JP2018090106A - 補助輪および補助輪を備えた運搬車 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、操舵装置を備えない車両に関して、二輪が連動して進行方向に対してスムーズに方向転換を行うことにより、重量物を積載した車両自体がバランスを保ちながら安定して前後進の切換又は小回りの方向転換が可能な補助輪を提供することを目的とする。さらに、前記補助輪を備えた運搬車を提供することを目的とする。【解決手段】上記課題を解決するため、本発明の補助輪は、車軸と、車軸の周りを正逆自在に独立して回転する軸着された二個の車輪と、前記車軸を支持する可動部材と、車両フレームに固定するための固定部材と、を備え、前記可動部材が、一方端において前記固定部材に対して回転可能に取り付ける固定部材連結部と、前記固定部材連結部と車軸との間を連結して支持する棒状部と、を有し、前記固定部材連結部の転舵軸の延長線と前記車軸とが交差しないこと、を特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明は、車両を走行させる際に小回りの方向転換が安定して行うことができる補助輪の技術に関する。

車両のうち荷物の運搬の際に用いられる運搬車には操舵装置を備えない車両が多い。本発明にかかる補助輪は主輪が操舵装置を備えない運搬車に採用することで特に有効に働く。そこで、以下では理解を容易にするために運搬車を例示して説明を行うこととする。
運搬車には、人力で駆動させるタイプ、又は、エンジンやモータで駆動するタイプがある。
従来から、運搬に使用される一輪車や三輪車では、方向転換の際には様々な問題があった。
例えば、一輪車では、荷物を積載した運搬車のハンドルを走行中は常に持ち上げていなければならず、大きな重量の荷物を運搬する場合の方向転換ではバランスを崩し荷物を落下させるような事故発生のリスクが高かった。
また、三輪車では、走行の際にハンドルを持ち上げる必要はないが、前輪後方の荷台横方向の両端近くに二輪のキャスター型の補助輪を配置した運搬車は方向転換の際に補助輪が連動せず方向が定まらない場合があって操作性が悪い問題があった。キャスター型の補助輪ではなく、前輪と同じ方向に回転して進行するように固定された補助輪を備えた運搬車は方向転換の際には、ハンドルを持ち上げて補助輪を宙に浮かせ前輪を中心に方向転換させるか、ハンドルを押し下げて前輪を宙に浮かせ補助輪を中心に方向転換させるしかなかった。

特許文献１には、車輪フレームに前輪と幅２５ｃｍの足場上でも運搬できるように横幅を狭く設定した二個の後輪を取り付けて、段差越えや方向転換の際、後輪を支点にハンドルを押し下げれば、前輪を容易に持ち上げることができるので小回りの操作がしやすくなる運搬車が開示されている。

特許文献２には、道幅に応じてキャスター間の間隔を簡単に調整することができ、さらに積載量を多くして作業効率を高めることができる作業用運搬車が開示されている。一輪車と三輪車の両方の効果を得ることができるというものである。

特許４３１０５５５号公報 特開平０７−２７７１９８号公報

しかしながら、特許文献１に係る運搬車を代表として作業者がハンドルを持ち上げたり、押し下げたりして小回りさせるタイプの運搬車は、重量物を積載させた場合には力の弱い女性や高齢者には取扱いが難しい問題があった。

特許文献２に係る運搬車は、独立した二輪間の幅を可変にできるキャスタータイプの補助輪を備えているのであるが、前後進の切換を繰り返す際又は方向転換の際に左右の補助輪が連動して方向転換せずに、運搬車がスムーズに移動できない問題があった。

特許文献１及び特許文献２に係る運搬車と異なり、主輪である前輪と一輪の補助輪を有する運搬車である場合には、速度が速くなるほど自転車と同様に走行中安定したバランスを保つことができるが、低速になるほどバランスを保つことができず安定感に欠ける問題があった。

