JP6196111B2 - 台車走行制御ユニット - Google Patents

Description

本発明は、台車に取り付ける車輪構造であって、台車の停止状態と走行状態との切り替えを制御可能とした台車走行制御ユニットに関する。

従来、例えば自動車の組立工場の搬送コンベアでは、複数の組立途中の自動車を所定の間隔で直列に載置し、所定の速度で一方向へ流しながら搬送コンベア上にて組立作業を行う。この場合、作業者は、搬送コンベア上を移動しながら組立に必要な部品や工具を収納した台車を伴って組立をする自動車に近づく。また、台車の車輪は、搬送コンベア上に乗って作業者と共に移動し、ある作業地点では一旦停止するように操作される。

そして、自動車の組立が終了した後は、作業者は、後続の自動車を組立てるために搬送コンベアの進行方向とは逆向きに移動する。すなわち、作業者は、移動する搬送コンベアに対して、固定床から見て常に一定の範囲内で前後に移動して組立作業を行っている。このような流れ作業を行うために、複数の作業者が、台車と共に搬送コンベア上を頻繁に前後移動することになる。

しかしながら、搬送コンベアは、少なくとも自動車を載置するための広さと台車を移動・停止させるためのスペースであり、そのため幅員が広がり、搬送コンベア全体が大型化していた。これは、工場の床面積の効率的な使用と相反するため生産効率は低下する。

そこで搬送コンベアの広さを有効に使用するため、搬送コンベアの側縁に沿って形成した固定通路を搬送コンベアの側縁に沿って並べて形成し、その間に台車用の左右車輪を跨って跨持して走行させる方法や、搬送コンベア上に台車を乗せないで、固定通路上でのみ台車を移動させる方法が考えられる。

ところが、前者においては、搬送コンベア上で可能な限り台車の移動スペースを少なくするようにすると、固定通路にかかるスペースが大となり、必然的に台車の重心は固定通路側が大となり、固定通路上に載置された一側方の台車用車輪と固定通路表面との摩擦力が、搬送コンベア表面との摩擦力に比して大きくなってしまう。従って、台車は搬送コンベアに追従することができないため直進走行ができず停止してしまう。このような理由によって、固定通路と搬送コンベアとに跨って台車を跨持走行する方法は採用しにくい。

しかし、後者の固定通路移動方法においては、搬送コンベアと共に台車を並走させる為の技術として、例えば、台車に可倒式の連結部材を取り付けて、搬送コンベア表面と一体に連結することで搬送コンベアの移動と並走させる技術が、特許文献１に開示されている。また、特許文献２には、台車と搬送コンベアを別途の作業台の下で略係合させることで搬送コンベアに台車を並走させる技術が開示されている。

特開２０１２−３５３５４号公報 特開平８−２５８７６５号公報

確かに、特許文献１，２に記載の技術は、搬送コンベアに対して台車を同期して並走させることができるため、一定の作業性を確保する点で有効な技術である。

しかしながら、特許文献１に記載の技術においては、台車のテーブル上から部品箱を取出しにより離反させることで連結部材が搬送コンベアと係合し、部品箱をテーブル上に戻すことで連結部材と搬送コンベアとの係合が解除されるようにしたものであるため、部品箱の取出しと戻し作業について充分に慣れていなければ、走行状態と停止状態をスムーズに制御させることができなかった。

また、連結部材は板状のゴム磁石で構成されているため、係合する搬送コンベアの表面の材質が鉄等の磁性材である必要があり、使用できる搬送コンベアの種類が限定されていた。

更に、台車には上述したような複雑な機構を備える必要があるため、専用台車として別途製作が必要となり、コスト面で不利であった。

また、特許文献２に記載の技術においては、台車と搬送コンベアとを作業台の下において略連結するため、連結軸やその他複数の部材を用いる必要があり、工事が必要な非常に大掛かりで複雑な機構となるため、コスト面で不利であった。

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、搬送コンベアの側縁に沿って形成された固定通路と搬送コンベアとの間に跨って左右側の台車用車輪を跨持して同期走行させることができる車輪構造であり、更には、台車の停止状態と走行状態との切り替えを簡単な操作で制御可能とした台車走行制御ユニットを提供することにある。

以上のような目的を達成するために、本発明は以下のような台車走行制御ユニットを提供する。

請求項１に係る発明では、台車の外底部に、台車用の左右車輪と、同期作動するように配設した台車走行制御ユニットであって、前記台車走行制御ユニットは、車軸を介して制御車輪と連結した筒状のアウターケースと、前記アウターケース外周壁に形成したボール孔から落下自在に構成した係合ボールと当接する前記アウターケース内のインナーロータリと、付勢力によって一体に同期回動するように前記アウターケースと前記インナーロータリと前記車軸とを結合した線状バネ体と、よりなることを特徴とする台車走行制御ユニット。

