キャスター
【課題】製造コストを低減しつつ、衝撃吸収性能を長期に亘って維持しうる。
【解決手段】直立する静止状態と、傾斜させた移動状態とで使用される被移動体Ｍに取り付けられるキャスター１である。このキャスター１は、ブラケット２、該ブラケット２に揺動可能に連結される車輪支持体３、該車輪支持体３に車軸７を介して連結される車輪４、ブラケット２と車輪支持体３との間に配置される支持部５を含む。この支持部５は、静止状態において、下突片５Ａ、及び該下突片５Ａと当接する上突片５Ｂを具え、移動状態において、車輪支持体３の揺動により互いに離間する。
【解決手段】直立する静止状態と、傾斜させた移動状態とで使用される被移動体Ｍに取り付けられるキャスター１である。このキャスター１は、ブラケット２、該ブラケット２に揺動可能に連結される車輪支持体３、該車輪支持体３に車軸７を介して連結される車輪４、ブラケット２と車輪支持体３との間に配置される支持部５を含む。この支持部５は、静止状態において、下突片５Ａ、及び該下突片５Ａと当接する上突片５Ｂを具え、移動状態において、車輪支持体３の揺動により互いに離間する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製造コストを低減しつつ、衝撃吸収性能を長期に亘って維持しうるキャスターに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、キャリーバッグ等の被移動体には、図８（ａ）、（ｂ）に示されるようなキャスターａが設けられている。これらのキャスターａは、被移動体ｆ側に垂直軸回りで回動自在に固着されたブラケットｂ、該ブラケットｂに水平な回転軸ｇ１を介して揺動可能に固着された車輪支持体ｄ、該車輪支持体ｄに水平な車軸ｇ２を介して回転自在に連結される車輪ｃ、及びブラケットｂと車輪支持体ｄとの間に配置される衝撃吸収部材ｅを具える。
【０００３】
図８（ａ）のキャスターａ１では、衝撃吸収部材ｅとして、油圧ダンパｅ１及びゴムブッシュｅ２で構成されている。このようなキャスターａ１は、被移動体ｆの移動に伴う車輪支持体ｄの揺動によって油圧ダンパｅ１及びゴムブッシュｅ２を変形させ、路面からの衝撃や振動を吸収しうる。
【０００４】
一方、図８（ｂ）のキャスターａ２では、衝撃吸収部材ｅとして、ゴム弾性体ｅ３が配されている。このようなキャスターａ２は、ゴム弾性体ｅ３を引張・圧縮変形させ、路面からの衝撃や振動を吸収しうる。関連する技術としては、次のものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２２５８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図８（ａ）に示されるキャスターａ１では、上記のような油圧ダンパｅ１及びゴムブッシュｅ２等が設けられるため、部品数が多くなり、製造コストが増大しやすいという問題があった。
【０００７】
また、図８（ｂ）に示されるキャスターａ２は、ゴム弾性体ｅ３に、被移動体ｆの荷重ｐが常時負荷されるため、該ゴム弾性体ｅ３に圧縮永久歪が早期に生じやすく、衝撃吸収性能が低下しやすいという問題があった。
【０００８】
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、被移動体の下部に取り付けられるブラケット、ブラケットにゴム弾性体を介して揺動可能に連結される車輪支持体、車輪支持体に連結される車輪、及び静止状態において、ブラケットから下方へのびる下突片と車輪支持体から上方へのびかつ該下突片と当接する上突片とからなる支持部を具え、移動状態において、車輪支持体の揺動により、下突片及び上突片を離間させることを基本として、製造コストを低減しつつ、衝撃吸収性能を長期に亘って維持しうるキャスターを提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のうち請求項１記載の発明は、路面に対して直立する静止状態と、該静止状態から水平軸回りに傾斜させて路面に対して水平移動する移動状態とで使用される被移動体に取り付けられるキャスターであって、前記静止状態において、前記被移動体の下部に垂直軸回りに回動可能に取り付けられるブラケット、前記ブラケットにゴム弾性体を介して揺動可能に連結される車輪支持体、前記車輪支持体に、水平な車軸を介して回転自在に連結される車輪、及び前記ブラケットと前記車輪支持体との間に配置され、かつブラケットに伝達された被移動体の荷重を車輪支持体に伝達する支持部を含み、前記ゴム弾性体は、前記移動状態でせん断変形することにより、前記車輪支持体を揺動させるとともに、前記支持部は、前記静止状態において、前記ブラケットから下方へのびる下突片、及び前記車輪支持体から上方へのびかつ該下突片と当接する上突片を具え、前記下突片及び上突片は、前記移動状態において、前記車輪支持体の揺動により離間することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、前記下突片及び前記上突片は、前記車軸の軸心方向にのびる長尺状に形成される請求項１に記載に記載のキャスターである。
【００１１】
また、請求項３記載の発明は、前記車軸の軸心と直角に交わる断面において、前記下突片の下端は、下方へ凸となる円弧状に形成されるとともに、前記上突片の上端は、上方へ凸となる円弧状に形成され、前記静止状態において、前記下突片と前記上突片とが点接触する請求項１又は２に記載のキャスターである。
【００１２】
また、請求項４記載の発明は、前記ゴム弾性体は、前記静止状態におけるせん断歪みが５％以下である請求項１乃至３のいずれかに記載のキャスターである。
【００１３】
