JP2005096602A

JP2005096602A - 牽引台車

Info

Publication number: JP2005096602A
Application number: JP2003332926A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Takahashi; 一嘉高橋
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2003-09-25
Filing date: 2003-09-25
Publication date: 2005-04-14

Abstract

【課題】最後尾であっても旋回時に軌道が外側に膨らまないようにした牽引台車を提供する。
【解決手段】牽引台車１０は、牽引方向Ｐを前方向とすると、荷物載置台１２の前後方向に一個ずつ自在キャスタ１４ｆ，１４ｂが配設され、荷物載置台１２の左右方向に一個ずつ固定キャスタ１６ｌ，１６ｒが配設され、複数台が連結された状態で牽引され、かつ最後尾に連結されるものである。そして、牽引台車１０の重心Ｇよりも後方に、固定キャスタ１６ｌ，１６ｒが設けられている。これにより、重心Ｇを中心とする回転方向が固定キャスタ１６ｌ，１６ｒの転がる方向と一致しなくなるので、旋回による牽引台車１０の回転が抑えられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、荷物の運搬などに用いられ、複数台が連結された状態で牽引される、牽引台車に関する。

工場、物流センタ、空港等では、部品や荷物を運搬するために、複数台が連結された状態で牽引される牽引台車が用いられている。つまり、数珠繋ぎに連結された多数の牽引台車のそれぞれの上に荷物を載せ、これらを一台の牽引車両が引っ張って目的地まで移動するのである。牽引台車は、多く連結するほど、一度に大量の荷物を運べる。しかし、連結する台数が多くなると、それに連れて内輪差も累積されて通路を旋回できなくなる。そのため、内輪差を小さくした牽引台車が知られている（特許文献１）。

図３はこの種の牽引台車を示し、図３［１］は最後尾の牽引台車を示す平面図であり、図３［２］は連結した状態を示す平面図である。以下、この図面に基づき説明する。

複数台の牽引台車…，５０ｘ，５０ｙ，５０ｚは、連結された状態で牽引される。牽引台車…，５０ｘ，５０ｙ，５０ｚは全て同じ構造であるので、最後尾の牽引台車５０ｚについて説明する。牽引台車５０ｚは、牽引方向を前方向とすると、荷物載置台５２の前後方向に一個ずつ自在キャスタ５４ｆ，５４ｂが配設され、荷物載置台５２の左右方向に一個ずつ固定キャスタ５６ｌ，５６ｒが配設されたものである。そして、上方から見て、荷物載置台５２が長方形の板状であり、この長方形の中心に牽引台車５０ｚの重心Ｇが位置し、自在キャスタ５４ｆ，５４ｂ及び固定キャスタ５６ｌ，５６ｒが荷物載置台５２の下面に菱形５８に配置されている。

牽引台車５０ｙは、前方が牽引台車５０ｘに連結され、後方が牽引台車５０ｚに連結されている。そのため、旋回時において、牽引台車５０ｙの前部の自在キャスタ５４ｆは前の牽引台車５０ｘによって旋回方向へ引っ張られ、牽引台車５０ｙの後部の自在キャスタ５４ｂは後の牽引台車５０ｚによって旋回方向の外側へ押される。これらの合力によって牽引台車５０ｙの向きが整えられるので、牽引台車５０ｙは前の牽引台車５０ｘと同じ軌道を踏襲することになる。

実開昭５１−２５３３４号公報

しかしながら、最後尾の牽引台車５０ｚには次のような問題があった。

牽引台車５０ｚは、前方に牽引台車５０ｙが連結されているだけで、後方に何も連結されていない。そのため、旋回時において、牽引台車５０ｚの前部は前の牽引台車５０ｙによって旋回方向へ力Ｆ１で引っ張られ、牽引台車５０ｚの後部は慣性力によって旋回方向の外側へ力Ｆ２で押される。しかし、牽引台車５０ｚには力Ｆ２を抑えてくれる後続の牽引台車が無いので、牽引台車５０ｚの後部は力Ｆ２によって旋回方向の外側へ大きく膨らむ。つまり、力Ｆ１及び力Ｆ２の合力は、重心Ｇを中心にして牽引台車５０ｚを回転させる。

