(57)【要約】【課題】レール上を走行する際の負荷を軽減し、レールに掛かる荷重が均等となることを可能として、スムーズで安定性が確保された走行が可能な車輪装置を提供する。【解決手段】レール１は、長手方向に対して垂直な方向の断面が円形であり、上方側の一部が地盤面２２より上側に露出している。地盤面２２よりも下側には窪み２３が設けられており、車輪２の鍔３２はこの窪み２３を通るように構成されている。レール１の上側表面に接触する車輪２は、車輪２の中心軸６を挟んで対称となるように２つに分割された接触面３を有しており、それぞれの接触面３の断面外周が円弧状であり、接触面３の曲率半径は、レール１の断面の半径よりも大きくなるように形成された形状となっている。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に対して垂直な方向の断面が円形であり、上方側の一部が地盤面より上側に露出したレール上を走行し、地盤面よりも下側に設けられた窪みを車輪の鍔が通る車輪装置であって、レールの上側表面に接触する車輪は、車輪の中心軸を挟んで対称となるように２つに分割された接触面を有しており、それぞれの接触面の断面外周が円弧状であり、接触面の曲率半径は、レールの断面の半径よりも大きくなるように形成された形状であることを特徴とする車輪装置。
【請求項２】
前記車輪が取り付けられたケーシングと、ケーシングを支持するブラケットと、ケーシングとブラケットとを連結するピンとを備え、ケーシングがブラケットに対してピンの位置を中心軸とした可動域を有することによって、レールに対する車輪の位置が調整される構造であることを特徴とする請求項１記載の車輪装置。
【請求項３】
前記ケーシングが前記ブラケットと連結される部位に組み込まれた薄肉ブッシュを備えていることを特徴とする請求項２記載の車輪装置。
【請求項４】
前記車輪を構成する駆動輪の外周に巻かれた樹脂を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車輪装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、バリアフリーを考慮したレール上を走行する際の負荷を軽減し、レールに掛かる荷重が均等となることを可能として、スムーズで安定性が確保された走行が可能な車輪装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年は、公共の場や家庭内においても、バリアフリーであることが求められている。その一方、レールが敷設された場所は、公共の場や工場内において多く存在しており、レールが敷設された場所であっても、バリアフリーが求められる状況となっている。このようなバリアフリーの要求を満たすためには、レールの敷設に伴う段差の形成を抑制することが必要不可欠である。
【０００３】
搬送装置等においては、レール上を走行する車輪装置が広く用いられている。レール上を走行する際には、抵抗の少ないスムーズな走行が求められるが、そのためには、レール上を走行する際の負荷が軽減されることが必要であり、また、レールに掛かる荷重が均等となることが必要である。レール上を車輪が走行する搬送装置に関する技術の一例が、特許文献１に記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、合成樹脂製のパイプを連結してなる可撓性のレールと、このレール上を走行する溝付車輪を備えた運搬車が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１８−９０９７８号公報
【特許文献２】実願昭５１−６９５３号のマイクロフィルム
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
バリアフリータイプのレールの場合には、レールの敷設に伴う段差の形成が抑制されるため、通常使用されているレールを走行する車輪の場合と比較して、レールと車輪との接触の仕方が異なってくる。そのため、レール上を走行する際の負荷を軽減し、レールに掛かる荷重が均等となることを可能とするためには、特別の工夫が必要である。
【０００７】
特許文献２に記載の運搬車は、パイプによって形成された可撓性のレール上を走行するものであるが、レールは地盤面から完全に露出する形状であり、明確な段差が形成されるため、バリアフリーに対応する構造とはなっていない。また、長手方向に対して垂直な方向の断面は円輪または円環であり、可撓性であることと相まって、車輪がレール上を走行する際に、車輪からレールに作用する外力によって変形を受けやすく、車輪とレールとが密着する状況がより作られやすくなる。このような状況下では、車輪がレール上を走行する際の負荷を軽減することが困難となる。
