JP2003019165A - 人力駆動式車いすの後付け用駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】既存の人力駆動式の車いすに簡単に組み込むこ
とができ、既存の人力駆動式の車いすを軽快に走行でき
る電動式車いすとして利用することができる後付け用駆
動装置を提供することにある。 【解決手段】人力駆動の車いす１のフレーム部分１０４
に対する連結機構８を備えたフレーム３と、該フレーム
３の下方に配された車輪４とこれを駆動する電動機５ａ
を含む駆動機構５と、前記駆動機構５のハウジングに連
結されフレーム３に回転可能に支持された旋回支持軸１
０およびハンドル１１を含む方向制御機構６と、前記駆
動機構５に対する電源バッテリ１２を含む制御機構７と
を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は人力駆動式車いすの
後付け用駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】下肢の不自由な人の移動用手段として車
いすが用いられており、そのタイプとしては、後方から
介護者により押し操作してもらう形式の介助車や、車輪
と同軸上に操作輪を設けてこの操作輪を身障者が押し回
転させて走行する自操車などの人力駆動式車いすが汎用
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、介助車や自操
車はいずれも人力駆動であり、移動速度や力がもっぱら
身障者の体力に依存されるため、体力の乏しい者にとっ
ては移動に難渋をきたし、室内においても、傾斜があっ
たりするとこれを登攀することは容易でない。この対策
として、電源を含むパワーユニットを車いすに搭載した
電動車が知られているが、いす本体そのものを専用の特
別な構造にするなどの改造が図られるため非常に高価な
ものとなるという問題があり、普及しにくいうらみがあ
った。

【０００４】本発明は前記のような問題点を解消するた
めになされたもので、その目的とするところは、既存の
人力駆動式の車いすに簡単に組み込むことができ、既存
の人力駆動式の車いすを軽快に走行できる電動式車いす
として利用することができる後付け用駆動装置を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明の車いすの後付け用駆動装置は、人力駆動の車い
すの前輪支持フレームに対する連結機構を備えたフレー
ムと、該フレームの下方に配された車輪とこれを駆動す
る電動機を含む駆動機構と、前記駆動機構のハウジング
に連結されフレームに回転可能に支持された旋回支持軸
およびハンドルを含む方向制御機構と、前記駆動機構に
対する電源バッテリを含む制御装置とを備えたことを特
徴としている。

【０００６】前記前輪支持フレームに対する連結機構と
しては、車いすの前輪の垂直軸を貫挿する軸受パイプに
貫挿可能な軸体でもよいし、軸体と軸受パイプとを緊締
する緊締金具であってもよい。電動機は電磁ブレーキ内
蔵型が好ましい。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下本発明による人力駆動式車い
すの後付け用駆動装置の実施例を添付図面に基いて説明
する。図１において、１は公知の人力駆動式車いすであ
り、左右一対のフレーム１ａ，１ａをＸ状のブレース１
ｂで連結し、フレーム１ａ，１ａ間に背シート１ｃおよ
び座シート１ｄを張設している。２は本発明による後付
け用駆動装置である。

【０００８】前記フレーム１ａ，１ａは、背フレーム部
１００と、この下端から直角方向に伸びるベースフレー
ム部１０１と、背フレーム部中間から直角方向に伸びる
シートフレーム部１０２と、該シートフレーム部１０２
よりも上位の背フレーム部から直角方向にから伸びると
ともに前記背フレーム部と平行に下り、シートフレーム
部１０２の先端に連結したアームレストフレーム１０３
部と、アームレストフレーム部１０３を延長するように
下ってベースフレーム部１０１と結合した前輪支持フレ
ーム部１０４と、前記シートフレーム部１０２とアーム
レストフレーム部１０３の交点部位から前方に斜めに下
るレッグフレーム部１０５とを有している。

【０００９】前記各フレーム部はアルミパイプなどから
構成されており、前記左右の各背フレーム部１００の下
端付近には後輪１ｅおよびこれと同軸の操作輪１ｆが支
架されており、後輪１ｅの近傍には、駐車ブレーキ１ｇ
が装備されている。各レッグフレーム部１０５，１０５
にはそれぞれ足台１ｈが開閉可能に取り付けられてい
る。そして、前輪支持フレーム部１０４の下端部には方
向自由の前輪（キャスタ）１ｊの垂直軸１１１を貫挿す
る軸受パイプ１１２が固定されている。

