JP6682448B2

JP6682448B2 - 自在キャスター

Info

Publication number: JP6682448B2
Application number: JP2016558155A
Authority: JP
Inventors: 快春浅井
Original assignee: 株式会社タイコー
Priority date: 2015-02-26
Filing date: 2016-02-19
Publication date: 2020-04-15
Anticipated expiration: 2036-02-19
Also published as: JP2020045098A; JPWO2016136608A1; US20180170101A1; WO2016136608A1; JP6853930B2; US10272719B2

Description

本発明は、自在キャスターに関するものであり、より詳細には、台車、ショッピングカート、イス等の走行体、特に重量物の移送に用いられる走行体に用いるのに好適な自在キャスターに関するものである。

自在キャスターは、台車、ショッピングカート、イス等の走行体の脚に設置されて、当該走行体の前進及び後退を容易にし、また、走行体の向き変更に呼応して自在に旋回することにより、当該走行体の向きを変更してのスムーズな走行を可能にする機能を果たすものである。一般に自在キャスターは、台車等の底面に固定される固定板と、ベアリング装置を介して固定板に設置される自在金具と、自在金具に軸支されるホイールとから成る。

一般の台車、ショッピングカート、イス等の走行体においては、上記従来の自在キャスターで特に問題は起こらない。しかし、例えば、車両組み立て工場や鉄工所等における台車のように、重量物を積載移送する台車の場合は、その各自在キャスターに相当の重量負荷がかかるため、特に、初動時や段差走行時に大きな力が必要となる。また、各自在キャスターにかかる負荷は均等とは限らないため、自在キャスターに部分的にひずみが生じやすく、その結果、自在キャスターの自由旋回に支障が生ずるおそれがある。

特開平１１−２２２００３号公報特開２０１４−４３２３４号公報

上述したように、従来、重量物を積載移送する台車等においては、各自在キャスターに相当の重量負荷がかかり、初動時や段差走行時に大きな力が必要となるだけでなく、自在キャスターに部分的にひずみが生じやすく、その結果、自在キャスターの自由旋回に支障が生ずるおそれがあった。本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、重量物を積載移送する台車等において、初動時や段差走行時における負荷が軽くなって、無理なく走行させることが可能で、また、自在キャスターの自由旋回に支障が生ずるおそれがない自在キャスターを提供することを課題とする。

上記課題を解決するための請求項１に係る発明は、上下二段の回動部を備え、下段回動部は上段回動部の上段支持軸に取り付けられることにより前記上段回動部に対して旋回自在にされ、ホイールを軸支する自在金具は、前記下段回動部の下段支持軸に取り付けられることにより前記下段回動部に対して旋回自在にされ、前記下段支持軸は前記上段支持軸から水平方向にずらして配置されると共に、前記自在金具のホイール軸を通る垂直線から水平方向にずらして配置され、
前記ホイールは１又は複数列のうず巻ばねを介してホイール軸によって支持され、前記うず巻ばねは、前記自在金具の外側面に設置された軸受に軸支される前記ホイール軸に固定された回転胴の外周面と、前記ホイールの内周面との間に配装されることを特徴とする自在キャスターである。

一実施形態においては、前記うず巻ばねの始端部は前記回転胴に形成された凹部に係入支持され、その終端部は前記ホイールの内周面に形成された凹部に係入支持される。

一実施形態においては、前記上段回動部の上面の上段固定板の四隅に穿設される台車その他の走行体へボルト止めするためのボルト止め孔は、変形くの字形の横長孔とされる。

本発明は上述したとおりであって、ホイールは複数のうず巻ばねを介してホイール軸に取り付けられる構成であって、ホイールの前後動及び傾斜動が直接ホイール軸に伝わらないため、段差等を越える際等にホイールが不規則な動きをしても、ホイール軸はその影響を受けずに水平状態を保つことができて、それを取り付けた台車等の安定走行が可能となる。また更に、始動時には、複数のうず巻ばねの弾発力がホイールに作用するため、台車等を軽いタッチで始動させることがきる効果がある。

