(57)【要約】【課題】それ自体が安定姿勢で走行することができるように改良された無人車の駆動ユニットを提供する。【解決手段】フレーム１０の前側下部には、前輪を構成する左右各１個ずつの駆動輪２１と、該駆動輪２１を駆動する左右各１個ずつの電動モータ２２を設け、後側下部には左右各１個ずつの従動輪１６を設けて、フレーム１０を水平姿勢に支持して走行できる構成とする。フレーム１０の後側下部における左右の従動輪１６間にはコントローラ収容室１１を形成し、フレーム１０の中央下部における従動輪１６と駆動輪２１との間にはバッテリ収容室１２を形成する。左右の駆動輪２１は電動モータ２２と共に旋回軸２５を介してフレーム１０に水平回転可能に支持されており、左側駆動輪と右側駆動輪の回転数の差によって操舵が行われる構成とした。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームと、該フレームの一側に配置され、電動モータおよび該電動モータによって駆動される駆動輪を有する駆動部と、前記フレームの他側に配置された従動輪とを備えており、前記フレームが前記駆動輪と従動輪とによって所定姿勢に支持される構成であることを特徴とする無人車の駆動ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の無人車の駆動ユニットであって、前記従動輪は、左右各１個ずつ備えられ、前記駆動部は、左右各１個ずつの前記駆動輪と、それぞれの駆動輪を駆動する前記電動モータとを備えるとともに、前記フレームの下部に鉛直方向を軸線方向とする旋回軸を介して水平回転可能に装着された支持部材で支持されており、前記左側駆動輪と右側駆動輪の回転数の差によって前記旋回軸を中心に前記駆動部が水平回転することで操舵が行われる構成としたことを特徴とする無人車の駆動ユニット。
【請求項３】
請求項１または２に記載の無人車の駆動ユニットであって、前記フレームは、該フレームの上面よりも下方に、前記電動モータを駆動するモータ駆動装置を収容する収容室を備えていることを特徴とする無人車の駆動ユニット。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の無人車の駆動ユニットであって、前記駆動部には、床面に敷設された誘導用電線を検出して該誘導用電線に沿って駆動ユニットを走行させる検出部が備えられていることを特徴とする無人車の駆動ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば工場内、倉庫内等の床面に敷設した誘導用電線を検出して該誘導用電線に沿って走行するように構成されている無人車の駆動ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
無人車は、大別して台車と駆動ユニットとから構成されている。駆動ユニットは、少なくとも駆動源としての電動モータ、その電動モータで駆動される駆動輪とを備えたユニット構造であり、さらには電源としてのバッテリおよび走行用コントローラ等が組み付けられることもある。このような駆動ユニットを４輪の車輪付き搬送台車に組み付けることで無人車が構成されている。このような構成の無人車は、例えば、特許文献１に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
登録実用新案第３０１３７１６号公報（段落番号（００１４）図３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の駆動ユニットは、それ自体が安定して自走することができない、つまり自走機能を有しないものであり、台車の下部に組み付け、台車の４輪で安定姿勢を得るものである。このため、適用範囲に制約があり、汎用性が低いという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、それ自体が安定姿勢で走行することができるように改良された無人車の駆動ユニットを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明に係る無人車の駆動ユニットは、特許請求の範囲の請求項１〜４に記載の通り構成した。
