(57)【要約】  移動台車（１００）は走行部（１０）、車輪（１７，２７）、荷台（１１）、変位変換部（１２，２２）及び弾性体（１６，２６）を備える。車輪（１７，２７）は走行部（１０）に設けられる。荷台（１１）は走行部（１０）の走行方向に移動自在に走行部（１０）に支持される。変位変換部（１２，２２）は、走行部（１０）に対する荷台（１１）の変位に従って車輪（１７，２７）を走行部（１０）に対して変位させる。弾性体（１６，２６）は走行部（１０）に対して移動した荷台（１１）を移動前の初期位置に復帰させる力を付与する。変位変換部（１２，２２）は、荷台（１１）に働く慣性力と同じ方向に車輪（１７，２７）を走行部（１０）に対して変位する。
2019220802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行部と、
前記走行部に設けられ前記走行部を走行させる車輪と、
前記走行部の走行方向に移動自在に前記走行部に支持される荷台と、
前記走行部に対する前記荷台の変位に従って前記車輪を前記走行部に対して変位する変位変換機構と、
前記走行部に対して移動した前記荷台を、移動前の初期位置に復帰させる力を付与する弾性体と、
を備え、
前記変位変換機構は、前記荷台に働く慣性力と同じ方向に、前記車輪を前記走行部に対して変位させることを特徴とする移動台車。
【請求項２】
前記変位変換機構は、前記走行部に対する前記荷台の変位を、前記走行部に対する前記車輪の変位に拡大変換することを特徴とする請求項１に記載の移動台車。
【請求項３】
前記車輪を前記走行部の走行方向に移動自在に支持する車輪支持部を更に備え、
前記変位変換機構は、前記走行部に回転自在に取り付けられ、一端が前記車輪支持部に連結されるリンクと、前記リンクの他端と前記荷台とを接続するワイヤとを備える
ことを特徴とする請求項１または２に記載の移動台車。
【請求項４】
前記車輪は、前輪及び後輪を含み、
前記車輪支持部は、前記前輪および後輪を前記走行部の走行方向に移動自在に支持する
ことを特徴とする請求項３に記載の移動台車。
【請求項５】
前記弾性体は、一端が前記走行部に接続され、前記ワイヤに張力を与える
ことを特徴とする請求項３または４に記載の移動台車。
【請求項６】
前記車輪を前記走行部の走行方向に移動自在に支持する車輪支持部を更に備え、
前記変位変換機構は、一端が前記荷台に回転自在に取り付けられる第１のリンクと、一端が前記第１のリンクの他端および前記走行部に連結され、他端が前記車輪支持部に連結される第２のリンクとを備える
ことを特徴とする請求項１または２に記載の移動台車。
【請求項７】
前記弾性体は、一端が前記荷台に接続され、他端が前記走行部に接続されている
ことを特徴とする請求項６に記載の移動台車。
【請求項８】
前記車輪は、前輪及び後輪を含み、
前記荷台は、後部から中央部に向かって下がる第１の傾斜面と、前部から中央部に向かって下がる第２の傾斜面を含み、
前記後輪を前記第１の傾斜面に垂直な方向に移動するように案内する第１の車輪支持部と、前記前輪を前記第２の傾斜面に垂直な方向に移動するように案内する第２の車輪支持部とを更に備え、
前記変位変換機構は、前記第１の傾斜面に沿って移動自在な第１の荷台接触部と、前記第２の傾斜面に沿って移動自在な第２の荷台接触部と、前記第１の荷台接触部と前記第１の車輪支持部とを接続する第１の軸と、前記第２の荷台接触部と前記第２の車輪支持部とを接続する第２の軸とを有し、
前記弾性体は、前記第１の荷台接触部を前記第１の傾斜面に押しつける第１の弾性体と、前記第２の荷台接触部を前記第２の傾斜面に押しつける第２の弾性体とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の移動台車。
【請求項９】
前記第１の軸および前記第１の車輪支持部のうちの少なくとも一方は、前記走行部に対する前記荷台の移動に伴い伸縮可能であり、
前記第２の軸および前記第２の車輪支持部のうちの少なくとも一方は、前記走行部に対する前記荷台の移動に伴い伸縮可能である
ことを特徴とする請求項８に記載の移動台車。
【請求項１０】
前記走行部は、前記荷台を搭載するガイド部と、前記ガイド部が上下方向に移動するように支持する基礎部とを備え、
前記荷台は、前記走行部の走行方向に移動自在に前記ガイド部に支持され、
前記荷台と前記基礎部との間に配設され、前記ガイド部に対して移動した前記荷台を、移動前の初期位置に復帰させる力を付与する第３の弾性体を備える
ことを特徴とする請求項１または２に記載の移動台車。
【請求項１１】
前記第３の弾性体は、前記荷台の上下方向の位置に応じて前記走行部の走行方向に対するばね剛性が異なるように複数配設される
ことを特徴とする請求項１０に記載の移動台車。
【請求項１２】
前記荷台は、前記走行部に対して、下側に凸である円弧状にガイドされることを特徴とする請求項１から１１の何れか一つに記載の移動台車。
【請求項１３】
第１のモータと、前記第１のモータによって回転駆動される駆動車輪とを有する走行駆動装置をさらに備えることを特徴とする請求項１から１２の何れか一つに記載の移動台車。
【請求項１４】
前記車輪は、全方向移動型の複数の車輪を含み、
前記複数の車輪を前記走行部に対し、複数の異なる方向に移動可能に支持する複数の車輪支持部を更に備え、
前記変位変換機構および前記弾性体は、前記複数の車輪支持部に対応して複数個設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の移動台車。
【請求項１５】
前記全方向移動型の複数の車輪は、オムニホイールまたはメカナムホイールであり、
前記全方向移動型の複数の車輪を回転駆動する複数の第２のモータをさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の移動台車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転倒防止機構を有する移動台車に関する。
【背景技術】
【０００２】
転倒防止機構を備えた移動体においては、従来、重心位置または加速度に基づいて移動体にかかる慣性力を推定して転倒防止制御を行っている。【０００３】
