特許 5719605 電動アシスト台車

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5719605

(24)【登録日】2015年3月27日

(45)【発行日】2015年5月20日

(54)【発明の名称】電動アシスト台車

(51)【国際特許分類】

   B62B 3/00 20060101AFI20150430BHJP

【ＦＩ】

   B62B3/00 G

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2011-7151(P2011-7151)

(22)【出願日】2011年1月17日

(65)【公開番号】特開2012-148610(P2012-148610A)

(43)【公開日】2012年8月9日

【審査請求日】2013年7月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000929

【氏名又は名称】カヤバ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100075513

【弁理士】

【氏名又は名称】後藤 政喜

(74)【代理人】

【識別番号】100114236

【弁理士】

【氏名又は名称】藤井 正弘

(74)【代理人】

【識別番号】100120260

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅昭

(74)【代理人】

【識別番号】100137604

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100157473

【弁理士】

【氏名又は名称】武田 啓

(72)【発明者】

【氏名】関根 伸一

(72)【発明者】

【氏名】安江 圭信

(72)【発明者】

【氏名】小宮山 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】河井 崇

(72)【発明者】

【氏名】宮谷 修

(72)【発明者】

【氏名】伏見 一徳

(72)【発明者】

【氏名】中田 健太

【審査官】 田合 弘幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−３０８４６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０７２８１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２５５６９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２５３７６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２２８９０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２０２２３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０３３０２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２９０５１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０７５０４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１３４７２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６２Ｂ １／００−５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業者によって付与される駆動力にアシスト力が付与されて走行可能な電動アシスト台車であって、
荷台を介して荷物を載置可能な車体フレームと、
前記車体フレームの左右に間隔をあけて設けられる一対の駆動輪と、
作業者によって押圧操作され、前記車体フレームの左右二箇所から駆動力を入力可能な操作部と、
前記操作部が押圧操作されることによって前記車体フレームの左右二箇所の各々に作用する駆動トルクを検出する一対のトルク検出部と、
前記トルク検出部によって検出された駆動トルクに応じて、各々の前記駆動輪に付与するアシスト力を演算するコントローラと、
前記コントローラによって演算されたアシスト力を各々の前記駆動輪に付与する一対の電動モータと、を備え、
前記コントローラは、前記一対のトルク検出部によって検出された左右の駆動トルクが相違する場合に、各々の前記駆動輪に付与するアシスト力が相違するように演算することを特徴とする電動アシスト台車。

【請求項2】

前記トルク検出部は、前記操作部と前記車体フレームとを連結して前記操作部から入力される駆動力によって捩れるとともに当該駆動力を前記車体フレームに伝達するトーションバーを備え、前記トーションバーの捩れに基づいて駆動トルクを検出することを特徴とする請求項１に記載の電動アシスト台車。

【請求項3】

前記電動モータは、その回転軸が前記駆動輪の進行方向を向くように配設され、
前記電動モータの回転を減速するとともに回転方向を変換して前記駆動輪に伝達する変速機を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動アシスト台車。

【請求項4】

前記駆動輪は、前記車体フレームの前後方向に向かって転舵不能に設けられ、
前記車体フレームに装着され前記駆動輪の後方に設けられる一対の自在輪を更に備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の電動アシスト台車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、駆動力が電動モータによってアシストされる電動アシスト台車に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般に、工場などで使用される台車に重量のある荷物が載せられると、作業者は運搬開始時に大きな力で台車を押す必要があるため、重労働となっていた。

【0003】

この対策として、特許文献１には、台車を押す作業者の力を検出し、電動モータによって人力に応じた補助動力が与えられる電動アシスト手押し台車が提案されている。この電動アシスト手押し台車では、作業者による手押し枠体の操作に応じて前進時及び後進時における作業者の押す力をアシストしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−２９０３１９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に記載の電動アシスト手押し台車では、前進及び後進のアシストのみを行うため、旋回する場合などに、作業者の操作に対して違和感が生じるおそれがあった。

【0006】

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、作業者の操作に応じて違和感なく駆動力がアシストされる電動アシスト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】

