JPH1029538A - 駆動力補助手段を具えた台車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通常の台車と同様の感覚で操作でき、操作に
必要な力が小さくて済む台車を提供する。 【解決手段】 走行用車輪を具える台板14と、該台板14
に連繋され、操作者による人力が加えられる取手60を有
する台車10であって、車輪の少なくとも１つは、モータ
等の駆動手段20により前進及び／又は後退方向に回転駆
動し、取手60には、取手60に加えられた人力の前後方向
の力の大きさを検知する検出手段30を具え、駆動手段20
の出力を、該検出手段30の検知値に応じて制御するもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、手押し車、ストレ
ッチャー等の手押し式台車に関するものであり、具体的
には、操作者の台車の押力の大きさに応じて台車の駆
動、操舵を補助する駆動手段を具えた台車に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】手押し車、ストレッチャー等の手押し式
台車は、操作者の人力のみで前進、後退又は左右の操舵
を行なっている。従って、台車又は積荷の重量が増えた
り、上り坂等では、操作者に加わる負担は大きなものと
なる。また、近年、老人や病人等の介助用のベッドが種
々開発されており、その中には、寝床の角度を変えて起
き上がりやすくするための駆動装置や、各種介助機器を
搭載したベッドも開発されている。このような介助用ベ
ッドは、重量が２００〜３００ｋｇとなることもあり、
ベッドの移動には、複数の操作者を必要とすることもあ
る。

【０００３】そこで、車輪にモータを連繋し、モータを
スイッチ操作により駆動して、車輪を正転又は逆転さ
せ、操作者による駆動力の補助を行なう台車もある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スイッ
チ操作では、積荷の重量等に関係なく、モータから車輪
に直接駆動力が伝えられるため、スイッチ操作に熟練が
必要であり、不慣れであると、発進、停止をスムーズに
行なえない不都合がある。

【０００５】本発明の目的は、通常の台車と同様の感覚
で操作でき、操作に必要な力が小さくて済む台車を提供
することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の駆動力補助手段を具えた台車は、走行用車
輪を具えた台板(14)と、該台板(14)に連繋され、操作者
による人力が加えられる取手(60)を有する台車(10)であ
って、車輪の少なくとも１つは、モータ等の駆動手段(2
0)により前進及び／又は後退方向に回転駆動し、取手(6
0)には、取手(60)に加えられた人力の前後方向の力の大
きさを検知する検出手段(30)を具え、駆動手段(20)の出
力を、該検出手段(30)の検知値に応じて制御するもので
ある。また、車輪の少なくとも１つは、モータ等の操舵
用駆動手段(40)により左右に操舵され、台車(10)を左右
に操舵する操舵輪(16a)であり、取手(60)には、取手(6
0)に加えられた人力の左右方向の力の大きさを検知する
検出手段(50)を具え、操舵用駆動手段(40)による操舵輪
(16a)の操舵角を、該検出手段(50)の検知値に応じて制
御するものである。駆動手段(20)、操舵用駆動手段(40)
の出力は、前記検出手段(30)(50)の検知値だけでなく、
台車(10)の速度を検出する速度検出手段(70)の検出値の
両方に応じて制御することもできる。

【０００７】

【作用及び効果】本発明の台車(10)の前進、後退及び操
舵方法は、駆動手段(20)及び操舵用駆動手段(40)を具え
ない従来の台車と同じである。台車(10)の前進、後退を
行なうには、操作者が台車(10)の取手(60)を掴んで、前
向き、後向きに押力を加えればよい。取手(60)に加えら
れた押力は検出手段(30)により検知され、駆動手段(20)
はこの検知値に応じた出力で車輪を正転、逆転させる。
操作者から取手(60)に加えられる押力が大きいとき、例
えば、静止摩擦力の影響を受ける始動時、台車(10)の総
重量が大きい場合、路面が上り坂又は悪路である場合等
には、駆動手段(20)からの補助駆動力も、押力に応じて
大きなものとなる。操作者からの取手(60)に加えられる
押力が小さいとき、例えば、台車(10)が動き始めてお
り、慣性を有している場合、台車(10)が軽い場合、下り
坂である場合等には、駆動手段(20)からの補助駆動力も
押力に応じて小さなものとなる。

【０００８】通常の台車と同様、前進しながらの台車(1
0)の操舵は、操作者が台車(10)の取手(60)を前方に押し
ながら、曲がる方向に対して逆側に位置する取手(60)へ
の押力を強めることによって行なわれる。つまり、右に
曲がる場合には、取手(60)を左向きに押す力が加えら
れ、左に曲がる場合には、取手(60)を右向きに押す力が
加えられる。本発明では、取手(60)に加わる左右方向の
力を検出手段(50)によって検知し、操舵用駆動手段(40)
はこの検知値に応じた角度だけ操舵輪(16a)を左右に操
舵する。

