JP2012061887A - 電動アシスト台車 - Google Patents

Abstract

【課題】車輪の耐荷重を十分に確保するとともに十分なトラクションが得られる電動アシスト台車を提供する。
【解決手段】作業者に押されるのに伴って電動モータによって動力が補助される電動アシスト台車１であって、摩擦抵抗により進行方向を向くように操舵されるキャスタ車輪４と、電動モータによって動力が与えられる左右のドライブ車輪５と、この左右のドライブ車輪５と左右方向について互いに並んで設けられる左右のローラ車輪６と、を備える構成とした。
【選択図】図４

Description

本発明は、作業者に押されるのに伴って電動モータによって動力が補助される電動アシスト台車に関するものである。

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。

この対策として、例えば特許文献１、２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台車が提案されている。

従来の電動アシスト台車は、台車のパネルの下部に左右２個のドライブ車輪と、左右２個のキャスタ車輪が取り付けられ、４個の車輪によって荷重が支持される。

そして、この種の電動アシスト台車は、ドライブ車輪に電動モータによって動力が与えられ、キャスタ車輪が転がり摩擦抵抗により進行方向を向くように操舵される。

特開２００６−２９０３１９号公報 特開２００７−１７６１９５号公報

しかしながら、このような従来の電動アシスト台車にあっては、ドライブ車輪の路面に対する接触部（ローラ）の剛性を高めて車輪の耐荷重を十分に確保すると、ドライブ車輪の路面に対するトラクションが不足し、重量物を円滑に運搬することが難しいという問題点があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、車輪の耐荷重を十分に確保するとともに十分なトラクションが得られる電動アシスト台車を提供することを目的とする。

本発明は、作業者に押されるのに伴って電動モータによって動力が補助される電動アシスト台車であって、摩擦抵抗により進行方向を向くように操舵されるキャスタ車輪と、電動モータによって動力が与えられる左右のドライブ車輪と、この左右のドライブ車輪と左右方向について互いに並んで設けられる左右のローラ車輪と、を備えことを特徴とするものとした。

本発明によると、ドライブ車輪とローラ車輪とが左右方向について互いに並んで設けられることにより、ローラ車輪によって耐荷重を十分に確保するとともに、ローラ車輪によって荷重が支持される分だけドライブ車輪に要求される耐荷重が低減されるため、ドライブ車輪が路面に対する接触部を弾性変形させて十分なトラクションを得られ、重量物を円滑に運搬することが可能となる。

本発明の実施形態を示す電動アシスト台車の斜視図。 同じく電動アシスト台車の側面図。 同じく電動アシスト台車の平面図。 同じく電動アシスト台車の正面図。 本発明の他の実施形態を示す電動アシスト台車の側面図。 同じく電動アシスト台車の斜視図。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１、図２に示す電動アシスト台車１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１は、作業者に押されて移動するときに、電動モータ（図示せず）によって補助動力が与えられるようになっている。

電動アシスト台車１は、その本体として設けられる車体フレーム２と、この車体フレーム２上に設けられる荷台３と、車体フレーム２の前部に設けられるキャスタ４０のキャスタ車輪４と、車体フレーム２の左右側部に設けられる左右のドライブ車輪５と、荷台３の後方に位置して設けられる操作ハンドル８とを備える。

車体フレーム２に後部フレーム１１が結合され、この後部フレーム１１に操作ハンドル８が支持される。

電動アシスト台車１は、左右のドライブ車輪５をそれぞれ駆動する左右の電動モータ（図示せず）と、バッテリ（図示せず）から左右の電動モータに供給される電力を制御するコントローラ（図示せず）とを備え、作業者が操作ハンドル８を押す操作力に応じてコントローラが左右の電動モータの出力を制御し、左右のドライブ車輪５に動力が与えられるようになっている。

電動アシスト台車１は、作業者が操作ハンドル８を押す力の大きさと方向を検出する操作力検出手段として、操作ハンドル８に生じる水平軸まわりのトルクを検出する前後方向トルクセンサ９と、操作ハンドル８に生じる鉛直軸まわりのトルクを検出する旋回方向トルクセンサ１０とを備える。

コントローラは、前後方向トルクセンサ９と旋回方向トルクセンサ１０によって検出されるトルク値に応じた動力を左右の電動モータにそれぞれ発生させる制御を行い、電動アシスト台車１を前進または後進させるとともに、直進、旋回、曲折させる駆動力が与えられる。

車体フレーム２に前部フレーム１２が結合され、この前部フレーム１２にキャスタ４０が支持される。

図２に示すように、キャスタ４０は、路面に転接するキャスタ車輪４と、キャスタ車輪４を回転可能に支持する車輪軸４１と、車輪軸４１を支持するアーム４２と、このアーム４２の基端部を水平軸まわりに回動可能に支持する旋回ブラケット４３とを備え、この旋回ブラケット４３が旋回軸Ｔ４まわりに回動可能に支持される。

