特開 2024-54745 車椅子の転倒防止装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024054745

(43)【公開日】2024-04-17

(54)【発明の名称】車椅子の転倒防止装置

(51)【国際特許分類】

   A61G 5/10 20060101AFI20240410BHJP

   A61G 5/02 20060101ALI20240410BHJP

【ＦＩ】

A61G5/10 715

A61G5/02 701

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022161171

(22)【出願日】2022-10-05

(71)【出願人】

【識別番号】304026696

【氏名又は名称】国立大学法人三重大学

(71)【出願人】

【識別番号】520016549

【氏名又は名称】株式会社ライフ・テクノサービス

(74)【代理人】

【識別番号】110001966

【氏名又は名称】弁理士法人笠井中根国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100147717

【弁理士】

【氏名又は名称】中根 美枝

(74)【代理人】

【識別番号】100103252

【弁理士】

【氏名又は名称】笠井 美孝

(72)【発明者】

【氏名】矢野 賢一

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 黎

(72)【発明者】

【氏名】濱田 樹

(72)【発明者】

【氏名】中川 裕

(72)【発明者】

【氏名】中川 敬史

(57)【要約】

【課題】車椅子の走行への悪影響を抑えながら、車椅子の前方転倒と側方転倒の両方を防止することができる、新規な構造の車椅子の転倒防止装置を提供する。
【解決手段】操舵軸２８が車輪軸２４に対して車輪進行方向にオフセットして位置する前輪キャスタ１６を備えた車椅子１２に取り付けられる車椅子の転倒防止装置１０であって、操舵軸２８を中心として回転可能とされた前輪キャスタ１６のフォーク部２２で支持されて、前輪キャスタ１６の接地位置よりも車輪進行方向の外方での接地によって車椅子１２の転倒を防止する接地部５４が設けられている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

操舵軸が車輪軸に対して車輪進行方向にオフセットして位置する前輪キャスタを備えた車椅子に取り付けられる車椅子の転倒防止装置であって、
前記操舵軸を中心として回転可能とされた前記前輪キャスタのフォーク部で支持された接地部を有し、
該接地部は、該前輪キャスタの接地位置よりも前記車輪進行方向の外方で接地することによって前記車椅子の転倒を防止する、転倒防止装置。

【請求項2】

前記接地部は、前記車椅子の走行状態において前記前輪キャスタよりも前記車輪進行方向にオフセットした位置で接地する補助キャスタによって構成されている請求項１に記載の転倒防止装置。

【請求項3】

前記接地部は、前記車椅子の走行状態において前記前輪キャスタよりも前記車輪進行方向にオフセットした位置で地面に対して上方に離隔して近接配置されている請求項１に記載の転倒防止装置。

【請求項4】

前記前輪キャスタの前記フォーク部を前記車輪軸の延伸方向の両側から挟み込んで該フォーク部に固定される一対の固定部材が設けられており、前記接地部が該一対の固定部材を介して該フォーク部に支持されている請求項１～３の何れか一項に記載の転倒防止装置。

【請求項5】

前記一対の固定部材から前記車輪進行方向の前方へ向けて延び出す一対の延伸部材が該一対の固定部材に固定されており、それら一対の延伸部材の延伸端部に前記接地部が設けられている請求項４に記載の転倒防止装置。

【請求項6】

前記固定部材の前記前輪キャスタに対する取付位置を調節するアジャスト機構が設けられている請求項４に記載の転倒防止装置。

【請求項7】

前記前輪キャスタの側方に位置する補助接地部が設けられており、
該前輪キャスタの側方への倒れが該補助接地部の接地によって防止される請求項１～３の何れか一項に記載の転倒防止装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車椅子の転倒を防止する転倒防止装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

昨今の高齢化によって車椅子の使用者が増加しており、それに伴って、車椅子使用時の転倒事故の増加が問題となってきている。具体的には、使用者が車椅子の前部に荷重を加えることによる前方への転倒や、使用者が車椅子から側方に身を乗り出すことによる側方転倒が発生し得ることから、それらの転倒を防止することが求められている。

【0003】

例えば、特開２０１８－１５８００１号公報（特許文献１）には、車椅子のフットレストに取り付けられて、前方転倒の発生を防ぐ車椅子の転倒防止装置が提案されている。特許文献１は、密着弦巻ばねからなる脚部材をフットレストから下方へ延び出すように設けた構造とされている。そして、車椅子が前方転倒しそうになると、脚部材が地面に対して突っ張ることで、車椅子の前方転倒が防止される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－１５８００１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、本発明者が検討したところ、特許文献１の転倒防止装置は、車椅子の前方又は後方への転倒を防止するものであって、側方への転倒を防止することができなかった。

【0006】

本発明の解決課題は、車椅子の前方転倒と側方転倒の両方を防止することができる、新規な構造の車椅子の転倒防止装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

以下、本発明を把握するための好ましい態様について記載するが、以下に記載の各態様は、例示的に記載したものであって、適宜に互いに組み合わせて採用され得るだけでなく、各態様に記載の複数の構成要素についても、可能な限り独立して認識及び採用することができ、適宜に別の態様に記載の何れかの構成要素と組み合わせて採用することもできる。それによって、本発明では、以下に記載の態様に限定されることなく、種々の別態様が実現され得る。

【0008】

第一の態様は、操舵軸が車輪軸に対して車輪進行方向にオフセットして位置する前輪キャスタを備えた車椅子に取り付けられる車椅子の転倒防止装置であって、前記操舵軸を中心として回転可能とされた前記前輪キャスタのフォーク部で支持された接地部を有し、該接地部は、該前輪キャスタの接地位置よりも前記車輪進行方向の外方で接地することによって前記車椅子の転倒を防止する、ものである。

【0009】

車椅子の前方及び側方への転倒は、前輪キャスタの接地位置を通る軸（転倒モーメント軸）を中心とするモーメントに起因するが、発明者は、前輪キャスタにおける操舵軸と車輪軸のオフセットによって、転倒の原因となる力の作用点から転倒モーメント軸までの距離が長くなることで、前輪キャスタの進行方向（車輪進行方向）への転倒が生じ易いことを発見した。そこで、本態様に係る転倒防止装置は、前輪キャスタの接地位置よりも車輪進行方向に位置する接地部が設けられており、接地部の接地によって車椅子の車輪進行方向への転倒を防止することができる。

