JP2011068302A - 搬送台車 - Google Patents

Abstract

【課題】走行時のキャビン振動をより適切に抑制できるようにした搬送台車を新たに提供する。
【解決手段】キャビンを台車本体に支持させる支持装置Ａを、複数のエアサスペンション機構３を複数のエアばね３１，３２から構成し、これらのエアばね３１，３２の作動状態をコントローラ４を通じて切り替えることにより、ばね定数を変更できるように構成しているので、キャビン２の固有振動数が人間の感度の高い周波数範囲と重なっている場合に、ばね定数を切り替えて固有振動数をずらすことができ、ばねの交換を要することなく、乗り心地を有効に改善することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、簡易な構造により乗り心地を改善した搬送台車に関するものである。

この種の搬送台車として、台車本体の端部にキャビンを備えたものが知られている。

なかでも、倉庫や坑道、港湾といったさまざまな場所で、鉄鋼、建材、大形コンテナなどの超重量搬送物の搬送を行う大型の搬送台車は、重厚長大な荷物を積載するため、台車本体の積載面が最大限に広く設けられ、キャビンは走行方向に沿って前記台車本体の端部に吊り下げるように設けられている。このような車両での作業は長時間に及ぶため、キャビンの防振を図ることが不可欠である。

このようなキャビンを支持するものとして、特許文献１に示されるようなばね要素を採用したものが考えられている。

特開平９−１０９９２２号公報

ところで、この種の搬送台車においてキャビンを支持するばね要素には、コイルばねが採用されており、台車本体全体およびキャビンサスペンションの固有振動数は、通常、４〜５Ｈｚに設定されているのが通例である。

しかしながら、このように走行時のキャビン振動の主要な周波数が人間の感度の高い周波数範囲（４〜１０Ｈｚ）にあると、乗り心地が悪い。乗り心地を改善するためには、ばね定数を、人間の感度の高い固有振動数を回避できるような値に調整することになるが、このためにはコイルばねを交換する必要があり、非常に面倒である。

特に、この種の搬送台車では、キャビンが台車本体の接地幅の外方にあって振動が増幅し易い上に、積載時と非積載時とで走行時の振幅や振動周波数が変化する。このため、コイルばねを交換したとしても、積荷の積載状況によってはやはり乗り心地が悪い事態を招くことが不可避である。

本発明は、このような課題を有効に解決することを目的としている。

本発明の搬送台車は、かかる目的を達成するために、路上を走行可能な台車本体と、運転席を有するキャビンと、このキャビンを前記台車本体に支持させる支持装置とを具備してなるものにおいて、前記支持装置を、キャビンと台車本体の間の複数箇所に配置されてそれぞれに一又は複数のばねから構成されるサスペンション機構と、各サスペンション機構を構成するばねの作動状態を切り替える切替手段とを備えてなるものにし、この切替手段を通じて、支持装置全体のばね定数を可変としたことを特徴とする。

このように、切替手段を通じて支持装置のばね定数を変更可能とすることで、キャビンの固有振動数を人間の感度の高い周波数範囲から外すことができ、ばねの交換を要することなく、乗り心地を有効に改善することができる。しかも、積載時と非積載時とで振幅や振動周波数が変化しても、切替手段を通じてばね定数を変化させることができるので、運転状況に即して適切なばね定数に設定することも可能になる。

本発明は、以上説明したように、切替手段を通じてサスペンション機構のばね定数を調整することで、走行時の振動周波数が人間の振動感度が高い周波数領域を外すことができるので、ばねの交換を要することなく乗り心地を有効に改善することができるという効果が奏されるものとなる。

本発明の一実施形態に係る搬送台車の模式的な全体図。 同キャビンの支持装置を示す図。 図２の支持装置のより具体的な構成図。 同支持装置の作用説明図。 同支持装置の使用方法を説明する図。 本発明の変形例を示す図。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。

