JPH02185801A - 三輪車用操舵ローラ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、２個の走行車輪が車両フレームに対して動か
ぬように配置され、かつ共通の線上にある軸の回りに互
いに独立して回転可能であり、床上を走行する操舵ロー
ラが走行車輪の軸から離れている車軸の回りに自由に回
転可能であり、かつ環状取付は部材の回転可能な部分に
取付けられ、環状取付は部材の中心軸線が垂直方向に延
び、かつ操舵ローラのキャスタ作用を達成するために、
操舵ローラの車軸から、キャスタ半径に相当する水平距
離だけ離れている、無軌道床上車両のための操舵ローラ
装置に関する。

〔従来の技術〕

特に工場搬送業務のための搬送システムとして使用され
ているこの種の三輪車は、ずっと以前から知られている
。この車両の場合には、いろいろな動きおよび特に操舵
が、駆動可能な走行車輪の異なる駆動によって行われる
（装甲車制御）。前進および後退方向で真直ぐに走行す
るためには、両走行車輪は同じ速度で駆動される。前進
および後退方向でカーブを走行するためには、２個の走
行車輪は異なる速度で駆動される。２個の走行車輪が同
じ速度で反対回転方向に駆動されると、車両は一地点で
旋回する。

〔発明が解決しようとする課題〕 この場合、駆動されないでかつ直接的に制御または操舵
されない操舵ローラは、カーブ走行または一地点での旋
回を可能にする。しかしながら、操舵ローラのキャスタ
作用によって、走行方向を逆転するときに操舵上の問題
が生じる。

すなわち、走行方向を変えるときに、操舵ローラがキャ
スタ作用の変更のために１８０″だけ揺動するので、車
両が制御されないで振れる。すなわち、車両は操舵ロー
ラのキャスタ半径だけ走行路から必然的に逸れる（走行
路からの逸脱）。操舵制御システムはこの逸脱を検出し
、車両のこの逸脱運動と反対に作用する。これにより、
操舵システムと駆動システムに大きな力とトルクが発生
する。この力とトルクは相応して大きな曲げ力と剪断力
を発生し、かつ相応して車輪の大きな摩耗を生じること
になる。この場合更に、大きな駆動動力が短時間で必要
となる。なぜなら、操舵制御が走行路逸脱と反対に作用
するからである。

本発明の目的は、先行技術において走行方向の変更時に
駆動システムと車輪に発生する応力が避けることができ
る、冒頭に述べた種類の操舵ローラ装置を改良すること
である。

〔課題を解決するための手段〕

この目的は、操舵ローラが反対側にある二つのキャスタ
位置の間で、キャスタ半径の２倍に相当する路程にわた
って、環状取付は部材の回転可能な部分と相対的に移動
可能であり、走行方向の逆転の際に、要求される、操舵
ローラキャスタ作用の交替が、環状取付は部材の回転可
能な部品と相対的に操舵ローラを対応して調節すること
によって行われることによって達成される。

〔発明の作用および効果〕

本発明に従って形成された操舵ローラ装置の場合には、
走行方向の逆転時に、要求されるキャスタ作用の交替が
、環状取付は部材の回転可能部品と相対的に操舵ローラ
を調節することによって行われる。従って、環状取付は
部材はキャスタ作用の逆転のために回転運動する必要が
ないので、もはや操舵ローラの偏向運動は発生せず、従
って車両の制御されない振れ（走行路からの逸脱）が回
避される。

操舵ローラは好ましくは、二つのキャスタ位置の間での
調節のために、直線ガイドによって環状取付は部材に、
真直ぐに移動可能に取付けられている。スタート時に、
先ず、操舵ローラが転勤を開始する前に、車輪が直線ガ
イドに沿って移動するようにするために、直線ガイドと
操舵ローラの車輪軸受の摩擦抵抗が、操舵ローラと床の
間の摩擦抵抗よりも小さくなっている。

従って、２個の走行車輪と操舵ローラが逸脱力に同時に
打ち勝たずに、順々に打ち勝つので、駆動システムの付
加的な負荷解除が生じる。

それによって、先行技術に対して動力ピークが減少する
ことにより、エネルギー消費が少なくなり、それによっ
て駆動部の摩耗が小さくなる。

本発明の他の実施形では、操舵ローラが、床のでこぼこ
に適合できるようにするために、自動調心軸受によって
、車軸と環状取付は部材軸線に対して垂直な軸の回りに
回転可能である。

