JPH0737131Y2 - 搬送車の障害物検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、物流、生産効率化のために工場等で使用され
る無人走行可能な搬送車に関し、とくに進行方向前方の
障害物を非接触で検知できる搬送車の構造に関する。

〔従来の技術〕

無人搬送車には、安全性を確保するため超音波センサ等
による非接触障害物検出装置が用いられている。しか
し、これら非接触障害物検出装置は、進行方向前方に固
定して取り付けられているため、直線部ではその経路上
の障害物を全て検知することは可能だが、曲線部では、
内輪差のため、経路上の全ての障害物は検知できなかっ
たり、無人搬送車の走行経路付近のスペースを有効利用
することができない。

無人搬送車は、走行路面に埋設された誘導線に沿って走
行するが、検知範囲を有する障害物検出センサが前部に
固定されたままになっているので、曲線部では、走行路
面以外に配置された物でも障害物として検出してしま
う。したがって、誤検出域には無人搬送車との干渉がな
いにもかかわらず、物を配置することができないという
問題がある。逆に曲線部では走行路面の内周側が死角域
となり、この死角域に障害物があっても、それを検出す
ることができず、無人搬送車を未然に停止させることが
できない。

この問題を解決するため実公昭49−30216号公報に示す
ように、ステアリングの部材にセンサ部を取付け水平に
揺動させたりするものや、実開昭55−131503号公報に示
すように、サーボモータでセンサ部を駆動して、センサ
の死角を減らすものが提案されている。また、車両の前
方と後方部とのいずれかまたは両者に障害物検出装置を
設け、障害物検出装置を車両操舵装置に連動させ、自動
的に操舵方向に応じて左右揺動させる構造が、実開昭53
−120040号公報に開示されている。

しかしながら、上記の各無人搬送車は次のような欠点を
有している。

すなわち、実公昭49−30216号公報では、ステアリング
部材に障害物検出装置を直接取付けるため、操向車輪よ
り前方の機構が構造上、大きな制約を受けるとともに、
操向車輪が２輪および後輪である場合は、取付が困難に
なるという問題がある。

また、実開昭55−131503号公報では、センサ駆動用のサ
ーボモータと制御回路を必要とするため、センサを複数
個取付ける場合等には、同数のサーボモータと制御回路
を必要とし、非常に高価なものとなり、実用的でなくな
るという問題がある。

さらに、実開昭53−120040号公報はローラチェン、ベル
ト等による駆動方式であるため回転軸が平行で、スプロ
ケットホイール（またはベルト車）は同一面に無ければ
ならないという構造的制約を受ける。

そこで、旋回時の内輪差による死角域および誤検出域を
減少させることができ、しかも構造的制約をほとんど受
けることのない無人搬送車の障害物検出装置が、先に本
出願人により提案されている（実願昭62−110684号）。

この無人搬送車の障害物検出装置は、無人搬送車の進行
方向前部に、水平方向に回動可能な回動部が配設されて
おり、この回動部に進行方向前方の障害物を非接触で検
出する非接触障害物検出センサが取付けられている。そ
して、回動部と無人搬送車の操舵機構とは、屈曲可能な
駆動力伝達手段を介して連動されている。

このように構成された無人搬送車の障害物検出装置にお
いては、非接触障害物検出センサの動きが操舵機構に連
動するので、曲線部にて内輪差が生じても、非接触障害
物検出センサの向きを曲線経路に一致させることができ
る。

第10図は、障害物検出センサが操舵機構と連動しない無
人搬送車と、障害物検出センサが操舵機構と連動する上
述の実願昭62−110684号の無人搬送車の障害物検知範囲
を比較したものである。図中、１は走行路面２の誘導線
３に沿って走行する無人搬送車を示している。C₀は障害
物検出センサが操舵機構と連動しない場合の検知範囲を
示しており、これによって過剰検出範囲Ａが大幅に拡大
してしまう。これに対し、実願昭62−110684号のように
障害物検出センサを操舵機構に連動させた場合は、検出
範囲C₁が誘導線３側に近づくので、過剰検出範囲Ａを過
剰検出範囲A₁まで大幅に減少させることができる。ま
た、Ｂは死角範囲を示しており、障害物検出センサが操
舵機構と連動する場合は、検知方向が誘導線３側に近づ
く分だけ、死角範囲Ｂのうちの所定の範囲B₁を減少させ
ることができる。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述の実願昭62−110684号の無人搬送車
の障害物検出装置にも、まだ残された問題があった。す
なわち、障害物検出センサを操舵機構と連動させた場合
でも、１個の障害物検出センサのみでは、とくに旋回時
の内輪差部分の障害物の検出が難しく、死角域の検出が
不十分であった。したがって、無人搬送車の安全装置と
してはまだ完全なものではなかった。

