特許 6474928 自走台車

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6474928

(24)【登録日】2019年2月8日

(45)【発行日】2019年2月27日

(54)【発明の名称】自走台車

(51)【国際特許分類】

   B61B 13/00 20060101AFI20190218BHJP

   H02M 7/48 20070101ALI20190218BHJP

【ＦＩ】

   B61B13/00 K

   H02M7/48 E

【請求項の数】1

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2018-10401(P2018-10401)

(22)【出願日】2018年1月25日

【審査請求日】2018年3月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】515328370

【氏名又は名称】ツチダ産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114535

【弁理士】

【氏名又は名称】森 寿夫

(74)【代理人】

【識別番号】100075960

【弁理士】

【氏名又は名称】森 廣三郎

(74)【代理人】

【識別番号】100155103

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 厚

(74)【代理人】

【識別番号】100187838

【弁理士】

【氏名又は名称】黒住 智彦

(74)【代理人】

【識別番号】100194755

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 秀明

(72)【発明者】

【氏名】大林 英夫

(72)【発明者】

【氏名】谷本 壽

【審査官】 伊藤 秀行

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５４−０２９４１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６３−０８０２７６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００７−００４３７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１８８０３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 韓国公開特許第１０−２０１３−０１３７９８１（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６１Ｂ １３／００

Ｂ６１Ｊ １／００

Ｂ６１Ｄ ３／００

Ｂ６１Ｄ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レール上を自走する自走台車であって、
前記レールは、２本１組の第１のレールと２本１組の第２のレールとが交差して交差部を形成し、前記交差部において前記第１のレールに分離部が形成され、前記分離部に前記第２のレールが配置されたものであり、
２本１組の前輪用車軸と、
前記前輪用車軸の両端に取り付けられた４輪の前輪と、
２本１組の後輪用車軸と、
前記後輪用車軸の両端に取り付けられた４輪の後輪とを備えており、
前記２本１組の前輪用車軸と前記２本１組の後輪用車軸の４本の車軸全てがモータで駆動され、前記４輪の前輪及び前記４輪の後輪の８輪の車輪全てが前記４本の車軸を介して前記モータで駆動され、
前記８輪の車輪は、１本の車軸の両端の２輪の車輪が前記分離部上にあるときに、残りの６輪の車輪が前記第１のレール上にあるように配置されており、
直流電源と、
前記直流電源からの直流を交流に変換するインバータとをさらに備えており、
前記モータは交流モータであり、前記２本１組の前輪用車軸を駆動する第１のモータと前記２本１組の後輪用車軸を駆動する第２のモータとを含んでおり、
前記第１のモータ及び前記第２のモータは単一の前記インバータで駆動されることを特徴とする自走台車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、交差部を有するレール上を自走する自走台車に関する。

【背景技術】

【0002】

鉄工所等において、重量物を吊り上げて搬送するクレーンと鉄材等を搭載して搬送させる台車とを併用する場合がある。この場合、クレーンと台車とはそれぞれ専用のレール上を走行することになるが、レールが交差する部分においては、例えば台車用のレールを分離させ、この分離部にクレーン用のレールを配置して、レール同士が干渉しないようにしている。

【0003】

このようなレール構造では、分離部を車輪が通過する際に、車輪が分離部に落ち込み、台車が振動したりレールが損傷するという問題があった。このことから特許文献１に記載の台車は、車輪が切欠き（分離部）上にあるときは、他の車輪はレール上にあるように車輪を配置して、車輪が分離部に落ち込むことがないようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開昭５４−２９４１８号公報

【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、特許文献１記載の台車は、車輪の配置に着目したに留まり、車輪の駆動に着目したものではなかった。具体的には、特許文献１には、「切欠きのあるレールを走行する台車の全荷重を８個の車輪のうち６個の車輪で支持しなければならないので、かかる車輪構造を採用する台車は荷重が小さい方がよい。例えば、転炉工場内の直交レールに荷重の大きい受鋼台車と荷重の小さい作業台車を走らせる場合には、切欠きのないレールには荷重の大きい受鋼台車を走らせ、切欠きのあるレールには荷重の小さい台車を走らせればよい。」の記載がある。

