(57)【要約】【課題】  簡単な構成で、段差の乗越えを容易に行え、段差乗越え時の振動が少ないキャスターおよび車椅子を提供する。【解決手段】  車軸２にて回転可能に支持された車輪１と、キャスター１０に搭載される本体を支える支持構造５と、一端が上記車軸２と接続し、他端が上記支持構造５と回転軸４にて接続している揺動可能なスウィングアーム３と、から構成されるキャスター１０において、上記スウィングアーム３は、回転軸４が車軸２の垂直下向きに位置する体勢から、回転軸４が車軸２の進行方向に位置する体勢となる揺動範囲の少なくとも一部を含む回転が可能であり、スウィングアーム３の上記揺動範囲の回転により、本体を持ち上げる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸にて回転可能に支持された車輪と、
キャスターが接続される本体を支える支持構造と、
一端が上記車軸と接続し、他端が上記支持構造と回転軸にて接続している、揺動可能なスウィングアームと、から構成されるキャスターにおいて、
上記スウィングアームは、回転軸が車軸の垂直下に位置する体勢から、回転軸が車軸に対して進行方向に位置する体勢となる揺動範囲の少なくとも一部を含む回転が可能であり、
スウィングアームの上記揺動範囲の回転により、本体を持ち上げることを特徴とするキャスター。
【請求項２】
上記スウィングアームの回転は、上記車輪が段差に衝突したときに、車輪が停止し、支持構造が慣性力により前進することにより引き起こされるものであることを特徴とする請求項１に記載のキャスター。
【請求項３】
車輪が停止しているときに、上記スウィングアームの回転軸が車軸の垂直下に位置する体勢となることを特徴とする請求項１または２に記載のキャスター。
【請求項４】
さらに、所定値以下の外力に対してはスウィングアームの揺動を抑制する安定化手段を設けることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のキャスター。
【請求項５】
上記安定化手段がスウィングアームに当接し、摩擦力によりスウィングアームの揺動を抑制させるものであることを特徴とする請求項４に記載のキャスター。
【請求項６】
上記安定化手段とスウィングアームとが係合しており、所定値より大きい外力が生じた場合に、上記係合が解除されることを特徴とする請求項４に記載のキャスター。
【請求項７】
さらに、車軸が回転軸の垂直下に位置する体勢に保たれることを防止する保持手段を設けることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載のキャスター。
【請求項８】
上記保持手段が、上記スウィングアームの揺動範囲を制限する係止手段であることを特徴とする請求項７に記載のキャスター。
【請求項９】
上記保持手段が、上記車軸と、上記支持構造との間にかけられたばねであることを特徴とする請求項７に記載のキャスター。
【請求項１０】
さらに、支持構造の振動を減衰する振動減衰手段が設けられていることを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載のキャスター。
【請求項１１】
上記振動減衰手段が、スウィングアームに当接するように設けられた摩擦要素であることを特徴とする請求項１０に記載のキャスター。
【請求項１２】
上記振動減衰手段が、スウィングアームと支持機構とを接続しており、振動減衰手段内に保持された流体が流れるときの抵抗を利用して振動を吸収するものであることを特徴とする請求項１０に記載のキャスター。
【請求項１３】
請求項１から１２の何れか１項に記載のキャスターを有することを特徴とする車椅子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャスターおよび車椅子に関し、特に段差の乗り上げが容易なキャスターおよび車椅子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車椅子や台車にはキャスターが取り付けられており、車輪の回転により小さな力でスムーズに移動できるようになっている。キャスターには、回転方向が一定で、進行方向に応じて鉛直方向の軸を中心に回転して車輪の向きを自動調整するものと、車輪の向きが一定で、進行方向に応じて回転方向を変えるものがある。
【０００３】
一般的なキャスター７０の構成としては、図１５に示すように、車軸７４にて回転可能に支持された車輪７１と、車輪７１に車軸７４にて結合したフレーム７２と、フレーム７２を本体に取り付けるための取り付け部７３からなる。つまり、従来のキャスターは、荷重を支えるフレーム７２に直接車軸７４が取り付けられているものがほとんどである。なお、本体とは、キャスターにより移動をさせる車椅子の座席や台車の荷物を置く部分である。
【０００４】
キャスターにて本体を移動させる場合、段差により移動が妨げられることが問題となる。例えば車椅子の場合、バリアフリーの環境下でも、通路に数センチ程度の段差がある場合が多く、段差の乗越えを行わなくてはならない。しかし、通常の自操型車椅子では、比較的低い段差であっても勢いをつけないと乗越えることができず、車椅子への衝撃が大きくなって不安定な状態になってしまうことがある。したがって、車椅子利用者によっては、２ｃｍ程度の段差でも通過困難なことがある。
【０００５】
ここで、キャスター７０が段差を乗り上げるときの動作を図１６を用いて説明する。キャスター７０を車軸７４より少し低い段差Ｈに向けて走行させると、まず車輪７１が段差Ｈのエッジｅに当たり、車輪７１が停止する。一方、本体の荷重は前進をしようとするので、慣性力Ｆ０が車軸７４に作用する。このとき、慣性力Ｆ０は、段差Ｈのエッジｅに向かう力Ｆａと、これに垂直な分力Ｆｂに分けられる。そして、Ｆａは段差からの抵抗力とつりあい、分力Ｆｂは車軸７４を進行方向と上方向の間の斜め上方向に持ち上げるように作用する。この分力Ｆｂの作用により、車輪７１は、段差Ｈのエッジｅを中心とし車輪７１の半径をモーメントアームとする回転モーメントを生み出し、これにより車軸７４は矢印Ｍのような軌跡を描きながら進む。本体荷重は、このような車軸７４の動きにより持ち上げられるので、キャスター７０は、段差を乗り越えることができる。
【０００６】
しかしながら、斜め前方向に働く分力Ｆｂは、車輪７１が段差Ｈに当たる点が車軸７４よりも低い場合にのみ発生し、段差Ｈの高さが車輪７１の半径以上になると、車輪７１が段差Ｈに当たる点が車軸７４と等しくなり、分力Ｆｂは０になる。このため、キャスター７０が乗り越えられる段差Ｈの高さは、車輪の半径が限界になる。よって、特に、小さな車輪を用いたキャスターでは、ちょっとした低い段差でも移動の障害になり、このことが課題となっていた。特に、車椅子の前輪に使うキャスターは、車椅子の座面の下の限られたスペースに配置されており、足置きなどとの位置関係から直径を大きくすることに限界があるため、このような段差の乗越えが困難となる事が多い。
