JP2008086692A - 電動車椅子の機能及び機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 ベッドなどの使用器具に対して直接横付けできるものであって、横付けした状態からスムースに横移動により電動車椅子利用者が移行することができる電動車椅子の提供。
【解決手段】 動力輪を、座面より下であり、かつ電動車椅子の横幅の内側に設置し、座面の下側に使用器具が重なって入り込むことができる高さとなるように座面より下の高さを調節でき、電動車椅子の横滑り可能な横板３部分を電動車椅子の外側に向かって倒して、使用器具上に接するようにすることができる電動車椅子であり、前記動力輪の他に、補助輪１２を前後に、２輪づつ弾性リーフバネを介して設ける電動車椅子。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電動車椅子の機能及び機構に関するものである。

電動車椅子は健常者であっても時として事故による負傷から回復するために使用することを余儀なくされることもある移動手段である。又、障害をもつ人の場合にあっても自立するための移動手段として用いられるものである。いずれにしても、その重要性は広く認識されている。従来から、使用上の安全性の向上など目指して多くの改良が行われ、便利な移動手段となっている。電動車椅子を必要とする人、電動車椅子を使用する人にとっては便利であるというものの、その機能は安全性などを重視したものであり、必要とする機能を有していないことが指摘されることがあり、その点では限定的であり、新たな機能が要求されている点で注目される。又、必要とする機能は確かに有するものの、それを達成させるうえで高度な制御技術を駆使することとなり、高額な商品となってしまい、実用的でないものがあり、それらの高級機能を有するものは操作性が複雑で、使用に困難をきたすという結果にもなりかねない。
本発明者らは、電動車椅子に関し、従来有していない機能について、又有している場合であっても、利用者の立場からみて、医学的側面から分析し、本当に必要な機能を、医学的側面から見て合理的な状態で実現させることを目指して、新規な電動式車椅子及び実用的な機構の開発を目指している。

健常者ができることが当たり前と思っている動作の中に、車椅子利用者はそのような動作ができず、又はできても時間を要するなどのことがあり、不便を感じさせ、ときには絶望感に落ちいり、そのことが自立の妨げとなっていることがある。

例えば、電動車椅子からベッドに移行する場合、逆にベッドから電動車椅子に移行する場合、電動車椅子を利用して便座に移行する場合、逆に便座から電動車椅子に移動する場合などでは、自ら電動車椅子から立ち上がり、ベッドや便器に移動することが要求される。電動車椅子の利用者は自分で対応することができず、他の介護者の援助を必要とし、不便なことが多い。

電動車椅子の部分から横に移動する場合に側壁部分が横側に倒れて移動の邪魔にならないようにすることが行われる（特許文献1、特許文献２）。しかしながら、これらの場合には側壁部分は横倒しになるものの、ベッドへの移行をスムースに行う手段は十分に講じられておらず、専ら介護者の手を借りないと十分に行われないという問題点がある。また、通常の車椅子の場合には、駆動輪が椅子の横幅より外側に設置されていることから駆動輪が邪魔になってベッドに電動車椅子を横付けすることが無理である場合がある。特に重要なことは、ベッドに十分に接近した状態を作り出してもベッドの位置と電動車椅子の間の距離があるので、側壁部分が横側に倒しても、両者の間の距離の方がながいということである。また、ベッドの高さと電動車椅子の座面の高さが相違する場合も多く、この場合には高低差を解消させるための手段を講じておくことが必要である。また、何らかの事情でベッドの横に沿って電動車椅子を横付けすることできないことがあり、このような場合にベッドの側面に対して電動車椅子の正面を接近させ、その後、回転により方向変換させてベッドに横付けするなどの機能が要求されることもある。電動車椅子では回転により方向変換することは狭い場所では困難であり、このような要望には応じることができない。また、ベッドの中には、ベッドの一部を電動車椅子として用い、ベッドの接近を可能にしているものが知られている（特許文献３）。このベッドと電動車椅子組み合わせはベッドと電動車椅子の接近と言う点では確かに問題はないが、電動車椅子はベッドに横付けすることはできないし、電動車椅子とベッドの横幅が同じであるから、電動車椅子の点から見ると横幅が広すぎて使い勝手がよくないということになる。

