特許 7070829 搬送カート

(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】

(24)【登録日】2022-05-10

(45)【発行日】2022-05-18

(54)【発明の名称】搬送カート

(51)【国際特許分類】

   B64D 11/00 20060101AFI20220511BHJP

   A47B 31/00 20060101ALI20220511BHJP

   A47B 31/06 20060101ALI20220511BHJP

   A47B 91/06 20060101ALI20220511BHJP

   B62B 3/00 20060101ALI20220511BHJP

   B62B 3/02 20060101ALI20220511BHJP

【ＦＩ】

B64D11/00

A47B31/00 H

A47B31/06

A47B91/06

B62B3/00 B

B62B3/02 H

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2018074931

(22)【出願日】2018-04-09

(65)【公開番号】P2019182177

(43)【公開日】2019-10-24

【審査請求日】2021-03-26

(73)【特許権者】

【識別番号】390029805

【氏名又は名称】ＴＨＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100113608

【弁理士】

【氏名又は名称】平川 明

(74)【代理人】

【識別番号】100123098

【弁理士】

【氏名又は名称】今堀 克彦

(74)【代理人】

【識別番号】100131532

【弁理士】

【氏名又は名称】坂井 浩一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100176201

【弁理士】

【氏名又は名称】小久保 篤史

(72)【発明者】

【氏名】北野 斉

(72)【発明者】

【氏名】岩城 翔

【審査官】川村 健一

(56)【参考文献】

【文献】特開平７－３２３８９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２６１３６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１７０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平３－７２７５１（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６４Ｄ １１／０４

Ａ４７Ｂ ３１／０６

Ｂ６２Ｂ ３／００

Ｂ６２Ｂ ３／０２

Ａ４７Ｂ ３１／００

Ａ４７Ｂ ９１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の収容物を収容した状態で搬送可能な搬送カートであって、
前記所定の収容物を収容する筐体部と、
前記筐体部の下方に設けられ、前記搬送カートが搬送される搬送面の上を走行するための複数の車輪を含む搬送支持部と、
前記搬送カートの重心位置を前記搬送面に投影した場合の、該重心位置の該搬送面における投影位置である投影重心位置を算出する算出部と、
前記算出部によって算出された前記投影重心位置に基づいて、前記搬送支持部が有する前記複数の車輪の相対位置を制御する制御部と、
を備える、搬送カート。

【請求項2】

前記制御部は、前記投影重心位置が、前記搬送面において前記複数の車輪によって囲まれて画定されるカート支持領域に含まれるように、該複数の車輪の相対位置を制御する、
請求項１に記載の搬送カート。

【請求項3】

前記搬送支持部は、
一台のモータと、
前記モータで駆動される一対の脚部と、
を有し、
前記一対の脚部のそれぞれは、
前記複数の車輪のうち少なくとも１つの車輪と、
前記少なくとも１つの車輪が設けられる脚部本体と、
を有し、
前記モータが駆動すると、前記一対の脚部のそれぞれが互いに異なる回転方向に同時に回転されるように、前記搬送支持部は構成され、
前記制御部は、前記投影重心位置に基づいて前記モータの駆動を制御することで、前記複数の車輪の相対位置を制御する、
請求項１又は請求項２に記載の搬送カート。

【請求項4】

前記制御部は、前記投影重心位置に基づいて、前記複数の車輪の相対位置と共に、前記搬送面に対する前記筐体部の傾きを制御する、
請求項１又は請求項２に記載の搬送カート。

【請求項5】

前記搬送支持部は、
一台のモータと、
前記モータで駆動される一対の脚部と、
を有し、
前記一対の脚部のそれぞれは、
前記複数の車輪のうち少なくとも１つの車輪と、
前記少なくとも１つの車輪が設けられる脚部本体と、
を有し、
前記モータが駆動すると、前記一対の脚部のそれぞれが互いに異なる回転方向に同時に回転され、且つ、該モータの駆動により該一対の脚部のそれぞれが回転されると、該脚部の回転位置に応じて該脚部の高さを変動させて前記筐体部の傾きが変化するように、前記搬送支持部は構成され、
前記制御部は、前記投影重心位置に基づいて前記モータの駆動を制御することで、前記複数の車輪の相対位置を制御する、
請求項４に記載の搬送カート。

【請求項6】

前記一対の脚部が、前記搬送カートの所定方向において該搬送カートの前記筐体部を挟んだそれぞれの位置に配置される、
請求項５に記載の搬送カート。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、所定の収容物を収容した状態で搬送可能な搬送カートに関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、搬送カートは、その内部に所定のサービス提供のために収容物を収容して搬送するカートであり、例えば、航空機の機内、病院や福祉施設内で使用され、飲食物等の提供サービスに供される。例えば、特許文献１や特許文献２に示す搬送カートは、箱状の筐体を有し、そこに４輪の車輪が設けられて、内部に飲食物が収納されると共に、操作者が手で押して搬送される。このとき収容物が収容された搬送カートの重量は比較的重くなり得るため、操作者の操作負荷を軽減するために、操作者の力に応じて車輪をモータ駆動するパワーアシスト機構が設置されている。

