JPH11206817A - 車椅子用キャスタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 意識的な操作をすることなく片流れが防止さ
れ、かつ衝撃が吸収される軽量かつ簡単な構成の車椅子
用キャスタを提供することである。 【解決手段】 車椅子の主車輪の前方左右に配置される
一対の補助輪１ａ、１ｂと、該補助輪１ａ、１ｂの輪軸
２の両端を支持する一対の軸支持部材３（３ａ、３
ｂ）、４（４ａ、４ｂ）と、該一対の軸支持部材３（３
ａ、３ｂ）、４（４ａ、４ｂ）を支持するフォーク５
と、該フォーク５を車椅子に回転自在に取り付ける支軸
６ａ、６ｂとを備えてなる車椅子用キャスタ。前記軸支
持部材３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂが弾性材で形成されてお
り、その弾性材の上下方向の変形量が、前記キャスタが
進行方向を向いているときに、内側にある軸支持部材３
ａ、３ｂよりも外側にある軸支持部材４ａ、４ｂのほう
が大きいように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車椅子用キャスタ
に関する。さらに詳しくは、衝撃吸収性に優れ、横傾斜
路面での片流れを防止することができる車椅子用キャス
タに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０に示されるように、一般に車椅子
は、座面９０と背もたれ９１に用いられる布を折り畳み
自在に支持するフレーム９２と背もたれ９１の背後にフ
レーム９２から延設される介助者用ハンドル９３と、座
面９０の左右に設けられるハンドリム９４付きの主車輪
９５と、主車輪９５の前方左右に設けられるキャスタ９
６とからなり、キャスタ９６の前方には足載せ台９７が
設けられている。

【０００３】このような車椅子が通常走行する車道脇の
歩道では、とくに建物の出入口などで、図９に示される
ように、車道Ｒ１に向けて傾斜が付けられており、車椅
子使用者にとって、横に傾斜が付けられた横傾斜路面Ｒ
２を直進しなければならないばあいが多い。しかし、こ
のような横傾斜路面Ｒ２では車輪が傾斜側（谷側）に流
される（片流れする）ため、平坦路と同じように車椅子
を操作すると、車椅子は斜面に沿って自然に車道Ｒ１に
出ていってしまう。したがって、車椅子使用者は、より
多くのエネルギーを費やして直進走行を保持しなくては
ならない。

【０００４】そこで最近、車椅子前部キャスタの支軸を
車体と独立に傾斜可能として、レバー操作によって傾斜
面に沿って荷重が掛かるほう（谷側）の補助輪に逆キャ
ンバー角を発生させる片流れ防止装置付きの車椅子が商
品化されている。

【０００５】それとは別に、走行時の凹凸を通過すると
きの衝撃を吸収するために、車椅子前部キャスタの支軸
にスプリングを利用した緩衝装置を設けることは既に考
案されている（実開昭６４─３７２３０号公報参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述の片流れ防止装置
付きの車椅子では、横傾斜路面の傾斜角に応じて直進性
が良くなる用にレバー操作で補助輪の傾斜角度を微調整
してやる必要があり、また、横傾斜路面から平坦路面に
戻った場合には操作レバーをニュートラルな角度に戻す
必要があり、使用者への負担が大きく、握力など筋力の
弱い者の使用を困難にしている。さらに、支軸を車体と
独立に傾斜させる装置がキャスタ上に付くことにより相
当の重量増となり、在来の車椅子に比べ段差乗り越えな
どによる衝撃を多く被り、また介助者にとっては、階段
などにおいて車椅子の運搬および車椅子に乗せたままの
運搬の負担が大きくなるという問題がある。さらに、こ
の片流れ防止装置には、緩衝装置が設けられていない。

