JP2013193484A

JP2013193484A - 搬送台車

Info

Publication number: JP2013193484A
Application number: JP2012059445A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Sekine; 伸一関根; Osamu Miyatani; 修宮谷
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2012-03-15
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2013-09-30
Anticipated expiration: 2032-03-15
Also published as: JP5848998B2; WO2013137111A1; US20150028787A1; CN104169158A

Abstract

【課題】搬送台車の荷台の昇降時の消費電力を抑制する。
【解決手段】搭載された荷物を搬送可能な搬送台車１００であって、駆動輪１１と自在輪１２とによって支持される車体フレーム１と、車体フレーム１に対して昇降可能に設けられて荷物が搭載される荷台３と、電動で伸縮駆動されて荷台３を昇降させる電動昇降シリンダ２ａと、電動昇降シリンダ２ａに供給される電流の電流値を検出する電流検出部３１と、電動昇降シリンダ２ａをパルス幅変調制御によって駆動するコントローラ３０とを備え、コントローラ３０は、荷台３を上昇させるときには、電流検出部３１が検出した電流値が設定値を超えた場合に、電動昇降シリンダ２ａに入力するオン−デューティ比を上昇させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、搭載された荷物を搬送可能な搬送台車に関するものである。

一般に、工場などでは、重量のある荷物を搬送するために、荷物が搭載された状態で移動可能な搬送台車が用いられている。

特許文献１には、昇降体に載せられた物品を所定高さまで昇降させることが可能な移動型の昇降装置が開示されている。この昇降装置では、モータ駆動によって昇降体を昇降させている。

特開２００４−３５２３９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の昇降装置では、昇降体を昇降させる際のモータの駆動力が一定である。そのため、昇降させる物品が比較的軽い場合にも、物品が重い場合と同様にモータを駆動していた。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、荷台の昇降時の消費電力を抑制することを目的とする。

本発明は、搭載された荷物を搬送可能な搬送台車であって、車輪によって支持される車体フレームと、前記車体フレームに対して昇降可能に設けられて荷物が搭載される荷台と、電動で伸縮駆動されて前記荷台を昇降させる電動アクチュエータと、前記電動アクチュエータに供給される電流の電流値を検出する電流検出部と、前記電動アクチュエータをパルス幅変調制御によって駆動するＰＷＭ制御部と、を備え、前記ＰＷＭ制御部は、前記荷台を上昇させるときには、前記電流検出部が検出した電流値が設定値を超えた場合に、前記電動アクチュエータに入力するオン−デューティ比を上昇させることを特徴とする。

本発明では、荷台を上昇させるときに、電動アクチュエータに供給される電流の電流値が設定値を超えた場合には、ＰＷＭ制御部が、電動アクチュエータに入力するオン−デューティ比を上昇させる。よって、荷台に搭載された荷物が比較的重い場合にのみオン−デューティ比が上昇するため、荷台に搭載された荷物が比較的軽い場合の電力の消費量を小さくすることができる。したがって、荷台の昇降時の消費電力を抑制することができる。

本発明の実施の形態に係る搬送台車の荷台が下降端にある状態の側面図である。図１における正面図である。図１における背面図である。本発明の実施の形態に係る搬送台車の制御ブロック図である。本発明の実施の形態に係る搬送台車の荷台が上昇端にある状態の側面図である。本発明の実施の形態に係る搬送台車における荷台の上昇動作を説明するフローチャート図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る搬送台車１００について説明する。

まず、図１から図５を参照して、搬送台車１００の構成について説明する。

搬送台車１００は、例えば工場などにて、搭載された荷物を搬送するのに使用される。搬送台車１００は、作業者によって付与される駆動力に、後述する電動モータ１５の回転によるアシスト力が付与されて走行するものである。搬送台車１００は、ここでは電動アシスト機能を有する電動アシスト台車であるが、電動アシスト機能を有さない通常の手動台車であってもよい。

