特開 2024-39720 電動キャスタ

(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】P2024039720

(43)【公開日】2024-03-25

(54)【発明の名称】電動キャスタ

(51)【国際特許分類】

   B60B 33/00 20060101AFI20240315BHJP

【ＦＩ】

B60B33/00 F

B60B33/00 503C

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022144301

(22)【出願日】2022-09-12

(71)【出願人】

【識別番号】000144027

【氏名又は名称】株式会社ミツバ

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(72)【発明者】

【氏名】石井 勇樹

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 龍之

(72)【発明者】

【氏名】石原 健一

(57)【要約】

【課題】簡素な構造で小型化できるとともに、取付体上の部品配置の自由度を高めることができる電動キャスタを提供する。
【解決手段】電動キャスタ１は、ベース部２に固定されるメインケース３と、メインケース３に固定されるブラシレスモータ３１と、メインケース３に回転自在に支持される中空軸１２と、メインケース３に固定されるブレーキ機構２１と、中空軸１２に挿通され、ブラシレスモータ３１の駆動力を受けて回転される駆動軸１３と、中空軸１２に固定されるギアケース３６と、ギアケース３６に回転自在に支持される車軸４５と、ギアケース３６内に収納され、駆動軸１３の回転を車軸４５に伝達するベベルギア３７，３８と、車軸４５の第１端部４５ａに固定される駆動輪４６と、車軸４５の第２端部４５ｂに相対回転自在に支持される従動輪４７と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

取付体に固定されるメインケースと、
前記メインケースに固定される駆動部と、
前記メインケースに回転自在に支持される中空軸と、
前記メインケースに固定され、前記メインケースに対する前記中空軸の回転を許容及び規制するブレーキ機構と、
前記中空軸に挿通され、前記中空軸に相対回転自在に支持されるとともに前記駆動部の駆動力を受けて回転される駆動軸と、
前記中空軸に固定されるギアケースと、
前記ギアケースに回転自在に支持される車軸と、
前記ギアケース内に収納され、前記駆動軸の回転を前記車軸に伝達するギアと、
前記車軸の軸方向の第１端部に固定され、前記車軸と一体となって回転する駆動輪と、
前記車軸の軸方向で前記第１端部とは反対側の第２端部に固定され、前記車軸に相対回転自在に支持される従動輪と、
を備える、
ことを特徴とする
電動キャスタ。

【請求項2】

請求項１に記載の電動キャスタにおいて、
前記車軸の上方に前記中空軸及び前記駆動軸が配置されているとともに、前記車軸の軸方向に対して前記中空軸及び前記駆動軸の軸方向が交差するように配置されており、
前記中空軸の回転位置を検出するための回転位置検出センサと、
前記駆動部に取り付けられるとともに前記駆動軸が取り付けられ、前記駆動部の駆動を減速して前記駆動軸に伝達する減速部と、
をさらに備え、
前記取付体上には、前記駆動部のみが突出している、
ことを特徴とする電動キャスタ。

【請求項3】

前記回転位置検出センサは、
前記中空軸に取り付けられるセンサマグネットと、
前記メインケース内に収納され、前記センサマグネットが回転することによる磁気の変化を検出するセンサ基板と、
を備え、
前記ブレーキ機構は、前記中空軸の周囲に配置されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の電動キャスタ。

【請求項4】

前記メインケースに、下から上に向かって順に前記ブレーキ機構、前記回転位置検出センサ、前記減速部が順に配置されているとともに、前記回転位置検出センサと前記減速部との間に、センサホルダが設けられており、
前記センサホルダに、前記センサ基板が取り付けられている、
ことを特徴とする請求項３に記載の電動キャスタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動キャスタに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、車椅子や倉庫等に保管された部品を搬送する搬送台車等に電動キャスタを用い、車椅子や搬送台車等を自走式とした技術が知られている。電動キャスタは、取付体（車体）に回転自在に設けられた支柱と、支柱の下方に設けられ、水平方向に延びる車軸と、車軸の両端に設けられた一対の車輪と、を備える。電動キャスタは、取付体に設けられたバッテリ等の電源から電力が供給されて駆動する。

【0003】

ここで、車椅子や搬送車等の走行性能を向上させるために、電動キャスタのさまざまな技術が提案されている。
例えば、特許文献１では、一対の車輪のうちの一方の車輪にモータ等の駆動部を設け、一方の車輪を駆動輪としている。また、一対の車輪のうちの他方の車輪を従動輪としている。さらに支柱と従動輪とにそれぞれ電磁ブレーキを設けている。支柱に設けられた電磁ブレーキ等は、取付体上に設けられている。

