JP2889531B2 - 差動歯車機構付車輪を備える搬送台車 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、港湾荷役の自動化
や工場内での物資搬送用に用いられ、操舵性能を向上化
するための差動歯車機構付車輪を備える搬送台車に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、各種自動車の駆動車軸には差
動歯車機構が設けられ、方向変換時に左右の走行車輪間
で旋回径の違いによって生じる回転数差を吸収してい
る。港湾荷役の自動化、あるいは工場内の物資の搬送の
自動化等で、大型の自動走行搬送台車を採用する時に
は、輪荷重を低減するために、複数輪方式を採用する必
要がある。複数輪方式の駆動に関連する先行技術は、た
とえば特開昭５９−１４０１０１や実公平１−４４３８
０などに開示されている。この先行技術では、２つの車
輪を同時に駆動している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般的な複数輪方式に
よる駆動では、旋回中心の両側での回転数差を吸収する
ことはできるけれでも、複数の駆動車輪間での取付け位
置差による旋回中心に対しての旋回径の違いに基づく回
転数差までは吸収することができない。駆動車輪でなけ
れば、内側と外側との車輪を独立に回転可能とし、回転
数差は容易に解消させることができる。しかしながら、
駆動車輪では取付け間隔に対応する回転数差によって車
輪と走行面との間に摩擦抵抗トルクが発生し、駆動トル
クが余分に必要となる。搬送台車の操舵装置は、余分な
摩擦抵抗分だけ大きな操舵力を必要とし、摩擦によって
車輪のタイヤなども摩耗が大きくなってしまう。複数輪
方式を採用するのは、輪荷重が大きいためであり、摩擦
抵抗分による余分な操舵力やタイヤの摩耗も大きくなる
と、操舵装置は大きな操舵力を発生し得る能力を有する
ものを搭載する必要が生じる。

【０００４】すなわち、重量物を搬送する台車等におい
て、輪荷重を低下させるため、複数の車輪を同一車軸に
装着する場合には、次のような問題を生じる。 車軸を旋回させると、車輪の取付径差によって、車輪
の旋回半径差が生じ、 内外輪には、旋回時走行面で滑りを生じ、 旋回に要する操舵力は荷重を受けた車輪の接触面での
滑り抵抗分だけ、単一輪の場合に比較して多大な力を必
要とし、 とくにゴムタイヤを用いないソリッド車輪の場合、走
行面との滑りによって車輪走行面の摩耗が生じる。

【０００５】本発明の目的は、複数輪方式で輪荷重を低
減させ、しかも車輪の取付け位置の違いに基づく回転数
差を吸収することができる差動歯車機構付車輪を備える
搬送台車を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、輪荷重を低減
するために複数輪方式を採用する搬送台車であって、ほ
ぼ鉛直な軸線まわりに旋回可能で、両側に駆動車軸が延
び、旋回時に、駆動車軸の軸線方向両側での回転数差を
吸収する車軸用差動歯車機構と、駆動車軸の軸線方向の
両側に取付けられ、駆動車軸によってそれぞれ直接駆動
される一対の第１駆動車輪と、駆動車軸の軸線方向の両
側に対を成して取付けられる第２駆動車輪と、各第２駆
動車輪と駆動車軸との間に介在され、第１駆動車輪との
旋回径の差に基づく回転数差を吸収するための車輪用差
動歯車機構とを含むことを特徴とする差動歯車機構付車
輪を備える搬送台車である。本発明に従えば、車軸用差
動歯車機構はほぼ鉛直な軸線まわりに旋回可能である。
車軸用差動歯車機構の両側に延びる駆動車軸の軸線方向
両側に取付けられ、直接駆動される一対の第１駆動車輪
は、車軸用差動歯車機構によって旋回時の回転数差が吸
収される。第２駆動車輪は、駆動車軸との間に第１駆動
車輪との旋回径の差に基づく回転数差を吸収する車輪用
差動歯車機構を有する。旋回時の回転数差は、駆動車軸
の軸線方向の両側でも、第１駆動車輪と第２駆動車輪と
の間でも吸収されるので、駆動車輪と走行面との間に回
転数差に基づく摩擦抵抗の増加が発生せず、操舵力の増
大や駆動車輪の摩耗の増大を避けることができる。