ここで、固定キャスタ５６ｌ，５６ｒの中心同士を結ぶ直線上に、牽引台車５０ｚの重心Ｇが位置している。そのため、重心Ｇを中心とする回転方向は、固定キャスタ５６ｌ，５６ｒの転がる方向と一致する。したがって、牽引台車５０ｚは、旋回時に発生する力によって軌道が外側に膨らみやすい。このように、最後尾の牽引台車５０ｚでは、旋回時に軌道が外側に膨らむので、通路壁等に接触したり、荷物が崩れたりするおそれがあった。

そこで、本発明の目的は、最後尾であっても旋回時に軌道が外側に膨らまないようにした牽引台車を提供することにある。

本発明に係る牽引台車は、牽引方向を前方向とすると、荷物載置台の前後方向に一個ずつ自在キャスタが配設され、前記荷物載置台の左右方向に一個ずつ固定キャスタが配設され、複数台が連結された状態で牽引され、かつ最後尾に連結されるものである。そして、本発明の特徴は、前記二個の固定キャスタが当該牽引台車の重心よりも後方に設けられた、という点にある。

従来の最後尾の牽引台車では、旋回時に軌道が外側に膨らむ。その理由は、上方から見て、二個の固定キャスタの中心同士を結ぶ直線上に、牽引台車の重心が位置していたからである。つまり、重心を中心とする回転方向が固定キャスタの転がる方向と一致するので、牽引台車が容易に回転してしまう。

これに対し、本発明では、牽引台車の重心よりも後方に二個の固定キャスタを設けたことにより、重心を中心とする回転方向が固定キャスタの転がる方向と一致しなくなるので、牽引台車の回転が抑えられる。

また、旋回時の回転中心が牽引台車の重心ではなく牽引台車の前方にある場合でも、その回転に対して従来よりも大きな制動が得られる。その理由は、旋回時に摩擦力を発生する固定キャスタが従来よりも後方にあるので、その分、制動のモーメントが大きくなるからである。

また、本発明に係る牽引台車は、上方から見て、前記荷物載置台が長方形の板状であり、この長方形の中心に前記牽引台車の重心が位置し、前記自在キャスタ及び前記固定キャスタが前記荷物載置台の下面に凧形に配置された、としてもよい。

「上方」とは、キャスタ側が接地した状態での、鉛直上方向である。「長方形」には、正方形も含まれる。「凧形」とは、二対の等しい隣辺を持つ凸四辺形を意味する学術用語である。

更に、本発明に係る牽引台車は、上方から見て、前記二個の固定キャスタの中心同士を結ぶ直線と前記重心との距離が、前記固定キャスタの半径よりも小さい、としてもよい。

固定キャスタが後方になるほど内輪差も大きくなるので、固定キャスタの位置にこのような制限を設ける。

本発明に係る牽引台車によれば、牽引台車の重心よりも後方に固定キャスタを設けたことにより、重心を中心とする回転方向が固定キャスタの転がる方向と一致しなくなるので、牽引台車の回転を抑えることができる。また、旋回時の回転中心が牽引台車の前方にある場合でも、旋回時に摩擦力を発生する固定キャスタが従来よりも後方にあるので、牽引台車の回転を従来よりも抑えることができる。したがって、最後尾であっても旋回時に軌道が外側に膨らまないようにした牽引台車を提供できる。

更に、固定キャスタの中心同士を結ぶ直線と重心との距離を、固定キャスタの半径よりも小さくした場合は、旋回時の軌道の膨らみを抑えつつ、旋回時の内輪差の発生も抑えることができる。

図１は本発明に係る牽引台車の一実施形態を示し、図１［１］は平面図であり、図１［２］は正面図である。以下、この図面に基づき説明する。

本実施形態の牽引台車１０は、牽引方向Ｐを前方向とすると、荷物載置台１２の前後方向に一個ずつ自在キャスタ１４ｆ，１４ｂが配設され、荷物載置台１２の左右方向に一個ずつ固定キャスタ１６ｌ，１６ｒが配設され、複数台が連結された状態で牽引され、かつ最後尾に連結されるものである。そして、牽引台車１０の重心Ｇよりも後方に、固定キャスタ１６ｌ，１６ｒが設けられている。

