【手続補正書】
【提出日】平成19年5月18日(2007.5.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運搬用の台車にブレーキ取付金具により取付けられて前記台車の車輪タイヤを制動する運搬台車用後付けブレーキ装置において、
前記ブレーキ取付金具に設けられて、前記車輪タイヤに対して略コの字状を成し、側面中央部にケース長孔を有する本体ケースと、
前記ケース長孔に挿通されて前記ケース長孔に沿って移動可能に設けられたリンク中央ピンと、
前記リンク中央ピンに一端部が回動可能に連結され、略ハの字状を成して前記車輪タイヤに対する制動を解除する位置と略一直線状を成して前記車輪タイヤを制動する位置との間で変位する一対の作動リンクと、
前記リンク中央ピンの他端部に従動ピンを介して回動可能に連結され、前記作動リンクの変位に伴い、前記車輪タイヤから離れた位置と前記車輪タイヤの外周部を押し挟む制動位置との間で変位する板状のタイヤ押し金具と、
前記本体ケース内に配置されて前記作動リンクを略一直線状に位置させる方向にバネ力を及ぼす圧縮バネと、
一端が前記リンク中央ピンに連結されて他端が解除レバーに連結されたワイヤーとを備え、
前記解除レバーを手で握ることにより、前記ワイヤーを引き、前記圧縮バネの反発力に抗して前記作動リンクを略ハの字状の位置に変位させて前記タイヤ押し金具を前記車輪タイヤから離し、
前記解除レバーを手から離すことにより、前記ワイヤーを解放して前記圧縮バネの反発力により前記作動リンクを略ハの字状の位置から略一直線状の位置に変位させ、前記タイヤ押し金具をトグル特性により、前記制動位置で前記車輪タイヤの外周部を強固に押し挟むことを特徴とする運搬台車用後付けブレーキ装置。
【請求項２】
前記従動ピンと前記タイヤ押し金具との間には、引きリンク従動金具が連結され、前記タイヤ押し金具と前記引きリンク従動金具とは、距離調整ボルトにより、前記タイヤ押し金具と前記引きリンク従動金具とを位置調整可能に連結していることを特徴とする請求項１に記載の運搬台車用後付けブレーキ装置。
【請求項３】
前記本体ケースには、前記タイヤ押し金具に近接する従動死点ピンが設けられており、前記作動リンクが略ハの字状の位置に変位するに伴い、前記タイヤ押し金具が前記従動死点ピンに沿って外方に回動することを特徴とする請求項１に記載の運搬台車用後付けブレーキ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】運搬台車用後付けブレーキ装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現在すでに使用している運搬用の台車にブレーキ装置を簡単に取付けられる運搬台車用後付けブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より台車にブレーキ装置を付設されたものは多く有る。しかし、既設の台車にブレーキ装置を取付けることは、車輪付近のスペースやブレーキ装置の制動力不足や製造メーカーの機種の違い等によりブレーキ装置を後付けすることは困難で有った（例えば、特許文献１、２、３参照）。
【特許文献１】特開２００３−８９３５６号公報
【特許文献２】特開２００２−２５０３７０号公報
【特許文献３】特開２００３−２３７５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
台車においては、安全上の理由から、荷の積み下ろし時、停止中に自動車と同じように、停車時のブレーキを設けることが必要である。工場の組立部品の運搬、測定用の計測機器を積む計測用台車、患者に薬を運ぶナース台車、手術用のメス等を載せるメディカル台車等では、通路や作業場の傾斜に左右されず、所望の位置に停止して動かないことが望ましい。
【０００４】
しかし、工場などの荷役で既に使用している台車は、台数が多く駐車ブレーキが付設されていないものも多く有り、これら既設台車にブレーキ装置を後付けできる台車が望まれていた。
【０００５】
従来、駐車ブレーキの操作システムとしては、停止してから足踏みによりブレーキを掛け、スタート前に再び足踏みによるブレーキ解除の操作を必要とするため、ブレーキを掛け忘れる等の問題も有った。
