JP2001301408A

JP2001301408A - 車軸装置

Info

Publication number: JP2001301408A
Application number: JP2000146171A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Niina; 正敏新名; Shuichi Kajikawa; 修一梶川; Hideki Akamatsu; 英樹赤松; Akihiko Katayama; 昭彦片山; Seiji Takahashi; 誠二高橋
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2000-02-15
Filing date: 2000-05-18
Publication date: 2001-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】車椅子や台車に使用でき、簡単でかつコンパ
クトな構成で、速度調整機能が得られる車軸装置を提供
する。【解決手段】内方部材１と外方部材２の間に複列の転
動体３を介在させた複列軸受４を備える。複列軸受４は
アンギュラ玉軸受とされる。外方部材２はハブ輪からな
る。内方部材１は、車軸７と内輪８とからなる。複列の
転走面６，６のうち、一方の転走面６が内輪７に形成さ
れる。内輪８は、車軸７に螺合することで、車軸７に対
して軸方向移動可能となっている。その軸方向移動で軸
受の予圧を調整し、制動トルクを発生させる。内輪８の
外周には、セレーション嵌合した筒状部材１１を介して
操作レバー１２が装着される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車椅子のハブベ
アリング等の、比較的低速かつ軽荷重で使用される車軸
装置に関し、特に車軸回転速度の調整が容易な速度調整
機能付きの車軸装置に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来の一
般的な手動車椅子や台車には、停止時のためのパーキン
グブレーキは付いているが、速度調整手段は設けられて
いない。また、従来の車椅子のブレーキは、いずれも、
操作するにはハンドリムから手を離さなくてはならず、
パーキングブレーキを速度調整手段に利用することがで
きない。長い下り坂や急な下り坂で、スピードを落とす
ためには、ハンドリムを手で滑らせることでブレーキの
役目をさせていた。すなわち、手動車椅子で坂路を下る
ときに、介助者がいない場合は、乗車者がハンドリムを
握りながら、あるいは手のひらでハンドリムを滑らして
速度調整しながら下っている。そのため、握力が必要で
あったり、手のひらが摩擦で熱くなったりするなどの問
題がある。また、坂路の途中では常にハンドリムを支持
していなくてはならず、停止状態を保つためにも多くの
体力を必要とする。これは、乗車者にとってはかなりの
負担であり、長時間の操作は不可能である。さらに、何
らかの拍子に手が離れてしまうと、大変危険である。こ
のため、長い坂路を下るのは困難を伴い、車椅子を必要
とする人の行動範囲を狭めている一因にもなっている。

【０００３】電動車椅子は、坂道を下る際に自動で速度
調整する機能を有しているが、モータ等を使用していて
高価であるうえ、重量が重く、載ったままで移動できな
い場所などで介助者が運搬するのに不便である。さらに
電気を利用するため、無充電で走行できる距離が制限さ
れ、バッテリー切れの心配がある。また、手動の台車等
においても、重量物を積んだ場合に、長い坂路を下ると
きは、車椅子と同様に体力が必要であり、困難を伴う。

【０００４】この発明の目的は、簡単でかつコンパクト
な構成で、速度調整機能が得られる車軸装置を提供する
ことである。この発明の他の目的は、調整状態の固定手
段を設けることなく、速度調整状態が保たれ、また速度
調整を無段階で可能とすることである。この発明のさら
に他の目的は、調整速度の変更時に円滑な動作が得られ
るようにすることである。この発明のさらに他の目的
は、操作の容易を図ることである。この発明のさらに他
の目的は、簡単な構成で操作の容易を図ることである。
この発明のさらに他の目的は、部品点数、組立工数の削
減を図ることである。この発明のさらに他の目的は、車
椅子において、坂路を下る際に速度調整ができて、体力
がなくても安全に下ることができ、また軽量・安価な車
椅子とできる車軸装置を提供することである。この発明
のさらに他の目的は、車椅子において、ハンドリムから
手を離すことなく操作でき、スピードが付いた状態でも
安全に速度調整ができるようにすることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の車軸装置は、
内周に複列の転走面を有する外方部材と、この転走面に
対向する転走面を外周に有する内方部材と、これら内外
方部材間に収容された複列の転動体とを有する複列軸受
で構成される車軸装置において、上記内方部材が車軸と
内輪とからなり、複列の転走面のうち、少なくとも一方
の転走面が内輪の外周に形成され、この内輪を軸方向移
動可能に上記車軸に装着したことを特徴とする。この構
成によると、内輪を軸方向に移動させることで、複列軸
受の予圧が変わる。予圧を強くすると、複列軸受に制動
力を生じさせることができる。この制動力により、車輪
の回転速度を調整することができる。また、車軸軸受に
制動作用による速度調整機能を与えるものであるため、
車軸軸受と別個に速度調整手段を設ける場合に比べて、
簡単でかつコンパクトな構成とできる。

