(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-06-11
(45)【発行日】2024-06-19
(54)【発明の名称】車輪装置
(51)【国際特許分類】
B60B 33/00 20060101AFI20240612BHJP
B62B 5/00 20060101ALI20240612BHJP
B60B 19/00 20060101ALI20240612BHJP
【ＦＩ】
B60B33/00 X
B62B5/00 J
B60B19/00 D
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2021053736
(22)【出願日】2021-03-26
(65)【公開番号】P2022150924
(43)【公開日】2022-10-07
【審査請求日】2023-10-20
(73)【特許権者】
【識別番号】000001317
【氏名又は名称】株式会社熊谷組
(74)【代理人】
【識別番号】100083806
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和
(74)【代理人】
【識別番号】100095500
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 正和
(74)【代理人】
【識別番号】100070024
【弁理士】
【氏名又は名称】松永 宣行
(72)【発明者】
【氏名】村上 順也
【審査官】池田 晃一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２１－１２３１２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１８－５３２６３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５７－１９１６６９（ＪＰ，Ｕ）
【文献】登録実用新案第３１４１８１４（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１１－１５２９１０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６０Ｂ ３３／００ － ３３／０８
Ｂ６２Ｂ １／００ － ５／０８
Ｂ６０Ｂ １９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車輪装置であって、前記車輪装置の取付対象に取り付けられる取付部及び該取付部に連なる軸部を有する取付部材と、
前記取付部材をその取付部において受ける受け部材であって前記取付部材の軸部が通された貫通孔を有し、前記軸部の周りに回転可能である受け部材と、
前記受け部材に前記軸部を通る中心線の周りに等角度をおいて取り付けられた、回転軸線を有する３以上の複数の車輪であって各車輪が前記中心線を軸線とする、前記車輪の数と同数の辺及び底面を有する正多角錐の前記底面に接し、また、各車輪の回転軸線が前記正多角錐の各錐面又は各稜線に直交しかつ前記正多角錐の軸線に向けて伸びる３以上の複数の車輪と、
前記軸部が通された貫通孔をそれぞれ有する、前記受け部材と共に回転可能である回転部材及び前記軸部に沿って移動可能である可動部材並びに前記回転部材に向けて前記可動部材にばね力を及ぼすばね部材とを備え、
前記回転部材及び可動部材は互いに相対する２面を有し、各面が前記軸部の周りに交互に配置され前記軸部に対して放射状に伸びる、前記車輪の数と同数の凸面部及び凹面部と互いに隣接する凸面部及び凹面部に連なる斜面部とからなり、前記２面の凸面部及び凹面部が互いに嵌合可能であり、
前記回転部材及び可動部材の２面の凸面部及び凹面部が互いに嵌合する整合状態にあるとき、前記複数の車輪のうちの任意の１つの車輪が路面上を転動可能の状態におかれる、車輪装置。
【請求項2】
