JP2008073262A - 車輪駆動装置および車椅子 - Google Patents

Abstract

【課題】 切替操作部がレバーに対して回転自在であることを保持しつつ、移動体の利用者の意に反して力伝達機構の態様が切り替わってしまうことを防止する車輪駆動装置および車椅子を提供する。
【解決手段】 レバー１２が揺動したとき、力伝達機構４０が第１の態様である場合には主車輪にＸ方向に回転力を付与すると共にＹ方向に遊転し、第２の態様である場合には主車輪にＹ方向に回転力を付与すると共にＸ方向に遊転する。力伝達機構４０の態様は、力伝達態様切替機構７０によって切り替えられる。この力伝達態様切替機構７０は、切替部材７２、切替操作部７４および仮係止部材を有している。仮係止部材は、切替操作部７４が第１の回転方向位置または第２の回転方向位置にあるときに、切替操作部７４とレバー１２とを切替操作部７４の回転方向に仮係止する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車輪の回転によって走行する移動体に用いられ、当該車輪に対して揺動させることによって当該車輪を回転させることが可能な車輪駆動装置、および、この車輪駆動装置を備える車椅子に関する。

この明細書において、移動体の一例として車椅子を採用し、以下、車輪駆動装置が車椅子に用いられた場合について説明する。

近年、車椅子に代表される移動体を、レバー操作によって移動させることができるようにとの要望が高まってきている。車輪を回転させるためのレバーが設けられた車椅子の従来例が、例えば特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載の車椅子は、レバーを揺動させたときに車輪に対して第１の方向または第２の方向に回転力を付与する力伝達機構を、レバーと車輪との間に備えている。

力伝達機構は第１の態様と第２の態様とに切り替え可能に構成されており、第１の態様である場合には、レバーの揺動によって車輪に対して第１の方向に回転力が付与される。一方、第２の態様である場合には、レバーの揺動によって車輪に対して第２の方向に回転力が付与される。

さらに、この車椅子は、力伝達機構の態様を切り替えるための切替部材を有している。この切替部材は、レバーに対して回転自在に設けられた切替操作部をレバーに対して回転させることで、力伝達機構の態様を切り替えることができる。力伝達機構の態様が切り替えられると、車輪に対して付与される回転力の方向、即ち、車椅子の走行方向が変更される。

特許第３６８９１０１号公報

ところが、移動体の走行中等に、移動体の利用者（移動体が車椅子であれば車椅子の着座者）の意に反して力伝達機構の態様が切り替わってしまうことがある。切替操作部（即ち切替部材）がレバーに対して回転自在に設けられているからである。また、力伝達機構の態様が切り替わるほどでなくても、車輪に対して効率良く回転力を付与できる程度に力伝達機構の態様を維持できなくなってしまう虞がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、切替操作部がレバーに対して回転自在であることを保持しつつ、移動体の利用者の意に反して力伝達機構の態様が切り替わってしまうことを防止する車輪駆動装置および車椅子を提供することを目的とする。

なお、本発明を適用できる移動体は、電気的駆動手段を伴うことなく例えば手動で車輪を回転させる非電動式の移動体であって、自走式の車椅子の他、例えば自転車に代表される非電動式の二輪車、非電動式の三輪車およびこれらを模した玩具等が考えられる。

本発明において、以下の特徴は単独で、若しくは、適宜組合わされて備えられている。

前記課題を解決するための本発明に係る車輪駆動装置は、車輪の回転によって走行する移動体に用いられ、当該車輪に対して揺動させることによって当該車輪を回転させることが可能な車輪駆動装置であって、前記車輪に対して揺動自在に設けられるレバーと、前記レバーと当該レバーが設けられる車輪との間に配置され、少なくとも第１の態様または第２の態様に切り替え可能であり、前記移動体に設けられた場合において、前記レバーが揺動したとき、前記第１の態様である場合には前記車輪に対して一方向に回転力を付与すると共に当該一方向とは反対の他方向に遊転する一方、前記第２の態様である場合には前記車輪に対して前記他方向に回転力を付与すると共に前記一方向に遊転する力伝達機構と、前記レバーに沿って設けられる軸状のものであって、軸心を回転中心とする第１の回転方向位置から第２の回転方向位置まで回転させることによって前記力伝達機構の態様を前記第１の態様から前記第２の態様に切り替え可能な切替部材、および、前記レバーに対して回転自在に設けられ、当該切替部材を回転させるための切替操作部、を含む力伝達態様切替機構と、を備えており、前記力伝達態様切替機構は、前記切替操作部が前記第１の回転方向位置または第２の回転方向位置にあるときに、当該切替操作部と前記レバーとを当該切替操作部の回転方向に仮係止する仮係止部材を、さらに含むことを特徴とする。

上記構成の車輪駆動装置によれば、本発明にかかる車輪駆動装置が車輪の回転によって走行する移動体に用いられたとき、レバーが車輪に対して揺動自在となる。このレバーを一方向に揺動させると力伝達機構を介して車輪に回転力が付与され、車椅子が走行する。力伝達機構は、少なくとも、車椅子の前進方向に車輪に回転力が付与される第１の態様と、車椅子の後退方向に車輪に回転力が付与される第２の態様と、の間で切替可能に構成されている。力伝達機構の態様は、力伝達態様切替機構によって切り替えられる。この力伝達態様切替機構は、切替操作部が第１の回転方向位置または第２の回転方向位置にあるとき、切替操作部と切替部材とが、仮係止部材によって切替操作部の回転方向に仮係止される。

