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】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の押圧操作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で検出した駆動トルクに応じて駆動輪１１に付与するアシスト力を演算するコントローラ３０と、演算され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を制動し所定の電流が流れたときに非制動状態に切り換えられるブレーキ１６と、作業者によって操作されるとコントローラ３０が所定の電流をブレーキ１６に流すように指令するブレーキ解除スイッチ２４とを備え、コントローラ３０は、電源が入っていない状態でブレーキ解除スイッチ２４が操作されている場合には、電源が入れられてもブレーキ１６の制動状態を維持する。
【解決手段】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の押圧操作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で検出した駆動トルクに応じて駆動輪１１に付与するアシスト力を演算するコントローラ３０と、演算され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を制動し所定の電流が流れたときに非制動状態に切り換えられるブレーキ１６と、作業者によって操作されるとコントローラ３０が所定の電流をブレーキ１６に流すように指令するブレーキ解除スイッチ２４とを備え、コントローラ３０は、電源が入っていない状態でブレーキ解除スイッチ２４が操作されている場合には、電源が入れられてもブレーキ１６の制動状態を維持する。
【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。
【０００４】
また、特許文献２には、制動状態と非制動状態とに切り換え可能な電磁ブレーキを備える荷役車両が開示されている。この荷役車両では、作業者によって操作される押しボタンスイッチによって、電磁ブレーキを制動状態と非制動状態とに切り換え可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２９０３１９号公報
【特許文献２】特開２００２−６７９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載の電磁ブレーキでは、電源が入れられていない状態で電磁ブレーキを非制動状態に切り換える操作がなされていた場合、次に電源が入れられたときには、同時に電磁ブレーキが非制動状態に切り換えられる。この電磁ブレーキを特許文献１の台車に適用した場合、例えば、坂道の途中で停車していたような状態では、電源が入れられるとともに台車が坂道を下りはじめるおそれがある。
【０００７】
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】
【０００８】
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て、前記駆動輪に付与するアシスト力を演算するコントローラと、前記コントローラによって演算されたアシスト力を前記駆動輪に付与する電動モータと、前記駆動輪を制動し、所定の電流が流れたときに制動状態から非制動状態に切り換えられるブレーキと、作業者によって操作されると前記コントローラが前記所定の電流を前記ブレーキに流すように指令するブレーキ解除スイッチと、を備え、前記コントローラは、電源が入っていない状態で前記ブレーキ解除スイッチが操作されている場合には、電源が入れられても前記ブレーキの制動状態を維持することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、コントローラは、作業者によって操作されるとブレーキを非制動状態に切り換えるブレーキ解除スイッチが操作された状態で電源が入れられても、ブレーキの制動状態を維持する。よって、コントローラの電源が入れられると同時にブレーキが非制動状態に切り換えられることはない。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】
【００１０】
【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】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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て各々の駆動輪１１に付与するアシスト力を演算するコントローラ３０と、コントローラ３０によって演算され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、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。
【００３２】
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に応じた電気信号をコントローラ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気信号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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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からの指令で流れる所定の電流によって切り換えられる。ブレーキソレノイド１６ａに所定の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。つまり、電動アシスト台車１００の電源が入っていない状態では、駆動輪１１は、ブレーキ１６によって制動状態に維持される。
