JP7458754B2

JP7458754B2 - キャスター

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Inventors: 利光市川
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Priority date: 2019-11-25
Filing date: 2019-11-25
Publication date: 2024-04-01
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Also published as: JP2021084442A

Description

本発明は、車いすの前輪・後輪、台車、配膳用フードワゴン等、広範に用いられている移動用の部品であるキャスターに関する。

例えば、車いすの後輪（駆動輪）は車いすのフレーム（本体）に対して固定されており、駆動輪の車軸と車いすフレームの相対位置は常に一定である。それに対して、車いすの前輪であるキャスターは回動可能に構成されており、車いすフレームに対する相対位置関係が変動可能である。
図８において、全体を符号１００で示す車いすは両側部に一対の駆動輪２を有している。駆動輪２の車軸は車いす１００のフレームに対して回転自在であるが、駆動輪２の車軸は車いす１００のフレーム本体に対して相対移動しない様に構成されている。
車いす１００は、その前方に一対のキャスター１０を備えており、キャスター１０の回転軸１１は水平方向に延在しているが、回転軸１１は垂直軸（回動軸、シリンダー構造の場合は回動筒）１２に対して３６０°回動可能であり、回動することにより車いす１００の本体に対して回転軸１１軸線が為す角度は変化する。換言すれば、垂直軸１２が車いす１００の本体に回転可能な状態で固定されているのに対して、キャスター１０の回転軸１１は前記本体に対して回動可能に軸支されている。

しかし、キャスター１０の回転軸１１が車いす１００の本体に対して回動可能であることに起因して、車いす１００の本体とキャスター１０の相対的な位置関係によっては不都合が生じる場合がある。係る不都合について、車いす１００の底面図である図９を参照して説明する。
例えばエレベータに乗る際には車いす１００を前進させ、エレベータから降りる際には後進させる場合が多い。車いす１００で大型エレベータに単独で乗る場合は別にして、エレベータ内は狭く、内部で車いす１００を１８０°旋回させるのは困難だからである。
ここでキャスター１０の車輪の向きに注目すると、車いす１００が前進してエレベータ内で静止する際に、左右２個のキャスター１０の車輪は図９の前後方向（矢印Ｆ、矢印Ｒの方向）に平行になり、中心軸１２に対して後方（矢印Ｒ方向）に位置した状態で静止する。その後、後進してエレベータから出る時には、図９の右側のキャスター１０の車輪のように、垂直軸１２を通り本体中心線Ｃ１と平行な直線（図示せず）よりも回転軸１１（図９の右側のキャスター１０の車輪の回転軸）が右側に位置した時には、キャスター１０の車輪は垂直軸１２を中心に左回りする（反時計方向に回動する）。一方、図９の左側のキャスターの車輪のように、垂直軸１２を通り本体中心線Ｃ１と平行な直線（図示せず）よりも回転軸１１（図９の左側のキャスター１０の車輪の回転軸）が左側に位置した時には、キャスターの車輪は垂直軸１２を中心に右回りする（時計方向に回動する）。そして、図９の左右のキャスター１０の車輪は、各々の中心軸１２に対して前方（矢印Ｆ方向）に位置した状態となる。ただし、垂直軸１２を中心にして右回りするか左回りするかについては、キャスターの車輪が静止した時の僅かな右方向または左方向への振れや床面の摩擦・凹凸状況等が影響する。

ところで、図９において後進時に左回りする時には、図９における右側のキャスター１０の車輪が図９右上部分で示すように車いす１００本体右側に最大限「突出した（ハミ出た）」状態を経由して回動する。一方、図９において後進時に右回りの時には図９における左側のキャスター１０の車輪が図９左上部分で示すように車いす１００本体左側に最大限「突出した（ハミ出た）」状態を経由して回動する。車いす１００の側方近傍にエレベータ内壁面或いは別の車いす或いはその他の物品が位置した場合には、キャスター１０の車輪が最大限「突出した（ハミ出た）」状態を経由して回動する過程で接触してしまう。その結果、接触した車輪は回動不能な状態となる。その状態では車いす１００は後進不能となる。そしてキャスター１０が接触した際に車いす１００に衝撃が加わり、乗っている利用者に甚だしい不快感を与える等の問題を生じる。

また、車いす１００で急な下り坂を走行する時、介助者は車いす１００を後ろ向きにして走行させる（後進させる）が、凸状段差（障害物、滑り止め、減速帯等）を越える場合、まず、直径が大きく引っかかりの心配が少ない駆動輪２からゆっくりと凸状段差を越えさせる。そして次に、スタンプ操作（前輪を宙に浮かせ、その後、降ろす操作）を行い、直径の小さな前輪自在キャスター１０が凸状段差に引っかからないようにして後進させる。
係るスタンプ操作において自在キャスター１０を非接地状態にした際に、車いす１００は水平ではなく、キャスター１０側を斜め上方向にむけた状態で後進する体勢になっているので、自在キャスター１０の車輪は自重で回動をして、垂直軸１２に対して矢印Ｒ側（図９：後進方向）に位置してしまう。自在キャスター１０の車輪は回動中心である垂直軸１２に対して偏心しているからである。そしてキャスター１０には車輪を所望の向きに調整する機構はないので、垂直軸１２に対して矢印Ｒ側（後進方向）に位置した状態で車輪は接地してしまう。車輪が垂直軸１２に対して矢印Ｒ側に位置した状態で車いす１００を後進させると、キャスター１０の車輪は垂直軸１２を中心に右回りまたは左回りして、垂直軸１２に対して矢印Ｆ側（図９：前進側）の位置まで回動する。車輪が接地した際に垂直軸１２を中心に右回りまたは左回りに回動する時、車いす１００に不快な衝撃が伝わってしまう。また、車体が右または左に振れてしまうので、円滑な走行が阻害されるという問題が生じる。

車いす１００で緩やかな下り坂を前進している際に凸状段差や下り階段状段差（高さの低い下り階段）を越える際にも、介助者はスタンプ操作を行う場合がある。その場合も、前輪のキャスターを非接地状態にした時は、車いす１００の本体は水平ではなく前方斜め下方向に傾いているので、自在キャスター１０の車輪は自重で回動をして、垂直軸１２に対して矢印Ｆ側（図９：前進方向）に位置してしまう。そのため、当該車輪が接地した際には垂直軸１２に対して矢印Ｒ側（後進方向）に位置するべく、垂直軸１２を中心に右回りまたは左回りに回動し、その時、車いすに不快な衝撃が伝わり、円滑な走行が阻害されてしまう。
同様な問題は、車いす１００と類似した構造を持つ台車においても存在する。

さらに、例えばキャスターに回動制限ストッパを付加して舵角制限を設けた特殊用途の台車を、台車置場で壁に向かい接触直前まで前進させて停車させ整頓した時、前輪の自在キャスターの車輪は平行であり、回動中心に対して台車後方に位置している。この様な状態は安定して停車できる状態ではなく、また自在キャスターには、車輪を安定した状態に位置させる機能は有していない。そのため、前輪の自在キャスターの車輪が平行で回動中心に対して台車後方に位置している状態で整頓されている場合に、何らかの力が加わると、台車の前輪自在キャスターが右または左回りに回動し、台車の前部が右または左に振れ且つ台車が斜め後ろ方向に旋回してしまうという不都合が発生してしまう。

その他の従来技術として、工場の製造ラインにおいて容易にスイッチバックすることが出来る作業台車が提供されているが（特許文献１参照）、キャスターと車いす本体との相対位置関係（図９）に起因する上述した様な不都合を解消することは出来ない。
車いすについても各種の従来技術が提案されており、例えば車いすのタイヤを簡単に覆うことが出来るカバーが提供されているが（特許文献２参照）、上述の不都合を解消するものではない。

