专利名称：车轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及车轮，具体地说，涉及能在楼梯等台阶上移动的车轮。
图10是现有技术1的车轮100的概略说明图。该图中，标记100表示台车。在该台车110的下部固定着水平的车轴111。在该车轴111的两端，安装着可旋转的车轮100。
该车轮100具有十字形的旋转体104，旋转体104的中心可旋转地安装在车轮111的端部。在该旋转体104的前端，分别安装着可旋转的4个辊108A、108B、108C、108D。
因此，当车轮100的旋转体104绕车轮111自转时，辊108A～108D公转。
下面参照图10说明现有技术1的车轮100上楼梯的动作。
图10中，标记A表示楼梯的踢脚。标记B表示楼梯的踏脚面。标记C表示楼梯的角。
如图10(I)所示，台车110在路面上移动时，4个辊108A、108B、108C、108D中的2个辊108A、108B在路面上滚动，辊108D、108C分别位于辊108A、108B的上方。
如图10(I)所示，当台车110到达楼梯时，车轮100的前斜下方的辊108B与楼梯的踢脚A接触。
如图10(II)所示，在该状态将台车110朝前斜上方拉时，旋转体104绕车轴111自转，所以，将辊108B抵接楼梯的踢脚A，以辊108B为支点使车轮100朝前方旋转。于是，能使位于辊108B上方的辊108C越过楼梯的角C，载置到楼梯的踏脚面B上。
如图10(III)所示，将台车110再往前斜上方拉时，辊108C一边在踏脚面B上滚动一边向前方移动，辊108B在楼梯的踢脚A上一边滚动一边向上方移动。
这样，可以使车轮100的旋转体104一边绕车轴111旋转，一边向前斜上方移动，可以使台车110与车轮100一起一边朝向前方前进一边往上方抬起。
将台车110再往前方拉时，辊108B越楼梯的角C，载置到踏脚面B上，所以，整个车轮100载置在踏脚面B上，台车110可上一个台阶。
如上所述，现有技术1的车轮100，一边使旋转体104绕车轴111自转，一边使辊108B和辊108C分别在踢脚A和踏脚面B上滚动，可以上楼梯。
另外，能在楼梯等台阶上移动的车轮，还有日本实开昭57-191669号公报揭示的技术(下面称为现有技术2)。
图11是现有技术2的车轮120的概略说明图。该图中，标记120表示车轮。该车轮120由旋转板124和4个辊128A、128B、128C、128D构成。旋转板124的四角形的顶点具有支架。4个辊128A、128B、128C、128D可旋转地安装在旋转板124的各顶点的支架上。旋转板124的边125，形成为向内侧凹入的弧状。
现有技术2的车轮120与与现有技术1的车轮100同样地，使前斜上方的车轮128C载置在踏脚面B上，使该车轮128C在踏脚面B上滚动，同时使前下方的车轮128B在踢脚A上滚动，这样，可越过楼梯的台阶。旋转体124的形状虽然与现有技术1的车轮100的旋转体104不同，但是越过楼梯台阶的原理，与现有技术1的车轮100越过楼梯台阶的原理相同。
但是，现有技术1的车轮100和现有技术2的车轮120，存在以下(1)～(4)的问题。(1)现有技术1的车轮100中，如图10(I)～(II)所示，旋转体104以辊108B为支点旋转时，辊108C以大的圆周速度与踏脚面B接触。因此，辊108C载置在踏脚面B上时的冲击大，对台车110也作用大的冲击和振动。因此，台车110内的物品因冲击和振动可能被毁坏，而且，振动传递到拉台车的手上，产生不舒服的感觉。(2)现有技术1的车轮100中，在没有踢脚A的楼梯上，不能使车轮110以辊108B为支点旋转，所以，不能使辊108C载置到踏脚面B上。即使能使辊108C载置到踏脚面B上，由于没有踢脚A，也不能使辊108B移动到上方并载置到踏脚面B上，所以，车轮100不能上楼梯。