JP2000333310A

JP2000333310A - 自走式電動車両

Info

Publication number: JP2000333310A
Application number: JP14151399A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Sasaki; 和夫佐々木; Eizo Senba; 英三仙波
Original assignee: Unitec Co Ltd
Current assignee: Universal Bio Research Co Ltd
Priority date: 1999-05-21
Filing date: 1999-05-21
Publication date: 2000-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】マイコンを搭載することなく、極めて簡易な
構成により、走行安定性及び操作性を向上させた自走式
電動車両を提供する。【解決手段】ガイドプレート２は、ガイド溝部２２が
前進及び後退方向に対して長く、かつ、左右方向に対し
て細く形成され、前進及び後退方向に対してはスティッ
ク部１１の傾動操作の自由度が高く、左右方向に対して
は操作自由度が低くなるように傾動操作の状態が規制さ
れる。そして、スティック部１１を前進及び後退方向
に、所望の角度で傾動操作することにより、自走式電動
車両を所望の速度で走行制御するとともに、左右方向へ
の傾動操作を規制することにより、直進方向以外の方向
成分及び速度成分を抑制して、スティック部１１の操作
ぶれに伴う自走式電動車両の走行ぶれを抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自走式電動車両に
関し、特に、走行駆動手段として電動モータを備え、該
電動モータによる車両の走行制御をジョイスティックを
用いて行う自走式電動車両に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、医療福祉や生産業の分野におい
て、運搬車両に電動モータ等の走行駆動手段を備え、車
両に搭乗、あるいは、付き添う操作者が運転操作を行う
ことにより、バッテリーから供給される電力を用いて自
走方式で走行する電動車両が用いられ、その具体例とし
ては、介護福祉用の電動車いすや、医療施設や宿泊施設
等における配膳台車、工場や倉庫内での製品の運搬台車
等が広く知られている。図１２に、従来の自走式電動車
両の一例として電動車いすを示して、その構成を簡単に
説明する。

【０００３】図１２に示すように、電動車いす１００
は、たとえば、フレーム１０１及び着座面１０２からな
るいす本体と、着座面１０２の後方に配置され、図示を
省略した電動モータが接続された駆動車輪１０３と、着
座面１０２の前方に配置された自在車輪１０４と、着座
面１０２の近傍のフレームに設けられた操作部１０５
と、上記電動モータやバッテリー等が収納された駆動ユ
ニット１０６と、を有して構成されている。このような
電動車いす１００において、操作者は、着座面１０２に
着座搭乗し、操作部１０５を操作して電動モータを回転
駆動させて、その回転駆動力を駆動車輪１０３に伝達す
ることにより、前進、後退、左右ターン等の走行動作を
所望の速度で行うことができる。ここで、操作部１０５
には、操作者の年齢や経験を問わず、操作方法が簡易
で、その習熟が比較的早いジョイスティックが多用され
ている。

【０００４】図１３に、従来、自走式電動車両等に適用
されているジョイスティックについて、概略構成を示し
て簡単に説明する。図１３に示すように、ジョイスティ
ック１１０は、操作者が把持して外力を印加することに
より、任意の方向及び角度に傾動操作されるスティック
部１１１と、スティック部１１１の操作状態（傾斜方向
及び傾斜角度）に応じた操作信号を出力するポテンショ
メータ（図示を省略）とを有して構成されている。この
ようなジョイスティック１１０において、電動車いす等
の自走式電動車両の走行状態を操作する場合には、車両
の進行方向にスティック部１１１を傾動操作することに
より、操向制御及び速度制御を行うことができる。

【０００５】具体的には、スティック部１１１を所望の
進行方向に傾動操作することにより、電動車いすをステ
ィック部１１１を傾斜させた方向に走行させることがで
きる。また、スティック部１１１の傾斜角度に応じて走
行速度を変化させることができる。なお、スティック部
１１１の傾斜方向は、全周方向に自由に操作することが
でき、また、傾斜角度は、所望の角度まで連続的に変化
させることができるため、電動車いすの走行方向及び走
行速度を無段階的（連続的）にスムーズに変化させるこ
とができる。

【０００６】したがって、前進又は後退方向に沿ってス
ティック部１１１を所定の角度で傾斜させると、電動車
いすを所望の速度で前進又は後退走行させることがで
き、また、前進又は後退方向に対して、所定の角度方向
（おおむね９０°以下）にスティック部を傾斜させる
と、所望の速度で前進又は後退しながら、スティック部
の傾斜方向にカーブ走行する。さらに、駆動車輪を左右
個別に回転駆動する電動車いすにおいては、前進又は後
退方向に対して、おおむね９０°方向（左右方向）にス
ティック部を傾斜させると、左右の駆動車輪が各々逆回
転して、所望の速度で左又は右方向に、同点位置で回転
動作（スピンターン）を行う。このように、ジョイステ
ィック１１０は、操作方法が極めて簡易で、早期に操作
方法を習得できるため、様々な分野に応用されている。
なお、上述したようなジョイスティックを装備した電動
車いすについては、たとえば、特開平１０−２２０号公
報等に記載されている。

