JP2001204771A - 電動車椅子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 障害者の姿勢の変更を少なくして車椅子と目
的手段相互の移乗を可能とし、操車性能に優れ、障害者
もしくは介護人の負担を軽減する電動車椅子を提供す
る。 【解決手段】 本発明の電動車椅子は、操作制御手段７
０の操作指令に基づいて、肘掛け３を昇降させる電動昇
降手段２０と、車椅子を走行させる走行駆動手段３０
と、走行駆動手段４０の回転駆動部４３を旋回運動させ
て車椅子の走行方向を任意に変えさせる走行方向制御手
段３０を備えており、障害者の姿勢の変更を極力少なく
したものである。また、本発明の電動車椅子は、回転駆
動部４３の回転トルクと障害物による外力とを比較して
走行方向制御手段３０を制御する障害物回避機能も備え
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、病人や高齢者等、
下肢に障害を有し歩行が困難な障害者が使用する電動車
椅子に関する。

【０００２】

【従来の技術】車椅子は歩行が困難な障害者が使用し日
常的な生活を自立的に送るために、若しくは介護人が障
害者の移動を行うために欠かせない介助手段である一
方、特に車椅子から移動してベッド、トイレの便座、入
浴のための浴槽等の目的手段へ乗り移る移乗や逆にその
目的手段から車椅子への移乗は、著しく困難な作業とな
っている。

【０００３】この移乗方法にあたっては障害者の障害の
程度によって異なるものであるが、障害者が上半身の動
作が可能な場合には、上半身の動作のみで車椅子の肘掛
けあるいは目的手段の場所の壁面等に設けられた手摺に
捕まり体重を支えて移乗したり、さらに重度の障害者に
あっては介護人の抱きかかえにより移乗が行われるもの
である。この移乗作業を容易に行えるものとして例えば
特開平５−２２０１９４号公報等に示す車椅子が提案さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般に車椅子は、座席
よりも高い位置に肘掛けや背もたれを有しているため、
障害者の移動する方向がこの肘掛けや背もたれの無い解
放された方向からの移動に限られ、目的手段に合わせて
姿勢や方向を大きく変えて移動させることが必要であっ
た。また、障害者の姿勢や方向を変化させずに移乗を行
おうとすると前述の肘掛けや背もたれが邪魔になり大き
く持ち上げる必要があったり、移動の途中に体の一部が
肘掛けや背もたれに引っ掛かってしまい、こういった車
椅子の構造上の理由により移乗の妨げとなることが多々
あった。

【０００５】また、この移乗途中に障害者の一部が肘掛
け、背もたれや座席等に引っ掛かったときに車椅子が引
きづれて移動し移乗の際の妨げとなることもしばしばあ
り、たとえ障害者が上半身の動作が可能な場合にあって
もこの移乗作業にあっては、介護人の助けを必要とする
場合があった。

【０００６】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
で、障害者の姿勢の変更を少なくして車椅子と目的手段
相互の移乗を可能とし、操車性能に優れ、障害者もしく
は介護人の負担を軽減する電動車椅子を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電動車椅子は、回転輪を備えた本体に、座
席と、少なくとも背もたれ若しくは肘掛けとを設けた車
椅子において、前記背もたれ若しくは前記肘掛けを昇降
させる昇降駆動手段と、前記本体に旋回可能に設けられ
該本体を走行駆動する走行駆動手段と、前記走行駆動手
段を旋回させ該走行駆動手段による前記本体の走行方向
を制御する走行方向制御手段、および前記昇降駆動手段
への昇降指令を基に該昇降駆動手段による前記少なくと
も背もたれ若しくは肘掛けを昇降させ、前記走行駆動手
段への走行指令に基づいて該走行駆動手段に前記本体を
走行させると共に、前記走行方向制御手段への方向制御
指令に基づいて前記本体の走行方向を制御する操作制御
手段によって構成したことを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を図面を
参照しながら説明する。図１−図５は本発明の一実施例
を示すものである。本発明は、座席支持板１に支持され
た座席２と、この座席２の両側部に設けられた肘掛け３
と、この肘掛け３の間に設けられた背もたれ４とから成
り、本実施例においては肘掛け３と背もたれ４とをＵ字
状フレーム５により一体的に構成しており、背もたれ４
には後述する制御を行うための制御手段の電源となるバ
ッテリー７４が着脱自在に収納されている。そして、座
席支持板１の下面にはその前後の端部に脚部６を設け、
計４本の脚部６を立設し、その下端側にはキャスターか
ら成る回転輪７を設け車椅子を移動可能に構成してい
る。ここでは回転輪を備えた本体を、座席支持板１、脚
部６、キャスターから成る回転輪７により構成してい
る。