【０００６】この発明において、上記内輪は、車軸に螺
合させることで、軸方向に移動するものとしても良い。
このように螺合で軸方向移動可能とした場合、螺合面の
滑りトルクが大きいため、内輪が自然に回転して螺合が
緩み、内輪の軸方向位置が変化することがない。そのた
め、内輪を回して軸方向位置を調整するだけで、その調
整状態が保たれる。また、螺合の回転角度で軸方向位置
を調整するため、速度調整を無段階で行うことができ
る。

【０００７】この発明において、上記内輪を軸方向に付
勢するばね部材を設けても良い。このようにばね部材を
設けることで、内輪に常に一定の予圧をかけることがで
き、緩みが生じなくて、調整速度の変更時に円滑な動作
が得られる。特に、内輪を車軸に螺合させた場合に、上
記のばね部材を設けると、内輪の車軸との螺合部分にお
けるバックラッシを無くすことができる。そのため、車
輪の回転途中で内輪位置の調整操作を行っても、バック
ラッシ分の空転動作を生じることがなく、円滑な動作が
得られる。

【０００８】この発明において、内輪に操作レバーを装
着しても良い。この操作レバーの回転や軸方向移動の操
作等で、内輪の軸方向位置の調整が行え、操作が容易に
行える。特に、内輪が車軸に螺合したものである場合
は、操作レバーの回転で内輪の軸方向位置が調整でき、
操作がより一層簡単である。

【０００９】上記操作レバーは、内輪にセレーション嵌
合した筒状部材に装着されたものであっても良い。この
ようにセレーション嵌合させることで、操作レバーの軸
方向移動を生じることなく、内輪を軸方向に移動させる
ことができ、操作性がより一層向上する。

【００１０】この発明において、上記外方部材がハブ輪
であっても良い。このようにハブ輪に直接に転走面を形
成することで、ハブ輪と別体の軸受外輪を設けることが
省略でき、部品点数、組立工数の削減と共に、一層のコ
ンパクト化が図れる。

【００１１】この発明において、上記車軸は車椅子の車
軸であっても良い。このように車椅子にこの車軸装置を
適用した場合、坂路を下る際に速度調整ができて、体力
がなくても安全に下ることができ、また軽量・安価な車
椅子とできる。

【００１２】この発明において、上記車軸が車椅子の車
軸である場合に、上記内輪に操作レバーを装着し、この
操作レバーの先端を、上記車椅子のハンドリムの近傍に
配置しても良い。また、操作レバーの先端を、上記車椅
子のハンドリムの内径縁より所定の間隔を持って配置し
ても良い。上記所定の間隔は、例えば、乗車者がハンド
リムから手を離すことなく、そのハンドリムに触れてい
る手で操作レバーを操作可能な間隔とされる。このよう
に、操作レバーの先端をハンドリムの近傍に配置した場
合や、ハンドリムの内径縁より所定の間隔を持って配置
した場合は、ハンドリムを握っていた指を伸ばして操作
レバーを操作することができる。そのため、例えば車椅
子走行中に下り坂にさしかかった時に、ハンドリムを握
っていた指を伸ばして操作レバーを操作することで、ブ
レーキを効き始めるようにできる。なお、ハンドリムと
操作レバー間に適宜の隙間が生じるように設計しておく
ことで、通常の走行をする場合に、指を挟まれることが
なくせる。

【００１３】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図１ない
し図３と共に説明する。この車軸装置は、内方部材１と
外方部材２の間に転動体３を介在させた複列軸受４を備
える。外方部材２は、内周に複列の転走面５を有する部
材であり、例えばハブ輪からなる。内方部材１は、外方
部材２の各転走面５に対向する複列の転走面６を外周に
有する部材であり、転動体３は、対向する転走面５，６
間に介在して複列に設けられている。複列軸受４は、車
輪支持用の軸受であって、軸方向の予圧の負荷が可能な
転がり軸受であり、アンギュラ玉軸受とされている。な
お、複列軸受４は、各列の転動体３を各々保持する保持
器（図示せず）を有するものであっても良く、また保持
器を有しないものであっても良い。

