JP5931663B2 - Electric caster - Google Patents
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Description
この発明は、例えば、搬送車や車いすに取り付け、これら搬送車や車いすを自走可能とする電動キャスタに関するものである。 The present invention relates to an electric caster that is attached to, for example, a transport vehicle or a wheelchair, and that allows the transport vehicle or the wheelchair to run on its own.
従来から、この種の電動キャスタとして、差動式キャスタが知られている。差動式キャスタは、シャーシとなる取付板に、鉛直方向が回転中心となるように回転可能に支持された主軸と、主軸の下端において主軸の軸方向に直交する方向(水平方向)に沿って設けられた副軸と、副軸の軸方向両端側で、副軸に回転可能に支持された一対の駆動輪とを備えている。そして、一対の駆動輪には、それぞれ電動モータが内蔵されており、各駆動輪が独立して駆動するようになっている。電動モータとしては、ブラシを用いて給電を行い、ステータの径方向内側でロータが回転する所謂ブラシ付インナロータが用いられている。 Conventionally, a differential caster is known as this type of electric caster. The differential caster is a main plate that is rotatably supported on a mounting plate serving as a chassis so that the vertical direction is the center of rotation, and a direction (horizontal direction) perpendicular to the axial direction of the main shaft at the lower end of the main shaft. The auxiliary shaft is provided, and a pair of drive wheels rotatably supported by the auxiliary shaft at both axial ends of the auxiliary shaft. Each of the pair of drive wheels incorporates an electric motor, and each drive wheel is driven independently. As the electric motor, a so-called brushed inner rotor is used in which electric power is supplied using a brush and the rotor rotates on the radially inner side of the stator.
外部電源から電動モータへの給電は、主軸の上端に設けられた給電部(スリップリング)を介して行われる。給電部は、取付板に設けられ、外部電源が接続された固定部と、主軸と一体となって回転し、電動モータが接続された可動部とにより構成されている。そして、これら固定部と可動部とが摺動することにより、固定部と可動部とが通電されるようになっている(例えば、特許文献1参照)。 Power supply from the external power source to the electric motor is performed via a power supply unit (slip ring) provided at the upper end of the main shaft. The power feeding unit is provided on a mounting plate, and includes a fixed unit to which an external power source is connected, and a movable unit that rotates integrally with the main shaft and is connected to an electric motor. Then, the fixed part and the movable part are energized by sliding between the fixed part and the movable part (for example, see Patent Document 1).
ところで、インナロータは、ステータの径方向外側でロータが回転する所謂アウターロータと比較し、回転トルクが小さくなる。このため、上述の従来技術にあっては減速機構を介して駆動輪を駆動させている。このため、減速機構を用いる分、差動式キャスタが大型化してしまう。また、ブラシ付モータを用いると、ブラシを用いないブラシレスモータと比較して高精度にモータの回転制御を行うことが困難であり、運転性能の優れた電動キャスタを提供しにくい。このようなことから、ブラシ付インナロータに代えてアウターロータ型のブラシレスモータを採用することが考えられる。 By the way, the inner rotor has a smaller rotational torque than a so-called outer rotor in which the rotor rotates on the radially outer side of the stator. For this reason, in the above-described prior art, the drive wheels are driven through the speed reduction mechanism. For this reason, the differential caster is increased in size by using the speed reduction mechanism. In addition, when a motor with a brush is used, it is difficult to control the rotation of the motor with higher accuracy than a brushless motor that does not use a brush, and it is difficult to provide an electric caster with excellent driving performance. For this reason, it is conceivable to employ an outer rotor type brushless motor instead of the brushed inner rotor.
ブラシレスモータを採用する場合、ステータに巻装されているコイルへの給電に、スイッチング素子等を備えた制御基板が必要になる。ここで、制御基板と可動部とを電気的に接続するために、両者から延びるリード線を接続する配線接続スペースが必要になる。しかしながら、制御基板の配置スペース、及び配線接続スペースを十分確保しようとすると、電動キャスタ全体が大型化してしまう。 When a brushless motor is employed, a control board including a switching element or the like is required for power feeding to the coil wound around the stator. Here, in order to electrically connect the control board and the movable part, a wiring connection space for connecting lead wires extending from both is required. However, if sufficient control board placement space and wiring connection space are to be secured, the entire electric caster becomes large.