本考案は、とくに旋回時における外側の過剰検出範囲を
減少させつつ死角域を減少させ、走行時の安全性を高め
ることのできる搬送車の障害物検出装置を提供すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この目的に沿う本考案に係る搬送車の障害物検出装置
は、搬送車の進行方向前部に、水平方向に回動可能な第
１の回動部を配設するとともに、該第１の回動部をはさ
んで搬送車の走行方向左右に水平方向に回動可能な第２
の回動部をそれぞれ配設し、該各回動部に進行方向前方
の障害物を非接触で検出する非接触障害物検出センサを
取付け、前記第１の回動部と搬送車の操舵機構とを駆動
力伝達手段を介して連動させ、該第１の回動部と左右の
第２の回動部とを、搬送車の旋回時に旋回方向側の第２
の回動部の旋回方向の回動角を第１の回動部の回動角よ
りも大とする連結手段を介して連結させたものから成
る。

〔作用〕

このように構成された搬送車の障害物検出装置において
は、搬送車の前部に配設される各回動部に非接触障害物
検出センサが取付けられ、このうち第１の回動部に取付
けられたセンサは駆動力伝達手段を介して検知方向が可
変されるので、曲線部にて内輪差が生じても、センサの
向きを曲線経路にほぼ一致させることができる。したが
って、旋回時における外側の過剰検出範囲が減少し、搬
送車の走行経路付近のスペースの有効利用がはかれる。

また、搬送車の旋回時には、連結手段を介して回動され
る左右の第２の回動部のうち旋回方向側の第２の回動部
の回動角は、駆動力伝達手段に連結される第１の回動部
の回動角よりも大きくなるので、従来よりもセンサの検
出範囲を内側に向けることが可能となり、死角域の検知
能力が高められる。これにより、１個のセンサによる障
害物検出の場合に比べて、旋回時の死角域を減少させる
ことができる。

〔実施例〕

以下に、本考案に係る搬送車の障害物検出装置の望まし
い実施例を、図面を参照して説明する。

第１実施例 第１図ないし第８図は、本考案の第１実施例を示してお
り、このうち第３図ないし第５図は、搬送車としての無
人搬送車全体を示している。図中、11は無人搬送車を示
しており、無人搬送車11は、走行路面に埋設された誘導
線に沿って誘導されるようになっている。また、この無
人搬送車11は、回路の切替えにより運転者による運転も
可能となっている。無人搬送車11は、操舵輪となる１個
の前輪12と、駆動輪となる２個の後輪13とを有してい
る。後輪13は、走行モータを有する駆動部14と連結され
ている。無人搬送車11の中央部には運転席15が配置され
ており、その前方にステアリングホイール16が位置して
いる。運転席15の後方には、ポール17に取付けられた警
告灯18、19が設けられており、運転席14とポール17の直
下には電源としてのバッテリ20が収納されている。各機
器が取付けられるフレーム21下面の前輪12の前方には、
走行路面に埋設された誘導線からの電気信号を受信する
受信装置22が取付けられている。

第１図と第２図および第６図と第７図は、無人搬送車11
の進行方向前部に配置された障害物検出装置を示してい
る。図において、23はステアリングコラムを示してお
り、ステアリングコラム23とその周辺の機器は前部保護
カバー24によって保護されている。ステアリングコラム
23の下端近傍には、前輪12を操舵するための回転軸とな
るフロントスピンドルシャフト25が位置している。フロ
ントスピンドルシャフト25の下端には、前輪12を回転自
在に支持するフロントフォーク26が取付けられている。
フロントスピンドルシャフト25は、２個のベアリングを
介してフレーム21に回動可能に支持されている。フロン
トスピンドルシャフト25のフロントフォーク26側には、
スプロケット28が設けられている。

