JPH03169705A

JPH03169705A - キャスター

Info

Publication number: JPH03169705A
Application number: JP30226689A
Authority: JP
Inventors: Stanley France Paul; ポール・スタンレー・フランス; James Hicks Robert; ロバート・ジェイムス・ヒックス
Original assignee: Herok RJK Ltd
Current assignee: Herok RJK Ltd
Priority date: 1989-11-22
Filing date: 1989-11-22
Publication date: 1991-07-23
Anticipated expiration: 2011-08-07
Also published as: JP2521821B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】《産業上の利用分野〉本発明は旋回車輪に関し、詳細にはキャスター車輪に関
連するがそれに限られるものではない。

《従来の技術｝旋回車輪一般、特にキャスター車輪は、車輪が取付けら
れた車両或いは乗り物にその行程の方向の変更を可能と
するように、垂直旋回軸（その垂直軸が、水平車軸を貫
通しているか或いは水平車軸からＷＩＩ！ＦＡされてい
るかに関わらず）の廻りでそれらの水平車軸をひねる能
力を有している。普通１対以上の旋回キャスターを備え
たそのような車両及び乗り物は、工場、倉庫、店鋪及び
事務所内における物品、商品及び機器の運搬、分配及び
貯蔵のための手押車としてまた病院の患者の移動のため
の手押車として日常的な使用を見出すが、大抵はスーパ
ーマーケットの手押車（ショッピングカート）とか空港
及び鉄道の駅における荷物用の手押車（殉物カート）と
して出会うものである。

これらの後者の車両は、多くのものを一度に動かすこと
を可能にする（例えば分散した場所からそれらを集め、
共通の収納と分配の位置に戻すとき）と共に、それらが
使用されないときには収納スペースの経済性を生み出せ
るように、複数のものが入れ子状に重ね合わされ得るよ
うな設計と構造のものである傾向がある。しかしながら
、入れ子状に重ね合わされた２０個程度の手押車のまと
まりを一緒に動かすことを可能とするためには、地面に
接している全ての車輪が自由に旋回できることが必要で
ある。従って、このことは、各手押車の４つの車輪全て
が旋回車輪でなければならないか、或いは入れ子の操作
の一部として一組の旋回車輪以外の全てのものが地面か
ら持ち上げられなければならないことを意味することに
なる。

（発明が解決しようとする課題｝一般に、スーパーマーケット用と荷物用の手押車には、
４個のキャスター車輪が備えられている。

しかしながら、そのような構成は、車輪そのものがどち
らを向いていようと手押車がどの方向に移動することも
許容してしまい、これは実質的な速度で移動するとき又
はキャスターが汚れその他の異物によって磨滅され汚さ
れるようになったとき、そのような車′両の舵取りを、
とりわけ傾斜路その他の平坦でないか又はでこぼこした
表面における舵取りを非常に困難なものとするという明
らかな欠点を有する。

この欠点を克服するため、ヨーロッパ特許出願第００２
３４３２号（フィッシャー）において、後輪上で回り継
手を「真っ直な」位置に係止し、その係止は手押車を入
れ子状態に重ね合わせる行為によって自動的に解除され
るという提案がなされた。

しかしながら、係止は重力作用の下でのみ行なわれるの
で、手押車を使用するときにキャスター動作を元に戻す
ための都合の良い手段はなく、舵取りのためには前方の
キャスター車輪に全面的に依存することが必要となる。

当然ながら、このことは、手押車を例えば限られた空間
で操縦する必要かあるとき困難を生じさせることになり
、キャスターが本来利用されてきた操縦性のコンセプト
を失わせるものと思われる。

