JP3918094B2

JP3918094B2 - 車椅子装着型無限軌道動力装置

Info

Publication number: JP3918094B2
Application number: JP2002331391A
Authority: JP
Inventors: 晃希 ▲桑▼野; 康博中島; 哲吉成
Original assignee: Hokkaido Prefecture
Current assignee: Hokkaido Prefecture
Priority date: 2002-10-09
Filing date: 2002-10-09
Publication date: 2007-05-23
Anticipated expiration: 2022-10-09
Also published as: JP2004130031A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は手動車椅子に装着可能な動力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、手動車椅子に装着するモータを駆動源とした動力装置は、車椅子の前方あるいは座席下部に、モータで回転する前輪を配置し、ハンドルで操舵する形態（例えば、特許文献１、非特許文献１参照。）や、モータ軸に取り付けた車輪を車椅子の車輪に接触させて駆動する形態（例えば、特許文献２参照。）をとっている。
【特許文献１】
特開２００１−７０３５８号公報（第５頁、図１）
【特許文献２】
特開平０６−８６７９０号公報（第３頁、図１）
【非特許文献１】
実開平０７−１２１２６号公報（第２頁、図１）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記に示される車輪駆動の動力装置は、平坦に舗装された良好な路面を走行する目的で構成されたものが殆どである。ただし、車輪駆動の動力装置においても、不整地走行に適用すべく、路面との接触面積を広くし、接地面圧を下げることにより、良好な接地状態を得る目的で、車輪の外径を大きくしたり、車輪の幅を広げたりする事例も存在する。しかし、これらの構成で接地面積を広くしようとすると、それに応じて接地していない部分も拡大することから車椅子の全幅や全長が大きくなり、車椅子の持つ本来の機動性が制限されることもあった。また、接地面積が広がることは、操舵抵抗の増大を伴うため、より大きな操舵力が必要となる問題もあった。更に、単に車輪径や車輪幅を大きくするだけでは、走行時の路面状況により、接地面積が大きく変動する問題があった。本発明では、上記のような問題の解消を課題とするものであり、具体的には滑りやすい不整地においても安定に走行でき、手動車椅子の持つコンパクトさや操作性を維持できる、車椅子装着型の動力装置を提供している。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための手段として、本発明請求項１記載の車椅子装着型無限軌道動力装置は、球面ジョイント（５２）でハンドル（６０）を保持し、該ハンドル（６０）に固定されたアーム（６１）の両端に一端を球面ジョイントで接続したロッド対（７０）と、該ロッド対（７０）の他端に球面ジョイントで連結したアーム（３０）と、該アーム（３０）と回転可能に連結された軸（２２）と一体のフォーク（２０）と、該フォークと回転可能に連結された軸（１８）と一体の揺動部材（１１）と、該揺動部材（１１）の略両端に回転軸をもつプーリ（１３）とプーリ（１４）に巻装された一つの無限軌道（１０）と、該無限軌道（１０）を駆動するモータ（１２）と、前記アーム（３０）後端部と前記揺動部材（１１）の後部を連結するロッド（４０）と、前記フォーク（２０）を回転可能に保持するステム（５０）と、該ステム（５０）を前記手動車椅子に装着するためのフレーム（５３）を具備し、前記ハンドル（６０）を回動すると、該ハンドル（６０）に固定された前記アーム（６１）に接続された前記ロッド対（７０）を介して前記アーム（３０）が回動し、該アーム（３０）の回動が前記軸（２２）を介して、揺動部材（１１）の略両端に回転軸をもつプーリ（１３）とプーリ（１４）に巻装された無限軌道（１０）が水平面内で操舵される一方で、前記球面ジョイント（５２）の位置を前記ハンドル（６０）の底部にして、該ハンドル（６０）を前方へ倒すと該ハンドル（６０）に固定された前記アーム（６１）が前記球面ジョイント（５２）を支点に前方へ回動し、前記ロッド対（７０）を介して軸（２２）を支点に前記アーム（３０）が前方へ回動し、前記ロッド（４０）を介して前記揺動部材（１１）を前記軸（１８）を支点に前方へ回動し、前記無限軌道（１０）の前部を下方へ揺動可能であり、前記球面ジョイント（５２）の位置を前記アーム（６１）の上方にして、該ハンドル（６０）を前方へ倒すと該ハンドル（６０）に固定された該アーム（６１）が後方へ回動し、前記ロッド対（７０）を介して軸（２２）を支点に前記アーム（３０）が後方へ回動し、前記ロッド（４０）を介して前記揺動部材（１１）を前記軸（１８）を支点に後方へ回動し、前記無限軌道（１０）の前部を上方に揺動可能とすることを特徴とするものである。
【０００５】
上記のような構成の動力装置によれば、無限軌道の採用によって車輪を用いた場合より接地面積を大きくでき、またハンドルからの揺動操作により路面状況に応じて無限軌道の接地状態を変えることで不整地での安定性と走行性能が向上する。
【０００６】
また平坦な路面においては無限軌道がつくる大きな接地面積に起因して操舵抵抗が増大するが、揺動操作によって必要に応じて無限軌道の接地面積を減少させることで操舵抵抗を軽減できる。
【０００７】
さらに、ハンドル６０を保持する球面ジョイント５２の位置をアーム６１の上方とする構成によって該ハンドル操作によるロッド対７０の運動方向が逆転し、無限軌道の揺動方向を反転することができる。このことにより操作者が操作しやすい動作方向を選択でき、操作性を高めることができる。
【００１０】
【実施例】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１１】
【実施例１】
第１の実施例について以下に述べる。
【００１２】
【構成】
