JP2003039908A - 車輪用ハブおよびこの車輪用ハブを装備した車輪 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 段差による大きな衝撃を緩和し、乗り心地や
耐久性を向上させるとともに、車輪の左右の横捩れを無
くして車輪の安全性を高めることのできるハブ筒体内部
に緩衝手段を有する車輪用ハブおよびこの車輪用ハブを
装備した車輪を提供する。 【解決手段】 ハブ筒体１１と、ハブ筒体１１内に配設
した回転手段２６と緩衝手段４０と車輛フレーム１９を
支持するフレーム軸２０とからなる車輪用ハブ１０であ
って、例えば、ハブ筒体１１内に車軸２１を有し、車軸
２１を回転支持する回転手段２６を車軸２１の回転に独
立の緩衝手段４０とし、緩衝手段４０はハブ筒体１１の
回転手段２６をリンク機構３０で回動自在に係合し、か
つ、車輛フレーム１９を係合支持するフレーム軸２０を
有する機構からなる車輪用ハブ１０である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、緩衝手段を具備し
た車椅子や自転車などに装備される車輪用ハブに関し、
特に車輪が、路面から受ける上下方向の衝撃を受けた際
に、その衝撃を直接車体側に伝達することなく、これを
緩衝して円滑に走行を可能にする緩衝機能付車輪用ハブ
およびこの車輪用ハブを装備した車輪に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】現在、わが国のほとんどの道路はアスフ
ァルトなどにより舗装されている。したがって、道路に
は大きな凹凸がなく、車椅子や自転車などの車輛がスム
ーズに通行できる。さらに、歩行者や、車椅子若しくは
自転車などの車輛の通行の安全を確保するために、自動
車道路の側部に車椅子若しくは自転車などの車輛が走行
できる歩道が設けられている。そこで、車椅子や自転車
などの車輛で外出する機会が増えてきている。また、２
１世紀には、日本では６５歳以上の高齢者が人口の３人
に１人を占める高齢者社会になると予想されている。人
の寿命が延びるにしたがって、高齢により足腰の弱くな
った人たちも急増するので、外出時に車椅子を利用する
高齢者が増加すると推測される。

【０００３】さらに、戸外の道路に限らず、現在段差の
ない生活環境の整備が実施されている。しかし、多くの
路面あるいは住宅施設にはなお段差が多く存在し、加え
て、道路工事やガス工事などにより道路の舗装に生じた
凹凸の段差や、大型車輛の走行によるわだちや、これら
により横断歩道に生じた段差や、車道と歩道の境目に生
じる段差や、道路の経年変化による段差や、歩道上に設
けた視覚障害者用の点字ブロックによる段差など、さま
ざまな部分的な場所に段差が存在している。このような
路面や住宅施設などの生活環境において、存在する多く
の段差により、高齢者など車椅子を利用する人達は不便
を被っている。このため、平滑化すなわちバリアフリー
が標榜される昨今であるが、車椅子や自転車などの車輛
にとっては、かえって注意深く通行しなくてはならない
問題がある。

【０００４】この問題を解消するために路面または住宅
内のバリアフリー化の改良を一層進めなければならない
が、このバリアフリー化の改良には、多大の時間および
費用が必要となる。そこで、現在使用されている車椅子
などの構造の一部を緩衝機構を備えた構造のものに変更
することができれば、時間およびコストを節約した最良
の手段である。

【０００５】ところで現在の車椅子や自転車などの車輛
の車輪は、車軸に嵌合したハブから放射状にスポークを
張ってリムに連結してスポークに張力を付与する構造と
して車輪全体の剛性を保持している。しかし、このよう
な車輪は路面に対して垂直な縦方向へは弾性が作用しな
い構造となっている。そこで、このような構造の車輪を
有する自転車や車椅子などの車輛で、道路や歩道を通行
するときには、上記したさまざまな段差に乗り上げて通
行することになる。この段差を通るときの下からの衝撃
がハブの車軸よりフレームを介して直接に乗者に伝わる
ため、乗り心地が悪く、また、車輛本体の耐久性にも影
響を与えていた。そこで、車椅子の前輪として装着して
いる主としてキャスターからなる車輪により段差を乗り
越えようとする場合、車輪を段差の高さ分持ち上げねば
ならず、このため乗者は大きな力を必要とする。そこで
乗者は腕力により体重の移動を図って弾みを付けたり、
あるいは反動を利用したりして段差を乗り越えることと
なる。しかし、この段差を乗り越える時に受ける衝撃は
極めて大きく、乗者にとって乗り心地のよいものではな
い。

【０００６】このような不都合を解消するために、自転
車の場合、サドルにバネを入れたり、フレーム自体に適
宜コイルバネなどの緩衝部材を設けているが、他にタイ
ヤ内の空気圧を下げる手段を講じている。しかし、この
タイヤの空気圧を下げる手段は空気圧を下げることによ
って車輪と路面との抵抗が大きくなり、走行時に乗者に
負担がかかる不都合がさらにある。これらの不都合を解
消するために、緩衝手段を付加した車輪が古くから提案
されており、例えば、登録実用新案公報第３６５２６２
号に記載の構成の車輪が開示されている。

