JP2008213570A - Differential caster - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、一対の車輪を有する差動式キャスタに関するものである。 The present invention relates to a differential caster having a pair of wheels.
従来から、差動式キャスタを用いて自走可能にした電動車椅子や、倉庫等に保管された部品を搬送する搬送車等が知られている。
この差動式キャスタは、シャーシ部(車体)に回転自在に取付けられた支軸の一端に一対の駆動輪を備えたものである。これら駆動輪には、小型化を図るためにそれぞれ電動モータが内蔵され、各々駆動輪が独立して駆動することができるようになっている。そして、各駆動輪の回転差によって電動車椅子や搬送車の走行方向を変更可能にしている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
This differential caster includes a pair of drive wheels at one end of a support shaft that is rotatably attached to a chassis portion (vehicle body). These drive wheels each have a built-in electric motor for miniaturization, and each drive wheel can be driven independently. And the traveling direction of an electric wheelchair or a conveyance vehicle is made changeable by the rotation difference of each drive wheel (for example, refer patent document 1, patent document 2).
ところで、差動式キャスタには、外部電力を供給するための電力供給線を電動モータに接続する必要がある。この電力供給線の配索経路としては、例えば、支軸の外周面に沿わせることが考えられる。
しかしながら、支軸の外周面に電力供給線を配索すると、美観を損ねるばかりか、支軸の回転角度をある程度許容できるように電力供給線に弛みをもたせると電力供給線が駆動輪に巻き込まれ、駆動輪の駆動を阻害するおそれがあるという課題がある。
By the way, in the differential caster, it is necessary to connect a power supply line for supplying external power to the electric motor. For example, the power supply line may be routed along the outer peripheral surface of the support shaft.
However, if the power supply line is routed on the outer peripheral surface of the support shaft, not only will the appearance be impaired, but if the power supply line is slackened so that the rotation angle of the support shaft can be allowed to some extent, the power supply line is caught in the drive wheel. There exists a subject that there exists a possibility of inhibiting the drive of a driving wheel.
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、美観を向上させることができると共に、駆動が阻害されないようにすることができる差動式キャスタを提供するものである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a differential caster that can improve the aesthetics and can prevent the drive from being hindered.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載した発明は、取付け板と、前記取付け板に回転自在に支持された支軸と、前記支軸の一端に設けられた一対の電動モータと、前記一対の電動モータの出力軸にそれぞれ連係された一対の車輪とから成る差動式キャスタにおいて、前記支軸に中空部を設け、該中空部に前記電動モータに接続される電力供給線を配索したことを特徴とする。
この場合、請求項2に記載した発明のように、前記中空部に、前記電動モータに接続される作動状態信号線が配索されていてもよい。
このように構成することで、電力供給線、及び作動状態信号線を支軸の外周面に配索させることなく、電動モータに接続させることができる。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention described in claim 1 includes an attachment plate, a support shaft rotatably supported by the attachment plate, and a pair of electric motors provided at one end of the support shaft. In the differential caster comprising a pair of wheels respectively linked to the output shafts of the pair of electric motors, a hollow portion is provided in the support shaft, and a power supply line connected to the electric motor is provided in the hollow portion. Characterized by routing.
In this case, as in the invention described in
With this configuration, the power supply line and the operation state signal line can be connected to the electric motor without being routed on the outer peripheral surface of the support shaft.
請求項3に記載した発明は、取付け板と、前記取付け板に回転自在に支持された支軸と、前記支軸の一端に設けられた一対の電動モータと、前記一対の電動モータの出力軸にそれぞれ連係された一対の車輪とから成る差動式キャスタにおいて、前記支軸の他端にスリップリングの固定部を取付け、前記支軸に中空部を設け、第一電力供給線を前記スリップリングの可動部に電気的に接続し、前記中空部に第二電力供給線を配索し、該第二電力供給線の一端を前記スリップリングの固定部に接続すると共に、他端を前記電動モータに接続したことを特徴とする。
この場合、請求項4に記載した発明のように、前記電動モータに接続される作動状態信号線が前記スリップリングを介して前記中空部に配索されていてもよい。
このように構成することで、例えば、差動式キャスタを同一方向に連続回転させた場合であっても、第一電力供給線、第二電力供給線、及び作動状態信号線の捩れを防止することができる。
The invention described in
In this case, as in the invention described in claim 4, an operation state signal line connected to the electric motor may be routed in the hollow portion via the slip ring.
