JP2002065756A - 車椅子の駆動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の車椅子は側輪１１の位置が動輪１０に
固定されていて体型の違いに対応出来ないので、不特定
で多くの人達の専用車としては適当でない。 【解決手段】 一般の車椅子に取り付け可能な駆動機構
を設け、使用者が操作に適正な場所に位置設定ができる
入力輪１の操作を、タイミングベルト等で遠隔伝達し
て、実施例（１）では動輪１０に実施例（２）では中間
軸４に、連結するコ−スタ−ブレ−キ９の機械的な制動
性能を付加することで、手元の入力輪の操作による方向
転換、前進、制動が容易に出来る車椅子の駆動機構。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人力に依り操作す
る車椅子の駆動装置に遠隔駆動機構を備える方法と、そ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の車椅子は、動輪（１０）に固定し
た側輪（１１）を両手で正回転させて前進を、逆回転さ
せて後進し、握りしめ固定して停止する構造のものが一
般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の車椅子は前項で
述べたように側輪（１１）はその位置が動輪（１０）に
固定されていて体型の違いに対応出来ないので、不特定
で多くの人達の専用車としては適当でない。

【０００４】停止操作に於いても側輪（１１）を直接両
手で抵抗して制動する必要があり、速い速度になった時
の制動は脆弱な体力の人にとっては対応し辛く、操作遅
れなどで危険な状態になる可能性がある

【０００５】更に、勾配のある場所では手を離すと再移
動するため、僅かな時間であっても両手で停止を保持す
るか、別位置の左右に在るサイドブレ−キ（１２）を操
作しなくてはならず、短時間の繰り返し停止の場合煩雑
であるだけではなく、勾配の急な場所でのサイドブレ−
キ（１２）の操作は一時的にであっても、制動力が解放
されるので危険である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達するため
に、本発明は、従来品の構造に駆動機構を加えて自然な
体勢での操作を可能にし、必要な操作を簡略化して虚弱
な体力の人にとっても使い易く、安全性の高い車椅子の
提供を目的としたものである。

【０００７】具体的には、前進、制動と方向転換の操作
が遠隔的にできる、左右両手で操作できる入力輪を、使
用者の操作に適当な位置に調節して設定できることを可
能とする。

【０００８】入力輪には回転グリップを備え、後記例
１、のように左右に独立して機能するものと、例２の前
位置に１機備える。

【０００９】駆動チエ−ン、駆動タイミングベルト等を
介し、コ−スタ−ブレ−キの機能を付加し連動する動輪
に、入力輪の操作を遠隔伝達することを可能とする。

【００１０】

【作用】前進の操作は、使用者が両手を前方に自然に伸
ばし操作に適した位置に調節した、入力輪の回転グリッ
プまたは外周を利用して正回転させると、適正別位置の
動輪に前方回転力を遠隔伝達し前進するする。

【００１１】前進は、入力輪の前進操作中続き、操作を
止めるとコ−スタ−ブレ−キの作用で入力輪に回転を連
動することなく惰性前進する。

【００１２】停止は、入力輪の回転グリップまたは外周
を使って逆回転させると、コ−スタ−ブレ−キの機械的
制動機構が働き制動を保持する。制動の解除は、入力輪
を僅かに正回転することで解放される。

【００１３】方向転換は、従来品の左右側輪の回転差に
よるのと同じ方法で入力輪でできる。

【００１４】後退は、コ−スタ−ブレ−キの制動を解除
した後で、左右両側輪（１１）を使って安全に行う。４

【００１５】長時間の停止にサイドブレ−キ（１２）を
操作する場合には、コ−スタ−ブレ−キで制動保持した
状態で安全に行う。

【００１６】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を実施例にもと
ずき図面を参照して２例説明する。

【実施例】以下図面を参照して、この発明の実施の例１
を説明する。

【００１７】図１は実施例１を示す車椅子の正面図、図
２は実施例１を示すの車椅子の側面図、図３は実施例１
を示す車椅子の右半正面図、図４、は図３に対応する入
力輪（１）の調整部付近側面拡大図である。