また、請求項５記載の発明は、前記ゴム弾性体は、損失正接ｔａｎδが０．３〜１．０である請求項１乃至４のいずれかに記載のキャスターである。
【００１４】
なお、本明細書において、前記損失正接ｔａｎδは、ＪＩＳ−Ｋ６３９４の規定に準じ、下記の条件で（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータを用いて測定された値である。
初期歪：１０％
振幅：±１％
周波数：１０Ｈｚ
変形モード：せん断
測定温度：２５°Ｃ
【発明の効果】
【００１５】
本発明のキャスターは、路面に対して直立する静止状態と、該静止状態から水平軸回りに傾斜させて路面に対して水平移動する移動状態とで使用される被移動体に取り付けられる。
【００１６】
キャスターは、静止状態において、被移動体の下部に垂直軸回りに回動可能に取り付けられるブラケット、ブラケットにゴム弾性体を介して揺動可能に連結される車輪支持体、車輪支持体に、水平な車軸を介して回転自在に連結される車輪、及びブラケットと車輪支持体との間に配置され、かつブラケットに伝達された被移動体の荷重を車輪支持体に伝達する支持部を含む。
【００１７】
このゴム弾性体は、移動状態において車輪支持体が揺動することによりせん断変形する。また、支持部は、静止状態において、前記ブラケットから下方へのびる下突片、及び前記車輪支持体から上方へのびかつ該下突片と当接する上突片を具える。これらの下突片及び上突片は、移動状態において、車輪支持体の揺動により離間する。
【００１８】
このようなキャスターは、移動状態において、車輪支持体の揺動よって支持体の下突片及び上突片を離間させて、ブラケットに伝達された被移動体の荷重を、ゴム弾性体を介して車輪支持体に伝達させることにより、該ゴム弾性体が、路面から伝達される衝撃や振動を吸収しうる。また、静止状態においては、支持部の下突片及び上突片を当接させることにより、ブラケットに伝達された被移動体の荷重を車輪支持体に直接伝達でき、被移動体の荷重がゴム弾性体に負荷されるのを抑制できる。これにより、キャスターは、ゴム弾性体に早期に圧縮永久歪が生じるのを防ぐことができ、衝撃吸収性能を長期に亘って維持しうる。
【００１９】
さらに、キャスターは、路面からの衝撃や振動をゴム弾性体で吸収できるため、例えば油圧ダンパ及びゴムブッシュから構成されるものに比べ、部品数を少なくでき、製造コストを低減しうる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態のキャスターが取り付けられる被移動体の一例をを示す側面図である。
【図２】静止状態のキャスターを示す側面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】移動状態のキャスターを示す断面図である。
【図６】他の実施例の支持部を拡大して示す断面図である。
【図７】（ａ）は比較例のキャスターを示す断面図、（ｂ）は比較例のキャスターを示す側面図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、従来のキャスターを示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１に示されるように、本実施形態のキャスター１は、例えば、キャリーバッグ等の被移動体Ｍの下部に取り付けられる。この被移動体Ｍは、路面に対して直立する静止状態（実線で示す）と、該静止状態から水平軸回りに傾斜させて路面に対してキャスター１を転がして水平移動する移動状態（２点鎖線で示す）とで使用される。
【００２２】
図２及び図３に示されるように、前記キャスター１は、被移動体Ｍの下部に取り付けられるブラケット２、該ブラケット２にゴム弾性体６を介して揺動可能に連結される車輪支持体３、該車輪支持体３に水平な車軸７を介して連結される車輪４、及び該ブラケット２と該車輪支持体３との間に配置される支持部５を含む。
【００２３】
前記ブラケット２は、水平な板状に形成されるウエブ２Ａと、該ウエブ２Ａの両縁から下方にのびる一対のフランジ２Ｂ、２Ｂとを含み、断面略コ字状に形成される。
【００２４】
前記ウエブ２Ａは、静止状態において、被移動体Ｍの下部に回転手段８を介して、垂直軸回りに回動自在に取り付けられる。また、前記フランジ２Ｂは、図２に示される側面視において、ブラケット２のウエブ２Ａの両縁から車軸７よりも下方へのび、縦長矩形状に形成される。
【００２５】
前記回転手段８は、被移動体Ｍの下面に固着される保持台座８Ａと、該保持台座８Ａに軸受け（図示省略）を介して回動可能に連結される回転具８Ｂとを含む。これにより、ブラケット２は、前記被移動体Ｍの下部に、静止状態において垂直軸回りに回動可能に取り付けられる。
【００２６】
前記車輪支持体３は、図３に示されるように、水平な板状に形成されるウエブ３Ａと、該ウエブ３Ａの両縁から下方にのびる一対のフランジ３Ｂ、３Ｂとを含み、断面略コ字状に形成される。
【００２７】
前記ウエブ３Ａは、その上方がブラケット２のウエブ２Ａに覆われるとともに、その下方に車輪４が配される。また、前記フランジ３Ｂは、前記車軸７の軸芯方向Ｆ１において、その外側がブラケット２のフランジ２Ｂに覆われるとともに、その内側に車輪４が配される。
【００２８】
前記フランジ３Ｂは、静止状態において、車輪支持体３のウエブ３Ａの両縁からブラケット２のフランジ２Ｂの下端よりも下方へのび、側面視において、縦長矩形状に形成される。また、フランジ３Ｂには、その下端側において、車軸７の軸心方向に貫通する孔部Ｈ１が設けられる。
【００２９】
