JP2008049069A

JP2008049069A - 昇降機構及び昇降椅子

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Publication number: JP2008049069A
Application number: JP2006231023A
Authority: JP
Inventors: Norio Mitsui; 紀雄三井
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-08-28
Filing date: 2006-08-28
Publication date: 2008-03-06

Abstract

【課題】簡易な構造で組立や修理が容易になるとともに駆動系に損傷が生じにくい昇降機構、及び、この昇降機構を備えた昇降椅子を実現する。
【解決手段】本発明の昇降機構は、垂直姿勢若しくは傾斜姿勢で延在する中空構造を備えた固定フレーム１２と、該固定フレームの内部において延在方向に沿って多数の噛合部を備える姿勢で張設された可撓性噛合材１４と、前記固定フレームに案内されるガイド構造１３Ｂを備えた可動体１３と、該可動体に搭載された駆動源１５と、該駆動源により回転駆動され、前記可撓性噛合材に噛合する駆動歯車と、を具備することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は昇降機構及び昇降椅子に係り、特に、昇降座椅子として構成する場合に好適な昇降機構の構造に関する。

一般に、昇降可能に構成された着座部を備えた昇降椅子が市販されており、高齢者等の日常生活に用いられる昇降座椅子、或いは、障害者の立ち上がり補助を行うための介護用補助椅子などとして構成されたものが知られている。このような昇降椅子の需要は、高齢化が進んだ昨今ではますます増大しつつある。

昇降椅子の着座部を昇降させるための昇降機構としては、例えば、垂直姿勢若しくは傾斜姿勢とされた固定フレームに対して、モータによって回転駆動されるネジ軸を立設状態となるように回転自在に取り付け、着座部を搭載した可動フレームに上記ネジ軸に螺合するナット部を固定してなる、所謂送りネジ機構を用いたものが知られている（例えば、以下の特許文献１及び２参照）。

また、上記昇降機構としては、固定フレームに沿って伸びるラックを設けるとともに、着座部を搭載した可動フレームにモータを搭載し、このモータで回転駆動される駆動歯車を上記ラックに噛合させることによって、着座部がモータとともに昇降するように構成されたものも知られている（例えば、以下の特許文献３乃至５参照）。
実開平６−２６５９２号公報実開平６−６８５４６号公報実開昭６１−１２４６２６号公報特開２０００−２７１号公報特開平１−２８４２４７号公報

しかしながら、前述の固定フレームに取り付けられたモータを有する昇降機構では、可動側の重量を軽減して効率的に駆動できるという利点はあるが、その反面、モータが固定フレームに取り付けられることで可動フレームの移動範囲全体に亘って動作する駆動系（送りネジなど）を設ける必要があるため、駆動側の機構部分が大型化し、実際の製品化に当たっては駆動系全体を覆うカバーを設ける必要があるなど、構造が複雑になることから組立や修理が難しくなるという問題点がある。

一方、可動フレームに搭載されたモータを有する昇降機構では、駆動側の機構部分自体をコンパクトに構成することはできるが、被動側には可動フレームの移動範囲全体に亘る長さのラックを設ける必要があるため、実際の製品化に当たっては当該ラックと駆動歯車との噛合部位が露出しないようにラック全体を覆うカバーを設ける必要があるなど、上記と同様に構造が複雑になることから組立や修理が難しくなるという問題点がある。

また、この種の昇降機構では、駆動歯車とラックとの噛合部位に大きな重量負荷が加わるため、当該噛合部位に損傷を受けやすく、例えば、ガタツキによる上記噛合部位の損傷を防止するためには固定フレームと可動フレームとの案内精度を高める必要があり、また、上記案内精度を高めても駆動歯車とラックに対する位置精度が悪いと上記噛合部位の損傷が却って生じやすくなるという問題点もある。

そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、簡易な構造で組立や修理が容易になるとともに駆動系に損傷が生じにくい昇降機構、及び、この昇降機構を備えた昇降椅子を実現することにある。

斯かる実情に鑑み、本発明の昇降機構は、垂直姿勢若しくは傾斜姿勢で延在する中空構造を備えた固定フレームと、長手方向に多数の噛合部が配列されて曲折可能に構成されてなり、前記固定フレームの内部においてその延在方向に沿って張設された可撓性噛合材と、前記固定フレームに案内されるガイド構造を備えた可動体と、該可動体に搭載された駆動源と、該駆動源により回転駆動され、前記可撓性噛合材に噛合する駆動歯車と、を具備することを特徴とする。

