電動アシスト台車
【課題】電動アシスト台車の安全性を向上する。
【解決手段】荷物を載置可能な車体フレーム１と、車体フレーム１に設けられる駆動輪１１と、作業者によって押圧操作され車体フレーム１に駆動力を入力可能な操作ハンドル５と、操作ハンドル５が押圧操作されることによって車体フレーム１に作用する駆動トルクを検出するトルクセンサ６と、トルクセンサ６によって検出された駆動トルクに応じたアシスト力を駆動輪１１に付与する電動モータ１５と、駆動輪１１に付与されるアシスト力を演算し当該アシスト力に応じた電流を電動モータ１５に供給するコントローラ３０とを備え、コントローラ３０は、電源が入れられたときにトルクセンサ６が所定の駆動トルクを検出した場合には、電動モータ１５への電流の供給を停止する。
【解決手段】荷物を載置可能な車体フレーム１と、車体フレーム１に設けられる駆動輪１１と、作業者によって押圧操作され車体フレーム１に駆動力を入力可能な操作ハンドル５と、操作ハンドル５が押圧操作されることによって車体フレーム１に作用する駆動トルクを検出するトルクセンサ６と、トルクセンサ６によって検出された駆動トルクに応じたアシスト力を駆動輪１１に付与する電動モータ１５と、駆動輪１１に付与されるアシスト力を演算し当該アシスト力に応じた電流を電動モータ１５に供給するコントローラ３０とを備え、コントローラ３０は、電源が入れられたときにトルクセンサ６が所定の駆動トルクを検出した場合には、電動モータ１５への電流の供給を停止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動力が電動モータによってアシスト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、特許文献１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手押し台車が提案されている。この電動アシスト手押し台車では、作業者による手押し枠体の操作に応じて前進時及び後進時における作業者の押す力をアシストしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２９０３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の電動アシスト手押し台車では、手押し枠体に力がかかった状態のまま電源を入れると、手押し枠体にかかった力の大きさに応じた補助動力が電動モータから駆動輪に付与される。そのため、例えば、作業者が手押し枠体に寄りかかっていた場合や、搭載された荷物が手押し枠体に接触していた場合などに、電源が入れられると同時に作業者が意図していない補助動力が発生するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、電動アシスト台車の安全性を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、作業者によって付与される駆動力にアシスト力が付与されて走行可能な電動アシスト台車であって、荷物を載置可能な車体フレームと、前記車体フレームに設けられる駆動輪と、作業者によって押圧操作され、前記車体フレームに駆動力を入力可能な操作部と、前記操作部が押圧操作されることによって前記車体フレームに作用する駆動トルクを検出するトルク検出部と、前記トルク検出部によって検出された駆動トルクに応じたアシスト力を前記駆動輪に付与する電動モータと、前記駆動輪に付与されるアシスト力を演算し、当該アシスト力に応じた電流を前記電動モータに供給するコントローラと、を備え、前記コントローラは、電源が入れられたときに前記トルク検出部が所定の駆動トルクを検出した場合には、前記電動モータへの電流の供給を停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、電動アシスト台車の電源が入れられたときにトルク検出部が所定の駆動トルクを検出している場合には、コントローラは、電動モータへの電流の供給を停止する。よって、電源が入れられると同時に作業者が意図していないアシスト力が駆動輪に付与されることはない。したがって、電動アシスト台車の安全性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る電動アシスト台車の斜視図である。
【図２】図１における側面図である。
【図３】図１における正面図である。
【図４】電動アシスト台車の制御ブロック図である。
【図５】電動アシスト台車における起動時の制御について説明するフローチャート図である。
【図６】電動アシスト台車におけるフェールセーフ動作を説明するフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１１】
まず、図１から図４を参照して、本発明の実施の形態に係る電動アシスト台車１００について説明する。
【００１２】
電動アシスト台車１００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１００は、作業者によって付与される駆動力に、後述する電動モータ１５の回転によるアシスト力が付与されて走行するものである。
【００１３】
電動アシスト台車１００は、車体フレーム１と、車体フレーム１上に設けられ荷物を載置可能な荷台３と、車体フレーム１の左右二箇所から駆動力を入力可能な操作部としての操作ハンドル５と、車体フレーム１の左右に間隔をあけて設けられる一対の駆動輪１１と、車体フレーム１に装着され駆動輪１１の後方に設けられる一対の自在輪１２とを備える。駆動輪１１は、電動アシスト台車１００の前輪であり、自在輪１２は、電動アシスト台車１００の後輪である。
【００１４】
車体フレーム１は、角形のパイプ材が組み合わされたフレームである。車体フレーム１は、荷台３を介して荷物が載置される平面部１ａと、平面部１ａの下部に突設される下部突設部１ｂと、平面部１ａの後端上部に立設される立設部１ｃとを有する。
【００１５】
荷台３は、車体フレーム１における平面部１ａの上方を覆うようにして設けられる縁付きの平板である。荷台３上には、荷物が直接載置される。荷台３は、縁なしの平板であってもよい。また、荷台３に代えて、車体フレーム１上にローラコンベアを設置し、ローラコンベアを介して荷物を載置してもよい。
【００１６】
車体フレーム１と荷台３の間には、図２に示すように、昇降装置２が設けられる。この昇降装置２は、電動昇降シリンダ２ａ（図４参照）によって荷台３を車体フレーム１に対して昇降させる。例えば、荷台３に重量物が載置され、後述する懸架装置２０によって駆動輪１１及び自在輪１２に対して車体フレーム１が沈み込んだ場合には、昇降装置２が荷台３を上昇させ、路面に対する荷台３の高さを一定に調節することが可能である。
【００１７】
電動昇降シリンダ２ａは、後述するコントローラ３０と電気的に接続され、コントローラ３０からの指令信号に基づいて伸縮する。電動昇降シリンダ２ａは、モータによって駆動される油圧ポンプを備え、油圧ポンプから吐出される作動油の圧力によって伸縮する電動油圧式リニアアクチュエータである。
【００１８】
操作ハンドル５は、図１に示すように、作業者によって押圧操作される逆Ｕ字型のハンドルである。操作ハンドル５は、その左右の両端が、車体フレーム１における立設部１ｃに連結される。これにより、作業者が操作ハンドル５を操作することによって入力される駆動力が、車体フレーム１に伝達される。
【００１９】
駆動輪１１は、車体フレーム１の前後方向に向かって転舵不能に設けられる小型の車輪である。駆動輪１１は、車体フレーム１の前端部近傍に一対設けられる。駆動輪１１は、車体フレーム１の下部突設部１ｂに対して上下運動可能に固定される。
【００２０】
自在輪１２は、走行時に常に進行方向を向く小型の車輪である。自在輪１２は、路面との間の摩擦抵抗によって旋回し、進行方向を向くように操舵される。自在輪１２は、車体フレーム１の下部突設部１ｂに対して上下運動可能に固定される。
【００２１】
電動アシスト台車１００は、車体フレーム１に対して上下運動可能な四個のサブフレーム４と、サブフレーム４を介して駆動輪１１と自在輪１２とを懸架する懸架装置２０とを備える。
【００２２】
サブフレーム４は、一対の駆動輪１１と一対の自在輪１２との各々の車輪に対応して四個設けられる。サブフレーム４は、車体フレーム１の左右に二個ずつ配設される。各々のサブフレーム４の下面には、駆動輪１１又は自在輪１２が回転可能に固定される。
【００２３】
懸架装置２０は、車体フレーム１に左右のサブフレーム４を上下運動可能に支持する四本のサスペンションアーム２２と、車体フレーム１と左右のサブフレーム４の間に設けられるスプリングダンパ２３とを備える。
