(57)【要約】【課題】より安価に車輪の回動角度を検知することができるキャスタを提供する。【解決手段】キャスタは、第１車輪１１及び第２車輪１２と、第１車輪１１及び第２車輪１２を回転可能に支持する筐体３１と、第１車輪１１及び第２車輪１２を回転駆動する第１アクチュエータ２１及び第２アクチュエータ２２と、筐体３１に対して回動可能に設けられた台座４２と、支持軸３０に固定されたカムと、台座４２に固定され、筐体３１と台座４２の回動角度に応じたカム５０との相対位置関係に対応する出力を生じる検知部６０と、当該出力に基づいて回動角度を判定する判定部とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪と、
前記車輪を回転可能に支持する支持部と、
前記車輪を回転駆動するアクチュエータと、
前記車輪の回転軸と直交する方向に沿う回動軸を中心として前記支持部に対して回動可能に設けられた回動部と、
前記支持部又は前記回動部の一方に固定されたカムと、
前記支持部又は前記回動部の他方に設けられ、前記支持部と前記回動部の回動角度に応じた前記カムとの相対位置関係に対応する出力を生じる出力部と、
前記出力に基づいて前記回動角度を判定する判定部と
を備えるキャスタ。
【請求項２】
前記出力部は、前記カムと当接する当接部を有し、前記回動角度に応じて前記カムと連動する前記当接部の位置又は前記相対位置関係に応じて前記カムから前記当接部が受ける力に基づいて前記出力を生じる
請求項１に記載のキャスタ。
【請求項３】
前記アクチュエータの動作を制御する制御部を備え、
前記カムは、前記回動軸を通る１つの直線を挟んで線対称の形状であり、
前記制御部は、前記回転軸を中心として前記車輪を所定方向に第１所定量回転させ、前記所定方向の逆方向に第２所定量回転させるよう前記アクチュエータを動作させ、
前記判定部は、前記制御部による前記アクチュエータの動作に伴う前記回動角度の変化に伴う前記相対位置関係の変化に基づいて、前記制御部による前記アクチュエータの動作前又は動作後のうち少なくとも一方の前記回動角度を判定する
請求項１又は２に記載のキャスタ。
【請求項４】
前記車輪は、前記回動軸を挟んで対になるよう設けられ、
対になるよう設けられた複数の前記車輪はそれぞれ、個別の前記回転軸と個別の前記アクチュエータを有する
請求項３に記載のキャスタ。
【請求項５】
前記回動角度が所定回動角度である場合に前記支持部と前記回動部とをロックするロック部を備える
請求項１から４のいずれか一項に記載のキャスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
キャスタは、キャスタが設けられた台車等の構成を任意の方向に進行させられるよう、台座に対する車輪の向きを任意に変更可能にするための回動軸を有する。また、回動軸にロータリーエンコーダを設けて車輪の向きを検知可能にした構成が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−９０９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ロータリーエンコーダは高価であることから、回動軸を介して回動角度を変更可能に設けられた台座と車輪との回動角度の関係を検知可能な他の方法が求められていた。
【０００５】
本発明は、より安価に車輪の回動角度を検知することができるキャスタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための本発明のキャスタは、車輪と、前記車輪を回転可能に支持する支持部と、前記車輪を回転駆動するアクチュエータと、前記車輪の回転軸と直交する方向に沿う回動軸を中心として前記支持部に対して回動可能に設けられた回動部と、前記支持部又は前記回動部の一方に固定されたカムと、前記支持部又は前記回動部の他方に設けられ、前記支持部と前記回動部の回動角度に応じた前記カムとの相対位置関係に対応する出力を生じる出力部と、前記出力に基づいて前記回動角度を判定する判定部とを備える。
【０００７】
