JP2010172522A - 歩行補助車 - Google Patents

Abstract

【課題】歩行補助車の走行する前方に存在する路面の凹凸を検知することができる歩行補助車を提供する。
【解決手段】車体１は、前後方向に延びる骨格部材１ａを左右に有し、それぞれ、前輪４と後輪５を支持している。左右の骨格部材は、連結部材１ｂで連結され、ハンドル１ｄのハンドル軸１ｃが固定されている。ハンドルの両端部がグリップ部２である。支持部７によって上下に回動可能に支持されたアーム部材６の前端に凹凸検出用補助車輪８が設けられている。したがって、凹凸検出用補助車輪は歩行補助車よりも先行する位置にあって、凹部に入り込むと下降し、凸部に乗り上げると上昇し、それによって、アーム部材が回動する。検出ブロック９でアーム部材６の回動角が所定範囲を越えたことを検出するようになっており、歩行補助車よりも先行する位置における路面の凹凸や地面よりもやや高い障害物を検出することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、健常な歩行に支障のある高齢者、障害者、リハビリテーション患者等の、歩行を補助することができる歩行補助車に関するものである。

歩行補助車は、健常な歩行に支障のある高齢者、障害者、リハビリテーション患者等の使用者の歩行を補助するために用いられるものである。特許文献１に記載されたものは、下部に４つの車輪が取り付けられ、上部にハンドルが設けられた車体を、使用者がハンドルの両端のグリップ部を握って押すことにより、上半身を安定させて歩行を補助するものである。この例では、使用者は、棒状のハンドルの両端のグリップ部を握るものであるが、特許文献２に記載されているように、使用者の身体を取り巻くように、手すりを設け、その前部に取り付けられたグリップ部を握るもの、あるいは、特許文献３に記載されている乳母車形状の手押し車は、後部の両側のフレームを上方に伸ばして連結した押し手をグリップ部とするものなど、様々な構造のものが用いられている。これらいずれのものも、車体の下部に前輪と後輪が設けられ、車体の上部に設けられたグリップ部を使用者が押しながら走行させて、使用者の歩行を補助する点で共通するものである。

しかしながら、上述した従来の歩行補助車は、特許文献３に記載されているように、制動特性については考慮されているものの、走行する路面の凹凸等の路面状態についての考慮はされておらず、必ずしも安全性については十分とはいえないものである。

特開２００３−１６４５００号公報 特開２０００−１５７５８５号公報 特開平１１−２６７１６２号公報

本発明は、歩行補助車の走行する前方に存在する路面の凹凸、さらには、水たまりを検知することができる歩行補助車を提供することを目的とするものである。

本発明は、車体の下部に前輪と後輪が設けられ、車体の上部に設けられたグリップ部を使用者が押しながら走行させて、使用者の歩行を補助する歩行補助車において、前記前輪よりも前方に位置するように凹凸検出用補助車輪が取り付けられているとともに上下方向に回動可能に車体に支持されたアーム部材と、該アーム部材の回動によって作動されるスイッチ手段と、該スイッチ手段の開閉状態を検出する検出回路を有し、前記スイッチ手段は前記アーム部材の回動角が所定範囲を越えたときに作動するように配置されていることを特徴とするものである。

また、本発明は、前記凹凸検出用補助車輪の接地面に導電性を付与して一方の電極とし、前記凹凸検出用補助車輪の近傍に接地する位置に配置された弾性を有する電極を設けるとともに、両電極間の導通状態を検出する導通状態検出回路を設けたこと、また、前記凹凸検出用補助車輪の近傍に配置された弾性を有する２つの電極を有し、両電極は離れた位置に配置されているとともに、それぞれ接地する位置に配置され、両電極間の導通状態を検出する導通状態検出回路を設けたことを特徴とするものである。

本発明によれば、歩行補助車の補助によって歩行する際に、地面の凹凸、さらには、水たまりを歩行している位置に先行して検知できるので、警告を発したり、ブレーキをかけることが可能であり、歩行補助車の安全性を向上させることができる。

