JP2016040148A - Wheel device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は車輪装置に関し、例えば、シルバーカー、ベビーカー、ショッピングカート、車椅子等の手押し車や、スーツケース、キャリーバック等の手曳き車の車輪装置に適用し得るものである。 The present invention relates to a wheel device, and can be applied to wheel devices of wheelbarrows such as silver cars, strollers, shopping carts, wheelchairs, and handwheels such as suitcases and carry bags.
移動のための動力として人間の力を利用する手動車両は多く、その中には他の人より力が弱い人が操作する車両もある。例えば、シルバーカーは老人が利用することを意図した車両である。 Many manual vehicles use human power as power for movement, and some of them are operated by people with weaker power than others. For example, a silver car is a vehicle intended to be used by an elderly person.
シルバーカーは、前輪と、後輪と、押し手部と、荷物収容容器や荷物置きを兼ねた腰掛部とをフレーム等で連結して構成されたものである。シルバーカーは屋外で老人が歩行と共に手押しで走行させるため、その経路上に種々の段差があって走行の邪魔をする。シルバーカーに限らず種々の車両に関し、従来、経路上にある段差を乗り越えるための段差乗越え機構が提案されている。 The silver car is configured by connecting a front wheel, a rear wheel, a pusher part, and a seat part that also serves as a luggage storage container and luggage storage by a frame or the like. Since a silver car runs outdoors by walking and pushing manually, there are various steps on the route, which obstructs driving. Conventionally, a step-over mechanism for overcoming a step on a route has been proposed for various vehicles as well as silver cars.
従来の段差乗越え機構は概ね3つに分類できる。第1は、車輪より先に段差に接する補助具(補助輪を含む)を利用するものである(特許文献1〜特許文献3参照)。第2は、複数の小さな車輪を同一の回転中心から等しい角間隔で配置し、全体として一つの車輪装置を構成したものである(特許文献4参照)。第3は、戦車やブルトーザー等に利用されているようなキャタピラ的な構成を利用したものである。
The conventional step-over mechanism can be roughly classified into three. The first uses an auxiliary tool (including an auxiliary wheel) that comes into contact with the step prior to the wheel (see
しかしながら、補助具を利用する段差乗越え機構は、車輪の径や補助具の形状によっては、既にある車輪装置に取り替えて適用することが難しい。また、補助具の分だけ車輪装置が大型、複雑化する。さらに、車両の待機時等に、補助具の部分に第3者や他の装置等が接して破損させる恐れもあり、接した者を傷付ける恐れもある。さらにまた、補助具によっては、段差乗越えに要する力が、車両走行に要する力よりまだまだ大きく、補助具を用いた利点が小さい装置もある。 However, it is difficult to apply the step climbing mechanism using the auxiliary tool by replacing it with an existing wheel device depending on the diameter of the wheel and the shape of the auxiliary tool. Further, the wheel device becomes large and complicated by the amount of the auxiliary tool. Furthermore, when the vehicle is on standby, a third party or another device may come into contact with the assisting tool to cause damage, and the person in contact may be damaged. Furthermore, depending on the assisting tool, there is a device in which the force required to get over the step is still larger than the force required to travel the vehicle, and the advantage of using the assisting tool is small.
現状、特許出願人によって、通常の収容部に加え、小型犬等のペットを収容するペット収容部を有するシルバーカーの研究、開発が進められている。ペットを収容しているシルバーカーを走行させるには今まで以上の力が必要であり、そのため、段差乗越えに割ける力は小さくなる。このようなシルバーカーでは、小さな力で段差を乗り越えられることが求められている。 Currently, patent applicants are researching and developing silver cars having a pet housing part that houses pets such as small dogs in addition to a normal housing part. Driving a silver car containing a pet requires more power than ever before, so the power that can be used to climb over a step is reduced. Such a silver car is required to be able to overcome the steps with a small force.
複数の小さな車輪を利用する段差乗越え機構は、小車輪と、小車輪全体を回転させる回転中心との距離によっては、段差乗越えに要する力が歩行に要する力よりかなり大きくなってしまう。また、その距離のため、乗り越えられる段差(の高さ)が小さく制限されている。さらに、既存車輪と取り替えて適用する場合に、複数の小さな車輪を利用する段差乗越え機構を設計し直さなければならず、代替性能が低いものであった。 In the step climbing mechanism using a plurality of small wheels, the force required to climb over the step is considerably larger than the force required for walking depending on the distance between the small wheel and the rotation center that rotates the entire small wheel. Further, because of the distance, the step (height) that can be overcome is limited to be small. Furthermore, when replacing existing wheels, the step climbing mechanism using a plurality of small wheels has to be redesigned, resulting in low alternative performance.
