(57)【要約】【課題】  ボールキャスタの分解時に複数個の小ボールがケースから落下することがなく、よって小ボールの紛失および幼児等による誤飲を防止することができ、かつ大ボールの摺動抵抗を関連技術に比べ小さくすることが可能なボールキャスタ構造の提供。【解決手段】  ボールキャスタ構造は、筒状ケース３と、筒状ケース３の一端に固定されるベース１と、筒状ケース３に収納される第１ボール４と、ベース１に固定され第２ボール２ｅを備えかつ第２ボール２ｅにより第１ボール４を三点支持する３個の内部キャスタ２と、筒状ケース３の他端に着脱自在に設けられ第１ボール４の一部を筒状ケース３の外部に突出させかつ第１ボール４を支持するボール受けキャップ５とを含む。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状ケースと、前記筒状ケースの一端に固定されるベースと、前記筒状ケースに収納される第１ボールと、前記ベースに固定され第２ボールを備えかつ前記第２ボールにより前記第１ボールを三点支持する３個の内部キャスタと、前記筒状ケースの他端に着脱自在に設けられ前記第１ボールの一部を前記筒状ケースの外部に突出させかつ前記第１ボールを支持するボール受けキャップとを含むことを特徴とするボールキャスタ構造。
【請求項２】
前記内部キャスタは、前記第２ボールを回動自在に軸支するキャスタシャフトが設けられるキャスタフレームと、前記キャスタシャフトと直角方向の軸回りに前記キャスタフレームを回動させるベアリングとを含むことを特徴とする請求項１記載のボールキャスタ構造。
【請求項３】
前記第２ボールは前記第１ボールよりも小径に構成されることを特徴とする請求項１または２記載のボールキャスタ構造。
【請求項４】
前記ボール受けキャップは回動させることにより前記筒状ケースと着脱が可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のボールキャスタ構造。
【請求項５】
前記第１ボールと接触するリング状のブラシが、前記ボール受けキャップとともに前記筒状ケースの他端に設けられることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のボールキャスタ構造。
【請求項６】
前記ベースの前記内部キャスタが設けられる面と反対側の面に冷却ファンが設けられ、かつ前記ベースに通風孔が設けられることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のボールキャスタ構造。
【請求項７】
自立走行型ロボットに適用されることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のボールキャスタ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールキャスタ構造に関し、特にボールの取り外しが可能なボールキャスタ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明に関連するキャスタ構造の一例について図７を参照しながら説明する。図７は本発明に関連するキャスタの一例の構成図である。同図を参照すると、関連するキャスタの一例は、キャスタフレーム１２と、キャスタ車輪１３と、キャスタ旋回軸１０と、キャスタ車輪回転軸１１とを含んで構成される。
【０００３】
同図に示すキャスタを取付けた装置において、装置の移動方向とキャスタ車輪１３の回転方向とが同一となるように、キャスタ旋回軸１０とキャスタ車輪回転軸１１をずらすことにより、キャスタが旋回しやすい構造としている。しかし、キャスタが旋回することにより、使用者の指や足等にキャスタが衝突し、幼児等が使用した場合には怪我のおそれがある。
【０００４】
そこで、この課題を解決するための発明の一例が特許文献１に開示されている。この関連発明は、キャスタとしてボール１を使用し、そのボール１をボール受け３およびボール脱落防止リング４でボールキャスタベース２に取り付ける、というものである。この発明によれば、キャスタが旋回した時に使用者の指や足等にキャスタが衝突するのを防止することができる。また、ボール脱落防止リング４をボールキャスタベース２にねじ込む構成であるため、ボール脱落防止リング４を外せば、ボール１の取り出しが可能となる。このためキャスタの分解掃除も可能となる。
【０００５】
また、ボール脱落防止リング４と同様の構成を有する発明が特許文献２に開示されている。これは、底面部に開口を有する筐体１５にボール６を挿入し、挿入口１７の軸周りにリング状リテーナ１８を回動自在に取り付ける、というものである。この発明によっても、リング状リテーナ１８を外せば、ボール６の取り出しが可能となる。このためキャスタの分解掃除も可能となる。
【０００６】