【０００７】この先行技術の考案の車輪は、ハブ筺体
（すなわちハブ筒体）の中央にボールベアリングまたは
ローラベアリングなどからなる軸受を設け、この軸受の
外周に撥條受を放射状に具備させ、上記ハブ筺体の内周
に撥條受を具備させ、この両者の撥條受間に渦状撥條を
放射状に装備してなる車輪の緩衝装置である。

【０００８】ところが、この先行技術は確かに段差に乗
り上げた時に車輪の上下動の衝撃には効力を発揮する
が、放射状に設けた多数の渦状撥條のため車軸方向であ
る横（左右）の剛性が弱く、車輪が捩れてしまうおそれ
がある。この結果、車輪としての機能を有しなくなり、
安全性を損なうという決定的な不都合が生じる。この原
因は、ハブを形成するハブ筒体が軸受からなる回転手段
と渦状撥條からなる緩衝手段とが一体的に連結されて渦
状撥條が車輪の回転と一緒に回転する構造となっている
からである。

【０００９】さらに、車椅子の場合に段差から受ける衝
撃を緩和するものとして、車輪を支持する既存のフレー
ム構造を利用した緩衝機構がある。この緩衝機構は、キ
ャスター支持するためにその支持軸上部に連設嵌合する
フレームである縦パイプの中に圧縮バネを内蔵してキャ
スターの支持軸を受ける構造とし、段差を越える際にキ
ャスターの支持軸を弾性的にバネに抗して上方移動さ
せ、段差を越えおわると再び元の状態に下方に移動させ
て復元可能とするものである。このキャスターの支持フ
レームに緩衝機構を具備させることで衝撃を吸収する構
造は、特開平８−１７３４８２号公報の明細書中に開示
されている。ところで、この緩衝機構付きの車椅子は、
新しく製造するものとしては優れているが、通常の既成
の緩衝機構のない車椅子に上記の構造を具備させようと
すると、既成の通常の車椅子は、キャスターを支持する
フレームである縦パイプは車椅子本体のフレーム構造の
一部として溶接により溶着されて組み立てられているの
で、この縦パイプを上記の緩衝装置を具備した縦パイプ
と変更することは大掛かりな作業となり、時間とコスト
が掛かり実用的でない問題がある。

【００１０】一方、キャスターを構成しているホイール
ハブに下方に向けて付勢する戻しバネの一端を取り付
け、この戻しバネの他端をキャスターを支持するフォー
クに取り付けてホイールハブとフォークの間に戻しバネ
を介在させ、この戻しバネによりフォークに対してキャ
スターを上下動させて衝撃を吸収する緩衝機構とした構
造のキャスターを具備した車椅子が、実開平６−３２１
０８号公報に開示されている。しかし、この緩衝機構を
具備したキャスターを、従来の車椅子のキャスターに変
更しようとする場合には、その車椅子のキャスターを支
持するフォークは戻しバネを取り付ける構造になってい
ないので、上記に開示されたバネを取り付け可能なフォ
ークに変更する必要があり、この作業は容易に実施でき
ない問題がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ハブ筒体内
部に緩衝機構を有する車輪用ハブにおいて、段差による
大きな衝撃を緩和し、乗り心地や耐久性を向上させると
ともに、車輪の車軸方向の左右の横捩れをなくして安全
性を高めることのできる内部構造を有する車輪用ハブを
提供することであり、さらに、この安全性の高い車輪用
ハブを装備した車輪のみを交換するだけで他の部材を変
更することなく、従来の車椅子や自転車などを容易に緩
衝機構を有する車輛として提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明の手段は、請求項１の発明では、ハブ筒体１
１と、該ハブ筒体１１内に配設した回転手段２６と緩衝
手段４０と車輛フレーム１９を支持するフレーム軸２０
とからなることを特徴とする車輪用ハブ１０である。

【００１３】請求項２の発明では、ハブ筒体１１は内部
に車軸２１を有し、該車軸２１を回転支持する回転手段
２６と該車軸２１の回転に独立の緩衝手段４０とを該ハ
ブ筒体１１内に配設したことを特徴とする請求項１の手
段の車輪用ハブ１０である。

【００１４】請求項３の発明では、緩衝手段４０は、ハ
ブ筒体１１の回転手段２６をリンク機構３０（５０）で
回動自在に係合し、かつ、車輛フレーム１９を係合支持
するフレーム軸２０を有することを特徴とする請求項２
の手段の車輪用ハブ１０である。

【００１５】請求項４の発明では、回転手段２６は車軸
保持部材４１（５１）の左右に嵌合した軸受２４、２４
と該軸受２４、２４に嵌挿した車軸２１からなることを
特徴とする請求項２の手段の車輪用ハブ１０である。

【００１６】請求項５の発明では、ハブ筒体１１は内部
に回転手段２６を有し、該回転手段２６の内側に緩衝手
段４０を嵌合するとともに該緩衝手段４０に車輛フレー
ム１９を係合支持するフレーム軸２０を配設したことを
特徴とする請求項１の手段の車輪用ハブ１０である。

