JP3220568U - 段差乗り越え座面昇降・水平維持電動車椅子 - Google Patents

Abstract

【課題】常に座席が水平に保たれた状態で、座席を上下する機能を有し、段差の角に接触せずに段差を確実に乗り越える事が出来る電動車椅子を提供する。【解決手段】３個の車輪をＹ字型フレームの３個の先端部分に設け、歯車４〜６を介して走行モータで回転出来るように構成する。また、Ｙ字型フレーム駆動モータ１０でＹ字型フレームを回転させ段差を乗り越える構成とする。この構成を１ユニットとして、前後左右対称に４個設ける。更に座席の背面に前後に傾斜する座席前後傾斜フレーム１４を設け、座席前後モータ１６で前後動作させ、座席の左右には座席上下アクチュエータを設け座席が左右に傾く構成とし、傾斜センサー４９と制御ユニット２９によって座席を水平に維持する機能を設ける。更に、座席左右の上下アクチュエータを同時に伸縮させる事で座席を上下動作させる。【選択図】図１

Description

本考案は、平坦な場所を走行する機能と、段差を乗越える機能の両方を備え、座面を上下に昇降する機能と、段差乗り越え時にも座面を水平維持する機能とを備えた電動車椅子に関するものである。

従来、段差を乗越える機能を有する電動車椅子は、車輪の構成を特殊な構造にしたものや、クローラ方式のものが従来技術として提案されている。

特開平１１−９６２８号公報 特開平７−５１３１９号公報 特許第３８００４００号公報

段差を乗越える為に、特許文献１においては、座面は本体と一体になっている為、段差乗り越え時に座面が傾斜してしまい乗っている人が不安定姿勢になる。特許文献２、特許文献３においては、段差を乗越える時に段差の角と車輪やクローラの接地面が接触する為、段差を傷付けるという問題がある。

本考案で解決しようとする課題は、段差乗越えの際に段差の角に接触しない機構とし、段差乗越え時も座面を水平に保ち安定姿勢で乗れる事である。

課題を解決する為の手段

本考案は上記課題を解決する為に、前後左右の駆動ユニットの各ユニットに車輪３が３個ずつ設けられ、車輪３ａは走行車輪歯車４に結合され、走行車輪歯車４は走行中間歯車５、走行第一歯車６、駆動軸７とカップリング１１を介して走行モータ１２の回転軸に接続されている。この構成によって走行モータ１２を回転する事で３個の車輪が回転し走行する事ができる。

また、車輪３ａ、車輪３ｂ、車輪３ｃはＹ字型フレーム２の３か所の各先端部に設けられ、Ｙ字型フレーム２はＹ字型フレーム駆動軸４１、Ｙ字型フレーム駆動スプロケット４２、チェーン８とスプロケット９を介してＹ字型フレーム回転モータ１０の回転軸に接続されている。この構成によってＹ字型フレーム回転モータ１０を回転する事でＹ字型フレーム２が回転し段差を乗り越える事ができる。

更に、本体フレーム１に座席前後傾斜フレーム軸１３、座席前後傾斜フレーム１４、座席上下スライド２４、座席横傾斜軸２２、座席横傾斜板２１、座席横傾斜板連結ボルト２３と座席固定フレーム２５を介して座席２６を設け、一方本体フレーム１に座席前後モータ１６が座席前後傾斜リンク１５、座席前後傾斜リンク軸３０、座席前後傾斜リンク連結機構３１を介して座席前後傾斜フレーム１４を前後に駆動する機構とする事で、座席を前後に傾斜させる事ができる。
また、座席前後傾斜フレーム１４には、座席上下アクチュエータ１７ａ、座席上下アクチュエータ１７ｂが左右に設けられ、座席上下アクチュエータ連結板１８、座席上下アクチュエータ連結棒１９と座席上下自在ジョイント２０を介して座席横傾斜板２１に結合している。座席上下アクチュエータ１７ｂについても座席上下アクチュエータ１７ａと左右対称の位置に同じ構成で設ける。この構成にする事で座席上下アクチュエータ１７ａと座席上下アクチュエータ１７ｂを伸縮する事で座席の上下動作と左右の傾斜をさせる事ができる。

一方、前記座席固定フレーム２５の下部には傾斜センサー４９が取り付けられ、座席の傾斜に応じた信号を制御ユニット２９に送る構成になっており、制御ユニット２９は前記座席２６の傾きに応じて前記座席前後モータ１６、座席上下アクチュエータ１７ａと座席上下アクチュエータ１７ｂを動作させる事で、該座席２６の傾きを水平に保つ動作を行う。この動作によって、段差を乗越える際にも該座席２６は水平を維持出来る。

