JP3809942B2 - 回転体付き車輪のブレーキ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輪の直進方向に対して直交方向へ回転する複数個の回転体が車輪の周囲に配列された回転体付き車輪に対して制動を加えるための回転体付き車輪のブレーキに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、特願２０００−２０６１１１により、車輪の直進方向に対して直交方向へ回転する複数個の回転体が車輪の周囲に配列されている回転体付き車輪において、各回転体が、車軸を中心とする半径方向に対して交差する回転軸線を中心に回転自在に支持され、各回転体は、その先端部の直径を基端部の直径よりも小さくして周面により車輪外周円の円弧を形成する形状に形成されている回転体付き車輪を提案した。これにより、通常のキャスタのように進行方向へ旋回することを要さずに、車両の進行方向を前後斜めに自在に転向することができるだけでなく、段差を容易に乗り越え得るように車輪の直径を大きくした場合でも各回転体の隙間を互いに干渉しない程度に僅かにすることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通常のキャスター等の制動機構は種々周知であるが、前述の回転体付車輪の制動機構はキャスターとして利用する場合を含めて提案されていない。
【０００４】
本発明は、このような点に鑑みて、前後方向のみ及び横方向も含めた２種類の制動を行うことのできる冒頭に述べた類の回転体付き車輪のブレーキを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、この目的を達成するために、請求項１により、車輪の直進方向に対して直交方向へ回転するように、車軸を中心とする半径方向に対して交差する回転軸線を中心に回転する複数個の回転体を車輪の周囲に備えると共に、各回転体は、その先端部の直径を基端部の直径よりも小さくして周面により車輪外周円の円弧を形成する形状に形成された回転体付き車輪に対して制動を加えるための回転体付き車輪のブレーキであって、車軸の上側及び下側の回転体間に位置する非制動位置から車軸の支持フレームに沿って上側又は下側の制動位置にスライド可能で、かつこの制動位置で回転体の周面に当接する制動板と、この制動板を選択的に上側又は下側の制動位置にスライドさせるブレーキハンドルとを備えると共に、制動板が、スライドに伴って周面に対して離反方向へ撓みつつ当接するように曲げ弾性を呈することを特徴とする。
【０００６】
ブレーキハンドルの操作により、制動板が上側の制動位置にスライドさせられると、制動板が上側の回転体の周面に曲げ弾性を呈して当接する。これにより、当接された回転体の車輪外周円に沿った移動、即ち車輪の前後方向の走行が拘束される。制動板が下側の制動位置にスライドさせられると、接地した回転体の周面に当接することにより、前後方向に加えて横方向の移動も拘束される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１乃至図３を基に本発明の実施の形態による病院用ベッドの四方のキャスタに採用した回転体付き車輪を説明する。それぞれホーク状の支持フレーム５で車体の四隅に取付けられる車輪９は、床面の段差を容易に乗り越え得る程度に大きな直径を有し、中心部に車軸１を備えたリム２の周囲に、車輪９の直進方向Ａに対して直交方向へ回転する複数個の同一形状の回転体１０を配列して構成されている。
【０００８】
各回転体１０が、図２に示すように、車軸１の回転軸線Ｏを中心とする半径Ｒ１の方向に対してその半径円と同一面状で直交方向からずれて交差する回転軸線Ｘ１を中心としている。各回転体１０の直径は、半径Ｒ１に沿った基端部１１から先端部１２に向けて連続的に小さく変化し、かつ周面１９が車輪９の車輪外周円Ｃ１への回転位置でその円弧を形成し、したがって各回転体１０は半紡錘形状に形成されている。さらに、各回転体１０は、回転軸線Ｘ１の方向の中間領域で細隙１３を介して分離されることにより、先端側回転体部分１０ａ及び相対的に直径の大きな基端側回転体部分１０ｂより構成されている。
【０００９】
また、先端側回転体部分１０ａの先端部１２が隣合う回転体１０の基端側回転体部分１０ｂの基端部１１に形成された円錐面状の凹部１４の外周側半分に部分的に侵入して、車輪外周円Ｃ１に回転した周面１９が隙間１４ａで隣合う回転体１０の基端部１１に近接し得るようになっている。
【００１０】
さらに、リム２の周面には回転軸線Ｘ１に対して直交方向へ延びるプレート状軸受アーム２０の基端部が取付けられ、細隙１３に侵入している。これにより、軸受アーム２０が、先端側回転体部分１０ａ及び基端側回転体部分１０ｂを回転自在に支持する共通の回転軸２６を支持している。
【００１１】
