JP2016106875A - 足踏み運動機構付の車椅子 - Google Patents

Abstract

【課題】自立困難な被介助者に歩行機能の回復を促すことや、被介護者の運動用として利用できる足踏み運動機構付の車椅子を提供すること。【解決手段】車椅子の足受け部４０を上下動させることができる足踏み機能回復用の車椅子であって、車椅子の本体フレーム１０に少なくとも前方側が回動可能に軸着され、リンク状に設けられた回動リンク２０と、回動リンク２０の前端部２１に揺動可能に軸着されることで垂下されたリンク状に設けられると共に、下部端３１に足受け部４０が設けられた揺動リンク３０と、回動リンク２０を回動駆動させて足受け部４０を上下動させるように、本体フレーム１０に装着され、回動リンク２０に連係されるように設けられた回動駆動機構５０とを具備する。【選択図】図１

Description

この発明は、自立歩行が困難な被介助者の歩行機能の回復を促す際や運動用に用いることができる足踏み運動機構付の車椅子に関する。

車椅子は、自立歩行が困難な被介助者などの移動に用いるものであるが、リハビリテーションにも使用することができる機能を備えるものが、既に提案されている。
例えば、車椅子の左右下部フレーム前部に設けた左右ペダル軸受けに両端を軸支させたペダル回転軸に互い違いにペダルを設け、駆動車輪の車輪軸とペダル回転軸を、駆動シャフトを介して連動せしめ、車椅子を押すことによりペダルを回転可能としたリハビリ用車椅子（特許文献１参照）が開示されている。

また、他の例として、往復動自在に設けられたペダルを相反して移動させる往復動伝達手段、ペダルの一方向への回転運動として駆動軸に伝達するクラッチ手段、駆動軸に取付けられペダルの往復動に連動して車両を推進させる駆動輪、駆動軸に回転方向への駆動力を付与するモータ手段、ペダルの踏力を検出する圧力センサ手段、目標値と検出値との比較によりモータ手段の駆動力を制御する制御手段をと備え、制御手段は、目標値に対して検出値が大きいとき、モータ手段の駆動力を増大させ、小さいとき、モータ手段の駆動力を低減する（特許文献１参照）ペダル付き電動車両が開示されている。

これらの車椅子によれば、リハビリテーションにも一定の効果があるが、被介助者の運動能力が所定以上にあることを前提としたものであり、自力での運動が全くできない被介護者などには適していないものと考えられる。例えば、回転軸に設けられたペダル式の場合は、ペダルが相対的に回転することになるため、その回転動に被介護者が対応できる能力がないと、ペダルに絡まってしまうなどの問題が生じる。また、往復動をするペダルを操作する場合も、被介護者にある程度の運動能力がないと好適に利用できないという問題が生じる。

実用新案登録第３１２９０４０号公報（第１頁） 特開平９−２９９４１２号公報（第１頁）

足踏み運動機構付の車椅子に関して解決しようとする問題点は、自力での運動が全くできない被介護者にも対応でき、筋肉をほぐすための運動など、歩行機能の初歩的な回復を促すことも効果的に行うことができる足踏み運動機構付の車椅子が開示されていないことにある。
そこで本発明の目的は、自立困難な被介助者に歩行機能の回復を促すことや、被介護者の運動用として利用できる足踏み運動機構付の車椅子を提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明は、次の構成を備える。
本発明に係る足踏み運動機構付の車椅子の一形態によれば、車椅子の足受け部を上下動させることができる足踏み機能回復用の車椅子であって、車椅子の本体フレームに少なくとも前方側が回動可能に軸着され、リンク状に設けられた回動リンクと、該回動リンクの前端部に揺動可能に軸着されることで垂下されたリンク状に設けられると共に、下端部に前記足受け部が設けられた揺動リンクと、前記回動リンクを回動駆動させて前記足受け部を上下動させるように、前記本体フレームに装着され、前記回動リンクに連係されるように設けられた回動駆動機構とを具備する。

