(57)【要約】【課題】キャスタ車輪の摩擦抵抗を低減し、円滑な発進が行える電動アシスト台車を提供する。【解決手段】作業者に押されるのに伴って電動モータによって動力が補助される電動アシスト台車１であって、摩擦抵抗により進行方向を向くように操舵されるキャスタ車輪４と、電動モータによって動力が与えられる左右のドライブ車輪５と、を備え、、荷台３上の面積を前後方向に二等分する中心線を荷台前後方向中心線Ｏｙとし、前進時において、荷台前後方向中心線Ｏｙと左右のドライブ車輪５の車輪回転軸との距離をドライブ車輪ベースＬ１とし、荷台前後方向中心線Ｏｙとキャスタ車輪４の車輪回転軸Ｏ４との距離をキャスタ車輪ベースＬ２とすると、ドライブ車輪ベースＬ１をキャスタ車輪ベースＬ２より小さく設定する構成とした。【選択図】図３
2012061885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業者に押されるのに伴って電動モータによって動力が補助される電動アシスト台車であって、
荷台を設置可能とする車体フレームと、
摩擦抵抗により進行方向を向くように操舵されるキャスタ車輪と、
前記電動モータによって動力が与えられる左右のドライブ車輪と、を備え、
前記荷台上の面積を前後方向に二等分する中心線を荷台前後方向中心線とし、
前進時において、前記荷台前後方向中心線と前記左右のドライブ車輪の車輪回転軸との距離をドライブ車輪ベースとし、前記荷台前後方向中心線と前記キャスタ車輪の車輪回転軸との距離をキャスタ車輪ベースとすると、前記ドライブ車輪ベースを前記キャスタ車輪ベースより小さく設定することを特徴とする電動アシスト台車。
【請求項２】
前記ドライブ車輪の車輪回転軸と前記キャスタ車輪の車輪回転軸との距離をホイルベースとし、このホイルベースに対する前記左右のドライブ車輪のドライブ車輪ベースの比率を５０％未満とすることを特徴とする請求項１に記載の電動アシスト台車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業者に押されるのに伴って電動モータによって動力が補助される電動アシスト台車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、工場などで使用される台車に重量のある荷物が載せられると、作業者は運搬開始時に大きな力で台車を押す必要があるため、重労働となっていた。
【０００３】
この対策として、例えば特許文献１、２には、台車を押す作業者の力を検出し、電動モータによって人力に応じた補助動力が与えられる電動アシスト台車が提案されている。
【０００４】
従来の電動アシスト台車は、台車のパネルの下部に左右２個のドライブ車輪と、左右２個のキャスタ車輪が取り付けられ、４個の車輪によって荷重が支持される。
【０００５】
そして、この種の電動アシスト台車は、ドライブ車輪に電動モータによって動力が与えられ、キャスタ車輪が摩擦抵抗により進行方向を向くように操舵される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２９０３１９号公報
【特許文献２】特開２００７−１７６１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような従来の電動アシスト台車にあっては、重量のある荷物が載せられると、発進時にキャスタ車輪が進行方向を向くように操舵されるときにキャスタ車輪の摩擦抵抗が増大するため、円滑に発進することが難しいという問題点があった。