【0006】

すなわち、特許文献１においては同文献記載の車輪配置について、荷重の大きい台車を走行させるときの問題を指摘するに留まり、車輪が切欠き上にあるときの走行性の低下の問題については指摘がなく、この問題を解決する構造についても何ら提案されていなかった。

【0007】

本発明は、前記のような従来の問題を解決するものであり、分離部のあるレール上を走行させる自走台車において、安定した走行が可能な自走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】

【0008】

前記目的を達成するために、本発明の自走台車は、レール上を自走する自走台車であって、前記レールは、２本１組の第１のレールと２本１組の第２のレールとが交差して交差部を形成し、前記交差部において前記第１のレールに分離部が形成され、前記分離部に前記第２のレールが配置されたものであり、２本１組の前輪用車軸と、前記前輪用車軸の両端に取り付けられた４輪の前輪と、２本１組の後輪用車軸と、前記後輪用車軸の両端に取り付けられた４輪の後輪とを備えており、前記２本１組の前輪用車軸と前記２本１組の後輪用車軸の４本の車軸全てがモータで駆動され、前記４輪の前輪及び前記４輪の後輪の８輪の車輪全てが前記４本の車軸を介して前記モータで駆動され、前記８輪の車輪は、１本の車軸の両端の２輪の車輪が前記分離部上にあるときに、残りの６輪の車輪が前記第１のレール上にあるように配置されていることを特徴とする。

【0009】

この構成によれば、８輪の車輪中の２輪が分離部上にあるときでも、他の６輪はレール上にあるので、自走台車は水平状態が損なわれることなく安定した姿勢を維持でき、かつ他の６輪全てがモータで駆動されるため、走行に十分な駆動力を維持できるので、自走台車の安定した走行が可能になる。

【0010】

前記本発明の自走台車においては、直流電源と、前記直流電源からの直流を交流に変換するインバータとをさらに備えており、前記モータは交流モータであり、前記２本１組の前輪用車軸を駆動する第１のモータと前記２本１組の後輪用車軸を駆動する第２のモータとを含んでおり、前記第１のモータ及び前記第２のモータは単一の前記インバータで駆動されることが好ましい。

【0011】

この構成によれば、直流モータ駆動式に比べて、電気回路が簡素化されるので低コストになり、かつ制御系を安定して動作させることができるとともに、第１及び第２の２つのモータは単一のインバータで駆動されるので、簡単な構成で２つのモータの回転数を合わせることができ、走行が安定する。このことは、分離部のあるレール上を自走台車を走行させる場合に有利になる。

【発明の効果】

【0012】

本発明の効果は前記のとおりであり、８輪の車輪中の２輪が分離部上にあるときでも、他の６輪はレール上にあるので、自走台車は水平状態が損なわれることなく安定した姿勢を維持でき、かつ他の６輪全てがモータで駆動されるため、走行に十分な駆動力を維持できるので、自走台車の安定した走行が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態に係る自走台車の外観斜視図。

【図2】本発明の一実施形態に係る自走台車の駆動機構を示す拡大斜視図。

【図3】本発明の一実施形態に係る自走台車の駆動系を示す概略平面図。

【図4】本発明の一実施形態に係る自走台車の正面図。

【図5】本発明の一実施形態に係る自走台車の側面図。

【図6】本発明の一実施形態に係る自走台車のモータ駆動の回路図。

【図7】本発明の一実施形態に係る自走台車が走行するレールの配置を示す斜視図。

【図8】本発明の一実施形態に係る自走台車がレール上を走行中の状態を示す側面図。

【図9】図８の状態から自走台車の走行が進んだ状態を示す側面図。

【図10】図９の状態から自走台車の走行が進んだ状態を示す側面図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。最初に図１を参照しながら、自走台車１の概要について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る自走台車１の外観斜視図である。自走台車１は、２本１組のレール２上を走行する。基台に２本１組の前輪用車軸４ａ、４ｂが取り付けられている。前輪用車軸４ａの両端には前輪５ａが取り付けられており、前輪用車軸４ｂの両端には前輪５ｂが取り付けられている。同様に、基台に２本１組の後輪用車軸６ａ、６ｂが取り付けられている。後輪用車軸６ａの両端には後輪７ａが取り付けられており、後輪用車軸６ｂの両端には後輪７ｂが取り付けられている。

