JP2013049406A - 自在キャスターのブレーキ機構 - Google Patents

Abstract

【課題】自在キャスターにおける車輪の回転と回動をも停止するブレーキ機構に関する。
【解決手段】回転基台の回動停止手段と、車輪停止手段を備え、回動停止手段を昇降する昇降部材１２に連結板１３を設け、この連結板１３に連結孔１６を形成し、固定基台５に凸部１８を設け、凸部１８が連結孔１６に嵌合して回転基台５の回動を停止し、離脱して回動可能にする。
【選択図】図１

Description

本発明は、自在キャスターのブレーキ機構に関し、詳細には自在キャスターにおける車輪の停止と共に、自在回動をも停止するブレーキ機構に関する。

従来、荷物を運搬する台車には固定キャスターの他に、走行方向を変更可能にする自在キャスターが取り付けてあり、これらのキャスターにおけるブレーキ機構は、例えば、特許文献１がある。
この特許文献１に開示のブレーキ機構は、車輪の両側から可撓板を介してブレーキ片で挟着するというものです。
即ち、前記可撓板の中央部を引き上げることによって、可撓板は弓状になり、可撓板の両端部に取り付けのブレーキ片を車輪の両側から挟着するという機構である。

特開２０１０-２３８０１号公報

前記開示のブレーキ機構は、可撓板を介してブレーキ片で車輪を両側から挟着するので、その挟着力は弱い。そのため、重量物を載置の台車が、下り坂において、前記ブレーキ機構を操作してもブレーキ力が弱く停止できない状態になるし、また、自在キャスターが回動して、斜めに停車するという課題が生ずる。
また、アンロック状態からロック状態に移行するに当たって、ストッパー爪の跳ね上げによって、円滑にロック状態に移行しないという課題があり、その機構を提供する。

請求項１の自在キャスターは、台車等に取り付けの固定基台に回動可能に連結され、回転する車輪を取り付けの回転基台で構成されている。また、この自在キャスターのブレーキ機構は、回転基台を固定基台に対して回動を停止する回動停止手段と、車輪の回転を停止する車輪停止手段を備えている。また、前記回動停止手段を、固定基台に取り付けの昇降する昇降部材に設けてある連結板と、この連結板に形成の連結孔と、前記連結孔に嵌合、離脱可能に前記回転基台に設けてある凸部とで構成されている。そして、前記凸部が連結孔に嵌合して回転基台の回動を停止し、離脱して回動可能にする。

また、請求項２の自在キャスターは、台車等に取り付けの固定基台に回動可能に連結され、回転する車輪を取り付けの回転基台で構成されている。また、この自在キャスターのブレーキ機構は、前記回転基台を固定基台に対して回動を停止する回動停止手段と、車輪の回転を停止する車輪停止手段を備えている。また、前記回動停止手段を、固定基台に取り付けの昇降する昇降部材に設けてある連結板と、この連結板に形成の凸部と、前記凸部に嵌合、離脱可能に前記回転基台に設けてある連結孔とで構成されていて、前記凸部が連結孔に嵌合して回転基台の回動を停止し、離脱して回動可能にする。

また、請求項３の自在キャスターのブレーキ機構は、ワイヤーを介してリンク体を回動し、この回動するリンク体に結合の第２連結体を介して回動する操作部材、及びこの回動する操作部材に結合のストッパー軸作動アームの回動を介して昇降部材を昇降させる。
また、請求項４の自在キャスターのブレーキ機構は、ワイヤーを介してリンク体を回動し、この回動するリンク体にロッドを設け、カム溝を形成のカムは前記カム溝をロッドが案内されて回動し、このカムの回動によって操作部材、及びこの回動する操作部材に結合のストッパー軸作動アームの回動を介して昇降部材を昇降させる。

また、請求項５の自在キャスターは、請求項１または請求項２の自在キャスターのブレーキ機構であって、車輪停止手段として、回転軸に固定の車輪用ストッパーディスクとスイングロック体で構成してある。また、前記車輪用ストッパーディスクの外周にストッパー凹凸を設け、前記スイングロック体にストッパー爪を設けてある。そして、ストッパー爪がストッパー凹凸の凹部に嵌合すると車輪の回転が停止し、離脱して車輪の回転が可能である。
また、請求項６の自在キャスターは、請求項３の自在キャスターのブレーキ機構であって、ストッパー爪とストッパー凹凸の凹部の形状をテーパ状にして、装着、離脱の円滑化を図っている。

