(57)【要約】【課題】  より高い段差を、より小さな力で乗り上がり、安定して走行し、かつ構造が簡単な車輪装置を提供する。【解決手段】  車輪装置が担時している被搬送体の荷重Ｗの作用点である第１カム面１２と第２カム面２４の当接位置ｔは、通常走行時には支持輪２２寄りに位置して、案内輪２２は走行面Ｓから浮いている。案内輪２０が走行面Ｓの段差前面に当接した後、さらに受体１に押力Ｙを作用させると、第１カム面１２と第２カム面２４との当接位置ｔが案内輪２０側に移動しつつ案内輪２０が支持輪２２を中心に上方へ揺動して段差上面に乗り上がり、次いで支持輪２２が前記段差に乗り上って第１カム面１２と第２カム面２４の当接位置が再び支持輪２２寄りに復帰移動する。【選択図】  図５
2010013040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被搬送体の下面に設けられ、下向きの第１カム面を有する受体と、
第１カム面に転動可能に当接して、受体と被搬送体の荷重を支持する上向きの第２カム面を有するとともに、支持輪と案内輪がそれぞれ回転自在に取り付けられたフレーム体と、前記受体とフレーム体の間に設けられて第１カム面と第２カム面間の相対的な滑り運動を規制するガイド手段とを有し、
案内輪は支持輪より前方で且つこれらの外周輪郭がフレーム体の前後方向に一部重なって配置され、第１カム面と第２カム面は、常時一ヶ所のみで当接するように、これらの少なくとも一方は凸状に湾曲する曲面で構成され、
常時は、第１カム面と第２カム面の当接位置が支持輪寄りに位置して、案内輪は走行面から浮いており、案内輪が走行面の段差前面に当接した後、さらに受体を前進させたときに、第１カム面と第２カム面との当接位置が案内輪側に移動しつつ案内輪が支持輪を中心に上方へ揺動して段差上面に乗り上がり、次いで支持輪が前記段差に乗り上って第１カム面と第２カム面の当接位置が再び支持輪寄りに復帰移動するようにしたことを特徴とする車輪装置。
【請求項２】
受体が、被搬送体の下面に固定された固定部に対して垂直軸線周りに回動可能に連結された可動部の下面に固定され、前記固定部と可動部との間に、案内輪の段差前面への当接によるフレーム体の揺動に連動して、可動部を固定部にロックするロッドを設けたことを特徴とする請求項1記載の車輪装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、段差を容易に通過できる搬送用車輪装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車輪装置においては、段差の乗り越えを容易にするために、例えば、特許文献１に記載されているように、補助輪と主輪とを前後に設けたものが提案されている。
特許文献１に記載されたものにおいては、補助輪の走行面からの高さが車輪装置の乗り越え可能な段差の高さとなっており、補助輪と主輪との間にリンク機構を介在させることで、主輪が段差に当接した際に、該主輪が進行方向に対して後上方に移動するとともに、補助輪が下方に旋回して段差を乗り越え、その後、バネの収縮力を利用して、主輪を通常走行状態の位置に復帰するようにしている。
【特許文献１】特開2006-306246公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述した特許文献１に記載されているものにおいては、段差乗り越え時において、補助輪と主輪の間が広がるため、車輪間に段差上部の角がはまり込んでスムーズな段差通過ができなくなる虞があった。
【０００４】
