JP2011055954A - 電動車椅子 - Google Patents

Abstract

【課題】さまざまな生活動作をサポート可能な電動車椅子を提供する。
【解決手段】ベース部２と、ベース部２の上方に設けられ、使用者が着座する着座シート３と、ベース部２と着座シート３との間に設けられ、着座シート３を支持する駆動アーム部とを備え、駆動アーム部の一端を着座シート３に回動可能に連結すると共に、駆動アーム部の他端をベース部２に固定した電動車椅子１であって、駆動アーム部は、少なくとも３つのリンク部１３，１４，１５と、これらリンク部１３，１４，１５、および着座シート３を互いに回動可能に連結する減速機付モータ２６とを有している。
【選択図】図１

Description

この発明は、電動車椅子に関するものである。

例えば、高齢者などの移動手段として用いられる電動車椅子は、この使用時に使用者がシートに着座したままの状態を採ることが多い。このため、例えば、健常者が立位で作業する台所等の場所においては電動車椅子の使用者の作業が困難である。このような使用者の生活動作をサポートするために、シートを昇降可能に構成したさまざまな電動車椅子が提案されている。
例えば、シートの後部を持ち上げることが可能な姿勢制御アームを備えた電動車椅子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１によれば、姿勢制御アームによりシートの後部を持ち上げた分、使用者の着座位置が高くなるので、健常者が立位で作業する台所等であっても使用者の作業が容易になる。

特開２００８−１５４９０３号公報

ところで、健常者が立位で作業する場所は、台所に限らずさまざまな場所が考えられる。例えば、路上に設置された自動販売機、公衆電話、駅の改札などが挙げられる。このように、さまざまな場所で電動車椅子の使用者の生活動作をサポートしようとすると、シートの昇降動作だけでは限界があるという課題がある。

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、さまざまな生活動作をサポート可能な電動車椅子を提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、架台と、前記架台の上方に設けられ、使用者が着座するシートと、前記架台と前記シートとの間に設けられ、前記シートを支持する駆動アーム部とを備え、前記駆動アーム部の一端を前記シートに回動可能に連結すると共に、前記駆動アーム部の他端を前記架台に固定した電動車椅子であって、前記駆動アーム部は、少なくとも３つのリンク部と、これらリンク部、および前記シートを互いに回動可能に連結する駆動部とを有していることを特徴とする。
このように構成することで、シートの昇降動作に加え、シートを傾動させたり、せり出したりすることが可能になる。このため、生活状況に応じてシートの姿勢を種々変更することができ、さまざまな生活動作をサポート可能な電動車椅子を提供することができる。

請求項２に記載した発明は、前記駆動部は、電動モータと、この電動モータの回転が伝達され、前記リンク部、および前記シートを回動させるハイポサイクロイド減速機構とを有し、前記ハイポサイクロイド減速機構は、ケースと、このケースに固定された内歯歯車と、この内歯歯車の中心軸に対して所定量だけ偏心した状態で前記内歯歯車と噛合う外歯歯車と、前記電動モータからの回転が入力され、この回転に基づいて前記外歯歯車を所定量だけ偏心させた状態で触れ回す偏心シャフトと、前記外歯歯車と係合し、この外歯歯車の回転を出力する出力部とを有することを特徴とする。

このように構成することで、大きい減速比を得て駆動部の出力を高めることができる。また、減速比が大きい分、電動モータを小型化することが可能になる。
さらに、ハイポサイクロイド減速機構のセルフロック機能を用いて電動モータの外力による逆転を防止することができるので、別途電磁ブレーキ等を用いる必要がなく、駆動部の小型化、低コスト化を図ることが可能になる。

請求項３に記載した発明は、前記電動モータと前記ハイポサイクロイド減速機構との間に、ウォーム減速機構を設け、前記ウォーム減速機構は、前記電動モータの回転軸に連結されるウォーム軸と、このウォーム軸に噛合う１対のウォームホイールと、前記１対のウォームホイールにそれぞれ噛合うと共に、前記偏心シャフトに連結され、前記１対のウォームホイールの回転を前記偏心シャフトに伝達する出力歯車とを有し、前記ウォーム軸は、長さ方向略中央を境にして一端側と他端側とが逆ネジに形成されており、各ウォームホイールは、それぞれ前記ウォーム軸を挟んで両側に配置され、一方のウォームホイールが前記ウォーム軸の一端側に噛合うと共に、他方のウォームホイールが前記ウォーム軸の他端側に噛合うことを特徴とする。

