JP5178337B2 - 運搬台車装置 - Google Patents

Description

本発明は、独立懸架された車輪装置を有する複数の支持ブロックを具備し、荷を４個の支持ブロックで支持する４点支持モード、または３個の支持ブロックで支持する３点支持モードを選択可能な運搬台車装置に関する。

本出願人は、特許文献１において、荷台に大型の重量物を積載して搬送する運搬台車において、荷の重心の位置ずれを表示する重心表示装置を提案した。この特許文献１において、独立懸架された複数の車輪装置をそれぞれ有する４個の支持ブロックにより荷を支持する４点支持モードと、３個の支持ブロックにより荷を支持する３点支持モードとを切り替えることができる運搬台車を開示した。これら支持ブロックでは、車輪を介して荷を支持する複数のサスペンションシリンダ間で作動油を互いに出入り可能に配管し、障害物などにより車輪が押し上げられて１つのサスペンションシリンダが縮むと、押し出された作動油が他のサスペンションシリンダに流入して伸展させ、支持ブロック内の各サスペンションシリンダの油圧を均等に保持することで、荷台を安定して支持することができる。
特開２００１−１３０２８号公報

４点支持モードは、荷台の前後左右に配置された４個の支持ブロックで支持するものである。この４点支持モードの問題点として、比較的軽量の荷の場合、荷の重心が荷台の中心からずれていると、荷の重心と支持ブロックの中心とが近い３個の支持ブロックで荷を支持する状態となる。これにより、荷の重心から離れた１個の支持ブロックに荷重がかからず、その支持ブロックの駆動車輪が空転する可能性がある。

３点支持モードは、荷台の四隅位置にある支持ブロックのうち、前後一方で左右に隣接する支持ブロックを合体させて１個の合体支持ブロックとし、この合体支持ブロックと前後他方の２個の支持ブロックとの３点で荷を均等に支持するものである。この３点支持モードの問題点として、荷の支持構造としては不安定で、旋回走行時に荷が移動して荷の重心がずれた場合、合体支持ブロック内のサスペンションシリンダでは、油圧を互いに均等に保とうとして作動油が出入するため、荷台が傾斜しやすく、不安定になりやすいことがある。

本発明は、４点支持モードと３点支持モードとを自動的に選択して使い分けることにより、荷を安定して搬送できる運搬台車装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、車輪(16)に油圧式のサスペンションシリンダ(14A〜14H)を介して荷(W)を支持する車輪装置(R1〜R4,L1〜L4)を有する４個の支持ブロック(4A〜4D)を具備し、当該４個の支持ブロック(4A〜4D)で荷(W)を支持する４点支持モードと、当該４個の支持ブロック(4A〜4D)のうち隣接する２個の支持ブロックのサスペンションシリンダ(14A〜14H)の油室を互いに連通した合体支持ブロック(4AB,4CD)と残りの２個の支持ブロックとで荷(W)を支持する３点支持モードとを切替可能な運搬台車装置であって、荷(W)を検出可能な荷検出手段(26A〜26D)と、走行速度を検出する速度検出手段(32)と、ステアリング操舵角を検出する操舵角検出手段(33)と、前記荷検出手段(26A〜26D)および前記速度検出手段(32)ならびに操舵角検出手段(33)の検出信号に基づいて、４点支持モードまたは３点支持モードを選択する制御部(31)とを具備し、制御部(31)は、前記荷検出手段(26A〜26D)により荷(W)検出した荷積載時で、かつ前記速度検出手段(32)により走行速度が所定値以上を検出した高速走行時、さらに前記操舵角検出手段により操舵角が所定値以上を検出した旋回走行時に、４点支持モードを選択し、前記荷検出手段(26A〜26D)により荷(W)を検出しない空荷時、前記速度検出手段(32)により走行速度が停止を含む所定値以下を検出した低速走行時、または前記操舵角検出手段(33)により操舵角が所定値以下検出した略直進走行時に、３点支持モードを選択するように構成されたものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の構成において、支持ブロック(4A〜4D)を、台車本体(1)の前部側と後部側とにそれぞれ左右一対配置し、荷検出手段(26A〜26D)を、複数位置で計測された荷(W)の荷重により荷(W)の重心(G)位置を検出可能に構成し、３点支持モードを、前部側の左右の支持ブロック(4A,4B)により形成した前合体支持ブロック(4AB)と後部側の左右の支持ブロック(4C,4D)とで荷(W)を支持する第１−３点支持モードと、後部側の左右の支持ブロック(4C,4D)により形成した後合体支持ブロック(4CD)と前部側の左右の支持ブロック(4A,4B)とで荷(W)を支持する第２−３点支持モードとし、制御部(31)は、低速走行時または略直進走行時に、荷検出手段(26A〜26D)により検出された荷(W)の重心(G)が、荷台(1a)の前後方向の中央を横断する中央横断線(SL)より後方にある時に第１−３点支持モードを選択し、荷(W)の重心(G)が前記中央横断線(SL)より前方にある時に第２−３点支持モードを選択し、荷(W)の重心(G)が前記中央横断線(SL)上にある時に第１−３点支持モードまたは第２−３点支持モードを選択するように構成されたものである。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の構成において、荷検出手段は、４個の支持ブロック(4A〜4D)のサスペンションシリンダ(14A〜14H)の油圧をそれぞれ検出する油圧センサ(26A〜26D)を具備したものである。

