JP2009208707A

JP2009208707A - 移動動力装置

Info

Publication number: JP2009208707A
Application number: JP2008055921A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Ando; 尋樹安藤
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2008-03-06
Filing date: 2008-03-06
Publication date: 2009-09-17

Abstract

【課題】簡便にかつ安価に台車や作業車輌を移動できる移動動力装置であって、動力源が不意に動作不能となった場合でも人力で移動可能とする移動動力装置を提供する。
【解決手段】荷物或いは作業者を積載する車両に接続されて車両を移動させる移動動力装置において、前記動力装置は前記車両への固定部と、駆動輪と、前記駆動輪を回転駆動するモータと、前記駆動輪を接地面に追従して上下動可能に支持するアームと、該駆動輪を接地面方向へ押し付ける付勢ばねと、該駆動輪の位置基準を上下に移動調整するジャッキ装置を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は荷物や人員を積載する車輌や台車を外部の内燃機や電動機動力により駆動させる装置に関し、特に１ｔ〜３ｔ程度の積載量の車輌を対象とした、車輌と着脱自在に構成した駆動装置に関する。

荷物運搬台車等を動力により駆動する場合、ＡＧＶ（無人搬送車）などの工場内搬送台車では、台車支持輪の一つ或いは複数を、駆動モータ付きの駆動車輪とするものが見られる。このような方式では、他の台車輪と同径の駆動車輪を用いるため、台車の地上高を保持しつつコンパクトに動力移動することができる反面、取り付けられるモータの大きさの制約から、搬送能力を大きくすることができない問題がある。

そこで、台車には搬送質量に耐えるだけの車輪を備え、大きな駆動力を得る方法として、台車積載部分とは別に駆動機構を設け、動力伝達手段により台車輪へ動力を伝える従来技術として、特開２００７−３０６５７号公報（特許文献１）の例、あるいは台車積載部分からオーバーハングした位置に駆動機構及び駆動輪を設けた従来技術として、特開２００３−２２１１９５号公報（特許文献２）の例がある。

特開２００７−３０６５７号公報特開２００３−２２１１９５号公報

何れの例においても、駆動輪は台車質量を担う構造となっているが、例えば台車自重を含め３ｔの質量を搬送する場合、駆動輪には四分の一の７５０ｋｇ、地面が不整のため瞬間的に２輪で荷重を受けることを考慮すると、１．５ｔの荷重に耐える車輪を備える必要がある。これに対し、駆動輪がスリップしないで回転するために備えるべき接地圧は、台車輪の転がり摩擦係数を０．０３とし、車輪と接地面の摩擦係数を０．８、台車質量を３ｔ、登坂能力を４０‰（約２．３度）とすると、台車を押すべき力３０００×０．０３＋３０００×sin２．３＝２１０ｋｇ、この時接地圧による車輪摩擦力と釣り合うことから、２１０＝接地圧×０．８、即ち、２６３ｋｇ以上の接地圧があれば良い。従って、駆動輪が台車積載荷重を担わなければ、駆動輪及びその支持構造はおよそ五分の一程度の強度を持てば良い。

また、駆動輪が四輪以上の台車輪の一部を担う構造において、路面に不整があると駆動輪が浮いてしまい、有効に駆動力を発揮できない恐れがある。このような状況を避けるため、前述の特開２００３−２２１１９５号公報（特許文献２）の例では、駆動輪以外の一輪をばね付き車輪として駆動輪に接地圧を与えるよう工夫しているが、ばね付き車輪と対角の車輪で尾根線を通過する場合には駆動輪の接地圧が十分に得られない場合がある。またこれを回避するためにばね行程を長く取ると、台車及び積み荷に転倒の危険を及ぼす。

