(57)【要約】【課題】キャスタ付き移動体が、どの方向に傾斜しても倒れ難く、意図せずに動き出すことを抑制できるキャスタ付き移動体を提供する。【解決手段】少なくとも３つの車輪部を備え、前記少なくとも３つの車輪部のうちの少なくとも１つは、床面と実質的に垂直な旋回軸を中心に回動自在に構成された自在キャスタである、キャスタ付き移動体であって、前記自在キャスタは、前記キャスタ付き移動体の上面視において、車輪の接地位置と前記旋回軸とが所定の距離だけ離れて構成され、非接地時に、当該自在キャスタの向きを所定の向きに維持するように付勢力を発生させる付勢機構を備え、前記所定の向きは、前記少なくとも３つの車輪部における車輪の接地位置をそれぞれ頂点とする支持多角形の面積を最大化するように設定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも３つの車輪部を備え、前記少なくとも３つの車輪部のうちの少なくとも１つは、床面と実質的に垂直な旋回軸を中心に回動自在に構成された自在キャスタである、キャスタ付き移動体であって、
前記自在キャスタは、前記キャスタ付き移動体の上面視において、車輪の接地位置と前記旋回軸とが所定の距離だけ離れて構成され、
非接地時に、当該自在キャスタの向きを所定の向きに維持するように付勢力を発生させる付勢機構を備え、
前記所定の向きは、前記少なくとも３つの車輪部における車輪の接地位置をそれぞれ頂点とする支持多角形の面積を最大化するように設定されている、キャスタ付き移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャスタ付き移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
垂直軸の回りに３６０°の方向へ回動自在な自在キャスタを備えた移動体が知られている。特許文献１には、４つの自在キャスタを備え、４つの自在キャスタのうちの少なくとも２つが、互いに並行に並んだ状態と、一直線に並んだ状態とで、切り替え可能に構成されている、移動体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２１６８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された移動体における、自在キャスタの配置では、移動体が傾斜した際の傾斜方向によっては、移動体が転倒し易く、意図せずに動き出しやすいという問題があった。
【０００５】
本発明は、以上の背景に鑑みなされるものであり、キャスタ付き移動体が、どの方向に傾斜しても倒れ難く、意図せずに動き出すことを抑制できるキャスタ付き移動体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】
本発明は、少なくとも３つの車輪部を備え、前記少なくとも３つの車輪部のうちの少なくとも１つは、床面と実質的に垂直な旋回軸を中心に回動自在に構成された自在キャスタである、キャスタ付き移動体であって、前記自在キャスタは、前記キャスタ付き移動体の上面視において、車輪の接地位置と前記旋回軸とが所定の距離だけ離れて構成され、非接地時に、当該自在キャスタの向きを所定の向きに維持するように付勢力を発生させる付勢機構を備え、前記所定の向きは、前記少なくとも３つの車輪部における車輪の接地位置をそれぞれ頂点とする支持多角形の面積を最大化するように設定されているものである。
【０００７】
キャスタ付き移動体は、自在キャスタが非接地時に、付勢機構による付勢力により、自在キャスタの向きが支持多角形の面積を最大化する向きになるように、付勢機構が構成されている。このようにすることで、非接地状態の自在キャスタを再び接地させたときに、車輪部によるキャスタ付き移動体の支持をより安定させることができるので、キャスタ付き移動体が、どの方向に傾斜しても倒れ難く、意図せずに動き出すことを抑制できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、キャスタ付き移動体が、どの方向に傾斜しても倒れ難く、意図せずに動き出すことを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態にかかるキャスタ付き移動体の概略的な構成を示す概略図である。
【図２】図１の矢印Ａから見た矢視図である。
【図３】図１の破線で囲んだ領域Ｂを拡大した拡大図である。
【図４】付勢機構が非接地時に自在キャスタの向きを所定の向きに維持するメカニズムについて説明する模式図である。
【図５】本実施形態にかかるキャスタ付き移動体において、車輪部が、１つの自在キャスタ及び２つの能動車輪からなる場合の構成（変形例１の構成）を示す模式図である。
【図６】本実施形態にかかるキャスタ付き移動体において、車輪部が、６つの自在キャスタ及び２つの能動車輪からなる場合の構成（変形例２の構成）を示す模式図である。
【図７】本実施形態にかかるキャスタ付き移動体において、車輪部が、３つの自在キャスタからなる場合の構成（変形例３の構成）を示す模式図である。
【図８】付勢機構の図３とは別の構成（変形例４の構成）を示す模式図である。
【図９】変形例４の構成の付勢機構が非接地時に自在キャスタの向きを所定の向きに維持するメカニズムについて説明する模式図である。
