(57)【要約】【課題】歩行機の転倒を効果的に防止し、また移乗し易くする等の歩行機用キャスタに関連する技術を提供すること。【解決手段】歩行機１０の後部にはヒンジユニット５０を介して低背のアウトリガーキャスタ３０が旋回可能に取り付けられる。アウトリガーキャスタ３０を例えばベッドの床下に進入させることで、利用者がベッドに座った姿勢から歩行機１０に容易に移乗することができる。ヒンジユニット５０は、径方向にＮ、Ｓが分極した２つのマグネットリング５１、５２を備え、マグネットリング５１、５２の互いの周面を磁力により吸着させることで、夫々が他の周面上を転動可能となる。そして、一方のマグネットリング５１に回転モーメントを付加すると、その回動角に依存しない略一定の復帰トルクが生じる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の平形円柱部材と、第２の平形円柱部材とを備え、前記第１及び第２の平形円柱部材が互いの周面を接触させた状態で、一方の平形円柱部材が他方の平形円柱部材の周面において転動可能に構成されているヒンジ機構。
【請求項２】
前記第１及び第２の平形円柱部材が、それぞれの中心軸を回転自在にして連結するリンク部材により、相互が回動可能に拘束されている、請求項１に記載のヒンジ機構。
【請求項３】
前記第１及び第２の平形円柱部材が、前記第１の平形円柱部材に固定されたブラケット部材であって前記第２の平形円柱部材の中心軸を回動自在にして案内する案内溝を有するブラケット部材により、相互が回動可能に拘束されている、請求項１に記載のヒンジ機構。
【請求項４】
前記第１及び第２の平形円柱部材のそれぞれが、径方向においてＮ極及びＳ極が着磁された磁石である、請求項１又は２に記載のヒンジ機構。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載のヒンジ機構と、該ヒンジ機構を介して回動可能に設けられる脚部と、該脚部に水平軸が支承されたホイールとを備えている、歩行機用のキャスタ。
【請求項６】
請求項５に記載のキャスタを、アウトリガーキャスタとして搭載している歩行機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歩行機能に衰え等を有する者の歩行を支援する歩行機、そのような歩行機に設けられるキャスタ、又はキャスタに好適に用いられるヒンジ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、歩行機能に衰えがある高齢者が、日常生活において歩行機を利用する場面が増えてきている。一般的な歩行機は、前後左右に４個のキャスタを備えているが、利用者が歩行機に移乗する際又は歩行中の転倒を防止するためには、例えば後キャスタの更に後方の位置に補助的なキャスタ（アウトリガーキャスタ）が備えられることが好ましい。
【０００３】
従来の歩行機等に設けられるキャスタは、歩行機の下フレームの下部に旋回部とホイールとが取り付けられる構造である。そのため、歩行機の下フレームよりも床下が低いベッドの場合には、キャスタをベッドの縁に当接する位置までしか接近させることができない。この状態では、ベッドと歩行機との間に距離が生じるため、利用者がベッドから歩行機へ移乗することが困難な場合が多かった。
【０００４】
このような課題を解決するために、例えば特許文献１に記載の「歩行補助器」では、ベッドの床下に、足下端部材の後方部を突き出させて進入できるようにしている。これにより、歩行補助器の転倒を防止し、かつベッドに近い位置に引き寄せることができるので、利用者は、ベッドの縁に腰をかけた状態から、容易に歩行補助器に乗り移ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実用新案登録第３００３９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来のアウトリガーは、家庭で使用の場合、狭い廊下等で旋廻すると壁等に当たって旋回ができないといった不具合がある。
