(57)【要約】【課題】確実にホイールとタイヤとを固定し、所望の走行速度を得ることができる差動式キャスタを提供する。【解決手段】取付け板５と、取付け板５に回転自在に支持された支軸８と、支軸８の一端に設けられた一対の電動モータ１２，１２と、一対の電動モータ１２，１２の出力軸１７，１７にそれぞれ連係された一対のホイール３７，３７と、各ホイール３７の外周面にそれぞれ圧入固定されたタイヤ３９，３９とから成る差動式キャスタ１であって、一対のホイール３７，３７の外周面に、それぞれスプライン６４，６４を形成した。【選択図】図２
2008213572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
取付け板と、
前記取付け板に回転自在に支持された支軸と、
前記支軸の一端に設けられた一対の電動モータと、
前記一対の電動モータの出力軸にそれぞれ連係された一対のホイールと、
各ホイールの外周面にそれぞれ圧入固定されたタイヤとから成る差動式キャスタであって、
前記一対のホイールの外周面に、それぞれ回り止め部を形成したことを特徴とする差動式キャスタ。
【請求項２】
取付け板と、
前記取付け板に回転自在に支持された支軸と、
前記支軸の一端に設けられた一対の電動モータと、
前記一対の電動モータの出力軸にそれぞれ連係された一対のホイールと、
各ホイールの外周面にそれぞれ圧入固定されたタイヤとから成る差動式キャスタであって、
前記タイヤは、前記ホイールにネジ止めされていることを特徴とする差動式キャスタ。
【請求項３】
取付け板と、
前記取付け板に回転自在に支持された支軸と、
前記支軸の一端に設けられた一対の電動モータと、
前記一対の電動モータの出力軸にそれぞれ連係された一対のホイールと、
各ホイールの外周面にそれぞれ圧入固定されたタイヤとから成る差動式キャスタであって、
前記一対のホイールの外周面に、それぞれ回り止め部を形成すると共に、前記タイヤを前記ホイールにネジ止めすることを特徴とする差動式キャスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一対の車輪を有する差動式キャスタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、差動式キャスタを用いて自走可能にした電動車椅子や、倉庫等に保管された部品を搬送する搬送車等が知られている。
この差動式キャスタは、シャーシ部（車体）に回転自在に取付けられた支軸の一端に一対の駆動輪を備えたものである。これら駆動輪は、ホイールと、このホイールの外周面に装着されたタイヤとを備え、ホイールの内側に電動モータを設けてある。電動モータの出力軸とホイールは、互いにギアを介して連係しており、これによって各々駆動輪が独立して駆動することができるようになっている。そして、各駆動輪の回転差によって電動車椅子や搬送車の走行方向を変更可能にしている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−９０９０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の従来技術にあっては、ホイールの外周面にタイヤを嵌め込んでいるだけなので、ホイールに対してタイヤが滑ってしまうおそれがある。このため、電動モータの駆動力を効率的にタイヤに伝達することが困難となり、所望の走行速度を得ることができないという課題がある。
また、例えば、ホイールとタイヤとの間に接着剤を塗布し、ホイールとタイヤとの固定力を確保する方法も考えられるが、接着剤の経年劣化に伴って接着力が低下し、ホイールとタイヤとを確実に固定するのが困難であるという課題がある。
【０００４】
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、確実にホイールとタイヤとを固定し、所望の走行速度を得ることができる差動式キャスタを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、取付け板と、前記取付け板に回転自在に支持された支軸と、前記支軸の一端に設けられた一対の電動モータと、前記一対の電動モータの出力軸にそれぞれ連係された一対のホイールと各ホイールの外周面にそれぞれ圧入固定されたタイヤとから成る差動式キャスタであって、前記一対のホイールの外周面に、それぞれ回り止め部を形成したことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載した発明は、取付け板と、前記取付け板に回転自在に支持された支軸と、前記支軸の一端に設けられた一対の電動モータと、前記一対の電動モータの出力軸にそれぞれ連係された一対のホイールと、各ホイールの外周面にそれぞれ圧入固定されたタイヤとから成る差動式