請求項２に係る発明では、前記インナーロータリは、前記係合ボールと係合可能な平担部又は凹状部周面を形成したことを特徴とする請求項１に記載の台車走行制御ユニット。

請求項３に係る発明では、前記アウターケース外周壁に形成した前記ボール孔の上方には係合ボール収納筒体を立設すると共に、前記該筒体の天井部には前記係合ボールの昇降に対応した空気圧の変化に応じて開閉自在の弁機構を設けたことを特徴とする請求項1又は請求項２のいずれかに記載の台車走行制御ユニット。

請求項４に係る発明では、一定以上の外力により前記車軸を強制回転させると前記係合ボールが前記インナーロータリの前記外周面との係合を解除し、一定未満の外力により前記アウターケースを強制回転させようとしても前記係合ボールは前記インナーロータリの前記外周面と係合して前記車軸と前記インナーロータリと係合した前記アウターケースは回転不能となるように構成したことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の台車走行制御ユニット。

請求項５に係る発明では、請求項１〜４に記載の前記台車走行制御ユニットは、搬送コンベアの側縁に沿って固定通路を形成し、前記搬送コンベアと前記固定通路に跨って前記台車用の左右車輪を跨持して台車走行を行うための前記台車に装着したことを特徴とする台車走行制御ユニット。

本発明に係る台車走行制御ユニットによれば、専用の台車を製作することなく台車の外底部に配設するのみで台車の停止状態と走行状態を制御することができるため非常に安価で、しかも作業性が良好なので台車を自在に操作することができる。

本発明の実施形態に係る台車走行制御ユニットを備えた台車の斜視図である。 本発明の実施形態に係る台車走行制御ユニットの斜視図である。 本発明の実施形態に係る台車走行制御ユニットの斜視簡易分解図である。 本発明の実施形態に係る台車走行制御ユニットを備えた台車の使用例を示す図である。 本発明の実施形態に係る台車走行制御ユニットを備えた台車の側面図である。 本発明の実施形態に係る台車走行制御ユニットを備えた台車の正面図である。 本発明の実施形態に係る台車走行制御ユニットの簡易正面透視図である。 本発明の実施形態に係る台車走行制御ユニットのインナーロータリの他の実施形態を示す簡易正面透視図である。 本発明の実施形態に係る台車走行制御ユニットの動きを示す簡易図である。 本発明の実施形態に係る台車走行制御ユニットを備えた台車の斜視図である。 本発明の実施形態に係る台車走行制御ユニットに揺動機構を付加した斜視図である。 本発明の実施形態に係る台車走行制御ユニット、及びバネストッパの斜視図である。 本発明の実施形態に係る台車走行制御ユニットの簡易正面透視図である。

本発明は、台車の停止状態と走行状態との切り替えを制御可能とした台車走行制御ユニットであり、自動車の組立ラインにおいて自動車を組立のため搬送する搬送コンベアの側縁に沿って固定通路を形成し、搬送コンベアとの間に跨って左右側の台車用車輪を跨持して走行可能に構成し、しかも、左右側の台車用車輪が固定通路上と搬送コンベア上とで左右同期して走行・停止するように構成することにより、専用の台車を製作することなく台車の外底部に配設するのみで台車の走行・停止状態を搬送コンベアの動きと同期して制御することができるようにして、非常に安価で、しかも搬送コンベアに容易に、かつ正確に並走させることができる。

以下、本発明の一実施形態に係る台車走行制御ユニット１について図面を参照しながら説明する。

なお、本説明中の台車走行制御ユニット１及び該ユニット１を配設した台車１０１における上下・左右の関係は、本説明中で特に明示しない限り、図５に示す通り、上下方向はそのまま上下として説明し、左右方向はそのまま左右として説明する。

また、台車１０１の前後関係については、図５における紙面と直交する方向の奥側を前方、手前側を後方とする。すなわち、図６における右側を前方、左側を後方とする。

また、本説明中において、左右同一又は左右対称等の構造や部品については、原則として同一の符号を付し、左右何れか一方のみを説明して、他方については説明を適宜省略する。

図１、図２、図３に示すように、本実施形態に係る台車走行制御ユニット１は、台車用の左右車輪１０２Ｒ，１０２Ｌと同期作動するように台車１０１の外底部に配設される。そして、台車走行制御ユニット１は、車軸８を介して制御車輪３と連結した筒状のアウターケース１６と、アウターケース１６外周壁１７に形成したボール孔１８から落下自在内に構成した係合ボール２５と当接するアウターケース１６内のインナーロータリ１０と、付勢力によって一体に同期回動するようにアウターケース１６とインナーロータリ１０と車軸８とを結合した線状バネ体１９と、より構成している。