【０００６】
特開２００３−８９３５６号公報（特許文献１）に開示された足踏みブレーキ装置は構造が複雑で有り、既設の台車に後付けにより取付ける方法は考慮されておらず、ブレーキ装置の付設を望むとき新たに台車自体を購入する必要が有った。
【０００７】
又、ブレーキ装置の掛け忘れ等を防ぐ安全上の問題から台車が停止すれば、操作者の意思に関わり無く即自動的にブレーキが掛かるセフティーシステムの導入が望まれている。    
【０００８】
手を離すと、ブレーキが掛かる安全システム、すなわちセフティーシステムは、搬送時に握りハンドルブレーキレバーを下へ押さえながら台車を走行させ、手を離すことによりブレーキが掛かる方式を意味するが、下記の理由によりその構造を実現させるのは容易では無い。
【０００９】
台車に制動を掛ける動力は、電動等の大きなエネルギーによることは困難なため、通常バネ等の反発力を利用する。そのため、大きな制動力を得ようとすると、反発力の大きなバネ等を必要とする。強いバネ等は、ブレーキを解除する時、手の強い押さえ力が必要となり、重量用台車の大径車輪にとっては制動力をいかに発生させるかが重要になる。
【００１０】
大径車輪等のように大きな制動力を必要とするものにおいても、セフティーシステム方式を用いて、手を離す単純操作のみでブレーキをロックすることが困難である。このため、操作をロックと解除とに分割し、特開２００２−２５０３７０号公報（特許文献２）の如く、ブレーキを掛けたり、解除する２回の操作を手又は足により行う構造が通常で有った。
【００１１】
又、上記の構造を避けるべく、特開２００３−２３７５４９号公報（特許文献３）に見られる構造にしたものが有るが、制動力を大きくするため車輪のタイヤに爪を食い込ませている。食い込み時の停止力により大きな制動力を得る点で、簡素な構造では有るが、大きな問題が有る。すなわち、制動解除のため爪を開こうとするとき爪がタイヤに食い込んでいない場合は、解除レバーを握る操作で解除可能となるが、台車の車輪負荷によりブレーキの爪をタイヤに食い込ませて停止させているときに解除レバーを握ると、解除レバーに大きな負荷が加わって爪を開くことが困難となる。
【００１２】
この理由は、予めタイヤにブレーキの爪を食い込ませて大きな制動力を得ることを想定しているからで、簡素な構造で有り、制動力も大きくセフティーシステム方式でもあるが、使用時に、傾斜する通路で解除レバーを握ると、ワイヤーに大きな負担が掛かって断線するなどの虞が有る。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は操作者が台車を押しながら搬送する際、握り部がブレーキの操作を兼用し、台車を離れると同時に、ブレーキが掛かるセフティーシステム装置を提供するにある。すなわち、大きな制動力を確保しながらも、軽い操作でブレーキを解除でき、手を離すと即ブレーキが掛かる構造のもので、ブレーキ操作兼用の握り形状の昇降操作レバーと、トグル機構の特性を応用した車輪ブレーキ装置と、この間の操作を連結するワイヤーケーブルとで構成し、既存の台車にブレーキを後付けすることを可能とする運搬台車用後付けブレーキ装置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】
【００１３】
本発明の請求項１の運搬台車用後付けブレーキ装置において、ブレーキ取付金具に設けられて、車輪タイヤに対して略コの字状を成し、側面中央部にケース長孔を有する本体ケースが設けられている。リンク中央ピンは、ケース長孔に挿通されてケース長孔に沿って移動可能に設けられている。一対の作動リンクは、リンク中央ピンに一端部が回動可能に連結され、略ハの字状を成して車輪タイヤに対する制動を解除する位置と略一直線状を成して車輪タイヤを制動する位置との間で変位する。板状のタイヤ押し金具は、リンク中央ピンの他端部に従動ピンを介して回動可能に連結され、作動リンクの変位に伴い、車輪タイヤから離れた位置と車輪タイヤの外周部を押し挟む制動位置との間で変位する。圧縮バネは、本体ケース内に配置されて作動リンクを略一直線状に位置させる方向にバネ力を及ぼす。ワイヤーは、一端がリンク中央ピンに連結されて他端が解除レバーに連結されている。
