JP6314457B2

JP6314457B2 - 走行車

Info

Publication number: JP6314457B2
Application number: JP2013252480A
Authority: JP
Inventors: 友行篠田; 直紀後藤
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2013-12-05
Filing date: 2013-12-05
Publication date: 2018-04-25
Anticipated expiration: 2033-12-05
Also published as: JP2015109042A; EP2881306A3; EP2881306A2; EP2881306B1

Description

本願発明は、一対の車輪の回転速度を異なるものとすることで操舵を行う走行車に関する。

従来、床の上を自動的に走行し荷物を搬送するような走行車の一つとして、一対の車輪と、これら車輪のそれぞれを独立して駆動する一対のモータとを備える操舵ユニットが走行車の基体に対して旋回自在に取り付けられる走行車が実用化されている。

この走行車は、一対の車輪のそれぞれを独立して駆動することができるものであり、一対の車輪の回転速度を同じにすると直進し、回転速度に差を設けることで操舵することができるものである。

例えば特許文献１に記載の走行車は、基体に操舵ユニットが取り付けられたものであり、左右の車輪の回転数の差と、操舵ユニットの旋回角の変化とを比較して、これらの不一致が所定値以上の場合、スリップがあるものとして走行車の走行を停止させるものである。

特開２００８−５２３２４号公報

ところが、操舵輪ユニットを備える走行車を走行中に緊急停止させた場合、操舵ユニットが備える一対の車輪の停止タイミングが僅かでもずれてしまうと、そのずれ分で操舵ユニットが旋回し、走行車が思わぬ方向に惰性によって進んでしまう可能性がある。

本願発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、走行車を走行中に緊急停止させた場合に予期せぬ方向への進行を制限する走行車の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本願発明にかかる走行車は、基体と、前記基体に対し旋回自在に取り付けられる操舵ユニットとを備え、床面を走行する走行車であって、前記操舵ユニットは、一対の車輪と、前記車輪のそれぞれを独立して駆動する一対のモータとを備え、当該走行車はさらに、供給される電力が遮断されると前記基体に対する前記操舵ユニットの旋回を制限し、電力が供給されると制限を解除するブレーキ手段を備えることを特徴とする。

これによれば、ブレーキ手段への電力の供給が遮断されると、基体に対する操舵ユニットの相対的な旋回が制限されるため、操舵ユニットが備える車輪の停止タイミングが異なったとしても走行車が予期せぬ方向に惰性で進行することを防止できる。

また、一対の前記モータ、および、前記ブレーキ手段への電力供給を一度に遮断できるように、前記モータと前記ブレーキ手段とが一つの遮断装置に接続されてもよい。

これによれば、モータへの電力供給を遮断する際に、操舵ユニットの基体に対する旋回を確実に制限することができるため、安全性を高めることが可能となる。

また、一対の前記モータ、および、前記ブレーキ手段への電力供給を独立して遮断できるように、前記モータと前記ブレーキ手段とが複数の遮断装置にそれぞれ接続されてもよい。

これによれば、操舵ユニットの基体に対する旋回を制限した状態で車輪を駆動することが可能となり、モータ駆動により走行する走行車の直進安定性などを向上させることができる。

また、前記ブレーキ手段は、前記操舵ユニットの旋回軸から離れた位置の前記基体に取り付けられる制動部と、前記制動部の制動力を前記操舵ユニットに伝達する伝達機構とを備えるものでもよい。

また、前記伝達機構は、前記基体に軸着される基体側スプロケットと、前記操舵ユニットに取り付けられる駆動側スプロケットと、前記基体側スプロケット、および、前記駆動側スプロケットを接続するチェーンとを備え、前記制動部は、前記基体側スプロケットの前記基体に対する回転を制限してもよい。

これによれば、基体内において駆動ユニットと異なる位置にブレーキ手段を配置することが可能となるため、ブレーキ手段の設計の自由度を向上させることができ、例えば走行車を小型にすることなどが可能となる。

