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JP2010022782A - ローラースケート - Google Patents

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JP2010022782A
JP2010022782A JP2008209091A JP2008209091A JP2010022782A JP 2010022782 A JP2010022782 A JP 2010022782A JP 2008209091 A JP2008209091 A JP 2008209091A JP 2008209091 A JP2008209091 A JP 2008209091A JP 2010022782 A JP2010022782 A JP 2010022782A
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Bitetsu Sano
美徹 佐野
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Abstract

【課題】高機能のスケート機構部に、足機能に合った傾きでスケート靴を結合させ、安定した直進性を持ち、かつ操作性に優れたローラースケートの提供。
【解決手段】足外側に傾けたローラースケートの開発で進路変化の適応力が広く、また安定した直進性と足での操作性が高いローラースケートができた。また踵から見たとき前輪と後輪の接地部位より車輪頭頂部を狭くすることで前輪と後輪に働くキャンバースラストがこの形態のローラースケートの欠点となっていたスケート靴先端部が足内側に旋回する動きを確実に抑え、安定したローラースケートの開発となった、そのキャンバースラストを生かすローリング軸の傾きのスケート機構部に、足に合った傾きのスケート靴を接合することで競技用の性能を持つローラースケートが開発できた。
【選択図】図15

Description

本発明は、足内側に一のタイヤ付き前輪、足外側に一のタイヤ付き後輪を備える片足2車輪と該車輪を回転自在に保持するフレームとシューズ本体を備える一組のローラースケートに関する。
従来の片足2車輪、前輪が足内側、後輪が足外側のローラースケートにおいて特許文献1の請求項2および請求項3は技術的間違いのうえ請求されたものと考えられる、この技術では安定した走行のローラースケートにはならない。またこの誤謬の原因はこのような前輪と後輪をもつ2車輪の乗り物や遊具が全く無いかほとんど存在しないため、参考になる商品や技術文献が無かったことに起因すると思われる。具体的にはこのような片足2車輪のローラースケートにおいて前輪及び後輪の進行方向が平行、且つ車輪が垂直な状態で進行させると直進はしないで足内側に曲がる、これでは遊具としては不向きで、改良なくしてこの態様でのローラースケートは成立しない。この形態のローラースケートの進行を決める要素を解明して整理すること、それらを上手く組み合わせ、安定滑走ができるローラースケートの提案を必要としている。
PCT/JP2007/000738
2車輪のこの形態のローラースケートでは前輪と後輪それぞれに力学的力による横方向の動きがでる、また前輪の接地点と後輪の接地点を結ぶ線、即ちローリング軸でスケート機構部が自在に傾きを変えられるが、その傾きで前輪と後輪の進路に変化がでる。その進路変化に係わる色々な車輪への横方向の動きがあるがその動きが合成され、その結果前輪そして後輪の進行方向がうまれる。さらにその前輪と後輪の動きでスケート機構部に旋回の動きや横へのスライスの動きが生じ、その合成された動きでスケート靴の進路が形成される。その前輪と後輪の横方向の動きを概観して解析、さらにローリング軸で傾けたときの変化を解析してローラースケートの進路変化をみる。
ローラースケートにおいて進路変化をもたらす機械的構造を持たずシンプルな構造で、片足滑走の際スケート機構部のローリング軸での傾き加減で、図2の(B)、(C)、(D)と進路が直線的に変わるローラースケートを創ることである。これは片足滑走のさい体のバランスや障害物回避に足でスケート靴を介し、スケート機構部の傾きを加減しての進路変更を可能とする。この場合ローリング軸の傾きは踵から前輪を見て垂直から頭頂部が足外側に傾く度合いの変化に応じた進路変化で、頭頂部の足内側への傾きは除外してある。この構造は大量生産向きで、安価で楽しく遊ぶことを主眼としたローラースケートの課題となる。
