(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を軸着した枠体の頂部に取付軸を有し、該取付軸に対して枠体が水平旋回するキャスタであって、取付軸に対する枠体の水平旋回を規制する旋回規制機構と車輪の回動を止める制動機構とを枠体内に備えてなり、旋回規制機構は、取付軸を貫通したワイヤを枠体内に軸着した操作板に連結し、該ワイヤを引く又は戻すことによって操作板に設けた係合嵌部が取付軸に設けた係合受部に係合して取付軸に対する枠体の水平旋回を規制し、制動機構は、前記係合嵌部が係合受部と係合した状態から更に前記ワイヤを引く又は戻すことによって操作板の押圧部が車輪に圧接して該車輪を止めてなることを特徴とする旋回規制・制動機構付キャスタ。
【請求項２】
ワイヤに２体のレバーを直列に取付けてなり、一方のレバーは旋回規制機構が働く程度にワイヤを引く又は戻すことができ、他方のレバーは旋回規制・制動機構が共に働く程度でワイヤを引く又は戻すことができる請求項１記載の旋回規制・制動機構付キャスタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輪を軸着した枠体が取付軸に対して水平旋回するキャスタにおいて、この水平旋回を規制する旋回規制機構と、車輪の回動を止める制動機構とを兼ね備え、かつ操作を一元化した旋回規制・制動機構付キャスタと、このキャスタを用いた車椅子、特に水周りでの使用に長けた車椅子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
取付軸に対して車輪を軸着した枠体が水平旋回するキャスタは、様々な運搬用器具、例えば手押しの小荷物運搬車、買い物用カートや車椅子等に使われているが、このキャスタには、安全性確保のため、制動機構が備え付けられているのが通例である。この制動機構付キャスタとしては、車輪を押圧するブレーキシューを車輪の外側に軸着したＬ字型ブレーキハンドルに連動させ、同一方向からの足の操作により車輪の制動、解除するもの(特開平4-123902号)、取付軸を貫通して下方に付勢した制動体と車輪との離間、接触をキャスタから離れた位置にあるレバーにより操作して車輪の制動、解除するもの(特開昭62-77202号)、車輪を押圧するように付勢したブレーキシューに、取付軸を貫通したワイヤを連結し、このワイヤを操作して車輪の制動、解除するもの(特開平7-32807号)等がある。
【０００３】
また、狭い場所への出入りや方向転換を容易にするため、車椅子等では、４輪全てを水平旋回可能なキャスタで構成したりするが、この場合、車椅子等の直進性を確保するため、キャスタに旋回規制機構を設けることもある。従来の旋回規制機構は制動機構と同時に働くものであり、例えば、足踏レバーを回転させることにより、脚体に軸架した足踏レバーの挿通軸部が回動し、この挿通軸部の弾性板が固定台板の係止溝に係止すると共に車輪の外側部に当接し、旋回動及び走行回転が停止するもの(実公平4-961号)、ロックペダルがロック位置に達したときに、ロック板の転動ロック面が車輪の周囲に制動圧接及びロック板の旋回ロック爪が枢支軸の下端面に凹設されたロック受溝に係合して旋回、転動をロックするもの(実公昭56-32323号)等がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のキャスタは、上記に見られるように、車輪の回転を止めるだけか、車輪の回転を止めると同時に旋回を規制するものであり、旋回規制しながら走行させることはできなかった。また、旋回規制・制動機構を有するキャスタにおける操作性をみた場合、両機構を操作するレバーがキャスタに設けられ、足で前記レバーを操作しなければならず、キャスタの取付位置が奥まっていたり、キャスタが旋回してしまった場合など、レバーの操作性が悪かった。特に、車椅子の場合、操作性が高くかつ確実に作動する旋回規制・制動機構付キャスタが好ましく、従来のキャスタはこの要求に応えることができなかった。
【０００５】
車椅子は、自力歩行が不自由な病人やけが人の移動を補助するための道具であり、日常のあらゆる場所での使用が予想され、自由に進行方向を決めたり、定位置に留まったまま方向転換を図る必要もある。そして、車椅子の使用者が狭い場所での移動や停止を繰り返す際には、車輪が気ままに向きを変えては困るし、時として所定方向にキャスタを向けた状態で車輪を制動したい。こうした車椅子使用の制約が伴う場所は多くあるが、特に狭い空間の洗面所、トイレ、風呂場等の水周りを挙げることができる。
