特開 2024-162562 車輪機構および車輪機構を備える車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024162562

(43)【公開日】2024-11-21

(54)【発明の名称】車輪機構および車輪機構を備える車両

(51)【国際特許分類】

   B62K 17/00 20060101AFI20241114BHJP

   B62K 3/00 20060101ALI20241114BHJP

【ＦＩ】

B62K17/00

B62K3/00

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023078185

(22)【出願日】2023-05-10

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-09-12

(71)【出願人】

【識別番号】508049031

【氏名又は名称】米山 佳一

(74)【代理人】

【識別番号】100103207

【弁理士】

【氏名又は名称】尾崎 隆弘

(72)【発明者】

【氏名】米山 佳一

【テーマコード（参考）】

3D212

【Ｆターム（参考）】

3D212BB13

3D212BB24

3D212BB44

3D212BB53

(57)【要約】

【課題】走行時に伝わる衝撃を軽減することができ、かつ進行方向を転換操作して滑らかに曲がることができる車輪機構を提供する。
【解決手段】本発明の車輪機構１は、軸部２と、フレーム部３と、フレーム部３の前後方向Ｘに沿って並んで配置される第１車輪部４および第２車輪部５と、を備え、フレーム部３が、軸部２の一端２１に対してフレーム部３の左右方向Ｙに沿って延びる第１軸Ａ１回りに回動可能に接続し、第１車輪部４が、第１走行輪４１と接続部材４２とを有し、接続部材４２が、一端４２１においてフレーム部３の上下方向Ｚに沿って延びる第２軸Ａ２回りに回動可能にフレーム部３と接続し、第１軸Ａ１が、前後方向Ｘにおいて第１車輪部４と第２車輪部５との間に位置し、走行面Ｇに存在する凹部Ｓｏおよび凸部Ｓｐを走行するときに、これらの形状に応じてフレーム部３が軸部２に対して回動することにより、軸部２の上下方向Ｚにおける変位を低減する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸部と、
前記軸部の一端と接続するフレーム部と、
前記フレーム部の前後方向に沿って並んで配置され、前記フレーム部と接続する第１車輪部および第２車輪部と、を備え、
前記フレーム部が、前記軸部の一端に対して該フレーム部の左右方向に沿って延びる第１軸の軸回りに回動可能に接続し、
前記第１車輪部が、第１走行輪と、該第１走行輪と接続する接続部材と、を有し、
前記接続部材が、一端において前記フレーム部の上下方向に沿って延びる第２軸の軸回りに回動可能に前記フレーム部と接続し、
前記第１軸が、前記前後方向において前記第１車輪部と前記第２車輪部との間に位置し、
走行面に存在する凹部および凸部上を走行するときに、該凹部および凸部の形状に応じて前記フレーム部が前記軸部に対して回動することにより、前記軸部の前記上下方向における変位を低減する車輪機構。

【請求項2】

前記第２車輪部が、第２走行輪を有し、
前記第１軸が、前記前後方向において前記第１走行輪の回転軸と前記第２走行輪の回転軸との中間に位置する請求項１に記載の車輪機構。

【請求項3】

前記第２車輪部が、前記前後方向に沿って並んで配置される一対の走行輪である第２走行輪および第３走行輪と、前記第２走行輪および前記第３走行輪と接続するベース部材と、を有し、
前記ベース部材が、前記フレーム部に対して前記左右方向に沿って延びる第３軸の軸回りに回動可能に接続し、
前記第３軸が、前記前後方向において前記第２走行輪と前記第３走行輪との間に位置し、
前記第２走行輪および前記第３走行輪のうち少なくとも一つが、前記ベース部に対して前記上下方向に沿って延びる第４軸の軸回りに回動可能に接続され、
前記凹部および凸部上を走行するときに、該凹部および凸部の形状に応じて前記フレーム部および前記ベース部材が、それぞれ前記軸部および前記フレーム部に対して回動することにより、前記軸部の前記上下方向における変位を低減する請求項１に記載の車輪機構。

【請求項4】

前記第３軸が、前記前後方向において前記第２走行輪の回転軸と前記第３走行輪の回転軸との中間に位置する請求項３に記載の車輪機構。

【請求項5】

前記第１軸と前記第２軸との前記前後方向における距離を第１距離とし、
前記第１軸と前記第１走行輪の回転軸との前記前後方向における距離を第２距離とし、
前記第１距離に対する前記第２距離の比が１．５～２．５である請求項４に記載の車輪機構。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１項に記載の車輪機構を備える車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車輪機構に関し、より詳細には、走行時に伝わる衝撃を軽減する車輪機構および車輪機構を備える車両に関する。

【背景技術】

【0002】

車両が凹凸のある走行面を走行するときに、その凹凸によって搭乗者や積載物等に衝撃が伝わる。この衝撃は乗り心地や、積載物の状態に対して悪影響を与えるため、軽減することが望ましい。

