(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体側に結合されるブラケットと、
前記ブラケットに回動可能に連結されるリンクと、
前記リンクに回転可能に連結される車輪と、
前記リンクの回動に伴って圧縮変形する圧縮ゴムブロックと、
前記ブラケットに固着され、前記圧縮ゴムブロックの上端部を支持する取付座と、
前記圧縮ゴムブロックの外周との間に隙間をもって配置され、前記圧縮ゴムブロックの収縮時に前記取付座と接触することによって、前記圧縮ゴムブロックの圧縮率を規定するリングと、
を備えることを特徴とするキャスター。
【請求項２】
前記取付座と前記リングとの間の長さを規定するシムをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のキャスター。
【請求項３】
前記リンクの回動に伴ってねじり変形するねじりゴムブッシュを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のキャスター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、台車等に取り付けられるキャスターの緩衝機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、キャスターに加わる衝撃を吸収する構造として、車体側に結合されるブラケットと、ブラケットに回動可能に連結され車輪を支持するリンクと、ブラケットとリンクの間に介装されるクッションゴムを備えるものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のキャスターにあっては、クッションゴムのバネ特性によって載せられる荷重および衝撃吸収効果が一義的に決まり、クッションゴムが堅すぎて初期作動が悪化したり、クッションゴムが柔らかすぎて底付きを起こす等の問題点があった。
【０００４】
また、キャスターに金属バネを介装する構造は、キャスターが大型化して現行の台車等への組み付けに手間取る等の問題がある。
【０００５】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、キャスターに適した緩衝機構を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、車体側に結合されるブラケットと、ブラケットに回動可能に連結されるリンクと、リンクに回転可能に連結される車輪と、リンクの回動に伴って圧縮変形する圧縮ゴムブロックと、ブラケットに固着され、圧縮ゴムブロックの上端部を支持する取付座と、圧縮ゴムブロックの外周との間に隙間をもって配置され、圧縮ゴムブロックの収縮時に取付座と接触することによって、圧縮ゴムブロックの圧縮率を規定するリングと、を備えることを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、取付座とリングとの間の長さを規定するシムをさらに備えることを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、リンクの回動に伴ってねじり変形するねじりゴムブッシュを備えたことを特徴とする。
【００１９】
【発明の作用および効果】
第１の発明によれば、正確にキャスターのストローク量を制御することができ、圧縮ゴムブロックのバラツキによるダンピング性能の個体差を抑制することができる。
【００２０】
第２の発明によれば、取付座とリングとの間の長さを規定するシムを備えるため、圧縮ゴムブロックの最大圧縮量を変更することができ、キャスターのストローク量を容易に変更することができる。
【００２２】
第３の発明によれば、車体に加わる荷重に応じてねじりゴムブッシュがねじり変形し、リンクの傾きが決まる。車輪への入力に応じて圧縮ゴムブロックが圧縮され、リンクの揺動が減衰される。ねじりゴムブッシュと圧縮ゴムブロックの硬度または形状をそれぞれ変えることにより、キャスターの耐荷重と緩衝特性を相互に設定することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１に示すように、キャスター１は台車等の車体に締結されるブラケット２と、ブラケット２に回動可能に支持されるリンク３と、リンク３の先端部に回転可能に支持される車輪４とを備える。
【００２５】
ブラケット２はコの字形断面を持ち、その上部を貫通するボルト５を介して車体に締結される。なお、ブラケット２をベアリングを介して車体に連結し、リンク３は垂直軸まわり（左右方向）に回動して車輪４が進行方向を向くように構成してもよい。
【００２６】