第１図および第２図において、フロントスピンドルシャ
フト25と隣接する位置には、サーボモータ29が設けられ
ている。サーボモータ29はフレーム21に固定され出力軸
にはスプロケット30が設けられている。スプロケット30
は、フロントスピンドルシャフト25側のスプロケット28
とローラチェーン31を介して連結されている。フロント
スピンドルシャフト25の上端には、タイミングプーリ32
が取付けられている。

サーボモータ29の中心とフロントスピンドルシャフト25
の中心とを結ぶ軸線Ｘに対して直角となる軸線Ｘ上に
は、後述する回動部を回動させるための回動駆動部33が
配設されている。回動駆動部33は、シャフト34、タイミ
ングプーリ35、連動プーリ36から構成されている。シャ
フト34は、第６図に示すように、ベアリング37を介して
フレーム21側に回動可能に固定されている。シャフト34
の上部には周方向に延びる溝36aを有する連動プーリ36
が取付けられている。連動プーリ36の直下にはタイミン
グプーリ35が位置しており、タイミングプーリ35はシャ
フト34に固定されている。この回動駆動部33のタイミン
グプーリ35は、操舵機構としてのフロントスピンドルシ
ャフト25に取付けられたタイミングプーリ32とタイミン
グベルト37を介して連結されている。この場合、タイミ
ングプーリ32、35の歯数は同一となっている。

ステアリングコラム23の前方中央には、水平方向に回動
可能な第１の回動部41が設けられている。第１の回動部
41は、第６図に示すように、シャフト42、連動プーリ4
3、ベアリング44、保持部材45とから構成されている。
シャフト42は、ベアリング44を介してフレーム21側に固
定された保持部材45に回動可能に支持されている。シャ
フト34の上部には、周方向に延びる３つの溝43a、43b、
43cを有する連動プーリ43が取付けられている。第１の
回動部41の連動プーリ43と上述の回動駆動部33の連動プ
ーリ36とは、屈曲可能な駆動力伝達手段としてのフレキ
シブルワイヤ47、48によって連結されている。

一方のフレキシブルワイヤ47の一端は、連動プーリ36に
止めビス51によって固定されており、フレキシブルワイ
ヤ47の他端は、連動プーリ43に止めビス52によって固定
されている。同様に、他方のフレキシブルワイヤ48の一
端は、連動プーリ36に止めビス53によって固定されてお
り、フレキシブルワイヤ48の他端は、連動プーリ43に止
めビス54によって固定されている。フレキシブルワイヤ
47、48は、屈曲可能なチューブ状部材にワイヤを摺動自
在に挿通させたもので、引張力を伝達することができる
ものである。したがって、前述のように止めビスによっ
て各連動プーリに固定されたものは、ワイヤのみで、各
チューブ状部材の端部は、各連動プーリ36、43の近傍に
設けられた固定金具55、56にそれぞれ固定されている。
なお、連動プーリ36、43の溝径は同一となっている。

第１の回動部41の連動プーリ43の上面には、上下方向に
首振り可能なセンサ取付けブラケット57に固定された非
接触障害物検出センサとしての超音波センサ58aが取付
けられている。超音波センサ58aは、超音波によって前
方の障害物を検出するものであり、その出力信号によっ
て無人搬送車11が自動停止するようになっている。超音
波センサ58aの回動角は、上述した各手段を介して操作
機構としてのサーボモータ29の動きに追従するようにな
っている。すなわち、超音波センサ58aは、無人搬送車1
1の前輪12に追従して動くことができるようになってい
る。

第１の回動部41の進行方向右側には、水平方向に回動可
能な第２の回動部61が設けられている。第２の回動部61
は、第７図に示すように、シャフト62、連動プーリ63、
ベアリング64、保持部材65とから構成されている。シャ
フト62は、ベアリング64を介してフレーム21側に固定さ
れ保持部材65に回動可能に支持されている。シャフト62
の上部には、周方向に延びる径の異なる溝63aと溝63bと
を有する連動プーリ63が取付けられている。第２の回動
部61の連動プーリ63は、屈曲可能なフレキシブルワイヤ
72、73からなる連結手段71を介して第１の回動部41の連
動プーリ43と連結されている。第２の回動部61の連動プ
ーリ63の上面には、前述と同様の超音波センサ58aより
も検出距離が短く設定された超音波センサ58bが取付け
られている。