【０００７】また本発明で前記第１駆動車輪は、旋回中
心に対して最内側に取付けられることを特徴とする。本
発明に従えば、駆動車軸によって直接回転駆動される第
１駆動車輪は旋回中心に対して最内側に取付けられるの
で、軸線方向の両側での回転数差が最も小さい状態で使
用させることができる。軸線方向の外方の駆動車輪は車
輪用差動歯車機構を介して駆動車軸から回転駆動される
ので、軸線方向両側で回転数差が大きくなっても十分に
吸収して摩擦抵抗の発生を防ぐことができる。

【０００８】また本発明で前記車輪用差動歯車機構は、
前記駆動車軸に固定される駆動用外歯車と、駆動用外歯
車と噛合し、第２駆動車輪に取付けられる軸に対して回
転可能な中間用外歯車と、中間用外歯車と噛合し、第２
駆動車輪に固定される車輪用内歯車とを含むことを特徴
とする。本発明に従えば、車輪用差動歯車機構は第２駆
動車輪に取付けられる軸に対して回転可能な中間用外歯
車を介して、駆動車軸に固定される駆動用外歯車と第２
駆動車輪に固定される車輪用内歯車との間で回転駆動力
の伝達を行う。駆動用車軸と第２駆動車輪との回転数が
一致しているときには、中間用外歯車は軸に対して停止
し、駆動車軸と第２駆動車輪との間で回転数に差がある
ときには、回転数差を中間用外歯車の回転によって吸収
することができる。車輪用差動歯車機構が第２駆動車輪
自体に組込まれるので、車輪用差動歯車機構を小型に構
成することができ、搬送台車全体としても小型化するこ
とが可能である。

【０００９】また本発明で前記第１駆動車輪は、前記駆
動車軸が挿通される車軸管に軸受を介して回転可能に取
付けられることを特徴とする。本発明に従えば、第１駆
動車輪に加わる走行面からの反力などは、駆動車軸が挿
通される車軸管に軸受を介して伝達されるので、駆動車
軸にかかる外力を軽減し、重量物の搬送時にも駆動車軸
に対して過大な荷重がかかることを防ぐことができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態に
よる搬送台車の構成を示す。港湾荷役ではコンテナなど
を乗載する車体１には、駆動用原動機２が設けられ、油
圧ポンプ３を駆動して各種動力用の作動油の圧力を発生
させる。車体１の直進時の走行方向の前後には、車軸用
差動歯車機構４がそれぞれ設けられる。車軸用差動歯車
機構４には、走行用油圧モータ５から走行のための回転
駆動力が伝達される。車軸用差動歯車機構４は、ほぼ鉛
直に延びる軸線４ａ回りに旋回可能であり、操舵用油圧
モータ６からの回転駆動力によって軸線４ａ回りの旋回
変位が行われる。走行用油圧モータ５および操舵用油圧
モータ６は、油圧ポンプ３を含む油圧ユニットから供給
される作動油のエネルギで駆動される。

【００１１】操舵用油圧モータ６の出力軸には、操舵用
駆動歯車７が設けられ、車体１に固定される台座８の外
周部に形成される旋回歯車９と噛合する。操舵用油圧モ
ータ６が回転駆動されると、操舵用油圧モータ６が取付
けられている車軸用差動歯車機構４が軸線４ａ回りに旋
回変位する。板ばね１０は、車輪１１が走行面１０ａか
ら受ける上下方向の段差などによる振動を吸収する。

【００１２】図２は図１の一方の車輪１１側の部分的な
平面図を示し、図３は図２の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩか
ら見た断面図を簡略化してそれぞれ示す。図４は、図１
の一方の車輪１１付近を拡大して示す。図５は、車輪を
駆動するための構成の半断面図を示す。これらの図を参
照して、車軸用差動歯車機構４の両側には、駆動車軸１
２が延びる。車軸用差動歯車機構４は、ほぼ鉛直な軸線
４ａ回りに旋回可能であり、駆動車軸１２の軸線１２ａ
の方向に沿って、旋回半径の最内側には駆動車軸１２に
よって直接回転駆動される第１駆動車輪１１ａがそれぞ
れ取付けられる。駆動車軸１２の外側には、第２駆動車
輪１１ｂがスリーブ１３を介して取付けられる。