【００２４】
サスペンションアーム２２は、一個のサブフレーム４に対して四本ずつ設けられる。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１と左右のサブフレーム４とに水平軸まわりに回動可能に連結され、車体フレーム１に対してサブフレーム４を平行移動可能に支持する平行リンク機構を構成する。
【００２５】
これにより、車体フレーム１に対してサブフレーム４が昇降しても、サブフレーム４の姿勢が変化せず、駆動輪１１と自在輪１２との位置関係（アライメント）が一定に保たれる。よって、サブフレーム４が昇降しても、駆動輪１１と自在輪１２との一方が路面から浮くことが抑制される。
【００２６】
スプリングダンパ２３は、路面不整などによる駆動輪１１及び自在輪１２の上下振動を吸収して緩和し、路面からの振動が車体フレーム１に伝達されることを抑制するものである。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４が昇降するのに伴って伸縮する。
【００２７】
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４が受ける荷重を支持し、サブフレーム４が昇降するのに伴って伸縮する。
【００２８】
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（図示省略）を通過し、サブフレーム４の振動を抑制する減衰力を発生する。
【００２９】
なお、懸架装置２０は、上述の構成に限らず、車体フレーム１に対するサブフレーム４の姿勢が保たれるならば、他の構成であってもよい。
【００３０】
電動アシスト台車１００は、操作ハンドル５が押圧操作されることによって車体フレーム１の左右二箇所の各々に作用する駆動トルクを検出する一対のトルク検出部としてのトルクセンサ６と、トルクセンサ６によって検出された駆動トルクに応じたアシスト力を各々の駆動輪１１に付与する一対の電動モータ１５と、駆動輪１１に付与されるアシスト力を演算してアシスト力に応じた電流を電動モータ１５に供給するコントローラ３０と、各々の駆動輪１１の回転を制動する一対のブレーキ１６と、作業者によって操作可能な各種スイッチが設けられる操作盤２９とを備える。
【００３１】
トルクセンサ６は、コントローラ３０に電気的に接続され、検出した駆動トルクの大きさに応じた電圧をコントローラ３０に出力する。トルクセンサ６は、操作ハンドル５と車体フレーム１とを連結して操作部から入力される駆動力によって捩れるとともに駆動力を車体フレーム１に伝達するトーションバー（図示省略）と、トーションバーの捩れに応じた電圧を出力するポテンショメータ（図示省略）とを備え、トーションバーの捩れに基づいて駆動トルクを検出する。トルクセンサ６に設けられるトーションバーを変更することで、その他の部材を変更することなく、台車の積載荷重などに応じて作業者による操作感覚を変更することも可能である。
【００３２】
電動モータ１５は、コントローラ３０に電気的に接続され、コントローラ３０から入力される電気信号に応じて回転する。電動モータ１５は、図３に示すように、駆動輪１１の内側に配設され、駆動輪１１にアシスト力を付与する。左右の電動モータ１５は、互いに同軸に設けられ、一対の駆動輪１１の間に直列に配設される。電動モータ１５は、回転を減速して駆動輪１１に伝達する変速機（図示省略）を備える。
【００３３】
ブレーキ１６は、電動モータ１５の出力軸と駆動輪１１との間に配設される。ブレーキ１６は、制動状態と非制動状態とを切り換え可能なブレーキソレノイド１６ａ（図４参照）を有する。ブレーキ１６は、制動状態に切り換えられたときに駆動輪１１を回転不能に固定する。
【００３４】
ブレーキソレノイド１６ａは、コントローラ３０に電気的に接続され、コントローラ３０から供給される電流に応じて切り換えられる。ブレーキソレノイド１６ａに電流が流れていない状態では、ブレーキ１６は駆動輪１１を制動状態に維持する。一方、ブレーキソレノイド１６ａに電流が流れた場合には、ブレーキ１６は駆動輪１１を非制動状態に切り換える。
【００３５】
コントローラ３０は、電源装置（図示省略）や他の電子機器（図示省略）とともに車体フレーム１に搭載される。コントローラ３０は、電動アシスト台車１００の制御を行うものであり、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、及びＩ／Ｏインターフェース（入出力インターフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。ＲＡＭはＣＰＵの処理におけるデータを記憶し、ＲＯＭはＣＰＵの制御プログラム等を予め記憶し、Ｉ／Ｏインターフェースは接続された機器との情報の入出力に使用される。ＣＰＵやＲＡＭなどをＲＯＭに格納されたプログラムに従って動作させることによって電動アシスト台車１００の制御が実現される。
【００３６】
コントローラ３０は、電源装置から供給される電源によって動作する。コントローラ３０は、電源装置の電圧が急激に低下した場合には、全ての制御を停止してＣＰＵをスリープ状態とする。電源装置が２４Ｖのバッテリである場合には、例えば、電圧が１８Ｖ程度まで低下したときにＣＰＵをスリープ状態とする。これにより、電源装置の電圧の急激な低下から、コントローラ３０を保護することができる。
【００３７】
コントローラ３０は、左右のトルクセンサ６によって検出された駆動トルクに応じたアシスト力を左右の電動モータ１５にそれぞれ発生させる制御を行い、電動アシスト台車１００を前進または後退させるとともに、直進、旋回、曲折させるアシスト力を付与する。
【００３８】
コントローラ３０は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）制御によって電動モータ１５を駆動する。コントローラ３０は、左右の電動モータ１５に実際に流れた電流値を検出する一対の電流検出部１５ａを有する。これにより、電動モータ１５のフィードバック制御が可能となる。
【００３９】
コントローラ３０は、図４に示すように、トルクセンサ６から出力された電圧の大きさとその電圧が連続して出力された時間（連続時間）とを判定する電圧判定部３１と、電圧判定部３１の判定に基づいて電動モータ１５への電流の供給を停止可能な電流制御部３２とを備える。
【００４０】
操作盤２９は、図１に示すように、車体フレーム１における立設部１ｃの背面に配設され、コントローラ３０に電気的に接続される。操作盤２９は、作業者によって操作可能かつ視認可能な位置に設けられればよいため、この位置に限られるものではない。操作盤２９は、ブレーキソレノイド１６ａを切り換えるためのブレーキ解除スイッチ２４と、電動昇降シリンダ２ａを操作するための荷台昇降スイッチ２５と、各種フェールモードを表示可能なインジケータ２７とを備える。
【００４１】
ブレーキ解除スイッチ２４は、作業者の操作によってブレーキソレノイド１６ａを切り換え可能なスイッチである。作業者がブレーキ解除スイッチ２４を操作すると、ブレーキソレノイド１６ａに電流が流れ、駆動輪１１が非制動状態に切り換えられる。これにより、電動アシスト台車１００は走行可能となる。
【００４２】
荷台昇降スイッチ２５は、作業者の操作によって電動昇降シリンダ２ａを動作させるスイッチである。作業者が荷台昇降スイッチ２５を操作すると、電動昇降シリンダ２ａが伸縮する。これにより、荷台３が車体フレーム１に対して昇降する。
【００４３】
インジケータ２７は、電動アシスト台車１００においてフェールセーフのために一部機能が停止した状態を、作業者が視認可能なように示すものである。インジケータ２７は、第一インジケータ２７ａと、第二インジケータ２７ｂと、第三インジケータ２７ｃとを備える。
【００４４】
第一インジケータ２７ａは、最も軽いフェールモードを示すものである。第一インジケータ２７ａは、電動モータ１５に供給される電流の最大値が制限された場合に点灯する。この第一インジケータ２７ａが点灯した状態が、第一フェールモードである。
【００４５】
第二インジケータ２７ｂは、第一インジケータ２７ａの次に軽いフェールモードを示すものである。第二インジケータ２７ｂは、電動モータ１５への電流の供給が停止された場合、又は電動昇降シリンダ２ａへの電流の供給が停止された場合に点灯する。この第二インジケータ２７ｂが点灯した状態が、第二フェールモードである。
【００４６】