容易に係止可能であり同じく容易に解除可能であるキャ
スター回り継手を提供するという、その問題に対する幾
分大雑把で不十分な解決策が、米国特許第４，０３７，
２９１号（ヘンブナ一等）において提案された。そこで
示されたシステムにおいて、軸及び半径方向に突出する
離隔ざれた１対のフインガより成る係止・解除部材はキ
ャスター車輪によって担持されたカートに装着され、そ
の結果、フィンガは重力で落下して車輪の後方位置で車
輪の各周囲面に対して１つずつ位置され得ることになり
、フィンガ表面は滑らかなカム作用を提供して、車輪の
逆回転がフィンガを持ち上げてキャスター作用を復元す
ることを可能にする。しかしながらこの係止・解除部材
は、カートに装着され、キャスター車輪組立体の一部で
はない。従って、カート製造業者は、カートの生産にお
いて追加の製造段階を含めなければならないことになる
。また、フィンガが車輪の幅だけ離隔されなければなら
ないので、係止・解除部材は協動する車輪に適合するも
のでなければならず、交換車輪はおそらく適当な動作を
許容するものとはならない。さらに、係止・解除ユニッ
トが故障したならば、それほほは確実に係止位置におい
て発生するので全てのキャスター作用を消失させること
になる。

はるかに洗練された解決策が米国特許第４．４９４．２
７２号（モリタ）において示されており、ここで車輪は
メイン車輪フォークに揺動可能に軸支されるサブフォー
ク内に装着され、メインフォークが取付けられるベース
の接合部で係合されているサブフォークの突起によって
車輪が前方に回転しているとき、メイン車輪フォークは
キャスター軸の廻りで旋回不能とされている。車輪の回
転が逆転されるとき、ブレーキが作動して車輪を停止し
、ブレーキが装着されるサブフォークは突起を接合部か
ら外すように揺動し、メインフォークはキャスター軸の
廻りで自由に旋回する。この構或は、示された実施例の
全てが非常に多くの小さな作動部品を包含するという非
常に大きな欠点を有する。

従って、このことは、構成部品を製造して組み立てるに
はコストが高くなることと、完成したキャスターは頑丈
さと作動の信頼性がかなり低くなることを意味する。

キャスターのコストが、スーパーマーケット用又は荷物
用の手押車の製造に関わる全コストの中で非常に大きな
割合を占めるということを心に留めると、キャスターが
効率良く且つ信頼性の高いサービスを提供し、それと矛
盾することなくそれらのキャスターのコストが最小限に
保たれることが必要である。本発明は、この目的を明確
に心に留めて創案されたものであり、内蔵されて製造・
組立てに費用が掛らず、それが取付けられる車両に対し
て適合性を要求せず、作動の効率が良く信頼性の高い係
止可能かつ解除可能な旋回作用を有する車輪を提供する
ものである。

《３題を解決するための手段とその作用〉従って、本発
明は、旋回作用が容易に係止されて旋回軸の廻りで車輪
が回動することを防ぐことと、同じく容易に解除されて
車輪が旋回軸の廻りで自由に回動することを許容するこ
との両者が車輪にいかなる制動作用をも付加することな
く達成されるように成した、旋回車輪組立体を提供する
ことを追及する。本発明によれば、旋回動作の係止及び
解除は車輪自体の回転の結果として達或され、一方向の
回転は旋回軸を係止させ、反対方向の回転は旋回軸を解
除して自由な旋回運動を許容することになる。

従って、本発明は、車軸に回転するように装着された車
輪と、車軸がその中に水平に装着されるヨークと、ヨー
クに垂直方向に装着されその廻りでヨークと車輪とが回
動できる旋回軸と、旋回軸の廻りの回動に対してヨーク
を解除可能に係止する係止手段とから成り、係止手段は
車輪にいかなる制動作用をも付加することなしに、一方
向における車輪の回転によってヨークを係止し、反対方
向における車輪の回転によってヨークを解除するように
作動され得ることを特徴とする旋回車輪組立体を提供す
る。

本発明は、特に、垂直旋回軸が車輪の水平回転軸を貫通
しないキャスター車輪に関連する。以下に続く説明にお
いて、本発明はそのようなキャスター車輪に関して説明
されているが、垂直旋回軸が車輪の水平回転軸を貫通す
る非キャスターの旋回車輪にも等しい妥当性を持って適
用されると理解されるべきである。しかしながら、その
ような非キャスターの旋回車輪の場合には、ヨークの係
止が１８０度反対の２つの向きのいずれにおいても発生
し得るように、旋回軸の廻りの回動に対してヨークを解
除可能に係止するための係止手段を提供することが場合
によっては有利であり得ることは明白であろう。

