JP2011148330A

JP2011148330A - 電動台車

Info

Publication number: JP2011148330A
Application number: JP2010009123A
Authority: JP
Inventors: Futoshi Suzuki; 太志鈴木; Hideki Sakai; 英希酒井
Original assignee: Araki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Araki Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2010-01-19
Filing date: 2010-01-19
Publication date: 2011-08-04
Anticipated expiration: 2030-01-19
Also published as: JP5041556B2

Abstract

【課題】積載荷重による走行性能の変動が少なく、転回・斜行・横行の機能を備え舵取りも容易で未熟練者であっても容易に操作することができるパワーアシスト付きの電動台車を提供する。
【解決手段】台車底部の四隅に前輪２と後輪３とを配設し、操作部６を備えた運転制御部５を設け、該運転制御部５により旋回方向及び駆動力を制御される電動駆動輪４を配設した電動台車であって、運転制御部５は電動駆動輪４をパワーアシストするパワーアシスト制御部５５と、操作部６に加えられる前後進の操作力を検出するセンサ７と、操作部６による電動駆動輪４の旋回角度を検出する角度センサ８とを備え、前輪２にはこの角度センサ８から出力された信号により前輪２を操舵する操舵機構部１０を設け、電動駆動輪４に対し前輪２の同位相及び逆位相への操舵と、前輪２の中立固定の機能を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、重量物を容易に運搬することができる電動台車に関するものである。

従来から、重量物の運搬には電動台車が用いられており、例えば特許文献１には、操作部に加えられる前後方向の操作力を検出し、前進・後退・停止を行うとともに、操作部に加えられる左右方向の操作力を検出し、右左旋回や横行を行なえるようにした電動台車が記載されている。またこの特許文献１の電動台車は、操作部に加えられる操作力を検出して駆動輪を回転させるパワーアシスト機能も備えている。

しかし上記のような従来の電動台車は、台車にかかる荷重を２個の操舵輪と２個の駆動輪ユニットにより受ける構造であるため、台車の積載重量により駆動輪にかかる荷重が変動する。このため積載重量により走行性能が大幅に変動する。しかも左右旋回は操作部を左右にスライドさせて行う構造である。このために電動台車を自由に操作できるようになるまでにかなりの経験が必要であり、誰でも容易に操作できるものではなかった。

特開２００４−７４８７５号公報

従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、積載荷重による走行性能の変動が少なく、転回・斜行・横行の機能を備え舵取りも容易で未熟練者であっても容易に操作することができるパワーアシスト付きの電動台車を提供することである。

上記の課題を解決するためになされた本発明は、台車底部の四隅に前輪と後輪とを配設するとともに、操作部を備えた運転制御部を設け、該運転制御部により旋回方向及び駆動力を制御される電動駆動輪を配設した電動台車であって、運転制御部は電動駆動輪をパワーアシストするパワーアシスト制御部と、操作部に加えられる前後進の操作力を検出するセンサと、操作部による電動駆動輪の旋回角度を検出する角度センサとを備え、前輪にはこの角度センサから出力された信号により前輪を操舵する操舵機構部を設けたことを特徴とするものである。

なお請求項２のように、電動駆動輪が接地圧調整機構を備えたものであることが好ましい。また、請求項３のように、運転制御部に前輪を中立固定または電動駆動輪と同位相または逆位相に切換える走行モード切換スイッチを設けたものであることが好ましい。

本発明の電動台車は、台車底部の四隅に配設された前輪と後輪とによって積載荷重を支持するものであり、電動駆動輪の接地圧は積載荷重にかかわらずほぼ一定とすることができるので、積載重量の増減により走行性能の変動がない。また、電動駆動輪をパワーアシストするので、力の弱い女性であっても重量物の運搬が可能である。しかも電動台車は転回・斜行・横行走行が可能であるため、旋回する余裕のない隘路に進入したり、前後に余裕のない空間に駐車したり、前後に余裕のない空間から通路に移動したり、斜路への進入や、横付けも容易で熟練を要することもなく誰でもが容易に扱うことができる。

