(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記回転ドラムは、前記線状部材の長さ方向の部分によって巻き取り位置が異なり、前記先端側を巻き取る部分から他端側を巻き取る部分に向かうにつれて外径寸法が大きくなっていることを特徴とする請求項1に記載の自走式台車。
前記回転ドラム及び前記ぜんまいばねは、前記車体フレームに固定されたケースに収容されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の自走式台車。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、使用者の手押しによって同期台車を作業開始位置に戻すのは使用者の手間となり作業効率が低下する。また、電動機を用いて同期台車を作業開始位置に戻すためには、電力を供給する設備と電動機を用意しなければならず、また、電力を用いる必要があり、コストがかかるといった問題がある。
【0006】
このような問題に鑑みて、本発明は、作業効率を向上させ、コストを抑えた自走式台車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために本発明は、車体フレームと、
前記車体フレームに回転可能に支持された車軸と、
前記車軸の両端に外嵌固定した一対の車輪と、
前記車体フレームに支持された軸部材と、
前記軸部材に回転可能に外嵌した回転ドラムと、
前記軸部材に外嵌し、内径側端部を前記軸部材に固定され、外径側端部が前記回転ドラムと一体的に固定されているぜんまいばねと、
前記回転ドラムの周囲に巻き付き、先端が前記車軸と一体的に固定された線状部材と、を有し、
前記車輪の回転に伴い前記線状部材が前記車軸の周囲に巻き取られることにより、前記ぜんまいばねの付勢力によって前記線状部材に張力が生じ、前記車軸と前記車輪とを回転させて自走
し、
前記車体フレームに同期台車と結合するための結合部が設けられていることを特徴とする自走式台車を提供する。
【0008】
好ましくは、前記回転ドラムは、前記線状部材の長さ方向の部分によって巻き取り位置が異なり、前記先端側を巻き取る部分から他端側を巻き取る部分に向かうにつれて外径寸法が大きくなっている。
【0009】
また、好ましくは、前記張力は前記線状部材の巻き出し量に関わらず略一定である。
【0010】
また、好ましくは、前記回転ドラム及び前記ぜんまいばねは、前記車体フレームに固定されたケースに収容されている。
【0011】
また、好ましくは、前記軸部材に外嵌したウォームホイールと、
前記ウォームホイールと噛み合うウォームと、を有し、
前記ウォームホイール及び前記ウォームにより前記軸部材を回転させて前記ぜんまいばねを弾性変形させることにより前記張力を調整することができる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、作業効率を向上させ、コストを抑えた自走式台車を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本願の実施形態に係る自走式台車について
図1ないし
図6を参照しつつ説明する。
【0016】
図1は、本実施形態に係る自走式台車の側面図である。本実施形態に係る自走式台車は、主として、車体フレーム2、前輪3、後輪4a、4b(
図1において4bは不図示)、及び張力発生装置5から構成されている。
【0017】
車体フレーム2は、主として、アルミフレーム、アルミフレーム用ブラケット、及びアルミフレーム用ナット、ボルト等を用いて構成されている。
【0018】
前輪3は、台車前方側(
図1に向かって左側)の下部中央に配置され、車体フレーム2に取り付けられている。前輪3は、自走式台車1の進行方向を変更するために水平方向に回転可能に取り付けられている。
【0019】
後輪4a、4bは、台車後方側(
図1に向かって右側)の下部両側にそれぞれ配置され、後述する車軸10及び車軸受12a、12b(
図1において不図示)を介して車体フレーム2に回転可能に取り付けられている。後輪4a、4bの床面に接する周辺部にはゴムを用いることが好ましいが、ウレタンを用いることもできる。
【0020】
張力発生装置5は、台車前方側に配置された前方固定部6と台車後方側に配置された後方固定部7によって、車体フレーム2の内部に固定されており、張力発生装置5の台車後方側からは張力発生装置5の内部に巻き取ったワイヤロープ8の先端側の一部が延びている。
【0021】
車体フレーム2には、自走式台車1に後述する同期台車24を取り付けるためのシャフト取付部9a、9b、9c、9dを備えている(
図1において9c、9dは不図示)。シャフト取付部9a、9b、9c、9dには上下方向に貫通した孔が形成されており、シャフト取付部9aと9b、9cと9dは、それぞれ垂直方向に並べて配置されている。