従って、支持部と回動部との回動角度の関係を支持部と回動部の一方に固定されたカムの向きに反映することができる。そして、他方に設けられた出力部がカムとの相対位置関係に対応する出力を生じることで、この出力に基づいて回動角度を判定することができる。このため、ロータリーエンコーダのような高価な構成に比してより安価に、回動軸を介して回動角度を変更可能に設けられた車輪の回動角度を検知することができる。
【０００８】
本発明のキャスタでは、前記出力部は、前記カムと当接する当接部を有し、前記回動角度に応じて前記カムと連動する前記当接部の位置又は前記相対位置関係に応じて前記カムから前記当接部が受ける力に基づいて前記出力を生じる。
【０００９】
従って、カムとの関係で当接部に生じる運動による出力に基づいて回動角度を検知することができる。
【００１０】
本発明のキャスタでは、前記アクチュエータの動作を制御する制御部を備え、前記カムは、前記回動軸を通る１つの直線を挟んで線対称の形状であり、前記制御部は、前記回転軸を中心として前記車輪を所定方向に第１所定量回転させ、前記所定方向の逆方向に第２所定量回転させるよう前記アクチュエータを動作させ、前記判定部は、前記制御部による前記アクチュエータの動作に伴う前記回動角度の変化に伴う前記相対位置関係の変化に基づいて、前記制御部による前記アクチュエータの動作前又は動作後のうち少なくとも一方の前記回動角度を判定する。
【００１１】
従って、車輪を所定方向に第１所定量回転させたタイミング及び所定方向の逆方向に第２所定量回転させたタイミングに得られるカムと出力部との相対位置関係に対応する出力を回動角度の判定に用いることができる。このため、より確実に回動角度を検知することができる。
【００１２】
本発明のキャスタでは、前記車輪は、前記回動軸を挟んで対になるよう設けられ、対になるよう設けられた複数の前記車輪はそれぞれ、個別の前記回転軸と個別の前記アクチュエータを有する。
【００１３】
従って、対になっている車輪を互いに異なる方向に進行させるよう回転駆動することで、キャスタが接地している地点から移動することなく回動角度を変更することができる。
【００１４】
本発明のキャスタでは、前記回動角度が所定回動角度である場合に前記支持部と前記回動部とをロックするロック部を備える。
【００１５】
従って、車輪の回動角度を所定回動角度で固定することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、より安価に車輪の回動角度を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、キャスタの主要構成例を示す図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図３は、図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図４は、図３の反対側からキャスタを見た場合の図である。
【図５】図５は、キャスタが有する制御系の主要構成例を示すブロック図である。
【図６】図６は、図２と異なる位置で周縁部と当接している当接部の一例を示す図である。
【図７】図７は、図２と異なる位置で周縁部と当接している当接部の一例を示す図である。
【図８】図８は、ひずみゲージから出力される電圧（ゲージ出力）と筐体と台座の回動角度との関係の一例を示すグラフである。
【図９】図９は、ロック機構の構成例を示す模式図である。
【図１０】図１０は、開始時動作に伴って検知されたゲージ出力と、開始時動作前の筐体と台座の回動角度との関係の一例を示すグラフである。
【図１１】図１１は、変形例によるキャスタの主要構成例を示す図である。
【図１２】図１２は、図１１のＣ−Ｃ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
【００１９】
図１は、キャスタ１の主要構成例を示す図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、図１のＢ−Ｂ断面図である。図４は、図３の反対側からキャスタ１を見た場合の図である。図５は、キャスタ１が有する制御系の主要構成例を示すブロック図である。
【００２０】
キャスタ１は、第１車輪１１、第２車輪１２、第１アクチュエータ２１、第２アクチュエータ２２、制御部２３、支持軸３０、筐体３１、軸受４１、台座４２、カム５０、検知部６０、ロック機構７０、スリップリング８０、スイッチ２５、判定部９０等を備える。
