KR102090806B1

KR102090806B1 - 완충 캐스터

Info

Publication number: KR102090806B1
Application number: KR1020180126248A
Authority: KR
Inventors: 김태윤
Original assignee: 김태윤
Priority date: 2018-10-22
Filing date: 2018-10-22
Publication date: 2020-03-18

Abstract

본 발명은 완충 캐스터에 관한 것이다. 이는, 대차의 적재부 하부에 고정되는 고정브라켓과; 고정브라켓에 장착되며 외부로부터 전달된 힘을 축적하고 축적한 힘을 외부로 출력하는 전방반발작용부 및 후방반발작용부와; 고정브라켓에 지지되며 하향 연장된 링크플레이트와; 지면에 대해 경사지도록 배치되고, 받침축을 통해 상기 링크플레이트에 링크되며, 그 하단부에 바퀴를 갖는 바퀴홀더와; 바퀴홀더의 상단부에 구비되고, 전방반발작용부의 하부에 접하는 전방댐핑부재와; 후방반발작용부의 하부에 접하는 후방댐핑부재와; 받침축에 지지되고 바퀴가 외력에 의해 상승함에 따라 시소운동을 통해 하강하는 전방댐핑부재로부터 힘을 받아 회전하며, 후방댐핑부재를 통해 후방반발작용부를 상향 가압시키는 중앙코어를 포함한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 완충 캐스터는, 노면을 주행하는 바퀴가 장애물을 넘는 동안 바퀴에 가해진 힘을 축적하고, 축적된 힘을 이용해, 바퀴가 장애물을 넘는 순간 바퀴를 노면상에 즉시 접지시키므로 안정적이고 능동적인 완충능력을 갖는다. 또한, 주행 중 바퀴로 들어오는 수직방향 충격에너지의 일부를 회전운동으로 전환 후 대차프레임으로 유도하여 감쇄시키므로 충격에너지의 감쇄효과가 뛰어나다.

Description

완충 캐스터{Buffer Caster}

본 발명은 각종 대차에 적용되는 캐스터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 울퉁불퉁한 지면을 주행하더라도 적재부의 수직방향 움직임이 억제되며 충격흡수 능력이 뛰어난 완충 캐스터에 관한 것이다.

물류창고나 공항 또는 대형마트 등에서 물건 운반수단으로 사용되는 대차나 물류로봇에서부터 병원의 환자용 침대나 이동형 의료장비 등에는 캐스터가 장착된다. 캐스터는 이동할 대상을 받치는 바퀴로서, 특히 이동시 노면의 요철 등으로부터 올라오는 충격이나 진동을 최대한 흡수할 수 있도록 설계된다.

노면으로부터 전달되는 진동이나 충격을 제대로 흡수하지 못할 경우 주행성이 현저히 떨어져 대차의 운용이 힘들어 지게 되며, 특히 물류로봇은 내부 정밀부품이 손상되거나 센서가 이탈되는 등의 문제가 생길 수 있다. 또한, 캐스터 자체의 손상이 발생하여, 이를테면 휠샤프트가 절단되거나 휠 벗겨짐 등의 문제가 발생하기도 한다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 다양한 방식의 완충기술이 적용된 캐스터가 개발되고 있다. 가령, 국내 등록특허공보 제10-0441165호(캐스터 완충장치)에는, 다수개의 고정공을 가진 고정판의 하방으로 지지 브라켓을 약간 경사지게 고정을 하여 일측에 바퀴를 고정한 암의 중간부위와 고정을 하고, 지지 브라켓의 후방으로는 연결부재를 연장 돌출시켜 암의 타측과 고정하여 설치된 캐스터 완충장치에 있어서, 상기 바퀴를 고정한 암의 후단 양측에는 후술하는 우레탄 캡을 결착할 수 있도록 결착홈을 형성하고, 상기 우레탄으로 형성한 우레탄 캡은 스프링의 길이보다 작게 형성하여 하중에 따라 스프링과 우레탄이 이중으로 완충하도록 하며, 안정적인 완충작용을 위하여 내부 양측에 스프링을 삽입하여 안착하도록 삽입부를 형성하며, 상기 우레탄 캡의 삽입부에 삽입되는 스프링은 상기 지지 브라켓의 후방에 연장 돌출시킨 연결부재의 끝단에 형성된 스프링을 안착할 수 있는 안착돌부에 스프링을 안착하여 우레탄 캡과 스프링에 의해 캐스터의 완충이 이루어지게 한 캐스터 완충장치가 개시된 바 있다.

