JP4391510B2 - キャスター及び緩衝車軸支持機構 - Google Patents
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固定台に支持されるメインフレーム(10)と;
メインフレームに揺動可能に装着された車軸支持アーム(30)と;
車軸支持アームに軸支された車輪(50)と;
メインフレームまたは固定台(70)と車軸支持アームとの間に掛け渡された線状弾性体(60)とを備えるキャスター(100)が提供される。
本発明の緩衝車軸支持機構を備えた自在キャスターの一例を図2及び図3を用いて説明する。自在キャスター100は、メインフレーム10とその上部に回転可能に取り付けられた天板70とを備え、メインフレーム10は、一対の車軸支持アーム30を支持し、一対の車軸支持アーム30は車軸40を介して車輪50を支持し、一対の車軸支持アーム30とメインフレーム10とに掛け渡されたワイヤロープ60とを備える。
第1実施形態の自在キャスターの変形例を、図4を用いて説明する。この自在キャスター110は、2本の第1及び第2ワイヤロープ(棒状弾性体)60及び61を用いている点で第1実施形態と異なる。第1ワイヤロープ60は、第1実施形態で用いたものと同様スルーホール11bに挿通している。第2ワイヤロープ61は、スルーホール11bよりも縦径が長い長孔11dを通過している。第2ワイヤロープ61の長孔11dを通過している部分の両側に長孔11dよりも大きな径のストッパーリング77がそれぞれ固定されている。このストッパーリング77により第1ワイヤロープ61の中央部(逆U字の頂点部)は長孔11d近傍に拘束され、第1ワイヤロープ61は長孔11dに対して第1ワイヤロープ60の長手方向に移動して大きく撓み変形することが防止される。なお、第2ワイヤロープ61はキャスターに荷重がかかっていない状態では長孔11dの内壁の上端に接触しないように、第1及び第2ワイヤロープ60及び61の長さ等が設定されている。
第3実施形態の自在キャスターの変形例を、図5を用いて説明する。このキャスターユニット120は、第2実施形態における第1及び第2ワイヤロープを一つのワイヤロープ62で実現している。キャスターユニット120の車軸支持アーム32にはそれぞれ車軸支持アーム連結片32cが設けられており、ワイヤロープ62の両端にもまたワイヤー連結片62aが設けられている。ワイヤー連結片62aは車軸支持アーム連結片32aに弾性体回動軸82を介して、湾曲したワイヤロープ62が形成する面内で回動可能に接続されている。また、車軸支持アーム32の車軸支持アーム連結片32aの側部には、弾性体回動ストッパー83が備えられている。弾性体回動ストッパー83は、テレスコピック構造を有し、その高さを自在に変更できる。
本発明の緩衝車軸支持機構を、ベビーカーに用いられる双輪構造の自在輪に適用した実施形態を図6、図7及び図8を用いて説明する。なお、図7は、説明の関係上、双輪構造の自在輪の一方の車輪5を外した状態を示す側面図である。図6に示したように、ベビーカーの双輪構造の自在輪200は、一対の車輪53,53と、車輪を、所定間隔を隔てて回動可能に支持する車軸43と、脚部73と、緩衝車軸支持機構93とを備える。緩衝車軸支持機構93は、脚部73を収容する円筒状のメインフレーム13と、メインフレーム13の外周を包囲するとともにメインフレーム13の長手方向及び外周方向に摺動可能なホルダ85と、車輪の回転軸43を支持する車軸支持アーム33と、ホルダ85と車軸支持アーム33との間に掛け渡された第1及び第2ワイヤロープ63及び64とを備える。
車椅子キャスターに適用した本発明の緩衝車軸支持機構の実施形態を図9、図10及び図11を用いて説明する。車椅子キャスター150は、主に、車椅子の前方部にとりつけられた装着用パイプ(不図示)に取り付け固定する締結部材75aを有する旋回軸75(固定台);旋回軸75に旋回可能に取り付けられたフォーク構造のメインフレーム15と;メインフレーム15の下部に揺動軸25を介してそれぞれ揺動可能に取り付けられた一対の車軸支持アーム35と;両車軸支持アームより両側から車軸45を介して回動可能に枢着された車輪55を有し、メインフレーム15と一対の車軸支持アーム35のそれぞれにワイヤロープ65が掛け渡されている。
