JP3749500B2 - キャスター用車輪 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、台車、椅子等の家具の脚部に取り付けられるキャスターに使用されるキャスター用車輪に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のキャスター用車輪については、硬質ゴム弾性体あるいは硬質樹脂材料により形成されている。ゴム弾性体製の車輪の場合は、クッションが良好であり、路面からの振動、騒音の伝播を吸収することができ、また路面に設けられた段差や障害に当接したときに受ける衝撃が少なく、これを容易に乗り越えることが可能である。しかし、ゴム弾性体製の車輪は、ゴム弾性体が路面との摩擦により摩耗し易く、耐久性が不十分である。これに対して、硬質樹脂製の車輪の場合、路面との摩擦による摩耗の問題は少ないが、路面からの振動、騒音が伝播し易く、特に段差や障害に当接したときに受ける衝撃が大きく、車輪がこれら段差等をスムーズに乗り越えることができないという問題がある。
【０００３】
これに対して、車輪が硬質樹脂材料製であっても、段差や障害等を乗り越えるときの衝撃が少なくなるような提案が、例えば実公平６−３０４８３号公報、特公平７−７７８４２号公報、特開平１１−５９１１０号公報等において開示されている。しかし、これら公報に記載された内容については、車軸を押しバネ等により支持させるもの、ブラケットに中途部で枢着された車輪支持アームをコイルスプリングで支持して搖動させるもの、車輪をクッションで支えるもの等、いずれも車輪を機構的に弾性支持するものである。そのため、キャスターの構造が複雑になり、キャスターが高価になるという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した問題を解決しようとするもので、路面との摩擦による摩耗が少なく、かつ車輪自体の構造により、段差や障害に当接したときの衝撃を小さくすることが可能なキャスター用車輪を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明の構成上の特徴は、軸孔によってキャスターの車軸に挿嵌されて車軸に回転自在に支持されると共に外周面に外係止部を有する樹脂製で円環状の車輪本体と、車輪本体の径方向外方に車輪本体の外周面から離間して同軸状に配置され、その内周面に内係止部を有する樹脂製で円環状の接地部材と、弾性体製の円環体であってその内周面に外係止部に係合固定される第１係合部を設けると共にその外周面に内係止部に係合固定される第２係合部を設け、車輪本体外周面と接地部材内周面との間に非接着で挿嵌固定される緩衝部材とを設け、外係止部、内係止部、第１及び第２係合部が、それぞれ車輪本体、接地部材及び緩衝部材の軸方向中間位置を跨って両側に配設されており、外係止部及び第１係合部のいずれか一方が径方向に突出すると共に軸方向両側が周方向に沿って所定間隔で且つ互いに周方向中間位置にて突出するように配置された第１突出部になっており、いずれか他方が径方向に凹むと共に軸方向両側が周方向に沿って所定間隔で凹んで配置されて第１突出部に係合固定される第１凹部になっており、また、内係止部及び第２係合部のいずれか一方が径方向に突出すると共に軸方向両側が周方向に沿って所定間隔で且つ互いに周方向中間位置にて突出するように配置された第２突出部になっており、いずれか他方が径方向に凹むと共に軸方向両側が周方向に沿って所定間隔で凹んで配置されて第２突出部に係合固定される第２凹部になっていることにある。
【０００６】
上記のように構成した請求項１の発明においては、キャスター用車輪は、樹脂製で円環状の車輪本体と樹脂製で円環状の接地部材との間に、弾性体製の緩衝部材が挿嵌され、緩衝部材の第１及び第２係合部が、車輪本体の外係止部及び接地部材の内係止部にそれぞれ係合することにより固定されている。このように、接地部材が樹脂製であるため、路面との摩擦による摩耗が少なく、車輪の耐久性が確保される。また、路面からの振動や騒音の伝播が弾性体製の緩衝部材により吸収され、特に、車輪が段差や障害に当接したときに、緩衝部材が衝撃を受けて伸縮することにより、衝撃を吸収することができる。そのため、請求項１の発明によれば、車輪が段差や障害に当接したときに受ける衝撃を緩和しつつ、段差等をスムーズに乗り越えることができる。さらに、弾性体製の緩衝部材は、車輪本体及び接地部材に対して非接着であるため、車輪本体と接地部材に挟まれて弾性体の耐久性上好ましい圧縮変形するが、車輪本体及び接地部材間で耐久性上好ましくない引張り応力を受けることがない。また、車輪は、その構造によって、振動、衝撃等を吸収することができるため、キャスター自体の構造を簡易にすることができる。