この実施形態の搬送台車は、図１に示すように、路上を走行可能な台車本体１と、この台車本体１に付随するキャビン２とを備える。

台車本体１は、倉庫や坑道、港湾などにおいて鉄鋼、建材、大形コンテナなどの超重量の搬送物の搬送を行うべく、高強度のフレーム１１を多数のタイヤ部１２に昇降可能に支持させて構成される。すなわち、この搬送台車１は、搬送物を積載したパレットと称される図示しない門型の搬送用荷台の下に潜り込んでフレーム１１によりこれを持ち上げ、その状態を保って移動するものである。台車本体１のフレーム１１は、一対の垂下壁部１１ａ、１１ａの間を接続する位置に存する主水平フレーム部１１ｂを主な積荷領域とし、走行機能を司るタイヤ部１２のほか、車軸サスペンションばね１１ｃや図示しない昇降機構などが、一対の垂下壁部１１a、１１ａと主水平フレーム部１１ｂとで部分的に囲まれる台車下空間に組み込まれている。主水平フレーム部１１ｂの一部は垂下壁部１１ａよりも外方に延長フレーム部１１ｄとして延出させてあり、この延長フレーム部１１ｄと前記主水平フレーム部１１ｂとにわたって積荷を積載することも可能とされている。このような搬送台車は、積載領域を最大限に確保するために、前記キャビン２はタイヤ部１２による接地幅を超えて走行方向の端部に対をなして設けられている。

キャビン２は、台車本体１の延長フレーム部１１ｄの下方に配置されたもので、オペレータが運転するためのシートやオペレーションに必要な機器類からなる運転席２０が内装されている。すなわち、キャビン２は、台車本体１の垂下壁部１１ａの前方において延長フレーム１１ｄにオーバーハング状態で支持されて台車本体１とは独立している。

そして、このようなキャビン２を支持すべく、図２及び図３に示すように、当該キャビン２と台車本体１との間に、ばね要素であるエアばね３１，３２を組み合わせたエアサスペンション機構３を複数箇所に配置して支持装置Ａを構成している。

なお、図示は省略するが、支持装置Ａには台車本体１の進行方向と直交する垂直方向にキャビン２の移動を可能にし、かつ進行方向と直交する水平方向にキャビン２の移動を規制するためのリンク機構などの規制部材が含まれていても良い。

本実施形態のエアサスペンション機構３は、キャビン２の頂部若しくは側壁上部と台車本体１の延長フレーム部１１ｄとの間において、キャビン２の平面視四隅近傍の４点を少なくとも支持する位置に配置されるもので、各エアサスペンション機構３は、図２に示すように、エアばね３１、３２を作動方向（上下方向）に直列に配列してなるエアばねユニット３ａ、３ｂを、各支持位置ごとに並列的に対をなして設けたものである。各エアばねユニット３ａ（或いは３ｂ）において、エアばね３１，３２を直列に作動させた場合には各エアばね３１，３２が直列にキャビン荷重を支持するため柔らかいばね定数になり、エアばね３１，３１（３２，３２）を並列に作動させた場合には各エアばねが分散してキャビン荷重を支持するため相対的に硬いばね定数になる。したがって、作動させるべきエアばね３１，３２の組み合わせによって、種々のばね定数を実現することができる。

図２ではキャビン２をエアサスペンション機構３を介して延長フレーム部１１ｄに吊り下げた模式図を示しているが、実際には、図３に示すようにエアサスペンション機構３の作動方向の一方の端部３ｘを台車本体１に接続し、他方の端部３ｙをキャビン２に接続して、キャビン荷重が各エアばね３１，３２に直列に圧縮力として作用するように構成している。

そして、各エアサスペンション機構３を構成する各エアばね３１，３２へのエアの供給状態を切り換える切替手段たるコントローラ４を設け、このコントローラ４から各エアばね３１，３２に供給すべきエア圧をＯＮ−ＯＦＦ制御するようにしている。

