JPH09240477A - 電動台車 - Google Patents

電動台車

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JPH09240477A
JPH09240477A JP8048768A JP4876896A JPH09240477A JP H09240477 A JPH09240477 A JP H09240477A JP 8048768 A JP8048768 A JP 8048768A JP 4876896 A JP4876896 A JP 4876896A JP H09240477 A JPH09240477 A JP H09240477A
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wheels
steering
wheel
drive
rotation
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JP8048768A
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Mitsuo Miyazaki
光男 宮崎
Hidehiko Uchiyama
秀比古 内山
Katsuhiro Arai
克広 荒井
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Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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    • B60L15/00Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2036Electric differentials, e.g. for supporting steering vehicles
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    • B62D11/02Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like by differentially driving ground-engaging elements on opposite vehicle sides
    • B62D11/04Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like by differentially driving ground-engaging elements on opposite vehicle sides by means of separate power sources
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    • B62D7/06Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小さな旋回半径であっても安定して円滑に方
向変更可能で、しかも急激な速度変化を防止して直進か
ら信地旋回まで滑らかな旋回動作ができる電動台車を提
供する。 【解決手段】 回転軸線を一致させて設けた2輪の駆動
輪6a,6bと、前記各駆動輪ごとに別個に設けた駆動
用モータ28a,28bと、進行方向変更用の1輪また
は2輪の操舵輪5a,5bと、該操舵輪の回転軸線の方
向を変化させて進行方向を操作するための操舵手段7と
を有する電動台車であって、前記1輪または2輪の操舵
輪の回転軸線a,bと前記駆動輪の回転軸線cは平行ま
たは1点で交差するように構成し、前記回転軸線同士の
交点Pから前記各駆動輪6a,6bまでの距離の比に基
づいて前記各駆動輪の回転速度比を設定する制御手段を
備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、荷物運搬用の電動
台車に関し、特に駆動源に連結された駆動輪と方向を変
更するための操舵輪とを備えた小型の電動台車に関する
ものである。
【0002】なお、本発明における「操舵」は、ハンド
ル等により台車を操縦して方向を変更することをいう。
【0003】
【従来の技術】従来の電動台車は、実開昭62−722
64号公報に記載されているように、台車の荷台下面
に、各々モータに連結された一対(2輪)の駆動輪と方
向変換自在な2輪のキャスター輪とを取付けたものであ
る。この従来の電動車両は、左右の駆動モータの回転数
を変えることにより、左右駆動輪に回転速度差をもたせ
て左方向または右方向へ旋回して進行方向を変え、キャ
スター輪は台車の旋回に追従して方向を自在回転変更し
