすれば搬送用自走車の高速直進中においてすべての自在輪が固定輪として機能するため極めて優れた走行安定性を実現することができる。走行状況による自在輪回動規制機構の制御としては、走行状況とそれに対する自在輪回動規制モードとを予め記憶しておき、駆動輪に対する走行指令に基づいてこの記憶を参照して自在輪回動規制モードすなわちどの自在輪を回動規制するべきかどうかを判定すればよい。

好適な態様において、第１自在輪の垂直軸周りの回動を規制する第１規制モードと、前記第２自在輪の垂直軸周りの回動を規制する第２規制モードとを有し、前記駆動輪の走行モードに関する入力情報に基づいて前記第１自在輪が前記進行方向に対して前記駆動輪の後部側となると判定した場合に前記第１規制モードを選択し、前記第２自在輪が前記進行方向に対して前記駆動輪の後部側となると判定した場合に前記第２規制モードを選択する制御回路を備える。このようにすれば、駆動輪の回転方向の反転により進行方向を逆転したとしても常に駆動輪の後方の自在輪だけを固定輪として機能させることができるので、簡単な構成により優れた走行安定性を得ることができる。

なお、制御回路としては、駆動輪への回転方向の指令に基づいて進行方向を判定することができ、この判定した進行方向に基づいて駆動輪よりも後部側の自在輪の水平回動すなわち垂直軸周りの回動をソレノイドやリニアアクチエータを用いて拘束乃至規制すればよい。

好適な態様において、前記制御回路は、まず、前記第１及び前記第２規制モードのいずれか一方を選択することで前記進行方向に対して前記駆動輪の後方に位置する前記第１及び前記第２自在輪のいずれか一方の垂直軸周りの回動を拘束し、前記進行方向に対して前記駆動輪の前方に位置する前記第１及び前記第２自在輪の他方の垂直軸周りの回動拘束を解放して、前記駆動輪を前進及び後進のいずれか一方の進行方向に駆動して前記搬送用自走車を前進及び後進のいずれか一方の進行方向に直進させることにより、前記他方の前記自在輪を前記進行方向に向けてから、前記一方の前記自在輪の前記回動拘束を解き、前記第１及び前記第２規制モードの他方を選択することで前記他方の前記自在輪の垂直軸周りの回動を拘束し、その後、前記駆動輪を前記進行方向とは逆方向に駆動して前記搬送自走車を前記進行方向とは逆方向に直進させることを特徴としている。このようにすれば、水平回動を規制するべき自在輪の軸の向きを車体直進に好適な向きにセットしてから回動規制を行うため、ロックピンの挿抜などにより簡単に自在輪の好適姿勢にて自在輪の垂直軸周りにおける回動規制を実現することができる。

第２発明の自在輪付き車両は、垂直方向に延在する垂直軸を中心として水平方向に回動自在に車体下部に支持された車輪支持部、及び該車輪支持部に進行方向に回転自在に支持された走行用の車輪部を有する自在輪と、前記車輪支持部の回動を、前記車輪支持部の拘束用回動角度位置にて拘束する自在輪回動規制機構とを有する自在輪付き車両において、前記自在輪回動規制機構は、前記車輪支持部へ向けて進退可能に前記車体に保持される拘束部材と、前記拘束部材に対面する位置にて前記車輪支持部に設けられて前進状態の前記拘束部材に回動不能に係止される被拘束部材と、前記拘束部材を進退させる拘束部材駆動機構とを有し、前記拘束部材は、前記被拘束部材に設けられた被係止部を水平回動不能に係止する係止部、及び前記係止部へ向けて前記被拘束部材の被係止部を案内するための案内面を有し、前記案内面は、前記拘束部材が前記被拘束部材の前記被係止部に向けて前進する際に前記被拘束部材の前記被係止部に接触しつつ前記被拘束部材の前記被係止部を前記垂直軸を中心として前記拘束部材の前記係止部へ向けて回動させる形状を有することを特徴としている。