【０００８】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、キャスタ車輪の摩擦抵抗を低減し、円滑な発進が行える電動アシスト台車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、作業者に押されるのに伴って電動モータによって動力が補助される電動アシスト台車であって、荷台を設置可能とする車体フレームと、摩擦抵抗により進行方向を向くように操舵されるキャスタ車輪と、電動モータによって動力が与えられる左右のドライブ車輪と、を備え、荷台上の面積を前後方向に二等分する中心線を荷台前後方向中心線とし、前進時において、荷台前後方向中心線と左右のドライブ車輪の車輪回転軸との距離をドライブ車輪ベースとし、荷台前後方向中心線とキャスタ車輪の車輪回転軸との距離をキャスタ車輪ベースとすると、ドライブ車輪ベースをキャスタ車輪ベースより小さく設定するものとした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、荷台前後方向中心線に対して左右のドライブ車輪の車輪回転軸がキャスタ車輪の車輪回転軸より近づけて配置されることにより、キャスタ車輪にかかる荷重の分担割合が減らされるため、進行方向を向くように操舵されるキャスタ車輪の摩擦抵抗を抑えて、発進時に必要とする動力が削減され、重量物を円滑に運搬することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態を示す電動アシスト台車の斜視図。
【図２】同じく電動アシスト台車の側面図。
【図３】同じく電動アシスト台車の平面図。
【図４】同じく電動アシスト台車の正面図。
【図５】同じく実験結果を示す図表。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１、図２に示す電動アシスト台車１は、例えば工場などにて、重量物を運搬するのに使用される。電動アシスト台車１は、作業者に押されて移動するときに、電動モータ（図示せず）によって補助動力が与えられるようになっている。
【００１４】
電動アシスト台車１は、その本体として設けられる車体フレーム２と、この車体フレーム２上に設けられる荷台３と、車体フレーム２の前部に設けられるキャスタ４０のキャスタ車輪４と、車体フレーム２の左右側部に設けられる左右のドライブ車輪５と、荷台３の後方に位置して設けられる操作ハンドル８とを備える。
【００１５】
車体フレーム２に後部フレーム１１が結合され、この後部フレーム１１に操作ハンドル８が支持される。
【００１６】
電動アシスト台車１は、左右のドライブ車輪５をそれぞれ駆動する左右の電動モータ（図示せず）と、バッテリ（図示せず）から左右の電動モータに供給される電力を制御するコントローラ（図示せず）とを備え、作業者が操作ハンドル８を押す操作力に応じてコントローラが左右の電動モータの出力を制御し、左右のドライブ車輪５に動力が与えられるようになっている。
【００１７】
電動アシスト台車１は、作業者が操作ハンドル８を押す力の大きさと方向を検出する操作力検出手段として、操作ハンドル８に生じる水平軸まわりのトルクを検出する前後方向トルクセンサ９と、操作ハンドル８に生じる鉛直軸まわりのトルクを検出する旋回方向トルクセンサ１０とを備える。
【００１８】
コントローラは、前後方向トルクセンサ９と旋回方向トルクセンサ１０によって検出されるトルク値に応じた動力を左右の電動モータにそれぞれ発生させる制御を行い、電動アシスト台車１を前進または後進させるとともに、直進、旋回、曲折させる駆動力が与えられる。
【００１９】
車体フレーム２に前部フレーム１２が結合され、この前部フレーム１２にキャスタ４０が支持される。
【００２０】
図２に示すように、キャスタ４０は、路面に転接するキャスタ車輪４と、キャスタ車輪４を回転可能に支持する車輪軸４１と、車輪軸４１を支持するアーム４２と、このアーム４２の基端部を水平軸まわりに回動可能に支持する旋回ブラケット４３とを備え、この旋回ブラケット４３が旋回軸Ｔ４（図３参照）まわりに回動可能に支持される。
【００２１】
キャスタ４０は、旋回ブラケット４３の旋回軸Ｔ４と車輪軸４１とは水平方向についてオフセットされ、電動アシスト台車１が前後左右いずれかの方向に移動するのに伴って、キャスタ車輪４の摩擦抵抗により旋回ブラケット４３が回動して旋回し、キャスタ車輪４が進行方向を向くように操舵される。
