(57)【要約】【課題】シリンダ機構を用いてキャスタを昇降可能とした台車では台車の方向転換する際にシリンダ機構が偏磨耗し不快な金属性ノイズを発生するという問題があった。【解決手段】シリンダ１０をその軸を上下方向に配置して荷台１６に接続し、シリンダ１０内に挿入したピストン１３及びピストンロッド１２を上昇下降させるシリンダ機構９と、ピストンロッド１２の下端部に固定したキャスタ１７とを備え、キャスタ１７を荷台１６に対して近接離隔可能としたキャスタ装置において、上記ピストンロッド１２の上端部がシリンダ１０と同心にガイドされたことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダをその軸を上下方向に配置して荷台に接続し、シリンダ内に挿入したピストン及びピストンロッドを上昇下降させるシリンダ機構と、ピストンロッドの下端部に固定したキャスタとを備え、キャスタを荷台に対して近接離隔可能としたキャスタ装置において、
上記ピストンロッドの上端部がシリンダと同心にガイドされたことを特徴とするキャスタ装置。
【請求項２】
キャスタが、方向転換可能な自在キャスタであることを特徴とする請求項１に記載のキャスタ装置。
【請求項３】
ピストンロッドの上端部をシリンダの上端から突出可能としたことを特徴とする請求項１に記載のキャスタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キャスタをシリンダを用いて上下動可能としたキャスタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置や精密機械などを製造する工場では、製造工程毎に工場内を区画し、高清浄度が要求される製造工程では外部雰囲気から隔離するためクリーンルームを設置し、クリーンルームの内外を接続する入口通路に粘着マットとエアシャワーを設置して無塵白衣を着用した作業者の表面に付着した塵埃を除去することによりクリーンルーム内に外部の塵埃を持ち込まないようにし、天井側から吹出した清浄空気を床面側に吸引することにより内部で発生した塵埃を直ちに除去している。また小容量で少量の部材等は内外が同時に開かないようにした仕切扉とエアシャワーとを備えた窓口を通して出し入れしている。
【０００３】
一方、工場内では被搬送物を搬送するため台車が用いられている。この一例を図３及び図４に示す。図において、１は被搬送物２を載置する荷台、３は荷台１の下面に固定したキャスタで、図示例では前端側は自在キャスタ３ａが、後端側は固定キャスタ３ｂがそれぞれ２個使用されている。４は荷台１の後端側に固定され、移動操作を容易にする手押しフレームを示す。荷台１の前端側に固定された自在キャスタ３ａは垂直方向の回転軸（垂直軸）位置と水平方向の車軸位置とをずらせているためキャスタ３ａの向きは荷台１の推進方向に追随する。そのため手押しフレーム４の水平方向両端部の押す力を加減して荷台１にかける力の方向を変えると荷台１の推進方向を容易に変えることができる。このような構造の台車でクリーンルーム内で用いられるものは発塵性のない材料や不揮発性潤滑油を用いるなどして環境汚染防止に配慮している。この種台車は数１００Ｋｇの重量物だけでなく軽量、小容量で多量の被搬送物を一括して搬送できるため、クリーンルームの内外で共通利用できる台車が望まれていた。
【０００４】
ところが台車と被搬送物２のそれぞれの重量を加算した重量がキャスタ３にかかり路面と圧接し、路面の状態により多量の塵埃が付着し、キャスタに圧着した異物はクリーンルーム入口に設置した粘着マットでは除去できず、クリーンルームの床面に転写され、クリーンルーム内に残留する虞があって実用されていなかった。
【０００５】
本発明者らは特願２００２−３６０４３１号明細書にて、４個一組の第１群のキャスタの近傍にそれぞれエアシリンダを配置し、この各エアシリンダにキャスタを固定して４個一組の第２群のキャスタを構成し、高圧エアタンクからエアシリンダに供給するエアを切り替えることにより第２群のキャスタの高さ位置を変更可能とし、路面の状況に応じて第１、第２の各群のキャスタを選択し清浄領域内外をスムーズに移動できるようにした台車を提案している。
【０００６】
この台車の要部を図５及び図６に示す。図において、図３、図４と同一物には同一符号を付して重複する説明を省略する。図中、５は第１群のキャスタ３を構成する可動キャスタ３ａ及び固定キャスタ３ｂのそれぞれの近傍に配置したエアシリンダで、図７に示すように円筒状のシリンダ５ａの一端を、四隅に取付穴（図示せず）を穿設し外表面が平坦な方形状の第１ブロック５ｂで閉塞し、シリンダ５ａ内部にピストンロッド５ｃの一端に連結したピストン５ｄを挿入し、ピストンロッド５ｃを挿通する貫通孔５ｅを形成した第２ブロック５ｆで閉塞しており、貫通孔５ｅ部分にはシリンダ５ａ内の気密性を保ってピストンロッド５ｃを往復動させるブッシュ５ｇが配置されている。第１、第２のブロック５ｂ、５ｆにはそれぞれの内面とシリンダ５ａ外部とを連通するエア供給孔５ｈ、５ｉが形成され、エア供給口５ｈ、５ｉのいずれか一方に高圧エアを供給することによりピストン５ｄを移動させ、ピストン５ｄに連結されたピストンロッド５ｃをシリンダ５ａから突出退入させる。ピストン５ｄには孔が穿設され、この孔にガイドロッド５ｊを挿入し、その両端を第１、第２のブロック５ｂ、５ｆに係止してピストン５ｄの回転を防止している。