すなわち、この発明では、被拘束部材に向けて前進する拘束部材が、最終的に車輪支持部の拘束用回動角度位置にて被拘束部材を実質的に回動不能に拘束する係止部を有する。車輪支持部の拘束用回動角度位置とは、例えば、車輪部の進行方向が車体の前方又は後方に向くときの車輪支持部の回動角度位置をいうが、これに限定されない。更に、拘束部材は、拘束部材が拘束用回動角度位置からずれた水平回動位置をもつ被拘束部材に向けて前進する際に被拘束部材に接触して被拘束部材を拘束用回動角度位置へ強制的に回動させる案内面を有する。

このようにすれば、たとえ被拘束部材が略水平の回動面上にて拘束用回動角度位置から所定角度だけずれていたとしても、拘束部材の前進動作に応じて案内面が被拘束部材を拘束用回動角度位置に付勢してそれを回動させるので、従来のように車両を前後させるなどして自在輪の水平回動のずれを修正し、その後に拘束を行うのに比べてワンタッチ動作により自在輪の姿勢のずれの修正とその直後の拘束とを実現することができ、その結果として自在輪を簡素な機構で素早く固定輪に変換することができる。つまり、第１発明において必須である自在輪と固定輪との間の切り替えを簡素な機構にて自動的に行うことが可能となる。

好適態様において、前記係止部及び前記被係止部のペアは、前記車輪支持部が前記拘束用回動角度位置にある場合に前記拘束部材の前記進退の方向へ向けて凹設又は突設された凹部及び凸部のペアにより形成され、前記凹部及び凸部は、前記拘束部材の前進終了時に互いに嵌合して前記被拘束部材の前記垂直軸周りの回動を不能とする。

つまり、この態様では、拘束部材が被拘束部材に向けて前進し、拘束部材の案内面の案内により被拘束部材が拘束用回動角度位置にセットされた直後における拘束部材の更なる前進により拘束部材と被拘束部材とが凹凸嵌合されるので、一回かつ一方向だけ拘束部材を移動させるだけで所定の拘束用回動角度位置からずれた自在輪を確実に拘束してそれを固定輪となすことができる。言い換えると、嵌合の容易性を確保すると言う課題と、凹凸嵌合部の遊びを大幅に減らして嵌合後の自在輪のがたを解消すると言う課題とを、案内面の追加により解決することができる。なお、案内面は凹部側に設けることが好適である。

好適態様において、前記被拘束部材の前記凸部は、前記車輪支持部から前記拘束部材に向けて突設され、前記拘束部材の前記案内面は、前記凹部から前記被拘束部材側に向けて水平方向両外側に延び且つ前記被拘束部材に近づくに連れて水平方向の開口幅が広がっていく凹面形状をもち、前記拘束部材が前記被拘束部材に向けて前進することで前記凸部が前記案内面に接触したとき、前記凸部は前記案内面によって前記凹部に向けて案内されることを特徴とする。

このようにすれば、拘束部材を被拘束部材に向けて前進させるだけで拘束部材の案内面は車輪支持部の側面を左右両側から囲むため、拘束部材の前進後退と言う簡単な動作及び機構により、被拘束部材の左側への水平回動も右側への水平回動も阻止することができる。

好適態様において、前記凸部は、前記被拘束部材に回動自在に支持されて前記拘束部材の前記案内面に沿いつつ移動して前記拘束部材の凹部に嵌合するガイドローラからなる。このようにすれば、拘束部材による被拘束部材のずれ修正動作における摩擦を低減できるため、拘束部材駆動機構の拘束部材駆動力を低減することができる。

好適態様において、前記拘束部材駆動機構は、前記拘束部材を水平面内にて前後方向に進退させる。このようにすれば、上下方向において狭小である車体下部の自在輪周辺の空間にて、拘束部材は容易に被拘束部材を案内、拘束するための運動を容易に行うことができる。

