JP2000157585A - 福祉医療用補助車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】操作性、安全性に優れた福祉や医療用の補助車
を提供する。 【解決手段】機能性流体を用いたブレーキ機構１を有す
る車輪２を、補助車の脚輪の一部あるいは全部に取り付
ける。特に機能性流体として電気粘性流体あるいは磁気
粘性流体を用い、補助者本体に取り付けられた加速度セ
ンサ６の検出信号に基づいて機能性流体の状態を変化さ
せて、ブレーキ機構１が作動するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術的分野】本発明は、歩行機能に障害
のある高齢者、身体障害者、リハビリテーション患者、
病人等が使用する、福祉や医療用の補助車に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】この種の補助車にあっては、例えば、高
齢者、身体障害者、あるいは怪我や病気によるリハビリ
テーション患者の障害者が歩行する際にその歩行を補助
する歩行補助車について述べると、本来これは体力や足
腰の弱った人や意志通りに自由の効かない人あるいは咄
嗟の判断が難しい人が使用するものであるが、自由に回
転する車輪が付いているために、障害者の意志に反して
勝手な方向や加速度で動き出し、大きな事故を起こす場
合がある。

【０００３】これに対しては従来、障害者がレバー等を
操作して機械式のブレーキを作動させる方法、近接セン
サや作用力検出器で状況を検出して移動（駆動）機構を
制御する方法（例えば、特開平７−１８４９６６号公報
参照）、車輪の回転により発生する電流を用いて自動的
に磁気ブレーキをかける方法（例えば、Ｒｅｍｏｔｅｘ
社、ＭＣＷ）、ラチェットのような逆回転等で機械的な
ストッパーが作動しブレーキをかける方法（例えば、特
開平８−１０７９１７号公報参照）等が提案あるいは実
用化されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、歩行補助車の
使用で現実的に起こっている大きな事故としては、歩行
補助車が後ろ向けに動いて障害者がひっくり返る事故
や、歩行補助車にもたれて歩き出そうとする際に歩行補
助車が斜め方向に加速度をもって動きだし障害者が転倒
する事故が大変多い。

【０００５】しかしながら、歩行補助車の上記のような
動きに対してレバーで機械式のブレーキをかける方法
は、健常者にとっても容易ではなく、まして障害者にと
っては対応は難しい。近接センサや作用力検出器を用い
移動機構を制御する方法は、あらゆる方向に対応したセ
ンサが必要となり、システムが大がかりで極めて高価に
なる。電磁ブレーキをかける方法は、異常時に充分なブ
レーキがかかるように設定すると通常の歩行時に抵抗が
かかり都合が悪い。ラチェットを用いたストッパーは、
補助車が後ろ向けに動く問題に対しては効果があるが、
通常時の後退ができず使用勝手が悪い。歩行補助車の問
題は、車椅子でも同様の事が問題であり、ストレッチャ
ーに関しては、使用者が自身で操作できない分安全性に
ついては問題である。

【０００６】本発明はこのような従来の技術が有する解
決すべき課題に着目してなされたものであって、補助車
の通常時の安全性に加え、上記の例ような補助車の異常
な動きに対しても使用者、搬送者の安全を確保できる機
構を備えた福祉医療用補助車を提供することを目的とし
ている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】最近、外部刺激によりレ
オロジー的特性、例えば粘性や弾性が大きく変化し、そ
の変化が瞬間的でかつ可逆的である機能性流体が開発さ
れてきた。例えば、電場により変化する流体を電気粘性
流体（ＥＲ流体）、磁場により変化する流体を磁気粘性
流体（ＭＲ流体）、電場と磁場に応答する流体を電気磁
気粘性磁流体（ＥＭＲ流体）が挙げられる。本発明者等
はこれらの流体を用いたブレーキ機構に注目し、これを
補助車に応用することにより、上記目的を達成できると
いう結論に達し、本発明に至った。