【０００７】
また、車軸７４の移動の速度ベクトルが、水平方向から瞬間的に上向きに方向を変えるため、キャスター７０および本体に衝撃が発生する。このため、車椅子に用いた場合には乗り心地が悪くなり、台車に用いる場合には荷物が弾んで傷つけるなどの問題が発生しやすい。
【０００８】
以上のような問題を解決するために、キャスターの段差の乗り越えを容易に、かつ、衝撃が発生しないようにする種々の技術が提案されている。
【０００９】
たとえば特許文献１〜５には、主車輪の前方に補助車輪を設置して、補助車輪に支点を移動させたり、補助車輪を支点として主車輪を持ち上げたりすることで、段差の乗り上げを補助する構成が開示されている。また、特許文献６には、旋回可能なトリアームに走行輪を設けて、段差の乗り上げを行いやすくする構成が開示されている。
【００１０】
また、特許文献７，８には、自由回転するように設置された半円アームにより、段差の乗り上げを補助する構成が記載されている。また、特許文献９には、段差に乗り上げやすくするキャスターのカバーが開示されている。
【００１１】
また、特許文献１０には、段差乗越えの衝撃を緩和するために、電動３輪車において、フロントフォークの後端近傍にスイングアームの後端を軸着し、該スイングアームの前端に前輪を軸着すると共に、該スイングアームの前端近傍部分とフロントフォークの前端との間にショックアブソーバを介装した構成が、開示されている。このような構成の車輪は、市販のキャスターにも採用されており（スガツネ工業社製超重量用ダンピングキャスター（製品番号ＶＳＬ８５１０−ＹＵ）等）、図１７に示すようなキャスター６０となっている。
【００１２】
キャスター６０は、車輪６１、揺動アーム６２、フレーム６３、取り付け部６４からなり、揺動アーム６２が、一端を車輪６１の車軸に、他端をフレーム６３に接続しており、揺動アーム６２が車輪６１の振動に追従して揺動することで、振動がフレーム６３および取り付け部６４に伝わらないようにしている。なお、フレーム６３にはばね６５が内蔵されており、揺動アーム６２を下に押し下げているが、ばね６５が伸縮することでより車輪６１の振動を緩和させている。
【００１３】
同様の構成として、特許文献１１には、上方側を揺動軸心として揺動可能に配設される揺動アーム部と、揺動アーム部と一体的に揺動可能な車輪部を備える走行装置が開示されている。
【００１４】
さらに、特許文献１２には、前輪と、前輪と間隔を隔てて配置される後輪と、前輪と後輪を連結する連結部材と、連結部材と荷台本体との間に連結される支持部材とを備えており、支持部材の一端は荷台本体を支持し、他端は連結部材と支持点において回転自在に軸着されているキャスターが記載されている。これにより、段差の乗越えが容易で、衝撃が少ないキャスターとなることが開示されている。また、特許文献１３には、車輪と枠板とに結合した擺動杆が記載されている。
【特許文献１】特開平１１−１１０２号公報（公開日：１９９９年１月６日）
【特許文献２】特開平１０−２３４７８３号公報（公開日：１９９８年９月８日）
【特許文献３】特開２００１−１９０６号公報（公開日：２００１年１月９日）
【特許文献４】特開昭５９−２００６４６号公報（公開日：１９８４年１１月１４日）
【特許文献５】特開平１１−８９８８５号公報（公開日：１９９９年４月６日）
【特許文献６】特開平１０−２４３９６７公報（公開日：１９９８年９月１４日）
【特許文献７】特開平１０−２９７２０６号公報（公開日：１９９８年１１月１０日）
【特許文献８】特開２００２−２２０６号公報（公開日：２００２年１月８日）
【特許文献９】特開２００１−１６１７５５号公報（公開日：２００１年６月１９日）
【特許文献１０】特開平０２−２６１４５０号公報（公開日：１９９０年１０月２４日）
【特許文献１１】特開２００２−１９９９２２号公報（公開日：２００２年７月１６日）
【特許文献１２】特開平１１−３１４５０１号公報（公開日：１９９９年１１月１６日）
【特許文献１３】特開２００１−８８５０７号公報（公開日：２００１年４月３日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上記従来の構成では、特許文献１〜６に示す従来例では、補助車輪とその支持構造を設置しなければならないため、構造が複雑になり、コストがかかる、重量が重くなるという問題が生じる。また、特許文献２〜４では、段差乗り上げ時に車輪の移動方向が急に変わるので、衝撃の緩和はなされず、車椅子に設置した場合は乗り心地が悪くなる。
【００１６】
特許文献７及び８の場合は、高い段差では半円アームあるいは脚部材が段差に乗り上げることができず、逆に半円アームが段差にあたって車輪が後ろ側に逃げてしまい効果が発揮できない恐れがある。また、段差乗り上げ時に車輪の移動方向が急に変わる点も改善されず、衝撃が発生し、車椅子に設置した場合は乗り心地が悪くなる。
【００１７】
さらに、特許文献９では、摩擦による抵抗力が大きく、特に高い段差への乗り上げは容易にはならない。また、段差乗り上げ時に車輪の移動方向が急に変わるので、衝撃が発生し、車椅子に使用した場合には乗り心地が悪くなる。
【００１８】
また、特許文献１０のような機構を採用すれば、ばねによる衝撃吸収効果があるため、衝撃は緩和されるが、一定以上の荷重がかかると、ばねが極限まで圧縮されてしまうので衝撃の緩和効果が発揮できなくなる。また、段差乗り上げ時に車輪の移動方向が急に変わる点は改善されないので、衝撃が発生し、車椅子に採用した場合は、乗り心地が悪くなる。
【００１９】
また、図１７に示すばね式のキャスター６０の場合は、ばねが荷重の振動に対して過敏に反応し、バランス点近傍において（つまり、車輪停止時の車体の位置付近で）、振動が激しくなるという問題点もある。
【００２０】
さらに、特許文献１０の機構では、段差の乗越えを容易にするために、スイングアームのフロントフォーク軸着部を、段差のエッジと車軸とを結ぶ線より上側に置くことによって回転モーメントを発生させようとしているが、この場合、段差が低くなると段差と車軸とを結ぶ線が変わり、浮上トルクが小さくなったり、あるいは車体を抑えるトルクが発生したりして、段差に乗り上げにくくなる。
【００２１】
また、特許文献１１では、段差乗越え時の衝撃を緩和できるとしても、揺動の範囲は非常に小さく、段差乗り上げの機構には応用できない。
【００２２】
また、特許文献１２では、支持部材と連結部材との支持点が段差よりも低い場合には乗り上げやすくなる効果があるが、上記支持点と同じ高さの段差では、乗り上げやすくする効果が消滅し、上記支点より低い段差には逆に乗り上げにくくなるため、種々の段差を乗越える必要のあるキャスターとして採用するには不都合がある。
【００２３】
さらに、特許文献１３は、複雑な構成を必要とし、コストがかかり、重量が重くなるという問題が生じる。
