キャスタ用サスペンション機構

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【発明の名称】	キャスタ用サスペンション機構
【発明者】	【氏名】山口高司【住所又は居所】千葉県千葉市若葉区中田町２１８６－１株式会社オーエックスエンジニアリング内
【要約】	【課題】底付きを好適に防止し、さらにゴムブロック自体を交換することなくサスペンション強度を調整することが可能なキャスタ用サスペンション機構を提供する。【解決手段】キャスタホイール（６）と、当該ホイール（６）を回動可能に支持するアーム（５）と、当該アーム（５）を回動可能に保持するブラケット（４）と、前記ブラケット（４）内にキャスタの進行方向において圧縮されるように保持された弾性体（１２）と、キャスタホイール（６）にかかる荷重に応じて当該弾性体（１２）をキャスタの進行方向に押圧する押圧部材（１４）と、前記ブラケット（４）を車体側に連結する連結手段（３）と、を具えるように構成した。

【特許請求の範囲】
【請求項１】キャスタホイールと、当該ホイールを回転可能に支持するアームと、当該アームを回動可能に保持するブラケットと、前記ブラケット内にキャスタの進行方向において圧縮されるように保持された弾性体と、キャスタホイールにかかる荷重に応じて当該弾性体をキャスタの進行方向に押圧する押圧部材と、前記ブラケットを車体側に連結する連結手段とを具えることを特徴とするキャスタ用サスペンション機構。
【請求項２】請求項１に記載のサスペンション機構において、前記弾性体が前記進行方向に開口した収納ケース内に収納されており、前記進行方向に直交する方向において当該ケースの内側面と前記弾性体の外周面との間にスペースが形成されていることを特徴とするキャスタ用サスペンション機構。
【請求項３】請求項２に記載のサスペンション機構において、前記弾性体の外周面が、前記進行方向においてテーパ形状を成していることを特徴とするキャスタ用サスペンション機構。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載のサスペンション機構において、前記弾性体が前記キャスタの進行方向に延在するピンの外周に筒状をなして設けられており、当該ピンが前記アームに固定的に連結され、前記押圧部材にその相対位置を調整可能に連結されていることを特徴とするキャスタ用サスペンション機構。
【請求項５】請求項２ないし４のいずれかに記載のサスペンション機構において、前記収納ケースが進行方向において前後２カ所で開口しており、これらの開口の一方に前記ピンのアーム固定側端部を摺動可能に保持すると共に、他方の開口内に前記押圧部材を摺動可能に保持していることを特徴とするキャスタ用サスペンション機構。
【請求項６】請求項２ないし５のいずれかに記載のサスペンション機構において、前記ピンが前記押圧部材内に挿通螺合して当該押圧部材に連結されており、この螺合状態を規制するストッパ機構を具えることを特徴とするキャスタ用サスペンション機構。
【請求項７】請求項６に記載のサスペンション機構において、前記押圧部材の前記ピンを挿通する挿通孔が前記押圧部材を貫通しており、前記ストッパ機構が、当該貫通孔内部に設けられた段差と、前記ピンに前記進行方向に直交する方向に設けられた第２の貫通孔と、当該第２の貫通孔内に設けた第２の弾性体と、当該第２の弾性体の両側に設けられ前記貫通孔から一部が突出して前記段差に係合するボールとで構成されていることを特徴とするキャスタ用サスペンション機構。
【請求項８】請求項７に記載のサスペンション機構において、前記押圧部材に設けた貫通孔内壁の前記段差部分に、前記ボールに係合し、前記押圧部材の軸方向に延在する溝部を設けたことを特徴とするキャスタ用サスペンション機構。
【請求項９】請求項８に記載のサスペンション機構において、前記溝部を前記押圧部材に設けた貫通孔内壁に、周方向において偶数箇所、均等に設けたことを特徴とするキャスタ用サスペンション機構。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はキャスタ用サスペンションに関し、特に、車椅子に取り付けるキャスタ用サスペンション及び該サスペンションを備えるキャスタに関する。
【０００２】