第三インジケータ２７ｃは、最も重いフェールモードを示すものである。第三インジケータ２７ｃは、電動アシスト台車１００における全ての機能が停止した場合に点灯する。即ち、第三インジケータ２７ｃが点灯している状態では、電動アシスト台車１００では、電動モータ１５及び電動昇降シリンダ２ａへの電流の供給が停止しているとともに、ブレーキソレノイド１６ａへの電流の供給が停止されることでブレーキ１６が制動状態に切り換えられている。この第三インジケータ２７ｃが点灯した状態が、第三フェールモードである。
【００４７】
第一から第三の各フェールモードは、いずれかのフェールモードに入っておらず、かつ、電源装置の容量が電動アシスト台車１００における全ての機能を制御可能な程度残っている場合にのみ設定される。また、各フェールモードは、電動アシスト台車１００の電源を一度切り、再起動することで解除される。
【００４８】
次に、電動アシスト台車１００における運転動作について説明する。
【００４９】
作業者が操作ハンドル５を両手で平行に押した場合には、電動アシスト台車１００は、真っ直ぐ前進することとなる。この場合、操作ハンドル５が押されることによって車体フレーム１に入力される駆動力は操作ハンドル５の左右両端で略同一である。よって、左右のトルクセンサ６によって検出される駆動トルクは、略同一となる。
【００５０】
左右のトルクセンサ６が同一の駆動トルクを検出すると、コントローラ３０は、左右の電動モータ１５から左右の駆動輪１１に同一のアシスト力を付与するように指令する。これにより、左右の駆動輪１１には、同一のアシスト力が付与される。
【００５１】
したがって、電動アシスト台車１００は、作業者によって付与される駆動力に、電動モータ１５のアシスト力が付与されて真っ直ぐ前進することとなる。
【００５２】
なお、電動アシスト台車１００を真っ直ぐ後退させる場合には、操作ハンドル５が押される方向が逆になり、電動モータ１５の回転方向が逆になるだけで、その他の作用は真っ直ぐ前進する場合と同様である。
【００５３】
一方、作業者が操作ハンドル５を押す左右の力を相違させた場合には、電動アシスト台車１００は、左又は右に旋回走行することとなる。このとき、左右の駆動輪１１に付与されるアシスト力は、左右の電動モータ１５で相違する。
【００５４】
具体的には、例えば電動アシスト台車１００を左方向に旋回させる場合、作業者が右手で操作ハンドル５を押す力は、左手で操作ハンドル５を押す力と比較して大きくなる。よって、右側のトルクセンサ６が検出する駆動トルクは、左側のトルクセンサ６が検出する駆動トルクと比較して大きくなる。
【００５５】
これにより、コントローラ３０は、右側の電動モータ１５から駆動輪１１に付与するアシスト力が、左側の電動モータ１５から駆動輪１１に付与するアシスト力と比較して大きくなるように指令する。これにより、右側の駆動輪１１に付与されるアシスト力は、左側の駆動輪１１に付与されるアシスト力と比較して大きくなる。
【００５６】
なお、左右のトルクセンサ６は、駆動トルクを無段階に検出可能であるため、作業者が操作ハンドル５を押圧操作する力に応じてアシスト力の大きさをコントロールすることができる。
【００５７】
次に、図５を参照して、電動アシスト台車１００における起動時の制御について説明する。
【００５８】
ステップＳ１０１からステップＳ１０７は、コントローラ３０の電源が入れられた直後のスタートアップルーチンにおいて実行される。具体的には、ステップＳ１０１からステップＳ１０５は、コントローラ３０の電源が入れられたときにトルクセンサ６が所定の駆動トルクを検出した場合に、電動モータ１５への電流の供給を停止するものである。このときの所定の駆動トルクは、操作ハンドル５が操作されていない状態である中立位置から押圧操作されたときにトルクセンサ６によって検出される大きさの駆動トルクである。
【００５９】
ステップＳ１０１では、左右のトルクセンサ６から出力された電圧をコントローラ３０に読み込む。
【００６０】
ステップＳ１０２では、中立位置におけるトルクセンサ６からの出力電圧と、左右のトルクセンサ６から出力された電圧との偏差を演算する。中立位置におけるトルクセンサ６からの出力電圧は、トルクセンサ６が出力可能な電圧の範囲の中央の値に設定される。
【００６１】
ここでは、トルクセンサ６は、０〜５［Ｖ］の範囲の電圧を出力可能なものであるため、中立位置におけるトルクセンサ６からの出力電圧は、２．５［Ｖ］に設定される。よって、ステップＳ１０２では、左右のトルクセンサ６から出力された電圧が、中立位置における電圧である２．５［Ｖ］と比較して、どれだけ相違するかを演算する。
【００６２】
なお、実際には、機器によって出力電圧にばらつきがあるため、電動アシスト台車１００を組み立てた後、操作ハンドル５が中立位置に位置したときのトルクセンサ６の出力電圧を計測し、その実測値を中立位置におけるトルクセンサ６からの出力電圧として設定する。以下では、中立位置におけるトルクセンサ６からの出力電圧が２．５［Ｖ］に設定された場合について説明する。
【００６３】
ステップＳ１０３では、電圧判定部３１は、ステップＳ１０２にて演算した偏差が、第一設定値以上であるか否かを判定する。このときの第一設定値は、作業者が操作ハンドル５を操作していなくてもノイズなどによって変動する大きさの電圧に設定される。
【００６４】
換言すれば、第一設定値は、トルクセンサ６から出力された電圧がこの第一設定値を超えた場合に、明らかに操作ハンドル５が操作されたと判定できる大きさの電圧に設定される。第一設定値は、例えば０．３［Ｖ］に設定される。即ち、電圧判定部３１は、トルクセンサ６から出力された電圧が２．５［Ｖ］±０．３［Ｖ］の範囲を超えた場合に、偏差が第一設定値以上であると判定する。
【００６５】
ステップＳ１０３にて、ステップＳ１０２で演算された電圧の偏差が第一設定値以上であると判定された場合には、ステップＳ１０４に移行する。
【００６６】
ステップＳ１０４では、電圧判定部３１は、ステップＳ１０２にて演算された電圧の偏差が第一設定値以上である状態が第一設定時間以上経過したか否かを判定する。このときの第一設定時間は、例えば１００［ｍｓ］に設定される。
【００６７】
ステップＳ１０４にて、電圧の偏差が第一設定値以上である状態が第一設定時間以上連続したと判定された場合には、ステップＳ１０５に移行し、第二フェールモードとなる。一方、ステップＳ１０４にて、電圧の偏差が第一設定値以上である状態が第一設定時間以上連続していないと判定された場合には、リターンする。
【００６８】
ステップＳ１０５では、電流制御部３２は、電圧判定部３１の判定に基づいて、左右の電動モータ１５への電流の供給を停止する。このとき、電流制御部３２は、いずれか一方のみのトルクセンサ６から第一設定値以上の電圧が第一設定時間だけ連続して出力された場合であっても、左右両方の電動モータ１５への電流の出力を停止する。これにより、電動アシスト台車１００における電動モータ１５による駆動力のアシストが停止される。
【００６９】
ここで、従来の電動アシスト台車では、例えば、作業者が操作ハンドルに寄りかかっていた場合や、搭載された荷物が操作ハンドルに接触していた場合などに、電源が入れられると同時に作業者が意図していないアシスト力が発生するおそれがあった。
【００７０】
これに対して電動アシスト台車１００では、上述したように、電源が入れられたときにトルクセンサ６が所定の駆動トルクを検出している場合には、コントローラ３０は、左右の電動モータ１５への電流の供給を停止する。よって、電源が入れられると同時に作業者が意図していないアシスト力が駆動輪に付与されることはない。したがって、電動アシスト台車１００の安全性を向上できる。
【００７１】
また、第二フェールモードでは、第二インジケータ２７ｂが点灯される。よって、第二フェールモードに入っていることを、作業者に知らせることができる。第二フェールモードに入っていることを知った作業者は、操作ハンドル５が押圧操作された状態から中立位置に位置するようにした後、電動アシスト台車１００を再起動することによって、第二フェールモードを解除することができる。
【００７２】
一方、ステップＳ１０３にて、ステップＳ１０２で演算された電圧の偏差が第一設定値より小さいと判定された場合には、ステップＳ１０６に移行する。
【００７３】
ステップＳ１０６では、電圧判定部３１は、ステップＳ１０２にて演算された電圧の偏差が第一設定値より小さい状態が第二設定時間以上経過したか否かを判定する。このときの第二設定時間は、例えば１００［ｍｓ］に設定される。
【００７４】
ステップＳ１０６にて、電圧の偏差が第一設定値より小さい状態が第二設定時間以上連続したと判定された場合には、ステップＳ１０７に移行する。一方、ステップＳ１０６にて、電圧の偏差が第一設定値より小さい状態が第二設定時間以上連続していないと判定された場合には、リターンする。