コントローラ４は、図３に例示するように、圧空源５とエアばね３１，３２の内部空間との間に介在される電磁弁４１、４２と、これらの電磁弁４１，４２を制御する制御部４３とを具備するもので、電磁弁４１，４２は、圧空源５とエアばね３１，３２の内部空間とを連通させて当該内部空間に圧空を供給する第１の切替位置４１ａ、４２ａと、圧空源５とエアばね３１，３２の内部空間との間を遮断してエアばね３１，３２の内部空間を大気開放する第２の切替位置４１ｂ、４２ｂとの間で流路の切り替えを行う機能を備える。

圧空源５は、台車本体１に備わる図示しない荷役駆動用のエアポンプ（例えば、荷役動作時のブレーキ用のエアポンプ）をエアの供給源として利用することができる。エアばね３１，３２が圧空源５に接続されず大気開放されたときには、エアばね３１，３２はエアを吐き出して潰れた状態になる（例えば図４（ａ）〜（ｃ）参照）。

制御部４３は、ＣＰＵ、メモリ及びインターフェースを含む通常のマイクロプロセッサを主体として構成されるもので、ＣＰＵにはインターフェースを介して外部の指令部４ａから指令信号Ｓが入力される。メモリには指令に応じて所定の処理を実行するために必要なプログラムやデータが格納されている。ＣＰＵはメモリから逐次これらのプログラムやデータを呼び出し、所定の演算、処理を行って、前記電磁弁４１，４２に開閉信号Ｓ１，Ｓ２を出力する。

具体的には、指令に基づき、エアばね３１，３２のうち所定のものをＯＮにする場合には、制御部４３からそのエアばね３１，３２に接続された電磁弁４１，４２に入力される信号Ｓ１，Ｓ２は当該電磁弁４１，４２を第１の切替位置４１ａ、４２ａに保持する信号とされ、エアばね３１，３２のうち所定のものをＯＦＦにする場合には、制御部４３からそのエアばね３１，３２に接続された電磁弁４１，４２に入力される信号Ｓ１，Ｓ２は当該電磁弁４１，４２を第２の切替位置４１ｂ、４２ｂに保持する信号とされる。電磁弁４１，４２がオフセットバネを備えている場合には信号Ｓ１，Ｓ２はオンオフ信号となる。

一方、指令部４ａは、キャビン２の運転席２０から操作できる位置に配置されて、オペレータの操作を通じて前記制御部４３に指令信号Ｓを入力するものであり、やわらかいばね定数に設定するときには第１のモードを選択し、相対的に硬いばね定数を設定するときには第２のモードを選択できるようにしてある。

そして、図５（ａ）に示すように、指令部４ａにおいて第１のモードが選択されると、制御部４３が２つのエアばね３１，３２をＯＮにし、指令部４ａにおいて第２のモードが選択されると、制御部４３が２つのエアばねの何れか一方をＯＮにし他方をＯＦＦにする制御を行うように設定してある。

なお、図示していないが、各エアサスペンション機構と対をなす位置には、台車本体１に対するキャビン２の上下方向の振動エネルギーを吸収するダンパー等の吸振要素が設けられている。

このように、路上を走行可能な台車本体１と、運転席２０を有するキャビン２と、このキャビン２を台車本体１に支持させる支持装置Ａとを具備してなるものにおいて、支持装置Ａを、キャビン２と台車本体１の間の複数箇所に配置されてそれぞれに複数のエアばね３１，３２から構成されるサスペンション機構３と、各サスペンション機構３を構成する各エアばね３１，３２の作動状態を切り替えるコントローラ４とを備えてなるものにし、このコントローラ４を通じて、支持装置Ａ全体のばね定数を可変としたので、キャビン２の固有振動数が人間の感度の高い周波数範囲と重なっている場合に、ばね定数を切り替えて固有振動数をずらすことができ、ばねの交換を要することなく、乗り心地を有効に改善することができる。特に、積載時と非積載時とでキャビン２の振幅や振動周波数が変化する場合にも、制御手段４を通じてばね定数を変化させることができるので、運転状況に即して適切なばね定数に設定することも可能になる。例えば、積荷を積載して低速で走行するため振動があまり問題にならない状況下では、指令部４ａにおいて第２モードを選択することによって、エアばね３１，３２の一方のみがＯＮにされ、他方のエアばねは機能しない状態となって、硬いばね定数に設定され、積荷を積載せずに比較的高速で走行するため振動が問題になる状況下では、指令部４ａにおいて第１モードを選択することによって、両方のエアばね３１，３２をＯＮにして直列接続した際の柔らかいばね定数に切り替えることができる。