とりわけ、電動キャスタを防水仕様に対応させようとすると、リード線同士を接続するためのコネクタのサイズが大型化したり、制御基板を樹脂モールドするスペースが必要になったりするので、電動キャスタ全体が大型化してしまうという課題がある。また、大型化を抑制するために、配線接続スペースを省スペース化しようとすると、リード線同士を接続する接続作業が困難になってしまうという課題がある。 In particular, if the electric caster is made to comply with the waterproof specification, the size of the connector for connecting the lead wires will increase, and a space for resin molding of the control board will be required, so the entire electric caster will be large. There is a problem that it becomes. Further, if the wiring connection space is to be saved in order to suppress the increase in size, there is a problem that the connection work for connecting the lead wires becomes difficult.
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、防水仕様に対応させる場合であっても、接続作業性を悪化させることなく、全体の大型化を抑制できる電動キャスタを提供するものである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides an electric caster that can suppress the overall size increase without deteriorating the connection workability even when the waterproof specification is used. To do.
上記の課題を解決するために、本発明に係る電動キャスタは、取付板に回転可能に支持される操舵軸と、前記操舵軸の前記取付板よりも一端側に設けられる駆動輪と、前記駆動輪の径方向内側に設けられ、この駆動輪を駆動するための電動モータと、前記操舵軸の前記取付板よりも他端側に設けられ、前記電動モータに電力を供給するための給電部とを備えた電動キャスタであって、前記操舵軸と前記電動モータとの間に、前記電動モータの駆動制御を行う制御基板を設けると共に、この制御基板と同一平面上に、前記制御基板から延びる第1リード線と前記給電部から延びる第2リード線とを接続するための配線接続スペースを設け、前記配線接続スペースを避けるように、前記制御基板を形成したことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, an electric caster according to the present invention includes a steering shaft that is rotatably supported by a mounting plate, a drive wheel that is provided on one end side of the mounting plate with respect to the mounting plate, and the drive An electric motor provided on the inner side in the radial direction of the wheel for driving the driving wheel; and a power supply unit provided on the other end side of the mounting plate of the steering shaft for supplying electric power to the electric motor; An electric caster provided with a control board for controlling the driving of the electric motor between the steering shaft and the electric motor, and extending from the control board on the same plane as the control board. A wiring connection space for connecting one lead wire and a second lead wire extending from the power feeding portion is provided, and the control board is formed so as to avoid the wiring connection space.
本発明に係る電動キャスタは、前記制御基板は、前記配線接続スペースの周囲に沿うように、平面視L字状に形成されていることを特徴とする。 The electric caster according to the present invention is characterized in that the control board is formed in an L shape in plan view so as to extend along the periphery of the wiring connection space.
本発明に係る電動キャスタは、前記制御基板は、重力方向上下に沿って延在する縦基板と、この縦基板の下部から水平方向に沿って延びる横基板とにより構成されていることを特徴とする。 The electric caster according to the present invention is characterized in that the control board is composed of a vertical board extending along the top and bottom in the direction of gravity and a horizontal board extending along the horizontal direction from the bottom of the vertical board. To do.
本発明に係る電動キャスタは、前記縦基板の前記横基板とは反対側端部に、外部との無線通信を行うためのアンテナを実装する一方、前記横基板に、前記電動モータへの通電切替制御を行うためのスイッチング素子を実装したことを特徴とする。 In the electric caster according to the present invention, an antenna for performing wireless communication with the outside is mounted on an end portion of the vertical board opposite to the horizontal board, while switching of energization to the electric motor is performed on the horizontal board. A switching element for performing control is mounted.
本発明によれば、制御基板と同一平面上に、制御基板から延びる第1リード線と給電部から延びる第2リード線とを接続するための配線接続スペースを設ける一方、配線接続スペースを避けるように、制御基板を形成するので、配線接続スペースを十分確保した場合であっても制御基板の配置スペース、及び配線接続スペースの両スペース全体が大型化してしまうことを抑制できる。このため、防水仕様に対応させる場合であっても、接続作業性を悪化させることなく、電動キャスタの大型化を抑制できる。 According to the present invention, a wiring connection space for connecting the first lead wire extending from the control board and the second lead wire extending from the power feeding portion is provided on the same plane as the control board, while avoiding the wiring connection space. In addition, since the control board is formed, it is possible to prevent the entire layout space of the control board and the entire wiring connection space from becoming large even when the wiring connection space is sufficiently secured. For this reason, even if it is a case where it respond | corresponds to a waterproof specification, the enlargement of an electric caster can be suppressed, without deteriorating connection workability | operativity.
(差動式キャスタ)
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、差動式キャスタの正面図、図2は、差動式キャスタの縦断面図である。
図1、図2に示すように、差動式キャスタ1は、電動車いすや搬送車として用いられる不図示の車体に取り付けられる取付板2を備えている。取付板2は、略円板状に形成されたものであって、径方向中央に、操舵軸(主軸)3を回転自在に支持するための2つの軸受4a,4bが設けられている。操舵軸3は、軸方向が重力方向、つまり上下方向に沿うように配置されている。尚、以下の説明において、重力方向上方を単に上方向、重力方向下方を単に下方向などと称して説明する。
(Differential caster)
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a front view of a differential caster, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the differential caster.
