JP2023092161A - Auxiliary wheel device for caster - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、キャスタ用補助輪装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to a training wheel device for casters.
特許文献1には、車輪の前方および後方に、段差を乗り越える際の補助を行う補助輪を搭載した車両が開示されている。
補助輪を備える車両において、例えば車輪の代わりに、車体の旋回時に自在に舵角が回転するキャスタを用いる場合を考える。この場合、キャスタの回転軌跡と補助輪の回転軌跡とが干渉しないように、両者の設置間隔を広く設定する必要があるため、各部品の搭載スペースが増大する。そのため、このような場合に省スペース化を図ることができる技術が求められていた。 In a vehicle equipped with auxiliary wheels, consider a case where, for example, instead of the wheels, casters are used, the steering angle of which can be freely rotated when the vehicle body turns. In this case, it is necessary to set a wide installation interval between the casters and the training wheels so that they do not interfere with each other, which increases the mounting space for each part. Therefore, there is a demand for a technique capable of saving space in such a case.
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、キャスタおよび補助輪を配置する際に省スペース化を図ることができるキャスタ用補助輪装置を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above, and an object of the present disclosure is to provide a caster training wheel device capable of saving space when arranging casters and training wheels.
本開示に係るキャスタ用補助輪装置は、車体の進行方向に回転するとともに、前記車体の旋回時に自在に舵角が回転するキャスタと、前記進行方向において、前記キャスタの前方または後方に設けられ、前記キャスタの接地時に、非接地状態となる高さに設けられた補助輪と、を備え、前記キャスタが、前記補助輪の初期位置では、前記補助輪と干渉せず、前記補助輪の接地時に、前記補助輪と干渉しない位置となるように前記舵角が回転する。 A caster auxiliary wheel device according to the present disclosure includes a caster that rotates in the traveling direction of a vehicle body and that freely rotates at a steering angle when the vehicle body turns, and is provided in front or behind the caster in the traveling direction, and an auxiliary wheel provided at a height that is in a non-grounded state when the caster touches the ground, and the caster does not interfere with the auxiliary wheel at the initial position of the auxiliary wheel and does not interfere with the auxiliary wheel when the auxiliary wheel touches the ground. , the rudder angle is rotated so as to be at a position where it does not interfere with the auxiliary wheels.
本開示によれば、キャスタおよび補助輪を配置する際に省スペース化を図ることができる。 According to the present disclosure, it is possible to save space when arranging casters and training wheels.
本開示の実施形態に係るキャスタ用補助輪装置について、図面を参照しながら説明する。なお、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 A caster training wheel device according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. Components in the following embodiments include components that can be easily replaced by those skilled in the art, or components that are substantially the same.
(キャスタ用補助輪装置の構成)
実施形態に係るキャスタ用補助輪装置の構成について、図1~図5を参照しながら説明する。キャスタ用補助輪装置は、例えば小型の四輪モビリティ等の移動体に搭載され、路面の段差を乗り越える際の補助を行うためのものである。なお、移動体としては、小型の四輪モビリティ以外にも、中型または大型のモビリティ、あるいは二輪モビリティ等であってもよい。
(Structure of auxiliary wheel device for caster)
A configuration of a caster training wheel device according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG. A caster auxiliary wheel device is mounted, for example, on a mobile object such as a small four-wheeled mobility vehicle, and assists the vehicle in getting over bumps on the road surface. In addition to the small four-wheeled mobility, the mobile body may be a medium-sized or large-sized mobility, or a two-wheeled mobility.
