(57)【要約】【課題】アクチュエータを用いず、また特別な操作を必要とせずに、段差を乗り越え得るようにする。【解決手段】前輪１０と後輪とを有する走行移動体において、上記前輪１０は、進行方向前側に主輪１１、後側に補助輪１２を有し、主輪１１の軸１１ａが、相互に噛合する一対の主輪側ギア１４と補助輪側ギア１５のうち主輪側ギア１４の軸１４ａに一端部を連結した主輪側リンク１６の他端部に回動可能に取付けられ、補助輪１２の軸１２ａが、前記補助輪側ギア１５の軸１５ａに一端部を連結した補助輪側リンク１７の他端部に回動可能に取付けられている。また、一対のギア１４、１５が走行移動体１の本体２に回動可能に取付けられ、主輪１１に前方からほぼ後向きの力が加わることによる主輪側リンク１６の揺動に伴い、上記補助輪１２を下方に移動させるように補助輪側リンク１７が揺動する構成となっている。【選択図】図２
2007145094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主輪と補助輪とを有し、主輪の軸が、相互に噛合する一対のギアのうち片方のギアの軸心に一端部を連結した主輪側リンクの他端部に回動可能に取付けられ、補助輪の軸が前記一対のギアのうちのもう片方のギアの軸心に一端部を連結した補助輪側リンクの他端部に回動可能に取付けられた構成の段差乗り越え機構であって、
前記主輪が進行方向前側に、前記補助輪が進行方向後側に配置されるとともに、主輪に対し前方の段差からほぼ後向きの力が加わることによる主輪側リンクの揺動に伴い、上記補助輪を下方に移動させるように補助輪側リンクが揺動するよう、上記一対のギアのそれぞれが配置されることを特徴とする段差乗り越え機構。
【請求項２】
請求項１に記載の段差乗り越え機構において、
前記主輪が前記段差を乗り越えるまで、前記補助輪の軸心が、該主輪の軸心より該補助輪の半径以上後側に位置するようになっていることを特徴とする段差乗り越え機構。
【請求項３】
請求項１または２に記載の段差乗り越え機構において、
前記主輪が段差を乗り越え、前記補助輪がその前側の段差からの力を受けているとき、前記主輪側リンクの他端部に取付けられた主輪の軸心が該主輪側リンクの一端部に取付けられたギアの軸心よりも後側に位置するようになっていることを特徴とする段差乗り越え機構。
【請求項４】
前輪と後輪とを有する走行移動体において、
上記前輪および後輪のうちの少なくとも前輪に、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の段差乗り越え機構が設けられていることを特徴とする走行移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手押し車や手押し台車などの人力で動く走行移動体、或いはモータやエンジンなどの自走式の走行移動体の車輪部の構造に関し、特に大きな段差を乗り越えることが可能な段差乗り越え機構およびこれを備える走行移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述した手押し車や手押し台車などにおいて、車輪で段差を乗り越えようとした場合、通常では車輪の半径よりも大きな段差を乗り越えることは物理的に困難である。つまり、段差が車輪半径よりも小さいとき、手押し車等を押す力（地面と平行な方向の力）の一部が車輪と段差が接している点を中心として手押し車等を持ち上げる方向に作用することで段差を乗り越えることができるが、段差が車輪の半径よりも大きいとき、手押し車等を押す力は殆ど段差の側面を押すことにのみ作用し、手押し車等を持ち上げる方向には作用しないため、段差を乗り越えることができない。
【０００３】
そのため、段差を乗り越えるための種々の機構を備えた走行移動体が従来から提案されている。その一つとして、Ｌ字状レバーを、下側突出部を前側に向けかつ折れ曲がり部を中心として揺動可能に設けるとともに、前輪と後輪との間に配する補助輪をレバーの下側突出部で昇降可能に設け、上記レバーの上端部を前後方向に操作することで、補助輪の高さを調整して前輪が段差を越える機構を備えた走行移動体が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
他の一つとして、前輪と後輪を取付けた一対の車輪支持部材を左右に配するとともに、各車輪支持部材を前後方向の中央部を中心として揺動駆動手段により揺動されるように設けておき、段差乗り越えの際、左右のうちの片方側の車輪支持部材を前輪が段差を越えるように揺動させ、前輪が段差を乗り越えると、今度はもう片方側の車輪支持部材を前輪が段差を越えるように揺動させて、左右両方の前輪が段差を乗り越える機構を備えた走行移動体が知られている（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１０−１８１６０９号公報
