JPH10226497A - 走行台車の走行装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価な構造で前後進走行、左右横走行、スピ
ンターン走行できる走行台車の走行装置とする。 【解決手段】 走行台車１の前部左右両側部に左右一対
の従動輪２０，２０を操向用電動モータ２４で前向姿
勢、左右横向姿勢、斜め前向姿勢に回転可能に取付け
る。前記走行台車１の後部左右中間に駆動輪２１を操向
用電動モータ２４で前向姿勢と左右横向姿勢に回転可能
に取付けることで、３つの車輪と３つの操向用電動モー
タで前後進走行、左右横行走行、スピンターン走行でき
るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築現場など狭い
作業スペースで走行しながら作業する高所作業車、搬送
台車、ハンドリング機械の台車等の前後進、左右横行、
スピンターンなど多様な走行性能を有する走行台車の走
行装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】前後進、左右横行、スピンターンが可能
である走行台車の走行装置としては、例えば特開昭５３
−４０９３０号公報に示すように、車体の前後左右にそ
れぞれ駆動輪を操舵用モータで旋回自在に取付けたもの
が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】かかる走行台車の走行
装置は４つの走行用モータと４つの操舵用モータを備え
ているから、高価なモータやタイヤの数が多く大変高価
な走行装置である。

【０００４】このことを解消する走行装置としては、車
体の対角線方向に対向した２輪を駆動兼操舵輪とし、残
りの２輪をキャスタ輪としたものが提案されている。

【０００５】しかしながら、キャスタ輪を用いた走行装
置は次のような課題を有する。 車両停止状態から、キャスタ輪の向きと異なる方向に
進行方向を変えて発進しようとした場合、キャスタ輪が
一旦進行方向に向きを変えるまで旋回する。そのため、
車体が振れ、指示した方向にすぐ動かず、発進後に方向
修正が必要となる。 段差を乗越える際に、キャスタ輪が駆動輪でないこと
と、一般に硬質ウレタン系素材を使用しているため食つ
き性が良くなく、段差に対して極力直角に進入するか、
弾みをつけないと乗り越えが困難である。 溝を乗り越える場合、溝部分でステアリング操作を行
うと、溝にキャスタ輪が捕まることがある。

【０００６】そこで、本発明は前述の課題を解決できる
ようにした走行台車の走行装置を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】第１の発
明は、走行台車１の前部左右両側寄りに水平面方向に回
転自在に取付けた左右一対の従動輪２０，２０と、前記
走行台車１の後部左右中間に水平面方向に回転自在に取
付けられ走行用モータで回転駆動される駆動輪２１と、
この駆動輪２１を前向姿勢と左右横向姿勢とに回転する
操向アクチュエータと、前記左右一対の従動輪２０を前
向姿勢と左右横向姿勢と前記横向姿勢の駆動輪２１とと
もに１つの円軌跡の接線方向に向う斜め前向姿勢とに回
転する左右の操向アクチュエータで構成したことを特徴
とする走行台車の走行装置である。

【０００８】第１の発明によれば、一対の従動輪２０と
駆動輪２１を前向姿勢とすれば前後進走行できるし、一
対の従動輪２０と駆動輪２１を左右横向姿勢とすれば左
右横走行でき、一対の従動輪２０を斜め前向姿勢とし、
駆動輪２１を横向姿勢とすればスピンターン走行でき
る。

【０００９】したがって、走行台車１を前後進走行、左
右横走行、スピンターン走行できる走行装置となる。

【００１０】また、一対の従動輪２０，２０と駆動輪２
１と３つの操向アクチュエータで構成してあるから、車
輪と操向アクチュエータの数が少なく、安価な走行装置
となる。

【００１１】また、一対の従動輪２０は操向アクチュエ
ータで回転されて前向姿勢、左右横向姿勢、斜め前向姿
勢となるので、走行台車が振れることなしに指示した方
向に直ちに走行できるし、段差や溝をスムーズに乗り越
えて走行できる。

