JP2004066971A

JP2004066971A - 走行台車

Info

Publication number: JP2004066971A
Application number: JP2002229332A
Authority: JP
Inventors: Tetsuji Tanaka; 田中　哲二; Masami Higaki; 檜垣　正美; Hiroyuki Yokoyama; 横山　浩之
Original assignee: TCM Corp
Current assignee: TCM Corp
Priority date: 2002-08-07
Filing date: 2002-08-07
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2022-08-07
Also published as: JP4079720B2

Abstract

【課題】運転席から台車の走行方向が容易かつ正確に把握できる。
【解決手段】台車本体１に、運転席２Ａ，２Ｂのステアリングホイール４によりそれぞれ舵角が操作される複数の独立換向式車輪装置Ｒ１，Ｌ１が設けられた走行台車において、ステアリングホイール４により入力された操舵角に基づいて、進行方向の最前列の車輪装置間の中心位置に設定された仮想のマスタ軸の目標舵角を演算するマスタ軸舵角演算部３１と、マスタ軸舵角演算部３１の演算値に基づいて旋回中心位置を演算する旋回中心演算部３２と、旋回中心演算部３２の演算値に基づいて各車輪装置Ｒ１，Ｌ１の目標舵角をそれぞれ演算する車輪目標舵角演算部３３とを有する操舵コントローラ３を設け、運転席２Ａ，２Ｂのタッチパネル２３Ａ，２３Ｂに、マスタ軸舵角演算部３１のマスタ軸の目標舵角に基づいて台車本体１の換向方向を表示する舵角表示部２４を設けた。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、台車本体に複数の独立換向式の車輪装置を具備し、大型の荷物を搬送する走行台車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
台車本体の底部に車長方向に３輪以上で車幅方向に２列以上の車輪装置を具備し、各車輪装置が独立して旋回可能に構成されて前後進モード、斜行モードおよび横行モードに切り替え可能な従来の走行台車は、運転席に配置されたステアリングホイールを操作すると、そのハンドル操作量がハンドル回転角検出器により検出され、操舵コントローラでは、その検出信号に基づいて走行台車の旋回中心が演算されて各車輪装置の目標舵角が演算され、各車輪装置の旋回用シリンダを駆動するように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、運転席の運転者には、走行モードは判別できるものの、前後進モードでは、ステアリングホイールを操作して転舵した場合、走行車輪の向きが把握しにくいため、車両本体がどの方向に進むのか予測しにくく、換向方向が正確に判断できないため、操縦に熟練を要し、操作ずれが発生しやすいという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題点を解決して、運転席から台車の走行車輪の向きが把握しやすく、操縦性を向上させることができる走行台車を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明は、台車本体に、運転席の操舵手段によりそれぞれ舵角が操作される