(57)【要約】【課題】車輪の上下動を支持する支持機構に作用する荷重を小さくする。【解決手段】移動体を移動可能に支持するキャスタユニット１００であって、移動体に取り付けられるベース部材１０と、一端２０ａがベース部材１０に回動自在に支持されて上下に揺動可能な平行リンク２０と、平行リンク２０によって支持される車軸３１と、車軸３１に回転自在に支持される車輪３０と、車軸３１とベース部材１０との間に設けられ、平行リンク２０によって揺動する車軸３１の軌跡の接線と平行な方向に伸縮して減衰力と復元力とを発生するスプリングダンパ４０と、を備える。【選択図】図１
2016000567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体を移動可能に支持するキャスタユニットであって、
前記移動体に取り付けられるベース部材と、
一端が前記ベース部材に回動自在に支持されて上下に揺動可能なリンク機構と、
前記リンク機構によって支持される車軸と、
前記車軸に回転自在に支持される車輪と、
前記車軸と前記ベース部材との間に設けられ、前記リンク機構によって揺動する前記車軸の軌跡の接線と平行な方向に伸縮して減衰力と復元力とを発生する支持機構と、を備えることを特徴とするキャスタユニット。
【請求項２】
前記車軸は、
前記車輪を支持する車輪支持部と、
前記車輪支持部から斜め下方に突出して設けられるリンク部と、からなり、
前記支持機構の下端は、前記リンク部の前記車軸支持部から離間した位置に連結されることを特徴とする請求項１に記載のキャスタユニット。
【請求項３】
前記車輪は、平行に所定の距離をあけて一対設けられ、
前記支持機構は、一対の前記車輪の間に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載のキャスタユニット。
【請求項４】
前記リンク機構は、基端が前記ベース部材に上下方向に所定の距離をあけて支持される一対のアームを有する平行リンクであり、
前記車軸は、前記車輪が上下動したときに姿勢を変えずに上下動することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のキャスタユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャスタユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ベビーカー，車椅子，台車等の移動体に取り付けられ、これらの移動体を移動可能に支持するキャスタユニットが用いられている。
【０００３】
特許文献１には、車体側に結合されるブラケットと、ブラケットに対して回動可能なリンクに連結される車輪と、リンクの回動に伴って伸縮する油圧ダンパとを備える緩衝器付きキャスターが開示されている。このキャスターでは、油圧ダンパに封入された高粘度作動油の圧力によってブラケットにかかる荷重を支持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２７７８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のキャスターでは、リンクの一端がブラケットに結合し、リンクの他端が車輪に結合している。そして、油圧ダンパは、リンクの一端と他端との間に連結される。この状態では、ブラケットと結合する一端が支点となり、車輪と結合する他端が力点となり、油圧ダンパと連結される連結部が作用点となる。そのため、油圧ダンパに作用する力は、車輪に作用する力よりもリンクのアーム比の分だけ大きくなる。よって、このキャスターでは、油圧ダンパに高い耐荷重性が要求されていた。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、車輪の上下動を支持する支持機構に作用する荷重を小さくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、移動体を移動可能に支持するキャスタユニットであって、前記移動体に取り付けられるベース部材と、一端が前記ベース部材に回動自在に支持されて上下に揺動可能なリンク機構と、前記リンク機構によって支持される車軸と、前記車軸に回転自在に支持される車輪と、前記車軸と前記ベース部材との間に設けられ、前記リンク機構によって揺動する前記車軸の軌跡の接線と平行な方向に伸縮して減衰力と復元力とを発生する支持機構と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、リンク機構によって支持される車軸は、車輪の上下動に伴って伸縮して減衰力と復元力とを発生する支持機構によって支持される。