JP5811873B2 - 移乗機 - Google Patents

Description

本発明は、移乗機に関し、特に移乗機の昇降機構に関する。

自立歩行が困難な被介助者を、例えばベッドから車椅子に移乗させたり、ベッドから便座に移動したりする場合に利用する動力付き移乗機が開発されている。

一般に、移乗機は、被介助者を保持する保持部と、保持部に連結されたアーム部とを有し、保持部により被介助者を保持しながら、アーム部を駆動させて被介助者を移動させる。

例えば、被介助者を車椅子からベッドに移動させる場合、まず、被介助者を保持部により保持し、アーム部を稼働させて、保持部を上昇させ、被介助者を移動させる。そして、ベッドの位置まで被介助者を移動させた後、アーム部を稼働させて保持部を下降させ、被介助者をベッドに下ろす。

アーム部の昇降動作は、一般に手元のスイッチの操作により行われる。アーム部の下降動作の際、スイッチの操作が適切に行われなかった場合には、アーム部が必要以上に下降することにより、保持部が被介助者の大腿部に到達してしまい、不快感を与える恐れがある。

特許文献１には、アーム部を傾かせる駆動源と、駆動源からの駆動力をアーム部に伝達する伝達機構とを有する移乗機が記載されている。伝達機構は、駆動部と、被駆動部と、駆動部と被駆動部とを連結する連結軸とを有する。駆動部は、台車側に設けられ、被駆動部は、保持部側に設けられる。そして、駆動部に対して被駆動部が被介助者に近づく方向で接触可能であると共に、駆動部と被駆動部とが互いに離れることができるように構成されている。

特開２００１１−１０４０３３号公報

特許文献１に記載の技術では、駆動部と被駆動部とが互いに離れることができるように構成されている。よって、保持部が被介助者の大腿部に到達した場合、下降方向の駆動力は伝達されず、駆動力により被介助者の大腿部を圧迫することを防ぐことが可能である。しかしながら、特許文献１に記載の技術では、被介助者の大腿部に保持部の自重がかかってしまい、被介助者に不快感を与える恐れがあった。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、より被介助者の不快感を軽減した移乗機を提供することを目的とする。

本発明にかかる移乗機は、支持台と、支持台に連結され、被介助者を保持するためのアーム部と、支持台に対してアーム部を昇降させる駆動部と、アーム部に対し、下方への外力がかかっている場合には駆動部からの駆動力をアーム部に伝達し、上方への外力がかかっている場合には駆動部からの駆動力をアーム部に伝達しない伝達切替部と、駆動部とは別に、アーム部と支持台との間に設けられ、アーム部の自重の少なくとも一部を負担する反力発生部と、を有するものである。

これにより、被介助者を移乗機から下ろす際に、アーム部が必要以上に下降し、被介助者の大腿部に接触した場合であっても、被介助者の大腿部にアーム部の自重全部が掛ることがなく、不快感を軽減することができる。

本発明にかかる移乗機において、駆動部は、アーム部を上下方向に昇降させるものであることが望ましい。

これにより、アーム部を駆動させるために必要な駆動力が、アーム部の昇降動作により変化することがない。

反力発生部は、より好ましくは、支持台に対して傾斜して設けられており、反力発生部の反力における鉛直成分は、アーム部の自重における鉛直成分と等しい大きさで逆方向に生じることが望ましい。

これにより、アームの位置によらず、より均一な反力を発生させることができる。

本発明にかかる移乗機は、伝達切替部における駆動力の伝達の切り替えを検出して、外部に対し報知する報知部を更に有することが好ましい。

これにより、アーム部を操作している操作者の被介助者に対し、駆動力が切り替わったことを即座に報知することができる。

本発明にかかる技術によれば、被介助者の不快感を低減した移乗機を提供することができる。

本実施の形態にかかる移乗機の概要を示す図である。 本実施の形態にかかる移乗機に被介助者が載る場合を示す図である。 本実施の形態にかかる移乗機から、被介助者をベッド等に下ろす場合を示す図である。 本実施の形態にかかる移乗機の詳細を示す図である。 本実施の形態にかかる駆動部の詳細を示す図である。 本実施の形態にかかる駆動力発生部の一例を示す断面図である。 本実施の形態にかかる移乗機における、アーム部と駆動部と反力発生部との動作原理を示す図である。 ガススプリングにより、アーム部に対して発生する反力を示す図である。 ガススプリングにより生じる鉛直上方の力を示すグラフである。 本実施の形態にかかる駆動力発生部の異なる一例を示す断面図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。この実施の形態は、自立歩行が困難な被介助者をベッドから車椅子に移乗したり、自立歩行が困難な被介助者を乗せたまま、トイレ等に移動したりするための移乗機に適用したものである。

