JP2010064650A - キャスター - Google Patents

Abstract

【課題】緩衝用弾発部材のストロークを十分にとることができるキャスターを提供することを目的とする。
【解決手段】車軸20の上下動を、揺動アーム13にて水平方向の往復動とすると共に、弾発部材25を水平状に配設する。
【選択図】図１

Description

本発明は、キャスターに関する。

従来から、取付台座と、取付台座から垂設された主軸と、主軸の鉛直状軸心廻りに回転自在に枢着されたブラケットと、ブラケットに水平状第１軸心廻りに上下揺動可能に枢結された揺動アームと、揺動アームの先端に水平状第２軸心廻りに回転自在に枢着された車輪とを、備えたキャスターは広く知られている。（例えば、特許文献１又は２参照）。
特許第３１７１２３７号公報 特開２００２−１４４８０５号公報

しかしながら、従来の上記特許文献１又は２記載のキャスターでは、緩衝用コイルスプリングが鉛直方向に付設されている。従って、キャスター全高寸法が大きくなり、例えば、台車の底壁に固着した場合に、床面から台車底壁までの上下間隔を不必要に大きくせねばならないという問題を生じ、あるいは、コイルスプリングの寸法及びストロークに制約を生じ、車輪に作用する小さな荷重から大きい荷重にわたる広い範囲に対応させることが至難であるという問題があった。

そこで、本発明は、キャスター全高寸法を減少可能であり、しかも、緩衝用弾発部材のストロークを十分に大きく設定することが容易であり、かつ、小さな弾発力から十分に強力な弾発力までの広範囲の値を生じさせ得るキャスターを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、取付台座と、該取付台座から垂設された主軸と、該主軸の鉛直状軸心廻りに回転自在に枢着されたブラケットと、該ブラケットに水平状第１軸心廻りに上下揺動可能に枢結された揺動アームと、該揺動アームの先端に水平状第２軸心廻りに回転自在に枢着された車輪とを、備えたキャスターに於て、上記ブラケットから前方へ突出状に設けられた取付金具と、上記揺動アームとの間に、弾発部材を介設すると共に、該弾発部材の軸心を、水平状に配設したものである。
また、上記弾発部材の軸心の水平線に対する無荷重状態の角度を、（−）30°〜（＋）15°に設定した。
また、上記ブラケットと上記取付金具を串挿して左右橋絡する連結部材を付設し、かつ、該連結部材が、上記揺動アームの最上方揺動状態のストッパを兼用している構造である。
また、上記主軸と上記ブラケットとを上記鉛直状軸心廻りに回転自在に枢着するために、二重玉軸受構造を介設したものである。

また、取付台座に水平状第１軸心廻りに上下揺動可能に枢結された揺動アームと、該揺動アームの先端に水平状第２軸心廻りに回転自在に枢着された車輪とを、備えた非旋回のキャスターに於て、上記取付台座から前方へ突出状に設けられた取付金具と、上記揺動アームとの間に、弾発部材を介設すると共に、該弾発部材の軸心を、水平状に配設したものである。

本発明は、次のような著大な効果を奏する。
キャスターの全高寸法は、十分に減少可能である。
さらに、緩衝用の弾発部材のストロークを十分に大きく設定可能となって、小さな弾発力から大きい弾発力にわたる広範囲に容易に設定できる。

以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
図１〜図５に於て、１は取付台座であり、図示省略の台車の底壁下面等に当接して、その孔部２にボルト等の固着具を下方から挿通して、上記底壁下面等に固着する。この取付台座１は、略正方形や略長方形等の板材から成り、中央部位が下方へ塑性加工にて低凸状に形成され、かつ、円形孔部３が貫設され、主軸４がこの孔部３へ挿通される。この主軸４は上端に外鍔部５を有し、主軸４は取付台座１から垂設される。

６は、主軸４の鉛直状軸心Ｌ₄ 廻りに回転自在に枢着されたブラケットである。このブラケット６は、側面視が倒立直角三角形状の左右側板部７，７と、天井板部８とを、備え、全体は一体折曲板にて構成されている。
左右各側板部７の直角部９は、前上方角に存在し、鉛直辺10は、前方に位置する。下方鋭角部11に枢結軸12にて、揺動アーム13が上下揺動可能に枢結されている。
即ち、枢結軸12の水平状の第１軸心Ｌ₁₂廻りに、揺動アーム13は上下揺動可能として、ブラケット６の下方鋭角部11に、枢着されている。