【００１７】請求項６の発明では、回転手段２６は軸受
２４からなり、緩衝手段４０は回転手段２６の回転と独
立に回転手段２６に係合するリンク機構１３０からな
り、車輛フレーム１９を係合支持するフレーム軸１９は
リンク機構１３０に設けられた車軸１２１であることを
特徴とする請求項４または５の手段における車輪用ハブ
１０である。

【００１８】請求項７の発明では、請求項１ないし６の
いずれか１項の手段における車輪用ハブ１０を装備した
ことを特徴とする車輪１７である。

【００１９】本発明の手段の作用について説明する。車
輪用ハブ１０は、ハブ筒体１１内部にハブ筒体１１の回
転手段２６と緩衝手段４０を具備している。そこで、こ
の車輪用ハブ１０にスポーク１４、リム１５、タイヤ１
６を順次組み合わせて車輪１７に組み立てることで、容
易に緩衝手段４０のある車輪１７が得られる。また、上
記のスポーク１４に代えてディスク１１４として車輪１
７とすることができ、この場合は車輪１７はキャスター
１１７の車輪であってもよい。したがって、緩衝手段を
車輛フレーム１９あるいは車輪に有しない車輛２７にお
いて、この車輛２７の緩衝手段のない通常の車輪用ハブ
からなる車輪１７を本発明の車輪用ハブ１０を装備した
車輪１７に交換することで、極めて容易に緩衝手段４０
のある車輛２７とすることができる。通常の緩衝手段を
有しない車椅子の前輪のキャスターあるいは後輪の車輪
を本発明の緩衝手段４０を有する車輪１７であるキャス
ター１１７あるいは後輪の車輪１７に単に交換すること
で、緩衝手段を有する車椅子１８とすることができる。

【００２０】特に請求項５または６の手段の車輪用ハブ
１０は小型化が可能であるので、従来のキャスターと同
じ大きさの緩衝手段４０を有するキャスター１１７とす
ることができる。したがって、単にキャスター軸１１９
で差し替えることによりより、従来にキャスターをハブ
筒体１１内に緩衝手段４０を有するキャスター１１７に
交換できる。この結果、段差のある道路を乗者に急激な
振動による負担をかけることなく軽やかに走行できる車
椅子１８や自転車などの車輛２７とすることができる。

【００２１】特に緩衝手段４０は、請求項１〜４の手段
ではハブ筒体１１の回転手段２６を片持ちのリンク機構
３０または平行リンク機構５０で係合しているので、あ
るいは、請求項５または６の手段では回転手段２６内に
係合するリンク機構１３０からなっているので、車軸方
向の捩れが阻止されており、さらに、緩衝手段４０と回
転手段２６は片持ちのリンク機構３０または平行リンク
機構５０で、若しくは回転手段２６内に係合するリンク
機構１３０で係合しながら、両者は互いに独立した手
段、すなわち、緩衝手段４０はハブ筒体１１の回転と共
に回転することなく、上下方向にのみ車軸２１（１２
１）を移動可能に緩衝支持している手段であるので、ハ
ブ筒体１１の回転を阻害することがない。したがって、
緩衝手段４０は回転することなく上下方向の車軸２１の
振動のみを吸収できるので、車輪１７あるいはキャスタ
ー１１７の車軸方向の左右の横揺れは生じることがな
い。したがって、緩衝手段４０はハブ筒体１１の回転手
段２６を安定して支持することができるので、上記のと
おり、緩衝手段４０は常に車軸２１（１２１）に垂直な
上下方向の急激な振動のみを吸収することにより振動を
抑制するので乗り心地の良い車輪１７あるいはキャスタ
ー１１７およびこの車輪１７あるいはキャスター１１７
を具備した車輛２７あるいは車椅子１８を得ることがで
きる。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態の車輪
用ハブの斜視図である。図２は図１の車輪用ハブの分解
図である。図３は図１の車輪用ハブを具備する車輪を車
輛フレームに取り付けた状態を一部断面で示す図であ
る。図４は（ａ）および（ｂ）で図１の車輪用ハブのリ
ンク機構の作用を説明する概略側面図である。図５は本
発明の第２の実施の形態の車輪用ハブの斜視図である。
図６は図５の車輪用ハブの分解図である。図７は図５の
車輪用ハブの一部組み立て分解図である。図８は（ａ）
および（ｂ）で図５の車輪用ハブのリンク機構の作用を
説明する概略側面図である。図９は本発明の車輪用ハブ
を具備する車輪を有する車椅子の斜視図である。図１０
は本発明のさらに第３の実施の形態の車輪用ハブの側面
図である。図１１は図１０の車輪用ハブの分解組立図で
ある。図１２は図１０の車輪用ハブからなる車輪の側面
図である。図１３はキャスターとした図１２の車輪の斜
視図である。図１４は平滑路面上のキャスターの側面図
である。図１５は段差に乗り上げた状態のキャスターの
側面図である。

【００２３】先ず、上記図１〜図３の本発明の車輪用ハ
ブ１０の第１の実施の形態について説明する。車輪用ハ
ブ１０は内部の中心部に配設の車軸２１の回転手段２６
と緩衝手段４０を収納し、一方を閉じ部とし他方を開放
部としたハブ筒体１１と、ハブ筒体１１の両端に放射状
方向に設けられ、複数のスポーク孔１３をその周方向に
均等に配設したハブフランジ１２からなる。

