【医療】車椅子の乗り心地を変えた「ショックを吸収するホイール」 | WIRED [2014/05/08]

車椅子の乗り心地を変えた「ショックを吸収するホイール」
http://wired.jp/2014/05/08/shock-absorbing-wheel/
WIRED NEWS (US) | TEXT BY JOSEPH FLAHERTY / PHOTO BY SOFTWHEEL / TRANSLATION BY RYO OGATA/GALILEO | 2014.5.8 THU

画像：http://wired.jp/wp-content/uploads/2014/05/wheel-01.jpg
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「オフロードでも利用できる車椅子」のために開発された、サスペンション内蔵型ホ
イール。自転車や自動車、列車などに広く応用可能だ。

イスラエルの農業家ジラッド・ウォルフは、2008年に骨盤を骨折したが、農作物を枯
れさせないため、車椅子で働くことにした。このとき、畑のデコボコを横切るときの
痛みに苦んだウォルフ氏は、その後、オフロードに適した新設計の車椅子の開発を始
めた。

農機具を基にしたソリューションをいくつか試した後、コンセプトを、テル・アヴィ
ヴにあるRad-BioMed社に持ち込んだウォルフ氏は、同社の協力を得て「SoftWheel」
を開発し、特許出願した。

従来の車椅子にはサスペンションがない。このため乗り心地が悪く、乗っている人が
疲れるほか、エネルギーの最大30％が失われ、推進力としては70〜80％しか使われな
いという。

「サスペンションのない固定車椅子を常に使っていると背中を痛める」と、SoftWheel
社のダニエル・バレルCEOは話す。SoftWheelは、「バランスのとれた選択式の技術」
で、この問題に対処している。

SoftWheelでは3本の圧縮シリンダーが内蔵されており、ホイール自体がショックを吸
収することで、乗っている人に衝撃を伝えない。目標は、車椅子の重量を支えつつ、
ホイールのハブを「空中に浮かせる」ことだ。これによって、車輪が衝撃に対応して、
階段や縁石を、まるで普通の傾斜を下るようになめらかに移動できるようになる。

SoftWheelは取り外しが容易であり、車椅子だけでなく、自転車等への装着も簡単だ。
市販の自転車に付けたときは、10分程度で装着可能だったという。

手持ちの自転車を電動アシスト車に変身させる「コペンハーゲン・ホイール」との組
み合わせでは、走行距離が20〜30％増大するという。

バレルCEOは、この製品は自動車、列車、クレーン、さらには航空機の着陸装置など、
ホイールがあるものには何にでも応用できると考えている。実際、自動車メーカーの
ダイムラー社は技術革新会議にバレルCEOを招待したし、政府機関も関心を持ってい
るという。

将来的には、スポーツカーのように、乗り心地の調整もできるようにする計画だ。ま
た、スマートフォンによる車輪のロックやスピードの測定も計画されている。

SoftWheel社の生産ラインは現在、すべてイスラエルにあるが、ヨーロッパにある別
の国にも拡大しようとしている。2014年の第4四半期に、2本2,000ドルほどで販売を
開始する予定だ。標準的な高級ホイールは2本1,600ドルほどであり、それを超える額
になるが、痛み止めの利用が減るぶんで埋め合わせることができるのではないだろう
か？

※従来型の自転車ホイールの中に、スポークの代わりに3つのスプリングが組み込ま
れ、道路からの衝撃を吸収する「Loopwheel」も開発されている（日本語版記事）。

車輪の再発明か。すごいな。

すげ〜これ天才だろ

　
イイッス、ウホウホッス

マン島の紋章じゃん

3本のショックアブソーバーが均等にヘタレばいいな。
難しいだろうけど。

いいなこれ

若いうちはトルクの逃げにイラつくかも。
歳とってくると良いかもな。

ロードのホイールじゃあるまいし、
2000ﾄﾞﾙで買うやついるのかよ

アラヤがだいぶ前に作ってなかったか

デザイン良いね

>>5
紋章学というのがあって、きっとオーパーツが隠されていたんだなッ

バイクにもほしい

車椅子がそんなに酷い物だとは思わなかった。

すごく高速コーナーが怖いです・・・

これ6本じゃ駄目なんかな

乗ってみたい(´・ω・｀)

