(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤと、
相対的に自由回動できるように上記タイヤを外周に取り付けたホイールと、
当該車輪装置が設けられている車両装置のフレームに固定された、上記ホイールの垂直方向に平行に延びている軸部材と、
上記ホイールの外周内の第１の位置と、この第１の位置より進行側の第２の位置との間の上記軸部材の移動経路を規制する案内部材と、
当該車輪装置の通常走行時に上記軸部材を上記第１の位置に位置させると共に、当該車輪装置の段差乗越え時に上記軸部材が上記第２の位置に移動するのを許容し、当該車輪装置が上記段差の上段に移動したときに上記軸部材を上記第１の位置に復帰させるように、上記軸部材に弾性力を印加する弾性力印加部材とを備え、
上記第１の位置が上記ホイールの外周円の中心位置であり、
上記弾性力印加部材がねじりばねを利用したものであり、
上記ホイールの側面には、上記ねじりばねの一方のアーム部分を押圧させるためのばね用ストッパが立設されており、
上記ねじりばねの一方のアーム部分が上記ばね用ストッパに押圧され、上記ねじりばねの他方のアーム部分が上記軸部材に挿通され、上記一方のアーム部分に向けて進動可能になっていること
を特徴とする車輪装置。
【請求項２】
上記案内部材が案内溝で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車輪装置。
【請求項３】
上記他方のアーム部分の延長方向が、地面の垂直方向に平行になるように、上記ねじりばねが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車輪装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車輪装置に関し、例えば、シルバーカー、ベビーカー、ショッピングカート、車椅子等の手押し車や、スーツケース、キャリーバック等の手曳き車の車輪装置に適用し得るものである。
【背景技術】
【０００２】
移動のための動力として人間の力を利用する手動車両は多く、その中には他の人より力が弱い人が操作する車両もある。例えば、シルバーカーは老人が利用することを意図した車両である。
【０００３】
シルバーカーは、前輪と、後輪と、押し手部と、荷物収容容器や荷物置きを兼ねた腰掛部とをフレーム等で連結して構成されたものである。シルバーカーは屋外で老人が歩行と共に手押しで走行させるため、その経路上に種々の段差があって走行の邪魔をする。シルバーカーに限らず種々の車両に関し、従来、経路上にある段差を乗り越えるための段差乗越え機構が提案されている。
【０００４】
従来の段差乗越え機構は概ね３つに分類できる。第１は、車輪より先に段差に接する補助具（補助輪を含む）を利用するものである（特許文献１〜特許文献３参照）。第２は、複数の小さな車輪を同一の回転中心から等しい角間隔で配置し、全体として一つの車輪装置を構成したものである（特許文献４参照）。第３は、戦車やブルトーザー等に利用されているようなキャタピラ的な構成を利用したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−０８１９４１号公報
【特許文献２】特開２００６−３０６２４６号公報
【特許文献３】特開２００２−２００１２０号公報
【特許文献４】特開２０１２−１４３５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、補助具を利用する段差乗越え機構は、車輪の径や補助具の形状によっては、既にある車輪装置に取り替えて適用することが難しい。また、補助具の分だけ車輪装置が大型、複雑化する。さらに、車両の待機時等に、補助具の部分に第３者や他の装置等が接して破損させる恐れもあり、接した者を傷付ける恐れもある。さらにまた、補助具によっては、段差乗越えに要する力が、車両走行に要する力よりまだまだ大きく、補助具を用いた利点が小さい装置もある。
【０００７】
現状、特許出願人によって、通常の収容部に加え、小型犬等のペットを収容するペット収容部を有するシルバーカーの研究、開発が進められている。ペットを収容しているシルバーカーを走行させるには今まで以上の力が必要であり、そのため、段差乗越えに割ける力は小さくなる。このようなシルバーカーでは、小さな力で段差を乗り越えられることが求められている。
【０００８】