【0004】

このような構成のもと、対応する電磁ブレーキによって従動輪の回転を規制するとともに支柱の回転を許容する。すると、駆動輪と従動輪との回転差によって支柱が回転される。このため、車椅子や搬送台車等が旋回される。この際、従動輪に設けられた電磁ブレーキや駆動輪に設けられた駆動部も支柱の中心軸回りに回転移動する。
一方、対応する電磁ブレーキによって支柱の回転を規制するとともに従動輪の回転を許容する。すると、車椅子や搬送台車等が直進される。

【0005】

また、特許文献２では、車椅子や搬送台車等の走行用のアクチュエータと、車椅子や搬送台車等の旋回用のアクチュエータと、の２つのアクチュエータを設けている。各アクチュエータは、取付体上に設けられている。
この構成では、支柱を駆動軸とし、支柱と車軸とをギアを介して連結している。そして、支柱の上端に走行用のアクチュエータの駆動力を伝達する。これにより、車軸が回転して車椅子や搬送台車等が走行される。

【0006】

また、支柱が挿通される中空状の旋回軸を設ける。この旋回軸に、ハウジングを介して車軸を回転自在に支持する。そして、旋回軸の上端に、旋回用のアクチュエータの駆動力を伝達する。すると、支柱に対して旋回軸が回転する。また、旋回軸と一体となって、この旋回軸の中心軸回りにハウジング及び車軸の向きが変化する。これにより、車椅子や搬送台車等が旋回される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】国際公開第２０２０／０５９１８９号

【特許文献2】国際公開第２０２０／１１０３３４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、上述の特許文献１にあっては、直進と旋回との両方の動作を満足するために２つの電磁ブレーキが必要となる。この分、電動キャスタが大型化してしまうという課題があった。
また、従動輪に設けられた電磁ブレーキや駆動輪に設けられた駆動部が支柱の中心軸回りに回転移動する。このため、取付体に設けられた電源から各電磁ブレーキや駆動部に給電を行うために、スリップリングを用いた方式やワイヤレス給電（無線給電）方式を採用する必要がある。よって、電動キャスタの構成が複雑になり、これに伴って大型化してしまうという課題があった。
さらに、特許文献１にあっては、取付体上に電磁ブレーキ等の部品が多く突出されるので、取付体上に配置される電源等の配置スペースが制約されてしまうという課題があった。

【0009】

上述の特許文献２にあっては、直進と旋回との両方の動作を満足するために２つのアクチュエータが必要となる。このため、電動キャスタが大型化してしまうという課題があった。
また、取付体上に各アクチュエータが設けられる。この結果、各アクチュエータからの動力が伝達される支柱（駆動軸）や旋回軸も取付体上に突出させる必要がある。このため、取付体上に配置される部品が多くなり、取付体上に配置される電源等の配置スペースが制約されてしまうという課題があった。

【0010】

そこで、本発明は、簡素な構造で小型化できるとともに、取付体上の部品配置の自由度を高めることができる電動キャスタを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記の課題を解決するために、本発明の第１態様では、取付体に固定されるメインケースと、前記メインケースに固定される駆動部と、前記メインケースに回転自在に支持される中空軸と、前記メインケースに固定され、前記メインケースに対する前記中空軸の回転を許容及び規制するブレーキ機構と、前記中空軸に挿通され、前記中空軸に相対回転自在に支持されるとともに前記駆動部の駆動力を受けて回転される駆動軸と、前記中空軸に固定されるギアケースと、前記ギアケースに回転自在に支持される車軸と、前記ギアケース内に収納され、前記駆動軸の回転を前記車軸に伝達するギアと、前記車軸の軸方向の第１端部に固定され、前記車軸と一体となって回転する駆動輪と、前記車軸の軸方向で前記第１端部とは反対側の第２端部に固定され、前記車軸に相対回転自在に支持される従動輪と、を備える。

【0012】

このように構成することで、１つの駆動部で電動キャスタを直進、旋回させることができる。このため、電動キャスタの構成を簡素化できるとともに小型化できる。
また、取付体の上部に部品を配置するような構成を採用する必要も無くなる。このため、電動キャスタを構成する部品の取付体上での占有面積を省スペース化できる。よって、取付体上の部品配置の自由度を高めることができる。

【0013】

本発明の第２態様では、第１態様の電動キャスタにおいて、前記車軸の上方に前記中空軸及び前記駆動軸が配置されているとともに、前記車軸の軸方向に対して前記中空軸及び前記駆動軸の軸方向が交差するように配置されており、前記中空軸の回転位置を検出するための回転位置検出センサと、前記駆動部に取り付けられるとともに前記駆動軸が取り付けられ、前記駆動部の駆動を減速して前記駆動軸に伝達する減速部と、をさらに備え、前記取付体上には、前記駆動部のみが突出している。