【００１８】図２に示す実施例では、一般的車椅子の両
輪（以下両輪の説明として省略）のハブを撤去し、左輪
右輪専用に従動チエ−ンギヤ−（７）に対し作動が逆
の、コ−スタ−ブレ−キ（９）を備えたハブを回転方向
を確認のうえ、動輪（１０）に設置させたものである。

【００１９】図２に示す実施例では、一端に駆動軸受
（４）を直角に備えた支持柱（８）の軸受けとは反対側
を、動輪（１０）の軸を中心に旋回し、且つ駆動軸受
（４）の中心までの距離を増減できるチエ−ン張り具
（１３）を備えて、動輪（１０）の軸に設置させたもの
である。

【００２０】図４に示す実施例では、車椅子の側面構成
の前側構成パイプ（１９）肘掛け構成パイプ（２０）と
背もたれ構成パイプ（２１）に囲まれる場所にに設備し
た側板に、動輪（１０）の軸を中心として回転する支持
柱（８）に設けた支持柱位置調節用ネジ（１７）が描く
弧上に、支持柱調節用ネジ溝（１８）を設たものであ
る。支持柱の調節範囲は、回転グリップ（２）の位置を
最前方にした時点での距離が車椅子の背もたれ構成パイ
プ（２１）から７０ｃｍ付近で、支持柱調節用ネジ溝
（１８）の長さは中心角（θ）が２０゜以内に調整でき
るものが適当である。

【００２１】支持柱（８）に設置する支持柱位置調整ネ
ジ（１７）は、長さ方向に３〜５ｃｍスライドする構造
のものが、位置調整とチエ−ンの伸張調整のために必要
である。

【００２２】図２に示す実施例では、駆動軸受（４）
に、駆動チエ−ンギヤ−（５）を同芯軸に固定した入力
輪（１）を取り付けたものである。

【００２３】図２に示す実施例で回転グリップ（２）を
備えた入力輪（１）の設備は、両内側若しくは両外側が
望ましく、内外のいずれでも設計可能であるが両外側の
場合には、回転グリップ（２）を握った拳が側輪（１
１）の内側になるように設計することが、障害物との接
触保護上望ましい。

【００２４】入力輪（１）の直径は、３５ｃｍ〜４０ｃ
ｍが望ましい。又、入力輪（１）の外周は、回転グリッ
プ（２）を使用しない場合に押し引きしての回転操作が
有効な滑らかな形状で、最外周部には摩擦を増加させる
形状または、材質を付加させることが望ましい。

【００２５】図２に示す実施例では、動チエ−ンギヤ−
（５）と従動チエ−ンギヤ−（７）とのギヤ−比は、車
椅子使用者の可能入力トルク、入力輪（１）の直径と動
輪（１０）の直径比で設定するが、一般の動輪（１０）
直経６０ｃｍ程度では１：２〜１：３が適当である。更
に、ギヤ−比が変換出来る装置を付加することは望まし
い。

【００２６】図２に示す実施例では、動チエ−ンギヤ−
（５）と従動チエ−ンギヤ−（７）を、駆動チエ−ン
（６）で接続し、支持柱（８）の動輪（１０）軸への取
り付け端部に備えるチエ−ン張り具（１３）を使って、
チエ−ン（６）を適度な張力に設定し、入力輪（１）を
希望の位置に定めて支持柱位置調節ネジ（１７）で固定
した後、動輪（１０）の軸と支持柱（８）をネジで締め
付け固定させたものである。

【００２７】図２に示す実施例では、駆動チエ−ン
（６）の操行部には巻き込み防止のための、チエ−ンカ
バ−（１４）を設置させたものである。

【００２８】

【発明の効果】実施例１は、上記のとうりに構成されて
いるので、次に記載する効果を奏する。

【００２９】請求項１に依る、動輪（１０）の中心に設
備の正回転で前進、自由回転、逆回転で制動する一般に
いうコ−スタ−ブレ−キ（９）は機械的制動であること
と、制動反力を車体に固定して受ける構造のため、軽ブ
レ−キは勿論のこと急ブレ−キや大きなブレ−キ力が必
要な場合でも、入力輪（１）を逆回転させる力だけで容
易に停止することができる。又、ブレ−キは正回転操作
をするまで保持するので、勾配の急な場所での停止でも
従来品のような手動維持の必要がなく、サイドブレ−キ
（１２）を操作する場合も、安全に操作ができる。