【0010】

転倒防止装置は、接地部が前輪キャスタのフォーク部によって支持されることから、接地部が前輪キャスタの車輪と共に操舵軸回りで回転して、接地部の位置が常に前輪キャスタの車輪進行方向に保持される。それゆえ、前輪キャスタの車輪進行方向が車椅子の前方である場合だけでなく、車椅子の側方である場合にも、接地部の接地によって車椅子の転倒を防止することができる。なお、発明者の検討によれば、車椅子の側方転倒は、前輪キャスタの車輪進行方向が車椅子の前方に向いたままで前輪キャスタが側方へ倒れ込むようにして発生する場合もあるが、例えば、使用者が側方へ身を乗り出すなどして側方へ向けた荷重を車椅子に入力することで前輪キャスタの車輪進行方向が車椅子の側方に向いた後、同じ方向へ再び力を加えることによって発生する場合が多いことが分かった。従って、前輪キャスタの車輪進行方向へ向けた車椅子の転倒を防止可能な本態様に係る転倒防止装置によって、車椅子の前方への転倒と側方への転倒とを何れも有効に防止することができる。

【0011】

第二の態様は、第一の態様に記載された転倒防止装置において、前記接地部は、前記車椅子の走行状態において前記前輪キャスタよりも前記車輪進行方向にオフセットした位置で接地する補助キャスタによって構成されているものである。

【0012】

本態様に従う構造とされた転倒防止装置によれば、補助キャスタが常時接地していることから、車椅子の転倒時の姿勢変化（傾き）も防ぐことができる。また、接地部が補助キャスタとされていることにより、常時接地していても車椅子の走行に影響し難い。

【0013】

第三の態様は、第一の態様に記載された転倒防止装置において、前記接地部は、前記車椅子の走行状態において前記前輪キャスタよりも前記車輪進行方向にオフセットした位置で地面に対して上方に離隔して近接配置されているものである。

【0014】

本態様に従う構造とされた転倒防止装置によれば、車椅子の走行時には接地部が地面から離れていることにより、接地部が車椅子の走行に影響し難い。また、接地部が地面に対して近接配置されていることから、転倒が発生し得る入力時には接地部が速やかに地面に接地して、車椅子の転倒が有効に防止される。

【0015】

第四の態様は、第一～第三の何れか１つの態様に記載された転倒防止装置において、前記前輪キャスタの前記フォーク部を前記車輪軸の延伸方向の両側から挟み込んで該フォーク部に固定される一対の固定部材が設けられており、前記接地部が該一対の固定部材を介して該フォーク部に支持されているものである。

【0016】

本態様に従う構造とされた転倒防止装置によれば、フォーク部を挟み込む一対の固定部材によって前輪キャスタに取り付けられることから、多様なサイズや構造の前輪キャスタに取り付けることが可能となる。

【0017】

第五の態様は、第四の態様に記載された転倒防止装置において、前記一対の固定部材から前記車輪進行方向の前方へ向けて延び出す一対の延伸部材が該一対の固定部材に固定されており、それら一対の延伸部材の延伸端部に前記接地部が設けられているものである。

【0018】

本態様に従う構造とされた転倒防止装置によれば、固定部材の形状や大きさを制限することなく、必要な位置に接地部を配することができる。また、固定部材と延伸部が別体とされていることで、例えば、延伸部の交換によって、共通の固定部材を用いながら接地部の位置を変更すること等もできる。

【0019】

第六の態様は、第四又は第五の態様に記載された転倒防止装置において、前記固定部材の前記前輪キャスタに対する取付位置を調節するアジャスト機構が設けられているものである。

【0020】

本態様に従う構造とされた転倒防止装置によれば、例えば、前輪キャスタの大きさや構造、位置等に応じて固定部材の前輪キャスタに対する取付位置をアジャスト機構によって調節することで、接地部の位置等を調節することができる。

【0021】

第七の態様は、第一～第六の何れか１つの態様に記載された転倒防止装置において、前記前輪キャスタの側方に位置する補助接地部が設けられており、該前輪キャスタの側方への倒れが該補助接地部の接地によって防止されるものである。

【0022】

例えば、側方への入力に際して、車輪が地面の凹凸に引っ掛かる等して操舵軸回りでの前輪キャスタの回転が生じずに、前輪キャスタが側方へ傾斜する態様で車椅子の側方転倒が発生することも想定される。そこで、本態様に従う構造とされた転倒防止装置によれば、前輪キャスタの側方に設けられた補助接地部によって前輪キャスタの側方への倒れを防止することにより、上記の如き態様の車椅子の側方転倒も防ぐことができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、車椅子の前方転倒と側方転倒の両方を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の第一の実施形態としての転倒防止装置を車椅子への装着状態で示す右側面図

