JP2010100200A - 電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の移動経路を走行することができ、しかも省電力化を図ることができる電動車両を提供することを目的とする。
【解決手段】電動車両である搬送車１０は、駆動輪３０と、駆動輪３０を駆動する走行用モータ２８と、走行用モータ２８に電力を供給するバッテリ１２とを有する主動力部１４と、該主動力部１４による走行を補助する補助動力部１８と、主動力部１４及び補助動力部１８の駆動を制御する制御部２２とを備える。この場合、補助動力部１８には、動力を弾性力に変換して備蓄可能な一方、備蓄した弾性力を動力として出力可能な弾性体であるぜんまいばね３２を有するエネルギ備蓄機構３４と、エネルギ備蓄機構３４に動力を付与して前記ぜんまいばね３２に弾性力を備蓄可能な補助モータ３６と、備蓄した弾性力に基づく動力で駆動される補助駆動輪３８とが備えられる。
【選択図】図３

Description

本発明は、電力でモータを駆動して走行する電動車両に関する。

従来より、バッテリを搭載し、該バッテリからの電力で走行用モータを回転駆動することにより駆動輪を駆動して走行する電動車両が開発されている。

電動車両は、一般に内燃機関等に比べて排気ガスの排出がなく低騒音である。このため、当該電動車両は、人が乗車する乗用分野だけでなく、例えば、自動車工場等の生産現場にも広く利用されており、エンジンやギアボックス等の部品を搬送する無人の自動搬送車（ＡＧＶ：Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）等が挙げられる。

このような搬送車において、例えば、エンジン部品のような重量物を搬送するものでは、走行用モータに十分な出力が求められる。従って、モータの大型化やこれに伴う車両の大型化等による設備コストや消費電力の増大等を惹起し、環境負荷も増加する可能性がある。

特許文献１には、オートマチックトランスミッション等の部品（ワーク）を搬送する搬送車として、電動や油圧による駆動系統を設けない構成が記載されている。この搬送車では、搬送するワークの自重によってラック・ピニオン機構を駆動し、車輪の前進駆動力にすると共に、該ワークの自重を台車に設けたコイルばねに備蓄する。そして、ワークを台車から取り除いた際の前記コイルばねの反発力によりラック・ピニオン機構を逆方向に駆動し、車両の後退駆動力にすることができる。

特開２００４−３３１０５２号公報

この場合、上記特許文献１に記載の搬送車では、予め定められた一直線の経路上を往復移動することしかできず、複数種類の部品の搬送や部品同士の組み付け等を行う生産ラインに適用することは困難であり、また、搬送経路の変更も容易ではない。

本発明は、上記従来の課題を考慮してなされたものであり、所望の移動経路を走行することができ、しかも省電力化を図ることができる電動車両を提供することを目的とする。

本発明に係る電動車両は、駆動輪、該駆動輪を駆動する走行用モータ、及び、該走行用モータに電力を供給するバッテリを有する主動力部と、前記主動力部による走行を補助する補助動力部と、前記主動力部及び前記補助動力部の駆動を制御する制御部とを備え、前記補助動力部は、動力を弾性力に変換して備蓄可能な一方、備蓄した弾性力を動力として出力可能な弾性体を有するエネルギ備蓄機構と、前記エネルギ備蓄機構に動力を付与して前記弾性体に弾性力を備蓄可能な補助モータと、前記備蓄した弾性力に基づく動力で駆動される補助駆動輪とを備えることを特徴とする。

このような構成によれば、主動力部に加えて、前記エネルギ備蓄機構に備蓄した弾性力で駆動する補助動力部を備え、例えば、当該電動車両の発進時に補助動力部の駆動力で走行し、発進後に主動力部の駆動力で走行する等の走行制御を行うことができる。すなわち、主動力部により比較的自由な経路を走行可能でありながら、例えば、発進時には走行用モータ及びバッテリを使用せず備蓄しておいた弾性力で走行することができるため、走行用モータやバッテリの小型化及び当該電動車両の省電力化が可能となる。

また、前記バッテリが、外部電源からの電力で充電されると共に、前記制御部は、前記バッテリへの充電中、前記外部電源からの電力で前記補助モータを駆動し、前記エネルギ備蓄機構に前記弾性力を備蓄する制御を行うと、バッテリへの充電と同時に弾性力を備蓄することができ、補助モータの駆動のためにバッテリを消費する必要がなく、車両の一層の小型化及び省電力化が可能となる。

この場合、前記制御部が、当該電動車両が停止した状態からの発進時、前記主動力部を駆動せず、前記補助動力部からの動力により発進する制御を行うことにより、特に走行用モータでの電力消費が大きな車両の発進を補助動力部の弾性力で賄うことが可能となり、さらなる省電力化が可能となる。

なお、前記弾性体が、前記補助モータで回転される第１軸と、前記補助駆動輪を軸支する第２軸との間に巻き掛けられるぜんまいばねであり、前記ぜんまいばねは、前記補助モータにより前記第１軸が回転されることで該第１軸に巻き上げられて前記弾性力を備蓄し、該備蓄した弾性力により前記第２軸を回転させることで前記補助駆動輪を駆動するように構成すると、簡単且つ低コストで補助動力部を構成することができる。