【００２４】図２の分解図に示すように、車軸２１は車
軸基部材２２をネジ２３によりハブ筒体１１の閉じ部の
中心部に片持ち状で固着され開放部に延びている。この
車軸２１は車軸保持部材４１の２個の左右の軸受２４、
２４に嵌入係止されて回転手段２６とされる。車軸保持
部材４１は左右の軸受２４、２４から後方に延在する台
板からなる緩衝部材受４５と左右の軸受２４、２４から
前方に延在する左右の突片からなる係合突片４２、４２
を有し、これらの係合突片４２、４２には車軸方向のリ
ンク軸挿入孔４３、４３が設けられている。緩衝部材受
４５上には車軸方向に２個配列したコイルばねからなる
緩衝部材４６が載置されている。係合突片４２は車軸方
向のリンク軸挿入孔４３が設けられている。

【００２５】一方、車軸保持部材４１と上方から覆うよ
うに組み合わされて片持ちのリンク機構３０により緩衝
手段４０に形成されるフレーム軸保持部材３１を有す
る。フレーム軸保持部材３１はその前方側に車軸方向の
下向き係合凸条３２を有し、下向き係合凸条３２にはリ
ンク軸挿入孔３３が設けられている。フレーム軸保持部
材３１の後方側に同じく車軸方向の下向きの緩衝部材受
３４を有し、この下向きの緩衝部材受３４の下面は車軸
保持部材４１の緩衝部材受４５に載置したコイルバネの
緩衝部材４６の上部に当接する。さらに、ハブ筒体１１
の開放部側に位置する側には下向きのフレーム軸取付板
３５を有し、フレーム軸取付板３５の中心下部に車軸２
１と反対方向に突出するフレーム軸２０が設けられてい
る。フレーム軸保持部材３１の前方側の下向き係合凸条
３２は車軸保持部材４１の前方側の左右の係合突片４
２、４２間にはめ込まれ、リンク軸挿入孔３３と左右の
リンク軸挿入孔４３、４３を合致させ、リンク軸４４を
嵌合してフレーム軸保持部材３１と車軸保持部材４１が
リンク軸４４を回転軸として回転自在に片持ち的にリン
クされる。

【００２６】以上のようにして組み立てられた車輪用ハ
ブ１０を図１に示す。そして、図３に示すように、ハブ
フランジ１２にスポーク１４を取り付けた車輪用ハブ１
０は、フレーム軸取付板３５から延びるフレーム軸２０
に車椅子などの車輛フレーム１９が係止されボルト２５
で締結されている。

【００２７】第１の実施の形態の車輪用ハブ１０におけ
る片持ちのリンク機構３０について、模式的に図４によ
り説明する。図４はフレーム軸取付板３５を省略して示
した片持ちのリンク機構３０の側面図である。図４にお
いてフレーム軸２０の中心位置を×印で示し、車軸２１
の中心位置を△で示し、図の右方に、それらの位置を表
わす水平線で車軸位置２８とフレーム軸位置２９を示
す。図４の（ａ）は、車輪が平坦な路面を転がっている
場合で、コイルバネの緩衝部材４６が常態の弾撥的に延
びた状態にあり、この場合は車軸位置２８とフレーム軸
位置２９が路面から同一高さ位置にある。図４の（ｂ）
は、車輪が突状物に乗り上げで衝撃による突き上げを路
面から受けた場合で、車軸位置２８はフレーム軸位置２
９に比して高い位置にある。すなわち、車軸保持部材４
１の後端すなわち緩衝部材受４５側がリンク軸４４を回
転軸にして上方に持ち上がって緩衝部材４６は押圧され
て縮んだ状態にあり、フレーム軸位置２９に比して車軸
位置２８は上向きの矢印で示す分だけ高い位置に移動し
ている。したがって、車輪に上下の力が作用しても車輛
のフレーム軸２０は緩衝作用により上下の力は緩衝手段
４０のコイルバネの緩衝部材４６に吸収されて上下移動
の幅が小さくなり、車輛の座部の上下の揺れも小さくな
る。

【００２８】次に、本発明の車輪用ハブ１０の第２の実
施の形態を図５〜図７に示す。車輪用ハブ１０は内部の
中心部に配設の車軸２１の回転手段２６と緩衝手段４０
を収納し、一方を閉じ部とし他方が開放部としたハブ筒
体１１と、ハブ筒体１１の両端に放射状方向に設けら
れ、複数のスポーク孔１３をその周方向に均等に配設し
たハブフランジ１２からなる。

【００２９】図６の分解図に示すように、車軸２１は車
軸基部材２２をネジ２３によりハブ筒体１１の閉じ部の
中心部に片持ち状で固着され開放部に延びている。この
車軸２１は車軸保持部材５１の２個の左右の軸受２４、
２４に嵌入係止されて回転手段２６とされる。車軸保持
部材５１は左右端部に車軸と垂直な向きのリンク部材扇
形係合板５２、５２が取り付けられ、それらの２枚のリ
ンク部材扇形係合板５２、５２の間には上面には車軸側
緩衝部材受５５の浅い受け孔が形成されコイルバネの緩
衝部材４６が嵌合される。左右のリンク部材扇形係合板
５２、５２にはその弧状部に沿って上部に車軸方向の上
リンク部材係合孔５３、５３が設けられ、下部に下リン
ク部材係合孔５４、５４が設けられている。

