JP7290862B2 - 自走車の速度検知装置及びそれを備えた自走車 - Google Patents

Description

本発明は自走車の速度検知装置及びそれを備えた自走車に関し、より詳細には、単軌条を走行する自走車の速度検知装置及びそれを備えた自走車に関するものである。

本発明者は、急峻な山林などから、木材を安全に搬出でき、且つ設置及び撤収が容易な木材搬出装置についてこれまでから鋭意検討を重ね、山林において実地試験も行ってきた。また、木材搬出装置及びこれに関連する方法や機材についての特許出願も行ってきた。

例えば特許文献１では、単軌条を用いて木材を搬送する装置であって、自走可能な駆動車に連結された少なくとも２台の搬送車に木材の長手方向両端部を各々固定し、伐採現場から集材場所まで搬送する装置を提案した。

特願２０１９－０４７９５４号

前記提案した木材搬出装置において、数百ｋｇの木材を複数本連ねて急峻な山林から搬出する場合、駆動車には強い登坂力が必要とされることは勿論のこと、駆動車の車輪（駆動車輪）の空転及び滑走の防止及び検知が重要となる。

そこで本発明の目的は、自走車の正確な速度を検知できる装置を提供することにある。

また本発明の他の目的は、駆動車輪の空転や滑走が検知可能な安全性の高い単軌条用の自走車を提供することにある。

前記目的を達成する本発明に係る速度検知装置は、単軌条により進路を誘導されて所定速度で走行する自走車の速度検知装置であって、前記単軌条に沿って等間隔に設けられた被検知部材と前記自走車に設けられた、前記被検知部材を検知する検知手段とを備え、前記被検知部材を検知することによる前記検知手段からの検知信号に基づき前記自走車の走行速度を検知することを特徴とする。

前記構成の速度検知装置において、前記被検知部材が、前記単軌条から鉛直方向に所定距離離れ前記単軌条に平行な仮想線において等間隔で配置された、前記単軌条を支持する複数本の支持柱である構成としてもよい。

また前記構成の速度検知装置において、前記検知手段がｎ個設けられ、前記検知手段の走行方向の設置間隔ｄと、前記被検知部材の走行方向の間隔Ｌとが下記式（１）を満足する構成としてもよい。
ｄ＝Ｌ／ｎ ・・・・・・（１）
（ただし、ｎは２以上の整数である。）

前記目的を達成する本発明に係る自走車は、前記のいずれかに記載の速度検知装置を備えた自走車であって、前記自走車の走行速度及び停止を制御する制御手段と、前記自走車の車輪の回転数を検知する回転数検知手段とをさらに備え、前記制御手段は、前記速度検知装置で検知された前記自走車の第１走行速度と、前記回転数検知手段で検知された回転数から算出される前記自走車の第２走行速度とを比較し、両者の走行速度差が所定以上であると自走車を停止させることを特徴とする。

前記構成の自走車において、第１走行速度及び第２走行速度の少なくとも一方が、設定された走行速度よりも所定速度以上速い場合又は所定速度以上遅い場合、前記制御手段は前記自走車を停止させる構成としてもよい。

また前記目的を達成する本発明に係る自走車は、前記のいずれかに記載の速度検知装置を備えた自走車であって、前記自走車の走行速度及び停止を制御する制御手段と、停止した自走車を動かないようにするパーキングブレーキ手段とをさらに備え、前記制御手段は、前記自走車の停止中に前記検知手段が前記被検知部材を検知した場合、作動中の前記パーキングブレーキ手段のブレーキ強度を強めることを特徴とする。

ｎ個の検知手段を備えた前記速度検知装置を備えた自走車であって、前記自走車の走行速度及び停止を制御する制御手段と、前記単軌条に沿って設けられた、前記自走車の停止を指示する停止指示部材とをさらに備え、前記停止指示部材は、前記ｎ個の検知手段のうち走行方向に連続する少なくとも２つの検知手段が同時に検知し得る形状を有し、前記の少なくとも２つの検知手段が同時に検知信号を発信した場合、前記制御手段は前記自走車を停止させることを特徴とする。

本発明の速度検知装置によれば、自走車の正確な速度を検知することができる。

また本発明の単軌条用の自走車によれば、駆動車輪の空転や滑走が検知可能で高い安全性が得られる。

本発明に係る自走車を駆動車１ａとして用いた木材搬送装置ＷＴ１の概説図である。 軌道２の一例を示す正面図である。 駆動車１ａの搬送方向に平行な方向の垂直断面図である。 図３のＡ－Ａ線断面図である。 駆動車輪１２ａの垂直断面斜視図である。 速度検知手段による検知信号を説明する図である。 停止指示板４１による駆動車１ａの走行停止を説明する図である。 非ブレーキ位置のときのパーキングブレーキ手段６の走行方向に対して垂直方向の断面図である。 図８のＢ－Ｂ線断面図である。 ブレーキ位置のときのパーキングブレーキ手段６の走行方向に対して垂直方向の断面図である。 図１０のＣ－Ｃ線断面図である。 抜け防止センサーＳｅ２の説明図である。 駆動車１ａの制御例を示すフローチャートである。 駆動車１ａの制御例を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る速度検知装置及び自走車について図に基づいてさらに詳しく説明するが本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。

