JP4953858B2 - キャスター - Google Patents

Description

本発明は、工場その他において物品を搬送する際に用いられる台車等の本体に取り付けられるキャスターに関する。

工場その他において物品を搬送する際に用いられる台車には、本体の下面にキャスターが取り付けられている。

特許文献１には、フォークが上部フォーク（ハウジング）と下部フォーク（ストラットアーム）に分割され、上部フォークに下方に車輪を設けた下部フォークが上下方向へ回動可能に軸支されると共に、軸支部は車軸の垂直線上よりずれて位置し、上部フォークと下部フォークの上面間に弾性材（コイルばね）が張設されている緩衝キャスターにおいて、弾性材は下部が下部フォークの上面板に固定されたバランスピンを介して下部フォークの上面板に係合し、弾性材の上部はスラストベアリングを介して天板に係合しているものが開示されている。

特許文献２には、フォークが上部フォーク（ハウジング）と下部フォーク（ストラットアーム）に分割され、上部フォークに下方に車輪を設けた下部フォークが上下方向へ回動可能に軸支されると共に、軸支部は車軸の垂直線上よりずれて位置し、上部フォークと下部フォークの上面間に上下方向に付勢する弾性材（コイルばね）が張設されている緩衝キャスターにおいて、弾性材の下部が下部フォークの上面板を受面とし、上向きに固定された先細のテーパー状の突起体に係合され、弾性材の上部は、上部フォークのベアリング受とスラストベアリングを介して回動可能なスプリング受を受面とし、このスプリング受に下向きに取り付けられた先細のテーパー状の突起体に係合されているものが開示されている。

特許文献３には、台車の下部に設けられこの台車を弾性支持するばね（コイルばね）と、このばねの下端に設けられたばね受部材（ストラットアーム）と、このばね受部材に対して水平軸を中心として揺動自在に連結された釣合部材と、この釣合部材を回転自在に貫通する車軸と、この車軸の両端に取り付けられた車輪とからなり、釣合部材とばね受部材との連結部は車軸下方に位置しているキャスターが開示されている。

特許文献４には、車軸にて回転可能に支持された車輪と、キャスターに搭載される本体を支える支持構造と、一端が車軸と接続し、他端が支持構造と回転軸にて接続している揺動可能なスウィングアームと、から構成されるキャスターにおいて、スウィングアームは、回転軸が車軸の垂直下向きに位置する体勢から、回転軸が車軸の進行方向に位置する体勢となる揺動範囲の少なくとも一部を含む回転が可能であり、スウィングアームの揺動範囲の回転により、本体を持ち上げることが開示されている。

特許文献５には、車体の下部に回転自在に設けた回転体と、回転体に斜め下方に向けて結合したアームと、アームの下部に回転自在に軸支した車輪とからなるキャスターにおいて、回転体は車体に回転自在に垂設した回転軸と、回転軸の下部に一体に設けられながら回転軸の軸心に対して直交する水平方向の軸心を形成した筒状の軸受とからなり、軸受の中央に弾性な筒状ブッシュを回転軸と直交する方向に向けて嵌合させ、更にブッシュの中央にアームの上部に一体に設けたピンを嵌合させ、ピンを介してアームの上部を軸受の側面に沿わせて結合すると共に軸受の側面とアームの内周面との間に低摩摺動部材を介装させることが開示されている。
特許第３０９５９９３号公報 特許第３６８９４８２号公報 特開昭６１−２４１２０１号公報 特開２００６−２７５２０号公報 特許第３７０５９３１号公報

ところで、キャスターには、プレート本体及びそれから下方に延びる主軸部を有する取付プレートに、主軸部が貫通するようにハウジングが設けられ、また、プレート本体との間でハウジングを挟んで主軸部から抜け止めするように主軸部に外嵌固定された外嵌部材が設けられ、さらに、プレート本体とハウジングとの間に主軸部を囲うように複数の第１剛体球、ハウジングと外嵌部材との間にも主軸部を囲うように複数の第２剛体球がそれぞれ配設された構造のものがある。そして、かかるキャスターは、ハウジングに所定角度範囲で回転可能にストラットアームが設けられ、また、ハウジングとストラットアームとの間に圧縮状態にコイルばねが介設され、さらに、ストラットアームに回転可能に車輪が設けられた構造を有し、ハウジング、ストラットアーム、コイルばね、及び車輪が、第１及び第２剛体球を介し、取付プレート及び外嵌部材に対して主軸部回りに回転可能に設けられた構造を有する。

