JP2000005237A - 車いす - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】操作レバーを前後に操作し、接地部材を設けた
無限軌道で走行することで、路面の段差や凹凸の走破性
を改良した車いすの提供。 【解決手段】利用者５の操作レバー４を前後に揺動する
力を一方向クラッチの働きで回転運動に変換し速度変換
機構を介して接地部材を設けた無限軌道で走行する。
又、後退のための駆動回転方向変換機構を有している。
速度の切り替えや後退の切り替えは操作レバー回転する
ことで行なう機構を有している。座面１と台車部３は角
度を変更出来る機構を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、身体の運動機能を補
助するための車いすの走行性能を向上するために利用さ
れる。

【０００２】

【従来の技術】従来、車いすは走行輪に直接操作輪を設
け、これを回転操作する事で前進、後退、方向転換を行
なっているが、車輪で走行するために路面の段差や凹凸
により走行を妨害されることが多く、車いすの利用者の
活動に制約を加え車いす利用者の社会活動の大きな障害
となっている。又、走行の障害となる段差や凹凸を取り
除くには多くの公共投資や改修のための莫大な費用が必
要とされるために改修が遅れている。このような現状で
は、安全に段差や凹凸を通過するには補助者が必要とさ
れるために、車いす利用者の活動が制限される要因と成
っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題点】本発明は一定の高さ
以下の段差や、凹凸を補助者なしでも安全に通過出来る
ように車いすの走行性を改善し、車いす利用者の社会活
動の利便性を向上する事にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】従来の車いすに用いられ
る車輪に代えて、台車部に接地部材を設けた無限軌道を
設けて段差や凹凸の走破性を向上する。接地部材は回動
角度が制限してあるため斜面や、段差部で滑落すること
も防止出来る。利用者のレバーの往復操作や、操作輪の
回転操作を動力源とし、一方向クラッチや速度変換機
構、逆転機構を介して無限軌道を駆動し車いすの移動を
実現する。

【０００５】速度変換機構により段差や坂を登るときに
強力な推進力が必要なときは、低速前進位置とし、平坦
な路面では高速前進位置として、速やかな移動を実現す
る。前進位置では操作レバーを引く時も、押す時も一方
向クラッチの作用で駆動推進力が得られるため、効率よ
く前進が出来る。座面と台車部の角度が調節出来るの
で。坂や段差で座面が傾斜して不安定な状態も解消さ
れ、乗り心地が改善される。

【０００６】

【作用】以下、図示に基づき本考案の作用を説明する。
図１は、本発明の車いすの側面図を示す。利用者は座面
に座り左右の操作レバーをそれぞれの手で握る。左右の
機構の基本動作原理は同じであるので片側についてのみ
説明する。それぞれの操作レバーにはブレーキレバーを
設けて、これを操作して７−２の駆動軸に又は、その他
の軸に制動力を加え、下り坂等での車いすの減速に用い
る。ブレーキ機構は従来、自動車や自転車に用いられて
いる機構と基本動作原理は同じであり、本発明の主旨で
はないので詳細は省略する。

【０００７】 図２は前進、後退の切り替え、高速、低
速の切り替え機構を示し、駆動軸が左回転で前進し、右
回転で後退する。この７−２の駆動軸には９−２のスプ
ロケット（歯数中）２個と９−３のスプロケット（歯数
小）が固定され、図示しない軸受けで台車部に軸支され
ている。外側のスプロケット（歯数中）には無限軌道を
構成するチェーンが、内側の２個のスプロケット（歯数
小、中）にはそれぞれ２本のチェーンが掛けられてい
る。 ７−１の駆動軸には９−２Ｄ、９−１Ｄの二つの
歯数の異なる噛み合いクラッチ付きスプロケットが軸平
行方向には固定され、駆動軸の回転には空転するように
取り付けられている。駆動軸は図示しない軸受けで台車
部に軸支されている。

【０００８】中立位置は７−１の駆動軸に設けられた４
個の噛み合いクラッチ部のうち、９−２Ｄの噛み合いク
ラッチ付きスプロケットに噛み合いクラッチ移動子が係
合して、他はどれも係合していない状態である。

