JP4617718B2 - 電動車椅子 - Google Patents

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Description

本発明は、左右一対の前輪をそれぞれ独立した電動モーターで駆動し、後輪をキャスター等の従動輪形式とした電動車椅子に関するものである。
このような電動車椅子の従来例が、特許文献1〜4等に開示されている。これら従来の電動車椅子は、使用者の手元に設けられたジョイスティックや操舵ハンドル等の操舵手段を操作することにより、左右の前輪の電動モーターを個別に操作して、前進、後進、停止、左右旋回、左右回転といった動きを可能にしている。
特開2002−248132号公報 特開2003−334218号公報 特開2002−263143号公報 特開平9−294777号公報
特許文献1に開示されている電動車椅子は、駆動輪である前輪を大径化することで悪路での走破性を向上させているが、この電動車椅子の前輪は足載せ用のフットレストの側方まで前方に突出しているため、フットレストに載せた使用者の下肢および足部が前輪に干渉する懸念があり、使用者は常に下肢および足部を緊張した状態でいなければならない点と、電動車椅子の走行に伴う使用者の上半身の揺れを下肢(膝等)で支えることができない点から、長時間の使用には疲労が伴うものであった。
一方、特許文献2に開示されている電動車椅子は、前輪がフットレストよりも後方に配置されているので上述のような不具合はないが、前後輪間のホイールベースを長くできないので走行安定性が低下してしまうことと、フットレストの側方をガードする物がないので電動車椅子の旋回(回転)時にフットレストが障害物に当たる可能性が高いといった問題点がある。
また、特許文献3に開示されている電動車椅子は、上記二例の電動車椅子のように1つのレバーを前後左右に傾倒させることで前進、後進、停止、左右旋回、左右回転を指示するジョイスティックレバー方式に替えて、自動車のステアリングと同様な操舵ハンドルを備えており、特別な訓練を要せず容易に操縦可能にしたものである。
しかしながら、この場合は操舵ハンドルが使用者(椅子部分)の正面に配置され、使用者は両手または片手を前方に伸ばして操舵ハンドルを把持し、これを左右に回動操作する必要があるため、無意識に操舵ハンドルに近づこうとし、これにより使用者の上半身が背もたれ部から離れて上半身の安定性が損なわれやすい。
ところで、電動車椅子は身体が不自由な人が利用する機会が多く、例えば道路の段差等を乗り越える際には介助者の手助けを必要とする場合があり、このような場合に介助者は特許文献4に開示されている電動車椅子のように背もたれ部の後面に後方へ突出するように設けられた介助者用グリップを掴んで手助けする。
このように介助者が介助者用グリップを掴んで電動車椅子を動かす際、駆動輪が電動モーターと直結されていると駆動輪の回転により電動モーターが逆駆動されて駆動輪の回転が重くなるため、電動モーターと駆動輪との間に設けられたクラッチ機構の接続を解除するクラッチ解除操作レバーが介助者用グリップに設けられており、介助者はこのクラッチ解除操作レバーを握りながら介助者用グリップを掴んで電動車椅子を動かす。
ところが、このようなクラッチ解除操作レバーでは介助者が意識して握らないとクラッチ機構の接続を解除できないため操作が面倒であり、しかもクラッチ解除操作レバーとクラッチ機構との間が機械的なボーデンワイヤーで連結されているため、前輪が駆動輪である電動車椅子の場合はボーデンワイヤーが長くなってクラッチ解除操作レバーに多大な操作力を要し、介助者の負担が大きくなってしまう。