【００７５】
ステップＳ１０７では、電動アシスト台車１００におけるアシスト制御が開始され、スタートアップルーチンを抜ける。これにより、電動アシスト台車１００は、正常に起動されて動作可能となる。
【００７６】
次に、図６を参照して、電動アシスト台車１００におけるフェールセーフ動作について説明する。
【００７７】
ステップＳ２０１からステップＳ２０６は、左右のトルクセンサ６に通常使用時に出力される範囲外の大きさの電圧が出力された場合に、電動アシスト台車１００の一部機能を停止するものである。具体的には、通常使用される範囲の上限値と比較して大きな駆動トルク、又は下限値と比較して小さな駆動トルクをトルクセンサ６が検出した場合に、電動モータ１５への電流の供給を停止するものである。
【００７８】
ステップＳ２０１では、検出した左右の駆動トルクの大きさに応じてトルクセンサ６から出力された電圧をコントローラ３０に読み込む。
【００７９】
ステップＳ２０２では、電圧判定部３１は、トルクセンサ６から出力された電圧が、通常使用される場合の電圧の上限値と比較して大きな第二設定値以上であるか否かを判定する。
【００８０】
ここでは、トルクセンサ６は、０〜５［Ｖ］の範囲の電圧を出力可能であるが、通常使用時には、中立位置における２．５［Ｖ］から±０．６［Ｖ］の範囲で用いられる。よって、第二設定値は、通常使用される場合の電圧の上限値である３．１［Ｖ］と比較して大きな４．０［Ｖ］に設定される。
【００８１】
ステップＳ２０２にて、トルクセンサ６から出力された電圧が第二設定値以上であると判定された場合には、ステップＳ２０３に移行する。一方、ステップＳ２０２にて、トルクセンサ６から出力された電圧が第二設定値より小さいと判定された場合には、ステップＳ２０４に移行する。
【００８２】
ステップＳ２０３では、ステップＳ２０２にて判定した第二設定値以上の電圧が第二設定時間だけ連続して出力されたか否かを判定する。このときの第二設定時間は、トルクセンサ６からの出力電圧に含まれるノイズを誤判定しない程度の時間に設定される。例えば、第二設定時間は、２５０［ｍｓ］に設定される。
【００８３】
ステップＳ２０３にて、第二設定値以上の電圧が連続して出力された時間が第二設定時間以上であると判定された場合には、ステップＳ２０６に移行し、第二フェールモードとなる。一方、ステップＳ２０３にて、第二設定値以上の電圧が連続して出力された時間が第二設定時間未満であると判定された場合には、ステップＳ２０４に移行する。
【００８４】
ステップＳ２０４では、電圧判定部３１は、トルクセンサ６から出力された電圧が、通常使用される場合の電圧の下限値と比較して小さな第三設定値以下であるか否かを判定する。
【００８５】
上述したように、トルクセンサ６は、通常使用時には、中立位置における２．５［Ｖ］から±０．６［Ｖ］の範囲で用いられる。よって、第三設定値は、通常使用される場合の電圧の下限値である１．９［Ｖ］と比較して小さな１．０［Ｖ］に設定される。
【００８６】
ステップＳ２０４にて、トルクセンサ６から出力された電圧が第三設定値以下であると判定された場合には、ステップＳ２０５に移行する。一方、ステップＳ２０４にて、トルクセンサ６から出力された電圧が第三設定値より大きいと判定された場合には、リターンする。
【００８７】
ステップＳ２０５では、ステップＳ２０４にて判定した第三設定値以下の電圧が第二設定時間だけ連続して出力されたか否かを判定する。
【００８８】
ステップＳ２０５にて、第三設定値以下の電圧が連続して出力された時間が第二設定時間以上であると判定された場合には、ステップＳ２０６に移行し、第二フェールモードとなる。一方、ステップＳ２０５にて、第三設定値以上の電圧が連続して出力された時間が第二設定時間より小さいと判定された場合には、リターンする。
【００８９】
ステップＳ２０６では、電流制御部３２は、電圧判定部３１の判定に基づいて、左右の電動モータ１５への電流の供給を停止する。このとき、電流制御部３２は、いずれか一方のみのトルクセンサ６から第二設定値以上又は第三設定値以下の電圧が第二設定時間だけ連続して出力された場合であっても、左右両方の電動モータ１５への電流の出力を停止する。これにより、電動アシスト台車１００における電動モータ１５による駆動力のアシストが停止される。
【００９０】
以上のように、電流制御部３２は、通常使用される場合の電圧の上限値と比較して大きな第二設定値以上の電圧、又は下限値と比較して小さな第三設定値以下の電圧がトルクセンサ６から第二設定時間だけ連続して出力された場合に、電動モータ１５への電流の供給を停止する。これにより、左右のトルクセンサ６に通常使用時に出力される範囲外の大きさの電圧が出力された場合に、電動アシスト台車１００におけるアシスト力の付与が停止される。したがって、電動アシスト台車１００の安全性を向上できる。
【００９１】
なお、このとき電流制御部３２は、いわゆるスロープ制御によって、電動モータ１５に供給可能される電流を徐々に小さくし、やがて停止する。これにより、アシスト力が急激に小さくなることによって電動アシスト台車１００に大きな減速ショックが発生することが防止される。
【００９２】
以上の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００９３】
電源が入れられたときにトルクセンサ６が所定の駆動トルクを検出している場合には、コントローラ３０は、左右の電動モータ１５への電流の供給を停止する。よって、電源が入れられると同時に作業者が意図していないアシスト力が駆動輪に付与されることはない。したがって、電動アシスト台車１００の安全性を向上できる。
【００９４】
本発明は上記の実施の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】
【００９５】
１００ 電動アシスト台車
１ 車体フレーム
３ 荷台
５ 操作ハンドル
６ トルクセンサ
１１ 駆動輪
１２ 自在輪
１５ 電動モータ
１５ａ 電流検出部
１６ ブレーキ
１６ａ ブレーキソレノイド
２４ ブレーキ解除スイッチ
２５ 荷台昇降スイッチ
２７ インジケータ
３０ コントローラ
３１ 電圧判定部
３２ 電流制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動力が電動モータによってアシスト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、特許文献１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手押し台車が提案されている。この電動アシスト手押し台車では、作業者による手押し枠体の操作に応じて前進時及び後進時における作業者の押す力をアシストしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２９０３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の電動アシスト手押し台車では、手押し枠体に力がかかった状態のまま電源を入れると、手押し枠体にかかった力の大きさに応じた補助動力が電動モータから駆動輪に付与される。そのため、例えば、作業者が手押し枠体に寄りかかっていた場合や、搭載された荷物が手押し枠体に接触していた場合などに、電源が入れられると同時に作業者が意図していない補助動力が発生するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、電動アシスト台車の安全性を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、作業者によって付与される駆動力にアシスト力が付与されて走行可能な電動アシスト台車であって、荷物を載置可能な車体フレームと、前記車体フレームに設けられる駆動輪と、作業者によって押圧操作され、前記車体フレームに駆動力を入力可能な操作部と、前記操作部が押圧操作されることによって前記車体フレームに作用する駆動トルクを検出するトルク検出部と、前記トルク検出部によって検出された駆動トルクに応じたアシスト力を前記駆動輪に付与する電動モータと、前記駆動輪に付与されるアシスト力を演算し、当該アシスト力に応じた電流を前記電動モータに供給するコントローラと、を備え、前記コントローラは、電源が入れられたときに前記トルク検出部が所定の駆動トルクを検出した場合には、前記電動モータへの電流の供給を停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、電動アシスト台車の電源が入れられたときにトルク検出部が所定の駆動トルクを検出している場合には、コントローラは、電動モータへの電流の供給を停止する。よって、電源が入れられると同時に作業者が意図していないアシスト力が駆動輪に付与されることはない。したがって、電動アシスト台車の安全性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る電動アシスト台車の斜視図である。
