(57)【要約】【課題】美観を向上させることができると共に、駆動が阻害されないようにす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車輪３５，３５とから成る差動式キャスタ１において、支軸８に中空部９ａ，１０ａを設け、この中空部９ａ，１０ａに電動モータ１２に接続される電力供給線３０を配索した。【選択図】図２
2008213570.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車輪とから成る差動式キャスタにおいて、
前記支軸に中空部を設け、該中空部に前記電動モータに接続される電力供給線を配索したことを特徴とする差動式キャスタ。
【請求項２】
前記中空部に、前記電動モータに接続される作動状態信号線が配索されていることを特徴とする請求項１に記載の差動式キャスタ。
【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車輪とから成る差動式キャスタにおいて、
前記支軸の他端にスリップリングの固定部を取付け、
前記支軸に中空部を設け、
第一電力供給線を前記スリップリングの可動部に電気的に接続し、
前記中空部に第二電力供給線を配索し、
該第二電力供給線の一端を前記スリップリングの固定部に接続すると共に、他端を前記電動モータに接続したことを特徴とする差動式キャスタ。
【請求項４】
前記電動モータに接続される作動状態信号線が前記スリップリングを介して前記中空部に配索されていることを特徴とする請求項３に記載の差動式キャスタ。
【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。これら駆動輪には、小型化を図るためにそれぞれ電動モータが内蔵され、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、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−９０９０３号公報
【特許文献２】特開平１１−１１３１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、差動式キャスタには、外部電力を供給するための電力供給線を電動モータに接続する必要がある。この電力供給線の配索経路としては、例えば、支軸の外周面に沿わせることが考えられる。
しかしながら、支軸の外周面に電力供給線を配索すると、美観を損ねるばかりか、支軸の回転角度をある程度許容できるように電力供給線に弛みをもたせると電力供給線が駆動輪に巻き込まれ、駆動輪の駆動を阻害するおそれが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、美観を向上させることができると共に、駆動が阻害されないようにす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車輪とから成る差動式キャスタにおいて、前記支軸に中空部を設け、該中空部に前記電動モータに接続される電力供給線を配索したことを特徴とする。
この場合、請求項２に記載した発明のように、前記中空部に、前記電動モータに接続される作動状態信号線が配索されていてもよい。
このように構成することで、電力供給線、及び作動状態信号線を支軸の外周面に配索させることなく、電動モータに接続させることができる。
【０００６】
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車輪とから成る差動式キャスタにおいて、前記支軸の他端にスリップリングの固定部を取付け、前記支軸に中空部を設け、第一電力供給線を前記スリップリングの可動部に電気的に接続し、前記中空部に第二電力供給線を配索し、該第二電力供給線の一端を前記スリップリングの固定部に接続すると共に、他端を前記電動モータに接続したことを特徴とする。
この場合、請求項４に記載した発明のように、前記電動モータに接続される作動状態信号線が前記スリップリングを介して前記中空部に配索されていてもよい。
このように構成することで、例えば、差動式キャスタを同一方向に連続回転させた場合であっても、第一電力供給線、第二電力供給線、及び作動状態信号線の捩れを防止することができる。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１、及び請求項２に記載した発明によれば、電力供給線、及び作動状態信号線を支軸の外周面に配索させることなく、電動モータに接続させることができる。このため、電力供給線、及び作動状態信号線の車輪への巻き込みを防止することができ、差動式キャスタの良好な駆動状態を確保することができる。また、支軸内部に電力供給線、及び作動状態信号線を配索することで、美観を向上させることができる。
【０００８】
請求項３、及び請求項４に記載した発明によれば、例えば、差動式キャスタを同一方向に連続回転させた場合であっても、第一電力供給線、第二電力供給線、及び作動状態信号線の捩れを防止することができる。このため、電力供給線、及び作動状態信号線の捩れによる断線を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、この発明の第一実施形態を図１〜図３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３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有底筒状のホイール３７を有し、ホイール３７の開口部を蓋部３８で覆うと共に、ホイール３７の外周部分に床面などに接地するタイヤ３９がタッピングネジ４０で固定されている。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つずつ内蔵されており、各々車輪３５，３５を独立して回転駆動できるようになっている。
【００１３】
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。
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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３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。