【特許文献２】特開２００３−２８５７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の場合には、段差を乗り越える都度レバーを操作しなければならず、機構を動作させるための手間が掛かり、走行移動体をスムーズに動かすことを困難にしている。一方、特許文献２の場合には、走行移動体にセンサを取付けて段差を検知させることで、自動的に段差を乗り越えさせることが可能となるが、アクチュエータを用いる必要があるため、コストが高くなったり、重量が大きくなったりするという難点がある。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、車輪が段差に当たることで車輪に前方から加わる力を効率よく利用することで、アクチュエータを用いず、また段差を乗り越えるときに特別な操作を必要とせずに、車輪の半径よりも低い段差は勿論、車輪の半径以上の段差をも乗り越え得る段差乗り越え機構およびこの機構を備える走行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】
【０００７】
本発明の段差乗り越え機構は、主輪と補助輪とを有し、主輪の軸が、相互に噛合する一対のギアのうち片方のギアの軸心に一端部を連結した主輪側リンクの他端部に回動可能に取付けられ、補助輪の軸が前記一対のギアのうちのもう片方のギアの軸心に一端部を連結した補助輪側リンクの他端部に回動可能に取付けられた構成の段差乗り越え機構であって、前記主輪が進行方向前側に、前記補助輪が進行方向後側に配置されるとともに、主輪に対し前方の段差からほぼ後向きの力が加わることによる主輪側リンクの揺動に伴い、上記補助輪を下方に移動させるように補助輪側リンクが揺動するよう、上記一対のギアのそれぞれが配置されることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項２の段差乗り越え機構は、請求項１に記載の段差乗り越え機構において、前記主輪が前記段差を乗り越えるまで、前記補助輪の軸心が、該主輪の軸心より該補助輪の半径以上後側に位置するようになっていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項３の段差乗り越え機構は、請求項１または２に記載の段差乗り越え機構において、前記主輪が段差を乗り越え、前記補助輪がその前側の段差からの力を受けているとき、前記主輪側リンクの他端部に取付けられた主輪の軸心が該主輪側リンクの一端部に取付けられたギアの軸心よりも後側に位置するようになっていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の走行移動体は、前輪と後輪とを有する走行移動体において、上記前輪および後輪のうちの少なくとも前輪に、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の段差乗り越え機構が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の段差乗り越え機構およびこの機構を備えた走行移動体による場合には、以下のようにして段差を乗り越える。ここで、本発明の一実施形態である図３を参照して説明する。即ち、段差乗り越え機構あるいはこの機構を備えた走行移動体が前方に走行していくときに、図３（ａ）に示すように主輪１１が段差２１の側面２２に当接すると、図３（ｂ）に示すように主輪１１が側面２２からほぼ後側にＦ１で押されることにより主輪側リンク１６が寝るように傾き角度が変化して、走行移動体の本体に回動可能に取付けられた一対のギア１４、１５の主輪側（リンク１６を介して主輪１１に連結されている側）のギア１４が回動する。すると、その主輪側ギア１４に噛み合っている補助輪側（リンク１７を介して補助輪１２に連結されている側）のギア１５が反対側に回動し、これにより図３（ｃ）に示すように補助輪側リンク１７が立つように傾き角度が変化して上記補助輪１２に地面を押し付ける力Ｆ２が作用して主輪１１が浮き上がる。このような動作は、主輪１１が段差２１の側面２２に当接している間中継続する。その後、図３（ｄ）に示すように主輪１１の軸心が段差２１の上縁を越えるようになると、図３（ｅ）に示すように段差乗り越え機構あるいはこの機構を備えた走行移動体の前方への走行に伴って主輪１１が段差２１を乗り越え、続いて補助輪１２が段差２１の側面２２に当接することになる。これにより図３（ｆ）に示すように補助輪１２がほぼ後側にＦ３で押されることにより補助輪側リンク１７が寝るように傾き角度が変化して補助輪側ギア１５がそれまでとは逆方向に回動し、一方主輪側ギア１４が補助輪側ギア１５とは逆方向に回動して、主輪１１に地面を押し付ける力Ｆ４が作用して補助輪１２を浮き上がらせていく。このような動作は、補助輪１２が段差２１の側面２２に当接している間中継続する。その後、補助輪１２の軸心が段差２１の上縁を越えるようになると、図３（ｇ）および図３（ｈ）に示すように段差乗り越え機構あるいはこの機構を備えた走行移動体の前方への移動に伴って補助輪１２も段差２１を乗り越える。