キャスタ用補助輪装置1は、図1に示すように、移動体の車体2の下部(底部)に取り付けられている。例えば移動体が四輪モビリティである場合、キャスタ用補助輪装置1は、車体2の左右にそれぞれ取り付けられている。
As shown in FIG. 1, the caster
キャスタ用補助輪装置1は、キャスタ11と、補助輪12,13と、を備えている。なお、キャスタ用補助輪装置1は、補助輪12,13のいずれか一方のみを備えていてもよい。
The caster
キャスタ11は、移動体の従動輪として機能する。また、車体2の下部、かつキャスタ11の前方(紙面左側)には、移動体の駆動輪として機能する車輪3が取り付けられている。このように、車輪3を駆動輪とし、キャスタ11を従動輪とすることにより、駆動輪である車輪3によって発生する推進力および旋回トルクに応じて、キャスタ11が従動しつつ回転する。
The
なお、キャスタ用補助輪装置1が適用される移動体は、前進と後進が可能である。本実施形態では、この移動体の進行方向において、前進の方向(図1の紙面左方向)を「前方」と定義し、後進の方向(同図の紙面左方向)を「後方」と定義する。
The movable body to which the caster
キャスタ11は、図1に示すように、車体2の進行方向に回転するとともに、車体2の旋回時に自在に舵角が回転するように構成されている。このキャスタ11は、図2に示すように、支持部材111と、当該支持部材111に取り付けられた車輪112と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the
支持部材111は、車体2の重量や車輪112を支えることが可能な金属材料等により構成されている。車輪112の径は、例えば図1に示すように、駆動輪の車輪3の径よりも小さく構成されており、当該車輪3と同時に路面に接地する位置(高さ)に配置されている。
The
補助輪12は、移動体が前進する際に、路面の段差を乗り越える補助を行うためのものである。この補助輪12は、移動体の進行方向において、キャスタ11の前方に設けられている。また、補助輪12は、図2に示すように、支持部材121と、車輪122と、弾性部材123と、を備えている。
The
支持部材121は、車体2の重量や車輪122を支えることが可能な金属材料等により構成されている。車輪122は、キャスタ11の車輪112の接地時に、非接地状態となる高さHに設けられている(図1参照)。すなわち、車輪122は、駆動輪である車輪3と従動輪であるキャスタ11が路面に接地している場合、当該路面に接地しないように車体2に取り付けられている。路面に対する車輪122の高さHは、例えばキャスタ11の径の10~20%の範囲で設定される。
The
そして、車輪122は、図2に示すように、移動体の前進時に路面の段差を乗り越える際に、当該段差に接地するように構成されている。このように、段差を乗り越える際に、先に補助輪12の車輪122が段差を上がることにより、キャスタ11が上がる段差は車輪122とキャスタ11との高さの差分となる。そのため、キャスタ11の車輪112の径が、駆動輪の車輪3の径よりも小さくても、大きな段差に対応することが可能となる。なお、本実施形態では、図1および図3に示すように、車輪122が路面に接地していない場合のことを、車輪122(補助輪12)の「初期位置」と定義する。
As shown in FIG. 2, the
車輪122は、図1~図3のように側面視した場合に、円形の一部を切り欠いた形状をなしており、同図では扇形をなしている。また、車輪122は、図1に示した補助輪12の初期位置において、キャスタ11の車輪112と対向しない面が、曲面となるように配置されている。
The
このように、車輪122の形状を、円形の一部を切り欠いた形状とすることにより、平坦な路面では補助輪12が動作しないため、平坦な路面において、キャスタ11が自在に回転可能なスペースを確保することができる。
In this way, by making the shape of the wheel 122 a circular shape with a part cut away, the
また、車輪122の形状を、円形の一部を切り欠いた形状とすることにより、車輪の形状が円形である場合と比較して、図1に示すように、補助輪12とキャスタ11との間隔D1や、補助輪12と補助輪13との間隔D2を、縮めることができる。具体的には、車輪122の形状を扇形とすることにより、車輪の形状が円形である場合と比較して、間隔D1,D2を、車輪122の半径分だけ縮めることができる。
In addition, by making the shape of the
なお、車輪122の側面視の形状は、少なくとも円形の一部が切り欠かれた形状であればよい。そのため、図1に示すような扇形、すなわち中心角の角度が180°未満の形状ではなく、例えば中心角の角度が180°以上の形状であってもよい。このように、車輪122の側面視の形状を、円形の一部が切り欠かれた形状であって、かつ中心角の角度が180°以上の形状とすることにより、車輪122の回転角を増やすことができる。これにより、路面上において、より大きな段差を乗り越えることが可能となる。
In addition, the shape of the
弾性部材123は、車輪122を付勢するためのものである。この弾性部材123は、支持部材121と車輪122とに亘って取り付けられており、車輪122が初期位置(図3参照)に復帰するように、当該車輪122を付勢する。このように弾性部材123の付勢力が車輪122に作用することにより、当該車輪122は、初期位置において、キャスタ11の車輪112と対向しない面が、曲面となるように配置される。