前記課題を解決するための本発明に係る車椅子は、座部を有するフレームに回転自在に支持され、前記座部を挟む両側に少なくとも一つずつ配置される複数の車輪と、前記複数の車輪のうち少なくとも一つの車輪に揺動自在に設けられたレバーと、前記レバーと当該レバーが設けられた車輪との間に配置され、少なくとも第１の態様または第２の態様に切り替え可能であり、前記レバーが揺動したとき、前記第１の態様である場合には前記車輪に対して一方向に回転力を付与すると共に当該一方向とは反対の他方向に遊転する一方、前記第２の態様である場合には前記車輪に対して前記他方向に回転力を付与すると共に前記一方向に遊転する力伝達機構と、前記レバーに沿って設けられる軸状のものであって、軸心を回転中心とする第１の回転方向位置から第２の回転方向位置まで回転させることによって前記力伝達機構の態様を前記第１の態様から前記第２の態様に切り替え可能な切替部材、および、前記レバーに対して回転自在に設けられ、当該切替部材を回転させるための切替操作部、を含む力伝達態様切替機構と、を備えており、前記力伝達態様切替機構は、前記切替操作部が前記第１の位置または第２の位置にあるときに、当該切替操作部と前記レバーとを当該切替操作部の回転方向に仮係止する仮係止部材を、さらに含むことを特徴とする。

上記構成の車椅子によれば、レバーが車輪に対して揺動自在に設けられている。このレバーを一方向に揺動させると力伝達機構を介して車輪に回転力が付与され、車椅子が走行する。力伝達機構は、少なくとも、車椅子の前進方向に車輪に回転力が付与される第１の態様と、車椅子の後退方向に車輪に回転力が付与される第２の態様と、の間で切替可能に構成されている。力伝達機構の態様は、力伝達態様切替機構によって切り替えられる。この力伝達態様切替機構は、切替操作部が第１の回転方向位置または第２の回転方向位置にあるとき、切替操作部と切替部材とが、仮係止部材によって切替操作部の回転方向に仮係止される。

本発明に係る車輪駆動装置または車椅子において、前記仮係止部材が、少なくとも第１の溝および第２の溝が形成された溝形成面を有すると共に、当該溝形成面と前記切替操作部の回転方向とが実質的に平行となるように前記レバーに固定された溝形成部材と、前記切替操作部に保持されると共に、前記第１の溝および前記第２の溝のいずれかに係合する係合球と、前記溝形成面に向けて前記係合球に対して付勢する弾性部材と、を備えることが好ましい。

上記構成によれば、係合球が第１の溝または第２の溝に係合したとき、係合球と各溝とが当接することに起因する当接音が発生すると共に、これらが当接した感触が着座者の手に伝わる。

本発明に係る車輪駆動装置または車椅子において、前記レバーが、前記切替操作部の回転方向と実質的に平行であって且つ少なくとも第１の溝および第２の溝が形成された溝形成面を有すると共に、前記仮係止部材が、前記切替操作部に保持されると共に、前記第１の溝および前記第２の溝のいずれかに係合する係合球と、前記溝形成面に向けて前記係合球に対して付勢する弾性部材と、を備えていても良い。

上記構成のように、必ずしも仮係止部材が溝形成部材を備えている必要はなく、切替操作部の回転方向と実質的に平行な溝形成面がレバーに形成されていても良い。

本発明に係る車輪駆動装置または車椅子において、前記弾性部材が、凹部が形成された板バネであると共に前記切替操作部に取り付けられており、前記係合球が、前記弾性部材の凹部に配置されて挟持されることによって、前記弾性部材を介して前記切替部材に保持されていることが好ましい。

上記構成によれば、弾性部材としての板バネが切替操作部に取り付けられているので、切替部材を軸心とする回転方向に切替操作部が回転したとき、これに伴って板バネも、切替部材を軸心とする回転方向に回転する。また、係合球が弾性部材に挟持されているので、係合球が溝と係合した場合であっても、切替操作部の回転に伴って係合球がスムーズに回転する。

請求項１または請求項５に記載の発明によれば、切替操作部が第１の回転方向位置または第２の回転方向位置にあるとき、切替操作部７４と切替部材７２とが切替操作部７４の回転方向に仮係止されるので、切替操作部がレバーに対して回転自在であることを保持しつつ、移動体の利用者の意に反して力伝達機構の態様が切り替わってしまうことを防止することが可能となる。

請求項２または請求項６に記載の発明によれば、係合球が第１の溝または第２の溝に係合したとき、係合球と各溝とが当接することに起因する当接音が発生すると共に、これらが当接した感触が着座者の手に伝わるので、着座者が切替操作部を必要以上に回転させることを防止できるといったさらなる効果を奏する。なお、切替操作部を必要以上に回転させると、力伝達機構のトラブルの原因となる。

請求項３および請求項７に記載の発明によれば、請求項２または請求項６に記載の発明と同様の効果を奏するものの、係合球と係合する溝が形成された溝形成面を有する溝形成部材を必ずしも備えている必要はない。例えば、レバーに溝形成面が形成されていても良い。

請求項４および請求項８に記載の発明によれば、係合球が溝と係合した場合であっても、切替操作部の回転に伴って、溝形成面上を係合球がスムーズに移動するので、切替操作部を回転させたときに係合球が溝に係合したままで空回りするといったトラブルを回避できる。

以下、本発明に係る車輪駆動装置、および、この車輪駆動装置が取り付けられた車椅子の好適な実施形態の例について、各図を参照しつつ説明する。なお、本実施形態において、車椅子が前進する場合における車輪の回転方向をＸ方向、車椅子が後退する場合における車輪の回転方向をＹ方向と称する。なお、Ｘ方向は本発明の「一方向」に相当し、Ｙ方向は本発明の「他方向」に相当する。

図１は、本発明に係る車輪駆動装置１０が取り付けられた車椅子１００の実施形態の一例を示す斜視図である。

この車椅子１００は、車輪駆動装置１０の他、本体部１１０と、この本体部１１０に回転自在に支持される主車輪１２０とを有している。この主車輪１２０は、本発明における「車輪」に相当する。

本体部１１０は、全体の骨格をなすフレーム１１２と、車椅子１００の利用者が着座できるようにフレーム１１２に支持された座部１１４とを有している。

さらに、この本体部１１０は、一般的な車椅子に見られるように、キャスター１１６および背もたれ部１１８をも有している。

主車輪１２０は、座部１１４の両側に一つずつ（計二つ）、本体部１１０（より具体的にはフレーム１１２）に回転自在に支持されて配置されている。

なお、主車輪１２０の数はこれに限られず、座部１１４の両側に、少なくとも一つずつの主車輪１２０が配置されていれば良い。

車輪駆動装置１０は、揺動により主車輪１２０を回転駆動させるためのものであり、各主車輪１２０に対応して設けられる。本実施形態では、二つの主車輪１２０に対して、それぞれ一つずつの車輪駆動装置１０が設けられている。また、車輪駆動装置１０は、対応する主車輪１２０に対して本体部１１０と反対側に設けられている。即ち、主車輪１２０が、本体部１１０と車輪駆動装置１０とに挟まれて配置されることとなる。