なお、括弧内の符号は、参考のために実施の形態における符号を付したものである。

請求項１記載の発明によれば、荷の有無と走行速度と走行状態を検出し、空荷時、荷積載時でかつ低速走行時、または荷積載時でかつ高速走行時でさらに略直線走行時に、３点支持モードを選択し、荷積載時でかつ高速走行時でさらに旋回走行時に４点支持モードを選択するので、旋回走行時に発生しやすい荷台の傾斜を小さくして荷を安定して支持することができ、大型で大重量の荷を搬送する運搬台車の走行安定性を向上させることができる。

請求項２記載の発明によれば、荷積載時でかつ低速走行時、または荷積載時でかつ高速走行時であってさらに略直進走行時に、３点支持モードを選択する時に、中央横断線の前部および後部の一方で荷の重心を有さず荷の荷重の小さい側を、合体支持ブロックで支持させ、中央横断線の前部および後部の他方で荷の重心を有し荷の荷重の大きい側を、残りの２個の支持ブロックで支持させることにより、合体支持ブロックの車輪装置の車輪の空転を未然に防止することができ、大型で大重量の荷の形状や積載状態などに対応して荷を安定して支持することができ、運搬台車を安定走行させることができる。

請求項３記載の発明によれば、荷検出手段を、荷により４個の支持ブロックのサスペンションシリンダに加わる油圧を油圧センサで検出することにより、簡単な構造で、荷台の荷の有無と、荷の重心とを精度良く検出することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［実施の形態１］
本発明に係る運搬台車装置の実施の形態を図面を参照して説明する。

この運搬台車装置は、たとえば船殻ブロックなどの大型の荷Ｗを搬送するものであって、図１に示すように、荷台１ａが形成された台車本体１には、その下面で前後位置に前部運転席２Ａおよび後部運転席２Ｂがそれぞれ設けられている。また台車本体１の下面中央部にエンジン３が配置され、このエンジン３により発電機および油圧ポンプユニットをそれぞれ駆動するように構成されている。

また台車本体１の底面部に、たとえば独立換向式の前後１対の車輪装置Ｒ１〜Ｒ４，Ｌ１〜Ｌ４が四隅側にそれぞれ設けられており、これら４組の車輪装置（Ｒ１，Ｒ２）（Ｒ３，Ｒ４）（Ｌ１，Ｌ２）（Ｌ３，Ｌ４）により、独立した支持ブロック４Ａ〜４Ｄが構成されている。そして、４個の独立した支持ブロック４Ａ〜４Ｄにより荷Ｗを支持する４点支持モードと、前後の一方で左右の支持ブロック（４Ａ，４ｂ）（４Ｃ，４Ｄ）が一体に連動される前後合体支持ブロック４ＡＢ，４ＣＤと、前後の他方で独立した左右の支持ブロック（４Ａ，４ｂ）（４Ｃ，４Ｄ）の３点で荷Ｗを支持する３点支持モード（第１−３点支持モード、第２−３点支持モード）とが後述の制御部３１により選択される。