(3)现有技术2的车轮120中，由于旋转体124的边125形成为弧形，所以，即使没有踢脚A，也能将边125抵接楼梯的角C，以该角C为支点使车轮120朝前方旋转时，可将辊128B抬起到上方(见图11(II))。但是，为了使辊128B载置到踏脚面B上，必须将边125抵接住楼梯的角C的情况下滑动地移动车轮120。于是，由于边125没有导引功能，所以，在楼梯与车轮120之间产生大的阻力。因此，虽然可以在没有踢脚A的楼梯上移动，但是为了把台车100拉上，需要有很大的力。(4)现有技术2的车轮120中，在上没有踢脚A的楼梯时，使边125在楼梯的角C上滑动时，楼梯的角C不久与辊128B接触。这时，辊128B的旋转中心的高度，如果在踏脚面B的高度以下，则辊128B约水平地与踢脚A碰撞，辊128B的水平方向移动停止。这样，辊128B与踢脚A接触时，产生大的冲击。因此，台车110内的物品因冲击和振动而可能毁坏，而且，振动传递到拉台车的手上，产生不舒服的感觉。
而且，将台车110往前方拉的力中的水平方向分力，几乎全部成为使辊128B碰撞楼梯的力，把辊128B的旋转中心从踏脚面B拉到上方，仅靠垂直方向的分力进行，所以，把台车110拉上的力加大。
本发明的车轮，其特征在于，由车轴、旋转体和辊构成；车轴安装在移动体上；旋转体可旋转地安装在车轴上，在外周至少有3个顶点，该顶点的位置是在以车轴为中心相互旋转对称的位置；辊分别可旋转地安装在旋转体的各顶点；在上述旋转体的外周，在相邻顶点间，设有可滑动的、摩擦阻力小的导引面。
本发明的车轮，其特征在于，上述导引面形成为朝旋转体中心方向凹入的圆弧状。
本发明的车轮，其特征在于，从车轴的轴方向看，上述导引面侧边的一端部与、挟着该导引面相邻的两侧辊中的、该导引面的一端部侧的辊外周的交点，位于切线的外方，该切线是通过上述一端部辊的旋转中心、与另一端侧辊外周相切的切线；
上述导引面侧边的一端部、与上述交点处的上述一端部侧辊外周的切线的夹角很小。
根据本发明，在路面上移动时，辊在路面上滚动，所以可平滑地在路面上移动。另外，上楼梯时，使朝着行进方向前方的旋转体的导引面与楼梯的角接触，把移动体朝行进方向上方拉时，导引面相对于楼梯滑动，由于导引面在楼梯的角上滑动时的摩擦阻力小，所以，可使旋转体平滑地在楼梯的角上一边滑动一边朝上方移动。因此，只要使导引面与楼梯的角接触，即使是无踢脚的楼梯，也能使移动体与旋转体一起上楼梯，而且可减小拉移动体的力。另外，每上一层楼梯，旋转体只旋转相当于顶点间的角度，所以，导引面总是朝着旋转体的行进方向前方，所以可使该导引面与楼梯的角接触。反复上述动作，只要使导引面在楼梯的角上一边滑动一边向上方移动，就可以连续地上若干层楼梯。
根据本发明，由于导引面形成为朝旋转体中心方向凹入的圆弧状，所以，导引面与楼梯的角的接触面积小，可减小导引面在楼梯的角上滑动时的摩擦阻力。因此，在上楼梯时可减小拉移动体的力。另外，由于旋转体以导引面与楼梯的角的接触部分为支点旋转，所以，位于导引面上方的辊与支点间的距离短，位于导引面上方的辊的圆周速度小。这样，使位于导引面上方的辊载置到踏脚面上时的冲击小。另外，导引面和楼梯的角的接触点渐渐向后方移动，以该接触点为支点，旋转体连续地朝行进方向前方旋转。因此，可以使位于导引面上方的辊平滑地载置到踏脚面上，这样，可用平滑的动作连续地上楼梯，对移动体的振动和冲击也减少。
根据本发明，在另一端侧的辊载置在踏脚面上的状态，从车轴方向看，导引面的侧边一端部与一端部侧辊的外周的相交部分，与楼梯的角接触时，一端侧部的辊的旋转中心，位于楼梯的角的上方。因此，将移动体往前方拉的力中的水平方向分力，成为以楼梯的角为支点使辊向上方旋转的旋转力，所以，可减轻把辊往上提的力。另外，辊在与楼梯的角接触的同时朝前方旋转，所以，辊与楼梯的角接触时的冲击小。而且，导引面与辊平滑地相接。这样，可抑制辊与楼梯的角接触时产生冲击和振动，可以使辊从踢脚平滑地移动的踏脚面上。
