JPH06247301A - 操舵機構を有する搬送台車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 搬送台車の車輪がレールの曲線区間で摩耗す
るのを防止する。 【構成】 台車本体７に対してボギー台車20を垂直回転
軸１を中心にして回転可能とする。ボギー台車20を進行
方向に左右に分離した構造として中梁支持軸12を支点と
して回転可能に接続する。側梁枠５、10と軸箱体16のフ
レームとの間にゴム軸ばね15を取り付ける。側梁枠５、
10の間に操舵トーションバー26を設け、この両端部に設
けた互いに逆方向にモーメントが伝達するように操舵レ
バー24、27を設け、操舵リンク25を介して前後の車輪８
の一方の間隔を広げ、他方を挟めるようにすることによ
って車輪８をレールに沿わせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は高温長尺の重量物、例
えば連続鋳造によって得られる高温スラブを車輪の摩耗
量低減を図りつつ曲線区間を安定して走行可能とする操
舵機構を有する搬送台車に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼材の製造は、従来の造塊、分塊工程を
経て圧延工程に送って処理する方法から、連続鋳造工程
を経て圧延工程に送る方法に移行し工程の短縮によって
歩留りの向上や低コスト化が達成されている。この工程
の短縮に当たっては連続鋳造工程とこれに続く圧延工程
を連続化することが特に省エネルギーの観点から重要で
ある。しかしながら既存の製鉄所においては連続鋳造工
場と圧延工場が離れて配設されているため、連続鋳造に
て得られた高温スラブは専用の台車にて運搬されるのが
通例である。

【０００３】上述の専用の搬送台車に従来使用されてき
た方式は図11に示すように車軸ａがボギー台車ｅに固定
した軸箱体ｂと剛構造で接合されていると共に、ボギー
台車ｅが台車本体ｆに固定されている。そのため、特に
製鉄所の如き限られた敷地内で搬送する場合には、レー
ルｃの曲率半径が小さくならざるを得ずその結果、アタ
ックアングルθが大きくなり車輪ｄのフランジがレール
ｃに対して横圧Ｑで接するので摩耗が著しく、メンテナ
ンスに要する手間が大きいという欠点があった。また製
鉄所内のスラブ搬送は通常重量物でかつ高頻度の搬送が
要求されるので、甚だしい場合には車輪ｄのフランジの
脱落から脱線に至ることもある。

【０００４】さらに自動でスラブを搬送する場合には、
車輪ｄの回転数で停止位置を制御するので車輪ｄの摩耗
が大きい場合には停止位置の変動量が大きくスラブ積載
・荷下ろし作業時に停止精度不良の警報が出て操業阻害
になるなどの影響があった。また、曲線走行速度は車輪
ｄの横圧と輪重の比で制限されるので従来台車方式では
おのずから速度の上限が決まり、搬送能率の向上が期待
できないという欠点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
前記従来技術は、一般に次のような共通した課題を抱え
ていたのである。すなわち、 車輪の摩耗量が大きくメンテナンスに要する手間、
費用が大きい。摩耗の著しい場合には、フランジ脱落に
よる脱線の危険も考えられる。

【０００６】 車輪摩耗による停止位置不良が発生す
る。 前記、の理由から操業阻害が発生する。 曲線走行速度が制限され搬送能率が悪い。 ことなどである。本発明は車輪の摩耗量を低減するとと
もに、曲線走行速度を向上させ、高効率なスラブ搬送の
可能な高温スラブなどを搬送するのに好適な操舵機構を
有する搬送台車を提案するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明は、台車本体に対して前後のボギー台車をそれ
ぞれ回転可能な構造とすると共に、前後のボギー台車を
それぞれ進行方向に向いて左右に分離した構造として互
いに回転可能に接続する一方、前記左右に分離したボギ
ー台車の左右両側に相対して位置する側梁枠下面の前後
にそれぞれ配設した弾性体を介してレール上を走行する
車輪を配設した車軸を支持する軸箱体を取り付け、また
前記左右の側梁枠の下部間に差し渡して操舵トーション
バーを設け、このトーションバーの両端部に設けた上下
に突き出す操舵レバーに該操舵レバーの上部と下部に左
右側で互いに逆方向にモーメント力が伝達するように前
後に操舵リンクを接続し、この前後の操舵リンクを介し
て前記前後の軸箱体に接続し、さらに前記左右いずれか
一方の操舵レバーを接続リンクを介して台車本体に接続
してなることを特徴とする操舵機構を有する搬送台車で
ある。