【０００７】
また、本発明においては、外係止部と第１係合部との係合、及び内係止部と第２係合部との係合が、それぞれ凹部と凸部により緊密かつ確実に行われ、車輪本体と緩衝部材、緩衝部材と接地部材との連結が信頼性良く達成される。さらに、本発明においては、外係止部と第１係合部、及び内係止部と第２係合部の係合固定が軸方向中間位置を跨って両側で行われることにより、車輪本体と緩衝部材と接地部材との連結が軸方向中間位置を跨って両側で安定して行われる。そのため、車輪が、軸方向のいずれからの押圧力を受けても、車輪本体と緩衝部材と接地部材との連結状態が安定して維持される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図面を用いて説明する。図１及び図２は、キャスター用の車輪１０を正面図及びＩＩ−ＩＩ線方向の断面図により示したものである。また、図３は、車輪１０が装着されたキャスターを正面図により示したものである。車輪１０は、樹脂製で円環状の車輪本体１１と、車輪本体の径方向外方に車輪本体１１の外周面から離間して同軸状に配置された樹脂製で円環状の接地部材２１と、ゴム弾性体製の円環体であって車輪本体１１と接地部材２１との間に挿嵌することにより固定される緩衝部材３１とを設けている。
【０００９】
車輪本体１１は、図２及び図４に示すように、軸孔１２ａを有する管状のボス部１２と、ボス部１２の外周面から離間して同軸状に配置されたボス部１２より軸方向長さの短い環状のリム部１４と、ボス部１２及びリム部１４間を軸方向中間位置で全周にわたって連結する薄肉で円環状のスポーク部１３とを一体で設けている。ボス部１２とスポーク部１３との連結部分は、軸方向両側面が凹曲面状に連続しており、スポーク部１３とリム部１４との連結部分も、軸方向両側面が凹曲面状に連続している。車輪本体１１は、樹脂射出成形により一体で形成されている。
【００１０】
そして、リム部１４の外周面には、図４に示すように、円環状の溝である外係止凹部１５が、軸方向の中間にて周方向に沿って設けられている。外係止凹部１５は、軸方向の幅がリム部１４の軸方向幅の略１／３程度になっている。外係止凹部１５は、その軸方向両端の軸方向略１／３長さ部分にて、周方向に沿って所定間隔で底面から突出した四角柱状の突出部１６を設けている。軸方向一方側の突出部１６は、軸方向他方側の突出部１６に対して互いに周方向の中間位置に配置されている。軸方向両側の各突出部１６の周方向間の凹みが第１凹部となっている。また、リム部１４の外周面の軸方向両端には、軸方向にわずかな幅でかつ径方向にわずかに突出したリング状の係止リング部１７が、周方向全周にわたって延設されている。
【００１１】
接地部材２１は、幅が車輪本体１１のリム部１４の軸方向幅と略同一であり、外周面が軸方向中間で径方向にわずかに突出した山状の接地面２２になっており、その内周面には、図５に示すように、軸方向の中間部分にて周方向に沿った円環状の溝である内係止凹部２３を設けている。内係止凹部２３は、軸方向の幅が車輪本体１１のリム部１４に設けられた外係止凹部１５と軸方向幅と同一である。内係止凹部２３は、その軸方向両端の軸方向略１／３長さ部分にて、周方向に沿って所定間隔で底面から突出した突出部２４を設けている。軸方向一方側の突出部２４は、軸方向他方側の突出部２４に対して互いに周方向の中間位置に配置されている。軸方向両側の各突出部２４の周方向間の凹みが第２凹部となっている。また、接地部材２１内周面の軸方向両端には、軸方向にわずかの幅でかつ径方向にわずかに突出したリング状の係止リング部２５が、周方向全周にわたって延設されている。
【００１２】
緩衝部材３１は、軸方向幅が、車輪本体１１の一対の係止リング部１７間の寸法に略等しくなっており、図６及び図７に示すように、その内周面３１ａ及び外周面３１ｂの軸方向の中間部分に、周方向全周にわたって突出した第１係合凸部３２及び第２係合凸部３５を設けている。第１係合凸部３２は、車輪本体１１のリム部１４外周面に設けた外係止凹部１５と同一幅で、かつその突出高さが外係止凹部１５の深さと略同一になっている。第１係合凸部３２は、その軸方向両端にて、周方向に沿って所定間隔で軸方向略２／３の幅でかつ周方向の所定長さで内周面３１ａから突出した複数の第１突出部３３を設けている。第１突出部３３の周方向長さは、上記車輪本体１１のリム部１４外周面に設けた外係止凹部１５の突出部１６間の周方向間隔と略同一になっている。軸方向一方側の第１突出部３３は、軸方向他方側の第１突出部３３に対して互いに周方向の中間位置に配置され、各々の周方向両端部分が軸方向の中間位置で重なり合っている。第１係合凸部３２の第１突出部３３は、上記外係止凹部１５の突出部１６の間に挿嵌されて、外係止凹部１５に係止されるようになっている。