【００１３】第２駆動車輪１１ｂは、車輪枠１４の外周
に嵌合して固定される。スリーブ１３の外周には、駆動
用外歯車１５が固定され、図６で後述するキー１３ｂが
挿入されて回転駆動軸１２と駆動用外歯車１５との間の
回り止めが行われる。駆動用外歯車１５は、中間用外歯
車１６を介して車輪用内歯車１７に噛合する。駆動用外
歯車１５、中間用外歯車１６および車輪用内歯車１７
は、車輪枠１４および車輪板１８によって外囲される空
間内に収納される。車輪板１８は、ボルトによって車輪
枠１４に固定される。車輪枠１４および車輪板１８は、
軸受１９を介してスリーブ１３に回転可能に取付けられ
る。中間用外歯車１６は、軸受２０によって車輪枠１４
および車輪板１８に対して、駆動車軸１２に平行な軸線
回りに回転可能に支持される。軸受１９は固定ナット２
１と駆動用外歯車１５の端面とで内輪側がスリーブ１３
に固定される。外輪側は、車輪枠１４および車輪板１８
のハウジング部で固定される。中間用外歯車１６と車輪
用内歯車１７との相対的な位置は、スペーサ２２によっ
て調整され、位置決めが最終的に行われた後では車輪板
１８によって固定される。スリーブ１３の端面は、シー
ルハウジング２３をボルトで車輪枠１４および車輪板１
８に固定し、エンドプレート２４をボルトでシールハウ
ジング２３に固定し、スリーブ１３の端面のエンドプレ
ート２５をボルトで固定し、車輪枠１４および車輪板１
８の端面のエンドプレート２６をボルトで固定して形成
される空間内に、シール２７を収納して封止される。

【００１４】第１駆動車輪１１ａは、車輪枠２８に嵌合
され、ボルト１１ｃによって固定される。駆動車軸１２
の外周側にはスリーブ２９が取付けられ、スリーブ２９
よりも軸線１２ａ方向外周側に固定されるエンドプレー
ト３０によって駆動車軸１２の回転駆動力が車輪枠２８
に伝達される。車輪枠２８とスリーブ２９との間には、
軸受３１が設けられる。軸受３１は、エンドプレート３
０およびエンドプレート３２によって、車輪枠２８およ
びスリーブ２９に対して内外輪をそれぞれ固定される。
軸受３１は、駆動車軸１２の軸線１２ａ方向の旋回中心
部寄りで、エンドプレート３３およびシールスリーブ３
４によって固定される。シールハウジング３５内には、
シール３６が収納され、ボルトでエンドプレート３３に
固定される。シール３６は、シールスリーブ３４と摺動
接触し、軸受３１を外部の雰囲気から保護する。

【００１５】第１駆動車輪１１ａよりも駆動車軸１２の
軸線１２ａ方向内方寄りには、ブレーキハウジング３７
が配置される。ブレーキハウジング３７内にはブレーキ
３８が格納され、車輪枠２８に固定されたブレーキシュ
ー３９と接触して、制動することができる。車輪枠２８
を制動することによって、駆動車軸１２の駆動力を制動
することができる。スリーブ２９から第１駆動車輪１１
ａまでの構成部分は、予め一体的に組立てておき、車軸
用差動歯車機構４に取付けることができる。

【００１６】駆動車軸１２から第１駆動車輪１１ａへの
動力伝達は、駆動車軸１２からエンドプレート３０、車
輪枠２８をそれぞれ介して行われる。スリーブ２９が固
定されているけれども、軸受３１が設けられているの
で、車輪枠２８とスリーブ２９との間の滑りは可能であ
る。

