JPH11301508A - 無人搬送車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スイッチバック動作時又は横行動作時に、機
台が振られず、また、大きな走行駆動トルクを要しない
構造の無人搬送車を提供する。 【解決手段】 走行と操舵とを行う駆動輪と、回転軸２
３と転回軸２４とをオフセットして備えた２輪式の従動
輪２１とを機台５１に取り付けた無人搬送車において、
従動輪２１は回転軸２３の中心Ｐ上に位置する転回軸３
４を介して機台５１に転回自在に取り付け、スイッチバ
ック動作時又は横行動作時には、その動作に入る前に、
転回モータ４２により転回軸３４を中心にして従動輪２
１を１８０°又は９０°転回させるよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は無人搬送車に関し、
スイッチバック動作や横行動作を行う無人搬送車に適用
して有用なものである。

【０００２】

【従来の技術】無人搬送車には、スイッチバック動作
（前進から後進への切り替え動作又は後進から前進の切
り替え動作）や横行動作を行うものがある。図３はこの
ようなスイッチバック動作や横行動作を行う無人搬送車
の代表的な車輪配置例を示す説明図である。

【０００３】図３（ａ）に示す無人搬送車１では、２つ
の駆動輪３が機台２の前部左側と後部右側とに対角配置
され、２つの従動輪４が機台２の前部右側と後部左側と
に対角配置されている。また、図３（ｂ）に示す無人搬
送車１１では、２つの駆動輪３が機台２の前部中央と後
部中央とに配置され、２つの従動輪４が機台２の中央部
の左右両側に配置されて各従動輪４の回転軸が同一軸上
に位置するようになっている。

【０００４】駆動輪３は、図示しない駆動ユニットの走
行モータとステアリングモータとを制御することによっ
て、走行駆動と操舵とが行われるようになっている。一
方、従動輪４はフリーキャスターであり、図４及び図５
に示すように構成されている。なお、図４は従動輪の斜
視図、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は従動輪の平面図、
側面図及び後面図である。

【０００５】図４及び図５に示すように、従動輪４は、
２つの車輪５ａ，５ｂを有する２輪式のものであり、車
輪５ａ，５ｂが水平な回転軸６に回転自在に支持される
と共に、車輪５ａ，５ｂと回転軸６とが一体的に垂直な
転回軸７に支持されて転回自在となっている。そして、
回転軸６と転回軸７は、駆動輪３によって決定される無
人搬送車１，１１（図３参照）の進行方向に追従して従
動輪４が自在に転回・回転動作を行うことができるよう
に、オフセットされた構造となっている。即ち、図５
（ｂ）に示すように、回転軸６と転回軸７とは、図中左
右方向にオフセット量ｃだけ離れている。また、図中の
８は転回軸７を回転自在に支持する固定部であり、従来
は、この固定部８が機台２（図３参照）に固定されてい
る。

【０００６】従って、上記の無人搬送車１，１１では、
走行モータによって回転駆動される駆動輪３の回転方向
を切り替えることにより、スイッチバック動作を行う。
即ち、図３中に矢印で示すように、前進（矢印Ａ）から
後進（矢印Ｂ）への切り替え動作や、後進から前進への
切り替え動作を行う。また、図３中に一点鎖線で示すよ
うに、ステアリングモータにより駆動輪３を９０°転回
させて横行動作を行う（矢印Ｃ又はＤ方向に走行す
る）。このとき従動輪４は、スイッチバック動作や横行
動作に追従して自在に転回・回転動作を行う。

【０００７】図６は従来の無人搬送車の前進時とスイッ
チバック動作時の従動輪の状態を示す説明図である。図
６（ａ）に示すように、無人搬送車１，１１が矢印Ａ方
向に前進しているときには、従動輪４は前進方向に対し
て転回軸７が前側になり、回転軸６（即ち車輪５ａ，５
ｂ）が後側になる（引っ張られる）。そして、スイッチ
バック動作（前進から後進への切り替え動作）を行うと
きには、従動輪４は図６（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す
ように動作する。