【図2】図１の転倒防止装置を前輪キャスタへの装着状態で示す斜視図

【図3】図１の転倒防止装置を前輪キャスタへの装着状態で示す別角度の斜視図

【図4】図１の転倒防止装置を前輪キャスタへの装着状態で示す左側面図

【図5】図１の転倒防止装置を前輪キャスタへの装着状態で示す平面図

【図6】図１の転倒防止装置を前輪キャスタへの装着状態で示す底面図

【図7】図１に示す転倒防止装置を構成する固定部材の斜視図

【図8】図１に示す転倒防止装置を構成する連結部材の斜視図

【図9】図１に示す転倒防止装置による車椅子の前方転倒の防止について説明する底面モデル図

【図10】図１に示す転倒防止装置による車椅子の側方転倒の防止について説明する底面モデル図

【図11】本発明の第二の実施形態としての転倒防止装置を車椅子への装着状態で示す右側面図

【図12】図１１の転倒防止装置を前輪キャスタへの装着状態で示す斜視図

【図13】図１１の転倒防止装置を前輪キャスタへの装着状態で示す右側面図

【図14】図１１の転倒防止装置を前輪キャスタへの装着状態で示す正面図

【図15】図１１の転倒防止装置を前輪キャスタへの装着状態で示す平面図

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

【0026】

図１には、本発明の第一の実施形態としての車椅子の転倒防止装置１０が、車椅子１２への装着状態で示されている。以下の説明において、原則として、車椅子１２の上下方向とは鉛直上下方向である図１中の上下方向を、車椅子１２の前後方向とは図１中の左右方向を、車椅子１２の左右方向とは図１中の紙面直交方向を、それぞれ言う。また、後述する前輪キャスタ１６の車輪２６の進行方向（車輪進行方向）は、図３中の右方を言う。以下の構造説明では、原則として、前輪キャスタ１６の車輪進行方向が車椅子１２の前方と一致している状態について説明する。

【0027】

車椅子１２は、鋼材等で形成されて座面を支持するフレーム１４を備えており、フレーム１４の下端部が前輪キャスタ１６と後輪１８とによって支持されている。また、フレーム１４の前部には、使用者が足を乗せるためのフットサポート２０が、前輪キャスタ１６よりも前方に設けられている。

【0028】

前輪キャスタ１６は、図２～図６にも示すように、フォーク部２２によって支持された車輪軸２４を中心として回転可能な車輪２６を備えている。フォーク部２２は、下部が二股に分岐して車輪２６の両側方へ延びており、下端部において車輪軸２４の両端を固定的に支持している。フォーク部２２の分岐していない上端部には、操舵軸２８が取り付けられている。操舵軸２８は、フォーク部２２から上方へ突出するロッド状とされており、中心軸回りでフォーク部２２に対して相対回転可能とされている。そして、操舵軸２８が車椅子１２のフレーム１４における前輪キャスタ１６の取付部分に固定されることにより、前輪キャスタ１６がフレーム１４に取り付けられる。前輪キャスタ１６は、操舵軸２８に対するフォーク部２２の回転によって、車輪２６の進行方向がフレーム１４に対して自在に変更可能とされている。

【0029】

図４に示すように、前輪キャスタ１６の操舵軸２８は、車輪軸２４に対して、車輪２６の進行方向に所定の距離Ｄだけオフセットして位置している。車輪２６の接地位置は車輪軸２４の鉛直下方であることから、操舵軸２８の中心線は、車輪２６の接地位置に対して車輪進行方向にＤだけずれている。車輪２６の接地位置は、フォーク部２２の二股に分岐した部分の上端部と車輪軸２４とをつなぐ直線と地面との交点に対して車輪進行方向にずれており、所定のキャスタトレールＴが設定されている。前輪キャスタ１６は、操舵軸２８と車輪軸２４の水平方向でのオフセットによってキャスタトレールＴが設定されていることにより、車輪２６の進行方向が車輪軸２４に対する操舵軸２８の水平オフセット方向（図４中の右方）へ向き易くなっている。

【0030】

転倒防止装置１０は、前輪キャスタ１６のフォーク部２２に取り付けられる一対の固定部材３０，３０を備えている。固定部材３０は、図７にも示すように、略台形板状とされて、前後両端が上下方向に延びていると共に、下端が前後方向に延びており、前後両端が下端に対して直交している。固定部材３０の後端下部には、前輪キャスタ１６の車輪軸２４が挿通される車軸挿通孔３２が板厚方向に貫通して形成されている。固定部材３０の前端下部には、板厚方向に貫通する２つの連結ボルト孔３４，３４が車輪進行方向に並んで形成されている。固定部材３０の後端上部には、板厚方向に貫通する２つの取付ボルト孔３６，３６が形成されている。取付ボルト孔３６，３６は、固定部材３０の上端に沿って並ぶように設けられている。なお、本実施形態の固定部材３０には、中央部分を板厚方向に貫通する肉抜孔４０が形成されて、軽量化や形成材料の削減が図られている。また、図４に示すように、固定部材３０には、鋼材等で形成された長手板状の補強プレート３８が重ね合わされており、固定部材３０の曲げ変形等に対する剛性の向上が図られている。補強プレート３８は、例えば、連結ボルト孔３４と車軸挿通孔３２まで達する長さで前後方向に延びており、前後両端部分が後述する連結ボルト４７と車輪軸２４とによって固定部材３０に固定されている。

【0031】

一対の固定部材３０，３０の対向面間には、連結部材４２が設けられている。連結部材４２は、図８にも示すように、全体として左右方向に延びる略三角柱形状とされており、下面が略水平に広がっていると共に、上面が車輪進行方向（前方）に向けて下傾する傾斜面とされて、前方へ向けて上下方向で幅狭となっている。連結部材４２には、略矩形断面で上下方向に貫通する空所４４が形成されている。連結部材４２の後端下部には、空所４４の左右側壁を貫通する２つの連結ボルト孔４６，４６が左右両側にそれぞれ形成されている。連結部材４２は、後部が一対の固定部材３０，３０に挟まれて配置されており、固定部材３０，３０の連結ボルト孔４６，４６に挿通された連結ボルト４７，４７が、連結部材４２の連結ボルト孔４６，４６に挿通されることで、固定部材３０，３０にボルト固定されている。連結部材４２は、固定部材３０，３０に固定された状態で、前輪キャスタ１６の車輪２６に対して車輪進行方向の前方に配置されている。連結部材４２は、一対の固定部材３０，３０の間に配されることで、それら一対の固定部材３０，３０の先端部分を相互に位置決めしている。なお、連結部材４２と固定部材３０との重ね合わせ面間にスペーサ（例えば連結ボルト４７に外挿されるリング等）を介在させることにより、一対の固定部材３０，３０間の距離を調節することもできる。