국내 등록특허공보 제10-0441165호 (캐스터 완충장치) 국내 등록특허공보 제10-0741464호 (완충형 캐스터) 국내 등록특허공보 제10-1840675호 (완충 장치를 갖는 이송 캐스터)

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 안정적이고 능동적인 완충능력을 가지며 충격에너지의 감쇄효과가 뛰어난 완충 캐스터를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 해결수단으로서의 본 발명의 완충 캐스터는, 대차의 적재부 하측에 장착되어 대차를 수평 지지한 상태로 구름운동 하는 것으로서, 상기 적재부의 하부에 고정되는 고정브라켓과; 상기 고정브라켓에 장착되되, 대차의 진행방향 앞뒤로 배치되며, 외부로부터 전달된 힘을 축적하고 축적한 힘을 외부로 출력하는 전방반발작용부 및 후방반발작용부와; 상기 고정브라켓에 지지되며 전방반발작용부와 후방반발작용부의 사이를 통해 하향 연장된 링크플레이트와; 수평의 받침축을 통해 상기 링크플레이트에 링크되며, 그 하단부에 바퀴를 가지고 지면에 대해서 경사진 바퀴홀더와; 상기 바퀴홀더의 상단부에 구비되고, 상기 전방반발작용부의 하부에 접하는 전방댐핑부재와; 상기 후방반발작용부의 하부에 접하는 후방댐핑부재와; 상기 바퀴홀더와 받침축을 공유하며 받침축을 중심으로 회전 가능한 것으로서, 바퀴홀더를 통해 들어오는 적재부의 하중을 후방댐핑부재로 유도하여 후방댐핑부재로 하여금 후방반발작용부를 상향 가압하게 하는 중앙코어를 포함한다.

또한, 상기 중앙코어는; 상기 받침축이 통과하는 센터홀을 갖는 허브부와, 상기 허브부에 일체를 이루며 허브부를 중심으로 반지름 방향으로 연장되고 등각 배치되는 다수의 회전아암부를 가지고, 상기 전방댐핑부재 및 후방댐핑부재는 회전아암부의 사이에 수용 배치되며, 후방댐핑부재는, 주행중의 바퀴가 장애물을 넘으며 상승함에 따라 발생하는 중앙코어의 회전력을 받아 후방반발작용부를 상향 가압하고, 바퀴가 상기 장애물을 통과한 순간 후방반발작용부로부터의 반발력을 받아 중앙코어를 반대방향으로 회전시켜 중앙코어로 하여금 바퀴를 하강시켜 지면에 접지 시킬 수 있도록, 후방반발작용부와 회전아암의 사이에 위치한다.

아울러, 상기 중앙코어의 회전아암부는, 상호 등각을 이루는 제1,2,3회전아암을 포함하고, 상기 전방댐핑부재는, 상기 제1회전아암과 제2회전아암의 사이에 수용된 상태로 전방반발작용부에 접하고, 상기 후방댐핑부재는, 상기 제1회전아암과 제3회전아암의 사이에 수용된 상태로 후방반발작용부에 접하며, 상기 제2회전아암과 제3회전아암의 사이에는 하부댐핑부재가 더 구비된다.

또한, 상기 후방댐핑부재와 하부댐핑부재가 커플링플레이트에 의해 상호 연결된 상태로 중앙코어에 결합한다.

또한, 상기 전방댐핑부재와 후방댐핑부재는 일정 직경을 갖는 원기둥의 형태를 취한다.