（木材搬送装置）
図１に、本発明に係る自走車を駆動車１ａとして用いた木材搬送装置ＷＴ１を示す。この図に示す木材搬送装置ＷＴ１は、山林等の不整地の斜面に設けられた、円柱状の単軌条２１を有する軌道２と、単軌条２１に跨り自走する駆動車（自走車）１ａと、駆動車１ａに連結された複数の搬送車４を備える。搬送車４は単軌条２１に跨り移動自由である。このため単軌条２１に傾斜があれば搬送車４は下方に向かって移動する。したがって、傾斜面の上方から下方に木材Ｔｒを搬送する場合、駆動車１ａは搬送方向に縦列配置された複数個の搬送車４の最後尾に配置され、縦列配置された搬送車４が重力により単軌条２１を下方に自由滑走するのを制動し所定速度で移動させる役割を果たす。一方、傾斜面の下方から上方に木材Ｔｒを搬送する場合、駆動車１ａは搬送方向に縦列配置された複数個の搬送車４の先頭に配置され、縦列配置された搬送車４を牽引して所定速度で移動させる。以下、軌道２、駆動車１ａについて順に説明する。

（軌道）
軌道２についてまず説明する。軌道２の構造及びその設置については、本出願人が出願した特開２０１９－１１６５２号公報に例示されているものが本発明でも適用することができる。図２は軌道２の一例を示す正面図である。なお、図２の上下方向、長手方向及び紙面に垂直方向が軌道２の上下方向、長手方向及び左右方向である。

図２に示す軌道２は、上下方向に所定距離隔てて平行に配置された断面円形状の単軌条２１及び下フレーム２２と、単軌条２１と下フレーム２２との間に長手方向に所定間隔で設けられた複数の鉛直材２３と、鉛直材２３と鉛直材２３との間に「ハ」字状に設けられた複数の斜材２４と、長手方向両端側の鉛直材２３と当該鉛直材２３の両隣の斜材２４とにわたって上下方向中央部において単軌条２１と平行に設けられた円柱状の２つの固定支持部２５とを有する。軌道２を構成するこれらの部材の主要材料は金属材料である。具体的にはステンレス鋼が好適に使用される。軌道２の長手方向の長さは通常４ｍ～６ｍ程度である。複数の軌道２を長手方向に連設することによって単軌条２１が建設される。

このような構成の軌道２において鉛直材２３と斜材２４とが本発明における支持柱を構成し、単軌条２１から鉛直下方に距離ｒ離れ、単軌条２１に平行な仮想線ＳＬ上において、斜材２４と鉛直材２３、鉛直材２３と斜材２４及び斜材２４と斜材２４との間隔はすべて等しく距離Ｌに設定されている。後述する駆動車１ａに設けられた検知手段は、駆動車１ａが単軌条２１を走行する際、仮想線ＳＬと交差する方向（左右方向）に検知光を出射し、鉛直材２３と斜材２４とによる光路の遮断を検知する。

（駆動車）
駆動車１ａとしては、本出願人が既に出願している特開２０１７－７７８６号公報に記載の駆動車（台車）が好適に使用可能である。図３に駆動車１ａの搬送方向に対して平行方向の垂直断面図を示し、図４に図３のＡ－Ａ線断面図を示す。図１の木材搬送装置ＷＴ１で使用される駆動車１ａは単軌条２１に跨り自走可能な駆動車であって、筐体１１内の搬送方向前後に２つの駆動部Ｄ１，Ｄ２とを備える。図４に示すように、駆動車１ａは、筐体１１と、この筐体１１に支持され、単軌条２１の外周に周方向に等間隔で圧接する５つの駆動車輪１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ（以下、「駆動車輪１２」と総称することがある）とを有する。そして、駆動車輪１２を回転可能に支持する軸受け（不図示）と筐体１１との間には圧縮コイルバネ（付勢手段）１４が介装されている。駆動車輪１２を回転駆動させるモーター（駆動源）Ｍ１が駆動車輪１２ａの近傍に設けられている。

また、筐体１の下部には前後方向に延在する一対の摺動部材１７ａ，１７ｂが設けられている。一対の摺動部材１７ａ，１７ｂは断面長方形状の棒状で、単軌条２１よりも下方で軌道２を挟んで離隔対向するように配置されている。一対の摺動部材１７ａ，１７ｂによって、走行中の駆動車１ａの単軌条２１を中心とする揺れが抑えられる。

摺動部材１７ａ，１７ｂの材質としては、摩擦係数が小さく、耐摩耗性の高いものが好ましい。例えば、ポリアセタールやポリアミド、ＰＴＦＥ，ポリフェニレンサルファイドなどが挙げられ、これらの中でもポリアセタールが好ましい。なお、このような摩擦係数の小さい材料は、摺動部材の軌道２との対向面側だけに設けるようにしても構わない。

駆動車輪１２ａは単軌条２１の中心軸を通る鉛直線上で単軌条２１に駆動車１ａの自重で圧接し、残る４つの駆動車輪１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅは単軌条２１の中心軸を中心として点対称に配置され、圧縮コイルバネ１４の付勢力で単軌条２１にそれぞれ圧接している。圧縮コイルバネ１４による荷重としては、通常、数千Ｎ程度が好ましく、より好ましくは４０００Ｎ以上である。

図５に示すように、駆動車輪１２の外周面は単軌条２１の外周と略同一曲率の凹面１２１とされ、外周縁の軸方向両端にはギア歯１２２が形成されている。単軌条２１に圧接した状態において隣り合う駆動車輪のギア歯１２２は歯合する。また、５つの駆動車輪１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅが単軌条２１に圧接した状態では、単軌条２１の外周の８３％程度が５つの駆動車輪１２によって覆われる。これにより、駆動車輪１２による単軌条２１のグリップ力が大きくなり、駆動車１ａの滑りが抑制され、伐採した木材などの重量物でも容易に運搬できるようになる。駆動車輪１２と単軌条２１との接触面積は広いほど駆動車輪のグリップ力が向上するが、通常、単軌条２１の外周の５０％～９０％を駆動車輪１２で覆うようにするのが好ましい。

