JP2010132266A - キャスター - Google Patents

Abstract

【課題】 段差、電気コード等の異物に対して、これを乗り越えやすくし、段差、電気コード等の異物を乗り越える時以外は、ローラ部分が上下動しないようにして、本体の底部分が、床面、段差面等に当たりにくいようにする。
【解決手段】機器等の本体２に、走行面２８に対して垂直な垂直方向軸線４を中心に回転自在に取り付けられる取付部材６に、支持部材１０が第１の水平方向軸線８を中心に所定の範囲内で回転自在に支承される。支持部材１０に、垂直方向軸線４に対して所定間隔偏心した第２の水平方向軸線１２を中心に回転自在に回転部材１４が支承される。第２の水平方向軸線１２は、第１の水平方向軸線８を通る、回転部材１４の走行面２８に対して垂直な軸線２５に対して前記垂直方向軸線４側に距離ｅ程ずれている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、掃除機、台車、ワゴン等の種々の装置、機器の移動のためのキャスターに関する。

従来、電気掃除機本体に対してローラ部分が上下動しないキャスターが知られている（例えば特許文献１参照）。また、搬送用機器類や各種運搬車などの本体に対して、ローラ部分が上下動し、段差部をスムーズに乗り越えることができるようにしたキャスターが知られている（例えば特許文献２参照）。また、本体側に、搬送方向に追随する方向に回転自在に支持された取り付け部材に、ローラ部分が回転自在に支持された支持部材を揺動自在に支持し、ローラ部分の回転中心と、支持部材の揺動中心とを、床面に対して垂直な同軸線上に配置したキャスターが知られている（例えば特許文献３参照）。

特開２００８−７３４０１号公報 特開２００３−１５９９０５号公報 ＷＯ２００４／０５２６６２号公報

搬送機器の本体に対してキャスターのローラ部分が上下動しない構成の場合、段差、電気コード等の異物に対してこれを乗り越えにくく、また乗り越えた場合にも衝撃、振動音等が大きいという問題点がある。一方、本体に対してキャスターのローラ部分が上下動する構成の場合、常に本体が走行面に対して上下動してしまい安定しない。また、本体側の荷重が変化すると、本体が沈んで、走行面に対する高さが変わる。キャスターを、ローラ部分の回転中心と、支持部材の揺動中心とを床面に対して垂直な同軸線上に配置した構成とした場合、本体が上下動する点はある程度軽減することができる。しかしながら、キャスターの走行面は、一般的に平坦ではなく、凹凸がある。同軸上である場合は、少しの凹凸があっても支持部材が揺動しやすく、本体を安定して支持できないという問題点がある。また、この種のキャスターは、ローラ部分を保持する脚部は短い方が良い。その理由の１つは、デザイン的なもので、本体に対して脚部が長いと安定感がなく、デザイン的に美しくない。他の理由としては、本体に取り付ける部分にある垂直回転軸に対して、回転ローラの位置が近ければ近いほど首振り回転がスムーズとなる。しかるに、キャスターの脚部を短くした場合、本体が荷重の増大により沈むと、本体の底部分が、床面、段差面等に当たってしまったり、こすれてしまうことになる。従って、本体の移動がスムーズでなくなり、また衝撃音、こすれ音がしてしまい、且つ、本体の耐久性にも影響する。
本発明は上記問題点を解決することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明は、走行面２８上で使用される掃除機、台車、ワゴン等の種々の装置、機器等の本体２に、前記走行面２８に対して略垂直な第１の軸線４を中心に回転自在に取り付けられる取付部材６と、該取付部材６に前記第１の軸線４と直交する方向の第２の軸線８を中心に所定の範囲内で回転自在に支承された支持部材１０と、前記支持部材１０に前記第１の軸線４と直交し該第１の軸線４に対して前記走行面２８と平行な方向に所定間隔ｄ偏心した第３の軸線１２を中心に回転自在に支承され前記支持部材１０の回転により前記本体２に対して上下動するようにした回転部材１４と、前記第１の軸線４を基準として、前記第３の軸線１２が前記第１の軸線４に接近する方向の前記支持部材１０の回転を制限するストッパ機構と、前記支持部材１０を前記ストッパ機構に係止される方向に付勢する付勢手段２０とを備え、前記第２の軸線８を、前記第３の軸線１２を通る、前記第１の軸線４と平行な軸線２４を基準として前記第１の軸線４から離反する側にずらし、前記支持部材１０の前記ストッパ機構に係止される方向とは逆方向の回転により前記回転部材１４が前記第１の軸線４に対して離反する方向に移動するようにしたものである。
また本発明は、前記ストッパ機構を、前記支持部材１０の上面１０ｄと、これに対面する前記取付部材６の下面６ｄとで構成し、前記上面１０ｄと下面６ｄの少なくともいずれか一方側に弾性材からなる緩衝部材２２を配設したものである。