概して、係止手段は、ヨークに装着され、キャスター車
軸に回転しないように装着されたキャスター板を係合す
ることによってその係止作用を達成する。しかしながら
、以下に詳細に述べられるように、係止手段が車輪又は
車輪車軸に直接装着される変形例もある。その係止作用
は、車軸に関する一方向における車輪の回転によって引
き起こされ、この係止作用は車輪のリム又は表面或いは
車軸自体の結果として生じる運動によって達成される。

《実　施　例｝具体例のためにのみではあるが、ここでキャスター組立
体の３形態が添付図面を参照してより詳細に説明される
ことになる。

第１図から第６図の各図面を参照すると、キャスター組
立体１０は、車軸１３に回転するように装着される硬質
ゴムタイヤ１２を備えた車輪１１を有している。この車
軸は、それ自体がヨーク１４内に装着され、ナット１５
によって保持される。

ヨークは、垂直旋回軸に対して共に回転するように固定
されるドーム状に膨らんだキャスター板１７の下に収容
された適当な軸受（図示されていない）で、ヨークがそ
の廻りに旋回可能である垂直軸１６を担持する。旋回軸
１６には、その意図される用途に適当な締め金具（図示
されていない）を備えても良く、それによってスーパー
マーケット用の手押車などの車両に対して回転しないよ
うに取付けられ得る。しかしながら、その他の設計が、
車両に関して、ヨークの自由な回転とキャスター板の回
転不能−な取付けを提供するために企図され得る。通常
の使用において、キャスター車輪は、その車軸１３が旋
回軸１６に追従するように、向きを採ることになる。図
面に示された向きにおいて組立体の運動の通常の方向が
矢印１８によって示され、そのときの車輪１１の回転方
向は矢印１つによって示される。

ここで第１図及び第２図だけを参照すると、ヨーク１４
の略水平部分の後部エッジには延長された開口２１を有
する後方に延出するフインガ２０が備えられ、フィンガ
２０は前方に向かって突出するバネ腕２２の形をとって
それ自身の上に戻ることが分かる。開口２１は、タイヤ
１２とバネ腕２２の間の箇所に保持される鋼球体２３を
収容する。ドーム状に膨らんだキャスター板１７には、
鋼球体２３をちょうど収容するような大きさの切欠き２
５を備えた略水平のフランジの形をとって後方延長部２
４が備えられる。使用において、旋回軸１６は、ドーム
状に膨らんだキャスター板１７の切欠き２５が車両の後
方に臨むように、キャスター組立体によって支持されて
車両に装着される。キャスターが取付けられる車両が前
方に進められるとき（矢印１８によって示されたように
）、ヨーク１４は、車軸１３が第１図及び第２図におい
て示された向きで旋回軸に追従するように、旋回軸１６
の廻りで回動することになる。バネ腕２２によってタイ
ヤ１２に対して保持された球体２３は、車輪の回転によ
って前方に向かって運ばれ、ドーム状に膨らんだキャス
ター板のフランジ２４内の切欠き２５に入り、車輪の連
続的な前方回転によってその位置に保持されることにな
る。この位置において、球体は、ヨークが旋回軸１６の
廻りで回動することを妨げ、車輪１１を「真っ直な」位
置に維持する。

切欠き２５内に保持された球体２３によって生じる旋回
係止を解除するためには、先ず初めに車両が停止され、
次にその運動方向がわずかに逆転される。車両の逆の運
動は車輪１１に反対方向の回転を生じさせることになり
、従ってこれが球体２３を開口２１内に戻してフランジ
２４の切欠き２５から退かせることになる。切欠きから
の球体の離脱の直ぐ後、旋回軸１６を解除してそのキャ
スター作用を回復する動作が続き、車輪が車両の新しい
行程の方向に対して適当な新しい向きを採るまで、車輪
の逆の運動がヨーク１４を旋回軸の廻りで回動させるこ
とになる。この新しち）向き（こおいて、球体２３は、
単にキャスター板１７のリムに当接するのみであり、係
止機能を一切発揮しないことになる。しかしながら、車
両が前方に再び向けられると直ぐ、車輪及びヨークは、
球体が再び切欠きに人って旋回軸を真っ直な位置に係止
することができるように、旋回軸の廻りで再び回動する
。実際、真っ直の両側の角度数度の方向における車両の
運動は、球体が切欠き内に押し入ることを許容し、従っ
て真っ直な位置に車輪を集める傾向がある。

