JPWO2014013753A1 - 自在キャスター - Google Patents

Abstract

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る。下段回動部の支持軸が上段回動部の支持軸からずらされる距離と、下段回動部の支持軸が自在金具のホイール軸を通る垂直線からずらされる距離とが等しくなるようにされる。

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で、その走行体の押し時（前進時）及び引き時（後退時、牽引時）のいずれの場合にも、走行体の走行向きに呼応してスムーズに旋回し、以て、走行体のスムーズな走行を可能にする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。多くの場合、ベアリング装置により軸支される支持軸と、自在金具のホイール支持軸を通る垂直線とはずらされている。

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り、しかも、各自在キャスターにかかる負荷は均等とは限らない。そのため、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２０００−１３５９０１号公報 実用新案登録第３１２１３３７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、しかも、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に、自在キャスターに部分的にひずみが生じ、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、各自在キャスターに相当の重量負荷がかかっても、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く、特に、前進、後退時に横振れがないため、狭所の走行に支障がない、自在キャスターを提供することを課題とする。

また、本発明は、従来の一般的自在キャスターと変わらない高さであり、あるいは、それよりも低い高さであって、安定的に自由旋回し、前進、後退時に横振れが起こらないために、狭所の走行に支障がない、コンパクトな構成の２軸式の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ることを特徴とする自在キャスターである。

好ましい実施形態においては、前記下段支持軸が前記上段支持軸からずらされる距離と、前記下段支持軸が前記自在金具のホイール軸を通る垂直線からずらされる距離とが等しくなるようにされる。

一実施形態においては、前記下段回動部は、前記上段支持軸が偏心的に取り付けられる旋回板と、前記旋回板の裏面に設置される下段軸支部と、前記下段軸支部に下段支持軸を介して旋回自在に取り付けられる自在金具とから成り、前記下段軸支部は、前記旋回板の裏面に固定される下段固定板と、前記下段固定板の裏面に配置されるカバーと、前記カバーと前記自在金具の頭面との間に配置されて、自在金具の回転を支持する鋼球群とで構成され、前記下段固定板と前記カバーの中央部に形成された窪みの中心に開設された挿通孔に下段支持軸が挿通され、前記自在金具の頭面は円形にされて周縁が立ち上げられて周縁壁が形成され、前記周縁壁と前記カバーの裏面との間において前記鋼球群が転動自在に保持される。

他の実施形態においては、前記下段回動部は、前記上段支持軸が偏心的に取り付けられる旋回板と、前記旋回板の裏面に固定されるボール支持板と、前記自在金具の頭面と、前記ボール支持板の裏面と前記自在金具の頭面との間に多数配置される鋼球群とで構成され、前記ボール支持板の裏面には前記鋼球の上部が収まる環状溝が形成され、前記自在金具の頭面には前記鋼球の下部が収まる前記環状溝に対応する環状溝が形成される。

更に他の実施形態においては、前記上段回動部は、前記走行体の底面に固定される上段固定板と、前記上段固定板との間に多数の鋼球を保持するボール支持板とから成り、前記上段固定板の裏面に前記鋼球の上部が収まる環状溝が形成されると共に、前記ボール支持板の上面に、前記鋼球の下部が収まる前記上段固定板の環状溝に対応する環状溝が形成され、前記上段固定板と前記ボール支持板とは、それらの中心部が前記上段支持軸を介して連結されて成り、前記下段回動部は、前記ボール支持板の裏面に形成される鋼球の上部が収まる環状溝と、前記自在金具の頭面に形成される前記鋼球の下部が収まる環状溝と、前記ボール支持板裏面の環状溝と前記自在金具頭面の環状溝との間に収まる鋼球群とで構成され、前記ボール支持板の環状溝の中心部と前記自在金具頭面の環状溝の中心部とが、前記下段支持軸を介して連結されて成る。

上記課題を解決するための請求項６に係る発明は、上下二段の回動部を備え、前記上段の回動部の上段支持軸と前記下段の回動部の下段支持軸のそれぞれの軸支部分が１つの軸受ブロック内に水平方向にずらして組み込まれ、前記上段回動部の上段支持軸が走行体の底面に固定され、前記下段回動部の下段支持軸にホイールを軸支する自在金具が設置されることを特徴とする自在キャスターである。

