(57)【要約】【課題】車輪と車輪を支持するフォークを含む本体部分が暴れる現象を従来よりも抑制することが可能なキャスターを提供する。【解決手段】車輪８２の回転軸心に対し直交方向を旋回軸心とする旋回部であるベアリング８８を有し、車輪８２と車輪８２を支持するフォーク８６とを含む本体部分９２が旋回するキャスター８０において、旋回軸心に対する本体部分９２の重量バランスを調整するバランス調整部９４を本体部分９２に設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪の回転軸心に対し直交方向を旋回軸心とする旋回部を有し、前記車輪と当該車輪を支持するフォークとを含む本体部分が旋回するキャスターであって、
前記旋回軸心に対する重量バランスを調整するバランス調整部が前記本体部分に設けられていることを特徴とするキャスター。
【請求項２】
前記本体部分の重心位置が、前記旋回軸心と同軸上または前記旋回軸心を挟んで前記車輪の回転軸心とは反対側にあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のキャスター。
【請求項３】
前記旋回軸心から前記本体部分の重心までの水平距離が、当該旋回軸心から前記車輪の回転軸心までの水平距離よりも短縮されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のキャスター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャスターに関し、特に、旋回部を有するキャスターに関する。
【背景技術】
【０００２】
荷物等を人の力で運搬するための運搬具として、台車が汎用されている。この種の台車は、手押し用のハンドルを有する荷台に少なくとも３個の車輪が取り付けられてなる構成のものが一般的である。これらの車輪には、通常、キャスターが採用されている。
【０００３】
キャスターは、固定キャスターと旋回キャスターとに大別される。固定キャスターは、フォークに支持された車輪だけが回転する。一方、旋回キャスターは、車輪の回転軸心に対し直交方向を旋回軸心とする旋回部を有し、車輪と当該車輪を支持するフォークとを含む本体部分が旋回する構成になっている（例えば、特許文献１）。一般的な台車の多くでは、固定キャスターと旋回キャスターが併用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１４１３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記した台車の走行中、突然、旋回キャスターの本体部分が進行方向に向かって左右に小刻みに振れる現象（この現象を「本体部分が暴れる」と表現する。）がしばしば見受けられる。旋回キャスターの本体部分が暴れると、台車の安定走行に支障をきたすこととなるため、好ましくない。
【０００６】
上記した課題に鑑み、本発明は、本体部分が暴れる現象を従来よりも抑制することが可能なキャスターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係るキャスターは、車輪の回転軸心に対し直交方向を旋回軸心とする旋回部を有し、前記車輪と当該車輪を支持するフォークとを含む本体部分が旋回するキャスターであって、前記旋回軸心に対する重量バランスを調整するバランス調整部が前記本体部分に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
また、前記本体部分の重心位置が、前記旋回軸心と同軸上または前記旋回軸心を挟んで前記車輪の回転軸心とは反対側にあることを特徴とする。
【０００９】