【0032】

連結部材４２の上部後端には、車輪進行方向と反対側（後方）へ向けて上傾して突出するようにアジャスタ４８が設けられている。アジャスタ４８は、連結部材４２に螺合された調節ねじ５０に対して、平板状の当接部材５２が調節ねじ５０の軸方向で位置決めされ、且つ周方向に相対回転可能な態様で取り付けられた構造とされている。そして、アジャスタ４８は、調節ねじ５０を連結部材４２に対して締め込む又は緩めることによって、当接部材５２と連結部材４２との距離を調節することが可能とされている。当接部材５２は、前輪キャスタ１６のフォーク部２２の上部に前側の斜め下方から押し当てられることによって、前輪キャスタ１６に対する連結部材４２の位置や向きを規定する。

【0033】

連結部材４２における車輪進行方向の端部には、接地部としての補助キャスタ５４が取り付けられている。補助キャスタ５４は、連結部材４２の下面に取り付けられており、転倒防止装置１０の前輪キャスタ１６への装着状態において、前輪キャスタ１６の車輪進行方向の外側（前方）で前輪キャスタ１６と同時に接地可能とされている。補助キャスタ５４は、前輪キャスタ１６の接地位置よりも車輪進行方向の外側にオフセットした位置で接地する。補助キャスタ５４の接地位置と前輪キャスタ１６の接地位置とのオフセット量は、後述する転倒防止に必要とされる転倒モーメント軸の移動量等に応じて適宜に設定され、好適には２２．５～２７．５ｍｍの範囲内に設定されることで、転倒防止効果を有効に得ながら、転倒防止装置１０と車椅子１２のフットサポート２０との干渉等を防ぐことができる。補助キャスタ５４は、前輪キャスタ１６と同様に、操舵軸５６が車輪軸５８よりも前方にオフセットしている。なお、アジャスタ４８によって連結部材４２の前輪キャスタ１６に対する取付位置や向きを調節することによって、補助キャスタ５４を前輪キャスタ１６と同時に接地可能な位置に配することができる。

【0034】

かくの如き構造とされた転倒防止装置１０は、車椅子１２の前輪キャスタ１６のフォーク部２２に固定的に取り付けられる。即ち、フォーク部２２の左右両外側に配された一対の固定部材３０，３０が、車軸挿通孔３２，３２に挿通された前輪キャスタ１６の車輪軸２４によって左右内側へ締め込まれることにより、フォーク部２２が一対の固定部材３０，３０によって両外側から挟み込まれる。また、一対の固定部材３０，３０の取付ボルト孔３６，３６に挿通された取付ボルト６０がフォーク部２２の上部の後方を延びて配されると共に、連結部材４２に取り付けられたアジャスタ４８の当接部材５２がフォーク部２２の上部に前方から押し当てられる。以上により、固定部材３０，３０がフォーク部２２に対して位置決め固定されて、転倒防止装置１０がフォーク部２２に対して取り付けられる。

【0035】

このように、転倒防止装置１０は、前輪キャスタ１６のフォーク部２２を一対の固定部材３０，３０で挟み込むと共に、フォーク部２２の上部を取付ボルト６０とアジャスタ４８（当接部材５２）とによって前後に挟み込むようにして、前輪キャスタ１６に取り付けられることから、前輪キャスタ１６の大きさや形状等の違いに対応し易く、各種の前輪キャスタ１６に取り付けて使用することができる。アジャスタ４８は、調節ねじ５０の連結部材４２に対する締込み量（連結部材４２からの突出量）によって当接部材５２の位置を調節することにより、転倒防止装置１０のフォーク部２２に対する取付けの位置や方向を調節可能であることから、本実施形態においてアジャスト機構として機能する。

【0036】

固定部材３０，３０及び連結部材４２は、車輪進行方向の外方へ向けて下傾する上面を有しており、上下方向で次第に幅狭とされている。これにより、転倒防止装置１０を車椅子１２の前輪キャスタ１６に後付けで装着しても、フットサポート２０等の車椅子１２の構造と干渉し難く、車椅子１２の走行性能やフットサポート２０の収納機能等に悪影響を及ぼし難い。

【0037】

固定部材３０，３０及び連結部材４２がフォーク部２２に取り付けられることにより、補助キャスタ５４が固定部材３０，３０及び連結部材４２を介してフォーク部２２によって支持されている。補助キャスタ５４は、転倒防止装置１０の前輪キャスタ１６（車輪２６）に対する向きが常時保持されており、前輪キャスタ１６の接地位置に対して常に車輪進行方向の外方に位置している。要するに、転倒防止装置１０は、前輪キャスタ１６のフォーク部２２に取り付けられることによって、操舵軸２８を中心として回転可能とされており、それによって、前輪キャスタ１６の車輪進行方向が車椅子１２に対して何れの方向とされている場合であっても、補助キャスタ５４が常に前輪キャスタ１６に対して車輪進行方向の外方に位置するようになっている。本実施形態では、上記の如く固定部材３０，３０及び連結部材４２が先細形状とされていることにより、転倒防止装置１０の前輪キャスタ１６に追従する方向転換が、他部材との干渉で阻害されることなく許容される。

【0038】

前輪キャスタ１６に取り付けられた転倒防止装置１０は、図４に示すように、補助キャスタ５４において地面Ｇに接地している。転倒防止装置１０は、接地部が補助キャスタ５４で構成されていることから、車椅子１２の通常の走行状態において接地していても、車椅子１２の走行性能に影響し難い。

【0039】

転倒防止装置１０が車椅子１２の前輪キャスタ１６に装着されることによって、例えば使用者が前方へ身を乗り出したり、フットサポート２０上に起立したりすることによる車椅子１２の前方への転倒が防止される。転倒防止装置１０によって車椅子１２の前方転倒が防止される機序は、例えば、以下のように捉えることができる。