【００３０】請求項２に依る、左右両輪が独立して操作
可能であることで、手近な場所に設定できる入力輪
（１）の操作で方向転換が容易にできる。つまり方向転
換側の動輪（１）の回転を制限し反対側の動輪（１）の
回転をさせる従来の車椅子と同様の方法と、さらに方向
転換側のコ−スタ−ブレ−キ（９）を作動させると急角
度の転換ができる。

【００３１】請求項３に依る、動輪（１０）を中心とす
る円弧上を、入力輪（１）が円弧回転し支持柱位置調節
溝（１８）の調節範囲内で、入力輪（１）の操作位置が
任意に設定でき、両手を前に出した自然体で体を背もた
れに支えられて操作ができるため、押しに対する反力が
得られて入力が容易となる。特に体型の小さな人でも従
来品のように体を断続的に前後する必要がないので、腰
や脊椎等の負担が軽減される。

【実施例】以下図面を参照して、この発明の実施例２を
説明する。

【００３２】図５は車椅子に本発明部分を装着した実施
例２を示す車椅子の側面図、図６は実施例２を示す本発
明部分の正面図、図７図８は図６に対応する詳細部分の
拡大図である。

【００３３】図５に示す実施例では、標準的車椅子のス
テップを撤去し、本発明部分をステップ固定具（４５）
で本発明部分を装着したものである。

【００３４】図６に示す実施例では、ステップ固定具
（４５）をバンド締め付け固定方式とし、取り付けボル
ト穴はステップ板（４４）に長穴で貫通させ、各種車椅
子のステップの若干の違いに対応さたものである。

【００３５】図５、６に示す実施例では、ステップ板
（４４）の中央前部において使用者の足の置場所を損な
わない位置に、旋回柱軸受（４２）を備えた旋回柱軸受
支持柱（４１）を固定させたものである。

【００３６】図６に示す実施例では、旋回柱軸受（４
２）の下部に旋回用ベアリング（３１）、と旋回用ベア
リング固定ナット（３２）を準備した上で、下部旋回軸
（３３ｂ）を挿入する。ダブルの駆動輪（３０）の中間
部に従動タイミングベルトギヤ−（２９）を固定組み付
け、駆動タイミングベルト（２８）を装着した上で、下
部旋回軸（３３ｂ）の中空部に貫通させ下部旋回軸（３
３ｂ）と連結装着の後、前記準備の固定ナットで仮止め
させたものである。

【００３７】図６、８に示す実施例では、一端に入力受
動チエ−ンギヤ−（２４）を、中央部に駆動タイミング
ベルトギヤ−（２７）を固定取り付けた中間軸（２５）
をコ−スタ−ブレ−キ（９）の正回転作動方向を確認の
うえ、上部旋回軸（３３ａ）の中空部を通過させた前項
の駆動タイミングベルト（２８）に通し定位置にセット
した後、旋回軸案内キ−（３８）を旋回軸案内キ−溝
（３７）に沿って挿入し駆動タイミングベルト（２８）
の張りを調節した後で旋回軸伸縮ベアリングナット（３
５）と旋回軸伸縮固定ナット（３６）を締め付けて固定
させたものである。駆動タイミングベルト（２８）はチ
エ−ンまたはＶベルトでも良いが、静粛、確実性と対応
ギヤ−が小さくできることから、タイミングベルトが望
ましい。説明区分上で使った駆動チエ−ン（６）も、同
上理由でタイミングベルトが望ましい。

【００３８】図５、６、に示す実施例では、中間軸（２
５）の両端に駆動軸受（４）の支持柱を取り付け、入力
駆動チエ−ンギヤ−（２２）と入力従動チエ−ンギヤ−
（２４）を入力チエ−ン（２３）で連絡させたものであ
る。入力チエ−ン（２３）の張りはチエ−ン張り具（１
３）で適正にするが、、長さ方向に支持柱（８）が３〜
５ｃｍスライドする構造のものが、位置調整とチエ−ン
の伸張調整のために望ましい。

