JP2012101650A

JP2012101650A - キャスター

Info

Publication number: JP2012101650A
Application number: JP2010251081A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Ochi; 淳越智
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2010-11-09
Filing date: 2010-11-09
Publication date: 2012-05-31

Abstract

【課題】初期の衝撃吸収性能を維持しつつ質量が小さくかつ低コストなキャスターを提供する。
【解決手段】被移動体に取り付けられるキャスター１である。被移動体に垂直軸回りに回動可能に取り付けられるブラケット２と、一端側がブラケット２に水平軸回りで揺動可能に連結されかつ他端側に回動自在な車輪５が設けられたフォーク３と、フォーク３とブラケット２との相対変位を吸収する衝撃吸収部材４とを含む。衝撃吸収部材４は、コイルばね６とゴム弾性体７とを含む。ゴム弾性体７は、せん断又は捻り変形する。
【選択図】図１

Description

本発明は、台車等の被移動体に取り付けられる衝撃吸収可能なキャスターに関する。

従来、図１１に示されるようなキャスターａが知られている。図１１（ａ）のキャスターａ１は、被移動体ｆ側に固着されたブラケットｂと、このブラケットｂに対して揺動可能に設けられた車輪ｃを支持するフォークｄと、ブラケットｂとフォークｄとの間に配された衝撃吸収部材ｅとしてのゴム弾性体ｅ１とを具える。このようなキャスターａは、ゴム弾性体ｅ１の圧縮・引張変形によって、移動に伴う路面からの衝撃等を吸収緩和している。

また、図１１（ｂ）のキャスターａ２は、ブラケットｂとフォークｄとの間に、衝撃吸収部材ｅとして、油圧ダンパｅ２とゴムブッシュｅ３とが配されている。このようなキャスターａ２は、油圧ダンパｅ２の粘性抵抗と、ゴムブッシュｅ３の捻りせん断変形とを利用して上記衝撃等を緩和しかつ減衰してる。

しかしながら、図１１（ａ）のキャスターａ１では、ゴム弾性体ｅ１に、常時、被移動体ｆの荷重ｐが負荷されるため、該ゴム弾性体ｅ１には圧縮永久歪が生じやすく、初期の衝撃吸収性能が維持され難いという問題があった。また、図１１（ｂ）のキャスターａ２では、油圧ダンパｅ２の部品点数が多いため、質量が大きくかつ高価になるという問題があった。

衝撃緩衝機構を具えたキャスターに関連する技術としては、下記の技術文献がある

特開２０００−２２５８０３号公報特開２０１０−６４６５０号公報特開２００５−１１９４０１号公報特開２００６−３４１７２３号公報特開２０１０−１４９６５３号公報特開平１１−５９１１０号公報

本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、コイルばねとゴム弾性体とを含む簡単な構成からなる衝撃吸収部材を用いることを基本として、キャスターの使用初期の衝撃吸収性能を維持しつつ質量が小さくかつ廉価であるキャスターを提供することを主たる目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、被移動体に取り付けられるキャスターであって、前記被移動体に垂直軸回りに回動可能に取り付けられるブラケットと、一端側が前記ブラケットに水平軸回りで回動可能に連結されかつ他端側に回動自在な車輪が設けられた揺動可能なフォークと、該フォークと前記ブラケットとの相対変位を吸収する衝撃吸収部材とを含み、前記衝撃吸収部材は、コイルばねとゴム弾性体とを含み、かつ前記ゴム弾性体をせん断又は捻り変形させることを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、前記コイルばねは、前記ブラケットと前記フォークとの上下方向の相対変位を圧縮又は引っ張り変形で吸収する請求項１記載のキャスターである。

また請求項３記載の発明は、前記ゴム弾性体は、前記ブラケットと前記フォークとが前記水平軸方向で向き合う位置に配され、かつ第１の面がブラケットに固着されるとともに、第２の面がフォークに固着されることにより、前記ブラケットと前記フォークとの相対変位をせん断変形により吸収する請求項１又は２記載のキャスターである。