さらにローリング軸の傾きを、踵から前輪を見て前輪の頭頂部が足内側に傾いている状態から、垂直さらに足外側に傾く変化に応じ、図2の(A)、(B)、(C)、(D)と直線的に進路が変化する適応力を広めたローラースケートを創ることである。
またこの形態の2車輪スケートでは片足滑走の際、足先端部が足内側方向に旋回する動きがある、図5の形態のローラースケートでかなり抑えられるがスポーツ競技用として充分ではない。より安定したローラースケートとするには、この旋回を確実に抑え安定した滑走のローラースケートにすることである。
この2車輪ローラースケートで片足滑走の際最も安定した滑走ができる範囲は、前輪が垂直で後輪頭頂部が足内側に傾いている状態から、後輪が垂直で前輪頭頂部が足外側に傾いている状態のローリング軸の傾き範囲である。また人間工学的観点から片足滑走の際、進行方向に向かって横方向において体の重心を滑走している足の上に持ってくることが安定した滑走には必然である、そのため滑走している足の脚上部は足外側に傾いていることが人の体に合っている、従ってローリング軸で前記安定滑走ができるスケート機構部に人間工学的に滑りやすい角度でスケート靴を接合することが重要となる。
図1の右足ローラースケートでの片足滑走を想定します。前輪と後輪にはつねに路面の走行抵抗を受け減速します、体が持つ運動エネルギーはスケート靴の作用点30から31の方向に進もうとします。ここの要点は前輪の接地点上にある前輪の作用点32と後輪の接地点上にある後輪の作用点36を結ぶ線よりスケート靴の作用点30が前にあることです。体が持つ運動エネルギーはスケート靴の作用点30から前輪の作用点32に33の力で、前輪が走行抵抗で失ったエネルギーを体がもつ運動エネルギーで補給されます。この前輪の作用点に働く33の力は進行方向に34の力として、また足内側方向に35の力として作用します。また後輪の作用点36にはスケート靴の作用点30から37の力として作用します。この37の力は進行方向に38の力と足内側に39の力に分力されます。この35の力と39の力は車輪に横方向の力として作用し、装着してあるタイヤの接地部分の変形で少しずつ力の加わる方向即ち足内側にスラストしていきます、また35と39の力の大きさでは35が大きく、その違いはスラストの量の違いを生みます、その結果スケート靴の先端部が足内側に旋回するような動きとなり、スケート靴の進行方向31に対し実際の進行は41になります、これを図2の軌跡図で示すと(A)になります。これでは進路が足内側になり過ぎて快適なローラースケートにはなりません。
また特許文献1の請求項2および請求項3では前輪先端部が足内側に向く角度が付けられていますが、その様態では図2(A)の軌跡よりさらに足内側への進行と足内側への旋回が増しローラースケートとしては適さない遊具となります、これは実際のローラースケートでの走行と、模型の実験で確認しました。
また図1の概略図である図4(A)のスケート機構部をローリング軸で−20度傾けた図4(C)では前輪と後輪の車軸線が(A)図に比べ左肩上がりとなっていることが読み取れます。この車軸の変位は前輪と後輪の両車輪でおこるのでスケート機構部の進行は右方向にスライスするように進みます。また図4(D)の図からこの車輪の傾きが図3のキャンバースラストを派生させることが判ります。即ち図4(D)の示す前輪と後輪はキャンバースラストで右方向にスラストしていくことになります。従って図4(C)のスケート機構部は右方向即ち足の外方向にスライスしながら右にスラストして進行することが読み取れます。
さらに図4(A)おいて考慮しなければならないことは、図11(B)です、図は図4(A)をローリング軸で20度傾けたときの前輪と後輪の車軸線です。前輪の車軸線46と後輪の車軸線47はこのスケート機構部の進行方向に対し直角な線55に対し下がっており車輪の進行方向が右に向いていることが判ります。そのため図11(B)のローラースケートは足外側へのスライス進行と(0008)で示したローラースケート先端部の足内側への旋回が同時におこり、さらにキャンバースラストで足内側へのスラストが加わります。従って相矛盾する動きの相互作用で不安定となり、足での進行方向の制御は困難となります。
