特開 2024-102457 段差対応キャスター装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024102457

(43)【公開日】2024-07-31

(54)【発明の名称】段差対応キャスター装置

(51)【国際特許分類】

   B60B 33/00 20060101AFI20240724BHJP

【ＦＩ】

B60B33/00 X

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023006345

(22)【出願日】2023-01-19

(71)【出願人】

【識別番号】390003816

【氏名又は名称】株式会社ユーエイ

(74)【代理人】

【識別番号】100080746

【弁理士】

【氏名又は名称】中谷 武嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100217881

【弁理士】

【氏名又は名称】中谷 由美

(72)【発明者】

【氏名】雄島 耕太

(72)【発明者】

【氏名】飯山 範之

(57)【要約】

【課題】装置全体がコンパクトであり、かつ、各構成部材がスムーズで安定した作動であって、容易かつ迅速に、段差を乗り越えることができるキャスター装置を提供する。
【解決手段】主車輪２と副車輪４を具備し、左右一対の側壁部材には、第１ガイド溝Ｇ₁ と第２ガイド溝Ｇ₂ を有する。主車輪２が段差端面10に接触すると、副車輪４が段差上面11に当接する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

主車輪（２）と、該主車輪（２）が段差端面（10）に接触した際に段差上面（11）に当接する副車輪（４）とを、備えた段差対応キャスター装置に於て、
被取着部材（15）に取着されると共に左右一対の側壁部材（５Ａ）（５Ａ）を有するケーシング状保持本体（５）と、
上記主車輪（２）が下端に枢着された主車輪保持部材（18）と、
上記副車輪（４）が前端部（19Ａ）に枢着された副車輪保持部材（19）と、
を具備し、
上記ケーシング状保持本体（５）には、側面視略水平状の第１ガイド溝（Ｇ₁ ）が上端縁（５Ｐ）に沿って形成されると共に、側面視後方下傾状の第２ガイド溝（Ｇ₂ ）が前端縁（５Ｆ）近傍に形成され、
上記主車輪保持部材（18）は、上記第１ガイド溝（Ｇ₁ ）に沿って転動しつつガイドされる複数の第１誘導回転体（31）（31）を有し、上記第１ガイド溝（Ｇ₁ ）に沿って前後方向に移動可能として、設けられ、
上記副車輪保持部材（19）は、上記主車輪（２）の枢支軸心（Ｌ₂₂）廻りに上下揺動可能として枢着されると共に、上記第２ガイド溝（Ｇ₂ ）に沿って転動しつつガイドされる第２誘導回転体（35）を有している
ことを特徴とする段差対応キャスター装置。

【請求項2】

前方への走行中に上記主車輪（２）が段差端面（10）に当接した際に、該主車輪（２）と上記主車輪保持部材（18）と複数の上記第１誘導回転体（31）（31）の前方への移動が阻止されると共に、上記ケーシング状保持本体（５）の前方移動が継続することによって、
上記第１誘導回転体（31）（31）は上記第１ガイド溝（Ｇ₁ ）の後方へ移動し、上記主車輪保持部材（18）と副車輪保持部材（19）が、ケーシング状保持本体（５）に対して相対的に後方移動して、
側面視後方下傾状の上記第２ガイド溝（Ｇ₂ ）に沿って、上記第２誘導回転体（35）が相対的に後下方向（Ｋ）へ移動することによって、上記副車輪保持部材（19）の前端部（19Ａ）が下方へ揺動し、上記副車輪（４）が上記段差上面（11）を蹴上げるように構成した請求項１記載の段差対応キャスター装置。

【請求項3】

上記主車輪保持部材（18）を上記第１ガイド溝（Ｇ₁ ）に沿って、前方へ常時弾発付勢する弾発付勢部材（26）を付設した請求項１又は２記載の段差対応キャスター装置。

【請求項4】

上記第１ガイド溝（Ｇ₁ ）の前端内面（38）には、該第１ガイド溝（Ｇ₁ ）に沿って転動する複数の第１誘導回転体（31）（31）の内で最前端位置の回転体（31Ａ）が、衝突する衝撃を緩和するための緩衝部材（30）として、圧縮コイルばね（30Ａ）又は弾性ブロック体（30Ｂ）を配設した請求項１記載の段差対応キャスター装置。