【０００８】即ち、上記目的を達成するために、請求項
１に係る発明は、複数の脚輪を移動機構とし福祉や医療
に用いられる補助車において、前記複数の脚輪の少なく
とも一つが、機能性流体を用いたブレーキ機構を有し、
前記機能性流体の状態を所定のセンサ出力に基づいて制
御するようにした。

【０００９】また、請求項２に係る発明は、上記請求項
１に係る発明である福祉医療用補助車において、前記所
定のセンサは、当該福祉医療用補助車の本体若しくはそ
の利用者の状態を検出するセンサであり、そのセンサ出
力が所定のしきい値を越えた場合に前記機能性流体の状
態を変化させて制動力を発生させるようにした。

【００１０】そして、請求項３に係る発明は、上記請求
項２に係る発明である福祉医療用補助車において、前記
所定のセンサは、当該福祉医療用補助車の本体若しくは
その利用者の動き、姿勢又は衝突危険性に関する物理量
を検出するセンサとした。さらに、請求項４に係る発明
は、上記請求項１〜請求項３に係る発明である福祉医療
用補助車において、前記補助車は、歩行補助車、車椅子
及びストレッチャーのいずれかである。

【００１１】ここで、本発明における福祉医療用補助車
としては、例えば３輪以上６輪以下の脚輪を具備した補
助車が好適であり、具体的には、高齢者、身体障害者、
リハビリテーション患者等が歩行する際にその歩行を補
助する歩行用補助車、下肢部に障害を持ち歩行が困難な
者が移動のために腰を掛けて上腕力やモーター等の駆動
力で移動する車椅子、病人や怪我人を寝かせて移動させ
るために使用する移動用ベッドであるストレッチャー等
が挙げられる。

【００１２】機能性流体を用いたブレーキ機構とは、支
持されている回転軸、あるいは固定軸を有する円盤状部
材及び多重円筒状部材とを組み合わせたユニットとその
回転軸受けまたは固定軸受けユニットとの組み合わせか
らなり、かつ組み合わされたユニット同士の間隙に機能
性流体を充填したものが考えられる。例えば、回転軸を
持つ円盤に固定された外筒と内筒からなる回転体とその
軸受ユニットの間隙に機能性流体が充填されたもの（図
２参照）、あるいは中心に固定軸を有する円盤とその固
定軸を中心に回転する軸受けユニットの間隙に機能性流
体が充填されたもの（図４参照）等があり、その機能性
流体の粘性が、電場や磁場、剪断速度等の外部刺激によ
り変化して、他方の円筒あるいは円盤の回転を静止ある
いは抑制する機構をもつものが考えられる。本発明にお
いては、ブレーキ機構そのものが車輪の構成部分であっ
ても良く（図４参照）、ブレーキ機構が車輪とは独立し
ていても構わない（図２参照）。

【００１３】このようなブレーキ機構は、例えば、複数
個の脚輪の少なくとも一の脚輪がこのブレーキ機構を有
していると効果がある。また、複数個の車輪の内、少な
くとも一つ以上の脚輪が、架台との接合部で脚輪が自由
な進行方向を取ることが出来るいわゆるキャスター構造
であることが望ましい。

【００１４】本発明における機能性流体とは、前述の如
く電場や磁場、剪断速度等の外部刺激によりその粘性が
変化する流体である。このような流体としては電気粘性
流体（ＥＲ流体）、磁気粘性流体（ＭＲ流体）、電気磁
気粘性流体（ＥＭＲ流体）等があり、それらの代表的な
ものについては、「ＥＲ流体の開発と応用」（シーエム
シー社、１９９４年）や工業材料、４２巻、Ｎｏ．３、
１０１頁（日刊工業新聞社、１９９４年）、第５回ＥＲ
Ｆ＆ＭＲＦ国際会議予稿集Ｌｏｒｄ社報告（英国、５４
５頁、Ｗｏｒｌｄ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社、１９９５
年）、ＢＡＳＦ社カタログ「Ｎａｎｏ−ＭＲ Ｆｌｕｉ
ｄｓ」（１９９４年４月）に記載されている。中でもＥ
Ｒ流体やＭＲ流体は応答性や制御性がよく好ましい。と
りわけ、ＥＲ流体は作動に高電界が必要ではあるがブレ
ーキとした際の構造がシンプルになり消費電力も極めて
僅かであり好ましい。またＭＲ流体も若干消費電力は高
いが大きな抑制力が得られ易く好ましい。なおＥＲ流体
には電界をかけた際にビンガム流動を示す分散系とニュ
ートン流動を示す均一系の２種があり、本発明にはいず
れのタイプの流体も使用することができるが、均一系は
速度に合わせた抑制力が自動的に得られるため、本用途
には特に好ましい。

