(57)【要約】      （修正有）【課題】既存の手動で移動可能な棚をパワーアシスト付き可動棚として使用することができるパワーアシスト装置を提供する。【解決手段】可動棚に、棚を支持する支持部材１１に装着可能なセンサ部４０と、駆動輪とモータと制御手段とを有し、台座部の下面ほぼ中央に着脱可能に取り付けられるパワーアシストユニット３０と、センサ部とパワーアシストユニットとを電気的に接続する配線とを設け、パワーアシストユニットには、可動棚をその長手方向に移動可能に駆動輪を設け、センサ部は、支持部材に着脱可能に取り付けられる止め金具と、該止め金具に一端が結合された弾性変形部材と、該弾性変形部材の他端に結合された円筒状のグリップ４１と、弾性変形部材の側面に装着された歪みセンサ４４とを備えるようにした。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
複数の棚板と、これらの棚板を水平に支持する支持部材と、下面に複数のキャスターを有し上面に前記棚板と支持部材とからなる棚部を載置する台座部とを備えた可動棚のパワーアシスト装置であって、
前記支持部材に装着可能なセンサ部と、駆動輪と該駆動輪を回転駆動するモータと該モータを前記センサ部からの信号に応じて制御する制御手段とを有し、前記台座部の下面に着脱可能に取り付けられるパワーアシストユニットと、前記センサ部と前記パワーアシストユニットとを電気的に接続する配線とを備え、
前記パワーアシストユニットは、当該可動棚をその長手方向に移動可能に前記駆動輪が設けられ、
前記センサ部は、前記支持部材に着脱可能に取り付けられる止め金具と、該止め金具に一端が結合された弾性変形部材と、該弾性変形部材の他端に結合された円筒状のグリップと、前記弾性変形部材の側面に装着された歪みセンサとを備えていることを特徴とする可動棚のパワーアシスト装置。
【請求項２】
前記支持部材は前記台座部から立設する複数の支柱であり、前記止め金具は前記複数の支柱のいずれかにひとつに取り付けられ、前記グリップは該支柱に遊嵌されることを特徴とする請求項１に記載の可動棚のパワーアシスト装置。
【請求項３】
前記弾性変形部材は板状をなし、一方の面が前記駆動輪による移動方向と直交するように前記センサ部が前記支持部材に取り付けられ、前記弾性変形部材の前記移動方向と直交する面に前記歪みセンサが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の可動棚のパワーアシスト装置。
【請求項４】
前記弾性変形部材の前記移動方向と直交する面と該面と対向する面にそれぞれ歪みセンサが設けられていることを特徴とする請求項３に記載の可動棚のパワーアシスト装置。
【請求項５】
前記パワーアシストユニットは、前記駆動輪と前記モータと前記制御手段を保持し前記台座部の下面に固定されるベース部材と、前記駆動輪の回転軸を支持する一対の平行平板からなるブラケットとを有し、該ブラケットは前記ベース部材に対して上下方向に回動可能に取り付けられ、前記ブラケットの回動軸と反対側の端部と前記ベース部材との間には圧縮バネが介挿されて前記駆動輪が床面に向かって付勢されるように構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の可動棚のパワーアシスト装置。
【請求項６】
無荷重状態で前記駆動輪が前記複数のキャスターの下端に接する面よりも下方へ突出するように前記圧縮バネの長さが設定されていることを特徴とする請求項５に記載の可動棚のパワーアシスト装置。
【請求項７】
前記駆動輪の回動軸は前記センサ部が装着される側に設けられていることを特徴とする請求項５または６に記載の可動棚のパワーアシスト装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、移動機能を備えた組立棚や書棚などの棚のパワーアシスト装置に利用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