また、本発明に係る足踏み運動機構付の車椅子の一形態によれば、前記回動駆動機構の構成要素の一つが、車椅子の主輪の車軸又は該車軸と平行に配された平行軸に同軸に固定されて設けられたカムであることを特徴とすることができる。

また、本発明に係る足踏み運動機構付の車椅子の一形態によれば、前記回動駆動機構が、後端部が前記本体フレームに回動可能に軸着されて前端側が使用者の手による把持操作部として設けられた回動操作リンクと、該回動操作リンクの中途部に一端部が回動可能に軸着され、前記回動リンクの後端部に他端部が回動可能に軸着された連係リンクとを備えることを特徴とすることができる。

また、本発明に係る足踏み運動機構付の車椅子の一形態によれば、前記回動駆動機構が、中途部が前記本体フレームに回動可能に軸着されて後方端部が介護をする者の手による把持操作部として設けられた介護用回動操作リンクと、該介護用回動操作リンクの前方端部に一端部が回動可能に軸着され、前記回動リンクの中途部に他端部が回動可能に軸着された連係リンクとを備えることを特徴とすることができる。

また、本発明に係る足踏み運動機構付の車椅子の一形態によれば、前記回動リンクが、該回動リンクと前記本体フレームとの間に装着されたバネによって吊持されていることを特徴とすることができる。

また、本発明に係る足踏み運動機構付の車椅子の一形態によれば、車椅子の左右方向に水平に延びた状態で軸芯を中心に回動可能に配され、スプライン状部が設けられる共に前記回動リンクの後端が固定されている水平バーと、該水平バーに沿って前記スプライン状部に係合した状態を維持してスライドできる切換移動体とを備え、該切換移動体が前記回動駆動機構の構成に係合することで該回動駆動機構の駆動力が前記回動リンクに伝達されることを特徴とすることができる。

また、本発明に係る足踏み運動機構付の車椅子の一形態によれば、前記車椅子の主輪の駆動をアシストするアシスト駆動装置を備えることを特徴とすることができる。
また、本発明に係る足踏み運動機構付の車椅子の一形態によれば、前記回動リンクの回動を規制して前記足受け部の最下点の高さ位置を調整できるように、高さ調整具が本体フレームに装着されて設けられていることを特徴とすることができる。

本発明に係る足踏み運動機構付の車椅子によれば、自立困難な被介助者に歩行機能の回復を促すことや、被介護者の運動用として利用できるという特別有利な効果を奏する。

本発明の第１形態例に係る足踏み運動機構付の車椅子を示す側面図である。 図１の形態例の作動状態を示す側面図である。 本発明の第２形態例に係る足踏み運動機構付の車椅子を示す側面図である。 図３の形態例の作動状態を示す側面図である。 本発明の第３形態例に係る足踏み運動機構付の車椅子を示す側面図である。 図５の形態例の作動状態を示す側面図である。 本発明の第４形態例に係る足踏み運動機構付の車椅子を示す側面図である。 図７の形態例の作動状態を示す側面図である。 図７の形態例の他の作動状態を示す側面図である。 本発明の第５形態例に係る足踏み運動機構付の車椅子を示す側面図である。 図７の形態例の切換え機構を示す平面図である。 アシスト駆動装置を備える第１形態例を示す機構図である。 アシスト駆動装置を備える第２形態例を示す機構図である。 アシスト駆動装置を備える第３形態例を示す機構図である。 本発明に係る足踏み運動機構付の車椅子の座席の形態例を示す平面図である。

以下、図１〜１１に基づいて、本発明の第１〜５形態例に係る足踏み運動機構付の車椅子について説明する。本発明に係る足踏み運動機構付の車椅子は、車椅子の足受け部４０を上下動させることができるものである。なお、１１は主輪であり、１５は補助輪である。

