JP4232206B2 - 走行台車 - Google Patents

Description

この発明はスタッカークレーンや他の有軌道台車、天井走行車等の走行台車に関し、特に車体の前後に各々駆動車輪を備えた走行台車に関する。

特許文献１は、スタッカークレーンの上下の各台車の、前後に走行モータを設けて、合計４モータで走行することを開示している。ところで走行モータの配置は走行台車のサイズに影響し、走行モータを駆動車輪の走行方向の前後に配置すると、走行台車の全長が増す。また駆動車輪の左右に設けると、走行台車の全幅が増す。これらのことは何れも走行台車のサイズを増す点で不利である。
特開２００２−３６２７０９号公報

この発明の課題は、走行台車の全長や全幅を増さずに、高加減速走行ができ、走行モータと駆動車輪間の減速機を不要にすることにある。
この発明での追加の課題は、走行モータと駆動車輪間の伝動機構をコンパクトに配置することにある。
この発明での追加の課題は、走行モータから駆動車輪への力の伝達を左右対称にすることにある。

この発明は、前後各々に駆動車輪を設けた走行台車において、各駆動車輪の上部で走行台車の車体に、複数個の走行モータを平面視で駆動車輪の車軸を中心に前後対称に配置することにより、複数個の走行モータの出力軸から駆動車輪までの距離を等しくするとともに、複数個の走行モータの出力軸が走行台車の走行方向に対して左右逆向きに車体から水平に突き出すようにし、複数個の走行モータの左右逆向きの出力軸に左右同径のプーリを結合し、駆動車輪の駆動軸の左右に左右同径のプーリを結合し、走行モータの出力軸に結合したプーリをベルトで駆動車輪の駆動軸に結合したプーリと連結することにより、減速機を介さずに複数個の走行モータで駆動車輪を駆動するようにしたことを特徴とする。
走行モータは駆動車輪当たり４個等としても良いが、好ましくは駆動車輪当たり２モータとする。また走行モータは、出力軸を水平に寝かせて配置し、特に出力軸を走行方向の左右を向けて、言い換えると出力軸を水平面内で走行方向と直交する方向に配置する。

この発明の走行台車では、走行台車の前後の駆動車輪を各々複数の走行モータで駆動するので、長さの小さい走行モータを用いて高加減速走行ができる。そして走行モータを駆動車輪の上部に配置するので、走行台車の全長や全幅が増さない。さらに複数の走行モータを駆動車輪の駆動軸と平行に配置するので、力の伝動が容易になる。また走行モータの出力軸に結合したプーリと、駆動車輪の駆動軸に結合したプーリとをベルトで連結すると、プーリの直径の比で減速できるため、減速機が不要になる。

さらに、複数個の走行モータを、出力軸が走行台車の走行方向に沿って左右逆向きとなるように、配置すると、プーリやベルトを走行台車の車体の走行方向左右に配置できるため、コンパクトにかつ容易に駆動車輪を駆動できる。

複数個の走行モータを、駆動車輪からの距離が等しくなるように配置すると、走行モータから駆動車輪への力の伝達を左右対称にできる。

以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。

図１〜図７に、スタッカークレーン２を例に実施例を示す。各図において、４は台車で、スタッカークレーン２の上部に別に上部台車を設けても良い。６はマストで、ここではゲート状とするが、その形状は任意である。８は昇降台で、スライドフォークなどの移載装置１０を搭載して、マスト６に沿って搭載し、これに伴ってスタッカークレーン２の重心高さが変化する。１２は走行レールで、１３は第１の脚、１４は第２の脚で、第１の脚１３の高さを一定にし、第２の脚１４の高さを複数種類用意することにより、床面に対する走行レール１２の高さを可変にする。

１６，１７はプーリで、台車４の左右一方の前後各々にプーリ１６，１６を設け、左右の他方の前後各々にプーリ１７，１７を設ける。１８，１９は走行モータで、台車４の前後の各々に一対の走行モータ１８，１９を設け、ベルト２０を介してプーリ１６，１７を駆動する。２２はサイドローラで、台車４の前後左右の例えば４箇所に設け、走行レール１２に対する台車４の左右方向位置を規制する。なおこの明細書で、スタッカークレーン２の前後は走行方向に沿って定め、左右は走行方向に水平面内で直交する方向で、移載装置１０で物品を移載する方向である。

