JPS61501369A - 手ペダルの往復運動によつて運転される車椅子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 手ペダルの往復運動によって運転される車椅子発　明　の　背　景 本発明は、車椅子に関する。特に、本発明は、２本のレバー腕を往復運動する手 操作によって動力を与えられる車椅子に関する。

２、従来技術の説明 往復運動の手クランクの使用に関する車椅子技術の発展の優れた論議は、１９７ ６年１２月６０日付のシエーファーによる米国特許第３．９９４．５０９号で与 えられる。上述のシエーファーの第°５０９号の一部は、参考のためにこ＼に記 載される。

シエーファー第°５０９号は、幾つかの運動部分を有するクラッチ、チェーン駆 動装置を提供する。該装置は、通常のノ・ンドリム駆動装置を有する通常の車椅 子に容易には改造装着されず、むしろ、車椅子の制作時に特別な車椅子フレーム に組込まれる。該装置は、現在使用する車椅子を全く新しい車椅子に置換える余 裕がないが、一層効率的な駆動機構によって利益を受ける限られた資力の身障者 に僅かに使用されて（・るの入である。

発　明　の　要　約 本発明は、駆動レバーの往復運動操作によって動力を与えられる車椅子駆動機構 を有する車椅子にある。

該駆動機構は、通常の車椅子（またはその他の車輛）の車輪に容易に装着され、 車椅子が種々な速度と、異なる傾斜とにおいて運転されるのを可能にする様に、 連続的に可変なギヤ比を与える。１台または２台の該駆動機構が設げられてもよ く、各駆動機構は、車輪装着のブレーキ機構に対する制御装置を有してもよい。

従って、かじ取り、制動および加速を含む総ての車椅子機能は、ノ１ン−リムを 使用することなく達成可能である。

該駆動機構は、車輪のノ・デに同心状に車椅子のスポーク付き車輪に差込み装着 される。従って、該駆動機構は、車椅子から除去されてもよく、該車椅子は、通 常の車椅子として運転される。

駆動ラチェットホイールは、車軸によってそのまわりに旋回する様に固定さ°れ る上側および下側の半径方向クランクを有している。各半径方向クランクは、側 辺のラチェットホイール歯に係合する爪を有して（・る。

対応する上側または下側の連結腕は、各半径方向クランクに枢軸および線形クラ ンクによって結合される。

次に、連結腕は、往復運動するレバー腕に結合される。

使用者によるレバー腕の往復運動は、連結腕のはソ往復する線形運動を与える。

半径方向クランクおよび爪は、連結腕が一方向へ移動する際に下側半径方向クラ ンクの爪がラチェットホイール歯に係合し、連結腕が反対方向へ移動する際に上 側半径方向クランクの爪がラチェットホイール歯に係合する様に配置される。

この様にして、レバー腕の前方および後方のストロークの両者は、車椅子の車輪 への駆動力の直接の伝達を与える。付勢旋回機構は、関連する半径方向クランク の戻り（非駆動）ストロークの際にラチェットホイール歯と爪との接触を排除す るために冬瓜に設けられる。

この様にして、フリーホイーリングは、両方向への車椅子の運転を可能にする様 に与えられる。例えば、ハンドリムは、車椅子を後退するのに使用されてもよい 。

レバー腕は、ポール止め全機構および釦作動の変位円錐を有し、これにより、レ バー腕の連結ロッド枢着部分は、レバー腕枢着点に対して一層近くまたは一層遠 くへ増分的または連続的に移動される。従って、レバー腕のストローク距離は、 可変駆動ギヤ比を得る様に調節される。

例えば、連結腕の枢着点がレバー腕の枢軸に一層近いとき、一層大きな機械によ る力の拡大率がレバー腕に与えられ、増大するトルクが得られる。該ギヤ比は、 坂を上がるのに有用である。

連結腕の枢着点がレバ腕の枢着点から一層遠いとき、一層小さい機械による力の 拡大率が得られるが、一層高いギヤ比ないし一層大きいストローク距離が与えら れ、対応する様に一層大きな程度の車輪回転がレバー腕のストローク当りに達成 される。該ギヤ比は、比較的平坦な面で最高速度を達成するのに有用である。

任意のストローク長さは、駆動機構を操作するのに使用可能である。従って、有 用な仕事は、腕の使用を制限される運転者によって与えられる様なレバー腕の僅 かな運動によってさえも容易に達成される。その上、２台の駆動機構が設けられ るとき、運転者は、同期を失うことなく、一致してまたは相互に反対に、レバー 腕をストロークしてもよい。該特徴は、各駆動機構の簡単な機械的構成から得ら れる。この様にして、運転者の各腕の損なわれた共同作用ないし均等な強さの欠 如は、効果的な駆動操作を阻害しない。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明の好適実施例の作用を示す車椅子および使用者の斜視図であり 、 第２図は、本発明の側部立面図であり、第６ａ図から第６ｆ図までは、内方およ び外方の駆動ストロークの際の本発明の作用を示す図式的な形状の側面図を与え 、 第４ａ図から第４ｆ図までは、内方および外方の駆動ストロークの際の本発明の 作用を示す図式的な形状の詳細な側面図を与え、。

