(57)【要約】【課題】駆動力の供給によって走行を補助される台車の操作性を改善する。【解決手段】運搬台車１０は、運搬対象物Ｚを運搬する際に使用される台車である。台車１０は、フレーム２１及びフレームに回転可能に保持された複数の車輪２５を有する台車本体２０と、台車本体に支持され運搬対象物が載置される荷台１５と、台車本体と荷台との相対動作を検出するセンサ４０と、複数の車輪に含まれるいずれかの車輪にセンサでの検出結果に応じた駆動力を出力する駆動装置３０と、を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運搬対象物を運搬する際に使用される運搬台車であって、
フレームと、前記フレームに回転可能に保持された複数の車輪と、を有する台車本体と、
前記台車本体に支持され前記運搬対象物が載置される荷台と、
前記台車本体と前記荷台との相対動作を検出するセンサと、
前記複数の車輪に含まれるいずれかの車輪に、前記センサでの検出結果に応じた駆動力を出力する駆動装置と、を備える、運搬台車。
【請求項２】
前記センサは、前記台車本体の車幅方向に離間して配置された第１センサ及び第２センサを含み、
前記駆動装置は、前記台車本体の車幅方向に離間して配置された第１車輪および第２車輪のうちの第１車輪に前記第１センサでの検出結果に応じた駆動力を出力する第１駆動装置と、前記第２車輪に前記第２センサでの検出結果に応じた駆動力を出力する第２駆動装置と、を含む、請求項１に記載の運搬台車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運搬対象物を運搬する際に使用される運搬台車に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に開示された台車は、モータ等の駆動源からの駆動力によって走行を補助される。この台車では、操舵輪を操舵するためのハンドルに、駆動力の出力を制御するスイッチが、設けられている。したがって、操作者は、ハンドルを握った手でスイッチを操作し、駆動力の出力を調節することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１１７４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、駆動力の出力調整を行う際、都度、スイッチを操作することは操作性に優れるとはいえない。また、操作性に優れないことから、走行環境によらず常に駆動力を出力したままにすることも想定される。具体的には、坂道を上り終わった後や、段差を乗り越えた後も、スイッチを操作することの煩雑さから駆動力が出力されたままに放置されることも予想され、省エネルギーの観点からも好ましくない。
【０００５】
本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、駆動力の供給によって走行を補助される台車の操作性を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による台車は、
運搬対象物を運搬する際に使用される運搬台車であって、
フレームと、前記フレームに回転可能に保持された複数の車輪と、を有する台車本体と、
前記台車本体に支持され前記運搬対象物が載置される荷台と、
前記台車本体と前記荷台との相対動作を検出するセンサと、
前記複数の車輪に含まれるいずれかの車輪に、前記センサでの検出結果に応じた駆動力を出力する駆動装置と、を備える。
【０００７】
本発明による台車において、
前記センサは、前記台車本体の車幅方向に離間して配置された第１センサ及び第２センサを含み、
前記駆動装置は、前記台車本体の車幅方向に離間して配置された第１車輪および第２車輪のうちの第１車輪に前記第１センサでの検出結果に応じた駆動力を出力する第１駆動装置と、前記第２車輪に前記第２センサでの検出結果に応じた駆動力を出力する第２駆動装置と、を含むようにしてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、駆動力の供給によって走行を補助される台車の操作性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態を説明するための図であって、台車を示す側面図である。
