(57)【要約】【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、水平軸回りに傾斜させた移動状態とで使用される被移動体Ｍのキャスター１である。このキャスター１は、被移動体Ｍの下部に取り付けられるブラケット２、ブラケット２に水平な第１回転軸６を介して揺動可能に連結される車輪支持体３、車輪支持体３に車軸７を介して回転自在に連結される車輪４、ブラケット２と車輪支持体３との間に配置され、かつ該車輪支持体３の揺動に伴ってせん断変形するゴム弾性体５を含む。また、静止状態において、第１回転軸６及び車軸７の各軸心６ｃ、７ｃを同一の垂直線上に位置させている。【選択図】図２
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【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、
前記ブラケットに水平な第１回転軸を介して揺動可能に連結され、かつ該第１回転軸を介して前記ブラケットから前記被移動体の荷重が伝達される車輪支持体、
前記車輪支持体に、前記第１回転軸と平行かつ該第１回転軸よりも路面側に配置された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、かつ該車輪支持体の揺動に伴ってせん断変形するゴム弾性体を含み、
前記静止状態において、前記第１回転軸及び前記車軸の各軸心を同一の垂直線上に位置させたことを特徴とするキャスター。
【請求項２】
前記ブラケットは、前記車輪の両側に配された一対の垂下部を有し、
前記車輪支持体は、前記垂下部と車輪との間に配された支持板を含み、
前記ゴム弾性体は、前記垂下部と前記支持板との間に配されて、前記車軸の両側に位置する請求項１に記載のキャスター。
【請求項３】
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又は２のいずれか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、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７（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７（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７（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７（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７（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、被移動体の下部に固着されるブラケットに水平な第１回転軸を介して揺動可能に連結される車輪支持体、車輪支持体に第１回転軸と平行に配置された車軸を介して連結される車輪、及びブラケットと車輪支持体との間に配置されるゴム弾性体を具えるとともに、静止状態において、第１回転軸及び車軸の各軸心を同一の垂直線上に位置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、前記ブラケットに水平な第１回転軸を介して揺動可能に連結され、かつ該第１回転軸を介して前記ブラケットから前記被移動体の荷重が伝達される車輪支持体、前記車輪支持体に、前記第１回転軸と平行かつ該第１回転軸よりも路面側に配置された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、かつ該車輪支持体の揺動に伴ってせん断変形するゴム弾性体を含み、前記静止状態において、前記第１回転軸及び前記車軸の各軸心を同一の垂直線上に位置させたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、前記ブラケットは、前記車輪の両側に配された一対の垂下部を有し、前記車輪支持体は、前記垂下部と車輪との間に配された支持板を含み、前記ゴム弾性体は、前記垂下部と前記支持板との間に配されて、前記車軸の両側に位置する請求項１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、前記ゴム弾性体は、損失正接ｔａｎδが０．３〜１．０である請求項１又は２のいずれかに記載のキャスターである。
【００１２】
なお、本明細書において、前記損失正接ｔａｎδは、ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン（株）のせん断型粘弾性測定装置（ＡＲＥＳ−Ｇ２）を用いて、下記条件で測定された値である。
初期歪：０％
振幅：５０％