【００１０】本発明による後付け用駆動装置２は、前記
人力駆動式車いす１のフレーム部分通常、前輪支持フレ
ーム部１０４あるいはこれとベースフレーム部１０１を
利用して組み込まれる。後付け用駆動装置２は、図２な
いし図６に単体の状態で示されており、前輪支持フレー
ム１０４の軸受パイプ１１２に対する連結機構８を備え
たフレーム３と、該フレーム３の下方に配された駆動車
輪４，４とこれを駆動する電動機９を含む駆動機構５
と、前記駆動機構５のハウジング５０に連結されフレー
ム３に回転可能に支持された旋回支持軸１０およびハン
ドル１１を含む方向制御機構６と、前記駆動機構５に対
する電源バッテリ１２を含む運転制御機構７とを備えて
いる。

【００１１】前記フレーム３は、枠状体３ａと足載せ台
を兼ねた板体３ｂを一体化したもので、ベースフレーム
部１０１，１０１に当接ないし近接しうる大きさを有し
ている。

【００１２】連結機構８は任意であるが、この例では前
記軸受パイプ１１２に内嵌可能な軸体８ａをフレーム３
の幅方向両側に突設している。これが基本的な手段であ
る。しかし、軸受パイプ１１２は下端がベースフレーム
部１０１の下面と一致している場合だけでなく、ベース
フレーム部１０１の下面よりも下方に突出している場合
もある。そこでこの場合にも適応できるようにするた
め、枠状体３ａとベースフレーム１０１の高さ隙間を補
う左右一対の補助金具８ｄ，８ｄを使用する。これら補
助金具８ｄ，８ｄは、図７（ａ）に示すように、ベース
フレーム部１０１に接するための弧状受け部８０と、枠
状体３ａに接するための弧状受け部８１とを支板部８２
で結んだもので、所用箇所には軸受パイプ１１２との嵌
め合せ溝８３が欠設されている。なお、弧状受け部８０
の形状は、使用対象の車いすにおけるベースフレーム部
１０１に対応させればよい。

【００１３】さらに、前輪１ｊを取付けたまま本装置を
使用したい場合や、前輪１ｊが特異な形状の垂直軸であ
る車いすに適用するための連結機構８として、軸体８ａ
と軸受パイプ１１２あるいはさらに前輪支持フレーム部
１０４を連結抱持する緊締金具８ｂ，８ｂと固定要素
（たとえばねじと蝶ナット）８ｃ，８ｃを装備してい
る。 図７（ｂ）と（ｃ）はその例を示しており、
（ａ）は軸体８ａと軸受パイプ１１２に対応する弧状部
８４，８５を有している。（ｂ）は軸体８ａに対応する
弧状部８４と、軸受パイプ１１２および前輪支持フレー
ム部１０４に対応する弧状部８６とを設けている。

【００１４】前記フレーム３の板体３ｂは前端領域中央
部に軸受を内蔵した軸受筒３ｃを固定しており、この軸
受筒３ｃにパイプ状の旋回支持軸１０が回転可能に貫挿
されている。フレーム３の板体３ｂの下部には軸受筒３
ｃと同軸上に駆動機構５のハウジング５０の筒部分が位
置しており、旋回支持軸１０はこのハウジング５０に突
入し、ピンなどの連結要素により一体回転できるように
結合されている。

【００１５】駆動機構５は任意であるが、たとえば、電
磁ブレーキ５１を内蔵ないし一体化した電動機５ａと、
減速ギヤ系５ｂとを備えたものが用いられる。前記ハウ
ジング５０は車輪４，４の車軸４０を外囲しており、こ
のハウジング５０の側部に電動機５ａが固定され、減速
ギヤ系５ｂとしてハウジング５０内の車軸４０には傘歯
車５２が固定され、この傘歯車５２に電動機５ａの出力
軸に取り付けた駆動歯車たとえば傘歯車５３が噛み合っ
ている。前記電動機５ａの出力と減速ギヤ系５ｂのギヤ
比は、最大速度が健常者の歩行速度毎時約４キロメート
ル以下になるように適宜選定すればよい。