【図２】図２は、台車を下方から示す平面図である。
【図３】図３は、駆動力の制御に関するブロック図である。
【図４】図４は、図１に対応する図であって、台車の作用を説明するための図である。
【図５】図５は、台車本体を上方から示す平面図であって、台車の作用を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
【００１１】
図１〜図５は、本発明の一実施の形態を説明するための図である。以下に説明する一実施の形態において、運搬台車１０（以下においては、単に「台車」とも呼ぶ）は、運搬対象物Ｚを運搬する際に用いられる装置である。台車１０は、車輪２５を有する台車本体２０と、台車本体２０に保持された荷台１５と、車輪２５を回転駆動する駆動装置３０と、を有している。この台車では、駆動装置３０から車輪２５に駆動力を出力することで、操作者が台車を押して走行させることを補助する。
【００１２】
とりわけ、本実施の形態において説明する台車１０には、操作性を改善するための工夫がなされており、台車の走行を補助するための駆動力が、スイッチ等の意図的な操作を伴うことなく、台車の走行状態または操作者が加える力等に応じて出力される。具体的な構成として、台車１０は、台車本体２０と荷台１５との相対動作を検出するセンサ４０と、センサ４０の検出結果に基づき駆動装置３０を制御する制御部５０と、を有している。以下、各構成要素について順に説明する。
【００１３】
まず、台車本体２０及び荷台１５について説明する。図１及び図２に示すように、荷台１５は、台車本体２０によって支持されている。荷台１５は、運搬対象物Ｚを載置される場所である。図示された例において、荷台１５は、板状の部材であり、平面視において矩形形状となっている。ただし、荷台１５は、底板及び側壁等を有した箱状の部材であってもよいし、底板および側フレームを有したバスケット状の部材であってもよい。
【００１４】
台車本体２０は、四つの車輪２５と、車輪２５を回転可能に保持するフレーム２１と、を有している。また、台車本体２０は、荷台１５を保持するための保持機構２３を、さらに有している。図示された例において、フレーム２１は、平面視において、矩形形状となっている。とりわけ、フレーム２１は、荷台１５と同一の平面視形状を有している。
【００１５】
図２に示すように、図示された台車本体２０は、右側の後輪をなす第１車輪２５Ａと、左側の後輪をなす第２車輪２５Ｂと、右側の前輪をなす第３車輪２５Ｃと、左側の前輪をなす第４車輪２５Ｄと、を有している。第１車輪２５Ａ及び第２車輪２５Ｂは、台車１０の車幅方向ｄａに離間して配置されている。第３車輪２５Ｃ及び第４車輪２５Ｄも、台車１０の車幅方向ｄａに離間して配置されている。また、第１車輪２５Ａ及び第３車輪２５Ｃは、台車１０の前後方向（進行方向）ｄｂに離間して配置されている。第２車輪２５Ｂ及び第４車輪２５Ｄも、台車１０の前後方向ｄｂに離間して配置されている。
【００１６】
図示された例において、第１車輪２５Ａ及び第２車輪２５Ｂは、台車本体２０に回転可能に保持されている。第１車輪２５Ａ及び第２車輪２５Ｂの回転軸線は、台車１０の車幅方向ｄａに平行となっており、台車１０の前後方向ｄｂに垂直となっている。一方、第３車輪２５Ｃ及び第４車輪２５Ｄは、キャスター機構２２を介して、フレーム２１に保持されている。キャスター機構２２は、フレーム２１に取り付けられている。キャスター機構２２は、回転軸線を中心として車輪２５を回転可能に保持し且つ車輪２５の回転軸線と垂直なキャスター軸線を中心として車輪２５を旋回可能に保持する。
【００１７】