【００２２】
アーム４２と旋回ブラケット４３の間にはダンパゴム４４（図３参照）が介装されており、路面不整などによるキャスタ車輪４の上下振動を緩和、吸収して、振動が車体フレーム２に伝達されることを抑えられる。
【００２３】
左右のドライブ車輪５は、車体フレーム２に後述する懸架装置２０を介して昇降可能に支持され、路面不整などによるドライブ車輪５の上下振動を緩和、吸収して、振動が車体フレーム２に伝達されることを抑えられる。
【００２４】
車体フレーム２と荷台３の間には昇降装置８０が設けられる。この昇降装置８０は、図示しない電動昇降シリンダによって荷台３を昇降する。例えば、荷台３に重量物が載せられ、キャスタ４０及び懸架装置２０が沈み込む場合に、昇降装置８０が荷台３を上昇させ、路面に対する荷台３の高さを略一定に調節するようになっている。
【００２５】
図３の（ａ）は電動アシスト台車１を上方から見た平面図であり、（ｂ）は電動アシスト台車１を下方から見た平面図である。
【００２６】
荷台３は車体フレーム２とキャスタ４０と左右のドライブ車輪５の上方の略全域を覆うようにして設けられる。荷台３上には、荷物が直接載せられる。また、車体フレーム２上には、荷台３の代わりに図示しないローラコンベアが設置され、このローラコンベアを介して荷物が載せられる場合もある。
【００２７】
図３の（ａ）において、荷台左右方向中心線Ｏｘは、荷台３上の面積を左右方向に二等分する直線であり、荷台前後方向中心線Ｏｙは、荷台３上の面積を前後方向に二等分する直線である。荷台左右方向中心線Ｏｘと荷台前後方向中心線Ｏｙの交点（荷台３上の中心点）を通る鉛直線を荷台中心線Ｏｚとする。
【００２８】
電動アシスト台車１には、荷台左右方向中心線Ｏｘ上に単一のキャスタ車輪４が設けられる。
【００２９】
なお、これに限らず、電動アシスト台車１に左右（２個）のキャスタ車輪を設けてもよい。この場合には、左右のキャスタ車輪の旋回軸は、荷台左右方向中心線Ｏｘから左右方向に等距離を持つように配置される。
【００３０】
図３の（ｂ）に示すように、ドライブ車輪５と左右方向について並んでローラ車輪６が設けられる。左右のローラ車輪６は、左右のドライブ車輪５の内側に並んで設けられる。
【００３１】
図３の（ａ）（ｂ）において、左右方向に延びるドライブ車輪軸設置面Ｓを設定し、このドライブ車輪軸設置面Ｓ上に左右のドライブ車輪５と左右のローラ車輪６の車輪回転軸（車輪中心軸）がそれぞれ配置される。ドライブ車輪軸設置面Ｓは、荷台左右方向中心線Ｏｘに直交し、荷台前後方向中心線Ｏｙと平行に延びる鉛直面である。
【００３２】
ドライブ車輪軸設置面Ｓは、荷台前後方向中心線Ｏｙより後方に配置される。キャスタ車輪４の車輪回転軸Ｏ４は、荷台前後方向中心線Ｏｙより前方に配置される。
【００３３】
図３の（ａ）（ｂ）の平面図上において、キャスタ車輪４の車輪回転軸Ｏ４が旋回軸Ｔ４の後方に位置して左右方向（旋回軸Ｔ４と平行方向）に延びる前進時に、荷台前後方向中心線Ｏｙに対する左右のドライブ車輪５の車輪回転軸（ドライブ車輪軸設置面Ｓ）の距離をドライブ車輪ベースＬ１とし、荷台前後方向中心線Ｏｙに対するキャスタ車輪４の車輪回転軸Ｏ４のキャスタ車輪ベースＬ２とする。
【００３４】
ドライブ車輪ベースＬ１がキャスタ車輪ベースＬ２に対して所定の比率で小さく設定される。ドライブ車輪ベースＬ１とキャスタ車輪ベースＬ２を適度な比率で設定することにより、キャスタ車輪４の摩擦抵抗を抑えることと、発進時にキャスタ車輪４が浮き上がるウィリーを防止することを両立できる。
【００３５】
図５に示す表は、荷台３に想定される最大重量を載せた積載時にて、ドライブ車輪ベースＬ１とキャスタ車輪ベースＬ２の比率を変えて、キャスタ車輪４の摩擦抵抗に基づく発進時に必要とする動力と、ウィリーの発生を抑えられる発進時の安定性を測定した実験結果を示す。
