(57)【要約】【課題】非パワーアシスト時に、軽い手動操作による小範囲移動を可能にするクラッチ付きパワーアシストユニットを提供することを課題とする。【解決手段】車軸１０に設置されるドラム１４と、ドラム１４の内側に配装される一対のシューから成る制輪子１１と、駆動ギア６とドラム１４の間に配置される駆動盤７とがハウジング１に組み込まれて成り、駆動盤７はドライブシャフト５の端部と車軸１０の端部とを軸支し、被動ギア８のギア軸は駆動盤７を貫いて一対のシューの遊端面間にまで伸び、そのシューの遊端面間部分に開閉カム９が形成され、一対のシューの他端部はそれぞれ駆動盤７から突出する支軸１２によって枢支され、開閉カム９が傾動するに伴ってシューが外方に押されてドラム１４の内周面に密着することで、駆動盤７の回転がドラム１４を介して車輪４に伝達されるようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モーターと、前記モーターのドライブシャフトに固定される駆動ギアと、前記駆動ギアに噛合する被動ギアと、前記モーターのドライブシャフトと同軸に配置される車軸に軸支される車輪と、前記車軸に設置されるドラムと、前記ドラムの内側に配装される、一対のシューから成る制輪子と、前記駆動ギアと前記ドラムとの間に配置される駆動盤とがハウジングに組み込まれて成り、
前記駆動盤は、その中心部において、前記駆動ギアから伸びる前記ドライブシャフトの端部と前記ドラムを貫いて伸びる前記車軸の端部とを軸支し、前記被動ギアのギア軸は前記駆動盤を貫いて前記一対のシューの遊端面間にまで伸び、そのシューの遊端面間部分に開閉カムが形成され、前記一対のシューの他端部は、それぞれ前記駆動盤から突出する支軸によって枢支され、前記開閉カムが傾動するに伴って前記一対のシューの各遊端面が外方に押されることにより、前記一対のシューが前記ドラムの内周面に密着し、以て駆動盤の回転が前記ドラムを介して前記車輪に伝達されるようにしたことを特徴とするクラッチ付きパワーアシストユニット。
【請求項２】
前記一対のシュー間に、それらの前記遊端面が常時前記開閉カムに接圧状態となるように作用する引張バネが渡される、請求項１に記載のクラッチ付きパワーアシストユニット。
【請求項３】
前記車輪はオムニローラーである、請求項１又は２に記載のクラッチ付きパワーアシストユニット。
【請求項４】
前記ハウジングに、前記駆動盤の動きを止めるよう作用するストッパーを備えたＬ型部材が取り付けられる、請求項１乃至３のいずれかに記載のクラッチ付きパワーアシストユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラッチ付きパワーアシストユニットに関するものであり、より詳細には、電動アシスト台車等の車両駆動源として利用するための装置であって、パワーアシスト駆動と非パワーアシスト駆動との使い分けを可能にするための、シンプルな構成のクラッチ機構を備えたクラッチ付きパワーアシストユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、一般的な自動車製造工場における自動車組立作業は、主に多数の作業者による流れ作業により行われ、多岐に渡る組立作業工程を含む組立ラインが形成される。そして、各組立作業工程において、組み付けるパーツの受け渡しが行われるが、その受け渡しに先立って当該パーツを受け渡し場所に移送するために、人力による手押し台車が用いられることが少なくないが、パーツの中にはかなり重量の嵩むものがあり、これを台車に載せて手押しで運ぶ作業はかなりの重労働となる（パーツによっては１００ｋｇ以上にもなる。）。
【０００３】
このような重量物の搬送に対処するために、従来より、パワーアシスト車輪を付加した、所謂電動アシスト台車が種々提案されている（特開平１０−１０９６４７号公報、特開２００１−１３０４１４号公報、特開２００６−２９０３１９号公報、特開２００８−２８００２１号公報等）。これらの電動アシスト台車はいずれも、荷台の下に一般的なキャスター構造を有する車輪を備えると共に、荷台の下又は荷台を外れた部分に電動の駆動輪を備え、また、その駆動輪を駆動するモーターと当該モーターの電源となるバッテリーを搭載して成るものである。
【０００４】