第５ａ図から第５Ｃ図までは、ヤヤ比の変更を行うための操作を示す本発明のレ バー腕部分の側部立面図および断面図を与え、 第６図は、車輪ハブへの駆動機構の差込み装着の係合を示す分解斜視図であり、 第７図は、駆動機構の好適実施例の斜視図である。

好適実施例の詳細な説明 本発明は、駆動レバーの往復運動する手操作によって動力を与えられる駆動機構 を組込む車椅子にある。

本発明は、通常の車椅子に組合わされて与えられてもよく、あるいは通常の車椅 子またはその他の車輛に改造して装着される駆動機構として与えられてもよい。

車椅子１０および使用者Ｕの斜視図は、第１図に示される。

車椅子１０は、使用者Ｕの支持面を形成するシート底部分１３およびシートバッ ク部分１４を有するフレーム１２を備えている。使用者は、足載せ延長部１５に 彼の足を載せてもよい。

車椅子は、一対の前車輪組立体１６および後車輪組立体１８にまたがる。後車輪 組立体１８は、リム２０に装着されるタイヤ１９を有している。リムは、複数の 細長いスポーク２２によってハブ２１に固着される。

手駆動リム２３は、後車輪組立体１８に取付けられて示される。従来技術では、 手駆動リムは、最も周知の車椅子駆動を与える。該駆動は、使用者が手駆動リム を掴んで、車輪組立体を回転し従って車椅子の移動を生じる様に該リムを下方へ 付勢することが必要である。

本発明は、往復運動用駆動組立体２４を包含し、該組立体により、使用者の右手 Ｒおよび／または左手りの往復運動によって供給されるエネルギは、車軸２５に おける回転運動に変換される。好適実施例では、該車軸は、動かない（回転しな い）。レバー腕２６は、レバー腕枢着点２７のまわりの往復運動のため、レバー 腕の手の掴み部分２８Ｋ＞ける往復する手駆動によって操作可能である。本発明 は、レバー腕のストロークの実際の長さに関係なく、運転者のエネルでの効果的 な伝達を与える。従って、片方の腕または両方の腕の使用を制限される運転者は 、本発明を備える車椅子を容易にｉＮ伝可能である。

この説明の目的のため、ベース表示数字は、左手駆動または右手駆動に関するａ 表示またはｂ表示を含み第１図に示す様に本発明の幾つかの要素に与えられる。

２つの駆動が第１図に示されるが、本発明は、単一の駆動で使用されてもよい。

こ＼における説明は、第１図に部分的に示される右手駆動に同様に適用されるが 、左手駆動に向けられる。複式駆動車椅子の両者の駆動機構が独立に作用するた め、レバー腕は、同期する操作に関係なく一致するか、または反対方向のいづれ かへストロークされてもよい。この様にして、各腕における運転者の損なわれた 共同作用ないし均等な強さの欠如は、効果的な駆動操作を阻害しない。

レバー腕２６の相互運動は、枢軸カプラー３０による枢着点３３．３４のまわり の旋回運動のためにレバー腕２６に取付けられる連結ロッド３１，３２の比較的 線形の相互運動を与える。連結ロッド３１，３２は、駆動機構３６に結合され、 往復運動の線形運動は、車輪組立体１８の回転運動く該機構３６において変換さ れる。

枢着点２γからの連結ロッド３１，３２の間隔は、駆動機構３６の有効ギヤ比を 定め得る。該間隔は、下記で更に詳細に説明する調節釦２９を使用者が操作する ことによって容易に調節される。

また、本発明は、レバー腕２６に装着されるハンドブレーキ３９を提供する。ハ ンドブレーキ３９に加えられる制動エネルギは、ブレーキケーブル４０を介して ブレーキ組立体３８に結合される。この様にして、車椅子の信頼性がある確実な 停止が与えられる。該ブレーキ機構は、従来技術の車椅子によって他の態様で達 成される速度よりも著しく早い「ジョギング速度」と呼ばれる従来達成されなか った速度で車椅子が運転されるのを可能くする効率がこ＼に述べる駆動機構によ って達成されるため、本発明の特に有用な特徴である。かじ取り、制動および加 速を含む総ての機能をレバー腕に与えることは、車椅子の運転を著しく簡単にし て、ハンｖ　ＩＪムを使用する必要性を排除する。

駆動機構の側部立面図は、第２図に示され、車椅子１０は、第２図に想像線で示 される。レバー腕２６は、枢着点２７で車椅子フレーム１２に結合される。上側 線形クランク４３は、上側連結ロツげ３１の一端に結合され、爪枢着点４７のま わりに上側爪組立体４５を操作スる。爪の操作は、ラチェットホイール４２０周 辺のまわりに配置される歯４９と爪５１とのラチェット係合により、連結ロッド ３１の比較的線形の運動を回転運動に変換する。ま、た、下側連結ロッド３２は 、爪枢着点４８のまわりに下側爪組立体４６を操作する線形クランク４４を有し ている。