【００３６】
一方、ブレーキソレノイド１６ａに所定の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。この所定の電流は、ブレーキソレノイド１６ａを切り換え可能な励磁電流の大きさである。また、ブレーキソレノイド１６ａは、印加された電流の大きさをコントローラ３０にフィードバックする。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
コントローラ３０は、図４に示すように、ブレーキソレノイド１６ａに流れた電流の大きさとその電流が連続して流れた連続時間とを判定する電流判定部３１と、電流判定部３１の判定に基づいてブレーキソレノイド１６ａへの電流の供給を停止可能な電流制御部３２とを備える。
【００４２】
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。
【００４３】
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、コントローラ３０が所定の電流をブレーキソレノイド１６ａに流すように指令し、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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
第一フェールモード及び第二フェールモードは、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。第三フェールモードは、第二フェールモードに入っておらず、かつ、電源装置の容量がブレーキソレノイド１６ａを切り換え可能な励磁電流を発生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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
ステップＳ１０１からステップＳ１０３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。
【００６１】
ステップＳ１０１では、ブレーキ解除スイッチ２４が操作されているか否かを判定する。ステップＳ１０１にて、ブレーキ解除スイッチ２４が操作されていないと判定された場合には、ステップＳ１０２に移行する。一方、ステップＳ１０１にて、ブレーキ解除スイッチ２４が操作されていると判定された場合には、ステップＳ１０３に移行する。
【００６２】
ステップＳ１０２では、コントローラ３０による制御が開始される。これにより、電動アシスト台車１００は、作業者による駆動力と電動モータ１５によるアシスト力とによって走行可能となる。ステップＳ１０２にてコントローラ３０による制御が開始されると、リターンする。
【００６３】
ステップＳ１０３では、コントローラ３０による制御を停止する。これにより、ブレーキ解除スイッチ２４が操作されている状態であっても、コントローラ３０は、ブレーキソレノイド１６ａに電流を流す指令を出さない。よって、電源が入っていない状態でブレーキ解除スイッチ２４が操作されている場合には、電源が入れられてもブレーキ１６は制動状態のままである。
【００６４】
したがって、コントローラ３０は、ブレーキ解除スイッチ２４が操作された状態で電源が入れられても、ブレーキ１６の制動状態を維持する。よって、コントローラ３０の電源が入れられると同時にブレーキ１６が非制動状態に切り換えられることはない。したがって、電動アシスト台車１００の安全性を向上できる。
【００６５】
なお、コントローラ３０が動作を停止して、ブレーキ１６の制動状態が維持されていることは、第一インジケータ２７ａ，第二インジケータ２７ｂ，及び第三インジケータ２７ｃが同時に点灯することで、作業者に報知される。これらの第一インジケータ２７ａ，第二インジケータ２７ｂ，及び第三インジケータ２７ｃが、報知装置に該当する。報知装置は、この構成に限られず、コントローラ３０が動作を停止していることを視覚や聴覚によって作業者に知らせられるものであればよい。
【００６６】
これにより、使用者は、ブレーキ解除スイッチ２４が操作されたまま電源を入れたことを知ることができる。コントローラ３０の制御が停止された状態は、使用者がブレーキ解除スイッチ２４を操作されていない状態に切り換えて再起動することで解除される。
【００６７】
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。
【００６８】
ステップＳ２０１では、ブレーキ解除スイッチ２４が操作されているか否かを判定する。ステップＳ２０１にて、ブレーキ解除スイッチ２４が操作されていると判定された場合には、ステップＳ２０２に移行する。一方、ステップＳ２０１にて、ブレーキ解除スイッチ２４が操作されていないと判定された場合には、リターンする。
【００６９】
ステップＳ２０２では、左右のブレーキソレノイド１６ａの電流値をコントローラ３０に読み込む。
【００７０】
ステップＳ２０３及びステップＳ２０４は、ブレーキソレノイド１６ａに通常使用時に流れる範囲よりも大きな過電流が流れた場合に、電動アシスト台車１００の一部機能を停止するものである。
【００７１】