【０００９】図５は噛み合いクラッチ部の詳細断面を示
す。噛み合いクラッチ移動子は駆動軸にスプライン等で
嵌合しており軸方向に移動可能としている。噛み合いク
ラッチ移動子には滑りハウジングが滑合しており、駆動
軸と共に回転する噛み合いクラッチ移動子を軸方向に移
動出来る構造とする。滑りハウジングの一部はアーム状
に延び、この先端部には、一端が台車部に係止された引
張りバネの他端が係止されている。連接リンクにより引
張りバネに抗する力が加えられない時は、噛み合いクラ
ッチ移動子は９−２Ｄのスプロケットの噛み合いクラッ
チ部と係合し、駆動軸の回転を駆動軸に遊合している９
−２Ｄのスプロケットに伝達する。又、この滑りハウジ
ング先端部には連接リンク部材も回動自在に係合されて
おり、操作レバー下部ボス部のアーム状に延びた先端部
に回動自在に係合されている。以下図５の噛み合いクラ
ッチ部および、図６の一方向クラッチの詳細図を参照し
て説明する。この中立位置では操作レバーを操作しても
ボスの噛み合いクラッチが噛み合っていないため、駆動
軸は回転せず、車いすは移動しない。長い下り坂ではこ
の中立位置でブレーキ操作を適切に行い惰性走行するこ
とが出来る。

【００１０】低速前進位置は駆動軸に遊合しているボス
部に回動自在に取り付けられている操作レバーを中立位
置から右に１段回転する。連接リンクには図示しないデ
ィテント機構が設けられ、操作レバーの回転は節度ある
回転となる。ボスは操作レバーの回転で引張りバネに抗
して９−２Ｄの噛み合いクラッチ付きスプロケットと噛
み合いクラッチ移動子の係合を解かず、駆動軸に沿って
１２−２の一方向クラッチ（左回転で駆動軸と固定）組
込み噛み合いクラッチ付きプーリの方向に移動し、ボス
の噛み合いクラッチと１２−２の一方向クラッチ組込み
噛み合いクラッチ付きプーリが係合する。

【００１１】操作レバーを引くとボスを介して１２−２
の一方向クラッチ組込み噛み合いクラッチ付きプーリが
右に回転する。この右回転は一方向クラッチで空転する
ため駆動軸には伝達されない、しかし、プーリに掛けて
あるワイーロープ、プーリを介して１２−３の一方向ク
ラッチ（左回転で駆動軸と固定）組込みプーリを左回転
するので、駆動軸は左回転する。ワイヤーロープはエン
ドレスの輪状に成っており１４−１のプーリを介し１２
−２の一方向クラッチ組込み噛み合いクラッチ付きプー
リと１２−３の一方向クラッチ組込みプーリを連結して
いるので、１２−２の一方向クラッチ組込み噛み合いク
ラッチ付きプーリと１２−３の一方向クラッチ組込みプ
ーリを互いに反対方向へ回転する。 １４−１の二つの
プーリは１４−２のプーリ軸に軸止され、プーリ軸は台
車部に固定されている。又、この機構は図４に示す様に
傘歯車機構等を介して互いに反転する様にしても良い。

【００１２】操作レバーを押すと上記と逆の動きとな
り、１２−２の一方向クラッチ組込み噛み合いクラッチ
付きプーリは左回転し駆動軸を左回転する。１２−３の
一方向クラッチ組込みプーリは右回転するが一方向クラ
ッチの作用でこの回転は駆動軸に伝えられない。

【００１３】この様に、操作レバーは引かれる時も、押
される時も駆動軸を左回転し、９−２Ｄの噛み合いクラ
ッチ付きスプロケットに動力を伝達する。９−２Ｄの噛
み合いクラッチ付きスプロケットに掛けられたチェーン
を介して７−２の駆動軸に固定されているスプロケット
を回転し無限軌道チェーンの掛けられたスプロケットを
左回転するため車いすは低速で前進する。

【００１４】高速前進位置は操作レバーを中立位置から
２段右に回転して、滑りハウジングを引張バネに抗して
９−１Ｄの噛み合いクラッチ付きスプロケット方向に移
動して噛み合いクラッチ移動子の噛み合いクラッチと係
合する。１２−２の一方向クラッチ組込み噛み合いクラ
ッチ付きプーリとボスはボスの回転で係合しているの
で、７−１の駆動軸は操作レバーの操作で低速前進位置
と同じに左回転し、９−１Ｄの噛み合いクラッチ付きス
プロケットを回転する。このスプロケットに掛けられて
いるチェーンを介し７−２の駆動軸に固定されている９
−３のスプロケットとの歯数の比率で、７−１の駆動軸
の回転を増速して７−２の駆動軸に伝達される。この
為、車いすは高速前進する事が出来る。