本発明の作用は、レバー腕２６の前方および後方のストロークの際の本発明の図 式的な形状におげろ側面図を与える第３ａ図から第３ｆ図までを参照することに よって更に明らかに理解される。第３ａ図は、矢印５２で示す様な最初の前方ス トロークを示す。前方の方向へレバー腕２６を押すことは、矢印５３で示す様に 上側および下側の連結ロッド３１．３２を同様に前方へ引張る。その結果、連結 ロッド３１の前方運動は、線形クランク４３を介して爪組立体４５へ伝達され、 ラチェットホイール歯４９に爪５０を押込む。この様にして、矢印５２で示す様 な前方線形運動は、矢印５４で示す様な車輪組立体１８の回転運動に変換される 。前方ストロークの際、下側連結ロッド３２も、線形クランク４４を介して爪組 立体４６にエネルギを伝達する。しかしながら、爪５１は、前方の連結ロッドス トロークの際、ラチェットホイール歯４９から解放される様に配置される。

第３ｂ図は、矢印５２で示す様に、レバー腕２６の連続の前方移動を示す。前方 ストロークは、第３ｃ図に示す様に、レバー腕２６の最大前方移動が達成される か、または下記で説明する爪組立体が出会うとき、完了する。

後方ストロークは、第６ｄ図に示され、これでは、レバー腕２６は、矢印５５で 示される方向へ移動される。後方運動は、矢印５６で示す方向へ連結ロッド３１ ．３２を押す。後方ストロークの際、爪５０は、ラチェットホイール歯４９から 解放され、爪５１は、歯肉に係合する。後方ストロークは、矢印５４で示す方向 へ車輪組立体１８を回転する様に連結ロッド３２および爪５１を介してラチェッ トホイール４２にエネルギを伝達する。後方ストロークの際、爪５０は、ラチェ ットホイール歯４９から解放され、レバー腕からラチェットホイールへのエネル ギの伝達を阻害しない。

後方ストロークの完了は、第３ｆ図に示される。その後、サイクルは、第３ａ図 に示す様に反復される。

要約すると、前方ストロークは、ラチェットホイール歯と上側爪との係合によっ てラチェットホイールにエネルギを伝達する。前方ストロークの際、下側爪は、 ラチェットホイール歯から解放され、ラチェットホイールへのエネルギの伝達を 阻害しない。後方ストロークは、ラチェットホイール歯と下側爪との係合によっ てラチェットホイールにエネルギを伝達する。後方ストロークの際、上側爪は、 ラチェットホイール歯から解放すれ、ラチェットホイールへのエネルギの伝達を 阻害しない。従って、レバー腕２６の前方および後方の双方のストロークにおい て効率的なエネルギ伝達が存在する。

一組として第６ａ図から第３ｆ図までを見做すと、レバー腕２６の前方および後 方のストローク（往復運動は、正弦波の関数によってラチェットホイール４２を 操作することが認められる。例えば、第３ａ図は、休止点から正弦曲線に沿って 上方への最初の運動である。この時点では、駆動機構の作用は、あまり効率的で はなく、車輪組立体１８の加速を与えるために使用者からの一層大きなトルクを 必要とする。本発明の該性能特性は、ベンチプレスを操作するとき、または舟を 漕ぐ際の様な外方および内方の相互運動を行うときの人の腕、肩および胴の既知 の性能特性に相当する。

即ち、最初に外方へ移動するとき、人の腕は、加えられる力が肩および胴°によ って加えられろものであるため、全く強い。最初の移動の際、腕は、身体によっ て供給される力の大きな量に対して非常に僅かにのみ寄与する。

レバー２６の正弦曲線を描く運動の主な利点は、前方または後方のストロークの 始めにおいて、身体および腕と、レバー腕およびその他の往復運動する要素とに 円滑な加速および減速を与えることである。即ち、該機構および運転者は、有用 な動力が例えば各ストローク（前方または後方）の始めに引出される以前に、速 度に匹敵しなくてもよい。また、動力は、運転者が逆ストロークのために速度を 落とす際、依然として引出される。

肩および胴の運動の範囲は、限られている。身体のこの部分の広い限界が到達さ れると、仕事の最大の量は、腕によってその後なされる。重量挙げ選手にとって 、肩までバーベルを最初に持上げることは、困難ではない。その後、腕のみが頭 より上にバーベルを持上げるのに必要な力を与えねばならない。この人の性能要 素の認識において、レバー腕２６の中間移動の際に一層大きい操作効率を有する 駆動機構が設けられる。

第３ｂ図を参照すると、爪５ｏおよび連結ロッド３１の運動は、ラチェットホイ ール４２に対して実際上接線方向であることが示される。従って、円滑では′ｉ 線形のエネルギ伝達は、レバー腕の移動の中間範囲で与えられる。この伝達は、 正弦波曲線の平らなピークに相当する。