この構造は特に、操舵ローラが一対の車輪からなり、両
車輪が共通の軸に回転可能に取付けられているときに、
有利である。この場合、車輪の一方が床から持ち上げら
れて離れることが、自動調心軸受によって避けられる。

すなわち、床がでこぼこの場合にも、すべての車輪が床
に接触する。

本発明の特に有利な実施形では、直線ガイドが同時に自
動調心軸受として形成されている。

この解決策は構造の簡単化、省スペースおよび機能の高
い信頼性という点で有利である。

二つのキャスターの間での操舵ローラの調節は、直線移
動の代わりに、環状取付は部材軸線に対して垂直で車軸
に対して平行な軸線回りの揺動運動によって達成される
。

本発明に従って形成された操舵ローラ装置は特に、車両
の操舵のために２個の走行ローラが互いに独立して駆動
可能である床上車両に適している。しかし、その代わり
に、外部から（引張ることによっであるいは押すことに
よって）駆動力を加える車両にも適用可能である。本発
明は運転手が乗る車両または運転手が乗らない車両、荷
物を搬送するための車両、集電装置を備えた車両、ある
いは操舵ローラ装置が設けられている他の床上車両に適
用可能である。

〔実施例〕

図を参照して本発明の代表的な二つの実施例を詳細に説
明する。

第１図と第２図に示した、車両フレーム４を有する、運
転手が乗らない床上車両２は、図示したような積荷６を
運搬する働きをする。この車両は２個の走行車輪８，１
０を備えている。

この車輪は第２図において一点鎖線で示した、共通の線
上にある車軸の回りに回転可能である。

この車輪は、図示していない２個の駆動モータによって
互いに独立して両回転方向に駆動可能である。

駆動されない操舵ローラ１２は２個の車輪１４．１６か
らなっている。この車輪の車軸Ａは走行車輪８．１０の
車軸から水平方向に離れており、“三輪”車となるよう
に走行車輪８．１０に対して配置されている。

車輪１４．１６はいかなる形状のものでもよく、ころが
り軸受１日によって共通の軸２０に回転可能に取付けら
れている（第３図と第４図参照）。

軸２０ひいては操舵ローラ１２は、直線ガイド２２によ
って車両フレーム４と相対的に真直ぐに移動可能である
。同時に、直線ガイドは自動調心軸受として形成され、
軸ひいては操舵ローラ１２の両車輪１４．１６は軸線Ｂ
の回りに回転可能である。この軸線は直線ガイド２２の
移動方向と一致し、そして車輪軸線Ａと垂直に配置され
ている。

直線ガイド２２は案内ロッド２４を備えている。この案
内ロンド上で、案内ブツシュ２６が回転可能に取付けら
れ、かつ玉軸受として形成されたころがり軸受２８によ
って軸方向に移動可能である。案内ブツシュ２６は軸２
０と一体に形成されている。すなわち、案内ブツシュは
軸２０の中央部を形成し、それによって直線ガイド２２
は既述のように、軸２０と操舵ローラ１２の両車輪１４
．１６の軸方向移動と回転運動を可能にする。

案内ロッド２４の二つの端部には、２本の垂直アーム３
０．３２が固定されている。この垂直アーム３０．３２
は環状取付は部材３４を介して案内ロッド２４を車両フ
レーム４に連結している。垂直アーム３．０．３２は同
時に、後で詳細に説明するように、案内ブツシュ２６の
直線移動のストッパーとしての働きをする。

図示の構造の代わりに、軸２０を（案内ブツシュ２６を
介して）案内ロッド２４に固定連結してもよい、この場
合、案内ロッド２４は対応して延長し、アーム３０．３
２内で回転可能におよび軸方向に移動可能に取付けられ
る。

環状取付は部材３４は２枚の環状板３６．３８を備えて
いる。この再環状板はポール４０を介して相対的に回転
可能である。環状板３８が車両フレーム４に固定されて
いるのに対し、他方の環状板３６はアーム３０．３２に
固定連結されている。