【０００８】また、前記の本発明において、ボギー台車
上に潤滑油タンクを搭載すると共に給油用スライドゲー
トを配設し、前記潤滑油タンクに接続した上給油配管を
スライドゲートの上固定プレートに接続し、またスライ
ドゲートの下固定プレートに接続した下給油配管をそれ
ぞれ対応する各車輪の踏面に臨ませる一方、車軸を支持
する軸箱体に固定したプッシュロッドを前記スライドゲ
ートのスライドプレートに開閉可能に連結するようにし
てもよい。

【０００９】

【作用】図３（ａ）に示すように走行路のレール９の曲
率に応じ旋回するボギー台車20の曲率半径の外側に位置
する車輪８のフランジ８ａがレール９に作用する横圧Ｑ
により前後の軸箱体16の距離が、広がろうとする力が加
わる一方、レバーリンク機構Ａ｛図３（ｃ）、（ｄ）参
照｝を介して曲率半径内側に設けた前後の軸箱体の距離
が縮まる力が加わり車軸17、18の向きを変えると共にボ
ギー台車20が回転すると共に台車本体７に対しても回転
する。その結果、図３（ｂ）に示すように曲率半径外
側、および内側の車輪８のフランジ８ａが共にレール９
に沿った状態になり、アタックアングルθが零に近くな
り、横圧Ｑが軽減され、車輪８とレール９の摩耗が少な
くなる。

【００１０】図３（ｃ）に示すようにレバーリンク機構
Ａを有する台車本体７から前後の車輪８の車軸17、18の
中心までの距離Ｌ₁ とし、上下のリンク25を接続したレ
バー間の距離をＬ₂ としたとき、軸箱体16の前後方向ば
ね定数をできる限り低くし、レバー比Ｌ₁ ／Ｌ₂ を適切
に選定すればレール９の曲率半径に応じて車軸17、18が
回転する。

【００１１】アタックアングルθを零にするための車軸
17、18の回転角θは、車軸距離をＬ、レール曲率半径を
Ｒとすると、θ＝sin ^-1（Ｌ／Ｒ）となり、また左右の
軸箱体の距離をＷとすると図３（ｄ）に示す軸箱体の変
位量ΔＸはΔＸ＝Ｗ／２・tan ｛sin ^-1（Ｌ／Ｒ）｝で
示される。本発明では前述の作用により走行路のレール
曲率に応じて車軸17、18を回転させ、アタックアングル
θを小さくする。このため車輪８の横圧Ｑが減少し、横
圧Ｑと軸重Ｐの比Ｑ／Ｐが減少し、レール９の曲線区間
での車輪８のフランジ８ａ欠落による脱線の危険が減少
し、車輪のメンテナンス頻度が低減すると共に台車停止
位置の精度を向上させることができる。引いては操業が
安定し、台車のメンテナンス負荷も軽減される。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を高温（1100℃
程度）のスラブを搬送するための操舵機構を有する搬送
台車について説明する。図４および図５に示すように台
車本体７の前部および後部には車輪８を介してレール９
上を走行するボギー台車20が垂直回転軸１を介して回転
可能に接続されている。台車本体７上には高温の長尺ス
ラブ40を収容する保温室29が設置してある。この保温室
29は耐火断熱材で内張りされており、長手方向片側面に
開口部が形成してある。