特許文献１には、移動ロボットの走行速度が遅い場合にはホイールベースが狭くなり、走行速度が速い場合にホイールベースが広くなるように、ホイールベースの長さを制御することで、移動ロボットの走行時の転倒に対する安定性を高めることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０９０４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、移動ロボットの転倒を防止するために、移動体の速度などの状態を計測し、計測結果に応じて転倒防止機構を能動的に動作させる動力源を備える必要がある。このため、センサ、モータないしはアクチュエータ等の搭載が必須で、装置が大型化、重量化する。また、特許文献１では、移動ロボットの重量及び加速度から移動ロボットにかかる慣性力が推定されるため、これらの状態値が既知であることが必須である。このため、荷物を搭載する移動台車への適用を試みた場合、荷物によって重心位置及び慣性力が変化するため、ロバスト性が低く、前記変化に対応できる高度なロバスト制御が必要となる。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、加速度変化および重量変化に対して受動的に動作する転倒防止機構を有する移動台車を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、走行部と、前記走行部に設けられ前記走行部を走行させる車輪と、前記走行部の走行方向に移動自在に前記走行部に支持される荷台と、前記走行部に対する前記荷台の変位に従って前記車輪を前記走行部に対して変位する変位変換機構と、前記走行部に対して移動した前記荷台を、移動前の初期位置に復帰させる力を付与する弾性体とを備える。前記変位変換機構は、前記荷台に働く慣性力と同じ方向に、前記車輪を前記走行部に対して変位させる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、センサおよびアクチュエータを用いることなく、移動台車の転倒防止を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１の移動台車の外部構成を示す概念図
【図２】実施の形態１の移動台車の内部構成を示す概念図
【図３】実施の形態１の移動台車の転倒防止機構の概念的構成を示す模式図
【図４】実施の形態１の移動台車の転倒防止機構の動作を示す概念図
【図５】実施の形態１の転倒防止機構を有する場合の、積載重量と、転倒抑制方向モーメントと転倒方向モーメントとの差分との関係と、転倒防止機構を有さない場合の前記関係を示す図
【図６】実施の形態２の移動台車の内部構成を示す概念図
【図７】実施の形態２の移動台車の走行駆動装置の概念的構成を示す斜視図
【図８】実施の形態３の移動台車の加速無しの状態での内部構成を示す概念図
【図９】実施の形態３の移動台車の加速有りの状態での内部構成を示す概念図
【図１０】実施の形態４の移動台車の内部構成を示す概念図
【図１１】実施の形態５の移動台車の加速無しの状態での内部構成を示す概念図
【図１２】実施の形態５の移動台車の加速有りの状態での内部構成を示す概念図
【図１３】実施の形態６の移動台車の外部構成を示す概念図
【図１４】実施の形態６の移動台車の内部構成を示す概念図
【図１５】実施の形態７の移動台車の外部構成を示す概念図
【図１６】実施の形態７の移動台車の内部構成を示す概念図
【図１７】実施の形態７の移動台車の転倒防止機構の動作を示す概念図
【図１８】実施の形態７の移動台車の転倒防止機構の概念的構成を示す模式図
【図１９】実施の形態８の移動台車の加速無しの状態での内部構成を示す概念図
【図２０】実施の形態８の移動台車の加速有りの状態での内部構成を示す概念図
【図２１】実施の形態８の移動台車の走行駆動装置の概念的構成を示す斜視図
【図２２】実施の形態８の移動台車の走行駆動装置の内部構成を示す概念図
【図２３】実施の形態９の移動台車の外部構成を示す平面図
【図２４】実施の形態９の移動台車の内部構成を示す概念図
【図２５】実施の形態９の移動台車の荷台ガイドの一例を示す斜視図
【図２６】実施の形態９の移動台車の荷台ガイドの他の例を示す斜視図
【図２７】実施の形態９の移動台車にオムニホイールを適用した場合の構成例を示す平面図
【図２８】実施の形態９の移動台車にメカナムホイールを適用した場合の構成例を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態にかかる移動台車を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１および図２は、実施の形態１の移動台車１００の構成を示す概念図であり、図１は外部構成を示す図であり、図２は内部構成を示す図である。図３は、実施の形態１の移動台車１００の転倒防止機構を示す模式図である。図３の実線は、移動台車１００が加速する前の状態を示し、破線は加速後の状態を示している。この移動台車１００は、前部（図中左側）の構造と後部（図中右側）の構造とが中心線を境にして対称に形成されており、形状的および構造的に前後方向の区別はない。説明の便宜上、左方向への移動を前進とし、右方向への移動を後退とし、左側の車輪２７を前輪とし、右側の車輪１７を後輪とする。前方向は、移動台車１００がまっすぐ前進する方向である。前方向は、図１の左方向である。後方向は、移動台車１００がまっすぐ後退する方向である。後方向は、図１の右方向である。移動台車１００は、３個以上の車輪を有する。図１では、２個の前輪２７と、２個の後輪１７とを有するものとする。
【００１２】
移動台車１００は、走行部１０と、荷台１１と、変位変換部１２，２２と、弾性体１６，２６と、車輪１７，２７とを備える。移動台車１００は、車輪支持部１４，２４を備えることができる。変位変換部１２は、リンク１３と、ワイヤ１９とを備える。変位変換部１２は、ワイヤガイド１８を備えることができる。変位変換部２２は、図３に示すように、リンク２３と、ワイヤ２９とを備える。変位変換部２２は、ワイヤガイド２８を備えることができる。変位変換部は、変位変換機構とも呼ばれる。
【００１３】
走行部１０は、箱形状を呈している。走行部１０は、荷台１１を搭載する。走行部１０の両側部には、ガイド孔３２が形成されている。ガイド孔３２は、凹部または孔である。ガイド孔３２は、走行部１０の走行方向に延びている。荷台１１の両側部には、ガイド突起３１が形成されている。ガイド突起３１はガイド孔３２にガイドされて前後方向に移動自在である。したがって、荷台１１は、走行部１０に対して走行方向（移動台車１００の前後方向）に移動するように、ガイド突起３１およびガイド孔３２によって支持されている。しかし、荷台１１は、その他の方向の運動は拘束されている。ここで、側部は、水平方向において前後方向に直角な方向に位置する部分である。荷台１１の側部は、水平方向において荷台１１の前後方向に直角な方向に位置する部分である。図１において、側部は、図面の手前側と奥側の部分である。
【００１４】
