JP5217016B2

JP5217016B2 - 自在キャスタ及びそのキャスタを用いた台車

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Publication number: JP5217016B2
Application number: JP2008214671A
Authority: JP
Inventors: 雅明周藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-07-28
Filing date: 2008-07-28
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2028-07-28
Also published as: JP2010030573A

Description

本発明は、前後輪を全て自在キャスタとした台車の走行性能が向上するように改善した自在キャスタ及びそのキャスタを用いた台車に関する。

全輪を自在キャスタにした台車は、全方向に動かすことができるが、直進性や進路変更において、操作上に難点があった。
その対応策として台車の直進性を向上させるために水平な台車面に対して、自在キャスタの主軸を傾斜させて取付けることにより、直進性を向上させたものがあった。（例えば特許文献１参照）
特開平２００１−１７０６号公報（第２頁、図１）

特許文献１に示す自在キャスタと自在キャスタを取付けた車両は、台車１１の進行方向に対して、自在キャスタの軸心を、前後輪とも後方に傾斜させた状態で取付けることにより、自在キャスタを用いながらも、台車に直進性を持たせたものである。
しかし、このように主軸を傾斜させた自在キャスタを用いた台車で後退すると、車輪の軸心が回転移動して、図１の図中の点線で示すように、車輪の接地面と台車間の間隔が変化してしまう欠点があった。
これは、自在キャスタがその移動方向に対して、常に軸心となる主軸の後方に車輪の中心すなわち車軸を位置させるような作用を持っているからである。その結果、台車の移動方向を変えると、車輪を取付けたブラケット３が回転して、図１の点線で示す位置に移動する。
この自在キャスタは、台車面に対して傾斜した傾斜突起７に取付けられているから、ブラケット３や車輪もその回転移動により、接地面迄の高さが変わることになる。よって、台車の進行方向を反転させるたびに、車輪の方向転換による主軸の回転移動によって、台車が上下動することになり、荷重の大きな台車では、大変な労力を必要としなければならなかった。
また、自在キャスタの前後輪とも、主軸を同一方向に傾斜させて直進性を向上させた結果、自在キャスタでありながら、方向転換性を多少ながらも犠牲にしてしまうという欠点もあった。
本発明は、このような欠点を解消するためになされたものであり、自在キャスタの主軸を傾斜させて台車に取付けても、進行方向を反転させても、台車の高さが変化しない自在キャスタと方向転換も容易な台車が得られる自在キャスタ及びそのキャスタを用いた台車の提供を目的とする。

発明を解決するための手段

上記不具合を解消するために、本発明は次のような構成としている。
請求項１に記載した自在キャスタは、台車本体の裏面側に取付けると共に、その一部に傾斜面を有するトッププレートの傾斜面に取付けた主軸と、この主軸の外周囲を回動する軸受と、この軸受と一体で形成したのフォークを介して、前記主軸の延長線上とは異なる位置に、その車軸を配設した車輪を設けた。
この車輪の進行方向が変化すると、前記主軸の取付面に対する傾斜と、この主軸の延長線上とは異なる位置に車軸を配設した、車輪の取付位置とによって発生する、車輪の上下動による、前記車輪の接地面と前記台車本体との間隔の変化を補正するために、前記主軸の外周囲又は前記軸受の内周囲を楕円状に一周する傾斜溝と、ボールベアリングとからなる補正手段を配けて自在キャスタとした。
このような自在キャスタは、車輪の進行方向が変化しても車輪の接地面とトッププレートとの間隔を、常に一定の高さに補正できる。
請求項２に記載した自在キャスタは、請求項１に記載した主軸と軸受との取付関係を逆転させて取付けることで自在キャスタとした。すなわち、トッププレートに、軸受を取付けると共に、この軸受に主軸を取付けた。
このような自在キャスタに請求項１で記載したと同様の、補正手段を設けることで請求項１と同様の作用と効果を得ることができるものである。
請求項３に記載した自在キャスタは、台車本体の裏面側に取付けると共に、その一部に傾斜面を有するトッププレートの、傾斜面に取付けた主軸の一端に設定した、回動可能で上下動可能の、軸受に設けた軸受板の一端側に、トッププレートの裏面側の平面部に常にその頂部を当接させたキャスタよりなる補正手段を設けて自在キャスタとした。
このような自在キャスタは、方向転換しても、軸受板の一端側に設けたキャスタの頂部が、常にトッププレートの裏面側の平面部に当接していることで、車輪の接地面とトッププレートとの間隔を、常に一定の高さに補正できる。
請求項４に示す台車は、請求項１乃至請求項３に記載した自在キャスタを、台車本体の前輪と後輪とに１対ずつ取付けると共に、前輪と後輪との主軸の傾きを、それぞれ対向させて配所することにより台車とした。
このように自在キャスタの主軸の傾きを、前後輪で対向させることによって、一方の自在キャスタで台車としての直進性を、他方の自在キャスタで台車としての方向転換を容易にできるようにした。

