JP2844893B2 - Swivel casters - Google Patents
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- JP2844893B2 JP2844893B2 JP2275953A JP27595390A JP2844893B2 JP 2844893 B2 JP2844893 B2 JP 2844893B2 JP 2275953 A JP2275953 A JP 2275953A JP 27595390 A JP27595390 A JP 27595390A JP 2844893 B2 JP2844893 B2 JP 2844893B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は台車もしくはリーチ型フォークリフト等の下
部に反転自在に装着される旋回キャスタに関するもので
ある。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a swivel caster which is mounted on a lower part of a bogie or a reach-type forklift so as to be capable of reversing.
従来の技術 通常の旋回キャスタは、車軸が支持された旋回部材が
車体側の支持枠に鋼球等の転動体を介在させて旋回自在
に支持されており、該旋回部材の旋回中心線と車輪の接
地点との間に所定長のトレールを設けた構成が採用され
ている。上記のトレールとは旋回中心線の延長が路面に
交わる点と車輪の接地面の中心との間の距離であって、
このようなトレールを設けたことによって車輪を路面抵
抗によって進行方向に向けることができる。2. Description of the Related Art In a conventional swivel caster, a swivel member supporting an axle is rotatably supported by a support frame on the vehicle body side with a rolling element such as a steel ball interposed therebetween. A structure in which a trail of a predetermined length is provided between the contact point and the ground point is adopted. The trail is the distance between the point where the extension of the turning center line intersects the road surface and the center of the wheel's tread,
By providing such a trail, the wheels can be directed in the traveling direction by road surface resistance.
このような通常の旋回キャスタは、旋回部材を旋回さ
せることによってトレールの方向を変更するようにして
いるため、台車等の前後方向の進路を変更する際には該
台車の挙動が大きくなるという課題がある。Since such a normal swivel caster changes the direction of the trail by swiveling the swiveling member, the behavior of the bogie increases when changing the course of the bogie or the like in the front-rear direction. There is.
一方、上記に対処するため実開昭61−115704号公報に
は、第10図に示したように支持枠１のフランジ部1aを車
体３にボルト5,5により固定し、該支持枠１の下面にボ
ルト7,7によって固定された支持部材９と略円筒状の旋
回部材11の上端部近傍との間に鋼球等の転動体13を介在
して第１の軸受15を設ける一方、上記旋回部材11の中間
部と車輪支持部材17との間に同様な転動体19を介在して
第２の軸受21を設けた構成が開示されている。23はボル
ト25,25によって第２の軸受21の上端に配置された抑え
板である。On the other hand, in order to deal with the above, Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 61-115704 discloses that a flange portion 1a of a support frame 1 is fixed to a vehicle body 3 with bolts 5,5 as shown in FIG. The first bearing 15 is provided between the support member 9 fixed to the lower surface by the bolts 7 and 7 and the vicinity of the upper end of the substantially cylindrical revolving member 11 with a rolling element 13 such as a steel ball interposed therebetween. A configuration in which a second bearing 21 is provided between the intermediate portion of the turning member 11 and the wheel support member 17 with a similar rolling element 19 interposed therebetween is disclosed. Reference numeral 23 denotes a holding plate arranged at the upper end of the second bearing 21 by bolts 25,25.
27は車輪支持部材17から下方に延長されたブラケット
であって、このブラケット27に揺動自在に支持された十
字状の車軸29に車輪31が回転可能に支持されている。Reference numeral 27 denotes a bracket extending downward from the wheel support member 17, and a wheel 31 is rotatably supported on a cross-shaped axle 29 which is swingably supported by the bracket 27.
そして上記旋回部材11の旋回中心線Ｘと、車軸支持部
材17の旋回中心線Ｙとは交差するように設定されてい
る。換言すれば上記旋回中心線Ｘと旋回中心線Ｙとにそ
れぞれ直交するラインＸ′,Y′との間に所定の角度θが
形成されるように前記第１の軸受15に対して第２の軸受
21を傾斜させて配置してある。The turning center line X of the turning member 11 and the turning center line Y of the axle support member 17 are set to intersect. In other words, the second bearing is formed with respect to the first bearing 15 so that a predetermined angle θ is formed between the lines X ′ and Y ′ orthogonal to the turning center line X and the turning center line Y, respectively. bearing
21 is inclined.
このような構成によれば、旋回部材11の旋回中心線Ｘ
と車輪31の路面Ｅとの接地点O1との間にトレールt1が与
えられ、車輪31は路面抵抗を受けて進行方向に向くの
で、旋回キャスタとして作用する。又、車体３の進路変
更時には旋回部材11と車輪支持部材17とが一体になって
支持枠１に対して旋回し、車輪31が進行方向に追従する
一方、台車３の前進から後進への進路変更時には、車輪
31に路面抵抗を受けても車輪支持部材17及び車輪31は旋
回せず、旋回部材11のみが両軸受15,21の作用により支
持枠１及び車輪支持部材17に対して反転（180゜回転）
して車輪31が仮想線の位置に移行して接地点がO2とな
り、この状態で安定する。従って車体３の前後進間の進
路変更時には車輪31が若干傾動するのみで旋回を伴わな
いので、車体３の挙動を小さくすることができる。According to such a configuration, the turning center line X of the turning member 11
A trail t 1 is given between the ground point O 1 of a road surface E of the wheel 31, the wheel 31 is so oriented in the traveling direction by receiving surface resistance, acting as a pivot casters. Also, when the course of the vehicle body 3 is changed, the turning member 11 and the wheel supporting member 17 turn integrally with respect to the support frame 1 so that the wheels 31 follow the traveling direction, while the course of the truck 3 from the forward direction to the reverse direction. When changing, wheels
The wheel support member 17 and the wheel 31 do not turn even if the road surface resistance is applied to 31, and only the turning member 11 is inverted (180 ° rotation) with respect to the support frame 1 and the wheel support member 17 by the action of the two bearings 15, 21.