【0014】

このように、取付体上に駆動部のみを突出させ、他の部品については全て取付体の下部に配置した。このため、取付体上の部品配置の自由度を確実に高めることができる。

【0015】

本発明の第３態様では、第２態様の電動キャスタにおいて、前記回転位置検出センサは、前記中空軸に取り付けられるセンサマグネットと、前記メインケース内に収納され、前記センサマグネットが回転することによる磁気の変化を検出するセンサ基板と、を備え、前記ブレーキ機構は、前記中空軸の周囲に配置されている。

【0016】

このように構成することで、回転位置検出センサやブレーキ機構を省スペースに効率よく配置することができる。このため、電動キャスタをさらに確実に小型化できる。

【0017】

本発明の第４態様では、第３態様の電動キャスタにおいて、前記メインケースに、下から上に向かって順に前記ブレーキ機構、前記回転位置検出センサ、前記減速部が順に配置されているとともに、前記回転位置検出センサと前記減速部との間に、センサホルダが設けられており、前記センサホルダに、前記センサ基板が取り付けられている。

【0018】

ここで、メインケースの下部では、メインケースと中空軸との隙間等からメインケース内に塵埃や水が侵入しやすい。回転位置検出センサは、塵埃や水の影響により損傷しやすい。そこで、上記第４態様によれば、回転位置検出センサよりも下部にブレーキ機構を設けることにより、このブレーキ機構が防止壁となって回転位置検出センサへの塵埃や水の影響を抑制できる。このため、電動キャスタの動作を安定させることができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、電動キャスタを簡素な構造で小型化できるとともに、取付体上の部品配置の自由度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施形態における電動キャスタの軸方向の断面図である。

【図2】本発明の実施形態における電動キャスタを下方からみた平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0022】

＜電動キャスタ＞
図１は、電動キャスタ１の軸方向の断面図である。
図１に示すように、電動キャスタ１は、車椅子や倉庫等に保管された部品を搬送する搬送台車等に用いられる。電動キャスタ１は、車椅子や搬送台車のベース部（請求項における取付体の一例）２に取り付けられたメインケース３と、メインケース３内に収納されたメイン機構部４と、メインケース３に回転自在に支持されている軸ユニット５と、軸ユニット５に連結されているギア部６と、ギア部６に回転自在に支持されている車輪ユニット７と、を備える。

【0023】

以下の説明において上下方向とは、電動キャスタ１の使用状態における上下方向をいうものとする。
電動キャスタ１は、ベース部２の下面２ａにメインケース３が固定されるように取り付けられる。このとき、軸ユニット５の第１回転軸線Ｃ１は、上下方向と平行である。
以下の説明では、第１回転軸線Ｃ１方向を上下方向に代えて軸方向という場合がある。また、第１回転軸線Ｃ１回り方向を周方向、軸方向及び周方向に直交する軸ユニット５の径方向を単に径方向という場合がある。さらに、周方向、径方向に代わって上下方向に直交する方向を水平方向という場合がある。

【0024】

ベース部２には、電動キャスタ１が取り付けられる箇所に、開口部２ｂが形成されている。この開口部２ｂに電動キャスタ１の一部が挿入されるように、ベース部２の下面２ａにメインケース３が固定される。ベース部２における開口部２ｂの周囲には、ボルト１０が挿通される複数のボルト挿通孔２ｃが周方向に等間隔で形成されている。

【0025】

＜メインケース＞
メインケース３は、上部に開口部３ａを有する有底円筒状に形成されている。メインケース３の開口部３ａには、径方向外側に張り出す外フランジ部８が形成されている。外フランジ部８は、ベース部２にメインケース３を固定するために用いられる。外フランジ部８には、ベース部２のボルト挿通孔２ｃと同軸上に複数の雌ネジ部８ａが形成されている。ベース部２の上からボルト挿通孔２ｃに挿通されたボルト１０を雌ネジ部８ａに螺合することにより、ベース部２にメインケース３が締結固定される。

【0026】

メインケース３の底壁３ｂには、径方向中央の大部分に円筒状の軸受ボス９が下方に向かって突出形成されている。軸受ボス９の内周面には、軸方向中央に２つの軸受１１が軸方向に並んで設けられている。これら軸受１１に、軸ユニット５が回転自在に支持されている。また、軸受ボス９の内周面には、軸受１１よも下部に、メインケース３と軸ユニット５との間をシールするシール部１８が設けられている。