【００３６】
図３の（ａ）（ｂ）の平面図上において、前進時における左右のドライブ車輪５の車輪回転軸（ドライブ車輪軸設置面Ｓ）とキャスタ車輪４の車輪回転軸Ｏ４との距離をホイルベースＬ１＋Ｌ２とする。このホイルベースＬ１＋Ｌ２に対してドライブ車輪ベースＬ１の比率を５０％未満とすることにより、キャスタ車輪４にかかる荷重割合が増え過ぎるため、キャスタ車輪４の摩擦抵抗が大きくなって、発進時に必要とする動力が過大になることがわかる。
【００３７】
ホイルベースＬ１＋Ｌ２に対してドライブ車輪軸設置面Ｓのドライブ車輪ベースＬ１の比率を２０％以下とすることにより、キャスタ車輪４にかかる荷重割合が減り過ぎるため、キャスタ車輪４の摩擦抵抗が小さくなって、発進時にキャスタ車輪４が浮き上がるウィリーを防止することが難しくなり、発進性が悪化することがわかる。
【００３８】
図５の表から、ホイルベースＬ１＋Ｌ２に対してドライブ車輪軸設置面Ｓのドライブ車輪ベースＬ１の比率を５０％未満とすることにより、発進時に必要する動力を十分に低減することと、ウィリーの発生を抑えて発進時の安定性を十分に確保することがわかる。また、この比率を２０〜３０％とすることにより、優れた上記の特性が得られることがわかる。
【００３９】
ドライブ車輪５は、車輪軸５ｂを介して回転可能に支持されるホイール５ｃと、このホイール５ｃの外周部に装着されるゴム製のタイヤ５ａとを有し、タイヤ５ａが路面に転接する。タイヤ５ａは、その内部には空気またはゴム材が充填され、これにかかる荷重によって路面に対する接触部が平面状に弾性変形し、例えば５０ｋｇ以下の荷重を支えられる。
【００４０】
ドライブ車輪５は、その外径がローラ車輪６より大きいため、路面の段差を乗り越える能力を高められるとともに、タイヤ５ａが路面に対する接触部が弾性変形し、十分なトラクションが得られる。
【００４１】
ローラ車輪６は、硬質樹脂製のローラ６ａを有し、環状のローラ６ａが路面に転接する。ローラ車輪６は、ローラ６ａの路面に対する接触部が大きく弾性変形せず、例えば２００〜９００ｋｇの荷重を支えられる。
【００４２】
ローラ車輪６は、ドライブ車輪５に比べて路面に対する接触部の剛性が高く、大きな耐荷重を持つ。
【００４３】
ローラ車輪６は、硬質樹脂製のローラ６ａを有し、環状のローラ６ａが路面に転接する。ローラ車輪６は、ローラ６ａの路面に対する接触部が大きく弾性変形せず、例えば２００〜９００ｋｇの荷重を支えられる。
【００４４】
図４の（ａ）は電動アシスト台車１を前方から見た正面図であり、（ｂ）は電動アシスト台車１を後方から見た正面図である。
【００４５】
懸架装置２０は、左右のドライブ車輪５とローラ車輪６をそれぞれ支持する左右のサブフレーム２１が設けられる。
【００４６】
ドライブ車輪５の車輪軸５ｂは、その両端部がサブフレーム２１に支持される。
【００４７】
ローラ車輪６は、その外径（車輪直径）がドライブ車輪５より小さく、その車輪軸（図示せず）がブラケット７に支持され、このブラケット７がサブフレーム２１の下部に結合される。
【００４８】
電動アシスト台車１は、ドライブ車輪５とローラ車輪６とが左右方向について互いに並んで設けられることにより、ローラ車輪３によって十分な耐荷重が得られるとともに、ローラ車輪６によって荷重が支持される分だけドライブ車輪５に要求される耐荷重が低減されるため、ドライブ車輪５が路面に対する接触部を弾性変形させて十分なトラクションを得られ、重量物を円滑に運搬することが可能となる。
【００４９】
懸架装置２０は、車体フレーム２に左右のサブフレーム２１を昇降可能に支持する左右４本つづ設けられるサスペンションアーム２２と、車体フレーム２と左右のサブフレーム２１の間に左右１本つづ設けられるスプリングダンパ２３とを備える。
【００５０】
各サスペンションアーム２２は、それぞれの両端部が車体フレーム２と左右のサブフレーム２１に水平軸まわりに回動可能に連結され、車体フレーム２に対してサブフレーム２１を平行移動可能に支持する平行リンク機構を構成する。
