JP2015159985A

JP2015159985A - 車椅子

Info

Publication number: JP2015159985A
Application number: JP2014037198A
Authority: JP
Inventors: 石丸　毅; Takeshi Ishimaru; 毅石丸
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2014-02-27
Filing date: 2014-02-27
Publication date: 2015-09-07

Abstract

【課題】比較的容易に段差を乗り越えることができる車椅子を提供する。
【解決手段】少なくとも左右一対の主車輪３を有し、主車輪３を人間の力で回転させて走行する車椅子１である。前記車椅子１は、動力を発生させて主車輪３を微小角度回転させる電動アシスト装置を具えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、人力にて走行するための車椅子に関し、詳しくは、路面の段差を乗り越える際に補助動力を供給することができる車椅子に関する。

従来、車椅子として、左右一対の主車輪を人間の力で回転させて走行する非電動式の車椅子が知られている。この種の車椅子は、路面上の段差を乗り越えるとき、主車輪に大きな回転トルクを供給する必要がある。このため、車椅子使用者にとっては、段差の乗り越えには、大きな労力が必要であった。

下記特許文献１は、主車輪の後方に車体を持ち上げるためのジャッキを具えた車椅子を提案している。しかしながら、特許文献１の車椅子は、ジャッキ及びその動力を搭載するため、車体重量及び製造コストの増加という問題があった。

特開２００４−１６７６８号公報

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、比較的容易に段差を乗り越えることができる車椅子を提供することを主たる目的としている。

本発明の車椅子は、少なくとも左右一対の主車輪を有し、前記主車輪を人間の力で回転させて走行する車椅子であって、動力を発生させて前記主車輪を微小角度回転させる電動アシスト装置を具えていることを特徴としている。

本発明の車椅子は、前記微小角度は、３６０°未満であるのが望ましい。

本発明の車椅子は、前記電動アシスト装置は、電源部と、前記電源部からの電力で駆動する駆動部と、前記駆動部の動力を前記主車輪に伝達する伝達部とを含んでいるのが望ましい。

本発明の車椅子は、前記駆動部は、直線運動する可動軸を含み、前記伝達部は、前記可動軸の直線運動を回転運動に変換して前記主車輪を回転させる運動変換部を含んでいるのが望ましい。

本発明の車椅子は、前記主車輪は、ハブを有し、前記ハブは、パイプ状の車軸の外側に、軸受けを介して回転自在に外挿され、前記駆動部の前記可動軸は、前記車軸の中空部内をのびているのが望ましい。

本発明の車椅子は、前記可動軸は、前記車軸を貫通してその外側にのびるはみ出し部を有し、前記はみ出し部には、前記運動変換部が接続されているのが望ましい。

本発明の車椅子は、前記可動軸は、前記主車輪を微少角度回転させる第１の向きと、前記１の向きとは逆方向の第２の向きとに直線運動し、前記伝達部は、前記可動軸の前記第１の向きの直線運動のみを前記主車輪に伝える一方、前記主車輪側の回転力を前記駆動部側に伝えないワンウェイクラッチを含んでいるのが望ましい。

本発明の車椅子は、少なくとも左右一対の主車輪を有し、前記主車輪を人間の力で回転させて走行する。本発明の車椅子は、動力を発生させて前記主車輪を微小角度回転させる電動アシスト装置を具えている。

このような車椅子は、主車輪が段差に接触したときに、電動アシスト装置を駆動して主車輪を微小角度回転させることにより、容易に段差を乗り越えることができる。しかも、このような電動アシスト装置は、電動機などで主車輪を常時回転させるいわゆる電動式車椅子に比べて、構造を簡素化でき、重量やコストを削減することができる。