特開２０１２－５１３９９号公報特開２０１９－８４３６４号公報

本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、キャスターが取り付けられた物品（例えば車いす、台車等）において、キャスターの車輪が回動している際に別の部材（例えば横並びの車いす或いはその他の物品、エレベータ内壁）に衝突してしまう事態を防止することが出来て、坂道進行時にスタンプ操作等で非接地状態となった際に自由回動して進行に好適な位置とは異なる位置となってしまう事態を防止し、さらに、キャスターを取り付けた物品に予期せぬ力が作用した際に車輪が回動してキャスターを取り付けた物品を旋回させてしまうという事態を防止することができるキャスターの提供を目的としている。

本発明のキャスター（１０）は、回動軸（１３）に固定された第１のカム（１４）と、前記回動軸（１３）が挿通するシリンダー（１８、軸支筒）に形成または固定された第２のカム（１５）を有し、
回動軸（１３）またはシリンダー（１８）に車輪が取り付けられ、
第１のカム（１４）と第２のカム（１５）が嵌合していない状態では回動可能であり、
第１のカム（１４）と第２のカム（１５）が嵌合する際、車輪の向きを用途に適した連続または不連続の角度範囲に調整できることを特徴としている。
ここで、第１のカム（１４）と第２のカム（１５）とが嵌合する方向に付勢する弾性部材（１６）を設けることも可能である。係る弾性部材（１６）としては、機械式スプリングや流体スプリング（液体スプリングや気体スプリング）を用いることが可能である。

本発明において、前記弾性部材（１６）はキャスター（１０）が分担するキャスター（１０）を取り付けた物品の荷重（例えば車いす１００であれば、利用者が乗っていない状態の荷重）よりも小さい力で圧縮され、
キャスター（１０）を取り付けた物品の荷重（例えば車いす１００の場合は、車いす１００の利用者が乗っていない場合の荷重）が作用しない場合には伸長して、第１のカム（１４）と第２のカム（１５）が嵌合する様に付勢し、
キャスター（１０）を取り付けた物品の荷重が作用すると圧縮して第１のカム（１４）と第２のカム（１５）が嵌合していない状態にせしめる弾性部材（１６）を設けるのが好ましい。

そして本発明において、介助用車いす等の場合、第１のカム（１４）と第２のカム（１５）が嵌合した場合に、キャスター（１０Ｒ、１０Ｌ）の車輪の中心線（Ｃ２Ｒ、Ｃ２Ｌ）とキャスターが取り付けられた物品（例えば車いす１００）の中心線（Ｃ１）とが為す傾斜角度（αＲ、αＬ）は、５°～１８０°の範囲内であるのが好ましい。
ここで本発明のキャスター（１０）は、後輪駆動式車いす（１００）の前輪のみならず、前輪駆動式または全輪キャスター式等の車いすの前輪・後輪、ベビーカー、台車、配膳用フードワゴン、建築用足場等の偏心・無偏心のキャスターに適用可能である。

本発明によれば、キャスターを取り付けた物品の用途や目的に応じて、前記第１のカムと第２のカムの形状を適宜変えることにより、キャスターにおける車輪の角度範囲（中心軸Ｃ１とが為す傾斜角度αＲ、αＬ）を調整することが出来る。
例えば、車いす（１００）において、キャスター（１０Ｒ、１０Ｌ）の車輪が方向転換時等に外側に突出する（ハミ出す）ことを防止するためには、車輪の中心線（Ｃ２Ｒ、Ｃ２Ｌ）と車いす（１００）本体の中心線（Ｃ１）とが為す傾斜角度（αＲ、αＬ）は、５°～１８０°、好ましくは４５°～１３５°となるようにカム形状を加工するのが好適である。前記傾斜角度（αＲ、αＬ）が係る範囲にある時、キャスター（１０）の車輪は左右ともに車体の内側の領域に位置しており、前進する場合においても後進する場合においても、図２の矢印ＩＮで示される軌跡を通って滑らかに方向転換することが出来るからである。その為には、図５（Ｂ）で示すようなカムを、位置Ｐ１－位置Ｐ２間の中心角が９０°（車いす１００本体の中心線Ｃ１と為す角度４５°と１３５°の差分）となるように加工する。ここで、図５（Ｂ）におけるカム最上点Ｐｘｂから位置Ｐ１、更には、カム最上点Ｐｘｂから位置Ｐ２に至るカム端面は、摺動し易い勾配で滑らかに加工する必要がある。そして、車いす（１００）本体にキャスター（１０）を取り付ける際、カム嵌合時の傾斜角度（αＲ、αＬ）が４５°～１３５°となる位置で固定すればよい。

また、車いす（１００）で急な下り坂を後進して走行する際に、スタンプ操作をして前輪の段差越えを行うために前輪を宙に浮かせた時、偏心している車輪が自重により回動して、垂直軸（１２）の軸心（ＣＬ、ＣＲ）に対して車いす（１００）の後方（図１の矢印Ｒ方向）に位置してしまう。係る状態で前輪を接地して後進すると、キャスター（１０）の車輪は、垂直軸（１２）の軸心（ＣＬ、ＣＲ）に対して車いす（１００）の前方（図１の矢印Ｆ方向）を向こうとして回動する。その回動の際に、車いす（１００）の車体に衝撃が作用するのみならず、車いす（１００）の車体が左右に振れ円滑な走行が阻害されてしまう。これを防止するためには、本体の中心線Ｃ１との傾斜角度（αＲ、αＬ）が０°前後となる位置に車輪が来ないようにすればよい。例えば（カムは図５（Ｂ）のような形状でＰ１－Ｐ２間中心角２７０°である場合）、前記傾斜角度０°から左右４５°の範囲を避ければ、当該傾斜角度（αＲ、αＬ）は４５°～３１５°となる。ここで、上述した隣接する部材や機器との衝突という事態も避ける為には、当該傾斜角度（αＲ、αＬ）の範囲を４５°～１３５°（カムは図５（Ｂ）のような形状で、Ｐ１－Ｐ２間中心角が９０°）とするのがより適切である。
係る条件（傾斜角度αＲ、αＬの範囲が４５°～１３５°）では、カム嵌合時、キャスター（１０）は４５°～１３５°の範囲で回動可能なので、下り坂を後進していて傾斜角度（αＲ、αＬ）が１８０°の場合にキャスターの車輪が宙に浮くと、カム嵌合の過程で車輪は傾斜角度が１８０°の位置から傾斜角度が１３５°の位置まで回動し、車輪の自重で垂直軸（１２）を中心にさらに回動して、傾斜角度が４５°の位置で静止する。傾斜角度が４５°の状態で車輪が接地し、第１のカム（１４）と第２のカム（１５）の嵌合が解除され、車いすが後進すると、車輪は傾斜角度が４５°の位置から傾斜角度が１８０°の位置まで比較的滑らかに回動する。

ここで、第１のカムと第２のカムの嵌合時に車輪の自重により傾斜角度が１３５°の位置と傾斜角度が４５°の位置との間で車輪が回動することを防止することも可能であり、傾斜角度が４５°の位置及び傾斜角度が１３５°の位置がカム曲線上の谷となるようカムを加工すればよい。傾斜角度が４５°の位置及び傾斜角度が１３５°の位置がカム曲線上の谷となるようカムを加工した場合、カムは図５（Ａ）のような形状となり、第２のカムの１５－１Ａにおける傾斜角度と１５－１Ｂにおける傾斜角度は、図１、図２においては４５°と１３５°（右キャスターの場合：左キャスターの場合は１３５°と４５°）になり、その差分は９０°となる。このケースでは、カム曲線上の２つの谷（１５－１Ａ、１５－１Ｂ）で分けられるカム外周円のうち車いすの中心軸Ｃ１側の円弧の中点は、傾斜角度＝４５°＋差分９０°／２＝９０°となり、この中点を通る平面で左右対称となるようにカムを分けた場合、カム外周円の反対側接点は、９０°－１８０°＝－９０°となるので、ここにカム曲線上の凸部（山）の頂点（図５（Ａ）における最上点Ｐｘａ）を設けるのが適切である。即ち、傾斜角度はαＲ＝αＬ＝－９０°となる。
或いは、別の方法として図５（Ｂ）のようなカム形状を採用し、且つ、Ｐ１－Ｐ２間を滑らかな平面ではなく（図５（Ｂ）では明示されていないが）複数の小さな波で構成された正弦波状の端面とすることで、カム嵌合時にキャスターの車輪がＰ１－P２間の角度範囲で回動することを防止できる。

