JP5999732B1 - 旋回式キャスタ - Google Patents

Abstract

【課題】旋回軸受けの強度を高くせずに旋回性能を向上させることが可能な旋回式キャスタを提供する。【解決手段】旋回軸受け２が取付対象物Ｏの底面に取り付けられる。回転体３が旋回軸受け２に取り付けられ、車輪ユニット５が回転体３に取り付けられて旋回軸Ｒの周りに水平旋回可能である。車輪ユニット５は、回転体３に支持された支持体６と、旋回軸受け２から旋回軸Ｒの径方向に離れた位置で路面Ｆに接するように支持体６に回転可能に支持された車輪７と、旋回軸受け２から径方向に離れかつ車輪７の上方に位置するように支持体６に回転可能に支持された転動体８とを備える。車輪ユニット５が旋回軸Ｒの周りに水平旋回するときに、転動体８は取付対象物Ｏの底面の転動面１５を転動可能である。取付対象物Ｏからの荷重は、転動体８を介して車輪７で支持されるようになっている。【選択図】図１

Description

本発明は、水平旋回可能な旋回式キャスタに関する。

旋回式キャスタは、無人搬送車、手押し台車、椅子等に取り付けられ、これらの従動輪として広く利用されている（例えば、特許文献１等参照）。

図７Ａ、図７Ｂに従来の旋回式キャスタが示されている。旋回式キャスタは、取付対象物Ｏの底面に取り付けられた旋回軸受け２０と、旋回軸受け２０に取り付けられて旋回軸受け２０の中心を通り上下方向にのびる旋回軸Ｒの周りに水平旋回可能な支持体２１と、支持体２１に回転可能に支持され、路面Ｆに接地する車輪２２とを備えている。

旋回式キャスタが高い旋回性能を発揮するためには、即ち、旋回式キャスタがスムーズに旋回するためには、車輪２２の旋回軸Ｒからのオフセット量Ｌ２を大きくすればよい。

特開平１１−３３４３０４号公報

図７Ａの通り、取付対象物Ｏからの荷重が作用する荷重点が旋回軸受け２０となり、旋回式キャスタはこの荷重を旋回軸Ｒからその径方向に離れて位置する車輪２２で支持する。そのため、旋回軸受け２０には、モーメント荷重が作用する。この旋回軸受け２０に作用するモーメント荷重は、オフセット量Ｌ２に比例する。従って、オフセット量Ｌ２を大きくした場合には、大きなモーメント荷重に耐えうる高い強度が旋回軸受け２０に要求される。

即ち、旋回性能を高くしようとすると、旋回軸受け２０の強度を高くしなければならなかった。結果的に、旋回性能の向上のためには、旋回軸受け２０のサイズアップまたはコストアップは避けることができなかった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、旋回軸受けの強度を高くせずに旋回性能を向上させることが可能な旋回式キャスタを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る旋回式キャスタは、取付対象物の底面に取り付けられる旋回軸受けと、
前記旋回軸受けに取り付けられて前記旋回軸受けの中心を通り上下方向にのびる旋回軸の周りに回転可能な回転体と、
前記回転体に設けられて水平方向にのびるリンクピンと、
前記回転体に取り付けられて前記旋回軸を中心に対称的に配置された２つの車輪ユニットと、を備え、
前記車輪ユニットは、それぞれ、
前記リンクピンを介して前記回転体に支持された支持体と、
前記旋回軸受けから前記旋回軸の径方向に離れた位置で路面に接するように前記支持体に回転可能に支持された車輪と、
前記旋回軸受けから前記径方向に離れかつ前記車輪の上方に位置するように前記支持体に回転可能に支持された転動体と、を備え、
２つの前記車輪ユニットは、一体的に前記旋回軸の周りに水平旋回可能であり、前記リンクピンを中心にそれぞれ別々に上下方向に揺動可能であり、
前記転動体は、前記取付対象物の前記底面の転動面に接触し、前記車輪ユニットの水平旋回時に前記転動面を転動するものであり、
前記取付対象物からの荷重は、各前記車輪ユニットの前記転動体を介して前記車輪で支持される、ことを特徴とする。

