JP4781225B2 - キャスタ及びキャスタ付き物品 - Google Patents

Description

本発明は、物品を人力やバッテリー等で移動させるために該物品に取り付けて使用するキャスタ（足車）に関する。

各種機器その他の荷物を乗せて運ぶ手押し車、乳母車、車椅子等の福祉物品、足こぎ等或いはバッテリーで動く子供用三輪車、子供用自動車玩具等の子供用乗物は通常キャスタを車輪装置として備えている（車椅子等では操舵用車輪等として）。また、買物用、旅行用等のカバン、バッグ、ケース等の持ち運び収納具、冷蔵庫等の電化製品、家庭用や事務用の家具、オルガン、ピアノ等の楽器、事務機その他の機械などには、それらを人力で移動させやすいようにキャスタを取り付けることがある。

従来のキャスタの１例を図８に示す。図８のキャスタＣＡ’は、車輪１’を車輪軸１０’で車輪支持フレーム２’の下端部に回転可能に支持し、車輪１’の上方まで延びたフレーム２’の部分にアーム３’を設け、該アームに設けた軸受け部３１’に上下方向の軸４’を回転可能に支持させ、該軸４’の上端に手押し車の荷台１０１’（図９参照）への取付け部材５’を設けたものである。

図示を省略しているが取付け部材５’はこれを荷台１０１’へボルト留めするための複数のボルト通し孔を有している。
車輪１’の回転中心線Ｃ２’を含んで上下方向軸４’の回転中心線４ｃ’に平行な面と該回転中心線４ｃ’とは距離Ｘ’隔たっている。

キャスタＣＡ’は例えば図９に示すように、手押し車１０’の部品である矩形状の荷台１０１’の下面４隅のそれぞれに取付け部材５’をボルトで固定することで４個のキャスタＣＡ’を取り付けて手押し車１０’を形成できる。荷台１０１’の後端部には手押し用アーム１０２’が立設されている。

この手押し車１０’によると、荷台１０１’に荷物Ｗ’を積み、手押し用アーム１０２’を押して、各キャスタＣＡ’の車輪１’を走行路Ｆ上に転動させながら矢印Ａ方向に前進させることができ、また、必要に応じ反対方向へ後退させることもできる。

手押し車１０’を押し進めるとき、或いは後退させるとき、各キャスタＣＡ’において車輪１’及びその支持フレーム２’が取付け部材５’に対し軸４’にて回動可能であることと、軸４’の回転中心線４ｃ’に平行な車輪回転中心線Ｃ２’を含む面と該回転中心線４ｃ’との間に隔たりＸ’があることにより、車輪軸中心線Ｃ２’が手押し車１０’を移動させる方向において軸４’の回転中心線４ｃ’の後方に位置せしめられ、それにより車輪１’の方向性が良くなり、手押し車１０’の移動が容易になる。

従来のキャスタは概ね以上説明したようなものであるが、中には車輪支持フレーム２’が荷台１０１’に固定されるタイプのものもある。また、車輪１’及びその支持フレーム２’が荷台１０１’に対し上下方向軸にて回動可能に取り付けられるが、その回動中心線が車輪１’の回転中心線Ｃ２’を通り、前記のような隔たり距離Ｘ’を設けていないものもある。

なお、以上説明したキャスタＣＡ’では、車輪１’はハブ部１１’、リム部１２’、該両者間のスポーク部或いはスポーク相当の部分１３’及びリム部１２’に周設した外輪１４’を含むものであるが、衝撃吸収性（クッション性）を有する車輪として、ハブ部とリム部との間のスポーク部をバネ材で形成して、全体にクッション性を持たせた車輪（特開平８−１２７２０１号公報）、ハブ部とリム部との間のスポーク部を弾性変形可能の屈曲構造のものとして、全体にクッション性を持たせた車輪（特開２００２−２９２０１号公報）等を有するキャスタも知られている。

特開平８−１２７２０１号公報 特開２００２−２９２０１号公報

しかしながら、いずれにせよ従来のキャスタは、その走行路Ｆに図１０に示すように凸段差部ｆがあると、これに乗り上がるのに、通常の走行路Ｆ上を走行させる場合に比べて大きい力を要し、凸段差部ｆに乗り上げさせるのに困難を伴うことが多い。