本実施の形態にかかる移乗機は、被介助者を移乗機に乗降させる際の、移乗機のアーム部が、被介助者の身体に押しつけられることにより発生する不快感を低減するためのものである。

図１は、本実施の形態にかかる移乗機の概要を示す図である。本実施の形態にかかる移乗機１は、支持台１０と、アーム部１１と、駆動部１２と、伝達切替部１３と、反力発生部１４とを有する。

支持台１０は、支持台本体１００と、支持台本体１００の底面の前後に設けられた車輪１０１及び１０２とを有する。

アーム部１１は、ガイド１１５を介して支持台１０の支持台本体１００に連結され、被介助者を保持するものである。アーム部１１は、被介助者に接触し、被介助者を保持するための保持具１１１と、保持具１１１に連結された第１リンク１１４と、保持具１１１と第１リンク１１４とを連結するチルト軸１１６と、第１リンク１１４とガイド１１５とを連結するスイング軸１１７とを有する。

保持具１１１は、チルト軸１１６を介して第１リンク１１４と回転自在に連結されている。第１リンク１１４は、スイング軸１１７を介してガイド１１５と回転自在に連結されている。保持具１１１は、板状の形状であり、被介助者との接触面はクッション部材で覆われていることが望ましい。

駆動部１２は、アーム部１１を駆動し、支持台１０に対してアーム部１１を昇降させる。

伝達切替部１３は、アーム部１１に対して、下方への外力がかかっている場合には駆動部１２からの駆動力をアーム部１１に伝達し、上方への外力がかかっている場合には駆動部１２からの駆動力をアーム部１１に伝達しないものである。これにより、外部からアーム部１１に対して上方への外力がかかった場合、アーム部１１には駆動部１２から駆動力が伝達されず、よって、アーム部１１の上方への移動が拘束されないため、外力によりアーム部１１が上昇する。

反力発生部１４は、駆動部１２とは別に、アーム部１１と支持台１０との間に設けられ、アーム部１１の自重の少なくとも一部を負担するものである。これにより、駆動部１２の駆動力に関係なく、アーム部１１の自重の一部に対して、常に上方へ反力が発生している。

本実施の形態にかかる移乗機１について更に説明する。図２は、本実施の形態にかかる移乗機１に被介助者が載る場合を示す図である。図２（ａ）は、被介助者を移乗機に移す前の状態を示す図である。被介助者はベッド等に腰かけた状態であり、被介助者の足は、移乗機１の支持台本体１００に載せている。図２（ａ）の状態から、アーム部１１を下降させ、被介助者の体を保持するのに最適な高さにする。アーム部１１の高さについては、図示しないスイッチ等により、被介助者本人が操作するか、又は被介助者を介助する介助者が操作する。

アーム部１１を下降する操作の際、図２（ｂ）に示すように、アーム部１１が下がり過ぎてしまうことがある。この場合、被介助者の大腿部が、保持具１１１とベッドとの間で圧迫されることにより、被介助者に不快感を与える恐れがある。

図３は、本実施の形態にかかる移乗機１から、被介助者をベッド等に下ろす場合を示す図である。図３（ａ）に示すように、被介助者は移乗機１に乗ったまま、ベッド付近まで移動する。そして、図３（ｂ）に示すように、アーム部１１を下降して、被介助者をベッドに座らせる。この際も、図２（ｂ）の場合と同様に、アーム部１１を下降しすぎてしまう場合があり、被介助者の大腿部が保持具１１１とベッドとの間で圧迫されることにより、不快感を与える恐れがある。

