JP2016147563A - キャスタ・ホイール及び該キャスタ・ホイールを備えた作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】移動体の進行方向が反転する際における移動体の横ぶれを防止することができるキャスタ・ホイール及び該キャスタ・ホイールを備えた作業車両の提供。【解決手段】キャスタアーム２１に対し車輪２２の回転軸位置Ｑ２が水平方向にオフセットしたキャスタ・ホイールにおいて、キャスタアーム２１の軸心Ｑ１に対し車輪２２の回転軸位置Ｑ２が水平方向にオフセットし、キャスタアーム２１に対し車輪の回転軸位置Ｑ２とはオフセットした軸脚２３を備え、該軸脚２３を作業車両１の従動輪２側の車体フレーム１１に対しベアリング２４を介して回転自在に取り付けられている。車輪２２の回転軸位置Ｑ２とキャスタアーム２１の軸心Ｑ１とのオフセット量Ｗ１と、キャスタアームの軸心Ｑ１と軸脚２３の軸心Ｑ３とのオフセット量Ｗ２が同一に設定されている。【選択図】図８

Description

本発明は、キャスタ・ホイール及び該キャスタ・ホイールを備えた作業車両に関する。

従来、作業車両や台車等の移動体の車輪に用いられるキャスタ・ホイールは、移動体に対し回転自在に取り付けられるキャスタアームに対し車輪の回転軸位置を水平方向にオフセットさせた構成とすることで、移動体の進行方向に順応して車輪をキャスタアームの周りに変向させるようにしたものである（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−３５７７４号公報

しかしながら、従来のキャスタ・ホイールは、キャスタアームに対し車輪の回転軸位置が水平方向にオフセットしているため、移動体の進行方向が反転する際に、車輪が路面との摩擦抵抗を受けることで車輪の回転軸位置を中心としてキャスタアーム側が回転するように作用し、これにより、進行方向を変える度に移動体が横ぶれするという問題点があった。

本発明の解決しようとする課題は、移動体の進行方向が反転する際における移動体の横ぶれを防止することができるキャスタ・ホイール及び該キャスタ・ホイールを備えた作業車両を提供することにある。

上記課題を解決するため請求項１記載のキャスタ・ホイールは、キャスタアームに対し車輪の回転軸位置が水平方向にオフセットしたキャスタ・ホイールにおいて、
前記キャスタアームに対し前記車輪の回転軸位置とはオフセットした軸脚を備え、該軸脚を移動体に対し回転自在に取り付け可能に構成されていることを特徴とする手段とした。

請求項２記載のキャスタ・ホイールは、請求項１記載のキャスタ・ホイールにおいて、
前記車輪の回転軸位置とキャスタアームとのオフセット量と、キャスタアームと軸脚とのオフセット量が同一であることを特徴とする手段とした。

請求項３記載のキャスタ・ホイールは、請求項１又は２に記載のキャスタ・ホイールにおいて、
前記車輪が２輪であることを特徴とする手段とした。

請求項４記載のキャスタ・ホイールを備えた作業車両は、従動輪と、２つの駆動輪と、運転席と、前後進切替手段と操舵手段とを備え、
前記従動輪として、キャスタアームに対し車輪の回転軸位置が水平方向にオフセットされ、前記キャスタアームに対し前記車輪の回転軸位置とはオフセットした軸脚を備えたキャスタ・ホイールが用いられ、前記軸脚を作業車両に対し回転自在に取り付けられていることを特徴とする手段とした。

請求項５記載のキャスタ・ホイールを備えた作業車両は、請求項４記載のキャスタ・ホイールを備えた作業車両において、
前記両駆動輪はそれぞれ独立した電動モータで駆動され、
前記操舵手段は、前記両電動モータの回転差により操舵するように構成されていることを特徴とする手段とした。

