JP6613100B2 - 電動アシスト台車 - Google Patents

Description

本発明は、人力で動作可能であって、電気動力により走行を補助する電動アシスト台車に関する。

人力で運ぶのが大変である大きな荷物や重い荷物を（あるいは多くの荷物を）運ぶ必要があることがある。業務において（例えば、工場や配送施設など）で、このような人力で運ぶのが困難な荷物を運ぶ必要があったり、個人の必要に応じて（例えば、空港や駅などで）、荷物を運ぶ必要があったりする。

人力で運ぶのが大変である荷物を運ぶのに、自身が走行する自走台車や操作者が運転する自動台車などが用いられることがある。自走台車や自動台車は、フォークリフトのような電気やガソリンなどのエンジンと駆動機構を備えており、自動でもしくは操作者の運転によって、荷物を運びつつ移動できる。

ここで、自走台車は、完全な自動走行を行うために、予め定められた走行ルートを走行する。例えば、走行ルートに沿って設けられた柵や走行ルートに沿ってセンサーが設けられており、自走台車はこの走行ルートに沿って走行する。このため、自走台車は、使用におけるフレキシビリティが低い。

一方、自動台車は、操作者が運転席に搭乗して操作する必要がある。このため、運転席を設けることによって大型化したりコスト高になったりする問題がある。また、運転に熟練する必要があるなど、誰でも簡単に使用するのが難しい問題がある。

これら自走台車や自動台車は、専用の装置や専用の走行路に限定されることになり、空港や駅などの交通施設、工場や集荷場などの事業場で、フレキシブルに導入して使用することが難しい問題がある。

このように、人力で運ぶのが困難な荷物を運ぶのに、フォークリフトや自走運搬車などに代表される、人が人力を加えることなく移動できる機器があり、この機器の開発がなされている方向性がある。

一方で、人力で運ぶのが大変な荷物を運ぶのに、人力が加えられることを前提とする台車が用いられることもある。空港や駅などにおいて荷物を運ぶのに台車が用いられたり、工場や集荷場で物品が運搬されるのに台車が用いられたりする。このような台車において、人力だけで動作する（走行する）台車が用いられることもある。台車は、一般的に、荷物や物品を載せる台があり、台の底面に車輪がついている。更に、人が押したり戻したり方向変化したりさせるためのハンドル部が備わっている。

操作する人は、ハンドル部の操作で、次のような台車の動作を実現する。
（１）ハンドル部を前に押すことで、台車を前進させる。
（２）ハンドル部を後ろに引き戻すことで、台車を後退させる。
（３）ハンドル部において左手を右手よりも強く押すことで、台車を右側に方向を変化させる。
（４）ハンドル部において右手を左手よりも強く押すことで、台車を左側に方向を変化させる。
（５）ハンドル部を止めることで、台車を停止させる。
（６）（１）〜（５）を組み合わせて、希望するルートを走行させる。

台車は、このようにハンドル部を操作する操作者の動作によって、走行等の動作を行う。

特に、台車は、操作者の人力を受けて走行する。すなわち、台車の動作には、操作者が加える力が反映されている。この加える力が、前進、後退、方向変換などを生じさせている。

すなわち、操作者が方向操作をおこなうだけの自動台車などとは異なり、操作者が力を加えることを前提とする機器があり、この方向で技術開発が発展する方向がある。

更に、人力だけで動作する台車と同様の構造を有して、電気動力によって動作する電動台車や電動アシスト台車も導入されている。

電動台車や電動アシスト台車は、台車に備わる車輪にモータが備わっており、人力による台車を押す動作などに加えてモータが車輪を駆動する。この結果、電動台車は、人力よりも強い力で走行し、操作者の負担を軽減できる。

このような電動台車や電動アシスト台車についてのいくつかの技術が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。

特開平８−２６８２８６号公報 特開平１０−１０９６４７号公報 特開２０１２−１４８６１１号公報

特許文献１は、歩行操舵者が手押しするハンドルを車体に取り付けると共に、車体を走行可能に支持する車輪を電動モータで駆動可能に構成し、ハンドルにおける押圧状態を検出する検出手段を設け、検出手段により設定以上の力で押圧されることに連動して電動モータをハンドル押圧方向側に駆動制御する電動手押し作業車を開示する。

特許文献１の技術は、手押しハンドルを操作者が押して押圧すると、この押圧状態を検出して、走行を補助するモータをこの押圧状態に合わせて動作させる。この技術によって、電動による走行補助を行い、人力の負担軽減を実現する。

しかしながら、特許文献１の技術は、押圧状態を検出する押圧検出手段が一か所のみである。特許文献１の技術は、手押し作業者（台車）を操作する操作者の押圧は、前方への押圧のみであって、これを検出すれば、モータの駆動を制御できると考えている。このため、特許文献１の技術は、前方もしくは後方への押圧のみしか検出しない。結果として、手押し作業車の前進もしくは後退のみを、モータで補助することしかできない問題がある。

上述したように、手押し作業車などの台車は、（１）〜（６）のように、前後への押圧による動作だけでなく、左右に力の異なる押圧による方向変化の動作も行う。この（１）〜（６）の全ての操作に対応して動作することで、操作者は、台車を自在に走行させることができる。

しかしながら、特許文献１の技術は、押圧検出手段は、台車の中央であって下部に一つしか設けられていない。このため、方向変化の操作を操作者が行っても、この左右で異なる押圧状態（押圧の差など）を検出できない。この結果、モータは、方向変化の際に、駆動を補助することができない。このため、特許文献１の技術では、方向変化の走行での補助が無く、人力負担が軽減できない。更には、操作者は人力のみの台車との操作性と異なった操作性で操作しなければならないので、操作性も悪い。操作性が悪いことで、様々な人に使用される際に適合性が低い問題もある。