２０は回動リンクであり、車椅子の本体フレーム１０に少なくとも前方側が回動可能に軸着され、リンク状に設けられている。なお、第１、３、４形態例では、それぞれ、回動リンク２０の後端部２３が、本体フレーム１０に軸着されている。この回動リンク２０の後端部２３が軸着された軸は、本体フレーム１０に固定されており、回動リンク２０の支点になっている。また、第２形態例では、回動リンク２０の中途部２２が、本体フレーム１０に軸着されている。この回動リンク２０の中途部２２が軸着された軸は、本体フレーム１０に固定されており、回動リンク２０の支点になっている。

３０は揺動リンクであり、回動リンク２０の前端部２１に揺動可能に軸着されることで垂下されたリンク状に設けられると共に、下端部３１に足受け部４０が設けられている。本形態例の足受け部４０は、揺動リンク３０の下端部３１に足の動きに対応して傾斜できるように、回動可能に軸着されている。なお、この揺動リンク３０や足受け部４０の回動範囲を、所定の角度以上に回動しないように規制することで、予測できない大きくて急激な回動の動作を防止することができ、安全性を向上できる。

５０は回動駆動機構であり、回動リンク２０を回動駆動させて足受け部４０を上下動させるように、本体フレーム１０に装着され、回動リンク２０に連係されるように設けられている。第１形態例の回動駆動機構５０では、その構成要素の一つが、車椅子の主輪１１の車軸１２に同軸に固定されて設けられたカム５１であって、そのカム５１を含むカム機構と、それにリンクする従動リンク機構５３とによって構成されている。なお、そのカム機構によって直接的に回動リンク２０を回動駆動させる構成とすることも可能である。

この第１形態例では、図１及び図２に示すように、従動リンク機構５３の構成が、中途部５５ａで本体フレーム１０に回動可能に軸着され、一端部５５ｂにカムフォロア５２が回転可能に軸着され、カム５１によってカムフォロア５２を介して回動された際には、他端部５５ｃが回動するように設けられた従動リンク５５と、この従動リンク５５の他端部５５ｃに一端部６１が軸着され、回動リンク２０の中途部２２に他端部６２が軸着された連係リンク６０とによって構成されている。

図１に示すように、カム５１が回転して、そのカム５１の突起部がカムフォロア５２を押すことで、従動リンク５５が回動し、その従動リンク５５の他端部５５ｃが上方へ回動することで、連係リンク６０を上方へ押し上げて移動させ、回動リンク２０を回動させて揺動リンク３０を介して足受け部４０を上方へ持ち上げる。反対に、カム５１の突起部がカムフォロア５２を押さない状況では、図２に示すように、足受け部４０が下方に位置する。これによれば、カム５１が回転することで、足受け部４０の上下動が繰り返され、使用者の脚部の運動が好適になされる。

なお、連結切換の孔２２ａであり、回動リンク２０の中途部２２に複数が設けられており、連係リンク６０の装着位置を適宜に変更することができる。これによれば、足受け部４０の上下動のストローク（振れ幅）を変更して調整することができ、使用者の状況に適切に対応できる。

また、第２形態例では、図３及び図４に示すように、回動駆動機構５０が、後端部５６ｂが本体フレーム１０に回動可能に軸着されて前端側が使用者の手による把持操作部５６ａとして設けられた回動操作リンク５６と、その回動操作リンク５６の中途部５６ｃに一端部６１が回動可能に軸着され、回動リンク２０の後端部２３に他端部６２が回動可能に軸着された連係リンク６０とを備える構成になっている。

これによれば、使用者が手によって把持操作部５６ａを介して回動操作リンク５６を回動させることで、足受け部４０を上下動させることができる。使用者の手（腕を含む。）を下方に動かして把持操作部５６ａを下方へ回動させた際には、足受け部４０を上方に持ち上げるように作動し、使用者の手（腕を含む。）を上方に動かして把持操作部５６ａを上方へ回動させた際には、足受け部４０を下方に下げるように作動する。なお、２２ａは連結切換の孔であり、回動リンク２０の中途部２２から後端部２３にかけて複数が設けられており、足受け部４０の上下動の振れ幅を調整できるように設けられている。

