JP2005034288A - 姿勢制御式電動車椅子 - Google Patents

Abstract

【課題】ホイールベースを伸縮させる回動制御に、別部位の回動制御を追加することにより、着座部の昇降ストロークを拡大し得る姿勢制御式電動車椅子を提供する。
【解決手段】着座部本体１２及びシートバック７のコーナ部が互いに固着され、モータ駆動の後輪１を支持する本体フレーム１ａに、前輪支持フレーム２ａの基端部と、着座部フレーム１１の先方部分とが枢着される。コーナ部が着座部フレーム１１の枢着され、ホイールベースを伸縮させるように前輪支持フレーム２ａを本体フレーム１ａに対して回動させるパワシリンダ２０と、着座部フレーム１１を本体フレーム１ａに対して回動させるパワシリンダ３０と、着座部本体１２を着座部フレーム１１に対して回動させるパワシリンダ４０とにより、走行モードと、着座部のダウンモードと、回動で上昇した着座部フレーム１１の前倒状態で、着座部本体１２が水平位置に回動するアップモードとに姿勢制御される。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、着座部の昇降、シートバックの後倒等の複数種類の姿勢モードに姿勢制御される姿勢制御式電動車椅子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１によれば、シートバックの背後にリンク構造を備えて、着座部が通常位置から前輪側に取付けられたフットレストよりも前方位置へ前進しつつ床面に近い下降位置に移動して、フットレストが着座時に邪魔にならないようにした電動車椅子が開示されている。また、特許文献２によれば、乗降を容易にし、また高い位置で台所などでの作業を座ったままで行えるように背後の昇降レールに沿って着座部を上下動可能にした電動車椅子が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−３２３０４７号公報
【特許文献２】
特開２００１−１０４３９７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一方、本願出願人が特願２００３−７１６１７により、モータ駆動される後輪を支持する本体フレームに、先端に前輪を備えた前輪支持フレームの基端部と、着座部とが枢着されると共に、この着座部の前後端部にフットレストアーム及びシートバックの基端部がそれぞれ枢着され、また後輪及び前輪を互いに離接駆動して着座部を昇降させるパワーシリンダと、着座部を水平位置から傾倒させるパワーシリンダと、シートバックを後倒させるパワーシリンダと、フットレストを略垂直の下向き位置から前方へスイングさせるパワーシリンダとにより、ホイールベース、着座部、シートバック及びフットレストの種々の姿勢の組合せにより規定される複数種類の姿勢モードが選択制御されるようになった電動車椅子において、パワーシリンダのシリンダロッドの進退位置を検知するために、回転式ポテンショメータを用いた電動車椅子用パワーシリンダの位置センサを提案した。
【０００５】
この姿勢制御式電動車椅子は、着座部を上昇させる「アップモード」、下降させる「ダウンモード」、着座部を上向きに傾倒させる「チルトモード」、フットレスト、着座部及びシートバックを僅かに後倒した直線状に揃えて立てる「スタンドアップモード」等に、前述の各部の枢着位置での回動制御により姿勢制御可能にするのを前提にしている。
【０００６】
したがって、ホイールベースの回動による伸縮制御で着座部を昇降させることができ、またフットレストアームが着座部に枢着されていることにより、前輪側にフットレストが取付けられた特許文献１のように着座部を前後動させる機構は不要であり、さらに特許文献２のように垂直方向の昇降レールを備えた嵩張る構造にしなくても済む。
【０００７】
しかしながら、脚部を欠損している等の身障者の場合は、フットレストに足を載せて起立する「スタンドアップモード」は利用できず、したがって上半身の高さを通常の起立姿勢の場合と同程度にするには、着座部を水平状態でさらに上昇させる必要があり、ホイールベースの伸縮制御のみで充分な昇降ストロークを確保するのが難しくなる。