【図２】図１における側面図である。
【図３】図１における正面図である。
【図４】電動アシスト台車の制御ブロック図である。
【図５】電動アシスト台車における起動時の制御について説明するフローチャート図である。
【図６】電動アシスト台車におけるフェールセーフ動作を説明するフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１１】
まず、図１から図４を参照して、本発明の実施の形態に係る電動アシスト台車１００について説明する。
【００１２】
電動アシスト台車１００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１００は、作業者によって付与される駆動力に、後述する電動モータ１５の回転によるアシスト力が付与されて走行するものである。
【００１３】
電動アシスト台車１００は、車体フレーム１と、車体フレーム１上に設けられ荷物を載置可能な荷台３と、車体フレーム１の左右二箇所から駆動力を入力可能な操作部としての操作ハンドル５と、車体フレーム１の左右に間隔をあけて設けられる一対の駆動輪１１と、車体フレーム１に装着され駆動輪１１の後方に設けられる一対の自在輪１２とを備える。駆動輪１１は、電動アシスト台車１００の前輪であり、自在輪１２は、電動アシスト台車１００の後輪である。
【００１４】
車体フレーム１は、角形のパイプ材が組み合わされたフレームである。車体フレーム１は、荷台３を介して荷物が載置される平面部１ａと、平面部１ａの下部に突設される下部突設部１ｂと、平面部１ａの後端上部に立設される立設部１ｃとを有する。
【００１５】
荷台３は、車体フレーム１における平面部１ａの上方を覆うようにして設けられる縁付きの平板である。荷台３上には、荷物が直接載置される。荷台３は、縁なしの平板であってもよい。また、荷台３に代えて、車体フレーム１上にローラコンベアを設置し、ローラコンベアを介して荷物を載置してもよい。
【００１６】
車体フレーム１と荷台３の間には、図２に示すように、昇降装置２が設けられる。この昇降装置２は、電動昇降シリンダ２ａ（図４参照）によって荷台３を車体フレーム１に対して昇降させる。例えば、荷台３に重量物が載置され、後述する懸架装置２０によって駆動輪１１及び自在輪１２に対して車体フレーム１が沈み込んだ場合には、昇降装置２が荷台３を上昇させ、路面に対する荷台３の高さを一定に調節することが可能である。
【００１７】
電動昇降シリンダ２ａは、後述するコントローラ３０と電気的に接続され、コントローラ３０からの指令信号に基づいて伸縮する。電動昇降シリンダ２ａは、モータによって駆動される油圧ポンプを備え、油圧ポンプから吐出される作動油の圧力によって伸縮する電動油圧式リニアアクチュエータである。
【００１８】
操作ハンドル５は、図１に示すように、作業者によって押圧操作される逆Ｕ字型のハンドルである。操作ハンドル５は、その左右の両端が、車体フレーム１における立設部１ｃに連結される。これにより、作業者が操作ハンドル５を操作することによって入力される駆動力が、車体フレーム１に伝達される。
【００１９】
駆動輪１１は、車体フレーム１の前後方向に向かって転舵不能に設けられる小型の車輪である。駆動輪１１は、車体フレーム１の前端部近傍に一対設けられる。駆動輪１１は、車体フレーム１の下部突設部１ｂに対して上下運動可能に固定される。
【００２０】
自在輪１２は、走行時に常に進行方向を向く小型の車輪である。自在輪１２は、路面との間の摩擦抵抗によって旋回し、進行方向を向くように操舵される。自在輪１２は、車体フレーム１の下部突設部１ｂに対して上下運動可能に固定される。
【００２１】
電動アシスト台車１００は、車体フレーム１に対して上下運動可能な四個のサブフレーム４と、サブフレーム４を介して駆動輪１１と自在輪１２とを懸架する懸架装置２０とを備える。
【００２２】
サブフレーム４は、一対の駆動輪１１と一対の自在輪１２との各々の車輪に対応して四個設けられる。サブフレーム４は、車体フレーム１の左右に二個ずつ配設される。各々のサブフレーム４の下面には、駆動輪１１又は自在輪１２が回転可能に固定される。
【００２３】
懸架装置２０は、車体フレーム１に左右のサブフレーム４を上下運動可能に支持する四本のサスペンションアーム２２と、車体フレーム１と左右のサブフレーム４の間に設けられるスプリングダンパ２３とを備える。
【００２４】
サスペンションアーム２２は、一個のサブフレーム４に対して四本ずつ設けられる。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１と左右のサブフレーム４とに水平軸まわりに回動可能に連結され、車体フレーム１に対してサブフレーム４を平行移動可能に支持する平行リンク機構を構成する。
【００２５】
これにより、車体フレーム１に対してサブフレーム４が昇降しても、サブフレーム４の姿勢が変化せず、駆動輪１１と自在輪１２との位置関係（アライメント）が一定に保たれる。よって、サブフレーム４が昇降しても、駆動輪１１と自在輪１２との一方が路面から浮くことが抑制される。
【００２６】
スプリングダンパ２３は、路面不整などによる駆動輪１１及び自在輪１２の上下振動を吸収して緩和し、路面からの振動が車体フレーム１に伝達されることを抑制するものである。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４が昇降するのに伴って伸縮する。
【００２７】
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４が受ける荷重を支持し、サブフレーム４が昇降するのに伴って伸縮する。
【００２８】
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（図示省略）を通過し、サブフレーム４の振動を抑制する減衰力を発生する。
【００２９】
なお、懸架装置２０は、上述の構成に限らず、車体フレーム１に対するサブフレーム４の姿勢が保たれるならば、他の構成であってもよい。
【００３０】
電動アシスト台車１００は、操作ハンドル５が押圧操作されることによって車体フレーム１の左右二箇所の各々に作用する駆動トルクを検出する一対のトルク検出部としてのトルクセンサ６と、トルクセンサ６によって検出された駆動トルクに応じたアシスト力を各々の駆動輪１１に付与する一対の電動モータ１５と、駆動輪１１に付与されるアシスト力を演算してアシスト力に応じた電流を電動モータ１５に供給するコントローラ３０と、各々の駆動輪１１の回転を制動する一対のブレーキ１６と、作業者によって操作可能な各種スイッチが設けられる操作盤２９とを備える。
【００３１】
トルクセンサ６は、コントローラ３０に電気的に接続され、検出した駆動トルクの大きさに応じた電圧をコントローラ３０に出力する。トルクセンサ６は、操作ハンドル５と車体フレーム１とを連結して操作部から入力される駆動力によって捩れるとともに駆動力を車体フレーム１に伝達するトーションバー（図示省略）と、トーションバーの捩れに応じた電圧を出力するポテンショメータ（図示省略）とを備え、トーションバーの捩れに基づいて駆動トルクを検出する。トルクセンサ６に設けられるトーションバーを変更することで、その他の部材を変更することなく、台車の積載荷重などに応じて作業者による操作感覚を変更することも可能である。
【００３２】
電動モータ１５は、コントローラ３０に電気的に接続され、コントローラ３０から入力される電気信号に応じて回転する。電動モータ１５は、図３に示すように、駆動輪１１の内側に配設され、駆動輪１１にアシスト力を付与する。左右の電動モータ１５は、互いに同軸に設けられ、一対の駆動輪１１の間に直列に配設される。電動モータ１５は、回転を減速して駆動輪１１に伝達する変速機（図示省略）を備える。
【００３３】
ブレーキ１６は、電動モータ１５の出力軸と駆動輪１１との間に配設される。ブレーキ１６は、制動状態と非制動状態とを切り換え可能なブレーキソレノイド１６ａ（図４参照）を有する。ブレーキ１６は、制動状態に切り換えられたときに駆動輪１１を回転不能に固定する。