また、通常走行時においては、路面上の小さな凸凹によって、主輪が前後に揺動して走行に安定性が無く、また、段差乗り上がり時においては、バネを引き伸ばすための余分な力を必要とする問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、前述したような従来の車輪装置における問題点を改善し、より高い段差を、はまり込むことなくより小さい力で乗り越えることができるとともに、通常走行時には安定して走行することができる車輪装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明の車輪装置は、被搬送体の下面に設けられ、下向きの第１カム面を有する受体と、第１カム面に転動可能に当接して、受体と被搬送体の荷重を支持する上向きの第２カム面を有するとともに、支持輪と案内輪がそれぞれ回転自在に取り付けられたフレーム体と、前記受体とフレーム体の間に設けられて第１カム面と第２カム面間の相対的な滑り運動を規制するガイド手段とを有し、案内輪は支持輪より前方で且つこれらの外周輪郭がフレーム体の前後方向に一部重なって配置され、第１カム面と第２カム面は、常時一ヶ所のみで当接するように、これらの少なくとも一方は凸状に湾曲する曲面で構成され、常時は、第１カム面と第２カム面の当接位置が支持輪寄りに位置して、案内輪は走行面から浮いており、案内輪が走行面の段差前面に当接した後、さらに受体を前進させたときに、第１カム面と第２カム面との当接位置が案内輪側に移動しつつ案内輪が支持輪を中心に上方へ揺動して段差上面に乗り上がり、次いで支持輪が前記段差に乗り上って第１カム面と第２カム面の当接位置が再び支持輪寄りに復帰移動するようにしたものである。
【０００７】
本発明の車輪装置においては、受体が、被搬送体の下面に固定された固定部に対して垂直軸線周りに回動可能に連結された可動部の下面に固定され、前記固定部と可動部との間に、案内輪の段差前面への当接によるフレーム体の揺動に連動して、可動部を固定部にロックするロッドを設けることが望ましい。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載された発明に係る車輪装置によれば、案内輪が段差前面に当接した後、段差前面を登る動作をするため、従来の車輪装置と比較してより高い段差に対応することができ、また案内輪と支持輪の外周輪郭が前後に重なり合うように配置されているので段差上部の角に嵌り込むことがない。
【０００９】
また、バネ等を使用していないため、段差を越える際に余分な力を必要とせず、且つ支持輪が固定されていて走行時に前後に揺動することがないため、安定した走行が可能である。
【００１０】
また、請求項２に記載された発明に係る車輪装置によれば、通常走行時では進行方向が自在でありながら、段差乗り上がり時では、固定部に対して可動部が自動的にロックされるため、案内輪及び支持輪が段差により左右に振られることを防止することができ、安定した乗り上がり動作が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の車輪装置の第１実施形態を示す側面図、図２は、走行方向後方から見た背面図であって、これらの図に示すように、車輪装置は、台車車体等の被搬送体Ｃの下面に取り付けられる受体１、フレーム体２、支持輪２２、案内輪２０を主要部品として構成されている。
【００１２】
また、図３は受体１の詳細図であって、同図に示すように、受体１は、被搬送体（図示せず）を取り付ける固定板１３、回転自在な円筒状のローラ１１、ならびに、第１カム面１２を備えた支持板１４によって構成されている。
【００１３】
また、図４は、フレーム体２の詳細図であって、同図に示すように、フレーム体２は、案内輪２０が取り付けられガイド孔２６が形成された第１側板２１と、支持輪２２を取り付けた第２側板２３との間に、第２カム面２４を有したレール２５を挟みこみ、当該ガイドレール２５を介して第１側板２１と第２側板２３とが一体に連結固定されて構成されている。
【００１４】
受体１は図２に示すように、第１側板２１と第２側板２３の間に組み込まれ、第１カム面１２が第２カム面２４に当接して転動可能となるようにしている。また、図１に示すように、ローラ１１は第１側板２１のガイド孔２６に侵入し、ガイド孔２６に沿って移動可能にしてある。
【００１５】
図５は、水平な走行面Ｓを走行している通常走行時の車輪装置の状態を示しており、車輪装置には、被搬送体の荷重Ｗと、当該被搬送体を手で押すなどして走行させるための水平方向の押力Ｙが作用する。荷重Ｗのほとんどは、受体１の第１カム面１２からこれと当接位置ｔで当接している第２カム面２４を通してフレーム体２に伝達される。
