(57)【要約】【課題】直進性の向上と、段差乗り越え能力を向上させた車椅子前輪用キャスターを提供することを課題とする。【解決手段】  所定の回転軸を中心に回転するキャスター車輪と、前記回転軸を中心に回転する補助車輪ア−ムと、該補助車輪ア−ムは端部に更に回転軸を有し、該回転軸を中心に回転する前記キャスター車輪より小さな径を有する補助車輪と、前記補助車輪を地面に付勢するためのバネ部材とからなる構成とし、キャスター車輪の偏心量を小さくし、該キャスター車輪の径を大きくしたことを特徴とする前輪キャスターを具備した車椅子。【選択図】図１
2011156044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の回転軸を中心に回転するキャスター車輪と、前記回転軸を中心に回転する補助車輪ア−ムと、該補助車輪ア−ムは端部に更に回転軸を有し、該回転軸を中心に回転する前記キャスター車輪より小さな径を有する補助車輪と、前記補助車輪を地面に付勢するためのバネ部材とからなることを特徴とする車椅子用前輪キャスター。
【請求項２】
前記 キャスター車輪の直径に対する、前記キャスター車輪の回転軸とキャスター軸間の水平距離の比を１５％以下としたことを特徴とする請求項１記載の車椅子用前輪キャスター。
【請求項３】
請求項１又は、請求項２記載の車椅子用前輪キャスターを具備した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、車椅子用前輪キャスター及び車椅子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
舵取りとして前輪に自在キャスターを使用している車椅子の屋外の走行は大きく分けて二つの問題がある。
一つは蛇行し直進性が悪いこと。二つにはわずかな段差でも、乗り越えが困難であること。
従来技術を図１３、図１４、図１５−ａ、図１５−ｂ、図１６−ａ、図１６−ｂ、図１６−ｃ、図１６−ｄ、図１７−ａ、図１７−ｂ、図１７−ｃ、図１７−ｄ、図１７−ｅ、図１７−ｆ、図１８−ａ、図１８−ｂ、図１８−ｃ、図１８−ｄ、図１９−ａ及び図１９−ｂにより説明する。
【０００３】
図１３は従来技術の車椅子３０の前輪キャスター１２０取付図である。該前輪キャスター１２０は図１３の車椅子３０の側部肘掛から下がるフレ−ム３０ａにキャスター軸１３０を固定されている。キャスター車輪１４０はキャスター軸１３０を中心に水平面を自由に旋回できる
【０００４】
図１４は図１３のＥ部拡大図であり、前記前輪キャスター１２０の構造図である。
直径Ｄ２のキャスター車輪１４０は、キャスター軸１３０と水平距離Ｌ４の偏心がある。ゴム又は樹脂のタイヤのキャスター車輪１４０はキャスター軸１３０を中心に水平面を自由に旋回できる
【０００５】
自走式、及び介護用の車椅子のキャスター車輪直径Ｄ２は１３０ｍｍ（５ｉｎ）〜１８０ｍｍ（７ｉｎ）である。キャスター車輪直径Ｄ２に対する、キャスター車輪の偏心Ｌ４の比、偏心率Ｅ２はおよそ０．３である。
キャスターメーカーＡ社のキャスター車輪直径１００から２００の間の偏心率Ｅ２は０．２７〜０．３３であり、キャスターメーカーＢ社のキャスター車輪直径１００から２００の間の偏心率Ｅは０．２８〜０．３５であった。
【０００６】
［直進性が悪いことについて］
【０００７】
図１４のように、キャスター軸１３０とキャスター車輪１４０の走行面の接地点Ｐ３とに、偏心による水平距離Ｌ４があるので、前記キャスター軸１３０が車椅子の移動により動くと、前記キャスター車輪１４０は前記キャスター軸１３０の進行方向に合わせ首を振り、追随する。  
【０００８】
図１８−ａは後輪４０l,４０r及び前記キャスター車輪１４０l,１４０rの直進状態を示す、図１８−ｂは前記後輪４０l,４０r及び前記キャスター車輪１４０l,１４０rの旋回状態を示す。前記後輪４０l,４０r及び前記キャスター車輪１４０l,１４０rの４輪が同時に走行面に接地できる平面であれば、図１８−ａ、図１８−ｂのように車椅子は直進及び旋回も蛇行なく走行できる。
【０００９】
しかし、一般歩道の走行では、路面の凸凹や小刻みな斜面の変化の繰り返しによって、前記キャスター車輪１４０が進行方向とは異なる方向に首振りし、車椅子に前進の力を与えるだけでは車椅子は進行方向からそれて蛇行してしまう。
【００１０】
直進性が悪く、蛇行する原因は主に２つある。
【００１１】
一つには、キャスター車輪が走行方向と無関係に自由に旋回できる状態が発生するからである。
【００１２】
図１５−ａ及び図１５−ｂにて説明する。