各車輪装置Ｒ１〜Ｒ４，Ｌ１〜Ｌ４は、図２に示すように、台車本体１に舵軸１０を中心に旋回自在に支持された旋回体１１と、この旋回体１１から斜め下方に伸びる上アーム部１２と、この上アーム部１２の下端部に水平軸１２ａを介して上下揺動自在に支持された下アーム部１３と、旋回体１１と下アーム部１３との間にピン連結されたサスペンションシリンダ１４Ａ〜１４Ｈと、下アーム部１３の下端部に設けられた車軸支持部１５と、この車軸支持部１５に車軸１５ａを介して回転自在に支持された複数の車輪（駆動車輪）１６と、減速ギヤ（図示せず）および車軸１５ａを介して車輪１６を回転駆動する駆動モータ１７と、台車本体１に設けられて旋回体１１を舵軸１０周りに転舵する操舵駆動装置１８とで構成されている。

サスペンションシリンダ１４Ａ〜１４Ｈに作動油を給排出する油圧回路を図３を参照して説明する。
油圧ポンプ(図示せず)およびオイルタンク(図示せず)に接続される油圧配管２１Ａ，２１Ｂが４個の支持ブロック４Ａ〜４Ｄに対応してそれぞれ４本の前後分岐配管２３Ａ〜２３Ｄに分岐され、これら分岐配管２３Ａ〜２３Ｄの上流側にそれぞれ電磁式の４ポート３位置昇降用切換弁２２Ａ〜２２Ｄが介在されている。そして、昇降用切換弁２２Ａ〜２２Ｄからサスペンションシリンダ１４Ａ〜１４Ｈの油室に接続された分岐配管２３Ａ〜２３Ｄに、それぞれサスペンションブロック２４Ａ〜２４Ｄが介在されている。また、昇降用切換弁２２Ａ，２２Ｂから前部のサスペンションシリンダ１４Ａ〜１４Ｄに至る前分岐配管２３Ａ，２３Ｂがバイパス管２５ａにより互いに連通され、このバイパス管２５ａに電磁式の第１モード切換弁２５Ａが介在されている。さらに昇降用切換弁２２Ｃ，２２Ｄから後部のサスペンションシリンダ１４Ｅ〜１４Ｈに至る後分岐配管２３Ｃ，２３Ｄがバイパス管２５ｂにより互いに連通され、バイパス管２５ｂに電磁式の第２モード切換弁２５Ｂが介在されている。さらに、各サスペンションシリンダ１４Ａ〜１４Ｈ近傍の分岐配管２３Ａ〜２３Ｄに、荷Ｗの有無と重心Ｇとを検出する荷検出手段である油圧センサ２６Ａ〜２６Ｄがそれぞれ設けられている。前記サスペンションブロック２４Ａ〜２４Ｄは、各分岐配管２３Ａ〜２３Ｄにそれぞれ昇降用切換弁２２Ａ〜２２Ｄ側から順に、油の流れ方向が異なるように直列に接続された２台の手動絞り付逆止め弁２７，２８と、パイロット操作式の逆止め弁２９とが設けられている。

上記構成において、昇降用切換弁２２Ａ〜２２Ｄでは、電磁コイル２２Ｒ，２２Ｓが無励磁で中立位置の場合には、昇降用切換弁２２Ａ〜２２Ｄが閉じられてサスペンションシリンダ１４Ａ〜１４Ｄおよび前後の分岐配管２３Ａ〜２３Ｄ内の作動油が給排出されず作動油が保持される。また電磁コイル２２Ｒが励磁されて昇降用切換弁２２Ａ〜２２Ｄが切換位置Ｒとなると、パイロット圧が逆止め弁２９に供給され、サスペンションシリンダ１４Ａ〜１４Ｄおよび前後の分岐配管２３Ａ〜２３Ｄの作動油が逆止め弁２７，２８および昇降用切換弁２２Ａ〜２２Ｄを介してオイルタンクに戻され、サスペンションシリンダ１４Ａ〜１４Ｄが収縮されて荷台１ａが下降される。さらに電磁コイル２２Ｓが励磁されて昇降用切換弁２２Ａ〜２２Ｄが切換位置Ｓとなると、油圧ポンプの作動油が昇降用切換弁２２Ａ〜２２Ｄからサスペンションブロック２４Ａ〜２４Ｄを介して前後の分岐配管２３Ａ〜２３Ｄおよびサスペンションシリンダ１４Ａ〜１４Ｄにそれぞれ供給され、サスペンションシリンダ１４Ａ〜１４Ｄが伸展されて荷台１ａが上昇される。