ベッドの車輪９がその直進方向Ａへ押されると、回転体１０は回転することなく直進する。同様に後退も可能である。回転体１０の全部の周面１９はほぼ連続した車輪外周円Ｃ１を形成し得、また回転体１０の前後端間の隙間１４ａ及び中間領域の細隙１３はそれぞれ僅かであるために、その隙間に小物が挟まるのが制限され、スムーズな走行が保証される。
【００１２】
ベッドの真横方向に押すと、接地している回転体１０が回転してベッドの進行方向が真横方向に転向する。斜めに押すと、進行力を直交方向に分解されたベクトルを分力に応じて、車輪９はその車軸１を中心に回転すると共に、回転体１０も回転軸２６を中心に回転してベッドの進行方向は斜めの前進又は後退方向に転向する。即ち、回転体１０の非旋回により車輪９の横幅を広げることなく、３６０度の全方向に走行することができる。
【００１３】
このような車輪９には以下に説明するブレーキが付設されている。即ち、このブレーキは、車軸１に対して上側及び下側の回転体１０間に位置する非制動位置から上側又は下側の回転体１０の周面１９に当接する制動位置にスライド可能な小判形の制動板３０と、この制動板を選択的に上側又は下側の制動位置にスライドさせるブレーキハンドル３９とを備えている。
【００１４】
このブレーキハンドルは支持フレーム５の外側で車軸１に回転自在に支持され、その両側にＬ字形に指当て部３９ａが形成されている。制動板３０は車輪９に対して直径方向に上下に延びて車軸１が挿入される長溝３１を有し、側方への突出部分３２に従動用ピン３３が外方へ突設されている。このピンはブレーキハンドル３９に横方向へ形成された長溝３８に係入し、長溝３１が車軸１に沿ってスライドし得ることにより、ブレーキハンドル３９の回転位置に応じて制動板３０が非制動位置から上側又は下側の周面１９に当接する制動位置に昇降するようになっている。
【００１５】
制動板３０は一方の側方で支持フレーム５に突設された上下のＬ字形のラグ５ａでスライド可能に支持され、他方の側方はピン３３の先端に設けられたストッパ３３ａで長溝３８から抜け止めされている。
【００１６】
制動板３０はスライドに伴って周面１９に撓みつつ当接しうるように、その離反方向へ曲げ弾性を呈するばね材で製作され、上側及び下側の先端が車軸１を中心とする円弧状に形成されると共に、それぞれの先端領域が縦方向へ複数枚の制動片３４に分割されている。各制動片３４は直径が変化する各回転体１０の周面１９に確実に当接し得るように、先方へ向けて周面に離反する方向へ曲がると共に、最も内寄りの位置はスライドに伴って最短直径の周面１９に当接し得るように設定されている。
【００１７】
このように構成された回転体付き車輪のブレーキの動作は次の通りである。通常状態では制動板３０が非制動位置にあり、上下いずれの側の回転体１０とも干渉していない（図４Ａ）。直進方向Ａもしくは逆方向の走行を拘束したい場合には、指当て部３９ａによりブレーキハンドル３９を水平位置から図４Ｂに示す位置に回転操作すると、制動板３０が上昇して接地していない上側の回転体１０に制動片３４が当接する。これにより、車輪９は車軸１を中心に回転するのが拘束されると共に、接地している下側の回転体１０は横方向へ回転可能になっている。制動片３４は直径が変化する各回転体１０の周面１９にそれぞれ独立に撓んで当接し、制動板３０の先端領域の全部で確実な制動を行う。
【００１８】
前後方向及び横方向の走行を共に拘束したい場合には、ブレーキハンドル３９を水平位置から図４Ｃに示す位置に回転操作すると、制動板３０が下降して制動片３４が接地している下側の回転体１０に当接する。これにより、車輪９の車軸１を中心にした回転と共に横方向に回転すべき回転体１０も拘束される。したがって、病院のベッドで前後方向の位置決めを行った後に前後方向を制動し、横方向のみ動くようにブレーキハンドル３９を回転操作し、次いで横方向の位置決めをして再度ブレーキハンドル３９を回転操作して全方向の制動を行うことができる。
【００１９】
尚、制動板は複数枚の制動片に分割された場合について説明したが、横幅を回転体の幅に対応して設定して少なくとも部分的に回転体に当接し得るように構成することもできる。また、ブレーキハンドルは、回転式でなく、制動板から支持フレームを通して突設させて、昇降操作を行わせるように構成することも考えられる。本発明は、前述の先端側回転体部分及び基端側回転体部分より構成される２分割式回転体に限らず、非分割の回転体間の各隣接領域に軸受アームが侵入して支持される回転体にも当然適用可能である。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、病院のベッド、車椅子等のキャスタ等に利用した場合、前後方向のみ、或いは横方向と共に制動することができ、したがって前後左右の位置決め操作が容易になる。例えば、前後方向の位置決めを行った後に前後方向のブレーキをかけ、横方向のみ動くようにして横の位置決めをして位置が決まったら全方向のブレーキをかけて固定する位置決めがスムーズに行える。
