(57)【要約】【課題】停車中に車輪が斜め向きにならないようにすること。【解決手段】荷台３の下面に設けた軸受部１４に回転可能に支持されたキャスタ軸１５と、該キャスタ軸１５に一体固着した支持枠１６と、該支持枠１６に車軸１７を介して回転可能に支持された車輪１８とを有し、前記車軸１７をキャスタ軸１５の軸心Ｏから前後進ａ，ｂ方向に沿って所定間隔ｈだけ離したキャスタであって、ブレーキシュー３４をキャスタ軸１５の端板２９に弾性的に接触させることにより、キャスタ軸１５の軸心Ｏが垂直軸心に対して若干傾くことにより該キャスタ軸１５の軸心Ｏ回りで発生する回転モーメントＴよりも若干大きい制動力Ｐをそのキャスタ軸１５に加えるようにした。【選択図】　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷台の下面に設けた軸受部に回転可能に支持されたキャスタ軸と、該キャスタ軸に一体固着した支持枠と、該支持枠に車軸を介して回転可能に支持された車輪とを有し、前記車軸をキャスタ軸の軸心から前後進方向に沿って所定間隔だけ離したキャスタであって、前記キャスタ軸の軸心が垂直軸心に対して若干傾くことにより該キャスタ軸の軸心回りで発生する回転モーメントよりも若干大きい制動力をそのキャスタ軸に加える制動機構が設けられていることを特徴とするキャスタ。
【請求項２】
前記制動機構が、外周部に複数のアームを一体突設したブレーキシューからなり、前記各アームを前記軸受部に止着することによりブレーキシューを前記キャスタ軸の端面に接触させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のキャスタ。
【請求項３】
前記各アームに折曲部が形成されており、該折曲部を弾性変形させて前記ブレーキシューを前記キャスタ軸の端面に弾性的に接触させるようにしたことを特徴とする請求項２に記載のキャスタ。
【請求項４】
前記制動機構が、前記軸受部に架設した支持桁と前記キャスタ軸の端面との間に介在されて該キャスタ軸の端面に接触されるばねからなることを特徴とする請求項１に記載のキャスタ。
【請求項５】
前記制動機構が、キャスタ軸の端面に止着されて外周面に複数のカム溝を形成したカム円板と、前記軸受部に設けられて先端に設けたボールをカム溝に係合させたボールプランジャとからなることを特徴とする請求項１に記載のキャスタ。
【請求項６】
前記支持枠の車軸に嵌合する左右一対の軸孔が、キャスタ軸の軸心を中心に前後進方向に延ばされて長孔状に形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のキャスタ。
【請求項７】
前記支持枠の両側面にラックが固着され、前記車軸の両端に固着した一対のピニオンが前記各ラックに噛合されていることを特徴とする請求項６に記載のキャスタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば立体自動倉庫内に敷設したレールに沿って前後進する無人搬送車などに使用されるキャスタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、無人搬送車の一例として図１２から図１４に示すものがある。これは、互いに平行する２本のレール１，２に沿って走行可能な荷台３の一側部に駆動輪機構４と従動輪機構５とが前後進ａ，ｂ方向に沿って所定間隔をおいて設けられると共に、荷台３の他側部に一対のキャスタ６が前後進ａ，ｂ方向に沿って所定間隔をおいて設けられている。
【０００３】
前記駆動輪機構４及び従動輪機構５は、レール１の上面に当接する車輪７と該レール１の両側面を挟持する補助輪８とを設けたブラケット９を有し、該各ブラケット９の上面に突設した主軸１０が荷台３の下面に設けた軸受部１１に回転可能に支持され、駆動輪機構４のブラケット９に車輪７を正逆回転させるためのドライブモータ１２が設けられている。
【０００４】