図４において、モーターＭ１の駆動力は、ギアボックス１８を介して駆動ギア１６（図３に図示）に伝えられ、駆動ギア１６が回転することによって駆動ギア１６に歯合する伝達ギア１５が回転し、伝達ギア１５と同じ回転軸に取り付けられた駆動車輪１２ａが回転する。駆動車輪１２ａとその両側の駆動車輪１２ｂ，１２ｅとは、駆動車輪の外周縁に形成されたギア歯１２２が互いに歯合している。これにより、駆動車輪１２ａが回転すると、駆動車輪１２ｂ，１２ｅも回転する。同様にして、駆動車輪１２ｃ，１２ｄと、それぞれ隣り合う駆動車輪１２ｂ，１２ｅとは、駆動車輪の外周縁に形成されたギア歯１２１が歯合しているので、駆動車輪１２ｂ，１２ｅが回転すると駆動車輪１２ｃ，１２ｄも回転する。このようにして５つの駆動車輪１２はすべて駆動するようになる。なお、もう一つの駆動部Ｄ２も同様の構成である。

（速度検知手段）
図３及び図４に示すように、駆動車１ａにおいて、単軌条２１から鉛直下方向に距離ｒ離れ単軌条２１に平行な仮想線ＳＬと上下方向同じ位置に２つの検知手段３１，３２が前後方向に距離ｄ隔てて設けられている。２つの検知手段３１，３２は同一構成であって、検知手段３１，３２は発光部３１ａ，３２ａと受光部３１ｂ，３２ｂとを有する。発光部３１ａ，３２ａと受光部３１ｂ，３２ｂとは仮想線ＳＬを挟んで幅方向（図４における左右方向）に対向するように配置されいる。すなわち、発光部３１ａ，３２ａから出射された光が受光部３１ｂ，３２ｂで受光されるように配置されている。

図６に示すように、駆動車１ａが単軌条２１上を走行すると、発光部３１ａ，３２ａから受光部３１ｂ，３２ｂへの光路が鉛直材２３及び斜材２４の通過によって繰り返し遮られることになる。これにより、図６に示すように、検知手段３１，３２からの検知信号は、オンとオフが繰り返されるパルス信号となる。また、検知手段３１と検知手段３２とは前後方向に距離ｄ離れているので、検知手段３１と検知手段３２のパルス信号には距離ｄに対応する位相差が生じる。ここで距離ｄは、鉛直材２３と斜材２４及び斜材２４同士の間隔Ｌの１／２に設定されている。したがって、検知手段３１と検知手段３２のパルス信号を合成した信号の周波数は、検知手段が１つの場合の周波数に比べて２倍となって、駆動車１ａの走行速度の検知間隔を検知手段が１つの場合の１／２に短縮できる。

また走行方向に並置する検知手段の個数を増やすと、これらの検知手段からのパルス信号を合成した信号の周波数は検知手段の個数倍で大きくなるので、駆動車１ａの走行速度はさらに短い間隔で検知可能となる。なお、検知手段の走行方向の間隔ｄと鉛直材２３と斜材２４及び斜材２４同士の間隔Ｌが前記式（１）を満足するようにする必要がある。

（停止指示部材）
また、駆動車１ａを停止させる手段として、検知手段３１，３２を利用することが可能である。図７に一例を示す。駆動車１ａを停止させたい位置に対応する仮想線ＳＬ上に停止指示部材４１を配置する。停止指示部材４１は、上下方向に所定幅を有し前後方向に延在する遮光性の板状体であり、前後方向の長さは検知手段３１，３２の前後方向の間隔ｄ以上とされている。

駆動車１ａが停止指示部材４１の設置位置に達すると、駆動車１ａに取り付けられた検知手段３１が先ず停止指示部材４１を検知して検知信号（ＯＦＦ信号）を出力する。続いて検知手段３２が停止指示部材４１を検知して検知信号（ＯＦＦ信号）を出力する。検知手段３１，３２の位置を図７に破線で示す。前述のように停止指示部材４１の前後方向の長さは検知手段３１，３２の間隔ｄ以上に設定されているので、検知手段３２が停止指示部材４１を検知した時、検知手段３１は継続して停止指示部材４１を検知している。つまり、検知手段３１，３２が共に検知信号（ＯＦＦ信号）を出力する。制御手段Ｃは、検知手段３１，３２が共に検知信号（ＯＦＦ信号）を出力した場合に駆動車１ａを停止させる。

なお、停止指示部材４１は、走行方向に連続する検知手段３１，３２が同時に検知し得る形状であればよく、図７に示したような前後方向に検知手段３１，３２の間隔ｄ以上の長さを有する一つの部材の外、例えば、検知手段３１，３２の検知光を遮断可能な大きさの２つの遮光性部材を用い、仮想線ＳＬ上に前後方向に間隔ｄで２つの遮光性部材を配置した構成であってもよい。

（回転速度検知手段）
駆動車１ａの空転や滑りを精度よく検知するには速度検知間隔を短くするのが望ましいところ、通常、単軌条を支持する支持柱（鉛直材２３、斜材２４）の走行方向の設置間隔は少なくとも数十ｃｍはあり、また検知手段の個数を増やすことにも限界があるため、前述の検知手段３１，３２からの検知信号に基づく駆動車１ａの走行速度検知では、検知間隔を短くするのに限界がある。
そこで本実施形態では、走行速度を検知するためのもう一つの手段として回転速度検知手段が駆動車１ａに更に設けられている。図４に示すように、駆動車輪１２ａの回転軸１２０の外周面に反射板（回転速度検知手段）５２が貼着され、駆動軸１２０を軸支する一方の側板１３１の反射板５２と対向する位置に反射型のフォトセンサー（回転速度検知手段）５１が配置されている。駆動軸１２０が回転する度、すなわち駆動車輪１２ａが回転する度にフォトセンサー５１の発光部から発せられた光が反射板５２で反射されてフォトセンサー５１の受光で受信され、駆動車輪１２ａの回転に対応するパルス信号が生成される。駆動車輪１２ａは所定の外周長さを有するから、当該外周長さにパルス信号の周波数を乗ずることによって駆動車１ａの走行速度が算出される。単位時間当たりの駆動車輪１２ａの回転数は、単位時間当たりの支持柱（鉛直材２３、斜材２４）の通過本数よりも通常は多いため、駆動車輪１２ａの回転数から駆動車１ａの走行速度を算出する方が検知間隔を短くできる。