また請求項４記載の発明は、前記ゴム弾性体は、前記水平軸上に配されるブッシュ状をなすことにより、該水平軸回りで捻りせん断変形する請求項３記載のキャスターである。

また請求項５記載の発明は、前記ゴム弾性体は、前記水平軸から離間した位置に配されることにより単純せん断変形する請求項３記載のキャスターである。

また請求項６記載の発明は、前記ブラケットは、ブラケット本体から前記コイルばねの内部を下方にのびる第１アームとを具え、前記フォークは、フォーク本体から前記コイルばねの内部を前記第１アームと離間して上方にのびる第２アームとを具え、前記ゴム弾性体は、前記第１アームと第２アームとの間に配される請求項２記載のキャスターである。

また請求項７記載の発明は、前記コイルばねは、前記ブラケットと前記フォークとが前記水平軸方向で向き合う位置に配され、かつ一端側が前記ブラケットに固着されるとともに、他端側が前記フォークに固着されることにより、前記ブラケットと前記フォークとの相対回転変位を捻り変形により吸収する請求項１、３乃至５のいずれかに記載のキャスターである。

また請求項８記載の発明は、前記コイルばねは、前記ゴム弾性体に被覆されて一体形成されている請求項７記載のキャスターである。

また請求項９記載の発明は、前記コイルばねは、前記ゴム弾性体と別体形成されている請求項７記載のキャスターである。

本発明のキャスターでは、被移動体に垂直軸回りに回動可能に取り付けられるブラケットと、一端側が該ブラケットに水平軸回りで回動可能に連結されかつ他端側に回動自在な車輪が設けられた揺動可能なフォークと、該フォークと前記ブラケットとの相対変位を吸収する衝撃吸収部材とを含む。このため本発明のキャスターは、移動に伴う路面からの衝撃等を吸収できる。そして、前記衝撃吸収部材は、コイルばねとゴム弾性体とを含みかつ前記ゴム弾性体を、せん断又は捻り変形させる。このように衝撃吸収部材が、コイルばねとゴム弾性体とを含むため、被移動体からの荷重が分散され、しかもゴム弾性体には、永続的な圧縮歪が生じないため、ゴム弾性体の性能劣化を長期に亘って抑制しうる。また、衝撃吸収部材は、コイルバネとゴム弾性体という簡単な部材を組合せによって構成されるため、低コスト及び軽量で作ることができる。

本発明の第１の実施形態のキャスターを示す側面図である。図１のＡ−Ａ断面図である。（ａ）は、本発明の第２の実施形態のキャスターを示す側面図、（ｂ）は、（ａ）の衝撃吸収部材の断面図である。本発明の第３の実施形態のキャスターを示す側面図である。図４のＡ−Ａ断面図である。第３の実施形態の衝撃吸収部材を示す斜視図である。本発明の第４の実施形態のキャスターを示す側面図である。図７のＡ−Ａ断面図である。本発明の第５の実施形態のキャスターを示す側面図である。図９のＡ−Ａ断面図である。（ａ）及び（ｂ）は、従来のキャスターを説明する側面図である。

以下、本発明の第１の実施形態が図面に基づき説明される。
図１及び２に示されるように、本実施形態のキャスター１は、台車本体等の被移動体Ｄの下部に、垂直軸ｎ回りに回動可能に取り付けられたブラケット２と、一端側が前記ブラケット２に連結されかつ他端側に車輪５が設けられたフォーク３と、該フォーク３と前記ブラケット２との相対変位を吸収する衝撃吸収部材４とを含んで構成される。

