JP2010208575A - Caster - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば工場内での資材、製品等の移動搬送用台車に取付けられ、通常の耐荷重80〜100kgに対してのみならず、移動中に床面の凹凸から受ける大衝撃をも小振幅振動を伴わない高緩衝性で吸収する緩衝部材を備えるキャスターに関する。 This invention is attached to a cart for moving and conveying materials, products, etc. in a factory, for example, and not only with respect to a normal load resistance of 80 to 100 kg, but also small impact received from unevenness of the floor surface during movement. The present invention relates to a caster including a shock absorbing member that absorbs with high shock resistance without amplitude vibration.
図5に従来の緩衝部材付キャスターの一例が示され、車輪1を軸支懸吊するフォークを上部フォーク2と下部フォーク3とに分離し、ほぼL字形の下部フォーク3の短脚側先端の軸支孔に車輪軸5を挿通し、短脚側基部の軸支孔とこれに対応する上部フォーク2の先端の軸支孔とに連結軸6を挿通して両フォークを回動可能に連結し、L字形の下部フォーク3の長脚側先端と、これに被さる上部フォーク2の本体部分の内壁との間に、円錐コイルバネ4を圧縮状態において装着する。上部フォーク2の頭部から連結軸6に加わる荷重は下部フォーク3の短脚側基部を押下げ、それによって下部フォーク3の長脚側先端が円錐コイルバネ4の小径側端部を押す方向に回動して円錐コイルバネ4を圧縮し、荷重を緩衝させる。同様に床面の凹凸は車輪軸5を上下動させ、下部フォーク3の長脚側は連結軸6を支点として回動し、円錐コイルバネ4を圧縮又は伸長させて、凹凸による衝撃を緩衝する。(特許文献1参照)
FIG. 5 shows an example of a conventional caster with a buffer member. A fork for pivotally suspending a
上記した図5のキャスターに使用される円錐コイルバネはバネ定数が非線形であり、衝撃が増加するにつれてバネの変位が大きくなるので、段差の大きい場所における強い衝撃を効果的に緩衝することができ、凹凸の大きい場所での使用にはバネ定数が急激に増大するものとすればよい、とされる。しかし、図5が示す構成では、L字形の下部フォーク3の短脚側の車輪軸5と連結軸6との間の距離よりも、連結軸6と長脚側先端との間の距離のほうが大きい。このため、突発的な荷重が連結軸6に加えられると、車輪軸5を軸とする長軸側先端の回動は倍増された速度とストロークで円錐コイルバネ4の小径端を急激に押す。このため、円錐コイルバネ4のバネ定数がこの状況に適合していなければ、円錐コイルバネは折損の危険に曝される。逆に、キャスターの使用中に瞬間的に荷重負荷が減少した場合、円錐コイルバネ4を伸長させる下部フォーク3の長脚側先端の回動速度とストロークも倍増されるが、そのため、バネ保持に関与する上下部フォーク2、3の構成部材同士の衝突と損傷は避けられない。
The conical coil spring used in the caster shown in FIG. 5 has a non-linear spring constant, and the displacement of the spring increases as the impact increases. Therefore, it is possible to effectively buffer a strong impact in a place with a large step, It is said that the spring constant should be increased rapidly for use in a place with large unevenness. However, in the configuration shown in FIG. 5, the distance between the connecting
従来の荷重ないし床面の凹凸による衝撃に対する緩衝機能を通常の円筒形コイルバネが果たすキャスターにおいては、比較的にバネ定数が大きいため、衝撃に伴って小振幅振動が発生し、バネ定数の限界を越える急激な衝撃を受けるとバネ自体のみならずバネの支持部材まで損傷しかねない。一方、衝撃に応じてバネ定数が変化する円錐形コイルバネを用いる場合には、急激な衝撃による破損の危険に加えて、瞬間的な荷重負荷の減少の場合のバネ支持部材間に生じる衝突が避けられない。いずれの場合も振動伝達率が大きく、突発的衝撃ないし荷重負荷の急激な減少の際の緩衝機能が十分に果たされていない。 A conventional caster with a cylindrical coil spring that functions as a buffer against shocks caused by load or unevenness on the floor surface has a relatively large spring constant. If a sudden impact is exceeded, not only the spring itself but also the spring support member may be damaged. On the other hand, when using a conical coil spring whose spring constant changes in response to an impact, in addition to the risk of breakage due to an abrupt impact, avoid collisions between spring support members in the event of an instantaneous load reduction. I can't. In either case, the vibration transmissibility is large, and the buffer function in the case of sudden impact or sudden decrease in load load is not sufficiently fulfilled.
