JP3996746B2

JP3996746B2 - キャスタの制動構造

Info

Publication number: JP3996746B2
Application number: JP2001214561A
Authority: JP
Inventors: 喜輝東條
Original assignee: NANSIN CO Ltd
Current assignee: NANSIN CO Ltd
Priority date: 2001-07-13
Filing date: 2001-07-13
Publication date: 2007-10-24
Anticipated expiration: 2021-07-13
Also published as: JP2003025805A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は制動時の操作力を軽減することのできるキャスタの制動構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
キャスタの車輪の回転を制動するために、従来は車輪をブレーキシューで押圧する構造がとられている。
即ち、操作ペダルを動かして、カムやリンクなどの伝動機構を介してブレーキシューを変位させ、該ブレーキシューで車輪を押圧して、ブレーキシューと車輪の摩擦を利用し制動している。
従って、制動力を強めるためにはペダル操作力を大きくする必要があり、ペダル操作に大きな力を要するので操作が困難になる。
また、ペダルの操作完了後は、一定の押圧力でブレーキシューと車輪が接触し制動されているため一定の制動力しか得られない。
ペダルの操作は軽いことが望まれているが、制動力は強いことが要求されており、現状では両者は相反する現象である。
また、キャスターの使用段階では車輪のトレッド面は床面と接地しているためほこりや汚れ、車輪のトレッド面の摩耗等によって、押圧量（力）が一定であってもブレーキシューとの摩擦が低下して本来の制動力を保持できない虞れもある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上記事情に鑑みて創案されたものであって、その主たる課題は、制動操作がブレーキシューを車輪に接するだけのペダル操作で完了し、その後に車輪が回転しようとするとその回転を利用して自動的に制動力を高めることができるキャスタの制動構造を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成するために、請求項１の発明では、
制動時のペダル操作によって制動乃至制動解除方向に変位するブレーキアームに枢着されたブレーキシューの制動面が、制動時に車輪の被制動面に対して車輪の回転に連動して枢動しうる程度の摩擦力で接触してなり、
車輪が前後いずれの方向に回転しても、該回転角度に比例してブレーキシューが前記ブレーキアームとの枢着点を支点にして連動して枢動し、前記中立位置からトレッド面に対して食い込む方向に変位して自動的に車輪への制動力を強める、という技術的手段を講じている。
また、請求項２の発明では、
ブレーキシューが車輪の被制動面の制動位置より上方または下方に枢着されており、ブレーキシューの制動面が車輪のトレッド面に接すると車輪の回転と連動してブレーキシューが枢動するよう構成されており、
上記ブレーキシューの枢着点から制動面までの長さがブレーキシューが接した位置から車輪の回転角度が大きくなるに従って長くなるように設定されている、という技術的手段を講じている。
また、請求項３の発明では、
ブレーキシューが、車輪の中心より偏心した位置に枢着されており、ブレーキシューの制動面が車輪のトレッド面に接すると車輪の回転と連動してブレーキシューが枢動するよう構成されており、
上記ブレーキシューが車輪の回転により車輪の被制動面に対して食い込む方向に枢動して制動力を高める、という技術的手段を講じている。
請求項４の発明では、
ブレーキシューの制動面が車輪のトレッド面に接すると車輪の回転と連動して回転するよう構成されており、