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みて、ホイールベースを伸縮させる回動制御に、さらに別部位の回動制御を加えることにより、着座部の昇降ストロークを拡大可能にする姿勢制御式電動車椅子を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、この目的を達成するために、請求項１により、着座部の昇降、シートバックの後倒等の複数種類の姿勢モードに姿勢制御される姿勢制御式電動車椅子において、着座部が、着座部フレームと、この着座部フレームに上方から重ねられる着座部本体とを備えると共に、互いに略直角になる着座部本体及びシートバックのコーナ部が互いに固着され、モータ駆動される後輪を支持する本体フレームに、先端に前輪を備えた前輪支持フレームの基端部と、着座部フレームの中間位置よりも先方部分とが枢着されると共に、コーナ部が着座部フレームの基端部に枢着され、ホイールベースを伸縮させるように前輪支持フレームを本体フレームに対して回動させる第１のアクチュエータと、着座部フレームを本体フレームに対して回動させる第２のアクチュエータと、着座部本体を着座部フレームに対して回動させる第３のアクチュエータとを備え、着座部が標準の高さ位置で水平状態になる走行モードと、着座部が標準の高さ位置から下降するダウンモードと、ホイールベースが短縮して上昇した着座部フレームが前倒した状態で、着座部本体が水平状態を保持するように着座部フレームから離反回動するアップモードとに姿勢制御されるように、第１、第２及び第３のアクチュエータの作動が制御されることを特徴とする。
【００１０】
着座部フレームは本体フレームに枢着されていることにより、前後輪間を接近させてホイールベースを短縮させるように、前輪支持フレームが本体フレームに対して回動させられると、着座部フレームは上昇する。この状態で、着座部フレームが回動により前倒させられ、上昇したその基端部を支点として、着座部本体が、着座部フレームから離反して水平位置を回動させられる。これにより、着座部本体はホイールベースの短縮に対応するストロークに加えて、着座部フレームの前倒に対応するストロークだけさらに上昇する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１及び図２を基に本発明の実施の形態の一例による姿勢制御式電動車椅子を説明する。この電動車椅子の前輪２は、走行方向に対して直交方向へ回転可能な半紡錘形状の回転体を周囲に配列され、前輪支持フレーム２ａの先端部に支持されている。モーター駆動の後輪１は、パイプ１ｂ、両側のフレーム１ｃ等で構成される本体フレーム１ａに支持されている。前輪支持フレーム２ａの基端部は、本体フレーム１ａに支持される横断方向のシャフト２ｂを備えることにより、本体フレーム１ａに枢着されると共に、その先端部には着座部フレーム１１が両側のシャフト１１ａにより枢着されている。着座部フレーム１１の先端部には、これを横断するシャフト６ａにより、膝より下方の脚部を支持するレッグレスト６の基端部が両側のブラケット６ｂを介して枢着されている。
【００１２】
シートバック７は、シートバック本体７ａ及びシートバックフレーム７ｂで構成されると共に、先端部にヘッドレスト８を備え、途中位置にアームレスト９を昇降可能に支持している。着座部１０は、着座部フレーム１１と、これに載置される着座部本体１２と、着座部フレーム１１の先端部分に取付けられた固定着座部１２ａとで構成される。着座部本体１２は、シートバック７に対して略直角になる配置状態で基端部同士が固着されると共に、これらの基端部が構成するコーナ部、例えば着座部本体１２の基端部を横断するシャフト１８により、着座部フレーム１１の基端部に、その両側に突設されたヒンジブラケット１７を介して枢着されている。これににより、着座部本体１２は着座部フレーム１１に対してシャフト１８を支点とする回動により離反し得るようになっている。
【００１３】
これらの枢着位置を支点として回動可能な各部には、モータ機構を内蔵して進退駆動を行うパワーシリンダ２０〜５０が付設されている。そのうちの昇降用パワーシリンダ２０のシリンダ本体２２の基端部は、本体フレーム１ａに基端部がピン２９で枢着されたリンクアーム２３の先端部にピン２８で枢着され、そのシリンダロッド２１の先端部はシャフト２ｂに取付けられたヒンジブラケット２７にピン２４で枢着されている。これにより、シリンダロッド２１の進退でシャフト２ｂが回転駆動され、本体フレーム１ａに対して前輪支持フレーム２ａが回動させられ、前輪２及び後輪１間の間隔であるホイールベースが伸縮制御される。この昇降用パワーシリンダ２０は、両側の最も外側に一対設けられる。
【００１４】
着座部フレーム１１を後倒状態から水平状態を経由して前倒状態になる範囲で本体フレーム１ａに対して回動させる着座部フレーム用パワーシリンダ３０は、そのシリンダ本体３２の基端部が着座部フレーム１１にピン３９で枢着され、そのシリンダロッド３１の先端部がフレーム本体１ａに取付けられたヒンジブラケット３５にピン３３で枢着されている。このパワーシリンダ３０は、着座部フレーム１１の内側の両側に一対もしくは１個設けられる。
【００１５】