As shown in FIGS. 1 and 2, the differential caster 1 includes a
操舵軸3は、軸受4a,4bに回転自在に支持されている軸本体3aと、軸本体3aの上部に段差により一体的に縮径形成された縮径部3bと、軸本体3aの下部に一体成形され、断面略矩形状に形成された矩形軸部3cとにより構成されている。
軸本体3aの軸受4a,4bの下側に対応する部位には、フランジ部5が形成されている。また、軸本体3aの軸受4a,4bの下側に対応する部位には、止め輪6が取り付けられている。そして、これらフランジ部5と止め輪6とにより、軸受4a,4bを挟んだ状態になっており、操舵軸3の軸方向への移動が規制される。
The
A
(スリップリング機構)
縮径部3bには、スリップリング機構8が設けられている。スリップリング機構8は、正極側給電部9と、この正極側給電部9の下側に、正極側給電部9と重なるように配置された負極側給電部10とを備えている。
(Slip ring mechanism)
A
正極側給電部9は、縮径部3bに外嵌固定された正極側回転端子11を有している。正極側回転端子11は、略円柱状に形成された樹脂製のインシュレータリング11aの外周面に、帯状に形成された金属製の電極部11bが貼付されたものである。正極側回転端子11の下部に対応する位置には、略円環状に形成された樹脂製の正極側ホルダステー12が設けられている。この正極側ホルダステー12は、径方向中央の開口部12aに正極側回転端子11を挿通した状態で配置されている。そして、後述の負極側ホルダステー17と共に、取付板2から立ち上がり形成された台座13に固定されている。
The positive electrode side
正極側ホルダステー12には、真鋳等で形成された4つの正極側ブラシホルダ14が周方向に等間隔で設けられている。これら正極側ブラシホルダ14には、それぞれ正極側ブラシ15が正極側回転端子11側に向かって出没自在に収納されている。また、正極側ブラシ15は、不図示のコイルスプリングによって、正極側回転端子11に向かって付勢されている。これにより、正極側回転端子11の電極部11bに、正極側ブラシ15の先端が常時摺接した状態になる。
The positive electrode
一方、負極側給電部10も正極側給電部9と同様に構成されており、正極側給電部9とは上下反転した状態で配置されている。より具体的には、負極側給電部10は、縮径部3bの正極側回転端子11が配置されている箇所よりも下方に外嵌固定された負極側回転端子16を有している。この負極側回転端子16は、インシュレータリング16aと、電極部16bとにより構成されている。
負極側回転端子16の上部に対応する位置に、負極側ホルダステー17が設けられている。この負極側ホルダステー17は、正極側ホルダステー12の下面に重なった状態で配置されており、正極側ホルダステー12と共に、取付板2の台座13に固定されている。
On the other hand, the negative electrode side
A negative electrode
負極側ホルダステー17には、4つの負極側ブラシホルダ18が周方向に等間隔で設けられている。これら負極側ブラシホルダ18には、それぞれ負極側ブラシ19が負極側回転端子16側に向かって出没自在に収納されている。また、負極側ブラシ19は、不図示のコイルスプリングによって、負極側回転端子16に向かって付勢されている。これにより、負極側回転端子16の電極部16bに、負極側ブラシ19の先端が常時摺接した状態になる。
The negative electrode side holder stay 17 is provided with four negative electrode
ここで、正極側ブラシ15、及び負極側ブラシ19は、それぞれ4つずつ設けられており、各々周方向に等間隔に配置されているので、正極側回転端子11や負極側回転端子16に偏った荷重がかかってしまうことを防止できる。これにより、操舵軸3の回転負荷を極力低減することができる。
また、正極側ブラシ15の基端、及び負極側ブラシ19の基端には、それぞれ不図示のピグテールが接続されている。これらピグテールは、外部電源に電気的に接続されており、正極側ブラシ15、及び負極側ブラシ19を介して、正極側回転端子11、及び負極側回転端子16に電流が供給されるようになっている。
Here, four each of the positive
Further, pigtails (not shown) are connected to the base end of the positive
一方、正極側回転端子11の電極部11bには、正極側供給線20aの一端が接続されている一方、負極側回転端子16の電極部16bには、負極側供給線20bの一端が接続されている。そして、正極側回転端子11のインシュレータリング11aには、正極側供給線20aを挿通可能な挿通孔21が形成されている。
