JP2016203728A - 免震キャスターおよびそれを備える什器 - Google Patents

Abstract

【課題】免震性能および減衰性能に優れた免震キャスターおよびそれを備える什器を提供する。【解決手段】免震キャスター１０は、車軸保持孔１１ｄが形成された車輪１１ａ、１１ｂと、車軸保持孔１０ｄに挿通されて、車輪１１ａ、１１ｂを回転可能に支持する車軸１２とを備える。車輪１１ａ、１１ｂは、車軸１２に対し摺接して摩擦抵抗力を発生させ前記車輪の回転を抑制する滑り軸受２０を有する。滑り軸受２０は、車輪の車軸保持孔１１ｄに装着されている。【選択図】図２

Description

本発明は、設置物の移動を容易にすることができる免震キャスターおよびそれを備える什器に関する。

従来、家具、什器、ピアノ、コピー機等の設置物の底面、脚部等に旋回可能に取り付けられ、設置物に対する旋回および車輪の回転により設置物の移動を容易にすることができるキャスターが知られている。例えば、特許文献１には、停止ペダルまたは解除ペダルの一回の踏み込み操作でタイヤの回転およびキャスターヘッドの旋回を同時に停止したり解除したりすることができるキャスターが記載されている。

特開２０１３−２４９００１号公報

しかしながら、特許文献１に記載のキャスターを、什器等の設置物に用いた場合、つぎのような問題が生じていた。すなわち、什器を所定の位置に設置した後に、ペダルを踏み込んでタイヤの回転をロックさせるのを忘れた場合、大きな地震が発生すると、什器が大きく移動してしまい通路を塞いでしまう。一方、什器を所定の位置に設置した後に、ペダルを踏み込んでタイヤの回転をロックさせた場合であっても、大きな地震の発生により、什器に大きな応答加速度が生じ、商材が転倒・落下してしまう。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、免震性能および減衰性能に優れた免震キャスターおよびそれを備える什器を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の免震キャスターは、車軸保持孔が形成された車輪と、前記車輪の前記車軸保持孔に挿通されて、前記車輪を回転可能に支持する車軸と、を備え、前記車輪は、前記車軸に対し摺接して摩擦抵抗力を発生させ前記車輪の回転を抑制する回転抑制部を有する。

また、前記回転抑制部は、前記車輪の前記車軸保持孔に装着された滑り軸受であっても良く、前記回転抑制部は、前記車輪の前記車軸保持孔の、凹凸が形成された内周面であっても良く、または、前記回転抑制部は、前記車輪の前記車軸保持孔の、樹脂材料がコーティングされた内周面であっても良い。

また、本発明の什器は、上記の免震キャスターを備える。

本発明によれば、免震性能および減衰性能に優れた免震キャスターおよびそれを備える什器を提供することができる。

本実施形態に係る免震キャスターを備える什器の斜視図を示す。 図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、本発明の一実施の形態に係る免震キャスター１０の正面図および側面図であり、図２（Ｃ）は、図２（Ｂ）に示す免震キャスター１０のＩＩＣ−ＩＩＣ線に沿った断面図であり、図２（Ｄ）は、図２（Ａ）に示す免震キャスター１０のＩＩＤ−ＩＩＤ線に沿った断面図である。 図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、車輪１１の正面図および背面図であり、図２（Ｃ）は、図３（Ａ）に示す車輪１１のＩＩＩＣ−ＩＩＩＣ線に沿った断面図である。 車軸３の正面図である。 図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、保持部１３の正面図および側面図であり、図５（Ｃ）は、図５（Ｂ）に示す保持部１３のＶＣ−ＶＣ線に沿った断面図である。 旋回軸１４の正面図である。 図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、滑り軸受１５の正面図および上面図であり、図７（Ｃ）は、図７（Ａ）に示す滑り軸受１５のＶＩＩＣ−ＶＩＩＣ線に沿った断面図である。 シミュレーションにおける応答変位と動摩擦係数との関係を示す図である。 シミュレーションにおける応答加速度と動摩擦係数との関係を示す図である。

以下、本発明の一実施の形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る免震キャスターを備える什器の斜視図を示している。

什器１は、ベース２と、ベース２から上方へ延びる２本の支柱３と、支柱３に取り付けられた複数のブラケット４と、ブラケット４またはベース２に支持される棚板５と、ベース２の下部に取り付けられる４つのキャスター１０とにより構成される。