【００１３】
第２係合凸部３５は、その軸方向両端にて、周方向に沿って所定間隔で軸方向略２／３の幅でかつ周方向の所定長さで外周面から突出した複数の第２突出部３６を設けている。第２突出部３６の周方向長さは、上記接地部材２１の内周面に設けた内係止凹部２３の突出部２４間の周方向間隔と略同一になっている。軸方向一方側の第２突出部３６は、軸方向他方側の第２突出部３６に対して互いに周方向の中間位置に配置され、各々の周方向両端部分が第２係合凸部３５の軸方向の中間位置で重なり合っている。第２係合凸部３５の第２突出部３６は、上記内係止凹部２３の突出部３６間に挿嵌されて、内係止凹部２３に係止されるようになっている。
【００１４】
緩衝部材３１は、車輪本体１１のリム部１４の外周面に挿嵌され、第１係合凸部３２の第１突出部３３が外係止凹部１５の突出部１６間に挿嵌されて係止されることにより車輪本体１１に固定され、緩衝部材３１の外周面に、接地部材２１が挿嵌され、第２係合凸部３５の第２突出部３６が内係止凹部２３の突出部２４間に挿嵌されて係止されることにより緩衝部材３１に固定され、車輪１０が形成される。
【００１５】
この車輪１０は、図３に示すように、台車等に固定する取付ねじ２を有するキャスター１の車軸３を、車輪本体１１の軸孔１２ａに挿通させることにより、車輪１０はキャスター１に回転自在に支持される。車軸３は、図８に示すように、長尺状のボルト４と、ナット５と、ボルト４が挿通される円筒形のベアリング６とにより構成されている。ベアリング６は、円筒形の金属スリーブ７と、金属スリーブ７の外周に挿嵌された円筒形で樹脂製の回転部材８とを設けている。回転部材８は、周方向に等間隔な複数箇所に、軸方向両端を除いて軸方向に延びると共に径方向に貫通した複数のスリット８ａを有しており、スリット８ａには金属丸棒９が嵌め込まれている。スリット８ａに嵌め込まれた金属丸棒９は、回転部材８の内外周面からわずかに突出している。これにより、金属スリーブ７と回転部材８は、金属丸棒９を介して相互に回転自在にされている。また、ベアリング６の回転部材８の外周面に挿嵌された車輪１０は、金属丸棒９に接触することにより、ベアリング６に回転自在に支持される。車輪１０の挿嵌された車軸３は、キャスター１の両側板に設けた取付孔（図示しない）にボルト４を挿通させて、その突出端にナット５を螺着して締付けることにより、キャスター１に固定される。
【００１６】
上記のように構成した実施形態においては、キャスター用車輪１０は、車輪本体１１と接地部材２１との間に、ゴム弾性体製の緩衝部材３１が挿嵌され、緩衝部材３１の第１及び第２係合凸部３２，３５が、車輪本体１１の外係止凹部１５及び接地部材２１の内係止凹部２３にそれぞれ係合固定されている。これにより、車輪本体１１と緩衝部材３１、緩衝部材３１と接地部材２１との連結が、第１及び第２係合凸部３２，３５と外及び内係止凹部１５，２３との係合により信頼性良く達成される。また、車輪本体１１と緩衝部材３１と接地部材２１との相互の連結が、軸方向中間位置で安定して行われるため、車輪１０が、軸方向のいずれからの押圧力を受けても、車輪本体１１と緩衝部材３１と接地部材２１との連結状態が安定して維持される。さらに、車輪１０の接地部材２１が樹脂製であるため、路面との摩擦による摩耗が少なく、その結果、車輪１０の耐久性が確保される。また、路面からの振動や騒音が緩衝部材３１により吸収されるため、キャスターが取りつけられる台車等への振動等の伝播が抑えられる。
【００１７】
さらに、車輪１０が段差や障害に当接したときに、ゴム弾性体製の緩衝部材３１が衝撃を受けて伸縮することにより、衝撃を吸収することができる。そのため、本実施形態によれば、車輪１０は、段差や障害に当接したときに受ける衝撃を緩和しつつ、段差等をスムーズに乗り越えることができる。また、ゴム弾性体製の緩衝部材３１は、車輪本体１１及び接地部材２１に対して非接着であるため、車輪本体１１と接地部材２１に挟まれてゴム弾性体の耐久性上好ましい圧縮変形するが、車輪本体１１及び接地部材２１間で耐久性上好ましくない引張り応力を受けることがない。そのため、緩衝部材３１の耐久性が確保される。
【００１８】
