JP3875694B2 - キャスター - Google Patents

Description

本発明は主として各種運搬物を移動運搬するための移動台車の如き被移動体における車輪として使用するのに好適で、方向転換特に逆向きに移動することになったときの方向転換が円滑かつ容易に行えるようにしたキャスターに関する。

従来からこの種の各種運搬物の移動・運搬等のために使用される運搬物用の移動台車は、運搬物を載置する台板の下面に自在車と称されるキャスターを付設しており、その移動方向に対応するように転動方向での方向転換がなされるようにしてある。すなわち台板の下面に回転自在に連結される主軸の下端にブラケットを固定し、このブラケットに走行面上を転動する車輪を支承して成るものであり、主軸の軸方向に沿う荷重支持線下方に車輪の車輪軸を配置せずに、主軸と車輪軸とは鉛直線方向で位置をずらしてあることで、運搬物の荷重が車輪に直接に負荷されないようにすると共に、移動方向の後方側に常時位置されるように向きが変換されて車輪の転動が円滑に行われるように配慮されている。

ただ、こうしたキャスターでは、台車の移動方向に対して主軸の後方側に車輪軸が位置するようになっているから、その移動方向が変更されるとブラケットの向きが、更に車輪自体の向きすなわちその車輪軸の位置が変更されるもので、これは台車の移動方向が転換される毎に行われている。そのため、ブラケット、車輪自体の向きの方向指向性を安定させるように従来では、特許文献１乃至３にあるようなキャスターが提案されている。すなわち特許文献１では、走行回転体の支持部材（ブラケット）と操舵軸（主軸）の受部材との間を連結する弾性部材を使用状態に撓ませる制限部材を設けることにより、指向性を安定させ、荷重の変動に対処する良好な弾性を付与するようにしたものである。特許文献２では、旋回部材と車輪との間に水平面で傾斜しているトレールの反転機構を設けることにより、台車の前後進間の進路変更に対し、車輪が反転して対応するようにして、旋回部材の旋回に伴う台車の大きな挙動を抑制し、台車の安定走行の確保が図れるようにしたものである。特許文献３では、バネの弾発作用で荷重に対応して車輪を上下動させることで、荷重の支持時では床面に対する損傷が抑制された状態で定位置に安定させ、外部荷重の除去によって容易に移動できるようにしたものである。
特開昭５５−１４５００４号公報 特開昭６１−１１５７０４号公報 特開平１１−１８０１０４号公報

ところがこのような従来提案されているキャスターによれば、台車自体が方向転換するときには、いずれも台車に連結する操舵軸の如き主軸を中心としてブラケット全体が回転するものとなり、このブラケットの回転は車輪が走行面上で走行面を擦過するようになるから、走行面を損傷させるものとなる。すなわち台車の移動方向が１８０度で方向転換されるとき、僅かな移動であっても主軸の周囲で旋回するように回転するために走行面が損傷し、また車輪自体も摩耗するのである。

そこで本発明は叙上のような従来存した諸事情に鑑み創出されたもので、例えば被移動体である台車の移動方向が全く逆方向に転換されても、その重心移動に伴う方向変換に対して円滑かつ迅速に追随してその場で移動方向の後方側に配置されるものとし、しかもその方向変換時では主軸の無駄な回転を抑制すると共に、走行面に損傷を与えず、車輪自体も摩耗しないばかりでなく、構成も簡単であるキャスターを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明にあっては、被移動体（Ｃ）の下面に回転自在に支承される主軸１にストッパブラケット２を設け、このストッパブラケット２に方向反転機構１０を介して移動車輪５を支承して成り、方向反転機構１０は、移動車輪５が車輪回転軸６によって回転自在に軸支されていて、ストッパブラケット２に前後方向で揺動自在に支承される揺動ブラケット１１と、この揺動ブラケット１１における車輪回転軸６に揺動自在に軸支されてストッパブラケット２の前後方向で揺動されるよう、上面に円弧状の重心移動面１３を形成してあると共に、揺動時の端部がストッパブラケット２に当接するスライドストッパー１２と、このスライドストッパー１２の重心移動面１３で転動するようローラー軸１６を介してストッパブラケット２に軸支されている回転ローラー１５とから成るものである。
ストッパブラケット２の端部には、スライドストッパー１２の揺動時の端部が当接するストッパ片３を設けることができ、また、揺動ブラケット１１はローラー軸１６に揺動自在に支承することができる。
回転ローラー１５は、重心移動面１３とスライドストッパー１２の揺動方向に沿うように相互に噛み合う溝、ガイド突条１４によって嵌め合わせて構成することができる。