支持機構は、リンク機構によって揺動する車軸の軌跡の接線と平行な方向に伸縮するため、そのストローク量は、車輪が上下動したときの車軸のストローク量と略同一である。よって、支持機構には、車輪に作用する力と略同一の力しか作用しない。したがって、車輪の上下動を支持する支持機構に作用する荷重を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第一の実施の形態に係るキャスタユニットの左側面図である。
【図２】図１における正面図である。
【図３】本発明の第二の実施の形態に係るキャスタユニットの上方からの斜視図である。
【図４】本発明の第二の実施の形態に係るキャスタユニットの下方からの斜視図である。
【図５】本発明の第二の実施の形態に係るキャスタユニットの左側面図である。
【図６】図５における正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１１】
（第一の実施の形態）
以下、図１及び図２を参照して、本発明の第一の実施の形態に係るキャスタユニット１００について説明する。
【００１２】
キャスタユニット１００は、ベビーカー，車椅子，台車等の移動体（図示省略）を移動可能に支持するものである。キャスタユニット１００は、移動体への取り付け方によって、走行時に常に進行方向を向く自在輪として、又は前後方向を向いて転舵不能な固定輪として用いられる。
【００１３】
キャスタユニット１００は、移動体に取り付けられるベース部材１０と、一端２０ａがベース部材１０に回動自在に支持されて他端２０ｂが上下に揺動可能なリンク機構としての平行リンク２０と、平行リンク２０によって支持される車軸３１（図２参照）と、車軸３１に回転自在に支持される車輪３０と、車軸３１とベース部材１０との間に設けられ、車輪３０の上下動に伴って伸縮して減衰力と復元力とを発生する支持機構としてのスプリングダンパ４０とを備える。
【００１４】
ベース部材１０は、図２に示すように、Ｕ字状のブラケットである。ベース部材１０は、上面１１ａが移動体に取り付けられる天板部１１と、天板部１１の両端から延設される一対の側板部１２とを有する。
【００１５】
天板部１１は、キャスタユニット１００が自在輪として用いられる場合には、水平面上で回転可能なように移動体に取り付けられる。一方、天板部１１は、キャスタユニット１００が固定輪として用いられる場合には、水平面上では回転不能なように移動体に取り付けられる。
【００１６】
天板部１１の下面１１ｂには、スプリングダンパ４０の上端４０ａを取り付けるためのＵ字状のブラケット１３が設けられる。ブラケット１３は、天板部１１の下面１１ｂに溶接される。
【００１７】
側板部１２は、図１に示すように、天板部１１から下方に向けてＬ字状に形成される。側板部１２には、平行リンク２０の一端２０ａが回動可能に支持される。一対の側板部１２は、自由端近傍が連結棒１４によって連結されて補強される。
【００１８】
平行リンク２０は、アッパーアーム２１と、アッパーアーム２１の下方に所定の距離をあけて設けられるロワアーム２２と、アッパーアーム２１の側面２１ｂとロワアーム２２の側面２２ｂとを上下に連結する連結板２３とを有する。つまり、平行リンク２０は、基端がベース部材１０に回動自在に支持され上下方向に所定の距離をあけて設けられる一対のアームを有する。
【００１９】
アッパーアーム２１は、Ｕ字状に形成される（図２参照）。アッパーアーム２１の開口端である基端２１ａは、ベース部材１０の側板部１２に回動自在に支持される。アッパーアーム２１の側面２１ｂには、連結板２３の上端２３ａが回動自在に取り付けられる。
【００２０】
ロワアーム２２は、アッパーアーム２１と同一形状に形成される。ロワアーム２２の開口端である基端２２ａは、ベース部材１０の側板部１２に回動自在に支持される。ロワアーム２２の側面２２ｂには、連結板２３の下端２３ｂが回動自在に取り付けられる。