【００１６】
一方、押力Ｙは主に、ローラ１１とガイド孔２６を介してフレーム体２に伝達される。通常走行時には、案内輪２０は走行面Ｓより浮いているので、フレーム体２作用する荷重Ｗと、押力Ｙの合力が全て支持輪２２にかかった状態で走行する。
【００１７】
次に、図６（イ）〜（へ）に基づいて、本発明の車輪装置が段差を乗り上がる過程について説明する。
（イ）案内輪２０が段差前面Ａに当接し、前記段差前面Ａから作用する押力Ｙの反力によって、支持輪２２を中心に反時計方向のモーメントＭが生じ、案内輪２０は段差前面Ａを登る方向に転動を始める。
（ロ）同時に第２カム面２４は、第１カム面１２に添って緩やかに転動してフレーム体２を徐々に傾けていき、かつ、受体１を垂直方向に持ち上げていき、第２カム面２４の第１カム面１２との当接位置ｔは、徐々に案内輪２０方向に向かって前方に移動する。
（ハ）案内輪２０が登り続けフレーム体２がより傾き、やがて当接位置ｔが位置Ｐに至りフレーム体２が最大に傾く。この時、荷重Ｗと押力Ｙは、ほぼ案内輪２０側に作用している。
（ニ）さらに押力Ｙを加えると、位置Ｐを中心にフレーム２全体が同図の時計回りに回動して支持輪２２が引き上げられる。
（ホ）フレーム２の回動動作の後、当接位置ｔは第１カム面１２に添って支持輪２２方向に戻り始めているが、この時点では、支持輪２２は既に段差上面に乗り上がれる程の高さに達している。
（へ）支持輪２２が段差上面に乗り上がり、当接位置ｔは支持輪２２寄りに移動し、通常の走行状態に復帰する。
【００１８】
次に、図７は、本発明の車輪装置の第２実施形態を示す側面図であり、図８は、その正面図であって、これらの図に示すように、車輪装置は、受体1ａ、フレーム体２ａ、１対の支持輪２２、及び、案内輪２０を主要部品として構成されている。
【００１９】
また、図９は、受体１ａの詳細図であって、同図に示すように、受体１ａは被搬送体（図示せず）に取り付ける固定金具１３ａの下面に、第１カム面１２とローラ１１を有する支持板１４ａを２枚平行に、且つ、固定金具１３ａの中心軸線に対して左右対称に固定して構成されている。
【００２０】
また、図１０は、フレーム体２ａの詳細図であって、同図に示すように、フレーム体２ａには一対の支持輪２２と、第２カム面２４をそれぞれ有する一対のレール２５が取り付けられており、図４に示したガイド孔２６と同様なガイド孔がそれぞれに形成された一対の側板２３ａどうしを、案内輪２０を挟んで当該案内輪２０が回転自在に取り付けられた軸と連結部材２７によって、一体に連結してある。
【００２１】
図８に示すように、受体１ａは、フレーム体２ａの案内輪２０を跨いで一対の第１カム面１２がそれぞれ対向する第２カム面２４にそれぞれ転動可能に当接するように、フレーム体２ａの内側に組み込まれている。
【００２２】
また、図７に示すように、ローラ１１は、それぞれの側板２３ａのガイド孔２６に侵入し、これらのガイド孔２６に沿って移動可能にしてある。なお、本車輪装置の動作に関しては、前述した図５及び図６で説明したものと同じである。
【００２３】
次に、図１１は、本発明の車輪装置の第３実施形態を示す側面図であって、同図に示すものは、前述した第１実施形態における車輪装置を垂直軸線回りに回動可能とするとともに回動を拘束するロック機構を設け、案内輪２０及び支持輪２２が段差に当接した際に、左右に振られることなく段差の乗り上がりができるようにしたものであって、本実施形態のものにおいては、ロック機構は固定部３０、可動部３２、及び、ロッド３４から構成されている。
【００２４】
また、図１２は、被搬送体に取り付けられる固定部３０の詳細図であって、同図に示すように無数のロック孔３１を有する。また、図１３は、受体１に取付けられる可動部３２であって、中心位置から偏倚した位置を上下に貫通するロッドガイド孔３３を有し、前記ロッドガイド孔３３には、ロッド３４が上下動自在に緩挿される。ロッド３４は、その上端付近を先細りのテーパ形状とし、下端に連結孔を形成した棒状としてある。
【００２５】