【請求項5】

上記第１誘導回転体（31）と第２誘導回転体（35）は、深溝ベアリング又はスライドローラから成る請求項１記載の段差対応キャスター装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、段差対応キャスター装置に関する。

【背景技術】

【0002】

主車輪が段差端面に接触した際に段差上面に当接する副車輪を備えた段差対応キャスター装置は、従来、特許文献１に記載されているように、主車輪を回転自在かつ前後水平方向に移動自在に保持すると共に台車の荷台に固着される保持本体と、副車輪が前部に枢着されると共に後部が主車輪に枢着される副車輪支持部材と、副車輪と同軸心状に副車輪支持部材に枢着されたスライドローラと、スライドローラを案内するガイド傾斜面を有すると共に保持本体の前部に固着された昇降ガイドと、を備え、主車輪の車軸の両端部を、保持本体に形成した前後水平ガイド孔に差込んで主車輪を前後水平移動自在とし、主車輪の前後水平移動に伴って、副車輪支持部材及び副車輪を上下動させるように構成していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６１７４６２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、上述の従来の段差対応キャスターは、副車輪を上下動させるために、主車輪を前後水平方向に大きく移動させる必要があり、保持本体の前後寸法が長くなるといった問題があった。また、平面視で段差端面に対して主車輪が僅かでも斜めに接触すると、主車輪が逃げるような（車軸の一端部と他端部の前後位置が相違するような）こじれが生じて、スムーズに作動できなくなるといった問題もあった。また、強い力で台車を走行させないと、段差端面を乗り越えることが困難であった。

【0005】

そこで、本発明は、装置全体をコンパクトにできると共に、スムーズで安定した作動が可能であり、しかも、段差端面を容易に乗り越えることが可能な段差対応キャスター装置の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

そこで、本発明は、主車輪と、該主車輪が段差端面に接触した際に段差上面に当接する副車輪とを、備えた段差対応キャスター装置に於て；被取着部材に取着されると共に左右一対の側壁部材を有するケーシング状保持本体と；上記主車輪が下端に枢着された主車輪保持部材と；上記副車輪が前端部に枢着された副車輪保持部材と；を具備し；上記ケーシング状保持本体には、側面視略水平状の第１ガイド溝が上端縁に沿って形成されると共に、側面視後方下傾状の第２ガイド溝が前端縁近傍に形成され；上記主車輪保持部材は、上記第１ガイド溝に沿って転動しつつガイドされる複数の第１誘導回転体を有し、上記第１ガイド溝に沿って前後方向に移動可能として、設けられ；上記副車輪保持部材は、上記主車輪の枢支軸心廻りに上下揺動可能として枢着されると共に、上記第２ガイド溝に沿って転動しつつガイドされる第２誘導回転体を有している。

【0007】

また、本発明は、前方への走行中に上記主車輪が段差端面に当接した際に、該主車輪と上記主車輪保持部材と複数の上記第１誘導回転体の前方への移動が阻止されると共に、上記ケーシング状保持本体の前方移動が継続することによって；上記第１誘導回転体は上記第１ガイド溝の後方へ移動し、上記主車輪保持部材と副車輪保持部材が、ケーシング状保持本体に対して相対的に後方移動して；側面視後方下傾状の上記第２ガイド溝に沿って、上記第２誘導回転体が相対的に後下方向へ移動することによって、上記副車輪保持部材の前端部が下方へ揺動し、上記副車輪が上記段差上面を蹴上げるように構成した。

