(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
台車本体の下面に運転台および独立換向方式の車輪装置が複数個設けられるとともに、運転台におけるハンドルにて入力された操作角に基づき、上記各車輪装置における舵角を制御する制御装置が設けられた走行台車において、
上記制御装置に、ハンドルの操作量に応じてパルスを発生するパルス発生器と、このパルス発生器で発生したパルスをカウントするカウンタと、このカウンタにて検出されたカウント値を入力してハンドルにおける操作角を演算するハンドル操作角演算部と、各車輪装置での舵角を求める際の基準となる車輪装置における基準舵軸での目標舵角を演算する基準軸目標舵角演算部と、この基準軸目標舵角演算部にて求められた目標舵角を入力して基準舵軸以外の車輪装置における舵軸での目標舵角を演算するとともに各車輪装置における舵軸駆動部に舵角指令を出力するステアリング制御部と、運転開始信号、運転台切換信号または走行モード切換完了信号を入力した際に、基準舵軸の車輪装置にて実際に検出された実舵角を入力するとともにこの実舵角に対応するハンドルでの操作角を求め、且つこの求められた操作角に対応するカウント値を逆算するプリセット値演算部と、このプリセット値演算部にて求められたカウント値を上記カウンタに入力して初期値として設定するカウント値書込部とを具備させたことを特徴とする走行台車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大型の荷物を搬送し得る走行台車に関するもので、特に、その操舵部の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、大型の荷物を搬送する走行台車として、台車本体の上全面に、荷物を載置し得る荷台面が設けられたものがある。
【０００３】
この走行台車には、図４および図５に示すように、上面に荷物を載置し得る荷台面が形成された台車本体５１の下面の前後位置に前部運転台５２（５２Ａ）および後部運転台５２（５２Ｂ）が設けられるとともに、台車本体５１下面の両運転台５２の間に亘って、多数の、例えば左右に２列で且つ前後に６列でもって合計１２個の独立換向方式の車輪装置（操舵装置ともいう）５３が設けられ、さらにこれら各車輪装置５３を運転台５２からのハンドル操作に応じてその舵角を制御する制御装置（図示せず）が具備されている。
【０００４】
また、上記各車輪装置５３は、台車本体５１に旋回自在に設けられた旋回体６１と、この旋回体６１に上アーム部６２および下アーム部６３並びにサスペンションシリンダを介して設けられた車軸部に回転自在に設けられるとともに駆動モータにより回転駆動される複数の車輪６４と、上記旋回体６１をピニオン部およびラック体を介して旋回させる操舵用シリンダ装置（図示せず）とから構成されている。
【０００５】
なお、上記各車輪装置５３の内、運転台５２（５２Ａ，５２Ｂ）に最も近い前後の車輪装置５３（５３Ａ，５３Ｂ）における舵軸が、台車本体５１の方向転換時である旋回時に、その舵角を決定する際の基準となるマスタ軸とされ、またこれ以外の車輪装置５３、すなわちマスタ軸の舵角に基づきその舵角が決定される車輪装置５３における舵軸がスレーブ軸とされる。
【０００６】
そして、走行台車５１には、独立した多数の車輪装置５３を制御して大型の荷物を、効率良く移動させるための種々の動作モードが具備されている。
例えば、この動作モードには、大きく分けて、電源投入時である運転開始モード、前進または後進を選択する運転台切替モードおよび走行モードがあり、また走行モードとしては、台車本体５１を旋回させる旋回モード、台車本体５１を斜めに走行させる斜行モード、台車本体５１を横方向に移動させる横行モードなどがある。
【０００７】
ところで、この動作モードの切り換えは頻繁に行われるが、この切換時においては、例えば旋回モードから横行モードに切り換える場合には、一旦、横行モードの基本姿勢（中立姿勢ともいう）にされる。すなわち、舵角の向きが台車本体５１の中心線に対して９０度にされる。
【０００８】
したがって、横行モードに切り換えた後においては、操作角が０度であるがマスタ軸の舵角が９０度となるため、その切換完了後には、両者の整合性を取る必要があり、制御装置には、そのための機能が具備されている。
【０００９】
