JP7403202B2 - 車両搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両を自動で搬送する車両搬送装置に関する。

工場で車両が完成したら、例えば大型の運搬車両に複数の完成車両が搭載され、車両待機場まで搬送される。この場合、作業者が完成車両のタイヤをロープやベルト等の緊締具で運搬車両に固縛して、タイヤの脱落を防止することが一般的である（例えば、下記の特許文献１参照）。

上記のように運搬車両を用いて完成車両を搬送する場合、運搬車両を運転する作業者が必要になるため、コストアップを招く。そこで、下記の特許文献２には、車両を自動で搬送する自走式の車両搬送装置が示されている。このような車両搬送装置を用いれば、工場と車両待機場との間で運搬車両を運転する作業者が不要となるため、低コスト化が図られる。

特開２０１８－２０７２８号公報 特開２０１９－７８０９９号公報

上記のような車両搬送装置への車両の搭載を自動で行う場合、作業者がロープ等でタイヤを固縛することができないため、走行中の急な加減速により車両のタイヤが車両搬送装置から脱落する恐れがある。

そこで、本発明は、車両搬送装置で車両を自動で搬送するにあたり、車両搬送装置からの車両のタイヤの脱落を防止することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は、車両のタイヤが搭載される本体と、前記本体に取り付けられた車輪と、前記車輪を回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御部と、前記本体に搭載された前記タイヤの前後方向位置を検知するセンサとを備えた車両搬送装置であって、前記制御部が、前記センサで検知した前記タイヤの前後方向位置に基づいて前記駆動手段のトルクを調整する車両搬送装置を提供する。

また、前記課題を解決するために、本発明は、車両搬送装置に車両のタイヤを搭載した状態で前記車両を自動で搬送する車両搬送方法であって、前記車両搬送装置に搭載された前記タイヤの前後方向位置に基づいて、前記車両搬送装置の加速度を調整する車両搬送方法を提供する。

このように、本発明では、本体に搭載されたタイヤの前後方向位置に基づいて、駆動手段のトルク（すなわち、車両搬送装置の加速度）を調整する。例えば、車両搬送装置が急減速すると、これに搭載された車両が慣性により前方に移動し、これに伴って車両のタイヤが本体に対して前方に移動する。このようなタイヤの前方への移動を検知したら、駆動手段の減速トルクを小さくして、車両搬送装置の減速度（負の加速度の大きさ）を小さくする。これにより、車両の慣性が小さくなって前方への移動が抑えられるため、タイヤが本体から前方に脱落する事態を防止できる。

以上のように、本発明によれば、車両搬送装置で車両を自動で搬送するにあたり、車両搬送装置からの車両のタイヤの脱落を防止することができる。

工場からコンテナヤードまで車両を自動で搬送する自動搬送システムを示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る車両搬送装置の側面図である。 上記車両搬送装置の正面図である。 上記車両搬送装置の平面図である。 上記車両搬送装置の車輪止め付近を拡大して示す側面図である。 上記車両搬送装置の駆動輪ユニットの断面図である。 コンテナヤードに配された車両及び上記車両搬送装置の平面図である。 コンテナヤードに配された車両及び上記車両搬送装置の平面図である。 他の実施形態に係る車両搬送装置の車輪止め付近を拡大して示す側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

本発明の一実施形態に係る車両搬送装置１は、図１に示すように、工場Ｆで完成した車両Ｃを、車両待機場であるコンテナヤードＹに搬送するものである。車両搬送装置１は、システム制御部Ｓからの無線指令（点線矢印）に従って、工場ＦとコンテナヤードＹとの間を往復する。本実施形態では、車両Ｃが前輪駆動車であり、車両Ｃの前輪（駆動輪）のみを車両搬送装置１に搭載し、前記車両の後輪（従動輪）を接地した状態で車両Ｃを搬送する。