前記取付部材は、前記受け部材に向けて先細に伸びる凸型の円錐台の円錐面と、前記円錐台の先端に位置する円形の底面とを有し、前記受け部材は、前記軸部の通過を許す、前記貫通孔に連なる窪みを有し、前記窪みは前記凸型の円錐台と同形の凹型の円錐台の円錐面と、前記凹型の円錐台の先端に位置する円形の底面とを有し、
前記取付部材の円錐面と前記受け部材の円錐面とが互いに接し、また、前記取付部材の底面と前記受け部材の底面とが互いに接している、請求項１に記載の車輪装置。
【請求項3】
前記取付部材及び前記受け部材はそれぞれ互いに接する２つの平坦面を有する、請求項１に記載の車輪装置。
【請求項4】
前記２面を構成する前記凸面部又は凹面部はそれぞれ仮想の平坦面上にある、請求項１～３のいずれか１項に記載の車輪装置。
【請求項5】
前記２面を構成する前記凸面部又は凹面部は、それぞれ、仮想の凸型の円錐面上及び仮想の凹型の円錐面上にある、請求項１～３のいずれか１項に記載の車輪装置。
【請求項6】
前記取付対象は台車からなる、請求項１～５のいずれか１項に記載の車輪装置。
【請求項7】
前記取付対象は車いすからなる、請求項１～５のいずれか１項に記載の車輪装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、台車、車いす等を取付対象とする車輪装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、手押しハンドルを有する台車の前部、後部及び前後部間の中間部にそれぞれ三対の車輪装置が取り付けられたものが提案されている。この提案においては、中間部の一対の車輪装置の車輪が、それぞれ、一対の揺動装置を介して、台車の手押しハンドルと共に後部の一対の車輪装置の車輪の回転軸線と平行な軸線の周りに揺動可能とされている。
【0003】
これによれば、手押しハンドルを揺動させることにより、中間部の一対の車輪が揺動され、路面に対して非接地状態から接地状態におかれ、前部又は後部の各対の車輪の段差の乗り越えを支援する働きをなす。しかし、揺動装置は構造的に比較的複雑な機構を有し、また、揺動装置の取り付けのための台車の大幅な改変を伴う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１４－８００６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、台車、車いす等を取付の対象とする、段差のような障害の乗り越えを可能とする新たな車輪装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明に係る車輪装置は、台車や車いすのような取付対象に取り付けられる取付部材であって取付部及び該取付部に連なる軸部を有する取付部材と、前記取付部材をその取付部において受ける受け部材であって前記軸部が通された貫通孔を有し、前記軸部の周りに回転可能である受け部材と、前記受け部材に前記軸部を通る中心線の周りに等角度をおいて取り付けられた、回転軸線を有する３以上の複数の車輪と、前記軸部が通された貫通孔をそれぞれ有する、前記受け部材と共に回転可能である回転部材及び前記軸部に沿って移動可能である可動部材並びに前記回転部材に向けて前記可動部材にばね力を及ぼすばね部材とを備える。
【0007】
ここに、各車輪は、前記軸部を通る中心線を軸線とする、前記車輪の数と同数の辺及び底面を有する正多角錐の前記底面に接し、各車輪の回転軸線が前記正多角錐の各錐面又は各稜線に直交しかつ前記正多角錐の軸線に向けて伸びている。また、前記回転部材及び可動部材は互いに相対する２面を有し、各面が前記軸部の周りに交互に配置され前記軸部に対して放射状に伸びる、前記車輪の数と同数の凸面部及び凹面部と互いに隣接する凸面部及び凹面部に連なる斜面部とからなり、また前記２面の凸面部及び凹面部は互いに嵌合可能である。前記回転部材及び可動部材の２面の凸面部及び凹面部が互いに嵌合する整合状態にあるとき、前記複数の車輪のうちの任意の１つの車輪が路面上を転動可能の状態におかれる。
