JPH106843A - 無軌道産業用車両の操舵機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 重量物搬送分野などに用いる無軌道走行台車
の操舵機構を簡易化する。 【解決手段】 搬送車両１１の車体１２には、進行方向
の前後両側に走行操舵機構１７が設けられる。走行操舵
機構１７は、搬送車両１１が方向変換する際に、リジッ
ドアクスル１５の軸線の延長上に旋回中心１６が位置
し、常に内輪１４および外輪１３の法線は一致する。内
輪１４および外輪１３の操舵角γには内外輪差が生じな
いため、各輪毎の制御は不要で、常にリジッドアクスル
１５に対する軸単位の操舵制御を行えばよく、操舵のた
めの機構を簡素化することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、重量物搬送などに
使用される無軌道産業用車両の操舵機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、無軌道産業用車両として、貨
物輸送用のコンテナ、金属帯のコイル、金属素材の塊で
あるスラブやビレット、あるいは鉄鋼原材料等の重量物
搬送分野においては、たとえば実公平１−４４３８０に
示すような搬送車両が用いられている。図９は、全輪操
舵方式の搬送台車の概略的な構成を示す。搬送車両１
は、車体２の上面に重量物を積載し、コンテナヤードや
工場内などの物流のために使用される。所定の地域内で
自由に走行方向の変更が可能なように、搬送車両１には
操舵機構が設けられている。方向変更の場合の旋回半径
を小さくするために、旋回時に外輪３と内輪４との操舵
角α，βを変えるような制御が必要となる。このため操
舵用関節５を用い、旋回中心６を中心とする同心円上を
外輪３および内輪４が通るような角度に操舵される。従
来の搬送車両１では、このようなキングピン方式で各輪
独立に操舵する方式が多く採用されている。他に、特公
昭５０−３９２８８には、荷役車両についての先行技術
が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図９に示すような、キ
ングピン方式による各輪独立操舵の方法は、内外輪差の
影響を排除するために各輪毎の補正制御が必要となり、
操舵機構が複雑化してしまう。キングピン方式による操
舵機構は、通常の自動車などに広く用いられているけれ
ども、特に重量物を運搬し小さな旋回半径で方向変更を
行う必要がある搬送車両１では、各輪毎に大きな負荷に
耐えて、角度を補正しながら操舵を行う機構を設けなけ
ればならない。

【０００４】本発明の目的は、旋回時の内外輪差の影響
を容易に排除することができ、操舵が容易な無軌道産業
用車両の操舵機構を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、路面に接地
し、外周の接線方向が平行な一対の車輪と、各車輪の中
心間を連結し、路面に平行な車軸と、車輪間の中央で、
路面に垂直な軸線まわりに車軸を旋回させる操舵手段と
を含むことを特徴とする無軌道産業用車両の操舵機構で
ある。 本発明に従えば、操舵手段は車軸を車輪間の中央で路面
に垂直な軸線まわりに旋回させるので、車軸の軸線方向
の延長上に旋回中心が存在し、旋回中心に対して内輪と
外輪との法線は一致する。法線方向に内外輪差が生じな
いので、操舵機構を簡略化させ、重量物の運搬にも容易
に耐えさせることができる。

【０００６】また本発明で前記一対の車輪、車軸および
操舵手段は、車体の進行方向の両側にそれぞれ備えられ
ることを特徴とする。 本発明に従えば、車体の進行方向の両側に車軸を車輪間
の中央で旋回させることによって操舵可能な構成を設け
るので、小さな旋回半径での操舵を行うことができる。

【０００７】また本発明は、前記車軸の両側の車輪を、
旋回時の内外輪差を補償して駆動するための差動歯車機
構を有することを特徴とする。 本発明に従えば、車軸には旋回時の内外輪差を補償して
駆動するための差動歯車機構を有するので、車輪を走行
のために駆動しながら車軸を車輪間の中央で旋回させ、
車両の方向変更を行うことができる。

【０００８】また本発明で前記操舵手段は、車体に固定
され、中心を前記車軸を旋回させる軸が通る固定歯車
と、固定歯車と噛合し、固定歯車の外周に沿って遊星運
動を行う遊星歯車と、遊星歯車を回転駆動する原動機
と、遊星歯車、原動機および車軸を支持する支持部材と
を含むことを特徴とする。本発明に従えば、支持部材に
遊星歯車および原動機を支持させ、遊星歯車を原動機に
よって回転駆動すると、遊星歯車は固定歯車と噛合して
いるので、固定歯車の外周に沿った遊星運動が生じる。
この遊星運動は、支持部材を介して車軸にも伝達され、
同時に路面に垂直な軸線まわりに旋回変位させる。車軸
に対する車輪の取付角度を変えないでも、車軸の延長上
に、旋回中心が存在するように車両の方向を変更するこ
とができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態に
よる搬送車両１１の概略的な構成を示す。車体１２を支
える車輪は、方向変換時の旋回半径の外側および内側と
なる外輪１３および内輪１４が、リジッドアクスル１５
の軸線方向の両端に配置され、リジッドアクスル１５の
軸線方向の延長上、すなわち各車輪の法線の延長上に旋
回中心１６が存在する。リジッドアクスル１５の中央付
近には、走行操舵機構１７が備えられる。走行操舵機構
１７は、リジッドアクスル１５の中央で路面に垂直な軸
線まわりにリジッドアクスル１５を旋回変位させ、リジ
ッドアクスル１５の軸線方向の延長上に旋回中心１６が
位置するように旋回を行わせることができる。走行操舵
機構１７には、走行用に外輪１３および内輪１４を回転
駆動するための機構も含まれており、路面に垂直な軸線
１７ａまわりに大きな角度γで旋回変位しても、両輪の
外周の接線方向は常に平行であり、内外輪差を解消しな
がら外輪１３および内輪１４を駆動し、搬送車両１１を
走行させることができる。