【0008】

また、上記主車輪保持部材を上記第１ガイド溝に沿って、前方へ常時弾発付勢する弾発付勢部材を付設した。
また、上記第１ガイド溝の前端内面には、該第１ガイド溝に沿って転動する複数の第１誘導回転体の内で最前端位置の回転体が、衝突する衝撃を緩和するための緩衝部材として、圧縮コイルばね又は弾性ブロック体を配設した。
また、上記第１誘導回転体と第２誘導回転体は、深溝ベアリング又はスライドローラから成る。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、装置全体がコンパクトであり、しかも、主車輪と副車輪等の各構成部材の作動がスムーズであって、容易かつ迅速に、段差を乗り越えることが可能となる。要するに、台車や歩行補助機、ショッピングカート等の被取付部材をスムーズに押し上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施の一形態を示し、段差に接近しつつある状態を示した側面図である。

【図2】段差端面に主車輪が当接した状態を示す側面図である。

【図3】段差端面乗り越え状態を示す側面図である。

【図4】段差端面乗り越え状態を示す側面図である。

【図5】段差端面乗り越え状態を示す側面図である。

【図6】段差端面乗り越え完了状態を示す側面図である。

【図7】分解斜視図である。

【図8】本発明の他の実施形態を示した側面図である。

【図9】緩衝部材を示す図であって、（Ａ）は図２～図５の要部拡大図、（Ｂ）は他の実施例を示す拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
図１～図６、及び、図７に示すように、本発明に係る段差対応キャスター装置１は、主車輪２と副車輪４とを、備えている。

【0012】

主車輪２が、段差端面10に接触した際に、段差上面11に（図１から）図２のように当接し、さらに、順次、図３，図４，図５に示すように当接状態を続け、その後、図６に示したように主車輪２が段差上面11に当接する―――乗り上げる―――と、副車輪４は段差上面11から、遊離する。
５は、被取着部材15に取着されるケーシング状保持本体であり、左右一対の側壁部材５Ａ，５Ａを有する。
なお、上記被取着部材15とは、台車の荷台、歩行補助機の下部フレーム材、あるいは、ショッピングカートの下部フレーム材等が該当する。

【0013】

また、図７に示すように、保持本体５は、略対称形状の半体５Ａ，５Ａを、ボルト６…及びナット７…等にて、連結（合体）した構造とする。さらに、各半体５Ａには、上方へ突出状の半円弧状壁部16が一体形成されており、一対の半円弧状壁部16，16を合わせた円筒壁部の内面に、軸受部材８が嵌着される。
そして、前記被取着部材15に（図示省略の）ボルト等にて固着される取付板９と、保持本体５とは、軸受部材８と軸部材12（図７参照）を介して、鉛直状軸心Ｌ₈ 廻りに、回転自在である。

【0014】

そして、18は主車輪保持部材であって、主車輪２が枢支軸22の（枢支）軸心Ｌ₂₂廻りに回転自在として、保持される。
さらに、19は副車輪保持部材であって、その先端には副車輪４が枢着軸23にて枢着されている。副車輪４は、この枢着軸23の軸心Ｌ₂₃廻りに回転自在として、保持されている。

【0015】

次に、ケーシング状保持本体５には、側面視略水平状の第１ガイド溝Ｇ₁ が上端縁５Ｐに沿って形成されている。
略水平状とは、図１，図６に示すように、僅小角度（例えば、０度を越えかつ10度以下）をもって後方下傾状である場合、及び、図８に示す如く、完全に水平の場合、の両方を含むものと定義する。

【0016】

さらに、側面視後方下傾状の第２ガイド溝Ｇ₂ が、ケーシング状保持本体５の前端縁５Ｆ近傍に形成されている。
前端縁５Ｆ自体が後方下傾状であるので、第２ガイド溝Ｇ₂ は保持本体５の前端縁５Ｆと平行状乃至略平行状となっている。

