JP2009279118A - 車いす - Google Patents

Abstract

【課題】種々の条件下においても、人体が座部から離れたときに安全に停止しうる車いすを提供する。
【解決手段】車いすは、モータユニット２５を付設した車輪ユニット２０を備えている。車輪ユニット２０には、車輪２１と、取付軸２２と、車軸部材２３とが設けられている。車体１０は、背もたれ１１と、肘掛け１３と、座部１２とを備えている。車体１０は、車輪を制動するためのブレーキ１５と、ブレーキレバー１６とを備えている。座部１２や背もたれ１１には、人体の座席における着座状態を検知する検知手段１４が配置されている。車いすの走行中に，人体が座席から離れると、検知手段１４の検出結果に基づき、制御手段により、モータオフやクラッチ遮断が行われる。
【選択図】図１

Description

本発明は、身体の機能障害のある者が利用する車いすに関する。

車いすには、ジョイスティックと呼ばれる操作棒が設けられている。ジョイスティックは、一方の肘掛けに取り付けられていることが多い。車いすから乗降する際には、電源スイッチを切っておけば、車いすが確実に停止される。
しかし、電源の切り忘れ、誤操作や、乗員や介助者の腕が誤ってジョイスティックに触れることもある。そのような場合に、誤発進が生じるおそれがあった。

特許文献１には、上述のような誤発進を防止するための技術が開示されている。同文献の技術では、座部に、使用者の着座状態を検知する着座センサを配置している。そして、使用者が座部から立ち上がったときに、電動ブレーキを作動させて、車いすを強制的に停止させる。これにより、電源スイッチを切り忘れて立ち上がったときに、誤発進が生じないようにしている。
特開２００５−１４４１４１号公報

特許文献１の図８のタイムチャートには、詳細な制御内容が記載されている。たとえば、時間ｔ５で、使用者がトイレに立つときに、モータはオンにして、電動ブレーキを作動させている（段落［００９５］，［００９６］参照）。

しかしながら、走行中に、何らかの原因によって使用者が座席から離れることがある。たとえば、走行面に段差，階段や凹凸がある場合、人体が座部から浮き上がることがある。人体が完全に座部から離れていなくても、センサの設定によって、離れたと検知されることもある。このような場合、すぐに電動ブレーキによって、車いすが急停止すると、車いすが前倒しになるおそれがある。

本発明の目的は、種々の条件下において、人体が座席から離れているときに安全に停止しうる車いすを提供することにある。

本発明の車いすは、座部における人体の着座状態を検知する検知手段を備えている。さらに、検知手段の検知結果に基づき、人体が座席に着座していないときに、モータによる車輪の駆動を停止させる制御手段を備えている。制御手段としては、たとえば以下の制御を行うものがある。１つは、人が座席から離れているときに停止信号を出力して、車輪の駆動を停止させる方法である。もう１つは、着座を検知したときに、駆動信号を出力して、車輪の駆動を行わせ、普段は車輪の駆動を停止させておく方法である。後者の制御は、消費電力が低減できる点で有利である。

これにより、以下のようなケースにおける事故を防止することができる。
（１）使用者が電源を切り忘れて昇降するとき
（２）走行中に、使用者の体が座部から浮き上がったとき
（３）昇降時に使用者や介護者の腕が誤ってジョイスティックに触れたとき

モータによる車輪の駆動を停止させる制御としては、モータをオフするか、クラッチを遮断するか、の２通りがある。本発明は、特許文献1に比べ、以下の点で優れている。

車いすの走行中、何らかの原因で、使用者が座席から立ち上げることがある。走行面に段差や大きな凹凸があるために使用者の体が座席から浮き上がることがある。そのようなときに、電磁ブレーキによって急停止させると、車いすが前倒しになるなどのおそれがある。
本発明では、上記のような場合に、車輪をいきなり固定させるのではなく、モータによる車輪の駆動を停止させる。すると、慣性による時間遅れをもって車いすが停止する。したがって、本発明により、急停止によって前倒しになるような事故を防止することができる。