この車輪駆動装置１０の構成について、各図を参照しつつ説明する。

図２は、車輪駆動装置１０の一例を示す斜視図である。なお、図２に図示される車輪駆動装置１０は、図１に図示される車椅子１００に着座した場合における右側の車輪駆動装置１０である。

この車輪駆動装置１０は、移動体としての例えば車椅子に取り付けられた場合に主車輪１２０（図１参照）に対して揺動自在となる手動式のレバー１２と、回転部２０と、固定部３０と、力伝達機構４０と、力伝達態様切替機構７０とを備えている。

レバー１２は、湾曲状に延在しており、端部に把持部１２１を有している。このレバー１２が湾曲状に形成されているのは、審美性の観点、および、着座者が把持部１２１を把持しやすくする観点からである。

回転部２０は、車輪駆動装置１０が車椅子１００（図１参照）に取り付けられた場合に、レバー１２の揺動に伴って車椅子１００に対して回転する部分であり、カップ体２２と、ハブ２４とを有している。

カップ体２２は、レバー１２の端部（より詳しくは、把持部１２１とは反対側の端部）に固定して取り付けられており、盆状または椀状に形成された略円形の部材である。ハブ２４は、中央部に略円形の円板部が形成された長手部材であって、一方の端部がＴ字状に形成されている。そして、円板部がカップ体２２の中心部に配置されるようにして、両端部がカップ体２２と一体的に取り付けられている。

固定部３０は、車輪駆動装置１０が車椅子１００（図１参照）に取り付けられた場合に、レバー１２の揺動に伴って回転しない部分、即ち、Ｘ方向またはＹ方向についての回転が制限されるようにして車椅子１００に固定される部分である。この固定部３０は、軸部材３２と、制限部材３４とを有している。

軸部材３２は、車椅子１００（図１参照）のフレーム１１２に固定される部材である。制限部材３４は、回転部２０が回転したときにハブ２４と当接することによって、回転部２０の回転範囲ひいてはレバー１２の揺動範囲を制限するための部材である。

ハブ２４の円板部近傍には、後述する切替部材７２に連結された傘歯車７６が配置されている。

力伝達機構４０は、カップ体２２の盆状または椀状に形成された凹部に収納される。言い換えれば、レバー１２と、車椅子１００（図１参照）の主車輪１２０との間に配置される。この力伝達機構４０は、第１の態様、第２の態様および第３の態様のうちいずれかの態様に切替可能となっている。

車輪駆動装置１０が車椅子に取り付けられた場合において、力伝達機構４０が第１の態様または第２の態様である場合には、レバー１２を揺動させることによって主車輪１２０に対してＸ方向またはＹ方向に回転力を付与することができる。第３の態様である場合には、レバー１２を揺動させても車輪に対して遊転（空転）し、いずれの方向にも回転力を付与することができない（即ち第３の態様は「中立」となる）。なお、第１の態様、第２の態様および第３の態様についての詳細は後述する。

力伝達機構４０は、第１ギヤ４２、第２ギヤ４４、第３ギヤ４６、第４ギヤ４８、内側レース５０および楔締要素５２を備えている。

第１ギヤ４２は、略円形の中空部４２１を有しており、制限部材３４に固定して取り付けられる第２ギヤ４４と螺合するように配置されている。また、第３ギヤ４６が、第２ギヤ４４と同心であって且つ第２ギヤ４４と一体的に重ね合わせて配置される。さらに、第４ギヤ４８が、第１ギヤ４２と同心であって且つ第３ギヤ４６と螺合するように配置される。この第４ギヤ４８は、後述するが主車輪１２０に固定されている。

これにより、第１ギヤ４２が回転するとこれに螺合する第２ギヤ４４が回転する。そして、第２ギヤ４４が回転するとこれと一体的である第３ギヤ４６が回転する。さらに、第３ギヤ４６が回転するとこれに螺合する第４ギヤ４８が回転する。第４ギヤ４８は車輪に固定されているので、第１ギヤ４２が回転すると、この回転力が、第２ギヤ４４、第３ギヤ４６および第４ギヤ４８を介して車輪に伝達される。

ここで、力伝達機構４０の詳細について、図３を参照しつつ説明する。図３は、力伝達機構４０の一例を示す正面図である。なお、説明の便宜上、ハブ２４も図示している。

第１ギヤ４２の中空部４２１には楔締要素５２および内側レース５０が配置される。より具体的には、第１ギヤ４２の径内側に楔締要素５２が配置され、さらにこの楔締要素５２の径内側に内側レース５０が配置される。即ち、楔締要素５２は、第１ギヤ４２と内側レース５０との間に配置されることとなる。

また、内側レース５０の中心Ｏには、軸部材３２が、内側レース５０に対して回転自在に貫通している。ここで、内側レース５０は、ハブ２４の円板部と同心であって且つハブ２４と一体的に固定して取り付けられているので、レバー１２を揺動させるとこれに伴って回転する。

一方、軸部材３２は車椅子１００のフレーム１１２（いずれも図１参照）に固定される。即ち、車輪駆動装置１０が車椅子１００に取り付けられた場合、レバー１２を揺動させると、内側レース５０が軸部材３２に対して回転することとなる。

なお、内側レース５０は、多角形に形成された板状の部材である。この多角形の角部は、中心Ｏから外周までの距離が最も大きい最大径部５０１となっている。

一の最大径部５０１と、この一の最大径部５０１に隣接する他の最大径部５０１との間には、中心Ｏ側に凹む弧が形成されている。これにより、一の最大径部５０１と、この一の最大径部５０１に隣接する他の最大径部５０１との間には、中心Ｏから外周までの距離が最も小さい最小径部５０２が形成されることとなる。

