JP2008137631A - 電動キャスタ付き搬送車 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトな電動キャスタ付きの搬送車を提供する。
【解決手段】電動キャスタ付きの搬送車１は、車体２に一対の電動キャスタ２１，２２と、一対のフリーキャスタ２３，２４とが配設されている。電動キャスタ２１，２２は、搬送車１の車体重心Ｃ１と、車体２の２つの角部を通る対角線上に配置されている。フリーキャスタ２３，２４は、車体２の残りの２つの角部を通る対角線上に配置されている。各電動キャスタ２１，２２は、一対の駆動輪３２，３３を有し、各駆動輪３２，３３にはモータが内蔵されおり、駆動輪３２，３３間の回転差を利用して搬送車１を回転や旋回させることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動キャスタで走行可能な搬送車に関する。

工場や倉庫などで部品を搬送する搬送車には、電動キャスタが取り付けられて自走可能に構成されているものがある。例えば、特許文献１に開示されている移動車では、一対の走行輪（駆動輪）と一対の遊動輪の４つのタイヤを備え、それぞれ対角位置に配置されている。走行輪には、推進用モータが一体に設けられており、走行輪の上方で、車体上に設けられた操向用のタイミングプーリに直結されている。タイミングプーリには、タイミングベルトが掛け回されており、操向用モータで駆動輪を操向させることができる。
実開平６−２５２２４号公報

しかしながら、このような移動車では、車体上に操向用モータとタイミングプーリを配置し、タイミングベルトを引き回すスペースが必要であるため、装置が大型化するという問題があった。また、台車として使用した場合には、車体上に配設された操向用モータなどによって搭載スペースが制限されたり、搭載スペースのレイアウトに制約が生じたりしていた。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、電動キャスタ付きの搬送車をコンパクトにすることを主な目的とする。

上記の課題を解決する本発明の請求項１に係る発明は、車体に電動キャスタが取り付けられた搬送車において、前記電動キャスタは、一対の駆動輪を備え、これら駆動輪のそれぞれにモータが内蔵されて独立して駆動可能で、前記一対の駆動輪の回転差によって走行方向を変更可能に構成したことを特徴とする電動キャスタ付き搬送車とした。
この電動キャスタ付き搬送車は、走行方向を変更するときはモータを独立に制御して１つの電動キャスタ内の一対の駆動輪に回転差をつける。これによって、電動キャスタの向きが変わる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動キャスタ付き搬送車において、前記電動キャスタは、略矩形の前記車体の一方の対角線上に、前記車体の重心に対して略対称な位置に１つずつ配置され、前記車体の他方の対角線上には、フリーキャスタが前記車体の重心に対して略対称な位置に１つずつ配置されていることを特徴とする。
この電動キャスタ付き搬送車は、駆動輪の回転差で走行方向を変更するときに、フリーキャスタの向きが走行方向と異なって抵抗になった場合でも、電動キャスタが車体の重心を挟んで対称な位置に配置されているので、安定して走行させることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の電動キャスタ付き搬送車において、前記電動キャスタは、前記車体の前後方向に前記車体の重心に対して略対称な位置に１つずつ配置され、前記車体の左右方向には、フリーキャスタが前記車体の重心に対して略対称な位置に１つずつ配置されていることを特徴とする。
この電動キャスタ付き搬送車は、電動キャスタが車体の重心を挟んで前後に配置されているので、前後方向や左右方向に走行しているときに段差に乗り上げたときでも安定して走行させることができる。

本発明によれば、一対の駆動輪を有する電動キャスタを備え、これら駆動輪を独立してモータ駆動させることで１つの電動キャスタの駆動輪間で回転差を形成して走行方向を変更するようにしたので、従来のように、電動キャスタの向きを変える機構を車体上に設ける必要がなくなって、搬送車を小型化できる。

発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施の形態で同じ構成要素には、同一の符号を付してある。また、重複する説明は省略する。

