JP2000219132A - 小曲線通過搬送台車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉄道車両用の車輪を使用して、小半径の曲線
部を高速でスムーズに通過できる搬送台車を提供する。 【解決手段】 鉄道車両用のレール１０，１０上を走行
する台車本体２０に、その後部の車輪２３，２３を駆動
する駆動部３０を設ける。駆動部３０は、モータ３１の
回転を減速機３２を介して両側の差動歯車ユニット３
４，３４に伝達する。各差動歯車ユニット３４では、ギ
ヤボックス内で正対する左右の傘歯車がこれと直角な一
対の差動小歯車を介して連結され、ギヤボックスは左右
の傘歯車の中心線回りを一対の差動小歯車と共に回転す
る。ギヤボックス内の内側の傘歯車はモータ３１により
回転駆動され、外側の傘歯車は車輪２３を駆動する。レ
ール１０，１０の曲線部では、両側の差動歯車ユニット
３４，３４のギヤボックスをモータ３７により同方向に
回転駆動し、曲線部の外側に位置する車輪２３を増速
し、内側に位置する車輪２３を減速する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工場内での重量物
の搬送に使用される小曲線通過搬送台車（以下、単に搬
送台車という）に関する。

【０００２】

【従来の技術】製鉄業界においては、重量物の搬送は天
井クレーン又は軌条輪方式の台車によっていたが、両方
式とも直線又は大曲線（台車のみ）の走行を前提とした
ものであるので、建屋の設計、配置に制約されることが
ある。

【０００３】しかし、工場全体の工場上どうしても小曲
線の軌条にならざるを得ない場合もある。このため、小
半径の曲線部をスムーズに通過できる搬送台車（これを
小曲線通過搬送台車という）が要求される。

【０００４】この要求に応えるために、両側の車輪間に
自動車と同様に差動歯車ユニットを設けると共に、モノ
レールのようにガイドレールを両側から抱え持つ構造の
支持機構を設けた構造の搬送台車が提案されている。こ
の構造の搬送台車では、ガイドレール式の支持機構を設
けたことにより、鉄道車両用の車輪は使用されていな
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の搬送
台車の場合、差動歯車ユニットとガイドレール式の支持
機構の併用により、小半径の曲線部を高速でスムーズに
旋回することは可能である。

【０００６】しかし、ガイドレール式の支持機構を使用
するため、鉄道軌道との相互乗り入れが不可能であり、
８の字のような平面上での交差も不可能である。このた
め、ガイドレール式の支持機構を使用せず、鉄道車両用
の車輪のみで、小半径の曲線部を高速でスムーズに通過
できる搬送台車の開発が待望されている。

【０００７】本発明の目的は、ガイドレール式の支持機
構を使用せず、鉄道車両用の車輪のみを使用した場合に
も、小半径の曲線部を高速でスムーズに通過することが
できる搬送台車を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の搬送台車は、車輪によりレール上を走行す
る台車本体と、台車本体に設けられた両側一対の車輪を
回転駆動する駆動部とを備えており、駆動部は走行用駆
動源により回転駆動される駆動軸と、ギヤボックス内で
正対する左右一対の傘歯車が該傘歯車と直角な一対の差
動小歯車を介して連結されると共に、ギヤボックスが一
対の差動小歯車と共に左右一対の傘歯車の中心回りに回
転するように構成され、且つ、駆動軸の両端部に、ギヤ
ボックス内の内側の傘歯車が当該駆動軸により駆動さ
れ、外側の傘歯車が車軸を駆動するように連結された両
側一対の差動歯車ユニットと、両側一対の差動歯車ユニ
ットのギヤボックスを同方向に回転駆動する速差用駆動
源とを具備している。

【０００９】本発明の搬送台車では、両側一対の差動歯
車ユニットのギヤボックスを回転駆動しない場合、駆動
軸の回転が両側のギヤボックス内の一対の傘歯車及び差
動小歯車を介して両側の車軸に等しく伝達される。この
ため、両側一対の車輪は、等しい速度で回転駆動され
る。両側一対の差動歯車ユニットのギヤボックスが同方
向に回転駆動された場合、両側の差動歯車ユニットでは
共に一方の側の傘歯車が増速、他方の側の傘歯車が減速
となる。