本発明はこれらの点を課題として提案されたものであり、したがって全体として振動伝達率あるいはバネ定数が小さく、急激な衝撃を充分に緩衝し、かつ荷重負荷の急激な減少の際にも緩衝を果たしうる緩衝機能を備えるキャスターを提供することを、本発明の目的とする。 The present invention has been proposed with these points as problems. Therefore, the vibration transmission rate or the spring constant as a whole is small, and a sudden shock is sufficiently buffered. It is an object of the present invention to provide a caster having a buffering function that can be achieved.
本発明によれば、請求項1のキャスターは、上部に台座を有し、下部に両端を回動自在に保持したリンク部材を有すると共に、中間部にリンク部材の一端の回動を吸収する緩衝部材を有する本体と、リンク部材の他端に回転自在に取付けた車輪とよりなり、緩衝部材はリンク部材の一端の回動方向に直列に配置したコイルバネと粘弾性樹脂とでなることを特徴とする。
請求項2のキャスターは、請求項1記載のキャスターにおいて、本体は、上部において台座を取付けた主軸をベアリングを介して担持し、下部においてそれぞれ軸支孔を有する一対の対向脚を備えるとともに、キャスターの進行方向に長手とした中間部において進行方向に沿って延設した緩衝材を備えるカバーケースでなり、リンク部材は、長脚側先端において車軸を介して車輪を回転可能に担持し、短脚側先端において緩衝材の後方端に連携部材を介して連携すると共に中間基部においてカバーケースの対向脚の軸支孔に挿通した回動軸についてカバーケースに対し回動自在に取付けた一対のL型リンクでなり、緩衝部材はカバーケースの中間部の長手方向における対向壁間に取付けたボルトナットと、ボルトナットのボルトを挿通させた円筒状のコイルならびに粘弾性樹脂の組体と、この組体の後方端においてボルトを挿通させた押し駒とよりなり、連携部材はカバーケースの中間部の対向壁体に緩衝材の延設方向に沿って設けた第1の長孔と、L型リンクの短脚側先端から回動軸に向けて伸びるように設けた第2の長孔と、これら長孔を介してL型リンクの短脚側先端を押し駒の両端に回動自在に連結するショルダーネジとよりなり、車軸の上方向移動は回動軸を支点とするL型リンクの短脚側先端と押し駒のキャスター進行方向の移動に変換され、この移動がコイルバネと粘弾性樹脂の組体により吸収されることを特徴とする。
請求項3のキャスターは、請求項2記載のキャスターにおいて、緩衝部材は更に、押し駒の後方側においてボルトを挿通させた補助コイルバネを備え、車軸の下方向移動によるL型リンクの短脚側先端のキャスター進行方向と逆の方向の移動をこの補助コイルバネにより吸収することを特徴とする。
According to the present invention, the caster according to
The caster according to
The caster according to
本発明によれば、キャスターを構成する台座と車輪との間の緩衝部材として、荷重負荷の増加時やキャスター進行中の車輪の上方向移動に伴うリンク部材の一端におけるキャスター進行方向の移動を吸収するように、キャスター進行方向に同軸上に直列に配列した円筒状コイルバネと円筒状の粘弾性樹脂の組合せ組体が用いられる。コイルバネは圧縮変形により、粘弾性樹脂は圧縮と引っ張りの両変形により振動ないし衝撃を吸収するから、本発明に用いる緩衝部材は全体としてバネ定数が小さくなり、振動伝達率を小さくする。従ってキャスターを使用する台車等の積載物への車輪からの振動は顕著に吸収され、急激な衝撃も効果的に吸収されてコイルバネの破損が防止される。 According to the present invention, as a cushioning member between the pedestal and the wheel constituting the caster, it absorbs the movement in the caster traveling direction at one end of the link member when the load is increased or the wheel is moved upward while the caster is traveling. Thus, a combination assembly of a cylindrical coil spring and a cylindrical viscoelastic resin arranged in series coaxially in the caster traveling direction is used. Since the coil spring absorbs vibration or shock by compressive deformation and the viscoelastic resin absorbs both compression and tensile deformation, the buffer member used in the present invention has a small spring constant as a whole and a vibration transmissibility. Therefore, the vibration from the wheel to the load such as a cart using the caster is remarkably absorbed, and a sudden impact is also effectively absorbed to prevent the coil spring from being damaged.