아울러, 상기 전방반발작용부 또는 후방반발작용부는; 상기 고정브라켓에 수평으로 고정되며 평행하게 이격되어 있는 롤러축과, 상기 각 롤러축에 지지되며 외력에 의해 탄성 변형 가능한 탄력롤러를 구비한다.

또한, 상기 전방반발작용부 또는 후방반발작용부는; 상기 고정브라켓에 고정되는 홀더부와, 상기 홀더부에 지지되는 힘축적부와, 상기 힘축적부에 고정되며 전방댐핑부재 또는 후방댐핑부재에 접하는 지지패드를 포함한다.

또한, 상기 힘축적부는, 외력이 작용한 상태에서 압축되며, 외력이 제거된 상태에서 팽창하는 스프링 또는 에어백을 포함한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 완충 캐스터는, 노면을 주행하는 바퀴가 장애물을 넘는 동안 바퀴에 가해진 힘을 축적하고, 축적된 힘을 이용해, 바퀴가 장애물을 넘는 순간 바퀴를 노면상에 즉시 접지시키므로 안정적이고 능동적인 완충능력을 갖는다.

또한, 주행 중 바퀴로 들어오는 수직방향 충격에너지의 일부를 회전운동으로 전환 후 대차프레임으로 유도하여 감쇄시키므로 충격에너지의 감쇄효과가 뛰어나다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 완충 캐스터가 장착되어 있는 대차를 도시한 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 완충 캐스터의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 완충 캐스터의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 내지 도 6은 도 1에 도시한 완충 캐스터의 동작을 나타내 보인 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 완충 캐스터에 적용할 수 있는 반발작용부의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 완충 캐스터에 적용할 수 있는 반발작용부의 또 다른 예를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 완충 캐스터가 장착되어 있는 대차(10)를 도시한 측면도이고, 도 2는 도 1에 도시한 완충 캐스터(20)의 분해 사시도이다. 또한, 도 3은 상기 완충 캐스터의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 완충 캐스터(20)는, 대차(10)를 구성하는 대차프레임(12a)의 하부에 설치된 상태로 대차프레임(12a)을 수평지지한다. 대차프레임(12a)은 적재부(12)를 지지하는 구조체이며, 적재부(12)는 운반할 대상이 올려지는 부분이다. 당연히, 완충 캐스터(20)는 대차프레임(12a)의 네 귀퉁이부에 설치된다.

완충 캐스터(20)는, 고정브라켓(21), 전방반발작용부(23), 후방반발작용부(24), 링크플레이트(25), 바퀴홀더(41), 전방댐핑부재(33), 후방댐핑부재(34), 하부댐핑부재(35), 중앙코어(30)를 구비한다.

먼저, 상기 고정브라켓(21)은 일정두께를 갖는 강철판으로 제작된 것으로서 하부로 개방된 ㄷ자의 형태를 취하며, 내측에 상기 전방반발작용부(23)와 후방반발작용부(24)와 링크플레이트(25)를 부분적으로 수용한다. 고정브라켓(21)의 상면에는 다수의 나사구멍(21a)이 마련되어 있다. 나사구멍(21a)은 대차프레임(12a)에 대한 고정브라켓(21) 고정용 나사가 끼워지는 구멍이다.

전방반발작용부(23) 및 후방반발작용부(24)는, 대차(10)의 진행방향(도 1의 화살표 N방향) 기준 앞뒤로 배치된다. 전방반발작용부(23)는 고정브라켓(21)에 수평으로 고정된 롤러축(23b), 롤러축(23b)에 끼워지는 탄력롤러(23a)로 이루어진다. 후방반발작용부(24)도 고정브라켓(21)에 고정되는 롤러축(24b)과 롤러축(24b)에 지지되는 탄력롤러(24a)로 구성된다.