また、重量物を積載移送する台車等において、各自在キャスターに相当の重量負荷がかかっているとしても、走行、転回に際して上下二段に独立して自由旋回動作がなされるため、各自在キャスターの自由旋回に支障が生ずるおそれがないという効果がある。

本発明に係る自在キャスターの第１の実施形態の部分断面側面図である。本発明に係る自在キャスターの第１の実施形態の部分断面正面図である。本発明に係る自在キャスターの第２の実施形態の部分断面側面図である。本発明に係る自在キャスターの第２の実施形態の部分断面正面図である。本発明に係る自在キャスターの上段回動部及び下段回動部の構成例を示す部分断面正面図である。本発明に係る自在キャスターの上段回動部及び下段回動部の他の構成例を示す部分断面正面図である。本発明に係る自在キャスターの上段固定板の構成例を示す平面図である。

本発明を実施するための形態につき、添付図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明に係る自在キャスターの第１の実施形態を示す部分断面側面図、図２はその部分断面正面図である。そこに示されるように、本発明に係る自在キャスターは、上下二段の回動部Ａ、Ｂを有していて、上段回動部Ａの上段支持軸３と下段回動部Ｂの下段支持軸６がずれるように配置される（図１参照）。また、下段支持軸６が、それに取り付けられる自在金具７のホイール軸９を通る垂直線に対し、水平方向にずらして配置される。

上段回動部Ａは、台車等の走行体の底面に固定される上段固定板１と、上段固定板１の下側にネジ止め固定される上段軸支ケース２と、上段軸支ケース２において回転自在に支持される上段支持軸３と、上段支持軸３の下端に固定される旋回板４とから成る。また、下段回動部Ｂは、旋回板４の裏面に設置される下段軸支ケース５と、下段軸支ケース５において回転自在に支持される下段支持軸６と、下段支持軸６に取り付けられる二股の自在金具７とから成り、ホイール８は、自在金具７の下端部において軸支される。上段回動部Ａ及び下段回動部Ｂの具体的構成例については後述する。

一般の自在キャスターの場合は、自在金具に固定されるホイール軸が、ホイールの中心部に嵌め付けられる軸受に挿通される構成のため、ホイールの振動が、そのままホイール軸を介して自在金具に伝達される。しかるに、本発明に係る自在キャスターの場合は、ホイール８が自在金具７に固定されるホイール軸９と切り離された構成となっている。

即ち、図２に示した例においては、ホイール軸９に一対の軸受１５を介して軸筒１７が回転自在に設置され、軸筒１７に、２列のうず巻ばね１６を介してホイール８が設置される構成となっている。図示した例ではうず巻ばね１６は２列とされているが、１列又は３列以上であってもよい。うず巻ばね１６は、例えば、その始端部が、軸筒１７の外周面に形成される凹部内に係入保持され、その終端部が、ホイール８の内周面に形成される凹部１８内に係入されることにより、横ずれすることなく安定した状態に保持される。

このようにホイール８は、ホイール軸９に軸支される軸筒１７にうず巻ばね１６を介して取り付けられる構成であるため、ホイール８の動きとホイール軸９の動きが切り離され、ホイール８は、軸筒１７に浮遊状態に支持されるということができる。即ち、ホイール８の前後動や傾斜動等の動きは、うず巻ばね１６がワンクッションとなってホイール軸９に伝わり、直接ホイール軸９に伝わることはない。そのため、段差を越える際等にホイール８に衝撃が加わったり、傾いたり、不規則な動きをしたりしても、ホイール軸９はその動きに追随することなく水平状態を保つので、本自在キャスターを取り付けた台車等の平穏な安定走行が可能となる。本発明の場合のように、うず巻ばね１６を複数列とすることにより、クッション効果が高まる。