【００１６】前記旋回支持軸１０は上方に伸び、上端に
はハンドル１１が固定されており、したがって、このハ
ンドル１１を旋回することにより駆動車輪４，４と駆動
機構５が対応する方向に向けられるようになっている。
前記ハンドル１１には運転制御機構７が組み込まれてお
り、これよりも下方の旋回支持軸１０にはマウント金具
１６，１６が設けられこれによって電源バッテリ１２が
着脱可能に搭載されている。

【００１７】前記運転制御機構７の箱状ハウジング７ａ
には図８に示すような回路を有する制御器が組み込まれ
ており、旋回支持軸１０の内部には制御回路から導線が
導かれ電動機５ａに接続されており、その導線は、旋回
支持軸１０に取り付けたコネクタ１２ａによって電源バ
ッテリ１２とも電気的に接続されるようになっている。

【００１８】制御回路は、たとえば、速度制御兼電源ス
イッチ７０と、主電源・電磁ブレーキスイッチ７１と、
可変電圧回路７２と、可変電圧等価器７３と、電源スイ
ッチ７４と、ブレーキスイッチ７５とを有しており、こ
の例では箱状ハウジング７ａにさらに充電器７７が内蔵
されているが、これに限らず、取り外した電源バッテリ
１２を別途外部の充電手段により充電するようにしても
よい。７６，７６はバッテリコネクタである。前記運転
制御機構７のパネル７ｂには、速度制御兼電源スイッチ
７０と、主電源・電磁ブレーキスイッチ７１が取り付け
られ、運転者が任意に操作し得るようになっている。

【００１９】回路の詳細を説明すると、速度制御兼電源
スイッチ７０は可変電圧回路７２と２連のスイッチ７
４，７５を組み合わせた部品で、電源スイッチ７４が断
側にあるときは、ブレーキスイッチ７５は電動機５ａの
両端を短絡させる。このことにより電源バッテリー１２
からの電源供給がないかわりに、外部から回転力が加え
られると電動機５ａの自己発電力が逆起電力となって回
転されまいと抵抗し、すなわちブレーキとなる。

【００２０】電源スイッチ７４が接側にあるときは、可
変電圧回路７２が動作し、可変電圧等価器７３を電源ス
イッチ７４と反対側に回すことにより電圧が上昇し、電
動機５ａの駆動力が増加する。しかし、増加しても前記
のように減速ギヤ比と電動機５ａの出力を選定してある
ので、最大速度が健常者の歩行速度毎時約４キロメート
ル以下にされる。

【００２１】主電源・電磁ブレーキスイッチ７１を走行
側から充電側に切換え操作すると、電動機の電磁ブレー
キ５１は電源が断、機械的に接となり、電動機５ａをロ
ックさせて装置全体の回転が固定される。走行側にする
と、電磁ブレーキ５１は電源が接となり、ロックは解除
され装置の駆動が可能となる。速度制御兼電源スイッチ
７０を接にして、走行中にもしも主電源・電磁ブレーキ
スイッチ７０を断にした場合は、電源が断となり、電動
機５ａの駆動力が無くなると共に、電動機５ａに内蔵さ
れた電磁ブレーキ７１が接となり、急速にブレーキ力が
駆動輪４，４に作用して停止するが、本来の最大速度が
低く、電磁ブレーキ力も電動機５ａの停止時が目的のた
め瞬間停止は不可能であるから、使用者の安全を損なう
ことはない。

【００２２】なお、図示するものは本発明の一例であ
り、他の構成を採用しうる。 １）車いすのタイブは問わない。たとえばレッグフレー
ム部１０５は図示するものでは固定式であるが、取外し
式のものでもよい。 ２）電源バッテリ１２は、場合によっては、旋回支持軸
１０でなくフレーム３の下部に搭載してもよい。 ３）駆動機構５は、図１２のように、駆動車輪４のハブ
内に直流電動機を直接組み込んだ形式のものでもよく、
これも本発明に含まれる。この場合の直流電動機は電磁
ブレーキ付きが好ましく、その場合の電気系統図は図８
と同様である。

【００２３】

【実施例の作用】本発明による駆動装置は図１ないし図
４のように車いすとは独立した装置となっている。図１
に示すような車いすの場合には、車いす１の軸受パイプ
１１２と垂直軸１１１とを抜け止めしているノックピン
を外し、軸受パイプ１１２に嵌められている前輪１１０
の垂直軸１１１を抜き出し、図１の仮想線のように前輪
１１０を取り外す。そして、フレーム３をベースフレー
ム部１０１，１０１間に装入し、軸受パイプ１１２，１
１２がベースフレーム部１０１の下面と整合しているタ
イプである場合には、フレーム３の両側に突出している
軸体８ａ，８ａを軸受パイプ１１２，１１２に挿入す
る。