複数の独立換向式車輪装置が設けられた走行台車において、前記操舵手段により入力された操舵角に基づいて、所定板に設定された仮想のマスタ軸の目標舵角を演算するマスタ軸舵角演算部と、前記マスタ軸舵角演算部の演算値に基づいて旋回中心位置を演算する旋回中心演算部と、前記旋回中心演算部の演算値に基づいて各車輪装置の目標舵角をそれぞれ演算する車輪目標舵角演算部とを有する操舵制御装置を設け、前記運転席の表示装置に、前記マスタ軸舵角演算部により演算されたマスタ軸の目標舵角値に基づいて台車本体の換向方向を表示する舵角表示部を設けたものである。
【０００６】
上記構成によれば、運転席の表示装置に、仮想のマスタ軸の舵角を表示する舵角表示部を設けたので、運転席の運転者は、車輪の向きを瞬時に把握できて走行台車の換向方向（進行方向）を正確かつ迅速に予測することができ、正確に操縦することができる。これにより、運転者による無駄な走行動作や接触事故などを未然に防止することができ、操作性能を格段に向上させることができる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、台車本体の前部と後部にそれぞれ運転席を配置し、想のマスタ軸を進行方向の最前列車輪装置の中心位置に設定し、マスタ軸舵角演算部は、運転席を指定する運転席切替指令信号に基づいて、仮想のマスタ軸の位置を切り換えてマスタ軸の目標舵角を演算し、指定された運転席の舵角表示部に出力するように構成し、舵角表示部を、換向方向が視覚的に表示されるように構成したものである。
【０００８】
上記構成によれば、前後に配置した運転席を、走行台車の走行方向に対応して切り換え操縦する場合であっても、前後の運転席で同じ感覚で走行台車を操作することができ、さらに操作性能を向上することができる。また舵角表示部で換向方向を視覚的に表示したので、運転者が見誤ることなく瞬時に換向方向を察知でき、正確な判断が可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明に係る走行台車の実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。
【００１０】
図４に示すように、上面に大型の荷を搭載する荷台面１ａが形成された台車本体１の下面で前後位置には、前部運転席２Ａおよび後部運転席２Ｂが設けられている。また台車本体１の底面部には、多数、たとえば左右２列で前後に８列で合計１６個の独立換向式の車輪装置Ｒ１〜Ｒ８，Ｌ１〜Ｌ８が設けられており、運転席２Ａ，２Ｂにそれぞれ設けられた図１に示すステアリングハンドルの操作により、操舵コントローラ（操舵制御装置）３を介して各車輪装置Ｒ１〜Ｒ８，Ｌ１〜Ｌ８をそれぞれ転舵して走行台車を操向するように構成されている。
【００１１】
各車輪装置Ｒ１〜Ｒ８，Ｌ１〜Ｌ８は、図５に示すように、台車本体１に舵軸ＳＳを中心に旋回自在に支持された旋回体１１と、この旋回体１１に上アーム部１２および下アーム部１３ならびにサスペンションシリンダ１４を介して舵軸ＳＳ上に支持された車軸部１５と、この車軸部１５に回転自在に支持されるとともに駆動モータ１６により回転駆動される複数の車輪１７と、台車本体１に設けられて旋回体１１を舵軸周りに旋回駆動車輪１７を転舵する操舵駆動装置１８とで構成されている。前記操舵駆動装置１８は、図示しないが、たとえば旋回体１１に設けられたピニオンに単数または複数のラックを噛合させ、旋回用シリンダ（３６）により前記ラックを出退駆動した旋回体１１を回転させるラック・ピニオン機構により構成されている。また車輪１７の転舵角、すなわち実舵角を検出する舵角検出器（図１）１９が設けられている。