このように構成することで、さらに大きい減速比を得て駆動部の出力を高めることができる。また、さらに減速比を大きくする分、電動モータの小型化を図ることができる。
そして、ハイポサイクロイド減速機構のセルフロック機能に加え、ウォーム減速機構のセルフロック機能を用いることにより、さらに確実に電動モータの外力による逆転を防止することが可能になる。
また、ウォーム軸の一端側と他端側とを逆ネジに形成すると共に、ウォーム軸を挟んで１対のウォームホイールを配置し、これらウォームホイールとウォーム軸の一端側、および他端側を噛合わせているので、各ウォームホイールとウォーム軸との噛合いによってウォーム軸にかかるスラスト力が相殺される。このため、駆動部の駆動効率や伝達効率を高めることが可能になる。

請求項４に記載した発明は、各リンク部にそれぞれ前記駆動部を配置し、各リンク部のうち、前記駆動アーム部の他端を構成するリンク部に、このリンク部の長手方向に交差するように前記電動モータを配置する一方、各リンク部のうち、前記駆動アーム部の他端を構成するリンク部以外の他のリンク部に、この他のリンク部の長手方向に沿って前記電動モータを配置したことを特徴とする。
このように構成することで、駆動アーム部の省スペース化を図ることが可能になる。
また、電動モータとリンク部、シート、および架台との干渉を回避することができるので、リンク部、およびシートの回動範囲を大きく設定することが可能になる。

請求項５に記載した発明は、前記駆動アーム部は、前記シート側から順に第１リンク部、第２リンク部、および第３リンク部の３つの前記リンク部を有し、前記シートと前記第１リンク部との連結部の回動中心と、前記第１リンク部と前記第２リンク部との連結部の回動中心との間の長さを、前記第１リンク部と前記第２リンク部との連結部の回動中心と、前記第２リンク部と前記第３リンク部との連結部の回動中心との間の長さと略同一長さに設定したことを特徴とする。
このように構成することで、簡素な構造でシートの昇降動作、傾動動作、およびせり出し動作を行うことができる。また、架台の設置方向に対し、シートを直角方向に沿って昇降させることが可能になるので、限られたスペースで電動車椅子を利用する場合であってもスムーズにシートの位置を変位させることができる。

本発明によれば、シートの昇降動作に加え、シートを傾動させたり、せり出したりすることが可能になる。このため、生活状況に応じてシートの姿勢を種々変更することができ、さまざまな生活動作をサポート可能な電動車椅子を提供することができる。

本発明の実施形態における電動車椅子の側面図である。 本発明の実施形態における電動車椅子の正面図であって、一部切り欠き断面図である。 本発明の実施形態における減速機付モータの一部切り欠き断面図である。 図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。 本発明の実施形態における電動車椅子の状態説明図である。 本発明の実施形態における電動車椅子の状態説明図である。

（電動車椅子）
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、電動車椅子１の側面図、図２は、電動車椅子１の正面図であって、一部切り欠き断面図である。なお、以下の説明において、図１における紙面上側を単に上側、紙面下側を端に下側として説明する場合がある。
図１、図２に示すように、電動車椅子１は、足載せ台となるベース部２と、ベース部２の上方に設けられた着座シート３と、ベース部２と着座シート３との間に設けられ、着座シート３を支持する駆動アーム部４とで構成されている。

ベース部２は略円板状に形成されたものであって、下面側に電動キャスタ５が周方向に等間隔で４箇所設けられている。各電動キャスタ５は、ベース部２から下方に向かって立設されたブラケット６に、車輪７と、この車輪７を回転駆動させるための減速機付モータ８とが設けられたものである。
ブラケット６は平板状に形成されたものであって、ベース部２に対して回動自在に支持されている。車輪７は、ブラケット６の一端面、つまり、図１、図２における外側の面に取り付けられている。車輪７には回転軸９がブラケット６側に向かって突設され、このブラケット６に回転軸９が回転自在に支持されている。

一方、減速機付モータ８は、ブラケット６の他端面、つまり、図１、図２における内側の面に取り付けられている。減速機付モータ８は、電動モータ８ａと、この電動モータ８ａの回転軸（不図示）に連結され、かつ電動モータ８ａよりもブラケット６側に配置された減速機構８ｂとにより構成されたものである。
減速機構８ｂとしては、例えば、遊星歯車機構等が挙げられる。減速機構８ｂの出力部（不図示）は、車輪７の回転軸９に連結されている。これにより、減速機付モータ８の駆動力が車輪７に伝達され、車輪７が回転駆動する。