この揺動アーム13は、側面視が略三角形状であって、水平状の底辺14と、前方側の短辺15と、後方側の長辺16とを有し、後方角部（先端）17は十分に大きな曲率半径のアール状に形成されている。
車輪20は、揺動アーム13の先端（後方角部）17に水平状第２軸心Ｌ₁₉廻りに、回転自在に枢着される。19は車軸であって、この車軸19の両端を、揺動アーム13の先端17の孔部に挿入して取着することによって、車輪20は、車軸19の（第２）軸心Ｌ₁₉廻りに回転自在に取付される。

側面視、図１，図２からも明らかなように、主軸４の鉛直状軸心Ｌ₄ に対して、車軸19（車輪20の軸心Ｌ₁₉は後方に偏心している。
なお、本発明に於て、前方とは、（図示省略の）台車が走行（前進）する方向を言い、上記偏心に伴って、車輪20は床面との摩擦抵抗力によって、後方へ（鉛直状軸心Ｌ₄ 廻りに揺動して、いわゆるキャスターとしての作動を行うが、その走行状態における走行（前進）の方向を指す。

22は、ブラケット６から、前方へ突出状に設けられた取付金具であり、具体的には２枚の板片22Ａ，22Ａを固着具23, 24にて、ブラケット６の鉛直辺10に固着して、この２枚の板片22Ａ，22Ａをもって取付金具を構成する。
25は、車輪20の緩衝用の弾発部材であって、この弾発部材25の軸心Ｌ₂₅を、水平状に、取付金具22の前端と、揺動アーム13の頂角13Ａとの間に、介設されている。
この弾発部材25の軸心Ｌ₂₅の水平線Ｌ₀ に対する無負荷状態───図１に示したように、床面から車輪20に対して上方向の外力が作用していない状態───における角度θを、（−）30°〜（＋）15°の範囲の適宜値に設定する。言い換えると、水平状とは、−30°≦θ≦＋15°を言う。なお、一層望ましいのは、−25°≦θ≦＋10°である。

ところで、弾発部材25は、孔付きの円筒型の弾性ゴムや弾性プラスチックから成り、又は、（図示省略した）コイルスプリングから成り、あるいは、（両者を一体化して）コイルスプリングを弾性ゴムや弾性プラスチックに埋設一体化した構造のものとし、若しくは、油圧ダンパーやガススプリング等から成る。

また、図１〜図５では、取付金具22は２枚の板片22Ａ，22Ａを、前端下方にて連結するボルト・ナット結合26を有し、しかも、間隔規制パイプ27によって２枚の板片22Ａ，22Ａの間隔を決定している。つまり、ボルト・ナット結合26のボルトにパイプ27を外嵌し、パイプ27の両端面を、板片22Ａ，22Ａの内面に圧接状に連結している構造である。
そして、28, 29は平面視コの字型の弾発部材取付金具であって、前方側の取付金具28は、短いボルト・ナット結合30, 30によって、軸心Ｌ₃₀廻りに揺動可能として、板片22Ａ，22Ａに枢着される。後方側の取付金具29は、短いボルト・ナット結合31，31によって、軸心Ｌ₃₁廻りに揺動可能として、揺動アーム13の頂角13Ａ近傍に枢着される。

図１と図２から明らかなように、弾発部材25が圧縮されると、軸心Ｌ₂₅方向に、金具28, 29相互間隔が短くなるが、弾発部材25を軸心Ｌ₂₅に沿って挿通したボルト32の頭部は、取付金具28から遊離して、上記圧縮作動を可能としている。
そして、33は、ブラケット６の下方鋭角部11と、取付金具22を串挿して左右橋絡保持する連結部材であって、この連結部材33が、揺動アーム13の（図２に示した）最上方揺動状態のストッパＳを兼用している。

さらに説明すると、連結部材33は、ボルト・ナット結合から成る固着具24と、そのボルトに外嵌した間隔規制パイプ34とから成り、この連結部材33によって、取付金具22（板片22Ａ，22Ａ）を補強し、かつ、ブラケット６を補強していると共に、図２の最上方揺動状態のストッパＳを兼用し、図２に示すように、ギャップＧを、形成する。このギャップＧを確保して、過負荷になったとしても、車輪20がブラケット６や主軸４の下端等に干渉することを防止する。

このように、連結部材33は、構造の簡素化に寄与し、補強と剛性の向上、及び、ギャップＧの確保を図るものである。
そして、主軸４とブラケット６とを鉛直状軸心Ｌ₄ 廻りに回転自在に枢着するために、二重玉軸受構造Ｗを介設している。即ち、大きな曲げモーメントが作用した場合に、一個の玉軸受では不十分であるとしても、二重玉軸受構造Ｗとすることによって、十分に耐えることが可能となり、寿命が十分延びる。

