(57)【要約】【課題】出力軸の中心軸線に対して垂直な方向に大きな荷重を負担できるように構成可能な軸受ユニット、ゼンマイ駆動式軸受装置およびゼンマイ式自走車輪装置を提供する。【解決手段】ゼンマイ式駆動装置と共に用いられ、ゼンマイ式駆動装置のケーシングに取付可能な枠体と、ゼンマイ式駆動装置の第１の出力軸と中心軸線を共通にするように枠体の内側で枠体に保持された軸受と、軸受により中心軸線を中心として回転自在に保持され、中心軸線方向においてゼンマイ式駆動装置とは反対側で枠体の外側まで延びてラジアル荷重を負担し、第１の出力軸と一体に回転してトルクを出力する第２の出力軸と、を有する軸受ユニットを提供する。【選択図】  図５
2019056371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、
前記ケーシングを貫通し、前記ケーシングに相対回転可能に取り付けられた第１の出力軸と、
前記ケーシング内で前記第１の出力軸に外嵌した一方向クラッチと、
前記ケーシング内に収容され、前記一方向クラッチの外輪に対して径方向内側の端部が固定され、前記第１の出力軸が前記一方向クラッチのトルク伝達方向に回転した際に巻き締められるゼンマイと、を有するゼンマイ式駆動装置と共に用いられ、
前記ケーシングの外に位置する前記第１の出力軸の部分を径方向外側で囲うように前記ケーシングに取付可能な枠体と、
前記枠体が前記ケーシングに取り付けられる際、前記第１の出力軸と中心軸線を共通にするように前記枠体の内側で前記枠体に保持された軸受と、
前記軸受により中心軸線を中心として回転自在に保持され、中心軸線方向において前記ゼンマイ式駆動装置とは反対側で前記枠体の外側まで延びてラジアル荷重を負担し、前記第１の出力軸と一体に回転してトルクを出力する第２の出力軸と、を有する軸受ユニット。
【請求項２】
更に、前記第１の出力軸と前記第２の出力軸との間に介在する第２の一方向クラッチを有することを特徴とする請求項１に記載の軸受ユニット。
【請求項３】
前記第２の出力軸は中空軸であることを特徴とする請求項１又は２に記載の軸受ユニット。
【請求項４】
前記ケーシングは、中心軸線方向で前記第２の出力軸側に突出した凸部を有し、
前記枠体は、前記凸部に嵌合する第１の凹部を有する請求項１ないし３のいずれか一項に記載の軸受ユニット。
【請求項５】
前記ゼンマイ式駆動装置は前記第１の出力軸に外嵌したセットカラーを有し、
中心軸線方向において、前記ゼンマイ式駆動装置側の前記第２の出力軸の端部に、前記ゼンマイ式駆動装置側とは反対側に向かって凹み、前記セットカラーの少なくとも一部を受け入れる第２の凹部が形成されている請求項１ないし４のいずれか一項に記載の軸受ユニット。
【請求項６】
ケーシングと、
前記ケーシングを貫通し、前記ケーシングに相対回転可能に取り付けられた第１の出力軸と、
前記ケーシング内で前記第１の出力軸に外嵌した一方向クラッチと、
前記ケーシング内に収容され、前記一方向クラッチの外輪に対して径方向内側の端部が固定され、前記第１の出力軸が前記一方向クラッチのトルク伝達方向に回転した際に巻き締められるゼンマイと、
前記ケーシングの外に位置する前記第１の出力軸の部分を径方向外側で囲うように前記ケーシングに取り付けられた枠体と、
前記枠体の内側で前記枠体に保持され、前記第１の出力軸と中心軸線を共通にする軸受と、
前記軸受により中心軸線を中心として回転自在に保持され、中心軸線方向において前記ゼンマイとは反対側で前記枠体の外側まで延びてラジアル荷重を負担し、前記第１の出力軸と一体に回転してトルクを出力する第２の出力軸と、を有するゼンマイ駆動式軸受装置。
【請求項７】