ところで、この電動アシスト台車の使用時において、例えば、少し方向転換したり、数センチ程度押し引きしたりするために手動操作したい場合がある。このように、台車を手動操作で少し移動させたいような場合は、パワーアシストが不要であるだけでなく、逆に、車輪がその回転駆動系と接続されたままであると、モーター等が手動操作時に負荷として作用するため、手動操作による円滑な移動動作が妨げられる。そこで、手動操作時にはパワーアシストを切状態にし、即ち、車輪をその回転駆動系と切り離すことにより、車輪にモーター負荷がかからないようにすることが望まれる。
【０００５】
車輪をその回転駆動系から切り離すためには、パワーアシスト車輪に対する回転駆動力伝達部に電磁クラッチを介在させて、動力伝達の入切動作を行わせることが考えられる。しかし、電磁クラッチを用いる場合は、新たにその制御装置が必要となるためにコストアップにつながるだけでなく、電磁クラッチ自体、磁力発生用コイルや磁石を含むために重量があるため、台車全体の重量増を招き、台車の走行性等に悪影響を及ぼすおそれがあり、省エネの面でも好ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１０９６４７号公報
【特許文献２】特開２００１−１３０４１４号公報
【特許文献３】特開２００６−２９０３１９号公報
【特許文献４】特開２００８−２８００２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、従来の電動アシスト台車において、パワーアシストの要、不要時が生ずることを想定し、パワーアシストの入切を容易になし得るようにしたシンプルな構成のパワーアシストユニットの提案はなされていない。そして、このパワーアシストの入切動作を電磁クラッチを用いて行わせようとする場合は、コストアップと台車全体の重量増を招き、作業性を低下させるという問題がある。
【０００８】
本発明はかかる背景の下になされたもので、簡単な操作で、通常使用時にはパワーアシストの利用が可能で、小範囲の移動の際には、パワーアシストを切状態にして車輪をその回転駆動系から切り離すことができ、以て、モーター負荷を受けることなく、軽い手動操作による小範囲移動を可能にするクラッチ付きパワーアシストユニットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、モーターと、前記モーターのドライブシャフトに固定される駆動ギアと、前記駆動ギアに噛合する被動ギアと、前記モーターのドライブシャフトと同軸に配置される車軸に軸支される車輪と、前記車軸に設置されるドラムと、前記ドラムの内側に配装される、一対のシューから成る制輪子と、前記駆動ギアと前記ドラムとの間に配置される駆動盤とがハウジングに組み込まれて成り、前記駆動盤は、その中心部において、前記駆動ギアから伸びる前記ドライブシャフトの端部と前記ドラムを貫いて伸びる前記車軸の端部とを軸支し、前記被動ギアのギア軸は前記駆動盤を貫いて前記一対のシューの遊端面間にまで伸び、そのシューの遊端面間部分に開閉カムが形成され、前記一対のシューの他端部は、それぞれ前記駆動盤から突出する支軸によって枢支され、前記開閉カムが傾動するに伴って前記一対のシューの各遊端面が外方に押されることにより、前記一対のシューが前記ドラムの内周面に密着し、以て駆動盤の回転が前記ドラムを介して前記車輪に伝達されるようにしたことを特徴とするクラッチ付きパワーアシストユニットである。
【００１０】
一実施形態においては、前記一対のシュー間に、それらの前記遊端面が常時前記開閉カムに接圧状態となるように作用する引張バネが渡される。
【００１１】
一実施形態においては、前記車輪はオムニローラーとされ、また、前記ハウジングに、前記駆動盤の動きを止めるよう作用するストッパーを備えたＬ型部材が取り付けられる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は上記のとおりであって、シンプルな構成で電源を必要とせず、且つ、重量増を招くことなく、パワーアシスト時には、カムの作用で一対のシューがドラムに連結状態となることにより、シューと一体動作する駆動盤の回転がドラム及びこれと一体の車輪に伝達されて車輪が回転駆動され、モーターが停止する非パワーアシスト時には、シューがドラムから離れることで、ドラムが回転駆動系から切り離される。従って、このパワーアシストユニットを利用した電動アシスト台車においては、非パワーアシスト時に車輪にモーター負荷が加わらないために、軽い手押し操作で台車を移動させることが可能となる効果がある。