すなわち、例えば図９に示すように通常の走行路Ｆ上を前記手押し車１０’を方向Ａに進めるにあたり押していたとき、図１０に示すように車輪１’が凸段差部ｆに行き当たったとする。段差部ｆに行き当たったキャスタＣＡ’についてみれば、力Ｐがそのキャスタの車輪軸１０’に加わるとする。このとき車輪１’は凸段差部ｆと車輪１’との接触位置Ｃ３’から車軸１０’方向の反力Ｒを受ける。そしてこの反力Ｒの上向き分力Ｕに相当する大きさの力が車輪１’を凸段差部ｆに乗り上げさせようとする力として作用する。

しかしながら、一般的なキャスタ車輪１’の大きさからすると反力Ｒ方向と上向き分力Ｕ方向とがなす角度θが大きいので、この力Ｕは該大きい角度θに応じた小さい力にすぎず、車輪１’は段差部ｆに乗り上がり難くなる。その場合、通常走行路Ｆ上を手押し車１０’を移動させるよりもずっと大きい力を手押し車１０’に、ひいてはキャスタＣＡ’に加えなければならず、車輪１’を凸段差部ｆに乗り上げさせるのに困難を伴う。

そこで本発明は、凸段差部に車輪が行き当たったときでも、従来より容易に該車輪を該凸段差部に乗り上げさせることができるキャスタを提供することを第１の課題とする。

また本発明は、キャスタを取り付けた物品であって、該キャスタで該物品を移動させているときに、該キャスタの車輪が凸段差部に行き当たったときでも、従来より容易に該車輪を該凸段差部に乗り上げさせて該物品を先に進めることができるキャスタ付き物品を提供することを第２の課題とする。

前記第１の課題を解決するため本発明は、
車輪と、
該車輪を車輪軸にて回転可能に支持するとともに上方へ延び上がった車輪支持フレームと、
該車輪支持フレームの上端部に前記車輪軸と平行な第１軸にて該車輪支持フレームに対し相対的に回動可能に連結された上部フレームと、
前記第１軸と前記車輪の外周面との間に前記車輪軸と平行に配置され、前記上部フレームに支持された第２軸と、
該第２軸に一方向クラッチを介して支持され、前記第１軸と前記車輪の外周面との間に配置された制動輪とを備えたキャスタを提供する。

前記上部フレームは前記車輪支持フレームの該上部フレームに対する相対的回動を停止させるための第１ストッパ及び第２ストッパを備えている。

前記車輪支持フレームは前記上部フレームの第１ストッパに当接して該車輪支持フレームを該上部フレームに対する第１位置におくための第１当接部と、該上部フレームの第２ストッパに当接して該車輪支持フレームを該上部フレームに対する第２位置におくための第２当接部とを備えている。

前記制動輪は、前記車輪支持フレームが前記上部フレームに対し前記第１位置をとるときは前記車輪外周面から離隔しており、該車輪支持フレームが該上部フレームに対し該第１位置より前記第２位置をとる方向へ相対回動すると該第２位置をとるときも含め前記車輪外周面に接触して前記一方向クラッチにより該車輪の正転及びそれに伴う自身の回転は許すが該車輪の逆転及びそれに伴う自身の回転を阻止できるものである。

そして、前記車輪支持フレームが前記上部フレームに対し前記第１位置をとる状態で前記車輪を前進させようとする目的方向に該目的方向において前記車輪軸の回転中心線より後方に前記第１軸の中心線が位置する状態で平坦走行路に沿って正転させつつ前進させることができ、該車輪の正転前進において該車輪が前記平坦走行路に対する凸段差部に行き当たると、該凸段差部に該車輪が接触している状態で前記上部フレームを前記目的方向にさらに進めることで前記車輪支持フレームを該上部フレームに対し前記第１位置から第２位置をとる方向へ相対的に後方回動させて前記制動輪を前記車輪外周面に接触させることができ、該制動輪が該車輪外周面に接触している状態でさらに前記上部フレームを目的方向に進めることで該車輪支持フレームを該上部フレームに対し相対的に後方回動させつつ該車輪を該凸段差部に乗り上げ開始させることができ、該車輪支持フレームの後方回動により該車輪支持フレームが該上部フレームに対する第２位置をとると、該車輪が前記制動輪による逆転阻止状態で正転可能となり、該車輪が前記凸段差部に乗り上がると該車輪支持フレームが前記上部フレームに対する前記第１位置をとることができる。