好適態様において、前記拘束部材は、前記案内面及び前記凹部を左右一対有して前記自在輪を同時に拘束する。このようにすれば、実質的に一つの自在輪回動規制機構により一対の自在輪の固定輪への変換を実施することができ、機構の簡素化を実現することができる。

本発明の好適な実施例としての台車牽引車を以下の実施例を参照して説明する。もちろん、本発明は下記の実施例に限定されるものではなく、本発明の技術思想を公知の技術又はそれと同等機能を奏する技術を組み合わせて実現してもよい。

（全体構成）
この実施例の台車牽引車の模式側面図を図１に示す。台車牽引車１００は、車体１の下部の前後方向中央部に駆動輪２を、図１中左側に第１自在輪３を、図１中右側に第２自在輪４を有している。これら駆動輪２、第１自在輪３及び第２自在輪４は、車体１の幅方向左右に配置された一対の車輪によりそれぞれ構成されている。ただし、駆動輪２を車体の幅方向中央部に一個だけ設ける構成を採用することも可能である。駆動輪２の左右一対の車輪はそれぞれ異なる走行モータ５、５により回転駆動されるが、共通の走行モータにより回転駆動してもよい。

駆動輪２は車体１に固定された駆動輪回動モータ６により垂直回動軸の周りに水平回動されるようになっている。この垂直回動軸は、駆動輪２を構成する左右一対の車輪の軸方向中央部に垂直に配置され、車体１に回動自在に保持されている。駆動輪回動モータ６の水平方向に延在する図示しない回転軸とこの垂直回動軸とは、これらと噛合して駆動輪回動モータ６のトルクを垂直回動軸に伝達する減速ギヤ機構（図示せず）により連結されている。これにより、駆動輪２は垂直回動軸を中心として水平回動することができる。駆動輪回動モータ６とこの減速ギヤ機構とは、駆動輪回動機構を構成している。この種の駆動輪回動機構の構成自体は周知となっており、かつ、駆動輪２を垂直回動軸の周りに回動させるためのその他の種々の機構の採用もまた当然可能であり、駆動輪２の垂直回動軸の周りの回動自体が本発明の要旨ではないので、駆動輪回動機構自体についてのこれ以上の説明は省略する。第１自在輪３及び第２自在輪４も、本質的に垂直軸周りに回動自在な通常のキャスターであり、これ以上の説明を省略する。

８は、後述する台車と連結するために車体１の上面から上方へ昇降可能に突出する連結ピンであり、この連結ピン８はその下方にて車体１に収容された連結ピン昇降機構により駆動されて昇降する。

９は、本発明で言う制御回路を構成する制御装置であり、外部からたとえば床面に敷設された走行磁気テープなどを通じて入力される動作指令又はあらかじめ記憶するプラグラムに基づいて走行モータ５や駆動輪回動モータ６や上記連結ピン昇降機構などを制御する。台車牽引車１００の所定経路に沿っての誘導、上記連結ピン昇降機構などについてはもはや種々公知となっているし、この実施例の要旨でもないため説明を省略する。

台車牽引車１００が台車２００を牽引している状態を、図２に示す模式側面図を参照して説明する。ただし、図に示す台車牽引車１００は、図１の台車牽引車１００と多少の姿形の違いを有するが本質的な機能、動作は同じである。台車２００は、その車体１０の下部の前後にそれぞれ従動輪１１、１２を有している。これら従動輪１１、１２は、車体１０の幅方向左右に配置された一対の自在輪によりそれぞれ構成されている。

車体１０は２層式荷台構造を有しており、上層の荷台１３は車体１０の主の載荷板を有し、下層の荷台１４は車体１０の高さ方向略中央部に形成されてた副の載荷板を有している。下層の荷台１４にはその略中央部に位置して下方に開口するピン受け用の開口１５が形成されており、台車牽引車１００から上方に突出する連結ピン８がこの開口１５に下方から挿入されている。したがって、図２に示す状態では、台車牽引車１００は、台車２００の下部の進行方向前部にて台車２００に対して相対水平回動可能に連結されていることになる。