走行部１０は、車輪１７，２７を備える。走行部１０は、車輪１７，２７によって走行する。走行部１０は、車輪ガイド１５，２５を備える。車輪ガイド１５，２５は、走行部１０の走行方向に延びる凹部または孔部である。車輪ガイド１５，２５は、車輪支持部１４，２４の移動をガイドする。車輪支持部１４の先端は、後輪１７が回転するように一対の後輪１７を支持している。車輪支持部１４の基端は、リンク１３に連結されている。車輪支持部２４の先端は、前輪２７が回転するように一対の前輪２７を支持している。車輪支持部２４の基端は、リンク２３に連結されている。後輪１７および前輪２７は、向きが固定または変化するように車輪支持部１４，２４によって支持されている。このように、車輪支持部１４，２４は、走行部１０に対して走行部１０の走行方向（移動台車１００の前後方向）に移動するように車輪ガイド１５，２５によって支持されている。車輪支持部１４，２４は、その他の方向の運動は拘束されている。
【００１５】
変位変換部１２を構成するリンク１３は、軸１３ａを中心に回動するように走行部１０に取付けられている。「回動」とは、正方向及び逆方向のいずれかに円運動することである。ワイヤ１９の一端は、荷台１１に固定されている。ワイヤ１９の他端は、リンク１３の上端に固定されている。ワイヤ１９は、ワイヤガイド１８によって移動がガイドされている。ワイヤガイド１８は、走行部１０の前部に取付けられている。弾性体１６は、リンク１３の上端と走行部１０の後部の間に取り付けられている。リンク１３の下端には、車輪支持部１４の基端がスライドするように連結されている。すなわち、リンク１３の下端には、長孔１３ｂが形成されている。そして、長孔１３ｂに車輪支持部１４の基端が係合されている。「係合」とは、係り合うことである。つまり、係合は要素と要素を互いに繋ぎ合わせることである。弾性体１６は、引っ張りばねである。弾性体１６は、常にワイヤ１９が張られる方向に力を発生させるように取り付けられている。弾性体１６は、ワイヤ１９に張力を与える。
【００１６】
変位変換部１２は、走行部１０に対する荷台１１の変位を、走行部１０に対する車輪１７の変位に変換する。荷台１１の移動量に対して、車輪１７の移動量が同じかもしくは大きくなるように変位変換部１２の機構が構成されている。つまり、車輪１７の移動量は荷台１１の移動量以上である。
【００１７】
変位変換部２２を構成するリンク２３は、図３に示すように、軸２３ａを中心に回動するように走行部１０に取付けられている。ワイヤ２９の一端は、荷台１１に固定されている。ワイヤ２９の他端は、リンク２３の上端に固定されている。ワイヤ２９の移動は、ワイヤガイド２８によってガイドされている。ワイヤガイド２８は、走行部１０の後部に取付けられている。弾性体２６は、リンク２３の上端と走行部１０の前部との間に取り付けられている。リンク２３の下端には、車輪支持部２４の基端がスライドするように連結されている。弾性体２６は、引っ張りばねである。弾性体２６は、常にワイヤ２９が張られる方向に力を発生させるように取り付けられている。弾性体２６は、ワイヤ２９に張力を与える。
【００１８】
変位変換部２２は、走行部１０に対する荷台１１の移動による変位を、走行部１０に対する車輪２７の移動による変位に変換する。荷台１１の移動量に対して、車輪２７の移動量が同じかもしくは大きくなるように変位変換部２２の機構が構成されている。つまり、車輪２７の移動量は荷台１１の移動量以上である。
【００１９】
弾性体１６，２６は、引張ばねである。弾性体１６，２６は、それぞれ逆方向の力を発生させる。そのため、弾性体１６，２６は、荷台１１を常に中央に戻すように力を発生させる。別言すれば、弾性体１６，２６は、走行部１０に対して移動した荷台１１を、移動前の初期位置に復帰させる力を発生させる。弾性体１６，２６の剛性は出来るだけ低い方が望ましい。しかし、弾性体１６，２６が伸びきるもしくは縮みきるとばね効果が得られない。そのため、走行部１０に働きうる最大の慣性力が働いた際に、ばねが伸びきらないもしくは縮みきらないように設定することが望ましい。最大の慣性力の発生としては、急な加速、急な減速及び荷物の最大積載などが想定される。
【００２０】
図４は、実施の形態１の転倒防止機構の機能時の動作を説明するための概念図である。図４（Ａ）は停止時あるいは加速無しの状態を示す。図４（Ｂ）は加速ありの状態を示している。移動台車１００は、図４中の左方向に走行する。移動台車１００および走行部１０が加速すると、搭載された荷物Ｇを含む荷台１１が加速方向Ｊと逆の方向Ｉに慣性力を受ける。そして、荷台１１は走行部１０に対し、慣性力を受けた方向Ｉに移動変位する。これにより、リンク１３は、図４中で、反時計回りに回動される。リンク１３は、ワイヤ１９を介して荷台１１に接続されている。そして、車輪支持部１４及び後輪１７は加速方向Ｊと逆の方向Ｉに移動する。加速方向Ｊと逆の方向Ｉは、慣性力と同じ方向である。図４では、車輪支持部１４及び後輪１７の移動量はΔｄである。同様に、リンク２３は、図４中で、反時計回りに回動される。リンク２３は、ワイヤ２９を介して荷台１１に接続されている。これにより、車輪支持部２４及び前輪２７が加速方向Ｊと逆の方向Ｉに移動する。車輪１７がΔｄだけ後方に移動すると、転倒支点Ｏ１が加速方向Ｊと逆の方向Ｉに移動する。そのため、転倒方向のモーメントＭａは変化しないが、転倒抑制方向のモーメントＭｂを増加させることができる。「転倒支点」とは、加速方向Ｊまたは減速方向に対して逆方向の車輪の接地点である。前進状態で加速している場合は、後輪１７の接地点が転倒支点Ｏ１に対応する。前進状態で減速している場合は、前輪２７の接地点が転倒支点Ｏ１に対応する。Ｗは、荷物Ｇが搭載された状態の移動台車１００の重心である。転倒方向のモーメントＭａは、転倒支点Ｏ１から重心Ｗまでの高さと慣性力とに基づいて求められる。転倒抑制方向のモーメントＭｂは、転倒支点Ｏ１から重心Ｗまでの長さと移動台車１００の重量とに基づいて求められる。
【００２１】
荷台１１の移動量に対して、変位変換部１２，２２による車輪１７，２７の移動量を大きくするほど、転倒抑制方向のモーメントＭｂの増加を大きくすることができる。このため、変位変換部１２，２２は、走行部１０に対する荷台１１の移動による変位を、走行部１０に対する車輪１７，２７の移動による変位に拡大して変換するほうが好ましい。
【００２２】
図５は、積載重量Ｗａと、転倒抑制方向モーメントＭｂと転倒方向モーメントＭａとの差分Ｍｂ−Ｍａとの関係を示す図である。横軸は、積載重量Ｗａを示している。縦軸は、転倒抑制方向モーメントＭｂと転倒方向モーメントＭａとの差分Ｍｂ−Ｍａを示している。実線は、実施の形態１の転倒防止機構を有する場合を示している。破線は、転倒防止機構を有さない場合を示している。転倒を防止する方向のモーメントを正としている。
【００２３】
転倒防止機構を有さない台車の場合、破線で示されるように、積載重量Ｗａの増加に伴い、より転倒しやすくなる。そして、積載重量Ｗａがある一定の重量を超えた段階で、転倒方向のモーメントＭａが転倒抑制方向のモーメントＭｂよりも大きくなり、移動台車が転倒する。一方、実施の形態１による転倒防止機構を備えた移動台車の場合は、実線で示されるように、荷物Ｇ及び荷台１１に働く慣性力に合わせて、車輪１７，２７の移動量が変化する。そのため、積載重量Ｗａが増加しても、転倒方向のモーメントＭａと転倒抑止方向のモーメントＭｂとが同時に増加する。これによって、走行時の加減速に対して、移動台車１００を常に安定化することが可能となる。