【0017】

そして、主車輪保持部材18は、複数の―――図例では側面視において２個の―――第１誘導回転体31，31を、有する。この側面視において２個（合計４個）の第１誘導回転体31，31は、倒立略三角形状の主車輪保持部材18の上端縁18Ａに付設されている。32，32は、第１誘導回転体31，31の枢着軸である。

【0018】

主車輪保持部材18について追加説明すると、側面視形状は倒立三角形状であり、また、上端縁（辺）18Ａから、（三角形頂点に相当する）下端角部18Ｐが後方へ偏位した倒立三角形状である。この下端角部18Ｐに、主車輪２の枢支軸22が配設されている。
そして、副車輪保持部材19は、主車輪２の枢支軸心Ｌ₂₂廻りに、（前端部19Ａが）上下揺動可能として、枢着されている。
さらに、上記副車輪保持部材19は、その前端部19Ａに、第２誘導回転体35を有する。この第２誘導回転体35は、前記第２ガイド溝Ｇ₂ に沿って転動しつつガイドされる。

【0019】

図７に於て、補足説明すると、主車輪保持部材18の下端角部18Ｐには、孔部24が貫設されているが、この孔部24には枢支軸22（図１～図４参照）が挿入される。また、副車輪保持部材19の後端には、孔部25が貫設されているが、この孔部25には、上記枢支軸22（図１～図４参照）が挿入される。即ち、枢支軸22は、孔部24と孔部25を串挿状に挿通している。

【0020】

なお、図１～図７に於て、26はコイルスプリング等の弾発付勢部材であって、第１ガイド溝Ｇ₁ に沿って、保持本体５に対して、主車輪保持部材18が、（図１から、順次、図２，図３，図４，図５と、）後方に移動するのを、逆に、引寄せる弾発付勢力を、常時、付与する。
この弾発付勢部材26の前端27は、保持本体５の前端の支軸29に係着されている。また、後端28は、主車輪保持部材18の上端縁18Ａに形成された係止片18ｃに係着される。

【0021】

また、図１～図７に於て、第１ガイド溝Ｇ₁ の前端内面38には、小径の圧縮コイルばね30Ａから成る緩衝部材30が設けられている。第１誘導回転体31が、第１ガイド溝Ｇ₁ の前端内面38に衝突する衝撃力及び衝撃音を緩和（低減）するためのものである。一例としては、図９（Ａ）に拡大図をもって示すように、第１ガイド溝Ｇ₁ の前端内面38に、有底小孔36を凹設し、この有底小孔36の奥部に抜止め具37を圧入することで、コイルバネ30Ａの先端を止着し、コイルバネ30Ａが小孔36から、抜け出ることを防止している。

【0022】

次に、図１～図６に於て、段差端面10を介して、段差上面11と段差下面13とが隣り合って存在している場合を例示する。
台車、歩行補助機、ショッピングカート等の走行移動体が走行し、矢印Ｙのように被取着部材15が、前方へ走行してゆく状況を、図１～図６に順次図示する。

【0023】

まず、図１のように、主車輪２が段差下面13に接地しつつ矢印Ｙ方向に走行して、段差端面10に接近していく。
図１のこの状況下では、副車輪４の段差下面13からの上下間隔寸法Ｈ₄ は、段差端面10の高さ寸法Ｈ₁₀よりも、大きい。
言い換えれば、本発明の段差対応キャスター装置は、Ｈ₄ ＞Ｈ₁₀の関係が成立する段差端面高さ寸法Ｈ₁₀の段差に、適用可能である。

【0024】

図１に示した段差端面10への接近状態から、図２に示したように、主車輪２が段差端面10に接触（当接）した際には、主車輪２と主車輪保持部材18及び複数の第１誘導回転体31，31が、矢印Ｙに示した前方への移動が阻止され、しかも、（この際に、）ケーシング状保持本体５に関しては、その前方移動（矢印Ｙ参照）が継続する。