（第１の実施の形態）
図１に示すように、電動キャスタ付き搬送車（以下、搬送車という）１は、矩形の平板状の車体２を有する。車体２は、その上面が部品等を搭載可能な載置スペースになっている。車体２の下面には、一対の電動キャスタ２１，２２と、一対のフリーキャスタ２３，２４と、バッテリ２５及び制御装置２６が配設されている。
電動キャスタ２１，２２は、車体重心Ｃ１（車体２の重心）と車体２の２つの角部を通る２つの対角線のうちで一方の対角線上に配置されており、かつ車体重心Ｃ１に対して略対称な位置に設けられている。フリーキャスタ２３，２４は、車体２の残りの２つの角部と車体重心Ｃ１を通る他方の対角線上に配置されており、かつ車体重心Ｃ１に対して略対称な位置に設けられている。フリーキャスタ２３，２４は、車体２に支柱が鉛直軸を中心に３６０°回転自在に支持され、１つの車輪が支柱に対して回転自在に取り付けられている。各キャスタ２１〜２４を駆動させたときの軌跡は、平面視で車体２の外側には突出しない。

図２に示すように、電動キャスタ２１，２２は、車体２に設けられた支持部２７に不図示のベアリングで支柱３１が鉛直軸を中心に３６０°回転自在に支持されている。支柱３１は下向きに延び、その下端部は水平方向に分岐しており、一対の駆動輪３２，３３がベアリング３５でそれぞれが回転自在に取り付けられている。駆動輪３２，３３は、支柱３１に回転自在に支持された有底筒状のホイール４１を有し、ホイール４１の開口部を蓋部４２で覆うと共に、ホイール４１の外周部分に床面などに接地する車輪４３がボルトで固定されている。ホイール４１と蓋部４２が形成する内部空間には、モータ４５が１つずつ内蔵されており、各々の駆動輪３２，３３を独立して回転駆動できるようになっている。

モータ４５は、支柱３１に固定されたブラケット５１と、ブラケット５１に固定されたヨーク５２とを有し、ブラケット５１及びヨーク５２でアーマチュア５３を略水平に、かつ回転自在に支持している。ブラケット５１には、ベアリング５４が圧入されると共に、ブラシホルダ５５が固定されている。ブラシホルダ５５には、給電用のブラシ５６が収容されている。ブラシ５６には、ブラケット５１内を通る通電線によって電流が供給されるようになっている。さらに、ブラケット５１の周縁部には、ヨーク５２の開口部が固定されている。ヨーク５２は有底筒形状を有し、底部５２Ａに形成された孔にベアリング５７が圧入されている。さらに、ヨーク５２の内周面には複数のマグネット５８が接着材等で固定されている。アーマチュア５３は、２つのベアリング５４，５７に支持される回転軸５９に、コンミテータ６０とコア６１が固定されている。コア６１にはコイル６２が巻装されており、コイル６２の巻線はコンミテータ６０の外周に配列されたセグメントに固定されている。セグメントはブラシ５６に摺接している。

回転軸５９は、ヨーク５２の底部５２Ａから突出し、減速機構６５に噛合されている。
減速機構６５は、回転軸５９に噛合され歯数の異なる２つの平歯車を同軸上に備えた段付平歯車６６と、車輪４３の蓋部４２に一体に形成され段付平歯車６６に噛合される内歯歯車６８とで構成されている。段付平歯車６６は、ヨーク５２の底部５２Ａに突設されている不図示の支軸に回転自在に支持されている。この不図示の支軸は、段付平歯車６６を貫通し、車輪４３の蓋部４２側に突出している。この支軸が突出した部位には、支持部材６７が取り付けられている。この支持部材６７は、軸受け６９を介して蓋部４２を回転自在に支持している。このように、アーマチュア５３の回転軸５９は、減速機構６５を介して車輪４３と連係した状態になっている。