【0040】

転倒防止装置１０のない車椅子１２では、図９に示すように、車椅子１２の前部に対して前方転倒を引き起こす下向きの荷重Ｗｐが作用する場合に、前方転倒のモーメント中心軸（転倒モーメント軸）が、左右の前輪キャスタ１６，１６の接地位置をつないだ直線となる。そして、車椅子１２の前部に作用する下向きの荷重Ｗｐによる転倒モーメント軸回りのモーメント（Ｗｐ×Ｌｐ´）が、車椅子１２の重心位置に作用する下向きの荷重Ｗｗによる転倒モーメント軸回りのモーメント（Ｗｗ×Ｌｗ´）よりも大きい場合（Ｗｐ×Ｌｐ´＞Ｗｗ×Ｌｗ´）に、モーメントの不均衡によって車椅子１２の前方転倒が発生する。従って、荷重Ｗｗによるモーメントと荷重Ｗｐによるモーメントの差を正（Ｗｗ×Ｌｗ´－Ｗｐ×Ｌｐ´＞０）の状態に保つことで、車椅子１２の前方転倒を防止することができる。

【0041】

ところで、車椅子１２の前輪キャスタ１６に転倒防止装置１０が装着されると、車椅子１２は、前輪キャスタ１６よりも更に前方に設けられた補助キャスタ５４において接地する。これにより、転倒防止装置１０が装着された車椅子１２における前方転倒の転倒モーメント軸は、転倒防止装置１０のない車椅子１２の転倒モーメント軸に対して、前輪キャスタ１６の接地位置から補助キャスタ５４の接地位置までの距離ｄだけ前方に設定される。

【0042】

そして、転倒防止装置１０を装着した車椅子１２では、荷重Ｗｗの作用点である車椅子１２の重心から転倒モーメント軸までの距離Ｌｗが、転倒防止装置１０のない車椅子１２の場合（Ｌｗ´）よりもｄだけ長くなる。その結果、転倒防止装置１０付きの車椅子１２の荷重Ｗｗによるモーメント（Ｗｗ×Ｌｗ）は、転倒防止装置１０がない車椅子１２の荷重Ｗｗによるモーメント（Ｗｗ×Ｌｗ´）よりも大きくなる。

【0043】

さらに、転倒防止装置１０を装着した車椅子１２では、車椅子１２の前方に設定された荷重Ｗｐの作用点から転倒モーメント軸までの距離Ｌｐが、転倒防止装置１０のない車椅子１２の場合（Ｌｐ´）よりもｄだけ短くなる。その結果、転倒防止装置１０付きの車椅子１２の荷重Ｗｐによるモーメント（Ｗｐ×Ｌｐ）は、転倒防止装置１０がない車椅子１２の荷重Ｗｐによるモーメント（Ｗｐ×Ｌｐ´）よりも小さくなる。

【0044】

これらによって、転倒防止装置１０を装着した車椅子１２は、転倒防止装置１０がない車椅子１２に比して、前方転倒を防ぐ方向に作用する荷重Ｗｗによるモーメントが大きくなると共に、前方転倒を引き起こす方向に作用する荷重Ｗｐによるモーメントが小さくなって、荷重Ｗｗによるモーメントと荷重Ｗｐによるモーメントの差が正に保たれ易くなることから、車椅子１２の前方転倒が防止される。

【0045】

また、転倒防止装置１０は、車椅子１２の側方への転倒も防止することができる。即ち、使用者が車椅子１２から側方へ身を乗り出す等して、使用者の重心位置が車椅子１２の側方に移動すると、図１０に示すように、車椅子１２に対して下向きの荷重Ｗｐが側方において作用する。なお、側方転倒は、図１０に示すような前輪キャスタ１６の車輪進行方向が荷重Ｗｐが作用する側方へ向いた状態で発生し易いことから、以下では、荷重Ｗｐが車椅子１２の右方に作用し、且つ前輪キャスタ１６が車椅子１２の右方に向いた状態について説明する。

【0046】

転倒防止装置１０がない車椅子１２では、側方転倒に関する転倒モーメント軸は、右側の後輪１８の接地位置と右側の前輪キャスタ１６の接地位置とを通って延びる直線となる。右方が進行方向となるように操舵軸２８回りで回転した右側の前輪キャスタ１６は、接地位置が後輪１８の接地位置よりも左側となる。車椅子１２の側方転倒は、前方転倒の場合と同様に、車椅子１２の側方に作用する下向きの荷重Ｗｐによる転倒モーメント軸回りのモーメント（Ｗｐ×Ｌｐ´）が、車椅子１２の重心位置に作用する下向きの荷重Ｗｗによる転倒モーメント軸回りのモーメント（Ｗｗ×Ｌｗ´）よりも大きい場合（Ｗｐ×Ｌｐ´＞Ｗｗ×Ｌｗ´）に発生する。従って、荷重Ｗｗによるモーメントと荷重Ｗｐによるモーメントの差を正（Ｗｗ×Ｌｗ´－Ｗｐ×Ｌｐ´＞０）の状態に保つことで、車椅子１２の側方転倒を防止することができる。換言すれば、荷重Ｗｗによるモーメントをできるだけ大きくし、且つ荷重Ｗｐによるモーメントをできるだけ小さくすることで、側方転倒が防止される。

【0047】

転倒防止装置１０が装着された車椅子１２では、前輪キャスタ１６の進行方向が右方に向いた図１０の状態では、補助キャスタ５４が前輪キャスタ１６よりも右方で接地する。これにより、転倒防止装置１０がある車椅子１２における側方転倒の転倒モーメント軸は、転倒防止装置１０のない車椅子１２の転倒モーメント軸よりも右方外側に設定される。

【0048】

そして、転倒防止装置１０を装着した車椅子１２では、荷重Ｗｗの作用点である車椅子１２の重心から転倒モーメント軸までの距離Ｌｗが、転倒防止装置１０のない車椅子１２の場合（Ｌｗ´）よりも長くなる。その結果、転倒防止装置１０付きの車椅子１２の荷重Ｗｗによるモーメント（Ｗｗ×Ｌｗ）は、転倒防止装置１０がない車椅子１２の荷重Ｗｗによるモーメント（Ｗｗ×Ｌｗ´）よりも大きくなる。