【００２４】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で、段差の乗越えが容易に行え、段差乗越え時の振動が少ないキャスターおよび車椅子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明に係るキャスターは、上記課題を解決するために、車軸にて回転支持された車輪と、キャスターが接続される本体を支える支持構造と、一端が上記車軸と接続し、他端が上記支持構造と回転軸にて接続している揺動可能なスウィングアームと、から構成されるキャスターにおいて、上記スウィングアームは、回転軸が車軸の垂直下向きに位置する体勢から、回転軸が車軸に対して進行方向に位置する体勢となる揺動範囲の少なくとも一部を含む回転が可能であり、スウィングアームの上記揺動範囲の回転により、本体を持ち上げることを特徴としている。
【００２６】
上記構成によれば、スウィングアームは、回転軸が車軸の垂直下向きに位置する体勢から、回転軸が車軸の進行方向に位置する体勢となる揺動範囲の少なくとも一部を含む回転をする。ここで、この回転は、回転軸が車軸の垂直下向きに位置する体勢から、回転軸が車軸の進行方向に位置する体勢となる方向への回転を意味する。これにより、回転軸が車軸を中心とした円周に沿って斜め上方向に移動する。したがって、回転軸にて支持された支持構造および、支持構造に支えられた本体も斜め上方向に持ち上げられる。これにより、車輪にかかる本体の荷重が打ち消され、車輪が段差に乗り上げやすい状態になる。さらに、本体の重心が斜め上方向に移動するので、本体に車輪が引っ張られ、キャスターが容易に段差を乗越える。
【００２７】
さらに、上記のようにして段差を乗越えることにより、本体は、スウィングアームの回転に沿って、前方向の移動から上方向への移動に緩やかに変化するので、従来のキャスターよりも少ない振動で段差を乗越えることができる。したがって、キャスターを車椅子に用いた場合には乗り心地が良くなり、台車に用いた場合には荷物が弾んで傷つけるなどの問題を回避できる。
【００２８】
また、前へ進む慣性力の上方向への変換は、どのような高さの段差を乗越える場合にも生じるので、どのような高さの段差に対しても乗越えやすくなる。
【００２９】
また、上記スウィングアームの回転は、上記車輪が段差に衝突したときに、車輪が停止し、支持構造が慣性力により前進することにより引き起こされるものであることが好ましい。
【００３０】
上記のスウィングアームの回転は、例えば、スウィングアームの回転軸が車軸の垂直下にあるときに、キャスターの車輪が段差に衝突すれば起こる。つまり、今まで走行していた車輪が段差に衝突すると急停止するが、本体および本体を支える支持構造は慣性力により、進行方向に進もうとする。これにより、スウィングアームの車軸側が固定された状態で、回転軸の方は前へ進もうとする。その結果、スウィングアームは、回転軸が車軸の垂直下向きに位置する体勢から、回転軸が車軸の進行方向に位置する体勢へと向かう回転をすることとなる。
【００３１】
したがって、本発明のキャスターを段差に乗り上げさせるためには、キャスターの車輪を進行方向の先にある段差に向かって押すだけでよい。
【００３２】
さらに、本発明のキャスターは、車輪が停止しているときに、上記スウィングアームの回転軸が車軸の垂直下に位置する体勢となることが好ましい。
【００３３】
車輪が停止しているときの状態は、キャスターに慣性力が働いていない状態である。このときに、回転軸が車軸の垂直下に位置する体勢となるようにするには、例えばスウィングアームを車軸にのみ支持されるような構成にするだけでよい。
【００３４】
このような構成のキャスターがほぼ等速で走行していると、段差に衝突する前に、キャスターに慣性力が働いていない状態となり、回転軸が車軸の垂直下向きに位置する体勢となる。したがって、車輪が段差に衝突して停止すると、回転軸が車軸の垂直下向きに位置する体勢から、スウィングアームが回転軸が車軸に対して進行方向に位置する体勢に向かって回動するので、回転軸の位置が高くなり、本体を持ち上げることができる。
【００３５】
さらに、本発明のキャスターは、所定値以下の外力に対してはスウィングアームの揺動を抑制する安定化手段を設けることを特徴としている。
【００３６】
上記構成によれば、所定値以下の外力に対しては、スウィングアームが揺動を起こさず、段差に衝突するというような強い衝撃に対してのみスウィングアームが揺動する。よって、平坦路走行時の走行速度の変化や、走行路の凹凸にも反応してスウィングアームが揺動せず、通常走行時は、従来のキャスターと同じ、揺れが少ない走行ができる。そして、段差に衝突したときには段差への乗り上げが容易にできる。これにより、キャスターを車椅子に適用した場合はより乗り心地がよくなり、台車に用いる場合には荷物が弾んで傷つけるなどの問題がより発生しにくくなる。
【００３７】
本発明のキャスターは、上記安定化手段がスウィングアームに当接し、摩擦力によりスウィングアームの揺動を抑制させるものであることが好ましい。
【００３８】
これによれば、安定化手段が摩擦によりスウィングアームの揺動を抑止するので、比較的簡単な構成にて安定な走行を保証できる。
【００３９】
また、本発明のキャスターは、上記安定化手段とスウィングアームとが係合しており、所定値より大きい外力が生じた場合に、上記係合が解除されることを特徴としている。
【００４０】
上記構成によれば、安定化手段に所定値以下の外力しか生じていない場合には、スウィングアームの揺動を抑制し、所定値より大きい外力が生じた場合には、安定化手段とスウィングアームとの係合が解除されるので、自由に揺動できるようになる。したがって、所定値以下の外力に対してのみスウィングアームの揺動を抑制する安定化手段を実現できる。
【００４１】
また、本発明のキャスターは、さらに、車軸が回転軸の垂直下に位置する体勢に保たれることを防止する保持手段を設けることを特徴としている。
【００４２】
スウィングアームの構成として、単に、一端が車軸と接続し、他端が回転軸にて接続しているものでは、本体を持ち上げた場合に、スウィングアームの回転軸側は支持構造を介して本体に固定的に接続されているものの、車軸側が回転軸を中心に揺動する。このため、例えば段差を乗越えるために本体を持ち上げたときに、車輪が支持構造から垂れ下がり、垂れ下がった分だけ本体をより高く上げて、車輪を持ち上げなければ、車輪が邪魔になって段差の乗越えができない。
【００４３】
しかし、上記構成によれば、保持手段が、車軸が回転軸の垂直下に位置する体勢にならないようにするので、車輪が垂れ下がることを防止して、車輪が支持構造と共に持ち上がるので、本体を比較的低い位置に持ち上げるだけで段差の乗越えができる。
【００４４】
なお、車軸が回転軸の垂直下に位置する体勢に保たれることを防止する、とは、スウィングアームが最終的に当該体勢に保たれないようにするものであればよく、この体勢になってもすぐに戻る構成や、回転軸が車軸より下にある体勢にしかならないようにするものをも含む。また、言い換えれば、保持手段は、車輪が支持構成から垂れ下がることを防止するものであるとも言える。