さらに、前記旋回軸心から前記本体部分の重心までの水平距離が、当該旋回軸心から前記車輪の回転軸心までの水平距離よりも短縮されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るキャスターによれば、旋回部の旋回軸心まわりに旋回する本体部分にバランス調整部を設けることで、旋回軸心に対する本体部分の重量の偏りが低減されている。これにより、本体部分の旋回軸心まわりの偏心量が小さくなって、従来公知の旋回キャスターよりも本体部分が安定して旋回できるようになる。その結果、本体部分の旋回動作の応答性が向上し、上記した本体部分が暴れる現象が従来よりも抑制されるものと推察される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）は実施形態に係るキャスターの側面図、（ｂ）は同キャスターの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係るキャスターの実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１に示すように、実施形態に係るキャスター８０の基本的な構成は、ごく一般的な旋回キャスターと同じである。すなわち、キャスター８０は、車輪８２を有する。車輪８２の中央部分には、ベアリング（不図示）が設けられている。このベアリングを貫通した車軸８４が、フォーク８６の車輪８２を間に挟んだ両側にある支持部８６Ａ，８６Ｂに支持されている。こうして、フォーク８６には、車輪８２が車軸８４の軸心Ｃ９を回転軸心として回転可能に支持されている。
【００１４】
フォーク８６の支持部８６Ａ，８６Ｂ同士を接続する接続部８６Ｃには、旋回部であるベアリング８８が設けられている。ベアリング８８には、公知のスラスト玉軸受が用いられている。ベアリング８８の上側には、車軸８４の軸心Ｃ９に対し直交方向にボルト９０が突出している。このボルト９０の軸心Ｃ１０は、ベアリング８８の旋回軸心と同軸上にある。つまり、ベアリング８８は、車輪８２の回転軸心に対し直交方向を旋回軸心としている。
【００１５】
上記構成を有するキャスター８０は、車輪８２、車軸８４およびフォーク８６を含む本体部分９２が、ベアリング８８の旋回軸心（ボルト９０の軸心Ｃ１０）まわりに旋回するようになっている。なお、キャスター８０のように本体部分９２が旋回するタイプのキャスターでは、通常、車軸８４の軸心Ｃ９が、ベアリング８８の旋回軸心に対して水平方向にずれた位置になるように設計されている。
【００１６】
キャスター８０には、本体部分９２の重量バランスを調整するバランス調整部９４が設けられている。バランス調整部９４は、本体部分９２の一部を構成し、一対のブラケット９４Ａ，９４Ｂを含む。ブラケット９４Ａ，９４Ｂの各々は、本体の一部であるフォーク８６の支持部８６Ａ，８６Ｂ上部にそれぞれ固定され、水平方向に延出している。ブラケット９４Ａ，９４Ｂ各々の先端側には、長孔９４Ｃ（図１では、ブラケット９４Ａ側の長孔９４Ｃのみが現れている。）が形成されている。
【００１７】
バランス調整部９４は、また、円筒形状をした調整ウェイト９４Ｄを含む。調整ウェイト９４Ｄとブラケット９４Ａ，９４Ｂ各々との間には、それぞれ、ゴムなどの弾性体からなる円筒形スペーサ９４Ｅ，９４Ｆが設けられている。ブラケット９４Ａの長孔９４Ｃから、調整ウェイト９４Ｄおよび円筒形スペーサ９４Ｅ，９４Ｆ各々の中心を貫く貫通孔（不図示）が連通した連通孔（不図示）に、ボルト９４Ｇの軸部が挿通されている。ブラケット９４Ｂの長孔（不図示）を貫通したボルト９４Ｇの先端部分には、ナット９４Ｈが螺合している。そして、ボルト９４Ｇとナット９４Ｈを締め込むことで、調整ウェイト９４Ｄがブラケット９４Ａ，９４Ｂの先端部に挟持されている。
【００１８】
バランス調整部９４では、ボルト９４Ｇ、ナット９４Ｈを緩めた状態で長孔９４Ｃに沿って水平方向にスライドさせると、ベアリング８８の旋回軸心から調整ウェイト９４Ｄまでの水平距離が調整される。また、調整ウェイト９４Ｄの形状、大きさ、材質等を変更すると、調整ウェイト９４Ｄの重量が調整される。これらの調整を組み合わせることで、バランス調整部９４は、ベアリング８８の旋回軸心から車輪８２側部分の重量と、車輪８２側とは反対側部分の重量とのバランスを調整することとしている。
【００１９】
本実施形態のキャスター８０では、本体部分９２の重心Ｇの位置がベアリング８８の旋回軸心（ボルト９０の軸心Ｃ１０）を挟んで車輪８２の回転軸心（車軸８４の軸心Ｃ９）とは反対側になるように、本体部分９２の重量バランスが調整されている。また、軸心Ｃ１０から重心Ｇまでの水平距離ｄ１は、軸心Ｃ１０から軸心Ｃ９までの水平距離ｄ２よりも短縮されている。この水平距離ｄ２は、一般に「偏心値」と呼ばれている。
【００２０】
上記構成からなるキャスター８０により本体部分９２が暴れる現象が抑制されるメカニズムについては、十分には解明できていないが、以下のように推察される。