キャタピラ的な構成は、手押し車や手曳き車等の手動車両に対しては全体構成を大形、複雑なものとしてしまうため、適用し難い技術である。 The caterpillar configuration is a technique that is difficult to apply to manual vehicles such as wheelbarrows and handcarts because the overall configuration is large and complicated.
そのため、段差乗越えに要する力が小さい、既存車輪との代替にも容易に対応できる段差乗越え機能を有する車輪装置が望まれている。 Therefore, there is a demand for a wheel device having a step-overstep function that requires a small force for stepping over and can easily cope with replacement with an existing wheel.
本発明の車輪装置は、(1)タイヤと、(2)相対的に自由回動できるように上記タイヤを外周に取り付けたホイールと、(3)当該車輪装置が設けられている車両装置のフレームに固定された、上記ホイールの垂直方向に平行に延びている軸部材と、(4)上記ホイールの外周内の第1の位置と、この第1の位置より進行側の第2の位置との間の上記軸部材の移動経路を規制する案内部材と、(5)当該車輪装置の通常走行時に上記軸部材を上記第1の位置に位置させると共に、当該車輪装置の段差乗越え時に上記軸部材が上記第2の位置に移動するのを許容し、当該車輪装置が上記段差の上段に移動したときに上記軸部材を上記第1の位置に復帰させるように、上記軸部材に弾性力を印加する弾性力印加部材とを備えることを特徴とする。 The wheel device of the present invention includes (1) a tire, (2) a wheel having the tire attached to the outer periphery so as to be relatively freely rotatable, and (3) a frame of a vehicle device provided with the wheel device. A shaft member fixed in parallel to the vertical direction of the wheel, and (4) a first position within the outer periphery of the wheel, and a second position on the traveling side from the first position. And (5) the shaft member is positioned at the first position during normal travel of the wheel device, and the shaft member is moved over the step of the wheel device. An elastic force is applied to the shaft member such that the shaft member is allowed to move to the second position, and the shaft member is returned to the first position when the wheel device moves to the upper stage of the step. And an elastic force applying member.
本発明によれば、段差乗越えに要する力が小さい、既存車輪との代替にも容易に対応できる段差乗越え機能を有する車輪装置を実現できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the wheel apparatus which has the level | step climbing function which can respond easily also with the replacement with the existing wheel with small force required for level | step climbing is realizable.
(A)主たる実施形態
以下、本発明による車輪装置の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では、実施形態の車輪装置が、シルバーカーの前輪に適用されたとして説明する。
(A) Main Embodiment Hereinafter, an embodiment of a wheel device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, it is assumed that the wheel device of the embodiment is applied to a front wheel of a silver car.
(A−1)実施形態の構成
図1は、実施形態の車輪装置の概略正面図を示し、図2はそのII−II線断面図を示している。なお、図1には、仮想的な地面も記載し、車輪装置の上下方向を理解し易いようにしている。また、図1には、当該車輪装置を有するシルバーカーの手押し走行時の進行方向も記載し、各構成要素の配置と進行方向との関係が理解し易いようにしている。
(A-1) Configuration of Embodiment FIG. 1 shows a schematic front view of the wheel device of the embodiment, and FIG. 2 shows a cross-sectional view taken along the line II-II. Note that FIG. 1 also shows a virtual ground so that the vertical direction of the wheel device can be easily understood. In addition, FIG. 1 also shows the traveling direction when the silver car having the wheel device is pushed by hand so that the relationship between the arrangement of each component and the traveling direction can be easily understood.