また本発明は前記第２の課題を解決するために上記本発明に係るキャスタを備えたキャスタ付き物品（例えば手押し車など）を提供する。

本発明に係るキャスタは、その上部フレームをキャスタ取付け対象物品に取り付けて用いることができる。
上部フレームをキャスタ取付け対象物品に取り付けるにあたっては上部フレームを直接ボルト留め等により該物品に取り付けてもよいが、例えば上部フレームに立設した上下方向軸、或いは上部フレームから例えば横方向へ突設させた部材に立設した上下方向軸を用いて、その軸を中心に回動可能にキャスタ取付け対象物品に取り付けてもよい。

本発明に係るキャスタによると、前記車輪支持フレームが前記上部フレームに対し前記第１位置をとる状態で前記車輪を前進させようとする目的方向に該目的方向において前記車輪軸の回転中心線より後方に前記第１軸の中心線が位置する状態で平坦走行路に沿って正転させつつ前進させることができる。この状態では車輪を正転前進させることができるほか、車輪の逆転も可能である。

そして該車輪の正転前進において該車輪が前記平坦走行路に対する凸段差部に行き当たると、該凸段差部に該車輪が接触している状態で前記上部フレームを前記目的方向にさらに進めることで前記車輪支持支持フレームを該上部フレームに対し前記第１軸を中心に前記第１位置から第２位置をとる方向へ相対的に後方回動させて前記制動輪を前記車輪外周面に接触させることができ、これにより車輪の逆転及びそれに伴う制動輪の回転が阻止され、恰も車輪と車輪支持フレームとが一体化したごとき状態が生じる。

この状態でさらに前記上部フレームを目的方向に前進させることで、該車輪支持フレームを該上部フレームに対し前記第１軸を中心に相対的に後方回動させつつ、凸段差部と車輪との接触位置を中心に該第１軸を前方へ回動させて該車輪を該凸段差部に乗り上げ開始させることができる。

このとき、車輪と凸段差部とが接触している位置から該第１軸の中心へ向かう反力が生じ、その反力の上向き分力に相当する力が車輪を該凸段差部に乗り上げ開始させるのであるが、該上向き分力は、キャスタに加えられる前進方向の力が同じであったとしても、車輪支持フレームが従来のように上部フレームに対して相対回動できないとした場合と比べると大きいものとなり、これにより車輪はそれだけ容易に凸段差部に乗り上がり開始できる。

観点を変えれば、恰も第１軸から凸段差部と車輪との接触位置に至る長さを半径とする大きい車輪を凸段差部に乗り上げさせるかの如くでもあり、それだけ容易に車輪を凸段差部に乗り上げさせることができる。

このようにして車輪支持フレームの後方回動により該車輪支持フレームが上部フレームに対する前記第２位置をとると、該車輪が前記制動輪による逆転阻止状態で正転可能となる。該車輪が前記凸段差部に乗り上がると該車輪支持フレームが再び前記上部フレームに対する前記第１位置をとることができる。

本発明に係るキャスタは、前記車輪支持フレームが前記上部フレームに対し前記第１位置をとる状態で前記車輪を前進させようとする目的方向に該目的方向において前記車輪軸の回転中心線より後方に前記第１軸の中心線が位置する状態で平坦走行路に沿って正転させつつ前進させることができ、凸段差部があると前記のように動作して該凸段差部に車輪が容易に乗り上がるものであればよいが、例えば、本発明に係るキャスタを物品に取付け用いているときに、該物品を持ち上げてキャスタを路面から浮き上がらせたような場合に、前記車輪支持フレームが前記第１軸を中心に回動して該第１軸からぶら下がったような状態になると扱いにくい。

そこで、前記車輪支持フレームと前記上部フレームとを前記第１軸を中心とする互いに反対の回動方向へ付勢するバネ機構であって、該車輪支持フレーム及び該上部フレームを該車輪支持フレームの前記第１当接部が該上部フレームの前記第１ストッパに当接する方向に付勢するバネ機構を設けてもよい。これにより、車輪支持フレームはより安定的に前記第１位置をとることができる。