【0049】

また、転倒防止装置１０を装着した車椅子１２では、車椅子１２の右方に入力される荷重Ｗｐの作用点から転倒モーメント軸までの距離Ｌｐが、転倒防止装置１０のない車椅子１２の場合（Ｌｐ´）よりも短くなる。その結果、転倒防止装置１０付きの車椅子１２の荷重Ｗｐによるモーメント（Ｗｐ×Ｌｐ）は、転倒防止装置１０がない車椅子１２の荷重Ｗｐによるモーメント（Ｗｐ×Ｌｐ´）よりも小さくなる。

【0050】

これらによって、転倒防止装置１０を装着した車椅子１２は、転倒防止装置１０がない車椅子１２に比して、側方転倒を防ぐ方向に作用する荷重Ｗｗによるモーメントが大きくなると共に、側方転倒を引き起こす方向に作用する荷重Ｗｐによるモーメントが小さくなって、荷重Ｗｗによるモーメントと荷重Ｗｐによるモーメントの差が正に保たれ易くなることから、車椅子１２の側方転倒が防止される。

【0051】

このように、転倒防止装置１０は、接地部である補助キャスタ５４が前輪キャスタ１６と共に操舵軸２８回りで回転可能とされており、常に前輪キャスタ１６の進行方向前方に保持される。それゆえ、前輪キャスタ１６の接地位置と操舵軸２８とのオフセットに起因して側方転倒が発生し易くなる、前輪キャスタ１６の進行方向が側方へ向いた状態において、補助キャスタ５４の接地による転倒防止作用が側方転倒に対して有効に発揮される。なお、図１０では、右方への側方転倒について説明したが、左方への側方転倒についても同様の転倒防止効果が発揮されることは言うまでもない。

【0052】

本実施形態では、転倒防止装置１０の接地部が補助キャスタ５４で構成されており、転倒の発生が予測される転倒モーメントの作用時だけでなく通常の走行状態においても接地部が予め接地した状態とされていることから、転倒モーメントの作用時に速やかに転倒の防止効果が発揮されて、車椅子１２の姿勢の変化（転倒方向への傾動等）も防止される。

【0053】

図１１には、本発明の第二の実施形態としての車椅子の転倒防止装置７０が車椅子１２への装着状態で示されている。転倒防止装置７０は、図１１～図１５に示すように、車椅子１２の前輪キャスタ１６に取り付けられている。以下の説明において、第一の実施形態と実質的に同一の部材及び部位には、図中に同一の符号を付して説明を省略する。

【0054】

転倒防止装置７０は、図１２～図１５に示すように、前輪キャスタ１６に取り付けられる一対の固定部材７２，７２を備えている。固定部材７２は、下端部を中心とする略扇形板状とされている。固定部材７２の上部には、複数の取付ボルト孔７６が設けられている。複数の取付ボルト孔７６は、車輪軸２４（車軸挿通孔７４）の周方向で相互に所定の距離を隔てて設けられており、本実施形態では６つの取付ボルト孔７６，７６，・・・が設けられている。要するに、扇形の固定部材７２の中心部分に車軸挿通孔７４が設けられていると共に、円弧部分に複数の取付ボルト孔７６が設けられている。なお、固定部材７２は、必要に応じて肉抜孔４０を形成して軽量化を図ることもできる。

【0055】

一対の固定部材７２，７２は、前輪キャスタ１６のフォーク部２２を車輪軸２４の延伸方向で挟み込むように配置されており、下端部において車輪軸２４が左右方向に貫通している。そして、一対の固定部材７２，７２は、車輪軸２４によってフォーク部２２の下端部に対して位置決めされている。また、一対の固定部材７２，７２において車輪軸２４と平行な方向で直列的に配置された取付ボルト孔７６，７６に取付ボルト７８が挿通されており、一対の固定部材７２，７２の間に差し渡された２本の取付ボルト７８，７８が、車輪進行方向とその反対方向との両側でフォーク部２２の上部を挟み込むように配されている。これにより、一対の固定部材７２，７２は、フォーク部２２の上部に対して位置決めされている。このように、一対の固定部材７２，７２がフォーク部２２に対して上部及び下部において位置決めされており、一対の固定部材７２，７２がフォーク部２２に固定されている。

【0056】

一対の固定部材７２，７２がフォーク部２２を挟み込むようにして取り付けられることから、一対の固定部材７２，７２の取付けに際してフォーク部２２の幅寸法の違い等に対応し易く、サイズや構造の異なる複数種類の前輪キャスタに対して取付け可能とすることができる。また、取付ボルト７８，７８が挿通される取付ボルト孔７６を適宜に選択可能とされていることによって、転倒防止装置７０のフォーク部２２に対する取付位置や取付方向等を調節するアジャスト機構が構成される。これにより、転倒防止装置７０を形状や大きさの異なるフォーク部２２に対して取り付けることが可能になると共に、後述する延伸部材８０及び接地部９６の向きや位置を設定することができる。

【0057】

各固定部材７２には、延伸部材８０が取り付けられている。延伸部材８０は、固定部材７２から車輪２６の進行方向へ延び出す長手板状或いはロッド状とされており、本実施形態では、固定部材７２とは別体とされて、複数の固定ボルト８２によって固定部材７２に固定されている。より具体的には、本実施形態の延伸部材８０は、固定ボルト８２によって固定部材７２に固定される基部８４が固定部材７２から下方へ延び出しており、先部８６が基部８４の下端から車輪進行方向へ下傾しながら延び出している。延伸部材８０の延伸端部８８は、地面Ｇに対して上方に離れて近接配置されている。

【0058】

一対の延伸部材８０，８０の延伸端部８８，８８には、連結部材９０が取り付けられている。連結部材９０は、左右方向に長手の板状とされている。連結部材９０は、一対の延伸部材８０，８０の延伸端部８８，８８間に配されており、各延伸部材８０に対して固定ボルト９４，９４で固定されている。延伸部材８０，８０の延伸端部８８，８８に取り付けられた連結部材９０は、地面Ｇに対する傾斜が小さくされて、地面Ｇと略平行に延びており、地面Ｇに対して上方に離れて近接配置されている。