本願発明によれば、走行中の走行車を緊急停止させた場合でも、走行車の惰性による進行方向を制限することが可能となる。

図１は、基体などを省略して走行車を模式的に示す平面図である。図２は、基体の断面と共に走行車を模式的に示す側面図である。図３は、操舵ユニットと基体との取り付け状態を模式的に示す側面図である。図４は、モータおよびブレーキ手段の接続状態を模式的に示すブロック図である。図５は、モータおよびブレーキ手段の他の接続状態を模式的に示すブロック図である。図６は、基体などを省略して他の走行車を模式的に示す平面図である。図７は、モータおよびブレーキ手段の他の接続状態を模式的に示すブロック図である。

次に、本願発明に係る走行車の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、本願発明に係る走行車の一例を示したものに過ぎない。従って本願発明は、以下の実施の形態を参考に請求の範囲の文言によって範囲が画定されるものであり、以下の実施の形態のみに限定されるものではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。

図１は、基体などを省略して走行車を模式的に示す平面図である。

図２は、基体の断面と共に走行車を模式的に示す側面図である。

図３は、操舵ユニットと基体との取り付け状態を模式的に示す側面図である。

これらの図に示すように、走行車１００は、基体１０１と、操舵ユニット１０２と、ブレーキ手段１０３とを備え、床面上を自動的に走行することができる車両である。本実施の形態の場合、走行車１００は、操舵ユニット１０２とブレーキ手段１０３との組を二組備えている。走行車１００は、基体１０１に取り付けられた載置部（図示せず）や移載装置（図示せず）などを備えることで荷物を自動的に搬送する自動搬送車などとして用いられる。

基体１０１は、走行車１００の構造的な基礎となる部分であり、例えばフレーム構造体などを挙示することができる。

操舵ユニット１０２は、基体１０１に対し旋回自在に取り付けられるユニットである。本実施の形態の場合、水平方向に広がる基体１０１に対し、鉛直方向に延びる旋回軸１２０を中心として基体１０１に対し旋回できるものとなっている。また、操舵ユニット１０２は、基体１０１と床面との間に配置され、床面に対し基体１０１を所定の高さで支持する機能を備えている。本実施の形態の場合、操舵ユニット１０２は、ベアリングを介して基体１０１に取り付けられており、また、操舵ユニット１０２の一部が基体１０１を貫通して基体１０１の上方に突出するように配置されている。

また操舵ユニット１０２は、車輪１２１と、モータ１２２とを備えている。

車輪１２１は、操舵ユニット１０２に一対設けられている。本実施の形態の場合、一対の車輪１２１は、水平方向に延びる一本の車輪軸を中心に回転するように操舵ユニット１０２に取り付けられている。

モータ１２２は、車輪１２１のそれぞれを独立して駆動する駆動源である。また、モータ１２２は、駆動用の電力が遮断されるとモータ１２２の軸の回転を強制的に停止させることにより走行車１００を停止させる制動機構を備えている。

ブレーキ手段１０３は、供給される電力が遮断されると基体１０１に対する操舵ユニット１０２の旋回を制限し、電力が供給されると操舵ユニット１０２の旋回の制限を解除する装置である。本実施の形態の場合、ブレーキ手段１０３は、制動部１３１と、伝達機構１３２とを備えている。また、ブレーキ手段１０３は、基体１０１の上方に配置されている。

制動部１３１は、操舵ユニットの旋回軸１２０から離れた位置に配置され、基体１０１に取り付けられる装置である。具体的に例えば、制動部１３１は、付勢手段と、前記付勢手段の付勢力により通常は伝達機構１３２の動作を制限する制限手段と、電力が供給されると電磁気的な作用により前記付勢手段の付勢力に抗して前記制限手段を駆動させ、伝達機構１３２の動作の制限を解除する解除手段とを備えるものである。

伝達機構１３２は、操舵ユニット１０２から離れて配置される制動部１３１の制動力を操舵ユニット１０２に伝達する機械構造物である。本実施の形態の場合、伝達機構１３２は、基体側スプロケット１３３と、駆動側スプロケット１３４と、チェーン１３５とを備えている。