【０００９】そしてこのＵ字状フレーム５の下面には棒
状部８Ａ，８Ｂを垂下形成しており、この棒状部は、支
持板１の開口部９を介して脚部６を挿通可能に設けられ
た第１の棒状部８Ａと、座席支持板１のガイド穴１０に
挿通可能に設けられた第２の棒状部８Ｂとから構成さ
れ、この２種類の棒状部をそれぞれ左右に設けて昇降手
段を構成している。

【００１０】本発明の最も特徴とするところは、図１、
３および５に良く示すように、昇降駆動手段２０と、走
行方向制御手段３０と、走行駆動手段４０、および操作
制御手段７０を設けたことである。

【００１１】昇降駆動手段２０は、図１に示すように、
第１の棒状部８Ａにその軸方向に沿って配設されたラッ
ク２１ａ，２１ｂと、連結杆２４によって連結されそれ
ぞれラック２１ａ，２１ｂに噛合するピニオンギヤー２
２ａ，２２ｂから成る昇降用歯車機構、およびこれらの
ピニオンギヤーを回転駆動する昇降用回転駆動部である
昇降用モータ２３によって構成され、昇降用モータ２３
は座席支持板１の下面に取り付けられている。ここで昇
降用歯車機構としてはネジ又はナット類であってもよ
く、また昇降用歯車機構の代わりにリンク機構をもちい
てもよい。

【００１２】走行方向制御手段３０は、座席支持板１の
下面に固定して配設された旋回用回転駆動部である旋回
用モータ３２と、このモータ３２によって回転駆動され
るギヤー３３、このギヤー３３に噛合するウオームギヤ
ー３４から成る旋回用歯車機構によって構成され、座席
支持板１の下面には支持枠３１が固設され、この支持枠
３１に昇降用モータ３２が取り付けられている。ウオー
ムギヤー３４の回転軸３５は走行駆動手段４０のタイヤ
支持枠４１に固定して連結されている。

【００１３】走行駆動手段４０は、図１に示すように、
支持板１の下面に配置され座位のほぼ中央に位置してお
り、基本的には、タイヤ支持枠４１と走行回転部４３に
よって構成され、支持枠４１は走行方向制御手段３０の
ウオームギヤー３４の回転軸３５に取り付けられてい
る。支持枠４１をワンタッチで取り付け取り外し可能に
すれば、この支持枠を取り外した状態では車椅子自体が
コンパクトになり、自動車などで搬送する場合に便利で
ある。

【００１４】走行駆動手段４０は、図４に示すように構
成されている。すなはち、支持枠４１には走行回転部４
３が回転可能に支持されている。走行回転部４３におい
ては、一端が開口した円筒状の枠体４４の外周面にはほ
ぼ楕円体状のタイヤ４５が設けられており、枠体４４の
開口端部は軸受４７を介して支持枠４１に支持されてい
る。枠体４４内にはクラッチ部５０と回転駆動部６０が
配設されている。

