(57)【要約】      （修正有）【課題】被搬送体と設置面との狭い空間部に負荷に見合った出力を有する電動モータを配置して、走行安定性に優れ、かつ製造コストも低廉に抑えられるアシストユニットの配置構造を提供する。【解決手段】被搬送体の底部にケース体４によって着脱可能に支持され、駆動輪３の駆動軸と直交配置されたモータ軸７を回転可能に軸支されたアシスト用の駆動力を供給する電動モータ５と、モータ軸７と平行に設けられた第１伝達軸１０を中心に回転する伝達歯車の回転方向を、駆動軸と平行な第２伝達軸を中心とする回転方向に変換して伝達する回転方向変換機構Ｐと、回転方向変換機構Ｐより駆動伝達された駆動力を複数の傘歯車の噛み合いにより駆動軸を通じて駆動輪（前輪３）へ伝達するデファレンシャル機構と、を具備した。【選択図】図２
0003161822.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
被搬送体の底部に着脱可能に設けられ、当該被搬送体の底部に設けられた車輪によって設置面を走行するのをアシストするアシストユニットの配置構造であって、
前記被搬送体の底部にケース体に支持され、駆動輪へ駆動伝達する駆動軸と直交配置されたモータ軸を中心に回転可能に軸支されたアシスト用の駆動力を供給する電動モータと、
前記モータ軸と平行に設けられた第１伝達軸を中心に回転する伝達歯車の回転方向を、前記駆動軸と平行配置された第２伝達軸を中心とする回転方向に変換して伝達する回転方向変換機構と、
前記回転方向変換機構より駆動伝達された駆動力を複数の傘歯車の噛み合いにより駆動軸を通じて前記駆動輪へ伝達するデファレンシャル機構と、を具備したことを特徴とするアシストユニットの配置構造。
【請求項２】
前記電動モータはブラシレスモータであり、モータ軸に設けられたスプロケットホイールと第１伝達軸に設けられた第１スプロケットホイールとの間に無端状の第１チェーンベルトが架設されている請求項１記載のアシストユニットの配置構造。
【請求項３】
前記ケース体には、モータ軸と第１伝達軸との距離を微調整する第１軸間距離調整機構が設けられている請求項２記載のアシストユニットの配置構造。
【請求項４】
前記第２伝達軸に設けられた第２スプロケットホイールと前記デファレンシャル機構の駆動軸に設けられたスプロケットホイールとの間に無端状の第２チェーンベルトが架設されている請求項３記載のアシストユニットの配置構造。
【請求項５】
前記ケース体には、第１伝達軸と駆動軸との距離を微調整する第２軸間距離調整機構が設けられている請求項４記載のアシストユニットの配置構造。
【請求項６】
前記回転方向変換機構は、前記第１スプロケットホイールと同軸に設けられた第１傘歯車と前記第２スプロケットホイールと同軸に設けられた第２傘歯車とが噛み合って駆動伝達される請求項１乃至５記載のアシストユニットの配置構造。
【請求項７】
前記電動モータは電動機及び発電機としての機能を併有し、当該電動モータが発電機として機能したとき該発電機からの電力を蓄電する蓄電装置が設けられている請求項１乃至６のいずれか１項記載のアシストユニットの配置構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、被搬送体として例えば保冷庫や冷蔵庫などの重量物を搬送したり、自動車組立工場などの作業現場で重量物である部品や製品を搬送したりする際に用いられる台車などの、被搬送体を人力でその底部に設けられた車輪によって設置面を走行させるのを電動機によりアシストするアシストユニットの配置構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば一般に用いられる汎用の台車は、台車本体の裏面側に前後輪が４箇所に設けられ、台車本体の手前側に取手（ハンドル）が設けられている。作業者は台車本体に荷物を載せてハンドルを押して搬送するようになっている。前輪は回転自在なキャスターが設けられており、人力で走行するようになっている。
【０００３】
また、比較的重量のある物を搬送する場合には、台車本体に電動機（モータ）が設けられ走行台車が用いられる。本件出願人は、電動機の動力を補助的に利用して省力化を図り、走行面からの影響を受けにくく安定した走行が可能な台車用のアシスト機構を提案している。
