JPH0221283Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本願の考案は弾性ボールキヤスタの改良に関す
る。

従来例としてたとえば本願創作者によつて既に
提供された実開昭55−131802号公報（以下従来例
１と記す）に記載された弾性ボールキヤスタがあ
る。これは第１図Ａ，Ｂに示すように断面Ｃ字形
の環状溝２を有する受体３の上記溝の開口面を走
行ボール１の上面に臨ませ、上記溝内に配列され
た多数の小ボールの夫々を上記ボール外周と環状
溝に接触させ、また受体３の外側をおおい上から
の荷重を受ける筒体５に弾性撓み部材６の外面下
端を、その上端を上記受体３に夫々一体に接続し
てなるものである。この構成において筒体５は上
からの荷重を受けかつ水平力Ｆが作用するとボー
ル１が路面抵抗を受けて転動F′する。これと共に
弾性撓み部材が撓められこの撓みによりトレール
ｔを生じ受体の環状溝の後方（図の右方）に大部
の荷重が作用する。この荷重が作用するボールの
極点近くの部分の溝内の小ボール４はボールの転
動に伴い転動するが、この転動ｆは溝内を溝に沿
う切線方向に直角の向きに辷ることになる。この
辷り摩擦抵抗（スラスト）は上からの荷重により
大きいものとなるので小ボールと共に転動するボ
ールの走行抵抗も著しく大きくなりその走行性が
減殺される。

そこで本願において、小ボール４が環状溝内で
辷り摩擦となつたのは環状溝内に配列された小ボ
ールの中心を含んでなる面（これを環状溝面又は
環状面と記す）が水平面となつていることに着目
し、この環状溝面をボールの走行方向Ｆを含む中
心垂直面Ｓの左右に垂直に対設する構成としたの
である。即ち第２図Ａ，Ｂに示すように走行方向
（水平力Ｆの方向）を含むボールの中心垂直面Ｓ
に環状溝２を有する受体３をボール１を挟んで左
右に対設し、ボールがＦの方向に転動するときボ
ールに接して転動する小ボールが溝内を転動して
循環しボール及び小ボールが共に辷り摩擦のない
転動状態になるようにしたのである。なお図中１
０は上端に支持軸１２を起立させ、支持軸の基部
に上からの荷重を受けるベヤリングを備えた筒体
であり図示しないが筒体と受体の間に後記のよう
に弾性部材が挿着されているものとする。

次に本願の作用を説明する。第８図Ａのように
筒体が荷重を受けて環状溝面が走行方向又は水平
力Ｆの方向に傾斜する場合にボールがＦの方向に
転動すると後記のように前方の環状溝内の小ボー
ルによるf₁、後方の環状溝内の小ボールによるf₂
のスラストが受体に作用し、弾性部材は撓んでト
レールｔを生じf₁＜f₂である。このときf₁，f₂の
スラストにより矢印R₂＋R₁の方向に受体及び筒
体が回動し想像線のように環状溝面がＦの方向に
一致したとき、その回動が停止し、ボール及び小
ボールが第２図Ａ，ＢのようにＦの方向に転動
し、小ボールは環状溝に沿つて辷りのない転動状
態となり、筒体はＦの方向に走行する。したがつ
て従来例１によつては辷り摩擦が多く使用できな
い場合でも本願によれば快適なキヤスタ性を有す
る弾性ボールキヤスタとして使用し得る。

更に本願において第８図Ｂに示すようにボール
１の垂直中心面Ｓに対称位置に並設された環状溝
面が水平力Ｆに対し直角に位置する場合にはトレ
ールが生じてもf₁…，f₂…が共に平衡するため筒
体の回動方向が不定となる。これを防ぐため上記
垂直面Ｓに対し一定の角度αを設けた環状溝面を
Ｓの左右に対称に設け水平力Ｆの方向がＳの如何
なる方向から作用しても筒体が右又は左廻りのい
づれかに回動できるようにした。

以下その作用を第３図Ａ，Ｂ，Ｃ及び第４図
Ａ，Ｂ，Ｃにより説明する。図はいづれも平面図
とし小ボール４₁…，４₂…は上から荷重が働いた
とき大きい荷重を受けしかも受面との間で大きい
摩擦抵抗を受ける部分の小ボールのみを図示して
ある。