前記車輪４は、車輪支持体３の内側に配されるホイール１１と、該ホイール１１の外周に配置される、例えばゴム等の弾性体からなるタイヤ１２とを含む。このホイール１１には、車輪支持体３のフランジ３Ｂに設けられる孔部Ｈ１に対応して、車軸７の軸心方向に貫通する孔部Ｈ２が設けられる。これらの孔部Ｈ１、Ｈ２には、前記車軸７が配置されることにより、車輪４が車輪支持体３に回転自在に連結される。
【００３０】
前記支持部５は、静止状態において、ブラケット２のウエブ２Ａから下方へのびる下突片５Ａ、及び車輪支持体３のウエブから上方へのびかつ該下突片５Ａと当接する上突片５Ｂとからなる。これにより、下突片５Ａ及び上突片５Ｂは、静止状態において、ブラケット２に伝達された被移動体Ｍ（図２に示す）の荷重を、車輪支持体３に伝達しうる。
【００３１】
本実施形態の下突片５Ａは、図４に示される車軸７の軸心７ｃと直角に交わる断面において、その下端が下方へ凸となる円弧状に形成される。一方、上突片５Ｂの上端は、上方へ凸となる円弧状に形成される。これにより、下突片５Ａ及び上突片５Ｂは、前記静止状態において、車軸７の軸心７ｃと直角に交わる水平方向Ｆ２で点接触する。このため、下突片５Ａ及び上突片５Ｂは、該水平方向Ｆ２への摩擦を小さくでき、前記移動状態において、車輪支持体３の揺動により、前記水平方向Ｆ２へスムーズに離間しうる。なお、下突片５Ａの下端及び上突片５Ｂの上端には、潤滑油等が配されるのが望ましい。
【００３２】
図３に示されるように、前記下突片５Ａ及び前記上突片５Ｂは、前記軸芯方向Ｆ１にのびる長尺状に形成されている。これにより、下突片５Ａ及び上突片５Ｂは、前記軸芯方向Ｆ１において線接触しているため、上記のように、前記水平方向Ｆ２で点接触していても、ブラケット２に伝達された被移動体Ｍ（図２に示す）の荷重を、車輪支持体３に確実に伝達しうる。
【００３３】
このような作用を効果的に発揮するために、前記下突片５Ａ及び前記上突片５Ｂの前記軸芯方向Ｆ１の長さＬ３と、車輪支持体３のウエブ３Ａの前記軸芯方向Ｆ１の長さＬ２との比Ｌ３／Ｌ２は、７０〜１００％が望ましい。前記比Ｌ３／Ｌ２が７０％未満であると、下突片５Ａ及び上突片５Ｂが過度に短くなり、被移動体Ｍの荷重を安定して支持できないおそれがある。逆に、前記比Ｌ３／Ｌ２が１００％を超えると、下突片５Ａと上突片５Ｂとの摩擦が大きくなり、スムーズに離間できなくなるおそれがある。このような観点より、前記比Ｌ３／Ｌ２は、より好ましくは８０％以上が望ましく、また、より好ましくは９０％以下が望ましい。
【００３４】
前記ゴム弾性体６は、一定厚さのゴムシートからなる。このゴム弾性体６は、ブラケット２のフランジ２Ｂ及び車輪支持体３のフランジ３Ｂとの間に、それぞれ配置され、例えば接着剤等で固着される。また、一対のゴム弾性体６、６は、図２に示される側面視において、各フランジ２Ｂ、３Ｂからはみ出すことなく配される。さらに、ゴム弾性体６、６は、図３に示されるように、各図心Ｇ、Ｇが、前記軸芯方向Ｆ１において、同一の位置に配される。
【００３５】
このようなキャスター１は、図５に示される移動状態において、ブラケット２と車輪支持体３との相対変位によって、ゴム弾性体６がせん断変形し、該ゴム弾性体６、６の図心Ｇ、Ｇ間を結ぶ車軸７の軸心７ｃと平行な揺動軸９を中心に、車輪支持体３を揺動させることができる。
【００３６】
この車輪支持体３の揺動によって、前記支持部５の下突片５Ａ及び上突片５Ｂが互いに離間し、ブラケット２に伝達された被移動体Ｍ（図２に示す）の荷重が、ゴム弾性体６を介して車輪支持体３に伝達される。これにより、ゴム弾性体６は、ブラケット２と車輪支持体３との間で、路面から伝達される衝撃や振動を吸収しうる。
【００３７】
このように、キャスター１は、路面からの衝撃や振動をゴム弾性体６で吸収できるため、例えば油圧ダンパ及びゴムブッシュから構成されるものに比べ、部品数を少なくでき、製造コストを低減しうる。
【００３８】
また、静止状態においては、支持部５の下突片５Ａ及び上突片５Ｂが当接することにより、ブラケット２に伝達された被移動体Ｍの荷重が、該支持部５を介して車輪支持体３に直接伝達されるため、被移動体Ｍの荷重がゴム弾性体６に負荷されるのを抑制できる。これにより、キャスター１は、ゴム弾性体６に早期に圧縮永久歪が生じるのを防ぐことができ、衝撃吸収性能を長期に亘って維持しうる。
【００３９】
なお、前記ゴム弾性体６には、損失正接ｔａｎδが大きいゴムが採用されるのが望ましい。これにより、ゴム弾性体６は、路面からの衝撃や振動を、より効果的に吸収しうる。
【００４０】
さらに、ゴム弾性体６の圧縮永久歪を効果的に抑制するために、ゴム弾性体６は、静止状態におけるせん断歪みが５％以下、最も好ましくは０％が望ましい。
【００４１】
なお、本明細書において、前記ゴム弾性体のせん断歪みは、ゴム厚みをＴ（mm）、せん断量をｘ（mm）とした時、ｘ／Ｔ（％）で計算される。
【００４２】
また、ゴム弾性体６の損失正接ｔａｎδは、０．３〜１．０が望ましい。前記損失正接ｔａｎδが０．３未満であると、路面からの衝撃や振動を十分に吸収できないおそれがある。逆に、前記損失正接ｔａｎδが１．０を超えると、振動吸収によるゴム弾性体６の発熱量が多くなり、ゴム弾性体６の耐久性が著しく低下するおそれがある。このような観点より、前記損失正接ｔａｎδは、より好ましくは０．４以上が望ましく、また、好ましくは０．７以下が望ましい。
【００４３】
上記のようなゴム弾性体６は、例えば、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）及びクロロプレンゴム（ＣＲ）の一種又は二種以上のゴムポリマーに、例えば、カーボンブラックなどの種々の添加剤が配合されて製造できる。
【００４４】
図６には、本発明の他の実施形態の支持部５が示される。