腕の最終伸張（最も遠いレバー腕の移動）の後、肩および胴は、個々の力の要素 に再度なる。これは、正弦波曲線の下方へ傾斜する部分に相当し、このとき、駆 動機構の効率は、再度最高にはない。

上述の正弦波サイクルは、レバー腕２６の後方ストロークで反復される。従って 、レバー腕は、正弦波曲線の下方へ傾斜する部分を反映する最初の非効率を克服 する様に、肩、腕および胴の協働によって後方へ最初に引張られる。中間範囲で は、爪５１は、連結ロッド３２によってラチェットホイール４２に対して接線方 向へ押され、後方ストロークρ際に人の腕の移動の最も効果的でない部分く相当 する操作個所において最高効率が達成される。その後、駆動機構の効率は、僅か は低下する。対応する様に、運転者のカは、全体の従って、本発明は、運転者に よって生じ°る駆動力に対して駆動機構からの最高効率を達成するため、人の腕 、肩および胴の自然な弱さおよび強さを効果的に利用する。従って、装置に作用 する負荷は、「低」ギヤにおける殆んど線形から高ギヤにおいて殆んど正弦曲線 を描くまで変化する関数によって設計され、前方および後方のストロークの総て の部分にわたって運転者の出力に均等に適合する。該機構の正弦曲線を描く性質 は、半径方向腕の角度から主に得られる。

前方および後方の駆動ストロークの際の本発明の作用を詳細に示す図式的な形状 の側面図は、第４ａ図から第４ｆ図までにシーケンスにおいて与えられる。特に 、第４ａ図から第４ｆ図までは、係合および解放の際の爪５０．５１の作用を示 す。第４ａ図では、連結ロッド３１は、矢印５３で示される前方の力を受けてい る。この力は、枢軸６２のまわりの線形リンク４３を介して爪組立体４５へ伝達 される。爪組立体４５は、上側半径方向クランク５８によって制御される様なラ チェットホイール４２のまわりの運動に協働する様に、枢着点６０のまわりに旋 回可能に配置される。半径方向クランク５日を家、車軸２５のまわりに旋回運動 を行う様に配置され、ラチェットホイール４２に週正に整合して爪４５を維持す ると共に、爪５０がラチェットホイール歯４９に係合したり解放されたりする様 にそのまわりを旋回可能な固定点を与えるために設けられる。爪組立体４５は、 爪５０をラチェットホイール歯４９に係合させる如く矢印６６で示す様に枢着点 ６０のまわりに旋回される。

同様な作用は、前方ストロークの際、ラチェットホイール歯４９との係合から爪 ５１を解放する。連結ロッド３２の前方運動は、枢着点６３のまわりの爪組立体 ４６の旋回運動に線形クランク４４によって移される。この旋回運動は、爪組立 体４日が半径方向クランク５９に係合する個所で矢印６７によって示す様に枢着 点６１のまわりの対応する旋回運動を生じる。半径方向クランク５９は、半径方 向クランク５８が爪組立体４５に役立つ様に、爪組立体４６の同様な作用に役立 つ。

枢着点６１のまわりの旋回運動は、前方ストロークの際、ラチェットホイール歯 ４９から外方へ爪５１を引張る。前方の力が連結コツ）Ｆ３１．３２＆介して伝 達される限り、全体の前方ストロークのシーケンスにわたり（特に第４ｂ図、第 ４ｃ図参照）、爪５０は、ラチェットホイール歯４９に係合したま＼であり、爪 ５１は、歯４９・から解放されたま＼である。力が連結ロッドから除去され＼ば 、例えば使用者がレバー腕をストロークするのを止めれば、両者の爪５０．５１ は、ラチェットホイール歯４９から解放され、駆動組立体は、フリーホイールを 行う。該作用は、例えば坂を下る惰力走行シーケンスの際、または制動エネルギ を加えることなく過剰速度を消散するために、特に有用である。また、フリーホ イーリングは、騒音を排除し、ハンドリムの使用による支援な許容する。

第４ａ図、第４Ｃ図、第４ｄ図、第４ｆ図に示す様く、ストロークの終りに到達 すると、爪による上死点を通過する過剰な運動は、突起ストップ位置における１ つの爪組立体と他の爪組立体との当接係合によって阻止される。従って、爪組立 体４５は、突起ストップ６４を有し、爪組立体４６は、突起ストップ６５を有し ている。爪組立体の運動の一極端（第４ｆ図）では、突起ストップ６４は、ラチ ェットホイール４２０周辺のまわりの爪組立体およびその関連する半径方向クラ ンクの回転運動を制限するのに役立つ。爪組立体の運動の他の極端（第４Ｃ図、 第４ｄ図）では、突起ストップ６５は、ラチェットホイール４２０周辺のまわり の爪組立体およびその関連する半径方向クランクの回転運動を制限するのに役立 つ。

