JP2020011028A - 片手操作可能な車椅子 - Google Patents

Abstract

【課題】左右いずれかの手で容易に操作できる車椅子を提供する。【解決手段】左右のハンドリムと、一方の側のハンドリムを回転させることによって生ずる回転力を駆動機構を介して反対側の車輪に伝達する回転軸を備え、 駆動機構が、車軸の中心と同心となるように取り付けられた水平方向に摺動可能な可動ディスクと、ハンドリムの外方への移動を可動ディスクに伝達する加力装置とを有し、加力装置が、ハンドリムスポークの上端に設けられたロッドと、車輪の基部に設けられ、ロッドを収容するためのロッド収容部とを有する車椅子が提供される。【選択図】 図１

Description

本発明は一般に、手動式車椅子（以下、単に「車椅子」という）に関する。より詳細には、本発明は、左右の側に単一のハンドリムをそれぞれ装備し、片手で容易に操作できる車椅子に関する。

車椅子は基本的に、車椅子使用者（以下、単に「使用者」という）が自らの手で左右の車輪を操作することにより、前進、後退、左折、右折等の動作をさせるように構成されているが、左右いずれかの半身が不自由な人は、両手を自由に使えないため、一般的な車椅子を使用することが困難であった。そこで、左半身又は右半身の不自由な人であっても、健常な方の手のみで操作することができる片手操作可能な車椅子が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載された車椅子は、使用者の健常な半身が位置する側の車輪の外方に二重のハンドリムを配置し、健常な方の手でハンドリムを操作することによって、車椅子の動きを制御することができるように構成されている。

一方、左右の車輪を連結する回転軸と、レバーやクラッチ等の操作手段を連動させ、これらの操作手段を片手で操作することによって、所望のように制御することができる車椅子が提案されている（特許文献２〜特許文献４参照）。また、左右の車輪の接続や接続解除を行うクラッチをレバーで行う車椅子（特許文献５参照）や、センサを利用して不意の運動を防止するブレーキ制御装置を備えた車椅子も提案されている（特許文献６）。

上述の車椅子は、半身の不自由な人にとっては、操作し易いとは言い難いものであった。そこで、本発明者は、半身の不自由な人であっても、健常な方の手で容易に操作できる片手操作可能な車椅子を提案した（特許文献７参照）。

実公昭４６−１３３８６号公報 特開２００４−１４１４５２号公報 特開２０１０−２７９６６６号公報 特許第５１０５２５６号公報 特開２００６−０５５６３０号公報 特開２０１０−０７５５３４号公報 特許第６２８８７４６号公報

特許文献７に記載された車椅子は、片方の手で操作できるものであるため、半身の不自由な人にとって、使い勝手のよいものであった。また、車椅子テニスや車椅子バスケットボールのような車椅子を使用するスポーツ競技でも有用であった。本発明は、特許文献７に記載された車椅子とは別の観点から使い勝手の良さを追求したものであって、ハンドリムの持ち替えの必要がなく、片手で容易に操作できる車椅子を提供することを目的としている。

本願請求項１に記載された片手操作可能な車椅子は、フレームと、右車輪及び左車輪と、右キャスタ及び左キャスタと、シートとを有し、前記各車輪の車軸と同心に配置され、ハンドリムスポークにそれぞれ連結された左右一対のハンドリムと、一方の側の前記ハンドリムを回転させることによって生ずる回転力を駆動機構を介して反対側の車輪に伝達するための回転軸とを備え、前記駆動機構が、前記車軸の中心と同心となるように取り付けられた水平方向に摺動可能な可動ディスクと、前記ハンドリムの外方への移動を前記可動ディスクに伝達するための加力装置とを有し、前記加力装置が、前記ハンドリムスポークの上端に設けられたロッドと、前記車輪の基部に設けられ、前記ロッドを収容するためのロッド収容部とを有し、前記ハンドリムの非移動時には、前記可動ディスクに装着されたばねにより、前記可動ディスクの係合部と前記回転軸の係合部とが係合して、前記回転力が両方の側の車輪に伝達され、前記ハンドリムを外方に移動させると、前記可動ディスクが前記ばねのばね力に抗して外方に摺動して、前記可動ディスクの係合部と前記回転軸の係合部との係合が解除され、前記回転力が、前記同じ側の車輪に伝達されるように構成されていることを特徴とするものである。

