(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動輪と、該駆動輪を駆動する駆動機構とを備え、該駆動機構を用いて前記駆動輪を駆動することにより路面を走行する無人搬送車と、
互いに接近又は離隔する方向へ移動可能な一対のサイドプレートを備え、前記無人搬送車に連結されるべき台車を間にして前記一対のサイドプレートを互いに接近させることにより、前記台車を連結位置へ案内するサイドガイド機構と、
前記連結位置へ案内した台車の連結部位を持ち上げる台車リフト機構と
を備え、
前記サイドガイド機構は、サーボモータと、該サーボモータの駆動軸に軸継手を介して結合される回転軸と、該回転軸に結合される歯車機構と、前記歯車機構により駆動される一対の直動機構とを備え、
前記一対の直動機構は、前記歯車機構により回転力が与えられる送りネジと、該送りネジに取り付けられるナット部と、該ナット部がスライドするスライド軸とを夫々備え、
一方の直動機構が備える送りネジの螺旋方向と、他方の直動機構が備える送りネジの螺旋方向とは互いに逆方向であり、
前記一対のサイドプレートは、前記一対の直動機構が夫々備えるナット部に夫々取り付けられており、前記サーボモータの回転により、互いに接近又は離隔する方向へ移動するよう構成されている
全方位台車搬送機構。
【請求項２】
前記駆動輪と前記路面との間の摩擦力を高めるべく、前記連結部位を持ち上げる際に前記台車リフト機構に加重される反力の一部が前記駆動輪に加担されるよう構成してある
請求項１に記載の全方位台車搬送機構。
【請求項３】
前記無人搬送車の前記方向の長さは４８０ｍｍ〜７００ｍｍであり、前記無人搬送車の前記方向と交差する方向の長さは３２０ｍｍ〜４８０ｍｍｍｍである
請求項１又は請求項２に記載の全方位台車搬送機構。
【請求項４】
前記台車リフト機構が前記連結部位を持ち上げる力は、前記台車リフト機構を駆動するサーボモータの目標トルク又はトルク制限の設定値により与えられ、
前記設定値は、前記無人搬送車の自重、台車を含む全搬送重量、前記サーボモータ若しくは前記駆動輪の構造、材質、寸法、又は前記無人搬送車のけん引力に基づき設定される
請求項１から請求項３の何れか１つに記載の全方位台車搬送機構。
【請求項５】
前記台車リフト機構は、前記台車の連結部位に係合させるフックを備え、該フックを係合させた状態にて前記連結部位を持ち上げることにより、前記台車を連結する
請求項１から請求項４の何れか１つに記載の全方位台車搬送機構。
【請求項６】
前記駆動機構は、取付板に取り付けられるサーボモータと、該サーボモータにより駆動される歯車機構と、該歯車機構の出力軸に軸支される第１プーリと、前記駆動輪に軸支される第２プーリと、前記第１プーリ及び前記第２プーリに懸架されるベルトとを備える
請求項１から請求項３の何れか１つに記載の全方位台車搬送機構。
【請求項７】
前記サーボモータは、前記駆動輪が走行する路面に対し垂直上方に前記取付板の上方部に設けられる
請求項６に記載の全方位台車搬送機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、台車と無人搬送車（ＡＧＶ；Automatic Guided Vehicle）とを容易に一体化して走行することができ、かつこれら両者を容易に切り離すことができる全方位台車搬送機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、構造が簡単な駆動輪及び台車を開示する。該特許文献に開示される駆動輪は、第１入力傘歯車と、第１入力傘歯車を回転させる第１駆動部と、第１入力傘歯車と対向して配置され第１入力傘歯車の回転軸を中心に回転可能な第２入力傘歯車を備える。さらに、第２入力傘歯車を回転させる第２駆動部と、第１入力傘歯車と第２入力傘歯車とにそれぞれ噛み合う第１出力傘歯車と第１出力傘歯車と離して配置される車輪を備える。さらに加えて、第１出力傘歯車と車輪とを連結し、第１出力傘歯車の回転を車輪に伝達する連結部と、第１入力傘歯車の回転軸を中心に連結部を回動させる操舵アームと、を備える。
【０００３】
特許文献２は、無人搬送車の牽引装置及びこれを備える無人搬送車を開示する。無人搬送車が台車を牽引する際の操舵性の低下を防止するための牽引装置を備え、牽引装置は、一端が前記駆動輪の旋回軸を中心に旋回可能に無人搬送車に接続されると共に、他端が前記台車に接続されるよう構成された連結部材を備える。
【０００４】
特許文献３は、駆動車輪及び台車を開示し、車両本体と車両本体に取り付けられる操舵軸と、この操舵軸を駆動するアクチュエータと、駆動輪と、駆動輪軸を駆動するアクチュエータを有する全方向移動車両を開示する。いわゆる、駆動輪を２つのモータで駆動する単輪全方位移動キャスタと称される全方向移動車両を開示する。
【０００５】
特許文献４は、操舵可能な駆動機構及び全方向移動車を開示する。差動駆動により単一車輪の操舵を可能にするものであり、回転自在な操舵部と、この操舵部の中心線上の軸回りに回転する駆動体を備える。また、操舵部の中心軸から偏心位置に設けられ駆動体から得られる回転を車輪に伝達する出力軸を備える。
【０００６】
特許文献５は、荷物の形状に関わらず正常な移載を可能にする走行式移載装置を開示する。該特許文献には、荷物が載置される載置部と、載置部に設けられたベースアーム及びベースアームから荷物の側方に伸張する伸縮アームを有するアーム装置と、伸縮アームの先端に設けたフック等を備える。
【０００７】
特許文献６は、作業者が手動で物体を容易に連結することが可能であり、かつ、自動で物体の移動及び物体との連結解除を行うことが可能な無人搬送車を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１９−８９４９３号公報
【特許文献２】特許第６５７８０６３号
【特許文献３】特許第３７９１６６３号
【特許文献４】特許第５３７６３４７号
【特許文献５】特開２０１８−２３２０号公報
【特許文献６】特開２０１９−１７７８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の全方位台車搬送機構は、上記の特許文献に開示された技術的思想に関わる。例えば搭載型ＡＧＶの場合、荷積み荷降ろしのための専用設備が必要になる。また、作業者が扱う台車をけん引する形式のＡＧＶもあるが、広い面積の走行路が必要になる。
【００１０】
本発明の目的は、専用の荷積みや荷降ろし装置を必要とせず、かつ現在作業者がさまざまな商品や半製品類を運搬するために使用している台車をそのまま扱うことができ、なおかつ現在使用されている台車の寸法、及びそれに積載されるコンテナ、収容箱、番重等の寸法を勘案し実用的な全方位台車搬送機構を提供することにある。また、台車とＡＧＶとの連結（一体化）及び切り離しが容易に行え、さらに比較的狭いスペースでの走行及び方向転換等が容易に行えるようにすることにある。
【００１１】