【従来の技術】車椅子やベビーカーなどのキャスタには、衝撃を吸収するためにサスペンション機構が設けられている。このようなサスペンション機構の例として、例えば特開２００１－１５８２０４に開示されたものがある。図５は、この従来のキャスタのサスペンション機構を示す側面図である。図５に示すように、キャスタ５０は、車体側に連結されたＬ字型のブラケット５１と、当該ブラケット５１に回動可能に連結されるアーム５２と、当該アームに保持されたホイール５３を具え、ブラケット５１とアーム５２の間にゴムブロック５４を設けて、キャスタホイールに加わる衝撃をこのゴムブロック５４で吸収するようにしている。
【０００３】ブラケット５１とアーム５２には、ゴムブロック５４取り付け用の座５７、５７が形成されており、ゴムブロック５４はキャスタホイール５３に加わる衝撃に応じて、上下方向に圧縮される。なお、ブラケット５１にはアーム５２の回動を規制するボルト５８が設けられており、圧縮されたゴムブロック５４の弾性復元力によりアーム５２をボルト５８に当接した状態に保持している。
【０００４】圧縮ゴムブロック５４は、その断面積が部分的に削減された初期圧縮部５９を有しており、これにより圧縮ゴムブロック５４に加わる荷重が大きくなるのに伴って、圧縮ゴムブロック５４のバネ荷重の増加率が次第に大きくなるという非線形特性を有している。以上のようなキャスタ５０は、キャスタ５０に荷重が加わるとアーム５２が軸５５を中心に回動してゴムブロック５４が弾性変形し、この圧縮ゴムブロック５４の弾性復元力により、アームの揺動が減衰されてキャスタ５０が路面の凹凸から受ける振動や衝撃を吸収する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のキャスタは、キャスタホイールにかかる衝撃を、ブラケット５１とアーム５２間に上下方向に配置したゴムブロック５４で吸収するように構成している。このため、ブラケット５１とアーム５２の相対的な位置関係が限定されてしまい、アーム５２で支持するホイール５３の径の許容範囲が狭いという欠点がある。キャスタホイールの径は、車椅子の使用目的、使用者の障害の度合い、好みなどによって、最適値が様々であるため、ホイールを交換して調整する必要があるが、従来のキャスタでは、ホイールを交換するにはキャスタ全体を交換する必要があった。
【０００６】また、従来のキャスタでは、ゴムブロック５４自体が外部に露出した状態で保持されている。このため、急激な衝撃がキャスタ５０に加わると、ゴムブロック５４が極端に横に拡がって圧縮変形し、その圧縮変形を規制する手段がないため、ブラケット５１とアーム５２、あるいはブラケット５１とホイール５３が衝突する、いわゆる底付きを起こしてしまう。これは、サスペンションを柔らかくするためにゴムブロック５４に柔らかい素材を用いた場合に、特に問題になる。
【０００７】また、キャスタのサスペンション強度も、使用者の使用目的、障害の度合い、あるいは好みに応じてを調整可能であることが好ましいが、従来のキャスタでは、位置が固定された座（５７、５７）にゴムブロック５４が取り付けられているため、サスペンション強度を調整するためには、ゴムブロック自体を弾性度の高いもの、あるいは低いものに交換する必要がある。さらに、この交換は、キャスタを取り外して行わなければならず、使用者が容易に行うことができない。
【０００８】本発明は上記課題を解決すべくなされたものであって、ホイール径の変更に際しての制限を広げ、底付きを好適に防止、さらに、ゴムブロック自体を交換することなくサスペンション強度を調整することが可能なキャスタ用サスペンション機構を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく、本発明のキャスタ用サスペンション機構は、キャスタホイールと、当該ホイールを回転可能に支持するアームと、当該アームを回動可能に保持するブラケットと、前記ブラケット内にキャスタの進行方向において圧縮されるように保持された弾性体と、キャスタホイールにかかる荷重に応じて当該弾性体をキャスタの進行方向に押圧する押圧部材と、前記ブラケットを車体側に連結する連結手段とを具えることを特徴とする。
【００１０】このように、本発明のサスペンション機構では、ブラケット内に弾性体がキャスタの進行方向において圧縮されるように保持されており、キャスタホイールにかかる荷重に応じて弾性体をキャスタの進行方向に押圧するようにしているため、キャスタホイールとブラケットとの間のスペースが制限されず、従って、キャスターホイールの径を自在に変更することができる。
【００１１】また本発明のサスペンション機構は、前記弾性体が前記進行方向に開口した収納ケース内に収納されており、前記進行方向に直交する方向において当該ケースの内側面と前記弾性体の外周面との間にスペースが形成されていることを特徴とする。