本発明による組立体の変更された設計が、第３図及び第
４図において示されている。この構成において、補助ヨ
ーク３０は、車輪１１の頂部を横断して配置され、車輪
ナット１５によって車軸１３の廻りで回転するように締
め付けられる。第３図及び第４図において、補助ヨーク
３０は、車輪ヨーク１４の外側に配置されて示されてい
るが、車輪ヨーク１４の内側にも等しく有効に配置され
得るものである。

車輪１１の両側におけるその長さの中間において、ヨー
ク３０には直立した環体３２によって包囲された円形開
口３１が備えられる。開口３１は、環体３２内に収容さ
れ閉鎖キャップ３５に当接する小さな圧縮バネ３４によ
って車輪１１の表面に向かつて付勢される鋼球体３３を
収容するようになっている。袖助ヨーク３０には、タイ
ヤ１２上を通過するその頂部に、前方に突出するビン３
６が備えられる。ピン３６の自由端部は、旋回軸１６に
取付けられそれと共に回転可能であり、かつその周面に
ビン３６の自由端部を収容する大きさと配置で構成され
る後方に臨む開口部３７を有するドーム状に膨らんだキ
ャスター板１７に隣接している。

キャスター組立体が取付けられる車両の矢印１８の方向
における運動は、車輪１１を矢印１９の方向に回転させ
ることになる。次に、補助ヨーク３０は車輪１１の表面
に向かつて付勢される球体３３によって、ピン３６の自
由端部がキャスター板１７の周面に当接するまで車軸１
３の廻りに車輪と同じ方向に移動する。車輪が「真っ直
な」位置にあって車両が前方へ運動しているとき、ビン
はキャスター板１７の開口部３７に揃えられて進入し、
それによって旋回軸を回動に対して係止する。第１図及
び第２図に関連して上に述べられた実施例と同様に、車
輪の逆回転が旋回軸の解除をもたらして完全なキャスタ
ー作用を復帰させ、車輪が「真っ直な」位置に戻るとき
旋回係止が再び行なわれる。

ここで第５図及び第６図を参照すると、第１図及び第２
図に示されたものに概ね類似するさらにもう１つの設計
が示されている。第５図及び第６図の構戊においては、
長手方向の狭いスロット４０が、その後縁に近接したヨ
ーク１４の頂面に形成される。このスロットは略逆マッ
シュルーム状の係止部材４１の直立した脚部４２を収容
し、脚部４２はスロットの長さ方向に沿って前後で自由
にスライド可能である。逆マッシュルーム状部材４１の
ベース４３は概ね半球状に膨らんだ外観を有しその自重
でタイヤ１２に載っており、ベース４３とタイヤ１２の
間の摩擦係合は、非常に小さいものであるがそれにも関
わらず、部材４１をスロット４０に沿って一方向又は他
方向に付勢する点で、車輪の回転の結果としてのタイヤ
の運動に関し十分なものである。ドーム状に膨らんだキ
ャスター板１７には、この実施例においては、部材４１
の脚部４２を収容するような大きさの切欠き４５を有す
るフランジの形をとって後方延長部４４が備えられる。

使用においては、旋回軸１６は、ドーム状に膨らんだキ
ャスター板１７のフランジ４４の切欠き４５が車両の後
方へ臨むように、車両に装着される。車両が前方に進め
られるとき（矢印１８によって示されたように）、ヨー
ク１４は、車軸１３が第５図及び第６図において示され
た向きで旋回軸に追従するように、旋回軸１６の廻りで
回動することになる。次に係止部材４１は車輪の回転に
よって前方に向かって運ばれ、その脚部４２は、キャス
タ゛一板のフランジ４４の切欠き４５に入り、車輪の連
続的な前方回転によってその位置に保持されることにな
る。切欠き４５内への脚部４２の進入を容易にするため
に、切欠き４５の開放端部に近接するフランジは丸くな
ったエッジを有する。