また、ベース部２の上面側には、外周部側にバッテリ１０、および制御ボックス１１が搭載されている。バッテリ１０は、制御ボックス１１、電動キャスタ５、および駆動アーム部４に電力を供給するための駆動源となるものである。バッテリ１０としては、高容量の充電式のリチウムイオンバッテリや有機ラジカル電池等が用いられる。
制御ボックス１１は、着座シート３に設けられている後述のコントローラ１２からの出力信号に基づいて、電動キャスタ５や駆動アーム部４の駆動制御を行うためのものであって、不図示のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ；中央演算処理装置）などを有している。

着座シート３は、使用者の臀部が乗るシートクッション３ａと、シートクッション３ａの後部に支持されている背もたれ部３ｂとを有している。
シートクッション３ａの一側には、電動車椅子１を操作するためのコントローラ１２が設けられている。コントローラ１２には、操作レバー１２ａや不図示の釦が設けられている。そして、操作レバー１２ａを傾けたり、釦を押下したりすると、制御ボックス１１に信号が出力される。この出力信号に基づいて、電動キャスタ５が駆動して電動車椅子１が走行したり、駆動アーム部４が駆動して着座シート３の姿勢が変化したりする（詳細述する）。
また、着座シート３の下面には、この着座シート３と駆動アーム部４の一端とを回動可能に連結するためのブラケット１６が下方に向かって立設されている。

（駆動アーム）
駆動アーム部４は、第１リンク部１３、第２リンク部１４、および第３リンク部１５の３つのリンク部１３，１４，１５を有しており、これらリンク部１３，１４，１５が着座シート３側からベース部２に至る間に、順番に配置されている。
第１リンク部１３は、平面視略長円形の板状に形成されている。第１リンク部１３の一端側（図１、図２における上端側）には、ブラケット１６の一面に立設されている支軸１７を回転自在に支持するための軸受け１８が設けられている。すなわち、ブラケット１６、および駆動アーム部４の一端側を構成する第１リンク部１３の一端側は、この第１リンク部１３と着座シート３とを回動可能に連結するための第１連結部１９として機能している。

一方、第１リンク部１３の他端側（図１、図２における下端側）には、第２リンク部１４を回動可能に連結するための支軸２０がブラケット１６とは反対側（図２における右側）に向かって立設されている。
第２リンク部１４は、平面視略長円形の板状に形成されている。第２リンク部１４の一端側には、第１リンク部１３に立設されている支軸２０を回動自在に支持するための軸受け２１が設けられている。すなわち、第１リンク部１３の他端側、および第２リンク部１４の一端側は、第１リンク部１３と第２リンク部１４とを回動可能に連結するための第２連結部２２として機能している。

また、第２リンク部１４の他端側には、第３リンク部１５を回動可能に連結するための支軸２３が第１リンク部１３とは反対側に向かって立設されている。
第３リンク部１５は断面略Ｌ字状に形成されたものであって、ベース部２に固定されているベースプレート１５ａと、ベースプレート１５ａから略垂直方向に沿って立ち上がり形成された支持プレート１５ｂとが一体成形されている。

支持プレート１５ｂの先端側には、第２リンク部１４に立設されている支軸２３を回動自在に支持するための軸受け２４が設けられている。すなわち、第２リンク部１４の他端側、および第３リンク部１５の先端側は、第２リンク部１４と第３リンク部１５とを回動可能に連結するための第３連結部２５として機能している。

ここで、第１連結部１９の回動中心、つまり、支軸１７の軸心と、第２連結部２２の回動中心、つまり、支軸２０の軸心との間の距離をＬ１は、支軸２０の軸心と、第３連結部２５の回動中心、つまり、支軸２３の軸心との間の距離Ｌ２と略同一に設定されている。
また、各リンク部１３，１４，１５に設けられている軸受け１８，２１，２４としては、例えば、含浸メタル等を用いることが可能である。

さらに、各リンク部１３，１４，１５には、各々連結部１９，２２，２５の近傍に減速機付モータ２６が設けられ、これら減速機付モータ２６の出力軸２７がそれぞれ歯車機構２８を介して対応する支軸１７，２０，２３に連係されている。
歯車機構２８は、２つの外歯平歯車２８ａ，２８ｂからなるものであって、それぞれ各リンク部１３，１４，１５の長手方向に沿って並設されている。そして、一方の外歯平歯車２８ａが各支軸１７，２０，２３に外嵌固定され、他方の外歯平歯車２８ｂが各減速機付モータ２６の出力軸２７に外嵌固定されている。

