JP6159185B2 - 自走式搬送カート - Google Patents

Description

本発明は、自走式搬送カートの改良、詳しくは、搬送カートを自動的に移動させることができるだけでなく、スロープや凹凸のある走行面上を移動させる場合でも、安定した走行状態を保つことができ、しかも、カートの下部スペースをできるだけ小さく抑えられる自走式搬送カートに関するものである。

一般的に、病院では、ナースステーションやバックヤードで保管している薬剤や医療器具等を、各病室に持ち運ぶ手段として搬送カートを使用することが多い。しかし、既存の搬送カートは、本体だけでも重量が100kg近くあるため、引出しに薬剤や医療器具等を収納した搬送カートを手動で移動させる際には、かなりの労力が必要となる。

そこで、本件発明者は、上記搬送カートの移動作業を行う看護師等の労力を軽減するために、予め決められた所定のルートを自動で走行できる搬送カートの開発に着手し、具体的な自走方式として、搬送カートの下部に駆動ユニットを設けて、走行面に接地させた駆動輪によって搬送カートを自走させる方式を採用した。

ところが、上記走行面に接地させた駆動輪によってカートを自走させる方式では、駆動輪の高さが固定されていると、走行面にスロープがある場合や凹みがある場合に、駆動輪が接地せずに浮いた状態となってしまうため、駆動輪の力が走行面に伝わらず空回りして搬送カートが途中で止まってしまう危険性がある。

そのため、従来においては、上記問題を回避するために台車下部と駆動輪の間にコイルバネを介すことによって、駆動輪を台車下方に付勢しつつ走行面の形状に応じて駆動輪の高さを自動的に調整できるようにした技術も公知となっているが(特許文献１参照)、コイルバネはバネ定数が大きいため、走行状態が不安定になり易い。

具体的には、バネ定数の大きいコイルバネを使用すると、圧縮変形量に比例して付勢力が大きくなるため、凸部を走行する際の駆動輪の接地圧と、凹部を走行する際の駆動輪の接地圧に大きな差が生じる。その結果、駆動輪から走行面に伝わる力に差が生じて、スロープや凹凸のある場所では走行スピードの変動や凹部でのスリップが起き易くなる。

しかも、上記文献１に記載の従来技術では、台車底部にコイルバネを縦向きに固定しているため、台車底部と駆動輪の間に大きなスペースができてしまう。そのため、カートの収納部の位置が通常よりも高くなって物品の収納や取出しが行い難くなったり、カートの重心が上側にずれて走行時にカートが転倒し易くなったりする問題も生じる。

また、上記文献１に記載された従来の自走式台車では、駆動モータを駆動輪の真横に連結して駆動輪と一緒に上下動する構造を採用しているため、駆動モータが走行面に接触しないように駆動輪の径を駆動モータよりも大きくする必要がある。そのため、駆動輪のサイズアップに応じてカートの下部スペースが大きくなり易い。

実開昭６２−１８１４１５号公報

本発明は、上記の如き問題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、搬送カートを自動的に移動させることができるだけでなく、スロープや凹凸のある走行面を走らせる場合でも、安定した走行状態を保つことができ、しかも、カートの下部スペースも小さく抑えられる自走式搬送カートを提供することにある。

本発明者が上記課題を解決するために採用した手段は次のとおりである。

即ち、本発明は、底部に従動輪11・11…を備えたカート本体１と；このカート本体１の下部スペースに配置された駆動輪２と；前記カート本体１の底部に固定されて、駆動輪２が昇降自在に装着されたスライド昇降機構３と；前記駆動輪２を動かすためにカート本体１の底部に固定された駆動モータ４と；
前記カート本体１の底部に一端が回転自在に枢支された第一揺動アーム51と、この第一揺動アーム51の他端および駆動輪２の車軸21に両端が回転自在に枢支された第一連結アーム52とが、カート本体１の下部スペースに屈曲状態で配置された第一多関節アーム部５と；この第一多関節アーム部５の第一揺動アーム51と第一連結アーム52に対し斜行的に連繋されて、アーム同士の角度を拡げる方向に付勢せしめるガススプリング６と；
前記駆動モータ４の出力軸41に一端が回動自在に枢支された第二揺動アーム71と、この第二揺動アーム71の他端および駆動輪２の車軸21に両端が回転自在に枢支された第二連結アーム72とが、カート本体１の下部スペースに屈曲状態で配置された第二多関節アーム部７と；この第二多関節アーム部７の各関節部に取着されたプーリ81・81…またはスプロケットに対して、第二揺動アーム71及び第二連結アーム72に沿ってベルト82またはチェーンを掛架して構成された動力伝達機構８とから自走式搬送カートを構成した点に特徴がある。