請求項６記載のキャスタ・ホイールを備えた作業車両は、請求項４又は５に記載のキャスタ・ホイールを備えた作業車両において、
前記運転席が作業車輪の前後進方向に反転可能に構成されていることを特徴とする手段とした。

請求項７記載のキャスタ・ホイールを備えた作業車両は、請求項６に記載のキャスタ・ホイールを備えた作業車両において、
前記運転席の回転軸支部に備えたロックピンを作業車輪の車体フレームに備えた係合孔に差し込むことで、前後それぞれの進行方向において運転席の向きを前進方向と後進方向にロックできるように構成されていることを特徴とする手段とした。

請求項８記載のキャスタ・ホイールを備えた作業車両は、請求項７に記載のキャスタ・ホイールを備えた作業車両において、
前記ロックピンは、スプリングの不勢力で係合孔への係合状態が維持され、足踏み式のロック解除ペダルを踏むことで解除できるように構成されていることを特徴とする手段とした。

請求項９記載のキャスタ・ホイールを備えた作業車両は、請求項４〜８のいずれか１項に記載のキャスタ・ホイールを備えた作業車両において、
前記運転席の前方には、前後進切替手段と操舵手段を操作するための１本の操作レバーが備えられ、該操作レバーを中立位置から前後方向に傾倒操作することで進行方向の切り替えと走行速度の調整が行われ、左右方向に回転操作することで両電動モータの回転差を調整して操舵が行われるように構成されていることを特徴とする手段とした。

請求項１０記載のキャスタ・ホイールを備えた作業車両は、請求項９に記載のキャスタ・ホイールを備えた作業車両において、
前記操作レバーは、無操作時は常に中立位置に戻るように構成されていることを特徴とする手段とした。

請求項１記載のキャスタ・ホイールでは、上述のように、キャスタアームに対し前記車輪の回転軸位置とはオフセットした軸脚を備え、該軸脚を移動体に対し回転自在に取り付け可能に構成したため、移動体の進行方向が変わると、車輪が受ける路面との摩擦抵抗で、キャスタアームの位置がまず移動体の移動方向と交差する方向に移動すると共に車輪が回転軸位置を中心として回転し、車輪が９０度回転した時点で軸脚が車輪の回転軸位置まで移動し、その後軸脚が移動体の進行方向にさらに移動し、車輪が１８０度回転した時点でキャスタアームの位置が軸脚と車輪の回転軸位置を結ぶ線上に重なる位置まで移動し、これにより、軸脚が横ぶれすることなしにキャスタ・ホイールの方向転換が完了する。
従って、移動体の進行方向が反転する際における移動体の横ぶれを最小限度に抑えることができるようになるという効果が得られる。

請求項２記載のキャスタ・ホイールでは、上述のように、車輪の回転軸位置とキャスタアームとのオフセット量と、キャスタアームと軸脚とのオフセット量を同一にすることで、移動体の進行方向が反転する際における移動体の横ぶれをほぼ完全に防止できるようになる。

請求項３記載のキャスタ・ホイールでは、上述のように、キャスタ・ホイールの車輪を２輪とすることで、車輪と路面との摩擦抵抗が高くなるため、移動体の進行方向が反転する際における移動体の横ぶれ防止効果を高めることができるようになる。

請求項４記載のキャスタ・ホイールを備えた作業車両では、上述のように、従動輪と、複数の駆動輪と、運転席と、前後進切替手段と操舵手段とを備え、従動輪として、キャスタアームに対し車輪の回転軸位置が水平方向にオフセットされ、キャスタアームに対し車輪の回転軸位置とはオフセットした軸脚を備えたキャスタ・ホイールが用いられ、軸脚を作業車両に対し回転自在に取り付けられている構成としたことで、狭い倉庫等においても横ぶれなしに方向転換が可能になるという効果が得られる。

請求項５記載のキャスタ・ホイールを備えた作業車両では、上述のように、両駆動輪はそれぞれ独立した電動モータで駆動され、操舵手段は、両電動モータの回転差により操舵するように構成したことで、作業車両の旋回半径を最小限にすることができるようになる。