本発明は、歩行機の転倒を効果的に防止し、かつ、移乗し易くする等のキャスタ又はそのようなキャスタに好適に用いられるヒンジ機構等に関連する技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、第１の平形円柱部材と、第２の平形円柱部材とを備え、前記第１及び第２の平形円柱部材が互いの周面を接触させた状態で、一方の平形円柱部材が他方の平形円柱部材の周面において転動可能に構成されているヒンジ機構である。
【０００８】
ヒンジ機構は、前記第１及び第２の平形円柱部材が、それぞれの中心軸を回転自在にして連結するリンク部材により、相互が回動可能に拘束されていることが好ましい。
【０００９】
また、ヒンジ機構は、前記第１及び第２の平形円柱部材が、前記第１の平形円柱部材に固定されたブラケット部材であって前記第２の平形円柱部材の中心軸を回動自在にして案内する案内溝を有するブラケット部材により、相互が回動可能に拘束されているものでもよい。
【００１０】
また、ヒンジ機構は、前記第１及び第２の平形円柱部材のそれぞれが、径方向においてＮ極及びＳ極が着磁された磁石であることが好ましい。
【００１１】
また、本発明は、上記のヒンジ機構と、該ヒンジ機構を介して旋回可能に設けられる脚部と、該脚部に水平軸が支承されたホイールとを備えている、歩行機用のキャスタである。また、本発明は、上記のキャスタを、アウトリガーキャスタとして搭載している歩行機である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のヒンジ機構によれば、薄型化や小型化に適しており、例えば歩行機の転倒を効果的に防止するためのキャスタの低背化に貢献することができる。また、このようなキャスタを歩行機のアウトリガーに搭載すれば、例えばベッドの床下等にアウトリガーを進入させることが可能となり、ベッド近くで利用者が歩行機へ移乗するのを容易にすることができる。また、アウトリガーキャスタが広角度で旋回するため、狭い場所での歩行機の旋回も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態による歩行機の斜視図である。
【図２】図１の歩行機に設けられるアウトリガーキャスタの斜視図である。
【図３】図２のアウトリガーキャスタの側面図である。
【図４】ヒンジ機構の基本構成を説明するための図である。
【図５】ヒンジ機構の動作を説明するための図である。
【図６】ヒンジ機構の一態様によるヒンジユニットの平面図である。
【図７】図６のヒンジユニットの側面図である。
【図８Ａ】図６のヒンジユニットの動作を説明するための図である。
【図８Ｂ】図６のヒンジユニットの動作を更に説明するための図である。
【図９】図６のヒンジユニットの歩行機への取付方法を説明するための図である。
【図１０】ヒンジ機構の他の態様によるヒンジユニットの平面図である。
【図１１】図１０のヒンジユニットの側面図である。
【図１２Ａ】図１０のヒンジユニットの動作を説明するための図である。
【図１２Ｂ】図１０のヒンジユニットの動作を更に説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
先ず、本発明に係るアウトリガーキャスタを設けた歩行機の概要を説明する。図１は、本発明の一実施形態による歩行機１０の斜視図である。図１に示す歩行機１０は、左右に肘掛け部を有する概ねＵ字型のコンソール部１１と、左右一対の垂直フレーム１２と、前キャスタ１４及び後キャスタ１５を前後に取り付けた左右一対の下サイドフレーム１３とを備えている。コンソール部１１には、グリップ２０が設けられている。利用者Ｕは、グリップ２０を手で握ることで、歩行機１０の進行、停止、旋回等の操作を容易に行うことができる。なお、利用者Ｕに歩行の際の安心感を与えるため、例えば図１に示されるようなコンソール部１１の前部を遮るアーチ状のパイプフェンス１９を設けてもよい。