本発明にあっては、主軸４の軸心Ｌ₄ に関する、車輪20の回転中心点Ｌ₁₉の偏心量が、比較的小さくできる構成であり、玉軸受35, 35（２重玉軸受構造Ｗ）に作用するモーメントが小さくなり、玉軸受35, 35の寿命が十分に長く延びる。そして、２重玉軸受構造Ｗであることによって、その寿命がさらに延び、耐久性に優れる。

図１に於ける弾発部材25は、その前端・後端が、各々、軸心Ｌ₃₀，Ｌ₃₁廻りに揺動可能な取付金具28, 29によって保持されているので、弾発部材25は常に曲げ力が作用せずに、圧縮力のみが作用し、「コゼ」等の無理な外力が働かないので好都合である。なお、図１に示す自由状態に於て、弾発部材25の自由状態よりも僅かに圧縮された初期状態で組立てておく。つまり、弾発部材25に予圧を与えて組立てて図１の自由状態とする。
前記角度θの値を、下限値未満とし、又は、上限値を越すと、十分に強力な弾発力を車輪20に対して付与することが、（コンパクトなままで）難しくなったり、若しくは、弾発部材25のストロークを十分に大きくとることが難しくなる。

図１から図２のように、車輪20を上方へ移動させてゆくと、ストッパＳに、揺動アーム13の短辺15が当接して、揺動アーム13（車輪20）の上方への揺動は確実に停止し、ギャップＧが確保できて、過負荷になっても車輪が回動可能である。
取付金具22は左右別体として、２枚の板片22Ａ，22Ａから構成されているといえども、パイプ27，34と、ボルト・ナット結合26（固着具24）によって、強度及び剛性が十分に増大できて、負荷が掛かった際の板片22Ａ，22Ａの間隔の変化や局部変形を抑制できる。

また、車輪20の上下ストロークＳ₂₀と、弾発部材25のストロークＳ₂₅との比（リンク比）を、
1.1 ≦Ｓ₂₀／Ｓ₂₅≦ 2.5
に設定するのが望ましい。勿論、水平状に設けた弾発部材25を十分に長い寸法とすることも可能であり、台車の底壁の床面からの高さの増加に関係しないので、Ｓ₂₀／Ｓ₂₅の値を、上記数式よりも、さらに小さくすることも好ましい場合がある。

なお、枢結軸12及び車軸19によって、揺動アーム13の左右の板片の間隔の拡大と縮小は、十分に抑制される。特に、揺動中心となる第１軸心Ｌ₁₂の枢結軸12には、パイプ36を外嵌して、無給油ブッシュへの防塵の作用をも期待可能である。
また、揺動アーム13やブラケット６等に形成した車軸19用の孔、枢結軸12用の孔、ボルト・ナット結合31用の孔は、左右のパーツの正確な対応位置を決定でき、弾発部材25の駆動端との相対的位置精度も維持できる。

本発明は、巧妙に、車輪20の上下動を、水平状の作動に変えて、水平状に配設した弾発部材25に伝達している構成である。例えば、工場内の搬送台車用等に好適なキャスターであり、しかも、荷重が80kg〜 400kgの大型のキャスターに好適である。

次に、図６は本発明に係る他の実施の形態を示し、非旋回のキャスターであり、既述の図１〜４に於ける主軸４を玉軸受35等を省略して、ブラケット６と取付台座１とを、いわば一体化した構成である。なお、図６では、これを取付台座 101と呼び、ブラケット６を省略した構造であると考えて、説明する。
即ち、取付台座 101に、水平状第１軸心Ｌ₁₂廻りに上下揺動可能として揺動アーム13を枢着し、さらに、この揺動アーム13の先端17に水平状第２軸心Ｌ₁₉廻りに車輪20が枢着されている非旋回のキャスターである。そして、取付台座 101から前方へ突出状に設けた取付金具22と、揺動アーム13との間に、弾発部材25を付設し、弾発部材25の軸心Ｌ₂₅（図１と図３参照）を、水平状に配設している。

以上述べたように、本発明は、取付台座１と、該取付台座１から垂設された主軸４と、該主軸４の鉛直状軸心Ｌ₄ 廻りに回転自在に枢着されたブラケット６と、該ブラケット６に水平状第１軸心Ｌ₁₂廻りに上下揺動可能に枢結された揺動アーム13と、該揺動アーム13の先端17に水平状第２軸心Ｌ₁₉廻りに回転自在に枢着された車輪20とを、備えたキャスターに於て、上記ブラケット６から前方へ突出状に設けられた取付金具22と、上記揺動アーム13との間に、弾発部材25を介設すると共に、該弾発部材25の軸心Ｌ₂₅を、水平状に配設した構成であるので、キャスター全高（寸法）を低く抑えたままで、弾発部材25に十分なストロークを設定することが容易である。最適のバネ特性や緩衝特性に容易に設定できる。