さらに加えて、水たまりがあるような路面でも、安全かつ安定して走行できる全方位台車搬送機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る全方位台車搬送機構は、駆動輪と、該駆動輪を駆動する駆動機構とを備え、該駆動機構を用いて前記駆動輪を駆動することにより路面を走行する無人搬送車と、互いに接近又は離隔する方向へ移動可能な一対のサイドプレートを備え、前記無人搬送車に連結されるべき台車を間にして前記一対のサイドプレートを互いに接近させることにより、前記台車を連結位置へ案内するサイドガイド機構と、前記連結位置へ案内した台車の連結部位を持ち上げる台車リフト機構とを備え、前記サイドガイド機構は、サーボモータと、該サーボモータの駆動軸に軸継手を介して結合される回転軸と、該回転軸に結合される歯車機構と、前記歯車機構により駆動される一対の直動機構とを備え、前記一対の直動機構は、前記歯車機構により回転力が与えられる送りネジと、該送りネジに取り付けられるナット部と、該ナット部がスライドするスライド軸とを夫々備え、一方の直動機構が備える送りネジの螺旋方向と、他方の直動機構が備える送りネジの螺旋方向とは互いに逆方向であり、前記一対のサイドプレートは、前記一対の直動機構が夫々備えるナット部に夫々取り付けられており、前記サーボモータの回転により、互いに接近又は離隔する方向へ移動するよう構成されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る無人全方位台車搬送機構によれば、比較的に簡便な構造と構成にも関わらず無人搬送車と台車との一体化及びその解除（切り離し）を容易にかつ確実に行うことができる。また、従前、無人搬送車が台車をけん引するときに生じていた走行時の旋回半径の縮小化を図ることができるので、無人搬送車専用の広い走行レーンを新設することなく、従来、作業者が台車を運搬していた比較的狭い通路での走行を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る全方位台車搬送機構の全体斜視図である。
【図２】図１示の無人搬送車の背面からみた概略図である。
【図３】図１の全方位台車搬送機構の底部からみた概略図である。
【図４】図１の全方位台車搬送機構の一部であるサイドガイド機構が台車を保持していないときに上部からみた上面図である。
【図５】図１の全方位台車搬送機構の一部であるサイドガイド機構が台車を保持しているときに上部からみた上面図である。
【図６】図１の全方位台車搬送機構の一部である無人搬送車（ＡＧＶ）の底部側から上部側を見上げたときの概略斜視図である。
【図７】本発明に係るサイドガイド機構及び台車リフト機構がともに作動していないときの両者の部位関係を示す概略斜視図である。
【図８】図７示のサイドガイド機構は不作動状態に置かれるも、台車リフト機構が上部に持ち上げられ作動したときの両者の部位関係を示す概略斜視図である。
【図９】図７示のサイドガイド機構及び台車リフト機構がともに作動しているときの両者の部位関係を示す概略斜視図である。
【図１０】図７示の台車リフト機構が不作動状態のときの台車リフト機構と台車との部位関係を示す概略側面図である。
【図１１】図１０示の台車リフト機構が作動したときの台車リフト機構と台車との部位関係を示す概略側面図である。
【図１２】本発明の一実施形態に用いる全方位移動キャスタの概略斜視図である。
【図１３】図７〜図９に示すサイドガイド機構の詳細斜視図である。
【図１４】図７〜図１１に示す台車リフト機構の詳細斜視図である。
【図１５】現在使用されているコンテナ台車（平台車）寸法の一例を示す図である。
【図１６】現在使用されている手押しハンドル付き台車の寸法の一例を示す図である。
【図１７】現在使用されているコンテナの寸法の一例を示す図である。
【図１８】図１示の全方位台車搬送機構が、走行路を直進及び旋回するときの概略姿勢を示す模式図である。
【図１９】図１示の全方位台車搬送機構が、あらかじめ決められたコンテナ収納エリアに荷を置くまでの振る舞いを示す概略模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態を説明するにあたり、日本工業規格（ＪＩＳ），Ｄ６８０１：２０１９が規定する「無人搬送車システムに関する用語」のなかで本発明に関わる事項をここに前もって記述する。
【００１６】
ＪＩＳ  Ｄ６８０１：２０１９は、「無人搬送車」とは「一定の領域において自動で走行し、荷など人以外の物品の搬送を行う機能をもつ車両で、道路交通法に定められた道路では使用しないもの。」と定義している。
【００１７】
また、「無人搬送車」の分類として、（１）一般的分類、（２）積載方式による分類、（３）自動走行方式による３つをあげている。
【００１８】
なお、上記（１）一般的分類として、つぎの３つの形式を例示する。
１１０１  積載形；荷を無人搬送車上に載せて搬送するもの。
１１０２  けん引形；荷を積む台車又はトレーナをけん引して搬送するもの。列車のようにけん引するもの及び台車の下に潜り込んでけん引するものがある。
１１０３  フォークリフト形；積載形の一種であり、移載のためのフォークなど及びそれを上下させるマストを備え、それらによって搬送するもの。フォークリフトの分類及び関連用語はＪＩＳＤ６２０１による。
【００１９】
また、上記（２）積載方式による分類としては、自動移載方式か人手移載方式であるかの２方式をあげ、上記（３）自動走行方式による分類は、経路誘導式、自律移動式、追従式の３方式をあげている。
【００２０】
本書に開示する全方位台車搬送機構は、後述で明らかにされるが、上記「無人搬送車」の（１）一般的分類の３つの形のいずれにも特定することはできなく、３方式のいずれの機能も有しているともいえる。さらに、上記（３）自動走行方式からみると自律移動式に該当する。
【００２１】
なお、本書でいう台車とは「物を運搬するための車のついた台」のことであり、該台車には、手押しハンドルが付いていない平台車、手押しハンドルが付いた手押し台車、折りたたみ台車、内部に物を納めるための容器を載せるコンテナ台車、カゴ台車等とが含まれる。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態に係る全方位台車搬送機構１の全体斜視図を示す。全方位台車搬送機構１は、大きく分けると無人搬送車（以下、ＡＧＶ）１０、台車４０、及びＡＧＶ１０と台車４０とを一体化させる一体化機構（後述のサイドガイド機構２０、台車リフト機構３０）を備える。一体化機構については後述する。図１に示す台車４０は一般的に平台車又はコンテナ台車と称されるものであり、いわゆる手押しハンドルのないものである。台車４０の構造・構成を簡単に述べるとすれば、枠部材４０ｆと、台車キャスタ４４４が設けられたコーナー部材４０ｃとの組み合わせから成り、平面視略方形状を成す。台車４０には、コンテナ（パレット、トレイ、番重等を含む）４２が数段積載される。コンテナ４２には、食品や工業製品などのさまざまな商品、さらにそれらの半製品や原材料などが収容される。
【００２３】
ＡＧＶ１０は、操作・表示部１０２、制御部１０４、コントローラ１０６、電源部１０８、電磁接触器１１２、バッテリ１１４、レーザ距離センサ１１６、バンパースイッチ１１８、電源スイッチ１２２、及び駆動輪１６４等を備える。駆動輪１６４は、後述するサーボモータ１６０（図１２参照）から出力される動力伝達で回転し、ＡＧＶ１０を走行させるための車輪である。駆動輪１６４は全方位移動車輪であり、駆動輪１６４をサーボモータ１６０で回転せしめＡＧＶ１０を走行させる。
【００２４】
操作・表示部１０２は、ＡＧＶ１０の上部側に用意され、無線制御を行うためにアンテナ、ワイヤレスモジュールが用意され、バッテリゲージ、ウインカ、非常停止用押ボタン等が設置されている。操作・表示部１０２は、ＡＧＶ１０のなかで作業者又は操作者が最も多く接するところである。
【００２５】