【0022】
図2は、本実施形態に係る自走式台車1の平面図である。上述のワイヤロープ8は、張力発生装置5の開口部5aから引き出され、先端が車軸10に外嵌した円筒状の巻取部材11に固定され、巻取部材11によって巻き取られている。
【0023】
張力発生装置5の開口部5aは、車両後方側(
図2に向かって右側)に向けて開口しており、該開口は長円形状をして台車右側(
図2の上側)下方へ傾斜して延びている。開口部5aと巻取部材11の台車左右方向(
図2の上下方向)の位置は対応している。
【0024】
図3は、
図2に示すA−A切断面における断面図を示している。後輪4a、4b及びワイヤ巻取部材11は、車軸10に外嵌し、車軸10と相対回転不能に固定されている。車軸10は、車体フレーム2に固定された車軸受12a、12bによって回転可能に支持されている。
【0025】
図4は、
図2に示すB−B切断面における張力発生装置5の断面図を示している。張力発生装置5は、主として、上述のワイヤロープ8と、ワイヤロープ8が巻き付けられる略円錐台形状の回転ドラム13と、回転ドラム13の回転中心となるスピンドル15と、回転ドラム13をスピンドル15に回転可能に支持する2つのドラム軸受14a、14bと、回転ドラム13に隣接してブッシュ16を介してスピンドル15に中心側端部が固定されたぜんまいばね17と、ぜんまいばね17が収容されたぜんまいばねケース18と、ぜんまいばね17側を覆うばね側カバー19と、回転ドラム13を覆うドラム側カバー20と、スピンドル15に外嵌したウォームホイール21と、ウォームホイール21と噛み合うウォーム22とから構成されている。
【0026】
ワイヤロープ8は、一方の端部が取り外し可能に回転ドラム13の大径側に固定され、大径側から小径側に向かって巻きつけられ、他方の端部は上述の開口部5aから張力発生装置5の外部へ引き出されている。ワイヤロープ8としては、ヘルクレスワイヤロープ等、周知のワイヤロープを用いることができるが、多層ストランドから成る柔軟性の高いものを用いることが好ましい。ワイヤロープ8が回転ドラム13に取り外し可能に固定されているのは、ワイヤロープ8が劣化した場合に交換することができるようにするためである。
【0027】
回転ドラム13は、円錐台形状の中心線に沿ってスピンドル15を挿通する孔が形成され、外周面には径方向内方へ向かって凹んだ溝が螺旋状に形成されている。回転ドラム13は、ドラム軸受14a、14bによってスピンドル15に回転可能に支持されている。
【0028】
スピンドル15は、円柱状をしており、両端部がそれぞればね側カバー19とドラム側カバー20に回転可能に支持されている。
【0029】
ぜんまいばね17は、ぜんまいばねケース18に収容されており、ぜんまいばね17の外径側端部はぜんまいばねケース18に結合されている。また、ぜんまいばね17の内径側端部はスピンドル15に相対回転不能に外嵌したブッシュ16に固定されている。
【0030】
ぜんまいばねケース18は、回転ドラム13の大径側端面に取り外し可能に固定されている。ぜんまいばねケース18の中央には貫通孔が形成されており、ぜんまいばねケース18と相対回転可能にスピンドル15が挿通している。これにより、ぜんまいばねケース18は回転ドラム13の回転と共に回転し、当該回転に伴ってぜんまいばね17は弾性変形する。ぜんまいばねケース18を回転ドラム13に取り外し可能に固定しているのは、ぜんまいばね17が劣化した場合にぜんまいばねケース18ごと交換できるようにするためである。
【0031】
ばね側カバー19及びドラム側カバー20は、スピンドル15を車体フレーム2に支持し、カバー内部に配置された部材を保護する。ドラム側カバー20は、ワイヤロープ8が適切な位置に巻き取られ、回転ドラム13の外周面に形成された溝から外れないように、ワイヤロープ8のガイドの役割も果たす。上述の開口部5a(
図4において不図示)はドラム側カバー20に形成されている。開口部5aは、回転ドラム13の小径側に巻かれたワイヤロープ8の部分が巻き出される際にも、回転ドラム13の大径側に巻かれたワイヤロープ8の部分が巻き出される際にもワイヤロープ8と接触しないように、回転ドラム13の外周面の傾斜に合わせて傾斜して長円状に形成されている。
【0032】
ぜんまいばね17とは反対側のスピンドル15の端部付近には、ウォームホイール21がスピンドル15と相対回転不能に外嵌されている。ウォームホイール21の下部にはウォームホイール21と噛み合い、ウォームホイール21を回転させるウォーム22がドラム側カバー20に回転可能に支持されている。ウォーム22は、使用者がドラム側カバー20の外部からウォーム22を操作することができるように、操作部がドラム側カバー20の外に配置されている。使用者が操作部を操作してウォーム22を回転させると、ウォームホイール21と共にスピンドル15が回転し、スピンドル15に外嵌したブッシュ16が回転してぜんまいばね17を弾性変形させる。これにより、使用者はぜんまいばね17による付勢力を調整し、ワイヤロープ8にかかる張力を調整することができる。ワイヤロープ8にかかる張力は、自走式台車1に搭載される部品、工具等の重さや、走行する床面の状況、もとの位置へ戻る速度などに応じて使用者が調整する。
