JPH10283032A

JPH10283032A - 無人走行車

Info

Publication number: JPH10283032A
Application number: JP9108125A
Authority: JP
Inventors: Akira Kato; 彰加藤
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 1997-04-09
Filing date: 1997-04-09
Publication date: 1998-10-23

Abstract

(57)【要約】【課題】転がり摩擦により車輪の向きを急激に変えれ
るようにし、無人走行車の車輪や床面の摩耗を防止す
る。【構成】傾動モータ１６により車輪を傾動軸Ｃを中心
に傾かせて、車輪の接地位置をステアリング中心の直下
からシフトさせる。同時にピニオン２４をラック２６に
沿って走行させ、車輪の接地位置のシフトによる横滑り
を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の利用分野】この発明は、無人走行車に関し、特
に車輪のステアリングに関する。

【０００２】

【従来技術】無人走行車はクリーンルーム等の工場や倉
庫等において物品の搬送等に用いられ、正確に目標位置
へ達するために、車体を静止させたまま車輪の向きのみ
を急激に変更することが要求される。このように、車体
自体を静止させたまま車輪の向きを変化させることは、
据え切りと呼ばれる。

【０００３】据え切り時には車輪は回転せず、車輪の向
きの変更は車輪と床面との滑りで行われ、車輪や床面が
消耗する。

【０００４】

【発明の課題】この発明の課題は、据え切り時や急激に
カーブを切った際の車輪や床面の摩耗を防止することに
ある（請求項１〜３）。請求項２での追加の課題は、ス
テアリング時の車体の横滑り距離を求めることができる
ようにすることにある。請求項３での追加の課題は、据
え切り時の車輪の横滑りを防止することにある。

【０００５】

【発明の構成】この発明は、走行モータで車輪を走行方
向に回転させて走行させるようにした、無人走行車にお
いて、ステアリング時に車輪を傾かせるための傾動手段
を設けたことを特徴とする。

【０００６】好ましくは、前記車輪の横方向断面形状を
円弧状とし、前記傾動手段で該円弧の中心に関して車輪
を横方向に回転させて傾ける。

【０００７】また好ましくは、車輪の傾動と同時に、無
人走行車の車体を車輪に対して相対的に車輪の傾動方向
と逆向きに平行移動させるための平行移動手段を設け
る。

【０００８】

【発明の作用と効果】請求項１の発明では、ステアリン
グ時に傾動手段で車輪を傾かせる。この状態で車輪を回
転させれば、車輪は向きを変え、かつ向きの変化は車輪
と床面との転がり摩擦で行われるので、車輪や床面の摩
耗を防止できる。

【０００９】請求項２の発明では、車輪の横方向断面形
状を円弧状とし、円弧の中心に関して車輪を傾かせる。
このため車輪を傾動させても車体の高さは変わらず、ま
た車輪の傾動で生じる横滑り距離は傾動角と円弧の半径
とで定まり、ステアリング時の無人走行車の軌跡を算出
できる。

【００１０】請求項３の発明では、平行移動手段でステ
アリング時に、車体を車輪に対して相対的に、傾動方向
と逆向きに平行移動させる。このため車輪を傾けること
で生じた横滑りを、車輪に対する車体の相対移動で相殺
し、横滑り無しでステアリングすることができる。

【００１１】

【実施例】図１〜図４に実施例を示す。これらの図にお
いて、１は無人走行車で、例えばクリーンルーム内の走
行経路に沿って走行し、処理装置間で仕掛品等を搬送す
るものとする。なおクリーンルームの床面にはグレーテ
ィングが施され、表面には樹脂加工が施してある。無人
走行車１は処理装置に設けたステーション等で正確に停
止することが要求されるので、急激にカーブを切ること
が要求され、特に無人走行車１の重心位置をほとんど変
化させずに、走行方向を例えば直角に変更することが要
求される。このように車体の重心位置を移動させずに車
輪の向きを変更することを、据え切りと呼ぶ。そして問
題は、据え切りが繰り返し行われる箇所において、車輪
と床面との滑り摩擦により特に床面（樹脂コーティン
グ）が摩耗することである。

【００１２】２，４は走行ユニットで、例えば２が前輪
側、４が後輪側とする。走行ユニット２，４は回転軸
６，８を中心として回転ないしは揺動できるように構成
してあり、例えば図１の状態から車輪を９０度曲げて図
の右側に進行する場合、走行ユニット２，４は回転軸
６，８を中心として各々図の矢印方向に９０度回転し、
その後無人走行車１は真横に運動する。走行ユニット
２，４は無人走行車１の中心に関して対称に配置され、
１０は車輪を収容したブラケット、１２は走行モータ、
１４は走行ブレーキである。そして走行モータ１２から
車輪の中心を通り走行ブレーキ１４に至る軸がステアリ
ング軸Ｂ（車輪軸）である。

【００１３】１６は傾動モータ、１８，２０，２２，２
４はピニオンで、ピニオン１８は傾動モータ１６に接続
され、ピニオン２０はブラケット１０の回転軸に接続し
てあり、ピニオン２０の軸線がブラケット１０の傾動軸
Ｃとなる。ピニオン２０の回転はピニオン２２を介して
ピニオン２４に伝えられ、ピニオン２４は走行ユニット
２，４に固定のラック２６に沿って回転しながら走行す
る。２８，３０は走行ユニット２，４に固定のガイドレ
ールで、ガイド３２，３４はガイドレール２８，３０に
沿って摺動する。傾動モータ１６とピニオン１８，２０
が傾動手段を構成し、ピニオン２２，２４，ラック２
６，ガイドレール２８，３０，ガイド３２，３４が平行
移動手段を構成する。４０はキャスター車輪である。