なお、請求項３のように、運転制御部に前輪を中立固定または電動駆動輪と同位相または逆位相に切換える走行モード切換スイッチを設けたものとしておけば、前輪を中立固定させた状態での方向転換を行う通常走行や、前輪を電動駆動輪に対して同位相や逆位相に切換えて斜行・横行走行及び転回走行を容易に行うことができるので、通路に応じて適宜走行モードを切換えて走行することができる。

本発明の好ましい実施形態を示す斜視図である。同じく側面図である。同じく平面図である。前輪を示す斜視図である。同じく側面図である。同じく底面図である。電動駆動輪の接地圧調整機構を示す正面図である。電動駆動輪の取付け構造を示す側面図である。走行動作を示すタイムチャートである。

以下に本発明の好ましい実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
図１において１は台車であり、その底部の四隅に荷重を受けるための２個の前輪２と２個の後輪３とが配設されている。また、台車１の中心線上の後方位置にはハンドルよりなる操作部６を備えた運転制御部５が、図７に示される軸５ｂを中心として左右に回転できるように設けられており、その下面に電動駆動輪４が固定されている。このため操作部６により運転制御部５を回動させれば、電動駆動輪４は直接左右に旋回されるものとしているが、ジョイステック状の操作部６による操舵角度を例えば後記する角度センサ８により検出して電動駆動輪４をモータで旋回させるパワーアシスト機能を持たせてもよい。

この実施形態では、運転制御部５は台車１の後方位置に図７に示されるブラケット５ａを介して取付けられ、電動駆動輪４は運転制御部５の下面に台車１の中心線上に配置させているが、前輪２より後方に配置されていればよく、台車１の中心線上に配置させる必要はない。

電動駆動輪４には操作部６の操作に基づいてトルクが制御される駆動用モータ４ａが取付けられている。左右の前輪２は角度センサ８により検出された角度に基づいて制御されるモータ９を設けた操舵機構部１０を介して台車１に取付けられている。また、左右の後輪３は独立の自在車輪よりなるもので、該後輪３の垂直取付軸の中心線と車輪中心の垂直軸線とをずらすことにより常に進行方向に後輪３が向くようになっている。

運転制御部５は操作部６の操作に基づいて台車１の前後進を行うとともに操舵を行うものであり、運転制御部５には操作部６の前後動を検出するとともに操作部６の中立位置を検出するセンサ７と、該センサ７により検出された操作力の信号に基づいて駆動用モータ４ａのトルクを制御するパワーアシスト制御部５５とを備えている。センサ７は変位センサまたは歪センサ等により操作部６の前後移動量を検出するもので、操作部６の前方への移動量に基づいてパワーアシスト制御部５５は電動駆動輪４の前進とトルクを制御し、操作部６の後方への移動量に基づいて電動駆動輪４の後進とトルクを制御し、操作部６の中立位置において駆動用モータ４ａの停止制御が行われる。

操作部６の操舵角度を検出する角度センサ８は運転制御部５に設けられる。また図４〜図６に示すように、前輪２にはこの角度センサ８から出力された信号により前輪を操舵する操舵機構部１０が設けられている。図７に示すように、角度センサ８は運転制御部５に取付けられたポテンションメータ８ａと、ポテンションメータ８ａの回転軸に固定されたタイミングプーリ８ｃと、運転制御部５の軸５ｂに固定されたタイミングプーリ１３ａと、これらのタイミングプーリ間に掛けられたタイミングベルト８ｄとからなる。

操舵のためにハンドルよりなる操作部６を左右に旋回すれば、運転制御部５は軸５ｂを中心として回転する。このため軸５ｂに固定されたタイミングプーリ１３ａの回りをタイミングプーリ８ｃが円軌道を描いて移動することとなり、両者はタイミングベルト８ｄにより連結されているため、運転制御部５に設けられたポテンションメータ８ａは運転制御部５に対して相対的に回転する。このようにして、ポテンションメータ８ａは操作部６の回転角度をパルスとして取り出すことができる。