好ましくは、ベースプレートが前記取付対象物の前記底面に取り付けられており、前記転動面が前記ベースプレートに形成されている。

好ましくは、前記車輪ユニットは、前記径方向にのびるように前記支持体に取り付けられたローラ用シャフトを備え、前記転動体は、前記ローラ用シャフトに回転可能に取り付けられたサポートローラである。

好ましくは、凹部が、前記支持体の上面に形成されており、前記サポートローラは、その下部が前記凹部に収容されている。

好ましくは、前記車輪ユニットは、一対の前記車輪を備え、一対の前記車輪は、前記一対の車輪の間に位置しかつ前記径方向にのびるように前記支持体に支持されたイコライズピンを中心に揺動可能である。

好ましくは、前記転動面と接触する前記サポートローラの周側面は凸球面に形成されている。

本発明によれば、旋回軸受けの強度を高くせずに旋回性能を向上させることが可能な旋回式キャスタを提供することができる。

一実施形態に係る旋回式キャスタの概略的構成を示す正面図である。 図１の旋回式キャスタの側面図である。 図１の旋回式キャスタの平面図である。 サポートローラの拡大図である。 他の実施形態に係る旋回式キャスタの概略的構成を示す正面図である。 さらに他の実施形態に係る旋回式キャスタの概略的構成を示す正面図である。 図７Ａは、従来の旋回式キャスタの概略的構成を示す正面図で、図７Ｂは、図７Ａの側面図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る旋回式キャスタについて説明する。

図１から図３に一実施形態に係る旋回式キャスタが示されている。本発明に係る旋回式キャスタは、搬送車両、手押し台車、椅子等の取付対象物Ｏに取り付けられて使用される。

旋回式キャスタは、取付対象物Ｏの底面にベースプレート１を介して取り付けられた旋回軸受け２を備えている。旋回軸受け２は、ベースプレート１の中央の開口部の下方に位置するようにベースプレート１に支持されている。

さらに、旋回式キャスタは、旋回軸受け２に取り付けられて、旋回軸受け２の中心を通り上下方向にのびる旋回軸Ｒの周りに回転可能な回転体３を備えている。回転体３は、その上部が旋回軸受け２に差し込まれ、旋回軸受け２から下方向にのびている。

さらに、旋回式キャスタは、回転体３に取り付けられて、旋回軸Ｒの周りに水平旋回可能な車輪ユニット５を備えている。車輪ユニット５は、回転体３の下部において水平方向にのびるリンクピン４を介して回転体３に取り付けられており、リンクピン４を中心に該リングピン４の軸方向に直交する平面内で上下方向に揺動可能である。

車輪ユニット５は、支持体６、一対の車輪７、及び、転動体の一例としてのサポートローラ８を備えている。支持体６は、その一端側でリンクピン４を介して回転体３に支持されており、回転体３から旋回軸Ｒの径方向にのびている。

一対の車輪７は、支持体６の他端側の下部に回転可能に支持されている。各車輪７は、図１の通り、旋回軸受け２から旋回軸Ｒの径方向に離れた点で路面Ｆに接地するように支持体６に支持されている。一対の車輪７は、イコライズピン９及び車輪用シャフト１０を介して支持体６に支持されている。

イコライズピン９が、旋回軸Ｒの径方向にのびるように支持体６に支持されている。車輪用シャフト１０はその軸方向の中央に開口部を有している。イコライズピン９は車輪用シャフト１０の該開口部に挿通されており、車輪用シャフト１０とイコライズピン９とが直交している。それによって、車輪用シャフト１０がイコライズピン９を中心に揺動可能となっている。そして、一対の車輪７は、車輪用シャフト１０の両側にベアリング１１（図２）を介して取り付けられて、車輪用シャフト１０の周りに回転可能となっている。

上記構成によって、一対の車輪７は、該一対の車輪７の間に位置し旋回軸Ｒの径方向にのびるイコライズピン９を中心に該イコライズピン９の軸方向に直交する平面内で揺動可能となっている。即ち、一対の車輪７の路面Ｆへの輪圧を均等に分散するイコライズ機構が実現されている。このように、車輪７を一対にするとともにイコライズ機構を設けることにより、路面Ｆへの輪圧を抑え、路面Ｆへのダメージを低減している。