考案の効果

本考案によれば、段差の角に接触せずに乗越えが出来る為、段差に傷を付ける事がなく、段差を乗越える時も座面が常時水平を維持でき、座席の上下動作も出来る効果がある。

本考案の実施形態における段差乗り越え座面昇降・水平維持電動車椅子の側面図である。 本考案の実施形態における段差乗り越え座面昇降・水平維持電動車椅子の前面図である。 本考案の実施形態における段差乗り越え座面昇降・水平維持電動車椅子の座席スライド部の断面図である。 本考案の実施形態における段差乗り越え座面昇降・水平維持電動車椅子のＹ字型フレーム取り付け部の断面図である。 本考案の実施形態における段差乗り越え座面昇降・水平維持電動車椅子の動作概要図である。

考案を実施する為の形態

以下、この考案にかかる好適な実施形態を図面に基づいて説明する。図１、図２、図３、図４において、この考案にかかる段差乗り越え座面昇降・水平維持電動車椅子の実施形態の側面図、前面図、座席スライド部、Ｙ字型フレーム取り付け部の断面図を示すと、車輪３ａは走行車輪歯車４が締結され、図示しない車輪軸受を介してＹ字型フレーム２に固定され、該走行車輪歯車４は、走行中間歯車５と噛み合い、該走行中間歯車５は図示しない軸受けを介して該Ｙ字型フレーム２に固定され、該走行中間歯車５は走行第一歯車６と噛み合い、該走行第一歯車６は図示しない軸受けを介して該Ｙ字型フレーム２に固定され、該走行第一歯車６は駆動軸７、カップリング１１を介して走行モータ１２に結合され、該走行モータ１２は本体フレーム１に固定されている。また、該駆動軸７はＹ字フレーム駆動軸４１に貫通した穴に第一の軸受４５、第三の軸受４７、第四の軸受４８を介して回転自在に通されている。
また、車輪３ｂ、車輪３ｃは該Ｙ字型フレーム２の３か所の先端部の他の２か所に設けられ、前記車輪３ａに結合している前記走行車輪歯車４、前記走行中間歯車５と同じ構成で前記走行第一歯車６に結合している。以上の構成から、前記走行モータ１２の回転が該車輪３ａ、該車輪３ｂ、該車輪３ｃに伝えられる。

また、前記Ｙ字型フレーム２はＹ字フレーム駆動軸４１を介してＹ字型フレーム駆動スプロケット４２に結合され、該Ｙ字型フレーム駆動スプロケット４２はチェーン８、モータスプロケット９を介してＹ字型フレーム駆動モータ１０に結合されている。
一方、該Ｙ字型フレーム駆動軸４１は本体フレーム３８に第二の軸受４６を介して回転自在に設けられている。以上の構成から、前記Ｙ字型フレーム駆動モータ１０の回転が該Ｙ字型フレーム２に伝えられる。

前記走行モータ１２の回転が前記車輪３ａ、前記車輪３ｂ、前記車輪３ｃを回転させる構成及び、前記Ｙ字型フレーム駆動モータ１０が前記Ｙ字型フレーム２を回転させる構成を１駆動ユニットとすると、電動車椅子１台は４個の駆動ユニットから構成され、電動車椅子左側のユニットと右側のユニットは電動車椅子中心に対して左右対称な位置に構成され、後側のユニットは前側のユニットと前後対称な位置に構成される。

一方、前記本体フレーム１に座席前後傾斜フレーム軸１３、座席前後傾斜フレーム１４、座席上下スライド２４、座席横傾斜軸２２、座席横傾斜板２１、座席横傾斜板連結ボルト２３と座席固定フレーム２５を介して座席２６が設けられ、一方該本体フレーム１に座席前後モータ１６が設けられ、該座席前後モータ１６の座席前後傾斜リンク１５、座席前後傾斜リンク軸３０、座席前後傾斜リンク連結機構３１を介して該座席前後傾斜フレーム１４に上下摺動可能に設けられている。この構成にする事により、該座席前後モータ１６で該座席前後傾斜リンク１５を前後に駆動する事で、該座席２６を前後に傾斜させる事ができる。
また、前記座席上下スライド２４を図３で示すと、座席上下スライド３２はＣ型の断面となっており、座席横傾斜軸３３に第一のスライドワッシャー３４、第二のスライドワッシャー３５、第三のスライドワッシャー３６とスライドワッシャー固定ボルト３７が設けられ、該第一のスライドワッシャー３４と該第三のスライドワッシャー３６で該座席上下スライド３２を挟み込む事で、上下方向に自由に摺動でき、かつ該座席横傾斜軸３３が自由に回転できる構成となっている。
更に、前記座席前後傾斜フレーム１４には、座席上下アクチュエータ１７ａ、座席上下アクチュエータ１７ｂが左右に設けられ、該座席上下アクチュエータ１７ａは座席上下アクチュエータ連結板１８、座席上下アクチュエータ連結棒１９と座席上下自在ジョイント２０を介して座席横傾斜板２１に結合している。該座席上下アクチュエータ１７ｂについても該座席上下アクチュエータ１７ａが座席横傾斜板２１に結合されている構成と座席中心に対して左右対称の位置に同じ構成で設けられ。この構成にする事で該座席上下アクチュエータ１７ａと該座席上下アクチュエータ１７ｂを伸縮する事で座席の上下動作と左右の傾斜動作をさせる事ができる。