本発明に係るキャスタ付き物品は、キャスタとして本発明に係るキャスタを備えたものであるから、該キャスタの車輪が凸段差部に行き当たったときでも、従来より容易に該車輪を該凸段差部に乗り上げさせて該物品を先に進めることができる。

以上説明したように本発明によると、凸段差部に車輪が行き当たったときでも、従来より容易に該車輪を該凸段差部に乗り上げさせることができるキャスタを提供することができる。

また本発明によると、キャスタを取り付けた物品であって、該キャスタで該物品を移動させているときに、該キャスタの車輪が凸段差部に行き当たったときでも、従来より容易に該車輪を該凸段差部に乗り上げさせて該物品を先に進めることができるキャスタ付き物品を提供することができる。

以下に本発明の実施形態について説明する。以下に説明するキャスタＣＡは、物品を人力やバッテリー等で移動させるために該物品に取り付けて使用することができるものである。かかる物品として、例えば、買物用、旅行用等のカバン、バッグ、ケース等の持ち運び収納具、各種機器その他の荷物を乗せて運ぶ手押し車、乳母車、車椅子等の福祉物品、冷蔵庫等の電化製品、家庭用や事務用の家具、オルガン、ピアノ等の楽器、事務機その他の機械などを挙げることができ、それらに取り付けて、本発明に係るキャスタ付き物品をて提供することができる。

また、足こぎ等或いはバッテリーで動く子供用三輪車、子供用自動車玩具等の子供用乗物における車輪として用いることもできる。

本発明に係るキャスタは自動車や自転車の車輪と比べると、構造や強度の点からして、簡易な小型のキャスタとして用いるのに適しており、それには限定されないが、例えば、車輪の最大外径が７０ｍｍ程度〜２００ｍｍ程度の小型キャスタとして用いるのに適している。

図１は本発明に係るキャスタの１例の側面図である。
図１に示すキャスタＣＡは、車輪１を備えている。車輪１はハブ部１１とその周囲のリム部１２と該ハブ部及びリム部間をつなぐスポーク相当の板状部分１３を含んでおり、リム部１２の外周に外輪１４が嵌着されている。板状部分１３は両側面に強度保持のための凹凸を有している。

車輪１は、該車輪を間にして配置された一対の車輪支持フレーム２の下端部に車輪軸１０にて回転可能に支持されている。一対の車輪支持フレーム２は車輪１の上方まで延びており、車輪１の上方において、車輪軸１０と平行な連結棒２１及び２２により連結されている。

一対の車輪支持フレーム２の上端部には車輪後方（図１において右側）から見て門形状の上部フレーム６が被せられている。上部フレーム６は車輪軸１０と平行な第１軸６１にて一対の車輪支持フレーム２に対し回動可能に連結されている。第１軸６１の両端部は、図２に示すように、車輪支持フレーム２を貫通して上部フレーム２の板状の縦部分の内側まで達しており、該板状縦部分の外側からボルトＢ１で該上部フレームに連結されている。なお、軸６１の各端部はフレーム２と６との間に配置されたスペーサｓを貫通している。また、上部フレーム６における６０はキャスタ組み立て時等において車輪支持フレーム２の連結棒２１を設ける部分に臨むことができる開口である。

上部フレーム６の上端部である平坦板状部分の内側下面は平坦面に形成されている。該平坦面のうち一部６ａは後述する第１ストッパとして機能し、該一部６ａに続く後方側の残部６ｂは後述する第２ストッパとして機能する。

一対の車輪支持フレーム２のそれぞれの上端面は互いに角度αをなす（例えば２５°程度の角度をなす）二つの平坦面２ａ及び２ｂを含んでいる。一方の面２ａは車輪支持フレーム２を第１軸６１を中心に上部フレーム６に対し図１において左側へ（時計方向に）相対回動させることで、上部フレーム６の上端部下面の一部６ａ（第１ストッパ６ａ）に当接する第１当接部として機能する。第１当接部２ａが第１ストッパ６ａに当接することで、上部フレーム６に対する車輪支持フレーム２のそれ以上の時計回り方向の相対回動は阻止され、車輪支持フレーム２は上部フレーム６に対し第１の位置をとる。図１には車輪支持フレーム２が該第１位置をとっている様子が示されている。