本実施の形態にかかる移乗機１では、被介助者の大腿部が保持具１１１に接触して、アーム部１１に上方への外力が生じると、伝達切替部１３により、駆動部１２からの駆動力がアーム部１１に伝達されない。そのため、被介助者の大腿部を圧迫することを抑制できる。

更に、反力発生部１４により、アーム部１１の自重の一部に対して常に上方への反力が働いている。そのため、被介助者の大腿部に保持具１１１が接触したとしても、大腿部に作用するアーム部１１の自重が小さく、被介助者の大腿部を圧迫することを更に抑制することができる。よって、被介助者の不快感を低減することができる。

また、反力発生部１４により、アーム部１１の自重の一部に対して常に上方への反力が働いているので、アーム部１１を上昇させる際の駆動力が小さくて済み、被介助者の大腿部に保持具１１１が接触しても、小さな力で保持具１１１を上昇させることができる。また、駆動部１２を小型化することもできる。

ちなみに、本実施の形態にかかる移乗機１は、図示を省略するが、伝達切替部１３における駆動力の伝達の切り替えを検出して、介助者又は被介助者に対し報知する報知部を有することが望ましい。これにより、アーム部１１を操作している介助者又は被介助者に対し、駆動力が切り替わったことを即座に報知することができる。

本実施の形態にかかる移乗機１について、さらに詳細に説明する。図４は、本実施の形態にかかる移乗機１の詳細を示す図である。

支持台本体１００には、駆動部１２が搭載され、後述するガイド１１５のレール１１５ｂが設けられる支持部１００ａが立設されている。

アーム部１１は、保持具１１１と、チルト軸用アクチュエータ１１２と、スイング軸用アクチュエータ１１３と、第１リンク１１４と、ガイド１１５と、第１チルト軸１１６と、第１スイング軸１１７ａと、第２スイング軸１１７ｂと、第２リンク１１８と、第２チルト軸１１９と、支持軸１２０と、を有する。

保持具１１１は、第１リンク１１４の一端と第１チルト軸１１６を介して回転自在に連結され、更にチルト軸用アクチュエータ１１２の一端と第２チルト軸１１９を介して回転自在に連結されている。

第１リンク１１４は、緩やかに湾曲しており、略Ｌ字形状に形成されている。第１のリンク１１４の一端は二股に分岐している。第１リンク１１４における二股の一端は保持具１１１と第１チルト軸１１６を介して回転自在に連結され、二股に分岐した他端は、チルト軸用アクチュエータ１１２の他端と支持軸１２０を介して回転自在に連結されている。そして、第１リンク１１４の他端は、第２リンク１１８の水平部１１８ａの他端と第１スイング軸１１７ａを介して回転自在に連結されている。

チルト軸用アクチュエータ１１２は、一端が保持具１１１と第２チルト軸１１９を介して回転自在に連結され、他端が第１リンク１１４における二股の他端と支持軸１２０を介して回転自在に連結されている。チルト軸用アクチュエータ１１２を伸縮させることにより、第１チルト軸１１６を中心として保持具１１１を回転させることで、被介助者の胸部の角度に合うように保持具１１１の角度を調整することができる。

スイング軸用アクチュエータ１１３は、一端が第１リンク１１４における二股の他端と支持軸１２０を介して回転自在に連結され、他端が第２リンク１１８の水平部１１８ａの一端と第２スイング軸１１７ｂを介して回転自在に連結されている。スイング軸用アクチュエータ１１３を伸縮させることにより、第１スイング軸１１７ａを中心として第１リンク１１４を回転させることにより、被介助者の胸部の高さ位置に合わせてアーム部１１の角度を調整することができる。

第２リンク１１８は、水平部１１８ａと、鉛直部１１８ｂとを有する。水平部１１８ａの一端は、スイング軸用アクチュエータ１１３の他端と第２スイング軸１１７ｂを介して回転自在に連結され、他端は第１リンク１１４の他端と第１スイング軸１１７ａを介して回転自在に連結されている。また、後述する駆動部１２の有するロッド１２１と連結され、ロッド１２１が上下動することにより、アーム部１１が上下動する。