請求項１に記載の無人車の駆動ユニットにおいては、フレームと、該フレームの一側に配置され、電動モータおよび該電動モータによって駆動される駆動輪を有する駆動部と、フレームの他側に配置された従動輪とを備えており、フレームが駆動輪と従動輪とによって所定姿勢に支持される構成であることを特徴としている。このように、請求項１の発明では、駆動ユニット自体に電動モータによって駆動される駆動輪および従動輪を備えさせ、それら駆動輪と従動輪とによってフレームを所定姿勢に支持する構成としたことにより、駆動輪を駆動して安定姿勢で自走することができる。このように、駆動ユニットが自走機能を有することにより、その適用範囲を広げることが可能になる。例えば、フレームに荷台を取り付けることで荷物の搬送台車として使用でき、また、連結器を介して台車に連結することで牽引車として使用することができる。
【０００７】
請求項２に記載の無人車の駆動ユニットでは、従動輪は、左右各１個ずつ備えられ、駆動部は、左右各１個ずつの駆動輪と、それぞれの駆動輪を駆動する電動モータとを備えるとともに、フレームの下部に鉛直方向を軸線方向とする旋回軸を介して水平回転可能に装着された支持部材で支持されており、左側駆動輪と右側駆動輪の回転数の差によって旋回軸を中心に駆動部が水平回転することで操舵が行われる構成としたことを特徴としている。
このような構成の請求項２の発明によれば、フレームは前後４輪で支持されるため、より安定した姿勢での自走が可能となり、駆動部が旋回軸を回転中心として回動するので、左側駆動輪と右側駆動輪の回転数の差により操舵し、カーブを滑らかに曲がることができる。
【０００８】
請求項３に記載の無人車の駆動ユニットでは、フレームは、該フレームの上面よりも下方に、電動モータを駆動するモータ駆動装置を収容する収容室を備えていることを特徴としている。ここで、モータ駆動装置とは、モータ電源としてのバッテリとモータ制御用のコントローラとを合わせたものをいう。したがって、請求項３の発明によれば、モータ駆動装置がフレームの下部に配置されることでフレーム上面に広い空きスペースが確保され、活用範囲が広がる。また、モータ駆動装置は重量物であることから、駆動ユニットの重心を中央に近づけ、かつ低重心とすることが可能となり、これにより、例えばフレーム上面に荷台を装着して搬送台車として使用する場合の前後安定度を向上できる。
【０００９】
請求項４に記載の無人車の駆動ユニットでは、駆動部には、床面に敷設された誘導用電線を検出して該誘導用電線に沿って駆動ユニットを走行させる検出部が備えられていることを特徴としている。したがって、請求項４の発明によれば、例えば、工場や倉庫等において、誘導用電線が敷設された所定の走行路に沿って駆動ユニットを走行することができる。
【００１０】
【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いて説明する。図１は本実施の形態に係る無人車の駆動ユニットを示す側面図、図２は平面図である。また、図３は駆動輪を示す正断面図、図４は検出部の正面図である。図１および図２に示すように、本実施の形態に係る駆動ユニット１は、平面視で前後方向に長い長方形状に枠組みされたフレーム１０を有しており、そのフレーム１０の前側下部には駆動部２０が配置され、後側下部には従動輪１６およびコントローラ１４が配置され、中央下部にはバッテリ１５が配置されている。
【００１１】
駆動部２０は、前輪を構成する左右各１個ずつの駆動輪２１と、該駆動輪２１を駆動する左右各１個ずつの電動モータ２２とを主要な構成部材として構成されており、フレーム１０の前側に固着された駆動部支持鉄板１３によって支持されている。駆動輪２１は車軸２３によって支持され、電動モータ２２はモータ受け２４によって支持されており、それら車軸２３とモータ受け２４は、旋回軸２５を介して駆動部支持鉄板１３の下面側に取り付けられている。旋回軸２５は上端部が軸受２６を介してフレーム１０の左右方向（幅方向）中央部で車軸２３の鉛直投影線上に水平回転可能に支持されて下方へ延びている。すなわち、旋回軸２５はフレーム１０に対して軸心方向が鉛直方向となるように装着されており、それに車軸２３とモータ受け２４がそれぞれ固着されている。
【００１２】