上記ブレーキシューの制動面の接触面積が車輪のトレッド面に接した位置から車輪の回転角度が大きくなるに従って広くなるように設定されている、という技術的手段を講じている。
請求項５の発明では、
車輪とブレーキシューとの間に、車輪の回転力に連動して変位し上記ブレーキシューを車輪の被制動面に押し付ける力に大きく変換する倍力装置を設けてなる、という技術的手段を講じている。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明のキャスタの制動構造の好適実施例について図面を参照して説明する。
図１に示す第１実施例のキャスタ１は、取付盤２と、該取付盤２に旋回自在に装着されたヨーク部３と、該ヨーク部３に軸支された車輪４と、制動乃至制動解除用のペダル５と、該ペダル５によって公知のカム６を介して変位するブレーキアーム７と、該ブレーキアーム７に枢着されたブレーキシュー１０とからなっている。
【０００６】
このブレーキシュー１０は、車輪４のトレッド面９より下方位置で枢軸Ｐ１で枢着されている。
そして、ブレーキシュー１０と前記ブレーキアーム７との間にはゴムなどの弾性体１１（板バネまたは線バネ等でもよい）を介設しており、ブレーキシュー１０が車輪４の被制動面となるトレッド面９に対してその接線方向を向くように付勢されている。
【０００７】
ここでブレーキアーム７は、ペダル５を制動位置（図中実線位置）にすると、ブレーキシュー１０が車輪４のトレッド面９に接するが、その摩擦力は車輪４の回転に連動して枢動しうる程度に設定されればよい。
そのために操作力は従来に比べて軽くて済む。
また、制動解除時にはペダル５を車軸と同軸の枢着点８を支点として図中、時計方向に回転して制動解除位置に切り替えると、ブレーキアーム７が上昇し、ブレーキシュー１０が車輪４のトレッド面９から隙間を有して離間する位置に変位する。
【０００８】
そして、前記制動時に、ブレーキシュー１０はトレッド面９に接しており、車輪４が前後いずれかに回転するとブレーキシュー１０が枢軸Ｐ１による枢着点を支点にして連動する方向に枢動し、ブレーキシュー１０の先端側がトレッド面９に対して食い込む方向に変位する。
【０００９】
これにより、車輪４が前後いずれかに回転しようとすると、その回転角度に比例してブレーキシュー１０が傾いて強くトレッド面９に食い込むので、マニュアルによる操作力とは無関係に、車輪４の回転力に比例した制動力が自動的に得られる。
本実施例では、ブレーキシュー１０は中立姿勢に保持されているので、車輪４が前後いずれの方向に回転しても前記制動力が働く。
【００１０】
図２に示す参考例のキャスタ１の制動構造は、ブレーキアーム７にブレーキシュー１０を枢着しているが、ブレーキシュー１０は、車輪４のトレッド面９より上方位置で枢軸Ｐ１で枢着されている。
そして、上記枢軸Ｐ１にスプリング（線バネ）１１が掛け止められてブレーキシュー１０をトレッド面９に対してその接線方向を向くように付勢している。
その他の構成は前記実施例と同様であるので、同一構成には同一符号を付してその説明を省略する。
【００１１】
図３に示す第２実施例のキャスタ１の制動構造は、ブレーキシュー１０として断面が略扇状のブロックを用いた異なる実施例である。
図示例の場合、キャスタの基本構造や操作ペダルを省略しており、ペダル操作でブレーキシュー１０を車輪に接する位置に変位させるブレーキアームなどの構成も図示省略している。
【００１２】
この実施例では、ブレーキシュー１０は、車輪４のトレッド面９の上方で枢軸Ｐ２により枢着されており、ブレーキシュー１０の制動面が車輪４の被制動面となるトレッド面９に接すると車輪４の回転と連動してブレーキシュー１０が枢動変位するよう構成されている。
そして、上記ブレーキシュー１０の枢軸Ｐ２から制動面までの長さは、図３（ｂ）で示すように、中央位置の長さｒ１を最短とし、それぞれ端部に向かって除々に長くなるｒ１＜ｒ２＜ｒ３ように中央位置に対して前後対称に設定されている。
【００１３】