ながら転動するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電動台車においては、操舵は駆動輪のみで行い、キャス
ター輪は台車に対し単に方向を自在回転により変更可能
に取付け、台車の進行に伴ってこれに追従させて方向を
変更させる構成としているため、小さな旋回半径で急角
度の方向変更する場合にはキャスター輪が円滑に追従で
きずブレーキ作用となって急激な速度変化をもたらし、
運転の安定性が損われるという問題があった。従って、
方向変更する場合には大きな旋回角度で回転しなければ
ならず、また狭い場所や急角度の方向変更は切り返し運
転により行わなければならず、運転性や操舵性が円滑で
なく荷物運搬の安定性の点でも不十分であった。
【0005】本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされ
たものであって、小さな旋回半径であっても安定して円
滑に方向変更可能で、しかも急激な速度変化を防止して
直進から信地旋回まで滑らかな旋回動作ができる電動台
車の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、回転軸線を一致させて設けた2輪の駆
動輪と、前記各駆動輪ごとに別個に設けた駆動用モータ
と、進行方向変更用の1輪または2輪の操舵輪と、該操
舵輪の回転軸線の方向を変化させて進行方向を変更する
ための操舵手段とを有する電動台車であって、前記1輪
または複数輪の操舵輪の回転軸線と前記駆動輪の回転軸
線は平行またはほぼ1点で交差するように構成し、前記
回転軸線同士の交点から前記各駆動輪の接地点までの距
離の比に基づいて前記各駆動輪の回転速度比を設定する
制御手段を備えたことを特徴とする電動台車を提供す
る。
【0007】
【発明の実施の形態】好ましい実施の形態においては、
前記制御手段は、台車が方向変更するときの旋回半径が
小さくなるに従って、車速を小さくするように構成した
演算回路を有することを特徴としている。
【0008】別の好ましい実施の形態においては、前記
操舵手段の操舵量検出手段を備え、前記制御手段は、こ
の操舵量検出手段の検出結果に基づいて前記各駆動輪の
回転速度比を演算することを特徴としている。
【0009】さらに別の実施の形態においては、前記操
舵手段は、操舵方向の表示手段を有することを特徴とし
ている。
【0010】
【実施例】図1は、本発明の実施例に係る電動台車の基
本構成を説明するための上面図である。この電動台車1
は、基枠2上に設置した荷台3とその後部に設けた乗車
用ステップ4を備えている。この荷台3は、後述のよう
にリフト式であっても固定式であってもよい。荷台3の
下面の基枠2に対し、前側に左右一対の操舵輪5a,5
b、および後側に同じく左右一対の駆動輪6a,6bが
取付けられる。これら2輪の各駆動輪6a,6bは、後
述のように、各々別の駆動モータにより駆動されるが、
それらの回転軸線Cは常に一致した状態で基枠2に対し
一定の方向(直角方向)に取付けられ、台車を前後方向
に駆動する。
【0011】一方、操舵輪5a,5bは基枠2に対し方
向変更可能に取付けられ、各操舵輪の回転軸線a,b
は、駆動輪6a,6bの回転軸線c上の一点Pで交差す
るように両操舵輪同士がリンク結合される。この交点P
が電動台車1の旋回中心点となる。図の例では左方向に
旋回する。
【0012】乗車ステップ4の上方右側にハンドル7が
備り、左側にグリップ8およびブレーキレバー9が備
る。ハンドル7にはアクセル操作子52を有するアクセ
ルグリップ51が回転可能に設けられる(図5参照)。
このハンドル7は、荷台3の下側に取付けたギヤボック
ス10に連結され、さらにこのギヤボックス10から連
接ロッド11に連結される。連接ロッド11の前端部は
一方の操舵輪5a側の操舵ギヤ12aに枢着される。こ
の操舵ギヤ12aは、操舵輪5aの支持枠14aに固定
されたギヤ13aに噛み合うように装着される。これに
より、ハンドル7の操作量に応じて、連接ロッド11を
介して操舵ギヤ12aが回転し、この回転がギヤ13a
に伝達され操舵輪5aの方向が変る。
【0013】操舵ギヤ12aにはブラケット15aが固
定され、このブラケット15aにリンクロッド16の一
端が枢着される。リンクロッド16の他端は、もう一方
の操舵輪5aの操舵ギヤ12bに固定されたブラケット
15bに枢着される。これにより、一方の操舵輪5aの
回転量に応じて他方の操舵輪5bの操舵ギヤ12bが回
転し、ギヤ13bを介して操舵輪5bの方向が変る。こ
のとき、前述のように、両操舵輪5a,5bの回転軸線
a,bが常に駆動輪6a,6bの回転軸線c上の一点P
で交差するように、リンクロッド16の長さやブラケッ
ト15a,15bの取付け角度等を設定しておく。
【0014】図2は、上記実施例に係る電動台車のさら