【０００９】台車(10)に速度検出手段(70)を具えて、台
車(10)の速度が一定値以上となったときには駆動手段(2
0)による駆動力補助を行なわない構成とすることもでき
る。また、操舵用駆動手段(40)の操舵角は、台車(10)の
速度が速い場合には、遠心力の影響を考慮して、左右方
向の力に対する操舵輪(16a)の操舵角が小さくなるよう
な調整を行なってもよい。

【００１０】

【効果】操作に特別な技術を必要とせず、通常の台車を
操作する感覚で駆動力の補助を行なえ、取手(60)に加え
た力に応じた補助駆動力で台車が駆動されるため、小さ
い力で操作を行なうことができる。従って、特に自重ま
たは積荷の重い台車や、上り坂等でも操作を楽に行なう
ことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明は、手押し車、ストレッチ
ャー、移動式介助用ベッド等に代表される操作者が手で
押して移動する台車に適用することができる。以下で
は、本発明を手押し車(12)に適用した実施例について説
明する。なお、図１、図２に示すように、実施例中、
「前」とは手押し車(12)の取手(60)の形成されていない
側、「後」とは取手(60)の形成されている側を意味し、
また、「左、右」は手押し車(12)の前進、後退に関係な
く、後ろから手押し車を見たときの左右に一致する。構造説明 手押し車(12)は、荷物を載せる台板(14)と台板(14)下面
の前後に２つずつ計４つ設けられた走行用車輪(16)(18)
と、台板(14)の後部に上向きに突設された取手(60)とか
ら構成される。図２は、手押し車(12)を上から見た図で
あって、台板(14)を透視している。前輪(16)(16)の車軸
(43)(43)は、図２に示すような平行リンク(44)の両端リ
ンク片(45)(45)に支持されている。平行リンク(44)に
は、前側と後側のリンク片(46)(46)を中央で連繋する操
舵リンク片(47)に、傘歯車(48)が固定されている。該傘
歯車(48)は、回転軸(48a)が台板(14)に枢支されてお
り、傘歯車(48)は、操舵用駆動手段(40)である操舵用モ
ータ(41)によって回転駆動される傘歯車(49)に噛合して
いる。操舵用モータ(41)の正転・逆転により、操舵リン
ク片(47)が水平面内にて右又は左に回転し、前後のリン
ク片(46)(46)が接近または離間して、両端リンク片(45)
(45)が右又は左に傾き、前輪(16)(16)の操舵角を変える
ことができる。操舵用モータ(41)は、後述する制御装置
(80)にモータドライバ(82)を介して接続されており、制
御装置(80)の操作命令により、台板(14)の下面に取り付
けられたバッテリー(90)からの電源が供給されて、操舵
用モータ(41)が回転して、前輪(16)(16)を所定角度だけ
操舵することができる。

【００１２】後輪(18)(18)は、ギア(26)の形成された車
軸(24)の両端に配備される。車軸(24)は、台板(14)の下
面から突設された軸受け(25)(25)に枢支され、ギア(26)
が駆動手段(20)である駆動モータ(21)のピニオン(27)に
噛合している。駆動モータ(21)の正転・逆転により、後
輪(18)(18)は前進・後退方向に回転する。また、後輪(1
8)(18)の車軸(24)には、手押し車(12)の速度を検出する
速度検出手段(70)として、公知の速度センサーが配備さ
れている。駆動モータ(21)も同様に制御装置(80)にモー
タドライバ(82)を介して接続されており、制御装置(80)
の操作命令により、バッテリー(90)からの電源が供給さ
れて、後輪(18)(18)を所定の駆動力で回転させることが
できる。

