キャスターの耐荷重の計算方法
公開: 2026年7月31日
最終更新: 2026年7月31日
直接的な回答
空の機器重量と最大ペイロードを合計し、有効な耐荷重キャスター数で割り、用途に適した安全係数または動的係数を掛けて、キャスターあたりの最小必要荷重を計算します。実用的な式は次のとおりです。キャスターあたりの必要荷重 = (機器重量 + ペイロード) × 安全係数 ÷ 有効キャスター数です。不整地にある4輪キャスター付きカートの場合、1つの車輪が一時的に接触を失う可能性があるため、エンジニアは有効なキャスターを3つとして計算することがよくあります。公称荷重のみから選択しないでください。メーカーの定格が静的か動的かを確認し、速度、障害物、床、温度、デューティサイクル、牽引、衝撃、重心、取り付け強度を確認してください。
荷重計算記号
| 記号 | 意味 | 単位 | 注記 |
|---|---|---|---|
| E | 機器またはカートの空車重量 | kg | フレーム、バッテリー、固定具、取り付け済みアクセサリーを含む |
| Z | 最大ペイロード | kg | 平均荷重ではなく、信頼できる最大値を使用する |
| W | 総移動重量 = E + Z | kg | 総移動質量 |
| N | 取り付け済みキャスターの数 | 個 | 物理的なキャスター数 |
| M | 有効な耐荷重キャスター数 | 個 | Nより少なくなる場合がある |
| S | 安全/動的係数 | 無次元 | 床、速度、衝撃、リスクに基づく |
| T | キャスターあたりの最小必要定格 | kg/キャスター | モデル固有の動的定格と比較する |
基本式
T = (E + Z) × S ÷ M
YLCASTERのカタログでは、基本関係を次のように提示しています。T = (E + Z) ÷ Mそして、キャスターの位置と不均一な重量配分を考慮することの重要性を強調しています。文書化された安全/動的係数を追加することで、設計上の仮定が明確になります。正しい係数は普遍的なものではなく、機器設計者の承認を得る必要があります。
作業例1：4輪倉庫カート
仮定:
- 空のカート重量 E = 120 kg;
- 最大ペイロード Z = 680 kg;
- 取り付け済みキャスター4個;
- 有効キャスター数 M = 3（床が完全に平坦ではないため）;
- 予備の安全/動的係数 S = 1.30。
総移動重量:
W = 120 + 680 = 800 kg
キャスターあたりの必要荷重:
T = 800 × 1.30 ÷ 3 = 346.7 kg
切り上げて、同等の動作条件下で要件を超えるモデル固有の動的定格を持つキャスターを選択します。350 kgの定格では、テスト条件の違いに対する余裕がほとんどないため、取り付け高さ、転がり力、ブラケットの寸法を確認した後、エンジニアリングチームは次の上位荷重クラスを選択する場合があります。
もし誰かが誤って4で割り、係数を適用しなかった場合、結果はキャスターあたりわずか200 kgになります。その計算は、完璧な4方向共有と動的効果がないことを前提としていますが、実際のピーク荷重を大幅に過小評価する可能性があります。
作業例2：6輪長尺カート
6輪カートは自動的にM=6を使用するわけではありません。一部のレイアウトでは、意図的に2つのわずかに大きい中央車輪を使用しており、コーナーキャスターは安定性と旋回を支援しますが、荷重を均等に共有しません。他のフレームはたわむため、荷重配分は床の平坦度に依存します。
仮定:
- 機器とペイロード = 1,500 kg;
- 取り付け済みキャスター6個;
- レイアウト分析により、有効な耐荷重キャスターが4つであることが判明;
- 床の継ぎ目と頻繁な移動のため、係数 S = 1.40。
T = 1,500 × 1.40 ÷ 4 = 525 kg/キャスター
設計者は、最も高い局所的な支持反力も確認する必要があります。重心が一方の端にオフセットしている場合、均等な分割ではなく、反力計算が支配的になる可能性があります。
作業例3：電動牽引カート
牽引カートが2,000 kgを運び、4つのキャスターを備えていると仮定します。電動牽引は、速度、障害物への衝撃、旋回動作、熱を増加させます。歩行速度での手動移動のために確立されたカタログ定格を自動的に使用することはできません。
最初の計算ではM=3を使用する場合があります:
基本荷重 = 2,000 ÷ 3 = 666.7 kg/キャスター
しかし、安全/動的係数は、牽引速度、加速、旋回半径、ルート、障害物の高さ、移動距離、休憩サイクルなしでは責任を持って選択できません。次の正しい行動は、大きな係数を推測することではありません。それは、完全なデューティサイクルをキャスターメーカーに送信し、生産意図の組み立てを検証することです。
データテーブル：必要容量を変更する要因
| 条件 | リスクが増加する理由 | エンジニアリング対応 |
|---|---|---|
| 不整地 | 1つのキャスターが荷を下ろし、他のキャスターがより多くを運ぶ可能性がある | 有効キャスター数を減らす |
| オフセンターペイロード | 支持反力が不均一 | 最大局所反力を計算する |
| 敷居と破片 | 衝撃が平滑床荷重を超える | 直径を増やし、動的に検証する |
| 高速 | 衝撃と熱が増加する | 速度定格のキャスターとテストを使用する |
| 連続走行 | トレッドとベアリングが過熱する | デューティサイクルと温度制限を定義する |
| 牽引 | 横方向荷重、加速、フラッターリスクを追加する | 牽引承認済み設計を使用する |
| 高い重心 | 旋回時の不安定性と局所荷重が増加する | 安定性とレイアウトを確認する |
| 傾斜地でのブレーキ | ブレーキと取り付けが追加の力を負担する | パーキングブレーキとサービスブレーキの機能をエンジニアリングする |