【００２１】
第１車輪１１及び第２車輪１２は、筐体３１に対して回転可能に設けられる。具体的には、第１車輪１１は、第１回転軸１１ａを回転軸中心として回転可能に設けられている。第２車輪１２は、第２回転軸１２ａを回転軸中心として回転可能に設けられている。すなわち、本実施形態の第１車輪１１と第２車輪１２は、それぞれ独立した回転軸を有し、個別の回転方向で回転可能に設けられている。本実施形態では、第１車輪１１と第２車輪１２が筐体３１を挟んで設けられた一対の車輪となっている。また、本実施形態では、第１回転軸１１ａと第２回転軸１２ａは、同じ１つの直線上に位置する。
【００２２】
第１アクチュエータ２１は、第１車輪１１を回転駆動する。具体的には、第１アクチュエータ２１は、例えば第１出力軸１１ｂを介して第１車輪１１と接続されている。第１アクチュエータ２１が動作することで、第１車輪１１が回転する。第２アクチュエータ２２は、第２車輪１２を回転駆動する。具体的には、第２アクチュエータ２２は、例えば第２出力軸１２ｂを介して第２車輪１２と接続されている。第２アクチュエータ２２が動作することで、第２車輪１２が回転する。制御部２３は、第１アクチュエータ２１及び第２アクチュエータ２２の動作を制御する。本実施形態では、第１アクチュエータ２１と第２アクチュエータ２２は、個別に動作制御可能に設けられている。
【００２３】
第１アクチュエータ２１は、第１車輪１１を所定方向（例えば、時計回り方向Ｄ１）に回転させることができる。また、第１アクチュエータ２１は、第１車輪１１を所定方向の逆方向（例えば、反時計回り方向Ｄ２）に回転させることができる。第２アクチュエータ２２は、第２車輪１２を所定方向（例えば、時計回り方向Ｄ１）に回転させることができる。また、第２アクチュエータ２２は、第２車輪１２を所定方向の逆方向（例えば、反時計回り方向Ｄ２）に回転させることができる。
【００２４】
例えば、第２アクチュエータ２２が第２車輪１２を時計回り方向Ｄ１に回転させ、第１アクチュエータ２１が第１車輪１１を反時計回り方向Ｄ２に回転させることで、図２に示すように、キャスタ１は前進方向Ｄに走行する。また、第２アクチュエータ２２が第２車輪１２を反時計回り方向Ｄ２に回転させ、第１アクチュエータ２１が第１車輪１１を時計回り方向Ｄ１に回転させることで、図２に示すように、キャスタ１は後退方向Ｒに走行する。また、第２アクチュエータ２２が第２車輪１２を時計回り方向Ｄ１に回転させ、第１アクチュエータ２１が第１車輪１１を時計回り方向Ｄ１に回転させることで、第２車輪１２が左回り方向Ｌ１に向かって駆動され、第１車輪１１が左回り方向Ｌ２に向かって駆動される。これによって、キャスタ１は左折するよう走行する。また、第２アクチュエータ２２が第２車輪１２を反時計回り方向Ｄ２に回転させ、第１アクチュエータ２１が第１車輪１１を反時計回り方向Ｄ２に回転させることで、第１車輪１１が右回り方向Ｒ１に向かって駆動され、第２車輪１２が右回り方向Ｒ２に向かって駆動される。これによって、キャスタ１は右折するよう走行する。
【００２５】
筐体３１は、車輪を回転可能に支持する支持部として機能する。具体的には、第１アクチュエータ２１及び第２アクチュエータ２２は、例えば筐体３１内に設けられている。第１出力軸１１ｂは、筐体３１の内側と外側に延出するよう設けられ、筐体３１の内側で第１アクチュエータ２１と接続され、筐体３１の外側で第１車輪１１と接続されている。第２出力軸１２ｂは、筐体３１の内側と外側に延出するよう設けられ、筐体３１の内側で第２アクチュエータ２２と接続され、筐体３１の外側で第２車輪１２と接続されている。第１出力軸１１ｂの回転軸中心は、第１回転軸１１ａと一致する。第２出力軸１２ｂの回転軸中心は、第２回転軸１２ａと一致する。
【００２６】