【００１５】クラッチ部５０においては、枠体４４の底
部４６側内面に開口端部側に向かって広がるテーパ部が
形成されており、このテーパ部内にクラッチ板５１が収
設されている。また、枠体４４の開口端部にはバネ受け
５２が螺子合わせ部５３によって固定して設けられてお
り、このバネ受け５２の一方側とクラッチ板５１間には
発条体であるコイルバネ５５が彈装されている。また、
クラッチ板５１の他方の面側には、支持枠４１に移動可
能に挿通されたピン５６と、このピン５６に連結されク
ラッチ板５１を摺動可能に支持する摺動案内部５７が設
けられていると共に、支持板４１の外側面に形成された
ネジ部４２に螺子合わせされたクラッチ操作部であるホ
ルダー５８が設けられている。クラッチ部５０として
は、電磁流体クラッチを用いてもよい。

【００１６】回転駆動部６０は取付け枠６１と走行用モ
ータ６２およびスプライン軸６３によって構成され、こ
のスプライン軸６３は、クラッチ板５１を貫通し、支持
枠４１にベアリング６４を介して軸支されている。モー
タ取付け枠６１はコイルバネ５５内に配置され、このモ
ータ取付け枠６１内に走行用モータ６２が収設されてい
る。モータ６２の回転軸にはスプライン軸６３が取り付
けられ、このスプライン軸６３は、クラッチ板５１を貫
通すると共に、枠体４４の底部を回転摺動可能に貫通し
支持枠４１にベアリング６４を介して軸支されている。
枠体４４の開口端部側では蓋体４８はネジ４９によって
支持枠４１に取り付けられ、モータ取り付け枠６１を固
定している。

【００１７】操作制御手段７０は、図５に示すように、
操作指令部であるジョイスチック７１と、マイクロコン
ピータ内蔵のコントローラ７２、および図４に示すよう
に、走行方向制御手段３０の回転軸３５に設けられたト
ルクセンサ７３によって構成されている。ジョイスチッ
ク７１とトルクセンサ７３はコントローラ７２に電気的
に接続されており、コントローラ７２は、ジョイスチッ
ク７１からの操作指令信号Ｓ１をもとに昇降指令信号Ｓ
３を昇降駆動手段２０に入力て昇降用モータ２３を制御
し、走行用モータ６２に回転指令信号Ｓ４を走行駆動手
段４０に入力して走行用モータ６２を制御し、旋回用モ
ータ３２に旋回指令信号Ｓ５を走行方向制御手段３０に
入力して旋回用モータ３２を制御する。またコントロー
ラ７２は、トルクセンサ７３のトルク検出信号Ｓ２をも
とに、旋回指令信号Ｓ５を旋回用モータ３２に入力す
る。操作指令部としてはジョイスティク７１の代わりに
音声指令またはトラックボールでもよい。

【００１８】ジョイスチック７１の昇降指令信号Ｓ１に
基づいて昇降駆動手段２０の昇降用モータ２３を正回転
または逆回転させることにより棒状部８Ａと８Ｂを昇降
させると、Ｕ字状フレーム５に固定された肘掛け３およ
び背もたれ４は、これら棒状部により案内され座席２に
対して昇降する。棒状部８Ａと８Ｂは、肘掛け３および
背もたれ４を設けたＵ字状フレーム５を支持すると共
に、Ｕ字状フレーム５をほぼ水平状態で昇降させるため
のガイドとしても役割を果たす。

【００１９】Ｕ字状フレーム５に固定された肘掛け３お
よび背もたれ４は、棒状部により案内されて電動手段に
よって上下方向に座席２に対して昇降可能に構成されて
いる。

【００２０】本構成によって、図３に示すように、Ｕ字
状フレーム５の下降状態にて肘掛け３および背もたれ４
の上面が座席２に対してほぼフラット若しくは座席より
も低い状態となり、背もたれ４の下部は左右の座席支持
板１間の下側に収納されるので、障害者自身が、また
は、介護人の介助により車椅子からベッド、トイレの便
座、入浴のための浴槽等への目的手段に移乗する際に
は、座席２からの移動に対し妨げとなるものが存在しな
いので、座席２からスムースに横方向への移動が可能と
なり、障害者の姿勢を大きく変化させることなく、あら
ゆる方向に対し移乗が容易となる。