ねじ込み式自在キャスターに適用した本発明の緩衝車軸支持機構の実施形態を、図12を用いて説明する。図12に示す自在キャスター140は、マルチワイヤー緩衝システムと呼ばれ、ショッピングカートの脚部などにねじ込み式で固定される雄ねじ74aと六角ボルト頭74bを有する旋回軸74(固定台)と;ベアリング(不図示)を介して旋回軸74に回動可能に取り付けられるメインフレーム14と;メインフレーム14の前方部から揺動軸24を介して揺動可能に取り付けられる一対の車軸支持アーム34と;両車軸支持アームに車軸44を介して回動可能に両側より支持される車輪54と;その両端が両車軸支持アームに固定されているワイヤー群600とを有する。ワイヤー群600は、その中央部がメインフレーム14後方部のスルーホール群14gを挿通しており、その中央部と一端及び多端との間で互いに交差するように配置されている。車輪5より衝撃が伝わると、車軸支持アーム34が揺動して、ワイヤー群600が一斉に撓むとともに、互いに摩擦しあうことで、運動エネルギーを熱エネルギーに変換することで、衝撃を吸収する。
本発明の緩衝車軸支持機構を、キックボードに適用した実施形態を図13を用いて説明する。ハンドル16aを具備するメインフレーム16は、キックボード本体300の前方部分を回動可能に支持し、下部で大きく前方に湾曲し、下端部で略U字型の車軸支持アーム36を軸支する。車軸支持アーム36は略U字型の両端近傍で両側より車軸46を介して車輪56を回動可能に支持し、さらに車軸近傍より3本のワイヤロープ66、67、68がメインフレーム16のスルーホール16c、16d、16eを通って他方の車軸支持アームに固定され、略U字型をかたどっている。本実施形態ではワイヤロープがキックボードのホイールカバーの一部を構成しているので、ホイール56に子供の履物や異物が挟まることを防止しつつ、キックボードに独特な(例えば)メカニカルな印象を与えている。
上記実施形態では、自在輪への応用として、脚部73に、旋回可能にメインフレーム13を設けたが、旋回しない固定輪(ベビーカーの後輪によく用いられている)に応用する場合、例えば図7において、直接脚部(移動体の一部)73に車軸支持アーム33を揺動可能に設けてもよい。自在輪、固定輪に限らず、ホルダ85を省略して、ワイヤロープ63,64の一端を直接、メインフレーム13に装着してもよい。
上記実施形態では、棒状弾性体を使用したが、従来キャスターで用いられていたコイルばねを本発明に従う棒状弾性体と併用してもよい。特に、棒状弾性体を、第4実施形態で説明したように荷重に応じて選択的に着脱可能にすることで、本発明のキャスター又は緩衝車軸支持機構を備える種々の車両が受ける種々の荷重または反発応答性を適宜調整することができる。
上記実施形態では、スチール線を束ねたワイヤーを使用したが、これに限らず、種々の棒状弾性体を使用することができる。スチール線にスチールと弾性度が異なるプラスチック、ゴムの細線を混ぜてもよい。また、安全性及びデザインの観点からスチール線の束の外周をプラスチックでコーティングしてもよい。
第1実施形態では、棒状弾性体としてのワイヤー60を車軸支持アーム30に連結したが、ワイヤーを車軸として用いてもよい。例えば、車輪50の車軸40が装着される部分に貫通穴を形成し、車軸支持アーム3にもワイヤーが通る車軸支持アーム貫通穴を形成し、それらの貫通穴にワイヤー60を挿通させればよい。このような態様は、例えば、自重または積載荷重が小さい車両、例えば、ミニチュア自動車、ロボット車両などに用い得る。この場合、ワイヤーは、車軸部分が真直ぐになるようにプラスチック成形して形成するが望ましい。