より詳しくは、着座シート３のブラケット１６に突設されている支軸１７は、この先端が軸受け１８を介して第１リンク部１３から突出し、この突出した部位に一方の外歯平歯車２８ａが外嵌固定されている。
第１リンク部１３の支軸１７よりも長手方向他端側には、ブラケット１６側の面に減速機付モータ２６が設けられている。第１リンク部１３には、減速機付モータ２６の出力軸２７に対応する箇所に、出力軸２７を回転自在に支持する滑り軸受け２９が設けられている。この滑り軸受け２９に支持されている出力軸２７の先端は、第１リンク部１３から突出しており、この突出した部位に他方の外歯平歯車２８ｂが外嵌固定されている。

また、第１リンク部１３の他端側に立設されている支軸２０には、第１リンク部１３と第２リンク部１４との間に、一方の外歯平歯車２８ａが外嵌固定されている。すなわち、支軸２０に外嵌固定されている一方の外歯平歯車２８ａと、第１リンク部１３とは、互いに一体となって回動する。
第２リンク部１４の支軸２０よりも長手方向他端側には、第１リンク部１３とは反対側の面に、減速機付モータ２６が設けられている。第２リンク部１４には、減速機付モータ２６の出力軸２７に対応する箇所に、出力軸２７を回転自在に支持する滑り軸受け３０が設けられている。この滑り軸受け３０に支持されている出力軸２７の先端は、第２リンク部１４から突出しており、この突出した部位に他方の外歯平歯車２８ｂが外嵌固定されている。

さらに、第２リンク部１４の他端側に立設されている支軸２３には、第２リンク部１４と第３リンク部１５の支持プレート１５ｂとの間に、一方の外歯平歯車２８ａが外嵌固定されている。すなわち、支軸２３に外嵌固定されている一方の外歯平歯車２８ａと、第２リンク部１４とは、互いに一体となって回動する。
支持プレート１５ｂの支軸２３よりも長手方向他端側には、第２リンク部１４とは反対側の面に、減速機付モータ２６が設けられている。支持プレート１５ｂには、減速機付モータ２６の出力軸２７に対応する箇所に、出力軸２７を回転自在に支持する滑り軸受け３１が設けられている。この滑り軸受け３１に支持されている出力軸２７の先端は、支持プレート１５ｂから突出しており、この突出した部位に他方の外歯平歯車２８ｂが外嵌固定されている。

（減速機付モータ）
次に、図３〜図５に基づいて、減速機付モータ２６について詳述する。なお、各連結部１９，２２，２５の近傍に設けられた減速機付モータ２６は、全て同一構造に構成されているので、以下の説明においては、１つの減速機付モータ２６についてのみ説明する。
図３は、減速機付モータ２６の一部切り欠き断面図、図４は、図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図５は、図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
図３〜図５に示すように、減速機付モータ２６は、電動モータ３２と、電動モータ３２の回転軸３３に連結されたウォーム減速機構３４と、ウォーム減速機構３４に連結されたハイポサイクロイド減速機構３５とにより構成されている。電動モータ３２としては、例えば、ブラシ付きの直流モータが使用される。

（ウォーム減速機構）
ウォーム減速機構３４は、電動モータ３２のモータハウジング３６に固定されているギヤケーシング３７を有している。ギヤケーシング３７は、開口部３７ａを有する箱状に形成されたものであって、略中央部に電動モータ３２の回転軸３３と一体化されたウォーム軸３８が回転自在に支持されている。
ウォーム軸３８には、長さ方向略中央を境にして先端側に第１ネジ部３９ａが刻設され、基端側に第２ネジ部３９ｂが刻設されている。これら第１ネジ部３９ａ、および第２ネジ部３９ｂは、互いに逆ネジに形成されている。

また、ギヤケーシング３７には、１対のウォームホイール４０，４０がウォーム軸３８を挟んで両側に配置されている。これらウォームホイール４０，４０は、ギヤケーシング３７に設けられている支軸４１，４１にそれぞれ回転自在に軸支されている。
各ウォームホイール４０は段付歯車状に形成されたものであって、大径歯車部４０ａと小径歯車部４０ｂとを有している。これら大径歯車部４０ａと小径歯車部４０ｂは、互いに軸方向に重ね合わされた状態で一体成形されている。