【００１２】
前部および後部の運転席２Ａ，２Ｂには、ステアリングハンドルの他に、使用する運転席２Ａ，２Ｂを特定する運転席選択スイッチ２１や走行モード選択レバー２２、シフトレバー２６、図３に示す表示操作可能で台車本体１の換向方向（進行方向）を表示する舵角表示部２４Ｆ，２４Ｒを有するタッチパネル（表示装置）２３Ｆ，２３Ｒがそれぞれ設けられている。
【００１３】
図１，図２に示すように、マイクロコンピュータからなる操舵コントローラ３は、ステアリングハンドル４に設けられたハンドル回転角検出器２５のハンドル操作角に基づいて、進行方向の最前列車輪装置Ｒ１，Ｒ２（Ｒ８，Ｌ８）の中心軸（車軸ＭＣ上）に設定されて各車輪装置Ｒ１〜Ｒ８，Ｌ１〜Ｌ８の舵軸（スレーブ軸）ＳＳにおける目標旋回角（舵角θ１Ｒ〜θ８Ｒ，θ１Ｌ〜θ８Ｌ）を求める際の基準となる仮想のマスタ軸ＭＳにおける目標舵角θｍｓｔを演算するマスタ軸舵角演算部３１と、このマスタ軸舵角演算部３１により演算されたマスタ軸ＭＳの目標舵角θｍｓｔに基づいて台車本体１の全体の旋回中心ＳＣを演算する旋回中心演算部３２と、この旋回中心演算部３２で演算された旋回中心ＳＣに基づいて各車輪装置Ｒ１〜Ｒ８，Ｌ１〜Ｌ８の舵軸ＳＳの目標舵角θ１Ｒ〜θ８Ｒ，θ１Ｌ〜θ８Ｌをそれぞれ演算する車輪目標舵角演算部３３と、この車輪目標舵角演算部３３で求められた目標舵角に基づいて各車輪装置Ｒ１〜Ｒ８，Ｌ１〜Ｌ８の舵角指令値をそれぞれ演算する舵角指令演算部３４と、この舵角指令値を車輪装置Ｒ１〜Ｒ８，Ｌ１〜Ｌ８の旋回用シリンダ３６のコントロールバルブ３７にそれぞれ出力する舵角指令出力部３５とで構成されている。
【００１４】
またマスタ軸舵角演算部３１の演算値は前部運転席２Ａまたは後部運転席２Ｂのタッチパネル２３に出力され、信号処理部２５を介して舵角表示部２４に、座標上に台車本体１の換向方向が直進方向に対して回動する矢印で視覚的にアナログ表示される。なお、走行台車の進行方向が変更されて、運転席２Ａ，２Ｂの運転席選択スイッチ２１が操作されると、その操作信号により仮想のマスタ軸ＭＳが切り換えられるとともに、マスタ軸舵角演算部３１から出力される前後運転席２Ａ，２Ｂのタッチパネル２３が切り換えられる。
【００１５】
ここで図６を参照して、マスタ軸舵角演算部３１における仮想のマスタ軸ＭＳの目標舵角の演算方法を説明する。
前部運転席２Ａの選択時には、車輪装置１Ｒの舵軸ＳＳを基準軸として計算する。すなわち、車軸ＭＣがｘ軸上に配置されかつ仮想マスタ軸ＭＳを交点とするＸ，Ｙ座標上で、左右の舵軸間の距離をＨ２、車軸ＭＣと舵軸間の距離をＨ１、マスタ軸の目標舵角をθｍｓｔ、仮想マスタ軸ＭＳから旋回中心ＳＣまでのｘ軸方向の距離をＬ、旋回中心Ｏの座標（ｘ，ｙ）とすると、
ｘ＝Ｌ
ｔａｎθ１Ｒ＝ｘ／（ｙ＋Ｈ１）→（Ｌ／ｔａｎθ１Ｒ）−Ｈ１
θｍｓｔ＝ｔａｎ^−１θ（ｘ／ｙ）で表される。
【００１６】
また後運転席２Ａの選択時には、車輪装置８Ｌの舵軸ＳＳを基準軸として計算する。なお、旋回中心ＳＣは、車軸ＭＣの中心に直交する線上にあるため、θ８Ｌの符号を反転しθ１Ｌに代入する。
【００１７】
ｘ＝Ｌ
ｔａｎθ１Ｌ＝ｘ／（ｙ−Ｈ１）→（Ｌ／ｔａｎθ１Ｌ）＋Ｈ１
θｍｓｔ＝ｔａｎ^−１θ（ｘ／ｙ）で表される。
【００１８】
次に旋回中心演算部３２における旋回中心座標の演算方法は、旋回中心Ｏ（ｘ，ｙ）とすると、
ｘ＝Ｌ
ｙ＝Ｌ／ｔａｎθｍｓｔで決定される。
