(57)【要約】      （修正有）【課題】振動伝達率を低くして消音効果と耐久性を高めたキャスターを提供する。【解決手段】車輪１があり、その車輪１にかかる負荷と回転を受け持つ軸受２、それを支持する連結軸３、架台や箱に固定する支持脚４などで構成される。車輪１の側面視中心軸直角両側面から内部に向かって抉られた同軸の円筒部と連結軸３に嵌合された軸受２の外輪２ａとの間に、挿入直後の形状が輪状で正面視補助断面が略円状の振動吸収体５があり、且つ円筒部の内部端面と車輪１の中心軸直角両側面に取り付けられた押え板６とで振動吸収体５を挟む。【選択図】図２
0003158120.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
車輪があり、その車輪にかかる負荷と回転を受け持つ軸受、それを支持する連結軸、架台や箱に固定する支持脚などで構成されるキャスターにおいて、当該車輪の側面視中心軸直角両側面から内部に向かって抉られた同軸の円筒部と前記連結軸に嵌合された軸受の外輪との間に、挿入直後の形状が輪状で正面視補助断面が略円状の振動吸収体があり、且つ前記円筒部の内部端面と当該車輪の前記中心軸直角両側面に取り付けられた押え板とで前記振動吸収体を挟んだ消音対策を施したことを特徴とするキャスター。
【請求項２】
挿入する以前の前記振動吸収体の形状は、輪状で正面視補助断面が長円形である請求項１記載のキャスター。
【請求項３】
挿入する以前の前記振動吸収体の形状は、輪状で正面視補助断面が多辺形である請求項１記載のキャスター。
【請求項４】
挿入する以前の前記振動吸収体の形状は、棒状で両端面を正面視傾斜直線状、且つ対称に形成した請求項１記載のキャスター。
【請求項５】
当該車輪の内部に、輪状の調整滑り板が嵌め込まれる同軸の円筒部と前記振動吸収体の間に前記調整滑り板があり、当該車輪の側面視中心軸直角両側面に取り付けられた押え板とで前記振動吸収体を挟んだ請求項１記載のキャスター。
【考案の詳細な説明】
【考案の詳細な説明】
【産業上の利用分野】
【０００１】  本考案は、移動や運搬したい荷物を容易に移すため、積載に適するよう製作された架台や箱の低部に取り付けられている、消音化を施したキャスターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  車輪があり、その車輪にかかる負荷と回転を受け持つ軸受、それを支持する連結軸、架台や箱に固定する支持脚などで構成されるキャスターにおいて、移動時の騒音は前記車輪にかかる積載重量と回転数及び接地する相手面の段差と面粗度の状態によって、前記車輪の接地する面部に振動が起こり、前記キャスターの構成部に伝達され騒音が誘発されていた。
また、前記に加えて移動や運搬時における前記車輪の回転によって、前記軸受と前記軸受を支持する連結軸との嵌合部の間隙及び前記軸受の内部構成部品間の間隙が、経年摩耗により前記間隙が大きくなって、なお振動が増幅し騒音が大きくなっていた。このため、市販されている一般的なキャスターは、前記した振動を吸収しつつ振動伝達力を弱めるため、前記車輪に例えばゴム材などを装着して外周輪となし振動伝達力及び振動伝達率の低下を図って騒音をある程度減じていた。また、前記軸受の内部構成部品間の摩耗を防ぐため注油もしていた。
対して、消音対策を施したキャスターでは、一般的なキャスターに比べ前記車輪の外周輪の材質を変更したり硬度を低めにしたりして、振動伝達力をなお弱めて振動伝達率の低下を図り消音化している。また、キャスターを構成する金具部及び支持脚に樹脂製を使用して振動伝達率を低下させる工夫もしている（例えば、実用新案登録番号第３０３７５０１）。加えて、前記車輪の回転による振動の増幅を防ぐため、前記軸受の加工精度を高めたり、前記軸受部に注油する期日を短くしたり、経年摩耗によって前記軸受の内部構成部品間の間隙が大きくなることを防ぐため前記軸受とそれを支持する連結軸と間の嵌合隙間を少なくしたりして消音化を図っていた。【０００３】