リンク３はコの字形断面を持ち、その先端部を貫通するボルト６が締結され、ボルト６に図示しないベアリングを介して車輪４が回転可能に支持される。
【００２７】
図２に示すように、リンク５はゴム材からなるねじりゴムブッシュ１０を介してブラケット２に対して水平軸回り（上下方向）に回動可能に支持される。円筒状のねじりゴムブッシュ１０はアウタスリーブ１３とインナスリーブ１１の間に介装される。ねじりゴムブッシュ１０の内外周面はアウタスリーブ１３とインナスリーブ１１に対して加硫接着等により固着される。リンク３の回動基端部にはスリーブ１２を介してアウタスリーブ１３が固定される一方、ブラケット２にはボルト７を介してインナスリーブ１１が締結される。
【００２８】
ねじりゴムブッシュ１０は、その内周面と外周面が互いに周方向にずれるように捻れ変形した状態で介装され、その弾性復元力によってリンク３を下方に回動させる。車体に加わる荷重に応じてねじりゴムブッシュ１０がねじり変形し、リンク３の傾きが決まる。
【００２９】
ブラケット２にはリンク３の下方向への回動を規制する一対のストッパボルト９が締結される。キャスター１に荷重にが加わらない時には、ねじりゴムブッシュ１０の弾性復元力によりリンク３が各ストッパボルト９に当接した状態に保持される。
【００３０】
ブラケット２にはリンク３の上方向への回動に伴って圧縮される圧縮ゴムブロック２０が取り付けられる。車輪４が路面から受ける入力に応じてリンク３が圧縮ゴムブロック２０を圧縮しながら回動することにより、アーム３の揺動が抑えられるとともに、リンク３または車輪４がブラケット２または車体に衝突する底付きを防止する。
【００３１】
ブラケット２には環状の取付座１５が固着され、圧縮ゴムブロック２０の上端部が取付座１５の内側に嵌合して支持される。
【００３２】
リンク３には環状の取付座１６が固着され、圧縮ゴムブロック２０の下端部が取付座１６の内側に嵌合して支持される。
【００３３】
図３に示すように、ゴム材からなる圧縮ゴムブロック２０はその断面積が部分的に削減される初期圧縮部２３を有し、その圧縮量に対するリンク３に付与する荷重の増加率が圧縮量に応じて次第におおきくなるように形成される。
【００３４】
本実施の形態において、円柱状の圧縮ゴムブロック２０はその中央部を円錐状に絞って初期圧縮部２３が形成される。すなわち、圧縮ゴムブロック２０は、その上端部２１から中央部にかけて断面積が絞られた逆円錐部２２と、その下端部２５から中央部にかけて断面積が絞られた正円錐部２４とを有し、初期圧縮部２３は逆円錐部２２と正円錐部２４の間に形成される。
【００３５】
圧縮ゴムブロック２０が圧縮されるとき、断面積の小さい初期圧縮部２３から先に変形していき、その圧縮量が増えるのに伴って初期圧縮部２３を挟む逆円錐部２２と正円錐部２４の外周面どうしが細い部位から接合していくことにより、圧縮ゴムブロック２０が付与する弾性復元力は急増する。図４はリンク３の変位量（圧縮ゴムブロック２０の圧縮量）と圧縮ゴムブロック２０がリンク３を押し下げるバネ荷重の関係を示す特性図であるが、リンク３の変位量が大きくなるのに伴って圧縮ゴムブロック２０のバネ荷重の増加率が次第に大きくなる、非線形特性を持っている。なお、図４において２点鎖線は圧縮ゴムブロックを直円柱状に形成したキャスターの特性を示しており、この場合リンクの変位量に対する圧縮ゴムブロックのバネ荷重の増加率が略一定となる。
【００３６】
以上のように構成され、車体に加わる荷重に応じてねじりゴムブッシュ１０がねじり変形し、リンク３の傾きが決まる。車輪４への入力に応じて圧縮ゴムブロック２０が圧縮され、リンク３の揺動が減衰される。ねじりゴムブッシュ１０と圧縮ゴムブロック２０の硬度または形状をそれぞれ変えることにより、キャスター１の耐荷重と緩衝特性を相互に設定することができる。
【００３７】
圧縮ゴムブロック２０は車輪４への初期入力に対して初期圧縮部２３が変形することにより、リンク３の回動を滑らかにして車体への入力を抑える。圧縮ゴムブロック２０は車輪４への大きい入力に対して初期圧縮部２３以外の部位が変形することにより、リンク３の回動範囲を規制して底付きを抑え、衝撃を有効に吸収して車体への入力を抑える。
【００３８】
次に図５に示す第２の実施の形態は、円柱状をした圧縮ゴムブロック３０はその途中に２カ所で略矩形の断面を持って環状に削除された初期圧縮部３２，３４を有し、各初期圧縮部３２，３４を挟むように３つの大径部３１，３３，３５を有している。
【００３９】
この場合、圧縮ゴムブロック３０が圧縮されるとき、断面積の小さい各初期圧縮部３２，３４から先に変形していき、各初期圧縮部３２，３３を挟む各大径部３１，３３，３５どうしが接合していくことにより、圧縮ゴムブロック３０が付与する弾性復元力は急増する。これにより、車輪が路面から受ける衝撃を有効に吸収するとともに、リンクがブラケットに衝突する底付きを防止し、車体に対する入力が抑えられる。