ここで、搬送コンベア２０１、及び本実施形態に係る台車走行制御ユニット１を配設した台車１０１について、図を用いて説明する。

まず、図４に示すように、自動車の組立ラインで使用される搬送コンベア２０１は、搬送コンベア２０１上において、組立途中の自動車３０１を架台（図示せず）上に載置固定させた状態で、搬送コンベア２０１を一定速度で一方向へ移動できるように構成されている。また、搬送コンベア２０１の表面の材質は、金属材料や樹脂材料等で形成され、その外形は、搬送コンベア２０１の始端部（図示せず）と終端部（図示せず）とで折り返して回転可能となるように環状となっている。

また、搬送コンベア２０１上は略平担に形成され、作業者Ｍの歩行や台車１０１等の移動が可能である。搬送コンベア２０１の側縁には、歩行や台車１０１等の走行が可能な固定通路２０２が形成されている。固定通路２０２とは、搬送コンベア２０１に沿って形成された通路で、工場床面に固定して設けられており、固定通路２０２と搬送コンベア２０１との境界部は、可能な限り隙間や段差が排除され、一体の床のように構成されている。

本実施形態に係る台車走行制御ユニット１を配設した台車１０１は、このような移動する搬送コンベア２０１と固定通路２０２とに跨るようにして使用される。

次に、図１、図５、図６、図１０は、台車走行制御ユニット１を配設した台車１０１の一実施形態を示すものである。台車１０１は外観視で略矩形状に形成され、上部に略長方形状の天板１０３を配設すると共に、天板１０３の下方四隅には角柱状の脚柱１０４を垂設している。隣接する各脚柱１０４の下端面の間には角柱状の短枠材１０５，１０５と長枠材１０６，１０６を連結し、対向する短枠材１０５，１０５の上面において３枚の帯状の第一・第二・第三横桟１０７，１０８，１０９を間隔を空けて介設している。また、短枠材１０５，１０５と長枠材１０６，１０６とで構成した台車１０１の外底部となる矩形状の底部枠体１１０の四隅には、キャスターを備えた４つの台車用左右車輪１０２Ｒ，１０２Ｌを配設している。また、天板１０３の上方の一箇所の角部には角柱状の把持部１１１を立設している。

このように構成された台車１０１は、天板１０３上に部品（図示せず）を収納した部品箱１１２や工具（図示せず）を載置できると共に、横桟１０７，１０８，１０９上においても同様に載置できる。また、短辺側を進行方向として使用され、把持部１１１を把持して台車１０１を任意の場所へ移動させることができる。

本実施形態に係る台車走行制御ユニット１は、例えば、このような構造の台車１０１に対して配設することができる。具体的には、図１に示すように、把持部１１１に最も近い第一横桟１０７以外の第二・第三横桟１０８，１０９の長手方向略中央の下面において、第二・第三横桟１０８，１０９に跨って台車走行制御ユニット１の上部にあたる矩形枠体２の上端面を跨持させた状態で連結している。

この場合、図５に示すように、台車１０１に配設された台車走行制御ユニット１の制御車輪３は、制御車輪３近傍の台車用左車輪１０２Ｌよりも搬送コンベア２０１上に確実に接地されるように、台車用左車輪１０２Ｌを搬送コンベア２０１と非接触か、軽い接触状態となるように配設している。

また、台車走行制御ユニット１の他の配設方法として、図１０、図１１に示すように、台車走行制御ユニット１の矩形枠体２の上端面を台車１０１ａに枢支した揺動アーム５０に連設し、揺動アーム５０の上下揺動を介して台車走行制御ユニット１の制御車輪３が搬送コンベア２０１上に確実に当接するように構成することもできる。

この場合、把持部１１１側の短枠材１０５近傍に介設された第二・第三横桟１０８，１０９の下面に跨るようにして円柱状の枢支軸１１３を連結し、枢支軸１１３に挿通した枢支パイプ５１を枢支軸１１３周りに回動自在としている。また、枢支パイプ５１の周面の一部を矩形板状の揺動アーム５０の一側端部下面と連結すると共に、他側端部下面をボルト孔４４を介して矩形枠体２の上端面と連結する。このように揺動機構を構成することで、台車走行制御ユニット１は枢支軸１１３周りに揺動自在となる。

また、揺動機構には、台車走行制御ユニット１が枢支軸１１３の軸線方向に対して自由に移動しないように、枢支パイプ５１の両端部近傍の枢支軸１１３に枢支パイプ５１の開口よりも大きな外径のストッパ（図示せず）を一体に設けている。