台車牽引車１００が自走すると、台車２００は連結ピン８と開口１５との結合を通じて台車牽引車１００から水平方向の駆動力を得て走行することができる。台車２００から台車牽引車１００を離脱させるには、まず連結ピン８を降下させた後、下層の荷台１４の下に存在する台車牽引車１００の台車牽引車走行空間ｓ内を台車牽引車１００が図２中左方向へ台車２００の外部に達するまで直進走行してなされる。

（自在輪回動規制機構例１）
第１自在輪３及び第２自在輪４はそれぞれその垂直軸周りの回動を規制する自在輪回動規制機構３００を有している。この実施例では、第１自在輪３及び第２自在輪４はそれぞれ左右一対の車輪体Ｗを有し、各車輪体Ｗは垂直軸周りにそれぞれ回動自在となっているため、自在輪回動規制機構は合計４個の自在輪を回動規制機構も有している。もちろん、第１自在輪３を構成する２つの車輪体Ｗの垂直軸周りの回動を規制するための自在輪回動規制機構を一体化したり、第２自在輪４を構成する２つの車輪体Ｗの垂直軸周りの回動を規制するための自在輪回動規制機構を一体化したりすることも可能である。

第１自在輪３の一つの車輪体Ｗの垂直軸周りの回動を規制する自在輪回動規制機構３００の一例を図３を参照して説明する。

この車輪体Ｗはいわゆるキャスター構造を有しており、車輪体Ｗの車体取り付け板部１５０は車体１の底板部１６０に図示しない複数のボルトにより締結されている。ｋはボルト締結位置を示す。Ｍは車輪体Ｗの垂直軸心であり、車輪体Ｗはこの垂直軸心Ｍの周りを回動自在に車体１を担持している。１７０は車輪体Ｗの車輪ｗ１の回転軸、１８０は車体取り付け板部１５０の下部に突設された軸受け部、１９０は軸受け部１８０から垂下して回転軸１７０の両端部に達する一対の支持板部である。２０はロックピンであり、電磁ソレノイド２１０の昇降可能な先端部に固定されて車輪側へ突出する係合バーである。なお、ロックピン２０を軸受け部１８０側に固定し、電磁ソレノイド２１０の先端部が下降した場合にそれに係合するようにしてもよい。

車体１の底板部１６０にはそれを貫通して電磁ソレノイド２１０が固定されており、ロックピン２０が下降した状態ではロックピン２０が軸受け部１８０に押し当てられて軸受け部１８０の水平回動がロックされる。これにより、一対の軸受け部１８０に回転自在に支承される車輪ｗ１の水平回動が禁止され、車輪体Ｗは固定輪となる。電磁ソレノイド２１に通電されてロックピン２０を上昇させると、ロックピン２０と軸受け部１８０との係合が解除され、車輪ｗ１は水平回動自在な自在輪となる。

（自在輪回動規制機構例２）
自在輪回動規制機構例２を図４を参照して説明する。なお、図４は模式図であり、Ｕ字状板３４は奥側を透視可能に輪郭線のみ図示されている。３０は車体１の図示しない底板部に固定されたモータであり、モータ３０は図示しない減速機構を通じて回動軸３１を軸心Ｍの周りに回転させる。回動軸３１にはカム３２が取り付けられている。３２は実際には回動軸３１に固定された図示省略したカム板の外周部に固定された突起部である。カム３２は、Ｕ字状板３４の中央部に設けられた長孔に遊嵌されている。回動軸３１が回転すると、回転するカム３２により駆動されて、ガイド３３の両側に延在するＵ字状板３４がガイド３３に案内されつつ、好適には車体における前後方向である図４における上下方向へ動かされる。Ｕ字状板３４の両側にはＵ字溝３５が形成されており、Ｕ字溝３５には自在輪Ｗの支持板部１９０（図３参照）がはまりこんでいる。つまり、Ｕ字状板３４のＵ字溝３５の両側に突出する一対のバー３６、３７が自在輪Ｗの支持板部１９０の左右両側に存在し、これにより自在輪Ｗの水平回動が規制されることになる。モータ３０が回動軸３１を回動させてＵ字状板３４を、好適には車体における前後方向一方側である図４における下方に戻すと、Ｕ字状板３４のＵ字溝３５と自在輪Ｗの支持板部１９０との係合が解除されて自在輪Ｗは水平回動可能となる。もちろん、上記した自在輪回動規制機構の他に公知のものを含め種々のバリエーションが可能であることは言うまでもない。

