JP2010000842A - キャスター - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を増大させることなく移動体の安定した走行を可能とするキャスターを提供する。
【解決手段】本発明のキャスター２０は、移動体１０の下部に取り付けられるキャスター２０であって、車輪３１と、車輪３１を保持する保持部材３２と、保持部材３２を回転可能に支持する回転機構３３と、保持部材３２の回転動作を規制する回転規制手段４５とを有している。回転規制手段４５は、移動体１０が特定の方向に進行する場合にのみ、保持部材３２の回転動作を規制する。
【選択図】図４

Description

本発明は、移動体の下部に取り付けられるキャスターに関する。

台車等の移動体の下部にキャスターを取り付ける場合、前輪側のキャスターは回転可能とし、後輪側のキャスターは回転不能とすることによって、台車を安定的に操作できることが知られている。このような移動体に取り付けられるキャスターとして、例えば特許文献１に記載のものが知られている。

また、キャスターが取り付けられる移動体の例として、予め設定された走行経路に沿って自動的に走行する無人搬送車（AGV：Automated Guided Vehicle）が知られている。このような無人搬送車は、例えば工場内における部品の無人搬送システムに用いられている。無人搬送車は、前方向及び後方向に走行可能であるものが多い。

ところで、無人搬送車の後輪側に回転不能なキャスターを取り付けた場合、無人搬送車は前方向へ安定的に走行することが可能であるが、後方向へ安定的に走行することは困難であるという問題がある。そこで、従来、図１１及び図１２に示す無人搬送車１００が知られている。

図１１及び図１２に示す無人搬送車１００は、モーターによって駆動される駆動輪１１０と、前輪側のキャスター１２０と、後輪側のキャスター１３０と、中間のキャスター２００とを備えている。前輪側及び後輪側のキャスター１２０、１３０は回転可能であり、中間のキャスター２００は回転不能となっている。中間のキャスター２００は、無人搬送車１００の下部に設置されたガイドレール２１０に沿って前後方向にスライド可能となっている。

したがって、無人搬送車１００が前方向に走行を開始すると、ガイドレール２１０に沿って中間のキャスター２００が後方向にスライドする。これにより、中間のキャスター２００は無人搬送車１００の後輪として機能することとなり、無人搬送車１００は安定的に走行することが可能である。
反対に、無人搬送車１００が後方向に走行を開始すると、ガイドレール２１０に沿って中間のキャスター２００が前方向にスライドする。これにより、中間のキャスター２００は無人搬送車１００の後輪として機能することとなり、無人搬送車１００は安定的に走行することが可能である。
つまり、無人搬送車１００が前方向及び後方向のいずれに走行する場合であっても、中間のキャスター２００が常に後輪として機能することとなり、無人搬送車１００は安定的に走行することが可能である。

特開平４−１６９３０２号公報

しかしながら、上記の無人搬送車１００は、キャスターを少なくとも６個取り付ける必要があり、部品点数が多く、コストの増大に繋がる。また、無人搬送車１００の下部にガイドレール２１０を取り付ける必要があるために、バッテリー等の部品を配置するためのスペースが著しく制約されてしまうという問題があった。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであって、部品点数を増大させることなく移動体の安定した走行を可能とするキャスターを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段は、以下の発明である。
第１発明は、移動体の下部に取り付けられるキャスターであって、車輪と、前記車輪を保持する保持部材と、前記保持部材を回転可能に支持する回転機構と、前記保持部材の回転動作を規制する回転規制手段を有しており、前記回転規制手段は、前記移動体が特定の方向に進行する場合にのみ、前記保持部材の回転動作を規制することを特徴とするキャスターである。

第１発明によれば、移動体が特定の方向に進行する場合にのみ、キャスターの回転が不能となり、キャスターが移動体の走行を安定化させるための回転不能な後輪として機能することとなる。したがって、従来のキャスターのようにガイドレールを設ける必要がなくなるために、部品点数を増大させることなく、移動体の安定した走行を実現することが可能となる。

第２発明は、第１発明のキャスターであって、前記回転規制手段は、前記保持部材に設けられた受け部に係合可能な係合部材を備えており、前記係合部材は、前記移動体が特定の方向に進行する場合にのみ、前記受け部に係合することを特徴とするキャスターである。