一方のフレキシブルワイヤ72の一端は、連動プーリ43の
溝43aに止めビス74によって固定されている。フレキシ
ブルワイヤ72の他端は、スプリング70を介して連動プー
リ63の径の大きな溝63aに止めビス75によって固定され
ている。同様に、他方のフレキシブルワイヤ73の一端
は、連動プーリ43の溝43aに止めビス76によって固定さ
れており、フレキシブルワイヤ73の他端は、連動プーリ
63の径の小さな溝43bに止めビス77によって固定されて
いる。フレキシブルワイヤ72、73は、屈曲可能なチュー
ブ状部材にワイヤを摺動自在に挿通させたもので、引張
力を伝達することができるものである。したがって、前
述のように止めビスによって各連動プーリに固定された
ものは、ワイヤのみで、各チューブ状部材の端部は、各
連動プーリ43、63の近傍に設けられた固定金具81、82に
それぞれ固定されている。

連動プーリ43の溝43aと連動プーリ63の溝63aの溝径は同
一となっており、フレキシブルワイヤ72、73の端部を径
の異なる溝に接続することにより、無人搬送車11の右旋
回時における第１の回動部41の回動角よりも第２の回動
部61の回動角が大となるように構成されている。

第１の回動部41の進行方向左側には、水平方向に回動可
能な第２の回動部91が設けられている。第２の回動部91
は、第７図の構成に準じており、連動プーリ93、図示さ
れないシャフト、ベアリング、保持部とから構成されて
いる。図示されないシャフトの上部には、周方向に延び
る径の異なる溝93aと溝93bとを有する連動プーリ93が取
付けられている。この回動部91が連動プーリ93は、屈曲
可能なフレキシブルワイヤ102、103からなる連結手段10
1を介して第１の回動部41の連動プーリ43と連結されて
いる。第２の回動部91の連動プーリ93の上面には、前述
と同様の超音波センサ58cが取付けられている。

一方のフレキシブルワイヤ102の一端は、連動プーリ43
の溝43cに止めビス104によって固定されている。フレキ
シブルワイヤ102の他端は、スプリング100を介して連動
プーリ93の径に大きな溝93aに止めビス106によって固定
されている。同様に、他方のフレキシブルワイヤ103の
一端は、連動プーリ43の溝43cに止めビス106によって固
定されており、フレキシブルワイヤ103の他端は、連動
プーリ93の径の小さな溝93bに止めビス107によって固定
されている。フレキシブルワイヤ102、103は、屈曲可能
なチューブ状部材にワイヤを摺動自在に挿通させたもの
で、引張力を伝達することができるものである。したが
って、前述のように止めビスによって各連動プーリに固
定されたものは、ワイヤのみであり、各チューブ状部材
の端部は、各連動プーリ43、93の近傍に設けられた固定
金具111、112にそれぞれ固定されている。

連動プーリ43の溝43cと連動プーリ93の溝93aの溝径は同
一となっている。連動プーリ93の溝93bの溝径は、溝93a
の溝径よりも小となっており、フレキシブルワイヤ10
2、103の端部を径の異なる溝に接続することにより、無
人搬送車11の左旋回時における第１の回動部41の回動角
よりも第２の回動部91の回動角が大となるように構成さ
れている。

つぎに、第１実施例における作用について説明する。

走行路面の直線部では、サーボモータ29は回転駆動され
ず、サーボモータ29とローラチェーン31を介して連結さ
れるフロントスピンドルシャフト25も所定の位置に位置
決めされた状態を保っている。無人搬送車11が走行路面
の曲線部にさしかかると、図示されないセンサからの信
号によってサーボモータ29が所定の回転角だけ回動さ
れ、フロントスピンドルシャフト25に連結されている前
輪が操舵され、無人搬送車11は埋設された誘導線に沿っ
て走行するようになる。この場合、フロントスピンドル
シャフト25側のタイミングプーリ32と、回動駆動部33側
のタイミングプーリ35とは、タイミングベルト37を介し
て連結されているので、連動プーリ36の動きは、前輪12
の動きに追従する。つまり、タイミングプーリ32とタイ
ミングプーリ35の歯数が同一になっているので、前輪12
の操舵角と連動プーリ36の回動角が同じになる。