この場合、前記第２軸には、前記弾性力の備蓄時に前記補助駆動輪と前記ぜんまいばねとの間を切離する一方、前記弾性力の出力時に前記補助駆動輪とぜんまいばねとの間を連結するクラッチが設けられると、エネルギ備蓄機構による弾性力の備蓄を一層円滑に行うことができる。

また、前記弾性体は、前記補助モータで回転される軸に一端が固定され、他端が前記軸の回転で回転しない部材に固定されたぜんまいばねであり、前記ぜんまいばねは、前記補助モータにより前記軸が回転されることで該軸に巻き上げられて前記弾性力を備蓄し、さらに、該備蓄した弾性力により前記軸を回転させることで前記補助駆動輪を駆動するように構成することも可能である。なお、上記のぜんまいばねとしては、例えば、定荷重ばねや一般的な渦巻き型のものを適宜用いるとよい。

さらに、当該電動車両は、載置台にワークを載置して搬送する搬送車であり、前記載置台を昇降可能な昇降機構と、前記昇降機構を駆動する電力を供給する補助バッテリと、前記昇降機構により所望の高さ位置に保持した前記載置台及び前記ワークを下降させる際、該ワークの位置エネルギを電気エネルギとして回生し、前記補助バッテリを充電するエネルギ回生機構とを備えて構成することもできる。これにより、ワークとして、例えば重量物を搬送するような場合であっても、前記エネルギ備蓄機構を設けた補助動力部による駆動によって極めて省電力な搬送車を実現することができる。

なお、前記エネルギ回生機構で回生した電気エネルギが前記補助モータに供給されると、補助モータの駆動に外部電源等を用いる必要がなく、一層の省電力化が可能となる。

また、前記昇降機構が、油圧シリンダにより前記載置台を昇降する油圧機構であり、前記エネルギ回生機構が、前記載置台の下降による前記油圧シリンダの作動油の流動に基づき発電し、該発電した電力を前記補助バッテリへと蓄電する発電機と、前記補助バッテリから電力が供給され、前記油圧シリンダに油圧を付与するポンプとを備えるように構成することもできる。このような油圧機構により、前記エネルギ回生機構を設けた搬送車を容易に構成可能である。

本発明によれば、主動力部に加えて、前記エネルギ備蓄機構に備蓄した弾性力で駆動する補助動力部を備えている。これにより、例えば、当該電動車両の発進時に補助動力部の駆動力で走行し、発進後に主動力部の駆動力で走行する等の走行制御を行うことができる。従って、主動力部によって比較的自由な経路を走行可能でありながら、例えば、発進時には走行用モータ及びバッテリを使用せず備蓄しておいた弾性力で走行することができるため、走行用モータやバッテリの小型化及び当該電動車両の省電力化が可能となる。

以下、本発明に係る電動車両について、この電動車両を適用した搬送車を例示して好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る電動車両の適用例である搬送車１０の一部省略斜視図であり、図２は、図１に示す搬送車１０の一部省略側面図である。また、図３は、図１に示す搬送車１０の駆動系を模式的に示す一部省略平面図であり、図４は、図１に示す搬送車１０の電気系統及び油圧系統を説明するためのブロック説明図である。

本実施形態に係る搬送車１０は、主にバッテリ１２を電源とする主動力部１４からの駆動力で所望の経路を走行可能な電動車両であり、例えば、自動車のエンジンやギアボックス等の部品（ワーク）を載置台１６に積載し、工場内の所望の位置へと搬送するＡＧＶである。なお、以下、当該搬送車１０を例示して本発明に係る電動車両の実施形態を説明するが、本発明は搬送車以外にも、乗用車や電動カート等、電動で走行する車両であれば適用可能である。

このような搬送車１０は、主として通常走行時に駆動される主動力部１４と、例えば当該搬送車１０の停止状態からの発進時に駆動され、主動力部１４による走行を補助する補助動力部１８と、載置台１６でワークＷを積載する積載部２０と、主動力部１４、補助動力部１８及び積載部２０の駆動を総合的に制御する制御部２２とを備え、各部がボディ２３で覆われた車体フレーム（車体）２４に搭載されている。

主動力部１４は、車体フレーム２４の車幅方向に橋架された支持フレーム２６で支持した走行用モータ２８と、支持フレーム２６に対して回転可能に軸支され、走行用モータ２８の駆動軸２８ａにより回転駆動される駆動輪３０と、走行用モータ２８に電力を供給するバッテリ１２とを備える。バッテリ１２は、例えば、搬送車１０が待機や作業のために所定のステーション（後述する）に停車された際、当該ステーションに設置された外部電源３１によって充電される。搬送車１０と外部電源３１とは、例えば、磁力で着脱可能な雄雌一対のコネクタ２９、３３によって、容易に電気的な接続が可能である（図４参照）。

図３に示すように、補助動力部１８は、動力を弾性力に変換して備蓄可能な一方、備蓄した弾性力を動力として出力可能なぜんまいばね（弾性体）３２を有したエネルギ備蓄機構３４と、エネルギ備蓄機構３４に動力を付与してぜんまいばね３２に弾性力を備蓄させる補助モータ３６と、エネルギ備蓄機構３４で備蓄した弾性力に基づく動力で駆動される補助駆動輪３８とを備える。