サポートローラ８は、支持体６の他端側の上端に回転可能に支持されており、旋回軸受け２から旋回軸Ｒの径方向に離れかつ車輪７の上方に位置している。ローラ用シャフト１２が、旋回軸Ｒの径方向にのびるように支持体６の上面にボルト１３で取り付けられている。サポートローラ８は、図示されないベアリングを介してローラ用シャフト１２に取り付けられて、ローラ用シャフト１２の周りに回転可能となっている。

なお、図１の通り、凹部１４がローラ用シャフト１２の下方において支持体６の上面に形成されており、サポートローラ８の下部が該凹部１４に収容されている。この構成によって、旋回式キャスタの全高Ｈ１（図２）を可能な限り小さくすることができるようになっている。

このサポートローラ８は、取付対象物Ｏの底面の転動面１５に接触するようになっている。本実施形態では、この転動面１５は、取付対象物Ｏの底面に取り付けられたベースプレート１に形成されている。転動面１５は、車輪ユニット５の水平旋回の軌跡に沿って存在し、車輪ユニット５が水平旋回の軌跡上のどの位置にあってもサポートローラ８が転動面１５に接触するようになっている。それによって、車輪ユニット５が旋回軸Ｒの周りに水平旋回するときに、サポートローラ８が転動面１５を転動するようになっている。

図４の通り、転動面１５と接触するサポートローラ８の周側面８ａは平坦ではなく、緩やかな凸球面に形成されていることが好ましい。それによって、サポートローラ８が転動面１５を滑らかに転動することが保障されている。

以上のような構成の旋回式キャスタでは、図１の通り、取付対象物Ｏからの荷重が作用する荷重点はサポートローラ８上になる。即ち、取付対象物Ｏから荷重が、旋回軸受け２から旋回軸Ｒの径方向に離れて位置し取付対象物Ｏの底面の転動面１５に接触するサポートローラ８を介して、該サポートローラ８の下方に位置する車輪７で支持される。

従って、車輪７の旋回軸Ｒからのオフセット量Ｌ１を大きくして旋回性能を向上させても、旋回軸受け２に殆ど負荷がかかることはないので、旋回軸受け２の強度を高くする必要がない。その結果、旋回性能の向上に伴う、旋回軸受け２のサイズアップや、コストアップを抑制できる。

即ち、本願の図１の旋回式キャスタと図７の従来の旋回式キャスタとで、旋回軸受け２、２０の強度が同じであっても、オフセット量Ｌ１を、図７Ａの従来のオフセット量Ｌ２より大きくしても問題はない（即ち、Ｌ１＞Ｌ２）。

上記のような旋回軸受け２に負担がかからない構成、さらに、サポートローラ８の下部を凹部１４に収容する構成によれば、図２に示される車輪７の外径Ｄ１に対する全高Ｈ１の比（Ｈ１／Ｄ１）を、従来の図７Ｂに示される比（Ｈ２／Ｄ２）よりも小さくすることができる（即ち、Ｈ１／Ｄ１＜Ｈ２／Ｄ２）。

即ち、両車輪７、２２の外径が同じでも（Ｄ１＝Ｄ２）、全高Ｈ１を従来の全高Ｈ２より小さくすることが可能である（即ち、Ｈ１＜Ｈ２）。また、全高が制限されているときには（Ｈ１＝Ｈ２）、より大きな外径の車輪７を選択することができる（即ち、Ｄ１＞Ｄ２）。

さらに、車輪ユニット５が回転体３に上下方向に揺動可能に取り付けられているので、路面Ｆに凹凸があるようなときでも、サポートローラ８を常に転動面１５に接触させることができる。さらに、車輪ユニット５が上下方向に揺動可能であることで、転動面１５の平面の精度が悪くてもサポートローラ８を転動面１５に常に接触させることができる。従って、転動面１５の平面加工に高い技術が要求されない。その結果、旋回式キャスタ全体としてのコストを抑えることができる。

以下で、他の実施形態に係る旋回式キャスタについて説明する。図１の実施形態と同様の構成及び類似の構成については説明を可能な限り省略する。

図１の実施形態では、サポートローラ８が転動する転動面１５が取付対象物Ｏの底面のベースプレート１に形成されていた。これに対して、図５の実施形態では、転動面１５が、取付対象物Ｏの底面のフレームに形成されている。この構成でも図１と同様の効果を奏することができる。

