JP2014024434A - 搬送車 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 シャシ1の前後方向に一対の前輪Wf,一対の中間輪Wc及び一対の後輪Wrを設け、各車輪をその車輪軸2がシャシ1の前後方向Rに直交するように設け、中間輪Wcをゴムタイヤ4を備えて構成し、前輪Wf及び後輪Wrを、横方向へ自在に回転する複数個の横転ローラ6を環状に配列した全方向車輪で構成し、各車輪に夫々駆動部7を設け、制御部20に、シャシ1のカーブ走行する旋回時に、旋回半径方向外側の前輪Wf,中間輪Wc及び後輪Wrにおいて、中間輪Wcの最大駆動トルクを前輪及び後輪の最大駆動トルクより減少させて配分する最大駆動トルク指令手段21を備えた。
【選択図】図2
Description
ここで、摩擦円とは、路面の滑りやすさに対応して中間輪に発生する前後方向及び左右方向の力の大きさの境界値を各方向毎に真円若しくは楕円となる円グラフとしたものである。この摩擦円の内側においては、中間輪は路面に対してスリップを起こさないが、この摩擦円の外側では、中間輪は路面の摩擦が限界を超え中間輪はスリップを起こす。
これにより、中間輪の最大駆動トルクと横方向のコーナリングフォースの合成力を中間輪の摩擦円(グリップ限界)内にすることができ、車体の横方向グリップを確保できる。そのため、確実に進路の乱れを防止して走行安定性の向上を図ることができる。
これにより、シャシの速度に応じて、旋回半径方向外側の前輪,中間輪及び後輪の最大駆動トルクが自動的に算出される。
Tcd=Tcs−Tc
Tf=Tfs+(1/2)Tcd
Tr=Trs+(1/2)Tcd
に設定する構成としている。
中間輪の最大駆動トルクの減少値Tcdを、前後輪に(1/2)ずつ均等配分するので、それだけ、軌道が滑らかになり、より一層、走行安定性の向上を図ることができる。
これにより、路面が、凸凹していても、これに追従することができ、即ち、路面の凸凹によりシャシが浮き上がっても、サスペンション機構が作動して車輪が走行面に追従し、車輪の浮き上がりを防止することができ、駆動力を確実に走行面に伝達することができる。特に、雪道などでは、上記の滑りに対応することに加えて、雪による凸凹にも対応できるので、より一層、走行安定性の向上を図ることができる。
図1乃至図4に示すように、本発明の実施の形態に係る搬送車Cは、金属製のフレームで形成されたシャシ1を備え、このシャシ1の前後方向に夫々トレッドを同じにする一対の前輪Wf,一対の中間輪Wc及び一対の後輪Wdを設けている。各車輪Wf,Wc,Wdは、シャシ1に対して後述のサスペンション機構10を介して支持され、各車輪Wf,Wc,Wdの車輪軸2は、シャシ1の前後方向Rに直交するように設けられている。
制御部20は、各駆動部7に対して各車輪の回転数及び回転方向を指令する回転指令手段24と、各車輪の最大駆動トルクを配分して指令する最大駆動トルク指令手段21とを備えている。最大駆動トルク指令手段21は、シャシ1の少なくともカーブ走行する旋回時に、旋回半径方向外側の前輪Wf,中間輪Wc及び後輪Wdにおいて、中間輪Wcの最大駆動トルクTcを前輪Wf及び後輪Wdの最大駆動トルクTf,Trより減少させて配分する機能を備えている。図7に示すように、この旋回半径方向外側の中間輪Wcの最大駆動トルクTcは、中間輪Wcの最大駆動トルクTcとコーナリングフォースFaの合成トルクTtが、路面の滑りやすさに対応して定められた摩擦円(後述の図7の30,31,32)の内側に収まるように設定される。
車体質量に荷の質量を加えた全質量をm、シャシ1の速度をv、シャシ1の角速度をω、回転半径をr、シャシ1に生じる遠心力をFとしたとき、r=v/ωであるから、
F=mrω2 =mvω2 /ω=mvω
の関係になる。この関係を図5のグラフに示す。尚、荷のないときをm(MIN)とし、荷の最大車載時をm(MAX)とした。
図7(a)(b)には、積雪路面時において、シャシ1の速度(vω)のA点及びB点での中間輪Wcでの最大駆動トルクTcの出力比(%)例を示す。図中、30は積雪路面のタイヤ摩擦円、31はウエット路面のタイヤ摩擦円、32は舗装ドライ路面のタイヤ摩擦円を示す。
Tcd=Tcs−Tc
Tf=Tfs+(1/2)Tcd
Tr=Trs+(1/2)Tcd
の関係式により算出する。