本発明は、作業者によって付与される駆動力にアシスト力が付与されて走行可能な電動アシスト台車であって、荷台を介して荷物を載置可能な車体フレームと、前記車体フレームの左右に間隔をあけて設けられる一対の駆動輪と、作業者によって押圧操作され、前記車体フレームの左右二箇所から駆動力を入力可能な操作部と、前記操作部が押圧操作されることによって前記車体フレームの左右二箇所の各々に作用する駆動トルクを検出する一対のトルク検出部と、前記トルク検出部によって検出された駆動トルクに応じて、各々の前記駆動輪に付与するアシスト力を演算するコントローラと、前記コントローラによって演算されたアシスト力を各々の前記駆動輪に付与する一対の電動モータと、を備え、前記コントローラは、前記一対のトルク検出部によって検出された左右の駆動トルクが相違する場合に、各々の前記駆動輪に付与するアシスト力が相違するように演算することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明では、作業者によって操作部が押圧操作されると、車体フレームの左右二箇所に作用する駆動トルクを検出し、検出した駆動トルクに応じて左右の駆動輪にアシスト力を付与する。よって、例えば、操作部から入力される左右の駆動力が相違し、旋回するような場合には、入力される駆動力に応じて、左右の駆動輪に付与するアシスト力を相違させることができる。したがって、作業者の操作に応じて違和感なく駆動力をアシストすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係る電動アシスト台車の斜視図である。

【図2】図１における側面図である。

【図3】図１における正面図である。

【図4】本発明の第２の実施の形態に係る電動アシスト台車の斜視図である。

【図5】図４における側面図である。

【図6】図４における底面図である。

【図7】図６におけるＡ−Ａ断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

【0011】

（第１の実施の形態）
まず、図１から図３を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る電動アシスト台車１００について説明する。

【0012】

電動アシスト台車１００は、例えば工場などにて、重量物を運搬するのに使用される。電動アシスト台車１００は、作業者によって付与される駆動力に、後述する電動モータ１５の回転によるアシスト力が付与されて走行するものである。

【0013】

電動アシスト台車１００は、車体フレーム１と、車体フレーム１上に設けられ荷物を載置可能な荷台３と、車体フレーム１の左右二箇所から駆動力を入力可能な操作部としての操作ハンドル５と、車体フレーム１の左右に間隔をあけて設けられる一対の駆動輪１１と、車体フレーム１に装着され駆動輪１１の後方に設けられる一対の自在輪１２とを備える。駆動輪１１は、電動アシスト台車１００の前輪であり、自在輪１２は、電動アシスト台車１００の後輪である。

【0014】

車体フレーム１は、角形のパイプ材が組み合わされたフレームである。車体フレーム１は、荷台３を介して荷物が載置される平面部１ａと、平面部１ａの下部に突設される下部突設部１ｂと、平面部１ａの後端上部に立設される立設部１ｃとを有する。

【0015】

荷台３は、車体フレーム１における平面部１ａの上方を覆うようにして設けられる縁付きの平板である。荷台３上には、荷物が直接載置される。荷台３は、縁なしの平板であってもよい。また、荷台３に代えて、車体フレーム１上にローラコンベアを設置し、ローラコンベアを介して荷物を載置してもよい。

【0016】

車体フレーム１と荷台３の間には、図２に示すように、昇降装置２が設けられる。この昇降装置２は、電動昇降シリンダ（図示省略）によって荷台３を車体フレーム１に対して昇降させる。例えば、荷台３に重量物が載置され、後述する懸架装置２０によって駆動輪１１及び自在輪１２に対して車体フレーム１が沈み込んだ場合に、昇降装置２が荷台３を上昇させ、路面に対する荷台３の高さを一定に調節することが可能である。

【0017】

操作ハンドル５は、作業者によって押圧操作される逆Ｕ字型のハンドルである。操作ハンドル５は、その左右の両端が、車体フレーム１における立設部１ｃに連結される。これにより、作業者が操作ハンドル５を操作することによって入力される駆動力が、車体フレーム１に伝達される。

【0018】

駆動輪１１は、車体フレーム１の前後方向に向かって転舵不能に設けられる小型の車輪である。駆動輪１１は、車体フレーム１の前端部近傍に一対設けられる。駆動輪１１は、車体フレーム１の下部突設部１ｂに対して上下運動可能に固定される。

【0019】

自在輪１２は、走行時に常に進行方向を向く小型の車輪である。自在輪１２は、路面との間の摩擦抵抗によって旋回し、進行方向を向くように操舵される。自在輪１２は、車体フレーム１の下部突設部１ｂに対して上下運動可能に固定される。

【0020】

電動アシスト台車１００は、車体フレーム１に対して上下運動可能な四個のサブフレーム４と、サブフレーム４を介して駆動輪１１と自在輪１２とを懸架する懸架装置２０とを備える。