【００１９】
さらに、車輪目標舵角演算部３３における各車輪装置Ｒ１〜Ｒ８，Ｌ１〜Ｌ８の目標舵角は、
ｔａｎθ１Ｌ＝ｘ／（ｙ−Ｈ１）　　　　→θ１Ｌ＝ｔａｎ^−１［ｘ／（ｙ−Ｈ１）］
ｔａｎθ１Ｒ＝ｘ／（ｙ＋Ｈ１）　　　　→θ１Ｒ＝ｔａｎ^−１［ｘ／（ｙ＋Ｈ１）］
ｔａｎθ２Ｌ＝（ｘ−Ｌ１）／（ｙ−Ｈ１）→θ２Ｌ＝ｔａｎ^−１［（ｘ−Ｌ１）／（ｙ−Ｈ１）］
ｔａｎθ２Ｒ＝（ｘ−Ｌ１）／（ｙ＋Ｈ１）→θ２Ｒ＝ｔａｎ^−１［（ｘ−Ｌ１）／（ｙ＋Ｈ１）］
ｔａｎθ３Ｌ＝（ｘ−Ｌ２）／（ｙ−Ｈ１）→θ３Ｌ＝ｔａｎ^−１［（ｘ−Ｌ２）／（ｙ−Ｈ１）］
ｔａｎθ３Ｒ＝（ｘ−Ｌ２）／（ｙ＋Ｈ１）→θ３Ｒ＝ｔａｎ^−１［（ｘ−Ｌ２）／（ｙ＋Ｈ１）］
ｔａｎθ４Ｌ＝（ｘ−Ｌ３）／（ｙ−Ｈ１）→θ４Ｌ＝ｔａｎ^−１［（ｘ−Ｌ３）／（ｙ−Ｈ１）］
ｔａｎθ４Ｒ＝（ｘ−Ｌ３）／（ｙ＋Ｈ１）→θ４Ｒ＝ｔａｎ^−１［（ｘ−Ｌ３）／（ｙ＋Ｈ１）］
となる。なお、ｔａｎθ５Ｌ〜ｔａｎθ８Ｒでは旋回角が左右対称となるので、置き換えで求める。
【００２０】
上記実施の形態において、運転席２Ａ，２Ｂが選択されて運転席選択スイッチ２１が入力されるとともに、走行モード選択レバー２２により前後進モード、斜行モードおよび横行モードの何れかが選択され、さらにシフトレバー２６が操作される。そして、ステアリングホイール４が操作されてハンドル回転角検出器２５からハンドル操作角がマスタ軸舵角演算部３１に出力される。すると、進行方向の最前列車輪装置Ｒ１，Ｒ２（Ｒ８，Ｌ８）の中心に設定された仮想のマスタ軸ＭＳにおける目標舵角θｍｓｔが演算される。ついで旋回中心演算部３２では、マスタ軸舵角演算部３１により演算された目標舵角θｍｓｔに基づいて、台車本体１の全体の旋回中心ＳＣが演算される。そして、この旋回中心ＳＣに基づいて車輪目標舵角演算部３３では、各車輪装置Ｒ１〜Ｒ８，Ｌ１〜Ｌ８の舵軸ＳＳの目標舵角θ１Ｒ〜θ８Ｒ，θ１Ｌ〜θ８Ｌがそれぞれ演算され、舵角指令演算部３４では目標舵角に基づいて各車輪装置Ｒ１〜Ｒ８，Ｌ１〜Ｌ８の舵角指令値がそれぞれ演算されて、舵角指令出力部３５を介して車輪装置Ｒ１〜Ｒ８，Ｌ１〜Ｌ８の旋回用シリンダ３６のコントロールバルブ３７に舵角指令値がそれぞれ出力される。
【００２１】
またこの時、マスタ軸舵角演算部３１のマスタ軸ＭＳにおける目標舵角は、前部運転席２Ａ（または後部運転席２Ｂ）のタッチパネル２３に出力され、信号処理部で処理されて舵角表示部２４に、台車本体１の換向方向（進行方向）が矢印で表示される。
【００２２】
また、走行台車の進行方向により、運転席２Ａ，２Ｂが変更されて運転席選択レバー２１が操作されて運転席切替信号が出力されると、マスタ軸舵角演算部３１では仮想のマスタ軸ＭＳが切り換えられるとともに、換向方向を表示するタッチパネル２３が切り換えられる。
【００２３】
上記実施の形態によれば、運転席２Ａ，２Ｂのタッチパネル２３に、進行方向の最前列車輪装置Ｒ１，Ｒ２（Ｒ８，Ｌ８）の中心（車軸ＭＣＬ上）に設定された仮想のマスタ軸ＭＳの舵角を表示する舵角表示部２４を設けたので、運転席２Ａ，２Ｂの運転者は、走行台車の換向方向（進行方向）を正確かつ迅速に知ることができ、車両本体１の動きを瞬時に予測することができて正確に操作することができる。
【００２４】
また舵角表示部２４では、台車本体１の換向方向が矢印で表示されることで、瞬時に換向方向を察知して迅速にステアリングを行うことができ、非常時にも安全に対処することができる。
【００２５】