图2是本实施例车轮10的单体正面图。
图3(I)是本实施例车轮10的单体侧面图，(II)是(I)的II-II线断面图。
图4是本实施例车轮10上楼梯的动作说明图。
图5是本实施例车轮10上楼梯的动作说明图。
图6是图5(IV)中的车轮10的放大图。
图7是本实施例车轮10上无踢脚楼梯的动作说明图。
图8表示导引面12s的其它形状。
图9表示导引面12s的其它形状。
图10是现有技术1的车轮100的说明图。
图11是现有技术2的车轮120的说明图。
图1是本实施例车轮10的使用状况概略图。该图中，标记1表示移动体，在该移动体1上，安装着本实施例的车轮10。安装着车轮10的物品，例如可以是旅行包、婴儿车、老人用的手推车、机器人、台车、小孩用的书包等。
另外，移动体1不限于上述物品。
图2是本实施例车轮10的单体正面图。如图1和图2所示，本实施例的车轮10，由车轴11、旋转体12和辊13A、13B、13C、13D构成。
先说明车轴11。
车轴11是杆状轴材，安装在上述移动体1的适当部位、例如底部等。在该车轴11的两端，分别安装着左右一对可旋转的旋转体12。
另外，也可以把车11可旋转地轴支在移动体1上，将旋转体12固定在车轴11上。
另外，也可以把左右一对车轴11、11分别安装在移动体1的底部左右两侧。
下面说明旋转体12。
旋转体12是板状部件，例如用塑料或尼龙等材料形成。
旋转体12的材料，不限于上述材料，只要是与楼梯的角C之间的滑动良好、与楼梯的角C接触时不容易产生声音的材料均可。
该旋转体12，从车轴11的方向(正面)看，在其外周有4个顶点。各顶点的位置是，以车轴11为中心相互旋转对称、即距车轴11等距离并相互分开90°间隔的位置。
另外，设在旋转体12外周的顶点数，不限于4个，也可以是3个以上，各顶点设在相互旋转对称，即距车轴11等距离并相互分开等角度的位置。
图3中，(I)是本实施例车轮10的单体侧面图，(II)是(I)的II-II线断面图。如图2和图3所示，旋转体12的相邻顶点间的外周面，朝旋转体12的中心方向呈圆弧状凹入，作为本发明的导引面12s。该导引面12s是平坦且圆滑的面。而且，由于旋转体12用上述材料形成，所以，如后所述，导引面12s在楼梯的角C上滑动时，导引面12s与楼梯的角C之间的摩擦阻力小。
导引面12s也可以做成以下形状。
图8是导引面12s的另一形状。如该图所示，在导引面12s的表面，设有沿旋转体12外周的若干突起12t，这样，可减小接触面积，所以，可减小导引面12s与楼梯的角C之间的摩擦阻力。
另外，导引面12s也可以做成以下形状。
图9是导引面12s的另一形状。如该图所示，在旋转体12外周面的相邻顶点间的凹面上，用螺栓等安装着可装卸的滑动板20，该滑动板20的表面沿着长度方向具有若干突起12t，使滑动板20的背面密接上述凹面，将滑动板20的表面作为导引面12s。
该滑动板20的材料，只要是与楼梯的角C间的滑动良好、与楼梯的角C接触时不容易产生声音，则采用任何材料的材料都可。
即使导引面12s磨耗，只要更换滑动板20即可，可加长车轮10的使用年限。
再返回图2说明辊13。
如图2所示，在旋转体12的各顶点，分别安装着可旋转的辊13。该辊13例如是塑料或尼龙制的圆筒状部件，车轮10在路面等上移动时使用。
从车轴11的轴方向(正面)看，导引面12s侧边的一端部与挟着导引面12s的两侧辊13中导引面12s一端侧的辊13的外周相交的点，用交点13e表示。相对于车轴11，该交点13e位于切线F的外侧。切线F是通过一端侧辊13的旋转中心13p，与另一端侧辊13的外周相切的切线。
另外，导引面12s这样形成其侧边的一端部与交点13e处的一端侧辊13外周的切线形成的夹角很小。即，导引面12s侧边的一端部，与交点13e处的辊13外周的切线近于平行。