制御部１０４は、コントローラ１０６、電磁接触器１１２等を備える。コントローラ１０６は、例えば１チップマイコンで構成され、情報を処理するマイクロプロセッサ、情報を記憶するメモリ、外部との情報のやり取りを行うインターフェース等を備える。コントローラ１０６には、予め走行する経路や距離、走行する構内、建物内の特定の構造部などの情報を記憶させた地図情報、距離情報等が登録・記憶されている。また、全方位台車搬送機構１のこれまでの走行経路及び現在位置を記録し、また、表示し、さらに最終的の目的地までの走行経路、走行距離を推定することも可能である。なお、コントローラ１０６は、図１示のレーザ距離センサ（測域センサ）１１６で検知した検知情報、さらに全方位台車搬送機構１の底部側に設置したセンサ（図４に示すＡＧＶ１０と台車４０との間のレーザ距離センサ１１６）で検知した検出信号、全方位移動キャスタ１６（図１２参照）の回転位置（角度）を検出するエンコーダ１６６（図１２参照）からの信号に基づき、全方位移動キャスタ１６の動力源となるサーボモータ１６０（図１２参照）の回転制御やＡＧＶ１０と台車４０との自動連結、自動切り離しの指令信号を発信する役割を有する。
【００２６】
電磁接触器１１２は、ＡＧＶ１０の駆動源となるモータの始動と停止に用いられる。
【００２７】
電源部１０８は、バッテリ１１４のほかに図に示していない充電装置等を有する。
【００２８】
レーザ距離センサ１１６は、測域センサとも称され、走行中に周囲にレーザ光を照射して周囲にある壁や柱、各種設備からの反射光をキャッチし、その飛来時間で周囲の物体との距離を測定する。
【００２９】
バンパー（ケーブル）スイッチ１１８は、ＡＧＶ１０の下方部側に例えばＵ字状に形成されており、接触、衝突を検知する導電性、弾力性をもった感圧スイッチの１つである。
【００３０】
図１は、ＡＧＶ１０と台車４０との部位関係を示す。このため、ＡＧＶ１０と台車４０とを一体化する一体化機構のなかで見えているのは、サイドガイド機構２０（図２参照）の一部を構成するサイドプレート２０２のみである。一体化機構については後述する。
【００３１】
図１示のＡＧＶ１０は、その内部構造・構成の概要を表すために筐体を外しているが筐体は略直方体状を成し、幅、奥行、及び高さはそれぞれ例えば６００ｍｍ、４００ｍｍ、及び９００ｍｍである。ここで幅とは、ＡＧＶ１０の進行方向と直交する側の長さを示す。また、奥行とはＡＧＶ１０の進行方向と同じ側の長さを示す。また、高さの９００ｍｍは駆動輪１６４が走行路（路面）に接触する部位から操作・表示部１０２の一番高い部位（例えばアンテナの端部）までを指す。特にＡＧＶ１０の幅と奥行の寸法は、連結される台車４０の寸法及び台車４０に積載されるコンテナ４２の寸法を勘案して決めている。また、作業者がＡＧＶ１０に同行する場合にＡＧＶ１０の周囲の状態及びＡＧＶ１０に連結される台車４０の周囲の状態が容易に視認できる寸法に選んでいる。詳細については後述される。また、ＡＧＶ１０の高さは、操作・表示部１０２の部位が作業者・操作者が操作、接触しやすい高さになるように選ばれている。
【００３２】
図２は、図１示のＡＧＶ１０であってその背面から見た概略図である。ＡＧＶ１０の背面側に台車４０が連結される。図１と同じ個所には同じ符号を付している。
【００３３】
操作・表示部１０２には図１では符号で示さなかった非常停止ボタン１５２、ウインカ１５４が示されている。非常停止ボタン１５２は、全方位台車搬送機構１自体が何らかの支障をきたしたとき、又は周囲の環境の変化により全方位台車搬送機構１の走行に困難をきたしたときに緊急に周辺の作業者が運行を停止させるために用意されている。ウインカ１５４は全方位台車搬送機構１の走行方向を表示したり、又は運行状態の良し悪しを表示したりする。ウインカ１５４は例えば単色又は数色のＬＥＤで構成することができる。
【００３４】
図２には図１示の制御部１０４の背面側にファン１５６が、電源部１０８の裏側にスピーカ１５８がそれぞれ取り付けられていることを示す。ファン１５６はＡＧＶ１０の内部全体を冷却する換気冷却用として用意されている。スピーカ１５８は、全方位台車搬送機構１と他のＡＧＶや装置との接近状態等をブザー、チャイム、メロディなどの音声で知らせる音声伝達手段の１つである。
【００３５】
図２には、図１で表示することができなかったサイドガイド機構２０及び台車リフト機構３０をそれぞれ構成する一部の部材を表す。サイドガイド機構２０は、一対のサイドプレート２０２及び歯車機構２１８を有している。台車リフト機構３０は、フック３０２、スライド軸３０４、及びサーボモータ３６０を有していることを示す。各機構はこうした部材に他の部材が有機的に結合して構成されているが詳細については後述する。
【００３６】
図２にはサイドガイド機構２０及び台車リフト機構３０のほかに、駆動輪１６４を駆動する一対のサーボモータ１６０を制御するサーボドライバ１６２、及び従動キャスタ１４４等を示す。従動キャスタ１４４は駆動輪１６４とは異なり、サーボモータ等から動力は伝達されずＡＧＶ１０が走行することで結果的に回転する車輪である。
【００３７】
図３は、図１示の全方位台車搬送機構１を底部からみた概略図である。図３において、図１、図２と同じ部材には同じ符号を付している。ＡＧＶ１０は一対の全方位移動キャスタ１６を有し、駆動輪１６４が全方位移動キャスタ１６の一構成要素であることを示す。本書でいう全方位移動キャスタは、前に述べた特許文献３に示唆されるホロノミックな車両の１つである。すなわち、車両の進行方向、横方向への移動速度、及び車両の鉛直軸まわりの角速度（車両の姿勢変化）を同時に独立して制御できるものである。全方位移動キャスタ１６の構造、構成の概略については後述の図１２に示す。
【００３８】
ＡＧＶ１０の正面すなわちバンパースイッチ１１８側の形状は少し丸みをもっているが背面すなわち正面と対向する面はほぼ平らであるのでＡＧＶ１０の外形の平面視形状は略方形状といえる。
【００３９】
図３において、サイドガイド機構２０は後述の図７〜図９に示すようにＡＧＶ１０に取り付けられている。サイドガイド機構２０の一部である一対のサイドプレート２０２は、ＡＧＶ１０の走行方向Ｘ３と同じ方向に延びる台車４０の両側部に向かって延出している。サイドプレート２０２は、台車４０の長手方向のコーナー部材４０ｃの一部にあてがわれ、走行時は台車４０の両側部の一部を挟み込むようにして当接し、また、非走行時は離脱する。
【００４０】
図３において、走行方向Ｘ３と直交する直交方向Ｙ３であってＡＧＶ１０の端部中央には台車リフト機構３０の基部である台車リフト接続ベース３３０が取り付けられている。台車リフト接続ベース３３０には台車リフト機構３０の本体が紙面手前側から紙面奥側に向かって立設されている（図１４、図８参照）。台車リフト機構３０の一部を構成するフック３０２が台車リフト接続ベース３３０の側端部から台車４０の枠部材４０ｆの中央部（連結部位）に向かって延出している。全方位台車搬送機構１の起動時及び走行時には台車リフト機構のフック３０２は、枠部材４０ｆの一部の部位である穴部または溝部からなる連結部位（図示せず）を引っ掛けるとともに少し持ち上げる。フック３０２の持ち上げを高くし過ぎると台車４０の先頭部位４０Ｌ（連結部位）と後尾部位４０ｔとの間の傾きが大きくなり、前と後ろの台車キャスタ４４４間に高低差が生じるので好ましくない。したがって、フック３０２が持ち上げる高さは台車キャスタ４４４が本来持っている弾力性により前輪と後輪との間に生じうる高低差を吸収できる程度でなければならない。なお、台車４０の先頭部位４０Ｌ側が必ず前になって走行するということではなく、後尾部位４０ｔが先頭部位４０Ｌよりも前になって走行することもある。いずれにしてもフック３０２はＡＧＶ１０に近接した台車４０の部位を持ち上げることになる。
【００４１】
図３に示す台車４０は部分的に見ると多少の凹凸は存在するものの平面視略方形状を成す。図３示の台車４０は、走行方向Ｘ３に沿って長く直交方向Ｙ３に沿って短い。台車の縦横の長さはそれに積載されるコンテナの寸法にもよるが一般的に縦横の長さが異なる略方形状が多い。台車４０は、枠部材４０ｆ同士を方形状に連結するコーナー部材４０ｃ、及びコーナー部材４０ｃに軸支される４つの台車キャスタ４４４等で構成される。