【特許文献１】  タイヤ用消音ホイールに関する特開２００８−１３３４、車両用消音車輪に関する特開２００９−４６１０６
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】  消音車輪に関する特許文献が公報されているので課題を記す。上記両文献共に用途が異なるのみで消音に関する発明内容は同一である。この発明では、タイヤハウス及び車輪本体とホイールハウス及び車輪ハウスの間に固定溝を持つ騒音振動吸収体をサンドイッチ状態にして騒音や振動を軽減することにある。然しながら、前記両文献共にタイヤハウス及び車輪本体の外周と接地する相手面との間に生ずる接線摩擦力と相手面の状態によって発生する振動との動的負荷を、固定溝部で吸収しなければならないため、固定溝の雄側と雌側の嵌合隙間を極小とし、同時にその動的負荷に負けないだけの材料を使用しなければならない。即ち、振動伝達率の高い材料を使用しなければ強度的に持たないことになる。反面、消音化を図るためには振動伝達率の低い材料や形状を使用し、ある程度の撓み量を確保しなければならない。このためタイヤハウス及び車輪本体とホイールハウス及び車輪ハウスの間に回転ずれが発生し、且つ前記した如く騒音振動吸収体そのものに裏腹な問題が生ずる。尚もまた、ブレーキ時にかかる過大な接線力がこの固定溝部に付加されるため、もし振動伝達率の低い材料を使用した場合、その個所に亀裂や破壊が起きる懸念が考えられ、前記両文献の名称及び用途における保安部品としての安全性からも問題視されよう。
一方、消音対策を施したキャスターでは、一般的なキャスターに比べ車輪の外周輪の材質を変更したり硬度を低めにしたりして、振動伝達力をなお弱めて振動伝達率の低下を図り消音化している。また、キャスターを構成する金具部及び支持脚に樹脂製を使用して振動伝達率を低下させる工夫もしている（例えば、実用新案登録番号第３０３７５０１）。加えて、前記車輪の回転による振動の増幅を防ぐため前記車輪の負荷と回転を受け持つ軸受の加工精度を高めたり、前記軸受部に注油する期日を短くしたり、経年摩耗によって前記軸受の内部構成部品間の間隙が大きくなることを防ぐため前記軸受とそれを支持する連結軸間の嵌合隙間を少なくしたりして消音化を図っていた。然しながら、消音対策を施したキャスターの車輪は、一般的なキャスターの車輪に比べて前記外周輪に装着するゴムの特性を、振動減衰率を大きくする、即ちバネ定数と撓みの相乗効果による振動伝達率を下げなければならないため、どうしても材質の硬度を下げ、即ち軟らかく、且つ負荷に対する撓み量を、ある程度大きくすることが求められる。このため、前記車輪の積載重量と回転数及び接地する相手面の段差と面粗度の状態によって、前記外周輪が均等に減らず扁平状になったり摩耗が大きくなったりして耐久性に問題があった。また、キャスターを構成する金具部や支持脚に樹脂製を使用することは、強度を保つためにキャスター形状が大きくなり、且つ耐久性はもとより石油製品の使用による地球環境の観点からも好ましくないなどの課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  そこで、本考案は、以上の課題を解決すべく、キャスターを構成する車輪自体に回転ずれがなく、前記キャスター内に振動吸収体を装備し振動伝達率を低くして消音効果を高め、且つ一般的なキャスター並みに耐久性高めたキャスターを提供することを目的とした。