この実施形態の支持部５は、下突片５Ａの下端が、上方へ円弧状に凹む凹部１３が形成されている。このような上突片５Ｂは、静止状態において、下突片５Ａの凹部１３と線接触でき、ブラケット２に伝達された被移動体Ｍ（図２に示す）の荷重を、車輪支持体３に安定して伝達しうる。
【００４５】
この場合、前記断面において、下突片５Ａの凹部１３の曲率半径Ｒ１は、上突片５Ｂの曲率半径Ｒ２よりも大きいのが望ましい。これにより、下突片５Ａの凹部１３と上突片５Ｂとの線接触の長さが過度に大きくなるのを抑制でき、下突片５Ａと上突片５Ｂとをスムーズに離間させうる。
【００４６】
このような作用を効果的に発揮させるために、前記凹部１３の曲率半径Ｒ１と上突片５Ｂの曲率半径Ｒ２との比Ｒ１／Ｒ２は、１２０〜２００％が望ましい。なお、前記比Ｒ１が１２０％未満であると、下突片５Ａと上突片５Ｂとの摩擦が大きくなり、スムーズに離間できず、衝撃吸収性能を十分に高めることができないおそれがある。逆に、前記比Ｒ１／Ｒ２が２００％を超えると、ブラケット２に伝達された被移動体Ｍ（図２に示す）の荷重を、車輪支持体３に十分に安定して伝達できず、長期に亘って衝撃吸収性能を維持できないおそれがある。このような観点より、前記比Ｒ１／Ｒ２は、より好ましくは１５０％以上が望ましく、また、より好ましくは１７０％以下が望ましい。
【００４７】
また、下突片５Ａには、凹部１３の両側に、下方へ突出する一対の円弧部１４、１４が形成されるのが望ましい。このような円弧部１４は、前記移動状態において、上突片５Ｂが引っかかるのを抑制でき、下突片５Ａと上突片５Ｂとをスムーズに離間させるのに役立つ。
【００４８】
以上、本発明の特に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うる。
【実施例】
【００４９】
図２に示す基本構造をなし、表１に示す支持部及びゴム弾性体を有するキャスターが製造され、それらの性能が評価された。また、比較として、図７（ａ）に示されるブラケットと車輪支持部との間に揺動軸を配置したキャスター、及び図８（ａ）、（ｂ）に示される従来のキャスターについても同様に評価された。なお、共通仕様は以下のとおりである。
車輪支持体のウエブの軸芯方向の長さＬ２：４５mm
上突部の曲率半径Ｒ２：３mm
テスト方法は、次の通りである。
【００５０】
＜初期騒音テスト＞
各供試キャスターをキャリーバッグ（エース（株）製のＰｒｏｔｅｃＡ・ＳＴＡＲＩＡ（７５Ｌ）、総質量：２０ｋｇ）の４輪に装着し、インターロッキングブロック（（株）コーナン社製の神戸市指定舗装用ブロック）を室内に敷き詰めた路面上を、垂直から３０度傾けた状態で走行（時速３ｋｍ）させ、該供試キャスターから１５０mm離れた位置での騒音レベル（ｄｂ（Ａ）値）を、騒音計（ＲＩＯＮ（株）製の精密騒音計（ＮＬ−１５））を用いて測定し、図７（ｂ）に示されるゴム弾性体を有しない標準的なキャスターの騒音レベル（ｄｂ（Ａ）値）との差を求めた。評価は、次のとおりである。
◎：−１０.０ｄｂ未満
○：−５．０〜−１０．０ｄｂ
△：−５．１〜２０．０ｄｂ
×：２０．１ｄｂ以上
【００５１】
＜１ヶ月間静置後における騒音テスト＞
各供試キャスターを上記キャリーバッグの４輪に装着し、室内において、路面に対して直立する静止状態で１ヶ月間静置させた後に、上記路面上を上記条件で走行させたときの騒音レベル（ｄｂ（Ａ）値）を上記騒音計を用いて測定し、図７（ｂ）に示される標準的なキャスターの騒音レベル（ｄｂ（Ａ）値）との差を求めた。評価は、次のとおりである。
◎：−１０.０ｄｂ未満
○：−５．０〜−１０．０ｄｂ
△：−５．１〜２０．０ｄｂ
×：２０．１ｄｂ以上
【００５２】
＜製造コスト＞
各供試キャスターを１個製造するのに要した製造コストの逆数を、比較例１を１００とする指数で表示した。数値が大きいほど製造コストが小さく良好である。
テスト方法は、次の通りである。
【００５３】
【表１】
【００５４】
テストの結果、実施例のキャスターは、製造コストを低減しつつ、衝撃吸収性能を長期に亘って維持しうることが確認できた。
【符号の説明】
【００５５】
１ キャスター
２ ブラケット
３ 車輪支持体
４ 車輪
５ 支持部
６ ゴム弾性体
７ 車軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製造コストを低減しつつ、衝撃吸収性能を長期に亘って維持しうるキャスターに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、キャリーバッグ等の被移動体には、図８（ａ）、（ｂ）に示されるようなキャスターａが設けられている。これらのキャスターａは、被移動体ｆ側に垂直軸回りで回動自在に固着されたブラケットｂ、該ブラケットｂに水平な回転軸ｇ１を介して揺動可能に固着された車輪支持体ｄ、該車輪支持体ｄに水平な車軸ｇ２を介して回転自在に連結される車輪ｃ、及びブラケットｂと車輪支持体ｄとの間に配置される衝撃吸収部材ｅを具える。
【０００３】
図８（ａ）のキャスターａ１では、衝撃吸収部材ｅとして、油圧ダンパｅ１及びゴムブッシュｅ２で構成されている。このようなキャスターａ１は、被移動体ｆの移動に伴う車輪支持体ｄの揺動によって油圧ダンパｅ１及びゴムブッシュｅ２を変形させ、路面からの衝撃や振動を吸収しうる。
【０００４】
一方、図８（ｂ）のキャスターａ２では、衝撃吸収部材ｅとして、ゴム弾性体ｅ３が配されている。このようなキャスターａ２は、ゴム弾性体ｅ３を引張・圧縮変形させ、路面からの衝撃や振動を吸収しうる。関連する技術としては、次のものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２２５８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図８（ａ）に示されるキャスターａ１では、上記のような油圧ダンパｅ１及びゴムブッシュｅ２等が設けられるため、部品数が多くなり、製造コストが増大しやすいという問題があった。
