JPH1120436A - 自走台車の駆動輪サスペンション機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車体に対する駆動輪の下方への変位時に走行
路面への駆動輪の押付力が急減することがなく、且つ、
積載重量が少ない場合や無積載時に走行路面からの支持
車輪の浮上りが少ない自走台車の駆動輪サスペンション
機構を提供する。 【解決手段】 駆動輪３を支持し、車体１Ａに上下動自
在に取り付けられたサスペンションアーム７と、一方の
連結部が車体側に連結され、他方の連結部がサスペンシ
ョンアームに連結されているとともに、これらの連結部
間に主圧縮バネと前記主圧縮バネよりもバネ定数の小さ
な補助圧縮バネが介装され、両連結部の接近で補助圧縮
バネが所定量圧縮された後、補助圧縮バネとともに主圧
縮バネが圧縮されてバネ力を発生させるバネユニット９
とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自走台車の駆動輪の
サスペンション機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、輪転機へ新聞の巻取紙を供給する
ために用いられている自走台車は、車体の前後左右位置
に設けられている支持車輪で車体を走行路面に走行自在
に支持し、車体中央部両側に配置されている一対の駆動
輪で走行駆動しており、両方の駆動輪に回転速度差を与
えることによって、曲線走行も可能になっている。これ
らの駆動輪は、走行路面に対して走行に必要な摩擦力を
得るため、車体に対して上下動自在に支持され、バネに
よって走行路面に押し付けられている。

【０００３】前記バネの反発力は、駆動輪と走行路面と
の摩擦力で、積載可能な最大の巻取紙を積載した自走台
車を推進可能な強さ以上に設定されており、特に、走行
路に傾斜がある場合には、通常走行時の略２倍程度の駆
動力で駆動輪を駆動しても走行路面に対して駆動輪の回
転にスリップを生じない強さに設定されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記構造の自走台車
は、巻取紙積載時と無積載時とで車体全重量があまり変
わらない場合には問題ないが、重量の差が大きい場合に
は、無積載時に車体重量よりも駆動輪を走行路面に押し
付けているバネの反発力が上回って一部の支持車輪が走
行路面から浮き上がり、車体が傾いてしまう問題があ
る。

【０００５】そこで、従来では前記バネの反発力が支持
車輪が全て走行路面に着地しているときに駆動車輪を走
行路面に押し付けるための十分なバネ力が得られるよう
にするとともに、一部の支持車輪が僅かに浮き上がる
と、バネ力が急に小さくなって、無積載時の支持車輪の
浮き上がりが少なくなるように、バネ定数の大きい強力
なバネが使用されていた。

【０００６】そのため、自走台車が走行する走行路面に
凹凸が存在していると、駆動輪が凹みに落ち込んで支持
車輪のレベルよりも下方へ変位したときに、駆動輪を走
行路面に押し付けているバネ力が急激に小さくなって走
行路面と駆動輪との間に作用する摩擦力が減少し、駆動
輪の回転がスリップして自走台車が走行不能となる恐れ
があった。

【０００７】そこで、本発明は、前述した従来技術にお
ける問題を解決し、車体に対する駆動輪の下方への変位
時に走行路面への駆動輪の押付力が急減することがな
く、且つ、積載重量が少ない場合や無積載時に走行路面
からの支持車輪の浮上りを少なくできる自走台車の駆動
輪サスペンション機構を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的のため、本発明
は、複数の支持車輪と車体に対して上下動自在な駆動輪
を有し、前記駆動輪を走行路面に押し付けて走行駆動さ
れる自走台車の駆動輪サスペンション機構である。

【０００９】前記駆動輪サスペンション機構は、駆動輪
を支持し、車体に対して上下動自在に取り付けられたサ
スペンションアームと、一方の連結部が車体側に連結さ
れ、他方の連結部が前記サスペンションアームに連結さ
れているとともに、これらの連結部間に主圧縮バネと前
記主圧縮バネよりもバネ定数の小さな補助圧縮バネが介
装され、両連結部どうしの接近によって補助圧縮バネが
所定量圧縮された後、前記補助圧縮バネとともに主圧縮
バネが圧縮されて、両連結部どうしの接近変位に抗する
バネ力を発生させるバネユニットとを備えている。