前記各キャスタ６は、荷台３の下面に設けた軸受部１４に正逆回転ｃ，ｄ可能に支持されたキャスタ軸１５と、該キャスタ軸１５に一体固着した略コ状支持枠１６と、該支持枠１６にキャスタ軸１５の軸心Ｏ方向とは直交する方向に延びる車軸１７を介して回転可能に支持されてレール２の上面に当接する車輪１８とを有し、前記車軸１７をキャスタ軸１５の軸心Ｏから前後進ａ，ｂに所定間隔ｈだけ離している。
【０００５】
上記構成において、ドライブモータ１２を正転駆動することにより荷台３を前進ａさせる場合には、その駆動力Ｆ１で各キャスタ６の車軸１７がキャスタ軸１５の軸心Ｏよりも後進ｂ側に位置され〔図１５（ａ）参照〕、荷台３を両レール１，２に沿って円滑に走行させる（図１３実線参照）。
【０００６】
ドライブモータ１２を逆転駆動することにより荷台３を後進ｂさせる場合には〔図１５（ｂ）参照〕、駆動力Ｆ２で各キャスタ６の車輪１８がキャスタ軸１５を中心に１８０°回転されて〔図１５（ｃ）参照〕、その各キャスタ６の車軸１７がキャスタ軸１５の軸心Ｏよりも前進ａ側に位置され〔図１５（ｄ）参照〕、荷台３を両レール１，２に沿って円滑に走行させる（図１２仮想線参照）。
【０００７】
前記荷台３を両レール１，２の円弧状コーナ部（図示せず）に沿って前後進ａ，ｂさせる場合には、各キャスタ６の車輪１８の向きがキャスタ軸１５の軸心Ｏを中心に徐々に変わって、荷台３を両レール１，２の円弧状コーナ部に沿って円滑に走行させる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成では、荷台３を前進ａから後進ｂまたはその逆向きに反転させる場合に、キャスタ軸１５の軸心Ｏ回りで車輪１８が１８０°回転してレール２の上面に強く擦られるため〔図１５（ｃ）参照〕、過大な走行抵抗を発生させ、これにより、荷台３が大きく揺れたり振動したりして、その荷台３をスムーズに反転走行させることが困難であり、また、ドライブモータ１２として大駆動力を有するものが必要となり、コストアップになる。
【０００９】
また、図１３及び図１４に仮想線で拡大して図示するように、荷台３上に荷物Ｗを載置することにより該荷台３が撓むと、図１３に示すように、各キャスタ軸１５の軸心Ｏが前後進ａ，ｂ方向に沿って垂直軸心から所定角度θだけ内側に傾いて、押圧力ｆが荷台３の中央部に向けて発生すると共に、図１４に示すように、各キャスタ６の軸心Ｏが荷台３の横断方向に沿って垂直軸心から所定角度βだけ内側に傾いて、押圧力ｙが荷台３の中央部に向けて発生し、その両押圧力ｆ，ｙの合成による回転モーメントＴがキャスタ軸１５の軸心Ｏ回りで車輪１８に作用する。この回転モーメントＴは比較的小さいが（例えば９．５ｋｇ・ｍｍ）、停車中であるため、その小さな回転モーメントＴでも、前後進ａ，ｂに沿っていた車輪１８〔図１６（ａ）参照〕がキャスタ軸１５を中心に矢印ｃ（またはｄ）方向に若干回転されて斜め向きになることがある〔図１６（ｂ）参照〕。
【００１０】
上記のように車輪１８が斜め向きになった状態で荷台３を後進ｂ（または前進ａ）させると、駆動力Ｆ２（またはＦ１）により車輪１８がキャスタ軸１５の軸心Ｏ回りで矢印ｄ（またはｃ）方向に回転されて、その車輪１８の向きを修正して元の位置に戻そうとするが〔図１６（ｃ）参照〕、その向きを修正する際に、車輪１８がレール２の上面に強く擦られるため、過大な走行抵抗が生じ、これにより、荷台３が大きく揺れたり振動したりして、その荷台３をスムーズに発進させることが困難になる。
【００１１】
本発明は、上記従来の欠点に鑑み、停車中に車輪が斜め向きにならないようにすると共に、反転走行をスムーズに行わせることができるようにしたキャスタを提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、荷台の下面に設けた軸受部に回転可能に支持されたキャスタ軸と、該キャスタ軸に一体固着した支持枠と、該支持枠に車軸を介して回転可能に支持された車輪とを有し、前記車軸をキャスタ軸の軸心から前後進方向に沿って所定間隔だけ離したキャスタであって、前記キャスタ軸の軸心が垂直軸心に対して若干傾くことにより該キャスタ軸の軸心回りで発生する回転モーメントよりも若干大きい制動力をそのキャスタ軸に加える制動機構が設けられていることを特徴としている。