すなわち、図６に示すように、制御装置は、ハンドル５４の操作軸に連動されたエンコーダなどのパルス発生器７１と、このパルス発生器７１から出力されるパルスをカウントするカウンタ７２と、このカウンタ７２にて計測されたカウント値を読み込むカウント値読込部７３と、このカウント値読込部７３にて読み込まれたカウント値を入力してハンドル５４の操作角（以下、ハンドル位置ともいう）を演算するハンドル操作角演算部（以下、操作角演算部という）７４と、この操作角演算部７４にて求められた操作角に基づきマスタ軸の目標舵角を演算するマスタ軸目標舵角演算部７５と、このマスタ軸目標舵角演算部７５からの目標舵角を入力して、他の車輪装置５３における舵軸であるスレーブ軸の目標舵角を演算するとともに、各目標舵角を車輪装置５３の操舵用シリンダ装置の駆動部に出力するステアリング制御部７６と、運転開始信号、運転台切換信号、走行モード切換完了信号などの動作切換信号を入力するとともに、操作角演算部７４から現時点でのハンドルの操作角（ハンドル位置）およびマスタ軸に対応する車輪装置５３に設けられた舵角検出器７７にて実際に検出された現時点での実舵角をそれぞれ入力し、これらの値に基づきハンドル位置と実舵角との整合性をとるための補正値を演算する補正値演算部７８とが具備されている。この補正値演算部７８で求められたハンドル位置補正値およびマスタ軸目標舵角補正値は、マスタ軸目標舵角演算部７５に入力されて、これ以降のモードでの目標舵角の演算に使用される。
【００１０】
上記走行台車において、例えば走行モードの切り換えが行われてその切換完了信号が補正値演算部７８に入力されると、この時点でのハンドル位置およびマスタ軸の実舵角がメモリに格納される。そして、これ以降の走行モードにおいては、これらの補正値がマスタ軸目標舵角演算部７５に入力されて演算処理が行われる。例えば、ハンドル位置の現在値からハンドル位置補正値が減算されて得られたハンドル位置に基づき、マスタ軸目標舵角が演算され、さらにこのマスタ軸目標舵角からマスタ軸舵角補正値が減算されて最終のマスタ軸目標舵角が求められて、操舵が行われていた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記制御装置の構成によると、ハンドル位置およびマスタ軸での実舵角を補正値とする複雑な演算を必要とするため、演算回路が複雑になるとともに製造コストが高くつくという問題があった。
【００１２】
そこで、本発明は、動作モードを切り換えた場合でも、補正値に基づく複雑な演算を必要としない走行台車を提供することを目的とする。
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の走行台車は、台車本体の下面に運転台および独立換向方式の車輪装置が複数個設けられるとともに、運転台におけるハンドルにて入力された操作角に基づき、上記各車輪装置における舵角を制御する制御装置が設けられた走行台車において、
上記制御装置に、ハンドルの操作量に応じてパルスを発生するパルス発生器と、このパルス発生器で発生したパルスをカウントするカウンタと、このカウンタにて検出されたカウント値を入力してハンドルにおける操作角を演算するハンドル操作角演算部と、各車輪装置での舵角を求める際の基準となる車輪装置における基準舵軸での目標舵角を演算する基準軸目標舵角演算部と、この基準軸目標舵角演算部にて求められた目標舵角を入力して基準舵軸以外の車輪装置における舵軸での目標舵角を演算するとともに各車輪装置における舵軸駆動部に舵角指令を出力するステアリング制御部と、運転開始信号、運転台切換信号または走行モード切換完了信号を入力した際に、基準舵軸の車輪装置にて実際に検出された実舵角を入力するとともにこの実舵角に対応するハンドルでの操作角を求め、且つこの求められた操作角に対応するカウント値を逆算するプリセット値演算部と、このプリセット値演算部にて求められたカウント値を上記カウンタに入力して初期値として設定するカウント値書込部とを具備させたものである。
【００１４】
上記の構成によると、動作モードの切換時において、基準舵軸に対応する車輪装置での実舵角に基づきハンドルでの操作角を求めるとともに、この操作角に対応するパルスのカウント値を逆算し、このカウント値をカウンタに初期値として設定するようにしたので、動作モードが切り換わった場合でも、補正値を使用することなく、操作角と実舵角との整合性を維持し得る。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態における走行台車を、図１および図２に基づき説明する。