【0025】

このように、ケーシング状保持本体５が（矢印Ｙのように）前方移動を継続することによって、（図２から図３、さらに、図４，図５のように、）第１誘導回転体31，31は第１ガイド溝Ｇ₁ の後方へ移動し、主車輪保持部材18と副車輪保持部材19が、ケーシング状保持本体５に対して相対的に後方移動して、側面視後方下傾状の第２ガイド溝Ｇ₂ に沿って、第２誘導回転体35が相対的に後下方向Ｋへ移動することによって、副車輪保持部材19の前端部19Ａが下方へ揺動し、副車輪４が段差上面11を蹴上げる。
なお、第１誘導回転体31と第２誘導回転体35は、図１～図７では、深溝ベアリングの場合を例示する。また、図８では、第１誘導回転体31と第２誘導回転体35を、スライドローラとした場合を例示している。

【0026】

図８に示す他の実施形態について、さらに説明すると、第１ガイド溝Ｇ₁ は、（完全な）水平状とした場合を示している。つまり、既説の図１～図７に於ては、緩やかな後方下傾状であったのに対して、（完全な）水平状としても望ましいことを示す。
また、緩衝部材30は、図１～図７及び図９（Ａ）では、コイルばね30Ａの場合を例示していたが、図８及び図９（Ｂ）に示す如く、弾性ブロック体30Ｂとするも好ましい。弾性ブロック体30Ｂは、例えば、棒状ゴムや弾性のある棒状プラスチック製とする。

【0027】

さらに説明すれば、第１ガイド溝Ｇ₁ の前端内面38に凹設された有底小孔36の形状は、奥端面は直交平面状であり、かつ、第１ガイド溝Ｇ₁ 側の開口端側がやや大径座ぐり部36Ｚが形成された段付状小孔である。
この座ぐり部36Ｚが形成されていることで、第１ガイド溝Ｇ₁ 内を前方へ作動してきた（前端の）第１誘導回転体31Ａが、弾性ブロック体30Ｂの突出状端面39に衝突（当接）すると、弾性圧縮変形して、大径座ぐり部36Ｚの外周側空隙部50へ逃げる（図８参照）。このような弾性圧縮変形によって、弾性ブロック体30Ｂの損傷を防止できると共に、長期使用期間後も、（前端の）第１誘導回転体31Ａが前端内面38に衝撃的に当ることを防止でき、衝撃音の発生を低減できると共に、第１誘導回転体31Ａの損傷を防止して、その寿命を延ばす。
勿論、図９（Ａ）に示したコイルばね30Ａも同様の優れた作用・効果を発揮する。

【0028】

以上、詳説したように、本発明に係る段差対応キャスター装置は、主車輪２と、該主車輪２が段差端面10に接触した際に段差上面11に当接する副車輪４とを、備えた段差対応キャスター装置に於て；被取着部材15に取着されると共に左右一対の側壁部材５Ａ，５Ａを有するケーシング状保持本体５と；上記主車輪２が下端に枢着された主車輪保持部材18と；上記副車輪４が前端部19Ａに枢着された副車輪保持部材19と；を具備し；上記ケーシング状保持本体５には、側面視略水平状の第１ガイド溝Ｇ₁ が上端縁５Ｐに沿って形成されると共に、側面視後方下傾状の第２ガイド溝Ｇ₂ が前端縁５Ｆ近傍に形成され；上記主車輪保持部材18は、上記第１ガイド溝Ｇ₁ に沿って転動しつつガイドされる複数の第１誘導回転体31，31を有し、上記第１ガイド溝Ｇ₁ に沿って前後方向に移動可能として、設けられ；上記副車輪保持部材19は、上記主車輪２の枢支軸心Ｌ₂₂廻りに上下揺動可能として枢着されると共に、上記第２ガイド溝Ｇ₂ に沿って転動しつつガイドされる第２誘導回転体35を有している構成としたので、主車輪２が段差端面10に当接するや否や、軽快・スムーズに、略水平状第１ガイド溝Ｇ₁ に沿って移動できる。それに伴って、副車輪４は後方下傾状の第２ガイド溝Ｇ₂ に沿って、素早くかつスムーズに下降移動し、段差上面11を迅速に蹴上げることが可能である。
このように、上下に２本のガイド溝―――第１ガイド溝Ｇ₁ と第２ガイド溝Ｇ₂ ―――を、具備した構成によって、台車、歩行補助機、ショッピングカート等を、軽快かつスムーズに、小さな人力で、効率良く、段差を乗り越えて行くことが可能となった。
特に、第１ガイド溝Ｇ₁ を側面視略水平状とし、第２ガイド溝Ｇ₂ を側面視後方下傾状としたことによって、主車輪２と副車輪４とが各々の役目を果しつつ共働きし、円滑に連動することで、小さな人力で、ショックも小さくスムーズに、段差を乗り越えることができる。