상기 탄력롤러(23a,24a)는 신축성이 있는 합성수지나 고무로 제작된 일정직경의 롤러형 부재로서 탄성반발력을 갖는다. 말하자면, 외부로부터 가해진 힘에 의해 탄성 변형한 상태로 내부에 힘을 축적하고, 가하던 힘을 제거하는 순간 축적된 힘을 외부로 출력하며 처음의 상태로 복원되는 것이다. 이러한 기능을 할 수 있는 한, 전방반발작용부와 후방반발작용부의 구성은 매우 다양하게 변경될 수 있으며, 예를 들어 후술할 도 7이나 도 8에 도시한 타입으로 제작할 수도 있다.

상기 링크플레이트(25)는 일정두께를 갖는 판상부재로서 두 개가 하나의 쌍을 이루며, 그 상단부가 지지핀(25a)에 의해 고정브라켓(21)에 연결되고 하단부에 축구멍(25b)을 구비한다. 링크플레이트(25)는 지지핀(25a)을 중심으로 회동 가능하다. 상기 링크플레이트(25)는, 고정브라켓(21)에 중앙코어(30) 및 바퀴홀더(41)를 연결시키는 요소이다.

한편, 상기 바퀴홀더(41)는, 일정두께를 갖는 판상부재로서 두 개가 하나의 쌍을 이루며 바퀴(47)를 사이에 두고 평행하게 이격되어 있다. 상기 바퀴홀더(41)의 하단부에는 바퀴축구멍(41a)이, 상단부에는 댐핑부재고정구멍(41c)이 형성되어 있다.

상기 바퀴축구멍(41a)은 볼트형 바퀴축(43)이 끼워지는 구멍이다. 바퀴축(43)은, 바퀴축구멍(41a)에 끼워진 상태로 바퀴(47)를 회전 가능하게 지지한다. 도면부호 44는 바퀴축(43)의 단부와 결합하는 너트이다.

또한 댐핑부재고정구멍(41c)은 전방댐핑부재(33)를 자전(自轉) 가능하게 지지하는 구멍이다. 전방댐핑부재(33)는 합성수지나 우레탄 등으로 제작된 일정직경의 원기둥형 부재로서, 수평으로 장착된 상태로 탄력롤러(23a)의 하측부에 접한다. 전방댐핑부재(33)의 중심축부에는 핀홀(33a)이 형성되어 있다. 핀홀(33a)은 지지핀(37)을 통과시키는 구멍이다.

상기 지지핀(37)은 핀홀(33a)에 끼워진 상태로 그 양단부가 댐핑부재고정구멍(41c)에 고정됨으로써, 바퀴홀더(41)에 전방댐핑부재(33)를 결합킨다.

아울러, 상기 댐핑부재고정구멍(41c)의 후방 하측부에는 받침축구멍(41b)이 형성되어 있다. 받침축구멍(41b)은 바퀴축구멍(41a)과 댐핑부재고정구멍(41c)을 연결하는 가상의 직선에 대해 상부로 올라가 있다. 바퀴축구멍(41a)과 댐핑부재고정구멍(41c)을 연결하는 직선과, 바퀴축구멍(41a)과 받침축구멍(41b)을 연결하는 직선의 사이각은 20도 이하이다.

상기 받침축구멍(41b)은 받침축(45)을 통과시키는 구멍이다. 받침축(45)은 볼트형 샤프트로서, 일측 바퀴홀더(41)의 받침축구멍(41b), 일측 커플링플레이트(39)의 관통구멍(39b), 일측 링크플레이트(25)의 축구멍(25b), 중앙코어(30)의 센터홀(31a), 반대편 링크플레이트의 축구멍(25b), 반대편 커플링플레이트(39)의 관통구멍(39b), 반대편 바퀴홀더(41)의 받침축구멍(41b)을 차례로 통과한 후 너트(46)와 결합한다.

한편, 상기 중앙코어(30)는 양측 바퀴홀더(41)의 사이에 개재되는 부재로서, 센터홀(31a)을 갖는 허브부(31)와 회전아암부를 갖는다. 회전아암부는 허브부(31)에 일체를 이루며 허브부를 중심으로 반지름 방향으로 연장된 부분으로서, 상호 등각을 이루는 제1,2,3회전아암(32a,32b,32c)을 갖는다.

