JP3133880U - 電動式杖 - Google Patents

Abstract

【課題】歩行の誘導など新たな機能を備えた電動式杖を提供する。
【解決手段】杖本体を、上部にハンドル部を備えた外管と下端部に車輪を備えた内管とからなる中空の二重管をもって構成し、この二重管内に管軸方向に沿ってねじ軸を配置し、このねじ軸を介して杖長さを伸縮可能にするとともに、ねじ軸を回転駆動するモータと前記車輪を駆動する第２のモータとを杖本体内に設けることにより、杖長さの伸縮調整と杖先による歩行誘導を可能にした。
【選択図】図１

Description

この考案は、散歩などに際して歩行を介助すると同時に歩行を誘導する機能を備えた電動式の杖に関するもので、老人や足腰の弱い人だけでなく通常の人でも健康増進や歩行訓練など兼ねて便利に利用できる新しいタイプの杖を提供するものである。

通常杖は、足腰の弱い人が歩行や散歩の介助に利用するのが主たる目的となっているが、近年は背丈に合わせて長さをモータで調節できるようにしたもの、照明灯を備えたもの（特許文献１）や、杖先に自立用の開閉脚を設けて転倒防止機能を備えたもの（特許文献２）など、幅広い用途に適用できるものも提案されている。
しかしながら杖で歩行者の歩行を誘導するなど、積極的に健康増進や歩行訓練などにも幅広く利用できるものはあまり知られていない。
特開平８−２４２９１７ 特開２００５−６６９９

本考案は、杖の機能を更に多様化してより便利に利用できるようにしたもので、杖の長さを任意に伸縮できる外、その伸縮長さを日常使う人の背丈に合うように自動セットを可能にするとともに、杖先に自走車輪を取り付け必要に応じて歩行を杖自身で誘導できる機能を備え、杖を上げ降ろししなくても歩行者の歩調に合わせて杖自体が安全に自動進行し、歩行訓練や健康増進にも役立つなど多機能型の杖を提供する。
またこの杖を日常の軽作業、例えば座ったままで近くの棚上の物品を取り寄せたり又必要に応じて両手の軽作業も可能なように工夫するなど、より利便性を高めることを目的とする。

本考案は以上の目的を達成するために、杖本体を上部にハンドル部を備えた外管と下端部に走行車輪を備えた内管からなる中空の二重管で構成し、この二重管の内部に電動式の伸縮駆動機構と電動式の車輪駆動機構を備えたことを特徴とし、これらの電動駆動操作をハンドル部に設けたスイッチにより自由に制御できるようにしたもので、これによって杖の機能をより向上させたものである。

さらに本考案は前記電動伸縮駆動機構によって杖の長さを自由に伸縮調整できるようにするとともに、日常常に使う人に最適な杖長さの位置に自動設定する手段を併せ備え、利便性の向上を図ったものである。

又本考案は、杖本体の内管の下方部をその上方部と分離し、両者を僅かに傾動できるように自在接手を介して一体的に連結することによって、坂道走行においても杖先だけが自然に路面に沿うようになり、安全且つ確実に歩行を誘導できるようにしたものである。

さらに本考案は、杖先の走行車輪保持枠の接地対向部に滑り止め部材を取り付け、杖先だけが先走って杖本体が傾いたような場合には、自然にブレーキ作用が働くようにし、電動走行に伴う危険性を回避するようにした。

また杖先の一部にマグネット部材を設けることにより、座ったままで近くの物品の引き寄せや、歩行姿勢のままで路上の空カンの回収作業などにも役立つようにしたものである。

また、杖の上部に磁石部材を取り付けておき、杖本体を一時的に腰やスチール壁などに仮保持し両手をフリーできるように工夫した。

以上本考案は、前記杖伸縮のための駆動機構、杖先端部の走行駆動機構を制御するための操作部を全て杖のハンドル部に設け、杖長さを使用者の背丈に合った長さに自動設定する電子装置や杖先の走行速度などを使用者の歩調に適した速度に設定する電子装置や危険回避のための電子的安全装置を備えたので、利便性・安全性も向上した。