【００１０】前記主圧縮バネと補助圧縮バネは、駆動輪
と全ての支持車輪が平坦な走行路面上に着地していると
きはともに圧縮され、駆動輪は両方の圧縮バネ力でサス
ペンションアームを介して走行路面に押し付けられてい
るとともに、駆動輪が支持車輪のレベルよりも下方に変
位して前記両連結部間が離間し、主圧縮バネのバネ力が
消失したときに、補助圧縮バネはなお駆動輪を走行路面
に押付けるバネ力を保持している。

【００１１】

【作用】自走台車が全ての支持車輪を走行路面に着地し
た状態で走行しているときは、主圧縮バネがその自然長
から所定量圧縮されてバネ力をサスペンションアームに
及ぼしており、同時に補助圧縮バネのバネ力もサスペン
ションアームに作用している。この状態で駆動輪を駆動
すると、駆動輪と走行路面との間に作用する摩擦力が、
自走台車を推進させる。

【００１２】この時、走行路面に凹凸があると、駆動輪
が凹みに落ち込んだときにサスペンションアームが車体
に対して下方へ揺動するが、バネユニットの主圧縮バネ
はバネ定数が大きいため、僅かな伸長変位によってバネ
力が急減し、自然長まで伸びるとバネ力が消失する。

【００１３】一方、主圧縮バネとともにバネユニットに
用いられているバネ定数の小さな補助圧縮バネは、サス
ペンションアームに下方への揺動による伸長変位でバネ
力は減少するが、その減少の度合いは主圧縮バネよりも
少なく、駆動輪が走行路面の凹みに落ち込んだ状態にお
いても駆動輪は前記補助圧縮バネのバネ力によって走行
路面に押し付けられており、駆動輪と走行路面との間に
は自走台車を推進させるための摩擦力が確保されてい
る。

【００１４】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。図１及び図２はそれぞれ本発明の駆動輪サスペン
ション機構が用いられている新聞の巻取紙を輪転機へ搬
送するための自走台車の内部構造を示す側面図及び平面
図であって、自走台車１は車体１Ａの下部前後両側に設
けられた支持車輪としての４つのキャスター車輪２によ
って、走行路面Ｇに走行自在に支持され、車体１Ａ両側
中央位置に配置されている一対の駆動輪３によって、走
行駆動されるようになっている。

【００１５】これらの駆動輪３はそれぞれに連結された
走行駆動源４によって独立して回転駆動されるようにな
っていて、自走台車１の直線走行はこれらの走行駆動源
４が両側の駆動輪３を同速で回転させ、曲線走行は左右
の駆動輪３間に回転速度差を生じさせて行うようにして
いる。

【００１６】駆動輪３とこれを駆動する走行駆動源４
は、車体１Ａ側に取り付けられたブラケット５に水平な
支軸６で上下に揺動自在に支持されているサスペンショ
ンアーム７に設けられていて、車体１Ａに対する駆動輪
３の上下変位が可能となっている。

【００１７】前記サスペンションアーム７の揺動端側に
は、下方へ折れ曲がったバネ受け部７Ａが形成され、前
記バネ受け部７Ａと車体１Ａ側に取り付けられたジャッ
キ機構８との間にバネユニット９が設けられている。

【００１８】前記バネユニット９は、通常、サスペンシ
ョンアーム７の揺動端側を下方に付勢して駆動輪３を走
行路面Ｇへ押し付けており、駆動輪３と走行路面Ｇとの
間に自走台車１を走行させるための必要な摩擦力が得ら
れるようにしている。

【００１９】また、前記ジャッキ機構８はジャッキ駆動
用モータ１０で駆動され、積載する巻取紙等の物品の重
量が軽く、キャスター車輪２の一部が浮き上がって車体
１Ａに傾きが生じている場合に、バネユニット９の上端
の支持位置を上方へ移動させてサスペンションアーム７
を車体１Ａに対して上方へ揺動させることにより、車体
１Ａを全てのキャスター車輪２が着地している水平な一
定レベルに戻すために設けられている。

【００２０】図３は、図２のＡ−Ａ線位置において矢印
方向に見た断面図であって、前記ジャッキ機構８は、前
記ジャッキ駆動用モータ１０によって正逆両方向に回転
駆動されるネジ軸８Ａを有している。

【００２１】前記ネジ軸８Ａには、図３において略Ｌ字
状に形成されているバネ支持アーム８Ｂの下部に固定さ
れている昇降ナット８Ｃが螺合していて、前記ジャッキ
駆動用モータ１０を正逆方向に回転駆動することによっ
て、車体１Ａ側にリニアベアリングで支持されている前
記バネ支持アーム８Ｂが上下動するようになっている。