車両搬送装置１は、図２～４に示すように、車両Ｃの左右の前輪タイヤＷ１が搭載される本体２と、本体２の幅方向両側に設けられた駆動輪ユニット３と、本体２に設けられた補助輪４と、システム制御部Ｓからの無線指令を受信する受信器８とを有する。尚、以下では、車両搬送装置１の各部を説明するにあたり、車両搬送装置１に車両Ｃを搭載した状態で、当該車両Ｃの車幅方向（図３及び図４の左右方向）を「幅方向」と言い、当該車両Ｃの前方（図２の左側、図４の下側）及び後方（図２の右側、図４の上側）をそれぞれ「前方」及び「後方」と言う。

本体２には、図４に示すように、駆動輪ユニット３に電力を供給するバッテリー６と、駆動輪ユニット３を制御する制御部７とが搭載される。本体２には、車両Ｃの前輪タイヤＷ１の転がりを防止する車輪止め５が設けられる。本実施形態では、左右の前輪タイヤＷ１のそれぞれの前方及び後方への移動を規制する前後一対の車輪止め５（すなわち、合計４個の車輪止め５）が設けられる。図２に示すように、前方の車輪止め５には、後方へ向けて徐々に降下する傾斜面５ａが設けられ、後方の車輪止め５には、前方へ向けて徐々に降下する傾斜面５ａが設けられる。

本体２には、前輪タイヤＷ１の前後方向位置を検知するセンサが設けられる。本実施形態では、図５に示すように、各車輪止め５に、前輪タイヤＷ１の前後方向位置を検知するセンサ２０が設けられる。センサ２０は、例えば、各車輪止め５の傾斜面５ａに設けられる。図示例では、各車輪止め５の傾斜面５ａのうち、前輪タイヤＷ１との接触点よりも上方にセンサ２０が設けられ、例えば、傾斜面５ａの上下方向中央よりも上方に設けられる。センサ２０は、接触式であっても非接触式であってもよく、本実施形態では、接触式センサが使用される。

駆動輪ユニット３は、図６に示すように、駆動輪９と、駆動輪９を軸心周りに回転駆動する駆動手段と、本体２に固定され、駆動輪９及び駆動手段を収容するケーシング１３とを備える。

駆動輪９は、同軸上に並べて配された一対の車輪１０で構成される。一対の車輪１０の外径は等しく、図示例では、同一の車輪１０を軸心方向に対向させて使用している。

駆動手段は、例えば、車輪１０ごとに設けられたモータで構成され、本実施形態では、各車輪１０の内周に配されたインホイールモータ１１で構成される。インホイールモータ１１の回転軸１１ａは、車輪１０の軸心に固定される。各インホイールモータ１１は、バッテリー６及び制御部７（図４参照）と接続され、制御部７からの指令に基づいて回転駆動される。各インホイールモータ１１の本体１１ｂは、転舵軸１２に固定される。転舵軸１２は、ケーシング１３に固定されたフレーム１４に、軸受１５を介して自由回転可能な状態で取り付けられる（すなわち、３６０°転舵可能とされる）。以上により、一対の車輪１０からなる駆動輪９が、本体２に対して転舵軸１２を中心に一体に回転可能とされる。

補助輪４は、駆動輪９の軸心よりも前方又は後方あるいはこれらの双方に設けられ、本実施形態では、駆動輪９の軸心よりも前方に設けられる。補助輪４の数は特に限定されず、例えば幅方向に離隔した２箇所に設けられる。各補助輪４は、駆動輪９の車輪１０よりも外径が小さい車輪で構成される。各補助輪４は、自身の軸心周りに回転自在で、且つ、鉛直方向の回転軸周りに回転自在な状態で、本体２に取り付けられる。

受信器８は、システム制御部Ｓ（図１参照）からの電波を受信可能な位置に設けられ、制御部７と接続される。本実施形態では、図２及び図３に示すように、搭載される車両Ｃの上面と略同じ高さに受信器８が設けられる。図示例では、駆動輪ユニット３のケーシング１３から上方に延びた支柱１６の上端に受信器８が取り付けられる。受信器８は、例えば、各駆動輪ユニット３の上方に一個ずつ設けられる。