【０００４】
このアシスト機構は、台車本体の裏面側に設けられた前輪側にギヤケースに収納されたデファレンシャ機構が設けられ、それより後方に設けられたハウジングに電動モータが吊り下げ支持されている。電動モータとデファレンシャル機構とは台車本体の前後で水平方向に平行に設けられた回転軸に回転可能に嵌め込まれた一対のスプロケットホイール間に無端状のチェーンが架設されて電動モータからの駆動が伝達される。デファレンシャル機構は、モータ駆動をギヤケースの左右両側に設けられた駆動軸に駆動伝達されて駆動輪を駆動するようになっている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２６３３３９号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
上記アシスト機構に用いられる電動モータとしては、歯車付電動モータのように非常停止時にセルフロックせずに人力で回転させることができしかも機構的に簡素化することができることから、ブラシレスモータによりダイレクトドライブできる機構を用いることが好ましい。
【０００７】
しかしながら、台車本体の裏面側の空間部に設置面と平行に設けられたモータ軸を中心にブラシレスモータを設けるとすれば、例えば１トン程度の荷重を有する被搬送体をアシストするためのモータ外径がφ２００ｍｍであるのに対して、市販のキャスター外径が最大でおよそφ１５０ｍｍであるため、キャスターケースの高さを考慮してもφ１８０ｍｍ程度までのモータしか設置することができない。
よって、１トン以上の被搬送体を搬送するには、モータ出力が不足するうえに台車の高さを高くすれば走行安定性が低下し、しかもキャスターとして外径の大きい専用品を用いる必要があるため製造コストが嵩む。
【０００８】
本考案の目的は、上述した従来の課題を解決し、被搬送体と設置面との狭い空間部に負荷に見合った出力を有する電動モータを配置して、走行安定性に優れ、かつ製造コストも低廉に抑えられるアシストユニットの配置構造を提供することにある。  
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本考案に係るアシストユニットの配置構造は以下の構成を備える。被搬送体の底部に着脱可能に設けられ、当該被搬送体の底部に設けられた車輪によって設置面を走行するのをアシストするアシストユニットの配置構造であって、前記被搬送体の底部にケース体に支持され、駆動輪へ駆動伝達する駆動軸と直交配置されたモータ軸を中心に回転可能に軸支されたアシスト用の駆動力を供給する電動モータと、前記モータ軸と平行に設けられた第１伝達軸を中心に回転する伝達歯車の回転方向を、前記駆動軸と平行配置された第２伝達軸を中心とする回転方向に変換して伝達する回転方向変換機構と、前記回転方向変換機構より駆動伝達された駆動力を複数の傘歯車の噛み合いにより駆動軸を通じて前記駆動輪へ伝達するデファレンシャル機構と、を具備したことを特徴とする。
【００１０】
また、電動モータはブラシレスモータであり、モータ軸に設けられたスプロケットホイールと第１伝達軸に設けられた第１スプロケットホイールとの間に無端状の第１チェーンベルトが架設されていることを特徴とする。
【００１１】
また、ケース体には、モータ軸と第１伝達軸との距離を微調整する第１軸間距離調整機構が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
また、第２伝達軸に設けられた第２スプロケットホイールと前記デファレンシャル機構の車軸に設けられたスプロケットホイールとの間に無端状の第２チェーンベルトが架設されていることを特徴とする。
【００１３】
また、ケース体には、第２伝達軸と駆動軸との距離を微調整する第２軸間距離調整機構が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
また、回転方向変換機構は、第１スプロケットホイールと同軸に設けられた第１傘歯車と第２スプロケットホイールと同軸に設けられた第２傘歯車とが噛み合って駆動伝達されることを特徴とする。
【００１５】
また、電動モータは電動機及び発電機としての機能を併有し、当該電動モータが発電機として機能したとき該発電機からの電力を蓄電する蓄電装置が設けられていることを特徴とする。