【０００７】
また、図８（ｂ）に示されるキャスターａ２は、ゴム弾性体ｅ３に、被移動体ｆの荷重ｐが常時負荷されるため、該ゴム弾性体ｅ３に圧縮永久歪が早期に生じやすく、衝撃吸収性能が低下しやすいという問題があった。
【０００８】
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、被移動体の下部に取り付けられるブラケット、ブラケットにゴム弾性体を介して揺動可能に連結される車輪支持体、車輪支持体に連結される車輪、及び静止状態において、ブラケットから下方へのびる下突片と車輪支持体から上方へのびかつ該下突片と当接する上突片とからなる支持部を具え、移動状態において、車輪支持体の揺動により、下突片及び上突片を離間させることを基本として、製造コストを低減しつつ、衝撃吸収性能を長期に亘って維持しうるキャスターを提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のうち請求項１記載の発明は、路面に対して直立する静止状態と、該静止状態から水平軸回りに傾斜させて路面に対して水平移動する移動状態とで使用される被移動体に取り付けられるキャスターであって、前記静止状態において、前記被移動体の下部に垂直軸回りに回動可能に取り付けられるブラケット、前記ブラケットにゴム弾性体を介して揺動可能に連結される車輪支持体、前記車輪支持体に、水平な車軸を介して回転自在に連結される車輪、及び前記ブラケットと前記車輪支持体との間に配置され、かつブラケットに伝達された被移動体の荷重を車輪支持体に伝達する支持部を含み、前記ゴム弾性体は、前記移動状態でせん断変形することにより、前記車輪支持体を揺動させるとともに、前記支持部は、前記静止状態において、前記ブラケットから下方へのびる下突片、及び前記車輪支持体から上方へのびかつ該下突片と当接する上突片を具え、前記下突片及び上突片は、前記移動状態において、前記車輪支持体の揺動により離間することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、前記下突片及び前記上突片は、前記車軸の軸心方向にのびる長尺状に形成される請求項１に記載に記載のキャスターである。
【００１１】
また、請求項３記載の発明は、前記車軸の軸心と直角に交わる断面において、前記下突片の下端は、下方へ凸となる円弧状に形成されるとともに、前記上突片の上端は、上方へ凸となる円弧状に形成され、前記静止状態において、前記下突片と前記上突片とが点接触する請求項１又は２に記載のキャスターである。
【００１２】
また、請求項４記載の発明は、前記ゴム弾性体は、前記静止状態におけるせん断歪みが５％以下である請求項１乃至３のいずれかに記載のキャスターである。
【００１３】
また、請求項５記載の発明は、前記ゴム弾性体は、損失正接ｔａｎδが０．３〜１．０である請求項１乃至４のいずれかに記載のキャスターである。
【００１４】
なお、本明細書において、前記損失正接ｔａｎδは、ＪＩＳ−Ｋ６３９４の規定に準じ、下記の条件で（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータを用いて測定された値である。
初期歪：１０％
振幅：±１％
周波数：１０Ｈｚ
変形モード：せん断
測定温度：２５°Ｃ
【発明の効果】
【００１５】
本発明のキャスターは、路面に対して直立する静止状態と、該静止状態から水平軸回りに傾斜させて路面に対して水平移動する移動状態とで使用される被移動体に取り付けられる。
【００１６】
キャスターは、静止状態において、被移動体の下部に垂直軸回りに回動可能に取り付けられるブラケット、ブラケットにゴム弾性体を介して揺動可能に連結される車輪支持体、車輪支持体に、水平な車軸を介して回転自在に連結される車輪、及びブラケットと車輪支持体との間に配置され、かつブラケットに伝達された被移動体の荷重を車輪支持体に伝達する支持部を含む。
【００１７】
このゴム弾性体は、移動状態において車輪支持体が揺動することによりせん断変形する。また、支持部は、静止状態において、前記ブラケットから下方へのびる下突片、及び前記車輪支持体から上方へのびかつ該下突片と当接する上突片を具える。これらの下突片及び上突片は、移動状態において、車輪支持体の揺動により離間する。
【００１８】
このようなキャスターは、移動状態において、車輪支持体の揺動よって支持体の下突片及び上突片を離間させて、ブラケットに伝達された被移動体の荷重を、ゴム弾性体を介して車輪支持体に伝達させることにより、該ゴム弾性体が、路面から伝達される衝撃や振動を吸収しうる。また、静止状態においては、支持部の下突片及び上突片を当接させることにより、ブラケットに伝達された被移動体の荷重を車輪支持体に直接伝達でき、被移動体の荷重がゴム弾性体に負荷されるのを抑制できる。これにより、キャスターは、ゴム弾性体に早期に圧縮永久歪が生じるのを防ぐことができ、衝撃吸収性能を長期に亘って維持しうる。
【００１９】
さらに、キャスターは、路面からの衝撃や振動をゴム弾性体で吸収できるため、例えば油圧ダンパ及びゴムブッシュから構成されるものに比べ、部品数を少なくでき、製造コストを低減しうる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態のキャスターが取り付けられる被移動体の一例をを示す側面図である。
【図２】静止状態のキャスターを示す側面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】移動状態のキャスターを示す断面図である。