なお、台車走行制御ユニット１は、台車１０１の外底部に配設されるが、外底部とは必ずしも台車１０１の底部に初期的に配設された台車用左右車輪１０２Ｒ，１０２Ｌ間で囲まれた領域のみを示すものではなく、該領域を越えた部分をも含むものである。従って、台車走行制御ユニット１が台車１０１から突出した部分に配設されていてもよい。また、台車走行制御ユニット１は、台車１０１に対して複数個配設してもよい。

次に、本実施形態に係る台車走行制御ユニット１の各部の構造について詳述する。

図２、図３、図７に示すように、台車走行制御ユニット１は、上部において、長手方向を左右方向とする矩形状の２つの長片４，４と、長片４の短辺よりも長い辺で形成された略正方形状の２つの短片５，５とが各々の側面が互いに対向するように端部で連結された上下開放の矩形枠体２を配設している。矩形枠体２は、全ての長・短片４，４，５，５の上端面が同一平面となるように構成され、更に、短片５，５の上端面には台車１０１の外底部と接続可能とするための雌ネジ孔６、及び台車１０１ａと揺動アーム５０を介して枢支連結可能とするための雌ネジ孔４１を形成している。矩形枠体２の下端面は、短片５，５が下方に突出するように構成し、その端面にベアリング（図示せず）を内設した軸受７，７を介して車軸８を回動自在に軸架している。なお、３９は軸受孔である。

車軸８は、1個の制御車輪３とインナーロータリ１０とを一体に構成（図示しないタイヤのホイルとインナーロータリ１０の一方の端部とが連結されている）しており、車軸８の両端部近傍には、車軸８が軸受７から脱落することを防止するための車軸ストッパ９を軸受７よりも外側となる位置に形成している。車軸ストッパ９は、軸受孔３９の内径よりも大きな外径で、車軸８と同心円状に形成している。

また、後述する弁機構３０を備えた筒状体２６が配設される側とは反対側（左側）には、制御車輪３を、中心をずらして配設している。なお、制御車輪３は、可能な限り床面との接地を確実にするために、ソリッドタイヤ（空気なし）を用いることが望ましい。

インナーロータリ１０は、後述する無底円筒状のアウターケース１６内で揺動自在に収納されている。そして、インナーロータリ１０の形状は、略正方形の角部１１がアウターケース１６の内壁に接触しない程度に面取りして八角形とし、軸線方向を略水平方向とする略八角柱状に形成している。また、車軸８は、軸線方向であるインナーロータリ１０の中心部で挿通固定されている。

すなわち、インナーロータリ１０の外周面１５は、面取りされた４つの角部１１と、それ以外の４つの平担部１２とで形成されている。平担部１２は、係合ボール２５と当接して確実に係合可能なように、アウターケース１６の内壁と平担部１２との間で係合空間１３を形成している。また、角部１１は、後述する係合ボール２５を上方へ押し上げる機能を有している。

なお、インナーロータリ１０の形状は、図８に示すように、後述する係合ボール２５が係合可能な凹状部１４を外周面１５に複数形成した歯車状であってもよく、その他、係合ボール２５が係合可能であれば如何なる形状であっても本発明の要旨の範囲内である。

図２、図３、図７に示すように、内部にインナーロータリ１０を収納するアウターケース１６は、周面においてアウターケース１６の外周壁１７に略矩形状のボール孔１８を穿設している。ボール孔１８はアウターケース１６の外周壁１７側と内部のインナーロータリ１０の外周面１５との間で、後述する係合ボール２５が行き来できる程度の大きさに形成している。

また、アウターケース１６とインナーロータリ１０とは、略へ字状の線状バネ体１９によって結合している。線状バネ体１９の中央部は車軸挿通部２０として車軸８を遊挿可能なように巻回状に形成しており、両端部は略へ字状の頭部側へ若干だけ屈曲して係合部２１，２１を形成している。

また、アウターケース１６の端面には、車軸８を挟んで対向するように断面略Ｔ字状の２つのアウター係合凸部２２を、Ｔ字状の底部が基端となるように突設すると共に、インナーロータリ１０の端面にも、車軸８を挟んで略対向するようにアウター係合凸部２２と同形状の２つのインナー係合凸部２３を同様に突設している。

そして、線状バネ体１９の車軸挿通部２０を車軸８に挿通し、線状バネ体１９の有する付勢力に抗して係合部２１をインナー係合凸部２３とアウター係合凸部２２に係合させる。このように構成することで、線状バネ体１９の係合部２１，２１は、アウター係合凸部２２，２２とインナー係合凸部２３，２３に対して車軸８を中心として互いに逆方向の付勢力を与えるため、アウターケース１６とインナーロータリ１０とは、略一体となって同期回動することが可能となる。すなわち、制御車輪３の回動力は、車軸８を介してインナーロータリ１０から線状バネ体１９、更にはアウターケース１６へと伝わり、こられが略一体となって回動することになる。また、線状バネ体１９による付勢力は、アウター係合凸部２２とインナー係合凸部２３の突設する位置を変更することで調整することができる。

