JP2010075534A - 車椅子 - Google Patents

Abstract

【課題】 車椅子のシートに着座者が座る際に、車椅子が着座者の意図に反して独りでに動き出そうとするのを防止する車椅子を提供する。
【解決手段】 車輪４０を操縦するハンドリム５０に対し、着座者がハンドリム５０を触っているか否かを検知する第一接触センサ５１と、車輪４０を制動するブレーキ装置７０と、第一接触センサ５１からの第一センサ信号５２が入力され、第一センサ信号５２に基づいてハンドリム５０へ着座者が接触しているかどうかを検知し、ハンドリム５０へ着座者が接触しているか否かに基づいて、ブレーキ装置７０を制御する制御装置８０とを備えた構成とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は車椅子に関するものであり、特に、着座者または介護者の意思を反映できるブレーキ装置を備えた車椅子に係わる。

従来、車椅子のブレーキ装置は、タイヤを押圧するブレーキアームと、ブレーキアームがタイヤを押圧するように復元力で付勢するタイヤロックスプリングと、人（着座者）が車椅子に座っている時にタイヤロックスプリングの付勢力に打ち勝つ力でブレーキアームをタイヤと反対の方向に移動させるタイヤ解放シリンダーとを備えている。

上記した構成の車椅子では、着座者が車椅子に座っていない時は、タイヤロックスプリングにより付勢されたブレーキアームがタイヤを押圧し、ブレーキ装置が作用するようになっている。一方、着座者が車椅子に座っている時は、車椅子のタイヤのブレーキ装置が自動的に解除されるようになっており、着座者が車椅子に座ると自動的にブレーキが解除され、着座者が車椅子から離れると自動的にブレーキがかかるようになっている（例えば、特許文献１）。

また、別のブレーキ装置の構成では、車軸締め付け式のブレーキ手段と、ブレーキ手段を作動させるブレーキ作動板と、ブレーキ作動板を上方に付勢するための張力付与手段と、ブレーキを作動させるためのブレーキ作動ワイヤとを備えるものが知られている。

上記した構成の車椅子では、ブレーキ作動板は車椅子のシートに取り付けられており、車椅子に着座者が座っていない場合は、張力付与手段により上方に付勢されている。この時、ブレーキ作動ワイヤの張力で、車椅子の車軸にはブレーキがかかった状態となっている。車椅子に座ると張力付与手段により上方に付勢されていたブレーキ作動板が、張力付与手段の張力よりも大きな力で押し下げられる。その結果として、ブレーキ作動ワイヤがゆるみ、車椅子の車軸のブレーキが解除される。つまり、車椅子に座ると車椅子の車軸のブレーキが自動的に解除され、車椅子から離れると自動的にブレーキがかかるようになっている（例えば、特許文献２）。

更に、別の車椅子のブレーキ装置では、主輪の回転速度又は回転加速度、及び回転方向をそれぞれ検出する回転センサ手段と、回転センサ手段により検出された回転方向、及び回転速度又は回転加速度に基づいて、制動手段により主輪を制動する制御手段とを備えたものが知られている。

上記したブレーキ装置では、例えば勾配のある所（下り坂等）で車椅子を使用する場合、車椅子の速度が所定速度よりも大きい場合に、制動手段により車椅子の主輪を制動する。この場合、主輪の回転方向を検出するため、速度の所定値は、車椅子が前方に進行するか後方に後退するかによって、異なるしきい値を設定している（例えば、特許文献３）。
特開２００７−２１５７２３号公報（第１頁、図１） 特開２００４−１９５１９３号公報（第１頁、図１） 特開２００３−１５３９６２号公報（第１頁）

しかしながら、特許文献１及び特許文献２の車椅子のブレーキ装置では、車椅子に座った時に車椅子のブレーキ装置が自動的に解除されることから、例えば、車椅子に座る時の反動で車椅子が、着座者の意図に反して独りでに動き出してしまう恐れがある。

また、特許文献３に示す車椅子のブレーキ装置では、車椅子の速度の制御を行うためのものであり、車椅子に座る時に車椅子が着座者の意図に反して、独りでに動き出してしまうのを防止するものではない。