更に、前記第１の出力軸と前記第２の出力軸との間に介在する第２の一方向クラッチを有することを特徴とする請求項６に記載のゼンマイ駆動式軸受装置。
【請求項８】
前記第２の出力軸は中空軸であることを特徴とする請求項６又は７に記載のゼンマイ駆動式軸受装置。
【請求項９】
前記ケーシングは、中心軸線方向において前記第２の出力軸側に突出した凸部を有し、
前記枠体は、前記凸部に嵌合した第１の凹部を有する請求項６ないし８のいずれか一項に記載のゼンマイ駆動式軸受装置。
【請求項１０】
前記第１の出力軸に外嵌したセットカラーを有し、
中心軸線方向において、前記ゼンマイ側の前記第２の出力軸の端部に、前記ゼンマイ側とは反対側に向かって凹んだ第２の凹部が形成されており、
前記セットカラーの少なくとも一部が前記第２の凹部の径方向内側に配置されている請求項６ないし９のいずれか一項に記載のゼンマイ駆動式軸受装置。
【請求項１１】
ケーシングと、
前記ケーシングを貫通し、前記ケーシングに相対回転可能に取り付けられた第１の出力軸と、
前記ケーシング内で前記第１の出力軸に外嵌した一方向クラッチと、
前記ケーシング内に収容され、前記一方向クラッチの外輪に対して径方向内側の端部が固定され、前記第１の出力軸が前記一方向クラッチのトルク伝達方向に回転した際に巻き締められるゼンマイと、
前記ケーシングの外に位置する前記第１の出力軸の部分を径方向外側で囲うように前記ケーシングに取り付けられた枠体と、
前記枠体の内側で前記枠体に保持され、前記第１の出力軸と中心軸線を共通にする軸受と、
前記軸受により中心軸線を中心として回転自在に保持され、中心軸線方向において前記ゼンマイとは反対側で前記枠体の外側まで延びてラジアル荷重を負担し、前記第１の出力軸と一体に回転してトルクを出力する第２の出力軸と、
前記枠体の外側に延びた前記第２の出力軸の部分に外嵌した車輪とを有するゼンマイ式自走車輪装置。
【請求項１２】
更に、前記第１の出力軸と前記第２の出力軸との間に介在する第２の一方向クラッチを有することを特徴とする請求項１１に記載のゼンマイ式自走車輪装置。
【請求項１３】
前記第２の出力軸は中空軸であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載のゼンマイ式自走車輪装置。
【請求項１４】
前記ケーシングは、中心軸線方向において前記第２の出力軸側に突出した凸部を有し、
前記枠体は、前記凸部に嵌合した第１の凹部を有する請求項１１ないし１３のいずれか一項に記載のゼンマイ式自走車輪装置。
【請求項１５】
前記第１の出力軸に外嵌したセットカラーを有し、
中心軸線方向において、前記ゼンマイ側の前記第２の出力軸の端部に、前記車輪側に向かって凹んだ第２の凹部が形成されており、
前記セットカラーの少なくとも一部が前記第２の凹部の径方向内側に配置されている請求項１１ないし１４のいずれか一項に記載のゼンマイ式自走車輪装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として工場で用いられる作業台車等の動力源として利用可能なゼンマイ式駆動装置と共に用いる軸受ユニット、工場で用いられる作業台車等に利用可能なゼンマイ駆動式軸受装置およびゼンマイ式自走車輪装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、作業台車等の動力源として利用可能なゼンマイ式駆動装置がある（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２０１７／０４７３７０Ａ１
