JP2015058071A - 牽引用車椅子 - Google Patents

Abstract

【課題】段差の多い場所や不整地に対して走行する際の車椅子本体の横揺れ、縦揺れ、ねじり振動に耐えうる耐振動性や耐久性を備え、車椅子に想定される走行速度を超えて牽引走行できる牽引用車椅子を提供する。【解決手段】電動車椅子を除く自走用車椅子において、後輪タイヤ２０の幅を１．３７５〜３．０インチとし、後輪タイヤ２０のスポーク２７の径を２．４〜３．２ｍｍとし、フロントパイプ１１、レッグパイプ１２、バックレストパイプ１９及びベースパイプ２８を含むメインフレームの径を２２〜２５ｍｍ、厚みを２〜３ｍｍとする。所定部位の設計寸法を所定範囲の値にすることにより、レッグパイプ１２等に挟着させる車椅子牽引用部材によって、前輪２１を持ち上げ、車椅子を４輪から２輪に変更して、後輪２２インチの回転速度が７５〜１５０ｒｐｍで走行した場合に、車椅子本体の横揺れ、縦揺れ、ねじり振動を低減できる。【選択図】図１

Description

本発明は、段差・不整地での走行による耐振動性、車椅子に想定される所定速度（２〜３ｋｍ／ｈ）を超える牽引速度に耐えうる耐久性を備える牽引用車椅子に関するものである。

近年、東日本大震災のような大規模な緊急避難が必要な場合や、砂地、雪道、砂利道、泥沼地などの不整地における移動、登り坂における移動など、車椅子の後方の握り部（グリップ）を押して移動するのは非常に困難であることに鑑みて、車椅子の牽引用部材が市場に投入されている（例えば、非特許文献１を参照）。通常、車椅子が走行する場合、車椅子の使用者が後輪に設けられたハンドリムを自身で回して走行する以外に、介護者が車椅子後方のハンドグリップを掴んで押して走行する。これに対して、車椅子の牽引用部材とは、非特許文献１に開示されているように、車椅子のフロントパイプ又はレッグパイプの何れかに挟着もしくは係着させて、車椅子を引いて走行するものである（例えば、特許文献１、２を参照。）。

非特許文献１に開示された車椅子の牽引用部材を用いることにより、後方から押す方法では走行困難であった段差の多い場所や不整地に対して走行可能になる。そして、段差の多い場所や不整地に対して走行できるようになると、走行時の車椅子本体の横揺れ、縦揺れ、ねじり振動に耐えうる耐振動性や耐久性が問題となる。また、非特許文献１に開示された車椅子の牽引用部材を用いることにより、通常の車椅子の走行では走行不可能な走行速度でも、車椅子を牽引することが可能になると、車椅子に想定される走行速度（一般的に人の走行速度４ｋｍ／ｈよりも遅い走行速度２〜３ｋｍ／ｈ）を超えて走行できる（２〜４倍で走行できる）ので、車椅子の強度を高める必要性がある。さらに、車椅子が、牽引用部材を介して自転車に連結されて牽引走行する場合、車椅子に想定される走行速度を遥かに超えて走行できる（５〜１０倍で走行できる）ので、従来の自走式車椅子とは異なる設計概念を導入して、車椅子の強度を高める必要性がある。

車椅子の強度を高める手段として、既存の車椅子に対して、車体に新たにフレームを追加する場合、車椅子の本来の機能である折り畳みできる機能を損なわないように追加する必要がある。しかしながら、物理的に追加するスベースが無いという問題がある。また、既存の車体フレームのままでは強度不足の問題が残る。また、現存の車椅子の全てのパーツ強度を上げるのは、コスト面で問題があり、所定部位のパーツの強度のみを高めることにより、最小限の改造で車椅子の強度を高めることが要求される。

実用新案登録第３１７５８３２号 特開２００７−１２５２０２号公報

けん引式車いす補助装置のホームページ（http://www.jinriki.asia/）

上述したように、車椅子の強度を高める手段として、既存の自走式車椅子に対して、新たに車体強度を補強するフレームを追加するには物理的に追加するスベースが無いという問題があり、既存の車体フレームの所定部位のパーツの強度のみを高めることにより、最小限の改造で、既存の自走式車椅子の耐振動性、耐久性の向上を図る必要がある。
段差の多い場所や不整地に対して走行する際の車椅子本体の横揺れ、縦揺れ、ねじり振動に耐えうる耐振動性や耐久性、通常の車椅子の走行では走行不可能な走行速度で車椅子を牽引、すなわち、車椅子に想定される走行速度を超えて走行するための車椅子の強度を確保する必要があり、既存の車体フレームの所定部位のパーツの強度を確保すると共に、段差などによる車椅子本体の横揺れ、縦揺れ、ねじり振動を軽減するように、改造部位を選定する必要がある。

