JP2007137305A - キャスター用補助輪 - Google Patents
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Abstract
【課題】段差の乗り越えを楽に行わせるためキャスターに取付けられる補助輪を提供する。
【解決手段】移動体にキャスターが備えられており、該キャスターが、キャスター軸と、旋回自在なフォークと、該フォークの下端部に車輪軸が回転自在に取付けられた車輪とからなり、該キャスターに取付けられる段差昇降用の補助輪であって、補助輪10が、外周に、支軸11を中心として互いに回転対称な位置に配設された、少なくとも3つの頂点を有する回転体12と、回転体12の頂点に、それぞれ回転自在に取り付けられたローラ13とからなり、回転体12が、その外周において、隣接する頂点間に摺動可能で摩擦抵抗が小さく、かつその中心方向に円弧状に凹んだガイド面12sを備えている。
【選択図】図1
【解決手段】移動体にキャスターが備えられており、該キャスターが、キャスター軸と、旋回自在なフォークと、該フォークの下端部に車輪軸が回転自在に取付けられた車輪とからなり、該キャスターに取付けられる段差昇降用の補助輪であって、補助輪10が、外周に、支軸11を中心として互いに回転対称な位置に配設された、少なくとも3つの頂点を有する回転体12と、回転体12の頂点に、それぞれ回転自在に取り付けられたローラ13とからなり、回転体12が、その外周において、隣接する頂点間に摺動可能で摩擦抵抗が小さく、かつその中心方向に円弧状に凹んだガイド面12sを備えている。
【選択図】図1
Description
本発明は、キャスター用補助輪に関する。さらに詳しくは、キャスターを取付けた移動体、たとえば車椅子やストレッチャーその他種々の移動体においてキャスターの段差の乗り越えが楽に行えるようにする補助輪に関する。
キャスターを取付けた移動体の一例として車椅子がある。
車椅子の一般的な構成は、図9に示すように、椅子フレーム101に大輪102とキャスター103を取付け、椅子フレーム101には、シート104、背もたれ105、フットレスト106などを取付けたものである(特許文献1参照)。
前記キャスター103は、フットレスト106に乗せた人の足を巻き込んでけがをすることを避けるため、フットレスト106よりも、やや外側に配置し、かつ直径の小さい車輪が用いられる。
車椅子の一般的な構成は、図9に示すように、椅子フレーム101に大輪102とキャスター103を取付け、椅子フレーム101には、シート104、背もたれ105、フットレスト106などを取付けたものである(特許文献1参照)。
前記キャスター103は、フットレスト106に乗せた人の足を巻き込んでけがをすることを避けるため、フットレスト106よりも、やや外側に配置し、かつ直径の小さい車輪が用いられる。
しかるに、キャスター103の直径が小さいと、ほんのわずかな段差でも乗り越えるのが難しく、4〜5cmの高さの段差であると実際には乗り越え不能に陥っている。このため車椅子あるいはキャスターを用いたストレッチャー等での移動は、建物内でも不便を感じることが少なくない。
本発明はかかる事情に鑑み、キャスターでの段差の乗り越えを楽に行わせるため、キャスターに取付けられる補助輪を提供することを目的とする。
第1発明のキャスター用補助輪は、移動体にキャスターが備えられており、該キャスターが、キャスター軸と、旋回自在なフォークと、該フォークの下端部に車輪軸が回転自在に取付けられた車輪とからなり、該キャスターに取付けられる段差昇降用の補助輪であって、該補助輪が、その支軸を中心として互いに回転対称な位置に配設された、少なくとも3つの頂点を有する回転体と、該回転体の前記頂点に、それぞれ回転自在に取り付けられたローラとを備え、該回転体は、隣接する前記頂点間に摺動可能で、前記支軸の中心方向に円弧状に凹んだガイド面を備えていることを特徴とする。
第2発明のキャスター用補助輪は、第1発明において、前記補助輪は、その支軸が、前記キャスターの前記車輪軸より上方の位置であり、かつキャスターの走行方向前方で前記フォークに取付けられ、前記補助輪の隣接する二つのローラが、最下端に回転しており水平となっている状態で、前記キャスターの前記車輪軸より下方であり、前記車輪の下端位置より上に位置することを特徴とする。