一方、特許文献１に記載の発明ではボール１がボール受け３およびボール脱落防止リング４と摺動し、特許文献２に記載の発明ではボール６がリング状リテーナ１８と摺動する構成であるため、摺動抵抗が比較的大きくなり、ボール１および６が滑らかに動かず、よって床面等に傷をつけるおそれがある。そこで、図８に示すボールキャスタが関連発明として知られている。
【０００７】
図８は本発明に関連するボールキャスタの一例の構成図である。同図を参照すると、関連するボールキャスタの一例は、ベース１と、ケース１４と、複数の小ボール１５と、１個の大ボール４と、ボール受けキャップ５とを含んで構成される。このボールキャスタの一例では、ケース１４がベース１に取り付けられる。次に、複数の小ボール１５がケース１４に敷き詰められ、ボール受けキャップ５で大ボール４の落下が防止される。
【０００８】
この関連発明では大ボール４とケース１４の内壁間に複数の小ボール１５が敷き詰められるため、大ボール４の摺動抵抗を特許文献１および２に記載の発明に比べ小さくすることが可能となる。
【０００９】
また、図８に記載の関連技術と同様の発明が特許文献３に開示されている。特許文献３に記載の発明は、トップキャスタ２２２（上記小ボール１５に該当）を回転自在に装入した少なくとも３つの突き出し部からなるトップキャスタ室２２１を上部に配するとともに、下部には穴を設けたキャスタ蓋２３を配してなるキャスタカバー２２（上記ケース１４に該当）の中に回転ボール２１（上記大ボール４に該当）を穴からのぞかせて回転自在に収容する、というものである。
【００１０】
この発明は、回転ボール２１とトップキャスタ室２２１間にトップキャスタ２２２を設ける構成であるため、上記図８に記載の発明と同様に、回転ボール２１の摺動抵抗を小さくすることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】登録実用新案第３０８３６１４号公報
【特許文献２】特開平１１−２４２５５９号公報
【特許文献３】登録実用新案第３１１１８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、図８に記載のボールキャスタおよび特許文献３に記載の発明では、床面等に接触するボールに塵や埃が付着し内部の小ボール１５（図８参照）あるいはトップキャスタ２２２（特許文献３参照）の転がり摩擦抵抗が増大しボールの円滑な回転を阻害する。このため、分解し清掃可能なボールキャスタ構造にすることが一般的であるが、図８および特許文献３に記載の発明では、小ボール１５あるいはトップキャスタ２２２をケース１４（図８参照）あるいはトップキャスタ室２２１（特許文献３参照）に保持する構成を有しない。
【００１３】
このため、使用者による分解時には小ボール１５あるいはトップキャスタ２２２がケース１４あるいはトップキャスタ室２２１から落下し、小ボール１５あるいはトップキャスタ２２２の紛失や幼児等による誤飲のおそれがあり、したがって使用者による分解掃除が困難という課題がある。
【００１４】
一方、上記小ボール１５あるいはトップキャスタ２２２のようなボールがケースから落下しないようにする構成は上記特許文献１および２にも記載されていない。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、ボールキャスタの分解時に複数個の小ボールがケースから落下することがなく、よって小ボールの紛失および幼児等による誤飲を防止することができ、かつ大ボールの摺動抵抗を関連技術に比べ小さくすることが可能なボールキャスタ構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記課題を解決するために、本発明によるボールキャスタ構造は、筒状ケースと、前記筒状ケースの一端に固定されるベースと、前記筒状ケースに収納される第１ボールと、前記ベースに固定され第２ボールを備えかつ前記第２ボールにより前記第１ボールを三点支持する３個の内部キャスタと、前記筒状ケースの他端に着脱自在に設けられ前記第１ボールの一部を前記筒状ケースの外部に突出させかつ前記第１ボールを支持するボール受けキャップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ボールキャスタの分解時に複数個の小ボールがケースから落下することがなく、よって小ボールの紛失および幼児等による誤飲を防止することができ、かつ大ボールの摺動抵抗を関連技術に比べ小さくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るボールキャスタ構造の第１の実施形態の組立図である。
【図２】本発明に係る内部キャスタの一例の斜視図である。
【図３】本発明に係るボールキャスタ構造の第１の実施形態の側面図である。
【図４】同ボールキャスタ構造の第１の実施形態のＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明に係るボールキャスタ構造の第２の実施形態のＡ−Ａ断面図である。
【図６】本発明に係るボールキャスタ構造の第３の実施形態のＡ−Ａ断面図である。