一般には、車いすには、車輪を制動するための手動ブレーキが取り付けられている。そこで、モータをオフするか、クラッチを遮断した後で、手動ブレーキによって車輪を固定することができる。したがって、安全かつ確実に、車いすを停止させておくことが可能となる。

モータのオフ信号、またはクラッチの遮断信号を受けてから、所定時間経過後に、電磁ブレーキを作動させることもできる。これにより、安全かつ確実に、車いすを停止させておくことが可能となる。

検知手段には、リミットスイッチ，赤外線センサ，圧力センサなどがある。これらのセンサのうち，１または２以上のセンサを配置することができる。

本発明の車いすによると、種々の条件下において、人体が座席から離れているときに、安全に停止することができる。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態における車いすの構造を示す斜視図である。本実施の形態に係る車いすは、車体１０の後方に、着脱自在な車輪ユニット２０（後輪）を備えている。また、車体１０の前方には、前輪２８が取り付けられている。

車輪ユニット２０には、モータユニット２５を付設した電動式と、モータユニットのない自走式とがある。本実施の形態においては、モータユニット２５を付設した電動式の車輪ユニット２０を用いる。車輪ユニット２０には、車輪２１と、取付軸２２と、リムを介して車輪２１を支える車軸部材２３とが設けられている。車輪ユニット２０は、その取付軸２２を車体１０の取付穴１９に嵌合させて、車体１０に連結される。

車体１０は、背もたれ１１と、肘掛け１３と、座部１２とを主要部材として備えている。人体を載置する座席は、背もたれ１１および座部１２により構成されている。また、車体１０には、車輪を制動するための手動ブレーキ１５と、ブレーキレバー１６とが取り付けられている。
モータユニット２５は、車体１０の一部（たとえば座部１２の下方）に取り付けられていてもよい。
図１には示されていないが、肘掛け１３に、車いすを動かすジョイスティックが設けられていてもよい。

車体１０両側の前方フレーム１８には、フットレスト３０が取り付けられている。フットレスト３０は、足が載置される足板３１と、足板３１を支持するフレーム３５とを備えている。

足板３１は、フレーム３５の軸部材（図示せず）の回りに、回動自在に構成されている。また、足板３１の底部は、フレーム３５によって支えられている。足板３１は、フレーム３５の軸部材３２により、回動自在に、つまり、上下に移動自在に支持されている。また、足板３１の底部は、フレーム３５の支持部３３によって支えられている。
ただし、本発明のフットレストは、本実施の形態の構造に限定されるものではない。たとえば、フットレストに、大きく回動する１枚の足板のみを設けてもよい。また、足板が、両端のフレームで支持されて、上下に昇降するものでもよい。

座部１２には、人体が座部１２に着座しているかどうかを検知する１対の着座センサ１４ａが配置されている。また、背もたれ１１にも、背中が背もたれ１１にもたれているかどうかを検知する背中センサ１４ｂが配置されている。着座センサ１４ａや背中センサ１４ｂは、リミットスイッチ，赤外線センサ，圧力センサなどである。これらのセンサを、１つまたは複数種組み合わせて用いることができる。
本実施の形態では、着座センサ１４および背中センサ１４ｂにより、人体の座席における着座状態を検知する検知手段が構成されている。ただし、本発明の検知手段は、必ずしも背中センサ１４ｂを備えている必要はない。

図２は、各々２対の着座センサ１４ａ、および背中センサ１４ｂを設けた例を示す斜視図である。この例のように、各々２対の着座センサ１４ａ、および背中センサ１４ｂをアレイ状に配置してもよい。

（検知手段の例）
以下の例において、検知手段１４は、人体が着座していないときに停止信号を出力するか、人体が着座しているときに駆動信号を出力する。その駆動信号または停止信号に応じて車輪２１を駆動または停止させる制御が行われる。

