JP7506993B2

JP7506993B2 - 車両搬送方法及び車両搬送装置

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Publication number: JP7506993B2
Application number: JP2020062993A
Authority: JP
Inventors: 立哉泉
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2024-06-27
Anticipated expiration: 2040-03-31
Also published as: JP2021161703A

Description

本発明は、車両を自動で搬送するための方法及び装置に関する。

工場で車両が完成したら、完成車両をストックする車両待機場まで搬送される。このような車両の搬送は、通常、複数の車両を搭載可能なトレーラーを用いて行われるが、この場合、トレーラーを運転する作業者が必要になるため、コストアップを招く。

そこで、下記の特許文献１には、車両を自動で搬送する自走式の車両搬送装置が示されている。このような車両搬送装置を用いれば、トレーラーを運転する作業者が不要となるため、低コスト化が図られる。

特開２０１９－７８０９９号公報

上記のような車両搬送装置で車両を車両待機場まで搬送したら、車両を降ろして空になった車両搬送装置を工場に戻す必要がある。この場合、車両を一台搬送する度に、工場と車両待機場との間で車両搬送装置を往復させるための電力が必要となる。

本発明は、自走式の車両搬送装置を用いた搬送システムにおける電力消費量を低減することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は、電力で駆動される自走式の車両搬送装置で車両を搬送するための方法であって、搭載エリアで車両搬送装置に車両を搭載する搭載工程と、車両が搭載された車両搬送装置をストックエリアまで走行させる搬送工程と、ストックエリアで車両を車両搬送装置から降ろす降車工程と、空になった車両搬送装置を搭載エリアまで走行させる返送工程とを有し、前記返送工程において、複数の車両搬送装置を連結し、これらのうちの何れかの車両搬送装置で他の車両搬送装置を牽引する車両搬送方法を提供する。

上記のような車両搬送装置の走行時には、駆動手段だけでなく、車両搬送装置の位置及び姿勢を制御する制御部も相当の電力を消費する。そこで、上記のように、返送工程において、空になった複数の車両搬送装置を連結し、何れかの車両搬送装置で他の車両搬送装置を牽引することで、牽引される車両搬送装置の駆動手段及び制御部の消費電力を０にすることができる。この場合、牽引する側の車両搬送装置の駆動手段の負荷（消費電力）は増えるため、複数の車両搬送装置の駆動手段の合計消費電力は変わらない。一方、牽引する側の車両搬送装置の制御部の消費電力は、単独で走行する場合と同じであるため、複数の車両搬送装置の制御部の合計消費電力が低減される。その結果、各車両搬送装置をそれぞれ独立して走行させる場合よりも消費電力が低減される。

上記の車両搬送方法は、駆動輪と、駆動輪を電力で駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御部と、連結部と、被連結部とを有する自走式の車両搬送装置であって、前記連結部は、同一の構成を有する他の車両搬送装置に設けられた前記被連結部と連結可能であり、前記被連結部は、同一の構成を有する他の車両搬送装置に設けられた前記連結部と連結可能である車両搬送装置を用いて実現することができる。

以上のように、本発明によれば、自走式の車両搬送装置を用いた搬送システムにおける電力消費量を低減することができる。

工場からコンテナヤードまで車両を自動で搬送する自動搬送システムを示す平面図である。本発明の一実施形態に係る車両搬送装置の側面図である。上記車両搬送装置の正面図である。上記車両搬送装置の平面図である。上記車両搬送装置の駆動輪ユニットの断面図である。（Ａ）は、上記車両搬送装置の補助輪付近の断面図であり、（Ｂ）は同平面図である。コンテナヤードに配された車両及び上記車両搬送装置の平面図である。コンテナヤードに配された車両及び上記車両搬送装置の平面図である。コンテナヤードに配された車両及び上記車両搬送装置の平面図である。コンテナヤードに配された車両及び上記車両搬送装置の平面図である。（Ａ）（Ｂ）は、連結部と被連結部とを連結する様子を示す平面図である。三台の車両搬送装置を連結した状態を示す平面図である。他の実施形態に係る駆動輪及び駆動手段を模式的に示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