【0003】

特許文献１では、走行路上を走行する緩衝車輪機構において、支持棒と、支持棒の下端部に揺動軸を介して揺動自在に設けられた揺動バーと、揺動バーの両端部に車軸を介して取付けられた一対の車輪とを備え、走行路の高低部に応じて一方の車輪の車軸の高さ位置と、他方の車輪の車軸の高さ位置との間に差が生じた場合に、揺動バーが揺動し、揺動バーの揺動軸の高さ位置が一方の車輪の車軸の高さ位置と、他方の車輪の車軸の高さ位置との間に位置することを特徴とする緩衝車輪機構が提案されている。

【0004】

特許文献２では、被搬送物を載置するキャスターベースと、このキャスターベース下面に付設された車輪機構とを備え、車輪機構は、前後に沿って配列された複数の車輪を有して、前後方向に揺動可能な左右の前輪部と、適数の車輪を支承した左右の後輪部とから成ることを特徴とする運搬用キャスターが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】実用新案登録第３１３３２１０号公報

【特許文献2】実開平６－０４５８０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１には、緩衝車輪機構の進行方向を操作して曲がることについては記載されていない。進行方向を操作するためには、緩衝車輪機構の向きを正面から左側又は右側に曲げた状態で走行することが考えられる。この場合には、一対の車輪がそれぞれ曲がる方向に適した方向を向く必要があるが、一対の車輪が揺動バーに取り付けられていることにより、一対の車輪は同じ方向を向くこととなってしまう。この状態で曲がろうとする場合には、後ろ側に位置する車輪が引きずられてしまう又は浮いてしまう等の不都合が生じ、滑らかに曲がることができない。そのため進行方向の操作が容易ではないという問題が生じる。特許文献２の車輪機構も特許文献１の緩衝車輪機構と同様の問題が発生する。

【0007】

本発明は、上述の問題点に着目してなされたものであり、走行時に伝わる衝撃を軽減することができ、かつ進行方向を操作して滑らかに曲がることができる車輪機構および車輪機構を備える車両を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、軸部と、前記軸部の一端と接続するフレーム部と、前記フレーム部の前後方向に沿って並んで配置されて前記フレーム部と接続する第１車輪部および第２車輪部と、を備え、前記フレーム部が、前記軸部の一端に対して該フレーム部の左右方向に沿って延びる第１軸の軸回りに回動可能に接続し、前記第１車輪部が、第１走行輪と、該第１走行輪と接続する接続部材と、を有し、前記接続部材が、一端において前記フレーム部の上下方向に沿って延びる第２軸の軸回りに回動可能に前記フレーム部と接続し、前記第１軸が、前記前後方向において前記第１車輪部と前記第２車輪部との間に位置し、走行面に存在する凹部および凸部上を走行するときに、該凹部および凸部の形状に応じて前記フレーム部が前記軸部に対して回動することにより、前記軸部の前記上下方向における変位を低減する車輪機構である。

【0009】

この構成によれば、前記フレーム部が前記軸部に対して回動可能であるため、前記凹部および凸部上を走行するときの前記軸部の前記上下方向における変位を低減する。これにより、前記凹部および凸部上を走行するときの衝撃を低減することができる。また、第１車輪部が前記フレーム部に対して回動可能に接続されており、前記第１車輪部と前記第２車輪部とがそれぞれ異なる方向を向くことができ、曲がるのに適した向きとなるため、滑らかに曲がることができる。

【0010】

本発明は、前記第２車輪部が、第２走行輪を有し、前記第１軸が、前記前後方向において前記第１走行輪の回転軸と前記第２走行輪の回転軸との中間に位置する構成であってもよい。

【0011】

この構成によれば、同じ凹部および凸部上を、前記第１車輪部が通過する（落ち込むおよび乗り上げる、以下同じ。）ときの前記軸部の前記上下方向における変位と、前記第２車輪部が通過するときの前記軸部の前記上下方向における変位とを同一とすることができる。これにより、同じ凹部および凸部上を走行するときの衝撃を前記第１車輪部が通過するときと、前記第２車輪部が通過するときと、に均等に分散させることができる。

【0012】

本発明は、前記第２車輪部が、前記前後方向に沿って並んで配置される一対の走行輪である第２走行輪および第３走行輪と、前記第２走行輪および前記第３走行輪と接続するベース部材と、を有し、前記ベース部材が、前記フレーム部に対して前記左右方向に沿って延びる第３軸の軸回りに回動可能に接続し、前記第３軸が、前記前後方向において前記第２走行輪と前記第３走行輪との間に位置し、前記第２走行輪および前記第３走行輪のうち少なくとも一つが、前記ベース部に対して前記上下方向に沿って延びる第４軸の軸回りに回動可能に接続され、前記凹部および凸部上を走行するときに、該凹部および凸部の形状に応じて前記フレーム部および前記ベース部材が、それぞれ前記軸部および前記フレーム部に対して回動することにより、前記軸部の前記上下方向における変位を低減する構成であってもよい。