ダンパーは単体でもかなり重いしハブもごついから、ホイール重量は
かなり重そうな感じ。。総カーボンとかで軽量化されてるのかな。。。

バイクのワイヤースポークホイールは、まさにこういう機能があった。
オフ車にキャストがなかなか広まらなかったのも、ショック吸収性が理由。

素人にありがちな発想だな
ショックからのオイル漏れや泥とか入った時の想定がない
悪路なんて乗ったら３回くらいで壊れるだろうね

階段を滑らかに降りて来たりして

バネ下荷重を減らすって意味で
フレーム→サス→ハブ→リム
だったのを
フレーム→ハブ→サス→リム
にするのかな？

>>20
まあでもなかなかのアイデアだよ。

>>20
シールの耐久性は結構高いし、泥や飛び石とかはダンパーのロッド部分に
蛇腹のブーツ付けるだけでおk。見た目はかっこ悪くなるけどね。。

てか、特許は、どうなってるんだろう。
とっくの昔に登録した人はいそう。
小型化・軽量化が可能になった今だからこその技術なのかもだな。

ブレーキがどうなってるのかが最大の疑問

四輪だと特にホイールの位置決めが難しそう
電子制御でなんとかできるだろう
アイデアの筋は悪くないと機械工学科卒の俺は思う

〉〉2〉〉3同意。
凄い人が居るもんだ。

足が3本跳ねてるように見えるね。

凄いな〜〜〜。

日本人が考えた空気の減らないタイヤもいいけどな。

普通にサスペンション付けちゃ駄目だったの？

チューブ要らないのかな？

車椅子用じゃなくて、小径タイヤの自転車用の似たような発想のホイールがあったな

これから介護老人だらけになるからこういう分野に力入れていかないとね

>>3
ホイールにショックアブソーバ機能を持たせればフレームにサスを入れる必要がなくて
シンプルになりフレーム強度を保ちやすいし、サスを入れるより軽量に出来る、多分

>>3じゃなくて>>29だったｗ

>>29
車いすはそのサスをつけるためのフレームを追加しないといかんし
そのフレームは頑丈かつ徐々に壊れるように設計する必要がある
単純に構造物増加に伴う重量増が人力メインの車いすだと死活問題

自転車ならフレーム強化でつけれなくもないがやはり重量増は避けれない
すると人力ｒｙこげなくｒｙ

まあなかなか難しいのよ
今主流になってないのはそうなる理由が何かしらある。合理的かどうかは別として

こりゃすげえアイデアだ！

前にあったと思うが推進力が減るんだよね
車椅子にはいいかも知れんけど
常に体重で偏芯しているのはどうなんだろ

自己レス
>>31
https://www.kickstarter.com/projects/1205277475/loopwheels-for-a-smoother-more-comfortable-bicycle?ref=category

工学的にはパラレルリンクの変種かな
アクチュエータと絡ませると車輪の限界超えられるな
面白いよ、コレは

>>29
このホイールのメリットは、従来型の車椅子でも車輪を交換する
だけで装着できるところ。どう考えても普通のサスペンション
タイプにしたほうが安く作れるし、多分そのほうが軽量。

車輪が受けるショックを車輪の段階で吸収するのが凄いんじゃね？
普通に付けただけではそのショックが本体に伝わるでしょ。
そのショックで痛みを感じるからこうなったと。

色々レスくれてありがたいんだが
車椅子　サスでググったら普通に出てきてしまった・・・
http://www.araya-kk.co.jp/development/

しかしこれもサスペンションとは少し違うか・・・

うーん、面白いけど実用性低そうだな

>>40
重量に関してはこっちの方が軽くなると思う
あとは車体側にサス機構組込むと構造が複雑になって
コストが抑えられない

>>40
リーフリジッドの場合ホーシングの重量が増える。
それ以外の形式のサスはアームかビームの重量が増える。
しかも車椅子ではダンパーが腕を下ろした位置とダブってしまいそう。