（自在輪回動規制機構例３）
自在輪回動規制機構例３を図５、図６を参照して説明する。図５は自在輪回動規制機構の模式平面図であり、図６は図５の自在輪回動規制機構の模式側面図である。

第１自在輪３はそれぞれ自在輪である左右一対の車輪体Ｗを有し、各車輪体Ｗは垂直軸心Ｍの周りにそれぞれ回動自在となっている。自在輪すなわち車輪体Ｗはいわゆるキャスター構造を有しており、車体１の下面に水平回動自在に固定されている。Ｍは車輪体Ｗの垂直軸心であり、車輪体Ｗはこの垂直軸心Ｍの周りを回動自在に車体を担持している。１７０は車輪体Ｗの車輪ｗ１の回転軸、１８０は垂直軸心Ｍを中心として水平回動自在に車体に支持される軸受け部、１９０は軸受け部１８０に固定されて車輪ｗ１の左右両側へ垂下して回転軸１７０の両端に達する支持板部である。したがって、支持板部１９０は軸受け部１８０とともに水平回動自在となっている。なお、車輪ｗ１は本発明で言う車輪部を構成し、軸受け部１８０及び支持板部１９０は本発明で言う車輪支持部を構成している。

自在輪回動規制機構３００は、被拘束部材３０１と、拘束部材３０２と、左右の車輪体Ｗの間にて車体１の下面に固定された拘束部材駆動機構３０３とにより構成されている。被拘束部材３０１は、車輪ｗ１の軸受け部１８０から後方へ突出する略三角形の平板であり、その後端部にはガイドローラ３０４が水平回転自在に固定されている。ガイドローラ３０４は本発明で言う被拘束部材３０１の凸部を構成している。

拘束部材駆動機構３０３は、左右の車輪ｗ１の間に位置して図示しない車体の下面に固定されている。拘束部材３０２は、拘束部材駆動機構３０３から左右に突出する一対の平板状部材であって、拘束部材駆動機構３０３により前後方向へ進退可能となっている。拘束部材駆動機構３０３自体の構成は、自在輪回動規制機構例と同じでよく、たとえば内蔵モータの回転力を前後方向のスラストに変換する機構であればよく、その他、種々のリニアアクチエータを採用してもよい。左右一対の拘束部材３０２は拘束部材駆動機構３０３の内部にて一体に形成されており、拘束部材駆動機構３０３は実質的に一つの拘束部材を水平面内にて前後方向に進退させる。

被拘束部材３０１に対面する拘束部材３０２の後側の側面には、車輪ｗ１の回転軸１７０が左右に延在する場合に被拘束部材３０１のガイドローラ３０４の後方に位置して後方へ向けて凹設された略半円形の凹部３０５を有している。凹部３０５の径はガイドローラ３０４がほとんどがたなく嵌合する寸法に形成されている。更に、拘束部材３０２の後側の側面には、凹部３０５から左右両側へ向けて広がりつつ前方へ湾曲する凹面形状を有する案内面３０６を有している。案内面３０６とガイドローラ３０４とは同一高さに設けられて接触可能となっている。案内面３０６は、凹部３０５から被拘束部材３０１側に向けて水平方向両外側に延びており、また、被拘束部材３０１に近づくに連れて水平方向の開口幅が広がる凹面形状をもつ。