この場合、エアばね３１，３２自身には、ストロークが大きくなるほどばね定数が徐々に大きくなる非線形のばね特性があり、また、それらに内設されるゴムによりストッパ衝突の衝撃を和らげる作用もあるため、コイルばねに替えてエアばね３１，３２を採用することにより、過大な振動や衝撃に対する緩和効果も期待できることになる。

更には、エアばねユニット３ａ、３ｂを並列的に設けているので、図５（ｂ）に示すように、両エアばねユニット３ａ、３ｂを第１のモードに設定する態様と、両エアばねユニット３ａ、３ｂを第２のモードに設定する態様と、両エアばねユニット３ａ、３ｂの一方を第１のモードに設定し他方を第２のモードに設定する態様によって、更にばね定数の細かい制御を行うこともできるし、同図（ｃ）に示すように、エアばねユニット３ａ、３ｂの一方を第１のモードや第２のモードにし他方を完全にＯＦＦにする等といった組み合わせにも容易に展開することができる。

なお、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では、エアサスペンション機構が、一対のエアばねを直列に配置したエアばねユニットを水平方向に対をなして並列に設けたが、エアばねユニットは必ずしも並列に設けなくてもばね定数の切替えは可能である。エアばねを直列に配置してエアばねユニットを構成する場合には、エアばねは３個以上の直列接続とすることもできる。逆に、エアばねを並列に配置する場合には、必ずしも各エアばねは作動方向に２以上直列に配置せずともばね定数を切り替えることは可能であり、３個以上の並列配置とすることもできる。勿論、直列接続と並列接続とを種々に組み合わせることも可能である。

また、指令部は積荷の積載重量やキャビン振動を検知するセンサであっても構わない。

さらに、上記実施形態ではばねにエアばねを採用したが、コイルばねを用いて上記に準じた構成を実現することもできる。例えば、図６に示すように、第１のコイルばね１３１と第２のコイルばね１３２を併用し、ある作動範囲では第１のコイルばね１３１のみが作動し、一定の圧縮量以上で両コイルばね１３１，１３２が共働して作動するように組み付けて切替手段を構成すれば、ばね定数の有効な切替を行わせることができる。

あるいは、サスペンション機構を、エアばねと容量の異なる複数の補助タンクとから構成し、切替手段によってエアばねと連結する補助タンクを選択するようにしても良い（補助タンクの容量が大きいほどエアばねのばね定数は小さくなる）。このような構成であれば、圧空源を必要とせず、あらかじめ定めたばね定数を選択すれば良いだけになるため、装置構成の簡略化だけでなく操作性の向上化にもなる。

その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

Ａ…支持装置
１…台車本体
２…キャビン
３…エアサスペンション機構
４…切替手段（コントローラ）
３１，３２…エアばね

Claims (1)

1. 路上を走行可能な台車本体と、運転席を有するキャビンと、このキャビンを前記台車本体に支持させる支持装置とを具備してなるものにおいて、前記支持装置を、キャビンと台車本体の間の複数箇所に配置されてそれぞれに一又は複数のばねから構成されるサスペンション機構と、各サスペンション機構を構成するばねの作動状態を切り替える切替手段とを備えてなるものにし、この切替手段を通じて、支持装置全体のばね定数を可変としたことを特徴とする搬送台車。

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