【００２２】前記バネ支持アーム８Ｂの上端は、バネユ
ニット９の上方の連結部９Ａに連結ピン１１を介して回
動自在に連結され、また、前記バネユニット９の下方の
連結部９Ｂには、サスペンションアーム７のバネ受け部
７Ａの下端部が連結ピン１２を介して回動自在に連結さ
れている。

【００２３】図４は、バネユニット９の詳細構造を示す
断面図であって、前述したように、その上端と下端には
連結部９Ａ，９Ｂが設けられており、これらの連結部９
Ａ，９Ｂには前記連結ピン１１，１２を嵌挿するピン挿
通孔９Ｃ，９Ｄがそれぞれ形成されている。

【００２４】上端側の連結部９Ａには、バネ受カップ９
Ｅが固定されている。前記バネ受カップ９Ｅの下半部は
薄肉の中空円筒状に形成され、その外周面には主圧縮バ
ネ受リング９Ｆが摺動自在に遊嵌されている。

【００２５】また、バネ受カップ９Ｅの上半部外周面に
は雄ネジ９Ｇが形成され、ここに主圧縮バネ受リング９
Ｆの上方への抜けを防止するダブルナットで構成された
抜止めナット９Ｈが螺着固定されている。

【００２６】また、バネ受カップ９Ｅには、その下半部
内側の天井面ａ中央から軸方向下方へ突出するように連
結ロッド９Ｉが固定されている。前記連結ロッド９Ｉに
は、鍔付ブシュ９Ｊが摺動自在に外嵌されており、前記
鍔付ブシュ９Ｊは、連結ロッド９Ｉの下端に形成された
雄ネジにロックナット９Ｋによって螺合固定されている
鍔付ナット９Ｌによって、連結ロッド９Ｉ下方への抜け
が阻止されている。

【００２７】一方、下端の連結部９Ｂの上方には中空筒
状部９Ｍが一体に形成されており、その上端部には前記
鍔状ブシュ９Ｊが螺着固定されて、連結ロッド９Ｉが前
記中空筒状部９Ｍの中空部内をスライドできるようにな
っている。

【００２８】また、前記中空筒状部９Ｍの外周面には雄
ネジ９Ｎが形成され、前記雄ネジ９Ｎには円板状のバネ
受け座９Ｏが螺合されて、ロックナット９Ｐで固定され
ている。

【００２９】前記バネ受け座９Ｏには、バネ受けカップ
９Ｅの下端面と対向する面に環状突壁部９Ｑが形成され
ていて、前記環状突壁部９Ｑの外側と主圧縮バネ受けリ
ング９Ｆ間にバネ定数が大きく強い主圧縮バネ９Ｒが設
けられている。

【００３０】また、バネ受け座９Ｏの環状突壁部９Ｑの
内側とバネ受けカップ９Ｅの下半部内側の天井面ａとの
間には前記主圧縮バネ９Ｒよりもバネ定数の小さく弱い
補助圧縮バネ９Ｓが設けられており、図４のように、上
下の連結部９Ａ，９Ｂに外力が作用していない状態で
は、前記補助圧縮バネ９Ｓの反発力によって、鍔付ブシ
ュ９Ｊと鍔付ナット９Ｌの鍔部とが当接して、両方の連
結部９Ａ，９Ｂ間は伸長限界位置まで離間している。

【００３１】この状態では、主圧縮バネ９Ｒには軸方向
荷重が作用しておらず、主圧縮バネ受けリング９Ｆと抜
止めナット９Ｈとの対向面間には隙間Ｓが存在してい
る。したがって、バネユニット９は、同図に示す位置か
ら連結部９Ａ，９Ｂを上下から圧縮していくと、連結ロ
ッド９Ｉが鍔付ブシュ９Ｊに案内されて中空筒状部９Ｍ
内部へ入り込んでいき、隙間Ｓが無くなるまでは、補助
圧縮バネ９Ｓの反発力のみが両連結部９Ａ，９Ｂ間にバ
ネ圧として作用する。

【００３２】そして、主圧縮バネ受けリング９Ｆと抜止
めナット９Ｈとが当接した後は、主圧縮バネ９Ｒも圧縮
されていくため、バネユニット９全体の見かけ上のバネ
定数が途中で急激に増加する。