また、台車に重量物が載せられると、自在金具７、ホイール軸９並びに軸筒１７を介し、各うず巻ばね１６の軸筒１７の下側に位置する部分が押圧され、その部分の弾発力が増大する。この弾発力は、軸筒１７を下側から押し上げるように作用するものであるので、例えば、台車の始動時における助勢力となる。そのため、台車を軽いタッチで始動させることが可能となるのである。また、台車のその後の前進及び後退動作の際にも、軸筒１７を下側から押し上げようとする弾発力が継続して生ずるため、台車の前進・後退操作を楽に行うことが可能となる。

更に、ホイール８が軸筒１７に浮遊状態に支持されるため、段差通過時等においてホイール８に大きな衝撃が加わっても、その衝撃はうず巻ばね１６によってある程度吸収されるため、大きな衝撃がそのまま台車に伝達されることはない。そのため、台車が大きな衝撃を受けてその積載物が損傷したり、ずれ動いたりすることはない。

また、本自在キャスターの場合、下段回動部Ｂは上段支持軸３を介して上段回動部Ａに対して水平方向に自由に旋回し、ホイール８を軸支する自在金具７は、下段支持軸６を介して水平方向に自由に旋回する。従って、この自在キャスターが重量物を積載移送する台車等の走行体に用いられる場合、各自在キャスターにかなりの重量の負荷がかかったとしても、上下各段においてそれぞれ自由旋回でき、ホイール８を軸支する自在金具７は、無理なく台車の移動方向に向きを変えることができるため、重量物の積載移送時においても、大きな力をかけることなく、台車の直線走行、斜め走行、転回等を何らの支障もなくスムーズに行うことが可能となる。

また、上記のとおり、ホイール８の内周面と軸筒１７の外周面との間に１又は複数列のうず巻ばね１６が配装されているために、高重量負荷を受けた際においても、うず巻ばね１６の弾発力に助勢され、初動時や段差走行時のみならず、前進時、後退、旋回等の一般走行も楽なものとなる。

次いで、図３及び図４に示す第２の実施形態について説明する。この第２の実施形態は、軸受１５の配置位置が第１の実施形態の場合と異なっている。即ち、第１の実施形態の場合の軸受１５は、自在金具７の内側に配置されていたが、第２の実施形態の場合の軸受１５は、自在金具７の外側に配置されている。この場合の軸受１５は、自在金具７の外側面に固定された軸受ケース２１に保持され、その内輪にホイール軸９が嵌め込まれる。従って、第２の実施形態の場合のホイール軸９は回転自在となる。ホイール軸９には回転胴２２が固定され、回転胴２２とホイール８の内周面との間に１又は複数列のうず巻ばね１６が、第１の実施形態の場合と同様にして配装される。

この第２の実施形態の場合は、ホイール８の回転がうず巻ばね１６を介して回転胴２２並びにホイール軸９に伝達され、ホイール８、うず巻ばね１６、回転胴２２並びにホイール軸９が一体に回転するが、ホイール８の回転が直接回転胴２２並びにホイール軸９に伝わる訳ではなく、うず巻ばね１６を介して伝わる。そのため、うず巻ばね１６の弾発力及びクッション効果により、初動時や段差走行時のみならず、前進時、後退、旋回等の一般走行も楽なものとなることは、第１の実施形態の場合と同じである。また、下段回動部Ｂは上段支持軸３を介して上段回動部Ａに対して水平方向に自由に旋回し、また、ホイール８を軸支する自在金具７は、下段支持軸６を介して水平方向に自由に旋回するために、前進時、後退、旋回等の一般走行が楽なものとなることも、第１の実施形態の場合と同じである。