また昇降用切換弁２２Ａ〜２２Ｄが中立位置の場合、たとえば車輪装置Ｒ１の車輪１６が障害物に乗り上げてサスペンションシリンダ１４Ａが収縮されると、サスペンションシリンダ１４Ａから排出された作動油が、同一の支持ブロック４Ａ内のサスペンションシリンダ１４Ｂに送られて伸展される。また前合体支持ブロック１４ＡＢが形成されている場合には、収縮によりサスペンションシリンダ１４Ａから排出された作動油が、前合体支持ブロック４ＡＢ内のサスペンションシリンダ１４Ｂ〜１４Ｄにそれぞれ送られて伸展される。

荷支持モードについて図５を参照して説明する。
図５(ａ)に示す４点支持モードは、荷台１ａに荷Ｗを積載した荷積載時でかつ高速走行時であって、さらに旋回走行時に選択される。

また図５(ｂ)(ｄ)に示す第１−３点支持モードは、前部側の支持ブロック４Ａ，４Ｂを一体に連動させる前合体支持ブロック４ＡＢと、後部側の左右の支持ブロック４Ｃ，４Ｄとの３点で荷Ｗを支持するもので、空荷時、荷積載時でかつ低速走行時または荷積載時かつ高速走行時であってさらに略直進走行時に、荷Ｗの重心Ｇが、台車本体１の中心線ＣＬに直交し前後方向の中心を通る中央横断線ＳＬより後方に位置する時にそれぞれ選択される。

さらに図５(ｃ)(ｅ)に示す第２−３点支持モードは、後部側の支持ブロック４Ｃ，４Ｄを一体に連動させる後合体支持ブロック４ＣＤと、前部側の左右の支持ブロック４Ａ，４Ｂとの３点で荷Ｗを支持するもので、荷積載時でかつ低速走行時、または荷積載時でかつ高速走行時であってさらに略直進走行に、荷Ｗの重心Ｇが、中央横断線ＳＬより前方に位置する時にそれぞれ選択される。なお、荷Ｗの重心Ｇが中央横断線ＳＬ上にある時には、第１−３点支持モードと第２−３点支持モードのどちらを選択するように設定してもよいが、ここでは第１−３点支持モードを選択するように設定されている。

この荷支持モードを選択する制御部３１は、図４に示すように、各油圧センサ２６Ａ〜２６Ｄの検出信号が入力されて、荷台1ａ上の荷Ｗの有無と、荷Ｗの重心Ｇの位置を演算してこの重心Ｇが中央横断線ＳＬの前方か後方かを判断する。また速度検出手段である走行速度センサ３２の検出信号が入力されて、予め設定された基準速度と比較し、搬送台車が基準速度以下の停止または低速走行状態か、基準速度を越える高速走行状態かを判断する。さらにステアリングハンドル(図示せず)の回転角を検出する操舵角検出手段であるステアリング操作角センサ３３から検出信号が入力されて、予め設定された基準操舵角と比較し、基準操舵角以下の略直進走行状態か、基準操舵角を越える旋回走行状態かを判断する。また運転席２Ａ，２Ｂにそれぞれ設けられた荷支持モード切替スイッチ３４から操作信号が入力され、手動操作により、荷支持モードを、４点支持モード、第１−３点支持モード、第２−３点支持モードを選択することができる。

この制御部３１では、図６に示すように、ステアリングハンドルやシフトレバー、アクセルなどの走行用操作装置が操作される（STEP.1）と、油圧センサ２６Ａ〜２６Ｄの検出信号に基づいて、荷台１ａに荷Ｗが積載されているかどうかを判断する(STEP.2)。空荷時には、第１−３点支持モードを選択し（STEP.3）、第１モード切換弁２５Ａを操作して前合体支持ブロック４ＡＢを形成し、この前合体支持ブロック４ＡＢと支持ブロック４Ｃ，４Ｄとにより荷Ｗを３点支持させる。もちろん、この時、仮想線で示すように、第２−３点支持モードを選択することもできる（STEP.4）。