【００１３】取手(60)は、図２及び図３に示すように、
台板(14)の後端の左右から上向きに立設された柱部(61)
(61)、各柱部(61)(61)の先端から後方に突設された腕部
(62)(62a)、腕部(62)(62a)に摺動可能に嵌まる掴持部(6
3)とから構成される。掴持部(63)は、腕部(62)(62a)に
摺動可能に嵌まる筒部材(64)(64)と、該筒部材(64)(64)
間を連繋する内筒体(65)、該内筒体(65)に摺動可能に嵌
まる外筒体(66)とから構成される。筒部材(64)(64)の外
端は夫々閉塞している。一方の腕部(62)の先端には、前
後方向の押力を測定する検出手段(30)として、リニアポ
テンショメータ(32)が配備される。リニアポテンショメ
ータ(32)は、検出装置(33)が腕部(62)の先端に固定さ
れ、検出装置(33)から突出して設けられた検出ピン(34)
は、先端が筒部材(64)の閉塞側内面に固定されている。
他方の腕部(62a)の柱部(61)からの長さは、柱部(61)か
ら上記検出装置(33)の先端までの長さに一致している。
検出装置(33)の先端と筒部材(64)の閉塞側内面、他方の
腕部(62a)の先端と筒部材(64)の閉塞側内面は、夫々コ
イルバネ(67)(67)にて連繋されている。コイルバネ(67)
(67)は、無負荷の状態では、掴持部(63)を腕部(62)(62
a)に対して所定位置に支持するように付勢している。な
お、掴持部(63)が所定位置に支持されているとき、リニ
アポテンショメータ(32)からの出力値はゼロとなるよう
に調整されている。操作者が外筒体(66)を掴んで、前向
きに押すと、コイルバネ(67)(67)の付勢力に抗して掴持
部(63)が腕部(62)(62a)に対して前方に摺動する。これ
により筒部材(64)(64)と腕部(62)間に位置するリニアポ
テンショメータ(32)の検出ピン(34)は、検出装置(33)内
に後退し、リニアポテンショメータ(32)から掴持部(63)
の移動量に比例した大きさの抵抗が出力され、この検出
値Ｆｘは、後述する制御装置(80)に送信される。後向き
に引いた場合も同様にリニアポテンショメータ(32)から
掴持部(63)の移動量に比例した大きさの抵抗が出力され
る。

【００１４】外筒体(66)は、図３に示すように、内筒体
(65)よりも短く、内筒体(65)に左右方向に移動可能に嵌
められている。外筒体(66)の両端には、外筒体(66)を筒
部材(64)(64)の略中間に位置決めするコイルバネ(68)(6
8)が配備されており、該コイルバネ(68)(68)の各端部
は、筒部材(64)(64)の外面に当たっている。内筒体(65)
の内部には、左右方向の力を検出するリニアポテンショ
メータ(52)が配備される。リニアポテンショメータ(52)
は、検出装置(53)が内筒体(65)に固定され、検出装置(5
3)から検出ピン(54)が突設されている。内筒体(65)の壁
面には、検出ピン(54)の先端移行路と平行して横溝(65
a)が貫通開設されており、検出ピン(54)の先端と外筒体
(66)の内面とは、連繋ピン(55)にて接続されている。無
負荷の状態では、上述のとおり、外筒体(66)は筒部材(6
4)(64)の略中間に位置し、このときリニアポテンショメ
ータ(52)からの出力値は、ゼロとなるように調整されて
いる。操作者が、外筒体(66)を内筒体(65)に対して、右
又は左に移動させると、リニアポテンショメータ(52)の
検出ピン(54)が検出装置(53)から突出又は後退して、そ
の移動量に比例した抵抗値を出力する。リニアポテンシ
ョメータ(52)からの出力値は、検知値Ｆｙとして制御装
置(80)に送信される。

【００１５】上記前後用検出手段(30)、左右用検出手段
(50)及び速度検出手段(70)は、図４に示すように、Ａ／
Ｄ変換器(84)を介して制御装置(80)に連繋され、各検出
手段(30)(50)(70)の検知値は、制御装置(80)に送信され
る。また、駆動モータ(21)、操舵用モータ(41)は、モー
タドライバ(82)を介して制御装置(80)に接続され、各モ
ータは、制御装置(80)からの出力命令によって所定の駆
動トルク又は所定の回転量だけ正転又は逆転する。

【００１６】制御装置(80)での操作の流れは、フローチ
ャート図５に示すように、前後用検出手段(30)の検知値
Ｆｘと、左右用検出手段(50)の検知値ＦｙがＡ／Ｄ変換
されて制御装置(80)に入力され(ステップ１)、同時に手
押し車(12)の速度Ｖｘが速度検出手段(70)からＡ／Ｄ変
換されて制御装置(80)に入力される(ステップ２)。これ
ら検知値に基づき、制御装置(80)にて駆動モータ(21)の
補助駆動トルクＴと、操舵用モータ(41)の操舵角αが決
定される(ステップ３、ステップ４)。決定された出力値
は、モータドライバ(82)を介して各モータに伝達され
(ステップ５)、駆動モータ(21)が後輪(18)(18)を所定ト
ルクＴで回転し、操舵用モータ(41)が前輪(16)(16)を所
定角度αだけ操舵させる(ステップ６)。