【0033】
図5は、本願の実施形態に係る自走式台車1の駆動方法を示す概念図である。
図5においては図面に向かって右側が台車前方側、左側が台車後方側であり、台車右側から見た様子を示している。ワイヤロープ8は、張力発生装置5の回転ドラム13から延び、先端が車軸10に外嵌した円筒状の巻取部材11に取り外し可能に固定されている。取り外し可能に固定されているのは、ワイヤロープ8が劣化した際に交換できるようにするためである。
【0034】
使用者等の操作によって自走式台車1が台車後方(
図5に向かって左側)へ走行すると、巻取部材11がワイヤロープ8を巻取り、ワイヤロープ8にかかる張力を受けた回転ドラム13は、当該張力によって回転してワイヤロープ8を巻き出す。その際、ぜんまいばね17(
図5において不図示)が弾性変形してエネルギーを蓄積する。使用者等が台車を解放すると、ぜんまいばね17が回転ドラム13を台車前方側へ(
図5に向かって時計回りに)回転するように付勢する。回転ドラム13は、当該回転によってワイヤロープ8を巻取り、ワイヤロープ8は、巻取部材11、車軸10、及び後輪4a、4bを台車前方側へ回転させる。これにより、自走式台車1は、台車後方へ向けて走行した距離とほぼ同じ距離を自走によって戻ることができる。
【0035】
自走式台車1が後方へ走行すると、ワイヤロープ8が張力発生装置5から巻き出されるに従い、フックの法則(弾性の法則)によってワイヤロープ8を巻き取る向き(
図5に向かって時計回り)に回転させるぜんまいばね17の付勢力は強くなる。しかし、ワイヤロープ8を巻き付ける回転ドラム13の外周面が円錐面状をしているため、ワイヤロープ8の巻き出しに伴ってワイヤロープ8の張力が徐々に回転ドラム13の径方向外側にかかるようになる。これにより、張力発生装置5は、自走式台車1の後方への移動距離に関わらず、一定の張力を発生させることが可能であり、移動距離が長くなるほど自走式台車1を移動させるのに必要な力が大きくなるといったことはない。また、張力発生装置5は、自走式台車1がもとの位置へ戻る際にも、一定の張力を発生させることから、ぜんまいばね17の付勢力の大きい戻り始めに急加速したり、戻る途中でぜんまいばね17の付勢力が弱まることにより負荷に耐え切れなくなって止まってしまうといったこともない。
【0036】
本実施形態に係る自走式台車1においては、後輪4a、4bの外径寸法よりも巻取部材11の外径寸法を小さくしていることから、ワイヤロープ8の巻取り長さよりも長い距離を移動し、戻ることができる。例えば、回転ドラム13に巻き取られているワイヤロープ8の長さを2.0mとし、巻取部材11の外径寸法を後輪4a、4bの外径寸法の3分の1とすれば、自走式台車1は約6.0m移動し、戻ることが可能となる。ただし、巻取部材11の外径寸法が後輪4a、4bの外径寸法の3分の1となれば、巻取部材11の外径寸法と後輪4a、4bの外径寸法とが同じ場合と比較して、ワイヤロープ8の巻取りによって車軸10に生じるトルクが3分の1となる。したがって、巻取部材11と後輪4a、4bの外径寸法や、ワイヤロープ8の巻取り長さ、ぜんまいばね17の種類、回転ドラム13の外径寸法等は、自走式台車1にかかる負荷の大きさや走行距離に応じて設定する。また、巻取部材11の外周面には、ワイヤロープ8の巻取り位置を規定する螺旋状の溝を形成してもよい。
【0037】
本実施形態に係る自走式台車1は、上部に作業道具や部品を入れる容器を載せて使用することができる。例えば、自動車の組み立てラインにおいて、自動車のボディを搬送するラインコンベアにハンガーを設け、所定の場所でハンガーが自走式台車1を引っ掛け、ラインコンベアと併走させ、使用者が作業を終了した時点でハンガーを解除することで、自走式台車1を自走させて元の位置に戻し、再びラインコンベアのハンガーによって移動させるということを繰り返すことができる。
【0038】
また、床に自走式台車1を案内するレールを設置することで、自走式台車1を当該レールに沿って走行させることができ、方向を変化させながら走行することもできる。左右に角度を付けて前輪3を固定すれば、レール等を用いなくても自走式台車1を円弧状に走行させることもできる。
【0039】
図6は、本願の実施形態に係る自走式台車1の別の使用例を示す斜視図である。