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、前後輪間のホイールベースを長くできるようにして走行安定性を向上させつつ、使用者の下肢および足部が前輪に干渉したりフットレストが障害物に当たることを防止して使用者をリラックスさせ、かつハンドル型の操舵手段を操作する使用者の上半身の安定性を向上させ、併せて介助者用グリップに設けられるクラッチ解除操作部の操作性を向上させるとともに、クラッチ解除操作部の誤操作を防止することのできる電動車椅子を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る電動車椅子は、特許請求の範囲の請求項1に記載したように、着座部と上記着座部の後端部から上方に立ち上がる背もたれ部と左右一対の肘掛部とを有する椅子部分と、この椅子部分の前下方に配置した足載せ用のフットレストと、椅子部分の前下部左右両側に配置されて電動モーターにより駆動される前輪と、椅子部分の後下部左右両側に配置された操向可能な後輪と、椅子部分の前方に配置された操舵手段とを備えた前輪が駆動輪の電動車椅子において、上記電動モーターを各々の前輪の内面側に設け、前輪の外周上縁の高さを上記着座部の上面とほぼ同じ高さに設定するとともに、前輪の前半部が上記着座部の前端よりも前方に突出してこの前半部が上記フットレストを左右両側から挟むように前輪の車軸の前後位置を設定し、且つ、上記左右の前輪の上部および前半部を車幅方向内側および上方から覆うホイールカバーを設けるとともに、上記ホイールカバーの車幅方向内側面を走行に伴う上半身の揺れ等を膝等下肢で支えることのできる下肢当接部に形成し、
上記背もたれ部の上下方向中間部に車幅方向に延びる角度調整軸を設け、この角度調整軸の高さを上記肘掛部の高さ付近に設定して上記背もたれ部の上半分の前後方向傾斜角度を調整可能にしたことを特徴とする。
さらに、本発明に係る電動車椅子は、請求項2に記載したように、上記背もたれ部の上半分の前後方向傾斜角度を変更する角度変更手段を設け、この角度変更手段を操作する角度変更手段操作部を上記操舵手段の部分に設けた。
そして、本発明に係る電動車椅子は、特許請求の範囲の請求項3に記載したように、上記背もたれ部の後面の上部左右両側に前方へ凹む左右一対の凹部を設け、この凹部に背もたれ部の後面に沿って上下方向または左右方向に延びる介助者用グリップを設け、この介助者用グリップの把持部前面に、上記電動モーターと上記前輪との間に設けられたクラッチ機構の接続を電気的に解除するクラッチ解除操作部を設けた。
また、本発明に係る電動車椅子は、特許請求の範囲の請求項4に記載したように、上記介助者用グリップが上下方向に延びる場合は上記クラッチ解除操作部を介助者用グリップの把持部の上端部に設け、介助者用グリップが左右方向に延びる場合はクラッチ解除操作部を介助者用グリップの把持部の内端部に設けた。
請求項1の発明によれば、左右の前輪の前半部を着座部よりも前方に位置させたことから前後輪間のホイールベースが長くなり、走行安定性が向上する。そして、前輪の前半部がフットレストを左右両側から挟むため、フットレストが障害物に当たることを防止できる。
前輪の前半部はホイールカバーにより車幅方向内側から覆われるため、使用者の下肢および足部が前輪に干渉することが防止され、使用者はリラックスした体勢で乗車することができる。しかも、電動車椅子の走行に伴う使用者の上半身の揺れを下肢(膝等)で支えることができるため、長時間の使用においても疲労が少ない。
使用者が操作性向上のために上半身をハンドル型の操舵手段に近づけても、背もたれ部の上半分の前後方向傾斜角度を使用者の上半身の位置に合わせて調整できるため、使用者の上半身の安定性を向上させることができる。
請求項2の発明によれば、使用者が自ら角度変更手段操作部を操作して角度変更手段を動かすことにより、背もたれ部の上半分の前後方向傾斜角度を最適な角度に容易に調整することができる。
請求項3の発明によれば、介助者用グリップに設けられたクラッチ解除操作部を操作することによりクラッチ機構の接続が電気的に解除されるため、非常に軽い操作力で素早くクラッチ機構の接続を断つことができ、クラッチ解除操作部の操作性を向上させることができる。また、クラッチ解除操作部が介助者用グリップの把持部前面に設けられているため、他の物体がクラッチ解除操作部に当たる等してクラッチ解除操作部が誤操作することを防止できる。