次に、楔締要素５２の構成について、図４を参照しつつ説明する。図４は、楔締要素５２の一例を示す外観斜視図である。

楔締要素５２は、台座５４、複数のローラ５６、複数の支持柱５８および複数の弾性部材６０から構成されている。

台座５４は、中空部５４２を有する略円形の形状をしており、外周側面の一部には、傘歯車７６と螺合する切欠部５４１が外周方向に沿って形成されている。

この台座５４には、いずれも略同じ直径ｒである円柱形の複数のローラ５６が、中空部５４２の周囲に配列して載置されている。より具体的には、楔締要素５２の径内側に内側レース５０が配置された場合に、一の最大径部５０１と、この一の最大径部５０１に隣接する他の最大径部５０１との間にローラ５６が一つずつ配置されるように、台座５４に配列して載置される。

また、台座５４からは、ローラ５６が載置される側に向けて支持柱５８が立設している。支持柱５８は、互いに隣接する各ローラ５６の間（即ち、一のローラと他のローラとの間）に一つずつ立設されており、各ローラ５６を支持している。さらに、互いに隣接する各ローラ５６の間には、各ローラ５６を、台座５４の径内側に向けて（即ち内側レース５０（図２参照）に向けて）付勢する弾性部材６０としての板バネが配置されている。

次に、力伝達機構４０の作用について、図５〜７を参照しつつ説明する。図５は、図３に図示されるＡ部の詳細図であって、力伝達機構４０が第１の態様の場合を示す図である。図６は、図３に図示されるＡ部の詳細図であって、力伝達機構４０が第２の態様の場合を示す図である。図７は、図３に図示されるＡ部の詳細図であって、力伝達機構４０が第３の態様の場合を示す図である。

なお、図５〜７に図示されるように、内側レース５０の外周面から第１ギヤ４２の内周面までの距離は、最大径部５０１から第１ギヤ４２の内周面までの距離σが最も小さく、最小径部５０２から第１ギヤ４２の内周面までの距離ξが最も大きい。また、最大径部５０１から第１ギヤ４２の内周面までの距離σはローラ５６の直径ｒよりも小さく、最小径部５０２から第１ギヤ４２の内周面までの距離ξはローラ５６の直径ｒよりも大きい。

図５に示す第１の態様では、Ｘ方向側最大径部５０１ａと、このＸ方向側最大径部５０１ａに隣接するＹ方向側最大径部５０１ｂとの間に配置されているローラ５６が、Ｙ方向側最大径部５０１ｂ近傍に配置されている。

力伝達機構４０が第１の態様の場合において、レバー１２（図１参照）をＸ方向に向けて揺動させると、これに伴って内側レース５０がＸ方向に回転する。このとき、ローラ５６の楔締め効果により、Ｘ方向について内側レース５０と第１ギヤ４２とが連結状態となり、内側レース５０および第１ギヤ４２が一体となってＸ方向に回転する。ここで、ローラ５６の楔締め効果が発揮されて内側レース５０と第１ギヤ４２とが連結状態となるのは、最小径部５０２からＹ方向側最大径部５０１ｂにかけて、内側レース５０の外周面から第１ギヤ４２の内周面までの距離が次第に小さくなっているからである。これにより、内側レース５０の回転力が各ギヤ４２，４４，４６，４８を介して主車輪１２０（図１参照）に伝達される。

一方、レバー１２（図１参照）をＹ方向に向けて揺動させると、ハブ２４および内側レース５０が第１ギヤ４２に対して遊転する。即ち、Ｙ方向について内側レース５０と第１ギヤ４２とが非連結状態となる。Ｙ方向側最大径部５０１ｂから最小径部５０２にかけて、内側レース５０の外周面と第１ギヤ４２の外周面との距離が次第に大きくなっているために、楔締め効果が発揮されないからである。

図６に示す第２の態様では、Ｘ方向側最大径部５０１ａと、このＸ方向側最大径部５０１ａに隣接するＹ方向側最大径部５０１ｂとの間に配置されているローラ５６が、Ｘ方向側最大径部５０１ａ近傍に配置されている。

力伝達機構４０が第２の態様の場合において、レバー１２（図１参照）をＹ方向に向けて揺動させると、これに伴って内側レース５０がＹ方向に回転する。このとき、ローラ５６の楔締め効果により、Ｙ方向について内側レース５０と第１ギヤ４２とが連結状態となり、内側レース５０および第１ギヤ４２が一体となってＹ方向に回転する。ここで、ローラ５６の楔締め効果が発揮されて内側レース５０と第１ギヤ４２とが連結状態となるのは、最小径部５０２からＸ方向側最大径部５０１ａにかけて、内側レース５０の外周面から第１ギヤ４２の内周面までの距離が次第に小さくなっているからである。これにより、内側レース５０の回転力が各ギヤ４２，４４，４６，４８を介して主車輪１２０（図１参照）に伝達される。

一方、レバー１２（図１参照）をＸ方向に向けて揺動させると、ハブ２４および内側レース５０が第１ギヤ４２に対して遊転する。即ち、Ｘ方向について内側レース５０と第１ギヤ４２とが非連結状態となる。Ｘ方向側最大径部５０１ａから最小径部５０２にかけて、内側レース５０の外周面と第１ギヤ４２の外周面との距離が次第に大きくなっているために、楔締め効果が発揮されないからである。

図７に示す第３の態様では、Ｘ方向側最大径部５０１ａと、このＸ方向側最大径部５０１ａに隣接するＹ方向側最大径部５０１ｂとの間に配置されているローラ５６が、最小径部５０２付近に配置されている。

力伝達機構４０が第３の態様の場合において、レバー１２（図１参照）をＸ方向およびＹ方向のいずれに向けて揺動させても、ハブ２４および内側レース５０が第１ギヤ４２に対して遊転する。即ち、Ｘ方向およびＹ方向のいずれについても、内側レース５０と第１ギヤ４２とが非連結状態となる。最小径部５０２から第１ギヤ４２の内周面までの距離ξがローラ５６の直径ｒよりも大きいために、楔締め効果が発揮されないからである。

