JPH09249129A - 搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は坂路を走行する際、平坦路を走行す
る場合と同様に操作者の力量を一定とし、搬送速度を一
定とすることを課題とする。 【解決手段】 搬送装置１は、荷物２が載置される台車
３と、台車３の後部に設けられた装置本体４と、装置本
体４の上部に取り付けられた把持部５と、台車３の底部
両側に設けられた前輪６ａ，６ｂと、装置本体４の底部
両側に設けられた左右の後輪７ａ，７ｂと、後輪７ａ，
７ｂを個別に駆動するモータ８ａ，８ｂとを有する。ま
た、装置本体４の内部には、台車３の進行方向の傾斜角
度を検出する傾斜角センサ１０が取り付けられている。
制御装置１１は、傾斜角センサ１０により検出された傾
斜角度に応じて坂路の傾斜角に応じたアシスト力、すな
わちモータ８ａ，８ｂの駆動力を制御する。よって、坂
路を上る場合でも平坦路と同じように押圧操作して搬送
装置１を走行させることが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は搬送装置に係り、特
に操作者の操作力に応じて台車を駆動させてパワーアシ
ストするよう構成された搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、荷物等を搬送する際に操作者の
押圧操作に応じて台車を駆動させてパワーアシストする
搬送装置の開発が進められている。この種の搬送装置で
は、荷物が載置される台車に車輪を駆動するモータ及び
モータを回転させるバッテリ、モータの駆動トルクを制
御する制御装置などが搭載されている。また、搬送装置
には、操作者の操作力を検出するためのセンサとして、
例えば台車を操作する操作部に力センサが設けられてお
り、制御装置は力センサからの出力信号より得られる操
作力の所定比率（例えば操作力の半分）の駆動力をモー
タが発生するように、モータに供給される電圧を制御す
るようになっている。

【０００３】そのため、例えば台車に重い荷物が積載さ
れた場合には、操作部の力センサを強く押圧することに
よりモータの駆動トルクが増大されて操作者の労力が軽
減される。また、台車に積載された荷物が比較的軽い場
合には、操作部の力センサを軽い力で押圧することによ
りモータの駆動トルクが軽減されるように制御する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
たパワーアシスト機能を有する搬送装置においては、上
り坂を通過する際でも平坦路を走行するのと同じように
操作者の負担が一定であることが望ましい。

【０００５】しかしながら、従来の搬送装置では、上り
坂を走行する場合、上り坂の傾斜角度が大きくなるのに
伴って搬送装置を移動させるのに必要な力が増大して
も、操作者の操作力に対するモータの駆動力の比率が一
定のため、従来の搬送装置を使用して荷物を搬送する際
には、上り坂の傾斜角が大きくなるほど操作者はより大
きな操作力を必要とするという問題があった。

【０００６】例えば、操作に慣れていない初心者が搬送
装置を操作する場合、上り坂で力センサへの押圧力を強
くしないと充分な駆動トルクが得られなかったり、ある
いは下り坂で力センサへの押圧力を緩和しないと台車が
より加速されてしまうおそれがある。そのため、従来の
搬送装置では、上り坂あるいは下り坂を通過する際、そ
の傾斜角度に応じて力センサへの押圧力を微妙に調整し
なければならず、操作が難しかった。

【０００７】そこで、本発明は上記問題を解決した搬送
装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明では、下記の手段を講じたことを特徴とするも
のである。上記本発明は、車輪を有する台車と、該車輪
を駆動する駆動部と、該台車への操作者の操作力の大き
さに応じて該駆動部の駆動力を制御する制御部とを有す
る搬送装置において、前記台車の進行方向の傾斜角度を
検出する傾斜角センサを設け、該傾斜角センサにより検
出された傾斜角度に応じた駆動力で前記車輪を駆動させ
ることを特徴とするものである。

【０００９】従って、本発明によれば、傾斜角センサに
より検出された傾斜角度に応じた駆動力で車輪を駆動さ
せる。このため、上り坂を通過する際にモータによる駆
動力を平坦路よりも高めて操作者の労力を軽減すること
ができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明の一実施
例について説明する。尚、図１は本発明の搬送装置の一
実施例の側面図、図２は搬送装置の背面図である。搬送
装置１は、荷物２が載置される台車３と、台車３の後部
に設けられた装置本体４と、装置本体４の上部に取り付
けられた操作部としての把持部５と、台車３の底部両側
に設けられた前輪６ａ，６ｂと、装置本体４の底部両側
に設けられた左右の後輪７ａ，７ｂと、後輪７ａ，７ｂ
を個別に駆動するモータ８ａ，８ｂとを有する。