【0008】
本発明において、「車輪」とは、その概念上、一輪からなるもの及び二重輪を含む多重輪からなるものの双方をいう。したがって、本発明における「車輪の数」に関して、前記一輪からなる車輪の数及び前記多重輪からなる車輪の数は、いずれも、「１」である。
【0009】
前記車輪装置は、例えば台車の前部及び後部に１対ずつ取り付けられる。前記台車が路面上に置かれるとき、前記回転部材と前記ばね部材のばね力を受ける可動部材とは、これらの２面の凸面部及び凹面部が互いに嵌まり合う整合状態におかれる。このとき、前記車輪装置の複数の車輪のうちの任意の1つの車輪（以下、1つの車輪という。）が路面に接地し、その回転軸線の周りに転動可能の状態におかれ、前記台車は路面上を走行可能の状態におかれる。前記台車の重量及び前記台車に積載される荷物の荷重（積載荷重）は、前記取付部材及び前記受け部材を介して前記１つの車輪に伝達される。
【0010】
前記台車は各車輪装置の前記１つの車輪を介して路面上での直線走行が可能である。前記台車の走行中、その進行方向の前方に進行の障害となる例えば上方に突出する一条の段差があるとき、これに突き当たる前輪である両車輪装置の前記１つの車輪は比較的大きい抵抗を受け、これに起因して、前記受け部材はこれを前記取付部材の軸部の周りに回転させようとする比較的大きい回転外力を受ける。これに伴って、前記受け部材が前記軸部の周りに回転を始め、また、前記受け部材と共に前記回転部材が回転を始める。これらの回転に伴って前記回転部材及び前記可動部材がこれらの２面の凸面部及び凹面部が互いに嵌合する整合状態から、これらの２面の凸面部及び凹面部が互いに嵌合しない非整合状態を経て次の整合状態へと移行する。すなわち、前記回転部材の回転に伴って、前記回転部材の凸面部が、これと嵌まり合う前記可動部材の凹面部から該凹面部に連なる斜面部上を摺動し、前記斜面部に連なる凸面部上に至る。この間、前記可動部材は前記ばね部材のばね力に抗して前記回転部材から離れる方向へと前記軸部に沿って直線的に変位する。次いで、前記回転部材の凸面部は、前記可動部材の凸面部を乗り越えて該凸面部に連なる他の斜面部上を摺動し、前記他の斜面部に連なる他の凹面部内に至り該他の凹面部と嵌まり合う状態すなわち次の整合状態に至る。この間、前記ばね部材のばね力を受けた状態にある前記可動部材は、前記回転部材に向けて前記軸部に沿って直線的に変位する。前記可動部材は、したがって、前記整合状態から次の整合状態への移行の間、前記軸部に沿っての往復運動をする。
【0011】
前記整合状態から次の整合状態への移行の間、前記受け部材は前記回転部材と共に、所定の角度（３６０度／回転部材及び可動部材の各面上の凹部若しくは凸部の数）を前記軸部の周りに回転し、前記受け部材に取り付けられた各車輪は、所定の角度（３６０度／車輪の数）を前記軸部の周りに回転する。ここに、前記所定の角度（３６０度／各面上の凸部若しくは凹部の数）は、前記所定の角度（３６０度／車輪の数）に等しい。
【0012】
前記軸部の周りの前記受け部材の回転の間、前記車輪装置における前記１つの車輪に隣接する他の車輪が前記段差を跨いで路面上に着地し、あるいは前記段差上に着地し、次いで前記段差上を転動した後に路面上に着地し、これにより前記段差の乗り越えが行われる。前記台車の後輪における段差の乗り越えも、また、前記前輪におけると同様になされる。その結果、前記１の車輪に代わってこれに隣接する前記他の車輪が新たな１つの車輪として路面上を転動可能の状態におかれる。
【0013】