【０００７】ところで、近年の高齢化社会の進展や医療
福祉に対する関心の高まりに伴って、医療機関に対する
様々なサービスの改善が強く要望されるようになってい
る。特に、入院患者に対する配膳サービスは、配膳時間
や食品の温度等の問題に関して改善の要望が高まってい
る。このような配膳サービスに対する要望に対応するた
めに、一部の大規模な医療機関では、食品の温冷保温機
能を備えた配膳台車が導入されているが、温冷保温機能
を備えた配膳台車においては、温冷保温設備自体の重量
が重いうえ、数十人分の食膳（トレイ）を一度に運搬す
る場合、車載重量も極めて重くなるため、配膳作業者に
肉体的な負担を強いていた。

【０００８】また、食膳に含まれる食品の種類も飯類、
果物類等の固形物のみならず、味噌汁やスープ等の液状
物も含まれているため、配膳（運搬）作業に際して、こ
れらの食品の転倒やこぼれ等を抑制するように、細心の
注意を払う必要があり、配膳作業者に精神的な負担も強
いていた。そのため、近年においては、上記温冷保温設
備のみならず、電動モータ等の走行駆動手段を備え、ス
イッチ操作により前後進する配膳台車や、マイクロコン
ピュータ（以下、マイコンという）を搭載し、操作者が
台車に印加する押引力を感知して、走行時の駆動補助力
を発生する走行アシスト型の配膳台車、また、走行速度
を操作者の歩く速度に同調させる配膳台車も開発される
ようになっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような配膳台車においては、方向転換や走行始動時及
び停止時の速度制御等が十分でなく操作性に劣るという
問題や、操作者による押引力の印加状態を感知して、そ
れに見合った走行駆動力を発生するためのマイコンを搭
載しなければならず、配膳台車の走行制御システムが複
雑化して製造コストの高騰や工期の長期化を招くという
問題を有している。また、上述したいずれの機能を有す
る配膳台車においても、エレベータ内等の狭い空間で
は、幅寄せ等の微動操作を良好に行うことができず、結
局、作業者による押引力に依存しなければならないとい
う問題を有している。

【００１０】このような問題を解決するために、配膳台
車に、たとえば、上述したジョイスティックを備えた操
作部を採用することが考えられている。上述したよう
に、配膳台車は、食品の温冷保温設備を備え、かつ、数
十人分の食膳を収納、運搬するために、台車本体が大型
化して車長が長くなり、また、車体（車載）重量が極め
て重くなっているうえ、食品が固形物のみならず、液状
物も含まれているため、台車や積載物のバランスが極め
て悪い。さらに、ジョイスティックを電動車両の操作部
に適用した場合、静止中においては、スティック部の操
作に対する車両の始動応答性が鈍く、一方、走行中にお
いては、スティック部の操作に対する車両の動作応答性
が敏感になるという特性を有している。

【００１１】特に、図１４（ａ）に示すように、配膳台
車１２０の車長に対応して前方車輪１２１ａと後方車輪
１２１ｂとの配置間隔を拡げ、かつ、配膳台車１２０の
カーブ走行やスピンターン等の走行特性や操作性を確保
するために、左右独立してモータ駆動される一対の駆動
車輪１２２を備えた台車構造を採用した場合には、上記
のようなジョイスティックの応答特性や車体のアンバラ
ンスにより、前後方向（矢印Ｐ１）に直進する走行動作
中においてさえ、スティック操作のわずかな変化によ
り、図１４（ｂ）に示すように、進行方向に対して台車
本体１２１が左右に揺れる走行ぶれ（矢印Ｐ２）が生じ
るという問題を有していた。なお、図１４（ａ）、
（ｂ）は、配膳台車を底面側から見た車輪配置図であ
り、１２１は台車本体、１２１ａは自在車輪からなる前
方車輪、１２１ｂは固定車輪からなる後方車輪、１２２
は電動モータに接続された駆動車輪、１２３は電動モー
タ等を収納した駆動ユニットである。

【００１２】さらに、上述したような大型の配膳台車に
おいては、スティック操作に対する始動応答性が鈍いた
め、操作者がスティック部を必要以上に大きな角度で傾
動操作した場合、車両の急激な発進や回転動作を招いて
周囲に対して極めて危険な事態を招く恐れがあった。こ
のような問題は、上述したようなマイコンに、配膳台車
の大きさやバランス、走行状態（直進、カーブ、登坂、
発進加速、減速停止等）に応じた様々な制御情報を収集
して組み込むことにより、走行安定性や操作性を向上さ
せることができるが、走行制御システムの構築に多大な
時間的、人的な負担を伴うため、配膳台車の製造工期の
長期化や製造コストの高騰を招くという問題を有してい
た。そこで、本発明は、このような問題点に鑑み、マイ
コンを搭載することなく、極めて簡易な構成により、走
行安定性及び操作性を向上させた自走式電動車両を提供
することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る自走式電動車両は、駆動車輪と、該駆動車輪に回転駆
動力を付与する電動モータと、該電動モータの動作状態
を操作、指示するジョイスティックと、を備えた自走式
電動車両において、前記ジョイスティックの操作方向及
び操作角度を規制するガイド手段を有し、前記ガイド手
段は、前記ジョイスティックを特定の操作方向及び操作
角度に操作させることにより、前記電動モータをあらか
じめ設定された動作状態で回転動作させて、該動作状態
に応じた回転駆動力を前記駆動車輪に付与することを特
徴とする。また、請求項２記載の発明に係る自走式電動
車両は、請求項１記載の自走式電動車両において、前記
駆動車輪及び前記電動モータは、各々一対設けられ、前
記ジョイスティックの操作により、前記一対の電動モー
タを個別に回転動作させて、前記一対の駆動車輪の各々
に付与される回転駆動力を個別に制御することを特徴と
する。