に詳細な平面図である。この図は、台車の直進状態を示
し、両操舵輪5a,5bは駆動輪6a,6bと同じ方向
を向き、回転軸線a,bは一致して駆動輪の回転軸線c
と平行(交点Pが無限遠)になる。図中、17は荷台3
を昇降させるためのシリンダ装置であり、18はバッテ
リーである。また、50はコントローラであり、制御演
算処理のためのCPUを内蔵している。
【0015】操舵輪のトレッド(車輪間の長さ)は、図
示したように、駆動輪のトレッドより狭い。これは、操
舵輪を回動させた場合、図3のように最大に回動させた
場合であっても、荷台3の側縁よりはみ出さないように
するためである。
【0016】図3は、図2の電動台車の信地旋回状態を
示す図である。この場合には、前述の回転軸線a,b,
cの交点Pは両駆動輪6a,6b間の中点の位置にあ
る。両駆動輪6a,6bを同速度で相互に逆方向に回転
させることにより、台車は交点Pを旋回中心として回転
する。
【0017】以上のような操舵輪5a,5bの方向変更
はハンドル7の操作により行う。例えば、図2の直進状
態から、ハンドル7を進行方向(前方)に向かって左に
回転操作することにより、操舵輪5a,5bが傾き始
め、ハンドル7の操作量(操舵角度)を大きくするに従
って、回転軸線a,bの交点Pは、駆動輪の回転軸線c
上の内輪側(旋回する方向の車輪側)で無限遠方から台
車方向に向かって移動する(図1矢印Q)。従って、操
舵角度に応じて交点Pの位置が定まり、この交点Pを中
心に台車が旋回する。この場合、両駆動輪6a,6bは
同じ方向に回転し、その速度比は旋回中心点Pから各駆
動輪6a,6bまでの距離に比例する。この場合、旋回
中心点Pの位置はハンドル操作による操舵角度に応じて
定まるため、操舵角度を検出することにより、これに基
づいて速度比を演算することができる(後述)。
【0018】ハンドル7をさらに大きく回転させると、
旋回中心点Pは内輪側駆動輪6bの接地点上に達する。
この状態では、この内輪側駆動輪6bの回転速度はゼロ
である。
【0019】ここからさらにハンドル7を回転させる
と、旋回中心点Pは両駆動輪6a,6b間の回転軸線C
上に移る。この状態では、両駆動輪6a,6bの回転方
向は相互に逆方向である。ここで、旋回中心点Pが両駆
動輪6a,6b間の中点にくると(図3の状態)、両駆
動輪は同一回転速度で逆方向に回転し、台車は信地旋回
する。
【0020】図4、図5および図6は、それぞれ本発明
の実施例に係る電動台車の外観を示す上面図、側面図お
よび背面図である。荷台3は、その周縁部を構成する枠
部19とこの枠部19内の2つの敷板部20a,20b
とからなる。各敷板部20a,20bは、例えば鉄板と
その上に敷いたゴムシート等からなる。乗車ステップ側
に近い敷板部20bは、取っ手23を持って容易に持上
げて下面を開放することができる。これにより、荷台3
の下側に設置したバッテリー18を点検する作業が容易
に行われる。
【0021】運転台部の上部ほぼ中央には操作ボックス
22が備り、例えば操作用メインスイッチにより、荷台
3のリフト操作や、前進、後進および停止等の運転の切
換えを行うことができる。荷台3の基枠2には、この荷
台3を昇降動作させるためのリフトアーム24a,24
bが設けられる(図5)。これらのリフトアームは、昇
降用シリンダ装置17により駆動され、荷台3を昇降動
作させる。荷台3のリフト操作は、作業員が台車から降
りても操作できるように、リモコンスイッチ26(図
6)が備る。ハンドル7の軸は、回転伝達用のロッド2
1を介してギヤボックス10に連結される。
【0022】ブレーキレバー9(図4)は、ブレーキケ
ーブル25(図6)を介して両ワイヤ25a,25bに
分岐し、各駆動輪6a,6bのドラムブレーキに連結さ
れる。各駆動輪6a,6bはそれぞれ分離した車軸27
a,27bを有する。
【0023】乗車ステップ4は、図5に示すように、軸
4aを中心に回転跳ね上げ式として、格納時および手押
し走行時に邪魔にならないように構成されている。
【0024】図7は、駆動系の詳細図である。各駆動輪
6a,6bに対応して別個の駆動モータ28a,28b
が備る。各駆動モータの出力軸29に減速ギヤ30、3
1が連結され、モータ回転出力を減速してトルクを高め
て各車軸27a,27bに伝達する。
【0025】図8は、一方の操舵輪5bの詳細図であ
る。前述のように2輪の操舵輪同士はリンクロッド16
で連結され、リンクロッド16の端部は操舵ギヤ12b
に固定されたブラケット15bに枢着される。操舵ギヤ
12bは、操舵輪5bの支持枠14bに固定されたギヤ
13bに係合している。
【0026】図9は、ハンドル7の操作量を伝達するた
めのギヤボックス10の詳細図であり、(A)は上面
図、(B)は側面図、(C)は背面図である。ハンドル
軸に連結されたロッド21の端部にウォームギヤ40が