なお、単位時間当たりの支持柱（鉛直材２３、斜材２４）の通過本数が、単位時間当たりの駆動車輪１２ａの回転数以上である場合は、速度検知間隔を短くする観点からは回転速度検知手段は設置する必要がない。また、本実施形態では駆動軸１２０の回転数をフォトセンサー５１で検知する構成としているが、モーターＭ１の出力軸の回転速度を減速するギアボックス１８内における不図示のギア、すなわち駆動軸１２０よりも回転数の多いギアの回転数を検知する構成としてもよい。これにより、駆動車１ａの走行速度検知の間隔がより短くなる。

本発明において使用可能な回転速度検知手段は、回転数を検知できるものであればフォトセンサー５１の外、従来公知のセンサーを用いることができる。

（パーキングブレーキ手段）
図３に示すように、駆動車１ａは、前後方向の略中央部に、停止した駆動車１ａを動かないようにするパーキングブレーキ手段６を備える。
図８に、非ブレーキ位置のときのパーキングブレーキ手段６の走行方向に対して垂直方向の断面図を示し、図９に図８のＢ－Ｂ線断面図を示す。図１０に、ブレーキ位置のときのパーキングブレーキ手段６の走行方向に対して垂直方向の断面図を示し、図１１に図１０のＣ－Ｃ線断面図を示す。

パーキングブレーキ手段６は、枠体６０と、枠体６０内に配置された一対のアーム部材６１ａ，６１ｂと、一対のアーム部材６１ａ，６１ｂをブレーキ位置と非ブレーキ位置とに移動させるアーム移動機構７とを備える。

（枠体６０）
図８～図１１に示すように、枠体６０は、前後方向に所定距離隔てて対向配置された前板６０１と後板６０２と、前板６０１と後板６０２の左右方向両端部の上下方向中央部及び下端部において前板６０１と後板６０２とに接続する接続板６０３ａ，６０３ｂ及び接続板６０４ａ，６０４ｂとから構成される。前板６０１及び後板６０２とは同一形状であって、左右方向中央部に下端から上方に向かう切り欠き６０５が形成されている。切り欠き６０５は、下端から上下方向略中央に至る、左右方向に一定幅の途中開口部６０６と、途中開口部６０６の上部に連続する円形状開口部６０７とを有する。途中開口部６０６の左右方向幅は、単軌条２１の直径よりも小さく、鉛直材２３及び斜材２４の直径よりも大きく設定され、鉛直材２３及び斜材２４の挿通が可能とされている。一方、円形状開口部６０７の直径は単軌条２１の直径よりも大きく、単軌条２１の挿通が可能とされている。

（アーム部材）
図８及び図１０に示すように、一対のアーム部材６１ａ，６１ｂは板状であって単軌条２１を挟んで略左右対称となるよう配置されている。一対のアーム部材６１ａ，６１ｂの下端部は支持軸６３ａ，６３ｂによって前板６０１と後板６０２とに揺動可能に支持されている。また一対のアーム部材６１ａ，６１ｂの上端部にはアーム移動機構７が設けられている。一対のアーム部材６１ａ，６１ｂは、上下方向途中部が単軌条２１から離れる方向に凹んだ湾曲部６１２ａ，６１２ｂを有し、湾曲部６１２ａ，６１２ｂの対向する内周壁には、上下方向に３つ、前後方向（図８及び図１０の紙面に垂直方向）に３列（合計９個）ブレーキシュー６４が取り付けられている。ブレーキシュー６４としてはゴムなどからなるブロック状の弾性材が好適である。

アーム部材６１ａの上部前後方向中央部には、ボルト（雄ネジ部材）７１に自動調心玉軸受７２を固定するためのナット７７，７８の外径よりも大径の開口部６１１が形成されている。また、長方形状の固定用板７４の４つの頂点位置と対応する位置に４つの貫通孔６１３が形成されている。そしてまた、アーム部材６１ａの開口部６１１の上下方向略同一高さ位置で前後方向両端部の外側面（図９及び図１１における右側面）にフック部材６１４ａ，６１４ｂがネジ止めされている。またアーム部材６１ｂの上部の前後方向中央部には、上下方向の長さが円柱状の雌ネジ部材７３の直径よりも長く、前後方向の長さが雌ネジ部材７３の軸方向長さよりも若干長い開口部６１５が形成されている。また開口部６１５を挟んで前後方向方向の対称位置に貫通孔６１６ａ，６１６ｂ（図９及び図１１に図示）が形成されている。

（アーム移動機構）
アーム移動機構７は、駆動力としてもモーターＭと、モーターＭの出力軸に接続された所定長さを有するボルト（雄ネジ部材）７１と、アーム部材６１ｂに取り付けられた雌ネジ部材７３と、アーム部材６１ａに取り付けられた自動調心玉軸受７２とを備え、ボルト７１は、一方端側が雌ネジ部材７３に螺合し、他方端側が自動調心玉軸受７２で回転可能に支持される。