本発明の歩行補助車の概要を説明するための斜視図である。 本発明の歩行補助車の概要を説明するための側面図である。 アーム部材の回動角を検出するための一実施例を説明するためのもので、（Ａ）は側面図、（Ｂ），（Ｃ）は分解図、（Ｄ）は説明図である。 スイッチ手段の開閉状態を検出するための回路図である。 水たまりを検出する電極の第１の実施例を説明するための構成図である。 水たまりを検出する電極の第２の実施例を説明するための構成図である。 ２つの電極の導通状態を検出するための導通状態検出回路の一例を示す回路図である。 ハンドルの具体例を使用者側からみた正面図である。

図１，図２は、本発明の歩行補助車の概要を説明するためのもので、図１は斜視図、図２は側面図である。図中、１は車体、１ａは骨格部材、１ｂは連結部材、１ｃはハンドル軸、１ｄはハンドル、２はグリップ部、３はブレーキレバー、４は前輪、５は後輪、６はアーム部材、７は支持部、８は凹凸検出用補助車輪、９は検出ブロック、９ａは前照灯、１０はチャイムである。

車体１は、前後方向に延びる骨格部材１ａを左右に有し、それぞれ、前輪４と後輪５を支持している。左右の骨格部材１ａは、連結部材１ｂで連結され、連結部材１ｂにハンドル軸１ｃが固定されている。ハンドル軸１ｃの上部にハンドル１ｄが取り付けられ、ハンドル１ｄの両端部がグリップ部２となっている。グリップ部２に沿うようにブレーキレバー３が設けられ、図示しないブレーキを作動させるようになっている。この例では、ブレーキは後輪５のみに設けられているが、前輪のみに設けるようにしても、前輪および後輪の両方に設けるようにしてもよい。後輪５の支持軸は固定軸となっているが、前輪４には自在車を用いて、進行方向を自在に向けることができるようになっている。前輪４を固定軸とし、後輪５に自在車を用いてもよい。また、前輪４と後輪５の外径は、同じでもよく、一方の外径を他方の外径よりも大きくしてもよい。なお、前輪と後輪とは、２輪ずつの４輪であるが、前論または後輪のいずれか一方を１輪とした３輪のものとしてもよく、前輪または後輪を３輪以上としたり、前輪と後輪との間に中間輪を設けるなどして、５輪以上の歩行補助車としてもよい。もちろん、本発明における歩行補助車の車体１の構造についても、図１，図２で説明した構造に限られるものではなく、下部に前輪と後輪を取り付けることができるとともに、上部に車体を押して走行させるためのグリップ部が設けられていれば足りるものであり、特許文献１〜３にみられる構造のものでもよい。

本発明の特徴とする構造は、支持部７によって上下に回動可能に支持されたアーム部材６と凹凸検出用補助車輪８を設けるとともに、アーム部材６の回動角が所定範囲を越えたことを検出する点にあり、これによって、歩行補助車よりも先行する位置における凹凸や地面よりもやや高い障害物を検出することができる。図１，図２の例では、検出ブロック９でアーム部材６の回動角が所定範囲を越えたことを検出するようにしている。凹凸検出用補助車輪８は、自在車を用いた方が方向転換がし易く、その外径は、適宜でよいが、小さすぎると、僅かな凹凸で進行を妨げられるおそれがあり、大きすぎると、凹凸に対する感度が鈍くなることから、５〜２０ｃｍ程度、より好ましくは、１０〜１５ｃｍ程度が適当である。支持部７は、検出ブロック９の外側に設けられているが、検出ブロック９のケース内に設けてもよい。また、アーム部材６の回動範囲を制限するために、上下にストッパーを設けてもよい。

図２から分かるように、凹凸検出用補助車輪８に位置が前輪４よりも前方の位置となるように、アーム部材６の長さが設定されている。この長さは、前輪４の位置から凹凸検出用補助車輪８までの距離Ｌが、例えば３０ｃｍとなるように設定されている。この距離が短いと、凹凸や障害物を検出してから、使用者がその位置に達するまでの時間が短くなって、凹凸や障害物に対処することが難しく、また、距離が長すぎると、アーム部材６自体が邪魔になることから、上記距離は、２０〜５０ｃｍ程度、より好ましくは、２５〜４０ｃｍ程度がよい。