【００２１】
そもそも、従来公知の旋回キャスターにおいて「本体部分が暴れる現象」が生じる明確な理由すら現時点で十分に解明できていないのであるが、１つの要因として『旋回軸心まわりの偏心量』が関係するものと推測される。ここで、「偏心量」とは、旋回軸心に対する本体部分の重心のずれ量のことをいう。
【００２２】
仮に、キャスター８０にバランス調整部９４が設けられていないとすると、本体部分９２は、その重量が旋回軸心（軸心Ｃ１０）に対して車輪８２側に偏った状態になる。これは、従来公知の旋回キャスターにおいても同じである。旋回軸心に対して本体部分の重量が偏っていると、本体部分の重心の旋回半径が大きくなり、旋回軸心まわりの回転安定性が損なわれる。
【００２３】
そこで、キャスター８０では、本体部分９２にバランス調整部９４を設けて、旋回軸心（軸心Ｃ１０）に対する本体部分９２の重量の偏りを補償することで、当該重量の偏りが低減されている。これにより、もとの偏心値は維持しつつも、本体部分９２の重心Ｇの位置が、バランス調整部９４が設けられていない場合の重心位置よりも旋回軸心（軸心Ｃ１０）に近づくこととなり、本体部分９２の旋回軸心まわりの偏心量が、バランス調整部９４が設けられていない場合よりも小さくなっているのである。その結果、従来公知の旋回キャスターよりも小さな力で本体部分９２が旋回できるようになるため、本体部分９２の旋回動作の応答性が向上し、上記した本体部分が暴れる現象が従来よりも抑制されるものと推察される。
【００２４】
なお、バランス調整部９４は、本体部分９２の偏心量を単に減少させるだけではなく、ベアリング８８の旋回軸心から本体部分９２の重心位置までの水平距離（本体部分９２の重心Ｇの旋回半径）を調整する構成になっている。したがって、ベアリング８８の旋回軸心に対する本体部分９２の質量分布を考慮しつつ、偏心量がより小さくなるよう容易に微調整できるようになっている。
【００２５】
加えて、「本体部分が暴れる現象」が生じる要因は、『旋回軸心まわりの偏心量』のみならず、『共振』も関係しているのではないかと推測される。既述のとおり、キャスター８０は、本体部分９２がベアリング８８の旋回軸心（ボルト９０の軸心Ｃ１０）まわりに旋回するように構成されているが、ベアリング８８には、通常、適正な範囲内で遊びが設けられている。そして、この本体部分９２は、ベアリング８８を介して、例えば、台車の底板裏面などに片持ち支持された状態で取り付けられる。
【００２６】
そのため、キャスター８０では、台車側に固定される部分（以下、「台車側部分」という。）と本体部分９２とが異なる振動系を構成することとなる。ここで、台車の走行時において、台車側部分と本体部分９２とが、いわゆる「二重振り子」のような状態になっていると仮定すると、本体部分９２には、複雑で予測が困難なカオス的挙動が現れる可能性がある。
【００２７】
もちろん、台車の走行時には、車輪８２と路面との間に生じる摩擦力が支配的に作用するため、本体部分９２が台車の進行方向とは異なる向きに一時的に旋回しても、本体部分９２の向きは、台車の進行方向に追従するように当該進行方向と同じ向きに復帰する。この動作は、「風見鶏」の動作に通ずるものがある。しかしながら、上記したカオス的挙動が摩擦力の支配を超えると、台車の進行方向に関係なく、本体部分９２が暴れてしまうのではないかと考えられる。
【００２８】
これに対し、キャスター８０では、本体部分９２にバランス調整部９４が設けられているため、本体部分９２の重心Ｇの位置と本体部分９２の固有振動数が、バランス調整部９４が設けられていない場合とは異なるものとなっている。その結果、本体部分９２のカオス的挙動が摩擦力の支配を超え難くなり、バランス調整部９４がない場合、すなわち、従来よりも本体部分が暴れる現象が抑制されるものと推察される。
【００２９】
なお、台車ひいてはキャスター８０（本体部分９２）に生じる振動の態様は、台車を走行させる速度や路面の状態（例えば、路面の材質や凹凸の有無など）によって変わるし、また、車輪８２と路面との間に生じる摩擦力の大きさは、荷物の積載量や積載位置によって変わる。このため、バランス調整部９４の最適な数値設計などの構成要素については、一義的に定められるものではない。
【００３０】
