(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
台車フレームに、ステアリングモータを設置し、台車フレームに回転自在に支持した操舵軸により操舵輪を平面内において回動可能に支持し、該操舵輪の操舵軸を、前記ステアリングモータのモータ軸に回転伝達機構を介して連結すると共に、台車フレームに回転自在に支持した計測輪用操舵軸に計測輪を平面内において回動可能、かつ、台車フレームに対して昇降可能に支持し、該計測輪用操舵軸を、ステアリングモータのモータ軸に回転連動機構を介して連結し、計測輪を、操舵輪の操舵に同期して操舵輪の操舵角と同角度に操舵させるようにし、かつ、計測輪にエンコーダを取付け、計測輪の回転数をカウントして走行距離を計測するようにしたことを特徴とする無人搬送車における走行距離計測装置。
【請求項２】
台車フレームに、ステアリングモータを設置し、台車フレームに回転自在に支持した操舵軸により操舵輪を平面内において回動可能に支持し、該操舵輪の操舵軸を、前記ステアリングモータのモータ軸に回転伝達機構を介して連結すると共に、台車フレームに回転自在に支持した計測輪用操舵軸に計測輪を平面内において回動可能、かつ、台車フレームに対して昇降可能に支持し、該計測輪用操舵軸を、操舵輪の操舵軸に回転連動機構を介して連結し、計測輪を、操舵輪の操舵に同期して操舵輪の操舵角と同角度に操舵させるようにし、かつ、計測輪にエンコーダを取付け、計測輪の回転数をカウントして走行距離を計測するようにしたことを特徴とする無人搬送車における走行距離計測装置。
【請求項３】
計測輪を計測輪用操舵軸に対して上下動可能に支持し、計測輪用操舵軸にバネ受け板を固定し、バネ受け板と計測輪を支持する支持枠との間にバネを挿設して計測輪を走行面に圧着させるようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の無人搬送車における走行距離計測装置。
【請求項４】
計測輪を支持する支持枠に計測輪用操舵軸を固定し、計測輪用操舵軸と回転連動機構とをスプライン嵌合させ、かつ、計測輪用操舵軸を貫通させる軸穴を設けたバネ受け板を台車フレームの底面に固定し、該バネ受け板と計測輪を支持する支持枠との間にバネを挿設して計測輪を走行面に圧着させるようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の無人搬送車における走行距離計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無人搬送車の誘導制御のために使用する搬送台車（以下台車とする）の走行移動距離を計測する走行距離計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動倉庫等、諸用途に無人搬送車が使用されている。無人搬送車を制御する上において、台車の走行移動距離を正確に計測することが、最も重要なファクターとなっている。
【０００３】
特に、電磁誘導や磁気誘導などのガイド式誘導に比べて、台車の姿勢角度と走行距離情報によって、常に現在位置を把握しながら、自律走行を行なうジャイロ誘導のようにガイドレス式の誘導では、精度の高い走行移動距離を計測することが要求される。
【０００４】
従来、台車の走行移動距離を計測する方法としては、
１）サーボ制御である走行モータにエンコーダを取付け、モータの回転数をカウントし、走行距離に換算する方法。
２）台車を支持する車輪の車軸にエンコーダを取付け、車輪の回転数をカウントし、走行距離に換算する方法等がある。
【０００５】
しかし、これ等の方法では、荷重を受ける車輪の回転数から走行距離を換算するものであるから、荷重の変化による車輪、つまり、タイヤの変形による差が出て、計測値に誤差が生じる。
また、経年変化によるタイヤの摩耗が大きく、これによる誤差も生じると云う不都合があった。
【０００６】
このため、荷重を受ける車輪の変形による影響を無くすため、図６に示すごとく、台車フレーム１に、操舵輪２および従動輪３（多くの場合キャスター輪が使用される）とは別に、計測用の車輪４を設け、該計測輪４にエンコーダを取付け、計測輪４の回転数をカウントし、走行距離に換算する方法もあった。
【０００７】