周波数：１０Ｈｚ
変形モード：せん断
測定温度：２３°Ｃ
【００１３】
また、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。
【発明の効果】
【００１４】
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。
【００１５】
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、ブラケットに水平な第１回転軸を介して揺動可能に連結され、かつ該第１回転軸を介して前記ブラケットから前記被移動体の荷重が伝達される車輪支持体、車輪支持体に、第１回転軸と平行かつ該第１回転軸よりも路面側に配置された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、かつ該車輪支持体の揺動に伴ってせん断変形するゴム弾性体を含む。
【００１６】
このようなキャスターは、被移動体が傾動させられた移動状態において、第１回転軸及び車軸の各軸心を、水平方向に位置ずれさせて車輪支持体を揺動させることにより、ゴム弾性体をせん断変形させ、路面から伝達される衝撃や振動を吸収しうる。また、キャスターは、ゴム弾性体で路面からの衝撃や振動を吸収しうるため、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。
【００１７】
また、本発明では、静止状態において、第１回転軸及び車軸の各軸心を同一の垂直線上に位置させている。これにより、ブラケットから第１回転軸を介して伝達される被移動体の荷重は、車輪支持体を揺動させることなく、車軸を介して車輪に直接伝達できる。これにより、キャスターは、静止状態において、被移動体の荷重がゴム弾性体に負荷されるのを抑制しうるため、該ゴム弾性体に早期に圧縮永久歪が生じるのを防ぎ、衝撃吸収性能を長期に亘って維持しうる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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の断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は車輪支持体が揺動した状態を示す垂下部を取り外した側面図である。
【図５】移動状態のキャスターを示す側面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、比較例のキャスターを示す側面図である。
【図７】（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】
【００１９】
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。
【００２０】
図２及び図３に拡大して示されるように、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、ブラケット２に水平な第１回転軸６を介して揺動可能に連結される車輪支持体３、車輪支持体３に第１回転軸６と平行な車軸７を介して連結される車輪４、及びブラケット２と車輪支持体３との間に配置されるゴム弾性体５を含む。
【００２１】
前記ブラケット２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基部１１と、該基部１１から下方へのび、かつ車輪４の両側に位置する一対の垂下部１２、１２とを含む。
【００２２】
前記基部１１は、水平な板状に形成されるウエブ１１Ａと、該ウエブ１１Ａの両縁から下方にのびる一対のフランジ１１Ｂ、１１Ｂとを含み、断面略コ字状に形成される。
【００２３】
前記ウエブ１１Ａには、その長さ方向及び幅方向の中心に、静止状態において、垂直方向に貫通する孔部Ｈ１が設けられる。
【００２４】
本実施形態のフランジ１１Ｂ、１１Ｂは、図２に示される側面視において横長矩形の板状に形成される。さらにフランジ１１Ｂ、１１Ｂには、第１回転軸６の軸心６ｃと直角に交わる水平方向Ｆに間隔を開けて、第１回転軸６の軸心方向に貫通する孔部Ｈ２（図４（ａ）に示す）が３つ設けられている。
【００２５】
前記垂下部１２、１２は、側面視において、縦長矩形の板状に形成され、基部１１のフランジ１１Ｂの外側面の一部を覆ってさらに下方へとのびている。また、図３に示されるように、垂下部１２の被移動体Ｍ側には、フランジ１１Ｂとの間にスペーサ１４（図３に示す）が配され、かつ該フランジ１１Ｂの孔部Ｈ２に対応する孔部Ｈ３が設けられる。
【００２６】
これらの孔部Ｈ２、Ｈ３のうち、図２に示される側面視において、前記水平方向Ｆの両側に配される孔部Ｈ２ｅ（図４（ａ）に示す）、Ｈ３ｅには、ボルト１３ａ及びナット１３ｂからなる固着具１３、１３が配され、基部１１と垂下部１２とが着脱自在かつ一体に固着される。