【００１７】上記補助駆動トルクＴと操舵角αの一例を
以下に挙げる。補助トルクＴは、ステップ３に示すよう
に、前後用検出手段(30)の検知値Ｆｘと、手押し車(12)
の速度Ｖｘの関数Ｇ(Ｖｘ)を乗じて決定する。関数Ｇ
(Ｖｘ)は、手押し車(12)の速度Ｖｘに応じて、駆動モー
タ(21)からの補助駆動力を変化させる関数である。例え
ば、手押し車(12)の速度が速くなるにつれて、補助され
る駆動力を少なくしたり、一定速度以上となったときに
駆動力の補助を止めるように設定することができ、手押
し車(12)の最高速の規制を行なうことができる。操舵角
αは、ステップ４に示すように、左右用検出手段(50)の
検知値Ｆｙと、手押し車(12)の速度Ｖｘの関数Ｄ(Ｖｘ)
を乗じて決定する。関数Ｄ(Ｖｘ)は、手押し車(12)の速
度Ｖｘに応じて、操舵用モータ(41)によって操舵される
前輪(16)(16)の操舵角の大きさを変化させる関数であ
る。例えば、遠心力の影響を考慮して、手押し車(12)の
速度が速くなるにつれて操舵角を小さくするように設定
したり、手押し車(12)の速度が遅くなるにつれて操舵角
を大きくして、操作性を向上させることができる。

【００１８】動作説明 上記構成の手押し車(12)における駆動力補助の動作につ
いて説明する。手押し車(12)は、操作者が取手(60)の外
筒体(66)を掴んで、前方に押しながら移動することによ
り前進する(操作者は、外筒体(66)の右端、左端の近傍
を夫々掴むことが望ましい)。操作者の押力と手押し車
(12)からの反力が取手(60)の筒部材(64)(64)内部に配備
されたコイルバネ(67)(67)に作用する。反力がコイルバ
ネ(67)(67)の付勢力を越えて作用すると、コイルバネ(6
7)(67)が縮んで、掴持部(63)が柱部(61)(61)に対して前
方に移動する。これにより、前後用検出手段(30)の検出
ピン(34)が検出装置(33)内に後退して、リニアポテンシ
ョメータ(32)の出力値である抵抗値が変化し、該抵抗値
が、掴持部(63)の柱部(61)(61)に対する移動量の検知値
Ｆｘとして制御装置(80)に送信される。また、同時に速
度検出手段(70)は手押し車(12)の速度を測定して、同様
に検知値Ｖｘとして制御装置(80)に送信する。制御装置
(80)は、上述した通り、掴持部(63)の柱部(61)(61)に対
する移動量に関する検知値Ｆｘと速度に関する検知値Ｖ
ｘに応じた補助トルクＴで駆動モータ(21)を回転させ、
後輪(18)(18)に前進方向の補助動力を供給する。

【００１９】手押し車(12)を後退させる場合には、操作
者が取手(60)を後方に引きながら移動すればよく、この
とき、前進動作の場合と同様にＦｘ、Ｖｘが測定され、
この検知値に応じた補助トルクで駆動モータ(21)が、後
輪(18)(18)に後退方向の補助駆動力を供給する。

【００２０】また、手押し車(12)を前進させながら、手
押し車(12)を右に旋回させるには、通常の操作と同様
に、掴持部(63)の外筒体(66)の左側を、右側よりも強く
押し込む。左側が強く押された外筒体(66)は、内筒体(6
5)に対して左側に移動する方向の力を受ける。この力が
外筒体(66)を付勢するコイルバネ(68)(68)の反力を越え
て作用すると、外筒体(66)は、内筒体(65)に対して摺動
する。内筒体(65)の内部に設けられたリニアポテンショ
メータ(52)は、外筒体(66)の移動量に応じた抵抗値を検
知値Ｆｙとして制御装置(80)に送信する。同時に速度検
出手段(70)により、手押し車(12)の速度が測定され、検
知値Ｖｘとして制御装置(80)に送信される。制御装置(8
0)は、ＦｙとＶｘに基づいて、必要な操舵用モータ(41)
の回転量を決定し、モータドライバ(82)を介して操舵用
モータ(41)を駆動して、操舵輪(16a)(16a)を右向きに操
舵角αだけ操舵させる。これにより、手押し車(12)を前
進させながら手押し車(12)を右に旋回させることができ
る。手押し車(12)を左側に旋回させるには、掴持部(63)
の外筒体(66)の右側を、左側よりも強く押し込めばよ
く、これにより、操舵用モータ(41)が、操舵輪(16a)(16
a)を左向きに操舵させる。

