JP2005152314A

JP2005152314A - 車椅子

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Publication number: JP2005152314A
Application number: JP2003395319A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Asada; 英之浅田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-11-26
Filing date: 2003-11-26
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2023-11-26
Also published as: JP4257904B2

Abstract

【課題】平坦な室内の床面及び路面走行と車道と歩道との段差や登坂道路等に対する乗り越え走行時の切り替えが可能であり、しかも、このためのスペースが少なくてよく、操作を容易にした車椅子を提供する。
【解決手段】本体フレーム１０の両側に走行輪３０，３０を配設し、且つこの走行輪の外側に走行輪よりもやや小径なハンドリム５，５を配設した車椅子１００において、上記本体フレームの両側下部に取り付けた支持体５１，５１の前後位置に２つの小径歯車５５，５７を回転自在に支持し、且つ、本体フレームの両側上部に手動用歯車５９を回転自在に支持し、上記２つの小径歯車５５，５７と手動用歯車５９を走行輪の内周側に付設する大径のリング状歯車６００に噛合させて回転自在に支持したものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、車椅子に係り、特に、平坦な室内の床面及び路面走行時と車道と歩道との段差や登坂道路等に対する乗り越え走行時とに駆動手段を容易に切り替えできるようにしたものに関する。

従来の車椅子は、図１１，図１２に示すように、本体フレーム１のベースパイプ１Ａの後部に立設したバッグレストパイプ１Ｂの左右底部に、それぞれ走行輪３がハブ３Ａにより回転自在に取り付けられており、この走行輪３の外側にやや小径なハンドリム５が取り付けられている。そして、ベースパイプ１Ａの前部左右に、足置台７と首振り自在な小径の前輪９を備えている。更に、ベースパイプ１Ａの中央位置に使用者が座るシート１１と、背もたれ１２と、アームレスト１４，１５を備え、バッグレストパイプ１Ｂの左右上部に介助者が操作する把手１３を備えている。

この車椅子の場合は、シート１１に座る使用者が自分の両手を使ってハンドリム５を前後方向に回転操作することにより、前進・後退・方向変更を行う。上記ハンドリム５だけの操作による走行時において、平坦な道路等はそれほど強い腕力を必要としない。しかし、車道と歩道との段差や登坂道路等に対する乗り越え走行時には、相当に強い腕力を必要とし、介助者の手を借りないと走行させられないことがしばしばある。

そこで、上記問題点を改良すべく、小さな力でハンドリムを操作して走行駆動でき、また、利用者の衣服の袖口が走行輪のゴムタイヤ面に触れ難くした車椅子が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。その構成は、本体フレームの両外側に走行輪が配設され、この走行輪の外側にハンドリムが配設されていること、上記走行輪の軸受は大径で、その軸受内輪が上記本体フレームに取り付けられた軸受ベースに固定されていること、上記走行輪の軸受は小径でその軸受外輪が上記走行輪の上記軸受内輪の内周部において上記軸受ベースに固定されていること、上記ハンドリムの回転中心は上記走行輪の回転中心より上方に位置しており上記走行輪の最上部の円周より上記ハンドリムの最上部の円周が上方に出っ張っていること、上記ハンドリムの回転軸と上記走行輪とが連動回転するように減速歯車機構で結合されていること、を条件としている。

上記車椅子の構成によると、走行輪及びハンドリムの間に設けた軸受と減速機とを併設させたものであるから、上記ハンドリムを使用者が手動操作することにより、小さな回転力でも大きな回転力を走行輪に伝達でき、車道と歩道との段差や登坂道路等に対する乗り越え走行が楽にできる。しかし、車椅子の横幅寸法を広くしてしまい、余分なスペースが必要になり、車椅子の使用時に邪魔となる。更に、走行時は減速歯車機構を介在させたハンドリムの操作に限定されることになり、平坦な室内の床面や路面での車椅子の走行スピードが制限される。従って、平坦な室内の床面や路面での車椅子の速い走行ができないという問題が生じている。
特開平９−２４０６７号公報