次に、キャスター１０について図面を参照して説明する。

図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、本発明の一実施の形態に係る免震キャスター１０の正面図および側面図であり、図２（Ｃ）は、図２（Ｂ）に示す免震キャスター１０のＩＩＣ−ＩＩＣ線に沿った断面図であり、図２（Ｄ）は、図２（Ａ）に示す免震キャスター１０のＩＩＤ−ＩＩＤ線に沿った断面図であり。

図示するように、本実施の形態に係る免震キャスター１０は、一対の車輪１１ａ、１１ｂ（以下、単に車輪１１とも称する）と、これらの車輪１１ａ、１１ｂが装着される円柱状の車軸１２と、車軸１２を保持する保持部１３と、保持部１３を旋回させるための旋回軸１４と、旋回軸１４を介して保持部１３に加わる荷重を支持する第２滑り軸受１５と、を備えている。

一対の車輪１１ａ、１１ｂは、保持部１３を車軸１３の軸心Ｏ１方向の両側から挟み込むように配置されており、車軸１３により回転可能に保持されている。

図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、車輪１１の正面図および背面図であり、図２（Ｃ）は、図２（Ａ）に示す車輪１１のＩＩＩＣ−ＩＩＩＣ線に沿った断面図である。図示するように、車輪１１は、例えばプラスチックにより構成され円環状をなす車輪本体１１Ｃと、車輪本体１１Ｃの車軸保持孔１１ｄに装着されフランジブッシュである滑り軸受２０と、を備える。

滑り軸受２０は、回転抑制部であり、円筒状のブッシュ部２１と、ブッシュ部２１の一端から径方向外方に張り出す円環状のフランジ部２２と、を有する。ブッシュ部２１は、円筒状をなし、車輪１１の車軸保持孔１１ｄに挿入されている。フランジ部２２は、車輪１１の側面に当接している。車軸１３は、ブッシュ部２１に挿入される。

車軸１２は、一対の車輪１１ａ、１１ｂ各々の滑り軸受１２に挿入され、これらの車輪１１ａ、１１ｂを回転可能に保持する。

図４は、車軸１２の正面図である。図示するように、車軸１２の一方の端部１２ａには、ナット１６（図１参照）と螺合するネジ部１２Ｂが形成され、他方の端部１２ｃには、車輪１２の滑り軸受２０の内径より大きな外径を有するフランジ部１２Ｄが形成されている。保持部１３を挟んで配置された一対の車輪１１ａ、１１ｂ各々の滑り軸受２０のブッシュ部２１に、車軸１２の一方の端部１２ａを車輪１１ｂ側から挿入して、車軸１２の一方の端部１２ａを車輪１１ａから突き出させ、この一方の端部１２ａに形成されたネジ部１２Ｂにナット１６を装着することにより、車輪１１ａ、１１ｂが車軸１２に装着され、車軸１２に回転可能に保持される。図２（Ｄ）に示すように、車軸１２が滑り軸受２０に挿入された状態で、車軸１２の外周面１２Ｅが滑り軸受２０に当接する。車輪１１が回転すると、滑り軸受２０が車軸１２と摺接することにより摩擦抵抗力が発生する。この摩擦抵抗力により、車輪１１の回転が抑制される。

保持部１３は、一対の車輪１１ａ、１１ｂが装着された車軸１２を保持するとともに、旋回軸１４を回転可能に保持する。

図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、保持部１３の正面図および側面図であり、図５（Ｃ）は、図５（Ｂ）に示す保持部１３のＶＣ−ＶＣ線に沿った断面図である。図示するように、保持部１３は、両側面１３ａ、１３ｂを貫く車軸１２保持用の貫通孔である車軸保持孔１３ｃと、上面１３Ｄおよび下面１３Ｅを貫く旋回軸保持用の貫通孔である旋回軸保持孔１３ｆと、を有する。保持部１３の上面１３Ｃ側において、滑り軸受１５が旋回軸保持孔１３ｆに装着され、保持部１３の下面１３Ｄ側において、ガイドブッシュである滑り軸受１７が旋回軸保持孔１３ｆに装着される（図１参照）。

旋回軸１４は、例えば鋼材により構成され、旋回軸保持孔１３ｆに装着された滑り軸受１５、１７に回転可能に挿入される。これにより、保持部１３は、旋回軸１４の軸心Ｏ２の回りに旋回可能である。