【００２４】
なお、弾性体１６，２６は、荷台１１が中央に戻るように力を発生させ、且つワイヤ１９，２９を張っていればよい。このため、弾性体１６，２６として圧縮ばねを用いても良い。また、使用するばねは、たわみ量の増加に対してばね剛性が変化する非線形ばねを使用してもよい。例えば、非線形ばねは、たわみ量の増加に対してばね剛性が高まる。この非線形ばねの最大たわみ量及び弾性力を線形ばねと同等とすると、線形ばねを使用した場合と比べて、中程度の慣性力が働いた場合の車輪の移動量は大きくなる。また、例えば、非線形ばねは、たわみ量の増加に対してばね剛性が下がる。この非線形ばねは、慣性力が小さい間（低加減速度の間）では、荷台及び車輪の移動機能を抑えることができる。転倒防止機能が真に必要な中、高加速及び高減速の条件下において、この非線形ばねは、転倒防止効果を発揮できる。また、この弾性体１６，２６に並行に、減衰器を搭載してもよい。つまり、減衰器は弾性体１６，２６に並列に接続されている。減衰器が搭載されない場合と比較し、転倒防止機能が働いた際に発生する振動を抑制しやすくなる。そして、通常状態に戻るまでの時間を短縮し、振動を抑制できる。
【００２５】
このように実施の形態１によれば、変位変換部１２，２２によって、走行部１０に対する荷台１１の相対変位を、この相対変位と同じ方向の成分を有する車輪の移動による変位に変換する。これによって、荷台に搭載された荷物の重量の変化および移動台車１００の走行加速度に応じて受動的に車輪の移動量が変化する。このため、センサ及びアクチュエータを用いることなく、走行加速度の変化および荷物の重量変化に対してロバストな転倒防止を実現できる。ここで、「受動的に」とは、センサおよびアクチュエータを用いずに車輪の移動量を変化させることである。
【００２６】
実施の形態２．
図６は、実施の形態２の移動台車１１０を示す概念図である。実施の形態２の移動台車１１０においては、実施の形態１の移動台車１００に、走行駆動装置３５を追加している。実施の形態２の移動台車１１０のその他の構成は、実施の形態１の移動台車１００と同じであり、重複する説明は省略する。
【００２７】
図７は、走行駆動装置３５の概念的構成を示す斜視図である。走行駆動装置３５は、走行駆動用モータ３６及び一対の走行駆動車輪３７を備えている。走行駆動装置３５は、バッテリ３８を備えることができる。走行駆動装置３５は、走行部１０に取り付けられている。走行駆動用モータ３６は、バッテリ３８の電力を使って、走行駆動車輪３７を回転させる。
【００２８】
実施の形態２によれば、走行駆動装置３５を走行部１０に取り付けているので、実施の形態１に示した転倒防止機能を持つ自走式の移動台車を得ることができる。
【００２９】
実施の形態３．
図８および図９は、実施の形態３の移動台車１２０の構成を示す概念図であり、図８は加速無しの状態を示し、図９は加速有りの状態を示している。図１および図２に示した構成要素と同一機能を達成可能な構成要素については同一符号を付しており、それらについては重複する説明を省略する。
【００３０】
実施の形態３においては、変位変換部４０は、２つのスライドリンク４０ａ，４０ｂを備えている。変位変換部４５は、２つのスライドリンク４５ａ，４５ｂを備えている。スライドリンク４０ｂの上端は、軸４２にスライドするように連結されている。軸４２は荷台１１に固定されている。スライドリンク４０ｂの下端は、軸４３にスライドするように連結されている。軸４３は走行部１０に固定されている。スライドリンク４０ａの上端は、軸４３にスライドするように連結されている。スライドリンク４０ａの下端は、車輪支持部１４の基端にスライドするように連結されている。スライドリンク４５ｂの上端は、軸４７にスライドするように連結されている。軸４７は荷台１１に固定されている。スライドリンク４５ｂの下端は、軸４８にスライドするように連結されている。軸４８は走行部１０に固定されている。スライドリンク４５ａの上端は、軸４８にスライドするように連結されている。スライドリンク４５ａの下端は、車輪支持部２４の基端にスライドするように連結されている。弾性体４１は、荷台１１の後部と、走行部１０の後部との間に設置されている。弾性体４６は、荷台１１の前部と、走行部１０の前部との間に設置されている。弾性体４１，４６は、一端が荷台１１に接続されている。弾性体４１，４６は、他端が走行部１０に接続されている。スライドリンク４０ｂ，４５ｂは第１のリンクである。スライドリンク４０ａ，４５ａは第２のリンクである。
【００３１】
図９に示すように、移動台車１２０が左方向に加速されると、荷台１１が加速方向Ｊと逆方向に慣性力を受ける。すると、荷台１１が走行部１０に対し後方に移動する。これによって、スライドリンク４０ｂ，４５ｂは軸４３，４８を支点にして時計方向に回動する。スライドリンク４０ａ，４５ａは軸４３，４８を支点にして反時計方向に回動する。そして、前輪２７および後輪１７は加速前の位置よりも後方に移動する。したがって、実施の形態１と同様に、転倒支点は後方に移動する。そして、転倒方向のモーメントは変化しないが、転倒抑制方向のモーメントは増加する。
【００３２】
実施の形態３によれば、荷台１１と変位変換部４０，４５との接続のための構成が、実施の形態１に比べより単純な構成で実現でき、装置構造を小型化できる。
【００３３】
実施の形態４．
図１０は、実施の形態４の移動台車１３０の構成を示す概念図である。図１および図２に示した構成要素と同一機能を達成可能な構成要素については同一符号を付しており、それらについては重複する説明を省略する。
【００３４】
実施の形態１と同様に、荷台１１は、走行部１０に対して走行方向（移動台車１３０の前後方向）に移動可能である。前輪２７および後輪１７は、車輪支持部５６に接続されている。車輪支持部５６は、例えば、１つである。前輪２７、後輪１７および車輪支持部５６は、一体的に構成されている。なお、前輪２７および後輪１７は、車輪支持部５６に対して回転できる。車輪支持部５６は、変位変換部５０に連結されている。変位変換部５０は、リンク５１と、ワイヤ５７，５８とを備える。変位変換部５０は、ワイヤガイド５３，５５を備えることができる。弾性体５２は、走行部１０の後部と荷台１１の後部との間に設置されている。弾性体５４は、走行部１０の前部と荷台１１の後部との間に設置されている。
【００３５】
リンク５１の下端は、車輪支持部５６に連結されている。リンク５１は、車輪支持部５６に対してスライドするように車輪支持部５６に連結されている。リンク５１は、軸５９を中心に回動する。軸５９は走行部１０に固定されている。ワイヤ５８の一端は、荷台１１の後部に接続されている。ワイヤ５８の他端は、ワイヤガイド５３を介してリンク５１の上端に接続されている。ワイヤ５７の一端は、荷台１１の前部に接続されている。ワイヤ５７の他端は、ワイヤガイド５５を介してリンク５１の上端に接続されている。