【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、上記特許文献１に記載のゼンマイ式駆動装置においては、ゼンマイを収容するスペースを確保するため、出力軸の径を大きくすることができず、出力軸が中心軸線に垂直な方向に大きな荷重を負担することはできないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、出力軸の中心軸線に垂直な方向に大きな荷重を負担できるように構成可能な軸受ユニット、ゼンマイ駆動式軸受装置およびゼンマイ式自走車輪装置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】
上記課題を解決するため、本発明は、
ケーシングと、
前記ケーシングを貫通し、前記ケーシングに相対回転可能に取り付けられた第１の出力軸と、
前記ケーシング内で前記第１の出力軸に外嵌した一方向クラッチと、
前記ケーシング内に収容され、前記一方向クラッチの外輪に対して径方向内側の端部が固定され、前記第１の出力軸が前記一方向クラッチのトルク伝達方向に回転した際に巻き締められるゼンマイと、を有するゼンマイ式駆動装置と共に用いられ、
前記ケーシングの外に位置する前記第１の出力軸の部分を径方向外側で囲うように前記ケーシングに取付可能な枠体と、
前記枠体が前記ケーシングに取り付けられる際、前記第１の出力軸と中心軸線を共通にするように前記枠体の内側で前記枠体に保持された軸受と、
前記軸受により中心軸線を中心として回転自在に保持され、中心軸線方向において前記ゼンマイ式駆動装置とは反対側で前記枠体の外側まで延びてラジアル荷重を負担し、前記第１の出力軸と一体に回転してトルクを出力する第２の出力軸と、を有する軸受ユニットを提供する。
【０００７】
また、上記課題を解決するため、本発明は、
ケーシングと、
前記ケーシングを貫通し、前記ケーシングに相対回転可能に取り付けられた第１の出力軸と、
前記ケーシング内で前記第１の出力軸に外嵌した一方向クラッチと、
前記ケーシング内に収容され、前記一方向クラッチの外輪に対して径方向内側の端部が固定され、前記第１の出力軸が前記一方向クラッチのトルク伝達方向に回転した際に巻き締められるゼンマイと、
前記ケーシングの外に位置する前記第１の出力軸の部分を径方向外側で囲うように前記ケーシングに取り付けられた枠体と、
前記枠体の内側で前記枠体に保持され、前記第１の出力軸と中心軸線を共通にする軸受と、
前記軸受により中心軸線を中心として回転自在に保持され、中心軸線方向において前記ゼンマイとは反対側で前記枠体の外側まで延びてラジアル荷重を負担し、前記第１の出力軸と一体に回転してトルクを出力する第２の出力軸と、を有するゼンマイ駆動式軸受装置を提供する。
【０００８】
また、上記課題を解決するため、本発明は、
ケーシングと、
前記ケーシングを貫通し、前記ケーシングに相対回転可能に取り付けられた第１の出力軸と、
前記ケーシング内で前記第１の出力軸に外嵌した一方向クラッチと、
前記ケーシング内に収容され、前記一方向クラッチの外輪に対して径方向内側の端部が固定され、前記第１の出力軸が前記一方向クラッチのトルク伝達方向に回転した際に巻き締められるゼンマイと、
前記ケーシングの外に位置する前記第１の出力軸の部分を径方向外側で囲うように前記ケーシングに取り付けられた枠体と、
前記枠体の内側で前記枠体に保持され、前記第１の出力軸と中心軸線を共通にする軸受と、
前記軸受により中心軸線を中心として回転自在に保持され、中心軸線方向において前記ゼンマイとは反対側で前記枠体の外側まで延びてラジアル荷重を負担し、前記第１の出力軸と一体に回転してトルクを出力する第２の出力軸と、