実施形態の車輪装置1は、主に、車軸2、ホイール3、タイヤ4及びねじりばね(トーションバーばね、ねじりコイルばねなどとも呼ばれる)5を有する。
The
車軸2は、シルバーカーの骨格を形成してフレームにおける前輪用取付部分(図示せず)に、当該車輪装置1を取り付ける軸部材であり、例えば、中実又は中空の円棒でなっている。車軸2は、フレームの前輪用取付部分に対して固定されていても良く、回動可能に取り付けられていても良い。前輪が複数ある場合には、それぞれの前輪(車輪装置1)の車軸が共通であっても良く、また、別体であっても良い。図1では、円板状のホイール3の中心を、車軸2のホームポジションとしている場合を示しているが、車軸2のホームポジションはこれに限定されるものではない。例えば、車軸2のホームポジションが図1より地面に近い位置や遠い位置であっても良い。また、進行方向の前後にホームポジションがずれていても構わない。但し、シルバーカー本体の荷重を受けながら走行する際の安定性を考慮すると、車軸2のホームポジションがホイール3の中心であることが好ましい。
The
この実施形態の場合、ホイール3は車軸2に固定されていない。また、ホイール3は、当該ホイール3の回りをタイヤ4が自由に回動し得るようにタイヤ4を保持している。例えば、ホイール3の外周面に複数のころ(又は球)6を配設してタイヤ4の相対的な自由回動を許容するようにしても良く、また、タイヤ4の内周側にころがり軸受を設け、そのころがり軸受にホイール3を嵌め込んでタイヤ4の相対的な自由回動を許容するようにしても良い。ホイール3は、例えば、板厚が厚い1枚の円板で構成されていても良く(図1及び図2はこの場合を示している)、板厚が薄い2枚の円板をスペーサを介して一体的に取り付けて構成されていても良い。さらに例えば、後述する案内構成(例えば案内溝7)を確保できるならば、ホイール3として、スポークを張り巡らしたホイールを適用することもできる。
In this embodiment, the
タイヤ4は、ホイール3から離脱することなく、ホイール3の回りを自由に回動できるものであれば良く、その形状や材質は問われないものである。例えば、タイヤ4として、断面が円(いわゆるトロイダル形状)や半円のものを適用でき、それに応じて、ホイール3の外周形状も選定すれば良い。また例えば、タイヤ4として、中実なものを適用しても良く、また、空気等を内部に挿入し得る中空なものを適用しても良い。
The
ねじりばね5は、ホイール3の両外表面のそれぞれに設けられている。ねじりばね5の巻回部分5aは、ホイール3の側面に立設されている円筒状のばね取付軸3aに緩く嵌合されている。ばね取付軸3aがホイール3にだけ固定されている場合を示しているが、車軸2との平行移動を確実にするため、上述したフレームにおける前輪用取付部分に対しても固定されていても良い。ねじりばね5の一方のアーム部分5bは、ホイール3の側面に立設されている円筒状のばね用ストッパ3bに圧接し、ねじりばね5の他方のアーム部分5cは、車軸2に設けられている貫通孔2aに挿通されている。アーム部分5bの先端が、ホイール3の中心より進行方向寄りに位置するようにアーム部分5bが設けられている。アーム部分5cは、車軸2に固定されていても良く、また、車軸2に可動し得るように取り付けられていても良く、取付方法も貫通孔2aに対する挿通に限定されない。アーム部分5cは、車軸2がホームポジションに位置しているときに地面の垂直方向に沿うようになされ、それを実現するように、巻回部分5aが嵌合されるばね取付軸3aが設けられている。なお、車軸2のホームポジション時におけるアーム部分5cの延長方向が、地面の垂直方向に限定されないことは勿論である。ばね用ストッパ3bは、車軸2がホームポジションに位置しているときに、2つのアーム部分5b及び5cに開き方向の圧力が印加されるような位置に設けられており、車軸2のホームポジションでの位置安定化に寄与するようになされている。
The
図1及び図2では、ねじりばね5がホイール3の上半分に設けられている場合を示しているが、ねじりばね5がホイール3の下半分に設けられていても良い(図1及び図2の上下対称に設ける)。
1 and 2 show the case where the
図1及び図2では、ねじりばね5がホイール3の両外表面のそれぞれに設けられている場合を示したが、一方の外表面だけに設けられていても良く、また、ホイール3が厚み方向に内部空間を有する場合には、ホイール3の内部空間に、ねじりばね5周りの構成が設けられていても良い。
1 and 2 show the case where the torsion springs 5 are provided on both outer surfaces of the
当該車輪装置1のタイヤ4が段差に接した際や当該車輪装置1が段差を乗り越えた際に、車軸2の移動を案内する案内溝7が設けられている。案内溝7の幅は車軸2の直径より僅かに大きくなされている。案内溝7は、車軸2が、ホームポジションから、円筒状のばね用ストッパ3bに圧接しているアーム部分5bに接するまでの移動を案内するものである。アーム部分5cが車軸2の貫通孔5aに挿通されているために車軸2の可動時の軌跡が概ね円弧状となるので、案内溝7の長手方向の形状は円弧状となっている。
A
(A−2)実施形態の動作
次に、実施形態の車輪装置1が段差を乗り越える際の動作を、図面を参照しながら説明する。
(A-2) Operation | movement of embodiment Next, operation | movement when the
利用者の手押しにより概ね平らな地面(アスファルト面などの土以外の面も含む)をシルバーカーが走行している際には、ねじりばね5の弾性力により車軸2はホームポジションを維持し、その状態において、タイヤ4が地面との摩擦によりホイール3の外周を自由に回動する。タイヤ4の自由回動により、車軸2が回転しなくてもシルバーカーは滑らかに走行する。
When a silver car is running on a generally flat ground (including a surface other than soil such as an asphalt surface) by the user's hand, the
シルバーカーの走行により、図3に示すように、実施形態の車輪装置1が段差に接すると、タイヤ4の回動は停止する。
As shown in FIG. 3, when the
段差に接しても継続した手押しにより、シルバーカーのフレームに固定された車軸2は、ねじりばね5の弾性力に抗して進行方向に移動し、この車軸2の直進移動により、タイヤ4は回動を停止していても、車軸2を挿入している案内溝7の姿勢が変化してホイール3がタイヤ4の内部で回動し、やがて、図4に示すように、車軸2が、案内溝7におけるホームポジションの反対側の位置に達する。
The