ステップＳ２０３では、電流判定部３１は、左右いずれかのブレーキソレノイド１６ａに第一設定値以上の大きさの電流が流れたか否かを判定する。このときの第一設定値は、ブレーキソレノイド１６ａに通常供給される電流の最大値と比較して大きく設定される。例えば、第一設定値は、通常使用時にブレーキソレノイド１６ａに流される励磁電流が１．５［Ａ］である場合、２．０［Ａ］に設定される。
【００７２】
ステップＳ２０３にて、ブレーキソレノイド１６ａに流れた電流値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Ｓ２０４に移行する。一方、ステップＳ２０３にて、ブレーキソレノイド１６ａに流れた電流値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Ｓ２０６に移行する。
【００７３】
ステップＳ２０４では、電流判定部３１は、ステップＳ２０３にて判定した第一設定値以上の電流が第一設定時間だけ連続して流れたか否かを判定する。このときの第一設定時間は、第一設定値以上の大きさの電流が流れたときにブレーキソレノイド１６ａを保護可能な時間に設定される。第一設定時間は、通常使用時に流れない大きさの過電流が流れる時間であるため、ごく短い時間に設定される。例えば、第一設定時間は、５０［ｍｓ］に設定される。
【００７４】
ステップＳ２０４にて、第一設定値以上の電流が連続して流れた時間が第一設定時間以上であると判定された場合には、ステップＳ２０５に移行し、第三フェールモードとなる。
【００７５】
ステップＳ２０５では、電流制御部３２は、左右のブレーキソレノイド１６ａへの電流の出力を停止する。このとき、電流制御部３２は、いずれか一方のみのブレーキソレノイド１６ａにおいて第一設定値以上の電流が第一設定時間だけ連続して流れた場合であっても、左右両方のブレーキソレノイド１６ａへの電流の出力を停止する。これにより、左右両方のブレーキ１６が制動状態となる。
【００７６】
また、第三フェールモードでは、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とともに、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される。これにより、ブレーキ１６の制動状態を切り換えるブレーキソレノイド１６ａに過電流が流れたまま、作業者が電動アシスト台車１００を走行させことが防止される。また、第三インジケータ２７ｃを点灯することによって、第三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。したがって、電動アシスト台車１００の安全性を向上することができる。
【００７７】
一方、ステップＳ２０４にて、第一設定値以上の電流が連続して流れた連続時間が第一設定時間より短いと判定された場合には、ステップＳ２０６に移行する。
【００７８】
ステップＳ２０６及びステップＳ２０７は、コントローラ３０からの指令のとおりにブレーキソレノイド１６ａに電流が流れていない場合に、電動アシスト台車１００の一部機能を停止するものである。
【００７９】
ステップＳ２０６では、電流判定部３１は、左右いずれかのブレーキソレノイド１６ａに第二設定値以下の大きさの電流が流れたか否かを判定する。このときの第二設定値は、ブレーキソレノイド１６ａがブレーキ１６を非制動状態から制動状態に切り換え可能な電流の最小値と比較して小さく設定される。例えば、第二設定値は、ブレーキソレノイド１６ａを切り換え可能な電流の最小値が０．５［Ａ］である場合、０．１［Ａ］に設定される。
【００８０】
ステップＳ２０６にて、ブレーキソレノイド１６ａに流れた電流値が第二設定値以下であると判定された場合には、ステップＳ２０７に移行する。一方、ステップＳ２０６にて、ブレーキソレノイド１６ａに流れた電流値が第二設定値より大きいと判定された場合には、リターンする。
【００８１】
ステップＳ２０７では、電流判定部３１は、ステップＳ２０６にて判定した第二設定値以下の電流が第二設定時間だけ連続して流れたか否かを判定する。このときの第二設定時間は、第一設定時間と比較して長く設定される。例えば、第二設定時間は、１［ｓ］に設定される。
【００８２】
ステップＳ２０７にて、第二設定値以上の電流が連続して流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Ｓ２０５に移行し、第三フェールモードとなる。
【００８３】
このように、コントローラ３０からの指令のとおりにブレーキソレノイド１６ａに電流が流れていない場合には、左右のブレーキソレノイド１６ａへの電源の供給が停止されるとともに、第三インジケータ２７ｃが点灯される。よって、ブレーキソレノイド１６ａに電流が流れていない状態が継続されることが防止されるとともに、第三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。したがって、電動アシスト台車１００の安全性を向上することができる。
【００８４】
一方、ステップＳ２０７にて、第二設定値以上の電流が連続して流れた連続時間が第二設定時間より短いと判定された場合には、リターンする。
【００８５】
以上の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００８６】
コントローラ３０は、電源が入っていない状態でブレーキ解除スイッチ２４が操作され、その状態のまま電源が入れられても、ブレーキソレノイド１６ａに電流を流す指令を出さないため、ブレーキ１６は制動状態のままである。よって、コントローラ３０の電源が入れられると同時にブレーキ１６が非制動状態に切り換えられることはない。したがって、電動アシスト台車１００の安全性を向上できる。
【００８７】