On the other hand, one end of the
また、負極側回転端子16のインシュレータリング16aには、正極側回転端子11のインシュレータリング11aに形成されている挿通孔21に対応する箇所に、正極側供給線20aを挿通可能な挿通孔22が形成されている。
そして、正極側供給線20aの他端は、正極側回転端子11のインシュレータリング11aの挿通孔21、及び負極側回転端子16のインシュレータリング16aの挿通孔22aを通って下方に引き出されている。
Further, the
The other end of the
また、操舵軸3の外周面には、負極側回転端子16のインシュレータリング16aの挿通孔22aに対応する位置に、軸方向に沿って正極側溝23が形成されており、ここに正極側供給線20aが配索されている。正極側溝23の上部は、上方に向かって漸次溝深さが深くなるように形成されている。すなわち、正極側溝23の上部の底面には、傾斜部23aが形成されている。これにより、正極側供給線20aに、過剰な曲げ応力がかからないようになっている。
Further, a
さらに、操舵軸3の外周面には、正極側溝23とは軸中心を挟んで反対側に、負極側溝24が形成されている。この負極側溝24には、負極側供給線20bが配索されている。負極側溝24の上部も、上方に向かって漸次溝深さが深くなるように形成されており、その底面に傾斜部24aが形成されている。これにより、負極側供給線20bに、過剰な曲げ応力がかからないようになっている。
Further, a negative
ここで、正極側溝23の傾斜部23aにおける溝深さは、負極側溝24の傾斜部24aにおける溝深さよりも深く設定されている。これは、正極側供給線20aが、各インシュレータリング11a,16aの挿通孔21,22を通って下方に向かって引き出されているので、負極側回転端子16の下端において、負極側供給線20bよりも径方向内側に位置しているからである。
Here, the groove depth in the
また、操舵軸3の縮径部3bの先端は、この縮径部3bよりも段差により縮径形成されており、ここにセンサマグネット25が取り付けられている。センサマグネット25は、操舵軸3の回転角度を検出するためのロータリエンコーダ27の一方を構成するものである。
The tip of the diameter-reduced
そして、センサマグネット25、スリップリング機構8を覆うように有底筒状のカバー28が設けられており、このカバー28の底面28aの内側に、ロータリエンコーダ27の他方を構成するセンサ基板26が設けられている。センサ基板26は、ホール素子等の磁気検出素子により構成されており、センサマグネット25から発生する磁界の変化を操舵軸3の位置情報として検出する。そして、所定の波形の信号を、不図示の外部制御機器に出力するようになっている。この不図示の外部制御機器は、センサ基板26からの出力信号に基づいて、操舵軸3の回転角度を検出する。
A bottomed
また、カバー28の開口部28bには、外フランジ部29が形成されている。一方、取付板2には、外フランジ部29に対応する位置に、この外フランジ部29を受け入れ可能な受入溝30が形成されている。
この受入溝30には、全周に亘ってOリング溝30aが形成されており、ここにOリング31が装着されている。そして、カバー28は、このカバー28の外フランジ部29がOリング31の上から受入溝30に載置され、ボルト32によって取付板2に締結固定されている。これにより、取付板2とカバー28との間の気密性が確保され、外部から取付板2とカバー28とにより囲まれた内部空間K1への水や塵埃の侵入を防止できる。
An
The receiving
ここで、操舵軸3の軸本体3aは、軸受4a,4bにより回転自在に支持されており、これら軸受4a,4bと軸本体3aとの間にも殆ど隙間が形成されないので、内部空間K1の密閉性が高くなる。しかしながら、軸本体3aには、正極側溝23、及び負極側溝24の2つの溝23,24が形成されているので、これら2つの溝23,24が内部空間K1と外部とを連通させる通気口100として機能し、内部空間K1の密閉性を抑えることができる。
Here, the
(駆動輪ユニット)
図3は、第1駆動輪ユニットの斜視図、図4は、第2駆動輪ユニットの斜視図である。
図1〜図4に示すように、操舵軸3の矩形軸部3cには、第1駆動輪ユニット41、及び第2駆動輪ユニット42の2つの駆動輪ユニット41,42が操舵軸3を挟んで線対称となるように対向配置されている。
(Drive wheel unit)
FIG. 3 is a perspective view of the first drive wheel unit, and FIG. 4 is a perspective view of the second drive wheel unit.