組立棚や書棚など商品や小物、本などを整然と載置するために使用される棚は、一般に据え置き型のものが多かったが、大型化に伴ってキャスターを設けた移動式の棚も開発されている。ただし、従来の移動式の棚は、人力を動力として移動するものが一般的であった。一方、近年、人力を動力とする自転車や運搬車において、人力を補助して人体への負担を軽減するパワーアシスト機能を備えたものが実用化されている。
【特許文献１】特開平１０−６９９６号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のようなパワーアシスト付運搬車では、運搬車が重くとも軽い時とほぼ同等の感触で動かすことができるとともに、操作に熟練を必要とせず、思い通りに重い運搬車を動かすことができるという利点がある。しかしながら、そのような恩恵を受けるには、現行の運搬車を廃棄して新たなパワーアシスト付き運搬車を導入しなくてはならず、ユーザーのコスト負担が非常に大きいという問題がある。
【０００４】
そこで、走行用動力を発生する駆動部と、操作を加える操作部と、上記操作部に加えられた外力を検出する外力検出手段と、外力検出手段で検出された力に基づいて上記駆動部を作動させる制御手段と、装置を運搬車に着脱自在に接続可能にする連結部とを備え、既存の手動の運搬車に装着することによって通常の運搬車をパワーアシスト付き運搬車として機能させることができるようにしたパワーアシスト装置に関する発明が提案されている（特許文献１）。
【０００５】
上記先願に係る発明は、運搬物を後方から押して移動させるのに適した構成のパワーアシスト装置である。本考案者らは、かかるパワーアシスト装置を移動式の組立棚に適用することを検討した。その結果、本考案者ら適用を考えた組立棚は横に細長く高さも人間を背丈を越えるものであったため、後方から押して移動させようとすると、特に荷重の大きなものを載せた状態では方向操作性が悪く、所望の方向へ移動させるのが困難であるのみならず、前方に障害物があったり通行する人がいたりすると、衝突させる危険性があるという課題があることが明らかとなった。
【０００６】
この考案は、上記のような課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、既存の手動で移動可能な棚をパワーアシスト付き可動棚として使用することができるパワーアシスト装置を提供することにある。
【０００７】
この考案の他の目的は、移動の際の方向操作性に優れ、前方にある障害物や通行人に衝突する危険性を減らすことができるパワーアシスト装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本考案は、上記目的を達成するため、複数の棚板と、これらの棚板を水平に支持する支持部材と、下面に複数のキャスターを有し上面に前記棚板と支持部材とからなる棚部を載置する台座部とを備えた可動棚のパワーアシスト装置において、前記支持部材に装着可能なセンサ部と、駆動輪と該駆動輪を回転駆動するモータと該モータを前記センサ部からの信号に応じて制御する制御手段とを有し、前記台座部の下面に着脱可能に取り付けられるパワーアシストユニットと、前記センサ部と前記パワーアシストユニットとを電気的に接続する配線とを備え、前記パワーアシストユニットは、当該可動棚をその長手方向に移動可能に前記駆動輪が設けられ、前記センサ部は、前記支持部材に着脱可能に取り付けられる止め金具と、該止め金具に一端が結合された弾性変形部材と、該弾性変形部材の他端に結合された円筒状のグリップと、前記弾性変形部材の側面に装着された歪みセンサとを備えるようにしたものである。
【０００９】
上記した手段によれば、既存の手動で移動可能な棚に後からパワーアシストユニットを装着してパワーアシスト機能付きの可動棚として使用することができる。また、作業者がセンサ部のグリップを握って進行方向へ押すまたは引くと、その力が弾性変形部材に対して曲げ応力として作用し、弾性変形部材が変形して歪みが生じる。この弾性変形部材の歪みが歪みセンサによって検出され、コントローラに伝達されてモータが駆動制御されるため、可動棚は所望の方向へグリップへの作用力に応じて移動されるようになる。
【００１０】