さらに、台車の一部を担う駆動輪の構造においては、その駆動源の故障や燃料や電池などの動力源が断たれた場合に手押し移動することが困難となってしまう。

次にモノレールの作業車輌について述べる。ここで言うモノレールとは、乗客を運ぶ交通システムとしてのモノレールであり、特に、車輌が跨る形式の跨座型モノレールを示す。このモノレールの建設においては、コンクリートや鋼鉄で軌道となる桁が製作及び据付られた後に、車輌走行に必要な給電用の電車線や各種ケーブルの敷設を軌道桁に沿って行わなければならない。この時、モノレール車輌と同じように軌道桁に跨り、桁の左右側面にアクセスできる作業床を備えた作業用車輌が用いられる。さらに、敷設するケーブルなどの資材も搭載できるよう軌道桁の上面付近には積載スペースが設けられる。

モノレールは細い軌道桁の上面に車輪を乗せると共に、桁側面にも水平に車輪を押しあて、転倒しない構造となっている。この時、作業車輌の床面が上がるほど、即ち、積載物を高いところに積むほど重心が上がるため、転倒モーメントに耐える上でこの作業車輌には強靱なフレーム構造が必要となり、作業車質量が増大する。このような作業車輌に資材を満載すると、人力で動かすことは困難となり、駆動力が必要となるが、作業車輌本体に駆動機構を設置すると車輌床面をかさあげしなければならない。このように構成した作業車輌では図５に示すように１．５ｔの積載をするために作業車輌総質量５ｔにも達し、その動力源も大型のものとなる。

このように構成されたモノレール用の作業車輌は、価格が高価なばかりでなく、質量が大きいため、そのブレーキや暴走時の対策として用いる軌道桁端の車止めなどの安全装備も大がかりとなる。また、軌道桁上での作業時では、人の歩く速度程度でゆっくり移動し、作業箇所ごとに頻繁に運転及び停止を行うが、質量が大きく駆動装置も大きい場合、その運転停止の微調整も難しい。さらに、このような作業車輌はエンジン発電機により動作している場合が多いが、燃料切れや故障の際には手押し移動が困難なため、全く移動不能となる問題がある。

こうした点を考慮し、手押し型の軽量タイプの作業車輌もあるが、積載質量に限りがあり、登坂路などでは複数人による手押しでも困難なため、積載物量に制限を設ける必要があった。

本発明は，前述の従来技術の欠点に鑑み、簡便にかつ安価に台車や作業車輌を移動できる移動動力装置を提供する。さらに、その作業車輌の移動を手押し感覚で操作しやすいものとし、動力源が不意に動作不能となった場合でも人力で移動可能とする移動動力装置を提供する。

本発明は、荷物或いは作業者を積載する車両に接続されて車両を移動させる移動動力装置において、前記動力装置は前記車両への固定部と、駆動輪と、前記駆動輪を回転駆動するモータと、前記駆動輪を接地面に追従して上下動可能に支持するアームと、該駆動輪を接地面方向へ押し付ける付勢ばねと、該駆動輪の位置基準を上下に移動調整するジャッキ装置を備えたことを特徴とする。

更に、操作者の押し引き度合いにより前記モータの回転方向及び回転速度を調整する操作部を備えたことを特徴とする。

また、前記ジャッキ装置により前記位置基準が下方位置にあるとき前記付勢ばねにより前記駆動輪が接地面に押圧され、前記ジャッキ装置により前記位置基準が上方位置にあるとき前記駆動輪が接地面から浮上がるように構成されていることを特徴とする。

また、前記車両はモノレールの軌道桁を走行する車両であって、前記ジャッキ装置により前記位置基準が下方位置にあるとき前記付勢ばねにより前記駆動輪が軌道桁上に押圧され、前記ジャッキ装置により前記位置基準が上方位置にあるとき前記駆動輪が前記軌道桁上から浮上がるように構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、簡便にかつ安価に台車や作業車輌を移動でき、また、動力源が不意に動作不能となった場合でも人力で移動可能とすることができる。

図１、図２、図３に本発明実施例の作業車輌用の移動動力装置を示す。図１は本実施例の動力装置の凹凸面を走行時の側面図、図２は同じく動力装置の平坦面を走行時の側面図、図３は同じく動力装置の駆動輪の位置基準を上げた状態の側面図である。本実施例では動力装置２５の本体フレーム１の一端の固定部２は、従動する作業車輌３に固定されており、もう一端は回転自在なピン１ａを介してスイングアーム４と接続され、このスイングアーム４の円弧揺動する他端部４ａには、駆動モータ５と接続された駆動車輪６が取り付けられている。