【００２１】手押し車(12)を後退させながら、右に旋回
させる場合、掴持部(63)の外筒体(66)の左側を、右側よ
りも強く引き込む。左側が強く引かれた外筒体(66)は、
内筒体(65)に対して左側に移動する方向の力を受ける。
この力が外筒体(66)を付勢するコイルバネ(68)(68)の反
力を越えて作用すると、外筒体(66)は、内筒体(65)に対
して摺動する。内筒体(65)の内部に設けられたリニアポ
テンショメータ(52)は、外筒体(66)の移動量に応じた抵
抗値を検知値Ｆｙとして制御装置(80)に送信する。この
とき、同時に手押し車(12)の速度が測定され、同様に検
知値Ｖｘとして制御装置(80)に送信される。制御装置(8
0)は、ＦｙとＶｘに基づいて、必要な操舵用モータ(41)
の回転量を決定し、モータドライバ(82)を介して操舵用
モータ(41)を駆動して、操舵輪(16a)(16a)を右向きに操
舵角αだけ操舵させる。これにより、手押し車(12)を後
退させながら手押し車(12)を右に旋回させることができ
る。手押し車(12)を後退させながら、左に旋回させるに
は、掴持部(63)の外筒体(66)の右側を、左側よりも強く
引き込めばよく、これにより、操舵用モータ(41)が操舵
輪(16a)(16a)を左向きに操舵させる。

【００２２】上記実施例では、台車(10)の前進、後退及
び操舵の駆動力補助を行なったが、例えば、前進のみ、
操舵のみ、前進及び後退のみの駆動を補助する構成とし
てもよい。また、台車(10)の車輪は４つに限定されるこ
とはなく、更に前進、後退を行なう駆動輪を操舵可能と
してもよい。

【００２３】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の台車の側面図である。

【図２】本発明の台車であって、台板を透視した平面図
である。

【図３】取手の拡大断面図である。

【図４】検出手段、制御装置、モータの電気的な繋がり
を示す回路図である。

【図５】制御装置における制御の流れを示すフローチャ
ート図である。

【符号の説明】

(10) 台車 (12) 手押し車 (16) 前輪 (18) 後輪 (20) 駆動手段 (40) 操舵用駆動手段 (60) 取手

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行用車輪を具えた台板(14)と、該台板
   (14)に連繋され、操作者による人力が加えられる取手(6
   0)を有する台車であって、 車輪の少なくとも１つは、モータ等の駆動手段(20)によ
   り前進及び／又は後退方向に回転駆動し、取手(60)に
   は、取手(60)に加えられた人力の前後方向の力の大きさ
   を検知する検出手段(30)を具え、駆動手段(20)の出力
   は、該検出手段(30)の検知値に応じて制御される駆動力
   補助手段を具えた台車。
2. 【請求項２】 車輪の少なくとも１つは、モータ等の操
   舵用駆動手段(40)により左右に操舵され、台車(10)を左
   右に操舵する操舵輪(16a)であり、取手(60)には、取手
   (60)に加えられた人力の左右方向の力の大きさを検知す
   る検出手段(50)を具え、操舵用駆動手段(40)による操舵
   輪(16a)の操舵角は、該検出手段(50)の検知値に応じて
   制御される請求項１に記載の駆動力補助手段を具えた台
   車。
3. 【請求項３】 台車の速度を検出する速度検出手段(70)
   を具え、駆動手段(20)の出力は、前記検出手段(30)の検
   知値と、速度検出手段(70)の検出値の両方に応じて制御
   されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載
   の駆動力補助手段を具えた台車。
4. 【請求項４】 走行用車輪を具えた台板(14)と、該台板
   (14)に連繋され、操作者による人力が加えられる取手(6
   0)を有する台車であって、 車輪の少なくとも１つは、モータ等の操舵用駆動手段(4
   0)により左右に操舵され、台車(10)を左右に操舵する操
   舵輪(16a)であり、取手(60)には、取手(60)に加えられ
   た人力の左右方向の力の大きさを検知する検出手段(50)
   を具え、操舵用駆動手段(40)による操舵輪(16a)の操舵
   角は、該検出手段(50)の検知値に応じて制御される駆動
   力補助手段を具えた台車。
5. 【請求項５】 台車の速度を検出する速度検出手段(70)
   を具え、操舵用駆動手段(40)による操舵輪(16a)の操舵
   角は、前記検出手段(50)の検知値と、速度検出手段(70)
   の検出値に応じて制御されることを特徴とする請求項４
   に記載の駆動力補助手段を具えた台車。