JP2014218183A

JP2014218183A - 走行台車の車輪支持構造

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Publication number: JP2014218183A
Application number: JP2013099272A
Authority: JP
Inventors: 宮脇　雅靖; Masayasu Miyawaki; 雅靖宮脇; 友佑西羅; Yusuke Nishira
Original assignee: Unicarriers Corp
Current assignee: Logisnext Unicarriers Co Ltd
Priority date: 2013-05-09
Filing date: 2013-05-09
Publication date: 2014-11-20
Anticipated expiration: 2033-05-09
Also published as: JP6467124B2

Abstract

【課題】ばねを用いずに坂道を安定して走行可能な走行台車の車輪支持構造を提供する。
【解決手段】本発明は、一対の前輪９、１０、一対の駆動輪１１、１２、１つの後輪１３を備えた走行台車の車輪支持構造７において、左側にある前輪９及び駆動輪１１と、右側にある前輪１０及び駆動輪１２とは、進行方向に沿って並設された２つの支持プレート１４、１５に各々取り付けられている。支持プレート１４、１５は、進行方向に直交する方向の支持ピン１６、１７により車体フレーム１８に回動自在に支持されており、支持ピン１６、１７の位置は、前輪９、１０及び駆動輪１１、１２間の中間点よりも駆動輪寄りにあり、車体フレーム１８に対する支持ピン１６、１７の位置は、支持ピン１６、１７と後輪１３との間に台車の重心が位置するように配置されている。このように構成した車輪支持構造によれば、走行台車は、車輪をばねによって支持しないため、坂道走行時の前後方向の揺れや静止時の傾き、軽い荷物を載せた時の前輪又は後輪の浮き等を防止できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、空港内で貨物を搬送する走行台車、又は、ゴルフカート等、予め定められているコースを、例えば路面に付されている磁気マーカーをたどりながら走行する走行台車に関し、特に坂道のあるコースを走行する走行台車の車輪支持構造に関する。

図４は、この種の従来の走行台車の車輪支持構造を示す。図４（ａ）（ｂ）に示す走行台車８０は、車両前方に設けられている左右一対の前輪８１、８２と、前輪８１、８２の後ろ側に設けられている左右一対の駆動輪８３、８４と、駆動輪８３、８４の後ろ側に設けられている左右一対の後輪８５、８６と、を備えている。前輪８１、８２、及び後輪８５、８６は、何れもキャスター式の車輪である。

走行台車８０の車輪支持構造において、前輪８１、８２はばね８１ａ、８２ａにより上下動可能に支持されており、後輪８５、８６はばね８５ａ、８６ａにより上下動可能に支持されており、駆動輪８３、８４は車両の前後方向ほぼ中心位置に固定されている。この車輪支持構造では、走行台車８０の走行時に車両が前後に揺れるという問題がある。また、この車輪支持構造では、重心が中心位置に無い場合、静止状態で車両が傾くという問題がある。

図４（ｃ）（ｄ）には、上記とは異なるタイプの走行台車８７を示す。上述の走行台車８０と同じ構成要素には同じ参照番号を付して重複した説明を省く。走行台車８７の車輪支持構造において、駆動輪８３、８４はばね８３ａ、８４ａにより上下動可能に支持されており、前輪８１、８２と後輪８５、８６とは車両に固定されている。この車輪支持構造では、最大重量の荷物を運ぶ際に駆動輪からの駆動力が地面に確実に伝わるように、ばね８３ａ、８４ａのばね定数をある程度大きくする必要がある。しかし、ばね定数を大きくすると、今度は、軽い荷物を運ぶ際、ばねの縮む量が少なく、駆動輪８３、８４が前輪８１、８２又は後輪８５、８６を地面から浮かしてしまうといった問題がある。

上述した問題の改善を試みた車輪支持構造として、図４（ａ）（ｂ）に示した走行車両８０において、駆動輪８３、８４の代わりに１つの駆動輪を備え、この駆動輪及び後輪８５、８６をＴ字型プレートに取り付けたものがある。該プレートの駆動輪と後輪とをつなぐ部分は、後輪寄りの個所で、進行方向に直交する方向の支持ピンによって車両本体に回動可能に取り付けられている（例えば特許文献１を参照）。

