JP2015058760A - キャスタ - Google Patents

Abstract

【課題】一般に普及しているキャスタに類似する構成でサスペンション機能を発揮することができる新規のキャスタを提供する。
【解決手段】本発明のキャスタ１は、軸穴２１を有する車輪２と、軸穴２１に挿入されており、板ばねにより構成される弾性車軸３と、軸穴２１と弾性車軸３との間に配置されており、弾性車軸３に対して車輪２を回転可能に支持する軸受部４と、を備える。また、弾性車軸３は、弾性車軸３の弾性変形方向に対して複数の板ばねを重ね合わせた多段式板ばねにより構成されていることが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、キャスタに係り、特に、ショッピングカートや台車、工事用一輪車などの荷物運搬具に好適に利用できるキャスタに関する。

一般的に、キャスタは、ショッピングカートや台車、工事用一輪車など荷物を運搬するために用いられる。一般に普及しているキャスタは、自動車等に用いられているサスペンション装置を備えていない。そのため、サスペンション装置を備えていないキャスタにサスペンション機能を追加する発明が従来よりなされている。

従来のキャスタは、その一例として、メインフレームに揺動可能に装着される車軸支持アームと、この車軸支持アームに軸支される車輪と、メインフレームと車軸支持アームとの間に掛け渡される棒状弾性体（弾性ワイヤ）と、を備える（特許文献１）。この従来のキャスタは、この棒状弾性体が湾曲状に撓むことにより、車軸から車体に伝わる衝撃を緩和する。

特開２００８−９４２７９号公報

しかしながら、従来のキャスタは、車軸支持アームや棒状弾性体等を有するため、キャスタ機構が複雑化したり、サスペンション機能が不十分であったり、一般に普及したキャスタの部品を流用する割合が少ないといった種々の問題があった。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、一般に普及しているキャスタに類似する構成でサスペンション機能を発揮することができる新規のキャスタを提供することを本発明の目的としている。

（１）前述した目的を達成するため、本発明のキャスタは、軸穴を有する車輪と、軸穴に挿入されており、板ばねにより構成される弾性車軸と、軸穴と弾性車軸との間に配置されており、弾性車軸に対して車輪を回転可能に支持する軸受部と、を備えることを特徴としている。

これにより、車輪の上下動に応じて弾性車軸が弾性変形するので、キャスタに独立したサスペンション装置がなくとも、弾性車軸が車輪の上下動を吸収することができる。そのため、サスペンション装置を別個独立に配置できないキャスタであっても、キャスタにサスペンション機能を付与することができる。

（２）また、本発明のキャスタにおいて、弾性車軸は、弾性車軸の弾性変形方向に対して複数の板ばねを重ね合わせた多段式板ばねにより構成されていることが好ましい。

これにより、車輪の移動量が大きい場合にばね定数を多段階で大きくすることができるので、キャスタに加わる荷重に応じて適切なばね定数を提供することができる。

（３）また、本発明のキャスタにおいて、軸受部に設けられた軸受穴の断面形状は、軸受部の軸方向において、弾性車軸の軸方向断面形状と同様に形成されていることが好ましい。

これにより、弾性車軸に対して軸受部が回転することを防止することができるので、弾性車軸と軸受部との間で摩耗が発生することを防止することができる。

（４）また、本発明のキャスタにおいて、軸受部の中央部は、その両端よりも弾性車軸側に突出することが好ましい。

これにより、弾性車軸が上下方向に湾曲する際に軸受部が弾性車軸の弾性変形をその中央部からスムーズに湾曲変形させることができる。また、弾性車軸の弾性変形時に弾性車軸と軸受部との接触面積を大きくすることができるので、弾性車軸の偏摩耗を防止することができる。

（５）また、本発明のキャスタにおいて、軸受部における弾性車軸と接する部分の断面は、その軸方向の直交方向から見て、台形又は略半楕円形に形成されていることが好ましい。

これにより、他の形状の場合と比較して、弾性変形する弾性車軸と軸受部との接触面積が大きくなり、弾性車軸の偏摩耗を防止することができる。

（６）また、本発明のキャスタにおいて、軸受部は、軸穴に挿入可能なボールベアリング又はニードルベアリングであることが好ましい。

これにより、車輪と軸受部との間の回転摩擦が低減するので、車輪及び軸受部の耐久性及び耐摩耗性を向上させることができる。

本発明のキャスタによれば、上記の構成を有するので、一般に普及しているキャスタに類似する構成でサスペンション機能を発揮するという効果を奏する。

図１は、本実施形態のキャスタにおける車輪の非接地状態を示す縦断面図である。 図２は、本実施形態のキャスタにおける車輪の接地状態を示す縦断面図である。 図３は、本実施形態の軸受部における軸方向の断面形状を示す断面図である。