【００１４】また、請求項３記載の発明に係る自走式電
動車両は、請求項１又は２記載の自走式電動車両におい
て、前記ガイド手段は、少なくとも、前記自走式電動車
両の前進方向又は後退方向、及び、左方向又は右方向に
対する前記ジョイスティックの操作方向及び操作角度を
規定するものであることを特徴とする。また、請求項４
記載の発明に係る自走式電動車両は、請求項３記載の自
走式電動車両において、前記ガイド手段は、前記自走式
電動車両の前進方向又は後退方向に対する前記ジョイス
ティックの操作自由度が高く、かつ、前記自走式電動車
両の左方向又は右方向に対する前記ジョイスティックの
操作自由度が低くなるように、前記ジョイスティックの
操作方向及び操作角度を規定するものであることを特徴
とする。

【００１５】さらに、請求項５記載の発明に係る自走式
電動車両は、請求項１乃至４のいずれかに記載の自走式
電動車両において、前記ガイド手段は、一体の板状部材
により構成され、前記ジョイスティックの操作支点近傍
に着脱可能に設けられていることを特徴とする。そし
て、請求項６記載の発明に係る自走式電動車両は、請求
項１乃至５のいずれかに記載の自走式電動車両におい
て、前記自走式電動車両は、食品の温冷保温設備を搭載
した配膳台車であることを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら説明する。まず、本発明に係る自走式
電動車両に適用されるジョイスティックについて、図面
を参照して説明する。図１は、本発明に係る自走式電動
車両に適用される操作盤の一実施形態を示す概略構成図
である。図１に示すように、本実施形態に係る操作盤１
０には、ジョイスティック１、ガイドプレート（ガイド
手段）２、キースイッチ３、バッテリーメータ（バッテ
リー残量計）４、異常ランプ（走行不可通知ランプ）
５、通電ランプ（走行可能通知ランプ）６、非常停止ボ
タン７等が配置されている。

【００１７】ジョイスティック１は、従来技術において
説明したものと同様に、スティック部１１と図示を省略
したポテンショメータを有して構成され、スティック部
１１を任意の方向に、任意の角度で傾動操作することに
より、その操作状態に応じた操作信号が出力される。ガ
イドプレート２は、金属やアクリル樹脂等の板状部材の
略中央に、スティック部１１の操作方向及び操作角度を
制限するガイド溝部２２が形成され、スティック部１１
がガイド溝部２２を介して突出するように、スティック
部１１の傾動支点（操作支点）近傍の制御盤面に、図示
を省略したボルト等の締結部材により着脱可能に取り付
け固定されている。なお、ジョイスティック１とガイド
プレート２の関係については、後述する。

【００１８】キースイッチ３は、操作キーを挿入して所
定方向に回した場合のみ、走行駆動制御に必要な主電源
が投入され、操作盤からの走行操作を可能とするもので
ある。バッテリーメータ４は、自走式電動車両の走行駆
動に用いられるバッテリー容量の残量を表示し、異常ラ
ンプ５は、走行駆動に支障があるような状態、たとえ
ば、バッテリー容量不足や非常停止ボタンの未解除状態
等を操作者に通知し、通電ランプ６は、キースイッチ３
の操作により、主電源が投入され、自走式電動車両が走
行可能状態にあることを通知する。非常停止ボタン７
は、障害物との衝突等、走行駆動時における非常状態の
発生を回避するため、自走式電動車両の全制御動作を一
時的に停止するための押しボタンである。

【００１９】次に、ガイドプレートに設けられるガイド
溝部の形状と機能について、図面を参照して説明する。
図２は、本実施形態に適用されるガイドプレートの一例
を示す概略図である。なお、図２においては、図面上方
向（＋ｙ方向）を自走式電動車両の前進方向、図面下方
向（−ｙ方向）を車両の後退方向として説明する。図２
に示すように、ガイドプレート２は、板状のプレート本
体２１の略中央に、自走式電動車両の前進方向（＋ｙ方
向）及び後退方向（−ｙ方向）に延伸して開口された略
楕円形状のガイド溝部２２と、ガイド溝部２２の前進方
向の端部に、スティック部１１の基部が係合するように
凹状に形成された前進操作端部２２ａと、ガイド溝部２
２の後退方向の端部に、スティック部１１の基部が係合
するように凹状に形成された後退操作端部２２ｂと、自
走式電動車両の前進及び後退方向に対して左方向（−ｘ
方向）のガイド溝部２２内に突出する、少なくとも２個
の突部２３ａ、２３ｂにより、スティック部１１の基部
が係合するように凹状に形成された左操作端部２４ａ
と、前進及び後退方向に対して右方向（＋ｘ方向）のガ
イド溝部に、スティック部１１の基部が係合するように
凹状に形成された右操作端部２４ｂと、図１に示した操
作盤１０の所定の位置にボルト等の締結部材により取り
付け固定するための取付穴２５と、を有して構成されて
いる。