この自在輪回動規制機構３００による車輪ｗ１の拘束動作を以下に説明する。拘束部材駆動機構３０３が拘束部材３０２を前進させる時、車輪ｗ１の回転軸が真正な左右方向からずれていると、車輪ｗ１に固定された被拘束部材３０１のガイドローラ３０４はまず最初に案内面３０６に接触する。拘束部材３０２を更に前進させると、案内面３０６はガイドローラ３０４を案内して水平回動させ、これにより車輪ｗ１は水平回動し、ガイドローラ３０４は拘束部材３０２の凹部３０５へ次第に接近していき、最終的にガイドローラ３０４がほとんど同一径の凹部３０５に嵌合する。この嵌合がなされると、車輪ｗ１の水平回動が不能となり、車輪ｗ１は固定輪となるので、安定な走行が可能となる。その後、拘束部材駆動機構３０３による拘束部材３０２の前進駆動を停止すればよい。車輪ｗ１を自在輪に戻すには、拘束部材３０２を後退させればよい。

なお、この自在輪回動規制機構は、拘束部材３０２を水平面内にて前後方向へ進退させて被拘束部材３０１と凹凸嵌合させて被拘束部材３０１を拘束させたが、その代わりに種々のバリエーションが可能である。たとえば、ガイドローラ３０４が車輪ｗ１の軸受け部１８０から左右方向へ突出させ、拘束部材３０２を左右方向へ進退させることもできる。ただし、この場合、左右一対のガイドローラ３０４の拘束のための一対の拘束部材３０２は逆方向へ進退する必要がある。また、拘束部材３０２を水平面内又は垂直面内などで回動させて拘束部材３０２の凹部３０５をガイドローラ３０４に嵌合させることも可能である。これらの拘束部材３０２の進退又は回動に公知の種々のリンク機構を採用することは当然可能であり、この自在輪回動規制機構をたとえば手押し台車などに適用し、自在輪をレバー操作により拘束する場合に好適である。

（自在輪回動規制制御）
制御装置９により実施される自在輪の回動規制の制御を図７に示すフローチャートを参照して説明する。

まず、外部からの指令又は図示しない走行制御装置の指令を読み込むことにより、駆動輪２の回転方向を現在の回転状態から逆転させる指令が発生したかどうかを判定し（Ｓ１００）、現在の回転状態から逆転させる指令が出ていなければこのルーチンを終了し、出ていれば、駆動輪２を駆動制御して車体１を所定距離だけ直進させる（Ｓ１０１）。なお、この時、駆動輪２の後に位置する一方の自在輪の垂直軸周りの回動は拘束されている。これにより、駆動輪２の前に位置する他方の自在輪は進行方向に向く姿勢となる。その後、現在拘束中の一方の自在輪の拘束を解き、現在は解放状態の他方の自在輪すなわち上記の姿勢修正動作により進行方向に向く姿勢となった自在輪を拘束する（Ｓ１０２）。その後、走行モータを逆転させて駆動輪２を逆回転すれば、台車牽引車１００は逆方向に進行する。

（変形態様）
変形態様を図８を参照して説明する。この態様ではまず現在、直進モードか急旋回モードかを判定し（Ｓ１１０）、直進モードであればステップＳ１１１に移行し、急旋回モードであればすべての自在輪を解放する（Ｓ１１２）。ステップＳ１１１では、記憶するプログラムなどに基づいてまだ長時間直進するのかどうかを判定し、そうであればすべての自在輪３を拘束して直進走行性を向上させ（Ｓ１１３）、そうでなければ進行方向後ろ側の自在輪だけを拘束しておく（Ｓ１１４）。