因此，从正面看，导引面12s与辊13外周面平滑地相接。
由于具有上述构造，车轮10，当旋转体12绕车轴11自转时，4个辊13绕车轴11公转。
下面说明本实施例车轮10的作用和效果。
如图1所示，本实施例的车轮10安装在移动体1的底部，将移动体1的把手1b向水平前方(图中K方向)拉时，移动体1朝水平方向(图中a方向)移动。这时，车轮10下方的辊13A和辊13B在路面R上滚动，所以，车轮10在路面上移动的阻力小。这样，即使用小的力拉移动体1，车轮10也能在路面R上平滑地移动。这时，其它2个辊13C、13D分别位于辊13B、13A的上方。
图4和图5是说明本实施例车轮10上楼梯的动作说明图。图中未示出移动体1，只表示车轮10的动作。
如图4(I)所示，当图未示的移动体1到达楼梯时，车轮10前斜下方的辊13B与楼梯的踢脚A接触。
如图4(II)所示，从图4(I)状态，将图未示的移动体1朝前斜上方拉时，旋转体12绕车轴11自转，所以，在将辊13B抵接着踢脚A的状态下，可以使旋转体12以辊13B为支点朝前方旋转。于是，位于辊13B上方的旋转体12的导引面12s，与楼梯的角C接触。
如图4(III)所示，在使导引面12s与楼梯的角C接触的状态下，将移动体1朝前斜上方拉时，导引面12s在楼梯的角C上滑动，可使图未示移动体1与车轮10一起朝前斜上方移动。
旋转体12由摩擦阻力小的材料形成。而且，由于导引面12s是朝着旋转体12的中心方向凹入的圆弧状，所以，导引面12s与楼梯的角C的接触面积小。这样，导引面12s在楼梯的角C上滑动时的摩擦阻力小。因此，使导引面12s在楼梯的角C上滑动，可减小把移动体1往上方拉的力。
另外，由于导引面12s是朝着旋转体12的中心方向凹入的圆弧状，所以，旋转体12，一边在楼梯的角C上滑动，一边以导引面12s和楼梯的角C的接触点为支点旋转。这时，由于辊13C与支点间的距离短，所以，位于导引面12s上方的辊13C的圆周速度小。
而且，由于旋转体12朝前方移动，所以，导引面12s与楼梯的角C的接触点向后方移动，以该接触点为支点，旋转体12可连续地朝行进方向前方旋转。
因此，使位于导引面12s上方的辊13C一边朝前方移动，能够一边滑动地载置到踏脚面B上，使辊13C载置到踏脚面B上时的冲击小。
如图5(IV)所示，从图4(III)的状态，将图未示移动体1再往前斜上方拉时，辊13C在踏脚面B上滚动，导引面12s与楼梯的角C的接触点向后方移动。不久，从正面看，在导引面12s的下方的一端与辊13B相交的部分，与楼梯的角C接触。
图6是图5(IV)中的车轮10的放大图。如该图所示，从车轴11的轴方向看，导引面12s的侧边一端部与辊13B外周相交的部分，位于切线F的下方。该切线F是从辊13B的旋转中心到辊13C外周的切线。
因此，楼梯的角C与辊13B接触时，辊13B的旋转中心CP位于楼梯的角C的上方。于是，把移动体1往前斜上方拉的力中的水平方向分力，成为使辊13B以楼梯的角C为支点向上方旋转的旋转力，所以，可减轻把辊13B往上方拉的力。
另外，辊13B在与楼梯的角C接触的同时朝前方旋转。而且，导引面12s和辊13B平滑地相接。
这样，在辊13B与楼梯的角C接触时，可抑制冲击和振动的产生，可使辊13B从踢脚A平滑地移动到踏脚面B上。
如果仅仅是辊13B的外周面与导引面12s平滑相接，则从正面看，导引面12s的侧边的一端部与辊13B外周的交点13e，有时位于切线F的上方，该切线F是从辊13B的旋转中心CP到辊13C外周的切线。这时，辊13B与楼梯的角C接触时，辊13B的旋转中心CP位于踏脚面B下方，辊13B水平地与踢脚A接触，所以，辊13B与楼梯的冲击大。而且，越过楼梯的角C时，水平方向的分力不能用于辊13B的旋转。