かかる状況に鑑みて、本発明は、段差の多い場所や不整地に対して走行する際の車椅子本体の横揺れ、縦揺れ、ねじり振動に耐えうる耐振動性や耐久性を備え、車椅子に想定される走行速度を超えて牽引走行できる牽引用車椅子を提供することを目的とする。

本発明者は、車椅子牽引用部材の製造メーカから要望をヒヤリングして、自走式車椅子が想定されている所定の速度を超えて牽引走行が可能な車椅子を鋭意検討した。その結果、牽引される場合に車椅子の走行速度が上がること、従来では走行困難な段差が多い場所や不整地などで走行が可能になること、を想定し、走行時における段差などによる振動が軽減できる車椅子を試行錯誤しながら試作し、少なくとも下記に示す所定部位のパーツの設計寸法を調整することで、段差の多い場所や不整地に対して走行する際の車椅子本体の横揺れ、縦揺れ、ねじり振動に耐えうる耐振動性や耐久性を備え、車椅子に想定される走行速度を超えて牽引走行できる牽引用車椅子を完成した。

すなわち、本発明の牽引用車椅子は、電動車椅子を除く自走用車椅子もしくは介護用車椅子において、下記１）〜３）の所定部位のパーツの設計寸法を所定範囲の値にすることにより、フロントパイプ又はレッグパイプの何れかに挟着もしくは係着させる車椅子牽引用部材によって、前輪を持ち上げ、車椅子を４輪から２輪に変更して、後輪２２インチの回転速度が７５〜１５０ｒｐｍで走行した場合に、車椅子本体の横揺れ、縦揺れ、ねじり振動を低減できることを特徴とする。
１）後輪タイヤの幅を１．３７５〜３．０インチとする。
２）後輪タイヤのスポークの径を２．４〜３．２ｍｍとする。
３）フロントパイプ、レッグパイプ、バックレストパイプ及びベースパイプを含むメインフレームの径を２２〜２５ｍｍ、厚みを２〜３ｍｍとする。

ここで、後輪２２インチの回転速度が７５〜１５０ｒｐｍで走行した場合というのは、車椅子の牽引速度が１０〜２０ｋｍ／ｈを意味する。
・１００００（ｍ）÷６０（ｍｉｎ）÷２．２３３２（ｍ）＝７４．６ ⇒７５ｋｍ／ｈ
・２００００（ｍ）÷６０（ｍｉｎ）÷２．２３３２（ｍ）＝１４９．２ ⇒１５０ｋｍ／ｈ
上記計算式において、後輪２２インチの円周としては、（０．２２×２．５４＋０．０６）×３．１４＝２．２３３２（ｍ）を用いている。２２インチはリム径であることから、ゴムタイヤ部分の径方向の長さを０．０３（ｍ）として、後輪の円周としては、リム径２２インチにゴムタイヤ部分０．０６（ｍ）を加えている。
なお、本発明の牽引用車椅子において、２２インチの後輪に限定されるものではなく、車椅子に使用できる１６〜２６インチの後輪を使用することができる。

上記１）において、後輪タイヤの幅を１．３７５〜３．０インチとする理由は以下の通りである。
後輪タイヤの幅１．３７５インチは、既存の自走式車椅子の後輪タイヤ幅であり、これ以上の幅の後輪タイヤに取り換えることで、耐衝撃性、耐震性を向上する。後輪タイヤの幅が３．０インチより大きくなると、タイヤの外側のハンドリムまでの距離が大きくなるため、車椅子の使用者による自力走行に影響を与えることになる。
なお、後輪タイヤの空気圧やリムの強度などの他の設計パラメータに関しては、既存の車椅子と同じで構わない。

また、上記２）において、後輪タイヤのスポークの径を２．４〜３．２ｍｍとする理由は以下の通りである。
後輪タイヤのスポークの径が２．４ｍｍ以上に設計することで、タイヤの強度を確保することができる。なお、後輪タイヤのスポークの径が３．２ｍｍより太くすると、タイヤのスポークの本数、位置の再設計が必要になる。