キャスタであって、前記タイヤは、前記ホイールにネジ止めされていることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載した発明は、取付け板と、前記取付け板に回転自在に支持された支軸と、前記支軸の一端に設けられた一対の電動モータと、前記一対の電動モータの出力軸にそれぞれ連係された一対のホイールと、各ホイールの外周面にそれぞれ圧入固定されたタイヤとから成る差動式キャスタであって、前記一対のホイールの外周面に、回り止め部を形成すると共に、前記タイヤを前記ホイールにネジ止めすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、従来のように接着剤等を用いることなく、機械的にホイールに対するタイヤの滑りを防止することができる。このため、確実にホイールとタイヤとを固定し、所望の走行速度を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、差動式キャスタ１は、電動車椅子や搬送車として用いられる車体２の下面（図１における下側）にフリーキャスタ３，４と共に取付けられている。車体２は、その上面が椅子や部品を載置するスペースになっている。また、車体２には、差動式キャスタ１の設置位置に対応する部位に孔２ａが形成されている。この孔２ａは、車体２と差動式キャスタ１との干渉を防止するためのものである。
【００１０】
図２〜図５に示すように、差動式キャスタ１は、これを車体２に取付けるための取付け板５を備えている。取付け板５には、径方向中央に２つの軸受け６，７が設けられ、ここに支軸８が回転自在に支持されている。
支軸８は、鉛直方向（図２における上下方向）に沿って延在する主軸９と、主軸９の下端（図２における下側）に設けられ水平方向（図２における左右方向）に沿って延在する副軸１０とが一体成形されたものである。主軸９、及び副軸１０には、それぞれの軸方向に沿って貫通する中空部９ａ，１０ａが形成されている。これら中空部９ａ，１０ａは、電動モータ１２に電力を供給するための電力供給線３０を配索するためのものであって、互いに連通した状態となっている。
【００１１】
主軸９の上端側（図２における上側）には、支軸８の回転角度を検出するための中空軸型エンコーダ１１が設けられている。中空軸型エンコーダ１１は、この上端側に設けられた中空状のカラー３３と下端側に設けられた受け座３４とによって支軸８の軸方向への移動が規制されるようになっている。受け座３４は、ボルト５４で取付け板５に締結固定してある。
【００１２】
一方、副軸１０の両端には、一対の車輪３５，３５が軸受け３６，３６でそれぞれが回転自在に取付けられている。各車輪３５，３５は、副軸１０に回転自在に支持されたホイール３７を備えている。ホイール３７は、有底筒状に形成され、周壁６２とエンド部（底壁）６３とを有している。また、ホイール３７は、周方向に２分割された２つのホイール片３７ａ，３７ｂで構成されている。これら２つのホイール片３７ａ，３７ｂは、互いに突き合わされた状態で、リング部材６０を介してボルト６１によって締結固定されている。これによって、２つのホイール片３７ａ，３７ｂが一体化され、ホイール３７を形成している。
【００１３】
図３に詳示するように、ホイール３７の周壁６２には、外面側にスプライン６４が形成され、ここに床面などに接地するタイヤ３９が軸方向に沿いながら外側からホイール３７側に向かって（図３における矢印Ａ方向に向かって）圧入されるようになっている。したがって、スプライン６４は、タイヤ３９のホイール３７に対する軸方向への移動を可能にしつつ、タイヤ３９のホイール３７に対する回り止めとしての役割を有している。
【００１４】
図２に示すように、ホイール３７の開口部には、蓋部３８が設けられている。蓋部３８は、ホイール３７の開口部を閉塞する断面略ハット状に形成された蓋部本体３８ａと、蓋部本体３８ａの外周縁から径方向外側に向かって屈曲延出する外フランジ部３８ｂとが一体成形されたものである。
【００１５】
蓋部本体３８ａの径方向略中央には、後述する支持部材４４を挿通する挿通孔６５が形成されている。支持部材４４は、この挿通孔６５内に設けられた軸受け４６で蓋部３８に回転自在に支持されている。
また、蓋部本体３８ａには、ボルト孔６６が周方向に等間隔で４箇所形成されている。蓋部３８は、このボルト孔６６にボルト６７が螺入されてホイール３７に締結固定されている。
【００１６】
外フランジ部３８ｂは、タイヤ３９の側面を押圧するように設けられている。すなわち、ホイール３７に蓋部３８を締結固定した際、外フランジ部３８ｂとリング部材６０との間の距離Ｌ１は、タイヤ３９の軸方向の幅よりもやや小さくなるように設定されている。