【0013】

この構成によれば、前記フレーム部が前記軸部に対して回動可能であり、前記ベース部材が前記フレーム部に対して回動可能であるため、前記凹部および凸部上を走行するときの前記軸部の前記上下方向における変位をより一層低減する。これにより、前記凹部および凸部上を走行するときの衝撃をより一層低減することができる。また、第１車輪部が前記フレーム部に対して回動可能に接続されており、かつ前記第２車輪部の前記第２走行輪および前記第３走行輪のうち少なくとも一つが、前記ベース部に対して回動可能に接続されているため、前記第１走行輪、前記第２走行輪および前記第３走行輪のそれぞれが曲がる方向に適した方向を向くことができるため、滑らかに曲がることができる。

【0014】

本発明は、前記第３軸が、前記前後方向において前記第２走行輪の回転軸と前記第３走行輪の回転軸との中間に位置することが好ましい。

【0015】

この構成によれば、同じ凹部および凸部上を、前記第２走行輪が通過するときの前記軸部の前記上下方向における変位と、前記第３走行輪が通過するときの前記軸部の前記上下方向における変位とを同一とすることができる。これにより、同じ凹部および凸部上を走行するときの衝撃を前記第２走行輪が通過するときと、前記第３走行輪が通過するときと、に均等に分散させることができる。

【0016】

本発明は、前記第１軸と前記第２軸との前記前後方向における距離を第１距離とし、前記第１軸と前記第１走行輪の回転軸との前記前後方向における距離を第２距離とし、前記第１距離に対する前記第２距離の比が１．５～２．５であることが好ましい。

【0017】

この構成によれば、前記凹部および凸部上を走行するときの衝撃を前記第１走行輪が通過するときと、前記第２走行輪が通過するときと、前記第３走行輪が通過するときと、に分散させることができる。さらに前記第１距離に対する前記第２距離の比が２である場合には、凹凸上を走行するときの前記第１走行輪が通過するときの前記軸部の前記上下方向における変位と、前記第２走行輪が通過するときの前記軸部の前記上下方向における変位と、前記第３走行輪が通過するときの前記軸部の前記上下方向における変位とを同一とすることができる。これにより、同じ凹凸上を走行するときの衝撃を前記第１走行輪が通過するときと、前記第２走行輪が通過するときと、前記第３走行輪が通過するときと、に均等に分散させることができる。

【0018】

本発明は、上述の車輪機構を備える車両である。車両としては、車輪が単数のものおよび複数のものが含まれ得る。車両の例としては、手押し車等を代表する孤輪車等の一輪車、ならびに自転車、オートバイ、キックスケーター等の２輪車、さらには乗用車等の４輪車や車椅子等が挙げられる。

【0019】

この構成によれば、上述の効果を奏する車両とすることができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明の車輪機構および車輪機構を備える車両では、走行面から伝わる衝撃を軽減することができ、かつ進行方向を操作して滑らかに曲がるように方向転換することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明第１実施形態の車輪機構を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。

【図2】同、車輪機構が曲がるときの状態を示す平面図である。

【図3】同、車輪機構が凸部上を通過するときの状態を示す側面図であり、（ａ）は第１車輪部および第２車輪部が走行面上に位置するときの状態、（ｂ）は第１車輪部が走行面上に位置し、第２車輪部が凸部上に位置するときの状態、（ｃ）は第１車輪部が凸部上に位置し、第２車輪部が走行面上に位置するときの状態を示す。

【図4】本発明第１実施形態の車輪機構を取り付けたキックスケーターを示す側面図である。

【図5】本発明第２実施形態の車輪機構を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。

【図6】同、車輪機構が曲がるときの状態を示す平面図である。

【図7】同、車輪機構が凸部上を通過するときの状態を示す側面図であり、（ａ）は第１走行輪、第２走行輪および第３走行輪が走行面上に位置するときの状態、（ｂ）は第１走行輪および第２走行輪が走行面上に位置し、第３走行輪が凸部上に位置するときの状態、（ｃ）は第１走行輪および第３走行輪が走行面上に位置し、第２走行輪が凸部上に位置するときの状態、（ｄ）は第２走行輪および第３走行輪が走行面上に位置し、第１走行輪が凸部上に位置するときの状態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0022】

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態の車輪機構１を図１～図４を参照して説明する。車輪機構１は、上下方向Ｚに指向するように配置された縦型の軸部２と、軸部２の下端である一端２１と接続するフレーム部３と、フレーム部３の前後方向Ｘ、すなわち進行方向に沿って並んで配置されてフレーム部３と接続する第１車輪部４および第２車輪部５と、を備える（図１参照）。車輪機構１が走行面Ｇに存在する凹部Ｓｏおよび凸部Ｓｐ上を走行するときに、これらの凹凸形状に応じてフレーム部３が軸部２に対して回動するため、軸部２の上下方向Ｚにおける変位を低減することができる（詳細は後述する）。車輪機構１は、軸部２の他端２２を介して、車両のハンドル（図示略）と接続することができ、この場合にはハンドルによって車輪機構１の方向が転換操作される。本実施形態の車輪機構１は、第１車輪部４が後部に位置し、第２車輪部５が前部に位置しており、図１において右側方向に向かって進行する構成であるが、反対方向に向かって進行する構成であってもよい。