本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、平坦な室内の床面及び路面走行と車道と歩道との段差や登坂道路等に対する乗り越え走行時の切り替えが可能であり、しかも、このためのスペースが少なくてよく、操作を容易にした車椅子を提供することにある。

上記目的を達成するべく本発明の請求項１による車椅子は、シートを設けた本体フレームと、本体フレームの両側下部に前後方向に配置され回転自在に支持された複数個の小径歯車と、本体フレームの両側上部に回転自在に支持された手操作用歯車と、本体フレームの両側に配設され内周側に大径のリング状歯車を備えるとともに外側に走行輪よりもやや小径なハンドリムを備え上記小径歯車と手操作用歯車とにリング状歯車を噛合させることによって回転自在に支持された走行輪と、を具備したことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２による車椅子は、請求項１記載の車椅子において、上記小径歯車は弾性材で形成された支持体に取り付けられ、上記支持体を本体フレームに下方に押し下げて固定し小径歯車をリング状歯車に弾性的に押圧させたことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３による車椅子は、請求項１または２記載の車椅子において、上記リング状歯車は立体的な格子構造の梯子状歯車であることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項４による車椅子は、請求項１〜３のうちいずれか１項記載の車椅子において、上記手動用歯車には電動機が付設されていることを特徴とするものである。

すなわち、本発明による車椅子の場合には、走行輪の内周側に設けた大径のリング状歯車に、本体フレームの両側下部に前後方向に配置された複数個の小径歯車と両側上部に設けられた手動用歯車とで回転自在に支持させたから、平坦な室内の床面及び路面走行時には、走行輪の外側に配置したハンドリムを手動操作して走行するものであり、通常の力で車椅子を走行させられる。また、車道と歩道との段差や登坂道路等に対する乗り越え走行時には、上記手動用歯車を手動操作して走行する。このとき、手動用歯車と走行輪のリング状歯車との回転比による減速作用が働き、手動用歯車の回転操作によって走行輪に大きな回転トルクが付与され、少ない力で車道と歩道との段差や登坂道路等に対する乗り越えが可能となる。また、その操作はハンドリムを握るか手動用歯車の操作棒を握るかの切替えだけでよく、走行条件に合わせて容易に変更できる。

また、ハンドリムを外側に備える走行輪に対し、この走行輪の内周側内に配置されたリング状歯車に手動用歯車が噛合して配置されているから、走行輪と駆動手段のスペースを縮小でき、軽量化を図ることができる。

また、複数個の小径歯車を支持する支持体がグラスファイバーや板バネ等の弾性材製であって、上記支持体を本体フレームに下方に押し下げて固定し小径歯車をリング状歯車に弾性的に押圧させたことにより、常に小径歯車がリング状歯車に押しつけられるので脱落しにくくなり、また、路面の凹凸部を乗り越えるときに、支持体の弾性変形作用で衝撃が緩衝されて使用者への振動が緩和される。

また、小径歯車と手動用歯車とリング状歯車との噛合いにおいて、リング状歯車を立体的な格子構造の梯子状歯車とすることにより、リング状歯車の剛性が高められるとともに、軽量化が図られる。更に、噛み合いが外れ難くなり、より一層安全な走行が可能となる。

更に、上記手動用歯車に電動機を付設した場合には、使用者の手動操作によらなくても、電動機により手動用歯車を積極的に前後方向に駆動させることができ、車道と歩道との段差や登坂道路等に対する乗り越え走行は勿論のこと、平坦路面の走行にも、車椅子を楽に走行できる。

本発明の車椅子によると、まず、平坦な室内の床面及び路面走行時、又は車道と歩道との段差や登坂道路等に対する乗り越え走行時の切り替えが、ハンドリムを握るか、手動用歯車の操作棒を握るかだけで簡便にできる。そして、車道と歩道との段差や登坂道路等に対する乗り越え走行時には、手動用歯車の軽い操作力で走行輪に大きな回転トルクが付与され、少ない力で乗り越えが可能となる。また、走行輪にはスポークもハブもなく、手動用歯車と複数個の小径歯車が走行輪内にまとめられて配置されるからスペースの縮小化が図られ、軽量化を図ることができる、また、電動機により駆動する方式とすれば、更にその操作が容易になる。従って、老人や病人や肢体不自由者等の行動範囲を拡大化することに貢献できる。