【００１３】保温室29は円弧状に形成された屋根34で被
われており、また保温室29の片側面に形成された開口部
を開閉する円弧状の扉35が配設してある。この扉35を開
閉するときには、屋根34の内側に沿って移動することが
できる。さらに台車本体７に設置された保温室29の前方
および後方にはそれぞれ運転室36が配設されており、こ
れら運転室29の上方近くの屋根34上には扉35を開閉する
扉駆動装置37が設置してある。

【００１４】保温室29の床上には台車本体７の長手方向
に適当な間隔で配列したスキッドレール38が設置され、
エキストラクタ39を介して運び込まれる高温の長尺スラ
ブ40をスキッドレール38上に載置するようになってい
る。図１において20はボギー台車を示し、ボギー台車20
は前記のように台車本体７の前部および後部に設置した
垂直回転軸１によって回転可能に接続されている。この
ようなボギー台車20において左右に分離した構造の側梁
枠５の上中梁６と側梁枠10の下中梁11とを重ね、それぞ
れに設けた開孔12ａ、12ｂに中梁支持軸12をセットし、
ナット12ｃを取り付けて側梁枠５と側梁枠10とが中央部
の中梁支持軸12を支点にして互いに回転可能になってい
る。

【００１５】また、側梁枠５の中梁６上には複数個のゴ
ム枕ばね４を介して揺枕フレーム３が支持されており、
揺枕フレーム３の両端部が側梁枠５および側梁枠10の中
央部に設けた凹部５ａ、10ａの部分にセットされると共
に、揺枕フレーム３の両端部で前後方向に突き出した突
起21が側梁枠５および側梁枠10の側面に設けた揺枕受30
に支持されている。そして揺枕フレーム３の上方から側
受２を当てがった後、側受２を側梁枠５、10の上面に固
定する。揺枕フレーム３の両端部の幅は凹部５ａ、10ａ
の幅より小さくなっており、両者の間には間隔が形成さ
れていて、左右両側に相対する側梁枠５、10はその間隙
を限度として中梁支持軸12を中心にして互いに揺動回転
が可能である。

【００１６】揺枕フレーム３の中央部には円形の垂直孔
３ａが設けてあり、この垂直孔３ａに台車本体フレーム
７の前部と後部とにそれぞれ下向きに設けられた垂直回
転軸１が嵌合しており、台車本体フレーム７に対して前
後のボギー台車20が垂直回転軸１を中心にして回転可能
となっている。左右に分離した側梁枠５、10の下面と前
後の軸箱体16に設けた受座16ａとの間には弾性体たとえ
ばゴム軸ばね15が取り付けてあり、側梁枠５、10はゴム
軸ばね15を介して受座16ａに支持されている。また軸箱
体16に支持された車軸17、18には両側に車輪８が配設し
てある。そして駆動側の車軸17には減速器19および電動
機20が配備してあり、電動機20を正転または逆転駆動す
ることにより台車本体７を前進または後退することがで
きるようになっている。なお、駆動側の車軸17の一端部
にはブレーキディスク22が取り付けてあり、ベローズブ
レーキユニット23により制動するようになっている。18
は無駆動側の車軸を示す。

【００１７】側梁枠５、10の下部にそれぞれ設けたトー
ションバー受28には操舵トーションバー26が挿通してセ
ットされており、この操舵トーションバー26の一方の端
部には上下に突き出す強制操舵レバー27がまた他方の端
部には上下に突き出す操舵レバー24が配設してある。そ
して上下に突き出す強制操舵レバー27および操舵レバー
24の上側と下側には図示のように左右で互いに逆方向に
モーメント力が伝達するような配置により前後に操舵リ
ンク25を接続してあり、これら操舵リンク25はそれぞれ
対応する軸箱体16のフレームに連結してある。強制操舵
リンク27の上端部は強制操舵ばね筒32を介して接続リン
クが連結されており、さらにこの接続リンク13は台車本
体７に取り付けたリンク受43に連結してある。