【0003】

また、搬送カートが使用される環境によっては、搬送カートに不測の力が作用する場合がある。例えば、搬送カートが航空機内で使用される場合、乱気流等の要因で機体の急な姿勢変化によって搬送カートの姿勢が不安定となり搬送カートの転倒が生じ得る。また、航空機が上昇飛行又は下降飛行をしている場合にも、機内の床面の傾斜により搬送カートの転倒が生じる。そこで、例えば、特許文献３に示す技術では、航空機内で使用される搬送カートにおいて、機体が急激に上下動したことを検出すると搬送カートの左右からプレートを突出させて周囲の座席とプレートを係合させてその転倒防止を図っている。また、特許文献４に示す技術では、搬送カートの下面から針を移動面に突出させて差し込み、その転倒防止を図っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００４－２０１８９９号公報

【文献】特許第４２５６１５６号公報

【文献】特開２００５－５９６２８号公報

【文献】特許第４５０７２１８号公報

【文献】国際公開第２０１５／１３３３３９号

【文献】米国特許第５９２７４２３号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

搬送カートに収容物を収容すると、その重量は比較的大きくなり、場合によっては、操作者の重量を超えるものとなり得る。例えば、航空機内で搬送カートが使用される場合、収容物である食事等の搬送を行う前は、所定の空間（ギャレー内）に配置、固定されているため、搬送カートの転倒のおそれはないものの、そこから搬送カートを取り出し食事等の提供を行う段階では、搬送カートの転倒の可能性が高まる。航空機では、その上昇飛行又は下降飛行によって機内の床面が傾斜したり、航空機が乱気流等に巻き込まれ機体が大きく揺れたりする場合があり、このように搬送カートの搬送面の傾きが時々刻々変化し得る場所で搬送カートが使用される場合には、特にその転倒が危惧される。搬送カートの操作者や、その周辺にいる人物の安全性を確保するためにも、搬送カートの転倒は十分に回避されなければならない。

【0006】

例えば、上記の従来技術によれば、搬送カートの下部から突出するプレートや針等を利用して、搬送カートを固定された構造物（座席や床等）に連結させることで、搬送カートの転倒防止が図られている。これらの従来技術は、いわば搬送カートを連結対象と物理的
に連結することでその転倒防止を図るものである。そのため、プレートを利用する場合には、その連結対象となる座席が存在しない場所では搬送カートの固定は難しくなる。また針を利用する場合でも、搬送カート下の床面が、針が差し込まれる形態のものに限られる。そのため、プレート利用の場合と同様に、搬送カートの十分な転倒防止を図ることは容易ではない。

【0007】

本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、所定の収容物を収容した状態で搬送可能な搬送カートの十分な転倒防止を図るための技術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】

本発明において、上記課題を解決するために、本発明の搬送カートでは、当該搬送カートの重心位置に応じて、搬送カートを支持する複数の車輪の相対位置を制御する構成を採用した。このように搬送カート自身の構成である複数の車輪の相対位置を制御することで、搬送カートに作用する外力に対して十分に抗することが可能となるとともに、その際に搬送カートを連結等するための構造物を必要としないため、搬送カートの使用場所にかかわらずその転倒を十分に防ぐことができる。

【0009】

詳細には、本発明は、所定の収容物を収容した状態で搬送可能な搬送カートであって、前記所定の収容物を収容する筐体部と、前記筐体部の下方に設けられ、前記搬送カートが搬送される搬送面の上を走行するための複数の車輪を含む搬送支持部と、前記搬送カートの重心位置を前記搬送面に投影した場合の、該重心位置の該搬送面における投影位置である投影重心位置を算出する算出部と、前記算出部によって算出された前記投影重心位置に基づいて、前記搬送支持部が有する前記複数の車輪の相対位置を制御する制御部と、を備える。

【発明の効果】

【0010】

搬送カートの十分な転倒防止を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施例に係る搬送カートの概略構成を示す図である。