搬送台車１００は、車体フレーム１と、車体フレーム１に対して昇降可能に設けられて荷物が搭載される荷台３と、車体フレーム１の左右二箇所から駆動力を入力可能な操作部としての操作ハンドル５と、車体フレーム１の左右に間隔をあけて設けられる一対の駆動輪１１と、車体フレーム１に装着され駆動輪１１の後方に設けられる一対の自在輪１２とを備える。駆動輪１１は、搬送台車１００の前輪であり、自在輪１２は、搬送台車１００の後輪である。これらの駆動輪１１と自在輪１２とが、車輪に該当する。

車体フレーム１は、駆動輪１１と自在輪１２とによって支持される。車体フレーム１は、荷台３を介して荷物が搭載される平面部１ａと、平面部１ａの後端上部から後方に向けて斜めに立設される一対の立設部１ｂと、一対の立設部１ｂの上端を互いに連結するように設けられる操作ボックス１ｃとを有する。

荷台３は、車体フレーム１における平面部１ａの上方を覆うようにして設けられる平板である。荷台３上には、荷物が直接搭載される。車体フレーム１と荷台３の間には、昇降装置２が設けられる。昇降装置２については、荷台３の昇降機構の説明とあわせて後で詳細に説明する。

操作ハンドル５は、図２及び図３に示すように、作業者によって押圧操作される逆Ｕ字型のハンドルである。操作ハンドル５は、その左右の両端が、車体フレーム１における操作ボックス１ｃに連結される。これにより、作業者が操作ハンドル５を操作することによって入力される駆動力が、車体フレーム１に伝達される。

駆動輪１１は、車体フレーム１の前後方向に向かって転舵不能に設けられる小型の車輪である。駆動輪１１は、車体フレーム１の前端部近傍に一対設けられる。駆動輪１１は、車体フレーム１に対して上下運動可能に固定される。

自在輪１２は、走行時に常に進行方向を向く小型の車輪である。自在輪１２は、路面との間の摩擦抵抗によって旋回し、進行方向を向くように操舵される。自在輪１２は、車体フレーム１に対して上下運動可能に固定される。

搬送台車１００は、図２及び図３に示すように、車体フレーム１に対して駆動輪１１と自在輪１２とを懸架する懸架装置２０を備える。

懸架装置２０は、車体フレーム１に駆動輪１１と自在輪１２とを上下運動可能に支持するサスペンションアーム２２と、駆動輪１１と自在輪１２との上下運動を緩衝するスプリングダンパ（図示量略）とを備える。これにより、路面不整などによる駆動輪１１及び自在輪１２の上下振動が緩和され、路面からの振動が車体フレーム１に伝達されることが抑制される。

次に、搬送台車１００における電動アシスト機能について説明する。

搬送台車１００は、図４に示すように、操作ハンドル５が押圧操作されることによって車体フレーム１の左右二箇所の各々に作用する駆動トルクを検出する一対のトルク検出部としてのトルクセンサ６と、トルクセンサ６によって検出された駆動トルクに応じて各々の駆動輪１１に付与するアシスト力を演算する制御部としてのコントローラ３０と、コントローラ３０によって演算されたアシスト力を各々の駆動輪１１に付与する一対の電動モータ１５とを備える。

トルクセンサ６は、車体フレーム１の操作ボックス１ｃの内部に収装される。トルクセンサ６は、コントローラ３０に電気的に接続され、検出した駆動トルクに応じた電気信号をコントローラ３０に出力する。

電動モータ１５は、コントローラ３０に電気的に接続され、コントローラ３０から入力される電気信号に応じて回転する。電動モータ１５は、駆動輪１１の内側に配設され、駆動輪１１にアシスト力を付与する。