更に、例えば、前輪キャスターに舵角制限（右４５°、左４５°）のある前進専用台車を壁間際まで前進して停車した時に、何らかの原因で台車の前輪自在キャスターが右または左に回動し、台車の前部が右または左に振れ且つ台車が斜め後ろ方向に旋回してしまうという不都合を防止して安定を保つために、キャスター（１０Ｒ、１０Ｌ）の傾斜角度は、αＲ＝－４５°かつαＬ＝－４５°となるのが好ましく、カムの構造は例えば図３で示すようになる。
第１のカム（１４）と第２のカム（１５）の嵌合時、第２のカム（１５）のカム曲線における窪んだ部分（凹部：谷）の頂点の位置がαＲ＝－４５°、αＬ＝－４５°になるように、キャスター（１０）を台車に固定すればよい。その様に構成した場合に、車輪の向きは所謂「ハの字」形となり、前進はし易いが、後方、右方、左方の力が作用しても比較的動き難い状態を保つことができ、前方に障害物がある場合、キャスターが簡易ブレーキの役割を果たすからである。
ここで、「用途目的に適した連続または不連続の角度範囲に車輪の向きを調整」するために、上記「４５°～１３５°」「αＲ＝－４５°、αＬ＝－４５°」等の角度或いは角度範囲は例示に過ぎない。当該角度或いは角度範囲は、物品の種類やその用途目的によって異なり、試行錯誤によっても改善され変化するからである。そして、カム形状を変えて対応することが出来るからである。

上述の構成を具備する本発明によれば、第１のカム（１４）と第２のカム（１５）を嵌合状態にする為には、キャスター（１０）を取り付けた物品（例えば車いす）の前輪を宙に浮かして回動軸（１３）をシリンダー（１８）から繰り出せばよい。
また、第１のカム（１４）と第２のカム（１５）が嵌合した状態を解除する為には、キャスター（１０）の前輪を接地して荷重を加え、回動軸（１３）をシリンダー（１８）内に押し込めばよい。
第１のカム（１４）と第２のカム（１５）が嵌合していない状態（嵌合が解除された状態）にすればキャスター（１０）は回動自在となり、キャスター（１０）を取り付けた物品（例えば車いす１００）の移動は従来のキャスターと同様に行うことが出来る。

本発明によれば、第１のカム（１４）と第２のカム（１５）が嵌合する際に、キャスター（１０）の車輪の向きは、傾斜角度（αＲ、αＬ）が意図する角度範囲内（例えば４５°～１３５°）に収まるように、第１のカム（１４）と第２のカム（１５）が摺動するので、キャスター（１０）の回動が制限される。
一方、第１のカム（１４）と第２のカム（１５）が嵌合した状態が解除されると、傾斜角度が意図する角度範囲内に収まる様に位置した車輪は、第１のカム（１４）と第２のカム（１５）の嵌合状態が解除された直後から円滑に回動し、キャスター（１０）を取り付けた物品（例えば車いす１００）の外側に突出しない（ハミ出さない）ように反時計方向或いは時計方向へ（キャスター１０が取り付けられた物品）本体内側を回動する。そしてキャスター（１０）が取り付けられた物品は、前後方向に円滑に進行し左右方向へ急旋回してしまうことはない。
その結果、キャスター（１０）を取り付けた物品（例えば車いす１００）は、他の部材（例えば、他の車いす或いはその他の物品、エレベータの内壁面）との衝突を回避することが出来る。

車いすや台車において、急な下り坂を後ろ向きに走行する（後進する）際に、滑り止め程度の凸状段差があった場合にスタンプ操作を行うと、前輪キャスターがその自重により自由回動して傾斜角度（αＲ、αＬ）が０°となる位置（車輪が車いすのＲ方向の位置で、且つ、車いす１００の中心軸Ｃ１と平行になる位置）となってしまう。その様な状態で前輪キャスターが接地すると車輪が回動して傾斜角度（αＲ、αＬ）１８０°となる位置（車輪が車いすのＦ方向の位置で、且つ、車いす１００の中心軸Ｃ１と平行になる位置）に回動しようとして、車いすまたは台車に衝撃が生じ、車体が左右に振れ、円滑な走行が阻害されてしまうという事態が生じる。
それに対して本発明のキャスターでは、スタンプ操作を行って前輪キャスターに負荷が作用しない状態では、前記傾斜角度（αＲ、αＬ）が意図する角度範囲内（例えば４５°～１３５°）に収まるように車輪が位置するので、前輪は接地すると前後方向には円滑に進行し、左右方向へ急旋回してしまうことはない。
ここで、傾斜角度（αＲ、αＬ）が例えば４５°または１３５°となるようにカムが設定されていた場合、カム形状（カム曲線）は図５（Ａ）で示すようになる。後進時、スタンプ操作直前ではキャスター（１０Ｒ、１０Ｌ）の車輪は傾斜角度（αＲ、αＬ）１８０°の位置にある。
図５（Ａ）で示すカム曲線は、傾斜角度が－９０°（２７０°の場合と技術的な意味は同等）の位置（図５（Ａ）における最上点Ｐｘａ）から、傾斜角度が１８０°の位置を経由して、傾斜角度が１３５°の位置（上方に凹んだ位置：谷）まで、滑らかな勾配を有している。そのため、スタンプ操作が始まると、車輪は傾斜角度が１８０°の位置から傾斜角度が１３５°の位置に向かい、車いす（１００）本体の内側の領域を経由して回動し、第１のカムと第２のカムとが嵌合すると静止する。
車輪が接地してスタンプ操作が終了するまでの間に、車いす（１００）の後進に合わせて、車輪は傾斜角度が１３５°の位置から傾斜角度が１８０°の位置まで回動し、車いす（１００）が後進するのに妥当な位置となる。係る回動（１３５°から１８０°までの回動）は滑らかであり、大きな不快感はない。

これに加えて、本発明においてキャスター（１０）を取り付けた物品が舵角制限（左右４５°）付き台車である場合、第１のカムと第２のカムとが嵌合した際に車輪の傾斜角度（αＲ、αＬ）が共に－４５°であれば、キャスター（１０）は平面上でいわゆる「ハの字」状に配列されている状態となる。キャスター（１０）が「ハの字」状になれば、キャスター（１０）の車輪は、車輪間の間隔が狭い方（「ハ」の字の上側）については、傾斜角度が－４５°の位置から傾斜角度が０°の位置まで容易に回動し、進行する。
しかし、車輪の間隔が広い方（「ハ」の字の下側）においては、舵角制限ストッパにより、キャスター（１０）の車輪は、傾斜角度が－４５°の位置から傾斜角度が－１８０°の位置まで回動できないので、台車は進行することができない。そのため、壁間際まで前進して舵角制限付き台車を停車した場合、キャスター（１０）の平面形状が「ハの字」となっていれば、簡易なブレーキ装置を設けたのと同様な効果がある。

発明者の実験によれば、キャスター（１０Ｒ、１０Ｌ）が非接地状態となり第１のカムと第２のカムが嵌合した場合に、キャスター（１０Ｒ、１０Ｌ）の中心軸（Ｃ２Ｒ、Ｃ２Ｌ）とキャスターが取り付けられた物品（例えば車いす１００）の中心軸（Ｃ１）とが為す傾斜角度（αＲ、αＬ）は、それぞれ５°～１８０°の範囲内、好ましくは４５°～１３５°の範囲内であれば、キャスター（１０Ｒ、１０Ｌ）の接地後、直ちに前後進しても、キャスター（１０Ｒ、１０Ｌ）の最外縁は車いす本体（１００）の内側を円滑に回動して（最外縁の回動軌跡ＯＣＲ、ＯＣＬは中心軸Ｃ１側となり）、キャスター（１０Ｒ、１０Ｌ）は中心軸（Ｃ１）と平行になる。
すなわち、図９で示す様に、キャスター（１０Ｒ、１０Ｌ）はキャスターが取り付けられた物品（例えば車いす１００）の側方に突出してしまう（はみ出してしまう）ことはない。