【図2A】図１に示す搬送カートにおいて搬送支持ユニットの脚部を開いた状態を、側方（ＺＸ平面）と下方（ＸＹ平面）からの視点で示した図である。

【図2B】図２Ａと同じ状態にある搬送カートを、側方（ＺＸ平面）からの視点で示した図である。

【図3A】図１に示す搬送カートにおいて搬送支持ユニットの脚部を閉じた状態を、側方（ＺＸ平面）と下方（ＸＹ平面）からの視点で示した図である。

【図3B】図３Ａと同じ状態にある搬送カートを、側方（ＺＸ平面）からの視点で示した図である。

【図4】実施例に係る搬送カートにおいて形成される機能部をイメージ化した機能ブロック図である。

【図5】実施例に係る搬送カートの重心位置の算出方法を説明するための図である。

【図6】実施例に掛かる搬送カートにおけるカート支持領域とその重心位置の相関を示す図である。

【図7】実施例に係る搬送カートにおいて実行される転倒防止制御に関するフローチャートである。

【図8】変形例に係る搬送カートの概略構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本実施形態の搬送カートは、筐体部に所定の収容物が収容されて、その搬送を可能とす
る。筐体部における所定の収容物の収容形態については、筐体部の内部に所定の収容物を収容してもよく、別法として、筐体部の上部や側部に所定の収容物を配置して収容するようにしてもよい。すなわち、所定の収容物の収容目的に応じて、筐体部における収容状態は適宜決定されればよい。また、所定の収容物の数、大きさ、重さ等については、特段の数値範囲に限られるものではなく、例えば、搬送カートの使用が阻害されない程度に所定の収容物に関する諸元は決定されればよい。

【0013】

ここで、当該搬送カートは、複数の車輪を含む搬送支持部を筐体部の下方に備えている。複数の車輪により筐体部が支持され、搬送カートの搬送面の走行が可能となる。したがって、搬送支持部に含まれる複数の車輪については、筐体部の支持の観点から好適に決定されればよい。また、搬送カートにおいて、複数の車輪はアクチュエータから駆動力が供給されて自律的に又は補助的に駆動される駆動輪であってもよく、別法として、搬送カートを操作する操作者から受ける力によって回転する車輪であってもよい。

【0014】

そして、上記搬送カートでは、算出部によって搬送カートの投影重心位置が算出される。この投影重心位置は、搬送カートの重心位置を、鉛直方向に沿って搬送面に投影した場合の投影位置である。したがって、投影重心位置は、搬送支持部の複数の車輪によって筐体部が支持されている状態において、その支持状態の安定性と強い相関性を有するパラメータと考えられる。例えば、投影重心位置が、搬送面において複数の車輪によって囲まれて画定されるカート支持領域から離れるほど、搬送支持部による支持状態の安定性は低下していくことになる。そこで、制御部がその投影重心位置に基づいて搬送支持部が有する複数の車輪の相対位置を制御する。これにより、カート支持領域の大きさや形状が変化し、カート支持領域と投影重心位置との相関を変化させることができ、以て、搬送カートの安定性を高めその転倒を防止することができる。また、このように複数の車輪の相対位置を制御することで搬送カートの安定性の確保を図る場合、搬送カートをその周囲にある構造物と物理的に連結、固定等する必要がない。そのため、周囲の構造物の有無や当該連結等に関する適否に影響されることなく、搬送カートの安定性の確保を図ることができる。

【0015】

また、前記制御部は、前記投影重心位置が、前記搬送面において前記複数の車輪によって囲まれて画定されるカート支持領域に含まれるように、該複数の車輪の相対位置を制御してもよい。このような制御により、搬送カートの安定性は常に好適な状態に維持されることになる。更に、好ましくは、カート支持領域の内部に属し、より高い安定性が見込まれる所定領域に投影重心位置が含まれるように上記制御を行ってもよい。

【0016】

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

【0017】

＜実施例＞
ここで、本実施例の搬送カート１について、図１及び図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂに基づいて説明する。図１は、搬送カート１の特に下部（搬送カート１が搬送面に接触する部位の近傍）の構造を示している。なお、本実施例においては、基本的な搬送カート１の進行方向（操作者により押されて進むことが想定されている方向）をＸ軸、そのＸ軸に直交し搬送カート１の左右方向（幅方向）をＹ軸、Ｘ軸及びＹ軸に直交し搬送カート１が水平面に配置されたときの鉛直方向をＺ軸と設定する。したがって、Ｘ軸回りの回転方向がロール方向となり、そのロール回転面がＹＺ平面となる。また、Ｙ軸回りの回転方向がピッチ方向となり、そのピッチ回転面がＺＸ平面となる。

【0018】

図２Ａは、後述する搬送支持ユニット３の脚部３２が最も開いた第１状態にあるときの、搬送支持ユニット３の側方視図（ＺＸ平面図）と下方視図（ＸＹ平面図）であり、図２
Ｂは、その脚部３２が第１状態にある搬送カート１の側方視図（ＺＸ平面図）である。また、図３Ａは、後述する搬送支持ユニット３の脚部３２が最も閉じた第２状態にあるときの、搬送支持ユニット３の側方視図（ＺＸ平面図）と下方視図（ＸＹ平面図）であり、図３Ｂは、その脚部３２が第２状態にある搬送カート１の側方視図（ＺＸ平面図）である。通常、水平な搬送面上を搬送カート１が移動する場合には、脚部３２は第１状態とされて図２Ｂに示すように筐体部２が搬送面に対して概ね平行とされる。そして、例えば、図３Ｂに示すように搬送面が傾斜してきた場合、搬送カート１の安定性の低下を防止するために脚部３２が第２状態とされる。以下に、この安定性の低下防止のための技術について説明する。