解除レバーを手で握ることにより、ワイヤーを引き、圧縮バネの反発力に抗して作動リンクを略ハの字状の位置に変位させてタイヤ押し金具を車輪タイヤから離す。解除レバーを手から離すことにより、ワイヤーを解放して圧縮バネの反発力により作動リンクを略ハの字状の位置から略一直線状の位置に変位させ、タイヤ押し金具をトグル特性により、制動位置で車輪タイヤの外周部を強固に押し挟む。
運搬台車用後付けブレーキ装置では、手を離すと制動力を発生し、走行時に解除レバーを握ることにより、作動リンクたるブレーキが開放される。この構造は、トグル機構を応用し、トグル特性の有する作動リンクと圧縮バネの作動過程で死点に達する反力が横方向に変換する時、大きな力を発生する特性を取り込み、且つセルフロックとなって車輪タイヤ側から戻すことができないようにしている。
【００１４】
トグル機構の特性応用による制動作用は、小さなバネ力にも拘わらず大きな押し力を発揮でき、僅かな操作力で作動リンクの制動力を作動させることができるため、ブレーキ操作力は著しく軽減される。これにより、走行時に解除レバーを押す力は大幅に減少し、又解除レバーを単に離す操作のみで大きな制動力を得ることが可能となった。
【００１５】
ちなみに、トグル機構の特性曲線（図１３参照）によれば、圧縮バネの圧縮時、長穴上限Ｚａから長穴下限Ｚｂへ伸びて減衰するにも拘わらず、押し力は途中から急速に立ち上がり、このタイヤ当たり点Ｘｐ−リンク水平死点（以後、リンク水平張力とも称す。）Ｘ１間を押し力として作用させ、手を離す動作で、圧縮バネの戻り力を利用し、タイヤ当たり点Ｘｐで数倍の力が発生する特性を応用し、車輪タイヤ側に対して大きな制動力を得ている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明では、操作者が台車を押しながら搬送する際、握り部がブレーキの操作を兼用し、台車を離れると同時に、ブレーキが掛かるセフティーブレーキシステム、すなわち、大きな制動力を確保しながらも、軽い操作でブレーキを解除でき、手を離すと即ブレーキが掛かる構造を備える。具体的には、台車の押しハンドルの握りパイプに解除レバーを取付け、車輪タイヤに車輪ブレーキ装置を当ててブレーキ取付金具で支える。解除レバーのワイヤー操作を車輪ブレーキへ伝達し、解除レバーの手による昇降操作で車輪タイヤへの制動が制御される。走行時以外は車輪タイヤへの制動が掛かり、走行時に解除レバーを下に押して車輪タイヤへの制動を外した状態で台車を移動させる。
【実施例１】
【００１７】
図１および図２においては、運搬台車用後付けブレーキ装置に係る解除レバー２の昇降による車輪タイヤ７に対するブレーキのロック状態と解除された開放状態とが示されている。
図１は台車１の停止時であり、解除レバー２から手が離されて解除レバー２を上げて車輪ブレーキ装置６のブレーキがロックされた制動状態を示す。図２は台車１の走行時であり、解除レバー２が手により押されて下がり、車輪ブレーキ装置６が開放状態にあることを示す。
【００１８】
台車１の押しハンドル１ａの握りパイプに解除レバー２を取付サドル２ｂによりボルト締めし、台車１の裏面の車輪タイヤ７に車輪ブレーキ装置６を当て、ブレーキ取付金具５を台車１にボルト固定し、解除レバー２と車輪ブレーキ装置６とをケーブル３により左右に分配し、ワイヤー上端部４ａを介して解除レバー２のワイヤー４を引く時、車輪ブレーキ装置６が開放される。
【００１９】
図２は、使用中の既存の台車１において、握りパイプ部に解除レバー２を、台車１の底部の左右固定車輪２個に対して後付けされてセフティーブレーキシステムが使用可能となった状態を示す。
【００２０】
図３は、台車１に運搬台車用後付けブレーキ装置を取付けた側面図であり、図４は台車１の取付け後側面部を示す。
【００２１】
図４は、台車１の押しハンドル１ａに解除レバー２の取付サドル２ｂを締め付けた図であり、同種の台車１であれば、容易に取付け可能とした状態を示す。解除レバー２の操作は解除レバー２の握り部２ａで行われ、解除レバー２を押す操作によりケーブル３のワイヤー４をケーブル調節金具３ａ（図５参照）を介して引くことが可能となる。