【００１２】また、弾性体を収納ケースに収納することによって、大きな荷重がキャスタに加わった場合でも、弾性体の変形がケースによって制限されるため、いわゆる底付き現象を起こすことがない。なお、ケースと弾性体との間にスペースを設けているため、弾性体がこのスペース内で変形可能であり、その機能を確保することができる。
【００１３】また本発明のサスペンション機構は、前記弾性体の外周面が、前記進行方向においてテーパ形状を成していることを特徴とする。
【００１４】このように、弾性体の外周面をテーパ形状とすることによって、サスペンション特性をプログレッシブなものにすることができる。すなわち、弾性体に加わる荷重が大きくなるほど、弾性体のバネ荷重の増加率が次第に大きくなってゆき、キャスタに加わる衝撃や振動を緩やかに吸収し、底付き現象を一層好適に防止することができる。
【００１５】また本発明のサスペンション機構は、前記弾性体が前記キャスタの進行方向に延在するピンの外周に筒状をなして設けられており、当該ピンが前記アームに固定的に連結され、前記押圧部材にその相対位置を調整可能に連結されていることを特徴とする。
【００１６】このように構成することによって、アームの動きに応じて弾性体がピンを介して進行方向に移動し、押圧部材がピンに沿って移動して弾性体を押圧することになる。また、押圧部材とピンの相対位置を調整することによって、弾性体の圧縮の度合い、すなわち、サスペンションの強度を変更することができる。
【００１７】また本発明のサスペンション機構は、前記収納ケースが進行方向において前後２カ所で開口しており、これらの開口の一方に前記ピンのアーム固定側端部を摺動可能に保持すると共に、他方の開口内に前記押圧部材を摺動可能に保持していることを特徴とする。
【００１８】このように、弾性体をケース内に収納して保持することによって、強い衝撃が加わったような場合に弾性体の変形が規制され、底付き現象を防ぐことができる。
【００１９】また本発明のサスペンション機構において、前記ピンが前記押圧部材内に挿通螺合して当該押圧部材に連結されており、この螺合状態を規制するストッパ機構を具えることを特徴とする。
【００２０】ピンは、押圧部材内に挿通螺合させ、この螺合位置を調整することによって、ピンと押圧部材との相対位置を変化させうる。この調整によって、ケース内における弾性体の圧縮度が変化するため、サスペンションの強度を調整することができる。なお、この螺合状態を規制するストッパ機構を設けて、ピンと押圧部材の係合を保持することが好ましい。
【００２１】また本発明のサスペンション機構は、前記押圧部材の前記ピンを挿通する挿通孔が前記押圧部材を貫通しており、前記ストッパ機構が、当該貫通孔内部に設けられた段差と、前記ピンに前記進行方向に直交する方向に設けられた第２の貫通孔と、当該第２の貫通孔内に設けた第２の弾性体と、当該第２の弾性体の両側に設けられ前記貫通孔から一部が突出して前記段差に係合するボールとで構成されていることを特徴とする。
【００２２】このように構成することによって、第２の弾性体の両側に設けたボールが当該弾性体によって、押圧部材の段差部分に対して常に押圧されるため、押圧部材がピンから抜け落ちることを防止することができる。
【００２３】また本発明のサスペンション機構は、前記押圧部材に設けた貫通孔内壁の前記段差部分に、前記ボールに係合し、前記押圧部材の軸方向に延在する溝部を設けたことを特徴とする。
【００２４】このように、押圧部材に設けた貫通孔内壁の段差部分に、ボールに係合する溝部を設けることによって、前記押圧部材を確実に保持することが可能になると共に、押圧部材とピンとの相対位置を断続的に調整することが可能である。
【００２５】また本発明のサスペンション機構は、前記溝部を前記押圧部材に設けた貫通孔内壁に、周方向において偶数箇所、均等に設けたことを特徴とする。
【００２６】ボールに係合する溝部を周方向に偶数箇所、均等に設けることによって、押圧部材とピンとの相対位置をより精密に、かつ断続的に調整することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を添付の図面を参照して説明する。図１は、本発明にかかるサスペンション機構を備えるキャスタの側面図である。図２（ａ）は図１に示すキャスタの正面図、図２（ｂ）はその背面図である（なお、図２では便宜上ホイール部分を省略している）。また図３は、図２（ａ）のＸ－Ｘ線における断面図である。なお、本実施形態では、キャスタを車椅子に取り付けた場合について説明する。