【００４２】
図４は、図３の反対側すなわち、図１示の全方位台車搬送機構１を上側（操作・表示部１０２側）から下側（駆動輪１６４側）を見たときであって一対のサイドプレート２０２が台車４０の側面を押さえていないときの上面図である。図１〜図３と同じ部材には同じ符号を付している。図４には、電磁接触器１１２、バッテリの残存電圧を表示するバッテリゲージ１２４、運転開始ボタン１２６、リセットボタン１２８、ワイヤレスモジュール１３４、非常停止ボタン１５２、ウインカ１５４等が表示されている。サイドプレート２０２は台車４０のコーナー部材４０ｃに当接せずに少し離れている状態を示している。この状態はＡＧＶ１０と台車４０との一体化機能が解除された非搬送時の状態を示す。
【００４３】
図５は、図４と同様に図３の反対側すなわち、図１示の全方位台車搬送機構１を上側から見たときの上面図である。図１〜図４と同じ部材には同じ符号を付している。図５は、図４とは一対のサイドプレート２０２が台車４０の側面に当接していることで相違する。こうした状態はＡＧＶ１０と台車４０とを一体化するときであり、全方位台車搬送機構１が走行するときはこの状態に置かれる。
【００４４】
図６は、図１示の全方位台車搬送機構１の底部側から上部側を見上げたときの概略斜視図である。また、図３示の全方位台車搬送機構１の紙面手前側から紙面奥側に少し入った部位までみた斜視図でもある。図６において、図１〜図５と同じ部材には同じ符号を付し、重複する部材についての説明は割愛し、ここでは図６にのみ表示される部材についてのみ説明する。
【００４５】
一対のサーボドライバ１６２は、後述する一対のサーボモータ１６０とそれぞれセットで用いられ、コントローラ１０６からの指令に従いサーボモータ１６０を駆動する。なお、サーボモータ１６０は、駆動輪１６４（全方位移動キャスタ１６）を駆動する動力源となるモータである。ベース板１３２はレーザ距離センサ１１６を取り付けたり、コントローラ１０６、電磁接触器１１２、バッテリ１１４等を載せるブラケットを支えたりする台板である。スライド軸３０４は、台車リフト機構３０の１つを構成するフック３０２（図７参照）が上動したり下動したりするための摺動軸である。軸受３０８は、台車リフト機構３０の１つを構成する送りネジ３０６（図１４参照）を回転させる支持部材である。送りネジ３０６は一対のサイドプレート２０２をそれぞれ左右に拡げたり縮めたりする。サーボモータ３６０（図７、図１４参照）は、台車リフト機構３０の駆動源である。
【００４６】
図７は、図１示のＡＧＶ１０の背面（図２参照）からＡＧＶ１０の正面すなわちバンパースイッチ１１８側をみたときの概略斜視図であり、この概略斜視図は図２のものと一部オーバーラップしている。図１〜図６と同じ部材には同じ符号を付与している。図７は、ＡＧＶ１０と台車４０とを一体化させる一体化機構、すなわちサイドガイド機構２０と台車リフト機構３０の部位関係をより明確に表す。なお、図７に示す両者の部位は、一体化機能が解除された状態を示しており、一対のサイドプレート２０２は左右側に最も遠く拡げられ、フック３０２は最下部まで下動し、台車４０に連結されていないか又は台車を持ち上げていない状態である。
【００４７】
サイドガイド機構２０は、図３〜図５に示すようにサイドプレート２０２を台車４０の長手方向の両側方部にあてがうために台車リフト機構３０を挟んで左右に分かれて配置されている。図７にはサイドガイド機構２０の一部を構成するサイドプレート２０２、スライド軸２０４、送りネジ２０６、軸受２０８、歯車機構２１８、ナット部２２０、及びサーボドライバ２６２を示す。サーボドライバ２６２はサーボモータ２６０（図１３参照）を制御する。サイドガイド機構２０のなかで台車４０と直接当接する部材は一対のサイドプレート２０２，２０２である。この一対のサイドプレート２０２の間隔を台車４０の短手方向に広げたり狭めたりする直動運動に変換するために送りネジ２０６、ナット部２２０等が用意されている。
【００４８】
なお、図７にはサイドガイド機構２０を構成するすべての部材は表示されていない。サイドガイド機構２０の全容については後述の図１３に示す。サイドプレート２０２の左右（一対のサイドプレート２０２，２０２が互いに近接又は離隔する方向）の移動の制御は、コントローラ１０６からの指令に従いサーボドライバ２６２を制御し、サーボドライバ２６２によってモータ２６０を駆動することで行う。なお、図７示のサイドガイド機構２０は不作動状態であり、サイドプレート２０２は台車４０に当接していない
【００４９】
さて、図７には台車リフト機構３０の一部を構成するフック３０２、サーボモータ３６０、サーボドライバ３６２を示している。サーボドライバ３６２は、サーボモータ３６０とセットで用いられ、コントローラ１０６からの指令に従いサーボモータ３６０を駆動する。なお、台車リフト機構３０は図６示のスライド軸３０４等も有するが、図の煩雑さを排除するために図７には符号で示していない。サイドガイド機構２０の全容については後述の図１３に示す。
【００５０】
図８は、図７示のサイドガイド機構２０及び台車リフト機構３０のなかで台車リフト機構３０を構成するフック３０２のみを上部に持ち上げたとき、すなわち台車リフト機構３０を作動させるときの概略斜視図である。図８において、図７と同じ部材には同じ符号を付している。
【００５１】
図８が図７と異なるのは符号Ｙ８で示す部位であり、フック３０２が図７示に比べて上方側に少し上動していることを示す。この状態はフック３０２が台車４０の端部中央部を引っ掛けＡＧＶ１０と台車４０とを一体化させるときである。フック３０２の上動、下動の制御は、コントローラ１０６からの指令に従いサーボドライバ３６２を制御し、サーボドライバ３６２によってサーボモータ３６０を駆動することで行われる。
【００５２】
台車リフト機構３０は、台車４０の全体を持ち上げるのではなく、フック３０２を台車４０の短手方向の中央部近傍（図示せず）を引っ掛けて台車４０のＡＧＶ１０側を路面に対しわずかに持ち上げる程度である。これにより台車４０及びそれに積載されるコンテナ４２を含む全重量の一部は反力として台車リフト機構３０に加重され、その反力加重により駆動輪１６４と路面との摩擦力が高まる。すなわち駆動輪１６４の路面に対するグリップ力が大きくなり、全方位台車搬送機構１が走行路でスリップするという不具合を抑制又は排除することができる。
【００５３】
台車リフト機構３０に反力として加重される重量は、台車４０及びそれに積載されるコンテナ４２を含む全重量を例えば２００ｋｇとすると、例えば最大４０ｋｇ程度であり、全重量の２０％程度を目安とするとよい。
【００５４】
一般的に商品や半製品等の搬送物を収容したコンテナを台車に複数載せて運ぶＡＧＶを構成する場合、ＡＧＶの重量に対し搬送物の重量が大きいと、ＡＧＶの駆動輪がスリップするおそれがある。本発明に係る台車リフト機構３０はこうした不具合を未然に抑止することができる。また、フック３０２の持ち上げにより台車４０との連結を堅固に行うことができ、ＡＧＶ１０と台車４０との一体化機能をより高めることができる。言い換えれば、台車リフト機構３０は、ＡＧＶ１０と台車４０とを一体化させる一体化機構とスリップ排除機構の２つの機能を持ち合わせている。
【００５５】