前記座席上下アクチュエータ１７ａを延ばし、前記座席上下アクチュエータ１７ｂを縮めると前記座席２６は左へ傾き、該座席上下アクチュエータ１７ａを縮め、該座席上下アクチュエータ１７ｂを延ばすと該座席２６は右へ傾く。また、該座席上下アクチュエータ１７ａと該座席上下アクチュエータ１７ｂを同時に延ばすと該座席２６は上昇し、該座席上下アクチュエータ１７ａと該座席上下アクチュエータ１７ｂを同時に縮めると該座席２６は下降する。

また、制御ユニット２９が前記座席前後傾斜フレーム１４に設けられ、操作ボックス２８はひじ掛け２７、座席フレーム４４を介して座席固定フレーム２５に設けられ、傾斜センサー４９は該座席固定フレーム２５の下側に設けられている。前記制御ユニット２９、４個の前記走行モータ１２、４個の前記Ｙ字型フレーム駆動モータ１０、前記座席前後モータ１６、前記座席上下アクチュエータ１７ａと前記座席上下アクチュエータ１７ｂは図示しないバッテリーから電気の供給を受けて動作する構成となっている。
該制御ユニット２９内部にはマイコンが設けられ、電動車椅子の制御を行う。該操作ボックス２８からの指示を受けて、４個の該走行モータ１２の回転方向切り替え、回転、停止、速度切り替えの制御と、４個の該Ｙ字型フレーム駆動モータ１０の回転方向切り替え、回転、停止、速度切り替え制御を行う。
更に、前記傾斜センサー４９は前記座席２６の傾きを電気信号とし該制御ユニット２９に出力する。該制御ユニット２９は該傾斜センサー４９の信号が水平になるように、前記座席前後モータ１６、前記座席上下アクチュエータ１７ａと前記座席上下アクチュエータ１７ｂの制御を行う。
また、前記操作ボックス２８からの指示を受けて、前記制御ユニット２９が該座席上下アクチュエータ１７ａと該座席上下アクチュエータ１７ｂを同時に伸縮する制御を行う事で前記座席２６の上昇下降の制御を行う。

上記構成によって、該操作ボックス２８からの指示で、電動車椅子の走行、段差乗越え動作、座席の上下動作を行う事ができ、段差乗越え時でも前記傾斜センサー４９の出力で座席が自動的に水平維持される動作を行う。

図５において、前記構成の段差乗り越え座面昇降・水平維持電動車椅子の動作を説明する。図５（ａ）は段差乗り越え座面昇降・水平維持電動車椅子が段差を上がる時の図である。段差乗り越え座面昇降・水平維持電動車椅子は前記傾斜センサー４９と前記座席前後モータ１６の動作で前記座席２６は常に水平を保っている。前側のＹ字型フレームを回転させ段差乗越えを行う状態である。図５（ｂ）で示す図では、前側のＹ字型フレームを１２０度回転終了し、段差乗越えが完了した状態である。該座席２６は更に前方向に傾斜して水平を維持している。図５（ｃ）で示す図は、段差乗り越え座面昇降・水平維持電動車椅子が左側の段差に乗り上げている状態である。該傾斜センサー４９と前記座席上下アクチュエータ１７ａと該座席上下アクチュエータ１７ｂの動作で前記座席２６は水平を保っている。図５（ｄ）は、該座席上下アクチュエータ１７ａと該前記座席上下アクチュエータ１７ｂを同時に延ばし該座席２６を上昇させた時の図である。

上記動作をする段差乗り越え座面昇降・水平維持電動車椅子において、段差を乗越える時は、段差の角に接触しない為段差を傷付けずに乗越えが出来る。また、座面を常に水平に保つ為乗っている人に危険を感じさせず、更に座席を上下できるため低い位置や高い位置に座ったまま手が届く効果がある。

なお、本考案は、前記実施形態に限定されるものではなく、本考案の目的を達成出来る範囲における構成や形態をも含むものである。例えば、モータから車輪とＹ字型フレームに駆動を伝達するまでのチェーン、スプロケットの構成は本考案の目的を達成する範囲で追加、削除したものを含む。また、Ｙ字型フレーム駆動モータと走行モータの数、配置についても前記実施形態に限定するものでない。

