(57)【要約】【課題】本発明は、主に自在車４輪を配したスーツケースにおいて、近距離移動時の３６０度方向への自在な動作を犠牲にせず、長距離移動時にこれまで手の力で抑えざるを得なかった台車の旋回傾向や継続的なぶれを抑制し、進行方向とスーツケースの向きをスーツケース自ら持続して一致させ、快適な移動状態を提供する。【解決手段】ある方向に直進している場合に進行方向に対する後輪２輪が制限なく自在旋回しないよう指向性安定状態を持つ指向性自在車を用い直進時の姿勢を安定させる。指向性安定状態は固定しない力学的バイアスなので押せば任意の方向に常に動けることから自在車と固定車の切り替えを行う必要もなく、後輪を特定方向へ向けることを特徴とする。指向性自在車の代表的実施例においての指向性安定状態は本体と連動したガイド車を既定の方向に設定されたガイド車引き込み溝に落とすことで実現され、その解除は旋回を強制することで行われる。【選択図】    図１
2020001647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自在な方向に旋回することができるキャスターにおいて、取付座上に特定方向を中心にした特定範囲を設け、本体上に車輪の回転面と特定の角度にある基準点を設け、本体の旋回によって当該基準点は当該特定範囲外から当該特定範囲内に障壁なく入ることができ、
当該基準点が当該特定範囲内にあると当該基準点を当該特定方向に移動させる方向に力学的なバイアスが常に加わり、当該バイアスが外力を上回る限り当該基準点は当該特定方向に移動した後に当該特定方向で停留し、当該バイアスを超える外力では当該基準点は当該範囲外方向に移動し始め、更なる連続した当該バイアスを超える外力によって当該範囲外に旋回させるとバイアスのない通常の自在車となる機構を自在車に付加したことを特徴とする指向性自在車。
【請求項２】
請求項１の指向性自在車において、
キャスター本体の旋回に連動して移動するガイド車の位置を当該基準点とし、
ガイド車が取付座上に設けたガイド車走路面上を走り、
当該ガイド車走路面上に設けた当該特定方向を中心にした当該範囲を物理的に構成するガイド車引き込み溝に当該ガイド車が入ると当該特定方向に移動するようなバイアスがガイド車にかかり、
当該バイアスが旋回外力を超える限り当該ガイド車は当該特定方向に移動した後に当該特定方向に停留し、
当該バイアスを超える旋回外力が加えられると当該特定方向から移動し始め、
更なる連続した当該バイアスを超える旋回外力によって当該範囲から脱しバイアスのない通常の自在車となる機構を自在車に付加したことを特徴とする指向性自在車。
【請求項３】
請求項２の指向性自在車の取付座上の当該ガイド車走路面と本体に連動する当該ガイド車を入れ替え、ガイド車を取付座上に設けその位置を当該特定方向とし、当該溝の中心を当該基準点としたガイド車走路面を本体に設け、結果的に請求項２と同等の動作をすることを特徴とする指向性自在車。
【請求項４】
請求項２もしくは請求項３の指向性自在車において、当該ガイド車が当該溝に単なる通過で進入した場合に当該バイアスが深くならず旋回抵抗が大きくならないよう一方向に有効なダンパーを用いて当該ガイド車の沈み込みを抑制し、反対に当該溝から当該ガイド車が抜けるときはダンパーが無効になり抜け出しを阻害しない制御を付加したことを特徴とする指向性自在車。
【請求項５】
請求項１の指向性自在車において、
キャスター本体に設置された磁石または磁性体と、取付座に設置された磁石または磁性体が、当該キャスター本体の旋回に伴って近接し磁力により引き合うことを当該バイアスとしたことを特徴とする指向性自在車。
【請求項６】
底部が台車形状であり、そのキャスターとして請求項１から５までのいずれかの指向性自在車を使用し直進時に前輪が自在状態、後輪が指向性状態となるような直進姿勢制御を取り入れたスーツケース、キャリーバッグ、ベビーカー、ベッド、ショッピングカート、いす、テーブル等全ての台車。
【請求項７】