【考案の効果】
【００１６】
上述したアシストユニットの配置構造を用いれば、駆動軸と直交するモータ軸を回転可能に軸支されたアシスト用の駆動力を供給する電動モータが被搬送体の底部にケース体によって着脱可能に支持されているので、被搬送体と設置面との狭い空間部に負荷に見合った出力を有する電動モータを配置して、操作性の良いアシスト機構を設けることができる。
【００１７】
また、電動モータはブラシレスモータが用いられると、非常停止時にもセルフロックすることなく比較的軽負荷であるので手押し動作により回転動作が可能である。
また、モータ軸に設けられたスプロケットホイールと第１伝達軸に設けられた第１スプロケットホイールとの間及び第２伝達軸に設けられた第２スプロケットホイールとデファレンシャル機構の車軸に設けられたスプロケットホイールとの間に各々無端状のチェーンベルトを架設して駆動伝達されるため、駆動伝達機構を簡素化することができる。
【００１８】
また、回転方向変換機構は、モータ軸と平行配置された第１伝達軸を中心に回転する伝達歯車の回転方向を、駆動軸と平行配置された第２伝達軸を中心とする回転方向に変換して伝達するので、被搬送体と設置面との狭い空間部に収まる大きさであり、駆動輪であるキャスター径も量販品を用いることができるため、製造コストを抑えつつ走行安定性も確保することができる。
また、回転方向変換機構よりデファレンシャル機構を通じて駆動輪へ駆動伝達されるので、被搬送体の回転走行時の操作性が良い。
【００１９】
また、ケース体には、モータ軸と第１伝達軸との距離を微調整する第１軸間距離調整機構が設けられ、第２伝達軸と駆動軸との距離を微調整する第２軸間距離調整機構が設けられていると、第１，第２チェーンベルトの架け替え作業や、ベルトテンションを調整する作業がしやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】被搬送体の底部に設けられたアシストユニットの平面透視図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】アシストユニットのモータ側からみた説明図である。
【図４】アシストユニットの制御系のブロック図である。
【考案を実施するための形態】
【００２１】
本考案に係るアシストユニットの配置構造の一実施形態について図面を参照して説明する。以下では、被搬送体として作業台車についてアシストユニットを装着した場合を例示して説明するものとする。
【００２２】
先ず、台車の概略構成について図３を参照して説明する。
台車本体１は、運搬物を載置する矩形状のプレート（金属、樹脂、木製など）が用いられる。台車本体１の手前側（進行方向後端側）には図示しないコ字状の取手（ハンドル）が立設されている。ハンドル上部は手前側に折れ曲がっており、水平部分が台車本体１の後端部より手前側となるようになっている。
【００２３】
また、台車本体１の裏面側には４つの走行輪が設けられている。前輪３は駆動輪であり、後述するアシストユニットによって、回転駆動することができる。また後輪は従動輪であり自在キャスターが用いられる。図３において、前輪３は車軸３ａを中心に回転可能に軸支されている。車軸３ａは、台車本体１の裏面に垂下する支持部材３ｂがピロボール３ｃを介して軸支されている。車軸３ａはユニバーサルジョイント２０を介してデファレンシャル機構１７の駆動軸６に接続されている。
【００２４】
次に、前輪３に連繋して設けられるアシストユニットについて図１乃至図４を参照して説明する。図２において、台車本体１の裏面側前方には、ケース体４が着脱可能に取り付けられている。このケース体４内にアシストユニットＵが収納されている。
【００２５】
アシストユニットＵには以下のように構成されている。
図２において、電動モータ（ブラシレスモータ）５は、駆動輪（前輪３）側の駆動軸６と直交配置されたモータ軸７がケース体４内に上下一対で設けられた第１支持プレート８ａ，８ｂによって回転可能に軸支されている（図１参照）。モータ軸７には、モータ軸スプロケットホイール９が同軸状に一体に組み付けられている。電動モータ５は、前輪３に対して走行時にアシスト用の駆動力を供給する。
【００２６】