【図１０】参考形態にかかるキャスタ付き移動体の概略的な構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。
【００１１】
図１は、本実施形態にかかるキャスタ付き移動体１の概略的な構成を示す概略図である。図２は、図１の矢印Ａから見た矢視図である。
【００１２】
図１及び図２に示すように、キャスタ付き移動体１は、本体部２と、車輪部としての、２つの自在キャスタ３及び２つの能動車輪４と、付勢機構５と、を備えている。すなわち、キャスタ付き移動体１は、少なくとも３つ（本実施の形態では４つ）の車輪部を備え、少なくとも３つの車輪部のうちの少なくとも１つ（本実施の形態では２つ）は自在キャスタ３である。
【００１３】
自在キャスタ３は、地面Ｗ上を移動させたときに、車輪の移動方向がキャスタ付き移動体１の移動方向に倣うように追従する。能動車輪４は、車輪の移動方向が能動的に制限されており、例えば、モータなどの駆動源を有する駆動機構によって駆動される。付勢機構５は、非接地時の自在キャスタ３の向きを所定の向きに維持するように付勢力を発生させる。
【００１４】
図３は、図１の破線で囲んだ領域Ｂを拡大した拡大図である。図３に示すように、自在キャスタ３は、車輪３１と、旋回軸３２と、を備えている。旋回軸３２は、本体部２において、床面Ｗと実質的に垂直になるように取り付けられている。自在キャスタ３は、旋回軸３２を中心に回動自在に構成されている。自在キャスタ３は、キャスタ付き移動体１の上面視において、車輪３１の接地位置Ｐ１と旋回軸３２の軸中心Ｐ２とが所定の距離Ｌ１だけ離れて構成されている。
【００１５】
付勢機構５は、バネなどの弾性体５１と、自在キャスタ３に形成された偏心軸５２と、本体部２に設けられた固定部５３と、を含む。偏心軸５２は、自在キャスタ３において、車輪３１の接地位置Ｐ１に対し、偏心して形成されている。すなわち、偏心軸５２は、自在キャスタ３において、車輪３１の接地位置Ｐ１と、旋回軸３２の軸中心Ｐ２を挟んで反対側に位置するＰ３が軸中心となるように形成されている。弾性体５１は、一端が偏心軸５２に取り付けられ、他端が固定部５３に取り付けられている。
【００１６】
図４は、付勢機構５が非接地時に自在キャスタ３の向きを所定の向きに維持するメカニズムについて説明する模式図である。図４において、上段には自在キャスタ３が接地して地面Ｗ上を移動しているとき（接地移動時）の状態を、下段には自在キャスタ３が接地していないとき（非接地時）の状態を示す。図４の上段に示すように、自在キャスタ３が接地移動時には、自在キャスタ３の車輪の移動方向がキャスタ付き移動体１の移動方向Ｃ１に倣うように追従する。
【００１７】
これに対し、図４の下段に示すように、自在キャスタ３が非接地時には、付勢機構５による付勢力によって、自在キャスタ３が矢印Ｄ１、Ｄ２の向きに旋回する。これにより、自在キャスタ３の向きは所定の向きに維持される。ここで、所定の向きは、車輪部としての、２つの自在キャスタ３及び２つの能動車輪４のそれぞれの車輪の接地位置をそれぞれ頂点とする支持多角形Ｍの面積を最大化するように設定されている。すなわち、非接地時の自在キャスタ３の向きが支持多角形Ｍの面積を最大化する向きになるように、本体部２における固定部５３の設置位置を決める。
【００１８】
以上より、本実施形態にかかるキャスタ付き移動体１は、自在キャスタ３が非接地時に、付勢機構５による付勢力により、自在キャスタ３の向きが支持多角形Ｍの面積を最大化する向きになるように、付勢機構５が構成されている。非接地状態の自在キャスタ３を再び接地させた後、自在キャスタ３を地面Ｗ上で移動させるまでは、自在キャスタ３の向きは非接地時の向き（支持多角形Ｍの面積を最大化する向き）に維持されている。車輪部によるキャスタ付き移動体１の支持は、支持多角形Ｍの面積を最大化したときに最も安定する。このため、非接地状態の自在キャスタ３を再び接地させた後、自在キャスタ３を地面Ｗ上で移動させるまで、車輪部によるキャスタ付き移動体１の支持は、より安定した状態に維持されている。これにより、自在キャスタ３を再接地させてから移動させるまでは、キャスタ付き移動体１が、どの方向に傾斜しても倒れ難く、意図せずに動き出すことを抑制できる。
【００１９】
［変形例１］
上述したように、キャスタ付き移動体１は、少なくとも３つの車輪部を備え、少なくとも３つの車輪部のうちの少なくとも１つは自在キャスタであれば、車輪部の構成はどのようなものであってもよい。図５は、キャスタ付き移動体１において、車輪部が、１つの自在キャスタ３及び２つの能動車輪４からなる場合の構成を示す模式図である。なお、図５は、自在キャスタ３が非接地時の状態を示し、図４の下段と対応する。図５に示すキャスタ付き移動体１においても、非接地時に、付勢機構５による付勢力により、自在キャスタ３の向きが支持多角形Ｍの面積を最大化する向きになるように、付勢機構５が構成されている。
【００２０】
［変形例２］
図６は、キャスタ付き移動体１において、車輪部が、６つの自在キャスタ３及び２つの能動車輪４からなる場合の構成を示す模式図である。なお、図６は、自在キャスタ３が非接地時の状態を示し、図４の下段と対応する。図６に示すキャスタ付き移動体１においても、非接地時に、付勢機構５による付勢力により、自在キャスタ３の向きが支持多角形Ｍの面積を最大化する向きになるように、付勢機構５が構成されている。