【００１１】尚、前輪６ａ，６ｂは、進行方向を向くよ
うに旋回可能に設けられている。また、装置本体４の内
部には、モータ８ａ，８ｂの駆動源となるバッテリ９が
収納されている。バッテリ９は、搬送装置１が使用され
ないとき、家庭用のＡＣ１００Ｖ電源により充電され
る。

【００１２】さらに、装置本体４の内部には、台車３の
進行方向の傾斜角度を検出する傾斜角センサ１０が取り
付けられている。尚、傾斜角センサ１０は台車３の傾斜
状態を検出するためのものであるため、取り付け位置と
しては、台車３に設置された装置本体４の内部でも良い
し、あるいは台車３に直接取り付けるようにしても良
い。

【００１３】この傾斜角センサ１０としては、例えば重
力方向を指す振り子の基準軸からの角度を直接出力する
変位方式のもの、あるいは電磁コイルに電流を流して発
生するトルクと振り子の傾きによるトルクをバランスさ
せ振り子を常に零位に保持するトルクバランス方式のも
のが使用される。

【００１４】また、制御装置１１は、操作者が把持部５
を押圧して後輪７ａ，７ｂが回転すると、モータ８ａ，
８ｂのコイルに流れる電流値の大きさにより操作者の操
作力を検知し、この操作力に応じた搬送速度となるよう
にモータ８ａ，８ｂを回転駆動させる。

【００１５】図３は搬送装置１が坂路を上るときに作用
する力関係を説明するための図である。搬送装置１が坂
路を上る場合に傾斜角θを考慮した全体の力Ｆは、次式
（１）で求められる。

【００１６】 Ｆ＝ｍａ＋μｍｇｃｏｓθ＋ｍｇｓｉｎθ … （１） 尚、式（１）において、θは坂路の傾斜角、μは坂路の
摩擦係数、ｇは重力加速度、ｍは搬送装置１及び荷物２
を合わせた質量である。搬送装置１の重さは、予め分か
っているが、荷物２の重さはそのときによって異なるた
め、ここでは総重量ｍを搬送装置１の自重＋αに設定し
ておく。

【００１７】次に、制御装置１１が実行する制御処理に
つき図４のフローチャートを参照して説明する。制御装
置１１は、装置本体４に設けられたメイン電源スイッチ
（図示せず）がオンに操作されると、図４に示す処理を
実行する。

【００１８】すなわち、電源が投入されると、モータ８
ａ，８ｂに電源が入り（Ｓ１）、制御装置１１にも電源
が入る（Ｓ２）。その後、制御システムの初期化を行う
（Ｓ３）。次のＳ４では、電源がオフに操作されるまで
０．１秒毎のタイマ割り込みを行う。Ｓ４でタイマ割り
込みに入ると、Ｓ５に進み、制御装置１１に内蔵されて
いるＡ／Ｄコンバータ（図示せず）によってデジタル信
号に変換されたモータの電流値、回転数、傾斜角センサ
１０の検出値（傾斜角θ）を読み込む。

【００１９】次のＳ６では、Ｓ５で読み込んだ変換デー
タを基に操作者の力量ｆを演算する。そして、Ｓ７で
は、操作者の力量ｆに応じた電流の出力値を制御装置１
１に内蔵されているＤ／Ａコンバータ（図示せず）によ
ってアナログ信号に変換してモータ８ａ，８ｂを駆動す
る。そのため、モータ８ａ，８ｂは、制御装置１１の出
力値によってトルクを制御される。従って、搬送装置１
は、操作者の操作力の大きさに応じた力で後輪７ａ，７
ｂを回転駆動させて操作者の労力をアシストする。

【００２０】図５は上記Ｓ６の演算処理を詳しく説明す
るためのフローチャートである。図５のＳ８では、モー
タ８ａ，８ｂの回転数から搬送装置１の加速度ａを演算
する。尚、本実施例においては、上記Ｓ５〜Ｓ７の処理
を０．１秒おきに実行するため、現在のモータ８ａ，８
ｂの回転数と前回サンプリングしたモータ８ａ，８ｂの
回転数とを比較することにより、搬送装置１の加速度ａ
を算出することができる。

【００２１】次に搬送装置１を動かすのに必要な力Ｆを
前述したように式（１）に基づいて演算する（Ｓ９）。
すなわち、傾斜角度θの大きさに応じた力Ｆが求まる。
尚、平坦路を走行する場合には、傾斜角度θ＝０として
演算する。次のＳ１０では、モータ８ａ，８ｂの駆動力
を電流値と係数ｋとの乗算により算出する。続いて、操
作者が把持部５を押圧する力量ｆを演算する（Ｓ１
１）。操作者の力量ｆは、搬送装置１を動かすのに必要
な力Ｆからモータ８ａ，８ｂの駆動力を差し引くことに
より求めることができる。