第４ｄ図から第４ｆ図まで寸は、後方ストロークが示され、この際、連結ロッド ３１は、線形クランク４３を介して枢着点６２のまわりにと、半径方向クランク ５日に対して矢印６６で示す方向で枢着点６０のまわりとにシいて爪組立体４５ を旋回する様にエネルギな伝達する。この作用は、爪５０をラチェットホイール 歯４９から解放する。従って、後方ストロークの際、爪５０や介するラチェット ホイール４２へのエネルギの伝達は存在しない。

反対に、連結ロッド３２の後方運動は、枢着点６３のまわりに線形クランク４４ にエネルギを伝達した後、爪組立体４６に伝達する。この作用は、枢着点６１の まわりに矢印６７で示す方向への爪組立体４６および関連する半径方向クランク ５９の運動を生じさせる。

この結果、爪５１は、ラチェットホイール歯４９に係合し、これにより、後方ス トロークは、ラチェットホイール４２にエネルギを伝達する。

本発明の重要な特徴は、坂を上がるための高トルク／低速運転状態と、平坦面を 高速で走行するための低トルク／高速運転状態との両者を与えるために可変ギヤ 比を包含することである。該ギヤ比は、枢軸カゾラー３０の枢着点２７からの距 離の関数であり、これは、レバー腕２６の運動に対して連結ロッド３１．３２の 移動長さを対応する様に調節する。

レバー腕２６の側部立ｆ図および断面図は、第５ａ図から第５Ｃ図までに示され る。第５ａ図は、調節釦２９と、ハンドルグリップ２８と、上側軸部分６８と、 下側軸部分６９と、止め全機構７０とを示す。枢軸左軸６９は、上側軸６８内に 入れ子穴になり、枢着点２７に結合される終端部分を有している。

レバー腕および調節機構の断面図は、第５ｂ図に示される。釦２９は、円錐形チ ップ７２で終る長細部分７１を有している。円錐形チップ７２は、止め金７８に 一致し、止め金７８は、ばねバンド７９によって孔７７１）内で内方へ保持され る。釦２９を上方へ押圧するため、軸面７６および鉛面Ｔ４に対して外方へ押圧 するばね７３が設げられる。釦２９は、座金７５によって所定の位置に保持され る。

下側軸６９は、ギヤ比調節が止め金７８を通過して孔７７ａを移動しても、下側 軸６９が上側軸６８から不時に分離される様になるのを防止するために設けられ る上部８４を備えている。

第５図に示す本発明の実施例は、６つのギヤ比に対応する３つの孔７７ａ−７７ ０を有している。本発明の他の実施例は、駆動機構によって与えるべきギヤ比範 囲に対応して所望の様に一層少いまたは一層多い止め全位置を備えてもよい。

レバー腕調節機構の作用は、第５Ｃ図に最もよく認められ、これでは、矢印８０ で示される釦２９の押し下げは、ばね７３を圧縮し、矢印８１で示す様に孔７７ ｂから止め金７８を変位する如く円錐形テップ７２を通過して軸７１を押圧する 。止め金７８の円錐形チップ部分は、所望の様に孔７７ａまたは７７Ｃのい・ず れかの位置で内側軸を再位置決めする如く外側軸６８に対する内側軸６９の自由 な運動を許容する。従って、枢着点２７に対する枢軸カプラー３０の位置は、矢 印８２で示す様に変更される。

車輪ハブと駆動機構との係合を示す分解斜視図１１、第６図によって与えられる 。車輪ノ・デ２１は、ボア８５に挿入される車軸２５と、２枚のフランジ８６ａ 。

８６ｂとを有し、核各フランジは、複数のスロットｓａａ、ａａｂを夫々有して いる。

一連の外方へ突出るピン８７を有するラチェットホイール４２が示される。該ピ ンは、スロット８８ａ。

８８ｂに差込人民の態様で係合し、従って、ラチェットホイール４２は、車軸２ ５に開毛・状に設置される。

ラチェットホイール４２０回転運動は、ハブ２１の同様な回転運動を生じさせ、 次に、ハブ２１は、後車輪組立体１８を回転する。駆動機構は、任意の通常の車 椅子に容易′に、装着され、修理のために車椅子を移動することなく、修理のた めに車椅子から容易に取出し可能である。任意の既存の通常の車椅子は、車椅子 に乗る使用者に従来得られない効率および運転の容易さを与える様Ｋ、本発明を 容易に包含可能である。

一層明瞭に半径方向クランク５８．５９を示す駆動機構の斜視図は、第７図に与 えられる。また、ラチェットホイール４・２を駆動するエネルギは、爪組立体４ ６をラチェットホイール４２に係合させるか、または解放する。駆動機構のフリ ーホイーリング性能は向上され、好ましくない騒音と、爪、ラチェットホイール 組立体に対する劣化摩耗とは、戻りストロークの際に解放された爪への重力の作 用に反作用する様【爪に付勢を加えることによって排除される。ばね９０゜９１ は、上側および下側の爪組立体に設けられ、ばね９１は、爪組立体取付は点９３ を含む部分図に示される。駆動力が連結ロッド３２を介して爪組立体４６に加え られないとき、ばね９１は、ラチェットホイール歯４９から゛外方へ爪５１を付 勢する。