第３図Ａのように垂直面Ｓに対し水平力Ｆが直
角に作用する場合Ｆの前方の小ボール４₁より後
方の小ボール４₂に大きい荷重がかかりボール１
の転動による摩擦抵抗もf₁よりf₂の方が大きい。
したがつてf₁，f₂のスラストを受けた受体３₁，３
_２及び筒体１０は矢印R₂−R₁のように回動する。
次に小ボール４₂を配設した受体３₂がＦに平行に
なるまで筒体が回動すると小ボール４₂は受体３₂
の受面（環状溝）を転動し摩擦抵抗は少くR₂は
ほぼ零になり、一方受体３₁には小ボール４₁のf₁
に基くスラストがあり筒体はR₁のみで回動する。
（第３図Ｂ）その結果Ｃ図のようにＦの方向は垂
直面Ｓ内にあい受体３₁，３₂の小ボール４₁，４₂
によるスラスト及びR₁，R₂は方向が反対で大き
さが等しく平衡状態になる。このとき小ボール４
_１，４₂等は夫々受体３₁，３₂の受面内で転動し溝
内を循環しかつボール１の外周上を転がる。

次にＦの方向に受体３₂の環状溝面が垂直の位
置にある第４図Ａの場合にはR₂＝０でR₁のみで
筒体が支持軸に右回りに回動しＢ図の位置にくる
とf₁はほぼ零でR₁＝０，R₂の方向に筒体が回動
する。そしてＣ図のようにＳの面内にＦが含まれ
る平衡状態に達する。

こゝで第３図Ａと第４図Ａとを比較すると筒体
１０の回動方向が互いに相反するから第３図Ａの
位置と第４図Ａの位置の中間にいわゆる思案点が
ある。しかしこの点ではいづれの環状溝面も垂直
面Ｓに対し傾斜角αを持つているからその点にお
ける水平力Ｆを含む垂直面に対してはいづれの環
状溝面も異つた傾斜角をもつており小ボールの転
動抵抗に差異があるので、その傾斜角に対する
R₁又はR₂のいづれか大きい方に筒体が回動し、
その回動が右回りであるにせよ左回りであるにせ
よ筒体が支持軸の回りにスラスが平衡するまで回
動し、その後スラストの平衡する安定滑らかなボ
ール及び小ボールの転動が行はれる。即ちボール
は走行方向に路面上を転動し、小ボールは溝に沿
つて転動し円環状の溝を循環する。かくしてＦが
どのような方向から作用したとしても第３図Ｃ又
は第４図Ｃの平衡位置に筒体が支持軸の回りに回
動し転がりのみの軽快なキヤスタ性を保存するこ
とができる。

上記のように第３図Ｃの場合にはボールがＦの
方向に転動して走行するとき受体３₁の小ボール
４₁…のスラストによるモーメントR₁と、受体３₂
の小ボール４₂…のスラストによるモーメントR₂
が互いに逆向きで平衡する。もし受体３₁のＳに
対する傾斜角αが小さくなれば小ボール４₁…が
転動するときのスラストR₁は小となり、受体３₂
のＳに対する傾斜角αは大きくなり小ボール４₂
…が転動するときのスラストとR₂が大きくなつ
て筒体は平衡な位置に回動して復元しようとす
る。受体３₂の傾斜角αが小さくならうとする場
合にも浄記と同様に受体３₁の傾斜角αが大きく
なつて筒体を平衡位置に回動させようとし筒体は
安定な平衡位置に保たれる。したがつてボール１
はＦの方向に安定に平衡して転動し走行すること
ができる。第４図Ｃの場合も同様である。

既に記載した第２図の環状溝及び後記の従来例
２の弧状凹溝はいづれも垂直面Ｓに対し平行に対
称に設けてある。この場合一側の溝面がＦと僅か
に傾斜すると他側の溝面も僅かに傾斜し溝内の小
ボール（転球）が転動するときのスラストは共に
筒体を一方向に回動させ各溝面はＳの面に一致し
ようとするがその回動がＳ面を僅かに超えると小
ボールのスラストで逆向きに回動しようとする結
果ボール又は筒体の転動方向又は走行方向は右又
は左側に不安定に回動又は走行しそれらは自動的
に制約されることがない。一側の環状溝内の小ボ
ールのスラストによる筒体の回動を他側の環状溝
内の小ボールのスラストにより制御することがで
きないのである。