With this configuration, for example, even when the differential caster is continuously rotated in the same direction, the first power supply line, the second power supply line, and the operating state signal line are prevented from being twisted. be able to.
請求項1、及び請求項2に記載した発明によれば、電力供給線、及び作動状態信号線を支軸の外周面に配索させることなく、電動モータに接続させることができる。このため、電力供給線、及び作動状態信号線の車輪への巻き込みを防止することができ、差動式キャスタの良好な駆動状態を確保することができる。また、支軸内部に電力供給線、及び作動状態信号線を配索することで、美観を向上させることができる。 According to the first and second aspects of the invention, the power supply line and the operating state signal line can be connected to the electric motor without being routed on the outer peripheral surface of the support shaft. For this reason, it is possible to prevent the electric power supply line and the operation state signal line from being caught in the wheel, and to ensure a good driving state of the differential caster. Moreover, the aesthetics can be improved by arranging the power supply line and the operation state signal line inside the support shaft.
請求項3、及び請求項4に記載した発明によれば、例えば、差動式キャスタを同一方向に連続回転させた場合であっても、第一電力供給線、第二電力供給線、及び作動状態信号線の捩れを防止することができる。このため、電力供給線、及び作動状態信号線の捩れによる断線を防止することができる。
According to the invention described in
次に、この発明の第一実施形態を図1〜図3に基づいて説明する。
図1に示すように、差動式キャスタ1は、電動車椅子や搬送車として用いられる車体2の下面(図1における下側)にフリーキャスタ3,4と共に取付けられている。車体2は、その上面が椅子や部品を載置するスペースになっている。また、車体2には、差動式キャスタ1の設置位置に対応する部位に孔2aが形成されている。この孔2aは、車体2と差動式キャスタ1との干渉を防止するためのものである。
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the differential caster 1 is attached together with
図2、図3に示すように、差動式キャスタ1は、これを車体2に取付けるための取付け板5を備えている。取付け板5には、径方向中央に2つの軸受け6,7が設けられ、ここに支軸8が回転自在に支持されている。
支軸8は、鉛直方向(図2における上下方向)に沿って延在する主軸9と、主軸9の下端(図2における下側)に設けられ水平方向(図2における左右方向)に沿って延在する副軸10とが一体成形されたものである。主軸9、及び副軸10には、それぞれの軸方向に沿って貫通する中空部9a,10aが形成されている。これら中空部9a,10aは、電動モータ12に電力を供給するための電力供給線30を配索するためのものであって、互いに連通した状態となっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the differential caster 1 includes an
The
主軸9の上端側(図2における上側)には、支軸8の回転角度を検出するための中空軸型エンコーダ11が設けられている。中空軸型エンコーダ11は、この上端側に設けられた中空状のカラー33と下端側に設けられた受け座34とによって支軸8の軸方向への移動が規制されるようになっている。受け座34は、ボルト54で取付け板5に締結固定してある。
A
一方、副軸10の両端には、一対の車輪35,35が軸受け36,36でそれぞれが回転自在に取付けられている。各車輪35,35は、副軸10に回転自在に支持された有底筒状のホイール37を有し、ホイール37の開口部を蓋部38で覆うと共に、ホイール37の外周部分に床面などに接地するタイヤ39がタッピングネジ40で固定されている。ホイール37と蓋部38が形成する内部空間には、電動モータ12が1つずつ内蔵されており、各々車輪35,35を独立して回転駆動できるようになっている。
On the other hand, a pair of