複数の小さな車輪を利用する段差乗越え機構は、小車輪と、小車輪全体を回転させる回転中心との距離によっては、段差乗越えに要する力が歩行に要する力よりかなり大きくなってしまう。また、その距離のため、乗り越えられる段差（の高さ）が小さく制限されている。さらに、既存車輪と取り替えて適用する場合に、複数の小さな車輪を利用する段差乗越え機構を設計し直さなければならず、代替性能が低いものであった。
【０００９】
キャタピラ的な構成は、手押し車や手曳き車等の手動車両に対しては全体構成を大形、複雑なものとしてしまうため、適用し難い技術である。
【００１０】
そのため、段差乗越えに要する力が小さい、既存車輪との代替にも容易に対応できる段差乗越え機能を有する車輪装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の車輪装置は、（１）タイヤと、（２）相対的に自由回動できるように上記タイヤを外周に取り付けたホイールと、（３）当該車輪装置が設けられている車両装置のフレームに固定された、上記ホイールの垂直方向に平行に延びている軸部材と、（４）上記ホイールの外周内の第１の位置と、この第１の位置より進行側の第２の位置との間の上記軸部材の移動経路を規制する案内部材と、（５）当該車輪装置の通常走行時に上記軸部材を上記第１の位置に位置させると共に、当該車輪装置の段差乗越え時に上記軸部材が上記第２の位置に移動するのを許容し、当該車輪装置が上記段差の上段に移動したときに上記軸部材を上記第１の位置に復帰させるように、上記軸部材に弾性力を印加する弾性力印加部材とを備え、（６）上記第１の位置が上記ホイールの外周円の中心位置であり、（７）上記弾性力印加部材がねじりばねを利用したものであり、（８）上記ホイールの側面には、上記ねじりばねの一方のアーム部分を押圧させるためのばね用ストッパが立設されており、（９） 上記ねじりばねの一方のアーム部分が上記ばね用ストッパに押圧され、上記ねじりばねの他方のアーム部分が上記軸部材に挿通され、上記一方のアーム部分に向けて進動可能になっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、段差乗越えに要する力が小さい、既存車輪との代替にも容易に対応できる段差乗越え機能を有する車輪装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態の車輪装置の概略正面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】実施形態の車輪装置の段差乗越え動作の説明図（１）である。
【図４】実施形態の車輪装置の段差乗越え動作の説明図（２）である。
【図５】実施形態の車輪装置の段差乗越え動作の説明図（３）である。
【図６】実施形態の車輪装置の段差乗越え動作の説明図（４）である。
【図７】他の実施形態の車輪装置の概略正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（Ａ）主たる実施形態
以下、本発明による車輪装置の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では、実施形態の車輪装置が、シルバーカーの前輪に適用されたとして説明する。
【００１５】
（Ａ−１）実施形態の構成
図１は、実施形態の車輪装置の概略正面図を示し、図２はそのII−II線断面図を示している。なお、図１には、仮想的な地面も記載し、車輪装置の上下方向を理解し易いようにしている。また、図１には、当該車輪装置を有するシルバーカーの手押し走行時の進行方向も記載し、各構成要素の配置と進行方向との関係が理解し易いようにしている。
【００１６】
実施形態の車輪装置１は、主に、車軸２、ホイール３、タイヤ４及びねじりばね（トーションバーばね、ねじりコイルばねなどとも呼ばれる）５を有する。
【００１７】
車軸２は、シルバーカーの骨格を形成してフレームにおける前輪用取付部分（図示せず）に、当該車輪装置１を取り付ける軸部材であり、例えば、中実又は中空の円棒でなっている。車軸２は、フレームの前輪用取付部分に対して固定されていても良く、回動可能に取り付けられていても良い。前輪が複数ある場合には、それぞれの前輪（車輪装置１）の車軸が共通であっても良く、また、別体であっても良い。図１では、円板状のホイール３の中心を、車軸２のホームポジションとしている場合を示しているが、車軸２のホームポジションはこれに限定されるものではない。例えば、車軸２のホームポジションが図１より地面に近い位置や遠い位置であっても良い。また、進行方向の前後にホームポジションがずれていても構わない。但し、シルバーカー本体の荷重を受けながら走行する際の安定性を考慮すると、車軸２のホームポジションがホイール３の中心であることが好ましい。