【００３０】車軸保持部材５１の軸方向と平行に車軸保
持部材５１の後方にフレーム軸保持部材６１が配置され
る。このフレーム軸保持部材６１の左右の端部の上下に
は、前方の車軸保持部材５１側に斜め上に突出する上リ
ンク部材係合片６３と斜め下に突出する下リンク部材係
合片６３を有し、上リンク部材係合片６３には車軸２１
と平行な上部リンク部材係合孔６４を有し、下リンク部
材係合片６５には車軸２１と平行な下部リンク部材係合
孔６６を有する。さらにフレーム軸保持部材６１のハブ
筒体１１の開放部側の端部中央には車軸２１と鉛直な方
向の前方に延びるフレーム軸取付片６２を有し、フレー
ム軸取付片６２の先端部の中央には車軸２１と反対側に
フレーム軸２０がボルト２５で取り付けられている。

【００３１】車軸保持部材５１の左右のリンク部材扇形
係合板５２、５２に上方から嵌合され、かつ、フレーム
軸保持部材６１の左右の上リンク部係合片６３、６３に
上方から嵌合される上リンク部材７１と、車軸保持部材
５１の左右のリンク部材扇形係合板５２、５２に下方か
ら嵌合され、かつ、フレーム軸保持部材６１の左右の下
リンク部係合片６５、６５に下方から嵌合される下リン
ク部材８１を有する。

【００３２】上リンク部材７１の前後端には車軸２１と
平行な下向係合凸条７２、７２を有し、各下向係合凸条
７２には係合孔７３が設けられている。上リンク部材７
１の中央の下面は上側緩衝部材受７４となっており、か
つ、車軸保持部材５１の車軸側緩衝部材受５５に対面し
ている。車軸保持部材５１の左右のリンク部材扇形係合
板５２、５２に上方から嵌合された上リンク部材７１の
下向係合凸条７２は、その係合孔７３がリンク部材扇形
係合板５２の上リンク部材係合孔５３に合致され、リン
ク軸５６で回転自在に係合される。

【００３３】さらに、下リンク部材８１の前後端には車
軸２１と平行な上向係合凸条８２、８２を有し、各上向
係合凸条８２には係合孔８３が設けられている。フレー
ム軸保持部材６１の左右上側の上リンク部材係合片６
３、６３に上方から嵌合された上リンク部材７１の下向
係合凸条７２は、その係合孔７３が上リンク部材係合片
６３の上リンク部係合孔６４に合致され、リンク軸５６
で回転自在に係合される。一方、フレーム軸保持部材６
１の左右下側の下リンク部材係合片６５、６５に下方か
ら嵌合された下リンク部材８１の上向係合凸条８２は、
その係合孔８３が下リンク部材係合片６５の下リンク部
係合孔６６に合致され、リンク軸５６で回転自在に係合
される。

【００３４】上記のリンク軸５６で回転自在に係合され
た車軸保持部材５１と上リンク部材７１とフレーム軸保
持部材６１と下リンク部材８１で平行リンク機構５０を
形成する。そして、車軸保持部材５１の車軸側緩衝部材
受５５と上リンク部材７１の上側緩衝部材受７４の間に
は弾撥状のコイルバネの緩衝部材８５が配設されてい
る。

【００３５】以上のようにして組み立てられた車輪用ハ
ブ１０を図５に示す。そして、ハブフランジ１２にスポ
ーク１４を取り付けた車輪用ハブ１０は、リンク部材扇
状係合板５２から延びるフレーム軸２０に車椅子などの
車輛フレーム１９が締結される。

【００３６】第２の実施の形態の車輪用ハブ１０におけ
る平行リンク機構５０について、模式的に図８により説
明する。図８は平行リンク機構５０の側面図である。図
８においてフレーム軸取付片６２のフレーム軸２０の中
心位置を×印で示し、車軸２１の中心位置を△で示し、
図の右方に、それらの位置を表わす水平線で車軸位置２
８とフレーム軸位置２９を示す。図８の（ａ）は、車輪
が平坦な路面を転がっている場合で、コイルバネの緩衝
部材８５が常態の弾撥的に延びた状態にあり、この場合
は車軸位置２８とフレーム軸位置２９が路面から同一高
さ位置にある。図８の（ｂ）は、車輪が突状物に乗り上
げで衝撃による突き上げを路面から受けた場合で、車軸
位置２８はフレーム軸位置２９に比して高い位置にあ
る。すなわち、車軸保持部材５１上の車軸側緩衝部材受
５５側が平行リンク機構５０により、リンク部材扇形係
合板５２は垂直方向に上方へ平行移動するが、フレーム
軸保持部材６１はほとんど上下に移動することなく元の
位置に停まっているので、上リンク部材７１の下面の上
側緩衝部材受７４がほぼ元の位置にある。そこで、コイ
ルバネの緩衝部材８５は押圧されて縮んだ状態にあり、
フレーム軸位置２９に比して車軸位置２８は上向き矢印
で示す分だけ高い位置に移動している。したがって、車
輪に上下の力が作用しても車輛のフレーム軸２０は緩衝
作用により上下の力は緩衝手段４０のコイルバネの緩衝
部材８５に吸収されて上下移動の幅が小さくなり、車輛
の座部の上下の揺れも小さくなる。