図２において、モータ軸７より前方には第１伝達軸１０が当該モータ軸７と平行配置されている。第１伝達軸１０は、ケース体４の上部に設けられた天板４ａにねじ止め固定されている。この第１伝達軸１０には、第１スプロケットホイール１１及び第１傘歯車１２が同軸状に回転可能に軸支されている。モータ軸スプロケットホイール９と第１スプロケットホイール１１との間には無端状の第１チェーンベルト１３が架設されている。
【００２７】
また、図２において、ケース体４の底板４ｂに設けられた第２支持板８ｃに起立形成された側板８ｄには第２伝達軸１４が水平方向にねじ止め固定され、駆動軸６と平行配置されている（図１参照）。この第２伝達軸１４には第２スプロケットホイール１５と第２傘歯車１６が同軸状に回転可能に軸支されている。第１傘歯車１２と第２傘歯車１６とは常時噛み合っている。第２スプロケットホイール１５とデファレンシャル機構１７の駆動軸６に設けられた駆動スプロケットホイール１８との間には無端状の第２チェーンベルト１９が架設されている。
【００２８】
上記第１傘歯車１２と第２傘歯車１６によって、第１伝達軸１０（垂直軸）を中心とする水平方向に沿った回転を、第２伝達軸１４（水平軸）を中心とする垂直方向に沿った回転に変換して伝達している（回転方向変換機構Ｐ；図１，図２参照）。
【００２９】
図１において、デファレンシャル機構１７は、第２伝達軸１４に設けられた第２スプロケットホイール１５と駆動軸６に設けられた駆動スプロケットホイール１８との間に架設された無端状の第２チェーンベルト１９によって駆動力が伝達され、複数の傘歯車の噛み合いにより駆動軸６とユニバーサルジョイント２０を通じて前輪３の車軸３ａへ駆動伝達する（図３参照）。駆動軸６は、デファレンシャル機構１７の両側に設けられたベアリング１７ａによって回転可能に軸支されている。
【００３０】
また、図２において、ケース体４には、モータ軸７と第１伝達軸１０との距離を微調整する第１軸間距離調整機構２１が設けられている。具体的には、上下一対で設けられた第１支持プレート８ａ，８ｂとケース体４の後壁４ｃとの間には上下一対のねじ軸２１ａ，２１ｂがねじ嵌合して設けられている。これらのねじ軸２１ａ，２１ｂにはナット２１ｃ，２１ｄが後壁面に突き当ててねじ嵌合している。ナット２１ｃ，２１ｄを回転することでねじ軸２１ａ，２１ｂを進退動させて第１チェーンベルト１３のテンションを調整することができる。
【００３１】
また、図１において、ケース体４には、第２伝達軸１４と駆動軸６との距離を微調整する第２軸間距離調整機構２２が設けられている。具体的には、ケース体４の底板４ｂに設けられた第２支持プレート８ｃとケース体４の後壁４ｃとの間には左右一対のねじ軸２２ａ，２２ｂがねじ嵌合して設けられている。これらのねじ軸２２ａ，２２ｂにはナット２２ｃ，２２ｄが後壁面に突き当ててねじ嵌合している。ナット２２ｃ，２２ｄを回転することでねじ軸２２ａ，２２ｂを進退動させて底板４ｂ上の第２支持部レート８ｃの位置を微調整して第２チェーンベルト１９のテンションを調整することができる。
【００３２】
ここで、アシストユニットＵの制御系について図４のブロック構成図を参照して説明する。電動モータ５は、デファレンシャル機構１７を通じて前輪３の車軸３ａと連繋し、電動機及び発電機としての機能を併有する。具体的には、図４は人力駆動力と電動モータ５の駆動力により台車本体１を走行させる場合の制御系のブロック図制御系である。位置検出部２３ａは人力駆動力を入力軸（モータ回転軸と同軸に設けられる内軸）の回転から位相角度θ１により検出し、位置検出部２３ｂは人力駆動力とモータ駆動力の合力を出力軸（モータ回転軸と同軸に設けられる外軸）の回転から位相角度θ２によって各々検出している。
【００３３】
従って、人力駆動力があれば位置検出部２３ａの検出角度θ１と位置検出部２３ｂの検出角度θ２間に位相ずれΔθが生じる。この位相ずれΔθは位相ずれ検出器２３ｃで検出される。この位相ずれΔθを用いて、人力トルク演算器２３ｄで人力トルクを演算する。一方、位置検出部２３ａで検出された検出角度θ１に基づいて速度検出器２４で走行速度が検出される。この走行速度を用いて比率計算器２５にてアシスト比が求められ、このアシスト比と人力トルクを掛け算器２６で掛け合わせ、その結果を電動モータ１３のアシストトルクとしてモータ制御回路２７へ出力される。モータ制御回路２７はアシストトルクに見合った回転速度で電動モータ５の駆動を制御する。また、モータ制御回路２７は走行速度を監視しており、下り走行時、規定速度を越えた時または減速したときに、回生制動運転によりモータ回転速度を制限内に収まるように駆動制御すると共に、発生した電力（回生エネルギー）を蓄電装置２８に蓄える。蓄電装置２８は電動モータ５が発電機として機能したとき該発電機からの電力を蓄電する。