支持軸３０は、例えば回動軸３０ａを中心軸とする円筒状の部材である。支持軸３０は、第１回転軸１１ａ及び第２回転軸１２ａと直交する方向に沿って筐体３１から延出する。すなわち、回動軸３０ａは、第１回転軸１１ａ及び第２回転軸１２ａと直交する１つの直線と平行又は一致する。本実施形態では、回動軸３０ａは、第１回転軸１１ａ及び第２回転軸１２ａと直交する。また、本実施形態では、第１アクチュエータ２１及び第２アクチュエータ２２に電気的に接続される図示しない配線等が支持軸３０の円筒内に設けられている。このような配線を設ける必要がない場合、支持軸３０は円柱状であってもよい。また、支持軸３０は、回動部として機能する構成と回動可能に連結可能に設けられていればよい。すなわち、回動軸３０ａに直交する支持軸３０の断面形状は円状に限られるものでない。本実施形態では、支持軸３０の外周面と、環状の軸受４１が有する内周面とが当接する。
【００２７】
台座４２は、軸受４１を介して支持軸３０と連結されている。軸受４１は、支持軸３０と台座４２とを回動可能に連結する。すなわち、本実施形態の軸受４１及び台座４２は、支持部として機能する筐体３１に対して回動可能に設けられた回動部として機能する。台座４２は、回動軸３０ａを回動中心として、筐体３１に対して回動可能に設けられている。本実施形態では、台座４２と筐体３１の回動角度は、いずれの回動方向にも０°から３６０°まで回転自在となるよう設けられているが、この回動角度が取り得る範囲は所定の回動角度範囲に限定されていてもよい。
【００２８】
カム５０は、支持軸３０に設けられている。すなわち、カム５０は、支持軸３０を介して筐体３１に固定されている。カム５０は、当接部６１と摺接する周縁部５１を有する。周縁部５１は、回動軸３０ａに直交する平面視で、例えば楕円を描くよう設けられている。本実施形態における周縁部５１が描く楕円は、回動軸３０ａを通る１つの直線を挟んで線対称である（図８参照）。
【００２９】
検知部６０は、例えば台座４２に設けられている。検知部６０は、筐体３１と台座４２の回動角度に応じたカム５０との相対位置関係に対応する出力を生じる出力部として機能する。具体的には、検知部６０は、例えば当接部６１、連結部材６２、ひずみゲージ６３等を有する。
【００３０】
当接部６１は、一端が周縁部５１と摺接し、他端が連結部材６２に固定されている棒状の部材である。当接部６１は、一端と他端を結ぶ直線６０ａが、回動軸３０ａを通過する支持軸３０の径線と一致するよう設けられている。当接部６１は、例えば、回動軸３０ａに対して、台座４２の端部４２ａと同じ側に設けられる。すなわち、台座４２と筐体３１の回動角度が変じた場合、当接部６１と筐体３１の回動角度も変ずる。端部４２ａは、例えばユーザが台座を把持する取っ手として機能するが、これに限られるものでない。
【００３１】
図６及び図７は、図２と異なる位置で周縁部５１と当接している当接部６１の一例を示す図である。カム５０は、支持軸３０に固定されている。一方、検知部６０は、台座４２に固定されている。このため、筐体３１と台座４２の回動角度が変化すると、当接部６１とカム５０の回動角度も変化する。ここで、周縁部５１は、回動軸３０ａに対する径方向の距離が一定でない。従って、周縁部５１と摺接する当接部６１の一端は、筐体３１と台座４２の回動角度に応じて、回動軸３０ａに対する径方向の距離を変ずる。
【００３２】
以下、図２に示すように、周縁部５１が平面視で楕円を描いている場合を一例として説明する。回動軸３０ａと当該楕円の焦点の１つとが一致していると、周縁部５１において、当該楕円の２つの焦点を結ぶ直線と交差する２カ所のうち回動軸３０ａに近い方の１カ所は、回動軸３０ａとの距離が最も近い。図２では、この１カ所に対応する位置で周縁部５１と当接部６１の一端とが当接している場合を模式的に示している。図２に示す位置関係で周縁部５１と当接部６１の一端とが当接する筐体３１と台座４２の回動角度を０°とすると、図６に示すように、筐体３１と台座４２の回動角度が９０°又は２７０°になった場合、０°の場合に比して周縁部５１と当接部６１の一端との距離が遠くなる。また、図７に示すように、筐体３１と台座４２の回動角度が１８０°になった場合、周縁部５１と当接部６１の一端との距離が最も遠くなる。
【００３３】