ここで、組立棚のような支柱を有する棚においては、前記支持部材は前記台座部から立設する複数の支柱であり、前記止め金具は前記複数の支柱のいずれかにひとつに取り付けられ、前記グリップは該支柱に遊嵌されるように構成することができる。これにより、グリップに所定以上の力が作用したときにグリップが支柱に当接することでグリップと支柱との隙間以上に弾性変形部材が曲がるのが防止され、過剰な力が作用することでセンサ部が破損されるのを回避することができる。
【００１１】
また、望ましくは、前記弾性変形部材は板状をなし、一方の面が前記駆動輪による移動方向と直交するように前記センサ部を前記支持部材に取り付け、前記弾性変形部材の前記移動方向と直交する面に前記歪みセンサを設ける。これにより、作業者が移動方向に向かってグリップに加える力を精度よく検出することができる。
【００１２】
さらに、望ましくは、前記弾性変形部材の前記移動方向と直交する面と該面と対向する面にそれぞれ歪みセンサを設ける。これにより、進行方向とは逆の方向へグリップに加わる力を検出することができ、モータを制動あるいは逆転させて可動棚を停止させたり後退させたりすることができる。
【００１３】
また、望ましくは、前記パワーアシストユニットは、前記駆動輪と前記モータと前記制御手段を保持し前記台座部の下面に固定されるベース部材と、前記駆動輪の回転軸を支持する一対の平行平板からなるブラケットとを有し、該ブラケットは前記ベース部材に対して上下方向に回動可能に取り付けられ、前記ブラケットの回動軸と反対側の端部と前記ベース部材との間には圧縮バネが介挿されて前記駆動輪が床面に向かって付勢されるように構成する。これにより、装着時における駆動輪の高さ位置調整が不要になる。
【００１４】
さらに、望ましくは、無荷重状態で前記駆動輪が前記複数のキャスターの下端に接する面よりも下方へ突出するように前記圧縮バネの長さを設定する。これにより、可動棚全体が駆動輪を中心にして床と平行な方向に回動しやすくなり、進行方向の変更が容易に行なえ、移動の際の方向操作性を向上させることができる。
【００１５】
さらに、望ましくは、前記駆動輪の回動軸は前記センサ部が装着される側に設ける。これにより、移動中における可動棚のふらつきや浮き上がりが少なく進行安定性が良好になる。
【考案の効果】
【００１６】
本考案によれば、既存の手動で移動可能な棚をパワーアシスト付き可動棚として使用することができるパワーアシスト装置を実現することができる。また、移動の際の方向操作性に優れ、前方にある障害物や通行人に衝突する危険性を減らすことができるパワーアシスト装置を実現するという効果を得ることができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本考案の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１〜図２は、本考案を下部にキャスターを備えた移動可能なワイヤーシェルフと呼ばれる組立棚に適用した場合の一実施例を示す。このうち、図１は組立棚の全体斜視図、図２は支柱への棚板の装着構造を示す拡大図、図３、図４及び図５はパワーアシストユニットの構成を示す底面図、側面図及び背面図、図６及び図７はセンサ部の構成を示す分解斜視図及び外観斜視図である。
【００１９】
本実施例の組立棚は、図１に示すように、４隅に立設された４本の支柱１１ａ〜１１ｄとこれによって水平方向に支持された４個の棚板１２ａ〜１２ｄとからなるワイヤーシェルフ部１０と、下面４隅に垂直な軸周りに回動可能なキャスター２１ａ〜２１ｄを備え、上面に上記ワイヤーシェルフ部１０を載置するための長方形のベース２２を有する台座部２０と、ベース２２の底面ほぼ中央に装着されたによりパワーアシストユニット３０と、支柱１１ａに取り付けられ作業者の手により加えられる力を検知するためのセンサ部４０とにより構成されている。
【００２０】
ワイヤーシェルフ部１０と台座部２０とは、支柱１１ａ〜１１ｄの下面にそれぞれネジ穴を形成するとともに、ベース２２の４隅にネジが挿通可能な貫通孔を形成して、ベース２２の下方から上記貫通孔にそれぞれボルト２３ａ〜２３ｄを挿通して支柱１１ａ〜１１ｄの下面のネジ穴に螺合させることによって結合されるように構成されている（図３参照）。
