JPS6038204A

JPS6038204A - 自在車輪

Info

Publication number: JPS6038204A
Application number: JP14636983A
Authority: JP
Inventors: Masao Obata; 小畑　征夫; Kazuo Kaneko; 一男金子; Hitoshi Ogasawara; 均小笠原; Mitsuru Watabe; 満渡部
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1983-08-12
Filing date: 1983-08-12
Publication date: 1985-02-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、移動する台車等に、走行方向の転。

換用に取り付けられている自在車輪に係り、特。

に１台車等を自動走行させる場合に、意図する。

制御方向に沿って、前記台車等を走行させるの−に好適
な自在車輪に関するものである。　。

〔発明の背景〕

従来、移動する台車等の走行に際して、走行方向の転換
を容易に且つ自在に行なえるように、。

第１図に示すような自在車輪が、たとえば台車０等の前部に１〜２個（後部には、方向固定車輪が２個）
取り付けられている。

第１図は、従来の自在車輪の平面図、第２図は、第１図
のＸ１断面図である。

図において、１は自在車輪であり、２が車輪である。３
は１台車等（図示、せず）に締結するための穴５ａ　、
後記の鋼球５を保持するために形成された凹部５ｂ、後
記の旋回軸６を固設するための穴３Ｃを有する取付ベー
スである。４は、鋼球５を保持するために形成された凹
部４α、旋回軸６が通る穴４ｂ、車輪２を回転自在に支
持する。

後記の車輪軸７を固設する脚部４Ｃおよび穴４ｄを。

有するフレームである。５は、取付ベース３の。

凹部５ｂとフレーム４の凹部４αとで１回動自在に。

挟設された鋼球であり、６は、鍔部６σを有し１、増付
ベース３の穴３Ｃに固設された旋回軸である。

７は、軸受８が嵌入された車輪２を回動自在に支持する
車輪軸である。

そして、自在車輪１単体の動きは、走行時に。

車輪２が回転し、方向転換時は、車輪２ととも１（）にフレーム４が、旋回軸６を回転中心に回動するもので
ある。

このように構成した自在車輪１を台車等に取付けて、車
輪２に荷重の加わりたもとでの、自在車輪１の動きを述
べる。

５台車等の走行方向が、第１図における矢印Ｘ１方向で、
車輪２の進行方向も矢印Ｘ１方向である場合１台車等は
、意図した制御走行方向へ進み。

なんら問題はない。これに対して意図する台車等の制御
走行方向が、第１図における矢印Ｘ１方向で、車輪２の
向き方向が矢印Ｘ１方向である場。

合、方向転換に抗するモーメントのうち、旋回。

軸６を中心にして、車輪２をＹ、線上に移動させ。

る抵抗モーメントにくらべて、第２図における。

車輪２と床面（図示せず）との接触点Ｂを通る一線Ａ−
Ａを中心にして、車輪２を旋回させ、矢。

印Ｙ１方向に向かわせる抵抗モーメントの方が小さく・
。このため、旋回軸６は、Ｂ点を中心として旋回半径ｄ
で旋回し、線Ａ−Ａ側へ回転移動して、Ｘ１方向と平行
なＹ１上へ移動し、車輪２は。

０Ｂ点を中心として旋回しＹ′方向に向く。すなわち自在
車輪１が取り付いている台車等が、走行方向の転換時に
、旋回半径ｄだげ、線Ａ−Ａ側−・位置の穿れを生ずる
ことになる。

以上説明し、たよりに、従来の旋回半径ｄを有】５する構造の自主車輪１が取り付けである台車等は、走行
方向が転換した場合に、意図した制御走行方向に対して
１位置の“ずれを生ずるという欠点があった。これは、
たとえば１台車等をＸ１方向へ走行させて所定位置まで
来たとき、Ｙ１方・　５　・向へ急激に方向転換させた場合、距離ｄだげ位・置がず
れることになり１台車等の位置および走。

行方向などの制御を困難にし、且つ走行動作に。

おける走行経路の繰返し再現性をなくす原因に。

なるものである。

〔発明の目的〕

本発明は、上記した従来技術の欠点を除去し。

て１台車等の走行方向の転換に当たって、載台、車等を
意図した方向へ９位置のゝずれがなく方向。

転換させることができる自在車輪の提供を、そ１．。

の目的とするものである。

〔発明の概要〕

本発明に係る自在車輪の構成は１球を、この球の外径よ
りもやや大きい内径を有し、下端に前記球の脱落を防止
するための突起部を設けた円筒状の球支持筒内に、その
一部分が該球支持筒の下端から下方へ突出するようにし
て収納し。