ところで、第１のカムと第２のカムとが嵌合した際に傾斜角度５°～１８０°である車いす（１００）の場合、両側に別の車いすがある状態を考えると、この状態から前進する時にキャスター（１０）が傾斜角度１８０°の位置にある場合には、車いす（１００）の本体直下の領域（内側）を経由して回動するのか、或いは車いす（１００）の本体よりも外側の領域（外側）を経由して回動するのか予測はできないが、キャスター（１０）が外側を経由して回動する事態になったとしても、車輪が外側に最大限に突出する（ハミ出す）までに、車いす（１００）は突出した車輪が別の車いすに接触しない位置まで前進している。
しかし、車いす（１００）がこのように移動する際にキャスター（１０）が車いす（１００）の外側を経由して回動する事態を忌避するのであれば、第１のカムと第２のカムとが嵌合した際の傾斜角度が５°～１７５°となる位置にキャスターの車輪を位置させることが好適である。

ここで、第１のカムと第２のカムとが嵌合した際の傾斜角度が０°～５°に車輪が位置していて後進する場合、または、傾斜角度が１７５°～１８０°に車輪が位置していて前進する場合、これら傾斜角度範囲が車輪の回動軌跡のうち車体内側部分ＩＮの一部ではあっても、介助者による操作上の振れや路面・床面の状況によりキャスター（１０）の車輪は外側（車いすの外側の領域）を経由して回動する可能性があり、キャスター（１０）の車輪が外側に突出して横並びの車いすと接触してしまうことが想定されるので、不都合である。
発明者による研究の結果として、特に傾斜角度（αＲ、αＬ）が４５°～１３５°の範囲内であれば、接地後、前後進の際に、キャスター（１０Ｒ、１０Ｌ）は円滑に回動して、車いす本体（１００）の内側（中心軸Ｃ１側）を回動して、迅速に中心軸（Ｃ１）と平行になって回転することが判明した。

図示の実施形態における作動の原理を示す説明図であって、車いすの底面図である。図１の要部を示す説明図である。負荷状態のキャスターを回動自在にして、無負荷状態のキャスターを図１、図２で示す状態に位置せしめる機構の説明断面図であって、キャスターに負荷が作用している状態を示す説明断面図である。図３で示す機構において、キャスターに負荷が作用していない状態を示す説明断面図である。図示の実施形態におけるカム曲線の変形例を示す説明断面図である。キャスターが嵌合状態になることを防止するロック機構の説明断面図である。キャスターの回動を円滑にするベアリングを設けた変形例を示す説明断面図である。キャスターを備えた車いすの一例を示す斜視図である。キャスターの向きが不都合な場合を示す説明図であって、車いすの底面図である。

以下、添付図面を参照して、図示の実施形態を車いすに適用した場合について説明する。
最初に図１及び図２を参照して、図示の実施形態における原理を説明する。
図１、図２で示す様に、例えば車いす１００の前方を持ち上げた状態（キャスター１０が「浮いた」状態：駆動輪２のみを接地させている状態）の様にキャスター１０に負荷が作用していない場合には、車いす１００の中心軸Ｃ１或いは車いす１００の進行方向（矢印Ｆ方向）に対して、キャスター１０Ｒ、１０Ｌは傾斜している。図１、図２において、右側のキャスターがキャスター１０Ｒであり、その中心軸を符号Ｃ２Ｒで示されている。一方、図１、図２における左側のキャスターはキャスター１０Ｌであり、その中心軸を符号Ｃ２Ｌで示されている。図１、図２において、車いす１００の後進方向（後方：図１、図２で下側）は矢印Ｒで示されている。

図１において、キャスター１０Ｒ、１０Ｌにおける回動軸ＣＲ、ＣＬは紙面に垂直な方向に延在しており、回動軸ＣＲ、ＣＬと回転軸１１Ｒ、１１Ｌとは、キャスター１０Ｒ、１０Ｌの中心軸Ｃ２Ｒ、Ｃ２Ｌ方向に、それぞれ距離ＯＳＲ、ＯＳＬだけオフセットしている。
図１、図２において、キャスター１０Ｒ、１０Ｌは、回転軸１１Ｒ、１１Ｌを中心に回転すると共に、回動軸ＣＲ、ＣＬを中心に回動自在となっている。そして、キャスター１０Ｒ、１０Ｌの最外縁が回動する軌跡は符号ＯＣＲ、ＯＣＬで示されており、円形である。

発明者の実験によれば、図２において、右側のキャスター１０Ｒの中心軸Ｃ２Ｒと車いす１００の中心軸Ｃ１とが為す傾斜角度αＲと、左側のキャスター１０Ｌの中心軸Ｃ２Ｌと車いすの中心軸Ｃ１とが為す傾斜角度αＬが、５°～１８０°の範囲内、好ましくは４５°～１３５°の範囲内であれば、キャスター１０Ｒ、１０Ｌの接地後、車いす１００が直ちに前後進しても、キャスター１０Ｒ、１０Ｌ（の最外縁）は車いす本体１００の内側（中心軸Ｃ１側）を回動して（図２の矢印ＩＮ）キャスター１０Ｒ、１０Ｌは中心軸Ｃ１と平行になり、円滑に回転する。換言すれば、その際におけるキャスター１０Ｒ、１０Ｌの最外縁の回動軌跡は、符号ＯＣＲ、ＯＣＬで示す円形の軌跡の内、車いす１００の内側の部分のみとなる。そのため、図９で示す様な状態にはならない。なお図２において、傾斜角度αＲ、αＬが４５°～１３５°の範囲は、図１においてハッチングを付して示されている。
図２において、傾斜角度は、右キャスター１０Ｒの傾斜角度αＲの場合、車輪最外縁の回動軌跡ＯＣＲの下死点（回動軌跡ＯＣＲの図２の最下方位置：時計の６時の位置）を起点０°とし、時計方向（右回り）で回動軌跡ＯＣＲの上死点（回動軌跡ＯＣＲの図２の最上方位置：時計の１２時の位置）に至るまでが０°～１８０°とする。そして、そのまま右回りで起点に戻ると３６０°に到達し、起点より反時計方向（左回り）で回動軌跡ＯＣＲの上死点に至るまでが０°～－１８０°とする。左キャスター１０Ｌの傾斜角度αＬの場合、図２における回動軌跡ＯＣＬの下死点を起点０°とし、反時計方向（左回り）で上死点に至るまでを０°～１８０°とし、そのまま左回りで起点に戻ると３６０°、起点より時計方向（右回り）で上死点に至るまでを０°～－１８０°としている。

ここで、傾斜角度αＲ、αＬが５°～１８０°ではない場合には、接地後にキャスター１０Ｒ、１０Ｌが回動する際に、キャスター１０Ｒ、１０Ｌはそれぞれ回動軌跡ＯＣＲ、ＯＣＬにおける車いす本体１００の外側（中心軸Ｃ１と反対側）を回動するか、若しくは、その可能性が高い（図２の矢印ＯＵＴ）。その際、図９で示す様にキャスター１０Ｒ、１０Ｌが車いすの側方に突出してしまう（はみ出してしまう）恐れがあり、上述した様な不都合が生じてしまう。
なお、傾斜角度αＲ、αＬの範囲として、特に４５°～１３５°の範囲内であれば、接地後、前後進の際に、キャスター１０Ｒ、１０Ｌは円滑に回動し、車いす本体１００の内側（中心軸Ｃ１側）を回動するので、迅速に中心軸Ｃ１と平行になって回転する。