（雌ネジ部材）
雌ネジ部材７３は円柱形状で、軸方向中央部に軸方向に対して垂直に貫通した雌ネジ穴７３１が形成されている。雌ネジ部材７３は、アーム部材６１ｂの上部に形成された開口部６１５に左右方向に移動可能で且つ軸中心に回動可能に差し入れられ、一対の支持板７５，７６で左右両側から挟み込まれ保持される。

（一対の支持板）
一対の支持板７５，７６は、上下方向の長さが雌ネジ部材７３よりも長く、前後方向の長さが雌ネジ部材７３よりも長い長方形状の板体であって、上端部がアーム部材６１ｂから離れる方向に垂直に屈曲されて台部７５１とされている。そして、支持板７５の台部７５１上にはブレーキシュー６４の位置を検知するための位置検知部材Ｓｅ１が設けられている。また、一対の支持板７５，７６の前後方向中央部に、上下方向の長さが雌ネジ部材７３の直径よりも短く、前後方向の長さが雌ネジ部材７３の軸方向長さよりも若干長い開口部７５２，７６２が形成されている。また一対の支持板７５，７６には開口部７５２，７６２を挟んで前後方向の対称位置に貫通孔７５３ａ，７５３ｂ及び貫通孔７６３ａ，７６３ｂ（図９及び図１１に図示）が形成されている。

（一対の支持板の固定）
図９及び図１１に示すように、一対の支持板７５，７６は、支持板７５の貫通孔７５３ａ，７５３ｂと、アーム部材６１ｂの貫通孔６１６ａ，６１６ｂと、支持板７６の貫通孔７６３ａ，７６３ｂとがそれぞれ同一中心軸上となるよう位置され、支持板７５側からフランジボルト７９ａの軸部７９１ａが貫通孔７５３ａ、貫通孔６１６ａ、貫通孔７６３ａを挿通し、フランジボルト７９ｂの軸部７９１ｂが貫通孔７５３ｂ、貫通孔６１６ｂ、貫通孔７６３ｂを挿通して、支持板７６から突出した先端にナット７９２ａ，７９２ｂが螺着されることによりアーム部材６１ｂに固定される。フランジボルト７９ａ，７９ｂのフランジ７９３ａ，７９３ｂと支持板７５との間の軸部７９１ａ，７９１ｂの外周に圧縮コイルバネ７０１ａ，７０１ｂが挿入されると共に、アーム部材６１ｂと一対の支持板７５，７６との間の軸部７９１ａ，７９１ｂには各々スペーサーリング７０２が介装される。支持板７５及びアーム部材６１ｂは圧縮コイルバネ７０１ａ，７０１ｂによって常に支持部材７６の方向（図９及び図１１の左方向）に付勢されるが、支持板７５とアーム部材６１ｂとの間及び支持部材７６とアーム部材６１ｂとの間にはそれぞれスペーサーリング７０２の厚み分の隙間が少なくとも確保される。

（雌ネジ部材の支持）
一対の支持板７５，７６の開口部７５２，７６２とアーム部材６１ｂの開口部６１５とは同一の中心軸上に位置し、アーム部材６１ｂの開口部６１５に挿通された雌ネジ部材７３は、一対の支持板７５，７６に形成された開口部７５２，７６２に一部が挿通するが、開口部７５２，７６２の上下方向長さは雌ネジ部材７３の直径よりも短いので、雌ネジ部材７３は一対の支持板７５，７６の開口部７５２，７６２を通過することができず、一対の支持板７５，７６によって左右方向から挟み込まれ支持される。また、支持板７５，７６とアーム部材６１ｂとの間にはそれぞれスペーサーリング７０２の厚み分の隙間が少なくとも確保されるので、雌ネジ部材７３は左右方向への若干の移動裕度を有すると共に雌ネジ部材７３の中心軸を中心に回動可能とされる。

（自動調心玉軸受）
自動調心玉軸受７２は、中央部に開口部７４１が形成され４つの角部の各々に貫通孔７４２が形成された長方形状の固定用板７４と、アーム部材６１ａの一方側面（図８～図１１では左側面）との間に、アーム部材６１ａの開口部６１１及び固定用板７４の開口部７４１と同一の中心軸上に位置するように挟み込まれ、アーム部材６１ａの４つ貫通孔６１３と固定用板７４の４つの貫通孔７４２の各々にボルト７４３が挿通され先端にナット７４４が螺合されることによってアーム部材６１ａに取り付けられる。より具体的には、自動調心玉軸受７２の外側の軌道輪がアーム部材６１ａと固定用板７４とによって挟持され、自動調心玉軸受７２の内側の軌道輪はナット７７，７８によってボルト７１に固定されボルト７１と共に回転可能とされる。

（ボルト）
ボルト７１は、アーム部材６１ａに固定された自動調心玉軸受７２の軸穴を挿通して、アーム部材６１ｂの取り付けられた雌ネジ部材７３の雌ネジ穴７３１に螺合される。自動調心玉軸受７２から外方（図８～図１１の右方）に突出したボルト７１の端部にはモーターＭの出力軸がコネクタＣｏを介して接続される。モーターＭは、モーターＭの外形に沿って屈曲された線条材７０３に係合されて、線条材７０３の両端がバネ部材Ｓｐを介してアーム部材６１ａに取り付けられたフック部材６１４ａ，６１４ｂに係止することによってアーム部材６１ａに取り付けられる。

（パーキングブレーキ手段の制御）
このような構成のパーキングブレーキ手段６において、駆動車１ａが停止するとパーキングブレーキ手段６は非ブレーキ状態（図８及び図９）からブレーキ状態（図１０及び図１１）とされる。具体的には制御手段Ｃからの信号によってモーターＭが一方向（正方向）に回転してボルト７１が正回転し、雌ネジ部材７３がモーターＭに接近する方向に移動する。この結果、一対のアーム部材６１ａ，６１ｂは互いに単軌条２１に接近する方向に移動し、一対のアーム部材６１ａ，６１ｂに取り付けられた片側９個、両側で合計１８個のブレーキシュー６４が左右両側から単軌条２１の外周面に圧接する。これにより、停車中における駆動車１ａの滑走が確実に防止される。