【００１３】
上記構成によれば、荷台上に荷物を載置することにより該荷台が撓んで、キャスタ軸の軸心が垂直軸心に対して若干傾いて該キャスタ軸の軸心回りで回転モーメントが発生したとしても、その回転モーメントよりも若干大きい制動力を制動機構によりキャスタ軸に加えているから、停車中に、車輪が前後進方向に沿った状態から斜め向きにされることがなく、荷台を発進させる際の走行抵抗が小さい。従って、荷台を従来のように大きく揺れたり振動させたりすることなくスムーズに発進させることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制動機構が、外周部に複数のアームを一体突設したブレーキシューからなり、前記各アームを前記軸受部に止着することによりブレーキシューを前記キャスタ軸の端面に接触させるようにしたことを特徴としている。
【００１５】
上記構成によれば、ブレーキシューにより制動力をキャスタ軸に加えているから、停車中に、車輪が前後進方向に沿った状態から斜め向きにされることがなく、荷台を発進させる際の走行抵抗が小さい。従って、荷台を従来のように大きく揺れたり振動させたりすることなくスムーズに発進させることができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記各アームに折曲部が形成されており、該折曲部を弾性変形させて前記ブレーキシューを前記キャスタ軸の端面に弾性的に接触させるようにしたことを特徴としている。
【００１７】
上記構成によれば、各アームに形成した折曲部を適度に弾性変形させてブレーキシューをキャスタ軸の端面に押しつけることにより、そのキャスタ軸に対して制動力を長期にわたって確実に加えることができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制動機構が、前記軸受部に架設した支持桁と前記キャスタ軸の端面との間に介在されて該キャスタ軸の端面に接触されるばねからなることを特徴としている。
【００１９】
上記構成によれば、ばねにより制動力をキャスタ軸に加えているから、停車中に、車輪が前後進方向に沿った状態から斜め向きにされることがなく、荷台を発進させる際の走行抵抗が小さい。従って、荷台を従来のように大きく揺れたり振動させたりすることなくスムーズに発進させることができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制動機構が、キャスタ軸の端面に止着されて外周面に複数のカム溝を形成したカム円板と、前記軸受部に設けられて先端に設けたボールをカム溝に係合させたボールプランジャとからなることを特徴としている。
【００２１】
上記構成によれば、キャスタ軸の端面に止着したカム円板のカム溝にボールプランジャのボールを係合させることにより制動力をキャスタ軸に加えているから、停車中に、車輪が前後進方向に沿った状態から斜め向きにされることがなく、荷台を発進させる際の走行抵抗が小さい。従って、荷台を従来のように大きく揺れたり振動させたりすることなくスムーズに発進させることができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれかに記載の発明において、前記支持枠の車軸に嵌合する左右一対の軸孔が、キャスタ軸の軸心を中心に前後進方向に延ばされて長孔状に形成されていることを特徴としている。
【００２３】
上記構成によれば、荷台を前進から後進またはその逆向きに反転させると、車軸が長孔状軸孔内を移動してキャスタ軸の軸心よりも進行方向後側に位置されるようになっており、車輪が従来のように１８０°回転されることがないので、荷台を走行抵抗が極めて小さい状態でスムーズに反転させることができる。また、過大な走行抵抗が発生しないことから、荷台を走行させるためのドライブモータとして従来よりも駆動力が小さいものを用いることができ、大幅なコストダウンを図ることができる。