図１１で示すように、固定部３０を可動部３２に抜け止めを施して回動自在に取り付け、可動部３２を第１実施形態で示す車輪装置の図３の固定板１３に替えて支持板１４に取り付け、ロッド３４の下端を、フレーム体２の外側に突設したロッド取付軸２８に回動自在に連結してある。
【００２６】
ロッド取付軸２８は、詳細には図示していないが、図４に示すガイド孔２６と干渉しないように、支持輪２２を取り付けた第２側板２３に形成したねじ孔に螺着固定した段付軸で構成されて、ロッド３４下端に形成された軸孔３４ａに挿入されている。
【００２７】
前述した構成において、車輪装置の通常走行時には、ロッド３４の先端部は図１１のようにロック孔３１から外れており、車輪装置は固定部３０に対して垂直軸線回りに回動可能となっている。
【００２８】
そして、図１４（イ）のように案内輪２０が段差前面Ａに当接すると、案内輪２０は上方に揺動してフレーム体２が傾き始め、これに伴ってロッド３４が上昇してその先端部は、いずれかのロック孔３１に嵌入し、固定部３０に対して車輪装置の回動をロックする。
【００２９】
これによって、案内輪２０及び支持輪２２は、左右に振られることなく、確実に段差の乗り上がり動作を行うことができる。そして、図１４（ロ）のように段差乗り上がりが完了し、フレーム体２の傾きが通常走行時の傾きに戻る動作に連動してロッド３４が下降してその先端がロック孔３１から下方に外れることで、再び車輪装置の回動が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の車輪装置は、運搬用台車、車いす、歩行器、ストレッチャー、家具等の車輪として幅広く利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の車輪装置の第１実施形態を示す側面図である。
【図２】本発明の車輪装置の第１実施形態を示す背面図である。
【図３】本発明の車輪装置の第１実施形態における受体の詳細図である。
【図４】本発明の車輪装置の第１実施形態におけるフレーム体の詳細図である。
【図５】本発明の車輪装置の第１実施形態における通常走行時の状態を示す説明図である。
【図６】本発明の車輪装置の第１実施形態における段差に乗り上がる過程を示す説明図である。
【図７】本発明の車輪装置の第２実施形態を示す側面図である。
【図８】本発明の車輪装置の第２実施形態を示す正面図である。
【図９】本発明の車輪装置の第２実施形態における受体の詳細図である。
【図１０】本発明の車輪装置の第１実施形態におけるフレーム体の詳細図である。
【図１１】本発明の車輪装置の第３実施形態を示す側面図である。
【図１２】本発明の車輪装置の第３実施形態における固定部の詳細図である。
【図１３】本発明の車輪装置の第３実施形態における可動部の詳細図である。
【図１４】本発明の車輪装置の第３実施形態におけるロック機構の動作説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    受体
１１  ローラ
１２  第１カム面
１３  固定板
１４  支持板
２    フレーム体
２０  案内輪
２１  第１側板
２２  支持輪
２３  第２側板
２４  第２カム面
２５  レール
２６  ガイド孔
２７  連結部材
２８  ロッド取付軸
３０  固定部
３１  ロック孔
３２  回転部
３３  ロッドガイド孔
３４  ロッド
【図１】
2010013040.tif 000003
【図２】
2010013040.tif 000004
【図３】
2010013040.tif 000005
【図４】
2010013040.tif 000006
【図５】
2010013040.tif 000007
【図６】
2010013040.tif 000008
【図７】
2010013040.tif 000009
【図８】
2010013040.tif 000010
【図９】
2010013040.tif 000011
【図１０】
2010013040.tif 000012
【図１１】
2010013040.tif 000013
【図１２】
2010013040.tif 000014
【図１３】
2010013040.tif 000015
【図１４】
2010013040.tif 000016