コントローラ３０は、電源装置（図示省略）や他の電子機器（図示省略）とともに車体フレーム１に搭載される。コントローラ３０は、搬送台車１００の制御を行うものであり、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、及びＩ／Ｏインターフェース（入出力インターフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。ＲＡＭはＣＰＵの処理におけるデータを記憶し、ＲＯＭはＣＰＵの制御プログラム等を予め記憶し、Ｉ／Ｏインターフェースは接続された機器との情報の入出力に使用される。ＣＰＵやＲＡＭなどをＲＯＭに格納されたプログラムに従って動作させることによって搬送台車１００の制御が実現される。

コントローラ３０は、左右のトルクセンサ６によって検出された駆動トルクに応じたアシスト力を左右の電動モータ１５にそれぞれ発生させる制御を行い、搬送台車１００を前進または後退させるとともに、直進、旋回、曲折させるアシスト力を付与する。

次に、搬送台車１００における運転動作について説明する。

作業者が操作ハンドル５を両手で平行に押した場合には、搬送台車１００は、真っ直ぐ前進することとなる。この場合、操作ハンドル５が押されることによって車体フレーム１に入力される駆動力は操作ハンドル５の左右両端で略同一である。よって、左右のトルクセンサ６によって検出される駆動トルクは、略同一となる。

左右のトルクセンサ６が同一の駆動トルクを検出すると、コントローラ３０は、左右の電動モータ１５から左右の駆動輪１１に同一のアシスト力を付与するように指令する。これにより、左右の駆動輪１１には、同一のアシスト力が付与される。

したがって、搬送台車１００は、作業者によって付与される駆動力に、電動モータ１５のアシスト力が付与されて真っ直ぐ前進することとなる。

なお、搬送台車１００を真っ直ぐ後退させる場合には、操作ハンドル５が押される方向が逆になり、電動モータ１５の回転方向が逆になるだけで、その他の作用は真っ直ぐ前進する場合と同様である。

一方、作業者が操作ハンドル５を押す左右の力を相違させた場合には、搬送台車１００は、左又は右に旋回走行することとなる。このとき、左右の駆動輪１１に付与されるアシスト力は、左右の電動モータ１５で相違する。

具体的には、例えば搬送台車１００を左方向に旋回させる場合、作業者が右手で操作ハンドル５を押す力は、左手で操作ハンドル５を押す力と比較して大きくなる。よって、右側のトルクセンサ６が検出する駆動トルクは、左側のトルクセンサ６が検出する駆動トルクと比較して大きくなる。

これにより、コントローラ３０は、右側の電動モータ１５から駆動輪１１に付与するアシスト力が、左側の電動モータ１５から駆動輪１１に付与するアシスト力と比較して大きくなるように指令する。これにより、右側の駆動輪１１に付与されるアシスト力は、左側の駆動輪１１に付与されるアシスト力と比較して大きくなる。

なお、左右のトルクセンサ６は、駆動トルクを無段階に検出可能であるため、作業者が操作ハンドル５を押圧操作する力に応じてアシスト力の大きさをコントロールすることができる。

次に、搬送台車１００における荷台３の昇降機構について説明する。

搬送台車１００は、車体フレーム１に対して荷台３を昇降させる昇降装置２と、作業者によって操作可能な各種スイッチが設けられる操作盤２９とを備える。

昇降装置２は、電動で伸縮駆動されて荷台３を昇降させる電動アクチュエータとしての電動昇降シリンダ２ａ（図５参照）と、昇降時に荷台３を車体フレーム１の平面部１ａと平行に案内する左右一対のリンク機構２ｂとを備える。

昇降装置２は、電動昇降シリンダ２ａの伸縮によって荷台３を昇降させる。例えば、荷台３に重量物が搭載され、懸架装置２０によって駆動輪１１及び自在輪１２に対して車体フレーム１が沈み込んだ場合には、昇降装置２が荷台３を上昇させ、路面に対する荷台３の高さを一定に調節することが可能である。