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。
【００８８】
例えば、図６のフローチャート図では、二つの異なるフェール状態を検出して、対応するフェールモードと判定する制御を単一のフローで実行している。これに代えて、一つ一つのフェール状態を検出する制御を独立したフローで実行し、それぞれの検出結果の中にひとつでもフェール状態であるとの検出結果があった場合にフェールモードであると判定するフローを更に設けてもよい。
【符号の説明】
【００８９】
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 電流判定部
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。
【０００４】
また、特許文献２には、制動状態と非制動状態とに切り換え可能な電磁ブレーキを備える荷役車両が開示されている。この荷役車両では、作業者によって操作される押しボタンスイッチによって、電磁ブレーキを制動状態と非制動状態とに切り換え可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２９０３１９号公報
【特許文献２】特開２００２−６７９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載の電磁ブレーキでは、電源が入れられていない状態で電磁ブレーキを非制動状態に切り換える操作がなされていた場合、次に電源が入れられたときには、同時に電磁ブレーキが非制動状態に切り換えられる。この電磁ブレーキを特許文献１の台車に適用した場合、例えば、坂道の途中で停車していたような状態では、電源が入れられるとともに台車が坂道を下りはじめるおそれがある。
【０００７】
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】
【０００８】
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て、前記駆動輪に付与するアシスト力を演算するコントローラと、前記コントローラによって演算されたアシスト力を前記駆動輪に付与する電動モータと、前記駆動輪を制動し、所定の電流が流れたときに制動状態から非制動状態に切り換えられるブレーキと、作業者によって操作されると前記コントローラが前記所定の電流を前記ブレーキに流すように指令するブレーキ解除スイッチと、を備え、前記コントローラは、電源が入っていない状態で前記ブレーキ解除スイッチが操作されている場合には、電源が入れられても前記ブレーキの制動状態を維持することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、コントローラは、作業者によって操作されるとブレーキを非制動状態に切り換えるブレーキ解除スイッチが操作された状態で電源が入れられても、ブレーキの制動状態を維持する。よって、コントローラの電源が入れられると同時にブレーキが非制動状態に切り換えられることはない。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】
【００１０】
【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】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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て各々の駆動輪１１に付与するアシスト力を演算するコントローラ３０と、コントローラ３０によって演算され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、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。
【００３２】
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に応じた電気信号をコントローラ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気信号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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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からの指令で流れる所定の電流によって切り換えられる。ブレーキソレノイド１６ａに所定の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。つまり、電動アシスト台車１００の電源が入っていない状態では、駆動輪１１は、ブレーキ１６によって制動状態に維持される。
【００３６】
一方、ブレーキソレノイド１６ａに所定の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。この所定の電流は、ブレーキソレノイド１６ａを切り換え可能な励磁電流の大きさである。また、ブレーキソレノイド１６ａは、印加された電流の大きさをコントローラ３０にフィードバックする。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
コントローラ３０は、図４に示すように、ブレーキソレノイド１６ａに流れた電流の大きさとその電流が連続して流れた連続時間とを判定する電流判定部３１と、電流判定部３１の判定に基づいてブレーキソレノイド１６ａへの電流の供給を停止可能な電流制御部３２とを備える。