前照灯９ａは、複数個のＬＥＤを用いて夜間に進路を照明するために用いられる。チャイム１０は、歩行補助車の進行を周囲に知らせるためのものであり、図示しないスイッチを押している間、鳴らし続けることが可能である。

図３は、アーム部材の回動角を検出するための一実施例を説明するためのもので、（Ａ）は側面図、（Ｂ），（Ｃ）は分解図、（Ｄ）は説明図である。図中、図１，図２と同じ部分は同じ符号を付して説明を省略する。１１は作動部材、１１ａは凹部用作動部材、１１ｂは凸部用作動部材、１１ｃ，１１ｄはカム部、１１ｅ，１１ｆは非作動部、１２ａ，１２ｂはマイクロスイッチの作動部、１３ａ，１３ｂはストッパーである。

凹部用作動部材１１ａと凸部用作動部材１１ｂとは、一体化されてアーム部材６に一体的に取り付けられ、アーム部材６が支持部７で上下方向に回動可能に支持されている回動中心Ｐを中心とする円弧をカム部１１ｃ，１１ｄとしている。マイクロスイッチのヒンジレバーやローラ等の作動部が１２ａ，１２ｂの位置にあり、作動部材１１が回動して、マイクロスイッチの作動部がカム部１１ｃまたは１１ｄに乗り上げたときにマイクロスイッチが作動する。図３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）では、マイクロスイッチの作動部を矢印で図示している。凹部検出用のマイクロスイッチの作動部１２ａは凹部用作動部１１ａに対向し、凸部検出用のマイクロスイッチの作動部１２ｂは凸部用作動部１１ｂに対向している。凹部用作動部材１１ａのカム部１１ｃ以外の部分の非作動部１１ｅと、凸部用作動部材１１ｂのカム部１１ｄ以外の部分の非作動部１１ｆとは、それぞれマイクロスイッチの作動部１２ａ，１２ｂが作動しない半径であればよく、円弧である必要もなく、あるいは、なくてもよい。作動部材１１は、凹凸検出用補助車輪８が前輪と後輪で決定される平面と同一平面にある場合、図３（Ａ）の中立位置にある。図３（Ｂ）に示すように、中立位置における凹部検出用のマイクロスイッチの作動部１２ａは、凹部用作動部材１１ａの非作動部１１ｅに位置しており、この位置から作動部１１ｃまでの間の角度が凹部を検出する最小検出限界に相当している。また、図３（Ｃ）に示すように、中立位置における凸部検出用のマイクロスイッチの作動部１２ｂは、凹部用作動部材１１ｂの非作動部１１ｆに位置しており、この位置から作動部１１ｄまでの間の角度が凸部を検出する最小検出限界に相当している。したがって、中立位置では、マイクロスイッチの作動部が作動部材の非作動部に位置しているからいずれのマイクロスイッチも作動していない。

凹凸検出用補助車輪８が凹部に入り込むと、凹凸検出用補助車輪８の重量によって、アーム部材６は時計方向に回動し、作動部材１１も回動する。凹凸検出用補助車輪８が、凹部を検出する最小検出限界の深さまで下がった場合に、凹部検出用のマイクロスイッチの作動部１２ａが凹部用作動部材１１ａのカム部１１ｃに乗って、凹部検出用のマイクロスイッチが作動する。また、凹凸検出用補助車輪８が凸部に乗り上げると、凹凸検出用補助車輪８の重量に抗して、アーム部材６は反時計方向に回動し、作動部材１１も回動する。凹凸検出用補助車輪８が、凸部を検出する最小検出限界の高さまで上がった場合に、凸部検出用のマイクロスイッチの作動部１２ｂが凸部用作動部材１１ｂのカム部１１ｄに乗って、凸部検出用のマイクロスイッチが作動する。図３（Ｄ）に、マイクロスイッチの作動部１２ａ，１２ｂの位置を、×点で図示したが、この位置は、カム部１１ｃ，１１ｄとの相対位置で決定されるので、図示の位置に限られるものではない。最小検出限界を越えた場合は、作動部材１１はさらに回動するが、マイクロスイッチの作動部は、カム部に乗り続けるから、作動は継続する。最小検出限界は、凹部検出と凸部検出で同一とする必要はないが、一例では、３〜５ｃｍの範囲内の値とした。