本発明は、上記課題の解決を図ったものであって、操舵装置を備えない車両に関して、二輪が連動して進行方向に対してスムーズに方向転換を行うことにより、重量物を積載した車両自体がバランスを保ちながら安定して前後進の切換又は小回りの方向転換が可能な補助輪を提供することを目的とする。さらに、前記補助輪を備えた運搬車を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の補助輪は、車両において主輪を補助して車両の方向転換の操作を容易にする補助輪であって、前記補助輪が、車軸と、車軸の周りを正逆自在に独立して回転する軸着された二個の車輪と、前記車軸を支持する可動部材と、車両フレームに固定するための固定部材と、を備え、前記可動部材が、一方端において前記固定部材に対して回転可能に取り付ける固定部材連結部と、前記固定部材連結部と車軸との間を連結して支持する棒状部と、を有し、前記固定部材連結部の転舵軸の延長線と前記車軸とが交差しないこと、を特徴とする。

本発明の補助輪は、前記可動部材の棒状部が、車軸側端において前記二個の車輪の間で車軸を支持すること、を特徴とする。

本発明の補助輪は、前記可動部材の棒状部を挟む前記二個の車輪が、前記棒状部に近接して配設されること、を特徴とする。

本発明の補助輪は、前記可動部材の棒状部が、途中を屈曲させた形状に形成されて、前記車軸に対して略鉛直上方から結合され、前記固定部材連結部に対しては斜め下方から接合されて、前記車軸側の略鉛直に伸長する部分の断面形状が車軸方向に短い形状に形成され、前記固定部材連結部側端の断面形状が鉛直方向に長い形状に形成されたこと、を特徴とする。

本発明の補助輪は、前記可動部材の棒状部が、中空の棒状体であって、前記車軸に取付けられる部分が角状に形成されて平板が挿入されること、を特徴とする。

本発明の運搬車は、上記の補助輪を備えたこと、を特徴とする。

本発明の運搬車は、停止した際に前記運搬車の自立を補助するスタンドを設けたこと、を特徴とする。

本発明の補助輪によれば、特に主輪が操舵装置を備えない固定された車両を前後進の切換又は方向転換させる際には、独立して回転する二個の補助輪が互いに逆回転しつつ方向転換するために、車両の進行方向と、補助輪が安定して直進する方向とが即座に一致する効果を奏する。

また、本発明の補助輪によれば、接地面に対して独立して回転自在な機構を採用することにより、車両を容易に小回りさせることができ、力の弱い者にでも容易に取り扱うことができる。

補助輪において、可動部材が車輪の両側から支持又は覆うタイプのものは剛性も高く安定しやすいが、不整地を走行する場合には、土や石が車輪と可動部材の間に入り込み易く、走行の際に障害になる可能性がある。そこで、両車輪の間に一本の可動部材を配設した本発明に係る補助輪を採用することにより、土や石などの車輪と可動部材との間への進入の可能性を減少させることができる。

小回りで方向転換する際には、並んで配置された二輪の補助輪が可能な限り接近させることにより、二輪の補助輪が連動した動作を行い易く車両の走行がスムーズになる。

本発明の補助輪によれば、二個の補助輪を接近させて並べることにより広い接地面積を確保することができ、主輪のみでは荷物を積載した際に側方に車両が傾斜し転倒するなどの不安定な状態を、回避するよう支援することができる効果を奏する。

また、可能な限り狭められた両車輪の間に挟みこむように可動部材を配設した本発明に係る補助輪によれば、土や石などが車輪と可動部材との間へ容易に進入することを防止できる効果を奏する。

本発明の補助輪によれば、棒状体に形成された可動部材は二個の車輪の間に配置されて車軸を支持するが、車輪を両側から挟んで支持する可動部材と比較すると負担が大きいため、可動部材を車軸に対しては略鉛直上方から結合し、固定部材に対しては斜め下方向から接合面積を広く設けて接合することによって、可動部材の接合部に掛かる力を分散させて負担を減じる効果を得た。
接合面積を広く設ける手段として、固定部材との接合部は縦長となる形状に形成することとした。

小回りで方向転換する際には、並んで配置された二輪の補助輪を可能な限り接近させることにより、二輪の補助輪が連動した動作を行い易く車両の走行がスムーズになるが、二輪を接近させるためには、可動部材の棒状部断面の車輪方向の厚みを薄くする必要がある。棒状部を水平前後方向に長方形状とすることにより、二輪の補助輪を接近させる効果を得ることができる。