The
補助輪13は、移動体が後進する際に、路面の段差を乗り越える補助を行うためのものである。この補助輪13は、移動体の進行方向において、キャスタ11の後方に設けられている。また、補助輪13は、図2に示すように、支持部材131と、車輪132と、弾性部材133と、を備えている。
The
支持部材131は、車体2の重量や車輪132を支えることが可能な金属材料等により構成されている。車輪132は、キャスタ11の車輪112の接地時に、非接地状態となる高さHに設けられている(図1参照)。すなわち、車輪132は、駆動輪である車輪3と従動輪であるキャスタ11が路面に接地している場合、当該路面に接地しないように車体2に取り付けられている。路面に対する車輪132の高さHは、例えばキャスタ11の径の10~20%の範囲で設定される。
The
そして、車輪132は、図3に示すように、移動体の後進時に路面の段差を乗り越える際に、当該段差に接地するように構成されている。このように、段差を乗り越える際に、先に補助輪13の車輪132が段差を上がることにより、キャスタ11が上がる段差は車輪132とキャスタ11との高さの差分となる。そのため、キャスタ11の車輪112の径が、駆動輪の車輪3の径よりも小さくても、大きな段差に対応することが可能となる。なお、本実施形態では、図1および図2に示すように、車輪132が路面に接地していない場合のことを、車輪132(補助輪13)の「初期位置」と定義する。
As shown in FIG. 3, the
車輪132は、図1~図3のように側面視した場合に、円形の一部を切り欠いた形状をなしており、同図では扇形をなしている。また、車輪132は、図1に示した補助輪13の初期位置において、キャスタ11の車輪112と対向しない面が、曲面となるように配置されている。
The
このように、車輪132の形状を、円形の一部を切り欠いた形状とすることにより、平坦な路面では補助輪13が動作しないため、平坦な路面において、キャスタ11が自在に回転可能なスペースを確保することができる。
In this way, by making the shape of the wheel 132 a circular shape with a part cut away, the
また、車輪132の形状を、円形の一部を切り欠いた形状とすることにより、車輪132の形状が円形である場合と比較して、図1に示すように、補助輪13とキャスタ11との間隔D1や、補助輪13と補助輪12との間隔D2を、縮めることができる。具体的には、車輪132の形状を扇形とすることにより、車輪の形状が円形である場合と比較して、間隔D1,D2を、車輪132の半径分だけ縮めることができる。
In addition, by making the shape of the
なお、車輪132の側面視の形状は、少なくとも円形の一部が切り欠かれた形状であればよい。そのため、図1に示すような扇形、すなわち中心角の角度が180°未満の形状ではなく、例えば中心角の角度が180°以上の形状であってもよい。このように、車輪132の側面視の形状を、円形の一部が切り欠かれた形状であって、かつ中心角の角度が180°以上の形状とすることにより、車輪132の回転角を増やすことができる。これにより、路面上において、より大きな段差を乗り越えることが可能となる。
In addition, the shape of the
弾性部材133は、車輪132を付勢するためのものである。この弾性部材133は、支持部材131と車輪132とに亘って取り付けられており、車輪132が初期位置(図2参照)に復帰するように、当該車輪132を付勢する。このように弾性部材133の付勢力が車輪132に作用することにより、当該車輪132は、初期位置において、キャスタ11の車輪112と対向しない面が、曲面となるように配置される。
The
以上のような構成を備えるキャスタ用補助輪装置1において、キャスタ11および補助輪12,13は、以下のような特徴を備えている。まず、キャスタ11は、補助輪12の初期位置(図3参照)および補助輪13の初期位置(図2参照)では、当該補助輪12,13とは干渉しないように構成されている。
In the caster
また、キャスタ11は、補助輪12,13の接地時に、当該補助輪12,13と干渉しない位置となるように舵角が回転する。例えば、前側の補助輪12が段差に接地した場合(図2参照)、キャスタ11は、当該補助輪12と干渉しない後方、すなわち補助輪13側に回転する。一方、後ろ側の補助輪13が段差に接地した場合(図3参照)、キャスタ11は、当該補助輪13と干渉しない前方、すなわち補助輪13側に回転する。
Further, the steering angle of the
また、キャスタ11および補助輪12,13は、互いの回転軌跡が干渉する位置にそれぞれ配置されている。ここで、図4は、キャスタ11の回転軌跡T1の一例を示す平面図である。また、図5は、前側の補助輪12の回転軌跡T2の一例を示す側面図である。
Also, the
キャスタ用補助輪装置1では、キャスタ11の回転軌跡T1と、補助輪12の回転軌跡T2とが干渉する位置に、キャスタ11および補助輪12が配置されている。但し、図2に示すように、移動体の前進時に補助輪12が段差に接地した場合、当該補助輪12と干渉しないようにキャスタ11が後方に回転するため、移動体の前進時にキャスタ11および補助輪12が実際に干渉することはない。これは、キャスタ11と補助輪13との関係においても同様である。
In the caster
