JP5819333B2 - 電動アシスト台車 - Google Patents

Description

本発明は、電動アシスト台車に関するものであり、より詳細には、一般的な台車に電動動力輪を付加することにより、重量物の移送に便ならしめた電動アシスト台車に関するものである。

例えば、一般的な自動車製造工場における自動車組立作業は、主にロボットを用いた流れ作業により行われるが、そのために、多岐に渡る組立工程を含む組立ラインが形成される。そして、各組立工程において、組み付けるパーツの受け渡しが行われるが、その受け渡しに先立って当該パーツを受け渡し場所に移送するために、人力による手押し台車が用いられることが少なくないが、パーツの中にはかなり重量の嵩むものがあり、これを台車に載せて手押しで運ぶ作業はかなりの重労働となる（本発明においては、１００ｋｇ以上の重量のパーツの搬送を想定している。）。

このような重量物の搬送に対処するため、従来、電動駆動輪を付加した、所謂電動アシスト台車が種々提案されている（特開平１０−１０９６４７号公報、特開２００１−１３０４１４号公報、特開２００６−２９０３１９号公報、特開２００８−２８００２１号公報等）。これらの電動アシスト台車はいずれも、荷台の下に一般的なキャスター構造を有する車輪を備えると共に、荷台の下又は荷台を外れた部分に電動の駆動輪を備え、また、その駆動輪を駆動するモーターと当該モーターの電源となるバッテリーを搭載して成るものである。

しかるに、これら従来の電動アシスト台車においては、荷台が地表近くにあるため、人力で、例えば、本発明において想定しているような１００ｋｇもの重量物を荷台に載せ、また、そこから持ち上げてパーツ受け渡し部に配置する作業を屈んで行う必要がある。そのため、かかる作業を反復するような場合は、作業者が腰等を傷めやすいという問題が起こる。

また、これらの電動アシスト台車におけるモーターやバッテリーは、荷台から外れた、作業者が台車を押す際に握持するハンドル部の下部に設けられることが多いため、邪魔になるだけでなく、その分台車が縦長となる。その結果、前後の車輪の内外輪差が大きくなって小回りが利かないものとなり、組立ラインに沿って直角に方向転換する際等に不便さを感じる、といった問題もある。

特開平１０−１０９６４７号公報 特開２００１−１３０４１４号公報 特開２００６−２９０３１９号公報 特開２００８−２８００２１号公報

上述したように、従来の電動アシスト台車の場合には、荷台の位置が低いために作業者にかかる負担が大きく、駆動部が突出して邪魔になり、また、台車が縦長となるために小回りが利きにくいといった問題があった。

本発明は、このような従来の電動アシスト台車の場合における問題を解決するためになされたもので、荷台の位置を高くすることで、作業者が重量物を荷台へ載置したり、そこからピックアップしたりする際に受ける負担が少なく、以て、作業者が当該作業に際して腰を傷めたりする危険が軽減され、また、駆動部が邪魔にならず、台車の長さが押さえられて小回りが利くものとすることができ、更に、無人走行も可能な電動アシスト台車を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、台車フレームと、前記台車フレームの後面側に設置される操作ハンドルと、前記台車フレームの下面に配備される多軸式自在輪と、前記台車フレームに前記多軸式自在輪と同時接地するように配備される前記多軸式自在輪よりも大輪の駆動輪と、前記台車フレームの内側に組み込まれて前記駆動輪を回転駆動する駆動手段及び駆動制御手段とで構成され、
前記台車フレームは、パイプ材を以て、四隅に前記多軸式自在輪が取り付けられる下面枠と、荷台を構成する上面枠と、前面枠及び後面枠とを含む箱形状に構成され、前記駆動輪は前記四隅の多軸式自在輪からほぼ等距離である前記下面枠中央の台車全体の荷重中心位置に一輪配置され、
前記駆動輪が前記駆動手段によって回転駆動された際に、前記多軸式自在輪が前記駆動輪の動きに何ら抵抗なく追随することで、無人走行時においてふらつきのない直進走行が可能であると共に、前記前面枠に又は前記前面枠と前記後面枠の双方に、リミットスイッチを組み込んだバンパーを設置することで、無人走行時において非常事態を検出して非常停止することを可能にしたことを特徴とする電動アシスト台車である。