連動プーリ36と超音波センサ58aが取付けられる連動プ
ーリ43は、フレキシブルワイヤ47、48を介して連結され
ているので、各連動プーリ36、43の溝径が同じであれ
ば、連動プーリ36の回動角と連動プーリ43の回動角が等
しくなる。すなわち、中央に位置する特定の連動プーリ
43の回動角は、前輪12の操舵角と同一になる。これによ
り、超音波センサ58aの検出範囲C₁は、前輪12の向きに
追従することができ、第８図に示すように、誤検出域は
従来範囲Ａから所望の範囲A₂に減少される。

この場合、中央の連動プーリ43の左右にそれぞれ配置さ
れた連動プーリ63、93は、連結手段としてのフレキシブ
ルワイヤによって連動プーリ43に連結されており、各フ
レキシブルワイヤの一端を各連動プーリの径の異なる溝
にそれぞれ接続するようにしているので、旋回時におけ
る左右の連動プーリ63、93の回動角θ₁、θ₃を中央の連
動プーリ43の回動角θよりも大きくすることができる。
つまり、無人搬送車11が右旋回するときは、右側の連動
プーリ63の回動角θ₁が中央の連動プーリ43の回動角θ
よりも大きくなり、逆に無人搬送車11が左旋回するとき
は、左側の連動プーリ93の回動角θ₃を中央の連動プー
リ43の回動角θよりも大とすることができる。

連動プーリ63、93の回動角θ₁、θ₃は、各プーリに形成
された溝径の比に反比例しており、その比と連動プーリ
43の回動角を乗じたものが所定の旋回時における回動角
となる。なお、左右の連動プーリ63、93の回動角が中央
の連動プーリ43の回動角よりも大きくなる時は、各フレ
キシブルワイヤに取付けられたスプリング70、100が伸
び、その逃げ量を補償している。

したがって、第８図に示すように、たとえば無人搬送車
11の右旋回時には、旋回する側の超音波センサ58bの検
出範囲C₂をさらに内側に向けることができ、死角域Ｂの
うちの大部分の範囲B₂を減少させることができる。無人
搬送車11の左旋回時には、超音波センサ58cが上述と同
様に内側を向き、その検出範囲C₃によって死角域を減少
させる。なお、第８図における誤検出範囲および死角域
の表示は、第10図の表示に準じる。

第２実施例 第９図は、本考案の第２実施例を示している。第１実施
例では、左右の連動プーリ63、93をフレキシブルワイヤ
を介して中央の連動プーリ43に連結していたが、本実施
例では、ロッドにより連結している。進行方向右側の連
動プーリ63は、連結手段としてのロッド121を介して中
央の連動プーリ43と連結されている。この場合、ロッド
121の一方のロッドエンド（ボールジョイント部）102
は、連動プーリ43における無人搬送車11の直進方向に沿
って伸びる軸線X₁と上述の溝43cの径と同一のピッチ円P
₁とが交差する点に位置しており、ロッド121の他方のロ
ッドエンド（ボールジョイント）123は、連動プーリ93
の上述の溝93aの径と同一のピッチ円P₂の中心を通り無
人搬送車11の直進方向に沿って延びる軸線X₂に対して角
度α₁だけずれた位置に固定されている。

同様に進行方向左側の連動プーリ93は、連結手段として
のロッド131を介して中央の連動プーリ43と連結されて
いる。ロッド131の一方のロッドエンド132は、連動プー
リ43の上記軸線X₁とピッチ円P₁とが交差する点に位置し
ており、ロッド131の他方のロッドエンド133は、連動プ
ーリ93のピッチ円P₃の中心を通り無人搬送車11の直進方
向に沿って延びる軸線X₃に対して角度α₂だけずれた位
置に固定されている。この場合、角度α₁と角度α₂は同
一角度に設定されている。