さて、ＡＧＶ１０に近い側すなわち図３示の先頭部位４０Ｌ側の２輪の台車キャスタ４４４が完全に路面から離れると、ＡＧＶ１０から最も離れた後尾部位４０ｔ側の２輪の台車キャスタ４４４に搬送物の荷重が集中し、当該２輪が破損しやすくなったり、走行に支障をきたしたりする不具合が生じうる。このため、台車リフト機構３０は前述のとおり搬送重量の２０％程度の反力が駆動輪１６４に加重されるよう設定される。具体的には台車リフト機構３０が持ち上げる力は、台車リフト機構３０を動かすサーボモータ３６０の目標トルク設定値又はトルク制限の設定値で与えられ、かつそれら設定値はＡＧＶ１０の自重又は台車４０を含む全搬送重量又はサーボモータ３６０又は駆動輪１６４の構造、材質、寸法、又はＡＧＶ１０がけん引できるけん引力等に基づき設定される。
【００５６】
台車リフト機構３０はフック３０２も含み一対のサイドプレート２０２の中間部に配置されるようにしている。一対のサイドプレート２０２は台車４０の両側面に当接させるための部材である。このため一対のサイドプレート２０２同士間にはある程度の空間部を用意しなければならない。この空間部に台車リフト機構３０とりわけ上下動するフック３０２が位置するようにすることでＡＧＶ１０のコンパクト化が図れる。
【００５７】
図９は、図７示のサイドガイド機構２０が作動状態に置かれ、一対のサイドプレート２０２が台車４０の両側部を挟み込むときの部位を示し、さらに台車リフト機構３０のフック３０２が上部に持ち上げられ台車４０を持ち上げるときの状態を示す概略斜視図である。図９において図７、図８と同じ部材については同じ符号を付している。図９の図８との違いは符号Ｘ９で示すようにサイドプレート２０２の部位がフック３０２側に少し寄っていることである。
【００５８】
一対のサイドプレート２０２の横方向の可動距離は数十ｍｍ程度であり、実際の移動距離は台車４０の短手方向の長さで決まる。一方、フック３０２の上下動の可動距離は、路面から図１０に示す台車４０の枠部材４０ｆまでの距離で決まる。前に述べたようにフック３０２はサーボモータ３６０のトルクが設定値に達するまでわずかに台車４０の短手方向の一側面側を持ち上げるので、その反力荷重をＡＧＶ１０の駆動輪１６４に加担させることにより走行する路面との摩擦力を高め、駆動輪１６４のスリップを防止する効果が得られる。また、フック３０２は台車４０の部位よりも少し高い位置に置かれるので、全方位台車搬送機構１の走行中に台車４０やＡＧＶ１０に揺れが加わったとしてもフック３０２と台車４０とは堅固に連結される。
【００５９】
図１０は、本発明に係る台車リフト機構３０が台車４０を持ち上げていないとき、すなわち台車リフト機構３０のフック３０２が下動しているときの台車リフト機構３０と台車４０の部位関係を示す模式図である。図１０は、図７示の台車リフト機構３０に連結される台車４０を付加したものではあるが、図７とは別の角度からみた図である。図１〜図９と同じ部材は同じ符号を付している。
【００６０】
図１０に示す台車リフト機構３０を構成する部材は、フック３０２、送りネジ３０６．軸受３０８、軸継手３１６、及びサーボモータ３６０である。
【００６１】
サーボモータ３６０で生成させた回転運動は、軸継手３１６を介して送りネジ３０６でフック３０２を上下動させる直動運動に変換される。図１０は、フック３０２のフック凹部３０２ｈに台車４０の枠部材４０ｆ及びコーナー部材４０ｃのいずれもが当接していない状態を示す。図１０示の紙面手前側のコーナー部材４０ｃとは別に紙面奥側にもう１つのコーナー部材４０ｃが存在していることは図３等から明らかであり、また、フック３０２はその枠部材４０ｆの中央部を引っ掛けるのであるが、フック凹部３０２ｈ及びその凹部の両側面もなんら接していないことが分かる。
【００６２】
なお符号Ｙ１０で示す部位は、フック３０２の上下動を後述の図１１と比較するために用意している。図１０は、フック３０２は、下側の軸受３０８側に寄っていることを示している。
【００６３】
図１１は、本発明に係る台車リフト機構３０が台車４０を持ち上げたとき、すなわち台車リフト機構３０を作動させたときの台車４０との部位関係を示す模式図である。全方位台車搬送機構１は搬送物を運搬する際、図１１示の状態で起動し走行する。
【００６４】
図１１は、フック３０２がその枠部材４０ｆの中央部を引っ掛けている状態を示す。なお、図１１は一見してコーナー部材４０ｃに当接しているかのように見えているが、図３からも明らかなように引っ掛けの対象は、ＡＧＶ１０の背面側に置かれる台車４０の枠部材４０ｆの中央部の近傍（連結部位）である。
【００６５】
図１１で図１０と異なるのは符号Ｙ１１で示す部位のみである。図１１は、図１０に比べるとフック３０２が上側の軸受３０８と下側の軸受３０８とのほぼ中間の位置まで上動されていることが分かる。いずれにしてもフック３０２を上下動させる距離は数十ｍｍ以下である。
【００６６】
図１２は、本発明の一実施形態に用いる全方位移動キャスタ１６の概略斜視図である。図１２に示す全方位移動キャスタ１６は、図３に示すように一対（双輪）用意されており、それぞれ取付板１７２でＡＧＶ１０のベース板１３２(図７、図８参照)に固定される。
【００６７】
サーボモータ１６０は、図６，図７に示す一対のサーボドライバ１６２とそれぞれセットで用いられ、コントローラ１０６からの指令に従い作動する。
【００６８】
図１２において、軸ａｘ１と軸ａｘ２は、説明のために設ける仮想的な軸線であり、軸ａｘ１は軸受箱１８７の内部に取り付けられている軸受の回転軸と一致する。一方、軸ａｘ２は、駆動輪１６４の回転軸と一致する。全方位移動キャスタ１６は、一対のサーボモータ１６０を有し、両サーボモータの回転作動によって、軸ａｘ１周りの駆動輪の換向（操舵）と、軸ａｘ２周りの駆動輪に回転を与えることができる。そして、軸ａｘ１と軸ａｘ２は一定距離離れていて交わらないため、駆動輪１６４の換向(操舵)量と回転量を適切に与えれば、軸ａｘ１を駆動輪１６４の回転方向に並進移動させられると同時に、駆動輪１６４と路面との設置部を中心にして軸ａｘ１をどの方向にも換向することができる。全方位台車搬送機構１は全方位移動キャスタ１６を一対備えており、仮想的な軸線である軸ａｘ１がそれぞれ車体上の定位置に２本存在する。これら２本の軸ａｘ１の相対移動によって、全方位台車搬送機構１はその場での回転を含め、即座にどの方向にも移動できる。
【００６９】
エンコーダ１６６は、駆動輪１６４の軸ａｘ１周りの回転角度を検出する。エンコーダ１６６で検出した回転角度を示す信号は無符号の出力ケーブルを介してコントローラ１０６に伝達される。一方、一般的にサーボモータにはモータの回転軸の回転角検出用にエンコーダが備えられており、図１２示の一対のサーボモータ１６０からも回転軸の回転角度が検出され、コントローラ１０６に伝達される。コントローラ１０６は、これら２つのサーボモータ１６０の回転軸の回転角度から、一定時間あたりの駆動輪１６４の軸ａｘ１周りと軸ａｘ２周りそれぞれの回転角度を計算する。エンコーダ１６６から受信した信号によりその時々での駆動輪１６４の軸ａｘ１周りの方向が分かるため、これらの情報を合わせれば前の時刻におけるＡＧＶ１０の車体上の基準点に対する、軸ａｘ１の並進移動距離と移動方向を概算することができる。さらに、一対の全方位移動キャスタ１６から得られるこの概算値と、レーザ距離センサ１１６で得られる周囲の施設や設備との距離の情報を加味すると、ＡＧＶ１０の自己位置を推定することができる。これをもとにコントローラ１０６において仮想的な経路に追従するようなサーボモータ１６０に与える指令値を計算し、サーボドライバ１６２を介しサーボモータ１６０を駆動する。
【００７０】
歯車収納部１６８は、サーボモータ１６０での回転速度を減速する歯車減速機構を収納する筐体である。
【００７１】