【００１２】第２の発明は、第１の発明において左右一
対の従動輪２０，２０の向きを変更する時に、左右一対
の従動輪２０，２０を左右反対向きに回転するようにし
た走行台車の走行装置である。

【００１３】第２の発明によれば、従動輪２０の向きを
変更する時に走行台車１に作用する左右横方向の力が、
左の従動輪２０と右の従動輪２０とで左右反対となるの
で、その左右横方向の力が相殺されて走行台車１が左右
横方向にずれることがない。

【００１４】第３の発明は、第１又は第２の発明におい
て、駆動輪２１の前向姿勢、左右横向姿勢をそれぞれ検
出する第１の検出手段と、従動輪２１の前向姿勢、左右
横向姿勢、斜め前向姿勢をそれぞれ検出する第２の検出
手段と、前後進指令、左右横行指令、スピンターン指令
を出力する走行指令手段と、この走行指令に基づいて操
向アクチュエータを動作し、走行指令に対応した第１・
第２の検出手段からの検出信号で操向アクチュエータを
停止するアクチュエータ動作制御手段を設けたことを特
徴とする走行台車の走行装置である。

【００１５】第３の発明によれば、走行指令手段を操作
して走行指令、例えば前後進指令を出力すると操向アク
チュエータが動作し、その走行指令に対応した第１・第
２の検出手段の検出信号、例えば第１の検出手段による
前向姿勢検出信号、第２の検出手段による前向姿勢検出
信号によって操向アクチュエータが停止する。

【００１６】これによって、走行指令手段を操向するこ
とで走行台車１を前後進走行、左右横走行、スピンター
ン走行でき、その操作が簡単となる。

【００１７】第４の発明は、第３の発明における走行指
令手段を、前後進指令とともに前後進操舵角度指令を出
力すると共に、左右横行指令とともに左右横行操舵角度
指令を出力するものとし、前記アクチュエータ動作制御
手段は、前後進操舵角度指令が入力された時には左右一
対の従動輪２０，２０を左右同一方向に回転し、左右横
行操舵角度指令が入力された時には左右一対の従動輪２
０，２０を左右反対方向に回転するものとした走行台車
の走行装置である。

【００１８】第４の発明によれば、前後進走行及び左右
横走行する時に操舵することができる。

【００１９】第５の発明は、第３又は第４の発明におけ
る走行指令手段を、中立位置を境として第１・第２・第
３の方向に操作可能な走行レバー４５で、１つの方向に
操作している状態から中立位置を経て他の方向に操作し
た時にのみ他の走行指令を出力するものとした走行台車
の走行装置である。

【００２０】第５の発明によれば、走行レバー４５を１
度中立位置とした後に他の方向に操作しないと走行指令
が出力されないので、異なる走行に変更する時には走行
台車１が１度停止することになるので、オペレータの誤
操作防止と意志確認ができ、安全である。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は高所作業車の正面図であっ
て、走行台車１に昇降機構２を介して作業床３が上下動
自在に取付けてある。この作業床３には手摺４とマニピ
ュレータ５が取付けてある。前記マニピュレータ５は、
作業床３に設けたシリンダ６と、このシリンダ６の先端
部に水平面方向に回転自在に設けた第１アーム７と、こ
の第１アーム７に縦軸８で水平面方向に回転自在に設け
た第２アーム９と、この第２アーム９に縦軸１０で水平
面方向に回転自在に設けた第３アーム１１と、この第３
アーム１１に横軸１２で上下揺動自在に取付けたパネル
材支持具、例えばバキュームパッド１３で構成してあ
る。

【００２２】このようであるから、バキュームパッド１
３は作業床３に対して上下動、左右回転動、水平方向に
伸縮動、上下揺動するので、内装パネル材を支持して垂
直姿勢、水平姿勢として左右方向、上下方向に移動でき
る。