キャスタ４０は、旋回ブラケット４３の旋回軸Ｔ４と車輪軸４１とは水平方向についてオフセットされ、電動アシスト台車１が前後左右いずれかの方向に移動するのに伴って、キャスタ車輪４の転がり摩擦抵抗により旋回ブラケット４３が回動して旋回し、キャスタ車輪４が進行方向を向くように操舵される。

アーム４２と旋回ブラケット４３の間にはダンパゴム４４（図３参照）が介装されており、路面不整などによるキャスタ車輪４の上下振動を緩和、吸収して、振動が車体フレーム２に伝達されることを抑えられる。

左右のドライブ車輪５は、車体フレーム２に後述する懸架装置２０を介して昇降可能に支持され、路面不整などによるドライブ車輪５の上下振動を緩和、吸収して、振動が車体フレーム２に伝達されることを抑えられる。

車体フレーム２と荷台３の間には昇降装置８０が設けられる。この昇降装置８０は、図示しない電動昇降シリンダによって荷台３を昇降する。例えば、荷台３に重量物が載せられ、キャスタ４０及び懸架装置２０が沈み込む場合に、昇降装置８０が荷台３を上昇させ、路面に対する荷台３の高さを略一定に調節するようになっている。

図３の（ａ）は電動アシスト台車１を上方から見た平面図であり、（ｂ）は電動アシスト台車１を下方から見た平面図である。

荷台３は車体フレーム２とキャスタ４０と左右のドライブ車輪５の上方の略全域を覆うようにして設けられる。荷台３上には、荷物が直接載せられる。また、車体フレーム２上には、荷台３の代わりに、図示しないローラコンベアが設置され、このローラコンベアを介して荷物が載せられる場合もある。

電動アシスト台車１には、その前部中央に単一のキャスタ車輪４が設けられる。キャスタ車輪４の旋回軸Ｔ４は、荷台３、車体フレーム２の前後方向に延びる中心線Ｏｘ上に配置される。

なお、これに限らず、電動アシスト台車１に左右（２個）のキャスタ車輪を設けてもよい。この場合には、左右のキャスタ車輪の旋回軸は、荷台３、車体フレーム２の前後方向に延びる中心線から左右方向に等距離を持つように配置される。

荷台前後方向中心線Ｏｙに対して左右のドライブ車輪５の車輪回転軸がキャスタ車輪４の車輪回転軸より近づけて配置される。これにより、キャスタ車輪４にかかる荷重の分担割合が減らされるため、進行方向を向くように操舵されるキャスタ車輪４の転がり摩擦抵抗を抑えて、発進時に必要とする動力が削減され、重量物を円滑に運搬することが可能となる。

図３の（ｂ）に示すように、ドライブ車輪５と左右方向について並んでローラ車輪６が設けられる。左右のローラ車輪６は、左右のドライブ車輪５の内側に並んで設けられる。

左右のドライブ車輪５は、荷台３の前後方向に延びる中心線Ｏｘから左右方向に等距離を持つように配置される。

左右のローラ車輪６は、荷台３の前後方向に延びる中心線Ｏｘから左右方向に等距離を持つように配置される。

図３の（ａ）（ｂ）において、左右方向に延びるドライブ車輪軸設置面Ｓを設定し、このドライブ車輪軸設置面Ｓ上に左右のドライブ車輪５と左右のローラ車輪６の車輪回転軸（車輪中心軸）がそれぞれ配置される。ドライブ車輪軸設置面Ｓは、荷台左右方向中心線Ｏｘに直交し、荷台３の左右方向に延びる中心線Ｏｙと平行に延びる鉛直面である。

ドライブ車輪軸設置面Ｓは、中心線Ｏｙより後方に配置される。キャスタ車輪４の車輪回転軸Ｏ４は、荷台前後方向中心線Ｏｙより前方に配置される。

ドライブ車輪５は、車輪軸５ｂを介して回転可能に支持されるホイール５ｃと、このホイール５ｃの外周部に装着されるゴム製のタイヤ５ａとを有し、タイヤ５ａが路面に転接する。タイヤ５ａは、その内部には空気またはゴム材が充填され、これにかかる荷重によって路面に対する接触部が平面状に弾性変形し、例えば５０ｋｇ以下の荷重を支えられる。

ローラ車輪６は、硬質樹脂製のローラ６ａを有し、環状のローラ６ａが路面に転接する。ローラ車輪６は、ローラ６ａの路面に対する接触部が大きく弾性変形せず、例えば２００〜９００ｋｇの荷重を支えられる。