そして、ウォーム軸３８の第１ネジ部３９ａには、１対のウォームホイール４０，４０のうちの一方のウォームホイール４０の大径歯車部４０ａが噛合され、ウォーム軸３８の第２ネジ部３９ｂには、他方のウォームホイール４０の大径歯車部４０ａが噛合されている。
すなわち、１対のウォームホイール４０，４０は、ウォーム軸３８を挟んで両側に配置されているが、逆ネジに形成されているウォーム軸３８の第１ネジ部３９ａと第２ネジ部３９ｂとにそれぞれ噛合されているので、ウォーム軸３８の回転に伴って同方向に回転する。

１対のウォームホイール４０，４０の小径歯車部４０ｂ，４０ｂの間には、１対の小径歯車部４０ｂ，４０ｂに噛合う出力歯車４２が設けられている。出力歯車４２には、この出力歯車４２の回転をハイポサイクロイド減速機構３５に伝達するための出力軸４３が内嵌固定されている。

（ハイポサイクロイド減速機構）
ハイポサイクロイド減速機構３５は、ウォーム減速機構３４を構成するギヤケーシング３７の開口部３７ａを閉塞するギヤケーシング４４を有している。
ギヤケーシング４４は、下部ケース４５と、上部ケース４６とを有し、下部ケース４５により、ギヤケーシング３７の開口部３７ａを閉塞するように固定されている。
下部ケース４５は略円板状に形成されたものであって、ウォーム減速機構３４側の面に、１対のウォームホイール４０，４０を軸支する支軸４１，４１の一端が圧入固定されている。また、下部ケース４５には、出力軸４３を回転自在に支持可能な軸受け部４８が設けられている。出力軸４３の一端は、軸受け部４８を介して上部ケース４６側に突出している。

ここで、出力軸４３は偏心シャフトであって、一端側に、出力軸４３の軸心から所定量だけ偏心した偏心部４３ａが一体成形されている。偏心部４３ａには、円板状の外歯平歯車４９が回転自在に支持されている。外歯平歯車４９の径方向中央には、偏心部４３ａを回転自在に支持するための軸受け部５０が設けられている。
外歯平歯車４９の外周には、外歯平歯車４９よりも大径に形成され、かつ外歯平歯車４９よりも多歯数差で形成された内歯歯車４７が設けられている。この内歯歯車４７は、出力軸４３の軸心と同心円上に配置され、下部ケース４５、および上部ケース４６に挟持された状態で固定されている。

外歯平歯車４９は、出力軸４３の偏心部４３ａにより所定量だけ偏心した状態で振り回されながら内歯歯車４７に噛合う。これにより、出力軸４３の回転数に対し、所定量だけ減速して外歯平歯車４９が回転する。
外歯平歯車４９の上部ケース４６側には、外歯平歯車４９に係合する出力プレート５１が内歯歯車４７と同軸上に配置されている。出力プレート５１は略円板状に形成されたものであって、外周部側に複数の係合ピン５２が周方向に沿って等間隔に外歯平歯車４９側に向かって突設されている。各係合ピン５２の出力プレート５１から突出している部位には、それぞれスリーブ５３が装着されている。

ここで、外歯平歯車４９には、係合ピン５２に対応する部位に、外歯平歯車４９の厚さ方向に沿って貫通する貫通孔５４が形成されている。貫通孔５４の直径は、係合ピン５２（スリーブ５３）に対して、出力軸４３に一体形成さている偏心部４３ａの偏心量だけ外歯平歯車４９が触れ回り可能な大きさに設定されている。これにより、出力軸４３から減速された状態で回転する外歯平歯車４９の回転が出力プレート５１に伝達される。そして、出力プレート５１が出力軸４３と同軸上で回転する。

出力プレート５１の径方向中央には、上部ケース４６の軸方向外側に向かって突出し、歯車機構２８の他方の外歯平歯車２８ｂ（図２参照）が外嵌固定される出力軸２７が一体成形されている。上部ケース４６の径方向中央には、出力軸２７を回転自在に支持するための軸受け部５５が設けられている。
すなわち、減速機付モータ２６は、ハイポサイクロイド減速機構３５を各リンク部１３，１４，１５側に向けた状態で固定されている。内歯歯車４７には、外周縁に減速機付モータ２６を各リンク部１３，１４，１５に締結固定するためのボルト座５６が複数形成されている（図５参照）。