請求項4の発明によれば、介助者用グリップを把持する介助者が人差し指でクラッチ解除操作部を操作することができるため、介助者用グリップを強い握力で把持しつつクラッチ解除操作を行うことができ、この点でもクラッチ解除操作部の操作性を向上させることができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明に係る電動車椅子の一実施形態を示す左斜め前方から見た斜視図、図2は同じく左斜め後方から見た斜視図、図3〜図6はそれぞれ電動車椅子の平面図、左側面図、正面図、後面図であり、図7は電動車椅子に使用者が座った状態を示す左側面図である。
この電動車椅子1の主要部となる椅子部分2は、着座部3と、着座部3の後端部から上方に立ち上がる背もたれ部4と、左右一対の肘掛部5とを備えており、椅子部分2の前下方に足載せ用の平板状のフットレスト7が配置されている。
椅子部分2の前下部左右両側には前輪9が配置され、椅子部分2の後下部左右両側には後輪10が配置されている。左右の前輪9の径は例えば20インチ程度であり、その中心部内面側にそれぞれ電動モーター11が設けられ、各々の前輪9は電動モーター11により直接的に駆動される駆動輪となっている。一方、後輪10はキャスター式の従動輪であり、自在に首を振って操向が可能になっており、その径は例えば10〜12インチ程度である。
前輪9の車軸、即ち電動モーター11の上下前後位置は、前輪9の外周上縁の高さが着座部3の上面とほぼ同じ高さとなり、前輪9の前半部が着座部3の前端よりも前方に突出してこの前輪9の前半部がフットレスト7を左右両側から挟むように設定されている。
また、椅子部分2の、着座部3から背もたれ部4の下半分までの左右両側部分と、着座部3の前端部下方の部分とが、例えば樹脂製のボディーカバー14に覆われており、このボディーカバー14には左右の前輪9の上部および前半部を車幅方向内側および上方から覆うホイールカバー15が一体に形成されている。ホイールカバー15の内側面には柔らかな緩衝パッド16が貼着されている。
そして、着座部3の下方には、電動モーター11に電力を供給するバッテリー18およびその充電器19と、コントローラー20等の機器類がボディーカバー14に覆われるようにして配置されている。これらの機器類18〜20は側面視で着座部3下の最も前方に配置され、前輪9の車軸(電動モーター11)の上方付近に位置してボディーカバー14に覆われている。
椅子部分2の前方にはフロントバー23が車幅方向に延在している。このフロントバー23は左右の肘掛部5の前端同士を連結するように架設され、例えばフロントバー23の右端が右側の肘掛部5の前端にヒンジ部24を介して回動自在に連結され、フロントバー23の左端が左側の肘掛部5の前端に係脱機構25を介して係脱可能に連結されている。
フロントバー23の中間部上面には操舵手段としての操舵ハンドル機構27が設けられており、この操舵ハンドル機構27には操舵ハンドル28が付設され、さらに操舵ハンドル28にアクセルレバー29が設けられている。
操舵ハンドル28を左右に回動操作すると同時にアクセルレバー29を適宜操作することにより、バッテリー18の電圧がコントローラー20に制御されて左右の電動モーター11に個別に供給され、これにより左右の前輪9の回転速度が設定され、電動車椅子1の前進、後進、停止、左右旋回、左右回転といった動作が実行される。このため、ジョイスティックレバー方式の操舵手段のように特別な訓練を必要とせず、高齢者でも容易に電動車椅子1を操縦することができる。また、アクセルレバー29を放せば電動モーター11に逆起電力が発生して前輪9の回転抵抗となり、即座に電動車椅子1にブレーキが掛かる。
フロントバー23は、左端の係脱機構25の係止を解除することにより、ヒンジ部24を軸に前方へ回動させて、図3および図4中に示すように走行位置23aからスイングアウト位置23bまで動かすことができる。また、左右の肘掛部5は、図1、図2に示すヒンジ軸32または図4に示すヒンジ軸33を軸に上方へ動かすことによりポップアップ位置5aまで跳ね上げることができる。
背もたれ部4の上下方向中間部には、図1、図2に示す角度調整軸34、または図4に示す角度調整軸35が設けられている。この角度調整軸34,35は車幅方向に延びており、その高さは肘掛部5の高さ付近に設定されている。そして、角度調整軸34,35を軸にして背もたれ部4の上半分の前後方向の傾斜角度を図4中に線4aから線4bで示す範囲で調整することができる。
