JP2018052484A - 全方向車輪ユニット、及びそれを用いたスーツケース - Google Patents

Abstract

【課題】点字ブロック等の段差に直面した場合でも、どのような角度から進入しても、その進路が阻害されることなく、走行安全性を確保する。【解決手段】本発明の車輪ユニットは、回転楕円体の形状をした車輪と、前記車輪の回転軸の両端を挟持する挟持部を備えた筐体と、前記筐体を対象物に固定するもので、衝撃吸収部材を内在した固定部と、を備え、前記車輪の前記両端は、前記筐体の挟持部に挟持されつつ回転自在に保持され、前記衝撃吸収部材は、前記車輪が移動時に受ける衝撃を間接的に吸収するものである。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば全方向への進行を可能とする全方向車輪ユニット等に係り、特に路上の点字ブロック等の段差をも容易の乗り越えて円滑に進行可能な全方向車輪ユニット、及びそれを用いたスーツケースに関する。

従来、スーツケースには、底面に２つ乃至４つの車輪ユニットが配設されており、当該車輪ユニットの路上での回転によりスーツケースを所望とする方向に移動させているのが一般的である。このようなスーツケースは、キャリーバッグとも称される。このような車輪ユニットが配設されたスーツケースであれば、ユーザは、ケース上部等に設けられた持ち手を把持してスーツケースを引っ張りながら歩行することができる。

しかるに、今日では、路上のいたるところに各種の点字ブロックが設置されている。例えば、図１４（ａ）には、円錐台状の凸部が所定間隔をあけてマトリクス状に配置された点字ブロックと、略直方体状の凸部が所定間隔をあけて、その長手方向が平行となるように整列されつつ配置された点字ブロックを例示している。

このような点字ブロックの上を既存のスーツケースで移動する場合、先頭の２つの車輪ユニットと点字ブロックとの衝突により、当該車輪ユニットの進行方向が左右方向に規制されてしまい、その結果、進路が乱されてしまう。つまり、スーツケースを持ちながら移動する歩行者の歩行が阻害されてしまう。

より詳細には、例えば、図１４（ｂ）に示されるように、一般的な車輪径が４０〜５０ｍｍのスーツケースの先頭車輪が鋭角に点字ブロックに侵入した場合、先頭車輪は点字ブロックの高さ５ｍｍの台形突起により歩行者の意に反して進行方向より左側に向きを変えようとする側圧を受け、進路が乱されてしまう。その為、このような事態を防止することがユーザにより嘱望されている。

ここで、路上の段差による進路制限の問題を軽減するものとして、例えば特許文献１では、移動車両が段差を乗り越えることが容易にできる車輪が開示されている。即ち、同車輪では、大車輪の外周部に複数の小車輪を配し、隣り合って接地する二つの小車輪を走行輪にする手法を用いている。

さらに、特許文献２では、段差をスムーズかつ容易に昇降できるスーツケースが開示されている。即ち、同スーツケースでは、複数の車輪と、スーツケース本体の側面側に設けられ、二以上の回転部材に無端ベルトを掛けて形成されたキャタピラ部を備えたスーツケースが開示されている。

特開２００４−１００２６号公報 特開２０１５−１５７０５２号公報

しかしながら、特許文献１，２の発明では、進行方向に対して垂直に立ちはだかる段差に対しては、それを乗り越える作用は働くものの、先に図７（ｂ）に示したように、車輪ユニットが凸部の配設方向に対して所定の角度をもって進入するような状況では、その凸部の長手方向に影響されて進路が阻害される事態を回避することはできなかった。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、点字ブロック等の段差に直面した場合でも、どのような角度から進入しても、その進路が阻害されることなく、走行安全性を確保することが可能な、車輪ユニット、及びそれを用いたスーツケースを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の態様に係る車輪ユニットは、回転楕円体の形状をした車輪と、前記車輪の回転軸の両端を挟持する挟持部を備えた筐体と、前記筐体を対象物に固定するもので、衝撃吸収部材を内在した固定部とを備え、前記車輪の前記両端は、前記筐体の挟持部に挟持されつつ回転自在に保持され、前記衝撃吸収部材は、前記車輪が移動時に受ける衝撃を間接的に吸収する。