底部が台車形状であり、そのキャスターとして請求項１から５までのいずれかの指向性自在車を使用し直進時に前輪が自在状態、後輪が指向性状態となるような直進姿勢制御を取り入れたスーツケース、キャリーバッグ等のあらゆるバッグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
これは３６０度自在な方向に旋回することができるが、ある特定方向を中心にしたある特定範囲内では特定方向に旋回するように力学的バイアスをかける指向性自在車およびそれを使用した直進姿勢制御台車のアイデアである。
【背景技術】
【０００２】
従来のキャスターには旋回ができない固定車と３６０度旋回可能な自在車のふたつの種類があった。また、固定車と自在車の状態をなんらかの機構によって切り換えることができる旋回規制自在車があった。
【０００３】
スーツケース、ベビーカー、病院のベッド、ショッピングカートやかご台車等の四隅にキャスターを配したいわゆる台車は小回りが必要な場合は４個すべての車が自在車である必要があるが、長距離を移動する場合には一般の自動車と同じく進行方向に対して後輪が固定車であって前輪が自在車であるほうが台車の姿勢即ち台車の向きが安定して進行方向と一致するので取り扱いし易い。
【０００４】
病院のベッドでは病室内での小回りと病室間の長距離移動での安定姿勢の両方を持つためレバー操作等によって自在車と固定車の両方の状態を切り換えることができる旋回規制自在車の採用がある。旋回規制自在車は自在状態と固定状態を切り換えはするが、状態としては固定状態と自在状態のふたつのみで、切り替えにはレバー操作等などの特別な動作が必要である。
【０００５】
小型のキャリーバッグを含む一般の４輪スーツケースの場合はほとんどが４輪ともに自在車もしくは前輪が自在車で後輪が固定車となっており、旋回規制自在車の採用は無いようである。
【０００６】
特開平６−１５６００６号（特許文献１）、特開昭５８−１６９０２（特許文献２）および特開昭５５−１５６７０２（特許文献５）はレバー操作なしで固定状態と自在状態を切り替えるものであるが現進行方向から停止後逆方向に進んだときに固定状態から自在状態に切り替わる。
【０００７】
特開昭５７−３３００４（特許文献３）および特開昭５７−３３００３（特許文献４）は特別な動作を必要とせず後輪を固定することを目標に考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−１５６００６
【０００９】
【特許文献２】特開昭５８−１６９０２
【００１０】
【特許文献３】特開昭５７−３３００４
【００１１】
【特許文献４】特開昭５７−３３００３
【００１２】
【特許文献５】特開昭５５−１５６７０２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
４輪全輪が自在車であるスーツケースを長時間直進させるときには片手で持ち手を持って押すことになるが、その手首に過剰な負荷がかかり続けることを改善する。
【００１４】
４隅に自在車を配したスーツケースはその底面の台車の形状が長方形であることが多く、その持ち手はその長方形の一辺の上方の高い位置に作成されていることが多い。
【００１５】
そのようなスーツケースを長距離移動させる場合には高い位置にある持ち手を押すが、概ね長方形の長辺に沿って進行させることになる。
【００１６】
しかしながら各自在車には旋回に制約がないのでばらばらに動作し底面の長辺方向は容易に進行方向からずれる。このずれは不安定でありスーツケースの方向は不規則に変化する。従ってこれを長距離移動させる際には押している力以外にこの不規則な変化を抑える力が必要になる。さもないと重心に対して押す方向が変化してしまい望む方向に移動しない。持ち手が底面の長辺上にある場合はスーツケースの重心の上方から持ち手が外れているので押す力は旋回させる力にもなってしまい旋回を止めるための力も必要になる。
【００１７】
またスーツケース本体から上方に離れた持ち手までの支持具にしなりがある場合はスーツケース本体の重量による慣性とそのしなりが相互に干渉して低周期の振り子様の回転方向の振動が起きることもあるので振動を抑える力が更にいる。