【００３７】図９に本発明の車輪用ハブ１０を用いた車
輪１７の実施の形態を、該車輪１７を装備した車輛２７
の車椅子１８により説明する。図９における車椅子１８
は最も一般的な車椅子であるので、通常の車椅子として
の部品名は省略している。車椅子１８は、その車輪１７
に本発明におけるハブ筒体１１の内部に緩衝手段４０を
有する車輪用ハブ１０を用いている。例えば、図１ある
いは図５に示すように、本発明の車輪用ハブ１０は自転
車や車椅子などの車輛用の車輪として使用すると、容易
に緩衝手段のある車輛となるが、片持ち式のフレーム軸
２０により車輛フレーム１９を支持する構造である。一
方、車椅子は車輪に握り部を有するので本来片持ち式の
車輪からなっている。そこで、本発明の車輪用ハブ１０
を用いた車輪１７は車椅子１８に使用するとき最適であ
る。

【００３８】さらに第３の実施の形態の車輪用ハブ１０
を図１０に、車輪用ハブ１０の分解組立図を図１１に、
この車輪用ハブ１０を用いた車輪１７あるいはキャスタ
ー１１７の例を図１２〜図１５に示す。この車輪用ハブ
１０はハブ筒体１１の内側に軸受１２４からなる回転手
段２６を有する。さらにこの回転手段２６の内側にリン
ク機構１３０からなる緩衝手段４０を配設している。す
なわち、車輪用ハブ１０は、この第３の実施の形態では
緩衝手段４０の外周に軸受１２４からなる回転手段２６
を有し、上述の第１あるいは第２の実施の形態では緩衝
手段４０の内側に回転手段２６の軸受２４を有し、この
点で第３の実施の形態は第１あるいは第２の実施の形態
と相違する。

【００３９】ハブ筒体１１はその外周にハブフランジ１
２を有し、このハブフランジ１２は車輪１７とすると
き、第１あるいは第２の実施例と同様にこのハブフラン
ジ１２にスポーク孔（図示しない）を配設してスポーク
１４を挿入してリム１５に組付けることもできるし、デ
ィスク１１４を配設してリム１５に組付けてディスクホ
イールとすることもできる。さらにキャスター１１７と
するときは、ディスク１１４部分をハブ筒体１１とリム
１５間の小径のディスクとしてハブフランジ１２とリム
１５を一体的に形成することもできる。

【００４０】図１１に見られるように、ハブ筒体１１の
内周面は軸受外輪嵌合周面１４３で、軸受外輪嵌合周面
１４３に軸受外輪１２５を嵌合して回転手段２６として
の軸受１２４が配設される。さらにこの軸受１２４の軸
受内輪１２６には緩衝手段４０を構成するリンク機構１
３０の円盤状の外部リンク１３１が軸受内輪嵌合周面１
３２により嵌合されている。円盤状の外部リンク１３１
は中心より偏位した位置にリンク軸孔１３４を有し、こ
のリンク軸孔１３４の部分を残して扇形の内部リンク揺
動空間１３３が開口されている。一方、外部リンク１３
１の肉厚よりもやや厚い溝幅を形成してコの字状の左右
のリンク挟持枠１３７、１３７を有する内部リンク１３
６が外部リンク１３１の内部リンク揺動空間１３３に配
設される。この場合、内部リンク１３６の左右のリンク
挟持枠１３７、１３７の端部にリンク軸孔１３８、１３
８が形成されており、左右のリンク挟持枠１３７、１３
７で外部リンク１３１のリンク軸孔１３４の部分を挟持
し、左右のリンク挟持枠１３７、１３７のリンク軸孔１
３８、１３８を外部リンク１３１のリンク軸孔１３４に
一致させ、リンク軸１３９をこれらのリンク軸孔に挿通
して片持ち状に支持する。

【００４１】内部リンク１３６の先端部下方には緩衝部
材１４６であるコイルバネを受ける下向きの緩衝部材受
孔１４１が形成されており、一方、外部リンク１３１の
内部リンク揺動空間１３３の下側の内部リンク１３６の
緩衝部材受孔１４１に対面する部分に上向きの緩衝部材
受孔１３５が形成され、この緩衝部材受孔１３５と緩衝
部材受孔１４１間に弾撥状のコイルバネの緩衝部材１４
６を嵌合し配設する。さらに内部リンク１３６はこの緩
衝部材１４６の手前にリンク軸１３９と平行に車軸孔１
４０を形成し、車軸１２１を挿通している。挿通した車
軸１２１には両端からワッシャー１２２を通し車輛フレ
ーム１９あるいはキャスターフレーム１１８を係止して
ボルト１２３で締結する。さらに、図１０に見られるよ
うに、外部リンク１３１の内部リンク揺動空間１３３の
下部の緩衝部材受孔１３５の手前には突設した内部リン
ク受座１４２を適宜設けることで、内部リンク１３６の
回動し過ぎを規制する。