すなわち、キャスタ用補助輪装置1では、キャスタ11の回転軌跡T1と、補助輪13の回転軌跡とが干渉する位置に、キャスタ11および補助輪13が配置されている。但し、図3に示すように、移動体の後進時に補助輪13が段差に接地した場合、当該補助輪13と干渉しないようにキャスタ11が前方に回転するため、移動体の後進時にキャスタ11および補助輪13が実際に干渉することはない。
That is, in the caster
また、キャスタ用補助輪装置1では、図4に示すように、キャスタ11および補助輪12を、移動体の進行方向に沿って直線状に配置することが好ましい。なお、同図では図示を省略したが、キャスタ11および補助輪13についても、移動体の進行方向に沿って直線状に配置することが好ましい。このように、キャスタ11および補助輪12,13を、移動体の進行方向に沿って直線状に配置することにより、直線状に配置しない場合と比較して、より省スペース化を図ることができる。
Further, in the caster
以上説明した実施形態に係るキャスタ用補助輪装置では、補助輪12,13の初期位置(図1~図3参照)では、キャスタ11と補助輪12,13とが干渉せず、補助輪12,13が接地した際に、キャスタ11が当該補助輪12,13と干渉しない位置となるように回転する。
In the caster training wheel device according to the embodiment described above, in the initial positions of the
また、補助輪12,13(車輪122,132)の形状を、円形の一部を切り欠いた形状とすることにより、補助輪の形状が円形である場合と比較して、補助輪12,13とキャスタ11との間隔D1や、補助輪12と補助輪13との間隔D2を、縮めることができる。これにより、キャスタ11および補助輪12,13を配置する際に省スペース化を図ることができる。
Further, by making the shape of the
(変形例)
実施形態に係るキャスタ用補助輪装置1の変形例について、図4~図8を参照しながら説明する。
(Modification)
Modifications of the caster
キャスタ用補助輪装置1のキャスタ11は、車体2の旋回時に自在に舵角が回転するように構成されている。そのため、例えばキャスタ11および補助輪12が、移動体の進行方向に沿って直線状に配置されている場合(図4参照)、前進しながら段差を乗り越えた際に、非接地となったキャスタ11が回転し、場合によっては補助輪12と接触する可能性がある。このようにキャスタ11および補助輪12が接触すると、キャスタ11の回転がロックされ、車体2の挙動が不安定となってしまう。
The
そこで、キャスタ用補助輪装置1の変形例では、図6に示すように、補助輪12の代わりに、補助輪12Aを用いる。この補助輪12Aの車輪122は、補助輪12の車輪122よりも大きな幅で構成されている。また、補助輪12Aでは、車輪122が、移動体の進行方向に対して平行ではない斜面124を有している。この斜面124は、具体的には、車輪122において、キャスタ11の回転軌跡T1(図4参照)と、補助輪12Aの回転軌跡T2(図5参照)とが干渉する位置をオフセットすることにより形成される。
Therefore, in a modified example of the
このように、斜面124を有する補助輪12Aを用いることにより、前進しながらの段差の乗り越え時にキャスタ11と補助輪12Aとが接触した際に、当該斜面124によりキャスタ11を強制的に後ろ側に回転させることできる。その結果、補助輪12Aによってキャスタ11の回転がロックされることを抑制し、車体2の挙動を安定させることができる。
In this way, by using the
なお、図6では前側の補助輪12Aについてのみ説明したが、補助輪13の車輪132についても、移動体の進行方向に対して平行ではない斜面を設けてもよい。これにより、後進しながらの段差の乗り越え時にキャスタ11と補助輪13とが接触した際に、当該斜面によりキャスタ11を強制的に前側に回転させることできる。その結果、補助輪13によってキャスタ11の回転がロックされることを抑制し、車体2の挙動を安定させることができる。
Although only the front
ここで、図7に示すように、斜面124を有する補助輪12Aを用いた場合であっても、キャスタ11の回転のタイミングによっては、キャスタ11が補助輪12Aの斜面124以外の部分と接触することにより、キャスタ11の回転がロックされる可能性がある。
Here, as shown in FIG. 7, even when the
この場合、例えば図8に示すように、補助輪12Aを、移動体の進行方向に対して傾けて配置することが好ましい。同図の例では、補助輪12Aの回転中心軸を外側に傾けて配置している。また、移動体が四輪モビリティである場合、同図に示すように、補助輪12Aの傾斜角度を左右で反対(対称)に設定する。これにより、移動体が進行方向に沿って直進可能となる。
In this case, for example, as shown in FIG. 8, it is preferable to dispose the
このように、斜面124を有し、かつ傾斜角度が左右で反対に設定された補助輪12Aを用いることにより、補助輪12Aによってキャスタ11の回転がロックされることをより確実に抑制し、車体2の挙動を安定させることができる。
In this way, by using the
なお、図8では前側の補助輪12Aについてのみ説明したが、補助輪13の車輪132についても、移動体の進行方向に対して平行ではない斜面を設け、傾斜角度を左右で反対に設定してもよい。これにより、補助輪13によってキャスタ11の回転がロックされることをより確実に抑制し、車体2の挙動を安定させることができる。