本発明は、簡単な構成によって複数の第２剛体球が設けられている部分への防塵を図ることを目的とする。

上記の目的を達成する本発明に係るキャスターは、
プレート本体及び該プレート本体から下方に延びる主軸部を有する取付プレートと、
上記取付プレートに上記主軸部が貫通するように設けられたハウジングと、
上記プレート本体との間で上記ハウジングを挟んで上記主軸部から抜け止めするように設けられ該主軸部に外嵌固定された外嵌部材と、
上記プレート本体と上記ハウジングとの間に挟まれると共に上記主軸部を囲うように配設された複数の第１剛体球と、
上記ハウジングと上記外嵌部材との間に挟まれると共に上記主軸部を囲うように配設された複数の第２剛体球と、
上記ハウジングの下側の上記外嵌部材を覆うと共に上端全周が該ハウジングに当接するように設けられたキャップと、
上記ハウジングに上記主軸部の下方から側方にずれた位置における水平軸を回転軸として所定角度範囲で回転可能に設けられていると共に、該主軸部の下方に位置付けられた主軸対向部を有するストラットアームと、
上記キャップと上記ストラットアームの上記主軸対向部との間に圧縮状態に介設されたコイルばねと、
上記ストラットアームにその回転軸と平行な水平軸を回転軸として回転可能に設けられた車輪と、
を備え、
上記ハウジング、上記キャップ、上記ストラットアーム、上記コイルばね、及び上記車輪が、上記第１及び第２剛体球を介し、上記取付プレート及び上記外嵌部材に対して上記主軸部回りに回転可能に設けられていることを特徴とする。

上記の構成によれば、キャップがハウジングの下側の外嵌部材を覆うと共にその全周がハウジングに当接しており、しかも、キャップが固有の固定手段を有さずにコイルばねの弾性によってハウジングに圧接固定されているので、かかる簡単な構成によって複数の第２剛体球が設けられている部分が外部から遮断され、それによって当該部分への防塵を図ることができる。

本発明は、上記キャップに、上記コイルばねの接触位置の変動を阻止するばね位置決め手段が設けられているものであってもよい。

上記の構成によれば、ばね位置決め手段がコイルばねの接触位置の変動を阻止するので、従って、コイルばねによるダンピング特性の経時的な変化を小さく抑えることができる。

本発明は、上記ストラットアームの上記ハウジングへの取付位置において、それらの間に摩擦ダンパーが介設されているものであってもよい。

上記の構成によれば、大きい高低差を通過した際の衝撃を、コイルばねに加えて、摩擦ダンパーとハウジングとの間の摩擦、及び摩擦ダンパーとストラットアームとの間の摩擦により早期に減衰させて吸収するので、搬送物等に対して過大な振幅が与えられるのを抑制することができる。

本発明は、上記複数の第１剛体球を囲うと共に上記プレート本体と上記ハウジングとの間で狭持されるようにカバー材が介設されているものであってもよい。

上記の構成によれば、第１剛体球に加えて、カバー材もが荷重分担するので、第１剛体球の摩耗が抑制されて長寿命化を図ることができる。また、カバー材によって複数の第１剛体球が設けられている部分が外部から遮断され、それによって当該部分への防塵を図ることができる。

本発明によれば、キャップがハウジングの下側の外嵌部材を覆うと共にその全周がハウジングに当接しており、しかも、キャップが固有の固定手段を有さずにコイルばねの弾性によってハウジングに圧接固定されているので、かかる簡単な構成によって複数の第２剛体球が設けられている部分への防塵を図ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１〜６は、本実施形態に係るキャスターＣを示す。なお、以下の説明では図面の上下をキャスターＣの上下、並びに、左右をキャスターＣの前後とする。

このキャスターＣは、工場や事務所その他において物品を搬送する際に用いられる台車等の本体に取り付けられるものである。

このキャスターＣは、台車等の本体の下面に直接取り付けられる取付プレート１０を備えている。取付プレート１０は、金属部材で構成されており、プレート本体１１とそのプレート本体１１から下方に延びる主軸部１２とを有する。

プレート本体１１は、略正方形状に形成されており、四隅のそれぞれに取付ボルト挿通用の取付孔１１ａが穿孔されている。また、プレート本体１１には円錐台状に下方に突出した突出部１１ｂが形成されており、その突出部１１ｂの頂面中央には円形孔が形成されていると共にその円形孔を囲うように下方に開口した断面円弧状の円周溝が形成されている。

