JP2007038742A - キャスター用車輪 - Google Patents

Abstract

【課題】サスペンション機能を有したキャスター用車輪において、本来のサスペンション性の向上のほか、さらにサスペンション部の経年劣化を減少させる。
【解決手段】中心部に車軸部を有したサスペンション部および該サスペンション部の外周側に取り付けたベアリングとを介して環状の接地部を有するキャスター用車輪において、サスペンション部内にクリープ現象を防止するためのバネを取り付けた。これによりキャスターを取り付けた台車等の走行に際し、上下方向の衝撃を吸収するほか、特に水平（前後）方向の衝撃をも十分に吸収することができることに加え、クリープ現象を防止するためのバネにより台車等移動用具類の非積載時においても、移動用具自体の自重による荷重（質量）を、取り付けたキャスターの全個数により常時分担して担うことができ、衝撃吸収機能の経時的な劣化を大幅に改善して耐久性を向上させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばストレッチャーなど病院内外での使用に供される各種の移動用具に使用されるサスペンション機能を有したキャスター用車輪に関し、走行に際して垂直（上下）方向のみならず水平（前後）方向からの路面ならびに段差乗り越え時の衝撃吸収性を著しく向上させて静粛性と路面衝撃吸収性を向上させるとともに、サスペンション部の経年劣化を減少させて耐久性を大きく向上させることを目的とする。

路面からの衝撃を吸収する構造を備えたキャスターとしては、これまでにいくつか提案がなされているが、一例として例えば、対向する一対のホイール板により車輪のリム部分を挟圧することによりタイヤ内部のスポンジ材が圧迫されるようにし、このスポンジ材の圧迫の度合いによりタイヤの硬さを任意に調整して走行路面の状況に合わせてクッション性を可変可能にしたものが知られている（特開２００４−９７４２０号公報参照）。
特開２００４−９７４２０号公報

しかしながら、路面からの衝撃を吸収することができる構造のキャスターにあっては、移動用具の非積載時においても、少なくとも移動用具自体の自重による荷重を担っているために、キャスターの衝撃吸収機能が次第に劣化する。またそればかりでなく該キャスターを取り付けた台車などの不使用時においても、キャスター周面における床面に接した同一箇所にのみ荷重が集中する結果、いわゆる「クリープ現象」が発生し、経時的に衝撃吸収機能が劣化しやすい難点がある。

そこで本発明は上記の課題を解決し、台車走行時における垂直（上下）方向の路面衝撃のみならず走行する水平（前後）方向の路面衝撃をも十分に吸収することができ、しかも台車の使用時・不使用時を問わず台車の自重による衝撃吸収機能の経時的劣化を防止して耐久性を大きく向上させるようにしたものであって、具体的には請求項１に記載の発明は、中心部に車軸部を有したサスペンション部および該サスペンション部の外周側に取り付けたベアリングとを介して環状の接地部を有するキャスター用車輪において、サスペンション部内にクリープ現象を防止するためのバネを取り付けたことを特徴とするキャスター用車輪に関する。

さらに請求項２に記載の発明は、サスペンション部は車軸部に固定され、相互に一定の間隔を介して対設された一対のディスクと、該ディスク間における少なくとも上部および下部にそれぞれ挟持された弾性体と、上下部の各弾性体に内周側中心から軸芯方向に伸びる支柱の一端を固定させた車輪用リムと、左右ディスク間に一体に架け渡された台座部と上部または下部に位置する支柱間に介在させたところの、圧縮方向に対して反発力を有する、クリープ現象を防止するためのバネとからなるものであるところの請求項１に記載のキャスター用車輪に関する。

さらに請求項３の発明は、サスペンション部の周りにベアリングを介して取り付けられる環状の接地部が、内部中空のタイヤであるところの請求項１又は請求項２に記載のキャスター用車輪に関する。

本発明は上記した通り、中心部に車軸部を有し、しかも該車軸部の周りに車軸部の軸方向に平行な台座を介して保持され、相互に一定の間隔を介して対設された一対のドーナツ状のディスクと、該ディスク間における外周側端部に弾性体を挟持させたサスペンション部により、キャスターを取り付けた台車等の走行に際し、垂直（上下）方向の衝撃を吸収するほか、特に水平（前後）方向の衝撃をも十分に吸収することができることに加え、さらに上記したサスペンション部内にクリープ現象を防止するためのバネを介在させたために、より一層衝撃吸収特性が向上するのみならず、台車等移動用具類の非積載時においても、移動用具自体の自重による荷重（質量）を、取り付けたキャスターの全個数により常時分担して担うことができ、衝撃吸収機能の経時的な劣化を大幅に改善して耐久性を向上させることができる。

以下において本発明の具体的な内容を図の実施例に基づいて説明する。なお各図において同一又は相当部分には同一符号を付して説明する。図１および図２には本発明の第１実施例に係るキャスター用車輪の構造があらわされており、図１には本発明に係るキャスター用の車輪１の半裁側面図（Ａ）およびその中央縦断面図（Ｂ）が示されている。同図において車輪１は中心部に車軸部３を有したサスペンション部２と、ベアリング１２、および環状のリム１３に支承された接地部１４とから構成される。