以上のことから明らかなように、電動車椅子にあっては、ベッドなどの使用器具に対して直接横付けできるものであって、横付けした状態からスムースに横移動により電動車椅子利用者が移行することができる電動車椅子であることが必要とされている。
特開２００５−２１２９７４号公報 特開２００２−１１３０５０号公報 特開２００３−２２６２６２号公報

本発明の課題は、ベッドなどの使用器具に対して直接横付けできるものであって、横付けした状態からスムースに横移動により電動車椅子利用者が移行することができる電動車椅子を提供することである。

本発明者は、前記課題に対して鋭意研究し、以下の２点の手段を見つけ出し、課題を解決した。
１．電動車椅子から使用器具に対して十分に接近して直接横付けすることができるための手段。
２．横付けされた電動車椅子から使用器具に対してスムースに横移動により電動車椅子利用者が移行することができる手段。

１．電動車椅子から使用器具に対して十分に接近して直接横付けすることができるための手段について
電動車椅子から使用器具に対して十分に接近して直接横付けすることができるための手段についての解決にあたっては、十分に接近して直接横付けすることを邪魔していたものについて排除することで解決を図った。
（１）動力輪を、座面下部であり、かつ電動車椅子の横幅の内側に納めることができるように設計し、座面の下側にベッドなどの使用器具が重なって接近できるようにする。
（２）前記1のように動力輪を座面下部であり、電動車椅子の横幅の内側に納めるようにしたことに伴い、補助輪を前後に、２輪づつ弾性リーフバネを介して設けることにより、車椅子部分の安定度を向上させる。
（３）電動車椅子に対して接近して直接横付けすることができない場合には、電動車椅子を正面向きでベッドなどの使用器具に接近させたのち、座面を９０°回転させてベッドに横付けできるようにする。

２．横付けされた電動車椅子から使用器具に対してスムースに横移動により電動車椅子利用者が移行することができる手段について
（１）電動車椅子の横板部分を車椅子の外側に向かって倒し、同時に、前記１．（１）の座面の下側にベッドなどの使用器具に重なる状態であることにより、側板の最上部がベッドなどの使用器具に接地できるようにする。そして、側板には、軸に回転可能な状態で複数の円筒状の横棒を設置し、側板に電動車椅子使用者が乗った場合にその円筒状横棒が回転することにより横方向移動できるスライド機構（商標名スライデングボード）を用いる。
（２）座面の高さが、ベッドなどの使用器具の高さより低い又は同じである場合には、使用者が移動しやすいように座面を高くする。

本発明によれば、電動車椅子から使用器具に対して十分に接近して直接横付けすることができると共に、横付けされた電動車椅子から使用器具に対してスムースに横移動により利用者が移行することができる自立支援型の電動車椅子を得ることができる。

本発明の電動車椅子の構造を、図面を用いて説明する。
図１は本発明の電動車椅子の全体を示す図である。
座面６は、背面５とヒンジにより結合している。
座面の両側部分は横板部分３により形成されている。
この部分は電動椅子利用者が両側から外側に向かって振り落とされないように支えているものである。
横板部分を車椅子の外側に向かって倒して、座面の下側にベッドなどの使用器具上に接するようにすることができる。横板は横滑り可能な状態であり、滑らかな滑りやすい表面であってもよい。横滑り可能な横板部分が軸に回転可能な状態で複数の円筒状の横棒を設置し、側板に電動車椅子使用者が乗った場合にその円筒状横棒が回転することにより横方向に移動できるスライド機構（商標名スライデングボード）とすることが好ましい（図１、２、７）。
利用者から見て右側の肘掛４には、ジョイスティック１が、同じく左側の肘掛には椅子の回転及び上下方向の動きを指示する椅子スイッチ２が設置されている。ジョイスティック１は左右の動力輪のモーターの回転数を制御して電動車椅子の進行方向を制御する。椅子スイッチ２には、椅子を回転させるためのモーターを駆動させるためのスイッチ、椅子の上下動を行うためのモーターを作動させるためのスイッチ、動力輪を上下することが必要であれば、そのためのスイッチも設けることができる。