次いで、上段回動部Ａ及び下段回動部Ｂの構成例について説明する。図１及び図３における破断部は、上段支持軸３を軸支するための上段軸支ケース２の内部構成例を示すもので、その例の場合は、上段支持軸３の上端に、上段軸支ケース２内を自由回転する回転板１１が、上面板１０に押さえ止められて固定され、回転板１１の上面側及び下面側の周縁部に、多数の鋼球１２を転動可能に保持する環状溝が形成される。また、上段固定板１の裏面と上段軸支ケース２の内底面にそれぞれ、鋼球１２を保持するための溝等の手段が配備される。かくして上面板１０、回転板１１、上段支持軸３及び旋回板４が、一体となって上段軸支ケース２に支持されて回転自在となる。下段回動部Ｂも、上段回動部Ａに準じた構成とすることができる。

図５に示す例においては、上段回動部Ａの上段支持軸３をラジアル玉軸受３１で軸支することとし、下段回動部Ｂを、より薄手に構成したものである。即ち、下段回動部Ｂは、旋回板４の裏面にボール支持板３２を固定し、ボール支持板３２と自在金具７の頭面との間に多数の鋼球３３を配置したものである。この場合、ボール支持板３２の裏面に鋼球３３の上部が収まる環状溝３４が形成され、自在金具７の頭面に、鋼球３３の下部が収まる環状溝３４に対応する環状溝３５が形成される。また、下段支持軸６の頭部は、ボール支持板３２の環状溝３４によって旋回板４とボール支持板３２との間に形成される空間部内に収まるような扁平なものとされる。なお、図５においては、うず巻ばね１６の記載は省略してある。

また、図６に示す例は、上段回動部Ａの上段支持軸３と下段回動部Ｂの下段支持軸６のそれぞれの軸支部分が、１つの軸受ブロック４１内に水平方向にずらして組み込まれたものである。軸受ブロック４１は、金属製又は硬質樹脂製であって、上面と下面に軸受組込用の凹部４２、４３が、互いに水平方向にずらして形成され、凹部４２に、上段支持軸３を軸支する軸受４４が組み込まれ、凹部４３に、下段支持軸６を軸支する軸受４５が組み込まれる。各凹部４２、４３の底面には、反対面に抜けるエア抜き孔４６が形成される。このエア抜き孔４６は、上段支持軸３と下段支持軸６を軸受ブロック４１内の軸受４４、４５に組み付ける際に、内圧を逃がすためのものである。

図６に示す例の上段支持軸３は、上段固定板１を介して走行体の底面に固定されるが、その上端部に螺刻して直接ねじ込むようにすることもできる。なお、図６においても、うず巻ばね１６の記載は省略してある。

本自在キャスターは、上段固定板１に形成されるボルト挿通孔２３を通して台車その他の走行体の裏面にボルト止めすることにより固定されるが、走行体の裏面に設けられるボルト孔の形成位置（縦横寸法）は一定ではないので、本発明におけるボルト挿通孔２３は、図７に示されるような変形くの字形の横長孔として汎用性を持たせてある。

Claims

上下二段の回動部を備え、下段回動部は上段回動部の上段支持軸に取り付けられることにより前記上段回動部に対して旋回自在にされ、ホイールを軸支する自在金具は、前記下段回動部の下段支持軸に取り付けられることにより前記下段回動部に対して旋回自在にされ、前記下段支持軸は前記上段支持軸から水平方向にずらして配置されると共に、前記自在金具のホイール軸を通る垂直線から水平方向にずらして配置され、
前記ホイールは１又は複数列のうず巻ばねを介してホイール軸によって支持され、前記うず巻ばねは、前記自在金具の外側面に設置された軸受に軸支される前記ホイール軸に固定された回転胴の外周面と、前記ホイールの内周面との間に配装されることを特徴とする自在キャスター。
前記うず巻ばねの始端部は前記回転胴に形成された凹部に係入支持され、その終端部は前記ホイールの内周面に形成された凹部に係入支持される、請求項１に記載の自在キャスター。
前記上段回動部の上面の上段固定板の四隅に穿設される台車その他の走行体へボルト止めするためのボルト止め孔は、変形くの字形の横長孔である、請求項１又は２に記載の自在キャスター。