【００２０】次に、図２に示したガイド溝部２２を有す
るガイドプレート２とスティック部１１の傾動操作との
関係について、図面を参照して説明する。図３は、図２
に示したガイドプレート２を適用した場合における、前
進又は後退方向へのスティック部１１の傾動操作の状態
を示す図であり、図４は、図２に示したガイドプレート
２を適用した場合における、左右方向へのスティック部
１１の傾動操作の状態を示す図である。図２に示したガ
イドプレート２の形状においては、ガイド溝部２２が前
進及び後退方向に対して長く（深く）、かつ、左右方向
に対して細く形成することにより、前進及び後退方向に
対してはスティック部１１の傾動操作の自由度が高く、
左右方向に対しては操作自由度が低くなるように傾動操
作の状態が規制される。すなわち、自走式電動車両の前
進及び後退方向に対しては、速度制御の範囲が大きく設
定され、また、左右方向に対しては、速度制御の範囲が
小さく設定されている。

【００２１】図２に示したガイドプレート２を取り付け
たジョイスティックにおいて、図３（ａ）、（ｂ）に示
すように、スティック部１１を前進及び後退方向に、所
望の角度で傾動操作することにより、自走式電動車両が
所望の速度で走行制御されるとともに、左右方向への傾
動操作が規制され、直進方向（前進及び後退方向）以外
の方向成分及び速度成分が抑制されるため、直進走行時
におけるスティック部１１の操作ぶれに伴う自走式電動
車両の走行ぶれを抑制して、直進走行性の向上を図るこ
とができる。ここで、スティック部１１の傾動角度は、
図３（ｃ）に示すように、たとえば、ガイド溝部２２の
前進方向（＋ｙ方向）の端部に設けられた前進操作端部
２２ａ（又は、後退方向（−ｙ方向）の端部に設けられ
た後退操作端部２２ｂ）にスティック部１１の基部が当
接する位置、すなわち、最大θ１の傾斜角までの範囲で
速度制御が行われる。

【００２２】一方、図２に示したガイドプレート２を取
り付けたジョイスティックにおいて、図４（ａ）、
（ｂ）に示すように、スティック部１１を前進及び後退
方向とは略垂直の左右方向に傾動操作することにより、
比較的低速の所定の走行速度でカーブ走行やスピンター
ン等の特定の走行動作が実行されるため、スティック部
１１の過剰な傾動操作による急旋回等を回避して、自走
式電動車両の操作性の向上を図ることができる。ここ
で、スティック部１１の傾動角度は、図４（ｃ）に示す
ように、たとえば、ガイド溝部２２の左方向（−ｘ方
向）の端部に設けられた左操作端部２４ａ（又は、右方
向（＋ｘ方向）の端部に設けられた右操作端部２４ｂ）
にスティック部１１の基部が当接する位置、すなわち、
最大θ２（<<θ１）の傾斜角により設定される走行速度
で、カーブ走行やスピンターン等の特定の走行動作が実
行される。

【００２３】なお、ガイドプレート２に形成されるガイ
ド溝部２２は、ジョイスティック１が走行制御手段とし
て適用される自走式電動車両において、走行駆動時に要
求される所定の走行特性を実現する形状に適宜加工され
るものである。図２に示したガイド溝部２２は、自走式
電動車両の前進方向には、十分な走行速度で直進走行を
行うとともに、後退方向には、前進方向よりも低速の走
行速度で直進走行を行い、かつ、左及び右方向のカーブ
走行やスピンターンを比較的低速で行う自走式電動車両
に適用して良好な形状を有するものである。また、図２
に示した前進操作端部２２ａ、後退操作端部２２ｂ、左
操作端部２４ａ、右操作端部２４ｂ等の形状は、スティ
ック部１１の操作方向及び操作角度を規制するための一
例であって、ガイド溝部２２の縁部からさらにへこんだ
凹部や、ガイド溝部内に突出する突部により構成される
凹部に限定されるものではなく、他の形状を有するもの
であっても良い。