また、外フランジ部３８ｂには、ボルト孔６８が周方向に等間隔で４箇所形成されている。このボルト孔６８には、タッピングネジ４０がタイヤ３９の側面を突き刺すように螺入されている。
【００１７】
ホイール３７と蓋部３８が形成する内部空間には、電動モータ１２が１つずつ内蔵されている。
電動モータ１２は、支軸８の副軸１０に固定されたブラケット１５と、ブラケット１５に固定された有底筒状のヨーク１３とを有し、ブラケット１５、及びヨーク１３でアーマチュア１４を回転自在、且つ水平方向に沿うように支持している。
【００１８】
ブラケット１５は、副軸１０の中空部１０ａに内嵌される筒部２４と、筒部２４のアーマチュア１４側（図２における左右方向）端から径方向外側に延出するフランジ部２５とが一体成形されたものであって、中空部１０ａの軸方向中央に設けられた電動モータ取付けプレート３１にボルト３２によって締結固定されている。
【００１９】
筒部２４の周壁には、ボルト３２を螺入するためのボルト孔５５が形成されていると共に、主軸９側（図２における上側）に筒部２４の軸方向に貫通する貫通孔２４ａが形成されている。この貫通孔２４ａは、電力供給線３０を挿通するためのものである。また、筒部２４のアーマチュア１４側（図２における左右方向）には、径方向中央に軸受け２６が設けられ、ここにアーマチュア１４の出力軸１７の一端が回転自在に支持されている。
【００２０】
図４に示すように、フランジ部２５は、ヨーク１３の開口部を覆うように断面略ハット状に形成されたものであって、このエンド部２５ａには、副軸１０側（図４における左側）に段差部４７が形成されている。この段差部４７により、フランジ部２５は、副軸１０の両端に設けられた軸受け３６の内輪のみに当接するようになっている。
【００２１】
一方、フランジ部２５のアーマチュア１４側（図４における右側）には、ホルダーステー４８が取付けられている。このホルダーステー４８には、複数のブラシホルダ２８が設けられており、このブラシホルダ２８に、それぞれブラシ２９が出没自在に内装されている。
図２に示すように、これらブラシ２９には、電力供給線３０の一端が電気的に接続されている。この電力供給線３０の一端は、外部から支軸８の中空部９ａ，１０ａ、筒部２４の貫通孔２４ａを通ってブラシ２９まで配索されている一方、他端は不図示の外部電源に接続されている。
【００２２】
フランジ部２５の周縁部には、ヨーク１３の開口部が固定されている。ヨーク１３の内周面には、複数の永久磁石２７が周方向に等間隔で接着剤等により固定されている。
ヨーク１３のエンド部（底部）１６には、径方向中央にアーマチュア１４の出力軸１７を挿通するための挿通孔１８が形成され、この挿通孔１８内に軸受け１９が設けられている。この軸受け１９は、アーマチュア１４の出力軸１７の他端側を回転自在に支持するためのものである。
【００２３】
アーマチュア１４は、出力軸１７に外嵌固定されたアーマチュアコア２０と、アーマチュアコア２０に巻装されたアーマチュアコイル２１と、アーマチュアコア２０の一端側（図２における中央側）に配置されたコンミテータ（整流子）２２とで構成されている。
コンミテータ２２の外周面には、導電材で形成されたセグメント２３が複数枚取付けられている。
【００２４】
セグメント２３は軸方向に長い板状の金属片からなり、互いに絶縁された状態で周方向に沿って等間隔に並列に固定されている。各セグメント２３には、アーマチュアコイル７の巻き始め端と巻き終わり端とがヒュージングにより接続されている。
また、セグメント２３は、ブラシ２９の先端部に摺接している。これにより、外部からの電源が電力供給線３０，ブラシ２９を介してコンミテータ２２に供給されるようになっている。
【００２５】
出力軸１７の他端側は、ヨーク１３のエンド部１６に形成されている挿通孔１８から外側に向かって突出している。この出力軸１７の突出した部分には、外周面にギア部４１が形成され、減速機構４２に噛合されている。
減速機構４２は、出力軸１７に噛合され歯数の異なる２つの平歯車を同軸上に備えた段付平歯車４３と、車輪３５の蓋部３８に一体に形成され段付平歯車４３に噛合される内歯歯車４５とで構成されている。段付平歯車４３は、ヨーク１３のエンド部１６に突設されている不図示の支軸に回転自在に支持されている。この不図示の支軸は、段付歯車４３を貫通し、車輪３５の蓋部３８側に突出している。この支軸が突出した部位には、支持部材４４が取付けられている。この支持部材４４は、軸受け４６を介して蓋部３８を回転自在に支持している。このように、アーマチュア１４の出力軸１７は、減速機構４２を介して車輪３５と連係した状態になっている。
【００２６】
このように構成された差動式キャスタ１は、両輪（図２における一対の車輪３５，３５）を同じ回転速度で駆動させたとき、車体２が直進、又は後進（図２における紙面手前側、又は奥側）するようになっている。そして、それぞれ車輪３５，３５を互いに違う回転速度で駆動させたとき、又は一方の車輪３５を駆動し、他方の車輪３５を停止させたとき、車体２が右方向、又は左方向に旋回するようになっている。