本発明のブレーキ機構は、自在キャスターの回動と車輪の回転を停止する。

（Ａ）ロック状態である自在キャスターの正面図，（Ｂ）はストッパー爪とストッパー凹凸の凹部の形状を示す図である。 図１の平面図である。 図１の右側面を示す図である。 図１のＡ〜Ａ断面を示す図である。 アンロック状態である自在キャスターの正面図である。 図５の平面図である。 図５の右側面を示す図である。 図５のＡ〜Ａ断面を示す図である。 ワイヤーをリンク機構を介して昇降部材を昇降させる正面図であり、アンロック状態を示す。 図９の平面図である。 ワイヤーをリンク機構を介して昇降部材を昇降させる正面図であり、ロック状態を示す。 ワイヤーをカム機構を介して昇降部材を昇降させる正面図であり、アンロック状態を示す。 図１２の平面図である。 ワイヤーをカム機構を介して昇降部材を昇降させる正面図であり、ロック状態を示す。

本発明の実施の形態について、一例示として台車等に取り付ける自在キャスターについて、ブレーキがかかっているロック状態である正面を示す図１（Ａ）、図１（Ａ）の平面を示す図２、図１（Ａ）の右側面を示す図３、図１（Ａ）のＡ〜Ａ断面を示す図４、アンロック状態である正面を示す図５、図５の平面を示す図６、図５の右側面を示す図７、図５のＡ〜Ａ断面を示す図８を参照して説明する。

台車の台板（図示略）の下には、車輪２の回転が自在な自在キャスター１が取り付けてあり、前記台板に取りける固定基台４と、回転可能な車輪２が回転軸２ａに取り付けてある回転基台５とは、ベアリング６を介して連結されている。
そして、前記回転基台５が固定基台４に対して回動停止する回動停止手段について説明する。
前記固定基台４には回動可能にストッパー軸作動アーム7が設けてあり、その端部に取り付けの操作部材８を介して、ワイヤー９を引っ張ることによって前記ストッパー軸作動アーム７が回動する。

また、前記ストッパー軸作動アーム７の中心を挟んで一対の作動部材１０が設けてある、そして、これらの作動部材１０に横設の連結部材１１には昇降部材１２が設けてあり、作動部材１０と連結部材１１とでリンク機構を構成する。
また、前記昇降部材１２の下端部には連結板１３が、主バネ１５を介して取り付けてあり、前記連結板１３には９０°間隔で、４箇所のコ字状の切り欠け形状の連結孔１６が形成してあり、後述する回転基台５に取り付けのスイングロック体１７に設けてある凸部１８と嵌合する。

また、前記主バネ１５によって、前記連結孔１６は、常時、凸部１８と嵌合するように付勢して、固定基台４と回転基台５との連結を可能にしている。
尚、前記連結孔１６は４個設けてあるが、その数は任意であり、例えば、４５°の８個を設けると、最大４５°の回転基台５の回転により、連結孔１６と凸部１８とが嵌合して回動が停止される。

以上の構成による回動停止手段であるが、この回動停止手段の要部は、固定基台４に取り付けてある昇降部材１２（連結板１３）を上昇させることによって、凸部１８は連結孔１６から離脱して、回転基台５は固定基台４に対して回動自在になり、一方、昇降部材１２（連結板１３）を下降させることによって、凸部１８が連結孔１６に嵌合して、回転基台５は固定基台４に対して回動不可となりロック状態になる。
尚、主バネ１５とワイヤー９を引っ張ることによって、前記昇降部材１２（連結板１３）を昇降させる機構を採用しているが、その他、操作部材を昇降させて前記昇降部材１２（連結板１３）を昇降させる機構等、種々の構成であってもよい。
また、前記回動停止手段に対して、昇降部材１２の連結板１３に凸部１８を設け、回転基台５に取り付けのスイングロック体１７に連結孔１６を設ける、即ち、前記回動停止手段とは連結孔１６、凸部１８を逆に設ける構成であってもよい。

次に、車輪回転停止手段について説明すると、前記回転基台５に設けてある回転軸２ａには、回転可能な車輪２と、回転しない固定された車輪用ストッパーディスク２１が取り付けてあり、車輪用ストッパーディスク２１の外周には後述するストッパー爪２２が嵌合するストッパー凹凸２３が形成されている。
なお、このストッパー爪２２とストッパー凹凸２３の凹部とが接触する接触部２２ａ、２３ａの形状はテーパー状であり、ストッパー爪２２の接触部２２ａは幅広になるテーパーであり、ストッパー凹凸２３の凹部における接触部２３ａは幅狭くなるテーパーであり、このテーパー状による接触によって、重量物を載置の台車等に対して、円滑に嵌合してブレーキがかかり、離脱をして回転可能となる。