【０００６】  本考案は、車輪があり、その車輪にかかる負荷と回転を受け持つ軸受、それを支持する連結軸、架台や箱に固定する支持脚などで構成されるキャスターにおいて、当該車輪の側面視中心軸直角両側面から内部に向かって抉られた同軸の円筒部と前記連結軸に嵌合された軸受の外輪との間に、挿入直後の形状が輪状で正面視補助断面が略円状の振動吸収体があり、且つ前記振動吸収体は、当該車輪の側面視中心軸直角両側面から内部に向かって抉られた同軸の円筒部の内部端面と、当該車輪と接地する相手面の間に生ずる負荷と振動によって前記振動吸収体に生ずる前記連結軸と同一方向の撓みや移動を押さえ、また前記振動吸収体のバネ定数を調整したりする当該車輪の前記中心軸直角両側面に取り付けられた押え板とで挟んで消音対策を施したことを特徴とする。
【０００７】  以上において、挿入する以前の前記振動吸収体の形状は、前記する以外に輪状で正面視補助断面が長円形であり多辺形がある。
【０００８】  以上において、挿入する以前の前記振動吸収体の形状は、輪状以外に棒状で両端面を正面視傾斜直線状、且つ対称に形成したものがある。
【０００９】  以上において、当該車輪の内部に、輪状の調整滑り板が嵌め込まれる同軸の円筒部と前記振動吸収体の間に前記調整滑り板があり、当該車輪の側面視中心軸直角両側面に取り付けられた押え板とで前記振動吸収体を挟む。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  市販されている一般的なキャスターと消音対策を施したキャスターが架台や箱の底部に取り付けられ移動した際、騒音が何処で発生しているか、何によって発生しどのような現象が起きているか、どのような特性をもっているか、を解明しなければ消音化につながらない。先ず、何処で発生しているかは、キャスターを構成する車輪の外周部と接地する相手面の間に騒音を誘発する発生源がある。また、何によって発生しどのような現象が起きているかは、前記車輪にかかる積載重量と回転数及び接地する相手面の段差と面粗度の状態によって、前記車輪と共にキャスターが上下運動したり左右に振られたりすること、即ちガタガタ現象が起こることである。尚また、どのような特性をもっているかは、ガタガタ現象による振動特性である。騒音は前記発生源を源とした振動が前記車輪から前記キャスターの構成部に伝達され、且つ前記車輪にかかる負荷と回転を受け持つ軸受と、前記軸受を支持する連結軸との嵌合部の間隙や前記軸受の内部構成部品間の間隙が、経年摩耗により前記間隙が大きくなって、なお振動が増幅し騒音が大きくなっていた。
そこで、本考案は、当該車輪の側面視中心軸直角両端面から内部に向かって抉られた同軸の内筒部を形成し、その内径は前記振動吸収体の外周部が挿入出来る寸法としている。また、前記円筒部の抉り深さは、前記振動吸収体の正面視補助断面形状の前記円筒部の抉り方向と同一方向における最大長さと同一または前後長さとし、前記振動吸収体を挿入するための輪状溝空間を形成する要素にしている。一方、前記振動吸収体の内周部は前記連結軸に嵌合された軸受の外輪に挿入される構造としているため、前記輪状溝空間を形成する要素と前記軸受の外輪がなす空間は輪状溝空間となる。また、当該車輪の側面視中心軸直角両側面に前記振動吸収体を押える押え板がネジで固定されているため、前記振動吸収体は前記輪状溝空間と前記押え板の間に完全に挿入される構造となる。他方、前記軸受の内輪はカラーとナットで支持脚に固定されている。なお、当該車輪と前記押え板は前記軸受などからなる固定側に干渉しない構造としている。また、当該車輪にかかる負荷と振動による前記振動吸収体の撓みの吸収は、前記輪状溝空間と前記押え板がなす輪状空間と挿入された前記振動吸収体に隙間を作っているため、十分吸収出来る構造としている。
以上により、前記振動吸収体を前記輪状溝空間に挿入し前記押え板で挟めば、前記ガタガタ現象による振動は、当該車輪から前記振動吸収体を経由して前記軸受の外輪と内部構成部及び内輪に伝わりキャスターの固定側へと向かう。