【図６】他の実施例の支持部を拡大して示す断面図である。
【図７】（ａ）は比較例のキャスターを示す断面図、（ｂ）は比較例のキャスターを示す側面図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、従来のキャスターを示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１に示されるように、本実施形態のキャスター１は、例えば、キャリーバッグ等の被移動体Ｍの下部に取り付けられる。この被移動体Ｍは、路面に対して直立する静止状態（実線で示す）と、該静止状態から水平軸回りに傾斜させて路面に対してキャスター１を転がして水平移動する移動状態（２点鎖線で示す）とで使用される。
【００２２】
図２及び図３に示されるように、前記キャスター１は、被移動体Ｍの下部に取り付けられるブラケット２、該ブラケット２にゴム弾性体６を介して揺動可能に連結される車輪支持体３、該車輪支持体３に水平な車軸７を介して連結される車輪４、及び該ブラケット２と該車輪支持体３との間に配置される支持部５を含む。
【００２３】
前記ブラケット２は、水平な板状に形成されるウエブ２Ａと、該ウエブ２Ａの両縁から下方にのびる一対のフランジ２Ｂ、２Ｂとを含み、断面略コ字状に形成される。
【００２４】
前記ウエブ２Ａは、静止状態において、被移動体Ｍの下部に回転手段８を介して、垂直軸回りに回動自在に取り付けられる。また、前記フランジ２Ｂは、図２に示される側面視において、ブラケット２のウエブ２Ａの両縁から車軸７よりも下方へのび、縦長矩形状に形成される。
【００２５】
前記回転手段８は、被移動体Ｍの下面に固着される保持台座８Ａと、該保持台座８Ａに軸受け（図示省略）を介して回動可能に連結される回転具８Ｂとを含む。これにより、ブラケット２は、前記被移動体Ｍの下部に、静止状態において垂直軸回りに回動可能に取り付けられる。
【００２６】
前記車輪支持体３は、図３に示されるように、水平な板状に形成されるウエブ３Ａと、該ウエブ３Ａの両縁から下方にのびる一対のフランジ３Ｂ、３Ｂとを含み、断面略コ字状に形成される。
【００２７】
前記ウエブ３Ａは、その上方がブラケット２のウエブ２Ａに覆われるとともに、その下方に車輪４が配される。また、前記フランジ３Ｂは、前記車軸７の軸芯方向Ｆ１において、その外側がブラケット２のフランジ２Ｂに覆われるとともに、その内側に車輪４が配される。
【００２８】
前記フランジ３Ｂは、静止状態において、車輪支持体３のウエブ３Ａの両縁からブラケット２のフランジ２Ｂの下端よりも下方へのび、側面視において、縦長矩形状に形成される。また、フランジ３Ｂには、その下端側において、車軸７の軸心方向に貫通する孔部Ｈ１が設けられる。
【００２９】
前記車輪４は、車輪支持体３の内側に配されるホイール１１と、該ホイール１１の外周に配置される、例えばゴム等の弾性体からなるタイヤ１２とを含む。このホイール１１には、車輪支持体３のフランジ３Ｂに設けられる孔部Ｈ１に対応して、車軸７の軸心方向に貫通する孔部Ｈ２が設けられる。これらの孔部Ｈ１、Ｈ２には、前記車軸７が配置されることにより、車輪４が車輪支持体３に回転自在に連結される。
【００３０】
前記支持部５は、静止状態において、ブラケット２のウエブ２Ａから下方へのびる下突片５Ａ、及び車輪支持体３のウエブから上方へのびかつ該下突片５Ａと当接する上突片５Ｂとからなる。これにより、下突片５Ａ及び上突片５Ｂは、静止状態において、ブラケット２に伝達された被移動体Ｍ（図２に示す）の荷重を、車輪支持体３に伝達しうる。
【００３１】
本実施形態の下突片５Ａは、図４に示される車軸７の軸心７ｃと直角に交わる断面において、その下端が下方へ凸となる円弧状に形成される。一方、上突片５Ｂの上端は、上方へ凸となる円弧状に形成される。これにより、下突片５Ａ及び上突片５Ｂは、前記静止状態において、車軸７の軸心７ｃと直角に交わる水平方向Ｆ２で点接触する。このため、下突片５Ａ及び上突片５Ｂは、該水平方向Ｆ２への摩擦を小さくでき、前記移動状態において、車輪支持体３の揺動により、前記水平方向Ｆ２へスムーズに離間しうる。なお、下突片５Ａの下端及び上突片５Ｂの上端には、潤滑油等が配されるのが望ましい。
【００３２】
図３に示されるように、前記下突片５Ａ及び前記上突片５Ｂは、前記軸芯方向Ｆ１にのびる長尺状に形成されている。これにより、下突片５Ａ及び上突片５Ｂは、前記軸芯方向Ｆ１において線接触しているため、上記のように、前記水平方向Ｆ２で点接触していても、ブラケット２に伝達された被移動体Ｍ（図２に示す）の荷重を、車輪支持体３に確実に伝達しうる。
【００３３】
このような作用を効果的に発揮するために、前記下突片５Ａ及び前記上突片５Ｂの前記軸芯方向Ｆ１の長さＬ３と、車輪支持体３のウエブ３Ａの前記軸芯方向Ｆ１の長さＬ２との比Ｌ３／Ｌ２は、７０〜１００％が望ましい。前記比Ｌ３／Ｌ２が７０％未満であると、下突片５Ａ及び上突片５Ｂが過度に短くなり、被移動体Ｍの荷重を安定して支持できないおそれがある。逆に、前記比Ｌ３／Ｌ２が１００％を超えると、下突片５Ａと上突片５Ｂとの摩擦が大きくなり、スムーズに離間できなくなるおそれがある。このような観点より、前記比Ｌ３／Ｌ２は、より好ましくは８０％以上が望ましく、また、より好ましくは９０％以下が望ましい。
【００３４】
前記ゴム弾性体６は、一定厚さのゴムシートからなる。このゴム弾性体６は、ブラケット２のフランジ２Ｂ及び車輪支持体３のフランジ３Ｂとの間に、それぞれ配置され、例えば接着剤等で固着される。また、一対のゴム弾性体６、６は、図２に示される側面視において、各フランジ２Ｂ、３Ｂからはみ出すことなく配される。さらに、ゴム弾性体６、６は、図３に示されるように、各図心Ｇ、Ｇが、前記軸芯方向Ｆ１において、同一の位置に配される。