【００１８】
通常これらの不安定さを抑える動作は片手で持ち手から行うので特に手首に疲労が溜まる。
【００１９】
このように４隅に自在車を配した４輪スーツケースでは小回りが利く一方、長距離移動時に進行方向に対してスーツケースの方向姿勢が安定せずスーツケースの方向に不規則な変化が起き、それを抑えるために手首に負荷がかかり続ける。これは大きな欠点である。
【００２０】
後輪が固定車であればスーツケースと進行方向のずれがなく不要な旋回や低周期の回転方向の振動が起きないので手首の負担は激減する。
【００２１】
しかし後輪を固定するために病院のベッドのように自在車と固定車を切り替えるためのレバー操作をスーツケースで行うことは軽快な動作が求められることに反して欠点となる。
【００２２】
仮に特開平６−１５６００６（特許文献１）の自動旋回方向規制車を使った場合では切り替えに前進から後退もしくは後退から前進の本来不要な動作が必要でこれをスーツケースで使うには欠点となる。特開昭５８−１６９０２（特許文献２）および特開昭５５−１５６７０２（特許文献５）でも同様である。
【００２３】
さらにこの自動旋回方向規制車を使った場合は固定状態のキャスターに横から力がかかると固定が外れないためそちらの方向に即座に移動することができない大きな欠点を持つ。
【００２４】
特開昭５７−３３００４（特許文献３）、特開昭５７−３３００３（特許文献４）の固定状態は自在状態との間で相互の遷移ができるが自在状態と固定状態の間には障壁があり、一方から他方には簡単には遷移しないようになっている。そのため、固定状態時には自在車として３６０度の軽快な旋回は不可能という欠点がある。
【００２５】
特に特開昭５７ー３３００４（特許文献３）では障壁を高くして一旦固定状態に入ったら抜けないようにしているのでなおさらこの欠点は強くなる。
【００２６】
また、この文献の考案者は特開昭５８−１６９０２（特許文献２）のなかで特開昭５７ー３３００４（特許文献３）および特開昭５７−３３００３（特許文献４）と考えられる発明を重量物に適用して移動させた場合固定状態から外れてしまう問題を自ら指摘しているが、考案者の考察どおり、外れる可能性のある固定に対して搬送者が固定していることに過剰な期待を持った場合は事故の危険があり問題のある大きな欠点となる。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明は常時各車輪が自在車であることを基本として、急峻な進行方向変化時の制御はむしろ対象とせず、台車の緩やかな進行方向変化を含む直進時の姿勢の補正だけを行うところが前記５特許文献の発想と根本的に異なる。
【００２８】
本発明の目的は、常にあらゆる方向に旋回が可能という自在車の特徴を保持したまま、搬送者に特別な動作を要求することなく、直進時の台車の姿勢の安定すなわち進行方向と台車の向きの一致を継続的に得ることにある。
【００２９】
本発明では全輪が自在車として常時動作するため搬送者に固定車の印象を与えることがない。それ故に特開昭５８−１６９０２（特許文献２）が指摘する重量物を乗せた台車の急な旋回によって固定状態から外れてしまう欠点はそもそも存在しない。
【００３０】
前輪２個が自在車で後輪２個が固定車からなる一般の４輪台車が直進している時に、その進行方向を緩かに変えるとき、進路変更のための横向きの力は主に前輪に向けられるうえに、前輪の自在車がその力に呼応して方向を変え移動してしまう結果、前輪だけでほとんどの加えられた力を吸収してしまうことになり、後輪にかかる横向きの外力は非常に小さい。
【００３１】
従って、後輪が直進時に特定方向を維持するのに必要な力は横からかかる力を前輪が吸収した残りの弱い力を上回ればよく強い固定は不要であり基本は自在車でよい。
【００３２】