【００４２】上記の車輪用ハブ１０の構成とすること
で、緩衝手段４０は回転手段２６の回転と独立して、す
なわち車輪の回転とは無関係に、リンク軸１３９を回動
中心として外部リンク１３１と内部リンク１３６が緩衝
部材１４６の弾撥的コイルバネに抗して回動可能であ
る。

【００４３】図１２に見られるように、ボルト１５５で
ホイール１５４を締結することにより回転手段２６がハ
ブ筒体１１から外れないようにした車輪用ハブ１０はデ
ィスク１１４でリム１５と接合され、リム１５にタイヤ
１６が嵌められて車輪１７となる。

【００４４】図１３はこのタイヤ１６を嵌めた車輪１７
を例えば車椅子１８の前輪に用いるキャスター１１７と
したものを示す。この場合、車椅子の車体にはキャスタ
ーフレーム１１８をキャスター軸１１９で回転自在に取
り付けている。そしてキャスター軸１１９の下部のキャ
スターフレーム１１８には車輪１７の車軸１２１を通し
てボルト１２３で締付けて取り付けている。

【００４５】図１４と図１５に本発明の車輪用ハブ１０
を用いた車輪１７の第３の実施の形態を、該車輪１７を
車椅子１８の前輪として装備したキャスター１１７によ
り説明する。これらの図１４および図１５では、車椅子
１８は慣用の車椅子１８であるので、キャスター軸１１
９より下側の前輪のキャスター１１７のみ示し、車椅子
１８の他の部分は省略して示している。図１４における
キャスター１１７は平滑な路面１５１上を走行している
ものである。この場合、緩衝手段の内部リンク１３６と
外部リンク１３１は緩衝部材１４６で弾撥されて最も開
いている。ところで車軸１２１とリンク軸１３９の延長
線と車軸１２１を通る水平線との間の角は内部リンク傾
動角１５０であり、車椅子１８の車体の高さは車軸１２
１を通る水平線と水平な平滑路面１５１との間の高さで
ある車軸高さ１５６により定まるものである。

【００４６】ところで車椅子１８が安定に上下に振動し
ないということは、これらの内部リンク傾動角１５０お
よび車軸高さ１５６が走行中に変動しないことである。
そこで、上記の図１４に示す平滑路面１５１を走行する
場合に対比して、図１５に示す段差１５２に乗り上げた
時のキャスター１１７の内部リンク傾動角１５０および
車軸高さ１５６について検討する。図１５に示すよう、
図面上で右方向に走行するキャスター１１７が段差に乗
り上げると、キャスター１１７は段差高さ１５３だけ上
方に押し上げられる。しかし、車椅子１８には乗者がい
るのでその体重の慣性で上方に動きにくいので、上記の
押し上げによる力は弾撥的コイルバネの緩衝部材１４６
を縮める方向に外部リンク１３１がリンク軸１３９を回
動軸にして時計回りに回動して緩衝部材１４６を縮め
る。そこで、平滑路面１５１と車軸１２１の間の車軸高
さ１５６は、実質的に図１４のそれと同一であり、また
この図１５の内部リンク傾動角１５０も図１４のそれと
同一である。すなわち、外部リンク１３１が回動するこ
とで緩衝部材１４６を縮めて、段差により衝撃を吸収
し、実質的にキャスターフレーム１１８の高さを変えな
かった。したがって車椅子１８はその座面の高さが変動
することなく、安定して走行できることとなる。さらに
この第３の実施の形態の緩衝手段４０においても、リン
ク機構３０をハブ筒体１１内に有し、リンク軸１３９お
よび車軸１２１で保持されているので、車軸方向の剛性
は高く、さらにこの第３の実施の形態では、車軸１２１
が片持ちでなくその両側で車輛フレーム１９すなわちキ
ャスターフレーム１１８を支持できるので、より安定し
た車輛とすることができる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明は車輪用ハ
ブにおいて、ハブ筒体内に緩衝手段を内在させ、緩衝
手段と回転手段を独立して作用するものとさせたことに
より、緩衝手段が車輪とともに回転することがなく、車
軸方向に対する車輪の剛性を高め、緩衝手段と回転手
段を独立させたことにより、故障・不備があっても各々
の手段の取換えを容易とし、緩衝手段を車輪用ハブ内
部に具備したことにより、直接車輪で段差の衝撃を緩和
して乗り心地を向上し、緩衝手段を車輪用ハブ内部に
具備したことにより車輛のデザインの自由度を向上し、
従来の緩衝手段のない車輛に、本発明の緩衝手段をハ
ブ筒体内に有する車輪用ハブを有する車輪を単に交換す
るだけで、容易に緩衝手段を有する車輛とすることがで
きるなど、本発明は従来にない優れた効果を奏するもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の車輪用ハブの斜視
図である。

【図２】図１の車輪用ハブの分解図である。

【図３】図１の車輪用ハブを具備する車輪を車輛フレー
ムに取り付けた状態を一部断面で示す図である。

【図４】（ａ）および（ｂ）で図１の車輪用ハブのリン
ク機構の作用を説明する概略側面図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態の車輪用ハブの斜視
図である。