そして、本発明の第２の態様に係る車輪ユニットは、球体の形状をした車輪と、前記車輪の回転を円滑にする複数のベアリングと、前記車輪の一部の表面上に前記複数のベアリングを介して被覆され、該ベアリングの前記車輪への当接面について位置決めを行う保持筐体と、前記保持筐体の上に被覆されるもので、対象物に固定する固定部を有する筐体とを備え、前記車輪の表面の半分以上を、前記ベアリングを介して前記保持筐体で保持しつつ回動自在とされる。

さらに、本発明の第３の態様に係る車輪ユニットは、第２の態様において、前記ベアリングは、前記車輪の最頂点に当接する位置と、該位置より１２０度角で決められた６か所の位置とに当接するように前記保持筐体により位置決めされる。

本発明の第４の態様に係る車輪ユニットは、第２の態様において、前記固定部とは、筐体と一体となったスプリング部材である。

本発明の第５の態様に係る車輪ユニットは、第２の態様において、前記筐体は、前記保持筐体に係止して固定するための固定係止部を有する。

本発明の第６の態様に係る車輪ユニットは、断面が略半円形状のタイヤ部とジョイント部からなるタイヤと、開口部を有し、略円柱形状のコアと、前記タイヤの前記ジョイント部が接続されるように、前記タイヤと前記コアとが二重成形されており、前記タイヤ部は、前記ジョイント部を軸として、その一部が上下動可能である。

本発明の第７の態様に係る車輪ユニットは、第６の態様において、前記ジョイント部は前記タイヤ部の底面の一端に接続されている。

本発明の第８の態様に係る車輪ユニットは、第６の態様において、前記ジョイント部は前記タイヤ部の底面の中央に接続されている。

そして、本発明の第９の態様に係るスーツケースは、第１乃至第８の態様の車輪ユニットを複数配設したものである。

本発明によれば、点字ブロック等の段差に直面した場合でも、どのような角度から進入しても、その進路が阻害されることなく、走行安全性を確保することが可能な、車輪ユニット、及びそれを用いたスーツケースを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る車輪ユニットの構成図である。 同車輪ユニットの分解斜視図である。 同車輪ユニットのスーツケースへの適用例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る車輪ユニットの構成図である。 同車輪ユニットの分解斜視図である。 同車輪ユニットのスーツケースへの適用例を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る車輪ユニットの構成図である。 同車輪ユニットの分解斜視図である。 同車輪ユニットのスーツケースへの適用例を示す図である。 本発明の第４実施形態に係る車輪ユニットの構成図である。 本発明の第４実施形態に係る車輪ユニットの斜視図である。 本発明の第４実施形態に係る車輪ユニットの取付の様子を示す図である。 本発明の第４実施形態に係る車輪ユニットの改良例の構成図である。 従来技術に係る点字ブロックの構成図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の一実施形態について説明する。

（第１実施形態）

図１には本発明の第１実施形態に係る車輪ユニットの構成を示し説明する。より詳細には、図１（ａ）は車輪ユニット１の側面断面図、図１（ｂ）は斜視図を示している。

これらの図に示されるように、車輪ユニット１は、回転楕円体の形状に成型された車輪２と、車輪２の回転軸の両端を挟持する挟持部３ａ，３ｂを備えた筐体３と、筐体３を対象物に固定するもので衝撃吸収部材５を内在した固定部４とを備えている。衝撃吸収部材５としてはコイルスプリング等を用いることができる。

筐体３は、天板部３ｃと、該天板部３ｃの左右端より下方に垂直に延びた略半円形状の挟持部３ａ，３ｂとが一体となって構成されている。挟持部３ａ，３ｂの間に車輪２が配置され、車輪２の両端は、挟持部３ａ，３ｂに挟持されつつ固定ネジ６ａ，６ｂにより回転自在に保持される。天板部３ｃの略中央部には、上方に突出するような形で固定部４が配設されており、固定部４の内部には衝撃吸収部材５が上下方向に伸縮するようなレイアウトで設けられる。衝撃吸収部材５としてコイルスプリングは、車輪２が移動時に受ける衝撃を間接的に吸収する役割を担っている。