基体側スプロケット１３３は、基体１０１に回転自在に軸着されるスプロケットである。具体的には、旋回軸１２０と平行な軸を中心に回転するように基体１０１に取り付けられている。

また基体側スプロケット１３３は、基体側スプロケット１３３と一体に回転する軸体にハブを介してロータが固定的に取り付けられており、当該ロータに制動部１３１の制動手段（例えば電磁コイルで稼働するアーマチュア）が付勢手段（例えばトルクスプリング）の付勢力により押し付けられることにより、回転動作が間接的に制限されるものとなっている。

なお、制動部１３１の制動手段に基体側スプロケット１３３が制動手段に挟まれることなどにより、回転動作が直接的に制限されるものでもよい。

駆動側スプロケット１３４は、操舵ユニット１０２に取り付けられるスプロケットである。具体的には、操舵ユニット１０２と共に旋回軸１２０を中心に旋回できるように操舵ユニット１０２の基体１０１から上方に突出した部分に固定されている。

チェーン１３５は、基体側スプロケット１３３、および、駆動側スプロケット１３４を接続する無端ベルト状の部材である。チェーン１３５は、特に限定されるものではなく、金属製や樹脂（ゴム）製のものなどを挙示できる。なお図中ではチェーン１３５は一点鎖線で示している。

以上のようなブレーキ手段１０３によれば、通常時（制動部１３１に電力が供給されている場合）は、基体側スプロケット１３３の回転が規制されておらず、チェーン１３５が自在に動作可能であるため、操舵ユニット１０２の旋回と共に駆動側スプロケット１３４が自在に旋回する。従って走行車１００を自在に操舵することが可能となる。一方、制動部１３１に電力が供給されなくなると、基体側スプロケット１３３の基体１０１に対する回転を制動部１３１が制限することになる。これにより、基体側スプロケット１３３と駆動側スプロケット１３４との間に掛け渡されたチェーン１３５の動作も制限される。従って、チェーン１３５と係合する駆動側スプロケット１３４を介して操舵ユニット１０２の旋回が制限される。

以上の動作により、基体１０１に対し操舵ユニット１０２の旋回が制限されるため、ブレーキ手段１０３に制動力が発生している間は操舵ユニット１０２は基体１０１に対して旋回できず走行車１００の走行方向が安定することとなる。

なお、走行車１００は、バッテリーなどの電源１４２や、走行車１００の安定走行、特に旋回時の安定走行を確保する補助輪１４１を備えている。

図４は、モータおよびブレーキ手段の接続状態を模式的に示すブロック図である。

同図に示すように、走行車１００は、一対のモータ１２２、および、ブレーキ手段１０３への電力供給を一度に遮断できるように、モータ１２２とブレーキ手段１０３とが電力の供給線１４５によって直列に接続されている。本実施の形態の場合、人的操作により電力の供給を緊急停止することができる非常停止ボタンのような遮断装置１４３が供給線１４５に介在接続されている。

以上によれば、走行車１００や、走行車１００が走行している環境などに緊急停止をさせるべき事案が発生した場合に、作業者などが遮断装置１４３を操作することにより、走行車１００の走行を停止させるとともに、基体１０１に対する操舵ユニット１０２の旋回を制限することができる。従って、惰性によって走行車１００が不本意に動作するような不具合の発生を可及的に低下させることが可能となる。

なお、ブレーキ手段１０３とモータ１２２とは直列接続に接続される場合に限らない。例えば、電源１４２を共通の電力の供給源とし、電源１４２からブレーキ手段１０３、および、モータ１２２への電力の供給を一つの遮断装置１４３の動作により遮断するものでもかまわない。

具体的には、モータ１２２の駆動用の電圧と、ブレーキ手段１０３の駆動用の電圧が異なるような場合、図７に示すように、ブレーキ手段１０３、および、モータ１２２は共通の遮断装置１４３に接続されるが、ブレーキ手段１０３は、変圧器１４８により変圧された電力が供給され、モータ１２２には直接電力が供給され、ブレーキ手段１０３とモータと１２２とが並列的に接続される。このような場合でも一つの遮断装置１４３の動作によりブレーキ手段１０３とモータ１２２への電力の供給を一度に遮断することができる。