また、内側レース５０が第１ギヤ４２に対して遊転するとき、内側レース５０と第１ギヤ４２との間には間隙が形成されているので、内側レース５０が第１ギヤ４２に対して無段で遊転する。即ち、レバー１２を揺動させたときに、ラチェットタイプの場合のような衝撃を受けることがない。

ここで、内側レース５０と第１ギヤ４２とが非連結状態であるとき、レバー１２を揺動させても衝撃を受けないのは、各ローラ５６が、弾性部材６０によって台座５４の径内側に向けて付勢されているからである。即ち、内側レース５０の外周面から第１ギヤ４２の内周面までの距離がローラ５６の直径よりも大きい部位にローラ５６が配置されているとき、内側レース５０が回転したとしても、弾性部材６０の付勢作用によってローラ５６と第１ギヤ４２との間に間隙が発生し、第１ギヤ４２まで伝達される内側レース５０の回転に伴って発生する衝撃を軽減することができるからである。

なお、各ローラ５６の配置位置（即ち力伝達機構４０の態様）については、台座５４（図４参照）を周方向に回転させることによって切り替えることができる。この台座５４を周方向に回転させる（即ち力伝達機構４０の態様を切り替える）ための力伝達態様切替機構７０について、図８を参照しつつ説明する。図８は、力伝達態様切替機構７０の一例を示す分解斜視図である。

力伝達態様切替機構７０は、切替部材７２、切替操作部７４、前述の傘歯車７６および仮係止部材８０を有している。

切替部材７２は、軸状のものであって、レバー１２に沿って設けられている（図２参照）。具体的には、レバー１２の長手方向に沿って図示しない貫通孔が形成されており、この貫通孔の内部に切替部材７２が配置されている。本実施形態では、切替部材７２として撓曲性を有すると共に、一方の端部の捩れ角と他方の端部の捩れ角との差が例えば５度以内の極めて小さいワイヤが用いられている。

この切替部材７２が軸心７２０を回転中心として回転したとき、傘歯車７６を介して台座５４（図４参照）が周方向に回転し、これに伴ってローラ５６が内側レース５０に対して周方向に移動する。これにより、力伝達機構４０（図２参照）の態様が切り替えられる。

切替操作部７４は、レバー１２（図２参照）の把持部１２１近傍、より具体的には把持部１２１よりもさらにレバー１２の端部側に備えられている。この切替操作部７４は、α方向およびβ方向に回転自在となっている。なお、α方向およびβ方向は、切替部材７２の軸心７２０を回転中心とする回転方向であって、レバー１２の長手方向（即ちレバー１２が延在する方向）の仮想線を回転中心とする回転方向と実質的に同じ方向である。また、α方向およびβ方向は、互いに反対の方向である。

また、切替操作部７４は、操作本体部７４１と、この操作本体部７４１に一体的に固定される頭部７４２と、を有している。操作本体部７４１には、操作本体部７４１をα方向およびβ方向に容易に回転させることができるように、摘み部が形成されている。頭部７４２には切替部材７２が固定して取り付けられており、α方向またはβ方向への操作本体部７４１の回転に伴って切替部材７２も回転する。

仮係止部材８０は、溝が形成された溝形成部材８２、溝形成部材８２に形成された溝に係合する係合球８４、および、この係合球８４を保持する板バネ８６を有している。

本実施形態では、把持部１２１が筒状の柔軟部材で構成されており、この把持部１２１には鋼製の筒部材１２２が内挿されている。把持部１２１が柔軟部材で構成されているのは把持部１２１の触り心地を良くするためであり、この把持部１２１に筒部材１２２を内挿することによって把持部１２１の剛性が保たれている。

溝形成部材８２は、筒部材１２２の中空部を塞ぐ栓であり、図９（ａ）に示すように、切替部材７２の軸心７２０に対して略直交する面に複数の溝が形成された溝形成面８２５を有している。この溝形成面８２５は、切替操作部７４の回転方向（α方向およびβ方向）と実質的に平行となっている。なお、図９は、溝形成部材８２の一例を示す図であって、（ａ）が斜視図、（ｂ）が（ａ）に示されるＢ矢視の拡大図である。

図９（ａ）に示すように、溝形成面８２５には、軸心７２０から放射状に伸びる複数の溝８２１，８２２，８２３が形成されている。なお、いずれの溝も、軸心７２０を対称に、それぞれ、２つずつ形成されている。

溝形成面８２５に形成された溝８２３の形状は、図９（ｂ）に示すように、係合球８４の球面に対応している（即ち、溝８２３の曲率半径と係合球８４の半径とが実質的に同じ寸法となっている）。本実施形態では、溝８２３の曲率半径および係合球８４の半径は、いずれも１．７５ｍｍであり、溝８２３の深さは０．２５ｍｍである。なお、溝８２１，８２２についても、溝８２３と同様の形状に形成されている。

板バネ８６は、溝形成部材８２の溝形成面８２５に向けて付勢する態様で、切替操作部７４（より詳しくは操作本体部７４１）に固定して取り付けられている。係合球８４は、板バネ８６と溝形成部材８２の溝形成面８２５との間に配置されている。これにより、係合球８４は、溝形成部材８２によって溝形成面８２５に向けて付勢される。

板バネ８６には、図１０（ａ）および（ｂ）に示すように曲率を有する凹部８６１が形成されており、この凹部８６１の曲率半径は１．５ｍｍである。係合球８４はこの凹部８６１に配置される。ここで、図１０は、板バネ８６の一例を示す図であって、（ａ）が斜視図、（ｂ）が（ａ）に示されるＣ矢視図である。

上述のように、板バネ８６の凹部８６１の曲率半径は係合球８４の半径よりも小さくなっており、凹部８６１に係合球８４が配置されたとき、係合球８４は、両側から挟まれるようにして保持される（挟持される）。

ここで、上述のとおり板バネ８６は切替操作部７４に固定して取り付けられているため、係合球８４は、板バネ８６を介して切替操作部７４に保持されることとなる。なお、本実施形態における「板バネ８６」は、本発明の「弾性部材」に相当する。