図5は前輪の先端部がZ軸で7度足外側に向いています。この角度は視覚的に判りやすくした角度で、実際は図2の(B)の進行になるように前記角度を調整して付けます。その結果このローラースケートを31の方向に進めようとすると。図1の35と同じ力によりタイヤの接地部分が変形して足内側に20のスラストの動きがでます。また前輪に付けられた前記角度により22の足外側への動きがでます。実際の前輪の動きは20と22の差し引きされた進行になります。また後輪は図1の39と同じ力により21の動きが出ます。その結果足内側への進行が抑えられます、またこの様態のローラースケートで滑走が不安定になる(0008)で示したローラースケートの先端が足内側に旋回する動きも抑制できます。さらに図5のローラースケートをローリング軸で足の小指側を下げる傾きである−10度傾けた図6(A)で前輪の車軸線46が益々左上がりに、後輪の車軸線47が左上がりになっていることが見られます。これは前輪と後輪が共に車輪先端部を足外側に向けたことを表します。また図6(B)は前輪と後輪が共に足外側に傾きキャンバー角を形成してスラストすることが判ります。従って図6(A)のローラースケートの進行はゆるやかな右方向の進行と同時に右へのスラスト進行となります。また図6(C)はローリング軸で−20度傾けた図で前輪と後輪の車軸線がより左上がりになり、またその正面図の(D)はキャンバー角がより強まったことを示します。これらのローリング軸の0からマイナスの角度の増加で図5のローラースケートが図2(B)から(C)、(D)へ直線的に変化することが判ります。従ってこの前輪先端部をZ軸で足外側に角度を付ける方法は(0008)の課題である不必要な旋回を抑える働きと、(0004)のローリング軸で直線的に進路が変わる課題の解決となります。
但しこの様態のローラースケートはローリング軸でのマイナス角度が増えると同時に足外側への進行が強まり、その間の略直進が得られるローリングの角度範囲は狭くなっています、従って競技や本格的スケーティングで使われるような片足での安定した滑走は困難となります。
図5の形態のローラースケートをローリング軸でプラスの20度傾けた図7(A)は前輪と後輪の車軸が左肩あがりとなり足の外側への進行とスライスが読み取れますので図2の直線的進路変化には合いません、しかも(B)の正面図で判ることはこのキャンバー角が足内側への進行を示すなど矛盾した動きも加わります。従って図5の様態では、ローリング輔のプラスの角度は走行が定まらず、実際のスケーティングには使えません。
図8は、図9形態のスケート機構部を前輪が垂直となるようローリング軸で8度かたむけた図となります。図8は前輪横方向の動きは20の足内側への動きと、前輪に付けられた50の方向の角度で足外側に動く22の動きの相殺で前輪の進む方向が決まります、また後輪は足内側に進む21の動きとキャンバースラストによる23の足内側への動きの合成で後輪の進む方向が決まります。この図8のローラースケートの進行方向は図2(B)の進行となるよう50の角度調整でします。
図9は後輪の進行方向に対しZ軸で前輪先端部を足外側に3度傾け、また垂直な後輪に対しY軸で前輪の頭頂部を足外側に7度傾けた右スケート機構部の略図で、(A)は平面図で前輪に足内側への動きとして20,足外側への動きとして22,またキャンバースラストの動きで23が加わります。また後輪には足内側に21の動きがあります。この場合のローラースケートの進行方向は図2(C)の略直進になります。
ここで重要なことは図1のローラースケートでは片足滑走で常に足先端部が足内側に旋回する動きがあります、また図5のローラースケートでは旋回の動きはかなり是正されますがその傾向は残ります。一方、図8(A)では後輪にキャンバースラストの動き23が足内側に働きます。また図9(A)では前輪に足外側に23のキャンバースラストの動きがでます。これらキャンバースラストの動きは有効に先端部の足内側への旋回を抑え、また大きな動きとはならないので安定した滑走になります。さらに図8(A)から図9(A)のローリング軸での途中の角度も前輪と後輪それぞれに、大きさの変化はあってもキャンバースラストが働き、先端部が足内側に旋回する動きを抑えます。その結果図8と図9の間のローリング軸の傾き範囲は、2車輪のこの形態のローラースケートにとって旋回のない安定した滑走が得られる重要な範囲となります。