【００２１】
連結板２３は、アッパーアーム２１とロワアーム２２とを一体に上下動させる。連結板２３は、その長手方向が鉛直方向を向くように設けられる。連結板２３は、平行リンク２０が上下動したときに姿勢を変えずに上下動する。連結板２３の略中央には、車輪３０の車軸３１が取り付けられる矩形の矩形孔２４が形成される。
【００２２】
車輪３０は、図２に示すように、平行かつ同軸に所定の距離をあけて一対設けられる。車輪３０は、車軸３１に対して回転自在に設けられる。このように、一対の車輪３０が設けられることで、一対の車輪３０の間にスプリングダンパ４０を配置することが可能となる。よって、スプリングダンパ４０の配置の自由度が向上する。
【００２３】
車軸３１は、ベース部材１０に対して上下動可能なように平行リンク２０によって支持される。車軸３１は、円柱状に形成される。車軸３１には、スプリングダンパ４０の下端４０ｂが取り付けられる。車軸３１の両端には、矩形の断面形状を有する矩形部３２（図１参照）が各々形成される。矩形部３２は、平行リンク２０の連結板２３の矩形孔２４に嵌入される。これにより、車軸３１は、連結板２３に対して相対回転不能に支持される。よって、車軸３１は、車輪３０が上下動したときに姿勢を変えずに上下動することとなる。
【００２４】
スプリングダンパ４０は、車輪３０をベース部材１０に対して支持する。スプリングダンパ４０は、ばね定数の異なる一対のコイルばね４１，４２と、コイルばね４１，４２の内周に配置される緩衝器４３とを有する。スプリングダンパ４０は、一対の車輪３０の間に設けられる。スプリングダンパ４０は、上端４０ａがベース部材１０の天板部１１にブラケット１３を介して回動自在に取り付けられ、下端４０ｂが車輪３０の車軸３１に回動自在に取り付けられる。
【００２５】
このように、スプリングダンパ４０の下端４０ｂは、車軸３１に直接取り付けられる。そのため、スプリングダンパ４０は、平行リンク２０によって揺動する車軸３１の軌跡の接線と平行な方向に伸縮する。よって、スプリングダンパ４０のストローク量は、車輪３０が上下動したときの車軸３１のストローク量と略同一である。
【００２６】
コイルばね４１，４２は、車輪３０の上下動に伴って伸縮して復元力を発生する。緩衝器４３は、車輪３０の上下動に伴って伸縮して減衰力を発生する。よって、スプリングダンパ４０は、例えば路面の凹凸に起因して車輪３０が上下動した場合には、車輪３０の上下動を吸収して、振動の移動体への伝達を抑制することができる。
【００２７】
また、スプリングダンパ４０は、ばね定数の異なる一対のコイルばね４１，４２を備えるため、移動体の重量が重い場合にも軽い場合にも安定して復元力を発生することが可能である。このように、コイルばね４１，４２のばね定数を変更することで、使用中の移動体の重量の変化に対応することが可能である。
【００２８】
次に、キャスタユニット１００の作用について説明する。
【００２９】
移動体が走行しているときに、例えば路面の凹凸に起因して車輪３０が上下動すると、平行リンク２０の連結板２３は鉛直な姿勢を維持したまま上下に移動する。車輪３０の車軸３１は、連結板２３に回転不能に取り付けられている。そのため、車軸３１は、車輪３０が上下動したときに姿勢を変えずに上下動する。
【００３０】
このとき、スプリングダンパ４０の下端４０ｂは、車軸３１に直接取り付けられている。よって、車軸３１が上下動すると、そのストローク分だけスプリングダンパ４０が伸縮することとなる。したがって、スプリングダンパ４０のストローク量は、車輪３０が上下動したときの車軸３１のストローク量と略同一である。
【００３１】
ここで、従来の緩衝器付きのキャスタユニットでは、リンク機構の一端がベース部材に連結され、リンク機構の他端が車輪に連結されていた。そして、スプリングダンパは、リンク機構の一端と他端との間に連結されていた。この状態では、ベース部材と連結される一端が支点となり、車輪と連結される他端が力点となり、スプリングダンパと連結される連結部が作用点となる。そのため、スプリングダンパに作用する力は、車輪に作用する力よりもリンク機構のアーム比の分だけ大きくなる。よって、従来の緩衝器付きのキャスタユニットでは、スプリングダンパに高い耐荷重性が要求されていた。