【００２２】次のＳ１２では、操作者の力量ｆを１とし
たときのアシスト比率Ｂ（モータの補助駆動率）に応じ
てモータ８ａ，８ｂへの電流出力値を算出するため、ア
シスト比率Ｂを以下のようにして求める。同じ速度で搬
送装置１を動かすのに、平坦路と傾斜角がθの坂とで、
操作者の力量ｆが同じになるように設定した場合、アシ
スト比率Ｂは次式（２）で表される。

【００２３】 Ｂ＝｛Ｆ（θ）−ｆ（０）｝／ ｆ（０） … （２） （但し、Ｆ（θ）は傾斜角θのときの全体の力、ｆ
（０）は平坦路での操作者の力量） ここで、平坦路ではアシスト比率Ｂが１、すなわち、全
体の力Ｆ（０）に対して半分の力で済むようにした場合
に、 ｆ（０）＝１／（１＋Ｂ）Ｆ（０） ＝１／２Ｆ（０） … （３） となり、従って、アシスト比率Ｂは、次式（４）のよう
になる。

【００２４】 Ｂ＝｛Ｆ（θ）−（１／２Ｆ（０）｝／（１／２Ｆ（０）） … （４） このアシスト比率Ｂに応じてモータ８ａ，８ｂへの電流
出力値を次式（５）により算出する。 出力値＝Ｂ×力量ｆ … （５） この式（５）により算出された電流がモータ８ａ，８ｂ
へ供給される。

【００２５】このように、制御装置１１は、操作者の力
量ｆをモータ８ａ，８ｂの電流変化と速度（モータ回転
数）、搬送総重量から算出し、この力量ｆをモータの出
力とする制御を行うことにより、坂路の傾斜角に応じた
アシスト力、すなわちモータ８ａ，８ｂの駆動力を制御
して坂路を上る場合でも平坦路と同じように押圧操作し
て搬送装置１を走行させることができる。

【００２６】そのため、平坦路を走行するときの速度と
同じ速度で坂路を上る場合でも操作者の力量ｆが増大せ
ず、操作者の負担を一定にできる。よって、搬送装置１
を押しながら坂路を上る際、操作者は坂路の傾斜角に応
じたアシスト力により平坦路を走行するときと同じ労力
で済み、荷物２を安定且つスムーズに搬送できる。

【００２７】また、坂路を下るときは、上記のように坂
路を上る場合と逆にモータ８ａ，８ｂの駆動力を減少さ
せてアシスト力を小さくする。これにより、搬送装置１
が坂路で加速されることが防止される。そのため、搬送
装置１の操作に慣れていない操作者でも、坂路の傾斜角
度の大きさに拘わらず、平坦路を走行するときの速度と
同じ速度で坂路を下る場合でも操作者の力量ｆは平坦路
の場合と等しくなり、重量物を搬送する際も安全且つス
ムーズに操作することができる。

【００２８】図６は本発明の変形例を示す。装置本体４
の上面には、荷物２の重量を設定するための重量設定ス
イッチ１２〜１４が配設されている。重量設定スイッチ
１２は荷物２が１００ｋｇ以下の場合にオンに操作され
るスイッチで、重量設定スイッチ１３は荷物２が２００
ｋｇ以下の場合にオンに操作されるスイッチで、重量設
定スイッチ１３は荷物２が２００ｋｇ以上の場合にオン
に操作されるスイッチである。

【００２９】前述した実施例では、荷物２の重さがその
ときによって異なるため、荷物２の重さをαとして、総
重量ｍを搬送装置１の自重＋αに設定したが、重量設定
スイッチ１２〜１４を荷物２の重量に応じて選択的に操
作することにより、制御装置１１に荷物２の重量を入力
することができる。

【００３０】そのため、制御装置１１は、上記Ｓ９にお
いて搬送装置１を動かす力Ｆを演算する際、総重量ｍが
荷物２の重量に応じて設定されるため、総重量ｍの重さ
に合ったモータ駆動力が演算される。よって、搬送装置
１は、荷物２の重量が大きい場合には、モータ８ａ，８
ｂのアシスト力を増大させ、荷物２の重量が小さい場合
には、モータ８ａ，８ｂのアシスト力を減少させるよう
に制御する。

【００３１】これにより、操作者は、搬送する荷物２に
よって重量が変動しても、ほぼ同じ操作力で荷物２を搬
送することができる。すなわち、搬送装置１が坂路を走
行する場合でも、そのときの荷物２の重量及び坂路の傾
斜角に応じたアシスト率でモータ８ａ，８ｂの駆動力が
制御されるので、荷物２の重量変化及び坂路の傾斜角変
化に拘わらずほぼ一定の速度で荷物２を搬送することが
できる。