本発明では自在車を固定状態にすることなく、自在車が特定方向を中心にした特定範囲内にいる時にその特定方向に向かうようにバイアスを加えてその特定方向にいることをできるだけ維持させ台車の直進時の安定姿勢を得るものであり、直進以外の動作では通常の自在車とほぼ同等の動作をするものである。これは旋回でその特定範囲を通過する時に若干の抵抗があるものの３６０度の旋回が可能な自在車ということに他ならない。
【００３３】
この自在車を指向性自在車とし、特定範囲内にいることを指向性状態とし、その中で特に特定方向に維持されていることを指向性安定状態とし、特定方向を指向性方向と称する。
【００３４】
特開昭５７−３３００４（特許文献３）および特開昭５７−３３００３（特許文献４）での固定状態は本発明のガイド車が特定範囲内、特に特定方向にいることに対応し、これらの特許文献の自在状態は本発明のガイド車が特定範囲外にいることに対応している。
【００３５】
これらの特許文献では固定状態と自在状態の間の遷移では両方向ともに意図的な大きな障壁が存在するが、本発明では特定範囲外から特定範囲への遷移では障壁が存在せず、特定範囲から特定範囲外への遷移でも大きな障壁は存在せず、小さな障壁としてバイアスが存在するのみである。
【００３６】
この大きな障壁の有無がこれらの特許文献と本発明の動作上大きく異なる点である。
【００３７】
図１から図３に記載の第一実施例で基本の指向性自在車である水平走路スロープ型指向性自在車を説明する。本体（１９６）の旋回に連動するガイド車（１３０）とガイド車が走る走路面（１３２）、走路面上の特定方向に単数もしくは複数のガイド車引き込み溝を設け、バネ（１４０）により走路面（１３２）にガイド車を押し付けておく。本体（１９６）が旋回すると連動してガイド車（１３０）が移動してガイド車引き込み溝縁（１３７）に到達する。するとバネ（１４０）と溝のスロープ（１３３）によりガイド車（１３０）を溝の頂点（１３８）方向に引き込むようにバイアス（ＦＲ１）が働きだす。
【００３８】
旋回の外力の対抗成分（ＳＲ１）がそのバイアス（ＦＲ１）より小さければガイド車（１３０）は溝の頂点（１３８）に移動しそこで停止する。しかしバイアス（ＦＲ１）以上の大きな外力の成分（ＳＲ１）がかかるとガイド車（１３０）はそのガイド車引き込み溝のスロープ（１３３）を上昇し始め更にその外力（ＳＲ１）が続くと溝から脱し再び自在車として動くことになる。
【００３９】
直進時の後輪の向きに合わせて事前に引き込み溝の位置は設定されているので基本的に直進時にはガイド車（１３０）は引き込み溝頂点（１３８）付近にいることになり直進方向の微調整のための外力（ＳＲ１）がかかってもそれは大きくないのでバイアス（ＦＲ１）が勝りガイド車は溝の頂点（１３８）に位置したままとなる。
【００４０】
パワーハンドルのない自動車が停止時に前輪の方向を変える据え切りでハンドルを回すには非常に大きな力が要るが、前進もしくは後退の移動時にハンドルを回す時は大きな力が要らない。
【００４１】
指向性自在車においてもこれと同じで直進しているときに方向を溝の頂点に合わせておくのには大きな力を必要としないのでバネによるバイアスでも容易であり結果的に自在車の向きは固定されているのと同じ効果になる。
【００４２】
また、直進時の少しのずれはその都度補正され続け積算されないので意図的な大きな方向転換を除いて進行方向と台車の方向の間には大きなずれは生じない。
【００４３】
指向性自在車は直進以外の動作では通常自在車に近い動作が期待されるがそのために単方向性ダンパーの使用も考えられる。単方向性ダンパーはガイド車が特定範囲に入ったとき急激に深くバイアスがかかることがないようにガイド車の沈み込みを抑制し特定範囲の通過の動作で抵抗が大きくならないようにする。ガイド車が長時間特定方向にいて、つまりある程度長時間直進して初めてバイアスが深くなる、つまりガイド車が溝の頂点まで沈みこむ。ガイド車が特定方向で深いバイアスを持つ状態から特定範囲外に抜けるときはダンパーの動作方向が逆になるのでダンパーはガイド車が特定範囲外に抜けるのを阻害しない。
【００４４】