次に、仮係止部材８０の作用について、図１１を参照しつつ説明する。図１１は、切替操作部７４を上方から見た平面図と溝形成部材８２を上方から見た平面図とを並べて示す図であって、力伝達機構４０が第３の態様（中立）である場合を（ａ）に、力伝達機構４０が第１の態様である場合を（ｂ）に、力伝達機構４０が第２の態様である場合を（ｃ）に示す。なお、図１１（ｂ）に示される切替操作部７４の位置が、本発明の「第１の回転方向位置」に相当し、図１１（ｃ）に示される切替操作部７４の位置が、本発明の「第２の回転方向位置」に相当する。

力伝達機構４０が第３の態様であるとき、係合球８４は溝８２２に係合する（図１１（ａ）参照）。この態様から切替操作部７４をβ方向に回転させると、これに伴って溝形成面８２５（図９参照）上を、係合球８４がβ方向に移動する（即ち、軸心７２０（図８または図９参照）を中心として回転する）。これは、係合球８４が板バネ８６ひいては切替操作部７４に保持されると共に、溝８２２の深さが板バネ８６の曲率半径と比較して極めて小さいことによるものである。

そして、切替操作部７４をβ方向に回転させることによって係合球８４が溝８２１の位置まで移動すると、係合球８４は溝８２１に係合する。このとき、力伝達機構４０は第１の態様となる。

同様にして、力伝達機構４０が第３の態様であるときに切替操作部７４をα方向に回転させると、これに伴って溝形成面８２５（図９参照）上を係合球８４がα方向に移動し、いずれ、係合球８４が溝８２３に係合する。このとき、力伝達機構４０は第２の態様となる。

係合球８４が各溝８２１，８２２，８２３に係合したとき、切替操作部７４は、把持部１２１ひいてはレバー１２（図１または図２参照）に対してα方向およびβ方向に仮係止される。「仮係止」とは、操作本体部７４１をα方向およびβ方向に回転させる等の外的負荷が作用した場合には操作本体部７４１が回転すると共に、かかる外的負荷が作用しない場合には、力伝達機構４０の態様が変わるほど操作本体部７４１が回転しないことを意味する。

係合球８４が各溝８２１，８２２，８２３に係合することによって切替操作部７４とレバー１２とが仮係止されたとき、係合球８４と各溝８２１，８２２，８２３とが当接することに起因する“カチ”といった当接音が発生する。また、係合球８４と各溝８２１，８２２，８２３とが当接する感触が着座者の手に伝わる。

次に、上述の車輪駆動装置１０を、車椅子１００に取り付ける方法について、図１２を参照しつつ説明する。図１２は、車輪駆動装置１０、車椅子の主車輪１２０およびフレーム１１２の一例を示す外観斜視図である。

車輪駆動装置１０を車椅子に取り付けるとき、先ず、軸部材３２を、主車輪１２０の中央部に形成された貫通孔１２０１に貫通させる。なお、主車輪１２０の中央部には、この主車輪１２０と同心となるように第４ギヤ４８が取り付けられているので、軸部材３２は、貫通孔１２０１および第４ギヤ４８の中央部に形成された貫通孔４８１の両方に貫通させる。

貫通孔４８１，１２０１を貫通した軸部材３２は、フレーム１１２に支持される。より具体的には、フレーム１１２に固定された固定プレート１２２に、軸部材固定部１２４によって軸部材３２が固定される。

なお、「軸部材固定部１２４によって軸部材３２が固定される。」とは、軸部材３２の軸心を中心とする方向への回転が制限されることを意味する。

また、貫通孔１２０１の内側には軸受が設けられているので、主車輪１２０は、軸部材３２に回転自在に支持されることとなる。即ち、主車輪１２０は、軸部材３２を介してフレーム１１２に回転自在に支持される。

このようにして組み立てられた車輪駆動装置１０は、図１に示すように主車輪１２０の略中心からこの主車輪１２０の径外側に向けて延在し、且つ車椅子１００に対して揺動自在に設けられる。着座者が、この車輪駆動装置１０のレバー１２を揺動させることによって、車椅子１００を、Ｘ方向またはＹ方向に移動させることが可能となる。

より具体的には、力伝達機構４０が第１の態様であるとき、着座者がレバー１２をＸ方向に揺動させると主車輪１２０がＸ方向に回転して車椅子１００が前進する。一方、レバー１２をＹ方向に揺動させても、遊転するのみである。

また、力伝達機構４０が第２の態様であるとき、着座者がレバー１２をＹ方向に揺動させると主車輪１２０がＹ方向に回転して車椅子１００が後退する。一方、レバー１２をＸ方向に揺動させても、遊転するのみである。

さらに、力伝達機構４０が第３の態様であるとき、着座者がレバー１２をＸ方向およびＹ方向のいずれに揺動させても主車輪１２０は前進も後退もすることなく、レバー１２が遊転するのみである。

以上のように、本実施形態の車輪駆動装置１０は、主車輪１２０の回転によって走行する車椅子１００に用いられる。本実施形態にかかる車輪駆動装置１０またはこの車輪駆動装置１０が設けられた車椅子１００は、レバー１２を備えており、このレバー１２は、主車輪１２０に対して揺動自在に設けられる。レバー１２と当該レバー１２が設けられる主車輪１２０との間には、力伝達機構４０が備えられている。この力伝達機構４０は、第１の態様、第２の態様または第３の態様に切り替え可能となっている。車輪駆動装置１０が車椅子１００に設けられた場合において、レバー１２が揺動したとき、第１の態様である場合には主車輪１２０に対してＸ方向に回転力を付与すると共に当該Ｘ方向とは反対のＹ方向に遊転する。一方、第２の態様である場合には主車輪１２０に対してＹ方向に回転力を付与すると共にＸ方向に遊転する。また、第３の態様である場合には、レバー１２を揺動させても主車輪１２０に回転力を付与することなく、Ｘ方向およびＹ方向のいずれにも遊転する。力伝達機構４０の態様は、力伝達態様切替機構７０によって切り替えられる。この力伝達態様切替機構７０は、切替部材７２および切替操作部７４を有している。切替部材７２は、レバー１２に沿って設けられる軸状のものであって、軸心７２０を回転中心として、図１１（ｂ）に示す位置（第１の回転方向位置）から図１１（ａ）に示す位置（第２の回転方向位置）まで回転させることによって力伝達機構４０の態様を第１の態様から第２の態様に切り替え可能となっている。切替操作部７４は、レバー１２に対して回転自在に設けられており、切替部材７２を回転させるためのものである。力伝達態様切替機構７０は、さらに仮係止部材８０を有している。この仮係止部材８０は、切替操作部７４が第１の回転方向位置または第２の回転方向位置にあるときに、切替操作部７４とレバー１２とを切替操作部７４の回転方向に仮係止する。