本実施形態の車椅子の側面図である。本実施形態の車椅子の背面図である。（ａ）は、主車輪が段差を乗り越える前の車椅子の側面図であり、（ｂ）は、主車輪が段差を乗り越えた後の車椅子の側面図である。本実施形態の電動アシスト装置の部分断面図である。本実施形態の電動アシスト装置が動力を発生したときの部分断面図である。本実施形態のはみ出し部及び運動変換部の部分拡大図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１には、本実施形態の車椅子１の側面図が示されている。図１に示されるように、本実施形態の車椅子１は、本体フレーム２と、主車輪３と、補助車輪４とを有している。本発明の車椅子１は、主車輪３を人間の力で回転させて通常走行を行う。このような車椅子１は、車椅子に乗車した者（以下、乗員という場合がある。）自ら主車輪３を回転させるもの、及び、介添者によって押されることで進むものの双方を含む。

本体フレーム２は、車椅子の骨格を形成している。本体フレーム２は、例えば、金属材料で形成されている。

主車輪３は、本体フレーム２の左右両側に一対設けられている。主車輪３の外側には、例えば、リム６に一体に固着された環状のハンドホイール５が設けられている。通常走行時、乗員は、例えば、ハンドホイール５を回すことで主車輪３に回転力を与える。

補助車輪４は、本体フレーム２に回転自在に設けられている例えばキャスター輪である。補助車輪４は、主車輪３の前方に設けられている。補助車輪４は、例えば、主車輪３よりも小さい直径を有している。

図２には、車椅子１の背面図が示されている。図２に示されるように、本発明の車椅子１は、動力を発生させて両側の主車輪３を微小角度回転させる電動アシスト装置１０を具えている。

図３（ａ）及び（ｂ）には、路面上の段差を乗り越えるときの車椅子１の側面図が示されている。図３（ａ）に示されるように、車椅子１が段差ｄを乗り越えるときは、車体の前側に配された補助車輪４が段差ｄを乗り越えた後、補助車輪４の後方にある主車輪３が、段差ｄに接触する。

このとき、主車輪３には、車椅子の車体重量及び乗員の体重の大半が作用している。このため、主車輪３が路面上の段差ｄを乗り越えるとき、乗員は、主車輪３に大きな回転トルクＴを供給する必要がある。

図３（ｂ）に示されるように、本発明の車椅子１は、主車輪３が段差に接触したときに、電動アシスト装置１０（図２に示す）を駆動して主車輪３を微小角度回転させることにより、前記回転トルクＴの一部又は全部を供給し、容易に段差を乗り越えることができる。

電動アシスト装置１０は、例えば、５〜１０cm程度の段差を乗り越えるための動力を供給できれば十分である。そのためには、微小角度θ１は、例えば、３６０°未満で十分である。

微小角度θ１は、好ましくは１８０°未満、より好ましくは１２０°未満である。これにより、電動アシスト装置１０が効果的に小型化される。微小角度θ１は、好ましくは６０°以上、より好ましくは９０°以上である。これにより、車椅子１は、通常の路面で遭遇し得る段差を容易に乗り越えることができる。

このような電動アシスト装置１０は、一時的かつ微小角度回転させるものである。このため、本発明の車椅子１は、電動機などで主車輪を回転させて通常走行を行ういわゆる電動式車椅子に比べて、構造を簡素化でき、重量やコストを削減することができる。

図２に示されるように、本実施形態の電動アシスト装置１０は、例えば、乗員が着座する座席７の下部に設けられている。

図４には、本体フレーム２に設けられた車軸３４、主車輪３、及び、電動アシスト装置１０の部分断面図が示されている。

図４に示されるように、本体フレーム２には、車両の外側に突出するように車軸３４が固着されている。車軸３４は、例えば、中空部を有するパイプ状である。

主車輪３は、中心部に設けられたハブ３３と、ハブ３３に接続された複数のスポーク３２と、各スポーク３２に支持された環状のリム６（図１に示す）と、リム６の外周に設けられたタイヤ８とを有している。

