JPH0958204A - 走行面の段差に対応するための補助装置を設けたキャスター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目 的】この発明は、省力搬送装置の車輪が、少し段
差の有る部分を通過しなくてはならない時に段差により
発生する主車輪の抵抗をあらかじめ補助車輪により、さ
らに少ない段差の状態にして主車輪に伝えることで滑ら
かな走行を可能にするキャスターに関するものである。 【構 成】車輪取付部３、に主車輪１、を取り付け、補
助車輪２、を車輪取付部３、に主車輪１より先に段差に
作用する位置に、少し浮かせて、取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、平滑な場所において
常に接地している車輪以外の補助装置を設けて、少しの
段差や溝を乗り越えたりする時に有効に作用する車輪装
置である。

【０００２】

【従来の技術】従来の荷物用台車、車椅子、通常のキャ
スターや車輪などを使用した運搬装置は平滑な場所での
運搬移動に少ない力や、労力で移動運搬の目的を果たす
有効な手段として広く利用されている。しかしながら車
輪の大きさや荷の重さとの関係も手伝って建物の出入口
や道路の少しの段差や溝にさしかかると、つまづく様に
ひっかかってしまい、そこを通過するために大きな力を
必要とするため、思いきり押したり、引いたりして、そ
こを通過しようとする。その反動の為に荷物用台車等で
は荷崩れを生じたり、ひどい場合は転倒したりして大変
危険である。またその他の動力等を利用した運搬装置な
どではそれ以上走行が不可能となって立ち往生したりす
る。ことさら人間の移動を目的とした車椅子やストレッ
チャーにおいては危険極まりなく、障害者や介護者にと
っては悩みの種となっている。これは、車輪の持ってい
る本質的な性質上、障害物の高さに対して急激に増加す
る抵抗に由来する（図５）もので、車輪の直径を極端に
大きくしてやれば、かなり緩和されることは事実である
が実際には運搬装置の車輪を大きくすれば目的とする運
搬荷物用のスペースが無くなったり、運搬装置その物の
サイズが大きくなり収納スペースが無くなってしまうた
め車両に積めなくなったりするので、許される範囲で、
できるだけ大きな車輪を、つまりほどほどの大きさの車
輪をそれぞれの運搬装置に採用している。また台車等に
最初から建設現場などでよく見かけるブルトーザーの様
な、無限軌道方式の装置を利用すれば大きな段差や階段
にでも対応できるが、今度は平滑な場所での接触抵抗が
大きくなって、省力運搬装置としての意味が無くなって
しまう。さらに実際には重い荷物に成れば成るほど少し
の段差でも、引っかかってしまうので動力を利用した運
搬装置ではかなり大きい動力装置をあらかじめ設定した
りする必要がある。また人間が荷物を等を扱う場合、台
車等を利用した方が、抱えて運ぶより安全であるし楽な
のは当然なので段差に遭遇したときの多少の危険や不便
があってっも我慢して利用していると言うのが現状で、
ちょっとしたしかし走行の邪魔になる段差に対応できる
ものが無かったと言うことである。

【０００３】

【本発明の特徴】 これまでの車輪装置は車輪の大きさ
だけの性能だけを利用してきた。もちろん材質や形状、
例えば自動車のタイヤの様にゴムで出来ていて空気が入
り乗り心地の良いとかグリップ性能がよくなってとかの
素材性能や形状の進歩による発展をして来たの事は確か
であるが、逆に車輪は結果的に滑らかな走行面を我々に
要求して来た。だから街の中は平らな滑らかな道路が年
々整備されて来ている。これ自体はこれからもバリアフ
リーを目指して整備されて行く事には変わらないだろ
う、しかしだからこそ予期せぬちょっとした段差や障害
物にたいする大きな危険をも含んでいる事になるし、ま
た１００％段差のない街並みや道路や建物がすぐに出来
ないことも事実である。こうした現実を踏まえてキャス
ターによるバリアフリーという発想から本発明は、ちょ
っとした危険な段差に対して、より安全な効果を期待で
きるように考案されたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、（１）従来
通り平滑な場所での車輪を利用した省力移動装置の効
果、有効性を失うことなく（２）段差や溝を乗り越える
時に発生する抵抗を軽減する機能を付加する事で瞬間的
に必要とする危険な大きな力を緩和し、さらに（３）車
輪装置自体の大きさも性能に比べてコンパクトにまとめ
る事を可能とする構造を実現して、（４）省力運搬移動
器械の更なる安全性の向上と省力化を目指し考案したも
のである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】平滑な場所で常に接地し
ている主車輪以外に少し接地面より浮いている補助車輪
を設け、主車輪よりも先に段差にぶつかるように作用す
る位置に補助車輪を設ける。こうする事によって主車輪
が段差にぶつかるまえに、あらかじめ高さ方向の移動を
生じさせる事により、主車輪は接地面から離れ移動して
行き、段差の有る位置に主車輪が到達した時には、微少
な段差を残すだけとなる為、滑らかな移動が可能となる
ものである。