本発明は、段差、電気コード等の異物に対しては、キャスターのローラ部分が上下動することによってこれを乗り越えやすくし、この乗り越え時に、振動音等の発生を小さくするとともに、段差、電気コード等の異物を乗り越える時以外は、多少の凹凸があってもローラ部分が上下動しないので、本体を安定的に支持できるとともに、本体の底部分が、床面、段差面等に当たりにくいという効果がある。

本発明に係るキャスターの縦断面図である。 同上、側面図である。 同上、正面図である。 同上、底面図である。 同上、動作説明図である。 本発明の他の実施形態を示す断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付した図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係るキャスターを示し、キャスターは、掃除機、台車、ワゴン等の種々の装置、機器等の本体２に、その垂直方向軸線４を中心に回転自在に取り付けられる取付部材６と、前記取付部材６に、第１の水平方向軸線８を中心として回転自在に支持された支持部材１０と、前記支持部材１０に、第２の水平方向軸線１２を中心として回転自在に支持された回転部材１４とを備えている。

前記取付部材６は、枠部６ａが形成された基部６ｂと、該基部６ｂの平面に対して垂直な円柱状の軸部６ｃとからなり、軸部６ｃが、その中心軸線であり且つ、キャスターの走行面２８に対して略垂直な垂直方向軸線４を中心として、前記本体２に回転自在に支承されている。前記本体２に対して、取付部材６の回転をスムーズにするため、図６に示すように、本体２の下面と取付部材６の基部６ｂの上面との間にスラストベアリング１６を介在させるようにしても良い。

前記支持部材１０は、凸部１０ａと、回転部材１４を保持するためのホルダー部１０ｂとから構成され、ホルダー部１０ｂに、前記垂直方向軸線４と直交する第２の水平方向軸線１２を中心として、球体からなる回転部材１４が軸体により、回転自在に支承されている。前記凸部１０ａは、前記取付部材６の枠部６ａ内に嵌合配置され、該凸部１０ａの一方に凹入部１０ｃが形成されている。

前記凹入部１０ｃ内に、前記凸部１０ａを貫通し、該凸部１０ａに支承された軸体１８が配置され、該軸体１８が前記枠部６ａに形成された軸保持穴に回転自在に嵌挿され、これによって、支持部材１０は、前記垂直方向軸線４と直交する第１の水平方向軸線８を中心として、前記取付部材６の枠部６ａに、図１中、略４５度の回転範囲内で、時計方向の第１の回転方向Ａと、反時計方向の第２の回転方向Ｂとに回転自在に軸支されている。

前記軸体１８には、コイルスプリング（付勢手段）２０が嵌挿され、該コイルスプリング２０の一方が取付部材６側に係止され、他方が支持部材１０側に係止されている。前記コイルスプリング２０は、前記支持部材１０を、図１中、第１の水平方向軸線８を中心とし、取付部材６を支点として、第１の回転方向Ａ（時計方向）に付勢している。上記実施形態では、付勢手段として、コイルスプリング２０を採用したものについて説明したが、これは、第１の水平軸線８を中心に、支持部材１０を第１の回転方向Ａ方向に付勢せしめる構成であればいかなる構成でもよく、例えば、取付部材６と支持部材１０との間であって、第１の水平方向軸線８に対して、垂直方向軸線から離れる側、即ち、図１において、第１の水平方向軸線８の右側に、弾力性のあるクッション材やコイルスプリング等を介在せしめ、この弾発力によって、支持部材１０を第１の回転方向Ａに付勢せしめる構成等を採用することも可能である。