上記いくつかの実施形態では棒状弾性体がメインフレームと車軸支持アームに掛け渡されて接続された例を示した。ところで、メインフレームに、サブフレーム、ブラケット、螺子などの種々の付属品が設けられている場合がある。さらには、メインフレームと固定台またはメインフレームと移動体を接続する部分に種々の接続部材(キャスターの固定台を除く)が設けられている場合がある。このような場合には、それらの付属品や接続部材もまたメインフレームの一部と解するものとする。
17 ブラケット
2,20,21,22,23,24,25,26 アーム揺動軸
3,30,31,32,33,34,35,36 車軸支持アーム
37 揺動アーム
4,40,41,42,43,44,45,46,47 車軸
5,50,51,52,53,54,55,56,57,58,59 車輪
6,60,61,62,63,64,65,66,67,68 ワイヤロープ(棒状弾性体)
600 ワイヤー群
70,71,72,162 天板(固定台)
73,74,75 旋回軸
77 ストッパーリング
8 移動体
82 弾性体回動軸
83 弾性体回動ストッパー
84 緩衝機構
85 ホルダ
86 つまみ
87 ラックギヤ
88 車軸支持アームストッパー
89 枢着ピン
9,93,96 車軸支持機構
100,110,120,140自在キャスター
150 車椅子キャスター
180 支持ピン
200 ベビーカー向け自在輪
300 キックボード本体
Claims (13)
- 移動体に固定する固定台と;
固定台に支持されるメインフレームと;
一対のアームを有し、メインフレームに揺動可能に装着された車軸支持アームと;
車軸支持アームの前記一対のアームに軸支された車輪と;
メインフレームまたは固定台と車軸支持アームとの間に掛け渡された線状弾性体とを備え、
前記線状弾性体が3次元方向に弾性変形可能であり且つコイル状ではなく、
前記線状弾性体の端部がそれぞれ前記一対のアームに連結され、前記線状弾性体の中央部が前記メインフレームまたは固定台に弾性変形可能に支持されていることを特徴とするキャスター。 - 線状弾性体がワイヤロープであることを特徴とする請求項1記載のキャスター。
- 前記メインフレームまたは固定台にスルーホールが設けられ、前記線状弾性体はスルーホールを通っていることを特徴とする請求項1または2に記載のキャスター。
- メインフレームと車輪を有する移動体に取り付けられる緩衝車軸支持機構であって、
前記メインフレームに揺動可能に装着されるとともに前記車輪の車軸を支持する一対のアームを有する車軸支持アームと;
前記メインフレームまたは移動体と車軸支持アームとの間に掛け渡された線状弾性体とを備え、
前記線状弾性体が3次元方向に弾性変形可能であり且つコイル状ではなく、
前記線状弾性体の端部がそれぞれ前記一対のアームに連結され且つ線状弾性体の中央部がメインフレームまたは移動体に弾性変形可能に支持されていることを特徴とする緩衝車軸支持機構。 - 前記メインフレームまたは移動体にスルーホールが設けられ、前記線状弾性体はスルーホールを通っていることを特徴とする請求項4に記載の緩衝車軸支持機構。
- 前記線状弾性体は、前記車軸と略垂直な平面内で湾曲することを特徴とする請求項4または5記載の緩衝車軸支持機構。
- 前記線状弾性体の一部がメインフレーム及び車軸支持アームの一方に揺動可能または摺動可能に連結されていることを特徴とする請求項4〜6のいずれか一項に記載の緩衝車軸機構。
- 線状弾性体が第1及び第2弾性体を含むことを特徴とする請求項4〜7のいずれか一項に記載の緩衝車軸支持機構。
- 第1及び第2弾性体が、荷重に応じて着脱可能であることを特徴とする請求項8に記載の緩衝車軸支持機構。
- 線状弾性体が撓んだときに、第1及び第2弾性体が互い接触しあうことを特徴とする請求項8記載の緩衝車軸支持機構。
- さらに、線状弾性体の弾性力を調節するための機構を備えることを特徴とする請求項4〜10のいずれか一項に記載の緩衝車軸支持機構。
- 線状弾性体がワイヤロープであることを特徴とする請求項4〜11のいずれか一項に記載の緩衝車軸支持機構。
- 請求項4〜12のいずれか一項に記載の緩衝車軸支持機構を用いた車両。
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