似たような発想の奴が自転車用で？（試作？）あった気がする

自転車のホイールが1本10万円かえ

>>45
片持ち式のボトムリンクタイプ(旧カブのフロントサス)にすればコストも
重量増加もそれほどなく作れそうだけどなぁ。。

>>41
バネ下重量を極限まで減らせるアイデアだわね

重そう

>>49
ストロークが取れるのと構造的に部品点数が
大幅に削減出来るとかメリット多いよ
問題はホイールに組込むダンパーユニットの横剛性かな？

スプリングバネを同じように卍型にセットすれば
もっと軽くできそうな気がする。

>>52
ボトムリンクの弱点はストロークが稼げないというのは確かだけど、
それほどストロークが必要かな。。あまり車体が傾きすぎると
転倒の恐れもあるしボトムリンクならシンプルに設計できるはず。

横剛性はスポークでもおkなくらいなので、それほど重要じゃないかも。。

>>53
横剛性が無いから乗るとクシャけるｗ

>>54
車椅子に関しては新規に機構を組込む必要が無いのが大きい
ストロークは車椅子以外の可能性かな

ジャンピングホイール。

>>56
その点では同意。。

進化したプランジャー式サスペンションというところか

タイヤの摩擦も吸収しちゃうんで、
低速度の車椅子には良いかもしれんが、
ロードバイクだと進まない。
くるまやバイクだと燃費が悪くなる。

>>60
サスペンションの無い省エネカーだと燃費は良くなる
タイヤもガチガチだし前輪に使うと絶対にいい
断言出来る

加重による車体の沈み込みがあるとダンパーは常に仕事をしてる
ことになるから、転がり抵抗は結構大きいかもね。たぶんそれを
含めてサポートするために電動ユニットの装着が考えられている
んだと思うけど。。

>>20
日本のアスファルトなら使えんじゃね？
歩道とか結構段差あるし

戦闘機のタイヤに応用できないかな？
ホイールと既存のサスのダブルクッション効果で最低速度を落として着陸距離の短縮に使えそう

発想だけなら自分も考えたがそれを実現できる所までやるのが
すごいんだろうな

車で言うところの
アンダーステアになったらﾀﾋねる

車やバイクのホイールがバランスをなぜ取るかを考えたら怖くて使えないな。
スピードがでない車いすだけのものだな。

やっぱフルサスバイクはこうあってほしい(・＿・
http://ep1.pinkbike.org/p6pb10931084/p5pb10931084.jpg

>>66
やっぱ戦闘機の着陸用車輪にはつかえない？

スポーク代わりのサスを30個ぐらい入れればいけるかと思った

>>62
取付角度がミソじゃないかと
単純にラジアルにしなかったのはソレじゃないかな？

>>66
ホイール自体に緩衝が無いからバランシングが重要になるとも言える
外周のバランシングはある程度許容出来るかもよ

>>69
荷重がかかったら沈んでくれなきゃ衝撃吸収してくれないです

>>68
重さに耐えられるだろうか？
そもそも、戦闘機の車輪はスポーク式なのだろうか

>>71
乗越え荷重に対して変位して欲しいからではないかと

1ホイールに3本のショックだろ
原理的に高加重、長ストローク化には向かない
大量生産品に使用するのは無理

直感では、長持ちはしないような....　どうなんだろ？

>>73
自転車の動画で静止状態で前輪に荷重かけてストロークさせてる絵があるよ

>>76
そりゃ縦方向に対してゼロにはしないっしょｗ
応答性の按分の問題かと

オートマの変速ショック吸収にいいかも

むしろ今まで何故なかったのか
やっぱコストとか発想の死角とか

>>77
なんか話がすれ違ってると思ったら、取り付け位置が変位が少なくなるように作ってある様に見えるって言われてるのに
どう頑張っても変位はするでしょって言ってるからか