【００２１】また、この場合肘掛け３および背もたれ４
は、幅方向に広がる方向ではなく下方に移動するので狭
い場所で移乗作業を行うのに好適である。

【００２２】コントローラ７２は指令部であるジョイス
チック７１からの指令信号Ｓ１に基づいて旋回制御手段
３０を制御し、旋回用モータ３２を正回転または逆回転
させる。旋回用モータ３２の正回転または逆回転に基づ
いて、ギヤー３３が正または逆回転し、ウオームギヤー
３４が正逆回転する。ウオームギヤー３４の回転により
回転軸３５が回転して走行駆動手段４０の支持枠４１を
回転させて車椅子の走行方向を制御する。

【００２３】また、走行駆動手段４０においては、コン
トローラ７２からの走行指令信号Ｓ４に基づいて、回転
駆動部６０の走行用モータ６２を正回転また逆回転させ
ると共に、停止させる。走行回転部４３の全体を正回転
させると車椅子は前進し、走行用モータ６２を逆回転さ
せると車椅子は後方に進む。従って、走行方向制御手段
３０と走行駆動手段４０を操作制御手段７０のコントロ
ーラ７２により制御することによって、車椅子を所望任
意の方向に動かすことが出来る。

【００２４】図４に示すように、回転駆動部６０の走行
用モータ６２の回転力はスプライン軸６３に伝えられ、
クラッチ部５０のクラッチ板５１に伝えられる。クラッ
チ部５０は、通常は、コイルバネ５５のバネ力によっ
て、軸受け部５４を介してクラッチ板５１を枠体４４の
テーパ部に押し込んでおり、楕円体状のタイヤ４５を回
転させる。車椅子を停止させた状態でクラッチを解除す
る場合は、クラッチ操作部であるホルダー５８をクラッ
チ解除方向に回転させると、クラッチ操作部であるホル
ダー５８は、図４において右方向に動き、ピン５６と摺
動案内部５７を介してクラッチ板５１をコイルバネ５５
のバネ力に抗して右方向に移動させてクラッチを解除す
る。即ち、従来のように、介護者によりそうさする車椅
子として扱う場合には、ホルダー５８をクラッチ解除方
向に回し、ピン５６を押し下げてクラッチ保護ピン５７
を通してクラッチ板５１と枠体４４との係合を外すこと
で、走行回転部をフリーにすることができる。

【００２５】走行駆動手段４０のタイヤ４５はほぼ楕円
体状であって、路面に対してほぼ点接触する。いま、図
４に示すように、小石などの障害物により、タイヤ４５
と路面との接触力Ｆが走行用モータの回転トルクＴより
も大きい場合（Ｆ＞Ｔ）は、クラッチ板５１で滑りを起
こしモータ６２を保護すると共に、コントローラ７２の
制御のもとに、走行方向制御手段３０の旋回用モータ３
２が正逆いずれかに多少回転することでＦ＜Ｔとなる。
外力の変化は、走行方向制御手段３０の回転軸３５に内
蔵されているトルクセンサ７３により測定され、旋回用
モータ３２をトルクセンサ７３のトルク測定値に従って
左または右旋回させ、外力Ｆを自動回避させる。その
後、初期設定方向へ戻される。これらの動作は、マイク
ロコンピュータを内蔵するコントローラ７２を通して行
われる。ここでの外力は、小石などにより障害があった
ときに回避される。

【００２６】電動走行部である走行駆動手段４０はタイ
ヤ部とそれを回転駆動する回転駆動部およびタイヤ全体
を旋回させる旋回用アクチュエータである走行方向制御
手段３０とが一体となり、これらを車椅子の下に簡単に
取り付けることができる。車椅子の回転輪７は全て自在
型であり、タイヤ部４５は座位のほぼ中央に位置してい
る。走行中に旋回を加えれば車椅子の走行方向を任意に
指定することが出来る。いわゆる、全方向に対して車椅
子を動かすことができる。これらの動作は通常の電動車
椅子と同様な動きに車椅子の中心で旋回することができ
る。

