JP2015147475A - 車輪及び移動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クッション性能を高くする。【解決手段】移動装置１０の車輪１８では、一対の内輪２６に外輪２８が回転可能に支持されている。ここで、移動装置１０が移動路３０に載置された際には、外輪２８下端部の径方向全体が移動路３０とは反対側に弾性変形される。このため、外輪２８の弾性力が外輪２８の軸方向に分散されることを防止できて、外輪２８の弾性力を移動路３０側に効率的に作用させることができ、移動装置１０のクッション性能を高くできる。【選択図】図３

Description

本発明は、外輪が回転される車輪及び外輪が回転されることで移動体が移動される移動装置に関する。

下記特許文献１に記載のタイヤホイール組付体では、ホイールの外周にタイヤが組み付けられており、タイヤ内に空気が充填されている。

ここで、このタイヤホイール組付体では、タイヤが移動路に載置された際に、タイヤの弾性力が、移動路側に作用されるものの、タイヤの軸方向にも分散される。

特開２０１３−７１６５９号公報

本発明は、上記事実を考慮し、クッション性能を高くできる車輪及び移動装置を得ることが目的である。

請求項１に記載の車輪は、環状にされると共に、弾性を有し、移動路に載置された際に前記移動路との接触部分の径方向全体が前記移動路とは反対側に弾性変形される外輪と、前記外輪を回転可能に支持する支持体と、を備えている。

請求項２に記載の車輪は、環状にされると共に、弾性を有する外輪と、前記外輪を回転可能に支持し、前記外輪が移動路に載置されて前記移動路とは反対側に弾性変形された際に前記外輪の前記移動路と接触する周方向部分から離間される支持体と、を備えている。

請求項３に記載の車輪は、円環状の履帯にされると共に、弾性を有する外輪を備えている。

請求項４に記載の車輪は、請求項１又は請求項２に記載の車輪において、前記支持体に設けられると共に、回転可能にされ、前記外輪を回転可能に支持する内輪を備えている。

請求項５に記載の車輪は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の車輪において、前記外輪の外周に設けられ、前記移動路に対する滑りを抑制する抑制部を備えている。

請求項６に記載の移動装置は、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の車輪と、前記外輪を支持し、前記外輪が移動路に載置された状態で回転されることで移動される移動体と、を備えている。

請求項７に記載の移動装置は、請求項６に記載の移動装置において、駆動手段が外輪を駆動して回転させる。

請求項１に記載の車輪では、外輪が環状にされると共に弾性を有しており、支持体が外輪を回転可能に支持する。このため、外輪が移動路に載置された状態で回転されることで、車輪が移動される。

ここで、外輪が移動路に載置された際に、外輪の移動路との接触部分の径方向全体が移動路とは反対側に弾性変形される。このため、外輪の弾性力が外輪の軸方向に分散されることを抑制でき、クッション性能を高くできる。

請求項２に記載の車輪では、外輪が環状にされると共に弾性を有しており、支持体が外輪を回転可能に支持している。このため、外輪が移動路に載置された状態で回転されることで、車輪が移動される。

ここで、外輪が移動路に載置されて移動路とは反対側に弾性変形された際に、外輪の移動路と接触する周方向部分から支持体が離間される。このため、外輪の弾性力が外輪の軸方向に分散されることを抑制でき、クッション性能を高くできる。

請求項３に記載の車輪では、外輪が履帯にされると共に弾性を有している。このため、外輪が移動路に載置された状態で回転されることで、車輪が移動される。

ここで、外輪が円環状にされている。このため、外輪が移動路に載置されて移動路とは反対側に弾性変形された際に、外輪における移動路との接触部分及び当該接触部分の周方向近傍が弾性変形される。これにより、外輪の弾性力が外輪の軸方向に分散されることを抑制でき、クッション性能を高くできる。

請求項４に記載の車輪では、支持体に内輪が設けられており、内輪が外輪を回転可能に支持する。

ここで、内輪が回転可能にされている。このため、外輪の回転性能を高くできる。

請求項５に記載の車輪では、外輪の外周に抑制部が設けられており、抑制部が移動路に対する滑りを抑制する。このため、外輪の移動路に対する滑りを抑制できる。

請求項６に記載の移動装置は、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の車輪を備えている。さらに、移動体が外輪を支持しており、外輪が移動路に載置された状態で回転されることで、移動体が移動される。