主軸部１２は、筒状に形成されており、上方から下方に向かって、プレート本体１１の円形孔と同外径の第１部分１２ａ、その第１部分１２ａに続いて不連続に外径が拡大して一定外径が維持された第２部分１２ｂ、及び第２部分１２ｂに続いて先端に行くに従って外径がテーパ状に縮小している第３部分１２ｃが順に構成されている。第３部分１２ｃは第１及び第２部分１２ａ，１２ｂよりも厚肉に形成されている。主軸部１２は、基端がプレート本体１１の円形孔に挿通されて、その上側でかしめ固定されている。

このキャスターＣは、取付プレート１０の下側に設けられたハウジング２０を備えている。

ハウジング２０は、金属部材で構成されており、前後方向に長辺を有する上板部２１と、上板部２１の両長辺及び後方短辺に連続して下方に延びるように形成された側板部２２と、を有する。

上板部２１のやや後側部分の中央には円形孔が形成されており、ハウジング２０は、この円形孔に取付プレート１０の主軸部１２が貫通するように設けられている。

上板部２１の上面には、円形孔を囲うように上方に開口した断面円弧状の円周溝が形成されている。この円周溝は、取付プレート１０のプレート本体１１の円周溝に対向するように位置付けられ、また、プレート本体１１のものと溝自体の半径も断面円弧の曲率半径も同一に形成されている。そして、プレート本体１１及び上板部２１の対向する円周溝間には、複数の第１剛体球２３（鋼球）がグリースを介してそれらで挟まれると共に溝周方向に沿って配設されている。複数の第１剛体球２３は主軸部１２を囲うように配設され、従って、以上の構成により主軸部１２を回転中心として取付プレート１０及びハウジング２０を相対的に回転可能とするボールベアリング構造が構成されている。また、プレート本体１１と上板部２１との間には、複数の第１剛体球２３を包絡するように形成されたリング盤状のカバー材２４が介設されている。このカバー材２４は、機械強度、耐へたり性等の性能に優れる例えばナイロン樹脂で形成されており、プレート本体１１及び上板部２１のいずれかに固定されていても、それらのいずれにも非固定であってもよい。

上板部２１の下面にも、円形孔を囲うように下方に開口した断面円弧状の円周溝が形成されている。この円周溝は、上面のものよりも溝自体の半径も断面円弧の曲率半径も小さく形成されている。

上板部２１の両長辺のそれぞれに連続する側板部２２の部分は、前方斜め下方に先細った形状に形成されており、先端部分に支軸孔２２ａが形成されている。

このキャスターＣは、ハウジング２０の下側に設けられた外嵌部材３０を備えている。

外嵌部材３０は、金属部材で構成されており、筒状の部材上部３０ａとドーナツ盤状の部材下部３０ｂとが同軸で一体に形成されたものである。外嵌部材３０は、内径が取付プレート１０の主軸部１２の第１部分１２ａの外径と略同一に形成され、また、部材長さが第１部分１２ａと同一に形成されており、部材上部３０ａがハウジング２０の円形孔に非接触で挿通されると共に全体が主軸部１２の第１部分１２ａに外嵌固定するように設けられている。

部材下部３０ｂの上面には、部材上部３０ａを囲うように上方に開口した断面円弧状の円周溝が形成されている。この円周溝は、上板部２１の下面の円周溝に対向するように位置付けられ、また、上板部２１のものと溝自体の半径も断面円弧の曲率半径も同一に形成されている。そして、上板部２１及び部材下部３０ｂの対向する円周溝間には、複数の第２剛体球３１（鋼球）がグリースを介してそれらで挟まれると共に溝周方向に沿って配設されている。複数の第２剛体球３１は主軸部１２を囲うように配設され、従って、以上の構成により主軸部１２を回転中心としてハウジング２０及び外嵌部材３０を相対的に回転可能とするボールベアリング構造が構成されている。

このキャスターＣは、外嵌部材３０の下側に設けられたキャップ４０を備えている。

キャップ４０は、上方に開口した有底円筒状の例えばナイロン樹脂で形成された樹脂部材で構成されている。キャップ４０の底部の中心には取付プレート１０の主軸部１２の第２部分１２ｂの外径よりやや大きい内径の円形孔が形成されており、キャップ４０は、その底部の円形孔が主軸部１２の第２部分１２ｂに対応して位置付けられるように主軸部１２に挿通され、そして、外嵌部材３０を非接触に覆うと共に上端全周がハウジング２０の上板部２１の下面に当接するように非接着で設けられている。キャップ４０の下面側には、外周縁に沿って延びる突条が形成され、これによって下方に開口した浅底の凹部４０ａが構成されている。

このキャスターＣは、キャップ４０の下方に設けられたストラットアーム５０を備えている。

ストラットアーム５０は、主軸部１２の下方に位置付けられた矩形板状の主軸対向部５１と、その主軸対向部５１の両側のそれぞれに連続して下方に延びるにように形成された車輪取付部５２と、を有する。