【００１８】
この実施形態の場合、ホイール３は車軸２に固定されていない。また、ホイール３は、当該ホイール３の回りをタイヤ４が自由に回動し得るようにタイヤ４を保持している。例えば、ホイール３の外周面に複数のころ（又は球）６を配設してタイヤ４の相対的な自由回動を許容するようにしても良く、また、タイヤ４の内周側にころがり軸受を設け、そのころがり軸受にホイール３を嵌め込んでタイヤ４の相対的な自由回動を許容するようにしても良い。ホイール３は、例えば、板厚が厚い１枚の円板で構成されていても良く（図１及び図２はこの場合を示している）、板厚が薄い２枚の円板をスペーサを介して一体的に取り付けて構成されていても良い。さらに例えば、後述する案内構成（例えば案内溝７）を確保できるならば、ホイール３として、スポークを張り巡らしたホイールを適用することもできる。
【００１９】
タイヤ４は、ホイール３から離脱することなく、ホイール３の回りを自由に回動できるものであれば良く、その形状や材質は問われないものである。例えば、タイヤ４として、断面が円（いわゆるトロイダル形状）や半円のものを適用でき、それに応じて、ホイール３の外周形状も選定すれば良い。また例えば、タイヤ４として、中実なものを適用しても良く、また、空気等を内部に挿入し得る中空なものを適用しても良い。
【００２０】
ねじりばね５は、ホイール３の両外表面のそれぞれに設けられている。ねじりばね５の巻回部分５ａは、ホイール３の側面に立設されている円筒状のばね取付軸３ａに緩く嵌合されている。ばね取付軸３ａがホイール３にだけ固定されている場合を示しているが、車軸２との平行移動を確実にするため、上述したフレームにおける前輪用取付部分に対しても固定されていても良い。ねじりばね５の一方のアーム部分５ｂは、ホイール３の側面に立設されている円筒状のばね用ストッパ３ｂに圧接し、ねじりばね５の他方のアーム部分５ｃは、車軸２に設けられている貫通孔２ａに挿通されている。アーム部分５ｂの先端が、ホイール３の中心より進行方向寄りに位置するようにアーム部分５ｂが設けられている。アーム部分５ｃは、車軸２に固定されていても良く、また、車軸２に可動し得るように取り付けられていても良く、取付方法も貫通孔２ａに対する挿通に限定されない。アーム部分５ｃは、車軸２がホームポジションに位置しているときに地面の垂直方向に沿うようになされ、それを実現するように、巻回部分５ａが嵌合されるばね取付軸３ａが設けられている。なお、車軸２のホームポジション時におけるアーム部分５ｃの延長方向が、地面の垂直方向に限定されないことは勿論である。ばね用ストッパ３ｂは、車軸２がホームポジションに位置しているときに、２つのアーム部分５ｂ及び５ｃに開き方向の圧力が印加されるような位置に設けられており、車軸２のホームポジションでの位置安定化に寄与するようになされている。
【００２１】
図１及び図２では、ねじりばね５がホイール３の上半分に設けられている場合を示しているが、ねじりばね５がホイール３の下半分に設けられていても良い（図１及び図２の上下対称に設ける）。
【００２２】
図１及び図２では、ねじりばね５がホイール３の両外表面のそれぞれに設けられている場合を示したが、一方の外表面だけに設けられていても良く、また、ホイール３が厚み方向に内部空間を有する場合には、ホイール３の内部空間に、ねじりばね５周りの構成が設けられていても良い。
【００２３】
当該車輪装置１のタイヤ４が段差に接した際や当該車輪装置１が段差を乗り越えた際に、車軸２の移動を案内する案内溝７が設けられている。案内溝７の幅は車軸２の直径より僅かに大きくなされている。案内溝７は、車軸２が、ホームポジションから、円筒状のばね用ストッパ３ｂに圧接しているアーム部分５ｂに接するまでの移動を案内するものである。アーム部分５ｃが車軸２の貫通孔５ａに挿通されているために車軸２の可動時の軌跡が概ね円弧状となるので、案内溝７の長手方向の形状は円弧状となっている。
【００２４】
（Ａ−２）実施形態の動作
次に、実施形態の車輪装置１が段差を乗り越える際の動作を、図面を参照しながら説明する。
【００２５】
利用者の手押しにより概ね平らな地面（アスファルト面などの土以外の面も含む）をシルバーカーが走行している際には、ねじりばね５の弾性力により車軸２はホームポジションを維持し、その状態において、タイヤ４が地面との摩擦によりホイール３の外周を自由に回動する。タイヤ４の自由回動により、車軸２が回転しなくてもシルバーカーは滑らかに走行する。
【００２６】