本発明の検知手段１４としては、以下の例がある。たとえば、座部１２や背もたれ１１に、電気接点を構成するリミットスイッチを取り付ける。人体が座部１２や背もたれ１１に接触していると、リミットスイッチがオンして、人体検知信号を出力する。人体が座部１２や背もたれ１１から離れると、リミットスイッチがオフし、人体検知信号が出力される。これにより、人体の座席における着座状態が検知される。検知手段１４は、すべてのセンサから人体検知信号が出力されないときに、人体が座席から離れていることを検知する。
駆動信号に応じた制御を行う場合は、検知手段１４は、いずれか１つのセンサが人体検知信号を出力していれば、駆動信号を出力する。どのセンサからも人体検知信号が出力されないときは、検知手段１４は、何も信号を出力しない。

検知手段１４として、座部１２や背もたれ１１に圧力センサを配置することもできる。その場合には、圧力センサが人体から受ける圧力が所定値以上のときに、人体検知信号を出力する。圧力センサが人体から受ける圧力が所定値未満になると、人体検知信号が出力されない。これにより、人体の座席における着座状態が検知される。この例では、検知手段１４は、すべてのセンサから人体検知信号が出力されないときに、停止信号を出力する。

検知手段１４として、座部１２，背もたれ１１，肘掛け１３など、車体１０の一部に赤外線センサを配置することもできる。そして、赤外線センサが人体から受ける赤外線量が所定値以上のときに人体検知信号を出力する。赤外線センサが受ける赤外線量が所定値未満になると、人体検知信号が出力されない。これにより、人体の座席における着座状態が検知される。この例では、検知手段１４は、すべてのセンサから人体検知信号が出力されないときに、停止信号を出力する。

モータユニット２５には、信号配線（図示せず）によって検知手段１４に接続される制御装置が配置されている。本実施の形態においては、人体が座席から離れているときに、検知手段１４から停止信号が出力される。制御装置は、検知手段１４からの停止信号に応じて、車輪２１の回転を停止させる。以下、制御装置（制御手段）の具体例について説明する。

以下の各具体例では、検知手段１４は、着座センサ１４ａのみであってもよいし、背中センサ１４ｂをも含んでいてもよい。
検知手段１４が、通常は何も信号を出力しないで、着座を検出したときに駆動信号を出力する場合は、以下の制御を行う。制御装置は、駆動信号がない場合は車輪を回転せず、駆動信号を受けると、車輪２１を回転させる。この制御により、電力消費を低減できる効果がある。

（第１具体例）
図３は、第１具体例に係る制御手段の構成を示すブロック図である。本具体例では、モータユニット２５内に、モータ，制御装置，電源，およびリレーが配置されている。リレーは、モータへの電源の供給，非供給を切り換えるものである。検知手段１４により、人体の座部１２における着座状態が検知される。この例では、人体が座部に着座していないときに、停止信号が出力される。そして、この停止信号に応じ、制御装置によってリレーが切断される。その結果、モータが停止するので、車輪２１の回転が停止される。なお、モータユニット２５中の他の機器に対しては、電源が供給され続けていてもよい。

本具体例によると、昇降時における電源の切り忘れ時の誤発進防止などの他、以下の利点がある。車いすの走行中にモータがオフされると、急停止するのではなく、慣性による時間遅れをもって停止する。その間に、手動ブレーキ１５を用いて、車輪を固定することができる。よって、走行中に使用者が立ち上がったときや、人体が座部１２から浮き上がったときでも、急停止を避けることができる。よって、急停止により，車いすが前倒しになるような事故を防止することができる。車いすから人体が浮き上がる原因としては、走行面における段差，階段，大きな凹凸などがある。

（第２具体例）
図４は、第２具体例に係る制御手段の構成を示すブロック図である。本具体例では、モータユニット２５内に、モータ，制御装置，およびクラッチが配置されている。クラッチは、モータと車輪２１との間に配置され、モータと車輪との連結を断接切り換えるものである。第１具体例と同様に、検知手段１４から停止信号が出力されると、制御装置によってクラッチが遮断される。その結果、モータの回転が伝えられないので、車輪２１の回転が停止される。
本具体例によると、第１具体例とほぼ同様の効果が得られる。