第２発明によれば、保持部材の回転動作を規制するための回転規制手段を、受け部及び係止部材という簡易な構成で実現することが可能となる。

第３発明は、第２発明のキャスターであって、前記保持部材をスライドさせるスライド機構を備えており、前記移動体が特定の方向に進行した場合に、前記保持部材が前記移動体の進行方向と反対の方向にスライドするとともに、前記保持部材が回転して前記係合部材が前記受け部に係合することを特徴とするキャスターである。

第３発明によれば、移動体が特定の方向に進行した場合にのみ、係合部材が受け部に係合する。したがって、部品点数を増大させることなく、移動体の安定した走行を実現することが可能となる。

第４発明は、第１発明から第３発明のうちいずれかのキャスターであって、前記移動体は、無人搬送車であることを特徴とするキャスターである。

第４発明によれば、部品点数を増大させることなく、無人搬送車の安定した走行を実現することが可能となる。
また、第４発明によれば、無人搬送車が前方向及び後方向のいずれに進行する場合であっても、キャスターを回転不能な後輪として機能させることが可能であり、無人搬送車の安定した走行を実現することが可能である。

本発明によれば、部品点数を増大させずに移動体の安定した走行を可能とするキャスターを提供することが可能である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、キャスター２０が取り付けられる移動体が無人搬送車１０である例について説明する。

図１は、本実施形態に係る無人搬送車１０の全体構成を示す斜視図である。無人搬送車１０は、予め設定された走行経路に沿って自動的に走行する車両である。このような無人搬送車１０は、例えば、工場内における部品の無人搬送システムに使用される。図１に示すように、無人搬送車１０は、バッテリー１１と、モーター１２と、コントロールボックス１３と、連結アーム１４と、駆動輪１５と、キャスター２０（２０Ａ，２０Ｂ）と、を備える。

バッテリー１１は、無人搬送車１０を駆動するための電力を蓄積・供給する。モーター１２は、バッテリー１１から供給された電力によって駆動輪１５を駆動する。コントロールボックス１３は、無人搬送車１０を操作するための各種のスイッチ等を備えている。連結アーム１４は、無人搬送車１０と台車等を連結するためのものである。

図２は、無人搬送車１０の側面図である。以下では、図２の左側を前方向とし、右側を後方向として説明する。図２中の矢印は、無人搬送車１０の進行方向を示している。この矢印に示すように、無人搬送車１０は、前方向及び後方向に進行可能である。

無人搬送車１０の下部には、４つのキャスター２０（２０Ａ、２０Ｂ）が取り付けられている。無人搬送車１０が前方向へ進行する場合には、後方側に取り付けられた２つのキャスター２０Ａが後輪として機能する。反対に、無人搬送車１０が後方向へ進行する場合には、前方側に取り付けられた２つのキャスター２０Ｂが後輪として機能する。つまり、無人搬送車１０の進行方向が逆となった場合、前輪と後輪の関係が逆となる。

つぎに、キャスター２０の構成について説明する。図３は、キャスター２０の全体構成を示す斜視図であり、図４は、キャスター２０の側面図である。図３及び図４に示すように、キャスター２０は、車輪３１と、車輪３１を回転可能に保持する保持部材３２とを備えている。保持部材３２は、金属板が折り曲げ加工されたものであり、車輪３１を挟持する形で当該車輪３１を保持している。

キャスター２０は、保持部材３２を回転可能に支持する回転機構３３を備えている。回転機構３３は、例えばボールベアリング等によって構成されており、鉛直方向の軸Ｌ１を中心に保持部材３２を３６０°回転させることが可能である。保持部材３２の上端部は、回転機構３３の下部に取り付けられている。

図４に示すように、車輪３１の中心である軸Ｌ２は、保持部材３２の回転中心である軸Ｌ１と前後方向に離れている。したがって、無人搬送車１０が前方向に進行した場合には、軸Ｌ２が軸Ｌ１よりも後方側となるように保持部材３２が回転する。これとは反対に、無人搬送車１０が後方向に進行した場合には、軸Ｌ２が軸Ｌ１よりも前方側となるように保持部材３２が回転する。なお、このような保持部材３２の回転動作は、車輪３１と床面との摩擦によって自動的に行われる。