第3発明のキャスター用補助輪は、第1発明において、前記補助輪と前記フォークとの間には、該補助輪の自由な回転を拘束するが、外力によって回転することを許容する自由回転拘束機構が設けられていることを特徴とする。
第4発明のキャスター用補助輪は、第1発明において、前記回転体は、その支軸の軸方向からみて、前記ガイド面の側辺の一端部と、前記ガイド面を挟む隣接した両側のローラのうち、前記ガイド面の一端部側のローラ外周との交点が、前記一端部側のローラの回転中心を通り、他端側のローラ外周に接する接線よりも外方に位置していることを特徴とする。
第2発明のキャスター用補助輪は、第1発明において、前記補助輪は、その支軸が、前記キャスターの前記車輪軸より上方の位置であり、かつキャスターの走行方向前方で前記フォークに取付けられ、前記補助輪の隣接する二つのローラが、最下端に回転しており水平となっている状態で、前記キャスターの前記車輪軸より下方であり、前記車輪の下端位置より上に位置することを特徴とする。
第3発明のキャスター用補助輪は、第1発明において、前記補助輪と前記フォークとの間には、該補助輪の自由な回転を拘束するが、外力によって回転することを許容する自由回転拘束機構が設けられていることを特徴とする。
第4発明のキャスター用補助輪は、第1発明において、前記回転体は、その支軸の軸方向からみて、前記ガイド面の側辺の一端部と、前記ガイド面を挟む隣接した両側のローラのうち、前記ガイド面の一端部側のローラ外周との交点が、前記一端部側のローラの回転中心を通り、他端側のローラ外周に接する接線よりも外方に位置していることを特徴とする。
第1発明によれば、段差に対して、回転体のガイド面を段差の角に接触させて、移動体を進行方向上方に引けば、ガイド面は、段差に対して摺動可能であるので、回転体を階段の角に滑らせながら上方に移動させることができる。そして、この回転体の動きにつられてキャスターが段差に上がろうとするので、キャスターが段差を越えやすくなり、小さな力でも段差越えが可能となる。
第2発明によれば、補助輪の支軸がキャスターの車輪軸より上方位置にあり、かつキャスターの走行方向前方にあることから、段差に対してキャスターよりも先に補助輪が接触を開始する。このため、補助輪による段差乗り越え補助動作が、どの段差に対しても確実に行える。
第3発明によれば、補助輪が勝手に回転しないので、キャスターによる走行が支障なく行え、また段差越えの際には小さな力で押すと、補助輪を回転させて段差越え動作をすることができる。
第4発明によれば、ガイド面が回転体の中心方向に向けて凹んだ円弧状に形成されているため、ガイド面が段差の角を滑るときの摩擦抵抗が小さくなる。また、回転体はガイド面と階段の角との接触部分が支点となって回転するので、ガイド面の上方に位置するローラと支点との間の距離が短くなり、ガイド面の上方に位置するローラの周速度が小さくなる。このため、ガイド面の上方に位置するローラを段差上面に載せるときの衝撃を小さくできる。さらに、ガイド面と階段の角との接触点は後方に移動しながら、その接触点を支点として、回転体が進行方向前方に連続的に回転する。したがって、ガイド面の上方に位置するローラを、段差上面に連続的に滑らかに載せることができる。これらの動きの結果、キャスターが段差を乗り越えやすくなる。
第2発明によれば、補助輪の支軸がキャスターの車輪軸より上方位置にあり、かつキャスターの走行方向前方にあることから、段差に対してキャスターよりも先に補助輪が接触を開始する。このため、補助輪による段差乗り越え補助動作が、どの段差に対しても確実に行える。
第3発明によれば、補助輪が勝手に回転しないので、キャスターによる走行が支障なく行え、また段差越えの際には小さな力で押すと、補助輪を回転させて段差越え動作をすることができる。
第4発明によれば、ガイド面が回転体の中心方向に向けて凹んだ円弧状に形成されているため、ガイド面が段差の角を滑るときの摩擦抵抗が小さくなる。また、回転体はガイド面と階段の角との接触部分が支点となって回転するので、ガイド面の上方に位置するローラと支点との間の距離が短くなり、ガイド面の上方に位置するローラの周速度が小さくなる。このため、ガイド面の上方に位置するローラを段差上面に載せるときの衝撃を小さくできる。さらに、ガイド面と階段の角との接触点は後方に移動しながら、その接触点を支点として、回転体が進行方向前方に連続的に回転する。したがって、ガイド面の上方に位置するローラを、段差上面に連続的に滑らかに載せることができる。これらの動きの結果、キャスターが段差を乗り越えやすくなる。
