JP2007145094A - Mechanism for getting over step, and traveling mobile body - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a structure of a wheel part of a traveling vehicle that moves manually such as a handcart or a handcart or a self-propelled traveling vehicle such as a motor or an engine, and in particular, a step-over mechanism that can overcome a large step. And a traveling vehicle including the same.
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。 In the above-described wheelbarrows and handcarts, when trying to get over a step with wheels, it is usually physically difficult to get over a step larger than the radius of the wheel. In other words, when the step is smaller than the wheel radius, part of the force pushing the wheelbarrow (the force in the direction parallel to the ground) acts in the direction of lifting the wheelbarrow around the point where the wheel is in contact with the step. However, when the step is larger than the radius of the wheel, the force that pushes the wheelbarrow, etc., works almost only on the side of the step, not in the direction to lift the wheelbarrow, etc. , Can not get over the step.
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)。 For this reason, a traveling mobile body having various mechanisms for overcoming a step has been proposed. As one of them, an L-shaped lever is provided so that the lower protruding portion faces the front side and can swing around the bent portion, and an auxiliary wheel arranged between the front wheel and the rear wheel protrudes below the lever. A traveling mobile body having a mechanism in which the height of the auxiliary wheel is adjusted by moving the upper end portion of the lever in the front-rear direction by moving the upper end of the lever in the front-rear direction (for example, a patent) Reference 1).
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)。
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。
However, in the case of
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。 The present invention has been made in order to solve such a problem of the prior art, and by efficiently utilizing the force applied to the wheel from the front when the wheel hits the step, the actuator is not used and the step is reduced. It is an object of the present invention to provide a step-over mechanism that can overcome a step that is lower than the radius of the wheel as well as a step that is greater than the radius of the wheel without requiring a special operation when getting over, and a traveling mobile body that includes this mechanism. To do.
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。 The step climbing mechanism of the present invention has a main wheel and an auxiliary wheel, and the main wheel side link has one end connected to the shaft center of one of the pair of gears engaged with each other. The auxiliary wheel shaft is rotatably attached to the other end portion, and the auxiliary wheel shaft is rotatably attached to the other end portion of the auxiliary wheel side link having one end portion connected to the shaft center of the other gear of the pair of gears. A step climbing mechanism having the above-described configuration, wherein the main wheel is disposed on the front side in the traveling direction and the auxiliary wheel is disposed on the rear side in the traveling direction, and a substantially backward force is applied to the main wheel from the front step. Each of the pair of gears is arranged so that the auxiliary wheel side link swings so that the auxiliary wheel moves downward as the main wheel side link swings.
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。
The step climbing mechanism according to
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。
The step climbing mechanism according to
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。
The traveling moving body of the present invention is a traveling moving body having a front wheel and a rear wheel, wherein at least the front wheel of the front wheel and the rear wheel is provided with the step climbing mechanism according to any one of
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。
In the case of using the step climbing mechanism of the present invention and the traveling mobile body equipped with this mechanism, the steps are overcome as follows. Here, a description will be given with reference to FIG. 3 which is an embodiment of the present invention. That is, when the
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。 Therefore, in the step climbing mechanism and the traveling vehicle of the present invention, when the wheel hits the step, the force applied from the front is efficiently converted to the downward force and used, so that the actuator is not used and the step is overcome. Without requiring special operation, a step lower than the radius of the wheel as well as a step higher than the radius of the wheel can be overcome.
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。
In the case of
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。
In the case of
以下に、本発明を具体的に説明する。 The present invention will be specifically described below.
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。 FIG. 1 is a left side view showing a silver car to which the step climbing mechanism of the present invention is applied, FIG. 2A is a left side view showing the step climbing mechanism of the present invention, and FIG. FIG.
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。
This
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。
The
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。
The
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。
Each
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。
The
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。
When the
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。
Next, the step-over operation of the
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。
When the
Then, as shown in FIG. 3D, such an operation continues while the
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。
Thereafter, the
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。
Thereafter, when the axis of the
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。
In addition, although embodiment mentioned above demonstrated the case where a level | step difference is higher than the radius of the
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。
Therefore, in the
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。
Further, in the
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。 In the above-described embodiment, one gear of the pair of gears meshed with each other is used as the main wheel side gear, and the other gear is used as the auxiliary wheel side gear. It can also be implemented by using one gear as the auxiliary wheel side gear and the other gear as the main wheel side gear, attaching the auxiliary wheel side link to one gear, and attaching the main wheel side link to the other gear.
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。 Further, although not explicitly stated in the above-described embodiment, it is not always necessary to arrange the pair of gears vertically. For example, it is needless to say that the present invention can be implemented even if a pair of gears are arranged horizontally or obliquely.
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。 Further, in the above-described embodiment, the front wheel is the step climbing mechanism having the main wheel and the auxiliary wheel, but the present invention is not limited to this, and it is needless to say that both the front wheel and the rear wheel may be the step climbing mechanism. is there.
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。 Furthermore, in the above-described embodiment, the present invention is applied to a silver car that is pushed by a person. However, the present invention is not limited to this and is also applied to a traveling vehicle that moves by human power such as a cart pushed by a person or a wheelchair that moves by human power. Further, it can be applied to a self-propelled traveling moving body that is moved by a motor, an engine, or the like.
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
1 Silver car (traveling vehicle)
DESCRIPTION OF
Claims (4)
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。 It has a main wheel and an auxiliary wheel, and the shaft of the main wheel is rotatable to the other end of the main wheel side link with one end connected to the shaft center of one of the pair of gears meshing with each other A step-over mechanism in which the auxiliary wheel shaft is pivotally attached to the other end portion of the auxiliary wheel side link with one end connected to the shaft center of the other gear of the pair of gears. There,
The main wheel is disposed on the front side in the traveling direction, the auxiliary wheel is disposed on the rear side in the traveling direction, and the main wheel side link swings due to a substantially backward force applied from the front step to the main wheel. A step climbing mechanism, wherein each of the pair of gears is arranged so that the auxiliary wheel side link swings so as to move the auxiliary wheel downward.
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。 In the step climbing mechanism according to claim 1,
A step climbing mechanism characterized in that the axis of the auxiliary wheel is positioned more than the radius of the auxiliary wheel beyond the axis of the main wheel until the main wheel gets over the step.
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。 In the step climbing mechanism according to claim 1 or 2,
When the main wheel gets over the step and the auxiliary wheel receives a force from the step on the front side, the axis of the main wheel attached to the other end of the main wheel side link is the main wheel side link. A step climbing mechanism characterized in that the step climbing mechanism is located on the rear side of an axis of a gear attached to one end.
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。 In a traveling vehicle having front and rear wheels,
A travel moving body according to any one of claims 1 to 3, wherein a step climbing mechanism according to any one of claims 1 to 3 is provided on at least a front wheel of the front wheel and the rear wheel.
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Cited By (4)
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2005
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