【００５１】
上記構成に基づき、車体フレーム２に対してサブフレーム２１が昇降しても、サブフレーム２１の姿勢が変化せず、ドライブ車輪５とローラ車輪６の位置関係（アライメント）が一定に保たれる。これにより、サブフレーム２１が昇降しても、ドライブ車輪５とローラ車輪６の一方が路面から浮くことが抑えられる。
【００５２】
なお、懸架装置２０は、これに限らず、車体フレーム２に対するサブフレーム２１の姿勢が保たれるならば、他の構造としてもよい。
【００５３】
スプリングダンパ２３は、コイルスプリング２３ａとダンパ２３ｂとを備え、サブフレーム２１が昇降するのに伴って伸縮する。
【００５４】
コイルスプリング２３ａは、そのバネ力によってサブフレーム２１が受ける荷重を支持し、サブフレーム２１が昇降するのに伴って伸縮する。
【００５５】
ダンパ２３ｂは、伸縮作動するのに伴ってこれに充填された作動油が減衰弁（図示せず）を流れ、サブフレーム２１の振動を抑える減衰力を発生する。
【００５６】
以上のように、本実施形態では、作業者に押されるのに伴って電動モータによって動力が補助される電動アシスト台車１であって、荷台３を設置可能とする車体フレーム２と、摩擦抵抗により進行方向を向くように操舵されるキャスタ車輪４と、電動モータによって動力が与えられる左右のドライブ車輪５と、を備え、荷台３上の面積を前後方向に二等分する中心線を荷台前後方向中心線Ｏｙとし、前進時において、荷台前後方向中心線Ｏｙと左右のドライブ車輪５の車輪回転軸との距離をドライブ車輪ベースＬ１とし、荷台前後方向中心線Ｏｙとキャスタ車輪４の車輪回転軸Ｏ４との距離をキャスタ車輪ベースＬ２とすると、ドライブ車輪ベースＬ１をキャスタ車輪ベースＬ２より小さく設定する構成とした。
【００５７】
上記構成に基づき、電動アシスト台車１が作業者に押されてキャスタ車輪４がその摩擦抵抗により進行方向を向くように操舵されるときに、電動モータによって左右のドライブ車輪５に補助動力が与えられることによって、作業者の労力が軽減される。
【００５８】
電動アシスト台車１は、その荷重がキャスタ車輪４とドライブ車輪５とローラ車輪６とに分担して支持されることにより、十分な耐荷重が得られる。
【００５９】
荷台前後方向中心線Ｏｙに対して左右のドライブ車輪５の車輪回転軸がキャスタ車輪４の車輪回転軸より近づけて配置されることより、キャスタ車輪４にかかる荷重の分担割合が減らされるため、進行方向を向くように操舵されるキャスタ車輪４の転がり摩擦抵抗を抑えて、発進時に必要とする動力が削減され、重量物を円滑に運搬することが可能となる。
【００６０】
本実施形態では、ドライブ車輪５の車輪回転軸とキャスタ車輪４の車輪回転軸Ｏ４との距離をホイルベースＬ１＋Ｌ２とし、このホイルベースＬ１＋Ｌ２に対して左右のドライブ車輪５のドライブ車輪ベースＬ１の比率を５０％未満とする構成とした。
【００６１】
上記構成に基づき、ホイルベースＬ１＋Ｌ２に対してドライブ車輪軸設置面Ｓのドライブ車輪ベースＬ１の比率を５０％未満とすることにより、発進時に必要する動力を十分に低減することと、ウィリーの発生を抑えられる発進性を十分に確保することを両立できる。
【００６２】
本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【符号の説明】
【００６３】
１    電動アシスト台車 
２    車体フレーム 
３    荷台
４    キャスタ車輪 
５    ドライブ車輪 
６    ローラ車輪
４０    キャスタ
【図１】
2012061885.tif 000003
【図２】
2012061885.tif 000004
【図３】
2012061885.tif 000005
【図４】
2012061885.tif 000006
【図５】
2012061885.tif 000007