前記エネルギ備蓄機構３４において、補助モータ３６の駆動軸３６ａは、ぜんまいばね３２の一端が固着され巻き掛けられた巻上軸（第１軸）４０に対し、クラッチ４２を介して連結可能且つ切離可能な状態で同軸上に接続されている。つまり、クラッチ４２に対し、駆動軸３６ａが入力軸、巻上軸４０が出力軸として構成される。補助モータ３６及びクラッチ４２は、車体フレーム２４の車幅方向に橋架されたプレート４４上で固定されており、同様にプレート４４上で固定された軸受台４６により、巻上軸４０の他端が軸支されている。

補助駆動輪３８は、軸受台４８に一端が軸支された補助駆動軸５０によって回転可能に軸支されている。前記軸受台４８は、車体フレーム２４に固定されている。補助駆動軸５０の他端は、軸受台４８と車幅方向で対称配置された軸受台５２に一端が軸支された巻取軸（第２軸）５４に対し、クラッチ５６を介して連結可能且つ切離可能な状態で同軸上に接続されている。巻取軸５４には、一端が巻上軸４０に巻き掛けられたぜんまいばね３２の他端が固着され巻き掛けられると共に、該巻取軸５４の回転を停止可能なブレーキであるストッパ５８が配設されている。

つまり、ぜんまいばね３２は、補助モータ３６側の巻上軸４０と、補助駆動輪３８側の巻取軸５４との間に巻き掛けられており、巻上軸４０及び巻取軸５４の一方側へと巻回可能である。この場合、ぜんまいばね３２には、実質的に弾性力を蓄積していないフリーの状態で補助駆動輪３８側の巻取軸５４の外周上に巻回される巻き癖が付与されている。なお、本実施形態では、ぜんまいばね３２として、巻き取り時に一定の出力を得ることができる定荷重ばね（定荷重ぜんまいばね）を用いるものとする。勿論、出力が変化する他のぜんまいばねを用いることも可能である。

図２及び図４に示すように、積載部２０は、ワークＷが載置されるテーブルである載置台１６と、載置台１６を上下方向に昇降可能であって該載置台１６及びワークＷを所望の高さ位置に保持可能な昇降装置６０とを備える。

昇降装置６０は、載置台１６の略中央下面に固定されたロッド６２を介して当該載置台１６を昇降させる油圧シリンダ（昇降機構）６４と、油圧シリンダ６４を駆動する油圧回路６６（図４参照）とから構成されている。載置台１６の昇降動作は、載置台１６後方に設けられた垂直プレート６８の車幅方向両側でロッド６２と平行して車体上下方向に延びたレール７０と、車体フレーム２４側に固定され、レール７０が摺動可能に係合するガイド凹部７２とによって案内される。

図４に示すように、油圧回路６６は、ロッド６２に連結されたピストン７４によって画成される油圧シリンダ６４の上室６４ａ及び下室６４ｂに制御弁機構７６を介してそれぞれ接続される。制御弁機構７６は、油圧回路６６の上室６４ａや下室６４ｂとの連通状態や作動油の流通方向を適宜切換可能な弁装置であり、制御部２２により駆動制御される。

さらに、油圧回路６６の途中には、回路内の作動油を加圧・流動するポンプ７８と、作動油の圧力や流動を受けて発電するジェネレータ（発電機）８０とが配設されている。該ジェネレータ８０で発電された電力は、キャパシタ等の蓄電素子や２次電池等で構成される補助バッテリ８２に蓄電された後、ポンプ７８の駆動電力として使用される。なお、補助バッテリ８２の電力だけではポンプ７８の駆動電力が不足する際には、バッテリ１２を使用することもできる。

このような搬送車１０は、制御部２２の制御下に、駆動輪３０及び補助駆動輪３８が適宜駆動されて走行するものであるが、車体フレーム２４には（図３参照）、さらに、駆動輪３０及び補助駆動輪３８による走行で従動回転する車輪８４ａ〜８４ｄが軸支されている。なお、搬送車１０の前進走行方向（図１の矢印方向）で前輪となる車輪８４ａ、８４ｂは、例えば、制御部２２の制御下に操舵される操舵輪として機能させてもよく、勿論、後輪となる車輪８４ｃ、８４ｄを操舵輪とすることもできる。

また、搬送車１０の車体底面側には、例えば、工場内で搬送車１０が走行すべき経路上に貼り付けられ、当該搬送車１０を案内する磁気テープ８６（図６参照）の磁界を検知するセンサ８８（図３参照）が設けられ、これにより搬送車１０を磁気誘導することができる。なお、搬送車１０を案内する方法としては、これ以外にも、例えば、床面にレールを敷設し、これによって当該搬送車１０を誘導する方法等、各種方法がある。

次に、基本的には以上のように構成される本実施形態に係る電動車両としての搬送車１０の走行動作及びその制御について説明する。

搬送車１０では、基本的には制御部２２の制御下に、停止状態からの発進時には補助動力部１８を用いて走行（発進）し、発進後の通常走行時には主動力部１４を用いて走行する制御が行われる。

先ず、補助動力部１８による走行（発進）を行う場合には、例えば、待機ステーションや作業ステーション（後述する）において搬送車１０が停止され、外部電源３１でバッテリ１２を充電している際、当該外部電源３１からの電力で補助モータ３６を駆動する。この際、制御部２２の制御下に、補助モータ３６側のクラッチ４２を連結状態とする一方、補助駆動輪３８側のクラッチ５６を切離状態としておく。つまり、クラッチ４２により駆動軸３６ａと巻上軸４０とを結合し、駆動軸３６ａの回転駆動力を巻上軸４０に伝達可能とする一方、クラッチ５６により補助駆動軸５０と巻取軸５４とを分離し、巻取軸５４の回転を補助駆動軸５０に伝達不能としておく。