発明の効果

本発明によれば、軸心を傾斜させて取付けた自在キャスタに、車輪が方向転換した際に生じる車輪の上下動を補正する補正手段を設けたことにより、次のような効果を得ることができた。
すなわち、車輪の進行方向が変っても、車輪の上下動が補正されるのて、常に水平移動を行うことができると共に、振動をきらう荷物の運搬ができるようになった。
方向転換時の上下動が補正されて無くなったことにより、車輪の方向転換も滑らかになって、進行方向の反転操作も、より小さな力で動かせるようになった。
この自在キャスタを台車の前後輪として、主軸の傾きを互いに対向するように配設することにより、前後輪とも自在キャスタを使いながらも、台車の直進性と方向転換性とを、更に容易にした台車が得られるようになった等の効果を得ることができた。

本発明について、図面を参照して説明する。図１は本発明の自在キャスタを示す斜視図、図２は図１の要部を分解して示す説明図である。
本発明の自在キャスタ１０は図１及び図２で示すように、図示しない台車の裏面側に取付けると共に、その中央部に傾斜面１３を有するトッププレート１１と、このトッププレートの傾斜面１３に取付けた主軸１５と、この主輔に回転可能な状態で取付けた筒状の軸受１８と、この軸受に取付けた車輪２５とからなる。
このようなトッププレート１１と主軸１５や軸受１８及び車輪２５とについて、更に詳細に説明する。
トッププレート１１は方形で、その周辺部に台車に取付けるために設けた複数の取付孔１２を有すると共に、その中央部にはキャスタとしての主軸１５を取付ける傾斜面１３も備えている。
主軸１５は柱状で、トッププレート１１の傾斜面１３に取付ける理由で、トッププレート面とは斜交した状態で取付けている。
すなわち、接地面とは斜交することで、いわゆるキャスタ角を持たせた主軸に設定している。
軸受１８は主軸１５の一端を挿入可能にした筒状であり、主軸１５とは互いに回動するように、更に図中の矢印で示す方向に上下動するように配設している。
この軸受１８には、タイヤ２９の車軸２８を取付けるために設けた二又状のフォーク２６を介して車輪を取付けている。
フォーク２６の先端は鉤形に形成され、ここにタイヤ２９の中心となる車軸２８を取付けている。
すなわち、タイヤ２９は、主軸１５や軸受１８の中心線上とは離間したいわゆるオフセット状態の位置に、その回転中心である車軸２８を設けて配設している。
前述したように、主軸１５と軸受１８とが上下動する構成について、図面を参照して詳細に説明する。
図２で示すように、トッププレート１１の傾斜面１３に取付けた主軸１５の表面には、主軸の周囲を一周して楕円形を形成するような傾斜溝２２を設けている。また、筒状の軸受１８内には、主軸に設けた傾斜溝２２内を回転するボールベアリング２３を設けている。
このボールベアリングは、軸受内の所定位置で回転可能な状態で取付けられている。従って、車輪２５が進行方向を変えると、軸受１８が回転すると共に、軸受内に設けたボールベアリング２３が、傾斜溝２２にそって移動することになり、主軸１５と軸受１８とが、図中の矢印で示すＡ方向に上下動することになる。
このような傾斜溝２２とボールベアリング２３とで、主軸１５と軸受１８とを上下動させて、その高さを補正する補正手段２０を形成している。