And wheels 31 are migrated grounding point is O 2 next to the position of the imaginary line, is stable in this state. Therefore, when the course of the vehicle body 3 is changed between forward and backward travel, the wheels 31 only slightly tilt and do not involve turning, so that the behavior of the vehicle body 3 can be reduced.
発明が解決しようとする課題 しかしながらこのような従来の旋回キャスタにあって
は、車輪31が車両の進行方向に対するセルフアライニン
グトルクによって反転する構成となっていたため、例え
ば第11図（Ａ）に示したように駆動輪の据切り等によっ
て一対の車輪31,31の回転中心軸Ａ方向と平行な方向に
駆動力Ｆが発生した場合、上記旋回部材11がＸを旋回中
心として車輪31,31と無関係に旋回してしまい、前記ト
レールt1が車輪31,31の進行方向と垂直な方向に向いて
しまうことがあるという課題があった。Problems to be Solved by the Invention However, in such a conventional turning caster, since the wheels 31 are configured to be reversed by a self-aligning torque in the traveling direction of the vehicle, for example, as shown in FIG. As described above, when the driving force F is generated in a direction parallel to the direction of the rotation center axis A of the pair of wheels 31, 31 due to the departure of the driving wheels, the turning member 11 is connected to the wheels 31, 31 with X as the turning center. will be independently turning the trail t 1 has a problem that it may become oriented in the traveling direction perpendicular to the direction of the wheels 31, 31.
その結果、車輪31,31を旋回させるモーメントが発生
しなくなり、車両の走行に対して抵抗が生じて車体にシ
ョックを与えてしまうとともに、上記抵抗を解消するに
は大きなエネルギーロスを伴うという難点がある。As a result, a moment to turn the wheels 31 and 31 is not generated, which causes a resistance to the running of the vehicle and gives a shock to the vehicle body. is there.
一方、車両の走行中に操舵を行った場合には、上記駆
動力Ｆは連続的に変化するから車輪支持部材17にはセル
フアライニングトルクが発生して車輪31,31の進行方向
は駆動力Ｆの方向に追従し、車両が前進から後進へ方向
転換した場合には前記トレールt1の作用に基づいて車輪
31,31が180゜反転する。ところが車両の停車中に据切り
を実施した場合には、駆動力Ｆの方向が断続的に変化す
るため、第11図（Ｂ）の矢印Ｐに示したように、旋回部
材11のみが旋回して車輪支持部材17はそのままの状態を
保つ。従って駆動力Ｆの方向とトレールt1とがともに車
輪31,31の進行方向の垂直方向に一致してしまうので、
車輪31,31には旋回モーメントが伝達されず、第12図及
び第13図に示したように、駆動力Ｆに対して逆向きの抵
抗力Ｒが生じて、旋回トルクtSに対して操舵角θが90゜
の近傍のＣ領域が死点の範囲内に入り、車両の挙動が不
安定になってしまうとともにこの死点からの脱出にショ
ックを伴い、且つ大きなエネルギーロスを生じてしまう
という問題点を有している。On the other hand, when steering is performed while the vehicle is running, the driving force F changes continuously, so that a self-aligning torque is generated in the wheel supporting member 17 and the traveling direction of the wheels 31, 31 is changed by the driving force. follow the direction of F, based on the action of the trail t 1 when the vehicle is turning to the reverse from the forward wheels
31,31 is inverted by 180 °. However, when the vehicle is stationary while the vehicle is stopped, the direction of the driving force F changes intermittently, so that only the turning member 11 turns as shown by the arrow P in FIG. 11 (B). As a result, the wheel supporting member 17 is kept as it is. Therefore, since the direction of the driving force F and the trail t 1 will both coincide in the vertical direction of the traveling direction of the wheel 31, 31,
Turning moment is not transmitted to the wheels 31, 31, as shown in Figure 12 and Figure 13, it occurs resistant R in the reverse direction to the driving force F, steering to the pivot torque t S The area C where the angle θ is near 90 ° falls within the dead center range, and the behavior of the vehicle becomes unstable, and escape from the dead center involves a shock and a large energy loss is caused. Has problems.