【００２２】
図５は、解除レバー２から手を離し、圧縮バネ９の反発力によりリンク中央ピン１０を押し、作動リンク１１が水平一直線になってタイヤ押し金具１４の先端が車輪タイヤ７に当たった、ブレーキのロック状態を示す（後述する図８のゴム車輪凹部７ａ参照）。
図６は、解除レバー２がワイヤー４を引き、圧縮バネ９がリンク中央ピン１０を介してワイヤー下端部４ｂが上方に引かれ、タイヤ押し金具１４が車輪タイヤ７を離れて車輪ブレーキ装置６を開いた状態を示す。
【００２３】
図７は、車輪ブレーキ装置６の正面図、図８は外部からの車輪ブレーキ装置６の側面図を示し、本体ケース８の中央部にケース長穴８ａを設け、リンク中央ピン１０の上下限位置を定めるとともに、昇降する際にリンク中央ピン１０の左右位置を案内規制する。
【００２４】
図９は、車輪ブレーキ装置６における図１０のＣ−Ｃ線に沿う縦断面を示し、左右の従動ピン１２の両端部から各々中央部に位置するリンク中央ピン１０に計４個とも挿通されている。割りピン１０ａで止められたリンク中央ピン１０の両端部は、略コの字状の本体ケース８のケース長穴８ａに昇降可能に挿通され、リンク中央ピン１０の中央部にワイヤー４を下方より通す穴を設けてワイヤー下端部４ｂで抜け止めしている。
図１０は、上述のリンク中央ピン１０の上部に置かれて、本体ケース８の下面の間に圧縮状態で挿入され、反発力でリンク中央ピン１０を絶えず下方へ押す圧縮バネ９を示す。    
【００２５】
図１０は、実線と鎖線とで示す位置にそれぞれ開閉する作動リンク１１である。実線の位置がワイヤー下端部４ｂにより作動リンク１１を引き上げて車輪タイヤ７に対するブレーキを解除する状態を示す（開放）。鎖線の位置が解除レバー２から手を離し、圧縮バネ９の反発力で作動リンク１１が下方に押されて左右に一直線状になる（閉鎖）。そして、従動ピン１２が外部方向に押され、従動死点ピン１５に沿って引きリンク従動金具１３を回動させ、タイヤ押し金具１４が車輪タイヤ７を挟み車輪を制動する。なお、ワイヤー４を引いたり、戻す時に圧縮バネ９が移動する長穴上限Ｚａと長穴下限Ｚｂとの間の変位をストローク昇降として距離Ｓで示す。
【００２６】
図１１は、車輪タイヤ７に対するブレーキが解除された状態を示し、図１２はブレーキが掛かった時、車輪ブレーキ装置６に生じる力とその方向を示すベクトル図である。
図１１では、解除レバー２を引き上げ、圧縮バネ９が圧縮された状態で、レバー引き力Ｚ１、バネ圧縮荷重Ｚ２、リンク引き力Ｙおよびリンク中央ピン１０に関する昇降ストローク（距離Ｓ）において、レバー引き力Ｚ１はバネ圧縮荷重Ｚ２に釣合って等しい。作動リンク１１の中央部は、リンク中央ピン１０により上方に引かれて従動ピン１２を中央部に引き上げ、引きリンク従動金具１３を従動死点ピン１５に沿って回動させる。
タイヤ押し金具１４は、距離調整ボルト１６により、引きリンク従動金具１３にネジ締め固定により上下調整可能に設けられている。従動死点ピン１５は、本体ケース８における下端両側の穴に回動可能に挿通され、ブレーキ操作時にリンク中央ピン１０を昇降ストローク（距離Ｓ）にて昇降して作動リンク１１を開閉する。
【００２７】
図１１に示すリンク引き力Ｙは、タイヤ押し金具１４が車輪タイヤ７を離れ、車輪タイヤ７に対して無負荷状態にあり、作動リンク１１を介する解除レバー２の操作力は、バネ圧縮荷重Ｚ２のみによる。
【００２８】
図１２は、解除用の握り部が離されてレバー引き力Ｚ１がゼロになるところを示す。ここでは、圧縮バネ９のバネ戻り荷重Ｚ３がリンク中央ピン１０を下方へ押し戻し、長穴下限Ｚｂで止め、左右の両作動リンク１１を一直線状にさせたロック状態となる。ロック状態では、レバー引き力Ｚ１、バネ戻り荷重Ｚ３、リンク水平張力Ｘ１、タイヤ押し力Ｘ２および逆のタイヤ押し力−Ｘ２（タイヤ引き力）の各ベクトルが働いている。
【００２９】
ロック時のリンク水平張力Ｘ１は、圧縮バネ９が押し戻すバネ戻り荷重Ｚ３と方向が９０°の角度だけ異なる。一旦ロック状態を形成すると、バネ戻り荷重Ｚ３とリンク水平張力Ｘ１とはレバー引き力Ｚ１に無関係になり、リンク水平張力Ｘ１は作動リンク１１、リンク中央ピン１０および従動ピン１２が破断する迄の強度となり、タイヤ押し力Ｘ２と逆のタイヤ押し力−Ｘ２とは膠着状態となり、停止時の制動関係を形成する。