本発明の特徴である補正手段２０の必要性について、図面を参照して更に詳細に説明する。図３は図２で示した補正手段の必要性を説明する説明図である。
図３で示すように、図中の矢印Ｃ方向を進行方向として、トッププレート１１の傾斜面１３に取付けた主軸１５と軸受１８とは、その中心軸５から、距離Ｈだけ離間して車軸２８を設けた車輪２５を、図３の実線で示す方向に位置させて進むことになる。
進行方向が図中の矢印Ｄで示す方向に変ると、車輪２５は図中の点線で示す方向に位置することになる。
これは主軸を傾けると共に、主軸の中心軸上から、距離Ｈだけ離間して車軸を設けた自在キャスタは、常に進行方向の後方に、車輪２５が位置することになるものである。
従って、主軸１５の中心軸５から、Ｈだけ離間した車軸２８を有する車輪２５は、進行方向が矢印Ｄで示す方向に反転すると、車軸２８も中心軸５から反対側に移動して、図中の点線で示す位置に変ると共に、車輪２５の接地面６も変化することになる。
換言すれば、トッププレート１１と車輪の接地面６との間隔が変化するものであり、このような自在キャスタは、方向を変えるたびに、トッププレート１１と車輪２５の接地面６との間隔が、上下動することになる。このような自在キャスタを台車に取付けると、方向転換のたびに台車の荷台高さが上下動することになり、特に台車を高くする方向の進行では、台車を押す力を多く必要とすることになってしまう。
その対策として本発明では、台車の進行方向が変っても、台車と車輪との高さを、常に一定にする高さの補正手段２０を設けたものである。
この補正手段２０は、自在キャスタが進行方向から反転した場合に、発生する高さの変化に対応した高さと同一である。
すなわち、図２で示したように主軸１５に設けた楕円形の傾斜溝２２の高い位置と低い位置との間隔が補正量である。

図１で示した自在キャスタ１０の変形例について、図面を参照して説明する。図４は図１の変形例で、その要部を分解して示す説明図である。
変形例として示す自在キャスタ３０は、図４で示すように主軸３５と軸受３８とを、図１の例とは逆にして取付けたものである。
トッププレートや車輪などは、前述例と同様であるが、トッププレート３１の傾斜面３３には、筒状の軸受３８を固着して、この軸受内に主軸３５を挿入したことが相違する。
また、主軸３５の円柱表面に楕円状の傾斜溝４２と、軸受３８内には図示しないが、図２で示したと同様のボールベアリングを設けて、高さを補正する補正手段４０を設けることは同じである。
但し、傾斜溝４２の配設位置と傾斜方向とが相違し、図示しないボールベアリングも、この溝内に入るように設定している。
このように形成した主軸３５の一端に、車輪を取付けるものであり、このような自在キャスタも、前述例と同様の作用、効果を得ることができるものである。

本発明の他の例の自在キャスタについて、図面を参照して説明する。図５は本発明の他の例の自在キャスタを一部分解して示す斜視図、図６は図５の組立状態を示す説明図である。
本発明の他の例で示す自在キャスタ５０は図５で示すように、図示しない台車の裏面側に取付けると共に、その中央部に傾斜面５３を有するトッププレート５１と、このトッププレートの傾斜面５３に取付けた円柱状の主軸５５と、この主軸に回転可能で、かつ、補正手段６０を介して上下移動可能に取付けた軸受５８と、この軸受５８を取付ける軸受板５９を介して設けた車輪６５とからなる。
円柱状の主軸５５と、この主軸に回転可能に設けた筒状の軸受５８と、車輪６５とは前述例と同様であり、相違するトッププレート５１と、軸受板５９や補正手段６０とについて、更に詳細に説明する。