【０００８】
レール上での抵抗の少ないスムーズな走行が可能になれば、小さい力での搬送が可能となって作業効率が高まるとともに、車輪とレールの両方の摩耗や損傷も少なくなり、装置の耐久性が高まる。また、抵抗の少ない走行を実現しようとして、走行が不安定となってはならず、走行の安定性を確保する必要がある。このように、レール上を走行する際の負荷の軽減と、走行の安定性とを両立させることが必要である。
【０００９】
本考案は、このような事情を考慮してなされたもので、レール上を走行する際の負荷を軽減し、レールに掛かる荷重が均等となることを可能として、スムーズで安定性が確保された走行が可能な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】
【００１０】
以上の課題を解決するために、本考案の車輪装置は、長手方向に対して垂直な方向の断面が円形であり、上方側の一部が地盤面より上側に露出したレール上を走行し、地盤面よりも下側に設けられた窪みを車輪の鍔が通る車輪装置であって、レールの上側表面に接触する車輪は、車輪の中心軸を挟んで対称となるように２つに分割された接触面を有しており、それぞれの接触面の断面外周が円弧状であり、接触面の曲率半径は、レールの断面の半径よりも大きくなるように形成された形状であることを特徴とする。
【００１１】
本考案の車輪装置は、長手方向に対して垂直な方向の断面が円形であり、上方側の一部が地盤面より上側に露出したレール上を走行し、地盤面よりも下側に設けられた窪みを車輪の鍔が通る状況に適応できるようにしたものであり、レールがこのように敷設されていると、上下方向に不連続な段差を生じないため、バリアフリーの観点からは極めて有用である。
【００１２】
しかし、従来用いられている断面が矩形状のレールを用いたときのように、車輪とレールとの間の遊びに相当する部分が存在しないため、レール上を走行する際の負荷を軽減しつつ、車輪がレールに接触する際の位置合わせの正確性や荷重のかかり方の均等性が重要な課題となる。
【００１３】
本考案の車輪装置では、レールと車輪とは、車輪の中心軸を挟んで対称となる２つの接点で接触するようにすることにより、レールと車輪との接触によって生じる摩擦を小さくすることができ、小さな動力で走行することができる。
【００１４】
本考案の車輪装置においては、前記車輪が取り付けられたケーシングと、ケーシングを支持するブラケットと、ケーシングとブラケットとを連結するピンとを備え、ケーシングがブラケットに対してピンの位置を中心軸とした可動域を有することによって、レールに対する車輪の位置が調整される構造とすることができる。
【００１５】
ケーシングはブラケットに対して可動な構造となるため、ケーシングに取り付けられた車輪は、レールに対する位置が調整され、レールに対して均等に荷重がかかるように接地する。そのため、バリアフリーを目的としたレールに対しても、位置合わせの正確性や荷重のかかり方の均等性を確保することができ、走行の安定性を確保することができる。
【００１６】
本考案の車輪装置においては、前記ケーシングが前記ブラケットと連結される部位に組み込まれた薄肉ブッシュを備えている構成とすることができる。
【００１７】
薄肉ブッシュが組み込まれていることによって、ケーシングの肉厚を薄くする必要がなく、強度を確保した設計が可能となる。
【００１８】
本考案の車輪装置においては、前記車輪を構成する駆動輪の外周に巻かれた樹脂を備えている構成とすることができる。
【００１９】
駆動輪を樹脂巻車輪とすることによって、滑らかに加工されたレール上でスリップすることを防止できる。断面が円形であるレール上を走行する車輪装置の場合には、レールの上側表面に車輪が接触して走行するため、スリップの防止は重要な課題である。また、鉄製車輪と比較して、レールの摩耗を抑制することができ、レールの耐久性を確保することができる。
【考案の効果】
【００２０】
本考案によると、レール上を走行する際の負荷を軽減し、レールに掛かる荷重が均等となることを可能として、スムーズで安定性が確保された走行が可能な車輪装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】レールと車輪について説明する図である。