本願請求項２に記載された片手操作可能な車椅子は、前記請求項１の車椅子において、前記係合部が、平歯車と内歯車、又は面接触する係合部であることを特徴とするものである。

本発明の車椅子によれば、左右それぞれの側に装備されるハンドリムを２基ではなく１基にすることにより、操作時のハンドリムの持ち替え動作を不要にしたので、使用者にとっては使い勝手が非常に良いという効果が得られる。

本発明の車椅子は、半身の不自由な人以外であっても利用できる。すなわち、本発明の車椅子は、両手が健常な人が片手に物品（スマートフォン、食器、傘など）を持って車椅子で移動するような場合に有用である。また、車椅子でテニスやバスケットボールのようなスポーツをする場合にも有用である。

本発明の好ましい実施形態に係る車椅子を示した右側面図である。 図1の車椅子の背面図である。 図１の車椅子の駆動機構の構成を示した図である。 図３の駆動機構の要部の拡大図である。 ハンドリムを外方に移動させた場合の駆動機構の拡大断面図である。 図１の車椅子の加力装置を模式的に示した分解斜視図である。 図１の車椅子の作動状態を説明するための模式図である。

次に図面を参照して、本発明の好ましい実施形態に係る車椅子について詳細に説明する。図１は、本発明の好ましい実施形態に係る車椅子を示した右側面図、図２は、図1の車椅子の背面図である。

図１において全体として参照符号１０で示される本発明の好ましい実施形態に係る車椅子は、車椅子の骨格を形成するフレーム１２と、右車輪１４ａ及び左車輪１４ｂと、一対のキャスタ１６ａ、１６ｂと、シート１８とを備えている。

なお、車椅子１０は、原則としてその中心線に対して左右対称であり左右それぞれの側に同じ構成要素を有しているが、以下の説明において、車椅子１０の右側に位置する構成要素の参照符号に「ａ」を付し、車椅子１０の左側に位置する構成要素の参照符号に「ｂ」を付すものとする。また、本明細書において「内方」とは、車椅子に着座する使用者が位置する側を意味し、「外方」とは、使用者が位置する側と反対側を意味する。

右車輪１４ａ及び左車輪１４ｂの外方には、車輪スポーク１４ａ２、１４ｂ２に指を挟まないように、車輪カバー１４ａ１、１４ｂ１がそれぞれ取り付けられている。

車椅子１０はまた、右車輪１４ａの車軸２４ａと同心に右車輪１４ａの外方に配置されたハンドリム２０ａを備えている。ハンドリム２０ａは、ハンドリムスポーク２０ａ１に連結されている。なお、図１では、４本のハンドリムスポーク２０ａ１が図示されているが、ハンドリムスポーク２０ａ１の本数はこれに限定されるものではない。

図３は、車椅子１０の駆動機構の構成を示した図、図４は、車椅子１０の駆動機構の要部の拡大図、図５は、ハンドリム２０ａを外方に傾けた状態を示した車椅子１０の駆動機構の要部の拡大図である。

車椅子１０は、右車輪１４ａを支持する車軸１０４ａを備えている。車軸１０４ａは、中央に開口１０４ａ２が設けられた円形のディスク部１０４ａ１と、ディスク部１０４ａ１の内方に、ディスク部１０４ａ１と同心となるように固定された円筒形の内筒部１０４ａ３と、ディスク部１０４ａ１の外方に、ディスク部１０４ａ１と同心となるように固定された円筒形の外筒部１０４ａ４とを有し、内筒部１０４ａ３が、取付ボス１０６ａ、取付スリーブ１０８ａを介して、フレーム１２に取り付けられている。参照符号１０４ａ５は、車軸１０４ａを固定するのに用いられる公知の車軸固定ばね付きレバー部材である。