以下、図１乃至図５を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。図１は本実施の形態の車椅子の外観を示す斜視図であり、図２はその右側面図、図３は背面図、図４は要部を拡大して示す右側面図、図５は要部を拡大して示す背面図である。

本発明の車椅子１００は、図１に示すように、本体フレーム１０において、ベースパイプ１０Ａの中央位置に使用者が座るシート１１を備えるとともに、その左右上部に手動用歯車５９が配設され、ベースパイプ１０Ａの後部に立設するバッグレストパイプ１０Ｂの左右底部に２つの小径歯車５５，５７が配設され、この３つの歯車により走行輪３０が内周側に設けたリング状歯車６０を介して回転自在に取り付けられている。また、上記走行輪３０の外側には、この走行輪３０の外径よりもやや小径なハンドリム５が取り付けられている。また、ベースパイプ１０Ａの前部左右に足置台７を備え、且つ首振り自在な小径の前輪９を備えている。更に、バッグレストパイプ１０Ｂの左右上部に介助者が操作する把手１３を備え、ベースパイプ１０Ａの上部にアームレスト１４，１５を備えている。尚、図示はしないが、両側のベースパイプ１０Ａ及びシート１１はクロスパイプにより折り畳み可能になっている。勿論、折り畳みでないタイプとすることもできる。

次に、図２乃至図５を参照して走行輪３０の支持構造を説明する。まず、上記本体フレーム１０のバッグレストパイプ１０Ｂの両側下部に筒部５１Ｂを介して支持体５１，５１を配設し、この支持体５１，５１の前後位置に軸部５１Ｄ，５１Ｅを設け、ここに２つの小径歯車５５，５７を回転自在に支持している。尚、小径歯車５５，５７は支持体５１を介して取り付けてよいが、本体フレーム１０に直接取り付けても良い。この２つの小径歯車５５，５７は、走行輪３０の内周側に付設する大径のリング状歯車６０，６０の下部側の前後位置にて噛合されている。２つの小径歯車５５，５７は、走行輪３０の回転中心部Ａを通る垂直線Ｈの前後位置に配置されている。更に、本体フレーム１０のベースパイプ１０Ａの上部に設けた軸部１０Ｄには、手動用歯車５９が回転自在に支持されている。尚、小径歯車５５，５７は複数個設けられていればよく、例えば３個以上としてもよい。

この手動用歯車５９とリング状歯車６０との噛合位置であるが、図４に示すように、上記走行輪３０の回転中心部Ａを通る前側４５°の角度で引いた傾斜線Ｈ１上における上部に手動用歯車５９の回転中心部Ｂが定められている。また、支持体５１の後部の小径歯車５７の回転中心部Ｃも、傾斜線Ｈ１上に配置されている。また、支持体５１の前部の小径歯車５５の回転中心部Ｄは、傾斜線Ｈ１と直交する傾斜線Ｈ２上に配置されている。これにより、大径のリング状歯車６０が２つの小径歯車５５，５７と手動用歯車５９との三点で噛合され、回転自在に支持される。尚、設計上は、上記手動用歯車５９の回転中心部Ｂは、傾斜線Ｈ１から傾斜線Ｈ２上における９０°の角度範囲内に配置されていることが必要であり、この角度範囲９０°外に上記手動用歯車５９の回転中心部Ｂが配置されると、上記小径歯車５５，５７と手動用歯車５９とが、リング状歯車６０との噛合から外れて脱輪してしまう。

手動用歯車５９の歯数Ｎ１と大径のリング状歯車６０の歯数Ｎ２であるが、Ｎ１／Ｎ２＝ｉの関係にあり、回転比ｉは１／６前後が適当である。上記手動用歯車５９は、その外面に折り畳み可能に取り付けた操作棒５９Ａにより駆動されるものであり、走行輪３０と一体のハンドリム５を手動で駆動するか、手動用歯車５９を手動で駆動するかは任意に選択することができる。