ばね９０は、爪のばね取付は点９４と半径方向クランクのばね取付は点９２との 間に結合されて示される。

駆動力が爪組立体４５に加えられないとき、爪は、戻りストロークまたはフリー ホイーリングの際、歯に従ってラチェットを横切り１摺られるのｔ防止される。

摩耗と引裂きおよび不快な騒音は、従って排除される。

本発明は、車椅子と、最高効率において種々な速度および異なる傾斜で車椅子が 運転されるのを可能にする連続的に可変なギヤ比を有し車椅子に容易に装着され る駆動機構とを提供する。１台または２台の駆動機構は、車椅子に取付けられて もよい。ブレーキ機構は、所望により含まれてもよい。駆動機構は、車輪ノ・デ に同心状にスポーク付き車椅子車輪に差込み装着されるため、迅速着脱車軸と、 適当なハブとを有する任意の通常の車椅子に取付は可能である。

ラチェットホイール、爪機構は、最小量の運動部分によって効率的なエネルギ出 力を与える。従って、簡単かつ安価で修理可能な機構は、頻繁または複雑な補修 の必要なしに高い信頼性および操作性を備えて提供される。駆動爪および連結ロ ッドは、正弦波状ストロークシーケンスの際、人の身体の性能の動力学を利用す る様に、ラチェットホイールに対して配置される。