【００２４】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記支持枠の両側面にラックが固着され、前記車軸の両端に固着した一対のピニオンが前記各ラックに噛合されていることを特徴としている。
【００２５】
上記構成によれば、反転時に、両ピニオンがラックに沿って等速度で転動し、車軸が長孔状軸孔孔内を平行移動されるので、該車軸に支持されている車輪を斜め向きにならないように前後進方向に適正に向けることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１から図３は本発明の第１の実施の形態であるキャスタ６を用いた無人搬送車を示すものであって、各キャスタ６の軸受部１４に制動機構２０が設けられると共に、該各キャスタ６の支持枠１６の軸孔２１が長孔状に形成されている。上記以外の構成で図１２から図１４に示す構成と同一部分に同一符号を付してその説明を省略する。
【００２７】
図４から図７に示すように、前記支持枠１６は、側面視矩形状に形成され、その両側板部１６ａに貫設した長孔状軸孔２１がキャスタ軸１５の軸心Ｏを中心に前後進ａ，ｂ方向に延ばされており、荷台３を前進ａさせるときには、車軸１７がベアリング２２を介して長孔状軸孔２１内の軸心Ｏよりも後進ｂ側に位置され（図４実線状態）、荷台３を後進ｂさせるときには、車軸１７がベアリング２２を介して長孔状軸孔２１内の軸心Ｏよりも前進ａ側まで移動される（図４仮想線状態）。
【００２８】
上記構成によれば、荷台３を前進ａから後進ｂまたはその逆向きに反転させる際に、車輪１８が従来のように１８０°回転されることがないので〔図１５（ｃ）参照〕、荷台３を走行抵抗が極めて小さい状態でスムーズに反転させることができる。また、過大な走行抵抗が発生しないことから、荷台３を走行させるためのドライブモータ１２として従来よりも駆動力が小さいものを用いることができ、大幅なコストダウンを図ることができる。
【００２９】
図４及び図５に示すように、支持枠１６の両側板部１６ａの外側面にラック２４が固着され、車軸１７の両端に固着した一対のピニオン２５が各ラック２４に噛合されている。
【００３０】
上記構成によれば、荷台３を前進ａから後進ｂまたはその逆向きに反転させる時に、両ピニオン２５がラック２４に沿って等速度で転動し、車軸１７が長孔状軸孔２１孔内を平行移動されるので、該車軸１７に支持されている車輪１８を斜め向きにならないように前後進ａ，ｂ方向に適正に向けることができる。
【００３１】
図５中、２６は支持枠１６の両側板部１６ａに止着されてラック２４及びピニオン２５を被うカバー、２７は車軸１７と車輪１８との間に介在させたベアリング、２８はキャスタ軸１５と軸受部１４との間に介在させたベアリング、２９はキャスタ軸１５の端面にビスなどの止着具３０で止着されることによりベアリング２８を押さえる円形状端板、３１は軸受部１４の上面にビスなどの止着具３２で止着されることによりベアリング２８を押さえる環状端板である。
【００３２】
前記制動機構２０は、図４から図７に示すように、板ばね製環状ブレーキシュー３４からなり、該ブレーキシュー３４の外周部に突設した一対のアーム３４ａの根元部に略Ｖ字状の折曲部３５が形成されており、各アーム３４ａの先端部を止着具３２で軸受部１４に止着することにより、ブレーキシュー３４をキャスタ軸１５の端板２９に弾性的に接触させて、制動力Ｐをキャスタ軸１５に加えている。
【００３３】
上記構成によれば、図２及び図３に仮想線で拡大して図示するように、荷台３上に荷物Ｗを載置することにより該荷台３が撓むと、図２に示すように、各キャスタ軸１５の軸心Ｏが前後進ａ，ｂ方向に沿って垂直軸心から所定角度θだけ内側に傾いて、押圧力ｆが荷台３の中央部に向けて発生すると共に、図３に示すように、各キャスタ６の軸心Ｏが荷台３の横断方向に沿って垂直軸心から所定角度βだけ内側に傾いて、押圧力ｙが荷台３の中央部に向けて発生し、その両押圧力ｆ，ｙの合成による回転モーメントＴが発生したとしても、その回転モーメントＴよりも若干大きい制動力Ｐをブレーキシュー３４でキャスタ軸１５に加えているから、停車中に、車輪１８が前後進ａ，ｂ方向に沿った状態から斜め向き〔図１６（ｂ）参照〕にされることがなく、荷台３を発進させる際の走行抵抗が小さい。従って、荷台３を従来のように大きく揺れたり振動させたりすることなくスムーズに発進させることができる。