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
以下では、キャスターを使用する移動体として車椅子を一例として、その実施形態につき説明する。
図8において、Aは車椅子で、椅子フレーム1に大輪2とキャスター3を取付けている。また、シート4や背もたれ5、フットレスト6を取付けている。Bは補助輪で、キャスター3に取付けられている。
以下では、キャスターを使用する移動体として車椅子を一例として、その実施形態につき説明する。
図8において、Aは車椅子で、椅子フレーム1に大輪2とキャスター3を取付けている。また、シート4や背もたれ5、フットレスト6を取付けている。Bは補助輪で、キャスター3に取付けられている。
つぎに、図1〜図3に基づき、キャスター3と補助輪Bの詳細を説明する。
図1は本発明の一実施例に係る補助輪とキャスターの側面図である。図2は図1に示す補助輪とキャスターの正面図である。図3は補助輪の側面図である。図4は本発明の補助輪を用いたキャスターの段差乗越え作用の説明図である。
図1は本発明の一実施例に係る補助輪とキャスターの側面図である。図2は図1に示す補助輪とキャスターの正面図である。図3は補助輪の側面図である。図4は本発明の補助輪を用いたキャスターの段差乗越え作用の説明図である。
図1および図2に示すように、キャスター3は垂直なキャスター軸31と、このキャスター軸31の下端で、水平面で旋回自在に取付けられたフォーク32と、このフォーク32の下端で垂直面内で回転自在な車輪33とから構成されている。34は車輪33の車輪軸である。なお、キャスター軸31が旋回自在であって、フォーク32はキャスター軸31に固定したものであってもよい。
前記フォーク32は、湾曲した形状を有している点で公知のものと同様であるが、中間部に補助輪Bを取付けるためのブラケット部35が形成されている。このブラケット部35は、キャスター3の進行方向前方に形成されている。
前記フォーク32は、湾曲した形状を有している点で公知のものと同様であるが、中間部に補助輪Bを取付けるためのブラケット部35が形成されている。このブラケット部35は、キャスター3の進行方向前方に形成されている。
本実施形態の補助輪Bは、前記キャスター3のフォーク32の左右両側に取付けられている。この補助輪3は、図示の実施形態ではキャスター3の両面に取り付けているが、キャスター3の片側のみに付けてもよく、段差の乗り越え補助動作が行えるならば、必ずしも両側に取付ける必要はない。
前記両側の補助輪Bは全く同一の構成であるため、以下ではとくに区別せずに一方の補助輪Bを説明する。
前記補助輪Bは支軸11を有しており、この支軸11には、回転体12が回転自在に取付けられている。なお、支軸11を回転自在にして回転体12は支軸11に固定してもよい。この回転体12は、支軸11の軸方向からみて、支軸11を中心として互いに回転対称な位置に4つの頂点を有しており、各頂点には、それぞれローラ13が回転可能に取り付けられている。すなわち、回転体12には、支軸11から等距離かつ90°間隔で4つのローラ13が取り付けられている。このような構成であり、補助輪Bは、回転体12が支軸11まわりに自転すると、4つのローラ13が支軸11まわりに公転することができる。
前記補助輪Bは支軸11を有しており、この支軸11には、回転体12が回転自在に取付けられている。なお、支軸11を回転自在にして回転体12は支軸11に固定してもよい。この回転体12は、支軸11の軸方向からみて、支軸11を中心として互いに回転対称な位置に4つの頂点を有しており、各頂点には、それぞれローラ13が回転可能に取り付けられている。すなわち、回転体12には、支軸11から等距離かつ90°間隔で4つのローラ13が取り付けられている。このような構成であり、補助輪Bは、回転体12が支軸11まわりに自転すると、4つのローラ13が支軸11まわりに公転することができる。