【0015】

基台３には２個のモータが搭載されており、２本１組の前輪用車軸４ａ、４ｂは、一方のモータ８ａで駆動され、２本１組の後輪用車軸６ａ、６ｂは、他方のモータ８ｂで駆動される。図２は、自走台車の駆動機構を示す拡大斜視図であり、図１のＡ部の拡大図である。図３は自走台車１の駆動系を示す概略平面図である。図２において、モータ８ａのシャフト９には２個のギア１０、１１が取り付けられている。前輪用車軸４ａ、４ｂにはそれぞれギア１２ａ、１２ｂが取り付けられている。ギア１０とギア１２ａとの間にはチェーン１３ａが架け渡されており、ギア１１とギア１２ｂとの間にはチェーン１３ｂが架け渡されている。

【0016】

ギア１０の回転はチェーン１３ａを介してギア１２ａに伝達され、前輪用車軸４ａが回転駆動され、ギア１１の回転はチェーン１３ｂを介してギア１２ｂに伝達され、前輪用車軸４ｂが回転駆動される。この駆動機構は、前輪側（図１のＡ部）と後輪側（図１のＢ部）で共通であり、図３において、前輪側のモータ８ａの駆動に伴って、２本１組の前輪用車軸４ａ、４ｂが駆動され、４個の前輪５ａ、５ｂが全て駆動され、後輪側のモータ８ｂの駆動に伴って、２本１組の後輪用車軸６ａ、６ｂが駆動され、４個の後輪７ａ、７ｂが全て駆動される。すなわち、モータ８ａ、８ｂの駆動に伴って、前輪５ａ、５ｂ及び後輪７ａ、７ｂの８輪全てが駆動される。

【0017】

図４は自走台車１の正面図を示しており、図５は自走台車１の側面図を示している。図４に示したように、前輪用車軸４ａの両端の前輪５ａはそれぞれレール２上にある。図５に示したように、前輪５ａ、５ｂ及び後輪７ａ、７ｂはレール２上にある。図４及び図５では、すべての車輪は図示されていないが、８輪全てがレール２上にあり、前記のとおり８輪全てがモータ８ａ、８ｂで駆動されて、自走台車１は、レール２上をレールの長手方向に沿って走行する。

【0018】

図１及び図５に示したように、自走台車１は、充電器２０、バッテリ２１及び制御盤２２を搭載しており、図示されていないがインバータ２３及びＤ／Ａコンバータ２４（図６参照）を搭載している。これらの電装品により、モータ８ａ、８ｂが駆動される。図６は、モータ駆動の回路図を示している。この回路は、交流モータを直流電源であるバッテリで駆動させるものである。

【0019】

以下、数値例を示しながら説明する。図６において、バッテリ２１は充電器２０で充電され、交流１００Ｖが直流２４Ｖに変換される。バッテリ２１からの直流２４ＶはＤ／Ａコンバータ２４で単相交流２００Ｖに変換される。この単相交流２００Ｖは、インバータ２３で３相交流２００Ｖに変換される。モータ８ａ、８ｂは交流モータであり、いずれも単一のインバータ２３で駆動される。インバータ２３により、モータ８ａ、８ｂを駆動する３相交流２００Ｖの周波数を変えることもできる。

【0020】

この構成によれば、電源はバッテリ２１の直流電源であるため、給電ケーブルが不要となる。このため、低コストで製造が可能になるとともに、動作範囲の制約がなくなり、ケーブルの切断等による運転時の故障もなくなる。また、直流モータ駆動式に比べて、電気回路が簡素化されるので低コストになり、かつ制御系を安定して動作させることができる。

【0021】

さらに、図６の回路では、２つのモータ８ａ、８ｂは単一のインバータ２３で駆動されるので、簡単な構成で２つのモータ８ａ、８ｂの回転数を合わせることができ、走行が安定する。このことは、後に説明するとおり、本実施形態のように分離部のあるレール上を自走台車を走行させる場合に有利になる。

【0022】

以下、自走台車１の走行について具体的に説明する。図７は、自走台車１が走行するレールの配置を示す斜視図である。図７において、２本１組の第１のレール２と２本１組の第２のレール２５とが交差して交差部を形成し、交差部において第１のレール２に分離部２６が形成され、分離部２６に第２のレール２５が配置されている。