したがって、無人搬送車１０が前方向に進行する場合には、軸Ｌ２は軸Ｌ１よりも後方側に位置しており、保持部材３２は図４に示す状態となっている。以下では、この状態における保持部材３２の前方側の端部を前方側端部５１と呼び、後方側の端部を後方側端部５２と呼ぶことにする。

保持部材３２の後方側端部５２には、金属製の板状部材３４が取り付けられている。この板状部材３４は、保持部材３２の後方側端部５２に溶接によって固定されている。この板状部材３４は、後方側の両角部が丸みをおびた形状となっており、その丸みをおびた両角部の間のほぼ中央の位置には、略Ｕ字型の切欠部が設けられている（図６参照）。この切欠部が、後述する係合部材４６を受け入れることが可能な受け部３５となっている。なお、本実施形態では、板状部材３４が保持部材３２の後方側端部５２に溶接により固定されている例を示しているが、板状部材３４と保持部材３２とは一体に成形されてもよい。

キャスター２０は、保持部材３２を前後方向にスライドさせることのできるスライド機構３６を備えている。図４に示すように、スライド機構３６は、角筒状の本体部４０と、平板状の基板部３７を有している。基板部３７の前後の両端部には、立壁部３８、３８がそれぞれ立設されている。これら２つの立壁部３８、３８の間には、円筒状のスライド軸３９が取り付けられている。スライド軸３９は、本体部４０に設けられた摺動孔４１の内部に挿通されており、摺動孔４１の内部において前後方向にスライド可能となっている。したがって、基板部３７は、スライド軸３９と一体となって前後方向にスライド可能となっている。

基板部３７の下面には、回転機構３３が取り付けられている。したがって、回転機構３３、保持部材３２、及び車輪３２は、基板部３７と一体となって前後方向にスライド可能となっている。

図５は、保持部材３２が前方側にスライドした状態を示している。無人搬送車１０が後方向に進行している場合には、車輪３１と床面との摩擦によって、保持部材３２が前方側にスライドした状態となる（図５参照）。反対に、無人搬送車１０が前方向に進行している場合には、車輪３１と床面との摩擦によって、保持部材３２が後方側にスライドした状態となる（図４参照）。

キャスター２０は、当該キャスター２０を無人搬送車１０の下部に取り付けるための取付板４２を有している。図３に示すように、取付板４２の四隅には、取付孔４３が設けられている。この取付孔４３にボルト等を挿通することによって、キャスター２０を無人搬送車１０の下部に取り付けることが可能となっている。前述のスライド機構３６は、この取付板４２の下面に取り付けられている。

図４及び図５に示すように、取付板４２の下面には、前端部及び後端部にそれぞれストッパー４４、４４が設けられている。ストッパー４４は、スライド機構３６におけるスライド軸３９の前後方向への摺動範囲を規制している。

図３及び図４に示すように、取付板４２の後端部には、保持部材３２の回転動作を規制する回転規制手段４５が設けられている。回転規制手段４５は、係合部材４６と、係合部材４６の背面４６ｂに接触する押圧板４７と、押圧板４７と取付板４２との間に架設されたバネ部材４８とを有している。

係合部材４６は、ヒンジ軸４６ａによって取付板４２の後端部に取り付けられており、このヒンジ軸４６ａを中心として前後方向に揺動可能となっている。また、係合部材４６は、押圧板４７がバネ部材４８によって前方側に引っ張られているために、押圧板４７によって常に背面４６ｂが前方側に向けて押圧された状態となっている。

次に、保持部材３２の回転動作について説明する。
図６は、保持部材３２が図３に示した状態から９０°回転した状態を示している。図７は、保持部材３２が図３に示した状態から１８０°回転した状態を示している。図３、図６、図７に示すように、保持部材３２は、無人搬送車１０の下部において３６０°方向に回転可能である。

図６に示すように、保持部材３２の後方側端部５２に取り付けられた板状部材３４の後方側の両角部は、丸みをおびた形状となっている。したがって、係合部材４６は、バネ部材４８の弾性力に抗してこの丸みをおびた部分を乗り越えることが可能であり、板状部材３４に設けられた略Ｕ字型の受け部３５に係合することが可能となっている。そして、係合部材４６が受け部３５に係合することによって、保持部材３２の回転動作が規制されるようになっている。