ハブ３３は、車軸３４の外側に、軸受け３５を介して回転自在に外挿されている。これにより、主車輪３は、車軸３４及び本体フレーム２に対して回転自在に支持されている。各スポーク３２は、ハブ３３から主車輪３の半径方向外側に向かってのびている。図１に示されるように、各スポーク３２の外端は、リム６の内周面と接続されている。

図４に示されるように、電動アシスト装置１０は、例えば、電源部１１と、駆動部１２と、伝達部１３とを含んでいる。

電源部１１及び駆動部１２は、例えば、車軸３４の車両内側に設けられている。

電源部１１は、駆動部１２に電力を供給するためのもので、例えば、充電可能な蓄電池等が採用される。

駆動部１２は、電源部１１からの電力で駆動し、力を生成するものである。駆動部１２は、例えば、回転駆動するモータ、又は、励磁コイルの電磁力で可動軸を可動させるソレノイドが好適に採用される。本実施形態の駆動部１２は、例えば、励磁コイル１６の磁力で可動軸１７を直線運動させるリニアソレノイド１５が用いられる。これにより、電動アシスト装置１０の構造が簡素化され、車椅子の車重の増加が効果的に抑制される。

リニアソレノイド１５は、例えば、円筒状の励磁コイル１６と、その中に挿入された可動軸１７及び固定軸１４とを含んでいる。

励磁コイル１６は、コイル巻き線が巻回されて形成されている。励磁コイル１６は、電源部１１から電力を供給されることにより、磁力を発生させる。

固定軸１４は、例えば、略円柱状に形成され、励磁コイル１６内に固着されている。固定軸１４は、例えば、鉄等の強磁性体材料で形成されている。固定軸１４は、励磁コイル１６の磁力によって励磁され、可動軸１７を吸引する。

可動軸１７は、固定軸１４よりも主車輪３側に設けられている。可動軸１７は、その軸方向に移動可能に励磁コイル１６内に挿入されている。可動軸１７は、例えば、固定軸１４と同径かつ同芯の略円柱状である。可動軸１７と固定軸１４とは、例えば、ばね１８を介して接続されている。

可動軸１７は、例えば、車軸３４に沿ってその中空部内をのびている。可動軸１７は、車軸３４を貫通してその外側にのびるはみ出し部１９を有している。はみ出し部１９は、伝達部１３に接続されている。

図６には、はみ出し部１９等の部分拡大図が示されている。図６に示されるように、はみ出し部１９の外周面には、ヘリカルギア２０が設けられている。ヘリカルギア２０は、可動軸１７の軸方向に対して斜めにのびている。

図４に示されるように、伝達部１３は、例えば、車軸３４の軸方向外側に設けられている。伝達部１３は、駆動部１２で発生した動力を主車輪３に伝達する。本実施形態の伝達部１３は、例えば、運動変換部２１を含んでいる。運動変換部２１は、可動軸１７の直線運動を回転運動に変換して主車輪３を回転させる。

図６に示されるように、運動変換部２１は、例えば、可動軸１７のはみ出し部１９に設けられたヘリカルギア２０と、ヘリカルギア２０と噛み合う内歯が設けられた内側輪２３とを含んでいる。

伝達部１３は、例えば、ワンウェイクラッチ２２を含んでいる。

ワンウェイクラッチ２２は、内側輪２３と、内側輪２３と同芯に配された外側輪２４と、その間に配された伝達切り替え部２５とを有している。

内側輪２３は、はみ出し部１９の外周に設けられている。しかも、内側輪２３は、外側輪２４及び伝達切り替え部２５に支持されることにより、可動軸１７の軸方向には拘束されている。このため、内側輪２３は、可動軸１７が直線運動することにより、回転運動する。

外側輪２４は、内側輪２３の外周に設けられ、図４に示されるように、主車輪３のハブ３３に固着されている。

伝達切り替え部２５は、内側輪２３と外側輪２４との間に配されている。伝達切り替え部２５は、例えば、内側輪２３の一方向の回転のみを外側輪２４に伝える。しかも、伝達切り替え部２５は、外側輪２４の両方向の回転を、内側輪２３に伝えない。