一対の車輪支持フレーム２のそれぞれの上端面２ａ、２ｂのうち面２ｂは車輪支持フレーム２を第１軸６１を中心に上部フレーム６に対し図１において右側へ（反時計方向に）相対回動させることで、上部フレーム６の上端部下面の残部６ｂ（第２ストッパ６ｂ）に当接する第２当接部として機能する。第２当接部２ｂが第２ストッパ６ｂに当接することで、上部フレーム６に対する車輪支持フレーム２のそれ以上の反時計回り方向の相対回動は阻止され、車輪支持フレーム２は上部フレーム６に対し第２の位置をとる。図７に車輪支持フレーム２が該第２位置をとっている様子を示す。

第１軸６１の中心線Ｃ１と車輪軸１０の中心線Ｃ２の双方に垂直でそれら中心線を結ぶ線６ｃと車輪軸中心線Ｃ２を通り上部フレーム６の前記第１、第２ストッパを形成している平坦面６ａ、６ｂを含む面に垂直な線１ｃとがなす角度α’は前記車輪支持フレーム２の二つの面２ａ、２ｂがなす角度αより僅かに大きく設定してある（例えば、αを２５°とするとα’は２５．８２°というように設定してある）。

キャスタＣＡは車輪支持フレーム２と上部フレーム６とを第１軸６１を中心とする互いに反対の回動方向へ付勢するバネ機構を備えている。
該バネ機構は巻きバネ６３を含んでいる。巻きバネ６３は一端部が前記車輪支持フレーム２の連結棒２１の下面側で支持され、そこから延びて第１軸６１を周回して他端部が上部フレーム６の上端部である平坦板状部分の内側下面のうち面６ｂで支持されている。すなわち、この巻きバネ６３、その端部を支持する連結棒２１及び上部フレーム６の部分並びに第１軸６１はバネ機構を構成している。

該バネ機構におけるバネ６３の作用で、車輪支持フレーム２と上部フレーム６とは第１軸６１を中心とする互いに反対の回動方向へ付勢され、該バネに抗して車輪支持フレーム２と上部フレーム６とを相対的に回す力が作用しないときには、車輪支持フレーム２の第１当接部２ａが上部フレーム６の第１ストッパ６ａに当接して車輪支持フレーム２が上部フレーム６に対し前記図１に示す第１位置をとる。

上部フレーム６は、さらに、第１軸６１と車輪１の外周面との間に車輪軸１０と平行に配置された第２軸６２も備えている。軸６２の両端部は、図２に示すように、車輪支持フレーム２に設けられた円弧形状に延びる長孔２３を貫通して上部フレーム２の板状の縦部分の内側まで達しており、該板状縦部分の外側からボルトＢ２で該上部フレームに連結されている。第２軸６２は、車輪支持フレーム２と上部フレーム６が軸６１を中心に相対回動するとき、車輪支持フレーム２に設けられた該長孔２３に沿って該フレーム２に対し動くことができる。

第２軸６２には一対の車輪支持フレーム２の間において、一方向クラッチ６４を介して制動輪（摩擦制動輪）６５が装着されている。制動輪６５は第１軸６１と車輪１の外周面との間に配置されている。
制動輪６５は少なくとも外周層が圧縮可能の弾性材料（例えばゴム）で形成されている。

制動輪６５は、一方向クラッチ６５のために、図１において時計方向回り（ＣＷ）の回転は許されるが、反時計方向回りの回転は阻止される。
図１に示すように、バネ６３の付勢力も手伝って車輪支持フレーム２が上部フレーム６に対して第１位置をとっているときは、車輪１から僅かに離隔している。

しかし、バネ６３の付勢力に抗して車輪支持フレーム２が上部フレーム６に対して前記第１位置から図７に示す第２位置の方へ相対的に回動し始めるとすぐに（第２位置をとるよりも前から）制動輪６５が車輪１に接触し、その状態では、車輪１の反時計方向回り（図においてＣＣＷ）の正転及びそれに伴う制動輪の回転は許されるが、車輪１の時計方向回り（図においてＣＷ）の逆転及びそれに伴う制動輪６５の回転は、一方向クラッチ６４と制動輪６５と車輪１との相互摩擦力とで阻止される。