また、ここでは単方向性ロータリーダンパーとしているが単方向性ロータリーダンパーである必要はなく、一方向に動作の抑制ができ、逆方向では抑制しないメカニズムであればよい。例えば両方向性ダンパーと歯車を組み合わせ順方向には歯車を介しダンパーのトルクを有効にし、逆方向では歯車が外れてトルクがかからない構造でもよい。
【００４５】
以上の動作によって自在車は特定の方向を維持することができる。
【００４６】
図８に於いて上記指向性自在車を４隅に配した台車（１０）で進行方向の前輪（２１）と後輪（２０）の指向性方向を互いに逆方向かつ進行方向に対して後輪の指向性方向と進行方向が一致するように設定すれば、直進移動の場合、後輪２輪（２０）だけが指向性安定状態で前輪２輪（２１）は自在となり直進時の進行方向に対する台車の姿勢は安定する。これを直進姿勢制御台車とする。
【００４７】
本発明は以上の構成による指向性自在車およびそれを使用した直進姿勢制御台車である。
【発明の効果】
【００４８】
指向性自在車を配した直進姿勢制御台車としたことで直進移動では台車を押している方向によって自在状態と指向性安定状態になるキャスターが自動で入れ替わるのでいちいち手動にて自在状態と固定状態の切り替えを行うことなく、直進進行方向に対し常に安定した姿勢での走行が実現でき、これまで姿勢安定のために加えていた人力が不要になり、長距離の直進移動では手首の疲労が大幅に軽減される。
【００４９】
また、さまざまな方向に移動が必要な場合はその都度その方向に押して旋回させれば指向性状態を通過する際に若干の抵抗があるものの全輪自在輪として動作するし、単方向性ロータリーダンパーを採用すればさらに通過抵抗を下げることができるので、４輪全輪が通常自在車のみの場合と変わらない動作を維持できる。
【００５０】
さらに、台車の急峻な方向転換では旋回外力がバイアスを上回るので後輪はほぼ通常の自在車として旋回動作し搬送者は後輪が固定されていると認識することはない。
【００５１】
このように指向性自在車を配した直進姿勢制御台車は細かな３６０度旋回方向への移動や、全輪が通常自在車である台車の場合と同様に台車自体の回転が可能であり、直進移動では特別な操作を必要とせずに姿勢安定性を持つことができ、これまで姿勢の安定のために要していた持続的に抑える人力が不要になり搬送者の負担を大幅に軽減した軽快な直進移動が可能になる。
【００５２】
指向性自在車で実現した直進姿勢制御台車はこれまでにない直進安定性を全輪が自在車の台車にもたらす。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】水平走路スロープ型指向性自在車の分解斜視図である。
【図２】水平走路スロープ型指向性自在車の斜視図であり、指向性安定状態を示す。
【図３】水平走路スロープ型指向性自在車の力学的動作説明図であり、実線のガイド車がバイアスと外力の対峙時を示し、二点鎖線のガイド車が指向性安定状態を示す。
【図４】水平走路一点型指向性自在車（矩形溝）の力学的動作説明図である。
【図５】水平走路一点型指向性自在車（円弧溝）の力学的動作説明図である。
【図６】磁石型指向性自在車の斜視図であり、非指向性安定状態を示す。
【図７】磁石型指向性自在車の斜視図であり、指向性安定状態を示す。
【図８】指向性自在車を配した台車の後輪が指向性安定状態、前輪が自在状態にいるときの動作説明図である
【図９】指向性自在車を配した台車の４輪全てが自在車になっている場合の動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
以下に指向性自在車の実施例および直進姿勢制御台車について述べる。
【００５５】
まず指向性自在車の３実施例を述べるが、本発明は一般の自在車に付加する指向性安定機構についてであるので自在車そのものについての詳細は省略して、取付座、本体、車輪軸、車輪でのみ基本的な自在車を代表させ、これらの詳細については言及しない。
【００５６】
指向性自在車の第１の実施例である水平走路スロープ型指向性自在車について以下に述べる。
【００５７】