【００２１】
また、特に限定されるものではないが、ワイヤーシェルフ部１０の支柱１１ａ〜１１ｄの外周には、図２に示すように、所定のピッチでリング状の溝１３が複数形成されており、該溝に係合可能な突状部を内面に有する縦方向に分割可能な円筒状のスリーブ１５を支柱１１ａ〜１１ｄの任意の高さ位置にそれぞれ係止させる。スリーブ１５は、外径が下側ほど大きくなるような形状を有しており、このスリーブ１５の外周に嵌合可能な円筒状のソケット部１４ａ〜１４ｄを４隅に有する棚板１２を支柱１１ａ〜１１ｄの上方から挿入して上記ソケット部１４ａ〜１４ｄを支柱１１ａ〜１１ｄの外周に予め係止されているスリーブ１５に嵌合させることで、任意の枚数の棚板１２を任意の高さ位置にそれぞれ取り付けることができるように構成されている。
【００２２】
パワーアシストユニット３０は、図３〜図５に示すように、台座部２０のベース２２の下面に幅方向に跨るように接合されボルト２４ａ〜２４ｄによって４隅がベース２２に固定される取付け基板３１と、該取付け基板３１の中間の位置から下方へ向かって突出するように設けられた２枚の平行なブラケット３２ａ，３２ｂとを有している。このブラケット３２ａ，３２ｂの中央には駆動輪３３を有する回転軸が横架されており、ブラケット３２ａの外側面にはギヤボックス３４が固定され、該ギヤボックス３４の側面には上記駆動輪３３の回転軸を回転させる直流モータ３５が取り付けられている。
【００２３】
さらに、上記取付け基板３１の上記モータの取付け側と反対側の下面にモータの制御を行なうコントローラと電源となるバッテリとを内蔵したコントロールボックス３６が取り付けられている。上記ブラケット３２ａ，３２ｂは、図４に示すように、センサ部４０が設けられている進行側に設けられた支持軸３７によって他端が上下方向に回動できるように支承されているとともに、支持軸３７と反対側にはブラケット３２ａ，３２ｂ間に跨ってプレート３８が固定されている。そして、このプレート３８と取付け基板３１の下面との間に圧縮バネ３９が介挿されており、この圧縮バネ３９の反発力によって上記駆動輪３３を床方向へ押圧するように構成されている。
【００２４】
上記圧縮バネ３９は、ワイヤーシェルフ部１０が無荷重の状態では、センサ部４０が設けられている側と反対の側のキャスター２１ｃ，２１ｄが床面から若干浮き上がるように長さおよび弾性反発力が設定されている。これによって、駆動輪３３の回転軸の高さ位置調整が不要になるとともに、ワイヤーシェルフ部１０に何も載っていない場合と比較的重い荷物が載っている場合のいずれにおいても、駆動輪３３の回転力を進行方向への推進力に有効に変換できるようになる。
【００２５】
すなわち、支持軸３７と圧縮バネ３９を設けないで駆動輪３３の回転軸の高さ位置を固定した場合、回転軸の高さが高過ぎると軽荷重の際に充分な推進力が得られない一方、回転軸の高さが低く過ぎると重荷重の際に回転軸に荷重がかかり過ぎて適正な推進力が得られないとともに耐久性が劣化するという不具合があるが、本実施例のような構成を有することによって装着の差異に高さ位置調整をすることなくかかる不具合を回避することができる。また、圧縮バネ３９を進行側に設けるとともにブラケット３２ａ，３２ｂの支持軸３７を反対側に設ける構成も可能であるが、本実施例のように支持軸３７を進行側に設けた方がふらつきや浮き上がりが少なく進行安定性が良好になるという利点がある。
【００２６】
次に、センサ部４０の構成について説明する。
【００２７】
センサ部４０は、図６及び図７に示すように、内径が支柱１１ａの外径よりも少し大きく設定されることで支柱１１ａに遊嵌される円筒状のグリップ４１と、支柱１１ａの外径と同一もしくはほんの僅か大きな径の貫通穴４２ａおよびこの貫通穴に達するように形成されたスリット４２ｂを有する直方体状の止め金具４２と、該止め金具４２のスリットと反対側の上面と上記グリップ４１の下端部外周壁との間に固着された板状の弾性変形部材４３と、弾性変形部材４３の前面に貼着された歪みゲージ４４と、歪みゲージ４４と止め金具４２の周囲を覆うカバーケース４５とを備える。