二個の車輪に挟まれた一本の棒状体の可動部材で車軸を安定して支持するためには、可動部材は高い強度が必要である。強度を確保するためには、棒状体は円柱状又は楕円柱状であることが好ましい。内部は中空の形状であってもよい。しかし、補助輪の二輪を近接させるためには、車輪の近傍は可動部材の車輪方向の厚みを薄くしなければならず、強度が確保できにくくなる。そのため、本発明の補助輪によれば、中空の可動部材の車軸に近い部分を角状に形成し平板を挿入することによって、高い強度を得られ、可動部材その他の部分を中空形状することにより軽量化を図ることができる効果を得られる。

本発明の補助輪を運搬車に採用することにより、二個の車輪を有する補助輪による運搬車のバランスの安定性と独立して逆回転する車輪の連動動作による方向転換の操作性の両方の効果を得ることができる。

本発明の運搬車によれば、支持スタンドを設けることにより、停止の際の安定性を増すことができる。

本発明に係る補助輪１０の正面図である。 本発明に係る補助輪１０の図１におけるＡ−Ｂ−Ｃ―Ｄ線組合せ断面図である。 本発明にかかる補助輪１０を備えた運搬車１００の斜視図である。 本発明にかかる補助輪１０を備えた運搬車１００が前進から後退に切り換わった際の補助輪１０の動作を示した部分平面図である。 本発明にかかる補助輪１０を備えた運搬車１００が後退から前進に切り換わった際の補助輪１０の動作を示した部分平面図である。 本発明にかかる補助輪１０を備えた運搬車１００が直進から左方向へ方向転換を行った際の補助輪１０の動作を示した部分平面図である。 本発明にかかる補助輪１０を備えた運搬車１００が第一スタンド１４２を備えた図である。 本発明にかかる補助輪１０を備えた運搬車１００が第二スタンド１４４を備えた図である。

本発明に係る補助輪１０および補助輪１０を備えた運搬車１００を実施するための形態について、図を参照しつつ説明する。

図１は、本発明に係る補助輪１０の正面図である。本発明に係る補助輪１０は、主として運搬車１００であって操舵装置を有さない手押し型一輪車の補助輪として用いられる。手押し型一輪車は、荷物を積載し運搬する場合にはハンドルを持ち上げて補助脚を宙に浮かせて主輪１２０を回転させて移動するが、持ち上げる力が弱い高齢者や女性には容易ではない労務である。本発明に係る補助輪１０は、ハンドルを持ち上げる必要がなく、力の弱い高齢者や女性が容易に運搬車１００を操作して方向転換を可能にした補助輪１０である。

補助輪１０は、固定部材４０、可動部材３０、車軸２６、第一車輪２２及び第二車輪２４から構成される。

固定部材４０は、一方端で運搬車１００の車両フレーム１１２と接合される部材である。他方端では、可動部材３０を介して第一車輪２２及び第二車輪２４の車軸２６と連結される。

可動部材３０は、固定部材連結部３２と棒状部３４とから構成される。固定部材連結部３２は、固定部材４０に対して摺動し転舵軸線ＡＲ周りに回転可能に取り付けられる。棒状部３４は、途中を屈曲させた形状に形成されて、車軸２６に対して略鉛直上方から結合され、固定部材４０に対しては斜め下方から接合される。また、棒状部３４の断面は固定部材連結部３２から屈曲部を含み車軸２６の近くまでは円または楕円の筒状が好ましい。筒状とするのは軽量化を図るためである。棒状部３４の車軸２６と連結する部分は強度を高めるために断面を水平前後に長い長方形の筒状として内部に前記長方形の内部に沿う平板を挿入することが好ましい。ただし、棒状部３４の固定部材連結部付近の断面は円や楕円に限定されるものではない。また、棒状部３４の車軸との連結部分付近の断面は長方形に限定されるものではない。

棒状部３４の車軸２６側の略鉛直に伸長する部分の断面形状が車軸方向に短い形状に形成され、固定部材連結部３２側端の断面形状が鉛直方向に長い形状に形成されることによって高い強度を得ることができる。