【図６】図５の車輪用ハブの分解図である。

【図７】図５の車輪用ハブの一部組み立て分解図であ
る。

【図８】（ａ）および（ｂ）は図５の車輪用ハブの平行
リンク機構の作用を説明する概略側面図である。

【図９】本発明の車輪用ハブを具備する車輪を有する車
椅子の斜視図である。

【図１０】本発明のさらに第３の実施の形態の車輪用ハ
ブの側面図である。

【図１１】図１０の車輪用ハブの分解組立図である。

【図１２】図１０の車輪用ハブからなる車輪の側面図で
ある。

【図１３】キャスターとした図１２の車輪の斜視図であ
る。

【図１４】平滑路面上のキャスターの側面図である。

【図１５】段差に乗り上げた状態のキャスターの側面図
である。

【符号の説明】

１０ 車輪用ハブ １１ ハブ筒体 １２ ハブフランジ １３ スポーク孔 １４ スポーク １５ リム １６ タイヤ １７ 車輪 １８ 車椅子 １９ 車輛フレーム ２０ フレーム軸 ２１ 車軸 ２２ 車軸基部材 ２３ ネジ ２４ 軸受 ２５ ボルト ２６ 回転手段 ２７ 車輛 ２８ 車軸位置 ２９ フレーム軸位置 ３０ リンク機構 ３１ フレーム軸保持部
材 ３２ 下向き係合凸条 ３３ リンク軸挿入孔 ３４ 緩衝部材受 ３５ フレーム軸取付板 ４０ 緩衝手段 ４１ 車軸保持部材 ４２ 係合突片 ４３ リンク軸挿入孔 ４４ リンク軸 ４５ 緩衝部材受 ４６ 緩衝部材 ５０ リンク機構 ５１ 車軸保持部材 ５２ リンク部材扇形係
合板 ５３ 上リンク部材係合孔 ５４ 下リンク部材係合
孔 ５５ 車軸側緩衝部材受 ５６ リンク軸 ６１ フレーム軸保持部材 ６２ フレーム軸取付片 ６３ 上リンク部材係合片 ６４ 上リンク部材係合
孔 ６５ 下リンク部材係合片 ６６ 下リンク部材係合
孔 ７１ 上リンク部材 ７２ 下向係合凸条 ７３ 係合孔 ７４ 上側緩衝部材受 ８１ 下リンク部材 ８２ 上向係合凸条 ８３ 係合孔 ８４ 枢軸 ８５ 緩衝部材 １１４ ディスク １１７ キャスター １１８ キャスターフレ
ーム １１９ キャスター軸 １２１ 車軸 １２２ ワッシャー １２３ ボルト １２４ 軸受 １２５ 軸受外輪 １２６ 軸受内輪 １３０ リンク機構 １３１ 外部リンク １３２ 軸受内輪嵌合周面 １３３ 内部リンク揺動
空間 １３４ リンク軸孔 １３５ 緩衝部材受孔 １３６ 内部リンク １３７ リンク挟持枠 １３８ リンク軸孔 １３９ リンク軸 １４０ 車軸孔 １４１ 緩衝部材受孔 １４２ 内部リンク受座 １４３ 軸受外輪嵌合周
面 １４６ 緩衝部材 １５０ 内部リンク傾動
角 １５１ 平滑路面 １５２ 段差 １５３ 段差高さ １５４ ホイール １５５ ボルト １５６ 車軸高さ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハブ筒体と、該ハブ筒体内に配設した回
   転手段と緩衝手段と車輛フレームを支持するフレーム軸
   とからなることを特徴とする車輪用ハブ。
2. 【請求項２】 ハブ筒体は内部に車軸を有し、該車軸を
   回転支持する回転手段と該車軸の回転に独立の緩衝手段
   とを該ハブ筒体内に配設したことを特徴とする請求項１
   記載の車輪用ハブ。
3. 【請求項３】 緩衝手段は、ハブ筒体の回転手段をリン
   ク機構で回動自在に係合し、かつ、車輛フレームを係合
   支持するフレーム軸を有することを特徴とする請求項２
   に記載の車輪用ハブ。
4. 【請求項４】 回転手段は車軸保持部材の左右に嵌合し
   た軸受と該軸受に嵌挿した車軸からなることを特徴とす
   る請求項２に記載の車輪用ハブ。
5. 【請求項５】 ハブ筒体は内部に回転手段を有し、該回
   転手段の内側に緩衝手段を嵌合するとともに該緩衝手段
   に車輛フレームを係合支持するフレーム軸を配設したこ
   とを特徴とする請求項１記載の車輪用ハブ。
6. 【請求項６】 回転手段は軸受からなり、緩衝手段は回
   転手段の回転と独立に回転手段内に係合するリンク機構
   からなり、車輛フレームを係合支持するフレーム軸はリ
   ンク機構に設けられた車軸であることを特徴とする請求
   項４または５に記載の車輪用ハブ。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれか１項に記載
   の車輪用ハブを装備したことを特徴とする車輪。