車輪２は、硬質ゴム等の素材で構成されており、例えば路上の点字ブロックの突起部へのスムーズな進入を促し、その際に衝撃吸収部材５としてのコイルスプリングは、車輪２への不用意な回転を抑制する。また、コイルスプリングは、近年問題になっているスーツケースの走行音を抑制する効果もある。

ここで、図２には同車輪ユニット１の分解斜視図を示し説明する。

図２に示されるように、筐体３を、衝撃吸収部材５としてのコイルスプリングを内包した固定部４の内部から、対象となる不図示のスーツケースの底部（例えば底面の四隅）の不図示のネジ穴に固定ネジ７を締め込んで固定する。そして、車輪２を、挟持部３ａ，３ｂの間に配置し、車輪２の両端を挟持部３ａ，３ｂで挟持しつつ開口部２ａ，２ｂに固定ネジ６ａ，６ｂにより締め込んで、回転自在に保持する。

図３には同車輪ユニットのスーツケースへの適用例を示し説明する。同図に示されるように、上記構成、及び作用の車輪ユニット１は、例えばスーツケースの底面の四隅に計４つ装着されることになる。

以上説明したように、本発明の第１実施形態によれば、例えば回転楕円体の形状をした車輪２と、車輪２の回転軸の両端を挟持する挟持部３ａ，３ｂを備えた筐体３と、筐体３を対象物に固定するもので、衝撃吸収部材５としてのコイルスプリング等を内在した固定部４とを備え、車輪２の両端は、筐体３の挟持部３ａ，３ｂに挟持されつつ回転自在に保持され、衝撃吸収部材５としてのコイルスプリング等は、車輪２が移動時に受ける衝撃を間接的に吸収する車輪ユニットが提供される。

従って、段差も安定して円滑に乗り越えて走行可能となる。

（第２実施形態）

図４には本発明の第２実施形態に係る車輪ユニットの構成を示し説明する。より詳細には、図４（ａ）は車輪ユニット１０の側面断面図、図４（ｂ）は斜視図を示している。

これらの図に示されるように、車輪ユニット１０は、球体の形状をした車輪１１と、車輪１１の回転を円滑にする複数のベアリング１３と、車輪１１の一部の表面上に前記複数のベアリング１３を介して被覆され、該ベアリング１３の車輪１１への当接面について位置決めを行う保持筐体１２と、保持筐体１２の上に被覆されるもので、対象物に固定する固定部１４を有する筐体１５とを備えている。

車輪１１は、硬質ゴム等を成形したものであり、この例では球体の形状をしている。複数のベアリング１３は、金属でできたものであり、この例では球形をしている。保持筐体１２には、複数の開口部が設けられており、ベアリング１３の表面の一部が当該開口部に緩やかに嵌め込まれることで、ベアリング１３の位置決めがなされる。

複数のベアリング１３は、保持筐体１２の不図示の各開口部に緩やかに嵌め込まれた状態で、嵌め込まれた側と反対側の表面が車輪１１の表面に当接するように、保持筐体１２が車輪１１を被覆するように装着されている。そして、この保持筐体１２の上から、筐体１５が装着されている。この筐体１５が装着された状態では、車輪１１の球体の表面の半分以上が外部に露呈している。

このように、車輪１１の表面の半分以上を、ベアリング１３を介して保持筐体１２で保持しつつ回動自在とし、筐体１５からは車輪１１の一部の表面が露呈されるので、車輪１１の円滑な回動が実現される。

ここで、図５には同車輪ユニットの分解斜視図を示し説明する。

図５に示されるように、筐体１５と一体となった固定部１４の内部から対象となる不図示のスーツケースの底部（例えば底面の四隅）の不図示のネジ穴に固定ネジ１６を締め込んで固定する。そして、車輪１１の表面の一部を被覆するように、ベアリング１３が回動自在に保持された保持筐体１２を装着し、装着した状態で両者を筐体１５に装着する。このような状態では、車輪１１は、その一部の表面が筐体１５から外部に露呈し、ベアリング１３の作用により車輪１１は全方向に回転自在に保持される。