【図７】本発明に関連するキャスタの一例の構成図である。
【図８】本発明に関連するボールキャスタの一例の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。まず、第１の実施形態について説明する。図１は本発明に係るボールキャスタ構造の第１の実施形態の組立図である。同図を参照すると、本発明に係るボールキャスタ構造は、筒状ケース（以下、ケースと表示する）３と、ケース３の一端に固定されるベース１と、ケース３に収納される第１ボール（以下、ボールと表示する）４と、ベース１に固定され第２ボール（以下、キャスタボールと表示する）２ｅを備えかつキャスタボール２ｅによりボール４を三点支持する３個の内部キャスタ２と、ケース３の他端に着脱自在に設けられボール４の一部をケース３の外部に突出させかつボール４を支持するボール受けキャップ５とを含んで構成される。なお、キャスタボール２ｅはボール４よりも小径に構成される。
【００２０】
次に、ボールキャスタ構造の組み立て方法について説明する。まず、３個の内部キャスタ２をベース１に取り付け固定する。次に、ケース３の上端部をベース１に取り付ける。次に、ボール４をケース３に挿入し、ボール受けキャップ５をケース３の下端部に取り付ける。これにより、ボール４の落下を防止する。
【００２１】
次に、内部キャスタの構成について説明する。図２は本発明に係る内部キャスタの一例の斜視図である。同図を参照すると、本発明に係る内部キャスタ２の一例は、キャスタベース２ａと、ベアリング２ｂと、キャスタフレーム２ｃと、キャスタシャフト２ｄと、キャスタボール２ｅとを含んで構成される。
【００２２】
内部キャスタ２は、キャスタベース２ａとキャスタフレーム２ｃとがベアリング２ｂで連結保持されているため、旋回が可能である。また、キャスタフレーム２ｃに取り付けられるキャスタシャフト２ｄを軸として、球体の中心に貫通穴を有するキャスタボール２ｅは回動が可能である。このとき、キャスタフレーム２ｃの旋回軸１０１とキャスタボール２ｅの中心１０２は同一線上とする。
【００２３】
また、３個の内部キャスタ２の実装条件として、キャスタボール２ｅとボール４が三点で均等に接し、かつ、キャスタフレーム２ｃが旋回するときにボール４に干渉しないように配置する。
【００２４】
次に、摺動部品であるボール４およびキャスタボール２ｅの材料に関して説明する。ボール４およびキャスタボール２ｅの材料は、静音性、耐候性、軽量化および潤滑剤を使用しないで摺動可能にする観点から、プラスチック製が好ましく、中でも耐候性や磨耗性に優れているポリアセタール（ｐｏｌｙａｃｅｔａｌ）材が好ましい。また、互いに摺動するボール４とキャスタボール２ｅは異種材料であることが好ましく、床面等を転がるボール４は床面等に対する滑り防止や床面等を傷つけないためにも表面にラバーコートすることが望ましい。
【００２５】
次に、ボールキャスタ構造について詳細に説明する。図３は本発明に係るボールキャスタ構造の第１の実施形態の側面図、図４は同ボールキャスタ構造の第１の実施形態のＡ−Ａ断面図である。なお、図３および図４において図１と同様の構成部分については同一番号を付し、その説明を省略する。
【００２６】
図３を参照すると、ケース３の上端部がベース１に取付けられ、ケース３内にボール４が収納され、ボール４の一部がケース３から突出している態様が示されている。
【００２７】
一方、図４にはボールキャスタ構造の第１の実施形態のＡ−Ａ断面図が示されている。同図を参照すると、３個の内部キャスタ２がベース１に固定され、各々の内部キャスタ２のキャスタボール２ｅにて三点支持されるようにボール４が設けられる。さらにボール４は、ケース３の下端部に着脱自在に設けられるボール受けキャップ５により支持される。
【００２８】
次に、ボールキャスタの第１の実施形態の動作について説明する。ボール受けキャップ５は回動させることによりケース３の下端部と着脱が可能に構成されている。一例として、ボール受けキャップ５はねじ込み形状、あるいは嵌め込んで回動し係止させる形状に形成することが可能である。また、ボール受けキャップ５を回動させてケース３から外すことにより、ボール４をケース３から取り出すことが可能である。このとき、ボール４をケース３から取り出しても３個の内部キャスタ２はベース１に固定されているため、内部キャスタ２のキャスタボール２ｅがケース３の外に落下することはない。これにより、ボール４およびボールキャスタ内部の清掃が可能となる。
【００２９】
次に、ベース１に固定された３個の内部キャスタ２のキャスタボール２ｅは球体であり、ボール４と３点で接する。また、内部キャスタ２のキャスタベース２ａとキャスタフレーム２ｃとがベアリング２ｂで連結されているため、キャスタボール２ｅはキャスタフレーム２ｃと一体で旋回可能であり、キャスタボール２ｅはキャスタシャフト２ｄを軸として回動が可能である。これにより、ボール４は床面等に対して様々な方向に円滑に転がることが可能となる。