以下、上記の車両搬送装置１により車両Ｃを搬送する手順を説明する。

まず、工場Ｆ（図１参照）で、車両Ｃの前部を図示しないリフト手段で上昇させ、この状態で、車両Ｃの前部の下方に車両搬送装置１の本体２を潜り込ませる。そして、リフト手段で車両Ｃの前部を降下させ、左右の前輪タイヤＷ１を車両搬送装置１の本体２の上に搭載する。このとき、各前輪タイヤＷ１を前後一対の車輪止め５の間に嵌まり込ませることで、本体２上での前輪タイヤＷ１の前後移動が規制される（図２参照）。尚、本体２に搭載された前輪タイヤＷ１は、パーキングブレーキや固縛による回転規制はされていない。

本実施形態では、車両Ｃの前輪タイヤＷ１を車両搬送装置１に搭載する工程が、システム制御部Ｓからの指令により自動（無人）で行われる。このとき、前輪タイヤＷ１が本体２の所定位置に搭載されたか否かをセンサ２０により確認する。

例えば図５に実線で示すように、前輪タイヤＷ１が正規の位置に搭載されると、前方及び後方のセンサ２０の何れもＯＦＦになる。一方、図５に点線で示すように、前輪タイヤＷ１が正規の位置よりも前方（図中左側）に偏った位置に搭載されると、前輪タイヤＷ１が前方のセンサ２０に接触してこのセンサ２０がＯＮになる。逆に、前輪タイヤＷ１が正規の位置よりも後方（図中右側）に偏った位置に搭載されると、前輪タイヤＷ１が後方のセンサ２０に接触してこのセンサ２０がＯＮになる。

すなわち、前輪タイヤＷ１を車両搬送装置１の本体２に搭載したときに、全てのセンサ２０がＯＦＦになっていれば、制御部７が、左右の前輪タイヤＷ１が本体２上の所定の前後方向範囲内に搭載されたと判定する。この場合、制御部７は、当該車両搬送装置１による車両Ｃの搬送を進める。

一方、前輪タイヤＷ１を車両搬送装置１の本体２に搭載したときに、何れかのセンサ２０がＯＮになったら、制御部７が、そのセンサ２０に接触した前輪タイヤＷ１が前方あるいは後方にずれていると判定する。この場合、制御部７が、当該車両搬送装置１による車両Ｃの搬送を一旦停止し、作業者が状況を確認することにより、前輪タイヤＷ１が本体２に正常に搭載されない状態で搬送を続ける事態が回避され、搬送中の前輪タイヤＷ１の本体２からの脱落を防止できる。

ところで、車両搬送装置１の本体２に車両Ｃの前輪タイヤＷ１を搭載したときに、前輪タイヤＷ１の軸心が駆動輪９の軸心よりも後方に配されると、本体２が後側に傾く恐れがある。従って、本体２上の前輪タイヤＷ１の軸心は、駆動輪９の軸心よりも前方（補助輪４側）に配することが好ましい。一方、前輪タイヤＷ１の軸心が補助輪４に近すぎると、小径な補助輪４に過大な荷重が加わるため、本体２上の前輪タイヤＷ１の軸心は、駆動輪９の軸心寄りの位置に設けることが好ましい。具体的には、前輪タイヤＷ１の軸心を、駆動輪９と補助輪４の前後方向中央よりも後方に配することが好ましく、駆動輪９の前端よりも後方に配することがより好ましい。

こうして、車両Ｃの前輪タイヤＷ１を車両搬送装置１に搭載し、後輪タイヤＷ２を接地した状態で、車両搬送装置１を駆動して車両Ｃを搬送する（図１の矢印Ｐ１参照）。具体的には、システム制御部Ｓからの指令を車両搬送装置１の受信器８（図２及び図３参照）が受信し、この指令が制御部７に伝達され、この指令に従って制御部７が各駆動輪９の駆動手段（インホイールモータ１１）を駆動する。このとき、各駆動輪９の一対の車輪１０を駆動するインホイールモータ１１のトルクを異ならせることで、各駆動輪９を転舵させて車両搬送装置１をカーブさせることができる。