【０００８】即ち、無人搬送車１，１１が後進し始める
前は、図６（ｂ）に示すように、従動輪４は前進時と同
じ状態になっている。そして、無人搬送車１，１１が後
進し始めると、図６（ｃ）に示すように、従動輪４の車
輪５ａ，５ｂは走行面に接地しているため、その場で相
互に逆回転をして向きを変え、機台２に固定されている
固定部８が矢印Ｈのように旋回することになる。その結
果、機台２（図３参照）が左右に振られて（揺れて）蛇
行することになる。その後、図６（ｄ）に示すように、
従動輪４は１８０°転回して、前進時と同様に、後進方
向（矢印Ｂ方向）に対して転回軸７が前側になり、回転
軸６（即ち車輪５ａ，５ｂ）が後側になる。

【０００９】また、横行動作時には、従動輪４は９０°
転回するが、このときにもスイッチバック動作時と同様
に機台２が振られることになる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
無人搬送車１，１１では、従動輪４にはその構造的な必
要性により必ずオフセット量ｃが存在するため、スイッ
チバック動作時や横行動作時に機台２が振られてしま
う。しかも、従動輪４の転回するタイミングは走行面の
状態に影響されるため、スイッチバック動作時や横行動
作時に、いつ、どこで従動輪４が転回するか（即ち機台
２が振られるか）がわからない。このため、無人搬送車
１，１１を工場等のシステムに適用した場合、搬送しよ
うとするワークと無人搬送車１，１１との位置決め等に
問題が生じることがある。

【００１１】また、従動輪転回時には、従動輪４が通常
のころがり抵抗からすべり摩擦抵抗になるため、大きな
走行駆動トルクが必要となる（通常の走行駆動トルクに
比べて従動輪転回時には２〜３倍の走行駆動トルクが必
要となる）。このことから、従動輪転回のために、大き
な走行モータが必要となる。

【００１２】従って本発明は上記従来技術に鑑み、スイ
ッチバック動作時又は横行動作時に、機台が振られず、
また、大きな走行駆動トルクを要しない構造の無人搬送
車を提供することを課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第１
発明の無人搬送車は、走行と操舵とを行う駆動輪と、回
転軸と第１転回軸とをオフセットして備えた従動輪とを
機台に取り付けた無人搬送車において、前記従動輪は前
記回転軸の中心上に位置する第２転回軸を介して前記機
台に転回自在に取り付け、スイッチバック動作時又は横
行動作時には、その動作に入る前に、転回駆動手段によ
り前記第２転回軸を中心にして前記従動輪を１８０°又
は９０°転回させるよう構成したことを特徴とする。

【００１４】従って、この第１発明の無人搬送車によれ
ば、スイッチバック動作時又は横行動作時には、その動
作に入る前に、転回駆動手段により、従動輪の回転軸の
中心上に位置する第２転回軸を中心にして従動輪を１８
０°又は９０°転回させるため、従来のような従動輪転
回のための大きな走行駆動トルクは不要になり、また、
走行中に従動輪が転回して機台が振られることはなく、
更には、転回駆動手段による従動輪転回時にも機台が振
られることはない。

【００１５】また、第２発明の無人搬送車は、第１発明
の無人搬送車において、前記従動輪は２輪式のものであ
ることを特徴とする。

【００１６】従って、この第２発明の無人搬送車によれ
ば、従動輪は２輪式のものであるため、従動輪転回時に
は、前記２輪が相互に逆回転してスムーズに転回するこ
とができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。なお、本発明は従動輪の転回
機構に工夫を施したものであるため、以下では、この点
について詳細に説明し、無人搬送車の全体的な構成（駆
動輪と従動輪の配置等）については従来と同様として説
明及び図示を省略する。

【００１８】図１（ａ）、（ｂ）は本発明の実施の形態
に係る無人搬送車の従動輪転回機構の平面図及び断面図
である。また、図２は前記無人搬送車の前進時とスイッ
チバック動作時の従動輪等の状態を示す説明図である。