【0027】

＜軸ユニット＞
軸ユニット５は、軸受１１に回転自在に支持された中空軸１２と、中空軸１２に挿入され、中空軸１２に相対回転自在に支持された駆動軸１３と、を備える。
中空軸１２は、軸受ボス９の下端９ａから軸受ボス９を介してメインケース３内に突出する長さに形成されている。中空軸１２のうち、軸受１１に対応する位置から中空軸１２の下端に至る間には、段差を介して縮径された下縮径部１２ａが形成されている。下縮径部１２ａの外周面には、円筒状のギアホルダ１４が嵌合固定されている。

【0028】

ギアホルダ１４の上端は、下縮径部１２ａの段差に当接されている。これにより、中空軸１２に対するギアホルダ１４の軸方向の位置決めが行われる。ギアホルダ１４の下端には、径方向に張り出し外フランジ部１５が一体成形されている。外フランジ部１５の上端が軸受１１の内輪に当接されることにより、メインケース３に対する中空軸１２の軸方向の位置決めが行われる。

【0029】

外フランジ部１５に、図示しないボルトによってギア部６が締結固定される。外フランジ部１５の下端面には、図示しないボルトが螺合される複数の雌ネジ部１５ａが周方向に等間隔で形成されている。
中空軸１２の上部には、段差を介して縮径された上縮径部１２ｂが形成されている。上縮径部１２ｂは、メイン機構部４の一部を取りつけるために用いられる。

【0030】

中空軸１２に挿入された駆動軸１３は、軸方向両端がそれぞれ中空軸１２の軸方向両端から突出されている。駆動軸１３の下端は、ギア部６に連結されている。駆動軸１３の上端には、径方向外側に張り出す外フランジ部１６が一体成形されている。外フランジ部１６には、軸方向に貫通する複数のボルト挿通孔１６ａが周方向に等間隔で形成されている。ボルト挿通孔１６ａには、ボルト１７が挿通される。ボルト１７は、メイン機構部４の後述するアクチュエータ２３に駆動軸１３を締結固定するために用いられる。

【0031】

＜メイン機構＞
メイン機構部４は、メインケース３の底壁３ｂに配置されたブレーキ機構２１と、ブレーキ機構２１の上方に配置された回転位置検出センサ２２と、回転位置検出センサ２２の上方に配置されたアクチュエータ２３と、を主構成としている。

【0032】

＜ブレーキ機構＞
ブレーキ機構２１は、メインケース３に対する中空軸１２の回転を規制する。ブレーキ機構２１は、例えば電磁ブレーキである。ブレーキ機構２１は、中空軸１２の周囲を取り囲むように設けられている。中空軸１２の上縮径部１２ｂに、ブレーキ機構２１のアーマチュアハブ２１ａが嵌合固定されている。アーマチュアハブ２１ａは、上縮径部１２ｂの段差に当接されて中空軸１２に対する軸方向の位置決めが行われる。この位置決めが行われた状態で、メインケース３の底壁３ｂ上にブレーキ機構２１が配置される。

【0033】

このような構成のもと、ブレーキ機構２１に対して通電、遮断を行うことにより、アーマチュアハブ２１ａにブレーキアーマチュア２１ｂが押し付けられたり、アーマチュアハブ２１ａからブレーキアーマチュア２１ｂが離間されたりする。アーマチュアハブ２１ａにブレーキアーマチュア２１ｂが押し付けられると、これらの間に作用する摺動抵抗によってメインケース３に対して中空軸１２の回転が規制される（ブレーキオン）。

【0034】

アーマチュアハブ２１ａに対してブレーキアーマチュア２１ｂが離間されると、これらの間に何ら抵抗が発生されない。このため、メインケース３に対して中空軸１２の回転を許容できる（ブレーキオフ）。すなわち、メインケース３に対して中空軸１２をスムーズに回転させることができる。

【0035】

＜回転位置検出センサ＞
回転位置検出センサ２２は、中空軸１２の回転位置を検出するいわゆる磁気式のエンコーダである。回転位置検出センサ２２は、中空軸１２に設けられたマグネットユニット２４と、マグネットユニット２４を検出するセンサ基板２５と、メインケース３内でセンサ基板２５を支持するセンサホルダ２６と、を備える。
マグネットユニット２４は、中空軸１２の上縮径部１２ｂに、アーマチュアハブ２１ａの上から嵌合固定されているマグネットホルダ２７と、マグネットホルダ２７に保持されているセンサマグネット２８と、を備える。センサマグネット２８の上端面と中空軸１２の上端面とが同一平面上に位置している。