一実施形態においては、前記台車フレームに中間枠を設け、前記駆動輪が前記中間枠に設置される支持フレームによって軸支されるように構成される。

本発明は上記のとおりであって、自在輪よりもかなり大輪の駆動輪が、四隅に自在輪を備えた台車フレームの下面枠の中央部に一輪配置される構成のため、駆動輪が台車全体のほぼ荷重中心位置に位置することになる。かくして、駆動輪の動きが、駆動輪を囲むように且つ駆動輪からほぼ等距離に配置されている４つの自在輪にバランスよく伝達され、各自在輪は、有人走行の場合のみならず無人走行の場合においても、駆動輪の前進・後退動作、並びに、方向転換動作に無理なくスムーズに追随するために小回りが利き、省エネ効果を期待することができる電動アシスト台車が得られる効果がある。

そして、流れ作業により行われる自動車製造工程等における、人力による作業パートを、流れに遅れず、且つ、作業者に大きな負担をかけることなく実施することが可能となる効果がある。

本発明の一実施形態の構成を示す側面図である。 本発明の一実施形態の使用状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態において設置されるリミットスイッチの作用を示す図である。 本発明の他の実施形態を示す正面図である。 本発明の他の実施形態の作用を示す図である。

本発明を実施するための好ましい形態について、添付図面に依拠して説明する。図１に示されるように、本発明に係る電動アシスト台車１は、大別して台車フレーム２と、台車フレーム２の後面側に設置される操作ハンドル１１と、台車フレーム２の下面に配置される、通例４個の自在輪１５と、台車フレーム２の下面中央部に配備される駆動輪１６と、台車フレーム２の内側に組み込まれて駆動輪１６を駆動する駆動部（モーター１８）と、駆動部を制御する駆動制御部１０とで構成される。

台車フレーム２は、通例、金属製パイプ材を箱形状に組み立てて構成され、少なくとも自在輪１５が取り付けられる下面枠３と、荷台を構成する上面枠４とを備え、更に好ましくは、駆動部を支持する中間枠５を備える。台車フレーム２の後面枠６、即ち、作業者が立つ側の枠は前面枠７よりも高く形成され、その上部に操作ハンドル１１が固定設置される。操作ハンドル１１は、好ましくは、二輪車のハンドルの如き、握持しやすいグリップ形状のものとし、作業者が操作しやすい高さに設置される。

言うまでもなくこの操作ハンドル１１は、台車を押したり方向転換させたりする際に握持するものであるが、更に、バイクにおけるグリップ操作と同様の回動操作により、あるいは、押しボタン式等のスイッチを設置してのスイッチ操作により、駆動輪１６の回転を制御するための信号を駆動制御部１０に送信できるようにされる。例えば、前者のグリップ操作による場合は、操作ハンドル１１内に回転型可変抵抗が組み込まれ、操作ハンドル１１の回転に応じて、駆動輪１６を回転駆動するモーター１８への供給電流の制御が可能となるように構成される。

下面枠３の四隅には、旋回自在の自在輪１５が取り付けられる。この自在輪１５としては、方向転換自由性及び追随性に富む多軸式（軸心を異にする複数の軸を有するもので、通常２軸）のものを用いることが推奨される（図１参照）。また、下面枠３の中央部に駆動輪１６が配置される。駆動輪１６は、その径が自在輪１５の径よりもかなり大のものとされ、例えば、中間枠５から延びる軸支フレーム１７によって軸支される。軸支フレーム１７の上部には駆動制御部１０が配置され、また、軸支フレーム１７内に、モーター１８からの回転駆動力を駆動輪１６の車輪軸に伝達するための、チェーン、ベルト又はギア等の伝動手段が組み込まれる。