前記枠体の外側に延びた前記第２の出力軸の部分に外嵌した車輪とを有するゼンマイ式自走車輪装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、出力軸の中心軸線に垂直な方向に大きな荷重を負担できるように構成可能な軸受ユニット、ゼンマイ駆動式軸受装置およびゼンマイ式自走車輪装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は本願の第１実施形態に係るゼンマイ式自走車輪装置を車輪側から見た斜視図である。
【図２】図２は本願の第１実施形態に係るゼンマイ式自走車輪装置をゼンマイ式駆動装置側から見た斜視図である。
【図３】図３は本願の第１実施形態に係るゼンマイ式自走車輪装置を走行方向に見た側面図である。
【図４】図４は本願の第１実施形態に係るゼンマイ式自走車輪装置を車輪側から見た側面図である。
【図５】図５は本願の第１実施形態に係るゼンマイ式自走車輪装置の図４に示すＡ−Ａ切断面における断面図である。
【図６】図６は本願の第１実施形態に係るゼンマイ式自走車輪装置の図４に示すＡ−Ｂ切断面における断面図である。
【図７】図７は本願の第１実施形態に係るゼンマイ式駆動装置を中心軸線方向に見た側面図である。
【図８】図８は本願の第１実施形態に係るケーシングの一部を取り外した状態で、ゼンマイ式駆動装置を中心軸線方向に見た側面図である。
【図９】図９は本願の第１実施形態に係るゼンマイ式駆動装置の図７に示すＣ−Ｃ切断面における断面図である。
【図１０】図１０は本願の第２実施形態に係る軸受ユニットを中心軸線に対して垂直な方向から見た側面図である。
【図１１】図１１は本願の第２実施形態に係る軸受ユニットを図１０に向かって左側から見た側面図である。
【図１２】図１２は本願の第２実施形態に係る軸受ユニットの図１１に示すＤ−Ｄ切断面における断面図である。
【図１３】図１３は本願の第２実施形態に係る軸受ユニットを図１０に向かって右側から見た側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１実施形態）
以下、図面を参照しながら本願の第１実施形態について説明する。図１は本願の第１実施形態に係るゼンマイ式自走車輪装置１０００を車輪１００側から見た斜視図である。図２は本願の第１実施形態に係るゼンマイ式自走車輪装置１０００をゼンマイ式駆動装置２００側から見た斜視図である。
【００１２】
本第１実施形態に係るゼンマイ式自走車輪装置１０００は、図２に示すように、車輪１００と、ゼンマイ式駆動装置２００と、軸受ユニット３００とを有する。ゼンマイ式駆動装置２００と軸受ユニット３００は、ゼンマイ駆動式軸受装置４００を構成する。ゼンマイ式自走車輪装置１０００は、ゼンマイ式駆動装置２００が発生する駆動力を、軸受ユニット３００を介して車輪１００に伝達し、車輪１００を回転させる。ゼンマイ式自走車輪装置１０００は、軸受ユニット３００の上側に作業台車のフレームなどを取り付けることにより、駆動力を発生する車輪として利用することができる。
【００１３】
図３は本願の第１実施形態に係るゼンマイ式自走車輪装置１０００を走行方向に見た側面図である。図４は、本第１実施形態に係るゼンマイ式自走車輪装置１０００をゼンマイ式駆動装置２００側から見た側面図である。図５は本願の第１実施形態に係るゼンマイ式自走車輪装置１０００の図４に示すＡ−Ａ切断面における断面図である。図６は本願の第１実施形態に係るゼンマイ式自走車輪装置１０００の図４に示すＡ−Ｂ切断面における断面図である。
【００１４】