各車輪取付部５２は、後方斜め下方に向かって先細った板状に形成されており、先端部分に車軸孔５２ｂが形成されている。各車輪取付部５２の前端には上方に突出した舌片が形成されており、その舌片に支軸孔５２ｃが形成されている。一方の車輪取付部５２の舌片には、前側の縁に連続して内側に屈曲して形成されたストッパー部５２ａが構成されている。

ストラットアーム５０は、支点ボルト５３が、一方の車輪取付部５２の支軸孔５２ｃ、ドーナツ盤状の摩擦ダンパー５４、ハウジング２０の側板部２２の一方の支軸孔２２ａ、金属筒状のカラー５５、ハウジング２０の側板部２２の他方の支軸孔２２ａ、ドーナツ盤状の摩擦ダンパー５４、他方の車輪取付部５２の支軸孔５２ｃの順に通され、一方の車輪取付部５２にボルト頭を係合させると共に他方の車輪取付部５２にナット５６を締め込んで、それらの間で間隙が形成されることなく、ハウジング２０に対して軸支され且つ支軸ボルト５３の延びる水平軸を回転軸として回転可能に設けられている。ストラットアーム５０の回転可能角度範囲は、ストッパー部５２ａの上側がハウジング２０に当接する位置からストッパー部５２ａの上側がハウジング２０に当接する位置までの範囲の所定角度範囲（例えば０〜８°）である。なお、摩擦ダンパー５４は、例えばポリアセタール樹脂等で形成されている。

主軸対向部５１の上面側にはゴムダンパー５７が設けられている。ゴムダンパー５７は、主軸対向部５１と略同一外形の矩形シート部５７ａとその上に一体に形成された円柱部５７ｂとで構成されている。ゴムダンパー５７は、例えばフッ素ゴム等で形成されている。

キャップ４０とストラットアーム５０の主軸対向部５１との間には、圧縮状態の金属製のコイルばね６０が介設されている。コイルばね６０は、上部がキャップ４０の下面側の凹部４０ａに内嵌め状に設けられて上端が底部に接触し、それによりキャップ４０の上端全周をハウジング２０の上板部２１の下面に押接させ、また、下部がゴムダンパー５７の円柱部５７ｂに外嵌め状に設けられて下端が矩形シート部５７ａに接触している。なお、これにより、常態において、ストラットアーム５０は、ストッパー部５２ａの上側がハウジング２０に当接する位置に位置付けられ、取付プレート１０の主軸部１２とゴムダンパー５７との間には数ｍｍのクリアランスが形成される。

このキャスターＣは、ストラットアーム５０に取り付けられた硬質ウレタン樹脂製の車輪７０を備えている。

車輪７０は、車軸ボルト７１が、ストラットアーム５０の一方の車輪取付部５２の車軸孔５２ｂ、車輪７０、他方の車輪取付部５２の車軸孔５２ｂ、ワッシャ７２の順に通され、一方の車輪取付部５２にボルト頭を係合させると共に他方の車輪取付部５２にナット７３を締め込んで、ストラットアーム５０に対して車軸ボルト７１の延びる水平軸を回転軸として回転可能に設けられている。

このキャスターＣでは、ハウジング２０、キャップ４０、ストラットアーム５０、コイルばね６０、及び車輪７０が、第１及び第２剛体球２３，３１を介し、取付プレート１０及び外嵌部材３０に対して主軸部１２回りに回転可能に設けられ、また、ストラットアーム５０が、ハウジング２０に対し、主軸部１２の下方から側方にずれた、主軸部１２の前方斜め下方の位置における水平軸を回転軸として所定角度範囲で回転可能に設けられ、さらに、車輪７０が、ストラットアーム５０に対し、主軸部１２の下方から側方にずれた、主軸部１２及びストラットアーム５０の軸支位置のそれぞれの後方斜め下方の位置における、ストラットアーム５０の回転軸と平行な水平軸を回転軸として回転可能に軸支された構成となっている。

以上の構成のキャスターＣによれば、キャップ４０がハウジング２０の下側の外嵌部材３０を覆うと共にその全周がハウジング２０に当接しており、しかも、キャップ４０が固有の固定手段を有さずにコイルばね６０の弾性によってハウジング２０に圧接固定されているので、かかる簡単な構成によって複数の第２剛体球３１が設けられている部分が外部から遮断され、それによって当該部分への防塵を図ることができる。