Although only the front
更なる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、以上のように表わし、かつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。従って、添付のクレームおよびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 Further advantages and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Therefore, the broader aspects of the invention are not limited to the specific details and representative embodiments shown and described above. Accordingly, various changes may be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept defined by the appended claims and equivalents thereof.
1 キャスタ用補助輪装置
11 キャスタ
111 支持部材
112 車輪
12,12A,13 補助輪
121,131 支持部材
122,132 車輪
123,133 弾性部材
124 斜面
2 車体
3 車輪
D1,D2 間隔
H 高さ
T1,T2 回転軌跡
1 Caster
Claims (5)
前記進行方向において、前記キャスタの前方または後方に設けられ、前記キャスタの接地時に、非接地状態となる高さに設けられた補助輪と、
を備え、
前記キャスタは、
前記補助輪の初期位置では、前記補助輪と干渉せず、
前記補助輪の接地時に、前記補助輪と干渉しない位置となるように前記舵角が回転する、
キャスタ用補助輪装置。 a caster that rotates in the traveling direction of the vehicle body and that freely rotates at a steering angle when the vehicle body turns;
an auxiliary wheel provided in front or behind the caster in the direction of travel, and provided at a height at which the caster is in a non-grounded state when the caster touches the ground;
with
The casters are
At the initial position of the training wheel, it does not interfere with the training wheel,
The steering angle rotates so that when the training wheels touch the ground, the steering angle is positioned so as not to interfere with the training wheels.
Training wheel device for casters.
請求項1に記載のキャスタ用補助輪装置。 The caster and the auxiliary wheel are arranged at positions where their rotational trajectories interfere with each other.
The auxiliary wheel device for casters according to claim 1.
請求項1または請求項2に記載のキャスタ用補助輪装置。 The auxiliary wheel has a sector shape in which a surface that does not face the caster is curved in the initial position,
The auxiliary wheel device for casters according to claim 1 or 2.
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のキャスタ用補助輪装置。 The casters and the auxiliary wheels are arranged linearly along the traveling direction,
The auxiliary wheel device for a caster according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のキャスタ用補助輪装置。 The auxiliary wheel has a slope that is not parallel to the traveling direction,
The auxiliary wheel device for a caster according to any one of claims 1 to 4.
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