以上のように構成された本実施形態の車椅子１の作用について述べる。図５には、リニアソレノイド１５が駆動したときの電動アシスト装置１０の断面図が示されている。図５に示されるように、スイッチ２６が導通され、電源部１１から電力が供給されると、励磁コイル１６が磁力を発生させ、固定軸１４が可動軸１７を吸引する。これにより、可動軸１７が第１の向きａに直線運動して動力を発生する。このとき、ばね１８は、可動軸１７と固定軸１４との間で圧縮されている。

図６に示されるように、可動軸１７が第１の向きａに直線運動した場合、はみ出し部１９のヘリカルギア２０を介して、ワンウェイクラッチ２２の内側輪２３が回転する。伝達切り替え部２５は、可動軸１７が第１の向きａに直線運動したときの内側輪２３の回転を、外側輪２４に伝える。

図５に示されるように、外側輪２４は、伝達切り替え部２５からの回転をハブ３３に伝え、主車輪３を微小角度回転させる。

動力発生後、電源部１１からの電力が途切れたとき、可動軸１７は、ばね１８に付勢され、第２の向きｂに直線運動し、元の状態に復帰する。

図６に示されるように、可動軸１７が第２の向きｂに直線運動する場合、伝達切り替え部２５は、回転を外側輪２４に伝えず、内側輪２３を空転させる。これにより、可動軸１７は、滑らかに元の状態に復帰することができる。

しかも、伝達切り替え部２５は、主車輪側の回転力を駆動部１２側に伝えないように構成されている。従って、車椅子１は、前進時は勿論、後退時でも、主車輪３が駆動部１２に影響されることなく、走行を行うことができる。

図２に示されるように、本実施形態の電動アシスト装置１０は、例えば、乗員又は車椅子を押す介添者のスイッチ入力により作動する。このような電動アシスト装置１０は、乗員又は介添者の任意のタイミングで主車輪を回転させる。これにより、車椅子の操作性がさらに向上する。

本実施形態の電動アシスト装置１０は、例えば、各主車輪３の内側に一対設けられている。各電動アシスト装置１０、１０は、例えば、互いに電気的に接続され、各主車輪３の回転量及びタイミングが均一になる様制御される。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上記の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

１車椅子
３主車輪
１０電動アシスト装置

Claims

少なくとも左右一対の主車輪を有し、前記主車輪を人間の力で回転させて走行する車椅子であって、
動力を発生させて前記主車輪を微小角度回転させる電動アシスト装置を具えていることを特徴とする車椅子。
前記微小角度は、３６０°未満である請求項１記載の車椅子。
前記電動アシスト装置は、電源部と、前記電源部からの電力で駆動する駆動部と、前記駆動部の動力を前記主車輪に伝達する伝達部とを含んでいる請求項１又は２記載の車椅子。
前記駆動部は、直線運動する可動軸を含み、
前記伝達部は、前記可動軸の直線運動を回転運動に変換して前記主車輪を回転させる運動変換部を含む請求項３記載の車椅子。
前記主車輪は、ハブを有し、
前記ハブは、パイプ状の車軸の外側に、軸受けを介して回転自在に外挿され、
前記駆動部の前記可動軸は、前記車軸の中空部内をのびている請求項４記載の車椅子。
前記可動軸は、前記車軸を貫通してその外側にのびるはみ出し部を有し、
前記はみ出し部には、前記運動変換部が接続されている請求項５記載の車椅子。
前記可動軸は、前記主車輪を微少角度回転させる第１の向きと、前記１の向きとは逆方向の第２の向きとに直線運動し、
前記伝達部は、前記可動軸の前記第１の向きの直線運動のみを前記主車輪に伝える一方、前記主車輪側の回転力を前記駆動部側に伝えないワンウェイクラッチを含んでいる請求項４乃至６のいずれかに記載の車椅子。