【００２４】次に、上述したジョイスティックを適用し
た自走式電動車両の一実施形態として、温冷保温設備を
搭載した配膳台車について、図面を参照して説明する。
図５は、本実施形態に係る配膳台車を示す概略構成図で
ある。図５（ａ）に示すように、配膳台車３０は、大別
して、台車本体３１と、温冷保温部３２と、走行制御部
３３と、を有して構成されている。台車本体３１は、配
膳台車３０が前進及び後退走行する方向に沿って延伸し
て構成され、上面側には、後述する温冷保温部３２及び
走行制御部３３が搭載されるとともに、下面（底面）側
には、図５（ｂ）に示すように、左右一対の自在車輪か
らなる前方車輪３１ａ、左右一対の固定車輪からなる後
方車輪３１ｂ、個別の電動モータに接続された左右一対
の駆動車輪３４、及び、電動モータ等を収納した駆動ユ
ニット３５が配置されている。

【００２５】温冷保温部３２は、食品が盛付けられた食
器が載置された食膳を、複数の懸架棚に収納するもので
あって、配膳台車３０の直進方向（長手方向）に対して
左右両側の側面に収納扉３２ａを備えるとともに、上記
走行制御部３３の近傍に、食膳の周囲の温度を適温に保
つ温蔵、冷蔵機能を制御する温冷制御部３２ｂが設けら
れている。走行制御部３３は、上述したジョイスティッ
クを備え、任意の方向及び角度にスティック部１１を傾
動操作することにより、ジョイスティックの操作状態に
応じて配膳台車３０を所望の走行方向に、所望の速度で
走行動作させる。ジョイスティックの操作状態と配膳台
車の走行動作との関係については、後述する。

【００２６】次に、上述した配膳台車の駆動制御機構に
ついて、図面を参照して説明する。図６は、本実施形態
に適用される配膳台車の駆動制御機構を示す機能ブロッ
ク図である。図６に示すように、配膳台車の駆動制御機
構は、左右一対の駆動車輪３４Ｌ、３４Ｒと、駆動車輪
３４Ｌ、３４Ｒの各々に独立して接続され、所定の回転
数及び回転トルクを駆動車輪３４Ｌ、３４Ｒに伝達する
ＤＣモータ３５ａＬ、３５ａＲと、トランジスタ式パル
ス幅変調（ＰＷＭ）方式により、ＤＣモータ３５ａＬ、
３５ａＲの回転動作を制御するＤＣモータドライバ３５
ｂＬ、３５ｂＲと、ＤＣモータドライバ３５ｂＬ、３５
ｂＲのコンタクタの励磁状態を制御するコンタクタ投入
回路３５ｃＬ、３５ｃＲと、後述する走行制御部３３ａ
に設けられたジョイスティックから出力される操作信号
に基づいて、走行制御に必要な所定の演算処理及び増幅
処理を行う演算回路（オペアンプ）３５ｄと、図１に示
したようなジョイスティックを備えた制御盤を有する走
行制御部３３ａと、演算回路３５ｄやＤＣモータドライ
バ３５ｂＬ、３５ｂＲに所定の駆動電力を供給するバッ
テリ３５ｅと、を有して構成されている。

【００２７】そして、このような駆動制御機構におい
て、ジョイスティックを急激に最大角度に傾動操作した
り、非操作状態（０点位置）に戻した場合であっても、
図７に示すように、ＤＣモータ３５ａＬ、３５ａＲの回
転動作（回転数）が無段階的にスムーズに変化するソフ
トスタート機能やスローダウン機能が設定されている。
ここで、図７は、ジョイスティックの操作状態とＤＣモ
ータの回転数との関係を示す図であって、時間ｔ１にお
ける急激な傾動操作に対して、一定時間経過後の時間ｔ
２において所定のモータ回転数に到達し（ソフトスター
ト）、時間ｔ３における急激な非操作状態（０点位置）
への回帰操作に対して、一定時間経過後の時間ｔ４にお
いてモータ回転数が０に到達する（スローダウン）よう
にＤＣモータ３５ａＬ、３５ａＲの回転数が無段階的に
制御される。

【００２８】次に、ジョイスティックの操作状態と配膳
台車の走行動作との関係について、図面を参照して説明
する。まず、配膳台車を前進又は後退方向に走行制御す
る場合について説明する。図８は、スティック部１１の
傾動操作状態と駆動車輪３４Ｌ、３４Ｒの回転動作との
関係を示す概念図であり、図９は、図８に示したジョイ
スティックの操作状態における配膳台車の走行動作を示
す概念図である。図８（ａ）に示すように、スティック
部１１を、概ね最大傾斜角度の半分程度の角度で、前進
方向に傾動操作した場合、ジョイスティックから出力さ
れる操作信号は、前進方向への方向成分と、たとえば、
最大速度の概ね半分程度（以下、中程度という）の速度
成分とを含んでいる。

【００２９】そのため、このような操作信号に基づいて
ＤＣモータ３５ａＬ、３５ａＲにより各々の駆動車輪３
４Ｌ、３４Ｒに伝達される回転数は、矢印ａＬ、ａＲに
示すように、前進方向への中程度の回転であるため、図
８（ａ）及び図９（ａ）に示すように、配膳台車３０
は、中程度の走行速度で前進動作を行う（矢印Ａ）。こ
こで、スティック部１１の傾動操作は、ガイド溝部２２
の延伸方向（前進方向）に沿って行われ、左右方向の溝
幅が狭く形成されているため、スティック部１１の操作
ぶれが抑制されることになり、配膳台車３０の走行ぶれ
が抑制される。また、図８（ａ）に示したスティック部
１１の傾動操作位置においては、配膳台車３０の走行速
度が遅く、スティック部１１の操作に対する動作応答性
も鈍いため、配膳台車３０の走行ぶれが抑制される。