図３に示すように、車軸２３は、旋回軸２５の上下方向中程に固着されて左右方向に水平に延びており、それに駆動輪２１が軸受２１ａを介して回転可能に取り付けられている。モータ受け２４は、図１に示すように、旋回軸２５の下端部に固着されて前後方向に水平に延びており、前後両端部上に電動モータ２２が固定されている。電動モータ２２の出力軸には駆動用チェーンホイール２２ａが取り付けられ、駆動輪２１のホイール２１ｂには従動用チェーンホイール２１ｃが一体に形成あるいは固着されており、これら両チェーンホイール２２ａ，２１ｃにチェーン２７が掛けられている。すなわち、左側の駆動輪２１と右側の駆動輪２１は対応する電動モータ２２からチェーン伝動機構を介して個々に回転される独立駆動方式とされている。上記の車軸２３およびモータ受け２４によって本発明でいう支持部材が構成されている。
【００１３】
また、駆動部２０には、例えば工場や倉庫等の床面に敷設された誘導用電線を検出して該誘導用電線に沿って駆動ユニット１を走行させるための検出部３０が備えられている。この検出部３０はブラケット３１を介してモータ受け２４の前端部に取り付けられている。検出部３０は、図４に示すように、誘導用電線に低周波電流を流して形成される磁界を検出する左右一対の走行用検出センサ３２のほか、誘導走行路の近傍に設置された停止用磁気テープを検出する停止用検出センサ３３、増速用磁気テープあるいは減速用磁気テープを検出する減減速用センサ３４等から構成されている。
【００１４】
左右の走行用検出センサ３２は誘導用電線によって形成される磁界の強さを検出し、それに基づきコントローラ１４を経て左右の電動モータ２２の回転数が制御される。左右の走行用検出センサ３２によって検出される磁界の強さが同じであれば、左右の駆動輪２１が同一回転数で回転されることになり、このときは駆動ユニット１が直線走行する。例えば左側の走行用検出センサ３２によって検出される磁界の強さが、右側の走行用検出センサ３２によって検出される磁界の強さよりも強ければ、左側の電動モータ２２の回転数が右側の電動モータ２２の回転数よりも低くなり、このときは駆動ユニット１が左にカーブする。すなわち、駆動ユニット１は、左側駆動輪２１と右側駆動輪２１の回転数の差によって操舵される構成である。この操舵時において、駆動部２０の全体が旋回軸２５を回転中心として水平回転されることで、駆動ユニット１は円滑にしてかつ小さい旋回半径で旋回することができる。このようにして、駆動ユニット１は、工場や倉庫等において、誘導用電線が敷設された所定の走行路に沿って走行することができる。
【００１５】
なお、図１および図２に示すように、駆動部２０の旋回角度を制限するために、旋回軸２５の上端部には水平方向に延びるストッパアーム２８が固着されており、これに対応して駆動部支持鉄板１３の上面には左右２本のストッパピン１３ａ，１３ｂが所定間隔を置いて立設されている。ストッパアーム２８は旋回軸２５と共に回転し、図２に二点鎖線で示すように、ストッパピン１３ａ，１３ｂに当接することでそれ以上の回動が規制される。本実施の形態では、駆動部２０の旋回角度θは約１４０度に設定されている。
【００１６】
左右各１個ずつの従動輪１６は、後輪を構成するものであり、フレーム１０の後側下部に固着されたヨーク（ホイールブラケット）１６ａに支軸１６ｂを介して回転可能に取り付けられている。すなわち、従動輪１６は転動方向が前後方向となるように固定された、いわゆる固定キャスターである。フレーム１０の後側下部でかつ左右の従動輪１６間には、コントローラ１４を収容するコントローラ収容室１１が形成されている。このコントローラ収容室１１は、鉄板を折り曲げてあるいは接合することで上面を開放した箱型に形成されており、その中にコントローラ１４が収容されている。
また、フレーム１０の中央下部でかつ駆動部２０と従動輪１６との間には、バッテリ１５を収容するバッテリ収容室１２が形成されている。このバッテリ収容室１２は、鉄板を折り曲げてあるいは接合することで上面を開放した箱型に形成され、その中にバッテリ１５が収容されている。そして、コントローラ収容室１１およびバッテリ収容室１２の上面には、通常時にはコントローラ１４、バッテリ１５を保護し、保守点検等のサービス作業時には開閉可能なあるいは着脱可能なカバーが設けられる。なお、カバーの設置箇所は、上面に限らず、後面あるいは側面であってもよい。上記のモータ電源であるバッテリ１５と、モータ制御用のコントローラ１４とを合わせたものが本発明でいうモータ駆動装置に対応し、バッテリ収容室１２とコントローラ１４が本発明でいう収容室に対応する。