図５は、モータおよびブレーキ手段の他の接続状態を模式的に示すブロック図である。

同図に示すように、走行車１００は、一対のモータ１２２、および、ブレーキ手段１０３への電力供給を独立して遮断できるように、モータ１２２とブレーキ手段１０３とが電力の供給線１４５によって並列に接続されている。本実施の形態の場合、走行車１００は、コンピュータにプログラムを実行させることにより供給線１４５を開閉することができる遮断装置１４３として機能するブレーキ制御部１４６、および、モータ制御部１４７とを備えている。

以上によれば、ブレーキ制御部１４６により供給線１４５を閉の状態とし、ブレーキ手段１０３への電力供給を遮断することにより制動力を発生させ、操舵ユニット１０２の基体１０１に対する旋回を制限する。一方、モータ制御部１４７は、供給線１４５を開の状態とし、モータ１２２への電力を供給し続けることで旋回を制限した状態のまま走行させて走行車１００の走行安定性を確保することが可能となる。

なお、本願発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本願発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本願発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本願発明に含まれる。

例えば、ブレーキ手段１０３は、操舵ユニット１０２の旋回を直接制限するものでもかまわない。

また、図６に示すように、一つのブレーキ手段１０３が複数（本実施の形態の場合は２台）の操舵ユニット１０２の基体１０１に対する旋回を規制するものでもよい。これによれば、走行車１００をさらに小型化できる。

また、走行車１００は、ブレーキ手段１０３に電力を供給する電源１４２と、モータ１２２に電力を供給する電源１４２とを複数備え、それぞれ独立した回路を形成してもかまわない。

また、走行車１００は、操舵ユニット１０２を一台のみ備えるものでもかまわない。

本願発明は、倉庫や工場内で荷物を自動的に搬送する無人搬送車などに利用可能である。

１００走行車
１０１基体
１０２操舵ユニット
１０３ブレーキ手段
１２０旋回軸
１２１車輪
１２２モータ
１３１制動部
１３２伝達機構
１３３基体側スプロケット
１３４駆動側スプロケット
１３５チェーン
１４１補助輪
１４２電源
１４３遮断装置
１４５供給線
１４６ブレーキ制御部
１４７モータ制御部

Claims

基体と、前記基体と床面との間に配置され、床面に対し前記基体を所定の高さで支持し鉛直方向に延びる旋回軸を中心として前記基体に対し旋回自在に取り付けられる操舵ユニットとを備え、床面を走行する走行車であって、
前記操舵ユニットは、
水平方向に延びる車輪軸を中心に回転するように取り付けられている一対の車輪と、
前記車輪のそれぞれを独立して駆動する一対のモータとを備え、
当該走行車はさらに、
供給される電力が遮断されると前記基体に対する前記操舵ユニットの旋回を制限し、電力が供給されると制限を解除するブレーキ手段を備える
走行車。
一対の前記モータ、および、前記ブレーキ手段への電力供給を一度に遮断できるように、前記モータと前記ブレーキ手段とが一つの遮断装置に接続される
請求項１に記載の走行車。
一対の前記モータ、および、前記ブレーキ手段への電力供給を独立して遮断できるように、前記モータと前記ブレーキ手段とが複数の遮断装置にそれぞれ接続される
請求項１に記載の走行車。
前記ブレーキ手段は、
前記操舵ユニットの旋回軸から離れた位置の前記基体に取り付けられる制動部と、
前記制動部の制動力を前記操舵ユニットに伝達する伝達機構とを備える
請求項１から３のいずれか１項に記載の走行車。
前記伝達機構は、
前記基体に軸着される基体側スプロケットと、
前記操舵ユニットに取り付けられる駆動側スプロケットと、
前記基体側スプロケット、および、前記駆動側スプロケットを接続するチェーンとを備え、
前記制動部は、前記基体側スプロケットの前記基体に対する回転を制限する
請求項４に記載の走行車。