シルバーカーの走行により、図３に示すように、実施形態の車輪装置１が段差に接すると、タイヤ４の回動は停止する。
【００２７】
段差に接しても継続した手押しにより、シルバーカーのフレームに固定された車軸２は、ねじりばね５の弾性力に抗して進行方向に移動し、この車軸２の直進移動により、タイヤ４は回動を停止していても、車軸２を挿入している案内溝７の姿勢が変化してホイール３がタイヤ４の内部で回動し、やがて、図４に示すように、車軸２が、案内溝７におけるホームポジションの反対側の位置に達する。
【００２８】
図４に示す車軸２の位置は、実施形態の車輪装置１が段差に接した際の図３に示す位置に比較し、車輪装置１と段差との接触点Ｐに近い。段差を乗り越えるためには、図５に示すように、シルバーカーのフレームに固定された車軸２を接触点Ｐを中心として回動させ、車輪装置１を上段に上げることを要するが、図４に示すように車軸２の位置が接触点Ｐに近くて、段差を超えるための車軸２の回動半径が短いため、段差越えに要する力は小さくて済む。
【００２９】
実施形態の車輪装置１が上段に移動すると、図６に示すように、タイヤ４が自由回動する状態、すなわち、円滑な進行を行う状態に復帰する。また、ホイール３とタイヤ４との相対的な移動に対する抵抗力がころ６により非常に小さいので、タイヤ４の回動の影響を受けずに、ねじりばね５に蓄勢された付勢力により、ねじりばね５が通常走行時の姿勢に復帰する。すなわち、実施形態の車輪装置１が、概ね平らな地面を走行する際の姿勢に復帰する。
【００３０】
（Ａ−３）実施形態の効果
上記実施形態の車輪装置によれば、段差を乗り越える際には、段差を乗り越えるための回動中心に車軸が近付くようにしているので、段差乗越えに要する力を小さくすることができる。そのため、シルバーカーの利用者（操作者）が力が弱い老人であっても段差を乗り越えることができる。
【００３１】
また、上記実施形態の車輪装置によれば、厚み方向を考慮しないで言えば、全ての構成要素がタイヤの外周内に収まっているので、構成要素が不要な物体等に接して破損するようなことを防止でき、また、他の物体を破損させたり第３者に接触して傷付けたりすることを防止できる。
【００３２】
さらにまた、上記実施形態の車輪装置によれば、全ての構成要素がタイヤの外周内に収まり、ホイール中心に車軸が位置しているので、既存のシルバーカーの車輪装置と交換することも可能である。
【００３３】
（Ｂ）他の実施形態
上記実施形態の説明においても種々変形実施形態に言及したが、さらに、以下に例示するような変形実施形態を挙げることができる。
【００３４】
車軸を通常時はホームポジションに位置させながら、段差乗越え時に可動させる構成は、上記実施形態のものに限定されないことは勿論である。図７は、このような変形実施形態を示す概略正面図である。この変形実施形態は、ばねとしてつる巻きばね５を適用し、その引っ張り力により車軸２をホームポジションに位置させると共に、案内溝として直線上の溝７を適用している。
【００３５】
上記実施形態では、車軸２の最も進行方向の位置をねじりばね５のアーム部分５ｂが規制するものを示したが、案内溝７の進行方向の端部を、アーム部分５ｂより反進行方向の位置に設け、案内溝７の進行方向の端部が車軸２の最も進行方向の位置を規制するようにしても良い。
【００３６】
上記実施形態では、案内機構として溝を利用するものを示したが、案内機構はこれに限定されない。例えば、案内レールを適用し、車軸側に案内レールに係合する孔や凹部や部材を設けるようにしても良い。
【００３７】
上記実施形態では、本発明の車輪装置をシルバーカーの前輪に適用した場合を説明したが、ベビーカー、ショッピングカート、車椅子等の他の手押し車の前輪に適用しても良く、また、スーツケース、キャリーバック等の手曳き車の車輪に適用しても良く、さらに、手動車両だけでなく自動車両（例えば、電動車いす）の車輪装置に適用しても良い。
【符号の説明】
【００３８】
１…車輪装置、２…車軸、３…ホイール、３ａ…ばね取付軸、３ｂ…ばね用ストッパ、４…タイヤ、５…ねじりばね、５ａ…ねじりばねの巻回部分、５ｂ、５ｃ…ねじりばねのアーム部分、６…ころ、７…案内溝。
【図１】
0005981501.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0005981501.tif 000005
【図５】
0005981501.tif 000006
【図６】
0005981501.tif 000007
【図７】
0005981501.tif 000008