本発明によるキャスターは、更に、荷重負荷を急激に取り除いたときの車輪の下方向移動に伴うリンク部材の一端のキャスター進行方向とは逆方向の移動を吸収するように、押し駒の後方側に、コイルバネと粘弾性樹脂の組体と直列に補助コイルバネを装着したので、荷重負荷の急激な除去時の反動による衝撃を和らげると共に、無負荷時におけるコイルバネと粘弾性樹脂の組体の安定な保持を可能とする。 The caster according to the present invention is further provided on the rear side of the push piece so as to absorb the movement in the direction opposite to the caster traveling direction of one end of the link member accompanying the downward movement of the wheel when the load is suddenly removed. Auxiliary coil springs are mounted in series with the coil spring and viscoelastic resin assembly, so that the impact caused by the recoil when the load is suddenly removed can be reduced, and the coil spring and viscoelastic resin assembly can be stably held under no load. Make it possible.
以下、図1〜図3について本発明による実施例のキャスターの構成を説明し、図4について実施例のキャスターにおける緩衝機能の、異なる特性における実験データを説明する。 Hereinafter, the structure of the caster of the embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1〜図3において、本発明による実施例のキャスターは、概略すれば、上部に台座24を有し、下部に長短両脚端を回動自在にして基部を枢支したL型リンク13でなるリンク部材を有し、その中間部にはL型リンク13の短脚側一端の回動を吸収するコイルバネ16と粘弾性樹脂17とでなる緩衝部材を設置したカバーケース19でなる本体と、本体下端から斜め下方の後方に延びるリンク部材の長脚側他端に回転自在に軸支した車輪11とよりなる。荷重負荷と進行中に遭遇する床面の凸部等による車輪11と車軸12の上方向移動は、L型リンク13の回動軸14を支点としてL型リンク13の短脚側一端のキャスター進行方向への移動に変換され、進行方向に沿って直列に配置したコイルバネ16と粘弾性樹脂17とでなる緩衝部材によって吸収される。
1 to 3, the caster of the embodiment according to the present invention is roughly composed of an L-
本体をなすカバーケース19は下側を開口し、車輪11の幅をやや上回る幅でキャスター進行方向に伸びる箱状に形成されると共に、長手側側壁の略中央を下方に延長させて一対の対向脚を形成し、先端近傍に軸支孔を設ける。このカバーケース19の上面に、台座24を取付けた主軸25をベアリングを介して担持し、下部の対向脚の外側に一対のL型リンク13の短脚側を当接させてL型リンク13の基部の軸支孔とカバーケース19の対向脚の軸支孔とに、L型リンク13の回動軸14を挿通して、一対のL型リンク13を回動軸14を支点として回動自在に取付ける。カバーケース19の下部から後方側の斜め下方に延びるL型リンク13の一対の長脚側先端間に車輪11を挟持し、ボールベアリングで保持する車軸12を長脚側先端の軸支孔に挿通し、車輪11を回転可能に、かつL型リンク13の回動と共に上下動可能に保持する。
The
カバーケース19の箱状部分の、短手側対向側壁間に2本のボルト20を互いに平行にかつキャスター進行方向に沿って挿通し、ナット21で固定するが、これらボルト20はそれぞれ前以て円筒状のコイルバネ16と円筒状の粘弾性樹脂17、および2本のボルト20にまたがって厚板状の押し駒15を挿通する。この押し駒15の両端面には、カバーケース19の長手側両側壁にボルト20と平行して設けた第1の長穴23aと、1対のL型リンク13の短脚側先端に短脚の長さ方向に沿って設けた第2の長穴23bとを介して一対のショルダーネジ22が螺設される。したがって車輪11と車軸12の上方向移動はL型リンク13の回動軸14を支点とする短脚側先端とそのショルダーネジ22のキャスター進行方向の回動に至り、回動と共にショルダーネジ22が第1と第2の長穴内をスライドして押し駒15をキャスター進行方向に移動させるが、この移動はコイルバネ16と粘弾性樹脂17とにより吸収され、特に急激な移動の衝撃に対して優れた緩衝能力を発揮する。
Two
望ましくは、本発明による緩衝部材は更に、押し駒15の後方側、つまりキャスター進行方向と反対の側に、一対の補助コイルバネ18を備え、それぞれボルト20が挿通される。これら補助コイルバネ18は、荷重負荷の減少やキャスターが床面の凹部に遭遇した際の車輪11ないし車軸12の下方向移動のために生じるL型リンク13の短脚側先端ないし押し駒15の後方向移動を吸収するが、特に急激な移動とその衝撃に対して優れた緩衝能力が示される。
Preferably, the buffer member according to the present invention further includes a pair of auxiliary coil springs 18 on the rear side of the
