JP2011042248A - 駆動装置付き台車 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡略化された構造で安価に製造することができ、そして前後・左右にスムーズに走行させることができるようにする。
【解決手段】 配膳用ケースや荷物等を搭載する台車本体１と、台車本体１の下側に取り付けられたターンテーブル２０と、ターンテーブル２０の下部に懸架部材１６を介して取り付けられた左右一対の駆動輪７Ａ・７Ｂと、両駆動輪７Ａ・７Ｂを回転させる左右一対のモーター１５Ａ・１５Ｂと、台車本体１に取り付けられたハンドル１０と、ハンドル１０に加わる外力を検出するセンサー３０と、センサー３０による検出結果に応じて左右のモーター１５Ａ・１５Ｂの回転数を制御する制御手段とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、病院や老人ホーム等における食事の配膳に用いられる配膳車、或いは空港やホテル等で荷物の搬送に用いられるカート等として利用することができる駆動装置付き台車に関する。

従来、この種台車としては、個別に駆動する左右一対の駆動車輪と、ハンドル等の操作部と、操作部に加えられた外力を検出するセンサー等の外力検出手段と、外力検出手段で検出された検出結果に基づいて左右の駆動車輪における駆動力を算出する制御手段と、前記駆動車輪を駆動させるモーター等の駆動源を備えたものが知られている。

そして、この台車は、基本的には、使用者がハンドルを握って台車を動かす際に、ハンドルに加わる力の強さや方向をセンサーで検出して、その検出結果を制御手段で演算処理し、その演算結果に基づいて左右の駆動車輪に個別にモーターの回転力を加えることにより、当該台車を使用者が意図する方向に容易に走行させるようにしたものである。

特許第３１６５３５８号公報 特許第３１７０４３８号公報

前述した駆動装置付き台車の場合、そのハンドルに加わる力の強弱や方向を検出して左右一対の駆動車輪への駆動力に対して個別にモーターからの動力を伝達することにより、左右の駆動車輪を差動させるようにしたものであるが、かかる台車の場合、制御が複雑となり、またかかるシステムを備えた台車は製造コストも高くなるという不都合があった。

本発明の目的は、簡略化された構造で安価に製造することができ、そして前後方向は勿論、真横方向にもスムーズに走行させることができる駆動装置付き台車を提供することにある。

請求項１記載の本発明は、配膳用ケースや荷物等を搭載する台車本体と、台車本体の下側に取り付けられたターンテーブルと、ターンテーブルの下部に懸架部材を介して取り付けられた左右一対の駆動輪と、両駆動輪を回転させる左右一対のモーターと、台車本体に取り付けられたハンドルと、ハンドルに加わる外力を検出するセンサーと、センサーによる検出結果に応じて左右のモーターの回転数を制御する制御手段とを有する駆動装置付き台車である。

なお、前記制御手段は回路で構成しても良いし、ソフトウエアによって構築するようにしても良い。

請求項２記載の本発明は、前記請求項１記載の駆動装置付き台車について、センサーが接触式センサーであることを特徴とするものである。

請求項３記載の本発明は、前記請求項１または請求項２記載の駆動装置付き台車について、ターンテーブルが内側リング状部材と外側リング状部材とで構成され、両リング状部材間にはクロスローラーベアリングが介在され、一方のリング状部材が台車本体に固定され、他方のリング状部材が懸架部材に固定されていることを特徴とするものである。

本発明の駆動装置付き台車によれば、ハンドルに加わった使用者の外力をセンサーが検出して、その検出結果に応じて制御手段が左右のモーターの回転数を制御し、その結果、両駆動輪の回転差動によって、ターンテーブルが所定角度回動して、当該台車が前後・左右に動くこととなるため、従来に比べて、簡単且つ安価な構造で台車を移動させることが可能となる。

また、本発明の台車では、両駆動輪がターンテーブルを介して台車本体に取り付けられているため、両駆動輪が同速で逆回転する場合には、ターンテーブルを介して懸架部材が当該台車の前後方向に対して直角方向に回動し、これに伴って両駆動輪が真横を向いた状態となり得るため、当該台車は前後方向だけでなく、真横方向にも移動し得るという格別の利点を有する。

次に、本発明の実施形態を図面にしたがって説明するが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。

なお、本実施形態において、前後、左右および上下は図３を基準とし、前とは図３の右側を指し、後とは同左側を指す。また、左とは図３の上側を指し、右とは同下側を指す。更に、上とは図３の図面紙葉の裏側を指し、下とは同表側を指すものとする。