【００１５】電場や磁場で応答するＥＲ流体、ＭＲ流体
あるいはＥＭＲ流体を機能性流体として使用したブレー
キ機構の場合、この作動は流体へ印加する電場や磁場の
強さで制御される。これらの印加は、従来の機械式ブレ
ーキのレバーのように、使用者が危険を感じた際にレバ
ーやボタンを押して行うことも可能であるが、機械式と
は異なり電場や磁場（実質的には電圧）の印加で簡単に
作動することから、使用者が危険に陥った際に自動的に
それを検出するセンサと連動して使用することができ、
使用の便宜性や安全性を一段と向上させることができ
る。

【００１６】本発明に用いられる所定のセンサとして
は、速度、角速度、加速度、角加速度の動きに関する物
理量を検知するセンサ、傾斜度等の姿勢に関する物理量
を検知するセンサ、周辺の他の物体（例えば、壁や人）
までの距離等の衝突危険性に関する物理量等があり、こ
れらは補助車の本体、たとえば脚輪近傍、あるいは使用
者の身体、たとえば腰部や背部、に設置される。

【００１７】そして、所定のセンサは、移動体が急激に
後方や斜め前方に動き出したり、利用者が後方や斜め前
方に倒れ始めり、移動体が危険物に近づいた際に、それ
を検知して電場や磁場を機能性流体に印加して、ブレ−
キ機構を働かせて、危険物との衝突や利用者の転倒を防
止する。従ってこの種のブレ−キ機構の場合には、セン
サの他にセンサの作動やセンサ信号に基づき電場や磁場
（実質的には電圧）を発生させる電源およびその制御器
が必要である。なお電源は通常は小さなバッテリ−の設
置で済み、架台や脚輪近傍等に取り付けることができ
る。衝突や転倒の防止のためのセンサ以外にも、接触情
報の検出用の接触センサ、音声検知用のセンサ等も使用
することができる。

【００１８】高齢者や身体障害者は判断力や理解力など
が衰えていることがあり、複雑な操作や判断力は必要と
せず、必要最小限の判断と操作で確実に安全に作動する
ことが重要であり、ＥＲ流体やＭＲ流体とセンサを組み
合わせたブレーキ機構は自動的に危険に対処できるため
に極めて好ましい。

【００１９】複数個のキャスター部からなる脚部の上に
は、使用者を支えるフレームやアーム、フレームの高さ
調整装置、電源、制御器、必要に応じて、手すり、ブレ
ーキレバー、折り畳み用部品、腰掛け、音声警告装置、
照明ライト、メッセージ表示装置、等が取り付けられ
る。

【００２０】以下本発明の内容を具体例でもって詳細に
説明する。

【００２１】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１は、本発明
の福祉医療用補助車の一例である歩行補助車の斜視図で
あり、この歩行補助車は、機能性流体としてＥＲ流体を
用いたブレーキ機構１を車輪２に具備した２個のキャス
ター部３（後方の２個のキャスター部は、車輪にブレー
キ機構を具備せず）を有し、そのキャスター部３が脚部
４の下端に取り付けられていて、脚部４の上に使用者を
支えるフレーム５が設置されている。

【００２２】フレーム５には、加速度センサ６が２カ所
に取り付けられると共に、バッテリー７と制御器８が取
り付けられている。フレーム５の上部の手すり９には、
手動でブレーキ機構１を操作するためのブレーキレバー
１０も取り付けられている。ブレーキ機構１は、制御器
８から出力されるセンサ信号およびブレーキレバー１０
いずれからも作動できるようになっている。