【０００６】
狭い空間、特にトイレの出入りの際にキャスタの向きが変わってしまい、壁面や陶器(便器)等と不意に接触したりして危険である。また、トイレが狭いことから十分な車椅子の運転ができず、トイレの室内での方向転換が困難であったり、トイレ使用時に車輪の向きが変わってしまえば、入ったトイレから自力で出られなくなることも考えられる。風呂場ではトイレに比べて部屋の大きさによる不自由さはないが、濡れた床面のために車輪が勝手に向きを変え、使用者の思うとおりに車椅子が運転できないため、この車椅子の使用者に過度の労力を課してしまうことにもなりかねない。そのほか、通常、家屋はドア枠や敷居、電源コード等に見られる小段差が意外と多く、介護者又は保護者が車椅子の後輪を軸に前輪を少し持ち上げてその段差を乗り越えようとする機会も頻繁に発生するが、このとき車椅子の重心が後輪を越えて後方に変位すると後輪が勝手に水平旋回してしまい、車椅子の移動が不可能になったり、最悪転倒する危険もあった。
【０００７】
そこで、水周りや家屋内での車椅子の使用を前提に、キャスタの構造について考察を加え、制動機構と、この制動機構とは独立して作動する旋回規制機構とを併せもつキャスタの構造及び両機構の操作方法とを検討し、更に車椅子への適用やそのほかの小荷物運搬車や買い物用カートにも応用することにした。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
検討の結果開発したものが、車輪を軸着した枠体の頂部に取付軸を有し、この取付軸に対して枠体が水平旋回するキャスタであって、取付軸に対する枠体の水平旋回を規制する旋回規制機構と車輪の回動を止める制動機構とを枠体内に備えてなり、取付軸を貫通したワイヤを引く又は戻す長さに従って、旋回規制機構又は制動機構のいずれか一方又は両方が働くことを特徴とする旋回規制・制動機構付キャスタである。このキャスタは、旋回規制機構と制動機構とは、ワイヤを引く又は戻すことによって、個別又は連動して働くことが特徴である。
【０００９】
上記旋回規制機構は、例えば、ワイヤを枠体内に軸着した操作板に連結し、このワイヤを引く又は戻すことによって操作板に設けた係合嵌部が取付軸に設けた係合受部に係合して取付軸に対する枠体の水平旋回を規制し、上記制動機構は、前記係合嵌部が係合受部と係合した状態から更に前記ワイヤを引く又は戻すことによって操作板の押圧部が圧接してこの車輪を止めるようにする。つまり、同一のワイヤに対して、その引く量又は戻す量の程度の差により、旋回規制機構又は制動機構のいずれか一方又は両方を働かせるのである。
【００１０】
操作板は、上下に揺動する部材で、例えば操作板の中間付近に揺動軸を設けた場合、一端へ上向きに突起状の係合嵌部、他端に下向きに押圧部、取付軸外周へ歯車状の係合受部を設け、係合嵌部と揺動軸の間にワイヤを連結する。係合嵌部と係合受部との距離を車輪と押圧部との距離よりも短くすれば、ワイヤを引いて操作板を揺動させると、まず係合嵌部が係合受部の歯車に係合し、押圧部は車輪を圧接しない、つまり旋回規制機構のみを働かせた状態にすることができる。次いで、前記状態からワイヤを引いて操作板を更に揺動させると押圧部が車輪に上方から圧接し、旋回規制機構に加えて制動機構も働かせることができる。押圧部は、揺動軸を支点、ワイヤの連結点を力点、押圧部を作用点としたてこの原理により、ワイヤの引っ張り力を(揺動軸からワイヤの連結点までの長さ/押圧部から揺動軸までの長さ)の割合で増幅した力で車輪を押圧するため、バネ等で付勢して車輪を押圧する場合よりも高い制動力を得ることができ、制動力は前記割合を変更することで自由に加減することができる。
【００１１】
また、操作板の一端に揺動軸を設け、ワイヤを引っ張ることによって車輪から遠ざかるように操作間が揺動するようにした場合、ブレーキシューからなる押圧部を車輪の内側へ下方から圧接するように操作板に対して設けるほかは、上記と同じく、係合嵌部と係合受部との距離を車輪と押圧部との距離よりも短くしておけば、上記同様にまず旋回規制機構を働かせた後、制動機構を働かせることができる。なお、旋回規制機構と制動機構との働かせる順序を逆にする場合には、係合嵌部と係合受部との距離を車輪と押圧部との距離よりも長くすればよいし、両機構を同時に働かせる場合には、係合嵌部と係合受部との距離を車輪と押圧部との距離と等しくしておけばよい。