前記取付部材は、前記受け部材に向けて先細に伸びる凸型の円錐台の円錐面と、前記凸型の円錐台の先端面である円形の底面とを有し、また、前記受け部材はその貫通孔に連なる窪みであって前記軸部の通過を許す窪みを有するものとすることができる。ここに、前記窪みは前記凸型の円錐台と同形の凹型の円錐台の円錐面と、前記凹型の円錐台の先端面である円形の底面とを有し、前記取付部材の円錐面と前記受け部材の円錐面とが互いに接し、また、前記取付部材の底面と前記受け部材の底面とが互いに接する。これによれば、前記受け部材が前記軸部の周りに回転するとき、前記受け部材の円錐面及び底面が前記取付部材の円錐面上及び底面上を摺動する。あるいは、前記取付部材及び前記受け部材が互いに接する２つの平坦面を有するものとすることができる。これによれば、前記受け部材が前記軸部の周りに回転するとき、前記受け部材の平坦面が前記取付部材の平坦面上を摺動する。
【0014】
前記２面を構成する前記凸面部又は凹面部はそれぞれ仮想の２つの平坦面上、又は、仮想の凸型の円錐面上及び仮想の凹型の円錐面上にあるものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】台車とこれに取り付けられた車輪装置とを示す斜視図である。
【図2】車輪装置の部分断面図である。
【図3】車輪装置の正面図である。
【図4】車輪装置の平面図である。
【図5】（ａ）は２面が整合状態にある回転部材及び可動部材の側面図である。（ｂ）は不整合状態にある回転部材及び可動部材の側面図である。
【図6】回転部材及び可動部材の２面が整合状態にあるときの車輪装置及び該車輪装置が取り付けられた台車の荷台の一部をその前方から見た正面図である。
【図7】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、車輪装置が取り付けられた台車の荷台の前部の側面図である。ここで、（ａ）は車輪装置の１つの車輪が路面上を転動し、これにより台車が走行をしている状態を示す。また、（ｂ）は車輪装置の１つの車輪が段差に衝突した状態を示す。
【図8】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、車輪装置が取り付けられた台車の荷台の前部の側面図である。ここで、（ａ）は車輪装置の１つの車輪が段差乗り越えの途上にある状態を示す。また、（ｂ）は車輪装置の１つの車輪が段差乗り越えを完了した状態を示す。
【図9】台車に取り付けられた車輪装置の回転部材及び可動部材における複数の凸面部及び凹面部の一部の断面を直線に沿って表した概念図である。ここで、（ａ）は車輪装置の１つの車輪が路面上を転動しているときに前記凸面部及び凹面部が互いに嵌合した状態を示す。（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、車輪装置の１つの車輪が段差に衝突した後に段差を乗り越える途上にあるときの前記凸面部及び凹面部間の相互係合状態の推移を示す。また、（ｅ）は車輪装置の１つの車輪が段差を乗り越えた後に前記凸面部及び凹面部が互いに嵌合した状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【0016】
図１を参照すると、本発明に係る車輪装置が符号１０で示されている。図上、２対の車輪装置１０が、その取付対象の一例である台車１２に該台車の１対の前輪及び１対の後輪として取り付けられている。より詳細には、台車１２の板状の荷台１４の下面に取り付けられている。台車１２は、その後端部に設けられた手押しハンドル１６の手押し操作により、２対の車輪装置１０を介して、路面Ｒ上を走行する。車輪装置１０は、例えば車いすを取付対象として、前記車いすの前輪として用いることができる。
【0017】
車輪装置１０は、台車１２に取り付けられる取付部材１８と、取付部材１８をその一部をなす後記取付部２８で受ける受け部材２０と、受け部材２０に取り付けられた、回転軸線ｌを有する３以上の複数（図示の例において４つ）の車輪２２と、回転部材２４及び可動部材２６並びに回転部材２４に向けて可動部材２６にばね力を及ぼすばね部材２７（図２参照）とを備える。
【0018】
図２を参照すると、図示の取付部材１８は取付部２８と、該取付部に連なり図上を下方へ伸びる軸部３０とを有する。
【0019】