なお、線状バネ体１９の付勢力調整の他の手段として、図１２（ａ）、（ｂ）、図１３に示すように、アウター係合凸部２２の代りに、アウターケース１６の外周壁１７の対向する部分に左右バネストッパ６０をそれぞれ変位自在に突設し、線状バネ体１９の係合部２１を左右バネストッパ６０の端部に形成した凸片６２に係合させておくこともできる。このように構成することにより、左バネストッパ６０が左回転の変位をしたとき、また、右バネストッパ６０が右回転の変位をしたときは、それぞれ線状バネ体１９の付勢力が調整される。

バネストッパ６０は、アウターケース１６の回動方向と同方向に長孔６１を穿設し、アウターケース１６の外周壁１７の所定箇所に雌ネジ孔（図示せず）がそれぞれ２箇所形成されているため、バネストッパ６０を押圧しながらバネストッパ６０の外側からそれぞれ２個のボルト４２によって固定される。また、バネストッパ６０の位置を変位させるには、ボルト４２を緩めて長孔６１に沿ってバネストッパ６０を車軸周りに移動させ、再度ボルト４２によって螺着固定する。

ここで、アウターケース１６に対するインナーロータリ１０の車軸８周りの位置関係について説明する。図７に示すようにインナーロータリ１０の平担部１２は、係合ボール２５の中心から車軸８に向かう軸線Ｖと平担部１２の面方向Ｓとが直交しないように構成している。すなわち、平担部１２の面方向Ｓは、水平面方向Ｈに対して車軸８の径方向に対して若干の角度αを与えて傾けた状態で略一体としている。

このように構成することで、例えば、制御車輪３の時計方向への回動時においては、インナーロータリ１０の左上角部１１は初期的に係合ボール２５に近接しているため、左上角部１１によって係合ボール２５を上方へ押し上げる際には、インナーロータリ１０を線状バネ体１９の付勢力に抗して時計回りに回動させるための移動量が少なくて済む。従って、線状バネ体１９の付勢力による影響も少なく比較的容易に回動させることができる。

反対に、反時計方向への移動時には、インナーロータリ１０の右上角部１１は係合ボール２５と離れているため、右上角部１１によって係合ボール２５を上昇させる際には、インナーロータリ１０を線状バネ体１９の付勢力に抗して反時計回りに多く回動させなければならない。従って、線状バネ体１９の付勢力が大きくなるのでインナーロータリ１０は回動し難くなる。

このように構成することで、制御車輪３を積極的に回動させたい方向と、できるだけ回動させたくない方向とを、インナーロータリ１０を配設する角度αによって規制することが可能となる。

なお、制御車輪３の回動方向を時計・反時計回りの何れの方向においても略均等に使用したい場合には、係合ボール２５の中心から車軸８に向かう軸線Ｖと平担部１２の面方向Ｓとが略直交するように、平担部１２を水平面方向Ｈとなるように構成すればよい。

また、上述した通り、線状バネ体１９の付勢力の調整については、アウター係合凸部２２の代りにバネストッパ６０を用いることで容易に調整可能であるため、制御車輪３の回動方向の規制について、更に細かい調整が可能である。

次に、係合ボール２５、及びそれを収納した筒状体２６について説明する。図３、図７に示すように、台車走行制御ユニット１の矩形枠体２の一方の短辺５の内側面にステー３４を介して係合ボール２５を収納するための筒状体２６を縦方向に垂設しており、筒状体２６は、下方の開口部２８がアウターケース１６のボール孔１８に連設するように、アウターケース１６の外周壁１７に近接して立設されている。また、筒状体２６は、下部に係合ボール２５が収納される係合ボール収納筒体２７を配設し、上部に弁機構３０を有する後述する弁ボール収納筒体３３を配設した構成としている。なお、ステー３４には雌ネジ孔４０が形成され、短片５の側面に形成されたネジ孔３８側からボルト（図示せず）によって螺着固定することで、筒状体２６を短辺５に固定可能としている。

なお、筒状体２６をアウターケース１６の外周壁１７に立設するに際しては、筒状体２６の下方開口端面を、アウターケース１６の外周円弧面と一致するように半円弧状に形成している。このように形成することで、係合ボール２５の上方への移動をスムーズに行うことが可能となる。

また、係合ボール収納筒体２７の内部空間は仮想円柱状に形成され、その内径は係合ボール２５の外径と略同一に形成されているため、係合ボール２５が内部空間内で上下自在に移動可能であると共に、アウターケース１６の外周壁１７、ボール孔１８、及びインナーロータリ１０の外周面１５との間においても上下自在に移動可能である。