図10(A)は図9をローリング軸で−10度傾けたスケート機構部の略図で前輪の横方向への動きは新たに25の車軸の変位による足の外方向の動き、また後輪も25の足外方向の動きが加わるためこのスケート機構部の進行は図2(D)方向となります。この様態の車輪の傾きのスケート機構部は、前輪が垂直な状態をローリング軸の傾き0度とすると(0013)、(0014)、(0016)と進行の変化がおきそれがマイナスの角度増加で直線的に図2の(B)、(C)、(D)の変化となっていることが判ります。さらにこの形態ではローリング軸でプラスに傾けると図12(B)となります。ローラースケートの進行方向に直角な線55に対し前輪車軸線46と後輪車軸線47は共に下がっており、車輪の方向は右を向いていることを示しますが、前輪車軸線に平行な52の線に対し後輪車軸線は下がっており、スケート靴の進む方向は足外側にスライスしながらスケート靴先端部が足内側にむかって旋回しながら進むので、結果は足内側への進行となります。また前輪と後輪共にキャンバースラストで足内側に進む動きも加わります。その結果全体では図2(A)の進路となります、この形態のローラースケートではローリング軸でのプラスの変化から後輪が垂直となる0度さらにマイナスの角度変化で、図2の(A)、(B)、(C)、(D)の進路変化が得られ、その変化が直線的であることが判ります。これで足の傾き加減で進路変更範囲がローリング軸でプラス角度にまで広げられる結果、より広い進路変更手段をもつローラースケートができます。またこの形態のローラースケートのローリング軸でのプラス角度による足内側への進行は、このプラス角度をより強めて行う、ローラースケートの推力となる斜め後方への蹴りにもプラスの力として働きます。
また図5をローリング軸でマイナス10度傾けた図6(A)は前輪の車軸線がより左上がりになり足外側への進行とその正面図であるB図からキャンバー角で足外側へのスラストが判ります。よって図5のローラースケートではローリング軸のマイナスの角度と同時に足外側への進行の度合いを深め、略直進が得られるローリング軸の角度範囲が狭いことが判ります。しかし図8の形態のローラースケートでは後輪に23のキャンバースラストの動きがあるので、前輪のZ軸で前輪先端部を足外側に向ける角度50は図5で付ける50の角度〔図2(B)の進行に合わせ、調整して付けた角度〕より少なくて済みます。またキャンバースラストの動きは小さく図8から図9のローリング軸での変化で略直進となります。従って図8のローラースケートの進行で略直進となるローリング軸の傾きの範囲は図5より図8の形態ローラースケートの方が大きくなります。この違いは脚で足の角度を調整してスケート機構部の傾きを加減し、進路変更を機能させているこのローラースケートの操作性を格段に高めます。
図13はこの2車輪の右ローラースケートを踵側から見た図で垂直な後輪3に対し、前輪2がF度の傾きを持つとき、1/2F度のスケート靴の傾きは、(0015)で指摘したキャンバースラストの働きを最も生かし安定した滑走のできる傾きとなります。しかしそれは人の足を考えなかった場合で、片足でバランスをとって立つとき、右足なら体の重心を右足の上に持ってくるので、脚は右に傾けて立つことになります、従って1/2F度以上の角度でスケート靴がスケート機構部に設置されていることがこのローラースケートの機能を最大に生かすことになります。ただその角度の大きさはO脚とX脚など人に個性があり最適な角度に違いがでます。
ローラースケートの歴史を考えると、100年前より「大きな車輪の装着」が課題でした、靴の前後に付けると低床にはできますが、大きくなりすぎでスケートとしての操作性を失います。またスケート靴の下に付けると路面から靴底が高くなり安定性を失います。その解決法として前輪と後輪にスケート靴を挟む方式が考え出されました、この方式はローリング軸でのスケート機構部の傾き加減の調整を、足の長方向を動かす筋肉であるふくらはぎと前脛骨筋でします。この筋肉は強力で疲れにくくまた微妙な調整ができる筋肉なので足機能に合っています。しかし壁として残ったのは走行の安定性だったのです。簡便な方法では前輪先端部を足外側に向ける方法で直進性が得られ、スケート靴の先端部が足内側に旋回する動きが抑えられますので、子供の遊び用としては充分な機能を持っています。