このことは、車輪が「真っ直な」位置に接近するにつれ
て、脚部４２を切欠きの中に導く助けとなる。また、切
欠きは、好ましくは非常にわずかな旋回作用、例えば５
度の円弧が旋回軸１６の廻りで維持され得るように、脚
部４２の幅よりも幾分大きな幅で特に有利に形成される
ことも可能である。このわずかな旋回作用は、旋回作用
が一切許容されないがそれでも「係止された」キャスタ
ー動作に関連した利点を提供する場合と比べて、車両に
より良好な制御性を提供し、車両が特にコーナリング時
により良好なコントロールの下に維持されることを２可
能にする。当然ながら、この改善は全ての実施例に適用
可能である。

切欠き４５内に保持された脚部４２によって生じる旋回
係止を解除するためには、先ず初めに車両が停止され、
次にその運動方向がわずかに逆転される。車両の逆の運
動は車輪１１に反対方向の回転を生じさせ、従ってこれ
が係止部材４１を後方に移動させることになり、脚部４
２はスロット４０内に戻りフランジ４４の切欠き４５か
ら引き出される。切欠きからの脚部の離脱の直ぐ後、旋
回軸１６を解除してそのキャスター作用を回復する動作
が続き、車輪が車両の新しい行程の方向に対して適当な
新しい向きを採るまで、車輪の逆の運動がヨーク１４を
旋回軸の廻りで回動させることになる。この新しい向き
において、脚部４２は、単にキャスター板１７のリムに
当接するのみであり、係止機能を一切発揮しないことに
なる。

上述の第１図及び第２図に関連して説明された実施例は
、それが非常に単純であり製造に費用が掛らないという
利点を有する。しかしながら、その球体は車輪のタイヤ
に接触するので、球体の不断の回転とキャスター板の切
欠きのエッジの削り落とし作用とが自己清浄効果を有す
る傾向があるにも関わらず、係止機構はタイヤによって
拾い上げられた汚れその他の異物によって汚されること
になるかも知れない。第３図及び第４図に関連して上述
された実施例にはこの欠点がなく、またより複雑な作用
のものであるけれども、それにも関わらずより頑丈な構
造に従うものである。

第５図及び第６図に関連して上述された実施例は、特に
簡重なものであり製造に費用が掛らないという特別の利
点を有すると共に、構造及び作用の単純性にも関わらず
非常に頑丈で作動信頼性の高いことを立証した。

上述の３種の全ての実施例において、旋回動作の係止又
は解除を実行するために、車輪に対する制動作用が全く
ないことに留意することが重要である。全ての場合にお
いて、車輪に当接する要素（球体２３、球体３３及び部
材４３）は、係止又は解除が失行されるべきときだけで
なく、常に車輪１１又はタイヤ１２との接触が維持され
る。

以上の説明から、本発明の範囲から離れることなくキャ
スター組立体に対して多くの修正及び変更がなされ得る
ことは、全く明らかであろう。従って、例えば、補助ヨ
ークは車輪の一側面に当接する１つの球体だけを保持す
るように作用することもあり、上述の鋼球体の代わりに
ゴム又はプラスチックの球体が使用されることもあり、
球体の代わり一にローラー又は平坦な摩擦パッドが使用
されることもあり、係止手段は、車軸が車輪と共に回転
するものであるときその車軸に当接するか、又は車輪と
共に回転する車軸又は車輪のいかなる複製、追加又は拡
張にもまさしく当接するように構成されることもあり、
図面に示された円盤状の車輪は特に家具の製造業者によ
って奨励される略円筒形又は球形タイプの車輪に取り替
えることも可能である。また、本発明がヨークに関連し
て以上説明され、図面に示された実施例が車軸の両端を
支持するヨークを有しているが、２個の車輪を備えた旋
回車輪組立体における車軸の一端だけの支持又は車軸の
中央の支持を含むヨーク構成も等しく適用可能であると
理解されるべきである。