図4に示す車軸2の位置は、実施形態の車輪装置1が段差に接した際の図3に示す位置に比較し、車輪装置1と段差との接触点Pに近い。段差を乗り越えるためには、図5に示すように、シルバーカーのフレームに固定された車軸2を接触点Pを中心として回動させ、車輪装置1を上段に上げることを要するが、図4に示すように車軸2の位置が接触点Pに近くて、段差を超えるための車軸2の回動半径が短いため、段差越えに要する力は小さくて済む。
The position of the
実施形態の車輪装置1が上段に移動すると、図6に示すように、タイヤ4が自由回動する状態、すなわち、円滑な進行を行う状態に復帰する。また、ホイール3とタイヤ4との相対的な移動に対する抵抗力がころ6により非常に小さいので、タイヤ4の回動の影響を受けずに、ねじりばね5に蓄勢された付勢力により、ねじりばね5が通常走行時の姿勢に復帰する。すなわち、実施形態の車輪装置1が、概ね平らな地面を走行する際の姿勢に復帰する。
When the
(A−3)実施形態の効果
上記実施形態の車輪装置によれば、段差を乗り越える際には、段差を乗り越えるための回動中心に車軸が近付くようにしているので、段差乗越えに要する力を小さくすることができる。そのため、シルバーカーの利用者(操作者)が力が弱い老人であっても段差を乗り越えることができる。
(A-3) Effect of the Embodiment According to the wheel device of the above embodiment, when the vehicle goes over the step, the axle approaches the center of rotation for overcoming the step, so the force required to get over the step is increased. Can be small. Therefore, even if the user (operator) of the silver car is an elderly person with weak power, he can get over the steps.
また、上記実施形態の車輪装置によれば、厚み方向を考慮しないで言えば、全ての構成要素がタイヤの外周内に収まっているので、構成要素が不要な物体等に接して破損するようなことを防止でき、また、他の物体を破損させたり第3者に接触して傷付けたりすることを防止できる。 In addition, according to the wheel device of the above embodiment, all the components are contained within the outer periphery of the tire if the thickness direction is not taken into account, so that the components are damaged in contact with an unnecessary object or the like. In addition, it is possible to prevent other objects from being damaged or coming into contact with a third party and being damaged.
さらにまた、上記実施形態の車輪装置によれば、全ての構成要素がタイヤの外周内に収まり、ホイール中心に車軸が位置しているので、既存のシルバーカーの車輪装置と交換することも可能である。 Furthermore, according to the wheel device of the above-described embodiment, all the components are accommodated within the outer periphery of the tire, and the axle is located at the center of the wheel. Therefore, the wheel device can be replaced with an existing silver car wheel device. is there.
(B)他の実施形態
上記実施形態の説明においても種々変形実施形態に言及したが、さらに、以下に例示するような変形実施形態を挙げることができる。
(B) Other Embodiments Although various modified embodiments have been mentioned in the description of the above-described embodiment, further modified embodiments as exemplified below can be given.
車軸を通常時はホームポジションに位置させながら、段差乗越え時に可動させる構成は、上記実施形態のものに限定されないことは勿論である。図7は、このような変形実施形態を示す概略正面図である。この変形実施形態は、ばねとしてつる巻きばね5を適用し、その引っ張り力により車軸2をホームポジションに位置させると共に、案内溝として直線上の溝7を適用している。
Of course, the configuration in which the axle is normally positioned at the home position and is moved when the step is over is not limited to that of the above embodiment. FIG. 7 is a schematic front view showing such a modified embodiment. In this modified embodiment, the
上記実施形態では、車軸2の最も進行方向の位置をねじりばね5のアーム部分5bが規制するものを示したが、案内溝7の進行方向の端部を、アーム部分5bより反進行方向の位置に設け、案内溝7の進行方向の端部が車軸2の最も進行方向の位置を規制するようにしても良い。
In the above-described embodiment, the position in the most traveling direction of the
上記実施形態では、案内機構として溝を利用するものを示したが、案内機構はこれに限定されない。例えば、案内レールを適用し、車軸側に案内レールに係合する孔や凹部や部材を設けるようにしても良い。 In the above embodiment, the guide mechanism using the groove is shown, but the guide mechanism is not limited to this. For example, a guide rail may be applied, and a hole, a recess, or a member that engages with the guide rail may be provided on the axle side.