この図６に示す方法の場合、計測輪４が台車フレーム１に固定されているときは、台車が旋回するとき（図６のＡ）、斜行するとき（図６のＢ）、横行するとき（図６のＣ）にスラスト力が働き、計測輪４の回転が不安定になり、正確な計測値を得ることができなかったし、そもそも斜行や横行には追従できず、破損することもしばしばであった。
【０００８】
また、台車の走行にスムーズに追従させるため、上記の計測輪４をキャスター輪とするものもあったが、キャスター輪は支持軸と車軸との間に取付け幅を有しているので、キャスター輪が向きを変えることによるキャスター輪の移動があり、走行移動距離を正確に計測できないと云う問題点があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、計測輪を荷重が掛からないように台車フレームに支持し、かつ、操舵輪の操舵に同期して、操舵輪の操舵角と同じ角度に操舵されるようにし、精度の高い計測をなし得る無人搬送車における走行距離計測装置を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
台車フレームに、ステアリングモータを設置し、台車フレームに回転自在に支持した操舵軸により操舵輪を平面内において回動可能に支持し、該操舵輪の操舵軸を、前記ステアリングモータのモータ軸に回転伝達機構を介して連結すると共に、台車フレームに回転自在に支持した計測輪用操舵軸に計測輪を平面内において回動可能、かつ、台車フレームに対して昇降可能に支持し、該計測輪用操舵軸を、ステアリングモータのモータ軸に回転連動機構を介して連結し、計測輪を、操舵輪の操舵に同期して操舵輪の操舵角と同角度に操舵させるようにし、かつ、計測輪にエンコーダを取付け、計測輪の回転数をカウントして走行距離を計測するようにした。
【００１１】
また、台車フレームに、ステアリングモータを設置し、台車フレームに回転自在に支持した操舵軸により操舵輪を平面内において回動可能に支持し、該操舵輪の操舵軸を、前記ステアリングモータのモータ軸に回転伝達機構を介して連結すると共に、台車フレームに回転自在に支持した計測輪用操舵軸に計測輪を平面内において回動可能、かつ、台車フレームに対して昇降可能に支持し、該計測輪用操舵軸を、操舵輪の操舵軸に回転連動機構を介して連結し、計測輪を、操舵輪の操舵に同期して操舵輪の操舵角と同角度に操舵させるようにし、かつ、計測輪にエンコーダを取付け、計測輪の回転数をカウントして走行距離を計測するようにした。
【００１２】
さらに、計測輪を計測輪用操舵軸に対して上下動可能に支持し、計測輪用操舵軸にバネ受け板を固定し、バネ受け板と計測輪を支持する支持枠との間にバネを挿設して計測輪を走行面に圧着させるようにしたこと。
および、計測輪を支持する計測輪用支持枠に計測輪用操舵軸を固定し、計測輪用操舵軸と回転連動機構とをスプライン嵌合させ、かつ、計測輪用操舵軸を貫通させる軸穴を設けたバネ受け板を台車フレームの底面に固定し、該バネ受け板と計測輪を支持する支持枠との間にバネを挿設して計測輪を走行面に圧着させるようにしたことも特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下図に沿って、本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明による走行距離計測装置の概略を示す要部平面図、図２は同断面図である。
図において、５は台車フレームである。６は台車フレーム５上に設置されたステアリングモータであって、該ステアリングモータ６のモータ軸には歯車７とホィール８が固定されている。
【００１４】
９は操舵輪、１０は操舵輪９を支持する枠体であって、該支持枠１０は、台車フレーム５に回転自在に支持された操舵軸１１に固定されている。
したがって、操舵輪９は、操舵軸１１の回転により、平面内において回動可能である。１２は操舵軸１１に固定された歯車であり、前記歯車７とアイドラーを介して噛合している。
【００１５】
この実施例において走行モータは、操舵輪９内に保持されたホィールインモータ１３が使用されており、操舵輪９はホィールインモータ１３を介して支持枠１０に支持されている。
【００１６】
１４は計測輪、１５は計測輪１４を支持する枠体であって、該計測輪用支持枠１５は、台車フレーム５に回転自在に支持された計測輪１４の操舵軸１６にスプライン嵌合している。
したがって、計測輪１４は、計測輪用操舵軸１６の回転により、平面内において回動可能であり、また、計測輪用操舵軸１６に対して上下動自在に支持されている。この支持方法について以下に説明する。