【００１５】
左右の垂直フレーム１２は、任意個数の横フレーム１６で連結されており、それぞれの下部に下サイドフレーム１３の前部が接合されている。垂直フレーム１２の上部には、コンソール部１１を支持するポスト１８が摺動可能に挿入されており、ポスト１８を固定する位置を変えることにより、コンソール部１１の高さが調整可能となっている。
【００１６】
また、左右の下サイドフレーム１３は、その前部で例えば逆Ｕ字状の連結フレーム１７で連結されている。これら垂直フレーム１２、下サイドフレーム１３、横フレーム１６及び連結フレーム１７は、例えばアルミニウム合金若しくはスチールなどの金属パイプ又は炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）などの樹脂パイプ等により形成される。
【００１７】
下サイドフレーム１３の四隅に設けられるキャスタ１４、１５は、その小さな転がり摩擦抵抗により回転自在であり、また各車軸が垂直軸まわりに旋回して進行方向を向くように操舵される。また、前後の全てのキャスタ１４、１５には、利用者がブレーキレバー２１を握ることにより回転に制動力が生じるブレーキ機能が備えられていることが好ましい。更に前キャスタ１４には、歩行機１０を停め置いて利用者が移乗できるようにするためのロック機構を備えていることが好ましい。なお、本明細書において「移乗」とは、利用者が歩行機１０に乗り移る行為の他、歩行機１０から降りる行為も含む。
【００１８】
本実施形態の歩行機１０は、移乗時に特に後方への転倒防止を強化するため、後キャスタ１５から更に後方に張り出したアウトリガーキャスタ３０を設けている。次に、歩行機１０に設けられるアウトリガーキャスタ３０について説明する。
【００１９】
図２は、アウトリガーキャスタ３０の斜視図であり、図３はその側面図である。アウトリガーキャスタ３０は、キャスタホイール３１と、キャスタホイール３１を回転自在に支持する脚部３２とを備えている。キャスタホイール３１の直径は、上記のキャスタ１４、１５の直径よりも小さい。また、キャスタホイール３１は、脚部３２の先端部に、その水平軸３１ａが回転自在に支承されている。脚部３２の基端部は、ヒンジ機構（後述するヒンジユニット５０又は６０）を介して、下サイドフレーム１３後端の屈曲部１３ａに取り付けられる。これにより、アウトリガーキャスタ３０は、ヒンジ機構を中心にして床面（水平面）上を旋回可能となっている。
【００２０】
本実施形態のアウトリガーキャスタ３０は、従来の一般的なキャスタよりも低背化されているため、例えば低いベッドの床下等に進入させることができる。したがって、利用者Ｕは、歩行機１０をベッド脇まで引き寄せ、ベッドに座った姿勢からそのまま歩行機１０に容易に移乗することができる。
【００２１】
ところで、アウトリガーキャスタ３０が固定されていると、歩行機１０の方向転換が困難になるが、本実施形態では脚部３２が水平方向、内外に広い角度で旋回するので、その点、問題は生じない。しかし、アウトリガーが単に旋回するだけでは、歩行中に利用者の足や家具などがアウトリガーキャスタ３０に接触したときに、歩行機１０が思わぬ方向に向いてしまう場合もある。本歩行機１０に備えられるアウトリガーキャスタ３０によれば、歩行機１０の直進（前進及び後進）方向に脚部３２の旋回を自動復帰させる機能を備えたことにより、このような課題を解決することができる。
【００２２】
そこで、次に、歩行機１０のアウトリガーキャスタ３０に用いるのに好適な自動復帰機能を有するヒンジ機構を説明する。このヒンジ機構は、図４に示すように、第１の平形円柱部材（以下、円柱部材４１という。）と、第２の平形円柱部材（以下、円柱部材４２という。）とを備えている。２つの円柱部材４１、４２は、互いの周面が接触された状態で保持されており、一方の円柱部材（例えば円柱部材４１）が他方の円柱部材（例えば円柱部材４２）の周面上を転動可能である。このような構成により、本ヒンジ機構は、小型化及び薄型化の用途に向いている。