上記の死点とはセルフアライニングトルクが０となっ
た点であり、第13図（Ｂ）に示したように車輪31,31の
弾性変形に伴なう荷重のアンバランスが発生しても旋回
モーメントが発生しない。特にＣ領域ではロードホイー
ルの角度が何等かの外力によって変化して、例えば片輪
の輪圧を０としない限り死点から容易に脱出することが
出来ない。The dead point is a point at which the self-aligning torque becomes zero, and even if a load imbalance occurs due to the elastic deformation of the wheels 31, 31 as shown in FIG. 13 (B). No turning moment is generated. In particular, in the area C, the angle of the road wheel changes due to some external force. For example, unless the wheel pressure of one wheel is set to 0, it is impossible to escape from the dead center easily.
そこで本発明はこのような従来の旋回キャスタが有し
ている課題を解消して、車両の据切り時における死点を
解消して旋回モーメントが得られる上、走行中の旋回部
材に車両進行方向と逆向きの駆動力が加えられた場合に
も安定した走行状態が得られる旋回キャスタを提供する
ことを目的とするものである。Accordingly, the present invention solves the problems of such a conventional turning caster, eliminates a dead point when the vehicle is stationary, and obtains a turning moment. It is another object of the present invention to provide a turning caster capable of obtaining a stable running state even when a driving force in the opposite direction is applied.
課題を解決するための手段 本発明は上記の目的を達成するために、車体側の支持
枠に対して軸受を介して支持された旋回部材と、該旋回
部材に車輪支持部材を介して回転自在に支持された車輪
とを備え、上記旋回部材の旋回中心線と車輪の接地点と
の間にトレールを形成して、路面抵抗によって車輪を進
行方向に向けるようにした旋回キャスタにおいて、上記
車体側の支持枠と旋回部材との間に第１の軸受を設け
て、旋回部材を回転自在に支持するとともに、上記旋回
部材と車輪支持部材との間に、上記旋回部材の旋回中心
線と交差する回転中心線を有し、且つ前記第１の軸受と
略同心位置に第２の軸受を設け、上記旋回部材の旋回中
心と車輪支持部材の回転中心との間に、車輪の進行方向
に対して該旋回中心と回転中心とが直角方向にずれるオ
フセットを付与して、車輪支持部材に加えられる駆動力
の大きさと方向に応じて、直線走行中には最も小さく、
トレールが車輪支持部材の回転中心方向を向くに従って
順次大きくなるようにした旋回キャスタの構成にしてあ
る。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention provides a turning member supported via a bearing to a support frame on the vehicle body side, and the turning member is rotatable via a wheel supporting member. A turning caster having a wheel supported by the turning member, a trail formed between the turning center line of the turning member and a ground contact point of the wheel, and the wheel is directed in the traveling direction by road surface resistance. A first bearing is provided between the support frame and the turning member to rotatably support the turning member, and intersects the turning center line of the turning member between the turning member and the wheel support member. A second bearing is provided at a position substantially concentric with the first bearing, and has a rotation center line, and is provided between the turning center of the turning member and the rotation center of the wheel supporting member with respect to the traveling direction of the wheel. The center of rotation and the center of rotation are displaced in the perpendicular direction. Depending on the magnitude and direction of the driving force applied to the wheel support member, the smallest during straight running,
The swivel caster has a configuration in which the trail gradually increases as the trail faces the center of rotation of the wheel support member.
作用 かかる旋回キャスタによれば、車体の進路変更時には
旋回部材と車輪支持部材とが一体になって旋回し、車輪
が進行方向に追従する一方、車体の前進から後進への進
路変更時には、車輪に路面抵抗を受けても車輪支持部材
及び車輪は旋回せず、旋回部材のみが反転する。従って
車体の前後進間の進路変更時には車輪が若干傾動するの
みで旋回を伴わず、車体の挙動を小さくすることができ
る。According to such a turning caster, the turning member and the wheel support member turn integrally with each other when the course of the vehicle body changes, and the wheels follow the traveling direction. Even if the road surface resistance is received, the wheel support member and the wheel do not turn, and only the turning member is reversed. Therefore, when changing the course between the forward and backward movements of the vehicle body, the wheels are only slightly tilted without turning and the behavior of the vehicle body can be reduced.
前記第１の軸受と第２の軸受とが略同心位置に配置さ
れているため、両軸受の回転中心の交点は荷重中心を含
む平面の近傍に位置しており、キャスタの全高が低くな
る。更に旋回部材の旋回中心と車輪支持部材の回転中心
との間に、車輪の進行方向に対して該旋回中心と回転中
心とが直角方向にずれるオフセットを付与したことによ
り、車輪支持部材に加えられる駆動力の大きさと方向に
応じて直線走行中には最も小さく、トレールが車輪支持
部材の回転中心方向を向くに従って順次大きくなる旋回
モーメントが発生する。Since the first bearing and the second bearing are arranged substantially concentrically, the intersection of the rotation centers of the two bearings is located near a plane including the center of load, and the overall height of the caster is reduced. Further, an offset is provided between the turning center of the turning member and the rotation center of the wheel support member such that the turning center and the rotation center are shifted in a direction perpendicular to the traveling direction of the wheel, and thus the wheel support member is added to the wheel support member. A turning moment is generated during the straight running according to the magnitude and direction of the driving force, and the turning moment is the smallest when the trail is directed toward the rotation center of the wheel supporting member.