なお上記環状溝２に配列された小ボール４…の
中心を含む平面は、垂直面Ｓと図示の傾斜角αを
有すると共に地平面に対し傾斜角βを設けてい
る。傾斜角βを設けたのは環状溝内の小ボール上
方の位置をボールの上極点に近づけて上から荷重
を受けたとき小ボールがボールの周面と溝との間
に挟み込まれて転動性が妨げられるのを防ぐと共
に小ボールの下方の位置を地表面から上方に遠ざ
けてボールが走行するさい地上の障害物を避ける
趣旨である。

ここで従来例としてたとえば特公昭35−4018号
公報（以下これを従来例２と記す）に記載のもの
と比較すると、従来例２は第７図に示すように、
円筒状球輪保持体１０′、円筒状球輪保持体の偏
心位置（トレール）t₀に転動球１′、t₀と転動球
の中心を含む垂直面に中心を挟んで左右対蹠的に
設けた弧状溝２′，２′弧状溝を転動する多数の転
球４′、円筒状球輪保持体の中心及び外周を支承
する装置１７′，１７″からなる。なお図中のダツ
シユを取去つた符号を本願の対応する部材の符号
に一致させた。この構成は本願の弾性撓み部材６
に該当する構成部材を欠く点において本願と根本
的に相異する。更に従来例２には初めからトレー
ルを設けているが本願は水平力が作用し路面抵抗
と弾性撓み部材の撓みによつて自動的にトレール
が生ずるのであらかじめトレールを設けない。

したがつて作用効果に関し、本願においては水
平力Ｆが作用したときＦの方向にトレールが生じ
その方向にボールが走行しボールを内部に挿着す
る筒体はボールと偏心しないからボールが走行す
るさいボールの走行線を外れることがない。水平
力Ｆの方向に全体として直進するのである。（第
８図Ａ）一方従来例２によれば水平力Ｆが作用す
ると（第７図）偏心量t₀×Ｆに相当するモーメン
トにより転動球の中心O″の回りに保持体が回動
し偏心量t₀がＦの方向に一致した位置で転動球が
路面上を転動し、このとき転動球上の転球も弧状
溝に沿つて転動し、転動球がＦの方向に走行する
と共に保持体が転動球の走行線に沿つて移動す
る。図示のように保持体内の偏心位置に転動球が
嵌合する半球状凹部を設けてあるから転動球の走
行するさいの保持体が占める移動面積は転動球の
占める走行面積に較べて著しく大きい。従来例２
の転動球の大きさと本願のボールの大きさが等し
い場合に保持体と筒体とが走行線上を走行する移
動面積の大きさを第７図と第８図Ａとによりその
較差を見ることができる。また従来例２の保持体
が本願の筒体に比して大きいため保持体を支承す
るベヤリング１７′，１７″も本願のベヤリング１
７に比して大径となる。したがつてそれらが回動
するための回転抵抗は従来例２の方が本願より著
しく大きくなる。このためあらかじめ設けた偏心
量に対する保持体の回動が緩漫となり、ときには
その回動が不能となる。一方本願において小径の
ベヤリングを設けたことによるベヤリングの僅か
なガタ付きが撓みによるトレールを増大させ、小
ボールのスラストによる筒体の回動を敏活にする
という両者の差異が生ずる。更に従来例２の転球
４′は弧状溝２′とこれに直角な輪状凹部を循環し
転動する構成であるから弧状溝と輪状凹部の連結
部で大きい転動抵抗を受ける。しかし本願によれ
ばボールは円環状の環状溝を転動するので循環す
る転動抵抗は少い。この転動抵抗の両者の差異は
転動循環速度の増大に伴つて大きくなる。