車軸１０４ａの内筒部１０４ａ３には、回転軸１１０ａが回転可能に配置されている。回転軸１１０ａは、円柱形の軸部１１０ａ１と、軸部１１０ａ１の外端に設けられ、車軸１０４ａの外筒部１０４ａ４内に位置する円板形のディスク部１１０ａ２とを有し、ディスク部１１０ａ２の外周には、係合部１１０ａ３（図５参照）が配置されている。軸部１１０ａ１は、軸受１１０ａ４によって内筒部１０４ａ３内で回転可能に支持されている。また、車椅子１００の左側部分にも、対応する箇所に、同様の構成を有する回転軸１１０ｂが設けられている（図３参照）。

なお、軸部１１０ａ１と軸部１１０ｂ１は、一体に形成してもよいし、別体に形成し、連結スリーブ（図示せず）を介して連結することによって１本の回転軸を形成するようにしてもよい。

車輪ハブ１１２ａが、車軸１０４ａに回転可能に支持されている。車輪ハブ１１２ａは、中央に開口１１２ａ２が設けられた円形のディスク部１１２ａ１と、ディスク部１１２ａ１の開口１１２ａ２の周囲に内方に延び、ディスク部１１２ａ１と同心となるように固定された円筒形の内筒部１１２ａ３と、ディスク部１１２ａ１の外周に内方に延び、ディスク部１１２ａ１と同心となるように固定された円筒形の外筒部１１２ａ４とを有する。ディスク部１１２ａ１の開口１１２ａ２と内筒部１１２ａ３の内部はそれぞれ、スプライン穴である。また、外筒部１１２ａ４は、軸受１１２ａ５によって、車軸１０４ａの外筒部１０４ａ４に回転可能に支持されており、車輪ハブ１１２ａの外周には、右車輪１４ａの車輪スポーク１４ａ２が連結されている。

車椅子１０はまた、円柱形の軸部１１４ａ１および軸部１１４ａ１の内端に固定されたディスク部１１４ａ２を有する可動ディスク１１４ａを備えている。ディスク部１１４ａ２の外周には、係合部１１４ａ３（図５参照）が配置されている。軸部１１４ａ１は、スプライン軸であり、車輪ハブ１１２ａの内筒部１１２ａ３内に摺動可能に配置されている。また、軸部１１４ａ１には、ディスク部１１４ａ２を回転軸１１０ａのディスク部１１０ａ２の方へ押し付けるためのばね１１４ａ４が装着されている。これにより、可動ディスク１１４ａのディスク部１１４ａ２が回転軸１１０ａのディスク部１１０ａ２に押し付けられて接触し、係合部１１４ａ３が係合部１１０ａ３に面接触するようになっている。

可動ディスク１１４ａの軸部１１４ａ１の外端に、弾性部材受けディスク１１６ａが固定されており、弾性部材受けディスク１１６ａに設けられた円弧状の溝に配置された弾性部材１１６ａ１を介して、リング状のハンドリムスポーク受け部材２０ａ２が弾性部材受けディスク１１６ａに取り付けられている。そして、ハンドリム２０ａを円周方向に等距離へだてた個所で支持するハンドリムスポーク２０ａ１が、ハンドリムスポーク受け部材２０ａ２に取り付けられている。なお、弾性部材１１６ａ１は、天然ゴム又は合成ゴム等の弾性材料で形成されている。ハンドリムスポーク２０ａ１と可動ディスク１１４ａの軸部１１４ａ１が弾性部材１１６ａ１を介して連結されているので、ハンドリム２０ａの移動が可動ディスク１１４ａに円滑に伝達される。

車椅子１０はさらに、ハンドリム２０ａの外方への移動を可動ディスク１１４ａに伝達するための加力装置１２０ａを備えている。図６は、加力装置１２０ａを模式的に示した分解斜視図である。加力装置１２０ａは、ハンドリムスポーク２０ａ１の上端内方に設けられたロッド１２０ａ１と、車輪１４ａの基部外方に設けられ、ロッド１２０ａ１を収容するためのロッド収容部１２０ａ２とを有している。加力装置１２０ａのこのような構成により、図５に示されるように、ハンドリム２０ａを外方に傾けると、可動ディスク１１４ａがばね１１４ａ４のばね力に抗して外方に摺動して、可動ディスク１１４ａと回転軸１１０ａとの係合が解除されることとなる。そして、ハンドリム２０ａを回転させると、ロッド１２０ａ１を介して、車輪１４ａを直に回転させるようになっている。