取付部２８は、図上、上方に位置する上部分３２及び該上部分の下方に位置する下部分３４を有する。上部分３２は図上を上方に向けて山形に突出し、α＝９０°の角度で交差する２つの平坦面３２ａ、３２ｂを有する。取付部材１８はその取付部２８の平坦面３２ａが荷台１４の下面に接した状態で台車１２に固定され、これにより台車１２に取り付けられる。
【0020】
取付部２８の下部分３４は、図上、上部分３２から下方に向けてすなわち受け部材２０に向けて先細に伸びる凸型の円錐台を規定する円錐面３４ａと、該円錐面の先端に位置する円形の底面３４ｂとを有する。軸部３０は取付部２８の下部分３４の底面３４ｂから伸びている。図示の軸部３０はその先端部分に向けて伸びるスプライン部分３０ａと、その先端部分に設けられた周溝３０ｂとを有する。
【0021】
受け部材２０は取付部材１８の軸部３０が通された３つの貫通孔３６（３６ａ、３６ｂ、３６ｃ）を有し、軸部３０の周りに回転可能である。図示の受け部材２０は受け部３８と、フォーク部４０とを備える。受け部３８は全体に円柱状を呈し、取付部材１８に対向する一方の平坦面３８ａと、フォーク部４０に対向する他方の平坦面３８ｂとを有する。受け部３８はその他方の平坦面３８ｂにおいてフォーク部４０上に固定されている。
【0022】
受け部３８は軸部３０の通過を許す窪み４２を有し、窪み４２は受け部３８の一方の平坦面３８aに開放している。窪み４２は、フォーク部４０に向けて先細に伸びる、前記凸型の円錐台と同形の凹型の円錐台を規定する円錐面４２ａと、該円錐面の先端に位置する円形の底面４２ｂとを有する。図示の例において、軸部３０が通された貫通孔３６aは受け部３８に設けられ、窪み４２の底面４２ｂ及び他方の平坦面３８ｂに開放している。また、貫通孔３６ｂ、３６ｃは、それぞれ、フォーク部４０の後記中央部分４０aを形成する一対の板体４４に設けられている。
【0023】
取付部２８の下部分３４は受け部３８の窪み４２に受け入れられ、下部分３４の円錐面３４ａと窪み４２の円錐面４２aとが互いに接し、また、下部分３４の底面３４ｂと窪み４２の底面４２ｂとが互いに接している。受け部材２０が軸部３０の周りに回転するとき、受け部３８の円錐面４２a及び底面４２ｂが、それぞれ、取付部２８の円錐面３４ａ上及び底面３４ｂ上を摺動する。取付部２８の下部分３４及び受け部２０については、これらが、それぞれ、凸型の円錐台を規定する円錐面及び底面を有しまた凹型の円錐台を規定する円錐面及び底面とを有するものとする図示の例に代えて、互いに接する２つの平坦面（図示せず）を有するものとすることができる。
【0024】
図示のフォーク部４０は、受け部３８が固定された中央部分４０ａと、中央部分４０aの周縁から図上を下方へ折れ曲がって伸びる４つの折曲部分４０ｂとを有する。中央部分４０ａは、図上において上下に間隔をおいて配置され互いに相対する一対の板体４４と、両板体４４間に配置されかつ両板体４４を相互に接続する複数の帯板状のリブ４６とからなる。図示の例において、中央部分４０aに対する各折曲部分４０ｂの折れ曲がり角度βが１３５度に設定されている。各車輪２２は各折曲部分４０ｂにおいて両板体４４間に配置され、その回転軸線ｌを規定する車軸４８が両板体４４及び各車輪２２を貫通している。
【0025】
４つの車輪２２は、図３及び図４に示すように、軸部３０を通る中心線、より正確には軸部３０の軸線上を伸びる中心線Ｌの周りに等角度をおいて配置されている。各車輪２２は図示の一輪からなるもの、あるいは、二重輪を含む多重輪（図示せず）からなるものとすることができる。ここに、車輪２２の数は、車輪２２が前記一輪からなるものであるか前記多重輪からなるものであるかを問わず、これを１とする。
【0026】
各車輪２２は、軸部３０を通る中心線Ｌを軸線Ｐ１とする正多角錐の一つである正四角錐Ｐの底面Ｐ２に接している。正四角錐Ｐの底面Ｐ２は、車輪２２の回転軸線ｌの数と同数（４つ）の辺Ｐ３を有する。各車輪２２の回転軸線ｌは、正四角錐Ｐの各錐面Ｐ４に直交している。図示の例に代えて、各回転軸線ｌは、正四角錐Ｐの各稜線Ｐ５に直交しかつ軸線Ｐ１に向けて伸びるものとすることができる。