【０００７】一方、前述の緩衝装置が設けられた車椅子
（実開昭６４─３７２３０号公報参照）では、衝撃の吸
収はできるが、片流れ現象を助長させてしまうという問
題がある。すなわち、横傾斜路面では谷側の補助輪に山
側よりも大きな荷重がかかるため、谷側の補助輪が山側
よりも余計に沈み込むため、谷側に周り易くなるのであ
る。

【０００８】本発明は、前記問題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、意識的な操作をする
ことなく片流れが防止され、かつ衝撃が吸収される軽量
かつ簡単な構成の車椅子用キャスタを提供することであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明のうちで請求項１にかかる発明は、車椅
子の主車輪の前方左右に配置される一対の補助輪と、該
補助輪の輪軸の両端を支持する一対の軸支持部材と、該
一対の軸支持部材を支持するフォークと、該フォークを
車椅子に回転自在に取り付ける支軸とを備えてなる車椅
子用キャスタであって、前記軸支持部材が弾性材で形成
されており、その弾性材の上下方向の変形量が、前記キ
ャスタが進行方向を向いているときに、内側にある軸支
持部材よりも外側にある軸支持部材のほうが大きいよう
に構成されてなることを特徴とする。弾性材としては、
ゴムのほかに、スプリングを利用することができる。ゴ
ムの場合は、輪軸を貫通状に支持する軽量かつ簡単な構
成の軸支持部材とすることができる。スプリングの場合
は、輪軸の上下方向に取り付けてフォークに支持させる
ことができる。軸支持部材が弾性材で形成されているの
で衝撃を吸収することができる。また、内側にある軸支
持部材よりも外側にある軸支持部材の方が変形量が大き
いので、補助輪の上部が内側に向けて倒れ、前後方向か
ら見たばあいに左右の補助輪がハの字形に下開きとな
る。補助輪の傾斜角度は、支軸にかかる荷重が大きいほ
ど大きくなる。したがって、横傾斜路面では、自然と
（レバーなどの操作をしなくても）谷側の補助輪の傾き
が山側の補助輪よりも大きくなり、片流れを防止するこ
とができる。したがって、ハンドリムまたは背側ハンド
ルに大きな力を必要としない。同様に、コーナリング時
においても、荷重が大きくかかる外周側の補助輪の方が
傾きが大きくなり、舵取りが安定する。ゴム製軸支持部
材の材料としては、天然ゴム、合成ゴム、熱可塑性エラ
ストマーなどがあるが、弾性、圧縮永久歪に優れるエチ
レンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ブタジエンゴム（Ｂ
Ｒ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴム（Ｃ
Ｒ）、ポリウレタンなどのウレタンゴム（Ｕ）、シリコ
ーンゴム（Ｑ）などを好適に用いることができる。これ
らは、衝撃を吸収し、輪軸を適度に傾けさせるのに最適
である。

【００１０】請求項２にかかる発明は、請求項１に記載
の発明に加えて、前記弾性材の変形による前記補助輪の
傾きは、前記支軸にかかる荷重が２０kgf のときに垂直
線に対して２°以上１５°以下である。フォーク間の距
離は、およそ４０〜６０mmであり、内側と外側の軸支持
部材の変形量の差は、２〜１５mmであることが好まし
い。補助輪の傾きが２°未満では片流れの防止効果が期
待できない。１５°を超えると補助輪がフォーク（キャ
スタ脚）と干渉しやすく、干渉しないようにフォーク間
の距離を広げると、乗員の乗降性を悪化させるなど、車
体のレイアウト上よくない。

【００１１】請求項３にかかる発明は、請求項１または
２に記載の発明に加えて、前記弾性材の前記輪軸の軸心
に対する上下側部分の硬度は、内側にある軸支持部材よ
りも外側にある軸支持部材の方が小さく構成されてい
る。ゴム製の４つの軸支持部材を、全て同じ硬度としな
いで、外側の軸支持部材を内側の軸支持部材よりも軟ら
かくすることによって、前述のように、ハの字形に傾か
せることができる。