ここで、上述の如く、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の車輪を備えている。このため、請求項１〜請求項５の何れか１項と同様の効果を奏することができる。

請求項７に記載の移動装置では、駆動手段が外輪を駆動して回転させる。このため、駆動手段の駆動力によって移動体を移動させることができる。

本発明の第１実施形態に係る移動装置を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る移動装置の主要部を示す側面図である。 本発明の第１実施形態に係る移動装置の移動路への載置状態を示す側面図である。 本発明の第１実施形態に係る移動装置において外輪下端部の上側への移動量（Ｘ軸）と外輪下端部の下側への形状復元力（Ｙ軸）との関係を示すグラフである。 本発明の第１実施形態に係る移動装置の外輪を示す側面図である。 本発明の第１実施形態に係る移動装置の外輪の移動路への載置状態を示す側面図である。 本発明の第２実施形態に係る移動装置の移動路への載置状態を示す側面図である。

［第１実施形態］
図１には、本発明の第１実施形態に係る移動装置１０が斜視図にて示されており、図２には、移動装置１０の主要部が側面図にて示されている。なお、図面では、移動装置１０の前方を矢印ＦＲで示し、移動装置１０の右方を矢印ＲＨで示し、上方を矢印ＵＰで示す。

図１及び図２に示す如く、本実施形態に係る移動装置１０は、移動体１２を備えている。移動体１２の下面には、連結部材としての断面逆Ｕ字形板状のフォーク１４が一対設けられており、フォーク１４は、移動体１２の右側と左側とに配置されている。フォーク１４は、上壁において、移動体１２の下面に固定されており、フォーク１４の一対の側壁は、左右方向において互いに対向されている。フォーク１４の一対の側壁間には、円柱状の車軸１６が回転可能に支持されており、車軸１６の軸方向は、左右方向に平行に配置されている。

フォーク１４の一対の側壁間には、車輪１８が設けられており、車輪１８の内側部分には、支持体２０が設けられている。

支持体２０には、支持部材としての長尺平板状のフレーム２２が一対設けられており、フレーム２２は、長手方向中央において車軸１６に回動可能に支持されると共に、前後方向に平行に配置されている。一対のフレーム２２の前端部間及び後端部間には、円柱状の支持軸２４が回転可能に支持されており、支持軸２４の軸方向は、左右方向に平行に配置されている。

支持体２０には、略円柱状の内輪２６が一対設けられており、内輪２６は、支持軸２４に同軸上に支持されて、支持軸２４を中心として軸周りに回転可能にされている。内輪２６は、一対のフレーム２２間に配置されており、内輪２６は、左右方向への移動を制限されている。内輪２６には、円柱状の内輪本体２６Ａが同軸上に設けられており、内輪本体２６Ａの軸方向両端部には、円環平板状のフランジ２６Ｂが同軸上に一体に設けられている。フランジ２６Ｂの外径寸法は、内輪本体２６Ａの径寸法に比し大きくされており、フランジ２６Ｂは、内輪本体２６Ａの全周において、内輪本体２６Ａの径方向外側に突出されている。

車輪１８の外周部には、円筒状（環状）の外輪２８（無限軌道、履帯）が設けられており、外輪２８は、一対の内輪２６の外周側に配置されている。外輪２８の前端部及び後端部は、それぞれ前側及び後側の内輪２６のフランジ２６Ｂ間に左右方向への移動を制限された状態で配置されており、外輪２８内周面の前端部は、前側の内輪２６の内輪本体２６Ａ外周面の前端に接触されると共に、外輪２８内周面の後端部は、後側の内輪２６の内輪本体２６Ａ外周面の後端に接触されている。このため、外輪２８は、一対の内輪２６によって軸周りに回転可能に支持されており、一対の内輪２６及び外輪２８の少なくとも１つが回転されることで、一対の内輪２６及び外輪２８が同時に回転可能にされている。