【００４０】
また、捻りゴムブッシュ１０をリンク３の回動中心軸上に配置するとともに、圧縮ゴムブロック３０をブラケット２とリンク３の間に配置することにより、キャスター１のコンパクト化がはかれる。
【００４１】
次に図６に示す第３の実施の形態である圧縮ゴムブロック４０は、ブラケットとリンクの間に渡って介装される円柱状の初期圧縮部４１と、初期圧縮部４１の途中に嵌合する円筒部４２と、初期圧縮部４１の途中に嵌合し円筒部４２の端面に固着される円盤状の金属製リテーナ４３とを備える。
【００４２】
初期圧縮部４１はその上端部がブラケットの取付座１５に嵌合し、その下端部が円筒部４２を介してリンクの取付座１６に嵌合する。
【００４３】
この場合、圧縮ゴムブロック４０が圧縮されるとき、断面積の小さい初期圧縮部４１から先に圧縮され、リテーナ４３がブラケットの取付座１５に当接するのに伴い円筒部４２が圧縮されるとにより、図７に示すように、圧縮ゴムブロック４０が付与する弾性復元力は急増する。これにより、車輪が路面から受ける衝撃を有効に吸収するとともに、リンクがブラケットに衝突する底付きを防止し、車体に対する入力が抑えられる。
【００４４】
次に図８、図９に第４の実施の形態を説明する。なお、前記実施の形態と同一構成部には同一符号を付す。
【００４５】
図８に示すように、キャスター１は台車等の車体に締結されるブラケット２と、ブラケット２に回動可能に支持されるリンク３と、リンク３の先端部に回転可能に支持される車輪４とを備える。
【００４６】
リンク３の先端部にボルト６を介して車輪４が回転可能に支持される。図示した車輪４は５インチ径のものであるが、リンク３の先端部には６インチ径の車輪を支持するボルト穴４９が形成されている。
【００４７】
ブラケット２はコの字形断面を持ち、その上部を貫通するボルト５３により、ベアリング５１，５２を介して車体に回動可能に連結され、リンク３が垂直軸まわり（左右方向）に回動して車輪４が進行方向を向くようになっている。
【００４８】
図９に示すように、リンク３はコの字形断面を持ち、その基端部を貫通するピン５４を介してブラケット２に回動可能に連結される。リンク３の基端部にはスリーブ５５が固着され、スリーブ５５がピン５４に摺動可能に嵌合する。
【００４９】
ブラケット２にはリンク３の下方向への回動を規制する一対のストッパボルト９が締結される。
【００５０】
ブラケット２にはリンク３の上方向への回動に伴って圧縮される圧縮ゴムブロック６０が取り付けられる。圧縮ゴムブロック６０は車体に加わる荷重に応じて圧縮変形し、リンク３の傾きが決まる。そして、車輪４が路面から受ける入力に応じてリンク３が圧縮ゴムブロック６０を圧縮しながら回動することにより、アーム３の揺動が抑えられるとともに、リンク３または車輪４がブラケット２または車体に衝突する底付きを防止する。
【００５１】
図１０に示すように、円柱状の圧縮ゴムブロック６０は円柱状の上端部６１と、同じく円柱状の下部６３と、下部６３から上端部６１にかけて円錐状に絞られる初期圧縮部６２とを有する。
【００５２】
リンク３には環状の取付座４６が固着され、圧縮ゴムブロック６０の下端部６４が取付座４６の内側に嵌合して支持される。
【００５３】
ブラケット２には環状の取付座４５が固着され、圧縮ゴムブロック６０の上端部６１が取付座４５の内側に嵌合して支持される。
【００５４】
圧縮ゴムブロック６０が圧縮されるとき、断面積の小さい初期圧縮部６２から先に変形していき、その圧縮量が増えるのに伴って初期圧縮部６２が環状の取付座４５の下端面４８に接合していくことにより、圧縮ゴムブロック６０が付与する弾性復元力は急増し、その圧縮量に対するリンク３に付与する荷重の増加率が圧縮量に応じて次第に大きくなる。
【００５５】
以上のように構成され、車体に加わる荷重に応じて圧縮ゴムブロック６０が圧縮し、リンク３の傾きが決まる。車輪４への入力に応じて圧縮ゴムブロック６０がさらに圧縮され、リンク３の揺動が減衰される。圧縮ゴムブロック６０の硬度または形状をそれぞれ変えることにより、キャスター１の耐荷重と緩衝特性を設定することができる。
【００５６】
圧縮ゴムブロック６０は車輪４への初期入力に対して初期圧縮部６２が変形することにより、リンク３の回動を滑らかにして車体への入力を抑える。圧縮ゴムブロック６０は車輪４への大きい入力に対して、初期圧縮部６２が環状の取付座４５の下端面４８に接合していくことにより、圧縮ゴムブロック６０が付与する弾性復元力は急増し、リンク３の回動範囲を規制して底付きを抑え、衝撃を有効に吸収して車体への入力が抑えられる。
【００５７】