【００１３】
更に本発明に係るパワーアシストユニットは、パワーアシスト機能を有していない一般の台車に後付けすることができるものであり、また、例えば、３ユニットをＹ字型固定板に設置して用いることにより、全方向移動可能なパワーアシスト台車とすることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るクラッチ付きパワーアシストユニットの一実施形態の斜視図である。
【図２】本発明に係るクラッチ付きパワーアシストユニットの一実施形態の部分断面図である。
【図３】本発明に係るクラッチ付きパワーアシストユニットの一実施形態の側面図である。
【図４】本発明に係るクラッチ付きパワーアシストユニットの動作を示す縦断面図である（パワーアシスト時）。
【図５】本発明に係るクラッチ付きパワーアシストユニットの動作を示す縦断面図である（非パワーアシスト時）。
【図６】本発明に係るクラッチ付きパワーアシストユニットの使用例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明を実施するための好ましい形態について、添付図面に依拠して説明する。図１は、本発明に係るクラッチ付きパワーアシストユニットの外観例を示す斜視図、図２はその構成を示す部分断面図である。それらに示されるように、本発明に係るクラッチ付きパワーアシストユニットは、例えば、コの字状に形成されるハウジング１と、ハウジング１の一方の側壁１ａの外側面に設置されるモーター２と、ハウジング１内に組み込まれるクラッチ機構３と、クラッチ機構３を介してモーター２により回転駆動される車輪４とから成る。
【００１６】
ハウジング１の側壁１ａを貫いてハウジング１内に伸びるモーター２のドライブシャフト５に駆動ギア（平歯車）６が固定され、ドライブシャフト５の先端は、駆動ギア６の内側に配置される駆動盤７に埋設される軸受１５において軸支される。また、駆動ギア６に噛合する被動ギア（平歯車）８が配設され、被動ギア８のギア軸は、駆動盤７を貫いて延長され、その先端部に開閉カム９が設けられる。この開閉カム９は、ギア軸の先端部の両側を面取りすることにより形成される、縦長のものである。開閉カム９は、後述するように、その傾動動作に伴い、その両側面に当接する一対の従動節（後述する一対のシューの一端面）同士が、離接するように作用する。
【００１７】
車輪４としては、一般的なホイールを用いることができるが、好ましくは、図示した例のように、オムニローラーを用いることが推奨される。このオムニローラーは、走行方向の制約を伴わないため、車輪４としてオムニローラーを用いたパワーアシストユニットは、後述するように、全方向移動を企図する電動アシスト台車に用いるのに好適なものとなる。
【００１８】
車輪４の車軸１０は、モーター２のドライブシャフト５と同軸線上に配置され、その外方端が、ハウジング１の側壁１ｂに設置された軸受１７において片持ち状態に軸支され、その内方端は駆動盤７にまで伸び、駆動盤７に埋設された軸受１６において軸支される。この車軸１０の駆動盤７近傍部に、有底円筒状のドラム１４が設置され、ドラム１４内に収まるようにして、一対のシュー１１ａ、１１ｂから成る制輪子１１が配設される。制輪子１１を構成する一対のシュー１１ａ、１１ｂは、ドラム１４の内周面に対応する湾曲形状を呈し、それぞれの一端部が、駆動盤７から横方向に突出するように設けられる枢軸１２によって枢支される。
【００１９】
シュー１１ａ、１１ｂ間には１又は複数の引張バネ１３が渡され、シュー１１ａ、１１ｂは、この引張バネ１３によって常時内方向に引っ張られ、枢軸１２を軸に内方に寄せられた状態にされている。かくして、一方のシュー１１ａの遊端面が、常時開閉カム９の一側面に当接する状態となるようにされ、他方のシュー１１ｂの遊端面が、常時開閉カム９の反対側の側面に当接する状態となるようにされる（閉状態、図５参照）。
【００２０】
シュー１１ａ、１１ｂは、このように内方向に付勢されて、各遊端面が開閉カム９の側面に当接する閉状態にあるときにはドラム１４の内周面から離れ、後述するようにして開閉カム９が傾くと、開閉カム９によってそれらの遊端面間が押し開かれて、開状態となる（図４参照）。シュー１１ａ、１１ｂは、この開状態にあるときにドラム１４の内周面に強く密着し、以て、制輪子１１に加わる回転駆動力をそのままドラム１４に伝達可能となる。
【００２１】