【0021】

サブフレーム４は、一対の駆動輪１１と一対の自在輪１２との各々の車輪に対応して四個設けられる。サブフレーム４は、車体フレーム１の左右に二個ずつ配設される。各々のサブフレーム４の下面には、駆動輪１１又は自在輪１２が回転可能に固定される。

【0022】

懸架装置２０は、車体フレーム１に左右のサブフレーム４を上下運動可能に支持する四本のサスペンションアーム２２と、車体フレーム１と左右のサブフレーム４の間に設けられるスプリングダンパ２３とを備える。

【0023】

サスペンションアーム２２は、一個のサブフレーム４に対して四本ずつ設けられる。サスペンションアーム２２は、それぞれの両端部が車体フレーム１と左右のサブフレーム４とに水平軸まわりに回動可能に連結され、車体フレーム１に対してサブフレーム４を平行移動可能に支持する平行リンク機構を構成する。

【0024】

これにより、車体フレーム１に対してサブフレーム４が昇降しても、サブフレーム４の姿勢が変化せず、駆動輪１１と自在輪１２との位置関係（アライメント）が一定に保たれる。よって、サブフレーム４が昇降しても、駆動輪１１と自在輪１２との一方が路面から浮くことが抑制される。

【0025】

スプリングダンパ２３は、路面不整などによる駆動輪１１及び自在輪１２の上下振動を吸収して緩和し、路面からの振動が車体フレーム１に伝達されることを抑制するものである。スプリングダンパ２３は、コイルスプリング２３ａとダンパ２３ｂとを備え、サブフレーム４が昇降するのに伴って伸縮する。

【0026】

コイルスプリング２３ａは、そのバネ力によってサブフレーム４が受ける荷重を支持し、サブフレーム４が昇降するのに伴って伸縮する。

【0027】

ダンパ２３ｂは、伸縮作動するのに伴ってこれに充填された作動油が減衰弁（図示省略）を通過し、サブフレーム４の振動を抑制する減衰力を発生する。

【0028】

なお、懸架装置２０は、上述の構成に限らず、車体フレーム１に対するサブフレーム４の姿勢が保たれるならば、他の構成であってもよい。

【0029】

電動アシスト台車１００は、操作ハンドル５が押圧操作されることによって車体フレーム１の左右二箇所の各々に作用する駆動トルクを検出する一対のトルク検出部としてのトルクセンサ６と、トルクセンサ６によって検出された駆動トルクに応じて各々の駆動輪１１に付与するアシスト力を演算するコントローラ３０と、コントローラ３０によって演算されたアシスト力を各々の駆動輪１１に付与する一対の電動モータ１５とを備える。

【0030】

トルクセンサ６は、コントローラ３０に電気的に接続され、検出した駆動トルクに応じた電気信号をコントローラ３０に出力する。トルクセンサ６は、操作ハンドル５と車体フレーム１とを連結して操作部から入力される駆動力によって捩れるとともに駆動力を車体フレーム１に伝達するトーションバー（図示省略）と、トーションバーの捩れに応じた電気信号を出力するポテンショメータ（図示省略）とを備え、トーションバーの捩れに基づいて駆動トルクを検出する。トルクセンサ６に設けられるトーションバーを変更することで、その他の部材を変更することなく、台車の積載荷重などに応じて作業者による操作感覚を変更することも可能である。

【0031】

電動モータ１５は、コントローラ３０に電気的に接続され、コントローラ３０から入力される電気信号に応じて回転する。電動モータ１５は、図３に示すように、駆動輪１１の内側に配設され、駆動輪１１にアシスト力を付与する。左右の電動モータ１５は、互いに同軸に設けられ、一対の駆動輪１１の間に直列に配設される。電動モータ１５は、回転を減速して駆動輪１１に伝達する変速機１６を備える。

【0032】

コントローラ３０は、電源装置や他の電子機器とともに車体フレーム１に搭載される。コントローラ３０は、電動アシスト台車１００の制御を行うものであり、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、及びＩ／Ｏインターフェース（入出力インターフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。ＲＡＭはＣＰＵの処理におけるデータを記憶し、ＲＯＭはＣＰＵの制御プログラム等を予め記憶し、Ｉ／Ｏインターフェースは接続された機器との情報の入出力に使用される。ＣＰＵやＲＡＭなどをＲＯＭに格納されたプログラムに従って動作させることによって電動アシスト台車１００の制御が実現される。