【0029】

また、本発明は、前方への走行中に上記主車輪２が段差端面10に当接した際に、該主車輪２と上記主車輪保持部材18と複数の上記第１誘導回転体31，31の前方への移動が阻止されると共に、上記ケーシング状保持本体５の前方移動が継続することによって；上記第１誘導回転体31，31は上記第１ガイド溝Ｇ₁ の後方へ移動し、上記主車輪保持部材18と副車輪保持部材19が、ケーシング状保持本体５に対して相対的に後方移動して；側面視後方下傾状の上記第２ガイド溝Ｇ₂ に沿って、上記第２誘導回転体35が相対的に後下方向Ｋへ移動することによって、上記副車輪保持部材19の前端部19Ａが下方へ揺動し、上記副車輪４が上記段差上面11を蹴上げるように構成したので、主車輪２の動きと副車輪４の動きが、円滑かつ確実に連動できる。この連動によって、台車、歩行補助機、ショッピングカート等を、小さな人力でもって、軽快かつ迅速・スムーズに段差を乗り越えて、前進走行できる。

【0030】

また、上記主車輪保持部材18を上記第１ガイド溝Ｇ₁ に沿って、前方へ常時弾発付勢する弾発付勢部材26を付設したので、主車輪２が段差端面10に当接している状態（図３，図４，図５参照）から、段差を乗り越えた平坦面走行状態になれば、直ちに、図６と図１に示す如く、次の段差に対応できる通常走行姿勢に復元できる。

【0031】

また、上記第１ガイド溝Ｇ₁ の前端内面38には、該第１ガイド溝Ｇ₁ に沿って転動する複数の第１誘導回転体31，31の内で最前端位置の回転体31Ａが、衝突する衝撃を緩和するための緩衝部材30として、圧縮コイルばね30Ａ又は弾性ブロック体30Ｂを配設したので、弾発付勢部材26の弾発付勢力によって、段差乗り越え直後に、回転体31Ａが前端内面38に衝突して、不快な騒音が発生することを、防止できる。かつ、回転体31Ａの早期破損を防止する。

【0032】

また、上記第１誘導回転体31と第２誘導回転体35は、深溝ベアリング又はスライドローラから成るので、第１ガイド溝Ｇ₁ 及び第２ガイド溝Ｇ₂ 内を、回転体31，35は、（小さな抵抗にて）スムーズに走行できる。

【符号の説明】

【0033】

２ 主車輪
４ 副車輪
５ （ケーシング状）保持本体
５Ａ 側壁部材（半体）
５Ｆ 前端縁
５Ｐ 上端縁
10 段差端面
11 段差上面
15 被取着部材
18 主車輪保持部材
19 副車輪保持部材
19Ａ 前端部
26 弾発付勢部材
30 緩衝部材
30Ａ コイルばね
30Ｂ 弾性ブロック体
31 第１誘導回転体
31Ａ 最前端位置の回転体
35 第２誘導回転体
38 前端内面
Ｇ₁ 第１ガイド溝
Ｇ₂ 第２ガイド溝
Ｋ 後下方向
Ｌ₂₂ 枢支軸心
Ｌ₂₃ 軸心

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】