又、駆動力の方向が連続的に変化している場合には、
車輪支持部材の進行方向は駆動力の方向に追従して、車
輪の受ける抵抗は転がり抵抗のみとなる。更に据切りを
行った場合には、車輪の摩擦力を伴うため抵抗が大きく
なるので、前記オフセット量を適当な寸法に設定してお
くことにより、走行中の車輪の旋回モーメントは、前記
セルフアライニングトルクに打消される程小さくなり、
従って車両の据切り時には、前回モーメントがセルフア
ライニングトルクに対して充分に大きくなるため、その
効果を発揮することができる。If the direction of the driving force is continuously changing,
The traveling direction of the wheel supporting member follows the direction of the driving force, and the resistance received by the wheel is only the rolling resistance. Further, when the vehicle is derailed, the resistance increases due to the frictional force of the wheels. Therefore, by setting the offset amount to an appropriate size, the turning moment of the running wheels can be reduced by the self-alignment. It becomes small enough to be canceled by the lining torque,
Therefore, when the vehicle is stationary, the previous moment is sufficiently large with respect to the self-aligning torque, so that the effect can be exhibited.
実施例 以下図面中の第１図乃至第３図を参照して本発明にか
かる旋回キャスターの実施例を、前記従来の構成と同一
の構成部分に同一の符号を付して詳述する。Embodiment An embodiment of a swivel caster according to the present invention will be described in detail below with reference to FIGS.
図中の１は車体側の支持枠であって、この支持枠１の
開口端1bにアウタハウジング33の下端部33bが嵌着固定
されており、該アウタハウジング33の上面に開口された
開口部33aにカバー部材35が取付けられている。In the drawing, reference numeral 1 denotes a support frame on the vehicle body side. A lower end 33b of an outer housing 33 is fitted and fixed to an open end 1b of the support frame 1, and an opening formed on the upper surface of the outer housing 33. A cover member 35 is attached to 33a.
上記アウタハウジング33の周縁部内側面には第１のア
ウタレース37が固定されており、該第１のアウタレース
37の内側には、転動体39を介在して第１のインナレース
41が配置されていて、上記アウタレース37,転動体39及
びインナレース41により第１の軸受43が構成されてい
る。45は該第１の軸受43の下面を支える抑え板である。A first outer race 37 is fixed to the inner side surface of the outer peripheral portion of the outer housing 33.
Inside the 37, the first inner race with rolling elements 39 interposed
A first bearing 43 is formed by the outer race 37, the rolling elements 39, and the inner race 41. Reference numeral 45 denotes a holding plate for supporting the lower surface of the first bearing 43.
一方、47はアウタハウジング33内に配置された旋回部
材であり、この旋回部材47の内側には第２のアウタレー
ス49が固定されており、該第２のアウタレース49の内側
には転動体51,51を介在して第２のインナレース53が配
置されていて、上記アウタレース49,転動体51及びイン
ナレース53により第２の軸受55が構成されている。即
ち、第２の軸受55の転動体51は複列に配置されている。
この第２の軸受55の下端開口部にはシール部材56が配設
されている。On the other hand, reference numeral 47 denotes a revolving member arranged in the outer housing 33. A second outer race 49 is fixed inside the revolving member 47, and rolling elements 51, 51 are provided inside the second outer race 49. The second inner race 53 is disposed with the 51 interposed therebetween, and the outer race 49, the rolling element 51 and the inner race 53 constitute a second bearing 55. That is, the rolling elements 51 of the second bearing 55 are arranged in double rows.
A seal member 56 is provided at the lower end opening of the second bearing 55.
詳細は後述するように、第１の軸受43と第２の軸受55
とは略同心位置に配置されており、且つ該第２の軸受55
は第１の軸受43に対して一定の角度だけ傾動した状態に
設定されている。As described later in detail, the first bearing 43 and the second bearing 55
And the second bearing 55
Is set in a state of being inclined by a certain angle with respect to the first bearing 43.
57は車輪支持部材であり、該車輪支持部材57の外側面
に前記第２のインナレース53が固定されている。従って
アウタハウジング33に対して第１の軸受43を介して旋回
部材47が旋回自在に支持されているとともに、この旋回
部材47に対して第２の軸受55を介して車輪支持部材57が
旋回自在に支持されている。Reference numeral 57 denotes a wheel support member, and the second inner race 53 is fixed to an outer surface of the wheel support member 57. Therefore, the turning member 47 is rotatably supported on the outer housing 33 via the first bearing 43, and the wheel supporting member 57 is freely rotatable on the turning member 47 via the second bearing 55. It is supported by.
59は車輪支持部材57から下方に延長されたブラケット
であって、第２図に示したように該ブラケット59に揺動
自在に支持された十字状の車輪61の両端に一対の車輪6
3,63が回転可能に支持されている。Reference numeral 59 denotes a bracket extending downward from the wheel support member 57. As shown in FIG. 2, a pair of wheels 6 is provided at both ends of a cross-shaped wheel 61 supported swingably on the bracket 59.
3,63 are rotatably supported.