【００４２】
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。
【００４３】
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、コントローラ３０が所定の電流をブレーキソレノイド１６ａに流すように指令し、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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
第一フェールモード及び第二フェールモードは、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。第三フェールモードは、第二フェールモードに入っておらず、かつ、電源装置の容量がブレーキソレノイド１６ａを切り換え可能な励磁電流を発生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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
ステップＳ１０１からステップＳ１０３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。
【００６１】
ステップＳ１０１では、ブレーキ解除スイッチ２４が操作されているか否かを判定する。ステップＳ１０１にて、ブレーキ解除スイッチ２４が操作されていないと判定された場合には、ステップＳ１０２に移行する。一方、ステップＳ１０１にて、ブレーキ解除スイッチ２４が操作されていると判定された場合には、ステップＳ１０３に移行する。
【００６２】
ステップＳ１０２では、コントローラ３０による制御が開始される。これにより、電動アシスト台車１００は、作業者による駆動力と電動モータ１５によるアシスト力とによって走行可能となる。ステップＳ１０２にてコントローラ３０による制御が開始されると、リターンする。
【００６３】
ステップＳ１０３では、コントローラ３０による制御を停止する。これにより、ブレーキ解除スイッチ２４が操作されている状態であっても、コントローラ３０は、ブレーキソレノイド１６ａに電流を流す指令を出さない。よって、電源が入っていない状態でブレーキ解除スイッチ２４が操作されている場合には、電源が入れられてもブレーキ１６は制動状態のままである。
【００６４】
したがって、コントローラ３０は、ブレーキ解除スイッチ２４が操作された状態で電源が入れられても、ブレーキ１６の制動状態を維持する。よって、コントローラ３０の電源が入れられると同時にブレーキ１６が非制動状態に切り換えられることはない。したがって、電動アシスト台車１００の安全性を向上できる。
【００６５】
なお、コントローラ３０が動作を停止して、ブレーキ１６の制動状態が維持されていることは、第一インジケータ２７ａ，第二インジケータ２７ｂ，及び第三インジケータ２７ｃが同時に点灯することで、作業者に報知される。これらの第一インジケータ２７ａ，第二インジケータ２７ｂ，及び第三インジケータ２７ｃが、報知装置に該当する。報知装置は、この構成に限られず、コントローラ３０が動作を停止していることを視覚や聴覚によって作業者に知らせられるものであればよい。
【００６６】
これにより、使用者は、ブレーキ解除スイッチ２４が操作されたまま電源を入れたことを知ることができる。コントローラ３０の制御が停止された状態は、使用者がブレーキ解除スイッチ２４を操作されていない状態に切り換えて再起動することで解除される。
【００６７】
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。
【００６８】
ステップＳ２０１では、ブレーキ解除スイッチ２４が操作されているか否かを判定する。ステップＳ２０１にて、ブレーキ解除スイッチ２４が操作されていると判定された場合には、ステップＳ２０２に移行する。一方、ステップＳ２０１にて、ブレーキ解除スイッチ２４が操作されていないと判定された場合には、リターンする。
【００６９】
ステップＳ２０２では、左右のブレーキソレノイド１６ａの電流値をコントローラ３０に読み込む。
【００７０】
ステップＳ２０３及びステップＳ２０４は、ブレーキソレノイド１６ａに通常使用時に流れる範囲よりも大きな過電流が流れた場合に、電動アシスト台車１００の一部機能を停止するものである。
【００７１】
ステップＳ２０３では、電流判定部３１は、左右いずれかのブレーキソレノイド１６ａに第一設定値以上の大きさの電流が流れたか否かを判定する。このときの第一設定値は、ブレーキソレノイド１６ａに通常供給される電流の最大値と比較して大きく設定される。例えば、第一設定値は、通常使用時にブレーキソレノイド１６ａに流される励磁電流が１．５［Ａ］である場合、２．０［Ａ］に設定される。
【００７２】
ステップＳ２０３にて、ブレーキソレノイド１６ａに流れた電流値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Ｓ２０４に移行する。一方、ステップＳ２０３にて、ブレーキソレノイド１６ａに流れた電流値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Ｓ２０６に移行する。
【００７３】
ステップＳ２０４では、電流判定部３１は、ステップＳ２０３にて判定した第一設定値以上の電流が第一設定時間だけ連続して流れたか否かを判定する。このときの第一設定時間は、第一設定値以上の大きさの電流が流れたときにブレーキソレノイド１６ａを保護可能な時間に設定される。第一設定時間は、通常使用時に流れない大きさの過電流が流れる時間であるため、ごく短い時間に設定される。例えば、第一設定時間は、５０［ｍｓ］に設定される。