なお、図示された台車本体２０の構成は例示に過ぎない。例えば、車輪２５の数は、４つに限られず、三つでも良いし、五つ以上でもよい。一具体例として、台車本体２０は、一対の後輪と一つの前輪とを有するようにしてもよい。また、図示された例において、フレーム２１の平面視形状は、矩形形状となっているが、この例に限られない。フレーム２１は、車輪２５を回転可能に保持することができ、且つ、荷台１５を支持することができる種々の構成を採用することができる。
【００１８】
図１に示すように、保持機構２３は、台車本体２０の荷台１５に対面する位置に、配置されている。図示された例において、保持機構２３は、フレーム２１の上面に設けられている。保持機構２３は、荷台１５をフレーム２１に対して相対動作可能に支持する。図示された保持機構２３として、ボールトランスファー２４が用いられている。ボールトランスファー２４は、フレーム２１に固定された基部２４ａと、基部２４ａに対して任意の軸線を中心として回転可能に保持された球体２４ｂと、を有している。図２に示すように、四つのボールトランスファー２４が、車幅方向ｄａ及び前後方向ｄｂに離間して配置されている。
【００１９】
図１に示すように、荷台１５は、ボールトランスファー２４の球体２４ｂ上に配置されている。球体２４ｂが基部２４ａに対して回転することで、荷台１５は台車本体２０に対して相対移動する。とりわけ図示された例において、荷台１５は、台車本体２０上に位置し且つ走行面Ｐに対して平行な仮想面上を移動することができる。
【００２０】
なお、荷台１５のボールトランスファー２４と接触する面が、傾斜面、例えば円錐の側面のような形状となっていてもよい。この構成によれば、水平面上に配置された台車１０に外力が加えられていない場合、荷台１５は台車本体２０に対して一定の基準位置に配置されるようになる。また、上述した例では、保持機構２３が、台車本体２０に設けられている例を示したが、この例に限られず、荷台１５に設けられていてもよい。
【００２１】
ところで、図１及び図２に示すように、台車１０には、ストッパ機構１８が設けられている。ストッパ機構１８は、荷台１５が台車本体２０に対して移動可能となる範囲を規定する。図示された例において、荷台１５の四方に、ストッパ部材１９ａが設けられている。ただし、図１においては、ストッパ部材１９ａの図示を一部省略している。また、台車本体２０のフレーム２１には、各ストッパ部材１９ａに対応して、固定片１９ｂが設けられている。固定片１９ｂは、フレーム２１の上面に設けられている。荷台１５が台車本体２０に対して相対移動すると、ストッパ部材１９ａが固定片１９ｂに接触するようになる。そして、ストッパ部材１９ａ及び固定片１９ｂの接触により、荷台１５の台車本体２０に対する移動が規制される。なお、図示された例に限られず、種々の構成を有するストッパ機構１８を用いることができる。例えば、ストッパ部材１９ａが、固定片１９ｂではなく、フレーム２１の縁部に接触することで、荷台１５及び台車本体２０の相対移動が規制されるようにしてもよい。
【００２２】
次に、駆動装置３０、センサ４０及び制御部５０について説明する。図３に示すように、制御部５０は、駆動装置３０及びセンサ４０に電気的に接続している。上述したように、センサ４０は、台車本体２０と荷台１５との相対動作を検出する。制御部５０は、センサ４０に検出結果に応じて駆動装置３０を制御する。駆動装置３０は、センサ４０での検出結果に応じた駆動力をいずれかの車輪２５に出力する。なお、台車１０には、図示しないバッテリーが設けられ、駆動装置３０は、このバッテリーからの電力供給で動作することができる。
【００２３】
図示された例において、センサ４０は、台車本体２０の車幅方向ｄａに離間して配置された第１センサ４０Ａ及び第２センサ４０Ｂを含んでいる。駆動装置３０は、第１駆動装置３０Ａ及び第２駆動装置３０Ｂを含んでいる。第１駆動装置３０Ａは、第１車輪２５Ａに第１センサ４０Ａでの検出結果に応じた駆動力を出力する。第２駆動装置３０Ｂは、第２車輪２５Ｂに第２センサ４０Ｂでの検出結果に応じた駆動力を出力する。
【００２４】