実際に変位量が少ないかどうかまでは見ただけじゃ判断出来ないけど
あの配置はショックの全長稼ぎたいからな気がする

　　　
ホイール内に3枚の板バネくっ付けてたやつ、数年前に出てなかったっけ？
　　　

高速回転だとショックは吸収出来ないね
車イスにしても車輪自体が動いたら漕ぎにくい

>>79
「ホイールの中心にハブが来なくなる」からじゃね？
他の人も書いてるけど、真っ平らな道を走行するだけでも、
常にサスが伸び縮みする…つまりエネルギーがサスに食われるから、
効率が落ちる、つまり乗ってる人の車輪を回す腕にかかる負荷が増えるよ。

>>81
>>1の一番最後に書いてある「loopwheel」だろ？

自転車でも横方向の剛性足りなくてフレームに当たりそうだな

同じサス構造の一輪車が以前から売ってるんだけどな
http://www.mckey.jp/maxcha/

キャタピラーじゃダメなん？

>>87
無限軌道にもサスはある
戦車だが

これは凄いな
なんで誰も発明しなかったんだろうって天才タイプの発明

ダンパーもそうだけどホイールにもそうとう強度が必要だからかなり重そうだな

なんかココ、企画会議室みたいだｗ

これってネジレには強いの？

>>40
忘れてると思うけど、電動式を除く大概の車椅子は持ち運びのために
折り畳める必要性があるんだよ。折り畳める構造のままフレーム側で
衝撃吸収させようとすると、とてもじゃないが構造が複雑になりすぎる。