また、前記回転基台５には、スイングロック体１７が爪軸２５で回動可能に取り付けてあり、そのスイングロック体１７には前記ストッパー凹凸２３の凹部に嵌合して車輪２を停止させるストッパー爪２２が設けてある。
また、前記スイングロック体１７を、常時、ストッパー凹凸２３の凹部から離脱させるために、離脱バネ２６が、前記爪軸２５の左側に設けてあると共に、スイングロック体１７の上限位置を規制する上限ピン２７が設けてある。
このように、ストッパー爪２２がストッパー凹凸２３の凹部に嵌合して停止させる機構は堅固であり、重量物を載置の台車等であっても、滑ることなくロック（ブレーキ）がかかった状態になる。

次に、前記ブレーキ機構の作用について説明すると、図１〜図３はブレーキがかかったロック状態である。
このロック状態は、ワイヤー９は引っ張り状態ではなく、昇降部材１２は主バネ１５によって、前記連結孔１６に凸部１８が嵌合して、回転基台５は固定基台４と連結して、回転基台５の回動を不可にしている。即ち、回動停止手段によって、回転基台５の回動はロック状態である。
また、前記主バネ１５の反発力は離脱バネ２６の反発力に打ち勝って、ストッパー爪２２はストッパー凹凸２３の凹部に嵌合して、車輪２は停止される。即ち、車輪停止手段はブレーキがかかったロック状態である。

一方、台車等を走行させるときには、ワイヤー９を引っ張ることによって、操作部材８を介してストッパー軸作動アーム７が回動して、昇降部材１２は主バネ１５を圧縮して上昇する。そのため、連結孔１６から凸部１８が離脱して、回転基台５は固定基台４から切り離されて、回転基台５は回動自在になり、回動停止手段の回動はアンロック状態である。
また、スイングロック体１７は、離脱バネ２６によって、ストッパー爪２２はストッパー凹凸２３の凹部から離脱し、車輪２の回転が可能になる。即ち、車輪停止手段はアンロック状態になり、台車等の走行が可能になる。

尚、本願発明は、回動自在な自在キャスターに対するブレーキ機構であり、回動停止手段によって回転基台５は固定基台４に対して回動不可にし、更に、車輪停止手段によって車輪の回転を停止させるものであり、車輪停止手段は他の公知の機構を採用してもよい。

次に、前記回動停止手段によって回転基台５は固定基台４に対して回動不可にし、更に、車輪停止手段によって車輪の回転を停止させるものである。しかし、車輪が回転中にワイヤー９を引っ張ると、ストッパー爪２２がストッパー凹凸２３の凹部に嵌合するように作用するが、ストッパー爪２２が跳ね上げて主バネ１５の反発力に打ち勝って、連結板１３を上昇させて、円滑にロック状態にならないということがおこる。
そこで、その解決策として、主バネ１５の反発力を高めるという選択があるが、前記主バネ１５の反発力に打ち勝ってアンロック状態にするときには、ワイヤー９の引っ張り力が大きくなって好ましくない。

そこで、図１に示すワイヤー９が操作部材８に直接、接続してなる構成に替えて、図９（正面図）、図１０（平面図）、図１１（正面図）に示すリンク機構を介して、操作することについて説明する。尚、図９は後記で詳述するがアンロック状態であり、図１１はロック状態である。
ワイヤー９は第１連結体５１の端部に接続されている。また、固定軸である第１の支点５３を頂部とする回動可能な三角状のリンク体５５が取り付けてあり、このリンク体５５の下部の左側には前記第１連結体５１の他端部と回動可能に結合すると共に、右側には、第２連結体５７の端部を第２の支点５４として回動可能に結合する。

また、前記第２連結体５７の他端部と前記操作部材８の他端部を第３の支点５８として回動可能に連結する。また、前記操作部材８には、前記第２連結体５７の側部が係止するストッパーピン６０が設けてある。
尚、ワイヤー９は第１連結体５１の端部に接続して、ワイヤー９をほぼ直線往復動可能な構成であるが、ワイヤー９を、直接、前記第１連結体５１の端部に相当する箇所のリンク体５５に結合してもよい。
また、前記リンク体５５を常時、反時計方向に回動してロック状態にするために、前記主バネ１５に替えて、ワイヤー９を緩める方向に引っ張っている主バネ６２が取り付けてあり、バネ６２とバネ１５は同じ作用をなす。また、前記操作部材８の回動はストッパー軸作動アーム７を回動し、一対の作動部材１０と連結部材１１の回動を介して、昇降部材１２を昇降する。