【００３４】
以上のアシストユニットＵの配置構造を用いれば、駆動輪（前輪３）の駆動軸６と直交するモータ軸７を回転可能に軸支されたアシスト用の駆動力を供給する電動モータ５が台車本体１の底部にケース体４によって着脱可能に支持されているので、被搬送体と設置面との狭い空間部に負荷に見合った出力を有する電動モータ５を配置して、操作性の良いアシスト機構を設けることができる。
【００３５】
また、回転方向変換機構Ｐは、モータ軸７と平行配置された第１伝達軸１０を中心に回転する伝達歯車の回転方向を、駆動軸６と平行配置された第２伝達軸１４を中心とする回転方向に変換して伝達するので、被搬送体と設置面との狭い空間部に収まる大きさであり、駆動輪であるキャスター径も量販品を用いることができるため、製造コストを抑えつつ走行安定性も確保することができる。
また、回転方向変換機構Ｐよりデファレンシャル機構１７を通じて駆動輪へ駆動伝達されるので、被搬送体の回転走行時の操作性が良い。
【００３６】
また、電動モータ５はブラシレスモータが用いられるので、非常停止時にもセルフロックすることなく比較的軽負荷であるので手押し動作により回転動作が可能である。
また、モータ軸７に設けられたモータ軸スプロケットホイール９と第１伝達軸１０に設けられた第１スプロケットホイール１１との間及び第２伝達軸１４に設けられた第２スプロケットホイール１５とデファレンシャル機構１７の駆動軸６に設けられた駆動スプロケットホイール１８との間に各々無端状のチェーンベルトを架設して駆動伝達されるため、駆動伝達機構を簡素化することができる。
【００３７】
また、ケース体４には、モータ軸７と第１伝達軸１０との距離を微調整する第１軸間距離調整機構２１が設けられ、第２伝達軸１４と駆動軸６との距離を微調整する第２軸間距離調整機構２２が設けられていると、チェーンの架け替え作業や、テンションを調整する作業がしやすくなる。
【００３８】
上記実施形態では、被搬送体として作業台車の裏面にアシストユニットＵを装着する場合について説明したが、被搬送体は、保冷庫や冷蔵庫などの底部にキャスターを設けて搬送される重量物であっても良い。
【符号の説明】
【００３９】
１  台車本体  
２  取手  
３  前輪  
３ａ  車軸  
３ｂ  支持部材
３ｃ  ピロボール
４  ケース体  
４ａ  天板  
４ｂ  底板  
４ｃ  後壁  
Ｕ  アシストユニット  
５  電動モータ（ブラシレスモータ）  
６  駆動軸  
７  モータ軸  
８ａ，８ｂ  第１支持プレート  
８ｃ  第２支持プレート  
８ｄ  側板  
９  モータ軸スプロケットホイール  
１０  第１伝達軸  
１１  第１スプロケットホイール  
１２  第１傘歯車  
１３  第１チェーンベルト  
１４  第２伝達軸  
１５  第２スプロケットホイール  
１６  第２傘歯車  
１７  デファレンシャル機構
１７ａ  ベアリング  
１８  駆動スプロケットホイール  
１９  第２チェーンベルト  
Ｐ  回転方向変換機構  
２０  ユニバーサルジョイント  
２１  第１軸間距離調整機構  
２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ  ねじ軸  
２１ｃ，２１ｄ，２２ｃ，２２ｄ  ナット  
２２  第２軸間距離調整機構  
２３ａ，２３ｂ  位置検出部  
２３ｃ  位相ずれ検出器
２３ｄ  人力トルク演算器
２４  速度検出部  
２５  比率計算器  
２６  掛け算器  
２７  モータ制御回路  
２８  蓄電装置
【図１】
0003161822.tif 000003
【図２】
0003161822.tif 000004
【図３】
0003161822.tif 000005
【図４】
0003161822.tif 000006