【００１４】図２〜図４に示すように、車輪３６はブラ
ケット１０に収容され、３８はチェーン、３９はブレー
キで、走行ユニット２，４が所定の角度だけ回転した際
に回転軸６，８をブレーキし、ステアリングを終了させ
る。なおこれ以外に走行ユニット２，４を回転させるた
めのモータ等を設けても良い。このように、車輪３６、
走行モータ１２、ピニオン１８〜２４とラック２６、お
よび傾動モータ１６等を高さ方向において重ならないよ
うに配置しており、またこれらの部材からなる走行ユニ
ット２，４とブレーキ３９を高さ方向において重ならな
いように配置している。このため、走行ユニット部分の
高さ寸法を小さくすることができ、ひいては無人走行車
１全体を背の低いものとすることができる。Ｂは前記の
ステアリング軸で、Ｃは前記の車輪３６の傾動軸であ
る。またθは傾動軸Ｃに関する車輪３６の傾動角を表
し、車輪３６の傾動半径をＲとすると、横滑り距離Ｓ0
はＲθで定まる。φはピニオン２２，２４の回転角を表
し、ピニオン２４の回転方向はピニオン２０の回転方向
（車輪３６の傾動方向）とは逆で、ピニオン２４の走行
距離Ｓ1はＬφで表される。車輪３６の横方向断面は円
弧状で、円弧の中心は傾動軸Ｃ上にある。

【００１５】図３，図４により、実施例の動作を示す。
無人走行車１を例えば横方向に直角に運動させたい場
合、傾動モータ１６でピニオン２０を回転させる。ピニ
オン２０が回転すると、車輪３６は傾動軸Ｃを中心とし
て例えば図４のように傾動角θだけ傾き、床面との接地
位置はステアリング中心（車輪３６の中心）の直下の位
置からシフトする。この時、車輪３６の接地位置の変化
に伴い、車輪３６はＳ0だけ図の右側に横滑りしてい
る。このままでは無人走行車１がＳ0だけ横滑りするの
で、ピニオン２４をラック２６に対してＳ1だけ傾動方
向に走行させる。言い換えると無人走行車１の車体を、
車輪３６に対して相対的に、傾動方向と逆向きに平行移
動させる。ここでＳ0＝Ｓ1 とすると、無人走行車１
の車体は横滑りせず、車輪３６やピニオン２４等だけが
Ｓ0だけ横滑りしたことになる。この横滑りは、車輪３
６の傾きを解消した際の横滑りで相殺される。Ｓ0＝
Ｓ1 とする条件は、Ｒθ＝Ｌφ とすることであ
り、ピニオン２０とピニオン２２とは互いに噛み合って
いるので、ピニオン２０の半径をｒ、ピニオン２２の半
径をｌとすると、ｌφ＝ｒθ の関係がある。このこと
を用いてθとφを消去すると、ｒ／Ｒ＝ｌ／ＬでＳ0
＝Ｓ1 となる。この結果、無人走行車１の横滑り無し
に、車輪３６を傾動させることができる。

【００１６】車輪３６を傾動させて、走行モータ１２に
より車輪３６を回転させると、走行ユニット２，４は回
転軸６，８を中心に回転する。例えば走行ユニット２，
４が直角に回転した時点で、ブレーキ３９により回転を
停止させると、車輪３６の向きが直角に変化する。なお
この間の車輪３６，３６の回転方向は走行ユニット２，
４で逆にし、このため走行ユニット２，４はそれぞれ逆
方向に９０度回転する。そして走行ユニット２，４の回
転が終了した時点で、傾動モータ１６を逆転させて車輪
３６の傾きを解消し、次いで走行モータ１２により無人
走行車１を例えば図１の右向きに前進させれば良い。

【００１７】このようにすれば、無人走行車１を任意の
向きにステアリングすることができる。そしてステアリ
ングの間、無人走行車１の重心位置はほとんど変化せ
ず、車輪３６を傾かせることで生じる横滑りは、ピニオ
ン２４をラック２６に沿って走行させることで補正され
る。そして車輪３６のステアリングは、車輪３６を傾動
モータ１６等で傾かせることにより行われ、ここで車輪
３６を回転させると、滑り摩擦ではなく転がり摩擦によ
りステアリングできる。このため車輪３６や床面を摩耗
せずに、据え切り等の急激なステアリングができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の無人走行車の底面図

【図２】実施例の無人走行車の要部側面図

【図３】実施例の無人走行車の要部正面図

【図４】実施例の無人走行車のステアリング状態を示
す要部正面図

【符号の説明】

１無人走行車２，４走行ユニット６，８回転軸１０ブラケット１２走行モータ１４走行ブレーキ１６傾動モータ１８〜２４ピニオン２６ラック２８，３０ガイドレール３２，３４ガイド３６車輪３８チェーン３９ブレーキ４０キャスター車輪Ｂステアリング軸Ｃ傾動軸 θ 傾動角 φ ピニオン回転角Ｓ0 横滑り距離Ｓ1 ピニオン走行距離Ｒ傾動半径Ｌピニオン半径

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】走行モータで車輪を走行方向に回転させ
て走行させるようにした、無人走行車において、ステアリング時に車輪を傾かせるための傾動手段を設け
たことを特徴とする、無人走行車。
【請求項２】前記車輪の横方向断面形状を円弧状と
し、前記傾動手段で該円弧の中心に関して車輪を横方向
に回転させて傾けるようにしたことを特徴とする、請求
項１の無人走行車。
【請求項３】車輪の傾動と同時に、無人走行車の車体
を車輪に対して相対的に車輪の傾動方向と逆向きに平行
移動させるための平行移動手段を設けたことを特徴とす
る、請求項１または２の無人走行車。