【００２４】これが図９の状態であり、車輪４，４が接
地するので、車いす１の重量はフレーム３によって支え
られる。そして軸体８ａ，８ａと軸受パイプ１１２，１
１２との関係により、前後、左右に倒れたりずれたりす
ることのないように組み付け固定される。したがって、
組み付け作業は簡単である。

【００２５】軸受パイプ１１２がベースフレーム部１０
１から突出しているタイプの車いすである場合には、補
助金具８ｄ，８ｄをベースフレーム部１０１とフレーム
３の間に介装して高さ間隙を補い、軸体８ａ，８ａを軸
受パイプ１１２，１１２に挿入して組み付ける。これが
図１０（ａ）（ｂ）に示す状態である。

【００２６】また、前輪１ｊ，１ｊを取り付けたまま本
発明装置を使用する場合や、ベースフレーム１０１が直
線形でない場合には、前輪１ｊ，１ｊを浮かせた状態で
緊締金具８ｂ，８ｂの凹部によって軸体８ａと軸受パイ
プ１１２あるいはさらに前輪支持フレーム部１０４を横
抱きさせ、固定要素８ｃ，８ｃによって緊締する。これ
により図１１（ａ）（ｂ）のように、車いす１の重量は
フレーム３によって支えられ、前記緊締金具８ｂ，８ｂ
と軸体８ａと軸受パイプ１１２あるいはさらに前輪支持
フレーム部１０４との抱持関係により前後、左右に倒れ
たりずれたりすることのないように組み付け固定され
る。したがって、これまた組み付け作業は簡単である。

【００２７】もちろん、片側の軸体８ａと軸受パイプ１
１２とを嵌合し、他側の軸受パイプ１１２などとの連結
を緊締金具８ｂと固定要素８ｃとの緊締によって行なっ
てもよい。この方式は前者の工程により軸体８ａと軸受
パイプ１１２とがピボットとなり、フレーム３を旋回し
て後者の工程で人力式車いすとの連結が行われるので、
身障者が腰掛けた状態での組み付けでなしにピボット形
成、身障者の着座、組み付け完了とすることができる。

【００２８】いずれにしても上述した作業で人力式車い
すは電動駆動式の車いすとなる。身障者は足部をフレー
ム３の板体３ｂに載せ、ハンドル１１に面しているパネ
ル７ｂの主電源・電磁ブレーキスイッチ７１と速度制御
兼電源スイッチ７０をオンにすれば、電源バッテリ１２
の電力が電動機５ａに給電され、電磁ブレーキ７１がオ
フとされるとともに電動機５ａが駆動し、その出力が減
速ギヤ系５ｂの傘歯車５３と傘歯車５２とによって減速
され、車輪４，４を駆動回転させる。これにより速度制
御兼電源スイッチ７０の操作に応じた速度で自走するこ
とができる。

【００２９】これと併行してハンドル１１を操作すれ
ば、その回動方向に応じて旋回支持軸１０と車輪４，４
がフレーム３に対して回転するので、車いすを所望の方
向に走行させることができ、ハンドル１１を１８０度逆
向きにすれば、後進も可能になる。したがって、屋外で
の走行が軽快なものとなり、また屋内でも介助者の手を
借りずに自由に移動することが可能になり、人力式の場
合に比べて行動範囲を拡げることができる。

【００３０】なお、駐車時には、車いすに装備されてい
る駐車ブレーキ１０８を使用するとともに、主電源・電
磁ブレーキスイッチ７１と速度制御兼電源スイッチ７０
を断にする。こうすれば、電動機５ａの電磁ブレーキ５
１が作動するため、３点ブレーキとなってブレーキ能力
が強化されるため、安全である。

