(57)【要約】【課題】  台車やジンマーフレーム等の使用者が縁石や敷居などの障害物を容易に乗り越しできるように、車輪にシャーシ（４）と該シャーシ（４）と移動可能に接続される部材（７）を取り付ける。これにより、前記部材（７）の前記シャーシ（４）に対する転位運動が生成され、より円滑な乗り越し動作を可能とする車輪持ち上げ機構を提供する。  【解決手段】  車輪持ち上げ機構は、支持構造の表面上を回転して進む少なくとも一つの車輪（１）を持ち上げることで、支持構造上の障害物（ｈ）を乗り越し可能にし、支持構造の表面に向かって凸状に湾曲した外形を有し、車輪（１）の車軸に対して移動可能に支持された部材（７）を備える。前記部材（７）はその外形部分が該障害物と接触すると、該障害物との該接触点を支持しながら回転運動して前記車輪持ち上げ動作を生成する。
2005517571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎面上を走行する少なくとも一つの車輪（１）を持ち上げることで、前記基礎面上の障害物（ｈ）を乗り越しできるように設計され、前記基礎面に向けて凸状に湾曲した外形で形成され、車輪（１）の軸に対して移動可能に支持された傾斜材（７）を備え、前記傾斜材（７）の外形部分が前記障害物（ｈ）と係合すると、該傾斜材は前記障害物との係合点の周りで回転運動して、前記車輪（１）の持ち上げ動作を生成するよう構成された車輪持ち上げ機構において、
前記車輪（１）の軸が固定して接続されるシャーシ（４）を備え、
前記傾斜材（７）が前記障害物（ｈ）と係合すると、先ずこの障害物に対して前記傾斜材が前記車輪（１）の移動する方向に転位移動する間は、前記傾斜材（７）の定位置から車輪（１）を持ち上げできるようにし、次に前記車輪（１）が該障害物（ｈ）の高さに持ち上げられると、前記傾斜材が定位置に戻ってくるように、前記シャーシ（４）と前記傾斜材（７）との間には互いに動作可能な接続がなされ、
前記傾斜材（７）と前記シャーシ（４）との間の動作可能な接続が、
前記傾斜材（７）の上側部分と離れて配置され、前記外形に対応した輪郭を有する第一の案内溝（11）と、
前記第一の案内溝と対向して配置され、前記シャーシ（４）に接続される第二の案内溝（10）と、
前記傾斜材（７）に固定され、前記定位置に前記第二の案内溝（10）の前方部分を支持し、前記車輪の持ち上げ時に前記第二の案内溝（10）に沿って後方に動かされる第一部材（８）と、
前記シャーシ（４）に取り付けられ、前記定位置に前記第一の案内溝（11）の後方部分を支持し、前記車両の持ち上げ時に前記第一の案内溝（11）に沿って前方に動かされる第二部材（９）と、
前記傾斜材（７）と前記シャーシ（４）との間で動作し、前記車輪の持ち上げ後に該定位置に戻すように設計された第三のばね部材（13）と、
により構成されることを特徴とする車輪持ち上げ機構。
【請求項２】
前記第一部材（８）と前記第二部材（９）は、滑り軸受であることを特徴とする請求項１に記載の車輪持ち上げ機構。
【請求項３】
前記第一部材（８）と前記第二部材（９）は、軸受であることを特徴とする請求項１に記載の車輪持ち上げ機構。
【請求項４】
前記第三のばね部材（13）は、螺旋状のコイルばねであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の車輪持ち上げ機構。
【請求項５】
該基礎面に向けて配置される前記傾斜材（７）の凸状に湾曲した表面には、例えば波状のゴムからなる摩擦強化皮膜（12）が設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の車輪持ち上げ機構。
【請求項６】
前記車輪（１）が前記傾斜材（７）の両側に設けられたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の車輪持ち上げ機構。
【請求項７】
前記第二の案内溝（10）はＳ字状に湾曲形成されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の車輪持ち上げ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段にある車輪持ち上げ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの事情から、台車や機械のフレーム、及びジンマーフレーム（登録商標）等には小型の車輪やローラーが使用されている。小形の車輪やローラーはスペースを取らず、比較的丈夫で、特に低コストに抑えられることができる。また、ピボット車輪のようにハンドル操作や回転動作が容易なものも知られている。