この球支持筒内の前記球の上部に１円筒中心線を回転中
心にして旋回自在で、且つ前記球の転がりにともないこ
の球と接触して自在に回転す・　４　・る２個の小車輪を、前記円筒中心線に対して対・称位置
に配設し、走行方向の転換時には、前記。

２個の小車輪が前記円筒中心線のまわりに自動。

的に旋回してその向きが前記走行方向と一致し、前記球
の反力を前記２個の小車輪と、前記球と。

前記球支持筒の前記走行方向と反対側の内面と。

の接点とで受けて、前記球が前記走行方向へ転。

かり移動するようにしたものである。

さらに詳しくは次の通りである。

台車等の走行方向転換時に１位置の穿れを生％　１０じさせないためには、自在車輪として、旋回半径ｄ＝０
の球を取り付けることが考えられるが。

このような台車等を走行させようとした場合。

球は転がり移動せずに、すべり移動するので。

台車等はスムーズに移動しない。この理由は。

５球を転がり移動させるためには１台車等の移動速度が１
球の転がり移動速度の２倍でなければならないという条
件によるものであり１台車等に球を直接取り付けたので
は、その条件が適えられないからである。また１球は、
いかなる方向へも転がるため、転がり方向が台車等の意
図。

した走行方向であるとは限らず、したがって、・台車等
の走行方向を決定し得ないものである。・本発明は、上
記した１球を使用した台車等の・問題点を解決した。旋
回半径ｄ＝ｏの自在車輪５の構成に関するものである。

すなわち１球を、この球の外径よりもやや大。

きい内径の円筒状の球支持筒で保持し、この球。

支持筒内に１回転および旋回が自在である２個。

の小車輪を設置して、前記球を受ける構成とし１゜たも
のである。このように構成することにより、。

球を転がすための［球の転がり移動速度にくら。

べて１台車等の移動速度を２倍にしなげればな。

らない」という条件を１回転可能な前記２個の。

小車輪で、前記球を受ける（すなわち１台車等−１シには直接取り付けない）ことで満たした。そして１球か
らの反力を、前記２個の小車輪と前記８球支持筒の内周
壁との３点で受け１台車等の走。

行方向の転換に際しては、前記２個の小車輪の車輪が自
動的に回転し、該小車輪の向きが台車等の走行方向と自
動的に一致するようにして、・球を、意図した台車等の
制御走行方向へ１位置・のシれを生ずることなく転がり
移動できるよう・したものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明を実施例によって説明する。

第３図は１本発明の一実施例に係る自在車輪。

の縦断面図、第４図は、第５図のＳ−５矢視断。

面図である。

図において、９は１本実施例の自在車輪であ、。

る０そして、１０は、ポリアミド樹脂等で成形さ。

れた球、１１は、この球１ｏの外径よりもやや太き。

い内径を有する円筒状の球支持筒で、この球皮。

持筒１１は１円筒部１１α０台車等の数句ベース１１゜
ｂ、取付穴１１Ｃ１後記のポールベアリング１５が１′
ｉ嵌入される穴部１１ｄ、前記円筒部１１１Ｚ内に入れ。

た球１０が脱落するのを防止するための突起部ｉｉｇを
有し、この球支持筒１１内に球１ｏを、その一部分が該
球支持筒１１の下端から下方へ突出するよう。

にして収納している。１２は５球支持筒１１内の球１゜
の上部にあって、後記の小車輪１４α、１４ｂの支・持
部１２α、旋回軸１２ｂ、および鍔部１２Ｃが一体。

になった小車輪フレームである。１５は、小車輪。

フレーム１２を、旋回自在に支持するボールベア。

リングである。１４α、１４ｂは１円筒中心線１６１゜
すなわち１球１０の中心を原点とした座標系ｏ　−。

ｘｙｚのｏｚ軸を中心にして旋回自在で、且つ。

球１０の転がりにともないこの球１０と接触して自。

在に回転するように、小車輪フレーム１２の支持。

部１２αに固着された車輪軸１５に回転自在に嵌められ
た小車輪で、これら小車輪１４ａ、　１４Ａの、。

球１０と接する部分にＲ部が設けられている。

このように構成した本実施例の自在車輪９を。

台車等に散り付けたときの動作を説明する。球１０に荷
重が加わったもとで１球１０の反力は、２＋５個の小車輪１４ａ　、　１４ｂと１球１０と小車輪１４
α。

１４ｂとの接点間の距離を底辺とする二等辺三角形の頂
点で、且つ球１０と球支持筒１１の円筒部１１゜ａの内
面の接点である点Ｐ、もしくは、この点と対称の点Ｐ＋
’Ｃｘ　ｙ面にある）とに作用する。