そこで、本発明は上記した問題点に鑑みてなされたものであり、車椅子のシートに着座者が座る場合に車椅子が着座者の意図に反して、独りでに動き出すのを防止することができる車椅子を提供することを課題とする。

上記した課題を解決するため講じた手段は、車輪を操縦するハンドリムに対し、着座者が前記ハンドリムを触っているか否かを検知する第一接触センサと、前記車輪に対して制動を行うブレーキ装置と、前記第一接触センサからの第一信号が入力され、前記ハンドリムへ前記着座者が接触しているか否かに基づいて前記ブレーキ装置を制御する制御装置とを備えた構成とした。

この場合、介護者用のハンドルに設けられ、前記ハンドルへ前記介護者が援助し接触しているか否かを検知する第二接触センサを備え、前記制御装置は、前記第二接触センサからの第二信号が入力され、前記第二信号に基づいて前記ハンドルに対して、前記介護者が援助し接触しているか否かに基づいて前記ブレーキ装置を制御することが好ましい。

また、シートに着座者の着座を検知する着座検知センサを備え、前記制御装置は、前記着座検知センサからの第三信号が入力され、該第三信号に基づいて前記ブレーキ装置を制御すると良い。

本発明では、着座者が車椅子を操縦する際にハンドリムに手をかける自然な動作で、車椅子のブレーキ装置に対してブレーキを解除することが可能である。例えば、車椅子に着座者が座った時に自動的にブレーキを解除するような従来の車椅子のブレーキ装置では、車椅子に座る時の反動で、車椅子が着座者の意図に反して、独りでに動き出してしまう恐れがあるが、本発明では着座者が車椅子に座ってもブレーキが解除されずに、その後に移動しようとして着座者が車輪を操縦するハンドリムに手をかけると、ブレーキ装置を解除することができ、車椅子への乗り降りが安全になる。

この場合、介護者が援助するために車椅子のハンドルに手をかけるというごく自然な動作で、車椅子のブレーキ装置のブレーキを解除させることが可能である。例えば、車椅子に座った時に自動的にブレーキを解除する従来の車椅子のブレーキ装置では、着座者が座っていない時に車椅子を移動させる場合は手動でブレーキ装置を解除する必要があるが、本発明では、そのような場合であっても、手動でブレーキ装置を解除することなく、単にハンドルに触れるだけでブレーキ装置を解除して、車椅子を移動させることができる。

また、制御装置は、シートに着座者が着座しているか否かを検知する着座検知センサからの第三信号が入力され、この第三信号に基づいてブレーキ装置を制御するようにすれば、着座者が車椅子への着座動作の途中にハンドリムに触れた場合に、ブレーキ装置のブレーキを解除しないようにすることが可能である。よって、車椅子への乗降性がさらに安全なもとなる。

本発明の実施形態について、図面を参照しつつ詳細を説明する。

（実施例１）
図１は、本発明の実施例１における車椅子１０の斜視図である。車椅子１０は、人（着座者）が着座するシート２０と、シート２０を支持するフレーム３０と、フレーム３０の左右両側に回転自在に取り付けられた車輪４０と、各々の車輪４０の外側に設けられ着座者が車椅子１０を手により操縦するハンドリム５０と、着座面後方のフレーム３０からシート２０の上方へと延在し、端部が後方へと屈曲して、介護者等が手で持って車椅子１０の移動を支援する際に用いられる１対のハンドル６０と、フレーム３０に対して直接または間接的に両側に設けられ、車輪４０の回転を制動するブレーキ装置７０とを備えている。

ハンドリム５０は、車輪４０より若干小径な環状を呈し、車輪４０に固定され車輪４０と一体回転する。環状のハンドリム５０には、着座者の手が触れているか否かといった着座者との接触を検知する第一接触センサ５１が設けられている。また、ハンドル６０の端部に被せられるグリップ内部には、介護者等が移動の支援を行う際に介護者の手がグリップに触れているかといった接触を検知する第二接触センサ６１が設けられている。第一接触センサ５１としては、着座者の手とハンドリム５０との間の静電容量変化を検知する静電容量センサがハンドリム５０の外周の一部または全体に取り付けられており、第二接触センサ６１としては介護者の手とハンドル５０のグリップとの間の静電容量変化を検知する静電容量センサが用いられている。第一接触センサ５１及び第二接触センサ６１は、これに限定されるものではなく、第ニ接触センサ６１としては接触の際にハンドリム５０あるいはグリップを握る際に圧力変化を検知する圧電素子、接触することによって導通が得られるマイクロスイッチや感圧スイッチ等を用いることができる。