상기 제1회전아암(32a)과 제2회전아암(32b)과 제3회전아암(32c)은 대략 수평의 실린더 형태(cylindrical shape)를 취하며 그 사이에 오목한 수용홈(31b)을 제공한다. 또한 제1회전아암(32a)은 링크플레이트(25)의 사이에 개재되고 제2,3회전아암(32b,32c)은 링크플레이트(25)의 외측으로 빠진다.

또한 중앙코어(30)의 외측에는, 전방댐핑부재(33), 후방댐핑부재(34), 하부댐핑부재(35)가 구비된다. 상기한 전방댐핑부재(33)는 제1회전아암(32a)과 제2회전아암(32b)의 사이에, 후방댐핑부재(34)는 제1회전아암과 제3회전아암(32c)의 사이에, 하부댐핑부재(35)는 제2회전아암(32b)과 제3회전아암(32c)의 사이에 위치하는 것이다. 전방댐핑부재(33), 후방댐핑부재(34), 하부댐핑부재(35)는 동일한 사이즈를 가지며 수용홈(32e)에 대해 밀착한다. 하지만 필요에 다라 수용홈(32e)의 바닥면으로부터 미세하게 이격시킬 수도 있다.

아울러, 후방댐핑부재(35)와 하부댐핑부재(35)의 양단부는 커플링플레이트(39)에 의해 상호 연결된 상태로 중앙코어(30)에 대한 결합을 유지한다. 커플링플레이트(39)는 일정두께를 갖는 판상 부재로서, 두 개의 핀고정구멍(39a)과 하나의 관통구멍(39b)을 갖는다.

핀고정구멍(39a)은 지지핀(37)의 양단부가 고정되는 구멍이다. 상기 지지핀(37)은, 일측 커플링플레이트(39)의 핀고정구멍(39a)과, 후방댐핑부재(34)의 핀홀(34a), 하부댐핑부재(35)의 핀홀(35a)을 각각 통과한 후, 반대편 커플링플레이트(39)의 핀고정구멍(39a)에 결합함으로써, 커플링플레이트(39)에 후방댐핑부재(34) 및 하부댐핑부재(35)를 고정시킨다.

아울러 관통구멍(39b)은 상기한 받침축(45)을 통과시키는 구멍이다. 결국 커플링플레이트(39)는 받침축(45)을 통해 중앙코어(30)에 고정되는 것이다. 상기 전방댐핑부재(33), 후방댐핑부재(34), 하부댐핑부재(35)는 일정 직경을 가지며 수평으로 배치된 원기둥의 형태를 취한다.

한편, 상기 구성을 갖는 캐스터(20)가 노면 상에서 구름운동 하다가 장애물(A)을 넘어가는 경우, 적재부(12)에 눌려 있는 상태의 바퀴홀더(41)는 화살표 k방향으로 회전한다. 회전각도는 장애물의 높이에 따라 달라진다. 여하튼, 바퀴홀더(41)가 화살표 k방향으로 회전하면, 바퀴홀더(41)의 상단부에 위치한 전방댐핑부재(33)는 시소운동의 원리에 따라 화살표 a방향으로 하강하며 제2회전아암(32b)을 가압한다.

이에 따라 중앙코어(30)는 도 3을 기준으로 시계방향으로 회전하며, 결국, 상기 후방댐핑부재(34)가 후방반발작용부(24)를 화살표 f방향으로 상향 가압한다.

후방반발작용부(24)는 후방댐핑부재(34)의 가압력을 받아 탄성 변형하며 힘을 축적하고 있다가, 바퀴(47)가 장애물(A)을 통과한 순간, 축적된 힘을 하부로 출력하여 후방댐핑부재(34)를 내리 누른다. 중앙코어(30)를 반시계방향으로 강제 회전시키는 것이다.

