JP4970474B2 - 移動台車 - Google Patents

Description

本発明は、載置台に荷物を積載して移動する移動台車に係わり、特に、載置台の支持構造を改良した移動台車に関する。

この種の移動台車としては、前後部に車輪を配置する台枠を備え、この台枠の上部側に載置台を設け、この載置台上に荷物を載置して移動するものが知られている。

ところで、従来、重量物を搬送するための移動台車などにおいては、重心の移動による転倒を防止するために、前輪の近傍で上下に昇降する接地部材を配置するものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−１２２９０号公報

しかしながら、この特許文献に記載されるものは、移動台車の停止後の作業時における重心移動に対する転倒防止措置としての構成であり、前進制動時の姿勢安定に寄与するものではない。

また、車輪に制動をかけると、前方への荷重移動が発生し、この荷重移動により後輪の荷重が抜けて浮き上がることがあるが、上記特許文献では、後輪に制動力をかけるため、後輪が浮き上がると、床面との間において十分な摩擦力を得ることができず、確実に制動できなくなるという問題もあった。

本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、十分な制動力を発揮しつつ、制動時の姿勢の安定性を向上できるようにした移動台車を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、前部側に前輪、後部側に後輪を配置する台枠と、この台枠の上方部に設けられ、被載置物を載置する載置台と、前記前輪に制動力を付与する制動力付与手段と、前記台枠に前記載置台を支持する支持リンク機構とを具備し、前記支持リンク機構は、前記台枠の前部側に中途部が回動自在に支持された回動リンクと、この回動リンクの下端部側に保持されるとともに、前記台枠に支持部材を介して支持され、前記前輪を取り付ける取付フレームと、前記台枠の前部側に前記回動リンクの前方に位置して下端部側が回動自在に取り付けられ、上端部側で前記載置台の前端部側を一体的に支持する支持リンクと、前記回動リンクの上端部側と前記支持フレームの上端部側との間に両端部が回動自在に接続されて架設され、前記回動リンクとなす角度が前方に凸状になる状態で両者を連結する連結リンクとを有して構成され、走行時に前記前輪に対し制動力が付与されるのに基いて前記回動リンクが回動することにより、前記連結リンクを介して前記支持リンクをその下端部を中心として後方に回動させて前記載置台をその重心位置が後方に向かうように移動させることを特徴とする。

本発明によれば、前輪に制動力を付与するため、急停止時にも十分な制動力を得ることができ、更に、制動時における後輪の浮き上がりを防止して安定した状態での停止が可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態である移動台車１Ａを示す斜視図である。

移動台車１Ａは台座を構成するメインフレーム６を有している。このメインフレーム６は、所定間隔を存して平行に配置される一対の側部フレーム６ａと、この一対の側部フレーム６ａの前後端に取り付けられる前後フレーム６ｂ，６ｃと、一対の側部フレーム６ａの中間部に取り付けられる中間フレーム６ｄとによって構成されている。

一対の側部フレーム６ａの前部側には回動リンク８を介して取付フレームとしてのサブフレーム７が取り付けられ、このサブフレーム７と中間フレーム６ｄとの間には圧縮バネ１０が介在されてサスペンションが構成されている。

回動リンク８はその中途部が支軸９を介して側部フレーム６ａに回動自在に取り付けられている。サブフレーム７の両端部には前輪２が回転自在に取り付けられ、後フレーム６ｃの両端部には後輪３が回転自在に取り付けられている。前輪２はその向きが前方に固定され、後輪３はその向きが可変となっている。

メインフレーム６の上方部には載置台としての荷台１５が設けられている。この荷台１５は第１のリンク１２を介して前フレーム６ｂに支持されている。第１のリンク１２は荷台１５の前端部側に一体的に設けられ、その下端部が前フレーム６ｂに支軸１１を介して回動自在に取り付けられている。

第１のリンク１２の上部側には連結リンクとしての第２のリンク１３の上端部が支軸１３ａを介して回動自在に取り付けられ、第２のリンク１３の下端部は、回動リンク８の上端部に支軸１３ｂを介して回動自在に支持されている。回動リンク８と第２のリンク１３とのなす角度は、前方に向かって凸状となるような角度となっている。上記第１及び第２のリンク１２，１３と回動リンク８とサブフレーム７と圧縮バネ１０により支持リンク機構１８が構成されている。