図６には同車輪ユニットのスーツケースへの適用例を示し説明する。同図に示されるように、上記構成、及び作用の車輪ユニット１は、例えばスーツケースの底面の四隅に装着されることになる。

以上説明したように、本発明の第２実施形態によれば、球体の形状をした車輪１１と、車輪１１の回転を円滑にする複数のベアリング１３と、車輪１１の一部の表面上に前記複数のベアリング１３を介して被覆され、該ベアリング１３の車輪１１への当接面について位置決めを行う保持筐体１２と、保持筐体１２の上に被覆されるもので、対象物に固定する固定部１４を有する筐体１５とを備え、車輪１１の表面の半分以上を、ベアリング１３を介して保持筐体１２で保持しつつ回動自在とし、筐１２体からは車輪１１の一部の表面が露呈される車輪ユニットが提供される。

従って、段差も安定して円滑に乗り越えて走行可能となる。

（第３実施形態）

図７には本発明の第３実施形態に係る車輪ユニットの構成を示し説明する。より詳細には、図７（ａ）は車輪ユニット２０の側面断面図、図７（ｂ）は斜視図、図７（ｃ）はベアリングの取り付けのレイアウトを示している。

これらの図に示されるように、車輪ユニット２０は、球体の形状をした車輪２１と、車輪２１の回転を円滑にする７つのベアリング２３と、車輪２１の一部の表面上にベアリング２３を介して被覆され、該ベアリング２３の車輪２１への当接面について位置決めを行う保持筐体２２と、保持筐体２２の上に被覆されるもので、対象物に固定する固定部２４を有する筐体２５とを備えている。固定部２４は、体温度性の樹脂成型バネで構成されているが、これには限定されない。

車輪２１は、この例でも硬質ゴム等を成形したものであり、この例では球体の形状をしている。７つのベアリング２３は、金属でできたものであり、やはりこの例では球形をしている。保持筐体２２には、複数の開口部が設けられており、ベアリング２３の表面の一部が当該開口部に緩やかに嵌め込まれることで、ベアリング２３の位置決めがなされることになる。

複数のベアリング２３は、保持筐体２２の不図示の各開口部に緩やかに嵌め込まれた状態で、はめ込まれた側と反対側の表面が車輪２１の表面に当接するように、保持筐体２２が車輪２１を被覆するように装着されている。そして、この保持筐体２２の上から、筐体２５が装着されている。この筐体２５が装着された状態では、車輪２１の球体の表面の半分以上が外部に露呈している。

このように、車輪２１の表面の半分以上を、ベアリング２３を介して保持筐体２２で保持しつつ回動自在とし、筐体２５からは車輪２１の一部の表面が露呈されるので、車輪２１の円滑な回動が実現される。

ベアリング２３は、図７（ｃ）に示されるように、車輪２１の最頂点に当接する位置と該位置より１２０度角で決められた６か所の位置とに当接するように保持筐体２２により位置決めされる。そして、筐体２５は、保持筐体２２に係止して該保持筐体２２を固定するための固定係止部２５ａ，２５ｂを有している。

ここで、図８には同車輪ユニットの分解斜視図を示し説明する。

図８に示されるように、筐体２５と一体となった固定部２４の内部から対象となる不図示のスーツケースの底部（例えば底面の四隅）の不図示のネジ穴に固定ネジ２６を締め込んで固定する。そして、車輪２１の表面の一部を被覆するように、ベアリング２３が回動自在に保持された保持筐体２２を装着し、装着した状態で両者を筐体２５に装着する。このような状態では、車輪２１は、その一部の表面が筐体２５から外部に露呈し、ベアリング２３の作用により車輪２１は全方向に回転自在に保持される。

図９には同車輪ユニットのスーツケースへの適用例を示し説明する。同図に示されるように、上記構成、及び作用の車輪ユニット１は、例えばスーツケースの底面の四隅に装着されることになる。