【００１２】
以上のキャスタを車椅子に用いた場合、このキャスタのワイヤに２体のレバーを直列に取付け、一方のレバーは旋回規制機構又は制動機構のいずれか一方が働く程度にワイヤを引く又は戻すことができ、他方のレバーは旋回規制・制動機構が共に働く程度でワイヤを引く又は戻すことができるようにすればよい。なお、１体のレバーで２段階にワイヤを引っ張る又は戻すこともできる。ただ、レバーを２体に分け、それぞれに働かせる機構を割り当てることで、それぞれの機構の組みあわせに対応したレバーを最も操作しやすい箇所に分けて車椅子に取付けることができる。
【００１３】
水周りで使用する車椅子、特に狭いトイレで使用する車椅子においては、トイレに入るまでは操作のしやすい箇所にレバーがあっても、トイレに入った時点で使いづらく、場合によっては使用できなくなることもある。そこで、本発明の車椅子では、介護者又は保護者が車椅子の進行方向を規制してトイレまで車椅子を誘導し、一度全キャスタの旋回規制を解除して方向転換させながら車椅子を便座に位置させ、改めて水平旋回規制と制動規制とを同時に働かせるように操作することとし、例えば、旋回規制機構に対応したレバーは車椅子の操作ハンドルに設けて介護者又は保護者の便宜に資し、旋回規制・制動規制に対応したレバーはアームレスト付近に旋回規制・制動機構を働かせるレバーを取付けて、介護者又は保護者だけでなく、トイレの室内において車椅子の使用者自身がレバーを操作できるようにしておけばよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のキャスタ及び車椅子について、水周り用の車椅子を例に挙げて説明する。図１は車椅子１の全体を表した斜視図、図２は可動式アームレスト２を表した側面図である。この例の車椅子１では、キャスタの旋回規制機構又は制動機構を働かせるレバーを、旋回規制機構のみを働かせる方向規制レバーと旋回規制機構と制動機構とを同時に働かせる制動レバーとに分け、方向規制レバー３を車椅子の操作ハンドル４に取付け、制動レバー５はアームレスト２の回動軸６下方に配している。
【００１５】
本例の車椅子１は、図１に見られるように、車椅子の左右方向に潰れた断面楕円形状のフレーム７,８の上端に操作ハンドル４を、縦長の開口部10を避けて座部９の支持部材(図示せず)をフレーム７,８間に架設しているほかは、フレーム７,８間には部材がなく、車椅子１をトイレ(通常洋式トイレ)の室内へ進入させて座部を便器上方に位置させることができ、車椅子の使用者が開口部から直接便器へ向けて用を足せるようになっている。断面楕円形状のフレーム７,８は、強度があり、しかも丸パイプに比べて幅を細くできるので、例えば洗浄便座を取付けた便器において、同強度をもつ丸パイプでは進入が不可能な便座と便器との隙間へも楕円形状のフレームを進ませることができ、完全に車椅子を便器上方へ位置させることができる。キャスタ11,12は、各フレーム７,８の前後に計４体あるが、本発明のキャスタ12は後ろの２体で、キャスタ12からのワイヤ13はフレーム７,８に沿って上方へ延び、アームレスト２の回動軸６下方に制動レバー５、操作ハンドル４に方向規制レバー３を配している。
【００１６】
本例の車椅子１は、上記のように、使用者が着座したままトイレへ行くことができるほか、アームレスト２が上方に回動したり、フットレスト14が左右に開いたりして、使用者の車椅子への乗降ができる限り容易になるよう配慮している。更に、アームレスト２については、図２に見られるように、掛止角15を円周方向に２箇所備えた回動軸６へアームレスト２を嵌め込んだ構造とすることにより、必要な範囲内だけで回動するように規制する。こうして回動軸６内に回動範囲の規制を設けることで、外部に回動範囲を規制する部材を取付けた場合に生ずるこの部材と回動するアームレストとの間に指を挟む等の危険がなくなるのである。
【００１７】