【００３４】
また、各アーム３４ａを軸受部１４に止着するだけで、ブレーキシュー３４をキャスタ軸１５の端板２９に接触させて制動力Ｐを発生させることができると共に、各アーム３４ａに形成した折曲部３５を適度に弾性変形させてブレーキシュー３４をキャスタ軸１５の端板２９に押しつけることにより、そのキャスタ軸１５に対して制動力Ｐを長期にわたって確実に加えることができる。
【００３５】
ここで、前記制動力Ｐは、回転モーメントＴ（例えば９．５ｋｇ・ｍｍ）よりも若干大きい程度で小さいから、荷台３を反転させたり走行中にレール１，２の円弧状コーナ部に沿って向きを変更する際に、キャスタ軸１５の回転を阻害することがない。
【００３６】
図８及び図９は本発明の第２の実施の形態であるキャスタ６を用いた無人搬送車の要部を示すものであって、制動機構２０がコイルばね３７からなり、該ばね３７を軸受部１４に架設した支持桁３８とキャスタ軸１５の端板２９との間に介在させている。上記以外の構成は図１から図７に示す構成とほぼ同じであるから、同一部分に同一符号を付してその説明を省略する。
【００３７】
上記構成によれば、ばね３７により回転モーメントＴよりも若干大きい制動力Ｐをキャスタ軸１５に加えているから、停車中に、車輪１８が前後進ａ，ｂ方向に沿った状態から斜め向き〔図１６（ｂ）参照〕にされることがなく、荷台３を発進させる際の走行抵抗が小さい。従って、荷台３を従来のように大きく揺れたり振動させたりすることなくスムーズに発進させることができる。
【００３８】
図１０及び図１１は本発明の第３の実施の形態であるキャスタ６を用いた無人搬送車の要部を示すものであって、制動機構２０が、キャスタ軸１５の端面に止着されて外周面に２つのカム溝４０ａを１８０°間隔で形成したカム円板４０と、軸受部１４上に設けたホルダ４１のねじ孔に螺合されて先端に設けたボール４２ａをカム溝４０ａに係合させたボールプランジャ４２とにより形成されている。なお、ボールプランジャ４２内にボール４２ａを押出方向に付勢するばね４２ｂが内蔵されている。また、カム円板４０はベアリング２８の押さえ板を兼ねている。上記以外の構成は図１から図７に示す構成とほぼ同一であるから、同一部分に同一符号を付してその説明を省略する。
【００３９】
上記構成によれば、カム円板４０のカム溝４０ａにボールプランジャ４２のボール４２ａを係合させることにより回転モーメントＴよりも若干大きい制動力Ｐをキャスタ軸１５に加えているから、停車中に、車輪１８が前後進ａ，ｂ方向に沿った状態から斜め向き〔図１６（ｂ）参照〕にされることがなく、荷台３を発進させる際の走行抵抗が小さい。従って、荷台３を従来のように大きく揺れたり振動させたりすることなくスムーズに発進させることができる。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、荷台上に荷物を載置することにより該荷台が撓んで、キャスタ軸の軸心が垂直軸心に対して若干傾いて該キャスタ軸の軸心回りで回転モーメントが発生したとしても、その回転モーメントよりも若干大きい制動力を制動機構によりキャスタ軸に加えているから、停車中に、車輪が前後進方向に沿った状態から斜め向きにされることがなく、荷台を発進させる際の走行抵抗が小さい。従って、荷台を従来のように大きく揺れたり振動させたりすることなくスムーズに発進させることができる。
【００４１】
請求項２に記載の発明によれば、ブレーキシューにより制動力をキャスタ軸に加えているから、停車中に、車輪が前後進方向に沿った状態から斜め向きにされることがなく、荷台を発進させる際の走行抵抗が小さい。従って、荷台を従来のように大きく揺れたり振動させたりすることなくスムーズに発進させることができる。
【００４２】
請求項３に記載の発明によれば、各アームに形成した折曲部を適度に弾性変形させてブレーキシューをキャスタ軸の端面に押しつけることにより、そのキャスタ軸に対して制動力を長期にわたって確実に加えることができる。