そして上記旋回部材47の旋回中心線Ｘと、車輪支持部
材57の旋回中心線Ｙとは交差するように設定されてい
る。即ち第１図に示すO1は車輪63の接地点であり、ａは
旋回中心線Ｘの延長ラインが路面Ｅと接する点、ｂは旋
回中心線Ｙの延長ラインが路面Ｅと接する点である。The turning center line X of the turning member 47 and the turning center line Y of the wheel support member 57 are set to intersect. That is, O1 shown in FIG. 1 is a ground contact point of the wheel 63, a is a point where an extension line of the turning center line X contacts the road surface E, and b is a point where an extension line of the turning center line Y contacts the road surface E. .
更に本発明にあっては、第２図，第３図に示したよう
に旋回部材７の旋回中心X1と車輪支持部材57の回転中心
X2とは、車輪の進行方向に対して該旋回中心X1と回転中
心X2とが直角方向にずれるオフセットＬが付与されてい
る。Furthermore in the present invention, FIG. 2, the rotation center of the rotation center X 1 and the wheel support member 57 of the pivot member 7, as shown in FIG. 3
The X 2, offset L of the orbiting center X 1 with respect to the traveling direction of the wheel and the rotation center X 2 is shifted in the perpendicular direction is applied.
このような構成によれば、第１図に示したように点ａ
と車輪63の接地点O1との間にトレールt1が与えられ、車
輪63は路面抵抗を受けて進行方向に向くので、旋回キャ
スタとして作用する。According to such a configuration, as shown in FIG.
A trail t 1 is given between the ground point O 1 of the wheel 63, the wheel 63 is so oriented in the traveling direction by receiving surface resistance, acting as a pivot casters.
又、車体３の進路変更時には、旋回部材47と車輪支持
部材57とが一体になって旋回し、車輪63が進行方向に追
従する一方、車体３の前進から後進への進路変更時に
は、車輪63に路面抵抗を受けても車輪支持部材57及び車
輪63は旋回せず、旋回部材47のみが反転して、車輪63が
仮想線の位置に移行して接地点がO2となり、この状態で
安定する。従って車体３の前後進間の進路変更時には車
輪63が若干傾動するのみで旋回を伴わないので、車体３
の挙動を小さくすることができる。When the course of the vehicle body 3 is changed, the turning member 47 and the wheel support member 57 turn integrally, and the wheels 63 follow the traveling direction. On the other hand, when the course of the vehicle body 3 is changed from forward to reverse, the wheels 63 a wheel support member 57 and the wheel 63 even when subjected to surface resistance is not turning, only the turning member 47 is reversed, the grounding point wheel 63 is shifted to the position of the virtual line O 2 becomes stable in this state I do. Therefore, when the course of the vehicle body 3 is changed between forward and backward movement, the wheels 63 only slightly tilt and do not involve turning.
Can be reduced.
又、第１の軸受43と第２の軸受55とが略同心位置に配
置されているため、両軸受43,55の回転中心の交点Ｏが
各軸受の荷重中心を含む平面の近傍に位置しており、キ
ャスタの全高を低くすることが可能となる。従ってリー
チ式フォークリフトのようにフロアボードの低床化が望
まれる装置に適用した際に有利である。Further, since the first bearing 43 and the second bearing 55 are disposed substantially concentrically, the intersection O of the rotation centers of the two bearings 43 and 55 is located near a plane including the load center of each bearing. As a result, the overall height of the caster can be reduced. Therefore, it is advantageous when the present invention is applied to a device such as a reach-type forklift in which a floor board is desired to be lowered.
更に本実施例では、前記したように旋回部材47の旋回
中心X1と車輪支持部材57の回転中心X2とが車輪の進行方
向に対して直角方向に所定長Ｌだけオフセットされてい
るので、車輪支持部材57にどのような駆動力Ｆが加えら
れた場合にあっても、第４図（Ａ）（Ｂ）に示したよう
に該駆動力Ｆの大きさと方向に応じた旋回モーメントＭ
（＝Ｆ×Ｌ）が発生する。即ち第５図に示した操舵角θ
と旋回モーメントＭの関係から明らかなように、旋回モ
ーメントＭの大きさは、車両の直線走行中にはモーメン
トM1で示したように最も小さく、操舵に伴ってトレール
t1が車輪支持部材57の回転中心方向を向くに従ってモー
メントM2からモーメントM3まで順次大きくなる。Further, in the present embodiment, since it is offset by a predetermined length L in a direction perpendicular to the rotation center X 2 and the traveling direction of the wheel rotation center X 1 and the wheel support member 57 of the pivot member 47 as described above, Whatever driving force F is applied to the wheel supporting member 57, as shown in FIGS. 4A and 4B, a turning moment M corresponding to the magnitude and direction of the driving force F is obtained.
(= F × L) occurs. That is, the steering angle θ shown in FIG.
As apparent from the relationship between the turning moment M and the size of the turning moment M is minimized as during straight running of the vehicle shown in moment M 1, along with the steering trail
increase sequentially from the moment M 2 up moment M 3 according to t 1 faces the center of rotation of the wheel support member 57.