【００４５】
また、上記保持手段は、上記スウィングアームの揺動範囲を制限する係止手段であってもよい。
【００４６】
この構成によれば、係止手段によりスウィングアームが係止されて揺動が一定範囲を超えないようにできるので、車輪の垂れ下がりを抑制できる。例えば、スウィングアームと支持構造とに互いに係合する係止手段を設け、係止手段が、スウィングアームの回転軸が車軸より下になる揺動範囲に揺動しないように係止することで、上記保持手段を実現できる。
【００４７】
また、上記保持手段が、上記スウィングアームの車軸と、上記支持構造との間にかけられたばねであってもよい。
【００４８】
この構成によれば、車軸と支持構造とがばねにより接続されているので、支持構造と車軸とが、ある程度別々の動きができ、かつ一定以上の離れないように保持されるので、乗り上げ動作に邪魔になることなく車輪の垂れ下がりを抑制できる。
【００４９】
また、本発明のキャスターは、さらに、支持構造の振動を減衰する振動減衰手段が設けられていることを特徴としている。
【００５０】
支持構造の振動が抑えられれば、本体の振動が抑えられ、キャスターを車椅子に用いた場合には乗り心地が向上し、台車に用いる場合には荷物が弾んで傷つけるなどの問題を防げる。
【００５１】
上記振動減衰手段は、スウィングアームに当接するように設けられた摩擦要素であることが好ましい。
【００５２】
上記構成によれば、車輪やスウィングアームの振動が摩擦要素により吸収され、支持構造に減衰されて伝えられる。よって、段差乗り上げ後の振動エネルギーを摩擦熱として吸収できるので、振動の減衰を早めることができる。
【００５３】
また、上記振動減衰手段は、スウィングアームと支持機構とを接続しており、振動減衰手段内に保持された流体が流れるときの抵抗を利用して振動を吸収するものであることを特徴としている。
【００５４】
上記振動減衰手段は、例えば、内部に油などの流体が密閉されており、この密閉空間を子穴を有するオリフィスが移動するのに応じて伸縮するものである。これにより、流体が子穴を通過するときの流体抵抗力が、スウィングアームと支持機構とを接続する振動減衰手段の伸縮の抵抗力となり、スウィングアームの揺動に伴って生じる支持構造の振動を吸収するものである。
【００５５】
上記構成によれば、振動減衰手段が伸びるときも縮むときも、流体抵抗により常に伸縮に逆らうように抵抗が作用するため、常に振幅を縮小する方向に抵抗が作用し、振動が減衰される。
【００５６】
本発明の車椅子は、上記キャスターを有することを特徴としている。
【００５７】
上記構成によれば、上述した作用を示すキャスターを有しているので段差を乗越えやすく、段差乗越え時の振動が少ない車椅子となる。
【発明の効果】
【００５８】
本発明に係るキャスターは、以上のように、上記スウィングアームが、回転軸が車軸の垂直下に位置する体勢から、回転軸が車軸に対して進行方向に位置する体勢となる揺動範囲の少なくとも一部を含む揺動が可能であり、スウィングアームの上記揺動範囲の回転により、本体を持ち上げる。
【００５９】
それゆえ、キャスターが容易に段差を乗越えられ、しかも、本体が前方向の移動から上方向への移動に緩やかに変化するので、衝撃を起こさずに段差を乗越えることができる。したがって、キャスターを車椅子に用いた場合には乗り心地が良くなり、台車に用いた場合には荷物が弾んで傷つけるなどの問題を回避できる。
【００６０】
また、前へ進む慣性力の上方向への変換は、どのような高さの段差を乗越える場合にも生じるので、どのような高さの段差に対しても乗越えやすくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６１】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１および図２に基づいて説明すると以下の通りである。
【００６２】
本実施の形態にかかるキャスター１０の側面図を図１（ａ）に示し、Ａ−Ａ’断面図を図１（ｂ）に示す。キャスター１０は、車輪１、スウィングアーム３、フレーム５、取り付け部６、からなり、キャスター１０が取り付けられる本体の移動を容易にするものである。
【００６３】
車輪１は、略円形で中央の車軸２を中心に回転できる。スウィングアーム３は、車輪１を挟むように構成された２つのアームからなり、両アームは一端を車輪１の車軸２に揺動可能に取り付けられ、他端をフレーム５の先端にある回転軸４に揺動可能に取り付けられている。フレーム５も、車輪１を挟むように構成され、車輪１の両側に配された２つの側部が上部で接続している。フレーム５は、この接続点となる上部にて、キャスター１０が取り付けられる本体と接合し、本体と車輪１とを、スウィングアーム３を介して接続させる。取り付け部６は、フレーム５を本体に取り付けるための部材である。
【００６４】
次に、キャスター１０が段差を乗越えるときの動作を図２を参照して説明する。キャスター１０が段差に衝突すると、キャスター１０の一番下に位置する車輪１が段差に接触し、車輪１は停止する。しかし、本体は慣性力により、前進しつづけようとするため、本体の荷重がかかっているフレーム５も、前方向へ動く。このフレーム５にかかった前向きの力は回転軸４にもかかり、スウィングアーム３の回転軸４側の端部にも前向きの力がかかる。この前向きの力を受けて、スウィングアーム３は車軸２を軸として、回転軸４が進行方向に移動するような方向Ｂに（図２では、反時計回りに）回転する。
【００６５】
その結果、回転軸４は斜め上に持ち上がり、特に回転軸４が、鉛直方向からの角度が４５°から９０°に進むときには上向きの力が大きく働く。言い換えれば、スウィングアーム３の回転により、前方向への慣性力が上向きに徐々に変換され、これにより、回転軸４に接続したフレーム５およびフレーム５が支えている本体に、上向きの力が徐々に加速しながら加えられる。このとき、車輪１に作用していた本体の荷重（下向きの力）は上向きの力によってキャンセルされて減少するため、車輪１が容易に段差に乗り上げられる状態になる。さらに、本体の重心が斜め上方向に移動するので、本体に車輪１が引っ張られ、キャスターが容易に段差を乗越える。
【００６６】
このように、キャスター１０は、スウィングアーム３により前向きの慣性力から上向きの力に緩やかに変化するので、衝撃を起こさずに段差を乗越えることができる。また、スウィングアームを用いないキャスターが前への推進力の分力によって段差を乗越えており、車輪の半径より高い段差を乗越える場合は分力が逆向きに作用して乗越えができなくなるのに対し、キャスター１０はどのような高さの段差であっても同様に上方向へ持ち上げる力が生じ、乗越えやすくなる。
【００６７】
なお、キャスター１０を勢いよく段差に衝突させた場合は、回転軸４が必要以上に斜め上方向に押され、図２の点線で示す軌跡のように振動しながら回転軸４が移動し、本体に振動が生じる場合がある。しかし、適切な速度、すなわち段差を乗越えられる最低限の速度付近で段差を通過すれば、実線で示す軌跡のように、段差の表面に沿って滑らかに移動する。