このように構成された第２実施例においては、無人搬送
車が右旋回した場合は、連動プーリ43とロッド121の連
結部（ボールジョイント部122）は、Y₁の位置に、連動
プーリ63とロッド121の連結部（ボールジョイント部12
3）は、Y₂の位置にそれぞれ移動する。これにより、連
動プーリ63の回動角θ₁は連動プーリ43の回動角θより
も大きくなる。この場合、ロッド131で連動プーリ43に
連結されている連動プーリ93の回動角θ₂は、連動プー
リ43の回動角θよりも小さくなる。

無人搬送車11が左旋回した場合は、連動プーリ43とロッ
ド131の連結部（ボールジョイント部132）は、Y₃の位置
に、連動プーリ93とロッド131の連結部（ボールジョイ
ント部133）は、Y₄の位置にそれぞれ移動する。これに
より、連動プーリ93の回動角θ₃は連動プーリ43の回動
角θよりも大きくなる。この場合も、上述と同様に連動
プーリ63の回動角θ₄は、連動プーリ43の回転角よりも
小さくなる。

このように、各ロッド121、131と各連動プーリ43、63、
93の連結点のピッチ円径とオフセット角α₁、α₂とを適
宜選択することにより、無人搬送車11の旋回半径に応じ
た内輪差による内側の死角域および外側の過剰検出範囲
を低減させることができる。

なお、本考案は、前輪１輪操舵の無人搬送車に限らず、
２輪操舵無人搬送車、差動輪方式の無人搬送車、前後左
右移動可能な無人搬送車にも適用可能である。

〔考案の効果〕

本考案の搬送車の障害物検出装置によれば、駆動力伝達
手段を介して第１の回動部に取付けられた非接触障害物
検出センサの動きを無人搬送車の操舵機構と連動させる
ようにしたので、走行路面の曲線部外側の誤検出域を大
幅に減少させることができる。その結果、走行路面に障
害物がある場合は、確実に搬送車を自動停止させること
ができ、かつ誤検出域が減少する分だけ搬送車の経路付
近のスペースを有効利用することができる。

また、第１の回動部と各第２の回動部とを連結手段を介
して連結させているので、搬送車の旋回時には、旋回方
向側の第２の回動部の回動角は第１の回動部の回動角よ
りも大きくなり、さらにセンサの検出範囲を内側に向け
ることが可能となる。したがって、死角域の検知能力が
１個のセンサによる障害物検出の場合に比べて著しく改
善され、走行時における安全性を大幅に高めることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例に係る無人搬送車の障害物
検出装置の要部拡大平面図、 第２図は第１図の装置における各連動プーリの連結状態
を示す概略平面図、 第３図は第１図の装置が搭載される無人搬送車の平面
図、 第４図は第３図の側面図、 第５図は第４図の正面図、 第６図は第１図の装置における特定の連動プーリ近傍の
断面図、 第７図は第１図の装置における進行方向右側の連動プー
リ近傍の断面図、 第８図は第３図の無人搬送車の走行状態を示す平面図、 第９図は本考案の第２実施例に係る無人搬送車の障害物
検出装置の要部拡大平面図、 第10図は実願昭62−110684号に記載されている無人搬送
車の走行状態を示す平面図、 である。 11……搬送車（無人搬送車） 25……フロントスピンドルシャフト（操舵機構） 29……サーボモータ 41……第１の回動部 47、48……駆動力伝達手段（フレキシブルワイヤ） 58a、58b、58c……非接触障害物検出センサ 61、91……第２の回動部 71、101……連結手段（フレキシブルワイヤ） 121、131……連結手段（ロッド）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】搬送車の進行方向前部に、水平方向に回動
   可能な第１の回動部を配設するとともに、該第１の回動
   部をはさんで搬送車の走行方向左右に水平方向に回動可
   能な第２の回動部をそれぞれ配設し、該各回動部に進行
   方向前方の障害物を非接触で検出する非接触障害物検出
   センサを取付け、前記第１の回動部と搬送車の操舵機構
   とを駆動力伝達手段を介して連動させ、該第１の回動部
   と左右の第２の回動部とを、搬送車の旋回時に旋回方向
   側の第２の回動部の旋回方向の回動角を第１の回動部の
   回動角よりも大とする連結手段を介して連結させたこと
   を特徴とする搬送車の障害物検出装置。