特許文献２は、特許文献１と同様の電動アシスト台車であって、押圧検出を、ばねによって水平維持される検出バーで行う技術を開示する。

特許文献２も、特許文献１と同様に、中央であって下部に一つの押圧検出手段を備えるだけである。このため、特許文献２も特許文献１と同様の問題を有している。

特許文献３は、荷台３を介して荷物を載置可能な車体フレーム１と、作業者によって押圧操作される操作ハンドル５と、操作ハンドル５の押圧操作に応じてアシスト力を付与する電動アシストユニット５０とを備え、電動アシストユニット５０は、車体フレーム１の下面に取り付けられる本体部２０と、左右に間隔をあけて本体部２０に設けられる一対の駆動輪１１と、操作ハンドル５に連結されるとともに本体部２０に取り付けられ車体フレーム１の左右二箇所に作用する駆動トルクを検出する一対のトルクセンサ６と、本体部２０に取り付けられトルクセンサ６によって検出された駆動トルクに応じて駆動輪１１に付与するアシスト力を演算するコントローラ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とを備える電動アシスト台車を、開示する。

特許文献３の技術は、左右の駆動輪に対応する２つのセンサーとそれぞれでのモータを備えている。このため、特許文献３は、操作ハンドルの押圧において、右側で検出される右側押圧に応じた右側モータの駆動と、左側で検出される左側押圧に応じた左側モータの駆動とが、生じる。この左右の独立した押圧に応じたモータの駆動により、特許文献３の電動アシスト台車は、電動モータによって、前後左右の移動動作を行うことができる。

しかしながら、特許文献３は、検出された押圧を電動モータの駆動力に反映する際の制御の詳細を開示していない。ただし、特許文献３の（００３５）〜（００３６）段の記載には、駆動トルクに応じたアシスト力を左右の電動モータに発生させる制御を行い、電動アシスト台車を前進または後退させる、との記載がある。すなわち、電動モータは、制御されたアシスト力で動作して、この電動モータの動作によってのみ、電動アシスト台車が走行する。

すなわち、特許文献３の技術は、速度制御で走行する。速度制御は、速度を一定に保つ制御であり、特許文献３の電動アシスト台車は、押圧を基準として、左右それぞれの駆動輪が所定の速度となるようにモータが制御される。

この速度制御では、電動モータのそれぞれは、離散値である第１速度、第２速度での走行を行わせる。例えば、左押圧が低い場合には、左側モータは第１速度で動作する。右押圧も同じく低い場合には、右側モータも第１速度で動作し、左右の駆動輪のそれぞれは第１速度を維持するように走行して前進する。

一方で、右側に旋回したい場合には、操作者は左側を強く押す。このとき、左押圧が高くなり左側モータは第２速度で動作する、右側モータは第１速度のままであるから、左右の速度差によって右旋回する。

しかしながら、特許文献３の技術は、このような速度制御が行われることで、左右の方向展開の際に、操作者が思い描く軌道で移動しない問題がある。上述のように、第１速度、第２速度は離散値であり、右旋回する際には、第２速度と第１速度の速度差による軌道を描くことしかできない。このため、操作者は、自身の思い描く軌道に合わせて電動アシスト台車を操作することが困難である問題がある。第１速度と第２速度の速度差での回転半径は一定であり、思い描く軌道に合わないことも多いからである。これを合わせるには、左右の操作を細かく行わなければならない問題がある。

また、速度制御の場合には、検出された操作者の押圧によって動作する電動モータのみで走行する。すなわち、操作者が台車のハンドルを押す動作は、走行には反映されない。すなわち、特許文献３の電動アシスト台車は、操作者が台車を押す力での走行は行わず、押す力を電動モータの回転にすべて変えて、電動モータの駆動力のみで走行する。

このため、操作者は、自身が押している圧力のみでの走行が無いことで、違和感がある。押圧がすべてモータ動作に変換されることで、電動駆動の無い一般的な台車を動作させる感覚と異なり、荷物の重さの違いによって、操作に面倒を感じる問題がある。一般の台車であれば、このくらいの押圧で前進すると思っている押圧と、特許文献３の台車での前進する押圧との大きさや感触が大きく異なり、操作性に不安を感じるからである。

以上のように、従来技術においては、上述した（１）〜（６）の全ての押圧状態を検出して、この押圧に対応して前進、後退、方向変化を、一般の台車と同じ操作性で行うことが困難である問題を有していた。

本発明は、これらの問題に鑑み、前進、後退、方向変化の全てにおいて、人力での動作に加えて電動の補助を加えつつ、駆動力の補助等が無い従来の台車を空荷で操作する時と同じ操作性を、空荷の状態から積載最大量まで搭載した状態まで、実現する電動アシスト台車を提供することを目的とする。

上記課題に鑑み、本発明の電動アシスト台車は、物品を載置する台車部と、
台車部の底面に設けられる左側駆動車輪および右側駆動車輪と、
台車部の底面に設けられると共に左側駆動車輪および右側駆動車輪と対になる回動車輪と、
左側駆動車輪の走行力を電気動作で補助する左側駆動部と、
右側駆動車輪の走行力を電気動作で補助する右側駆動部と、
台車部後方の一方から上方に延伸する第１フレームと、一方と逆側の他方から上方に延伸する第２フレームと、
第１フレームおよび第２フレームに取り付けられると共に、操作者が操作を行うハンドル部と、
ハンドル部の左側に設けられて、操作者によるハンドル部への左側押圧を検出する左側押圧検出部と、
ハンドル部の右側に設けられて、操作者によるハンドル部への右側押圧を検出する右側押圧検出部と、
左側押圧に基づいて、左側駆動部を制御する左側制御部と、
右側押圧に基づいて、右側駆動部を制御する右側制御部と、を備え、
左側制御部は、左側押圧の増減に対応して、左側駆動部への供給電流を増減させ、
右側制御部は、右側押圧の増減に対応して、右側駆動部への供給電流を増減させ、
左側駆動車輪は、操作者による押圧と左側駆動部の駆動力との加算によって動作し、
右側駆動車輪は、操作者による押圧と右側駆動部の駆動力との加算によって動作し、
左側制御部および右側制御部のそれぞれは、左側押圧および右側押圧のそれぞれに基づいて、
（１）台車部の前進に用いる前進トルク制御信号、
（２）台車部の後退に用いる後退トルク制御信号
（３）台車部の左側移動に用いる左側トルク制御信号
（４）台車部の右側移動に用いる右側トルク制御信号
の、少なくとも一つを生成し、
左側制御部および右側制御部は、台車部に物品が載置されていない状態の変数値を除いて、前進トルク信号、後退トルク信号、左側トルク信号および右側トルク信号を生成する。