【0059】

そして、延伸部材８０，８０の延伸端部８８，８８及び連結部材９０によって、本実施形態の接地部９６が構成されている。接地部９６は、転倒防止装置７０の前輪キャスタ１６への装着状態において、図１３に示すように、前輪キャスタ１６の接地位置に対して車輪進行方向の外側にオフセットした位置に配されている。接地部９６は、車輪進行方向が車椅子１２の前方と一致した状態において、好適には車椅子１２のフットサポート２０の後端よりも前方に位置し、より好適には、フットサポート２０の前後中央の直下又は前後中央よりも前方に位置する。

【0060】

接地部９６は、転倒防止装置７０の前輪キャスタ１６への装着状態において、図１３に示すように、地面に対して上方に離れて近接配置されている。接地部９６の地面Ｇからの距離ｈ１は、車輪軸２４の地面Ｇからの距離Ｈよりも小さいことが望ましい。接地部９６の地面Ｇからの距離ｈ１は、好適には１～３ｃｍの範囲内とされる。これによって、車椅子１２の走行に際して接地部９６が地面Ｇの凹凸等に干渉し難く、且つ後述する接地による転倒防止効果を有効に得ることができる。例えば、接地部９６の接地時に床面等を傷付け難くなるように、接地部９６の下面に緩衝材が設けられていてもよい。

【0061】

各固定部材７２には、側方部材９８が設けられている。側方部材９８は、車輪２６の側方へ向けて下傾しながら延び出している。側方部材９８の上部は、固定部材７２に重ね合わされて、２本の固定ボルト１００，１００によって固定部材７２に固定される固定部材７２とされている。側方部材９８は、上部から下端部にわたって長さ方向に連続して延びる補強リブ１０２を備えている。

【0062】

側方部材９８の下端部は、補助接地部１０４とされている。補助接地部１０４は、車輪２６の両側方にそれぞれ設けられている。補助接地部１０４は、地面Ｇに対して略平行に広がっており、地面Ｇから上方に離れて近接配置されている。補助接地部１０４の地面Ｇからの距離ｈ２は、車輪軸２４の地面Ｇからの距離Ｈよりも小さくされていることが望ましい。補助接地部１０４の地面Ｇからの距離ｈ２は、好適には１～２ｃｍの範囲内とされる。補助接地部１０４の地面Ｇからの距離ｈ２は、接地部９６の地面Ｇからの距離ｈ１と同じであってもよいし、ｈ１とは異なっていてもよく、本実施形態ではｈ２＞ｈ１とされている。

【0063】

側方部材９８は、一対の固定部材７２，７２のそれぞれに取り付けられており、各一方の側方へ延び出していることから、車輪２６の両側方に補助接地部１０４，１０４が配置されている。これにより、車輪２６の両側方への倒れが、何れかの補助接地部１０４の地面Ｇへの接地によって防止される。

【0064】

かくの如き構造とされた転倒防止装置７０は、車椅子１２における前輪キャスタ１６のフォーク部２２に取り付けられることから、操舵軸２８の回転によって車椅子１２のフレーム１４に対する向きがフォーク部２２と共に変更可能とされている。従って、接地部９６が操舵軸２８に対して常に車輪進行方向に位置していると共に、補助接地部１０４が車輪２６に対して常に側方に位置している。要するに、車椅子１２の移動方向に応じて前輪キャスタ１６のフレーム１４に対する向きが操舵軸２８を中心として変化しても、接地部９６及び補助接地部１０４の車輪２６に対する相対的な位置が維持される。

【0065】

このような転倒防止装置７０が車椅子１２の前輪キャスタ１６に装着されることによって、車椅子１２の前方転倒及び側方転倒に対する転倒防止効果を得ることができる。なお、車椅子１２の前方転倒は、例えば、車椅子１２の使用者（乗員）が上体を前屈させたり、フットサポート２０に乗る等して、車椅子１２の使用者が重心を前方へ移動させることで発生する。また、車椅子１２の側方転倒は、例えば、車椅子１２の使用者が側方へ身を乗り出す等して、車椅子１２の使用者が重心を側方へ移動させることで発生する。

【0066】

車椅子１２の前方転倒が問題となる重心位置の前方移動状態（車椅子１２の前部に対する下向きの入力状態）では、車輪進行方向が車椅子１２の前方となって、操舵軸２８に対して車輪進行方向の反対側にオフセットされた車輪２６の接地位置がより後方となる。車輪２６の接地位置が前方転倒を引き起こすモーメントの中心軸（転倒モーメント軸）となることから、車椅子１２の前部に対する下向き荷重の作用点から転倒モーメント軸までの距離が長くなり、転倒モーメント軸を中心とする大きなモーメントが作用して、車椅子１２の前方転倒が発生し易い。

【0067】

車椅子１２に転倒防止装置７０が装着されている場合には、前方転倒モーメントの作用時に、操舵軸２８よりも前方に位置する転倒防止装置７０の接地部９６が地面Ｇに接地することで、転倒モーメント軸が車輪２６の接地位置から接地部９６の接地位置へ移行し、転倒モーメント軸がより前方に設定される。それゆえ、車椅子１２の前部に対する下向きの入力から転倒モーメント軸までの距離が短くなって、車椅子１２の前部に対する下向き荷重の作用点から転倒モーメント軸回りのモーメントが低減され、車椅子１２の前方転倒が発生し難くなる。

【0068】

車椅子１２の側方転倒が問題となる重心位置の側方移動状態では、前輪キャスタ１６の車輪２６が操舵軸２８を中心として回転して、車輪進行方向が車椅子１２の側方となる。そして、車輪２６の接地位置は、車輪軸２４と操舵軸２８のオフセットによって、左右方向でより内側に設定される。接地部９６が地面から離れた走行状態において、側方転倒における転倒モーメント軸は、車椅子１２の後輪１８の接地位置と前輪キャスタ１６の車輪２６の接地位置とをつなぐ直線となることから、車輪進行方向が車椅子１２の左右方向となって、車輪２６の接地位置が左右内側に設定されると、使用者の重心移動によって車椅子１２の側方に及ぼされる下向き荷重の作用点から転倒モーメント軸までの距離が長くなって、側方転倒が発生し易くなる。