【0033】

コントローラ３０は、左右のトルクセンサ６によって検出された駆動トルクに応じたアシスト力を左右の電動モータ１５にそれぞれ発生させる制御を行い、電動アシスト台車１００を前進または後退させるとともに、直進、旋回、曲折させるアシスト力を付与する。

【0034】

以下、電動アシスト台車１００の作用について説明する。

【0035】

まず、電動アシスト台車１００を真っ直ぐ前進又は後退させる場合について説明する。

【0036】

作業者が操作ハンドル５を両手で平行に押した場合には、電動アシスト台車１００は、真っ直ぐ前進することとなる。この場合、操作ハンドル５が押されることによって車体フレーム１に入力される駆動力は操作ハンドル５の左右両端で略同一である。よって、左右のトルクセンサ６によって検出される駆動トルクは、略同一となる。

【0037】

左右のトルクセンサ６が同一の駆動トルクを検出すると、コントローラ３０は、左右の電動モータ１５から左右の駆動輪１１に同一のアシスト力を付与するように指令する。これにより、左右の駆動輪１１には、同一のアシスト力が付与される。

【0038】

したがって、電動アシスト台車１００は、作業者によって付与される駆動力に、電動モータ１５のアシスト力が付与されて真っ直ぐ前進することとなる。

【0039】

なお、電動アシスト台車１００を真っ直ぐ後退させる場合には、操作ハンドル５が押される方向が逆になり、電動モータ１５の回転方向が逆になるだけで、その他の作用は真っ直ぐ前進する場合と同様である。

【0040】

次に、電動アシスト台車１００を旋回走行させる場合について説明する。

【0041】

作業者が操作ハンドル５を押す左右の力を相違させた場合には、電動アシスト台車１００は、左又は右に旋回走行することとなる。このとき、左右の駆動輪１１に付与されるアシスト力は、左右の電動モータ１５で相違する。

【0042】

具体的には、例えば電動アシスト台車１００を左方向に旋回させる場合、作業者が右手で操作ハンドル５を押す力は、左手で操作ハンドル５を押す力と比較して大きくなる。よって、右側のトルクセンサ６が検出する駆動トルクは、左側のトルクセンサ６が検出する駆動トルクと比較して大きくなる。

【0043】

これにより、コントローラ３０は、右側の電動モータ１５から駆動輪１１に付与するアシスト力が、左側の電動モータ１５から駆動輪１１に付与するアシスト力と比較して大きくなるように指令する。これにより、右側の駆動輪１１に付与されるアシスト力は、左側の駆動輪１１に付与されるアシスト力と比較して大きくなる。

【0044】

なお、左右のトルクセンサ６は、駆動トルクを無段階に検出可能であるため、作業者が操作ハンドル５を押圧操作する力に応じてアシスト力の大きさをコントロールすることができる。

【0045】

以上より、作業者によって操作ハンドル５から入力される左右の駆動力が相違し、電動アシスト台車１００が旋回するような場合には、入力される駆動力に応じて、左右の駆動輪１１に付与するアシスト力を相違させることができる。したがって、作業者の操作に応じて違和感なく駆動力をアシストすることができる。

【0046】

これにより、電動アシスト台車１００は、操作ハンドル５を操作するだけで、前進及び後退の直進時だけでなく、旋回時においても作業者の操作をアシストすることができる。そのため、作業者は、電動アシスト台車１００を、通常の手動台車と同じ感覚で、直感的に操作することが可能である。よって、作業者は、電動アシスト台車１００を操作するために特別なトレーニングを実施する必要がない。また、操作に慣れていない作業者であっても、電動アシスト台車１００を容易に操作することが可能である。

【0047】

以上の第１の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。

【0048】

作業者によって操作ハンドル５が押圧操作されると、車体フレーム１の左右二箇所に作用する駆動トルクをトルクセンサ６によって検出し、検出した駆動トルクに応じて左右の駆動輪１１にアシスト力を付与する。よって、例えば、操作ハンドル５から入力される左右の駆動力が相違し、旋回するような場合には、作業者によって入力される駆動力に応じて、左右の駆動輪１１に付与するアシスト力を相違させることができる。したがって、作業者の操作に応じて違和感なく駆動力をアシストすることができる。

【0049】

（第２の実施の形態）
以下、図４から図７を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る電動アシスト台車２００について説明する。なお、第２の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。

【0050】

第２の実施の形態では、一体型の電動アシストユニット３００が設けられる点で、第１の実施の形態とは相違する。電動アシスト台車２００は、通常の手動台車の後輪を電動アシストユニット３００に交換するだけで、容易に電動アシスト化を可能とするものである。