【００３５】
このようなキャスター１は、図５に示される移動状態において、ブラケット２と車輪支持体３との相対変位によって、ゴム弾性体６がせん断変形し、該ゴム弾性体６、６の図心Ｇ、Ｇ間を結ぶ車軸７の軸心７ｃと平行な揺動軸９を中心に、車輪支持体３を揺動させることができる。
【００３６】
この車輪支持体３の揺動によって、前記支持部５の下突片５Ａ及び上突片５Ｂが互いに離間し、ブラケット２に伝達された被移動体Ｍ（図２に示す）の荷重が、ゴム弾性体６を介して車輪支持体３に伝達される。これにより、ゴム弾性体６は、ブラケット２と車輪支持体３との間で、路面から伝達される衝撃や振動を吸収しうる。
【００３７】
このように、キャスター１は、路面からの衝撃や振動をゴム弾性体６で吸収できるため、例えば油圧ダンパ及びゴムブッシュから構成されるものに比べ、部品数を少なくでき、製造コストを低減しうる。
【００３８】
また、静止状態においては、支持部５の下突片５Ａ及び上突片５Ｂが当接することにより、ブラケット２に伝達された被移動体Ｍの荷重が、該支持部５を介して車輪支持体３に直接伝達されるため、被移動体Ｍの荷重がゴム弾性体６に負荷されるのを抑制できる。これにより、キャスター１は、ゴム弾性体６に早期に圧縮永久歪が生じるのを防ぐことができ、衝撃吸収性能を長期に亘って維持しうる。
【００３９】
なお、前記ゴム弾性体６には、損失正接ｔａｎδが大きいゴムが採用されるのが望ましい。これにより、ゴム弾性体６は、路面からの衝撃や振動を、より効果的に吸収しうる。
【００４０】
さらに、ゴム弾性体６の圧縮永久歪を効果的に抑制するために、ゴム弾性体６は、静止状態におけるせん断歪みが５％以下、最も好ましくは０％が望ましい。
【００４１】
なお、本明細書において、前記ゴム弾性体のせん断歪みは、ゴム厚みをＴ（mm）、せん断量をｘ（mm）とした時、ｘ／Ｔ（％）で計算される。
【００４２】
また、ゴム弾性体６の損失正接ｔａｎδは、０．３〜１．０が望ましい。前記損失正接ｔａｎδが０．３未満であると、路面からの衝撃や振動を十分に吸収できないおそれがある。逆に、前記損失正接ｔａｎδが１．０を超えると、振動吸収によるゴム弾性体６の発熱量が多くなり、ゴム弾性体６の耐久性が著しく低下するおそれがある。このような観点より、前記損失正接ｔａｎδは、より好ましくは０．４以上が望ましく、また、好ましくは０．７以下が望ましい。
【００４３】
上記のようなゴム弾性体６は、例えば、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）及びクロロプレンゴム（ＣＲ）の一種又は二種以上のゴムポリマーに、例えば、カーボンブラックなどの種々の添加剤が配合されて製造できる。
【００４４】
図６には、本発明の他の実施形態の支持部５が示される。
この実施形態の支持部５は、下突片５Ａの下端が、上方へ円弧状に凹む凹部１３が形成されている。このような上突片５Ｂは、静止状態において、下突片５Ａの凹部１３と線接触でき、ブラケット２に伝達された被移動体Ｍ（図２に示す）の荷重を、車輪支持体３に安定して伝達しうる。
【００４５】
この場合、前記断面において、下突片５Ａの凹部１３の曲率半径Ｒ１は、上突片５Ｂの曲率半径Ｒ２よりも大きいのが望ましい。これにより、下突片５Ａの凹部１３と上突片５Ｂとの線接触の長さが過度に大きくなるのを抑制でき、下突片５Ａと上突片５Ｂとをスムーズに離間させうる。
【００４６】
このような作用を効果的に発揮させるために、前記凹部１３の曲率半径Ｒ１と上突片５Ｂの曲率半径Ｒ２との比Ｒ１／Ｒ２は、１２０〜２００％が望ましい。なお、前記比Ｒ１が１２０％未満であると、下突片５Ａと上突片５Ｂとの摩擦が大きくなり、スムーズに離間できず、衝撃吸収性能を十分に高めることができないおそれがある。逆に、前記比Ｒ１／Ｒ２が２００％を超えると、ブラケット２に伝達された被移動体Ｍ（図２に示す）の荷重を、車輪支持体３に十分に安定して伝達できず、長期に亘って衝撃吸収性能を維持できないおそれがある。このような観点より、前記比Ｒ１／Ｒ２は、より好ましくは１５０％以上が望ましく、また、より好ましくは１７０％以下が望ましい。
【００４７】
また、下突片５Ａには、凹部１３の両側に、下方へ突出する一対の円弧部１４、１４が形成されるのが望ましい。このような円弧部１４は、前記移動状態において、上突片５Ｂが引っかかるのを抑制でき、下突片５Ａと上突片５Ｂとをスムーズに離間させるのに役立つ。
【００４８】
以上、本発明の特に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うる。
【実施例】
【００４９】
図２に示す基本構造をなし、表１に示す支持部及びゴム弾性体を有するキャスターが製造され、それらの性能が評価された。また、比較として、図７（ａ）に示されるブラケットと車輪支持部との間に揺動軸を配置したキャスター、及び図８（ａ）、（ｂ）に示される従来のキャスターについても同様に評価された。なお、共通仕様は以下のとおりである。
車輪支持体のウエブの軸芯方向の長さＬ２：４５mm
上突部の曲率半径Ｒ２：３mm
テスト方法は、次の通りである。
【００５０】
＜初期騒音テスト＞
各供試キャスターをキャリーバッグ（エース（株）製のＰｒｏｔｅｃＡ・ＳＴＡＲＩＡ（７５Ｌ）、総質量：２０ｋｇ）の４輪に装着し、インターロッキングブロック（（株）コーナン社製の神戸市指定舗装用ブロック）を室内に敷き詰めた路面上を、垂直から３０度傾けた状態で走行（時速３ｋｍ）させ、該供試キャスターから１５０mm離れた位置での騒音レベル（ｄｂ（Ａ）値）を、騒音計（ＲＩＯＮ（株）製の精密騒音計（ＮＬ−１５））を用いて測定し、図７（ｂ）に示されるゴム弾性体を有しない標準的なキャスターの騒音レベル（ｄｂ（Ａ）値）との差を求めた。評価は、次のとおりである。