【００２３】前記走行台車１には図２に示すように、一
対の従動輪２０と駆動輪２１が取付けてある。この従動
輪２０と駆動輪２１はブラケット２２に回転自在に支承
され、そのブラケット２２は操舵中心軸２３で走行台車
１に回転自在に取付けてある。このブラケット２２は操
向アクチュエータ、例えば減速機付きの操向用電動モー
タ２４、ギヤ２５等で回転されて従動輪２０と駆動輪２
１は走行台車１の前後方向に向う前向姿勢と走行台車１
の左右方向に向う横向姿勢とに回転される。前記３つの
操舵中心軸２３は１つの仮想円軌跡上にほぼ一致してい
る。

【００２４】前記各ブラケット２２には第１ストッパピ
ン２６と第２ストッパピン２７がそれぞれ取付けてあ
り、走行台車１には第１ストッパ２８と第２ストッパ２
９が設けてある。従動輪２０が前向姿勢よりも更に所定
角度（例えば３０度）回転すると第１ストッパピン２６
が第１ストッパ２８に当接してそれ以上回転しないよう
にする。

【００２５】従動輪２０が横向姿勢よりも更に所定角度
（例えば３０度）回転すると第２ストッパピン２７が第
２ストッパ２９に当接してそれ以上回転しようないよう
にする。

【００２６】駆動輪２１が前向姿勢よりも更に所定角度
（例えば３０度）回転すると第１ストッパピン２６が第
１ストッパ２８に当接してそれ以上回転しないようにす
る。駆動輪２１が横向姿勢よりも更に所定角度（例えば
３０度）回転すると第２ストッパピン２７が第２ストッ
パ２９に当接してそれ以上回転しないようにする。

【００２７】前記走行台車１には従動輪２０の回転角
（つまり、向き）を検出する手段、例えばステアリング
中心軸２３の回転角を検出する左右ポテンショメータ３
０−Ｌ，３０−Ｒが取付けてある。この左右ポテンショ
メータ３０−Ｌ，３０−Ｒの出力は走行台車１に取付け
たコントローラ３１に入力される。

【００２８】前記走行台車１には駆動輪２１の向きを検
出する手段、例えば第１リミットスイッチ３２と第２リ
ミットスイッチ３３が取付けてある。駆動輪２１が前向
姿勢であるとブラケット２２が第１リミットスイッチ３
２をＯＮし、横向姿勢であるとブラケット２２が第２リ
ミットスイッチ３３をＯＮする。この第１・第２リミッ
トスイッチ３２，３３の信号はコントローラ３１に入力
される。なお、ブラケット２２にドッグを取付けても良
いし、第１・第２ストッパピン２６，２７で第１・第２
リミットスイッチ３２，３３をＯＮするようにしても良
い。

【００２９】前記駆動輪２１は走行用モータ、例えば減
速機付の走行用電動モータ３４によって回転駆動され
る。この走行用電動モータ３４の回転数をエンコーダ３
５で検出して走行距離を検出するようにしてある。

【００３０】図１に示すように、前記手摺４に操作ボッ
クス４０が取付けてある。この操作ボックス４０には図
３に示すように走行方向指示手段、例えば自動左走行ボ
タン４１、自動右走行ボタン４２、自動前走行ボタン４
３、自動後走行ボタン４４、走行指令手段、例えば手動
走行用の走行レバー４５、走行速度設定手段４６、非常
停止スイット４７、自動停止ボタン４８、自動手動切換
ボタン４９等が設けてある。

【００３１】前記走行レバー４５は中立位置を境として
前後方向に操作することで前後進指令を出力し、斜め前
後方向（例えば６０度の範囲）に操作すると、その斜め
の角度に応じた前後進操舵角度指令を出力する。前記走
行レバー４５は中立位置を境として左右方向に操作する
ことで左右横行指令を出力し、斜め左右方向（例えば６
０度の範囲）に操作すると、その斜めの角度に応じた左
右横行操舵角度指令を出力する。