前記支持部材１０の凸部１０ａの上面１０ｄは、前記コイルスプリング２０の付勢力により、ゴムなどの弾性材からなる緩衝部材２２を介して、前記枠部６ａの内壁の下面６ｄに圧接している。前記緩衝部材２２は、凸部１０ａに形成された穴に、その上部を凸部１０ａの上面１０ｄより若干突出して嵌合配置されている。緩衝部材２２は、前記枠部６ａの内壁の下面６ｄ側に設けても良い。

前記支持部材１０の、前記第１の水平方向軸線８の部位から水平方向に延びる凸部１０ａの上面１０ｄと、この凸部１０ａの上面１０ｄを受ける、前記取付部材６の枠部６ａの内壁の下面６ｄは、前記第１の水平方向軸線８を回転中心とする支持部材１０の、図１中、時計方向の第１の回転方向Ａへの回転を制限するストッパ機構を構成している。

また、支持部材１０は、前記第１の水平方向軸線８を中心として、凸部１０ａの上面１０ｄが、取付部材６の枠部６ａの内壁の下面６ｄから離反する第２の回転方向Ｂにコイルスプリング２０の付勢力に抗して一定範囲内で回転が許容されるように構成されている。図１に示すように、回転部材１４の前記垂直方向軸線４と直交する第２の水平方向軸線１２が、前記垂直方向軸線４に対して、ストッパ機構とは反対側に、所定間隔ｄ程偏心している。

この偏心によるずれｄにより、本体２搬送時、本体２の搬送方向の変化に追随して、支持部材１０は、水平方向軸線４を中心として回転し、本体２搬送時、常に、回転部材１４の走行方向が、本体２の搬送方向に向くように設定されている。即ち、本体２の搬送方向を基準として、第２の水平方向軸線１２は、垂直方向軸線４の後方に、距離ｄを存して、位置するようになっている。

本発明において、前記第１の水平方向軸線８の位置は、前記第２の水平方向軸線１２を通る前記垂直方向軸線４に平行な軸線２４より、図１中、右側即ち、前記垂直方向軸線４から離反する方向に、距離ｅずれている構成となっている。
本実施形態では、軸部６ｃの下端と回転部材１４の回転中心との間の、キャスターの脚部を構成する部分を極力短く設定してあり、これにより、デザイン的な美的要素を考慮し、且つ、回転部材１４の本体２の搬送方向に追随する首振り回転がスムーズに行われるようにしてある。

前記したように、第１の水平方向軸線８の位置が、前記第２の水平方向軸線１２を通る前記垂直方向軸線４に平行な軸線２４より、図１中、右側即ち、前記垂直方向軸線４から離反する方向に、距離ｅずれている構成であることから、本体２側の重量によって、回転部材１４の、走行面２８を支点として生じる、支持部材１０に対する上向き方向の押圧力は、前記第１の水平方向軸線８に対して、図１中左側、即ち垂直方向軸線４側に偏心して作用し、この押圧力は、支持部材１０の、第１の水平方向軸線８を中心とする、図１中、反時計方向Ｂの回転モーメントとして作用しない。第１の水平方向軸線８が、軸線２４に対して、距離ｅずれているので、回転部材１４からの走行面２８を支点とする反力は、支持部材１０を、図１中、時計方向Ａに回転させるモーメントとして作用するが、この方向の回転はストッパー機構により制限されているため、支持部材１０は、回転部材１４からの押圧力によって回転することがない。