図３は旋回規制・制動機構が共に働いていない状態のキャスタ12の断面図、図４は前記状態における方向規制レバー３及び制動レバー５を表した断面図で、キャスタ12は、図３に見られるように、車輪16を軸着した枠体17の頂部に、パッキン31で保護されたボールベアリング18を介して取付軸19を連結し、この取付軸19をフレーム７(又は８)に螺合して車椅子１へ取付ると、取付軸19に対して相対的に枠体17が360度の水平旋回をする。操作板20は、一端に上向きに突設した係合嵌部21(図３中左端)、他端に下向きに膨らませた広幅のブレーキシューからなる押圧部22(図３中右端)を有する板状部材(図５(係合嵌部21を係合受部23に嵌め込んだ状態の操作板20を表した斜視図)参照)で、枠体17内の取付軸19下端と車輪16との間へ揺動可能に軸着し、渦巻きバネ24により前記係合嵌部21を押し下げる向き(図３中左回転方向)に付勢している。ワイヤ13は、前記係合嵌部21を引き上げる(図３中右回転)ことができるように係合嵌部21と揺動軸25との間へ連結している。
【００１８】
旋回規制機構は、取付軸19下端に取付けた係合受部23と操作板20の係合嵌部21とから構成される。図５に見られるように、係合受部23は放射状に凹部26を配した歯車状の部材からなり、この取付軸19と一体に枠体17に対して水平旋回する。係合嵌部21は、ワイヤ13により操作板20が揺動することで持ち上げられ、係合受部23の凹部26に嵌まり込み、取付軸19に対する相対的な枠体17の旋回を規制することで、車輪16の方向性を固定するのである。制動機構は、操作板20の押圧部22が担い、この押圧部22は、先の状態から更にワイヤ13が操作板20を揺動させることで、車輪16に対して圧力を持って面接触し、車輪16の回転を止めるのである。
【００１９】
方向規制レバー３と制動レバー５とは、図４に見られるように、ほぼ同構造であるが、カム部27,28の形状を若干異ならせることで、ワイヤ13に挟着した掛止部29の押し上げ量を変えている。すなわち、方向規制レバー３は、係合嵌部21が係合受部23に嵌まる程度に操作板20を揺動させるように、そのカム部27で掛止部29を若干持ち上げてワイヤ13を引っ張り、制動レバー５は、押圧部22が車輪16を押圧する程度にまで前記操作板20を揺動させるように、そのカム部28は掛止部29を更に持ち上げてワイヤ13を引っ張るのである。なお、掛止部29は、コイルスプリング30によりワイヤ13を引き下げる向きに付勢してあり、方向規制レバー５(又は制動レバー７)を初期位置に戻せば、掛止部29を押し上げていた分だけワイヤ13は押し下げられ、段階的に操作板20が復帰する。
【００２０】
本例の車椅子１では、初期状態において、各レバー３,５を共に初期位置へ戻しているので、当然に操作板20は揺動せず、図３に見られるように、係合嵌部21は係合受部23から、そして押圧部22は車輪16と離隔した状態にある。また、各レバー３,５の掛止部は、図４に見られるように、それぞれのコイルスプリング30によって押し下げられた状態にある。なお、各レバーを倒した状態を初期状態とすることもできるが、通常車椅子の操作にレバーが邪魔になるので、本例のように、通常はフレームに添わせておき、必要に応じて各レバーを倒し、旋回規制機構又は制動機構を働かせるようにするのが好ましい。
【００２１】
図６は旋回規制機構が働いて、制動機構が働いていない状態のキャスタ12の断面図、図７は方向規制レバー３を倒し、制動レバー５を初期位置にしたままの状態の断面図である。方向規制レバー３を倒すことで、図７に見られるように、このレバー３のカム部27が掛止部29を押し上げ、その押し上げ量に合わせてワイヤ13が引き上げられるので、図６に見られるように、操作板20が揺動し、係合嵌部21が係合受部23の凹部26へ嵌まり込む。しかし、方向規制レバー３によるワイヤ13の引き上げで揺動する操作板20は、押圧部22が車輪16に圧接することはなく、制動機構は働かない。本例の車椅子１は、トイレ等の狭い室内へ車椅子を進入させる、又は前記室内から退出させる場合や、常に一定方向へ車椅子１を進行させたい場合、段差、特に家屋内に存在する小段差を乗り越えたい場合に方向規制する。
【００２２】