図6に示す自走式台車1は、台車カバー23によって上部と側部が覆われている。台車カバー23を取り付けることにより、自走式台車1を保護すると共に、使用者の安全を確保することができる。台車カバー23は、透明素材を用いることで、ワイヤロープ8の損傷等の内部の状況を外部から視認することができるようになる。
【0040】
図6においては自走式台車1に同期台車24を装着し、部品や工具を載せる部分を自走式台車1よりも広く高い位置に配置した例を示している。同期台車24は、直方体状に組まれたフレーム25と、フレーム25の下部に取り付けられたキャスター26a、26b、26c、26d(26dは不図示)とを有しており、前方(
図6に向かって左手前)及び後方(
図6に向かって右奥)に走行可能に構成されている。フレーム25の上部前方側には取っ手27が設けられており、フレーム25の上部には天板28が載置されている。同期台車24の前後方向の中央で左右に配置された垂直方向のフレームの内側には、垂直方向に長い取付シャフト29a、29bがそれぞれ固定されている。取付シャフト29a、29bは、フレーム25との間に若干の距離を置いて配置されており、上下方向の中央と上部との2箇所でフレーム25に固定されている。
【0041】
自走式台車1への同期台車24の装着は、同期台車24を自走式台車1の上から被せるようにして、シャフト取付部9a、9bに取付シャフト29aを挿入し、シャフト取付部9c、9dに取付シャフト29bを挿入(隙間嵌め)するだけで簡単に行うことができる。このように構成することで、同期台車24と自走式台車1とは上下方向に相対移動することができるため、例えば、同期台車24が床面よりも高いレール上を走行しながら自走式台車1が床面を走行することも可能となる。
【0042】
同期台車24を取り付けた自走式台車1の使用法としては、例えば、自動車の組み立てラインにおいて、自動車のボディを搬送するラインコンベアにハンガーを設け、所定の場所でハンガーが同期台車24を引っ掛け、同期台車24と自走式台車1をラインコンベアと併走させ、使用者が作業を終了した時点でハンガーを解除することで、同期台車24と自走式台車1を自走させて元の位置に戻し、再びラインコンベアのハンガーによって移動させるということを繰り返すことができる。
【0043】
なお、以上の説明は具体的な実施形態を示して行ったが、本願発明は上記実施形態に関わらず種々の変更・改良を行うことができる。
【0044】
例えば、同期台車24のように車体フレーム2を大きく構成してもよい。ただし、上述のように自走式台車1の車体フレーム2を小さく設定しておくことで、必要に応じて同期台車24の種類を取り替える等して1つの自走式台車1を種々の同期台車に用いることができるようになる。
【0045】
また、後輪4a、4b及び車軸10を前方側に配置し、張力発生装置5を後方側に配置して、ワイヤロープ8が巻取部材11の下側から巻き付くように構成してもよい。車輪の数も3つに限られず、4つ以上であっても良く、車輪の径も変更しても良い。
【0046】
張力発生装置5は、周知のスプリングバランサーを用いてもよい。これにより製造コストを安く抑えることができる。
【0047】
ワイヤロープ8の代わりとして、適当な強度と柔軟性を有する線状部材を用いることができる。例えば、釣り糸等の合成樹脂からなるものを用いることもできる。
【0048】
自走式台車1を単独で使用する場合には、シャフト取付部9a、9b、9c、及び9dを取付けなくても良い。
【0049】
回転ドラム13の外周面は、径の変化率が上記実施形態よりも小さいものであってもよく、径の変化がない円柱面状をしていても良い。この場合、ワイヤロープ8の巻き出し量に応じてワイヤロープ8の張力は大きくなるが、用途によっては、このような構成としてもよい。
【0050】
ばね側カバー19及びドラム側カバー20を設けずに、スピンドル15を直接車体フレーム2に支持させても良い。その場合、ワイヤロープ8が回転ドラム13の外周面に形成された溝の所定の位置から外れるのを防ぐため、ワイヤロープ8が回転ドラム13から離れる周方向の位置付近に回転ドラム13の外周面に沿って棒状のガイドを設けても良い。
【0051】
ばねの調整が必要にならない場合には、ウォームホイール21及びウォーム22を設けなくても良い。
【0052】
自走式台車1にブレーキ機構を設けることで、自走式台車1の移動先でブレーキを作動して、その場で止まらせ、ブレーキを解除することでもとの位置へ戻るようにしてもよい。
【0053】
ばね側カバー19とドラム側カバー20は、互いに組み合わせた時に外形が直方体状となるように構成してもよい。これにより、張力発生装置5を車体フレーム2へ取り付け易くなる。
【0054】
自走式台車1の前方又は後方に同期台車24と連結させる連結部を設けて、自走式台車1と同期台車24が連結して走行するように構成してもよい。
【0055】
以上のように、本発明によれば、作業効率を向上させ、コストを抑えた自走式台車を提供することができる。