電動モータ12は、支軸8の副軸10に固定されたブラケット15と、ブラケット15に固定された有底筒状のヨーク13とを有し、ブラケット15、及びヨーク13でアーマチュア14を回転自在、且つ水平方向に沿うように支持している。
ブラケット15は、副軸10の中空部10aに内嵌される筒部24と、筒部24のアーマチュア14側(図2における左右方向)端から径方向外側に延出するフランジ部25とが一体成形されたものであって、中空部10aの軸方向中央に設けられた電動モータ取付けプレート31にボルト32によって締結固定されている。
The
The
筒部24の周壁には、ボルト32を螺入するためのボルト孔55が形成されていると共に、主軸9側(図2における上側)に筒部24の軸方向に貫通する貫通孔24aが形成されている。この貫通孔24aは、電力供給線30を挿通するためのものである。また、筒部24のアーマチュア14側(図2における左右方向)には、径方向中央に軸受け26が設けられ、ここにアーマチュア14の出力軸17の一端が回転自在に支持されている。
A
フランジ部25は、ヨーク13の開口部を覆うように断面略ハット状に形成されたものであって、このエンド部25aには、副軸10側(図3における左側)に段差部47が形成されている。この段差部47により、フランジ部25は、副軸10の両端に設けられた軸受け36の内輪のみに当接するようになっている。
The
一方、フランジ部25のアーマチュア14側(図3における右側)には、ホルダーステー48が取付けられている。このホルダーステー48には、複数のブラシホルダ28が設けられており、このブラシホルダ28に、それぞれブラシ29が出没自在に内装されている。
これらブラシ29には、電力供給線30の一端が電気的に接続されている。この電力供給線30の一端は、外部から支軸8の中空部9a,10a、筒部24の貫通孔24aを通ってブラシ29まで配索されている一方、他端は不図示の外部電源に接続されている。
On the other hand, a
One end of a
フランジ部25の周縁部には、ヨーク13の開口部が固定されている。ヨーク13の内周面には、複数の永久磁石27が周方向に等間隔で接着剤等により固定されている。
ヨーク13のエンド部(底部)16には、径方向中央にアーマチュア14の出力軸17を挿通するための挿通孔18が形成され、この挿通孔18内に軸受け19が設けられている。この軸受け19は、アーマチュア14の出力軸17の他端側を回転自在に支持するためのものである。
The opening of the
An
アーマチュア14は、出力軸17に外嵌固定されたアーマチュアコア20と、アーマチュアコア20に巻装されたアーマチュアコイル21と、アーマチュアコア20の一端側(図2における中央側)に配置されたコンミテータ(整流子)22とで構成されている。
コンミテータ22の外周面には、導電材で形成されたセグメント23が複数枚取付けられている。
The
A plurality of
セグメント23は軸方向に長い板状の金属片からなり、互いに絶縁された状態で周方向に沿って等間隔に並列に固定されている。各セグメント23には、アーマチュアコイル7の巻き始め端と巻き終わり端とがヒュージングにより接続されている。
また、セグメント23は、ブラシ29の先端部に摺接している。これにより、外部からの電源が電力供給線30,ブラシ29を介してコンミテータ22に供給されるようになっている。
The
The
出力軸17の他端側は、ヨーク13のエンド部16に形成されている挿通孔18から外側に向かって突出している。この出力軸17の突出した部分には、外周面にギア部41が形成され、減速機構42に噛合されている。
減速機構42は、出力軸17に噛合され歯数の異なる2つの平歯車を同軸上に備えた段付平歯車43と、車輪35の蓋部38に一体に形成され段付平歯車43に噛合される内歯歯車45とで構成されている。段付平歯車43は、ヨーク13のエンド部16に突設されている不図示の支軸に回転自在に支持されている。この不図示の支軸は、段付歯車43を貫通し、車輪35の蓋部38側に突出している。この支軸が突出した部位には、支持部材44が取付けられている。この支持部材44は、軸受け46を介して蓋部38を回転自在に支持している。このように、アーマチュア14の出力軸17は、減速機構42を介して車輪35と連係した状態になっている。
The other end side of the
The
このように構成された差動式キャスタ1は、両輪(図2における一対の車輪35,35)を同じ回転速度で駆動させたとき、車体2が直進、又は後進(図2における紙面手前側、又は奥側)するようになっている。そして、それぞれ車輪35,35を互いに違う回転速度で駆動させたとき、又は一方の車輪35を駆動し、他方の車輪35を停止させたとき、車体2が右方向、又は左方向に旋回するようになっている。
In the differential caster 1 configured in this way, when both wheels (the pair of
したがって、上述の第一実施形態によれば、支軸8に中空部9a,10aが形成されているため、従来のように支軸8の外周面に電力供給線30を配索させることなく、外部電源と電動モータ12とを電気的に接続させることができる。このため、電力供給線30の車輪35への巻き込みを防止することができ、差動式キャスタ1の良好な駆動状態を確保することができる。また、支軸8の内部に電力供給線30を配索することで、美観を向上させることができる。