第１接触センサ５１により検出された接触を検知する電気信号は、環状のハンドリム５０から車輪４０を支持するスポークを通って車輪中心に導かれ、中央の車軸を通って車椅子１０のフレーム３０に導かれて、着座面の後方の背面に設けられた制御装置８０に入力される構成となっている。一方、第二接触センサ６１はグリップよりフレーム３０に導かれて、制御装置８０に入力される構成となっている。制御装置８０は、車椅子１０に搭載された図示しないバッテリーにより動作するようになっている。

図２は、本発明の実施例１におけるブレーキ装置７０の要所部分拡大図であり、ブレーキが車輪４０にかかった状態を示す動作説明図である。ブレーキ装置７０は、車輪４０を押圧するための押圧部７１、押圧部７１を車輪４０側に付勢するためのスプリング７２、押圧部７１を車輪４０と反対側に、スプリング７２の付勢力に抗して移動させて車輪４０のブレーキを解除するソレノイド７３（動力付与装置）を備えている。図２に示すように、ソレノイド７３に通電されていない場合は、スプリング７２の付勢力により押圧部７１が車輪４０に押圧され、車輪４０にブレーキがかかった状態となる。

図３は、本発明の実施例１におけるブレーキ装置７０のブレーキが解除されている状態を示す動作説明図である。ソレノイド７３に対して制御装置８０より通電が成されると、押圧部７１を車輪側に付勢しているスプング７２の付勢力に抗して、押圧部７１が車輪４０と反対側に移動することにより、車輪４０のブレーキが解除される構成となっている。

車椅子１０は、第一接触センサ５１、第二接触センサ６１及びソレノイド７３を制御する制御装置８０を備え、制御装置８０によりブレーキをかけることができる。図４に示すように、第一接触センサ５１、第二接触センサ６１、ソレノイド７３を含むブレーキ装置７０および制御装置８０は、車椅子１０のブレーキ制御システム１００を構成する。

このブレーキ制御システム１００では、第一接触センサ５１、第二接触センサ６１及びソレノイド７３は、図示しないハーネスによって、制御装置８０に電気的に接続されている。第一接触センサ５１からの信号５２（第一センサ信号）及び第二接触センサ６１からの信号６２（第二センサ信号）が制御装置８０に入力され、この信号に基づいて制御装置８０はソレノイド７３を通電することが可能である。

図５は、本発明の実施例１における車椅子１０の動作を示すフローチャートである。制御装置８０は、第一接触センサ５１及び第二接触センサ６１から入力される信号５２、６２を監視する。制御装置８０は、第一接触センサ５１から入力される第一センサ信号５２に基づいて、ステップ１１（Ｓ１１）で、第一接触センサ５１へ着座者の手の接触があるかどうかを判断する。ステップ１１（Ｓ１１）で、第一接触センサ５１への接触がある（Ｙｅｓ）と判断すると、制御装置８０はステップ１２（Ｓ１２）へ進み、ソレノイド７３を通電し、ブレーキを解除する。一方、ステップ１１（Ｓ１１）で、着座者の手がハンドリム５０に触れていなく、第一接触センサ５１への接触がない（Ｎｏ）と判断すると、制御装置８０の処理はステップ１３（Ｓ１３）へ進む。ステップ１３（Ｓ１３）では、第二接触センサ６１から入力される第ニセンサ信号６２に基づいて、今度は第二接触センサ６１への介護者が車椅子１０の移動を援助し、ハンドル６１のグリップに触れているか否かを制御装置８０は判断する。ステップ１３（Ｓ１３）にて、第二接触センサ６１への接触がある（Ｙｅｓ）と判断すると、制御装置８０はステップ１２（Ｓ１２）へ進み、ソレノイド７３を通電し、ブレーキを解除する。一方、ステップ１３（Ｓ１３）で、第二接触センサ６１への接触がない（Ｎｏ）と判断すると、制御装置８０はステップ１１（Ｓ１１）へ戻り、上記したステップ１１からの処理を繰り返す。上記の処理手順で、制御装置８０は、第一接触センサ５１からの第一センサ信号５２又は第二接触センサ６１からの第ニセンサ信号６２に基づいて、着座者又は介護者による接触を検知して、ソレノイド７３を通電する。ソレノイド７３を通電すると、図３に示す状態となり車輪４０のブレーキが解除される構成となっている。