操舵機構部１０は図４、５、６に示されるように、操舵角検出用のポテンションメータ９ａと、操舵用モータ９と、該操舵用モータ９による操舵角を各前輪２に伝達する連繋機構２０とよりなる。連繋機構２０は左右の前輪２の垂直取付軸に軸支されるチェンホイル２０ａと、該各チェンホイル２０ａ間に巻装されるチェン２０ｂと、操舵用モータ９のチェンホイル９ｃと、該チェンホイル９ｃと前記一方のチェンホイル２０ａに並設されたチェンホイル２０ｃ間に巻装されるチェン２０ｄとからなる。また、ポテンションメータ９ａのタイミングプーリ９ａａと操舵用モータ９ｂのタイミングプーリ９ｂｂはタイミングベルト９ｃｃにより巻き掛けられて、操舵用モータ９を制御している。

前記環状のチェン２０ｂの中間部には一対の長さ調整部材１１が取り付けられてテンションを調整できるようになっている。該長さ調整部材１１はチェン２０ｂの中間両端部に取り付けられる雌ねじ部１１ａ、１１ｂと、該雌ねじ部１１ａ、１１ｂに螺挿される雄ねじを両端に形成した角杆１１ｃとよりなり、角杆１１ｃを正逆いずれかに回動させることによりテンションを調整できるようになっている。また、前輪２は垂直取付軸線と車輪中心の垂直軸線とを一致させて、操舵用モータ９による操舵角が前輪２の操舵角と一致するようになっている。このような機構により、ポテンションメータ８ａから出力される電動駆動輪４の操舵角に応じて前輪２を操舵することができる。

また、運転制御部５の上面に設けられた図３に示した走行モード切換スイッチ１９を切換えることにより、電動駆動輪４に対して前輪２を同位相あるいは逆位相または中立固定することができるようになっている。同位相に操舵すれば斜行・横行走行を行うことができ、逆位相とすれば転回走行が可能となり、前輪２を中立固定すれば、前輪２を固定した状態で方向転換を行う通常走行が可能となる。

図７に示すように、電動駆動輪４には接地圧調整機構１２が設けられている。接地圧調整機構１２は、運転制御部５の下端に旋回軸５ｂを介して水平回動自在に取付けられる鉤形の取付フレーム１３と、該取付フレーム１３の側板に取付けられる軸受１４と、該軸受１４に揺動自在に枢着される電動駆動輪取付板１５と、電動駆動輪取付板１５に取付けられて揺動自在とされる電動駆動輪４を常時一定圧で下方に付勢するスプリング１６とよりなり、台車１の積載重量により接地圧が変動しないようにするとともに、地面の凹凸に追従して駆動力が確実に伝達されて円滑な走行が得られる。さらに、ハンドルよりなる操作部６の操作感も積載荷重により重くなることがない。

なお、図１に示す１７は各モータ等に電源を供給するバッテリ、図３に示す１８は運転制御部５に設けられる非常停止用スイッチである。

このような電動台車の通常走行は、作業者が操作部６を前方に移動させれば、センサ７は操作部６の前方移動を検知し、その検知信号はパワーアシスト制御部５５を介して電動駆動輪４の駆動用モータ４ａを正回転させ、電動駆動輪４を正転させるので台車１は前進することとなる。台車１の前進時、トルクを増したい場合は、操作部６をさらに前方に移動させればセンサ７はその移動を検知し、その検知信号に基づいてパワーアシスト制御部５５は駆動用モータ４ａのトルクを上昇させる。このようなパワーアシスト機能により、重量物を楽に運搬することができる。

また、台車１を後進させる場合は、作業者は操作部６を後方に移動させれば、センサ７は操作部６の移動を検知し、その検知信号はパワーアシスト制御部５５を介して電動駆動輪４の駆動用モータ４ａを逆回転させて電動駆動輪４を逆転させるので台車１は後進することとなる。後進時にトルクを増したい場合は、操作部６をさらに後方に移動させれば、センサ７はその移動を検知し、その検知信号に基づいてパワーアシスト制御部５５は駆動用モータ４ａの逆転トルクを上昇させる。