図１は本実施形態にかかる駆動装置付き台車の斜視図である。１は台車本体であって、平面から見て方形枠状の搭載部２と、搭載部２の前側に立設された壁３とで構成されている。また、壁３の外面上部には操作用のハンドル１０が取り付けられ、ハンドル１０の両端基部には接触式センサーとして歪みゲージ３１Ａ・３１Ｂが設けられている。

搭載部２の中央における桟部４には、後述するモーターを駆動させるための電力を供給する二基のバッテリー５が載置され、また搭載部２の下面四隅には自在輪６が取り付けられ、搭載部２の桟部４における下面には、後述する駆動輪７Ａ・７Ｂが取り付けられている。

なお、前記バッテリー５は本実施形態では、説明のために搭載部２上に載置されているが、搭載部２にトレイ載置用棚が多段に配置された配膳ケース用が設置される場合や搭載部２に荷物が載せられる場合には、バッテリー５は搭載部２の下面に取り付けられる。

図２は、本実施形態に係る台車の搭載部２における駆動輪７Ａ・７Ｂの取付構造を示す垂直断面図であり、搭載部２の桟部４には、内側リング状部材２０Ａと外側リング状部材２０Ｂと両リング状部材２０Ａ・２０Ｂ間に介在されたクロスローラーベアリング８とを有するターンテーブル２０が設けられている。また、ターンテーブル２０における外側リング状部材２０Ｂと搭載部２の下面２ａとの間にはリング状のスペーサー２０ａが介在されている。

外側リング状部材２０Ｂはボルト９によって搭載部２の下面２ａに固定され、内側リング状部材２０Ａはボルト１１によって、懸架部材１６に固定されている。

また、懸架部材１６の下側には左右一対のギアードモーター１５Ａ・１５Ｂが懸架され、両ギアードモーター１５Ａ・１５Ｂの軸１５ａには、それぞれ駆動輪７Ａ・７Ｂが取り付けられている。

なお、ギアードモーター１５Ａ・１５Ｂとしては、一般的に知られている市販のものが使用される。

図５は、本実施形態にかかる台車において、ハンドル１０にかかる外力を検出して最終的に左右一対の駆動輪７Ａ・７Ｂを回転させるための電気系統を示す配線図である。

３１Ａ・３１Ｂはハンドル１０の動きを検出する左右一対の接触式センサー、３２は主電源スイッチ、３３は主電源スイッチがＯＮの状態における走行待機状態を維持する走行待機スイッチ、３４は前述した台車の横移動を指示する横移動スイッチ、３５は前記接触式センサーによる検知状況に基づいて種々の制御処理を行う制御基板、３６Ａ・３６Ｂは左右一対のギアードモーター１５Ａ・１５Ｂにおけるモーター部、３７は制御基板３５からの指令にしたがって前記モーター部３６Ａ・３６Ｂを作動させるためのモータードライバー、３８は充電器、５がバッテリーである。また、４１は台車の非常停止スイッチ、４２は警報器を示す。

次に、本実施形態にかかる前記駆動装置付き台車の運転制御について説明すると、先ず、主電源スイッチ３２をＯＮにすることで各部が通電状態となる。そして、使用者がハンドル１０を握ることで走行待機スイッチ３３がＯＮとなって、当該台車が走行し得る状態となり、使用者がハンドル１０を引いたり、押したり或いは更に右または左方向に力を加えることによって、これをセンサー（歪ゲージ）３１Ａ・３１Ｂが検知し、その検出結果に基づいて制御基板３５で変換、増幅、演算が行われ、最終的に使用者の意思に沿った台車の走行が行われる。

その後、使用者がハンドル１０に対して力を加えなくなった際には、センサー３１Ａ・３１Ｂがこれを検知して、左右の駆動輪７Ａ・７Ｂの回転が中止され、当該台車が停止して当初の走行待機状態に戻る。更に、使用者がハンドル１０から手を離した場合には、走行待機状態も解除される。

具体的には、図３に示すように、使用者がハンドル１０を操作することによって、該ハンドル１０の両端基部に設けられた歪みゲージ３１Ａ・３１Ｂがハンドル１０に加わった外力を検出し、その検出結果にしたがってギアードモーター１５Ａ・１５Ｂが作動して駆動輪７Ａ・７Ｂが回転すると共に、その差動状態によって、当該台車が前後・左右に動くのである。