特開平７−３３０２７号公報

特許文献１に記載の走行台車の車輪支持構造では、走行時の前後方向の揺れや静止時の傾き、軽い荷物を載せた時の不具合等は発生しない。しかし、この車輪支持構造では、平坦な路又は坂道にある凸凹を吸収することができず、駆動輪が浮いてしまい、地面に駆動力が伝わらないことがある。

本発明は、上記従来の走行台車の車輪支持構造の問題を改善するためになされたものであり、積荷の重量によらず、凸凹のある路又は坂道で前輪、駆動輪、後輪の全ての車輪を常時地面に接地させて、走行台車を安定して走行させる車輪支持構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、車両前方に設けられている左右一対の前輪と、前記左右一対の前輪の各々の後側に設けられている左右一対の駆動輪と、前記駆動輪よりも後ろの車両後方に設けられている１つの後輪と、を備えた走行台車の車輪支持構造において、前記車両の左側にある前輪及び駆動輪と、前記車両の右側にある前輪及び駆動輪とは、前記車両の進行方向に沿って並列に配設された２つの支持プレートにそれぞれ取り付けられており、前記２つの支持プレートは、進行方向に直交する方向の支持ピンにより車体フレームに対して回動自在に支持されており、前記支持プレートにおける支持ピンの位置は、前記前輪及び前記駆動輪間の中間点よりも駆動輪寄りにあり、車体フレームに対する前記支持ピンの位置は、車体フレームの前後方向において前記支持ピンと後輪との間に台車の重心が位置するように配置されていることを特徴とする。

前記支持ピンは、走行台車が平坦な路と予め定めた坂道を登り降りする際に、前記支持プレートが前記支持ピン回りに回動することによって前記前輪及び駆動輪が地面に追随することができる位置に配置されていることが好ましい。

本発明によれば、車輪支持構造を構成する２つの支持プレートは、支持ピン周りに独立して回動することによって地面の凸凹を吸収し、また、坂道の登り降りの際にも駆動輪を地面にしっかりと追随させることができ、駆動力を地面に確実に伝えることができる。また、車輪支持構造は、車輪をばねによって支持しないため、走行時に前後方向に揺れたり、静止時に傾いたり、軽い荷物を載せた時に前後輪が浮いてしまうといった不具合が発生し難いものとなる。

（ａ）は、本発明の実施形態に係る走行台車の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線矢視図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線矢視図、（ｄ）は同走行台車の右側面図。（ａ）は同走行台車の車輪支持構造を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ’線断面図、（ｃ）は同走行台車が備えている車体フレームの斜視図。（ａ）乃至（ｅ）は同走行台車が坂道を降りる時の支持フレームの状態変化を示す側面図。（ａ）は従来の走行台車の車輪支持構造を示す平面図、（ｂ）は同側面図、（ｃ）は（ａ）とは異なる従来の走行台車の車輪支持構造を示す平面図、（ｄ）は同側面図。

本発明の走行台車の車輪支持構造では、左右一対の前輪及び駆動輪と、１つの後輪と、を備えた走行台車において、車両の進行方向左側の前輪及び駆動輪と、右側の前輪及び駆動輪とが、並列に配設された２つの矩形の支持プレートにそれぞれ取り付けられている。この２つの支持プレートは、進行方向に直交する方向の支持ピンにより車体フレームに対して回動自在に支持されている。支持プレート上の支持ピンは、前輪及び駆動輪の間の中間点よりも駆動輪寄りの位置に配置される。車体フレームに対する支持ピンの位置は、車体フレームの前後方向において支持ピンと後輪との間に台車の重心が位置するように設定される。当該構成の車輪支持構造では、車輪をばねによって支持しないため、走行時に前後方向に揺れたり、静止時に傾いたり、軽い荷物を載せた時に前後輪が浮いてしまうといった不具合は発生しない。また、２つの支持プレートが支持ピン周りに回動することにより、坂道の登り降りの際にも駆動輪を地面にしっかりと追随させることができ、駆動力を地面に確実に伝えることができる。更には、２つの支持プレートが支持ピン周りに独立して回動することと、前輪側の車両の傾きを許容する１の後輪の働きと、によって地面の凸凹を吸収することができる。