キャスタＣＡでは、上部フレーム６からアーム部材３が横方向に突設され、該アーム部材に設けた軸受け部３１に上下方向軸４が回転可能に装着され、該軸４の上端部に板状の取付け部材５が設けられている。取付け部材５には、図３に示すように、これをキャスタ取付け対象物品へボルト留めするためのボルト通し孔５１が形成されている。

車輪支持フレーム２が上部フレーム６に対し図１に示す第１位置にあるとき、車輪１の回転中心線Ｃ２を含んで上下方向軸４の回転中心線４ｃに平行な面と該回転中心線４ｃとは距離Ｘ隔たっている。

キャスタＣＡは既述のとおり様々のキャスタ取付け対象物品に取り付けて用いることができるが、例えば図４に示すように、手押し車１０の部品である矩形状の荷台１０１の下面４隅のそれぞれに取付け部材５をボルトで固定することで４個取り付けて手押し車１０を形成できる。荷台１０１の後端部には手押し用アーム１０２が立設されている。

この手押し車１０によると、荷台１０１に荷物Ｗを積み、手押し用アーム１０２を手押し車１０を進めようとする例えば矢印Ａの水平方向に押して、各キャスタＣＡの車輪１を走行路Ｆ上に正転（ＣＣＷ方向回転）で転動させながら該矢印Ａ方向に前進させることができ、また、必要に応じ反対方向へ後退させることもできる。

手押し車１０を押し進めるとき、或いは後退させるとき、各キャスタＣＡにおいて車輪１及びその支持フレーム２が取付け部材５に対し軸４にて回動可能であることと、軸４の回転中心線４ｃと車輪の回転中心線Ｃ２の隔たり距離Ｘにより、車輪１の回転中心線Ｃ２が手押し車１０を移動させる方向において軸４の回転中心線４ｃの後方に位置せしめられ、それにより手押し車１０を方向性良好に容易に移動させることができる。

キャスタＣＡによると、図４に示すように、車輪１を進行させようとする目的方向Ａにおいて車輪軸１０の回転中心線Ｃ２の後方に第１軸６１の中心線Ｃ１が位置する状態で車輪１を平坦走行路Ｆに沿って正転させつつ前進させることができ、その状態では前記バネ機構のバネ６３による付勢力も手伝って車輪支持フレーム２が前記第１位置（図１、図４に示す位置）をとる。この状態では車輪１は目的方向に進めるための正転も、逆転もできる。

そして車輪１の正転前進において平坦走行路Ｆに対する凸段差部ｆがあると図５に示すように車輪１はこれに行き当たる。このときキャスタＣＡが従来タイプのキャスタであると仮定すると、図１０に示す従来例と同様に、車輪１は凸段差部ｆと車輪１との接触位置Ｃ３から車軸１０方向の反力Ｒ１を受ける。そしてこの反力Ｒ１の上向き分力（ここでは垂直分力）Ｕ１に相当する大きさの力が車輪１を凸段差部ｆに乗り上げさせようとする力として作用するが、車輪１の大きさからすると反力Ｒ１方向と上向き分力Ｕ１方向とがなす角度θ１が大きいので、この力Ｕ１は該大きい角度θ１に応じた小さい力にすぎず、車輪１は段差部ｆに乗り上がり難い。

しかしながら、キャスタＣＡによると、凸段差部ｆに車輪１が接触している状態で荷台１０１を、従って上部フレーム６を目的方向Ａにさらに進めることで車輪支持フレーム２を上部フレーム６に対し第１軸６１を中心に前記第１位置から第２位置をとる方向へ相対的に後方回動させて制動輪６５を車輪１の外周面に接触させることができ、これにより車輪１の逆転及びそれに伴う制動輪６５の回転が阻止され、恰も車輪１と車輪支持フレーム２とが一体化したごとき状態を生じさせることができる。

そしてこの状態でさらに上部フレーム６を目的方向Ａに前進させることで、図６に示すように車輪支持フレーム１を上部フレーム６に対し第１軸６１を中心に相対的に後方回動させつつ、凸段差部ｆと車輪１との接触位置Ｃ３を中心に第１軸６１を前方へ図６においてβ方向に回動させて車輪１を凸段差部ｆに乗り上げ開始させることができる。