【００３４】
ブレーキソレノイド１６ａは、コントローラ３０に電気的に接続され、コントローラ３０から供給される電流に応じて切り換えられる。ブレーキソレノイド１６ａに電流が流れていない状態では、ブレーキ１６は駆動輪１１を制動状態に維持する。一方、ブレーキソレノイド１６ａに電流が流れた場合には、ブレーキ１６は駆動輪１１を非制動状態に切り換える。
【００３５】
コントローラ３０は、電源装置（図示省略）や他の電子機器（図示省略）とともに車体フレーム１に搭載される。コントローラ３０は、電動アシスト台車１００の制御を行うものであり、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、及びＩ／Ｏインターフェース（入出力インターフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。ＲＡＭはＣＰＵの処理におけるデータを記憶し、ＲＯＭはＣＰＵの制御プログラム等を予め記憶し、Ｉ／Ｏインターフェースは接続された機器との情報の入出力に使用される。ＣＰＵやＲＡＭなどをＲＯＭに格納されたプログラムに従って動作させることによって電動アシスト台車１００の制御が実現される。
【００３６】
コントローラ３０は、電源装置から供給される電源によって動作する。コントローラ３０は、電源装置の電圧が急激に低下した場合には、全ての制御を停止してＣＰＵをスリープ状態とする。電源装置が２４Ｖのバッテリである場合には、例えば、電圧が１８Ｖ程度まで低下したときにＣＰＵをスリープ状態とする。これにより、電源装置の電圧の急激な低下から、コントローラ３０を保護することができる。
【００３７】
コントローラ３０は、左右のトルクセンサ６によって検出された駆動トルクに応じたアシスト力を左右の電動モータ１５にそれぞれ発生させる制御を行い、電動アシスト台車１００を前進または後退させるとともに、直進、旋回、曲折させるアシスト力を付与する。
【００３８】
コントローラ３０は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）制御によって電動モータ１５を駆動する。コントローラ３０は、左右の電動モータ１５に実際に流れた電流値を検出する一対の電流検出部１５ａを有する。これにより、電動モータ１５のフィードバック制御が可能となる。
【００３９】
コントローラ３０は、図４に示すように、トルクセンサ６から出力された電圧の大きさとその電圧が連続して出力された時間（連続時間）とを判定する電圧判定部３１と、電圧判定部３１の判定に基づいて電動モータ１５への電流の供給を停止可能な電流制御部３２とを備える。
【００４０】
操作盤２９は、図１に示すように、車体フレーム１における立設部１ｃの背面に配設され、コントローラ３０に電気的に接続される。操作盤２９は、作業者によって操作可能かつ視認可能な位置に設けられればよいため、この位置に限られるものではない。操作盤２９は、ブレーキソレノイド１６ａを切り換えるためのブレーキ解除スイッチ２４と、電動昇降シリンダ２ａを操作するための荷台昇降スイッチ２５と、各種フェールモードを表示可能なインジケータ２７とを備える。
【００４１】
ブレーキ解除スイッチ２４は、作業者の操作によってブレーキソレノイド１６ａを切り換え可能なスイッチである。作業者がブレーキ解除スイッチ２４を操作すると、ブレーキソレノイド１６ａに電流が流れ、駆動輪１１が非制動状態に切り換えられる。これにより、電動アシスト台車１００は走行可能となる。
【００４２】
荷台昇降スイッチ２５は、作業者の操作によって電動昇降シリンダ２ａを動作させるスイッチである。作業者が荷台昇降スイッチ２５を操作すると、電動昇降シリンダ２ａが伸縮する。これにより、荷台３が車体フレーム１に対して昇降する。
【００４３】
インジケータ２７は、電動アシスト台車１００においてフェールセーフのために一部機能が停止した状態を、作業者が視認可能なように示すものである。インジケータ２７は、第一インジケータ２７ａと、第二インジケータ２７ｂと、第三インジケータ２７ｃとを備える。
【００４４】
第一インジケータ２７ａは、最も軽いフェールモードを示すものである。第一インジケータ２７ａは、電動モータ１５に供給される電流の最大値が制限された場合に点灯する。この第一インジケータ２７ａが点灯した状態が、第一フェールモードである。
【００４５】
第二インジケータ２７ｂは、第一インジケータ２７ａの次に軽いフェールモードを示すものである。第二インジケータ２７ｂは、電動モータ１５への電流の供給が停止された場合、又は電動昇降シリンダ２ａへの電流の供給が停止された場合に点灯する。この第二インジケータ２７ｂが点灯した状態が、第二フェールモードである。
【００４６】
第三インジケータ２７ｃは、最も重いフェールモードを示すものである。第三インジケータ２７ｃは、電動アシスト台車１００における全ての機能が停止した場合に点灯する。即ち、第三インジケータ２７ｃが点灯している状態では、電動アシスト台車１００では、電動モータ１５及び電動昇降シリンダ２ａへの電流の供給が停止しているとともに、ブレーキソレノイド１６ａへの電流の供給が停止されることでブレーキ１６が制動状態に切り換えられている。この第三インジケータ２７ｃが点灯した状態が、第三フェールモードである。
【００４７】
第一から第三の各フェールモードは、いずれかのフェールモードに入っておらず、かつ、電源装置の容量が電動アシスト台車１００における全ての機能を制御可能な程度残っている場合にのみ設定される。また、各フェールモードは、電動アシスト台車１００の電源を一度切り、再起動することで解除される。
【００４８】
次に、電動アシスト台車１００における運転動作について説明する。
【００４９】
作業者が操作ハンドル５を両手で平行に押した場合には、電動アシスト台車１００は、真っ直ぐ前進することとなる。この場合、操作ハンドル５が押されることによって車体フレーム１に入力される駆動力は操作ハンドル５の左右両端で略同一である。よって、左右のトルクセンサ６によって検出される駆動トルクは、略同一となる。
【００５０】
左右のトルクセンサ６が同一の駆動トルクを検出すると、コントローラ３０は、左右の電動モータ１５から左右の駆動輪１１に同一のアシスト力を付与するように指令する。これにより、左右の駆動輪１１には、同一のアシスト力が付与される。
【００５１】
したがって、電動アシスト台車１００は、作業者によって付与される駆動力に、電動モータ１５のアシスト力が付与されて真っ直ぐ前進することとなる。
【００５２】
なお、電動アシスト台車１００を真っ直ぐ後退させる場合には、操作ハンドル５が押される方向が逆になり、電動モータ１５の回転方向が逆になるだけで、その他の作用は真っ直ぐ前進する場合と同様である。
【００５３】
一方、作業者が操作ハンドル５を押す左右の力を相違させた場合には、電動アシスト台車１００は、左又は右に旋回走行することとなる。このとき、左右の駆動輪１１に付与されるアシスト力は、左右の電動モータ１５で相違する。
【００５４】
具体的には、例えば電動アシスト台車１００を左方向に旋回させる場合、作業者が右手で操作ハンドル５を押す力は、左手で操作ハンドル５を押す力と比較して大きくなる。よって、右側のトルクセンサ６が検出する駆動トルクは、左側のトルクセンサ６が検出する駆動トルクと比較して大きくなる。
【００５５】
これにより、コントローラ３０は、右側の電動モータ１５から駆動輪１１に付与するアシスト力が、左側の電動モータ１５から駆動輪１１に付与するアシスト力と比較して大きくなるように指令する。これにより、右側の駆動輪１１に付与されるアシスト力は、左側の駆動輪１１に付与されるアシスト力と比較して大きくなる。
【００５６】
なお、左右のトルクセンサ６は、駆動トルクを無段階に検出可能であるため、作業者が操作ハンドル５を押圧操作する力に応じてアシスト力の大きさをコントロールすることができる。
【００５７】
次に、図５を参照して、電動アシスト台車１００における起動時の制御について説明する。
【００５８】
ステップＳ１０１からステップＳ１０７は、コントローラ３０の電源が入れられた直後のスタートアップルーチンにおいて実行される。具体的には、ステップＳ１０１からステップＳ１０５は、コントローラ３０の電源が入れられたときにトルクセンサ６が所定の駆動トルクを検出した場合に、電動モータ１５への電流の供給を停止するものである。このときの所定の駆動トルクは、操作ハンドル５が操作されていない状態である中立位置から押圧操作されたときにトルクセンサ６によって検出される大きさの駆動トルクである。
【００５９】