キャスター車輪１４０l,１４０rが進行方向と異なる方向に首振りするのは、左右の前輪キャスター１２０l,１２０rが独立で自由に旋回できる構造であり、そして、前記後輪４０l,４０r及び前記前輪キャスター１２０l,１２０rの取り付け高さが固定されており、図１５−ａ及び図１５−ｂに示すように前記キャスター車輪１４０rの一輪だけ浮いているか、逆に走行面が凹んでいると、該キャスター車輪１４０rが走行方向と無関係に自由に旋回できる状態になるからである。そして該キャスター車輪１４０rが、再度接地した斜面に進行方向の直角断面に傾きがあると、該キャスター車輪１４０rは傾きに応じて、首を振り、蛇行のはじめとなるのである。
【００１３】
二つには、キャスター車輪が進行方向直角断面の傾斜に倣うからである。
【００１４】
進行方向への直角断面が水平でなく片側に傾斜している場合も蛇行する。
図１６−ａ及び図１６−ｂについて説明する。図１６−ｂにおいて、前輪キャスター１２０のキャスター車輪１４０は紙面表側に下がる傾斜を持つ上り坂を進んでいる。
車椅子３０の重量をキャスター軸１３０が受けて、進行方向（上り坂）の直角断面の傾斜（図１６−ｂの紙面手前に下がる）に倣おうとして発生する、キャスター車輪１４０の接地点Ｐ３を中心として半径Ｌ４の位置に発生する、キャスター軸を回そうとする力Ｍ３ａによって、キャスター車輪１４０は時計回り方向に舵取りし、蛇行が始まる。
蛇行を防ぐには、自走式の車椅子の場合は、人力で駆動する後輪４０のハンドリングに蛇行と逆方向に舵取りする力Ｍ４ａを与え、Ｍ３ａとＭ４ａの力を相殺する。介護者用車椅子では、図１３の押し手１５０に時計回りの力が伝わるので、押し手に逆回しの力を与えて蛇行を防ぐ。
【００１５】
図１６−ｃ及び図１６−ｄについて説明する。図１６−ｄにおいて、前輪キャスター１２０のキャスター車輪１４０は紙面表側に下がる傾斜を持つ下り坂を進んでいる。
車椅子３０の重量をキャスター軸１３０が受けて、進行方向（下り坂）の直角断面の傾斜（図１６−ｄの紙面手前に下がる）に倣おうとして発生する、キャスター車輪１４０の接地点Ｐ３を中心として半径Ｌ４の位置に発生する、キャスター軸を回そうとする力Ｍ３ｃによって、キャスター車輪１４０は時計回り方向に舵取りし、蛇行が始まる。
蛇行を防ぐには、自走式の車椅子の場合は、人力で駆動する後輪４０のハンドリングに蛇行と逆方向に舵取りする力Ｍ４ａを与え、Ｍ３ａとＭ４ａの力を相殺する。介護者用車椅子では、図１３の押し手１５０に時計回りの力が伝わるので、押し手に逆回しの力を与えて蛇行を防ぐ。
【００１６】
［わずかな段差でも、乗り越えが困難であることについて］
主な原因は二つである。
【００１７】
一つには身近にある段差に比べ、車輪径が小さいためである。
【００１８】
図１７−ｂはキャスター車輪１４０の直径Ｄ２  １８０ｍｍの前輪キャスター１２０が段差２３ｍｍを乗り越えようと、車椅子の前進に連れて、キャスター車輪がわずかに浮き上がった図である。
このときのキャスター車輪１４０が段差に接触する角度Ｋ７は４２度になり、上り勾配８．９/１０に相当する坂を上る力が一時的に必要となる。自走式では車椅子に勢いをつければ、乗り越えられないことはない高さであるが、車椅子の重心が段差に比べだいぶ高いところにあるので、搭乗者が放り出される危険性がある。介護者用の車椅子は前記前輪キャスター１２０を持ち上げて乗り越えなければ危険である。
【００１９】
図１７−ｂ、図１７−ｃ、及び図１７−ｄについて説明する。図１７−ｂはキャスター車輪１４０直径Ｄ２  １８０ｍｍの前輪キャスター１２０が段差２３ｍｍを乗り越始の図であり、図１７−ｃは乗り越え途中の図であり、図１７−ｄは乗り越え終了近くの図である。図１７−ｂ、図１７−ｃ、及び図１７−ｄについていえることは、Ｋ７>Ｋ８>Ｋ９ということで、キャスター車輪１４０が段差に始めに接触する角度が最大で、キャスター車輪１４０の段差乗り越えの程度に応じて、キャスター車輪１４０が段差に接触する角度が減って、段差を乗り越え終わったときには０度になる。つまり、段差乗り越えは、乗り越え始めに最大抵抗があるということであり、このとき最大の力が必要ということである。
【００２０】
図１７−ｅは段差４６ｍｍである、これは乗り越えられない。車輪直径Ｄ２  １８０ｍｍのキャスター車輪１４０が接触する角度Ｋ１０は６１度になり、上り勾配１．８/１０に相当する。
図１７−ｆは段差１１．５ｍｍである、これは乗り越え容易である。車輪直径Ｄ２  １８０ｍｍのキャスター車輪１４０が接触する角度Ｋ１１は３１度になり、上り勾配６/１０に相当する。
【００２１】
二つには、段差に当たった瞬間に段差の面又は角に合わせて、前記キャスター車輪１４０が首を振ることがあるからである。
【００２２】
図１４に示すように、該キャスター車輪１４０はキャスター軸１３０とＬ４の偏心がある。この偏心Ｌ４により該キャスター車輪１３０はキャスター軸の進む方向に首を振って追随できるが、ある段差以上になるできなくなってしまうのである。