【００３２】前記走行レバー４５を中立位置にて左右方
向に回転操作するとスピンターン指令を出力する。ま
た、操作レバー４５の中立位置を検出する手段、例えば
中立位置でＯＮする中立スイッチ５０を有している。中
立スイッチ５０はＯＮ，ＯＦＦスイッチであるが、走行
レバー４５の操作を検出するポテンショメータの出力ゼ
ロで中立と判断するようにしても良い。

【００３３】前記走行レバー４５の各指令（操作方向の
信号）及び中立スイッチ５０のＯＮ信号は前記コントロ
ーラ３１に入力される。

【００３４】図４に示すように、コントローラ３１はス
ピードコントローラ５１に運転指令、正逆トルク指令、
速度指令、電流指令等を出力して走行用電動モータ３４
を駆動し、スピードコントローラ５１から過負荷信号等
アラーム信号、エンコーダ３５の信号がコントローラ３
１にフィードバックされる。

【００３５】前記コントローラ３１はリレーボックス５
２に指令を出力し、図示しないリレーをＯＮして操向用
電動モータ２４に通電制御する。

【００３６】次に作動を説明する。自動手動切換ボタン
４９を手動としてコントローラ３１に手動走行指令を出
力し、コントローラ３１を手動モードとする。 （前後進走行）走行レバー４５を中立位置としてコント
ローラ３１に記憶された走行モードをキャンセルする。
走行レバー４５を前又は後に操作してコントローラ３１
に前進指令または後進指令を出力し、コントローラ３１
を前後進モードとする。

【００３７】コントローラ３１は左右ポテンショメータ
３０−Ｌ，３０−Ｒの信号で一対の従動輪２０，２０の
向きを判断し、第１・第２リミットスイッチ３２，３３
のＯＮ信号で駆動輪２１の向きを判断し、図５に示すよ
うに従動輪２０、駆動輪２１が横向姿勢の時及び、図６
に示すように、左右従動輪２０と駆動輪２１が同一円軌
跡の接線方向に向う姿勢の時（以下左右の従動輪２０が
斜め前向姿勢で駆動輪２１が横向姿勢の時という）に
は、左右の従動輪２０の操向用電動モータ２４を左右逆
回転動して左右の従動輪２０を矢印ａ，ｂに示すように
左右逆方向に回転する。駆動輪２１の操向用電動モータ
２４を正回転動して駆動輪２１を矢印ｃ方向に回転す
る。

【００３８】左右のポテンショメータ３０−Ｌ，３０−
Ｒの信号によってコントローラ３１が左右の従動輪２１
が図５、図６に示すように前向姿勢となったら左右の操
向用電動モータ２４を停止し、第１リミットスイッチ３
２のＯＮ信号が入力されたら駆動輪２１の操向用電動モ
ータ２４を停止する。

【００３９】これによって、図５、図６に示すように左
右の従動輪２０が前向姿勢、駆動輪２１が前向姿勢とな
る。

【００４０】コントローラ３１は前後進モードにセット
されて記憶する。これと同時に走行レバー４５を前に操
作した時には、走行用電動モータ３４を正転して図７
（ａ）に示すように走行台車１を前進走行し、走行レバ
ー４５を後に操作した時には走行用電動モータ３４を逆
転して図７（ｂ）に示すように走行台車１を後進走行す
る。

【００４１】この時、走行速度設定手段４６を高速
（Ｈ）とした時にはコントローラ３１はスピードコント
ローラ５１に高速指令を出力して走行用電動モータ３４
を高速回転し、低速（Ｌ）とした時には低速指令を出力
して走行用電動モータ３４を低速回転して走行台車１を
高速、低速で走行する。

【００４２】なお、走行レバー４５を前から後又は後か
ら前に操作した時には中立位置を通るのでコントローラ
３１に記憶されている前後進モードがキャンセルされる
が、従動輪２０、駆動輪２１が前向姿勢であるので直ち
に前後進モードにセットされる。

【００４３】（左右横走行）左右方向以外に操作してい
た走行レバー４５を中立位置とすることでコントローラ
３１に記憶されていた走行モードをキャンセルする。走
行レバー４５を左又は右に操作してコントローラ３１に
左横行指令又は右横行指令を出力してコントローラ３１
を左右横行モードとする。