本考案は、前記のように新しいタイプの自走式杖を提供するもので、使用者の背丈や体調及び歩調に適合した最適状態での歩行介助、伸縮機能による立ち上がり時の介助、歩行誘導機能による効果的な歩行訓練などを可能にし、杖としての利便性・利用価値を大幅に向上した。

以下本考案の最適実施例について説明する。
図１Aにおいて１及び２は杖本体を構成する中空の外管および内管で、アルミやカーボン繊維などの軽い素材で構成され、外管１の上部にはハンドル部３が取り付けられる。
４は外管１の中心部に管軸方向に配置された ねじ軸、５はこのねじ軸をその軸心の回りに回転駆動するモータで外管１内の上部に固定設置され、その出力軸は減速機６を介してねじ軸４に連結される。７はモータ駆動用制御回路部で、その付勢電力はハンドル部３内に収容された電池８からスイッチ盤Ｓを経て供給される。点線１’は杖本体上部の保護カバーで、本体側部の各種センサーを保護するよう皮などで覆われている。２７は外管１の上部に内臓された磁石で、その動作については後述する（００２８）

内管２は外管１の内側に摺動自在に挿入されており、その先端部には車輪保持枠９が設けられる。またこの内管はその上部において雌ねじ部材１０を介してねじ軸４と螺合結合されている。
即ち、雌ねじ部材１０は内管２の内側に止めねじ１１によって固定されており、且つこの止めねじ１１は外管１の垂直方向の長孔１２（図１B）に沿って上下に移動可能であるが、回転方向には雌ねじ部材１０及び内管２の回転がロックされるようになっている。
従ってモータ５によってねじ軸４が回転すると螺子作用により雌ねじ部材１０が上下に移動し、これに固定されている内管２が外管内において矢印方向に上下に摺動し、結果的に杖本体の長さが伸縮することになる。

即ちハンドル部３のスイッチの操作によってモータの正転・逆転を制御することにより、杖の長さを使用者の意のままに長くしたり短くしたりできる。
これにより杖の使用者は自分の身長や体調に合うように杖の長さを任意に調節できる他、腰掛位置から立ち上がるときこの杖の伸縮動作を利用して捉まり立ちすることも出来、起き上がりの介助にも役立つ。
尚前記モータ５の駆動は、ハンドル部３上のスイッチＳにより制御するが、その詳細については後述する。

図１においてｈ、ｍ、ｎは杖本体の伸縮長さを自動設定するためのリミットスイッチ、ｇはこのリミットスイッチを作動させるためのマグネットリングで雌ねじ部材１０の上部に設けられており、このマグネットｇによって各スイッチを作動させることにより杖の伸縮位置を規制する。
図４は、ねじ軸４と雌ねじ部材１０、マグネットｇと伸縮位置設定スイッチｍと外管１、内管２との関係を示す説明図である。
再び図１において、ねじ軸４が回転し雌ねじ部材１０がｈの位置まで下がった時マグネットｇによって近接式リミットスイッチｈが動作し、モータ５の回転が自動的にロックされ、杖本体は最長の高さに設定される。同様に雌ねじ部材１０がスイッチｎに接近した位置では杖は最も短い長さとなる。ｍは中間位置設定用のスイッチで、通常よく使う長さの位置、即ち使用者の身長に合った最も使い易い長さの位置に取り付けられる。図では省略したがこれらスイッチの取り付け位置は使用者の身長や座高に応じて最適位置に調整できるようになっている。後述するが、ハンドル部のスイッチＳ２を押すことにより内管２がどの位置に在ろうと、この使用者に適した最適位置セットできる。
尚当然ではあるが、ハンドル部のスイッチの操作によって任意の中間位置で伸縮モータを停止させることも可能であり、これら自動設定スイッチを利用しないでモータ駆動スイッチの手動操作でも任意の杖長さを設定できる。