このように構成することで、制御車輪３の回動によりアウターケース１６が同期して回動すると、係合ボール収納筒体２７内でアウターケース１６の外周壁１７面上にあった係合ボール２５は、真下に移動してきたボール孔１８へと落下し、インナーロータリ１０の外周面１５と当接する。従って、インナーロータリ１０は、係合ボール２５が障害となって、一定以上の外力が付加されない限り回動力が阻害されることとなり停止し、制御車輪３も同様に停止することになる。

なお、係合ボール２５がボール孔１８に落下した状態、すなわち制御車輪３の停止状態においては、制御車輪３を回動させようとするとボール孔１８の中で係合ボール２５が動ける限られた移動量と、線状バネ体１９の付勢力に抗してアウターケース１６とインナーロータリ１０との位置関係が若干だけずれるずれ量の分だけ回動させることができる。

また、係合ボール収納筒体２７の天井部２９には、係合ボール２５の昇降に対応した空気圧の変化に応じて開閉自在の弁機構３０を設けている。このように弁機構３０を設けることで、制御車輪３の回動時における係合ボール収納筒体２７内での係合ボール２５の上昇の際、係合ボール収納筒体２７内の空気が圧縮されることによる上昇の阻害を防止でき、係合ボール２５のスムーズな上昇を可能にする。また、係合ボール２５が降下する際には、係合ボール収納筒体２７内の空気が膨張され負圧になることによって、降下速度を緩和させることができる。特に、降下速度の緩和は、制御車輪３の回動時における係合ボール２５とボール孔１８周縁との接触による衝撃を緩和することができる。

次に、弁機構３０の具体的な構造について説明する。弁機構３０は、係合ボール収納筒体２７の天井部２９の中央に設けた調圧孔３１の開閉蓋を弁ボール３２の周面によって行うものである。弁ボール３２は、係合ボール収納筒体２７の上部において連設する弁ボール収納筒体３３の内部に収納される。弁ボール収納筒体３３は、一端開口の円筒状に形成され、開口側を係合ボール収納筒体２７の天井部２９の上面に連設して全体として筒状体２６を構成する。

また、弁ボール収納筒体３３の内部空間は仮想円柱状に形成しており、その内径は弁ボール３２の外径と略同一に形成され、弁ボール３２が上下自在に移動可能としている。また、弁ボール収納筒体３３の上部の側壁には、内部空間内で生じる空気圧の変化の影響を受けずに弁ボール３２が自由に昇降可能なように通気孔３５を穿設すると共に、前述したステー３４を突設している。

なお、弁ボール３２は、下方から調圧孔３１に向かって送り出される空気によって上方へ移動する必要があるため、両ボール２５，３２が同様の材質である場合には、その外径は係合ボール２５と同径か、それよりも小さい径であることが望ましい。

次に、台車走行制御ユニット１の一連の動作の流れを図９（ａ）〜（ｆ）に示しながら、各部の機能や構造について詳述する。なお、説明においては、本実施形態に係る台車走行制御ユニット１が配設された図１に示す台車１０１を例示して説明する。

まず、図９（ａ）に示すように、係合ボール２５はアウターケース１６のボール孔１８から落下してインナーロータリ１０の外周面１５である平担部１２と当接している。この場合、制御車輪３に一定の回動力を与えてインナーロータリ１０を回動させようとしても、線状バネ体１９によりアウターケース１６と略連結したインナーロータリ１０の動きも規制されるため回動しない。従って、制御車輪３は停止状態を維持することになるため、台車１０１自体も停止状態を維持する。

次に、図９（ｂ）に示すように、台車１０１の移動を開始させることで停止状態の制御車輪３に上述した回動力以上の所定の回動力を付加すると、アウターケース１６は停止したまま、インナーロータリ１０は線状バネ体１９の付勢力に抗して回動する。インナーロータリ１０の回動により、係合ボール２５は、当接していたインナーロータリ１０の平担部１２から角部１１へと当接箇所が移動するため係合ボールが上昇する。

係合ボール２５の上昇により、係合ボール２５とボール孔１８との係合が緩み、更に、インナーロータリ１０を介した線状バネ体１９の付勢力も加わることで、アウターケース１６はインナーロータリ１０に追従して回動しようとする。この場合、図９（ｃ）に示すように、係合ボール２５はボール孔１８の上方に移動して、アウターケース１６の外周壁１７と当接した状態となる。すなわち、係合ボール２５がボール孔１８から脱出した状態となる。

係合ボール２５の上昇時には、係合ボール収納筒体２７内の空気圧が高まるため、調圧孔３１を閉蓋していた弁ボール３２が上昇して調圧孔３１が開蓋する。従って、係合ボール２５は空気圧の影響を受けることなくスムーズに上昇動作を行うことができる。