一方、パーキングブレーキ手段６がブレーキ状態から非ブレーキ状態とされる場合は、制御手段Ｃからの信号によってモーターＭが他方向（逆方向）に回転してボルト７１が逆回転し、雌ネジ部材７３がモーターＭから離れる方向に移動する。この結果、一対のアーム部材６１ａ，６１ｂは互いに単軌条２１から離れる方向に移動し、一対のアーム部材６１ａ，６１ｂに取り付けられた合計１８個のブレーキシュー６４は単軌条２１の外周面から離間して非ブレーキ位置となる。これにより、駆動車１ａは走行可能となる。

なお、本実施形態で軸受として自動調心玉軸受７２が用いられているのは、アーム部材６１ａが軸６３ａを中心として揺動すると、ボルト７１の中心軸とアーム部材６１ａとの相対角度が変わり、この相対角度変化に対応できない軸受では軸受及びボルト７１に部分的に大きな圧力負荷がかかり軸受及びボルト７１が損傷する虞があるからである。

また雌ネジ部材７３が一対の支持部材７５，７６によってアーム部材６１ｂに対して移動及び回動可能に取り付けられているのも同様の理由からである。すなわち、雌ネジ部材７３がアーム部材６１ｂに固定されていると、アーム部材６１ｂが軸６３ｂを中心として揺動すると雌ネジ部材７３の雌ネジ穴７３１の中心軸とアーム部材６１ｂとの相対角度が変わり、この相対角度変化に対応できずに雌ネジ部材７３及びボルト７１に部分的に大きな圧力負荷がかかり雌ネジ部材７３及びボルト７１が損傷する虞があるからである。

アーム部材６１ａ，６１ｂがボルト７１の軸方向と平行に移動する構造の場合には、アーム部材６１ａ，６１ｂとボルト７１との相対角度は変化しないので、軸受として自動調心玉軸受７２の外従来公知の物を使用でき、雌ネジ部材７３はアーム部材６１ｂに固定することも可能となる。

ブレーキシュー６４が単軌条２１に圧接したかどうかは、支持部材７５の台部７５１に取り付けられた近接センサーなどでよい位置検知部材Ｓｅ１によって検知される。ブレーキシュー６４が非ブレーキ位置にある時は支持板７５とアーム部材６１ｂとはスペーサーリング７０２の厚み分だけ離れた最接位置にあり、位置検知部材Ｓｅ１はオン信号を制御手段Ｃに送信する。そしてモーターＭが一方向（正方向）に回転しボルト７１が正回転して、雌ネジ部材７３が取り付けられたアーム部材６１ｂがアーム部材６１ａに接近する方向に相対的に移動すると、ブレーキシュー６４が単軌条２１に圧接してブレーキ位置となりアーム部材６１ｂの移動が抑制される。一方、支持板７５は雌ネジ部材７３によってアーム部材６１ａの方向に圧縮コイルバネ７０１ａ，７０１ｂの付勢力に抗してさらに移動する。この結果、アーム部材６１ｂと支持板７５との間隔が広がって位置検知部材Ｓｅ１はオフ信号を制御手段Ｃに出力する。このような位置検知部材Ｓｅ１の出力がオン信号からオフ信号となることによってブレーキシュー６４が単軌条２１に圧接したことが検知される。反対に、ブレーキシュー６４がブレーキ位置から非ブレーキ位置となる時は、位置検知部材Ｓｅ１の出力がオフ信号からオン信号に変わることによって検知される。

なお、ブレーキシュー６４がブレーキ位置から非ブレーキ位置になったことは、前記のように位置検知部材Ｓｅ１によって検知されるが、検知タイミングが遅れるとボルト７１が雌ネジ部材７３から抜け落ちる虞がある。そこで、このような不具合を確実に防止するため、抜け防止センサーＳｅ２をさらに設けてもよい。図１２に概説図を示す。支持部材７６の左側面における雌ネジ部材７３から突出するボルト７１の近傍に近接センサーなどでよい抜け防止センサーＳｅ２が設けられる。なお、抜け防止センサーＳｅ２はボルト７１の近傍で且つボルト７１の出没に影響を与えない位置である。

図１２に示すように、ブレーキシュー６４がブレーキ位置（同図（ａ））から非ブレーキ位置（同図（ｂ））になるとき、雌ネジ部材７３から外方（左方）に突出するボルト７１の突出量は徐々に短くなる。そして通常は、支持部材７５とアーム部材６１ｂとが接近して位置検知部材Ｓｅ１からの出力信号がオフ信号からオン信号となってブレーキシュー６４が非ブレーキ位置となったことが検知され制御手段ＣはモーターＭを停止させる。一方、位置検知部材Ｓｅ１の出力信号がオフ信号からオン信号になるのが遅れて雌ネジ部材７３からのボルト７１の突出量が所定量以下に短くなった場合には、支持部材７６に設けられた抜け防止センサーＳｅ２の検知領域にボルト７１が存在しなくなって、抜け防止センサーＳｅ２からの出力がオン信号からオフ信号となって制御手段ＣはモーターＭを停止させる。これにより雌ネジ部材７３からのボルト７１の抜け落ちが防止される。