【００１７】
計測輪用操舵軸１６には、上部にホィール１７が固定され、中間部にバネ受け板１８が固定されている。
１９はバネ受け板１８と計測輪用支持枠１５との間に挿設されたバネである。
したがって、計測輪用支持枠１５に支持される計測輪１４は、バネ１９によって走行面に押し当てられる。
【００１８】
２０は、計測輪用支持枠１５の端部に取付けられた計測輪用エンコーダであり、計測輪１４の回転数をカウントし、走行距離に換算する。
２１は、台車フレーム５に回転自在に取付けられたホィールであって、ステアリングモータ６のモータ軸に取付けられたホィール８との間にタイミングベルト２２が巻回されている。
【００１９】
２３はホィール２１と同軸にして、台車フレーム５に回転自在に取付けられたホィールであって、前記計測輪用操舵軸１６に固定されたホィール１７との間にタイミングベルト２４が巻回されている。
したがって、ステアリングモータ６によって回転されるホィール８の回転は、ホィール２１、２３とタイミングベルト２２、２４によってホィール１７に伝えられ、計測輪用操舵軸１６はステアリングモータ６のモータ軸と同方向に回転される。
【００２０】
ステアリングモータ６のモータ軸と操舵輪９の操舵軸１１との回転連動機構として、歯車機構を使用したが、これに限らずホィールとタイミングベルトによる構成等、他の構成とすることができる。
また、ステアリングモータ６のモータ軸と計測輪用操舵軸１６との回転連動機構として、ホィールとタイミングベルトによるものとしたが、これに限らず、歯車機構やラックとピニオンによる構成等も使用し得る。
【００２１】
また、ステアリングモータ６のモータ軸を台車フレーム５の底辺部まで延在して支持し、該モータ軸の底辺部近くに歯車を取付け、該歯車に噛合う歯車を設けて、該歯車機構により計測輪用操舵軸１６を回転するようにしてもよい。
【００２２】
さらに、計測輪１４の支持機構についても、計測輪用操舵軸１６を計測輪用支持枠１５に固定し、計測輪用操舵軸１６とホィール１７とをスプライン嵌合させる構成とすることもできる。この場合、バネ受け板１８は台車フレーム５の底面に固定し、また、軸穴を設けて計測輪用操舵軸１６を貫通させるようにする。
【００２３】
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。図３は本発明の他の実施の形態による走行距離計測装置の概略を示す要部の平面図であり、図４は同断面図である。なお、前述した図１、図２に示した実施の形態と異なる部分について説明し、同一部分については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００２４】
１６′は計測輪用操舵軸であって、台車フレーム５に同フレームを貫通して、回転自在に支持されている。
２６は計測輪用操舵軸１６′の上端部に固定されたリンクであり、２７は操舵輪の操舵軸１１の上端部に固定されたリンクであって、両リンク２６と２７は連結ロッド２８で連結されている。
【００２５】
したがって、操舵輪の操舵軸１１が回転すれば、リンク２７、連結ロッド２８、リンク２６を介して計測輪用操舵軸１６′も操舵軸１１と同じ角度だけ回転される。
つまり、この例では、計測輪用操舵軸１６′を操舵輪の操舵軸１１に回転連結機構を介して連結した構成となっている。
【００２６】
なお、回転連結機構として、リンク２６、２７に代えて夫々ホィールを取り付け、両ホィール間にタイミングベルトを巻回する構成としても同効である。
また、この実施の形態の例においても、リンク２６を台車フレーム５に支持し、計測輪用操舵軸１６′をリンク２６にスプライン嵌合させ、計測輪用支持枠１５を計測輪用操舵軸１６′に固定する構成とすることもできる。
上述した回転連結機構以外の構成については、ステアリングモータ６の取り付け位置が変わるだけで、図１、図２に示した例と同一である。
【００２７】
本発明の構成は以上の通りであって、次にその作用について説明する。
まず、走行モータ１３を駆動することによって、操舵輪９を回転させ、台車を走行する。
この台車の走行により、計測輪１４も走行回転するので、その回転数がエンコーダ２０によってカウントされ、走行距離が計測される。
【００２８】
操舵するときは、ステアリングモータ６を回転すると、歯車７、１２が回転する。これによって、操舵軸１１がステアリングモータ６のモータ軸と同方向に回転され、支持枠１０を回転して、操舵輪９を操舵する。
