ヘビーデューティキャスター vs. レベリングキャスター:安全荷重の計算方法と設備故障を防ぐポイント

産業用設備設計のヒエラルキーにおいて、キャスターはしばしば「Cパーツ」として扱われ、調達の最終段階まで後回しにされがちです。しかし、HICKWALL TECH CASTER INDUSTRIAL CO., LTDでの30年以上の製造経験に基づくと、設備のダウンタイムや床面メンテナンス費用の約15%は、キャスター仕様の不適切な選定に直接起因しています。
半導体製造用のクリーンルームを設計する場合でも、重工業プラント向けにAGV物流ルートを計画する場合でも、機械と床面の接点は重要な故障箇所となり得ます。
本エンジニアリングガイドでは、単なる製品説明に留まらず、産業用移動機器で最も重要な2つのカテゴリ、「ヘビーデューティキャスター」と「レベリングキャスター」を解析します。荷重力学、材料科学、そして実際の使用シナリオに基づいた調達判断をサポートする内容です。
1. エンジニアリングの基本:「実際の」安全荷重の計算
調達担当者がよく犯す間違いのひとつは、単純な割り算です:
設備重量 ÷ 4輪。
完璧な実験室環境であればこれでも問題ありません。しかし、実際の工場フロアでは、これは災害の元となります。
「3点の法則」
基本的な幾何学では、3点で平面が決まります。凹凸のある工場床では、機器が移動中に亀裂や段差を越える際、任意の時点で3輪だけで支持されている可能性が非常に高いのです。もし「4輪で荷重を均等に分担している」と仮定して計算すると、1つのキャスターに過負荷がかかり、ブラケットの変形やベアリングの故障につながります。
十分な安全マージンを確保するには、キャスター1つあたりの必要荷重能力を以下の方法で計算してください:
HICKWALL 推奨の計算式
キャスター1つあたりの荷重
Load Per Caster=3設備重量 + 最大積載量×安全係数 (S)
安全係数(S)の選び方
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S = 1.0〜1.2:滑らかな屋内床面、低速移動(歩行ペース)の場合
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S = 1.5〜2.0:凹凸のある床面、屋外アスファルト、段差を越える場合
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S = 3.0以上:動力牽引(AGVやフォークリフトなど)の場合
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回転トルクや制動力が旋回ヘッドに大きな応力を与えます
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プロのコツ
必ず 静荷重(Static Load)ではなく動荷重(Dynamic Load:移動中の荷重) を基準に計算してください。
レベリングキャスターは足を降ろした状態では静荷重能力が非常に高くなりますが、設置中も荷重を支える必要があります。
2. ヘビーデューティキャスター:移動のために設計されたキャスター
アプリケーションで頻繁な移動や 500kg(1,100 lbs)を超える荷重の輸送 が必要な場合は、ヘビーデューティキャスターが必要です。しかし、「ヘビーデューティ」とは単に鋼板を厚くすることではなく、使用する床面条件に適した素材 を選ぶことが重要です。
ホイール素材の選び方:耐久性と床面保護のバランス
最もよく聞く不満は、
「ホイール自体は丈夫だけど、エポキシ床を傷めてしまった」
です。適切な選定方法は以下の通りです:
| 素材 | 硬度 | 主な特徴 | 最適用途 |
|---|---|---|---|
| ポリウレタン(PU) | 90〜95ショアA | バランス型。エポキシ床を保護し、耐油性があり、静かに作動。 | AGV、自動倉庫、電子組立ライン |
| ナイロン(MCナイロン) | 70〜80ショアD | 転がり抵抗が最も低く、押しやすい。化学薬品に強いが、やや騒音あり。 | 金属切粉や削りかすが出る工作機械、粗いコンクリート床 |
| 鋳鉄 / 鋼 | – | 破壊不可能。耐熱性が高いが、振動吸収性はなく、床面を傷める。 | 鋳造工場、高温炉、重工業製造現場 |
HICKWALLの強み:連続溶接技術
多くの一般的なキャスターは、フォークベースのスポット溶接が弱いために破損します。
HICKWALLのヘビーデューティシリーズでは、6mm以上の強化鋼板に連続溶接 を採用しています。さらに、ダブルボールベアリング(超ヘビーシリーズではスラストベアリング) と組み合わせることで、最大荷重下でも旋回ヘッドが固着することを防ぎます。
3. レベリングキャスター:精密さと安定性
半導体装置、光学機器、アルミフレーム作業台などでは、移動は一時的、設置は恒久的 です。このような場合、レベリングキャスター が唯一の有効な解決策となります。
レベリングキャスターはハイブリッド機構です。
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移動用のホイール
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設置時の安定性を確保する調整可能なフット(パッド)
ラチェット vs サムホイール:どちらの機構が必要か?