サスペンション部２は、相互に一定の間隔を介して対設されたところの、中心に側方に向けた凹部を形成してこれを車軸部３とした左右一対のディスク４・４と、該ディスク４・４間における少なくとも上部および下部にアウターパッド５ａ・５ｂを介して挟持され、しかもその中間にインナーパッド６ａ・６ｂを保持させた弾性体５・５と、上下部の各弾性体５・５間に保持させたインナーパッド６ａ・６ｂに、内周側中心から軸芯方向に伸びる支柱７ａの一端を固定させた車輪用リム７と、左右のディスク４・４間に一体に架け渡された台座部８と、該台座部８と下部に位置する支柱７ａ間に上下のバネフランジ９・１０を介して取り付け介在させたところの圧縮方向に対して反発するクリープ現象を防止するためのバネ１１とから構成される。

なお、ここで使用される弾性体５はゴムあるいはウレタンなどの弾性のある材質のものが用いられ、アウターパッド５ａ・５ｂおよびインナーパッド６ａ・６ｂに対して加硫接着又は接着剤を用いて接着されている。なおこの弾性体５は支柱７ａにかかる荷重を十分に支えることが可能なある程度の厚みと弾性力を有するものが用いられる。またクリープ現象を防止するためのバネ１１については鋼などから成るのコイル状の圧縮バネが用いられる。

なおここでクリープ現象を防止するためのバネ、すなわち「クリープ防止バネ」とは、本発明に係る車輪１が取り付けられる台車等の全体質量による負荷重をうけてサスペンション部２の弾性体５に永久歪を生じるのを防止するべく介在させたバネを意味しており、台車等の全体質量が３０kgと仮定した場合に、４箇所の車輪１にそれぞれかかる負荷重は７．５kgfとなる。したがってそれぞれのキャスター用車輪１に備えられるクリープ防止バネ１１の弾性力としては７．５kgfの負荷に釣り合うだけの反発力を常時有するものであることが理想的である。

上記の構成において、車輪１をキャスター用とし、これをストレッチャー等の搬送用台車に対し、左右の車軸部３内に支承アーム（図１では省略、図２では１５）の突起部１６・１６を嵌め込んで支承させた本発明の車輪１を取り付けた場合における弾性体５およびクリープ防止バネ１１の具体的な作用について図２をもとに説明をすると、同図（Ａ）は空車時（積載物なし）の状態をあらわし、ここでは搬送用台車の自重を等分して支承する車輪１の負荷を、これに略釣り合う反発力を有した各車輪１のクリープ防止バネ１１が常時上方に押し上げているために各弾性体５には格別負荷がかからないから変形がみられない。

さらに同図（Ｂ）は標準重量積載時をあらわしており、支承アーム１５を介して搬送用台車およびこれに積載した患者などの積載物の全重量が車輪１のサスペンション部２にかかった場合に、この全荷重は左右一対のディスク４・４および各弾性体５、車輪用リム７、およびベアリング１２を介して路面に接する接地部１４にかかる。

路面から受ける反力は、中空の接地部１４自体の撓み力のほか、サスペンション部２の各弾性材５の撓み変形による弾性力がこれを支えるのみならず、既述したクリープ防止バネ１１による上方押し上げ力が補助的にこれら弾性体５の撓みを軽減させる。さらに同図（Ｃ）は最大積載時をあらわしており、搬送用台車およびこれに積載した患者などの積載物の全重量が積載限界に達した場合の各弾性体５およびこれを補助するクリープ防止バネ１１の最大歪状態をあらあわしている。

なお、上記は搬送用台車の重量およびその積載量によるサスペンション部２の機能について説明したものであるが、かかる搬送用台車を空車で、あるいは積載状態にて路面走行する場合において、路面の起伏や段差等により受ける垂直（上下）方向あるいは走行する水平（前後）方向の衝撃を受けた場合についてもサスペンション部２は同様に機能する。

すなわち、搬送用台車の走行時に接地部１４が路面からの衝撃を受けると、これに伴って環状の車輪用リム７が上方に跳ね上げられ、下側に位置する支柱７ａの先端がインナーパッド６ｂを上方に押し上げるとともにインナーパッド６ａを上方に引き上げる。一方アウターパッド５ａ・５ｂ側には搬送用台車あるいは積載物の全重量が常時かかっているために、車輪用リム７とサスペンション部２との間に瞬間的な位置ずれを生じ、この位置ずれの程度に応じて各弾性材体およびクリープ防止バネ１１が変形して衝撃応力を吸収緩和することができる。