なお、上記駆動輪２については、カート本体１の底部中央に一つ配置することもできるが、より走行能力を高めたい場合には、底部の左右両側に駆動輪２・２を一つずつ配置することもできる。また、駆動輪２の大きさを、カート本体１の従動輪11の大きさよりも小さくすれば、カート本体１の底部と駆動輪２の間に、駆動輪２の昇降スペースを作出することができる。

一方、上記第一多関節アーム部５については、左右一対の第一揺動アーム51・51と第一連結アーム52・52から構成すると共に、第一揺動アーム51・51同士を繋ぐ中間ピン51aと第一連結アーム52・52同士を繋ぐ中間ピン52aにガススプリング６を取着して構成することができる。

また、上記スライド昇降機構３についても、駆動輪２の両側にカート本体１の底部から下方に突出して設けられたロッド状のスライドガイド31・31…と、駆動輪２の車軸21両側に取着された貫通孔を有する摺動部材32・32とから構成することができる。

また更に、上記動力伝達機構８についても、第二多関節アーム部７の第二揺動アーム71よりも駆動輪２から遠い位置に取着された一対のプーリ81・81及びこれらに掛架されたベルト82と、第二連結アーム72よりも駆動輪２に近い位置に取着された一対のプーリ81・81及びこれらに掛架されたベルト82とから構成して、駆動モータ４から駆動輪２に対して２段階で動力伝達を行うことができる。

本発明では、搬送カートの下部スペースに駆動輪を設けて構成したことにより、搬送カートを手動で動かさなくても自走させることができるため、病院等の搬送カートに応用して所定ルートを自動で走行できるようにすれば、今まで搬送カートの移動作業を行っていた看護師等の労力を格段に軽減することが可能となる。

しかも、本発明では、上記駆動輪を下方に付勢する手段としてバネ定数の小さいガススプリングを使用しているため、走行面の凹凸に応じて駆動輪が上下に動く場合でも、駆動輪の接地圧をほぼ一定にすることができる。そのため、搬送カートがスロープや凹凸のある走行面を自走する場合でも、急激なスピードの変動やスリップ等が起き難くなる。

また、本発明では、上記ガススプリングを、搬送カートの下部スペースに屈曲状態で配置した多関節アームに斜め向きに取り付けて構成したことにより、コイルスプリング等を縦向きに配置するよりもカート下部と駆動輪の間のスペースを小さく抑えることができるため、収納部の位置や重心位置を通常の搬送カートと同じ高さに保持することができる。

また更に、本発明では、駆動モータと駆動輪の間にも多関節アームを取り付け、この多関節アームに沿って動力伝達機構を設けたことにより、走行時に駆動モータをカート底部に固定した状態で駆動輪だけを上下動させることができるため、駆動モータよりも小さい駆動輪を使用してカートの下部スペースを小さく抑えることもできる。

したがって、本発明により、搬送カートをわざわざ手動で移動させる手間が省けるだけでなく、様々な走行ルートを安定して走行させることができ、しかも、使い勝手の面で不都合が生じることもない機能性に優れた自走式搬送カートを提供できることから、本発明の実用的利用価値は頗る高い。

本発明の実施例１における自走式搬送カートを底面から見上げた蛙観図である。 本発明の実施例１における自走式搬送カートを表わす下面図である。 本発明の実施例１における自走式搬送カートのスライド昇降機構を表わす側面図及び正面図である。 本発明の実施例１における自走式搬送カートの下側部分を表わす側面図である。 本発明の実施例１における自走式搬送カートを表わす拡大蛙観図である。 本発明の実施例１における駆動輪の付勢機構を説明するための概略断面図である。 本発明の実施例１における自走式搬送カートの走行状態を表わす状態説明図である。

『実施例１』
本発明の実施例１について、図１〜図６に基いて説明する。なお同図において、符号１で指示するものは、カート本体であり、符号２で指示するものは、駆動輪である。また、符号３で指示するものは、スライド昇降機構であり、符号４で指示するものは、駆動モータである。また、符号５で指示するものは、第一多関節アーム部であり、符号６で指示するものは、ガススプリングである。また、符号７で指示するものは、第二多関節アーム部であり、符号８で指示するものは、動力伝達機構である。

まず本実施例では、搬送カートＣのカート本体１を、底部四隅に従動輪11・11…を備えたベース部と、正面側に複数の引出し部12・12…を備えたキャビネット部とから構成している(図１参照)。そして、カート本体１の下部には、駆動輪２を配設すると共に、この駆動輪２を動かすための駆動モータ４をカート本体１の底部に固定している。