ステップＳ１０１では、左右のトルクセンサ６から出力された電圧をコントローラ３０に読み込む。
【００６０】
ステップＳ１０２では、中立位置におけるトルクセンサ６からの出力電圧と、左右のトルクセンサ６から出力された電圧との偏差を演算する。中立位置におけるトルクセンサ６からの出力電圧は、トルクセンサ６が出力可能な電圧の範囲の中央の値に設定される。
【００６１】
ここでは、トルクセンサ６は、０〜５［Ｖ］の範囲の電圧を出力可能なものであるため、中立位置におけるトルクセンサ６からの出力電圧は、２．５［Ｖ］に設定される。よって、ステップＳ１０２では、左右のトルクセンサ６から出力された電圧が、中立位置における電圧である２．５［Ｖ］と比較して、どれだけ相違するかを演算する。
【００６２】
なお、実際には、機器によって出力電圧にばらつきがあるため、電動アシスト台車１００を組み立てた後、操作ハンドル５が中立位置に位置したときのトルクセンサ６の出力電圧を計測し、その実測値を中立位置におけるトルクセンサ６からの出力電圧として設定する。以下では、中立位置におけるトルクセンサ６からの出力電圧が２．５［Ｖ］に設定された場合について説明する。
【００６３】
ステップＳ１０３では、電圧判定部３１は、ステップＳ１０２にて演算した偏差が、第一設定値以上であるか否かを判定する。このときの第一設定値は、作業者が操作ハンドル５を操作していなくてもノイズなどによって変動する大きさの電圧に設定される。
【００６４】
換言すれば、第一設定値は、トルクセンサ６から出力された電圧がこの第一設定値を超えた場合に、明らかに操作ハンドル５が操作されたと判定できる大きさの電圧に設定される。第一設定値は、例えば０．３［Ｖ］に設定される。即ち、電圧判定部３１は、トルクセンサ６から出力された電圧が２．５［Ｖ］±０．３［Ｖ］の範囲を超えた場合に、偏差が第一設定値以上であると判定する。
【００６５】
ステップＳ１０３にて、ステップＳ１０２で演算された電圧の偏差が第一設定値以上であると判定された場合には、ステップＳ１０４に移行する。
【００６６】
ステップＳ１０４では、電圧判定部３１は、ステップＳ１０２にて演算された電圧の偏差が第一設定値以上である状態が第一設定時間以上経過したか否かを判定する。このときの第一設定時間は、例えば１００［ｍｓ］に設定される。
【００６７】
ステップＳ１０４にて、電圧の偏差が第一設定値以上である状態が第一設定時間以上連続したと判定された場合には、ステップＳ１０５に移行し、第二フェールモードとなる。一方、ステップＳ１０４にて、電圧の偏差が第一設定値以上である状態が第一設定時間以上連続していないと判定された場合には、リターンする。
【００６８】
ステップＳ１０５では、電流制御部３２は、電圧判定部３１の判定に基づいて、左右の電動モータ１５への電流の供給を停止する。このとき、電流制御部３２は、いずれか一方のみのトルクセンサ６から第一設定値以上の電圧が第一設定時間だけ連続して出力された場合であっても、左右両方の電動モータ１５への電流の出力を停止する。これにより、電動アシスト台車１００における電動モータ１５による駆動力のアシストが停止される。
【００６９】
ここで、従来の電動アシスト台車では、例えば、作業者が操作ハンドルに寄りかかっていた場合や、搭載された荷物が操作ハンドルに接触していた場合などに、電源が入れられると同時に作業者が意図していないアシスト力が発生するおそれがあった。
【００７０】
これに対して電動アシスト台車１００では、上述したように、電源が入れられたときにトルクセンサ６が所定の駆動トルクを検出している場合には、コントローラ３０は、左右の電動モータ１５への電流の供給を停止する。よって、電源が入れられると同時に作業者が意図していないアシスト力が駆動輪に付与されることはない。したがって、電動アシスト台車１００の安全性を向上できる。
【００７１】
また、第二フェールモードでは、第二インジケータ２７ｂが点灯される。よって、第二フェールモードに入っていることを、作業者に知らせることができる。第二フェールモードに入っていることを知った作業者は、操作ハンドル５が押圧操作された状態から中立位置に位置するようにした後、電動アシスト台車１００を再起動することによって、第二フェールモードを解除することができる。
【００７２】
一方、ステップＳ１０３にて、ステップＳ１０２で演算された電圧の偏差が第一設定値より小さいと判定された場合には、ステップＳ１０６に移行する。
【００７３】
ステップＳ１０６では、電圧判定部３１は、ステップＳ１０２にて演算された電圧の偏差が第一設定値より小さい状態が第二設定時間以上経過したか否かを判定する。このときの第二設定時間は、例えば１００［ｍｓ］に設定される。
【００７４】
ステップＳ１０６にて、電圧の偏差が第一設定値より小さい状態が第二設定時間以上連続したと判定された場合には、ステップＳ１０７に移行する。一方、ステップＳ１０６にて、電圧の偏差が第一設定値より小さい状態が第二設定時間以上連続していないと判定された場合には、リターンする。
【００７５】
ステップＳ１０７では、電動アシスト台車１００におけるアシスト制御が開始され、スタートアップルーチンを抜ける。これにより、電動アシスト台車１００は、正常に起動されて動作可能となる。
【００７６】
次に、図６を参照して、電動アシスト台車１００におけるフェールセーフ動作について説明する。
【００７７】
ステップＳ２０１からステップＳ２０６は、左右のトルクセンサ６に通常使用時に出力される範囲外の大きさの電圧が出力された場合に、電動アシスト台車１００の一部機能を停止するものである。具体的には、通常使用される範囲の上限値と比較して大きな駆動トルク、又は下限値と比較して小さな駆動トルクをトルクセンサ６が検出した場合に、電動モータ１５への電流の供給を停止するものである。
【００７８】
ステップＳ２０１では、検出した左右の駆動トルクの大きさに応じてトルクセンサ６から出力された電圧をコントローラ３０に読み込む。
【００７９】
ステップＳ２０２では、電圧判定部３１は、トルクセンサ６から出力された電圧が、通常使用される場合の電圧の上限値と比較して大きな第二設定値以上であるか否かを判定する。
【００８０】
ここでは、トルクセンサ６は、０〜５［Ｖ］の範囲の電圧を出力可能であるが、通常使用時には、中立位置における２．５［Ｖ］から±０．６［Ｖ］の範囲で用いられる。よって、第二設定値は、通常使用される場合の電圧の上限値である３．１［Ｖ］と比較して大きな４．０［Ｖ］に設定される。
【００８１】
ステップＳ２０２にて、トルクセンサ６から出力された電圧が第二設定値以上であると判定された場合には、ステップＳ２０３に移行する。一方、ステップＳ２０２にて、トルクセンサ６から出力された電圧が第二設定値より小さいと判定された場合には、ステップＳ２０４に移行する。
【００８２】
ステップＳ２０３では、ステップＳ２０２にて判定した第二設定値以上の電圧が第二設定時間だけ連続して出力されたか否かを判定する。このときの第二設定時間は、トルクセンサ６からの出力電圧に含まれるノイズを誤判定しない程度の時間に設定される。例えば、第二設定時間は、２５０［ｍｓ］に設定される。
【００８３】
ステップＳ２０３にて、第二設定値以上の電圧が連続して出力された時間が第二設定時間以上であると判定された場合には、ステップＳ２０６に移行し、第二フェールモードとなる。一方、ステップＳ２０３にて、第二設定値以上の電圧が連続して出力された時間が第二設定時間未満であると判定された場合には、ステップＳ２０４に移行する。
【００８４】
ステップＳ２０４では、電圧判定部３１は、トルクセンサ６から出力された電圧が、通常使用される場合の電圧の下限値と比較して小さな第三設定値以下であるか否かを判定する。
【００８５】
上述したように、トルクセンサ６は、通常使用時には、中立位置における２．５［Ｖ］から±０．６［Ｖ］の範囲で用いられる。よって、第三設定値は、通常使用される場合の電圧の下限値である１．９［Ｖ］と比較して小さな１．０［Ｖ］に設定される。
【００８６】
ステップＳ２０４にて、トルクセンサ６から出力された電圧が第三設定値以下であると判定された場合には、ステップＳ２０５に移行する。一方、ステップＳ２０４にて、トルクセンサ６から出力された電圧が第三設定値より大きいと判定された場合には、リターンする。
【００８７】
ステップＳ２０５では、ステップＳ２０４にて判定した第三設定値以下の電圧が第二設定時間だけ連続して出力されたか否かを判定する。
【００８８】
ステップＳ２０５にて、第三設定値以下の電圧が連続して出力された時間が第二設定時間以上であると判定された場合には、ステップＳ２０６に移行し、第二フェールモードとなる。一方、ステップＳ２０５にて、第三設定値以上の電圧が連続して出力された時間が第二設定時間より小さいと判定された場合には、リターンする。