図５及び図６で示すようにトッププレート５１は、傾斜面５３を台車の取付面側に突出させて設けているために、その両端を台車の取付面側に折曲すると共に、その頂部を鉤形に更に折曲した面に、台車への取付用としての複数の取付孔５２を設けている。このようなトッププレートの傾斜面には、前述例と同様に主軸５５を取付けている。
その一端を主軸５５に挿入する軸受５８の他端側には、長方形の板よりなる軸受板５９を取付けると共に、この軸受板の一端側の両側方を延出したフォークを介して、タイヤを取付けた車輪６５を形成している。
軸受板５９の一端側には、軸受５８の突出方向と同一方向に、第２のキャスタよりなる高さ調整用の補正手段６０を設けている。第２のキャスタは面打キャスタとも呼ばれて、その頂部を球状にしたものや、ハンマーキャスタと呼ばれる車輪タイプのどちらでも良いが、図示のものは面打ちキャスタである。
この補正手段６０を用いた自在キャスタは、台車等に取付けられると、台車等の重みで第２のキャスタの頂部が、トッププレート５１の裏面側に常に接触するような高さで配設している。
図６で示すように主軸５５と軸受５８とは、図中の矢印で示すように上下動可能な状態で取付けたことにより、自在キャスタ５０の進行方向が変っても、軸受５８が上下動することで、第２のキャスタの頂部は、図５の図中の点線で示す円にそって、トッププレートの裏面側と常に接触しながら回転する。
以上説明したように、高さ補正手段６０である第２のキャスタ頂部が、軸受５８の上下動により、台車の取付面と平行に配設したトッププレートに対して、図６の点線で示す如く、常に当接するようにしたことで、方向転換による自在キャスタの上下動を吸収したものである。
この自在キャスタによれば、主軸などに高さ補正用の傾斜溝を、不要とすることができる。

本発明の高さ補正手段を設けた自在キャスタを用いた台車について、図面を参照して説明する。図７は本発明の高さ補正手段を有する自在キャスタを用いた台車の説明図である。
本発明の台車７０は図７で示すように、荷物を乗せる台車本体の裏面側両端部に、それぞれ１対ずつの自在キャスタよりなる前輪７４と後輪７６とを配設している。これらの自在キャスタは、前述した各例の自在キャスタであり、前輪と後輪とではそれぞれのキャスタ角が互いに逆になるように対向させて取付けている。
例えば、図７で示すように、１対の前輪７４の主軸を後方に傾斜させた場合は、１対の後輪７６の主軸を図中の矢印Ｆで示す前方に傾斜させて取付けている。
また、逆に１対の前輪の主軸を、前方に傾斜させた場合は、１対の後輪が後方に傾斜するように取付けた例でも良い。
このように形成した台車７０は、方向転換すると前述した高さ補正手段により、台車の荷台部分が上下動することなく、滑らかな動きをすることができる。更に前後輪で自在キャスタのキャスタ角を、互いに逆になるように取付けたことにより、次のような作用が働くものである。
すなわち、図７で示す例では、前輪の主軸の頂部と車輪の接地位置との間隔が広く設定されて、自在キャスタの直進性が向上する。また、後輪は主軸の頂部と車輪の接地位置との間隔が狭くなるから、回転性が良くなる取付方である。
よって、自在キャスタのキャスタ角を、前後輪とも同一方向に設定した台車よりも、方向転換にすぐれた台車である。
更に、前後輪を図７とは逆にして、前輪の主軸を図中の矢印Ｆで示す前方に傾斜させると共に、後輪の主軸を後方に傾斜させた台車でも、同様の作用効果を得ることができる。この例では後輪で直進性を、前輪で方向転換の容易さを得ることができるものである。

本発明の自在キャスタを示す斜視図である。図１の要部を分解して示す説明図である。図２で示した補正手段の必要性を説明する説明図である。図１で示す自在キャスタの変形例の要部を分解して示す説明図である。本発明の他の例の自在キャスタを一部分解して示す斜視図である。図５の組立状態を示す説明図である。本発明の高さ補正手段を有する自在キャスタを用いた台車の説明図である。