【００２７】基本動作としては、走行に対しての回転
と、さらにタイヤの姿勢を旋回させる信号系が独立して
いるために高齢者、障害者にとって操作し易い。楕円体
状のビヤ樽型タイヤは障害者の自重により旋回部を回転
させればタイヤのみが停止位置で回転することが出来
る。例えば、停止位置で座位姿勢と直角にその状態で走
行すると車椅子は座位姿勢に対し真横に動作することが
できる。これはトイレに入る際に、横向きのままトイレ
の座卓に移乗し向きを変えれば容易にトイレ動作が実行
される。タイヤ内にはタイヤを回転さる回転用アクチュ
エータである回転駆動部６０が内蔵されている。また、
回転アクチュエータとタイヤとは回転アクチュエータを
スライドすることで簡単に動力を伝達、非伝達が出来
る。これは介護者が車椅子を操作する時に車椅子の抵抗
を小さくするためである。いわゆるクラッチ機構が回転
用アクチュエータとタイヤとの間に内蔵されている。

【００２８】障害物回避機能としてタイヤに外力、例え
ばタイヤが小石に乗り上げて、車椅子が動けない場合、
トルクセンサ７３によってタイヤに掛かる反力を検出し
自動的に旋回アクチュエータを回転させることで小石を
回避し、また元の方向を維持する障害物回避ができる。

【００２９】背もたれ４は共に下降ができ、また、取り
外しも出来る。これは車椅子の全方向に移乗が出来るこ
とを意味し、その一環として背もたれ４の部分を下降さ
せ、取り外しも出来る。電動の際には背もたれ部がバッ
テリー７４を内蔵し、小型化と携帯化を示すものであ
る。肘掛け部はジョイスチック７１のスイッチ操作によ
り座席の表面と面位置にアクチュエータにより下降させ
ることが出来る。

【００３０】また、前記指令部であるジョイスチック７
１は、上半身の動作が可能な障害者が使用する場合には
肘掛け３部に設けることが望ましく、介護が必要な障害
者に使用する場合には、介護人が操作し易い例えば背も
たれ４部近傍位置に設けることが望ましいい。

【００３１】なお、上述の実施例では、肘掛け３及び背
もたれ４をＵ字状フレーム５を用いて胴体的に昇降させ
るものであったが、特にＵ字状フレーム５を用いずに、
肘掛け３及び背もたれ４を別々に設けて構成してもよ
く、また、肘掛け３若しくは背もたれ４のいずれか一方
を設けていればよいものである。

【００３２】

【発明の効果】本発明は上述のごとくであって、電動車
椅子は、方向制御用回転機構部と走行機構部とから成
り、それぞれ独立した機構である。方向制御用機構部は
回転用歯車機構部により回転支持機構部を回転させる。
回転用歯車機構部は回転用アクチュエータである旋回用
モータとギヤー、および回転歯車機構であるウオームギ
ヤーとから成り、回転はウオームギヤーの回転軸を通し
て回転支持機構部である電動走行駆動部へと力伝達が行
われる。一方、走行用タイヤは回転支持機構部に固定さ
れた回転駆動部によりクラッチ機構を通して回転力はタ
イヤに伝達される。タイヤは床面と点接触であるから回
転支持機構部を回転させると床面上をタイヤは公転する
ことが出来る。タイヤはアクチュエータの動力により自
転する。従って、蟹の横歩き同様に回転支持部の設定角
度の方向に車椅子は移動することが出来る。特に、トイ
レでは横歩きのまま進入ことで便座と接触した後に、肘
掛け部を座椅子の高さに下げれば容易に便座へ移動する
ことが出来る。また、その際、タイヤがブレーキの役目
を果たすから車椅子がずれることが少ない。

【００３３】バッテリーは背もたれ部内に内蔵されてお
り、背もたれ部はワンタッチで取り外し出来るからバッ
テリー補助は予備の背もたれ部があれば長時間の利用に
対応することが出来る。

【００３４】以上の構成により、障害者の姿勢の変更を
少なくして車椅子と目的手段相互の移乗を容易に行うこ
とができ、障害者若しくは介護人の負担を軽減すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による電動車椅子の透視図。