２４，２５は浮き上がり防止ローラで、以下単にローラと言うことがあり、走行レール１２の底面と接触することにより、駆動車輪３４(図２〜図４)への輪圧を増す。ローラ２４，２５は、ほぼ等しい輪圧で走行レール１２の底面に接触するように、揺動ベース２６に取り付けられ、揺動ベース２６はピン２７で、取付部材２８に揺動自在に取り付けてある。取付部材２８の一端はピン２９で台車４に回動自在に取り付けられ、他端は、ボルト３１とバネ３０を介して、揺動ベース２６を上向きに付勢するように台車４に取り付けられている。

図２，図３等に示すように、走行モータ１８の出力軸にはプーリ３２を、走行モータ１９の出力軸にはプーリ３３を設け、ベルト２０を介して各々プーリ１６，１７と接続する。このため、台車４の左右一方の前後にプーリ３２とプーリ１６が、他方の前後にプーリ３３とプーリ１７が配置される。プーリ３２，３３は同径で、プーリ１６，１７も同径で、これらの直径の比によりモータ１８，１９の出力を減速し、減速機を不要にする。３４は駆動車輪、３６は駆動軸である。走行モータ１８，１９は、その出力軸が水平面内で左右逆方向を向くように互い違いに並べて、駆動輪３４の上部に配置され、これによって駆動車輪３４を大きなトルクで駆動し、かつ台車４の全長を短くする。なお駆動輪当たりの走行モータの数は４個などとしても良い。走行モータ１８，１９はモータ支持部３８に固定され、モータ支持部３８は台車４に固定された固定部材４２とボルト４０で連結され、ボルト４０の高さを調整することにより、ベルト２０に加わる張力を調整できる。

実施例では、台車４の前後に各々駆動車輪３４を設け、各駆動車輪を走行モータ１８，１９によりベルト２０を介して駆動し、プーリ３２，３３とプーリ１６，１７の直径の比を利用して減速を行い、減速機を不要にする。また走行モータ１８，１９〜駆動車輪３４で構成される走行ユニットの構造は、台車４の前後とも同一である。

第１の脚１３と第２の脚１４は、図２等に示すようにボルト４４で連結され、前記のように第２の脚１４を高さを複数種類用意しておくと、走行レール１２の床面からの高さを可変にできる。浮き上がり防止ローラ２４，２５の直径は、スタッカークレーン２の最大加減速度や重心高さ、言い換えるとマスト６の高さや搬送物品の重量、などにより変更することが好ましい。これに伴って走行レール１２の高さ位置を変更する必要が生じ、第２の脚１４の高さを複数種類用意しておくと、走行レール１２の高さ位置を変更するのが容易になる。

図４，図５等に示すように、取付部材２８の一端に取り付けたボルト３１は、台車４に固定された固定部材４５内を貫通し、プレート４６との間でバネ３０内を通過し、ナット４７でプレート４６に固定されている。この結果、ナット４７の位置を調整することにより、バネ３０による上向きの付勢力を自在に調整でき、前後の駆動輪３４，３４の輪圧を調整できる。

図６に、走行モータ１８，１９の制御機構を示す。前後の走行モータ１８，１８に例えば各々エンコーダ５０を取り付けて回転数を監視し、位置速度算出部５１で走行台車の現在位置と速度とを求め、速度パターン発生部５２で発生させた目標位置並びに目標速度との誤差を誤差算出部５４で求めて、トルク制御部５５により走行モータ１８，１９を制御する。図６の制御では、走行モータ１８がマスターで、走行モータ１９がスレーブで、左右の走行モータの一方をマスター、他方をスレーブとする。なお浮き上がり防止ローラと走行レール間の輪圧を大きくすることにより、スタッカークレーンの加減速度の影響を小さくすると、４個の走行モータ１８，１８，１９，１９の１個をマスターとし、残り３個をスレーブとして、制御しても良い。