各駆動装置３０は、一例として、駆動源３１及び減速機３２を有する。駆動源３１として、例えばモータやエンジンを用いることができる。減速機３２は、駆動源３１から出力される回転を減速してトルクを増大させ、車輪２５に出力する。減速機３２としては、例えば偏心揺動型の減速機や、遊星歯車を用いた減速機、或いは、これらの組み合わせを用いることができる。ただし、駆動装置３０は、減速機３２を含まずに構成されてもよい。また、駆動装置３０が、回転動力の伝達及び遮断を切り替え可能なクラッチ等、他の機構を含むようにしてよい。
【００２５】
次に、センサ４０について説明する。図示された例において、センサ４０は、スライド型のスイッチとして構成されている。したがって、センサ４０は、伸長および短縮が可能な構成を有しており、伸長量や短縮量に関する情報を取得する。
【００２６】
図示されたセンサ４０は、一方向に相対移動可能な第１部品４３及び第２部品４４を有している。第１部品４３及び第２部品４４は共に筒状部材として構成されている。図示された例において、第１部品４３は、第２部品４４よりも大径となっており、第２部品４４の一部分が第１部品４３内に挿入されている。また、第１部品４３及び第２部品４４内に、付勢部材４５が設けられている。付勢部材４５は、第１部品４３及び第２部品４４が基準位置に位置するように付勢している。付勢部材４５は、第１部品４３及び第２部品４４の組合体が伸長している場合には、第１部品４３及び第２部品４４を互いに近接させるように付勢する。一方、第１部品４３及び第２部品４４の組合体が短縮している場合、付勢部材４５は、第１部品４３及び第２部品４４を互から離間させるように付勢する。
【００２７】
センサ４０は、更に、第１部品４３を台車本体２０に取り付ける第１センサ基部４１と、第２部品４４を荷台１５に取り付ける第２センサ基部４２と、を有している。第１センサ基部４１は、第１部品４３を台車本体２０に対して前後方向ｄｂに固定している。第２センサ基部４２は、第２部品４４を荷台１５に対して前後方向ｄｂに固定している。したがって、荷台１５及び台車本体２０が前後方向ｄｂに相対移動した場合、第１部品４３及び第２部品４４がその軸線方向（長手方向）に相対移動する。なお、荷台１５及び台車本体２０の車幅方向ｄａへの相対移動を許容する観点から、第１センサ基部４１が第１部品４３を台車本体２０に揺動可能に取り付け、第２センサ基部４２が第２部品４４を荷台１５に揺動可能に取り付けていてもよい。
【００２８】
センサ４０は、第１部品４３及び第２部品４４の相対位置を計測することができる。例えば、センサ４０は、いわゆるポテンショメータのように、第１部品４３及び第２部品４４の組合体の軸線方向（長手方向）に沿った第１部品４３及び第２部品４４の相対移動を検出し得る構成を有していてもよい。別の例として、センサ４０は、第１部品４３及び第２部品４４の組合体の軸線方向（長手方向）に沿った全長を計測し得る構成を有していてもよい。さらに別の例として、センサ４０は、第１センサ基部４１及び第２センサ基部４２の離間距離、又は、第１センサ基部４１及び第２センサ基部４２の前後方向ｄｂに沿った離間長さを計測し得る構成を有するようにしてもよい。センサ４０の実際に計測を行う計測機構としては、特に制限なく、抵抗式、光電式、磁気式等の種々の形式を採用することができる。
【００２９】
制御部５０は、センサ４０からの出力結果を演算して、駆動装置３０から車輪２５に出力される駆動力を調節する。図示されたスライド式センサ４０は、図４及び図５に示すように、付勢部材４５の不勢力に抗し、その軸線方向（長手方向、摺動方向）に伸長する場合、つまり、第１部品４３及び第２部品４４が互いから離間する場合、当該センサ４０に対応する駆動装置３０は、前進させるための駆動力を車輪２５に出力する。前進させるための駆動力は、センサ４０の伸長量が大きい程、大きくなる。逆に、スライド式センサ４０が、付勢部材４５の不勢力に抗し、その軸線方向（長手方向、摺動方向）に短縮する場合、つまり、第１部品４３及び第２部品４４が互いに接近する場合、当該センサ４０に対応する駆動装置３０は、後退させるための駆動力を車輪２５に出力する。後退させるための駆動力は、センサ４０の短縮量が大きい程、大きくなる。
【００３０】