本発明の一実施形態に係る車両搬送装置１は、図１に示すように、車両Ｃを、搭載エリアとしての工場ＦからストックエリアとしてのコンテナヤードＹに搬送するものである。車両搬送装置１は、システム制御部Ｓからの無線指令（点線矢印）に従って、工場ＦとコンテナヤードＹとの間を往復する。本実施形態では、車両Ｃが前輪駆動車であり、車両Ｃの前輪のみを車両搬送装置１に搭載して搬送する場合を示す。

車両搬送装置１は、図２～４に示すように、車両Ｃの左右の前輪Ｗ１が搭載される本体２と、本体２の幅方向両側に設けられた駆動輪ユニット３と、システム制御部Ｓからの無線指令を受信する受信器４とを有する。尚、以下では、車両搬送装置１の各部を説明するにあたり、車両搬送装置１に搭載された車両Ｃの車幅方向（図３及び図４の左右方向）を「幅方向」と言い、同車両Ｃの前方（図２の左側、図４の下側）及び後方（図２の右側、図４の上側）をそれぞれ「前方」及び「後方」と言う。

本体２には、車両Ｃの前輪Ｗ１の転がりを防止する車輪止め５と、駆動輪ユニット３を制御する制御部７と、駆動輪ユニット３及び制御部７に電力を供給するバッテリー６とが設けられる。

また、本体２には、連結部としての爪４１と被連結部としての凹部４２とが設けられる。爪４１は、他の車両搬送装置１の本体２に設けられた凹部４２と連結可能な構造を成し、凹部４２は、他の車両搬送装置１の本体２に設けられた爪４１と連結可能な構造を成している。図示例では、爪４１が本体２の前部に設けられ、凹部４２が本体２の後部に設けられる。爪４１を、他の車両搬送装置１の凹部４２と嵌合させることで、両者が幅方向に係合可能とされる。また、爪４１と凹部４２とを幅方向に係合させた状態で、両者は前後方向に係合可能とされる。本実施形態では、爪４１の前端から幅方向に突出した突出部４１ａと、凹部４２の側壁に設けられた小凹部４２ａとを嵌合させることで、両者が前後方向に係合可能とされる（図１１（Ｂ）参照）。

駆動輪ユニット３は、図５に示すように、駆動輪９と、駆動輪９を軸心周りに回転駆動する駆動手段と、本体２に固定され、駆動輪９及び駆動手段を収容するケーシング１３とを備える。

駆動輪９は、同軸上に並べて配された一対の車輪１０で構成される。一対の車輪１０の外径は等しく、図示例では、同一の車輪１０を軸心方向に対向させて使用している。

駆動手段は、例えば、車輪１０ごとに設けられたモータで構成され、本実施形態では、各車輪１０の内周に配されたインホイールモータ１１で構成される。インホイールモータ１１の回転軸１１ａは、車輪１０の軸心に固定される。各インホイールモータ１１は、バッテリー６及び制御部７（図４参照）と接続され、制御部７からの指令に基づいて回転駆動される。各インホイールモータ１１の本体１１ｂは、鉛直方向に延びる転舵軸１２に固定される。転舵軸１２は、ケーシング１３に固定されたフレーム１４に軸受１５を介して回転自在に取り付けられる。転舵軸１２を支持する軸受１５は、ラジアル方向及びスラスト方向の荷重を支持するものであることが好ましく、例えば円すいころ軸受が使用される。以上により、一対の車輪１０からなる駆動輪９が、本体２に対して転舵軸１２を中心に一体に回転可能とされる。本実施形態では、駆動輪９が、転舵軸１２を中心に３６０°回転可能とされる。

受信器４は、システム制御部Ｓ（図１参照）からの電波を受信可能な位置に設けられる。本実施形態では、図２及び図３に示すように、搭載される車両Ｃの上面と略同じ高さに受信器４が設けられる。図示例では、駆動輪ユニット３のケーシング１３から上方に延びた支柱１６の上端に受信器４が取り付けられる。受信器４は、例えば、各駆動輪ユニット３の上方に一個ずつ設けられる。受信器４は、制御部７と接続され、システム制御部Ｓからの指令を制御部７に伝達する。