着座部本体１２を着座部フレーム１１に対して回動させて離反させる着座部本体用パワーシリンダ４０は、そのシリンダ本体４２の基端部が着座部フレーム１１にピン４４で枢着され、そのシリンダロッド４１の先端部がシートバックフレーム７ｂに突設されたヒンジブラケット７ｄにピン４５で枢着されている。このパワーシリンダ４０は中間位置に１個設けられ、シリンダロッド４１が後退駆動されると、着座部本体１２はシャフト１８を支点として上方へ回動させられて後倒する。
【００１６】
レッグレスト６を着座部フレーム１１に対して略直交位置から前方へ回動させるレッグレスト用パワーシリンダ５０は、そのシリンダ本体５２の基端部が着座部フレーム１１にピン５５で枢着され、シリンダロッド５１の先端部がレッグレスト６の裏面に突設されたヒンジブラケット５４にピン５３で枢着されている。このパワーシリンダ５０は中間位置に１個設けられ、シリンダロッド５１が前進駆動されると、レッグレスト６はシャフト６ａを支点として上方へ向けてスイングさせる。
【００１７】
このように、パワーシリンダ２０〜５０は、嵩張ることなく着座部フレーム１１もしくは本体フレーム１ａの裏側に収納される。これらのパワーシリンダには、着座部本体１２の周辺に設けられた操作部（図示せず）での着座者による手動操作に応答して、標準状態である「走行モード」から「アップモード」、「ダウンモード」及び「リクライニングモード」に姿勢制御されるように、コンピュータ利用の制御手段６０が付属しており、そのモータ制御信号に対応した駆動入力が所属の駆動部６１に供給される。
【００１８】
即ち、制御手段６０は、各姿勢モードに関連するパワーシリンダ２０〜５０に内蔵のモータの回転方向及び回転量並びに連動する場合の回転量の相互関係を規定する制御データを保持しており、手動操作で選択された姿勢モードの制御データに対応するモータ制御信号を所属の駆動部６１に供給して、所属のパワーシリンダ２０〜５０を自動的に作動させる。また、制御手段６０は、「走行モード」又は「アップモード」では、パワーシリンダ２０、３０又はパワーシリンダ３０、４０に、手動操作に応答してモータ制御信号を相応に出力して着座部１０の高さを調整させると共に、自動動作時の制御データのプリセット値として格納しておく。さらに、手動操作に応答して、パワーシリンダ４０によりリクライニングの後倒角度を相応に調整させ、プリセット値として格納しておくと共に、パワーシリンダ５０によりレッグレスト６の垂直下方位置から前方へのスイング位置を調整させる。
【００１９】
これにより、「アップモード」が選択されると、昇降用パワーシリンダ２０のシリンダロッド２１の前進でホイールベースを最短に短縮して着座部フレーム１１を上昇させると共に、着座部フレーム用パワーシリンダ３０のシリンダロッド３１を前進させて着座部フレーム１１の後端部をプリセット値に対応して水平位置よりも上方へ回動させ、さらに連動して着座部本体用パワーシリンダ４０のシリンダロッド４１を後退させて着座部本体１２の水平位置を保持させる。
【００２０】
「ダウンモード」が選択されると、昇降用パワーシリンダ２０のシリンダロッド２１の後退でホイールベースを最長に伸長すると共に、パワーシリンダ３０のシリンダロッド３１を後退させて着座部１０を水平位置へ後倒させ、さらに連動してレッグレスト用パワーシリンダ５０のシリンダロッド５１を前進させることにより、レッグレスト６を下向きの緩やかな傾斜にスイングさせて、その先端を路面等の走行面に接近させる。
【００２１】
「走行モード」が選択されて停車している状態で、「リクライニングモード」が選択されると、着座部本体用パワーシリンダ４０のシリンダロッド４１を後退させて着座部本体１２を水平位置からプリセット値に対応する角度にシートバック７と共に後倒させる。また、高さ調整の操作に応答して昇降用パワーシリンダ２０によりホイールベースを短縮又は伸長して着座部フレーム１１の高さを可変すると共に、連動して着座部フレーム用パワーシリンダ３０により着座部１０の水平位置を保持させる。また、レッグレスト用パワーシリンダ５０のシリンダロッド５１を手動操作に応じて前進させることにより、レッグレスト６を前方の任意の角度にスイングさせる。
【００２２】
このように構成された姿勢制御式電動車椅子の動作は次の通りである。図２は電動車椅子の姿勢制御された各種の姿勢モードを示す（パワーシリンダは図示せず）。通常状態である「走行モード」（同図Ａ）では、自動走行し得ると共に、着座部本体１２の高さも調整でき、膝下の脚部を当てるレッグレスト６は垂直位置から適宜前方へスイングさせることができる。さらに、停車状態で、シートバック７を着座部本体１２と共に後倒させる「リクライニングモード」に姿勢制御することもでき、またリクライニング角度は手動調整できる。
【００２３】