【００６８】
また、キャスター１０は、車体の上下動がスウィングアーム３の回転角度のsinに比例する。したがって、車輪停止時の体勢付近で上下動があまりなく、車体が最も低い位置となるバランス点近傍での荷重の上下動が緩やかで、荷重に対する悪影響が少ないという利点も有する。
【００６９】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態を図３を用いて説明する。なお、図３（ａ）がキャスター３０の側面図であり、（ｂ）が正面の断面図である。
【００７０】
本発明のキャスター３０は、車輪３１、車軸３２、スウィングアーム３３、回転軸３４、フレーム３５、取り付け部３６、安定部材（安定化手段）３７からなり、キャスター３０が取り付けられる本体の移動を容易にするものである。
【００７１】
車輪３１は、略円形で中央の車軸３２を中心に回転できる。スウィングアーム３３は、車輪３１を挟むように構成された２つのアームからなり、両アームは一端を車輪３１の車軸３２に取り付けられ、他端をフレーム３５の先端にある回転軸３４に揺動可能に取り付けられている。フレーム３５も、車輪３１を挟むように構成され、車輪３１の両側に配された２つの側部が上部で接続している。フレーム３５は、この接続点となる上部にて本体と接合し、本体と車輪３１とを、スウィングアーム３３を介して接続させる。取り付け部３６は、フレーム３５を本体に取り付けるための部材である。安定部材３７は、車輪３１の両側からフレーム５を貫通して、スウィングアーム３３に接するように配置された棒状の部材であり、スウィングアーム３３の揺動を抑えるものである。なお、スウィングアーム３３は、安定部材３７があたる箇所にくぼみ４１を有しており、安定部材３７からの押圧がされやすいようになっている。
【００７２】
安定部材３７は、ボール３８、ばね３９、カバー５９からなる。ボール３８は、スウィングアーム３３に接するように回転可能に配置され、スウィングアーム３３の揺動を抑える。なお、ボール３８が回転可能であることで、スウィングアーム３３を傷つけることを防げる。ばね３９は、車輪３１に向かってボール３８を押圧するように配置され、ボール３８をスウィングアーム３３のくぼみ４１に押さえつけ、かつ、ボール３８がくぼみ４１から外れた状態にもなるように構成されている。カバー５９は、ばね３９を保護するものである。
【００７３】
キャスター３０は、平坦路を移動するときは、車軸３２の真下に回転軸３４が位置し、安定部材３７は、この状態でスウィングアーム３３のくぼみ４１に押圧するように構成されている。この状態のキャスター３０では、走行速度の変化などによって、キャスター３０の重心が多少変化したとしても、ばね２９の押圧により安定部材３７がスウィングアーム３３のくぼみ４１にはまり込んでいるので、スウィングアーム３３の揺動は起こらず、揺動がロックされた状態となる。よって、平坦路では、スウィングアーム３３の揺動による本体の揺動は起こらず、従来のスウィングアームを持たないキャスターと同様の安定した走行となる。
【００７４】
一方、車輪３１が段差に当たると、キャスター３０は急停止して、本体の重みがかかっている回転軸３４に大きなの前向きの慣性力がかかり、スウィングアーム３３には車軸３２を中心として、時計回りに回転する力がかかる。スウィングアーム３３にこのような大きな力がかかると、ボール３８が回転し、スウィングアーム３３が安定部材３７の抑制力を外れて回転し、ボール３８がばね３９を外側に押しながらくぼみ４１からはずれる。このとき、スウィングアーム３３にかかっていたロックが外れることとなるので、実施の形態１と同様に、スウィングアーム３３は車軸３２を中心に右回転する。つまり、スウィングアーム３３の回転の力がばね３９の押圧力より大きい場合にのみスウィングアーム３３が揺動する。これにより、本体の慣性力の前向きのベクトルが上方向に変わり、本体が浮き上げられるので、車輪が階段を乗り上げやすくなる。
【００７５】
なお、安定部材３７のロックが外れるか否かはばね３９の押圧力による。よって、ばねの押圧力を調整して、段差に衝突した場合にのみスウィングアーム３３が揺動するようにすればよい。
【００７６】
〔実施の形態３〕
本発明の他の実施の形態を図４を用いて説明する。
【００７７】
図４は、本実施の形態のキャスター４０の正面の断面図である。キャスター４０は、スウィングアーム３３の揺動を抑制する構成を、図４に示すような、安定部材（安定化手段）４２としたものである。なお、前述した部品と同一の機能及び形状等を有する部品については、同一の符号を付す事でその詳細な説明を省略する。
【００７８】
安定部材４２は、ローラ４３、ローラ押さえ４４からなる。ローラ４３は、円筒状で曲面がスウィングアーム３３に接するように配置され、車輪３１の回転方向と垂直な方向にローラ回転が可能である。そして、ローラ４３により、スウィングアーム３３の揺動を抑える。ローラ押さえ４４は、車輪３１に向かってローラ４３の軸を押圧するように配置された板ばねであり、ローラ４３がスウィングアーム３３のくぼみ４１に押さえつけられ、かつ、ローラ４３がくぼみ４１から外れた状態にもなるように構成されている。なお、ローラ４３はフレーム５の外側にはめ込まれており、フレーム５の外壁に設置されたローラ押さえ４４によりローラ４３の軸を押圧している。
【００７９】
安定部材４２が備えられたキャスター４０は、平坦路を移動するときは、車軸３２の真下に回転軸３４が位置し、この状態で安定部材４２が、スウィングアーム３３のくぼみ４１に押圧するように構成されている。安定部材４２がくぼみ４１にはまった状態では、キャスター３０の走行速度の変化などによって、キャスター４０の重心が多少変化したとしても、スウィングアーム３３の揺動は起こらず、揺動がロックされた状態となる。よって、平坦路では、スウィングアーム３３の揺動による本体の揺動は起こらず、従来のスウィングアームを持たないキャスターと同様の安定した走行となる。
【００８０】
一方、車輪３１が段差に当たると、キャスター４０は急停止して、本体の重みがかかっている回転軸３４にはかなりの大きさの前向きの慣性力がかかり、スウィングアーム３３には車軸３２を中心として、時計回りに回転する力がかかる。スウィングアーム３３にこのような大きな力がかかると、ローラ４３が回転してスウィングアーム３３が安定部材４２の抑制力を外れて動き、ローラ押さえ４４が外側に押されて安定部材４２がくぼみからはずれる。このとき、スウィングアーム３３にかかっていたロックが外れることとなるので、実施の形態１と同様に、スウィングアーム３３は車軸３２を中心に右回転する。つまり、スウィングアーム３３の回転の力がローラ押さえ４４の押圧力より大きい場合にのみスウィングアーム３３が揺動する。これにより、本体の慣性力の前向きのベクトルが上方向に変わり、本体を浮き上がらせられるので、車輪３１が階段を乗り上げやすくなる。