【０００３】
上記車輪やローラーを上述の用途に使用する際、基礎面が平らであることが必須条件の一つである。つまり障害物である扉の敷居や縁石等の乗り上げは困難であり、多くの場合、乗り上げるために押力を加えてしまい、車輪配置がひっくり返ってしまう危険性があった。例えばジンマーフレーム等に取り付けられる比較的大きな車輪であっても、縁石等を乗り上げる能力は低い。従って該ジンマーフレームの使用者はフレーム本体を十分に後方に傾けなければ、該フレーム前輪を縁石上に載せることはできなかった。前記フレームの従輪（後輪）側は、フレーム自体を前方に押すというごく自然な動作により持ち上がるので、さほど不便ではない。
【０００４】
ところが、前輪側を持ち上げるためには、前記フレームのハンドル部を後方及び下方に引き寄せなくてはならず、該フレームを支持具として使用している者にとっては不自然な（酷な）動作を強いられていた。
【０００５】
これはジンマーフレームに限った事ではなく、上述のような車輪を有する清掃用の台車、車椅子、買物カート、料理用ワゴン等の場合においても同様な問題が生じていた。
【０００６】
上述と同型の車輪持ち上げ機構として、特許文献１〜３に記載の機構が開示されている。これらの機構はいずれも互いに類似しており、車輪を持ち上げるための手段を単に回転自在に取り付けたにすぎず、機構自体が比較的大きなものとなってしまい、（通常の車輪に比べると・・）比較的強めに押さなければ高さのある障害物を乗り越える事ができなかった。
【特許文献１】米国特許第３，２３９，８７２号公報
【特許文献２】独国特許第４０４０２８３号公報
【特許文献３】特開平１０−２９７２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は改良した車輪持ち上げ機構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】
【０００８】
上記目的は、請求項１の後段に明記された特徴部分を有する機構により達成される。また、従属請求項には本発明の更なる利点と特徴が記述される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に本実施例の好ましい形態について添付した図面に沿って説明する。
【００１０】
図１は本発明における車輪持ち上げ機構の側面図であり、持ち上げ生成手段の異なる３点における配置を示してある。図２ａから２ｆは、障害物乗り越え時の複数の配置点における車輪持ち上げ機構の側面図である。図３は、図１における車輪持ち上げ機構を示している。図４は各々異なる高さを有する障害物を乗り越える際に、該障害物の各々の高さに対応した傾斜がどのようにして得られるかを概略形式に示してある。図５は、図１における車輪持ち上げ機構の動作原理を示してある。
【００１１】
同図に示す前記車輪持ち上げ機構は、シャーシ４に取り付けられる共通車軸３上に配置された二つの車輪すなわちローラー１を備えたピボット車輪と相互作用する。またシャーシ４はケーシング２により形成され、該ケーシング２はその先端部において軸受ハウジング５を収納する。該軸受ハウジング５は上方に突出したシャフト６を有し、被移動体であるジンマーフレームなどの略鉛直に立設された前脚に前記シャフト６が順に取り付けられる。傾斜材７はシャーシ４に対して移動可能に支持されている。前記傾斜材７の底面13は、その上端部から下方へ向かって始めは急な角度で傾斜しているが、車輪１と基礎面とが接触する点の真上にある前記傾斜材７の下端部に向かって傾斜が浅くなっている。さらに前記傾斜材７は、前記傾斜材７により支持される前記前輪８と、シャーシ４により支持される後輪９との回転手段により、移動可能な取り付けが達成される。
【００１２】
前記前輪８はシャーシ４の下側に設けられた案内溝10に沿って、前記後輪９は前記傾斜材７の内方上側に設けられた案内溝11に沿って、各々回転運動するよう設計されている。また前記傾斜材７の下方へ向いた底面部に摩擦強化被膜12が設けられている。前記摩擦強化被膜12は例えばリブ状（波状）になっていてもよいゴムからなる。
【００１３】
前記シャーシ４にはさらに弾性体（ばね）13が取り付けられ、前記弾性体13はスプリットキャスター14，15及びコード16の手段によって、上方及び前方の定位置に傾斜材７を向かわせる張力を発生するように設計されている。
【００１４】
前記弾性体13は、前記傾斜材７の全体の動作にわたって前記ローラー８，９間に位置した前記傾斜材７に固着される。この事は、前記傾斜材７が前記案内溝10，11と各々接触する前記ローラー８，９と共に、前記弾性体13により堅固に保持されるであろうことを意味している。