【００４４】前述のようにして従動輪２０、駆動輪２１
の向きを判断し、図８に示すように従動輪２０、駆動輪
２１が前向姿勢の時には左右の操向用電動モータ２４を
正逆回転動して左右の従動輪２０，２０を矢印ｄ，ｅで
示す左右反対方向に回転し、駆動輪２１の操向用電動モ
ータ２４を逆回転動して駆動輪２１を矢印ｆで示す方向
に回転する。

【００４５】図９に示すように、左右従動輪２０が斜め
前向姿勢で駆動輪２１が横向姿勢の時には前述と同様に
左右の操向用電動モータ２４を正逆回転動して左右の従
動輪２０を矢印ｄ，ｅで示す左右反対方向に回転する。

【００４６】これによって、従動輪２０と駆動輪２１が
図８、図９に示すように横向姿勢となると操向用電動モ
ータが停止し、コントローラ３１は左右横行モードにセ
ットされて記憶する。

【００４７】この後に、前述と同様にして走行用電動モ
ータ３４を正回転動、逆回転動して駆動輪２１を正回
転、逆回転することで走行台車１を図１０（ａ），
（ｂ）に示すように左横走行、右横走行する。

【００４８】（スピンターン走行）他の方向に操作して
いた操作レバー４５を中立位置としてコントローラ３１
に記憶されていた走行モードをキャンセルする。走行レ
バー４５を左又は右に回転操作してコントローラ３１に
左スピンターン指令、右スピンターン指令を出力してコ
ントローラ３１をスピンターンモードとする。

【００４９】前述のようにして従動輪２０、駆動輪２１
の向きを判断し、図１１に示すように従動輪２０、駆動
輪２１が前向姿勢の時には左右の操向用電動モータ２４
を正逆回転動して左右の従動輪２０，２０を矢印ｄ，ｅ
で示した左右反対方向に回転し、駆動輪２１の操向用電
動モータ２４を逆回転動して駆動輪２１を矢印ｆで示す
方向に回転する。

【００５０】図１２に示すように従動輪２０と駆動輪２
１が横向姿勢の時には左右の操向用電動モータ２４を正
逆回転動して左右の従動輪２０を矢印ｄ，ｅで示すよう
に左右反対方向に回転する。

【００５１】これによって、従動輪２０が図１１、図１
２に示すように斜め前向姿勢となると左右の操向用電動
モータ２４が停止し、駆動輪２１が図１１、図１２に示
す横向姿勢となると操向用電動モータ２４が停止する。
コントローラ３１はスピンターンモードを記憶する。

【００５２】この後、前述と同様にして走行用電動モー
タ３４を正回転動、逆回転動して駆動輪２１を正回転、
逆回転することで走行台車１を図１３（ａ）、（ｂ）に
示すように右スピンターン走行、左スピンターン走行す
る。

【００５３】走行レバー４５を中立位置を経由して斜め
前後方向に操作した時には走行レバー４５の斜め角度に
応じて左右の従動輪２０の操舵角度をコントローラ３１
にセットする。そして、前述と同様にして前後進モード
にセットする。この後に前向姿勢である左右の従動輪２
０を図１４（ａ），（ｂ）に示すように左右同一方向に
回転してセットした操舵角度とする。

【００５４】走行レバー４５を中立位置を経由して斜め
左右方向に操作した時には前述と同様にして左右の従動
輪２０を、図１５（ａ），（ｂ）に示すように左右反対
方向にセットした操舵角度だけ回転する。

【００５５】以上の動作をフローチャートで表すと図１
６に示すようになる。

【００５６】前記走行用モータは流体圧モータでも良
く、この場合には電磁切換弁等で流体圧を流体圧モータ
に供給して正逆回転駆動する。前記操向アクチュエータ
は流体圧モータ、流体圧シリンダとしても良く、この場
合は電磁切換弁等で流体圧を供給する。