【0027】
車輪２２の数は、これらをそれぞれ４とする図示の例に代えて、他の例として３又は５以上とすることができる。車輪２２の数が３であるとき、前記正多角錐は車輪２２の数と同じ数である３つの辺（Ｐ３）により規定された底面（Ｐ２）を有する正三角錐であり、また、車輪２２の数が５以上であるとき、前記正多角錐は５以上の辺（Ｐ３）により規定された底面（Ｐ２）を有する正多角錐である。
【0028】
次に、再び図２を参照して、回転部材２４、可動部材２６及びばね部材２７について説明する。
【0029】
図示の回転部材２４及び可動部材２６はそれぞれ円板からなり、軸部３０が通される貫通孔５０、５２を有する。これらの貫通孔５０、５２は両円板の中心に設けられ、これらの軸線が中心線Ｌ上を伸びている。回転部材２４は受け部材２０に固定されている。より詳細には、回転部材２４は一対の板体４４間に配置され、図上において上方に位置する一方の板体４４に固定されている。これにより、回転部材２４が受け部材２０と共に軸部３０の周りに回転可能とされている。
【0030】
また、可動部材２６の貫通孔５２はスプライン孔からなり、貫通孔５２とこれに通された軸部３０のスプライン部分３０ａとはスプライン嵌め合いをなす。これにより、可動部材２６は軸部３０の周りの回転を阻止された状態での軸部３０に沿っての移動が可能とされている。
【0031】
回転部材２４及び可動部材２６はそれぞれ互いに相対する２面５４、５６を有する。
【0032】
前記２つの面のうちの１面である回転部材２４の面５４は、軸部３０の周りに交互に配置された複数の凸面部５４ａ及び複数の凹面部５４ｂと、各凸面部５４ａ及び各凹面部５４ｂに連なる斜面部５４ｃとからなる。同様に、もうひとつの１面である可動部材２６の面５６も、また、軸部３０の周りに交互に配置された複数の凸面部５６ａ及び複数の凹面部５６ｂと、各凸面部５６ａ及び各凹面部５６ｂに連なる斜面部５６ｃとからなる。一方の面５４の凸面部５４ａ、凹面部５４ｂ及び斜面部５４ｃと、他方の面５６の凸面部５６ａ、凹面部５６ｂ及び斜面部５６ｃとは、いずれも、軸部３０に対して放射状に伸びている。ここで、回転部材２４の凸面部５４ａの数及び凹面部５４ｂの数、可動部材２６の凸面部５６ａの数及び凹面部５６ｂの数は、いずれも、車輪２２の数（図示の例において４）と同じであり、また、斜面部５４ｃの数及び斜面部５６ｃの数は、いずれも、車輪２２の数の２倍（図示の例において８）である。
【0033】
図５（ａ）に示すように、回転部材２４の面５４の凸面部５４ａと、可動部材２６の面５６の凹面部５６ｂとは互いに嵌合可能である。すなわち、一方の面５４の凸面部５４ａと他方の面５６の凹面部５６ｂとが互いに嵌合するとき、同時に、一方の面５４の凹面部５４ｂと他方の面５６の凸面部５６ａとが互いに嵌合する。図示の例においては、２面５４、５６の前記凸面部及び前記凹面部が互いに嵌合した状態、すなわち回転部材２４及び可動部材２６の２面５４、５６が整合状態にあるとき、一方の面５４の斜面部５４ｃと他方の面５６の斜面部５６ｃとは互いに当接する。
【0034】
図示の例において、一方の面５４及び他方の面５６の前記凸面部、凹面部及び斜面部は、前記円板の中心を取り巻く円周に沿って得た断面で見て、振幅、波長及び周期を同一にする正弦曲線に沿って伸びている。
【0035】
ばね部材２７は、図示の例においては、軸部３０を取り巻くコイルばねからなる。ばね部材２７は、軸部３０を取り巻くワッシャ５８と、軸部３０の先端部の周溝３０ｂに嵌め込まれたＣリング６０との間に配置されている。ばね部材２７は、ワッシャ５８及びＣリング６０間において圧縮された状態（被圧縮状態）におかれ、これにより、可動部材２６が回転部材２４に押し付けられている。
【0036】