以上のように構成された本発明に係るキャスターにあって、これを装着した被移動体例えば台車Ｃが所定の方向に移動するとき、その重心が主軸１によって移動車輪５に負荷されるとき、方向反転機構１０において、台車Ｃの移動方向と同方向に回転ローラー１５は重心移動面１３上で回転してスライドストッパー１２を移動方向とは逆方向に揺動させ、移動車輪５を移動方向の後方側に位置させ、台車Ｃを円滑に移動させる。
台車Ｃの移動方向が転換されるとき、例えば移動方向が逆の反対方向となるとき、回転ローラー１５が重心移動面１３上を転動し、これに伴う重心移動によってスライドストッパー１２をそれまでとは逆の方向に揺動させ、揺動ブラケット１１によって移動車輪５を転換される移動方向とは逆の後方側に位置させ、同様に台車Ｃを円滑に移動させる。
回転ローラー１５の重心移動面１３上の回転は、スライドストッパー１２を揺動させて揺動ブラケット１１と共にこの揺動ブラケット１１に支承してある移動車輪５をストッパブラケット２の前後方向に移動させ、重心位置である主軸１位置に対し、台車Ｃの移動方向に沿う反対側に移動車輪５を位置させる。このとき、主軸１は必要以上に回転せず、移動車輪５は、移動方向の転換時の位置で走行面上で擦過することなく、そのまま逆回転して台車Ｃ等を移動させる。
ストッパブラケット２の端部に設けたストッパ片３は、ローラー軸１６に支承されて揺動するスライドストッパー１２の端部に当接してスライドストッパー１２の必要以上の揺動を阻止し、移動方向と反対側である後方側で移動車輪５を適正な位置に保持させる。
ストッパブラケット２のストッパ片３は前後に揺動するスライドストッパー１２の揺動範囲を適正な範囲に規制して、移動車輪５の車輪回転軸６位置を所定の高さで保持し、その円滑な回転を確保させる。
重心移動面１３と回転ローラー１５とを噛み合わせる溝、ガイド突条１４は、回転ローラー１５の回転をスライドストッパー１２に適正な方向で揺動させるように規制し、移動方向の転換時におけるスライドストッパー１２の揺動に伴う移動車輪５位置を円滑に変更させる。

以上のように構成された本発明に係るキャスターによれば、例えばキャスターが下面に装着されている例えば台車Ｃの移動方向が全く逆方向に転換されても方向反転機構１０における回転ローラー１５の回転とスライドストッパー１２の揺動とに伴う移動車輪５の常時の後方側への移動とその場での逆回転とによって、台車Ｃの移動に伴う重心移動に対応した方向変換に円滑かつ迅速に追随し、しかもその方向変換時では主軸１の無駄な回転を抑制すると共に、走行面に損傷を与えないものとなり、しかも移動車輪５自体も摩耗しなく、永年に亙る使用を可能にするものである。

すなわちこれは本発明において、主軸１にストッパブラケット２を設け、このストッパブラケット２に方向反転機構１０を介して移動車輪５を支承して成り、その方向反転機構１０は、移動車輪５が軸支されてストッパブラケット２に前後方向で揺動自在に支承される揺動ブラケット１１と、この揺動ブラケット１１における車輪回転軸６に揺動自在に軸支されてストッパブラケット２の前後方向で揺動されるよう、上面に円弧状の重心移動面１３を形成してあると共に、揺動時の端部がストッパブラケット２に当接するスライドストッパー１２と、このスライドストッパー１２の重心移動面１３で転動するようローラー軸１６を介してストッパブラケット２に軸支されている回転ローラー１５とから成るものとしたからであり、これによって、台車Ｃの方向転換に伴う移動車輪５のその場での逆回転を可能にし、主軸１の無駄な回転、走行面の損傷、移動車輪５の摩耗等を未然に防止することができる。

またストッパブラケット２の端部には、スライドストッパー１２の揺動時の端部が当接するストッパ片３を設けてあるので、回転ローラー１５の回転によって重心移動面１３を介して、またローラー軸１６を支点として揺動されるスライドストッパー１２の揺動範囲を適正な範囲内に規制でき、台車Ｃの移動時における移動車輪５の移動方向に沿う後方側での適正位置を保持させることができる。

回転ローラー１５は、重心移動面１３とスライドストッパー１２の揺動方向に沿うように相互に噛み合う溝、ガイド突条１４によって嵌め合わせてあるから、回転ローラー１５の回転はスライドストッパー１２を確実に前後方向に沿って揺動させ、移動車輪５の後方側への移動を的確、円滑に行わせるのである。