図１（ａ）乃至（ｄ）は、本実施形態に係る車輪支持構造を備えた走行台車１を示す。走行台車１は、車両本体２の上部にゴムシートが貼り付けられている荷台３と、荷台３を囲む柵４と、コントロールパネル５と、積層回転灯６と、を備えている。柵４の一部の柵４ａは、荷台３への荷物の積み込み又は積み下ろしのため水平方向に開くようになっている。コントロールパネル５は、走行台車１の始動、走行及び停止、進路等を操作するのに必要なボタンまたはレバー等を備えている。積層回転灯６は、走行台車１の走行状態等を示す。

車両本体２内部には、前輪、駆動輪及び後輪が取り付けられている車輪支持構造７と、交換可能に取り付けられている駆動用バッテリ８と、が備えられている。走行台車１の車輪指示構造７以外の構成は、周知の走行台車と同様のものであり、ここでの詳しい説明は省く。

図２（ａ）乃至（ｃ）は、車輪支持構造７の詳細な構成を示す。本図では、説明の便宜のため、左から右向きを進行方向とする。

車両本体２は、車両前方に設けられている左右一対の前輪９、１０と、前輪９、１０の各々の後側に設けられている左右一対の駆動輪１１、１２と、駆動輪１１、１２よりも後ろの車両後方に設けられている後輪１３と、を備えている。前輪９、１０は、キャスター式の車輪である。後輪１３は、キャスター式の車輪、又は、コントロールパネル５の操作に応じて進行方向を操作可能な操舵輪である。各車輪は、例えばウレタン又はゴム製の車輪である。

走行台車１の進行方向から見て左側（図面上側）にある前輪９及び駆動輪１１と、進行方向から見て右側（図面下側）にある前輪１０及び駆動輪１２とは、進行方向に沿って並列に配設された２つの支持プレート１４、１５にそれぞれ取り付けられている。２つの支持プレート１４、１５は、進行方向に直交する方向の支持ピン１６、１７により車体フレーム１８に対して回動自在に支持されている。

車体フレーム１８は、略平らなプレート状の本体フレーム１８ａと、本体フレーム１８ａから下方に突出した形状の後輪１３用連結部分１８ｂと、本体フレーム１８ａから下方に突出した形状の支持プレート１４、１５用連結部分１８ｃ、１８ｄと、を有している。

支持プレート１４、１５における支持ピン１６、１７の位置は、前輪９、１０及び駆動輪１１、１２の間の中間点よりも駆動輪１１、１２寄りにする。これにより、駆動輪１１、１２の良好な接地性を確保して地面に駆動力が伝わるようにする。

また、車体フレーム１８に対する支持ピン１６、１７の位置は、車体フレーム１８の後方向において支持ピン１６，１７と後輪１３との間に走行台車１の重心が位置するように配置する。これにより、前輪９、１０、駆動輪１１、１２及び後輪１３の安定した接地を可能にする。

２つの支持プレート１４、１５は、支持ピン１６、１７周りに回動することにより、坂道の登り降りの際にも駆動輪１１、１２を地面にしっかりと追随させることができ、駆動力を地面に確実に伝えることができる。更には、２つの支持プレート１４、１５が支持ピン１６、１７周りに独立して回動することと、前輪側の車両の傾きを許容する１の後輪１３の働きと、によって地面の凸凹を吸収して前輪９、１０、駆動輪１１及び後輪１３の安定した接地を可能にする。

図３（ａ）乃至（ｅ）は、走行台車１が予め定めたコース内の平坦な路２０から該コース内にある最も急な坂道２１を降り、再び平坦な路２２を走行するまでの支持プレート１４、１５の様子を示す図である。

図３（ａ）は、走行台車１の前輪９、１０が坂道２１の下り始めの位置２１ａにある時の支持プレート１４、１５の様子を示す。この場合、支持プレート１４、１５は、平坦な路２０と平行、即ち水平状態に保たれている。

図３（ｂ）は、走行台車１の駆動輪１１、１２が坂道２１の下り始めの位置２１ａにある時の支持プレート１４、１５の様子を示す。この場合、支持プレート１４、１５は、時計回りに最も大きな角度で回動している。駆動輪１１、１２の支持プレート１４、１５への取り付け位置から支持ピン１６、１７までの距離Ｌおよび回動角度αに基づいて求まる、駆動輪１１、１２が車両本体２内部へ隠れる引込量（Ｌ×ｓｉｎα）を考慮する。駆動輪１１、１２の直径は、支持プレート１４、１５が水平状態にある時の駆動輪１１、１２の走行台車１の底面からの突出量が、引込量より多く、この結果、本図の場合において駆動輪１１、１２が走行台車１の底面から地面側に突出する値に設定する。