【００２３】
図１７−ａにおいて、前記キャスター軸１３０の軸心の直下で前記キャスター車輪１４０と接触点Ｐ４で接触する段差Ｔがあったとき、該キャスター車輪１４０が段差に衝突しこれを乗り越えようと該キャスター車輪１４０の重心が段差に移動しようとしたとき、キャスター車輪１４０の走行面との接地点Ｐ３はなくなる。
該キャスター車輪１４０の接触点はＰ４だけになり、キャスター軸１２０と接触点Ｐ４との水平距離は０になり、該キャスター車輪１４０の進行方向への追随する能力は０になる。
ちなみに該キャスター車輪１４０の車輪径Ｄ２が１８０ｍｍのとき、上記接触点Ｐ４で接触する段差は約２３ｍｍである。
【００２４】
図１８−ｃ及び図１８−ｄは後輪４０l,４０r及キャスター車輪１４０l,１４０rの直進状態を示す。
図１８−ｃの上半分の図は前記キャスター車輪１４０lが車椅子の進行方向への追随する能力を維持しながら、進行方向に角度Ｋ１２を持った段差Ｔの障害物lに衝突しようとする図である。そして、図１８−ｃの下半分の図は該キャスター車輪１４０rが車椅子の進行方向への追随する能力を失い（該キャスター車輪１４０rが走行面から離れたとき起こる）、首を振った状態で進行方向に直角な、段差Ｔの障害物rに衝突しようとする図である。
【００２５】
図１８−ｄは上述の前記キャスター車輪１４０lと１４０rが、障害物lと障害物rとにそれぞれ衝突し、曲げる力を受けて前記前輪キャスター１２０が首を振り、前進できなくなった図である。
【００２６】
図１９−ａと図１９−ｂはマンション外廊下の雨水排水溝にはまった前輪キャスターの図である。前輪キャスター１２０は溝の上で、片側のキャスター車輪１４０だけ浮いていると勝手に旋回し、浅く狭い溝でもはまりやすい。溝は勢いをつけて渡れないので、浅くてもキャスター車輪直径の１/２以上の溝幅があると、通過が困難になる。
図に示してある溝の大きさは、幅Ｌ３約１２０ｍｍ深さＨ１約３０ｍｍである。キャスター車輪１２０の車輪直径Ｄ２  １８０ｍｍのとき、キャスター車輪１２０と溝の角との接触角Ｋ１３は４１度で上り勾配９/１０に相当し、越えられぬ溝の大きさである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
直進性の向上と段差乗り越え能力を向上させた、前輪用キャスターを具備した車椅子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
所定の回転軸を中心に回転するキャスター車輪と、前記回転軸を中心に回転する補助車輪ア−ムと、該補助車輪ア−ムは端部に更に回転軸を有し、該回転軸を中心に回転する前記キャスター車輪より小さな径を有する補助車輪と、前記補助車輪を走行面に付勢するためのバネ部材とからなる構成とし、キャスター車輪の偏心量を小さくし、該キャスター車輪の径を大きくしたことを特徴とする前輪キャスターを具備した車椅子。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の前輪用キャスター５０は、バネ部材１，２で前記補助車輪９０を走行面に付勢しているので、キャスター車輪７０が走行面から離れた時の勝手な旋回を防ぎ、また、走行面の傾斜の変化による影響の首振りを小さくできるので特段に直進性を向上させることができる。そして、前記キャスター車輪７０の偏心Ｌ１を小さくし、キャスター車輪の旋回範囲が小さくなる分、車輪径を大きくできるので、車輪径を３００ｍｍ余にすることができ、段差乗り越え能力は向上する。また、車輪径を大きくしたので、空気圧タイヤを装備することができ、段差乗り越え能力はさらに向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例１の車椅子用前輪キャスター及び車椅子の全体構成図
【図２−ａ】図１のＡ矢視車輪部抜粋図（車椅子直進時の後輪、前輪キャスターの状態）
【図２−ｂ】図１のＡ矢視車輪部抜粋図（車椅子旋回時の後輪、前輪キャスターの状態）
【図３】図１のＢ部拡大図
【図４】本発明の実施例２の空気圧タイヤを装備した車椅子用前輪キャスター
【図５−ａ】前輪キャスター凸凹面の走行の図（片車輪が浮き上がった状態）
【図５−ｂ】前輪キャスター凸凹面の走行の図（片車輪の走行面が凹んでいる状態）
【図６−ａ】前輪キャスター上り坂の図（平面）
【図６−ｂ】前輪キャスター上り坂の図（側面）
【図６−ｃ】前輪キャスター下り坂の図（平面）
【図６−ｄ】前輪キャスター下り坂の図（側面）
【図７−ａ】前輪キャスターと段差の図（１）
【図７−ｂ】前輪キャスターと段差の図（２）
【図７−ｃ】前輪キャスターと段差の図（３）
【図７−ｄ】前輪キャスターと段差の図（４）