後フレーム６ｃには手押しハンドル４が立位状態で取り付けられている。この手押しハンドル４には、制動力付与手段としてのブレーキ用のレバー５が設けられており、このレバー５を動作させる事により、前輪２に制動力を付与できるようになっている。なお、ブレーキの具体的な構造については図示していないが、例えば、一般的な車輪と一体的に回転するシューに固定パッドを押し付けるようなもの等が考えられる。

上記したように構成される移動台車１Ａを用いて荷物を搬送する場合には、図２に示すように荷台１５上に荷物１６を載置し、ハンドル４に手をかけて移動台車１を前進移動させる。この移動時にレバー５を操作して前輪２に制動力を付与すると、その減速加速度と、載置した荷物１６を含んだ移動台車全体の荷重によって生じた力により、メインフレーム６の前部側が図３に示すように下方に向かって変位する。これと同時に、前述の減速加速度と、載置した荷物１６を含んだ移動台車全体の加重によって生じた力が、メインフレーム６に回動可能に取り付けられた回動リンク８の中途部に作用することで、回動リンク８が支軸９を中心に図中時計方向に回動し、第２のリンク１３が下方に引かれる。この時回動リンク８とリンク１３とを接続する支軸１３ｂは第1のリンク１２がメインフレーム６に接続される支軸１１よりも後方にあるので、この第２のリンク１３の下方への動きにより第１のリンク１２が支軸１１を中心にして回動して後方へ移動し、荷台１５が後方へ向かって移動する。この荷台１５の移動により、荷物１６の持つ荷重が後方に移動し、車輪と重心の高さから生じるモーメントを減少させる事ができる。

具体的には、図４に示すように、台車と荷物１６を併せた重心位置に働く質量Ｗがあり，制動による加速度ａによる前方方向への力Ｆ＝ａＷがある。このとき前輪２が床面との間に十分な摩擦があるとすると，前輪２の接地面を中心としたモーメントによる接線方向の力がＦｂとして働く。このときＦｂと反対方向に作用する全質量の方向成分ＷｂがＷｂ＜Ｆｂとなると、全体が回転して後輪３が浮くようになる。前輪２の接地点と重心位置を結ぶ直線が床面と成す角度をθとすると、Ｆｂ＝Ｆｓｉｎθ，Ｗｂ＝Ｗｃｏｓθとなる。荷物１６が後方にずれる事により、θは小さくなるのでＦｂはより小さく、Ｗｂはより大きくなるため、安定なＷｂ＞Ｆｂの状態を維持しやすい構造となっている。

従って、急制動時に起こる前輪２を中心に後輪３が浮いてしまう現象を防止でき、安定性を向上できるとともに、前輪２に充分な制動力を発生させる事ができ、確実に停止できる。

また，この実施例中で圧縮バネ１０にガス封入式スプリングを使用する。このスプリングはその特性として初期荷重が高いがバネ定数は小さく、一定荷重を超えたときに大きく変位を生じる。このとき、減速により重心に働く前方方向の力Ｆの前輪２に向かう成分の分がバネ１０にかかるが、バネの初期荷重としての値をこのときの増加分によりＷｂ＜Ｆｂとなる所定の値よりも少なくしておく。これにより、リンク機構１８の動作を，重量も制動加速度も通常値の間は制限する事ができ、本当に危険な状態である高荷重，急制動時にのみ安定なＷｂ＞Ｆｂの状態となって所定の効果を得るようにする事ができる。

また、同様の効果を得るものとして、ガス封入式スプリングの代わりに図５に示すような支持部材３１、或いは図６に示すような支持部材３２を用いるようにしてもよい。

図５に示す支持部材３１は上部側にフック部３１ａを有してなり、下端部がサブフレーム７に接続されてフック部３１ａを中間フレーム６ｄに係合している。

支持部材３１は、台車移動時にレバー５の操作によって付与される減速加速度と、荷台１５に載置した荷物１６を含んだ移動台車全体の荷重によって生じた力が所定の値を超えたときに、フック部３１ａが中間フレーム６ｄから外れて脱落するように設計されている。