また、上記弾発部材25の軸心Ｌ₂₅の水平線Ｌ₀ に対する無荷重状態の角度θを 、（−）30°〜（＋）15°に設定したので、キャスター全高（寸法）を低く抑えることが可能であって、かつ、弾発部材25の寸法及びストローク等を、一層確実に自由に設定できる。
また、上記ブラケット６と上記取付金具22を串挿して左右橋絡する連結部材33を付設し、かつ、該連結部材33が、上記揺動アーム13の最上方揺動状態のストッパＳを兼用している構成であるので、過負荷状態にて車輪20が、ブラケット６等に干渉することを防止でき、しかも、ブラケット６等の補強にも兼用して、全体の構造の簡素化を図り得る。
また、上記主軸４と上記ブラケット６とを上記鉛直状軸心Ｌ₄ 廻りに回転自在に枢着するために、二重玉軸受構造Ｗを介設したので、主軸４に対してブラケット６が倒れる方向の大きなモーメントにも十分に耐える安価な構成となる。

また、取付台座 101に水平状第１軸心Ｌ₁₂廻りに上下揺動可能に枢結された揺動アーム13と、該揺動アーム13の先端17に水平状第２軸心Ｌ₁₉廻りに回転自在に枢着された車輪20とを、備えた非旋回のキャスターに於て、上記取付台座 101から前方へ突出状に設けられた取付金具22と、上記揺動アーム13との間に、弾発部材25を介設すると共に、該弾発部材25の軸心Ｌ₂₅を、水平状に配設したので、非旋回キャスターにおける全高を低く抑えたままで、弾発部材25に十分にストロークを設定することができ、最適のバネ特性や緩衝特性を付与可能である。

本発明の実施の一形態の無負荷状態を示す断面側面図である。 車輪と揺動アームの最上方揺動状態を示す断面側面図である。 平面図である。 前方斜めから見た斜視図である。 後方斜めから見た斜視図である。 前方斜めから見た他の実施の形態を示す斜視図である。

符号の説明

１ 取付台座
101 取付台座
４ 主軸
６ ブラケット
13 揺動アーム
17 先端
20 車輪
22 取付金具
25 弾発部材
33 連結部材
Ｌ₀ 水平線
Ｌ₄ ，Ｌ₁₂，Ｌ₁₉，Ｌ₂₅ 軸心
Ｓ ストッパ
Ｗ ２重玉軸受構造
θ 角度

Claims (5)

1. 取付台座（１）と、該取付台座（１）から垂設された主軸（４）と、該主軸（４）の鉛直状軸心（Ｌ₄ ）廻りに回転自在に枢着されたブラケット（６）と、該ブラケット（６）に水平状第１軸心（Ｌ₁₂）廻りに上下揺動可能に枢結された揺動アーム（13）と、該揺動アーム（13）の先端（17）に水平状第２軸心（Ｌ₁₉）廻りに回転自在に枢着された車輪（20）とを、備えたキャスターに於て、
   上記ブラケット（６）から前方へ突出状に設けられた取付金具（22）と、上記揺動アーム（13）との間に、弾発部材（25）を介設すると共に、該弾発部材（25）の軸心（Ｌ₂₅）を、水平状に配設したことを特徴とするキャスター。
2. 上記弾発部材（25）の軸心（Ｌ₂₅）の水平線（Ｌ₀ ）に対する無荷重状態の角度（θ）を、（−）30°〜（＋）15°に設定した請求項１記載のキャスター。
3. 上記ブラケット（６）と上記取付金具（22）を串挿して左右橋絡する連結部材（33）を付設し、かつ、該連結部材（33）が、上記揺動アーム（13）の最上方揺動状態のストッパ（Ｓ）を兼用している請求項１又は２記載のキャスター。
4. 上記主軸（４）と上記ブラケット（６）とを上記鉛直状軸心（Ｌ₄ ）廻りに回転自在に枢着するために、二重玉軸受構造（Ｗ）を介設した請求項１，２又は３記載のキャスター。
5. 取付台座(101) に水平状第１軸心（Ｌ₁₂）廻りに上下揺動可能に枢結された揺動アーム（13）と、該揺動アーム（13）の先端（17）に水平状第２軸心（Ｌ₁₉）廻りに回転自在に枢着された車輪（20）とを、備えた非旋回のキャスターに於て、
   上記取付台座(101) から前方へ突出状に設けられた取付金具（22）と、上記揺動アーム（13）との間に、弾発部材（25）を介設すると共に、該弾発部材（25）の軸心（Ｌ₂₅）を、水平状に配設したことを特徴とするキャスター。

Images