【００１６】
本発明の要旨は、従来例にて説明した走行台車の制御装置にあるため、本実施の形態ではこの制御装置に着目して説明し、したがって従来例で説明したものと同一の構成部材については簡単に説明する。
【００１７】
まず、走行台車を概略的に説明すると、上面に荷物を載置し得る荷台面が設けられた台車本体の下面の前後端部に前部運転台および後部運転台が、またその下面の前後の運転台の中間部には、例えば左右に（車幅方向で）２列で且つ前後に（車長方向で）６列でもって合計１２個（勿論、１２個に限定されるものではない）の独立換向方式の車輪装置３が設けられるとともに、これら各車輪装置の旋回角（以下、舵角という）を、前部または後部運転台のハンドル（操舵手段）の回転量すなわち操作量に応じて制御するための制御装置が具備されている。
【００１８】
また、各車輪装置は、台車本体に旋回自在に設けられた旋回体と、この旋回体に上アーム部および下アーム部並びにサスペンションシリンダを介して設けられた車軸部に回転自在に設けられ複数の車輪と、上記旋回体をピニオン部およびラック体を介して旋回させる操舵用シリンダ装置とから構成されている。
【００１９】
なお、従来例にて説明したように、本実施の形態においても、各車輪装置の内、ハンドルの操作に応じて、舵角を最初に決定する際の基準となる舵軸（例えば、運転台に最も近い車輪装置の舵軸である）をマスタ軸とし、マスタ軸の舵角に基づきその舵角が決定される他の車輪装置における舵軸をスレーブ軸とする。
【００２０】
次に、上記各車輪装置の少なくとも舵角を制御する制御装置を、図１に基づき説明する。
この制御装置は、ハンドル１の操作量（回転量）に応じてパルス（操作検出信号）を発生するパルス発生器（例えば、インクリメント型エンコーダが用いられる）１１と、このパルス発生器１１で発生したパルスを入力してその数をカウントするカウンタ（操作量検出部）１２と、このカウンタ１２にてカウントされたカウント値を読み込むためのカウント値読込部１３と、このカウント値読込部１３に読み込まれたカウント値を入力してハンドル１の操作角（回転角）を演算するハンドル操作角演算部（以下、操作角演算部という）１４と、この操作角演算部１４で求められた操作角を入力するとともに各車輪装置の舵軸における旋回角すなわち舵角を求める際の基準となるマスタ軸（基準舵軸）での目標舵角を演算するマスタ軸目標舵角演算部（基準軸目標舵角演算部）１５と、このマスタ軸目標舵角演算部１５からの目標舵角を入力してマスタ軸以外の車輪装置の舵軸であるスレーブ軸における目標舵角を演算するとともに、各車輪装置における舵角指令を演算して操舵用シリンダ装置の駆動部（舵軸駆動部）に出力するステアリング制御部１６と、マスタ軸に係る車輪装置での実際の舵角を検出する舵角検出器１７と、この舵角検出器１７にて実際に検出されたマスタ軸の実舵角を入力し、且つ運転台からの運転開始信号、運転台切換信号、走行モード切換完了信号などの動作切換信号を入力した際に、入力されたマスタ軸の実舵角に対応するハンドルの操作角を求め、さらにこの操作角に対する操作量であるカウント値を逆算するプリセット値演算部（操作量演算部）１８と、このプリセット値演算部１８で求められたカウント値を初期値として入力し上記カウンタ１２に書き込み設定するためのカウント値書込部（初期操作量設定部）１９とから構成されている。なお、マスタ軸以外の各車輪装置にも舵角を検出する舵角検出器が設けられており、これら舵角検出器にて検出された実舵角がステアリング制御部１６に入力されて、全ての車輪装置についてフィードバック制御が行われている。
【００２１】
次に、走行台車における運転制御動作について説明する。
通常運転時においては、ハンドル１の操作がパルス発生器１１にて検出されるとともに、このパルスがカウンタ１２に入力されてその個数がカウントされ、そしてこのカウント値がカウント値読込部１３を経て操作角演算部１４に入力され、ここでハンドル１の実際の操作角が演算により求められる。
【００２２】
この操作角演算部１４にて求められたハンドル１の操作角がマスタ軸目標舵角演算部１５に入力されて、マスタ軸に対応する車輪装置２での目標舵角が演算される。
【００２３】