図６に示す支持部材３２は上端部が中間フレーム６ｄに接続される第１の部材３２ａと、下端部がサブフレーム７に接続される第２の部材３２ｂとを有している。第２の部材３２ｂはその上部側に筒状部３２ｃを有し、この筒状部３２ｃの内周壁部にはその周方向に沿って突起部３２ｄが突設されている。第１の部材３２ａは下端部側が楔状に形成され、この楔状の下端部を第２の部材３２ｂの筒状部３２ｃの突起部３２ｄ内に嵌め込んでいる。

支持部材３２は、台車移動時にレバー５の操作によって付与される減速加速度と、荷台１５に載置した荷物１６を含んだ移動台車全体の荷重によって生じた力が所定の値を超えたときに、第１の部材３２ａの楔状の下端部が第２の部材３２ｂの筒状部３２ｃの突起部３２ｄを押し潰して筒状部３２ｃ内に挿入されるように設計されている。

このように構成される支持部材３１，３２はガス式のスプリングに比べ安価に製作できるのでコストを下げる事ができると共に、緊急時の対応として同様の効果が得られる。

（第２の実施の形態）
図７は、本発明の第２の実施の形態である移動台車１Ｂを示すものである。

なお、上記した第１の実施の形態で説明した部分と同一部分については、同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

この第２の実施の形態では、メインフレーム６を前方に延長し、第２のリンク１３の上端部の支軸１３ａ付近との間で補助バネ１７を介して連結している。荷台１５と荷物１６を支持リンク機構１８で片持ちにしているため、リンクや支点そのものに大きな力が作用するため補強が必要で、これが重量の増加の原因になり、逆に不安定になってしまう。

補助バネ１７を追加する事でリンク機構１８自体への補強や，リンク自体の動作を阻害することなく特定のパーツに荷重が集中するといった事が無くなり故障のリスクも減らすことができる。

なお，図７では前方でメインフレーム６を単純に上部に延長しているが、実際は手押しハンドル４側のフレームと連結するなどして強度と軽量化を両立している。

（第３の実施の形態）
図８は、本発明の第３の実施の形態である移動台車１Ｃを示すものである。

なお、上記した第１の実施の形態で説明した部分と同一部分については、同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

この第３の実施の形態では、前輪２を支持するサブフレーム７を２本の平行な回動リンク２１，２２で支持し、後方の回動リンク２１が荷台１５を支える第２のリンク１３に作用している。平行な回動リンク２１，２２は、支軸２１ａ，２２ａを介してメインフレーム６に回動自在に取り付けられ、その下端部が支軸２１ｂ，２２ｂを介してサブフレーム７に回動自在に接続されている。

この構成により、前輪２に制動力が付与されて前方への荷重移動が発生した場合でも、サブフレーム７自身の回転（傾き）をキャンセルする事ができる。

従って、前輪２をメインフレーム６の前端部側に出して配置することが可能になり、台車１Ｃの前方にはみ出すオーバーハング部分が減少し、より安定性を増す事が出来る。

（第４の実施の形態）
図９は、本発明の第４の実施の形態である移動台車１Ｄを示すものである。

なお、上記した第３の実施の形態で説明した部分と同一部分については、同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

この第４の実施の形態の移動台車１Ｄは自走式のもので、サブフレーム７には、左右の駆動モータ２３が取り付けられている。これら左右の駆動モータ２３は、減速機を介してそれぞれ左右の前輪２に接続され、前輪２を回転駆動させるようになっている。

メインフレーム６には電池１９及び制御回路２４が搭載されている。

制御回路２４は図１０に示すように経路指定部２６を有し、この経路指定部２６には軌道計算部２７が接続され、軌道計算部２７には回転数決定部２８が接続されている。回転数決定部２８にはドライバ２９を介して駆動モータ２３が接続されている。駆動モータ２３はフィードバック回路のエンコーダ３０を介して回転数決定部２８に接続されている。