全方位移動キャスタ１６は、第１プーリ１７６を有し、第１プーリ１７６には歯車収納部１６８に収納され図示しない例えば、傘歯車の回転が伝達される。第２プーリ１７８は駆動輪１６４の軸部に取り付けられる。タイミングベルト１８２は第１プーリ１７６の回転を第２プーリ１７８に伝達する。第２プーリ１７８は駆動輪１６４に固定軸支されているため、第２プーリの回転により駆動輪１６４が回転される。
【００７２】
ホイールブラケット１８６は、駆動輪１６４とそれ一体で固定軸支されている第２プーリ１７８とを、図示していない軸受を介して軸2上で回転支持している。サスペンション１８４は、歯車収納部１７４とホイールブラケット１８６との間をバネで支え、路面の凹凸を吸収する。
【００７３】
図１２に示す全方位移動キャスタ１６において、特に歯車収納部１６８，１７４に収納される歯車機構については図示していない。歯車収納部１６８は、一対のサーボモータ１６０でそれぞれ駆動される一対の歯車減速機構を収納する。歯車減速機構の代表例は、歯数が異なる平歯車を組み合わせた機構である。なお、減速機構は歯車に限らずタイミングベルトやチェーンを用いた機構でもよいが、コンパクトに減速機構を構成するには歯車機構が好適である。また、歯車収納部１７４にはこれら一対の歯車減速機構の回転出力を入力として、両者の差動出力を取り出す、いわゆる差動歯車機構を収納している。図示しない差動歯車機構の出力軸には第１プーリ１７６が固定軸支されている。
【００７４】
図１２において、一対の駆動輪１６４を作動させる２つサーボモータ１６０は、ともに路面に対し垂直にかつ取付板１７２の上方部に取り付けている。一般的にはサーボモータ１６０は駆動輪１６４の近傍に設置することでコンパクト化が図れる。しかし、駆動輪１６４の近くにサーボモータ１６０を設置すると、走行路の環境を受けやすくなる。特に食品工場のように洗浄水がたまっているような床面を全方位台車搬送機構１を走行させるとなるとサーボモータ１６０は濡れ、電気的に短絡事故等に冒される危険性がでてくる。そこで本発明においてはサーボモータ１６０を全方位移動キャスタ１６の最上位に設置している。
【００７５】
なお、全方位移動キャスタ１６の制御としては、よく知られる差動歯車方式やキャスタの車輪軸と操舵軸とを別々のアクチュエータで制御する方式を採用することができる。
【００７６】
また、全方位移動キャスタとしては上記の作動歯車形式等ではなく、モータ出力により車輪円周上に４５度の角度で取り付けられる樽が自由に回転する、いわゆるメカナムホイールと称される車輪を用いてもよい。また、回転方向に垂直な小さなディスクが円周状上に設けられる、いわゆるオムニホイールと称される車輪を用いてもよい。
【００７７】
図１３は、本発明の一構成要素であるサイドガイド機構２０の略全容を示す概略斜視図である。サイドガイド機構２０が最終的に提供すべきアウトプットはこれまでの説明で明らかになるように一対のサイドプレート２０２の距離を拡げたり縮めたりしてＡＧＶ１０と台車４０との一体化を設定したり解除したりする機能（開閉機能）である。サイドプレート２０２の開閉を行わせるための原動力となるのがサーボモータ２６０である。サーボモータ２６０の駆動軸には軸継手２１４を介して回転軸２１６が結合されている。回転軸２１６の両端にはそれぞれ歯車機構２１８（例えば平歯車）が取り付けられている。
【００７８】
図１３において一対のサイドプレート２０２はサイドガイド機構２０本体の左右に配置されている。それぞれのサイドプレート２０２は、それぞれが送りネジ２０６とナット部２２０で構成される別々の直動機構により、送りネジ２０６と平行な方向に駆動される。
【００７９】
左右個々のサイドプレート２０２は左右個々の直動機構のナット部２２０と一体に結合されている。このため、送りネジ２０６に回転を与えると、その回転方向に応じてナット部２２０とそれに結合されたサイドプレート２０２は、送りネジ２０６に平行な方向に動く。ここで、左右個々の送りネジ２０６は各々の中心軸が同一直線上にありながら、ネジの螺旋方向が互いに逆になるように配置しているのでサーボモータ２６０から歯車機構２１８を介してそれぞれに同じ方向の回転力を与えても、左右のナット部２２０は互いに逆方向に移動する。これによってサイドプレート２０２の間隔を狭めたり拡げたりすることができ、サイドプレート２０２が台車４０の側面に当接させたり、切り離したりすることができる。
【００８０】
サイドプレート２０２は送りネジ２０６に平行に配置された２本のスライド軸２０４でその軸方向にのみスライド可能な形で運動を規制されているため、送りネジ２０６に回転が与えられた場合であっても、結合されたナット部２２０とともに送りネジ２０６の回りに回転することはない。送りネジ２０６の両端は軸受２０８でサイドガイドフレーム２０９に対し回転可能に支えられている。
【００８１】
図１４は、本発明の一構成要素を成す台車リフト機構３０の略全容を示す概略斜視図である。サイドガイド機構２０が最終的に提供すべきアウトプットはこれまでの説明で明らかなようにフック３０２を上動及び下動させてＡＧＶ１０と台車４０との結合を一体化したり解除したりすることである。フック３０２を上動させ下動させる原動力となるのがサーボモータ３６０である。サーボモータ３６０の回転運動は減速機３１４で減速され、軸継手３１６を介して送りネジ３０６に伝達される。フック３０２は、送りネジ３０６とナット部３２０で構成される直動機構を成すナット部３２０と一体に結合されている。送りネジ３０６をサーボモータ３６０で回転させると、ナット部３２０とそれに結合されたフック３０２は、サーボモータ３６０の回転方向に応じて上動したり下動したりする。フック３０２を上動させるとフック凹部３０２ｈとその側部は台車４０の枠部材４０ｆ（図３、図１１参照）に設けられた穴部又は逆Ｕ字状の溝（図示せず）にあてがわれてＡＧＶ１０と台車４０とが一体化される。一方、フック３０２が下動されると、フック凹部３０２ｈとその側部は枠部材４０ｆに設けられる穴部、溝から切り離され両者の一体化は解除される。
【００８２】
図１５は、現在使用されているコンテナ台車・平台車の幅と奥行の寸法を調べてみたものである。ここでコンテナ台車・平台車（以下台車と称する）とは、手押しハンドルが付いていないものを指す。Ａ社からＦ社まで合わせて８種類の台車を示し、最大積載重量はすべて３００ｋｇである。例えばＡ社から販売されている品番Ａ−１の台車の幅は、５０５ｍｍであり、奥行は８００ｍｍである。なお、本書では平台車の幅と奥行を定義するにあたり、短手方向を幅とし、長手方向を奥行としている。さて、品番Ａ−１の台車に本発明に係るＡＧＶ（幅（ＡＷ）≒６００ｍｍ、奥行（ＡＤ）≒４００ｍｍ）を連結すると、全長が１，２００ｍｍ（８００ｍｍ＋４００ｍｍ）、全幅６００ｍｍの全方位台車搬送機構１が構成される。
【００８３】
Ｂ社の品番Ｂ−２の台車幅は、６００ｍｍであり、奥行は９００ｍｍである。品番Ｂ−２の幅はＡＧＶ１０の幅ＡＷと同じ６００ｍｍである。したがって、この台車に本発明に係るＡＧＶ１０（幅６００ｍｍ、奥行４００ｍｍ）を連結すると、全長が１，３００ｍｍ（９００ｍｍ＋４００ｍｍ）、全幅が６００ｍｍとなり、品番Ａ−１よりも全長が１００ｍｍ長くなることが分かる。
【００８４】
Ｃ社の品番Ｃ−１の台車幅は、６０５ｍｍであり、奥行は９３５ｍｍである。品番Ｃ−１の幅はＡＧＶ１０の幅ＡＷよりも５ｍｍ大きい。したがって、この台車に本発明に係るＡＧＶ１０（幅６００ｍｍ、奥行４００ｍｍ）を連結すると、全長が１，３３５ｍｍ（９３５ｍｍ＋４００ｍｍ）、全幅が６０５ｍｍとなり、品番Ｂ−２よりも全長が３５ｍｍ大きくなり、全幅はＡＧＶ１０の幅ＡＷよりも５ｍｍ長くなる。
【００８５】