【００２１】
請求項２の発明によれば、直径の異なる回転体に複数枚の制動片が個々に撓んで当接することにより、制動板全域での制動が可能となる。請求項３の発明によれば、ブレーキハンドルの回転操作により前後及び横方向の選択的な制動が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による回転体付き車輪のブレーキの斜視図である。
【図２】同回転体の断面図である。
【図３】同ブレーキの断面図である。
【図４】同ブレーキの動作を説明する要部の平面図である。
【符号の説明】
１ 車軸
５ 支持フレーム
９ 車輪
１０ 回転体
１９ 回転体の周面
３０ 制動板
３１、３８ 長溝
３３ 従動用ピン
３４ 制動片
３９ ブレーキハンドル
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輪の直進方向に対して直交方向へ回転する複数個の回転体が車輪の周囲に配列された回転体付き車輪に対して制動を加えるための回転体付き車輪のブレーキに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、特願２０００−２０６１１１により、車輪の直進方向に対して直交方向へ回転する複数個の回転体が車輪の周囲に配列されている回転体付き車輪において、各回転体が、車軸を中心とする半径方向に対して交差する回転軸線を中心に回転自在に支持され、各回転体は、その先端部の直径を基端部の直径よりも小さくして周面により車輪外周円の円弧を形成する形状に形成されている回転体付き車輪を提案した。これにより、通常のキャスタのように進行方向へ旋回することを要さずに、車両の進行方向を前後斜めに自在に転向することができるだけでなく、段差を容易に乗り越え得るように車輪の直径を大きくした場合でも各回転体の隙間を互いに干渉しない程度に僅かにすることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通常のキャスター等の制動機構は種々周知であるが、前述の回転体付車輪の制動機構はキャスターとして利用する場合を含めて提案されていない。
【０００４】
本発明は、このような点に鑑みて、前後方向のみ及び横方向も含めた２種類の制動を行うことのできる冒頭に述べた類の回転体付き車輪のブレーキを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、この目的を達成するために、請求項１により、車輪の直進方向に対して直交方向へ回転するように、車軸を中心とする半径方向に対して交差する回転軸線を中心に回転する複数個の回転体を車輪の周囲に備えると共に、各回転体は、その先端部の直径を基端部の直径よりも小さくして周面により車輪外周円の円弧を形成する形状に形成された回転体付き車輪に対して制動を加えるための回転体付き車輪のブレーキであって、車軸の上側及び下側の回転体間に位置する非制動位置から車軸の支持フレームに沿って上側又は下側の制動位置にスライド可能で、かつこの制動位置で回転体の周面に当接する制動板と、この制動板を選択的に上側又は下側の制動位置にスライドさせるブレーキハンドルとを備えると共に、制動板が、スライドに伴って周面に対して離反方向へ撓みつつ当接するように曲げ弾性を呈することを特徴とする。
【０００６】
ブレーキハンドルの操作により、制動板が上側の制動位置にスライドさせられると、制動板が上側の回転体の周面に曲げ弾性を呈して当接する。これにより、当接された回転体の車輪外周円に沿った移動、即ち車輪の前後方向の走行が拘束される。制動板が下側の制動位置にスライドさせられると、接地した回転体の周面に当接することにより、前後方向に加えて横方向の移動も拘束される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１乃至図３を基に本発明の実施の形態による病院用ベッドの四方のキャスタに採用した回転体付き車輪を説明する。それぞれホーク状の支持フレーム５で車体の四隅に取付けられる車輪９は、床面の段差を容易に乗り越え得る程度に大きな直径を有し、中心部に車軸１を備えたリム２の周囲に、車輪９の直進方向Ａに対して直交方向へ回転する複数個の同一形状の回転体１０を配列して構成されている。
【０００８】
各回転体１０が、図２に示すように、車軸１の回転軸線Ｏを中心とする半径Ｒ１の方向に対してその半径円と同一面状で直交方向からずれて交差する回転軸線Ｘ１を中心としている。各回転体１０の直径は、半径Ｒ１に沿った基端部１１から先端部１２に向けて連続的に小さく変化し、かつ周面１９が車輪９の車輪外周円Ｃ１への回転位置でその円弧を形成し、したがって各回転体１０は半紡錘形状に形成されている。さらに、各回転体１０は、回転軸線Ｘ１の方向の中間領域で細隙１３を介して分離されることにより、先端側回転体部分１０ａ及び相対的に直径の大きな基端側回転体部分１０ｂより構成されている。
【０００９】