【００１７】
上述したように、本実施の形態では、駆動ユニット１自体に電動モータ２２によって駆動される左右各１個ずつの駆動輪２１に加え、左右各１個ずつの従動輪１６を備えた構成とし、それら駆動輪２１と従動輪１６とによってフレーム１０を水平姿勢に支持している。このため、駆動輪２１を駆動するとともに、前述した検出部３０の各種センサによる検出信号に基づき、また左右の駆動輪２１の回転数制御に基づき操舵することで、駆動ユニット１を安定姿勢で走行することができる。
【００１８】
すなわち、本実施の形態に係る駆動ユニット１は、自走機能を備えたユニットであり、例えば図５および図６の模式図に示すような形態で使用することができる。図５は駆動ユニット１の上部に荷台（あるいは箱）等のアタッチメント４１を取り付けた場合を示しており、このときは搬送台車として使用することができる。また、図６は駆動ユニット１にブラケット４２を取り付け、そのブラケット４２に連結具４３を介して台車４４を連結した場合を示しており、このときは、牽引車として使用することができる。このように、本実施の形態に係る駆動ユニット１によれば、従来に比べてその適用範囲を広げることが可能になる。なお、駆動ユニット１の用途は、上記の搬送台車、牽引車に止まらず、例えばゴルフ場の電動カートに適用することが可能である。
【００１９】
この場合、本実施の形態では、フレーム１０の下部にコントローラ１４を収容するコントローラ収容室１１と、バッテリ１５を収容するバッテリ収容室１２を形成したので、フレーム１０の上面を広く使うことができ、例えば図５に示した搬送台車に適用したときは、広い荷台面を構成することができる。また、重量物であるバッテリ１５をフレーム１０の中央下部に配置したことにより、駆動ユニット１の重心を中央部に近づけ、かつ低重心とすることが可能となり、これにより、駆動ユニット１の前後安定度を向上できる。
【００２０】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更することが可能である。
例えば、実施の形態では、前輪として左右各１個ずつの駆動輪２１を備えた構成としたが、駆動輪を１個として３輪式の駆動ユニットを構成してもよい。その場合、駆動輪をフレームに対して旋回軸を介して旋回可能に取り付け、その旋回軸を操舵用の電動モータによって回転させて操舵を行うように構成することができる。
また、左右各１個ずつの駆動輪２１を用いる場合において、左右の駆動輪を１つの電動モータで駆動する構成となし、操舵については、上記の３輪式の場合と同様、操舵用電動モータを設置し、その操舵用電動モータで駆動輪を支持する旋回軸を水平回転させて行う構成に変更することが可能である。
【００２１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、それ自体が安定姿勢で走行することができる無人車の駆動ユニットを提供することができる。その結果、駆動ユニットを荷役用の各種機器と組み合わせて広範囲に使用することが可能となり、汎用性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る無人車の駆動ユニットを示す側面図である。
【図２】同じく平面図である。
【図３】駆動輪の正断面図である。
【図４】検出部の正面図である。
【図５】駆動ユニットの使用例を説明する模式図である。
【図６】駆動ユニットの使用例を説明する模式図である。
【符号の説明】
１…駆動ユニット
１０…フレーム
１１…コントローラ収容室
１２…バッテリ収容室
１３…駆動部支持鉄板
１４…コントローラ
１５…バッテリ
１６…従動輪
２０…駆動部
２１…駆動輪
２２…電動モータ
２３…車軸（支持部材）
２４…モータ受け（支持部材）
２５…旋回軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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