【００１０】例えば、左側の差動歯車ユニットで左側の
傘歯車が増速、右側の傘歯車が減速となった場合、右側
の差動歯車ユニットでも左側の傘歯車が増速、右側の傘
歯車が減速となる。ここで、左側の差動歯車ユニットの
右側（減速側）の傘歯車と、右側の差動歯車ユニットの
左側（増速側）の傘歯車は、内側に位置し、駆動軸の両
端部に連結されているので、等速回転している。このた
め、外側に位置する左側の差動歯車ユニットの左側の傘
歯車は増速、同じく外側に位置する右側の差動歯車ユニ
ットの右側の傘歯車は減速となる。

【００１１】これらの外側の傘歯車は両側の車輪にそれ
ぞれ連結されているので、両側の車輪は、ギヤボックス
の同方向の回転により、一方で増速、他方で減速され、
ギヤボックスの回転速度に応じた駆動速度差をもつこと
になる。

【００１２】このような両側の車輪の積極的な増速・減
速により、小半径の曲線部を高速でスムーズに通過する
ことが可能となり、その結果としてガイドレール式の支
持機構が不要になり、鉄道車両用の車輪のみの使用が可
能になる。そして、ガイドレール式の支持機構を省略
し、鉄道車両用の車輪のみを使用することにより、直線
部の走行安定性が向上すると共に、鉄道軌道との相互乗
り入れが可能になり、更に８の字のような平面上での交
差も可能になる。

【００１３】両側一対の差動歯車ユニットについては、
台車の中心線の左右で対称的な構造を採用することも可
能であるが、構造簡略化などの点から、両側の差動歯車
ユニットを、それぞれのギヤボックスを回転させるため
の冠歯車が台車進行方向に向かってギヤボックスの同じ
側に位置するように配置するのが好ましい。こうする
と、両側の差動歯車ユニットが同じ構造となり、それぞ
れのギヤボックスを同方向に回転させるための構造も簡
略化される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は本発明の実施形態に係る搬送
台車の平面図、図２は同搬送台車の側面図、図３は同搬
送台車の背面図、図４は同搬送台車に使用されている差
動歯車ユニットの横断平面図である。

【００１５】本実施形態に係る搬送台車は、図１〜図３
に示すように、鉄道車両用のレール１０，１０上を走行
する台車本体２０と、台車本体２０を駆動するために台
車本体２０に取付けられた駆動部３０とを備えている。

【００１６】台車本体２０は、車台２１と、車台２１の
前部に取付けられた両側一対の車輪２２，２２と、車台
２１の後部に取付けられた両側一対の車輪２３，２３と
を備えている。車台２１は、その上にコイル等の重量物
を載せる構造となっている。車輪２２，２２及び２３，
２３は鉄道車両用の車輪であり、その外周面は外側から
内側に向かって漸次拡径するテーパー面であり、内側の
縁部には大径のフランジ部が設けられている。

【００１７】前部車輪２２の車軸２４は、車台２１の下
方に両側の軸受２６，２６により支持されている。後部
車輪２３の車軸２５は、同じく車台２１の下方に両側の
軸受２６，２６により支持されている。前部車軸２４と
後部車軸２５は、前後のスプロケット２７，２８とこれ
に掛け巻かれたチェーン２９とで連結されている。

【００１８】駆動部３０は、車台２１の後部下面に取付
けられており、後部車輪２３，２３の車軸２５，２５を
回転駆動して、後部車輪２３，２３を回転させる。前述
した通り、後部車輪２３，２３の車軸２５，２５と前部
車輪２２，２２の車軸２４，２４は両側のチェーン２
９，２９により連結されているので、後部車輪２３，２
３の車軸２５，２５が回転駆動されることにより、前部
車輪２２，２２と後部車輪２３，２３は、同じ側では同
方向に等速度で回転する。