以上説明したように、本発明の第３実施形態によれば、例えば球体の形状をした車輪２１と、車輪２１の回転を円滑にする複数のベアリング２３と、車輪２１の一部の表面上に前記複数のベアリング２３を介して被覆され、該ベアリング２３の車輪２１への当接面について位置決めを行う保持筐体２２と、保持筐体２２の上に被覆されるもので、対象物に固定するもので例えば耐温度性の樹脂成型バネからなる固定部２４を有する筐体１５とを備え、車輪２１の表面の半分以上を、ベアリング２３を介して保持筐体２２で保持しつつ回動自在とし、筐体２２からは車輪２１の一部の表面が露呈される車輪ユニットが提供される。そして、ベアリング２３は、車輪２１の最頂点に当接する位置と、該位置より例えば１２０度角で決められた６か所の位置との形７カ所に７つが当接するように保持筐体２２により位置決めされてよい。

従って、全方向に回転する車輪を従来の車輪のように固定部が３６０度回転する構成が不要となり、段差も安定して円滑に乗り越えて走行可能となる。

（第４実施形態）

図１０、図１１には本発明の第４実施形態に係る車輪ユニットの構成を示し説明する。より詳細には、図１０（ａ）には車輪ユニットの平面図を示し、図１０（ｂ）には車輪ユニットの側面図を示し、図１１には車輪ユニットの斜視図を示し、説明する。

第４実施形態に係る車輪ユニットは、タイヤを均等に分割し、各分割部分を、所定間隔を隔ててコアの円周上に配列した構成である。タイヤの分割された各部分部は、その断面が略半円状のタイヤ部と、各タイヤ部をコアに接続するジョイント部とからなる。ジョイント部に対して、断面が略半円状のタイヤ部は、上下動が可能となっている。この上下動により路面からの衝撃を吸収すると共に、点字ブロックのような段差を容易に乗り越えることが可能とするものである。以下、詳述する。

これらの図に示されるように、車輪ユニット３０は、中心部に開口を有する略円柱形状のコア３１を有しており、コア３１の周面には、タイヤ３３が接続される。コア３１の内部には、回転を円滑なものとするために、ベアリング又は摺動物体が収納されている。

この第４実施形態では、タイヤ３３は、コア３１の周面の各接線方向に垂直な方向に突出するように、複数のタイヤ部３４が所定間隔をあけて設けられている。各タイヤ部３４は、その底面の一端が、ジョイント部３５を介してコア３１に接続したような形となるようにリム成形、即ち二重成形されている。タイヤ部３４は、その断面が略半円形状となっており、ジョイント部３５が一端にのみ接続されているので、コア３１に対して、他の一端より中程にかけて隙間ができている。この隙間により、タイヤ部３４が上下動可能となるので、点字ブロックのような段差による衝撃を吸収し、容易に乗り越えることが可能となっている。

実際のスーツケースへの取付けの様子は、図１２（ａ）に示される通りである。同図に示されるように、実際の取付けでは、２連タイヤ構造にして、スーツケースの直進安定性と段差への対応性を向上させる。スーツケースの軸部材５２に対して、一対の車輪ユニット５０，５１を対向させるように位置付け、一対の車輪ユニット５０，５１で軸部材５２を挟み込むようにして、ボルト５３とナット５４で固定する。このような取付け態様によれば、図１２（ｂ）に示されるように、略半円形状のタイヤ部が段差を乗り越える際にジョイント部を軸として上下可動するので、衝撃を吸収することが可能となる。

本実施形態に係る車輪ユニットは、図１３に示されるような構成とすることも可能である。図１３に示されるように、車輪ユニット４０は、中心部に開口を有する略円柱形状のコア４１を有しており、コア４１の周面には、タイヤ４３が接続される。コア４１の内部には、回転を円滑なものとするために、ベアリング又は摺動物体が収納されている。

この変形例では、タイヤ４３は、コア４１の周面の各接線方向に垂直な方向に突出するように、複数のタイヤ部４４が所定間隔をあけて設けられている。各タイヤ部４４は、その底面の中央部が、ジョイント部４５を介してコア４１に接続したような形となるようにリム成形、即ち二重成形されている。タイヤ部４４は、その断面が略半円形状となっており、ジョイント部４５が中央部にのみ接続されているので、コア４１に対して、両端に隙間ができている。この隙間により、タイヤ部４４が上下動可能となるので、点字ブロックのような段差による衝撃を吸収し、容易に乗り越えることが可能となっている。