そうすると、図５Ａに示すように、補助モータ３６側の巻上軸４０と補助駆動輪３８側の巻取軸５４との間に巻き掛けられ、初期状態（フリー状態）で巻取軸５４側に巻回されていたぜんまいばね３２は、図５Ｂに示すように、補助モータ３６の回転駆動力によって巻上軸４０の外周上に巻き上げられる一方、巻取軸５４を従動回転させつつ当該巻取軸５４から引き出された状態となる。この状態で、ぜんまいばね３２には、巻取軸５４側に戻ろうとする弾性力が発生している。そこで、ストッパ５８を駆動して巻取軸５４を回転停止状態に保持し、ぜんまいばね３２を図５Ｂに示す状態で保持しておく。エネルギ備蓄機構３４では、このようにして補助モータ３６の動力（回転トルク）をぜんまいばね３２の弾性力に変換して備蓄することができる。

そこで、搬送車１０では、外部電源３１によるバッテリ１２の充電と共に、エネルギ備蓄機構３４での弾性力の備蓄が完了した後、走行開始（発進）をするための準備を実施する。すなわち、制御部２２の制御下に、補助モータ３６側のクラッチ４２を切離状態とする一方、補助駆動輪３８側のクラッチ５６を連結状態としておく。これにより、補助モータ３６側の巻上軸４０が駆動軸３６ａから切り離されて容易に空転可能な状態となり、補助駆動輪３８側の巻取軸５４が補助駆動軸５０に結合されて回転を伝達可能な状態となる。この際、巻取軸５４を回転停止状態にしているストッパ５８による保持は継続されている。

従って、搬送車１０では、巻取軸５４及びこれに結合された補助駆動軸５０の回転を停止しているストッパ５８のブレーキ状態を解除することにより、巻上軸４０に巻回されていたぜんまいばね３２が、巻取軸５４に勢いよく巻き取られる。このため、巻取軸５４及び補助駆動軸５０に回転駆動力が生じ、補助駆動輪３８が搬送車１０を前進させる方向に回転し、当該搬送車１０を発進させることができる。なお、例えば、発進直前まで補助モータ３６の駆動を維持し、又は巻上軸４０への巻き上げ完了と共に、クラッチ４２、５６を切り換えて発進すれば、ストッパ５８を省略することも可能である。

このような補助動力部１８による発進では、少なくともぜんまいばね３２が巻取軸５４（補助駆動軸５０）側に巻き取られるまでの間は、補助駆動輪３８に回転トルクが付与されている。さらに、巻き取りが完了した後にはクラッチ５６を切離状態とすることにより、搬送車１０は慣性力によってある程度の距離を走行可能である。従って、搬送車１０では、搬送するワークの重さを含む車重やぜんまいばね３２の特性、各軸受部等のロス等を考慮した設計を行っておくことにより、例えば、工場内での各作業ステーション間を補助動力部１８による発進動作のみで走行することも可能である。

なお、走行用モータ２８の駆動軸２８ａと駆動輪３０との間にもクラッチ（図示せず）を配設しておき、このような補助動力部１８による発進に際し、当該クラッチを切離状態としておくこともできる。そうすると、発進時に使用しない走行用モータ２８への負荷を軽減すると共に、該走行用モータ２８からの負荷が当該発進動作に影響することを有効に抑えることができる。

補助動力部１８による発進後、さらに走行を継続する場合には、制御部２２の制御下に、主動力部１４を動力源とする走行を実施する。

すなわち、先ず、ぜんまいばね３２の巻取軸５４への巻き取りが完了すると同時に又は完了より多少早くクラッチ５６を切離状態とし、補助駆動輪３８を単なる従動輪として機能させる。そうすると搬送車１０は発進による慣性力に依存した走行を行うが、この際、主動力部１４を駆動し、バッテリ１２からの電力で走行用モータ２８を駆動することで、搬送車１０は通常の電動車両として走行を継続することができる。

以上のように、本実施形態に係る電動車両としての搬送車１０によれば、エネルギ備蓄機構３４のぜんまいばね３２で備蓄した弾性力で補助駆動輪３８を駆動して、停止状態から発進することができる。この場合、ぜんまいばね３２を巻き上げる補助モータ３６は、搬送車１０の停車時に外部電源３１で駆動するため、バッテリ１２を消費する必要がなく、しかもバッテリ１２の充電と同時に行うことができるため時間的なロスを生じることもない。さらに、補助動力部１８による発進後は、一般的な電動車両と同様に主動力部１４による電気走行を行うことができることから、所望の経路を所望の距離走行することができる。

また、一般に、低速回転時のモータの電力量（電流量）は所定の高速回転時に比べて大きく、しかも停車時からの発進に必要な駆動トルクは定常走行時に比べて非常に大きい。換言すれば、仮に走行用モータ２８で搬送車１０を発進させようとした場合には、当該走行用モータ２８は低速回転で且つ高トルクを出力しなければならず、その電力消費量は、ぜんまいばね３２の巻上げ用の補助モータ３６の電力消費用に比べて極めて大きなものとなる。