さらに、本体フレーム１には、リンクアーム７がシーソー状に支点７ａで取り付けられ、その一方端７ｂ付近には本体１に固定された押し上げジャッキ装置８の先端８ａと接し、他端７ｃは、スイングアーム４と圧縮バネ機構９を介し取り付けられている。リンクアーム７の一方端７ｂにはフレーム１との間に張られた引張りバネ１０が設けられている。

上記構成で、図１、図２に示すように、制御盤（後述）の制御により、ジャッキ装置８の先端８ａが伸びている状態では、リンクアーム７が反時計方向に回転して他端７ｃが下方位置にあり、圧縮バネ機構９を介してスイングアーム７を下方に回動させて駆動車輪６を接地面１１に押付ける。車輪６は接地面１１に対し、圧縮バネ機構９のばね圧によりタイヤ接地圧を確保してスリップしないタイヤグリップ力を確保すると共に、接地面１１の凸部１１ａや凹部１１ｂに対して車輪６が矢印方向に上下動して追従する。車輪６の上下動は、ピン１ａを中心にスイングアーム４が回動して他端部４ａが上下動によりなされる。更に、登坂路に進入してもばね圧により駆動輪６は接地面１１に接地圧を確保しながら常に追従する構造になっている。

一方、図３に示すように、前記ジャッキ装置８の先端８ａが縮んでいる状態では、リンクアーム７への押圧力が解除され、ジャッキ装置と並列設置された引張バネ１０の引張りばね圧により、リンクアーム７が時計方向に回転して他端７ｃが上方位置にくる。他端７ｃが上方位置にくることにより、圧縮バネ機構９を介してスイングアーム４を上方に回動させ、スイングアーム４の他端部４ａと共に駆動輪６を矢印方向に引き上げ、接地面１１から浮上がって離れる構造となっている。

このように、ジャッキ装置８の先端８ａの伸縮により、リンクアーム７の他端７ｃは下方と上方に位置し、駆動輪６の高さ位置を決める位置基準となる。

上記のように、ジャッキ装置８の先端８ａが縮んでいる状態では、駆動輪６が接地面１１から浮上がって離れるので、モータ５が故障した場合や駆動力を必要としない軽積載の場合には、駆動輪６が負荷とならず、作業車輌３を手押しで容易に移動することができる。

次に操作系統について説明する。図１、図４に示すように動力装置本体には着脱可能なＬ字形のハンドルポスト１２が固定され、ハンドルポスト１２の先端にはコントロールボックス（操作部）１３が取り付けられている。そしてコントロールボックス１３には水平左右に１本のハンドルバー１４が取り付けられている。このハンドルバー１４は前後水平方向にバネ１５の力を受けながらシャフト１７、１８に沿ってストロークするスライドブロック１６が設けられている。さらにスライドブロック１６の出力は制御盤（後述）に接続され、ハンドルバー１４の前後移動に連動して、スライドブロック１６を操作することにより出力信号が制御盤に送出され、制御盤からモータ５への電流を調整するように構成されている。

この時、ハンドルバー１４は前後ストロークの中心が定位置であり、モータ５への電流はゼロとなるようになっている。この中心から手前にハンドルバー１４を引くと、バネ力により操作者は負荷の増大を感じつつモータが手前方向に駆動し、徐々にスピードが上がるようになっている。反対に奥へ押す方向にハンドルバー１４を動かすとモータは反対方向へ回転し、速度を上昇させる。このように本コントローラ１３はあたかも操作者の押し引きがそのまま伝わったかのように進行方向及び速力を変化させる構成となっている。

さらに、コントローラ１３の不具合で、操作者が不在でも暴走したりすることの無いよう、ハンドル根元の押しスイッチを押していない限り動作しないセイフティーインターロックを備えている。また、このコントローラ１３はハンドルポスト１２に対し、前後反転に取り付けることができ、制御盤（後述）の回転方向切替を行うことで、作業車輌に対し、外側からでも作業車輌側からでも操作可能としている。