【0036】

センサホルダ２６は、上部に開口部２６ａを有する有底円筒状に形成されている。センサホルダ２６における周壁２６ｂの外径は、メインケース３における周壁３ｃの内径よりも若干小さい。これにより、メインケース３内にセンサホルダ２６の周壁２６ｂが収まっている。
センサホルダ２６の開口部２６ａには、径方向外側に張り出す外フランジ部２９が形成されている。外フランジ部２９の外径はメインケース３の外フランジ部８の外径と同一である。メインケース３に収納されたセンサホルダ２６は、各々外フランジ部８，２９が重なり合うことにより、メインケース３に対するセンサホルダ２６の軸方向の位置決めが行われる。

【0037】

センサホルダ２６の外フランジ部２９には、メインケース３の外フランジ部８に形成された雌ネジ部８ａと同軸上に、ボルト挿通孔２９ａが形成されている。ベース部２の上からボルト挿通孔２ｃに挿通されたボルト１０は、センサホルダ２６のボルト挿通孔２９ａを介してメインケース３の雌ネジ部８ａに螺合される。これにより、ベース部２にセンサホルダ２６とメインケース３とが共締めされる。

【0038】

センサホルダ２６の底壁２６ｃには、径方向中央の大部分に底開口部２６ｄが形成されている。底開口部２６ｄに、駆動軸１３の外フランジ部１６が配置されている。センサホルダ２６の底壁２６ｃに、センサ基板２５が取り付けられている。センサ基板２５は、底開口部２６ｄを避けた位置に設けられたスタッドボルト３０を介してセンサホルダ２６の底壁２６ｃよりも下方に配置されている。センサ基板２５には、センサマグネット２８の磁気の変化を検出する図示しない素子が実装されている。素子は、センサマグネット２８と軸方向で対向している。素子としては、例えばホールＩＣが用いられる。

【0039】

＜アクチュエータ＞
アクチュエータ２３は、扁平型のブラシレスモータ（請求項における駆動部の一例）３１と、ブラシレスモータ３１の下部にブラシレスモータ３１と同軸上に配置された減速部３２と、を備える。ブラシレスモータ３１は、ベース部２上に設けられた図示しないバッテリ等の電源から電力が供給されて駆動する。

【0040】

減速部３２は、ブラシレスモータ３１の回転を減速して出力する。減速部３２としては、例えばいわゆるハイポサイクロイド減速機構が用いられる。減速部３２は、下方に向かうに従って段付き状に縮径するハウジング３３と、ハウジング３３内に収納される歯車群３４と、歯車群３４の下端に固定された出力プレート３５と、を備える。ブラシレスモータ３１の回転は、歯車群３４によって減速されて出力プレート３５から出力される。

【0041】

ハウジング３３の最上段部３３ａは、センサホルダ２６の周壁２６ｂの内周面に嵌合されつつセンサホルダ２６の開口部２６ａの周縁上（センサホルダ２６の外フランジ部２９上）に配置される。これにより、センサホルダ２６に対するアクチュエータ２３の径方向及び軸方向の位置決めが行われる。センサホルダ２６の外フランジ部２９上にはベース部２も配置されているので、ハウジング３３の最上段部３３ａは、ベース部２における開口部２ｂの径方向内側に配置された状態になる。このため、電動キャスタ１は、ベース部２上にブラシレスモータ３１のみが突出する。

【0042】

出力プレート３５には、駆動軸１３の外フランジ部１６に形成されたボルト挿通孔１６ａと同軸上に、雌ネジ部３５ａが形成されている。雌ネジ部３５ａに、外フランジ部１６のボルト挿通孔１６ａに下方から挿通されたボルト１７が螺合される。これにより、出力プレート３５に駆動軸１３が締結固定され、出力プレート３５と駆動軸１３とが一体となって回転される。

【0043】

＜ギア部＞
駆動軸１３の下部に設けられたギア部６は、中空軸１２のギアホルダ１４に図示しないボルトによって締結固定されたギアケース３６と、ギアケース３６内に収納された２つのベベルギア３７，３８（第１ベベルギア３７、第２ベベルギア３８）と、を備える。
ギアケース３６は、上部に開口部４１ａを有する箱状のケース本体４１と、ケース本体４１の開口部４１ａを閉塞する蓋体４２と、を備える。