これに対して、搬送車１０では、発進をぜんまいばね３２の弾性力で賄うことができるため、走行用モータ２８として低出力且つ小型のものを用いることができ、特に、重量物であるワークを搬送することも必要とされる搬送車１０では、発進に係る負荷は非常に大きく、その効果は顕著である。勿論、補助モータ３６には、走行用モータ２８よりもさらに小型で小出力のものを適用することもできる。この場合、例えば、詳しく図示はしないが、補助モータ３６の駆動軸３６ａとクラッチ４２との連結部位において、クラッチ４２の図示しない補助モータ側の入力軸にピニオン歯車を取り付け、該ピニオン歯車より歯数が多い図示しないギア歯車を補助モータ３６の駆動軸３６ａに取り付けて設け、これらギア歯車とピニオン歯車とを噛み合わせて、補助モータ３６の動力をクラッチ４２に入力するように構成することもできる。つまり、前記連結部位に減速機構を介在させる。そうすると、補助モータ３６の回転駆動は、適宜減速されてクラッチ４２を介して巻上軸４０に出力されるから、補助モータ３６を一層小型化できる。従って、バッテリ１２の小型化等とも合わせて、搬送車１０の軽量化及び省電力化が可能となる。さらに、搬送車１０では、発進時にバッテリ１２をほとんど使用する必要がないため、バッテリ１２の小容量化・小型化も可能となる。しかも、エネルギ備蓄機構３４を構成する弾性体としてぜんまいばね３２を用いていることから、簡単且つ低コストで補助動力部１８を構成可能である。

本実施形態の搬送車１０では、上記のように主動力部１４及び補助動力部１８を選択的に駆動して走行することで通常の電動車両に比べて大幅な省電力化を可能としているが、ワークが積載される積載部２０を構成する昇降装置６０についても、上記したジェネレータ８０及び補助バッテリ８２等を設け、一層の省電力化を可能としている。

すなわち、昇降装置６０では、ワークＷを載置台１６に載置する前、先ず、制御部２２の制御下に制御弁機構７６を切り換えると共にポンプ７８を駆動して、油圧回路６６に図４中の破線矢印Ｐで示す方向の油圧をかける。これにより、下室６４ｂを加圧し、ピストン７４を介して載置台１６を所望の高さ位置まで上昇させる。

次いで、載置台１６にワークＷを載置する。この際、制御弁機構７６によって下室６４ｂからの油圧の抜けを防止し、その加圧状態を維持しておけば、ポンプ７８の駆動を維持することなく、容易に且つ省電力でワークＷの高さ位置を維持しておくことができる。

そして、載置台１６にワークＷを載置した際、又は上記所望の高さ位置で保持しているワークＷを下降させる際には、制御弁機構７６を適宜制御しておくことで、ポンプ７８を駆動させず、ワークＷ及び載置台１６の重量によって載置台１６を下降させることができる。すなわち、制御弁機構７６は、下室６４ｂから作動油が流出可能に、且つ、流出した作動油が油圧回路６６中で実線矢印Ｒ方向に流動するように切り換え制御される。これにより、ワークＷ及び載置台１６の下降に伴うピストン７４の下降で圧縮される下室６４ｂから作動油が流動し、ジェネレータ８０では図示しない羽根車等が回転されて発電し、その電力が補助バッテリ８２に蓄電される。

昇降装置６０では、このように蓄電した補助バッテリ８２からの電力によりポンプ７８を駆動し、再び載置台１６を所望の高さ位置へと戻すことができる。なお、補助バッテリ８２からの電力だけでは足りない場合には、バッテリ１２も併用すればよい。

以上のように、昇降装置６０では、ワークＷ及び載置台１６の重量を利用してジェネレータ８０で発電し、補助バッテリ８２を介して載置台１６の再上昇に用いるポンプ７８の駆動源として利用することができる。すなわち、昇降装置６０は、所望の高さ位置とした載置台１６に載置されたワークＷの位置エネルギを、油圧回路６６及びジェネレータ８０を用いて電気エネルギとして回生し、補助バッテリ８２を充電するエネルギ回生機構を備えている。このため、基本的には載置台１６の昇降に要するエネルギを当該昇降装置６０自体で賄うことができる。

従って、搬送車１０では、上記のエネルギ回生機構を有する昇降装置６０を備えていることから、載置台１６の昇降エネルギとしてバッテリ１２等の電力を用いる必要がない。このため、バッテリ１２の一層の小容量化及び小型化が可能となり、当該搬送車１０の一層の省電力化が可能となる。

また、図４に示すように、搬送車１０では、昇降装置６０で回生されるジェネレータ８０からの電気エネルギは、補助バッテリ８２の充電用としてだけではなく、例えば、補助動力部１８の補助モータ３６の駆動用電力として用いることもできる。これにより、搬送車１０の停車時、例えば、バッテリ１２に充電をする必要がない場合や停車しているステーション等に外部電源３１がない場合等であっても、バッテリ１２からの電力を使うことなく、補助バッテリ８２からの電力で補助モータ３６を駆動し、エネルギ備蓄機構３４に弾性力を備蓄することができる。

しかも、ワークＷを載置した載置台１６を停車時の所望のタイミングで下降させ、ジェネレータ８０で発電することで、当該停車時にジェネレータ８０からの電力を補助モータ３６に供給してぜんまいばね３２に弾性力を備蓄することも可能である。つまり、搬送車１０の停車時に、ワークＷの積載と、ぜんまいばね３２への弾性力の備蓄とを略同時に行うことができ、ワークＷの積載後、補助動力部１８による迅速な発進が可能となる。このため、一層の省電力化や搬送作業の迅速化が可能となる。