図示の実施形態においては、右側のキャスター１０Ｒの中心軸Ｃ２Ｒと車いすの中心軸Ｃ１とが為す傾斜角度αＲと、左側のキャスター１０Ｌの中心軸Ｃ２Ｌと車いすの中心軸Ｃ１とが為す傾斜角度αＬは等しい。
しかし、図示はされていないが、傾斜角度αＲ、αＬが異なっていても良い。換言すれば、上述した角度の範囲内（５°～１８０°）にあれば、傾斜角度αＲ、αＬが等しくなくても良い。

図示の実施形態では、キャスター１０Ｒ、１０Ｌに負荷（車いす１００の荷重）が作用している際は回動自在であるが、例えば車いす１００の前方を持ち上げてキャスター１０Ｒ、１０Ｌを無負荷状態にした際に、キャスター１０Ｒ、１０Ｌが図１、図２で示す状態に位置する様に構成されている。本明細書において、キャスター１０Ｒ、１０Ｌが図１、図２で示す状態に位置することを「回帰する」と表現する場合がある。
以下、図３～図７を参照して、負荷が作用しているキャスターを回動自在にして、無負荷状態のキャスターを図１、図２で示す状態に位置せしめる（回帰する）機構について説明する。
例えば車いす１００の前方が持ち上げられて、キャスター１０Ｒ、１０Ｌに車いす１００の荷重が作用しない状態（無負荷状態：キャスターが「浮いた」状態）になった場合に、キャスター１０Ｒ、１０Ｌを図１、図２の状態に保持する構造が、図３、図４で示されている。

図示の実施形態に係るキャスターの構造の一例を示す図３、図４において、符号１７により、負荷が作用しているキャスターを回動自在にして、無負荷状態のキャスターを図１、図２で示す状態に位置せしめる（回帰させる）機構１７（以降、「回帰機構１７」と表現する場合がある）を示す。
回帰機構１７は、下端にキャスター１０を取り付けたキャスター側ロッド１３、上端近傍を車いす１００側に固定される車体側シリンダー１８、スプリング１６（弾性部材）、キャスター側ロッド１３に固定される第１のカム１４、車体側シリンダー１８に固定される第２のカム１５を有している。ここで、キャスター側ロッド１３の中心軸は、キャスター１０の回動軸を構成する。
回帰機構１７は右側のキャスター１０Ｒ及び左側のキャスター１０Ｌについて設けられ、左右のキャスター１０Ｒ、１０Ｌにおける回帰機構１７は、相互に左右対称であり構造は同一である。そのため、図３、図４では、キャスター１０の回帰機構１７として、左右のキャスター１０における回帰機構１７を包括して説明する。
図３～図７において、カムとシリンダーの間、及び、カムとロッドの間には大きな隙間が設けられているように描かれているが、これは、説明のため便宜的に強調しているだけであり、本発明のキャスターを製造する際には、自動車用エンジンのピストンとシリンダー間と同様に、カムとシリンダーの間、及び、カムとロッドの間は油膜程度の間隙となる場合が多い。

図３、図４において、キャスター１０は支持部材１９を介してキャスター側ロッド１３に取り付けられ、支持部材１９の下端近傍にキャスター１０の回転軸１１が配置されている。上述した様に、キャスター１０の回動軸であるキャスター側ロッド１３の回動軸ＣＤ（図１、図２におけるキャスター１０の回動軸ＣＲ、ＣＬ）と、キャスター１０の回転軸１１は、図３における距離ＯＳだけオフセットしている。
キャスター１０は回転軸１１により回転自在（図３の矢印Ｒ１）であり、キャスター１０はロッド１３と一体に、回動軸ＣＤに対して回動自在（図３の矢印Ｒ２）である。
図３、図４において、キャスター側ロッド１３における上方部分外周面には、第１のカム１４が、相手側カム（第２のカム１５）との嵌合側を下方にして固定されている。キャスター側ロッド１３の下端にはストッパ部１３Ａが設けられており、負荷が作用した場合にはストッパ部１３Ａには車体側シリンダー１８の下端が当接する。このストッパ１３Ａ部分にダブルナット等を組み込み車輪の向きを微調整できるようにしておくと便利であることを補足する。
また、キャスター側ロッド１３の上方にはスプリング１６が配置されている。スプリング１６の上端は車体側シリンダー１８の上面部１８Ａ（蓋部）の内面に当接し、スプリング１６の下端はキャスター側ロッド１３の上端を押圧する。

中空パイプ状の車体側シリンダー１８には、キャスター側ロッド１３が挿通された状態となっている。車体側シリンダー１８は、上端近傍または側部を車いす１００側の部材に固定されるため、車体側シリンダー１８は車いす１００に対して相対的に回動することは出来ない。上述した様に車体側シリンダー１８には上面部１８Ａ（蓋部）が設けられているが、当該上面部１８Ａは必要に応じて脱着自在に構成することが出来る。
車体側シリンダー１８における下端近傍の内周面には第２のカム１５が配置されており、第２のカム１５は相手側カム（第１のカム１４）との嵌合側を上方にして固定されている（図３、図４）。
図３、図４で示す回帰機構１７を組み付ける際に、キャスター側ロッド１３は車体側シリンダー１８の中空部内に配置され、キャスター側ロッド１３の上端はスプリング１６により下方に付勢される。キャスター側ロッド１３は、車体側シリンダー１８内を軸方向に摺動可能であり（図３の矢印Ｂ）、且つ、中心軸ＣＤ（回動軸）に対して回動可能である（図３の矢印Ｒ２）。

図示の実施形態において、スプリング１６の弾性係数は、キャスター１０が分担する車いす１００に利用者が乗っていない状態の荷重（キャスター１０を取り付けた物品の荷重）よりも小さい力で圧縮される様に設定されている。
スプリング１６は、車いす１００の利用者が乗っていない場合の荷重（キャスター１０を取り付けた物品の荷重）が作用しない場合には伸長して、キャスター側ロッド１３を図３、図４の下方に付勢し、第１のカム１４と第２のカム１５を嵌合せしめる（図４の状態）。
一方、車いす１００のキャスター１０を接地させた場合（荷重が作用した場合）、スプリング１６は圧縮され、第１のカム１４と第２のカム１５が嵌合していない状態となる（図３の状態）。

図３において、キャスター１０（１０Ｒ、１０Ｌ）には車いす１００の荷重が作用しており（負荷が掛かっており）、スプリング１６は圧縮されている。
負荷が掛かってスプリング１６が圧縮された状態では、第１のカム１４の嵌合部（例えば凸部）と第２のカム１５の嵌合部（例えば凹部）は軸方向に離隔しており、第１のカム１４と第２のカム１５は嵌合していない。そのため、キャスター側ロッド１３と車体側シリンダー１８は相対的に周方向に回動自在であり、キャスター１０（１０Ｒ、１０Ｌ）も回動自在である。

一方、図４で示す様に、例えば車いすの前輪（キャスター）が持ち上げられ、キャスター１０（１０Ｒ、１０Ｌ）には車いす１００の荷重が作用していない（負荷が掛かっていない）状態では、スプリング１６は伸長して、キャスター側ロッド１３を下方に付勢する。
スプリング１６が伸長してキャスター側ロッド１３を下方に付勢すると第１のカム１４の嵌合部（例えば凸部）と第２のカム１５の嵌合部（例えば凹部）は嵌合する。第１のカム１４と第２のカム１５が嵌合すると、キャスター側ロッド１３と車体側シリンダー１８は相対的に周方向に回動することが出来なくなり（固定され）、キャスター１０（１０Ｒ、１０Ｌ）は回動しない状態（回動不能な状態：固定された状態）となる。
第１及び第２のカム１４、１５が嵌合する際は、第１のカム１４の嵌合部（例えば凸部）が第２のカム１５のカム曲線に沿って摺動し、第２のカム１５の嵌合部（例えば凹部）に嵌合する。

