(57)【要約】【課題】２つの車輪の回転角度の制御を１つのリニアアクチュエータで行う舵取装置を提供する。【解決手段】駆動車輪１６と、駆動車輪１６を支持する支持部材（３４，３８，４０，４２，４４，４６，４８）と、支持部材が回転自在に取付けられる固定軸３２とを夫々２つ備える舵取装置において、２つの支持部材に、自身の回転に応じて支持部材を回転させる回転ギヤ１０を夫々取付け、リニアアクチュエータ２０によって軸長方向に移動されるスライド軸１２の歯部を２つの回転ギヤ１０と噛合させ、スライド軸１２を移動して２つの回転ギヤ１０を回転し、２つの駆動車輪１６の向きを夫々同じ角度だけ変える。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪と、車輪を支持する支持部材と、支持部材が回転自在に取付けられる支持軸とを夫々２つ備え、２つの支持部材を夫々支持軸回りに回転して２つの車輪の向きを変える舵取装置において、
自身の回転に応じて２つの支持部材を夫々回転させる２つの歯車と、
２つの歯車と噛合される歯部を有する移動軸と、
移動軸を軸長方向に移動するリニアアクチュエータと
を備え、移動軸を移動して２つの歯車を回転し、２つの車輪の向きを変えるように構成されていることを特徴とする舵取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輪の舵取装置に関し、特に２つの車輪の向きを変える舵取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工場又は倉庫内を走行する無人搬送車は、駆動モータによって駆動されると共に操舵モータによって向き（操舵角度）が調整される駆動車輪と、走行方向に応じて向きが自由に変化する従動車輪とを備える。多くの場合、２つの駆動車輪と、２つ以上の従動車輪とを備えている。無人搬送車は、２つの駆動車輪の向きを夫々操舵モータで制御し、走行方向を調整している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、２つの駆動車輪の向きは、夫々の操舵モータによって別々に制御されるため、２つの操舵モータ間において、駆動車輪の操舵角度の同期をとる必要がある。駆動車輪の向きの制御には、２つの操舵モータ間の同期が必要になるという問題があり、さらに、２つの操舵モータが必要になるという問題がある。
【０００４】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、移動軸の移動によって、２つの歯車を同じ回転角度だけ回転して２つの車輪の向きを変えることにより、２つの車輪の回転角度の制御を別々に行う必要を無くし、各車輪の向きの制御を容易に行うことができる舵取装置を提供することを目的とする。
【０００５】
また、本発明は、１つのリニアアクチュエータで移動軸を移動し、２つの歯車を回転して２つの車輪の向きを変えることにより、リニアアクチュエータを含む操舵に関係する部品数を削減することが可能な舵取装置を提供することを他の目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る舵取装置は、車輪と、車輪を支持する支持部材と、支持部材が回転自在に取付けられる支持軸とを夫々２つ備え、２つの支持部材を夫々支持軸回りに回転して２つの車輪の向きを変える舵取装置において、自身の回転に応じて２つの支持部材を夫々回転させる２つの歯車と、２つの歯車と噛合される歯部を有する移動軸と、移動軸を軸長方向に移動するリニアアクチュエータとを備え、移動軸を移動して２つの歯車を回転し、２つの車輪の向きを変えるように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明においては、支持部材は、歯車の回転に応じて回転する。例えば、支持軸回りに回転する歯車を支持部材に固定する。歯車は、移動軸の歯部と噛合されており、リニアアクチュエータが移動軸を軸長方向に移動した場合、移動軸の移動が歯部から歯車に伝達され、歯車は回転する。歯車の回転によって支持部材が回転し、車輪の向き（操舵角度）が変わる。移動軸の移動量に応じて、歯車の回転角度を調整し、車輪の向きを所定方向に合わせることができる。また、２つの歯車及び歯部の歯の形状を同じにした場合、移動軸の移動によって、２つの歯車を同じ回転角度だけ回転することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。本説明においては、無人搬送車の舵取装置を例にして説明を行う。
【０００９】
図１に、本発明に係る舵取装置の車輪部分の例を示す。無人搬送車底部３０には、円柱状の固定軸（支持軸）３２が固定されている。固定軸３２には、ボールベアリング３６により、円筒状の回転軸３４が固定軸３２回りに回転自在に取付けられている。また、回転軸３４には、固定軸３２が貫通された回転ギヤ（歯車）１０が固定されている。回転ギヤ１０は、回転軸３４と共に、固定軸３２回りに回転する。回転ギヤ１０は、図２（ａ）に示すように、歯部を有するスライド軸（移動軸）１２と噛合されている。スライド軸１２は、押えローラ１４により、歯部と回転ギヤ１０とが噛合するように押え付けられている。