このとき、車輪１と凸段差部ｆとが接触している位置Ｃ３から第１軸６１の中心Ｃ１へ向かう反力Ｒ２が生じ、その反力Ｒ２の上向き分力Ｕ２に相当する力が車輪１を凸段差部ｆに乗り上げ開始させるのであるが、反力Ｒ２と上向き分力Ｕ２とがなす角度はθ２（＜θ１）となり、該上向き分力Ｕ２は、キャスタＣＡに、これを平坦走行路Ｆ上を前進させるときに加える力と同程度の力Ｐが加えられているときでも、車輪支持フレーム２が従来のように上部フレーム６に対して相対回動できないとした場合と比べると大きいものとなり（Ｕ２＞Ｕ１）、これにより車輪１はそれだけ容易に凸段差部ｆに乗り上がり開始できる。

観点を変えれば、恰も第１軸６１の中心Ｃ１から凸段差部ｆと車輪１との接触位置Ｃ３に至る長さＬを半径とする大きい車輪を凸段差部ｆに乗り上げさせるかの如くでもあり、それだけ容易に車輪１を凸段差部ｆに乗り上げさせることができる。
なお、第１軸６１の中心は、図５に示すように、車輪１を乗り上げさせようとする凸段差部ｆと車輪１との接触位置Ｃ３と車軸中心Ｃ１とを結ぶ線１ｃより前方側に位置していることが望ましい。

このようにして図７に示すように車輪支持フレーム２の後方回動により車輪支持フレーム２が上部フレーム６に対する前記第２位置をとると、車輪１が制動輪６５による逆転阻止状態で正転可能となり、車輪を前進させる力Ｐは再び車軸１０に作用するようになる。このとき、前記角度α＜α’の関係から、第１軸６１の中心Ｃ１が車輪１の回転中心線Ｃ２の真上より僅かに後方に位置することになる。
また、このとき凸段差部ｆと車輪１との接触位置Ｃ３から車軸１０へ向かう反力Ｒ３の上向き分力はＵ３となり、両反力方向がなす角度はθ３（＜θ１）となり、分力Ｕ３に相当する大きい力で車輪１が凸段差部ｆに容易にさらに乗り上がるようになる。

車輪１が凸段差部ｆに乗り上がると、車輪１の回転中心線Ｃ２の真上より後方に第１軸６１の中心Ｃ１が位置しているので、車輪支持フレーム２が再び上部フレーム６に対する前記第１位置に復帰することができる。

前記凸段差部ｆが低いものであるときは、車輪支持フレーム２が上部フレーム６に対し図１に示す第１位置をとったまま、或いは車輪支持フレーム２が僅かに後方へ回動して未だ前記第２位置をとらない状態で車輪１が凸段差部ｆに乗り上がれることもあり得るが、それはそれでかまわない。

図５から分かるように、キャスタＣＡを例えば荷台１０１に取り付けて走行路Ｆ上に配置した状態では、たとえバネ６３がなくても、上方からの荷重により車輪支持フレーム２は上部フレーム６に対し、フレーム２の第１当接部２ａがフレーム６の第１ストッパ６ａに当接した第１位置をとることができるから、バネ６３はなくても構わない。しかし、バネ６３を設けておくことで、例えば荷台１０１を持ち上げてキャスタＣＡを路面Ｆから浮かせたときでも、車輪支持フレーム２及び車輪１の上部フレーム２に対する自由な揺動によるガタつきを抑制して扱い易くすることができる。

本発明は、人力等で移動させる物品等に取り付けて用いるキャスタであって、凸段差部に車輪を容易に乗り上げさせることができるキャスタ及び該キャスタを取り付けた物品を提供することに利用できる。

本発明に係るキャスタの１例の側面図である。 図１に示すキャスタを図１において右側（後方）から見た図である。 図１のキャスタの平面図である。 図１のキャスタを設けた物品例である手押し車の側面図である。 キャスタ車輪が凸段差部に行き当たったときの様子を示す図である。 キャスタ車輪が凸段差部に乗り上がり始めた様子を示す図である。 キャスタ車輪が凸段差部にさらに乗り上がる様子を示す図である。 従来キャスタ例の側面図である。 図８のキャスタを設けた物品例である手押し車の側面図である。 図８のキャスタが凸段差部に行き当たったときの様子を示す図である。