【0023】

本実施形態の軸部２は略角柱状の棒状体であるが、この形状に限定されない。軸部２は、例えば円柱状、多角柱等であってもよく、軸部２の一端２１から他端２２に向かって幅広状または幅狭状に傾斜するテーパー形状であってもよい。

【0024】

フレーム部３は、軸部２の一端２１に対してフレーム部３の左右方向Ｙに沿って延びる第１軸Ａ１の軸回りに回動可能に接続するものである。本実施形態のフレーム部３は、内部が中空であり、上面３１に切り欠き３ａを有している。軸部２は、一端２１を介して切り欠き３ａに、前後方向Ｘに遊嵌状態または同方向Ｘに沿って円滑摺動可能に挿通された状態でフレーム部３の内部に配置されており、第１軸Ａ１を中心とする蝶番６を介してフレーム部３の底面３２と回動可能に接続されている（図１参照）。このため、後述する凸部Ｓ１に乗り上げた際に、フレーム部３の回動変位に伴って軸部２が上下方向Ｚに変位可能になっている。なお、切り欠き３ａは、前後方向Ｘに沿って所定だけ長尺になっており、第１軸Ａ１の回りのフレーム部３の回動変位に対して軸部２が切り欠き３ａを前後方向Ｘに沿って相対変位可能になっている。

【0025】

第１車輪部４は、第１走行輪４１と、接続部材４２と、を有しており、第１走行輪４１と接続部材４２とはブラケット４３を介して接続している。接続部材４２は、一端４２１においてフレーム部３の上下方向Ｚに沿って延びる第２軸Ａ２の軸回りに、進行方向に向かって左右回動可能にフレーム部３と接続する（図１参照）。第２車輪部５は、第２走行輪５１を有しており、第２走行輪５１はブラケット５２を介してフレーム部３と接続している。したがって、車輪機構１の方向を転換操作して進行方向を変える時には、第１走行輪４１の方向と第２走行輪５１の方向とを異なる方向とすることができる。これにより、第１走行輪４１と第２走行輪５１のそれぞれが進行方向に適した方向に向くことができるため、操舵時に車輪機構１が滑らかに曲がることができる（図２参照）。本実施形態では、第１車輪部４が後部に位置し、第２車輪部５が前部に位置する構成であるが、互いの位置関係が逆であってもよい。このような構成の車輪機構であっても滑らかに曲がることができる。

【0026】

第１軸Ａ１は、前後方向Ｘにおいて第１車輪部４と第２車輪部５との間に位置する。第１実施形態の第１軸Ａ１は、前後方向Ｘにおいて第１走行輪４１の回転軸４１ａと第２走行輪５１の回転軸５１ａとの中間に位置している。これにより、凹部Ｓｏおよび凸部Ｓｐ上を、第１車輪部４が通過する（落ち込む、および乗り上げる、以後同じ。）ときの軸部２の上下方向Ｚにおける変位と、第２車輪部５が通過するときの軸部２の上下方向Ｚにおける変位とを同一の値とすることができる（図３参照）。したがって、第１、第２走行輪４１、５１が凹部Ｓｏ（凸部Ｓｐ）上をそれぞれ走行するときに伝わる衝撃を、第１車輪部４が通過するときと、第２車輪部５が通過するときと、で均等に分散させることができる。

【0027】

第１、第２走行輪４１、５１が、走行面Ｇに存在する高さＨＳの凸部Ｓ１を通過するときの軸部２の上下方向Ｚにおける変位Ｄ１およびＤ２について図１および図３を参照して説明する。ここで、第１車輪部４および第２車輪部５が走行面Ｇ上に位置するとき（図３（ａ）参照）、第１車輪部４が走行面Ｇ上に位置し第２車輪部５が凸部Ｓ１上に位置するとき（図３（ｂ）参照）、および第１車輪部４が凸部Ｓ１上に位置し第２車輪部５が走行面Ｇ上に位置するとき（図３（ｃ）参照）、の軸部２の下端面２ａと走行面Ｇとの上下方向Ｚにおける距離をそれぞれ高さＨ０_１、高さＨ１および高さＨ２とする。この場合、変位Ｄ１および変位Ｄ２は、それぞれ、変位Ｄ１＝高さＨ１－高さＨ０_１および変位Ｄ２＝高さＨ２－高さＨ０_１となる。図３では、第１軸Ａ１が前後方向Ｘにおいて第１走行輪４１の回転軸４１ａと第２走行輪５１の回転軸５１ａとの中間に位置しているため、変位Ｄ１および変位Ｄ２は、同一の値（図３ではＨｓの２分の１の値）となる。これにより、凸部Ｓ１を通過するときの衝撃を第１車輪部４が通過するときと、第２車輪部５が通過するときと、で均等に分散する、すなわち２分の１にすることができる。なお、走行面Ｇに存在する凹部Ｓｏを通過するときの変位Ｄ１および変位Ｄ２は、凸部Ｓ１を通過する場合と同様に計算できるため省略する。