次に図５に基いてモノレールの作業車輌に本実施例の移動動力装置を適用した例を説明する。２０はコンクリートや鋼鉄で作られたモノレール軌道桁、３は上記桁２０に跨る形式の跨座型の車両で、桁２０の左右側面にアクセスできる作業床３ａや搭載エリア３ｂ、および桁２０の上面を走行する車輪３ｃを備えている。搭載エリア３ｂには、道工具用のエンジン発電機２２、バッテリー２３および動力装置を制御する制御盤２４が搭載されている。２５は図１〜図３に示す移動動力装置で、２６は操作者用安全柵である。

本動力装置２５は通常、作業車輌３に搭載した、発電機２２から給電を受けて走行するが、バッテリー２３による電源供給も可能となっている。通常発電機２２から電源を受けて稼動し、同時にバッテリー２３にも充電される。動力装置２５の稼動により車両３は動力装置２５からモノレール軌道桁２０上を押されて移動する。車両３へ重積載する場合は、車両３の前後に動力装置を取付けても良い。なお、発電機が故障もしくは燃料切れとなった場合でも、バッテリーにより約４時間程の走行能力を確保しており、作業者がモノレール軌道上に取り残されることなく、降下可能地点まで移動できるように構成される。

また、先に述べたようにジャッキ装置８の制御で、動力装置の車輪６をモノレール軌道桁から浮かすことにより、車両３を手押しで容易に移動することができる。従って、モータ、発電機、バッテリー等の故障時の緊急事態に簡単に対処できる。この場合のジャッキ装置８は操作者によって前記制御盤２４を操作することによって制御される。

本実施例では，駆動輪６の接地圧を得る手段として圧縮バネ９を用いたが、空気バネを用いることによりバネストロークに関わらず一定の接地圧を得る構造とすることができる。また、リンクアーム７に駆動する手段についても、ジャッキ装置８と引張りバネ１０以外に、てこ、死荷重（錘等）、ねじ等を用いても良い。

本発明実施例の動力装置の凹凸面を走行時の側面図。同じく動力装置の平坦面を走行時の側面図。同じく動力装置の駆動輪の位置基準を上げた状態の側面図。同じく動力装置の操作系統の説明図。同じく動力装置をモノレールに適応した場合の説明図。

符号の説明

１…本体フレーム、２…固定部、３…車両、４…アーム、５…モータ、６…駆動輪、７…リンク、７ｃ…駆動輪の位置基準、８…ジャッキ装置、９…付勢ばね、１１…接地面、１３…操作部、２０…軌道桁、２５…移動動力装置。

Claims

荷物或いは作業者を積載する車両に接続されて車両を移動させる移動動力装置において，
前記動力装置は前記車両への固定部と、駆動輪と、前記駆動輪を回転駆動するモータと、前記駆動輪を接地面に追従して上下動可能に支持するアームと、該駆動輪を接地面方向へ押し付ける付勢ばねと、該駆動輪の位置基準を上下に移動調整するジャッキ装置を備えたことを特徴とする移動動力装置。
請求項１記載の移動動力装置において、更に、操作者の押し引き度合いにより前記モータの回転方向及び回転速度を調整する操作部を備えたことを特徴とする移動動力装置。
請求項１または２に記載の移動動力装置において、前記ジャッキ装置により前記位置基準が下方位置にあるとき前記付勢ばねにより前記駆動輪が接地面に押圧され、前記ジャッキ装置により前記位置基準が上方位置にあるとき前記駆動輪が接地面から浮上がるように構成されていることを特徴とする移動動力装置。
請求項１または２に記載の移動動力装置において、前記車両はモノレールの軌道桁を走行する車両であって、前記ジャッキ装置により前記位置基準が下方位置にあるとき前記付勢ばねにより前記駆動輪が軌道桁上に押圧され、前記ジャッキ装置により前記位置基準が上方位置にあるとき前記駆動輪が前記軌道桁上から浮上がるように構成されていることを特徴とする移動動力装置。