請求項６記載のキャスタ・ホイールを備えた作業車両では、上述のように、運転席が作業車輪の前後進方向に反転可能に構成されることで、旋回不能な場所においても、常に進行方向に向いて運転及び作業操作を行えるようになる。

請求項７記載のキャスタ・ホイールを備えた作業車両では、上述のように、運転席の回転軸支部に備えたロックピンを作業車輪の車体フレームに備えた係合孔に差し込むことで、前後それぞれの進行方向において運転席の向きを前進方向と後進方向にロックできるように構成したことで、簡単な構造でロック及び解除を行えるようになる。

請求項８記載のキャスタ・ホイールを備えた作業車両では、ロックピンがスプリングの不勢力で係合孔への係合状態が維持され、足踏み式のロック解除ペダルを踏むことで解除できるように構成されていることで、足踏み操作のみで迅速にロック及び解除操作を行えるようになる。

請求項９記載のキャスタ・ホイールを備えた作業車両では、上述のように、運転席の前方には、前後進切替手段と操舵手段を操作するための１本の操作レバーが備えられ、該操作レバーを中立位置から前後方向に傾倒操作することで進行方向の切り替えと走行速度の調整が行われ、左右方向に回転操作することで両電動モータの回転差を調整して操舵が行われるように構成されているため、１本の操作レバーの片手操作のみで走行速度調整、進行方向切替及び操舵を行なうことができ、かつ、もう一方の手でフォークリフトの昇降操作等の他の操作を同時に行うことができるようになる。

請求項１０記載のキャスタ・ホイールを備えた作業車両では、上述のように、操作レバーは、無操作時は常に中立位置に戻るように構成されているため、運転者の落下時などの非常時の暴走を防止できるようになる。

実施例１のキャスタ・ホイールを適用した作業車両を示す正面図である。 実施例１のキャスタ・ホイールを適用した作業車両を示す背面図である。 実施例１のキャスタ・ホイールを適用した作業車両を示す平面図である。 実施例１のキャスタ・ホイールを適用した作業車両を示す左側面図である。 実施例１のキャスタ・ホイールを適用した作業車両を示す運転席を反転させた状態を示す左側面図である。 実施例１のキャスタ・ホイールを示す後方からの斜視図である。 実施例１のキャスタ・ホイールを示す背面図である。 実施例１のキャスタ・ホイールを示す車体フレームに対する取付状態の車体中心縦断面図である。 実施例１における運転席のロック機構を示す平面図である。 実施例１における運転席のロック機構を示す要部拡大平面図である。 実施例１における運転席のロック機構を示す背面図である。 実施例１における運転席のロック機構を示す要部拡大背面図である。 実施例１における操作レバー部分の詳細を示す平面図である。 実施例１における操作レバー部分の詳細を示す正面図である。 実施例１における操作レバー部分の詳細を示す背面図である。 実施例１における操作レバー部分の詳細を示す左側面図である。 実施例１における操作レバー部分の詳細を示す斜視図である。 実施例１のキャスタ・ホイールの作用説明図である。

以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。

この実施例１のキャスタ・ホイールは、作業車両の従動輪に適用した例を示すもので、この作業車両１は、図１〜４に示すように、キャスタ・ホイールで構成する従動輪２と、２つの駆動輪３、３と、運転席４と、前後進切替手段５と、操舵手段６と、フォークリフト装置７とを主な構成として備えている。

さらに詳述すると、前記従動輪２は、本発明のキャスタ・ホイールで構成されている。
このキャスタ・ホイールは、図６〜８に示すように、キャスタアーム２１の軸心Ｑ１に対し車輪２２の回転軸位置Ｑ２が水平方向にオフセットし、キャスタアーム２１に対し車輪の回転軸位置Ｑ２とはオフセットした軸脚２３を備え、該軸脚２３を作業車両１の従動輪２側の車体フレーム１１に対しベアリング２４を介して回転自在に取り付けられている。