図2に示すように、背もたれ部4の後面には、背もたれ部4の上半分の前後方向傾斜角度を変更する角度変更手段としての角度変更装置36が設けられており、この角度変更装置36に内蔵された電動モーター等のアクチュエーターにより背もたれ部4の上半分の角度が変更される。そして、角度変更装置36を操作する角度変更手段操作部としての角度変更スイッチ37(図3参照)が操舵ハンドル28の部分に設けられている。
ところで、図4に示すように、フットレスト7は左右一対の前側リンク41および後側リンク42よりなる平行リンク機構40に支持されており、地面に対して平行な角度のまま走行位置7aと乗降位置7bとの間を移動することができる。前側リンク41の回動中心は例えば前輪9の車軸位置に合致しているが、この付近であれば別な場所でもよい。
フットレスト7の高さは、走行位置7aでは前輪9の車軸の高さよりもやや下方であり、乗降位置7bでは地面に接する高さである。また、フットレスト7の前後位置は、走行位置7aでは前輪9の前端部とほぼ同位置であり、乗降位置7bでは着座部3の前端および前輪9の車軸よりもやや前方である。
平行リンク機構40の後側リンク42には、その回動点付近にクランクリンク43が回動一体に設けられており、このクランクリンク43の先端と、着座部3の下方に設けられたピボット軸44との間に伸縮式のフットレストアクチュエーター45が連結されている。このフットレストアクチュエーター45が伸びるとフットレスト7が走行位置7aに上昇し、フットレストアクチュエーター45が縮むとフットレスト7が乗降位置7bに下降する。
一方、椅子部分2(着座部3)の後下部には車幅方向に延びるチルト軸50が設けられており、このチルト軸50には左右一対のチルトアーム51が回動一体に設けられ、これらのチルトアーム51にキャスターアーム52を介して後輪10が支持されている。キャスターアーム52はチルトアーム51の後端から後斜め下方に延びており、チルトアーム51に対しキャスター軸C回りに回動自在であるため、後輪10がキャスター式の従動輪(操舵輪)として機能することができる。
チルトアーム51がチルト軸50を中心に回動することにより、後輪10は図8に示すように走行位置10aと乗降位置10bとの間の範囲を移動する。乗降位置10bでは走行位置10aよりも前後輪9,10間のホイールベースが10数cm程短くなり、その際に後輪10のキャスターアーム52がほぼ垂直に起立して椅子部分2の後部を上方に押し上げるため、椅子部分2全体が前輪9の車軸を中心に前方へ傾斜する。この時の椅子部分2の位置が乗降位置2bとなり、後輪10が走行位置10aにある時における椅子部分2の位置が走行位置2aとなる。
チルトアーム51の中間部に設けられたピボット軸57と、背もたれ部4の中間部に設けられたピボット軸58との間には伸縮式のチルトアクチュエーター59(例えばガススプリング)が連結されており、このチルトアクチュエーター59が縮むと後輪10と椅子部分2がそれぞれ走行位置10a,2aとなり、チルトアクチュエーター59が伸びると後輪10と椅子部分2がそれぞれ乗降位置10b,2bとなる。
例えばフロントバー23を走行位置23aからスイングアウト位置23bまで動かすことにより、ヒンジ部24に設けた乗降スイッチ61(図3、図4参照)がONになり、フットレストアクチュエーター45とチルトアクチュエーター59が連動してフットレスト7が乗降位置7bに下降するとともに、後輪10と椅子部分2がそれぞれ乗降位置10bと2bに変位する。
これにより、図8に示すように、フットレスト7に載せられた使用者の足が地面に付けたのと同じ状態(高さ)となり、しかも椅子部分2全体が前傾して着座部3の前端の高さが低くなるため、使用者は非常に楽な体勢で電動車椅子1に乗降することができる。この時、フットレスト7が地面に接していることから電動車椅子1の安定性も良好に保たれる。
フロントバー23が走行位置23aからスイングアウト位置23bに動かされて乗降スイッチ61がONになると、まずフットレストアクチュエーター45が起動してフットレスト7を走行位置7aから乗降位置7bに下降させ、次にチルトアクチュエーター59が起動して椅子部分2を走行位置2aから乗降位置2bに変位させる。