【0023】

図７のレール配置では、分離部２６が形成されている第１のレール２と、分離部２６が形成されていない第２のレール２５とが交差している。後に説明するとおり、本実施形態に係る自走台車１は、分離部２６が形成されている第１のレール２上の走行に適している。分離部２６が形成されていない第２のレール２５については、例えば、重量物を吊り上げて搬送するクレーンが走行する。第１のレール２と第２のレール２５とのレール間隔が同一であれば、自走台車１は、第１のレール２と第２のレール２５との両方を走行させることも可能である。

【0024】

図８は、第１のレール２上を走行中の自走台車１の側面図である。本図では図示していないが、自走台車１の基台３には搬送物である鉄材等が搭載される。図８の状態では、前輪５ａ、５ｂと後輪７ａ、７ｂの全てが第１のレール２上にあり、８輪全てが第１のレール２上にある。前記のとおり８輪全てが２つのモータ８ａ、８ｂで駆動され、自走台車１は矢印ａ方向に進んでいく。

【0025】

図９は、図８の状態から自走台車１の走行が進んだ状態を示している。本図の状態では、前輪５ａが分離部２６上にある。他方、第２のレール２５の上端は第１のレール２の上端よりも下側にあり、前輪５ａのフランジ部１５（図４参照）が第２のレール２５に乗り上がらないようになっている。これに加えて、前輪５ａ以外の前輪５ｂと後輪７ａ、７ｂの計６輪は第１のレール２上にあり、自走台車１は水平状態が損なわれることなく安定した姿勢で矢印ａ方向に走行を継続することができる。

【0026】

図９の状態では、自走台車１の車輪の８輪中２輪が第１のレール２上にないため、自走台車１の駆動力が低下する。しかしながら、依然として６輪は第１のレール２上にあり、かつ６輪全てがモータ８ａ、８ｂで駆動されるため、走行に十分な駆動力を維持した状態で、自走台車１の安定した走行が可能になる。

【0027】

図１０は、図９の状態から自走台車１の走行が進んだ状態を示している。本図の状態では、前輪５ａが分離部２６上を通過しており、８輪全てが第１のレール２上にあり、安定した姿勢及び十分な駆動力を確保した状態で走行が可能になる。

【0028】

図１０の状態から自走台車１の走行が進行すると（矢印ａ方向）、前輪５ｂが分離部２６上にある状態となり、続いて後輪７ａが分離部２６上にある状態となり、後輪７ｂが分離部２６上にある状態となる。いずれの場合も、図９の状態と同様に、依然として６輪は第１のレール２上にあり、かつ６輪全てがモータ８ａ、８ｂで駆動されるため、走行に十分な駆動力を維持した状態で、自走台車１の走行が可能になる。

【0029】

以上、本発明の実施形態について説明したが、前記実施形態は一例であり適宜変更してもよい。例えば、図１のＡ部及びＢ部に示したモータ８ａ、８ｂによる駆動機構は一例であり、８輪の車輪全てがモータで駆動されるものであればよい。このため、図２においてチェーン１３ａ、１３ｂに代えてギアを用いてもよく、車軸４ａ、４ｂのそれぞれについて専用のモータを設けてもよい。

【符号の説明】

【0030】

１ 自走台車
２ 第１のレール
３ 基台
４ａ，４ｂ 前輪用車軸
５ａ，５ｂ 前輪
６ａ，６ｂ 後輪用車軸
７ａ，７ｂ 後輪
８ａ，８ｂ モータ
２１ バッテリ（直流電源）
２３ インバータ
２５ 第２のレール
２６ 分離部

【要約】

【課題】分離部のあるレール上を走行させる自走台車において、安定した走行が可能な自走台車を提供する。
【解決手段】交差部に分離部が形成されたレール２上を自走する自走台車１であって、２本１組の前輪用車軸４ａ、４ｂと、この両端に取り付けられた４輪の前輪５ａ、５ｂと、２本１組の後輪用車軸６ａ、６ｂと、この両端に取り付けられた４輪の後輪７ａ、７ｂとを備えており、４本の車軸全てがモータ８ａ、８ｂで駆動され、８輪の車輪全てが４本の車軸を介してモータ８ａ、８ｂで駆動され、８輪の車輪は、１本の車軸の両端の２輪の車輪が分離部上にあるときに、残りの６輪の車輪がレール２上にあるように配置されている。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】