【００１８】次に本発明の作用について説明する。図１
に示すように台車本体７の前部および後部に設けた垂直
回転軸１を介して旋回可能に接続されたボギー台車20
が、矢印方向に進行しレール９の曲線区間に入ると曲線
走行時に前後の車輪８に作用する力の差によってボギー
台車20には回転モーメントを生じ、ボギー台車20が旋回
する。このボギー台車20、車軸17、18及び台車本体７は
強制操作レバー27、操舵レバー24等とピン結合されてい
るので、ボギー台車20の回転モーメントが各レバーによ
って車軸17、18に伝達され、車軸17、18が旋回すること
になる。

【００１９】ここで図１の他に図２を参照しながら説明
する。前述のようにして図面で左側に位置する前後の車
輪８の間隔が広がって強制操舵レバー27が図面で時計方
向に回動すると左右の側梁枠５、10のトーションバー受
28に支持されたトーションバー26がこれに追従して回転
し、他端側に配設した操舵レバー24が回動することにな
る。

【００２０】操舵レバー24は強制操舵レバー27とは互い
に逆方向にモーメントが伝達するように前後の操舵リン
ク25が接続されているので、操舵レバー24の時計方向の
回転により前後の操舵リンク25を介して図面で右側に位
置する前後の軸箱体16の間隔が縮まり、その結果、前後
の車輪８が曲率半径の内側のレール９に沿うようにな
る。

【００２１】また、強制操舵レバー27が時計方向に回動
するとその上端部がばね筒32および接続リンク33を介し
て台車本体７に設けたリンク受43に接続されているの
で、側梁枠５上のゴム枕ばね４を介して取り付けられた
揺枕フレーム３の中央部に設けた円形の垂直孔３ａに嵌
合した垂直回転軸１を中心にして台車本体７に対しボギ
ー台車20が回転することになる。この時の急激な伝達力
は、ばね筒32によって緩和される。

【００２２】さらに、左側に位置する車輪８の間隔が広
がることによる前後の軸箱体16の離間および右側に位置
する車輪８の間隔が縮まることによる前後の軸箱体16の
接近は左右の側梁枠５、10との間に設けたゴム軸ばね15
が変形するのでこのような作動が可能となる。なお、こ
のような作動時に側梁枠５、10のトーションバー受28に
支持された操舵トーションバー26の位置ずれは中梁支持
軸12を中心とする相互の回転により許容されることにな
る。揺枕フレーム３と側梁枠５の上中梁６との間に取り
付けたゴム枕ばね４も力の伝達を緩和するためのもので
ある。

【００２３】図６はレールの曲率半径Ｒ（ｍ）と車輪横
圧Ｑ（ton ）の関係を従来台車および本発明操舵台車に
ついて比較して示したものである。図６から本発明によ
れば曲率半径の大小に拘らず横圧Ｑ（ton ）を大幅に低
下させることができることが分る。また図７は、走行期
間（月）と車輪摩耗量（mm）との関係を従来台車および
本発明操舵台車を比較して示したものである。図７から
本発明によれば車輪摩耗量の減少により長期間に亘り使
用できることが分る。さらに図８はレールの曲率半径Ｒ
（ｍ）と横圧と輪重の比（Ｑ／Ｐ）の関係を従来台車お
よび本発明の操舵台車を比較して示したものであり、本
発明によれば横圧と輪重の比（Ｑ／Ｐ）が大幅に低下で
きることが分る。

【００２４】図９は前記構成の操舵機構を有する搬送台
車の車輪がレールに接する当り面に塗油する際にレール
の曲率半径に応じて塗油量が調節できるように工夫した
ものを示す。一般に鉄道車輪に対する塗油機は、曲率半
径に応じてバルブ開閉を制御することが困難なため常時
“開”の状態で用いられていた。したがって曲線区間も
直線区間も塗油量が同一であった。通常、台車の停止位
置は直線区間であるため油によって車輪がすべり、停止
精度が悪化するという問題があった。逆に油量を絞りす
ぎると、曲線区間での油量が不足し、車輪（あるいはレ
ール）の摩耗低減を十分に達成できないという問題があ
ったが、本発明はこれらの問題を解決するものである。