このように、フットレストアクチュエーター45の起動タイミングに対してチルトアクチュエーター59の起動タイミングを遅らせることにより、フットレスト7が確実に地面に接してから椅子部分2が前傾を始めるので、使用者が電動車椅子1から降りる(立ち上がる)際には使用者の足が地面から離れた状態の時に椅子部分2が前傾することがなく、使用者は安心して降りることができる。
また、フロントバー23がスイングアウト位置23bから走行位置23aに動かされて乗降スイッチ61がOFFになると、まずチルトアクチュエーター59が起動して椅子部分2を乗降位置2bから走行位置2aに戻し、次にフットレストアクチュエーター45が起動してフットレスト7を乗降位置7bから走行位置7aに上昇させる。よって、使用者が電動車椅子1に座る際には使用者の足が地面から離れた状態で椅子部分2が後傾することがなく、使用者は不安感を感じることがない。
チルトアクチュエーター59は電動車椅子1の走行時、即ち椅子部分2が走行位置2aにある時には後輪10のサスペンション機構としても機能する。この時のチルトアクチュエーター59は弾性伸縮可能になり、後輪10が路面の凹凸形状に応じて上下に揺動可能になるため、電動車椅子1の乗り心地と安定性が向上する。
この電動車椅子1は、前輪9の外周上縁の高さを着座部3の上面とほぼ同じ高さに設定するとともに、前輪9の前半部を着座部3の前端よりも前方に突出させて前輪9の前半部がフットレスト7を左右両側から挟むように前輪9の車軸の前後位置を設定したため、前後輪9,10間のホイールベースを長くして電動車椅子1の走行安定性を向上させるとともに、前輪9にフットレスト7のガードの役割を付与してフットレスト7が障害物に当たることを効果的に防止できる。
しかも、左右の前輪9の前半部を車幅方向内側から覆うホイールカバー15を設けたため、使用者の下肢および足部が前輪9に干渉することを防止して、使用者にリラックスした体勢で乗車してもらうことができる。
その上、使用者は電動車椅子1の走行に伴う上半身の揺れ等を下肢(膝等)をホイールカバー15(緩衝パッド16)に当接させることにより支えることができるため、長時間の使用においても疲労度を感じることなく快適に電動車椅子1を使用することができる。
また、背もたれ部4の上下方向中間部に角度調整軸35を設け、この角度調整軸35の高さを肘掛部5の高さ付近に設定し、背もたれ部4の上半分の前後方向傾斜角度を調整可能にしたため、背もたれ部4の上半分の角度を適正に調整することにより、操舵ハンドル28を操作する使用者が無意識に操舵ハンドル28に近づこうとしても、使用者の上半身が背もたれ部4から離れることを防止して使用者の上半身の安定性を向上させることができる。
さらに、背もたれ部4の上半分の前後方向傾斜角度を変更する角度変更装置36を設け、この角度変更装置36を操作する角度変更スイッチ37を操舵ハンドル28の部分に設けたため、使用者が自ら角度変更スイッチ37を操作して角度変更装置36を動かすことにより、背もたれ部4の上半分の前後方向傾斜角度を最適な角度に容易に調整することができる。
ところで、図2、図6、図9に示すように、背もたれ部4の後面の上部左右両側には前方へ凹む左右一対の凹部65が設けられており、この凹部65に介助者用グリップ66が固定されている。この介助者用グリップ66は背もたれ部4の後面に沿って上下方向に延びているが、図10に示すように左右方向に延びるように形成してもよい。介助者が電動車椅子1を手で押す場合は両手で左右の介助者用グリップ66を掴んで押す。
介助者用グリップ66の把持部前面には、例えばボタン状、あるいは引き金状のクラッチ解除操作部67が設けられている。このクラッチ解除操作部67は、電動モーター11と前輪9との間に設けられたクラッチ機構の接続を電気的に解除するスイッチであり、上述のような介助者の手押しによる走行時に前輪9の回転により電動モーター11が逆駆動されて前輪9の回転が重くなるのを防ぐものである。