電動昇降シリンダ２ａは、コントローラ３０と電気的に接続され、コントローラ３０からの指令信号に基づいて供給される電流によって伸縮する。電動昇降シリンダ２ａは、モータによって駆動される油圧ポンプを備え、油圧ポンプから吐出される作動油の圧力によって伸縮する電動油圧式リニアアクチュエータである。電動昇降シリンダ２ａに代えて、ボールねじ式やリニアモータ式など他の電動アクチュエータを用いてもよい。

リンク機構２ｂは、Ｘ字状に交差する一対のリンクアーム２ｃを有するＸ字状リンクである。リンクアーム２ｃの一端２ｄは、車体フレーム１の上部又は荷台３の下部に回動自在に固定され、他端２ｅは、車体フレーム１の上部又は荷台３の下部に摺動自在に当接する。一対のリンクアーム２ｃは、長手方向の略中央にて互いに回動自在に連結される。

リンクアーム２ｃは、電動昇降シリンダ２ａと同様に、荷台３が下降端に位置するときには略水平であり（図１に示す状態）、荷台３が上昇するのに伴って角度が大きくなり垂直に近くなる（図５に示す状態）。

操作盤２９は、図３に示すように、車体フレーム１における操作ボックス１ｃの背面に配設され、コントローラ３０に電気的に接続される。操作盤２９は、作業者によって操作可能かつ視認可能な位置に設けられればよいため、この位置に限られるものではない。操作盤２９は、電動昇降シリンダ２ａを伸縮操作するための荷台昇降スイッチ２５を備える。

荷台昇降スイッチ２５は、作業者の操作によって電動昇降シリンダ２ａを動作させるスイッチである。作業者が荷台昇降スイッチ２５を操作すると、コントローラ３０が電動昇降シリンダ２ａに駆動用の電流を供給するように指令し、電動昇降シリンダ２ａが伸縮する。これにより、荷台３が車体フレーム１に対して昇降する。

コントローラ３０は、図４に示すように、電動昇降シリンダ２ａに供給される電流の電流値を検出する電流検出部３１と、電動昇降シリンダ２ａをＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）制御によって駆動するＰＷＭ制御部３２とを備える。搬送台車１００では、単一のコントローラ３０にて、電動アシスト制御と荷台３の昇降制御とを行っているが、各々個別のコントローラを設けて制御してもよい。

電流検出部３１は、電動昇降シリンダ２ａの伸縮時の負荷の大きさによって変動する電流値を検出する。電動昇降シリンダ２ａの伸縮時の電流値は、荷台３に搭載された荷物の重さに応じて大きくなる。電流検出部３１をコントローラ３０内に設けるのに代えて、コントローラ３０とは別体の電流検出部を設けてもよい。

ＰＷＭ制御部３２は、荷台３を上昇させるときには、電流検出部３１が検出した電流値が設定値を超えた場合に、電動昇降シリンダ２ａに入力するオン−デューティ比を上昇させる。このときの設定値は、荷台３に搭載された荷物が予め設定された所定の重さのときの電流値に設定される。具体的には、設定値は、荷台３に搭載される荷物の最大搭載量が５００ｋｇの場合、１００ｋｇの荷物が搭載されたときの電流値等に設定される。

次に、図６を参照して、搬送台車１００における荷台３の昇降動作について説明する。

図６に示すフローは、使用者が荷台昇降スイッチ２５を操作して荷台３を上昇させる場合に開始される。図６に示すフローは、例えば、荷台昇降スイッチ２５が操作されたときに、荷台３を下降端（図１に示す状態）から上昇端（図５に示す状態）まで上昇させるものである。コントローラ３０は、このルーチンを例えば１０ミリ秒ごとの一定時間隔で繰り返し実行する。

ステップ１０１では、荷台昇降スイッチ２５がオンであるか否かを判定する。ステップ１０１にて、荷台昇降スイッチ２５がオンであると判定された場合には、使用者による荷台昇降スイッチ２５の操作が行われているため、ステップ１０２へ移行する。一方、ステップ１０１にて、荷台昇降スイッチ２５がオンでないと判定された場合には、使用者が荷台昇降スイッチ２５の操作をしていないため、ステップ１０９へ移行する。