また本実施例では、内管２の先端部に車輪保持枠９が設けられ、この枠を介して一対の車輪１３、１３’が備え付けられており、杖使用者は歩行のとき杖を持ち上げて運ばなくても、杖先が歩行者の歩調に合わせて地面に沿ってゆっくりと自動走行するようにしてある。１４はこの車輪を駆動するモータ、１４‘はその制御回路部である。

図２、図３は前記車輪機構（走行駆動機構）の構造説明図で、モータ１４の出力軸の回転は保持枠９内に装備された傘歯車１５、１６を介して車輪軸１７に伝達され、車輪軸１７の両側に設けられた車輪１３、１３’を回転駆動する。これにより杖の先端は車輪の自転によって地面Ｈ上をゆっくりと自動走行する。この走行速度はハンドル部３のスイッチ操作ないし制御回路部の設定により歩行者の歩幅に合った適宜の速度に調整・設定できる。尚１８、１８’は保持枠９に取り付けられた車輪軸の軸受、１５’はモータ１４の取り付けフレームである。

実施例では、図３（図２の側面図）に示すように車輪１３の表面接地部は比較的柔らかいゴム質部材で構成され且つ歯車状の凹凸面１３’’が形成されているので、床面ないし地面Hにしっかり接触し滑らないようになっている。
また車輪保持枠９の先端接地対向面は板バネ片などの弾性部材１９でカバーされており、この弾性カバーの外側に滑り止めの凹凸を備えたゴム板２０が貼り付けられている。この弾性カバー１９の内側中央部は内管２の先端フレーム部２１に固定され、両サイド部a 、bは自由端となっており保持枠９の内側に弾性的に当接するようになっている。またこの弾性カバー１９の両端当接部１９’近辺には図３にあるように近接スイッチ２２が設けられている。

このように車輪保持枠９の両サイドa 、b部および接地対向面に、弾性カバー１９を介してゴム板２０が貼り付けられているので、杖が走行中に例えばθだけ傾いたとすると、ゴム板のａの部分が床面Ｈに接しここで摩擦によるブレーキ作用が働き杖先だけが先走って滑るのが阻止される。さらに若しこれに体重や力がかかった場合は、aの部分が地面で押し込まれることになるので、ゴム板が弾性カバー１９と共に内側に撓み、その先端１９’が近接スイッチ２１に近づくのでこのスイッチが動作しその信号により走行モータ１４に電動ブレーキが働き車輪は完全にロックされる。

従って杖が傾いた状態で杖に力をかけたとしても、自動的にロックが働き杖先だけが走ったり滑ったりして使用者が転倒するなどの危険性は回避される。（この場合ハンドル部のスイッチ操作は必要なく自動的に走行モータ１４がoffとなり制動状態となる）
杖の使用者は、この段階で杖を立て直し自分の体制を整えた上、ハンドル部３の走行用スイッチをonすれば再び車輪が駆動し自分の歩調に合った速度で杖先を運ぶことができる。尚２１’はクッション材でカバー１９に外力が作用したとき内側に撓み易いように設けてある。
尚この例では、ゴム板２０に磁性粉が混入されているので、杖先を持ち上げて金属など磁性体に近づけると吸着作用が働く。従って座ったまま杖先を引き寄せたい物体に当ててこれを取り寄せることもできる。

次に本実施例では、内管２上部と内管先端部２’とを分離し、これをボールジョイント型自在接手を介して連結することによって僅かだけ自由に傾動できるようにしたことも一つの特徴である。
即ち図３に示すように、上部内管２下端のボールジョイント２２と下部内管２’のジョイント受け２３とからなる自在接手を介して両内管２、２’を一体に連結し、この結合部をウレタンゴム系などの可撓性カバー２４で包囲した。２３’はボールジョイント２２の支えのフレームである。