【００２３】図２には、上記歩行補助車のＥＲ流体を用
いたブレーキ機構の２重円筒式のブレーキ部分を示す。
金属製の回転軸１１には、径の異なる二つの金属製の円
筒１２および１３を接合した金属製の円盤１４が直結さ
れている。円筒１５および側板１６および１７は、ブレ
ーキ本体のケースを兼ねおり、絶縁性のエンジニアリン
グ・プラスチック（ポリアセタール）でできている。側
板１６には、上記プラスチック製の円筒１８および１９
が直結するように成形されており、更に軸受け２０が取
り付けられている。金属製の軸受け２０は、押さえ板２
１で固定されている。

【００２４】円筒１５と１２、１２と１８、１８と１
３、１３と１９の間隙（各々２．０ｍｍ）、側板１６と
円筒１２および１３の先端部の間隙（各々５ｍｍ）、円
盤１４と円筒１８および１９の先端部の間隙、および円
盤１４と側板１７の間隙（５ｍｍ）には、ＥＲ流体２２
がＯリング２３でシールされ充填されている。図２では
ＥＲ流体が充填された部分を細かい点で示している。円
盤１４および円筒１２および１３（これらは一方の電極
面となる）に対面する、外筒１５、側板１６および１
７、円筒１８および１９の各々の表面は、Ｏリング２２
の近辺を除き金属メッキが施されて他方の電極面として
電気が連通するようになっている。側板１６の金属メッ
キ面から導線２４が、また軸受け２０（金属製の回転軸
１１と電気的に導通）から導線２５が引き出されてお
り、これらを通してＥＲ流体に電圧がかけられるように
なっている。

【００２５】図３は、ＥＲ流体を用いたブレーキ機構が
車輪と独立した脚輪を示す。車輪３１の回転軸３２は、
ジョイント３３でＥＲ流体ブレーキ３４の回転軸３５と
連結している。ＥＲ流体ブレーキ３４には、ＥＲ流体に
電圧を印加するための高電圧発生装置（昇圧装置）３６
が取り付けられている。車輪３１およびＥＲ流体ブレー
キ３４は、フレーム３７により台座３８に固定されてい
る。台座３８は、回転軸３９を中心に回転できる（首が
回る）キャスター構造になっている。

【００２６】図１の歩行補助車のフレーム５に取り付け
られた加速度センサ６は、補助車が急激に後方や斜め前
方に動き出したりした際に、それを検知してその信号を
制御器８に送るようになっており、制御器８はその信号
の情報に応じて、補助車の利用者の転倒等を招く恐れの
ある所定のしきい値をセンサ出力（加速度）が越えた場
合に、バッテリー７から高電圧発生装置３６に印加する
電圧を算出し送電する。ＥＲ流体は、高電圧発生装置３
６から印加された電圧に応じて粘性が変わるため、ブレ
ーキのかかり具合が調整される。もちろん制御器８は高
電圧発生装置３６に一定の電圧をオン・オフで送ること
も可能である。特にニュートン流動をする高分子液晶系
ＥＲ流体を用いると、加速度に合った静止力が得られる
ため、ブレーキとして安定性が増す。 （実施の形態２）図４は、車輪の内部にＥＲブレーキ機
構を具備した例である。車輪はエンジニアリング・プラ
スチック製の２枚の側面円盤４０とタイア部４１からな
り、金属製の軸受け２０を介して固定軸４２を中心に回
転する。固定軸４２には、エンジニアリング・プラスチ
ック製の固定円盤４３が設置されている。側面円盤４０
および固定円盤４３の対向表面には金属メッキが施され
て電極が形成されている。またこれらの間隙（２．０ｍ
ｍ、斜線部）にはＯリング２３でシールされたＥＲ流体
２２が充填されている。表面を絶縁被覆した導線４４が
固定軸４２の中を通して固定円盤４３の電極面と導通し
ている。側面円盤４０内部の電極形成面は、導線４５に
より金属製の軸受け２０および固定軸４２を通して通電
できるようになっている。車輪軸受けのフレーム４６の
一方には高電圧発生装置（昇圧装置）３６が取り付けら
れている。ＥＲブレーキ機構を内蔵する車輪はフレーム
４６により台座３８に固定されている。台座３８は実施
の形態１と同様に回転軸３９を中心に回転できる（首が
回る）キャスター構造になっている。