車軸２６は、可動部材３０の棒状部３４に強固に接合され、第一車輪２２及び第二車輪２４は、当該車軸２６の周りを正逆自在に独立して回転可能に軸着される。

第一車輪２２及び第二車輪２４は、可動部材３０の棒状部３４を挟んで車軸２６に取付けられる。可動部材３０によって前記両車輪を挟む形状としないのは、土や石などが車輪と可動部材３０との間へ進入する可能性を減じるためである。さらに、前記両車輪は土や石などが車輪と可動部材３０との間へ進入することを極力防止するために棒状部３４に近接して配設される。また、軸着部２８は、車軸２６への負荷の軽減、及び、車輪の回転安定性を向上させるために、車輪軸着部２８にベアリングを内蔵し、車輪の回転を円滑にする構造としている。

図２は、本発明に係る補助輪１０の図１におけるＡ−Ｂ−Ｃ―Ｄ線組合せ断面図である。

延長した固定部材連結部３２の転舵軸線ＡＲと車軸回転軸線ＡＸとが交差しない構造を備える。また、略鉛直方向に延伸させた転舵軸線ＡＲは、車軸回転軸と接地位置とを結ぶ直線と略並行にすることが好ましい。転舵軸線ＡＲの接地位置及び車輪の接地位置を結ぶ直線をトレール長ＴＬといい、トレール長ＴＬを対辺とする車軸回転軸ＡＸ中心に成す三角形の内角をキャスター角という。転舵軸ＡＲは、略鉛直方向にすると転舵性が向上し、略鉛直方向からの傾斜角を大きくするほどキャスター角が大きくなり直進安定性が増す。運搬車１００の場合には、小回りに方向転換させることが求められ、補助輪１０に備えた両車輪２２、２４の転舵をスムーズに行わせる必要があり転舵軸ＡＲを略鉛直方向とし、直進性も求めるため多少のキャスター角を設けたものである。

本実施の形態で示した補助輪１０の場合（図２参照）では、二点鎖線で示した略並行線の距離がトレール長ＴＬとなる。トレール長ＴＬは大きいほど直進性が増す。しかし、転舵軸線ＡＲを略鉛直方向のままトレール長ＴＬを大きくすると転舵の半径も大きくなり方向転換の際に操作性が悪くなる。したがって、車輪直径が２５０ｍｍ前後の大きさの場合には、６０ｍｍ程度のトレール長ＴＬが適当である。ただし、トレール長ＴＬはその車輪の大きさに影響されるものの、これに限定されるわけではない。

図３は、本発明にかかる補助輪１０を備えた運搬車１００の斜視図である。一例を示した。

補助輪１０は、荷台１１０、主輪１２０及びハンドルを備え主輪１２０に内蔵したモータで主輪１２０を駆動する公知の手押し型の運搬車１００に装備した。荷台１１０は、車両フレーム１１２、前フレーム１１４及び側フレーム１１６から構成される。主輪１２０は荷台１１０の前方の本体フレーム下方に配設される。本体フレームからはハンドルフレーム１１８が斜め上方に延伸され先端に操作者が握るためのハンドルグリップ１３０が取り付けられる。ハンドルグリップ１３０近傍には、ブレーキレバーやスピードコントローラなども取り付けられる。

補助輪１０は、本体フレーム後方の固定部材接合部分１１３に第一車輪２２及び第二車輪２４が接地可能に下向きに接合される（図４参照）。

図４は、本発明にかかる補助輪１０を備えた運搬車１００が前進から後退に切り換わった際の補助輪１０の動作を示した部分平面図である。

運搬車１００が図の左側から右側に向かって後退するところを示している。前進から後退に切り換わる際には、補助輪１０は固定部材接合部分１１３から運搬車後方へ可動部材３０の屈曲部を突出させた状態にある（第一車輪２２が図上側、第二車輪２４が図下側）。運搬車１００が後退を開始すると補助輪１０は転舵軸を中心に時計方向又は反時計方向に転舵を開始する。

図４の場合は、反時計方向に転舵する様子を示した（図４中）。転舵の際には、第一車輪２２と第二車輪２４とは独立して反対方向に転がる（図４中参照）。後退当初は、第一車輪２２は反進行方向に、第二車輪２４は進行方向に転がる。