【００３０】
図１３は、圧縮バネ９の圧縮時、リンク中央ピン１０がケース長穴８ａの長穴上限Ｚａから長穴下限Ｚｂまで変位する距離Ｓと作動リンク１１に加わる荷重Ｐとの相互関係をグラフで示す。
【００３１】
図１３に示す関係は、運搬台車用後付けブレーキ装置の理論の根幹を成すもので、圧縮バネ９、リンク中央ピン１０および作動リンク１１などを有するトグル機構の特性を表している。トグル機構を取り込むトグル曲線Ｒでタイヤ当たり点Ｘｐからリンク水平死点Ｘ１に到る過程が重要である。
これは、圧縮バネ９が伸びて圧縮力が減衰する最終過程付近であり、トグル曲線Ｒは急速に立ち上がる。作動リンク１１が方向を変換して一直線状になる迄の僅かな過程で示す死点直前のトグル特性で、タイヤ当たり点Ｘｐからリンク水平死点Ｘ１への区間を車輪タイヤ７へ働かせる制動力に該当させ、車輪タイヤ７に対する強力な押し力とともに、停止時のタイヤ押し力Ｘ２と逆のタイヤ押し力−Ｘ２とを生じさせている。
【００３２】
一方、解除レバー２を手で押す力、すなわちワイヤー４を引くレバー引き力Ｚ１は、大きなタイヤ押し力Ｘ２を発生するが、圧縮バネ９の圧縮力のみで作動リンク１１を開くことができ、解除レバー２に対する押し操作力は軽く軽快である（図１３のバネ荷重線Ｂ参照）。
【００３３】
以上説明したように、運搬台車用後付けブレーキ装置では、ワイヤーの遠隔操作によるトグル機構を応用することにより、制動時に車輪タイヤを押す力が圧縮バネの持つバネ力の数倍得られる。それでいて、構造が簡素で小型軽量となり、作動リンクの開閉が軽快なため、解除レバーの引き荷重が軽くなって、小型省スペース化を実現し、かつ押しハンドルの握りパイプに解除レバーを取付け、既存の台車の車輪下部の前後方向に後付けを可能としている。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施例１の形態を示し、停止時に制動が掛かった車輪タイヤの側面図である。
【図２】走行時に制動が解除された車輪タイヤの側面図である。
【図３】台車に車輪ブレーキ装置が後付けされた全体を示す側面図である。
【図４】台車に車輪ブレーキ装置が後付けされた全体を示す後側面図である。
【図５】車輪タイヤに対して制動を作動した車輪ブレーキ装置の拡大縦断面図である。
【図６】車輪タイヤに対して制動を解除した車輪ブレーキ装置の拡大縦断面図である。
【図７】車輪ブレーキ装置の正面図である。
【図８】車輪ブレーキ装置の側面図である。
【図９】図１０における車輪ブレーキ装置のＣ−Ｃ線に沿う横断面図である。
【図１０】車輪ブレーキ装置の作動図である。
【図１１】開放時の車輪ブレーキ装置に働く力と方向を示すベクトル図である。
【図１２】ロック時の車輪ブレーキ装置に働く力と方向を示すベクトル図である。
【図１３】トグル機構において、圧縮バネの変位と作動リンクに加わる荷重との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
【００３５】
１    台車
１ａ  押しハンドル
２    解除レバー
２ａ  解除レバーの握り部
２ｂ  解除レバーの取付サドル
３    ケーブル
３ａ  ケーブル調節金具
４    ワイヤー
４ａ  ワイヤー上端部
４ｂ  ワイヤー下端部
５    ブレーキ取付金具
６    車輪ブレーキ装置
７    車輪タイヤ
７ａ  ゴム車輪凹部
８    本体ケース
８ａ  ケース長穴
９    圧縮バネ
１０  リンク中央ピン
１０ａ  割りピン
１１  作動リンク
１２  従動ピン
１３  引きリンク従動金具
１４  タイヤ押し金具
１５  従動死点ピン
１６  距離調整ボルト
Ｂ  バネ荷重線
Ｐ  作動リンクに加わる荷重
Ｒ  トグル曲線
Ｓ  昇降ストローク（距離）
Ｘ２  タイヤ押し力
−Ｘ２  逆のタイヤ押し力（タイヤ引き力）
Ｘｐ  タイヤ当たり点
Ｚａ  長穴上限
Ｚｂ  長穴下限
Ｚ１  レバー引き力
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2007168759.tif 000001