【００８１】
なお、安定部材３７のロックが外れるか否かはローラ押さえ４４の押圧力による。よって、ローラ押さえ４４の押圧力を調整して、段差に衝突した場合にのみスウィングアーム３３が揺動するようにすればよい。
【００８２】
〔実施の形態４〕
本発明の他の実施の形態を図５を用いて説明する。
【００８３】
図５は、本実施の形態のキャスター４６の正面の断面図である。キャスター４６は、スウィングアーム３の揺動を抑制する構成として、図５に示すような、安定部材（安定化手段・振動減衰手段）４５を加えたものである。なお、前述した部品と同一の機能及び形状等を有する部品については、同一の符号を付す事でその詳細な説明を省略する。
【００８４】
安定部材４５は、摩擦力を発生させる材料（例えばゴム系の材料、アスベストをフェノール樹脂で固めた材料、あるいは、一般の摩擦ブレーキに使用されている摩擦板の材料など）からなる部材で、車軸３２の真下に回転軸３４が位置している状態で、スウィングアーム３３に当接するように、フレーム５の内側に配置される。または、安定部材４５がスウィングアーム３３にフレーム５と当接するように備えられていても良い。
【００８５】
安定部材４５を備えたキャスター４６が平坦路を移動するときは、車軸２の真下に回転軸３４が位置し、安定部材４５はスウィングアーム３に当接するので、キャスター４６の走行速度の変化などによって、キャスター４６の重心が多少変化したとしても、スウィングアーム３の揺動は起こらず、揺動がロックされた状態となる。よって、平坦路では、スウィングアーム３の揺動による本体の揺動は起こらず、従来のスウィングアームを持たないキャスターと同様の安定した走行となる。
【００８６】
一方、車輪１が段差に当たると、キャスター４６は急停止して、本体の重みがかかっている回転軸４にはかなりの大きさの前向きの慣性力がかかり、スウィングアーム３には車軸２を中心として、回転する力がかかる。スウィングアーム３にこのような大きな力がかかり、安定部材４５の摩擦力に抗してスウィングアーム３が動くと、スウィングアーム３が安定部材４５の配されて位置からずれる。このとき、スウィングアーム３にかかっていたロックが外れることとなるので、実施の形態１と同様に、スウィングアーム３は車軸２を中心に回転する。これにより、本体の慣性力の前向きのベクトルが上方向に変わり、本体を浮き上がらせられるので、車輪１が階段を乗り上げやすくなる。
【００８７】
また、安定部材４５は、段差乗り上げ後の振動の減衰を早める効果もある。つまり、乗り上げ後は、車軸２の真下に回転軸４が位置する状態に戻るので、再び安定部材４５がスウィングアーム３の揺動を抑える働きをする。このとき、安定部材４５が振動のエネルギーを摩擦熱として吸収するので、車輪１の振動が減衰する。
【００８８】
なお、安定部材４５のロックが外れるか否かは安定部材４５の摩擦力による。よって、安定部材４５の摩擦力を調整して、段差に衝突した場合にのみスウィングアーム３３が揺動するようにすればよい。
【００８９】
〔実施の形態５〕
本発明の他の実施の形態を図６を用いて説明する。図６（ａ）は、本実施の形態のキャスターの側面図であり、図６（ｂ）は正面の断面図である。なお、前述した部品と同一の機能及び形状等を有する部品については、同一の符号を付す事でその詳細な説明を省略する。
【００９０】
車輪３１はスウィングアーム３３に回転可能に軸支されているので、段差を越えるときにフレーム５が持ち上がったとしても、スウィングアーム３３の回転軸３４が車軸３２の上に位置して、車輪３１がフレーム５から垂れ下がった状態となり、段差を乗越えにくくなる。
【００９１】
本実施の形態は、これを防ぐために、実施の形態３のキャスター３０にばね（保持手段）４９を取り付けたものである。ばね４９は、図６に示す位置に取り付けられている。すなわち、スウィングアーム３３の車軸３２に接続している側の端部にばね掛け４７を設け、停止状態のときにその真上にあたるフレーム５の内側にばね掛け４８を設け、この間にばね４９が設けられている。これによれば、ばね４９の働きにより、車輪１が常に本体に向かって引っ張り上げられるので、キャスターが持ち上げられても車輪３１が垂れ下がらない。
【００９２】
また、振動を減衰させるために、図７のように、フレーム３５の上端の支点５７と、スウィングアーム３３の回転軸３４近傍に設けられた支点５８との間にダンパー（振動減衰手段）５１を設けても良い。
【００９３】
ダンパー５１は、図７（ｃ）に示されるとおり、油（流体）が満たされているシリンダ部９０と、シリンダ部９０に出入可能に挿入されるピストン部９１とからなる。ダンパー５１はシリンダ部９０側の端部を支点５７にて、ピストン部９１側の端部を支点５８にて支持される。
【００９４】
なお、ピストン部９１の、常にシリンダ部９０内に位置する部分には、小穴９２を有するオフィリス９３を設けている。これにより、支点５７と支点５８との距離を変化させる力（離れる方向、近づく方向の両方）が働いても、ダンパー５１が抵抗力を発生させながら伸縮するので、振動が緩和される。すなわち、ダンパー５１が伸縮するには、ピストン部９１をシリンダ部９０内で移動させる必要があり、この移動のためには油が小穴９２を通過しなければならない。そして、油が子穴９２を通過するときに抵抗力が生じる。したがって、ダンパー５１の伸縮に抵抗力が働くこととなり、スウィングアーム３３の振動を減衰させることができるのである。
【００９５】
より具体的には、振動によりスウィングアーム３３が揺動すると、支点５７と支点５８との距離が変化する。距離が長くなる場合は、ピストン部９１がシリンダ部９０内を下方向Ｄに移動する力が生じ、油が小穴９２を通って下から上へ移動する。そして、油が子穴９２をとおるときに生じた抵抗力分だけ振動が吸収、緩和される。一方、支点５７と支点５８との距離が短くなる場合は、ピストン部９１がシリンダ部９０内を上方向Ｆに移動する力が生じ、油が小穴９２を通って上から下へ移動する。このときも、油が子穴９２をとおるときに生じた抵抗力分だけ振動が減衰する。
【００９６】
このように、ダンパー５１を設けていれば、ダンパー５１が伸縮運動するときに抵抗力が発生するので、伸縮運動が緩和され、振動が減衰する。
【００９７】
〔実施の形態６〕
本発明の他の実施の形態を図８を用いて説明する。なお、前述した部品と同一の機能及び形状等を有する部品については、同一の符号を付す事でその詳細な説明を省略する。
【００９８】
図８は、本実施の形態のキャスターの側面図である。本実施の形態は、車輪３１の垂れ下がりを防ぐ別の方法として、ストッパを形成する方法である。すなわち、フレーム３５にストッパ（保持手段）５６を、スウィングアーム３３の側面にストッパ（保持手段）５５を設け、これらの係合によりスウィングアーム３３の揺動角度を制限する。
【００９９】