クラッチ解除操作部67は、図9に示すように介助者用グリップ66が上下方向に延びる場合は介助者用グリップ66の把持部の上端部に設けられ、図10に示すように介助者用グリップ66が左右方向に延びる場合は介助者用グリップ66の把持部の内端部に設けられる。介助者はこのクラッチ解除操作部67を人差し指で押しながら介助者用グリップ66を掴んで電動車椅子1を動かす。
クラッチ解除操作部67はクラッチ機構の接続を電気的に解除するスイッチであるため、非常に軽い操作力で素早くクラッチ機構の接続を断つことができ、操作性が良い。また、クラッチ解除操作部67が介助者用グリップ66の把持部前面に設けられているため、他の物体がクラッチ解除操作部66に当たる等してもクラッチ解除操作部67の誤操作を防止できる。
しかも、介助者用グリップ66を把持する介助者が人差し指でクラッチ解除操作部67を操作することができるため、介助者は親指と中指と薬指と小指とで介助者用グリップ66を強く把持しつつ人差し指でクラッチ解除操作を行うことができ、介助者用グリップ66の把持力を損なうことなくクラッチ解除操作部67の操作性を向上させることができる。
本発明に係る電動車椅子の一実施形態を示す左斜め前方から見た斜視図。 電動車椅子を左斜め後方から見た斜視図。 電動車椅子の平面図。 電動車椅子の左側面図。 電動車椅子の正面図。 電動車椅子の後面図。 電動車椅子に使用者が座った状態を示す左側面図。 電動車椅子の作用を示す左側面図。 背もたれ部上部の介助者用グリップ付近を示す左側面図。 背もたれ部上部の介助者用グリップ付近を示す平面図。
符号の説明
1 電動車椅子
2 椅子部分
3 着座部
4 背もたれ部
5 肘掛部
7 フットレスト
9 前輪
10 後輪
11 電動モーター
15 ホイールカバー
27 操舵手段としての操舵ハンドル機構
28 操舵ハンドル
29 アクセルレバー
35 角度調整軸
36 角度変更手段としての角度変更装置
37 角度変更手段操作部としての角度変更スイッチ
65 凹部
66 介助者用グリップ
67 クラッチ解除操作部

Claims (4)

  1. 着座部と、上記着座部の後端部から上方に立ち上がる背もたれ部と、左右一対の肘掛部とを有する椅子部分と、この椅子部分の前下方に配置した足載せ用のフットレストと、椅子部分の前下部左右両側に配置されて電動モーターにより駆動される前輪と、椅子部分の後下部左右両側に配置された操向可能な後輪と、椅子部分の前方に配置された操舵手段とを備えた前輪が駆動輪の電動車椅子において、上記電動モーターを各々の前輪の内面側に設け、前輪の外周上縁の高さを上記着座部の上面とほぼ同じ高さに設定するとともに、前輪の前半部が上記着座部の前端よりも前方に突出してこの前半部が上記フットレストを左右両側から挟むように前輪の車軸の前後位置を設定し、且つ、上記左右の前輪の上部および前半部を車幅方向内側および上方から覆うホイールカバーを設けるとともに、上記ホイールカバーの車幅方向内側面を走行に伴う上半身の揺れ等を膝等下肢で支えることのできる下肢当接部に形成し、
    上記背もたれ部の上下方向中間部に車幅方向に延びる角度調整軸を設け、この角度調整軸の高さを上記肘掛部の高さ付近に設定して上記背もたれ部の上半分の前後方向傾斜角度を調整可能にしたことを特徴とする電動車椅子。
  2. 上記背もたれ部の上半分の前後方向傾斜角度を変更する角度変更手段を設け、この角度変更手段を操作する角度変更手段操作部を上記操舵手段の部分に設けた請求項1に記載の電動車椅子。
  3. 上記背もたれ部の後面の上部左右両側に前方へ凹む左右一対の凹部を設け、この凹部に背もたれ部の後面に沿って上下方向または左右方向に延びる介助者用グリップを設け、この介助者用グリップの把持部前面に、上記電動モーターと上記前輪との間に設けられたクラッチ機構の接続を電気的に解除するクラッチ解除操作部を設けた請求項1または2に記載の電動車椅子。
  4. 上記介助者用グリップが上下方向に延びる場合は上記クラッチ解除操作部を介助者用グリップの把持部の上端部に設け、介助者用グリップが左右方向に延びる場合はクラッチ解除操作部を介助者用グリップの把持部の内端部に設けた請求項3に記載の電動車椅子。
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