また、先端側回転体部分１０ａの先端部１２が隣合う回転体１０の基端側回転体部分１０ｂの基端部１１に形成された円錐面状の凹部１４の外周側半分に部分的に侵入して、車輪外周円Ｃ１に回転した周面１９が隙間１４ａで隣合う回転体１０の基端部１１に近接し得るようになっている。
【００１０】
さらに、リム２の周面には回転軸線Ｘ１に対して直交方向へ延びるプレート状軸受アーム２０の基端部が取付けられ、細隙１３に侵入している。これにより、軸受アーム２０が、先端側回転体部分１０ａ及び基端側回転体部分１０ｂを回転自在に支持する共通の回転軸２６を支持している。
【００１１】
ベッドの車輪９がその直進方向Ａへ押されると、回転体１０は回転することなく直進する。同様に後退も可能である。回転体１０の全部の周面１９はほぼ連続した車輪外周円Ｃ１を形成し得、また回転体１０の前後端間の隙間１４ａ及び中間領域の細隙１３はそれぞれ僅かであるために、その隙間に小物が挟まるのが制限され、スムーズな走行が保証される。
【００１２】
ベッドの真横方向に押すと、接地している回転体１０が回転してベッドの進行方向が真横方向に転向する。斜めに押すと、進行力を直交方向に分解されたベクトルを分力に応じて、車輪９はその車軸１を中心に回転すると共に、回転体１０も回転軸２６を中心に回転してベッドの進行方向は斜めの前進又は後退方向に転向する。即ち、回転体１０の非旋回により車輪９の横幅を広げることなく、３６０度の全方向に走行することができる。
【００１３】
このような車輪９には以下に説明するブレーキが付設されている。即ち、このブレーキは、車軸１に対して上側及び下側の回転体１０間に位置する非制動位置から上側又は下側の回転体１０の周面１９に当接する制動位置にスライド可能な小判形の制動板３０と、この制動板を選択的に上側又は下側の制動位置にスライドさせるブレーキハンドル３９とを備えている。
【００１４】
このブレーキハンドルは支持フレーム５の外側で車軸１に回転自在に支持され、その両側にＬ字形に指当て部３９ａが形成されている。制動板３０は車輪９に対して直径方向に上下に延びて車軸１が挿入される長溝３１を有し、側方への突出部分３２に従動用ピン３３が外方へ突設されている。このピンはブレーキハンドル３９に横方向へ形成された長溝３８に係入し、長溝３１が車軸１に沿ってスライドし得ることにより、ブレーキハンドル３９の回転位置に応じて制動板３０が非制動位置から上側又は下側の周面１９に当接する制動位置に昇降するようになっている。
【００１５】
制動板３０は一方の側方で支持フレーム５に突設された上下のＬ字形のラグ５ａでスライド可能に支持され、他方の側方はピン３３の先端に設けられたストッパ３３ａで長溝３８から抜け止めされている。
【００１６】
制動板３０はスライドに伴って周面１９に撓みつつ当接しうるように、その離反方向へ曲げ弾性を呈するばね材で製作され、上側及び下側の先端が車軸１を中心とする円弧状に形成されると共に、それぞれの先端領域が縦方向へ複数枚の制動片３４に分割されている。各制動片３４は直径が変化する各回転体１０の周面１９に確実に当接し得るように、先方へ向けて周面に離反する方向へ曲がると共に、最も内寄りの位置はスライドに伴って最短直径の周面１９に当接し得るように設定されている。
【００１７】
このように構成された回転体付き車輪のブレーキの動作は次の通りである。通常状態では制動板３０が非制動位置にあり、上下いずれの側の回転体１０とも干渉していない（図４Ａ）。直進方向Ａもしくは逆方向の走行を拘束したい場合には、指当て部３９ａによりブレーキハンドル３９を水平位置から図４Ｂに示す位置に回転操作すると、制動板３０が上昇して接地していない上側の回転体１０に制動片３４が当接する。これにより、車輪９は車軸１を中心に回転するのが拘束されると共に、接地している下側の回転体１０は横方向へ回転可能になっている。制動片３４は直径が変化する各回転体１０の周面１９にそれぞれ独立に撓んで当接し、制動板３０の先端領域の全部で確実な制動を行う。
【００１８】
前後方向及び横方向の走行を共に拘束したい場合には、ブレーキハンドル３９を水平位置から図４Ｃに示す位置に回転操作すると、制動板３０が下降して制動片３４が接地している下側の回転体１０に当接する。これにより、車輪９の車軸１を中心にした回転と共に横方向に回転すべき回転体１０も拘束される。したがって、病院のベッドで前後方向の位置決めを行った後に前後方向を制動し、横方向のみ動くようにブレーキハンドル３９を回転操作し、次いで横方向の位置決めをして再度ブレーキハンドル３９を回転操作して全方向の制動を行うことができる。
【００１９】