【0019】

先ず、搬送カート１は、その前方側と後方側のそれぞれに搬送支持ユニット３が設けられている。各搬送支持ユニット３は、基本的には同一の構成を有している。搬送支持ユニット３は、一対の脚部３２、すなわち２本の脚部３２を有しており、各脚部３２には、搬送カート１が搬送面を搬送するための車輪３１が一輪設けられている。したがって、搬送支持ユニット３には２輪の車輪３１が含まれ、搬送カート１としては４輪の車輪３１が含まれることになる。更に搬送支持ユニット３には、車輪３１に制動力を付与しその回転を弱め、又は停止させるブレーキ３４が設けられている。また、搬送支持ユニット３においては、支持胴体部３３に２つの脚部３２と１台のモータ３５が、後述する動力伝達機構を介して設けられるとともに、モータ３５による駆動力が当該動力伝達機構を介して２本の脚部３２に伝えられ、図２Ａや図３Ａに示すように脚部３２が開閉駆動される。

【0020】

ここで、図２Ａ及び図３Ａに基づいて、モータ３５と脚部３２との間の上記動力伝達機構を中心に説明する。上記の通り、搬送支持ユニット３は、２本の脚部３２を有している。そして、一本の脚部３２においては、脚部本体３２１の先端側に１輪の車輪３１が回転可能に取り付けられている。ここで、上記動力伝達機構は、一本の左右ねじ４１と、２つの移動ブロック４２と、各移動ブロック４２に対応する回転軸４３と、各移動ブロック４２に対応するピニオン４４と、アウターレール４５と、ラック４６を有している。左右ねじ４１は、モータ３５の出力軸に接続されている。左右ねじは、ねじ本体に、それぞれ回転方向の異なるねじ部、すなわち右回りのねじ部と左回りのねじ部が形成されているねじである。そして、その左右ねじ４１の右回りのねじ部と左回りのねじ部のそれぞれに取り付けられたボールねじナット（不図示）を介して、２つの移動ブロック４２が一本の左右ねじ４１上に配置されている。なお、各移動ブロック４２は、その側方をアウターレール４５に挟まれるように配置されている。移動ブロック４２とアウターレール４５との間には、複数の転動体（不図示）が移動ブロック４２側の転動面とアウターレール４５側の転動面との間に介在するように配置されることで、各移動ブロック４２がアウターレール４５に対して移動可能に支持されている。このような構成により、モータ３５により左右ねじ４１が駆動されると、それぞれの移動ブロック４２が近接したり離間したりするように移動する。

【0021】

また、各移動ブロック４２には、Ｚ軸方向に延在するように回転軸４３が設けられるとともに、その回転軸４３を中心にピニオン４４が、ＸＹ平面で回転可能となるように回転軸４３に取り付けられている。更に、脚部本体３２１が、回転軸４３とともにＸＹ平面で回転可能となるように当該回転軸４３に取り付けられ、且つ、ＸＹ平面に直交する方向（すなわち、Ｚ軸方向）に回転可能となるようにその基端側３２２が、回転軸４３に直交するように取り付けられた回転軸３２３で軸支されている。このように脚部本体３２１は、ＸＹ平面に沿った回転と、Ｚ軸方向への回転との両方が可能となるように、上記伝達機構に取り付けられている。

【0022】

また、図２Ａの下段（ｂ）に示すように、上記伝達機構においては、Ｙ軸方向に沿ってラック４６が設けられている。このラック４６のピッチはピニオン４４のピッチに対応し
ており、搬送支持ユニット３において、ピニオン４４とラック４６とは噛み合った状態となっている。

【0023】

そして、モータ３５が駆動されるとその駆動力が左右ねじ４１に伝達される。その結果、右回りのねじ部側に配置された移動ブロック４２と左回りのねじ部側に配置された移動ブロック４２には、Ｙ軸に沿った異なる方向に同時に駆動力が付与されることになる。ここで、各移動ブロック４２においては、それぞれのピニオン４４がラック４６と噛み合い、且つ回転軸４３で軸支されている。そのため、モータ３５により上記駆動力が付与されると、回転軸４３を中心とした、ＸＹ平面での２本の脚部３２の回転が同時に行われ、それぞれの回転方向は異なる方向となる。本実施例では、脚部３２が最も開いた第１状態になった状況を図２Ａに示し、脚部３２が最も閉じた第２状態になった状況を図３Ａが示している。両図を比較して理解できるように、脚部３２の開き具合が変化することで、各脚部３２の車輪３１の位置が変化している。