本発明によれば、中空の固定フレームの内部に可撓性噛合材を張設し、この可撓性噛合材に駆動歯車を噛合させることで、駆動源を搭載した可動体を固定フレームに沿って昇降させることができる。このとき、可撓性噛合材を張設する構造としたことにより中空の固定フレーム中に容易に装着することができるとともに何らかの損傷を受けても容易に交換を行うことができる。また、可撓性噛合材を用いることにより、位置精度等に多少の難があっても可撓性噛合材の移動や変形により駆動歯車と可撓性噛合材の噛合部位に損傷を受けることが抑制される。

本発明において、互いに平行に延在する一対の前記固定フレームを具備し、該一対の固定フレームのそれぞれの内部に前記可撓性噛合材が張設されているとともにこれらに前記駆動歯車がそれぞれ噛合し、前記駆動源が前記一対の固定フレームの間に配置され、その両側の一対の前記駆動歯車を共に回転駆動するように構成されていることが好ましい。これによれば、それぞれ一対の固定フレーム、可撓性噛合材、駆動歯車を用いることで、可動体がより安定した状態にて案内され、かつ確実に駆動される。

本発明において、前記固定フレームは、一側に開口し前記延在方向に伸びる一側開口を備えた一側空洞部と、他側に開口し前記延在方向に伸びる他側開口を備えた他側空洞部とを有する横断面Ｈ型の構造を具備し、前記ガイド構造が前記一側開口を通して前記一側空洞部に導入された状態で案内され、前記駆動歯車が前記他側開口を通して前記他側空洞部に配置された前記可撓性噛合材に噛合していることが好ましい。これによれば、横断面がＨ型になっていることで十分な剛性を確保できるとともに、ガイド構造による案内機能と、駆動歯車と可撓性噛合材の噛合による駆動機能とを構造を複雑化させずに容易に両立させることができる。

この場合に、上述のように一対の固定フレームを用いる場合には、上記一側開口及び一側空洞部を外側（もう一つの固定フレームとは反対側）に設けられた開口及び空洞部とし、上記他側開口及び他側空洞部を内側（もう一つの固定フレーム側）に設けられた開口及び空洞部とすることが好ましい。

本発明において、前記駆動源は、駆動側のウォームと、該ウォームに噛合する被動側のウォーム・ホイールとからなる回転伝達機構を介して前記駆動歯車を回転駆動するように構成されていることが好ましい。これによれば、ウォームとウォーム・ホイールとからなる回転伝達機構を介することで、コンパクトな機構でも十分な減速比を確保できるとともに、当該回転伝達機構を逆転不能な構造（セルフロック機能を有する構造）とすることが可能であるため、駆動源の停止時において可動フレーム側に加わる応力で逆転動作し、可動体が落下することを防止できる。

次に、本発明の昇降椅子は、上記いずれかに記載の昇降機構と、前記可動体に取り付けられた着座部とを具備したことを特徴とする。この昇降椅子は、例えば、着座部の座面の最低位置が通常の椅子と同じ位置にあるもの（立ち上がり補助機能付きの椅子）や、上記最低位置が座椅子と同じ位置にあるもの（昇降座椅子）として構成できる。

本発明において、前記着座部に固定されない状態で前記駆動源に接続された操作部をさらに具備することが好ましい。これによれば、操作部が着座部に固定されずに駆動源に接続されていることにより、操作部やその接続構造等とは無関係に着座部を取り外したり交換したりすることが可能になる。例えば、駆動源等に対して接続コードや無線等により接続された携帯型操作機を着座部には固定せずに設ける方法、可動フレームに固定されているが着座部には固定されていない操作部を設ける方法、などが考えられる。

本発明において、前記操作部は、前記着座部に設けられた収納部（収納ポケット等）に収容可能に構成されていることが好ましい。このようにすることで、操作性や利便性をさらに高めることができる。

以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。図１は本実施形態の昇降機構を備えた昇降椅子の一例を示す概略側面図、図２は同昇降椅子の上部を固定フレームの延在方向と直交する方向から見た様子を一部透視状態にて示す部分背面透視図、図３は図２のIII−III線に沿った横断面を示す部分断面図、図４は固定フレームの延在方向上方から見た、着座部を除いた構造を示す部分平面図、図５は案内ユニットの正面図（ａ）、側面図（ｂ）及び底面図（ｃ）である。ここで、図示例の昇降椅子１０は着座面が設置面（床面）に近い位置まで降下可能に構成された昇降座椅子である。

昇降椅子１０は、床面等の各種の設置面上に配置される基台１１と、この基台１１上において垂直方向に対してやや傾斜してなる姿勢で立設された一対の固定フレーム１２，１２と、これらの固定フレーム１２に対して取り付けられ、固定フレーム１２の延在方向に沿って移動可能に案内された可動体１３とを具備している。