符号の説明

ＣＡ キャスタ
１ 車輪
１０ 車輪軸
１１ ハブ部
１２ リム部
１３ スポーク相当の板状部分
１４ 外輪
２ 車輪支持フレーム
２ａ 第１当接部
２ｂ 第２当接部
２１、２２ 連結棒
６ 上部フレーム
６ａ 第１ストッパ
６ｂ 第２ストッパ
６０ 開口
６１ 第１軸
６２ 第２軸
６３ 巻きバネ
Ｂ１、Ｂ２ ボルト
ｓ スペーサ
Ｃ１ 第１軸６１の中心線
Ｃ２ 車輪軸１０の中心線
Ｃ３ 車輪と凸段差部との接触位置
６４ 一方向クラッチ
６５ 制動輪
３ アーム部材
３１ 軸受け部
４ 上下方向軸
５ 取付け部材
５１ ボルト通し孔
１０ 手押し車
１０１ 荷台
１０２ 手押し用アーム
Ｗ 荷物
Ｆ キャスタ走行路
ｆ 凸段差部

Claims (3)

1. 車輪と、
   該車輪を車輪軸にて回転可能に支持するとともに上方へ延び上がった車輪支持フレームと、
   該車輪支持フレームの上端部に前記車輪軸と平行な第１軸にて該車輪支持フレームに対し相対的に回動可能に連結された上部フレームと、
   前記第１軸と前記車輪の外周面との間に前記車輪軸と平行に配置され、前記上部フレームに支持された第２軸と、
   該第２軸に一方向クラッチを介して支持され、前記第１軸と前記車輪の外周面との間に配置された制動輪とを備えており、
   前記上部フレームは前記車輪支持フレームの該上部フレームに対する相対的回動を停止させるための第１ストッパ及び第２ストッパを備えており、
   前記車輪支持フレームは前記上部フレームの第１ストッパに当接して該車輪支持フレームを該上部フレームに対する第１位置におくための第１当接部と、該上部フレームの第２ストッパに当接して該車輪支持フレームを該上部フレームに対する第２位置におくための第２当接部とを備えており、
   前記制動輪は、前記車輪支持フレームが前記上部フレームに対し前記第１位置をとるときは前記車輪外周面から離隔しており、該車輪支持フレームが該上部フレームに対し該第１位置より前記第２位置をとる方向へ相対回動すると該第２位置をとるときも含め前記車輪外周面に接触して前記一方向クラッチにより該車輪の正転及びそれに伴う自身の回転は許すが該車輪の逆転及びそれに伴う自身の回転を阻止できるものであり、
   前記車輪支持フレームが前記上部フレームに対し前記第１位置をとる状態で前記車輪を前進させようとする目的方向に該目的方向において前記車輪軸の回転中心線より後方に前記第１軸の中心線が位置する状態で平坦走行路に沿って正転させつつ前進させることができ、該車輪の正転前進において該車輪が前記平坦走行路に対する凸段差部に行き当たると、該凸段差部に該車輪が接触している状態で前記上部フレームを前記目的方向にさらに進めることで前記車輪支持フレームを該上部フレームに対し前記第１位置から第２位置をとる方向へ相対的に後方回動させて前記制動輪を前記車輪外周面に接触させることができ、該制動輪が該車輪外周面に接触している状態でさらに前記上部フレームを目的方向に進めることで該車輪支持フレームを該上部フレームに対し相対的に後方回動させつつ該車輪を該凸段差部に乗り上げ開始させることができ、該車輪支持フレームの後方回動により該車輪支持フレームが該上部フレームに対する第２位置をとると、該車輪が前記制動輪による逆転阻止状態で正転可能となり、該車輪が前記凸段差部に乗り上がると該車輪支持フレームが前記上部フレームに対する前記第１位置をとることができることを特徴とするキャスタ。
2. 前記車輪支持フレームと前記上部フレームとを前記第１軸を中心とする互いに反対の回動方向へ付勢するバネ機構を備えており、該バネ機構は、該車輪支持フレーム及び該上部フレームを該車輪支持フレームの前記第１当接部が該上部フレームの前記第１ストッパに当接する方向に付勢している請求項１記載のキャスタ。
3. 請求項１又は２記載のキャスタを備えたことを特徴とするキャスタ付き物品。