【００３９】図６、に示す実施例では、入力チエ−ン
（２３）にチエ−ンカバ−（１４）をとりつけた後で、
左右の入力輪（１）を回転グリップ（２）がクランク操
作となるような配置で、駆動輪軸（３）の両端に取り付
けたものである。

【００４０】図６、７、に示す実施例では、旋回用リン
グハンドル（３９）を旋回用リングハンドル跳ね上げ軸
（４０）部が入力輪（１）と直角になる位置を確認の
上、上部旋回軸（３３ａ）に取り付け固定して組み付け
を完了させたものである。

【００４１】図５に示す実施例では、接地効果を上げる
ため駆動輪（３０）を空気入りタイヤ−とし、ノ−パン
クタイヤ−の補助輪（１５）を駆動輪（３０）と同時接
地しないように地面より若干上部になるように、旋回用
ベアリング（３１）と旋回用ベアリング固定ナット（３
２）で調整固定して、乗車時に於ける駆動輪（３０）の
圧縮変形で有効としたものであるが、補助輪支持軸受
（１６）に圧縮力１０〜２０ｋｇ圧縮１ｃｍ程度のスプ
リングを挿入して、駆動輪（３０）と同接地位置にする
方法は軽重量者にとって望ましい。

【００４２】図５に示す実施例では、入力輪（１）の直
径は、車椅子使用者の腕のクランク運動が容易なものと
して、３５ｃｍ〜４０ｃｍが望ましい。又、入力輪
（１）の外周は、回転グリップ（２）を使用しない場合
に押し引きしての回転操作が有効な滑らかな筒状で、最
外周部には摩擦を増加させる形状または材質を付加する
ことが望ましい。

【００４３】図５に示す実施例では、入力駆動チエ−ン
ギヤ−（２２）と入力従動チエ−ンギヤ−（２４）、駆
動タイミングベルトギヤ−（２７）と従動タイミングベ
ルトギヤ−（２９）のギヤ−比は、使用者の可能入力ト
ルクに応じて入力輪（１）、駆動輪（３０）、動輪（１
０）の直径比を計算して設定するが、一般の動輪（１
０）の直経６０ｃｍ程度では２〜３：１：１が適当であ
るが、入力駆動チエ−ンギヤ−（２２）と入力従動チエ
−ンギヤ−（２４）のギヤ−比が変換出来る装置を付加
することが望ましい。

【００４４】図６に示す実施例では駆動タイミングベル
トギヤ−（２７）と従動タイミングベルトギヤ−（２
９）のギヤ−経は、駆動タイミングベルト（２８）を上
下旋回軸（３３ａ、ｂ）の中空部に通過させる必要か
ら、可能な限り小径が望ましい。

【００４５】図５に示す実施例での本発明機構は、コ−
スタ−ブレ−キ（９）の回転方向が逆転方向にむけた場
合には後退作動となるものであり不都合はないが、使用
中の混乱をさけるためＯＮ，ＯＦＦ可能な逆方向への回
転制限機構を取り付けることが望ましい。

【００４６】

【発明の効果】本発明は、上記のとうりに構成されてい
るので、実施例１の効果とは別に次に記載する効果を奏
する。

【００４７】請求項４の入力輪（１）と中間軸（２
５）、中間軸（２５）と駆動輪（３０）とに分割し遠隔
伝達が可能とすることに依り、旋回軸（３３ａ、ｂ）を
中心とする支持柱（８）の旋回で、駆動輪（３０）の方
向を変えることが可能となるので、実施例１の方向転換
とは異なり入力輪（１）と旋回用リングハンドル（３
９）を使って左右に操作し、駆動輪（３０）を希望する
方向に向ける一般的なハンドル操作で方向転換すること
ができる。

【００４８】請求項５の駆動輪（３０）を双輪にするこ
とで小直経輪にしても接地駆動効果が保てることと、二
輪の中間部に従動タイミングベルトギヤ−（２９）を設
置して、上下旋回軸（３３ａ、ｂ）の中空部を通し入力
輪（１）の操作を遠隔伝達することに依り、方向転換に
必要な装置の左右旋回が充分に可能となる。

【００４９】前述の００３５項で図６に示すステップ固
定具（４５）を、バンド締め付け固定とし、取り付けボ
ルト穴はステップ板（４４）に長穴貫通することで、既
成の椅子にも取り付けが可能となる。