係合部材４６が受け部３５に係合した状態では、保持部材３２の回転動作が規制される（図３参照）。この状態において、保持部材３２が図３に示す状態から図６に示す状態あるいは図７に示す状態となるためには、係合部材４６と受け部３５との係合が外れなければならない。そこで、前述したように、本実施形態のキャスター２０はスライド機構３６を備えており、このスライド機構３６によって保持部材３２が前後方向にスライド可能となっている。保持部材３２が前方側にスライドした状態（図５に示す状態）では、係合部材４６と受け部３５との係合が外れた状態となっており、これによって保持部材３２が図３に示す状態から図６に示す状態あるいは図７に示す状態に回転することが可能となっている。

以下、図８及び図９を参照しながら、本実施形態のキャスター２０（２０Ａ，２０Ｂ）の作用・効果について説明する。
図８は、無人搬送車１０が前方向に進行した場合のキャスター２０Ａ、２０Ｂの態様を説明する図である。図８に示すように、無人搬送車１０が前方向に進行する場合には、キャスター２０Ｂが前輪として機能するとともに、キャスター２０Ａが後輪として機能する。ここで、キャスター２０Ａとキャスター２０Ｂとは、前後対称に取り付けられている。以下の説明では、キャスター２０Ａの各部の名称には番号の後ろにＡの符号を付けるとともに、キャスター２０Ｂの各部の名称には番号の後ろにＢの符号を付けることにする。

無人搬送車１０が前方向に進行する場合、キャスター２０Ｂは前輪として機能する。この場合において、保持部材３２Ｂは、無人搬送車１０の進行方向と反対の方向（つまり後方向）にスライドするのと同時に、係合部材４６Ｂと受け部３５Ｂとの係合が外れる。したがって、保持部材３２Ｂが回転可能な状態となっており、保持部材３２Ｂによって保持された車輪３１Ｂが、無人搬送車１０の進行方向に自在に追従することが可能となっている。

一方、後輪として機能するキャスター２０Ａにおいては、保持部材３２Ａが後方向にスライドするとともに、保持部材３２Ａが回転して係合部材４６Ａが受け部３５Ａに係合する。これにより、保持部材３２Ａの回転動作が係合部材４６Ａによって規制される。このように、キャスター２０Ａにおいては、無人搬送車１０が前方向に進行する場合にのみ、保持部材３２Ａの回転動作が係合部材４６Ａによって規制されることとなる。

図９は、無人搬送車１０が後方向に進行した場合のキャスター２０Ａ、２０Ｂの態様を説明する図である。図９に示すように、無人搬送車１０が後方向に進行する場合には、キャスター２０Ｂが後輪として機能するとともに、キャスター２０Ａが前輪として機能する。

無人搬送車１０が後方向に進行する場合、キャスター２０Ａは前輪として機能する。この場合において、保持部材３２Ａは、無人搬送車１０の進行方向と反対の方向（つまり前方向）にスライドするのと同時に、係合部材４６Ａと受け部３５Ａとの係合が外れる。したがって、保持部材３２Ａが回転可能な状態となっており、保持部材３２Ａによって保持された車輪３１Ａが、無人搬送車１０の進行方向に自在に追従することが可能となっている。

一方、後輪として機能するキャスター２０Ｂにおいては、保持部材３２Ｂが前方向にスライドするとともに、保持部材３２Ｂが回転して係合部材４６Ｂが受け部３５Ｂに係合する。これにより、保持部材３２Ｂの回転動作が係合部材４６Ｂによって規制される。このように、キャスター２０Ｂにおいては、無人搬送車１０が後方向に進行する場合にのみ、保持部材３２Ｂの回転動作が係合部材４６Ｂによって規制されることとなる。

以上説明したように、本実施形態に係るキャスター２０によれば、無人搬送車１０が特定の方向に進行する場合にのみ、車輪３１を保持する保持部材３２の回転動作が規制される。

例えば、キャスター２０Ａの場合、無人搬送車１０が前方向に進行する場合にのみ、保持部材３２Ａの回転動作が規制される。
また、キャスター２０Ｂの場合、無人搬送車１０が後方向に進行する場合にのみ、保持部材３２Ｂの回転動作が規制される。