【０００７】
図５、図６において、６は各エアシリンダ５のピストンロッド５ｃ先端に固定した第２群のキャスタで、可動キャスタ３ａ側には可動キャスタ６ａが、固定キャスタ３ｂ側には固定キャスタ６ｂが固定されている。７は荷台１の下面に固定されたエアタンク、８は手押しフレーム４に取り付けたエア切換スイッチを示す。  この台車は、エアタンク７の高圧エアをエア切換スイッチ８によって選択したエアシリンダ５のエア供給孔５ｈ、５ｉのいずれか一方を選択して供給することにより、ピストンロッド５ｃの突出高さを設定し、第１群のキャスタ３がなす平面に対して第２群のキャスタ６の高さ位置を設定することにより、搬送のためのキャスタ３、６を選択可能としている。このように第１群のキャスタ３と第２群のキャスタ６とをそれぞれ切り換えてクリーンルームの外部と内部を連続して移動することができる。クリーンルーム内で使用されないキャスタは、床面から離れて上方位置にあるため異物が剥落しても直ちに吸引除去されるため床面への付着がなく、この異物が他の部材に付着して不所望部分に再付着することもない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、キャスタ３、６には台車の移動方向を変えようとするときに、キャスタ３、６は荷台１の動きに遅れるため移動方向と異なる水平方向の力がキャスタの側方に作用し、この力によって可動キャスタ３ａ、６ａは荷台１に対してピストンロッド５ｃの軸とほぼ平行な垂直軸を中心に回転し、外力がなくなった位置で移動方向が固定される。このキャスタの方向転換開始時に荷台１の方向が追随しない間はキャスタには側方から大きな力がかかり、荷台１が方向転換を開始すると側方からかかる力は急激に小さくなる。可動キャスタ３ａ、６ａの進行方向を変える力は被搬送物２の重量によって異なり、数１００Ｋｇでは接地面との摩擦が大きくなるため、方向転換開始時に可動キャスタ３ａ、６ａは回転しにくく、可動キャスタ３ａ、６ａの方向転換に要する力も大きくなる。
【０００９】
一方、台車の方向転換時には固定キャスタ３ｂ、６ｂにも側方から力を受けるが、固定キャスタ３、６は可動キャスタ３ａ、６ａのなす円弧状の回転軌跡の中心と各固定キャスタ３ｂ、６ｂの回転軸の延長線の交点近傍を回転中心とする円弧の接線上を移動するため、可動キャスタ３ａ、６ａに比して小さな力しかかからない。また、可動キャスタ３ａ、６ａを水平方向に回転させる場合、図３に示す台車の可動キャスタ３ａは荷台１に直接接続されているため、荷台１からキャスタ３ａの回転軸までの長さが短く、台車の方向を変更させようとする力は可動キャスタ３ａに直接的に伝達される。
【００１０】
これに対して、図５に示す台車の可動キャスタ６ａは、荷台１に固定されたシリンダ５ａから突出したピストンロッド５ｃの先端に固定されているため、荷台１の下面から可動キャスタ６ａの接地面までの距離が長く、キャスタ６ａは側方からの力を受けるとピストンロッド５ｃが捩れたり撓んでピストンロッド５ｃ及びピストン５ｄはわずかながら傾斜する。ピストンロッド５ｃの捩れ撓み変形は弾性変形内では力を取り去れば元の状態に復元するが、ブッシュ５ｇと接触する部分で偏磨耗するとピストンロッド５ｃはスムーズに移動できず、可動キャスタ６ａの昇降動に大きな力を要し、磨耗により金属性ノイズを発生し、２つの可動キャスタ６ａの昇降速度や昇降高さがばらつくと荷台１が傾き、この状態で台車を移動させると被搬送物に大きな振動や衝撃を与えるという問題があった。またピストンロッド５ｃが偏磨耗するだけでなく、ブッシュ５ｇやピストン５ｄも偏磨耗するため、エアシリンダ５の寿命が短縮するという問題もあった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題の解決を目的として提案されたもので、シリンダをその軸を上下方向に配置して荷台に接続し、シリンダ内に挿入したピストン及びピストンロッドを上昇下降させるシリンダ機構と、ピストンロッドの下端部に固定した可動キャスタとを備え、キャスタを荷台に対して近接離隔可能としたキャスタ装置において、上記ピストンロッドの上端部がシリンダと同心にガイドされたことを特徴とするキャスタ装置を提供する。このキャスタ装置は高さ位置が固定された可動キャスタと固定キャスタとを備えた台車に適用することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明によるキャスタ装置は、ピストンロッドをシリンダの両端側でシリンダと同心にガイドされたシリンダ機構を用いることを特徴とするが、方向転換可能な可動キャスタに適用することにより大きな効果を得ることができる。シリンダ内でガイドされたピストンロッドの可動キャスタが固定されない端部は、シリンダ内に位置させてもよいし、シリンダ外に突出させてもよい。