この実施例では、作動部材１１の回動限界を決定するストッパー１３ａ，１３ｂを設けた。凸部の検出に対するストッパー１３ｂはなくてもよいが、凹部の検出に対するストッパー１３ａは設けた方がよい。使用者がハンドルを手前に引いて、前輪を持ち上げるようにした場合に、凹凸検出用補助車輪８が下がり過ぎないようにするためである。なお、ストッパーは、支持部７よりも前方においてアーム部材６の回動範囲を制限するように設けてもよい。

上述した実施例では、アーム部材に直結された作動部材を用いてマイクロスイッチを作動させるようにしたが、アーム部材と作動部材とを連動機構を介して動きを伝達するようにしてもよい。連動機構の一例として、歯車機構を用いることができる。アーム部材６と作動部材１１とを別体として、それそれを回動可能とし、アーム部材６の回動軸に一方の歯車を取り付けて、アーム部材６とともに、前記一方の歯車を回動させ、作動部材の回動軸に他方の歯車を取り付ける。アーム部材６の回動に伴って、一方の歯車から他方の歯車に回転を伝達して、作動部材１１を回動させるようにする。中間歯車を設けてもよく、要は、アーム部材６の回動に作動部材が連動すればよい。アーム部材の回動角に対して、作動部材の回動角が大きくなるように連動比を設定するのがよい。連動機構としてレバー機構を用いてもよい。また、作動部材は、カム機構に限られるものではなく、レバー等を用いてもよい。スイッチ手段としてマイクロスイッチを用いたが、光電スイッチや近接スイッチを用いてもよく、作動部材の作動をスイッチング信号として検出できればよい。

図４は、スイッチ手段の開閉状態を検出するための回路を説明するための２つの具体例を示す回路図である。図中、Ｅは電源、Ｒ₁ ，Ｒ₂ は抵抗、Ｓ₁ ，Ｓ₂ はスイッチ手段、Ｃはコンデンサ、Ｚ₁ ，Ｚ₂ は負荷回路である。

図４（Ａ）は、直接、負荷回路への電源を開閉するものであり、凹凸検出用補助車輪８の下方または上方への移動によってアーム部材６が回動し、スイッチ手段Ｓ₁ またはＳ₂ がオンして、負荷回路Ｚ₁ またはＺ₂ に電源Ｅからの電流を供給する。負荷回路Ｚ₁ ，Ｚ₂ は、警報回路として構成され、ＬＥＤ等の発光素子を発光させたり、発振回路を作動させて音響を発生させたり、あるいは、メモリに記憶された音声データを読み出して発音させたり、表示回路を作動させることができる回路である。これら発光手段や発音手段のいずれか１つでもよく、発光手段と発音手段の両方を動作させるなど、複数手段の警報を発するようにしてもよい。また、ブレーキを作動させるようにしてもよい。

検出した凹部と凸部を区別することなく、警報音を発するとともに、ＬＥＤを発光させる表示を行うようにしてもよいが、他の例では、凹部を検出したときに「凹みがあります」と発音させるとともに、表示部に下向きの矢印を表示し、凸部を検出したときに「つまずかないように」と発音させるとともに、表示部に上向きの矢印を表示するようにする態様を採用してもよい。また、発音による警告音としては、「ピ」を音程が高い音、「ウ」を音程が低い音として記載すれば、凹部を検出したときに、「ピーウ、ピーウ、ピーウ、・・・」（「ー」は連続して音程が下がる音」）と断続的に発音する警告音を発するようにし、凸部を検出したときに、「ウーピ、ウーピ、ウーピ、・・・」（「ー」は連続して音程が上がる音）と断続的に発音する警告音を発する態様としてもよい。ＬＥＤ表示にあっても、表示部において、上下にＬＥＤを配置し、凸部を検出したとき上のＬＥＤを点灯し、凹部を検出したときに下のＬＥＤを点灯する態様を採用するなど、適宜の警報を発するようにすればよい。