【0024】

また、支持胴体部３３の前方は、図１に示すように搬送カート１の幅方向（Ｙ軸方向）の中央で最も下方に突出し、側方に進むほどその突出量が小さくなる形状を有している。すなわち、支持胴体部３３の前方は、搬送カート１の幅方向の位置によって下方への傾斜が異なっている。ここで、図２Ａの上段（ａ）や図３Ａの上段（ａ）に示すように、脚部３２の脚部本体３２１の上面は、支持胴体部３３の前方の内側斜面３３１、３３２とガイド３６を介して接続されている。この構成により、上述したようにモータ３５によって２本の脚部３２が開閉駆動されるとき、それぞれの脚部本体３２１は支持胴体部３３の内側斜面３３１、３３２にならって移動する。

【0025】

そして、支持胴体部３３が上述した形状を有することから、幅方向での側方寄りの内側斜面３３１の傾斜は、幅方向での中央寄りの内側斜面３３２の傾斜よりも緩やかとなる。この結果、図２Ａに示すように２本の脚部３２が第１状態に置かれると、それぞれの先端側は搬送カート１の幅方向の側方寄りに位置する。その結果、内側斜面３３１の傾斜にならって脚部３２が回転軸３２３を中心に回転し、脚部３２の高さ（Ｚ軸方向の寸法）が決定される。一方で、図３Ａに示すように２本の脚部３２が第２状態に置かれると、それぞれの先端側は搬送カート１の幅方向の中央寄りに位置する。その結果、内側斜面３３２の傾斜にならって脚部３２が回転軸３２３を中心に回転し、その脚部３２の回転位置に応じて脚部３２の高さ（Ｚ軸方向の寸法）が決定される。したがって、図２Ａの上段（ａ）と図３Ａの上段（ａ）とを比較して分かるように、モータ３５により２本の脚部３２が開閉駆動されると、各脚部３２は、第２状態に置かれている場合の方が、第１状態に置かれている場合よりも脚部３２の高さが高くなる。

【0026】

このような搬送支持ユニット３が取り付けられた搬送カート１における、搬送時の当該搬送カート１の姿勢について、図２Ｂ及び図３Ｂに基づいて説明する。図２Ｂは、水平な搬送面を搬送している搬送カート１の姿勢を示しており、図３Ｂは、搬送方向の前方で下方に傾斜している搬送面を搬送している搬送カート１の姿勢を示している。上記の通り、搬送カート１においては、その前方に１つの搬送支持ユニット３が取り付けられるとともにその後方にも１つの搬送支持ユニット３が取り付けられており、各搬送支持ユニット３において２本の脚部３２は搬送カート１の搬送方向側（進行又は後退する方向側）となっている。

【0027】

搬送カート１が水平な搬送面を搬送している場合、図２Ｂに示すように、前後両方の搬送支持ユニット３において、２本の脚部３２は同じ開閉状態、好ましくはともに第１状態とされる。上述したように、脚部３２の高さは、第１状態の方が第２状態よりも低くなる。脚部３２の高さが高くなると搬送カート１の重心位置も高くなるため、搬送時の安定性の観点に立てば上記の通り第１状態の方が好ましい。一方で、搬送カート１が図３Ｂに示
す傾斜した搬送面を搬送している場合、前方の搬送支持ユニット３においては２本の脚部３２を第２状態とするとともに、後方の搬送支持ユニット３においては２本の脚部３２を第１状態とする。このため、搬送カート１の前方の高さが後方の高さよりも高くなり、結果として、搬送カート１の筐体部２の傾きを抑えて（場合によっては、概ね筐体部２を水平状態に維持したまま）、傾斜面での搬送を実現することができる。

【0028】

なお、前後両方の搬送支持ユニット３において、それぞれの脚部３２を第１状態、第２状態の何れかにするかは、安定した搬送の実現の観点から適宜選択できる。また、脚部３２の開閉状態を第１状態と第２状態の間の開閉状態にすることもでき、以て、筐体部２の傾きを好適に調整できるように搬送カート１は構成されている。

【0029】

＜搬送カート１の制御部＞
次に、このように構成される搬送カート１における制御構造について、図４に基づいて説明する。図４は、搬送カート１が有する制御装置１０に含まれる各機能部を示している。制御装置１０は、演算処理装置及びメモリを有するコンピュータであり、機能部として、重心算出部１１０、車輪位置制御部１１１および走行アシスト部１１２を有している。各機能部は、制御装置１０において所定の制御プログラムが実行されることで形成される。更に、搬送カート１には、加速度センサ１１Ｘ、１１Ｙ、１１Ｚ、角速度センサ１２ＺＸ、１２ＹＺ、バッテリ１３、車輪駆動部１４、ブレーキ駆動部１５、脚駆動部１６が備えられている。加速度センサについては、搬送カート１におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の加速度検出する加速度センサを、それぞれ１１Ｘ、１１Ｙ、１１Ｚと参照する。また、角速度センサについては、ピッチ回転、すなわちＺＸ平面上の回転における角速度を検出する角速度センサを１２ＺＸと参照し、ロール回転、すなわちＹＺ平面上の回転における角速度を検出する角速度センサを１２ＹＺと参照する。各センサの検出値は、制御装置１０に引き渡される。