【００２５】本発明は、図９および図10に示すように、
台車本体７に潤滑タンク20を搭載すると共に給油用スラ
イドゲート45を軸箱体16に対応させて配設する。潤滑油
タンク44に接続した上給油配管46を途中で分岐して各給
油用スライドゲート45の上固定プレート45ａに接続す
る。またスライドゲート45の下固定プレート45ｃに接続
した下給油配管47をそれぞれ対応する各車輪８の踏面に
臨ませてある。さらに車軸17、18を支持する各軸箱体16
に固定したプッシュロッド47をスライドゲート45のスラ
イドプレートに連結し、これらによって塗油機を構成す
る。

【００２６】なお、図９で片側の給油系統を省略してい
るが、全ての車輪８に給油するようになっているのは云
うまでもない。また操舵機構は前述の通りであるので説
明を省略する。次に本発明の塗油機の作用を図９および
図10に基づいて説明すると、台車本体７がレール９の曲
線区間に入るとボギー台車（図示せず）が台車本体７に
対して回転し、軸箱体16を介して車軸17、18がボギー台
車に対して回転するのは前述の通りである。この時、プ
ッシュロッド47を固定した軸箱体16の変位によってスラ
イドプレート45ｂの穴が摺動により移動し、上固定プレ
ート45ａおよび下固定プレート45ｃの穴と合うと潤滑油
タンク44内の潤滑油が配管46、47を流れ車輪８の踏面に
供給される。

【００２７】軸箱体16の変位ΔＸは曲率半径の関数であ
るから、曲率半径に応じてすなわち曲率半径の小さい区
間で塗油量が多く、曲率半径の大きな区間で塗油量が少
なくなるようにスライドプレート45ｂの穴の位置を調整
するが、特にレール９の曲線区間ではレール９の外軌側
の車輪間隔が広がり、内軌側は狭くなるので、スライド
ゲート45のスライドプレート45ｂの開孔位置を、外軌側
が広がった時だけすり合わせの穴が合うようにしておけ
ば、横圧の生じるレールの外軌側車輪８のみに塗油でき
るので効果的となる。

【００２８】なお、本発明の塗油機では、スライドゲー
ト以外の油供給調整手段を用いることも可能である。連
続鋳造工場と熱間圧延工場とを直結する操舵機構を有す
る搬送台車を４台用いて、高温の長尺スラブを搬送した
各搬送台車の台車本体の前部と後部にそれぞれ塗油機を
配設して２基／台とした。レールの曲率半径は最大 300
ｍ、最小80ｍ、平均 210ｍであり、走行距離は5400km／
月・台であった。この場合の車輪のフランジ摩耗量は従
来５mm／10ケ月であったのが 1.7mm／10ケ月に減少でき
た。また搬送台車の停止精度は従来摩擦係数が0.06〜0.
2 でばらついていたが本発明では0.1 〜0.12で安定した
ため、搬送台車の停止精度不良を従来をベースとして20
％減少させることができた。

【００２９】

【発明の効果】この発明によれば、高温スラブなどの重
量物を曲率半径の小さなレールに沿って走行させる場合
にアタックアングルを小さくすることが可能なので図６
に示すように在来台車に比較して横圧が50％以下に低減
する。したがって図７に示すように車輪摩耗量が１／４
〜１／３に低減するとともに、図８に示すように横圧：
Ｑと輪重：Ｐの比が低減する。したがって、 （１）車輪の研削などに要するメンテナンス負荷とその
費用が10％低減した。