また、第３形態例では、図５及び図６に示すように、回動駆動機構５０が、中途部５７ｃが本体フレーム１０に回動可能に軸着されて後方端部が介護をする者の手による把持操作部５７ｂとして設けられた介護用回動操作リンク５７と、その介護用回動操作リンク５７の前方端部５７ａに一端部６１が回動可能に軸着され、回動リンク２０の中途部２２に他端部６２が回動可能に軸着された連係リンク６０とを備える。これによっても、介護をする者の操作によって、足受け部４０を好適に上下動させ、被介護者（使用者）の脚部の運動をさせることができる。すなわち、介護をする者が、図６に示すように介護用回動操作リンク５７を後方へ回動させることで足受け部４０を持ち上げ、図６に示すように介護用回動操作リンク５７を前方へ回動させることで足受け部４０を下降させることができる。なお、連結切換の孔２２ａであり、足受け部４０の上下動の振れ幅を調整できるように設けられている。

また、第４形態例では、図７及び図８に示すように、回動リンク２０が、その回動リンク２０と本体フレーム１０との間に装着されたバネ７０によって吊持されている。本形態例のバネ７０は、コイルスプリングによって構成されている。この第４形態例は、第３形態例と比較して連係リンク６０がない点が異なるが、介護をする者の介護用回動操作リンク５７の操作によって、足受け部４０を好適に上下動させ、被介護者（使用者）の脚部の運動をさせることができる。すなわち、介護をする者が、図７に示すように介護用回動操作リンク５７を後方へ回動させることで足受け部４０を持ち上げ、図８に示すように介護用回動操作リンク５７を前方へ回動させることで足受け部４０を下降させることができる。この操作の際にバネを介在させているため、その操作を軽く行うことができる。なお、７１は引っ張りバネであり、足受け部４０の持ち上げを補助するように、介護用回動操作リンク５７を後方へ回動する付勢力を生じさせるなど、その操作性を向上できるように調整された状態に設けることができる。

また、第４形態例の別の使用方法及び変形例について、図９に基づいて説明する。図９の状態は、介護用回動操作リンク５７をより前方へ回動させることで、介護用回動操作リンク５７の前方端部５７ａによる回動リンク２０に対する支持を解除する。すなわち、介護用回動操作リンク５７の前方端部５７ａが回動リンク２０の下面から離れた状態にする。そして、本体フレーム１０と介護用回動操作リンク５７とを仮固定部５８によって固定した状態とする。これによれば、回動リンク２０がバネ７０によって吊持された状態になり、使用者の足１００によって独自に、足受け部４０を押し下げる運動を行うことができるようになる。これによれば、運動機能が少なからず回復した使用者が、好適に運動を行うことができる。

また、７５は高さ調整具であり、本体フレーム１０に装着されて設けられ、回動リンク２０の回動を規制して足受け部４０の最下点の高さ位置を調整して規定することができる。この形態例では、本体フレーム１０に下向きに固定されており、ナット部に螺合されたボルトが上下方向に高さ調整できるように設けられており、回動リンク２０の後端部２３の上面にボルトの頭が当接して、回動リンク２０の回動を規制して足受け部４０の高さ位置を規制できるように設けられている。これによれば、簡単な構成で、回動リンク２０の回動を規制でき、安全性を好適に確保することができる。なお、介護用回動操作リンク５７の回動範囲を規制するなど、他の構成によっても回動リンク２０の回動範囲を規制することもできる。

次に、図１０及び図１１に基づいて、第５形態例に係る足踏み運動機構付の車椅子を説明する。この形態例では、切換レバー２６を左右に操作することによって、介護用回動操作リンク５７による駆動と、カム５１による駆動と、ニュートラル（駆動停止）との切換えができるように、以下のように構成されている。

先ず、車椅子の左右方向に水平に延びた状態で軸芯を中心に回動可能に配され、スプライン状部２４ａが設けられる共に回動リンク２０の後端２３が固定されている水平バー２４と、その水平バー２４に沿ってスプライン状部２４ａに係合した状態を維持してスライドできる切換移動体２５とを備え、その切換移動体２５が回動駆動機構５０の構成に係合することでその回動駆動機構５０の駆動力が回動リンク２０に伝達される。