【００１７】図２に示すように、操舵用油圧モータ６に
よって矢印Ｒ方向に旋回軸線４ａ回りの回転動力が与え
られると、車輪取付径の２ＲＷｉと２ＲＷｏとの差によ
って、外輪側すなわち第２駆動車輪１１ｂ側は内輪側で
ある第１駆動車輪１１ａ側に比べ、増速を必要とするけ
れども、後述する車輪用差動歯車機構４０によって、 第２駆動歯車１１ｂは外力によって回転が変更されて
も、駆動車軸１２の回転に関係なく、外力の回転方向に
容易に回転することが可能なため、 操舵時において内外輪がともに滑ることなく旋回が可
能であり、 通常走行時には、内外輪ともに駆動車軸１２によって
回転力を得られるので通常走行が可能となる。

【００１８】図６および図７は、第２駆動車輪１１ｂに
一体的に取付けられる車輪用差動歯車機構４０の構成を
示す。図６は図５の切断面線ＶＩ−ＶＩから見た断面
図、図７は一部を切欠いて示す図５の右側面図をそれぞ
れ示す。駆動車軸１２とスリーブ１３との間にはキー１
３ａが挿入され、スリーブ１３と駆動用外歯車１５との
間にはキー１３ｂが挿入され、回り止めされる。駆動車
軸１２から第２駆動車輪１１ｂへの動力伝達は、駆動用
外歯車１５、中間用外歯車１６がそれぞれ回転しない状
態で行われ、さらに車輪用内歯車１７あるいは車輪枠１
４および車輪板１８を介して行われる。第２駆動車輪１
１ｂが外力によって、駆動車軸１２から伝達される回転
駆動力を超える回転力を受ける場合は、回転力が第２駆
動車輪１１ｂに伝達され、車輪用内歯車１７あるいは車
輪枠１４および車輪板１８は、中間用外歯車１６を介し
て駆動用外歯車１５まわりに回転する。車輪枠１４およ
び車輪板１８は、軸受１９によってスリーブ１３との間
で滑りが可能であるので、駆動車軸１２に対しても滑る
ことができ、駆動車軸１２の回転に関係なく第２駆動車
輪１１ｂは回転することができる。

【００１９】以上説明した実施形態の車輪用差動歯車機
構４０では、中間用外歯車１６を１個用いているけれで
も、重量バランスを取るためなどのために複数個採用す
ることもできる。また、第１駆動車輪１１ａは、車軸用
差動歯車機構４に固定される車軸管４１に軸受３１を介
して装着して、エンドプレート３０によって駆動車軸１
２の回転力を伝達しているけれども、軸受３１を省略し
て、駆動車軸１２に直接固着し、駆動車軸１２の回転力
を直接伝達することもできる。

【００２０】また、駆動車軸１２に第１駆動車輪１１ａ
および第２駆動車輪１１ｂの２個の駆動車輪を装着して
いるけれども３個以上の駆動車輪を装着することもでき
る。３個以上の場合でも、最内側の駆動車輪を駆動車軸
１２によって直接回転駆動し、外側の駆動車輪を車輪用
差動歯車軌溝４０を介して回転駆動すれば、取付け位置
の差に基づく回転数差を吸収することができる。また、
駆動源として駆動用原動機２を用い、油圧ポンプ３を回
転駆動して、油圧機器によって走行や操舵を行っている
けれども、駆動源として電動機を用いることもできる。
また、車体１の直進方向の前後を両方とも駆動して前輪
駆動および前輪操舵を行っているけれども、一方のみの
走行駆動および操舵を行うようにしてもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ほぼ鉛直
な軸線まわりに旋回可能な車軸用差動歯車機構の両側に
延びる駆動車軸の軸線方向両側には、複数の駆動車輪が
それぞれ取付けられる。駆動車軸によって直接回転駆動
される第１駆動車輪は、車軸用差動歯車機構によって方
向変換時の回転数差が吸収される。第２駆動車輪は、駆
動車軸との間に車輪用差動歯車機構が介在されるので、
第２駆動車輪に加わる回転外力によって駆動車軸の回転
に関係なく、容易に回転させることができる。これによ
って、第１駆動車輪と第２駆動車輪との間の取付位置の
差による旋回時の走行面に対する滑りがなく、旋回に要
する操舵力も小さくてよく、操舵用駆動機構の小型化も
可能となる。また走行面に対する滑り摩擦も少なくなる
ので、タイヤなどの摩耗も低減させることができる。