【００３２】図７は本発明の別の変形例を示す。台車３
の上面には、荷物２の重量を測定する重量センサ１５が
取り付けられている。この重量センサ１５は、例えばロ
ードセルよりなり、台車３に載置された荷物２の重量を
測定し、その重量に応じた電気信号を制御装置１１に出
力する。

【００３３】従って、荷物２が搬送装置１の台車３に載
置されると共に、荷物２の重量が重量センサ１５により
検出される。そして、制御装置１１は、重量センサ１５
から出力された荷物２の重量αに制御装置１１自体の重
量を加算して総重量ｍを算出する。

【００３４】そのため、上記Ｓ９において、搬送装置１
を動かす力Ｆを演算する際、正確な総重量ｍが設定され
るため、総重量ｍの重さに合ったモータ駆動力が演算さ
れる。よって、搬送装置１は、荷物２の重量に応じてモ
ータ８ａ，８ｂのアシスト力を増大又は減少させるよう
に制御することができる。

【００３５】そのため、操作者は、搬送する荷物２の重
量が異なる場合でも、同じ操作力で荷物２を搬送するこ
とができる。すなわち、搬送装置１が坂路を走行する場
合でも、そのときの荷物２の重量及び坂路の傾斜角に応
じたアシスト比率でモータ８ａ，８ｂの駆動力が制御さ
れるので、荷物２の重量変化及び坂路の傾斜角変化に拘
わらず一定の速度で荷物２を搬送することができる。

【００３６】尚、上記実施例では、荷物２を台車３に載
置して搬送する場合を一例としてあげたが、これに限ら
ず、例えば搬送装置１が別の台車あるいは車輪を有する
ベッド等を搬送する場合にも適用することができるのは
勿論である。また、上記実施例では、モータ８ａ，８ｂ
の回転数から算出した加速度ａを用いて求めた搬送装置
１を動かすのに必要な力Ｆから、モータ８ａ，８ｂの電
流値から求めたモータの駆動力を差し引くことによって
操作者の力量ｆを求める搬送装置を一例として挙げた
が、これに限らず、搬送装置の操作部に力センサ等を設
けて直接操作者の力量ｆを計測する搬送装置に適応する
ことができるのは勿論である。

【００３７】この場合にも、式（１）、式（２）、式
（５）を用いて傾斜角θに応じたアシスト比率を設定す
ればよい。また、上記実施例では、平坦路でのアシスト
比率Ｂを１としているが、これに限らず、搬送装置の用
途に応じて平坦路でのアシスト比率を異なる値で設定し
ておくことも可能で、この場合には、式（３）に用いる
アシスト比率Ｂの値を変更すれば良い。

【００３８】また、上記実施例では、坂路での操作者の
操作力ｆ（θ）が同じ速度での平坦路での操作力ｆ
（０）と同じになるようにアシスト比率Ｂを算出してい
るが、操作者に坂路であることを認識させるため、操作
力ｆ（θ）をｆ（０）に比べて大きく、但し、アシスト
比率が一定のときよりは小さくするようにしてもよく、
この場合には、Ｂ＜Ｂ’＜１となるアシスト比率Ｂ’を
算出するように式（２）、式（３）、式（４）を変更す
れば良い。

【００３９】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、傾斜角セ
ンサにより検出された傾斜角度に応じた駆動力で車輪を
駆動させるため、上り坂の傾斜角度が大きくなる程操作
者の労力を軽減することができる。よって、操作に慣れ
ていない操作者でも、上り坂の傾斜角度の大きさに関わ
らず、重量物を搬送する際も安全且つスムーズに操作す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる搬送装置の一実施例の側面図であ
る。

【図２】搬送装置の背面図である。

【図３】坂路を走行する場合の力関係を示す図である。

【図４】制御装置が実行する制御処理のフローチャート
である。

【図５】図４のＳ６で実行された出力値演算処理を詳し
く説明するためのフローチャートである。

【図６】本発明の変形例を説明するための装置本体の平
面図である。

【図７】本発明の別の変形例を説明するための側面図で
ある。

【符号の説明】

１ 搬送装置 ２ 荷物 ３ 台車 ４ 装置本体 ５ 把持部 ６ａ，６ｂ 前輪 ７ａ，７ｂ 後輪 ８ａ，８ｂ モータ １０ 傾斜角センサ １２〜１４ 重量設定スイッチ １５ 重量センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪を有する台車と、該車輪を駆動する
   駆動部と、該台車への操作力の大きさに応じて該駆動部
   の駆動力を制御する制御部とを有する搬送装置におい
   て、 前記台車の進行方向の傾斜角度を検出する傾斜角センサ
   を設け、 該傾斜角センサにより検出された傾斜角度に応じた駆動
   力で前記車輪を駆動させることを特徴とする搬送装置。