基台１１は、左右一対の筒状のベース部材１１ａ、１１ａからそれぞれ出没自在に装嵌された支持軸１１ｂ、１１ｂを有し、この支持軸１１ｂの先端には接地部１１ｃが設けられている。そして、支持軸１１ｂの繰出長さを調整することで設置面に当接するベース部材１１ａと接地部１１ｃの間隔を変更することにより、設置場所のスペースに対応させて極力安定性を確保することができるように構成されている。ベース部材１１ａ間にはベース板１１ｄが固定されており、このベース板１１ｄの一部が傾斜した取り付け部１１ｅを有し、この取り付け部１１ｅに固定フレーム１２が当接した状態でボルト１１ｆや支持具１１ｇ等により固定されている。

一対の固定フレーム１２、１２は、それらの下部が基台１１のベース板１１ｄ上に固定され、それらの上部が連結部材１２ｘで互いに連結固定されることで、延在方向が互いに平行になるように位置め固定されている。固定フレーム１２は、その延在方向に伸びる空洞部を有する中空構造を有しており、内部、すなわち空洞部にチェーン１４が張設されている。チェーン１４は可撓性噛合材、すなわち、曲折可能な長手形状を有する条体或いは帯体であるとともに、後述する駆動歯車（スプロケット）１８に噛合する多数の噛合部（駒部１４ａ間の開口部）を長手方向に配列させてなるものである。可撓性噛合材としては、例えば、ラック状の歯を上記延在方向に配列させてなる可撓性ベルトであってもよい。チェーン１４の上部は上記連結部材１２ｘに固定されており、チェーン１４の下部は係合部材（係止金具）１４ｔに係合しており、この係合部材１４ｔが調整部材（ボルト及びナット）１４ｓを介して基台１１（ベース板１１ｄの取り付け部１１ｅ）に取り付けられている。ここで、調整部材１４ｓを調整する（ボルトとナットの螺合深さを増減する）ことにより、チェーン１４の張力を適宜に設定することができる。この場合、チェーン１４は可撓性を有するため、固定フレーム１２の空洞部内へ設置したり空洞部から取り外したりすることが容易にできる。なお、この係合部材１４ｔ及び調整部材１４ｓを含む張設機構は、上記構成に限らず、公知の種々の構造をとり得る。

図３に示すように、固定フレーム１２は一側と他側にそれぞれ開口１２ａ，１２ｂを備え、一側の開口１２ａを有する一側の空洞部１２Ａと、他側の開口１２ｂを有する他側の空洞部１２Ｂとが設けられ、全体としてＨ型の横断面構造を有している。空洞部１２Ａ、１２Ｂはそれぞれ固定フレーム１２の延在方向に伸び、内側（すなわち、もう一つの固定フレーム１２側）に設けられた空洞部１２Ｂ内には上記のチェーン１４が張設されている。ここで、チェーン１４は固定フレーム１２の内部の空洞部１２Ｂにおいて固定フレーム１２の傾斜側（図１の左側）の内面に沿って張設されている。

可動体１３は、後述する着座部２５を支持するための可動フレーム１３Ａと、この可動フレーム１３Ａと一体に設けられ、上記固定フレーム１２に係合し、その延在方向に移動可能に案内される案内ユニット１３Ｂとを有する。可動フレーム１３Ａは案内ユニット１３Ｂに対して固定フレーム１２の傾斜側とは逆側（図１の右側）に取り付けられている。案内ユニット１３Ｂは、一対の固定フレーム１２，１２を抱えるように断面コ字型に構成された案内フレーム１３ｂを有し、この案内フレーム１３ｂの左右両側の外側部１３ｃの内側には案内ローラ１３ｄが回転自在に軸支されている。これらの案内ローラ１３ｄは、固定フレーム１２の外側（すなわち、もう一つの固定フレーム１２とは逆側）に設けられた開口１２ａを通して外側の空洞部１２Ａ内に収容され、空洞部１２Ａの前後の内面に挟持された状態で固定フレーム１２の延在方向にそって移動自在に案内されている。図示例の場合、案内ローラ１３ｄは一対の固定フレーム１２のそれぞれの上下２箇所に係合するように２つずつ合計４つ設けられている。もちろん、一つの固定フレーム１２に対して３以上合計６以上の案内ローラを設けても構わない。