また、上方から見て、荷物載置台５２が長方形の板状であり、この長方形の中心に牽引台車１０の重心Ｇが位置し、自在キャスタ１４ｆ，１４ｂ及び固定キャスタ１６ｌ，１６ｒが荷物載置台１２の下面に凧形１８に配置されている。更に、上方から見て、固定キャスタ１６ｌ，１６ｒの中心同士を結ぶ直線と重心Ｇとの距離（以下「オフセット量Ｄ」という。）は、固定キャスタ１６ｌ，１６ｒの半径Ｒよりも小さくなっている。すなわち、０＜Ｄ＜Ｒとなっている。

牽引台車１０は、前部に設けられた連結具（図示せず）によって前の牽引台車に連結され、最後尾となる。自在キャスタ１４ｆ，１４ｂは、どちらも同じ構造を有する一般的なものであり、力が加わるとその方向に、転がる向きを変える。自在キャスタ１４ｆは、床に接して回転する車輪１４１、車輪１４１を回転自在に支持する車軸１４２、車軸１４２を固定するヨーク（鞍）１４３、ヨーク１４３を回転自在に支持する回転軸１４４、回転軸１４４を荷物載置台１２に固定する固定板１４５等から構成されている。固定キャスタ１６ｌ，１６ｒは、どちらも同じ構造を有する一般的なものであり、力が加わっても転がる向きを変えない。固定キャスタ１６ｌは、床に接して回転する車輪１６１、車輪１６１を回転自在に支持する車軸１６２、車軸１６２を荷物載置台１２に固定するヨーク１６３等から構成されている。なお、図１［２］において、軸受、ボルト、ナット等の細かい部分については、図示を略している。

図２は図１の牽引台車の作用を示す説明図であり、図２［１］は旋回時の回転中心が牽引台車の重心になる場合であり、図２［２］は旋回時の回転中心が牽引台車の前方になる場合である。以下、図１乃至図３に基づき、牽引台車１０の作用について力学的に考察する。

まず、旋回時の回転中心が牽引台車の重心になる場合について説明する。図３に示す従来の牽引台車５０ｚでは、旋回時に軌道が外側に膨らむ。その理由は、上方から見て、二個の固定キャスタ５６ｌ，５６ｒの中心同士を結ぶ直線上に、牽引台車５０ｚの重心Ｇが位置していたからである。

つまり、図２［１］に示すように、重心Ｇを中心とする回転方向２０ａが固定キャスタ５６ｒの転がる方向２２ａと一致するので、牽引台車５０ｚが容易に回転してしまう。ここで、牽引台車の質量をｍ、重力加速度をｇ、転がり摩擦係数をμ_１とする。すると、重心Ｇを中心とする回転により固定キャスタ５６ｒに加わる力Ｆａ１に対して、これに抗する摩擦力Ｆａ２は、Ｆａ２＝μ_１ｍｇ／４で与えられる（分母の「４」はキャスタが４個あるからである。）。そして、転がり摩擦係数μ_１は極めて小さいので、Ｆａ１>>Ｆａ２が成り立つことにより、固定キャスタ５６ｒの車輪が回転してしまう。

これに対し、図１に示す本実施形態の牽引台車１０では、重心Ｇよりも後方に固定キャスタ１６ｌ，１６ｒが設けられている。そのため、図２［１］に示すように、重心Ｇを中心とする回転方向２０ｂが固定キャスタ１６ｒの転がる方向２２ｂと一致しなくなるので、固定キャスタ１６ｒの車輪は回転せずにすべる又は静止する。つまり、すべり摩擦係数をμ_２、静止摩擦係数をμ_３とすると、重心Ｇを中心とする回転により固定キャスタ１６ｒに加わる力Ｆｂ１に対して、これに抗する摩擦力Ｆｂ２は、Ｆｂ２＝μ_２ｍｇ／４又はＦｂ２＝μ_３ｍｇ／４で与えられる。そして、すべり摩擦係数をμ_２及び静止摩擦係数μ_３は、転がり摩擦係数μ_１に比べて大きいので、概ねＦｂ１≒Ｆｂ２が成り立つことにより、牽引台車１０の回転が抑えられる。

次に、旋回時の回転中心が牽引台車の前方にある場合について説明する。図２［２］に示す回転中心Ｏは、図３で説明すると、例えば牽引台車５０ｙの後部の連結部分、牽引台車５０ｚの前部の連結部分、又は連結具そのもの等である。