このように構成したことにより、この自動走行杖を使って歩行中に坂道などにさしかかった場合、走行車輪は坂道に沿って進むわけであるが、杖本体は垂直に持ったままであっても内管下端部２’だけが斜面に沿って自然に若干傾き、保持枠９の底部分を斜面と並行に維持しながら坂道を走行させることができる。

この傾斜許容機構がなければ、登り坂などにおいて杖本体を体に沿って垂直に持ったまま歩行した場合は、杖先端の保持枠９の底面角部a またはb部が斜面に接触し杖先にブレーキがかかるなど円滑な歩行誘導が妨げられる恐れがあるが、この自在接手機構により保持枠９の底面が斜面と並行になるように内管の下端部２’が自然に少しだけ傾くので、杖先は自動的に斜面に沿って走行し歩行の誘導に支障を来たすことはない。この場合前記自在接手機構２２、２３は硬質の可撓性樹脂２４で包囲されているので、内管下部２’が僅かに傾いた状態で杖に少々の力をかけても杖の機能が損なわれることはない。従って足の弱い人の登り坂での介助などにも有効である。
また平地走行時において、何らかの都合で杖本体が若干傾いた場合でも、前記自在接手により杖先だけは自然に水平状態に保たれるので、保持枠９の角部が地面に接することもない。

２５、２６はボール２２の中心部に挿入された危険予防のための傾き検出センサで、内管先端部２’が内管２に対してある程度以上傾いたとき又はこのジョイント部に大きな負荷がかかったときは、このセンサが働き車輪走行モータ１４を自動的にロックし危険を回避する。従って極端に急な斜面や段差面などでは杖本体を若干傾けて保持しながら走行させることが必要であるが、自動走行である以上この程度の注意と安全対策が重要と考える。

図５はハンドル部３の操作スイッチＳの一例を示したもので、Ｓ１は走行用モータ１４の電源スイッチ、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４はねじ軸駆動用モータ５の操作スイッチで、Ｓ２は中央位置（通常使用する長さ）設定用スイッチ、Ｓ３は杖長さを短くする方向に駆動（右回転）するスイッチ、Ｓ４は長くする方向に駆動（左回転）するスイッチで、これらは押し続ける限り所定の制限位置までupまたはdown方向に駆動され、手を離せばその長さ位置で停止する。勿論それぞれの設定位置（上限ｎの位置・下限ｈの位置）では自動停止する。Ｓ２は一旦押せば最適位置（中央位置）へ向ってねじ軸４を何れかの方向に回転し、雌ねじ部材１０が中央位置（スイッチｍの位置）にきた時自動停止させるスイッチである。即ちこれを押せば自分の身長に合った杖長さが自動的に設定される。

Ｂはハンドル部の先端部に内蔵されたブザースピーカで、歩行中ブザー音をだすこともできるし、緊急時だけ音をだすようにしてもよい。Ｓ６はブザー制御用のスイッチである。L１は中央位置設定表示ランプで杖長さが常時使う長さなってるとき点灯するので、使用者は通常このランプを見て伸縮調整が必要かどうかを判断する。

V１、V２はバイブレータ釦で、V１は走行モータ１４が駆動されている間微振動し、V２は杖が中央位置に設定されている間振動する釦である。使用者はハンドル部を持って杖を使用している間、それぞれの振動信号が手の平に伝わるので、車輪が駆動状態にあるかどうか、杖長さは適当かどうかなどを触感で知ることができる。
これらスイッチ群・ランプ・バイブレータは、電池８、モータ５、モータ１４や各種センサースイッチと電気的に接続され、所定の制御がなされるように配線される。
また各センサｈ、ｍ、ｎ、近接スイッチ２２、２５、２６の信号もそれぞれの制御部へ伝達され所定の機能を果たすように設計されるのは当然である。勿論、無線や光信号を利用した信号伝達・制御も可能である。