（駆動制御）
制御手段Ｃによる駆動車１ａの駆動制御について説明する。制御手段Ｃは、駆動車１ａが走行している際の走行速度は基本的に回転速度検知手段による第２走行速度に基づき制御する。前述のように回転速度検知手段の方が速度検知手段よりも検知間隔が短いからである。制御手段Ｃは、駆動車１ａの走行速度が、予め入力されている設定速度ＶとなるようモーターＭ１，Ｍ２の印加電圧を調整する。このとき、駆動車１ａの走行速度が設定速度よりも速く、駆動車１ａを減速させる必要があるときは回生ブレーキを用いる。回生ブレーキは、駆動車１ａの運動エネルギーを利用して電磁誘導によってモーターＭ１，Ｍ２で発電を行い、この発電時の回転抵抗で駆動車を減速させるものである。回生ブレーキによって発生した電力は駆動車１ａに搭載している不図示のバッテリーに充電される。

駆動車１ａが木材などの重量物の搬出に使用される場合、山林などの起伏のある現場では駆動車輪の空転及び滑走の防止と共にこれらの発生検知が重要となる。本実施形態の駆動車１ａでは速度検知手段と回転速度検知手段とによって走行速度を検知している。回転速度検知手段は駆動車輪の回転数から走行速度を検知する手段であるため、駆動車輪が空転及び滑走してもこれを検知することはできない。一方、検知手段１は、単軌条２１に沿って走行方向に等間隔で設けられた被検知部材を検知手段で検知するので駆動車１ａの実際の走行速度が検知される。そこで、速度検知手段による第１走行速度と回転速度検知手段による第２走行速度との差が所定速度以上ある場合、すなわち第１走行速度が第２走行速度よりも速い場合は駆動車輪が滑走していると判断し、第２走行速度が第１走行速度よりも速い場合は駆動車輪が空転していると判断して制御手段Ｃは駆動車１ａの走行を停止する。

また、駆動車輪の空転及び滑走は生じていない場合であっても、駆動車１ａの走行速度が設定速度よりも所定速度以上速い場合及び遅い場合は、駆動車１ａに何らかの異常が発生したと判断して制御手段Ｃは駆動車１ａの走行を停止する。

その他、速度検知手段が前述の停止指示板４１（図７に図示）を検知した場合及び使用者によって停止信号が発せられた場合、制御手段Ｃは駆動車１ａの走行を停止する。

制御手段Ｃは駆動車１ａを停止させるとパーキングブレーキ手段６を作動させる。これにより、駆動車１ａの停止中における滑走が防止される。なお、駆動車１ａの停止位置における地面の傾斜角度や搬送物の重量などによってはパーキングブレーキ手段６を作動させていても僅かな滑走が生じる虞がある。そこで、速度検知手段によって駆動車１ａの移動が僅かでも検知された場合、制御手段Ｃはパーキングブレーキ手段６のブレーキ強度を強めるようにするのが好ましい。これにより、駆動車１ａの滑走を確実に防止できる。パーキングブレーキ手段６のブレーキ強度を強めるには、例えばモーターＭを所定時間正回転させればよい。

図１３及び図１４に制御手段Ｃによる駆動車１ａの走行の制御フローチャートを示す。まず電源が入れられてステップＳ１０１において制御手段Ｃが駆動信号を受信すると、ステップＳ１０２でパーキングブレーキ手段６が解除され、ステップＳ１０３で制御手段Ｃは予め設定されている速度Ｖで駆動車１ａを走行させる。そして、ステップ１０４及びステップＳ１０５で速度検知手段及び回転速度検知手段で駆動車１ａの走行速度が検知される。そして、ステップＳ１０６からステップＳ１０９までのいずれかの事象が発生していないかどうかが判断される。いずれの事象も発生してない場合はステップＳ１１０で停止信号が受信されていないかどうか次に判断される。そして停止信号が受信されていない場合はステップＳ１０４に戻り、ステップＳ１０４からＳ１１０まで所定手続が繰り返されて駆動車１ａは走行を続ける。

一方、ステップＳ１０６において制御手段Ｃは速度検知手段による第１走行速度と回転速度検知手段による第２走行速度とを差が所定速度差Δｘ以上になると、駆動車輪が空転又は滑走していると判断し、ステップＳ１１１で駆動車１ａの走行を停止させる。また、ステップＳ１０７において駆動車１ａの走行速度が設定速度Ｖよりも所定速度ΔＸｍａｘ以上速くなった場合及びステップＳ１０８において駆動車１ａの走行速度が設定速度Ｖよりも所定速度ΔＸｍｉｎ以上遅くなった場合には、ステップＳ１１１で制御手段Ｃは何らかの不具合が生じたと判断して駆動車１ａの走行を停止させる。またステップ１０９において速度検知手段が停止指示板４１を検知した場合及びステップＳ１１０で停止信号が受信された場合も、ステップＳ１１１で制御手段Ｃは駆動車１ａの走行を停止させる。

ステップＳ１１１で駆動車１ａの走行が停止されると、ステップＳ１１２で制御手段Ｃはパーキングブレーキ手段６を作動させる。そしてステップＳ１１３において速度検知手段による第１走行速度が検知されるかどうかを継続して検知する。駆動車１ａが停止しているにも拘わらず第１走行速度が検知された場合には駆動車１ａが滑走していると判断して、ステップＳ１１４でパーキングブレーキ手段６のブレーキ強度を強くする。具体的には、図１０及び図１１に示すブレーキ位置のパーキングブレーキ手段６においてモーターＭを所定時間（例えば数秒間）正回転させてブレーキシュー６４の単軌条２１に対する圧接力を大きくする。次いでステップＳ１１５において駆動信号が受信されたかどうかが判定され、駆動信号が受信されるとステップＳ１０２に戻ってパーキングブレーキ手段６が解除され駆動車１ａの走行が開始される。一方、ステップＳ１１５で駆動信号が受信されないと次に、ステップＳ１１６で電源オフの信号が受信されたかどうかが判定され、電源オフの信号が受信されなければステップＳ１１３に戻り、ステップＳ１１３からステップＳ１１５までの制御が繰りかえされ、電源オフの信号が受信されれば制御は終了される。