従って、前記振動吸収体の特性を、振動伝達力を弱める材質、例えばゴム材などを使用しているから、当該車輪の振動が前記振動吸収体によって振動減衰され、前記固定側の振動がなお減衰される。この現象は振動減衰率が高くなることである。なお、前記振動吸収体の内周部が前記軸受の外輪に直接挿入され、且つ接しているため前記軸受の内部構成部の回転振動も同時に減衰対象となる。同時に、一般的なキャスターの外周輪の材質や硬度を当該車輪に活用すればなお減衰されよう。また、騒音とは、振動の振幅波長が空気に伝播され人間に聞こえる振幅波長現象であるから、振動減衰率が高くなることは騒音減衰率が高くなること、即ち消音率が高くなるのと同じである。前記両減衰率に大きく係るのがバネ定数である。
理系的に考察すれば、バネ定数を低くすると固有振動数は低くなり、且つ振動減衰率が高くなる性質を持つ。このことより、当該車輪及び前記軸受を含む固定側が持つバネ定数に対し、前記振動吸収体のバネ定数を低めに、且つ離すことが必要である。従って、前記振動吸収体単体が持つバネ定数を当該車輪にかかる負荷と振動の大きさによって数値調整し、前記両減衰率を変更することが現実的であるため、当該車輪の内部に輪状の調整滑り板が嵌め込まれる同軸の円筒部に前記調整滑り板を嵌め込み、当該車輪の側面視中心軸直角両側面に取り付けられた押え板で挟み、前記振動吸収体の正面視補助断面形状の前記円筒部の抉り方向と同一方向における最大長さを少なくすることにより、前記バネ定数の数値を変更することが可能となる。勿論、前記当該車輪の内部に輪状の調整滑り板が嵌め込まれる同軸の円筒部と前記調整滑り板をなくし、請求項１の如く当該車輪の前記押え板だけでバネ定数の数値を変更することも可能である。
回転ずれに関して、本考案は前記振動吸収体の外周部と内周部が、当該車輪の側面視中心軸直角両側面から内部に向かって抉られた同軸の内筒部及び前記軸受の外輪に挿入され接しているため、前記振動吸収体の材質を当該車輪の内筒部及び前記軸受の外輪部の材質に対し、滑りにくい材質、例えばゴム材などを使用しているから、前記接する相互間のすべり摩擦係数は前記軸受の回転摩擦係数よりはるかに高い値となるのでスリップ現象は生じず回転ずれは起こらない。
耐久性について、従来の消音対策を施したキャスターでは、車輪の外周輪に装着するゴムの特性を、軟らかく、且つ負荷に対する撓み量をある程度大きくすることが求められるため、前記キャスターの車輪の積載重量と回転数及び前記外周輪と接地する相手面の段差と面粗度の状態によって、車輪の外周が均等に減らず扁平状になったり摩耗が大きくなったりして耐久性に問題があった。また、キャスターを構成する金具部や支持脚に樹脂製を使用することは、強度を保つためにキャスター形状が大きくなり、且つ耐久性はもとより石油製品の使用による地球環境の観点からも好ましくないなどに問題があった。そこで本考案では、当該車輪と前記振動吸収体の回転は、相対回転であるから回転による摩耗は生じない。また、前記振動吸収体が直接相手面に接地しないため接地する相手面の段差と面粗度の状態による影響も出ない。尚もまた、キャスターを構成する金具部や支持脚に金属製を使用することが出来るため、従来の消音対策を施したキャスターより耐久性は高い。
【考案の実施例】
【００１１】  以下に、本考案に係る消音化を施したキャスターについて適宜図面を参照しながら説明する。
【００１２】参照する図面において、図１は第１、第２、第３、第４、第５の実施例の正面図。図２は第１の実施例の図１のＡ−Ａ線から見た断面図。図３は第１の実施例の振動吸収体５が装着されていない図１のＡ−Ａ線から見た断面図尚、図３は以下の説明を具体的にするために同図内車輪部断面図において、車輪１の右側側面に押え板６を描き左側側面には押え板６を描いていない。図４は第１の実施例の図１のＡ−Ａ線から見た車輪部の断面図、図５は第１の実施例の振動吸収体５の正面図、図６は第２の実施例の振動吸収体５の正面図、図７は第３の実施例の振動吸収体５の正面図、図８は第４の実施例の振動吸収体５の正面図尚、図５乃至図８内には振動吸収体５の補助断面図を加えてある。図９は第５実施例の図１のＡ−Ａ線から見た車輪部の断面図。