以下、本発明のキャスタに関する実施形態を説明する。

［本実施形態のキャスタの構成］
図１は、本実施形態のキャスタにおける車輪の非接地状態を示す縦断面図である。図２は、本実施形態のキャスタにおける車輪の接地状態を示す縦断面図である。図３は、本実施形態の軸受部における軸方向の断面形状を示す断面図である。なお、４５は、ボールベアリングのボール又はニードルベアリングのニードルである。

本実施形態のキャスタ１は、ショッピングカートや台車、工事用一輪車などの荷物運搬具に用いられる。このキャスタ１は、図１及び図２に示すように、車輪２と、弾性車軸３と、軸受部４と、軸支持部５と、を備える。

（車輪２）
車輪２は、ショッピングカートなどのようにホイール及びタイヤが一体であってもよいし、工事用一輪車のようにホイール及びタイヤが別体であってもよい。本実施形態の車輪２としては、プラスティック製であり、ホイール及びタイヤが一体に形成されている。また、本実施形態の車輪２は、その中心に軸穴２１を有する。

また、本実施形態の車輪２は、係合凹部２２を有することが好ましい。この係合凹部２２は、軸穴２１の両端の周縁に沿って、車輪２の内側に凹んで構成されている。

（弾性車軸３）
弾性車軸３は、車輪２の軸穴２１に挿入されている。この弾性車軸３は、その軸方向の直交方向に対して荷重が印加されたときに、その印加方向に弾性変形しつつ、その印加方向の反対方向に抗力を発生することが可能な車軸である。この弾性車軸３としては、例えば、板ばね、高剛性のゴム軸、金属製のコイルばねなどが挙げられる。

本実施形態の弾性車軸３としては、弾性車軸３の弾性変形方向である上下方向に対して３段に重ね合わされた３段式板ばねが用いられている。この板ばね３は、上下方向を短辺とする長方形断面をそれぞれ有する上部板ばね３２、中央板ばね３１及び下部板ばね３３の３段で構成されている。また、弾性車軸３の軸方向において、上部板ばね３２及び下部板ばね３３の長さは、中央板ばね３１の長さよりも短く設定されている。

（軸受部４）
軸受部４は、軸穴２１と弾性車軸３との間に配置されている。この軸受部４は、弾性車軸３に対して車輪２を回転可能に支持する。つまり、この軸受部４は、弾性車軸３が一切回転しない場合であっても、車輪２が地面に接することにより回転可能になるように、弾性車軸３に対して車輪２を支持している。

また、この軸受部４に設けられた軸受穴４９の断面形状は、軸受部４の軸方向において、弾性車軸の軸方向断面形状と同様に形成されていることが好ましい。本実施形態であれば、図３に示すように、弾性車軸３の軸方向断面形状は、四角形なので、軸受穴４９の断面形状は四角形である。また、弾性車軸３を軸受部４の軸受穴４９に容易に通過させるため、軸受穴４９の断面形状は、弾性車軸３の軸方向断面形状において最大の大きさと同等又はそれよりも若干大きいくらいが好ましい。

また、この軸受部４は、軸穴２１に挿入可能なボールベアリング又なニードルベアリングであることが好ましい。

また、軸受部４の中央部４１は、その両端４２よりも、内側（弾性車軸３側）に突出している。ここで、軸受部４において弾性車軸３と接する部分の断面形状は、軸受部４の中央部４１が内側に突出する形状（例えば、略半楕円形又は台形など）に形成されていることが好ましい。本実施形態の軸受部４において弾性車軸３と接する部分の断面形状は、略半楕円形に形成されている。

（軸支持部５）
軸支持部５は、キャスタ１がショッピングカートなどに使用される場合には金属製の平板などにより形成されており、キャスタ１が工事用一輪車である場合には金属製パイプなどにより形成されている。この軸支持部５は、車輪２の軸穴２１の延長線上に、２個の支持穴５１を有する。これら２個の支持穴５１は、軸穴２１に挿入された弾性車軸３の両端側を支持する。また、これら２個の支持穴５１は、弾性車軸３の軸方向内側から軸方向外側に向かう方向に、その内径がそれぞれ小さくなるように構成されていることが好ましい。

また、軸支持部５は、係合凸部５２を有することが好ましい。この係合凸部５２は、車輪２に設けられた係合凹部２２の内径よりも小さく、かつ、係合凹部２２の内部まで突出している。係合凸部５２は軸支持部５と一体に形成されていてもよいし、別体に形成されていてもよい。