なお、ここでいう「前（前進）」とは、前後方向における、すなわち、キャスターでない後輪２５Ａ，２５Ｂの回転軸線に垂直な方向における前輪２５Ｃ，２５Ｄの側のこと（前輪２５Ｃ，２５Ｄの側に進むこと）である。一方、「後（後退）」とは、前後方向における後輪２５Ａ，２５Ｂの側のこと（後輪２５Ａ，２５Ｂの側に進むこと）である。
【００３１】
ただし、制御部５０による駆動力の制御は、以上の例に限られない。例えば、台車本体２０が、接触センサ（把持センサ）や速度センサ等の他のセンサ類を含み、これらのセンサ類からの出力も考慮して、駆動装置３０から車輪２５に出力される駆動力を制御するようにしてもよい。
【００３２】
次に、上述した構成からなる台車１０の使用方法について説明する。
【００３３】
まず、台車１０の荷台１５上に運搬対象物Ｚが載置される。図示された台車１０は、ハンドルやフレーム等を有していないので、種々の形状を有した運搬対象物Ｚを荷台１５に載置することができる。また、複数の運搬対象物Ｚを載置する際に、積み方の制限も緩和される。
【００３４】
図４に示すように、操作者が荷台１５上の運搬対象物Ｚを押すことで、台車１０を走行させることができる。運搬対象物Ｚや荷台１５を押すことで台車１０を走行させた場合、台車本体２０が走行面Ｐから抵抗を受けるので、荷台１５及び運搬対象物Ｚは、台車本体２０に対して台車１０の走行方向に相対移動する。荷台１５の台車本体２０に対する相対移動量は、運搬対象物Ｚの重量が重い、走行面Ｐの状態が悪い、走行面Ｐが登り坂であるといった事情により、すなわち、台車１０を走行させるために必要となる力が大きくなると、大きくなる。
【００３５】
図４に示された状態では、操作者は、台車１０の前後方向ｄｂにおける後側から、当該台車１０を押している。このとき、荷台１５及び運搬対象物Ｚは、前後方向ｄｂにおける前側へ台車本体２０に対して相対移動する。したがって、図４に示された状態において、センサ４０が、その軸線方向に沿って全長を伸長させるように変形する。センサ４０は、この伸長により、荷台１５が台車本体２０に対して前後方向ｄｂにおける前側に相対移動したことを検出する。制御部５０は、センサ４０での検出結果を受信し、センサ４０での検出結果に応じて前進する駆動力を車輪２５に出力するように、駆動装置３０を制御する。すなわち、台車１０を押す操作者を補助する力としての駆動力が付与される。つまり、台車１０を押すといった直接的な行為自体が、駆動力の供給を開始させる条件となる。操作者は、駆動力を発生させるために、運搬対象物Ｚから手を離してスイッチ等を操作する必要はない。
【００３６】
また、この台車１０では、台車１０を走行させるために必要となる力が大きくなるにつれて、センサ４０の変形量が大きくなる。したがって、台車１０を走行させるために必要となる力が大きくなるにつれて、車輪２５に出力される駆動力が大きくなる。つまり、操作者が台車１０を押すために加えている力の大きさが、車輪２５に供給される駆動力の大きさを決定する条件となる。したがって、走行面Ｐ上に段差があれば、当該段差を乗り越える際に、操作者はより大きな力を加えることになるが、このとき、駆動装置３０もより大きな駆動力を車輪２５に供給するようになる。また、当該段差を乗り越えた後、操作者はより小さい力を加えれば十分となり、このとき、駆動装置３０から出力される駆動力も弱くなる。したがって、不要な駆動力の出力を抑制して、例えばバッテリーの無駄な消費を回避することができる。すなわち、省エネルギーを実現することができる。
【００３７】
なお、図４に示された状態とは異なり、操作者が、台車１０の前後方向ｄｂにおける前側から、当該台車１０を押した場合にも、操作者の直接的な行為に基づき、駆動力が供給される。操作者が台車１０を前後方向ｄｂにおける前側から後側に押す場合、荷台１５は、前後方向ｄｂにおける後側へ台車本体２０に対して相対移動し、センサ４０は、その軸線方向に沿って全長を短縮させるように変形する。この結果、制御部５０は、センサ４０での検出結果に応じて後退する駆動力を車輪２５に出力するように、駆動装置３０を制御する。すなわち、この場合も、台車１０を押す操作者を補助する力としての適切な駆動力が付与される。