図５に示すように、ゼンマイ式駆動装置２００は、ケーシング２０１と、ゼンマイ２０２と、第１の出力軸２０３とを有している。ゼンマイ２０２はケーシング２０１内に収容されている。第１の出力軸２０３は、長手方向の中間部がケーシング２０１内に配置されている。ゼンマイ２０２は、第１の出力軸２０３を所定の方向に回転させることで、弾性変形し、駆動力を発生させるエネルギーを蓄えることができる。ゼンマイ２０２が巻き締められた状態で第１の出力軸２０３を解放すると、ゼンマイ２０２が弾性復帰し、第１の出力軸２０３が回転する。ゼンマイ式駆動装置２００についての詳細は後述する。
【００１５】
第１の出力軸２０３の回転力は、軸受ユニット３００の第２の出力軸３０１によって車輪１００に伝達される。第２の出力軸３０１は、中心軸線方向におけるゼンマイ式駆動装置２００側で第１の出力軸２０３に外嵌している。軸受ユニット３００は、第２の出力軸３０１と、軸受３０２ａ、３０２ｂと、枠体３０３とを有する。軸受３０２ａ、３０２ｂは、枠体３０３の内側で枠体３０３に保持されている。第２の出力軸３０１は、軸受３０２ａ、３０２ｂによって中心軸線を中心として回転自在に保持されている。第２の出力軸３０１は、中心軸線方向においてゼンマイ式駆動装置２００とは反対側で枠体３０３の外側まで延びている。図５および図６に示すように、本第１実施形態において、第２の出力軸３０１は中空軸としている。しかし、第２の出力軸３０１は中空軸に限らず、出力軸２０３と一体に回転してトルクを出力する軸部材であれば足りる。
【００１６】
枠体３０３は、ゼンマイ式駆動装置２００のケーシング２０１に取付可能である。枠体３０３は、図６に示すように、ねじ３０４によってケーシング２０１に固定される。ねじ３０４は、円周方向に略等間隔に４本配置される。枠体３０３をケーシング２０１に取り付けたとき、軸受３０２ａ、３０２ｂ、及び、ゼンマイ式駆動装置２００の第１の出力軸２０３は、中心軸線を共通するように配置される。
【００１７】
ゼンマイ式駆動装置２００のケーシング２０１は、中心軸線方向において第２の出力軸３０１側に環状に突出した凸部２０１ａを有している。枠体３０３は、凸部２０１ａに嵌合する第１の凹部３０３ａを有している。凸部２０１ａと第１の凹部３０３ａの嵌合により、ゼンマイ式駆動装置２００と軸受ユニット３００を容易に組み合わせることができる。
【００１８】
第１の出力軸２０３は、第１の出力軸２０３に外嵌したセットカラー２０４ａ、２０４ｂによって中心軸線方向の移動が制限されている。第２の出力軸３０１は、中心軸線方向におけるゼンマイ式駆動装置２００側の端部に、セットカラー２０４ａを受け入れる第２の凹部３０１ａを有している。セットカラー２０４ａの一部は、第２の凹部３０１ａの径方向内側に配置されている。これにより、中心軸線方向のゼンマイ駆動式軸受装置４００の寸法を小さくすることができる。
【００１９】
第１の出力軸２０３の両端部には、中心軸線方向に沿ってキー溝が形成されており、このキー溝にキー２０５ａ、２０５ｂがはめ込まれている。キー２０５ａは第１の出力軸２０３から第２の出力軸３０１へトルクを伝達する。
【００２０】
以上に説明した本第１実施形態に係る軸受ユニット３００によれば、第２の出力軸３０１を第１の出力軸２０３よりも太くすることができるため、第２の出力軸３０１の中心軸線方向に対して垂直な方向に大きな荷重（ラジアル荷重）を負担することができる。具体的には、軸受ユニット３００の枠体３０３の上に作業台車のフレームなどを固定することで、作業台車のフレームなどからの荷重を、ゼンマイ式駆動装置２００に負担させることなく、車輪１００に伝えることができる。
【００２１】
図７は本第１実施形態に係るゼンマイ式駆動装置２００を中心軸線方向に見た側面図である。図８は本第１実施形態に係るケーシング２０１の一部を取り外した状態で、ゼンマイ式駆動装置２００を中心軸線方向に見た側面図である。
【００２２】