上記実施形態では、本発明の車輪装置をシルバーカーの前輪に適用した場合を説明したが、ベビーカー、ショッピングカート、車椅子等の他の手押し車の前輪に適用しても良く、また、スーツケース、キャリーバック等の手曳き車の車輪に適用しても良く、さらに、手動車両だけでなく自動車両(例えば、電動車いす)の車輪装置に適用しても良い。 In the above embodiment, the case where the wheel device of the present invention is applied to the front wheel of a silver car has been described, but it may be applied to the front wheel of another wheelbarrow such as a stroller, shopping cart, wheelchair, etc. The present invention may be applied to a wheel of a hand-car such as a carry back, and may be applied to a wheel device of an automatic vehicle (for example, an electric wheelchair) as well as a manual vehicle.
1…車輪装置、2…車軸、3…ホイール、3a…ばね取付軸、3b…ばね用ストッパ、4…タイヤ、5…ねじりばね、5a…ねじりばねの巻回部分、5b、5c…ねじりばねのアーム部分、6…ころ、7…案内溝。
DESCRIPTION OF
本発明の車輪装置は、(1)タイヤと、(2)相対的に自由回動できるように上記タイヤを外周に取り付けたホイールと、(3)当該車輪装置が設けられている車両装置のフレームに固定された、上記ホイールの垂直方向に平行に延びている軸部材と、(4)上記ホイールの外周内の第1の位置と、この第1の位置より進行側の第2の位置との間の上記軸部材の移動経路を規制する案内部材と、(5)当該車輪装置の通常走行時に上記軸部材を上記第1の位置に位置させると共に、当該車輪装置の段差乗越え時に上記軸部材が上記第2の位置に移動するのを許容し、当該車輪装置が上記段差の上段に移動したときに上記軸部材を上記第1の位置に復帰させるように、上記軸部材に弾性力を印加する弾性力印加部材とを備え、(6)上記第1の位置が上記ホイールの外周円の中心位置であることを特徴とする。 The wheel device of the present invention includes (1) a tire, (2) a wheel having the tire attached to the outer periphery so as to be relatively freely rotatable, and (3) a frame of a vehicle device provided with the wheel device. A shaft member fixed in parallel to the vertical direction of the wheel, and (4) a first position within the outer periphery of the wheel, and a second position on the traveling side from the first position. And (5) the shaft member is positioned at the first position during normal travel of the wheel device, and the shaft member is moved over the step of the wheel device. An elastic force is applied to the shaft member such that the shaft member is allowed to move to the second position, and the shaft member is returned to the first position when the wheel device moves to the upper stage of the step. An elastic force application member, (6) the first Position is characterized by the central position der Rukoto the outer circumference of the wheel.
Claims (5)
相対的に自由回動できるように上記タイヤを外周に取り付けたホイールと、
当該車輪装置が設けられている車両装置のフレームに固定された、上記ホイールの垂直方向に平行に延びている軸部材と、
上記ホイールの外周内の第1の位置と、この第1の位置より進行側の第2の位置との間の上記軸部材の移動経路を規制する案内部材と、
当該車輪装置の通常走行時に上記軸部材を上記第1の位置に位置させると共に、当該車輪装置の段差乗越え時に上記軸部材が上記第2の位置に移動するのを許容し、当該車輪装置が上記段差の上段に移動したときに上記軸部材を上記第1の位置に復帰させるように、上記軸部材に弾性力を印加する弾性力印加部材と
を備えることを特徴とする車輪装置。 Tires,
A wheel with the tire attached to the outer periphery so that it can rotate relatively freely;
A shaft member fixed in parallel to the vertical direction of the wheel, fixed to a frame of a vehicle device provided with the wheel device;
A guide member that regulates a movement path of the shaft member between a first position in the outer periphery of the wheel and a second position on the advancing side from the first position;
The shaft member is positioned at the first position during normal running of the wheel device, and the shaft member is allowed to move to the second position when the wheel device gets over the step, and the wheel device is A wheel device comprising: an elastic force applying member that applies an elastic force to the shaft member so that the shaft member is returned to the first position when the shaft member is moved to the upper stage of the step.
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