環状取付は部材３４は操舵ローラ１２を垂直中心軸線Ｃ
の回りに回転可能にする。それによって、直接的に操舵
または制御されない操舵ローラ１２は、車両がカーブを
走行しているときに、走行ローラ８，１０に対して傾斜
した位置を占めることができる。更に、環状取付は部材
３４は操舵ローラ１２のキャスタ（牽引）作用を可能に
する。なぜなら、操舵ローラ１２がその二つの当接位置
の一つを占める゛ときに（第３図参照）、垂直軸線Ｃが
操舵ローラ１２の車軸Ａから、キャスタ半径（キャスタ
トレール）Ｒに対応する水平方向距離を有するからであ
る。

運転中、車両２は２個の走行車輪１４．１６の制御によ
って操舵される。カーブ走行時に、２個の走行車輪１４
．１６は異なる速度で駆動される。この場合、キャスタ
半径Ｒに対応するキャスタ作用を有する操舵ローラ１２
は、環状取付は部材軸）＠Ｃ回りに揺動支持されている
ことにより、カーブ軌道に追随する。２個の走行車輪１
４．１６が同じ速度で反対回転方向に駆動されると、車
両２は一個所で旋回する。

走行方向の逆転を説明するために、車両が先ず最初は前
進方向に移動していると仮定する。

前進方向は第５図において矢印ａで示しである。

前進走行によって、案内ブツシュ２６はストッパーとし
て働きをするアーム３２に押しつけられている。それに
よって、操舵ローラ１２の２個の車輪１４．１６はその
二つのキャスタ位置（牽引位置）を一つを占める。この
位置では、車輪の車軸は垂直環状取付は部材軸線Ｃから
キャスタ半径Ｒだけ離れている（第３図参照）。

今、走行車輪８．１０が反対方向に回転させられると、
車両２は第５図において右側へ、すなわち第６図におい
て矢印す方向に移動する。

この場合、操舵ローラ１２の２個の車輪１４゜１６は先
ず最初は動かないでいる。これは、直線ガイド２２と車
輪軸受１８の摩擦抵抗が、車輪１４．１６と床の間の摩
擦抵抗よりも小さいからである。摩擦抵抗のこの関係は
、計算によっておよび経験によって決めることができる
。

従って、車両が後退方向（矢印す方向）に移動し、操舵
ローラ１２の車輪１４．１６が動かないでいる間、案内
プツシ２６は（第５．６図の左側の）アーム３０に当た
るまで、案内ロッド２４上を滑動する。それによって、
車輪１４゜１６は新しいキャスタ位置を占める。このキ
ャスタ位置では、車軸Ａが環状取付は部材軸線Ｃからキ
ャスタ半径Ｒだけ離れている。今や、操舵ローラ１２の
車輪１４．１６は同様に転勤を開始する。すなわち、２
個の走行車輪８．１０が既に動いている時点で、転勤を
開始する。

直線ガイド２２が同時に自動調心軸受として形成されて
いるので、操舵ローラ１２の２個の車輪１４．１６は、
車両の移動中、床のでこぼこに適合可能である。これに
より、すべての車輪の持続的な床接触が保証される。

機械的、電気機械的、液圧的にまたは同様な態様で構成
可能である図示していない錠止装置を、直線ガイド２２
の案内ブツシュ２６のために二つの端位置（キャスタ位
置）に設けることができる。

操舵ローラ１２は２個の車輪の代わりに、１個だけの車
輪によって構成可能である。しかし、これは、操舵ロー
ラの車輪の幅が充分でないと、車両を不安定にすること
になる。

第７図と第８図に示した第２の代表的な実施例では、第
１図乃至第６図に示した前記の代表的な実施例と一致す
る部品には、ダッシュ（′）をつけた同じ参照符号が用
いられている。

第１図乃至第６図に示した前記の代表的な実施例に対す
る、第７図と第８図の代表的な実施例の主たる相違は、
操舵ローラ１２’が直線に沿った移動によって調節可能
ではなく、車軸Ａに対して平行な軸線りの回りに揺動運
動することによって、二つのキャスタ位置の間で調節可
能であることにある。そのために、２本のレバー５２を
備えたレバー装置５０が設けられ、このレバーの一端に
は、１個の車輪からなる操舵ローラ１２′が車輪軸受１
８′を介して回転可能に取付けられてい名。一方、レバ
ー５２の他端は、ころがり軸受５４を介して、軸線りの
回りに回転可能に軸受要素５６に懸吊されている。