중앙코어(30)가 반지름 방향으로 회전함에 따라 바퀴홀더(41)가 화살표 k방향의 반대방향으로 회동하여, 바퀴(47)가 노면에 바로 접지된다. 특히 상기 바퀴(47)의 접지동작은, 적재부(12)가 장애물의 높이만큼 하강하기 전에 완료된다. 말하자면, 적재부(12)가 하강하기 전에 바퀴(47)가 내려와 적재부를 지지하는 것이다. 이러한 일련의 과정을 통해 적재부(12)는 장애물을 통과하더라도 상하로 흔들리지 않는다.

도 4 내지 도 6은 도 1에 도시한 완충 캐스터(20)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 바퀴(47)가 장애물(A)을 넘기 직전의 모습이고, 도 5는 장애물을 넘는 중의 모습이다. 또한 도 6은 장애물을 넘은 직후의 모습이다. 후술하는 동작설명은, 주행 중, 노면에 대한 적재부(12)의 높이가 변하지 않는 것을 전재로 한다.

사실, 상기 적재부(12)는 운반물의 무게에 눌려 있고, 또한 주행 관성을 가지며, 탄력롤러(23a,24a)가 탄성변형 가능하므로, 바퀴(47)가 장애물(A)에 충돌하여 순간적으로 장애물을 넘는다 하더라도, 적재부(12)가 장애물의 높이만큼 승강하는 것이 아니다. 말하자면, 적재부(12)는 동일한 높이를 유지한 상태로 주행하고, 바퀴(47)만 움직여 장애물을 통과하는 것이다.

참고로, 완충 캐스터(20)에 있어서 바퀴홀더(41)가 후방으로 기울어져 있으므로, 완충 캐스터가 평활한 면을 주행하는 동안의 하중은, 대부분 후방댐핑부재(34)와 후방반발작용부(24)에 집중된다. 하지만 전방댐핑부재(33)는 전방반발작용부(23)에 항상 접하고 있다.

먼저, 도 4를 참조하면, 노면을 주행하던 바퀴(47)가 장애물(A)에 충돌하여 화살표 Z1방향의 순간적인 힘을 받고 있음을 알 수 있다. 바퀴(47)가 장애물(A)을 넘기 위해 상승함에 따라, 받침축(45)의 반대편에 위치한 전방댐핑부재(33)는 (시소운동의 원리에 따라) 화살표 a방향으로 하강하며 제2회전아암(32b)을 화살표 b방향으로 이동시키고, 제2회전아암(32b)은 제3회전아암(32c)을 화살표 c방향으로, 제3회전아암(32c)은 후방댐핑부재(34)를 화살표 d방향으로 가압 이송시킨다.

후방댐핑부재(34)로 입력된 화살표 d방향 힘의 수직성분은, 후방반발작용부(24)로 전달되고, 수평성분은 링크플레이트(25)로 전달된다. 링크플레이트(25)는 그 상하단부가 고정브라켓(21)과 바퀴홀더(41)에 고정되어 있으므로, 화살표 e방향으로 링크플레이트(25)에 전달된 충격량의 일부는 링크플레이트(25)에 부딪혀 소멸된다. 바퀴(47)를 통해 올라온 충력량의 일부가 소멸되는 것이다.

상기 후방댐핑부재(34)로부터 화살표 f방향으로 가해진 압력은, 도 5에 도시한 바와 같이, 후방반발작용부(24)의 탄력롤러(24a)를 상향 가압하며 탄성변형 시킨다. 탄력롤러(24a)는 전방댐핑부재(33)에 의해 탄성 변형되며 전달받은 힘을 내부에 축적한다. 전달받은 힘은 탄성복원력과 동일한 에너지이다.

상기와 같이, 탄력롤러(24a)가 힘을 축적한 상태로, 바퀴(47)가 장애물(A)을 넘어 더 이상 장애물(A)에 받쳐지지 않는 순간, 탄력롤러(24a)는 탄력 복원하며, 도 6에 도시한 것처럼, 후방댐핑부재(34)를 화살표 p방향으로 이동시킨다. 후방댐핑부재(34)는 제3회전아암(32c)을 화살표 q방향으로, 제3회전아암(32c)은 하부댐핑부재(35)을 화살표 r방향으로, 하부댐핑부재(35)는 제2회전아암(32b)을 화살표 s방향으로, 제2회전아암(32b)은 전방댐핑부재(33)를 화살표 t방향으로 이동시킨다.