図６は、旋回軸１４の正面図である。図示するように、旋回軸１４の一方の端部１４ａには、ナット１８（図１参照）が装着されるとともに、家具、什器等の設置物の底面、脚部等に設けられたネジ穴と螺合するネジ部１４Ｂが形成されている。また、旋回軸１４の他方の端部１４ｃには、保持部１３の旋回軸保持孔１３ｆからの抜け防止のための止め輪１９を装着するための環状溝１４ｄが形成されている。保持部１３の旋回軸保持孔１３ｆに、環状溝１４ｄに止め輪１９が装着された旋回軸１４の一方の端部１４ａを、保持部１３の下面１３Ｅ側から挿入して、旋回軸１４の一方の端部１４ａを保持部１３の上面１３Ｄ側から突き出させ、この一方の端部１４ａに形成されたネジ部１４Ｂに、保持部１３の旋回軸保持孔１３ｆの孔径より大きな外径のナット１８を装着することにより、保持部１３が旋回軸１４に回転可能に保持される。

滑り軸受１５は、保持部１３の上面１３Ｄにおいて旋回軸保持孔１３ｆに装着され、旋回軸１４を介して保持部１３に加わる荷重を支持する。

図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、滑り軸受１５の正面図および上面図であり、図７（Ｃ）は、図７（Ａ）に示す滑り軸受１５のＶＩＩＣ−ＶＩＩＣ線に沿った断面図である。図示するように、滑り軸受１５は、円筒状のブッシュ部１５Ａと、ブッシュ部１５Ａの端部から径方向外方に張り出す円環状のフランジ部１５Ｂと、を有する。フランジ部１５Ａは、保持部１３の上面１３Ｄと旋回軸１４に装着されたナット１８との間に配置されている。フランジ部１５Ａは、旋回軸１４のネジ部１４Ｂに装着されたナット１８と摺接することにより、旋回軸１４を介して保持部１３に加わるスラスト荷重（旋回軸１４の軸心Ｏ２方向の荷重）を支持する。ブッシュ部１５Ａは、保持部１３の上面１３Ｃ側から旋回軸保持孔１３ｆに挿入され、旋回軸１４の外周面１４Ｅと摺接することにより、旋回軸１４を介して保持部１３に加わるラジアル荷重（旋回軸１４の径方向の荷重）を支持する。

また、免震キャスター１０は、什器１が設置面上を移動する際における動摩擦係数（μ）が、好ましくは０．０５≦μ≦０．２となるように設定され、より好ましくは、０．０５≦μ≦０．１５に設定されている。動摩擦係数は、主として、滑り軸受２０の材質・寸法等を調整することによりこの範囲内に設定される。

次に、上記の範囲に動摩擦係数を設定した理由について説明する。
免震キャスターを什器で使用した場合における免震キャスターの動摩擦係数と応答変位および応答加速度との関係についてシミュレーションを行った。シミュレーションで用いた什器の重さは４０ｋｇとし、サイズは幅９２５ｍｍ×奥行５２０ｍｍ×高さ１５６０ｍｍとし、什器に載せる陳列物の荷重は１８０ｋｇとした。また、什器に加えた震動は、東日本大震災（２０１１年３月１１日）においてＫＩＫ−ＮＥＴ芳賀で観測された地震動の速度変形（ＥＷ成分、１００％）とした。摩擦係数は０．００７〜０．２で振って、応答変位および応答加速度を計算した。

図８は、シミュレーションにおける応答変位と動摩擦係数との関係を示し、図９は、シミュレーションにおける応答加速度と動摩擦係数との関係を示している。なお、応答加速度は、陳列物を含めた什器の重心位置での応答加速度を示している。

図８に示すように、動止摩擦係数が０．０５より小さい範囲では、応答変位が１０ｃｍより大きくなる。このため、地震動により什器が変位すると、通路を塞いだり、壁や柱に衝突して陳列物が落下してしまう。一方、動摩擦係数が０．０５以上の範囲では、応答変位が１０ｃｍ以下となる。これにより、地震動により変位したとしても、什器が通路を塞いだり壁や柱に衝突したりすることを防止することができる。よって、人が通るのに必要な通路の幅を確保することができ、陳列物の落下を防止することができる。

また、図９に示すように、動摩擦係数が０．２より大きい場合には応答加速度が２００ｇａｌより大きくなる。応答加速度が２００ｇａｌ以上であると、ワインボトル等が転倒しやすくなる。そして、動摩擦係数が０．１５の時に応答加速度が１５０ｇａｌとなる。応答加速度が１５０ｇａｌ以下であれば、ワインボトル等が転倒するのを確実に防止することができる。

以上の理由から、本実施形態における免震キャスター１０の動摩擦係数（μ）は、好ましくは０．０５≦μ≦０．２となるように設定し、より好ましくは、０．０５≦μ≦０．１５に設定している。