図８に示すように、ケーシング２０１の内側で第１の出力軸２０３の周囲にはゼンマイ（ぜんまいばね）２０２が収容されている。ケーシング２０１は、ゼンマイ２０２の径方向外側でゼンマイ２０２を囲う周壁２０１ｂを有している。
【００２３】
ゼンマイ２０２の径方向外側の端部は、径方向外側に折れ曲がり、径方向外側へ突出した凸部２０２ａを形成して内側に折り込まれている。周壁２０１ｂの径方向内側には、径方向外側に向かって円弧状に凹んだ凹部２０１ｃが、周方向に略等間隔に８つ形成されている。凸部２０２ａは、径方向外側の部分が凹部２０１ｃ内に嵌り込み、係合している。なお、凸部２０２ａは、上記のようにゼンマイ２０２の端部を変形させて形成しても良いが、ゼンマイ２０２とは別体に形成された部材を取り付けても良い。
【００２４】
図９は本第１実施形態に係るゼンマイ式駆動装置２００の図７に示すＣ−Ｃ切断面における断面図である。
【００２５】
ゼンマイ２０２の径方向内側の端部は、第１の出力軸２０３を内側に通した円筒状のブッシュ２１０に固定されている。ケーシング２０１には、ブッシュ２１０の端部をそれぞれ径方向外側から囲う円環部２０１ｆ、２０１ｇが形成されている。この円環部２０１ｆ、２０１ｇによって、ブッシュ２１０の径方向の移動が制限される。なお、円環部２０１ｆ、２０１ｇは、ブッシュ２１０の径方向の移動を制限するものであれば足り、円環状以外の形状とすることもできる。例えば、円環部２０１ｆ、２０１ｇをＣ字型の部分に置き換えることもできる。また、ブッシュ２１０の径方向の移動を制限する部分は、ケーシング２０１とは別体に形成されていても良い。
【００２６】
円環部２０１ｆ、２０１ｇを設けることにより、第１の出力軸２０３を取り外した状態であっても、第１の出力軸２０３を通す貫通孔を保つことができる。仮に、円環部２０１ｆ、２０１ｇを設けない場合、第１の出力軸２０３をゼンマイ式駆動装置２００から取り外すと、ブッシュ２１０はゼンマイ２０２のみによって支持されることとなるため、ゼンマイ２０２の弾性変形によってブッシュ２１０が変位し、第１の出力軸２０３を挿入しにくくなる。円環部２０１ｆ、２０１ｇを設けることで、第１の出力軸２０３をゼンマイ式駆動装置２００から取り外してもブッシュ２１０の位置は保たれるため、第１の出力軸２０３を容易に貫通孔に挿入することができる。
【００２７】
円環部２０１ｆ、２０１ｇの径方向外側には、環状の透明板２１８、２１９がそれぞれ配置されている。透明板２１８、２１９は、ケーシング２０１の開口部２０１ｄを通してゼンマイ式駆動装置２００の内部を観察可能にしながら、ゼンマイ式駆動装置２００内部への手指や異物等の侵入を防ぐ。透明板２１８、２１９は、プラスチック、ガラスなどから形成することができる。
【００２８】
ブッシュ２１０と第１の出力軸２０３の間には、第１のニードル軸受２１１と、一方向クラッチ２１２と、第２のニードル軸受２１３とが介在している。第１のニードル軸受２１１と、一方向クラッチ２１２と、第２のニードル軸受２１３は、それぞれ外輪がブッシュ２１０に内嵌している。一方向クラッチ２１２は、ゼンマイ２０２を巻き締める向きに第１の出力軸２０３を回転した場合にはブッシュ２１０にトルクを伝達し、その反対向きに第１の出力軸２０３が回転した場合に空転する向きに配置されている。
【００２９】
第１の出力軸２０３は、ケーシング２０１に外輪が固定された第１の転がり軸受２１４と第２の転がり軸受２１５によって、ケーシング２０１に対して相対回転可能に取り付けられている。第１の転がり軸受２１４と第１の出力軸２０３の間には第１のスリーブ２１６が介在しており、第２の転がり軸受２１５と第１の出力軸２０３の間には第２のスリーブ２１７が介在している。第１、第２のスリーブ２１６、２１７は、それぞれ、径方向に広がり、第１、第２の転がり軸受２１４、２１５とブッシュ２１０との間に位置するフランジ２１６ａ、２１７ａを有する。