また、上記３）において、メインフレーム（フロントパイプ、レッグパイプ、バックレストパイプ及びベースパイプを含む）の径を２２〜２５ｍｍ、厚みを２〜３ｍｍとする理由は以下の通りである。
メインフレーム（フロントパイプ、レッグパイプ、バックレストパイプ及びベースパイプを含む）の径を２２〜２５ｍｍ、厚みを２〜３ｍｍにすることは、既存の自走式車椅子に対して、新たに車体フレームを追加する改造方法ではなく、既存の車体フレームの所定部位のパーツの強度のみを高めることにより、メインフレームの径を２２〜２５ｍｍ、厚みを２〜３ｍｍにするという最小限の改造で、段差の多い場所や不整地に対して走行する際の車椅子本体の横揺れ、縦揺れ、ねじり振動に耐えうる耐振動性や耐久性を持たせ、また、車椅子に想定される走行速度を超えて牽引走行可能にする。
なお、メインフレームの径を２２ｍｍの場合に厚みが２ｍｍ程度であり、メインフレームの径を２５ｍｍの場合に厚みが２．５〜３ｍｍ程度とする。電動車椅子を除く従来の自走用車椅子や介護用車椅子のメインフレーム（フロントパイプ、レッグパイプ、バックレストパイプ及びベースパイプを含む）の径が１５ｍｍ程度、厚みが１．５ｍｍ程度と比較すると、本発明の牽引用車椅子は、通常の設計範囲を逸脱した設計寸法であることがわかる。

また、本発明の牽引用車椅子において、左右のフロントパイプ又は左右のレッグパイプの何れかに、車椅子牽引用部材の両端を把持する把持部材が固着されていることが好ましい。
車椅子の牽引用部材は、上記の非特許文献１で示すように、平面視でコ字状の棒状部材、或いは、２本の棒状部材で構成されるものが殆どであるが、このような牽引用部材と車椅子が容易に接続できるように、予め、左右のフロントパイプ又は左右のレッグパイプの何れかに、車椅子牽引用部材の両端を把持する把持部材が固着されている。
これにより、通常の自走から牽引走行への移行がスムーズになる。

また、本発明の牽引用車椅子において、車椅子の姿勢の後方傾斜角を抑制する後方傾斜姿勢抑制用コマが、ティッピングレバーに延設されたことが好ましい。
想定される走行速度の数倍の速度（１０〜２０ｋｍ／ｈ程度）で牽引走行する場合、車椅子の転倒抑制をより図る必要がある。そのため、車椅子の姿勢の後方傾斜角を抑制する後方傾斜姿勢抑制用コマを設ける。後方傾斜姿勢抑制用コマは、自走式車椅子の転倒防止用コマと異なり、車椅子の姿勢の後方傾斜角を抑制するものである。従って、通常は路面に接っしておらず、車椅子の姿勢が所定の角度以上に後方に傾いた場合にのみ、路面に接っするように設けられる。後方傾斜姿勢抑制用コマは、具体的にはティッピングレバーに延設される。

また、本発明の牽引用車椅子において、メインフレームおよびリムの材質が、鉄、アルミニウム、ステンレス、カーボンの何れかであることが好ましい。
鉄、ステンレス、カーボンは、重量面でアルミニウムよりも劣るものの、強度面でアルミニウムよりも優れている。軽量化が必要な場合は、アルミニウムを用いることができる。
スポークの材質は、鉄、ステンレス、カーボンの何れかであることが好ましい。また、ハブの材質は、鉄またはステンレスであることが好ましい。強度向上の観点から上記の材質を用いる。

また、本発明の牽引用車椅子において、サイドガードに隣接するように、後輪タイヤの上方にオーバーフェンダーを配設したことが好ましい。
車椅子に想定される走行速度の数倍の速度（１０〜２０ｋｍ／ｈ程度）で牽引走行する場合、両手の巻き込み、タイヤによる砂や小石の跳ね上げに、より注意しなければならない。このため、既存の車椅子に取付けられるサイドガードに隣接するように、後輪タイヤの上方にオーバーフェンダーを配設する。