【００１５】後退時は、操作レバーを中立位置から左回
転する。噛み合いクラッチ移動子は滑りハウジングが引
張りバネの作用で引かれているため、９−２Ｄの噛み合
いクラッチ付きスプロケットと係合する。 又、ボスは
１２−１の一方向クラッチ（右回転で駆動軸と固定）側
に操作レバーの回転で移動してこれと係合する。操作レ
バーを引くと１２−１の一方向クラッチ（右回転で駆動
軸と固定）は右回転して、７−１の駆動軸を回転する。
７−１の駆動軸の回転は低速前進時と同じ様に７−２の
駆動軸に伝達され車いすは後退する。 操作レバーを押
すときは１２−１の一方向クラッチ（右回転で駆動軸と
固定）は空転し車いすは後退しない。

【００１６】本説明では後退時の機構を簡単にするた
め、操作レバーを引くときだけ後退して、押すときは空
転する様に構成したが、前進時と同じプーリと一方向ク
ラッチ機構を使用して操作レバーを引くときも、押すと
きも車いすが移動出来る様にしてもよい。この時一方向
クラッチは右回転で駆動軸に固定する様に取り付ける。

【００１７】座面と台車部は軸支され、座面に固定され
たラチェットホイールセクタと台車部にスライド可能に
支持されたストッパで回動を固定されている。坂や段差
部で台車部が前後に傾斜する時はストッパの操作レバー
を操作して、ラチェットホイールセクタの歯部と噛み合
っているストッパを一旦外し、座面を水平又は、安定の
良い角度としてから、再びストッパを掛ける。これによ
り座面は安定の良い好みの角度に調整される。軸支部に
はゴムブッシュ等を用い、ストッパを外した際に座面が
不用意に大きく動く事を防止する。角度調整範囲は角度
規制部材を設け規制し余りに大きく動き過ぎない様にす
る。

【００１８】図３は無限軌道チェーンと接地部材の詳細
を示す。無限軌道チェーンと接地部材が取り付けられ、
車いすが走行するとき、路盤面に接する。接地部材は無
限軌道リンクに長孔等の大きな孔でピンを用いて取り付
けられている。路面の段差を乗り越える時には接地部材
の取り付け側と反対の自由端部が自重でチェーンから離
れ、段差の平坦面に接し、無限軌道チェーンが段差路面
でスリップすることを防止する。接地部材の取り付けら
れる孔が長孔等の大きな孔でないときは、接地部材は無
限軌道チェーンとほぼ平行にしか動けず、段差の平坦面
に接地部材の自由端部が接することは無く段差の頂点部
に接するだけであり滑りを防止する機能はそれ程期待で
きない。

【００１９】図１の車いすの側面図に示す様に、無限軌
道チェーンは９−２、２４、２５、２７のそれぞれのチ
ェーンホイールに掛けられている。チェーンホイールは
回転自在に台車取り付けられている。平坦な路面を走行
する時は２４、２５のアイドルチェーンホイールの間の
無限軌道チェーンに取り付けられた接地部材が主に路面
に接する様に配置し、接地長さをある程度限定した方が
旋回性にすぐれた車いすとする事が出来る。

【００２０】左右の台車部はゴムブッシュ等の弾力のあ
る部材を介して接続し、路面の凹凸に対して左右の無限
軌道チェーンの接地部材が著しく離れる事の無いよう
に、左右の台車部はねじれる事を許す構造とするとよ
い。

【００２１】

【実施例】車いすの走行に無限軌道チェーンを用いてい
るが、これはローラリンクチェーンやリンクベルト、ラ
ダーチェーン、あるいはゴムベルト、歯付きベルトでも
同様の作用を実現できる。一方向クラッチは軸に対して
ハウジングを回転するとき、一方向の回転ではハウジン
グと軸は一体に回転し、反対方向の回転ではハウジング
の回転は軸に伝達されず空転する機能を有する機構要素
を言う。これと、同等の働きをするラチェット機構、ね
じりコイルバネを軸に巻き付けたスプリングクラッチ、
ローラをハウジングで保持しくさび作用で一方向クラッ
チとするローラーワンウェークラッチ等どれを選捉して
も同様の作用を実現できる。