図４（Ｂ）は、電源Ｅと負荷回路Ｚ₁ ，Ｚ₂ との間に時定数回路を挿入した例である。負荷回路Ｚ₁ ，Ｚ₂ への電源供給は、ＣＲ₁ の時定数で行われるので、スイッチ手段Ｓ₁ ，Ｓ₂ のチャタリング動作を排除できる。また、充電されたＣの放電がＣＲ₂ の時定数で行われるから、警告時間を延長できるという利点がある。

本発明においては、水たまりの検出を行う手段を付加させることも可能である。

図５は、水たまりを検出する電極の第１の実施例を説明するための構成図である。凹凸検出用補助車輪８の接地面に導電性を付与して一方の電極１４ａとし、凹凸検出用補助車輪８の近傍に、他方の電極として電極１４ｂを配置した。凹凸検出用補助車輪８の接地面に導電性を付与する方法としては、タイヤの接地面に金属帯を取り付けたり、タイヤを導電性ゴムとしたり、車輪全体を金属とするなど、適宜の方法を採用できる。電極１４ｂは、スプリングワイヤを用いたり、燐青銅等の弾性を有する単線を用いたりして、弾性を付与するようにするとともに、先端が接地できる長さとしておく。タイヤ側の電極１４ａと電極１４ｂとからのリード線はアーム部材６をパイプとしてその中を通して検出ブロック９（図１，図２）内に導くようにした。図５では、電極１４ｂの位置を凹凸検出用補助車輪８の後方に配置したが、側方に配置するようにした方が路面の凹凸の影響を受けにくい利点があり、凹凸検出用補助車輪８における車軸を支持する支持部材に取り付けるようにすることができる。

図６は、水たまりを検出する電極の第２の実施例を説明するための構成図である。支持体１５は、合成樹脂等の絶縁材料で構成され、２本の弾性を有する単線が電極１４ａ，１４ｂとして間隔をおいて支持されている。支持体１５は、凹凸検出用補助車輪８の近傍ならどこに配置されてもよいが、電極１４ａと電極１４ｂとが凹凸検出用補助車輪８の車軸の方向と平行な方向に並ぶように取り付けられるのがよい。凹凸検出用補助車輪８における車軸を支持する支持部材に取り付けるようにしてもよい。２本の単線の代わりに、２本のスプリングワイヤを用いてもよい。

図７は、２つの電極の導通状態を検出するための導通状態検出回路の一例を示す回路図である。図中、１４ａ，１４ｂは電極、１６はリード線、１７は比較回路、１８は増幅器、１９は感度調整回路、２０は電力増幅器、２１はアクチュエータ、Ｒ₁ ，Ｒ₂ は抵抗、Ｅは電源である。

電極１４ａと電極１４ｂとの間の抵抗値は、電極１４ａと電極１４ｂが水たまりに触れた場合に、水の導電性によって低下する。電極１４ａと電極１４ｂとが水に触れていない場合は、電極間の抵抗値は高抵抗であり、比較回路１７の入力電圧は、抵抗Ｒ₁ ，Ｒ₂ で分圧された電圧となっている。比較回路１７における基準電圧は、この分圧電圧と等しい電圧に設定されている。電極１４ａと電極１４ｂが水たまりに入って、電極間の抵抗値が低抵抗となった場合、この抵抗値が抵抗Ｒ₂ の抵抗値より小さいように抵抗Ｒ₂ の抵抗値が設定されているから、比較回路１７の入力電圧は低下して基準電圧と差異を生じて比較回路１７に差電圧に対応する出力電圧を生じる。出力電圧は、増幅器１８で増幅され、感度調整回路１９を介して、電力増幅器２０で増幅され、アクチュエータ２１を作動させる。アクチュエータ２１としては、発光手段や発音手段の一方または双方が用いられる。図示しないブレーキを作動させるようにしてもよい。発光手段としては、ＬＥＤ等を用いることができ、凹凸検出の警報手段と異なる位置において表示を行う。凹凸検出にＬＥＤを用いた場合には、同じＬＥＤを共用するようにしてもよく、凹凸検出に連続点灯を行うようにした場合に、水たまりの検出の際には、点滅表示を行う、あるいは、その逆にするなど、表示態様を異なるようにしてもよい。発音手段としては、「水たまりです」と発音させてもよく、凹凸検出で断続的な発音をさせるようにした場合には、水たまりの検出では、一定の音程の連続音とするなど、区別できる発音を行うようにすればよい。