しかしより高度の安定性と操作性を必要とするスポーツや競技用では不充分となります、この課題の解決がキャンバースラストの利用でした。キャンバースラストはごく小さな動きですが確実です。この動きで旋回が抑えられ、操作性に優れ且つ格段に安定したローラースケートの完成になります。靴底の高さとは関係なく大きな車輪が装着でき、悪路への許容度を高め、安定した滑走ができ、アイススケートの真似ものでもない、新しい車輪スケートの歴史はここに始まると思っています。
他の実施形態1
図14(A)は後輪の進行方向とスケート靴の方向が同じである図。(B)は前輪とスケート靴の方向が同じである図です。この違いは実際のスケーティングで判断がつかないので、この特許出願では後輪を基準にしました。
他の実施形態2
図15は59のスケート機構部にスケート靴の角度を可変的に変え結合できる図を描きました。この場合さらに脱着式に工夫すればスケート靴は靴として使い、スケート機構部を持ち運び、スケーティングができる場所で装着するそんなアイディアもできます。
ローラースケートやインラインスケート、スケートボードは世界的ブームをつくった遊具の王様です、しかし現在は低迷しています。20年前にブームとなった車輪が一列のインラインスケートは滑りが固く、また横に倒れ込むので一般の人にはなじめないのです、さらに現在は機能を高め、直径10センチの車輪を装着したスポーツタイプも売られていますが、高床となり益々乗れる人が少なくなったのが現状です。今でも多くの子供がインラインスケートを持っています、でも遊ばないのです。新しいローラースケートは大きな車輪が装着できる分、悪路への許容度が高く、自在に進路を変えながらの滑走は、柔らかく楽しいスケーティングになります。子供が公園で滑り、河川敷を悠々サイクリングのように楽しむ姿が見られるようになるでしょう。またその人の技量で遊べるので子供の集団での遊びや、カラフルなファッションを着た若いカップルの滑走、また家族団らんを兼ねてのアウトドアスポーツになるかもしれません。アイススケートの氷には制限があります、しかし舗装面には制限がありません、安近短で誰もが楽しめるスポーツへの期待もあります。また原油高は通勤の足への利用も考えられます。余談ですがこの車輪スケートの開発は何回もの挫折を乗り越え達成できました、このローラースケートがアウトドアスポーツの雄である自転車同様、手短なアウトドアスポーツに成長して、新しい時代を築いてくれるのではと夢を懐いています。
右スケート靴平面略図 右スケート靴の進路軌跡 (A)左進行 (B)少し左進行 (C)略直進 (D)右進行、で条件による軌跡の変化 キャンバースラストの説明と説明図 前輪と後輪の進行方向が平行な右スケート機構部の概略図 (A)車輪が垂直のときの平面図 (B)その正面図 (C)ローリング軸で−20度傾けたときの平面図 (D)その正面図 前輪と後輪が垂直でかつ後輪の進行方向に対し前輪がZ軸で車輪の先端部が足外側に7度向いている右スケート靴の平面略図 5図のスケート靴をローリング軸で傾けたときのスケート機構の変化 (A)−10度傾けたときの平面図 (B)Aの正面図 (C)−20度傾けたときの平面図 (D)Cの正面図 5図のローラースケートをローリング軸で20度傾けた略図 (A)平面図 (B)正面図 図9のスケート機構部を前輪が垂直になるようにローリング軸で8度傾けた略図 (A)平面図 (B)正面図 後輪の進行方向に対しZ軸で前輪先端部を足外側に3度傾け、また垂直な後輪に対しY軸で前輪の頭頂部を足外側に7度傾けた右スケート機構部の略図 (A)平面図 (B)正面図 図9のスケート機構部をローリング軸で−10度傾けた略図 (A)平面図 (B)正面図 図4のローラースケートの前後車輪と車軸線とローリング軸だけの図で (A)ローリング軸での傾きのない図 (B)ローリング軸で20度傾けた図 (C)ローリング軸で−20度傾けた図 前輪先端部をZ軸で足外側に1度、またY軸で前輪頭頂部を足外側に10度傾けた右ローラースケートの前輪と後輪とそれらの車軸線とローリング軸の略図 (A)前輪が垂直な状態の図 (B)ローリング軸で20度傾けた図 (C)ローリング軸で−20度傾けた図 右スケート靴を踵側から見た図で前輪と後輪を備えるスケート機構部とスケート靴の略図 前輪と後輪の車輪方向が違うスケート機構部にスケート靴の取り付け方のバリエーション (A)靴の方向が後輪の方向と同一なときの平面略図 (B)靴の方向が前輪の方向と同一なときの平面略図 スケート機構部のフレームと可変的にスケート靴の角度が変えられる構造を持つローラースケートの略図