【００２８】図１に示すように、本発明のサスペンション機構を備えるキャスタ１は、キャスタ１を車椅子のフレーム（図示せず）に連結するキャスタ取付部材２と、当該キャスタ取付部材２に回転可能に支持されるキャスタ軸３と、このキャスタ軸３に連結されたブラケット４と、このブラケット４に回動可能に支持された２本のアーム５、５と、アーム５、５に回転可能に支持されたホイール６とを具えている。
【００２９】キャスタ軸３は、キャスタ１の向きを自在に変えるべくキャスタ取付部材２に回転可能に支持されている。ブラケット４は、Ｌ字形状をしており（図３参照）、その上面にナット７を介してキャスタ軸３が連結されており、下端部にてピン８を介してアーム５を回動可能に支持している。
【００３０】アーム５は、ピン８の上部において更に、ホイール６の軸方向に延在するピン９に連結されている。ブラケット４には、ピン９の移動を確保するための孔９ａが設けられており、従って、アーム５はピン８を回動軸として図１に矢印Ａで示す方向に回動することができる。
【００３１】ピン９は、図３に示すように、中央に軸方向に直交する方向に貫通孔９ａが設けられており、この孔９ａ内に後述する摺動ピン１０の一端が螺合している。なお、摺動ピン１０はこの一端においてピン９の端面から挿入される芋ネジ（図示せず）を介してピン９に固定されている。
【００３２】ブラケット４は、内部に一方が開口した円筒状のケース１３を保持しており、このケース１３とブラケット４とを貫通する孔１１内に摺動ピン１０が挿通されている。摺動ピン１０の外周には筒状の弾性体１２が保持されており、この弾性体１２は、ケース１３内に収納されている。また、摺動ピン１０の他端には、弾性体１２を押圧する調整ナット１４が係合している。なお、弾性体１２は、キャスタ軸３のほぼ真下に位置している。また、ケース１３の開口は、摺動ピン１０に螺合した調整ナット１４がケース１３内に進入できる大きさを有する。
【００３３】弾性体１２は外周面がテーパ形状をなしており、調整ナット１４が押圧する側の断面が、ケース１３に当接する側の断面よりも小さい。このように構成することにより、弾性体１２のバネ荷重の増加率がナット１４の押圧側からケース１３の当接側に向けて増えてゆき、弾性体１２に加わる荷重量とバネ荷重とがプログレッシブな特性を示すことになる。従って、弾性体１２に加わる荷重が小さい場合は、弾性体の調整ナット１４の押圧側でこれを吸収し、弾性体１２に加わる荷重が大きくなるにつれてケース１２の当接側でも荷重が吸収されるようになり、キャスタにかかる衝撃を緩やかに吸収することができる。
【００３４】ケース１３は、弾性体１２の最大径に合わせた内径を有しており、弾性体１２の断面積が小さくなる部分において空間１５を有する。調整ナット１４が弾性体１２を押圧すると弾性体１２がこの空間１５内で圧縮変形していくが、弾性体１２の外周面がケース１３の内壁面に当接した段階でこの変形が規制される。このため、柔らかな弾性体を用いた場合でも、弾性体１２の変形が所定量に規制され、ピン９がブラケット４に衝突する底付き現象を防止することができる。
【００３５】なお、弾性体１２は必ずしもテーパ形状にする必要はなく、直円筒形であってもよい。この場合、弾性体１２の外周面とケース１３の内壁面間にいくらかの余裕をつくって空間を設けることより、好適に底付きを防止することができる。また弾性体１２の形状は角柱形、あるいは角錐形であってもよい。なお、弾性体１２の素材は、反発性の低いウレタンや各種のゴムを用いることが好ましい。反発性が高いと加えられる荷重に対して即時に反発して、摺動ピン１０とブラケット４が衝突する底付きを起こしてしまうためである。なお、キャスタ１に加わる荷重と緩衝特性に応じて、ゴムの素材は適宜変更することができる。
【００３６】調整ナット１４は、上述したように摺動ピン１０の端部に螺合しており、キャスタホイールにかかる荷重を受けて、弾性体１２を押圧している。図３には、弾性体１２にかかる荷重がゼロの状態が示されており、弾性体１２の端面に調整ナット１４の端面が当接している。調整ナット１４を回転させてその位置をケース１３の内側に移動させると、初期状態において弾性体１２に荷重が加わり、弾性体１２が圧縮されるため、サスペンション強度が高くなる。このように、本発明のキャスタ１では、調整ナット１４を回転させることによって、弾性体１２自体を交換することなくサスペンション強度を調整することができる。