【００８９】
ステップＳ２０６では、電流制御部３２は、電圧判定部３１の判定に基づいて、左右の電動モータ１５への電流の供給を停止する。このとき、電流制御部３２は、いずれか一方のみのトルクセンサ６から第二設定値以上又は第三設定値以下の電圧が第二設定時間だけ連続して出力された場合であっても、左右両方の電動モータ１５への電流の出力を停止する。これにより、電動アシスト台車１００における電動モータ１５による駆動力のアシストが停止される。
【００９０】
以上のように、電流制御部３２は、通常使用される場合の電圧の上限値と比較して大きな第二設定値以上の電圧、又は下限値と比較して小さな第三設定値以下の電圧がトルクセンサ６から第二設定時間だけ連続して出力された場合に、電動モータ１５への電流の供給を停止する。これにより、左右のトルクセンサ６に通常使用時に出力される範囲外の大きさの電圧が出力された場合に、電動アシスト台車１００におけるアシスト力の付与が停止される。したがって、電動アシスト台車１００の安全性を向上できる。
【００９１】
なお、このとき電流制御部３２は、いわゆるスロープ制御によって、電動モータ１５に供給可能される電流を徐々に小さくし、やがて停止する。これにより、アシスト力が急激に小さくなることによって電動アシスト台車１００に大きな減速ショックが発生することが防止される。
【００９２】
以上の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００９３】
電源が入れられたときにトルクセンサ６が所定の駆動トルクを検出している場合には、コントローラ３０は、左右の電動モータ１５への電流の供給を停止する。よって、電源が入れられると同時に作業者が意図していないアシスト力が駆動輪に付与されることはない。したがって、電動アシスト台車１００の安全性を向上できる。
【００９４】
本発明は上記の実施の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】
【００９５】
１００ 電動アシスト台車
１ 車体フレーム
３ 荷台
５ 操作ハンドル
６ トルクセンサ
１１ 駆動輪
１２ 自在輪
１５ 電動モータ
１５ａ 電流検出部
１６ ブレーキ
１６ａ ブレーキソレノイド
２４ ブレーキ解除スイッチ
２５ 荷台昇降スイッチ
２７ インジケータ
３０ コントローラ
３１ 電圧判定部
３２ 電流制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業者によって付与される駆動力にアシスト力が付与されて走行可能な電動アシスト台車であって、
荷物を載置可能な車体フレームと、
前記車体フレームに設けられる駆動輪と、
作業者によって押圧操作され、前記車体フレームに駆動力を入力可能な操作部と、
前記操作部が押圧操作されることによって前記車体フレームに作用する駆動トルクを検出するトルク検出部と、
前記トルク検出部によって検出された駆動トルクに応じたアシスト力を前記駆動輪に付与する電動モータと、
前記駆動輪に付与されるアシスト力を演算し、当該アシスト力に応じた電流を前記電動モータに供給するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、電源が入れられたときに前記トルク検出部が所定の駆動トルクを検出した場合には、前記電動モータへの電流の供給を停止することを特徴とする電動アシスト台車。
【請求項２】
前記所定の駆動トルクは、前記操作部が操作されていない状態である中立位置から押圧操作されたときに前記トルク検出部によって検出される大きさの駆動トルクであ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。
【請求項３】
前記トルク検出部は、検出した駆動トルクの大きさに応じた電圧を出力するトルクセンサであり、
前記コントローラは、
前記トルクセンサから出力された電圧が、前記操作部が前記中立位置にあるときの電圧と比較して第一設定値以上相違している状態が第一設定時間だけ連続した場合に、前記所定の駆動トルクを検出したと判定する電圧判定部と、
前記電圧判定部の判定に基づいて、前記電動モータへの電流の供給を停止する電流制御部と、を備えることを特徴とする請求項２に記載の電動アシスト台車。
【請求項４】
前記コントローラは、通常使用される範囲の上限値と比較して大きな駆動トルク、又は下限値と比較して小さな駆動トルクを前記トルク検出部が検出した場合には、前記電動モータへの電流の供給を停止することを特徴とする請求項１又は２に記載の電動アシスト台車。
【請求項５】
前記トルク検出部は、検出した駆動トルクの大きさに応じた電圧を出力するトルクセンサであり、
前記コントローラは、
通常使用される場合の電圧の上限値と比較して大きな第二設定値以上、又は下限値と比較して小さな第三設定値以下の電圧が前記トルクセンサから第二設定時間だけ連続して出力されたことを判定する電圧判定部と、
前記電圧判定部の判定に基づいて、前記電動モータへの電流の供給を停止する電流制御部と、を備えることを特徴とする請求項４に記載の電動アシスト台車。
【請求項６】
前記電流制御部は、前記電動モータへ供給される電流を徐々に小さくして停止することを特徴とする請求項５に記載の電動アシスト台車。
【請求項１】
作業者によって付与される駆動力にアシスト力が付与されて走行可能な電動アシスト台車であって、
荷物を載置可能な車体フレームと、
前記車体フレームに設けられる駆動輪と、
作業者によって押圧操作され、前記車体フレームに駆動力を入力可能な操作部と、
前記操作部が押圧操作されることによって前記車体フレームに作用する駆動トルクを検出するトルク検出部と、
前記トルク検出部によって検出された駆動トルクに応じたアシスト力を前記駆動輪に付与する電動モータと、
前記駆動輪に付与されるアシスト力を演算し、当該アシスト力に応じた電流を前記電動モータに供給するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、電源が入れられたときに前記トルク検出部が所定の駆動トルクを検出した場合には、前記電動モータへの電流の供給を停止することを特徴とする電動アシスト台車。
【請求項２】
前記所定の駆動トルクは、前記操作部が操作されていない状態である中立位置から押圧操作されたときに前記トルク検出部によって検出される大きさの駆動トルクであ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。
【請求項３】
前記トルク検出部は、検出した駆動トルクの大きさに応じた電圧を出力するトルクセンサであり、
前記コントローラは、
前記トルクセンサから出力された電圧が、前記操作部が前記中立位置にあるときの電圧と比較して第一設定値以上相違している状態が第一設定時間だけ連続した場合に、前記所定の駆動トルクを検出したと判定する電圧判定部と、
前記電圧判定部の判定に基づいて、前記電動モータへの電流の供給を停止する電流制御部と、を備えることを特徴とする請求項２に記載の電動アシスト台車。
【請求項４】
前記コントローラは、通常使用される範囲の上限値と比較して大きな駆動トルク、又は下限値と比較して小さな駆動トルクを前記トルク検出部が検出した場合には、前記電動モータへの電流の供給を停止することを特徴とする請求項１又は２に記載の電動アシスト台車。
【請求項５】
前記トルク検出部は、検出した駆動トルクの大きさに応じた電圧を出力するトルクセンサであり、
前記コントローラは、
通常使用される場合の電圧の上限値と比較して大きな第二設定値以上、又は下限値と比較して小さな第三設定値以下の電圧が前記トルクセンサから第二設定時間だけ連続して出力されたことを判定する電圧判定部と、
前記電圧判定部の判定に基づいて、前記電動モータへの電流の供給を停止する電流制御部と、を備えることを特徴とする請求項４に記載の電動アシスト台車。
【請求項６】
前記電流制御部は、前記電動モータへ供給される電流を徐々に小さくして停止することを特徴とする請求項５に記載の電動アシスト台車。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−８６５４３（Ｐ２０１３−８６５４３Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２５９７０（Ｐ２０１１−２２５９７０）
【出願日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]