このため、図8に示すように、例えば、路面が雨で濡れ、あるいは、積雪やアイスバーンにより滑りやすくなっている場合に、カーブ走行する旋回時の所謂コーナリングの際に進路が乱れやすくなるが、旋回半径方向外側の中間輪Wcの最大駆動トルクTcと横方向のコーナリングフォースFaの合成力Ttを中間輪Wcの摩擦円(グリップ限界)内にし、旋回半径方向外側の前後輪Wdのトルクリミットを増加させ中間輪Wcのトルクリミットを抑えるので、中間輪Wcの横方向グリップを増大させることができ、シャシ1の横方向グリップを確保できるようになり、滑りが抑止され、進路の乱れを防止して走行安定性の向上を図ることができる。この旋回においては、前輪Wf,後輪Wdは、車輪の直進方向に対して直交する横方向へ自在に回転する複数個の横転ローラ6が環状に配列されているので、この横ローラ6が横方向に自在に回転することから、回転差に追従することができ、円滑な走行を得ることができる。
また、旋回半径方向外側において、中間輪Wcの最大駆動トルクTcの減少値Tcdを、前後輪Wdに(1/2)ずつ均等配分するので、それだけ、軌道が滑らかになり、より一層、走行安定性の向上を図ることができる。
1 シャシ
Wf 前輪
Wc 中間輪
Wr 後輪
2 車輪軸
3 ホイール
4 ゴムタイヤ
5 ホイール
6 横転ローラ
7 駆動部
10 サスペンション機構
11 保持部
12 支持部
13 リンク
14 アーム
15 コイルスプリング
16 ダンパ
20 制御部
21 最大駆動トルク指令手段
22 中間輪最大駆動トルク算出手段
23 前後輪最大駆動トルク算出手段
24 回転指令手段
Tf,Tc,Tr 旋回半径方向外側の車輪の最大駆動トルク
30 積雪路面のタイヤ摩擦円
31 ウエット路面のタイヤ摩擦円
32 舗装ドライ路面のタイヤ摩擦円
Claims (6)
- シャシの前後方向に少なくとも一対の前輪,一対の中間輪及び一対の後輪を設けた搬送車であって、
上記各車輪をその車輪軸が上記シャシの前後方向に直交するように設け、上記中間輪をゴムタイヤを備えて構成し、上記中間輪以外の前輪及び後輪を、該車輪の直進方向に対して直交する横方向へ自在に回転する複数個の横転ローラを環状に配列した全方向車輪で構成し、上記各車輪に夫々指令された最大駆動トルクを独立して出力可能な駆動部を設け、該各駆動部を制御してシャシを前後進及び旋回させる制御部を設け、該制御部に各駆動部に対し最大駆動トルクを配分して指令する最大駆動トルク指令手段を備えたことを特徴とする搬送車。 - 上記最大駆動トルク指令手段は、シャシの少なくともカーブ走行する旋回時に、旋回半径方向外側の前輪,中間輪及び後輪において、該中間輪の最大駆動トルクを前輪及び後輪の最大駆動トルクより減少させて配分することを特徴とする請求項1記載の搬送車。
- 上記旋回半径方向外側の中間輪の最大駆動トルクは、該中間輪の最大駆動トルクとコーナリングフォースの合成トルクが、路面の滑りやすさに対応して定められた摩擦円の内側に収まるように設定されることを特徴とする請求項2記載の搬送車。
- 上記制御部は、上記旋回半径方向外側の中間輪の最大駆動トルクを路面の滑りやすさ及びシャシ速度に対応して予め定められた関係に基づいて算出する中間輪最大駆動トルク算出手段と、該中間輪最大駆動トルク算出手段が算出した中間輪の最大駆動トルクに基づいて旋回半径方向外側の前輪及び後輪の最大駆動トルクを算出する前後輪最大駆動トルク算出手段とを備え、上記最大駆動トルク指令手段は、上記中間輪最大駆動トルク算出手段及び前後輪最大駆動トルク算出手段が算出した最大駆動トルクを配分して指令することを特徴とする請求項3記載の搬送車。
- 上記旋回半径方向外側の前輪,中間輪及び後輪に配分される最大駆動トルクを夫々Tf,Tc,Trとし、該中間輪の最大駆動トルクを減少させないで該前輪,中間輪及び後輪に対して配分される標準最大駆動トルクを夫々Tfs,Tcs,Trsとし、該中間輪の標準最大駆動トルクに対する最大駆動トルクの値減少値をTcdとしたとき、
Tcd=Tcs−Tc
Tf=Tfs+(1/2)Tcd
Tr=Trs+(1/2)Tcd
に設定することを特徴とする請求項3または4記載の搬送車。 - 上記前輪,中間輪及び後輪をシャシに対してサスペンション機構を介して支持したことを特徴とする請求項1乃至5何れかに記載の搬送車。
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