（その他）
駆動車１ａの走行方向先端側に障害物センサーを設置し、走行方向の先に駆動車１ａの走行の障害となる物がないか検知するようにしてもよい。山林の中を駆動車１ａを走行させる場合、木の幹や枝などが生長し突如として走行の障害となるおそれがあるからである。

以上説明した駆動車１ａは単軌条２１に跨って走行する方式であったが、本発明の自走車は単軌条２１に懸吊して走行する方式あっても構わない。懸吊方式の駆動車の構造は、駆動車１ａの構造を上下方向逆にした構造とすればよい。

本発明の速度検知装置によれば、自走車の正確な速度を検知することができる。また本発明の単軌条用の自走車によれば、駆動車輪の空転や滑走が検知可能で高い安全性が得られ有用である。

ＷＴ１ 木材搬送装置
１ａ 駆動車（自走車）
２ 軌道
４ 搬送車
６ パーキングブレーキ手段
７ アーム移動機構
Ｃ 制御手段
Ｍ モーター
１１ 筐体
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ 駆動車輪
１４ 圧縮コイルバネ（付勢手段）
１７ａ，１７ｂ 摺動部材
２１ 単軌条
２２ 下フレーム
２３ 鉛直材（支持柱，被検知部材）
２４ 斜材（支持柱，被検知部材）
２５ 固定支持部
２６ 上フレーム
３１，３２ 検知手段
４１ 停止指示部材
５１ フォトセンサー（回転数検知手段）
５２ 反射部材（回転数検知手段）
６１ａ，６１ｂ アーム部材
６４ ブレーキシュー
７１ ボルト（雄ネジ部材）
７３ 雌ネジ部材
７２ 自動調心玉軸受
Ｓｅ１ 位置検知部材
Ｓｅ２ 抜け防止センサー
ＳＬ 仮想線
Ｔｒ 木材

Claims (7)

1. 単軌条により進路を誘導されて所定速度で走行する自走車の速度検知装置であって、
   前記単軌条に沿って等間隔に設けられた被検知部材と、
   前記自走車に設けられた、前記被検知部材を検知する検知手段と、
   を備え、
   前記被検知部材が、前記単軌条から鉛直方向に所定距離離れ前記単軌条に平行な仮想線において等間隔で配置された、前記単軌条を支持する支持柱であり、
   前記被検知部材を検知することによる前記検知手段からの検知信号に基づき前記自走車の走行速度を検知することを特徴とする自走車の速度検知装置。
2. 前記検知手段がｎ個設けられ、
   前記検知手段の走行方向の設置間隔ｄと、前記被検知部材の走行方向の間隔Ｌとが下記式（１）を満足する請求項１記載の速度検知装置。
   ｄ＝Ｌ／ｎ ・・・・・・（１）
   （ただし、ｎは２以上の整数である。）
3. 単軌条により進路を誘導されて所定速度で走行する自走車の速度検知装置であって、
   前記単軌条に沿って等間隔に設けられた被検知部材と、
   前記自走車に設けられた、前記被検知部材を検知する検知手段と、
   を備え、
   前記検知手段がｎ個設けられ、
   前記検知手段の走行方向の設置間隔ｄと、前記被検知部材の走行方向の間隔Ｌとが下記式（１）を満足し、
   前記被検知部材を検知することによる前記検知手段からの検知信号に基づき前記自走車の走行速度を検知することを特徴とする自走車 の速度検知装置。
   ｄ＝Ｌ／ｎ ・・・・・・（１）
   （ただし、ｎは２以上の整数である。）
4. 前記請求項１～３のいずれかに記載の速度検知装置を備えた自走車であって、
   前記自走車の走行速度及び停止を制御する制御手段と、
   前記自走車の車輪の回転数を検知する回転数検知手段と
   をさらに備え、
   前記制御手段は、前記速度検知装置で検知された前記自走車の第１走行速度と、前記回転数検知手段で検知された回転数から算出される前記自走車の第２走行速度とを比較し、両者の走行速度差が所定以上であると自走車を停止させることを特徴とする自走車。
5. 第１走行速度及び第２走行速度の少なくとも一方が、設定された走行速度よりも所定速度以上速い場合又は所定速度以上遅い場合、前記制御手段は前記自走車を停止させる請求項４に記載の自走車。
6. 単軌条により進路を誘導されて所定速度で走行する、速度検知装置を備えた自走車であって、
   前記自走車の走行速度及び停止を制御する制御手段と、
   停止した自走車を動かないようにするパーキングブレーキ手段と
   をさらに備え、
   前記速度検知装置は、前記単軌条に沿って等間隔に設けられた被検知部材と、前記自走車に設けられた、前記被検知部材を検知する検知手段とを備え、前記被検知部材を検知することによる前記検知手段からの検知信号に基づき前記自走車の走行速度を検知し、
   前記制御手段は、前記自走車の停止中に前記検知手段が前記被検知部材を検知した場合、作動中の前記パーキングブレーキ手段のブレーキ強度を強めることを特徴とする自走車。
7. 前記請求項２又は３に記載の速度検知装置を備えた自走車であって、
   前記自走車の走行速度及び停止を制御する制御手段と、
   前記単軌条に沿って設けられた、前記自走車の停止を指示する停止指示部材と、
   をさらに備え、
   前記停止指示部材は、前記ｎ個の検知手段のうち走行方向に連続する少なくとも２つの検知手段が同時に検知し得る形状を有し、
   前記の少なくとも２つの検知手段が同時に検知信号を発信した場合、前記制御手段は前記自走車を停止させることを特徴とする自走車。

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