第１の実施例の指向性安定機構は、図１から図３において、基部を本体に固定した単方向性ロータリーダンパー（１４４）の可動軸穴とアーム（１４３）を固定接続した支点支持具（１４５）を本体（１９６）に設けた支点用穴（１４７）に通しアーム（１４３）を上下自在に動くようにし、アーム（１４３）の先端に自在に回転するガイド車（１３０）用の車軸（１３６）を設け、それにガイド車（１３０）を取り付け、バネ（１４０）によってアーム（１４３）に設けたバネ用穴（１４１）と本体に設けたバネ用穴（１４２）の二つを押し広げる力によりガイド車（１３０）をリング状ガイド（１３１）のガイド車走路面（１３２）に押し付け、ガイド車走路面（１３２）には二つのスロープ（１３３）からなるガイド車引き込み溝を持たせた構造をしている。
【００５８】
キャスターの本体（１９６）が旋回するとアーム（１４３）も旋回し、ガイド車（１３０）はガイド車走路面（１３２）に押し付けられたまま移動する。移動したガイド車（１３０）がガイド車引き込み溝のスロープ（１３３）内に入るとそのスロープ（１３３）の傾きとバネ（１４０）の力により溝の頂点（１３８）方向に押されるバイアス（ＦＲ１）がかかる。この力が外力の対抗成分（ＳＲ１）に勝るとガイド車は溝の頂点（１３８）に向かい移動し始めるが、単方向性ロータリーダンパー（１４４）が急激な変化を抑えるので時間をかけて緩やかに移動し溝の頂点で止まる。これが指向性安定状態である。
【００５９】
指向性安定状態では、バネの力（Ｆ１）のスロープに沿った成分（ＦＲ１）以上の外力の成分（ＳＲ１）で旋回を強制させると単方向性ロータリーダンパー（１４４）は逆方向の動作となるため抵抗はなく、ガイド車（１３０）は溝の頂点（１３８）から移動し始め、外力が弱まらなければ、ガイド車（１３０）はガイド車引き込み溝のスロープ（１３３）から抜け出しバイアスのない状態で自在に旋回できるようになる。
【００６０】
図３ではガイド車（１３０）が指向性状態から外れるときの力学的動作についての詳細説明をする。指向性状態にある時、路面からキャスターの車輪やアームを通し旋回させようとする外力（Ｓ１）がかかるが、それはガイド車引き込み溝のスロープ（１３３）から抜け出すそうとする成分（ＳＲ１）とスロープ（１３３）を垂直に押す成分（ＳＰ１）に分解され、バネ（１４０）による押さえ付ける力（Ｆ１）もスロープ（１３３）を押す成分（ＦＰ１）とスロープ（１３３）の頂点（１３８）に向かおうとする成分（ＦＲ１）に分かれる。頂点（１３８）に向かう成分（ＦＲ１）がスロープ（１３３）から脱け出そうとする成分（ＳＲ１）より大きい場合は指向性状態が維持され、反対にスロープ（１３３）から脱け出そうとする力成分（ＳＲ１）が頂点に向かう力成分（ＦＲ１）より大きい場合はガイド車（１３０）は頂点（１３８）から溝の縁（１３７）に向かって移動し始め縁（１３７）に到達後も引き続き外力が維持されるとスロープ（１３３）から脱け出し指向性安定状態から離れ束縛のない自在状態となる。
【００６１】
次に第２の実施例として水平走路一点型指向性自在車について述べる。
【００６２】
図４に於いて前述ガイド車引き込み溝のスロープが急峻の場合の極端な例でスロープが垂直の場合の矩形型溝について説明する。この場合溝の幅そのものがガイド車の直径よりも大きい場合はガイド車は溝の底面（１３４Ａ）まで落ちてしまう。
【００６３】
底面までの高さがガイド車の半径よりも大きい場合は溝を脱することができないことは自明であるので、ガイド車が落ち込まないほどの深さについて述べる。底面が浅くて落ちないということと溝の幅がガイド車の直径よりも狭くて落ちないということは溝から脱するという意味では同じなのでここでは溝の幅が直径よりも狭く、ガイド車が溝の両端と接している場合について説明するが、バイアスと外力の相互作用は溝の縁の一点だけで起きるので一点型とし、前出スロープ型と区別する。
【００６４】
また、水平走路一点型指向性自在車では溝の形状を除き水平走路スロープ型指向性自在車とアーム、ガイド車、単方向性ロータリーダンパーなどは同様なので省略して溝での動作のみを記述する。