尚、上記の課題を解決するための手段、発明の効果の項夫々において付記した符号は、図面中に記載した構成各部を示す部分との参照を容易にするために付したもので、図面中の符号によって示された構造・形状に本発明が限定されるものではない。

以下図面を参照して本発明を実施するための最良の一形態を説明すると、図において示される符号１は運搬台車の如き所定の運搬物を載置させて移動運搬するために被移動体である台車Ｃの下面に回転自在に支承される主軸であり、この主軸１の下端にはストッパブラケット２が設けられている。なお、この主軸１とストッパブラケット２とは図示のように一体的な固定構成とされる場合に限らず、主軸１に対してストッパブラケット２が回転自在となるよう適当な軸受を介して連結されることもある。

ストッパブラケット２自体は、図２に示すように側面から見て左右である移動方向に沿う前後部が下方にほぼ９０度で折曲されることでストッパ片３が形成されていると共に、移動方向に沿う左右部には方向反転機構１０を介して移動車輪５が回転自在に支承されている。そして、方向反転機構１０は、台車Ｃの移動方向すなわち重心の移動方向に対応して主軸１の軸方向に対して移動車輪５の位置を移動方向の後方側に位置決め変更させるのであり、ストッパ片３はこの方向反転機構１０における後述する側面円弧の外郭形状を呈するスライドストッパー１２の端部面に当接するようになっている。

方向反転機構１０は、移動車輪５が車輪回転軸６によって回転自在に軸支されていて、ストッパブラケット２に前後方向で揺動自在に支承される揺動ブラケット１１と、この揺動ブラケット１１における車輪回転軸６に揺動自在に軸支されてストッパブラケット２の前後方向で揺動されるよう、上面に円弧状の重心移動面１３を形成してあると共に、揺動時の端部がストッパブラケット２に当接するスライドストッパー１２と、このスライドストッパー１２の重心移動面１３で転動するようローラー軸１６を介してストッパブラケット２に軸支されている回転ローラー１５とから成る。

揺動ブラケット１１は、図示例ではストッパブラケット２における左右部にストッパブラケット２上部から左右で対峙状に垂設されている軸受側片４の外側面にローラー軸１６によって前後方向で揺動可能なように支承されており、このローラー軸１６を支点として前後に揺動するよう、例えば側面から見て縦長矩形状に形成されている。もとより、この揺動ブラケット１１は軸受側片４の内側面に左右で対峙状に配したり、場合によっては１個にして配したりすることもできる。

そしてこの左右に配した一対の揺動ブラケット１１の下部に貫挿した車輪回転軸６によって車輪回転軸６から抜脱されないようにして移動車輪５を回転自在に支承してあり、この移動車輪５自体は図示のように左右で対にして配装する場合に限らず、１個にすることも可能である。

スライドストッパー１２は、移動車輪５を支承している車輪回転軸６に前後端部を上下方向で揺動可能にして支承してあり、車輪回転軸６によって揺動ブラケット１１が揺動したとき、このスライドストッパー１２の端部が前記ストッパ片３に当接することでスライドストッパー１２自身の揺動範囲が規制されるようにしてある。

また、このスライドストッパー１２の上面は、ローラー軸１６を支点として回転する回転ローラー１５の外周面に形成してある溝に嵌め合うことで、この回転ローラー１５の周面に沿ってスライドストッパー１２自体を揺動させるようにしたガイド突条１４が突設形成されている円弧面状の重心移動面１３となっている。スライドストッパー１２自体の揺動範囲は図３に示すように、回転ローラー１５の周囲でスライドストッパー１２が前後に揺動したとき、回転ローラー１５に対してスライドストッパー１２がほぼ中央位置にあるときに比し、移動車輪５をストッパブラケット２に対しての前後のいずれかに移動させ、主軸１からの重心位置の変動に対応して移動車輪５が移動するようにしてある。

なお、ガイド突条１４が回転ローラー１５の外周面の溝と嵌め合わせられることで回転ローラー１５に対するスライドストッパー１２の揺動方向をストッパブラケット２の前後方向に沿うように確実に規制させることができる。また溝とガイド突条１４との凹凸の嵌め合いは、ガイド突条１４を回転ローラー１５の外周面に、溝を重心移動面１３に設けても同様に作用する。