ここで回帰機構１７を設けたキャスター１０Ｒ、１０Ｌは、第１のカム１４の凸部が第２のカム１５の凹部に嵌合してキャスター側ロッド１３と車体側シリンダー１８が相対的に回動不能な状態になった場合に、図１、図２で示す様に、キャスター１０Ｒ、１０Ｌの中心軸Ｃ２Ｒ、Ｃ２Ｌが車いす１００の中心軸Ｃ１に対して所定の傾斜角度αＲ、αＬ（５°～１８０°の角度：好ましくは４５°～１３５°の角度）を為して保持される様に、予め調整して取り付けられている。
そのため、キャスター１０Ｒ、１０Ｌの接地後、直ちに前後進しても、キャスター１０Ｒ、１０Ｌの最外縁は車いす本体１００の内側（中心軸Ｃ１側）を回動し（図１、図２の矢印ＩＮ）、キャスター１０Ｒ、１０Ｌは中心軸Ｃ１と平行になるので、車いす１００は円滑に移動することが出来る。換言すれば、キャスター１０Ｒ、１０Ｌの最外縁の回動軌跡は、円形の回動軌跡ＯＣＲ、ＯＣＬにおける車いす１００の内側の領域のみであり、キャスター１０Ｒ、１０Ｌの最外縁が車いす１００の側方に突出してしまう（はみ出してしまう：図９の状態となる）ことが防止される。

図示の実施形態では、図３で示す様に、弾性部材として機械式スプリング１６を設けているが、弾性部材であるスプリング１６として、機械的な各種スプリングが適用可能であり、「流体スプリング」を適用することも可能である。そしてスプリング１６の弾性反撥力は、個々のキャスター１０が負担する車いす１００の荷重（例えば、利用者が乗っていない状態の荷重）よりも小さい圧縮力で圧縮される様に、弾性反撥力が設定されている。
しかし、弾性部材であるスプリング１６を設ける場合、キャスター（１０）を取り付ける物品が車いすであり、傾斜角度が４５°である場合を例に取ると、以下の２つのモデル「イ」、「ロ」が存在する。

モデル「イ」：スプリング１６は車いす１００に利用者が乗っていない状態で圧縮されるモデル
モデル「イ」は、「キャスター１０に車いす１００の分散荷重（利用者が乗っていない状態の荷重）が作用するとスプリング１６が圧縮されるモデル」と言い換えることが出来る。
モデル「イ」においては、車いす１００に利用者が乗っていない状態でもキャスター１０が接地して車いす１００の重量が負荷されると弾性部材は圧縮し、第１のカム１４と第２のカム１５は嵌合していない状態となる。この状態においては、介助者は車いすを従来通り移動させることができる。車いすに利用者が乗っても同様に、介助者は車いすを従来通り移動させることができる。
介助者が、車いすの前部を持ち上げ、キャスター１０を宙に浮かせると、スプリング１６は伸長し、第１のカム１４と第２のカム１５は嵌合して、キャスター１０の車輪が傾斜角度４５°となる位置まで回動する。その後、介助者がキャスター１０を接地させると、車いす１００の分散荷重によりスプリング１６は圧縮し、第１のカム１４と第２のカム１５は嵌合が解除された状態になり、車いす１００が前後何れの方向に移動しても、２個のキャスター１０の車輪は傾斜角度４５°の位置から車いす１００の車体の投影領域内（内側）を無理なく回動して、車いす１００が円滑に進行する位置になる。

モデル「ロ」：スプリング１６は、車いす１００に利用者が乗った状態で圧縮されるモデル
モデル「ロ」は「キャスター１０に対して車いすの分散荷重と利用者の体重の合成荷重が作用するとスプリング１６が圧縮されるモデル」と換言できる。
モデル「ロ」において、車いす１００に利用者が乗っていない状態ではスプリング１６は伸長しており、第１のカム１４と第２のカム１５は嵌合しており、キャスター１６の車輪は、傾斜角度が４５°になる様に位置している。（スプリングの弾性によっては、スプリングはある程度伸長し、カムは半嵌合状態である場合がある。）
モデル「ロ」において車いす１００に利用者が乗っていない状態では、車いす１００の駆動輪（後輪）は前後方向に回転しやすく、車いす１００の右前輪は前方右４５°またはその逆方向に回転しやすく、左前輪は前方左４５°またはその逆方向に回転しやすい状態である。そのため、車いす１００は何れの方向にも動き難く、簡易ブレーキがかかった状態となっている。この状態では介助者が車いす１００を移動することが困難なので、車いす１００を移動する際には、前輪を宙に浮かせて車いす１００を移動しなければならない。但し、車いす１００の車体重量が大きい（重い）場合には、前輪を宙に浮かせて車いす１００を移動することは困難なので、後述するピン２１の様なストッパを設けて、第１のカム１４と第２のカム１５とが嵌合されていない状態（非嵌合状態）を保つ必要がある。

モデル「ロ」において車いすに利用者が乗るとスプリング１６は圧縮し、第１のカム１４と第２のカム１５は嵌合していない状態となり、キャスター１０は自在に回動するので、車いす１００は従来通り自在に移動することが出来る。
介助者が車いすの前部を持ち上げて、キャスター１０を宙に浮かせると、モデル「イ」と同様にスプリング１６は伸長し、第１のカム１４と第２のカム１５は嵌合し、キャスター１０の車輪は傾斜角度が４５°となる位置まで回動する。その状態で介助者がキャスター１０を接地させると、スプリング１６が圧縮して、第１のカム１４と第２のカム１５との嵌合が解除された状態となり、車いす１００を前後何れの方向に移動しても、２個のキャスター１０の車輪は傾斜角度４５°の位置から、内側を無理なく回動して、車いす１００が円滑に進行する位置に回動する。
後述する様にスプリング１６を省略する場合には、モデル「イ」では車いす１００の自重が作用した場合に、モデル「ロ」では車いす１００及び利用者の合計荷重が作用した場合に、第１のカム１４と第２のカム１５が嵌合するように、カム曲線及び摺動面を滑らかに加工する必要がある。

キャスター側ロッド１３に設けられた第１のカム１４と、車体側シリンダー１８に設けられた第２のカム１５において、嵌合部にはそれぞれカム曲線が形成されており、嵌合する際はカム１４、１５の嵌合部が、相手側カムの嵌合部におけるカム曲線に沿って摺動し嵌合する。
図示の実施形態では、第１のカム１４及び第２のカム１５は、図３、図４に示す様な正弦曲線状であるが、カム曲線は正弦曲線に限定されない。例えば、正弦曲線よりも鋭いが、凸部が滑らに摺動可能なカム曲線に形成することが可能である。第１のカム１４及び第２のカム１５のカム曲線は、キャスター１０Ｒ、１０Ｌに荷重が負荷せず、スプリングが伸長した際に、第１のカムの凸部が第２のカムの凹部に確実に嵌合することが出来る構造であれば、特に限定条件は無い。また、カム曲線の傾斜度、凹部の数やその間隔にもよるが、第１のカム１４と第２のカム１５を入れ替えることができる場合も多く、更にカム曲線は、複数回折曲した線（所謂「ギザギザ」線）にすることが可能であり、或いは、曲線と複数回折曲した線（ギザギザ線）の組合せであってもよく、特に限定条件はない。