【００１０】
また、回転軸３４には、対向する２つのサイドフレーム４０を有するベースフレーム３８が固定されている。ベースフレーム３８は円板形状をしており、円平面の一方は回転軸３４に固定され、他方にはサイドフレーム４０がほぼ垂直に固定されている。２つのサイドフレーム４０には、アームシャフト４２が貫通されており、アームシャフト４２の一端部には、アームシャフト４２の軸回りに回転自在に支持アーム４８が取付けられている。支持アーム４８には、駆動車輪（車輪）１６を支持及び駆動（回転）する駆動モータ４６が取付けられている。また、支持アーム４８とベースフレーム３８との間には、バネ４４が取付けられている。
【００１１】
回転軸３４、ベースフレーム３８、サイドフレーム４０、アームシャフト４２、バネ４４、駆動モータ４６、支持アーム４８は、固定軸３２回りに回転可能で、駆動車輪１６を支持する支持部材として機能する。以下、図２（ａ）に示した、回転ギヤ１０、駆動車輪１６、スライド軸１２及び押えローラ１４を、図２（ｂ）に示すように簡略して図示する。
【００１２】
スライド軸１２は、リニアアクチュエータにより、軸長方向に移動される。図３にリニアアクチュエータ２０の例を示す。スライド軸１２、１２は、レール２，２に沿って直線移動を行う移動体１の両端に連接されている。リニアアクチュエータ２０の底面には、磁石５，５，…が、レール２に沿って並べられている。
【００１３】
移動体１の例を図４に示す。移動体１は、磁石５，５，…とは逆側のレール２，２の傾斜面に接して移動体１を支持する主車輪２１，２１，…と、磁石５，５，…と同じ側の傾斜面に接して移動体１の移動を誘導する従車輪２２，２２とを備えている。移動体１は、磁石５，５，…に対向する位置に、コイル２５，２５，…及び鉄心２６と、コイル２５，２５，…へ電力を供給するケーブル４（図３に示す）とを備える。移動体１は、また、レール２，２の傾斜面に潤滑剤を塗布する潤滑部２７，２７を備える。
【００１４】
また、リニアアクチュエータ２０は、移動体１の位置および速度を検出する回転検出器２３を備えている。リニアアクチュエータ２０には、ベルト６がレール２，２に平行に張設されており、更に、ベルト６の振動を抑制するための裏板２９がベルト６に沿って設置されている。回転検出器２３は、ベルト６に接触しているプーリ２３ａを備えている。プーリ２３ａは、移動体１が移動するときにベルト６との摩擦により回転する。回転検出器２３は、プーリ２３ａの回転から移動体１の位置および速度を検出し、検出した位置および速度をケーブル４を介して外部へ出力する。
【００１５】
無人搬送車底部には、図５に示すように、２つの駆動車輪１６ａ，１６ｂと、２つの従動車輪５２ａ，５２ｂと、リニアアクチュエータ２０が取り付けられている。駆動車輪１６ａ，１６ｂを無人搬送車底部に支持する部分の構成は、図１と同様である。駆動車輪１６ａと従動車輪５２ａとは、および駆動車輪１６ｂと従動車輪５２ｂとは夫々ｘ軸と平行に並んでおり、駆動車輪１６ａと１６ｂとは、および従動車輪５２ａと５２ｂとは夫々ｙ軸と平行に並んでいる。
【００１６】
また、無人搬送車は、各駆動車輪１６ａ及び１６ｂの駆動モータ４６の駆動、リニアアクチュエータ２０の駆動等を制御する制御部１８を備える。また、上述したケーブル４が制御部２０に接続され、スライド軸１２の位置等が回転検出器２３から制御部１８に送られる。
【００１７】
回転ギヤ１０ａの押えローラ１４ａは、従動車輪５２ａから離れた側に取付けられ、スライド軸１２は従動車輪５２ａから離れた側で回転ギヤ１０ａと噛合されている。また、回転ギヤ１０ｂの押えローラ１４ｂは、従動車輪５２ｂに近い側に取付けられ、スライド軸１２は従動車輪５２ｂに近い側で回転ギヤ１０ｂと噛合されている。スライド軸１２，１２は、図３に示したように、移動体１の両端に夫々連接され、一体的に移動する。
【００１８】
リニアアクチュエータ２０によってスライド軸１２を軸長方向に移動させた場合、図２（ａ）に示すように、スライド軸１２の歯部と回転ギヤ１０とが噛合されているため、歯部の移動が回転ギヤ１０に伝達され、回転ギヤ１０（１０ａ及び１０ｂ）が回転する。ただし、回転ギヤ１０ａとスライド軸１２とは従動車輪５２ａから離れた側で噛合されており、回転ギヤ１０ｂとスライド軸１２とは従動車輪５２ｂに近い側で噛合されているため、回転ギヤ１０ａ及び１０ｂは、互いに逆方向に同じ角度だけ回転する。回転ギヤ１０（１０ａ及び１０ｂ）が回転した場合、図１に示す固定軸３２を中心に、回転ギヤ１０（１０ａ及び１０ｂ）と共に回転軸３４が回転する。回転軸３４の回転により、ベースフレーム３８が回転し、駆動車輪１６（１６ａ及び１６ｂ）の向き（操舵角度）が変わる。また、駆動車輪１６（１６ａ及び１６ｂ）の操舵角度は、スライド軸１２の移動位置に応じた角度となる。
