JP3992135B2 - 回転体付き車輪 - Google Patents

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非旋回式の回転体が車輪の周囲に転向用に配列されている回転体付き車輪に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の回転体付き車輪として、特開平１１−２２７４０４号公報には、車輪の外周円に沿った回転軸に直進方向と直角方向に回転するローラ状回転体が配列され、各回転体間に緩衝部材が配置された車輪が開示されている。また、特公平７−１２８２９号公報或は特表平１０−５０００４９号公報には、駆動輪を備えることを前提に、多数の紡錘状の回転体が直進方向に対して傾斜して設けられた車輪が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前者の車輪によれば、転向用回転体により、キャスタと異なり旋回することなく、つまり車輪の横幅を広げることなく、横方向へ或はベクトル分力に応じて車輪も回転させつつ斜めに走行することができるが、回転体の直径に対応した幅で隣合う回転体の前後端間に隙間が必然的に生じる。したがって、その隙間に石等が挟まるために緩衝部材を介在させているが、回転体との摩擦抵抗を生じたり、その非回転によりスムーズに回転できない等の点で改良の余地が残される。
【０００４】
一方、後者の車輪によれば、同様に斜めの転向用回転体により旋回することなく、横方向或は斜め方向へ走行できるが、回転体の隣合う周面間に隙間を生じ、また段差の乗り越えを配慮して車輪の直径を大きくして各回転体の直進方向の縦幅も相応に広くしようとすると、斜めになった回転体により車輪の横幅、即ち旋回半径がおのずと広がることになる。
【０００５】
そこで、本出願は、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、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。
【０００６】
本発明は、このような回転体付き車輪をさらに発展させて、横方向の乗り上げを一層容易にするように、各回転体の直径を大きくし易くする回転体付き車輪を提供することを目的とする。
【０００７】
【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、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備え、この各回転体は、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ると共に、先端部が隣合う基端部に近接し得るように、先端部が、隣合う基端部に形成された凹部に部分的に侵入し、各回転体が、回転軸線方向の中間領域に細隙を置いて分離されることにより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と共に、リムに基端部が取付けられた軸受アームが、回転軸線に対して直交方向へ延びて細隙に侵入することにより、先端側回転体部分及び基端側回転体部分を回転自在に支持することを特徴とする。
【０００８】
回転体は、半径方向に対して交差する回転軸線上に回転自在に支持され、直径が基端部から先端部に向けて徐々に小さくなるか、或は一旦大きくなった後に小さくなって周面で車輪外周円を形成する。小さな直径の先端部が大きな直径の基端部に、均一径の場合に比べてより近接可能となり、しかも先端部が相手方の基端部の凹部に侵入することにより、各回転体間の隙間が一層小さくなる。先端側回転体部分及び基端側回転体部分間で軸受アームにより簡単に支持される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１及び図２を基に本発明の実施の形態による車椅子の４輪のうち両側の前輪としてそれぞれホークで車体に取付けられる回転体付き車輪を説明する。この車輪９は、道路の歩道車道間等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。
【００１０】
各回転体１０が、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。
【００１１】
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が好ましくは１ｍｍ乃至２ｍｍ程度の隙間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。
【００１２】
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。
【００１３】
このように構成された車輪９を両側の前輪に採用した場合の動作は次の通りである。車椅子が車輪９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、その隙間に石等が挟まるのが回避され、スムーズな走行が保証される。
【００１４】
車椅子を真横方向に押すと、接地している回転体１０が回転して車椅子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を中心に回転して車椅子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。回転体１０の周面１９が充分な直径の車輪９の外周に連続するために、路面の段差等を容易に引っ掛かりを生じることなく乗り越えることができる。車椅子は、後輪が回転体１０を備えないことにより、横もしくは斜めの走行過程でその方向へ徐々に転向して直進状態となる。
【００１５】
因みに、特願２０００−２０６１１１による回転体付き車輪において、リムに基端部が取付けられた軸受アームが、回転体１０の先端部と隣合う回転体１０の凹部１４間の隙間に侵入すると共に、軸受アームの先端位置で回転体１０の先端側の回転軸を支持し、軸受アームの途中位置で隣合う回転体１０の凹部１４側の回転軸を支持する場合に対して、本発明では回転体１０が２分割されて回転軸２６を直交方向の軸受アーム２０で個々に簡単に安定して支持される。また、凹部１４での支持に対して、構造的に回転体１０の直径を大きくし易く、即ち図３に示すように、回転軸接地角Ｂを小さくしてより横方向の乗り越えを一層容易にできる。さらに、各回転体１０に個々に専用の軸受アーム２０が付属することにより、回転体１０の分解・組み立てが容易となる。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、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、また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、先端部が相手方の基端部の凹部に侵入することにより隙間を一層小さくすることができる。回転体が中間領域の１個の軸受アームで回転軸が支持されることにより、安定に回転体を支持でき、軸受部と回転体が個々にユニット化できるために従来方法に比べ組立分解が容易になる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、前後端の径の差が大きくなり、回転体を互いに接近させ易くなり、回転体間の隙間による真円度の低下、即ち回転時のガタガタ音の発生が抑制される。
【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要部断面図である。
【図２】同回転体付き車輪の斜視図である。
【図３】同回転体付き車輪の横方向の乗り越え動作を説明する図であり、同図Ａは改良前、同図Ｂは本発明の場合である。
【符号の説明】
１ 車軸
２ リム
９ 車輪
１０ 回転体
１０ａ 先端側回転体部分
１０ｂ 基端側回転体部分
１１ 回転体の基端部
１２ 回転体の先端部
１３ 細隙
１４ 凹部
１９ 回転体の周面
２０ 軸受アーム
２６ 回転軸
Ｃ１ 車輪外周円
Ｏ 車軸の回転軸線
Ｒ１ 半径
Ｘ１ 回転体の回転軸線

Claims (2)

1. 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、
   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備え、
   この各回転体は、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ると共に、前記先端部が隣合う前記基端部に近接し得るように、前記先端部が、隣合う前記基端部に形成された凹部に部分的に侵入し、
   前記各回転体が、前記回転軸線方向の中間領域に細隙を置いて分離されることにより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と共に、リムに基端部が取付けられた軸受アームが、前記回転軸線に対して直交方向へ延びて前記細隙に侵入することにより、前記先端側回転体部分及び前記基端側回転体部分を回転自在に支持することを特徴とする回転体付き車輪。
2. 各回転体が、その直径を基端部から先端部に向けて連続的に小さくする半紡錘形状であることを特徴とする請求項１記載の回転体付き車輪。

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