［本実施形態のキャスタ１の効果］
次に、図２を用いて、本実施形態のキャスタ１の効果を説明する。

図２に示すように、本実施形態のキャスタ１の車輪２が接地したとき、このキャスタ１を備えるショッピングカートなどの荷重が、軸支持部５、弾性車軸３及び車輪２を介して、車輪２が接地した地面に印加されるとともに、その荷重の反力が地面から車輪２に印加される。

（１）ここで、本実施形態のキャスタ１は、軸穴２１を有する車輪２と、軸穴２１に挿入されており、板ばねにより構成される弾性車軸３と、軸穴２１と弾性車軸３との間に配置されており、弾性車軸３に対して車輪２を回転可能に支持する軸受部４と、を備えることを特徴としている。

これにより、車輪２の上下動に応じて弾性車軸３が弾性変形するので、キャスタ１にサスペンション装置が独立して配置されなくとも、弾性車軸３が車輪２の上下動を吸収することができる。そのため、サスペンション装置を別個独立に配置できないキャスタ１であっても、キャスタ１にサスペンション機能を付与することができる。

（２）また、本実施形態のキャスタ１において、弾性車軸３は、弾性車軸３の弾性変形方向に対して複数の板ばねを重ね合わせた多段式板ばねにより構成されていることが好ましい。

これにより、車輪２の移動量が大きい場合にばね定数を多段階で大きくすることができるので、キャスタ１に加わる荷重に応じて適切なばね定数を提供することができる。

（３）また、本実施形態のキャスタ１において、軸受部４に設けられた軸受穴４９の断面形状は、弾性車軸３の軸方向断面形状と同様に形成されていることが好ましい。

これにより、弾性車軸３に対して軸受部４が回転することを防止することができるので、弾性車軸３に対して軸受部４が回転することにより、弾性車軸３と軸受部４との間で摩耗が発生することを防止することができる。

（４）また、本実施形態のキャスタ１において、軸受部４の中央部４１は、その両端４２よりも弾性車軸３側に突出することが好ましい。

これにより、弾性車軸３が上下方向に湾曲する際に軸受部４が弾性車軸３の弾性変形をその中央部４１からスムーズに湾曲変形させることができる。また、弾性車軸３の弾性変形時に弾性車軸３と軸受部４との接触面積を大きくすることができるので、弾性車軸３の偏摩耗を防止することができる。

（５）また、本実施形態のキャスタ１において、軸受部４における弾性車軸３と接する部分の断面は、その軸方向の直交方向から見て、台形又は略半楕円形に形成されていることが好ましい。

これにより、他の形状の場合と比較して、弾性変形する弾性車軸３と軸受部４との接触面積が大きくなり、弾性車軸３の偏摩耗を防止することができる。

（６）また、本実施形態のキャスタ１において、軸受部４は、軸穴２１に挿入可能なボールベアリング又はニードルベアリングであることが好ましい。

これにより、車輪２と軸受部４との間の回転摩擦が低減するので、車輪２及び軸受部４の耐久性及び耐摩耗性を向上させることができる。

すなわち、本実施形態のキャスタによれば、上記の構成を有するので、一般に普及しているキャスタに類似する構成でサスペンション機能を発揮するという効果を奏する。

なお、本発明は、前述した実施形態などに限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

１ キャスタ
２ 車輪
３ 弾性車軸
４ 軸受部
５ 軸支持部
２１ 軸穴
２２ 係合凹部
４１ 中央部
４２ 端部（両端）
４５ ボール又はニードル
４９ 軸受穴
５１ 支持穴
５２ 係合凸部
５３ スリーブ本体
５４ 頭部
５５ スリーブ
５６ スリーブ保持穴
５７ 保持具
５８ 軸支持部本体

Claims (6)

1. 軸穴を有する車輪と、
   前記軸穴に挿入されており、板ばねにより構成される弾性車軸と、
   前記軸穴と前記弾性車軸との間に配置されており、前記弾性車軸に対して前記車輪を回転可能に支持する軸受部と、
   を備えることを特徴とするキャスタ。
2. 前記弾性車軸は、前記弾性車軸の弾性変形方向に対して複数の板ばねを重ね合わせた多段式板ばねにより構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のキャスタ。
3. 前記軸受部に設けられた軸受穴の断面形状は、前記軸受部の軸方向において、前記弾性車軸の軸方向断面形状と同様に形成されている
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のキャスタ。
4. 前記軸受部の中央部は、その両端よりも前記弾性車軸側に突出する
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のキャスタ。
5. 前記軸受部における前記弾性車軸と接する部分の断面は、その軸方向の直交方向から見て、台形又は略半楕円形に形成されている
   ことを特徴とする請求項４に記載のキャスタ。
6. 前記軸受部は、前記軸穴に挿入可能なボールベアリング又はニードルベアリングである
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のキャスタ。

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