(57)【要約】【課題】  取り扱いが容易であると共に、開口の形成や組立が容易で、さらに、耐力調整も可能な耐震パネルユニット及び耐震パネル構造を提供する。【解決手段】  車輪４の回転速度に応じて車輪４の回転に抵抗するトルクを付加する制動部材１３を有し、車輪４と制動部材１３との間に生じるトルクを所定の値を上回ることなく制限することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪の回転速度に応じて前記車輪の回転に抵抗するトルクを付加する制動部材を有し、
前記車輪と前記制動部材との間に生じるトルクを所定の値を上回ることなく制限する
ことを特徴とする制動トルク制限装置。
【請求項２】
加速度を検出する加速度センサをさらに有し、
前記制動部材は、前記加速度センサがあらかじめ定めた所定値以上の加速度を検出した場合に、前記車輪に当接する
ことを特徴とする請求項１に記載の制動トルク制限装置。
【請求項３】
前記制動部材に連結されたモータと、
前記制動部材と前記車輪との間に生じるトルクによって発生する前記モータの起電力により始動し周囲に警報する警報部材と、
をさらに有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の制動トルク制限装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の前記制動トルク制限装置を備えたことを特徴とするキャスター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器類に設置し移動を容易にするキャスター等に用いて制動時のトルクを制限する制動トルク制限装置及びそれを備えたキャスターに関する。
【背景技術】
【０００２】
高層ビル等の高層建築物の高層階では、地震時に長周期の地震波で大きく揺れる場合がある。この場合、建築物内部に設置されているコピー機等の事務機器や医療機器等の移動を容易にするためにキャスターが取り付けられた機器類が大きく移動し、周囲の人に危害を加える危険があった。
【０００３】
このため、地震時にキャスターの回転をロックして機器類の暴走を制限することを制限する技術が開示されている（特許文献１参照）。
【０００４】
キャスターの回転をロックした場合、機器類の移動を抑えることは可能であるが、キャスターをロックした時の機器類に対する水平方向の加速度が大きくなり、機器類が転倒するおそれがあった。
【０００５】
これに対して、地震等の揺れに対する機器類の転倒を防止するための転倒防止装置が開示されている（特許文献２又は３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２８５６０４号公報
【特許文献２】特開２００１−３４６６４３号公報
【特許文献３】特開２００５−２２７６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２又は３に記載された技術では、機器類に転倒防止装置を備えるため、機器類本体の構造が複雑になり、部品点数も増加するため、組立に時間がかかり、コストも高くなってしまう。
【０００８】
本発明は、機器類のキャスター等に用いて、地震時の機器類の転倒を低減すると共に、簡単な構造で部品点数が少なく、低コストな制動トルク制限装置及びそれを備えた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】
【０００９】
本発明にかかる制動トルク制限装置は上記課題を解決するものであって、車輪の回転速度に応じて前記車輪の回転に抵抗するトルクを付加する制動部材を有し、前記車輪と前記制動部材との間に生じるトルクを所定の値を上回ることなく制限することを特徴とする。
【００１０】
また、加速度を検出する加速度センサをさらに有し、前記制動部材は、前記加速度センサがあらかじめ定めた所定値以上の加速度を検出した場合に、前記車輪に当接することを特徴とする。
【００１１】
また、前記制動部材に連結されたモータと、前記制動部材と前記車輪との間に生じるトルクによって発生する前記モータの起電力により始動し周囲に警報する警報部材と、をさらに有することを特徴とする。
【００１２】
さらに、キャスターは前記制動トルク制限装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は上記課題を解決するものであって、車輪の回転速度に応じて前記車輪の回転に抵抗するトルクを付加する制動部材を有し、前記車輪と前記制動部材との間に生じるトルクを所定の値を上回ることなく制限するので、地震時の機器類の転倒を低減すると共に、簡単な構造で部品点数が少なく、低コストな制動トルク制限装置を提供することが可能となる。
【００１４】
また、加速度を検出する加速度センサをさらに有し、前記制動部材は、前記加速度センサがあらかじめ定めた所定値以上の加速度を検出した場合に、前記車輪に当接するので、通常時には制動部材が当接せず円滑に車輪を回転させることが可能となる。