【００１９】駆動部３０は、両側の後部車輪２３，２３
の間に配置された走行用のモータ３１を備えている。モ
ータ３１の回転は減速機３２に伝達される。減速機３２
は両側に駆動軸としての出力軸を有している。両側の駆
動軸は、カップリング３３，３３を介して両側の差動歯
車ユニット３４，３４の入力軸に連結されている。両側
の差動歯車ユニット３４，３４は、後部車輪２３，２３
間にあって、同じく後部車輪２３，２３間に配置された
モータ３１及び減速機３２と共に車台２１の下面に取付
けられている。差動歯車ユニット３４，３４の出力軸
は、減速用の歯車３５，３６を介して後部車輪２３，２
３の車軸２５，２５に連結されている。

【００２０】各差動歯車ユニット３４は、図４に示すよ
うに、車台２１の下面に固定されたアウターケース３４
ａと、アウターケース３４ａ内に回転自在に支持された
ギヤボックス３４ｂとを備えている。ギヤボックス３４
ｂは、両側の側面に車軸２５に平行な突出筒部３４ｃ，
３４ｃを有する。両側の突出筒部３４ｃ，３４ｃは、軸
受３４ｄ，３４ｄにより軸心を中心に回転するように支
持されており、これにより、ギヤボックス３４ｂは車軸
２５に平行な直線回りに回転し得る。

【００２１】ギヤボックス３４ｂの外面の一方の側部に
は、突出筒部３４ｃ，３４ｃと同心の冠歯車３４ｅが他
方の側部を向けて取付けられている。一方、ギヤボック
ス３４ｂの内部には、両側から正対する一対の傘歯車３
４ｆ，３４ｆと、傘歯車３４ｆ，３４ｆの回転中心線を
挟んで正対する一対の差動小歯車３４ｇ，３４ｇとが設
けられている。両側の傘歯車３４ｆ，３４ｆは、両側の
突出筒部３４ｃ，３４ｃを貫通する両側の回転軸３４
ｈ，３４ｈの各内側端部にそれぞれ取付けられている。
両側の傘歯車３４ｆ，３４ｆを連結する一対の差動小歯
車３４ｇ，３４ｇは、ギヤボックス３４ｂに固定され
た、回転中心に直角な固定軸３４ｉに回転自在に取付け
られている。これにより、一対の差動小歯車３４ｇ，３
４ｇは傘歯車３４ｆ，３４ｆの回転中心線の回りをギヤ
ボックス３４ｂと共に回転し得る。

【００２２】他方、アウターケース３４ａの後部には、
前後に延びる速差用の回転軸３４ｊが取付けられてい
る。回転軸３４ｊの前端部には、冠歯車３４ｅに噛み合
う傘歯車３４ｋが取付けられている。

【００２３】以上が各差動歯車ユニット３４の構造であ
り、本実施形態に係る搬送台車では、同じ構造をした両
側の差動歯車ユニット３４，３４が、台車の進行方向に
向かって一方の側に同じ側を向けて配置されている。こ
れにより、両側の差動歯車ユニット３４，３４の冠歯車
３４ｅ，３４ｅは、台車進行方向に向かって右側或いは
左側に位置することになり、図示例では右側に位置して
いる。

【００２４】そして、各差動歯車ユニット３４の内側の
回転軸３４ｈは、入力軸として内側の駆動軸にカップリ
ング３３を介して連結されている。一方、外側の回転軸
３４ｈは、出力軸として外側の車軸２５に減速用の歯車
３５，３６を介して連結されている。

【００２５】また、両側の差動歯車ユニット３４，３４
の各アウターケース３４ａの後部に取付けられた速差用
の回転軸３４ｊ，３４ｊは、モータ３１及び減速機３２
の後方に位置して車台２１の下面に取付けられた速差用
の減速機付きモータ３７の出力軸に、両側のチェーン３
８，３８及びスプロケット３９，３９を介して連結され
ている。これにより、両側の差動歯車ユニット３４，３
４の回転軸３４ｊ，３４ｊは、減速機付きモータ３７の
作動により同方向に等速度で回転する。