さらに図５にあるように溝の形状がちょうどガイド車の外周に接触する円弧型溝においても力学的な挙動は図の垂直スロープと同様なのであわせて記述する。
【００６５】
図４および図５においてガイド車が溝の両端と接している時、路面からキャスターの車輪やアームを通し旋回させようとする力（Ｓ２）がかかるが、それはガイド車引き込み溝の縁（１３７Ａ、１３７Ｂ）を乗り越えようとする成分（ＳＲ２）と縁（１３７Ａ、１３７Ｂ）を押す成分（ＳＰ２）に分解され、バネ（１４０）による押さえ付ける力（Ｆ２）も縁（１３７Ａ、１３７Ｂ）を押す成分（ＦＰ２）と固定を維持しようとする成分（ＦＲ２）に分かれる。固定を維持しようとする成分（ＦＲ２）が縁（１３７Ａ，１３７Ｂ）を乗り越えようとする成分（ＳＲ２）より大きい場合は指向性安定状態が維持され、反対に縁（１３７Ａ，１３７Ｂ）を乗り越えようとする成分（ＳＲ２）が固定を維持しようとする成分（ＦＲ２）より大きいと指向性安定状態から離れ抵抗のない自在状態となる。
【００６６】
水平走路一点型指向性自在車では溝の縁だけで指向性安定状態としているため瞬間的な外力に抗う必要がありガイド車がある程度深く落ち込むようにしてバイアスの大きさをあげるため３６０度旋回時は指向性状態通過時に引っ掛かりを感じる自在車になりやすい。しかしながら、ガイド車の引き込み範囲を狭くしてバイアスのない自在車の範囲を広げることができる。また単方向性ロータリーダンパーを使用すれば引っ掛かりは軽減できる。
【００６７】
本発明の第３の実施例である磁石型指向性自在車について以下に述べる。
【００６８】
前述の２実施例ではガイド車を使用し指向性安定状態を作る方式であったが、この方式はガイド車に代わり強力な永久磁石を指向性安定状態作成に使う方式である。
【００６９】
図６から図７に於いて本体（２９６）に設置された永久磁石（２７０）と取付座（２９９）に取り付け具（２７２）によって設置された対の永久磁石（２７１）が本体（２９６）の旋回によって近づくと磁石同士が引き合うように設置されており、その結果その方向で本体（２９６）の向きを安定させる簡単な構造である。本体の永久磁石（２７０）と取付座の永久磁石（２７１）はいずれか一方が磁石で一方が鉄等の磁性体であることも可能である。
【００７０】
二つの磁石もしくは磁石と磁性体は指向性安定状態となっても直接触れ合うことのない距離を保ち、磁石によるバイアス力が本体の旋回を阻害しないように設定される。
【００７１】
先の第１と第２の実施例では指向性安定状態の位置は明確に一点であり、一定以上の外力がかからない限り指向性安定状態の位置から変化しないが、本磁石方式では外力と磁石の力の割合で位置が変動してしまう。
【００７２】
また、特定範囲の定義においても先の第１と第２の実施例では明確で合ったが、本方式では近接して力が引き合う範囲となり、曖昧なものとなる。
【００７３】
しかしながら、本発明の動機である直進時の台車の方向姿勢制御としては大まかに常に同じ向きを指すことで十分で厳格に一点での指向性安定状態である必要はなく磁石を応用した指向性安定機構でも問題ない。
【００７４】
本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
【００７５】
例えば、第１や第２の実施例では路面に平行である水平なガイド車走路面となっているが、ガイド車走路面を本体の円周上の外側に垂直に作成し、ガイド車を本体から走路面に向けて放射状に動作させる構成とすることも考えられる。
【００７６】
また、第１や第２の実施例ではガイド車を本体に、走路面を取付座上に設定していたがこれを反対にガイド車を取付座に設定し、走路面を本体上に作成する構成とすることも考えられる。
【００７７】
最後に本発明の施行目的である直進姿勢制御台車について述べる。
【００７８】
図８において前記３実施例に述べた指向性自在車のいずれかを４隅に配した台車（１０）に於いて、進行方向の前輪（２１）と後輪（２０）の指向性方向を互いに逆方向かつ進行方向に対して後輪が指向性安定になるように設定すれば、長距離移動の場合、後輪２輪（２０）だけが指向性安定状態に入り、前輪２輪（２１）は自在となり直進時の進行方向に対する台車の姿勢は安定する。