【0028】

また、図３（ｂ）に示すように、第２走行輪５１が凸部Ｓ１上に乗り上げる過程（凸部Ｓ１を通過する過渡期を含む。）では、フレーム部３が第１軸Ａ１を中心にして、図３において矢印Ｊで示す第２走行輪５１が上昇する方向に回動する。このとき、軸部２は、蝶番６を介してフレーム部３と接続していることから切り欠き３ａ内で上下方向Ｚに指向したままの状態を保持することができる。次に図３（ｃ）に示すように、第１走行輪４１が凸部Ｓ１上に乗り上げる過程では、フレーム部３が第１軸Ａ１を中心にして、図３において矢印Ｋで示す第１走行輪４１が上昇する方向に回動する。このとき、軸部２は上記と同様に、切り欠き３ａ内で上下方向Ｚに指向した状態を位置することができる。すなわち、第１、第２走行輪４１、５１が凸部Ｓ１上に乗り上げてフレーム部３が矢印Ｊ、Ｋの方向に回動しても、その回動変位は軸部２には伝達せず途絶される。このため、後述するように軸部２に連結固定される車両本体などは、フレーム部３の回動変位の伝達を受けず、車両本体などがガタつかず揺れ動くことがない。この結果、車両の乗員（図示せず）などは円滑かつ安定した運転が可能となり、安心して使用できる至便性が得られる。このことは、第１走行輪４１、５１が凹部Ｓｏに落ち込む過程についても同様に適用できる。

【0029】

図４は、前後の既存車輪に替えて、前後二台の車輪機構１を軸部２から取り付けたキックスケーター１０を車両として示す。前方に位置する車輪機構１はキックスケーター１０のハンドル１０ａと接続しており、ハンドル１０ａを操作することで車輪機構１の向きを変えることができ、これによりキックスケーター１０の進行方向を転換操作することができる。図４では安定性の理由から前後の両方の車輪を車輪機構１に替えたキックスケーター１０を示しているが、どちらか一方のみを替えたものでもよい。また、キックスケーター１０は、車輪機構１を取り付けた車両の一例であり、これに限定されない。車両としては、孤輪車等の一輪車、自転車、オートバイ等の二輪車、乗用車等の四輪車あるいは車椅子等であってもよい。

【0030】

上記第１実施形態の車輪機構１は、以下の効果を奏する。走行面Ｇに存在する凹部Ｓｏおよび凸部Ｓｐ上を走行するときに、これらの形状に応じてフレーム部３が軸部２に対して回動することにより、軸部２の上下方向Ｚにおける変位が低減するため、走行時に伝わる衝撃を低減することができる。さらに第１軸Ａ１が、前後方向Ｘにおいて第１走行輪４１の回転軸４１ａと第２走行輪５１の回転軸５１ａとの中間に位置する場合には、凹部Ｓｏおよび凸部Ｓｐ上を走行するときの衝撃を、第１車輪部４が通過するときと、第２車輪部５が通過するときと、で均等に分散させることができる。車輪機構１の方向を転換操作して進行方向を変える時に、第１走行輪４１と第２走行輪５１のそれぞれが進行方向に適した方向に向くことができるため、車輪機構１が滑らかに曲がることができる。本実施形態では、第１車輪部４が後ろ側に位置し、第２車輪部５が前側に位置する構成であるが、互いの位置関係が逆であってもよい。このような構成の車輪機構であっても滑らかに曲がることができる。

【0031】

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態の車輪機構１０１を図５～図７を参照して説明する。第１実施形態と共通するものについては、同一の符号を付して、その図示および説明を援用し、主に相違点を説明する。車輪機構１０１は、軸部２、フレーム部３および第２車輪部５に替えて、それぞれ軸部１０２、フレーム部１０３および第２車輪部１０５を備える。とりわけ、第２実施形態では、走行輪数を増設して車輪機構１０１の安定性を図るとともに、軸部１０２の上下方向Ｚにおける変位を低減させている。さらに、車輪機構１０１を重荷重にも適用できるようにしている。本実施形態の車輪機構１０１は、第１車輪部４が後部に位置し、第２車輪部１０５が前部に位置しており、図５において右側方向に向かって進行する構成であるが、反対方向に向かって進行する構成であってもよい。

【0032】

図５に示すように、軸部１０２は、その一端１２１において左右方向Ｙにおいてフレーム部１０３を外側から挟んで回動可能に接続する構成である。このため、第１実施形態とは異なり、フレーム部１０３の上面の切り欠きおよび軸部１０２とフレーム部１０３を接続するための蝶番を必要としない。