コイルバネと粘弾性樹脂との組体でなる本発明の緩衝部材は、コイルバネの圧縮変形による振動の吸収と、粘弾性樹脂の圧縮変形ならびに引っ張り変形による振動の吸収とによる組合せ効果を示し、全体としてバネ定数が小さくなり、強い振動を受けても小振幅の振動の連続発生が無い。更に、瞬間的なコイルバネの圧縮に対して粘弾性樹脂が示す変形によってコイルバネの破損が防止される。 The shock-absorbing member of the present invention comprising a coil spring and viscoelastic resin assembly exhibits a combined effect due to absorption of vibration due to compression deformation of the coil spring and absorption of vibration due to compression deformation and tensile deformation of the viscoelastic resin. The spring constant becomes small, and even if it receives strong vibration, there is no continuous generation of small amplitude vibration. Furthermore, the deformation of the viscoelastic resin against momentary compression of the coil spring prevents the coil spring from being damaged.
実施に当たっては、例えば、コイルバネとして長さ35mm、外径14mmでバネ定数が7.0kg/mmの円筒状のものと、粘弾性樹脂として長さ15mm、外径14mm、内径7mmの円筒状のポリウレタン樹脂とを用い、ショア硬度がそれぞれA95、A90、A70の3種のポリウレタン樹脂を上記コイルバネと組み合わせた3群のキャスターを用意し、各群のキャスターを縦600mm、横450mm、厚さ20mmのアルミ板の4隅に取付け、それぞれに荷重150kgを積載した時のキャスターの撓みを測定した。図4にその測定値を、円筒状ポリウレタン樹脂に替えて同じ形状の鉄パイプをコイルバネと組み合わせたキャスター(「バネのみ」と表示)による測定値と対比して示す。図から判るように、粘弾性樹脂として使用したポリウレタン樹脂のショア硬度が小さいほどキャスターの撓み量は増加し、コイルバネと粘弾性樹脂の緩衝性の合成度が顕著となる。これはまた、コイルバネがL型リンクを介して受ける振動ないし衝撃の伝達を防止すると同時に、粘弾性樹脂がコイルバネの自由振動を低く抑えることにより、振動減衰応答性を早くする効果を示す。 In practice, for example, a cylindrical polyurethane having a length of 35 mm as a coil spring and an outer diameter of 14 mm and a spring constant of 7.0 kg / mm, and a cylindrical polyurethane having a length of 15 mm, an outer diameter of 14 mm and an inner diameter of 7 mm as a viscoelastic resin. Three groups of casters are prepared by combining three types of polyurethane resins with a Shore hardness of A95, A90, and A70, respectively, and the above coil springs. The casters in each group are 600 mm long, 450 mm wide, and 20 mm thick aluminum. Caster deflection was measured when a load of 150 kg was placed on each of the four corners of the plate. The measured values are shown in FIG. 4 in comparison with the measured values obtained by a caster (indicated as “spring only”) in which an iron pipe having the same shape is combined with a coil spring instead of the cylindrical polyurethane resin. As can be seen from the figure, the smaller the Shore hardness of the polyurethane resin used as the viscoelastic resin, the greater the amount of bending of the caster, and the greater the degree of synthesis of the buffer spring and the buffering properties of the viscoelastic resin. This also has the effect of speeding up the vibration damping response by preventing the vibration or impact transmitted by the coil spring through the L-shaped link and at the same time suppressing the free vibration of the coil spring by the viscoelastic resin.