バッテリ２５と、制御装置２６は、搬送車１の重心Ｃ１が車体２の中心に略一致するように配置されている。
制御装置２６は、不図示の操作部からの入力を受けて各電動キャスタ２１，２２の一対のモータ４５の回転数、回転数の比、回転方向を演算する運転制御部と、運転制御部の演算結果に応じて各モータ４５を駆動させるドライバ回路とを有し、各モータ４５ごとに回転制御できるようになっている。
不図示の操作部としては、車体２に操作ハンドルを取り付けた場合に操作ハンドルに設けられたり、有線又は無線で搬送車１に接続されたりする。操作部としては、走行方向に合わせて傾倒可能な操作レバーや、移動方向に対応して配設されたボタンなどを使用できる。

次に、この実施の形態の作用について説明する。
搬送車１が前進するときは、制御装置２６の運動制御部が各モータ４５を同じ回転速度（回転比＝１）で、かつ前進する方向に正転させる。モータ４５のアーマチュア５３が回転し、減速機構６５で減速された回転数で電動キャスタ２１，２２が駆動し、フリーキャスタ２３，２４が従動して搬送車１が前進する。搬送車１が後退するときは、モータ４５が逆転する他は前進時と同様の動作をする。
なお、操作部として操作レバーを使用して操作する場合には、操作レバーを傾倒させることで、制御装置２６が走行方向を決定する。さらに、操作レバーの傾斜角度で、走行速度を決定する。すなわち、操作レバーの傾斜角度が小さいときは、モータ４５の回転速度が小さくなる。傾斜角度が大きいときは、モータ４５の回転速度が大きくなる。

搬送車１を右旋回させるときは、制御装置２６が各電動キャスタ２１，２２において前進方向の左側にあるモータ４５を所定の回転数で正転させ、右側にあるモータ４５の回転数をゼロ又は左側より小さい回転数に設定する。左側の駆動輪３３が所定の回転数で回転するのに対して、右側の駆動輪３２はほとんど回転しないので、各電動キャスタ２１，２２の一対の駆動輪３２，３３の間に回転差が生じ、搬送車１が右側に旋回する。搬送車１を左旋回させるときは、各電動キャスタ２１，２２の左右のモータ４５の動作が逆転する他は右旋回時と同様の動作をする。

搬送車１を静止位置で右回りに回転させるときは、制御装置２６が前側の電動キャスタ２１の前進方向で左側にあるモータ４５を正転させ、右側にあるモータ４５を停止させる。さらに、後側の電動キャスタ２２で右側のモータ４５を正転させ、左側のモータ４５を停止させる。各電動キャスタ２１，２２の一対の駆動輪３２，３３の間に回転差が生じ、搬送車１が停止した状態で電動キャスタ２１，２２に向きが変わる。一対の駆動輪３２，３３が回転方向に向いたら、制御装置２６が各駆動輪３２，３３を同じ回転数で、かつ同じ方向に回転させる。これによって、搬送車１がその場で回転する。電動キャスタ２１，２２の向きを変更するときは、一対の駆動輪３２，３３の一方を正転させ、他方を逆転させても良い。

搬送車１を斜め方向や、横方向に移動させるときも、同様にして、電動キャスタ２１，２３内の２つの駆動輪３２，３３を所定の回転数比で回転させて、電動キャスタ２１，２３の向きを斜め方向や、横方向に移動させてから、駆動輪３２，３３を同じ回転数で駆動させても良い。

このように、１つの電動キャスタ２１，２２に独立に一対の駆動輪３２，３３を設け、これら駆動輪３２，３３のそれぞれに内蔵させたモータ４５で駆動輪３２，３３ごとに回転制御するようにしたので、１つの電動キャスタ２１，２２内で駆動輪３２，３３の回転差を形成することが可能になり、この回転差を利用して搬送車１を旋回させたり、その場で回転させたりすることが可能になる。
さらに、一対の電動キャスタ２１，２２と、一対のフリーキャスタ２３，２４をそれぞれ対角に配置したので、搬送車１が前進又は後進するときは、前側と後側のそれぞれに１つずつ電動キャスタ２１，２２が配置されるようになる。また、搬送車１が斜めに移動する場合や、旋回するとき、横方向に移動するときも進行方向の前側と、後側のそれぞれに１つずつ電動キャスタ２１，２２が配置される。したがって、電動キャスタ２１，２２によって従動するフリーキャスタ２３，２４の向きが走行方向に一致せずにフリーキャスタ２３，２４による抵抗が発生したときでも、走行が安定し、操向の制御性が向上する。