【００１９】＜構成＞図１に示すように、従動輪２１
は、転回機構３１の転回軸３４を介して機台５１に取り
付けられている。従動輪２１は図４等に示す従来の従動
輪４と同様のものである。即ち、従動輪２１は、２つの
車輪２２ａ，２２ｂを有する２輪式のものであり、車輪
２２ａ，２２ｂが水平な回転軸２３に回転自在（矢印Ｅ
参照）に支持されると共に、車輪２２ａ，２２ｂと回転
軸２３とが一体的に垂直な第１の転回軸２４に支持され
て転回自在（矢印Ｆ参照）となっている。そして、回転
軸２３と転回軸２４は、図示しない駆動輪によって決定
される無人搬送車の進行方向に追従して従動輪２１が自
在に転回・回転動作を行うことができるように、オフセ
ット（オフセット量ｃ）された構造となっている。ま
た、図中の２５は転回軸２４を回転自在に支持する固定
部である。

【００２０】なお、従動輪２１は、市販のもの（カタロ
グ品のフリーキャスタ）を適宜選択して用いることがで
き、そのオフセット量ｃはそれぞれのカタログ品ごとに
設定されている。

【００２１】転回機構３１は、転回軸部３２と、転回駆
動手段である転回駆動モータユニット３３とから構成さ
れている。転回軸部３２では、垂直な第２の転回軸３４
がベアリング３６を介してハウジング３５に回転自在に
支持されており、このハウジング３５が機台３１に固定
されている。また、転回軸３４の下端部にはスプロケッ
ト３７が固定されており、このスプロケット３７に従動
輪２１の固定部２５が固定されている。そして、転回軸
３４は従動輪２１の回転軸２３の中心Ｐ上に位置してお
り、転回軸部３２の軸芯と車輪２２ａ，２２ｂの軸芯と
が一致している。

【００２２】一方、転回駆動モータユニット３３では、
転回モータ４２が支持部４４に支持されており、この支
持部４４が機台５１に固定されている。転回モータ４２
の回転軸は図示しないギヤ等の伝達手段を介してスプロ
ケット４３に連結されており、このスプロケット４３と
転回軸部側のスプロケット３７とがチェーン３９を介し
て連結されている。即ち、転回モータ４２の駆動力が、
チェーンユニット４５（チェーン３９、スプロケット３
７，４３）を介して転回軸３４に伝達されるようになっ
ている。このとき、従動輪２１は転回軸３４と共にその
場で転回軸３４を中心にして転回する（矢印Ｇ参照）。

【００２３】また、転回軸部側のハウジング３５の外周
には、４つの近接スイッチ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４
０ｄが支持部４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄを介して
９０°ごとに固定されている。即ち、２つの近接スイッ
チ４０ａ，４０ｃは機台５１の前後方向に位置し、他の
２つの近接スイッチ４０ｂ，４０ｄは機台５１の幅方向
に位置している。従動輪２１の９０°と位置の４点（前
後左右）をとるために、このように４つの近接スイッチ
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄが配置されており、こ
れらの近接スイッチ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄに
よって従動輪２１がどの位置かを認識できる。

【００２４】一方、スプロケット３７には位置決め用の
マーカとして、ボルト３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ
が近接スイッチ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄにそれ
ぞれ対応させて取り付けられており、このらのボルト３
８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄが近接スイッチ４０ａ，
４０ｂ，４０ｃ，４０ｄの下方にくると、近接スイッチ
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄがボルト３８ａ，３８
ｂ，３８ｃ，３８ｄをそれぞれ検知してＯＮするように
なっている。なお、図１は無人搬送車が矢印Ｉ方向に前
進しているときの状態を示しており、このときには２つ
のボルト３８ａ，３８ｃが機台５１の前後方向に位置
し、他の２つのボルト３８ｂ，３８ｄが機台５１の幅方
向に位置するようになっている。