以上の構成を基にその作用を説明する。まず、走行輪３０，３０の内周側に設けた大径のリング状歯車６０に、本体フレーム１０の両側に配設した支持体５１，５１の前後位置に設けた小径歯車５５，５７と両側上部に設けた手動用歯車５９とを略三角形状位置に配置させ回転自在に支持されている。これにより、平坦な室内の床面及び路面走行時には、走行輪３０，３０の外側に配置したハンドリム５，５により通常の速度で走行できる。また、車道と歩道との段差や登坂道路等に対する乗り越え走行時には、操作棒５９Ａにより手動用歯車５９，５９を回転させると、走行輪３０，３０のリング状歯車６０，６０は減速された速度で回転し、大きな回転トルクが働いて、軽い操作力で車道と歩道との段差や登坂道路等に対する乗り越えができる。つまり、平坦な室内の床面及び路面走行時と、段差や登坂道路等に対する乗り越え走行時とで、走行輪３０と一体のハンドリム５で手動するか、手動用歯車５９で手動するかの選択が任意にできる。

また、ハンドリム５を外側に備える走行輪３０，３０に対し、その内周側に配置されたリング状歯車６０に小径歯車５５，５７と手動用歯車５９が噛合して配置された構成としたから、スポークやハブが存在しないためスペースを縮小化できる。

以上、本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。まず、平坦な室内の床面及び路面走行時、又は車道と歩道との段差や登坂道路等に対する乗り越え走行時の切り替え操作は、ハンドリム５，５を握るか、手動用歯車５９，５９の操作棒５９Ａ，５９Ａを握るだけの選択で良く簡便に切り換え操作できる。そして、車道と歩道との段差や登坂道路等に対する乗り越え走行時には、減速機能を備えた手動用歯車５９，５９の軽い操作力で走行できる。また、手動用歯車５９と２つの小径歯車５５，５７とは、走行輪３０，３０のリング状歯車６０，６０内にまとめられておりスペースを縮小化して軽量化を図ることができる。また、電動式とすれば、車道と歩道との段差や登坂道路等に対する乗り越え走行は勿論のこと、平坦路面の走行にも、車椅子を楽に走行できる。

次に、図６、図７を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。この第２の実施の形態の車椅子２００は、上記２つの小径歯車５５，５７を支持する支持体５１Ａ，５１Ａをグラスファイバーや樹脂、板バネ等の弾性材で形成し、上記支持体５１Ａ，５１Ａを本体フレーム１０に下方に押し下げて固定し小径歯車５５，５７をリング状歯車６０に弾性的に押圧させたものである。尚、支持体５１Ａ，５１Ａは、筒部５１Ｂに軸受を設け枢軸５１Ｃにより支持し、これにより本体フレーム１０に対して支持体５１Ａ，５１Ａを回動自在としているが、本体フレーム１０に固定しても良い。その他の構成は上記第１実施の形態の場合と同様であるから、同一部分には同一符号を付してその説明は省略する。

上記第２の実施の形態によると、支持体５１Ａ，５１Ａの弾性変形作用で２つの小径歯車が常にリング状歯車６０に押しつけられるので脱落しにくくなり、また、路面の凹凸部を乗り越えるときに、衝撃が緩衝されて使用者への振動が緩和され、乗り心地が改善される。

次に、図８、図９を参照して本発明の第３の実施の形態を説明する。この第３の実施の形態の車椅子３００は、上記第２の実施の形態において、２つの小径歯車５５，５７と手動用歯車５９に噛合するリング状歯車６０を立体的な格子構造の梯子状歯車Ｋ３としたものである。その他の構成は上記第２の実施の形態の場合と同様であるから、同一部分には同一符号を付してその説明は省略する。

