JPH04243664A - パワー台車 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種運搬作業に用いて
有用なパワー台車に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、重量物の運搬に関しては補助
動力装置付の台車が用いられている。これは、例えば操
作部に設けられた操作スイッチのオン・オフ操作に基い
て駆動輪を一定速度でまたは一定駆動力で駆動するとい
うようなものである。駆動輪を一定速度で駆動する方式
のものにおいて、この速度は操作部に設けられたレバー
の操作量を調節することにより適宜調節することも可能
である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如き従来よりの補助動力装置付の台車にあっては、駆動
輪を一定速度または、一定駆動力で駆動するか、または
レバー調節により速度可変とするような構成であったた
め、その場その場で異なる運搬条件に対し、臨機応変に
対応して速度や加速度を常時所望のものに調節するのが
難かしく、円滑な運転ができないという問題点があった
。

【０００４】例えば、積載物の重量変化により操作力が
変わる。また、曲線経路に応じて円滑な運転ができない
。悪路、あるいは危険な場所で臨機応変に速度調整でき
ない。等である。

【０００５】そこで、本発明は、積載物の重量変化を含
め、あらゆる運搬条件の変化に対して円滑に運転でき、
臨機応変に対応できるパワー台車を提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、特許請求の範囲に記載の通りのパワー台車を
構成した。

【０００７】

【作用】本発明のパワー台車は、上記構成であるので、
積載物の重量変化を含めて各種運搬条件の変化に拘わら
ず、操作力に応じて所望の速度及び加速度特性を得るこ
とができる。

【０００８】ここに、台車の操作力ｆ１に関し、積載物
の重量の推進力ｆ２に及ぼす影響は、積載物の重量ｍ１
と台車の重量ｍ２との和ｍ、 ｍ＝ｍ１＋ｍ２ に関係なく、同一操作力で同一速度及び同一加速度特性
を得られるようにするのが最適である。

【０００９】このためには、例えばｋ１，ｋ２を比例常
数として、 ｆ２＝ｋ１×ｆ１ ｋ１＝ｋ２×ｍ の関係が同時に成り立つようにし、比例常数ｋ２を、ボ
リューム等によって任意に調整できるようにしておけば
良い。

【００１０】したがって、本発明のパワー台車では、制
御装置のパラメータを上式の如く設定することにより、
積載物の重量に関係なく、同一操作力により一定の速度
及び加速度特性を得ることができ、操作力ｆ１に応じて
推進力を変化させるので各種の運搬条件下で臨機応変な
対応が可能となる。

【００１１】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
説明する。

【００１２】図１は、本発明の一実施例に係るパワー台
車ＰＷＴの側面図、図２はその平面図、図３は図１のカ
バーを外して示す左側面図である。

【００１３】図１〜図３において、箱状に形成された基
台１には、駆動輪２と旋回輪３が設けられている。これ
ら車輪は、左右（図１において紙面に直向する方向）に
それぞれ一対設けられる。各駆動輪２は、補助駆動装置
としてのサーボモータＭＲ　，ＭＬ　によりベルト４を
介して駆動されるようになっている。両車輪２、３間の
空間にはバッテリ５が配置される。

【００１４】前記基台１の手前側（図１において右方側
）には箱状の仕切りポスト６が立設され、その内部には
適宜補強部材７が設けられる。

【００１５】前記仕切りポスト６の内部で前記補強部材
７の後面には、サーボモータＭｚ　で駆動されるボール
ねじ８が立設され、このボールねじ８にはナット部材９
が螺合される。このナット部材９には上下移動体１０が
固定され、この上下移動体１０には前記仕切りポスト６
の後面で上下に設けた溝内を通過する突出部１１が設け
られ、この突出部１１の先端には重量センサ１２が設け
られている。重量センサ１２の作用については後述する
。 上下移動体１０の移動位置はアブソリュートエンコーダ
Ｅで検出されている。

【００１６】また、前記補強部材７の前方側で上方には
、操作力を検出する力センサ１３を介して操作部として
のハンドル１４が設けられている。

【００１７】図４〜図６は力センサ１３及びハンドル１
４の詳細を示す説明図である。図４はハンドル１４の正
面図、図５はハンドル１４の左側面図、図６はハンドル
１４の右側部分のみを示す平面図である。