【００３３】前述した自走台車１に巻取紙を積載して搬
送する場合、図３に示すようにジャッキ機構８のバネ昇
降アーム８Ｂは下方へ移動させてあり、この状態で、図
１に示すように走行路面Ｇに全てのキャスター車輪２と
駆動輪３がともに着地しているときには、主圧縮バネ受
けリング９Ｆと抜止めナット９Ｈとの間には隙間がな
く、主圧縮バネ９Ｒはその自然長から所定量圧縮されて
いる。

【００３４】そのため、サスペンションアーム７のバネ
受け部７Ａは、バネユニット９の主圧縮バネ９Ｒと補助
圧縮バネ９Ｓの両方の反発力によって下方へ押され、走
行路面Ｇへ駆動輪３が押し付けられている。

【００３５】一方、駆動輪３は走行路面Ｇから上向きの
反力を受けているが、車体１Ａとこれに積載している巻
取紙の重量の総和が左右の駆動輪３に作用する反力より
も上回っていれば、全てのキャスター車輪２は走行路面
Ｇに着地しており、自走台車１は左右の駆動輪３によっ
て走行することができる。

【００３６】一方、走行路面Ｇに凹凸があると、駆動輪
３が凹みに落ち込んだときに、サスペンションアーム７
は車体１Ａに対して下方へ揺動して前記駆動輪３は支持
車輪２のレベルよりも下方に変位する。

【００３７】その結果、バネユニット９の両連結部９
Ａ，９Ｂ間は離間して、主圧縮バネ９Ｒと補助圧縮バネ
９Ｓはともに伸長し、バネ定数が大きく強い主圧縮バネ
９Ｒは伸長によってそのバネ力が急減する。

【００３８】一方、バネ定数が小さく弱い補助圧縮バネ
９Ｓは、伸長に対するバネ力の減少が緩やかであり、主
圧縮バネ９Ｒが自然長まで伸長してそのバネ力が作用し
なくなった後も、なお駆動輪３を走行路面Ｇに押付ける
バネ力を保持している。

【００３９】そのため、駆動輪３が走行路面の凹みに落
ち込んでも、駆動輪３と走行路面Ｇとの間の摩擦力の低
下によるスリップが防止され、自走台車１の走行に支障
をきたすことがない。

【００４０】なお、補助圧縮バネ９Ｓには、そのバネ力
のみでは、無積載時の自走台車１のキャスター車輪２が
走行路面Ｇから浮き上がない程度のバネ力が弱いものが
望ましい。

【００４１】また、自走台車１が巻取紙を積載していな
かったり、積載している巻取紙の重量が軽く、駆動輪３
が走行路面Ｇを押し付ける力の反作用で一部のキャスタ
ー車輪２が浮き上がる場合でも、バネ定数の大きい主圧
縮バネのバネ力は、バネユニット９の両連結部９Ａ，９
Ｂ間の距離が僅かに伸長しただけで急速に減少するた
め、キャスター車輪２の浮き上がり量は少なく、自走台
車１の車体１Ａが大きく傾いて走行不能になることはな
い。

【００４２】さらに、一部のキャスター車輪２が走行路
面Ｇから浮き上がって車体１Ａが傾く場合には、前述し
たジャッキ機構８のバネ支持アーム８Ｂを上昇させて、
バネユニット９上端側の連結部９Ａの支持位置を上方へ
移動することにより、全てのキャスター車輪２を着地し
た状態に調整することができる。

【００４３】なお、無積載時にキャスター車輪２が浮き
上がっても支障が無い場合や、左右の駆動輪３に作用す
る上向きの反力よりも車体１Ａの自重が大きく、常に全
ての支持車輪が走行路面Ｇに着地している場合には、前
述したジャッキ機構８は必要なく、バネユニット９の上
端側連結部９Ａを車体１Ａを構成している部材へ直接連
結ピン１１で連結することができる。

【００４４】また、前述した実施例では、支持車輪に４
つのキャスター車輪を用い、独立して駆動可能な２つの
駆動輪によって車体の走行と舵取りを行う自走台車につ
いて説明したが、本発明はこれに限定するものではな
く、例えば、舵取りは支持車輪の一部で行い、一つの駆
動輪で走行駆動するようにした自走台車にも同様に用い
ることができる。