Ｄ社の品番Ｄ−１及びＥ社の品番Ｅ−１の幅、奥行は、Ｂ社の品番Ｂ−２のそれらと同じである。したがって、全方位台車搬送機構１の全長は１，３００ｍｍ（９００ｍｍ＋４００ｍｍ）、全幅は６００ｍｍとなる。
【００８６】
Ｆ社の品番Ｆ−１は、台車の幅は、６１０ｍｍであり、奥行は９１０ｍｍである。品番Ｆ−１の幅はＡＧＶ１０の幅ＡＷよりも１０ｍｍ長い。したがって、この台車に本発明に係るＡＧＶ１０（幅６００ｍｍ、奥行４００ｍｍ）を連結すると、全長が１，３１０ｍｍ（９１０ｍｍ＋４００ｍｍ）、全幅が６１０ｍｍとなる。
【００８７】
図１５から明らかになるように台車の幅の範囲は４５０ｍｍ〜６１０ｍｍであり、奥行の範囲は８００ｍｍ〜９３５ｍｍとなる。したがって、幅の最大値と最小値との差は１６０ｍｍ（６１０ｍｍ−４５０ｍｍ）であり、奥行の最大値と最小値との差は１３５ｍｍ（９３５ｍｍ−８００ｍｍ）となる。こうした数値は、本発明に係るＡＧＶ１０の車体寸法を決めるにあたり反映すべき数値となる。なお、本書においてＡＧＶ１０が採用した標準的な寸法は前に述べたように幅は略６００ｍｍ、奥行は略４００ｍｍであるがさらに詳細については後述する。
【００８８】
図１６は、手押し台車と称される、すなわち、手押しハンドルが付いた台車を８社について調べた結果である。積載最大重量は図１５に示すものと同じ３００ｋｇである。８社が提供する台車の幅は６００ｍｍ前後のものが多く、奥行は９００ｍｍ前後のものが多いことが分かる。これらの数値は、結果的に図１５に示すコンテナ台車・平台車とほぼ同じであるので、本発明に係るＡＧＶ１０の寸法は図１５に示すコンテナ台車・平台車の寸法を参考にすることで手押しハンドルタイプの台車にも適用できることが分かる。
【００８９】
図１７は、現在使用されているコンテナの寸法を調べた調査結果である。会社はＧ社、及びＨ社の２社のものである。特にＧ社については７種類のコンテナを調べてみたが、Ｈ社も同様の寸法のコンテナを提供している。
【００９０】
例えばコンテナ番号１（Ｇ社の品番Ｇ−１）の幅は１９３ｍｍ、奥行は３４２ｍｍ、高さは９９ｍｍであり商品や半製品類を収容できる容量は比較的小さい。品番Ｇ−１のコンテナであれば、図１５示のなかで最も寸法が小さな、Ｂ社、品番Ｂ−１の台車に積載することができる。
【００９１】
さて図１７示のコンテナの品番Ｇ−１、Ｇ−２、Ｇ−３、Ｇ−４、及びＧ−５の幅は、１９３ｍｍ〜４２５ｍｍである。また、奥行は３４２ｍｍ〜７１６ｍｍである。こうしたコンテナの寸法であれば、図１５示のなかで最も寸法が小さい品番Ｂ−１の幅４５０ｍｍ、奥行８００ｍｍの台車に積載しても台車の外部から飛出すことはないことが分かる。
【００９２】
コンテナ番号６（Ｇ社品番Ｇ−６）は、幅は５０３ｍｍ、奥行８３８ｍｍである。これを、台車品番Ｂ−１に載せると奥行は３８ｍｍ飛出すことになるが、台車番号３（品番Ｂ−２）に切り換えることで飛び出しという不具合は解消することができる。
【００９３】
コンテナ番号７（品番Ｇ−７）の幅は５０３ｍｍ、奥行は１，００５ｍｍである。コンテナ番号７の奥行１，００５ｍｍを台車から飛出さず載せることは図１５に示す台車には存在しない。しかし、旋回半径は少し大きくなってしまうが図１５に示すほぼすべての台車で運搬することは可能である。
【００９４】
コンテナ番号８（品番Ｈ−１）、コンテナ番号９（品番Ｈ−２）の幅は、それぞれ５００ｍｍ、奥行は７００ｍｍ、及び５９５ｍｍ，８２０ｍｍである。これらのコンテナは、図１５、台車番号Ｂ−２、Ｃ−２、Ｄ−１、及びＥ−１等の台車の寸法内であるので、台車から飛出すことなく搬送することができる。
【００９５】
さて、図１５，図１６及び図１７から明らかになるように、作業者がハンドフォークリフトなど他の器具を使わず直接手で運搬している台車の寸法とコンテナの寸法は互いに独立して決められているものではなく、互いに受け入れることができるような寸法に選ばれていることが分かる。こうしたことは実用性、利用性、安全性からみると当然のことである。また、台車やコンテナは人が使用するものであるのでこれらの寸法は一人の人が操作し易く、かつ安全性も確保できるものではならない。本発明に係る全方位台車搬送機構１の寸法は、こうしたことも踏まえて決められている。
【００９６】
図１８は、本発明に係る全方位台車搬送機構１が、比較的幅狭く、かつ角がある走行路５０を走行している様子を示す模式図である。全方位台車搬送機構１は、図１３に示すサイドガイド機構２０及び図１４に示す台車リフト機構３０によって台車４０とＡＧＶ１０とは一体化され自律移動式で走行する。すなわち、ＡＧＶ１０自体が有する地図情報格納機能、地図作成機能、自己位置認識機能、走行路設定機能等によって、軌道、誘導体、人の操縦などがなくても目的地へ移動する。
【００９７】
全方位台車搬送機構１を構成するＡＧＶ１０の幅ＡＷ及び奥行ＡＤは前に述べたようにＡＷ＝６００ｍｍ、ＡＤ＝４００ｍｍとする。また、説明の便宜上台車４０の幅ＳＷ及び奥行ＳＤは、ＳＷ＝６００ｍｍ、ＳＤ＝９００ｍｍとする。台車４０は、本発明に係るＡＧＶ１０に見合った専用車を特別に用意したものではなく、現在使用されているものであり、例えば図１５示の品番Ｃ−２に相当する。
【００９８】
台車品番Ｃ−２とＡＧＶ１０とを組み合わせて構成される全方位台車搬送機構１の全長Ｌは、Ｌ＝ＡＤ＋ＳＤ＝４００ｍｍ＋９００ｍｍ＝１，３００ｍｍとなる。また、全幅Ｄは、Ｄ＝ＡＷ＝ＳＷ＝６００ｍｍとなる。すなわち、全方位台車搬送機構１の長さと幅の比は略２：１をもって構成されている。
【００９９】
ここで、台車４０にコンテナ４２のみを例えば８段〜１２段積層したとき、又はコンテナ４２に各種の商品や半製品類を収容したときの総重量を例えば１５０ｋｇ〜３００ｋｇとすると、全方位台車搬送機構１の重心１ｃｇは、ＡＧＶ１０側ではなく、台車４０の中心部に向かって移動する。全方位台車搬送機構１の旋回中心が重心１ｃｇに近いほど回転慣性が小さくなるため、移動距離が長くなるが、より小さい駆動力で安定かつ安全に搬送物が載った台車の姿勢(走行方向)を変えることができる。逆に、ＡＧＶ１０の一部の部位を旋回中心として総重量１５０ｋｇ〜３００ｋｇの搬送物と台車を振り回そうとすると、回転慣性が大きくなり動き始めに大きな駆動力が必要になる。また、一度勢いがついた搬送物と台車を止めるのにも大きな駆動力が必要になるだけでなく、その動きを制御できない可能性がある。このため、特に重量物を台車に載せて運ぶ場合には、旋回中心を台車上に移して走行するのが適切である。このとき、全方位台車搬送機構１は文字通り全方位に走行でき真横にも即座に移動できるため、任意の位置の旋回中心周りに台車を回転させることができる。そして、旋回中心の重心１ｃｇからＡＧＶ１０の後端までの距離が短いほど、台車４０上の旋回中心を基準に台車４０とＡＧＶ１０が一体で旋回した場合に周囲の壁や設備にぶつかるおそれが少なくなるため、ＡＧＶ１０の幅ＡＷ及び奥行ＡＤの寸法はできるだけ小さくすることが望ましい。
【０１００】
さて、一般人の肩幅は４５０ｍｍ〜４６０ｍｍと言われている。また、一人通れる通路幅は最低５２０ｍｍ〜６００ｍｍとも言われている。一般人が台車を使って搬送物を運搬している通路や出入り口の幅、旋回スペースの大きさは、経験則を含めおおむねこれらの値に沿って設営されると考えてよい。
【０１０１】
以上のように、本発明者は、全方位台車搬送機構１の小型化、現在人が台車での運搬のため通行している比較的狭い通路での走行、さらに現在使用されているコンテナ台車、及びコンテナの寸法に鑑みた結果、ＡＧＶ１０の幅ＡＷ及び奥行ＡＤは、それぞれＡＷ＝５２０ｍｍ〜７００ｍｍ、ＡＤ＝３４０ｍｍ〜４８０ｍｍに選ぶのが妥当であり、好ましくはＡＷ≒６００ｍｍ、ＡＤ≒４００ｍｍであることを知見した。
【０１０２】