【０００６】

【作用と効果】次に本発明の作用を述べると １．「車輪の段差の高さに対しての抵抗値は、車輪の半
径Ｒに対しての接点の高さで決まる。車輪は中心軸から
見て常に接点に対して直角方向に移動する車輪の性質
上、段差により発生する抵抗は正比例ではなく、ベクト
ルの方向と大きさ２つの要素が絡み合い急激に増加する
事」を考慮して、できるだけ車輪の回転の抵抗が小さい
部分を利用しての、走行を目指していること。 ２．これによりショックが軽減され安全性が高まるこ
と。 ３．段差に対応するための補助車輪等は浮いている部分
を使用するためやはり回転の抵抗の小さい部分を利用し
ていること。 ４．それぞれの相互作用によって、段差を乗り越える抵
抗を減らすことができる。つまり、段差障害物に対して
大型車輪なみの走行のきっかけを作り出せること。もう
少し補足すると、主車輪の接している走行面の接触点と
補助車輪が最初に接触する凸段差の接触点を通る円を考
えると、あたかも大きな車輪の様な接点を生じている事
が解る。車輪が段差にぶつかった時そこで止まるか進む
かの分岐点は大型車輪の方が遥かに高い段差に対応す
る。段差を乗り越えるきっかけの瞬間が２つの接点つま
り路面と段差障害物の接点により生じる瞬間で、大型車
輪の様なきかっけを作り出していることとなる。障害物
に対して走行するきっかけを失わなければ車輪自体もと
もと抵抗が少ないので走行性は確保できる。 ５．複数の組み合わせが可能で応用範囲が広いので、目
的に合ったもの、重いもの用とか軽いもの用とか、それ
ぞれに適した機構を選択して例えば台車全般、室内用ワ
ゴン、車椅子、電動車椅子、介護カート、ストレッチャ
ーや、電動その他の動力を利用した搬送装置用のキャス
ターなどに応用できるので、こういったキャスターを利
用している省力搬送機器全般に利用できる。

【０００７】

【各請求項の説明】

【基本原理】補助車輪は、主車輪に段差を少なくした状
態で路面を伝えれば良いためその他の補助装置でも構成
可能であるが、ここで主張したい重要な点は段差に遭遇
したときのみ その段差に作用し、平滑な走行面では、
作用しない様に設置するところにある。以下、その他の
補助装置を説明し、それぞれの特徴を明らかにする。 １．請求項１は、主車輪よりも先に作用する補助車輪を
主車輪よりも少し浮かせた所に配置して段差を補助車輪
により緩和した状態で主車輪に伝える様にしたもので、
平滑な路面では補助車輪は作用せず、段差に遭遇したと
きにのみ作用するもので、本旨の通り。 ２．請求項２は、請求項１の補助車輪の構成をベアリン
グ形状にすることで、主車輪と補助車輪の軸、あるいは
主車輪の軸と補助車輪が重なる為キャスターの車輪取付
部に対してどちらか片方の軸のみを貫通した構造にしか
構成できなかった欠点を解消し、構造的に強化したもの
である。これによりどちらか片方の車輪軸を車輪取付部
に対して貫通した構造を確保できる。従って、重量負荷
の多い場合のキャスターに利用できる。また、この発想
で構成すれば、逆に主車輪をベアリング形状に構成し
て、補助車輪を車軸の有る通常の車輪で構成しても製作
可能である点をつけ加えておく。 ３．請求項３は、請求項１の段差に対しての性能を、さ
らに高めたもので、補助装置に環状の物、例えば楕円
や、楕円の１部や直線や曲線を組み合わせかつ形状が閉
じているもの、つまり無限軌道方式のベルトや、細かい
関節の連続した機構の物をループ状につなぎ無限軌道方
式の補助装置とする事で登りの段差に対する性能を高
め、車輪装置全体の高さ方向のサイズも請求項１や請求
項２の段差対応性能に比べてコンパクトに製作可能であ
る。さらに段差を降りる時の走行にも作用する構造と成
っている。この装置場合、主車輪と補助装置との間の段
差が少ない状態で伝える構造がさらに可能なため段差を
上る時だけでなく降りるときにも、さらなる安全性、走
行性を確保できる。請求項１や請求項２の場合あくまで
も補助車輪が円なので段差に対応できる許容度の巾が狭
いのでその部分を改良したもので、無限軌道方式の補助
車輪を採用とすることで、任意の形状で製作できる所が
特徴となっている。