実施例の台車牽引車を示す模式側面図である。 図１による台車牽引車を台車に係合した状態を示す模式側面図である。 自在輪回動規制機構例１を示す側面図である。 自在輪回動規制機構例２を示す平面図である。 自在輪回動規制機構例３を示す模式平面図である。 自在輪回動規制機構例３を示す模式側面図である。 自在輪回動規制制御例を示すフローチャートである。 自在輪回動規制制御例の変形態様を示すフローチャートである。

符号の説明

Ｍ 垂直軸心
Ｗ 車輪体（自在輪）
ｗ１ 車輪（車輪部）
１ 車体
２ 駆動輪
３ 自在輪
４ 自在輪
５ 走行モータ
６ 駆動輪回動モータ
８ 連結ピン
９ 制御装置
１０ 車体
１１ 従動輪
１２ 従動輪
１５ 開口
２０ ロックピン（自在輪回動規制機構）
２１ 電磁ソレノイド（自在輪回動規制機構）
１００ 台車牽引車
１７０ 回転軸
１８０ 軸受け部（車輪支持部）
１９０ 支持板部（車輪支持部）
２００ 台車
２１０ 電磁ソレノイド
３００ 自在輪回動規制機構
３０１ 被拘束部材
３０２ 拘束部材
３０３ 拘束部材駆動機構
３０４ ガイドローラ（凸部、被係止部）
３０５ 凹部（係止部）
３０６ 案内面

Claims (11)