車両搬送装置１には、補助輪８が設けられる。補助輪８は、駆動輪９の軸心よりも前方あるいは後方に設けられる。本実施形態では、図２に示すように、補助輪８が、駆動輪９の軸心よりも前方に設けられる。補助輪８は、駆動輪９の車輪１０よりも外径が小さい車輪で構成される。補助輪８の数は特に限定されず、図示例では幅方向に離隔した２箇所に設けられる（図３及び図４参照）。

補助輪８は、軸心周りに回転自在で、且つ、鉛直方向の回転軸周りに回転自在な状態で、本体２に取り付けられる。具体的には、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、補助輪８の軸心に固定された回転軸３１の両端が、ラジアル軸受３２を介して回転板３３に取り付けられる。回転板３３は、スラスト軸受３４を介して本体２に取り付けられる。これにより、補助輪８は、ラジアル軸受３２により軸心Ｌ１周りに回転自在とされ、スラスト軸受３４により鉛直方向の回転軸（スラスト軸受３４の回転中心Ｏ）周りに回転自在とされる。

本実施形態では、図６（Ｂ）に示す平面視において、補助輪８の軸心Ｌ１及び軸心方向中央線Ｌ２が、スラスト軸受３４の回転中心Ｏに対して、それぞれδ１、δ２だけオフセットしている。これにより、車両搬送装置１が走行したときに、補助輪８が、地面との摩擦により鉛直方向の回転軸（スラスト軸受３４の回転中心Ｏ）周りに回転し、補助輪８の走行方向が車両搬送装置１の走行方向（すなわち、駆動輪９の走行方向）と略一致する。

以下、上記の車両搬送装置１により車両Ｃを搬送する手順を説明する。本実施形態では、工場Ｆで車両搬送装置１に車両Ｃを搭載する搭載工程と、車両Ｃが搭載された車両搬送装置１をコンテナヤードＹまで走行させる搬送工程と、コンテナヤードＹで車両Ｃを車両搬送装置１から降ろす降車工程と、空になった車両搬送装置１を工場Ｆまで走行させる返送工程とを順に行う。

［搭載工程］
まず、工場Ｆ（図１参照）で、車両Ｃの前部を図示しないリフト手段で上昇させ、この状態で、車両Ｃの前部の下方に車両搬送装置１の本体２を潜り込ませる。そして、リフト手段で車両Ｃの前部を降下させ、左右の前輪Ｗ１を車両搬送装置１の本体２の上に搭載する。このとき、前輪Ｗ１を、車輪止め５の間に嵌まり込ませることで、前輪Ｗ１の前後移動が規制される（図２参照）。尚、リフト手段は、工場Ｆに設けられたものであってもよいし、車両搬送装置１に搭載されたものであってもよい。

車両搬送装置１の本体２に車両Ｃの前輪Ｗ１を搭載したときに、前輪Ｗ１の軸心が駆動輪９の軸心よりも後方に配されると、本体２が後側に傾く恐れがある。従って、前輪Ｗ１の軸心が駆動輪９の軸心よりも前方（補助輪８側）に配されるように、車輪止め５の位置を設定することが好ましい。一方、前輪Ｗ１の軸心が補助輪８に近すぎると、小径な補助輪８に過大な荷重が加わるため、前輪Ｗ１の軸心は駆動輪９の軸心寄りの位置に設けることが好ましい。具体的には、前輪Ｗ１の軸心を、駆動輪９と補助輪８の前後方向中央よりも後方に配することが好ましく、駆動輪９の前端よりも後方に配することがより好ましい。

［搬送工程］
車両Ｃの前輪Ｗ１（駆動輪）を車両搬送装置１に搭載し、後輪Ｗ２（従動輪）を接地した状態で、車両搬送装置１を駆動して車両Ｃを搬送する（図１の矢印Ｐ１参照）。具体的には、システム制御部Ｓからの指令を車両搬送装置１の受信器４で受信し、この指令が制御部７に伝達され、この指令に従って制御部７が各駆動輪９の駆動手段（インホイールモータ１１）を駆動する。このとき、各駆動輪９の一対の車輪１０を駆動するインホイールモータ１１のトルクを異ならせることで、各駆動輪９を転舵することができる。