【0044】

蓋体４２には、ギアホルダ１４の雌ネジ部１５ａと同軸上に、軸方向に貫通するボルト挿通孔４２ａが形成されている。ボルト挿通孔４２ａに、下方から図示しないボルトを挿通し、ギアホルダ１４の雌ネジ部１５ａに螺合する。これにより、ギアホルダ１４に蓋体４２が締結固定される。蓋体４２には、雌ネジ部１５ａよりも径方向内側にギア挿通孔４２ｂが形成されている。ギア挿通孔４２ｂに、２つのベベルギア３７，３８のうちの第１ベベルギア３７が挿通されている。第１ベベルギア３７が、駆動軸１３の下端に嵌合固定されている。第１ベベルギア３７は、駆動軸１３と一体となって回転する。

【0045】

ケース本体４１には、水平方向の両側壁４１ｂに、それぞれ厚さ方向に貫通する貫通孔４１ｃが形成されている。２つの貫通孔４１ｃは、水平方向で同軸上に配置されている。ケース本体４１の両側壁４１ｂには、それぞれ貫通孔４１ｃに嵌る円板状の軸受ホルダ４３が設けられている。各軸受ホルダ４３には、それぞれ軸受４４が設けられている。これら軸受４４（軸受ホルダ４３）を介し、ケース本体４１に車輪ユニット７を構成する車軸４５が回転自在に支持されている。

【0046】

換言すれば、車軸４５は、駆動軸１３の下方で駆動軸１３に対して直交する方向に延びている。車軸４５は、軸受４４（軸受ホルダ４３）を介してケース本体４１の両側壁４１ｂから外方に突出されている。
このような車軸４５に、２つのベベルギア３７，３８のうちの第２ベベルギア３８が嵌合固定されている。

【0047】

第２ベベルギア３８は、車軸４５と一体となって回転する。第２ベベルギア３８は、第１ベベルギア３７に噛み合わされている。これにより、駆動軸１３の回転が２つのベベルギア３７，３８を介して車軸４５に伝達され、車軸４５が回転される。すなわち、ギア部６は、回転軸線Ｃ回りに回転する駆動軸１３の回転を水平方向に沿う車軸４５の第２回転軸線Ｃ２回りの回転に変換する役割を有する。

【0048】

＜車輪ユニット＞
車輪ユニット７は、車軸４５の他に車軸４５の両端にそれぞれ取り付けられた駆動輪４６及び従動輪４７を備える。
駆動輪４６は、車軸４５の第１端部４５ａ（図１における左端部）に嵌合固定された円板状のホイール５１と、ホイール５１の外周に取り付けられたタイヤ５２と、を備える。ホイール５１の径方向中央に、車軸４５が挿通される車軸挿通孔５１ａが形成されている。

【0049】

車軸４５の第１端部４５ａに、カラー５３、ホイール５１の順に挿通し、第１端部４５ａに固定ナット５４を締結する。カラー５３の端部は、軸受４４の内輪に当接される。これにより、カラー５３と固定ナット５４とによりホイール５１が挟持されて車軸４５に固定される。このため、駆動輪４６は、車軸４５と一体となって回転される。

【0050】

従動輪４７は、車軸４５の第２端部４５ｂ（図１における右端部）に挿通される円板状のホイール５５と、ホイール５５の外周に取り付けられたタイヤ５６と、を備える。ホイール５５の径方向中央には、車軸４５の軸径よりも若干大きい孔径の車軸挿通孔５５ａが形成されている。車軸挿通孔５５ａには、軸受５７が設けられている。この軸受５７を介し、車軸４５に対してホイール５５が回転自在に支持されている。車軸４５に対するホイール５５の第２回転軸線Ｃ２方向の位置決めは、軸受５７の第２回転軸線Ｃ２方向両側に設けられたカラー５８によって行われている。

【0051】

このように車輪ユニット７では、駆動輪４６は車軸４５の回転が伝達されて車軸４５と一体となって回転する。一方、従動輪４７には車軸４５の回転が伝達されない。従動輪４７は、車軸４５に対して相対回転する。

【0052】

＜電動キャスタの動作＞
次に、図１、図２に基づいて、電動キャスタ１の動作について説明する。
図２は、電動キャスタ１を下方からみた平面図である。
まず、電動キャスタ１を旋回させる場合について説明する。
図１、図２に示すように、この場合、ブレーキ機構２１によってブレーキオフし、メインケース３に対して中空軸１２の回転を許容する。この状態でアクチュエータ２３を駆動させると、駆動軸１３、２つのベベルギア３７，３８を介し、車軸４５と一体となって駆動輪４６が回転される（例えば、図２における矢印Ｙ１参照）。