荷積載時には、走行速度センサ３２の検出信号に基づいて、たとえば積載量が１５０トンの運搬台車装置において、５０トン以上の荷Ｗでは、走行速度３ｋｍ／ｈを基準速度として、基準速度以下の低速走行（停止も含む）か、基準速度を越える高速走行かを判断する（STEP.5）。なお、この基準速度は運搬台車装置や荷Ｗなどの条件により変更可能なものである。

低速走行時には、荷Ｗの重心Ｇが中央横断線ＳＬより後方にあるかどうかを判断し（STEP.6）、荷Ｗの重心Ｇが中央横断線ＳＬ上かまたは後方にある場合には、第１−３点支持モードを選択し（STEP.3）、荷Ｗの重心Ｇが中央横断線ＳＬより前方にある場合には、第２−３点支持モードを選択する（STEP.4）。第２−３点支持モードを選択すると、第２モード切換弁２５Ｂを操作して後合体支持ブロック４ＣＤを形成し、この後合体支持ブロック４ＣＤと支持ブロック４Ａ，４Ｂとにより荷Ｗを３点支持させる。

高速走行時には、ステアリング操作角センサ３３の検出信号に基づいて、たとえば積載量が１５０トンの運搬台車装置において、たとえば５０トン以上の荷Ｗを積載し、かつ走行速度３ｋｍ／ｈの基準速度を越える高速走行の場合には、たとえば操舵角５度を基準操舵角として、基準操舵角以下の略直進走行か、基準操舵角を越える旋回走行かを判断する（STEP.7）。なお、この基準操舵角は運搬台車装置や荷Ｗなどの条件により変更可能なものである。

略直進走行時には、荷Ｗの重心Ｇが中央横断線ＳＬより前方にあるかどうかを判断し（STEP.6）、荷Ｗの重心Ｇが中央横断線ＳＬ上か、前方にある場合には第１−３点支持モードを選択させ（STEP.3）、荷Ｗの重心Ｇが中央横断線ＳＬより後方にある場合には第２−３点支持モードを選択させる（STEP.４）。

旋回走行時には、４点支持モードを選択させ、各支持ブロック４Ａ〜４Ｄにより荷Ｗを４点支持させる。
上記実施の形態によれば、空荷時に第１−３点支持モードを選択し、荷積載時でかつ低速走行時、または荷積載時かつ高速走行時であってさらに略直進走行時に、荷Ｗの重心Ｇが中央横断線ＳＬ上かまたは後方にあれば第１−３点支持モードを選択し、中央横断線ＳＬより前方にあれば第２−３点支持モードを選択することで、荷の重心位置や形状に関係なく大型で大重量の荷を３点支持で安定して支持することができ、運搬台車により安定搬送することができる。

さらに、荷積載時で高速走行時かつ旋回走行時に、４点支持モードを選択して４個の支持ブロック４Ａ〜４Ｄで荷Ｗを４点支持させることで、荷Ｗの位置ずれが生じて重心Ｇが移動することがあっても、荷台１ａの傾斜を防止して荷Ｗを安定して支持させることができ、大型で大重量の荷Ｗを搬送する運搬台車の走行安定性を向上させることができる。

さらにまた、４個のブロック４Ａ〜４Ｄのサスペンションシリンダ１４Ａ〜１４Ｈの油圧を油圧センサ２６Ａ〜２６Ｄで検出することにより、荷台１ａの荷Ｗの有無と、荷Ｗの重心Ｇとを精度良く検出することができる。

なお、制御部３１の他の実施の形態として、図７に示すように、略直進走行か旋回走行かの走行状態を判断するSTEP.7を削除し、荷Ｗの有無と、走行速度と、荷Ｗの重心Ｇ位置とにより、第１−３点支持モードおよび第２−３点支持モードならびに４点支持モードを選択しても、荷Ｗを良好に支持できて運搬台車を安定走行させることができる。