一方、案内フレーム１３ｂには、上記一対の固定フレーム１２，１２間に配置された駆動源である電動モータ１５が取り付けられている。図示例の電動モータ１５は減速機を内蔵したギアードモータである。電動モータ１５の出力軸にはウォーム１６が固定され、このウォーム１６にウォーム・ホイール１７が噛合している。ウォーム・ホイール１７の回転軸は両側に突出し、両側にそれぞれ駆動歯車１８，１８が固定されている。ウォーム１６とウォーム・ホイール１７とからなる回転伝達機構は、コンパクトでありながら極めて大きな減速比を与える。また、この回転伝達機構では公知のように実質的に逆回転が禁止されセルフロックされる（ウォーム・ホイール１７の回転でウォーム１６を回転駆動することが実質的に不可能である）機能を有するように構成できるので、電動モータ１５の停止時において他に何らロック機構を設けなくても、重量負荷が加わった可動体１３の高さを維持することができるという利点がある。さらに、上記回転伝達機構が回転軸線を直交する方向に変換するので、コンパクトな機構で電動モータ１５の左右両側に配置された一対の駆動歯車１８，１８を共に駆動することができる。

駆動歯車１８、１８は固定フレーム１２，１２の内側の開口１２ｂを通して内側の空洞部１２Ｂ内に配置され、この空洞部１２Ｂ内において上記チェーン１４に噛合している。ここで、駆動歯車１８のチェーン１４に対する噛合方向には固定フレーム１２の内面が存在し、チェーン１４を背後（固定フレーム１２が傾斜していることで斜め下方）から支持している。ただし、チェーン１４が固定フレーム１２の内面に常に当接しているのではなく、例えばチェーン１４が駆動歯車１８から離脱しそうになったときにのみ、固定フレーム１２の内面が背後から支持するように構成されていてもよい。

上記の昇降椅子１０若しくは移動機構においては、電動モータ１５が稼動するとウォーム１６及びウォーム・ホイール１７を介して駆動歯車１８が回転駆動され、この駆動歯車１８がチェーン１４に噛合していることで、可動体１３全体が昇降動作する。このとき、駆動源である電動モータ１５が可動体１３に搭載されていることで、固定側の構造をコンパクト化できるとともに、昇降座椅子では重要な着座部２５の座面の最低位置の低減が容易になる。

なお、案内ユニット１３Ｂには上部センサ１３ｘ及び下部センサ１３ｙが取り付けられている。そして、上部センサ１３ｘが連結部材１２ｘに取り付けられた検出補助材１２ｕに当接する（上限位置に到達する）と、可動体１３の上昇が停止し、下部センサ１３ｙが検出補助材１２ｄに当接する（下限位置に到達する）と、可動体１３の下降が停止するようになっている。さらに、可動フレーム１３Ａの最下部には底部検出枠１３ｗが上下動可能に取り付けられ、可動体１３の下降中に設置面上に何かが存在するなどの理由により底部検出枠１３ｗが上昇すると、底部センサ１３ｚでこれを検出して可動体１３の下降を停止させるようになっている。

本実施形態では、中空の固定フレームの内部にチェーン１４が張設されているので、フレームとカバーとを別々に設ける必要がないために部品点数が少なく、しかも、チェーン１４が可撓性を有するために組立、分解、修理などを容易に行うことができる。また、チェーン１４の可撓性により、駆動歯車１８に対する噛合部位の柔軟性を確保することができるため、当該噛合部位の損傷を低減若しくは防止することができる。特に、固定フレーム１２に横断面Ｈ型の構造を採用し、その二つの空洞部１２Ａ，１２Ｂにそれぞれ案内フレーム１３ｂ及び案内ローラ１３ｄからなる案内構造と、チェーン１４と駆動歯車１８の噛合部位からなる駆動構造とを別々に収容することで、固定フレームのフレーム剛性を確保しつつ、コンパクトかつ簡易な構造でも案内機能と駆動機能の両立を図ることができる。特に、一対の固定フレーム１２，１２により可動体１３を案内し、それぞれにチェーン１４を配して駆動することで、安定した案内状態及び駆動状態が得られる。

本実施形態では、駆動力がウォームギア機構を介して伝達されることでコンパクトな機構であっても大きな減速比が得られ、また、駆動力が与えられていないときに別途ロック機構を設けなくてもセルフロック機能により着座部の高さを維持できるという利点がある。