尚図１の２７は杖本体１の上部に嵌め込まれた磁石材で、例えば杖使用者の腰ベルトの一部に磁性体などを取り付けておけば、歩行中に両手での作業が必要となったとき、この磁石部２７を腰ベルトに一時的に吸着保持させておくことにより、両手はフリーとなる。実施例では磁石部材を外管１の内部に装填したが磁性のゴムバンドなどを杖本体に巻きつけておいてもよい。また腰バンドの代わりに付近の金属器具に一時的に吸着保持させておいて作業をすることも可能である。

以上のように本考案の電動杖は、杖本来の目的である歩行の介添え、体重の支えなどの機能の外に、杖自身に歩行を誘導する機能、滑り止め安全ロック機能、立ち上がり時の介助機能などを併せ備えるとともに、杖先のマグネット機能を利用して身近な物品を引き付けたり路上の空き缶の回収に役立てるたり、又杖上部のマグネット機能を利用して随時仮止めして両手の作業もできるなど、多様な利便性を備えており実用的効果は極めて大きい。

本考案実施例の電動式杖の全体断面図。 図１の実施例の先端部分の車輪駆動機構の動作説明図。 図２の直角方向から見た断面図。 図１の中央部付近（ねじ軸と雌ねじ部材との結合部）の断面図。 ハンドル部におけるスイッチ群の配置説明図。

符号の説明

１ 杖本体を構成する外管
２ 同上内管
３ ハンドル部
４ 杖伸縮用ねじ軸
５ 伸縮駆動用モータ
６ 減速機
７ モータ制御部
８ 電池
９ 車輪保持枠
１０ 雌ねじ部材
１３ 車輪
１４ 車輪駆動モータ
１７ 車輪軸
１９ 弾性バネのカバー
２０ 磁石材を混入したゴム板
２１ 内管先端のフレーム
２２ ボールジョイント
２３ ジョイント受け
２４ 可撓性カバー
２５ 傾斜検出針
２６ 傾斜検出センサ
２７ 磁石
Ｓ 操作用スイッチ盤
V１、V２ バイブレータ釦
B ブザー スピーカ

Claims (6)

1. 杖本体を、上端部にハンドル部３を備えた外管１と下端部に車輪１３を備えた内管
   ２からなる中空の二重管をもって構成し、この二重管内に内管２を外管１に沿って軸方向に摺動させる電動式伸縮駆動機構と、車輪１３を回転駆動する電動式車輪駆動機構とを設け、これら電動駆動機構の操作スイッチをハンドル部に装備したことを特徴とする電動式杖。
2. 前記電動式伸縮駆動機構を、外管１内に軸方向に配置したねじ軸４と内管２内に固定した雌ねじ部材１０とこれを回転駆動するモータ５とをもって構成し、内管２の伸縮長さをモータによって自由に調整可能にするとともに、前記モータを少なくとも杖保有者の身長に見合った最適位置で自動停止させる手段を併せ備えたことを特徴とする請求項１に記載の電動式杖。
3. 請求項１の電動式車輪駆動機構を、内管２の先端部に取り付けた車輪保持枠９とこれに支持された少なくとも一対の杖先走行用車輪１３、１３’とこの車輪を回転駆動する第２のモータ１４とによって構成し、前記車輪保持枠の先端部にこれが地面に接触したとき杖先の滑りを防止する手段を併せ備えたことを特徴とする請求項１に記載の電動式杖。
4. 下端部に車輪を備えた内管を、その下方部分において上部２と下部２’に分離し、両者を自在接ぎ手２２、２３と可撓性カバーケース２４を介して一体に連結し、内管先端部が杖本体１に対して若干傾動できるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電動式杖。
5. 車輪保持枠９の一部に磁石機能を有する部材２０を取り付け、杖先端部に磁性体を吸着する機能をもたせたことを特徴とする請求項３に記載の電動式杖。
6. 外管１の上部に磁石部材２７を取り付け、杖本体を周辺器具に仮保持できるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電動式杖。

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