【図２】車輪装置の構造を説明する図である。
【図３】従来の連結方法を示す図である。
【図４】本考案の車輪装置を適用するにあたって、好適なレールの敷設構造を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本考案の車輪装置を、その実施形態に基づいて説明する。
図１に基づいて、レール１と車輪２について説明する。図１(ａ)は、車輪２がレール１上を走行する様子を示しており、図１(ｂ)は、レール１と車輪２との接触部位の拡大図である。
【００２３】
レール１は、長手方向に対して垂直な方向の断面が円形であり、上方側の一部が地盤面２２より上側に露出している。レール１と地盤面２２との境界部位において、地盤面２２よりも下側には窪み２３が設けられており、車輪２の鍔３２はこの窪み２３を通るように構成されている。本考案の車輪装置は、このような形状を有するレール１上を走行する車輪装置である。レール１は、金属等の固くて変形しにくい材質のものによって形成されている。レール１の敷設の状況については、図４を用いて後に詳述する。
【００２４】
レール１の上側表面に接触する車輪２は、車輪２の中心軸６を挟んで対称となるように２つに分割された接触面３を有しており、それぞれの接触面３の断面外周が円弧状であり、接触面３の曲率半径は、レール１の断面の半径よりも大きくなるように形成された形状となっている。ここで、車輪２の中心軸６とは、車輪２がレール１に接した状態を、レール１の長手方向に垂直な方向から見たときに、車輪２の左右の中心線とレール１の中心とを結んだ線を意味する。
【００２５】
そのため、図１（ｂ）に示すように、レール１と車輪２とは、車輪２の中心軸６を挟んで対称となる２つの接点４で接触することになり、レール１と車輪２との接触によって生じる摩擦を小さくすることができ、小さな動力で走行することができる。通常の車輪よりも、ころがり抵抗が１／３から１／４程度小さくなり、走行に必要な動力を小さくできるため、電力の省力化が可能である。また、走行ラインの芯出しを確実に行うことができるため、蛇行の防止に有効である。
【００２６】
図１(ｃ)は、対比のために、車輪２がレール１と接する接触面５の曲率半径と、レール１の断面の半径とを等しく設定したものを示している。この場合には、車輪２とレール１とは、接触面５の全面で接触することになり、接触による摩擦が大きくなる。
【００２７】
図１(ｄ)と図１（ｅ）は、車輪２がレール１と接する接触面３の形成の仕方を対比して示している。
図１(ｄ)では、車輪２がレール１と接する接触面３は、断面外周が円弧状となる１つの曲面によって形成され、接触面３の曲率半径は、レール１の断面の半径よりも大きくなるように車輪２が形成されている場合を示している。この場合には、車輪２とレール１との接点４は、車輪２の中心軸６上の、レール１の頂点のみの１か所となり、車輪２がレール１上を走行する際に、不安定となりやすい。
【００２８】
図１（ｅ）は本考案の場合を示しており、車輪２がレールと接する接触面３は、車輪２の中心軸６を挟んで対称となるように２つに分割されており、それぞれの接触面３の断面外周が円弧状であり、接触面３の曲率半径は、レール１の断面の半径よりも大きくなるように車輪が形成されている。レール１と車輪２とは、車輪２の中心軸６を挟んで対称となる２つの接点４で接触することになり、レール１と車輪２との接触によって生じる摩擦を小さくすることができるとともに、車輪２がレール１上を走行する際の安定性を確保することができる。このように、本考案の車輪２によると、走行の際の摩擦の低減と走行の安定性の両方を実現することができる。
【００２９】
車輪装置の車輪２は、駆動輪と従動輪とによって構成されるが、駆動輪の外周には樹脂が巻かれている。樹脂の一例としてウレタンを用いることができる。樹脂が巻かれた車輪とすることによって、滑らかに加工されたレール１上でスリップすることを防止できる。また、鉄製車輪と比較して、レール１の摩耗を抑制することができ、レール１の耐久性を確保することができる。なお、従動輪には、鉄製の車輪を用いる。
【００３０】
図２に基づいて、車輪装置の構造を説明する。図２(ａ)は、２つの車輪がレールに接触する様子を示しており、図２(ｂ)は、図２(ａ)の矢視図である。
レール１上を走行する車輪２は、ケーシング１０に取り付けられており、ケーシング１０とブラケット１１とは、２つの車輪２が並んだ方向に対して垂直な方向に差し込まれたピン１２によって連結されている。ケーシング１０がブラケット１１と連結される部位には、薄肉ブッシュ１３が組み込まれている。ケーシング１０の上方には、ストッパー１４が取り付けられており、ケーシング１０とブラケット１１との間には、カラー１５が組み込まれている。