さらに後退させると、補助輪１０は固定部材接合部分１１３から運搬車前方へ可動部材３０の屈曲部を突出させた状態で安定する（第一車輪２２が図下側、第二車輪２４が図上側）。
トレール長ＴＬは、絶えず進行方向（この場合は後進方向）に向かって固定部材接合部分１１３の後方に位置する。

第一車輪２２と第二車輪２４とが独立して逆回転しつつ転舵軸周りを小さく回るため、操作者は容易に運搬車１００の前後進を切り換えることが可能となる。これは、運搬車１００の進行方向と、補助輪１０が安定して直進できる方向とが即座に一致することによる。

図５は、本発明にかかる補助輪１０を備えた運搬車１００が後退から前進に切り換わった際の補助輪１０の動作を示した部分平面図である。

運搬車１００が図の右側から左側に向かって前進するところを示している。後退から前進に切り換わる際には、補助輪１０は固定部材接合部分１１３から運搬車前方へ可動部材３０の屈曲部を突出させた状態にある（第一車輪２２が図下側、第二車輪２４が図上側）。運搬車１００が前進を開始すると補助輪１０は転舵軸を中心に時計方向又は反時計方向に転舵を開始する。

図５の場合は、反時計方向に転舵する様子を示した（図５中）。転舵の際には、第一車輪２２と第二車輪２４とは独立して反対方向に転がる（図５中参照）。前進当初は、第一車輪２２は反進行方向に、第二車輪２４は進行方向に転がる。

さらに前進させると、補助輪１０は固定部材接合部分１１３から運搬車後方へ可動部材３０の屈曲部を突出させた状態で安定する（第一車輪２２が図上側、第二車輪２４が図下側）。
トレール長ＴＬは、絶えず進行方向（この場合は前進方向）に向かって固定部材接合部分１１３の後方に位置する。

後退の場合と同様に、第一車輪２２と第二車輪２４とが独立して逆回転しつつ転舵軸周りを小さく回るため、操作者は容易に運搬車１００の前後進を切り換えることが可能となる。これは、運搬車１００の進行方向と、補助輪１０が安定して直進できる方向とが即座に一致することによる。

図６は、本発明にかかる補助輪１０を備えた運搬車１００が直進から左方向へ方向転換を行った際の補助輪１０の動作を示した部分平面図である。

運搬車１００が図の下側から上側に向かって前進し、左へ方向を変えて図左側へ前進するところを示している。前進しているときには、補助輪１０は固定部材接合部分１１３から運搬車後方へ可動部材３０の屈曲部を突出させた状態にある（第一車輪２２が図右側、第二車輪２４が図左側）。運搬車１００が左へ方向転換を開始すると補助輪１０は転舵軸を中心に反時計方向に転舵を開始する。

主輪１２０の接地面ＧＬを中心に転舵の際には、第一車輪２２と第二車輪２４とは独立して反対方向に転がる（図６下参照）。方向転換当初は、第一車輪２２は反進行方向に、第二車輪２４は進行方向に転がる。転舵が始まりしばらくすると第一車輪２２は進行方向に、第二車輪２４も進行方向に転がることになる（図６補助輪１０のみ表示参照）。すなわち、補助輪１０の進行方向とハンドルの移動方向が一致することになる。
以上は、転舵の際の第一車輪２２と第二車輪２４の回転方向を判り易く説明するために主輪１２０の接地面ＧＬを中心に転舵する場合であるが、実際には主輪１２０も低速前進しながら転舵するため、補助輪１０の転舵の角度は９０度より小さくて済む。この様にハンドル側に大きく振れることはない。

方向転換が完了し運搬車１００を図左側へ移動を開始する際には、補助輪１０は進行方向に対して９０度に転舵した状態にある。運搬車１００が前進を開始すると補助輪１０は転舵軸を中心に反時計方向に転舵を開始する（図６上中参照）。

転舵の際には、第一車輪２２と第二車輪２４とは独立して反対方向に転がる（図６上中参照）。前進当初は、第一車輪２２は進行方向に、第二車輪２４は反進行方向に転がる。

さらに前進させると、補助輪１０は固定部材接合部分１１３から運搬車後方へ可動部材３０の屈曲部を突出させた状態で安定する（第一車輪２２が図上側、第二車輪２４が図下側）。その際には、第一車輪２２は進行方向に、第二車輪２４も進行方向に転がることになる。すなわち、補助輪１０の進行方向とハンドルの移動方向が一致することになる。