連結部材６２は、当接部６１と台座４２とを連結する部材である。例えば図１、図２に示すように、連結部材６２は、長手方向が回動軸３０ａに沿う棒状の部材である。連結部材６２は、一端側が台座４２に固定され、他端側に当接部６１が取り付けられている。本実施形態の連結部材６２は、当接部６１の一端が周縁部５１に摺接するよう当接部６１を回動軸３０ａ側に押付ける弾性を有する。また、本実施形態の連結部材６２は、回動軸３０ａに対する当接部６１の一端の距離の変化に応じて、連結部材６２が当接部６１を保持する位置を変ずるための可撓性を有する。具体的には、連結部材６２は、少なくとも他端側が筐体３１の径方向に沿って湾曲することができる可撓性を有する。より具体的には、連結部材６２は、当該弾性及び可撓性を有する樹脂製の部材であるが、連結部材６２の素材は適宜変更可能である。連結部材６２の素材として、例えば金属や合金が採用されてもよいし、複合材料であってもよい。なお、本実施形態のように、連結部材６２の湾曲を考慮する場合、当接部６１には例えば鋼のような金属等、樹脂に比して湾曲が生じにくい剛性の高い素材を採用することが望ましい。
【００３４】
ひずみゲージ６３は、回動軸３０ａに対する当接部６１の一端の距離に応じて連結部材６２に生じているひずみの度合いを検知する。具体的には、ひずみゲージ６３は、例えば支持軸３０に対向する側の連結部材６２の外周面に貼り付けられている。ひずみゲージ６３は、連結部材６２の湾曲の度合いに応じて伸長することで電気抵抗値が変化する。このため、判定部９０から所定の電圧を印加されると、ひずみゲージ６３は、連結部材６２の湾曲の度合いに応じて出力する電圧が変化する。従って、ひずみゲージ６３からの電圧に基づいて、連結部材６２の湾曲の度合い、すなわち、回動軸３０ａに対する当接部６１の一端の距離を判定することができる。回動軸３０ａに対する当接部６１の一端の距離は、当接部６１の一端が当接している位置の周縁部５１と回動軸３０ａとの距離に対応する。
【００３５】
図８は、ひずみゲージ６３から出力される電圧（ゲージ出力）と筐体３１と台座４２の回動角度との関係の一例を示すグラフである。本実施形態では、筐体３１と台座４２の回動角度が０°（３６０°）である場合に周縁部５１と回動軸３０ａとの距離が最も近いため、連結部材６２の湾曲の度合いが最も小さくなる。このため、ひずみゲージ６３の伸長の度合いが最も小さくなることから、ひずみゲージ６３の電気抵抗値が最も小さくなる。従って、筐体３１と台座４２の回動角度が０°（３６０°）である場合、ゲージ出力は最も大きくなる。また、筐体３１と台座４２の回動角度が０°（３６０°）から１８０°に近づくに従って、周縁部５１と回動軸３０ａとの距離が遠くなっていくため、連結部材６２の湾曲の度合いが大きくなっていく。このため、ひずみゲージ６３の伸長の度合い及び電気抵抗値が大きくなっていく。従って、筐体３１と台座４２の回動角度が０°（３６０°）から１８０°に近づくに従って、ゲージ出力は小さくなっていく。筐体３１と台座４２の回動角度が１８０°である場合、ゲージ出力は最も小さくなる。
【００３６】
図９は、ロック機構の構成例を示す模式図である。ロック機構７０は、筐体３１と台座４２の回動角度を所定角度でロックする。例えば、支持軸３０には、支持軸３０の径方向に沿う窪み３２が設けられている。ロック機構７０は、窪み３２に対して挿抜可能な可動部７１ａを直動させるソレノイド７１を有する。図１に示すように、ソレノイド７１を内包するロック機構７０の枠体は、台座４２に固定されている。このため、筐体３１と台座４２の回動角度に応じて、窪み３２と可動部７１ａとの位置関係が変化する。本実施形態の所定角度は、可動部７１ａが窪み３２に挿入可能になる筐体３１と台座４２の回動角度である。所定角度の際に可動部７１ａが窪み３２に挿入されるようソレノイド７１が動作することで、ロック機構７０は、筐体３１と台座４２とをロックする。この所定角度は、例えば０°（図６、図７参照）であるが、これに限られるものでなく、適宜変更可能である。ロック機構７０の具体的構成はこれに限られない。ロック機構７０は、例えば、所謂摩擦ブレーキ等、制動装置と同様の仕組みで筐体３１と台座４２とをロック可能に設けられた構成であってもよい。
【００３７】
スリップリング８０は、台座４２側に設けられた構成と支持軸３０側に設けられた構成との間で電気的な接続を確保する。具体的には、スリップリング８０は、例えば、台座４２又は台座４２に固定された基板等に設けられた制御部２３及び判定部９０等の回路と、筐体３１内の第１アクチュエータ２１及び第２アクチュエータ２２ならびにソレノイド７１等、支持軸３０側に設けられた電動機とを電気的に接続する配線の一部として機能する。