このような構成のもと、各減速機付モータ２６は、制御ボックス１１を介してバッテリ１０に接続されている。そして、制御ボックス１１からの出力信号に基づいて、それぞれの減速機付モータ２６が独立して駆動し、これに伴って、着座シート３、第１リンク部１３、および第２リンク部１４がそれぞれ独立して駆動する。
すなわち、図２に示すように、第３リンク部１５に固定されている減速機付モータ２６を駆動させると、第２リンク部１４が支軸２３を中心にして回動する。また、第２リンク部１４に固定されている減速機付モータ２６を駆動させると、第１リンク部１３が支軸２０を中心にして回動する。さらに、第１リンク部１３に固定されている減速機付モータ２６を駆動させると、着座シート３が支軸１７を中心にして回動する。

ここで、図１に示すように、第１リンク部１３、および第２リンク部１４に取り付けられている減速機付モータ２６は、それぞれこの減速機付モータ２６の電動モータ３２が取り付けられているリンク部１３，１４の長手方向に沿うように配置されている。
一方、第３リンク部１５に取り付けられている減速機付モータ２６は、この減速機付モータ２６の電動モータ３２が支持プレート１５ｂの長手方向に略直交する方向に沿うように配置されている。

すなわち、駆動アーム部４の他端側を構成している第３リンク部１５に取り付けられている減速機付モータ２６は、電動モータ３２が第３リンク部１５の長手方向に略直交する方向に沿うように配置されていることになる。そして、第３リンク部１５以外のリンク部１３，１４に取り付けられている減速機付モータ２６は、電動モータ３２が対応するリンク部１３，１４の長手方向に沿うように配置されていることになる。
このように、各減速機付モータ２６を配置することにより、着座シート３、第１リンク部１３、および第２リンク部１４が回動した際、これら着座シート３、第１リンク部１３、および第２リンク部１４と、電動モータ３２との干渉を回避できるようになっている。

（作用）
次に、図２〜図７に基づいて、電動車椅子１の動作について説明する。
図６、および図７は、電動車椅子１の状態説明図であって、図６は、着座シート３を降下させた状態を示し、図７は、着座シート３を前方にせり出した状態を示す。
まず、減速機付モータ８の動作について説明する。
図３〜図５に示すように、使用者のコントローラ１２の操作に基づいて、制御ボックス１１から減速機付モータ２６に制御信号が出力されると、この制御信号に基づいて電動モータ３２の回転軸３３が回転する。そして、この回転軸３３と共にウォーム減速機構３４のウォーム軸３８が回転する。すると、ウォーム軸３８の第１ネジ部３９ａ、および第２ネジ部３９ｂにそれぞれ噛合う１対ウォームホイール４０，４０が同方向に回転する。これらウォームホイール４０，４０の回転が出力歯車４２に伝達され、出力歯車４２が回転する。

ここで、ウォーム減速機構３４は、互いに逆ネジの第１ネジ部３９ａ、および第２ネジ部３９ｂによって１対のウォームホイール４０，４０を同方向に回転させ、出力歯車４２にウォーム軸３８の回転を伝達させる機構（所謂マーシャル機構）になっているので、各ウォームホイール４０，４０によりウォーム軸３８にかかるスラスト力を相殺できる。

出力歯車４２が回転することにより出力軸４３が回転し、この出力軸４３の偏心部４３ａに軸支されている外歯平歯車４９が、偏心部４３ａの偏心量に基づいて触れ回る。外歯平歯車４９が触れ回ることにより、出力プレート５１が所定の速度に減速された状態で回転する。そして、出力プレート５１に一体成形されている出力軸２７が回転し、歯車機構２８を介してそれぞれ着座シート３、第１リンク部１３、および第２リンク部１４が回動する。

ここで、図２、図６に示すように、着座シート３を降下させる場合、第１リンク部１３、および第２リンク部１４を互いに支軸２０を中心にして折り畳むように回動させる。すなわち、第２リンク部１４を前方（図６における左方）に向かって傾動させ、第１リンク部１３を後方（図６における右方）に向かって傾動させる。このとき、第１リンク部１３の減速機付モータ２６を着座シート３のシートクッション３ａが水平方向に沿うように駆動させる。

一方、着座シート３を上昇させる場合は、第２リンク部１４を後方に向かって起こすと共に、第１リンク部１３を前方に向かって起こせばよい。
ここで、第１連結部１９の支軸１７の軸心と、第２連結部２２の支軸２０の軸心との間の距離をＬ１は、支軸２０の軸心と、第３連結部２５の支軸２３の軸心との間の距離Ｌ２と略同一に設定されている。このため、着座シート３を鉛直方向に沿って昇降動作させることが可能である。