【００２２】７−１の駆動軸から７−２の駆動軸へ動力
を伝達するときにチェーンとスプロケットを用いて速度
の変換を行なっているが、歯車の組合せ機構やベルトと
プーリ、歯付きベルトとタイミングプーリを用いても同
様の作用を実現できる。後退するときに７−１の駆動軸
を一方向クラッチで前進時とは逆になる回転方向に回転
するが、この駆動軸の回転は前進時と同じ方向に回転
し、７−２の駆動軸に伝達するときに逆転してもよい。
逆転伝達機構はチェーンとスプロケット、歯車の組合
せ、ベルトとプーリ、歯付きベルトとタイミングプーリ
を用いてもよい。

【００２３】操作レバーの代替に操作輪を７−１の駆動
軸に軸支して、遊星歯車機構や歯付きベルトとタイミン
グプーリ、ベルトとプーリ、平歯車機構用いて変速し、
７−２の駆動軸に伝達したり、あるいは回転数の切り替
え機構を介して直接７−２の駆動軸に伝達してもよい。
この場合一方向クラッチを用いるのは必須ではない。７
−１の駆動軸の回転は７−２の駆動軸にチェーンとスプ
ロケット、歯車機構、ベルトとプーリ、歯付きベルトと
タイミングプーリ等を介して伝達される。

【００２４】１２−２の一方向クラッチ組込み噛み合い
クラッチ付きプーリと１２−３の一方向クラッチ組込み
プーリを互いに反転するのに、プーリとワイヤーロー
プ、プーリと金属ベルト、チェーンとスプロケット、歯
車機構や例示した図４の傘歯車機構を用いてもよい。

【００２５】

【発明の効果】路面におびただしく存在する段差や凹凸
を、従来の車輪を用いた車いすは走行する事が困難であ
り、又、これらの車いすの走行に障害となる段差や凹凸
を解消するのには莫大な費用が必要となることから、障
害の解消が困難な状況にある。この車いすは無限軌道チ
ェーンと接地部材で走行するため、段差や凹凸のある路
面を補助者なしで走破出来、車いす利用者の生活活動範
囲を広げることができるので、走行に障害となる段差や
凹凸の解消のための費用も最小限にする事が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の車いすの側面図を示す。

【図２】 前進、後退の切り替え、高速、低速の切り替
え機構を示す。

【図３】 無限軌道チェーンと接地部材の詳細を示す。

【図４】 傘歯車機構を示す。

【図５】 噛み合いクラッチ部の詳細断面図を示す。

【図６】 一方向クラッチの詳細図を示す。

【符号の説明】

１は座面 ２は軸支部 ３は台車部 ４は操作レバー ５は利用者 ６はブレーキレバー ７−１は駆動軸 ７−２は駆動軸 ８はチェーン ９−１はスプロケット（歯数大） ９−１Ｄは噛み合いクラッチ付きスプロケット（歯数
大） ９−２はスプロケット（歯数中） ９−２Ｄは噛み合いクラッチ付きスプロケット（歯数
中） ９−３はスプロケット（歯数小） １０は無限軌道チェーン １１は接地部材 １２−１は一方向クラッチ（右回転で駆動軸と固定）組
み込み噛み合いクラッチ １２−２は一方向クラッチ（左回転で駆動軸と固定）組
み込み噛み合いクラッチ付きプーリ １２−３は一方向クラッチ（左回転で駆動軸と固定）組
み込みプーリ １３はワイヤーロープ １４−１はプーリ １４−２はプーリ軸 １５は噛み合いクラッチ １６は連接リンク １７はボス １８は引張りバネ １９はラチェットホイールセクタ ２０はストッパ ２１はストッパ操作レバー ２２は噛み合いクラッチ移動子 ２３は滑りハウジング ２４はアイドルチェーンホイール ２５はアイドルチェーンホイール ２６は角度規制部材 ２７はアイドルチェーンホイール

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】手動レバーの操作力を駆動源として移動出
   来る車いす
2. 【請求項２】手動レバーの操作力を一方向クラッチ機構
   を介して駆動機構に伝達する車いす
3. 【請求項３】無限軌道リンクに接地部材を設け、接地部
   材の回動角度を制限して滑り止め機能を効果的に働か
   せ、段差での滑落を防止する機能を有する車いす
4. 【請求項４】座面と台車部の角度を変える機構を有し、
   斜面での安定と乗り心地を改善した車いす
5. 【請求項５】駆動機構に高速、低速の切り替え機能を有
   する車いす