前記ブラケット２は、回動装置Ｋを介して被移動体Ｄに固着される。

前記回動装置Ｋは、被移動体Ｄ側に固着保持された保持台座Ｋ１と、該保持台座Ｋ１に軸受けを介して垂直軸ｎ回りで回動可能に連結された回転具Ｋ２とを含む。そして、この回転具Ｋ２が前記ブラケット２の上面に固着されている。これにより、ブラケット２は、被移動体Ｄに対して垂直軸ｎ回りに相対回転し得る。

前記ブラケット２は、例えば、前記回動装置Ｋに取付く上板部８と、該上板部８の前後縁及び左右縁から下方にのびる側板９とを含むブラケット本体２Ａを具え、下解放の略カップ状をなす。なお、本明細書において、キャスター１の前方とは、該キャスターが前進する方向をいい、例えば、図１の状態では、紙面に向かって左側から右側（矢印Ｂ方向）が前方となる。また、キャスター１について、左右の方向とは、水平でかつ前後方向と直角な方向とする。

前記側板９は、上板部８の前方端８ａ１から下方に傾斜してのびる前側部９ａと、上板部８の後方端８ａ２に下方に傾斜してのびる後側部９ｂと、左右縁８ａ３から下方にのびる一対の横板部９ｃとを含んで構成される。

本実施形態のフォーク３は、車輪５の軸方向両外側に設けられる一対の板材のフォーク本体１０を含む。該フォーク本体１０の上端１０ａはブラケット２に水平な第１の回転軸１１で水平軸回りに揺動可能に連結される。また、フォーク本体１０の下端１０ｂ側には、第１の回転軸と平行な第２の回転軸１２により、車輪５が回動自在に取り付けられている。そして、該フォーク本体１０は、ブラケット２の内周面と衝合することなく設けられる。

前記ブラケット２及びフォーク３は、例えば、プラスチック等の樹脂材料の他、ステンレス合金やアルミニウム合金などの金属材料が採用される。

前記衝撃吸収部材４は、コイルばね６とゴム弾性体７とを含んで構成される。

前記コイルばね６は、上端部６ａが前記ブラケット２の後側部９ｂの内周面に、下端部６ｂがフォーク３のフォーク本体１０に設けた取付板１０ｃにそれぞれ当接して圧縮状態で配されている。換言すれば、フォーク３は、ブラケット２の後側部９ｂから離れる向きに付勢されている。なお、慣例に従い、ブラケット２の後側部９ｂからのフォーク３の離間量は、一端が後側部９ｂに固定されかつ他端が取付板１０ｃを遊嵌状態で貫通するスルーボルトに、抜け止め用のダブルナットを螺着した周知の拘束具Ｓによって規制される。

また、好ましくは、コイルばね６の軸中心線ｎ１は、フォーク３のリンク軸線ｎ２に対して略直角に配置されるのが望ましい。これにより、フォーク３の揺動が、コイルばね６の圧縮又は引っ張り変形を生じさせ、衝撃を効果的に吸収される。

前記ゴム弾性体７は、図２に示されるように、ブラケット２とフォーク３とが前記水平軸方向で向き合う位置、より具体的には、フォーク本体１０と横板部９ｃとの間（左右２か所）に配されている。

各ゴム弾性体７は、前記横板部９ｃに固着される第１の側面７ａと、フォーク本体１０に固着される第２の側面７ｂと、第１の回転軸１１が通る透孔７ｃとをを有する含むブッシュ状をなす。ゴム弾性体７は、横板部９及びフォーク本体１０に、例えば接着剤等を用いて移動不能に固着される。

このように構成されたキャスター１は、路面の凹凸による車輪の突き上げ等に対して、コイルばね６が圧縮又は引張変形することで、ブラケット２とフォーク３との上下方向の相対変位（上向きの衝撃力）が吸収され、被移動体Ｄへの衝撃が緩和される。また、フォーク本体１０とブラケット２との間の第１の回転軸１１を支点とする相対回転変位は、横板部９ｃとフォーク本体１０との間に固着されたゴム弾性体７を捻りせん断変形することで吸収される。また、ゴム弾性体７は、コイルばね６の振動を減衰させるのにも役立つ。