As shown in FIGS. 1 to 4, the two
尚、2つの駆動輪ユニット41,42は、大半が同一構造になっているので、以下の説明においては、第1駆動輪ユニット41のみについて説明し、第2駆動輪ユニット42については、第1駆動輪ユニット41と同一符号を付して説明を省略する。また、第1駆動輪ユニット41と第2駆動輪ユニット42とで構造の異なる箇所については、第2駆動輪ユニット42側に別途符号を付して説明する。
Since most of the two
第1駆動輪ユニット41は、所謂アウターロータ型のブラシレスモータ43と、このブラシレスモータ43のロータ44に設けられたタイヤ45とを備えたものであって、ブラシレスモータ43のステータ46が、ステータホルダ47を介して操舵軸3の矩形軸部3cに取り付けられている。
ステータホルダ47は、筒部48と筒部48の一端に一体成形された断面略L字状のブラケット部49とが一体成形されたものである。そして、筒部48の軸方向が操舵軸3の軸方向に対して直交するように配置され、且つブラケット部49を操舵軸3側に向けた状態で配置されている。
The first
The
ブラケット部49は、一面49aが筒部48に接するように、他面49bが矩形軸部3cの長手方向一端に接するように設けられている。ブラケット部49の一面49aには、長手方向両端側に、一対の雌ネジ部50が刻設されている。
一方、ブラケット部49の他面49bには、一対のボルト孔51が形成されている。これら一対のボルト孔51の間の間隔は、一面49a側に形成されている一対の雌ネジ部50の間の間隔と同一に設定されている。また、ブラケット部49の他面49bには、ほぼ中央に貫通孔52が形成されている。
The
On the other hand, a pair of bolt holes 51 are formed in the
このような構成のもと、第1駆動輪ユニット41、及び第2駆動輪ユニット42の各々ブラケット部49を、それぞれの一面49a同士を対向させるように、且つそれぞれの他面49b同士を対向させるように配置すると、一方のブラケット部49の一面49aに形成されている一対の雌ネジ部50と、他方のブラケット部49の他面49bに形成されている一対のボルト孔51とが重なり合う。また、2つのブラケット部49の他面49bに形成されている各々貫通孔52が同軸上に位置する。
With such a configuration, the
この状態で、一対のボルト孔51にそれぞれボルト33(図1参照)を挿通し、これらボルト33を一対の雌ネジ部50に螺入することにより、2つのブラケット部49がボルト33によって締結固定され、一体化される。そして、2つのブラケット部49により、断面矩形状の開口部が形成され、ここに矩形軸部3cが挿入されるようになっている。
開口部のうち、対向する他面49b同士の間隔は、矩形軸部3cの長手方向の幅よりもやや大きい程度に設定されている。すなわち、開口部に矩形軸部3cを挿入した状態において、一体化された各ブラケット部49は、各々他面49bが矩形軸部3cの長手方向両端に接するように配置される。
In this state, the bolts 33 (see FIG. 1) are inserted into the pair of bolt holes 51, and these
Among the openings, the interval between the opposing
ここで、矩形軸部3cには、ブラケット部49の他面49bに形成されている貫通孔52に対応する位置に、軸側貫通孔53が形成されている。そして、ブラケット部49の貫通孔52、及び軸側貫通孔53に支持ピン54が通されている。これにより、矩形軸部3cに、ブラケット部49が支持ピン54を中心にして回動可能に取り付けられる。
Here, the shaft-side through
ブラケット部49の一面49aに一体成形されている筒部48には、ブラケット部49とは反対側端の周縁に、外フランジ部55が一体成形されている。この外フランジ部55の先端面55aに、ステータ46が不図示のボルトによって締結固定されている。ステータ46は、略円環状に形成されたステータコア56と、このステータコア56の外周面から放射状に突設された複数のティース57とが一体成形されたものである。
An
そして、ステータコア56が、外フランジ部55に締結固定されている。一方、ティース57にはインシュレータ58が装着されており、このインシュレータ58の上からコイル59が巻装されている。このコイル59は、ステータ46の操舵軸3側に配置されている給電部70を介し、後述の駆動制御基板69に接続されている。
The
外フランジ部55の先端面55aとは反対側の段差面55bには、基板ホルダ78が取付けられている。基板ホルダ78は、筒部48の外周を取り囲むように略円板状に形成されたベース部66を有している。ベース部66には、ブラケット部49の一面49aにおける下側の一辺と、ブラケット部49の他面49bとに沿うように延在する平面視略L字状のL字壁部67aが立ち上がり形成されている。また、ベース部66には、L字壁部67aの下方で、且つベース部66の周縁に沿って延在する円弧壁部67bが立ち上がり形成されている。
A
これらL字壁部67aと円弧壁部67bとにより囲まれた基板収納部68に、駆動制御基板69が収納され、その上から基板収納部68が樹脂モールドされるようになっている。
ここで、ベース部66の基板収納部68を避けた箇所は、空きスペースとなる。この空きスペースは、各駆動輪ユニット41,42のステータホルダ47のブラケット部49同士を、ボルト33を用いて締結固定する際の作業スペースとして利用することができる。このため、ブラケット部49同士の組み付け作業性が向上する。
また、空きスペースは、後述の配線接続スペース80としても機能する(詳細は後述する)。
The
Here, a portion of the
The empty space also functions as a