また、図２、図７に示すように、着座シート３をせり出させる場合、第１リンク部１３を前方に向かって傾動させると共に、第２リンク部１４を前方に向かって傾動させる。
この他に、図６、図７に示す姿勢から第１リンク部１３に設けられている減速機付モータ８を駆動させることにより、着座シート３を前のめり状態にしたり、後のめり状態にしたりすることも可能である。

着座シート３を所望の位置まで移動させた後、各減速機付モータ８を停止する。ここで、各減速機付モータ８には、例えば、電磁ブレーキ等のブレーキ構造が設けられていない。しかしながら、ウォーム減速機構３４、およびハイポサイクロイド減速機構３５のセルフロック機能がそれぞれ作用するので、減速機付モータ８を停止させただけで着座シート３の姿勢が維持される。

（効果）
したがって、上述の実施形態によれば、ベース部２と着座シート３との間に、３つのリンク部１３，１４，１５を有する駆動アーム部４を設け、着座シート３、第１リンク部１３、および第２リンク部１４をそれぞれ独立して減速機付モータ８により回動させているので、簡素な構造で着座シート３の昇降動作に加え、着座シート３を傾動させたり、せり出したりすることが可能になる。このため、生活状況に応じて着座シート３の姿勢を種々変更することができ、さまざまな生活動作をサポート可能な電動車椅子１を提供することができる。

また、減速機付モータ８を電動モータ３２と、電動モータ３２の回転軸３３に連結されたウォーム減速機構３４と、ウォーム減速機構３４に連結されたハイポサイクロイド減速機構３５とにより構成しているので、高い減速比を得てモータ出力を高めることができる。このため、減速比が大きい分電動モータ３２の小型化を図ることが可能になる。
さらに、ウォーム減速機構３４とハイポサイクロイド減速機構３５のセルフロック機能を利用することにより、別途電磁ブレーキ等を設けることなく、着座シート３を所望の姿勢で維持できる。このため、減速機付モータ８の小型化、低コスト化を図ることが可能になる。
そして、ウォーム減速機構３４が所謂マーシャル機構により構成されているので、各ウォームホイール４０，４０によって生じるウォーム軸３８にかかるスラスト力を相殺できる。このため、減速機付モータ２６全体として駆動効率や伝達効率を高めることが可能になる。

また、第１リンク部１３、および第２リンク部１４に取り付けられている減速機付モータ２６の電動モータ３２を、それぞれ取り付けられているリンク部１３，１４の長手方向に沿うように配置すると共に、第３リンク部１５に取り付けられている減速機付モータ２６の電動モータ３２を支持プレート１５ｂの長手方向に略直交する方向に沿うように配置している。このため、着座シート３、第１リンク部１３、および第２リンク部１４を回動させた際、これら着座シート３、第１リンク部１３、および第２リンク部１４と、電動モータ３２との干渉を回避できる（図６、図７参照）。このため、着座シート３、第１リンク部１３、および第２リンク部１４の回動範囲を大きく設定することができる。
さらに、電動モータ３２を長手方向に沿って配置する分、駆動アーム部４全体として省スペース化を図ることが可能になる。

そして、第１連結部１９の支軸１７の軸心と、第２連結部２２の支軸２０の軸心との間の距離をＬ１は、支軸２０の軸心と、第３連結部２５の支軸２３の軸心との間の距離Ｌ２と略同一に設定されている。このため、着座シート３を鉛直方向に沿って昇降動作させることができ、限られたスペースで電動車椅子１を利用する場合であってもスムーズに着座シート３の位置を変位させることができる。

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、駆動アーム部４の各リンク部１３，１４，１５にそれぞれ減速機付モータ８を設け、これら減速機付モータ８により着座シート３、第１リンク部１３、および第２リンク部１４を回動駆動させる場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、減速機付モータ８に代わって、例えば、油圧ロータリアクチュエータやサーボモータを用いてもよい。

さらに、それぞれ着座シート３、第１リンク部１３、および第２リンク部１４を独立して回動駆動可能に構成されていれば、各リンク部１３，１４，１５に減速機付モータ８を設ける必要はない。例えば、ベース部２に纏めて各減速機付モータ８を設け、これら減速機付モータ８と対応するリンク部１３，１４，１５とを別途リンク機構を用いて連結するように構成してもよい。
そして、上述の実施形態では、駆動アーム部４は、３つのリンク部１３，１４，１５を有している場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、少なくともリンク部を３つ有していればよい。