【００２７】
前記回転手段８は、図３に示されるように、被移動体Ｍの凹部Ｍｒに嵌め込まれて固着された固定部１５、該固定部１５とブラケット２の基部１１との間を、静止状態において垂直方向に連通する垂直軸部１６、及び該固定部１５と該ブラケット２の基部１１との間に配される軸受部１７を含む。
【００２８】
前記固定部１５は、正面視及び側面視において矩形状に形成され、被移動体Ｍ側で開口する空間１５ｓが設けられる。また、固定部１５には、静止状態において、ブラケット２の基部１１の孔部Ｈ１に対応して垂直方向に貫通する孔部Ｈ４が設けられる。
【００２９】
これらの孔部Ｈ１及び孔部Ｈ４には、ボルト１６ｂ及びナット１６ｎからなる垂直軸部１６が配置され、ブラケット２が固定部１５に、垂直軸回りに回動可能に連結される。
【００３０】
前記軸受部１７は、垂直軸部１６の軸心１６ｃの半径方向外側に配される所謂スラスト軸受からなる。このような軸受部１７は、被移動体Ｍの荷重を、固定部１５からブラケット２に伝達しつつ、該基部１１を垂直軸回りに円滑に案内しうる。
【００３１】
前記車輪支持体３は、前記ブラケット２の垂下部１２と車輪４との間に配置される。本実施形態の車輪支持体３は、車輪４側に配される内側支持板２１、及び該内側支持板２１に重ねられかつ前記垂下部１２側に配される外側支持板２２とを含む。
【００３２】
本実施形態の内側支持板２１は、図２に示される側面視において、ブラケット２のフランジ１１Ｂの固着具１３、１３間に配される幅狭部２１Ａと、該幅狭部２１Ａの下方かつ車輪４の両外側に配されるとともに、ラケット２の垂下部１２の前記水平方向Ｆの一方の側縁１２ｔからはみ出す幅広部２１Ｂとを具え、略Ｌ字状に形成される。
【００３３】
前記幅狭部２１Ａは、幅広部２１Ｂからブラケット２のウエブ１１Ａに向かって幅狭に形成される。また、幅狭部２１Ａには、ブラケット２のフランジ１１Ｂ及び垂下部１２の各孔部Ｈ２、Ｈ３のうち、中央の孔部Ｈ２ｃ（図４（ａ）に示す）、Ｈ３ｃに対応して、第１回転軸６の軸心方向に貫通する孔部Ｈ５が（図３に示す）設けられる。
【００３４】
これらの孔部Ｈ２ｃ、Ｈ３ｃ及びＨ５には、図３に示されるように、ボルト６Ａ及びナット６Ｂからなる前記第１回転軸６が配される。これにより、車輪支持体３は、第１回転軸６を介してブラケット２に揺動可能に連結されるとともに、ブラケット２に伝達される被移動体Ｍの荷重が、該第１回転軸６を介して伝達される。
【００３５】
また、前記幅狭部２１Ａは、図２に示されるように、前記水平方向Ｆの両側に前記固着具１３、１３のボルト１３ａ、１３ａが配されている。これにより、前記固着具１３、１３は、図４（ａ）、（ｂ）に示されるように、車輪支持体３が大きく揺動した際に幅狭部２１Ａと当接し、車輪支持体３の過度の揺動を抑制しうる揺動干渉部として機能しうる。
【００３６】
前記幅広部２１Ｂには、図２及び図３に示されるように、幅狭部２１Ａの孔部Ｈ５の下方に、車軸７の軸心７ｃ方向に貫通する孔部Ｈ６が設けられる。また、幅広部２１Ｂの側縁１２ｔからはみ出すはみ出し部２１Ｂｔには、静止状態において、垂直方向に間隔を開けて、前記軸心７ｃ方向に貫通する２つの孔部Ｈ７、Ｈ７が設けられる。
【００３７】
前記外側支持板２２は、内側支持板２１の幅広部２１Ｂの外側を覆って配置され、側面視において横長の板状に形成される。また、外側支持板２２は、幅広部２１Ｂの孔部Ｈ６を覆うとともに、幅広部２１Ｂの前記はみ出し部２１Ｂｔに設けられる孔部Ｈ７に対応して貫通する孔部Ｈ８が設けられる。これらの孔部Ｈ７、Ｈ８には、ボルト２３ａ及びナット２３ｂからなる固着具２３が配されることにより、外側支持板２２と内側支持板２１とが一体に固着される。
【００３８】
前記車輪４は、車輪支持体３の内側に配されるホイール２６と、該ホイール２６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２７とを含む。このホイール２６には、内側支持板２１の幅広部２１Ｂに設けられる孔部Ｈ６に対応して、車軸７の軸心７ｃ方向に貫通する孔部Ｈ９が設けられる。これらの孔部Ｈ６、Ｈ９には、ボルト７ａからなる車軸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。
【００３９】
前記ゴム弾性体５は、図２に示される側面視において、横長矩形状に形成された一定厚さのゴムシートからなる。このゴム弾性体５は、ブラケット２の垂下部１２と車輪支持体３の外側支持板２２との間に、該垂下部１２からはみ出すことなく固着される。また、ゴム弾性体５は、例えば接着剤等を用いて移動不能に固着される。
【００４０】