【００３６】
図１０において、移動台車１３０が左方向に加速すると、荷台１１が右方向に慣性力を受ける。そして、荷台１１は走行部１０に対して右方向に移動する。これによって、図１０において、リンク５１は軸５９を中心にして反時計回りに回動する。リンク５１はワイヤ５８を介して荷台１１に接続されている。そして、車輪支持部５６および車輪１７，２７は右方向に移動する。したがって、実施の形態１と同様に、転倒支点が後方に移動する。そして、転倒方向のモーメントは変化しないが、転倒抑制方向のモーメントを増加させることができる。
【００３７】
実施の形態４によれば、車輪支持部および変位変換部を１つに集約できる。このため、移動台車１３０は、より単純な構成で実現される。そして、移動台車１３０の構造を小型化できる。
【００３８】
実施の形態５．
図１１および図１２は、実施の形態５の移動台車１４０の構成を示す概念図であり、図１１は、停止時あるいは加速無しの状態を示し、図１２は加速ありの状態を示している。図１および図２に示した構成要素と同一機能を達成可能な構成要素については同一符号を付しており、それらについては重複する説明を省略する。実施の形態５の移動台車１４０と実施の形態１の移動台車１００との違いは、走行部１０に対する荷台１１のガイド機構のみである。なお、変位変換部１２，２２から荷台１１まで接続される構成は、図４、図８または図１０などの構成を採用できる。そのため、図１１、１２ではその構成を省略する。
【００３９】
荷台１１の両側部には、２つのガイド突起６０，６０が夫々形成されている。２つのガイド突起６０，６０は、離れて配置されている。走行部１０の両側部には、下側に凸となる円弧状のガイド孔６１が形成されている。別言すれば、走行部１０の両側部には、鉛直上方向に曲率中心を持つ円弧状のガイド孔６１が形成されている。下側は、移動台車１４０に対して車輪１７，２７側である。また、上側は、下側の反対側である。ガイド孔６１を、溝形状としてもよい。このようなガイド機構によれば、荷台１１が中央位置に位置しているとき、荷台１１が最も安定する。また、荷物及び荷台１１に慣性力が働いた際に、走行部１０の加速方向または減速方向に対して、荷物が倒れ込むような姿勢となる。このため、荷台１１が平行移動した場合と比較して、荷物が飛び出す方向に対向するように荷台が傾く。このため、積載された荷物の滑落をより防止することができる。
【００４０】
実施の形態５によれば、下側に凸となる円弧状のガイド孔６１に沿って、荷台１１は走行部１０に対し移動する。そのため、積載された荷物の滑落をより防止することができる。
【００４１】
実施の形態６．
図１３および図１４は、実施の形態６の移動台車１５０の構成を示す概念図であり、図１３は外部構成を示す図であり、図１４は内部構成を示す図である。図１および図２に示した構成要素と同一機能を達成可能な構成要素については同一符号を付しており、それらについては重複する説明を省略する。実施の形態６の移動台車１５０と実施の形態１の移動台車１００との違いは、走行部１０の構造と、走行部１０に対する荷台１１の移動機構のみである。なお、変位変換部１２，２２から荷台１１まで接続される構成は、図４、図８または図１０などの構成を採用できる。そのため、図１３、１４ではその構成を省略する。
【００４２】
走行部１０は、基礎部１０ａとガイド部１０ｂとに分かれている。ガイド部１０ｂは、上下ガイド１０ｃによって基礎部１０ａに対して上下方向に移動するように拘束されている。ガイド部１０ｂの底側の面１０ｂｓと基礎部１０ａの上側の面１０ａｓとの間に弾性体６５が設けられている。面１０ａｓは面１０ｂｓと対向している。ガイド部１０ｂは、弾性体６５を介して基礎部１０ａに搭載されている。
【００４３】
上下ガイド１０ｃは、一例として、ガイド部１０ｂと基礎部１０ａのガイド部分１０ａｇの間に配置されたコロとして記載されている。基礎部１０ａはガイド部分１０ａｇを含んでいる。「コロ」とは、球体または円柱体などの形状で、すべり摩擦をころがり摩擦に変換する部品である。図１３では、ガイド部分１０ａｇは、基礎部１０ａの前側の端部と後側の端部とから上方向に延びて形成されている。ガイド部１０ｂは、２つのガイド部分１０ａｇの間に配置されている。ガイド部１０ｂは、上下ガイド１０ｃを介してガイド部分１０ａｇにガイドされる。
【００４４】
弾性体１６，２６は、荷台１１を加速前の初期位置に戻るように力を発生させる。移動台車１５０は、図１に示した弾性体１６，２６の他に、弾性体４１ａ，４１ｂ，４６ａ，４６ｂを備えている。弾性体４１ａは、基礎部１０ａの後部と荷台１１の後部との間に取り付けられている。弾性体４１ａは、例えば、車両の走行方向に平行（例えば、水平）に取り付けられている。弾性体４１ｂは、基礎部１０ａの後部と荷台１１の後部との間に取り付けられている。弾性体４１ｂは、例えば、車両の走行方向に対して傾斜して取り付けられている。荷台１１との接続点は、基礎部１０ａとの接続点よりも上側に配置されている。弾性体４６ａは、基礎部１０ａの前部と荷台１１の前部との間に取り付けられている。弾性体４６ａは、例えば、車両の走行方向に平行（例えば、水平）に取り付けられている。弾性体４６ｂは、基礎部１０ａの前部と荷台１１の前部との間に取り付けられている。弾性体４６ｂは、例えば、車両の走行方向に対して傾斜して取り付けられている。荷台１１との接続点は、基礎部１０ａとの接続点よりも上側に配置されている。弾性体４１ａ，４１ｂ，４６ａ，４６ｂは、基礎部１０ａとの接続点および荷台１１との接続点において、回動するように接続されている。弾性体４１ａのばね剛性と弾性体４１ｂのばね剛性とは、同じであっても異なっていてもよい。移動台車１５０の場合には、弾性体４１ａ，４１ｂのばね剛性は同じとする。
【００４５】
この構成では、荷台１１に搭載する荷物の重量変化に対して、荷台１１及びガイド部１０ｂの沈下量が変化する。「沈下」とは、重みで沈み下がることである。弾性体４１ａ，４６ａは傾斜なく（例えば、水平に）取り付けられている。そのため、荷台１１及びガイド部１０ｂが沈下することで、弾性体４１ａ，４６ａは傾斜する。そして、積載重量が重くなって荷台１１及びガイド部１０ｂの沈下量が大きくなるに伴い、ばね効果が低下する。一方、弾性体４１ｂ，４６ｂは傾斜されて取り付けられている。そのため、荷台１１及びガイド部１０ｂが沈下することで、弾性体４１ｂ，４６ｂは水平になる。そして、積載重量が重くなって荷台１１及びガイド部１０ｂの沈下量が大きくなるに伴い、ばね効果が上昇する。したがって、積載重量が軽い場合は、荷台１１を支える合成ばね剛性に対して弾性体４１ａ，４６ａが支配的になる。そして、積載重量が重い場合は、荷台１１を支える合成ばね剛性に対して弾性体４１ｂ，４６ｂが支配的になる。