【００２６】次に、本実施形態に係る搬送台車の機能に
ついて説明する。

【００２７】当該搬送台車がレール１０，１０の直線部
を走行するときは、駆動部３０内の走行用のモータ３１
のみが作動し、速差用のモータ３７は作動しない。モー
タ３１が作動すると、その回転が減速機３２及び両側の
駆動軸を介して両側の差動歯車ユニット３４，３４の入
力軸に伝達される。これにより、両側の差動歯車ユニッ
ト３４，３４の入力軸は、同じ方向に等しい速度で回転
する。

【００２８】各差動歯車ユニット３４では、速差用のモ
ータ３７が作動しないことにより、ギヤボックス３４ｂ
は回転しない。一方、入力軸である内側の回転軸３４ｈ
が回転することにより、その回転が内側の傘歯車３４
ｆ、前後の差動小歯車３４ｇ，３４ｇ及び外側の傘歯車
３４ｆを介して外側の回転軸３４ｈに伝達されることに
より、外側の回転軸３４ｈが回転する。その回転は歯車
３５，３６及び車軸２５を介して後部車輪２３に伝達さ
れる。

【００２９】かくして、両側の後部車輪２３，２３は同
じ方向に等しい速度で回転する。また、各回転は同じ側
の前部車輪２２，２２に伝達される。よって、当該搬送
台車は前進する。モータ３１を逆方向に作動させれば、
当該搬送台車は後退する。

【００３０】当該搬送台車では、エンコーダで走行距離
が測定されることにより、走行位置が検出されており、
レール１０，１０の曲線部を走行するタイミングが判明
する。当該搬送台車がレール１０，１０の曲線部を走行
するときは、所定の走行速度を維持するべくモータ３１
が作動を続けると共に、曲線部の向き及び半径の大きさ
に応じて速差用のモータ３７が作動する。

【００３１】モータ３７が作動すると、その出力軸の回
転が両側の差動歯車ユニット３４，３４の回転軸３４
ｊ，３４ｊに伝達される。これにより、両側の差動歯車
ユニット３４，３４では、回転軸３４ｊ，３４ｊが同方
向に等速度で回転し、両方の回転が傘歯車３４ｋ，３４
ｋを介して冠歯車３４ｅ，３４ｅに伝達される。

【００３２】ここで、両側の冠歯車３４ｅ，３４ｅは、
台車進行方向に向かってギヤボックス３４ｂ，３４ｂの
同じ側に位置している。これにより、両側の傘歯車３４
ｋ，３４ｋは、両側の冠歯車３４ｅ，３４ｅに同じ側か
ら噛み合う。

【００３３】このため、両側の差動歯車ユニット３４，
３４では、冠歯車３４ｅ，３４ｅは同方向に回転し、両
側のギヤボックス３４ｂ，３４ｂを同方向に等速度で回
転させる。その結果、一方の差動歯車ユニット３４で
は、出力軸である外側の回転軸３４ｈが増速され、他方
の差動歯車ユニット３４では、出力軸である外側の回転
軸３４ｈが同じだけ減速される。この理由は段落０００
９〜００１１に記載した通りである。

【００３４】そして、増速側が曲線部の外側となり、減
速側が曲線部の内側となるようにモータ３７を作動させ
れば、外側の前後の車輪２２，２３は高速で回転駆動さ
れ、内側の前後の車輪２２，２３は低速で回転駆動され
る。外側の車輪２２，２３と内側の車輪２２，２３の速
度差は、モータ３７の回転数により任意に調節されるの
で、外側の車輪２２，２３と内側の車輪２２，２３は曲
線部の半径に応じた速度差をもって回転駆動される。

【００３５】かくして、当該搬送台車は、車輪２２，２
２及び２３，２３として鉄道車両用の車輪を持ち、また
格別のガイド機構を持たないにもががわらず、鉄道車両
用のレール１０，１０の曲線部を高速でスムーズに通過
することができる。