【００７９】
進行方向が反転すればこれまで自在状態だった前輪が指向性安定状態の後輪となり、指向性安定状態だった後輪が自在状態の前輪に変化する。
【００８０】
また、図９にあるように指向性方向とまったく異なる方向に力が加わればこれまでの後輪（２２）前輪（２３）とも自在状態になる。
【００８１】
即ち、指向性自在車を配した台車（１０）は小回りの利く自在車だけの台車の特徴を持ったまま、直線移動時においては前輪が完全に自在で後輪が進行方向からずれにくいという安定した姿勢制御を持つことになる。
【符号の説明】
【００８２】
図面で紹介した、各記号名、各部品名を説明する。
【００８３】
Ｆ１        バネがガイド車を押し付ける力
ＦＰ１      バネがガイド車を押し付ける力のスロープ方向にかかる成分
ＦＲ１      バネがガイド車を押し付ける力のガイド車固定を維持しようとする成分
Ｓ１        ガイド車を旋回させようとする力
ＳＰ１      ガイド車を旋回させようとする力のスロープ方向にかかる成分
ＳＲ１      ガイド車を旋回させようとする力のガイド車固定を離脱しようとする成分
【００８４】
Ｆ２        バネがガイド車を押し付ける力
ＦＰ２      バネがガイド車を押し付ける力のガイド車引き込み溝縁方向にかかる成分
ＦＲ２      バネがガイド車を押し付ける力のガイド車固定を維持しようとする成分
Ｓ２        ガイド車を旋回させようとする力
ＳＰ２      ガイド車を旋回させようとする力のガイド車引込溝縁方向にかかる成分
ＳＲ２      ガイド車を旋回させようとする力のガイド車固定を離脱しようとする成分
【００８５】
１０        台車
２０        指向性安定状態の指向性自在車
２１        自在状態の指向性自在車
２２        自在状態の指向性自在車
２３        自在状態の指向性自在車
【００８６】
１３０      ガイド車
１３１      ガイド（水平走路スロープ型指向性自在車）
１３１Ａ    ガイド（水平走路一点型指向性自在車、矩形溝）
１３１Ｂ    ガイド（水平走路一点型指向性自在車、円形溝）
１３２      ガイド車走路面
１３３      ガイド車引き込み溝スロープ
１３４Ａ    ガイド車引き込み溝底面（矩形溝）
１３４Ｂ    ガイド車引き込み溝底面（円弧溝）
１３６      ガイド車車軸
１３７      ガイド車引き込み溝縁（水平走路スロープ型指向性自在車）
１３７Ａ    ガイド車引き込み溝縁（水平走路一点型指向性自在車、矩形溝）
１３７Ｂ    ガイド車引き込み溝縁（水平走路一点型指向性自在車、円形溝）
１３８      ガイド車引き込み溝頂点
１４０      バネ
１４１      アームのバネ用穴
１４２      本体のバネ用穴
１４３      アーム
１４４      単方向性ロータリーダンパー
１４５      支点支持具
１４６      アームの支点穴
１４７      本体の支点穴
１９６      本体
１９７      車輪
１９８      車軸
１９９      取付座
【００８７】
２７０      本体永久磁石
２７１      取付座永久磁石
２７２      取付座永久磁石取付具
２９６      本体
２９７      車輪
２９８      車軸
２９９      取付座
【図１】
2020001647.tif 000003
【図２】
2020001647.tif 000004
【図３】
2020001647.tif 000005
【図４】
2020001647.tif 000006
【図５】
2020001647.tif 000007
【図６】
2020001647.tif 000008
【図７】
2020001647.tif 000009
【図８】
2020001647.tif 000010
【図９】
2020001647.tif 000011