軸受要素５６は横方向ロンドロ０に固定されている。こ
の横方向ロッドは、環状取付は部材３４′の回転可能な
部品３６′から下方へ突出する両アーム３０′、３２’
に固定されている。

自由端部が斜めに延びる２本のアーム３０′３２′は同
時に、レバー５２のストッパーとしての働きをし、従っ
て、二つのキャスタ位置の間の操舵ローラ１２′の調節
運動のための制限部材としての働きをする。

操舵ローラ１２′の軸方向両側には、一方向ブレーキ６
２が付設されている。この一方向ブレーキは制御レバー
６４によって回転方向を逆転可能である。これにより、
一方向ブレーキ６２は、その都度牽引方向と反対方向に
操舵ローラ１２′をロックするように切り換えることが
できる。

二つのキャスタ位置の間で操舵ローラ１２′を再位置決
めすることは、レバー装置５０を軸線り回りに回転させ
ることによって行われる（第７図の両方向矢印Ｃ参照）
。この場合には、既述のように、アーム３０′、３２’
の斜めに延びる自由端部が、ストッパーとしての働きを
する。キャスタ位置を逆転させるために、一方向ブレー
キ６２は制御レバー６４によってその一方の作用回転方
向から他方の作用回転方向へ切り換え可能である。

第７図と第８図に示した実施例は、操舵ローラが二つの
キャスタ位置で安定しているという利点がある。しかし
ながら、第７図と第８図の代表的な実施例は、幾分多く
の構造的コストを必要とする。更に、一方のキャスタ位
置から他方のキャスタ位置へ切り換える間、車両を幾分
持ち上げなければならない。

第９図に示した、第７図と第８図の実施例の変形例にお
いて、第７図と第８図の実施例と一致する部品には、ツ
ーダッシュ（″）を付けた同じ参照番号が使用されてい
る。

第７図と第８図の実施例に対する、第９図の実施例の主
たる相違は、レバー５２＃が１本しか設けられていない
ことにある。このレバーの軸２０“には、２個の車輪１
２＃がレバーの右側と左側において対称的に固定されて
いる。更に、軸受要素５６″は自動調心軸受５８によっ
て、軸線Ｂの回りに回転可能に横方向ロッド６０＃に取
付けられている。自動調心軸受は同様にころがり軸受と
して形成されている。