従って、この場合も、ブレーキシュー１０はトレッド面９に強く押し付ける必要がなく、連動可能に接触させるだけでよいので軽い操作力でペダル操作を行うことができる。
そして、前記制動時に、ブレーキシュー１０はトレッド面９に接しており、車輪４が前後いずれかに回転するとブレーキシュー１０が枢軸Ｐ２を支点にして連動する方向に枢動し、ブレーキシュー１０の制動面が段階的に枢軸Ｐ２から長くなってトレッド面９に対して食い込んでいく。
【００１４】
これにより、マニュアルによる操作力とは無関係に自動的に大きな制動力が得られる。
本実施例でも、ブレーキシュー１０は中立姿勢に保持されているので、車輪４が前後いずれの方向に回転しても前記制動力が働く。
【００１５】
次ぎに、図４に示す第３実施例のキャスタ１の制動構造は、前記第１実施例に準じる構成であって、ブレーキシュー１０が、図示しないブレーキアームにトレッド面９の制動位置より下方位置で枢軸Ｐ１により枢着されている。
またブレーキシュー１０は枢着位置から延びるレバー片１０ｂと制動面を形成するゴムブロックのシュー本体１０ａと、レバー片１０ｂにシュー本体１０ａを取り付ける支持片部１０ｃとからなっている。
【００１６】
このブレーキシュー１０は、制動時にはカムやトグル機構などでトレッド面９に押し付けられる。
それにより、車輪４の回転する方向に連動してブレーキシュー１０が枢動し、ブレーキシュー１０の制動面がトレッド面９に対して食い込んでいき制動力を高めることができる。
【００１７】
次ぎに、図５に示す第４実施例のキャスタ１の制動構造は、前記実施例に準じる構成であって、ブレーキシュー１０が、図示しないブレーキアームにトレッド面９より上方位置で枢軸Ｐ１により枢着されている。
またブレーキシュー１０の制動面は、車輪４のトレッド面９より内側で小径に設定された段部の内周面９’を被制動面として接触するように構成されている。
なお、ブレーキシュー１０の構造は第４実施例と同様である。
【００１８】
このブレーキシュー１０は、制動時にはカムやトグル機構などで内周面９’に上向きに押し付けられる。
それにより、車輪４の回転する方向に連動してブレークシュー１０が枢動し、ブレーキシュー１０の制動面が内周面９’に対して食い込んでいき制動力を高めることができる。
【００１９】
図６に示す別の参考例のキャスタの制動構造は、ブレーキシュー１０の制動面が車輪４の被制動面となるトレッド面９に接すると車輪４の回転と連動して回転するよう構成されている。
即ち、このブレーキシュー１０はローラー状からなって、車輪４上で回転軸Ｐ２によって回転可能に軸支されており、図示しないブレーキアームなどを介してカムやトグル機構などでトレッド面９に連動可能に接触させることができるようになっている。
【００２０】
そして、このブレーキシュー１０は、上記ブレーキシューの制動面１０ａの接触面積が車輪の被制動面に接した位置から車輪の回転角度が大きくなるに従って接触面積が徐々に広くなって摩擦力が高まるように平面から見て略三角形状に設定されている。
これにより、車輪４の回転によりブレークシュー１０が回転し、ブレーキシュー１０の制動面のトレッド面９に対する接触面積が増大して制動力を高めることができる。
【００２１】
次ぎに、図７に示す更に別の参考例のキャスタの制動構造は、車輪４とブレーキシュー１０との間に、車輪４の回転力に連動して変位し上記ブレーキシュー１０を車輪４のトレッド面９に押し付ける力に大きく変換する倍力機構２０を設けた構成からなっている。
即ち、車輪４には中央に小径の歯車２１が同軸上に固着されている。
一方、ブレーキシュー１０には、略Ｃ状の作動アーム２２の一端２２ａが枢軸Ｐ３で枢着されており、他端２２ｂの内側には歯部２２ｃが形成されて前記歯車２１に噛合している。
【００２２】
そして、歯車２１の軸心とブレーキシュー１０の枢軸Ｐ３位置との間にはガイドリンク２３が架け渡されており、作動アーム２２の変位をガイドしている。
従って、ブレーキシュー１０がトレッド面９に接触するペダル操作位置から車輪が更に図中ａ方向に回転すると、歯車２１の回転で作動アーム２２の螺着側が下向きとなるｂ方向に螺進して枢軸Ｐ３を引き上げる方向に変位させる。