上記第３の実施の形態によると、２つの小径歯車５５，５７と手動用歯車５９に噛合するリング状歯車６０は、立体的な格子構造の梯子状歯車Ｋ３であるから、このリング状歯車の軽量化が図れるとともに、剛性が高められて変形が抑制される。これにより、上記歯車の噛み合いが外れ難くなり、より一層に安全な走行が可能となる。

次に、図１０を参照して本発明の第４の実施の形態を説明する。この第４の実施の形態の車椅子４００は、上記第１の実施の形態において、本体フレーム１０の両側上部に配置した手動用歯車５９，５９に、電動機Ｍ１，Ｍ２を付設したものである。尚、本体フレーム１０の両側上部には、各電動機Ｍ１，Ｍ２の正逆転用の操作レバーＳＬ１，ＳＬ２を備えている。また、下部にはバッテリーＢＴを備えている。その他の構成は、上記第１の実施の形態の場合と同様であるから、同一部分には同一符号を付してその説明は省略する。

上記第４の実施の形態によると、上記手動用歯車５９，５９に電動機Ｍ１，Ｍ２を付設することにより、使用者の手動操作によらなくても、操作レバーＳＬ１，ＳＬ２により電動機を制御して手動用歯車５９，５９を積極的に前方向又は後方向に駆動させられる。これで、車道と歩道との段差や登坂道路等に対する乗り越え走行時は勿論のこと、平坦路面の走行時にも、車椅子４００を楽に走行させられる。

本発明の第１の実施の形態を示す図で、車椅子の斜視図である。本発明の第１の実施の形態を示す図で、車椅子の側面図である。本発明の第１の実施の形態を示す図で、背面図である。本発明の第１の実施の形態を示す図で、駆動輪内の拡大図である。本発明の第１の実施の形態を示す図で、駆動輪内の断面図である。本発明の第２の実施の形態を示す図で、駆動輪内の拡大図である。本発明の第２の実施の形態を示す図で、駆動輪内の断面図である。本発明の第３の実施の形態を示す図で、駆動輪内の拡大図である。本発明の第３の実施の形態を示す図で、駆動輪内の断面図である。本発明の第４の実施の形態を示す図で、車椅子の斜視図である。従来例を示す図で、車椅子の側面図である。従来例を示す図で、車椅子の一部背面図である。

符号の説明

５ハンドリム
７足置台
９前輪
１０本体フレーム
１０Ａベースパイプ
１０Ｂバッグレストパイプ
１０Ｄ軸部
１１シート
１３把手
１４，１５アームレスト
３０走行輪
５１，５１Ａ支持体
５１Ｂ筒部
５１Ｃ枢軸
５１Ｄ，５１Ｅ軸部
５５，５７小径歯車
５９手動用歯車
５９Ａ操作棒
６０リング状歯車
１００車椅子
２００車椅子
３００車椅子
４００車椅子
Ａ回転中心部
Ｂ回転中心部
Ｃ回転中心部
ＢＴバッテリ
Ｈ１傾斜線
Ｈ２傾斜線
Ｈ垂直線
Ｋ３梯子状歯車
Ｎ１手動用歯車の歯数
Ｎ２リング状歯車の歯数
Ｍ１，Ｍ２電動機
ＳＬ１，ＳＬ２操作レバー

Claims

シートを設けた本体フレームと、本体フレームの両側下部に前後方向に配置され回転自在に支持された複数個の小径歯車と、本体フレームの両側上部に回転自在に支持された手操作用歯車と、本体フレームの両側に配設され内周側に大径のリング状歯車を備えるとともに外側に走行輪よりもやや小径なハンドリムを備え上記小径歯車と手操作用歯車とにリング状歯車を噛合させることによって回転自在に支持された走行輪と、を具備したことを特徴とする車椅子。
上記小径歯車は弾性材で形成された支持体に取り付けられ、上記支持体を本体フレームに下方に押し下げて固定し小径歯車をリング状歯車に弾性的に押圧させたことを特徴とする請求項１記載の車椅子。
上記リング状歯車は立体的な格子構造の梯子状歯車であることを特徴とする請求項１または２記載の車椅子。
上記手動用歯車には電動機が付設されていることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載の車椅子。