符号の説明

１０自在キャスタ
１１トッププレート
１３傾斜面
１５主軸
１８軸受
２０補正手段
２２傾斜溝
２５車輪
２６フォーク
３０自在キャスタ
３１トッププレート
３３傾斜面
３５主軸
３８軸受
４０補正手段
４２傾斜溝
５０自在キャスタ
５１トッププレート
５５主軸
５８軸受
５９軸受板
６０補正手段
６５車輪
７０台車
７２台車本体
７４前輪
７６後輪

Claims

台車本体の裏面側に取付けると共に、その一部に傾斜面を有するトッププレートと、
このトッププレートの前記傾斜面に取付けた円柱状の主軸と、
この主軸の外周囲を回動可能な状態で設けた筒状の軸受と、
この軸受と一体で形成した二又状のフォークを介して、前記主軸の延長線上とは異なる位置に、その車軸を配設した車輪と、
この車輪の進行方向が変化し、前記軸受が回動して、前記車輪の接地面と前記台車本体との間隔が変化すると、この変化に対応して前記間隔を一定に補正するように設けた、前記主軸の外周囲又は前記軸受の内周囲を楕円状に一周する傾斜溝と、この傾斜溝に沿って回動する軸受を案内するボールベアリングとからなる補正手段を有し、前記補正手段を有さない場合に前記軸受が回動することによって変化する前記車輪の接地面と前記台車本体との間隔を一定にする自在キャスタ。
台車本体の裏面側に取付けると共に、その一部に傾斜面を有するトッププレートと、
このトッププレートの前記傾斜面に、その一端を取付ける筒状の軸受と、
この軸受内を回動する主軸と一体で設けた二又状のフォークを介して、前記主軸の延長線上とは異なる位置に、その車軸を配設した車輪と、
この車輪の進行方向が変化し、前記主軸が回動して、前記車輪の接地面と前記台車本体との間隔が変化すると、この変化に対応して前記間隔を一定に補正するように設けた、前記主軸の外周囲又は前記軸受の内周囲を楕円状に一周する傾斜溝と、この傾斜溝に沿って回動する主軸を案内するボールベアリングとからなる補正手段を有し、前記補正手段を有さない場合に前記主軸が回動することによって変化する前記車輪の接地面と前記台車本体との間隔を一定にする自在キャスタ。
台車本体の裏面側に取付けると共に、その一部に傾斜面を有するトッププレートと、
このトッププレートの前記傾斜面に取付けた円柱状の主軸と、
この主軸の一端に回動可能で、かつ、上下動可能に設定した筒状の軸受と、
この軸受の一端に設けた板状の軸受板と、
この軸受板の一端の両側を折曲して形成した二又状のフォークを介して、前記主軸の延長線上とは異なる位置に、その車軸を配設した車輪と、
この車輪の進行方向が変化し、前記軸受が回動して、前記車輪の接地面と前記台車本体との間隔が変化すると、この変化に対応して前記間隔を一定に補正するように、
前記軸受板の一端側で、前記軸受と同一方向に突出した状態で設けると共に、前記トッププレートの裏面側に設けた傾斜面周囲の平面部に、その頂部を当接して回動するキャスタよりなる補正手段を有し、前記補正手段を有さない場合に前記軸受が回動することによって変化する前記車輪の接地面と前記台車本体との間隔を一定にする自在キャスタ。
台車本体の裏面側に取付けるトッププレートに、斜交して取付けた主軸を介して車輪取付用のフォークを設けると共に、このフォークに取付けた車輪は、前記主軸の延長線上とは異なる位置に、その車軸を配設し、前記台車本体と前記車輪の接地面との間隔が一定になるような補正手段を有し、前記補正手段を有さない場合に前記主軸の傾斜とこの主軸の延長線上とは異なる位置にその車軸を設けた前記車輪の取付位置とによって生じる前記台車本体の上下動をなくす自在キャスタを有する台車であって、前記自在キャスタを前記台車本体の前輪と後輪とに１対ずつ配設し、前輪と後輪との前記主軸の傾きを、それぞれ対向させて配設したことを特徴とする台車。