また、旋回式キャスタでは、複数の車輪ユニット５が設けられていてもよい。さらに、複数の車輪ユニット５が旋回軸Ｒを中心に等角度間隔で配置されていてもよい。図６に、その一実施形態が示されている。

図６の実施形態では、２つの車輪ユニット５が旋回軸Ｒを中心に対称的に配置されている。２つの車輪ユニット５は、回転体３に取り付けられて旋回軸Ｒの周りに一体的に水平旋回可能である。さらに、２つの車輪ユニット５は、リンクピン４を中心に該リンクピン４の軸方向に直交する平面内で上下方向に揺動可能となっている。２つの車輪ユニット５がリンクピン４を中心に一体的に揺動しても、それぞれ別々に揺動するように構成されていてもよい。

２つの車輪ユニット５が一体的に水平旋回するときに、各車輪ユニット５のサポートローラ８は転動面１５を転動する。そして、取付対象物Ｏからの荷重は、各車輪ユニット５のサポートローラ８を介して車輪７で支持される。

このように、複数の車輪ユニット５を設けても、各車輪ユニット５の水平旋回の軌跡は同じであり、転動面１５も各車輪ユニット５で共用されるので、旋回式キャスタの設置スペースが大きくなるわけではない。さらに、複数の車輪ユニット５を設けたことにより、取付対象物Ｏからの荷重をより多くの車輪７で受けることができ、車輪７の外径Ｄ１を大きくせずに耐荷重を大きくすることができる。

図６では、２つの車輪ユニット５が設けられていたが、３以上の車輪ユニット５が設けられても当然よい。

以上、本発明に係る好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。

１ ベースプレート
２ 旋回軸受け
３ 回転体
５ 車輪ユニット
６ 支持体
７ 車輪
８ サポートローラ（転動体の一例）
９ イコライズピン
１５ 転動面
Ｒ 旋回軸
Ｆ 路面
Ｏ 取付対象物

Claims (6)

1. 取付対象物の底面に取り付けられる旋回軸受けと、
   前記旋回軸受けに取り付けられて前記旋回軸受けの中心を通り上下方向にのびる旋回軸の周りに回転可能な回転体と、
   前記回転体に設けられて水平方向にのびるリンクピンと、
   前記回転体に取り付けられて前記旋回軸を中心に対称的に配置された２つの車輪ユニットと、を備え、
   前記車輪ユニットは、それぞれ、
   前記リンクピンを介して前記回転体に支持された支持体と、
   前記旋回軸受けから前記旋回軸の径方向に離れた位置で路面に接するように前記支持体に回転可能に支持された車輪と、
   前記旋回軸受けから前記径方向に離れかつ前記車輪の上方に位置するように前記支持体に回転可能に支持された転動体と、を備え、
   ２つの前記車輪ユニットは、一体的に前記旋回軸の周りに水平旋回可能であり、前記リンクピンを中心にそれぞれ別々に上下方向に揺動可能であり、
   前記転動体は、前記取付対象物の前記底面の転動面に接触し、前記車輪ユニットの水平旋回時に前記転動面を転動するものであり、
   前記取付対象物からの荷重は、各前記車輪ユニットの前記転動体を介して前記車輪で支持される、
   ことを特徴とする旋回式キャスタ。
2. ベースプレートが前記取付対象物の前記底面に取り付けられており、
   前記転動面が前記ベースプレートに形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の旋回式キャスタ。
3. 前記車輪ユニットは、前記径方向にのびるように前記支持体に取り付けられたローラ用シャフトを備え、
   前記転動体は、前記ローラ用シャフトに回転可能に取り付けられたサポートローラである、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の旋回式キャスタ。
4. 凹部が、前記支持体の上面に形成されており、
   前記サポートローラは、その下部が前記凹部に収容されている、ことを特徴とする請求項３に記載の旋回式キャスタ。
5. 前記車輪ユニットは、一対の前記車輪を備え、
   一対の前記車輪は、前記一対の車輪の間に位置しかつ前記径方向にのびるように前記支持体に支持されたイコライズピンを中心に揺動可能である、ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の旋回式キャスタ。
6. 前記転動面と接触する前記サポートローラの周側面は凸球面に形成されている、ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の旋回式キャスタ。

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