【００２８】
グリップ４１は、下端外周に外側へ向かって突出するコの字状のフランジ部４１ａを有し、このフランジ部４１ａに弾性変形部材４３の上端部がボルト４６ａ，４６ｂによって固定されている。また、弾性変形部材４３の下端は、止め金具４２に上記貫通穴４２ａと平行に形成された挿入穴４２ｃに挿入され、止め金具４２の側面から上記挿入穴４２ｃに向かって形成されたねじ穴４２ｄに挿通されたネジ（図示省略）によって固定されている。歪みゲージ４４は、細い金属抵抗体を薄い絶縁膜上にジグザグに配設したもので、歪みを電気抵抗の変化に変換するセンサであり、この実施例では断面が四角形で筒状をなすカバー部材４６によって囲まれている。
【００２９】
弾性変形部材４３はグリップ４１の中心と貫通穴４２ａの中心とを一致させるようにグリップ４１と止め金具４２とを結合する。止め金具４２には、スリット４２ｂと直交するようにネジ挿通孔４２ｅが形成されており、グリップ４１及び止め金具４２を支柱１１ａに係合させて高さを合わせてからネジ挿通孔４２ｅに締め付けネジを挿通させ先端にナットを螺合させ締め付けることでセンサ部４０を支柱１１ａに固定させるように構成されている。なお、センサ部４０を支柱１１ａに固定させる際には、一対の歪みゲージ４４が、進行方向とその反対側とに向くように設定する。これにより、作業者が移動方向に向かってグリップ４１に加える力および逆の方向へ加える力を精度よく検出することができる。
【００３０】
カバーケース４５の上面には、弾性変形部材４３の上端部を遊嵌させる窓部４５ａが形成されている。図示しないが歪みゲージ４４は弾性変形部材４３の対向する２つの面に対をなして接合されており、各歪みゲージ４４に接続されたリード線４７はカバーケース４５の下面に一端が結合された可撓性を有し支柱１１ａおよび台座部２０のベース２２の下面に沿って延設されているチューブ５０に導入され、他端はコントロールボックス３６内のコントローラに接続されている（図１参照）。上記のように、グリップ４１を、止め金具４２が固定される支柱に遊嵌されるように構成することにより、グリップ４１に所定以上の力が作用したときにグリップ４１が支柱に当接することでグリップと支柱との隙間以上に弾性変形部材が曲がるのが防止され、センサ部特に弾性変形部材４３の止め金具４２との結合部分が過剰な力が作用することによって破損されるのを回避することができる。
【００３１】
次に、上記センサ部４０の作用について説明する。
【００３２】
作業者がセンサ部４０のグリップ４１を握って進行方向（図では左方向）へ押すまたは引くと、その力が弾性変形部材４３に対して曲げ応力として作用し、弾性変形部材４３が変形して歪みが生じる。この弾性変形部材４３の歪みが歪みゲージ４４によって検出され、コントローラに伝達される。このとき、グリップ４１に加わる力の大きさに応じて弾性変形部材４３の変形量すなわち歪み量が異なるため、コントローラは、歪みが大きいときには大きなトルクを、また歪みが小さいときには小さなトルクを発生するようにモータ３５を駆動制御する。これにより、組立棚は前方へ、上記トルクと荷重に応じた速度で移動する。
【００３３】
さらに、歪みゲージ４４は一対設けられているため、作業者がグリップ４１を進行方向とは逆の方向（図では右方向）へ押すまたは引くと、弾性変形部材４３が上記とは逆の向きに変形して逆の歪みが生じ、それを歪みゲージ４４が検出してコントローラに伝達する。そのため、コントローラは、逆方向のトルクを発生するようにモータ３５を駆動制御することにより、ブレーキを与えることができるとともに、作業者がさらにグリップ４１を逆方向に押し続けると組立棚は後方へ移動することになる。そして、この場合にも、組立棚は作業者がグリップ４１に加えた力に応じた速度で後退する。
【００３４】
これにより、作業者の操作力に応じたパワーアシスト力を与えることができ、作業者は実際の組立棚の荷重よりも軽い組立棚を操作しているような感覚で組立棚を前進、停止または後退させることができる。なお、進行方向の変更は、作業者がグリップ４１を握ったまま進行させたい方向へ力を加えるとキャスター２１ａ，２１ｂが回動して向きを変え組立棚の進行方向を変更させることができる。