【００４３】
請求項４に記載の発明によれば、ばねにより制動力をキャスタ軸に加えているから、停車中に、車輪が前後進方向に沿った状態から斜め向きにされることがなく、荷台を発進させる際の走行抵抗が小さい。従って、荷台を従来のように大きく揺れたり振動させたりすることなくスムーズに発進させることができる。
【００４４】
請求項５に記載の発明によれば、キャスタ軸の端面に止着したカム円板のカム溝にボールプランジャのボールを係合させることにより制動力をキャスタ軸に加えているから、停車中に、車輪が前後進方向に沿った状態から斜め向きにされることがなく、荷台を発進させる際の走行抵抗が小さい。従って、荷台を従来のように大きく揺れたり振動させたりすることなくスムーズに発進させることができる。
【００４５】
請求項６に記載の発明によれば、荷台を前進から後進またはその逆向きに反転させると、車軸が長孔状軸孔内を移動してキャスタ軸の軸心よりも進行方向後側に位置されるようになっており、車輪が従来のように１８０°回転されることがないので、荷台を走行抵抗が極めて小さい状態でスムーズに反転させることができる。また、過大な走行抵抗が発生しないことから、荷台を走行させるためのドライブモータとして従来よりも駆動力が小さいものを用いることができ、大幅なコストダウンを図ることができる。
【００４６】
請求項７に記載の発明によれば、反転時に、両ピニオンがラックに沿って等速度で転動し、車軸が長孔状軸孔孔内を平行移動されるので、該車軸に支持されている車輪を斜め向きにならないように前後進方向に適正に向けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態であるキャスタを用いた無人搬送車を示す平面図である。
【図２】同側面図である。
【図３】同正面図である。
【図４】同キャスタの一部切欠き側面図である。
【図５】同キャスタの縦断面図である。
【図６】同キャスタの平面図である。
【図７】同キャスタの分解斜視図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態であるキャスタを用いた無人搬送車を示す要部の一部切欠き側面図である。
【図９】同キャスタの平面図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態であるキャスタを用いた無人搬送車を示す要部の一部切欠き側面図である。
【図１１】同キャスタの平面図である。
【図１２】従来例を示す平面図である。
【図１３】同側面図である。
【図１４】同正面図である。
【図１５】（ａ）〜（ｄ）はキャスタの反転状態を示す説明図である。
【図１６】（ａ）〜（ｃ）はキャスタの停車状態を示す説明図である。
【符号の説明】
３　　荷台
６　　キャスタ
１４　軸受部
１５　キャスタ軸
１６　支持枠
１７　車軸
１８　車輪
２０　制動機構
２１　軸孔
２４　ラック
２５　ピニオン
３４　ブレーキシュー
３４ａ　　アーム
３５　折曲部
３７　ばね
３８　支持桁
４０　カム円板
４０ａ　カム溝
４２　ボールプランジャ
４２ａ　ボール
Ｏ　　キャスタ軸の軸心
Ｔ　　回転モーメント
Ｐ　　制動力
ａ，ｂ　前後進
ｈ　　キャスタ軸の軸心から車軸までの間隔
【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】
2004034911.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2004034911.tif 000012
【図１１】
2004034911.tif 000013
【図１２】
2004034911.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2004034911.tif 000016
【図１５】
2004034911.tif 000017
【図１６】
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