ＡＧＶ１０の幅ＡＷは６００ｍｍよりも短くすることはできる。しかしＡＧＶ１０には、モータ、減速機、二次電池、及び通信機器等を搭載しなければならずある程度の容積は確保しなければならない。してみれば、ＡＧＶ１０の幅ＡＷを人の肩幅に近い４６０ｍｍまで小さくすると、所定の容積を確保するためには奥行ＡＤを大きくしなければならない。奥行ＡＤを大きくすると、走行時の旋回半径が大きくなり、幅広い走行路を用意しなければならないことになる。
【０１０３】
図１９は全方位台車搬送機構１が、あらかじめ決められたコンテナ収納エリアに荷を置くまでの振る舞いを示す概略模式図である。図１９に示す構内４００内には、各種の装置、機材、柱等の構造物が設置されているものとする。構内４００に設置されている各種の装置等の構造物の二次元又は三次元の形状・寸法は、全方位台車搬送機構１が走行する上で重要な情報源となる。本書では説明の便宜上こうした装置等は全方位台車搬送機構１にとっては検知、認識の対象物になるので、これらを認識対象物と称し、それらに符号４５２，４５４，４５６，４５８及び４６２を付与している。
【０１０４】
図１９は、全方位台車搬送機構１が、収納エリア４１０に台車４０及びそれに積載されたコンテナを含む台車コンテナ４０２，４０４，４０６，４０８，４１２及びを４１４の収納を既に終え台車コンテナ４１６を収納しようとしている状態を示す。
【０１０５】
全方位台車搬送機構１は、コントローラ１０６にあらかじめ記憶された地図情報・位置情報等に添いレーザ距離センサ１１６で認識対象物４５２，４５４，４５６，４５８及び４６２の存在を検知、確認しながら収納エリア４１０の所定の位置まで走行する。
【０１０６】
コントローラ１０６は、全方位台車搬送機構１が台車コンテナ４１６を収納エリア４１０を収納するにあたり、台車コンテナ４０２から台車コンテナ４１４までの収納はすでに終え、次に収納対象となるものが台車コンテナ４１６であることの情報を持っている。
【０１０７】
さらに台車コンテナ４１６の収納位置は、台車コンテナ４１４の隣側であり、かつ台車コンテナ４０６の手前側に収納すべきであることも、レーザ距離センサ１１６による収納エリア４１０における台車コンテナの台数や収納状態の形状等により認識することができている。
【０１０８】
図１９において、全方位台車搬送機構１は、走行進路５２に沿い走行する。走行進路５２の二次元情報はコントローラ１０６にあらかじめ記憶されている。しかし、レーザ距離センサ１１６により、認識対象物４５４，４５６等と収納エリア４１０との距離、或いは既に収納された台車コンテナ４１２，４１４等との距離を計測し、走行しながら自律制御することもできる。
【０１０９】
全方位台車搬送機構１は、認識対象物４６２と台車コンテナ４１２との間まで走行してくると一旦停止し、走行進路５４に沿い台車コンテナ４１６を収納しやすい位置まで後退する。通常、ＡＧＶ１０が先頭になり台車４０がそれに後続するが、走行進路５４ではこの向きが逆転する。台車コンテナ４１６が所定の位置に収納されると、ＡＧＶ１０と台車４０は切り離され、ＡＧＶ１０のみが走行進路５８を通って出発した位置まで戻る。なお、ＡＧＶ１０と台車４０との切り離しは、レーザ距離センサ１１６（図５参照）のデータに基づき、台車コンテナ４１６が所定の位置に到達したことをコントローラ１０６が検知すると、コントローラ１０６は、サイドガイド機構２０及び台車リフト機構３０をＡＧＶ１０と台車４０との一体化を解除させる指令信号を発信することにより行われる。
【０１１０】
以上述べたように、本発明に係る、比較的簡単な構造をもったサイドガイド機構と台車リフト機構とにより、ＡＧＶと台車とを自動的に連結して一体化させ、かつ、自動的に切り離して一体化を容易に解除させることができる。人が使用している台車をそのまま扱うことができるため、台車からコンテナをＡＧＶに搭載する荷積み装置やＡＧＶからコンテナを降ろすための荷降ろし装置を新たに設ける必要がない。さらに、日常よく使用されている台車やコンテナの寸法に適合させているので実用性に富む。さらに加えて、ＡＧＶ１０の路面への投影寸法を概略人の歩行時のフットプリントに合わせた値に設定しているため、ＡＧＶ専用の広い走行路や旋回スペースを設けることなく、従来人が台車を押すあるいは引く形で運搬していた通路や出入り口を、そのまま走行させることができる。
【０１１１】
また、台車に重量物を載せて運ぶ場合でも全方位走行の能力を使って台車上に旋回中心を移したり、走行中に旋回中心を移動させることもできるため、通路のクランク状の曲がり角などでもより少ない駆動力と比較的狭いスペースで、台車とＡＧＶを一体で旋回させることができる。
【符号の説明】
【０１１２】
１  全方位台車搬送機構
１０  無人搬送車（ＡＧＶ）
１０２  操作・表示部
１０４  制御部
１０６  コントローラ
１０８  電源部
１１２  電磁接触器
１１４  バッテリ
１１６  レーザ距離センサ
１１８  バンパースイッチ
１２２  電源スイッチ
１２６  運転開始ボタン
１２８  リセットボタン
１３２  ベース板
１４４  従動キャスタ
１５２  非常停止ボタン
１５４  ウインカ
１６  全方位移動キャスタ
１６０  サーボモータ（全方位移動キャスタ用）
１６２  サーボドライバ（全方位移動キャスタ用）
１６４  駆動輪
１６６  エンコーダ
１６８  歯車収納部
１７２  取付板
１７４  歯車収納部
１７６  第１プーリ
１７８  第２プーリ
１８２  タイミングベルト
１８４  サスペンション
１８６  ホイールブラケット
１８７  軸受箱
２０  サイドガイド機構
２０２  サイドプレート
２０４  スライド軸
２０６  送りネジ
２０８  軸受
２０９  サイドガイドフレーム
２１４  軸継手
２１８  歯車機構
２２０  ナット部
２６０  サーボモータ（サイドガイド機構用）
２６２  サーボドライバ（サイドガイド機構用）
３０  台車リフト機構
３０２  フック
３０４  スライド軸
３０６  送りネジ
３０８  軸受
３１４  減速機
３１６  軸継手
３２０  ナット部
３３０  台車リフト接続ベース
３６０  サーボモータ（台車リフト機構用）
３６２  サーボドライバ（台車リフト機構用）
４０  台車
４０ｃ  コーナー部材
４０ｆ  枠部材
４２  コンテナ
４０２，４０４，４０６，４０８，４１２，４１４  台車コンテナ
４１０  収納エリア  
４１６  未収納台車コンテナ
４４４  台車キャスタ
４５２，４５４，４５６，４５８，４６２  認識対象物
５０  走行路
５２，５４，５６，５８  走行進路
【要約】
【課題】走行通路幅と旋回スペースの縮小化を図るとともにスリップを抑制した全方位台車搬送機構を提供する。
【解決手段】
全方位台車搬送機構１は、平面視略方形状の台車４０と、台車４０の連結部位に近接して配置されるとともに車体に旋回可能に支持された駆動輪１６４を有する無人搬送車１０と、無人搬送車１０と台車４０とを一体化する一体化機構を備え、前記一体化機構は、無人搬送車１０が進行する方向と直交する台車４０の両側部に当接又は離脱するように駆動されるサイドガイド機構の１つであるサイドプレート２０２と、台車４０の連結部位の近傍にあてがい無人搬送車１０に近接した台車４０の一部の部位を持ち上げる台車リフト機構３０の一部を構成するサーボモータ３６０、スライド軸３０４、軸受３０８、フック等を備える。
【選択図】図６【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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