車両搬送装置１で車両Ｃを搬送する際に、車両搬送装置１が急減速あるいは急加速すると、車両Ｃが慣性により車両搬送装置１に対して前方あるいは後方に移動して、車両Ｃの前輪タイヤＷ１が車輪止め５に乗り上げることがある。特に、本実施形態では、車両搬送装置１に搭載される前輪タイヤＷ１は、パーキングブレーキや固縛による回転規制がされておらず、自由に回転可能な状態であるため、前輪タイヤＷ１が車両搬送装置１に対して前後方向に移動しやすい。

例えば、車両搬送装置１が急減速すると、図５に点線で示すように、前輪タイヤＷ１が前方の車輪止め５に乗り上げる。このとき、前輪タイヤＷ１が、前方の車輪止め５に設けられたセンサ２０と接触してこのセンサ２０がＯＮになると、その信号が制御部７に送信され、制御部７がインホイールモータ１１のトルクを低減し、車両搬送装置１の減速度（負の加速度）を緩める。これにより、車両搬送装置１に対する前輪タイヤＷ１の前方への相対移動が抑えられるため、前輪タイヤＷ１が前方の車輪止め５を乗り越えて本体２から脱落する事態を防止できる。

一方、車両搬送装置１が急加速すると、前輪タイヤＷ１が後方の車輪止め５に乗り上げる（図示省略）。このとき、前輪タイヤＷ１が、後方の車輪止め５に設けられたセンサ２０と接触してこのセンサ２０がＯＮになると、その信号が制御部７に送信され、制御部７がインホイールモータ１１のトルクを低減し、車両搬送装置１の加速度を緩める。これにより、車両搬送装置１に対する前輪タイヤＷ１の後方への相対移動が抑えられるため、前輪タイヤＷ１が後方の車輪止め５を乗り越えて本体２から脱落する事態を防止できる。

こうして、車両搬送装置１が、システム制御部Ｓからの指令に従って所定の経路を走行し、コンテナヤードＹ内の所定位置まで車両Ｃを搬送する（図７の矢印Ｑ１参照）。そして、図示しないリフト手段で車両Ｃの前部を上昇させ、この状態で車両搬送装置１を前方に走行させて車両Ｃの下方から退避させる（図７の矢印Ｑ２参照）。その後、リフト手段で車両Ｃの前部を降下させ、前輪タイヤＷ１を接地させる。

そして、車両Ｃから分離された車両搬送装置１は、コンテナヤードＹ内に配置された多数の車両Ｃの間に配置される。コンテナヤードＹ内では、車両Ｃはできる限り密に配置することが好ましいが、車両Ｃの前後方向間隔Ｄ２は車両搬送装置１の前後方向寸法Ｄ１に依存するため、車両搬送装置１の前後方向寸法Ｄ１はなるべく小さいことが好ましい。本実施形態では、車両搬送装置１が、車両Ｃの前輪のみを搭載するものであるため、車両搬送装置１の前後方向寸法Ｄ１は車両Ｃのホイールベースよりも短くて済み、例えば車両Ｃのホイールベースの１／２以下とすることができる。このため、車両Ｃの前後方向間隔Ｄ２を小さくすることができ、コンテナヤードＹ内に車両Ｃを密に配置することが可能となる。

その後、車両搬送装置１をその場に停止させた状態で、インホイールモータ１１により各駆動輪９の一対の車輪１０を互いに逆向きに同トルクで回転駆動することにより、各駆動輪９をその場で９０°転舵させる（図８参照）。その後、各駆動輪９の各車輪１０を同方向に同トルクで回転させることにより、車両搬送装置１を幅方向（図８の左右方向）に走行させる。車両搬送装置１が幅方向に走行し始めると、補助輪４が地面との摩擦により鉛直方向の回転軸周りに９０°回転し、走行方向が幅方向となる。このとき、車両Ｃを搭載していない車両搬送装置１の重心が駆動輪９の軸心と補助輪４の軸心との前後方向間に配されるように、バッテリー６や制御部７等を配置することで、車両搬送装置１の走行を安定させることができる。以上により、車両搬送装置１が車両Ｃの前後方向間から退避される（図１及び図８の矢印Ｐ２参照）。