【００３０】また、図８（ｂ）に示すように、スティッ
ク部１１を、最大傾斜角度に相当する前進操作端部２２
ａに当接するように傾動操作した場合、ジョイスティッ
クから出力される操作信号は、前進方向への方向成分
と、最大の速度成分とを含んでいる。そのため、このよ
うな操作信号に基づいてＤＣモータ３５ａＬ、３５ａＲ
により各々の駆動車輪３４Ｌ、３４Ｒに伝達される回転
数は、矢印ｂＬ、ｂＲに示すように、前進方向への最大
回転となるため、図８（ｂ）及び図９（ａ）に示すよう
に、配膳台車３０は、所定の最大速度で前進動作を行う
（矢印Ｂ）。ここで、スティック部１１の傾動操作は、
ガイド溝部２２の延伸方向（前進方向）に沿って行わ
れ、スティック部１１の基部が前進操作端部２２ａに係
合するように位置決めされるため、配膳台車３０の走行
速度が速く、スティック部１１の操作に対する動作応答
性が敏感であるにもかかわらず、スティック部１１の左
右方向への操作ぶれが抑制されて、配膳台車３０の走行
ぶれが抑制される。

【００３１】さらに、図８（ｃ）に示すように、スティ
ック部１１を、後退操作端部２２ｂに当接するように傾
動操作した場合、ジョイスティックから出力される操作
信号は、後進方向への方向成分と、たとえば、中程度の
速度成分とを含んでいる。そのため、このような操作信
号に基づいてＤＣモータ３５ａＬ、３５ａＲにより各々
の駆動車輪３４Ｌ、３４Ｒに伝達される回転数は、矢印
ｃＬ、ｃＲに示すように、後退方向への中程度の回転と
なるため、図８（ｃ）及び図９（ｂ）に示すように、配
膳台車３０は、中程度の走行速度で後退動作を行う（矢
印Ｃ）。ここで、スティック部１１の傾動操作は、ガイ
ド溝部２２の延伸方向（後退方向）に沿って行われ、ス
ティック部１１の基部が後退操作端部２２ｂに係合する
ように位置決めされるため、スティック部１１の左右方
向への操作ぶれが抑制されて、配膳台車３０の走行ぶれ
が抑制される。

【００３２】次いで、配膳台車を左方向又は右方向にカ
ーブ走行させる場合について説明する。図１０は、ステ
ィック部１１の傾動操作状態と配膳台車のカーブ走行と
の関係を示す概念図である。図１０（ａ）に示すよう
に、スティック部１１を、概ね最大傾斜角度の半分程度
の角度で、左前方向に傾動操作し、ガイド溝部２２に突
出する突部２３ａの前進側に形成される凹部（以下、左
前操作位置という）２６ａに係合させた場合、ジョイス
ティックから出力される操作信号は、左前方向への方向
成分と、中程度の速度成分とを含んでいる。

【００３３】そのため、このような操作信号に基づいて
ＤＣモータ３５ａＬ、３５ａＲにより各々の駆動車輪３
４Ｌ、３４Ｒに伝達される回転は、矢印ｄＬ、ｄＲに示
すように、左側の駆動車輪３４Ｌにおいては、前進方向
への中程度よりもやや低い回転数であり、右側の駆動車
輪３４Ｒにおいては、前進方向への中程度よりもやや高
い回転数であるため、図１０（ｂ）に示すように、配膳
台車３０は、中程度の走行速度で左方向にカーブ走行を
行う（矢印Ｄ）。ここで、スティック部１１の傾動操作
は、スティック部１１の基部が左前操作位置２６ａに係
合するように位置決めされるため、配膳台車３０の走行
速度及びカーブ走行半径（回転半径）が常に一定に設定
されて、カーブ走行時の安定性が確保される。なお、ス
ティック部１１を、左後操作位置２６ｂ、右前操作位置
２６ｃ、あるいは、右後操作位置２６ｄに係合するよう
に傾動操作した場合であっても、上記と同様に、カーブ
走行時の安定性が確保される。

【００３４】次いで、配膳台車を左方向又は右方向にス
ピンターンさせる場合について説明する。図１１は、ス
ティック部１１の傾動操作状態と配膳台車のスピンター
ンとの関係を示す概念図である。図１１（ａ）に示すよ
うに、スティック部１１を、ガイド溝部２２に突出する
突部２３ａ、２３ｂ間に形成される左操作端部２４ａに
当接するように傾動操作した場合、ジョイスティックか
ら出力される操作信号は、たとえば、あらかじめ設定さ
れたスピンターン動作を可能とする方向成分と、微小な
速度成分とを含んでいる。