전방댐핑부재(33)로 전달된 힘의 수직성분(v)은 전방반발작용부의 탄력롤러(23a)에 전달되고, 수평성분(u)은 링크플레이트(25)에서 거의 소멸된다. 상기 전방댐핑부재(33)가 상승함에 따라 상기한 시소운동의 원리에 따라 바퀴(47)가 매우 빠른 속도로 하강하여 접지된다. 적재부(12)가 장애물의 높이만큼 낙하하기 전에, 바퀴(47)가 먼저 접지되어 적재부(12)의 낙하를 방지하는 것이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 완충 캐스터(20)에 적용할 수 있는 반발작용부(67,68)의 다른 예를 도시한 도면이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 하나의 고정브라켓(21)에 전방반발작용부(57)와 후방반발작용부(58)가 설치되어 있다. 전방반발작용부(57)와 후방반발작용부(58)는 대략 45도 이하의 사이각으로 벌어져 있다.

상기 전방반발작용부(57)와 후방반발작용부(58)는 동일한 구조를 가지며, 스프링홀더(51), 스프링(53), 지지패드(55)를 구비한다. 스프링홀더(51)는 스프링(53)의 상단부를 수용 지지하는 홀더부의 역할을 하며, 주행방향 앞뒤로 배치된다.

스프링(53)은, 외력이 작용한 상태에서 압축되며, 외력이 제거되는 순간 팽창하는 힘 축적부로서, 그 상단부가 스프링홀더(51)에 박혀 고정된다. 스프링(53)의 하단부에는 지지패드(55)가 고정된다. 지지패드(55)는 전방댐핑부재(33) 또는 후방댐핑부재(34)에 면접하는 부속이다.

도 8에 도시한 전방반발작용부(67) 및 후방반발작용부(68)도 상호 동일한 구성을 갖는다. 전방반발작용부(67) 또는 후방반발작용부(68)도 45도 이하의 사이각으로 벌려져 있다.

전방반발작용부(67) 또는 후방반발작용부(68)는, 고정브라켓(21)에 고정되는 에어백홀더(61), 에어백홀더(61)에 지지되는 에어백(63), 에어백(63)의 하단부에 고정되는 지지패드(65)를 구비한다. 상기 에어백(63)은 내부에 압축공기가 채워져 있는 요소로서, 외력이 가해질 때 압축되며, 외력이 제거된 상태에서 팽창하는 힘 축적부이다.

도 7 및 도 8에 도시한 전후방반발작용부는, 위에 설명한 전방반발작용부(23) 및 후방반발작용부(24)와 동일한 작동을 한다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

10:대차 12:적재부 12a:대차프레임
20:캐스터 21:고정브라켓 21a:나사구멍
23:전방반발작용부 23a:탄력롤러 23b:롤러축
24:후방반발작용부 24a:탄력롤러 24b:롤러축
25:링크플레이트 25a:지지핀 25b:축구멍
30:중앙코어 31:허브부 31a:센터홀
31b:수용홈 32a:제1회전아암 32b:제2회전아암
32c:제3회전아암 33:전방댐핑부재 33a:핀홀
34:후방댐핑부재 34a:핀홀 35:하부댐핑부재
35a:핀홀 37:지지핀 39:커플링플레이트
39a:핀고정구멍 39b:관통구멍 41:바퀴홀더
41a:바퀴축구멍 41b:받침축구멍 41c:댐핑부재고정구멍
43:바퀴축 44:너트 45:받침축
46:너트 47:바퀴 51:스프링홀더
53:스프링 55:지지패드 57:전방반발작용부
58:후방반발작용부 61:에어백홀더 63:에어백
65:지지패드 67:전방반발작용부 68:후방반발작용부