例えば、フレーム３５の下端にストッパ５６を設け、停止状態のときにスウィングアーム３３の進行方向後ろ側となる側面にストッパ５５を設ける。そして、フレーム３５が鉛直方向に向き、スウィングアーム３３の回転軸３４が車軸３２に対して進行方向にある状態のときにストッパ５０とストッパ５５とが係合するようにする。これにより、スウィングアーム３３が図８における反時計回りに回転をしたときに、回転軸３４が車軸より低い位置から高い位置になる揺動が止められる。したがって、スウィングアーム３３は、平端路走行時の、車軸３４が回転軸３２の真上にある位置から、車軸３４の前方に回転軸３２がある位置までしか回動できなくなる。よって、キャスターが持ち上げられても車輪３１が垂れ下がらない。
【０１００】
〔実施の形態７〕
キャスター１０を前輪として用いた車椅子２０を図９に示す。
【０１０１】
車椅子２０は、椅子２１、レバー２２、足２３、後輪２４、キャスター１０からなる。椅子２１は、患者が座るためのものであり、椅子２１の背に同伴者が押しやすいようにレバー２２が設置されている。椅子の両側には大型の後輪２４が設けられ、後輪２４の回転により車椅子２０を移動できる。また、キャスター１０は、車椅子２０が安定するように椅子２１の前側の下に取り付けられるものであり、足２３は、キャスター１０と椅子２１とを接続するものである。
【０１０２】
車椅子２０は、前輪としてキャスター１０が取り付けられているので、段差や階段の乗り上げが容易になる。なお、後輪２４は直径がはるかに大きいので、ほとんどの段差を容易に乗越えられる。
【０１０３】
〔実施の形態８〕
本発明のキャスターを用いたキャリーバッグ８０を図１０に示す。
【０１０４】
キャリーバッグ８０は、バック８１、車輪８２・８３、クランク８４、手持ち部８５からなる。バッグ８１は上部に手持ち部８５が設置されており、使用者が押しやすいようになっている。バッグ８１の両側には車輪８２・８３が設けられており、車輪８２・８３の回転によりキャリーバッグ８０を移動させる。また、クランク８４は、端部（スウィングアーム）８６が車輪８２・８３の車軸８９に回転可能に結合しており、支持部（支持構造）８７がフッ素樹脂製ブッシュ８８によりバッグ８１と結合している。また、端部８６は支持部８７の両端から直角に曲がって続いており、さらにもう一度直角に曲がって車軸に接続している。そして、クランク８４は停止状態では端部８６が支持部８７よりも上となるように位置している。なお、スウィングアームの回転軸は、クランク８４の支持部８７と端部８６との接続点にあたる。
【０１０５】
このような構成により、クランク８４の端部８７がスウィングアームとして機能する。すなわち、キャリーバッグ８０が段差を乗越えるとき、車輪８２・８３が段差に接触し、車輪８２・８３は停止する。しかし、バッグ８１は慣性力により、前進しつづけようとするため、クランク８４の支持部８７も前方向へ動く力がかかる。よって、クランク８４が車軸を中心として、車軸８９と支持部８７とが同じ高さとなる方向に回転する。
【０１０６】
その結果、支持部８７およびバッグ７１は進行方向斜め上に持ち上がる。このとき、車輪８２・８３に作用していたバッグ８１の荷重（下向きの力）は上向きの力によってキャンセルされて減少するため、車輪８２・８３が容易に段差に乗り上げられる状態になる。さらに、バッグ８１が斜め上方向に移動するので、バッグ８１に車輪８２・８３が引っ張られ、キャスターが容易に段差を乗越える。
【０１０７】
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１０８】
また、本発明は、以下の構成とすることもできる。
【０１０９】
車輪と、車輪を回転支持する車軸と、荷重を車軸に伝える支持構造とから構成されるキャスターにおいて、車輪を回転支持する車軸と荷重を車軸に伝える支持構造との間にリンクを介在させ、荷重がリンクを介して車軸に伝わるように構成し、かつこのリンクの車軸に対する回転範囲に垂直下向き、すなわち支持構造が最も低くなる位置の近傍を含んでいることを特徴とする第１のスイング式キャスター
第１のキャスターを備えた車椅子
第１のキャスターにおいて、アームの振動を減衰する手段を設けたことを特徴とする第２のスイング式キャスター。
【０１１０】
第１のキャスターにおいて、アームの揺動範囲を制限する手段を設けたことを特徴とするスイング式キャスター。
【０１１１】
第１のキャスターにおいて、車輪を上方に持ち上げるばねを設けたことを特徴とするスイング式キャスター。
【０１１２】
第１のキャスターにおいて、大きな外力が作用すると外れる機能を有した位置保持手段を用いて車輪を上方位置に保持することを特徴とするスイング式キャスター。
【０１１３】
第２のキャスターにおいて、アームの振動を減衰する手段が摩擦要素であることを特徴とするスイング式キャスター
第２のキャスターにおいて、アームの振動を減衰する手段がダンパーであることを特徴とするスイング式キャスター。
【実施例１】
【０１１４】
実施の形態１のキャスター１０（実施例）と、図１５に示す従来のキャスター７０（比較例）について、その性能を比較した実験を示す。
【０１１５】
それぞれの、詳細な設計を説明すると、キャスター１０のスウィングアーム３の長軸方向の長さｒが０．０４５ｍ、車輪１の半径Ｒが０．０６２５ｍであり、キャスター１０の全重量Ｍは０．１ｋｇである。なお、本実験では、キャスターの取り付け部６には３．９ｋｇの荷重がかかるように本体を取り付けている。一方、キャスター７０は、車輪７１の半径が０．０６２５ｍであり、キャスター全体の重量が４．０ｋｇとなっている。
【０１１６】
〔限界初速度の解析〕
実施の形態１のキャスター１０（実施例）を用いて、条件をいろいろ変えてキャスターが段差を乗越えていく際の動きを解析し、段差乗越えの可、不可や、動的挙動を評価した。その結果、図１１に示すように、段差乗上げにはスウィングアーム３の角度により初期(I)・中期(II)・後期(III)の３つの段階がある事がわかった。そして、それぞれの段階について下記の運動方程式(1)〜(3)を求めた。
【０１１７】
【数１】
2006027520.tif 000003
【０１１８】
なお、ここでは、ｒはスウィングアーム３の長さを、Ｒは車輪の半径を、ｇは重力加速度を、θはスウィングアームの回転角度を、φは段差のエッジと車軸を結ぶ線の鉛直方向からの角度を、ｍは荷重を、Ｍは車輪の重量を、ｈは段差の高さを、ｘは水平方向の移動距離を示している。また、式中の記号のサフィックスは前記の初期（Ｉ）、中期（II）、後期（III）に対応するものである。
【０１１９】
この運動式を、データ解析ソフトＭＡＴＬＡＢ（Ｍａｔｈｗｏｒｋｓ社製）を用いて解析し、フレーム５とスウィングアーム３の結合点４の移動軌跡を求めたところ、図１１のように、車輪の移動速度が大きい場合点線の軌跡を、車輪の移動速度が小さい場合は実線のような軌跡を描くことがわかった。つまり、キャスター１０を勢いよく段差に衝突させた場合は、振動しながら回転軸４が移動し、本体に振動が生じる場合がある。しかし、適切な速度、すなわち段差を乗越えられる最低限の速度で段差を通過すれば、実線で示す軌跡のように、段差の表面に沿って滑らかに移動するといえる。