なお本実施例では、搬送カートＣの自走能力を高めるために、上記駆動輪２及び駆動モータ３をカート本体１の底部の前後中央、左右両側に一つずつ配置している(図２参照)。また、各駆動輪２・２については、図３(a)(b)に示すように、カート本体１の底部に固定されたスライド昇降機構３・３に、昇降可能な状態で装着している。

また本実施例では、上記スライド昇降機構３を、カート本体１の底部から駆動輪２の両側に２本ずつ下方に突出して設けられたロッド状のスライドガイド31・31と、駆動輪２の車軸21両側に取着されたＴ字型の摺動部材32・32とから構成し、摺動部材32・32をスライドガイド31・31に装着して駆動輪２を昇降自在としている。

また更に本実施例では、図４に示すように、上記カート本体１の下部スペースＳに配置する駆動輪２に、従動輪11・11…よりも径が小さいタイヤを使用して、駆動輪２とカート本体１の底部の間に、駆動輪２の昇降スペースＰを広く確保できるようにしている。これにより、走行面Ｆに大きな凹凸がある場合でも、昇降スペースＰの範囲内で駆動輪２の位置を調節することができる。

一方、上記カート本体１の下部スペースＳには、図５(a)(b)に示すように、カート本体１の底部に一端が回転自在に枢支された第一揺動アーム51と、この第一揺動アーム51の他端および駆動輪２の車軸21に両端が回転自在に固定された第一連結アーム52とから成り、かつ、第一揺動アーム51と第一連結アーム52が屈曲状態で配置された第一多関節アーム部５を設けている。

そして、上記第一多関節アーム部５の第一揺動アーム51と第一連結アーム52に対して、図６(a)(b)に示すように、アーム同士の角度を拡げる方向に付勢せしめるガススプリング６を斜め向きに取着している。これにより、駆動輪２を下方に付勢して駆動輪２と走行面Ｆを常時接地させることができる。

なお本実施例では、上記第一多関節アーム部５を、駆動輪２の両側に配置される左右一対の第一揺動アーム51・51と第一連結アーム52・52から構成すると共に、第一揺動アーム51・51同士を繋ぐ中間ピン51aおよび第一連結アーム52・52同士を繋ぐ中間ピン52aを設けて、これらにガススプリング６を取着している。

他方、上記カート本体１の下部スペースＳには、図５(a)(b)に示すように、駆動モータ４の出力軸41に一端が回動自在に固定された第二揺動アーム71と、この第二揺動アーム71の他端および駆動輪２の車軸21に両端が回転自在に固定された第二連結アーム72とから成り、かつ、第二揺動アーム71と第二連結アーム72が屈曲状態で配置された第二多関節アーム部７を設けている。

そして更に、上記第二多関節アーム部７には、駆動モータ４から駆動輪２に動力を伝達できるように、動力伝達機構８を付設している。なお、動力伝達機構８は、各関節部(駆動モータ４の出力軸41、第二揺動アーム71と第二連結アーム72の接続部Ｊ、及び駆動輪２の車軸21)に取着したプーリ81・81…と、これらのプーリ81・81…に、第二揺動アーム71及び第二連結アーム72に沿って掛架したタイミングベルト82・82とから構成している。

また本実施例では、上記動力伝達機構８を、第二揺動アーム71よりも駆動輪２から遠い位置に一対のプーリ81・81を取着して、これらにタイミングベルト82を掛架すると共に、第二連結アーム72よりも駆動輪２に近い位置に一対のプーリ81・81を取着して、これらにタイミングベルト82を掛架して構成することにより、動力伝達を２段階で行っている。

そして、上記のように構成したことにより、図７(a)(b)に示すように、搬送カートＣが水平な走行面Ｆからスロープ状の走行面Ｆを移動する場合でも、駆動輪２の上下位置を自動的に調節して駆動輪２を接地させることができる。また更に、バネ定数の小さいガススプリング６を用いたことによって、駆動輪２の高さに関係なく接地圧をほゞ同じにすることができるため、安定した走行状態を保つことができる。

本発明は、概ね上記のように構成されるが、実施例に限定されるものではなく、「特許請求の範囲」の記載内において種々の変更が可能であって、例えば、上記駆動輪２の配置や数については、カート本体１の底部中央に１つ配置することもでき、また、走行能力を更に高めるために、或いはカート本体１に大型のものを使用する場合に、３つ以上配置することもできる。

また、上記ガススプリング６については、一般的に使用されるテレスコピック伸縮機構のシリンダケース内に窒素ガス等を封入したものだけでなく、圧縮ガスを利用したスプリング機構であれば何れを使用することもでき、例えば、圧縮空気を利用したエアサスペンション等の空気バネを使用することもできる。