【００３５】
しかも、このとき、本実施形態の組立棚は、駆動輪３３が台座部２０のほぼ中心に位置するように取り付けられているとともに、無荷重の状態でパワーアシスト装置の駆動輪３３が下方へ押圧されて後方のキャスター２１ｃ，２１ｄが浮き上がるように圧縮バネのバネ力が設定されているため、組立棚全体が駆動輪３３を中心として回転して進行方向が変化する。そのため、進行方向の変更を、比較的小さな力で容易に行なうことができるという利点がある。
【００３６】
以上本考案者によってなされた考案を実施形態に基づき具体的に説明したが、本考案は前記実施形態に限定されるものではない。例えば、前記実施形態では、センサ部４０に設けるセンサとして歪みゲージを用いたものを説明したが、センサはこれに限定されず圧電素子あるいはワイヤーストレインゲージ等を用いても良い。
【００３７】
また、前記実施形態では、センサ部４０を支柱２１ａに対して着脱可能に構成した例を示したが、支柱２１ａ，２１ｂ間に着脱可能に横架されるロッドを設け、該ロッドに実施形態と同様な構成のセンサ部４０を装着することも可能である。さらに、止め金具の構造を変えることで、支柱やロッドではなく側壁を有する棚の壁面にねじ等で固定するように構成しても良い。
【００３８】
さらに、前記実施形態では、台座部の下面ほぼ中央にパワーアシストユニットを装着するようにしたものを説明したが、装着位置は中央に限定されず後方あるいは前方にずれた位置であってもよい。また、進行方向の後方に相当するキャスター（図では２１ｃ，２１ｄ）の代わりに、一対の駆動輪とその駆動モータとからなるパワーアシストユニットを設けるようにしても良い。そして、その場合、２つの駆動輪のそれぞれに対応してモータを設けても良いし、１つのモータで２つの駆動輪が装着された駆動軸を回転させるように構成しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上の説明では主として本考案者によってなされた考案をその背景となった利用分野である組立棚のパワーアシスト装置に適用した場合について説明したが、支柱のない書棚のようなものにおいても、例えば側壁面にコの字あるいはＬ字状の剛性の高いロッド（グリップ）を固着し、このロッドに前記実施形態で説明したようなセンサ部を取り付けることで、前記実施形態のパワーアシスト装置をそのまま利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本考案を移動可能な組立棚に適用した場合の一実施例を示す組立棚の全体斜視図である。
【図２】支柱への棚板の装着構造を示す拡大図である。
【図３】実施例の組立棚に装着されるパワーアシストユニットの構成を示す底面図である。
【図４】パワーアシストユニットの構成を示す側面図である。
【図５】パワーアシストユニットの構成を示す背面図である。
【図６】センサ部の構成を示す分解斜視図である。
【図７】センサ部の外観を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  ワイヤーシェルフ部
１１ａ〜１１ｄ  支柱
１２ａ〜１２ｄ  棚板
１３  溝
１４ａ〜１４ｄ  ソケット部
１５  スリーブ
２０  台座部
２１ａ〜２１ｄ  キャスター
２２  ベース
３０  パワーアシストユニット
３１  取付け基板
３２ａ，３２ｂ  ブラケット
３３  駆動輪
３４  ギヤボックス
３５  直流モータ
３６  コントロールボックス
４０  センサ部
４１  グリップ
４２  止め金具
４２ａ  貫通穴
４２ｂ  スリット
４３  弾性変形部材
４４  歪みゲージ
４５  カバーケース
４６  カバー部材
４７  リード線
５０  チューブ
【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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