【００１４】内方部材１は、車軸７と内輪８とからな
り、複列の転走面６，６のうち、一方の転走面６が内輪
８の外周に形成されている。他方の転走面６は、車軸７
に形成された拡径部７ａの外周に形成されている。車軸
７は、フレーム９に取付けられている。詳しくは、車軸
７は、基端の取付用の雄ねじ部７ｂが、フレーム９に設
けられた車軸挿通孔に挿通され、拡径部７ａの幅面でフ
レーム９の側面に係合すると共に、雄ねじ部７ｂに螺合
したナット１０で締め付け固定されている。車軸７は、
先端に螺合用の雄ねじ部７ｃを有し、この雄ねじ部７ｃ
に内輪８が螺合している。この螺合によって、内輪８は
車軸７に対して軸方向移動が可能となっている。

【００１５】内輪８は、外周にセレーション８ａを有
し、筒状部材１１が内輪８の外周にセレーション嵌合し
ている。この筒状部材１１に、操作レバー１２が装着さ
れている。操作レバー１２は、筒状部材１１に設けられ
たねじ孔に基端の雄ねじ部１２ａが螺合し、かつ雄ねじ
部１２ａに螺合したロックナット１３で緩み止めされる
ことで、筒状部材１１に固定状態とされている。

【００１６】車軸７の先端面には、内輪８および筒状部
材１１の幅面を覆うカバー１４が取付られている。カバ
ー１４は、ビス等の複数の固着具１５で取付けられてい
る。カバー１４と、内輪８の間には、内輪８を軸方向に
付勢するばね部材１６が介在させてある。ばね部材１６
には、コイルばね、または皿ばね等が用いられる。

【００１７】図３は、この車軸装置Ａを装備した車椅子
の一例を示す。車椅子２０は、フレーム９に主となる大
径の車輪２１と補助となる小径の車輪２２とが設けら
れ、主の車輪２１をフレーム９に支持する車軸軸受に、
この車軸装置Ａが用いられている。この車軸装置Ａは、
車椅子の両側の車輪２１の車軸軸受に用いられる。主の
車輪２１にはハンドリム２３（図４，図５）が設けられ
ている。

【００１８】この構成の車軸装置Ａによると、図２に矢
印ａで示すように操作レバー１２を回転させると、筒状
部材１１と内輪８とのセレーション嵌合を介して、内輪
８が回転させられる。内輪８は、車軸７に螺合している
ため、回転によって、その回転量に応じた軸方向移動量
だけ軸方向に移動する。この軸方向移動により、内輪８
の転走面６とこれに対向する外方部材２の転走面５の間
の軸方向隙間が変化し、複列軸受４の予圧が変化する。
この予圧量が大きくなると、複列軸受４には大きな回転
トルクが発生し、車輪の２１の制動力として作用する。
内輪８は、車軸７に螺合しているため、回転角度の調整
で軸方向位置が調整でき、したがって操作レバー１２の
回動角度の調整により、回転トルクを無段階で調整する
ことができる。また、内輪８が車軸７に螺合するねじ部
は、滑り接触のためにトルクが大きく、内輪８が自然に
回転して螺合が緩み、内輪８の軸方向位置が変化するよ
うなことがない。

【００１９】このように、複列軸受４の予圧が調整可能
で、また調整した状態が維持されるため、坂路を下る際
に、車椅子２０の乗車者は、ハンドリムを握ることな
く、レバー操作で速度を調整できるようになる。また、
路面状況によって、車椅子が斜行するといった非常時
に、手動での速度調整も可能である。これらのため、体
力がない乗車者であっても、介助者の手助け無しに外出
できる範囲が広がる。また、内輪８を軸方向に付勢する
ばね部材１６が設けてあると、内輪８の車軸７との螺合
部分におけるバックラッシを無くせる。そのため、回転
途中で内輪位置の調整操作を行っても、バックラッシ分
の空転動作を生じることがなく、円滑な動作が得られ
る。ばね部材１６による付勢は、軸方向のいずれの向き
に行っても良いが、予圧付与方向であることが好まし
い。