備る。このウォームギヤ40に噛み合うホイル42の軸
41に、リンクレバー43が固定される。このリンクレ
バー43の一端に前述の連接ロッド11が枢着される。
これにより、ハンドルの回転は、ウォームギヤ40およ
びホイル42を介してリンクレバー43に伝達され、こ
れを矢印Fのように揺動させる。この回転揺動動作が連
接ロッド11を介して操舵輪に伝達される。
【0027】一方、リンクレバー43の他端部は、連結
ピン44を介してアクチュエータレバー45に連結され
る。このアクチュエータレバー45は、ロータリー式可
変抵抗器46の軸に固定される。これにより、ハンドル
操作により回転するリンクレバー43の回転動作は、連
結ピン44を介してアクチュエータレバー45に伝達さ
れ、これを矢印Gのように揺動動作させる。これによ
り、可変抵抗器46の抵抗値が変り、ハンドル操作量に
応じた操舵角度を検出することができる。このロータリ
ー式可変抵抗器46は、ハンドル7と操舵輪との間の操
舵力伝達経路上のいずれの位置に設けてもよいが、本実
施例のように、コントローラに近い位置に設ければ、配
線等が短くなり、構成が簡素化するとともに断線のおそ
れも少なくなる。
【0028】なお、操舵手段として機械的な直接駆動式
のハンドルを例示したが、有線または無線によるリモコ
ン操作式であってもよい。リモコン式の場合には、ステ
アリングモータ等の動力を付加する。
【0029】図10は、操舵角度(舵角)と内側および
外側の駆動輪の車速との関係を示すグラフである。V1
は旋回しているときの外輪の車速であり、V2は旋回し
ているときの内輪の車速である。またVは、平均車速で
あって、内輪と外輪の中間点の速度を表わす。また、i
は内外輪の速度比を表わす。
【0030】図示したように、舵角0では、両駆動輪
(内外輪)の車速は最大で等しく(速度比1)、舵角を
大きくするに従って、即ち旋回角度を小さくするに従っ
て、車速は徐々に連続的に滑らかに低下する。舵角θ1
で内輪車速V2はゼロになる。これは前述の図1で示し
た、操舵輪の回転軸線a,bの交点(旋回中心点)Pが
内輪(駆動輪6b)の接地点上にきた状態である。さら
に舵角を増すと、内輪車速V2はマイナス、即ち逆回転
する。これは、前記旋回中心点Pが内外輪間に入った状
態である。平均車速Vは、徐々に滑らかに連続的に低下
し、内外輪が正逆方向に同一速度で回転した状態でゼロ
になり、図3の信地回転状態になる。
【0031】速度比iは、舵角θの関数であり、i=f
(|θ|)=V2/V1で表わされる。この速度比i
は、アクセル操作に拘らず、常に前式で表わされた比と
なる。この式において、例えば右折の場合にθ>0とす
ると、V2(内輪)=VR(右車輪)、V1(外輪)=
VL(左車輪)であり、左折の場合は、θ<0となっ
て、V2=VL、V1=VRとなる。
【0032】図11は、速度演算の3次元マップを示
す。Vは平均車速、θは舵角(本実施例ではハンドルの
回転角に対応)、Sはアクセル操作量を示す。この図
は、前進時を表わす。後進する場合は、前述のように操
作ボックス22(図4)のスイッチによって切換え、後
進時の平均車速Vは前進時の0.6倍としている。
【0033】このマップにおける平均車速Vは、舵角θ
とアクセル操作量Sの関数であり、V=g(θ,S)で
表わされる。各アクセル操作量Sに対し、θ=0(直
進)のときに平均車速Vは最大になる。従って、最大ア
クセル(Smax)のθ=0となるA点において、平均
車速Vは最大Vmaxになる。B点を含む+θmaxの
ラインは、右に最大旋回した状態であり、V=0の信地
旋回状態を示す。またC点を含む−θmaxのライン
は、左に最大旋回した状態であり、V=0の逆方向の信
地旋回状態を示す。
【0034】図12は、駆動モータの制御ブロック図で
ある。操作ボックスのメインスイッチから、前後進切換
え信号およびリフト駆動指令信号がコントローラ50内
のCPUに入力される。CPUにはさらに、スロットル
(アクセルレバー8)から速度指示信号が入力され、舵
角センサー(可変抵抗器46)から舵角データ信号が右
折は+、左折は−として入力される。また、各駆動輪に
設けた左右のエンコーダから実車速が計測されCPUに
入力される。
【0035】CPUは、これらの入力データに基づき、
左右駆動輪の速度VL、VRを以下のように演算して求
めこれを出力する。即ち、右折の場合、 速度比i=f(|θ|)=VR/VL(左折のときはVL/VR)… 平均車速V=g(θ,S)=(VL+VR)/2 … として、、の関係を満足するVL、VRを演算で求
める。
【0036】これらのVL、VRの演算結果のデータは
速度指示信号として左右の各駆動モータ28a,28b
(図7)に送られ、これに基づいて左右の駆動輪6a,
6bが図11のマップに従った所定の平均速度になるよ
うに、それぞれ駆動される。CPUはさらに、上記各デ