即ち駆動力Ｆの方向が連続的に変化している場合に
は、車輪支持部材57の進行方向は駆動力Ｆの方向に追従
しているから車輪63,63の受ける抵抗は転がり抵抗のみ
であり、この値は一般的に極めて小さくなっている。That is, when the direction of the driving force F is continuously changing, the traveling direction of the wheel supporting member 57 follows the direction of the driving force F, so that the resistance received by the wheels 63 is only the rolling resistance. , This value is generally very small.
これに反して据切りを行った場合には、車輪63,63の
摩擦力Ｓを伴うため、抵抗が大きくなる。従って前記オ
フセットＬを適当な寸法に設定しておくことにより、走
行中の車輪63,63の旋回モーメントＭは、前記セルフア
ライニングトルクに打消される程小さいため、ほとんど
問題とならず、他方において車両の据切り時には旋回モ
ーメントＭがセルフアライニングトルクに対して充分に
大きくなるため、その効果を発揮することができる。On the other hand, when the stationary is performed, the frictional force S of the wheels 63 is increased, so that the resistance increases. Therefore, by setting the offset L to an appropriate dimension, the turning moment M of the running wheels 63, 63 is small enough to be canceled by the self-aligning torque. When the vehicle is stationary, the turning moment M is sufficiently large with respect to the self-aligning torque, so that the effect can be exhibited.
尚、据切りの方向によって前記セルフアライニングト
ルクとオフセットＬに伴う旋回モーメントＭとが釣り合
うためには死点が生じることがあるが、この死点は従来
例と異なり、第６図に示したようにセルフアライニング
トルクＴと前記オフセットＬによって生じる旋回モーメ
ントＭとが釣り合った領域θＤの近傍に死点が形成され
ており、ロードホイールの回転中心は駆動力Ｆの方向と
直交した位置にある。ここでセルフアライニングトルク
Ｔと前記オフセットＬによって生じる旋回モーメントＭ
は、駆動力Ｆと該駆動力Ｆに対する抵抗力から生じるも
のであるが、車輪63,63と接地面との摩擦力Ｓとの影響
で上記死点の生じる旋回角は駆動力Ｆの大きさにより変
化する。従って駆動力Ｆが大きくなった場合には、車輪
63,63間の抵抗にアンバランスが発生して、第７図に示
したように抵抗力Ｒの着力点が変化してセルフアライニ
ングトルクＴが変化し、更に前記オフセットＬによる旋
回モーメントＭが不安定となって死点が解消され、車輪
63,63が旋回する。この時に車輪63,63の片輪の輪圧が０
となることはない。In order to balance the self-aligning torque with the turning moment M associated with the offset L depending on the direction of the stationary operation, a dead center may be generated. However, this dead center is different from the conventional example and is shown in FIG. as the self-aligning torque T wherein are dead center is formed in the vicinity of the turning moment M and the balanced region theta D caused by the offset L, and the rotation center of the road wheel in a position perpendicular to the direction of the driving force F is there. Here, the turning moment M generated by the self-aligning torque T and the offset L
Is caused by the driving force F and the resistance to the driving force F. The turning angle at which the dead center occurs due to the frictional force S between the wheels 63, 63 and the ground contact surface is determined by the magnitude of the driving force F. It changes with. Therefore, when the driving force F increases,
As a result, the self-aligning torque T changes due to the change in the point of application of the resistance R as shown in FIG. Instability, dead point is eliminated, wheels
63, 63 turns. At this time, the wheel pressure of one of the wheels 63, 63 is 0
Will not be.
従って本実施例における死点は不安定な死点であっ
て、駆動力Ｆを変化させるかもしくは他の外的要因によ
って簡単に脱出することができる。Therefore, the dead point in the present embodiment is an unstable dead point, and can be easily escaped by changing the driving force F or other external factors.
一方、通常の平坦路の走行中は問題がないが、車輪6
3,63が突起に乗り上げたり、凹凸路面を走行する場合に
は、連続的に操舵している際にあってもロードホイール
に大きな抵抗が発生することがある。このような場合に
は前記オフセットＬによって生じる旋回モーメントＭに
よってロードホイールが車両の進行方向と異なる方向に
向けられてしまうので、車両の安定性が損なわれて円滑
な走行及び発進が出来なくなるという難点がある。On the other hand, there is no problem while traveling on a normal flat road,
When the vehicle 3,63 rides on a protrusion or travels on an uneven road surface, a large resistance may be generated on the road wheel even during continuous steering. In such a case, the turning wheel M is directed in a direction different from the traveling direction of the vehicle due to the turning moment M generated by the offset L, so that the stability of the vehicle is impaired and smooth running and starting cannot be performed. There is.