【図７−ｅ】前輪キャスターと段差の図（５）
【図７−ｆ】前輪キャスターと段差の図（６）
【図８−ａ】空気圧タイヤを装備した前輪キャスターと段差の図（１）
【図８−ｂ】空気圧タイヤを装備した前輪キャスターと段差の図（２）
【図８−ｃ】空気圧タイヤを装備した前輪キャスターと段差の図（３）
【図８−ｄ】空気圧タイヤを装備した前輪キャスターと段差の図（４）
【図９−ａ】前輪キャスター溝通過の図（１）
【図９−ｂ】前輪キャスター溝通過の図（２）
【図９−ｃ】前輪キャスター溝通過の図（３）
【図１０】図３のＣ矢視拡大図
【図１１】図３のＤ矢視拡大図
【図１２】図３のＣ矢視要部断面拡大図（キャスター車輪回転軸及び補助車輪回転軸の断面）
【図１３】従来技術の車椅子の前輪キャスター取り付け状態図
【図１４】図１３のＥ部拡大図
【図１５−ａ】前輪キャスターの凸凹面の走行の図（片車輪が浮き上がった状態）
【図１５−ｂ】前輪キャスターの凸凹面の走行の図（片車輪の走行面が凹んでいる状態）
【図１６−ａ】前輪キャスターと上り坂の図（平面）
【図１６−ｂ】前輪キャスターと上り坂の図（側面）
【図１６−ｃ】前輪キャスターと下り坂の図（平面）
【図１６−ｄ】前輪キャスターと下り坂の図（側面）
【図１７−ａ】前輪キャスターと段差の図（１）
【図１７−ｂ】前輪キャスターと段差の図（２）
【図１７−ｃ】前輪キャスターと段差の図（３）
【図１７−ｄ】前輪キャスターと段差の図（４）
【図１７−ｅ】前輪キャスターと段差の図（５）
【図１７−ｆ】前輪キャスターと段差の図（６）
【図１８−ａ】図１３のＦ矢視車輪部抜粋図（車椅子直進時の後輪、前輪キャスターの状態）
【図１８−ｂ】図１３のＦ矢視車輪部抜粋図（車椅子旋回時の後輪、前輪キャスターの状態）
【図１８−ｃ】図１３のＦ矢視車輪部抜粋図（車椅子直進時、前輪キャスターと障害物の位置関係）
【図１８−ｄ】図１３のＦ矢視車輪部抜粋図（車椅子直進時、前輪キャスターが障害物に当たり首を振った状態）
【図１９−ａ】前輪キャスターと溝の図（１）
【図１９−ｂ】前輪キャスターと溝の図（２）
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の実施例１と実施例２について図面を使って詳細に説明する。
【実施例１】
【００３２】
本発明の実施例１を図１、図２−ａ、図２−ｂ、図３、図５−ａ、図５−ｂ、図６−ａ、図６−ｂ、図６−ｃ、図６−ｄ、図７−ａ、図７−ｂ、図７−ｃ、図７−ｄ、図７−ｅ、図７−ｆ、図９−ａ、図９−ｂ、図９−ｃ、図１０、図１１及び図１２より説明する。
【００３３】
図１は本発明の実施例１の全体構成図であり、一般的な機能、性能を有する車椅子に本発明実施例１の車椅子用前輪キャスター５０を具備したものである。
前記前輪キャスター５０は図１の車椅子３０の側部肘掛から下がるフレ−ム３０ａにキャスター軸６０を固定されている。キャスター車輪７０及び補助車輪９０はキャスター軸６０を中心に水平面を自由に旋回できる
【００３４】
図２−ａは車椅子直進時の後輪４０ｌ，４０ｒ、キャスター車輪７０ｌ，７０ｒ及び補助車輪９０ｌ，９０ｒの直進状態図であり、図２−ｂは車椅子旋回時の後輪４０ｌ，４０ｒ、キャスター車輪７０ｌ，７０ｒ及び補助車輪９０ｌ，９０ｒの旋回の状態図である。図３は図１のＢ部拡大図であり、本発明実施例１の車椅子用前輪キャスター５０の全体図である。
【００３５】
図１０は図３のＣ矢視拡大図であり、図１１は図３のＤ矢視拡大図である。図１２はキャスター車輪回転軸部及び補助車輪回転軸部の断面図である。
［実施例１の構成について説明する］
【００３６】
前輪キャスター５０は図１の車椅子３０の側部肘掛から下がるフレ−ム３０ａに固定されたキャスター軸６０と、図１２に示すように、該キャスター軸６０のフォ−ク部６０ａの端部にある回転軸７０ａを中心に回転するゴム又は樹脂のタイヤのキャスター車輪７０と、回転軸７０ａを中心に回転自由な補助車輪ア−ム８０と、該補助車輪ア−ム８０の端部にある回転軸９０ａと、該回転軸９０ａを中心に回転し、前記キャスター車輪７０より小さな直径を有する補助車輪９０と、該補助車輪９０を走行面に付勢するためのバネ部材１，２と、前記キャスター軸のフォ−ク部６０ａ側のバネ部材引っ掛けピン３，４と、前記補助車輪ア−ム８０の移動範囲を制限するストッパ−５，６とよりなる構成である。前記補助車輪９０は図３に示すように、キャスター車輪７０の回転軸７０ａ より水平距離でＬ２の偏心位置にある。
【００３７】
［実施例１の機能について説明する］
図２−ａは後輪４０及び前輪キャスター５０の直進状態を示す、図２−ｂは該後輪４０及び該前輪用キャスター５０の旋回状態を示す。機能の向上は先行技術との比較で後述するが、前記前輪キャスター５０を装備した車椅子は前述の直進方向の性能向上と同様に、旋回性能も向上している。