【００２３】
２つの円柱部材４１、４２は、同径かつ同じ高さ寸法を有しており、それぞれの中心に軸孔４３が貫通して形成されている。また、２つの円柱部材４１、４２は、それぞれ径方向においてＮ極及びＳ極が着磁された磁石であり、特に磁力が強いネオジウム磁石であることが好ましい。
【００２４】
このような径方向にＮ極及びＳ極が分極した２つの円柱部材（マグネットリング）４１、４２を互いに近づけると、一方の円柱部材４１のＮ極側周面と、他方の円柱部材４２のＳ極側周面とが吸着する。このとき、図４に示すように、双方の円柱部材４１、４２の高さが一致し、全体が「８」の字状となって安定する。この状態で、例えば円柱部材４２を固定し、円柱部材４１に右回りの回転モーメントを付加すると、図５に示すように、円柱部材４１が円柱部材４２に吸着したまま回動する。このとき、円柱部材４１のＮ極と円柱部材４２のＳ極との距離が離れるにつれ互いの吸引力は低下するが、その反面、円柱部材４１のＮ極と円柱部材４２のＮ極とが近づき反発力が増大する。その結果、円柱部材４１、４２の回動角が±９０°未満であれば、これらの回動角に依存しない略一定の磁力による逆方向の復帰トルクが生じることとなる。
【００２５】
このような薄型化に適したヒンジ機構の具体的な一態様であるヒンジユニット５０を説明する。ヒンジユニット５０は、図６及び７に示すように、それぞれ径方向にＮ極とＳ極が分極した平形円柱部材であるマグネットリング５１、５２が、各中心軸を回転自在にして連結するリンク部材５４、５４により、相互に回動可能に拘束されている。
【００２６】
マグネットリング５１は、回動部材５５の半円筒面５５ａに形成した凹部５５ｂ内に挿入され、そのＮ極が半円筒面５５ａの中央先端部に一致して装着されている。そして、マグネットリング５１の中心（軸孔４３）及び回動部材５５を貫くピン５６が、これらマグネットリング５１及び回動部材５５に固着されている。
【００２７】
もう１つのマグネットリング５２は、ベース部材５７の凹部５７ｂ内で、そのＳ極が半円筒面５７ａの中央先端部に一致して装着されている。そして、マグネットリング５２の中心（軸孔４３）及びベース部材５７を貫くピン５８が、これらマグネットリング５２、ベース部材５７に固着されている。
【００２８】
マグネットリング５１のＮ極と、マグネットリング５２のＳ極とを吸引させると、その磁力により回動部材５５の半円筒面５５ａの中央先端部とベース部材５７の半円筒面５７ａの中央先端部とが当接する。このように、回動部材５５とベース部材５７とを突き合わせた状態で、上下のリンク部材５４、５４がピン５６、５８の間に掛け渡され、適宜の軸受５４ａを介して軸支される。これにより、図８Ａ、８Ｂに示すように、ベース部材５７に対し回動部材５５が回動可能となり、かつ、マグネットリング５１のＮ極とマグネットリング５２のＳ極とが最も接近する直列位置（図６に示す位置）に回動部材５５を自動復帰させることができる。
【００２９】
図９に示すように、ヒンジユニット５０の回動部材５５には、アウトリガーキャスタ３０の脚部３２（基端部）が連結される。そして、ベース部材５７のプラグ部５７ｃを、歩行機１０の下サイドフレーム１３下端のソケット部１３ｂに嵌め込み、ボルト３３等で固定することで、アウトリガーキャスタ３０がヒンジユニット５０を介して歩行機１０に旋回可能に取り付けられる。
【００３０】
アウトリガーキャスタ３０は、後キャスタ１５よりも後方に拡張されており、歩行機１０の特に後方への転倒を効果的に抑止することができる。また、マグネットリング５１、５２の強力な磁力により、ヒンジユニット５０が直列する方向、すなわち歩行機１０の直進方向にアウトリガーキャスタ３０を自動復帰させるので、歩行機１０の始動の際や、歩行中に利用者の足やテーブルの脚等の障害物に接触したときなどに、歩行機１０が意図しない方向に向かうのを防止することができる。
【００３１】