そして、マスタ軸目標舵角演算部１５にて求められた目標舵角がステアリング制御部１６に入力されて、その他の車輪装置、すなわちスレーブ軸での目標舵角が演算された後、各車輪装置における目標舵角が、それぞれの操舵用シリンダ装置の駆動部に出力されて、各動作モードに応じた操舵（換向）が行われる。
【００２４】
ところで、例えば走行モードを切り換える場合、運転台での切換操作により動作切換信号がプリセット値演算部１８に入力されると、マスタ軸における実舵角が舵角検出器１７から入力されて、図２のハンドル操作角とマスタ軸目標舵角との関係を示すグラフから、実舵角θmに対応するハンドル１の操作角θhが求められ、そしてこの操作角に対応するカウント値が逆算される。
【００２５】
この逆算されたカウント値がカウント値書込部１９に送られて、カウンタ１２に初期値として書き込まれる。すなわち、この時点で、カウンタ１２の値は、マスタ軸での実舵角に対応した正しいカウント値に設定され、すなわちハンドルの操作角とマスタ軸舵角との整合性が維持され、したがって以後の動作モードにおいても、補正を施すことなくハンドル操作を続行することができる。
【００２６】
このように、動作モードの切換時において、マスタ軸に対応する車輪装置での実舵角に基づき、ハンドルの操作角を求めるとともにこの操作角に対応するカウント値を逆算し、このカウント値をカウンタに初期値として設定するため、動作モードが切り換わった場合でも、カウント値がマスタ軸の実舵角に一致しており、したがってハンドルの操作角とマスタ軸の実舵角との整合性が維持された状態となる。すなわち、従来のように、動作モードが切り換わった時点におけるハンドルの操作角およびマスタ軸での実舵角を補正値として記憶させるとともに以後の操作に際して補正値を使用する必要がなくなり、したがって制御装置の構成を簡単にし得るとともに、その製造コストを安価にすることができる。
【００２７】
ところで、上記説明においては、主に、走行モードの切換動作について説明したが、この他、運転台切換モードにおいても、また運転開始時においても、同様の制御が行われる。
【００２８】
なお、上記実施の形態の説明中の図２では、ハンドル操作角とマスタ軸目標舵角との関係（特性）が直線である場合を示したが、図３に示すように、ハンドル操作角とマスタ軸目標舵角との関係が２段階で変化する場合（両者の関係が折れ線グラフとなる場合）でも、また両者の関係が曲線グラフになる場合にも適用し得る。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明の走行台車によると、動作モードの切換時において、基準舵軸に対応する車輪装置での実舵角に基づき操舵手段での操作角を求めるとともに、この操作角に対応する操作量を逆算し、この操作量を操作量検出部に初期値として設定するようにしたので、動作モードが切り換わった場合でも、操作角と実舵角との整合性が維持され、したがって従来のように、操作角と実舵角との整合性を維持するために、操作角および実舵角を補正値として使用する必要がなくなるので、制御装置の構成を簡単にし得るとともに、その製造コストが安価になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の走行台車における制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】同制御装置によるハンドル操作角とマスタ軸目標舵角との関係を示すグラフである。
【図３】同制御装置によるハンドル操作角とマスタ軸目標舵角との関係を示すグラフである。
【図４】従来例における走行台車の概略平面図である。
【図５】従来例における走行台車の概略側面図である。
【図６】従来例の走行台車における制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１      ハンドル
２      車輪装置
１１      パルス発生器
１２      カウンタ
１４      ハンドル操作角演算部
１５      マスタ軸目標舵角演算部
１６      ステアリング制御部
１７      舵角検出器
１８      プリセット値演算部
１９      カウント値書込部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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