【００３５】そのため、このような操作信号に基づいて
ＤＣモータ３５ａＬ、３５ａＲにより各々の駆動車輪３
４Ｌ、３４Ｒに伝達される回転数は、矢印ｅＬ、ｅＲに
示すように、左側の駆動車輪３４Ｌにおいては、前進方
向への低い回転数であり、右側の駆動車輪３４Ｒにおい
ては、後退方向への低い回転数であるため、図１１
（ｂ）に示すように、配膳台車３０は、微小な走行速度
で右方向にスピンターンを行う（矢印Ｅ）。ここで、ス
ティック部１１の傾動操作は、スティック部１１の基部
が左操作端部２４ａに係合するように位置決めされるた
め、配膳台車３０のスピンターンの方向及び速度が常に
一定に設定されて、スピンターン時の安定性が確保され
る。なお、スティック部１１を、右操作端部２４ｂに係
合するように傾動操作した場合であっても、上記と同様
に、スピンターン時の安定性が確保される。

【００３６】上述したような構成を有する配膳台車３０
によれば、走行制御部に適用されるジョイスティック１
に、簡易な構成のガイドプレート２を取り付けるだけ
で、種々の走行状態を走行安定性、及び、操作性良く制
御することができる。したがって、配膳台車の走行安定
性や操作性を確保するために、高価なマイコンを搭載す
る必要がないため、配膳台車の製造コストの大幅な低減
を図ることができるとともに、複雑な走行制御システム
を構築する必要がないため、製造工期の大幅な短縮を図
ることができる。また、ジョイスティック本来の簡易な
操作方法により、配膳台車を所望の状態で走行駆動させ
ることができるため、エレベータ内等の狭い空間におい
ても、幅寄せ等の微動操作を操作者の押引力に依存する
ことなく容易に行うことができる。

【００３７】さらに、ガイドプレート２は、スティック
部１１の傾動支点近傍に着脱可能に取り付けるものであ
るため、ジョイスティックが適用された既存の配膳台車
や他の用途の自走式電動車両に対して、ガイドプレート
２を後付けで取り付け固定するだけで、マイコン等を用
いることなく、簡単に走行安定性や操作性を向上させる
ことができる。また、ジョイスティックによる操作方法
や操作の感触を習熟した後には、容易に取り外すことも
できる。この際、個々の自走式電動車両の形態や、車
体、積載物のバランス、要求される走行性能等に応じ
て、ガイドプレート２に形成するガイド溝部２２の形状
を変更することにより、種々の自走式電動車両に対応さ
せることができる。特に、ガイドプレート２を金属製や
樹脂製の薄板を用いて構成し、ガイド溝部２２を打ち抜
き加工することにより、簡易かつ大量に形成することが
できる。なお、上述した実施形態においては、配膳台車
を例に説明したが、本発明は、これに限定されるもので
はない。すなわち、従来、マイコン制御により走行制御
を行っていた既存の各種自走式電動車両や、マイコンを
搭載していない各種自走式電動車両にも良好に適用する
ことができることはいうまでもない。

【００３８】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、ジョイス
ティックを備えた自走式電動車両において、ガイド手段
によりジョイスティックの操作方向及び操作角度を規制
し、電動モータをあらかじめ設定された動作状態で回転
動作させることにより、自走式電動車両を特定の走行特
性で動作制御することができるため、システムの構築が
繁雑なマイコンを用いることなく、直進走行時のぶれを
抑制して走行安定性を向上することができるとともに、
急加速、急旋回等の走行動作を防止して操作性を向上さ
せることができる。したがって、マイコン等を搭載して
走行制御システムを構築する場合に比較して、製造コス
トの大幅な低減、及び、製造工期の大幅な短縮を図るこ
とができる。

【００３９】また、請求項２記載の発明によれば、自走
式電動車両は、個別の電動モータに接続された一対の駆
動車輪を有し、ジョイスティックの操作に対応して一対
の駆動車輪を個別に回転駆動することにより、前進及び
後退走行に加え、所定の回転半径でのカーブ走行やスピ
ンターン等の多様な走行特性を実現することができる。
したがって、ガイド手段によりジョイスティックの操作
方向及び操作角度を規制し、所定の操作位置にジョイス
ティックを固定することにより、上記多様な走行特性を
簡易に実現することができる。

【００４０】また、請求項３又は４記載の発明によれ
ば、ガイド手段により自走式電装車両の前進後退方向、
及び、左右方向へのジョイスティックの操作自由度を規
定することにより、前進後退方向に対してジョイスティ
ックの操作ぶれを抑制しつつ、所望の速度での走行動作
を行うことができるため、直進走行時の走行安定性を向
上することができるとともに、左右方向に対してジョイ
スティックを特定の操作位置に規定することができるた
め、所定の回転半径でのカーブ走行やスピンターン等の
特定の走行動作を、操作性良く容易に実現することがで
きる。さらに、請求項５記載の発明によれば、ガイド手
段は、一体の板状部材により構成されているため、任意
の操作方向及び操作角度にジョイスティックの操作状態
を規制するガイド機構を、打ち抜き加工等により容易に
形成することができるとともに、ガイド手段がジョイス
ティックの傾動支点近傍に着脱可能に取り付け固定され
るものであるため、既存の自走式電動車両に適用して容
易に特定の走行動作を実現することができるうえ、ジョ
イスティックの操作方法を習熟した後には、簡易に取り
外すこともできる。