【００１２】請求項４にかかる発明は、請求項１、２ま
たは３に記載の発明に加えて、前記弾性材の前記輪軸の
軸心に対する前後側部分の硬度は、相互に等しく構成さ
れている。トー変化を抑えてトーイン・トーアウトがイ
ーブンにすることができ、車体の挙動が安定する。トー
角とは、車体直進時における輪軸と進行方向とのなす平
面角度（上から見た角度）であり、肉眼では殆どわから
ないほどの僅かなものであるが、このトーによってキャ
ンバースラスト（キャンバーによって横方向へ車輪が廻
ろうとする力）を補正し、走行時の車体の挙動を安定さ
せることができる。自動車では、トーイン（前方側が閉
じたハの字形）となるようにどの車も設計されている。
トーアウトでは車体の挙動が不安定となるからである。
車椅子では、右の補助輪と左の補助輪がそれぞれ独立で
旋回するので、トーイン・トーアウト・イーブン、すな
わちトー変化が生じないことが段差の乗り越え時などで
車体の挙動が安定する上で重要である。

【００１３】請求項５にかかる発明は、請求項１、２、
３または４に記載の発明に加えて、前記弾性材の前記輪
軸の軸心に対する上下側の長さは、内側にある軸支持部
材よりも外側にある軸支持部材の方が長く構成されてい
る。硬度を変化させなくても、内側と外側とで軸支持部
材の大きさや形状、厚さを変えることによって、変形量
を変化させることができる。上下方向の長さが長い方が
変形量が大きく、前述のように、ハの字形に傾かせるこ
とができる。

【００１４】請求項６にかかる発明は、請求項１、２、
３、４または５に記載の発明に加えて、前記各軸支持部
材は、輪軸の軸心に対する弾性材の上下側の長さが前後
側の長さよりも長くされている。例えば、軸支持部材の
形状を、上下側に長い楕円とする。長方形などでもよ
い。前後側の長さが短ければ、前後方向の変形量を抑制
でき、トー変化を抑えることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図示例と
ともに説明する。図１および図２は、本発明の車椅子用
キャスタの無負荷状態での縦断面図および側面図であ
り、図３は、平坦路走行時の前後方向から見た場合の左
右のキャスタの動作説明図、図４は、水平方向断面図で
あり、無負荷および有負荷状態での左右のキャスタの動
作説明図、図５は横傾斜路面走行時の前後方向から見た
場合の左右のキャスタの動作説明図、図６は、横傾斜路
面走行時の車椅子の状態説明図、図７および図８は、他
の実施例の説明図である。

【００１６】図１において、本発明の車椅子用キャスタ
は、補助輪１と、補助輪１を回転自在に軸支する輪軸２
と、輪軸２の両端を支持する一対の軸支持部材３、４
と、軸支持部材３、４を支持するフォーク５と、フォー
ク５から立設する支軸６とからなり、支軸６は、車椅子
本体の主車輪の前方左右のフレームに取り付けられる。
また、図２に示されるように、フォーク５は、輪軸２よ
りも支軸６が前方に出るような前倒しとなっている。

【００１７】図１及び図２に示されるように、軸支持部
材３、４は、上下方向に長い楕円であり、フォーク５の
下方に設けられた楕円孔７に嵌着するための溝が外周に
形成されており、中心には輪軸２を貫通させ、輪軸２の
大径端部９を固定するための段付孔１０が形成されてい
る。この軸支持部材３、４は、全体がゴムなどの弾性材
により形成されており、支軸６にかかる荷重の大きさに
よって適宜弾性変形し、凸凹道や段差での衝撃を吸収す
ることができる。また、軸支持部材３と軸支持部材４と
で弾性材の硬度が異なり、輪軸２の軸心Ｏに対して上下
側の長さＤ１が荷重によって変形しうる長さであるの
で、走行中の軸支持部材３の変形量と軸支持部材４の変
形量は異なり、輪軸２および補助輪１は傾く。一方で、
軸支持部材３、４は、軸心Ｏに対して前後側の長さＤ２
が短いので、前後方向には変形しない。このように、補
助輪１にキャンバー角を発生させることができるが、ト
ー変化はしない。なお、軸支持部材３、４の前後側の硬
度を同じにすることによっても、トー変化を抑えること
ができる。