基板ホルダ78の基板収納部68に収納された駆動制御基板69は、基板収納部68に対応するように、平面視略L字状に形成されている。すなわち、駆動制御基板69は、ベース部66の下部に略水平方向に沿って延在する横基板69aと、横基板69aの長手方向一端から上下方向に沿って延在する縦基板69bとにより構成されている。
The
横基板69aには、ステータ46のコイル59への通電切替制御を行うためのスイッチング素子(FET)71等が実装されている。一方、第2駆動輪ユニット42の駆動制御基板69における縦基板69bには、スイッチング素子等の駆動制御を行うための外部信号を受信するためのアンテナ72が実装されている。このように、1つの駆動制御基板69上において、スイッチング素子71とアンテナ72とをできる限り離間させて配置することにより、スイッチング素子71の影響をアンテナ72が受けにくくなるようにしている。
A switching element (FET) 71 for performing energization switching control to the
また、駆動制御基板69には、正極側リード線73,73a,73b、及び負極側リード線74,74a,74bの一端が接続されている。これら正極側リード線73,73a,73b、及び負極側リード線74,74a,74bの他端は、ベース部66の基板収納部68を避けた位置に引き出されており、この位置でスリップリング機構8から引き出されている正極側供給線20a、及び負極側供給線20bの他端と電気的に接続されている。すなわち、ベース部66の基板収納部68を避けた空きスペースは、配線接続スペース80としての役割を有している。
The
より具体的には、第1駆動輪ユニット41の駆動制御基板69には、横基板69aの一部に、第1正極側リード線73a、及び第2正極側リード線73bの2つの正極側リード線73a,73bの一端が接続されている。これら2つの正極側リード線73a,73bのうち、第1正極側リード線73aの他端は、配線接続スペース80まで引き出されている。一方、第2正極側リード線73bの他端は、縦基板69bの上部まで引き出されている。そして、これら第1正極側リード線73aの他端、及び第2正極側リード線73bの他端には、それぞれ防水コネクタ75が接続されている。
第1正極側リード線73aの他端には、スリップリング機構8から引き出されている正極側供給線20aの他端が防水コネクタ75を介して接続されている。
More specifically, the
The other end of the positive electrode
一方、第2正極側リード線73bの他端には、防水コネクタ75を介して不図示の渡り線の一端が接続されている。この渡り線の他端は、第2駆動輪ユニット42の配線接続スペース80まで引き出されている。
第2駆動輪ユニット42の駆動制御基板69には、横基板69aの一部に、正極側リード線73の一端が接続されている。この正極側リード線73の他端は、配線接続スペース80まで引き出されている。そして、防水コネクタ75を介し、第1駆動輪ユニット41の第2正極側リード線73bから延びる不図示の渡り線に接続されている。
On the other hand, one end of a crossover wire (not shown) is connected to the other end of the second positive electrode
One end of the
さらに、第2駆動輪ユニット41の駆動制御基板69には、横基板69aの一部に、第1負極側リード線74a、及び第2負極側リード線74bの2つの負極側リード線74a,74bの一端が接続されている。これら2つの負極側リード線74a,74bのうち、第1負極側リード線74aの他端は、配線接続スペース80まで引き出されている。一方、第2負極側リード線74bの他端は、縦基板69bの上部まで引き出されている。そして、これら第1負極側リード線74aの他端、及び第2負極側リード線74bの他端には、それぞれ防水コネクタ75が接続されている。
第1負極側リード線74aの他端には、スリップリング機構8から引き出されている負極側供給線20bの他端が防水コネクタ75を介して接続されている。
Further, on the
The other end of the negative electrode
一方、第2負極側リード線74bの他端には、防水コネクタ75を介して不図示の渡り線の一端が接続されている。この渡り線の他端は、第1駆動輪ユニット41の配線接続スペース80まで引き出されている。
第1駆動輪ユニット41の駆動制御基板69には、横基板69aの一部に、負極側リード線74の一端が接続されている。この負極側リード線74の他端は、配線接続スペース80まで引き出されている。そして、防水コネクタ75を介し、第2駆動輪ユニット42の第2負極側リード線74bから延びる不図示の渡り線に接続されている。
On the other hand, one end of a crossover wire (not shown) is connected to the other end of the second negative electrode
The
この他に、第1駆動輪ユニット41の駆動制御基板69、及び第2駆動輪ユニット42の駆動制御基板69には、それぞれ通信用リード線77の一端が接続されており、これら通信用リード線77の他端同士が防水コネクタ75を介して接続されている。通信用リード線77は、アンテナ72により送受信された制御信号を第1駆動輪ユニット41と第2駆動輪ユニット42との間で相互通信する際に用いられる。
尚、駆動制御基板69を平面視略L字状に形成するために、駆動制御基板69には、PLC通信を行うためのPLC通信用コイルや、防水コネクタ75の実装スペースが設けられていない。
In addition, one end of a communication lead wire 77 is connected to the
In order to form the