【0051】

電動アシスト台車２００は、車体フレーム２０１と、車体フレーム１の左右二箇所から駆動力を入力可能な操作部としての操作ハンドル５と、車体フレーム１に装着されて前輪を構成する一対の自在輪１２と、作業者によって付与される駆動力に電動モータ１５のアシスト力を付与するための電動アシストユニット３００とを備える。

【0052】

車体フレーム２０１は、矩形の平板状に形成され、その上面が荷台３を構成する。車体フレーム２０１は、通常の手押し台車のフレームをそのまま流用することが可能である。車体フレーム２０１は、前後方向に長く形成され、操作ハンドル５が挿通する一対の長穴１ｄを有する。

【0053】

長穴１ｄは、操作ハンドル５が基端を中心に前後方向に回動するのに伴って前後方向に長く形成される。長穴１ｄは、通常の手動台車のフレームに追加工を施すことによって形成される。長穴１ｄを形成するのではなく、操作ハンドル５の径を小さいものに変更して、操作ハンドル５が回動できるようにしてもよい。また、長穴１ｄを形成せずに、操作ハンドル５をＬ字状に形成し、操作ハンドル５が車体フレーム２０１の後方を通って立設するように構成してもよい。

【0054】

電動アシストユニット３００は、車体フレーム２０１の左右に間隔をあけて設けられ後輪を構成する一対の駆動輪１１と、操作ハンドル５が押圧操作されることによって車体フレーム２０１の左右二箇所の各々に作用する駆動トルクを検出する一対のトルクセンサ６と、トルクセンサ６によって検出された駆動トルクに応じて各々の駆動輪１１に付与するアシスト力を演算するコントローラ３０と、コントローラ３０によって演算されたアシスト力を各々の駆動輪１１に付与する一対の電動モータ１５とを備える。

【0055】

電動アシストユニット３００は、一体に形成されて車体フレーム２０１の下面に固定される。これにより、通常の手動台車の後輪を取り外して電動アシストユニット３００を取り付けるだけで、台車の電動アシスト化が可能となる。よって、既存の手動台車を容易に電動アシスト化することができるため、コストを抑制することが可能である。

【0056】

電動モータ１５は、その回転軸が駆動輪１１の進行方向を向くように配設される。電動モータ１５は、回転を減速するとともに回転方向を変換して駆動輪に伝達する変速機１６を備える。

【0057】

変速機１６は、図７に示すように、電動モータ１５の回転によって回転するウォーム１６ａと、ウォーム１６ａと噛合して駆動輪１１に固定されるウォームホイール１６ｂとを備える。変速機１６は、電動モータ１５の回転を減速するとともに回転方向を垂直に変換して出力する。

【0058】

ここで、第１の実施の形態の電動アシスト台車１００のように一対の駆動輪１１の間に一対の電動モータ１５が直列に配設される場合には、電動モータ１５の全長が長いと、駆動輪１１間の距離が大きくなり、電動アシスト台車１００の小型化が困難である。

【0059】

これに対して、電動アシスト台車２００では、電動モータ１５が駆動輪１１の進行方向を向いて配設されることによって、電動モータ１５の全長と関係なく一対の駆動輪１１間の距離を設定することができる。よって、電動アシスト台車２００を小型化することが可能である。

【0060】

以上の第２の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。

【0061】

一体に形成されて車体フレーム２０１の下面に固定される電動アシストユニット３００を備えることによって、通常の手動台車の後輪を取り外して電動アシストユニット３００を取り付けるだけで、台車の電動アシスト化が可能となる。よって、既存の手動台車を容易に電動アシスト化することができるため、コストを抑制することが可能である。

【0062】

また、電動モータ１５が駆動輪１１の進行方向を向いて配設されることによって、電動モータ１５の全長と関係なく一対の駆動輪１１間の距離を設定することができる。よって、電動アシスト台車２００を小型化することが可能である。

【0063】

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

【産業上の利用可能性】

【0064】

本発明に係る電動アシスト台車は、荷物を運搬するための台車として利用することができる。

【符号の説明】

【0065】

１００ 電動アシスト台車
１ 車体フレーム
３ 荷台
４ サブフレーム
５ 操作ハンドル（操作部）
６ トルクセンサ（トルク検出部）
１１ 駆動輪
１２ 自在輪
１５ 電動モータ
１６ 変速機
２０ 懸架装置
３０ コントローラ
２００ 電動アシスト台車
２０１ 車体フレーム
３００ 電動アシストユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】