Therefore, according to the first embodiment described above, since the
次に、この発明の第二実施形態を図4に基づいて説明する。尚、第一実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明を省略する。
この第二実施形態において、差動式キャスタ1が車体2の下面に取付けられている点、差動式キャスタ1は、これを車体2に取付けるための取付け板5を備え、この取付け板5に支軸8が回転自在に支持されている点、支軸8は鉛直方向に沿って延在する主軸9と、主軸9の下端に設けられ水平方向に沿って延在する副軸10とが一体成形されたものであり、この支軸8に中空部9a,10aが形成されている点、支軸8の一端(副軸10の両端)に電動モータ12が固定されている点、電動モータ12の出力軸17と車輪35とが減速機構42を介して連係されている点等の基本的構成は、前述した第一実施形態と同様である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the aspect same as 1st embodiment, and description is abbreviate | omitted.
In the second embodiment, the differential caster 1 is attached to the lower surface of the
ここで、この第二実施形態では、支軸8の上端(図4における上側)、つまり、主軸9の上端にスリップリング50が設けられている。
スリップリング50は、固定側から回転側に電力を供給する所謂ロータリーコネクタであって、この実施形態においては、車体2に取付けられている外部電源(不図示、固定側)から車輪35の電動モータ12(回転側)に電力を供給するために用いられる。
スリップリング50は、固定部51と、この固定部51に対して摺動可能に設けられた可動部52で構成されている。
Here, in the second embodiment, the
The
The
固定部51は、支軸8の主軸9上端に取付けられている中空状のカラー33にボルト53によって締結固定されている。
可動部52には、第一電力供給線30aの一端が電気的に接続されている。尚、この第一電力供給線30aの他端には、不図示の外部電源が接続されている。
一方、固定部51には、第二電力供給線30bの一端が電気的に接続されている。この第二電力供給線30bは、支軸8の中空部9a,10aに配索され、他端が電動モータ12のブラシ29に電気的に接続されている。
The fixing
One end of the first
On the other hand, one end of the second
したがって、第二実施形態よれば、上述の第一実施形態と同様の効果に加え、例えば、差動式キャスタ1を同一方向に連続回転させた場合であっても、第一電力供給線30a、及び第二電力供給線30bの捩れを防止することができる。このため、第一電力供給線30a、及び第二電力供給線30bの捩れによる断線を防止することができ、より信頼性の高い差動式キャスタ1を提供することが可能になる。
Therefore, according to the second embodiment, in addition to the same effect as the first embodiment described above, for example, even when the differential caster 1 is continuously rotated in the same direction, the first
尚、本発明は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、差動式キャスタ1は、電動車椅子や搬送車の車体2の下面にフリーキャスタ3,4と共に取付けられている場合について説明したが、これに限られるものではなく、車体2の下面に差動式キャスタ1のみ取付けてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
In the above-described embodiment, the case where the differential caster 1 is attached together with the
さらに、上述の実施形態では、支軸8の中空部9a,10aに電力供給線30、又は、第二電力供給線30bを配索した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、例えば、電動モータ12に、これの作動状態を認識するためのセンサ(出力軸17の回転角度や、出力軸17の回転速度を検出するセンサ)を取付けた場合にあっては、別途、作動状態信号線60,60a,60b(図2、図4における二点鎖線)を配索してもよい。
特に、第二実施形態においては、外部機器とスリップリング50、スリップリング50とセンサとを作動状態信号線で接続することになるが、スリップリング50とセンサとを接続する作動状態信号線60a,60bを支軸8の中空部9a,10aに配索することはいうまでもない。
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the