したがって１台車等の意図する制御走行方向。

が、第４図における矢印Ｘ方向で、小車輪１４α、。

１４ｂの向き方向も、矢印Ｘ方向の場合には１球。

１０は、２個の小車輪１４Ｑ　、　１４ｂおよび点Ｐ１
に反。

力が作用した状態で、小車輪１４σ、１４ｂを回転。

させながら、矢印Ｘ方向と転がり１台車等は、。

意図した制御走行方向の矢印Ｘ方向へ、なんら。

問題なく進む。

、−万１台車等の意図する制御走行方向が、第。

４図における矢印Ｘ方向で、小車輪１４α、　１４Ａ、
。

の向き方向が矢印Ｘ方向の場合にはｓ７’７点が作用し
１球１０を２＠まわり（第４図の０点のまわり）に時計
方向へ回わすモーメントと、床（図示せず）と球１０の
接点Ｃに摩擦力が作用し１球１０をｙ軸回わりに時計方
向へ回わす（すなわち。

５球１０をＸ方向へ転がす）モーメントとが生じ。

球１０は、２軸まわりを回わりながら、ｙ軸まわりを回
転する。またこれと同時に１球１ｏのｚｍまわりの前記
回転にともない小車輪１４Ｑ　、　１４Ａが回転しなが
ら、小車輪フレーム１２の旋回軸１２ｂ（すなわち２軸
）を中心にし７て１反時計方向・へｙ軸上まで自動的に
旋回１〜１球１０と円筒部１１・ａの内面の接点は、　
Ｐ＋からＰ２へ移動する。以上・説明した球１０の動き
において５球１０は２軸まわ。

りを旋回半径１１（＝Ｑで旋回１．７．この旋回は２球
）１００転がり方向を制限するものではなく１球１０゜
の転がり方向になんら影響を及さないため１球。

１０はｙ＠まわりを回わり、矢印Ｘ方向へ、転が。

す１台車等はスムーズに進む。したがって１本。

実施例の自在車輪９を取り付けた台車等を、嵩１゜図し
た制御走行方向へ１位置のすれを生ずるこ。

となく、方向転換し、走行させることができる。。

以上説明ｌ−だ実施例によれば１台車等の方向の転換に
当って、従来の自在車輪のように、車。

輪の旋回によって台車等の走行方向に対ｔ７て位■ 置のずれを招くことがなく、意図する方向へ走行させる
ことができる。また自動走行させる台車等圧適用した場
答に１台車等の位置および走行方向の制ａＳよび制御装
置が容易になるという効果がある。

、１１　。

なお１本実施例においては１球１０として、床。

に傷を付けないという配慮からポリアミド樹脂。

製のものを使用したが、鋼製などの球を使用し。

た自在車輪であっても１本発明の効果を奏する。

ものである。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように本発明によれば、。

台車等の走行方向の転換に当たって、該台車等。

を意図した方向へ１位置のずれがなく方向転換。

させることができる自在車輪を提供することが、。

できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の自在車輪の平面図、第２図は、第１図
のＸ１断面図、第６図は１本発明の一実施例に係る自在
車輪の縦断面図、第４図は。５第３図のＳ−５矢視断面図である。９・・・自在車輪、１０・・・球、１１・・・球支持筒
、１２・・・小車輪フレーム、１４（２，１４，６・・
・小車輪、１５・・・車輪軸２１゛６・・・円筒中心線
。吊　７図第２Ｚ第　３２第４ｚ

Claims

【特許請求の範囲】１、　球を、この球の外径よりもやや大きい内径。を有し、下端に前記球の脱落を防止するだめの。突起部を設けた円筒状の球支持筒内に、その−。部分が該球支持筒の下端から下方へ突出するよ。うにして収納し、この球支持筒内の前記球の上。部に１円筒中心線を回転中心にして旋回自在で、。且つ前記球の転がりにともないこの球と接触し０て自在に回転する２個の小車、輪を、前記円筒中。心線に対して対称位置に配設し、走行方向の転。換時には、前記２個の小車輪が前記円筒中心線。のまわりに自動的に旋回してその向きが前記走。行方向と一致し、前記球の反力を前記２個の小車輪と、
前記球と前記球支持筒の前記走行方向と反対側の内面と
の接点とで受けて、前記球が前記走行方向へ転がり移動
するようにしたこと。を特徴とする自在車輪。