【００３８】
図３について説明する。図に示す前輪キャスター５０は、キャスター軸６０とキャスター車輪７０の回転中心と水平距離Ｌ１の偏心がある。本発明ではキャスター車輪の旋回範囲を小さくし、その分キャスター車輪の直径を大きくした。キャスター車輪直径Ｄ１に対する偏心Ｌ１の比、偏心率Ｅ１は０．１５以下（偏心０を含む）とした。このため、キャスター車輪直径Ｄ１を３００ｍｍ余にすることができた。
【００３９】
キャスター車輪７０の回転軸７０ａに回転自由に取付けられた補助車輪ア−ム８０の端部の回転軸９０ａを中心に回転する補助車輪９０はバネ部材１，２によって常に走行面に付勢されているので、キャスター車輪７０が走行面から離れても、車椅子の進行方向にキャスター車輪７０を追随させることができる。
【００４０】
先行技術との比較を図で説明する。  
【００４１】
［直進性の向上について］
【００４２】
一つには、キャスター車輪７０が走行方向と異なる方向に旋回できないようにした。
【００４３】
図３に示すように、前輪用キャスター５０は、前記補助車輪９０がバネ圧を受けて、走行面に常に接しているので、前記キャスター車輪７０が走行面から浮いた時の勝手な旋回を防ぐことができる。
【００４４】
図５−ａ図及び５−ｂは凸凹面を走行するキャスター車輪７０ｌ，７０ｒと補助車輪９０ｌ，９０ｒの状態を示す図である。
図５−ａにおいて、左側のキャスター車輪７０ｌが凸部に乗り上げたため、右側のキャスター車輪７０ｒは走行面から離れてしまった。しかし、補助車輪９０ｒが走行面に接地しているので  キャスター車輪７０ｒは進行方向を維持し、勝手な旋回はしない。
【００４５】
図５−ｂにおいて、左側のキャスター車輪７０ｌは平らな走行面にあるが、右側のキャスター車輪７０ｒと補助車輪９０ｒの走行面が凹んでおり、右側のキャスター車輪７０ｒが凹み面から離れてしまった。しかし、補助車輪９０ｒが凹み面に接地しているので  キャスター車輪７０ｒは進行方向を維持し、勝手な旋回はしない。
【００４６】
二つには、キャスター車輪の進行方向直角断面の傾斜に倣う力に対抗する力を発生させ、蛇行を防ぐ。
【００４７】
図６−ａ及び図６−ｂにて説明する。図６−ｂにおいて、前輪キャスター５０のキャスター車輪７０は紙面表側に下がる傾斜を持つ上り坂を進んでいる。
車椅子３０の重量をキャスター軸６０が受けて、進行方向（上り坂）の直角断面の傾斜（図６−ｂの紙面手前に下がる）に倣おうとして発生する、キャスター車輪７０の接地点Ｐ１を中心として半径Ｌ１の位置に発生する、キャスター軸を回そうとする力Ｍ１ａを受ける。しかし、該キャスター軸からＬ２の距離にある走行面にバネで加圧された前記補助車輪９０が、前記キャスター軸を時計回りに回そうとするＭ１ａの力に対抗して、前記キャスター車輪の走行面の接地点Ｐ１を中心として反時計回りの回されまいとする力を半径Ｌ２−Ｌ１の位置Ｐ２にＭ２ａを発生させ、お互いの力を相殺させ、蛇行を防ぐ。Ｌ１はキャスター車輪直径の１５％以下であり、Ｌ２−Ｌ１はキャスター車輪直径の６０％程度なのでＭ２ａは最大でもＭ１ａの１/４の力を発生させればよい。
【００４８】
図６−ｃ及び図６−ｄにて説明する。図６−ｄにおいて、前輪キャスター５０のキャスター車輪７０は紙面表側に下がる傾斜を持つ下り坂を進んでいる。
車椅子３０の重量をキャスター軸６０が受けて、進行方向（下り坂）の直角断面の傾斜（図６−ｃの紙面手前に下がる）に倣おうとして発生する、キャスター車輪７０の接地点Ｐ１を中心として半径Ｌ１の位置に発生する、キャスター軸を回そうとする力Ｍ１ｃを受ける。しかし、該キャスター軸からＬ２の距離にある走行面にバネで加圧された前記補助車輪９０が、前記キャスター軸を時計回りに回そうとするＭ１ｃの力に対抗して、前記キャスター車輪の走行面の接地点Ｐ１を中心として反時計回りの回されまいとする力を半径Ｌ２−Ｌ１の位置Ｐ２にＭ２ｃを発生させ、お互いの力を相殺させ、蛇行を防ぐ。Ｌ１はキャスター車輪直径の１５％以下であり、Ｌ２−Ｌ１はキャスター車輪直径の６０％程度なのでＭ２ｃは最大でもＭ１ｃの１/４の力を発生させればよい。
【００４９】
［段差乗り越え能力向上ついて］
【００５０】
一つには車輪径を大きくした。
【００５１】
図３に示すように、キャスター車輪７０の直径Ｄ１に対するキャスター軸６０とキャスター車輪の偏心L１の比Ｅ１を０．１５以下と小さくし、キャスター軸を中心としたキャスター車輪の旋回範囲を小さくした分、キャスター車輪直径Ｄ１を大きくできるので、該キャスター車輪７０の直径を３００ｍｍ余にすることできた。
【００５２】
図７−ａ及び図７−ｂは従来技術のキャスター車輪では危険を伴った段差２３ｍｍの乗り越えの図である。