【0033】

第２車輪部１０５は、前後方向Ｘに沿って並んで配置される一対の走行輪である第２走行輪１５１および第３走行輪１５３と、第２走行輪１５１および第３走行輪１５３と接続するベース部材１５５と、を有する。第２走行輪１５１および第３走行輪１５３は、それぞれブラケット１５２、１５４を介してベース部材１５５と接続している。

【0034】

第２走行輪１５１および第３走行輪１５３のうち少なくとも一つ（第２実施形態では第３走行輪１５３）が、ベース部材１５５に対して上下方向Ｚに沿って延びる第４軸Ａ４の軸回りに回動可能に接続される（図５参照）。このため、車輪機構１０１の方向を転換操作して進行方向を変える時には、第１走行輪４１の方向と第２走行輪１５１の方向と第３走行輪１５３の方向とをそれぞれ異なる方向とすることができる。これにより、操舵時に第１、第２、第３走行輪４１、１５１、１５３のそれぞれが進行方向に適した方向に向くことができるため、方向転換時に車輪機構１０１が滑らかに曲がることができる（図６参照）。

【0035】

ベース部材１５５は、フレーム部１０３に対して左右方向Ｙに沿って延びる第３軸Ａ３の軸回りに回動可能に接続している。第３軸Ａ３は、前後方向Ｘにおいて第２走行輪１５１と第３走行輪１５３との間に位置している。このため、車輪機構１０１が走行面Ｇに存在する凹部Ｓｏおよび凸部Ｓｐ上を走行するときに、これらの凹凸形状に応じてフレーム部１０３および第２車輪部１０５が、それぞれ軸部１０２およびフレーム部１０３に対して回動することにより、軸部１０２の上下方向Ｚにおける変位を低減することができる。

【0036】

上記第２実施形態のベース部材１５５とフレーム部１０３とは、蝶番１０７を介してそれぞれの底面同士で接続されている（図５参照）。また、第３軸Ａ３が前後方向Ｘにおいて第２走行輪１５１の回転軸１５１ａと第３走行輪１５３の回転軸１５３ａとの中間に位置している。さらに、第１軸Ａ１と第３軸Ａ３との前後方向Ｘにおける距離を第１距離Ｌ１とし、第１軸Ａ１と第１走行輪４１の回転軸４１ａとの前後方向Ｘにおける距離を第２距離Ｌ２としたときの、第１距離Ｌ１に対する第２距離Ｌ２の比が２である。このような構成であることにより、凹部Ｓｏおよび凸部Ｓｐ上を、第１走行輪４１が通過するときと、第２走行輪１５１が通過するときと、第３走行輪１５３が通過するときの軸部２の上下方向Ｚにおける変位を同一の値とすることができる（図７参照）。したがって、凹部Ｓｏおよび凸部Ｓｐ上を走行するときの衝撃を、第１、第２、第３走行輪４１、１５１、１５３が通過するときで均等に分散させることができる。なお、第１距離Ｌ１に対する第２距離Ｌ２の比が１．５～２．５であれば、衝撃を十分に分散することができる。

【0037】

走行面Ｇに存在する高さＨＳの凸部Ｓ１を通過するときの軸部２の上下方向Ｚにおける変位Ｄ３～Ｄ５について、図７を参照して説明する。ここで、第１走行輪４１、第２走行輪１５１および第３走行輪１５３が走行面Ｇ上に位置するとき（図７（ａ）参照）、第１走行輪４１および第２走行輪１５１が走行面Ｇ上に位置し、第３走行輪１５３が高さＨＳの凸部Ｓ１上に位置するとき（図７（ｂ）参照）、第１走行輪４１および第３走行輪１５３が走行面Ｇ上に位置し、第２走行輪１５１が高さＨＳの凸部Ｓ１上に位置するとき（図７（ｃ）参照）、第１走行輪４１が高さＨＳの凸部Ｓ１上に位置し、第２走行輪１５１および第３走行輪１５３が走行面Ｇ上に位置するとき（図７（ｄ）参照）、の軸部１０２の下端面１０２ａと走行面Ｇとの上下方向Ｚにおける距離をそれぞれ高さＨ０_２、高さＨ３、高さＨ４および高さＨ５とする。この場合、変位Ｄ３、変位Ｄ４および変位Ｄ５は、それぞれ、変位Ｄ３＝高さＨ３－高さＨ０_２、変位Ｄ４＝高さＨ４－高さＨ０_２および変位Ｄ５＝高さＨ５－高さＨ０_２となる。図７では、第３軸Ａ３が前後方向Ｘにおいて第２走行輪１５１の回転軸１５１ａと第３走行輪１５３の回転軸１５３ａとの中間に位置し、第１距離Ｌ１に対する第２距離Ｌ２の比が２となる構成である。この構成であれば、各部材の位置関係から変位Ｄ３と変位Ｄ４と変位Ｄ５は、同一の値（ＨＳの３分の１の値）となる。これにより、凸部Ｓ１を通過するときの衝撃を第１走行輪４１が通過するときと、第２走行輪１５１が通過するときと、第３走行輪１５３が通過するときと、で均等に分散する、すなわちＨＳの３分の１にすることができる。なお、走行面Ｇに存在する凹部Ｓｏを通過するときの変位Ｄ３、変位Ｄ４および変位Ｄ５は、凸部Ｓ１を通過する場合と同様に計算できるため省略する。