【００４５】さらに、本実施例は、新聞巻取紙を搬送す
る自走台車について説明しているが、複数の支持車輪と
車体に対して上下動自在な駆動輪を有して、前記駆動輪
を走行路面に押し付けて走行する構造の自走台車であれ
ば、巻取紙以外の物品を搬送する自走台車においても本
発明の駆動輪サスペンション機構を組込み可能である。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の自走台車
の駆動輪サスペンション機構によれば、バネ定数が大き
い主圧縮バネとバネ定数の小さい補助圧縮バネとを組み
合わせたバネユニットを用いているため、凹凸がある走
行路面を自走台車が走行する際に、駆動輪が凹みに落ち
込んで支持車輪のレベルよりも下方へ変位し、主圧縮バ
ネが伸長してバネ力が急減しても、伸長変位に対してバ
ネ力の減少が少ない補助圧縮バネのバネ力によって駆動
輪が走行路面に押し付けられているため、駆動輪の回転
がスリップして自走台車が走行不能となることを防止で
きる。

【００４７】しかも、主圧縮バネは僅かな伸縮によって
バネ力が大きく増減し、最大積載時の自走台車を推進す
るために必要な走行路面への押し付け力を駆動輪に付与
することができるとともに、無積載時に自走台車の駆動
輪に走行路面から加わる上向きの反力で支持車輪が走行
路面から浮き上がる量を少なくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の駆動輪サスペンション機構を有する
自走台車の内部構造を示す側面図である。

【図２】 本発明の駆動輪サスペンション機構を有する
自走台車の内部構造を示す平面図である。

【図３】 図２のＡ−Ａ線位置における矢印方向に見た
部分断面図である。

【図４】 本発明の駆動輪サスペンション機構に用いら
れているバネユニットの縦断面図である。

【符号の説明】

１ 自走台車 １Ａ 車
体 ２ キャスター車輪（支持車輪） ３ 駆
動輪 ４ 走行駆動源 ５ ブ
ラケット ６ 支軸 ７ サ
スペンションアーム ７Ａ バネ受け部 ８ ジ
ャッキ機構 ８Ａ ネジ軸 ８Ｂ バ
ネ支持アーム ８Ｃ 昇降ナット ９ バ
ネユニット ９Ａ，９Ｂ 連結部 ９Ｃ，９Ｄ
ピン挿通孔 ９Ｅ バネ受けカップ ９Ｆ 主
圧縮バネ受けリング ９Ｇ 雄ネジ ９Ｈ 抜
止めナット ９Ｉ 伸縮量制限ロッド ９Ｊ 鍔
付ブシュ ９Ｋ ロックナット ９Ｌ 鍔
付ナット ９Ｍ 中空筒状部 ９Ｎ 雄
ネジ ９Ｏ バネ受座 ９Ｐ ロ
ックナット ９Ｑ 環状突壁部 ９Ｒ 主
圧縮バネ ９Ｓ 補助圧縮バネ １０ ジ
ャッキ駆動用モータ １１，１２ 連結ピン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の支持車輪と車体に対して上下動自
   在な駆動輪を有し、前記駆動輪を走行路面に押し付けて
   走行駆動される自走台車の駆動輪サスペンション機構で
   あって、 駆動輪を支持し、車体に対して上下動自在に取り付けら
   れたサスペンションアームと、 一方の連結部が車体側に連結され、他方の連結部が前記
   サスペンションアームに連結されているとともに、これ
   らの連結部間に主圧縮バネと前記主圧縮バネよりもバネ
   定数の小さな補助圧縮バネが介装され、両連結部どうし
   の接近によって補助圧縮バネが所定量圧縮された後、前
   記補助圧縮バネとともに主圧縮バネが圧縮されて、両連
   結部どうしの接近変位に抗するバネ力を発生させるバネ
   ユニットとを備え、 前記主圧縮バネと補助圧縮バネは、駆動輪と全ての支持
   車輪が平坦な走行路面上に着地しているときはともに圧
   縮され、駆動輪は両方の圧縮バネ力でサスペンションア
   ームを介して走行路面に押し付けられているとともに、
   駆動輪が支持車輪のレベルよりも下方に変位して前記両
   連結部間が離間し、主圧縮バネのバネ力が消失したとき
   に、補助圧縮バネはなお駆動輪を走行路面に押付けるバ
   ネ力を保持していることを特徴とする自走台車の駆動輪
   サスペンション機構。