【００２５】図示しない制御装置では、近接スイッチ４
０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄの検出信号に基づいて、
従動輪２１をスイッチバック動作時には１８０°転回さ
せ、横行動作時には９０°転回させるよう転回モータ４
２の回転を制御する。

【００２６】＜作用・効果＞本実施の形態に係る無人搬
送車の作用・効果を図２に基づいて説明する。

【００２７】図２（ａ）には矢印Ｉ方向への前進動作が
終了して無人搬送車が停止したときの状態を示す。この
ときには、従動輪２１は前進方向に対して転回軸２４が
前側になり、回転軸２３（即ち車輪２２ａ，２２ｂ）が
後側になっている。

【００２８】そして、スイッチバック動作（例えば前進
から後進への切り替え動作）を行うときには、その動作
に入る前に、制御装置からの制御信号に基づいて転回モ
ータ４２を作動させる。転回モータ４２が作動すると、
図２（ｂ）に示すように、従動輪２１は転回軸３４と共
にその場で転回軸３４を中心にして転回する。

【００２９】従動輪２１（スプロケット３７）が９０°
転回して図２（ｂ）の状態になると、近接スイッチ４０
ａではボルト３８ｄを検出し、他の近接スイッチ４０
ｂ，４０ｃ，４０ｄでもボルト３８ａ，３８ｂ，３８ｃ
をそれぞれ検出する。その後、更に転回モータ４２が作
動して、図２（ｃ）に示すように、従動輪２１（スプロ
ケット３７）が１８０°転回すると、近接スイッチ４０
ａではボルト３８ｃを検出し、他の近接スイッチ４０
ｂ，４０ｃ，４０ｄでもボルト３８ｄ，３８ａ，３８ｂ
をそれぞれ検出する。そして、このときの近接スイッチ
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄの検出信号に基づい
て、制御装置では転回モータ４２を停止させる。

【００３０】かくして、従動輪２１は後進方向（矢印Ｊ
方向）に対して転回軸２４が前側になり、回転軸２３
（即ち車輪２２ａ，２２ｂ）が後側となる。その後、無
人搬送車は、図示しない走行モータによって図示しない
駆動輪を回転駆動することにより、後進し始める。後進
から前進へ切り替える場合にも、上記と同様である。

【００３１】また、横行動作時には、転回モータ４２に
よって従動輪２１を９０°転回させた時点で、近接スイ
ッチ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄの検出信号に基づ
いて転回モータ４２を停止させ、その後、横行を開始す
る。

【００３２】なお、従動輪２１を１８０°又は９０°転
回させて走行（後進、前進又は横行）を開始した後は、
従動輪２１にはフリーキャスタとしての本来の動作であ
る自在転回（転回軸２４を中心とする転回）が生じ、無
人搬送車の走行制御が可能となる。つまり、フリーキャ
スタの機能がないと、従動輪２１の旋回制御が必要にな
ってしまうが、フリーキャスタの機能を有するため、そ
の必要はない。

【００３３】以上のように、本実施の形態に係る無人搬
送車によれば、スイッチバック動作時や横行動作時に
は、その動作（後進、前進又は横行）に入る前に、転回
モータ４２により転回軸３４を中心にして従動輪２１を
１８０°又は９０°転回させるため、従来のような従動
輪転回ための大きな走行駆動トルクは不要になり、走行
モータを小さくすることができる。しかも、従来のよう
に、いつ、どこで従動輪が転回するか（即ち機台が振ら
れるか）がわからないためにワークと無人搬送車との位
置決め等に問題が生じるということもなく、通常の制御
アルゴリズムを用いて無人搬送車を制御することができ
る。

【００３４】しかも、転回軸３４が従動輪２１の回転軸
２３の中心Ｐ上に位置しているため、従動輪２１の車輪
２２ａ，２２ｂは回転軸２３の中心Ｐを中心として（即
ち転回軸３４を中心として）相互に逆回転しながらその
場で１８０°又は９０°転回する。このため、従動輪転
回時に機台５１が振られることもない。実際には車輪２
２ａ，２２ｂと転回軸部３２の軸芯が多少ずれることも
考えられるが、この場合にも機台５１はほとんど振れ
ず、実用的には問題はない。