【0030】

また、バッテリ１３は、脚駆動部１６に含まれるモータ３５の駆動のための電力や、車輪３１を後述の車輪駆動部１４で駆動するための電力等を蓄電している。バッテリ１３からの電力供給は、制御装置１０によって制御される。車輪駆動部１４は、搬送支持ユニット３の２本の脚部３２のそれぞれに設けられている車輪３１を、電気的に回転駆動するための構成である。具体的には、車輪駆動部１４は、操作者の手元に設けられている操作ボタンを含み、その操作内容に基づいて車輪３１を回転駆動させるアクチュエータや当該アクチュエータの駆動力を車輪３１に伝達する伝達機構も含む。ブレーキ駆動部１５は、搬送支持ユニット３の２本の脚部３２のそれぞれに設けられているブレーキ３４を駆動し、車輪３１に対して制動力を付与する。具体的には、ブレーキ駆動部１５は、操作者の手元に設けられている操作ボタンや、車輪３１へのブレーキ３４による制動を調整する機構等を含む。脚駆動部１６は、モータ３５及び上述の動力伝達機構を含み、脚部３２を開閉駆動（第１状態から第２状態の間での開閉駆動）するための機構である。

【0031】

ここで、制御装置１０が有する各機能部について説明する。先ず、重心算出部１１０は、搬送カート１の重心位置の搬送面への投影位置である投影重心位置を算出する機能部であり、当該算出においては、加速度センサ１１Ｘ～１１Ｚ、角速度センサ１２ＹＺ、１２ＺＸの検出値が利用される。投影重心位置の算出について、図５に基づいて説明する。図５は、搬送カート１をＹＺ平面（幅方向の断面）でモデル化した図であり、その重心Ｗは、搬送カート１が水平な搬送面上に静止している場合には、その幅方向の中央部位の直上に位置しているものとする。なお、図５では、搬送面上で搬送カート１の筐体部２を支持している構成を緩衝部と表している。これは、搬送カート１のＹＺ平面上で外力が作用したときに、車輪３１や脚部３２等による生じる微小な弾性変形等を考慮したものである。

【0032】

ここで、加速度センサ１１Ｚによって搬送カート１の重心ＷのＺ軸方向の往復運動がＺ
軸方向の縦揺れとして検出されるとともに、角速度センサ１２ＹＺによって重心ＷのＸ軸を中心とした回転運動がその回転方向の横揺れとして検出され、それぞれの検出値が重心算出部１１０に引き渡される。重心算出部１１０は、加速度センサ１１Ｚの検出結果から縦揺れの周波数ｖ’を求めるとともに、角速度センサ１２ＹＺの検出結果から横揺れの周波数Ｖ’を算出する。次に、重心算出部１１０は、下記の式１に従い、縦揺れの周波数ｖ’に基づいて、搬送カート１がＹ軸方向で転倒に至る重心Ｗの限界高さＬｍａｘを算出する。この限界高さＬｍａｘは、搬送カート１の重心Ｗが限界高さ「Ｌｍａｘ」以上に位置する場合には、搬送カート１が転倒してしまう高さである。

【数1】

更に、重心算出部１１０は、下記の式２を用いて横揺れの周波数Ｖ’に基づいて、筐体部２の底部からの重心Ｗの高さＬを算出する。

【数2】

【0033】

そして、重心算出部１１０は、以下の式３に従い、上記限界高さＬｍａｘと重心高さＬに基づいて、搬送カート１のロール傾斜角θ（ＹＺ平面での搬送カート１の傾き）を算出する。

【数3】

ただし、ｑは、搬送カート１に作用する外力のうち重心Ｗの接線方向に加わる力ｆの、重力加速度ｇに対する比である重力比を表す。この重力比ｑは、加速度センサ１１Ｘの検出値を利用して算出できる。

【0034】

そして、重心算出部１１０は、重心Ｗの高さＬとロール傾斜角θに基づいて、Ｙ軸方向における重心Ｗの投影重心位置Ｗｘｐを、下記の式４に従って算出する。
Ｗｘｐ ＝ Ｌ×ｓｉｎθ ・・・（式４）