【００４６】
このように実施の形態６では、荷台１１の上下方向の位置に応じて走行部１０の走行方向に対するばね剛性が異なるように複数の弾性体を配置している。そのため、積載重量に合わせてばね剛性を変化させることが可能となる。そして、荷台１１および弾性体４１ａ，４１ｂ，４６ａ，４６ｂを含む系が弾性振動モードに入ることを抑制することが出来る。また、積載重量に合わせてばね剛性を変化させることが可能となる。そのため、前述したように、弾性体１６，２６に非線形ばねを用いた場合と同様の効果を得ることが可能となる。よって、低加速度域では、荷台１１、車輪１７，２７の移動を小さくし、中高速域では、荷台１１、車輪１７，２７の移動を大きくすることも可能である。
【００４７】
弾性体は上下方向の位置の一箇所に設けるようにしてもよい。また、さらに多数の弾性体を用いるようにしてもよい。また、実施の形態６を、先の実施の形態２〜４に適用してもよい。
【００４８】
実施の形態７．
図１５および図１６は、実施の形態７の移動台車１６０の構成例を示す概念図であり、図１５は外部構成を示す図であり、図１６は内部構成を示す図である。移動台車１６０は、走行部１０と、荷台１１と、変位変換部７０，７５と、車輪支持部７１，７６と、弾性体７３，７８と、車輪１７，２７とを備える。変位変換部７０は、軸７２と、荷台接触部７４とを備える。変位変換部７５は、軸７７と、荷台接触部７９とを備える。
【００４９】
荷台１１は、実施の形態１と同様、走行部１０に対して走行方向（前後方向）に移動するように支持されている。荷台１１は、ガイド突起３１およびガイド孔３２によって支持されている。そして、荷台１１のその他の方向の運動は拘束されている。
【００５０】
走行部１０は、車輪ガイド４，５を備える。車輪ガイド４，５は、車輪支持部７１，７６の移動をガイドする。車輪ガイド４は、走行部１０の中央から後方に向かってホイールベースが広がるように重力方向（下方向）に対して傾斜している。車輪支持部７１は、車輪ガイド４の傾斜方向に沿って移動する。車輪ガイド５は、走行部１０の中央から前方に向かってホイールベースが広がるように重力方向に対して傾斜している。車輪支持部７６は、車輪ガイド５の傾斜方向に沿って移動する。ホイールベースは、車を真横から見たときの、前側のタイヤの中心から後側のタイヤの中心までの長さを指す。車輪支持部７１，７６は、車輪ガイド４，５に沿った方向に移動可能である。そして、車輪支持部７１，７６のその他の方向の運動は拘束されている。車輪支持部７１は第１の車輪支持部である。車輪支持部７６は第２の車輪支持部である。車輪支持部７１は、後輪１７が傾斜面１１ｃに垂直な方向に移動するように案内する。車輪支持部７６は、前輪２７が傾斜面１１ｄに垂直な方向に移動するように案内する。
【００５１】
車輪支持部７１の先端は、後輪１７が回転するように後輪１７を支持している。車輪支持部７６の先端は、前輪２７が回転するように前輪２７を支持している。後輪１７および前輪２７は、向きが固定または変化するように車輪支持部７１，７６によって支持されている。
【００５２】
変位変換部７０の軸７２は、車輪支持部７１と荷台接触部７４とを接続する。軸７２は第１の軸である。弾性体７３は、軸７２と平行に設けられている。または、弾性体７３は、軸７２を囲むように設けられている。弾性体７３は第１の弾性体である。荷台１１の底面側には、傾斜面１１ｃと、傾斜面１１ｄとが形成されている。傾斜面１１ｃは、例えば、第１の傾斜面である。傾斜面１１ｄは、例えば、第２の傾斜面である。傾斜面１１ｃは、中央から後方に向かって荷台１１の底面の位置が高くなるように傾斜している。傾斜面１１ｄは、中央から前方に向かって荷台１１の底面の位置が高くなるように傾斜している。荷台接触部７４は、荷台１１の傾斜面１１ｃに対して法線方向の運動は拘束される。そして、荷台接触部７４は、傾斜面１１ｃに沿って傾斜面１１ｃに対し自由に移動する。荷台接触部７４としては、例えば、回転可能な玉が接触面に埋め込まれる構造が採用可能である。荷台接触部７４は、弾性体７３によって荷台１１の傾斜面１１ｃに押し付けられている。荷台１１は、ガイド突起３１およびガイド孔３２によって走行部１０に対し走行方向に移動する。そして、荷台接触部７４は、走行部１０に対する荷台１１の移動によって、傾斜面１１ｃに沿って前後方向に移動する。荷台接触部７４は第１の荷台接触部である。
【００５３】
変位変換部７５の軸７７は、車輪支持部７６と荷台接触部７９とを接続する。軸７７は第２の軸である。弾性体７８は、軸７７と平行に設けられている。または、弾性体７８は、軸７７を囲むように設けられている。弾性体７８は第２の弾性体である。荷台接触部７９は、荷台１１の傾斜面１１ｄに対して法線方向の運動は拘束される。そして、荷台接触部７９は、傾斜面１１ｄに沿って傾斜面１１ｄに対し自由に移動する。荷台接触部７９としては、例えば、回転可能な玉が接触面に埋め込まれる構造を採用する。荷台接触部７９は、弾性体７８によって荷台１１の傾斜面１１ｄに押し付けられている。荷台１１は、ガイド突起３１およびガイド孔３２によって走行部１０に対し走行方向に移動する。そして、荷台接触部７９は、走行部１０に対する荷台１１の移動によって、傾斜面１１ｄに沿って前後方向に移動する。荷台接触部７９は第２の荷台接触部である。
【００５４】
ここで、軸７２および車輪支持部７１は、走行部１０に対する荷台１１の変位を拡大して車輪１７の移動による変位に変換する。そのために、走行部１０に対する荷台１１の移動に伴い、伸縮するように構成されてもよい。軸７２および車輪支持部７１のうちの一方が伸縮するように構成されてもよい。また、軸７２および車輪支持部７１の両方が伸縮するように構成されてもよい。同様に、軸７７および車輪支持部７６は、走行部１０に対する荷台１１の変位を拡大して車輪２７の移動による変位に変換する。そのために、走行部１０に対する荷台１１の移動に伴い、伸縮するように構成されてもよい。以下では、軸７２,７７と車輪支持部７１，７６との両方が伸縮するものとして説明する。
【００５５】
弾性体７３，７８は、荷台接触部７４，７９を介して前後方向から荷台１１を押し付ける。これによって、通常時、荷台１１は初期位置に位置するように力を受ける。初期位置は、例えば、移動台車１６０の前後方向の中央である。弾性体７３，７８の剛性はできるだけ低い方が望ましい。しかし、弾性体７３，７８が伸びきるもしくは縮みきると、ばね効果は得られない。このため、弾性体７３，７８の剛性は、走行部１０に働きうる最大の慣性力が働いた際に、ばねが伸びきらないもしくは縮みきらないように設定されることが望ましい。ここで、働きうる最大の慣性力が走行部１０に働く場合は、急加速の際の加速度、急減速の際の加速度及び荷物の最大積載量を想定している。
【００５６】