このような実施形態では、被移動体の荷重がコイルばね６及びゴム弾性体７に分散されるため、ゴム弾性体７に生じる圧縮永久歪を抑制できる。さらに、本実施形態の衝撃吸収部材４は、コイルばね６とゴム弾性体７との簡単な構成からなる。従って、キャスター１は、質量が小さくかつ低コストで製造できる。

次に、本発明の第２の実施形態が説明される。第１の実施形態と同一の部分については、説明が省略される（以下の第３乃至第５の実施形態においても同様である）。

図３（ａ）、（ｂ）に示されるように、この実施形態では、ゴム弾性体７が、前記水平軸から離間した位置であって、前記コイルばね６の内部空間に配されている。即ち、本実施形態のブラケット２は、ブラケット本体２Ａからコイルばね６の内部空間を下方にのびる第１アーム１３ａを具えている。また、第１アーム１３ａは、フォーク本体１０に接することなく終端している。

一方、フォーク３は、フォーク本体１０からコイルばね６の内部空間にのびる第２アーム１３ｂを具えている。第２アーム１３ｂは、第１アーム１３ａと離間して上方にのびている。また、第２アーム１３ｂは、ブラケット２の後側部９ｂに接することなく終端している。そして、第２アーム１３ｂは、第１アーム１３ａと平行にのび互いに向き合う平面を有する。

そして、この実施形態のゴム弾性体７は、コイルばね６の内部空間内で、第１アーム１３ａ及び第２アーム１３ｂの互いに向き合う平面に挟まれた状態で固着されている。このようなゴム弾性体７は、ブラケット２に対するフォーク３の揺動に伴う第１アーム１３ａと第２アーム１３ｂとの相対変位を、単純せん断変形により吸収して、路面からの衝撃を緩和しかつ減衰する。また、コイルバネ６の内部空間にゴム弾性体７が配置されているため、衝撃吸収部材４を小型化し、スペースなどの制約を受けることなく任意の位置に取付できる。

次に、本発明の第３の実施形態が、図４乃至６に基づき説明される。
第３の実施形態では、第１の実施形態のゴム弾性体７の内部に、コイルバネ６が配されて一体形成されている。即ち、コイルばね６は、第１の回転軸１１の外側を螺旋状にのびており、その一端６ｃがブラケット２の横板部９ｃに、他端６ｄがフォーク３のフォーク本体１０に固着される。

なお、本実施形態では、図６に示されるように、ブッシュ状のゴム弾性体７の両側面に側板１４が固着され、コイルばね６の両端部６ｃ、６ｄは各々、側板１４に設けた孔部に差し込まれて固定される。そして、この側板１４が、フォーク本体１０及びブラケット２の横板部９ｃにネジ又は溶接等で固着される。

このような衝撃吸収部材４は、ブラケット２とフォーク３との前記第１の回転軸１１回りの相対回転変位をコイルばね６及びゴム弾性体７の捻り変形により吸収し、路面からの衝撃をより効果的に緩和しかつ減衰する。また、コイルばね６とゴム弾性体７とを一体化することにより、衝撃吸収部材４を小型化し、スペースなどの制約を受けることなく任意の位置に取付できる。

次に、本発明の第４の実施形態が図７及び８に基づき説明される。
この実施形態では、第１の実施形態におけるコイルばね６とゴム弾性体７とが別体形成されている。即ち、一方の横板部９ｃとフォーク本体１０との間には、第１の回転軸１１の回りを囲むようにコイルばね６が配されている。また、他方の横板部９ｃとフォーク本体１０との間には、第１の実施形態と同様の態様でゴム弾性体７が配されている。このような衝撃吸収部材４は、ブラケット２とフォーク３との相対回転変位が、コイルばね６及びゴム弾性体７の捻り変形により吸収され、路面からの衝撃を緩和、減衰する。