図1、図2に詳示するように、筒部48の内周面には、軸方向両端にそれぞれ軸受60a,60bが設けられている。これら軸受60a,60bを介してロータ44の回転軸61が回転自在に支持されている。回転軸61は、軸受60a,60bに回転自在に支持されている軸本体61aと、この軸本体61aからステータ46側に向かって延出し、軸本体61aよりも段差により拡径形成された拡径部61bとにより構成されている。
拡径部61bには、略円筒状に形成されたアタッチメント62が外嵌固定されている。アタッチメント62の外径は、ステータ46のステータコア56の内径よりもやや小さくなる程度に設定されている。これにより、アタッチメント62は、ステータ46と干渉することなく回転する。
As shown in detail in FIGS. 1 and 2,
An
アタッチメント62の軸方向外側端の外周縁には、径方向外側に向かって延出する取付フランジ63が一体成形されている。この取付フランジ63に、ロータ44を構成するフライホイール64が取り付けられている。フライホイール64は有底筒状に形成されたものであって、底面64aが取付フランジ63に取付られている。
フライホイール64の周壁64bはステータ46の外周を覆った状態になっており、その内周面のステータ46に対応する位置に、複数の永久磁石65が周方向に磁極が順番となるように設けられている。また、フライホイール64の外周面にタイヤ45が設けられている。
A mounting
The
この他に、各駆動輪ユニット41,42には、フライホイール64のタイヤ45よりも操舵軸3側の全体を覆うカバー76が設けられている。これにより、カバー76内部への水や塵埃の侵入が抑制される。
In addition, each of the
このような構成のもと、外部電源からの電流がスリップリング機構8を介して各駆動輪ユニット41,42の駆動制御基板69に供給される。さらに、駆動制御基板69により電流の供給制御が行われ、この制御された電流がステータ46上に設けられた給電部70を介して各コイル59に供給される。すると、ステータ46の各ティース57に磁界が発生し、フライホイール64に設けられた永久磁石65との間で磁気的な吸引力や反発力が生じる。これにより、フライホイール64が回転し、差動式キャスタ1が走行する。
With this configuration, current from an external power source is supplied to the
尚、差動式キャスタ1の走行方向を変える方法としては、第1駆動輪ユニット41のタイヤ45の回転速度と、第2駆動輪ユニット42のタイヤ45の回転速度とを変える方法や、第1駆動輪ユニット41のタイヤ45と第2駆動輪ユニット42のタイヤ45との回転方向を逆方向とする方法がある。
As a method of changing the traveling direction of the differential caster 1, a method of changing the rotation speed of the
(効果)
したがって、上述の実施形態によれば、基板ホルダ78のベース部66上に形成された基板収納部68に駆動制御基板69を収納すると共に、ベース部66上の基板収納部68を避けた位置を、配線接続スペース80として機能させているので、ブラシレスモータ43と操舵軸3との間のスペースを大きく確保することなく、このスペースに、第1正極側リード線73aの他端と、スリップリング機構8から引き出されている正極側供給線20aの他端とを接続するための防水コネクタ75を配置できると共に、第1負極側リード線74aの他端と、スリップリング機構8から引き出されている負極側供給線20bの他端とを接続するための防水コネクタ75を配置できる。このため、差動式キャスタ1を防水仕様とするために、基板収納部68に駆動制御基板69を収納した上から樹脂モールドしたり、各リード線73a,74aと各供給線20a,20bとを接続するためのコネクタとして防水コネクタ75を使用したりする場合であっても、基板ホルダ78のベース部66に駆動制御基板69と防水コネクタ75を無理なく収めることができるので、接続作業性を悪化させることなく、差動式キャスタ1の大型化を抑制できる。
(effect)
Therefore, according to the above-described embodiment, the
また、L字壁部67aと円弧壁部67bとにより囲まれた基板収納部68に収納可能なように、駆動制御基板69を平面視略L字状に形成しているので、基板ホルダ78のベース部66に、容易に配線接続スペース80を設けることができる。
さらに、駆動制御基板69を、ベース部66の下部に略水平方向に沿って延在する横基板69aと、横基板69aの長手方向一端から上下方向に沿って延在する縦基板69bとにより構成しているので、基板ホルダ78の重力方向上部に防水コネクタ75を配置できる。このため、露出する防水コネクタ75への水の飛散を、この防水コネクタ75を基板ホルダ78の重力方向下部に配置する場合と比較して抑制することができる。
In addition, since the
Further, the
そして、駆動制御基板69の横基板69aにスイッチング素子71等を実装する一方、縦基板69bにアンテナ72を実装しているので、1つの駆動制御基板69上において、スイッチング素子71とアンテナ72とをできる限り離間させて配置することができる。このため、スイッチング素子71の影響を、アンテナ72が受けにくくするようにできる。
Since the switching
尚、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、スリップリング機構8には、正極側ブラシ15、及び負極側ブラシ19がそれぞれ4つずつ設けられている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、少なくとも正極側ブラシ15、及び負極側ブラシ19がそれぞれ1つずつ設けられていればよい。好ましくは、正極側ブラシ15、及び負極側ブラシ19をそれぞれ偶数個設け、操舵軸3を中心に対向配置させることにより、操舵軸3に偏った荷重がかかるのを防止でき、操舵軸3の回転負荷を低減することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, a case has been described in which the