以上のように、着座者や介護者等が、第一接触センサ５１が設けられたハンドリム５０又は第二接触センサ６１が設けられたハンドル６０に接触すると、ブレーキがかかった状態からブレーキ装置７０のブレーキが解除されるので、着座者や介護者にとっては自然な動作で車椅子１０のブレーキ装置７０のブレーキが解除されるようになる。例えば、車椅子１０の着座面に座った際に自動的にブレーキを解除するようにした従来の車椅子のブレーキ装置では、車椅子に座る時の反動で車椅子が着座者の意図に反して独りでに動き出してしまう恐れがある。しかし、本発明の車椅子１０では着座者が車椅子１０に座っても着座だけではブレーキは解除されず、その後、着座者が車椅子１０を移動しようとしてハンドリム５０に手をかける動作を行うとブレーキ装置７０の作動によりブレーキが解除されるので、車椅子１０への乗降性が従来よりも安全なものとなる。また、例えば、車椅子に人が座った時に自動的にブレーキを解除する従来の車椅子のブレーキ装置では、人が座っていない時に車椅子を移動させる場合は手動でブレーキ装置を解除する必要があるが、本発明では、そのような場合でも、手動でブレーキを解除することなく着座者の意思を反映させて車椅子１０を移動可能とすることができる。

（実施例２）
次に、実施例２について説明する。実施例２では、実施例１の車椅子１０と共通の構成要素を示す部材については同一の符号を付与し、同じ構成について、説明は省略する。実施例２に示す車椅子１０では、実施例１の車椅子１０に加え、車椅子１０のシート２０の着座面に着座者が存在して着座しているか否かを検知するため着座検知センサ２１を備えている点が図１に示す実施例１と異なっている。

着座検知センサ２１としては、シートの着座面の下に設けられ、着座面での圧力が作用するとスイッチ状態がオフ状態からオン状態に切り換わる公知の感圧スイッチが用いられている。その他、着座検知センサ２１としては、着座の際の圧力変化を検知する圧電素子や押圧されることによって導通が得られるマイクロスイッチを用いることもできる。車椅子１０の制御装置８０は、第一接触センサ５１、第二接触センサ５２、ソレノイド７３に加え、着座検知センサ２１の情報も入力して着座検知状態に基づいて制御することができる。この場合、第一接触センサ５１、第二接触センサ６１、着座検知センサ２１、制御装置８０、ソレノイド７３を含むブレーキ装置７０は、ブレーキ制御システム２００を構成する。

図６は、本発明の実施例２における車椅子１０のブレーキ制御システム２００を示すシステム構成図である。実施例１の車椅子１０のブレーキ制御システム１００と共通する部分については説明を省略する。着座検知センサ２１は、制御装置８０に接続され、制御装置８０に対し第三センサ信号２２を入力する。なお、車輪４０の空気圧を検知するため空気圧検知センサ４１を車輪４０に設け、着座の際に車輪４０の空気圧の変化によって着座の状態を検知しても良い。この場合、空気圧検知センサ４１は、車輪４０の内部に設けられ、電波により情報を伝え、その情報が制御装置８０に対して第四センサ信号４２が入力されるようにしても良い。車椅子１０の車輪４０の空気圧は、着座者がある際は、着座者の体重によって着座者が着座面にいない時よりも高い値となり、着座者の有無を判別することができる。

図７は、本発明の実施例２における車椅子１０のブレーキ制御システム２００の動作を示すフローチャートである。制御装置８０は、着座検知センサ２１（又は空気圧検知センサ４１）、第一接触センサ５１及び第二接触センサ６１から入力される第一センサ信号５２、第ニセンサ信号６２、第三センサ信号２２（又は空気圧検知センサ４１からの第四センサ信号４２）からの信号の変化を常に監視している。