上記構成のクラッチ機構を含むパワーアシストユニットを設置した電動アシスト台車において、通常のパワーアシストモードにある場合、モーター２を作動させると、先ず、ドライブシャフト５に固定されている駆動ギア６が回転し、それに噛合している被動ギア８が回転駆動される。
【００２２】
駆動ギア６から回転駆動力を受けた被動ギア８は、先ず、その位置で自転し、それに伴って開閉カム９も回転しようとする。しかし、この開閉カム９の回転初期の段階で、開閉カム９が少し傾くにつれ、それに接しているシュー１１ａ、１１ｂの開閉カム９当接部が平坦な側面から上下の湾曲面へと移行するに至り（図５に示す状態から図４に示す状態へと移行）、シュー１１ａ、１１ｂの各遊端面が押圧されて遊端面間が次第に開き、やがてシュー１１ａ、１１ｂがドラム１４の内壁に強く密着するに至り、開閉カム９、並びに、被動ギア８は、それ以上自転できなくなる。
【００２３】
しかるに、このように開閉カム９が自転不可状態となった以後も、被動ギア８に対する駆動ギア６からの回転駆動力の伝達が継続するため、被動ギア８は駆動ギア６の周面に沿って、ドライブシャフト５を軸に公転し始める。この動きに伴い、カムシャフト９が貫通している駆動盤７が、互いに同軸線上に位置する車軸１０及びドライブシャフト５を軸に回転し、また、開閉カム９及び枢軸１２を介して駆動盤７と一体となっている制輪子１１が、車軸１０を軸に回転し始める。この制輪子１１の回転の間も、開閉カム９によるシュー１１ａ、１１ｂの各遊端面押圧動作が継続するため、制輪子１１の回転がそのままドラム１４の回転となって、車輪４が回転駆動される。
【００２４】
一方、手動操作するために非パワーアシストモードとする場合は、単にモーター２を作動させなければよい。即ち、モーター２が停止している間は、引張バネ１３の作用でシュー１１ａ、１１ｂは閉状態となっていて、開閉カム９は、シュー１１ａ、１１ｂの遊端面によって両側から押されて縦向きになり、シュー１１ａ、１１ｂに対して何ら作用しない。従って、この間車輪４は、回転駆動系から完全に切り離されることになり、手動操作に際して車輪４にモーター負荷が加わることがないので、台車の軽やかな手押し操作が可能となる。
【００２５】
なお、必要に応じ、ハウジング１にＬ型部材１９を取り付け、その垂直面に駆動盤７の周面に当接するストッパー２０を設置する（図２、３参照）。通例、このストッパー２０は、ボールプランジャーで構成され、螺進させて駆動盤７に接圧させることにより、駆動盤７の動きを確実に抑え、非パワーアシスト時に駆動盤７が不用意に回転して車輪４に負荷を与えることを確実に防止する。
【００２６】
本発明に係るクラッチつきパワーアシストユニットは、主に電動アシスト台車の走行駆動源として用いられるもので、通例１台の台車に１ユニット搭載されるが、例えば、３ユニットをＹ字状の固定板２１に設置することで、３輪構造の、全方向移動が可能な電動アシスト台車とすることができる（図６参照）。この場合は、車輪４にオムニローラーを用いる。その場合、必要に応じ、各コーナーにフリーローラー２２が配設される。また、本発明に係るパワーアシストユニットは、パワーアシスト機能を有していない一般の台車に後付けすることができるものである。
【００２７】
この発明をある程度詳細にその最も好ましい実施形態について説明してきたが、この発明の精神と範囲に反することなしに広範に異なる実施形態を構成することができることは明白なである。従って、この発明は、添付請求の範囲において限定した以外はその特定の実施形態に制約されるものではない。
【符号の説明】
【００２８】
１        ハウジング
１ａ、１ｂ    側壁
２        モーター
３        クラッチ機構
４        車輪
５        ドライブシャフト
６        駆動ギア
７        駆動盤
８        被動ギア
９        開閉カム
１０        車軸
１１        制輪子
１１ａ      シュー
１１ｂ      シュー
１２        枢軸
１３        引張バネ
１４        ドラム
１５〜１７    軸受
１９        Ｌ型部材
２０        ストッパー
【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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