【００７４】
ステップＳ２０４にて、第一設定値以上の電流が連続して流れた時間が第一設定時間以上であると判定された場合には、ステップＳ２０５に移行し、第三フェールモードとなる。
【００７５】
ステップＳ２０５では、電流制御部３２は、左右のブレーキソレノイド１６ａへの電流の出力を停止する。このとき、電流制御部３２は、いずれか一方のみのブレーキソレノイド１６ａにおいて第一設定値以上の電流が第一設定時間だけ連続して流れた場合であっても、左右両方のブレーキソレノイド１６ａへの電流の出力を停止する。これにより、左右両方のブレーキ１６が制動状態となる。
【００７６】
また、第三フェールモードでは、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とともに、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される。これにより、ブレーキ１６の制動状態を切り換えるブレーキソレノイド１６ａに過電流が流れたまま、作業者が電動アシスト台車１００を走行させことが防止される。また、第三インジケータ２７ｃを点灯することによって、第三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。したがって、電動アシスト台車１００の安全性を向上することができる。
【００７７】
一方、ステップＳ２０４にて、第一設定値以上の電流が連続して流れた連続時間が第一設定時間より短いと判定された場合には、ステップＳ２０６に移行する。
【００７８】
ステップＳ２０６及びステップＳ２０７は、コントローラ３０からの指令のとおりにブレーキソレノイド１６ａに電流が流れていない場合に、電動アシスト台車１００の一部機能を停止するものである。
【００７９】
ステップＳ２０６では、電流判定部３１は、左右いずれかのブレーキソレノイド１６ａに第二設定値以下の大きさの電流が流れたか否かを判定する。このときの第二設定値は、ブレーキソレノイド１６ａがブレーキ１６を非制動状態から制動状態に切り換え可能な電流の最小値と比較して小さく設定される。例えば、第二設定値は、ブレーキソレノイド１６ａを切り換え可能な電流の最小値が０．５［Ａ］である場合、０．１［Ａ］に設定される。
【００８０】
ステップＳ２０６にて、ブレーキソレノイド１６ａに流れた電流値が第二設定値以下であると判定された場合には、ステップＳ２０７に移行する。一方、ステップＳ２０６にて、ブレーキソレノイド１６ａに流れた電流値が第二設定値より大きいと判定された場合には、リターンする。
【００８１】
ステップＳ２０７では、電流判定部３１は、ステップＳ２０６にて判定した第二設定値以下の電流が第二設定時間だけ連続して流れたか否かを判定する。このときの第二設定時間は、第一設定時間と比較して長く設定される。例えば、第二設定時間は、１［ｓ］に設定される。
【００８２】
ステップＳ２０７にて、第二設定値以上の電流が連続して流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Ｓ２０５に移行し、第三フェールモードとなる。
【００８３】
このように、コントローラ３０からの指令のとおりにブレーキソレノイド１６ａに電流が流れていない場合には、左右のブレーキソレノイド１６ａへの電源の供給が停止されるとともに、第三インジケータ２７ｃが点灯される。よって、ブレーキソレノイド１６ａに電流が流れていない状態が継続されることが防止されるとともに、第三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。したがって、電動アシスト台車１００の安全性を向上することができる。
【００８４】
一方、ステップＳ２０７にて、第二設定値以上の電流が連続して流れた連続時間が第二設定時間より短いと判定された場合には、リターンする。
【００８５】
以上の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００８６】
コントローラ３０は、電源が入っていない状態でブレーキ解除スイッチ２４が操作され、その状態のまま電源が入れられても、ブレーキソレノイド１６ａに電流を流す指令を出さないため、ブレーキ１６は制動状態のままである。よって、コントローラ３０の電源が入れられると同時にブレーキ１６が非制動状態に切り換えられることはない。したがって、電動アシスト台車１００の安全性を向上できる。
【００８７】
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。
【００８８】
例えば、図６のフローチャート図では、二つの異なるフェール状態を検出して、対応するフェールモードと判定する制御を単一のフローで実行している。これに代えて、一つ一つのフェール状態を検出する制御を独立したフローで実行し、それぞれの検出結果の中にひとつでもフェール状態であるとの検出結果があった場合にフェールモードであると判定するフローを更に設けてもよい。
【符号の説明】
【００８９】
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 電流判定部
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て、前記駆動輪に付与するアシスト力を演算するコントローラと、
前記コントローラによって演算されたアシスト力を前記駆動輪に付与する電動モータと、
前記駆動輪を制動し、所定の電流が流れたときに制動状態から非制動状態に切り換えられるブレーキと、
作業者によって操作されると前記コントローラが前記所定の電流を前記ブレーキに流すように指令するブレーキ解除スイッチと、を備え、