本発明は上述したとおりであって、本発明に係る自在キャスターは、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、前記下段回動部は、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自在に旋回する、ホイールを軸支するための自在金具を有して構成されるため、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。

請求項２に係る発明においては、走行時に各ホイールが瞬時に向きを変えることが容易となるため、当該キャスターを備えた走行体は、前進時及び後退時において振れが生じにくくなり、狭所を支障なく走行することが可能となる効果がある。

請求項４及び５に係る発明においては、構成がシンプルで、自在金具から上の部分の高さを抑えることができ、従来の一般的な自在キャスターよりも薄手に構成し得る効果がある。

本発明に係る自在キャスターの第１の実施形態の斜視図である。 本発明に係る自在キャスターの第１の実施形態の部分切截図である。 本発明に係る自在キャスターの作用を示す図である。 本発明に係る自在キャスターの作用を示す図である。 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３の実施形態の側面図である。 本発明に係る自在キャスターの第３の実施形態の平面図である。 本発明に係る自在キャスターの第３の実施形態の部分切截正面図である。 本発明に係る自在キャスターの正面図である。 図１０に示す自在キャスターの部分断面側面図である。 図１０に示す自在キャスターの一部省略平面図である。 図１０に示す自在キャスターの変形例の部分断面側面図である。

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の実施形態を示す斜視図、図２はその部分切截正面図であり、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、また、下段支持軸６が、それに取り付けられる自在金具７のホイール軸を通る垂直線から水平方向にずらして配置されることを特徴とするものである。

上段回動部Ａは、台車等の走行体１０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容体部２と、容体部２の中心部に配置される上段支持軸３と、上段支持軸３の下端が偏心的位置に固定される旋回板４と、上段支持軸３に設置されて容体部２内を回転する回転板２ａとで構成される。回転板２ａの上面側及び下面側には環状溝が形成され、各環状溝内に、回転板２ａの回転を支持する多数の鋼球２ｂ、２ｃが嵌め込まれる。かくして、回転板２ａ及びこれに固定されている上段支持軸３は、回転板２ａの上面及び下面に配備された鋼球２ｂ、２ｃ群に支持されて、水平方向に回転自在となる。

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部と、下段軸支部に下段支持軸６を介して旋回自在に取り付けられる自在金具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。下段軸支部は、旋回板４の裏面に固定される下段固定板５と、下段固定板５の裏面に配置されるカバー５ａと、カバー５ａと自在金具７の頭面との間に配置されて、自在金具７の回転を支持する多数の鋼球５ｂとで構成される。

下段固定板５とカバー５ａの中央部は窪ませ、その中心を開口して下段支持軸６挿通孔を形成する。下段支持軸６の頭部は、下段固定板５中央の窪み内に収まるため、旋回板４の裏面に当たることはない。自在金具７の頭面は円形にされ、周縁が立ち上げられ（周縁壁７ａ）、カバー５ａの裏面との間において鋼球５ｂを転動自在に挟持し得るように構成される。なお、周縁壁７ａにおける鋼球５ｂの当接面は、鋼球５ｂに対応する曲面とされる。また、カバー５ａの周縁部は下方に延長され、自在金具７の頭面を、間隙を保持して覆うように形成される。かくして、自在金具７は、その頭面とカバー５ａとの間に配置された鋼球５ｂ群に支持されて、下段支持軸６を軸にして水平方向に回転自在となる。

一実施形態においては、下段回動部Ｂの下段支持軸６は、上段回動部Ａの上段支持軸３から距離Ｄ_２ 水平方向にずらして配置されると共に、自在金具７のホイール軸９を通る垂直線から距離Ｄ_１ 水平方向にずらして配置され、距離Ｄ_１ と距離Ｄ_２ とが等しくなるようにされる。後述するように、そのようにした場合が、ホイール８を軸支する自在金具７の走行体の走行に追随しての向き変更が、最もスムーズとなる。

上記構成の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、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。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において、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、上下各段において自由旋回して、ホイール８を軸支する自在金具７は何ら無理なく走行体の移動方向に向きを変えることができるため、走行体の走行、転回に何ら支障が生ずることはない。

殊に、上記距離Ｄ_１ と距離Ｄ_２ とが等しくなるように設定した場合は、走行時に各ホイール８が瞬時に向きを変えることが容易となるため、本キャスターを備えた走行体１０は、前進時及び後退時において振れが生じにくくなり、狭所を支障なく走行することが可能となる。この点につき、図３及び図４を参照してより詳細に説明する。