以上、本発明の一実施の形態について説明した。

本実施の形態の免震キャスター１０およびそれを備える什器１によれば、免震キャスター１０の動摩擦係数（μ）を、０．０５≦μ≦０．２となるように設定し、より好ましくは、０．０５≦μ≦０．１５に設定している。このように、動摩擦係数を０．０５以上に設定しているので、応答変位が１０ｃｍ以下とすることができる。これにより、人が通るのに必要な通路の幅を確保することができ、陳列物の落下を防止することができる。また、動摩擦係数を０．２以下に設定しているので、応答加速度を２００ｇａｌより小さくすることができる。よって、ワインボトル等が転倒を抑制することができる。さらに、動摩擦係数を０．１５以下に設定することにより、応答加速度を１５０ｇａｌより小さくすることができる。これにより、ワインボトル等の転倒を確実に防止することができる。従って、本実施の形態によれば、使用者の操作等を必要とすることなく、常時、免震機能および減衰機能に優れた免震キャスター１０およびそれを備える什器１を提供することができる。

また、上記の実施の形態によれば、車輪１１は、回転抑制部である滑り軸受２０を備え、滑り軸受２０は、車軸１２に対して摺接して摩擦抵抗力を発生させ車輪１１の回転を抑制する。車輪１１がこのような滑り軸受２０を有することにより、車輪１１が回転すると常にその回転が抑制されるので、使用者の操作等を必要とすることなく、常時、免震機能および減衰機能に優れた免震キャスター１０およびそれを備える什器１を提供することができる。

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。

例えば、上記の実施の形態では、滑り軸受２０を適宜選択することにより免震キャスター１０の動摩擦係数（μ）を上記の範囲に設定した。しかし、滑り軸受２０を設けずに、車輪１１の車軸保持孔１１ｄの内周面１１Ｅまたは車軸１２の外周面１２Ｅのうち少なくとも車輪１１に摺接する摺動面１２Ｅ１、１２Ｅ２をローレット加工、エンボス加工等するより、凹凸を形成して表面を荒くして、免震キャスター１０の動摩擦係数（μ）を上記範囲内に収まるようにしても良い。また、滑り軸受２０を設けずに、車輪１１の車軸保持孔１１ｄの内周面１１Ｅと車軸１２とのクリアランスを調整することにより、免震キャスター１０の動摩擦係数（μ）を上記範囲内に収まるようにしても良い。さらに、滑り軸受２０を設けずに、例えば、車輪１１の車軸保持孔１１ｄの内周面１１Ｅまたは車軸１２の外周面１２Ｅのうち少なくとも車輪１１に摺接する摺動面１２Ｅ１、１２Ｅ２に摩擦係数が増加する樹脂材料等をコーティングすることにより、免震キャスター１０の動摩擦係数（μ）を上記範囲内に収まるようにしても良い。なお、凹凸が形成または樹脂材料等がコーティングされた車輪１１の車軸保持孔１１ｄの内周面１１Ｅは、車輪１１の回転抑制部に相当する。

また、上記の実施の形態では、免震キャスター１０を什器１に適用したが、複合機、冷蔵庫、ショーケース等に適用しても良い。また、上記の免震キャスター１０は、滑り軸受１５、１７を備えていたが、これらの滑り軸受を備えていなくても良い。

また、上記の実施の形態では、車輪１１を一対備えた双輪タイプの免震キャスター１０を例にとり説明したが、本発明は車輪１１が一つのみの単輪タイプの免震キャスターにも適用可能である。

１：什器、１０：免震キャスター、１１、１１ａ、１１ｂ：車輪、１１Ｃ：車輪本体、１１ｄ：車軸保持孔、１１Ｅ：内周面、１２：車軸、１２Ｅ：外周面１２Ｅ１、１２Ｅ２：摺動面、２０：滑り軸受

Claims (5)

1. 車軸保持孔が形成された車輪と、
   前記車輪の前記車軸保持孔に挿通されて、前記車輪を回転可能に支持する車軸と、を備える免震キャスターであって、
   前記車輪は、前記車軸に対し摺接して摩擦抵抗力を発生させ前記車輪の回転を抑制する回転抑制部を有する免震キャスター。
2. 前記回転抑制部は、前記車輪の前記車軸保持孔に装着された滑り軸受である、請求項１に記載の免震キャスター。
3. 前記回転抑制部は、前記車輪の前記車軸保持孔の、凹凸が形成された内周面である、請求項１に記載の免震キャスター。
4. 前記回転抑制部は、前記車輪の前記車軸保持孔の、樹脂材料がコーティングされた内周面である、請求項１に記載の免震キャスター。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の免震キャスターを備える什器。

Images