図１７は、実施の形態７の転倒防止機構の機能時の動作を説明するための概念図である。図１７（Ａ）は停止時あるいは加速無しの状態を示している。図１７（Ｂ）は加速ありの状態を示している。図１８は、実施の形態７の移動台車１６０の転倒防止機構を示す模式図である。移動台車１６０は、図中左方向（前方）に走行するとする。移動台車１６０が走行すると、走行部１０は加速する。これによって、荷物が搭載された荷台１１は加速方向Ｊと逆の方向Ｉに慣性力を受ける。そして、荷台１１は、走行部１０に対し後方へ移動する。すると、図１８（Ａ）の破線で示すように、荷台接触部７９は傾斜面１１ｄに沿って上方へ移動する。そして、荷台接触部７４は傾斜面１１ｃに沿って下方へ移動する。また、軸７７および車輪支持部７６は、全体として短くなる。そして、前輪２７は走行部１０に対して引っ込む。また、前輪２７は後方へ変位する。一方、軸７２および車輪支持部７１は、全体として伸びる。そして、後輪１７は走行部１０に対して押し出される。また、後輪１７は後方へ変位する。後輪１７の変位量はΔｄである。これによって、図１７（Ｂ）および図１８（Ｂ）に示すように、移動台車１６０の全体は、前部が後部より下がるように傾く。
【００５７】
後輪１７の後方への変位によって、転倒方向のモーメントＭａはわずかに増減する。これに対し、転倒抑制方向のモーメントＭｂは大きく増加する。これによって、合計のモーメントとしてみれば、転倒を防ぐ方向のモーメントＭｂを、後輪１７の変位Δｄ分だけ増加させることができる。なお、転倒方向のモーメントＭａは、車輪支持部７１，７６の角度又は移動台車１６０の重心設計などの影響によってわずかに増減する。
【００５８】
例えば、車輪支持部７１，７６の角度又は傾斜面１１ｃ，１１ｄの角度を重心方向に対して４５度以上傾斜させた場合、搭載する荷物の質量または高さに依存せず、転倒防止できる設計が得やすい。搭載を想定する荷物の質量及び高さに依存せずに、転倒抑制方向のモーメントＭｂの増加量が転倒方向のモーメントＭａの増加量以上となるように設計する。車輪支持部７１，７６の角度又は傾斜面１１ｃ，１１ｄの角度を、重力方向に対して４５度以上傾斜させる。これによって、転倒抑制方向のモーメントＭｂの増加量が転倒方向のモーメントＭａの増加量以上となりやすい。そして、転倒防止の効果を得やすい。実施の形態７の構成では、移動台車１６０の加速方向Ｊ又は減速方向に対して、荷物が倒れ込むような姿勢となる。このため、平行移動した場合と比較して、荷物が飛び出す方向に対向するように荷台１１が傾く。それによって、積載荷物の滑落を防止しやすくなる。また、荷台１１に働く力の向きに対向するように荷台１１が傾斜する。このことから、移動台車１６０が傾斜面を走行する際、重力方向の変化に対しても、前述した車輪の変位および荷台の傾斜が機能する。そのため、移動台車１６０では、荷台の水平を自動的に保つ効果も得ることができる。
【００５９】
なお、弾性体７３，７８は、通常、圧縮ばねを使用する。しかし、弾性体７３，７８として引っ張りばねを使用してもよい。また、弾性体７３，７８として前述した非線形ばねを使用しても良い。また、弾性体７３，７８として弾性体と並列に減衰器を搭載してもよい。
【００６０】
実施の形態８．
図１９および図２０は、実施の形態８の移動台車１７０の構成例を示す概念図であり、図１９は停止時あるいは加速無しの状態を示し、図２０は加速ありの状態を示している。実施の形態８の移動台車１７０においては、実施の形態７の移動台車１６０に、走行駆動装置８０を追加している。実施の形態８の移動台車１７０のその他の構成は、実施の形態７の移動台車１６０と同じであり、重複する説明は省略する。
【００６１】
図２１は、走行駆動装置８０の概念的構成を示す斜視図である。図２２は、走行駆動装置８０の概念的構成を示す側面図である。走行駆動装置８０は、走行部１０に取り付けられている。走行駆動装置８０は、走行駆動車輪８１及び走行駆動用モータ８２を備える。実施の形態８では、走行駆動車輪８１は一対で構成されている。走行駆動装置８０は、バッテリ８３、弾性体８４及びモータガイド８５を備えることができる。走行駆動用モータ８２及び走行駆動車輪８１は、モータガイド８５によって、走行部１０に対して、走行駆動車輪８１の上下方向に移動可能である。走行駆動車輪８１の上下方向は、図２０に示す矢印Ｋの方向である。矢印Ｋの方向は、移動台車１７０が傾斜していない場合の移動台車１７０の上下方向と一致している。走行駆動用モータ８２及び走行駆動車輪８１は、その他の方向の運動を拘束するようにガイドされている。その他の方向は、矢印Ｋの方向以外の方向である。弾性体８４は、走行駆動車輪８１を走行面に押し付けるためのものである。そのため、走行部１０の姿勢に関わらず、走行駆動装置８０は動力を走行面に伝えられる。
【００６２】
実施の形態８によれば、走行駆動装置８０を走行部１０に取り付けているので、実施の形態７に示した転倒防止機能を持つ自走式の移動台車を得ることができる。
【００６３】
実施の形態９．
図２３および図２４は、実施の形態９の移動台車１８０の構成例を示す概念図であり、図２３は平面図を示し、図２４は内部構成を示す図である。実施の形態９の移動台車１８０は、全方向に移動可能である。
【００６４】
移動台車１８０は、走行部１０と、荷台１１と、複数の車輪２００と、複数の車輪支持部２０１と、複数の変位変換部２１０と、複数の弾性体２２０とを備える。実施の形態９では、車輪２００、車輪支持部２０１、変位変換部２１０及び弾性体２２０は、各々４つ備えられている。移動台車１８０は、荷台ガイド２３０を備えることができる。荷台ガイド２３０は、走行部１０に取り付けられている。荷台ガイド２３０は、走行部１０に対する荷台１１の移動をガイドする。荷台ガイド２３０は、荷台１１を面内方向に自由に移動可能である。ここで、面は荷物が搭載される荷台１１の面である。
【００６５】
図２５に荷台ガイド２３０の第１の例を示し、図２６に荷台ガイド２３０の第２の例を示している。第１の例では、荷台ガイド２３０は、荷台ガイド基盤２３１及び複数のボールキャスタ２３２を備えている。キャスタは、家具の足又はかばんなどにつける小さな車輪である。ボールキャスタは、重量物の搬送を３６０度の方向に自在に行うキャスタである。ボールキャスタは、面内方向に移動自由度を持つ。ここで、「面」とは例えば床面である。ボールキャスタ２３２としては、荷台１１を面内方向にガイドできるものであれば良い。ボールキャスタ２３２は、例えば、全方向移動型車輪、エアベアリング又は潤滑面などで代替が可能である。全方向移動型車輪は、例えば、オムニホイール又はメカナムホイールなどである。潤滑面は、摩擦が極めて小さな面である。第２の例では、荷台ガイド２３０は、互いに直角な方向に荷台１１をガイドする２つの直動ガイド２３３，２３４を備えている。
【００６６】
図２３に示すように、４つの車輪支持部２０１は、走行部１０に設けられている。４つの車輪支持部２０１は、走行部１０から４つの方向に放射状に延在している。車輪２００は、車輪支持部２０１の先端に取り付けられている。車輪２００としては、全方向移動型の車輪が用いられる。車輪２００として、ボールキャスタ、オムニホイールまたはメカナムホイールなどが用いられる。