図３には、走行体１０の四隅に取り付けられたホイール８が、矢示の進行方向側に位置している場合が示されており、その場合、上段支持軸３と下段支持軸６とホイール軸９の中心とが一直線上にある。この状態から走行体１０を矢示方向に前進させると、各ホイール８は一方向に傾き（この向きは、走行体１０の左側と右側にかかる力加減の差に依存する。）、下段支持軸６がホイール８の傾き方向と逆方向に変位する（図４ａ、ｂ）。この下段支持軸６の変位に伴ってホイール８は、上記直線上を走行体１０に対して相対的に後退する。

そこで走行体１０を更に前進させると、ホイール８は横向きとなり、そのホイール軸９の中心が上段支持軸３に一致し（図４ｃ）、次いで、ホイール８は更に回転すると共に上段支持軸３よりも後位置に位置する（図４ｄ）。そして、更に前進させると、ホイール８は１８０度回転し、上段支持軸３、下段支持軸６、ホイール軸９の中心がこの順に一直線上に並び（図４ｅ）、そのまま直進走行が可能となる。また、その状態から走行体１０を後退させると、ホイール８と下段支持軸６は上記前進の場合と逆に動作（変位）し、直ちに図４ａの状態に戻る。

図４から明らかなように、上記走行体１０の前進、後退時にホイール軸９の中心は、常に走行体１０の向きに対応する定直線上を前後に移動することになる。このことは、走行体１０がその前進、後退時において横振れしないことを意味する。そのため、本自在キャスターを備えた走行体１０は、狭所を支障なく走行することが可能となるのである。

次いで、図５及び図６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、上記第１の実施形態をシンプル化したもので、上段回動部Ａの上段支持軸３をラジアル玉軸受２１で軸支することとし、下段回動部Ｂを、かなり薄手化したものである。即ち、下段回動部Ｂは、旋回板４の裏面にボール支持板２２を固定し、ボール支持板２２と自在金具７の頭面との間に多数の鋼球２３を配置したものであり、ボール支持板２２の裏面に鋼球２３の上部が収まる環状溝２４が形成され、自在金具７の頭面に、鋼球２３の下部が収まる環状溝２４に対応する環状溝２５が形成される。また、下段支持軸６の頭部は、ボール支持板２２の環状溝２４によって旋回板４とボール支持板２２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。

この構成の自在キャスターの場合も、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。なお、この実施形態における上段支持軸３、下段支持軸６及びホイール軸９の位置関係も、上記実施形態に準じることが好ましい。

図７乃至図９に示す第３の実施形態は、上記第２の実施形態の場合よりも更に高さを低く抑えることを企図したもので、この実施形態の場合の上段回動部Ａは、台車等の走行体１０の底面に固定される上段固定板３１と、上段固定板３１との間に多数の鋼球３３を保持するボール支持板３２とから成る。

上段固定板３１は、実質的に第２の実施形態におけるボール支持板２２と同じ構成のもので、裏面に鋼球３３の上部が収まる環状溝３４が形成され、環状溝３４の外側の縁部が走行体１０の底面に固定される。また、ボール支持板３２の上面に、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。上段固定板３１とボール支持板３２は、それらの中心部が上段支持軸３を介して連結され、ボール支持板３２は、走行体１０の底面に固定される上段固定板３１に対して回動自在となる。

下段回動部Ｂは、ボール支持板３２の裏面に形成される、鋼球４３の上部が収まる環状溝４４と、自在金具７の頭面に形成される、鋼球４３の下部が収まる環状溝４５とで構成される。そして、ボール支持板３２の環状溝４４の中心部と自在金具７頭面の環状溝４５の中心部とが、頭部が扁平な下段支持軸６を介して連結され、自在金具７は、下段支持軸６を軸に回転自在となる。

この第３の実施形態の自在キャスターの場合も、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。なお、この実施形態における上段支持軸３、下段支持軸６及びホイール軸９の位置関係も、上記実施形態に準じることが好ましい。

図７から明らかなように、この第３の実施形態の場合は、自在金具７から上の部分の高さが、ほぼ上段固定板３１とボール支持板３２の高さの和に等しいものとなるので、従来の一般的な自在キャスターに比してもかなり薄手のものとなる。