【００５７】前記操向レバー４５は、前後進用の走行レ
バー、左右横行用の走行レバー、スンターン用の走行レ
バーの３本としても良いし、スイッチ、ボタンとしても
良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】高所作業車の正面図である。

【図２】従動輪、駆動輪の平面図である。

【図３】操作ボックスの正面図である。

【図４】モータ駆動回路図である。

【図５】車輪を横向姿勢から前向姿勢に変更する説明図
である。

【図６】車輪をスピンターン姿勢から前向姿勢に変更す
る説明図である。

【図７】前進走行、後進走行の説明図である。

【図８】車輪を前向姿勢から横向姿勢に変更する説明図
である。

【図９】車輪をスピンターン姿勢から横向姿勢に変更す
る説明図である。

【図１０】右横走行、左横走行の説明図である。

【図１１】車輪を前向姿勢からスピンターン姿勢に変更
する説明図である。

【図１２】車輪を横向姿勢からスピンターン姿勢に変更
する説明図である。

【図１３】右スピンターン走行、左スピンターン走行の
説明図である。

【図１４】前進操舵走行の説明図である。

【図１５】左右横操舵走行の説明図である。

【図１６】動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１…走行台車 ２０…従動輪 ２１…駆動輪 ２４…操向用電動モータ ３０−Ｌ…左ポテンショメータ ３０−Ｒ…右ポテンショメータ ３１…コントローラ ３４…走行用電動モータ ３２…第１リミットスイッチ ３３…第２リミットスイッチ ４０…操作ボックス ４５…走行レバー ５０…中立スイッチ ５１…スピードコントローラ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行台車１の前部左右両側寄りに水平面
   方向に回転自在に取付けた左右一対の従動輪２０，２０
   と、前記走行台車１の後部左右中間に水平面方向に回転
   自在に取付けられ走行用モータで回転駆動される駆動輪
   ２１と、この駆動輪２１を前向姿勢と左右横向姿勢とに
   回転する操向アクチュエータと、前記左右一対の従動輪
   ２０を前向姿勢と左右横向姿勢と前記横向姿勢の駆動輪
   ２１とともに１つの円軌跡の接線方向に向う斜め前向姿
   勢とに回転する左右の操向アクチュエータで構成したこ
   とを特徴とする走行台車の走行装置。
2. 【請求項２】 前記左右一対の従動輪２０，２０の向き
   を変更する時に、左右一対の従動輪２０，２０を左右反
   対向きに回転するようにした請求項１記載の走行台車の
   走行装置。
3. 【請求項３】 駆動輪２１の前向姿勢、左右横向姿勢を
   それぞれ検出する第１の検出手段と、従動輪２１の前向
   姿勢、左右横向姿勢、斜め前向姿勢をそれぞれ検出する
   第２の検出手段と、前後進指令、左右横行指令、スピン
   ターン指令を出力する走行指令手段と、この走行指令に
   基づいて操向アクチュエータを動作し、走行指令に対応
   した第１・第２の検出手段からの検出信号で操向アクチ
   ュエータを停止するアクチュエータ動作制御手段を設け
   たことを特徴とする請求項１又は２記載の走行台車の走
   行装置。
4. 【請求項４】 前記走行指令手段を、前後進指令ととも
   に前後進操舵角度指令を出力すると共に、左右横行指令
   とともに左右横行操舵角度指令を出力するものとし、 前記アクチュエータ動作制御手段は、前後進操舵角度指
   令が入力された時には左右一対の従動輪２０，２０を左
   右同一方向に回転し、左右横行操舵角度指令が入力され
   た時には左右一対の従動輪２０，２０を左右反対方向に
   回転するものとした請求項３記載の走行台車の走行装
   置。
5. 【請求項５】 前記走行指令手段を、中立位置を境とし
   て第１・第２・第３の方向に操作可能な走行レバー４５
   で、１つの方向に操作している状態から中立位置を経て
   他の方向に操作した時にのみ他の走行指令を出力するも
   のとした請求項３又は４記載の走行台車の走行装置。