【００１８】図４〜図６に示すように、ハンドル１４は
、その両端に仕切りポスト６に対して延伸される水平部
１４ａと、この水平部１４ａを手前内側に持ち上げた傾
斜部１４ｂと、中間部１４ｃとから成る。ハンドル１４
の両端は、リニアモーションガイド１５によって前後方
向に案内されるリニア部材１６に対し、板ばね１７を介
して接合されている。前記リニア部材１６の後部は接合
部１８を介して前記力センサ１３の上端部に接合されて
いる。

【００１９】したがって、前記ハンドル１４の中間部１
４ｃから傾斜部１４ｂにかけて両手をかけ、前後方向に
操作力ｆ１を与えることにより、左右の操作力をそれぞ
れの力センサ１３にて検出可能である。

【００２０】再度図１〜図３において、前記基台１の上
方には一方側の対偶１９を前記重量センサ１２の軸線上
で移動させ、他方側の対偶２０を前後に移動させること
としたＸリンク２１が設けられ、このＸリンク２１の上
部には積載物を積載するためのテーブル２２が設けられ
ている。前記対偶１９は前記重量センサ１２を介して突
出部１１上に支持され、Ｘリンク２１は上下移動体１０
の上下移動に伴なって上下動され、テーブル２２を上下
方向に駆動するようになっている。

【００２１】したがって、サーボモータＭｚ　の駆動に
より、テーブル２２を上下動することができ、最上部の
積載物の上面または下面をパスラインに一致させること
ができる。また、積載物の重量を重量センサ１２で検出
することができる。

【００２２】前記仕切りポスト６の上面前方には、操作
ボックス２３が設けられている。この操作ボックス２３
内には、前記駆動輪２を駆動するための制御装置が内蔵
されている。２６は接触検出スイッチ付のバンパ、２７
は障害物検出用の超音波センサ、２８はシグナルホンを
示す。

【００２３】図７は、前記操作ボックス２３の操作面の
説明図である。

【００２４】図７において、操作ボックス２３の操作面
（操作パネル）には、メインスイッチ２９と、ディスプ
レイ画面３０と、種々の機能Ｆ１〜Ｆ１２を作動させる
たの操作スイッチと、カーソル移動キー３１ａ，３１ｂ
，３１ｃ，３１ｄを含めた操作キー群と、ブレーキ作動
ボタン３２と、非常停止ボタン３３とが配置されている
。各操作キー群に対しては、適宜状態表示用のＬＥＤラ
ンプが設けられる。

【００２５】操作ボックス２３の下方で仕切りポスト６
の手前側に設けられたボリューム２４は、操作力ｆ１と
推進力ｆ２との関係を調節するためのものである。

【００２６】図８は上記操作ボックス５内に配置される
制御装置３４のうち、前記サーボモータＭＬ　，ＭＲ　
を制御する制御部材の構成例を示すブロック線図である
。図９は制御装置３４の作用を示す説明図、図１０は各
部の力関係を示す説明図、図１１〜図１３は各係数の相
互の関係を示すグラフである。

【００２７】次に、制御装置３４の作用を示す。まず、
図９の関係において、次の通り変数を定める。

【００２８】積載物の質量　　　　　　　　　　　　ｍ
１台車の質量　　　　　　　　　　　　　　ｍ２積載物
及び台車の質量　　　　ｍ 操作力　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｆ１補助
駆動装置の推進力　　　　ｆ２ 台車の受ける力の合力　　　　Ｆ 垂直抗力　　　　　　　　　　　　　　Ｎ摩擦係数　　
　　　　　　　　　　　　μ重力加速度　　　　　　　
　　　　　ｇ台車の加速度　　　　　　　　　　α 上記の如く定められる変数において、図１０を参照する
と積載物の質量ｍ１と台車の質量ｍ２の合計ｍは、　　
ｍ＝ｍ１＋ｍ２　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　…（１）であり、重量ｍｇが床に対して働く。こ
れに対し、床からは垂直抗力Ｎが働く。これらは相等し
いので、　　Ｎ＝ｍ・ｇ　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　…（２）が成り立つ。この垂直
抗力Ｎが働くとき、台車にはμ・Ｎの摩擦力が働く。

【００２９】そこで、今、操作力ｆ１が与えられ、補助
動力装置ＭＲ　、ＭＬ　から推進力ｆ２が出力されたと
すると、台車の受ける合力Ｆは、 　　Ｆ＝ｆ１＋ｆ２−μＮ　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　…（３）となる。

【００３０】よって、台車はこの力Ｆによって加速度α
で加速される。

【００３１】 　　α＝Ｆ／ｍ　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　…（４）（３），（４）式から、補助動
力装置の推進力ｆ２の大きさを制御することにより、台
車の加速度αを制御できることがわかる。