また、図９（ｄ）に示すように、制御車輪３が回動し始めて台車１０１が走行状態になると、係合ボール２５がボール孔１８に完全に落下する前にボール孔１８が係合ボール２５の真下から移動することになるため、制御車輪３の回動が継続する。すなわち、制御車輪３の回動中、係合ボール２５は、回動するアウターケース１６の外周壁１７に略当接した状態で保持され、アウターケース１６とインナーロータリ１０との同期回動を可能とする。

制御車輪３の回動が遅い場合、すなわち台車１０１の走行速度が低速の場合には、係合ボール２５の真下にボール孔１８が位置する時間が長くなるため、係合ボール２５がボール孔１８に深く落下することになる。このような状態においては、係合ボール２５とボール孔１８の角部周縁との接触による衝撃が大きくなるが、制御車輪３が回動可能な上述した所定の回動力以上が付加されている限り、制御車輪３を回動させることができる。

また、上述したように、係合ボール収納筒体２７内の係合ボール２５は、弁機構３０の弁ボール３２が調圧孔３１を閉蓋しているため、係合ボール２５が落下しようとすると係合ボール収納筒体２７の内部空間が負圧となり、係合ボール２５の落下速度を遅くすることができる。これにより、制御車輪３の回動が遅い場合であっても、係合ボール２５がボール孔１８に落下し難くなるので、係合ボール２５とボール孔１８の角部周縁との接触による衝撃を緩和させることができる。

台車１０１を走行状態から停止状態へと移行させる場合については、図９（ｅ）、（ｆ）に示すように、制御車輪３の回動を停止させればよい。すなわち、単に台車１０１を任意の位置で停止させればよい。このとき、係合ボール２５がボール孔１８に落下した状態で制御車輪３を停止させた場合には、それ以後に、制御車輪３が回動する所定の回動力を付加しない限り制御車輪３は停止状態を維持する。また、係合ボール２５がボール孔１８に落下していない状態で制御車輪３を停止させた場合でも、床が傾斜していたり、床が移動や振動等をしていない限り制御車輪３は停止状態を維持する。更に、床が傾斜していたり、床が移動や振動等をしている場合であっても、制御車輪３がゆっくりと回動した後、ボール孔１８に係合ボール２５が落下して制御車輪３が停止する。従って、台車１０１の若干の動きの後に停止することになる。

本実施形態に係る台車走行制御ユニット１は、以上説明したように構成されている。従って、台車走行制御ユニット１を配設した図１のような台車１０１を自動車３０１の組立ラインで使用する場合には、図４、図５に示すように台車走行制御ユニット１の制御車輪３を搬送コンベア２０１上に位置させ、台車１０１の台車用右車輪１０２Ｒを固定通路２０２上に位置させるようにして使用することができる。

具体的には、図４に示すように、作業者Ｍは台車１０１の把持部１１１を把持して移動させながら台車１０１と共に組立対象の自動車３０１近傍へと移動する。作業者Ｍは、組立対象の自動車３０１近傍の任意の位置に台車１０１を停止させ、台車１０１に積まれた部品や工具を取出して自動車３０１の組立を開始する。

台車１０１の移動に際しては、上述した図９（ｄ）に示すように、係合ボール２５がボール孔１８に深く落下することなく台車走行制御ユニット１の制御車輪３が回動するため、スムーズに台車１０１を移動させることができる。

また、任意の位置に停止された台車１０１は、上述した図９（ｆ）に示すように、係合ボール２５がボール孔１８に落下した状態であればそのまま搬送コンベア２０１に対して停止し、そうでなければ、搬送コンベア２０１の移動に伴って台車走行制御ユニット１の制御車輪３が回動するため、係合ボール２５がボール孔１８に落下した状態となり、その時点で台車１０１は搬送コンベア２０１に対して停止することになる。

台車走行制御ユニット１の制御車輪３は、上述したように所定の回動力が付加されない限り回動しないため、搬送コンベア２０１上に位置する台車走行制御ユニット１の制御車輪３に対して、搬送コンベア２０１の移動速度や摩擦力等によって制御車輪３に付加される力が、制御車輪３を回動させる回動力よりも低ければ、制御車輪３は回動せずに搬送コンベア２０１上で停止状態を維持することになる。

制御車輪３を回動させるための回動力については、例えば、係合ボール２５の径やアウターケース１６の厚みによって変更可能な係合ボール２５の落下深さや線状バネ体１９の付勢力等を調整することで、係合ボール２５のボール孔１８からの脱出性を調整することができるため、これらによって対応することができる。なお、線状バネ体１９の付勢力の調整については、アウター係合凸部２２の代りにバネストッパ６０を用いることで、上述した調整方法により容易に調整可能である。