なお、面接触する係合部１１０ａ３、１１４ａ３は、高摩擦係数の材料（例えば、ゴム）又は互いに相補する形状の歯面で形成され、又は高摩擦コーティングが施されている。

図３〜図５において、黒矢印は、ハンドリム２０ａ、２０ｂを傾けることにより生ずる力の伝達の経路を示したものである。

以上の記載では、主として車椅子１０の右側部分の構成について説明してきたが、車椅子１０の左側部分も、右側部分と実質的に同一の構成を有している。すなわち、主要な構成要素について記すと、２０ｂはハンドリム、１０４ｂは車軸、１１０ｂは回転軸、１１２ｂは車輪ハブ、１１４ｂは可動ディスク、１２０ｂは加力装置をそれぞれ示している。

車椅子１０では、駆動機構が簡単な構成ですみ、簡易型とみなすことができる。

車椅子１０の作動について説明する。右手を用いて左折しようとする場合には、右手でハンドリム２０ａを把持し外方に傾ける（図５参照）。ハンドリム２０ａを外方に傾けると、可動ディスク１１４ａがばね１１４ａ４のばね力に抗して外方に摺動し、これにより可動ディスク１１４ａの係合部１１４ａ３と回転軸１１０ａの係合部１１０ａ３との係合が解除される。この状態で、ハンドリム２０ａを前方に回転させると、ハンドリム２０ａの回転力が右車輪１４ａ、車輪ハブ１１２ａ、次いで可動ディスク１１４ａを回転させるので、左車輪１４ｂが回転しない状態で右車輪１４ａが回転し、これにより車椅子１０は左折する。左手を用いて右折しようとする場合には、左手でハンドリム２０ｂを把持し外方に傾ける。ハンドリム２０ｂを外方に傾けると、可動ディスク１１４ｂがばね１１４ｂ４のばね力に抗して外方に摺動し、これにより可動ディスク１１４ｂと回転軸１１０ｂとの係合が解除される。この状態で、ハンドリム２０ｂを前方に回転させると、ハンドリム２０ｂの回転力が左車輪１４ｂ、車輪ハブ１１２ｂ、次いで可動ディスク１１４ｂを回転させるので、右車輪１４ａが回転しない状態で左車輪１４ｂが回転し、これにより車椅子１０は右折する。右手を用いて前進しようとする場合には、右手でハンドリム２０ａを中央位置（すなわち、可動ディスク１１４ａの係合部１１４ａ３が回転軸１１０ａの係合部１１０ａ３に係合する位置）に把持した状態で前方に回転させる。すると、ハンドリム２０ａの回転力が車輪ハブ１１２ａから可動ディスク１１４ａを介して回転軸１１０ａ次いで回転軸１１０ｂに伝達されて左車輪１４ｂを回転させるとともに、ハンドリム２０ａの回転力が直接に右車輪１４ａを回転させるので、車椅子１０は前進する。左手を用いて前進しようとする場合には、左手でハンドリム２０ｂを中央位置（すなわち、可動ディスク１１４ｂの係合部１１４ｂ３が回転軸１１０ｂの係合部１１０ｂ３に係合する位置）に把持した状態で前方に回転させる。すると、ハンドリム２０ｂの回転力が車輪ハブ１１２ｂから可動ディスク１１４ｂを介して回転軸１１０ｂ次いで回転軸１１０ａに伝達されて右車輪１４ａを回転させるとともに、ハンドリム２０ｂの回転力が直接に左車輪１４ｂを回転させるので、車椅子１０は前進する。なお、両手を用いて前進させることもできる。

図７は、右手を用いて右折しようとする場合を示した模式図である。右手でハンドリム２０ａを把持し外方に傾けた状態で後方に回転させる（実線矢印で図示）。次いで、右手でハンドリム２０ａを中央位置に把持した状態で前方に回転させる（破線矢印で図示）。これにより、車椅子１０を右折させることができる。左手を用いて左折しようとする場合も同様である。