［降車工程］
こうして、車両搬送装置１が、システム制御部Ｓからの指令に従って所定の経路を走行し、コンテナヤードＹ内の所定位置まで車両Ｃを搬送する（図７の矢印Ｑ１参照）。そして、リフト手段で車両Ｃの前部を上昇させ、この状態で車両搬送装置１を前方に走行させて車両Ｃの下方から退避させる（図７の矢印Ｑ２参照）。その後、リフト手段で車両Ｃの前部を降下させ、前輪Ｗ１を接地させる。尚、リフト手段は、コンテナヤードＹに設けられたものであってもよいし、車両搬送装置１に搭載されたものであってもよい。

こうして車両Ｃから分離された車両搬送装置１は、コンテナヤードＹ内に配置された多数の車両Ｃの前後方向間に配置される。コンテナヤードＹ内では、車両Ｃはできる限り密に配置することが好ましいが、車両Ｃの前後方向間隔Ｄ２は車両搬送装置１の前後方向寸法Ｄ１に依存するため、車両搬送装置１の前後方向寸法Ｄ１はなるべく小さいことが好ましい。本実施形態では、車両搬送装置１が、車両Ｃの前輪Ｗ１のみを搭載するものであるため、車両搬送装置１の前後方向寸法Ｄ１は車両Ｃのホイールベースよりも短くて済み、例えば車両Ｃのホイールベースの１／２以下とすることができる。このため、車両Ｃの前後方向間隔Ｄ２を小さくすることができ、コンテナヤードＹ内に車両Ｃを密に配置することが可能となる。

［返送工程］
その後、車両搬送装置１をその場に停止させた状態で、インホイールモータ１１により各駆動輪９の一対の車輪１０を互いに逆向きに同トルクで回転駆動することにより、各駆動輪９をその場で９０°転舵させる（図７の点線参照）。その後、各駆動輪９の各車輪１０を同方向に同トルクで回転させることにより、車両搬送装置１を幅方向（図７の左右方向）に走行させる。車両搬送装置１が幅方向に走行し始めると、補助輪８が地面との摩擦により鉛直方向の回転軸周りに９０°回転し、走行方向が幅方向となる（図７の点線参照）。このとき、車両Ｃを搭載していない車両搬送装置１の重心が駆動輪９の軸心と補助輪８の軸心との前後方向間に配されるように、バッテリー６や制御部７等を配置することで、車両搬送装置１の走行を安定させることができる。以上により、車両搬送装置１が車両Ｃの前後方向間から退避される（図１及び図７の矢印Ｐ２参照）。

車両搬送装置１が車両Ｃの間から抜け出したら、図８に点線で示すように車両搬送装置１をその場で９０°回転させる（この車両搬送装置を「車両搬送装置１Ａ」と言う。）。その後、次の車両搬送装置１が車両Ｃの間から抜け出したら、図９に点線で示すようにこの車両搬送装置１をその場で９０°回転させ、先に停車した車両搬送装置１Ａの後方に配置する（この車両搬送装置を「車両搬送装置１Ｂ」と言う。）。

そして、図１０に示すように、車両搬送装置１Ｂを車両搬送装置１Ａに連結する。具体的には、図１１（Ａ）に示すように、車両搬送装置１Ｂを前方に走行させて、本体２の前部に設けられた爪４１を車両搬送装置１Ａの本体２の後部に設けられた凹部４２に嵌め込んだ後、車両搬送装置１Ｂを幅方向一方（図中右側）に走行させる。これにより、図１１（Ｂ）に示すように、車両搬送装置１Ｂの爪４１が車両搬送装置１Ａの凹部４２に幅方向他方側（図中左側）から係合し、車両搬送装置１Ｂで車両搬送装置１Ａを牽引することができる。このとき、爪４１の突出部４１ａと小凹部４２ａとが嵌合することで、爪４１と凹部４２とが前後方向に係合可能とされる。これにより、車両搬送装置１Ｂをカーブさせる場合でも、これに追従させながら車両搬送装置１Ａを牽引することができる。こうして、複数の車両搬送装置１を連結して走行させて、工場Ｆまで返送する（図１の矢印Ｐ３参照）。