図７−ａは直径３００ｍｍキャスター車輪７０が段差に接触した図である。このときの接触する角度Ｋ１は３２度、上り勾配は６．３/１０である。
この接触角及び上り勾配は図１７−ａに示す、従来技術１８０ｍｍのキャスター車輪が１１．５ｍｍ段差に接触する角度Ｋ７の３１度、上り勾配６/１０とほぼ同水準になっており、段差乗り越えが容易になったといえる。
【００５３】
図７−ｅは段差４６ｍｍの乗り越えの図である。
図７−ｅは直径３００ｍｍキャスター車輪７０が段差に接触した図である。このときの接触する角度Ｋ３は４６度、上り勾配は１０．４/１０である。
この接触角及び上り勾配は図１７−ｂに示す、従来技術１８０ｍｍのキャスター車輪が２３ｍｍ段差に接触する角度Ｋ７の４２度、上り勾配９/１０に近くなっており、段差乗り越え能力が向上したといえる。
【００５４】
図７−ｆは段差１１．５ｍｍの乗り越えの図である。
図７−ｆは直径３００ｍｍキャスター車輪７０が段差に接触した図である。このときの接触する角度Ｋ４は２２．６度、上り勾配は４．２/１０である。問題なしに乗り越えられる。
【００５５】
二つには、キャスター車輪が段差乗り越え中でも、キャスター車輪に進行方向を維持する能力を持たせた。
【００５６】
図７−ｂ、図７−ｃ及び図７−ｄは段差乗り越えの各段階を示している。従来技術の前輪キャスター１２０では、ある段差以上になると進行方向へキャスター車輪１３０を追随させる能力を失ってしまうが、図７−ｂ、図７−ｃ及び図７−ｄに示す前輪キャスター５０では、キャスター車輪７０が段差に接触した段階から、段差に乗り上げるまでの間、補助車輪９０が常に走行面に接地しているので、キャスター車輪が段差を乗り越える間、前輪キャスターが進行方向へ追随する能力を維持している。
【００５７】
図１９−ａと図１９−ｂに示す従来技術では、前輪キャスター１２０が溝の上で、片側のキャスター車輪１４０だけ浮くと勝手に旋回し、浅く狭い溝でもはまりやすい。溝は勢いをつけて渡れないので、浅くてもキャスター車輪直径の１/２以上の溝幅があると、通過が困難であった。
図９−ａ、図９−ｂ及び図９−ｃはがキャスター車輪がマンション外廊下の雨水排水溝を乗り越えていく各段階の図である。
図９−ａにおいては、キャスター車輪７０が雨水排水溝の手前の角の上にある。図９−ｂにおいては、直径３００ｍｍキャスター車輪７０が雨水排水溝の両側の角に乗った状態である。このとき、奥側の角と直径３００ｍｍキャスター車輪７０との接触角は２３．５度で上り勾配４．４/１０ある。これは図６−ａの２３ｍｍの段差を乗り越える時の上り勾配６．３/１０より十分に小さいので容易に乗り越えられる。図９−ｃにおいては、キャスター車輪７０が雨水排水溝乗り越え終わり、補助車輪９０が雨水排水溝に残っている状態である。キャスター車輪７０が更に前進すれば補助車輪９０は問題なく雨水排水溝から引き上げられる。キャスター車輪７０は、以上のように雨水排水溝を容易に乗り越えられるだけでなく、補助車輪９０が常に接地しているので車椅子３０の進行方向へ常に追随する能力を持っている。
【実施例２】
【００５８】
［実施例２の構成について説明する］
【００５９】
図４において説明する。本実施例２は実施例１に比べ本実施例２の前輪キャスター１００のキャスター車輪１１０が空気圧タイヤを装備していることだけ異なる。
［実施例２の機能について説明する］
【００６０】
本実施例２は実施例１に比べ機能は全く同じである。
【００６１】
［段差乗り越え能力向上ついて］
【００６２】
実施例２の前輪キャスター１００は段差乗り越え能力が実施例１より向上しているので説明する。
【００６３】
図８−ａ、図８−ｂ、図８−ｃ、及び図８−ｄにより説明する。図８−ａはキャスター車輪１１０が２３ｍｍの段差接触する図である。これは実施例１と変わりはない。図８−ｂは段差乗り越え始めた図である。キャスター車輪が前進し、キャスター車輪は接地したまま、キャスター車輪の空気タイヤに段差の角が徐々に喰いこんでくる。図８−ｃは段差の上にキャスター車輪１１０が受け持っている全重量を乗せ終わり、キャスター車輪１１０が走行面から浮き上がった図である。図８−ｄはキャスター車輪１１０が乗りあがった状態である。補助車輪が段差に乗っていないが、キャスター車輪１１０が更に前進すれば補助車輪は用意に段差上に乗り上げる。キャスター車輪１１０が段差を降りて更に進めば、補助車輪も難なく平地面に降りることができる。
実施例１のゴムや樹脂のタイヤを使用したキャスター車輪は先行技術の説明で記述したように、段差の乗り越えはじめに最大の力が必要なのに対し、空気圧タイヤを使用したキャスター車輪は空気圧タイヤが段差の角に当たって凹み、最初は小さな抵抗から、段差にのりあげるまでの抵抗を分散するので段差乗り越えにより小さな力で乗り越えることができる。