【００３８】
また、図示された例において、センサ４０は、台車本体２０の車幅方向ｄａに離間して配置された第１センサ４０Ａ及び第２センサ４０Ｂを含んでいる。駆動装置３０は、台車本体２０の車幅方向ｄａに離間して配置された第１車輪２５Ａ及び第２車輪２５Ｂのうちの第１車輪２５Ａに第１センサ４０Ａでの検出結果に応じた駆動力を出力する第１駆動装置３０Ａと、第２車輪２５Ｂに第２センサ４０Ｂでの検出結果に応じた駆動力を出力する第２駆動装置３０Ｂと、を含んでいる。図５に示すように、操作者が台車本体２０を左側に旋回させようと意図した場合、台車１０の右側後方をより大きな力ＦＡで押し、台車１０の左側後方をより小さな力ＦＢで押すようになる。この結果、前後方向ｄｂに離間して配置された第１センサ４０Ａの変形量ＤＡおよび第２センサ４０Ｂの変形量ＤＢは異なるようになる。より強い力ＦＡを受ける側となる第１センサ４０Ａの伸長量ＤＡは大きく、より弱い力ＦＢを受ける側となる第２センサ４０Ｂの伸長量ＤＢは小さくなる。したがって、第１センサ４０Ａの変形量に応じて第１駆動装置３０Ａから出力される駆動力ＤＦＡは大きくなり、第２センサ４０Ｂの変形量に応じて第２駆動装置３０Ｂから出力される駆動力ＤＦＢは小さくなる。結果として、駆動装置３０から出力される駆動力も、台車１０を左側に旋回させるように働く。すなわち、この台車１０では、旋回させるように台車１０に加えられた力に応じて、台車１０を旋回させる駆動力が車輪２５に供給されるようになる。
【００３９】
以上のように、上述した一実施の形態において、運搬対象物Ｚを運搬する際に使用される運搬台車１０は、フレーム２１及びフレーム２１に回転可能に保持された複数の車輪２５を有する台車本体２０と、台車本体２０に支持され運搬対象物Ｚが載置される荷台１５と、台車本体２０と荷台１５との相対動作を検出するセンサ４０と、複数の車輪２５に含まれるいずれかの車輪に、センサ４０での検出結果に応じた駆動力を出力する駆動装置３０と、を有している。このような、台車１０によれば、荷台１５が台車本体２０に対して相対動作し、この相対動作に応じた駆動力が駆動装置３０から車輪２５に出力される。荷台１５の台車本体２０に対する相対動作は、操作者が台車１０を押すことに起因して引き起こされる。すなわち、操作者が台車１０を操作するために加えられた力に応じて、操作者が意図した走行を台車１０に実現させるための駆動力が出力されるようになる。したがって、駆動力の供給によって走行を補助される台車１０の操作性を大幅に改善することが可能となる。
【００４０】
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。例えば、上述した一実施の形態において、操作を行う際に操作者が把持するハンドルが、台車１０に設けられていない例を示したが、この例に限られない。ハンドルを荷台１５に取り付けた場合、ハンドルに加えられた力が、上述した一実施の形態で運搬対象物Ｚに加えられた力と同様に、荷台１５と台車本体２０との相対動作を引き越こし得る。したがって、この変形例では、ハンドルに力を加えた場合でも、或いは、運搬対象物Ｚの形状等に起因してハンドルを把持しにくい等の理由から、運搬対象物Ｚに直接力を加えた場合でも、上述した一実施の形態と同様に、駆動力の供給によって走行を補助される台車１０の操作性を大幅に改善することが可能となる。
【符号の説明】
【００４１】
Ｚ     運搬対象物
ｄａ   車幅方向
ｄｂ   前後方向
１０   台車
１５   荷台
２０   台車本体
２１   フレーム
２５   車輪
２５Ａ 第１車輪
２５Ｂ 第２車輪
３０   駆動装置
３０Ａ 第１駆動装置
３０Ｂ 第２駆動装置
４０   センサ４０
４０Ａ 第１センサ
４０Ｂ 第２センサ
【図１】
2018131067.tif 000003
【図２】
2018131067.tif 000004
【図３】
2018131067.tif 000005
【図４】
2018131067.tif 000006
【図５】
2018131067.tif 000007