【００１５】
また、前記制動部材に連結されたモータと、前記制動部材と前記車輪との間に生じるトルクによって発生する前記モータの起電力により始動し周囲に警報する警報部材と、をさらに有するので、周囲に警報を知らせ、危険度を低減することが可能となる。
【００１６】
さらに、キャスターは前記制動トルク制限装置を備えたので、地震時の機器類の転倒を低減すると共に、簡単な構造で部品点数が少なく、低コストなキャスターを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一方向から見た第１実施形態の制動トルク制限装置を示す図である。
【図２】他方向から見た第１実施形態の制動トルク制限装置を示す図である。
【図３】第１実施形態の制動トルク制限装置の通常時を示す模式図である。
【図４】第１実施形態の制動トルク制限装置の作動時を示す模式図である。
【図５】第１実施形態の制動部材の回転速度に対するトルク値を示す図である。
【図６】第１実施形態の制動トルク制限装置の回転速度に対するトルク値を示す図である。
【図７】第１実施形態の制動トルク制限装置の解析モデルを示す図である。
【図８】第１実施形態の制動トルク制限装置のモデル解析時の入力波を示す図である。
【図９】第２実施形態の制動トルク制限装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明にかかる実施形態の制動トルク制限装置について説明する。
【００１９】
図１は一方向から見た本実施形態の制動トルク制限装置１０を示す図、図２は他方向から見た本実施形態の制動トルク制限装置１０を示す図である。
【００２０】
第１実施形態の制動トルク制限装置１０は、図１に示すように、機器類を移動可能に支持するキャスター１に取り付けられる。
【００２１】
第１実施形態の制動トルク制限装置１０が取り付けられるキャスター１は、一般的な構造であり、機器類に回転可能に取り付けられる本体２と、本体２に支持される車軸３と、車軸３に回転可能に取り付けられる車輪４とを有する。
【００２２】
第１実施形態の制動トルク制限装置１０は、キャスター１の本体２に取り付けられるケース１１と、ケース１１に移動可能に支持される制動部材としてのモータ１２と、モータ１２の出力軸に連結される制動部材としての回転部材１３と、モータ１２及び回転部材１３が移動するガイド孔１４と、モータ１２を押圧する付勢部材１５と、モータ１２及び回転部材１３の移動を抑えるストッパ１６と、を有する。
【００２３】
図３は第１実施形態の制動トルク制限装置の通常時を示す模式図、図４は第１実施形態の制動トルク制限装置の作動時を示す模式図である。
【００２４】
通常時、図３に示すように、制動トルク制限装置１０のモータ１２及び回転部材１３は、ストッパ１６により付勢部材１５の付勢力に対抗して車輪４から離間している。
【００２５】
地震等によりキャスター１に支持された図示しない機器類に揺れが生じ、図示しない加速度センサ等が所定の大きさの揺れを検知すると、ストッパ１６が移動し、図４に示すように、モータ１２及び回転部材１３が付勢部材１５の付勢力により移動し、回転部材１３が車輪４に当接する。なお、回転部材１３と車輪４との間に生じるトルクによりモータ１２が起電力を発生する構成とし、起電力によりブザーや回転灯等の警報部材を始動し周囲に音や光で警報する構成としてもよい。
【００２６】
図５は、回転部材１３の速度特性を示す図である。回転部材１３が車輪４に当接し、車輪４が回転すると、モータ１２に起電力が発生し、抵抗器に電流が生じて電磁抵抗力がブレーキとして作用する。この抵抗力は車輪４の回転速度に比例するので、図５に示すように、回転部材１３は、減衰特性を有する。
【００２７】
図６は、制動トルク制限装置１０の速度特性を示す図である。回転部材１３は、車輪４との間に生じるトルクが接触面の摩擦抵抗以下の場合は、回転駆動されるが、摩擦抵抗を越えた場合には、制動トルクが増加せず、図６に示すように、一定のトルクとなるように制限する構成とする。この制限するトルクの値は、車輪４や回転部材１３の表面の摩擦係数及び／又は付勢部材１５の押圧力等により所定の値に調整することが可能である。
【００２８】
図７は、第１実施形態の制動トルク制限装置の解析モデルを示す図である。Ｋ１は機器が静止した状態での車輪４と床面との間のばね定数、μ１は車輪４と床面との間の摩擦係数、Ｋ２は制動トルクが制限される前のばね剛性、μ２は回転速度に依存した回転部材１３と車輪４との間の摩擦係数である。
【００２９】
第１実施形態では、図７に示すモデルで解析を行った。モデルの諸元は、機器の幅を40[cm]、機器の高さを120[cm]、機器の重量を0.1[ton]、ばね定数Ｋ１＝0.1[ton/cm]、摩擦係数μ１＝0.05、減衰係数Ｃ＝6.4×10-4[ton s/cm]、ばね剛性Ｋ２＝0.1[ton/cm]、摩擦係数μ２＝0.25とする。また、機器の重心は、機器の中央とした。
【００３０】