【００２２】また本発明によれば、駆動車軸によって直
接回転駆動される第１駆動車輪は、旋回中心に対して最
内側に取付けられるので、車軸用差動歯車機構のみによ
って吸収する回転数差を小さくし、旋回中心に対して外
側の第２駆動車輪では車輪用差動歯車機構も用いて大き
な回転数差を吸収することができる。

【００２３】また本発明によれば、第２駆動車輪に中間
用外歯車を回転可能に支持するので、車輪用差動歯車機
構を第２駆動車輪に対して一体的に組込むことができ、
重量物を運搬可能な搬送台車を小型に構成することがで
きる。

【００２４】また本発明によれば、複数の駆動車輪のう
ち第１駆動車輪にかかる走行面からの反力を、駆動車軸
が挿通される車軸管で受けることができるので、駆動車
軸には大きな荷重がかからず、駆動車軸の軽量化や耐久
性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態による搬送台車の正面図
である。

【図２】図１の車軸用差動歯車機構４に関連する部分を
簡略化して示す平面図である。

【図３】図２の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た断面
を、簡略化して示す断面図である。

【図４】図１の車軸用差動歯車機構４に関連する部分を
拡大して示す正面図である。

【図５】図１の車輪を駆動するための構成の半断面図で
ある。

【図６】図５の切断面線ＶＩ−ＶＩから見た断面図であ
る。

【図７】図５の右側方から見た状態を部分的に切欠いて
示す右側面図である。

【符号の説明】

１ 車体 ２ 駆動用原動機３ ３ 油圧ポンプ ４ 車軸用差動歯車機構 ５ 走行用油圧モータ ６ 操舵用油圧モータ ７ 操舵用駆動歯車 ８ 台座 ９ 旋回歯車 １１ 車輪 １１ａ 第１駆動車輪 １１ｂ 第２駆動車輪 １２ 駆動車軸 １４ 車輪枠 １５ 駆動用外歯車 １６ 中間用外歯車 １７ 車輪用内歯車 １８ 車輪板 １９，２０，３１ 軸受 ４０ 車輪用差動歯車機構 ４１ 車軸管

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 輪荷重を低減するために複数輪方式を採
   用する搬送台車であって、 ほぼ鉛直な軸線まわりに旋回可能で、両側に駆動車軸が
   延び、旋回時に、駆動車軸の軸線方向両側での回転数差
   を吸収する車軸用差動歯車機構と、 駆動車軸の軸線方向の両側に取付けられ、駆動車軸によ
   ってそれぞれ直接駆動される一対の第１駆動車輪と、 駆動車軸の軸線方向の両側に対を成して取付けられる第
   ２駆動車輪と、 各第２駆動車輪と駆動車軸との間に介在され、第１駆動
   車輪との旋回径の差に基づく回転数差を吸収するための
   車輪用差動歯車機構とを含むことを特徴とする差動歯車
   機構付車輪を備える搬送台車。
2. 【請求項２】 前記第１駆動車輪は、旋回中心に対して
   最内側に取付けられることを特徴とする請求項１記載の
   差動歯車機構付車輪を備える搬送台車。
3. 【請求項３】 前記車輪用差動歯車機構は、前記駆動車
   軸に固定される駆動用外歯車と、 駆動用外歯車と噛合し、第２駆動車輪に取付けられる軸
   に対して回転可能な中間用外歯車と、 中間用外歯車と噛合し、第２駆動車輪に固定される車輪
   用内歯車とを含むことを特徴とする請求項１または２記
   載の差動歯車機構付車輪を備える搬送台車。
4. 【請求項４】 前記第１駆動車輪は、前記駆動車軸が挿
   通される車軸管に軸受を介して回転可能に取付けられる
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の差動
   歯車機構付車輪を備える搬送台車。