図８は旋回規制・制動機構共に働いている状態のキャスタ12の断面図、図９は方向規制レバー３及び制動レバー５を共に倒した状態の断面図である。方向規制レバー３を倒した状態から、図９に見られるように、更に制動レバー５を倒すことで制動レバー５のカム部28が掛止部29を押し上げ、その押し上げ量に合わせて更にワイヤ13が引き上げられるので、図８に見られるように、操作板20も更に揺動し、係合嵌部21が係合受部23の凹部26へ嵌まった状態を維持しながら、押圧部22が車輪16に圧接する。こうして、キャスタ12は方向規制及び制動が掛かり、車椅子１は制止する。方向規制レバー３を倒さずに、いきなり制動レバー５を倒せば、一度に旋回規制・制動機構が働き、車椅子１はキャスタ12を一定方向へ向けた状態で制止する。こうした車椅子１の制止は、トイレ等の狭い室内へ進入させた車椅子１を退出させる場合を考えて、この車椅子１の進入時の向きでキャスタ12を旋回規制する場合に利用する。
【００２３】
本例の車椅子では、介護者又は補助者が使用者を乗せて車椅子をトイレへ連れていき、前記介護者又は補助者が車椅子の方向性を規制しながらトイレの狭い室内へ進入させたり、使用者自身がその方向性を規制した状態を保持しながらトイレの室内で車椅子を制止させることを想定している。上記の説明からも考えられる通り、方向規制レバーと制動機構レバーとは、２種類の半径からなるカム部を形成することにより一体化できる。しかし、前述の車椅子の使用状態を斟酌したとき、介護者又は補助者の便宜と使用者の便宜とを考慮すれば、本例のように方向規制レバーと制動レバーとを分け、更にそれぞれの車椅子に対する取付位置をまったく異なる位置にするほうがよいのである。
【００２４】
本発明のキャスタは、上記のように、旋回規・制動機構を操作するレバーをキャスタから離れて設けて各機構の操作性を向上させ、更に前記両機構を枠体に内蔵し、ボールベアリングをパッキンで保護して水密性を高めることで、特に水周りで使用する車椅子に対して最も有用となるが、本発明のキャスタは小荷物運搬車や買い物用カート等にも利用できる。こうした小荷物運搬車や買い物用カートでは、方向規制レバーと制動レバーとを分離するよりも、両者を一体化するほうが操作性が向上するので好ましい。この場合、上述のごとく２種類の半径を有するカム部を持つ１本のレバーで構成してもよいし、異なる半径のカム部を持つ２本のレバーを並列に配して、各レバーの回動軸を同一にすることで一体化してもよい。
【００２５】
【発明の効果】
本発明のキャスタにより、特に水周りで使用する車椅子において、車椅子を操作する介護者又は補助者と車椅子に乗る使用者双方の便宜を考慮し、使用感、安全性を向上させることができる。
【００２６】
キャスタ自身が旋回規制機構と制動機構とを枠体内に備えることにより、キャスタ自身の外観に大きな変更はなく、従来のキャスタと同じ取り扱いができる。また、枠体が両機構を外部から保護、例えば水周りにおける水の飛沫からの保護等が図ることもできる。更に、これら旋回規制機構と制動機構とは、取付軸を貫通させたワイヤ１本で操作でき、キャスタが360度の旋回を続けた場合でも、ワイヤがよれたり曲がったりしない利点がある。このように、本発明のキャスタは従来のキャスタについて取り扱いをそのままに、操作性を向上させ、しかも安全性を高めたもので、特に車椅子の使用に適しているのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】車椅子の全体を表した斜視図である。
【図２】可動式アームレストを表した側面図である。
【図３】旋回規制・制動機構共に働いていない状態のキャスタの断面図である。
【図４】図３の状態における方向規制レバー及び制動レバーを表した断面図である。
【図５】係合嵌部を係合受部に嵌め込んだ状態の操作板を表した斜視図である。
【図６】旋回規制機構が働き、制動機構は働いてない状態のキャスタの断面図である。
【図７】図６の状態における方向規制レバー及び制動レバーを表した断面図である。
【図８】旋回規制・制動機構共に働いている状態のキャスタの断面図である。
【図９】図８の状態における方向規制レバー及び制動レバーを表した断面図である。
【符号の説明】
１  水周り用の車椅子
３  方向規制レバー
４  操作ハンドル
５  制動レバー
12  本発明のキャスタ
13  ワイヤ
16  車輪
17  枠体
19  取付軸
20  操作板
21  係合嵌部
22  押圧部
23  係合受部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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