【００１５】
さらに、前記傾斜材７とシャーシ４との間の移動距離は長いのに対し、弾性体のスプリング動は比較的短くてすむ。
【００１６】
図１は前記シャーシ４と前記傾斜材７との間の異なる３つの相対位置を示している。これらの位置を明瞭化して示すために、前記ローラー８の各配置に各々８，８'，８''と符号を付けている。これら各位置は図２における図２ａ，図２ｃ，図２ｄに相当する。これについては後述する。
【００１７】
図２ａは、本発明の車輪持ち上げ機構における前記傾斜材７が、前記シャーシ４に対して定位置にあった状態で、どのように障害物ｈと遭遇し、またその際どのような停止状態にあるかを示している。前記シャーシ４及び前記シャーシ４の移動対象である器具（ジンマーフレーム等）は、図中右に向かって移動し続ける。図２ｂから２ｄは持ち上がった段階での車輪の各々異なる状態を示している。図２ｅは、前記車輪１が再度前記障害物ｈと再度接触した状態を示している。これにより前記傾斜材７は前記シャーシ４に対する転位動作を経て、元の定位置（すなわち図２ａの状態）に戻る。
【００１８】
本発明における前記車輪持ち上げ機構が縁部に遭遇した際、まず前記傾斜材７の前記摩擦強化被膜12が該縁部と接触する。前記車輪リ持ち上げ機構が継続して前方に移動する間、前記ローラー８，９と前記案内溝10，11との相互作用により前記シャーシ４ひいては前記車輪１が上方に持ち上げられ、前記シャーシ４は前記傾斜材７に対して前方へ滑動する。
【００１９】
最終的に前記シャーシ４は、前記車輪１が前記縁部と接触し、前記縁部の上で車輪１が回転し始めるような範囲まで動いている。そこで結果的に前記傾斜材７が解放された状態となり、前記弾性体13は前方に引っ張られ、定位置に戻る。（図２ａから図２ｅ参照）
図４は、前記傾斜材７が様々な高さの障害物とどのように接触するのかを示している。前記車輪持ち上げ機構が停止位置若しくは定位置にある時、前記傾斜材７の下方に向いた縁部すなわち底面であって、前記傾斜材７の前記障害物と接触する状態になる面は、前記車輪付近ではなだらかな斜面であるのに対し、前記車輪の上方及び前方側では急な斜面となっている。これにより段差の低い障害物は、前記傾斜材７がより前方へ進んだ状態で前記傾斜材７に突き当たることになる。ここで前記シャーシ４に対する前記傾斜材７の操舵は、部分的には前記傾斜材７に支持された前記ローラー８が前記案内溝10に沿って移動する運動（転位運動）として、また部分的には前記ローラー８を周る回転運動として上手く説明する事ができる。
【００２０】
該転位運動の間、前記ローラー９が前記案内溝11の上を乗り続けることにより、前述の回転運動が生じる。この運動を説明することにより、前記傾斜材７の全箇所が前記シャーシ４と関連してどのように動くかが説明可能である。
【００２１】
特に興味深いのは、障害物と接触する傾斜材７の点であり、この点は車輪を持ち上げる際に静止したままの状態になっている。このことは、シャーシ４に対するこの点での傾斜材７の動きが、障害物の上でのシャーシ４の動きをも説明することを意味する。
【００２２】
段差の低い障害物は前記傾斜材７の下部において、前記傾斜材７と遭遇することになるが、この時前記傾斜材７はより大きな半径を描いて該回転運動を行う。このため該回転運動の鉛直方向成分は、前記障害物の段差が低くなるにつれて増加し、該転位運動における鉛直方向成分を減少させる事になる。
【００２３】
従って前記車輪に引き継がれる前に、段差の低い障害物は前記シャーシ４により長距離の転位運動を与えることになる。言い換えると、段差が低から中くらいの障害物の場合は、より低い上昇とこれにより快適な障害物の乗り越し動作が得られ、実質的には感知できないほど小さな動作となる場合がある。
【００２４】
前記傾斜材７の両側に位置して車輪を二つ使用する代わりに、中央に配置された車輪のいずれか一方に傾斜材を配置するようにしても良い。これにより、例えば直角の縁石を乗り越す際に、これら二つの要素が車輪持ち上げ機構を素早く動かすことを可能にする。
【００２５】
また前記傾斜材７の先端部を、前記車輪持ち上げ機構における旋回軸のごく手前の一部分に配置する事もできる。この場合、前記車輪１の地面との接触がなくなると、本機構は直角をなす位置に向かって瞬時に旋回することになる。これはまた、十分に幅のある単体の中央部材によっても達成可能である。
【００２６】
図示しないもう一つの実施形態では、車輪１と傾斜材７は各々一個ずつ使用されて、それらの中心線が一致するように、前記車輪１と前記傾斜材７とをタンデム状に縦列配置している。
【００２７】