図９は、主バネ６２の引っ張り力に打ち勝って、ワイヤー９を引っ張った状態であり、回動停止手段の回動はアンロック状態である。
ワイヤー９を引っ張ると、第１連結体５１を介してリンク体５５は第１の支点５３である固定軸で時計方向に回動する。そして、第２連結体５７は左方向に移動し、操作部材８を時計方向に回動し、この操作部材８の時計方向の回動によって、ストッパー軸作動アーム７が時計方向に回動して、一対の作動部材１０と連結部材１１の回動を介して、昇降部材１２は上昇する。
そのため、連結孔１６から凸部１８が離脱して、回転基台５は固定基台４から切り離されて、回転基台５は回動自在になり、回動停止手段の回動はアンロック状態になる。

次に、アンロック状態からロック状態への操作について図１１を参照して説明すると、ワイヤー９の引っ張りをなくすと、主バネ６２の引っ張りにより、リンク体５５は第１の支点５３である固定軸で反時計方向に回動して、第２連結体５７の他端部に結合の操作部材８は反時計方向の回動し、第２連結体５７の他端部と前記操作部材８の他端部を結合の第３の支点５８と、第２連結体５７の端部である第２の支点５４及び前記固定軸である第１の支点５３は、ほぼ、直線状に位置する方向に移動する。
なお、前記第２連結体５７の側部はストッパーピン６０に当たるまでの回動が可能であり、このストッパーピン６０は、第２連結体５７がそれ以上回動した状態でワイヤー９を引っ張るとアンロック状態にすることができないことを防止するものである。

前記のリンク機構に対して、ストッパー爪２２が跳ね上げて昇降部材１２を上昇させる力は、操作部材８の回転モーメントとして作用するが、前記リンク体５５、第２連結体５７及び操作部材８で構成のリンク機構における第１の支点５３、第２の支点５４及び第３の支点５８が、前記したように、ほぼ直線状に位置する方向に移動することにより、前記操作部材８の回転モーメントは抑制されて、昇降部材１２の上昇も抑制される。
そのため、アンロック状態からロック状態に移行する過程において、前記操作部材８の回転モーメント、即ち、昇降部材１２の上昇が順次抑制されて、車輪４が回転中であっても、円滑に、ロック状態に移行する。

次に、前記リンク機構と異なり、図１２（正面図）、図１３（平面図）、図１４（正面図）に示すカム機構を介して、操作することについて説明する。尚、図１２は後記で詳述するがアンロック状態であり、図１４はロック状態である。
ワイヤー９は第１連結体５１の端部に接続されている。また、固定軸７１を頂部とする回動可能な三角状のリンク体７０を取り付けて、このリンク体７０の下部の左側には前記第１連結体５１の他端部と回動可能に結合すると共に、右側にはロッド７３が取り付けてある。

また、ストッパー軸作動アーム７で回動するカム７５には、前記ロッド７３を案内するカム溝７８が形成してある。このカム溝７８に従って、カム７５、即ち、ストッパー軸作動アーム７が回動し、一対の作動部材１０と連結部材１１の回動を介して、昇降部材１２を昇降する。
尚、ワイヤー９は第１連結体５１の端部に接続して、ワイヤー９をほぼ直線往復動可能な構成であるが、ワイヤー９を、直接、リンク体７０に結合してもよい。また、前記リンク体７０を常時、反時計方向に回動してロック状態にするために、前記主バネ１５に替えて、ワイヤー９を緩める方向に引っ張っている主バネ７９が取り付けてあり、バネ７９とバネ１５は同じ作用をなす。

」
次に、図１２に示すワイヤー９を主バネ７９に打ち勝って引っ張った状態であるアンロック状態について説明する。このワイヤー９の引っ張りにより、固定軸７１でリンク体７０が時計方向に回動し、ロッド７３を介してカム溝７８に案内されて、カム７５は時計方向に回動する。このカム７５の時計方向の回動により、ストッパー軸作動アーム７が時計方向に回動し、一対の作動部材１０の時計方向の回動によって、連結部材１１を介して昇降部材１２は上昇して、アンロック状態になる。