Claims

대차의 적재부 하측에 장착되어 대차를 수평 지지한 상태로 구름운동 하는 것으로서,
상기 적재부의 하부에 고정되는 고정브라켓과;
상기 고정브라켓에 장착되되, 대차의 진행방향 앞뒤로 배치되며, 외부로부터 전달된 힘을 축적하고 축적한 힘을 외부로 출력하는 전방반발작용부 및 후방반발작용부와;
상기 고정브라켓에 지지되며 전방반발작용부와 후방반발작용부의 사이를 통해 하향 연장된 링크플레이트와;
수평의 받침축을 통해 상기 링크플레이트에 링크되며, 그 하단부에 바퀴를 가지고 지면에 대해서 경사진 바퀴홀더와;
상기 바퀴홀더의 상단부에 구비되고, 상기 전방반발작용부의 하부에 접하는 전방댐핑부재와;
상기 후방반발작용부의 하부에 접하는 후방댐핑부재와;
상기 바퀴홀더와 받침축을 공유하며 받침축을 중심으로 회전 가능한 것으로서, 바퀴홀더를 통해 들어오는 적재부의 하중을 후방댐핑부재로 유도하여 후방댐핑부재로 하여금 후방반발작용부를 상향 가압하게 하는 중앙코어를 포함하는 완충 캐스터.
제1항에 있어서,
상기 중앙코어는;
상기 받침축이 통과하는 센터홀을 갖는 허브부와,
상기 허브부에 일체를 이루며 허브부를 중심으로 반지름 방향으로 연장되고 등각 배치되는 다수의 회전아암부를 가지고,
상기 전방댐핑부재 및 후방댐핑부재는 회전아암부의 사이에 수용 배치되며,
후방댐핑부재는,
주행중의 바퀴가 장애물을 넘으며 상승함에 따라 발생하는 중앙코어의 회전력을 받아 후방반발작용부를 상향 가압하고, 바퀴가 상기 장애물을 통과한 순간 후방반발작용부로부터의 반발력을 받아 중앙코어를 반대방향으로 회전시켜 중앙코어로 하여금 바퀴를 하강시켜 지면에 접지 시킬 수 있도록, 후방반발작용부와 회전아암의 사이에 위치하는 완충 캐스터.
제2항에 있어서,
상기 중앙코어의 회전아암부는, 상호 등각을 이루는 제1,2,3회전아암을 포함하고,
상기 전방댐핑부재는, 상기 제1회전아암과 제2회전아암의 사이에 수용된 상태로 전방반발작용부에 접하고,
상기 후방댐핑부재는, 상기 제1회전아암과 제3회전아암의 사이에 수용된 상태로 후방반발작용부에 접하며,
상기 제2회전아암과 제3회전아암의 사이에는 하부댐핑부재가 더 구비된 완충 캐스터.
제3항에 있어서,
상기 후방댐핑부재와 하부댐핑부재가 커플링플레이트에 의해 상호 연결된 상태로 중앙코어에 결합하는 완충 캐스터.
제3항에 있어서,
상기 전방댐핑부재와 후방댐핑부재는 일정 직경을 갖는 원기둥의 형태를 취하는 완충 캐스터.
제1항에 있어서,
상기 전방반발작용부 또는 후방반발작용부는;
상기 고정브라켓에 수평으로 고정되며 평행하게 이격되어 있는 롤러축과,
상기 각 롤러축에 지지되며 외력에 의해 탄성 변형 가능한 탄력롤러를 구비하는 완충 캐스터.
제1항에 있어서,
상기 전방반발작용부 또는 후방반발작용부는;
상기 고정브라켓에 고정되는 홀더부와,
상기 홀더부에 지지되는 힘축적부와,
상기 힘축적부에 고정되며 전방댐핑부재 또는 후방댐핑부재에 접하는 지지패드를 포함하는 완충 캐스터.
제7항에 있어서,
상기 힘축적부는, 외력이 작용한 상태에서 압축되며, 외력이 제거된 상태에서 팽창하는 스프링 또는 에어백을 포함하는 완충 캐스터.