【００１８】次に、図３および図４に基づいて、車椅子
前方左右のキャスタの関係を詳細に説明する。図３は前
後方向から見た要部断面図であり、図４は、上から見た
ときの要部断面図である。

【００１９】図３に示されるように、左右に配設される
計２つの補助輪１ａ、１ｂは、合計４つの軸支持部材３
ａ、３ｂ、４ａ、４ｂによって支持されている。軸支持
部材３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂの形状は、図２に示される
ように、上下方向に長い楕円であり４つとも同じである
が、内側にある軸支持部材３ａ、３ｂと、外側にある軸
支持部材４ａ、４ｂとでは、硬度が異なる。外側の軸支
持部材４ａ、４ｂは、内側の軸支持部材３ａ、３ｂより
も軟らかく変形量が大きいので、補助輪１ａ、１ｂは、
上部が内側に向けて傾くハの字形の下開きになり、キャ
ンバー角が発生する。図３は平坦路面であり、左右の支
軸６ａ、６ｂに同じ荷重がかかっているので、左右の補
助輪１ａ、１ｂの傾きは同じである。

【００２０】一方、図４に示されるように、軸支持部材
３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂは前後側には変形しないので、
輪軸２ａ、２ｂは傾かず、補助輪１ａ、１ｂは、進行方
向と平行でトーイン・トーアウト・イーブンになる。

【００２１】このような軸支持部材３ａ、３ｂ、４ａ、
４ｂを形成するための弾性材料としては、天然ゴム、合
成ゴム、熱可塑性エラストマーなどがあるが、弾性、圧
縮永久歪に優れるエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤ
Ｍ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（Ｉ
Ｒ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ポリウレタンなどの
ウレタンゴム（Ｕ）、シリコーンゴム（Ｑ）などを好適
に用いることができる。これらは、衝撃を吸収し、車輪
を適度に傾けさせる。

【００２２】また、内側の軸支持部材３ａ、３ｂと外側
の軸支持部材４ａ、４ｂの弾性材料の硬度差は、支軸荷
重が２０kgf のばあいの圧縮変形量の差が２mm〜１５mm
であることが好ましい。または、フォーク５間の距離
は、４０〜６０mmであり、輪軸２の傾きが２°〜１５°
であることが好ましい。２°未満では、片流れ防止効果
が好ましくなく、１５°を超えると、補助輪１がフォー
ク５に干渉する。干渉しないようにフォーク５間の距離
を広げると足載せ台に干渉するなど、使用者の乗降に不
便になる。

【００２３】例えば、図１および図２に示されるような
楕円の軸支持部材３、４において、長径Ｄ１を約７５m
m、短径Ｄ２を約３０mm、厚さＴを約１５mm、内側の軸
支持部材３の硬度（ＪＩＳ Ａ 硬度）を約６８°、外
側の軸支持部材４の硬度を約５０°としたものを挙げる
ことができる。

【００２４】次に、本発明の車椅子用キャスタの横傾斜
路面での動作を図５および図６に基づいて説明する。

【００２５】図５に示されるように、水平面Ｈに対し、
θ°横に傾いた横傾斜路面Ｒでは、谷側の補助輪１１ｂ
に山側１１ａよりも多くの荷重がかかる。したがって、
谷側の軸支持部材１３ｂ、１４ｂの変形量は、山側の軸
支持部材１３ａ、１４ａの変形量よりも大きく、大きな
逆キャンバー角θ２が発生する。逆キャンバー角とは、
車輪にかかる荷重が大きい方とは逆方向に車輪が傾斜す
る傾斜角度をいい、逆キャンバー角が発生すると片流れ
に抵抗するので車体の直進性をサポートする。図５にお
いて、ｎは斜面に対する垂直線であり、ｍ１、ｍ２は補
助輪１１ａ、１１ｂの中心線である。垂直線ｎと補助輪
１１ｂの中心線ｍ２とのなす角θ２は、逆キャンバー角
であり、垂直線ｎと補助輪１１ａの中心線ｍ１とのなす
角θ１は、キャンバー角である。