前記コントローラは、電源が入っていない状態で前記ブレーキ解除スイッチが操作されている場合には、電源が入れられても前記ブレーキの制動状態を維持することを特徴とする電動アシスト台車。
【請求項２】
前記コントローラが前記ブレーキの制動状態を維持していることを作業者に報知する報知装置をさらに備え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】
前記ブレーキは、前記ブレーキ解除スイッチが作業者によって操作されたときに所定の電流が流れて動作して前記ブレーキを非制動状態に切り換えるブレーキソレノイドを有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４】
前記コントローラは、
前記ブレーキ解除スイッチが操作された状態で、前記ブレーキソレノイドに第一設定値以上の大きさの電流が第一設定時間だけ連続して流れたことを判定する電流判定部と、
前記電流判定部の判定に基づいて、前記ブレーキソレノイド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３に記載の電動アシスト台車。
【請求項５】
前記第一設定値は、前記ブレーキソレノイドに通常供給される電流の最大値と比較して大きく設定され、
前記第一設定時間は、前記第一設定値以上の大きさの電流が流れたときに前記ブレーキソレノイドを保護可能な時間に設定され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】
前記コントローラは、
前記ブレーキ解除スイッチが作業者によって操作された状態で、前記ブレーキソレノイドに第二設定値以下の大きさの電流が第二設定時間だけ連続して流れたことを判定する電流判定部と、
前記電流判定部の判定に基づいて、前記ブレーキソレノイド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３に記載の電動アシスト台車。
【請求項７】
前記第二設定値は、前記ブレーキソレノイドが前記ブレーキを非制動状態から制動状態に切り換え可能な電流の最小値と比較して小さく設定され、
前記第二設定時間は、前記第一設定時間と比較して長く設定されることを特徴とする請求項６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て、前記駆動輪に付与するアシスト力を演算するコントローラと、
前記コントローラによって演算されたアシスト力を前記駆動輪に付与する電動モータと、
前記駆動輪を制動し、所定の電流が流れたときに制動状態から非制動状態に切り換えられるブレーキと、
作業者によって操作されると前記コントローラが前記所定の電流を前記ブレーキに流すように指令するブレーキ解除スイッチと、を備え、
前記コントローラは、電源が入っていない状態で前記ブレーキ解除スイッチが操作されている場合には、電源が入れられても前記ブレーキの制動状態を維持することを特徴とする電動アシスト台車。
【請求項２】
前記コントローラが前記ブレーキの制動状態を維持していることを作業者に報知する報知装置をさらに備え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】
前記ブレーキは、前記ブレーキ解除スイッチが作業者によって操作されたときに所定の電流が流れて動作して前記ブレーキを非制動状態に切り換えるブレーキソレノイドを有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４】
前記コントローラは、
前記ブレーキ解除スイッチが操作された状態で、前記ブレーキソレノイドに第一設定値以上の大きさの電流が第一設定時間だけ連続して流れたことを判定する電流判定部と、
前記電流判定部の判定に基づいて、前記ブレーキソレノイド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３に記載の電動アシスト台車。
【請求項５】
前記第一設定値は、前記ブレーキソレノイドに通常供給される電流の最大値と比較して大きく設定され、
前記第一設定時間は、前記第一設定値以上の大きさの電流が流れたときに前記ブレーキソレノイドを保護可能な時間に設定され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】
前記コントローラは、
前記ブレーキ解除スイッチが作業者によって操作された状態で、前記ブレーキソレノイドに第二設定値以下の大きさの電流が第二設定時間だけ連続して流れたことを判定する電流判定部と、
前記電流判定部の判定に基づいて、前記ブレーキソレノイド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３に記載の電動アシスト台車。
【請求項７】
前記第二設定値は、前記ブレーキソレノイドが前記ブレーキを非制動状態から制動状態に切り換え可能な電流の最小値と比較して小さく設定され、
前記第二設定時間は、前記第一設定時間と比較して長く設定されることを特徴とする請求項６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２０１３−８６５４５（Ｐ２０１３−８６５４５Ａ）
【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２０１１−２２５９７５（Ｐ２０１１−２２５９７５）
【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）】
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