【0035】

更に、搬送カート１のＺＸ平面（前後方向の断面）でも同様の算出手法に従い、重心算出部１１０は、Ｘ軸方向における重心Ｗの投影重心位置Ｗｙｐを算出する。具体的には、加速度センサ１１Ｚによって搬送カート１の重心ＷのＺ軸方向の往復運動がＺ軸方向の縦揺れとして検出されるとともに、角速度センサ１２ＺＸによって重心ＷのＹ軸を中心とした回転運動がその回転方向の横揺れとして検出される。そして、この縦揺れの周波数と横揺れの周波数に従って、式１及び式２を参考に、ＺＸ平面での限界高さＬｍａｘ及び重心高さＬが算出されるとともに、式３を参考に、ＺＸ平面での搬送カート１の傾きθが算出される。この結果、重心算出部１１０は、式４を参考に、Ｘ軸方向における重心Ｗの投影重心位置Ｗｙｐを算出する。このように重心算出部１１０によって算出されたＷｘｐ及びＷｙｐが、重心Ｗが搬送面に投影された場合の投影重心位置となる。

【0036】

次に、車輪位置制御部１１１について、図６に基づいて説明する。車輪位置制御部１１１は、脚駆動部１６により搬送カート１が備える４輪の車輪３１の相対位置を制御して、カート支持領域を調整する機能部である。ここで、図６の上段（ａ）では、搬送カート１が備える２つの搬送支持ユニット３のうち、前方の搬送支持ユニット３において２つの脚部３２を第１状態（実線で記載）と第２状態（破線で記載）とに変化させた場合を重ね、且つ、後方の搬送支持ユニット３においては２つの脚部３２を第１状態のままとして表記している。そして、下段（ｂ）では、上段（ａ）に対応したカート支持領域が表記されている。具体的には、前方の脚部３２が第１状態に置かれている場合のカート支持領域は実線で表され、参照番号はＲ１で参照される。この場合、前後方向における車輪３１の配置が概ね対称となっているため、カート支持領域Ｒ１は概ね矩形状となっている。また、前方の脚部３２が第２状態に置かれると、第１状態と比べて、前方の２本の脚部３２では車輪３１間の距離が狭まるとともに車輪３１がより前方に飛び出した位置に至る。そのため、この場合のカート支持領域Ｒ２（破線で表されている領域）は、カート支持領域Ｒ１と比べて、前方に飛び出した台形状となる。

【0037】

このように車輪位置制御部１１１によりカート支持領域が調整されると、搬送カート１の搬送時の安定性を調整することができる。すなわち、搬送カート１の投影重心位置がカート支持領域を逸脱してしまうと、搬送カート１がその逸脱した方向に転倒するおそれが生じる。例えば、カート支持領域がＲ１で参照される状態の場合に、搬送カート１の投影重心位置がＰ１で参照される位置にあるときは、搬送カート１の安定性は比較的高く、転倒のおそれはない。一方で、何らかの理由で搬送カート１の投影重心位置がＰ２で参照される位置に至ると、投影重心位置がそのときのカート支持領域Ｒ１を逸脱してしまうため搬送カート１の安定性が低下し転倒のおそれが生じる。このような場合には、車輪位置制御部１１１が脚駆動部１６を介して４輪の車輪３１の相対位置を調整し、カート支持領域をＲ２で参照する形態に変更し投影重心位置Ｐ２がそこに含まれるようにすることで、搬送カート１の安定性を高めその転倒を防止することができる。

【0038】

次に、走行アシスト部１１２について説明する。走行アシスト部１１２は、操作者が搬送カート１を搬送させる際の、操作者の労力を可及的に軽減するために、搬送に必要な車輪３１の回転駆動をアシストする機能部である。具体的には、操作者の搬送操作（例えば、手元での操作ボタンの押下等）があると、走行アシスト部１１２は、車輪駆動部１４を介して車輪３１を回転駆動させる。この結果、操作者は、実質的に搬送カート１に搬送のための力を掛けなくても、又は、その力をより抑えた状態で搬送カート１を搬送させることができる。なお、走行アシスト部１１２による車輪３１の駆動で搬送カート１の速度が過度に上昇した場合には、走行アシスト部１１２はブレーキ駆動部１５を介してブレーキ３４を作動させてもよい。

【0039】

＜転倒防止制御＞
ここで、図７に基づいて、搬送カート１において実行される転倒防止制御について説明する。当該転倒防止制御は、制御装置１０で所定の制御プログラムが実行されることで実現され、且つ、制御装置１０において所定間隔で繰り返し実行される。

【0040】

先ず、Ｓ１０１では、搬送カート１の投影重心位置が算出される。当該処理は、重心算出部１１０によって行われる。次に、Ｓ１０２では、Ｓ１０１で算出された投影重心位置が、その時点の４輪の車輪３１で画定されるカート支持領域を逸脱しているか否かが判定される。カート支持領域は、モータ３５によって開閉駆動される脚部３２の開閉状態に基づいて決定される。すなわち、脚部３２がモータ３５の駆動によって第１状態と第２状態との間の開閉状態に置かれることを考慮して、モータ３５の出力軸の位置等に基づいて、Ｓ１０２の処理が行われる時点のカート支持領域を把握することができる。Ｓ１０２で肯定判定されると処理はＳ１０３へ進み、否定判定されると本制御を終了する。