外輪２８の内側部分には、外輪本体としての円筒状のリム２８Ａが設けられている。リム２８Ａは、例えば炭素繊維製又は合成樹脂製にされて、円環状の強靭な板バネにされており、リム２８Ａは、弾性及び可撓性を有すると共に、高い反発性（形状復元性）を有している。リム２８Ａの外周面には、円筒状の抑制部２８Ｂが固定されており、抑制部２８Ｂは、例えばゴム製にされて、弾性及び可撓性を有している。

ここで、仮に、外輪２８が、前端部及び後端部においてそれぞれ前側の内輪２６の前側半分及び後側の内輪２６の後側半分における外周に巻き掛けられると共に、前端部及び後端部以外において前側の内輪２６と後側の内輪２６との間で真っ直ぐ延伸される場合には、外輪２８がクッション性能を発生しない。一方、図５に示す如く、本実施形態では、外輪２８が円環状にされている。このため、図６に示す如く、外輪２８が移動路３０（例えば地面）に載置されて一対の内輪２６から下側への荷重を作用された際には、外輪２８の一対の内輪２６より下側の部分が、大きく弾性変形されて、クッション性能を発生できる。

次に、本実施形態の作用を説明する。

図３に示す如く、車輪１８の外輪２８が移動路３０に載置されて、移動装置１０が移動路３０に載置された際には、外輪２８が移動体１２からフォーク１４、車軸１６、フレーム２２、支持軸２４及び内輪２６を介して下側への荷重を作用されることで、外輪２８が、下端部（移動路３０との接触部分、移動路３０と接触する周方向部分）において移動路３０とは反対側に弾性変形されて移動路３０の表面（上面）に沿った形状にされると共に、内輪２６によって弾性変形されて内輪２６の下側近傍において曲率を大きくされた状態で前後方向に拡大される。

移動装置１０が前後方向に移動される際には、外輪２８が回転されて内輪２６が回転されると共に、必要に応じてフレーム２２がフォーク１４に対し回動されることで、車輪１８が前後方向に移動されて、移動体１２が前後方向に移動される。

ここで、移動装置１０が移動路３０に載置された際に、外輪２８の下端部の径方向全体が移動路３０とは反対側に弾性変形されると共に、外輪２８の下端部から一対の内輪２６が上側に離間される。このため、外輪２８の弾性力が外輪２８の軸方向に分散されることを防止できて、外輪２８の弾性力を移動路３０側に効率的に作用させることができ、図４に示す如く、外輪２８下端部の上側への移動量（Ｘ軸）の増加に対する外輪２８下端部の下側への形状復元力（Ｙ軸）の増加割合を大きくできる。これにより、移動装置１０が前後方向に移動される際に、移動装置１０（車輪１８）のクッション性能を高くでき、移動路３０が不整地（例えば砂利道）である場合でも、移動装置１０を高速でスムーズに移動させることができる。

さらに、車輪１８は、回転可能にされた一対の内輪２６に外輪２８が回転可能に支持されて構成されている。このため、外輪２８が効率的に（滑らかに）回転できて、外輪２８の回転性能を高くでき、移動路３０が不整地である場合でも、移動装置１０（車輪１８）が前後方向に効率的に移動できる。しかも、タイヤホイール組付体とは異なり、車輪１８を小型化かつ軽量化できて、車輪１８のコストを低減できると共に、小型の移動装置１０にも車輪１８を容易に適用できる。

また、外輪２８の外周部に抑制部２８Ｂが固定されており、抑制部２８Ｂが移動路３０に対する滑りを抑制する。このため、外輪２８の移動路３０に対する滑りを抑制できる。しかも、タイヤホイール組付体とは異なり、外輪２８がパンクする可能性をなくすことができる。

さらに、外輪２８のリム２８Ａが強靭な板バネにされている。このため、移動装置１０が前後方向に移動される際に、移動装置１０（車輪１８）のフォブル現象の発生を抑制できる。

また、仮に、外輪２８が破損された際には、移動体１２からの荷重をフォーク１４、車軸１６、フレーム２２及び支持軸２４を介して内輪２６が受けることができる。このため、内輪２６が回転されることで、移動装置１０が移動でき、移動装置１０を容易に移動させることができる。