なお、上記各実施形態においては、車輪本体１１、接地部材２１に係止凹部１５，２３を設け、緩衝部材３１に係合凸部３２，３５になっているが、凹部と凸部を逆にしてもよく、また凹部と凸部の組合せを変更してもよい。また、上記各実施形態においては、緩衝部材については、ゴム弾性体が用いられているが、これに代えて弾性体エラストマを用いることも可能である。さらに、上記各実施形態においては、車軸３にベアリングを用いているが、ベアリングを用いない単なる軸であってもよく、単なる軸の場合には、車輪本体の材質を摩擦の小さい樹脂とすることが望ましい。その他、上記各実施形態に示したキャスター用車輪については、一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変更実施することが可能である。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、キャスター用車輪は、車輪本体と接地部材との間に、弾性体製の緩衝部材が挿嵌固定されているため、路面からの振動や騒音の伝播や、車輪が段差や障害に当接したときの衝撃を、緩衝部材によって吸収することができる。そのため、請求項１の発明によれば、キャスターから台車等への振動等の伝播を抑えることができると共に、車輪が段差等をスムーズに乗り越えることができる。さらに、緩衝部材は、車輪本体及び接地部材に対して非接着であるため、主として弾性体の耐久性上好ましい圧縮変形するため、その耐久性が確保される。また、接地部材が樹脂製であるため、路面との摩擦による摩耗が少なく、車輪の耐久性が確保される。また、振動等の吸収が、車輪本体のみで行われるため、キャスタ−自体の構造が簡易にされ、その結果、キャスターが安価に提供される。
【００２０】
また、外係止部と第１係合部との係合、及び内係止部と第２係合部との係合が、それぞれ凹部と凸部により緊密かつ確実に行われるため、車輪本体と緩衝部材、緩衝部材と接地部材との連結が信頼性良く達成される。また、車輪本体と緩衝部材と接地部材との連結が軸方向中間位置で安定して行われるため、車輪が、軸方向のいずれからの押圧力を受けても、車輪本体と緩衝部材と接地部材との連結状態が安定して維持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である車輪を概略的に示す正面図である。
【図２】車輪を示す図１のＩＩ−ＩＩ線方向の断面図である。
【図３】車輪が装着されたキャスターを概略的に示す正面図である。
【図４】車輪本体を概略的に示す側面図である。
【図５】接地部材を示す軸心位置での断面図である。
【図６】緩衝部材を概略的に示す側面図である。
【図７】緩衝部材を概略的に示す軸心位置での断面図である。
【図８】車軸を示す正面図及び左側面図（ナットを省く）である。
【符号の説明】
３…車軸、６…ベアリング、１０…車輪、１１…車輪本体、１２…ボス部、１２ａ…軸孔、１４…リム部、１５…外係止凹部、１６…突出部、１７…係止リング部、２１…接地部材、２３…内係止凹部、２４…突出部、２５…係止リング部、３１…緩衝部材、３２…第１係合凸部、３３…第１突出部、３４…リム部、３５…第２係合凸部、３６…第２突出部。

Claims (1)

1. 軸孔によってキャスターの車軸に挿嵌されて該車軸に回転自在に支持されると共に外周面に外係止部を有する樹脂製で円環状の車輪本体と、該車輪本体の径方向外方に該車輪本体の外周面から離間して同軸状に配置され、その内周面に内係止部を有する樹脂製で円環状の接地部材と、弾性体製の円環体であってその内周面に前記外係止部に係合固定される第１係合部を設けると共にその外周面に前記内係止部に係合固定される第２係合部を設け、前記車輪本体外周面と前記接地部材内周面との間に非接着で挿嵌固定される緩衝部材とを設け、
   前記外係止部、内係止部、第１及び第２係合部が、それぞれ前記車輪本体、接地部材及び緩衝部材の軸方向中間位置を跨って両側に配設されており、
   前記外係止部及び第１係合部のいずれか一方が径方向に突出すると共に軸方向両側が周方向に沿って所定間隔で且つ互いに周方向中間位置にて突出するように配置された第１突出部になっており、いずれか他方が径方向に凹むと共に軸方向両側が周方向に沿って所定間隔で凹んで配置されて前記第１突出部に係合固定される第１凹部になっており、
   また、前記内係止部及び第２係合部のいずれか一方が径方向に突出すると共に軸方向両側が周方向に沿って所定間隔で且つ互いに周方向中間位置にて突出するように配置された第２突出部になっており、いずれか他方が径方向に凹むと共に軸方向両側が周方向に沿って所定間隔で凹んで配置されて前記第２突出部に係合固定される第２凹部になっていることを特徴とするキャスター用車輪。

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