以下、図面に基づき発明の実施例を説明する。図１〜５は本発明の請求項１の実施例を示している。ただし、図２についてはモータおよびチェーン、スプロケット等は省いて示してある。図１、２に示すように、揺動部材１１と、揺動部材１１に固定されたモータ１２と、揺動部材１１に回転軸をもつプーリ１３およびプーリ１４と、モータ１２の出力軸に固定された歯車１５と、プーリ１３に固定された歯車１６と、歯車１５と歯車１６に巻装されたチェーン１７と、プーリ１３およびプーリ１４に巻装された無限軌道１０と、揺動部材１１上の軸１８を介して保持するフォーク２０と、フォーク２０に固定された回転軸２１と、回転軸２１頭頂部に軸２２を介して保持されるアーム３０と、アーム３０後端部と揺動部材１１の後部を連結するロッド４０と、回転軸２１を保持するステム５０と、ステム５０に固定され先端に球面ジョイント５２をもつロッド５１と、球面ジョイント５２で保持されたハンドル６０と、ハンドル６０に固定されたアーム６１と、アーム６１の両端とアーム３０の上部左右端部を球面支点を介して連結するロッド対７０と、端部をステム５０に固定し、他端部を椅子のフレームに締結する構造とし、車椅子前部を路面から遊離させ、無限軌道を路面に接触させるフレーム５３を主要な構造とし、無限軌道１０を車椅子の座席下部に配置している。
【００１３】
なお、モータ１２の配置場所は揺動部材１１の前部、後部を問わない。またモータ１２からプーリ１３ないしプーリ１４への回転の伝達はベルト、ワイヤ等、他の伝達手段でもよい。さらにモータ１２の出力軸に直接プーリ１３あるいはプーリ１４を固定してもよく、この場合プーリ１３およびプーリ１４を２つのモータで回転してもよい。
【００１４】
【作用】
モータ１２の出力軸の回転は歯車１５、チェーン１７、歯車１６を介してプーリ１３を回転し、無限軌道１０を回転する。よってモータ１２の回転、およびその方向によって前進および後進が可能である。
【００１５】
図２に示すようにハンドル６０を回転させるとアーム６１が回転し、ロッド対７０、アーム３０を介して回転軸２１を回転する。
【００１６】
回転軸２１の回転はフォーク２０、揺動部材１１を介して、無限軌道１０を水平面内で回転する。よってハンドル６０の回転によって操舵が可能である。
【００１７】
図２に示すようにハンドル６０を前方へ倒すと底部の球面支点５２を中心にアーム６１が前方に移動し、それに伴いロッド対７０を介してアーム３０を揺動支点２２を中心に前方へ回転する。アーム３０の前方への回転はロッド４０を介して揺動部材１１の後部を引き上げる動作に変換され無限軌道１０の前部が下方へ揺動する。ハンドル６０を後方へ倒すと各部の動作が前述と逆方向に発生し、無限軌道１０の前部が上方へ揺動する。したがってハンドル６０を前後方向へ倒す動作によって無限軌道１０の揺動が可能である。
【００１８】
無限軌道１０の操舵および揺動の両動作をハンドル６０の操作により同時に実行可能である。
【００１９】
【実施例２】
第２の実施例について以下に述べる。
【００２０】
【構成】
図３は本発明の請求項１の実施例２の概略図を示している。構成する各部の符号および名称は実施例１と同義である。ただし、球面ジョイント５２の位置がアーム６１の上方に配置された構成となっている点が実施例１と異なる。
【００２１】
【作用】
図３に示すように球面ジョイント５２をアーム６１の上方に配置することでハンドル６０を前方に倒す動作が無限軌道１０の前部を上方へ、ハンドル６０を後方へ倒す動作が無限軌道１０の前部を下方へ揺動させる。これは実施例１の揺動方向を逆転させるものであり、よって球面ジョイント５２の位置によりハンドル６０の操作に対する無限軌道１０の揺動方向を選択可能である。
【００２２】
【実施例３】
第３の実施例について以下に述べる。
【００２３】
【構成】
図４は請求項１の実施例３について示している。実施例１または２に述べた構成にフォーク２０に配置された揺動支点８１と揺動部材１１に固定されたピン８２を連結する歯付レバー８０を加えた構成を示している。
【００２４】
【作用】
歯付レバー８０は揺動支点８１に保持されており、歯付レバーの切り欠きが施された部分とピン８２をかみ合わせることで、フォーク２０に対する揺動部材１１の揺動角度を固定することができる。このことにより無限軌道１０が路面となす角度が固定され操作者は無限軌道の操舵のみをおこなう。
【００２５】
【実施例４】
第４の実施例について以下に述べる。
【００２６】
図５は請求項１の実施例４について示している。この例では無限軌道１０を車椅子の前方に配置している。基本的な構成は実施例１に同様であるが、無限軌道を車椅子の前方に配置したことで前後方向の安定性を高めるとともに、車椅子への装着方向を前後反対にして構成しても機能することが示されている。
【００２７】
【作用】
実施例１の作用に加えて前後方向に対する安定性が増す。なお実施例２同様、球面ジョイント５２をアーム６１の上方に配置することでハンドル６０の操作方向に対する無限軌道１０の揺動方向の反転も可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば以下の効果がある。
無限軌道による駆動のため不整地においても滑らず、安定した走行が可能である。
【００２９】
無限軌道の揺動操作により接地状態を変えることができることから不整地での走行性能が向上する。
【００３０】
ハンドル操作方向に対する無限軌道の揺動方向を選択できるため、操作者の操作性が向上する。
【００３１】
平坦な路面のように、必ずしも大きな接地面積が必要ではない場合、実施例３のように無限軌道を一定の揺動角度をもって固定し接地面積を減らすことで、操舵力を軽減でき、操作性が向上する。
【００３２】
車椅子の全幅を増大しない構成とすることができ狭路の走行に支障を生じない。特に実施例１のように無限軌道を車椅子の座席下部に配置した場合、その効果は増大する。
【００３３】
安定性を高めるために無限軌道を車椅子の前方に配置して構成することも可能である。
【００３４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車椅子装着型無限軌道動力装置を装着した車椅子の実施例１の側面図である。
【図２】図１に示した車椅子装着型無限軌道動力装置の概略図である。ただし、モータおよびチェーン、ベルト等の伝達手段は省いて示してある。
【図３】実施例２の概略図である。
【図４】実施例３の側面図である。
【図５】実施例４の概略図である。
【符号の説明】
１０無限軌道
１１揺動部材
１２モータ
１３プーリ
１４プーリ
１５歯車
１６歯車
１７チェーン（ベルト）
１８軸（揺動支点）
２０フォーク
２１回転軸
２２軸（揺動支点）
３０アーム
４０ロッド
５０ステム
５１ロッド
５２球面ジョイント（球面支点）
５３フレーム
６０ハンドル
６１アーム
７０ロッド対
８０歯付レバー
８１揺動支点
８２ピン