【0038】

また、第１、第２、第３走行輪４１、１５１、１５３が凸部Ｓ１上に乗り上げる過程で（凸部Ｓ１を通過する過渡期を含む）、フレーム部１０３およびベース部材１５５がそれぞれ第１軸Ａ１および第３軸Ａ３を中心にして個別に、あるいは同時に回動する。このとき、軸部１０２は、第１軸Ａ１回りに回動可能にフレーム部１０３と接続していることから、上下方向Ｚに指向したままの状態を保持することができる（図７（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）参照）。すなわち、第１、第２、第３走行輪４１、１５１、１５３が凸部Ｓ１上に乗り上げてフレーム部１０３やベース部材１５５がそれぞれ図７において矢印Ｍ、Ｎ、Ｐ、Q、Rの方向に回動しても、その回動変位は軸部１０２には伝わらず途絶される。このため、軸部１０２に連結固定される車両本体などは、フレーム部１０３やベース部材１５５の回動変位の伝達を受けず、車両本体などがガタつかず揺れ動くことがない。このことは、第１、第２、第３走行輪４１、１５１、１５３が凹部Ｓｏに落ち込む過程ついても同様に適用できる。

【0039】

第１実施形態の車輪機構１の場合と同様に、第２実施形態の車輪機構１０１は、車輪に替えて車両に取り付けることができる。

【0040】

本実施形態の車輪機構１０１は、以下の効果を奏する。走行面Ｇに存在する凹部Ｓｏおよび凸部Ｓｐ上を走行するときに、これらの形状に応じてフレーム部１０３および第２車輪部１０５が、それぞれ軸部１０２およびフレーム部１０３に対して回動することにより、軸部２の上下方向Ｚにおける変位を低減するため、走行時に伝わる衝撃を低減することができる。さらに第３軸Ａ３が前後方向Ｘにおいて第２走行輪１５１の回転軸１５１ａと第３走行輪１５３の回転軸１５３ａとの中間に位置し、かつ第１距離Ｌ１に対する第２距離Ｌ２の比が２である場合には、凹部Ｓｏおよび凸部Ｓｐ上を走行するときの衝撃を、第１、第２、第３走行輪４１、１５１、１５３が通過するときで均等に分散させることができる。車輪機構１０１の方向を操作して進行方向を変える操舵時に、第１、第２、第３走行輪４１、１５１、１５３のそれぞれが進行方向に適した方向に向くことができるため、車輪機構１０１が滑らかに曲がることができる。

【0041】

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。例えば、第１、２第実施形態における第１走行輪４１、第２走行輪５１(１５１)および第３走行輪１５３は、ともに同径寸法に設定したが、互いに異なる径寸法であってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0042】

本発明に係る車輪機構は、様々な車両に対して適用可能であるため、産業上の利用可能性は大である。

【符号の説明】

【0043】

１、１０１・・・車輪機構
２、１０２・・・軸部
２１、１２１・・・一端
２２・・・他端
２ａ、１０２ａ・・・下端面
３、１０３・・・フレーム部
３１・・・上面
３２・・・底面
３ａ・・・切り欠き
４・・・第１車輪部
４１・・・第１走行輪
４１ａ・・・回転軸
４２・・・接続部材
４３・・・ブラケット
４２１・・・一端
５、１０５・・・第２車輪部
５１、１５１・・・第２走行輪
５１ａ、１５１ａ・・・回転軸
５２、１５２・・・ブラケット
１５３・・・第３走行輪
１５３ａ・・・回転軸
１５４・・・ブラケット
１５５・・・ベース部材
６・・・蝶番
１０・・・キックスケーター
１０ａ・・・ハンドル
１０７・・・蝶番
Ａ１・・・第１軸
Ａ２・・・第２軸
Ａ３・・・第３軸
Ａ４・・・第４軸
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５・・・変位
Ｇ・・・走行面
Ｈ０_１、Ｈ０_２、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４、Ｈ５・・・高さ
Ｊ、Ｋ・・・矢印
Ｌ１・・・第１距離
Ｌ２・・・第２距離
Ｍ、Ｎ、Ｐ、Ｑ、Ｒ・・・矢印
Ｓｏ・・・凹部
Ｓｐ・・・凸部
Ｓ１・・・凸部
Ｘ・・・前後方向
Ｙ・・・左右方向
Ｚ・・・上下方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【手続補正書】