【0041】

次に、Ｓ１０３では、カート支持領域を逸脱してしまった搬送カート１の投影重心位置が、新たなカート支持領域に含まれるように、その新たなカート支持領域を画定する、４輪の車輪３１の新たな位置が決定される。例えば、図６の下段（ｂ）に基づいて説明したように、逸脱した投影重心位置Ｐ２をＲ２で参照されるカート支持領域に含めるように、そのカート支持領域Ｒ２を画定する車輪３１の位置がＳ１０３で決定されることになる。続いて、Ｓ１０４では、脚部３２が駆動されてその車輪３１がＳ１０３で決定された新たな位置に配置されるようにモータ３５が制御される。なお、Ｓ１０２～Ｓ１０３の処理は、車輪位置制御部１１１によって行われる。

【0042】

このように図７に示す転倒防止制御によれば、何らかの理由で搬送カート１に外力が作用しても、その投影重心位置をカート支持領域内に収めるべく車輪３１の位置が調整される。そのため、搬送カート１を可及的に安定した状態に維持でき、操作者はより安全に搬送カート１を利用することができる。また、転倒防止制御では、従来技術と異なり、搬送カート１を安定に維持するためにその周囲の構造物に対する固定等の物理的な連結作業は行われない。そのため、連結作業の対象となる構造物の有無にかかわらず搬送カート１を安定な状態に維持でき、搬送カート１の転倒防止をより効果的に図ることができる。

【0043】

また、本実施例の搬送カート１では、図２Ａ及び図３Ａで示したようにモータ３５により脚部３２を開閉駆動すると、脚部３２の高さも変動する。そして、その脚部３２の高さの変動は筐体部２の傾きを変動させるため、最終的には重心算出部１１０により算出される投影重心位置に反映される。このように脚部３２の高さが変動させると、投影重心位置を円滑に変化させることができる。したがって、車輪３１の相対位置を制御するとともに脚部３２の高さを変動させることで、投影重心位置をカート支持領域に収めやすくなり、以て、搬送カート１の転倒をより好適に防止することができる。

【0044】

なお、搬送カート１の転倒を防止する観点に立てば、カート支持領域を調整してそこに投影重心位置を収めることができれば、脚部３２を開閉駆動した際にその高さは必ずしも変動する必要はない。したがって、支持胴体部３３の内側斜面は、脚部３２の開閉動作にかかわらず脚部３２の高さが一定となるように形成されてもよい。

【0045】

また、別法について、図８に示す搬送カート１の変形例に基づいて説明する。図８の上段（ａ）は搬送カート１の側方視の状態を表し、下段（ｂ）は搬送カート１の下方視の状態を表している。ここで、図８に示す変形例の搬送カート１では、搬送支持ユニット３は、上述までの実施例のように筐体部２を支持する脚部３２を有しておらず、その代わりに筐体部２の下方に取り付けられたベース４０を有している。そして、４輪の車輪３１が、このベース４０に対して図示しない変位機構を介して繋がれている。このような構成により、搬送カート１の前方（図８中のＸ軸の左手方向）に配置されている２つの車輪３１は、そのＸ軸方向に沿って変位可能であり（その変位方向の例を白抜き矢印で表している）、同じように搬送カート１の後方に配置されている２つの車輪３１も、そのＸ軸方向に沿って変位可能である。このように構成されている搬送カート１では、ベース４０に対する車輪３１を変位させ、以て４輪の車輪３１を相対位置を変化させることで、カート支持領域を変化させることができる。そして、上述の転倒防止制御を図８に示す搬送カート１にも適用でき、以て、その転倒防止が実現される。

【0046】

更に別法として、図１に示す搬送カート１において２組の搬送支持ユニット３を取り付ける場合、それぞれの脚部３２がＹ軸方向側で開閉するように取り付けて、上述の転倒防止制御を適用してもよい。また、図８に示す搬送カート１においては、車輪３１がＹ軸方向に沿って変位可能となるように当該車輪３１がベース４０に変位機構を介して繋がれて、上述の転倒防止制御を適用してもよい。

【符号の説明】

【0047】

１・・・搬送カート、２・・・筐体部、３・・・搬送支持ユニット、１０・・・制御装置、１１Ｘ、１１Ｙ、１１Ｚ・・・加速度センサ、１２ＹＺ、１２ＺＸ・・・角速度センサ、３１・・・車輪、３２・・・脚部、３３・・・支持胴体部、３５・・・モータ、４０・・・ベース

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】