また本発明における車輪持ち上げ機構は、前記傾斜材７の後端部を前記車輪のやや後ろで突出するように配置して縁石端部からの下り動作を和らげる等、ある程度の設計修正後でもあっても使用する事ができる。
【００２８】
これにより前記車輪が該縁石端部の上を回転すると、前記傾斜材７が該縁石端部を捕え、前記車輪１を楽に降下させることができる。
【００２９】
前記傾斜材７は、完全な車輪持ち上げ機構のように、プレス加工されたシート状金属部品、アルミニウムのダイキャスト品、または射出成形されたプラスチックで形成してもよい。さらに、前記案内溝10，11に向けて各々支持される前記ローラー８，９はボール軸受，転がり軸受又は滑り軸受であってもよい。
【００３０】
前記二つの案内溝は、必ずしも円形状のものでなくてもよいことに注目されたい。さらに、何か他の方法で前記傾斜材７を確実にガイドするようにしても良く、その方法の一つは二つの弾性体の使用を伴ったものでもよい。
【００３１】
前記案内溝10及び11の設計は、図５に例示したような該障害物を乗り越す動きが関係付けられていれば、限りない選択肢を有する。図５では、前記案内溝11は湾曲し、前記車輪機構内で担持された下側のローラー９は、前記案内溝11の内側に寄り掛かっている。前記傾斜材７の上端部では、その内側で支持される前記ローラー８が前記シャーシ４の内部に設けてある前記案内溝10と接触している。
【００３２】
前記案内溝10は本実施例からも分かるように略Ｓ字状に形成されているため、障害物との遭遇持、始めの車輪持ち上げ運動はごく小さいが、次第に増加して最大点に到達した後、前記案内溝10の後端部に近接するに従って再び減少する。
【００３３】
この時、障害物の乗り越し運動は、開始時及び終了時において極めて静かでまた殆ど感知できない程度に小さくなるであろう。
【００３４】
更に前記案内溝10を前記傾斜材７に向かってわずかに凸状に形成することにより、障害物上を直線運動で乗り越すことができる。純粋な設計見地からの最も単純なものとしては、前記案内溝10を正規曲線で形成することである。しかしこれは、障害物乗り越し時に車体がさらに傾斜する程、該直線運動がより急な勾配になるのを許容する用途を前提としている。
【００３５】
前記傾斜材７の下方に対向した面12と、この傾斜材７の内部にある前記案内溝11が完全に並行にならないように配置することで、前記車輪１の自由な運動、すなわち前記車輪が障害物上に該車体を持ち上げるまでの高さは、前記傾斜材７が前記車輪上に障害物を引き渡す地点によって決定されるが、様々な障害物の高さに応じて変えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明における車輪持ち上げ機構の側面図である。
【図２】障害物乗り越え時の複数の配置点における車輪持ち上げ機構の側面図である。
【図３】図１における車輪持ち上げ機構の側面図である。
【図４】異なる高さの障害物に対して得られる傾斜材の傾斜角を示す概略図である。
【図５】図１の車輪持ち上げ機構の動作原理図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  車輪
４  シャーシ
７  傾斜材
８  前輪，ローラー（第一部材）
９  後輪，ローラー（第二部材）
10  案内溝（第二の案内溝）
11  案内溝（第一の案内溝）
12  摩擦強化皮膜
13  第三のばね部材（弾性体）
ｈ  障害物
【図１】
2005517571.tif 000003
【図２】
2005517571.tif 000004
【図３】
2005517571.tif 000005
【図４】
2005517571.tif 000006
【図５】
2005517571.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成15年9月23日(2003.9.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
図１は本発明における車輪持ち上げ機構の側面図であり、持ち上げ生成手段の異なる３点における配置を示してある。図２ａから２ｆは、障害物乗り越え時の複数の配置点における車輪持ち上げ機構の側面図である。図３は本発明における車輪持ち上げ機構を示してある。図４は各々異なる高さを有する障害物を乗り越える際に、該障害物の各々の高さに対応した傾斜がどのようにして得られるかを概略形式にして示してある。図５は、図１における車輪持ち上げ機構の動作原理を示してある。
【国際調査報告】
2005517571.tif 000008
2005517571.tif 000009
2005517571.tif 000010