【図２】本発明の実施例による電動車椅子の正面図。

【図３】本発明の実施例による電動車椅子の側面図。

【図４】本発明の実施例による電動車椅子の要部の断面
図。

【図５】本発明による電動車椅子の操作制御部のブロッ
ク図。

【符号の説明】

１…座席支持板 ２…座席 ３…肘掛け ４…背もたれ ５…Ｕ字状フレーム ６…脚部 ７…回転輪 ８Ａ，８Ｂ…棒状部 ２０…昇降駆動手段 ２１ａ，２１ｂ…ラック ２２ａ，２２ｂ…ピニオンギヤー ２３…昇降用モータ ３０…走行方向制御手段 ３１…旋回用モータ ３２…ギヤー ３５…回転軸 ４０…走行駆動手段 ４１…支持枠 ４３…走行回転部 ４５…タイヤ ５０…クラッチ部 ５１…クラッチ板 ６０…回転駆動部 ７０…操作制御手段 ７１…ジョイスチック ７２…コントローラ ７３…トルクセンサ ７４…バッテリー

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転輪を備えた本体に、座席と、少なく
   とも背もたれ若しくは肘掛けとを設けた車椅子におい
   て、 前記背もたれ若しくは前記肘掛けを昇降させる昇降駆動
   手段と、 前記本体に旋回可能に設けられ該本体を走行駆動する走
   行駆動手段と、 前記走行駆動手段を旋回させ該走行駆動手段による前記
   本体の走行方向を制御する走行方向制御手段、および前
   記昇降駆動手段への昇降指令を基に該昇降駆動手段によ
   る前記少なくとも背もたれ若しくは肘掛けを昇降させ、
   前記走行駆動手段への走行指令に基づいて該走行駆動手
   段に前記本体を走行させると共に、前記走行方向制御手
   段への方向制御指令に基づいて前記本体の走行方向を制
   御する操作制御手段によって構成したことを特徴とする
   電動車椅子。
2. 【請求項２】 前記操作制御手段による昇降指令を基に
   前記昇降駆動手段を動作させ、該昇降駆動手段による下
   降状態にて肘掛け若しくは背もたれの上面が前記座席に
   対してほぼフラット若しくは前記座席よりも低くなるよ
   うに構成したことを特徴とする、請求項１に記載の電動
   車椅子。
3. 【請求項３】 前記昇降駆動手段が、前記背もたれ若し
   くは前記肘掛けから垂下形成された棒状部に設けた昇降
   用歯車機構と該昇降用歯車機構を回転駆動する昇降用回
   転駆動部である昇降用モータによって構成されているこ
   とを特徴とする、請求項１又は２に記載の電動車椅子。
4. 【請求項４】 前記走行方向制御手段が、旋回用回転駆
   動部である旋回用モータと、該旋回用回転駆動部によっ
   て回転駆動され前記走行駆動手段を旋回させる旋回用歯
   車機構によって構成されていることを特徴とする、請求
   項１に電動車椅子。
5. 【請求項５】 前記走行駆動手段が、前記走行方向制御
   手段に旋回可能に取り付けられた走行用支持枠と、この
   走行用支持枠に回転可能に支持された走行回転部によっ
   て構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の
   電動車椅子。
6. 【請求項６】 前記走行回転部が、前記走行用支持枠に
   回転可能に支持された円筒状の中空枠体と、この中空枠
   体の外表面に装着されたほぼ楕円体状のタイヤと、前記
   中空枠体内に収納され該中空枠体を回転駆動する回転駆
   動部と、該回転駆動部と前記中空枠体とを係合離脱させ
   るクラッチ部によって構成されていることを特徴とす
   る、請求項１又は５に記載の電動車椅子。
7. 【請求項７】 さらに、前記走行駆動手段の回転駆動部
   に加わる外力と前記回転駆動部の回転トルクとの大小を
   検出するトルクセンサを設け、このトルクセンサの検出
   信号に応じて前記走行方向制御手段の旋回動作を制御す
   る手段を備えていることを特徴とする、請求項１又は６
   に記載の電動車椅子。