【００３２】
これに対して、キャスタユニット１００では、スプリングダンパ４０は、平行リンク２０によって揺動する車軸３１の軌跡の接線と平行な方向に伸縮する。そのため、スプリングダンパ４０のストローク量は、車輪３０が上下動したときの車軸３１のストローク量と略同一である。よって、スプリングダンパ４０には、車輪３０に作用する力と略同一の力しか作用しない。したがって、車輪３０の上下動を支持するスプリングダンパ４０に作用する荷重を小さくすることができる。
【００３３】
以上の第一の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００３４】
平行リンク２０によって上下動可能に支持される車軸３１は、車輪３０の上下動に伴って伸縮して減衰力と復元力とを発生するスプリングダンパ４０によって支持される。スプリングダンパ４０は、平行リンク２０によって揺動する車軸３１の軌跡の接線と平行な方向に伸縮する。そのため、スプリングダンパ４０のストローク量は、車輪３０が上下動したときの車軸３１のストローク量と略同一である。よって、スプリングダンパ４０には、車輪３０に作用する力と略同一の力しか作用しない。したがって、車輪３０の上下動を支持するスプリングダンパ４０に作用する荷重を小さくすることができる。
【００３５】
（第二の実施の形態）
以下、図３から図６を参照して、本発明の第二の実施の形態に係るキャスタユニット２００について説明する。第二の実施の形態では、前述した第一の実施の形態と同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
【００３６】
キャスタユニット２００は、スプリングダンパ４０の下端４０ｂが車軸１３１の車輪支持部５１に直接取り付けられずに、リンク部５０を介して取り付けられる点で、第一の実施の形態に係るキャスタユニット１００とは相違する。
【００３７】
キャスタユニット２００は、移動体に取り付けられるベース部材１０と、一端２０ａがベース部材１０に回動自在に支持されて他端２０ｂが上下に揺動可能な平行リンク２０と、平行リンク２０によって支持される車軸１３１と、車軸１３１に回転自在に支持される車輪３０と、車軸１３１とベース部材１０との間に設けられ、車輪３０の上下動に伴って伸縮して減衰力と復元力とを発生するスプリングダンパ４０とを備える。車軸１３１は、車輪３０を支持する車輪支持部５１と、車輪支持部５１から斜め下方に突出して設けられるリンク部５０とからなる。
【００３８】
車輪支持部５１は、円柱状に形成される。車輪支持部５１の両端には、矩形の断面形状を有する矩形部３２が各々形成される。矩形部３２は、平行リンク２０の連結板２３の矩形孔２４に嵌入される。これにより、車輪支持部５１は、連結板２３に対して相対回転不能に支持される。よって、車軸１３１は、車輪３０が上下動したときに姿勢を変えずに上下動することとなる。
【００３９】
リンク部５０は、車輪支持部５１に固定され、車輪３０と一体に上下動する。リンク部５０の一端５０ａは、車輪支持部５１に回転不能に固定される。リンク部５０の他端５０ｂには、スプリングダンパ４０の下端４０ｂが連結される。このように、リンク部５０には、車輪支持部５１から離間した位置にスプリングダンパ４０の下端４０ｂが連結される。
【００４０】
リンク部５０が車輪支持部５１から斜め下方に突出することによって、スプリングダンパ４０の下端４０ｂを第一の実施の形態と比較して低い位置とすることができる。よって、スプリングダンパ４０を低い位置に配置できるため、キャスタユニット２００の高さを低くすることができる。
【００４１】
次に、キャスタユニット２００の作用について説明する。
【００４２】
移動体が走行しているときに、例えば路面の凹凸に起因して車輪３０が上下動すると、平行リンク２０の連結板２３は鉛直な姿勢を維持したまま上下に移動する。車輪３０を支持する車輪支持部５１は、連結板２３に回転不能に取り付けられている。そのため、車輪支持部５１は、車輪３０が上下動したときに姿勢を変えずに上下動する。
【００４３】