【0069】

転倒防止装置７０は、前輪キャスタ１６と共に操舵軸２８を中心として回転することから、車輪進行方向が車椅子１２の左右方向とされた側方転倒が問題となる状態では、接地部９６が車輪２６に対して車椅子１２の左右方向で外方（使用者の重心移動側の側方外側）に位置している。そして、転倒モーメントによって車椅子１２が側方へ傾動しようとすると、転倒防止装置７０の接地部９６が地面Ｇに接地して、転倒モーメント軸が車椅子１２の後輪１８の接地位置と接地部９６とをつなぐ直線に移行し、転倒モーメント軸がより左右外側に設定される。これにより、車椅子１２の側方における下向きの入力位置から転倒モーメント軸までの距離が短くなって、車椅子１２の側方への入力による転倒モーメント軸回りのモーメントが低減され、車椅子１２の側方転倒が発生し難くなる。

【0070】

上記のように、操舵軸２８と車輪２６の接地位置とがオフセットした前輪キャスタ１６では、転倒モーメント軸がより車輪進行方向と反対側に位置することから、車輪進行方向への転倒が問題になり易い。本実施形態の転倒防止装置７０は、車輪２６と共に操舵軸２８を中心として回転するフォーク部２２に取り付けられていることから、接地部９６が車輪２６に対して常に車輪進行方向に位置しており、接地部９６の接地によって転倒の原因となる入力位置により近い側へ転倒モーメント軸を移行させることができる。それゆえ、転倒防止装置７０によれば、転倒方向が前方と側方の何れであったとしても、接地部９６の接地によって有効な転倒防止効果を得ることができる。

【0071】

仮に、車輪２６が地面Ｇの凹凸に引っ掛かる等して、車輪進行方向が入力方向とならないままで車輪２６が倒れ込むように前方転倒又は側方転倒が発生しようとする場合には、車輪２６の接地位置よりも側方外側に位置する補助接地部１０４が接地して、転倒モーメント軸がより側方外側へ移行することにより、車輪２６の側方への倒れを伴う車椅子１２の転倒も防止される。

【0072】

接地部９６及び補助接地部１０４は、何れも地面Ｇから上方に離れていることから、車椅子１２の通常の走行に影響し難い。また、接地部９６及び補助接地部１０４は、何れも地面Ｇに近接して配置されていることから、転倒の危険がある入力時には速やかに接地して転倒防止効果が発揮される。特に本実施形態では、接地部９６の地面Ｇからの距離ｈ１が１～３ｃｍの範囲内とされていることから、走行への悪影響を防ぎながら転倒防止効果を有効に得ることができる。同様に、補助接地部１０４の地面Ｇからの距離ｈ２が１～２ｃｍの範囲内とされていることから、走行への悪影響を防ぎながら転倒防止効果を有効に得ることができる。

【0073】

本実施形態では、固定部材７２，７２にそれぞれ複数の取付ボルト孔７６が形成されており、取付ボルト７８，７８が挿通される取付ボルト孔７６を適宜に選択することにより、接地部９６の地面Ｇからの距離（地面Ｇへの接地タイミング）等を調節することができる。なお、接地部９６の地面Ｇからの距離ｈ１を大きく設定することによって、車椅子１２の走行時に接地部９６が地面Ｇの傾きや凹凸等による干渉が回避され易くなって、走行への影響を更に抑えることができる。一方、接地部９６の地面Ｇからの距離ｈ１を小さく設定することによって、車椅子１２の転倒動作を接地部９６の接地によってより初期の段階で迅速に制止することが可能になって、転倒防止性能の向上が図られる。

【0074】

以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、前記実施形態では、車椅子１２の転倒防止の例として前方転倒と側方転倒の防止について説明したが、例えば、前方転倒と側方転倒を組み合わせたような斜め前方への転倒についても、補助キャスタ５４の接地位置が前輪キャスタ１６に追従して前輪キャスタ１６の進行方向に保持されることで防止される。要するに、転倒防止装置１０は、車椅子１２の両側方から前方に至る略１８０度の範囲において、使用者の重心移動等に起因する転倒を有効に防止することができる。

【0075】

転倒防止装置１０のフォーク部２２への固定方法は、特に限定されず、必ずしも一対の固定部材で挟み込むように固定する必要もない。例えば、第二の実施形態の連結部材４２をフォーク部２２に対して直接的にねじ等で固定することにより、一対の固定部材を省略することも考えられる。

【0076】

転倒防止装置１０の固定部材は、フォーク部２２と一体的に設けることも可能である。転倒防止装置１０は、既存の車椅子１２に適用できるように前輪キャスタ１６とは別体で後付けされることが望ましいが、例えば、車椅子１２の前輪キャスタ１６に予め一体的に設けられていてもよい。

【符号の説明】

【0077】

１０ 転倒防止装置（第一の実施形態）
１２ 車椅子
１４ フレーム
１６ 前輪キャスタ
１８ 後輪
２０ フットサポート
２２ フォーク部
２４ 車輪軸
２６ 車輪
２８ 操舵軸
３０ 固定部材
３２ 車軸挿通孔
３４ 連結ボルト孔
３６ 取付ボルト孔
３８ 補強プレート
４０ 肉抜孔
４２ 連結部材
４４ 空所
４６ 連結ボルト孔
４７ 連結ボルト
４８ アジャスタ（アジャスト機構）
５０ 調節ねじ
５２ 当接部材
５４ 補助キャスタ（接地部）
５６ 操舵軸
５８ 車輪軸
６０ 取付ボルト
７０ 転倒防止装置（第二の実施形態）
７２ 固定部材
７６ 取付ボルト孔（アジャスト機構）
７８ 取付ボルト（アジャスト機構）
８０ 延伸部材
８２ 固定ボルト
８４ 基部
８６ 先部
８８ 延伸端部
９０ 連結部材
９４ 固定ボルト
９６ 接地部
９８ 側方部材
１００ 固定ボルト
１０２ 補強リブ
１０４ 補助接地部
Ｇ 地面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】