【０００８】

【その他の段差に対応する搬送装置】請求項１と同様
に、段差に対応するの効果を果たす機構は、既に設置さ
れているキャスターや車輪以外に段差対応用の補助装置
を底板部分などに高さの違う車輪または、無限軌道方式
の装置などを路面に接地しないように複数設ける事で段
差に対応するように構成すれば実現できる。つまり荷物
用台車や配膳用台車や家具やテレビや冷蔵庫などの電気
製品などの底板や、車椅子などのその他の構成部分に補
助装置の設置スペースが確保できるものに、平滑な路面
に作用する主車輪と複数の段差対応用補助装置を設けた
ものでも、少しの段差に対応できる搬送装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の側面図、

【図２】本発明の正面図

【図３】本発明の作用図１

【図４】本発明の作用図２

【図５】車輪の障害物高さによって、車輪が動こうとす
る方向と抵抗の大きさのベクトル図

【図６】主車輪と走行面の接点と、補助車輪が凸段差に
ふれた瞬間の接点が作る大きな円の図で、大型車輪の様
なきっかけを作り出している所の説明図、ただし仮想車
輪の大きさは荷物の重さや段差の高さによる条件で変化
してしまうので、あくまでも概念図。

【図７】 本発明請求項１の応用例１ 主車輪１個、補助車輪２個の構造

【図８】本発明請求項１の応用例２ 主車輪２個、補助車輪１個の構造

【図９】本発明請求項２の応用例１ 側面図、正面図 主車輪１個、補助ベアリング形状車輪２個の構造

【図１０】本発明請求項２の応用例２ 側面図、上面
図、正面図 主車輪２個、補助ベアリング形状車輪１個の構造

【図１１】本発明請求項３の応用例１ 側面図、正面図 主車輪１個、補助無限軌道方式車輪２個の構造

【図１２】本発明請求項３の応用例２ 側面図、正面図 主車輪１個、補助無限軌道方式車輪２個の構造で、補助
無限軌道方式車輪の形状の違うもの

【図１３】本発明請求項３の応用例３ 側面図、正面図 主車輪２個、補助無限軌道方式車輪１個の構造

【図１４】その他の応用例 台車の底板に複数の補助車輪や補助無限軌道方式を利用
したもの

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車輪取付部３に、主車輪１を取付け、車輪
   取付部３に軸の位置を浮かす様にずらして補助車輪２を
   取付ける。なおかつ段差に対して補助車輪２は、主車輪
   １よりも先に作用する位置に取り付ける。以上の如く構
   成され、補助装置の補助車輪２は主車輪１よりも少し浮
   いているため平滑な面に対し作用点が無く、かつ主車輪
   １の一番低い点つまり平滑な路面から見て凸段差に対し
   て主車輪よりも先に、作用点を有し、主車輪１は凸と凹
   の両方の段差に作用する車輪装置。つまり平滑な路面に
   対しては主車輪１が作用して滑らかな走行を確保しつつ
   段差に遭遇したときに補助車輪２により段差を緩和して
   主車輪１に段差路面を受け渡すことにより段差に対応す
   る構造としたキャスター。
2. 【請求項２】 請求項１を構成する機構で、補助車輪装
   置をベアリング形状の補助車輪２として設けたキャスタ
   ーで構造上、大きな負荷にも耐える構造としたもの。請
   求項１では主車輪の軸と補助車輪、あるいは逆に補助車
   輪の軸と主車輪が重なるため車輪取付部から片側に軸を
   引き出すように設けるため大きな負荷に耐える構造にす
   るためには車輪取付部の厚みを厚くしたり軸を太くとく
   しなければならないため装置自体が大きくなってしま
   う、またコンパクトに製作した場合は構造的に弱くなる
   欠点を解決したもの。
3. 【請求項３】 請求項１および請求項２を構成する機構
   で、補助装置２を任意の形状のループ状に構成して、つ
   まり無限軌道方式として設けたキャスターで、請求項２
   同様重い荷物に耐える構造と、請求項２よりもやや大き
   な段差を乗り越え次に、段差を下る時には主車輪１から
   無限軌道方式補助装置２へ段差を伝えるように作用する
   ためより安定した走行を可能にしたもの。