図示の実施形態におけるカム曲線の変形例を図５に示す。図５では第１のカム１４と第２のカム１５の横幅が異なって描かれているが、摺動できるのであるならば第１のカム１４と第２のカム１５の横幅寸法は同じでもよい。
図５（Ａ）の変形例では、第１のカム１４－１には、第２のカム１５－１の方向（図５（Ａ）では下側）に突出する凸部１４－１Ａが形成され、凸部１４－１Ａは先端が鋭角を形成し、凸部１４－１Ａの根本（図５（Ａ）では上側）から先端（図５（Ａ）では下側）にかけて滑らかに形成されている。
第２のカム１５－１には２つの凹部１５－１Ａ、１５－１Ｂが形成され、２つの凹部１５－１Ａ、１５－１Ｂの何れか一方が第１のカム１４－１の凸部１４－１Ａと選択的に嵌合する。第２のカム１５－１の凹部１５－１Ａ、１５－１Ｂも底部から先端にかけて滑らかに形成されている。
キャスター１０に荷重が作用しない場合に、図３、図４で説明したのと同様な態様により、第１のカム１４―１の凸部１４－１Ａは、第２のカム１５－１の２つの凹部１５－１Ａ、１５－１Ｂの何れか一方と嵌合する。上述の様に凸部１４－１Ａ、凹部１５－１Ａ及び１５－１Ｂはそれぞれ滑らかに形成されているので、相互に案内されて嵌合する。

第１のカム１４―１の凸部１４－１Ａが第２のカム１５－１の凹部１５－１Ａと嵌合した場合と、第１のカム１４―１の凸部１４－１Ａが第２のカム１５－１の凹部１５－１Ｂと嵌合した場合のそれぞれにおいて、キャスター１０は、図１、図２に示す様な位置（角度αＲ、αＬが５°～１８０°の範囲内、好ましくは４５°～１３５°の範囲内となる位置）に保持される。
例えば、第１のカム１４―１の凸部１４－１Ａが、キャスター１０Ｒにおいては第２のカム１５－１の凹部１５－１Ａと嵌合し、キャスター１０Ｌにおいては凹部１５－１Ｂと嵌合した場合、図２におけるキャスター１０の中心軸Ｃ２Ｒ、Ｃ２Ｌと車いす１００の中心軸Ｃ１とのなす角度αＲ、αＬが１５°となる様に調整され、第１のカム１４―１の凸部１４－１Ａが、キャスター１０Ｒにおいては第２のカム１５－１の凹部１５－１Ｂ、キャスター１０Ｌにおいては凹部１５－１Ａと嵌合した場合、図２における角度αＲ、αＬが６０°となる様に、キャスター１０は予め調整されている。
ただし、第１のカム１４―１の凸部１４－１Ａが、キャスター１０Ｒにおいて第２のカム１５－１の凹部１５－１Ａ（キャスター１０Ｌにおいては凹部１５－１Ｂ）と嵌合した場合と、第１のカム１４―１の凸部１４－１Ａが、キャスター１０Ｒにおいて第２のカム１５－１の凹部１５－１Ｂ（キャスター１０Ｌにおいては凹部１５－１Ａ）と嵌合した場合のそれぞれにおいて、左右のキャスター１０Ｒ、１０Ｌで傾斜角度αＲ、αＬが異なる角度となる様に調整することも可能である。

カム曲線の別の変形例２を示す図５（Ｂ）はカムが嵌合している状態を示している。そして図５（Ｂ）において、第１のカム１４－２には凸部１４－２Ａが形成され、凸部１４－２Ａの構成は図５（Ａ）の変形例と同様である。
第２のカム１５－２には、第１のカム１４－２の凸部１４－２Ａと嵌合する凹部１５－２Ａが形成されており、凹部１５－２Ａも底部から先端にかけて滑らかに形成される。ただし、第２のカム１５－２の凹部１５－２Ａは、図５（Ｂ）の左右方向における幅Ｗの寸法が（図３、図４、図５（Ａ）で示す凹部の幅に比較して）大きく構成されている。キャスター１０に荷重が作用せず、第１のカム１４－２と第２のカム１５－２が嵌合した際に、第１のカム１４－２の凸部１４－２Ａは第２のカム１５－２の凹部１５－２Ａにおける位置Ｐ１～Ｐ２間の範囲に位置する。

ここで、第１のカム１４－２の凸部１４－２Ａが第２のカム１５－２の凹部１５－２Ａにおける位置Ｐ１～位置Ｐ２の範囲に位置した状態で第１のカム１４－２と第２のカム１５－２が嵌合した際に、傾斜角度αＲ、αＬが５°～１８０°の範囲、好ましくは４５°～１３５°の範囲に保持される。換言すれば、第１のカム１４－２の凸部１４－２Ａが位置Ｐ１～Ｐ２の間に存在する場合には、「傾斜角度αＲ、αＬが５°～１８０°の範囲、好ましくは４５°～１３５°の範囲に保持される」という条件を充足する様に、キャスター１０は予め調整して取り付けられている。
例えば、第２のカム１５－２の凹部１５－２Ａにおける位置Ｐ１（キャスター１０Ｒの場合：キャスター１０Ｌであれば位置Ｐ２）に第１のカム１４―２の凸部１４－２Ａが位置している場合、図２における傾斜角度αＲ、αＬが１５°となり、位置Ｐ２（キャスター１０Ｒの場合：キャスター１０Ｌであれば位置Ｐ１）に凸部１４－２Ａが位置している場合には傾斜角度αＲ、αＬが６０°となる様に、キャスター１０は予め調整されている。
図５（Ｂ）で示す変形例によれば、第１及び第２のカム１４－２、１５－２が嵌合する際の傾斜角度αＲ、αＬを所定の範囲内の角度にして、幅を持たせることが出来る。

ここで、キャスター１０が固定された状態（回動出来ない状態）にする必要がない場合には、第１のカム１４の嵌合部（例えば凸部）が第２のカム１５の嵌合部（例えば凹部）に嵌合するのを防止するロック機構を設けることが出来る。
図６は、キャスター側ロッド１３の外周面に設けられた第１のカム１４と、車体側シリンダー１８の内面に設けられた第２のカム１５が嵌合していない状態を示している。図６において、上述したロック機構は、貫通孔１８Ｂと、溝１３Ｂと、ピン２１を備えている。
車体側シリンダー１８における第１のカム１４と第２のカム１５の軸方向中間近傍の位置に貫通孔１８Ｂが形成されている。そして、キャスター側ロッド１３において、貫通孔１８Ｂに対応する位置には、キャスター側ロッド１３の全周に亘って溝１３Ｂが形成されている。車体側シリンダー１８の貫通孔１８Ｂからピン２１が挿通可能であり、ピン２１はキャスター側ロッド１３の溝１３Ｂに嵌合可能に構成されている。
ピン２１を溝１３Ｂに嵌合すれば、キャスター側ロッド１３は車体側シリンダー１８に対して回動するのみで摺動せず、第１のカム１４と第２のカム１５が嵌合することを防止出来る。すなわち、ロック機構により第１のカム１４と第２のカム１５が嵌合することを防止出来る。
ロック機構により第１のカム１４と第２のカム１５が嵌合しない状態を解除する（ロックを解除する）ためには、ピン２１を溝１３Ｂから抜き取れば良い。
また、溝１３Ｂはカム上に形成することも可能であり、この場合、貫通孔１８Ｂは溝１３Ｂに対応した位置に形成する。

図７で示す変形例では、キャスター１０に荷重が負荷されて、スプリング１６が圧縮され、第１のカム１４と第２のカム１５の嵌合が解除された際に、キャスター１０が円滑に回動する様に、ベアリングを設けている。
図７（Ａ）は、車いすの荷重（利用者が乗っていない状態の荷重：分散荷重）が負荷され、第１のカム１４と第２のカム１５の嵌合が解除された状態を示しており、図７（Ａ）の変形例において、ベアリング２２はキャスター側ロッド１３のストッパ部１３Ａと、車体側シリンダー１８の下端部との間の位置に介装されている。ベアリング２２は、車いす利用者の体重が負荷されても円滑に回動するタイプ（例えば、スラストニードルベアリング）であれば、自在に選択することが出来る。
図７（Ａ）では明示されていないが、キャスター１０に車いすの荷重が負荷されず、スプリング１６（図３、図４参照）が伸長して第１のカム１４と第２のカム１５が嵌合した際には、車体側シリンダー１８の下端部はベアリング２２から離隔する。付言すると、ストッパ部１３Ａがベアリング２２から離隔するように介装してもよい。