符号の説明
1、スケート靴。2、前輪。3、後輪。
20、前輪にかかる(35)の力により前輪が横にスライスする量。
21、後輪にかかる(39)の力により後輪が横にスライスする量。
22、前輪の足外向きに付けられた角度により足外側に進む量。
23、キャンバースラストによる車輪に横方向に進む量。
25、ローリング軸での傾きの変化で生ずる車軸の変位で車輪の横方向に進む量。
30、スケート靴の作用点。31、スケート靴の進行方向。
32、前輪の作用点(前輪の接地点)。
33、スケート靴の作用点から前輪作用点にかかる力。34、前輪にかかる進行方向の力。
35、前輪にかかる足内側への力。36、後輪の作用点(後輪の接地点)。
37、スケート靴の作用点から後輪の作用点にかかる力。
38、後輪にかかる進行方向の力。39、後輪にかかる足内側への力。
40、前輪接地点と後輪接地点を結ぶ線でスケート靴が前後に傾くときのローリング軸となる線。
41、実際にスケート靴が進行する方向。
42、スケート靴の作用点と前輪の作用点を結ぶ線。
43、スケート靴の作用点と後輪の作用点を結ぶ線。44、スケート靴の進行方向の線。
45、キャンバースラストにより車輪がスラストする方向。46、前輪車軸方向。
47、後輪車軸方向。48、フレーム部略図。49、前輪の進行方向に平行な線。
50、前輪の方向。51、後輪の車輪が進む方向またはその平行線。
52、前輪の車軸線に平行な線。
53、前輪の傾きを見る線(垂直なとき一点となる)。
54、後輪の傾きを見る線(垂直なとき一点となる)。
55、スケート靴の進行方向に対し直角の線。
56、垂直な後輪の線及びその平行な線。
57、角度が付いた前輪の傾き線。58、スケート靴の傾きの線。
59、スケート機構部のフレーム。60、ネジ。
61、元のスケート靴の傾きの線。
62、ネジ止め後のスケート靴の傾きの線。
(角度の説明)ローリング軸でスケート機構の傾きの表現は、スケート靴を踵側から見て、右方向に傾ける場合はマイナス角度。その逆の左方向に傾ける場合はプラスの角度と表している。
(言葉の説明)スケート機構部とは、前輪と後輪とそれらを転動可能な状態で保持するフレーム構造をまとめさす言葉で、その上にスケート靴を装着すればローラースケートとなる。スケートと単に表現している場合はローラースケートを略して表現している。
(言葉の説明)スライスする量、進む量と書いてありますが、タイヤの形状や材質またそれと接する路面の形状や材質で変わり計量化できる数値ではありません、概算の量と解釈して下さい。

Claims (3)

  1. 足内側に一のタイヤ付き前輪、足外側に一のタイヤ付き後輪を回動自在に保持するフレームを備えた一組のローラースケートにおいて、車輪を保持する車軸方向をX軸、車輪の進行方向をY軸、そのX軸とY軸に直交する方向をZ軸とするとき、
    前記前輪はその先端部が前記Z軸を支点に前記後輪の進行方向を基準に足外側に5度以下傾いているローラースケート。
  2. 請求項1のローラースケートにおいて前記前輪の頭頂部をY軸で足外側に傾けたローラースケートで、前記垂直である後輪の角度を0度とするときその傾きが25度以内のローラースケート。
  3. 踵から見て垂直である後輪の角度を0度とするとき。前輪の頭頂部が前記Y軸でF度足外側に傾いているスケート機構部において、そのスケート機構部に接合されるか一体化されたスケート靴の踵から見た傾きは前記Y軸で1/2F度以上の傾きが付けられたローラースケート。またはスケート機構部とスケート靴が可変的に結合できる構造を持つローラースケートにおいてスケート靴が1/2F度以上の傾きで結合できるローラースケート。
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