【００１０】図２、図３、図４および図５は、搬送車両
１１のさらに詳細な構造を示す。図２は正面図、図３は
平面図、図４は図３の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た断面
図、図５は図２の切断面線Ｖ−Ｖから見た断面図をそれ
ぞれ示す。車体１２は、シャーシ１８およびその進行方
向の両端に設けられるバンパ１９を含む。シャーシ１８
の中央付近には、原動機であるディーゼルエンジン２０
が装着され、ディーゼルエンジン２０に関連してラジエ
ータユニット２１、エアクリーナ２２、フライホイール
２３、油圧ポンプ２４、サイレンサ２５、燃料タンク２
６、バッテリ２７、アキュムレータ２８、弁ブロック２
９および制御装置３０が配置される。ラジエータユニッ
ト２１は、ディーゼルエンジン２０に対する冷却を行
い、エアクリーナ２２はディーゼルエンジン２０に供給
する燃焼用空気の清浄化を行う。フライホイール２３
は、ディーゼルエンジン２０の回転出力を平滑化し、油
圧ポンプ２４はディーゼルエンジン２０の回転出力によ
って駆動され、走行操舵機構１７に作動油を供給する。
サイレンサ２５は、ディーゼルエンジン２０からの排気
ガスの排出系統に設けられ、騒音の低減を図る。ディー
ゼルエンジン２０の燃料は燃料タンク２６に貯留され
る。バッテリ２７は、電気的な制御のための電源とな
る。アキュムレータ２８には、油圧ポンプ２４から供給
される作動油が一時的に蓄積される。作動油は、アキュ
ムレータ２８から弁ブロック２９を介して走行操舵機構
１７に供給される。弁ブロック２９における各種弁の開
閉制御は、制御装置３０によって行われる。搬送車両１
１は、無線などを介する遠隔操作によって走行状態が制
御される。

【００１１】走行操舵機構１７は、固定歯車３１、遊星
歯車３２、操舵用油圧モータ３３、支持部材３４、差動
歯車機構３５および走行用油圧モータ３６を有する。差
動歯車機構３５からは、リジッドアクスル１５の軸線方
向両側に、車軸３７および車軸管３８が延び、片側に２
つのタイヤ３９，４０がそれぞれ装着され、ダブルタイ
ヤ方式で荷重を支える。差動歯車機構３５と支持部材３
４との間には、板ばねによるサスペンション４１が設け
られる。なお、本実施形態では油圧モータによる操舵方
式を採用しているけれども、油圧の他に電動や空圧も使
用可能で、またモータ方式の他にシリンダ方式なども使
用可能である。

【００１２】図６、図７および図８は、走行操舵機構１
７についての詳細な構成を示す。図６は正面図、図７は
平面図、図８は図６の右側面図をそれぞれ示す。操舵用
油圧モータ３３および走行用油圧モータ３６は、前述の
弁ブロック２９によって制御される作動油の圧力に従っ
て回転駆動される。操舵用油圧モータ３３の出力軸に
は、遊星歯車３２が取付けられ、固定歯車３１と噛合し
ている。遊星歯車３２が回転駆動されると、固定歯車３
１の外周に沿って遊星運動を行い、支持部材３４を路面
４２の表面に垂直な旋回軸１７ａまわりに旋回変位させ
ることができる。差動歯車機構３５は、走行用油圧モー
タ３６によって回転駆動され、リジッドアクスル１５と
しての軸線方向の両側の車軸３７および車軸管３８とと
もに、サスペンション４１によって支持部材３４の下方
に懸架される。ダブルタイヤ仕様のタイヤ３９，４０
も、進行方向の変更時には旋回半径の違いによる回転数
差が生じ、同一速度で回転駆動するとスリップして負荷
が大きくなる。差動歯車機構３５は、一般の自動車に用
いられるデファレンシャル装置と同様に、駆動輪の回転
数の内外輪差を解消するために用いられている。ダブル
タイヤ仕様のタイヤ３９，４０間でも内外輪差は生じる
ので、この内外輪差の解消のために、タイヤ３９，４０
のうちの一方のみ駆動し、他方は自由回転状態として荷
重のみ負担するようにしている。

【００１３】シリンダ方式の操舵機構を用いる場合は、
たとえばリジッドアクスル１５の中央付近で軸線方向の
両側と車体１２との間に一対のシリンダをそれぞれ配置
する。一方を伸長させ、他方を収縮させれば、リジッド
アクスル１５を路面に垂直な軸線まわりに旋回させるこ
とができる。