1. 車体下部の前後方向中央部に設けられてモータにより駆動される駆動輪と、
   前記車体下部の前記駆動輪の前後に個別に位置して、それぞれ、垂直方向に延在する垂直軸を中心として水平方向に回動自在に前記車体下部に支持された車輪支持部、及び該車輪支持部に進行方向に回転自在に支持された走行用の車輪部を有する第１自在輪及び第２自在輪と、を備え、
   旋回可能であり、且つ前記モータの回転方向の逆転により前記進行方向を前進と後進とで切り替える搬送用自走車において、
   前記第１及び第２自在輪の両方にそれぞれ設けられるとともに、前記第１及び前記第２自在輪のいずれか一方が前記進行方向に対して前記駆動輪の後方に位置するときには、前記駆動輪の後方に位置する前記第１及び前記第２自在輪のいずれか一方の前記車輪支持部を拘束することにより後方の該自在輪の垂直軸周りの回動を個別に規制する自在輪回動規制機構を有することを特徴とする搬送用自走車。
2. 請求項１記載の搬送用自走車において、
   前記第１自在輪の垂直軸周りの回動を規制する第１規制モードと、前記第２自在輪の垂直軸周りの回動を規制する第２規制モードとを有し、前記駆動輪の走行モードに関する入力情報に基づいて前記第１自在輪が前記進行方向に対して前記駆動輪の後部側となると判定した場合に前記第１規制モードを選択し、前記第２自在輪が前記進行方向に対して前記駆動輪の後部側となると判定した場合に前記第２規制モードを選択する制御回路を備えることを特徴とする搬送用自走車。
3. 請求項２記載の搬送用自走車において、
   前記制御回路は、
   まず、前記第１及び前記第２規制モードのいずれか一方を選択することで前記進行方向に対して前記駆動輪の後方に位置する前記第１及び前記第２自在輪のいずれか一方の垂直軸周りの回動を拘束し、前記進行方向に対して前記駆動輪の前方に位置する前記第１及び前記第２自在輪の他方の垂直軸周りの回動拘束を解放して、前記駆動輪を前進及び後進のいずれか一方の進行方向に駆動して前記搬送用自走車を前進及び後進のいずれか一方の進行方向に直進させることにより、前記他方の前記自在輪の前記回転軸の軸方向を前記進行方向に向けてから、
   前記一方の前記自在輪の前記回動拘束を解き、前記第１及び前記第２規制モードの他方を選択することで前記他方の前記自在輪の垂直軸周りの回動を拘束し、その後、前記駆動輪を前記進行方向とは逆方向に駆動して前記搬送自走車を前記進行方向とは逆方向に直進させることを特徴とする搬送用自走車。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の搬送用自走車において、
   前記搬送用自走車が前進又は後進に長時間直進するとき或いは前進又は後進に高速直進するときには、前記第１及び前記第２自在輪の前記車輪支持部を拘束することにより、前記第１及び前記第２自在輪の垂直軸周りの回動を個別に規制することを特徴とする搬送用自走車。
5. 垂直方向に延在する垂直軸を中心として水平方向に回動自在に車体下部に支持された車輪支持部、及び該車輪支持部に進行方向に回転自在に支持された走行用の車輪部を有する自在輪と、前記車輪支持部の回動を、前記車輪支持部の拘束用回動角度位置にて拘束する自在輪回動規制機構とを有する自在輪付き車両において、
   前記自在輪回動規制機構は、
   前記車輪支持部へ向けて進退可能に前記車体に保持される拘束部材と、前記拘束部材に対面する位置にて前記車輪支持部に設けられて前進状態の前記拘束部材に回動不能に係止される被拘束部材と、前記拘束部材を進退させる拘束部材駆動機構とを有し、
   前記拘束部材は、
   前記被拘束部材に設けられた被係止部を水平回動不能に係止する係止部、及び前記係止部へ向けて前記被拘束部材の被係止部を案内するための案内面を有し、
   前記案内面は、
   前記拘束部材が前記被拘束部材の前記被係止部に向けて前進する際に前記被拘束部材の前記被係止部に接触しつつ前記被拘束部材の前記被係止部を前記垂直軸を中心として前記拘束部材の前記係止部へ向けて回動させる形状を有することを特徴とする自在輪付き車両。
6. 請求項５記載の自在輪付き車両において、
   前記係止部及び前記被係止部のペアは、
   前記車輪支持部が前記拘束用回動角度位置にある場合に前記拘束部材の前記進退の方向へ向けて凹設又は突設された凹部及び凸部のペアにより形成され、
   前記凹部及び凸部は、
   前記拘束部材の前進終了時に互いに嵌合して前記被拘束部材の前記垂直軸周りの回動を不能とすることを特徴とする自在輪付き車両。
7. 請求項６記載の自在輪付き車両において、
   前記被拘束部材の前記凸部は、前記車輪支持部から前記拘束部材に向けて突設され、
   前記拘束部材の前記案内面は、前記凹部から前記被拘束部材側に向けて水平方向両外側に延び且つ前記被拘束部材に近づくに連れて水平方向の開口幅が広がっていく凹面形状をもち、
   前記拘束部材が前記被拘束部材に向けて前進することで前記凸部が前記案内面に接触したとき、前記凸部は前記案内面によって前記凹部に向けて案内されることを特徴とする自在輪付き車両。
8. 請求項６又は請求項７に記載の自在輪付き車両において、
   前記凸部は、
   前記被拘束部材に回動自在に支持されて前記拘束部材の前記案内面に沿いつつ移動して前記拘束部材の前記凹部に嵌合するガイドローラからなることを特徴とする自在輪付き車両。
9. 請求項５乃至請求項８のいずれか１項に記載の自在輪付き車両において、
   前記拘束部材駆動機構は、
   前記拘束部材を水平面内にて前後方向に進退させることを特徴とする自在輪付き車両。
10. 請求項６記載の自在輪付き車両において、
    前記拘束部材は、
    前記案内面及び前記凹部を左右一対有して前記自在輪を同時に拘束することを特徴とする自在輪付き車両。
11. 請求項５乃至請求項１０のいずれか１項に記載の自在輪付き車両において、
    前記拘束用回動角度位置は、前記車輪部の進行方向が前記車体の前方又は後方に向くときの前記車輪支持部の回動角度位置であることを特徴とする自在輪付き車両。

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