【００３１】電源バッテリ１２の蓄電量が減少したとき
には、コネクタ１２ａとの接続を解き、マウント金具１
６，１６を操作することにより簡単に取り外すことがで
き、充電器にかけることで反復利用することができる。
実施例のように運転制御装置７に充電器７６を組み込ん
でいる場合には、主電源・電磁ブレーキスイッチ７１に
充電スイッチを組込むことにより、電源バッテリ１２を
搭載したままで、充電することができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明した本発明によるときには、人
力駆動の車いす１のフレーム部分１０４に対する連結機
構８を備えたフレーム３と、該フレーム３の下方に配さ
れた車輪４とこれを駆動する電動機５ａを含む駆動機構
５と、前記駆動機構５のハウジングに連結されフレーム
３に回転可能に支持された旋回支持軸１０およびハンド
ル１１を含む方向制御機構６と、前記駆動機構５に対す
る電源バッテリ１２を含む制御機構７とを備えているの
で、既存の人力駆動式の車いすの改造をほとんど要さず
に簡単な作業で電動式車いすとして活用することがで
き、構造も簡単で安価に提供することができるというす
ぐれた効果が得られる。

【００３３】請求項２によれば、フレーム部分に対する
連結機構８が、車いすの前輪１１０の垂直軸１１１を貫
挿する軸受パイプ１１２に貫挿可能な軸体８ａか、また
は軸体８ａと軸受パイプ１１２とを緊締する緊締金具８
ｂであるので、車いすの前輪１１０の垂直軸１１１に対
する軸受パイプ１１２を利用して簡単に組み付けること
ができ、しかも、軸受パイプ１１２がベースフレーム部
１０１の下面と整合しているタイプと整合していないタ
イプの人力駆動式車いすのいずれにも適用できるという
すぐれた効果が得られる。

【００３４】請求項３によれば、電動機５ａが電磁ブレ
ーキ内蔵型電動機であるため、電動機５ａをオフにする
と作動するので、人力式車いすに備わっている駐車用ロ
ックとで３点ブレーキとなるため、安全性を高くするこ
とができるというすぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による人力駆動式車いすの後付け用駆動
装置の使用前の状態を人力駆動式車いすと併示した斜視
図である。

【図２】本発明による後付け用駆動装置の側面図であ
る。

【図３】本発明による後付け用駆動装置の正面図であ
る。

【図４】本発明による後付け用駆動装置の平面図であ
る。

【図５】図２の部分的拡大図である。

【図６】図３の部分的拡大図である。

【図７】（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明装置における連結
機構の例を示す斜視図である。

【図８】本発明の駆動系の一例を示す回路図である。

【図９】本発明装置を組み込んだ車いすの例を示す斜視
図である。

【図１０】（ａ）は本発明装置を組み込んだ車いすの他
の例を示す斜視図、（ｂ）はその部分図である。

【図１１】（ａ）は本発明装置を組み込んだ車いすの他
の例を示す斜視図、（ｂ）はその部分図である。

【図１２】本発明装置における駆動機構の他の例を示す
部分的斜視図である。

【符号の説明】

１ 人力駆動式車いす ２ 本発明による後付け用駆動装置 ３ フレーム ４ 駆動車輪 ５ 駆動機構 ５ａ 電動モータ ５１ 電磁ブレーキ ６ 方向制御機構 ７ 運転制御装置 ８ 連結機構 ８ａ 軸体 ８ｂ 緊締金具 １１ ハンドル １２ バッテリ １０１ 前輪支持フレーム部 １１２ 軸受パイプ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】人力駆動の車いす１のフレーム部分１０４
   に対する連結機構８を備えたフレーム３と、該フレーム
   ３の下方に配された車輪４とこれを駆動する電動機５ａ
   を含む駆動機構５と、前記駆動機構５のハウジングに連
   結されフレーム３に回転可能に支持された旋回支持軸１
   ０およびハンドル１１を含む方向制御機構６と、前記駆
   動機構５に対する電源バッテリ１２を含む制御機構７と
   を備えていることを特徴とする人力駆動式車いすの後付
   け用駆動装置。
2. 【請求項２】フレーム部分に対する連結機構８が、車い
   すの前輪１１０の垂直軸１１１を貫挿する軸受パイプ１
   １２に貫挿可能な軸体８ａか、または軸体８ａと軸受パ
   イプ１１２とを緊締する緊締金具８ｂである請求項１に
   記載の人力駆動式車いすの後付け用駆動装置。
3. 【請求項３】電動機５ａが電磁ブレーキ内蔵型電動機で
   ある請求項１に記載の人力駆動式車いすの後付け用駆動
   装置。