【提出日】2023-08-04

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸部と、
前記軸部の一端と接続するフレーム部と、
前記フレーム部の前後方向に沿って並んで配置され、前記フレーム部と接続する第１車輪部および第２車輪部と、を備え、
前記フレーム部が、前記軸部の一端に対して該フレーム部の左右方向に沿って延びる第１軸の軸回りに回動可能に接続し、
前記第１車輪部が、第１走行輪と、該第１走行輪と接続する接続部材と、を有し、
前記接続部材が、一端において前記フレーム部の上下方向に沿って延びる第２軸の軸回りに回動可能に前記フレーム部と接続し、
前記第１軸が、前記前後方向において前記第１車輪部と前記第２車輪部との間に位置し、
前記第２車輪部が、前記前後方向に沿って並んで配置される一対の走行輪である第２走行輪および第３走行輪と、前記第２走行輪および前記第３走行輪と接続するベース部材と、を有し、
前記ベース部材が、前記フレーム部に対して前記左右方向に沿って延びる第３軸の軸回りに回動可能に接続し、
前記第３軸が、前記前後方向において前記第２走行輪と前記第３走行輪との間に位置し、
前記第２走行輪および前記第３走行輪のうち少なくとも一つが、前記ベース部材に対して前記上下方向に沿って延びる第４軸の軸回りに回動可能に接続され、
走行面に存在する凹部および凸部上を走行するときに、該凹部および凸部の形状に応じて前記フレーム部および前記ベース部材が、それぞれ前記軸部および前記フレーム部に対して回動することにより、前記軸部の前記上下方向における変位を低減する車輪機構。

【請求項2】

前記第３軸が、前記前後方向において前記第２走行輪の回転軸と前記第３走行輪の回転軸との中間に位置する請求項１に記載の車輪機構。

【請求項3】

前記第１軸と前記第２軸との前記前後方向における距離を第１距離とし、
前記第１軸と前記第１走行輪の回転軸との前記前後方向における距離を第２距離とし、
前記第１距離に対する前記第２距離の比が１．５～２．５である請求項２に記載の車輪機構。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載の車輪機構を備える車両。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0008】

本発明は、軸部と、前記軸部の一端と接続するフレーム部と、前記フレーム部の前後方向に沿って並んで配置されて前記フレーム部と接続する第１車輪部および第２車輪部と、を備え、前記フレーム部が、前記軸部の一端に対して該フレーム部の左右方向に沿って延びる第１軸の軸回りに回動可能に接続し、前記第１車輪部が、第１走行輪と、該第１走行輪と接続する接続部材と、を有し、前記接続部材が、一端において前記フレーム部の上下方向に沿って延びる第２軸の軸回りに回動可能に前記フレーム部と接続し、前記第１軸が、前記前後方向において前記第１車輪部と前記第２車輪部との間に位置し、前記第２車輪部が、前記前後方向に沿って並んで配置される一対の走行輪である第２走行輪および第３走行輪と、前記第２走行輪および前記第３走行輪と接続するベース部材と、を有し、前記ベース部材が、前記フレーム部に対して前記左右方向に沿って延びる第３軸の軸回りに回動可能に接続し、前記第３軸が、前記前後方向において前記第２走行輪と前記第３走行輪との間に位置し、前記第２走行輪および前記第３走行輪のうち少なくとも一つが、前記ベース部材に対して前記上下方向に沿って延びる第４軸の軸回りに回動可能に接続され、走行面に存在する凹部および凸部上を走行するときに、該凹部および凸部の形状に応じて前記フレーム部および前記ベース部材が、それぞれ前記軸部および前記フレーム部に対して回動することにより、前記軸部の前記上下方向における変位を低減する車輪機構である。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0009】

この構成によれば、前記フレーム部が前記軸部に対して回動可能であり、前記ベース部材が前記フレーム部に対して回動可能であるため、前記凹部および凸部上を走行するときの前記軸部の前記上下方向における変位を低減する。これにより、前記凹部および凸部上を走行するときの衝撃を低減することができる。また、第１車輪部が前記フレーム部に対して回動可能に接続されており、かつ前記第２車輪部の前記第２走行輪および前記第３走行輪のうち少なくとも一つが、前記ベース部材に対して回動可能に接続されているため、前記第１車輪部、前記第２車輪部および前記第３走行輪のそれぞれが曲がる方向に適した方向を向くことができるため、滑らかに曲がることができる。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】削除

【補正の内容】

【手続補正5】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】削除

【補正の内容】

【手続補正6】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】削除

【補正の内容】

【手続補正7】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】削除

【補正の内容】

【手続補正8】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0015】

この構成によれば、同じ凹部および凸部上を、前記第２走行輪が通過（落ち込むおよび乗り上げる、以下同じ。）するときの前記軸部の前記上下方向における変位と、前記第３走行輪が通過するときの前記軸部の前記上下方向における変位とを同一とすることができる。これにより、同じ凹部および凸部上を走行するときの衝撃を前記第２走行輪が通過するときと、前記第３走行輪が通過するときと、に均等に分散させることができる。