次に、本発明の第５の実施形態が、図９及び１０に基づき説明される。
この実施形態の衝撃吸収部材４は、コイルばね６が、第１の回転軸１１の回りを囲むように配される（第４の実施形態）とともに、ゴム弾性体７は、第２の実施形態で示された第１アーム１３ａと第２アーム１３ｂとの間に配されている。このような衝撃吸収部材４は、ブラケット２とフォーク３との相対変位が、ゴム弾性体７の単純せん断変形と、コイルばね６の捻り変形により吸収される。

以上のような実施形態のコイルばね６には、被移動体Ｄの重量等に基づいて、適切なバネ定数が設定されるが、例えば許容荷重１００〜２００ｄａＮの場合、好ましくは２００Ｎ／mm以上、より好ましくは４００Ｎ／mm以上のもが望ましく、また好ましくは１２００Ｎ／mm以下、より好ましくは１０００Ｎ／mm以下が望ましい。

また、ゴム弾性体７には、減衰性と耐久性とをバランス良く両立させるために、例えば天然ゴムや合成ゴムなどのゴム材料が好適に採用できる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施し得る。例えば、被移動体Ｄの質量やキャスター１の使用場所に適した弾性率やバネ定数を有する衝撃吸収部材４に交換可能な構造を有するキャスター１とすることも可能である。また、第１、３乃至５の実施形態では、第１の回転軸１１を用いることなく、フォーク本体１０とブラケット２の横板部９ｃとが、衝撃吸収部材４だけで支持される態様のものも本発明の効果を奏することができる。

１キャスター
２ブラケット
３フォーク
４衝撃吸収部材
５車輪
６コイルばね
７ゴム弾性体

Claims

被移動体に取り付けられるキャスターであって、
前記被移動体に垂直軸回りに回動可能に取り付けられるブラケットと、
一端側が前記ブラケットに水平軸回りで回動可能に連結されかつ他端側に回動自在な車輪が設けられた揺動可能なフォークと、
該フォークと前記ブラケットとの相対変位を吸収する衝撃吸収部材とを含み、
前記衝撃吸収部材は、コイルばねとゴム弾性体とを含み、かつ前記ゴム弾性体をせん断又は捻り変形させることを特徴とするキャスター。
前記コイルばねは、前記ブラケットと前記フォークとの上下方向の相対変位を圧縮又は引っ張り変形で吸収する請求項１記載のキャスター。
前記ゴム弾性体は、前記ブラケットと前記フォークとが前記水平軸方向で向き合う位置に配され、かつ第１の面がブラケットに固着されるとともに、第２の面がフォークに固着されることにより、前記ブラケットと前記フォークとの相対変位をせん断変形により吸収する請求項１又は２記載のキャスター。
前記ゴム弾性体は、前記水平軸上に配されるブッシュ状をなすことにより、該水平軸回りで捻りせん断変形する請求項３記載のキャスター。
前記ゴム弾性体は、前記水平軸から離間した位置に配されることにより単純せん断変形する請求項３記載のキャスター。
前記ブラケットは、ブラケット本体から前記コイルばねの内部を下方にのびる第１アームとを具え、
前記フォークは、フォーク本体から前記コイルばねの内部を前記第１アームと離間して上方にのびる第２アームとを具え、
前記ゴム弾性体は、前記第１アームと第２アームとの間に配される請求項２記載のキャスター。
前記コイルばねは、前記ブラケットと前記フォークとが前記水平軸方向で向き合う位置に配され、かつ一端側が前記ブラケットに固着されるとともに、他端側が前記フォークに固着されることにより、前記ブラケットと前記フォークとの相対回転変位を捻り変形により吸収する請求項１、３乃至５のいずれかに記載のキャスター。
前記コイルばねは、前記ゴム弾性体に被覆されて一体形成されている請求項７記載のキャスター。
前記コイルばねは、前記ゴム弾性体と別体形成されている請求項７記載のキャスター。