【００４１】そして、請求項６記載の発明によれば、上
記各請求項に係る発明を、食品の温冷保温設備を搭載し
た配膳台車に適用することにより、直進走行時における
走行ぶれを抑制することができるとともに、急発進や急
旋回等の動作を抑制することができるため、固形物のみ
ならず液状物の食品を含む食膳の転倒やこぼれを防止し
て適切に配膳作業を行うことができる。また、ジョイス
ティックの操作に応じて、前進及び後退走行に加え、所
定の回転半径でのカーブ走行やスピンターン等の多様な
走行特性を実現することができるため、エレベータ内等
の狭い空間においても幅寄せ等の微動操作を良好に行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自走式電動車両に適用される操作
盤の一実施形態を示す概略構成図である。

【図２】本実施形態に適用されるガイドプレートの一例
を示す概略図である。

【図３】図２に示したガイドプレートを適用した場合に
おける、前進又は後退方向へのスティック部の傾動操作
の状態を示す図である。

【図４】図２に示したガイドプレートを適用した場合に
おける、左右方向へのスティック部の傾動操作の状態を
示す図である。

【図５】本実施形態に係る配膳台車を示す概略構成図で
ある。

【図６】本実施形態に適用される配膳台車の駆動制御機
構を示す機能ブロック図である。

【図７】ジョイスティックの操作状態とＤＣモータの回
転数との関係を示す図である。

【図８】スティック部の傾動操作状態と駆動車輪の回転
動作との関係を示す概念図である。

【図９】図８に示したジョイスティックの操作状態にお
ける配膳台車の走行動作を示す概念図である。

【図１０】スティック部の傾動操作状態と配膳台車のカ
ーブ走行との関係を示す概念図である。

【図１１】スティック部の傾動操作状態と配膳台車のス
ピンターンとの関係を示す概念図である。

【図１２】従来の自走式電動車両の一例を示す概略構成
図である。

【図１３】従来の自走式電動車両等に適用されているジ
ョイスティックを示す概略構成図である。

【図１４】配膳台車を底面側から見た車輪配置図であ
る。

【符号の説明】

１ジョイスティック２ガイドプレート１１スティック部２１プレート本体２２ガイド溝部２２ａ前進操作端部２２ｂ後退操作端部２３ａ、２３ｂ突部２４ａ左操作端部２４ｂ右操作端部２５取付穴２６ａ左前操作位置３０配膳台車３１台車本体３２温冷保温部３３走行制御部３４駆動車輪３５駆動ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者仙波英三群馬県邑楽郡邑楽町藤川208 株式会社太田治工内Ｆターム(参考） 3D052 AA01 AA05 AA11 AA12 AA19 BB08 DD01 EE02 FF03 GG04 HH03 JJ00 5H115 PG10 PI13 PU02 PV23 QH02 QH08 QN12 RB14 SE03 TI02 TZ06 TZ07 UI19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動車輪と、該駆動車輪に回転駆動力を
付与する電動モータと、該電動モータの動作状態を操
作、指示するジョイスティックと、を備えた自走式電動
車両において、前記ジョイスティックの操作方向及び操作角度を規制す
るガイド手段を有し、前記ガイド手段は、前記ジョイスティックを特定の操作
方向及び操作角度に操作させることにより、前記電動モ
ータをあらかじめ設定された動作状態で回転動作させ
て、該動作状態に応じた回転駆動力を前記駆動車輪に付
与することを特徴とする自走式電動車両。
【請求項２】前記駆動車輪及び前記電動モータは、各
々一対設けられ、前記ジョイスティックの操作により、前記一対の電動モ
ータを個別に回転動作させて、前記一対の駆動車輪の各
々に付与される回転駆動力を個別に制御することを特徴
とする請求項１記載の自走式電動車両。
【請求項３】前記ガイド手段は、少なくとも、前記自
走式電動車両の前進方向又は後退方向、及び、左方向又
は右方向に対する前記ジョイスティックの操作方向及び
操作角度を規定するものであることを特徴とする請求項
１又は２記載の自走式電動車両。
【請求項４】前記ガイド手段は、前記自走式電動車両
の前進方向又は後退方向に対する前記ジョイスティック
の操作自由度が高く、かつ、前記自走式電動車両の左方
向又は右方向に対する前記ジョイスティックの操作自由
度が低くなるように、前記ジョイスティックの操作方向
及び操作角度を規定するものであることを特徴とする請
求項３記載の自走式電動車両。
【請求項５】前記ガイド手段は、一体の板状部材によ
り構成され、前記ジョイスティックの操作支点近傍に着
脱可能に設けられていることを特徴とする請求項１乃至
４のいずれかに記載の自走式電動車両。
【請求項６】前記自走式電動車両は、食品の温冷保温
設備を搭載した配膳台車であることを特徴とする請求項
１乃至５のいずれかに記載の自走式電動車両。