前記回転体12には、隣接する頂点間における外周面に、それぞれ回転体12の中心方向、言い換えれば支軸11に向かって、円弧状に凹んでおり、その表面に、例えばプラスチックやナイロン等の素材で形成されたガイド部材が取り付けられている。そして、ガイド部材の表面が、特許請求の範囲にいうガイド面12sとなっている。
前記回転体12の素材は、上記のプラスチック等の素材に限らず、階段等の段差との間の滑りが良く階段の角等と接触したときに音が出にくいものであればよい。
また、回転体12の外周に設けられる頂点の数は、4個に限られず、3個以上であって、各頂点が互いに回転対称、すなわち支軸11から等距離で、等角度間隔で設けられていればよい。
また、回転体12の外周に設けられる頂点の数は、4個に限られず、3個以上であって、各頂点が互いに回転対称、すなわち支軸11から等距離で、等角度間隔で設けられていればよい。
図3に詳細に示すように、回転体12は、つぎの形状に特徴がある。
前記支軸11の軸方向からみて、ガイド面12sの側辺の一端部と、ガイド面12sを挟む両側のローラ13のうち、ガイド面12sの一端部側のローラ13の外周とが交わる点を交点13eで示す。この交点13eは、一端部側のローラ13の回転中心13pを通り、他端側のローラ13の外周に接する接線Fよりも、支軸11に対して外側に位置している。
前記支軸11の軸方向からみて、ガイド面12sの側辺の一端部と、ガイド面12sを挟む両側のローラ13のうち、ガイド面12sの一端部側のローラ13の外周とが交わる点を交点13eで示す。この交点13eは、一端部側のローラ13の回転中心13pを通り、他端側のローラ13の外周に接する接線Fよりも、支軸11に対して外側に位置している。
さらに、ガイド面12sは、その側辺の一端部と、交点13eにおける一端側のローラ13外周の接線とが成す角度が小さくなるように形成されている。つまり、ガイド面12sの側辺の一端部が、交点13eにおけるローラ13の外周の接線と平行に近づくように形成されている。このため、ガイド面12sとローラ13の外周面とが滑らかにつながっている。この利点は後で詳述する。
図2および図4において、20は自由回転拘束機構を示している。
この自由回転拘束機構20は2個のケーシング21,22を有しており、いずれのケーシング21,22も円筒状である。一方のケーシング21はキャスター3のフォーク32に固定され、他方のケーシング22は補助輪Bの回転体12に固定されており、いずれも支軸11に貫通されている。
前記ケーシング21には、適数個の深穴23が形成され、その深穴23にはバネ24が挿入され、その先端のボール25を外向きに押し付け付勢している。
一方、前記ケーシング22の対向面には、円錐状の浅穴26が形成されており、この浅穴26は円周方向に4個所設けられている。前記ボール25はバネで付勢されて、この浅穴26に嵌り、回転体12の自由な回転を拘束することができる。この浅穴26の形成位置は、図1に示すように、下方位置に回転した2個のローラ13,13が水平になり、床(車輪33の下端)から上方に離れるようになる位置である。
この自由回転拘束機構20は2個のケーシング21,22を有しており、いずれのケーシング21,22も円筒状である。一方のケーシング21はキャスター3のフォーク32に固定され、他方のケーシング22は補助輪Bの回転体12に固定されており、いずれも支軸11に貫通されている。
前記ケーシング21には、適数個の深穴23が形成され、その深穴23にはバネ24が挿入され、その先端のボール25を外向きに押し付け付勢している。
一方、前記ケーシング22の対向面には、円錐状の浅穴26が形成されており、この浅穴26は円周方向に4個所設けられている。前記ボール25はバネで付勢されて、この浅穴26に嵌り、回転体12の自由な回転を拘束することができる。この浅穴26の形成位置は、図1に示すように、下方位置に回転した2個のローラ13,13が水平になり、床(車輪33の下端)から上方に離れるようになる位置である。
図5および図6は本実施形態の補助輪Bが階段等の段差乗り越え補助動作の説明図である。本発明では補助輪Bの補助動作がキャスター3の段差乗り越えに重要な役割を果たすので、まずこの補助動作を説明する。
図5(I) に示すように、図示しないキャスター3が段差bの手前に到達すると、補助輪Bの前方斜め下方のローラ13Bが段差bに接触する。
図5(I) に示すように、図示しないキャスター3が段差bの手前に到達すると、補助輪Bの前方斜め下方のローラ13Bが段差bに接触する。