◎：−１０.０ｄｂ未満
○：−５．０〜−１０．０ｄｂ
△：−５．１〜２０．０ｄｂ
×：２０．１ｄｂ以上
【００５１】
＜１ヶ月間静置後における騒音テスト＞
各供試キャスターを上記キャリーバッグの４輪に装着し、室内において、路面に対して直立する静止状態で１ヶ月間静置させた後に、上記路面上を上記条件で走行させたときの騒音レベル（ｄｂ（Ａ）値）を上記騒音計を用いて測定し、図７（ｂ）に示される標準的なキャスターの騒音レベル（ｄｂ（Ａ）値）との差を求めた。評価は、次のとおりである。
◎：−１０.０ｄｂ未満
○：−５．０〜−１０．０ｄｂ
△：−５．１〜２０．０ｄｂ
×：２０．１ｄｂ以上
【００５２】
＜製造コスト＞
各供試キャスターを１個製造するのに要した製造コストの逆数を、比較例１を１００とする指数で表示した。数値が大きいほど製造コストが小さく良好である。
テスト方法は、次の通りである。
【００５３】
【表１】
【００５４】
テストの結果、実施例のキャスターは、製造コストを低減しつつ、衝撃吸収性能を長期に亘って維持しうることが確認できた。
【符号の説明】
【００５５】
１ キャスター
２ ブラケット
３ 車輪支持体
４ 車輪
５ 支持部
６ ゴム弾性体
７ 車軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
路面に対して直立する静止状態と、該静止状態から水平軸回りに傾斜させて路面に対して水平移動する移動状態とで使用される被移動体に取り付けられるキャスターであって、
前記静止状態において、前記被移動体の下部に垂直軸回りに回動可能に取り付けられるブラケット、
前記ブラケットにゴム弾性体を介して揺動可能に連結される車輪支持体、
前記車輪支持体に、水平な車軸を介して回転自在に連結される車輪、及び
前記ブラケットと前記車輪支持体との間に配置され、かつブラケットに伝達された被移動体の荷重を車輪支持体に伝達する支持部を含み、
前記ゴム弾性体は、前記移動状態でせん断変形することにより、前記車輪支持体を揺動させるとともに、
前記支持部は、前記静止状態において、前記ブラケットから下方へのびる下突片、及び前記車輪支持体から上方へのびかつ該下突片と当接する上突片を具え、
前記下突片及び上突片は、前記移動状態において、前記車輪支持体の揺動により離間することを特徴とするキャスター。
【請求項２】
前記下突片及び前記上突片は、前記車軸の軸心方向にのびる長尺状に形成される請求項１に記載に記載のキャスター。
【請求項３】
前記車軸の軸心と直角に交わる断面において、前記下突片の下端は、下方へ凸となる円弧状に形成されるとともに、
前記上突片の上端は、上方へ凸となる円弧状に形成され、
前記静止状態において、前記下突片と前記上突片とが点接触する請求項１又は２に記載のキャスター。
【請求項４】
前記ゴム弾性体は、前記静止状態におけるせん断歪みが５％以下である請求項１乃至３のいずれかに記載のキャスター。
【請求項５】
前記ゴム弾性体は、損失正接ｔａｎδが０．３〜１．０である請求項１乃至４のいずれかに記載のキャスター。
【請求項１】
路面に対して直立する静止状態と、該静止状態から水平軸回りに傾斜させて路面に対して水平移動する移動状態とで使用される被移動体に取り付けられるキャスターであって、
前記静止状態において、前記被移動体の下部に垂直軸回りに回動可能に取り付けられるブラケット、
前記ブラケットにゴム弾性体を介して揺動可能に連結される車輪支持体、
前記車輪支持体に、水平な車軸を介して回転自在に連結される車輪、及び
前記ブラケットと前記車輪支持体との間に配置され、かつブラケットに伝達された被移動体の荷重を車輪支持体に伝達する支持部を含み、
前記ゴム弾性体は、前記移動状態でせん断変形することにより、前記車輪支持体を揺動させるとともに、
前記支持部は、前記静止状態において、前記ブラケットから下方へのびる下突片、及び前記車輪支持体から上方へのびかつ該下突片と当接する上突片を具え、
前記下突片及び上突片は、前記移動状態において、前記車輪支持体の揺動により離間することを特徴とするキャスター。
【請求項２】
前記下突片及び前記上突片は、前記車軸の軸心方向にのびる長尺状に形成される請求項１に記載に記載のキャスター。
【請求項３】
前記車軸の軸心と直角に交わる断面において、前記下突片の下端は、下方へ凸となる円弧状に形成されるとともに、
前記上突片の上端は、上方へ凸となる円弧状に形成され、
前記静止状態において、前記下突片と前記上突片とが点接触する請求項１又は２に記載のキャスター。
【請求項４】
前記ゴム弾性体は、前記静止状態におけるせん断歪みが５％以下である請求項１乃至３のいずれかに記載のキャスター。
【請求項５】
前記ゴム弾性体は、損失正接ｔａｎδが０．３〜１．０である請求項１乃至４のいずれかに記載のキャスター。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−３５３７１（Ｐ２０１３−３５３７１Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７２２４８（Ｐ２０１１−１７２２４８）
【出願日】平成２３年８月５日（２０１１．８．５）
【出願人】（０００１８３２３３）住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月５日（２０１１．８．５）
【出願人】（０００１８３２３３）住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【Ｆターム（参考）】
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