図７に、スタッカークレーン２の前後の駆動車輪３４に加わる輪圧のモデルを示す。スタッカークレーン２の質量をｍ、加速度をａとすると、スタッカークレーン２の重心に働く慣性力のため、前後の駆動車輪への重力ｍｇの分配が不均等になる。このため前方の駆動車輪が支持する重力を ｍｇ(１−αａ)／２ (αは比例係数)、後方の駆動車輪が支持する重力を ｍｇ(１＋αａ)／２ と表すことができる。台車４の前後の各２輪のローラへの輪圧をＮ3とする。加速度ａに比例して台車４の前後に加わる重力が変化するので、駆動車輪３４への輪圧Ｎ1，Ｎ2は、
Ｎ1＝ｍｇ(１−αａ)／２＋Ｎ3＝ｍｇ／２＋Ｎ3−αａmg／２
Ｎ2＝ｍｇ(１＋αａ)／２＋Ｎ3＝ｍｇ／２＋Ｎ3＋αａmg／２
となり、スタッカークレーン２を高加減速走行させても、輪圧Ｎ3の分だけ前後の駆動車輪３４，３４間の輪圧を大きくすることができ、輪圧の小さい側の走行モータの出力トルクを制限する必要が小さくなる。

実施例では以下の効果が得られる。
1) 駆動車輪３４に加わる輪圧を大きくするので、高加減速走行が容易になる。
2) 揺動ベース２６により、一対のローラ２４，２５を均等にレール１２に接触させることができる。
3) バネ３０と取り付け部材２８により、ローラ２４，２５の輪圧を容易に調整でき、またローラ２４，２５や駆動車輪３４が摩耗しても、輪圧をほぼ適正値に保つことができる。
4) 前後の駆動車輪３４，３４を各々一対の走行モータ１８，１９で駆動することにより、
高加減速走行ができる。
5) 一対の走行モータ１８，１９を駆動車輪３４の上部に配置することにより、スタッカークレーン２の全長を抑えることができる。
6) 一対の走行モータ１８，１９を、出力軸をスタッカークレーン２の左右逆向きに、並べて配置することにより、コンパクトに配置できる。
7) プーリ３２，３３とプーリ１６，１７の直径の比を利用して減速することにより、減速機が不要になる。

実施例ではスタッカークレーン２を例としたが、走行台車の種類は任意で、天井走行車のなどの場合、駆動車輪が上向きに走行レールに接触しても良く、この場合、浮き上がり防止ローラを下向きに走行レールに接触させても良い。

実施例のスタッカークレーンの側面図 実施例のスタッカークレーンでの、走行モータによる駆動車輪のベルト駆動を示す、要部鉛直方向部分断面図 実施例のスタッカークレーンでの、駆動車輪に対する走行モータの配置を示す要部平面図 実施例のスタッカークレーンでの、浮き上がり防止ローラへの輪圧付与機構を示す部分切欠部付き要部正面図 実施例のスタッカークレーンでの、前後一対の浮き上がり防止ローラへの輪圧付与機構を示す要部側面図 実施例のスタッカークレーンでの、４個の走行モータの制御を示すブロック図 実施例のスタッカークレーンでの、前後の駆動車輪に加わる輪圧を説明する図

符号の説明

２ スタッカークレーン
４ 台車
６ マスト
８ 昇降台
１０ 移載装置
１２ 走行レール
１３ 第１の脚
１４ 第２の脚
１６，１７ プーリ
１８，１９ 走行モータ
２０ ベルト
２２ サイドローラ
２４，２５ 浮き上がり防止ローラ
２６ 揺動ベース
２７，２９ ピン
２８ 取付部材
３０ バネ
３１ ボルト
３２，３３ プーリ
３４ 駆動車輪
３６ 駆動軸
３８ モータ支持部
４０，４４ ボルト
４２，４５ 固定部材
４６ プレート
４７ ナット
５０ エンコーダ
５１ 位置速度算出部
５２ 速度パターン発生部
５４ 誤差算出部
５５ トルク制御部

Claims (1)

1. 前後各々に駆動車輪を設けた走行台車において、
   各駆動車輪の上部で走行台車の車体に、複数個の走行モータを平面視で駆動車輪の車軸を中心に前後対称に配置することにより、複数個の走行モータの出力軸から駆動車輪までの距離を等しくするとともに、複数個の走行モータの出力軸が走行台車の走行方向に対して左右逆向きに車体から水平に突き出すようにし、
   複数個の走行モータの左右逆向きの出力軸に左右同径のプーリを結合し、駆動車輪の駆動軸の左右に左右同径のプーリを結合し、
   走行モータの出力軸に結合したプーリをベルトで駆動車輪の駆動軸に結合したプーリと連結することにより、減速機を介さずに複数個の走行モータで駆動車輪を駆動するようにしたことを特徴とする、走行台車。
   

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