このとき、車輪支持部５１に回転不能に連結されるリンク部５０もまた、車輪３０が上下動したときに姿勢を変えずに上下動する。よって、車輪支持部５１が上下動すると、そのストローク分だけリンク部５０を介してスプリングダンパ４０が伸縮することとなる。
【００４４】
以上より、キャスタユニット２００では、スプリングダンパ４０は、平行リンク２０によって揺動する車軸３１の軌跡の接線と平行な方向に伸縮する。スプリングダンパ４０のストローク量は、車輪３０が上下動したときの車軸１３１のストローク量と略同一である。よって、スプリングダンパ４０には、車輪３０に作用する力と略同一の力しか作用しない。したがって、車輪３０の上下動を支持するスプリングダンパ４０に作用する荷重を小さくすることができる。
【００４５】
以上の第二の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００４６】
平行リンク２０によって上下動可能に支持される車軸１３１は、車輪３０の上下動に伴って伸縮して減衰力と復元力とを発生するスプリングダンパ４０によって支持される。スプリングダンパ４０は、平行リンク２０によって揺動する車軸３１の軌跡の接線と平行な方向に伸縮する。そのため、第一の実施の形態と同様に、スプリングダンパ４０のストローク量は、車輪３０が上下動したときの車軸１３１のストローク量と略同一である。よって、スプリングダンパ４０には、車輪３０に作用する力と略同一の力しか作用しない。したがって、車輪３０の上下動を支持するスプリングダンパ４０に作用する荷重を小さくすることができる。
【００４７】
また、リンク部５０が車輪支持部５１から斜め下方に突出することによって、スプリングダンパ４０の下端４０ｂを第一の実施の形態と比較して低い位置とすることができる。よって、スプリングダンパ４０を低い位置に配置できるため、キャスタユニット２００の高さを低くすることができる。
【００４８】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【００４９】
例えば、スプリングダンパ４０の伸縮方向は、車軸３１の軌跡の接線と完全に平行な方向でなくてもよい。具体的には、スプリングダンパ４０の伸縮方向が、車軸３１の軌跡の接線と完全に平行な方向から±１０度以内であれば、スプリングダンパ４０のストローク量は、車軸３１のストローク量の９８％以上であり、ほぼ同一のストローク量であるため、略平行とみなすことができる。よって、スプリングダンパ４０の伸縮方向は、車軸３１の軌跡の接線と平行な方向に、平行な方向から±１０度の範囲を含んでもよい。
【００５０】
また、上記の実施の形態では、スプリングダンパ４０は、一対のコイルばね４１，４２と緩衝器４３とが一体に設けられるものである。これに代えて、コイルばねと緩衝器とを別体に設けてもよい。また、圧縮率の高いシリコーンオイル等が封入されて減衰力と復元力とをともに発生可能な緩衝器を単体で用いてもよい。
【００５１】
なお、上記の実施の形態では、一対の車輪３０が設けられることで、スプリングダンパ４０の配置の自由度が向上している。よって、例えば、スプリングダンパ４０を、車輪３０のストローク量と比較してストローク量が大きくなるように配置することで、スプリングダンパ４０に作用する荷重を更に小さくすることも可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１００    キャスタユニット
１０      ベース部材
１１      天板部
１２      側板部
２０      平行リンク（リンク機構）
２０ａ    一端
２０ｂ    他端
２１      アッパーアーム
２２      ロワアーム
３０      車輪
３１      車軸
４０      スプリングダンパ（支持機構）
４０ａ    上端
４０ｂ    下端
５０      リンク部
５１      車輪支持部
１３１    車軸
【図１】
2016000567.tif 000003
【図２】
2016000567.tif 000004
【図３】
2016000567.tif 000005
【図４】
2016000567.tif 000006
【図５】
2016000567.tif 000007
【図６】
2016000567.tif 000008