車椅子１０は、面接触する係合部１１０ａ３と係合部１１４ａ３とによって回転力が伝達されるように構成されているが、平歯車と内歯車とのかみ合いによって回転力が伝達されるように構成してもよい。

本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

たとえば、図示した車椅子の構成要素の細部は単なる例示的なものであり、これらの細部を修正してもよい。

１０ 車椅子
１２ フレーム
１４ａ、１４ｂ 車輪
１４ａ１、１４ｂ１ 車輪カバー
１４ａ２、１４ｂ２ 車輪スポーク
１６ａ、１６ｂ キャスタ
１８ シート
２０ａ、２０ｂ ハンドリム
２０ａ１、２０ｂ１ ハンドリムスポーク
２０ａ２、２０ｂ２ ハンドリムスポーク受け部材
１０４ａ、１０４ｂ 車軸
１０６ａ、１０６ｂ 取付ボス
１０８ａ、１０８ｂ 取付スリーブ
１１０ａ、１１０ｂ 回転軸
１１２ａ、１１２ｂ 車輪ハブ
１１４ａ、１１４ｂ 可動ディスク
１１６ａ、１１６ｂ 弾性部材受けディスク
１２０ａ、１２０ｂ 加力装置

本願請求項１に記載された片手操作可能な車椅子は、フレームと、右車輪及び左車輪と、右キャスタ及び左キャスタと、シートとを有し、前記各車輪の車軸と同心に配置され、ハンドリムスポークにそれぞれ連結された左右一対のハンドリムと、一方の側の前記ハンドリムを回転させることによって生ずる回転力を駆動機構を介して反対側の車輪に伝達するための回転軸とを備え、前記駆動機構が、前記車軸の中心と同心となるように取り付けられた水平方向に摺動可能な可動ディスクと、前記ハンドリムの外方への移動を前記可動ディスクに伝達するための加力装置とを有し、前記加力装置が、前記ハンドリムスポークの上端に設けられたロッドと、前記車輪の基部に設けられ、前記ロッドを収容するためのロッド収容部とを有し、前記ハンドリムの非移動時には、前記可動ディスクに装着されたばねにより、前記可動ディスクに設けられた面接触する係合部と前記回転軸に設けられた面接触する係合部とが係合して、前記回転力が両方の側の車輪に伝達され、前記ハンドリムを外方に移動させると、前記可動ディスクが前記ばねのばね力に抗して外方に摺動して、前記可動ディスクに設けられた面接触する係合部と前記回転軸に設けられた面接触する係合部との係合が解除され、前記回転力が、前記同じ側の車輪に伝達されるように構成されていることを特徴とするものである。

本願請求項２に記載された片手操作可能な車椅子は、フレームと、右車輪及び左車輪と、右キャスタ及び左キャスタと、シートとを有し、前記各車輪の車軸と同心に配置され、ハンドリムスポークにそれぞれ連結された左右一対のハンドリムと、一方の側の前記ハンドリムを回転させることによって生ずる回転力を駆動機構を介して反対側の車輪に伝達するための回転軸とを備え、前記駆動機構が、前記車軸の中心と同心となるように取り付けられた水平方向に摺動可能な可動ディスクと、前記ハンドリムの外方への移動を前記可動ディスクに伝達するための加力装置とを有し、前記加力装置が、前記ハンドリムスポークの上端に設けられたロッドと、前記車輪の基部に設けられ、前記ロッドを収容するためのロッド収容部とを有し、前記ハンドリムの非移動時には、前記可動ディスクに装着されたばねにより、前記可動ディスクに設けられた平歯車又は内歯車と前記回転軸に設けられた内歯車又は平歯車とが係合して、前記回転力が両方の側の車輪に伝達され、前記ハンドリムを外方に移動させると、前記可動ディスクが前記ばねのばね力に抗して外方に摺動して、前記可動ディスクに設けられた前記平歯車又は内歯車と前記回転軸に設けられた前記内歯車又は平歯車との係合が解除され、前記回転力が、前記同じ側の車輪に伝達されるように構成されていることを特徴とするものである。