【００３７】なお、荷重がゼロになったときに、調整ナット１４がゆるんだり、はずれたりしないようにストッパ機構が設けられている。図３に示すように、摺動ピン１０の調整ナット１４と螺合する部分に、ピン１０の軸方向に直交する方向に貫通孔１６が設けられており、この貫通孔１６にスプリング１７を収納して、その両端にボール１８、１８を嵌め込んでいる。貫通孔１６はスプリング１７及びボール１８の直径とほぼ同じ径を有しており、スプリング１７がボール１８、１８を摺動ピン１０の外周面から若干突出させた状態で調整ナット１４の内壁に向けて押圧している【００３８】一方、調整ナット１４の内側壁には、弾性体１２にかかる荷重をゼロの状態にした時に、ボール１８、１８が突出する位置に、段差１９を設けている。調整ナット１４は、この段差１９の内側、すなわちナット１４の内径が小さくなっている部分２０にて摺動ピン１０と螺合しており、段差１９が摺動ピン１０のボール１８に係合しているため、調整ナット１４はボール１８、１８の位置から外側には回転させることができない。このようにして、調整ナット１４の脱落が防止されており、また、調整ナット１４を回転させてサスペンション強度を調整する場合でも、調整操作を誤ってキャスタ１を壊す危険がない。
【００３９】なお、図４に示すように、調整ナット１４の内側壁の段差１９から外側（図３における左側）には均等に６ヶ所の溝２１を設けて、摺動ピン１０に嵌め込んだボール１８をこの溝２１に嵌合させるようにする。このように溝２１を設けることによって、調整ナット１４を段階的に回転させてサスペンション強度を段階的に調整することが可能となる。なお、溝２１は複数本を均等に割り付けて設けてあればよく、６カ所に限らず２カ所、４カ所あるいは８カ所以上であってもよい。
【００４０】本発明のキャスタ１は以上のように構成されており、キャスタ１に荷重がかかると、ホイール６の上下動に連動してアーム５がピン８を回動軸として回動し、これに伴ってピン９が孔９ａ内を進行方向に移動する。このピン９の移動に伴って、摺動ピン１０が進行方向に引っ張られ、このピン１０の他端に固定されている調整ナット１４が弾性体１２を押圧して圧縮変形させる。この時の弾性体１２の弾性復元力によってアーム５の回動が抑制され、キャスタ１が路面から受ける衝撃や振動を吸収する。
【００４１】上述したとおり、本発明のキャスタは、アームに直接弾性体を取り付けていないため、サスペンション機構自体をコンパクトにすることができる。また、ホイール径の制限がなくなり、いろいろなサイズのホイールを使用目的に応じて取り付けることができる。
【００４２】また本発明のサスペンション構造を有するキャスタは、車椅子以外にも、ベビーカーや台車、その他病人を搬送するためのストレッチャーなどにも利用することができる。
【００４３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明のサスペンションを有するキャスタによれば、第１に弾性体を圧縮する方向をキャスタの進行方向としたので、サスペンション機構の上下方向におけるサイズを小さくすることができ、したがって、ホイール径変更の際の制限が解消される。第２に、弾性体を収納するケースを設けたことにより、弾性体の圧縮変形量が規制され、底付き現象を好適に防止することができる。第３に、弾性体の外形をテーパ形状にすることによって、バネ荷重にプログレッシブな特性を与え、路面の凹凸からくる振動や衝撃を緩やかに吸収できるようにした。
【００４４】第４に、弾性体の圧縮度を調整する機構を備えているので、弾性体を交換することなく利用者自身で弾性体の圧縮度を変更してサスペンション強度を調整することができる。第５に、調整ナットをネジから脱落させないようにストッパ機構を設けているため、利用者自信が調整操作を誤ることがない。第６に、調整ナットの内表面にボールと嵌合する溝を設けて、サスペンション強度を段階的に調整することができるようにした。

【出願人】	【識別番号】５９３１７５９３６【氏名又は名称】株式会社オーエックスエンジニアリング【住所又は居所】千葉県千葉市若葉区中田町２１８６ー１
【出願日】	平成１３年１２月１７日（２００１．１２．１７）
【代理人】	【識別番号】１０００９６０２４【弁理士】【氏名又は名称】柏原三枝子
【公開番号】	特開２００３－１８２３０４（Ｐ２００３－１８２３０４Ａ）
【公開日】	平成１５年７月３日（２００３．７．３）
【出願番号】	特願２００１－３８３０３３（Ｐ２００１－３８３０３３）