次に図１１に第５の実施の形態を説明する。これは圧縮ゴムブロック７４の圧縮率を取付座４５とストッパリング７０との接触により決定するものである。
【００５８】
ストッパリング７０は取付座４５と接触するリング７１と、圧縮ゴムブロック７４の圧縮率を規定する、すなわち取付座４５とリング７１の間の長さを規定するシム７２と、リング７１とシム７２を収装するケース７３とから構成される。
【００５９】
リング７１とシム７２の内径は圧縮ゴムブロック７４の外径より大きく、この隙間の容積は圧縮ゴムブロック７４が最大収縮した時（つまり取付座４５とリング７１が接触した時）の変形分のゴムボリュームより大きく確保される。
【００６０】
このような構成により、圧縮ゴムブロック７４の圧縮率を取付座４５とリング７１の接触によって規定することができるので、正確にキャスターのストローク量を制御することができ、圧縮ゴムブロック７４のバラツキによるダンピング性能の個体差を抑制することができる。
【００６１】
またシム７２の枚数を適宜調整することによって圧縮ゴムブロック７４の圧縮率を、言い換えるとキャスターのストローク量をきわめて容易に変更することができる。
【００６２】
次に図１２に第６の実施の形態を説明する。これは図１０に示した圧縮ゴムブロック６０の形状を変更したものである。
【００６３】
本実施の形態の圧縮ゴムブロック８０は円柱状の細径の上部８１と、円柱状で太径の下部８３と、上部８１と下部８３を繋ぐテーパ状の圧縮部８２とから構成されており、図１０に示す第４の実施の形態のものに対して、圧縮ゴムブロック８０の全長に対する上部８１の長さの割合を大きくした、つまり上部８１を長くしたものである。
【００６４】
このような構成としたことで、圧縮ゴムブロック８０に荷重が付加されると、まず最も断面積の小さい上部８１が撓み始め、ついで圧縮部８２、下部８３の順で変形する。これを圧縮ゴムブロックの荷重−撓み特性で表すと、図１３に示すように第４実施形態の圧縮ゴムブロックは荷重が付加されるとすぐに初期圧縮部６２が撓み始めるが、円錐形状を有しているため、すぐに非線形特性を示し始めるのに対して、本実施形態のものは、まず一定断面積を有する上部８１が変形し、その特性は一定の変形量まで線形特性を示す。その後、非線形性を示し、さらに圧縮部８２、下部８３の特性が加味された特性となり、結果として図１３に示す特性をなる。
【００６５】
このような構成とすることで、荷重が付加された初期のばね特性を柔らかくすることができ、台車、特に車椅子の乗り心地を向上することができる。
【００６６】
なお、前記各キャスターは荷物を運搬する台車に限らず、例えば車椅子等にも用いられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すキャスターの側面図。
【図２】同じくキャスターの正面図。
【図３】同じく圧縮ゴムブロックの側面図。
【図４】同じくリンクの変位量と圧縮ゴムブロックのバネ荷重の関係を示す特性図。
【図５】第２の実施の形態を示す圧縮ゴムブロックの側面図。
【図６】第３の実施の形態を示す圧縮ゴムブロックの側面図。
【図７】同じくリンクの変位量と圧縮ゴムブロックのバネ荷重の関係を示す特性図。
【図８】第４の実施の形態を示すキャスターの側面図。
【図９】同じくキャスターの正面図。
【図１０】同じく圧縮ゴムブロックの断面図。
【図１１】第５の実施の形態を示す圧縮ゴムブロックの断面図。
【図１２】第６の実施の形態を示す圧縮ゴムブロックの断面図。
【図１３】同じく圧縮ゴムブロックの変位量とバネ荷重の関係を示す特性図。
【符号の説明】
１  キャスター
２  ブラケット
３  リンク
４  車輪
９  ストッパボルト
１０  ねじりゴムブッシュ
２０  圧縮ゴムブロック
２３  初期圧縮部
３０  圧縮ゴムブロック
３２  初期圧縮部
３４  初期圧縮部
４０  圧縮ゴムブロック
４１  初期圧縮部
４３  リテーナ
４５  取付座
６０  圧縮ゴムブロック
６２  初期圧縮部
【図１】
0004435956.tif 000002
【図２】
0004435956.tif 000003
【図３】
0004435956.tif 000004
【図４】
0004435956.tif 000005
【図５】
0004435956.tif 000006
【図６】
0004435956.tif 000007
【図７】
0004435956.tif 000008
【図８】
0004435956.tif 000009
【図９】
0004435956.tif 000010
【図１０】
0004435956.tif 000011
【図１１】
0004435956.tif 000012
【図１２】
0004435956.tif 000013
【図１３】
0004435956.tif 000014