回転ローラー１５自体は、ストッパブラケット２における左右の軸受側片４相互間に貫挿した、揺動ブラケット１１を揺動させるためのローラー軸１６に回転自在に支承してあり、これの外周面はスライドストッパー１２の重心移動面１３に内接する如く摺接している。そして図２に示すように主軸１の鉛直方向に沿って重心位置があるときでも、前後方向への僅かな移動でスライドストッパー１２をこの回転ローラー１５で弾くように逆方向に揺動、すなわちこのスライドストッパー１２に支承してある移動車輪５をもその移動方向とは逆方向に移動させるようになっており、このときの回転ローラー１５自身の位置はやや下方に降下するのである。

次に以上のように構成された実施の形態においての使用例を説明すると、図示を省略した運搬物を載置する台車Ｃにおける例えば台板下面に主軸１による水平面での回転が可能な状態で装着する。ここで、台車Ｃ自体を移動させるに際し、図３（ａ）においての右方向に移動しているときには、方向反転機構１０においての回転ローラー１５が台車Ｃ自体の重量等によってスライドストッパー１２を移動方向とは逆方向（図３（ａ）において左側）に揺動させてその揺動先端側の端部を一方のストッパ片３に当接させる。この状態では、揺動ブラケット１１も同方向に揺動して移動車輪５をも移動方向とは逆の後方側に位置させ、台車Ｃの移動方向に追随して転動する。そして移動方向が逆の反対方向に転換されると、すなわち図３（ｂ）においての左方向に移動するときにはその重心の移動に伴い、図２に示されるように回転ローラー１５がスライドストッパー１２の重心移動面１３上を転動し、その半ば位置である中立位置状態となる。この中立状態を経て、同様に、方向反転機構１０においての回転ローラー１５が台車Ｃ自体の重量等によってスライドストッパー１２を移動方向とは逆方向（図３（ｂ）において右側）に揺動させてその揺動先端側の端部を他方のストッパ片３に当接させる。この状態では、揺動ブラケット１１も同方向に揺動して移動車輪５をも移動方向とは逆の後方側に位置させ、台車Ｃの移動方向に追随して転動する。

すなわち方向反転機構１０においては、台車Ｃの移動方向が正反対の向きに転換されるときには主軸１が回転することなく、回転ローラー１５がスライドストッパー１２の重心移動面１３上を転動するに伴い、スライドストッパー１２を移動方向に沿う前後に揺動させることで移動車輪５を移動方向の後方側に位置させ、その重心位置に対応するのである。なお、移動方向の転換が１８０度未満であっても主軸１が転換される方向に対応して回転し、方向反転機構１０においての回転ローラー１５の回転によって同様に作動するのである。

なお、本発明に係るキャスターは、運搬物その他を運搬するための台車Ｃのみならず、移動させるものであればその下面に装着することで使用可能であり、例えば家具類、各種機器類その他のキャスターとして汎用性あるものである。

本発明を実施するための最良の形態を示す側断面図である。 同じく正断面図である。 同じく走行移動時の側断面図であり、その（ａ）は右移動時、その（ｂ）は左移動時を示す。

符号の説明

Ｃ…台車
１…主軸 ２…ストッパブラケット
３…ストッパ片 ４…軸受側片
５…移動車輪 ６…車輪回転軸
１０…方向反転機構 １１…揺動ブラケット
１２…スライドストッパー １３…重心移動面
１４…ガイド突条 １５…回転ローラー
１６…ローラー軸

Claims (4)

1. 被移動体の下面に回転自在に支承される主軸にストッパブラケットを設け、このストッパブラケットに方向反転機構を介して移動車輪を支承して成り、方向反転機構は、移動車輪が車輪回転軸によって回転自在に軸支されていて、ストッパブラケットに前後方向で揺動自在に支承される揺動ブラケットと、この揺動ブラケットにおける車輪回転軸に揺動自在に軸支されてストッパブラケットの前後方向で揺動されるよう、上面に円弧状の重心移動面を形成してあると共に、揺動時の端部がストッパブラケットに当接するスライドストッパーと、このスライドストッパーの重心移動面で転動するようローラー軸を介してストッパブラケットに軸支されている回転ローラーとから成ることを特徴とするキャスター。
2. ストッパブラケットの端部には、スライドストッパーの揺動時の端部が当接するストッパ片を設けてある請求項１に記載のキャスター。
3. 揺動ブラケットはローラー軸に揺動自在に支承してある請求項１または２に記載のキャスター。
4. 回転ローラーは、重心移動面とスライドストッパーの揺動方向に沿うように相互に噛み合う溝、ガイド突条によって嵌め合わせてある請求項１乃至３のいずれかに記載のキャスター。
   

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