【００２７】図４の車輪は、実施の形態１で使用した脚
輪と取り替えて図１の歩行補助車に取り付けられ同様に
使用される。また、上記各実施の形態では、本発明に係
る補助車として歩行補助車を例示しているが、本発明の
適用対象はこれに限定されるものではなく、例えば、車
椅子やストレッチャーであってもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
福祉医療用補助車の複数の脚輪の少なくとも一つを、機
能性流体を用いたブレーキ機構を有する構成とし、機能
性流体の状態を所定のセンサ出力に基づいて制御して制
動力を発生させるようにしたため、正常時の歩行安全性
を高めると同時に、補助車の急激な後方あるいは斜め前
方への動きだしに対して、自動的あるいはセンサ検知に
よってより確実に制動力を発生させて使用者の転倒事故
等を低減できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における歩行補助車の斜
視図である。

【図２】実施の形態１におけるブレーキ機構の構成を示
す断面図である。

【図３】実施の形態１の脚輪の構成を示す正面図であ
る。

【図４】実施の形態２におけるブレーキ機構の構成を示
す断面図である。

【符号の説明】

１．ブレーキ機構 ２．車輪 ３．キャスター部 ４．脚部 ５．フレーム ６．センサ ７．バッテリー ８．制御器 ９．手すり １０．ブレーキレバー １１．回転軸 １２．円筒 １３．円筒 １４．円盤 １５．外筒 １６．側板 １７．側板 １８．円筒 １９．円筒 ２０．軸受け ２１．押さえ板 ２２．ＥＲ流体 ２３．Ｏリング ２４．導線 ２５．導線 ３１．車輪 ３２．回転軸 ３３．ジョイント ３４．ＥＲ流体ブレーキ ３５．回転軸 ３６．高電圧発生装置 ３７．フレーム ３８．台座 ３９．回転軸 ４０．側面円盤 ４１．タイア部 ４２．回転軸 ４５．導線 ４３．固定円盤 ４４．表面被服導線 ４６．フレーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 昭夫 兵庫県神戸市西区曙町1070 兵庫県社会福 祉事業団総合リハビリテーションセンター 内 (72)発明者 井上 昭夫 大阪府高槻市八丁畷町11番７号 旭化成工 業株式会社内 Ｆターム(参考） 3D050 AA03 AA04 DD03 EE08 EE15 GG06 JJ01 JJ09

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の脚輪を移動機構とし福祉や医療に
   用いられる補助車において、前記複数の脚輪の少なくと
   も一つが、機能性流体を用いたブレーキ機構を有し、前
   記機能性流体の状態を所定のセンサ出力に基づいて制御
   するようになっていることを特徴とする福祉医療用補助
   車。
2. 【請求項２】 前記所定のセンサは、当該福祉医療用補
   助車の本体若しくはその利用者の状態を検出するセンサ
   であり、そのセンサ出力が所定のしきい値を越えた場合
   に前記機能性流体の状態を変化させて制動力を発生させ
   るようになっている請求項１記載の福祉医療用補助車。
3. 【請求項３】 前記所定のセンサは、当該福祉医療用補
   助車の本体若しくはその利用者の動き、姿勢又は衝突危
   険性に関する物理量を検出するセンサである請求項２記
   載の福祉医療用補助車。
4. 【請求項４】 前記補助車は、歩行補助車、車椅子及び
   ストレッチャーのいずれかである請求項１乃至請求項３
   のいずれかに記載の福祉医療用補助車。