また、上述の実施形態では、足載せ台となる略円板状のベース部２に駆動アーム部４を介して着座シート３を支持する場合について説明した。しかしながら、ベース部２の形状はこれに限られるものではなく、駆動アーム部４の他端側を取り付け可能な構造であればよい。

１ 電動車椅子
２ ベース部（架台）
３ 着座シート（シート）
４ 駆動アーム部
１３ 第１リンク部（リンク部）
１４ 第２リンク部（リンク部）
１５ 第３リンク部（リンク部）
１７，２０，２３ 支軸
１９ 第１連結部（連結部）
２２ 第２連結部（連結部）
２５ 第３連結部（連結部）
２６ 減速機付モータ（駆動部）
２７ 出力軸
２８ 歯車機構
３２ 電動モータ
３４ ウォーム減速機構
３５ ハイポサイクロイド減速機構
３８ ウォーム軸
３９ａ 第１ネジ部
３９ｂ 第２ネジ部
４０ ウォームホイール
４３ 出力軸（偏心シャフト）
４３ａ 偏心部
４４ ギヤケーシング（ケース）
４５ 下部ケース
４６ 上部ケース
４７ 内歯歯車
４８ 外歯平歯車（外歯歯車）
５１ 出力プレート（出力部）
Ｌ１，Ｌ２ 距離

Claims (5)

1. 架台と、
   前記架台の上方に設けられ、使用者が着座するシートと、
   前記架台と前記シートとの間に設けられ、前記シートを支持する駆動アーム部とを備え、
   前記駆動アーム部の一端を前記シートに回動可能に連結すると共に、
   前記駆動アーム部の他端を前記架台に固定した電動車椅子であって、
   前記駆動アーム部は、
   少なくとも３つのリンク部と、
   これらリンク部、および前記シートを互いに回動可能に連結する駆動部とを有していることを特徴とする電動車椅子。
2. 前記駆動部は、
   電動モータと、
   この電動モータの回転が伝達され、前記リンク部、および前記シートを回動させるハイポサイクロイド減速機構とを有し、
   前記ハイポサイクロイド減速機構は、
   ケースと、
   このケースに固定された内歯歯車と、
   この内歯歯車の中心軸に対して所定量だけ偏心した状態で前記内歯歯車と噛合う外歯歯車と、
   前記電動モータからの回転が入力され、この回転に基づいて前記外歯歯車を所定量だけ偏心させた状態で触れ回す偏心シャフトと、
   前記外歯歯車と係合し、この外歯歯車の回転を出力する出力部とを有することを特徴とする請求項１に記載の電動車椅子。
3. 前記電動モータと前記ハイポサイクロイド減速機構との間に、ウォーム減速機構を設け、
   前記ウォーム減速機構は、
   前記電動モータの回転軸に連結されるウォーム軸と、
   このウォーム軸に噛合う１対のウォームホイールと、
   前記１対のウォームホイールにそれぞれ噛合うと共に、前記偏心シャフトに連結され、前記１対のウォームホイールの回転を前記偏心シャフトに伝達する出力歯車とを有し、
   前記ウォーム軸は、
   長さ方向略中央を境にして一端側と他端側とが逆ネジに形成されており、
   各ウォームホイールは、
   それぞれ前記ウォーム軸を挟んで両側に配置され、
   一方のウォームホイールが前記ウォーム軸の一端側に噛合うと共に、他方のウォームホイールが前記ウォーム軸の他端側に噛合うことを特徴とする請求項２に記載の電動車椅子。
4. 各リンク部にそれぞれ前記駆動部を配置し、
   各リンク部のうち、前記駆動アーム部の他端を構成するリンク部に、このリンク部の長手方向に交差するように前記電動モータを配置する一方、
   各リンク部のうち、前記駆動アーム部の他端を構成するリンク部以外の他のリンク部に、この他のリンク部の長手方向に沿って前記電動モータを配置したことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電動車椅子。
5. 前記駆動アーム部は、前記シート側から順に第１リンク部、第２リンク部、および第３リンク部の３つの前記リンク部を有し、
   前記シートと前記第１リンク部との連結部の回動中心と、前記第１リンク部と前記第２リンク部との連結部の回動中心との間の長さを、
   前記第１リンク部と前記第２リンク部との連結部の回動中心と、前記第２リンク部と前記第３リンク部との連結部の回動中心との間の長さと略同一長さに設定したことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載の電動車椅子。

Images