本発明の電動アシスト台車は、ハンドル部の左右のそれぞれで押圧状態を検出できる。この検出により、前方への押圧、後方への押圧、左右のいずれかに傾いた力の差分のある押圧の全てを検出できる。この検出によって、本発明の電動アシスト台車は、前進、後退、方向転換（しながらの前進や後退）の全てにおいて、モータによる駆動補助を行える。結果として、操作者の人力負担を軽減できる。

また、すべての動作に対応して補助できるので、操作者は、人力のみの台車と同じ操作性で操作できる。結果として、誰にでもどこででもフレキシブルに使用できる。特に、トルク制御によって、操作者の押圧がそのまま電動アシスト台車の走行に活かされつつ、補助も加わり、操作が楽になると共に操作性も従来と変わらない。

本発明の実施の形態１における電動アシスト台車の模式図である。 本発明の実施の形態１における電動アシスト台車の走行状態を説明する模式図である。 本発明の実施の形態１における電動アシスト台車の駆動力の発生を示す模式図である。 本発明の実施の形態１におけるハンドル部の斜視図である。 本発明の実施の形態１におけるハンドル部の構造を横から見た模式図である。 本発明の実施の形態１におけるハンドル部の傾きを検出する説明図である。 本発明の実施の形態２における電動アシスト台車の駆動を説明するブロック図である。

本発明の第１の発明における電動アシスト台車は、物品を載置する台車部と、
台車部の底面に設けられる左側駆動車輪および右側駆動車輪と、
台車部の底面に設けられると共に左側駆動車輪および右側駆動車輪と対になる回動車輪と、
左側駆動車輪の走行力を電気動作で補助する左側駆動部と、
右側駆動車輪の走行力を電気動作で補助する右側駆動部と、
台車部後方の一方から上方に延伸する第１フレームと、一方と逆側の他方から上方に延伸する第２フレームと、
第１フレームおよび第２フレームに取り付けられると共に、操作者が操作を行うハンドル部と、
ハンドル部の左側に設けられて、操作者によるハンドル部への左側押圧を検出する左側押圧検出部と、
ハンドル部の右側に設けられて、操作者によるハンドル部への右側押圧を検出する右側押圧検出部と、
左側押圧に基づいて、左側駆動部を制御する左側制御部と、
右側押圧に基づいて、右側駆動部を制御する右側制御部と、を備え、
左側制御部は、左側押圧の増減に対応して、左側駆動部への供給電流を増減させ、
右側制御部は、右側押圧の増減に対応して、右側駆動部への供給電流を増減させ、
左側駆動車輪は、操作者による押圧と左側駆動部の駆動力との加算によって動作し、
右側駆動車輪は、操作者による押圧と右側駆動部の駆動力との加算によって動作する。

この構成により、電動アシスト台車は、人力と人力の押圧に基づく電動力を合わせて走行できる。更に、前進、後退、左右変化などのそれぞれに左右両方の検出と駆動で対応するので、人力で操作する従来の台車と同じ感覚で操作できる。

本発明の第２の発明における電動アシスト台車では、第１の発明に加えて、左側制御部は、左側押圧に比例して、左側駆動部への供給電力を変化させ、
右側制御部は、右側押圧に比例して、右側駆動部への供給電力を変化させる。

この構成により、押圧に基づく電流値の変化で、駆動車輪の走行力が変化する。

本発明の第３の発明における電動アシスト台車では、第１または第２の発明に加えて、左側駆動車輪は、操作者の左側押圧に左側駆動部の電気動作が加わった状態で回転し、
右側駆動車輪は、操作者の右側押圧に右側駆動部の電気動作が加わった状態で回転し、
左側駆動車輪および右側車輪の回転によって、前進、後退、方向変化を生じさせる。

この構成により、電流値の変化によって、前後左右動作を電気動作で補助できる。

本発明の第４の発明における電動アシスト台車では、第１から第３のいずれかの発明に加えて、ハンドル部は、第１フレームおよび第２フレームの上部に取り付けられ、台車部の固定車輪を結ぶ方向に沿っており、操作者が前方もしくは後方に傾けることが可能である。

この構成により、ハンドル部の傾きに基づく角度変化を、押圧の量として検出することができる。

本発明の第５の発明における電動アシスト台車では、第１から第４のいずれかの発明に加えて、左側押圧検出部および右側押圧検出部のそれぞれは、ハンドル部を、押圧が無い状態の位置で床面に対して略垂直となる位置（定常位置）に維持する、前方弾性体と後方弾性体を有し、
前方弾性体および後方弾性体は、ハンドル部の前後を挟む。

この構成により、弾性体により定常位置に維持されている状態から、押圧で傾いて押圧の量を検出できる。

本発明の第６の発明における電動アシスト台車では、第１から第５のいずれかの発明に加えて、左側押圧検出部は、ハンドル部の左側を、前方弾性体と後方弾性体で挟持し、
ハンドル部に加わる押圧によって、ハンドル部が定常位置に対して傾く左側傾き角度を検出し、
右側押圧検出部は、ハンドル部の右側を、前方弾性体と後方弾性体で挟持し、
ハンドル部に加わる押圧によって、ハンドル部が定常位置に対して傾く右側傾き角度を検出する。