国内でもアブソレックスというホイールにサス機構を組み込んだものが
あるけど、こっちはアブソレックスより構造が簡単そうでストロークも
大きく取れる感じがするな。

これ、荷重加わると前後に回転するんだよな

見た目も格好いいなこれ

自転車だと段差があるとケツに衝撃がくるので立ち上がるよね
座ったままでも膝のように衝撃を吸収してくれそう

>>42
(゜д゜)＜アラヤダ!
でもこれ前輪だけじゃん？

大きくならないしいいなこれ

車いす酔いする奴ふえる。

アイデアは凄いと思うけど、メチャクチャ高そう
普及しても高級ロードバイク並みの値段かな？

私が車椅子に期待してるのは階段を上れるヤツ
誰か早く開発してくれ

こっちのが低コストでシンプルで優れてるようにも思えるけど。。

リンク貼り損なった
http://www.youtube.com/watch?v=PPKY1pFyqu8

円が歪んでショック吸収するのかと思ったら
円はそのままで中心がずれてショック吸収するのね

使用中ホールが疲労破損して、
使用者がさらに重い障害を負ったりしない？

アイデア賞だな
でも、バネ下重量は増える？減る？

ホイールが変形しないのか？

リムをたった三点で支持とか、無茶すぎる

カーボンファイバーでも使ってるのかね、それにしても壊れやすそう

クルマで言うスクウォートが発生するから
初動は重くなるんじゃね？

サスペンション付きの自転車も踏み出し重いし

>>48
意外と安いぞw

こんな大げさなもんつけなくても、スポークテンションゆるくすれば同じ効果が得られるだろ
スポークってそのためにあるんだぞ

>>20
本当にダートで使うわけじゃないだろう。
自分じゃ押せないし。
アスファルトや室内の段差を楽に乗り越えるため。

いっぽうロシア人は、大きめのタイヤの空気圧を下げ、フニャフニャにして乗った

てスツ

>>62 そうだな。
これがサスペンションなら動くことで車軸の回転につれてエネルギーを熱に変えてしまう。

サスペンションではなく電磁アクチュエータなら、重心を移動させる事で駆動も出来る。

タイヤの性能の向上の方が普及するとおもう

>>102
それはバネだね 　バネなら軸の回転で動いてもエネルギーロスは少ない。

>>1は圧縮シリンダーってあるから、空気の圧縮で熱の形エネルギーを失ってしまう。

電磁アクチュエータにして吸収した振動を電気エネルギーに変えるくらいしないとね。
ついでに、重心移動で移動アシストが出来れば面白い

張力構造車輪の基本を無視してるからなぁ
外付けでサスペンション付けたほうがずっと軽くて丈夫になる
スペースの問題も別になさそうだし

詐欺商品

>>19
バカ発見。　

>>107
3点支持は別に普通。これみたいにサスペンション入れたら破綻する

>>1
> 手持ちの自転車を電動アシスト車に変身させる「コペンハーゲン・ホイール」との組
> み合わせでは、走行距離が20〜30％増大するという。

車椅子はどうかしらないが、電動アシスト自転車に20〜30％なんてエネルギーロスは
存在しようがないんだが。　どこから出てくるのか

>>114
> サスペンションではなく電磁アクチュエータなら、重心を移動させる事で駆動も出来る。

おっとそのアイデアはもらった

＞外付けでサスペンション付けたほうがずっと軽くて丈夫になる

俺もそう思うのだが、何らかの工夫でもされてるのだろうか？
ｺｽﾄ的にも不利に見えるのだが、それらを無視できる長所がないと普及しないのでは？

>>119　どうぞ。
1cmも偏心させれば結構なアシスト力になりそうだよね

問題は、
回転する車輪に電気エネルギーを伝えるのが難問だろうね。　制御用の電気信号ならなんとでもなるけど。
リムに充電池入れて太陽電池で充電するとかかな。

ただ、車椅子なら自転車のような速度出すわけじゃないから空気抵抗と戦う必要もない。
始動だけアシストすればいいから、あんまり電力いらないかもな

もう一つのメリットは、
車軸をモーターで回して駆動すると　車椅子がスタート時に後ろに倒れようとする
車軸を偏心させて駆動する方式だと斜面を滑り降りるように自然にスタート出来る点だろうね

自転車や車椅子には良さそうだが、自動車の場合は↓みたいな方がまだ現実的か

ブリジストンのパンクしないホイール一体型タイヤ（100%リサイクル可）
http://www.sankeibiz.jp/images/news/140113/bsc1401130701002-p2.jpg

長大なビームやリンク不要で比較的大きなストロークが確保できる点かな…。
ただしある程度大径のホイールでないとメリットが無い。
でも画像を見る限りでは、ストロークは少な目だなぁ…。
この方式の課題の一つは、横剛性の確保じゃないかな？
当然対策はしてあると思うけど、ロッド式ダンパーは基本構造的に横からの力に弱く、
横からの力が加わると抵抗が増えて動きが悪くなるし、シールの異常摩耗やロッドの曲りで寿命も短くなる。

追加　>>125 は >>120へのレス。
しかし、ダンパーのマウントのオフセットは何の意味があるんだろ…？

>>100
> 私が車椅子に期待してるのは階段を上れるヤツ
> 誰か早く開発してくれ

とっくに開発済み。
ttp://www.yotsuba-eng.com/osirase_01.html#section3

が、開発元のIndependence TechnologyはiBotが広く広まる前に
会社自体がなくなっちゃった。

>>125
>>126
なるほど。
ｵﾌｾｯﾄしないと、ﾀﾞﾝﾊﾟｰｽﾄﾛｰｸの確保が難しいのでは？

バイクのエンジンを積んだ車椅子はよ...

>>127
写真見ると登れそうにないな。会社が無くなるわけだ。

>>100
１００万円ぐらいでドイツ製の輸入品あるよ
使うときは補助の人が必要だけどね

>>124
そのタイプだとミシュランの「Tweel」が先じゃないかな？


つーか、一般的な自操式車椅子の、
「大径ホイール＋同軸ハンドリム」ってのを変える方向ではダメなんだろうか？
>>1はそのタイプの車輪と互換性を持たせてるけど、互換性考えなければ、
サスペンションを付けるにしても、もっといい方法が出るんじゃ無かろうか。

「大径ホイール+ハンドリム」は、シンプルで丈夫ではあるけど、
一度乗って動かしてみたら、結構な力のロスがあるというか、
筋肉の運動量に対して車椅子の移動に使われるエネルギーが少ないというか、
そんな印象を受けたぞ。