| 高温/低温 | 材料と潤滑剤の挙動を変更する | 温度認定のホイールとベアリングを使用する |
| 化学薬品または水 | トレッド、接着剤、ベアリング、または仕上げを攻撃する可能性がある | 完全なアセンブリの互換性を検証する |
文書化されたテスト例
YLCASTER 2025カタログは、EN 12531に基づく動的テストを1.1 m/s（約4 km/h）で、500回の障害物衝撃と15,000回の回転で説明しています。サイクルは3分間実行され、1分間停止します。障害物の高さは、ホイール硬度が90 Shore A以上の場合、ホイール直径の2.5%、硬度が90 Shore A以下の場合、5%と記載されています。
この情報は、荷重定格がどのように評価されたかを定義するのに役立ちます。これは、すべての用途がカバーされていることを意味するものではありません。たとえば、連続走行する電動AGV、静止作業荷重下の足場キャスター、医療用ベッドキャスターでは、危険と機能要件が異なります。
エンジニアの経験：荷重はシステムプロパティです
ホイールには十分な材料強度があっても、キャスター全体が他の場所で故障する可能性があります。フォークが広がる、トッププレートが曲がる、スイベルレースが緩む、アクスルが変形する、トレッドが分離する、または取り付けボルトが機器フレームを引き抜く可能性があります。したがって、独自のブラケットを設計および検証している場合を除き、単一のホイール定格ではなく、完全なキャスターアセンブリの定格を使用してください。
取り付け剛性も同様に重要です。YLCASTERの選択ガイドでは、トッププレート取り付け面は平坦で硬く、しっかりしていること、リジッドキャスターは整列され平行であること、ねじ込みステムは緩みを防ぐためにロック対策を使用することとしています。薄い支持されていないシートメタルに取り付けられた強力なキャスターは、強力な車両を作成しません。
ブレーキも一般的な誤解です。ホイールブレーキまたはトータルロックキャスターは、適切な平坦な床で意図しない動きを防ぐのに役立ちますが、移動中のカートを停止したり、傾斜地で機器を保持したりするためのサービスブレーキとして自動的に機能するわけではありません。必要なブレーキ機能を述べ、完全な機器でテストしてください。
キャスター耐荷重チャート：読み方
メーカーのチャートを読む際は、以下を確認してください:
- 荷重はホイールあたりか、キャスターあたりか、セットあたりか？
- 静的荷重か、動的荷重か、衝撃荷重か？
- どのホイール径とトレッド幅が適用されるか？
- どの取り付けおよびブラケットタイプが適用されるか？
- どの速度とテスト期間が適用されるか？
- テストは平滑な床で実行されたか、それとも障害物を乗り越えて実行されたか？
- どの温度と環境条件が適用されるか？
- 定格に安全係数が含まれているか？
- ブレーキバージョンは同じ定格か？
- 単位はキログラムフォース、キログラム質量、ニュートン、またはポンドか？
おおよその換算のみの場合、1 kg ≈ 2.205 lbおよび1 lb ≈ 0.454 kgです。エンジニアリングの力計算では、適切な場合はニュートンと重力加速度を使用する必要があります。
FAQ
4つのキャスターはどのくらいの重量を支えられますか？
単に1つのキャスター定格を4倍しないでください。不整地では、フレームと床が均等な共有を保証しない限り、3つの有効なキャスターを使用して計算してください。用途に適した係数を適用し、完全なアセンブリを検証してください。
なぜ4つのキャスターを3つで計算するのですか？
不完全な床上の剛性フレームは3つの支持点で揺れる可能性があり、4番目のキャスターを一時的にアンロードします。3で割ることで、この一般的な条件を考慮しますが、重心または構造分析に代わるものではありません。
キャスターホイールの安全係数はどうすればよいですか？
普遍的な係数はありません。手動の平滑床使用は、電動牽引、高速、敷居、または安全クリティカルな機器よりも少ない許容範囲で済む場合があります。機器設計者とキャスターメーカーは、係数と検証テストに合意する必要があります。
キャスターの耐荷重は静的ですか、動的ですか？
どちらの場合もあります。静的容量は静止時の支持荷重に関連し、動的容量は定義された条件下での転がりに関連します。常にどちらの定格が表示されているかを確認し、テスト条件を取得してください。
ホイール径は耐荷重に影響しますか？
通常は影響しますが、それだけではありません。より大きなホイールは障害物を乗り越えやすく、より大きなベアリングとブラケットを使用する場合があります。材料、トレッド幅、コア、ベアリング、アクスル、キャスターフレームが最終定格を決定します。
いくつのキャスターが必要ですか？
答えは、荷重、フレームサイズ、安定性、操作性、床によって異なります。4つが一般的です。6つ以上は長尺プラットフォームをサポートする場合がありますが、有効な耐荷重数と旋回挙動はエンジニアリングする必要があります。
スイベルキャスターとリジッドキャスターを混ぜることはできますか？
はい。2つのリジッドと2つのスイベルキャスターは、直線走行と一般的な操作性を提供します。4つのスイベルキャスターはタイトに旋回しますが、さまよう可能性があります。方向ロックは柔軟性を追加できます。レイアウトは荷重反力と旋回スペースに影響します。
ブレーキは耐荷重を変更しますか？
ブレーキバージョンは、異なるジオメトリまたは定格を持つ場合があります。ブレーキはまた、取り付けにトルクを導入します。正確なブレーキ付きモデルを確認し、駐車条件下で完全な機器をテストしてください。
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出典
- 広州YLcaster Metal Co., Ltd.、YLCASTERカタログ、2025年版、3～4ページおよび製品シリーズ荷重表。