【００３０】
以上の構成により、本第１実施形態に係るゼンマイ式駆動装置２００は、第１の出力軸２０３の回転によりゼンマイ２０２を弾性変形させ、ゼンマイ２０２にエネルギーを一時的に蓄え、そのエネルギーを第１の出力軸２０３のトルクとして出力することができる。
【００３１】
また、本第１実施形態に係るゼンマイ式駆動装置２００は、ゼンマイ２０２の内側端部に固定されたブッシュ２１０と第１の出力軸２０３との間に一方向クラッチ２１２が介在しているため、第１の出力軸２０３がゼンマイ２０２を巻き締める向きとは反対向きに回転させられた場合でもゼンマイ２０２の破損を防止することができる。また、ゼンマイ式自走車輪装置１０００のようにゼンマイ式駆動装置２００が車輪１００を駆動する場合、ゼンマイ２０２が蓄えたエネルギーの全てを出力した後でも、ゼンマイ式自走車輪装置１０００を取り付けた作業台車などは慣性により走行し続けることができる。
【００３２】
さらに、ゼンマイ２０２の外側の端部に形成された凸部２０２ａと周壁２０１ｂに形成された凹部２０１ｃの構成により、ゼンマイ２０２が過剰に巻き締められた場合であっても、凸部２０２ａが凹部２０１ｃから外れることで、ゼンマイ２０２の破損を防ぐことができる。
【００３３】
具体的には、ゼンマイ２０２が巻き締められると、ゼンマイ２０２の外径寸法が小さくなり、凸部２０２ａと、凸部２０２ａの径方向内側のゼンマイ２０２の部分との間に隙間ができる。ゼンマイ２０２が所定の回転数（巻き締め量）まで巻き締められ、凸部２０２ａが所定の力で引っ張られると、凸部２０２ａは、凹部２０１ｃの傾斜面を滑って径方向内側に移動し、凹部２０１ｃとの係合から解放され、ゼンマイ２０２の回転方向の固定を解除する。この後、凸部２０２ａは、ゼンマイ２０２の付勢により周方向に移動し、周方向で隣に位置する凹部２０１ｃに係合して、再びゼンマイ２０２の回転を制限する。その後も第１の出力軸２０３が巻き締め方向に回転し続けると、同様の動きを繰り返す。
【００３４】
図７および図８に示すように、ゼンマイ式駆動装置２００は、ケーシング２０１の一部を構成する周壁２０１ｂの外径側に、第１の出力軸２０３の中心軸線方向に略平行に延び、周壁２０１ｂを貫通して形成された８つのＴ溝２０１ｅが形成されている。周壁２０１ｂは正面または裏面から見たときに概略四角形の外形をしており、Ｔ溝２０１ｅは、その四隅に２つずつ形成されている。換言すれば、Ｔ溝２０１ｅは、概略四角形の外形をした周壁２０１ｂの一辺の両端部近傍にそれぞれ１つずつ形成されている。これにより、使用者は、Ｔ溝ナットとボルトなどを使用して、ゼンマイ式駆動装置２００を作業台車のフレーム等に比較的自由な態様で取り付けることが可能となる。使用者は、Ｔ溝ナットやボルトなどの取付具の数や種類、取付具の位置を選択することができる。また、周壁２０１ｂを上記形状とすることで、押し出し成形によってケーシング２０１を容易に量産することができる。
【００３５】
（第２実施形態）
次に本願の第２実施形態に係る軸受ユニット５００について図１０から図１３を参照しながら説明する。軸受ユニット５００は、上記第１実施形態に係る軸受ユニット３００と同様に、ゼンマイ式駆動装置２００と共にゼンマイ駆動式軸受装置４００を構成することができる。
【００３６】