使用者から駆動機構へのエネルギの最大の伝達は、ストロークシーケンス中の使 用者のエネルギ出力によって達成される。

ＦＩＧ、！− ＦＩＧ、４Ａ。

ＦＩＧ、４Ｂ。

ＦＩＧ、４Ｃ。

ＦＩＧ−４Ｄ。

ＦＩＧ、４Ｅ ＦＩＧ、４Ｆ ＦＩＧ　５Ａ、　ＦＩＧ、　５８　ＦＩＧ、　５Ｃ。

手続補正書（自制 昭和６０年１０１」１ム日

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. １．椅子フレームと，該フレームにその前方基部において装着される少くとも１ つの小さい直径の車輪と，該フレームにその後方基部において装着される２つの 大きい直径の駆動車輪と，１つの該駆動車輪に駆動エネルギの直接の伝達を行う 様に固定される少くとも１つの駆動機構とを具備し，該駆動機構が、ａ）その前 方基部の第１枢着点のまわり往復の旋回運動を行う様に前記フレームに固定され る第１端部と、該第１枢着点のまわりに運転者の行う往復の旋回運動を許容する 様にハンドグリツプのある第２端部とを有するレバー腕と， ｂ）レバー腕中間部分の第２枢着点のまわりに旋回運動する様に該レバー腕に固 定される第１端部と、第２端部とを各々の有する第１連結ロツドおよび第２連結 ロツドと， ｃ）該連結ロツドの第２端部の第３枢着点のまわりに旋回運動する様に該各連結 ロツドに固定される爪と，ｄ）第４枢着点のまわりに旋回する様に関連する爪に 固定される第１端部と、駆動車輪車軸に同心状の中心枢着点のまわりに旋回運動 する様に固定される第２端部とを有する半径方向クランクと， ｅ）該中心枢着点のまわりに回転運動する様に固定される中心部分と、前記爪の 第１、第２に交代に係合する複数の周辺歯とを有するラチエツトホイールとを備 え， これにより、第１方向へのレバー腕操作が、駆動方向への回転ラチエツトホイー ル運動に往復のレバー腕運動を変換する様に、該ラチエツトホイール歯に該第１ 爪を係合し，これにより、反対の第２方向へのレバ腕操作が、該駆動方向への回 転ラチエツトホイール運動に往復のレバー腕運動を変換する様に、該ラチエツト ホイール歯に前記第２爪を係合して、該第１爪を該ラチエツトホイール歯から解 放する車椅子。
2. ２．車輪運動を選択可能に停止する様に、前記駆動車輪の１つに関連する少くと も１つのブレーキ装置を更に備える 請求の範囲第１項に記載の車椅子。
3. ３．前記レバー腕が、得られる連結ロツド連動を選択可能に変更する様に、前記 第１枢着点からの前記第２枢着点における連結ロツド間隔を調節する装置を有し ，これにより、連続的に可変の駆動機構ギヤ比が、与えられる 請求の範囲第１項に記載の車椅子。
4. ４．前記駆動ホイールの１つに前記駆動機構を着脱可能に固定する差込み装着装 置を更に備える請求の範囲第１項に記載の車椅子。
5. ５．椅子フレームと，該フレームにその前方基部において装着される少くとも１ つの小さい直径の車輪と，該フレームにその後方基部において装着される２つの 大きい直径の駆動車輪とを有する車椅子の車椅子駆動機構において， その前方基部における第１枢着点のまわりに往復の旋回運動を行う様に前記フレ ームに固定される如く構成される第１端部と、該第１枢着点のまわりに運転者の 行う往復の旋回運動を許容する様にハンドグリツプのある第２端部とを有するレ バー腕と，レバー腕中間部分における第２枢着点のまわりに旋回運動を行う様に 該レバー腕に固定される第１端部と、第２端部とを各各の有する第１連結ロツド および第２連結ロツドと，該連結ロツドの第２端部における第３枢着点のまわり に旋回運動する様に該各連結ロツドに固定される爪と，第４枢着点のまわりに旋 回運動する様に該各爪に固定される第１端部と、駆動車輪車軸に同心状の中心枢 着点の上で旋回運動する様に固定される第２端部とを有する半径方向クランクと ，中心枢着点の上のその回転運動によつて前記駆動車輪の１つに駆動エネルギの 直接の伝達を行う様に固定される中心部分と、該爪の第１および第２に交代に係 合する複数の周辺歯とを有するラチエツトホイールとを備え、これにより、第１ 方向へのレバー腕操作が、駆動方向への回転ラチエツトホイール運動に往復のレ バー腕運動を変換する様に該第１ラチエツトホイール歯に該第１爪を係合し，こ れにより、反対の第２方向へのレバー腕操作が、該駆動方向への回転ラチエツト ホイール運動に往復のレバー腕運動を変換する様に、該ラチエツトホイール歯に 前記第２爪を係合して、該ラチエツトホイール歯から該第１歯を解放する駆動機 構。
6. ６．車輪運動の選択可能な停止を与える様に、前記駆動車輪の１つに関連し、前 記レバー腕に固定される手制御装置の操作によつて作用可能な少くとも１つのブ レーキ装置を更に備える 請求の範囲第５項に記載の駆動機構。
7. ７．前記レバー腕が、得られる連結ロツド運動を選択的に変更する様に、前記第 １枢着点からの前記第２枢着点における連結ロツド間隔を調節する装置を有しこ れにより、連続的に可変な駆動機構ギヤ比が、与えられる 請求の範囲第５項に記載の車椅子。
8. ８．前記駆動機構を前記駆動車輪の１つに着脱可能に固定する様に構成される差 込み装着装置を更に備える 請求の範囲第５項に記載の駆動機構。
9. ９．複数の周辺ラチエツトホイール歯を有し、車椅子の車輪に駆動エネルギを伝 達する様に同心状に装着される如く構成される駆動ラチエツトホイールと，該駆 動ラチエツトホイールのまわりに旋回する様に固定される第１半径方向クランク と，該駆動ラチエツトホイールの上に旋回する様に固定される第２半径方向クラ ンクと，前記第１半径方向クランクにその端部のまわりに旋回運動する様に固定 され、前記周辺ラチエツトホイール歯に選択的に係合して解放される様に作用可 能な第１爪と，前記第２半径方向クランクにその端部のまわりに旋回運動する様 に固定され、該周辺ラチエツトホイール歯に選択的に係合して解放される様に作 用可能な第２爪と，前記第１爪にほゞ線形の駆動運動を供給する様に結合される 第１連結ロツドと，前記第２爪にほゞ線形の駆動運動を供給する様に該第２爪に おいて旋回運動する如く結合される第２連結ロツドと，第１のハンドグリツプ部 分と、第２の枢着端部とを有するレバー腕とを備え，該レバー腕の中間部分が前 記第１連結ロツドおよび第２連結ロツドの端部を収容し、これにより、該レバー 腕の往復運動が、ほゞ線形の連結ロツド運動に変換され、次に、該線形運動が、 回転駆動のラチエツトホイール運動に変換され，第１レバー腕方向の運動が、前 記第１爪による回転運動を生じ、該第１爪を前記駆動ラチエツトホイール歯に係 合し，反対の第２レバー腕方向の運動が、前記第２爪による回転運動を生じ、該 第２爪を該駆動ラチエツトホイール歯に係合する車椅子の駆動機構。