【0053】

このとき、従動輪４７には車軸４５の回転が伝達されないので、従動輪４７と駆動輪４６との間に回転差が生じる。車軸４５は、ギアケース３６に回転自在に支持されている。このため、従動輪４７と駆動輪４６との回転差によって、ギアケース３６及びギアケース３６が固定されている中空軸１２が第１回転軸線Ｃ１回りに回転される（例えば、図２における矢印Ｙ２参照）。これにより、電動キャスタ１が旋回される。
電動キャスタ１を上記とは逆方向に旋回させたい場合（例えば、図２における矢印Ｙ３参照）、駆動輪４６を逆方向に回転させればよい（例えば、図２における矢印Ｙ４参照）。

【0054】

次に、電動キャスタ１を直進させる場合について説明する。
この場合、ブレーキ機構２１によってブレーキオンし、メインケース３に対して中空軸１２の回転を規制する。この状態でアクチュエータ２３を駆動させると、駆動軸１３、２つのベベルギア３７，３８を介し、車軸４５と一体となって駆動輪４６が回転される（例えば、図２における矢印Ｙ１，Ｙ４参照）。

【0055】

このとき、駆動輪４６のみに駆動力が伝達されているので、中空軸１２に第１回転軸線回りの回転力が作用される。しかしながら、メインケース３に対する中空軸１２の回転が規制されているので、電動キャスタ１が旋回されることなく直進される。この際、従動輪４７は電動キャスタ１の直進によって引き摺られるように回転する。
中空軸１２の回転位置は、回転位置検出センサ２２によって検出される。この検出結果は、信号として図示しない制御部に出力される。制御部は、回転位置検出センサ２２の検出結果に基づいて、アクチュエータ２３の駆動制御を行う。これにより、車椅子や搬送台車等を所望の方向に走行させることができる。

【0056】

ところで、電動キャスタ１の走行時には、例えば路面の塵埃が舞い上がったり、路面に溜まった水が跳ねたりして、メインケース３内に塵埃や水が侵入してしまう場合が考えられる。しかしながら、メインケース３における軸受ボス９の内周面には、メインケース３と中空軸１２との間をシールするシール部１８が設けられているので、メインケース３内に塵埃や水が侵入してしまうことを防止できる。

【0057】

仮にメインケース３と中空軸１２との間からメインケース３内に塵埃や水が侵入したとする。この場合であっても塵埃や水の影響を受けやすい回転位置検出センサ２２よりも下方に、ブレーキ機構２１が配置されている。このブレーキ機構２１がメインケース３内への塵埃や水の侵入を防止する防止壁となって、回転位置検出センサ２２に塵埃や水がかかってしまうことを防止できる。よって、回転位置検出センサ２２が塵埃や水の影響を受けてしまうことを防止できる。

【0058】

このように、上述の実施形態では、電動キャスタ１は、ベース部２に固定されるメインケース３と、メインケース３に固定されるブラシレスモータ３１と、メインケース３に回転自在に支持される中空軸１２と、メインケース３に固定されるブレーキ機構２１と、中空軸１２に挿通される駆動軸１３と、中空軸１２に固定されるギアケース３６と、ギアケース３６に回転自在に支持される車軸４５と、ギアケース３６内に収納されるベベルギア３７，３８と、車軸４５の第１端部４５ａに固定される駆動輪４６と、車軸４５の第２端部４５ｂに相対回転自在に支持される従動輪４７と、を備える。

【0059】

このように構成することで、１つのブラシレスモータ３１で電動キャスタ１を直進、旋回させることができる。このため、電動キャスタ１の構成を簡素化できるとともに小型化できる。
また、ベース部２の上部に部品を配置するような構成を採用する必要も無くなる。このため、電動キャスタ１を構成する部品のベース部２上での占有面積を省スペース化できる。よって、ベース部２上の部品配置の自由度を高めることができる。

【0060】

しかも、車軸４５の上方に中空軸１２及び駆動軸１３が配置されている。これに加え、中空軸１２や駆動軸１３の第１回転軸線Ｃ１と車軸４５の第２回転軸線Ｃ２とを直交させている。そして、ベース部２上にブラシレスモータ３１のみを突出させ、ブラシレスモータ３１に取り付けられる減速部３２や他の部品の全てをベース部２の下方に配置している。このため、ベース部２上の部品配置の自由度を高めることができる。
回転位置検出センサ２２をセンサ基板２５とセンサマグネット２８とで構成し、中空軸１２の周囲にブレーキ機構２１やセンサマグネットを配置している。この分、電動キャスタ１の軸長も短くできる。