２面５４、５６が前記整合状態にあるとき、図６に示すように、４つの車輪２２のうちの任意の１つの車輪（以下、１つの車輪という。）２２（便宜的にこれに符号２２ａを付す。また、残りの他の３つの車輪に符号２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを付す。）が路面Ｒに接し、路面Ｒ上を転動可能の状態におかれる。このとき、車輪２２ａを支持するフォーク部４０の折曲部分４０ｂが直立する。他の車輪２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、軸部３０の周りの受け部材２０の回転に伴って新たな前記整合状態が生じたとき、順次、前記１つの車輪となる。
【0037】
台車１２は各車輪装置１０の１つの車輪２２ａを介して路面Ｒ上での走行が可能である。図７（ａ）を参照すると、台車１２が路面Ｒ上を走行するとき、各車輪装置１０における１つの車輪２２ａが路面Ｒから台車１２の進行方向と逆向きに生じる比較的小さい抵抗（路面抵抗）を受ける。このとき、１つの車輪２２ａを支持する受け部材２０が前記路面抵抗に起因する回転外力、すなわち受け部材２０を軸部３０の周りに回転させようとする外力を受ける。また、このとき、回転部材２４及び可動部材２６の２面５４、５６は前記整合状態にあり、回転部材２４及び可動部材２６はばね部材２７のばね力の付与下にある（図５（ａ）参照）。このため、回転部材２４は、可動部材２６により、軸部３０の周りの回転を阻害される。これにより、回転部材２４が固定された受け部材２０は回転することなく、１つの車輪２２ａを介しての台車１２の走行可能の状態が維持される。前記整合状態下における凸面部５４ａ、５６ａ、凹面部５４ｂ、５６ｂ及び斜面部５４ｃ、５６ｃを図９（ａ）に模式的に示す。図９（ａ）に記載の矢印６２は、前記回転外力を受けたときの受け部材２０の回転方向を示す。
【0038】
次に、図７（ｂ）を参照すると、台車１２の走行中、その進行方向の前方に進行の障害となる例えば上方に突出する一条の段差Ｓがあるとき、これに突き当たる各車輪装置１０の１つの車輪２２ａは比較的大きい路面抵抗を受ける。このとき、受け部材２０は比較的大きい回転外力を受け、受け部材２０と共に回転部材２４が軸部３０の周りの回転を始める。この回転に伴って回転部材２４及び可動部材２６がこれらの２面５４、５６の凸面部５４ａ、５６ａ及び凹面部５４ｂ、５６ｂが互いに嵌合する整合状態から、これらの２面の前記凸面部及び凹面部が互いに嵌合しない非整合状態を経て次の新たな整合状態へと移行する。すなわち、受け部材２０の回転に伴って、回転部材２４の凸面部５４ａが、これと嵌まり合う可動部材２６の凹面部５６ｂから該凹面部に連なる斜面部５６ｃ上を摺動し（図９（ｂ））、斜面部５６ｃに連なる凸面部５６ａ上に至る（図９（ｃ））（図５（ｂ）参照）。この間に、車輪２２ａに隣接する他の車輪２２ｂが軸部３０の周りに回転移動し、段差Ｓを跨いで、段差Ｓの前方位置において路面Ｒに接する（図８（ａ））。また、この間に、可動部材２６はばね部材２７のばね力に抗して回転部材２４から離れる方向へと軸部３０に沿って直線的に変位する。
【0039】
引き続く受け部材２０及び回転部材２４の回転に伴い、回転部材２４の凸面部５４ａは、可動部材２６の凸面部５６ａを乗り越えて該凸面部に連なる他の斜面部５６ｃ上を摺動し（図９（ｄ））、この他の斜面部５４ｃに連なる他の凹面部５６ｂ内に至り該他の凹面部と嵌まり合う状態すなわち次の新たな整合状態に至る（図９（e））。この間、車輪２２ａは段差Ｓの後方における上方位置へと回転移動し、他の車輪２２ｂが段差Ｓの前方位置において路面Ｒ上に着地し（図８（ｂ））、あるいは段差Ｓ上に着地し、該段差上を転動した後に路面Ｒ上に着地する（図示せず）ことにより、段差Ｓを乗り越える。このとき、車輪２２ｂは路面Ｒ上を転動可能の状態におかれ、前記１の車輪としての機能を担う。この間、ばね部材２７のばね力を受けた状態にある可動部材２６は、回転部材２５に向けて軸部３０に沿って直線的に変位する。可動部材２６は、したがって、前記整合状態から次の整合状態への移行の間、軸部３０に沿っての往復運動をする。また、さらなる他の段差に遭遇したときは、当該段差を乗り越えた他の車輪２２ｃ、２２ｄが順次に前記1つの車輪として機能する。台車１２の後輪をなす車輪装置１０による段差の乗り越えも、台車１２の前輪におけると同様になされる。