可動フレーム１３Ａには着座部２５が装着され、この着座部２５は、座面部２５ａと、背面部２５ｂと、側面部（肘掛部）２５ｃとを有する椅子状に構成されている。もっとも、着座部２５は人が着座できるものであればよいので、例えば、座面部２５ａのみで構成されていても何ら構わない。側面部２５ｃの外側（或いは内側）には収納ポケット２５ｐが設けられ、この収納ポケット２５ｐには、上記可動体１３（電動モータ１５）を操作するための操作部（携帯型操作体）２６を図示点線で示すように収容できるようになっている。操作部２６は例えば可動体１３（電動モータ１５）に対して接続コード２７等で接続されており、操作ボタン２６ａを操作することで電動モータ２５の正転（着座部の上昇）、逆転（着座部の下降）、停止を適宜に制御できるようになっている。なお、操作部２６は図示例の場合、携帯型操作体として構成されている。また、操作部２６を無線方式、赤外線方式等で可動体１３（電動モータ１５）と接続してもよい。

上記操作体２６は、着座部２５には固定されておらず、可動体１３のうち、着座部２５以外の部分、すなわち、案内ユニット１３Ｂ、電動モータ１５等に接続コード２７を介して直接に接続されている。これによって、着座部２５の取り付けや取り外しに際して操作部２６が支障にならず、操作部２６を取り外す必要もなくなるため、容易に組立、修理を行うことが可能になる。

尚、本発明の昇降機構及び昇降椅子は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施形態では昇降座椅子を構成する例を示したが、座椅子ではなく、通常の椅子の位置に着座部がある状態が最下位置でここから着座部が上昇するように構成された、立ち上がり補助用（介護用、リハビリ用）の椅子として構成することもできる。また、本発明の昇降機構は、上記の昇降椅子に限らず、家庭用エレベータや各種のリフト装置などの各種の装置に適用することができる。また、上記実施形態では可撓性噛合材としてチェーン１４を用いているが、延在方向に多数の噛合部を配列させてなる可撓性ベルトなど、種々の可撓性噛合材を用いることができる。

昇降機構及び昇降椅子の実施形態の側面図。同実施形態を固定フレームの延在方向と直交する方向から見た様子を示す部分背面図。同実施形態の部分横断面図（図２のIII−III線に沿った断面図）。同実施形態を固定フレームの延在方向に沿って上方から見た様子を示す部分平面図。同実施形態の可動体の案内ユニット部を示す正面図（ａ）、側面図（ｂ）及び底面図（ｃ）。

符号の説明

１０…昇降椅子（昇降機構）、１１…基台、１２…固定フレーム、１２Ａ，１２Ｂ…空洞部、１２ａ，１２ｂ…開口、１３…可動体、１３Ａ…可動フレーム、１３Ｂ…案内ユニット部、１３ｄ…案内ローラ、１４…チェーン、１５…電動モータ、１６…ウォーム、１７…ウォーム・ホイール、１８…駆動歯車、２５…着座部、２６…操作体、２７…接続コード

Claims

垂直姿勢若しくは傾斜姿勢で延在する中空構造を備えた固定フレームと、長手方向に多数の噛合部が配列されて曲折可能に構成されてなり、前記固定フレームの内部においてその延在方向に沿って張設された可撓性噛合材と、前記固定フレームに案内されるガイド構造を備えた可動体と、該可動体に搭載された駆動源と、該駆動源により回転駆動され、前記可撓性噛合材に噛合する駆動歯車と、を具備することを特徴とする昇降機構。
互いに平行に延在する一対の前記固定フレームを具備し、該一対の固定フレームのそれぞれの内部に前記可撓性噛合材が張設されているとともにこれらに前記駆動歯車がそれぞれ噛合し、前記駆動源が前記一対の固定フレームの間に配置され、その両側の一対の前記駆動歯車を共に回転駆動するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の昇降機構。
前記固定フレームは、一側に開口し前記延在方向に伸びる一側開口を備えた一側空洞部と、他側に開口し前記延在方向に伸びる他側開口を備えた他側空洞部とを有する横断面Ｈ型の構造を具備し、前記ガイド構造が前記一側開口を通して前記一側空洞部に導入された状態で案内され、前記駆動歯車が前記他側開口を通して前記他側空洞部に配置された前記可撓性噛合材に噛合していることを特徴とする請求項１又は２に記載の昇降機構。
前記駆動源は、駆動側のウォームと、該ウォームに噛合する被動側のウォーム・ホイールとからなる回転伝達機構を介して前記駆動歯車を回転駆動するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の昇降機構。
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の昇降機構と、前記可動体に取り付けられた着座部とを具備したことを特徴とする昇降椅子。
前記着座部に固定されない状態で前記駆動源に接続された操作部をさらに具備することを特徴とする請求項５に記載の昇降椅子。
前記操作部は、前記着座部に設けられた収納部に収容可能に構成されていることを特徴とする請求項６に記載の昇降椅子。