【００２９】
このとき、図１、図２の例では計測輪用操舵軸１６は、ホィール８、２１、２３、１７とタイミングベルト２２、２４によって、ステアリングモータ６のモータ軸と同方向に回転される。
また、図３、図４の例では計測輪用操舵軸１６′は、リンク２７、連結ロッド２８、リンク２６によって、操舵軸１１と同方向に回転される。
【００３０】
つまり、何れの場合も計測輪１４は、操舵輪９の操舵と同期して同方向に、同角度操舵される。図５にこの状態を示している。（Ａ）はカーブ走行時、（Ｂ）は斜行時、（Ｃ）は横行時である。もちろん、計測輪１４の操舵角が操舵輪９の操舵角と一致するようにホィール径、リンク長さが設定されている。
なお、２５は従動輪であって、キャスター輪が使用されている。
【００３１】
上述のごとく、計測輪１４は操舵輪９の操舵と同期して、同角度に操舵されるし、台車荷重を受けないので、荷重の変動や台車の操舵によって変形することはなく、また、スラスト力も受けない。さらに、バネ１９によって走行面に軽く圧着されているので、空回りすることもない。
【００３２】
したがって、計測輪用エンコーダ２０は、台車の走行距離を正確に検出することになる。しかも、計測輪１４は台車の荷重やスラスト力を受けないので、経年変化による摩耗も少なく、長期にわたって正確な走行距離計測が可能である。
【００３３】
なお、図５（Ａ）のカーブ走行時のごとく、操舵輪９の前輪と後輪が同角度でない場合は、操舵輪９の操舵軸１１の走行半径の中心と、計測輪１４の計測輪用操舵軸１６の走行半径の中心とが一致しないので、理論上計測輪１４に、スラスト力が作用するが、これは極めて微小なスラスト力であり、車輪が変形する等の影響を与えるようなスラスト力ではなく、問題ではない。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は、台車の走行距離を計測する計測輪を、操舵輪の操舵に同期して、操舵輪の操舵角と同じ角度に操舵するようにし、また、台車の荷重が掛からないように台車フレームに支持するようにした。
【００３５】
このような構成としたので、計測輪は変形したり、スラスト力を受けることもなく、スムーズな走行回転が得られ、台車の走行移動距離を、極めて精度高く計測し得るようになった。また、経年変化による摩耗も少なく、長期にわたって正確な走行距離計測が可能となり、無人搬送車の誘導制御の信頼性が高まった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による走行距離計測装置の部分平面図。
【図２】同上断面図。
【図３】他の実施の形態による走行距離計測装置の部分平面図。
【図４】同上断面図。
【図５】本発明の装置による操舵の状態を説明する概略図。
【図６】従来の装置による操舵の状態を説明する概略図。
【符号の説明】
１  台車フレーム                    ２  操舵輪
３  従動輪                          ４  計測輪
５  台車フレーム                    ６  ステアリングモータ
７  歯車                            ８  ホイール
９  操舵輪                        １０  支持枠
１１  操舵軸                        １２  歯車
１３  走行モータ                    １４  計測輪
１５  計測輪用支持枠                １６  計測輪用操舵軸
１７  ホィール                      １８  バネ受け板
１９  バネ                          ２０  計測輪用エンコーダ
２１  ホィール                      ２２  タイミングベルト
２３  ホィール                      ２４  タイミングベルト
２５  従動輪                        ２６  回動リンク
２７  回動リンク                    ２８  連結ロッド
【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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