続いて、図１０乃至図１３に記載された本発明に係る自在キャスターについて説明する。そこに示された自在キャスターは、上下二段の回動部Ａ、Ｂを備え、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。上段支持軸３は、上段固定板１を介し（図１０乃至図１２）、あるいは、直接ねじ込むことによって（図１３）、走行体１０の底面に固定される。また、下段支持軸６に、ホイールを軸支する自在金具７が設置される。

この自在キャスターの場合は、軸受ブロック４１が上段支持軸３を軸に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。なお、この場合の上段支持軸３、下段支持軸６及びホイール軸９の位置関係も、上記実施形態の場合に準じることが好ましい。

この発明をある程度詳細にその最も好ましい実施形態について説明してきたが、この発明の精神と範囲に反することなしに広範に異なる実施形態を構成することができることは言うまでもない。従って、この発明は、添付請求の範囲において限定した以外はその特定の実施形態に制約されるものではない。

Claims (7)

1. 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ることを特徴とする自在キャスター。
2. 前記下段支持軸が前記上段支持軸からずらされる距離と、前記下段支持軸が前記自在金具のホイール軸を通る垂直線からずらされる距離とが等しくなるようにされる、請求項１に記載の自在キャスター。
3. 前記下段回動部は、前記上段支持軸が偏心的に取り付けられる旋回板と、前記旋回板の裏面に設置される下段軸支部と、前記下段軸支部に下段支持軸を介して旋回自在に取り付けられる自在金具とから成り、
   前記下段軸支部は、前記旋回板の裏面に固定される下段固定板と、前記下段固定板の裏面に配置されるカバーと、前記カバーと前記自在金具の頭面との間に配置されて、自在金具の回転を支持する鋼球群とで構成され、前記下段固定板と前記カバーの中央部に形成された窪みの中心に開設された挿通孔に下段支持軸が挿通され、前記自在金具の頭面は円形にされて周縁が立ち上げられて周縁壁が形成され、前記周縁壁と前記カバーの裏面との間において前記鋼球群が転動自在に保持される、請求項１又は２に記載の自在キャスター。
4. 前記下段回動部は、前記上段支持軸が偏心的に取り付けられる旋回板と、前記旋回板の裏面に固定されるボール支持板と、前記自在金具の頭面と、前記ボール支持板の裏面と前記自在金具の頭面との間に多数配置される鋼球群とで構成され、前記ボール支持板の裏面には前記鋼球の上部が収まる環状溝が形成され、前記自在金具の頭面には前記鋼球の下部が収まる前記環状溝に対応する環状溝が形成されている、請求項１又は２に記載の自在キャスター。
5. 前記上段回動部は、前記走行体の底面に固定される上段固定板と、前記上段固定板との間に多数の鋼球を保持するボール支持板とから成り、前記上段固定板の裏面に前記鋼球の上部が収まる環状溝が形成されると共に、前記ボール支持板の上面に、前記鋼球の下部が収まる前記上段固定板の環状溝に対応する環状溝が形成され、前記上段固定板と前記ボール支持板とは、それらの中心部が前記上段支持軸を介して連結されて成り、
   前記下段回動部は、前記ボール支持板の裏面に形成される鋼球の上部が収まる環状溝と、前記自在金具の頭面に形成される前記鋼球の下部が収まる環状溝と、前記ボール支持板裏面の環状溝と前記自在金具頭面の環状溝との間に収まる鋼球群とで構成され、前記ボール支持板の環状溝の中心部と前記自在金具頭面の環状溝の中心部とが、前記下段支持軸を介して連結されて成る、請求項１又は２に記載の自在キャスター。
6. 上下二段の回動部を備え、前記上段の回動部の上段支持軸と前記下段の回動部の下段支持軸のそれぞれの軸支部分が１つの軸受ブロック内に水平方向にずらして組み込まれ、前記上段回動部の上段支持軸が走行体の底面に固定され、前記下段回動部の下段支持軸にホイールを軸支する自在金具が設置されることを特徴とする自在キャスター。
7. 前記軸受ブロックの上面と下面に軸受組込用の凹部が、互いに水平方向にずらして形成され、前記各凹部の底面に反対面に抜けるエア抜き孔が形成される、請求項６に記載の自在キャスター。

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