【００１２】
したがって、本発明の段差乗り越え機構および走行移動体では、車輪が段差に当たることで前方から加わる力を効率よく下向きの力に変換して利用することで、アクチュエータを用いず、また段差を乗り越えるときに特別な操作を必要とせずに、車輪の半径よりも低い段差は勿論、車輪の半径以上の段差をも乗り越えることができる。
【００１３】
請求項２による場合には、主輪が段差を乗り越えるまで、補助輪の軸心が、該主輪の軸心より該補助輪の半径以上後側に位置するようになっているので、主輪が段差を乗り越えるまで補助輪が段差の側面に当接することがなく、主輪が段差を乗り越える高さまで上がっているにも拘わらず、段差を乗り越えることができないという事態が発生しないようになっている。つまり、補助輪の軸心と主輪の軸心との間隔が補助輪の半径よりも小さくなった場合、補助輪が段差の側面に当接している状態では主輪の軸心は段差よりも後側に位置することになり、段差を乗り越えることができないからである。
【００１４】
請求項３による場合には、主輪が段差を乗り越え、その補助輪が段差の側面からの力を受けているとき、主輪側リンクの他端部に取付けられた主輪の軸心が主輪側リンクの一端部に取付けられたギアの軸心よりも後側に位置するので、主輪が下方に移動するように主輪側リンクが揺動し、換言すると補助輪が主輪に対して相対的に上方に移動するように補助輪側リンクが揺動し、補助輪の段差への乗り越えを促進する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明を具体的に説明する。
【００１６】
図１は本発明の段差乗り越え機構を適用したシルバーカーを示す左側面図、図２（ａ）は本発明の段差乗り越え機構を示す左側面図、同（ｂ）はその機構を前側から見た図である。
【００１７】
このシルバーカー１は、パイプを所望の形状に繋いでなる本体２と、腰掛け兼荷物入れとして機能するバック３とを有し、本体２の左右の各前後には前輪１０と後輪２０が設けられている。
【００１８】
本体２は、上部に前面側から見て門形に形成された手押し用パイプ２ａと、下部の左右前側に、前側を下側にして配された前輪用パイプ２ｂと、下部の左右後側に、後側を下側にして配された後輪用パイプ２ｃと、左右両側の各前輪用パイプ２ｂの下端に両端部が取付けられた水平な基台２ｄとを有する。
【００１９】
上記基台２ｄは、上記バック３の下側を支えるものである。その基台２ｄの左右両端部の下側には一対の前輪１０が取付けられている。また、左右の後輪用パイプ２ｃの下端には、一対の後輪２０が取付けられている。
【００２０】
各前輪１０は、進行方向前側の主輪１１と、進行方向後側の補助輪１２と、基台２ｄの下側に垂下状態で設けた小支持片１３ａ、１３ｂおよび大支持片１３ｃ、１３ｄと、小支持片１３ａ、１３ｂで軸１４ａが回動自在に支持された主輪側ギア１４と、大支持片１３ｃ、１３ｄで軸１５ａが回動自在に支持された補助輪側ギア１５と、主輪側ギア１４の軸１４ａに一端部が連結され他端部が主輪１１の軸１１ａに連結された主輪側リンク１６と、補助輪側ギア１５の軸１５ａに一端部が連結され、他端部が補助輪１２の軸１２ａに連結された補助輪側リンク１７とを有する。
【００２１】
上記主輪１１は主輪側リンク１６に対して回動可能に設けられ、補助輪１２も補助輪側リンク１７に対して回動可能に設けられている。また、上記主輪側リンク１６は主輪側ギア１４の軸１４ａを中心に揺動し、補助輪側リンク１７も補助輪側ギア１５の軸１５ａを中心に揺動する。そして、上記主輪側ギア１４と補助輪側ギア１５とは相互に噛合し、噛合しない部分を欠落させた概略半円状のものを用いてコンパクトにしている。但し、円状のものを使用してもよいことは勿論である。この前輪１０の構成は、段差乗り越え機構として働き、左右で対称な配置となっている。
【００２２】
このシルバーカー１は、手押し用パイプ２ａを把持して押すと、前輪１０が進行方向前側の段差を乗り越えつつ前進することになる。
【００２３】
次に、上記前輪１０の段差乗り越え動作につき図３を参照して説明する。
【００２４】
シルバーカー１が前方に移動していくときに、図３（ａ）に示すように主輪１１が段差２１の側面２２に当接すると、図３（ｂ）に示すように主輪１１が側面２２からほぼ後側にＦ１で押されることにより主輪側リンク１６が寝るように傾き角度が変化して主輪側ギア１４が回動する。すると、その主輪側ギア１４に噛み合っている補助輪側ギア１５が反対側に回動し、これにより図３（ｃ）に示すように補助輪側リンク１７が立つように傾き角度が変化して補助輪１２に地面を押し付ける力Ｆ２が作用して主輪１１が浮き上がる。