また、前記車輪２２は、キャスタアーム２１に対しベアリング２５を介して回転自在に取り付けられている。
なお、この実施例１では、前記車輪２２は２輪で構成されている。

また、図８に示すように、前記車輪２２の回転軸位置Ｑ２とキャスタアーム２１の軸心Ｑ１とのオフセット量Ｗ１と、キャスタアームの軸心Ｑ１と軸脚２３の軸心Ｑ３とのオフセット量Ｗ２が同一に設定されている。

図１〜４に戻り、前記両駆動輪３、３は、それぞれ独立した電動モータ３１、３１で駆動され、前記操舵手段６は、前記両電動モータ３１、３１の回転差により操舵するように構成されている。

前記運転席４は、その略中心部を車体フレーム１１に対し回転自在に軸支することで、図４に示す前進状態から、図５に示す後進状態に反転可能に構成されている。
また、図９〜１２に示すように、運転席４の回転軸支部４１に備えたロックピン４２を車体フレーム１１に備えた係合孔１２に差し込むことで、前後それぞれの進行方向において運転席４の向きを前進方向と後進方向にロックできるようになっている。
また、前記ロックピン４２は、スプリング４３の不勢力で係合孔１２への係合状態が維持され、足踏み式のロック解除ペダル４４を踏むことで解除できるようになっている。

また、運転席４の前方には、前後進切替手段５と操舵手段６を操作するための１本の操作レバー８が備えられている。
この操作レバー８は、図１３〜１７に示すように、中立位置から前後方向に傾倒操作することで、この動きがリンク機構１０、１０を介して２つのポテンションメータＡ、Ｂに入力され、進行方向の切り替えと走行速度の調整が行われ、左右方向に回転操作することで、左右両リンク機構１０、１０を介して２つのポテンションメータＡ、Ｂに入力され、両電動モータ３１、３１の回転差を調整して操舵が行われるようになっている。

すなわち、操作レバー８の前後進操作時は、ポテンションメータＡ、Ｂの入力方向が同一であるため、左右の電動モータ３１、３１が互いに同じ方向に回転して作業車両１は直進するが、操作レバー８の左右方向回転操作時は、ポテンションメータＡ、Ｂの入力方向が逆になるため、左右の電動モータ３１、３１が互いに逆方向に回転して作業車両１は旋回する。

前記操作レバー８は、図４に示すように、スプリング８１の不勢力で、無操作時は常に中立位置に戻るように構成されている。
また、運転席４の後方には、パイプで構成される簡易な座部４５が備えられている。

前記フォークリフト装置７は、作業車輪１の駆動輪３、３側に備えられ、操作レバー８に備え付けられたリフト昇降スイッチ７１を操作することで、油圧シリンダー７２を駆動させ、リンク機構７３を介してフォーク７４の昇降操作が行われるようになっている。

なお、図において、９は電動モータ３１、３１及び油圧シリンダー７２等を駆動するバッテリーを示す。

次に、この実施例１の作用を図１８に基づいて説明する。
この実施例１のキャスタ・ホイールを適用した作業車両では、上述のように構成されるため、図１８（イ）に示す作業車両１の前進走行状態から、後進走行状態に変更されると、
まず、図１８（ロ）に示すように、作業車両１の進行方向が変わると、車輪２２が受ける路面との摩擦抵抗で、キャスタアーム２１の位置が作業車両１の移動方向と交差する方向に移動すると共に車輪２２がその回転軸位置Ｑ２を中心として回転し、図１８（ハ）に示すように車輪２２が９０度回転した時点で軸脚２３が車輪２２の回転軸位置Ｑ２まで移動し、その後、図１８（ニ）に示すように、軸脚２３が作業車両１の進行方向にさらに移動し、車輪が１８０度回転した時点で、図１８（ホ）に示すように、キャスタアーム２１の位置が軸脚２３と車輪２２の回転軸位置Ｑ２を結ぶ線上に重なる位置まで移動し、これにより、軸脚２３が横ぶれすることなしにキャスタ・ホイールの方向転換が完了する。