図７（Ｂ）は、図７（Ａ）とは異なるタイプの変形例を示しており、図７（Ｂ）の変形例もベアリングを具備しているが、その配置が図７（Ａ）の変形例とは異なっている。
図７（Ｂ）において、キャスター側ロッド１３のキャスターから離隔した側（図７（Ｂ）では上側）の端部に、ベアリング２２－１が配置されている。図７（Ｂ）における符号１３Ｃは、キャスター側ロッド１３のベアリング設置部を示している。ここで、図７（Ｂ）の変形例において、空間Ｄにスプリング１６が配置されており、スプリング１６はベアリング設置部１３Ｃを包囲する様に配置されている。但し、図示の煩雑さを回避するため、図７（Ｂ）ではスプリング１６の図示を省略している。
車いすの分散荷重が負荷された場合、図７（Ｂ）に示す様に、ベアリング設置部１３Ｃと車体側シリンダー１８の上面部１８Ａ（蓋部）の内面（図７（Ｂ）では下面）は、ベアリング２２－１を介して相対的に回動する。上述の様に車体側シリンダー１８は車いす１００側に固定されている。ベアリング２２－１としては、例えば、シングルボールベアリング、テーパーローラーベアリング等を選択できる。ベアリング２２－１は、蓋部１８Ａ内面側に設置することも可能である。
図７（Ｂ）では明示されていないが、キャスター１０に車いす１００の荷重が負荷されず、第１のカム１４と第２のカム１５が嵌合した際には、車体側シリンダー１８の上面部１８Ａの内面はベアリング２２－１から離隔する。

図示の実施形態によれば、キャスター側ロッド１３に固定された第１のカム１４と、車体側シリンダー１８に固定された第２のカム１５と、第１のカム１４と第２のカム１５が嵌合する方向に付勢するスプリング１６を設けており、第１のカム１４と第２のカム１５が嵌合していない状態ではキャスター側ロッド１３と車体側シリンダー１８とは摺動して自在に回動することが出来る。一方、第１のカム１４と第２のカム１５が嵌合するとキャスター側ロッド１３と車体側シリンダー１８とは設計された角度範囲でしか回動しなくなる。
そのため、キャスター１０を取り付ける際に第１のカム１４と第２のカム１５が嵌合した場合におけるキャスター１０が回動する範囲を微調整すれば、キャスター１０Ｒ、１０Ｌが接地した直後も円滑に回転するので車いす１００は前後方向へ円滑に進行する。そして、車いす１００が急旋回してしまうことが防止され、他の車いす或いはその他の物品やエレベータの内壁面に衝突してしまうことを防止出来る。また、傾斜角度αＬ、αＲが適切な角度範囲内に位置する様にカムを構成すればキャスター１０が進行方向と真逆を向くという不都合な事態も防止できる。

スプリング１６はキャスター１０が分担するべき荷重（例えば車いす１００に利用者が乗っていない場合において、個々のキャスター１０が負担するべき荷重）よりも小さい力で圧縮されるので、個々のキャスター１０に荷重が負荷されない無負荷状態となれば伸長して第１のカム１４と第２のカム１５が嵌合する様に付勢する。それに対して、車いす１００の荷重が作用するとスプリング１６は圧縮して、第１のカム１４と第２のカム１５が嵌合せず、キャスター１０を回動自在にする。そのため、キャスター１０に荷重が作用している場合には従来のキャスターと同様に回動可能であり、且つ、円滑に回転して、キャスター１０を取り付けた物品（車いす１００）は容易に移動する。
一方、車いす１００の前方を持ち上げてキャスター１０に車いす１００の荷重が作用しなければ、スプリング１６は伸長して、第１のカム１４と第２のカム１５が嵌合して、キャスター１０の回動が制限される。

図示の実施形態では、車いす１００の荷重が作用しない場合に、キャスター１０Ｒ、１０Ｌの中心軸Ｃ２Ｒ、Ｃ２Ｌと車いす１００の中心軸Ｃ１とが為す傾斜角度αＲ、αＬが、それぞれ５°～１８０°の範囲内、好ましくは４５°～１３５°の範囲内にされている（図１、図２）ので、キャスター１０Ｒ、１０Ｌの接地後、車いす１００を直ちに前後進しても、キャスター１０Ｒ、１０Ｌは、その最外縁が車いす本体１００の内側（中心軸Ｃ１側）を回動して中心軸Ｃ１と平行となり円滑に回転進行する。そのため、車いす１００が急旋回してしまうことが防止され、車いす或いはその他の物品やエレベータの内壁面に衝突してしまうことが防止される。

また図示の実施形態ではスプリング１６を具備しているが、スプリングを省略することも可能である。
スプリングを省略した場合には、車いす１００の分散荷重が作用しない状態では、第１のカム１４が自重で降下して第２のカム１５と嵌合する。一方、車いす１００の分散荷重が作用すると第１のカム１４と第２のカム１５は離隔して、嵌合していない状態になり、回動自在となる。他の作用効果はスプリングを具備している場合と同様である。

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。
例えば、図示の実施形態ではキャスターが車いすの前輪に用いられている場合のみが図示されているが、本発明のキャスターは車いすの前輪のみならず、各種車いすの前輪後輪、ベビーカー、台車、配膳用フードワゴン、その他に広く適用可能である。

１０、１０Ｒ、１０Ｌ・・・キャスター
１１・・・キャスターの車輪の回転軸
１３・・・ロッド（回動軸または固定軸）
１３Ａ・・・回動軸ストッパ
１３Ｂ・・・溝
１３Ｃ・・・ベアリング設置部分
１４・・・第１のカム
１４Ａ・・・カムの接触子相当部分
１５・・・第２のカム
１５Ａ、１５Ｂ・・・カムの窪んだ部分（谷）
１６・・・スプリング（弾性部材）
１８・・・シリンダー（回動筒または軸支筒）
１８Ａ・・・シリンダー蓋部
１８Ｂ・・・貫通孔
１９・・・支持部材（フォーク）
２１・・・ストッパ（ロックピン）
２２・・・ベアリング
１００・・・車いす
Ｂ・・・摺動して移動する方向
ＣＤ・・・回動軸中心線
Ｃ１・・・車いすの中心軸（中心線）
Ｃ２Ｒ、Ｃ２Ｌ・・・キャスターの中心軸（中心線）
αＲ、αＬ・・・傾斜角度（キャスターの中心軸と車いすの中心軸の傾斜角度）
Ｄ・・・スプリング組み込みスペース
ＩＮ・・・回動軌跡のうち車体内側部分
ＯＵＴ・・・回動軌跡のうち車体外側部分
ＯＣＲ、ＯＣＬ・・・キャスターの車輪最外縁の回動軌跡
ＯＳＲ、ＯＳＬ・・・回動軸と回転軸のオフセット距離
Ｐ・・・カムの最も窪んだ部分の側縁
Ｐｘ・・・カムの最上点
Ｒ２・・・回動軸の回転方向
Ｗ・・・カムの最も窪んだ部分の幅

Claims

車いすのキャスターにおいて、
軸に形成または固定された第１のカムと、前記軸が挿通するシリンダーに形成または固定された第２のカムを有し、
軸に車輪が取り付けられ、
第１のカムと第２のカムの形状は、第１のカムと第２のカムが嵌合していない状態では相互に回動可能であり、車輪と床面が接触する部分が車いすの本体側面よりも車いす本体の中心軸側の領域と車いす本体の本体側面よりも車いす本体の中心軸から離隔した領域とを移動可能に構成され、第１のカムと第２のカムが嵌合した場合に、車輪と床面が接触する部分が、車いすの本体側面よりも車いす本体の中心軸側の領域に位置する様に設定され、車輪の中心線と車いす本体の中心線とが為す傾斜角度は５°～１８０°の範囲内であることを特徴とするキャスター。