この構成により、弾性力により定常位置に維持されるハンドル部が、傾きによって傾き角度を生じさせることができる。

本発明の第７の発明における電動アシスト台車では、第６の発明に加えて、左側押圧検出部および右側押圧検出部は、第１フレームおよび第２フレームの上部に設けられ、
左側押圧検出部および右側押圧検出部のそれぞれは、ハンドル部の左右の端部に接続される接続部材と、接続部材の逆端部に取り付けられるポテンションメーターとを有し、
接続部材の傾きから、ポテンションメーターは、左側傾き角度および右側傾き角度のそれぞれを検出する。

この構成により、傾き角度を数値化して押圧力を数値として検出できる。

本発明の第８の発明における電動アシスト台車では、第７の発明に加えて、ポテンションメーターは、台車部の表面より高い位置に設けられる。

この構成により、ハンドル部の傾き角度が相対的に大きくなり、押圧の検出精度が向上する。

本発明の第９の発明における電動アシスト台車では、第７または第８の発明に加えて、左側押圧検出部は、左側傾き角度に基づいて、左側押圧を検出し、
右側押圧検出部は、右側傾き角度に基づいて、右側押圧を検出する。

この構成により、ハンドル部の左右の傾きのそれぞれから、それぞれの押圧を検出できる。

本発明の第１０の発明における電動アシスト台車では、第１から第９のいずれかの発明に加えて、左側制御部および右側制御部のそれぞれは、左側押圧および右側押圧のそれぞれに基づいて、
（１）台車部の前進に用いる前進トルク制御信号、
（２）台車部の後退に用いる後退トルク制御信号
（３）台車部の左側移動に用いる左側トルク制御信号
（４）台車部の右側移動に用いる右側トルク制御信号
の、少なくとも一つを生成する。

この構成により、それぞれの駆動車輪を、トルク制御によって動作させることができる。トルク制御であることで、操作者が操作性において不便を感じにくい。

本発明の第１１の発明における電動アシスト台車では、第１０の発明は、左側制御部および右側制御部は、台車部に物品が載置されていない状態の変数値を除いて、前進トルク制御信号、後退トルク制御信号、左側トルク制御信号および右側トルク制御信号を生成する。

この構成により、人力での走行力を確保した状態で、電動力も加わって電動アシスト台車が走行できる。

本発明の第１２の発明における電動アシスト台車では、第１０の発明に加えて、
左側駆動部および右側駆動部のそれぞれは、
前進トルク制御信号に基づいて、左側駆動車輪および右側駆動車輪の前進動作を補助し、
後退トルク制御信号に基づいて、左側駆動車輪および右側駆動車輪の後退動作を補助し、
左側トルク制御信号に基づいて、左側駆動車輪および右側駆動車輪の左側移動動作を補助し、
右側トルク制御信号に基づいて、左側駆動車輪および右側駆動車輪の右側移動動作を補助する

この構成により、前後左右の自由な走行動作が実現できる。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。

（実施の形態１）

（全体概要）
図１は、本発明の実施の形態１における電動アシスト台車の模式図である。電動アシスト台車１は、図１に示されるように、電動機構のない一般的な台車と同様の外観を有している。すなわち、電動アシスト台車１は、すでに使用されている人力のみで操作する台車からの発展系としてとらえることができ、使用者は、従来からある一般的な台車と同様の感覚で操作することができる。

電動アシスト台車１は、台車部２と、左側駆動車輪３と、右側駆動車輪４と、回動車輪５と、を備える。台車部２は、電動アシスト台車１が運搬する物品を載置する。左側駆動車輪３、右側駆動車輪４、回動車輪５のそれぞれは、台車部２の底面に設けられる。また、図１に示されるように、左側駆動車輪３は、台車部２の底面左側に設けられる。これと対になるように右側駆動車輪４は、台車部２の底面右側に設けられる。回動車輪５は、左側駆動車輪３と右側駆動車輪４のそれぞれに対応する左側回動車輪と右側回動車輪を有する。

このように、台車部２の底面には、左右のそれぞれの前後（電動アシスト台車１の進行方向を基準とする前後）に、駆動車輪と回動車輪が設けられる。左側駆動車輪３と右側駆動車輪４のそれぞれは、後述するように電動による駆動力と人力による駆動力とを受けて回転して電動アシスト台車１を動作させる。

電動アシスト台車１は、左側駆動車輪３の走行力を電気動作で補助する左側駆動部３１を備える。同様に、右側駆動車輪３の走行力を電気動作で補助する右側駆動部４１を備える。左側駆動車輪３は、人力による駆動力に加えて、左側駆動部３１による駆動力によって動作する（回転する）。右側駆動車輪４は、人力による駆動力に加えて、右側駆動部４１による駆動力によって動作する（回転する）。

電動アシスト台車１は、台車部２の後方の一方から上方に延伸する第１フレーム６と、逆側の他方から上方に延伸する第２フレーム７と、を備える。更に、第１フレーム６と第２フレーム７とを結ぶように取り付けられて、操作者が操作を行うハンドル部８を、備える。操作者は、ハンドル部８を押す、引く、止める、左右に向ける、などの操作を行うことで、電動アシスト台車１を動作させる。

電動アシスト台車１は、更に、左側押圧検出部３２、右側押圧検出部４２、左側制御部３３と、右側制御部４３を備える。

左側押圧検出部３２は、ハンドル部８の左側に設けられ、操作者によるハンドル部８への左側押圧を検出する。操作者がハンドル部を押したり引いたりすることで、ハンドル部８に圧力が加わる。ハンドル部８の左側（電動アシスト台車１の左側）に左側押圧検出部３２が設けられることで、この左側押圧が検出される。

右側押圧検出部４２は、ハンドル部８の右側に設けられ、操作者によるハンドル部８への右側押圧を検出する。操作者がハンドル部を押したり引いたりすることで、ハンドル部８に圧力が加わる。ハンドル部８の右側（電動アシスト台車１の右側）に右側押圧検出部３２が設けられることで、この右側押圧が検出される。