本第２実施形態に係る軸受ユニット５００は、第２の出力軸５０１の内側に第２の一方向クラッチ５０５が設けられている点において上記第１実施形態とは異なる。その他については、第１実施形態と同様であるため、軸受ユニット５００の第１実施形態に対応する部分に第１実施形態の参照符号に「２００」を足した数からなる参照符号を付し、説明は省略する。例えば、第１実施形態の第２の出力軸３０１に対応する本第２実施形態の第２の出力軸には「５０１」という参照符号を付する。軸受ユニット５００以外については上記第１実施形態で用いた参照符号を使用する。
【００３７】
図１０は本第２実施形態に係る軸受ユニット５００を中心軸線に対して垂直な方向に見た側面図である。図１１は軸受ユニット５００を図１０に向かって左側から、中心軸線方向に見た側面図である。図１２は軸受ユニット５００の図１１に示すＤ−Ｄ切断面を示す断面図である。図１３は軸受ユニット５００を図１０に向かって右側から、中心軸線方向に見た側面図である。
【００３８】
図１２に示すように、第１の転がり軸受５０２ａ及び第２の転がり軸受５０２ｂによって支持された第２の出力軸５０１の部分の径方向内側には第２の一方向クラッチ５０５が設けられている。第２の一方向クラッチ５０５は、ゼンマイ式駆動装置２００の第１の出力軸２０３がトルクを出力する際には、第１の出力軸２０３からのトルクを第２の出力軸５０１に伝達し、第１の出力軸２０３がその逆に回転する際には、空転する向きに配置されている。第２の一方向クラッチ５０５の中心軸線方向の位置は、図１２に示す位置が好ましいが、第２の出力軸５０１の内側であれば、他の位置とすることもできる。
【００３９】
本第２実施形態に係る軸受ユニット５００によれば、ゼンマイ式駆動装置２００のゼンマイ２０２を巻き締めてエネルギーを蓄える際、第２の出力軸５０１をゼンマイ２０２の巻き締め方向に回転させても良いし、第２の出力軸５０１を回転させず、第１の出力軸２０３のみをゼンマイ２０２の巻き締め方向に回転させても良い。したがって、例えば、第２の出力軸５０１に車輪１００を取り付けた場合、車輪１００が床又は地面に着いた状態でも、車輪１００を回転させることなく、第１の出力軸２０３のみを回転させてゼンマイ２０２にエネルギーを蓄えることができる。
【００４０】
以上によれば、出力軸の中心軸線に垂直な方向に大きな荷重を負担できるように構成可能な軸受ユニット、ゼンマイ駆動式軸受装置およびゼンマイ式自走車輪装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１００  車輪
２００  ゼンマイ式駆動装置
２０１  ケーシング
２０１ａ  凸部
２０１ｂ  周壁
２０１ｃ  凹部
２０１ｄ  開口部
２０１ｅ  Ｔ溝
２０１ｆ、２０１ｇ  円環部
２０２  ゼンマイ
２０２ａ  凸部
２０３  第１の出力軸
２０４ａ、２０４ｂ  セットカラー
２１０  ブッシュ
２１１  第１のニードル軸受
２１２  一方向クラッチ
２１３  第２のニードル軸受
２１４  第１の転がり軸受
２１５  第２の転がり軸受
２１６  第１のスリーブ
２１６ａ  フランジ
２１７  第２のスリーブ
２１７ａ  フランジ
２１８、２１９  透明板
３００、５００  軸受ユニット
３０１ａ、５０１ａ  第２の凹部
３０１、５０１  第２の出力軸
３０２ａ、３０２ｂ、５０２ａ、５０２ｂ  軸受
３０３、５０３  枠体
３０３ａ、５０３ａ  第１の凹部
３０４、５０４  ねじ
４００  ゼンマイ駆動式軸受装置
５０５  第２の一方向クラッチ
１０００  ゼンマイ式自走車輪装置
【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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【図１３】
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