従って、切替操作部７４が第１の回転方向位置または第２の回転方向位置にあるとき、切替操作部７４と切替部材７２とが切替操作部７４の回転方向に仮係止されるので、切替操作部７４がレバー１２に対して回転自在であることを保持しつつ、車椅子１００の着座者の意に反して力伝達機構４０の態様が切り替わってしまうことを防止することが可能となる。

また、本実施形態にかかる車輪駆動装置１０またはこの車輪駆動装置１０が設けられた車椅子１００において、仮係止部材８０が、溝８２１，８２２，８２３が形成された溝形成面８２５を有すると共に、この溝形成面８２５と切替操作部７４の回転方向（α方向およびβ方向）とが実質的に平行となるようにレバー１２に固定された溝形成部材８２と、切替操作部７４に保持されると共に、溝８２１、溝８２２および溝８２３のいずれかに係合する係合球８４と、溝形成面８２５に向けて係合球８４に対して付勢する板バネ８６と、を備えている。

これによれば、係合球８４が各溝８２１，８２２，８２３に係合したとき、係合球と各溝８２１，８２２，８２３とが当接することに起因する当接音が発生すると共に、これらが当接した感触が着座者の手に伝わる。

従って、係合球と各溝８２１，８２２，８２３とが当接することに起因する当接音または着座者の手に伝わった感触により、車椅子１００の着座者によって切替操作部７４が必要以上に回転させられることを防止できる。これにより、切替操作部７４を必要以上に回転させることに起因する力伝達機構４０のトラブルを防止できる。即ち、切替操作部７４を必要以上に回転させると、傘歯車７６を介して楔締要素５２の台座５４が必要以上に周方向に回転しようとする。しかしながら、楔締要素５２のローラ５６はＸ方向側最大径部５０１ａとＹ方向側最大径部５０１ｂとの間に配置されているので、切替操作部７４を必要以上に回転させても、周方向における台座５４の回転が制限される。よって、切替操作部７４を必要以上に回転させると、台座５４の切欠部５４１が欠損したり、傘歯車７６の歯が欠けたりするといったトラブルの原因となるが、本実施形態によればこれを防止できる。

また、本実施形態にかかる車輪駆動装置１０またはこの車輪駆動装置１０が設けられた車椅子１００において、板バネ８６には凹部８６１が形成されており、この板バネ８６は、切替操作部７４に取り付けられている。そして、係合球８４が、板バネ８６の凹部８６１に配置されて挟持されることによって、板バネ８６を介して切替操作部７４に保持されている。

これによれば、係合球８４と各溝８２１，８２２，８２３とが係合した場合であっても、係合球８４が板バネ８６の凹部８６１に挟持されているので、切替操作部７４の回転に伴って溝形成面８２５上を係合球８４がスムーズに移動する。従って、切替操作部７４を回転させたときに係合球８４が溝８２１，８２２，８２３に係合したままで空回りするといったトラブルを回避できる。

なお、本発明は、上記の好ましい実施形態に記載されているが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が可能である。

例えば、上述の実施形態において、溝形成面８２５が形成された溝形成部材８２は仮係止部材８０を構成しているが、必ずしもこれに限られなず、例えば、レバー１２に溝形成面８２５が形成されていても良い。具体的には、本実施形態によれば、溝形成部材８２は中空部を有する筒部材１２２に内挿されているが（図８参照）、この筒部材１２２の端部（溝形成部材８２が内挿される端部）が塞がれた面となっており、この面に、溝８２１，８２２，８２３と同様の溝が形成されていても良い。このような場合であっても、本発明の目的を達成することができる。

また、上述の実施形態において、この車椅子１００は、全体の骨格をなすフレーム１１２に、着座可能な座部１１４が支持されている。この座部１１４の挟む両側には、フレーム１１２に対して回転自在な主車輪１２０が一つずつ配置されている。ただし、主車輪１２０の数はこれに限られず、例えば座部１１４を挟む両側に二つずつの車輪が一対となって配置されていても良い。

また、上述の実施形態において、この車椅子１００は、一つの主車輪１２０に対して車輪駆動装置１０が一つずつ設けられているが、これに限られず、いずれか一方の主車輪１２０についてのみ車輪駆動装置１０が設けられていても良い。この場合、座部１１４を挟む両側の主車輪１２０を連結することによって、車輪駆動装置１０が設けられた側の主車輪１２０を駆動輪、他の主車輪１２０を従動輪とすることが好ましい。これにより、座部１１４を挟む両側の主車輪１２０のうちいずれか一方の主車輪１２０についてのみ車輪駆動装置１０を設けた場合であっても、車椅子１００を前進または後退させることが可能となる。

また、上述の実施形態において、「レバー１２」は、主車輪１２０を回転させるといった機能を有している限り、一般的に「アーム」や「ハンドル」と称される場合もある。

本発明に係る車輪駆動装置が取り付けられた車椅子の実施形態の一例を示す斜視図である。 車輪駆動装置の一例を示す斜視図である 力伝達機構の一例を示す正面図である。 楔締要素の一例を示す外観斜視図である。 図３に図示されるＡ部の詳細図であって、力伝達機構が第１の態様の場合を示す図である。 図３に図示されるＡ部の詳細図であって、力伝達機構が第２の態様の場合を示す図である。 図３に図示されるＡ部の詳細図であって、力伝達機構が第３の態様の場合を示す図である。 力伝達態様切替機構の一例を示す分解斜視図である。 溝形成部材の一例を示す図であって、（ａ）が斜視図、（ｂ）が（ａ）に示されるＢ矢視の拡大図である。 板バネの一例を示す図であって、（ａ）が斜視図、（ｂ）が（ａ）に示されるＣ矢視図である。 切替操作部の平面図と溝形成部材の平面図とを並べて示す図であって、（ａ）力伝達機構が第３の態様（中立）である場合、（ｂ）力伝達機構が第１の態様である場合、（ｃ）力伝達機構が第２の態様である場合、を示している。 車輪駆動装置、車椅子の主車輪およびフレームの一例を示す外観斜視図である。