当辊13B载置到踏脚面B上时，旋转体12从在路面R上移动时开始旋转90度、即相当于旋转体12顶点间的角度。
在旋转体12各顶点间的旋转体12的外周，分别形成导引面12s，所以，辊13C与辊13D间的导引面12s朝着旋转体12的行进方向前方。即，即使上了楼梯的台阶，任何一个导引面12s总朝着旋转体12的行进方向前方，使该导引面12s与楼梯的角C接触，将移动体1往斜上方拉时，车轮10反复上述的动作。因此，可使移动体1连续地上若干个台阶。
根据本实施例的车轮10，即使拉移动体1的力小，也能使旋转体12的导引面12s在楼梯的角C上滑动，可以使移动体1与车轮10一起往上移动。
而且，可以用连续平滑的动作上楼梯，减少对移动体1的振动和冲击。
另外，可抑制辊13B与楼梯的角C接触时产生冲击和振动，可以使辊13B从踢脚A平滑地移动到踏脚面B上。
另外，可以使移动体1连续地上若干层台阶。
下面，说明上无踢脚楼梯的动作。
图7是本实施例车轮10上无踢脚A楼梯的动作说明图。如该图所示，在无踢脚楼梯中，不能以车轮10前斜下方的辊13B为支点使车轮10向前方旋转。
但是，如图7(I)所示，如果楼梯的台阶，低于辊13B与辊13B上方的辊13C间的距离，则可以使辊13B和辊13C间的导引面12s与楼梯的角C接触。
于是，将图未示的移动体1往前斜上方拉时，车轮10一边在楼梯的角C上滑动一边向上方移动。以后的动作与有踢脚楼梯同样地，一边使导引面12s在楼梯的角C上滑动，一边使车轮10的旋转体12绕车轴11旋转，可将车轮10拉到踏脚面B上。
这样，根据本实施例的车轮10，只要使导引面12s与楼梯的角C接触，即使是无踢脚A的楼梯，也能使移动体1与车轮10一起上楼梯，而且，可减小拉移动体1的力，可抑制振动和冲击。
根据本发明的车轮，可在路面上平滑地移动，即使是无踢脚的楼梯，也能使移动体与旋转体一起上楼梯，而且可减小拉移动体的力，可连续地上若干层楼梯。
根据本发明的车轮，上楼梯时可减小拉移动体的力，可用连续、平滑的动作上楼梯，可减少对移动的振动和冲击。
根据本发明的车轮，可减轻将辊拉到踏脚面上的力，而且，可使辊从踢脚平滑地移动到踏脚面上。
权利要求
1.车轮，其特征在于，由车轴、旋转体和辊构成；车轴安装在移动体上；旋转体可旋转地安装在车轴上，在外周至少有3个顶点，该顶点的位置是在以车轴为中心相互旋转对称的位置；辊分别可自由旋转地安装在旋转体的上述顶点；在上述旋转体的外周，在相邻顶点间，设有可滑动的、摩擦阻力小的导引面。
2.如权利要求1所述的车轮，其特征在于，上述导引面形成朝旋转体中心方向凹入的圆弧状。
3.如权利要求1或2所述的车轮，其特征在于，从车轴的轴方向看，上述导引面侧边的一端部与挟着该导引面的相邻的两侧辊中靠该导引面的一端部侧的辊外周的交点，位于通过上述一端部辊的旋转中心、与另一端侧辊外周相切的切线的外方；上述导引面侧边的一端部与上述交点处的上述一端部侧辊外周的切线形成的夹角很小。
全文摘要
本发明提供的车轮，可容易地在无踢脚的楼梯上移动，上楼梯时可减小拉移动体的力，可减少振动和冲击。本发明的车轮10由车轴11、旋转体12和辊13构成。车轴11安装在移动体1上。旋转体12可旋转地安装在车轴11上，在外周至少有3个顶点，该顶点的位置是在以车轴11为中心相互旋转对称的位置。辊13分别可旋转地安装在旋转体12的各顶点。在旋转体12的外周，在相邻顶点间，设有可滑动的、摩擦阻力小的导引面12s。车轮10可在路面上平滑地移动，只要使导引面12s在楼梯的角C上滑动，即使是无踢脚的楼梯，也能使移动体1与旋转体12一起上楼梯，而且可减小拉移动体1的力，可连续地上若干层楼梯。
文档编号B62D57/02GK1412018SQ01136570
公开日2003年4月23日 申请日期2001年10月18日 优先权日2000年4月27日
发明者泽田光生 申请人:泽田光生