そして、このような動作は、図３（ｄ）に示すようにシルバーカー１の前方への走行に伴って主輪１１が段差２１の側面２２に当接している間中継続し、図３（ｅ）に示すように主輪１１の軸心が段差２１の上縁を越える。このように主輪１１を段差２１の上に乗り越えさせるためには、乗り越えるまで、補助輪１２の軸心が主輪１１の軸心よりも補助輪１２の半径以上後側に位置するようにして、主輪１１が段差２１を乗り越える高さまで上がっているにも拘わらず、段差２１を乗り越えることができないという事態が発生しないようにすることが好ましい。
【００２５】
その後、上述した主輪１１の段差２１への乗り越えに続いて、補助輪１２が段差２１の側面２２に当接することになる。これにより図３（ｆ）に示すように補助輪１２がほぼ後側にＦ３で押されることにより、補助輪側リンク１７が寝るように傾き角度が変化して補助輪側ギア１５がそれまでとは逆方向に回動し、一方主輪側ギア１４が補助輪側ギア１５とは逆方向に回動して、主輪１１に地面を押し付ける力Ｆ４が作用して補助輪１２を浮き上がらせていく。このような動作は、補助輪１２が段差２１の側面２２に当接している間中継続する。
【００２６】
その後、補助輪１２の軸心が段差２１の上縁を越えるようになると、図３（ｇ）および図３（ｈ）に示すようにシルバーカー１の前方への走行に伴って補助輪１２も段差２１を乗り越える。このように補助輪１２を段差２１の上に乗り越えさせるためには、その乗り越えまで、主輪側リンク１６の他端部に取付けられた主輪１１の軸心が主輪側リンク１６の一端部に取付けられたギア１４の軸心よりも後側に位置するようにして、主輪１１に地面を押し付ける力Ｆ４を作用させることが乗り越えを促進させる上で好ましい。
【００２７】
なお、上述した実施形態では段差が主輪１１や補助輪１２の半径よりも高い場合について説明しているが、主輪１１や補助輪１２が段差２１に当接することにより後側に押す力Ｆ１やＦ３が発生すると、上述のように主輪１１や補助輪１２が段差２１を乗り越えていくので、主輪１１や補助輪１２の半径よりも低い段差でも力Ｆ１やＦ３の発生によりその段差をも乗り越えることができる。
【００２８】
したがって、本実施形態のシルバーカー１では、車輪（主輪１１と補助輪１２）が段差２１に当たることで車輪（主輪１１と補助輪１２）に前方から加わる力を効率よく下向きの力に変換して利用することで、アクチュエータを用いず、また段差を乗り越えるときに特別な操作を必要とせずに、車輪（主輪１１と補助輪１２）の半径よりも低い段差は勿論、車輪の半径以上の段差をも乗り越えることができる。
【００２９】
また、本実施形態のシルバーカー１では、このような段差の乗り越えに限らず、平坦な面から斜面に変化する段差のない境界部分に対しても、主輪が前方から斜め上方かつ後向きの力を受けて、補助輪が下方に移動するように補助輪側リンクが揺動するので、スムーズに通過し得ることは勿論である。
【００３０】
なお、上述した実施形態では相互に噛合している一対のギアのうち一方のギアを主輪側ギア、他方のギアを補助輪側ギアとして用いているが、本発明はこれとは逆に、一方のギアを補助輪側ギア、他方のギアを主輪側ギアとして用い、一方のギアに補助輪側リンクを取付け、他方のギアに主輪側リンクを取付けても実施することができる。
【００３１】
また、上述した実施形態では明言していないが、一対のギアを上下に配置する必要は必ずしもない。例えば、一対のギアを水平または斜めに配置しても実施できることは勿論である。
【００３２】
更に、上述した実施形態では前輪を、主輪と補助輪を有する前記段差乗り越え機構としているが、本発明はこれに限らず、前輪と後輪の両方を段差乗り越え機構としてもよいことは勿論である。
【００３３】
更にまた、上述した実施形態では人が押すシルバーカーに本発明を適用しているが、本発明はこれに限らず、人が押す台車、人力で動く車いすなどの人力で動く走行移動体にも適用でき、更には、モータやエンジン等により動く自走式の走行移動体にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明を適用したシルバーカーを示す左側面図である。
【図２】（ａ）は図１のシルバーカーに設けられた前輪を示す左側面図、（ｂ）はその前輪を前側から見た図である。
【図３】前輪の段差乗り越え動作の説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
１    シルバーカー（走行移動体）
１０    前輪
１１    主輪
１２    補助輪
１４    主輪側ギア
１５    補助輪側ギア
１６    主輪側リンク
１７    補助輪側リンク
２０    後輪
２１    段差
【図１】
2007145094.tif 000003
【図２】
2007145094.tif 000004
【図３】
2007145094.tif 000005