［第２実施形態］
図７には、本発明の第２実施形態に係る移動装置５０の移動路３０への載置状態が側面図にて示されている。

本実施形態に係る移動装置５０は、上記第１実施形態と、同様の構成であるが、以下の点で異なる。

図７に示す如く、本実施形態に係る移動装置５０では、移動体１２に駆動手段としての原動機（図示省略）が設けられると共に、フォーク１４の車軸１６に伝達手段を構成する第１スプロケット５２が同軸上に回転可能に支持されており、原動機と第１スプロケット５２とは、伝達手段を構成する第１チェーン５４によって連絡されている。

支持体２０の一方（例えば後側）の支持軸２４には、伝達手段を構成する第２スプロケット５６が同軸上に回転可能に支持されており、第２スプロケット５６は、第１スプロケット５２に伝達手段を構成する第２チェーン５８によって連絡されている。第２スプロケット５６は、一方（例えば後側）の内輪２６に固定されており、第２スプロケット５６と一方の内輪２６とは、一体回転可能にされている。

一方の内輪２６の内輪本体２６Ａの外周面全体及び外輪２８（リム２８Ａ）の内周面全体には、例えば、それぞれ伝達手段を構成する外歯（図示省略）及び内歯（図示省略）が設けられており、外歯と内歯とが噛合されることで、一方の内輪２６と外輪２８との相対回転（滑り）が制限されている。

ここで、本実施形態でも、上記第１実施形態と同様の作用及び効果を奏することができる。

さらに、原動機が駆動されることで、原動機の動力（駆動力）が第１チェーン５４、第１スプロケット５２、第２チェーン５８、第２スプロケット５６及び一方の内輪２６（外歯）を介して外輪２８（内歯）に伝達される。このため、原動機の動力によって、外輪２８を回転させることができて、移動装置１０（車輪１８）を前後方向に移動させることができる。

なお、上記第１実施形態及び第２実施形態では、フォーク１４を移動体１２の下面に固定した。しかしながら、フォーク１４を上下方向周りに回転可能に支持してもよい。

さらに、上記第１実施形態及び第２実施形態では、支持体２０に内輪２６を一対設けた。しかしながら、支持体２０に内輪２６を３個以上設けてもよい。

また、上記第１実施形態及び第２実施形態では、外輪２８のリム２８Ａを円環状の強靭な板バネにした。しかしながら、外輪２８のリム２８Ａを円環状の強靭なコイルバネやパイプ材にしてもよい。

さらに、上記第１実施形態及び第２実施形態では、移動装置１０にフォーク１４（車軸１６を含む）及び車輪１８をそれぞれ一対設けた。しかしながら、移動装置１０にフォーク１４（車軸１６を含む）及び車輪１８をそれぞれ１個又は３個以上設けてもよい。

また、上記第１実施形態及び第２実施形態において、移動装置１０を、手押車（ショッピングカート等）、車椅子、乳母車、台車、キャリーケース、ローラースケート、自転車、バイク、自動車、重工業用機械、又は、天体走行車両にしてもよい。

１０ 移動装置
１２ 移動体
１８ 車輪
２０ 支持体
２６ 内輪
２８ 外輪
２８Ｂ 抑制部
３０ 移動路
５０ 移動装置

Claims (7)

1. 環状にされると共に、弾性を有し、移動路に載置された際に前記移動路との接触部分の径方向全体が前記移動路とは反対側に弾性変形される外輪と、
   前記外輪を回転可能に支持する支持体と、
   を備えた車輪。
2. 環状にされると共に、弾性を有する外輪と、
   前記外輪を回転可能に支持し、前記外輪が移動路に載置されて前記移動路とは反対側に弾性変形された際に前記外輪の前記移動路と接触する周方向部分から離間される支持体と、
   を備えた車輪。
3. 円環状の履帯にされると共に、弾性を有する外輪を備えた車輪。
4. 前記支持体に設けられると共に、回転可能にされ、前記外輪を回転可能に支持する内輪を備えた請求項１又は請求項２に記載の車輪。
5. 前記外輪の外周に設けられ、前記移動路に対する滑りを抑制する抑制部を備えた請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の車輪。
6. 請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の車輪と、
   前記外輪を支持し、前記外輪が移動路に載置された状態で回転されることで移動される移動体と、
   を備えた移動装置。
7. 前記外輪を駆動して回転させる駆動手段を備えた請求項６に記載の移動装置。

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