図８は第１実施形態の制動トルク制限装置のモデル解析時の入力波を示す図である。入力波は、想定東海・東南海地震の名古屋市三の丸における推定地震波を入力した時のＲＣ造３０階建て３０階の応答（Amax＝424cm/s2）を用いた。
【００３１】
図７に示した解析モデルに、図８に示した入力波を入力した結果、機器の加速度は291[cm/s2]となり、機器の移動量は19[cm]であった。機器の重心位置での加速度が機器の幅高さ比×重力加速度を上回った場合には、機器が転倒する危険度が高い。本実施形態の場合、機器の重心位置での加速度が300[cm/s2]を上回ると機器が転倒する危険度が高くなるが、本実施形態の解析モデルは、300[cm/s2]を下回り、転倒の危険を低減することができた。また、機器の移動量も少なく、機器の移動による危険も低減することができた。
【００３２】
ちなみに、キャスター１の車輪４をロックした場合には、機器の加速度は798[cm/s2]となり、機器は転倒すると解析された。また、キャスター１の車輪４をフリーにした場合には、機器の加速度は58[cm/s2]となり、転倒の危険度は低減できるが、機器の移動量が89[cm]となり、機器の移動による危険度が高かった。
【００３３】
このように、第１実施形態は、車輪４の回転速度に応じて車輪４の回転に抵抗するトルクを付加する回転部材１３を有し、車輪４と回転部材１３との間に生じるトルクを所定の値を上回ることなく制限するので、地震時の機器類の転倒を低減し移動を少なくすると共に、簡単な構造で部品点数が少なく、低コストな制動トルク制限装置を提供することが可能となる。
【００３４】
また、加速度を検出する加速度センサをさらに有し、回転部材１３は、加速度センサがあらかじめ定めた所定値以上の加速度を検出した場合に、車輪４に当接するので、通常時には回転部材１３が当接せず円滑に車輪を回転させることが可能となる。
【００３５】
また、回転部材１３に連結されたモータ１２と、回転部材１３と車輪４との間に生じるトルクによって発生するモータ１２の起電力により始動し周囲に警報する警報部材と、をさらに有するので、周囲に警報を知らせ、危険度を低減することが可能となる。
【００３６】
さらに、キャスター１は制動トルク制限装置１０を備えたので、地震時の機器類の転倒を低減し移動を少なくすると共に、簡単な構造で部品点数が少なく、低コストなキャスターを提供することが可能となる。
【００３７】
図９は第２実施形態の制動トルク制限装置を示す図である。
【００３８】
第２実施形態の制動トルク制限装置２０は、図示しないが第１実施形態と同様に、機器類を移動可能に支持するキャスター１に取り付けられる。
【００３９】
第２実施形態の制動トルク制限装置２０は、キャスター１の本体２に取り付けられるケース２１と、ケース２１に回転可能に支持されると共に、キャスター１の車輪４に連結される制動部材としてのローター２２と、ケース２１のローター２２を支持する凹部２１ａ内に満たされる制動部材としてのシリコンオイル２３と、凹部２１ａを密閉するキャップ２４と、を有する。
【００４０】
ローター２２の突部２２ａは、車輪４に連結され、車輪４が回転するとローター２２が回転する。ローター２２は、シリコンオイル２３内で回転するので、シリコンオイル２３の粘性抵抗により制動トルクが発生する。また、図５で示した第１実施形態と同じように、回転速度が大きくなると制動トルクも大きくなるという速度依存性がある。
【００４１】
ここで、シリコンオイル２３の粘性、シリコンオイル２３の接触面積、ケース２１とローター２２とのクリアランス等を所定の値に設定することにより、減衰特性を調整することができる。
【００４２】
ローター２２は、車輪４との間に生じるトルクが接触面の摩擦抵抗以下の場合は、回転駆動されるが、摩擦抵抗を越えた場合には、制動トルクが増加せず、図６に示した第１実施形態と同様に、一定のトルクとなるように制限する構成とする。この制限するトルクの値は、車輪４やローター２２の表面の摩擦係数等により所定の値に調整することが可能である。
【００４３】
このように、第２実施形態は、車輪４の回転速度に応じて車輪４の回転に抵抗するトルクを付加するローラー２２を有し、車輪４とローター２２との間に生じるトルクを所定の値を上回ることなく制限するので、地震時の機器類の転倒を低減し移動を少なくすると共に、簡単な構造で部品点数が少なく、低コストな制動トルク制限装置を提供することが可能となる。
【符号の説明】
【００４４】
１…キャスター、２…本体、３…車軸、４…車輪、１０…制動トルク制限装置、１１…ケース、１２…モータ（制動部材）、１３…回転部材（制動部材）、１４…ガイド孔、１５…付勢部材、１６…ストッパ、２１…ケース、２２…ローター（制動部材）、２３…シリコンオイル、２４…キャップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2012056420.tif 000008
【図７】
2012056420.tif 000009
【図８】
2012056420.tif 000010
【図９】
2012056420.tif 000011