【００２０】この車軸装置Ａによると、電動車椅子と比
較して軽量であり、また電気を使用しないので、バッテ
リー切れの心配がなく、行動範囲が広がる。既存の手動
車椅子に対しても、ハブを取り替えるだけで機能するた
め、車椅子本体の買換え等の必要がない。

【００２１】なお、上記実施形態では、内輪８にセレー
ション嵌合する筒状部材１１を介して操作レバー１２を
内輪８に装着したが、セレーションを廃し、操作レバー
１２を内輪８に固定状態に装着しても良い。例えば、操
作レバー１２の付いた筒状部材を内輪８に外嵌させて止
めねじで固定しても良い。また、外方部材２は、ハブ輪
とする代わりに、ハブ輪と別に設けてハブ輪に取付ける
ようにしても良い。さらに、複列軸受４は、アンギュラ
玉軸受に限らず、軸方向の予圧の負荷が可能な軸受であ
れば良く、例えば複列の深溝玉軸受としても良い。内方
部材１に設ける複列の転走面６，６は、両方とも車軸８
に軸方向移動自在な内輪に設けても良い。この場合、例
えば複列軸受４を複列の深溝玉軸受とすると、各列の内
外の転走面６，５が軸方向にずれることで、予圧が変化
する。

【００２２】つぎに、上記操作レバー１２の先端位置の
好ましい範囲を、図４，図５と共に説明する。操作レバ
ー１２の上端つまり先端１２ａの位置は、車椅子２０の
ハンドリム２３の近傍に配置されていることが好まし
く、ハンドリム２３から手を離さず、そのハンドリム２
３を握っていた手の指を伸ばして操作レバー１２を操作
することができる程度に近い位置に配置されていること
が好ましい。例えば、操作レバー１２の先端１２ａは、
ハンドリム２３の内径縁２３ａより所定の間隔Ｈを持っ
て配置する。上記所定の間隔Ｈは、ハンドリム２３より
下側へは２００mm以内、上側には３００mm以内の範囲と
することが好ましい。図４は、操作レバー１２の先端１
２ａをハンドリム２３よりも下側に配置した例であり、
図５はハンドリム２３よりも上側に配置した例である。

【００２３】この構成の場合、車椅子の走行中に下り坂
にさしかかったときに、ハンドリム２３を握っていた手
の一部の指を伸ばし、操作レバー１２を前に倒すと、ブ
レーキが効き始める。操作レバー１２を後ろに引き起こ
すことでブレーキが効き始めるようにしても良い。ブレ
ーキ力は、操作レバー１２の倒し量（または起こし量）
によって、左右の車輪２１に対し別々に調整でき、乗車
者が安全と思う速度までスピードを落とすことができ
る。このように、ハンドリム２３から手を離さずにブレ
ーキ操作ができるため、とっさの時でも確実なブレーキ
操作が可能である。走行速度が低下した後、ハンドリム
２３から手を離しても良い。

【００２４】なお、ハンドリム２３と調整レバー１２の
間に適宜の隙間が生じるように設定することにより、通
常の走行をする場合に、指が挟まれることがなくせる。
図４の例のように操作レバー１２の先端１２ａをハンド
リム２３の内径縁よりも下側（中心側）に配置する場合
は、両者の間隔Ｈを指が挟まれることのない間隔とする
こと、つまり間隔Ｈを２００mm以下で、かつ指が挟まれ
ることのない間隔とすることが好ましい。図５の例のよ
うに操作レバー１２の先端１２ａをハンドリム２３より
も上側に位置させる場合は、操作レバー１２のハンドリ
ム近傍部におけるハンドリム２３との軸方向の間隔を、
指が挟まれることのない間隔に設計することが好まし
い。

【００２５】上記のハンドリム２３から手を離さずにブ
レーキ操作できるようにした操作レバー１２とハンドリ
ム２３との位置関係は、上記実施形態に限らず、下記の
事項で特定される車椅子の車軸装置一般に適用できる。
すなわち、車輪の軸受に予圧を変更可能に与える手段を
有し、予圧により軸受の転がり抵抗を大きくし、これを
ブレーキとして利用する車椅子の車軸装置であって、上
記軸受の付近から伸びて上記予圧を与える手段の予圧を
調整するレバーを有し、乗車者がハンドリムから手を離
すことなく、そのハンドリムに触れている手で上記操作
レバーを操作可能な位置に上記操作レバーの先端が位置
することを特徴とする車椅子の車軸装置としても良い。
この車椅子の車軸装置を上記実施形態に対応して説明す
ると、上記軸受は複列軸受４であり、予圧を変更可能に
与える手段は内輪８を車軸７の雄ねじ部７ｃに螺合させ
た構成である。操作レバーは図４，図５の操作レバー１
２である。