よつて従来例２と本願とは構成及びそれに伴う
作用効果において著しく相異する。

以上の従来例の存在にかんがみ、本願の技術内
容を第５，６図の実施例のように具体化するに至
つた。即ち１は任意の方向に転動し得るボール、
３は断面Ｃ字形の環状溝２を有する受体、該受体
は溝の開口をボールの外周に臨ませボールを挟ん
で左右に対設され、溝内にはボールの外周に接す
る小ボール４を多数配列し、各小ボールが溝に沿
つて転動し環状溝内を循環するようにしてある。
１３はベロー状に形成された弾性部材からなる筒
体で下部内面は下向き椀形の半球面をなし、その
内面に前記受体３の外周が挿着される半環状溝１
４を設けてある。筒体１３は高さの途中でベロー
状に屈曲し、その屈曲形態は図示のように上から
下向きに屈曲する上部屈曲部１３′と下から上向
きに屈曲する下部屈曲部１３″とからなるもので
この屈曲部により筒体は上からの荷重Ｗを受けて
撓められてかつ横からの押圧力Ｆのための倒れに
耐えるに充分の剛性が与えられている。該受体の
上端部は鍔状のベヤリング受盤１５の周縁を僅か
に垂下させた下面内側隅部に接着してある。ベヤ
リング受盤１５の上面中央部に支持軸１６を垂設
し、支持軸１６の基部にスラストベヤリング１７
を設け、スラストベヤリングの上部基盤１８を固
定部１９の下面に取付けてなる。また上記環状溝
面は垂直面Ｓと傾斜角αを有すると共に地平面に
対し傾斜角βを設けていること前記のとおりであ
る。

以上のように本願によればボールの接地点と支
持軸心の接地点との間に偏心（トレール）を設け
ていないがベロー状の筒体を設けたことにより水
平力Ｆの方向にトレールを生じ、任意の方向に転
動し得るキヤスタ性を有すると共に円滑な走行性
を有する弾性ボールキヤスタを提供することがで
きる。従来のキヤスタでは偏心部分が支持軸の回
りに盲動して広い危険空間を有し邪魔になるばか
りでなく意匠性の少いものであつた。しかし本願
によれば脚端に設けた筒体がその儘の姿で下端の
ボールの転動により任意の方向に静かに走行する
から従来のキヤスタの欠点が除かれる。上記の筒
体は従来例１の筒体７を省略したものであり全体
として形状空間と作動空間が節約されコンパクト
で意匠性があつても好ましい。

なおボールの材質は鋼、軽合金、合成樹脂なと
で小径のものは実体とするが、やゝ大径のもので
あれば中空とする。中空ボールの製作には先づ半
球形椀形のものを造りその周縁を他と接着した後
外形を球面仕上すればよい。また筒体はゴム材で
塑性加工すればよく、いづれも量産性があり用途
範囲は一般家具から運般車に至るまで広く使用す
ることができ企業性があり実用的価値が高い。

【図面の簡単な説明】

図面は本願の実施例を示し、第１図Ａ，Ｂは従
来の弾性ボールキヤスタの側面図及び弾性撓み部
材を除いた矢視における平面図、第２図Ａ，Ｂ
は本願の転動性を良くする装置を説明する平面図
及び側面図、第３図Ａ，Ｂ，Ｃ及び第４図Ａ，
Ｂ，Ｃは本願のキヤスタ性を説明する図、第５図
Ａ，Ｂ及び第６図Ａ，Ｂは本願の一実施例の平面
図及び一部切断せる前面図、第７図は従来例２の
作用を説明する図、第８図Ａ，Ｂは本願のキヤス
タ性を説明する図である。 図中、１はボール、３は受体、４は小ボール、
１０，１３は筒体である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 任意の方向に転動し得るボールと、ボールの上
   部外周を囲い上端にはボールの垂直中心線にほぼ
   一致させた支持軸を起立させ高さの中程をベロー
   状に屈曲成形し全体として撓み性と倒れに対する
   剛性を有する筒体と、支持軸の基端に設けられ固
   定部から荷重を受け筒体を支持軸の回りに回動さ
   せるベヤリングと、ボールの外周に臨み環状の開
   口部を設けてなる環状溝を有しこの溝を含む環状
   面が上記ボールの中心線を含む垂直面Ｓに対し一
   定の角度αを設けて対称となり、上記環状面が
   夫々ボールの接地面と傾斜角βを有し、かつボー
   ルの上極点近くに臨んでいるように筒体の内面に
   挿着された一対の受体と、上記溝の底とボールの
   外周に接し前記環状溝に沿つて多数配列されてい
   る小ボールとからなり、 走行方向に転動するボールに接して小ボールも
   溝の開口に沿つて転動し、この転動のスラストを
   筒体に与えて筒体を支持軸の回りに回動させ、ス
   ラストの平衡した位置でボールが走行方向に転動
   すると共に小ボールも溝に沿つて転動し環状溝を
   循環するようにしたことを特徴とする弾性ボール
   キヤスタの構造。