本願請求項１に記載された片手操作可能な車椅子は、フレームと、右車輪及び左車輪と、右キャスタ及び左キャスタと、シートとを有し、前記各車輪の車軸と同心に配置され、ハンドリムスポークにそれぞれ連結された左右一対のハンドリムと、一方の側の前記ハンドリムを回転させることによって生ずる回転力を駆動機構を介して反対側の車輪に伝達するための回転軸とを備え、前記駆動機構が、前記車軸の中心と同心となるように取り付けられた水平方向に摺動可能な可動ディスクと、前記ハンドリムの外方への移動を前記可動ディスクに伝達するための加力装置とを有し、前記加力装置が、前記ハンドリムスポークの上端に設けられたロッドと、前記車輪の基部に設けられ、前記ロッドを収容するためのロッド収容部とを有し、前記ハンドリムの非移動時には、前記可動ディスクに装着されたばねにより、前記可動ディスクに設けられた面接触する係合部と前記回転軸に設けられた面接触する係合部とが係合して、前記回転力が両方の側の車輪に伝達され、前記ハンドリムを外方に移動させると、前記可動ディスクが前記ばねのばね力に抗して外方に摺動して、前記可動ディスクに設けられた面接触する係合部と前記回転軸に設けられた面接触する係合部との係合が解除され、前記回転力が、同じ側の車輪に伝達されるように構成されていることを特徴とするものである。

本願請求項２に記載された片手操作可能な車椅子は、フレームと、右車輪及び左車輪と、右キャスタ及び左キャスタと、シートとを有し、前記各車輪の車軸と同心に配置され、ハンドリムスポークにそれぞれ連結された左右一対のハンドリムと、一方の側の前記ハンドリムを回転させることによって生ずる回転力を駆動機構を介して反対側の車輪に伝達するための回転軸とを備え、前記駆動機構が、前記車軸の中心と同心となるように取り付けられた水平方向に摺動可能な可動ディスクと、前記ハンドリムの外方への移動を前記可動ディスクに伝達するための加力装置とを有し、前記加力装置が、前記ハンドリムスポークの上端に設けられたロッドと、前記車輪の基部に設けられ、前記ロッドを収容するためのロッド収容部とを有し、前記ハンドリムの非移動時には、前記可動ディスクに装着されたばねにより、前記可動ディスクに設けられた平歯車又は内歯車と前記回転軸に設けられた内歯車又は平歯車とが係合して、前記回転力が両方の側の車輪に伝達され、前記ハンドリムを外方に移動させると、前記可動ディスクが前記ばねのばね力に抗して外方に摺動して、前記可動ディスクに設けられた前記平歯車又は内歯車と前記回転軸に設けられた前記内歯車又は平歯車との係合が解除され、前記回転力が、同じ側の車輪に伝達されるように構成されていることを特徴とするものである。

Claims (2)

1. フレームと、右車輪及び左車輪と、右キャスタ及び左キャスタと、シートとを有する車椅子であって、
   前記各車輪の車軸と同心に配置され、ハンドリムスポークにそれぞれ連結された左右一対のハンドリムと、
   一方の側の前記ハンドリムを回転させることによって生ずる回転力を駆動機構を介して反対側の車輪に伝達するための回転軸とを備え、
   前記駆動機構が、前記車軸の中心と同心となるように取り付けられた水平方向に摺動可能な可動ディスクと、前記ハンドリムの外方への移動を前記可動ディスクに伝達するための加力装置とを有し、前記加力装置が、前記ハンドリムスポークの上端に設けられたロッドと、前記車輪の基部に設けられ、前記ロッドを収容するためのロッド収容部とを有し、
   前記ハンドリムの非移動時には、前記可動ディスクに装着されたばねにより、前記可動ディスクの係合部と前記回転軸の係合部とが係合して、前記回転力が両方の側の車輪に伝達され、前記ハンドリムを外方に移動させると、前記可動ディスクが前記ばねのばね力に抗して外方に摺動して、前記可動ディスクの係合部と前記回転軸の係合部との係合が解除され、前記回転力が、前記同じ側の車輪に伝達されるように構成されていることを特徴とする車椅子。
2. 前記係合部が、平歯車と内歯車、又は面接触する係合部であることを特徴とする請求項１に記載された車椅子。

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