【符号の説明】
【００６４】
１            バネ部材
２            バネ部材
３            バネ部材引っ掛けピン
４            バネ部材引っ掛けピン
５            ストッパ−ピン
６            ストッパ−ピン
３０          車椅子
４０          後輪
５０          前輪キャスター
６０          キャスター軸
７０          キャスター車輪
８０          補助車輪ア−ム
９０          補助車輪
１００        前輪キャスター
１１０        キャスター車輪
１２０        前輪キャスター
１３０        キャスター軸
１４０        キャスター車輪
１５０        押し手
Ｄ１          キャスター車輪直径
Ｄ２          キャスター車輪直径
Ｅ１          キャスター車輪直径Ｄ１に対する、キャスター車輪の偏心Ｌ１の比率
Ｅ２          キャスター車輪直径Ｄ２に対する、キャスター車輪Ｌ４の比率
Ｈ１          マンション外廊下の雨水排水溝の深さ
Ｋ１          キャスター車輪と段差との接触角
Ｋ２          キャスター車輪と段差との接触角
Ｋ３          キャスター車輪と段差との接触角
Ｋ４          キャスター車輪と段差との接触角
Ｋ５          キャスター車輪とマンション外廊下雨水排水溝の奥側の角との接触角
Ｋ６          キャスター車輪と段差との接触角
Ｋ７          キャスター車輪と段差との接触角
Ｋ８          キャスター車輪と段差との接触角
Ｋ９          キャスター車輪と段差との接触角
Ｋ１０        キャスター車輪と段差との接触角
Ｋ１１        キャスター車輪と段差との接触角
Ｋ１２        進行方向に傾きを持った障害物の角度
Ｋ１３        キャスター車輪とマンション外廊下雨水排水溝の奥側の角との接触角
Ｌ１          キャスター車輪の偏心量
Ｌ２          補助車輪の偏心量
Ｌ３          マンション外廊下雨水排水溝の幅
Ｌ４          キャスター車輪の偏心量
Ｍ１ａ          車椅子の重量をキャスター軸が受けて、進行方向（上り坂）の直角断面の傾斜（図６−ｂの紙面手前に下がる）に倣おうとして発生する、キャスター車輪の走行面との接地点を中心として半径Ｌ１の位置に発生する、キャスター軸を回そうとする力
Ｍ２ａ          上記キャスター軸を回そうとする力Ｍ１ａに抗して、走行面に加圧された補助車輪がキャスター車輪の走行面との接地点を中心として半径Ｌ２−Ｌ１の位置に発生する、回されまいとする力
Ｍ１ｃ          車椅子の重量をキャスター軸が受けて、進行方向（下り坂）の直角断面の傾斜（図６−ｄの紙面手前に下がる）に倣おうとして発生する、キャスター車輪の走行面との接地点を中心として半径Ｌ１の位置に発生する、キャスター軸を回そうとする力
Ｍ２ｃ          上記キャスター軸を回そうとする力Ｍ１ｃに抗して、走行面に加圧された補助車輪がキャスター車輪の走行面との接地点を中心として半径Ｌ２−Ｌ１の位置に発生する、回されまいとする力
Ｍ３ａ          車椅子の重量をキャスター軸が受けて、進行方向（上り坂）の直角断面の傾斜（図１６−ｂの紙面手前に下がる）に倣おうとして発生する、キャスター車輪の走行面との接地点を中心として半径Ｌ４の位置に発生する、キャスター軸を回そうとする力
Ｍ４ａ          上記キャスター軸を回そうとする力Ｍ３ａに抗して、人力でこれを戻そうとする力。
Ｍ３ｃ          車椅子の重量をキャスター軸が受けて、進行方向（下り坂）の直角断面の傾斜（図１６−ｄの紙面手前に下がる）に倣おうとして発生する、キャスター車輪の走行面との接地点を中心として半径Ｌ４の位置に発生する、キャスター軸を回そうとする力
Ｍ４ｃ          上記キャスター軸を回そうとする力Ｍ３ｃに抗して、人力でこれを戻そうとする力。
Ｐ１          キャスター車輪と走行面との接地点
Ｐ２          補助車輪と走行面との接地点
Ｐ３          キャスター車輪と走行面との接地点
Ｐ４          キャスター車輪と段差の接触点
Ｔ            キャスター軸１３０の直下であるP４点で、キャスター車輪１４０の外周と接触する段差。ちなみに、キャスター車輪１４０の車輪直径が１８０ｍｍのとき、キャスター軸直下で車輪と接触する段差Ｔは約２３ｍｍである。
【図１】