【００５０】前述の００４０項で図６に示す回転グリッ
プ（２）がクランク操作となるような配置で取り付ける
ことで、従来の車椅子のように駆動操作が間断すること
なく連続するので、駆動入力が均衡して軽減され、登り
勾配での操作が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の車椅子を示す正面図である。

【図２】実施例１の車椅子を示す側面図である。

【図３】図１で示す車椅子の右半分を示す正面図であ
る。

【図４】図３に対応する入力輪（１）調整部付近を示す
側面拡大図である。

【図５】実施例２の本発明部分を装着した車椅子を示す
側面図である。

【図６】実施例２の本発明部分を示す正面図である。

【図７】図６に対応する詳細部分を示す拡大図である。

【図８】図６に対応する詳細部分を示す拡大図である。

【符号の説明】

１ 入力輪 ２ 回転グリップ ３ 駆動輪軸 ４ 駆動軸受 ５ 駆動チエ−ンギヤ− ６ 駆動チエ−ン ７ 従動チエ−ンギヤ− ８ 支持柱 ９ コ−スタ−ブレ−キ １０ 動輪 １１ 側輪 １２ サイドブレ−キ １３ チエ−ン張り具 １４ チエ−ンカバ− １５ 補助輪 １６ 補助輪支持軸受 １７ 支持柱位置調節用ネジ １８ 支持柱位置調節用ネジ溝 １９ 前構成パイプ ２０ 肘掛け構成パイプ ２１ 背もたれ構成パイプ ２２ 入力駆動チエ−ンギヤ− ２３ 入力チエ−ン ２４ 入力従動チエ−ンギヤ− ２５ 中間軸 ２６ 中間軸受 ２７ 駆動タイミングベルトギヤ− ２８ 駆動タイミングベルト ２９ 従動タイミングベルトギヤ− ３０ 駆動輪 ３１ 旋回用ベアリング ３２ 旋回用ベアリング固定ナット ３３ａ 上部旋回軸 ３３ｂ 下部旋回軸 ３４ 入力輪位置調節具 ３５ 旋回軸伸縮ベアリングナット ３６ 旋回軸伸縮固定ナット ３７ 旋回軸伸縮案内キ−溝 ３８ 旋回軸伸縮案内キ− ３９ 旋回用リングハンドル ４０ 旋回用リングハンドル跳ね上げ軸 ４１ 旋回柱軸受支持柱 ４２ 旋回柱軸受 ４３ 旋回柱軸受支持柱取り付け具 ４４ ステップ板 ４５ ステップ板固定具

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前回転（以下、正回転とする）で前進自
   由駆動、後回転（以下、逆回転とする）で制動する性能
   をもつ、一般にいうコ−スタ−ブレ−キ（９）を備えた
   ハブを左右両、動輪（１０）に備えることを特徴とする
   車椅子の駆動機構。
2. 【請求項２】 入力輪（１）の操作を、同芯軸の駆動チ
   エ−ンギヤ−（５）、駆動チエ−ン（６）、従動チエ−
   ンギヤ−（７）を介して、コ−スタ−ブレ−キ（９）と
   連結する動輪（１０）への遠隔伝達を、左右両輪が独立
   して可能であることを特徴とする車椅子の駆動機構。
3. 【請求項３】 動輪（１０）の軸を中心とする円弧上
   を、入力輪（１）が回転し位置を固定する調節範囲内
   で、入力輪（１）の操作位置が任意に設定出来ることを
   特徴とする、車椅子の駆動機構。
4. 【請求項４】 入力輪（１）の操作を、コ−スタ−ブレ
   −キ（９）を備えた中間軸（２５）を介して別位置の駆
   動輪（３０）に遠隔伝達することを特徴とする車椅子の
   駆動機構。
5. 【請求項５】 駆動輪（３０）を双連とし、二輪の中間
   部に従動タイミングベルトギヤ−（２９）を設置し、上
   下旋回軸（３３ａ、３３ｂ）の中空部を通して入力輪
   （１）の操作を遠隔伝達することを特徴とする車椅子駆
   動機構の伝達方法。