尚、図１乃至図９の符号はすべての前記実施例に係らずに同一としている。
【００１３】本考案の消音化を施したキャスターの第１の実施例を示す図１乃至図５において、前記車輪部は、図２に示すように相手面に接地する車輪１、車輪１に抉られた円筒部１ｃと車輪１にかかる負荷と回転を受け持つ軸受２の外輪２ａとの間に挿入された振動吸収体５、車輪１の両側面に取り付けられた押え板６で構成される。また、前記車輪部を支持する連結軸部は車輪１にかかる負荷と回転を受け持つ軸受２、軸受２を嵌合した連結軸３、図２乃至図３及び図９に示すように前記車輪部をキャスターの側面から見て中心に据えるためのカラー８で構成される。尚また、前記連結軸部はナット９及び支持脚４で固定される。以上によって本考案の消音化を施したキャスターの第１例は構成される。
【００１４】図４において、前記車輪部を形成する車輪１には、図３に示すように連結軸３の軸直角両端面から内部に向かって抉られた同軸の内筒部１ｃがあって、その内径は振動吸収体５の外周部５ａの直径より少ない寸法とし、振動吸収体５を挿入した際における相互の間に隙間が出来ないようにしている。また、円筒部１ｃを抉る深さは振動吸収体５の円筒部１ｃを抉る深さと同一方向における最大長さＬと同一または前後長さとし、振動吸収体５を挿入するために、図３に示す輪状溝空間１ｄを形成している。尚また、左右の円筒部１ｃの間は前記軸受２の外輪２ａの直径より大きい中空穴がある。
勿論、図３に示すように車輪１は一般的なキャスターと同様に、車輪１を外周輪１ａと内周輪１ｂとに分け、外周輪１ａに振動伝達力を弱める材質、例えばゴム材を装着してもよい。
図３及び図５において、振動吸収体５は外周部５ａの最大直径を図３に示す内筒部１ｃの内径より大きく、内周部５ｂの最小内径は軸受２の外輪２ａの外径より小さくし、且つ円筒部１ｃに挿入された直後の形状は、図２に示すように正面視補助断面が略円状である。材質は振動伝達力を弱める材質、例えばゴム材などを使用し図３に示す輪状溝空間１ｄに挿入されている。
図２乃至図４において、押え板６は輪状で軸受２やカラー８に干渉しないよう中空穴があって車輪１の両側面にボルトで取り付けられており、振動吸収体５に生ずる連結軸３と同一方向の撓みや移動を押さえ振動吸収体５のバネ定数を調整したりする役目を担う。尚、図３に示す輪状溝空間１ｄと押え板６で成る輪状空間１ｅは、前記車輪部にかかる負荷と振動による振動吸収体５の撓みを吸収出来る空間にしている。
【００１５】図２において、連結軸３は前記車輪部の軸芯を成し、車輪１にかかる負荷と回転を受け持つ軸受２を対称位置に嵌合するハメアイ部を持つ。尚、軸受２には外輪２ａ及び内輪２ｂがある。また、連結軸３に嵌合された軸受２の内輪２ｂと支持脚４の間には、キャスターの側面から見て中心に据えるための長さを持つカラー８が連結軸３に嵌め込まれている。
【００１６】支持脚４は、前記車輪部が前記連結軸部に取り付けられた組立部を支持する役目を持ち、移動や運搬したい荷物を容易に移すため積載に適するよう製作された架台や箱の低部に取り付けられる。尚、キャスターには、キャスター自体が回転する自在キャスターと回転しない固定キャスターが存在するが、支持脚４の上部に在するそれらの関連図は図１乃至図３及び図９において省略する。
支持脚４には連結軸３を取り付ける穴があり、図１乃至図３及び図９のようにナットで締め付けて前記組立部を固定する。
【００１７】本考案の消音化を施したキャスターの他の実施例を図６乃至図９で示す。
第２の実施例に係る図６において、図３に示す輪状溝空間１ｄに挿入する以前の振動吸収体５の形状は、輪状で正面から見た補助断面が長円形の例である。