制御装置８０はステップ２１（Ｓ２１）で、着座検知センサ２１（又は空気圧検知センサ４１）からの第三センサ信号２２（又は第四センサ信号４２）に基づいて、車椅子１０のシート２０に着座者が着座しているか否かを判断する。ステップ２１（Ｓ２１）で、着座が存在している（Ｙｅｓ）と判断すると、制御装置８０はステップ２２（Ｓ２２）へ進み、第一接触センサ５１からの第一センサ信号５２に基づいて、第一接触センサ５１への接触があるかどうかを判断する。ステップ２２（Ｓ２２）で、第一接触センサ５１への接触がある（Ｙｅｓ）と判断すると、制御装置８０は、ステップ２３（Ｓ２３）へ進み、ソレノイド７３を通電し、ブレーキを解除する。

一方、ステップ２１（Ｓ２１）でシート２０の着座面に着座が存在する（Ｙｅｓ）と判断した後、ステップ２２（Ｓ２２）で第一接触センサ５１への接触がない（Ｎｏ）と判断すると、制御装置８０はステップ２５（Ｓ２５）へ進む。ステップ２５（Ｓ２５）では、第二接触センサ６１からの第ニセンサ信号６２に基づいて、介護者による第二接触センサ６１への接触があるかどうかを判断する。ステップ２５（Ｓ２５）で、介護者による第二接触センサ６１への接触がある（Ｙｅｓ）と判断すると、制御装置８０はステップ２３（Ｓ２３）へ進み、ソレノイド７３を通電しブレーキを解除してステップ２１に戻り処理を繰り返すが、ステップ２５にて介護者による第二接触センサ６１への接触がない（Ｎｏ）と判断すると、制御装置８０はステップ２１（Ｓ２１）に戻り、この場合にはブレーキの状態を保持する。

また、ステップ２１（Ｓ２１）で着座者が存在しない（Ｎｏ）と判断すると、制御装置８０はステップ２４（Ｓ２４）へ進み、第二接触センサ６１からの第ニセンサ信号６２に基づいて、第二接触センサ６１への接触があるかどうかを判断する。ステップ２４（Ｓ２４）で、介護者による第二接触センサ６１への接触がある（Ｙｅｓ）と判断すると、制御装置８０はステップ２３（Ｓ２３）へ進み、ソレノイド７３を通電し、ブレーキを解除する。一方、ステップ２４（Ｓ２４）で第二接触センサ６１への接触がない（Ｎｏ）と判断すると、制御装置８０はステップ２１（Ｓ２１）へ戻り、ステップ２１からの処理を繰り返す。

上記した処理手順をまとめたものを表１に示す。制御装置８０は、表１のように、着座検知センサ２１（又は空気圧検知センサ４１）からの第三センサ信号２２（又は４２）、第一接触センサ５１からの第一センサ信号５２、第二接触センサ６１からの第ニセンサ信号６２に基づいて、ブレーキ装置７０のソレノイド７３に通電するかどうかを選択する。表１の着座検知センサ２１（又は空気圧検知センサ４１）の行の○：着座あり、×：着座なしを示し、第一接触センサ５１及び第二接触センサ６１の行の○：接触あり、×：接触なしを示し、ソレノイド７３の行の○：通電する、×：通電しないことを示す。

以上のように、着座者がシート２０の着座面に着座している時といない時で、第一接触センサ５１が設けられたハンドリム５０又は第二接触センサ６１が設けられたハンドル６０への接触があった際に、ブレーキを解除するか否かの動作が別々に設定されている。例えば、着座者が車椅子１０への着座動作の途中にハンドリムに触れた場合に、ブレーキを解除しないようにすることが可能である。よって、車椅子１０への乗降性が従来よりもさらに安全なもとなる。