以上説明したように、本発明の第４実施形態によれば、断面が略半円形状のタイヤ部３４（４４）とジョイント部３２（４２）からなるタイヤ３３（４３）と、開口部を有し略円柱形状のコア３１（４１）と、タイヤ３３（４３）のジョイント部３２（４２）が接続されるように、タイヤ３３（４３）とコア３１（４１）とが二重成形されており、タイヤ部３４（４４）は、ジョイント部３２（４２）を軸として、その一部が上下動可能である車輪ユニット３０（４０）が提供される。ここで、ジョイント部３２はタイヤ部３４の底面の一端に接続されていてよい。或は、ジョイント部４２はタイヤ部４４の底面の中央に接続されていてよい。

従って、タイヤ部３４，４４の上下動により点字ブロック等の凹凸による衝撃を吸収し円滑に点字ブロック等の上で移動可能となる。

以上、本発明の第１乃至第４実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなくその趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良・変更が可能であることは勿論である。

例えば、ベアリングの数は、第３実施形態で例示したものに限定されることなく、車輪の形状や大きさとの関係で種々選択することができる。

１…車輪ユニット、２…車輪、３…筐体、４…固定部、５…スプリング、６ａ，６ｂ…固定ネジ部材、７…固定ネジ、１０…車輪ユニット、１１…車輪、１２…保持筐体、１３…ベアリング、１４…固定部、１５…筐体、１６…固定ネジ、２０…車輪ユニット、２１…車輪、２２…保持筐体、２３…ベアリング、２４…固定部、２５…筐体、２６…固定ネジ、３０…車輪ユニット、３１…コア、３２…ジョイント部、３３…タイヤ、３４…タイヤ部、４０…車輪ユニット、４１…コア、４２…ジョイント部、４３…タイヤ、４４…タイヤ部。

Claims (9)

1. 回転楕円体の形状をした車輪と、
   前記車輪の回転軸の両端を挟持する挟持部を備えた筐体と、
   前記筐体を対象物に固定するもので、衝撃吸収部材を内在した固定部と、を備え、
   前記車輪の前記両端は、前記筐体の挟持部に挟持されつつ回転自在に保持され、
   前記衝撃吸収部材は、前記車輪が移動時に受ける衝撃を間接的に吸収する
   車輪ユニット。
2. 球体の形状をした車輪と、
   前記車輪の回転を円滑にする複数のベアリングと、
   前記車輪の一部の表面上に前記複数のベアリングを介して被覆され、該ベアリングの前記車輪への当接面について位置決めを行う保持筐体と、
   前記保持筐体の上に被覆されるもので、対象物に固定する固定部を有する筐体と、
   を備え、前記車輪の表面の半分以上を、前記ベアリングを介して前記保持筐体で保持しつつ回動自在とされた
   車輪ユニット。
3. 前記ベアリングは、前記車輪の最頂点に当接する位置と、該位置より１２０度角で決められた６か所の位置とに当接するように前記保持筐体により位置決めされる
   請求項２に記載の車輪ユニット。
4. 前記固定部とは、筐体と一体となったスプリング部材である
   請求項２に記載の車輪ユニット。
5. 前記筐体は、前記保持筐体に係止して固定するための固定係止部を有する
   請求項２に記載の車輪ユニット。
6. 断面が略半円形状のタイヤ部とジョイント部からなるタイヤと、
   開口部を有し、略円柱形状のコアと、
   前記タイヤの前記ジョイント部が接続されるように、前記タイヤと前記コアとが二重成形されており、前記タイヤ部は、前記ジョイント部を軸として、その一部が上下動可能である車輪ユニット。
7. 前記ジョイント部は前記タイヤ部の底面の一端に接続されている
   請求項６に記載の車輪ユニット。
8. 前記ジョイント部は前記タイヤ部の底面の中央に接続されている
   請求項６に記載の車輪ユニット。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の車輪ユニットを複数配設した
   スーツケース。