ステップ１０２では、後述するステップ１０５において電流値が設定値を超えたと判定された回数が設定回数に達したか否かを判定する。この設定回数は、ノイズ等の影響による誤判定を防止可能な回数に設定される。ここでは、設定回数は１０回に設定される。ステップ１０２にて、カウントされた回数が設定回数に達したと判定された場合には、荷台３に搭載された荷物が比較的重いため、ステップ１０８へ移行する。一方、ステップ１０２にて、カウントされた回数が設定回数に達していないと判定された場合には、ステップ１０３へ移行する。

ステップ１０３では、コントローラ３０のＰＷＭ制御部３２が、電動昇降シリンダ２ａをオン−デューティ比８０％にて駆動する。この８０％が、第一のオン−デューティ比に該当する。

一方、ステップ１０８では、コントローラ３０のＰＷＭ制御部３２が、電動昇降シリンダ２ａに入力するオン−デューティ比を１００％に上昇させて駆動する。この１００％が、第二のオン−デューティ比に該当する。

このように、ＰＷＭ制御部３２は、電動昇降シリンダ２ａに入力するオン−デューティ比を、電流検出部３１が検出した電流値が設定値以下である場合には第一のオン−デューティ比である８０％とし、電流検出部３１が検出した電流値が設定値を超えた場合には第一のオン−デューティ比と比較して大きい第二のオン−デューティ比である１００％に上昇させる。

ステップ１０４では、コントローラ３０の電流検出部３１が、電動昇降シリンダ２ａの電流値を検出する。電動昇降シリンダ２ａの電流値は、荷台３に搭載された荷物の重さに応じて大きくなるため、電流値の検出によって間接的に荷物の重さを検出することができる。

ステップ１０５では、電流検出部３１によって検出された電流値が設定値を超えたか否かを判定する。ステップ１０５にて、検出された電流値が設定値を超えたと判定された場合には、ステップ１０６に移行する。一方、ステップ１０５にて、検出された電流値が設定値を超えていないと判定された場合には、ステップ１０７に移行する。

ステップ１０６では、電流検出部３１によって周期的に検出された電流値が連続して設定値を超えた回数をカウントする。具体的には、Ｎ＝０からカウントを開始し、電流検出部３１によって検出された電流値が設定値を超えたとステップ１０５にて判定された場合に、Ｎを１ずつ加算する。なお、カウントされた回数は、電流検出部３１によって検出された電流値が設定値以下であるとステップ１０５にて判定された場合には、ステップ１０７に移行してＮ＝０にリセットされる。

ステップ１０９では、ステップ１０１にて、荷台昇降スイッチ２５がオンでないと判定された、即ち、使用者が荷台昇降スイッチ２５の操作をしていないと判定されたため、Ｎ＝０にリセットする。そして、ステップ１１０に移行し、電動昇降シリンダ２ａのオン−デューティ比を０％として駆動を停止する。

以上のように、荷台３を上昇させるときに、電動昇降シリンダ２ａに供給される電流の電流値が設定値を超えた場合には、コントローラ３０のＰＷＭ制御部３２が、電動昇降シリンダ２ａに入力するオン−デューティ比を８０％から１００％に上昇させる。よって、荷台３に搭載された荷物が比較的重い場合にのみオン−デューティ比が１００％に上昇するため、荷台３に搭載された荷物が比較的軽い場合には、電動昇降シリンダ２ａは、８０％のオン−デューティ比で駆動される。