ハンドバイク/ハンドサイクル/手こぎ車椅子と呼ばれる方法もあるけど、
これはシンプルとは言い難いし、折りたたんで車に乗せるとかも難しい。

なんかいい方法がありそうな気がするが…

こういうのはみんな考えるんだよｗ

これでスピード出したときに必ず偏芯してダイナミックバランスが取れないんだよｗ

土人のジャップには出来ない発想ｗｗｗｗｗｗ
反論ある？

ヒステリシスロスが凄そうだな。

>>1
車椅子には良いかもしれないけど自転車には採用されないだろうな。明らかに重量がかさむ。
ホイールの重量の上下はスピードにシビアに影響するからロードやママチャリには
採用されないだろう。

ショックを吸収する椅子を開発しましたよ
ttp://blog.bpm.bz/images/dragon_041.jpg

車体にサスペンション付けるほうが重量による走行による影響は少ない。これはサスペンションのついてない
車椅子を改造する為には良いのかもしれんが、自転車で採用するようなものではないだろうな。

>>121
> 回転する車輪に電気エネルギーを伝えるのが難問だろうね。

そう大変でもない
車軸に同軸でプラスマイナス仕込めば桶
摺動部はそれこそモーターのブラシみたいなものでいいし

>>111
施設で介護してみると解るけど車いす押すってのはマジ重労働なんだよ
まあどんなサス積んでも障害者自身が動かすには限界あるけどね

体重が掛かった時点で回転中心と車輪中心がずれるよね。
その分だけ坂を上ってるようなもんだ
オイルダンパーでバネにたまったエネルギーを熱にして捨てるんだから

>>129
なめらかに走るようにパワーがあって気筒数も多めがいいよね
250CC2ストロークV型3気筒あたりで良いですか？

>>141
走ってる動画見ると、殆どダンパーらしきものは動いていない。　圧縮シリンダーとあるけど、殆どバネなんじゃないかな。
バネであるなら、多少沈みがあっても走行抵抗にはならない。
でも振動を始めたら止まらない。乗り心地は悪そう。

というか走ってる動画みると、バネとしても非常に固いバネで殆ど動いていない。

まあ、車軸からオフセットさせて取り付けてる点からして、固くないと車輪が左右に振れちゃってまっすぐ走れないだろうからしょうがないか。

>>142
アレは排気からオイル吹きまくるからヤダ…

>>1
>サスペンション内蔵型ホイール

あれ、CDを磨く機械みたいなホイールなかった？
ttp://av.watch.impress.co.jp/docs/20010905/land01.jpg
こんな感じのやつ。

遅い車いすにはいいね。
回転スピードが早くて、サスペンションの取り付けが容易な
自転車には不利益のほうが多そう。

チャールズ エグゼビアが乗ってるやつみたいなのを想像した
あっちの方が良い

>>145
>>124　にあります

セニアカーに使えよ

車輪の中にサスペンションというのは、バネだけならまだしもダンパーを含んでいると理屈の上ではダメなんだよ。

なにせ回転するんだから回転につれてダンパーが回転エネルギーを吸収しちゃう。
段差を吸収するという事は、車体重量でも車輪と車軸の中心が常に偏心するわけなんだからさ。

バネだけなら停止時には真下に偏心していても走り出せば運動方向にバネで斜めに偏心するか理論的には抵抗にならない

ただし、バネだけでは車輪を車軸と垂直に固定する事は出来ないため、そういう機構が必要になり
それは摩擦抵抗を生じるので、摩擦でエネルギーを失う事になる。

特に自転車やバイクの駆動輪に利用しようとすると、車軸と車輪の間にトルクも生じるからそれに対しても
しっかり支持し回転を伝えなければならない。

つまり、>>1の動画のような自転車に利用されてるというのは、サスペンションとしては殆ど動作してない詐欺匂がする。

電磁アクチュエータで電磁的にエネルギーを吸収し電磁的に制御してるとかならまだ可能性がある
電磁的に偏心させれば走行を補助する電動アシスト的な動作もさせられる。
でも、単なるサスペンションだと言うなら、これはたぶん詐欺だ

結局、チューブタイヤかよ。
こんな機構でも空気圧がないと快適な乗り心地にできないのか。

>>6
それは思った
ヘタり具合にバラツキがあるとダメだよね？

ホイールに制震ダンパーか
車のホイールにも一本入れたらかなり変わりそう