【００３５】なお、上記では、２輪式の従動輪２１を用
いているが、必ずしもこれに限定するものではなく、１
輪式の従動輪を用いてもよい。但し、１輪式の従動輪を
用いた場合には、転回時に、車輪が走行面との接地点を
軸して回転することになるため、転回モータ４２には、
このときのすべり摩擦抵抗に対応した大きな転回駆動ト
ルクが必要になる。これに対して、２輪式の従動輪２１
を用いた場合には、上記のように車輪２２ａ，２２ｂが
相互に逆回転してスムーズに転回するため、転回モータ
４２を小さくすることができる。

【００３６】また、上記では、近接スイッチ４０ａ，４
０ｂ，４０ｃ，４０ｄによって従動輪２１の転回位置を
検出しているが、これに限定するものではなく、他の検
出検手段によって従動輪２１の転回位置を検出するよう
にしてもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上、発明の実施の形態と共に具体的に
説明したように、第１発明の無人搬送車によれば、スイ
ッチバック動作時又は横行動作時には、その動作に入る
前に、転回駆動手段により、従動輪の回転軸の中心上に
位置する第２転回軸を中心にして従動輪を１８０°又は
９０°転回させるため、従来のような従動輪転回のため
の大きな走行駆動トルクは不要になり、走行モータを小
さくすることができる。しかも、従来のように、いつ、
どこで従動輪が転回するか（即ち機台が振られるか）が
わからないためにワークと無人搬送車との位置決め等に
問題が生じるということもなく、通常の制御アルゴリズ
ムを用いて無人搬送車を制御することができる。更に
は、転回駆動手段による従動輪転回時にも機台が振られ
ることはない。

【００３８】また、第２発明の無人搬送車によれば、従
動輪は２輪式のものであるため、従動輪転回時には、前
記２輪が相互に逆回転してスムーズに転回することがで
きる。このため、転回駆動手段は、大きな転回駆動トル
クが不要となり、小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の実施の形態に係る無人搬送車
の従動輪転回機構の平面図、（ｂ）は前記従動輪転回機
構の断面図である。

【図２】前記無人搬送車の前進時とスイッチバック動作
時の従動輪等の状態を示す説明図である。

【図３】スイッチバック動作や横行動作を行う無人搬送
車の代表的な車輪配置例を示す説明図である。

【図４】従動輪の斜視図である。

【図５】（ａ）は従動輪の平面図、（ｂ）は従動輪の側
面図、（ｃ）は従動輪の後面図である。

【図６】従来の無人搬送車の前進時とスイッチバック動
作時の従動輪の状態を示す説明図である。

【符号の説明】

２１ 従動輪 ２２ａ，２２ｂ 車輪 ２３ 回転軸 ２４ 転回軸 ２５ 固定部 ３１ 転回機構 ３２ 転回軸部 ３３ 転回駆動モータユニット ３４ 転回軸 ３５ ハウジング ３６ ベアリング ３７ スプロケット ３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ ボルト ３９ チェーン ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ 近接スイッチ ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ 支持部 ４２ 転回モータ ４３ スプロケット ４４ 支持部 ４５ チェーンユニット ５１ 機台

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行と操舵とを行う駆動輪と、回転軸と
   第１転回軸とをオフセットして備えた従動輪とを機台に
   取り付けた無人搬送車において、 前記従動輪は前記回転軸の中心上に位置する第２転回軸
   を介して前記機台に転回自在に取り付け、 スイッチバック動作時又は横行動作時には、その動作に
   入る前に、転回駆動手段により前記第２転回軸を中心に
   して前記従動輪を１８０°又は９０°転回させるよう構
   成したことを特徴とする無人搬送車。
2. 【請求項２】 請求項１に記載する無人搬送車におい
   て、 前記従動輪は２輪式のものであることを特徴とする無人
   搬送車。