動力輪７が左右に設けられており、動力ボックス１０内に収納されている別々に設置されているモーター（図示せず）により駆動され、これにより電動車椅子は動かすことができる。
動力輪は、座面より下であり、かつ車椅子の横幅の内側及び座面の内側に設置されている。そして、座面の下側に使用器具が重なって入り込むことができるようになっている。場合によっては、座面より下の高さが、ベッドなどの使用器具の高さと同じ又は低い場合がある。この場合には、座面より下の高さを調節して、ベッドなどの使用器具が入り込むことができるように調節する。
前記座面より下に使用器具が重なって入り込むことができる手段が座面を回転させて方向変換することによるベッドなどの使用器具に横付けして中に入り込む状態とすることもある。

動力輪を座面より下であり、電動車椅子の横幅の内側に納めるようにしたことに伴い、補助輪を前後に２輪づつ、弾性リーフバネからなる安定用アームの先に設けることにより、車椅子部分の安定度を向上させる（図１、２、７）。
フットレスト９が設置されており、電動車椅子利用者は、この部分に足を乗せて安定して電動車椅子を利用することができる（図１、２）。

図２には、動力輪を、座面下側であり、かつ電動車椅子の横幅の内側に設置し、座面より下で使用器具が重なって入り込んで、電動車椅子の横滑り可能な横板部分を電動車椅子の外側に向かって倒して、使用器具１１上に接するようにした電動車椅子をしめしている。座面の下側に使用器具が重なって入り込んでいるために、利用者が外に出てしまうことはない。

図３には、座面６を回転運動させるための手段が記載されている。座面６の裏側に内歯車２４を取り付けておき、これに小歯車２５を噛み合わせておき、小歯車２５を小歯車駆動用モーター２６により回転させると、それに応じて外側の内歯車２４を動かして座面を回転させる。前記小歯車駆動用モーター２６は中心棒２７に固定する。又、座面を上下動させたいときには、中心棒２７をラック２１として用いることにより、座面を上下に昇降できる手段を設置することができる。
座面下部にラック２１を取り付ける。これにピニオン２３をかみ合わせ、ピニオン２３を駆動するモーター２２を固定して取り付ける。ピニオンを駆動するモーター２２によりピニオン２３を回転させ、ピニオン２３にかみ合わされているラック２１を上下させ、その結果、座面を上下することができる。
図４は、図２よりさらに詳細な座面を回転運動させるための手段を示した図である。座面６の裏側に内歯車２４を取り付ける。内歯車２４に小歯車２５をかみ合わせる。小歯車２５を小歯車駆動用モーター２６により回転させると、それに応じて外側の内歯車２４が動いて座面を回転させることができる。座面とラックの間にはスラスト軸受２８を介在させる。２９は小歯車モーターホルダである。
図５は、図２の具体例であるラックにリニアヘッドと取り付けて用いる場合を示している。リニアヘッド２７はラック２１に取り付けられている。リミットスイッチ２８がとりつけられている。

図６は、補助輪１２を前後に２輪づつ、弾性リーフバネからなる安定用アーム８の先に設けることを示す図である。安定用アームは動力ボックス１０の底部にねじ固定されている。このように補助輪を付けることにより、病院内などの比較的段差が無いところでは本発明の電動車椅子を安心して使用することが
できる。
図7には、横板３に接地する横滑り可能な横板部分に軸に回転可能な状態で複数の円筒状の横棒１３を設置したスライド機構（商標名スライデングボード）が示されている。

上記の説明では、ジョイスティック１及び椅子スイッチ２を個別に設置した場合について説明した。従来のジョイスティック１の機能及び椅子スイッチ２の機能を合わせて、ジョイスティック１に集約して各制御を行うことができる。そのためには、ジョイスティック１内に２配線を組み込んで、ジョイステイック１により動力輪のモーター３１、３２を駆動する回路とジョイステイック１により座面を上下させるためのモーター２２及び座面を回転させるためのモーター２６を制御する回路を切り替えて用いることができる。ジョイステイックの切り替えとスイッチ機構３０を用いることにより、一方の回路が働いているときには、他の回路が働かないようにして制御するものである（図８）。