台車１を左右に方向転換させたい場合は、ハンドルとしての操作部６を左右に水平回動させる操舵を行えば、運転制御部５は左右に回動されることとなり、この回動操舵角は直接電動駆動輪４に伝達される。通常走行の場合、前輪２は中立位置に固定されているので、台車１は電動駆動輪４の操舵角に基づいて中立固定された前輪２をドリフトさせながら方向転換を行うこととなる。このとき荷重を受ける自在車輪の後輪３は台車１の走行方向に従って自由に向きを変えることとなる。

また、台車１に斜行、横行等の走行をさせたい場合は、運転制御部５に上面に設けられている走行モード切換スイッチ１９を斜行・横行走行モードに切換え、前輪２と電動駆動輪４とが同位相に操舵されるようにする。この走行モードの切換えにより、前輪２を電動駆動輪４と同位相に操舵制御することとなる。このように前輪２と電動駆動輪４とが同位相に操舵されることにより、操作部６の操舵角度に基づいて台車１は斜行走行または横行走行を行うので、旋回する余裕のない隘路に進入したり、前後に余裕のない空間に駐車したり、前後に余裕のない空間から通路に移動したり、斜路への進入や、横付けも等も簡単にできることとなる。また、斜行・横行走行の際、このとき荷重を受ける自在車輪の後輪３は台車１の走行方向に自由に向きを変えるので円滑に走行できる。

台車１を左右に転回させる場合は、操作部６を左右に水平回動させる操舵を行えば、運転制御部５は左右に回動されることとなり、この回動操舵角は直接電動駆動輪４に伝達される。また操作部６の操舵角は操舵機構部１０のポテンションメータ９ａに入力され、前輪２は電動駆動輪４とは逆位相に操舵制御されるので、台車１は３輪全輪が操舵されコーナーを円滑に転回することができる。このとき荷重を受ける自在車輪の後輪３は台車１の走行方向に従って自由に向きを変えるので走行に支障は生じない。

図９に以上に述べた通常走行、転回走行、斜行・横行走行におけるタイムチャートを示した。

１台車
２前輪
３後輪
４電動駆動輪
4a 駆動用モータ
５運転制御部
5a ブラケット
5b 旋回軸
5d 軸受
６操作部
７センサ
８角度センサ
8a ポテンションメータ
９操舵用モータ
9a ポテンションメータ
9c チェンホイル
9aa タイミングプーリ
9bb タイミングプーリ
9cc タイミングベルト
10 操舵機構部
11 長さ調整部材
11a 雌ねじ部
11b 雌ねじ部
11c 角杆
12 接地圧調整機構
13 支持フレーム
14 軸受
15 電動駆動輪取付板
16 スプリング
17 バッテリ
18 非常停止スイッチ
19 走行モード切換スイッチ
20 連繋機構
20a チェンホイル
20b チェン
20c チェンホイル
20d チェン
55 パワーアシスト制御部

Claims

台車底部の四隅に前輪と後輪とを配設するとともに、台車に操作部を備えた運転制御部を設け、該運転制御部により旋回方向及び駆動力を制御される電動駆動輪を配設した電動台車であって、運転制御部は電動駆動輪をパワーアシストするパワーアシスト制御部と、操作部に加えられる前後進の操作力を検出するセンサと、操作部による電動駆動輪の旋回角度を検出する角度センサとを備え、前輪にはこの角度センサから出力された信号により前輪を操舵する操舵機構部を設けたことを特徴とする電動台車。
電動駆動輪が、接地圧調整機構を備えたものであることを特徴とする請求項１記載の電動台車。
運転制御部に前輪を中立固定または電動駆動輪と同位相または逆位相に切換える走行モード切換スイッチを設けたことを特徴とする請求項１記載の電動台車。