ローラ車輪６は、ドライブ車輪５に比べて路面に対する接触部の剛性が高く、大きな耐荷重を持つ。

図４の（ａ）は電動アシスト台車１を前方から見た正面図であり、（ｂ）は電動アシスト台車１を後方から見た正面図である。

懸架装置２０は、左右のドライブ車輪５とローラ車輪６をそれぞれ支持する左右のサブフレーム２１が設けられる。

ドライブ車輪５の車輪軸５ｂは、その両端部がサブフレーム２１に支持される。

ローラ車輪６は、その外径（車輪直径）がドライブ車輪５より小さく、その車輪軸（図示せず）の両端部がブラケット７に支持され、このブラケット７がサブフレーム２１の下部に締結される。これにより、ローラ車輪６がドライブ車輪５に近接して配置することが可能となる。

懸架装置２０は、車体フレーム２に左右のサブフレーム２１を昇降可能に支持する左右４本つづ設けられるサスペンションアーム２２と、車体フレーム２と左右のサブフレーム２１の間に左右１本つづ設けられるスプリングダンパ２３とを備える。

各サスペンションアーム２２は、それぞれの両端部がピン２４、２５を介して車体フレーム２と左右のサブフレーム２１に水平軸まわりに回動可能に連結され、車体フレーム２に対してサブフレーム２１を平行移動可能に支持する平行リンク機構を構成する。

上記構成に基づき、車体フレーム２に対してサブフレーム２１が昇降しても、サブフレーム２１の姿勢が変化せず、ドライブ車輪５とローラ車輪６の位置関係（アライメント）が一定に保たれる。これにより、サブフレーム２１が昇降しても、ドライブ車輪５とローラ車輪６の一方が路面から浮くことを抑えられる。

荷台３上に荷物が無い空荷状態にて、サスペンションアーム２２の一端部を車体フレーム２に連結するピン２４がサスペンションアーム２２の他端部をサブフレーム２１に連結するピン２５より高い位置に設けられる。

これにより、空荷状態では、車体フレーム２に対してサブフレーム２１が近づき、左右のドライブ車輪５、ローラ車輪６どうしの距離（トレッド）が狭くなるため、狭い通路にて電動アシスト台車１が走行しやすく、保管場所の省スペース化がはかられる。

空荷状態から荷台３に載せられる荷物の重量が増えるのに伴って、左右のサスペンションアーム２２が回動すると、車体フレーム２に対してサブフレーム２１が離れ、左右のドライブ車輪５、ローラ車輪６どうしの距離（トレッド）が拡がり、電動アシスト台車１の走行安定性が増す。

なお、懸架装置２０は、これに限らず、車体フレーム２に対するサブフレーム２１の姿勢が保たれるならば、他の構造としてもよい。

スプリングダンパ２３は、コイル状のサスペンションスプリング２３ａと、ダンパ２３ｂとを備え、サブフレーム２１が昇降するのに伴って伸縮する。

サスペンションスプリング２３ａは、そのバネ力によってサブフレーム２１が受ける荷重を支持し、サブフレーム２１が昇降するのに伴って伸縮する。

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（図示せず）を流れ、サブフレーム２１の振動を抑える減衰力を発生する。

以上のように、本実施形態では、作業者に押されるのに伴って電動モータによって動力が補助される電動アシスト台車１であって、摩擦抵抗により進行方向を向くように操舵されるキャスタ車輪４と、電動モータによって動力が与えられる左右のドライブ車輪５と、この左右のドライブ車輪５と左右方向について互いに並んで設けられる左右のローラ車輪６と、を備える構成とした。

上記構成に基づき、電動アシスト台車１が作業者に押されて移動するときに、電動モータによって左右のドライブ車輪５に補助動力が与えられることによって、作業者の労力が軽減される。

電動アシスト台車１は、ドライブ車輪５とローラ車輪６とが左右方向について互いに並んで設けられることにより、ローラ車輪３によって耐荷重を十分に確保するとともに、ローラ車輪６によって荷重が支持される分だけドライブ車輪５に要求される耐荷重が低減されるため、ドライブ車輪５が路面に対する接触部を弾性変形させて十分なトラクションを得られ、重量物を円滑に運搬することが可能となる。

本実施形態では、左右方向と鉛直方向に延びるドライブ車輪軸設置面Ｓを設定し、このドライブ車輪軸設置面Ｓ上に左右のドライブ車輪５の車輪回転軸と左右のローラ車輪６の車輪回転軸とがそれぞれ配置される構成とした。

上記構成に基づき、路面不整などによりキャスタ車輪４が上下動して電動アシスト台車１の姿勢がピッチング方向に変化するときに、ドライブ車輪５と左右のローラ車輪６の接地荷重の分布割合が変わることを抑えられ、ドライブ車輪５のトラクションが維持され、重量物を円滑に運搬することが可能となる。