また、ジョイスティックは確実に操作する必要があるので、ジョイステイックが動くことができる範囲を定めるジョイステイックガイド３６を設ける（図９）。ジョイスティックは接点が銅板になっている。このようにすると、どの角度でも触れてしまうので、全方向（３６０°）に自由に動き、誤作動を伴う結果になりかねない。このような誤作動を改善するために、ガイドを設置してジョイスティックの可動範囲を一定とする。この場合にジョイスティックの可動範囲の自由度は減少するものの誤作動は少なくなり事故を未然に防止することができる。電動車椅子利用者はスティック３７を上手く操作できないような場合であっても、ガイドにそって確実に動かすことができる。
また、スティック３７には電動車椅子利用者の手を固定できる手段（差し込むことにより握ることができる形状のプロテクター又はテープによる固定手段）を取り付けて置くことにより電動車椅子利用者のジョイスティックの操作性を向上させることができる。

本発明の電動車椅子の全体を示す図である。 本発明の下側に使用器具が重なって入り込み、横滑り可能な横板部分を電動車椅子の外側に向かって倒し、使用器具上に接した電動車椅子を示す図である。 座面を上下に昇降できる手段及び座面を回転させる手段を示す図である。 座面を回転させる手段を示す図である。 リニアヘッドを用いる場合を示す図である。 補助輪を前後に２輪づつ、弾性リーフバネからなる安定用アームの先に設けることを示す図である。下の図は、下面図である。 スライド機構を示す図である。 ジョイスティックの機能を示す配線図である。 ジョイステイックにガイドを設けることを示す図である。

符号の説明

１：ジョイスティック
２：椅子スイッチ
３：横板部分
４：肘掛
５：背面
６：座面
７：動力輪
８：安定用アーム
９：フットレスト
１０：動力ボックス
１１：使用器具
１２：補助輪
１３：円筒状横棒
２１：ラック
２２：ピニオンを駆動するモーター
２３：ピニオン
２４：内歯車
２５：小歯車
２６：小歯車を駆動するモーター
２７：リニアヘッド
２８：リミットスイッチ
２９：小歯車モーターホルダー
３０：スイッチ
３１：制御配線
３２：動力輪駆動モーター
３３：動力輪駆動モーター
３４：ホイール
３５：バッテリー
３６：ジョイスティックガイド
３７：スティック

Claims (8)

1. 垂直方向の調節と回転が可能な座面、外側に横転可能な横滑り可能な板状体により構成される座面側部、及び座面より下で、電動車椅子横幅内側に配置された動力輪を含んで構成されることを特徴とする電動車椅子。
2. 前記横滑り可能な板状体が複数の回転可能な円筒体が配置されていることを特徴とする請求項1記載の電動車椅子。
3. 前記垂直方向に調節可能な座面が、座面の裏側に固定されているラック及びラックにかみ合わされているピニオンにより駆動されることを特徴とする請求項1又は２記載の電動車椅子。
4. 前記回転可能な座面が、座面の裏側に固定されている歯車及び歯車にかみ合わされている回転する歯車により駆動されることを特徴とする請求項１から３いずれか記載の電動車椅子。
5. 前記動力輪の他に、弾性リーフバネを介して補助輪が配置されていることを特徴とする請求項１から４いずれか記載の電動車椅子。
6. 前記垂直方向と回転が可能とする駆動力の制御及び動力輪を駆動する制御をモーターで行い、これらの制御をジョイステック操作の切り替えにより行うことを特徴とする請求項１から５いずれか記載の電動車椅子。
7. 前記ジョイステック操作の切り替えを、固定されたガイドにしたがって行うことを特徴とする請求項６記載の電動車椅子。
8. 前記ジョイステック操作をスティックに取り付けた補助具を介して行うことを特徴とする請求項６又は７記載の電動車椅子。

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