さらに、台車本体１の前後に運転席２Ａ，２Ｂが設置されているような型式でも、運転席選択レバー２１の切替のみで仮想のマスタ軸ＭＳを切り換えて、前後とも同一感覚でステアリングを行うことができ、操縦性能が損なわれることがない。
【００２６】
したがって、運転者による無駄な走行動作や接触事故などを未然に防止することができ、運転席における操作性能を格段に向上させることができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上に述べたごとく請求項１記載の発明によれば、運転席の表示装置に、仮想のマスタ軸の舵角を表示する舵角表示部を設けたので、運転席の運転者は、車輪の向きを瞬時に把握できて走行台車の換向方向（進行方向）を正確かつ迅速に予測することができ、正確に操縦することができる。これにより、運転者による無駄な走行動作や接触事故などを未然に防止することができ、操作性能を格段に向上させることができる。
【００２８】
請求項２記載の発明によれば、前後に配置した運転席を、走行台車の走行方向に対応して切り換え操縦する場合であっても、前後の運転席で同じ感覚で走行台車を操作することができ、さらに操作性能を向上することができる。また舵角表示部で換向方向を視覚的に表示したので、運転者が見誤ることなく瞬時に換向方向を察知でき、正確な判断が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る走行台車の実施の形態を示す制御構成図である。
【図２】同走行台車の車輪の換向方向を説明する平面図である。
【図３】同走行台車のタッチパネルを示す説明図である。
【図４】同走行台車の全体側面図である。
【図５】同走行台車の車輪装置を示す側面図である。
【図６】同走行台車の走行制御動作を示す説明図である。
【符号の説明】
Ｒ１〜Ｒ８，Ｌ１〜Ｌ８　車輪装置
ＭＳ　　マスタ軸
θｍｓｔ　　マスタ軸目標舵角
１　　台車本体
１ａ　荷台面
２Ａ　前部運転席
２Ｂ　後部運転席
３　　操舵コントローラ
４　　ステアリングホイール
１１　　旋回体
１５　　車軸部
１７　　車輪
１８　　操舵駆動装置
１９　　舵角検出器
２１　　運転席選択スイッチ
２３　　タッチパネル
２４　　舵角表示部
２５　　ハンドル回転角検出器
３１　　マスタ軸舵角演算部
３２　　旋回中心演算部
３３　　車輪目標舵角演算部
３４　　舵角指令演算部
３５　　舵角指令出力部

Claims

台車本体に、運転席の操舵手段によりそれぞれ舵角が操作される複数の独立換向式車輪装置が設けられた走行台車において、
前記操舵手段により入力された操舵角に基づいて、所定位置に設定された仮想のマスタ軸の目標舵角を演算するマスタ軸舵角演算部と、前記マスタ軸舵角演算部の演算値に基づいて旋回中心位置を演算する旋回中心演算部と、前記旋回中心演算部の演算値に基づいて各車輪装置の目標舵角をそれぞれ演算する車輪目標舵角演算部とを有する操舵制御装置を設け、
前記運転席の表示装置に、前記マスタ軸舵角演算部により演算されたマスタ軸の目標舵角値に基づいて台車本体の換向方向を表示する舵角表示部を設けた
ことを特徴とする走行台車。
台車本体の前部と後部にそれぞれ運転席を配置し、
仮想のマスタ軸を進行方向の最前列車輪装置の中心位置に設定し、
マスタ軸舵角演算部は、運転席を指定する運転席切替指令信号に基づいて、仮想のマスタ軸の位置を切り換えてマスタ軸の目標舵角を演算し、指定された運転席の舵角表示部に出力するように構成し、
舵角表示部を、換向方向が視覚的に表示されるように構成した
ことを特徴とする請求項１記載の走行台車。