この対策としては、本発明の他の実施例として、前記
車輪支持部材57のピボット部をオフセット方向の片輪に
寄せることによって、オフセットＬによる旋回モーメン
トとピボット部の旋回モーメントとが打ち消すように作
用して、車両の安定性が保持される。このピボット部の
旋回モーメントによって据切り時における前記オフセッ
トＬの効果が損なわれることはないが、車両が前進から
後進への方向転換を行った際には、ピボット部の旋回モ
ーメントは反転するもののオフセットＬによる旋回モー
メントＭは反転しない。そこで第８図に示したように抵
抗Ｒの着力点と旋回部材47の旋回中心X1との間にオフセ
ットＬ′を形成したことにより、上記着力点の旋回モー
メントの反転をオフセットＬ′により打ち消すことがで
きる。第９図（Ａ）は他の実施例における操舵角θと旋
回モーメントM1による駆動力Ｆのバランスの状態を示し
ており、同図（Ｂ）は同じく死点の安定状態を示してい
る。図中のZ1は安定領域を示し、Z2は不安定領域を示し
ている。As a countermeasure against this, as another embodiment of the present invention, the pivoting portion of the wheel support member 57 is moved toward one wheel in the offset direction so that the turning moment due to the offset L and the turning moment of the pivot portion cancel each other. As a result, the stability of the vehicle is maintained. The turning moment of the pivot portion does not impair the effect of the offset L at the time of stationary, but when the vehicle changes direction from forward to reverse, the turning moment of the pivot portion is reversed, but the offset moment is reversed. The turning moment M due to L does not reverse. 'By forming the offset L inversion of the turning moment of the force applied point' offset L between where the applied point of the resistor R as shown in FIG. 8 and the orbiting center X 1 of the pivot member 47 cancel by be able to. FIG. 9 (A) shows the state of the balance of the driving force F by the steering angle θ and the turning moment M 1 in another embodiment, FIG. (B) is likewise shows a stable state of the dead point. Z 1 in the figure shows the stability region, Z 2 represents an unstable region.
以上説明してように、本実施例によれば従来例におけ
る車両の方向転換時の死点を実用上無視できるまでにな
くして、車輪を旋回させる旋回モーメントを容易に発生
するとともに、走行中の旋回部材に車両進行方向と逆向
きの駆動力が加えられた場合にも安定した走行状態が得
られるという作用が得られる。As described above, according to the present embodiment, the dead point at the time of turning of the vehicle in the conventional example is practically negligible, and a turning moment for turning the wheels is easily generated, and the running moment during the running is reduced. The effect that a stable running state can be obtained even when a driving force in the direction opposite to the vehicle traveling direction is applied to the turning member.
発明の効果 以上詳細に説明した如く、本発明にかかる旋回キャス
タによれば、以下に記す作用効果がもたらされる。即
ち、車体の進路変更時には旋回部材と車輪支持部材とが
一体になって旋回し、車輪が進行方向に追従する一方、
車体の前進から後進への進路変更時には、車輪に路面抵
抗を受けても車輪支持部材及び車輪は旋回せず、旋回部
材のみが反転する。従って車体の前後進間の進路変更時
には車輪が若干傾動するのみで旋回を伴わず、車体の挙
動を小さくすることができる。又、第１の軸受と第２の
軸受とが略同心位置に配置されているため、両軸受の回
転中心の交点が各軸受の荷重中心を含む平面の近傍に位
置しており、キャスタの全高を低くすることが可能とな
る。Effects of the Invention As described in detail above, according to the swivel caster of the present invention, the following functions and effects can be obtained. That is, when changing the course of the vehicle body, the turning member and the wheel supporting member turn integrally, and the wheels follow the traveling direction,
When changing the course of the vehicle body from forward movement to reverse movement, the wheel support member and the wheels do not turn even if the wheels receive road surface resistance, and only the turning members are reversed. Therefore, when changing the course between the forward and backward movements of the vehicle body, the wheels are only slightly tilted without turning and the behavior of the vehicle body can be reduced. Further, since the first bearing and the second bearing are arranged at substantially concentric positions, the intersection of the rotation centers of the two bearings is located near a plane including the load center of each bearing, and the overall height of the caster Can be reduced.
更に旋回部材の旋回中心と車輪支持部材の回転中心と
が車輪の進行方向に対して旋回中心と回転中心とが直角
方向にずれるオフセットＬが付与されているので、車輪
支持部材にどのような駆動力が加えられた場合にあって
も該駆動力の大きさと方向に応じた旋回モーメントを発
生することができる上、前記オフセット量を適当な寸法
に設定しておくことにより、走行中の車輪の旋回モーメ
ントをセルフアライニングトルクに打消される程小さく
することが可能となり、特に車両の据切り時には、旋回
モーメントがセルフアライニングトルクに対して充分に
大きくなるため、車輪を旋回させるモーメントを発生す
ることができる。Further, since the center of rotation of the turning member and the center of rotation of the wheel supporting member are provided with an offset L in which the center of rotation and the center of rotation are shifted in a direction perpendicular to the traveling direction of the wheel, Even when a force is applied, a turning moment according to the magnitude and direction of the driving force can be generated, and by setting the offset amount to an appropriate size, the traveling wheel The turning moment can be reduced so as to be canceled by the self-aligning torque. In particular, when the vehicle is stationary, the turning moment becomes sufficiently large with respect to the self-aligning torque. be able to.