また、キャップ４０の下面側の凹部４０ａがコイルばね６０の接触位置の変動を阻止するので、従って、コイルばね６０によるダンピング特性の経時的な変化を小さく抑えることができる。つまり、このキャップ４０の凹部４０ａがコイルばね６０の接触位置の変動を阻止するばね位置決め手段を構成する。なお、ばね位置決め手段はこれに限定されるものではなく、凸部等その他の構成のものであってもよい。

また、このキャスターＣは、物品の搬送等の際に、高低差を通過したときの衝撃を、ストラットアーム５０がハウジング２０に対して回転してコイルばね６０が伸縮することにより吸収するものであるが、大きい高低差を通過したときには、そのときの衝撃を、コイルばね６０によって吸収するのに加えて、摩擦ダンパー５４とハウジング２０との間の摩擦、及び摩擦ダンパー５４とストラットアーム５０との間の摩擦により早期に減衰させて吸収するので、搬送物等に対して過大な振幅が与えられるのを抑制することができる。

また、第１剛体球２３に加えて、カバー材２４もが荷重分担するので、第１剛体球２３の摩耗が抑制されて長寿命化を図ることができ、それに加えて、カバー材２４によって複数の第１剛体球２３が設けられている部分が外部から遮断され、それによって当該部分への防塵を図ることができる。

また、ストラットアーム５０が過大に回転した際には、取付プレート１０の主軸部１２がゴムダンパー５７に当接することにより衝撃を吸収することができる。なお、本実施形態では、ストラットアーム５０の主軸対向部５１の上面側にゴムダンパー５７を設けた構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、図７に示すように、主軸部１２と主軸対向部５１との間に小型のアブソーバー８０が設けられた構成であってもよい。

本発明は、工場その他において物品を搬送する際に用いられる台車等に設けられているキャスターについて有用である。

実施形態に係るキャスターの部分的に断面を示す側面図である。 実施形態に係るキャスターの平面図である。 実施形態に係るキャスターの底面図である。 実施形態に係るキャスターの背面図である。 実施形態に係るキャスターの要部断面を示す側面図である。 実施形態に係るキャスターの部分的に断面を示す分解側面図である。 実施形態に係るキャスターの変形例の要部断面を示す側面図である。

符号の説明

Ｃ キャスター
１０ 取付プレート
１１ プレート本体
１２ 主軸部
２０ ハウジング
２３ 第１剛体球
２４ カバー材
３０ 外嵌部材
３１ 第２剛体球
４０ キャップ
４０ａ 凹部（ばね位置決め手段）
５０ ストラットアーム
５１ 主軸対向部
５４ 摩擦ダンパー
６０ コイルばね
７０ 車輪

Claims (4)

1. プレート本体及び該プレート本体から下方に延びる主軸部を有する取付プレートと、
   上記取付プレートに上記主軸部が貫通するように設けられたハウジングと、
   上記プレート本体との間で上記ハウジングを挟んで上記主軸部から抜け止めするように設けられ該主軸部に外嵌固定された外嵌部材と、
   上記プレート本体と上記ハウジングとの間に挟まれると共に上記主軸部を囲うように配設された複数の第１剛体球と、
   上記ハウジングと上記外嵌部材との間に挟まれると共に上記主軸部を囲うように配設された複数の第２剛体球と、
   上記ハウジングの下側の上記外嵌部材を覆うと共に上端全周が該ハウジングに当接するように設けられたキャップと、
   上記ハウジングに上記主軸部の下方から側方にずれた位置における水平軸を回転軸として所定角度範囲で回転可能に設けられていると共に、該主軸部の下方に位置付けられた主軸対向部を有するストラットアームと、
   上記キャップと上記ストラットアームの上記主軸対向部との間に圧縮状態に介設されたコイルばねと、
   上記ストラットアームにその回転軸と平行な水平軸を回転軸として回転可能に設けられた車輪と、
   を備え、
   上記ハウジング、上記キャップ、上記ストラットアーム、上記コイルばね、及び上記車輪が、上記第１及び第２剛体球を介し、上記取付プレート及び上記外嵌部材に対して上記主軸部回りに回転可能に設けられていることを特徴とするキャスター。
2. 請求項１に記載されたキャスターにおいて、
   上記キャップには、上記コイルばねの接触位置の変動を阻止するばね位置決め手段が設けられていることを特徴とするキャスター。
3. 請求項１又は２に記載されたキャスターにおいて、
   上記ストラットアームの上記ハウジングへの取付位置において、それらの間に摩擦ダンパーが介設されていることを特徴とするキャスター。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載されたキャスターにおいて、
   上記複数の第１剛体球を囲うと共に上記プレート本体と上記ハウジングとの間で狭持されるようにカバー材が介設されていることを特徴とするキャスター。

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