また、上記動力伝達機構８についても、必ずしもプーリ81・81とベルト82を使用する必要はなく、スプロケットとチェーンを用いて動力伝達を行うこともできる。また、カート本体１に駆動モータ４の制御を行うための制御盤を設けて、速度設定等を行えるようにすることもできる。

また更に、上記カート本体１については、従動輪11・11…がレール上を走るようにする等、所定の走行ルートを走るように構成することもできる。そしてまた、搬送カートＣの用途についても、病院内の薬品カートや滅菌器材カート、コンテナ回収カート以外の幅広い用途に利用することができ、何れのものも本発明の技術的範囲に属する。

近年、多くの病院では、看護職員の不足が問題となっており、職員一人当たりの労働負担を減らす必要性が高まっている。そのような中で、本発明の自走式搬送カートは、薬品や医療器材を各病室まで持ち運ぶ負担を格段に軽減できるだけでなく、搬送カートをより安定した状態で走行させることができる有用な技術であるため、その産業上の利用価値は非常に高い。

１ カート本体
11 従動輪
12 引出し部
２ 駆動輪
21 車軸
３ スライド昇降機構
31 スライドガイド
32 摺動部材
４ 駆動モータ
41 出力軸
５ 第一多関節アーム部
51 第一揺動アーム
52 第一連結アーム
６ ガススプリング
７ 第二多関節アーム部
71 第二揺動アーム
72 第二連結アーム
８ 動力伝達機構
81 プーリ
82 ベルト
Ｃ 搬送カート
Ｓ 下部スペース
Ｐ 昇降スペース
Ｆ 走行面
Ｊ 接続部

Claims (6)

1. 底部に従動輪(11)(11)…を備えたカート本体(１)と；このカート本体(１)の下部スペースに配置された駆動輪(２)と；前記カート本体(１)の底部に固定されて、駆動輪(２)が昇降自在に装着されたスライド昇降機構(３)と；前記駆動輪(２)を動かすためにカート本体(１)の底部に固定された駆動モータ(４)と；
   前記カート本体(１)の底部に一端が回転自在に枢支された第一揺動アーム(51)と、この第一揺動アーム(51)の他端および駆動輪(２)の車軸(21)に両端が回転自在に枢支された第一連結アーム(52)とが、カート本体(１)の下部スペースに屈曲状態で配置された第一多関節アーム部(５)と；この第一多関節アーム部(５)の第一揺動アーム(51)と第一連結アーム(52)に斜行的に連繋されて、アーム同士の角度を拡げる方向に付勢せしめるガススプリング(６)と；
   前記駆動モータ(４)の出力軸(41)に一端が回動自在に枢支された第二揺動アーム(71)と、この第二揺動アーム(71)の他端および駆動輪(２)の車軸(21)に両端が回転自在に枢支された第二連結アーム(72)とが、カート本体(１)の下部スペースに屈曲状態で配置された第二多関節アーム部(７)と；この第二多関節アーム部(７)の各関節部に取着されたプーリ(81)(81)…またはスプロケットに対して、第二揺動アーム(71)及び第二連結アーム(72)に沿ってベルト(82)またはチェーンを掛架して構成された動力伝達機構(８)とを含んで成ることを特徴とする自走式搬送カート。
2. カート本体(１)の底部の左右両側に駆動輪(２)(２)が、少なくとも一つずつ配置されていることを特徴とする請求項１記載の自走式搬送カート。
3. 第一多関節アーム部(５)が、左右一対の第一揺動アーム(51)(51)と第一連結アーム(52)(52)から構成されると共に、第一揺動アーム(51)(51)同士を繋ぐ中間ピン(51a)と第一連結アーム(52)(52)同士を繋ぐ中間ピン(52a)にガススプリング(６)を取着して構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の自走式搬送カート。
4. スライド昇降機構(３)が、駆動輪(２)の両側にカート本体(１)の底部から下方に突出して設けられたロッド状のスライドガイド(31)(31)…と、駆動輪(２)の車軸(21)両側に取着された貫通孔を有する摺動部材(32)(32)とから構成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の自走式搬送カート。
5. 動力伝達機構(８)が、第二多関節アーム部(７)の第二揺動アーム(71)よりも駆動輪(２)から遠い位置に取着された一対のプーリ(81)(81)及びこれらに掛架されたベルト(82)と、第二連結アーム(72)よりも駆動輪(２)に近い位置に取着された一対のプーリ(81)(81)及びこれらに掛架されたベルト(82)とから構成され、駆動モータ(４)から駆動輪(２)に２段階で動力伝達が可能になっていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の自走式搬送カート。
6. 駆動輪(２)の大きさが、カート本体(１)の従動輪(11)の大きさよりも小さいことを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の自走式搬送カート。