【００２３】
枢軸Ｐ３は、前記ガイドリンク２３の長孔２４にガイドされてトレッド面９へ食い込むｃ方向に強く押されるので、ブレーキシュー１０はトレッド面９へ強く押圧され制動力を高めることができる。
なお、制動解除時には、本実施例では作動アーム２２が歯車２１から外れる構成となっており、本実施例では、歯部２２ｃが形成されている他端２２ｂが、図中ｄ方向に傾動するように枢軸Ｐ４で枢着されており、キャスタの走行時は歯車２１と離れる仮想線位置に保持されており、制動時には図示省略の制動操作部の操作で他端２２ｂが歯車２１と噛合する実線位置に変位し保持されるようになっている。
前記倍力機構は上記実施例に限定されるものではなく、要するに車輪の回転（角度）に応じてブレーキシューの押圧力を強めるように力を変換するものであればよい。
【００２４】
また、前記各実施例で車輪の被制動面は、トレッド面や車輪の同心段部に形成した内周面に限らず、車輪に一体的に設けられて一体に回転する個所であればいずれでもよい。
また、前記実施例で開示された構成の一部を置き換え、あるいは組み合わせて利用するものであってもよい。
その他、要するにこの発明の要旨を変更しない範囲で種々設計変更しうること勿論である。
【００２５】
【発明の効果】
この発明は、制動操作がブレーキシューを車輪に接するだけのペダル操作で完了するので、力を要さず軽い操作で行うことができる。
そして、制動操作後に車輪が回転しようとすると、その回転により生ずる力を利用してブレーキシューを摩擦力が強まる方向に自動的に変位して制動力を強めることができるので、大きな操作力を要さずに車輪に強い制動力を与えることができる。
そのために、ブレーキシューの制動面にほこりや汚れが付着したり、あるいは車輪のトレッド面などの被制動面が摩耗等によってすり減っても、充分な制動力を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は第１実施例のキャスタの制動構造の側面図、（ｂ）はブレーキシュー部分の断面図である。
【図２】（ａ）は参考例のキャスタの制動構造の側面図、（ｂ）はブレーキシュー部分の断面図である。
【図３】（ａ）は第２実施例のキャスタの制動構造の側面図、（ｂ）はブレーキシュー部分の拡大図である。
【図４】第３実施例のキャスタの制動構造の側面図である。
【図５】第４実施例のキャスタの制動構造の側面図である。
【図６】別の参考例のキャスタの制動構造の斜視図である。
【図７】更に別の参考例のキャスタの制動構造の側面図である。
【符号の説明】
１キャスタ
２取付盤
３ヨーク部
４車輪
５ペダル
６カム
７ブレーキアーム
９トレッド面
１０ブレーキシュー
１１弾性体
２０倍力装置

Claims

制動時のペダル操作によって制動乃至制動解除方向に変位するブレーキアームに枢着されたブレーキシューの制動面が、制動時に車輪の被制動面に対して車輪の回転に連動して枢動しうる程度の摩擦力で接触してなり、
車輪が前後いずれの方向に回転しても、該回転角度に比例してブレーキシューが前記ブレーキアームとの枢着点を支点にして連動して枢動し、前記中立位置からトレッド面に対して食い込む方向に変位して自動的に車輪への制動力を強めることを特徴とするキャスタの制動構造。
ブレーキシューが車輪の被制動面の制動位置より上方または下方に枢着されており、ブレーキシューの制動面が車輪のトレッド面に接すると車輪の回転と連動してブレーキシューが枢動するよう構成されており、
上記ブレーキシューの枢着点から制動面までの長さがブレーキシューが接した位置から車輪の回転角度が大きくなるに従って長くなるように設定されていることを特徴とした請求項１に記載のキャスタの制動構造。
ブレーキシューが、車輪の中心より偏心した位置に枢着されており、ブレーキシューの制動面が車輪のトレッド面に接すると車輪の回転と連動してブレーキシューが枢動するよう構成されており、
上記ブレーキシューが車輪の回転により車輪の被制動面に対して食い込む方向に枢動して制動力を高めることを特徴とする請求項１に記載のキャスタの制動構造。