しかしながら、重視すべきは、バランス調整部９４を設けることによって、本体部分９２が暴れる現象が従来よりも抑制されるという事実である。すなわち、キャスター８０の使用条件等に応じた実験的なバランス調整を行う必要はあるものの、バランス調整部９４には、従来公知のキャスターに対して、その本体部分が暴れる現象を抑制し得る実用的な数値設計が存在するのである。この事実は、バランス調整部９４が、キャスター８０の実用性を向上させる要素となり得ることに他ならない。
【００３１】
このように、本実施形態のキャスター８０によれば、本体部分９２が暴れる現象を抑制しつつ、本体部分９２の旋回動作時の応答性を最適化できるのである。
【００３２】
以上、本発明に係るキャスターを実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記した形態に限らないことは勿論であり、例えば、以下のような形態で実施されても構わない。
【００３３】
＜変形例＞
（１）上記実施形態では、旋回部上側の取付部がボルトで構成された「ねじ込み式」の旋回キャスターにバランス調整部を設けた形態を例示したが、これに限らず、ボルトに替えて、取付孔が形成されたトッププレートで構成された「プレート式」の旋回キャスターにバランス調整部を設けることとしても構わない。
【００３４】
（２）上記実施形態では、従来公知の旋回キャスターと同様の構成からなる本体部分９２に、バランス調整部９４を付加しているが、本体部分の構成部品自体がバランス調整部を構成する形態であっても構わない。例えば、車輪を支持するフォークの形状、材質、肉厚などを設計変更することで、重量バランスを調整してもよい。また、フォークの材質が樹脂である場合には、インサート成形でバランスウェイトを埋設するといった手法でバランス調整部を設けることも可能である。要は、旋回軸心に対する本体部分の重量の偏りを低減するような重量バランスの調整を行う構成を有していればよいのである。
【００３５】
（３）上記実施形態では、本体部分９２の重心Ｇの位置がベアリング８８の旋回軸心（ボルト９０の軸心Ｃ１０）を挟んで車輪８２の回転軸心（車軸８４の軸心Ｃ９）とは反対側にあるが、本体部分９２の重心Ｇは、旋回軸心（軸心Ｃ）と同軸上にあっても構わない。
【００３６】
上記実施形態および変形例に係るキャスターは、荷物の運搬具である台車用の車輪に適していることは勿論、例えば、ショッピングカートやワゴン、スーツケースの車輪などにも適用が可能である。また、頻繁な移動を伴う医療機器、産業機器、あるいは店舗什器などにも使用することができる。
【００３７】
本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々なる改良、修正、又は変形を加えた態様でも実施できる。また、同一の作用又は効果が生じる範囲内で、何れかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施しても良い。
【符号の説明】
【００３８】
８０  キャスター
８２  車輪
８６  フォーク
８８  ベアリング
９２  本体部分
９４  バランス調整部
【図１】
2019094048.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月18日(2019.3.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪の回転軸心に対し直交方向を旋回軸心とする旋回部を有し、前記車輪と当該車輪を支持するフォークとを含む本体部分が旋回するキャスターであって、  前記旋回軸心に対する進行方向の重量バランスを調整し、前記本体部分が走行中に前記進行方向に向かって左右に小刻みに振れる現象を抑制するバランス調整部が前記本体部分に設けられていることを特徴とするキャスター。
【請求項２】
前記本体部分の重心位置が、前記旋回軸心と同軸上または前記旋回軸心を挟んで前記車輪の回転軸心とは反対側にあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のキャスター。
【請求項３】
前記旋回軸心から前記本体部分の重心までの水平距離が、当該旋回軸心から前記車輪の回転軸心までの水平距離よりも短縮されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のキャスター。