したがって、荷台３に搭載された荷物が比較的軽い場合の電力の消費量を小さくすることができるため、荷台３の昇降時の消費電力を抑制することができる。また、荷台３に搭載された荷物が比較的軽い場合のオン−デューティ比を８０％とすることで、電動昇降シリンダ２ａの駆動による騒音の発生を抑制することができる。そして、荷台３に搭載された荷物が比較的重い場合のオン−デューティ比を１００％とすることで、電動昇降シリンダ２ａの伸縮時間が短くなるので、実作業での許容時間以内に荷台３の昇降を完了することができる。

また、ＰＷＭ制御部３２は、ステップ１０１からステップ１１０までの制御を周期的に繰り返すことで、電流検出部３１が周期的に検出した電流値が連続して設定値を超えた回数をカウントする。そして、カウントされた回数が設定回数に達した場合に、電動昇降シリンダ２ａに入力するオン−デューティ比を上昇させる。これにより、電流検出部３１がノイズ等の影響によって設定値を超える電流値を単発的に検出した場合に誤判定することを防止できる。

なお、ＰＷＭ制御部３２は、荷台３を下降させるときには、第一のオン−デューティ比である８０％のオン−デューティ比にて電動昇降シリンダ２ａを駆動する。

以上の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。

荷台３を上昇させるときに、電動昇降シリンダ２ａに供給される電流の電流値が設定値を超えた場合には、コントローラ３０のＰＷＭ制御部３２が、電動昇降シリンダ２ａに入力するオン−デューティ比を８０％から１００％に上昇させる。よって、荷台３に搭載された荷物が比較的重い場合にのみオン−デューティ比が１００％に上昇するため、荷台３に搭載された荷物が比較的軽い場合には、電動昇降シリンダ２ａは、８０％のオン−デューティ比で駆動される。したがって、荷台３に搭載された荷物が比較的軽い場合の電力の消費量を小さくすることができるため、荷台３の昇降時の消費電力を抑制することができる。

本発明は上記の実施の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。

１００搬送台車
１車体フレーム
２昇降装置
２ａ電動昇降シリンダ（電動アクチュエータ）
３荷台
５操作ハンドル
６トルクセンサ（トルク検出部）
１１駆動輪（車輪）
１２自在輪（車輪）
１５電動モータ
２５荷台昇降スイッチ
３０コントローラ（制御部）
３１電流検出部
３２ＰＷＭ制御部

Claims

搭載された荷物を搬送可能な搬送台車であって、
車輪によって支持される車体フレームと、
前記車体フレームに対して昇降可能に設けられて荷物が搭載される荷台と、
電動で伸縮駆動されて前記荷台を昇降させる電動アクチュエータと、
前記電動アクチュエータに供給される電流の電流値を検出する電流検出部と、
前記電動アクチュエータをパルス幅変調制御によって駆動するＰＷＭ制御部と、を備え、
前記ＰＷＭ制御部は、前記荷台を上昇させるときには、前記電流検出部が検出した電流値が設定値を超えた場合に、前記電動アクチュエータに入力するオン−デューティ比を上昇させることを特徴とする搬送台車。
前記ＰＷＭ制御部は、前記電流検出部が周期的に検出した電流値が連続して前記設定値を超えた回数をカウントし、当該カウントが設定回数を超えた場合に、前記電動アクチュエータに入力するオン−デューティ比を上昇させることを特徴とする請求項１に記載の搬送台車。
前記設定値は、前記荷台に搭載された荷物が予め設定された重さの場合の電流値に設定され、
前記ＰＷＭ制御部は、前記電動アクチュエータに入力するオン−デューティ比を、前記電流検出部が検出した電流値が前記設定値以下である場合には第一のオン−デューティ比とし、前記電流検出部が検出した電流値が前記設定値を超えた場合には前記第一のオン−デューティ比と比較して大きい第二のオン−デューティ比に上昇させることを特徴とする請求項１又は２に記載の搬送台車。
前記ＰＷＭ制御部は、前記荷台を下降させるときには、前記第一のオン−デューティ比にて前記電動アクチュエータを駆動することを特徴とする請求項３に記載の搬送台車。