また、上述の実施形態では、取付板2におけるカバー28の外フランジ部29に対応する位置に、全周に亘ってOリング溝30aを形成し、ここにOリング31を装着した場合について説明した。しかしながら、カバー28と取付板2との間のシール性を確保するためのシール部材としてはOリング31に限られるものではなく、さまざまなシール部材を適用することが可能である。
Further, in the above-described embodiment, the case where the O-
1 差動式キャスタ(電動キャスタ)
2 取付板
3 操舵軸
8 スリップリング機構(給電部)
9 正極側給電部(給電部)
10 負極側給電部(給電部)
20a 正極側供給線(第2リード線)
20b 負極側供給線(第2リード線)
43 ブラシレスモータ(電動モータ)
45 タイヤ(駆動輪)
64 フライホイール(駆動輪)
69 駆動制御基板(制御基板)
71 スイッチング素子
72 アンテナ
73a 第1正極側リード線(第1リード線)
74a 第1負極側リード線(第1リード線)
80 配線接続スペース
1 Differential caster (electric caster)
2 Mounting
9 Positive side power feeding part (power feeding part)
10 Negative side power feeding part (power feeding part)
20a Positive side supply line (second lead wire)
20b Negative electrode side supply line (second lead wire)
43 Brushless motor (electric motor)
45 tires (drive wheels)
64 Flywheel (drive wheel)
69 Drive control board (control board)
71
74a First negative lead wire (first lead wire)
80 Wiring connection space
Claims (4)
前記操舵軸の前記取付板よりも一端側に設けられる駆動輪と、
前記駆動輪の径方向内側に設けられ、この駆動輪を駆動するための電動モータと、
前記操舵軸の前記取付板よりも他端側に設けられ、前記電動モータに電力を供給するための給電部とを備えた電動キャスタであって、
前記操舵軸と前記電動モータとの間に、前記電動モータの駆動制御を行う制御基板を設けると共に、この制御基板と同一平面上に、前記制御基板から延びる第1リード線と前記給電部から延びる第2リード線とを接続するための配線接続スペースを設け、
前記配線接続スペースを避けるように、前記制御基板を形成したことを特徴とする電動キャスタ。 A steering shaft rotatably supported on the mounting plate;
Drive wheels provided on one end side of the mounting plate of the steering shaft;
An electric motor provided on the radially inner side of the drive wheel for driving the drive wheel;
An electric caster provided on the other end side of the steering shaft with respect to the steering shaft and provided with a power feeding unit for supplying electric power to the electric motor;
A control board that performs drive control of the electric motor is provided between the steering shaft and the electric motor, and extends from the first lead wire extending from the control board and the power feeding unit on the same plane as the control board. A wiring connection space for connecting the second lead wire is provided,
The electric caster, wherein the control board is formed so as to avoid the wiring connection space.
前記横基板に、前記電動モータへの通電切替制御を行うためのスイッチング素子を実装したことを特徴とする請求項3に記載の電動キャスタ。 While mounting an antenna for performing wireless communication with the outside on the opposite end of the vertical substrate to the horizontal substrate,
The electric caster according to claim 3, wherein a switching element for performing energization switching control to the electric motor is mounted on the horizontal substrate.
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