【００１６】
一方、フランジ部２５のアーマチュア１４側（図３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。
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
したがって、上述の第一実施形態によれば、支軸８に中空部９ａ，１０ａが形成されているため、従来のように支軸８の外周面に電力供給線３０を配索させることなく、外部電源と電動モータ１２とを電気的に接続させることができる。このため、電力供給線３０の車輪３５への巻き込みを防止することができ、差動式キャスタ１の良好な駆動状態を確保することができる。また、支軸８の内部に電力供給線３０を配索することで、美観を向上させることができる。
【００２３】
次に、この発明の第二実施形態を図４に基づいて説明する。尚、第一実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明を省略する。
この第二実施形態において、差動式キャスタ１が車体２の下面に取付けられている点、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、この取付け板５に支軸８が回転自在に支持されている点、支軸８は鉛直方向に沿って延在する主軸９と、主軸９の下端に設けられ水平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り、この支軸８に中空部９ａ，１０ａが形成されている点、支軸８の一端（副軸１０の両端）に電動モータ１２が固定されている点、電動モータ１２の出力軸１７と車輪３５とが減速機構４２を介して連係されている点等の基本的構成は、前述した第一実施形態と同様である。
【００２４】
ここで、この第二実施形態では、支軸８の上端（図４における上側）、つまり、主軸９の上端にスリップリング５０が設けられている。
スリップリング５０は、固定側から回転側に電力を供給する所謂ロータリーコネクタであって、この実施形態においては、車体２に取付けられている外部電源（不図示、固定側）から車輪３５の電動モータ１２（回転側）に電力を供給するために用いられる。
スリップリング５０は、固定部５１と、この固定部５１に対して摺動可能に設けられた可動部５２で構成されている。
【００２５】
固定部５１は、支軸８の主軸９上端に取付けられている中空状のカラー３３にボルト５３によって締結固定されている。
可動部５２には、第一電力供給線３０ａの一端が電気的に接続されている。尚、この第一電力供給線３０ａの他端には、不図示の外部電源が接続されている。
一方、固定部５１には、第二電力供給線３０ｂの一端が電気的に接続されている。この第二電力供給線３０ｂは、支軸８の中空部９ａ，１０ａに配索され、他端が電動モータ１２のブラシ２９に電気的に接続されている。
【００２６】
したがって、第二実施形態よれば、上述の第一実施形態と同様の効果に加え、例えば、差動式キャスタ１を同一方向に連続回転させた場合であっても、第一電力供給線３０ａ、及び第二電力供給線３０ｂの捩れを防止することができる。このため、第一電力供給線３０ａ、及び第二電力供給線３０ｂの捩れによる断線を防止することができ、より信頼性の高い差動式キャスタ１を提供することが可能になる。
【００２７】
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、差動式キャスタ１は、電動車椅子や搬送車の車体２の下面にフリーキャスタ３，４と共に取付けら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、車体２の下面に差動式キャスタ１のみ取付けてもよい。
【００２８】
さらに、上述の実施形態では、支軸８の中空部９ａ，１０ａに電力供給線３０、又は、第二電力供給線３０ｂを配索した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、例えば、電動モータ１２に、これの作動状態を認識するためのセンサ（出力軸１７の回転角度や、出力軸１７の回転速度を検出するセンサ）を取付けた場合にあっては、別途、作動状態信号線６０，６０ａ，６０ｂ（図２、図４における二点鎖線）を配索してもよい。
特に、第二実施形態においては、外部機器とスリップリング５０、スリップリング５０とセンサとを作動状態信号線で接続することになるが、スリップリング５０とセンサとを接続する作動状態信号線６０ａ，６０ｂを支軸８の中空部９ａ，１０ａに配索することはいうまでもない。
【００２９】
そして、上述の実施形態では、ブラケット１５の筒部２４の周壁に貫通孔２４ａが形成され、ここに電力供給線３０、又は、第二電力供給線３０ｂを配索した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、筒部２４の外周面に平面取り部や溝を形成し、これによって副軸１０の中空部１０ａ内壁と平面取り部、又は溝との間に形成される空隙に、電力供給線３０、又は、第二電力供給線３０ｂを配索するようにしてもよい。
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】
【００３０】
【図１】本発明の第一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】本発明の第一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差動式キャスタの一部拡大断面図である。
【図４】本発明の第二実施形態における差動式キャスタの縦断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  差動式キャスタ
５  取付け板
８  支軸
９ａ，１０ａ  中空部
１２  電動モータ
１７  出力軸
３０  電力供給線
３０ａ  第一電力供給線（電力供給線）
３０ｂ  第二電力供給線（電力供給線）
３５  車輪
５０  スリップリング
５１  固定部
５２  可動部
６０，６０ａ，６０ｂ  作動状態信号線
【図１】
2008213570.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2008213570.tif 000006