モーター１８は、例えば、中間枠５に取り付けられて設置され、それの電源となるバッテリー１９は、下面枠３（図１参照）又は中間枠５（図２参照）に、それぞれ枠外に突出
しないようにして設置される。なお、図２に示される例では、バッテリー１９と駆動制御部１０とが、１つのケース内に収められている。

上面枠４には、荷台を構成するための台２０が置かれる。台２０は、上面枠４上に単に置くだけであってもよいが、例えば、その裏面に、上面枠４に内接する又は外接する枠部を設ける等の手段で、横滑りしないようにして載置し、あるいは、完全に固定することとしてもよい。また、台２０は、作業者が重量パーツ３０をハンドリングしやすい高さと考えられる、地上から９０乃至１００ｃｍ程度の高さ位置となるように配置される。

本発明に係る電動アシスト台車１は、モーター１８を作動させた状態で操作ハンドル１１を押し放すことにより、無人走行させることができる。即ち、自走させて無人搬送することが可能である。この無人走行は、駆動輪１６の回転によるものであり、その際多軸式の自在輪１５は何ら抵抗なく追随するため、電動アシスト台車１は、ふらつくことなく直進する。なお、その場合、上記グリップ操作又はスイッチ操作、あるいは、他の操作によりモーター１８を正逆回転制御可能にし、その正逆切り替えにより、前進方向又は後退方向の自動走行が可能となるようにすることが好ましい。

好ましい実施形態においては、前面枠７に、あるいは、前面枠７と後面枠６の双方に、リミットスイッチを組み込んだバンパー２２が設置される（図１参照）。通例、バンパー２２は、台車フレーム２と同じ幅にされる。このバンパー２２は、例えば、電動アシスト台車１の無人走行時において壁面等に当たることにより動作して、駆動制御部１０に非常停止信号を送信し、この非常停止信号を受けた駆動制御部１０は、直ちにモーター１８への電源を遮断して電動アシスト台車１を停止させる。

また、別モードにおいては、この非常停止信号を受けた駆動制御部１０は、直ちにモーター１８への電源を遮断することなく、予め設定された時間又は回転数経過時に電源を遮断することとし、その間電動アシスト台車１を自走させる。このモードによった場合は、例えば、壁面に湾曲面３１を形成しておき、電動アシスト台車１をその湾曲面３１に向けて自走させて湾曲面３１に当てることにより、その後も自走しようとする電動アシスト台車１を、その湾曲面３１に沿って向きを変えさせ、更に、その後所定時間、換言すれば、所定距離自走させることにより、ほぼ所望の停止位置３２に停止させるような操作が可能になる（図３参照）。

このような変向を伴う無人走行は、例えば、電動アシスト台車１に複数のパーツ３０を搭載して、製造ライン３３の一方の側で操作する作業者が、製造ライン３３の反対側に形成されている湾曲面３１に向けて電動アシスト台車１を押し放して自走させ、反対側にいる次工程の作業者に、そこで使用するパーツ３０を自動供給するような場合に利用することができる。電動アシスト台車１のこのような動作の際にも、方向転換自由性及び追随性に富む、多軸式の自在輪１５が有効に機能する。

更に好ましい実施形態においては、台車フレーム２の任意の個所、好ましくは、周囲のどの位置からも手が届く個所に、非常停止ボタン２４が１又は複数設置される。この非常停止ボタン２４は、操作者、あるいは、周囲の作業者が、電動アシスト台車１を緊急停止させる場合に用いるものであり、この非常停止ボタン２４からの信号が、モーター１８を制御するための信号として最優先される。

本発明に係る電動アシスト台車１は、軌道２６に沿って自走させるようにすることもある。軌道２６は、例えば、図４に示されるように、駆動輪１６が走行する溝２７を形成したもので、自在輪１５は軌道２６の外に位置する。この場合、駆動輪１６の両側に、自走可能状態にあるか否かを検出する自走条件検出手段２８が配備される。この自走条件検出手段２８は、リミットスイッチ２８ａとレバー２８ｂと車輪２８ｃとで構成される。