（実施例３）
次に、実施例３の車椅子１０について説明する。実施例３では、実施例２の車椅子１０と共通の構成要素を構成する部材については同一の符号を付与し、詳細な説明は省略する。実施例３の車椅子１０は、実施例２の車椅子１０において、着座を検知するために車輪４０の空気圧検知センサ４１を使用しているのに加え、光、音、警告文、警告図等の少なくともいずれか一つで警告をする警報装置９０を着座面の近傍の着座者に警報を気づかせる場所に備えることも可能である。車椅子１０の制御装置８０は、第一接触センサ５１、第二接触センサ６１、空気圧検知センサ４１に加えて警報装置９０も制御するようにしても良い。この場合、第一接触センサ５１、第二接触センサ６１、空気圧検知センサ４１、制御装置８０、ソレノイド７３、警報装置９０によりブレーキ制御システム３００を構成する。

図８に示すブレーキ制御システム３００において、警報装置９０は制御装置８０と接続されている。制御装置８０は、空気圧検知センサ４１からの第三センサ信号４２を常時監視している。制御装置８０に入力される空気圧検知センサ４１からの第三センサ信号４２が予め設定された所定値（空気圧が正常な通常状態よりも、空気圧が所定量だけ下がった値）を下回ると、制御装置８０は警報装置９０に対して光、音、警告文、警告図等の少なくともいずれかで着座者に警報を行うように警報信号９１を出力する構成とすることもできる。

以上のように、車椅子１０のブレーキ制御システム３００は、警報装置９０を備えており、空気圧検知センサ４１からの第三センサ信号４２が所定値を下回ると、制御装置８０は警報装置９０に警報を行うように信号９１を出力する。よって、車椅子１０の利用者は、車輪４０の空気圧が所定値を下回っていることを警報装置９０により知ることが出来る。車輪４０の空気圧は、車輪４０のブレーキ性能にも影響を与えるので、車椅子１０の利用者は、車輪４０の空気圧が適正値となるように車椅子１０を維持・管理することにより、ブレーキ性能を好適に保つことが出来る。また、空気圧検知センサ４１は、着座者が着座しているかどうかを検知するのに用いているものを共用するため、車椅子１０の部品点数を増加させることなく、ブレーキ装置７０の効果に影響を及ぼす車輪４０の空気圧を監視することが出来る。よって、本発明の車椅子１０により、車椅子１０のブレーキ装置７０の安全性を高めることが出来る。

本発明の実施例１における車椅子の斜視図である。 図１に示す車椅子のブレーキ装置のブレーキがかかった状態を示す側方の要所部分拡大図である。 図２に示す状態からブレーキが解除されている状態を示す側方の要所部分拡大図である。 本発明の実施例１における車椅子のブレーキ制御システムを示すシステム構成図である。 図４に示す制御装置の処理を示すフローチャートである。 本発明の実施例２における車椅子のブレーキ制御システムを示すシステム構成図である。 図６に示す制御装置の処理を示すフローチャートである。 本発明の実施例３における車椅子のブレーキ制御システムを示すシステム構成図である。

符号の説明

１０ 車椅子
２０ シート
２１ 着座検知センサ
２２ 第三センサ信号（第三信号）
４０ 車輪
４２ 第四センサ信号（第四信号）
５０ ハンドリム
５１ 第一接触センサ
５２ 第一センサ信号（第一信号）
６０ ハンドル
６１ 第二接触センサ
６２ 第二センサ信号（第ニ信号）
７０ ブレーキ装置
８０ 制御装置

Claims (3)

1. 車輪を操縦するハンドリムに対し、着座者が前記ハンドリムを触っているか否かを検知する第一接触センサと、
   前記車輪に対して制動を行うブレーキ装置と、
   前記第一接触センサからの第一信号が入力され、前記ハンドリムへ前記着座者が接触しているか否かに基づいて前記ブレーキ装置を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする車椅子。
2. 介護者用のハンドルに設けられ、前記ハンドルへ前記介護者が援助し接触しているか否かを検知する第二接触センサを備え、
   前記制御装置は、前記第二接触センサからの第二信号が入力され、前記第二信号に基づいて前記ハンドルに対して、前記介護者が援助し接触しているか否かに基づいて前記ブレーキ装置を制御することを特徴とする請求項１に記載の車椅子。
3. シートに着座者の着座を検知する着座検知センサを備え、
   前記制御装置は、前記着座検知センサからの第三信号が入力され、該第三信号に基づいて前記ブレーキ装置を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車椅子。

Images