左側制御部３３は、検出された左側押圧に基づいて、左側駆動部３１を制御する。右側制御部４３は、検出された右側押圧に基づいて、右側駆動部４１を制御する。ここで、左側制御部３３は、左側押圧の増減に対応して、左側駆動部３１への供給電流を増減させる。左側駆動部３１には、電動アシスト台車１に備わる電源（バッテリーなど）からの電流が供給されて、この供給電流の量によって、駆動力を変える機構が含まれているからである。

同様に、右側制御部４３は、右側押圧の増減に対応して、右側駆動部４１への供給電流を増減させる。右側駆動部４１には、電動アシスト台車１に備わる電源からの電流が供給されて、この供給電流の量によって、駆動力を変える機構が含まれているからである。

左側駆動車輪３は、操作者による人力での押圧と左側駆動部３１の駆動力の加算によって動作する。右側駆動車輪４は、操作者による人力での押圧と右側駆動部４１の駆動力の加算によって動作する。

ここで、供給電流が大きいほど、左側駆動部３１および右側駆動部４１における電気動作による駆動力が高まる。供給電流が小さくなれば、左側駆動部３１および右側駆動部４１における電気動作による駆動力が低下する。また、左側押圧および右側押圧のいずれかが後退方向の圧力を受ける場合には、左側駆動部３１および右側駆動部４１が後退方向となるように電気動作の駆動力が生じる。

このとき、ハンドル部８には、操作者自身の押圧も加わっている。例えば、操作者が電動アシスト台車１を前進させようと思う場合には、ハンドル部８を前に押す。この前方向の人力での押圧は、当然に左側駆動車輪３および右側駆動車輪４に加わる。更に、人力の押圧が左側押圧検出部３２および右側押圧検出部４２のそれぞれで検出される。この押圧が、所定の変換関数で変換されて、左側制御部３３および右側制御部４３への供給電流が制御される。この制御された供給電流による電気動作も加わって、電動アシスト台車１が前進動作する。

このように、実施の形態１における電動アシスト台車１は、人力による押圧と、この押圧に基づく電気動作の駆動力との合算駆動力により走行動作する。この結果、電動アシスト台車１は、人力に電動力も加わって、思い荷物を載せても操作者は容易に走行動作させることができる。更に、人力による走行力に電動力による走行力が加算される状態で走行動作するので、操作者は、一般的な人力の台車操作との違和感を持つことなく操作できる。

（動作説明）
電動アシスト台車１の動作について説明する。

図２は、本発明の実施の形態１における電動アシスト台車の走行状態を説明する模式図である。電動アシスト台車１のハンドル部８には、操作者による左側押圧と右側押圧が加わる。ハンドル部８に備わる左側押圧検出部３１は、左側押圧を検出し、右側押圧検出部４１は、右側押圧を検出する。

電動アシスト台車１は、前進、左斜め前進、右斜め前進、後退、左斜め後退、右斜め後退のそれぞれの動作およびこれらの組み合わせの動作を行う。操作者は、前進をさせたい場合には、ハンドル部８を前に押す。この時、左右をバランスよく押すことで、ハンドル部８の左側押圧と右側押圧のバランスが合う。この状態では、人力による直進方向への押圧に、左側押圧に基づく左側駆動部３１と右側押圧に基づく右側駆動部４１による駆動力が加わって、まっすぐ前進する。

左側前進の場合には、操作者は、ハンドル部８の右側を左側よりも強く押す。結果として、左側押圧よりも右側押圧が高くなる。この押圧の差分は、人力そのもの押圧の差分と、左側駆動部３１と右側駆動部４１の駆動力との差分を生じさせる。後者の差分は、左側制御部３３による左側駆動車輪３への供給電流と右側制御部４３による右側駆動車輪４への供給電流の差により生じる。このように、左側駆動車輪３よりも右側駆動車輪４の駆動力が、人力および電動力の加算で差が生じ、左斜め前進を行うことができる。

右斜め前進は、逆の動作である。

また、後退、左斜め後退および右斜め後退も、同様の押圧および左側押圧と右側押圧との差分によって実行される。

図３は、本発明の実施の形態１における電動アシスト台車の駆動力の発生を示す模式図である。操作者は、ハンドル部８に前進方向もしくは後退方向（左右差も含めて）の押圧を加える。ハンドル部８は、第１フレーム６および第２フレーム７によって台車部２に接続されている。この接続により、ハンドル部８に加えられた人力の押圧は、左側駆動車輪３、右側駆動車輪４のそれぞれに加わる。

図３の矢印Ｂは、ハンドル部８の左側に加わる人力の左側押圧が左側駆動車輪３に伝達される状態を示す。同様に、図３の矢印Ｄは、ハンドル部８の右側に加わる人力の右側押圧が右側駆動車輪４に伝達される状態を示す。

また、ハンドル部８に加わった左側押圧は、左側押圧検出部３２で検出される。左側押圧検出部３２は、検出した左側押圧を所定関数に基づいて数値を算出し、左側制御部３３に出力する。左側制御部３３は、この数値に基づく供給電流を左側駆動部３１に出力する。矢印Ａは、左側押圧に基づく数値が左側制御部３３に出力される経路を示す。左側制御部３３からは、矢印Ｅの経路で、供給電流が供給される。

この矢印Ｂによる人力の左側押圧と、矢印Ｅによる供給電流とが加算されて、左側駆動車輪３が駆動される（左側駆動部３１は、矢印Ｅによる供給電流に基づいて、電動力により左側駆動車輪３を駆動する）。このように、左側駆動車輪３は、人力による左側押圧および左側押圧に基づく電動力での駆動とを合算した駆動力によって、回転動作する。