本考案は、段差を乗り越える電動車椅子や人や荷物を乗せて段差を乗り越える搬送車に適している。

１ 本体フレーム
２ Ｙ字型フレーム
３ａ、３ｂ、３ｃ 車輪
４ 走行車輪歯車
５ 走行中間歯車
６ 走行第一歯車
７ 駆動軸
８ チェーン
９ モータスプロケット
１０ Ｙ字型フレーム回転モータ
１１ カップリング
１２ 走行モータ
１３ 座席前後傾斜フレーム軸
１４ 座席前後傾斜フレーム
１５ 座席前後傾斜リンク
１６ 座席前後モータ
１７ａ、１７ｂ 座席上下アクチュエータ
１８ 座席上下アクチュエータ連結板
１９ 座席上下アクチュエータ連結棒
２０ 座席上下自在ジョイント
２１ 座席横傾斜板
２２ 座席横傾斜軸
２３ 座席横傾斜板連結ボルト
２４ 座席上下スライド
２５ 座席固定フレーム
２６ 座席
２７ ひじ掛け
２８ 操作ボックス
２９ 制御ユニット
３０ 座席前後傾斜リンク軸
３１ 座席前後傾斜リンク連結機構
３２ 座席上下スライド
３３ 座席横傾斜軸
３４ 第一のスライドワッシャー
３５ 第二のスライドワッシャー
３６ 第三のスライドワッシャー
３７ スライドワッシャー固定ボルト
３８ 本体フレーム
３９ Ｙ字型フレーム
４０ 駆動軸
４１ Ｙ字型フレーム駆動軸
４２ Ｙ字型フレーム駆動スプロケット
４３ 走行モータ軸
４４ 座席フレーム
４５ 第一の軸受
４６ 第二の軸受
４７ 第三の軸受
４８ 第四の軸受
４９ 傾斜センサー
５０ カップリング

Claims (1)

1. Ｙ字型フレームの３か所の先端に３個の車輪が設けられ、車輪は走行車輪歯車に結合され、軸受を介してＹ字型フレームに固定され、走行車輪歯車は走行中間歯車と噛み合い、走行中間歯車は走行第一歯車と噛み合い軸受を介してＹ字型フレームに固定され、走行第一歯車は駆動軸に結合され、駆動軸は軸受けを介してＹ字型フレームとＹ字型フレーム駆動軸に固定され、駆動軸のもう一方にカップリングを介して走行モータが設けられ、走行モータは本体フレームに固定され、Ｙ字型フレームの３か所の先端に設けられた車輪から走行中間歯車まで３組設けられ、走行第一歯車から走行モータは１組設けられ、Ｙ字型フレームはＹ字型フレーム駆動軸を介してＹ字型フレーム駆動スプロケットに結合され、Ｙ字型フレーム駆動軸は軸受けを介して本体フレームに固定され、Ｙ字型フレーム駆動スプロケットはチェーン、モータスプロケットを介してＹ字型フレーム回転モータに結合され、Ｙ字型フレーム回転モータは本体フレームに設けられ、車輪を走行モータで回転させる構成とＹ字型フレームをＹ字型フレーム回転モータで回転させる構成を１ユニットとする。前後左右対称な位置に４個のユニットが設けられ、本体フレームに座席前後傾斜フレーム軸を介して座席前後傾斜フレームが座席前後傾斜フレーム軸に対して前後に傾斜可能に設けられ、座席前後傾斜フレームは左右２本の座席上下アクチュエータが設けられ、座席上下アクチュエータの可動部は座席上下アクチュエータ連結板、座席上下アクチュエータ連結棒と座席上下自在ジョイントを介して座席横傾斜板の先端に結合され、２本のもう一方の座席上下アクチュエータの可動部は座席上下アクチュエータ連結板、座席上下アクチュエータ連結棒と座席上下自在ジョイントを介して座席横傾斜板のもう一方の先端に結合され、座席横傾斜板の中心部分に座席横傾斜軸が設けられ、座席横傾斜軸にスライドワッシャーがスライドワッシャー固定ボルトで固定され、座席横傾斜軸は座席上下スライドに上下摺動、回転自在に結合され、座席上下スライドは座席前後傾斜フレームに固定され、座席横傾斜板は座席横傾斜板連結ボルトを介して座席固定フレームに結合され、座席と傾斜センサーは座席固定フレームに設けられ、操作ボックスが座席固定フレームに設けられ、座席前後傾斜フレームは、座席前後傾斜リンク連結機構、座席前後傾斜リンク軸、座席前後傾斜リンクを介して座席前後モータに結合され、座席前後モータは本体フレームに固定され、制御ユニットが座席前後傾斜フレームに設けられた、段差乗越えと座面昇降機構・水平維持機構を備えた電動車椅子。

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