図３（ｃ）は、走行台車１の前輪９、１０が坂路２１の終わりの位置２１ｂにある時の支持プレート１４、１５の様子を示す。この場合、支持プレート１４、１５は、坂路２１の地面に平行な状態に保たれている。

図３（ｄ）は、走行台車１の駆動輪１１、１２が坂路２１の終わりの位置２１ｂにあり、前輪９、１０が平坦な路２２の上にある時の支持プレート１４、１５の様子を示す。この場合、位置２１ｂで走行台車１の底面と地面とが最も離れた状態にあり、支持プレート１４、１５は反時計回りに最も大きな角度で回動している状態にある。駆動輪１１、１２の支持プレート１４、１５への取り付け位置から支持ピン１６、１７までの距離Ｌと回動角度βに基づいて求まる、駆動輪１１、１２が車両本体２から更に突出する追加突出量（Ｌ×ｓｉｎβ）を考慮する。距離Ｌの値は、支持プレート１４、１５が水平状態にある時の駆動輪１１、１２の走行台車１の底面からの突出量に追加突出量を加算した総突出量が、位置２１ｂでの走行台車１の底面から地面までの距離と等しくなる値に設定する。

図３（ｅ）は、走行台車１の後輪１３が坂道２１の終わりの位置２１ｂにあり、前輪９、１０及び駆動輪１１、１２が平坦な路２２の上にある時の支持プレート１４、１５の様子を示す。支持プレート１４、１５は、平坦な路２２と平行、即ち水平状態に保たれている。

以上に説明した条件を満たすように、駆動輪１１、１２の直径と、駆動輪１１、１２の支持プレート１４、１５への取り付け位置から支持ピン１６、１７までの距離と、を設定する。これにより、走行台車１は、安定した姿勢で、予め定めたコース内の全ての坂道を登り降りすることができる。２つの支持プレート１４、１５が地面の凸凹に応じて独立して回動するとともに、１つの後輪１３がこの支持プレート１４、１５の回動に伴う前輪側での車両の傾きを許容することにより、前輪９、１０及び駆動輪１１、１２の高い接地性を保つことができる。また、車輪支持構造７は、ばねを使用しないため、走行台車１が走行時に前後方向に揺れたり、静止時に傾いたり、軽い荷物を載せた時に前後輪が浮いてしまうといった不具合が発生し難いものとなる。

なお、本発明は、上記各種実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば車体フレーム１８と支持プレート１４、１５とをユニバーサルジョイントを介して連結してもよい。この場合、坂道が左右いずれかに傾いている時でも地面への良好な接地性を保つことができる。前輪９、１０は、キャスター輪の他、トレール輪、ステアリング輪でもよい。また、各車輪は、ウレタン又はゴム製の車輪の他、鉄道用の鉄製の車輪を用いてもよい。

本発明は、予め定めたコースを走行する車両全般に用いることができ、種々の産業で利用することができる。

１走行台車
２車両本体
３荷台
７車輪支持構造
９、１０前輪
１１、１２駆動輪
１３後輪
１４、１５支持プレート
１６、１７支持ピン
１８車体フレーム

Claims

車両前方に設けられている左右一対の前輪と、前記左右一対の前輪の各々の後側に設けられている左右一対の駆動輪と、前記駆動輪よりも後ろの車両後方に設けられている１つの後輪と、を備えた走行台車の車輪支持構造において、
前記車両の左側にある前輪及び駆動輪と、前記車両の右側にある前輪及び駆動輪とは、前記車両の進行方向に沿って並列に配設された２つの支持プレートにそれぞれ取り付けられており、
前記２つの支持プレートは、進行方向に直交する方向の支持ピンにより車体フレームに対して回動自在に支持され、
前記支持プレートにおける支持ピンの位置は、前記前輪及び前記駆動輪間の中間点よりも駆動輪寄りにあり、車体フレームに対する前記支持ピンの位置は、車体フレームの前後方向において前記支持ピンと後輪との間に台車の重心が位置するように配置されていることを特徴とする走行台車の車輪支持構造。
前記支持ピンは、走行台車が平坦な路と予め定めた坂道を登り降りする際に、前記支持プレートが前記支持ピン回りに回動することによって前記前輪及び駆動輪が地面に追随することができる位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の走行台車の車輪支持構造。