「ダウンモード」（同図Ｂ）が選択されると、ホイールベースの最大伸長により、着座部本体１２が最下位置を占めると共に、レッグレスト６が前方へスイングして、その先端が走行面に接近する。これにより、レッグレスト６の緩やかな傾斜に沿って、足部又は脚部に障害或は欠損のある身障者でも臀部から容易に着座することができる。
【００２４】
「アップモード」（同図Ｃ）に操作されると、ホイールベースの最大短縮により上昇した着座部フレーム１１が水平状態よりも前倒して、その基端部をさらに上昇させ、さらに連動してその上昇位置で着座部本体１２が着座部フレーム１１から離反して水平位置に回動する。この状態で，従来のフットレストに足を載せて起立する「スタンドアップモード」と同程度の高さ位置に上半身を上昇させることができ、健常者の立ち姿勢の仕事を行うことができ、また目線を揃えて対話することもできる。
【００２５】
尚、別の実施の形態として、本体フレーム１ａに対する前輪支持フレーム２ａ及び着座部フレーム１１の回動並びに着座部フレーム１１に対する着座部本体１２及びレッグレスト６の回動のためのアクチュエータの全部もしくは一部は、前述のパワーシリンダを用いることなく、所属の枢着位置のシャフトを減速機付きのモータで直接回転駆動するように構成することもできる。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、回動によるホイールベースの短縮で着座部フレームを上昇させるのに加えて、着座部フレーム自体の基端部も上方へ回動させることにより、嵩張らない回動式の構造で着座部本体を大幅に上昇させることができる姿勢制御式電動車椅子が実現される。これにより、起立できない身障者に対しても、着座状態の上半身を健常者の起立姿勢と同程度に上昇させることができる。
【００２７】
請求項２の発明によれば、ダウンモードにおいて着座部の前方に床に向けて斜めにレッグレストが連接されることにより、臀部から容易に着座することが可能になる。請求項３の発明によれば、着座部とシートバックとの位置関係をほぼ直交状態に保持したままで後倒するリクライニングモードが選択可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による姿勢制御式電動車椅子の要部側面図である。
【図２】同姿勢制御式電動車椅子の姿勢制御された各種の姿勢モードの概略斜視図である。
【符号の説明】
１ 後輪
１ａ 本体フレーム
２ 前輪
２ａ 前輪支持フレーム
６ レッグレスト
７ シートバック
１０ 着座部
１１ 着座部フレーム
１２ 着座部本体
２０〜５０ パワーシリンダ

Claims (3)

1. 着座部の昇降、シートバックの後倒等の複数種類の姿勢モードに姿勢制御される姿勢制御式電動車椅子において、
   着座部が、着座部フレームと、この着座部フレームに上方から重ねられる着座部本体とを備えると共に、互いに略直角に配置される前記着座部本体及びシートバックのコーナ部が互いに固着され、
   モータ駆動される後輪を支持する本体フレームに、先端に前輪を備えた前輪支持フレームの基端部と、前記着座部フレームの中間位置よりも先方部分とが枢着されると共に、前記コーナ部が前記着座部フレームの基端部に枢着され、
   ホイールベースを伸縮させるように前記前輪支持フレームを前記本体フレームに対して回動させる第１のアクチュエータと、前記着座部フレームを前記本体フレームに対して回動させる第２のアクチュエータと、前記着座部本体を前記着座部フレームに対して回動させる第３のアクチュエータとを備え、
   前記着座部が標準の高さ位置で水平状態になる走行モードと、前記着座部が標準の高さ位置から下降するダウンモードと、前記ホイールベースが短縮して上昇した前記着座部フレームが前倒した状態で、前記着座部本体が水平状態を保持するように前記着座部フレームから離反回動するアップモードとに姿勢制御されるように、第１、第２及び第３の前記アクチュエータの作動が制御されることを特徴とする姿勢制御式電動車椅子。
2. 着座部フレームの先端部に、レッグレストの基端部が枢着されると共に、前記レッグレストを前記着座部フレームに対して回動させる第４のアクチュエータを備えることにより、ダウンモードに姿勢制御された状態で、前記レッグレストが走行面に向けて下向きに傾斜するように回動することを特徴とする請求項１記載の姿勢制御式電動車椅子。
3. 第３のアクチュエータにより、水平状態の着座部フレームに対して着座部本体がシートバックと共に後倒するリクライニングモードに姿勢制御されることを特徴とする請求項１記載又は請求項２記載の姿勢制御式電動車椅子。

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