Claims

手動車椅子に動力を付与する装置において、球面ジョイント（５２）でハンドル（６０）を保持し、該ハンドル（６０）に固定されたアーム（６１）の両端に一端を球面ジョイントで接続したロッド対（７０）と、該ロッド対（７０）の他端に球面ジョイントで連結したアーム（３０）と、該アーム（３０）と回転可能に連結された軸（２２）と一体のフォーク（２０）と、該フォークと回転可能に連結された軸（１８）と一体の揺動部材（１１）と、該揺動部材（１１）の略両端に回転軸をもつプーリ（１３）とプーリ（１４）に巻装された一つの無限軌道（１０）と、該無限軌道（１０）を駆動するモータ（１２）と、前記アーム（３０）後端部と前記揺動部材（１１）の後部を連結するロッド（４０）と、前記フォーク（２０）を回転可能に保持するステム（５０）と、該ステム（５０）を前記手動車椅子に装着するためのフレーム（５３）を具備し、前記ハンドル（６０）を回動すると、該ハンドル（６０）に固定された前記アーム（６１）に接続された前記ロッド対（７０）を介して前記アーム（３０）が回動し、該アーム（３０）の回動が前記軸（２２）を介して、揺動部材（１１）の略両端に回転軸をもつプーリ（１３）とプーリ（１４）に巻装された無限軌道（１０）が水平面内で操舵される一方で、前記球面ジョイント（５２）の位置を前記ハンドル（６０）の底部にして、該ハンドル（６０）を前方へ倒すと該ハンドル（６０）に固定された前記アーム（６１）が前記球面ジョイント（５２）を支点に前方へ回動し、前記ロッド対（７０）を介して軸（２２）を支点に前記アーム（３０）が前方へ回動し、前記ロッド（４０）を介して前記揺動部材（１１）を前記軸（１８）を支点に前方へ回動し、前記無限軌道（１０）の前部を下方へ揺動可能であり、前記球面ジョイント（５２）の位置を前記アーム（６１）の上方にして、該ハンドル（６０）を前方へ倒すと該ハンドル（６０）に固定された該アーム（６１）が後方へ回動し、前記ロッド対（７０）を介して軸（２２）を支点に前記アーム（３０）が後方へ回動し、前記ロッド（４０）を介して前記揺動部材（１１）を前記軸（１８）を支点に後方へ回動し、前記無限軌道（１０）の前部を上方に揺動可能とすることを特徴とする、車椅子装着型無限軌道動力装置。