【００２６】図６に示されるように、車道Ｒ１に向けて
傾斜角θが付けられた横傾斜路面Ｒ２では、車椅子使用
者（介助者を含む）が意識することなく、乗員の体重と
車椅子の重量によって、谷側の補助輪１１ｂが山側の補
助輪１１ａよりも大きく傾く（逆キャンバー角が発生す
る）。したがって、使用者の右手に大きな負担がかかる
ことなく、平坦路面の走行と同様に楽々直進走行するこ
とができる。

【００２７】なお、横傾斜路面を走行中でも、図４に示
される軸支持部材３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂと同様に、前
後側には変形しないのでトー変化がなく、車椅子本体の
挙動は安定している。

【００２８】また、図示しないが、コーナリング時にお
いても、横傾斜路面と同様な効果が得られる。すなわ
ち、より荷重のかかる外周側の補助輪のキャンバー角
が、内周側の補助輪のキャンバー角より大きくなるの
で、より大きなコーナリング性が得られる。

【００２９】次に、他の実施例を図７、図８に基づいて
説明する。図７は軸支持部材の形状を変えずに硬度変化
を付けたもの、図８は硬度変化を付けずに軸支持部材の
形状を変えたものの一例である。

【００３０】図７において、軸支持部材１５は、硬度の
異なる４つのブロック（前部ｆ、後部ｂ、上部ｕ、下部
ｄ）に分けられて一体的に形成されている。内側の軸支
持部材と外側の軸支持部材とで、形状は同じであって
も、硬度を変えることによって変形量に差を付けること
ができる。つまり、前部ｆおよび後部ｂは、トー変化を
抑えるため、同じ硬度にし、上部ｕおよび下部ｄの硬度
は、キャンバー角を付けるため、内側の軸支持部材と外
側の軸支持部材とで異ならせる。内側の軸支持部材の上
部ｕおよび下部ｄの硬度を、外側の軸支持部材の上部ｕ
および下部ｄの硬度よりも大きくすることによって、ハ
の字形の下開きにすることができる。

【００３１】また、図８に示されるように、内側の軸支
持部材１６と外側の軸支持部材１７とで、上下側の長さ
Ｌ１、Ｌ２を異ならせることによって、硬度に差を付け
なくても変形量に差をつけることができる。このばあ
い、前後側の長さは、内側の軸支持部材１６と外側の軸
支持部材１７とで同じにし、トー変化がおきないように
する。

【００３２】なお、内側の軸支持部材と外側の軸支持部
材とで形状および硬度を共に変えることも可能である。
いずれにしても、軸支持部材全体を弾性材で形成するこ
とによって、衝撃を吸収し、横傾斜路面の傾斜度に応じ
た最適な傾きを補助輪に与えることができる軸支持部材
を、軽量且つ簡単に、提供することができる。

【００３３】また、軸支持部材全体を弾性材で形成しな
くても、上下方向にのみ、スプリングなどの機械的な付
勢手段を設けて、フォークに取り付けるようにしてもよ
い。そのばあいも同様に形状、長さおよび硬度に変化を
つけて、補助輪を傾かせることができる。

【００３４】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明のうち請
求項１乃至６にかかる発明では、軸支持部材の一部また
は全部が弾性材で形成されているので、凸凹や段差によ
り走行時に補助輪から車椅子に伝わる衝撃を吸収するこ
とができる。また、弾性材の変形量が内側の軸支持部材
と外側の軸支持部材とで異なるのでキャンバー角を発生
させることができ、横傾斜路面を平坦路面と同様に直線
走行させることができる。さらに、弾性材が前後方向に
は変形しないように形状または硬度を調整してあるの
で、トー変化を抑えて車体の挙動を安定させることがで
きる。