図３の矢印Ｄは、ハンドル部８の右側に加わる人力の右側押圧が右側駆動車輪４に伝達される状態を示す。

ハンドル部８に加わった右側押圧は、右側押圧検出部４２で検出される。右側押圧検出部４２は、検出した右側押圧を所定関数に基づいて数値を算出し、右側制御部４３に出力する。右側制御部４３は、この数値に基づく供給電流を右側駆動部４１に出力する。矢印Ｃは、右側押圧に基づく数値が右側制御部４３に出力される経路を示す。右側制御部４３からは、矢印Ｆの経路で、供給電流が供給される。

この矢印Ｄによる人力の右側押圧と、矢印Ｆによる供給電流とが加算されて、右側駆動車輪４が駆動される（右側駆動部４１は、矢印Ｆによる供給電流に基づいて、電動力により右側駆動車輪４を駆動する）。このように、右側駆動車輪４は、人力による右側押圧および右側押圧に基づく電動力での駆動とを合算した駆動力によって、回転動作する。

なお、左側制御部３３は、左側押圧に比例して左側駆動部３１への供給電流を変化させ、右側制御部４３は、右側押圧に比例して右側駆動部４１への供給電流を変化させる。押圧に比例して供給電流を変化させることで、押圧の高い場合に、高い供給電流に基づいて、左側駆動部３１や右側駆動部４１がより強い駆動力を加算できるからである。

これらの制御によって、左側駆動車輪３は、操作者の左側押圧に左側駆動部３１の電気動作が加わった状態で回転する。同様に、右側駆動車輪４は、操作者の右側押圧に右側駆動部４１の電気動作が加わった状態で回転する。この左側駆動車輪３と右側駆動車輪４の回転によって、前進、後退、方向変化が生じる。

（ハンドル部における押圧検出）
ハンドル部８は、操作者が電動アシスト台車１を操作するための部位である。図１に示されるように、ハンドル部８は、第１フレーム６および第２フレーム７の上部に取り付けられる。第１フレーム６および第２フレーム７のそれぞれは、台車部２から上方に延伸している。この第１フレーム６と第２フレーム７の上部にハンドル部８が取り付けられることで、ハンドル部８は、電動アシスト台車１の上部に位置するようになる。この位置は、操作者が立位で電動アシスト台車１を操作する際に、手で操作しやすい位置になる。

ハンドル部８は、台車部２の回動車輪を結ぶ方向に沿っている。更に、操作者が、ハンドル部８を前方もしくは後方に傾けることが可能である。

図４は、本発明の実施の形態１におけるハンドル部の斜視図である。図５は、本発明の実施の形態１におけるハンドル部の構造を横から見た模式図である。

ハンドル部８は、第１フレーム６と第２フレーム８の上部に渡されるように取り付けられている。ハンドル部８は、前方弾性体８１と後方弾性体８２とを備えている。前方弾性体８１は、電動アシスト台車１の前進方向側に設けられ、後方弾性体８２は、電動アシスト台車１の後退側に設けられる。すなわち、前方弾性体８１と後方弾性体８２とが、電動アシスト台車１の前後方向から、ハンドル部８を支えている構造を有している。すなわち、前方弾性体８１と後方弾性体８２のそれぞれは、ハンドル部８の前後を挟む。

前方弾性体８１および後方弾性体８２は、押圧が無い状態の位置で、ハンドル部８を床面に対して略垂直となる位置（定常位置）に維持する。図５は、この定常位置である状態を示している。

操作者はハンドル部８を押すと、ハンドル部８が前方に傾く。同様に、操作者がハンドル部８を引くと、ハンドル部８が後方に傾く。前方弾性体８１と後方弾性体８２は、弾性力によってハンドル部８を定常位置に維持しようとしている。このため、ハンドル部８は、弾性力に対応して前後に傾く。

左側押圧検出部３２は、ハンドル部８の左側を前方弾性体８１と後方弾性体８２で挟持している状態である。操作者がハンドル部８に押圧を付与すると、ハンドル部８は、定常位置から前方もしくは後方に傾く。前方弾性体８１と後方弾性体８２がバランスを取るようにハンドル部８を定常位置に維持している状態で、押圧が加わることで、ハンドル部８が前方もしくは後方に傾くからである。

左側押圧検出部３２は、このハンドル部８の傾きである左側傾き角度を検出する。図６は、本発明の実施の形態１におけるハンドル部の傾きを検出する説明図である。このような左傾き角度を検出して、左側押圧検出部３２は、左側押圧を数値化するように算出する。図６の数字は、傾き角度を示している。

右側押圧検出部４２は、ハンドル部８の左側を前方弾性体８１と後方弾性体８２で挟持している状態である。操作者がハンドル部８に押圧を付与すると、ハンドル部８は、定常位置から前方もしくは後方に傾く。前方弾性体８１と後方弾性体８２がバランスを取るようにハンドル部８を定常位置に維持している状態で、押圧が加わることで、ハンドル部８が前方もしくは後方に傾くからである。

右側押圧検出部４２は、このハンドル部８の傾きである右側傾き角度を検出する。右側押圧検出部４２は、右側押圧を数値化するように算出する。

ここで、左側押圧検出部３２および右側押圧検出部４２のそれぞれは、ハンドル部８の左右に接続される接続部材８５を備える。更に、図５には図示していないが、接続部材８５に接続されるポテンションメーター８５を備える。ポテンションメーター８５は、左側押圧検出部３２および右側押圧検出部４２のそれぞれに設けられている。左側のポテンションメーター８５は、左側傾き角度に基づいて、数値としての左側押圧を算出する。右側のポテンションメーター８５は、右側傾き角度に基づいて、数値としての右側押圧を算出する。

このようなポテンションメーター８５の算出を通じて、左側押圧検出部３２は、左側傾き角度に基づいて、左側押圧を検出する。同様に、ポテンションメーター８５の算出を通じて、右側押圧検出部４２は、右側傾き角度に基づいて、右側押圧を検出する。いずれにおいても、操作者がハンドル部８を前方もしくは後方に傾けることに基づいて、左側押圧と右側押圧が検出される。