次に、ヒンジ機構の他の態様であるヒンジユニット６０を説明する。ヒンジユニット６０は、図１０及び１１に示すように、それぞれ径方向にＮ極とＳ極が分極した平形円柱部材であるマグネットリング６１、６２が、一方のマグネットリング６２の側に固定された案内ブラケット６４により、相互に回動可能に拘束される。
【００３２】
マグネットリング６１は、回動部材６５の半円筒面６５ａに形成した凹部６５ｂ内に挿入され、そのＮ極が半円筒面６５ａの中央先端部に一致して装着されている。そして、マグネットリング６１の中心（軸孔４３）及び回動部材６５をピン６６が貫き、これらに固着されている。
【００３３】
もう１つのマグネットリング６２は、ベース部材６７の半円筒面６７ａに形成した凹部６７ｂ内に挿入され、そのＳ極が半円筒面６７ａの中央先端部に一致して装着されている。案内ブラケット６４は、ベース部材６７の上下の面に固着されている。案内ブラケット６４には、マグネットリング６１の中心を貫くピン６６を案内するための円弧状案内溝６９が形成されている。
【００３４】
マグネットリング６１のＮ極と、マグネットリング６２のＳ極とを吸引させると、その磁力により回動部材６５の半円筒面６５ａの中央先端部とベース部材６７の半円筒面６７ａの中央先端部とが当接する。この状態で、図１２Ａ、１２Ｂに示すように、ベース部材６７のマグネットリング６２に対し、回動部材６５のマグネットリング６１が転動可能となる。案内ブラケット６４の円弧状案内溝６９は、回動部材６５に装着されたマグネットリング６１の中心軸であるピン６６の回動軌跡に適合して湾曲した形状を有しており、回動部材６５側のピン６６が案内ブラケット６４の中で回動自在に遊嵌している。
【００３５】
これにより、ヒンジユニット６０においては、ベース部材６７に対し回動部材６５が回動可能となり、かつ、マグネットリング６１のＮ極とマグネットリング６２のＳ極とが最も接近する直列位置（図１０に示す位置）に回動部材６５を自動復帰させることができる。
【００３６】
また、ヒンジユニット６０は、上記のヒンジユニット５０と同様に、回動部材６５にアウトリガーキャスタ３０の脚部３２（基端部）が連結され、ベース部材６７のプラグ部６７ｃが歩行機１０の下サイドフレーム１３の下端に固定される。これにより、アウトリガーキャスタ３０がヒンジユニット６０を介して歩行機１０に旋回可能に取り付けられる。
【００３７】
以上説明したマグネット式のヒンジ機構は、歩行機１０の後方だけでなく、側方や前方に延びる拡張キャスタ等に用いることができる。また、自動復帰機能を有するヒンジ機構は、非常に汎用的で、かつ、小型化・薄型化に適していることから、例えば自動で閉じるドア、自走式ロボットの衝突緩衝装置、製造ラインでの部品・製品の振り分けやカウント装置、オモチャの可動部等、様々な応用が見込まれる。
【符号の説明】
【００３８】
１０  歩行機
１２  垂直フレーム
１３  下サイドフレーム
１４  キャスタ（前）
１５  キャスタ（後）
１７  連結フレーム
２０  グリップ
３０  アウトリガーキャスタ
３１  キャスタホイール
３２  脚部
４１、４２  円柱部材
５０  ヒンジユニット
５１、５２  マグネットリング（平型円柱部材）
５４  リンク部材
５５  回動部材
５５ａ  半円筒面
５５ｂ  凹部
５６  ピン
５７  ベース部材
５７ａ  半円筒面
５７ｂ  凹部５８  ピン
６０  ヒンジユニット
６１、６２  マグネットリング（平型円柱部材）
６４  案内ブラケット（ブラケット部材）
６５  回動部材
６５ａ  半円筒面
６５ｂ  凹部
６６  ピン
６７  ベース部材
６７ａ  半円筒面
６７ｂ  凹部
６８  ピン
６９  円弧状案内溝
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
2019037375.tif 000013
【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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