In particular, in the second embodiment, the external device and the
そして、上述の実施形態では、ブラケット15の筒部24の周壁に貫通孔24aが形成され、ここに電力供給線30、又は、第二電力供給線30bを配索した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、筒部24の外周面に平面取り部や溝を形成し、これによって副軸10の中空部10a内壁と平面取り部、又は溝との間に形成される空隙に、電力供給線30、又は、第二電力供給線30bを配索するようにしてもよい。
また、アーマチュア14の出力軸17は、減速機構42を介して車輪35と連係した状態になっている場合について説明したが、これに限られるものではなく、減速機構42に代えて遊星減速機構としてもよい。この場合、段付歯車43を出力軸17に噛合って自転すると共に、出力軸17を中心に公転可能な遊星歯車に代えればよい。
And in the above-mentioned embodiment, the through-
Further, the case where the
1 差動式キャスタ
5 取付け板
8 支軸
9a,10a 中空部
12 電動モータ
17 出力軸
30 電力供給線
30a 第一電力供給線(電力供給線)
30b 第二電力供給線(電力供給線)
35 車輪
50 スリップリング
51 固定部
52 可動部
60,60a,60b 作動状態信号線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
30b Second power supply line (power supply line)
35
Claims (4)
前記取付け板に回転自在に支持された支軸と、
前記支軸の一端に設けられた一対の電動モータと、
前記一対の電動モータの出力軸にそれぞれ連係された一対の車輪とから成る差動式キャスタにおいて、
前記支軸に中空部を設け、該中空部に前記電動モータに接続される電力供給線を配索したことを特徴とする差動式キャスタ。 A mounting plate;
A support shaft rotatably supported by the mounting plate;
A pair of electric motors provided at one end of the support shaft;
In the differential caster comprising a pair of wheels respectively linked to the output shafts of the pair of electric motors,
A differential caster, wherein a hollow portion is provided on the support shaft, and a power supply line connected to the electric motor is routed in the hollow portion.
前記取付け板に回転自在に支持された支軸と、
前記支軸の一端に設けられた一対の電動モータと、
前記一対の電動モータの出力軸にそれぞれ連係された一対の車輪とから成る差動式キャスタにおいて、
前記支軸の他端にスリップリングの固定部を取付け、
前記支軸に中空部を設け、
第一電力供給線を前記スリップリングの可動部に電気的に接続し、
前記中空部に第二電力供給線を配索し、
該第二電力供給線の一端を前記スリップリングの固定部に接続すると共に、他端を前記電動モータに接続したことを特徴とする差動式キャスタ。 A mounting plate;
A support shaft rotatably supported by the mounting plate;
A pair of electric motors provided at one end of the support shaft;
In the differential caster comprising a pair of wheels respectively linked to the output shafts of the pair of electric motors,
A slip ring fixing part is attached to the other end of the support shaft,
A hollow portion is provided on the support shaft,
Electrically connecting the first power supply line to the movable part of the slip ring;
Route the second power supply line in the hollow portion,
A differential caster characterized in that one end of the second power supply line is connected to the fixed portion of the slip ring and the other end is connected to the electric motor.
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