11 車輪
12 車軸
13 L型リンク
14 回動軸
15 押し駒
16 コイルバネ
17 粘弾性樹脂
18 補助コイルバネ
20 ボルト
21 ナット
22 ショルダーネジ
23a 第1の長穴
23b 第2の長穴
24 台座
25 主軸
11
Claims (3)
リンク部材は、長脚側先端において車軸を介して車輪を回転可能に担持し、短脚側先端において緩衝材の後方端に連携部材を介して連携すると共に中間基部においてカバーケースの対向脚の軸支孔に挿通した回動軸についてカバーケースに対し回動自在に取付けた一対のL型リンクでなり、
緩衝部材はカバーケースの中間部の長手方向における対向壁間に取付けたボルトナットと、ボルトナットのボルトを挿通させた円筒状のコイルならびに粘弾性樹脂の組体と、この組体の後方端においてボルトを挿通させた押し駒とよりなり、
連携部材はカバーケースの中間部の対向壁体に緩衝材の延設方向に沿って設けた第1の長孔と、L型リンクの短脚側先端から回動軸に向けて伸びるように設けた第2の長孔と、これら長孔を介してL型リンクの短脚側先端を押し駒の両端に回動自在に連結するショルダーネジとよりなり、車軸の上方向移動は回動軸を支点とするL型リンクの短脚側先端と押し駒のキャスター進行方向の移動に変換され、この移動がコイルバネと粘弾性樹脂の組体により吸収されることを特徴とする、請求項1記載のキャスター。 The main body includes a pair of opposing legs each having a shaft supporting hole at the lower portion thereof, and supports the main shaft with a pedestal attached at the upper portion, and has a longitudinal direction in the moving direction of the caster along the traveling direction. A cover case with extended cushioning material,
The link member rotatably supports the wheel via the axle at the front end of the long leg, cooperates with the rear end of the cushioning material via the cooperation member at the front end of the short leg, and at the intermediate base, the shaft of the opposite leg of the cover case It consists of a pair of L-shaped links that are pivotably attached to the cover case with respect to the pivot shaft inserted through the support hole.
The buffer member includes a bolt nut attached between opposing walls in the longitudinal direction of the intermediate portion of the cover case, a cylindrical coil and viscoelastic resin assembly through which the bolt of the bolt nut is inserted, and a rear end of the assembly. It consists of a push piece through which a bolt is inserted,
The linking member is provided in the opposite wall body in the middle part of the cover case so as to extend from the short leg side tip of the L-shaped link toward the rotating shaft in the extending direction of the cushioning material. The second elongated hole and a shoulder screw that pivotally connects the tip of the short leg side of the L-shaped link to both ends of the push piece through these elongated holes, and the upward movement of the axle is a fulcrum. 2. The caster according to claim 1, wherein the caster is converted into a movement of the short leg side end of the L-shaped link and the push piece in the caster traveling direction, and the movement is absorbed by a coil spring and a viscoelastic resin assembly.
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WO2016099012A1 (en) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | 주식회사 케어스토어 | Sensor-integrated caster and wandering prevention system using bed device to which caster is applied |
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2009
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