その他の構造的な要素と機能は、第７図と第８図の装置
の要素および機能と同じである。

自動調心軸受５８によって、一対の操舵ローラ１２”が
軸線Ｂの回りに回転可能である（第９図の両方向矢印ｄ
参照）。従って、床のでこぼこに適合可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は概略的に示した操舵ローラ装置を備えた床上車
両の側面図、第２図は第１図の車両を下方から見た図、
第３図は第１図と第２図による車両の操舵ローラ装置を
、部分的に切断してかつ拡大して示す側面図、第４図は
操舵ローラ装置の第３図と同様な図であるが、９０°回
転させた状態を示す図、第５図と第６図は、操舵ローラ
装置を下側から見た図であり、第５図の場合には、操舵
ローラが前進のためのそのキャスタ位置にあり、第６図
の場合には後退のためのそのキャスタ位置にある。第７
図と第８図は第２の代表的な実施例の、第３図と第４図
と同様な図、第９図は他の代表的な実施例の、第４図と
同様な図である。 ２・・・床上車両、　４・・・車両フレーム、８．１０
・・・走行車輪、　　１２・・・操舵ローラ、　３４・
・・環状取付は部材、　３６・・・環状取付は部材の回
転可能な部品、　Ａ・・・車軸、　Ｃ・・・環状取付は
部材の軸線、Ｒ・・・キャスタ半径 代理人　　弁理士　江　崎　光　好 代理人　　弁理士　江　崎　先　史 ニ：Ｚｆｆｉ７ ＪＥＥｊｉ′：ｔｉ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、２個の走行車輪が車両フレームに対して動かぬよう
   に配置され、かつ共通の線上にある軸の回りに互いに独
   立して回転可能であり、 床上を走行する操舵ローラが走行車輪の軸から離れてい
   る車軸の回りに自由に回転可能であり、かつ環状取付け
   部材の回転可能な部分に取付けられ、 環状取付け部材の中心軸線が垂直方向に延び、かつ操舵
   ローラのキャスタ作用を達成するために、操舵ローラの
   車軸から、キャスタ半径に相当する水平距離だけ離れて
   いる、 無軌道床上車両のための操舵ローラ装置において、 操舵ローラ（１２）が反対側にある二つのキャスタ位置
   の間で、キャスタ半径（Ｒ）の２倍に相当する路程にわ
   たって、環状取付け部材（３４）の回転可能な部分（３
   ６）と相対的に移動可能であり、 走行方向の逆転の際に、要求される、操舵ローラキャス
   タ作用の交替が、環状取付け部材（３４）の回転可能な
   部品（３６）と相対的に操舵ローラ（１２）を対応して
   調節することによって行われることを特徴とする操舵ロ
   ーラ装置。 ２、操舵ローラ（１２）が、床のでこぼこに適合させる
   ために、自動調心軸受（２２、５８）によって、車軸（
   Ａ）と環状取付け部材軸線（Ｃ）に対して垂直な軸（Ｂ
   ）の回りに回転可能であることを特徴とする、請求項１
   記載の操舵ローラ装置。 ３、操舵ローラ（１２）が、二つのキャスタ位置の間で
   の調節のために、直線ガイド（２２）によって環状取付
   け部材に、真直ぐに移動可能に取付けられていることを
   特徴とする、請求項１または請求項２記載の操舵ローラ
   装置。 ４、直線ガイド（２２）と操舵ローラ（１２）の車輪軸
   受（１８）の摩擦抵抗が、操舵ローラ（１２）と床の間
   の摩擦抵抗よりも小さいことを特徴とする、請求項３記
   載の操舵ローラ装置。 ５、直線ガイド（２２）が同時に、自動調心軸受として
   形成されていることを特徴とする、請求項３または請求
   項４記載の操舵ローラ装置。 ６、直線ガイド（２２）が車軸（Ａ）に対して垂直に延
   びる案内ロッド（２４）を有し、この案内ロッド（２４
   ）が操舵ローラ（１２）を軸方向移動および自動調心軸
   承する働きをすることを特徴とする、請求項５記載の操
   舵ローラ装置。 ７、案内ロッド（２４）が環状取付け部材に固定された
   ２本の垂直アーム（３０、３２）の下端部に懸吊され、
   この垂直アーム（３０、３２）が同時に、操舵ローラ（
   １２）の直線移動のストッパーとしての働きをすること
   を特徴とする、請求項６記載の操舵ローラ装置。 ８、操舵ローラ（１２）の軸（２０）が案内ブッシュ（
   ２６）に連結され、この案内ブッシュが固定配置された
   案内ロッド（２４）上に回転可能にかつ軸方向に移動可
   能に軸承されていることを特徴とする、請求項７記載の
   操舵ローラ装置。 ９、操舵ローラ（１２′、１２″）が、二つのキャスタ
   位置の間での調節のために、環状取付け部材中心軸線（
   Ｃ）に対して垂直で車軸（Ａ）に対して平行な軸線（Ｄ
   ）の回りに揺動可能に、環状取付け部材（３４′、３４
   ″）に取付けられていることを特徴とする、請求項１ま
   たは請求項２記載の操舵ローラ装置。 １０、操舵ローラ（１２′、１２″）がレバー装置（５
   ０、５０″）によって環状取付け部材（３４′、３４″
   ）に揺動可能に取付けられていることを特徴とする、請
   求項９記載の操舵ローラ装置。 １１、操舵ローラ（１２′、１２″）が、回転方向を逆
   転可能な一方向ブレーキ（６２、６２″）によって、両
   キャスタ位置にその都度一回転方向にロック可能である
   ことを特徴とする、請求項９または請求項１０記載の操
   舵ローラ装置。 １２、操舵ローラ（１２）の二つのキャスタ位置が錠止
   装置によってその都度固定保持可能であることを特徴と
   する、請求項１から請求項１１までのいずれか一つに記
   載の操舵ローラ装置。 １３、操舵ローラ（１２）が一対の車輪からなり、この
   両車輪（１４、１６）が共通の軸（２０）に回転可能に
   取付けられていることを特徴とする、請求項１から請求
   項１２までのいずれか一つに記載の操舵ローラ装置。