また、本発明の牽引用車椅子において、後輪タイヤのスポークにリフレクタを配設することが好ましい。車椅子牽引用部材を用いることにより、車椅子の行動範囲が広がり、自転車が走行する道路での牽引走行が可能となる。また、昼間だけでなく夜間の車椅子の牽引走行が可能となる。そこで、後輪タイヤのスポークにリフレクタを配設することにより、夜間における車椅子の存在を、リフレクタによる光の反射で車椅子の周囲に告知できるようにする。

また、本発明の牽引用車椅子において、座シート用シートベルトをバックレストパイプに取付けることが好ましい。車椅子牽引用部材を用いることにより、段差の多い場所や不整地を走行できるようになり、また車椅子に想定される走行速度の数倍の速度（１０〜２０ｋｍ／ｈ程度）で牽引走行できることから、安全面の観点から、座シートから振り落とされないように、座シート用シートベルトを設ける。

また、本発明の牽引用車椅子において、座シートを構成する布地を２重の積層構造とすることが好ましい。車椅子牽引用部材を用いることにより、段差の多い場所や不整地を走行できるようになり、かなり振動が車椅子に生じることが容易に想像できる。このため、座シートを構成する布地を２重の積層構造とし、座シートの布地の留め数を増加させて、座シートの強度を高める。

本発明の牽引用車椅子によれば、段差の多い場所や不整地に対して走行する際の車椅子本体の横揺れ、縦揺れ、ねじり振動に対する耐振動性や耐久性が向上し、車椅子に想定される走行速度の数倍の速度（１０〜２０ｋｍ／ｈ程度）で牽引走行ができる。
本発明の牽引用車椅子のように耐振動性や耐久性が向上した牽引用車椅子の場合、フロントパイプ又はレッグパイプの何れかに挟着もしくは係着させる車椅子牽引用部材によって、前輪を持ち上げ、車椅子を４輪から２輪に変更して”安全・安心に”牽引走行でき、また、後方から押す方法では走行困難であった段差の多い場所や不整地に対しても”安全・安心に”牽引走行できるようになり、車椅子常用者の行動範囲を広めることが可能になる。

牽引用車椅子の一実施形態の説明図 車椅子牽引用部材を介して牽引される牽引用車椅子のイメージ図 固定式の車椅子牽引用部材の説明図 脱着式の車椅子牽引用部材の説明図（１） 脱着式の車椅子牽引用部材の説明図（２） 脱着式の車椅子牽引用部材の説明図（３） 車椅子牽引用部材を介して自転車により牽引される牽引用車椅子のイメージ図

以下、本発明の実施形態の一例を、図面を参照しながら詳細に説明していく。なお、本発明の範囲は、以下の実施例や図示例に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。

図１は、本発明の牽引用車椅子の一実施形態の説明図を示している。
本発明の牽引用車椅子では、電動車椅子を除く自走用車椅子において、後輪タイヤ２０の幅を１．３７５〜３．０インチとし、後輪タイヤ２０のスポーク２７の径を２．４〜３．２ｍｍとし、フロントパイプ１１、レッグパイプ１２、バックレストパイプ１９及びベースパイプ２８を含むメインフレームの径を２２〜２５ｍｍ、厚みを２〜３ｍｍとする。これら所定の部位の設計寸法を所定範囲の値にすることにより、フロントパイプ１１又はレッグパイプ１２の何れかに挟着もしくは係着させる車椅子牽引用部材によって、前輪２１を持ち上げ、車椅子を４輪から２輪に変更して、後輪２２インチの回転速度が７５〜１５０ｒｐｍで走行した場合に、車椅子本体の横揺れ、縦揺れ、ねじり振動を低減する。

例えば、後輪タイヤ２０の幅を３．０インチ、後輪タイヤ２０のスポーク２７の径を２．５ｍｍ、フロントパイプ１１及びレッグパイプ１２の径を２２ｍｍ、厚みを２ｍｍとし、バックレストパイプ１９及びベースパイプ２８の径を２５ｍｍ、厚みを２．５ｍｍとする。このような設計の車椅子に対して、前輪２１を持ち上げ、車椅子を４輪から２輪に変更して、後輪２２インチの回転速度が１５０ｒｐｍ以上となる走行試験、後輪２２に対して段差などの不整地での走行試験を繰り返し実施し、車椅子本体の横揺れ、縦揺れ、ねじり振動に対する耐振動性、耐久性の試験を行い、耐振動性、耐久性が確保できていることを確認した。