次に、本実施形態に係る搬送車１０の適用例である搬送システム１００について説明する。

図６に示すように、搬送システム１００では、複数台の搬送車１０が工場内に敷設された磁気テープ８６によって案内される経路上を走行しながら、各作業ステーション１０２ａ〜１０２ｃで所定の作業が行われる。

先ず、搬送システム１００の待機ステーション１０４で待機している搬送車１０は、外部電源３１から電力供給を受け、バッテリ１２の充電及びエネルギ備蓄機構３４での弾性力の備蓄を完了した後、補助動力部１８を駆動源として発進する。発進した搬送車１０は、制御部２２の制御下に、センサ８８による磁界検知によって磁気テープ８６に案内され、１番目の作業ステーション１０２ａに到着する。なお、待機ステーション１０４と作業ステーション１０２ａとの間の距離が補助動力部１８による動力だけで十分到達可能な距離であれば、発進後に主動力部１４を駆動する必要がないため極めて省電力であり、以下の各作業ステーション間での移動についても同様である。

次いで、作業ステーション１０２ａに到着した搬送車１０には、該作業ステーション１０２ａに設けられた作業ロボット１０６ａにより、例えば自動車エンジン等のワークＷが積載される。この際、作業ステーション１０２ａに設置された外部電源３１により、再びエネルギ備蓄機構３４に弾性力を備蓄する。また、昇降装置６０では、必要に応じてワークＷの重量を利用してエネルギ回生を行い、補助バッテリ８２に蓄電しておく。

なお、ワークＷの積載と略同時に昇降装置６０で発電を行えば、その発電した電力で補助モータ３６を駆動し、エネルギ備蓄機構３４に弾性力を備蓄することができ、場合によっては当該作業ステーション１０２ａから外部電源３１を省略することもできる。

ワークＷを積載された搬送車１０は、補助動力部１８を駆動源として発進し、２番目の作業ステーション１０２ｂに到着する。該作業ステーション１０２ｂでは、例えば、作業ロボット１０６ｂによって作業ステーション１０２ａから搬送してきたワークＷに所望の部品（図示せず）を組み付ける。同時に、外部電源３１により、再びエネルギ備蓄機構３４に弾性力を備蓄する。

続いて、搬送車１０が、３番目の作業ステーション１０２ｃに到着すると、例えば、作業ロボット１０６ｃが前記所望の部品の組み付けがなされたワークＷを載置台１６から搬出する。同時に、外部電源３１により、再びエネルギ備蓄機構３４に弾性力を備蓄する。

その後、作業ステーション１０２ｃから発進した搬送車１０は、再び待機ステーション１０４へと戻る経路を走行する。この際、補助動力部１８による発進後、主動力部１４を駆動すれば、待機ステーション１０４までの戻り経路が比較的長距離であっても容易に帰着することができる。待機ステーション１０４へと戻った搬送車１０では、再び上記のように外部電源３１から電力供給を受け、バッテリ１２の充電やエネルギ備蓄機構３４での弾性力の備蓄を行う。また、作業ステーション１０２ａで充電した補助バッテリ８２によって昇降装置６０を駆動することで、載置台１６を所望の高さ位置へと上昇させることができる。

以上のように、搬送システム１００では、搬送車１０が、各作業ステーション間等での移動を補助動力部１８による動力のみで移動することができるため、極めて省電力で作業を行うことができる。勿論、各作業ステーション間等での移動中にも必要に応じて主動力部１４を駆動することもできる。

しかも搬送車１０は、通常の電動車両と同様に走行用モータ２８による走行も行うことができる。このため、比較的長い走行経路等であっても確実に移動可能であり、移動経路の設計自由度を向上させることができる。そこで、図６に破線で示すように、搬送車１０の走行経路は、例えば、磁気テープ８６を貼り替えて制御部２２の制御プログラムを多少変更するだけで容易に変更可能である。

次に、本実施形態に係る搬送車１０の別の適用例である搬送システム１００ａについて説明する。なお、図７Ａ及び図７Ｂでは、搬送車１０の走行順を明確にするために搬送車１０ａ、１０ｂとの符号を付しているが、該搬送車１０ａ、１０ｂは、本実施形態に係る搬送車１０と同様な構造である。

搬送システム１００ａでは、先ず、図７Ａに示すように、先行して走行する搬送車１０ａに積載され、所望の部品を例えば数台分搭載したキットパレットＫが、作業ステーション１１０の作業ロボット１１２によって載置台１６から降ろされ、置き場１１４上に載置される。この際、搬送条件等によっては搬送車１０ａを停止させず、走行しながら作業ロボット１１２でキットパレットＫを受け取ることも可能である。

次いで、図７Ｂに示すように、先行する搬送車１０ａは補助動力部１８により発進される一方、作業ステーション１１０には、ワークＷを積載した後続の搬送車１０ｂが到着する。この搬送車１０ｂの到着に先立ち、作業ロボット１１２は、置き場１１４上のキットパレットＫから所望の部品を１個把持し、これを搬送車１０ｂの経路上の上方に移動させ待機しておく。これにより、作業ステーション１１０では、搬送車１０ｂが到着すると、その積載するワークＷへと前記キットパレットＫからの部品を迅速に組み付けることができる。