車両搬送装置１が車両Ｃの間から抜け出したら、車両搬送装置１を停止させて、左右の駆動輪９を９０°転舵した後、それぞれ逆向きに回転駆動して、車両搬送装置１をその場で９０°回転させる（図１の点線参照）。そして、左右の駆動輪９を再び９０°転舵した後、両駆動輪９を回転駆動して、車両搬送装置１を幅方向に走行させる（図１の矢印Ｐ３参照）。そして、空の車両搬送装置１を工場Ｆまで搬送したら、この車両搬送装置１に新たな車両Ｃを搭載して、コンテナヤードＹまで搬送する。以上を繰り返すことにより、工場ＦからコンテナヤードＹまで車両Ｃを自動で搬送することができる。

本発明は上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明するが、上記の実施形態と同様の点については重複説明を省略する。

センサ２０は、接触式のセンサに限らず、非接触式のセンサであってもよい。例えば図９に示す例では、前方の車輪止め５の前方、及び、後方の車輪止め５の後方に非接触式のセンサ２０を設けている。このセンサ２０は、鉛直上方（図中鎖線参照）に前輪タイヤＷ１があるか否かを検知するものである。例えば、車両搬送装置１が急減速して、点線で示すように前輪タイヤＷ１が前方に相対移動すると、前方のセンサ２０が前輪タイヤＷ１を検知する。この信号が制御部７に送られると、制御部７がインホイールモータ１１のトルクを低減して、車両搬送装置１の減速度を緩める。

車両搬送装置１の駆動機構の構成は上記に限られない。例えば、上記の実施形態では、各駆動輪９が一対の車輪１０からなる場合を示したが、これに限らず、各駆動輪９を一個の車輪で構成してもよい。この場合、駆動輪９が取り付けられた転舵軸１２を回転駆動する別途の転舵手段（例えば転舵モータ）が設けられる。

また、上記の実施形態では、車両の前輪のみを搭載して搬送する車両搬送装置１を示したが、これに限らず、車両の後輪のみを搭載して搬送する車両搬送装置や、車両の四輪全てを搭載して搬送する車両搬送装置に本発明を適用してもよい。

また、上記の実施形態では、２個の駆動輪９と２個の補助輪４を設けた車両搬送装置１を示したが、これに限られない。例えば、本体２の幅方向中央に補助輪４を１個だけ設けたり、駆動輪９の前方及び後方に補助輪４を設けたりしてもよい。あるいは、２個の駆動輪９と、それよりも前方又は後方にさらに駆動輪９を設け、３輪駆動、あるいは４輪駆動としてもよい。あるいは、駆動輪９を１個としてもよく、例えば、本体２の幅方向中央に１個の駆動輪４を設け、その後方の幅方向両端付近に一対の補助輪８を設けてもよい。

また、上記の車両搬送装置で搬送する車両は、完成車両に限らず、例えば、荷台を搭載する前のトラック等（いわゆる、架装前車両）を含む。

１ 車両搬送装置
２ 本体
３ 駆動輪ユニット
４ 補助輪
５ 車輪止め
６ バッテリー
７ 制御部
８ 受信器
９ 駆動輪
１０ 車輪
１１ インホイールモータ（駆動手段）
１２ 転舵軸
１３ ケーシング
Ｃ 車両
Ｗ１ 前輪
Ｗ２ 後輪
Ｆ 工場
Ｓ システム制御部
Ｙ コンテナヤード

Claims (1)

1. 車両のタイヤが搭載される本体と、前記本体に取り付けられた車輪と、前記車輪を回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御部と、前記本体に搭載された前記タイヤの前後方向位置を検知するセンサとを備えた車両搬送装置であって、
   当該車両搬送装置で前記車両を搬送する際に、前記本体に搭載された前記タイヤの前後方向位置を前記センサで検知すると共に、前記制御部が、前記センサで検知した前記タイヤの前後方向位置に基づいて前記駆動手段のトルクを調整する車両搬送装置。

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