具体的には、図３に示すように、使用者がハンドル１０を前方に引っ張った（矢印Ｉ方向）場合には、歪みゲージ３１Ａ・３１Ｂがこれを検知して両駆動輪７Ａ・７Ｂがそれぞれ同速で前進回転する。また使用者がハンドル１０を前方に引っ張ると共に、左右いずれかの方向に傾けた（矢印II・III方向）場合には、歪みゲージ３１Ａ・３１Ｂがこれを検知して両駆動輪７Ａ・７Ｂが差動すると共に、該差動に伴ってターンテーブル２０における内側リング状部材２０Ａが所定方向に所定角度だけ回動し、その結果、当該台車が斜め左前方または斜め右前方に動くこととなる。

一方、使用者がハンドル１０を後方に押した（矢印IV方向）場合には、歪みゲージ３１Ａ・３１Ｂがこれを検知して両駆動輪７Ａ・７Ｂがそれぞれ同速で後進回転する。また、使用者がハンドル１０を後方に押すと共に、左右いずれかの方向に傾けた（矢印V・VI方向向）場合には、これに対応して両駆動輪７Ａ・７Ｂが差動すると共に、該差動に伴って、ターンテーブル２０における内側リング状部材２０Ａが所定方向に所定角度だけ回動し、その結果、当該台車が斜め左後方または斜め右後方に動くこととなる。

更に、使用者が前記横移動スイッチ３４を押した場合には、図４に示すように、ターンテーブル２０における内側リング状部材２０Ａが前述した前進位置から９０°回動して、両駆動輪７Ａ・７Ｂが真横を向いた状態となり、その結果、当該台車が真横（矢印VII・VIII方向）に動くこととなる。

なお、前述した左右斜め方向への前進または後進の際に、駆動輪７Ａ・７Ｂの傾きを一定の範囲に規制するための角度規制機構を設ける場合もあり、例えば、図３に示すように、搭載部２から下方に垂下自在なストッパーピン１９を適宜設けて、駆動輪７Ａ・７Ｂの懸架部材１６がストッパーピン１９に当接することで駆動輪７Ａ・７Ｂの左右方向への傾きを規制するようにしても良いし、或いはターンテーブル２０自体に駆動輪７Ａ・７Ｂの角度を規制する機構を組み込むようにしても良い。

本実施形態の台車は、荷物を載せるカートとしてそのまま利用することができる他、図６に示すように、本実施形態と同様の構造である台車の搭載部２上に配膳用ケースＤの本体５１を一体に設置することにより、病院や老人ホーム等で食事の配膳を行うのに利用される配膳車とすることができる。

なお、図中５２は配膳用ケース本体５１の中央壁、５３は冷蔵室５４と温蔵室５５とを区画する仕切り壁、５６は配膳用ケース本体５１内に多段に架設されたトレイ受体６Ａ上に載置されたトレイを示す。

本実施形態の台車では、台車本体１の一側のみにハンドル１０を取り付けたが、本発明は、これに限定されず、台車本体１の両側にハンドルを設けて、それぞれのハンドルで当該台車を運転するようにする場合もある。

本発明の台車は、従来に比べて簡略化された構造でありながら、スムーズな走行が行え、しかも真横方向の走行も可能である等、種々の優れた実用的に利点を有するため、幅広い利用が期待できる。

本発明の実施形態に係る台車の斜視図である。 同台車底部を示す垂直断面図である。 同台車の底面図であって、駆動輪が前後方向を向いた状態を示す。 同台車の底面図であって、駆動輪が左右方向を向いた状態を示す。 同台車の配線図である。 実施形態に係る台車を利用した配膳車の側面図である。

１ 台車本体
２ 搭載部
３ 壁
４ 桟部
５ バッテリー
６ 自在輪
７Ａ・７Ｂ 駆動輪
８ クロスローラーベアリング
１０ ハンドル
１５Ａ・１５Ｂ ギアードモーター
３１Ａ・３１Ｂ 歪ゲージ（接触式センサー）

Claims (3)

1. 配膳用ケースや荷物等を搭載する台車本体と、台車本体の下側に取り付けられたターンテーブルと、ターンテーブルの下部に懸架部材を介して取り付けられた左右一対の駆動輪と、両駆動輪を回転させる左右一対のモーターと、台車本体に取り付けられたハンドルと、ハンドルに加わる外力を検出するセンサーと、センサーによる検出結果に応じて左右のモーターの回転数を制御する制御手段とを有する、駆動装置付き台車。
2. センサーが接触式センサーである、請求項１記載の駆動装置付き台車。
3. ターンテーブルが内側リング状部材と外側リング状部材とで構成され、両リング状部材間にはクロスローラーベアリングが介在され、一方のリング状部材が台車本体に固定され、他方のリング状部材が懸架部材に固定されている、請求項１または請求項２記載の駆動装置付き台車。

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