【００３２】一方、図１１のように、推進力ｆ２を操作
力ｆ１に比例させると、質量ｍが一定の時、　　ｆ２＝
ｋ１×ｆ１（ｍ＝一定）　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（５）である
ので、台車の加速度αを操作力ｆ１で制御することがで
きる。

【００３３】また、図１２のように、合計質量ｍが大き
くなっても小さい操作力で運搬するためには、操作力ｆ
１が一定のとき、 　　ｆ２＝ｋ３×ｍ（ｆ１＝一定）　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（
６）とすることが必要である。

【００３４】（５），（６）式を同時に成り立たせるた
めには、 　　ｆ２＝ｋ１×ｆ１　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　…（７）　　ｋ１＝ｋ２×ｍ　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　…（８）とすれば良い。

【００３５】ここに、ｋ２はボリューム２４によって自
由に調節できる値である。

【００３６】図９において、ステップ９０１で力センサ
１３の出力（ｆ１）を読み込み、ステップ９０２で重量
センサ１２の出力（ｍ１）を読み込み、ステップ９０３
で質量合計（ｍ）を求め、ステップ９０４でボリューム
２４の値（ｋ２）を読み込み、ステップ９０５で（８）
式のｋ１を求め、ステップ９０６で（７）式の推進力ｆ
２を求めてサーボモータＭＲ　またはＭＬ　を駆動する
。

【００３７】したがって、本例のパワー台車ＰＷＴによ
れば、ボリューム２４を適宜調節した上で現在速度及び
加速度に応じ操作力ｆ１を調整することにより、積載物
の重量（質量）ｍ１に関係なく、小さな操作力により一
定の速度及び加速度特性で滑らかに運転できる。また、
操作力ｆ１は、ハンドル１４を用いてそれぞれ左右の力
センサ１３に対して与えるので、右回り、左回りの旋回
、並びに後退動作を自由に行うことができ、各種運搬条
件に応じて臨機応変に対応できる。

【００３８】また、操作力ｆ１をゼロとする場合には、
各モータＭＲ　，ＭＬ　を中立状態で停止できるので、
ハンドル１４から手を離せば台車はゆっくりと停止し、
また、電源断にて、またはブレーキ作動ボタン２７のオ
ン操作でブレーキをかけることができる。さらに、非常
停止ボタン２８の操作では、台車を緊急停止させること
ができる。

【００３９】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、適宜の設計的変更を行うことにより、適宜態様で
実施し得るものである。

【００４０】

【発明の効果】以上の通り、本発明は特許請求の範囲に
記載の通りのパワー台車であるので、積載物の重量変化
を含め、あらゆる運搬条件に対して積載物を円滑に運搬
でき、臨機応変な対応ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例に係るパワー台車の
一側面図である。

【図２】図２は、上記パワー台車の平面図である。

【図３】図３は上記パワー台車のカバーを外して示す背
面図で、図１の左側面図に相当する。

【図４】図４は、図３のハンドル部分の拡大図である。

【図５】図５は、図１のハンドル部分の拡大図である。

【図６】図６は、図２の右側（図２の上部側）部分の拡
大図である。

【図７】図７は、操作ボックスの操作面の拡大図である
。

【図８】図８は、制御装置のブロック線図である。

【図９】図９は、制御装置の作用を示すフローチャート
である。

【図１０】図１０は台車の力関係を示す説明図である。

【図１１】図１１は操作力と推進力の関係を示す説明図
である。

【図１２】図１２は、質量と推進力との関係を示す説明
図である。

【図１３】図１３は、質量と係数ｋ１との関係を示す説
明図である。

【符号の説明】

１　　基台 ２　　駆動輪 ３　　旋回輪 ５　　バッテリ １２　　重量センサ １３　　力センサ １４　　ハンドル ２２　　テーブル ２３　　操作ボックス ２４　　ボリューム ３４　　制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　台車の操作部に加わる力を検出する力
   センサを設け、前記台車の積載部に積載された積載物の
   重量を検出する重量センサを設け、両センサで検出され
   た操作力及び積載物の重量に応じ前記台車の推進力を積
   載物の重量変化に拘らず一定操作力で一定の速度及び加
   速度特性を得るよう調整する制御装置を設け、該制御装
   置で調整された推進力にて前記台車の駆動輪を駆動する
   補助動力装置を設けたことを特徴とするパワー台車。