図5(II)に示すように、図5(I) の状態から補助輪Bを備えた移動体1を前方斜め上方へ押すか引くと、回転体12が支軸11まわりに自転できるので、ローラ13Bを段差bに押し付けたまま、ローラ13Bを支点として、回転体12を前方へ回転させることができる。すると、ローラ13Bの上方に位置する回転体12のガイド面12sを、段差bの角に接触させることができる。
図5(III) に示すように、ガイド面12sを段差bの角に接触させたまま、移動体1を前方斜め上方へ引くか押すと、ガイド面12sが段差bの角を滑り上がろうとする。
上記の段階で、回転体12は、摩擦抵抗が小さい素材で形成されており、しかもガイド面12sが回転体12の中心方向に向けて凹んだ円弧状しているため、ガイド面12sと段差bの角との接触面積が小さい。このため、ガイド面12sが段差bの角を滑るときの摩擦抵抗が小さくなる。したがって、段差bの角にガイド面12sを滑らせながら、引き上げる力を小さくすることができる。
また、ガイド面12sが、回転体12の中心方向に向けて凹んだ円弧状をしているので、回転体12は、段差bの角を摺動しながら、ガイド面12sと段差bの角の接触点を支点として回転する。このとき、ローラ13Cと支点との間の距離が短いため、ガイド面12sの上方に位置するローラ13Cの周速度が小さくなる。
しかも、回転体12は前方へ移動するので、ガイド面12sと段差bの角との接触点は後方に移動し、その接触点を支点として、回転体12が進行方向前方に連続的に回転する。
したがって、ガイド面12sの上方に位置するローラ13Cを、前方に移動させながら、段差bに滑らかに載せることができ、ローラ13Cを段差bの上面に載せるときの衝撃を小さくできる。
しかも、回転体12は前方へ移動するので、ガイド面12sと段差bの角との接触点は後方に移動し、その接触点を支点として、回転体12が進行方向前方に連続的に回転する。
したがって、ガイド面12sの上方に位置するローラ13Cを、前方に移動させながら、段差bに滑らかに載せることができ、ローラ13Cを段差bの上面に載せるときの衝撃を小さくできる。
ついで、図6(IV)に示すように、図5(III) の状態からさらに前方斜め上方へ引くか押すと、ローラ13Cが段差bの上面を転動し、ガイド面12sと段差bの角との接触点は後方へ移動する。やがて、ガイド面12sの下方の一端とローラ13Bとが交わる部分に、段差bの上面の角が接触する。
この段階では、つぎの利点がある。図3に示すように、支軸11の軸方向から見てガイド面12s側辺の一端部とローラ13Bの外周とが交わる部分は、ローラ13Bの回転中心からローラ13Cの外周に引いた接線Fよりも下方になる。
このため、段差bの角がローラ13Bに接触したときに、ローラ13Bの回転中心CPは、段差bの角よりも上方に位置する。すると、前方斜め上方に引く力のうち、水平方向の分力が、段差bの角を支点としてローラ13Bを上方に回転させる回転力となるので、ローラ13Bを引き上げる力を軽減できる。
このため、段差bの角がローラ13Bに接触したときに、ローラ13Bの回転中心CPは、段差bの角よりも上方に位置する。すると、前方斜め上方に引く力のうち、水平方向の分力が、段差bの角を支点としてローラ13Bを上方に回転させる回転力となるので、ローラ13Bを引き上げる力を軽減できる。
また、ローラ13Bは段差bの角に接触すると同時に前方に回転する。しかも、ガイド面12sとローラ13Bとが滑らかにつながっている。よって、ローラ13Bと段差bの角とが接触したときに衝撃や振動が発生することを抑えることができ、ローラ13Bを段差bの上面に滑らかに移動させることができる。
よって、本実施形態の補助輪Bの乗り越え補助動作は、引く力や押す力が小さくても、回転体12のガイド面12sに段差bの角を滑らせて、補助輪Bを上方に移動させることができるという効果がある。
つぎに、この効果を利用する上記補助輪Bの補助動作によるキャスター3の段差乗り越え動作を、図7に基づき説明する。
つぎに、この効果を利用する上記補助輪Bの補助動作によるキャスター3の段差乗り越え動作を、図7に基づき説明する。