【0061】

メインケース３に、下から上に向かって順にブレーキ機構２１、回転位置検出センサ２２、減速部３２が順に配置されている。また、回転位置検出センサ２２と減速部３２との間に、センサホルダ２６が設けられている。センサホルダ２６に、センサ基板２５が取り付けられている。このため、ブレーキ機構２１がメインケース３内への塵埃や水の侵入を防止する防止壁となって、回転位置検出センサ２２に塵埃や水がかかってしまうことを防止できる。よって、回転位置検出センサ２２が塵埃や水の影響を受けてしまうことを防止でき、電動キャスタ１の動作を安定させることができる。

【0062】

電動キャスタ１の構成を簡素化できるとともに小型化できるので、国連が主導する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標７「全ての人々の、安価かつ信頼できる持続可能な近代的エネルギーへのアクセスを確保する」、目標９「強靭（レジリエント）なインフラ構築、包摂的かつ持続可能な産業化の促進及びイノベーションの促進を図る」、及び目標１２「持続可能な生産消費形態を確保する」に貢献することが可能となる。

【0063】

本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、電動キャスタ１は、車椅子や倉庫等に保管された部品を搬送する搬送台車等に用いられる場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、さまざまな装置に電動キャスタ１適用することができる。

【0064】

上述の実施形態では、電動キャスタ１の駆動部として、ブラシレスモータ３１を用いた場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、ブラシレスモータ３１に代わってブラシ付きモータを使用することもできる。また、減速部３２を用いずにブラシレスモータ３１と駆動軸１３とを直接連結してもよい。
上述の実施形態では、回転位置検出センサ２２は、センサマグネット２８を備えたいわゆる磁気式のエンコーダである場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、中空軸１２の回転位置を検出できればよい。例えば磁気式のエンコーダに代わって光学式のエンコーダを用いてもよい。

【0065】

上述の実施形態では、駆動軸１３の回転を車軸４５に伝達するために２つのベベルギア３７，３８を設けた場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、駆動軸１３の回転を車軸４５に伝達できるギアであればよい。例えばウォームギアでもよい。
上述の実施形態では、車軸４５は、中空軸１２や駆動軸１３の下方でこれら中空軸１２や駆動軸１３に対して直交する方向に延びている場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、中空軸１２や駆動軸１３に対して車軸４５が完全に直交していなくてもよい。中空軸１２や駆動軸１３に対して車軸４５が交差していればよい。

【符号の説明】

【0066】

１…電動キャスタ、２…ベース部（取付体）、２ａ…下面、２ｂ…開口部、２ｃ…ボルト挿通孔、３…メインケース、３ａ…開口部、３ｂ…底壁、３ｃ…周壁、４…メイン機構部、５…軸ユニット、６…ギア部、７…車輪ユニット、８…外フランジ部、８ａ…雌ネジ部、９…軸受ボス、９ａ…下端、１０…ボルト、１１…軸受、１２…中空軸、１２ａ…下縮径部、１２ｂ…上縮径部、１３…駆動軸、１４…ギアホルダ、１５…外フランジ部、１５ａ…雌ネジ部、１６…外フランジ部、１６ａ…ボルト挿通孔、１７…ボルト、１８…シール部、２１…ブレーキ機構、２１ａ…アーマチュアハブ、２１ｂ…ブレーキアーマチュア、２２…回転位置検出センサ、２３…アクチュエータ、２４…マグネットユニット、２５…センサ基板、２６…センサホルダ、２６ａ…開口部、２６ｂ…周壁、２６ｃ…底壁、２６ｄ…底開口部、２７…マグネットホルダ、２８…センサマグネット、２９…外フランジ部、２９ａ…ボルト挿通孔、３０…スタッドボルト、３１…ブラシレスモータ（駆動部）、３２…減速部、３３…ハウジング、３３ａ…最上段部、３４…歯車群、３５…出力プレート、３５ａ…雌ネジ部、３６…ギアケース、３７…第１ベベルギア、３７…ベベルギア、３８…第２ベベルギア、３８…ベベルギア、４１…ケース本体、４１ａ…開口部、４１ｂ…両側壁、４１ｃ…貫通孔、４２…蓋体、４２ａ…ボルト挿通孔、４２ｂ…ギア挿通孔、４３…軸受ホルダ、４３…各軸受ホルダ、４４…軸受、４５…車軸、４５ａ…第１端部、４５ｂ…第２端部、４６…駆動輪、４７…従動輪、５１…ホイール、５１ａ…車軸挿通孔、５２…タイヤ、５３…カラー、５４…固定ナット、５５…ホイール、５５ａ…車軸挿通孔、５６…タイヤ、５７…軸受、５８…カラー、Ｃ１…第１回転軸線、Ｃ２…第２回転軸線

【図1】

【図2】