【００１４】以上説明した実施形態では、車体１２の進
行方向の両側に走行操舵機構１７を設け、全輪操舵によ
って舵角が大きく旋回半径が小さい操舵制御を可能にし
ている。進行方向について前方側のみ操舵する前輪操舵
や、後方側のみに操舵する後輪操舵も可能である。さら
に、全輪操舵の際に、一方の操舵方向と他方の操舵方向
とを異ならせ、搬送車両１１を車体１２の中心線からず
れた角度で斜め方向に走行させることもできる。図１の
実施形態では、走行操舵機構１７による操舵角γとし
て、±４５°程度までが可能であり、種々のモードで多
様な操舵制御を行うことができる。

【００１５】図１の実施形態では、車体１２の進行方向
の両側とも同様の走行操舵機構１７を用い、全輪操舵お
よび全輪駆動を行っているけれども、一方を車体１２に
対して固定したリジッドアクスルとすることもできる。
一方のみに走行操舵機構１７を設けることによって、油
圧ポンプ２４などの容量を小さくし、搬送車両１１を軽
量化することができる。また、搬送車両１１は、重量物
搬送のみではなく、軽中量物搬送分野にも適用すること
ができる。軽中量物搬送に際しては、操舵用油圧モータ
３３および走行用油圧モータ３６の代わりに、それぞれ
電動モータを用い、ディーゼルエンジン２０などの原動
機を用いないで、バッテリ２７をエネルギー源として動
作させることもできる。

【００１６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、車軸の延
長上の旋回中心に対して内外輪の法線は一致しており、
内外輪差が生じないのでそのまま円滑に方向変換を行う
ことができる。各車輪毎に操舵角を制御する必要がな
く、常に車軸単位の操舵制御で方向変換を行うことがで
きるので、操舵機構を簡易化し制御も容易に行うことが
できる。

【００１７】また本発明によれば、車体の進行方向の両
側に設けられる車輪が、車輪間の中央で路面に垂直な軸
線まわりに旋回変位可能であるので、両方の車軸を反対
方向に旋回変位させれば、舵角を大きくとることができ
て、旋回半径を小さくすることができる。

【００１８】また本発明によれば、車軸の両側の車輪
は、差動歯車機構によって内外輪差を補償して駆動する
ことができるので、車輪の方向ばかりではなく回転速度
も調整し、内外輪差を解消させることができる。

【００１９】また本発明によれば、車体に固定歯車を固
定し、遊星歯車によって固定歯車の外周に沿って遊星運
動を生じて支持部材を介して車軸の向きを変え、操舵を
行うことができるので、操舵機構を簡単に構成すること
ができ、重量物を搬送する際の大過重にも容易に耐える
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の基本的構成を示す簡略
化した平面図である。

【図２】図１の搬送車両１１の正面図である。

【図３】図１の搬送車両１１の平面図である。

【図４】図３の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た断面図であ
る。

【図５】図２の切断面線Ｖ−Ｖから見た断面図である。

【図６】図１の実施形態の走行操舵機構１７の正面図で
ある。

【図７】走行操舵機構１７の平面図である。

【図８】走行操舵機構１７の右側面図である。

【図９】従来からの搬送車両１の簡略化した平面図であ
る。

【符号の説明】

１１ 搬送車両 １２ 車体 １３ 外輪 １４ 内輪 １５ リジッドアクスル １６ 旋回中心 １７ 走行操舵機構 １７ａ 軸線 ２０ ディーゼルエンジン ２４ 油圧ポンプ ２６ 燃料タンク ２７ バッテリ ３０ 制御装置 ３１ 固定歯車 ３２ 遊星歯車 ３３ 操舵用油圧モータ ３４ 支持部材 ３５ 差動歯車機構 ３６ 走行用油圧モータ ３７ 車軸 ３９，４０ タイヤ ４２ 路面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 路面に接地し、外周の接線方向が平行な
   一対の車輪と、 各車輪の中心間を連結し、路面に平行な車軸と、 車輪間の中央で、路面に垂直な軸線まわりに車軸を旋回
   させる操舵手段とを含むことを特徴とする無軌道産業用
   車両の操舵機構。
2. 【請求項２】 前記一対の車輪、車軸および操舵手段
   は、車体の進行方向の両側にそれぞれ備えられることを
   特徴とする請求項１記載の無軌道産業用車両の操舵機
   構。
3. 【請求項３】 前記車軸の両側の車輪を、旋回時の内外
   輪差を補償して駆動するための差動歯車機構を有するこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の無軌道産業用車
   両の操舵機構。
4. 【請求項４】 前記操舵手段は、 車体に固定され、中心を前記車軸を旋回させる軸が通る
   固定歯車と、 固定歯車と噛合し、固定歯車の外周に沿って遊星運動を
   行う遊星歯車と、 遊星歯車を回転駆動する原動機と、 遊星歯車、原動機および車軸を支持する支持部材とを含
   むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の無
   軌道産業用車両の操舵機構。