（第２の実施の形態）
この実施の形態は、電動キャスタが前後輪のタンデム配置になっていることを特徴とする。
図４に示すように、電動キャスタ付き搬送車（以下、搬送車という）８１は、矩形の平板状の車体２に一対の電動キャスタ２１，２２と、一対のフリーキャスタ２３，２４と、バッテリと制御装置２６とが配設されている。電動キャスタ２１，２２は、搬送車８１の車体重心Ｃ１に対して、前後方向で略対称な位置に１つずつ設けられている。フリーキャスタ２３，２４は、車体重心Ｃ１に対して、左右方向で略対称な位置に１つずつ設けられている。つまり、電動キャスタ２１，２２は、搬送車８１が前進又は後進するときには、車体重心Ｃ１を通る直線上に前後に配置される。側方からみた場合には、前側の電動キャスタ２１と後側の電動キャスタ２２の間にフリーキャスタ２３，２４が位置している。

この搬送車８１では、前後方向の直進に加え、各電動キャスタ２１，２２の一対の駆動輪３２，３３の回転差を利用して、旋回や回転が行える。また、路面に段差があった場合、前進中であれば最初に前側の電動キャスタ２１が段差に乗り上げ、最後に後側の電動キャスタ２２が段差に乗り上げるので、フリーキャスタの挙動の影響を受けなくなって、バランスを保った状態で走行させることが可能になる。

なお、本発明は、前記の各実施の形態に限定されずに広く応用することが可能である。
例えば、電動キャスタ２１，２２の支柱３１は、車体２に固定しても良い。フリーキャスタ２３，２４を有しない構成であっても良い。
車体２上に部品等を載置する他の載置スペースを設けたり、多段に部品を配置できるように構成しても良い。部品の落下を防止する柵を設けても良い。
実施の形態で搬送車１は、荷物を搭載可能な台車として使用する場合を例にして説明したが、電動ベッドや電動歩行器、電動車椅子など、種々に応用することができる。
また、アーマチュア５３の回転軸５９は、減速機構６５を介して車輪４３と連係した状態になっている場合について説明したが、これに限られるものではなく、減速機構６５に代えて遊星減速機構としてもよい。この場合、段付平歯車６６を回転軸５９に噛み合って自転すると共に、回転軸５９を中心に公転可能な遊星歯車に代えればよい。

本発明の実施の形態に係る搬送車の構成を示す斜視図である。 搬送車の平面図であって、キャスタの配置を説明する図である。 搬送車の電動キャスタの構成を示す断面図である。 搬送車の平面図であって、キャスタの配置を説明する図である。

符号の説明

１，８１ 搬送車（電動キャスタ付き搬送車）
２ 車体
２１，２２ 電動キャスタ
２３，２４ フリーキャスタ
３２，３３ 駆動輪
４５ モータ
Ｃ１ 車体重心

Claims (3)

1. 車体に電動キャスタが取り付けられた搬送車において、
   前記電動キャスタは、一対の駆動輪を備え、これら駆動輪のそれぞれにモータが内蔵されて独立して駆動可能で、前記一対の駆動輪の回転差によって走行方向を変更可能に構成したことを特徴とする電動キャスタ付き搬送車。
2. 前記電動キャスタは、略矩形の前記車体の一方の対角線上に、前記車体の重心に対して略対称な位置に１つずつ配置され、前記車体の他方の対角線上には、フリーキャスタが前記車体の重心に対して略対称な位置に１つずつ配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電動キャスタ付き搬送車。
3. 前記電動キャスタは、前記車体の前後方向に前記車体の重心に対して略対称な位置に１つずつ配置され、前記車体の左右方向には、フリーキャスタが前記車体の重心に対して略対称な位置に１つずつ配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電動キャスタ付き搬送車。

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