上述のように本発明によるキャスター車輪組立体は、ス
ーパーマーケット用の手押車及び荷物用の手押車に取付
けられてとりわけ有益であるが、産業用及び商業用に使
用されるその他の様々な乗り物及び車両に対しても非常
に有益なものである。

一般に、キャスター組立体は４輪車両の前輪として対で
取付けられることになり、その後輪は従来通りのキャス
ターであるか又は非キャスター構造のものである。しか
しながら、多くの状況において、対の前輪の一方のみが
本発明のキャスター組立体によって形威されるときにも
、本発明の主要な恩恵を得ることが可能である。例えば
病院での患者の運搬のための手押車又は図書館用の手押
車などのように、どちらの方向にも移動されるようにな
っているか又はそのように要求される車両において、手
押車がどの方向に動かされるにしても、手押車が真直ぐ
な位置で移動されているときに片方又は両方の前輪が係
止されようとも、後輪が常に完全なキャスター機能を有
することを保証するように、対向する端部に反対方向に
装着されたキャスターを備えた４つの車輪全て（又は選
択的に前輪対及び後輪対の各々の一方に）に対して本発
明によるキャスター組立体を使用することが特に有利で
あることが判明するであろう。

入れ子にされるように設計されるスーパーマーケット用
及び荷物用の手押車の場合において、複数の入れ子にさ
れた手押車は、本発明による前方のキャスター組立体が
解除状態で作動するために、簡単に逆方向に移動され得
、容易な操縦性を許容することになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従ったキャスター組立体の第１形態の
側断面図、第２図は第１図の組立体の一部切欠き平面図
、第３図は本発明に従った第２のキャスター組立体の部
分断面側面図、第４図は第３図の組立体の４−４線に沿
う一部切欠き平面図、第５図は本発明に従ったキャスタ
ー組立体の第３形態の側断面図、第６図は第５図の組立
体の平面図である。０・・・キャスター組立体２・・・タイヤ４・・・ヨーク６・・・旋回輔０・・・フィンガ２・・・バネ腕１・・・車輪３・・・車軸５・・・ナット７・・・キャスター板１・・・開口３・・・鋼球体２４・・・後方延長部３０・・・補助ヨーク３２・・・環体３４・・・圧縮バネ３６・・・ピン４０・・・スロット４２・・・脚部４４・・・フランジ２５・・・切欠き３１・・・開口３３・・・鋼球体３５・・・閉鎖キャップ３７・・・開口部４１・・・係止部材４３・・・ベース４５・・・切欠き

Claims

【特許請求の範囲】

（１）車軸に回転するように設けられる車輪と、上記車
軸がその中に水平方向に設けられるヨークと、該ヨーク
に垂直方向に設けられその廻りに該ヨーク及び上記車輪
が回動できる旋回軸と、該旋回軸の廻りの回動に対して
上記ヨークを解除可能に係止する係止手段とから成り、
該係止手段は、上記車輪に対するいかなる制動作用もな
しに、一方向における該車輪の回転によって上記ヨーク
を係止し、反対方向における該車輪の回転によって該ヨ
ークを解除するように作動され得ることを特徴とする旋
回車輪組立体。
（２）前記係止手段が前記ヨークに設けられる請求項１
に記載の旋回車輪組立体。
（３）前記係止手段が、前記車軸に設けられる請求項１
に記載の旋回車輪組立体。
（４）前記係止手段が、車輪リムの運動を引き起こす前
記車輪の回転によって作動される請求項１〜３いずれか
の項に記載の旋回車輪組立体。
（５）前記係止手段が、前記車輪の表面の運動による該
車輪の回転によって作動される請求項１〜３いずれかの
項に記載の旋回車輪組立体。
（６）前記係止手段が、前記車軸の運動を引き起こす前
記車輪の回転によって作動される請求項１〜３いずれか
の項に記載の旋回車輪組立体。
（７）前記旋回軸が、前記車軸を貫通しない請求項１〜
６いずれかの項に記載の旋回車輪組立体。
（８）２対のキャスター車輪が設けられるスーパーマー
ケットの手押車又は類似の車両であって、請求項７に従
ってその前方端部に上記車輪の対の少なくとも一方が設
けられるもの。