【００３８】
スイッチ２５は、第１アクチュエータ２１、第２アクチュエータ２２、制御部２３、検知部６０、ロック機構７０、判定部９０等、電力の供給により動作する構成に対する通電の有無を切り替える。スイッチ２５は、例えば端部４２ａ付近に設けられるが、これはスイッチ２５の配置の一例であってこれに限られるものでなく、適宜変更可能である。
【００３９】
本実施形態では、スイッチ２５に対するユーザの操作により通電が開始された場合、制御部２３は、第１車輪１１及び第２車輪１２を所定方向（例えば、時計回り方向Ｄ１）に第１所定量回転させ、所定方向の逆方向（例えば、反時計回り方向Ｄ２）に第２所定量回転させるよう第１アクチュエータ２１及び第２アクチュエータ２２を動作させる開始時動作を行う。本実施形態では、第２所定量は、例えば第１所定量の２倍の回転量であるが、これは第１所定量と第２所定量との関係の一例であってこれに限られるものでなく、適宜変更可能である。なお、開始時動作が行われる場合、台座４２は保持されている状態であるものとする。すなわち、開始時動作によって、台座４２に対して筐体３１が回動角度を変ずるように第１車輪１１及び第２車輪１２が駆動される。なお、開始時動作の開始時から開始時動作の終了まで、ロック機構７０によるロックは解除されている。すなわち、本実施形態では、スイッチ２５に対するユーザの操作により通電が開始されてから、開始時動作の完了までロック機構７０によるロックは行われない。
【００４０】
判定部９０は、当接部６１とカム５０との相対位置関係の変化に基づいて、筐体３１と台座４２の回動角度を判定する。具体的には、判定部９０は、ゲージ出力に基づいて当該回動角度を判定する。より具体的には、判定部９０は、筐体３１と台座４２の回動角度とゲージ出力との関係を示す情報（図８参照）を保持しており、当該情報を参照して当該回動角度を判定する。判定部９０は、開始時動作に伴い、開始時動作前又は開始時動作後のうち少なくとも一方の当該回動角度を判定する。
【００４１】
図１０は、開始時動作に伴って検知されたゲージ出力と、開始時動作前の筐体３１と台座４２の回動角度との関係の一例を示すグラフである。例えば、開始時動作前の筐体３１と台座４２の回動角度が９０°であると仮定する。この仮定の下では、開始時動作前にゲージ出力Ｓ０が検知される。判定部９０は、図８に示すような筐体３１と台座４２の回動角度とゲージ出力との関係を示す情報とゲージ出力とに基づいて、筐体３１と台座４２の回動角度を判定しようとする。ここで、図８及び図１０に示す例では、筐体３１と台座４２の回動角度が９０°である場合のゲージ出力と、筐体３１と台座４２の回動角度が２７０°である場合のゲージ出力が同じゲージ出力Ｓ０になる。
【００４２】
この仮定の下で、第１車輪１１及び第２車輪１２を所定方向（例えば、時計回り方向Ｄ１）に第１所定量回転させる動作によってゲージ出力Ｓ１が検知され、第１車輪１１及び第２車輪１２を所定方向の逆方向（例えば、反時計回り方向Ｄ２）に第２所定量回転させる動作によってゲージ出力Ｓ２が検知された場合、判定部は、開始時動作前の筐体３１と台座４２の回動角度が９０°であったと判定する。なぜならば、図１０に示す例の場合、ゲージ出力Ｓ１がゲージ出力Ｓ０より大きく、ゲージ出力Ｓ２がゲージ出力Ｓ０より小さいからである。これにより、第１所定量回転後の筐体３１と台座４２の回動角度がＴ１［°］であり、第２所定量回転後の当該回動角度がＴ２［°］であることが明らかになる。もし開始時動作前の筐体３１と台座４２の回動角度が２７０°であったならば、ゲージ出力Ｓ１がゲージ出力Ｓ０より小さく、ゲージ出力Ｓ２がゲージ出力Ｓ０より大きくなるはずである。すなわち、判定部９０は、開始時動作前に検知されるゲージ出力が同じになる筐体３１と台座４２の回動角度が２つあったとしても、開始時動作に伴って検知されるゲージ出力に基づいて、筐体３１と台座４２の回動角度を判定することができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、筐体３１と台座４２の回動角度が０°（３６０°）又は１８０°の場合、ゲージ出力に対応する筐体３１と台座４２の回動角度が一意に定まる。