次に、アンロック状態からロック状態への操作について図１４を参照して説明する。ワイヤー９の引っ張りをなくすと、主バネ７９の引っ張りにより、リンク体７０は固定軸７１で反時計方向に回動する。そして、ロッド７３はカム溝７８に案内されて、カム７５は反時計方向に回動することにより、ストッパー軸作動アーム７が反時計方向に回動する。

前記カム機構において、ストッパー爪２２が跳ね上げて昇降部材１２が上昇する力は、連結部材１１と作動部材１０を介してカム７５を時計方向のモーメントとして作用するが、アンロック状態からロック状態への過程において、カム溝７８の形状は、ロッド７３を介して固定軸７１で回動するリンク体７０の時計方向のモーメントを、順次、小さくなるように形成してある。即ち、リンク体７０の時計方向のモーメントが順次、抑制されると共に、カム７５の時計方向へのモーメントが抑制される。
そのため、ワイヤー９を緩めてアンロック状態からロック状態に移行すると、前記カム機構によって、カム７５の時計方向へのモーメントが順次抑制され、即ち、昇降部材１２の上昇が順次抑制されて、車輪４が回転中であっても、円滑に、ロック状態に移行できる。

２ 車輪
４ 固定基台
５ 回転基台
７ ストッパー軸作動アーム
１２ 昇降部材
１３ 連結板
１５，６２，７９ 主バネ
１６ 連結孔
１７ スイングロック体
１８ 凸部
２２ ストッパー爪
２３ ストッパー凹凸２３
２６ 離脱バネ
５５ リンク体
５７ 第２連結体
７３ ロッド
７５ カム
７８ カム溝

Claims (6)

1. 台車等に取り付けの固定基台に回動可能に連結され、回転する車輪を取り付けの回転基台で構成の自在キャスターであって、
   前記回転基台を固定基台に対して回動を停止する回動停止手段と、車輪の回転を停止する車輪停止手段を備え、
   前記回動停止手段を、固定基台に取り付けの昇降する昇降部材に設けてある連結板と、この連結板に形成の連結孔と、前記連結孔に嵌合、離脱可能に前記回転基台に設けてある凸部とで構成され、
   前記凸部が連結孔に嵌合して回転基台の回動を停止し、離脱して回動可能にすることを特徴とする自在キャスターのブレーキ機構。
2. 台車等に取り付けの固定基台に回動可能に連結され、回転する車輪を取り付けの回転基台で構成の自在キャスターであって、
   前記回転基台を固定基台に対して回動を停止する回動停止手段と、車輪の回転を停止する車輪停止手段を備え、
   前記回動停止手段を、固定基台に取り付けの昇降する昇降部材に設けてある連結板と、この連結板に形成の凸部と、前記凸部に嵌合、離脱可能に前記回転基台に設けてある連結孔とで構成され、
   前記凸部が連結孔に嵌合して回転基台の回動を停止し、離脱して回動可能にすることを特徴とする自在キャスターのブレーキ機構。
3. 請求項１または請求項２の自在キャスターのブレーキ機構であって、
   ワイヤーを介してリンク体を回動し、この回動するリンク体に結合の第２連結体を介して回動する操作部材、及びこの回動する操作部材に結合のストッパー軸作動アームの回動を介して昇降部材を昇降させることを特徴とする自在キャスターのブレーキ機構。
4. 請求項１または請求項２の自在キャスターのブレーキ機構であって、
   ワイヤーを介してリンク体を回動し、この回動するリンク体にロッドを設け、カム溝を形成のカムは前記カム溝をロッドが案内されて回動し、このカムの回動によって操作部材、及びこの回動する操作部材に結合のストッパー軸作動アームの回動を介して昇降部材を昇降させることを特徴とする自在キャスターのブレーキ機構。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項の自在キャスターのブレーキ機構であって、
   車輪停止手段として、回転軸に固定の車輪用ストッパーディスクとスイングロック体で構成し、
   前記車輪用ストッパーディスクの外周にストッパー凹凸を設け、
   前記スイングロック体にストッパー爪を設け、
   ストッパー爪がストッパー凹凸の凹部に嵌合すると車輪の回転が停止し、離脱して車輪の回転が可能であることを特徴とする自在キャスターのブレーキ機構。
6. 請求項５の自在キャスターのブレーキ機構であって、
   ストッパー爪とストッパー凹凸の凹部の形状をテーパ状にすることを特徴とする自在キャスターのブレーキ機構。