そのため、本体２側の下向きの荷重が増大しても、支持部材１０は、第１の水平方向軸線８を中心として、図１中、反時計方向Ｂ（第２の回転方向）に回転することがなく、本体２は、走行面２８に接近する方向に沈むことがない。また、走行面２８に多少凹凸があっても、支持部材１０と回転部材１４の回転中心間の水平方向の距離ｅのずれによって、支持部材１０の軸線８を中心とする揺動が阻止され、本体は安定的に支持される。図５のＮｏ．１〜６の動作説明図中、Ｎｏ．１は、キャスターが左方向に走行し、電気コードなどの突起物２６に乗り上げる前の状態を示している。キャスターが左方向に走行し、電気コードなどの突起物２６に乗り上げたときは、回転部材１４は、突起物２６から側方に押圧力を受け、この押圧力によって、コイルスプリング２０の弾発力に抗して、支持部材１０は、図５のＮｏ．２〜３に示すように、第１の水平方向軸線８を中心として、図中、反時計方向Ｂ（第２の回転方向）に揺動し、回転部材１４は、取付部材６に対して、突起物２６からの衝撃を吸収する、図中、右方向即ち後退方向に移動する。

図５のＮｏ．４は、回転部材１４が突起物２６に乗り上げ、突起物２６と回転部材１４との作用点が、軸線２４上に移動し、回転部材１４が最も取付部材６に対して後退した状態を示している。この回転部材１４の後退によって、キャスターは、突起物２６との衝突の衝撃を吸収し、回転部材１４は、突起物２６を軽く乗り越える。図５のＮｏ．５は、突起物２６と回転部材１４との作用点が、軸線２４の右側に移動した状態を示し、Ｎｏ．６は、回転部材１４が突起物２６を完全に乗り越えた状態を示している。このＮｏ．５，６の状態では、回転部材１４に対する突起物２６からの本体２の搬送方向に沿った押圧力が解除される。回転部材１４が突起物２６を完全に乗り越えると、支持部材１０は、コイルスプリング２０の弾発力によって、ストッパ機構に係止されるまで揺動し、図５のＮｏ．６に示すように、原位置に復帰する。

２ 本体
４ 水平方向軸線
６ 取付部材
６ａ 枠部
６ｂ 基部
６ｃ 軸部
６ｄ 下面
８ 第１の水平方向軸線
１０ 支持部材
１０ａ 凸部
１０ｂ ホルダー部
１０ｃ 凹入部
１０ｄ 上面
１２ 第２の水平方向軸線
１４ 回転部材
１６ スラストベアリング
１８ 軸体
２０ コイルスプリング
２２ 緩衝部材
２４ 軸線
２５ 軸線
２６ 突起物
２８ 走行面

Claims (2)

1. 走行面２８上で使用される掃除機、台車、ワゴン等の種々の装置、機器等の本体２に、前記走行面２８に対して略垂直な第１の軸線４を中心に回転自在に取り付けられる取付部材６と、該取付部材６に前記第１の軸線４と直交する方向の第２の軸線８を中心に所定の範囲内で回転自在に支承された支持部材１０と、前記支持部材１０に前記第１の軸線４と直交し該第１の軸線４に対して前記走行面２８と平行な方向に所定間隔ｄ偏心した第３の軸線１２を中心に回転自在に支承され前記支持部材１０の回転により前記本体２に対して上下動するようにした回転部材１４と、前記第１の軸線４を基準として、前記第３の軸線１２が前記第１の軸線４に接近する方向の前記支持部材１０の回転を制限するストッパ機構と、前記支持部材１０を前記ストッパ機構に係止される方向に付勢する付勢手段２０とを備え、前記第２の軸線８を、前記第３の軸線１２を通る、前記第１の軸線４と平行な軸線２４を基準として前記第１の軸線４から離反する側にずらし、前記支持部材１０の前記ストッパ機構に係止される方向とは逆方向の回転により前記回転部材１４が前記第１の軸線４に対して離反する方向に移動するようにしたことを特徴とするキャスター。
2. 前記ストッパ機構を、前記支持部材１０の上面１０ｄと、これに対面する前記取付部材６の下面６ｄとで構成し、前記上面１０ｄと下面６ｄの少なくともいずれか一方側に弾性材からなる緩衝部材２２を配設したことを特徴とする請求項１に記載のキャスター。

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