【００１９】
例えば、図５（ａ）に示すように駆動車輪１６ａ及び１６ｂの向きが同じ場合を基準にして、制御部２０により、図５（ｂ）又は（ｃ）に示すようにスライド軸１２を駆動車輪１６ａ側に距離ｄ１又はｄ２だけ移動させた場合、回転ギヤ１０ａ及び１０ｂは距離ｄ１又はｄ２に応じた角度だけ互いに逆方向に回転し、駆動車輪１６ａ及び１６ｂの向き（操舵角度）が距離ｄ１又はｄ２に応じた角度だけ変わる。また、駆動車輪１６ａ及び１６ｂの向きの変更に合わせて、従動車輪５２ａ及び５２ｂの向きも変わる。無人搬送車は、図５（ｂ）の例ではアール走行を行い、図５（ｃ）の例では横走行を行う。ただし、図５（ｃ）に示した横走行の場合、例えば、制御部２０で駆動モータ４６を制御し、駆動車輪１６ｂを逆回転させる。
【００２０】
上述した実施の形態においては、スライド軸１２の移動による回転ギヤ１０ａ及び１０ｂの回転方向を互いに逆方向にしたが、同一方向にすることも可能である。例えば図６（ａ）に示すように、回転ギヤ１０ａ及び１０ｂの押えローラ１４ａ及び１４ｂを、従動車輪５２ａ及び５２ｂから離れた側に設けて、スライド軸１２と回転ギヤ１０ａ及び１０ｂとを噛合させることが可能である。図６（ａ）の例では、スライド軸１２の移動によって、駆動車輪１０ａ及び１０ｂは同一方向に同じ角度だけ回転する。
【００２１】
また、リニアアクチュエータ２０の移動体１の一端側のみにスライド軸を連接することも可能である。例えば図６（ｂ）に示すように、リニアアクチュエータ２０の移動体１の一端に連接されたスライド軸１２と、回転ギヤ１０ａ及び１０ｂに噛合させる歯部を有するスライド軸１２βとを連結軸１２αで連結し、軸長方向に移動することも可能である。
【００２２】
スライド軸１２の直線運動から回転軸３４等の回転運動への変換は、ギヤ（歯車）に限定はされず、任意の変換機構を用いることが可能である。例えば歯車（ギヤ）を用いずに、リンク機構を用いて、スライド軸の移動を駆動車輪の回転に変換することも可能である。例えば図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、クランク機構によって駆動車輪１６（１６ａ及び１６ｂ）を回転することが可能である。図７（ａ）の例では、図１に示した回転軸３４と共に固定軸３２回りに回転するクランク腕６４の回転中心とは反対側の端部が、スライド軸６２端部に回転自在に連接されている。クランク腕６４は、回転軸３４と同一中心軸回りに回転し、例えば図７（ｂ）に示すように、回転軸３４外周部に固定される。また、スライド軸６２は、リニアアクチュエータ２０の移動体１に、回転自在に連接されている。
【００２３】
図７（ｃ）に示すリニアアクチュエータ２０の移動体１が移動した場合、一般的なクランク機構と同様に、移動体１の直線運動がクランク腕６４ａ及び６４ｂの回転運動に変換され、駆動車輪１６ａ及び１６ｂの向き（操舵角度）が同じ角度だけ変わる。ただし、クランク腕６４ａ及び６４ｂの長さは同じであり、回転方向は互いに逆方向である。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、１つのリニアアクチュエータで移動軸を移動し、２つの歯車（支持部材）を夫々回転して２つの車輪の向き（操舵角度）を変えることにより、リニアアクチュエータ等の操舵に関係する部品数を削減することができる。また、移動軸の移動によって、２つの歯車（支持部材）を同じ回転角度だけ夫々回転して２つの車輪の向きを変えるため、２つの車輪の回転角度の制御を別々に行う必要がなくなり、各車輪の向きの制御が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る舵取装置の車輪部分の例を示す図である。
【図２】車輪部分の概略図である。
【図３】本発明に係る舵取装置のリニアアクチュエータの例を示す図である。
【図４】リニアアクチュエータの要部拡大図である。
【図５】本発明に係る舵取装置の例を示す図である。
【図６】本発明に係る舵取装置の他の例を示す図である。
【図７】本発明に係る舵取装置の更に他の例を示す図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ、１０ｂ　回転ギヤ（歯車）
１６、１６ａ、１６ｂ　駆動車輪（車輪）
１２、６２　スライド軸（移動軸）
２０　リニアアクチュエータ
３２　固定軸（支持軸）
６４、６４ａ、６４ｂ　クランク腕
【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】
2004034833.tif 000007
【図６】
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【図７】
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