（第３具体例）
図５は、第３具体例に係る制御手段の構成を示すブロック図である。本具体例では、モータユニット２５内に、電源、モータ，制御装置、遅延要素，および電磁ブレーキが配置されている。電磁ブレーキは、車輪２１の回転を強制的に停止させるものである。

第１具体例と同様に、検知手段１４から停止信号Ｓ１が出力されると、制御装置から制御信号Ｓ２が出力される。この制御信号Ｓ２によってリレーが切断される。その結果、モータが停止するので、車輪２１の回転が停止される。リレーが切断されると、制御信号Ｓ３が出力される。そして、遅延要素を経た制御信号Ｓ３を受けて、電磁ブレーキが作動する。遅延要素は、制御信号Ｓ３を所定時間（たとえば、０．５〜３秒間程度）遅延させる。これにより、坂道等においても、車輪２１が自動的に停止される。

図示は、省略するが、クラッチを遮断したときに、上記制御信号Ｓ３を出力してもよい。その場合には、クラッチが遮断されてから、所定時間経過後に電磁ブレーキが作動することになる。この具体例では、第１，第２具体例の効果に加えて、以下の効果を発揮することができる。

本具体例では、手動ブレーキ１５を作動させなくても、電磁ブレーキによって、自動的に車輪を停止させることができる。特に、モータまたはクラッチ遮断後、所定時間経過後に電磁ブレーキが作動するので、徐々に停止させることができる。よって、急停止による事故等を防いで、使用者の安全に万全を期すことができる。

上記開示された本発明の実施の形態の構造は、あくまで例示である。したがって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示される範囲を含む。さらに、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含む。

本発明の車いすは、身体の機能障害のある者が利用する車いす全般に適用することができる。

実施の形態に係る車いすの構造を示す斜視図である。 アレイ状の着座センサおよび背もたれセンサを配置した例を示す斜視図である。 第１具体例に係る制御手段の構成を示すブロック図である。 第２具体例に係る制御手段の構成を示すブロック図である。 第３具体例に係る制御手段の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０ 車体
１１ 背もたれ
１２ 座部
１３ 肘掛け
１４ 検知手段
１４ａ 着座センサ
１４ｂ 背中センサ
１５ 手動ブレーキ
１６ ブレーキレバー
１９ 取付穴
２０ 車輪ユニット
２１ 車輪
２２ 取付軸
２３ 車軸部材
２５ モータユニット
２８ 前輪
３０ フットレスト
３１ 足板
３５ フレーム

Claims (6)

1. 人体を支える座席を有する車体と、
   前記車体に連結された車輪と、
   前記座席における人体の着座状態を検知する検知手段と、
   前記車輪を駆動させるモータと、
   前記検知手段の検知結果に基づき、前記座席に人体が着座していないときに、前記モータによる車輪の駆動を停止させる制御手段と、
   を備えている車いす。
2. 請求項１記載の車いすにおいて、
   前記制御手段は、前記モータをオフさせるものである、車いす。
3. 請求項１記載の車いすにおいて、
   前記モータと車輪との連結を断接するクラッチとをさらに備えており、
   前記制御手段は、前記クラッチを遮断するものである、車いす。
4. 請求項１〜３のうちいずれか１つに記載の車いすにおいて、
   前記車輪を制動する手動ブレーキをさらに備えている車いす。
5. 請求項２または３記載の車いすにおいて、
   車輪の回転を制動する電磁ブレーキをさらに備えており、
   前記制御手段は、前記モータのオフ、またはクラッチの遮断を行なってから、所定時間経過後に前記電磁ブレーキを作動させる、車いす。
6. 請求項１〜５のうちいずれか１つに記載の車いすにおいて、
   前記検知手段は、リミットスイッチ，赤外線センサ，および圧力センサから選ばれる少なくとも1つのセンサである、車いす。

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