前後進の切換の場合と同様に、第一車輪２２と第二車輪２４とが独立して逆回転しつつ転舵軸周りを小さく回るため、操作者は容易に運搬車１００の方向転換が可能となる。これは、運搬車１００の方向転換の方向と、補助輪１０が安定して直進できる方向とが即座に一致することによる。

図７は、本発明にかかる補助輪１０を備えた運搬車１００が第一スタンド１４２を備えた図である。第一スタンド１４２は、側フレーム１１６下方の車両フレーム１１２の両側に配設し、運搬移動中に積載した荷物の重量により側フレーム１１６方向に転倒することを防止する。

図８は、本発明にかかる補助輪１０を備えた運搬車１００が第二スタンド１４４を備えた図である。第二スタンド１４４は、運搬車１００が停止した際に補助輪１０の両側に接地させ、運搬時には補助輪１０の転舵の妨げにならない位置に移動する機構を有して設けられた可動式のスタンドである。運搬車１００を不整地のように不安定な場所に停止させた際に転倒することを防止する。

本実施の形態においては、主輪が一輪の運搬車で例示したが、主輪が二輪以上であっても本発明にかかる補助輪は有効な効果を発揮する。

１０ 補助輪
２２ 第一車輪
２４ 第二車輪
２６ 車軸
２８ 軸着部
３０ 可動部材
３２ 固定部材連結部
３４ 棒状部
４０ 固定部材
１００ 運搬車
１１０ 荷台
１１２ 車両フレーム
１１３ 固定部材接合部分
１１４ 前フレーム
１１６ 側フレーム
１１８ ハンドルフレーム
１２０ 主輪
１３０ ハンドルグリップ
１４２ 第一スタンド
１４４ 第二スタンド

ＡＸ 車軸回転軸線
ＡＲ 転舵軸線
ＡＤ 補助輪進行方向
ＣＤ 運搬車進行方向
ＧＬ 接地面
ＲＯ 車輪ころがり方向
ＴＲ 車輪転舵方向
ＴＬ トレール長

Claims (7)

1. 車両において主輪を補助して車両の方向転換の操作を容易にする補助輪であって、
   前記補助輪が、
   車軸と、
   車軸の周りを正逆自在に独立して回転する軸着された二個の車輪と、
   前記車軸を支持する可動部材と、
   車両フレームに固定するための固定部材と、
   を備え、
   前記可動部材が、
   一方端において前記固定部材に対して回転可能に取り付ける固定部材連結部と、
   前記固定部材連結部と車軸との間を連結して支持する棒状部と、
   を有し、
   前記固定部材連結部の転舵軸の延長線と前記車軸とが交差しないこと、
   を特徴とする補助輪。
2. 前記可動部材の棒状部が、
   車軸側端において前記二個の車輪の間で車軸を支持すること、
   を特徴とする請求項１に記載する補助輪。
3. 前記可動部材の棒状部を挟む前記二個の車輪が、
   前記棒状部に近接して配設されること、
   を特徴とする請求項２に記載する補助輪。
4. 前記可動部材の棒状部が、
   途中を屈曲させた形状に形成されて、
   前記車軸に対して略鉛直上方から結合され、前記固定部材連結部に対しては斜め下方から接合されて、
   前記車軸側の略鉛直に伸長する部分の断面形状が車軸方向に短い形状に形成され、前記固定部材連結部側端の断面形状が鉛直方向に長い形状に形成されたこと、
   を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載する補助輪。
5. 前記可動部材の棒状部が、
   中空の棒状体であって、前記車軸に取付けられる部分が角状に形成されて平板が挿入されること、
   を特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載する補助輪。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載する補助輪を備えたこと、
   を特徴とする運搬車。
7. 走行中の完全横倒しを防止するスタンド、
   または、
   走行中は補助輪の転舵の妨げにならない位置に移動し停止した際には運搬車の自立を補助する可動式のスタンド
   を車両フレーム後方の前記補助輪の近辺に設けたこと、
   を特徴とする請求項６に記載する運搬車。
   

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