【００１３】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図１及び図２から説明する。図において、９は本発明によるキャスタ装置に用いられるシリンダ機構で、底面１０ａの中央に第１の貫通孔１０ｂを穿設した有底シリンダ１０と、四隅に取付穴（図示せず）を、中央部に第２の貫通孔１１ａをそれぞれ穿設し、シリンダ１０の第１の貫通孔１０ｂと第２の貫通孔１１ａを同心配置して底面１０ａに固定した第１のブロック１１と、ピストンロッド１２の軸方向中間位置に固定され、シリンダ１０内に嵌合して挿入されたピストン１３と、中央部が肉厚に形成され、肉厚部にピストンロッド１２を挿通する第３の貫通孔１４ａを穿設し、シリンダ１０の開口端を閉塞する第２のブロック１４と、ピストン１３の一部を貫通し、両端がシリンダ底面１０ａと第２のブロック１４の対向面に固定されピストン１３の軸周りの回転を防止するガイドロッド１５とで構成されている。シリンダ底面１０ａと第２のブロック１４の貫通孔１０ｂ、１４ａの内周面にはシリンダ１０内の気密性を保ってピストンロッド１２の摺動を可能にするブッシュが配置されている。またシリンダ底面１０ａ、第２のブロック１４にはそれぞれシリンダ１０の内部と外部を連通する連通孔１０ｃ、１４ｂが穿設されている。
【００１４】
このシリンダ機構９は台車の荷台１６の下面に固定される。ピストン１３が上昇するとピストンロッド１２の上端は図示Ａ位置まで上昇するため、荷台１６にはピストンロッド１２の上端部を収容する凹部１６ａが形成されている。１７はピストンロッド１２の下端に固定した可動キャスタで、ベアリング１８を上下から挟み、自由回転する一対の受皿１９、２０の上側受皿１９をピストンロッド１２の下端側に固定している。２１は下側受皿２０に固定された断面コの字状の軸受、２２は車輪で、回転軸２３が軸受２１に支持されている。この可動キャスタ１７の車輪２２の水平方向の回転軸２３は、ピストンロッド１２の垂直方向の軸位置からずらせて配置されている。
【００１５】
このキャスタ装置は台車の荷台１６が移動する方向に可動キャスタ１７の車輪２２の向きが追随するが、荷台１６の進行方向を転換させると、可動キャスタ１７の向きは荷台１６の動きに遅れて変化する。そして荷台１６の向きと可動キャスタ１７の向きが一致するまで、シリンダ機構９のピストンロッド１２を捩ったり傾かせる力が作用する。
【００１６】
本発明によるキャスタ装置はピストンロッド１２の中間部がシリンダ９の上下両端部でブッシュを介して支持されているため、荷台１６と可動キャスタ１７との間で動きの遅れを生じてもピストンロッド１２の傾きが防止される。そのため５００Ｋｇを超える被搬送物を積載して、ピストンロッド１２の昇降動を繰返し、ピストンロッド１２を突出させた状態で頻繁に台車の方向を変更させピストンロッド１２に側方からの力を与えてもピストンロッド１２やピストン１３の傾斜を防止できる。
【００１７】
このようにしてピストンロッド１２とブッシュとの間で偏磨耗を生じず、ピストンロッド１２をスムーズに突出退入でき、可動キャスタ１７の昇降動に要する力が安定し、偏磨耗による金属性ノイズの発生も防止でき、２つの可動キャスタの昇降速度や昇降高さのばらつくがないため、安定した姿勢で荷台１６を昇降させることができる。そのため本発明によるキャスタ装置は長期間安定動作させることができる。
【００１８】
尚、本発明は上記実施例にのみ限定されることなく、例えば、シリンダ９の長さを延長して、ピストンロッド１２の上端部をシリンダ９内に収容することもできる。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように本発明によるキャスタ装置は、荷台の方向を転換させる際に、キャスタを昇降させるシリンダ機構のピストンロッドの偏磨耗を防止でき、長期間にわたって安定動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるキャスタ装置の一部断面側面図
【図２】図１キャスタ装置の一部断面正面図
【図３】台車の一例を示す側面図
【図４】図３に示す台車の底面図
【図５】本発明の前提となるキャスタ装置を備えた台車の側面図
【図６】図４に示す台車の底面図
【図７】図４に示す台車に用いられるシリンダ機構の側断面図
【符号の説明】
９  シリンダ機構
１０  シリンダ
１２  ピストンロッド
１３  ピストン
１６  荷台
１７  可動キャスタ
【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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