【００１８】第３の実施例に係る図７において、図３に示す輪状溝空間１ｄに挿入する以前の振動吸収体５の形状は、輪状で正面から見た補助断面が多辺形の例である。
【００１９】第４の実施例に係る図８において、図３に示す輪状溝空間１ｄに挿入する以前の振動吸収体５の形状は、棒状で両端面を正面から見て傾斜直線、且つ対称である。
【００２０】第５の実施例に係る図９において、図３に示す車輪１の内筒部１ｃの抉る深さを長くし輪状の調整滑り板７を前記内筒部に嵌めこみ、押え板６とで振動吸収体５を挟んでいる。勿論、図９の連結軸３の中心線から車輪部下部に示すように同軸異径の内筒部を抉り、前記と同様に調整滑り板７を嵌め込んでもよい。輪状の調整滑り板７は、車輪１にかかる負荷と振動の大きさによる振動吸収体５のバネ定数を数値調整するために必要なもので、その板厚は車輪１にかかる負荷と振動の大きさによって、振動吸収体５における正面から見た補助断面形状の円筒部１ｃの抉り方向と同一方向における最大長さＬを少なくするための厚みとする。このことにより振動吸収体５のバネ定数の数値変更が可能となる。
【００２１】尚、以上の実施例においては、消音化を施したキャスターとして例示したが、本考案はこれに限定されるものではなく、支持脚４及びカラー８などを変更すれば、車輪付きの他の分野に使用しても同様の利点が得られることは勿論である。
【考案の効果】
【００２２】以上説明したように本考案の消音化を施したキャスターは、車輪１と軸受の外輪２ａの間に振動吸収体５を装備したため、車輪１自体に回転ずれがなく、振動伝達率が低くなって消音効果を高め、且つ振動吸収体５のバネ定数を変更出来、一般的なキャスター並みに耐久性を保つことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１、第２、第３、第４、第５の実施例の正面図である。
【図２】第１の実施例の図１のＡ−Ａ線から見た断面図である。
【図３】第１の実施例の振動吸収体５が装着されていない図１のＡ−Ａ線から見た断面図である。尚、同図の車輪部断面図において、車輪１の右側側面に押え板６を描き左側側面には押え板６を描いていない。
【図４】第１の実施例の図１のＡ−Ａ線から見た車輪部の断面図である。
【図５】第１の実施例の振動吸収体５の正面図である。尚、同図内には補助断面図を加えてある。
【図６】第２の実施例の振動吸収体５の正面図である。尚、同図内には補助断面図を加えてある。
【図７】第３の実施例の振動吸収体５の正面図である。尚、同図内には補助断面図を加えてある。
【図８】第４の施例の振動吸収体５の正面図である。
【図９】第５実例の図１のＡ−Ａ線から見た断面図である。
【符号の説明】
【００２４】１      車輪
１ａ    車輪の外周輪
１ｂ    車輪の内周輪
１ｃ    車輪に抉られた内筒部
１ｄ    輪状溝空間
１ｅ    輪状空間
２      軸受
２ａ    軸受の外輪
２ｂ    軸受の内輪
３      連結軸
４      支持脚
５      振動吸収体
５ａ    振動吸収体の外周部
５ｂ    振動吸収体の内周部
６      押え板
７      調整滑り板
８      カラー
９      ナット
【図１】
0003158120.tif 000003
【図２】
0003158120.tif 000004
【図３】
0003158120.tif 000005
【図４】
0003158120.tif 000006
【図５】
0003158120.tif 000007
【図６】
0003158120.tif 000008
【図７】
0003158120.tif 000009
【図８】
0003158120.tif 000010
【図９】
0003158120.tif 000011