【０１２０】
次に、上記の運動方程式を利用して、キャスター１０とキャスター７０とについて、段差の高さ０．００５ｍ〜０．０３ｍにおいて、この段差を超えるのに必要な最低限の初速度（限界初速度）との関係をシミュレートした。このとき、車輪が段差に衝突するときの速度（段差進入速度）を０．０１ｍ／ｓずつ上げていき、段差を確実に通過する最も低い段差進入速度を決定して、これを限界初速度とした。結果を図１２に示す。
【０１２１】
これによれば、比較例のキャスター７０は段差が０．０２ｍで限界初速度１ｍ／ｓであり、これを越えると段差０．０２５ｍでは限界初速度１．５ｍ／ｓ、段差０．０３では３ｍ／ｓと急激に限界初速度が上がっていった。一方、本発明の実施例のキャスター１０は、段差０．００５ｍから０．０３ｍに至るまで、徐々に限界初速度があがっていくものの、１ｍ／ｓを越えることはなかった。
【０１２２】
よって、本発明の揺動アーム３を有するキャスターが、段差の乗り上げを効果的に補助していることがわかった。
【０１２３】
〔衝撃比較実験〕
図１３に示す実験装置を用いて、キャスター１０とキャスター７０に段差を通過させ、時間ごとに車体荷重のかかる点の軌跡を検出し、その衝撃の大きさを比較した。
【０１２４】
まず、実験装置の構成を説明する。実験装置は、レール６６と、レール６６にローラを介して支持される測定部６７と、測定部６７とキャスター１０またはキャスター７０とを接続する支持柱６８とを備えている。また、キャスター１０・７０は、取り付け部６・７３に荷重６９を搭載しており、この荷重と支持柱６８とが接続している。
【０１２５】
キャスター１０・７０を走行させると、支持柱６８および測定部６７が追従して動き、測定部６７が時間毎に位置を観測し、その位置の変動を解析することで、段差乗り上げ時のキャスター１０・７０の加速度を測定する。この加速度の変化が激しいと、キャスター１０・７０に生じる振動が大きいと言える。
【０１２６】
実施例のキャスター１０と従来例のキャスター７０の段差乗り上げ時の車体の加速度の変化、すなわち衝撃の大きさを図１４に示す。なお、図１４の横軸は段差乗越え時を０とした経過時間を示しており、縦軸が加速度を示している。
【０１２７】
図１４によれば、従来例のキャスター７０は、段差乗越えの０．２５秒後に加速度がピークとなり、このときの加速度は１２０ｍ／ｓ２を超える。しかし、本実施例のキャスター１０は、ピークの加速度でも６０ｍ／ｓ２より大きくならず、従来のキャスター７０と比較して加速度が半減しており、段差乗越え時の振動が大幅に軽減されることがわかった。
【０１２８】
その理由は、前述したように、図１５示すキャスター７０は、段差衝突時に急激に上向きに衝撃力が発生するためである。一方、実施例のスウィング式キャスターではゆっくり力の方向が変わるので、衝撃が少ない。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
本発明のキャスターは、簡単に段差を乗越えることができ、キャスターを取り付ける本体が、段差乗越え時に振動しないので、車椅子の前輪、台車、キャリーバッグなどのキャスターに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】本発明の実施形態にかかるキャスターを示す図面であり、（ａ）が側面図を、（ｂ）が断面図を示す。
【図２】図１のキャスターが段差を乗り上げる様子を示す図面である。
【図３】本発明の他の実施形態にかかるキャスターを示す図面であり、（ａ）が側面図を、（ｂ）が断面図を示す。
【図４】本発明の他の実施形態にかかるキャスターを示す断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態にかかるキャスターを示す断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態にかかるキャスターを示す図面であり、（ａ）が側面図を、（ｂ）が断面図を示す。
【図７】本発明の他の実施形態にかかるキャスターを示す図面であり、（ａ）が側面図を、（ｂ）が正面図を、（ｃ）がダンパーの断面図を示す。
【図８】本発明の他の実施形態にかかるキャスターを示す側面図である。
【図９】本発明の実施の形態にかかる車椅子を示す側面図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係るキャリーバッグを示す正面図である。
【図１１】図１のキャスターが段差を乗越えるときの動作を示す図面である。
【図１２】図１のキャスターを用いて段差乗越えの限界初速度を求めた結果示す図面である。
【図１３】キャスターの振動を測定するための実験装置を示す図面である。
【図１４】図１のキャスターを用いて、段差乗越え時のキャスターの振動を測定した実験結果である。
【図１５】従来技術のキャスターを示す側面図である。
【図１６】図１５のキャスターが段差を乗越えるときの様子を示した図面である。
【図１７】他の従来技術のキャスターを示す側面図である。
【符号の説明】
【０１３１】
１    車輪
２    車軸
３    スウィングアーム
４    回転軸
５    フレーム
６    取り付け部（取り付け手段）
１０  キャスター
２０  車椅子
３０  キャスター
３１  車輪
３２  車軸
３３  スウィングアーム
３４  回転軸
３５  フレーム（支持構造）
３６  取り付け部（取り付け手段）
３７  安定部材（安定化手段）
４０  キャスター
４２  安定部材（安定化手段）
４５  安定部材（安定化手段、振動減衰手段）
４６  キャスター
４９  ばね（保持手段）
５５  係止手段
５６  係止手段
５１  ダンパー（振動減衰手段）
【図１】
2006027520.tif 000004
【図２】
2006027520.tif 000005
【図３】
2006027520.tif 000006
【図４】
2006027520.tif 000007
【図５】
2006027520.tif 000008
【図６】
2006027520.tif 000009
【図７】
2006027520.tif 000010
【図８】
2006027520.tif 000011
【図９】
2006027520.tif 000012
【図１０】
2006027520.tif 000013
【図１１】
2006027520.tif 000014
【図１２】
2006027520.tif 000015
【図１３】
2006027520.tif 000016
【図１４】
2006027520.tif 000017
【図１５】
2006027520.tif 000018
【図１６】
2006027520.tif 000019
【図１７】
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