このようなキャスター１は、図１及び図５に示されるように、被移動体Ｍが傾動させられた移動状態において、第１回転軸６及び車軸７の各軸心６ｃ、７ｃが前記水平方向Ｆ（図２に示す）に位置ずれして車輪支持体３が揺動する。この車輪支持体３の揺動により、前記ゴム弾性体５がせん断変形し、前記位置ずれに対して抵抗を与えるとともに、路面から伝達される衝撃や振動を吸収しうる。
【００４１】
また、キャスター１は、ゴム弾性体５で路面からの衝撃や振動を吸収しうるため、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。
【００４２】
さらに、本発明では、図２に示される静止状態において、第１回転軸６及び車軸７の各軸心６ｃ、７ｃを同一の垂直線Ｌｖ上に位置させている。これにより、静止状態では、車輪支持体３を揺動させることなく、ブラケット２から第１回転軸６を介して車輪支持体３に伝達される被移動体Ｍの荷重が、車輪支持体３から車軸７を介して車輪４に直接伝達される。これにより、キャスター１は、静止状態において、ゴム弾性体５に、被移動体Ｍの荷重が負荷されるのを抑制しうるため、該ゴム弾性体５に圧縮永久歪が早期に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。
【００４３】
前記ゴム弾性体５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５は、路面からの衝撃や振動を、より効果的に吸収しうる。
【００４４】
なお、ゴム弾性体５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の発熱量が多くなり、ゴム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。
【００４５】
また、上記のようなゴム弾性体５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。
【００４６】
さらに、前記ゴム弾性体５は、車軸７の軸心方向の両側に位置するのが望ましい。これにより、ゴム弾性体５は、第１回転軸６及び車軸７の各軸心６ｃ、７ｃの前記水平方向Ｆの僅かな位置ずれに対しても、確実にせん断変形しうるとともに、車軸７から伝達される路面からの振動や衝撃を確実に吸収しうる。
【００４７】
このような作用を効果的に発揮するために、静止状態において、前記ゴム弾性体５の幅方向の中心線Ｌｃ１と車軸７の軸心７ｃとの最短距離（図示省略）は、好ましくは２mm以下、さらに好ましくは０mmが最も望ましい。
【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６（ａ）に示されるように、静止状態において、第１回転軸の軸心６ｃと車軸７の軸心７ｃを水平方向に位置ずれさせたキャスター、図６（ｂ）に示されるゴム弾性体を有しないキャスター、及び図７（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。
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））を用いて測定した。評価は、次のとおりである。
○：６０ｄｂ未満
△：６０〜７０ｄｂ
×：７０ｄｂ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た。評価は次のとおりである。
○：６０ｄｂ未満
△：６０〜７０ｄｂ
×：７０ｄｂ以上
【００５２】
＜耐久性＞
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、上記インターロッキングブロックを敷き詰めた路面上を、連続して６km（速度：３km／h）走行させ、走行直後と走行前とのゴム弾性体の温度差を測定した。評価は、温度差の逆数に関し、１０℃のものを１００とする指数で表示した。数値が大きいほど良好である。
【００５３】
＜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。
【００５４】
【表１】
2013112219.tif 000003
【００５５】
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】
【００５６】
１      キャスター
２      ブラケット
３      車輪支持体
４      車輪
５      ゴム弾性体
６      第１回転軸
７      車軸
【図１】
2013112219.tif 000004
【図２】
2013112219.tif 000005
【図３】
2013112219.tif 000006
【図４】
2013112219.tif 000007
【図５】
2013112219.tif 000008
【図６】
2013112219.tif 000009
【図７】
2013112219.tif 000010