符号の説明

１０ 車輪駆動装置
１２ レバー
４０ 力伝達機構
７０ 力伝達態様切替機構
７２ 切替部材
７２０ 軸心
７４ 切替操作部
８０ 仮係止部材
８２ 溝形成部材
８２１，８２２，８２３ 溝
８２５ 溝形成面
８４ 係合球
８６ 板バネ（弾性部材）
８６１ 凹部
１００ 車椅子
１２０ 主車輪（車輪）

Claims (8)

1. 車輪の回転によって走行する移動体に用いられ、当該車輪に対して揺動させることによって当該車輪を回転させることが可能な車輪駆動装置であって、
   前記車輪に対して揺動自在に設けられるレバーと、
   前記レバーと当該レバーが設けられる車輪との間に配置され、少なくとも第１の態様または第２の態様に切り替え可能であり、前記移動体に設けられた場合において、前記レバーが揺動したとき、前記第１の態様である場合には前記車輪に対して一方向に回転力を付与すると共に当該一方向とは反対の他方向に遊転する一方、前記第２の態様である場合には前記車輪に対して前記他方向に回転力を付与すると共に前記一方向に遊転する力伝達機構と、
   前記レバーに沿って設けられる軸状のものであって、軸心を回転中心とする第１の回転方向位置から第２の回転方向位置まで回転させることによって前記力伝達機構の態様を前記第１の態様から前記第２の態様に切り替え可能な切替部材、および、前記レバーに対して回転自在に設けられ、当該切替部材を回転させるための切替操作部、を含む力伝達態様切替機構と、を備えており、
   前記力伝達態様切替機構は、前記切替操作部が前記第１の回転方向位置または第２の回転方向位置にあるときに、当該切替操作部と前記レバーとを当該切替操作部の回転方向に仮係止する仮係止部材を、さらに含むことを特徴とする車輪駆動装置。
2. 前記仮係止部材が、
   少なくとも第１の溝および第２の溝が形成された溝形成面を有すると共に、当該溝形成面と前記切替操作部の回転方向とが実質的に平行となるように前記レバーに固定された溝形成部材と、
   前記切替操作部に保持されると共に、前記第１の溝および前記第２の溝のいずれかに係合する係合球と、
   前記溝形成面に向けて前記係合球に対して付勢する弾性部材と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の車輪駆動装置。
3. 前記レバーが、前記切替操作部の回転方向と実質的に平行であって且つ少なくとも第１の溝および第２の溝が形成された溝形成面を有すると共に、
   前記仮係止部材が、
   前記切替操作部に保持されると共に、前記第１の溝および前記第２の溝のいずれかに係合する係合球と、
   前記溝形成面に向けて前記係合球に対して付勢する弾性部材と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の車輪駆動装置。
4. 前記弾性部材が、凹部が形成された板バネであると共に前記切替操作部に取り付けられており、
   前記係合球が、前記弾性部材の凹部に配置されて挟持されることによって、前記弾性部材を介して前記切替部材に保持されていることを特徴とする請求項２または３に記載の車輪駆動装置。
5. 座部を有するフレームに回転自在に支持され、前記座部を挟む両側に少なくとも一つずつ配置される複数の車輪と、
   前記複数の車輪のうち少なくとも一つの車輪に揺動自在に設けられたレバーと、
   前記レバーと当該レバーが設けられた車輪との間に配置され、少なくとも第１の態様または第２の態様に切り替え可能であり、前記レバーが揺動したとき、前記第１の態様である場合には前記車輪に対して一方向に回転力を付与すると共に当該一方向とは反対の他方向に遊転する一方、前記第２の態様である場合には前記車輪に対して前記他方向に回転力を付与すると共に前記一方向に遊転する力伝達機構と、
   前記レバーに沿って設けられる軸状のものであって、軸心を回転中心とする第１の回転方向位置から第２の回転方向位置まで回転させることによって前記力伝達機構の態様を前記第１の態様から前記第２の態様に切り替え可能な切替部材、および、前記レバーに対して回転自在に設けられ、当該切替部材を回転させるための切替操作部、を含む力伝達態様切替機構と、を備えており、
   前記力伝達態様切替機構は、前記切替操作部が前記第１の位置または第２の位置にあるときに、当該切替操作部と前記レバーとを当該切替操作部の回転方向に仮係止する仮係止部材を、さらに含むことを特徴とする車椅子。
6. 前記仮係止部材が、
   少なくとも第１の溝および第２の溝が形成された溝形成面を有すると共に、当該溝形成面と前記切替操作部の回転方向とが実質的に平行となるように前記レバーに固定された溝形成部材と、
   前記切替操作部に保持されると共に、前記第１の溝および前記第２の溝のいずれかに係合する係合球と、
   前記溝形成面に向けて前記係合球に対して付勢する弾性部材と、を備えることを特徴とする請求項５に記載の車椅子。
7. 前記レバーが、前記切替操作部の回転方向と実質的に平行であって且つ少なくとも第１の溝および第２の溝が形成された溝形成面を有すると共に、
   前記仮係止部材が、
   前記切替操作部に保持されると共に、前記第１の溝および前記第２の溝のいずれかに係合する係合球と、
   前記溝形成面に向けて前記係合球に対して付勢する弾性部材と、を備えることを特徴とする請求項７に記載の車椅子。
8. 前記弾性部材が、凹部が形成された板バネであると共に前記切替操作部に取り付けられており、
   前記係合球が、前記弾性部材の凹部に配置されて挟持されることによって、前記弾性部材を介して前記切替部材に保持されていることを特徴とする請求項６または７に記載の車椅子。