また、係合ボール２５がボール孔１８からインナーロータリ１０に至る落下深さは、インナーロータリ１０の平担部１２の高さ、すなわち、アウターケース１６内面とインナーロータリ１０の平担部１２の平担面との係合空間１３の高さと、係合ボール２５の外径の変更により調整することができる。

搬送コンベア２０１上で停止状態を維持する台車１０１は、搬送コンベア２０１と同期して移動するため、固定通路２０２側に位置する台車１０１の台車用右車輪１０２Ｒのみが回動した状態となる。従って、作業者Ｍが組立対象の自動車３０１の組立を終了して、後続の自動車３０１の組立に向かうまでは、作業者Ｍの近傍に台車１０１が位置することになる。

組立対象の自動車３０１の組立が終了すると、作業者Ｍは搬送コンベア２０１の移動方向に逆らって、再び台車１０１の把持部１１１を把持して台車１０１と共に後続の自動車３０１ａ近傍へと移動し、上述した動作を繰り返す。

このように、自動車の組立ラインで本実施形態に係る台車走行制御ユニット１を配設した台車１０１を用いれば、搬送コンベア２０１と固定通路２０２に跨って台車１０１を載置させることができるため、搬送コンベア２０１上に確保する台車１０１の走行のための面積を抑えることができる。従って、搬送コンベア２０１の短手側の幅を狭くすることができるため、搬送機構等の搬送のための設備を小型化でき、工場の床面積を効率よく使用することが可能となる。

また、専用の台車を別途製造することなく後付けをすることができるため、台車の製造コストを抑えることができ、経費面で有利となる。

また、本実施形態に係る台車走行制御ユニット１は特別な操作を必要とせず、任意の位置に停止でき、任意の位置から走行可能とすることができるため、操作性が非常に良好である。

なお、本実施形態に係る台車走行制御ユニット１を配設する対象は、台車に限定されず、例えば、ベビーカーや買い物用のカート等であってもよい。このような走行体に配設すれば、傾斜を有する道路であっても任意の位置に特別な操作をすることなく容易に停止でき、また、特別な操作をせずに容易に発進させることができるため、取扱いや安全性の面でも非常に有利である。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、例えば、ボール孔１８を２箇所以上設けてもよく、弁ボール３２を使用した弁機構３０を弁ボール３２以外の他の方式としてもよく、その他特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１ 台車走行制御ユニット
３ 制御車輪
８ 車軸
１０ インナーロータリ
１２ 平担部
１４ 凹状部
１５ 外周面
１６ アウターケース
１７ 外周壁
１８ ボール孔
１９ 線状バネ体
２５ 係合ボール
２７ 係合ボール収納筒体
２９ 天井部
３０ 弁機構
１０１ 台車
１０２Ｒ 台車用右車輪
１０２Ｌ 台車用左車輪
２０１ 搬送コンベア
２０２ 固定通路

Claims (5)

1. 台車の外底部に、台車用の左右車輪と、同期作動するように配設した台車走行制御ユニットであって、
   前記台車走行制御ユニットは、
   車軸を介して制御車輪と連結した筒状のアウターケースと、
   前記アウターケース外周壁に形成したボール孔から落下自在に構成した係合ボールと当接する前記アウターケース内のインナーロータリと、
   付勢力によって一体に同期回動するように前記アウターケースと前記インナーロータリと前記車軸とを結合した線状バネ体と、
   よりなることを特徴とする台車走行制御ユニット。
2. 前記インナーロータリは、前記係合ボールと係合可能な平担部又は凹状部周面を形成したことを特徴とする請求項１に記載の台車走行制御ユニット。
3. 前記アウターケース外周壁に形成した前記ボール孔の上方には係合ボール収納筒体を立設すると共に、前記該筒体の天井部には前記係合ボールの昇降に対応した空気圧の変化に応じて開閉自在の弁機構を設けたことを特徴とする請求項1又は請求項２のいずれかに記載の台車走行制御ユニット。
4. 一定以上の外力により前記車軸を強制回転させると前記係合ボールが前記インナーロータリの前記外周面との係合を解除し、
   一定未満の外力により前記アウターケースを強制回転させようとしても前記係合ボールは前記インナーロータリの前記外周面と係合して前記車軸と前記インナーロータリと係合した前記アウターケースは回転不能となるように構成したことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の台車走行制御ユニット。
5. 請求項１〜４に記載の前記台車走行制御ユニットは、搬送コンベアの側縁に沿って固定通路を形成し、前記搬送コンベアと前記固定通路に跨って前記台車用の左右車輪を跨持して台車走行を行うための前記台車に装着したことを特徴とする台車走行制御ユニット。

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