さらに図３には本発明の第２実施例の構造があらわされている。同図において（Ａ）はキャスター用の車輪１の半裁側面図、（Ｂ）はその中央縦断面図を示す。この実施例ではサスペンション部２におけるクリープ防止バネ１１の取り付け方向を第１実施例の場合と逆方向に取り付けるようにしたものであって、具体的にはサスペンション部２を構成する左右一対のディスク４・４間に一体に架け渡される台座部１７をディスク４・４の下部寄りに設けるとともに、この台座部１７の上面に上方に向けた下部バネフランジ１８を取り付け、さらに上方のインナーパッド６ａに保持させた車輪用リム７の上部支柱７ａ先端をサスペンション部２の内方に突出させて突出部７ｃとし、この突出部７ｃの先端に上部バネフランジ１９を取り付け、かかる上下のバネフランジ１９・１８間にクリープ防止バネ１１を介在させるようにしたものである。なおその他の構成については既述した第１実施例のものと同一である。

さらに図４には本発明の第３実施例があらわされている。同図において（Ａ）はキャスター用の車輪１の半裁側面図、（Ｂ）はその中央縦断面図を示す。この実施例ではサスペンション部２と接地部１４を支承する車輪用リムとの間に介在させるベアリングの径を小径化してコストの著しい低減をはかるようにしたものである。ベアリングは、その径が大きくなるほど極端に高価となるために、可能な限り小径のベアリングを用いるようにすることは、キャスター用の車輪１のコストの著しい低減に繋がる。

具体的にはサスペンション部２を構成するところの、上・下部その他外周端寄りに位置して中間にインナーパッド６ａ・６ｂを挟んで弾性体５を介在させた左右一対のディスク４・４の中心に軸２０を貫通させて車軸部を構成するとともに、軸２０の中心には下側に向けてバネフランジ２１を、また前記インナーパッド６ａ・６ｂに一体に取り付けた環状のディスク２３の下方部内周側に取り付けたバネフランジ２２を、それぞれ取り付け、上部バネフランジ２１と下部バネフランジ２２との間にクリープ防止バネ１１を介在させてサスペンション部２を構成している。

さらに、該サスペンション部２の外周側には前記したディスク２３を介して断面凹状のインナーリム２４が一体に取り付けられる。このインナーリム２４は左右両側部がサスペンション部２の側面方向に沿わせて折り曲げられ、しかもその折り曲げた先端部分を外側水平方向に曲げてベアリング支承部２５・２５を形成してある。

一方接地部１４の内周側には、該接地部１４を支承するフランジ２６ａを有した環状のアウターリム２６を有し、しかも該アウターリム２６は上記したインナーリム２４の外周側に位置し、しかもインナーリム２４の外側に沿って左右両側をサスペンション部２の側面方向に沿わせて折り曲げられているとともに、その折り曲げ端部には外側に向けてベアリング支承部２７・２７が設けられ、ベアリング支承部２５・２５と２７・２７間に環状のベアリング２８・２８を介在させることによりサスペンション部２に対して接地部１４が自在に回転することができるように構成されている。

本発明の第１実施例をあらわしたキャスター用車輪部分の半裁側面図（Ａ）およびその中央縦断面図（Ｂ）。 図１のキャスター用車輪の使用時におけるサスペンション部の変形状態をあらわした縦断面図。 本発明の第２実施例をあらわしたキャスター用車輪部分の半裁側面図（Ａ）およびその中央縦断面図（Ｂ）。 本発明の第３実施例をあらわしたキャスター用車輪部分の半裁側面図（Ａ）およびその中央縦断面図（Ｂ）。

符号の説明

１ 車輪
２ サスペンション部２
３ 車軸部
４ ディスク
５ 弾性体
５ａ アウターパッド
５ｂ アウターパッド
６ａ インナーパッド
６ｂ インナーパッド
７ 車輪用リム
７ａ 支柱
８ 台座部
９ バネフランジ
１０ バネフランジ
１１ クリープ防止バネ
１２ ベアリング
１３ 環状リム
１４ 接地部
１５ 支承アーム
１６ 突起部
１７ 台座部
１８ 下部バネフランジ
１９ 上部バネフランジ
２０ 軸
２１ 上部バネフランジ
２２ 下部バネフランジ
２３ ディスク
２４ インナーリム
２５ ベアリング支承部
２６ アウターリム
２６ａ フランジ
２７ ベアリング支承部
２８ 環状のベアリング

Claims (3)

1. 中心部に車軸部を有したサスペンション部および該サスペンション部の外周側に取り付けたベアリングとを介して環状の接地部を有するキャスター用車輪において、サスペンション部内にクリープ現象を防止するためのバネを取り付けたことを特徴とするキャスター用車輪。
2. サスペンション部は車軸部に固定され、相互に一定の間隔を介して対設された一対のディスクと、該ディスク間における少なくとも上部および下部に挟持された弾性体と、上下部の各弾性体に内周側中心から軸芯方向に伸びる支柱の一端を固定させた車輪用リムと、左右ディスク間に一体に架け渡された台座部と、該台座部と上部または下部に位置する支柱間に介在させたところの、圧縮方向に対して反発力を有するクリープ現象を防止するためのバネとからなるものであるところの請求項１に記載のキャスター用車輪。
3. サスペンション部の周りにベアリングを介して取り付けられる環状の接地部が、内部中空のタイヤであるところの請求項１又は請求項２に記載のキャスター用車輪。

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