また、切換レバー２６は、その中途部２６ｂで本体フレーム１１に回動できるように軸着されており、その前端部２６ａが切換移動体２５に連係されている。切換レバー２６を左右方向の内側へ回動すると、切換移動体２５が介護用回動操作リンク５７と連係し、介護をする人の操作によって回動リンク２０を介して足受け部４０の上下運動を行うことができるようになる。反対に、切換レバー２６を左右方向の外側へ回動すると、切換移動体２５がカム５１と連係し、カム５１による駆動力によって足受け部４０の上下運動を行うことができるようになる。なお、リンク連係機構２７を用いれば、左右の切換レバー２６の一方を操作することで、左右両方の足受け部４０について駆動力の切換えを同時に行うことができる。

次に、図１２〜図１４に基づいて、車椅子の主輪１１の駆動をアシストするアシスト駆動装置８０を備える構成を説明する。図１２はアシスト駆動装置８０を備える第１形態例を示す機構図であり、複数のカム５１（本形態例では二つ）が、車椅子の主輪１０の車軸１２と平行に配された平行軸５９に同軸に固定されて設けられている。また、車軸１２にはアシスト駆動装置８０が装着されており、その車軸１２と平行軸５９とはベルト無段変速機構８１によって連係されており、主輪１０の回転数よりも、カム５１の平行軸５９の回転数の方が大きい設定とすることができる。主輪１０の一回転で、例えば、１８０ｃｍ走行する車椅子の場合、主輪１０の一回転で、二つ反対向きに突起部が固定されたカム５１がそれぞれ二回転するように調整されているとすると、車椅子が４５ｃｍ進むごとに、足受け部４０の上下運動がなされることになる。なお、一つのカム５１に二つの突起部を設けることでも、同様に、足受け部４０の上下運動がなされることになる。また、ベルト無段変速機構８１は、主輪１０の回転とカム５１の回転とにかかる変速の度合いを無段階で可変できるため、歩幅に相当する足踏みの間隔を適宜無段階に調整できる。これによれば、足踏みの間隔を、使用者の状態に、適切に合わせることができる。

図１３はアシスト駆動装置８０を備える第２形態例を示す機構図であり、主輪１０の車軸１２に、差動機構８３が設けられると共に、アシスト駆動装置８０が配設された構成になっている。これによれば、主輪１０の回転数と、カムの回転数とが同じとなる例であり、主輪１０の一回転で、例えば、１８０ｃｍ走行する車椅子の場合、主輪１０の一回転で、二つ反対向きに突起部が固定されたカム５１がそれぞれ一回転することになり、車椅子が９０ｃｍ進むごとに、足受け部４０の上下運動がなされることになる。

図１４はアシスト駆動装置８０を備える第３形態例を示す機構図であり、一つのカム５１が、車椅子の主輪１０の車軸１２と平行に配された平行軸５９に同軸に固定されて設けられていると共に、平行軸５９にはアシスト駆動装置８０が装着されており、その平行軸５９と車軸１２とはベルト減速機構８２によって連係されている。また、車軸１２には差動機構８３が設けられている。この形態例では、主輪１０の回転数よりも、カム５１の平行軸５９の回転数の方が大きい設定となっている。主輪１０の一回転で、例えば、１８０ｃｍ走行する車椅子の場合、主輪１０の一回転で、カム５１が六回転するように調整されているとすると、車椅子が３０ｃｍ進むごとに、足受け部４０の上下運動がなされることになる。

図１５は本発明に係る足踏み運動機構付の車椅子の座席の形態例を示す平面図であり、座席１３のうち座席の左右部１３ａが、それぞれ独立して前後に移動可能に設けられている。これによれば、使用者の大腿部の運動の振れ幅に対応して、座席の形態を適切に変形することができ、状況に合わせて使用し易くすることができる。