【００６７】
図２７は、車輪２００として、オムニホイール２４０を用いたときの構成例を示す図である。オムニホイールは、シャフトを中心とした本体（ホイル）の回転による前後方向の動きと、本体（ホイル）の円周上に配置された樽型ローラ（バレル）の回転による左右方向の動きとによって多方向への動きが得られる機能を有する。モータ２０２を備えたオムニホイール２４０は、車輪（ホイル）と、複数の受動輪（バレル）とを備える。複数の受動輪は、車輪の円周方向に沿って配設されている。複数の受動輪は、車輪の径方向に垂直な方向に回転軸を有する。オムニホイール２４０は、車輪の軸を動かすことなく全方向へ移動可能である。オムニホイール２４０を用いる場合には、４つの車輪支持部２０１は台車の中央から放射状に配置され、９０度ずつの等間隔に設置される。車輪支持部２０１とオムニホイール２４０の車輪の回転軸とを合わせることで、オムニホイール２４０が移動する方向にオムニホイール２４０の受動輪の回転方向を合わせることが出来る。
【００６８】
図２８は、車輪２００として、メカナムホイール２５０を用いたときの構成例を示す図である。メカナムホイールは、車輪の表面(円周上)が車軸に対して４５度の傾斜を持つ樽型ローラ(バレル)によって覆われている。メカナムホイールは、従来の車輪と同じ動きをすることに加え、樽型ローラがフリーになっているため、４５度の方向に移動できる。モータ２０２を備えた４つのメカナムホイールは、４つのモータ２０２の回転方向と速度制御を調整することで、車輪の回転と樽型ローラによる動きとで全方向移動を実現する。メカナムホイール２５０は、車輪の円周上に複数の受動輪(バレル)が４５度の角度で取り付けられている。メカナムホイール２５０は、車輪の軸を動かすことなく全方向へ移動可能である。メカナムホイール２５０を用いる場合にも、４つの車輪支持部２０１は台車の中央から放射状に配置され、９０度ずつの等間隔に設置される。また、メカナムホイール２５０の車輪の回転軸を車輪支持部２０１に対して４５度傾けることによって、メカナムホイール２５０が移動する方向にメカナムホイール２５０の受動輪の回転方向を合わせることが出来る。
【００６９】
移動台車１８０には、４つの車輪支持部２０１が放射状に配設されている。各々の車輪支持部２０１に対し、変位変換部２１０および弾性体２２０を接続する。各々の変位変換部２１０は、リンク２１１とワイヤ２１３とを備える。各々の変位変換部２１０は、ワイヤガイド２１４，２１５を備えることができる。変位変換部２１０は、実施の形態１の変位変換部１２と同様の機能を達成する。各々の弾性体２２０は、リンク２１１の上端部と走行部１０との間に設けられている。各々の弾性体２２０は、実施の形態１の弾性体１６と同様の機能を達成する。変位変換部２１０および弾性体２２０は、各々の車輪支持部２０１の配置方向に対応するように、リンク２１１の回動軸の方向、弾性体２２０の配置方向及びワイヤ２１３のガイド方向などを決定する。
【００７０】
実施の形態９によれば、任意の方向に加速又は減速した場合に働く任意の方向の慣性力に対して、任意の方向に荷台１１及び車輪２００を移動させることが可能となる。このため、全方向の加速又は減速による移動に対して転倒防止が実現可能である。
【００７１】
なお、車輪２００に方向性を持たない車輪を用いる場合には、車輪支持部２０１の配置には制限は無い。方向性を持たない車輪は、例えば、ボールキャスタなどである。このため、転倒を防止したい方向に応じて車輪支持部２０１及び転倒防止機構部分の配置を変更、追加する。これによって、全方向の転倒防止を実現しながら、転倒を防止したい方向に対して転倒防止効果を重み付けることが可能である。
【００７２】
また、実施の形態９の移動台車１８０にも、実施の形態２の走行駆動装置３５または実施の形態８の走行駆動装置８０を取り付けて、自走式の移動台車としてもよい。特に、図２７に示したオムニホイール２４０または図２８に示したメカナムホイール２５０を用いた構成では、転倒防止の動作時の車輪支持部２０１及び車輪の移動による動作方向が、受動輪の回転方向と一致している。このことから、オムニホイール２４０又はメカナムホイール２５０に駆動用モータ２０２を直接搭載し、自走式にすることもできる。この構成により、別途駆動輪の設置を必要とせず、最小限の構成で転倒防止機構と自走式の移動台車を同時に実現することが可能となる。
【００７３】
なお、図２４の説明では、図１に示した実施の形態１の変位変換機構を用いる場合について説明した。しかし、全方向移動型の車輪を用いる場合に、図８に示した実施の形態３の変位変換部又は図１６に示した実施の形態７の変位変換部を適用しても良い。また、図１２に示した円弧状のガイド６０，６１を、図１５に示した実施の形態７の移動台車１６０、図１９に示した実施の形態８の移動台車１７０又は図２４に示した実施の形態９の移動台車１８０に適用しても良い。また、図１３に示した実施の形態６の構成を、図１５に示した実施の形態７の移動台車１６０又は図１９に示した実施の形態８の移動台車１７０に適用しても良い。
【００７４】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略又は変更することも可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１０  走行部、１０ａ  基礎部、１０ｂ  ガイド部、１０ｃ  上下ガイド、１１  荷台、１１ｃ，１１ｄ  傾斜面、１２，２２  変位変換部、１３，２３  リンク、１４，２４  車輪支持部、１６，２６  弾性体、１７  車輪（後輪）、１８，２８  ワイヤガイド、１９，２９  ワイヤ、２７  車輪（前輪）、３１  ガイド突起、３２  ガイド孔、３５  走行駆動装置、４０，４５，５０  変位変換部、４１，４６  弾性体、４１ａ，４１ｂ，４６ａ，４６ｂ  弾性体、５６  車輪支持部、６０  ガイド突起、６１  ガイド孔、７０，７５  変位変換部、７１，７６  車輪支持部、７２，７７  軸、７３，７８  弾性体、７４，７９  荷台接触部、８０  走行駆動装置、１００，１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０，１７０，１８０  移動台車、２００  車輪、２０１  車輪支持部、２１０  変位変換部、２２０  弾性体、２３０  荷台ガイド、２４０  オムニホイール、２５０  メカナムホイール。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【国際調査報告】
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