図２［２］に示すように、回転中心Ｏを中心とする回転方向３０ａ，３０ｂは、固定キャスタ５６ｒ，１６ｒの転がる方向に一致しない。そのため、固定キャスタ５６ｒ，１６ｒの車輪は回転せずにすべる又は静止する。このとき、回転中心Ｏを中心とする回転により固定キャスタ５６ｒ，１６ｒに加わる力Ｆａ３，Ｆｂ３に対して、これに抗する摩擦力Ｆａ４，Ｆｂ４は、Ｆａ４＝Ｆｂ４＝μ_２ｍｇ／４又はＦａ４＝Ｆｂ４＝μ_３ｍｇ／４で与えられる。ここで、回転中心Ｏから固定キャスタ５６ｒまでの距離をＲａとすると、回転を抑える摩擦力Ｆａ４のモーメントＮａは、Ｎａ＝Ｒａ・Ｆａ４で与えられる。同様に、回転中心Ｏから固定キャスタ１６ｒまでの距離をＲｂとすると、回転を抑える摩擦力Ｆｂ４のモーメントＮｂは、Ｎｂ＝Ｒｂ・Ｆｂ４で与えられる。ただし、固定キャスタ１６ｒは固定キャスタ５６ｒよりも後方に位置しているのでＲａ＜Ｒｂが成り立ち、かつＦａ４＝Ｆｂ４であるから、Ｎａ＜Ｎｂとなる。

すなわち、牽引台車１０によれば、旋回時の回転中心Ｏが牽引台車１０の前方にある場合でも、その回転に対して従来よりも大きな制動が得られる。その理由は、旋回時に摩擦力を発生する固定キャスタ１６ｌ，１６ｒが従来よりも後方にあるので、その分、制動のモーメントが大きくなるからである。

また、図１に示すように、牽引台車１０は、オフセット量Ｄと固定キャスタ１６ｌ，１６ｒの半径Ｒとの関係が、０＜Ｄ＜Ｒとなっている。固定キャスタ１６ｌ，１６ｒが後方になるほど内輪差も大きくなるので、固定キャスタ１６ｌ，１６ｒの位置にこのような制限を設けることが好ましい。例えば、オフセット量Ｄは３〜５ｃｍとする。

以上、本実施形態の牽引台車１０の作用について説明したが、実際には牽引台車１０の回転中心は、前述の二通りに明確に分けられるものではなく、極めて複雑な現象となって変化する。ただし、そのような場合でも、前述の二通りの考え方は成立するので、牽引台車１０の効果は疑いようもない。

なお、本発明に係る牽引台車は、言うまでもなく、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、牽引台車１０は、最後尾に用いるものとして説明したが、最後尾以外に用いても差し支えない。オフセット量Ｄも、内輪差が実際の問題にならなければ、Ｄ≧Ｒとしてもよい。

本発明に係る牽引台車の一実施形態を示し、図１［１］は平面図であり、図１［２］は正面図である。図１の牽引台車の作用を示す説明図であり、図２［１］は旋回時の回転中心が牽引台車の重心になる場合であり、図２［２］は旋回時の回転中心が牽引台車の前方になる場合である。従来の牽引台車を示し、図３［１］は最後尾の牽引台車を示す平面図であり、図３［２］は連結した状態を示す平面図である。

符号の説明

１０牽引台車
１２荷物載置台
１４ｆ，１４ｂ自在キャスタ
１６ｌ，１６ｒ固定キャスタ
１８凧形
Ｄオフセット量
Ｇ重心
Ｐ牽引方向（前方向）
Ｒ固定キャスタの半径

Claims

牽引方向を前方向とすると、荷物載置台の前後方向に一個ずつ自在キャスタが配設され、前記荷物載置台の左右方向に一個ずつ固定キャスタが配設され、複数台が連結された状態で牽引され、かつ最後尾に連結される牽引台車において、
前記二個の固定キャスタが当該牽引台車の重心よりも後方に設けられた、
ことを特徴とする牽引台車。
上方から見て、前記荷物載置台が長方形の板状であり、この長方形の中心に前記牽引台車の重心が位置し、前記自在キャスタ及び前記固定キャスタが前記荷物載置台の下面に凧形に配置された、
請求項１記載の牽引台車。
上方から見て、前記二個の固定キャスタの中心同士を結ぶ直線と前記重心との距離は、前記固定キャスタの半径よりも小さい、
請求項１又は２記載の牽引台車。