以上、本発明につき好適な形態例を挙げて種々説明してきたが、本発明はこの形態例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿論ことである。

１０ 本体フレーム
１１ 主輪
１２ 車軸
１３ 座席
１３ａ 座席の左右部
１５ 補助輪
２０ 回動リンク
２１ 前端部
２２ 中途部
２２ａ 連結切換の孔
２３ 後端部
２４ 水平バー
２４ａ スプライン状部
２５ 切換移動体
２６ 切換レバー
２６ａ 前端部
２６ｂ 中途部
２７ リンク連係機構
３０ 揺動リンク
３１ 下部端
４０ 足受け部
５０ 回動駆動機構
５１ カム
５２ カムフォロア
５３ 従動リンク機構
５５ 従動リンク
５５ａ 中途部
５５ｂ 一端部
５５ｃ 他端部
５６ 回動操作リンク
５６ａ 把持操作部
５６ｂ 後端部
５６ｃ 中途部
５７ 介護用回動操作リンク
５７ａ 前方端部
５７ｂ 把持操作部
５７ｃ 中途部
５８ 仮固定部
５９ カム軸
６０ 連係リンク
６１ 一端部
６２ 他端部
７０ バネ
７１ 引っ張りバネ
７５ 高さ調整具
８０ アシスト駆動装置
８１ ベルト無段変速機構
８２ ベルト減速機構
８３ 差動機構
１００ 足

Claims (8)

1. 車椅子の足受け部を上下動させることができる足踏み機能回復用の車椅子であって、
   車椅子の本体フレームに少なくとも前方側が回動可能に軸着され、リンク状に設けられた回動リンクと、
   該回動リンクの前端部に揺動可能に軸着されることで垂下されたリンク状に設けられると共に、下端部に前記足受け部が設けられた揺動リンクと、
   前記回動リンクを回動駆動させて前記足受け部を上下動させるように、前記本体フレームに装着され、前記回動リンクに連係されるように設けられた回動駆動機構とを具備することを特徴とする足踏み運動機構付の車椅子。
2. 前記回動駆動機構の構成要素の一つが、車椅子の主輪の車軸又は該車軸と平行に配された平行軸に同軸に固定されて設けられたカムであることを特徴とする請求項１記載の足踏み運動機構付の車椅子。
3. 前記回動駆動機構が、後端部が前記本体フレームに回動可能に軸着されて前端側が使用者の手による把持操作部として設けられた回動操作リンクと、該回動操作リンクの中途部に一端部が回動可能に軸着され、前記回動リンクの後端部に他端部が回動可能に軸着された連係リンクとを備えることを特徴とする請求項１記載の足踏み運動機構付の車椅子。
4. 前記回動駆動機構が、中途部が前記本体フレームに回動可能に軸着されて後方端部が介護をする者の手による把持操作部として設けられた介護用回動操作リンクと、該介護用回動操作リンクの前方端部に一端部が回動可能に軸着され、前記回動リンクの中途部に他端部が回動可能に軸着された連係リンクとを備えることを特徴とする請求項１記載の足踏み運動機構付の車椅子。
5. 前記回動リンクが、該回動リンクと前記本体フレームとの間に装着されたバネによって吊持されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の足踏み運動機構付の車椅子。
6. 車椅子の左右方向に水平に延びた状態で軸芯を中心に回動可能に配され、スプライン状部が設けられる共に前記回動リンクの後端が固定されている水平バーと、該水平バーに沿って前記スプライン状部に係合した状態を維持してスライドできる切換移動体とを備え、該切換移動体が前記回動駆動機構の構成に係合することで該回動駆動機構の駆動力が前記回動リンクに伝達されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の足踏み運動機構付の車椅子。
7. 前記車椅子の主輪の駆動をアシストするアシスト駆動装置を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の足踏み運動機構付の車椅子。
8. 前記回動リンクの回動を規制して前記足受け部の最下点の高さ位置を調整できるように、高さ調整具が本体フレームに装着されて設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の足踏み運動機構付の車椅子。