上述したように、左側押圧に基づいて、左側制御部３３は、左側駆動部３１に電流を供給する。右側押圧に基づいて、右側制御部４３は、右側駆動部４１に電流を供給する。この供給される電流の値は、左側傾きと右側傾きに基づいて定まるので、操作者の押圧状態を高い精度で反映している。

また、ポテンションメーター８５は、台車部２の表面より高い位置に設けられる。また、接続部材８５も高い位置に設けられる。すなわち、図１のように、前後に傾くハンドル部８は、台車部２の表面より高い位置に設けられる。高い位置であることで、押圧の強さに応じて傾き角度が十分に生じる。このため、押圧と傾き角度との対応関係が高くなり、傾き角度に基づく左側押圧と右側押圧の検出値が、操作者の押圧をより反映したものとなる。

以上のように、実施の形態１における電動アシスト台車１は、操作者の人力による押圧と押圧に基づく電気動作との加算がなされた駆動力で動作する。また、押圧を検出する検出部は、左側押圧検出部３２および右側押圧検出部４２のそれぞれを備え、駆動車輪を駆動させる駆動部および制御部も、左側駆動部３１、左側制御部３３、右側駆動部４１、右側制御部４３のそれぞれを備えている。

このため、左右での操作者の押圧のそれぞれを受けて（それぞれの差分も受けて）、左右で独立した駆動を行わせることができる。この検出と制御が左右のそれぞれに独立して設けられることで、電動アシスト台車１は、図２のように、前進、後退、斜め前進、斜め後退のそれぞれにおいて、人力と電気動作の加算によって動作する。

（実施の形態２）

次に、実施の形態２について説明する。

実施の形態１で説明したように、左側制御部３３は、左側押圧に基づいて左側駆動部３１を制御する。右側制御部４３は、右側押圧に基づいて右側駆動部４１を制御する。

このとき、左側制御部３３および右側制御部４３のそれぞれは、左側押圧および右側押圧のそれぞれに基づいて、

（１）台車部２の前進に用いる前進トルク制御信号、
（２）台車部２の後退に用いる後退トルク制御信号
（３）台車部２の左側移動に用いる左側トルク制御信号
（４）台車部２の右側移動に用いる右側トルク制御信号
の、少なくとも一つを生成する。

左側制御部３３および右側制御部４３のそれぞれが、少なくともこの４種類を出力することで、電動アシスト台車１を、従来の人力のみの台車と同様の走行を行わせることができる。すなわち、操作者は、従来の人力の台車と同じ感覚で、電動アシスト台車１を操作することができる。

図７は、本発明の実施の形態２における電動アシスト台車の駆動を説明するブロック図である。実施の形態１で説明した要素が示されている。図７に示される要素において、図示の都合上、左側駆動車輪を左車輪などとして簡略して示している部分がある。また、見易さのために符号を省略しているが、実施の形態１で説明したものと同じ要素は、実施の形態１で使用した同じ符号である。

図７に記載のように、左側制御部３３および右側制御部４３のそれぞれは、左側駆動車輪３および右側駆動車輪４のそれぞれに、制御信号を出力する。このとき、制御信号は、駆動車輪のそれぞれで利用する電流を出力する。この電流値は、左側駆動車輪３および右側駆動車輪４のそれぞれでのトルクの大小を制御している。すなわち、トルク制御信号が出力されている。

ここで、制御トルク信号は、上述のように、前進トルク制御信号、後退トルク制御信号、左側トルク制御信号および右側トルク制御信号を含む。これらの少なくとも一つ以上のトルク制御信号の組み合わせにより、左側駆動車輪３および右側駆動車輪が回転動作する。この回転動作によって、電動アシスト台車１は、走行動作する。

ここで、左側駆動車輪３は左側駆動部３１によって動作され、右側駆動車輪４は、左側駆動部４１によって動作される。また、電動アシスト台車１は、この左側駆動車輪３および右側駆動車輪４のそれぞれの動作の組み合わせで（いずれか一方もしくは両方の停止も含めて）走行する。

左側駆動部３１および右側駆動部４１のそれぞれは、左側制御部３３および右側制御部４３が出力する上述の前進トルク制御信号、後退トルク制御信号、左側トルク制御信号および右側トルク制御信号によって、左側駆動車輪３および右側駆動車輪４を動作させる。

すなわち、左側駆動部３１および右側駆動部４１のそれぞれは、前進トルク制御信号に基づいて、左側駆動車輪３および右側駆動車輪４の前進動作を補助する。左側駆動部３１および右側駆動部４１のそれぞれは、後退トルク制御信号に基づいて、左側駆動車輪３および右側駆動車輪４の後退動作を補助する。左側駆動部３１および右側駆動部４１のそれぞれは、左側トルク制御信号に基づいて、左側駆動車輪３および右側駆動車輪４の左側移動動作を補助する。左側駆動部３１および右側駆動部４１のそれぞれは、右側トルク制御信号に基づいて、左側駆動車輪３および右側駆動車輪４の右側移動動作を補助する。

また、左側制御部３３および右側制御部４３は、台車部２に物品が載置されていない状態の変数値を除いて、前進トルク制御信号、後退トルク制御信号、左側トルク制御信号、右側トルク制御信号を生成する。物品が載置されていない状態の変数値を除くことで、電動力が、人力に追加された状態のみでの補助となる。この結果、実施の形態１で説明したように人力と電動力の合算により、電動アシスト台車が走行する。

なお、実施の形態１、２で説明された電動アシスト台車は、本発明の趣旨を説明する一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。

１ 電動アシスト台車
２ 台車部
３ 左側駆動車輪
３１ 左側駆動部
３２ 左側押圧検出部
３３ 左側制御部
４ 右側駆動車輪
４１ 右側駆動部
４２ 右側押圧検出部
４３ 右側制御部
５ 回動車輪
６ 第１フレーム
７ 第２フレーム
８ ハンドル部