上記のように、空になった車両搬送装置１Ａ、１Ｂを連結し、車両搬送装置１Ｂで車両搬送装置１Ａを牽引することで、牽引される車両搬送装置１Ａのインホイールモータ１１及び制御部７の消費電力を０にすることができる。この場合、牽引する側の車両搬送装置１Ｂのインホイールモータ１１の負荷（消費電力）は増えるため、車両搬送装置１Ａ及び１Ｂのインホイールモータ１１の合計消費電力は変わらない。一方、牽引する側の車両搬送装置１Ｂの制御部７の消費電力は、単独で走行する場合と同じであるため、車両搬送装置１Ａ及び１Ｂの制御部の合計消費電力が低減される。その結果、各車両搬送装置１Ａ、１Ｂをそれぞれ別個に独立して走行させる場合と比べて消費電力を低減できる。このとき、牽引される車両搬送装置１Ａでは、駆動輪９の回転がインホイールモータ１１の回転軸１１ａに伝達され、回転軸１１ａを含むモータロータが回転（空転）する。

そして、工場Ｆに戻ってきた車両搬送装置１に新たな車両Ｃを搭載して、コンテナヤードＹまで搬送する。以上を繰り返すことにより、工場ＦからコンテナヤードＹまで車両Ｃを自動で搬送することができる。

本発明は上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明するが、上記の実施形態と同様の点については重複説明を省略する。

例えば、駆動輪ユニット３に、インホイールモータ１１から駆動輪９へのトルクを伝達する一方で、駆動輪９からインホイールモータ１１への逆入力トルクを伝達しない逆入力防止クラッチを設けてもよい。この場合、牽引される車両搬送装置１Ｂの駆動輪９が空転し、駆動輪９からインホイールモータ１１のモータロータにトルクが伝達されないため、このモータロータの回転の摩擦等によるトルクの増大が回避され、牽引する車両搬送装置１Ｂの駆動手段の電力消費量をさらに低減できる。

また、上記の実施形態では、連結部（爪４１）及び被連結部（凹部４２）を本体２に設けた場合を示したが、これに限らず、例えば駆動輪ユニット３のケーシング１３に設けてもよい。また、連結部及び被連結部の構成は上記に限らず、例えば、一対の爪を互いに係合させて連結部及び被連結部を構成したり、ピンとこれが嵌合する穴で連結部及び被連結部を構成したりしてもよい。あるいは、連結部及び被連結部が、磁力で本体２同士を連結するものであってもよい。また、返送工程における車両搬送装置１の牽引方向は上記に限らず、例えば、連結部を有する車両搬送装置で被連結部を有する他の車両搬送装置を前後方向に牽引するようにしてもよい。

また、上記の実施形態では、一台の車両搬送装置１を一台の車両搬送装置１で牽引する場合を示したが、これに限らず、例えば、一台の車両搬送装置１を複数の車両搬送装置１で牽引したり、複数の車両搬送装置１を一台の車両搬送装置１で牽引したりしてもよい。例えば図１２に示す実施形態では、一台の車両搬送装置１Ｃで、二台の車両搬送装置１Ａ、１Ｂを牽引している。この場合、車両搬送装置１Ｃのみを駆動し、これに牽引される車両搬送装置１Ａ、１Ｂの電源はＯＦＦにしている。この他、車両搬送装置１Ａ、１Ｃを駆動し、これらの間の車両搬送装置１Ｂを牽引してもよい。