【0040】
なお、図７及び図８に示すように、路面Ｒと台車１２の荷台１４との間の間隔は、回転部材２４及び可動部材２６の２面５４、５６が前記整合状態にあるときはｈ１である。また、２面５４、５６が前記非整合状態にあるときはｈ２（ｈ１>ｈ２）である。
【0041】
段差Ｓの乗り越えの間、受け部材２０及び回転部材２４は、（３６０度）／（各面５４、５６上の前記凹部の数又は前記凸部の数）に相当する角度（回転角度）（図示の例において９０度）を回転軸線Ｌの周りに回転する。また、同時に、１つの車輪２２ａが、残りの他の車輪２２ｂ～２２ｄとともに、（３６０度）／（車輪の数）に相当する角度（図示の例において９０度）を回転軸線Ｌの周りに回転する。ここに、（３６０度）／（面５４、５６上の前記凹部の数又は前記凸部の数）は、（３６０度）／（車輪の数）に等しい。
【0042】
回転部材２４の凸面部５４ａ及び凹面部５４ｂの前記断面形状、並びに、可動部材２６の凸面部５６ａ及び凹面部５６ｂの前記断面形状のそれぞれについては、図９に示す例に代えて、図１０に示すように、形状において合同の関係にある８つの二等辺三角形からなり、平坦面からなる斜面部５４ｃ、５６ｃを有するものとすることができる。前記８つの二等辺三角形は直列に連なりかつ交互に山及び谷を規定する。あるいは、また、図１１に示すように、前記二等辺三角形の山の頂部及び谷の底部をそれぞれ切除してなる８つの等脚台形からなるものとすることできる。同様に、前記正弦曲線の山の頂部及び谷の底部を切除してなるもの（図示せず）とすることができる。また、図１２に示すように、凸面部５４ａ及び凹面部５４ｂの前記断面形状、並びに、凸面部５６ａ及び凹面部５６ｂの前記横断面形状のそれぞれの他の例として、直列に連なる同一形状の８つの曲線部分からなるものとすることができる。ここで、凸面部５４ａ及び凹面部５４ｂの前記断面形状について代表的に説明すると、各曲線部分が規定する１つの凸面部５４ａと該凸面部の両隣に位置する２つの凹面部５４ｂとにそれぞれ連なる２つの斜面５４ｃが異なる長さと異なる傾斜角とを有し、前記１つの凸面部５４ａに関して非対称である。他方、前記した例（前記正弦曲線、連続する二等辺三角形、連続する等脚台形）では、１つの凸面部に関して該凸面部に連なる２つの斜面部が対称である。
【0043】
前記した例においては、２面５４、５６を構成する前記凸面部（又は凹面部）がそれぞれ２つの平坦面からなる２つの仮想の面６４、６６（図９～図１２）上にある。この例に代えて、例えば、２面５４、５６を構成する前記凸面部（又は凹面部）がそれぞれ凸型の円錐面及び凹型の円錐面からなる２つの仮想の面（図示せず）上にあるものとすることができる。
【符号の説明】
【0044】
１０ 車輪装置
１２ 台車（取付対象）
１８ 取付部材
２０ 受け部材
２２ 車輪
２４、２６、２７ 回転部材、可動部材及びばね部材
２８ 取付部
３０ 時空部
５４ 回転部材の面
５６ 可動部材の面
５４ａ、５４ｂ、５４ｃ 回転部材の面を構成する凸面部、凹面部及び斜面部
５６ａ、５６ｂ、５６ｃ 可動部材の面を構成する凸面部、凹面部及び斜面部
Ｌ 中心線
ｌ 車輪の回転軸線
１２ 台車（取付対象）
１８ 取付部材
２０ 受け部材
２２ 車輪
２４、２６、２７ 回転部材、可動部材及びばね部材
２８ 取付部
３０ 時空部
５４ 回転部材の面
５６ 可動部材の面
５４ａ、５４ｂ、５４ｃ 回転部材の面を構成する凸面部、凹面部及び斜面部
５６ａ、５６ｂ、５６ｃ 可動部材の面を構成する凸面部、凹面部及び斜面部
Ｌ 中心線
ｌ 車輪の回転軸線
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】