Claims (10)

1. 物品を載置する台車部と、
   前記台車部の底面に設けられる左側駆動車輪および右側駆動車輪と、
   前記台車部の底面に設けられると共に前記左側駆動車輪および前記右側駆動車輪と対になる回動車輪と、
   前記左側駆動車輪の走行力を電気動作で補助する左側駆動部と、
   前記右側駆動車輪の走行力を電気動作で補助する右側駆動部と、
   前記台車部後方の一方から上方に延伸する第１フレームと、前記一方と逆側の他方から上方に延伸する第２フレームと、
   前記第１フレームおよび前記第２フレームに取り付けられると共に、操作者が操作を行うハンドル部と、
   前記ハンドル部の左側に設けられて、前記操作者による前記ハンドル部への左側押圧を検出する左側押圧検出部と、
   前記ハンドル部の右側に設けられて、前記操作者による前記ハンドル部への右側押圧を検出する右側押圧検出部と、
   前記左側押圧に基づいて、前記左側駆動部を制御する左側制御部と、
   前記右側押圧に基づいて、前記右側駆動部を制御する右側制御部と、を備え、
   前記左側制御部は、前記左側押圧の増減に対応して、前記左側駆動部への供給電流を増減させ、
   前記右側制御部は、前記右側押圧の増減に対応して、前記右側駆動部への供給電流を増減させ、
   前記左側駆動車輪は、前記操作者による押圧と前記左側駆動部の駆動力との加算によって動作し、
   前記右側駆動車輪は、前記操作者による押圧と前記右側駆動部の駆動力との加算によって動作し、
   前記左側制御部および前記右側制御部のそれぞれは、前記左側押圧および前記右側押圧のそれぞれに基づいて、
   （１）前記台車部の前進に用いる前進トルク制御信号、
   （２）前記台車部の後退に用いる後退トルク制御信号
   （３）前記台車部の左側移動に用いる左側トルク制御信号
   （４）前記台車部の右側移動に用いる右側トルク制御信号
   の、少なくとも一つを生成し、
   前記左側制御部および前記右側制御部は、前記台車部に物品が載置されていない状態の変数値を除いて、前記前進トルク信号、前記後退トルク信号、前記左側トルク信号および前記右側トルク信号を生成する、電動アシスト台車。
2. 前記左側制御部は、前記左側押圧に比例して、前記左側駆動部への供給電力を変化させ、
   前記右側制御部は、前記右側押圧に比例して、前記右側駆動部への供給電力を変化させる、請求項１記載の電動アシスト台車。
3. 前記左側駆動車輪は、前記操作者の左側押圧に前記左側駆動部の電気動作が加わった状態で回転し、
   前記右側駆動車輪は、前記操作者の右側押圧に前記右側駆動部の電気動作が加わった状態で回転し、
   前記左側駆動車輪および前記右側車輪の回転によって、前進、後退、方向変化を生じさせる、請求項１また２記載の電動アシスト台車。
4. 前記ハンドル部は、前記第１フレームおよび前記第２フレームの上部に取り付けられ、
   前記台車部の回動車輪を結ぶ方向に沿っており、前記操作者が前方もしくは後方に傾けることが可能である、請求項１から３のいずれか記載の電動アシスト台車。
5. 前記左側押圧検出部および前記右側押圧検出部のそれぞれは、前記ハンドル部を、押圧が無い状態の位置で床面に対して略垂直となる位置（定常位置）に維持する、前方弾性体と後方弾性体を有し、
   前記前方弾性体および前記後方弾性体は、前記ハンドル部の前後を挟む、請求項１から４のいずれか記載の電動アシスト台車。
6. 前記左側押圧検出部は、前記ハンドル部の左側を、前記前方弾性体と前記後方弾性体で挟持し、
   前記ハンドル部に加わる押圧によって、前記ハンドル部が前記定常位置に対して傾く左側傾き角度を検出し、
   前記右側押圧検出部は、前記ハンドル部の右側を、前記前方弾性体と前記後方弾性体で挟持し、
   前記ハンドル部に加わる押圧によって、前記ハンドル部が前記定常位置に対して傾く右側傾き角度を検出する、請求項１から５のいずれか記載の電動アシスト台車。
7. 前記左側押圧検出部および前記右側押圧検出部は、前記第１フレームおよび前記第２フレームの上部に設けられ、
   前記左側押圧検出部および前記右側押圧検出部のそれぞれは、前記ハンドル部の左右の端部に接続される接続部材と、前記接続部材の逆端部に取り付けられるポテンションメーターとを有し、
   前記接続部材の傾きから、前記ポテンションメーターは、前記左側傾き角度および前記右側傾き角度のそれぞれを検出する、請求項６記載の電動アシスト台車。
8. 前記ポテンションメーターは、前記台車部の表面より高い位置に設けられる、請求項７記載の電動アシスト台車。
9. 前記左側押圧検出部は、前記左側傾き角度に基づいて、前記左側押圧を検出し、
   前記右側押圧検出部は、前記右側傾き角度に基づいて、前記右側押圧を検出する、請求項７または８記載の電動アシスト台車。
10. 前記左側駆動部および前記右側駆動部のそれぞれは、
    前記前進トルク制御信号に基づいて、前記左側駆動車輪および前記右側駆動車輪の前進動作を補助し、
    前記後退トルク制御信号に基づいて、前記左側駆動車輪および前記右側駆動車輪の後退動作を補助し、
    前記左側トルク制御信号に基づいて、前記左側駆動車輪および前記右側駆動車輪の左側移動動作を補助し、
    前記右側トルク制御信号に基づいて、前記左側駆動車輪および前記右側駆動車輪の右側移動動作を補助する、
    請求項１記載の電動アシスト台車。