開始時動作前に検知されたゲージ出力に基づいて判定された筐体３１と台座４２の回動角度がこのような回動角度であった場合、開始時動作は必ずしも必要ない。従って、このような場合には開始時動作を省略するようにしてもよい。また、開始時動作前のゲージ出力に関わらず、開始時動作を行うようにしてもよい。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態によれば、筐体３１と台座４２との回動角度の関係をカム５０の向きに反映することができる。そして、検知部６０がカムとの相対位置関係に対応する出力を生じることで、判定部９０がこの出力に基づいて回動角度を判定することができるようになる。このため、ロータリーエンコーダのような高価な構成に比してより安価に、回動軸を介して回動角度を変更可能に設けられた車輪の回動角度を検知することができる。
【００４５】
また、検知部６０は、周縁部５１と当接する当接部６１を有する。そして、カム５０と当接部６１の相対位置関係に応じてカム５０から当接部６１が受ける力によるひずみに対応するひずみゲージ６３の出力を用いて、判定部９０が回動角度を判定する。従って、カム５０との関係で当接部６１に生じる運動による出力に基づいて回動角度を検知することができる。
【００４６】
また、開始時動作前又は開始時動作後のうち少なくとも一方の回動角度を判定する。従って、車輪を所定方向（例えば、時計回り方向Ｄ１）に第１所定量回転させたタイミング及び所定方向の逆方向（例えば、反時計回り方向Ｄ２）に第２所定量回転させたタイミングに得られるカム５０と検知部６０との相対位置関係に対応する出力を回動角度の判定に用いることができる。このため、より確実に回動角度を検知することができる。なお、所定方向が反時計回り方向Ｄ２であり、所定方向の逆方向が時計回り方向Ｄ１であってもよい。
【００４７】
また、第１車輪１１と第２車輪１２は、回動軸を挟んで対になるよう設けられる。また、対になるよう設けられた第１車輪１１と第２車輪１２はそれぞれ、個別の回転軸（第１回転軸１１ａ、第２回転軸１２ａ）と個別のアクチュエータ（第１アクチュエータ２１と第２アクチュエータ２２）を有する。従って、対になっている第１車輪１１と第２車輪１２を互いに異なる方向に進行させるよう回転駆動することで、開始時動作等の際に、キャスタ１が接地している地点から移動することなく回動角度を変更することができる。
【００４８】
また、回動角度が所定回動角度である場合に筐体３１と台座４２との回動角度の関係をロックするロック機構７０を備える。従って、台座４２に対する第１車輪１１、第２車輪１２の向きを固定することができる。
【００４９】
なお、上述の実施形態では、回動角度に応じてカム５０から当接部６１が受ける力に応じて生じた湾曲の度合いに対応したゲージ出力に基づいて筐体３１と台座４２の回動角度を判定しているが、これは一例であってこれに限られるものでない。例えば、当該回動角度に応じてカム５０と連動する当接部６６（図１１参照）の位置に基づいて得られる出力を利用するようにしてもよい。
【００５０】
図１１は、変形例によるキャスタ１Ａの主要構成例を示す図である。変形例では、支持軸３５と台座４２とが固定されている。また、変形例では、支持軸３５と筐体３１とが回動可能に設けられている。具体的には、支持軸３５と筐体３１は、例えば筐体３１に設けられた軸受４５を介して回動可能に連結されている。また、変形例では、ロック機構７５が筐体３１に固定されている。また、変形例では、スリップリング８５が筐体３１側に設けられている。軸受４５、ロック機構７５及びスリップリング８５は、設けられている位置が異なることを除いて、実施形態における軸受４１、ロック機構７０及びスリップリング８０と同様の構成である。また、支持軸３５は、固定されている対象が異なることを除いて、実施形態の支持軸３０と同様の構成である。
【００５１】
図１２は、図１１のＣ−Ｃ断面図である。変形例のカム５０は、支持軸３５に固定されている。すなわち、変形例のカム５０の回動角度は、台座４２の回動角度と連動する。このため、筐体３１と台座４２の回動角度がθ°である場合、例えば図１２に示すように、筐体３１に対して支持軸３５及びカム５０の回動角度がθ°になる。