続いて、上記の組み付け作業が完了した搬送車１０ｂは、搬送車１０ａと同様に補助動力部１８によって作業ステーション１１０から発進する。さらに続いて、キットパレットＫから調達した部品数分の搬送車１０ｂが作業ステーション１１０を次々に訪れ、組み付け作業が順次行われる。なお、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、作業ステーション１１０に搬送コンベア１１６を設置し、これにより大物部品等を作業ロボット１１２へと供給するように構成することもできる。

以上のように、搬送システム１００ａでは、経路上を少なくとも２台以上の搬送車１０が同時に走行する。そして、先行する搬送車１０ａが作業ステーション１１０に到着した際、この搬送車１０ａから、後続の搬送車１０ｂが搬送するワークＷに使用し、作業ステーション１１０で該ワークＷに組み付けられる部品を、移載装置（作業ロボット１１２）で受け取り、組み付けすることができる。すなわち、搬送システム１００ａでは、複数台の搬送車１０の搬送物（ワークＷやこれに使用する部品）を選択的に管理することで、作業ステーション１１０の周辺に複数種類の部品類を配置しておく必要がなく、省スペース化を実現できる。

なお、本実施形態に係る電動車両である搬送車１０において、補助動力部１８を構成するぜんまいばね３２としては、上記した定荷重ばね以外にも各種用いることができ、要は、動力を弾性力として備蓄し、備蓄した弾性力を動力として出力できる弾性体であればよい。さらに、エネルギ備蓄機構３４等を構成する弾性体として、ぜんまいばね以外にも、コイルばね等を用いて構成してもよく、要は、動力を弾性力として備蓄して、その弾性力を動力として出力できる弾性体であればよい。

例えば、図８は、ぜんまいばね３２を用いた搬送車１０の変形例として、渦巻き型のぜんまいばね１２０を用いた搬送車１２２を示す一部省略平面図であり、図９は、ぜんまいばね１２０を用いたエネルギ備蓄機構１２４を示す一部省略斜視図である。なお、図８及び図９において、図１〜図７に示される参照符号と同一の参照符号は、同一又は同様な構成を示し、このため同一又は同様な機能及び効果を奏するものとして詳細な説明を省略する。

図８及び図９に示すように、搬送車１２２は、ぜんまいばね１２０を用いたエネルギ備蓄機構１２４を有する補助動力部１２５を備えている。この補助動力部１２５において、エネルギ備蓄機構１２４では、渦巻き型のぜんまいばね１２０をゼンマイボックス１２６内に収納し、ぜんまいばね１２０の外端部をゼンマイボックス１２６の内壁面に固着する一方、内端部を巻取軸１２８に固着し巻き掛けている。さらに、巻取軸１２８と補助モータ３６の駆動軸３６ａとの間にクラッチ１３０が配設されている。

従って、搬送車１２２において、補助動力部１２５による走行（発進）を行う場合には、先ず、搬送車１２２が停止された状態で外部電源３１からの電力で補助モータ３６を駆動する。この際、制御部２２の制御下に、補助モータ３６側のクラッチ１３０を連結状態とする一方、補助駆動輪３８側のクラッチ５６を切離状態としておく。

これにより、図９に示すように、補助モータ３６側の巻取軸１２８にぜんまいばね１２０が巻き上げられ、弾性力が備蓄される。そして、発進時には、補助モータ３６側のクラッチ１３０を切離状態とする一方、補助駆動輪３８側のクラッチ５６を連結状態とし、ストッパ５８を解除することで補助駆動輪３８を駆動して発進することができる。

また、本実施形態に係る電動車両である搬送車１０では、図１０に示すように、ぜんまいばね３２を複数台並べ、補助モータ３６側の巻上軸４０に巻き掛けられる側を可撓性を持つ一枚の板ばね１３２でまとめたエネルギ備蓄機構１３４を用いることもできる。このエネルギ備蓄機構１３４では、一台あたりのぜんまいばね３２に備蓄できる弾性力が小さいものであってもその出力を大きくすることができ、搬送車１０の小型化等も可能となる。

また、クラッチ４２等は、所定の一回転方向にのみ回転力を伝達し、逆方向では空転する、いわゆるワンウェイクラッチで構成することもできる。

なお、搬送車１０では、バッテリ１２からの電力で駆動される走行用モータ２８及び駆動輪３０を備える主動力部１４で得られる駆動力によって、一般的な電動車両と同様に発進、定速運転及び加速等を行い、通常の走行を行うように構成してもよいことは言うまでもない。すなわち、搬送車１０は、一般的な電動車両と略同様な走行ができることから、後退（バック）等も勿論可能であり、これにより、搬送システム１００等の構成の自由度を一層向上させることができる。

また、エネルギ備蓄機構３４等を含む補助動力部１８等を主動力部１４とは別体に構成したけん引車（押し車）として構成し、主動力部１４及び積載部２０を備えた搬送車をけん引又は押すように外付けすることも可能である。そうすると、既存のＡＧＶ等に容易に補助動力部１８による機能を付加することができる。

さらに、搬送車１０では、積載部２０を省略した構成として、ワークＷ等を搬送する代わりに、他の荷物を搬送し、人が乗車する電動車両として構成することができることは言うまでもない。

なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

本発明の一実施形態に係る電動車両の適用例である搬送車の一部省略斜視図である。 図１に示す搬送車の一部省略側面図である。 図１に示す搬送車の駆動系を模式的に示す一部省略平面図である。 図１に示す搬送車の電気系統及び油圧系統を説明するためのブロック説明図である。 図５Ａは、エネルギ備蓄機構の構成を示す一部省略斜視図であり、図５Ｂは、図５Ａに示す状態から弾性力を備蓄した状態での一部省略斜視図である。 図１に示す搬送車の適用例である搬送システムの説明図である。 図７Ａは、図１に示す搬送車の別の適用例に係る搬送システムの説明図であり、図７Ｂは、図７Ａに示す状態から作業を行った後の状態を示す説明図である。 図１に示す搬送車の変形例を模式的に示す一部省略平面図である。 図８に示す搬送車のエネルギ備蓄機構を示す一部省略斜視図である。 図１に示す搬送車のエネルギ備蓄機構の変形例を示す一部省略斜視図である。

符号の説明

１０、１０ａ、１０ｂ、１２２…搬送車 １２…バッテリ
１４…主動力部 １６…載置台
１８、１２５…補助動力部 ２０…積載部
２２…制御部 ２８…走行用モータ
３０…駆動輪 ３２、１２０…ぜんまいばね
３４、１２４、１３４…エネルギ備蓄機構
３６…補助モータ ３８…補助駆動輪
４０…巻上軸 ４２、５６、１３０…クラッチ
５０…補助駆動軸 ５４、１２８…巻取軸
５８…ストッパ ６０…昇降装置
６４…油圧シリンダ ６６…油圧回路
７８…ポンプ ８０…ジェネレータ
８２…補助バッテリ １００、１００ａ…搬送システム

Claims (9)

1. 駆動輪、該駆動輪を駆動する走行用モータ、及び、該走行用モータに電力を供給するバッテリを有する主動力部と、
   前記主動力部による走行を補助する補助動力部と、
   前記主動力部及び前記補助動力部の駆動を制御する制御部と、
   を備え、
   前記補助動力部は、動力を弾性力に変換して備蓄可能な一方、備蓄した弾性力を動力として出力可能な弾性体を有するエネルギ備蓄機構と、
   前記エネルギ備蓄機構に動力を付与して前記弾性体に弾性力を備蓄可能な補助モータと、
   前記備蓄した弾性力に基づく動力で駆動される補助駆動輪と、
   を備えることを特徴とする電動車両。
2. 請求項１記載の電動車両において、
   前記バッテリは、外部電源からの電力で充電されると共に、
   前記制御部は、前記バッテリへの充電中、前記外部電源からの電力で前記補助モータを駆動し、前記エネルギ備蓄機構に前記弾性力を備蓄する制御を行うことを特徴とする電動車両。
3. 請求項１又は２記載の電動車両において、
   前記制御部は、当該電動車両が停止した状態からの発進時、前記主動力部を駆動せず、前記補助動力部からの動力により発進する制御を行うことを特徴とする電動車両。
4. 請求項１記載の電動車両において、
   前記弾性体は、前記補助モータで回転される第１軸と、前記補助駆動輪を軸支する第２軸との間に巻き掛けられるぜんまいばねであり、
   前記ぜんまいばねは、前記補助モータにより前記第１軸が回転されることで該第１軸に巻き上げられて前記弾性力を備蓄し、該備蓄した弾性力により前記第２軸を回転させることで前記補助駆動輪を駆動することを特徴とする電動車両。
5. 請求項４記載の電動車両において、
   前記第２軸には、前記弾性力の備蓄時に前記補助駆動輪と前記ぜんまいばねとの間を切離する一方、前記弾性力の出力時に前記補助駆動輪とぜんまいばねとの間を連結するクラッチが設けられることを特徴とする電動車両。
6. 請求項１記載の電動車両において、
   前記弾性体は、前記補助モータで回転される軸に一端が固定され、他端が前記軸の回転で回転しない部材に固定されたぜんまいばねであり、
   前記ぜんまいばねは、前記補助モータにより前記軸が回転されることで該軸に巻き上げられて前記弾性力を備蓄し、さらに、該備蓄した弾性力により前記軸を回転させることで前記補助駆動輪を駆動することを特徴とする電動車両。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の電動車両において、
   当該電動車両は、載置台にワークを載置して搬送する搬送車であり、
   前記載置台を昇降可能な昇降機構と、
   前記昇降機構を駆動する電力を供給する補助バッテリと、
   前記昇降機構により所望の高さ位置に保持した前記載置台及び前記ワークを下降させる際、該ワークの位置エネルギを電気エネルギとして回生し、前記補助バッテリを充電するエネルギ回生機構と、
   を備えることを特徴とする電動車両。
8. 請求項７記載の電動車両において、
   前記エネルギ回生機構で回生した電気エネルギが前記補助モータに供給されることを特徴とする電動車両。
9. 請求項７記載の電動車両において、
   前記昇降機構は、油圧シリンダにより前記載置台を昇降する油圧機構であり、
   前記エネルギ回生機構は、前記載置台の下降による前記油圧シリンダの作動油の流動に基づき発電し、該発電した電力を前記補助バッテリへと蓄電する発電機と、
   前記補助バッテリから電力が供給され、前記油圧シリンダに油圧を付与するポンプと、
   を備えることを特徴とする電動車両。

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