10. １０．駆動エネルギが前記連結ロツドによつて前記爪に伝達されないとき、前記 ラチエツトホイール歯との係合から該爪を解放する様に該各爪に関連する付勢装 置を更に備える 請求の範囲第９項に記載の駆動機構。
11. １１．前記爪が、対向する連結ロツド方向の運動の際、前記ラチエツトホイール 歯に交代して係合して解放される様に作用可能である 請求の範囲第９項に記載の駆動機構。
12. １２．前記爪が、前記関連する連結ロツドの対応する作用によつて前記ラチエツ トホイール歯に係合して解放される様に作用可能である 請求の範囲第１１項に記載の駆動機構。
13. １３．車椅子運動を選択可能に停止する様に前記駆動機構に関連する少くとも１ つのブレーキ装置を更に備える 請求の範囲第９項に記載の駆動機構。
14. １４．前記レバー腕が、得られる連結ロツド運動を選択的に変更する様に前記第 １枢着点からの前記第２枢着点の連結ロツド間隔を調節する装置を有し，これに より、連続的に可変な駆動機構ギヤ比が、与えられる 請求の範囲第９項に記載の駆動機構。
15. １５．前記駆動機構を車椅子駆動車輪に着脱可能に固定する様に構成される差込 み装着装置を更に備える請求の範囲第９項に記載の駆動機構。
16. １６．車輪の駆動車輪に駆動エネルギを直接に伝達する様に固定される如く構成 される駆動機構において車輪フレームにその前方基部における第１点のまわりに 往復の旋回運動を行う様に固定される第１端部と、該第１枢着点のまわりに運転 者の行う往復の旋回運動を許容する様にハンドグリツプのある第２端部とを有す るレバー腕と，レバー腕中間部分における第２枢着点のまわりに旋回運動する様 に該レバー腕に固定される第１端部と、第２端部とを各々の有する第１連結ロツ ドおよび第２連結ロツドと，該連結ロツド第２端部における第３枢着点のまわり に旋回運動する様に、該第１連結ロツドおよび第２連結ロツドに夫々固定される 第１爪および第２爪と，第４枢着点のまわりに旋回運動する様に該第１爪および 第２爪に夫々固定される第１端部と、駆動車輪車軸に同心状の中心点のまわりに 旋回運動する様に固定される第２端部とを有する第１半径方向クランクおよび第 ２半径方向クランクと，該中心枢着点のまわりに旋回運動する様に固定される中 心部分と、該第１爪および第２爪に交代に係合する複数の周辺歯とを有するラチ エツトホイールとを備え，これにより、第１方向へのレバー腕操作が、駆動方向 への回転ラチエツトホイール運動に往復のレバー腕運動を変換する様に該ラチエ ツトホイール歯に該第１爪を係合し，これにより、反対の第２方向へのレバー腕 操作が、該駆動方向への回転ラチエツトホイール運動に往復のレバー腕運動を変 換する様に該ラチエツトホイール歯に前記第２爪を係合して該歯から該第１爪を 解放する駆動機構。
17. １７．前記レバー腕が、往復のレバー腕運動に対応し得られる連結ロツド運動を 選択可能に変更する様に、前記第１枢着点からの前記第２枢着点における連結ロ ツド間隔を調節する装置を有し，これにより、連続的に変化する駆動機構ギヤ比 が、与えられる請求の範囲第１６項に記載の駆動機構。
18. １８．前記レバー腕が、前記連結ロツドを枢着する第１部分と、前記第１枢着点 に固定される端部を有する入れ子式第２部分とを備え，前記調節する装置が、該 レバー腕第１端部を外方へ通過して同心状に延びるアクチユエータ部分および円 錐形チツプ部分とを有し前記ハンドグリツプ部分において該レバー腕の中空内側 部分内に設置される作動ロツドと，該アクチユエータ部分を該延びた位置に維持 する付勢装置と，前記入れ子式レバー腕第２部分に前記レバー腕第１部分を固定 する様に該円錐形チツプに一致する止め金装置と，前記作動ロツドの円錐形チツ プ部分の当接内に該止め金装置を維持する付勢装置とを備え，これにより、前記 レバー腕内の該作動ロツドの押し下げが、該止め金を変位する様に該作動ロツド チツプ部分を押圧し、これにより、前記レバー腕第１部分に対する前記レバー腕 第２部分の自由な入れ子式運動を許容し，従つて、該レバー腕第１部分に関連す る前記連結ロツドが、該レバー腕入れ子式第２部分に関連する前記レバー腕枢着 点に一層近くへまたは一層遠くへ対応する様に移動される 請求の範囲第１７項に記載の駆動機構。
19. １９．前記駆動機構を前記駆動車輪に着脱可能に固定する様に構成される差込入 装着装置を更に備える請求の範囲第１６項に記載の駆動機構。
20. ２０．前記各爪が、前記連結ロツドの関連する１つによつて供給される反対の駆 動力の欠如の際に前記ラチエツトホイール歯との係合から該爪を引込める付勢装 置を更に有する 請求の範囲第１６項に記載の駆動機構。
21. ２１．前記関連する連結ロツドがほゞ対向方向へ操作されるとき、前記爪が、前 記ラチエツトホイール歯に交代に係合する様に作用可能であり，前記第１爪が、 連結ロツド第１方向において係合され，前記第２爪が、反対の連結ロツド方向に おいて係合され，これにより、前方および後方の双方の往復運動するレバー腕ス トロークの際、前記ラチエツトホイールヘの駆動エネルギの伝達を与える 請求の範囲第１６項に記載の駆動機構。
22. ２２．前記爪が、係合方向へ旋回されるとき、前記ラチエツトホイール歯に係合 する様に前記連結ロツドによつて付勢される 請求の範囲第２１項に記載の駆動機構。
23. ２３．前記各爪が、レバー腕運動の端末に対応する第１端末位置と第２端末位置 との間に作用可能であり，該各爪が、爪運動の各端末において該爪を解放すると 共に、１つの爪の他の爪への当接を弱める突起ストツプを有する 請求の範囲第１６項に記載の駆動機構。