本実施形態では、荷物を載せる荷台３を設置可能とする車体フレーム２と、左右のドライブ車輪５の車輪軸５ｂと左右のローラ車輪６の車輪軸とがそれぞれ固定される左右のサブフレーム２１と、この左右のサブフレーム２１を車体フレーム２に対して昇降可能に支持する懸架装置２０と、を備え、この懸架装置２０は、サブフレーム２１を車体フレーム２に対して平行移動させる構成とした。

上記構成に基づき、サブフレーム２１が昇降しても、ドライブ車輪５とローラ車輪６の位置関係（アライメント）が一定に保たれ、ドライブ車輪５が路面から浮くことを抑えられ、ドライブ車輪５のトラクションが維持される。

本実施形態では、ドライブ車輪５の車輪軸５ｂがサブフレーム２１に支持され、ローラ車輪６の車輪軸がサブフレーム２１の下部に結合されるブラケット７に支持される構成とした。

上記構成に基づき、ローラ車輪６の支持構造が小型化され、ローラ車輪６をドライブ車輪５に近接して配置することが可能となり、ドライブ車輪５が路面から浮くことが抑えられ、ドライブ車輪５のトラクションが維持される。

本実施形態では、ドライブ車輪５はその外径がローラ車輪６より大きいゴム製のタイヤ５ａを有する構成とした。

上記構成に基づき、ドライブ車輪５は、その外径がローラ車輪６より大きいため、路面の段差を乗り越える能力を高められるとともに、タイヤ５ａは路面に対する接触部が弾性変形し、十分なトラクションが得られる。

次に図５、図６に示す他の実施形態を説明する。なお、前記実施形態と同一構成部には同一符号を付す。

電動アシスト台車１は、キャスタ車輪４が車体フレーム２の後部に設けられ、左右のドライブ車輪５とローラ車輪６が車体フレーム２の前部に設けられる。

この場合、キャスタ車輪４が左右のドライブ車輪５とローラ車輪６よりも操作ハンドル８に近づけられることにより、作業者が操作ハンドル８を押す操作力によってキャスタ車輪４が反応よく操舵される。

本発明は上記の実施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。

１ 電動アシスト台車
２ 車体フレーム
３ 荷台
４ キャスタ車輪
５ ドライブ車輪
５ａ タイヤ
５ｂ 車輪軸
６ ローラ車輪
７ ブラケット
２０ 懸架装置
２１ サブフレーム
２２ サスペンションアーム
２３ スプリングダンパ
２３ａ サスペンションスプリング
２３ｂ ダンパ
２４、２５ ピン
４０ キャスタ

Claims (7)

1. 作業者に押されるのに伴って電動モータによって動力が補助される電動アシスト台車であって、
   摩擦抵抗により進行方向を向くように操舵されるキャスタ車輪と、
   前記電動モータによって動力が与えられる左右のドライブ車輪と、
   この左右のドライブ車輪と左右方向について互いに並んで設けられる左右のローラ車輪と、を備えることを特徴とする電動アシスト台車。
2. 前記左右方向と鉛直方向に延びるドライブ車輪軸設置面を設定し、このドライブ車輪軸設置面上に左右のドライブ車輪の車輪回転軸と左右のローラ車輪の車輪回転軸とがそれぞれ配置され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
3. 荷台を設置可能とする車体フレームと、
   前記左右のドライブ車輪の車輪軸と前記左右のローラ車輪の車輪軸とがそれぞれ固定される左右のサブフレームと、
   この左右のサブフレームを前記車体フレームに対して昇降可能に支持する懸架装置と、を備え、
   この懸架装置は、前記サブフレームを前記車体フレームに対して平行移動させる構成としたことを特徴とする請求項１または２に記載の電動アシスト台車。
4. 前記懸架装置は、
   前記車体フレームと前記サブフレームとの間に回動可能に連結され複数のサスペンションアームを備え、
   このサスペンションアームによって前記車体フレームに対して前記サブフレームを平行移動可能に支持する平行リンク機構が構成され、
   前記荷台上に荷物が無い空荷状態にて、前記サスペンションアームの一端部を車体フレームに連結するピンが前記サスペンションアームの他端部をサブフレームに連結するピンより高い位置に設けられることを特徴とする請求項３に記載の電動アシスト台車。
5. 前記ドライブ車輪の車輪軸が前記サブフレームに支持され、
   前記ローラ車輪の車輪軸が前記サブフレームの下部に結合されるブラケットに支持されることを特徴とする請求項３または４に記載の電動アシスト台車。
6. 前記ドライブ車輪はその外径が前記ローラ車輪より大きいゴム製のタイヤを有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の電動アシスト台車。
7. 作業者に押される操作ハンドルを備え、
   前記キャスタ車輪が前記操作ハンドルに対して前記ドライブ車輪より近づくように配置されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の電動アシスト台車。

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