本発明に係る運搬台車の実施の形態を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。 車輪装置の側面図である。 車輪装置の油圧配管を示す配管図である。 荷台の支持モードを選択する制御装置の構成図である。 荷台の支持モードを説明する概略平面図で、（ａ）は４点支持モード、（ｂ）は第１−３点支持モード、（ｃ）は第２−３点支持モード、（ｄ）は荷積載時の第１−３点支持モード例、（ｅ）は荷積載時の第２−３点支持モード例を示す。 制御装置の動作を説明するフロー図である。 制御装置の動作を説明する他の実施例のフロー図である。

符号の説明

Ｗ 荷
Ｇ 重心
Ｒ１〜Ｒ４、Ｌ１〜Ｌ４ 車輪装置
ＣＬ 中心線
ＳＬ 中央横断線
１ 台車本体
１ａ 荷台
２Ａ 前部運転席
２Ｂ 後部運転席
４Ａ〜４Ｄ 支持ブロック
４ＡＢ，４ＣＤ 合体支持ブロック
１４Ａ〜１４Ｈ サスペンションシリンダ
１６ 車輪
２１Ａ，２１Ｂ 油圧配管
２３Ａ〜２３Ｄ 分岐配管
２４Ａ〜２４Ｄ サスペンションブロック
２５Ａ 第１モード切換弁
２５Ｂ 第２モード切換弁
２６Ａ〜２６Ｄ 油圧センサ（荷検出手段）
３１ 制御部
３２ 走行速度センサ（速度検出手段）
３３ ステアリング操舵角センサ（操舵角検出手段）

Claims (3)

1. 車輪に油圧式のサスペンションシリンダを介して荷を支持する車輪装置を有する４個の支持ブロックを具備し、当該４個の支持ブロックで荷を支持する４点支持モードと、当該４個の支持ブロックのうち隣接する２個の支持ブロックのサスペンションシリンダの油室を互いに連通した合体支持ブロックと残りの２個の支持ブロックとで荷を支持する３点支持モードとを切替可能な運搬台車装置であって、
   荷を検出可能な荷検出手段と、走行速度を検出する速度検出手段と、ステアリングの操舵角を検出する操舵角検出手段と、前記荷検出手段および前記速度検出手段ならびに前記操舵角検出手段の検出信号に基づいて、４点支持モードまたは３点支持モードを選択する制御部とを具備し、
   制御部は、前記荷検出手段により荷を検出した荷積載時で、かつ前記速度検出手段により走行速度が所定値以上を検出した高速走行時で、さらに前記操舵角検出手段により操舵角が所定値以上を検出した旋回走行時に４点支持モードを選択し、また前記荷検出手段により荷を検出しない空荷時、前記速度検出手段により走行速度が停止を含む所定値以下を検出した低速走行時、または前記操舵角検出手段により操舵角が所定値以下を検出した略直進走行時に、３点支持モードを選択するように構成された
   ことを特徴とする運搬台車装置。
2. 支持ブロックを、台車本体の前部側と後部側とにそれぞれ左右一対配置し、
   荷検出手段を、複数位置で測定された荷の荷重により荷の重心位置を検出可能に構成し、
   ３点支持モードを、
   前部側の左右の支持ブロックにより形成した前合体支持ブロックと、後部側の左右の支持ブロックとで荷を支持する第１−３点支持モードと、
   後部側の左右の支持ブロックにより形成した後合体支持ブロックと、前部側の左右の支持ブロックとで荷を支持する第２−３点支持モードとし、
   制御部は、低速走行時または略直進走行時に、荷検出手段により検出された荷の重心が、荷台の前後方向の中央を横断する中央横断線より後方にある時に第１−３点支持モードを選択し、荷の重心が前記中央横断線より前方にある時に第２−３点支持モードを選択し、荷の重心が前記中央横断線上にある時に第１−３点支持モードまたは第２−３点支持モードを選択するように構成された
   ことを特徴とする請求項１記載の運搬台車装置。
3. 荷検出手段は、４個の支持ブロックのサスペンションシリンダの油圧をそれぞれ検出する油圧センサを具備した
   ことを特徴とする請求項２記載の運搬台車装置。

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