次に、この実施例１の効果を説明する。
この実施例１のキャスタ・ホイールでは、以上詳細に説明したように、作業車両１の進行方向が反転する際における作業車両１の横ぶれを最小限度に抑えることができるようになるという効果が得られる。

また、車輪２２の回転軸位置とキャスタアーム２１とのオフセット量と、キャスタアーム２１と軸脚２３とのオフセット量を同一にすることで、作業車両１の進行方向が反転する際における作業車両１の横ぶれをほぼ完全に防止できるようになる。

また、キャスタ・ホイールの車輪２２を２輪とすることで、車輪２２と路面との摩擦抵抗が高くなるため、作業車両１の進行方向が反転する際における作業車両１の横ぶれ防止効果を高めることができるようになる。

また、従動輪２と、２つの駆動輪３、３と、運転席４と、前後進切替手段５と、操舵手段６とを備え、従動輪２として、キャスタアーム２１に対し車輪２３の回転軸位置が水平方向にオフセットされ、キャスタアーム２１に対し車輪２２の回転軸位置とはオフセットした軸脚２３を備えたキャスタ・ホイールが用いられ、軸脚２３を作業車両１に対し回転自在に取り付けられている構成としたことで、狭い倉庫等においても横ぶれなしに方向転換が可能になるという効果が得られる。

また、両駆動輪３、３はそれぞれ独立した電動モータ３１、３１で駆動され、操舵手段６は、両電動モータ３１、３１の回転差により操舵するように構成したことで、作業車両１の旋回半径を最小限にすることができるようになる。

また、運転席４が作業車両１の前後進方向に反転可能に構成されることで、旋回不能な場所においても、常に進行方向に向いて運転及び作業操作を行えるようになる。

また、運転席４の回転軸支部４１に備えたロックピン４２を作業車両１の車体フレーム１１に備えた係合孔１２に差し込むことで、前後それぞれの進行方向において運転席４の向きを前進方向と後進方向にロックできるように構成したことで、簡単な構造でロック及び解除を行えるようになる。

また、ロックピン４２がスプリング４３の不勢力で係合孔１２への係合状態が維持され、足踏み式のロック解除ペダル４４を踏むことで解除できるように構成されていることで、足踏み操作のみで迅速にロック及び解除操作を行えるようになる。

また、運転席４の前方には、前後進切替手段５と操舵手段６を操作するための１本の操作レバー８が備えられ、該操作レバー８を中立位置から前後方向に傾倒操作することで進行方向の切り替えと走行速度の調整が行われ、左右方向に回転操作することで両電動モータ３１、３１の回転差を調整して操舵が行われるように構成されているため、１本の操作レバー８の片手操作のみで走行速度調整、進行方向切替及び操舵を行なうことができ、かつ、操作レバー８に備え付けられたリフト昇降スイッチ７１によりフォークリフト７の昇降操作等の他の操作を同時に行うことができるようになる。