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マニュアルサムホイール(標準)
軽量機器によく使われる方式。手でダイヤルを回してレベリングパッドを調整します。
欠点:重荷重下では摩擦が大きく、機械を持ち上げないと回せない場合があります。 -
ラチェット機構(HICKWALL推奨:重荷重向け)
重機向けに設計。統合ラチェットハンドルにより、エンジニアは最小の力で数トンの機器を持ち上げて水平調整できます。レンチを使う感覚に近い操作です。ハンドルは収納可能で、機器の設置面に干渉しません。
振動吸収制御
精密機器は振動を嫌います。
標準のナイロンホイールでは、床の振動が直接フレームに伝わります。
HICKWALLのレベリングキャスターは高品質NBRラバーパッドを採用。設置時にパッドがショックアブソーバーとして機能し、工場床の高周波振動を遮断します。これは、精密製造プロセスにおける歩留まり改善に非常に重要です。
4. 環境要因:データシートに書かれていない注意点
適切な荷重能力を選ぶことは重要ですが、それだけでは不十分です。キャスターの寿命は使用環境によって大きく左右されます。
温度の影響
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標準のPUホイールは 80℃以上で剥離や変形 する可能性があります。ベーキングオーブンなど高温環境では、高耐熱フェノール樹脂や鋳鉄ホイール を選択してください。
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逆に、冷凍保管(-20℃)では標準ナイロンが脆くなるため、衝撃改質ナイロン が必要です。
化学薬品の影響
施設で強力な洗浄剤、酸、溶剤(例:めっき工場)を使用する場合、亜鉛メッキブラケットはすぐに錆びます。
こうした環境では、304ステンレススチール製ブラケットとナイロンホイールの組み合わせ が業界標準で、耐久性に優れています。
5. よくある質問(FAQ)
Q1:重荷重の場合、トッププレートマウントとステムマウントのどちらを選ぶべきですか?
A: 重荷重用途では、トッププレートマウントを強く推奨 します。4本のボルトが荷重を広い範囲で分散するため、機器フレームへのストレスを軽減します。ステムマウントは荷重が一点に集中するため、軽量カートや医療機器向けに使用されることが一般的です。
Q2:既存のレベリングキャスターを交換する場合、どうやって測定すればよいですか?
A: 3つの重要な寸法が必要です:
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ボルト穴パターン:取り付け穴の中心間距離
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全高:床面からプレート上端までの高さ
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ホイール直径:大きいホイールほど障害物を越えやすい
不明な場合は、写真を撮って当社のエンジニアチームにメールで送ってください。
Q3:HICKWALLはカスタマイズ(ODM/OEM)に対応していますか?
A: はい。貿易会社とは異なり、当社は製造メーカーです。ホイール硬度の変更、マウントプレート寸法の調整、真空環境向けの専用グリス使用など、プロジェクトの要件に応じたカスタマイズが可能です。
6. 世界のバイヤーが「台湾製」を選ぶ理由
過去10年間、多くの海外バイヤーが高い授業料を払って学んできました:
「安いキャスターは結局、長期的には高くつく」
ホイールの剥離やブラケット破損による生産停止は、低品質輸入品の初期コスト削減をはるかに上回ります。
1994年以降、HICKWALL(HICKWALL TECH CASTER INDUSTRIAL CO., LTD)は 台湾での生産を100%維持 しています。当社の約束はシンプルです:
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バージン素材の使用:ホイールトレッドには再生スクラップを使用しません。これにより、耐摩耗寿命が2〜3倍に向上します。
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品質の一貫性:今日購入するキャスターは、来年購入するものとまったく同じ性能を発揮します。
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エンジニアリングサポート:営業担当だけでなく、技術の専門家と直接相談できます。
結論:堅実な基盤に投資する
キャスターは、あなたの設備運用の「脚」です。
ヘビーデューティキャスターの頑丈な移動性が必要であれ、レベリングキャスターの精密な安定性が必要であれ、適切な仕様を選ぶことで安全リスクを回避し、施設を保護 できます。
カスタムソリューションをお探しですか?安全係数を見当で決めるのは危険です。
[HICKWALL エンジニアリングチームに今すぐお問い合わせ] いただければ、無料相談・お見積もりをご提供します。
お客様の用途に最適な荷重定格の計算をサポートいたします。