【００２６】

【発明の効果】この発明の車軸装置は、内周に複列の転
走面を有する外方部材と、この転走面に対向する転走面
を外周に有する内方部材と、これら内外方部材間に収容
された複列の転動体とを有する複列軸受で構成される車
軸装置において、上記内方部材が車軸と内輪とからな
り、複列の転走面のうち、少なくとも一方の転走面が内
輪の外周に形成され、この内輪を軸方向移動可能に上記
車軸に装着したことを特徴とするものであるため、簡単
でかつコンパクトな構成で、速度調整機能を得ることが
できる。この発明の車軸装置を車椅子の車軸に適用した
場合は、坂路を下る際に速度調整ができて、体力がなく
ても安全に下ることができ、また軽量・安価な車椅子と
できる。この場合に、内輪に操作レバーを装着し、この
操作レバーの先端を車椅子のハンドリムの近傍に配置
し、またはハンドリムの内径縁より所定の間隔を持って
配置した場合は、ハンドリムから手を離すことなく操作
でき、スピードが付いた状態でも安全に速度調整ができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかる車軸装置の断面
図である。

【図２】同車軸装置の側面図である。

【図３】同車軸装置を装備した車椅子の側面図である。

【図４】同車軸装置を装備した車椅子のハンドリムと操
作レバーの位置関係を示す側面図である。

【図５】同車軸装置を装備した車椅子のハンドリムと操
作レバーの位置関係を示す別の例の側面図である。

【符号の説明】

１…内方部材２…外方部材３…転動体４…複列軸受５，６…転走面７…車軸８…内輪９…フレーム１１…筒状部材１２…操作レバー１６…ばね部材２３…操作レバーＨ…間隔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ１６Ｃ 33/58 Ｆ１６Ｃ 33/58 Ｇ０５Ｇ 1/04 Ｇ０５Ｇ 1/04 Ａ (72)発明者赤松英樹静岡県磐田市東貝塚1578番地エヌティエヌ株式会社内 (72)発明者片山昭彦静岡県磐田市東貝塚1578番地エヌティエヌ株式会社内 (72)発明者高橋誠二静岡県磐田市東貝塚1578番地エヌティエヌ株式会社内Ｆターム(参考） 3J012 AB02 BB03 CB01 FB07 HB02 3J070 AA03 BA41 BA71 CC04 CC07 CC52 DA01 3J101 AA02 AA43 AA52 AA54 AA62 AA72 FA41 FA60 GA02 GA60

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内周に複列の転走面を有する外方部材
と、この転走面に対向する転走面を外周に有する内方部
材と、これら内外方部材間に収容された複列の転動体と
を有する複列軸受で構成される車軸装置において、上記内方部材が車軸と内輪とからなり、複列の転走面の
うち、少なくとも一方の転走面が内輪の外周に形成さ
れ、この内輪を軸方向移動可能に上記車軸に装着したこ
とを特徴とする車軸装置。
【請求項２】上記車軸に内輪を螺合させた請求項１に
記載の車軸装置。
【請求項３】上記内輪を軸方向に付勢するばね部材を
設けた請求項１または請求項２に記載の車軸装置。
【請求項４】上記内輪に操作レバーを装着した請求項
１ないし請求項３のいずれかに記載の車軸装置。
【請求項５】上記操作レバーが、内輪にセレーション
嵌合した筒状部材に装着されている請求項４に記載の車
軸装置。
【請求項６】上記外方部材がハブ輪である請求項１な
いし請求項５のいずれかに記載の車軸装置。
【請求項７】上記車軸が車椅子の車軸である請求項１
ないし請求項６のいずれかに記載の車軸装置。
【請求項８】上記内輪に操作レバーが装着され、この
操作レバーの先端が、上記車椅子のハンドリムの近傍に
配置されている請求項７に記載の車軸装置。
【請求項９】上記内輪に操作レバーが装着され、この
操作レバーの先端が、上記車椅子のハンドリムの内径縁
より所定の間隔を持って配置されている請求項７または
請求項８に記載の車軸装置。