【００２７】
したがって、上述の実施形態によれば、ホイール３７の周壁６２に、タイヤ３９のホイール３７に対する回り止めの役割を有するスプライン６４が形成されているため、従来のように接着剤を用いることなく、機械的にホイール３７に対するタイヤ３９の滑りを防止することができる。
しかも、蓋部３８の外フランジ部３８ｂがタイヤ３９の側面を押圧するように設けられているため、タイヤ３９は、この側面がホイール３７を一体化するリング部材６０と、外フランジ部３８ｂとで挟持された状態となり、より確実にタイヤ３９の滑りを防止することができる。
【００２８】
これに加え、外フランジ部３８ｂには、ボルト孔６８が周方向に等間隔で４箇所形成され、ここにタイヤ３９の側面を突き刺すタッピングネジ４０が螺入されているため、タイヤ３９のホイール３７に対する回り止めをさらに強固なものにしている。つまり、確実にホイール３７とタイヤ３９とを固定し、所望の走行速度を得ることができる。
【００２９】
尚、本発明は上述した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、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、ホイール３７の周壁６２に、回り止めとしてスプライン６４が形成されている場合について説明したが、これに限られるものではなく、例えば、軸方向に沿って複数の溝を形成してもよいし、格子状に突起を形成してもよい。また、例えば、ホイール３７の周壁６２に、凸部を複数形成し、これをタイヤ３９の回り止めとしてもよい。
【００３０】
この具体的一例を図６に示す。同図に示すように、ホイール３７の周壁６２には、外面側に網目ローレット７０が形成され、ここにタイヤ３９が軸方向に沿いながら外側からホイール３７側に向かって（図６における矢印Ｂ方向に向かって）圧入されるようになっている。このようにすることで、タイヤ３９のホイール３７に対する周方向への回転を防止できる（回り止め）だけでなく、タイヤ３９のホイール３７に対する軸方向への移動も防止できる（抜け防止）。
【００３１】
さらに、上述の実施形態では、ホイール３７の開口部に設けられた蓋部３８には、外フランジ部３８ｂにボルト孔６８が周方向に等間隔で４箇所形成されている場合について説明したが、これに限られるものではなく、ボルト孔６８が少なくとも１箇所形成されていればよい。
そして、上述の実施形態では、ボルト孔６８にタッピングネジ４０がタイヤ３９の側面を突き刺すように螺入されている場合について説明したが、これに限られるものではなく、蓋部３８の外フランジ部３８ｂにボルト孔６８に代わって雌ネジ部を形成し、ここにボルトをタイヤ３９側に向かって締め付けると共に、タイヤ３９に予めボルトを受け入れる穴を形成するようにすることで、タイヤ３９のホイール３７に対しする回り止めとしてもよい。
【００３２】
また、アーマチュア１４の出力軸１７は、減速機構４２を介して車輪３５と連係した状態になっている場合について説明したが、これに限られるものではなく、減速機構４２に代えて遊星減速機構としてもよい。この場合、段付歯車４３を出力軸１７に噛合って自転すると共に、出力軸１７を中心に公転可能な遊星歯車に代えればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態における差動式キャスタの取付け状態を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態における差動式キャスタの縦断面図である。
【図３】本発明の実施形態におけるホイールとタイヤの説明図である。
【図４】本発明の実施形態における差動式キャスタの一部拡大断面図である。
【図５】本発明の実施形態における差動式キャスタの側面図である。
【図６】本発明の実施形態におけるホイールとタイヤの説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  差動式キャスタ
５  取付け板
８  支軸
１２  電動モータ
１７  出力軸
３７  ホイール
３８  蓋部
３８ａ  蓋部本体
３８ｂ  外フランジ部
３９  タイヤ
４０  タッピングネジ
６４  スプライン（回り止め部）
７０  網目ローレット（回り止め部）
【図１】
2008213572.tif 000003
【図２】
2008213572.tif 000004
【図３】
2008213572.tif 000005
【図４】
2008213572.tif 000006
【図５】
2008213572.tif 000007
【図６】
2008213572.tif 000008