図２は、車椅子牽引用部材を介して牽引される牽引用車椅子のイメージ図を示している。
車椅子の牽引用部材は、図３に示すような平面視でコ字状であり、車椅子が容易に接続できるように、予め、図２に示すように、左右のフロントパイプ１１に、車椅子牽引用部材の両端を把持する把持部材６が固着されている。

図４〜６は、脱着式の車椅子牽引用部材を示している。
脱着式の車椅子牽引用部材の場合、車椅子牽引用部材の両端を把持する把持部材６が予め固着されている必要はなく、牽引走行時に、脱着式の車椅子牽引用部材の両端を、車椅子のフロントパイプ１１あるいはレッグパイプ１２に取付ければよい。

固着式の車椅子牽引用部材、脱着式の車椅子牽引用部材のいずれの場合でも、車椅子牽引用部材の握り部フレーム３に連結ユニット４８を取付け、自転車４１の後輪４３の上の荷台４５に取付けられた連結ユニット４７により、車椅子と自転車４１と連結し、図７のイメージ図のように自転車４１により車椅子を牽引走行することができる。
自転車により車椅子を牽引走行する場合、車椅子に想定される走行速度の数倍の速度（１０〜２０ｋｍ／ｈ程度）で、容易に牽引走行が可能である。

本発明は、牽引走行する牽引用車椅子に有用である。

１ 車椅子牽引用部材
２ パイプフレーム
３ 握り部フレーム
４ 繋ぎ手フレーム
６ 把持部材
７ 挟着部
８ 位置調整ナット
９ 脱落防止用ストッパー
１０ グリップ
１１ フロントパイプ
１２ レッグパイプ
１３ 座シート
１４ フットプレート
１５ アームパイプ
１６ クロスパイプ
１７ 肘あて
１８ 背バンド
１９ バックレストパイプ
２０ 後輪（タイヤ）
２１ 前輪（キャスター）
２２ ハンドリム
２３ ブレーキレバー
２４ ブレーキシュー
２５ シャフトプレート
２６ レッグベルト
２７ スポーク
２８ ベースパイプ
２９ ティッピングレバー
３０ ゴムチューブ
３１ ハブ
４０ 車椅子を牽引する人
４１ 自転車
４２ 自転車の前輪
４３ 自転車の後輪
４５ 自転車の荷台
４７，４８ 連結ユニット

Claims (8)

1. 電動車椅子を除く自走用車椅子もしくは介護用車椅子において、
   後輪タイヤの幅を１．３７５〜３．０インチとし、
   後輪タイヤのスポークの径を２．４〜３．２ｍｍとし、
   フロントパイプ、レッグパイプ、バックレストパイプ及びベースパイプを含むメインフレームの径を２２〜２５ｍｍ、厚みを２〜３ｍｍとし、
   フロントパイプ又はレッグパイプの何れかに挟着もしくは係着させる車椅子牽引用部材によって、前輪を持ち上げ、車椅子を４輪から２輪に変更して、後輪２２インチの回転速度が７５〜１５０ｒｐｍで走行した場合に、車椅子本体の横揺れ、縦揺れ、ねじり振動を低減し得ることを特徴とする牽引用車椅子。
2. 上記の牽引用車椅子の左右のフロントパイプ又は左右のレッグパイプの何れかに、車椅子牽引用部材の両端を把持する把持部材が固着されていることを特徴とする請求項１に記載の牽引用車椅子。
3. 上記の牽引用車椅子の姿勢の後方傾斜角を抑制する後方傾斜姿勢抑制用コマが、ティッピングレバーに延設されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の牽引用車椅子。
4. メインフレームおよびリムの材質が、鉄、アルミニウム、ステンレス、カーボンの何れかであり、
   スポークの材質が、鉄、ステンレス、カーボンの何れかであり、
   ハブの材質が、鉄またはステンレスである、
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の牽引用車椅子。スポーク
5. サイドガードに隣接するように、後輪タイヤの上方にオーバーフェンダーを配設したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の牽引用車椅子。
6. 後輪タイヤのスポークにリフレクタを配設したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の牽引用車椅子。
7. 座シート用シートベルトをバックレストパイプに取付けたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の牽引用車椅子。
8. 座シートを構成する布地を２重の積層構造としたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の牽引用車椅子。