【００３０】
以上説明したように、本発明の第１の実施形態によれば次のような効果を奏する。
【００３１】
第１の効果は、ボールキャスタ内部に異物が混入しボールの回動が不良となった場合において、ボール受けキャップ５とボール４のみが使用者によって取り外せる構造であるため、分解掃除時に子部品（一例として、キャスタボール２ｅ）の紛失や幼児等による子部品の誤飲のおそれがない。このため、使用者自身で容易にボールキャスタの分解掃除が可能であり、異物混入による回動不良に対してメーカー修理や部品交換が不要となる。
【００３２】
第２の効果は、球体の大球（ボール４）と摺動する小球（キャスタボール２ｅ）がベアリング２ｂによって旋回し、かつキャスタシャフト２ｄを軸として回動する構造であるため、摺動部の耐摩耗性に優れ、円滑に大球（ボール４）を転がすことが可能となる。
【００３３】
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態はその基本構成は第１の実施形態と同様であるが、ボールキャスタ内部への異物混入を防ぐためにさらに工夫している。図５は本発明に係るボールキャスタ構造の第２の実施形態のＡ−Ａ断面図である。なお、同図において図４と同様の構成部分には同一番号を付し、その説明を省略する。
【００３４】
同図を参照すると、ケース６はその基本構成は図４のケース３と同様であるが、ケース６の内側面にブラシ受け部６ａが設けられる点がケース３と異なる。さらに、ブラシ受け部６ａとボール受けキャップ５との間にリング状のブラシ７が設けられる点が図４に示すボールキャスタと異なる。そして、リング状のブラシ７の先端はボール４と接触している。したがって、ボール４は、リング状のブラシ７の先端がボール４に接触した状態で回動する。
【００３５】
以上説明したように、本発明の第２の実施形態によれば、ボール４とリング状のブラシ７の先端を接触させたため、塵や埃等の異物がボールキャスタ内部に侵入するのを防止することが可能となる。
【００３６】
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態はその基本構成は第１あるいは第２の実施形態と同様であるが、ボールキャスタ内部の発熱を防止するためにさらに工夫している。図６は本発明に係るボールキャスタ構造の第３の実施形態のＡ−Ａ断面図である。なお、同図において図５と同様の構成部分には同一番号を付し、その説明を省略する。
【００３７】
同図を参照すると、ボールキャスタ構造の基本構成は図５と同様であるが、図５のベース１に対応するベース８が通風孔８ａを備え、かつベース８上に冷却ファン９が設けられる点が図５と異なる。冷却ファン９は外気をベース８の通風孔８ａを介してボールキャスタ内部に導入する。そして、導入した外気によりボールキャスタ内部の熱が冷却され、冷却に用いられた外気はボール受けキャップ５の隙間５ａから外部へ排出される。
【００３８】
なお、第１の実施形態におけるボールキャスタ構造（図４参照）のベース１の代わりに、第３の実施形態に示すベース８および冷却ファン９を設ける構成も可能である。
【００３９】
以上説明したように、本発明の第３の実施形態によれば、ボールキャスタ内部の発熱を防止することが可能となる。
【００４０】
なお、その他の実施形態として、本発明に係るボールキャスタ構造を自立走行型ロボットに適用することが可能である。前進および後退を行う関連技術の自立走行型ロボットでは移動が困難な方向が存在する。一例として、図２に示すようなキャスタシャフト２ｄを軸として回動するキャスタボール２ｅを自立走行型ロボットの床面走行用に使用した場合、キャスタシャフト２ｄの軸方向には移動が困難である。
【００４１】
これに対し、本発明ではキャスタとして無軸で任意の方向に回動が可能なボール４（図１および図３〜図６参照）を採用したため、このキャスタを自立走行型ロボットに適用すれば任意の方向に移動させることが可能となる。また、ベース１に固定が可能な内部キャスタ２（図１〜図６参照）を設けることにより、子部品（一例として、キャスタボール２ｅ）の紛失や幼児等による子部品の誤飲のおそれがなくなるため、ボールキャスタの分解掃除が可能となる。さらに、摺動部の耐摩耗性に優れるため、円滑にボール４を転がすことが可能となる。
【符号の説明】
【００４２】
１  ベース
２  内部キャスタ
２ａ  キャスタベース
２ｂ  ベアリング
２ｃ  キャスタフレーム
２ｄ  キャスタシャフト
２ｅ  第２ボール（キャスタボール）
３  筒状ケース
４  第１ボール（ボール）
５  ボール受けキャップ
５ａ  隙間
６  ケース
６ａ  ブラシ受け部
７  リング状のブラシ
８  ベース
８ａ  通風孔
９  冷却ファン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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