【００３０】（２）停止精度の変動量が10％低減し、ス
ラブ積載・荷下ろし作業が安定した。 （３）フランジ摩耗量が低減し、脱線の危険が低減し
た。 （４）曲線走行速度を２倍に向上させることができ、搬
送効率が２倍に向上した。

【００３１】（５）曲線走行速度が２倍になりその結
果、加熱炉装入装置が10℃向上した。以上述べたよう
に、本発明による総合的効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の組立手順を示す斜視図である。

【図２】本発明の機構説明図である。

【図３】本発明の作用説明図である。

【図４】本発明の搬送台車を示す斜視図である。

【図５】本発明の搬送台車を示す断面図である。

【図６】曲率半径Ｒ（ｍ）と横圧Ｑ（ton ) との関係を
示す線図である。

【図７】走行期間（月）と車輪摩耗（mm）との関係を示
す線図である。

【図８】曲率半径Ｒ（ｍ）と横圧と輪重の比Ｑ／Ｐとの
関係を示す線図である。

【図９】本発明の他の態様を示す斜視図である。

【図10】図９のＡ部を示す部分拡大斜視図である。

【図11】従来例を示す平面図である。

【符号の説明】

１ 垂直回転軸 ２ 側受 ３ 揺枕フレーム ４ ゴム枕ばね ５ 側梁枠 ６ 上中梁 ７ 台車本体 ８ 車輪 ９ レール 10 側梁枠 11 下中梁 12 中梁支持軸 13 接続リンク 14 電動機 15 ゴム軸ばね 16 軸箱体 17 駆動側車軸 18 無駆動側車軸 19 減速機 20 ボギー台車 21 突起 22 ブレーキディスク 23 ブレーキユニット 24 操舵レバー 25 操舵リンク 26 操舵トーションバー 27 強制操舵レバー 28 トーションバー受 29 保温室 30 揺枕受 31 軸箱体控 32 強制操舵ばね筒 33 接続リンク 34 屋根 35 円弧状扉 36 運転室 37 扉駆動装置 38 スキッドレール 39 エキストラクタ 40 長尺スラブ４１ 突起 42 側梁受 43 リンク受 44 潤滑油タンク 45 スライドゲート 46 上給油配管 47 プッシュロッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松川 敏胤 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 菊川 裕幸 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 小西 敏弘 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 宮下 正 東京都港区芝浦１丁目１番１号（東芝ビル ディング） 株式会社東芝内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 台車本体に対して前後のボギー台車をそ
   れぞれ回転可能な構造とすると共に、前後のボギー台車
   をそれぞれ進行方向に向いて左右に分離した構造として
   互いに回転可能に接続する一方、前記左右に分離したボ
   ギー台車の左右両側に相対して位置する側梁枠下面の前
   後にそれぞれ配設した弾性体を介してレール上を走行す
   る車輪を配設した車軸を支持する軸箱体を取り付け、ま
   た前記左右の側梁枠の下部間に差し渡して操舵トーショ
   ンバーを設け、このトーションバーの両端部に設けた上
   下に突き出す操舵レバーに該操舵レバーの上部と下部に
   左右側で互いに逆方向にモーメント力が伝達するように
   前後に操舵リンクを接続し、この前後の操舵リンクを介
   して前記前後の軸箱体に接続し、さらに前記左右いずれ
   か一方の操舵レバーを接続リンクを介して台車本体に接
   続してなることを特徴とする操舵機構を有する搬送台
   車。
2. 【請求項２】 ボギー台車上に潤滑油タンクを搭載する
   と共に給油用スライドゲートを配設し、前記潤滑油タン
   クに接続した上給油配管をスライドゲートの上固定プレ
   ートに接続し、またスライドゲートの下固定プレートに
   接続した下給油配管をそれぞれ対応する各車輪の踏面に
   臨ませる一方、車軸を支持する軸箱体に固定したプッシ
   ュロッドを前記スライドゲートのスライドプレートに開
   閉可能に連結してなることを特徴とする請求項１記載の
   操舵機構を有する搬送台車。