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【図２−ａ】
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【図２−ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５−ａ】
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【図５−ｂ】
2011156044.tif 000009
【図６−ａ】
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【図６−ｂ】
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【図６−ｃ】
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【図６−ｄ】
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【図７−ａ】
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【図７−ｂ】
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【図７−ｃ】
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【図７−ｄ】
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【図７−ｅ】
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【図７−ｆ】
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【図８−ａ】
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【図８−ｂ】
2011156044.tif 000021
【図８−ｃ】
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【図８−ｄ】
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【図９−ａ】
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【図９−ｂ】
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【図９−ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2011156044.tif 000029
【図１３】
2011156044.tif 000030
【図１４】
2011156044.tif 000031
【図１５−ａ】
2011156044.tif 000032
【図１５−ｂ】
2011156044.tif 000033
【図１６−ａ】
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【図１６−ｂ】
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【図１６−ｃ】
2011156044.tif 000036
【図１６−ｄ】
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【図１７−ａ】
2011156044.tif 000038
【図１７−ｂ】
2011156044.tif 000039
【図１７−ｃ】
2011156044.tif 000040
【図１７−ｄ】
2011156044.tif 000041
【図１７−ｅ】
2011156044.tif 000042
【図１７−ｆ】
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【図１８−ａ】
2011156044.tif 000044
【図１８−ｂ】
2011156044.tif 000045
【図１８−ｃ】
2011156044.tif 000046
【図１８−ｄ】
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【図１９−ａ】
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【図１９−ｂ】
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