レバー２８ｂはリミットスイッチ２８ａに回動自在に取り付けられていて、車輪２８ｃが上下動するに伴って回動する。自走可能状態にあるのは、電動アシスト台車１が軌道２６上にあるときであり、その際車輪２８ｃは軌道２６の上面上にあって、レバー２８ｂは傾斜状態となる（図５（Ｂ）参照）。リミットスイッチ２８ａは、このレバー２８ｂの傾斜状態を以て自走可能状態と判断し、駆動制御部１０に相応の信号を送信する。

以上いずれの自走モードにおいても、作業者の操作によって送られる駆動輪１６の回転制御のための信号が優先し、例えば、作業者から停止信号が送信されると、自走機能は直ちに停止するようにされる。また、本発明に係る電動アシスト台車１は、作業者による押送操作による走行時及び自走時のいずれにおいても、前進及び後退が可能となるようにされる。

上述したように本発明においては、自在輪１５よりもかなり大輪の駆動輪１６が、四隅に自在輪１５を備えた下面枠３の中央部に一輪配置される構成のため、駆動輪１６が台車全体のほぼ荷重中心位置に位置することになる。かくして、駆動輪１６の動きが、駆動輪１６を囲むように且つ駆動輪１６からほぼ等距離に配置されている４つの自在輪１５にバランスよく伝達され、各自在輪１５は、有人走行の場合のみならず無人走行の場合においても、駆動輪１６の前進・後退動作、並びに、方向転換動作に無理なくスムーズに追随することが可能となり、小回りが利くものとなるのである。

この発明をある程度詳細にその最も好ましい実施形態について説明してきたが、この発明の精神と範囲に反することなしに広範に異なる実施形態を構成することができることは明白なので、この発明は添付請求の範囲において限定した以外はその特定の実施形態に制約されるものではない。例えば、上記ハンドル１１や非常停止ボタン２４を介しての操作を遠隔操作によるものとすることができ、また、走行中や壁面等への異常接近時等において、音声を発生させたりすることができることは言うまでもない。

１ 電動アシスト台車
２ 台車フレーム
３ 下面枠
４ 上面枠
５ 中間枠
６ 後面枠
７ 前面枠
１０ 駆動制御部
１１ 操作ハンドル
１５ 自在輪
１６ 駆動輪
１７ 軸支フレーム
１８ モーター
２２ バンパー
２４ 非常停止ボタン
２８ 自走条件検出手段

Claims (2)

1. 台車フレームと、前記台車フレームの後面側に設置される操作ハンドルと、前記台車フレームの下面に配備される多軸式自在輪と、前記台車フレームに前記多軸式自在輪と同時接地するように配備される前記多軸式自在輪よりも大輪の駆動輪と、前記台車フレームの内側に組み込まれて前記駆動輪を回転駆動する駆動手段及び駆動制御手段とで構成され、
   前記台車フレームは、パイプ材を以て、四隅に前記多軸式自在輪が取り付けられる下面枠と、荷台を構成する上面枠と、前面枠及び後面枠とを含む箱形状に構成され、前記駆動輪は前記四隅の多軸式自在輪からほぼ等距離である前記下面枠中央の台車全体の荷重中心位置に一輪配置され、
   前記駆動輪が前記駆動手段によって回転駆動された際に、前記多軸式自在輪が前記駆動輪の動きに何ら抵抗なく追随することで、無人走行時においてふらつきのない直進走行が可能であると共に、前記前面枠に又は前記前面枠と前記後面枠の双方に、リミットスイッチを組み込んだバンパーを設置することで、無人走行時において非常事態を検出して非常停止することを可能にしたことを特徴とする電動アシスト台車。
2. 前記台車フレームに中間枠を設け、前記駆動輪が前記中間枠に設置される支持フレームによって軸支されるようにした、請求項１に記載の電動アシスト台車。

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