【００５２】
変形例において出力部として機能する検知部６５は、筐体３１に設けられている。具体的には、検知部６５は、当接部６６、ダイヤルゲージ機能部６７、固定部材６８等を有する。
【００５３】
当接部６６は、実施形態における当接部６１と同様、一端が周縁部５１と摺接するよう設けられる。ただし、当接部６６の他端は、ダイヤルゲージ機能部６７内に進入している。筐体３１と台座４２の回動角度が変更された場合、当接部６６は、一端が周縁部５１と摺接することで、支持軸３０ａの中心軸である回動軸３５ａに対する距離を変じ、距離の変化に応じてダイヤルゲージ機能部６７に対する他端側の進入の度合いを変化させる。
【００５４】
ダイヤルゲージ機能部６７は、当接部６６の他端側の進入の度合いに応じた出力を生じる所謂ダイヤルゲージとして機能する。当接部６６の他端側の進入の度合いは、筐体３１と台座４２の回動角度に応じた当接部６６の位置に応じる。このため、変形例の判定部９０は、ダイヤルゲージ機能部６７の出力に基づいて筐体３１と台座４２の回動角度を判定することができる。なお、ダイヤルゲージ機能部６７は、当接部６６の一端をカム５０に押し当てる程度の弾性を当接部６６の他端側から加えるばね等の弾性部材を構成に含む。
【００５５】
固定部材６８は、ダイヤルゲージ機能部６７を筐体３１に固定して支持する。具体的には、固定部材６８は、例えば上述の剛性の高い素材で構成されている。これによって、当接部６６の一端がカム５０から受ける力を、支持軸３５の径方向に沿った当接部６６の運動により忠実に反映することができる。
【００５６】
変形例でも、実施形態と同様、開始前動作を行うようにしてよい。以上、変形例によれば、実施形態と同様の効果を奏する。
【００５７】
なお、上述の実施形態では、制御部２３が開始時動作のための制御を行っていたが、開始時動作は、車輪の駆動によるものに限られない。例えば、ユーザが台座４２を筐体３１に対して往復回動動作させるようにすることで、開始時動作と同様の回動角度の変化を生じさせるようにしてもよい。
【００５８】
車輪は２対以上あってもよい。例えば、キャスタは、回動軸３０ａを挟んで各対の回転軸中心を通る直線が平行になるよう設けられた２対の車輪を備えていてもよい。無論、回動軸３０ａを挟んで２対以上の車輪の組が平行になるよう設けられた４対以上の車輪を備えていてもよい。
【００５９】
車輪は必ずしも１対でなくてもよい。例えば、キャスタは、上述の第１車輪１１又は第２車輪１２のいずれか一方を備えていてもよい。この場合、複数のキャスタが１つの台座４２を共有することが望ましい。すなわち、１つの台座４２に対して、１つの車輪を有する筐体３１が複数取り付けられていることが望ましい。
【００６０】
上述のカム５０の形状はあくまで一例であってこれに限られるものでなく、適宜変更可能である。カム５０は、検知部６０，６５等によって筐体３１と台座４２の回動角度が検知可能に設けられていればよい。例えば、筐体３１と台座４２の回動角度に応じて第１車輪１１及び第２車輪１２の載置面からの高さ位置が変ずる溝又は突起が周縁部５１に形成されていてもよい。この場合、検知部は、当該溝又は突起と噛合する部材及び当該部材の高さ位置に対応する出力を生じる構成を含む。例えば、当接部６１の位置変化が、当該溝又は突起と噛合する一端側の高さ位置の変化になり、当該一端側の高さ位置の変化に応じて湾曲の度合いが変化する連結部材６２に応じてゲージ出力が変化するような構成になる。
【符号の説明】
【００６１】
１      キャスタ
１１    第１車輪
１１ａ  第１回転軸
１２    第２車輪
１２ａ  第２回転軸
２１    第１アクチュエータ
２２    第２アクチュエータ
２３    制御部
３０    支持軸
３０ａ  回動軸
３１    筐体
４１    軸受
４２    台座
５０    カム
５１    周縁部
６０    検知部
６１    当接部
６２    連結部材
６３    ひずみゲージ
７０    ロック機構
９０    判定部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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