【００３６】そして、車輪２２，２２及び２３，２３と
して鉄道車両用の車輪を持つため、直線部の走行安定性
が良好である。これに加え、格別のガイド機構を持たな
いため、鉄道軌道との相互乗り入れが可能であり、８の
字のような平面上での交差も可能である。

【００３７】更に、両側の差動歯車ユニット３４，３４
が同じ構造であるので、その製作コストが安価である。
差動歯車ユニット３４，３４の回転軸３４ｊ，３４ｊが
同じ方向に回転するので、これを駆動する速差用駆動
源、即ちモータ３７や動力伝達機構の構造も簡単であ
る。

【００３８】上記実施形態では、同じ側の前後の車輪２
２，２３を連動させ、走行安定性を高める工夫を講じて
いるが、前後の何れかを駆動輪とし、他方を従動輪とす
ることも可能である。

【００３９】

【発明の効果】以上に説明した通り、本発明の搬送台車
は、両側一対の差動歯車ユニットを使用することによ
り、外側の車輪と内側の車輪の間に強制的に速度差を付
与するので、鉄道車両用の車輪を使用する場合にも、小
半径の曲線部を高速でスムーズに通過することができ
る。

【００４０】そして鉄道車両用の車輪を使用することに
より、直線部の走行安定性が向上すると共に、鉄道軌道
との相互乗り入れが可能になり、更に８の字のような平
面上での交差も可能になる。

【００４１】また、両側一対の差動歯車ユニットを実質
的に同一構造として、台車進行方向に向かって一方の側
に同じ側を向けて配置することにより、差動歯車ユニッ
トの製作コスト低減が可能になり、合わせて両側一対の
差動歯車ユニットのギヤボックスを回転駆動する速差駆
動源の構造が簡略化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る小曲線通過搬送台車の
平面図である。

【図２】同搬送台車の側面図である。

【図３】同搬送台車の背面図である。

【図４】同搬送台車に使用されている差動歯車ユニット
の横断平面図である。

【符号の説明】

１０ 鉄道車両用のレール ２０ 台車本体 ２１ 車台 ２２，２３ 車輪 ２４，２５ 車軸 ２７，２８ スプロケット ２９ チェーン ３０ 駆動部 ３１ 走行用のモータ ３２ 減速機 ３４ 差動歯車ユニット ３４ａ アウターケース ３４ｂ ギヤボックス ３４ｅ 冠歯車 ３４ｆ 傘歯車 ３４ｇ 差動小歯車 ３４ｈ 走行用の回転軸 ３４ｊ 速差用の回転軸 ３４ｋ 傘歯車 ３５，３６ 歯車 ３７ 速差用のモータ ３８ チェーン ３９ スプロケット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪によりレール上を走行する台車本体
   と、台車本体に設けられた両側一対の車輪を回転駆動す
   る駆動部とを備えており、駆動部は走行用駆動源により
   回転駆動される駆動軸と、ギヤボックス内で正対する左
   右一対の傘歯車が該傘歯車と直角な一対の差動小歯車を
   介して連結されると共に、ギヤボックスが一対の差動小
   歯車と共に一対の傘歯車の中心回りに回転するように構
   成され、且つ、前記駆動軸の両端部に、ギヤボックス内
   の内側の傘歯車が当該駆動軸により回転駆動され、外側
   の傘歯車が車軸を駆動するように連結された両側一対の
   差動歯車ユニットと、両側一対の差動歯車ユニットのギ
   ヤボックスを同方向に回転駆動する速差用駆動源とを具
   備することを特徴とする小曲線通過搬送台車。
2. 【請求項２】 前記車輪は、テーパー状の外周面の内側
   縁部にフランジ部をもつ鉄道車両用車輪であることを特
   徴とする請求項１に記載の搬送台車。
3. 【請求項３】 前記両側一対の差動歯車ユニットは、そ
   れぞれのギヤボックスを回転させるための冠歯車が、台
   車進行方向に向かってギヤボックスの同じ側に位置する
   ように配置されていることを特徴とする請求項１又は２
   に記載の小曲線通過搬送台車。