尚、制動板は複数枚の制動片に分割された場合について説明したが、横幅を回転体の幅に対応して設定して少なくとも部分的に回転体に当接し得るように構成することもできる。また、ブレーキハンドルは、回転式でなく、制動板から支持フレームを通して突設させて、昇降操作を行わせるように構成することも考えられる。本発明は、前述の先端側回転体部分及び基端側回転体部分より構成される２分割式回転体に限らず、非分割の回転体間の各隣接領域に軸受アームが侵入して支持される回転体にも当然適用可能である。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、病院のベッド、車椅子等のキャスタ等に利用した場合、前後方向のみ、或いは横方向と共に制動することができ、したがって前後左右の位置決め操作が容易になる。例えば、前後方向の位置決めを行った後に前後方向のブレーキをかけ、横方向のみ動くようにして横の位置決めをして位置が決まったら全方向のブレーキをかけて固定する位置決めがスムーズに行える。
【００２１】
請求項２の発明によれば、直径の異なる回転体に複数枚の制動片が個々に撓んで当接することにより、制動板全域での制動が可能となる。請求項３の発明によれば、ブレーキハンドルの回転操作により前後及び横方向の選択的な制動が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による回転体付き車輪のブレーキの斜視図である。
【図２】同回転体の断面図である。
【図３】同ブレーキの断面図である。
【図４】同ブレーキの動作を説明する要部の平面図である。
【符号の説明】
１ 車軸
５ 支持フレーム
９ 車輪
１０ 回転体
１９ 回転体の周面
３０ 制動板
３１、３８ 長溝
３３ 従動用ピン
３４ 制動片
３９ ブレーキハンドル
Claims (3)
- 車輪の直進方向に対して直交方向へ回転するように、車軸を中心とする半径方向に対して交差する回転軸線を中心に回転する複数個の回転体を前記車輪の周囲に備えると共に、前記各回転体は、その先端部の直径を基端部の直径よりも小さくして周面により前記車輪外周円の円弧を形成する形状に形成された回転体付き車輪に対して制動を加えるための回転体付き車輪のブレーキであって、
前記車軸の上側及び下側の前記回転体間に位置する非制動位置から前記車軸の支持フレームに沿って上側又は下側の制動位置にスライド可能で、かつこの制動位置で前記回転体の前記周面に当接する制動板と、この制動板を選択的に上側又は下側の前記制動位置にスライドさせるブレーキハンドルとを備えると共に、前記制動板が、前記スライドに伴って前記周面に対して離反方向へ撓みつつ当接するように曲げ弾性を呈することを特徴とする回転体付き車輪のブレーキ。 - 制動板の上側及び下側の先端が車軸を中心とする円弧状に形成されると共に、それぞれの先端領域が複数枚の制動片を形成するように縦方向に分割され、
前記各制動片の車軸方向の位置が、回転体の最短直径の周面に当接し得るように設定されていることを特徴とする請求項１記載の回転体付き車輪のブレーキ。 - 制動板が、車輪に対して直径方向に上下に延びて車軸を挿入させる長溝を有し、
前記車軸を中心に回転自在のブレーキハンドルの回転位置に応じて前記制動板が非制動位置から上側又は下側の制動位置にスライドするように、前記ブレーキハンドル及び前記制動板の一方にピンが突設され、他方にこのピンが係入する長溝が形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の回転体付き車輪のブレーキ。
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001320265A JP3809942B2 (ja) | 2001-10-18 | 2001-10-18 | 回転体付き車輪のブレーキ |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| JP4583834B2 (ja) * | 2004-08-09 | 2010-11-17 | トヨタ自動車株式会社 | 全方向移動車 |
| US20080018167A1 (en) * | 2004-12-20 | 2008-01-24 | Shinichiro Fuji | Omnidirectionally Moving Wheel, Moving Device, Carrying Device, and Massage Device |
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| JP4894021B2 (ja) * | 2008-06-30 | 2012-03-07 | 関東自動車工業株式会社 | 回転体付き車輪 |
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2001
- 2001-10-18 JP JP2001320265A patent/JP3809942B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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