また、上記の実施形態では、コンテナヤードＹで複数の車両搬送装置１を連結して工場Ｆまで搬送する場合を示したが、これに限られない。例えば、常時は、空になった車両搬送装置１をコンテナヤードＹから工場Ｆまで単独で走行させ、何れかの車両搬送装置１がコンテナヤードＹから工場Ｆまでの経路の途中で故障したときに、故障した車両搬送装置１を他の正常な車両搬送装置１と連結して所定の場所まで牽引してもよい。

また、上記の実施形態では、各駆動輪９が一対の車輪１０からなる場合を示したが、これに限らず、各駆動輪９を一個の車輪で構成してもよい。この場合、図１３に示すように、駆動輪９を軸心周りに回転駆動する駆動モータ１７と、駆動輪９を鉛直方向の転舵軸１２周りに回転駆動する転舵モータ１８が設けられる。転舵軸１２を転舵モータ１８で直接駆動することで、駆動輪９（車輪）が転舵される。

また、上記の実施形態では、前輪駆動車の前輪のみを車両搬送装置１に搭載して搬送する場合を示したが、これに限られない。例えば、後輪駆動車を搬送する場合は、車両の後輪のみを車両搬送装置１に搭載し、前輪を接地させた状態で、車両を搬送してもよい。また、四輪駆動車を搬送する場合は、２台の車両搬送装置１を用いて、一方の車両搬送装置１に前輪を搭載し、他方の車両搬送装置１に後輪を搭載してもよい。

また、上記の実施形態では、２個の駆動輪９と２個の補助輪８を設けた車両搬送装置１を示したが、これに限られない。例えば、本体２の幅方向中央に補助輪８を１個だけ設けたり、駆動輪９の前方及び後方に補助輪８を設けたりしてもよい。あるいは、２個の駆動輪９と、それよりも前方又は後方にさらに駆動輪９を設け、３輪駆動、あるいは４輪駆動としてもよい。あるいは、駆動輪９を１個としてもよく、例えば、本体２の幅方向中央に１個の駆動輪９を設け、その後方の幅方向両端付近に一対の補助輪８を設けてもよい。

また、上記の車両搬送装置で搬送する車両は、完成車両に限らず、例えば、荷台を搭載する前のトラック等（いわゆる、架装前車両）を含む。

１車両搬送装置
２本体
３駆動輪ユニット
４受信器
６バッテリー
７制御部
８補助輪
９駆動輪
１０車輪
１１インホイールモータ（駆動手段）
１２転舵軸
４１爪（連結部）
４２凹部（被連結部）
Ｃ車両
Ｗ１前輪
Ｗ２後輪
Ｆ工場（搭載エリア）
Ｙコンテナヤード（ストックエリア）
Ｓシステム制御部

Claims

電力で駆動される自走式の車両搬送装置で車両を搬送するための方法であって、
搭載エリアで車両搬送装置に車両を搭載する搭載工程と、車両が搭載された車両搬送装置をストックエリアまで走行させる搬送工程と、ストックエリアで車両を車両搬送装置から降ろす降車工程と、空になった車両搬送装置を搭載エリアまで走行させる返送工程とを有し、
前記返送工程において、複数の車両搬送装置を連結し、これらのうちの何れかの車両搬送装置で他の車両搬送装置を牽引するにあたり、牽引される前記他の車両搬送装置の制御部の消費電力を０にする車両搬送方法。
本体と、駆動輪と、前記駆動輪を電力で駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御部と、連結部と、被連結部とを有し、車両の前輪あるいは後輪を前記本体に搭載し、前記車両の後輪あるいは前輪を接地した状態で、前記車両を搬送する自走式の車両搬送装置であって、
前記連結部は、同一の構成を有する他の車両搬送装置に設けられた前記被連結部と連結可能であり、
前記被連結部は、同一の構成を有する他の車両搬送装置に設けられた前記連結部と連結可能であり、
前記連結部と前記他の車両搬送装置の前記被連結部、あるいは、前記被連結部と前記他の車両搬送装置の前記連結部を連結することで、当該車両搬送装置で前記他の車両搬送装置を牽引可能であり、
前記他の車両搬送装置を牽引するにあたり、牽引される前記他の車両搬送装置の制御部の消費電力を０にする車両搬送装置。