又、駆動力の方向が連続的に変化している場合には、
車輪支持部材の進行方向は駆動力の方向に追従して、車
輪の受ける抵抗は転がり抵抗のみとすることができて、
車両走行時の抵抗をなくして車体にショックを与えるこ
とがなく、且つ上記抵抗を解消するためのエネルギーロ
スが生じないという効果が得られる。If the direction of the driving force is continuously changing,
The traveling direction of the wheel support member follows the direction of the driving force, and the resistance received by the wheel can be only rolling resistance,
The effect of eliminating the resistance during traveling of the vehicle so as not to give a shock to the vehicle body and preventing the occurrence of energy loss for eliminating the resistance is obtained.
第１図は本発明にかかる旋回キャスタの一実施例を示す
要部断面図、第２図は同側面図、第３図は同平面図、第
４図は本実施例における車輪への駆動力とモーメントの
相関を示す概要図、第５図は同操舵角とモーメントの相
関を示す概要図、第６図は同動作特性を示すグラフ、第
７図は同車輪の旋回状態を示す概要図、第８図は本発明
の他の実施例を示す概要図、第９図（Ａ）は同動作を示
す概要図、同図（Ｂ）は同動作特性を示すグラフ、第10
図は従来の旋回キャスターの一例を示す要部断面図、第
11図（Ａ）（Ｂ）は同従来例における車輪への駆動力と
動作の相関を示す概要図、第12図は同旋回トルクと操舵
角の相関を示すグラフ、第13図（Ａ）は従来例における
車輪の旋回状態を示す平面図、第13図（Ｂ）は同側面図
である。 １……支持枠、33……アウタハウジング、 37……第１のアウタレース、39……転動体、 41……第１のインナレース、43……第１の軸受、 47……旋回部材、49……第２のアウタレース、 51……転動体、53……第２のインナレース、 55……第２の軸受、57……車輪支持部材、 61……車軸、63……車輪。FIG. 1 is a sectional view of an essential part showing an embodiment of a swivel caster according to the present invention, FIG. 2 is a side view thereof, FIG. 3 is a plan view thereof, and FIG. FIG. 5 is a schematic diagram showing a correlation between the steering angle and the moment, FIG. 6 is a graph showing the operation characteristics, FIG. 7 is a schematic diagram showing a turning state of the wheels, FIG. 8 is a schematic diagram showing another embodiment of the present invention, FIG. 9 (A) is a schematic diagram showing the same operation, FIG. 8 (B) is a graph showing the same operation characteristic, FIG.
The figure is a sectional view of an essential part showing an example of a conventional swivel caster.
11 (A) and (B) are schematic diagrams showing the correlation between the driving force to the wheels and the operation in the conventional example, FIG. 12 is a graph showing the correlation between the turning torque and the steering angle, and FIG. 13 (A) is FIG. 13 (B) is a plan view showing a turning state of wheels in a conventional example, and FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Support frame, 33 ... Outer housing, 37 ... First outer race, 39 ... Roller element, 41 ... First inner race, 43 ... First bearing, 47 ... Slewing member, 49 ... Second outer race, 51 rolling element, 53 second inner race, 55 second bearing, 57 wheel support member, 61 axle, 63 wheel.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B60B 33/00 - 33/08──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) B60B 33/00-33/08
Claims (1)
された旋回部材と、該旋回部材に車輪支持部材を介して
回転自在に支持された車輪とを備え、上記旋回部材の旋
回中心線と車輪の接地点との間にトレールを形成して、
路面抵抗によって車輪を進行方向に向けるようにした旋
回キャスタにおいて、 上記車体側の支持枠と旋回部材との間に第１の軸受を設
けて、旋回部材を回転自在に支持するとともに、上記旋
回部材と車輪支持部材との間に、上記旋回部材の旋回中
心線と交差する回転中心線を有し、且つ前記第１の軸受
と略同心位置に第２の軸受を設け、上記旋回部材の旋回
中心と車輪支持部材の回転中心との間に、車輪の進行方
向に対して該旋回中心と回転中心とが直角方向にずれる
オフセットを付与して、車輪支持部材に加えられる駆動
力の大きさと方向に応じて、直線走行中には最も小さ
く、トレールが車輪支持部材の回転中心方向を向くに従
って順次大きくなるようにしたことを特徴とする旋回キ
ャスタ。1. A turning member supported by a support frame on a vehicle body side via a bearing, and a wheel rotatably supported on the turning member via a wheel supporting member, wherein the turning member is turned. Form a trail between the center line and the ground point of the wheel,
In a turning caster in which wheels are directed in a traveling direction by road surface resistance, a first bearing is provided between a support frame on the vehicle body side and a turning member to support the turning member rotatably and the turning member. A rotation center line intersecting with the rotation center line of the turning member, and a second bearing provided substantially concentrically with the first bearing; Between the center of rotation of the wheel support member and the center of rotation of the wheel support member, the center of rotation and the center of rotation are offset in a direction perpendicular to the traveling direction of the wheel, and the magnitude and direction of the driving force applied to the wheel support member are changed. The turning caster according to claim 1, wherein the trailer is smallest during straight running, and gradually increases as the trail faces the center of rotation of the wheel support member.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2275953A JP2844893B2 (en) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | Swivel casters |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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