ータに基づき台車の進行方向を表示パネルに表示する。
この表示により、運転を中断し次に再開するとき、操舵
方向が右であるか左であるかが容易に分かり、意図した
方向と逆方向に発車することが防止され、運転操作性お
よび作業性が向上する。
【0037】CPUはさらに、メインスイッチからのリ
フトON,OFF信号に基づき、リフトスイッチに駆動
信号を送り、リフト機構(昇降シリンダ装置17)を上
下駆動させる。なお、このリフト動作は、走行中にはで
きない構造とする。これは、例えば、切換えスイッチに
リフト位置を独立して設け、このリフト位置に切換えな
いとリフト操作できない構造である。
【0038】なお、操舵輪5a,5bは一対の2輪構造
としたが、台車中央に1輪のみ設ける構成であってもよ
い。また、本発明は自動走行の電動車両に対しても適用
可能である。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、回転
軸線を一致させて設けた2輪の駆動輪と、前記各駆動輪
ごとに別個に設けた駆動用モータと、進行方向変更用の
1輪または2輪の操舵輪と、該操舵輪の回転軸線の方向
を変化させて進行方向を操作するための操舵手段とを有
する電動台車であって、前記1輪または2輪の操舵輪の
回転軸線と前記駆動輪の回転軸線は平行または1点で交
差するように構成し、前記回転軸線同士の交点から前記
各駆動輪までの距離の比に基づいて前記各駆動輪の回転
速度比を設定する制御手段を備えた構成としたため、直
進から信地旋回に至るまで、滑らかに連続的に旋回半径
を変化させることができ、運転感覚が向上するととも
に、小さい半径でも安定して運転でき狭い場所での方向
変換が容易にできるようになる。
【0040】また、台車が方向変更するときの旋回半径
が小さくなるに従って、車速を小さくするように構成し
た演算回路を有することにより、旋回時の運転感覚をさ
らに向上させ安定した運転を達成することができる。
【0041】また、操舵手段の操舵量検出手段を備え、
この操舵量検出手段の検出結果に基づいて前記各駆動輪
の回転速度比を演算することにより、各車輪の旋回中心
点を高精度で一点に集中させることが可能になり、精度
の高い速度制御が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例の基本構成説明図である。
【図2】 本発明実施例の直進時の構成説明図である。
【図3】 本発明実施例の信地旋回時の構成説明図であ
る。
【図4】 本発明実施例の上面図である。
【図5】 本発明実施例の側面図である。
【図6】 本発明実施例の正面図である。
【図7】 本発明実施例の駆動系の詳細図である。
【図8】 本発明実施例の操舵輪の詳細図である。
【図9】 本発明実施例のギヤボックスの構成説明図で
ある。
【図10】 本発明における舵角と内外輪車速の関係の
グラフである。
【図11】 本発明の平均車速度演算のマップを示す概
念図である。
【図12】 本発明の駆動モータの制御ブロック図であ
る。
【符号の説明】
1:電動台車 2:基枠 3:荷台 4:乗車ステップ 5a,5b:操舵輪 6a.6b:駆動輪 7:ハンドル 10:ギヤボックス 11:連接ロッド 16:リンクロッド 17:昇降用シリンダ 18:バッテリー 22:操作ボックス 28a.28b:駆動モータ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転軸線を一致させて設けた2輪の駆動
    輪と、 前記各駆動輪ごとに別個に設けた駆動用モータと、 進行方向変更用の1輪または2輪の操舵輪と、 該操舵輪の回転軸線の方向を変化させて進行方向を変更
    するための操舵手段とを有する電動台車であって、 前記1輪または2輪の操舵輪の回転軸線と前記駆動輪の
    回転軸線は平行またはほぼ1点で交差するように構成
    し、 前記回転軸線同士の交点から前記各駆動輪の接地点まで
    の距離の比に基づいて前記各駆動輪の回転速度比を設定
    する制御手段を備えたことを特徴とする電動台車。
  2. 【請求項2】 前記制御手段は、台車が方向変更すると
    きの旋回半径が小さくなるに従って、車速を小さくする
    ように構成した演算回路を有することを特徴とする請求
    項1に記載の電動台車。
  3. 【請求項3】 前記操舵手段の操舵量検出手段を備え、 前記制御手段は、この操舵量検出手段の検出結果に基づ
    いて前記各駆動輪の回転速度比を演算することを特徴と
    する請求項1または2に記載の電動台車。
  4. 【請求項4】 前記操舵手段は、操舵方向の表示手段を
    有することを特徴とする請求項1、2または3に記載の
    電動台車。
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