したがって、キャスター２０は、無人搬送車１０の進行方向との関係において、前輪として機能する場合には回転自在となり、後輪として機能する場合には回転不能となる。この場合、従来のキャスターのように、回転不能なキャスターを前後方向に移動させるためのガイドレール等が不要であり、部品点数を増大させることなく、無人搬送車１０の走行を安定化させることが可能である。また、従来のキャスターのように、無人搬送車１０の下部に少なくとも６つのキャスターを取り付ける必要がなくなるために、部品点数を増大させることなく、無人搬送車１０の走行を安定化させることが可能である。

また、本実施形態のキャスター２０によれば、保持部材３２の回転動作を規制するための回転規制手段４５を、係合部材４６及び受け部３５という簡易な構成で実現できる。

また、本実施形態のキャスター２０によれば、キャスター２０が後輪として機能する場合に、係合部材４６が受け部３５に自動的に係合する。また、キャスター２０が前輪として機能する場合に、係合部材４６と受け部３５との係合が自動的に外れるようになっている。したがって、手動の操作がまったく不要であり、きわめて便利なキャスターを実現できる。

以上、本発明の実施形態について示したが、本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、移動体が無人搬送車１０である例について説明したが、例えば図１０に示すように、キャスター２０を台車６０の下部に取り付けることも可能である。ここで、台車６０は、前方側及び後方側にそれぞれ持ち手６１Ａ，６１Ｂを備えており、前方向及び後方向の両方に進行させることが可能である。かかる台車６０の後方側及び前方側の下部にキャスター２０Ａ、２０Ｂを取り付けることにより、部品点数を増大させることなく、当該台車６０の安定した走行（操作）を実現することが可能となる。
（２）上記実施形態では、保持部材３２を前後方向にスライドさせるためのスライド機構３６が、本体部４０に設けられた摺動孔４１の内部においてスライド軸３９が前後方向に摺動するものである例について説明したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、断面略コの字型の長尺状の部材からなるガイドレールによって、保持部材３２を前後方向にスライドさせてもよい。
（３）上記実施形態では、受け部３５の形状が略Ｕ字型である例について説明したが、受け部３５の形状はこれに限定されるものではない。受け部３５の形状は、保持部材３２が当該受け部３５に対して係合できる形状であればよい。

無人搬送車の全体構成を示す斜視図である。 無人搬送車の側面図である。 キャスターの全体構成を示す斜視図である。 キャスターの側面図である。 保持部材が前方側にスライドした状態を示す側面図である。 保持部材が図３に示した状態から９０°回転した状態を示す斜視図である。 保持部材が図３に示した状態から１８０°回転した状態を示す斜視図である。 無人搬送車が前方向に進行した場合のキャスターの態様を説明する図である。 無人搬送車が後方向に進行した場合のキャスターの態様を説明する図である。 移動体の変形例を示す側面図である。 従来技術のキャスターが取り付けられた無人搬送車の概略構成を示す側面図である。 従来技術のキャスターが取り付けられた無人搬送車の下面側の概略構成を示す平面図である。

符号の説明

１０…無人搬送車（移動体）
２０…キャスター
３１…車輪
３２…保持部材
３３…回転機構
３５…受け部
３６…スライド機構
４５…回転規制手段
４６…係合部材

Claims (4)

1. 移動体の下部に取り付けられるキャスターであって、
   車輪と、前記車輪を保持する保持部材と、前記保持部材を回転可能に支持する回転機構と、前記保持部材の回転動作を規制する回転規制手段を有しており、
   前記回転規制手段は、前記移動体が特定の方向に進行する場合にのみ、前記保持部材の回転動作を規制することを特徴とするキャスター。
2. 請求項１に記載のキャスターであって、
   前記回転規制手段は、前記保持部材に設けられた受け部に係合可能な係合部材を備えており、
   前記係合部材は、前記移動体が特定の方向に進行する場合にのみ、前記受け部に係合することを特徴とするキャスター。
3. 請求項２に記載のキャスターであって、
   前記保持部材をスライドさせるスライド機構を備えており、
   前記移動体が特定の方向に進行した場合に、前記保持部材が前記移動体の進行方向と反対の方向にスライドするとともに、前記保持部材が回転して前記係合部材が前記受け部に係合することを特徴とするキャスター。
4. 請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載のキャスターであって、
   前記移動体は、無人搬送車であることを特徴とするキャスター。

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