【００２１】
［変形例３］
図７は、キャスタ付き移動体１において、車輪部が、３つの自在キャスタ３からなる場合の構成を示す模式図である。すなわち、図７に示す構成では、車輪部は全て自在キャスタ３であり、能動車輪は含まない。なお、図７の上段は、自在キャスタ３が接地移動時の状態を示し、図４の上段と対応する。図７の下段は、自在キャスタ３が非接地時の状態を示し、図４の下段と対応する。図７に示すキャスタ付き移動体１においても、非接地時に、付勢機構５による付勢力により、自在キャスタ３の向きが支持多角形Ｍの面積を最大化する向きになるように、付勢機構５が構成されている。
【００２２】
［変形例４］
付勢機構は、非接地時に、当該自在キャスタの向きを所定の向きに維持するように付勢力を発生させることができるものであれば、図３の構成に限定されない。図８は、図３の付勢機構とは別の構成を示す模式図である。図８に示すように、変形例４にかかる付勢機構１０５は、カム１５１と、フォロワ１５２と、を含む。
【００２３】
カム１５１は、上部カム１５１ａと、下部カム１５１ｂと、から構成される。自在キャスタ３において、上部カム１５１ａは旋回軸３２に対して上側（本体部２側）に配置され、下部カム１５１ｂは旋回軸３２に対して下側（車輪３１側）に配置されている。上部カム１５１ａにおける、下部カム１５１ｂと対向する面には、水平面１５１ａＡが形成されている。一方、下部カム１５１ｂにおける、上部カム１５１ａと対向する面には、フォロワ１５２と係合する谷部１５１ｂＢを有する波状面１５１ｂＡが形成されている。
【００２４】
フォロワ１５２は、車輪３１が回転可能に取り付けられたベース部３３に支柱１５３を介して取り付けられている。フォロワ１５２は、上部カム１５１ａと下部カム１５１ｂとの間に配置されている。
【００２５】
図９は、付勢機構１０５が非接地時に自在キャスタ３の向きを所定の向きに維持するメカニズムについて説明する模式図である。図９において、上段には自在キャスタ３が接地しているとき（接地時）の状態を、下段には自在キャスタ３が接地していないとき（非接地時）の状態を示す。図９の上段に示すように、自在キャスタ３の接地時には、フォロワ１５２は、上部カム１５１ａの水平面１５１ａＡに当接し、下部カム１５１ｂの波状面１５１ｂＡには当接していない。このため、フォロワ１５２は、旋回軸３２の周りを自由に回動することができる。
【００２６】
一方、図９の下段に示すように、自在キャスタ３の非接地時には、重力によりベース部３３が下方（矢印Ｅの方向）に下がり、フォロワ１５２が、下部カム１５１ｂにおける波状面１５１ｂＡの谷部１５１ｂＢへと誘導される。このとき、フォロワ１５２は、上部カム１５１ａの水平面１５１ａＡには当接していない。フォロワ１５２の動きが谷部１５１ｂＢによって拘束されることで、自在キャスタ３は所定の向きに維持される。
【００２７】
ここで、所定の向きは、図４を参照して説明したように、車輪部としての、２つの自在キャスタ３及び２つの能動車輪４のそれぞれの車輪の接地位置をそれぞれ頂点とする支持多角形Ｍの面積を最大化するように設定されている。すなわち、非接地時の自在キャスタ３の向きが支持多角形Ｍの面積を最大化する向きになるように、下部カム１５１ｂにおける波状面１５１ｂＡの谷部１５１ｂＢを形成する位置を決める。
【００２８】
なお、本発明は上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【００２９】
上記実施形態では、非接地時に、付勢機構による付勢力により、自在キャスタの向きが支持多角形の面積を最大化する向きになるように、付勢機構を構成した。これに対し、図１０に示すように、参考形態にかかるキャスタ付き移動５０１において、自在キャスタ３の向きが特定の方向（図１０に示す例では進行方向）の安定余裕Ｌ２を最大化する向きになるように、付勢機構５を構成することも考えられる。
【００３０】
上記実施の形態では、付勢機構を、バネなどの弾性体の付勢力によって、非接地時に自在キャスタの向きが支持多角形の面積を最大化する向きになるようする構成としたが、付勢機構において付勢力を生じさせる手段は弾性体に限るものではない。例えば、付勢機構を、アクチュエータによって自在キャスタの旋回軸に付勢力を及ぼし、非接地時に自在キャスタの向きが支持多角形の面積を最大化する向きになるようする構成としてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１  キャスタ付き移動体
２  本体部
３  自在キャスタ
４  能動車輪
５、１０５  付勢機構
３１  車輪
３２  旋回軸
３３  ベース部
５１  弾性体
５２  偏心軸
５３  固定部
１５１  カム
１５１ａ  上部カム
１５１ａＡ  水平面
１５１ｂ  下部カム
１５１ｂＡ  波状面
１５１ｂＢ  谷部
１５２  フォロワ
１５３  支柱
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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