図８は、ハンドルの具体例を使用者側からみた正面図である。図中、１ｃはハンドル軸、２はグリップ部、３はブレーキレバー、２２はチャイム用スイッチ、２３は前照灯用スイッチ、２４ａは凹部警告表示灯、２４ｂは凸部警告表示灯、２５は水たまり警告表示灯、２６はスピーカである。

チャイム用スイッチ２２は、押している間だけチャイム（図１）をならすことができる。前照灯用スイッチ２３は、オン、オフスイッチとなっており、オンに位置させると、前照灯が点灯し、オフ位置で消灯する。凹部警告表示灯２４ａ，凸部警告表示灯２４ｂは、それぞれ凹部を検出した際、凸部を検出した際に点灯して、使用者に警告する。水たまり警告表示灯２５は、水たまりを検出した際に点灯して、使用者に警告を与える。スピーカ２６は、上述した発音手段として用いられる。

上述した検出回路や電源は、検出ブロック９に内蔵され、これらスイッチや、表示灯，スピーカ，チャイム等と検出ブロック９内の回路との接続は、ハンドル軸１ｃに内装されたケーブルを介して行われている。

１…車体、１ａ…骨格部材、１ｂ…連結部材、１ｃ…ハンドル軸、１ｄ…ハンドル、２…グリップ部、３…ブレーキレバー、４…前輪、５…後輪、６…アーム部材、７…支持部、８…凹凸検出用補助車輪、９…検出ブロック、９ａ…前照灯、１０…チャイム、１１…作動部材、１１ａ…凹部用作動部材、１１ｂ…凸部用作動部材、１１ｃ，１１ｄ…カム部、１１ｅ，１１ｆ…非作動部、１２ａ，１２ｂ…マイクロスイッチの作動部、１３ａ，１３ｂ…ストッパー、１４ａ，１４ｂ…電極。

Claims (7)

1. 車体の下部に前輪と後輪が設けられ、車体の上部に設けられたグリップ部を使用者が押しながら走行させて、使用者の歩行を補助する歩行補助車において、前記前輪よりも前方に位置するように凹凸検出用補助車輪が取り付けられているとともに上下方向に回動可能に車体に支持されたアーム部材と、該アーム部材の回動によって作動されるスイッチ手段と、該スイッチ手段の開閉状態を検出する検出回路を有し、前記スイッチ手段は前記アーム部材の回動角が所定範囲を越えたときに作動するように配置されていることを特徴とする歩行補助車。
2. 前記検出回路の出力によって、発音手段および／または発光手段を作動させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の歩行補助車。
3. 前記アーム部材がその支持位置よりも後方に延びた延長部分を有し、前記スイッチ手段は延長部分の回動角が所定範囲を越えたときに作動するように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の歩行補助車。
4. 前記アーム部材の回動軸に主歯車が取り付けられ、前記スイッチ手段は前記主歯車に従動する従歯車の回動角が所定範囲を越えたときに作動するように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の歩行補助車。
5. 前記凹凸検出用補助車輪の接地面に導電性を付与して一方の電極とし、前記凹凸検出用補助車輪の近傍に接地する位置に配置された弾性を有する電極を設けるとともに、両電極間の導通状態を検出する導通状態検出回路を設けたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の歩行補助車。
6. 前記凹凸検出用補助車輪の近傍に配置された弾性を有する２つの電極を有し、両電極は離れた位置に配置されているとともに、それぞれ接地する位置に配置され、両電極間の導通状態を検出する導通状態検出回路を設けたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の歩行補助車。
7. 前記導通状態検出回路の出力によって、発音手段および／または発光手段を作動させるようにしたことを特徴とする請求項５または６に記載の歩行補助車。

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