この自走式の移動台車１Ｄを走行させる場合には、経路指定部２６によって移動経路が設定され、この設定された移動経路に基づいて軌道計算部２７で台車の軌道が計算される。そして、この計算された軌道に基づいて回転数決定部２８でドライバ２９の回転数が決定されて駆動モータ２３が回転される。駆動モータ２３の回転数はエンコーダ３０を介して回転数決定部２８にフィードバックされて回転数の制御が行われる。この制御により、移動台車１Ｄは、左右カーブ及び前後進、その場回転等が可能となる。

この移動台車１Ｄの制動に関しては、モータの回転数制御に加えＤＣモータならばショートブレーキ、ＡＣモータなら直流電流により前輪２をロックさせる。

このような自走式の台車１Ｄは人が台車を押していないので、制動時には、前輪２を中心に後輪３が浮き上がる現象がより起き易くなるが、平行なリンク２１，２２の構成により、少しでも重心の位置を後方に移す事で急停止時の安全性を増すことができる。
なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。

本発明の第１の実施の形態である移動台車を示す斜視図。 図１の移動台車を示す側面図。 図１の移動台車が制動された状態を示す図。 図３の移動台車の制動時における力関係を示す図。 図１のサブフレームと中間フレームとの間に設けられる他の支持部材を示す図。 図１のサブフレームと中間フレームとの間に設けられるさらに他の支持部材を示す図。 本発明の第２の実施の形態である移動台車を示す側面図。 本発明の第３の実施の形態である移動台車を示す側面図。 本発明の第４の実施の形態である移動台車を示す側面図。 図９の移動台車の駆動制御系を示すブロック図。

２…前輪、３…後輪、５…ブレーキ（制動力付与手段）、６…メインフレーム（台枠）、７…サブフレーム（取付フレーム）、８，２１，２２…回動リンク、１０…バネ（支持部材）、１２…第１のリンク（支持リンク）、１３…第２のリンク（連結リンク）、１５…荷台（載置台）、１８…支持リンク機構、２３…駆動モータ、３１，３２…支持部材。

Claims (7)

1. 前部側に前輪、後部側に後輪を配置する台枠と、
   この台枠の上方部に設けられ、被載置物を載置する載置台と、
   前記前輪に制動力を付与する制動力付与手段と、
   前記台枠に前記載置台を支持する支持リンク機構と
   を具備し、
   前記支持リンク機構は、
   前記台枠の前部側に中途部が回動自在に支持された回動リンクと、
   この回動リンクの下端部側に保持されるとともに、前記台枠に支持部材を介して支持され、前記前輪を取り付ける取付フレームと、
   前記台枠の前部側に前記回動リンクの前方に位置して下端部側が回動自在に取り付けられ、上端部側で前記載置台の前端部側を一体的に支持する支持リンクと、
   前記回動リンクの上端部側と前記支持フレームの上端部側との間に両端部が回動自在に接続されて架設され、前記回動リンクとなす角度が前方に凸状になる状態で両者を連結する連結リンクとを有して構成され、
   走行時に前記前輪に対し制動力が付与されるのに基いて前記回動リンクが回動することにより、前記連結リンクを介して前記支持リンクをその下端部を中心として後方に回動させて前記載置台をその重心位置が後方に向かうように移動させることを特徴とする移動台車。
2. 前記支持部材は、弾性部材であることを特徴とする請求項１記載の移動台車。
3. 前記弾性部材は、初期荷重を超えるとほぼ一定の反力で変位することを特徴とする請求項２記載の移動台車。
4. 前記支持部材は、一定荷重を超えると脱落あるいは大きく変形する事を特徴とする請求項１記載の移動台車。
5. 前記支持リンク機構は、その上端近傍において前記台枠に弾性的に連結されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の移動台車
6. 前記前輪は、駆動モータによって回転駆動されることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の移動台車。
7. 前記前輪は駆動モータによって加減速可能に駆動されており、前記制動力付与手段は前記駆動モータの回転数を制御する事によりなることを特徴とする請求項６記載の移動台車。

Images