【００３５】請求項１乃至２に記載の発明では、内側に
ある軸支持部材よりも外側にある軸支持部材のほうが弾
性材の変形量が大きいので、補助輪は前後方向から見た
ばあいにハの字形に下開きになり、直進走行性が良好で
ある。また、補助輪の傾斜角度を適性化することによ
り、効率よく片流れを防止し、他の部材との干渉を防ぐ
ことができる。

【００３６】請求項３乃至５に記載の発明では、弾性材
の硬度、形状、上下側および前後側の長さおよび硬度を
変えることによって、最適な軸支持部材を形成すること
ができ、軽量、低コスト、ノーメンテナンス、使用者の
ストレスフリー、互換性を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車椅子用キャスタの一実施例の無荷重
状態での正面図である。

【図２】本発明の車椅子用キャスタの一実施例の無荷重
状態での側面図である。

【図３】本発明の車椅子用キャスタの平坦面走行時の動
作説明図であり、前後方向から見た図である。

【図４】本発明の車椅子用キャスタの平坦面走行時の動
作説明図であり、上から見た図である。

【図５】本発明の車椅子用キャスタの横傾斜路面走行時
の動作説明図であり、前後方向から見た図である。

【図６】本発明のキャスタ付車椅子の動作説明図であ
る。

【図７】本発明の車椅子用キャスタの他の実施例の説明
図である。

【図８】本発明の車椅子用キャスタのさらに他の実施例
の説明図である。

【図９】従来の車椅子の動作説明図である。

【図１０】車椅子の外観説明図である。

【符号の説明】

１、１ａ、１ｂ 補助輪 ２、２ａ、２ｂ 輪軸 ３、３ａ、３ｂ 内側の軸支持部材 ４、４ａ、４ｂ 外側の軸支持部材 ５ フォーク ６ 支軸

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車椅子の主車輪の前方左右に配置される
   一対の補助輪と、該補助輪の輪軸の両端を支持する一対
   の軸支持部材と、該一対の軸支持部材を支持するフォー
   クと、該フォークを車椅子に回転自在に取り付ける支軸
   とを備えてなる車椅子用キャスタであって、前記軸支持
   部材が弾性材で形成されており、その弾性材の上下方向
   の変形量が、前記キャスタが進行方向を向いているとき
   に、内側にある軸支持部材よりも外側にある軸支持部材
   のほうが大きいように構成されてなることを特徴とする
   車椅子用キャスタ。
2. 【請求項２】 前記弾性材の変形による前記補助輪の傾
   きは、前記支軸にかかる荷重が２０kgf のときに垂直線
   に対して２°以上１５°以下である請求項１記載の車椅
   子用キャスタ。
3. 【請求項３】 前記弾性材の前記輪軸の軸心に対する上
   下側部分の硬度は、内側にある軸支持部材よりも外側に
   ある軸支持部材の方が小さく構成されている請求項１ま
   たは２記載の車椅子用キャスタ。
4. 【請求項４】 前記弾性材の前記輪軸の軸心に対する前
   後側部分の硬度は、相互に等しく構成されている請求項
   １、２または３記載の車椅子用キャスタ。
5. 【請求項５】 前記弾性材の前記輪軸の軸心に対する上
   下側の長さは、内側にある軸支持部材よりも外側にある
   軸支持部材の方が長く構成されている請求項１、２、３
   または４記載の車椅子用キャスタ。
6. 【請求項６】 前記各軸支持部材は、輪軸の軸心に対す
   る弾性材の上下側の長さが前後側の長さよりも長くされ
   ている請求項１、２、３、４または５記載の車椅子用キ
   ャスタ。