【００３１】
ケーシング１０は、ピン１２によって連結されている部位を回転中心軸として、ブラケット１１に対して可動域を有するため、ケーシング１０に取り付けられた車輪２のレール１に対する位置が調整される。そのため、車輪２は、レール１に対して均等に荷重がかかるように接地することができ、適正な走行が可能となる。また、薄肉ブッシュ１３が組み込まれていることによって、ケーシング１０の肉厚を薄くする必要がない。薄肉ブッシュ１３の厚みは、ケーシング１０に必要とされる肉厚に応じて、適宜選択できる。
【００３２】
図３に、従来の連結方法を示す。図３(ａ)は、２つの車輪がレールに接触する様子を示しており、図３(ｂ)は、図３(ａ)の矢視図である。
車輪２が取り付けられたケーシング１０は、その上方において、連結ボルト２０によってブラケット１１に連結されて固定されている。そのため、ブラケット１１に対するケーシング１０の可動域が生じず、連結ボルト２０によって位置が固定されてしまう。そのため、車輪２の自由度が無く、全車輪がレール１に接地しないおそれがある。そのため、レール１に対して車輪２の荷重を均等にかけにくい。
【００３３】
図４に、本考案の車輪装置を適用するにあたって、好適なレールの敷設構造の詳細を示す。図４(ａ)において、レール１は、長手方向に対して垂直な方向の断面が円形であり、上方側の一部が地盤面２２より上側に露出している。地盤面２２よりも下側には窪み２３が設けられており、車輪２の鍔３２はこの窪み２３を通るように構成されている。
【００３４】
レール１の頂点２１と地盤面２２との段差が５ｍｍ以下と僅かであり、レール１は、長手方向に対して垂直な方向の断面が円形であるため、地盤面２２の高さから上側に出ている露出部分の表面は、レール１の長手方向に対して垂直な方向の断面外周が円弧状である曲面となり、滑らかな曲面が形成される。レール１は、レール金物２５によって固定されており、レール１の高さ調整は、高さ調整ボルト２７によってなされる。また、レール１の水平方向の調整を行った後、くさび型金具２６によって適正な位置で動かないように固定される。
【００３５】
また、車輪２の鍔が通るための窪み２３は、最下部２４を挟んで、その両側に断面外周が円弧状の曲面が形成された形状となっている。そのため、通常使用されるタイプの、断面が矩形状のレールを敷設したものと異なり、上下方向に高さが不連続となる階段状の段差が一切形成されない。
【００３６】
このようなレールの敷設構造においては、上下方向に不連続な段差を生じないため、バリアフリーの観点からは極めて有用であるが、図４（ｂ）に示す、断面が矩形状の従来のレール３０を敷設した場合に使用される一般的な車輪３１には、蛇行防止のための鍔３２がついており、車輪の鍔３２が接触しないように地盤面２２が掘りこまれて、段差３３に伴う空隙３４が形成されているのに対して、図４(ａ)に示すものでは、車輪２とレール１とは曲面同士で接触し、車輪２とレール１との間に、遊びに相当する部分が存在しないため、車輪２がレール１に接触する際の位置合わせの正確性や荷重のかかり方の均等性が重要な課題となる。しかし、本考案の車輪装置を適用すると、このような課題を解決でき、車輪２がレール１上を適正に走行することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本考案は、レール上を走行する際の負荷を軽減し、レールに掛かる荷重が均等となることを可能として、スムーズで安定性が確保された走行が可能な車輪装置として、広く利用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１  レール
２  車輪
３、５  接触面
４  接点
６  中心軸
１０  ケーシング
１１  ブラケット
１２  ピン
１３  薄肉ブッシュ
１４  ストッパー
１５  カラー
２０  連結ボルト
２１  頂点
２２  地盤面
２３  窪み
２４  最下部
２５  レール金物
２６  くさび型金具
２７  高さ調整ボルト
３０  従来のレール
３１  一般的な車輪
３２  鍔
３３  段差
３４  空隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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