また、操作レバー８は、無操作時は常に中立位置に戻るように構成されているため、運転者の落下時などの非常時の暴走を防止できるようになる。

また、車両走行及びリフト昇降などの駆動の全てが、バッテリー９の電力で行われるため、環境性能に優れる。

以上本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。

例えば、実施例では、移動体として作業車両を例にとって説明したが、台車、椅子、その他全ての移動体に適用することができる、

また、実施例の作業車両では、キャスタ・ホイールで構成される従動輪２が１輪、駆動輪が２輪の三輪としたが、キャスタ・ホイールで構成される従動輪２を２輪にしてもよい。

また、実施例では、キャスタ・ホイールの車輪２２を２輪にした例を示したが、１輪であってもよい。

また、実施例では、運転席４の反転を手動で行う構成としたが、電動で行えるようにしてもよい。

１ 作業車両（移動体）
１１ 車体フレーム
１２ 係合孔
２ 従動輪（キャスタ・ホイール）
２１ キャスタアーム
２２ 車輪
２３ 軸脚
２４ ベアリング
２５ ベアリング
３ 駆動輪
３１ 電動モータ
４ 運転席
４１ 軸支部
４２ ロックピン
４３ スプリング
４４ ロック解除ペダル
４５ 座部
５ 前行進切替手段
６ 操舵手段
７ フォークリフト
７１ リフト昇降スイッチ
７２ 油圧シリンダー
７３ リンク機構
７４ フォーク
８ 操作レバー
８１ スプリング
９ バッテリー
１０ リンク機構

Claims (10)

1. キャスタアームに対し車輪の回転軸位置が水平方向にオフセットしたキャスタ・ホイールにおいて、
   前記キャスタアームに対し前記車輪の回転軸位置とはオフセットした軸脚を備え、該軸脚を移動体に対し回転自在に取り付け可能に構成されていることを特徴とするキャスタ・ホイール。
2. 請求項１記載のキャスタ・ホイールにおいて、
   前記車輪の回転軸位置とキャスタアームとのオフセット量と、キャスタアームと軸脚とのオフセット量が同一であることを特徴とするキャスタ・ホイール。
3. 請求項１又は２に記載のキャスタ・ホイールにおいて、
   前記車輪が２輪であることを特徴とするキャスタ・ホイール。
4. 従動輪と、２つの駆動輪と、運転席と、前後進切替手段と操舵手段とを備え、
   前記従動輪として、キャスタアームに対し車輪の回転軸位置が水平方向にオフセットされ、前記キャスタアームに対し前記車輪の回転軸位置とはオフセットした軸脚を備えたキャスタ・ホイールが用いられ、前記軸脚を作業車両に対し回転自在に取り付けられていることを特徴とするキャスタ・ホイールを備えた作業車両。
5. 請求項４記載のキャスタ・ホイールを備えた作業車両において、
   前記両駆動輪はそれぞれ独立した電動モータで駆動され、
   前記操舵手段は、前記両電動モータの回転差により操舵するように構成されていることを特徴とするキャスタ・ホイールを備えた作業車両。
6. 請求項４又は５に記載のキャスタ・ホイールを備えた作業車両において、
   前記運転席が作業車輪の前後進方向に反転可能に構成されていることを特徴とするキャスタ・ホイールを備えた作業車両。
7. 請求項６に記載のキャスタ・ホイールを備えた作業車両において、
   前記運転席の回転軸支部に備えたロックピンを作業車輪の車体フレームに備えた係合孔に差し込むことで、前後それぞれの進行方向において運転席の向きを前進方向と後進方向にロックできるように構成されていることを特徴とするキャスタ・ホイールを備えた作業車両。
8. 請求項７に記載のキャスタ・ホイールを備えた作業車両において、
   前記ロックピンは、スプリングの不勢力で係合孔への係合状態が維持され、足踏み式のロック解除ペダルを踏むことで解除できるように構成されていることを特徴とするキャスタ・ホイールを備えた作業車両。
9. 請求項４〜８のいずれか１項に記載のキャスタ・ホイールを備えた作業車両において、
   前記運転席の前方には、前後進切替手段と操舵手段を操作するための１本の操作レバーが備えられ、該操作レバーを中立位置から前後方向に傾倒操作することで進行方向の切り替えと走行速度の調整が行われ、左右方向に回転操作することで両電動モータの回転差を調整して操舵が行われるように構成されていることを特徴とするキャスタ・ホイールを備えた作業車両。
10. 請求項９に記載のキャスタ・ホイールを備えた作業車両において、
    前記操作レバーは、無操作時は常に中立位置に戻るように構成されていることを特徴とするキャスタ・ホイールを備えた作業車両。

Images