図7の(I)はキャスター3によって床上を走行して、補助輪Bが段差bの角に当った状態である。この段差bに対して、回転体12のガイド面12sを段差bの角に接触させて、進行方向上方に引けば、ガイド面12sは、段差bに対して摺動可能であるので、図7(II)に示すように、回転体12を段差b上に滑らせながら上方に移動させることができる。そして、図7(III)に示すように、回転体12の動きにつられてキャスター3が段差に上がるので、キャスター3が段差bを越えやすくなり、小さな力でも段差越えが可能となる。
また、補助輪Bの支軸11がキャスターの車輪軸34より上方位置にあり、かつキャスター3の走行方向前方にあることから、図7(I)に示すように、段差bに対してキャスター3よりも先に補助輪Bが接触を開始する。このため、補助輪Bによる段差乗り越え補助動作が、どの段差bに対しても確実に行える。
さらに、補助輪Bは自由回転拘束機構20によって勝手に回転しないので、キャスター3による走行が支障なく行え、また段差越えの際には小さな力で押すと、補助輪Bを回転させて段差越え動作をすることができる。
また、補助輪Bの支軸11がキャスターの車輪軸34より上方位置にあり、かつキャスター3の走行方向前方にあることから、図7(I)に示すように、段差bに対してキャスター3よりも先に補助輪Bが接触を開始する。このため、補助輪Bによる段差乗り越え補助動作が、どの段差bに対しても確実に行える。
さらに、補助輪Bは自由回転拘束機構20によって勝手に回転しないので、キャスター3による走行が支障なく行え、また段差越えの際には小さな力で押すと、補助輪Bを回転させて段差越え動作をすることができる。
本発明はキャスターを用いた移動体なら、どのような移動体にも適用でき、例えば上記の車椅子の外、ストレッチャー、種々の台車等が適用対象として例示できる。
3 キャスター
10 補助輪
11 支軸
12 回転体
12s ガイド面
13 ローラ
20 自由回転拘束機構
10 補助輪
11 支軸
12 回転体
12s ガイド面
13 ローラ
20 自由回転拘束機構
Claims (4)
- 移動体にキャスターが備えられており、該キャスターが、キャスター軸と、旋回自在なフォークと、該フォークの下端部に車輪軸が回転自在に取付けられた車輪とからなり、該キャスターに取付けられる段差昇降用の補助輪であって、
該補助輪が、その支軸を中心として互いに回転対称な位置に配設された、少なくとも3つの頂点を有する回転体と、該回転体の前記頂点に、それぞれ回転自在に取り付けられたローラとを備え、
該回転体は、隣接する前記頂点間に摺動可能で、前記支軸の中心方向に円弧状に凹んだガイド面を備えている
ことを特徴とするキャスター用補助輪。 - 前記補助輪は、その支軸が、前記キャスターの前記車輪軸より上方の位置であり、かつキャスターの走行方向前方で前記フォークに取付けられ、
前記補助輪の隣接する二つのローラが、最下端に回転しており水平となっている状態で、前記キャスターの前記車輪軸より下方であり、前記車輪の下端位置より上に位置する
ことを特徴とする請求項1記載のキャスター用補助輪。 - 前記補助輪と前記フォークとの間には、該補助輪の自由な回転を拘束するが、外力によって回転することを許容する自由回転拘束機構が設けられている
ことを特徴とする請求項1記載のキャスター用補助輪。 - 前記回転体は、その支軸の軸方向からみて、前記ガイド面の側辺の一端部と、前記ガイド面を挟む隣接した両側のローラのうち、前記ガイド面の一端部側のローラ外周との交点が、
前記一端部側のローラの回転中心を通り、他端側のローラ外周に接する接線よりも外方に位置している
ことを特徴とする請求項1記載のキャスター用補助輪。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005335467A JP2007137305A (ja) | 2005-11-21 | 2005-11-21 | キャスター用補助輪 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005335467A Pending JP2007137305A (ja) | 2005-11-21 | 2005-11-21 | キャスター用補助輪 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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