鉛直部１１８ｂには、アーム部１１を上下動させるためのガイド１１５が連結されている。ガイド１１５は、摺動部材１１５ａとレール１１５ｂとを有する。つまり、ガイド１１５は並進機構である。摺動部材１１５ａは、レール１１５ｂに沿って移動する。この摺動部材１１５ａは、第２リンク１１８の鉛直部１１８ｂに連結されている。

レール１１５ｂは、上下方向に配置されている。レール１１５ｂは、支持台本体１００から立設する支持部１００ａに連結されている。これにより、アーム部１１の上下動を規定することができる。

駆動部１２は、駆動力発生部３０の有するモータ３０１からの駆動力により、アーム部１１を上下動させる。図５は駆動部１２の詳細を示す図である。駆動部１２は、駆動力発生部３０から伝達された回転運動を、直動運動（並進運動）に変換し、アーム部１１に伝達する。駆動部１２は、ロッド１２１と、ボールねじ１２２と、シリンダ１２３と、ボールねじユニット１２４と、ベアリングユニット１２５と、ウォームホイール１２６と、ウォームギア１２７とを有する。また、駆動部１２の内部に、伝達切替部１３としてのワンウェイクラッチ１２８が設けられている。これらのロッド１２１、ボールねじ１２２、ボールねじユニット１２４、ベアリングユニット１２５、ウォームホイール１２６、ウォームギア１２７及びワンウェイクラッチ１２８等は、シリンダ１２３に搭載されている。

駆動部１２は、駆動力発生部３０からの駆動力を、ウォームギア１２７を介してウォームホイール１２６に伝達する。ウォームホイール１２６は、ワンウェイクラッチ１２８を介してボールねじ１２２と接続されている。このボールねじ１２２は、ベアリングユニット１２５により支持されている。

ボールねじ１２２は、ボールねじユニット１２４と螺合されており、ボールねじ１２２が回転することにより、ボールねじユニット１２４が上下動する。

ボールねじユニット１２４はロッド１２１を保持し、ボールねじユニット１２４が上下動するとロッド１２１に接続された第２リンク１１８が上下動し、アーム部１１が上下に昇降する。このように、モータ３０１の回転運動を直動運動に変換する。

伝達切替部１３としてのワンウェイクラッチ１２８について説明する。ボールねじ１２２は、ワンウェイクラッチ１２８を介してウォームホイール１２６と接続されている。ワンウェイクラッチ１２８は、ボールねじユニット１２４に対して上方に所定の大きさ以上の外力がかかると、フリー回転するように設けられている。つまり、ワンウェイクラッチ１２８は、ボールねじユニット１２４に対して上方に所定の大きさ以上の外力がかかると、ボールねじ１２２とウォームホイール１２６との接続を遮断する。これにより、アーム部１１に対して上方に所定の大きさ以上の外力がかかる場合には、ウォームホイール１２６の回転がボールねじ１２２に伝達されない。なお、ボールねじ１２２とウォームホイール１２６との接続が遮断される外力の大きさは、適宜、設定される。

一方、ワンウェイクラッチ１２８は、ボールねじユニット１２４に対して下方に外力がかかると、ボールねじ１２２とウォームホイール１２６とを接続する。これにより、アーム部１１に対して下方に外力がかかる場合には、ウォームホイール１２６の回転がボールねじ１２２に伝達される。なお、ワンウェイクラッチ１２８としては、一般的なワンウェイクラッチを用いることができる。

図６は、駆動力発生部３０の一例を示す断面図である。図６（ａ）は、ボールねじ１２２の中心軸を通る断面図を示す。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図を示す。駆動力発生部３０は、減速機３００と、モータ３０１とを有する。モータ３０１により発生した駆動力は、減速機３００により増幅され、ウォームギア１２７に伝達される。

図４に示す移乗機１は、反力発生部１４としてのガススプリング（以下、反力発生部１４と同一の符号を付する。）を備えている。ガススプリング１４は、支持台本体１００に対して（即ち、地面に対して）傾斜した角度で、一端が第２リンク１１８の鉛直部１１８ｂと回転自在に連結され、他端が支持台本体１００と回転自在に連結されている。ガススプリング１４は、第２リンク１１８の鉛直部１１８ｂに作用する、アーム部１１の自重による鉛直成分の少なくとも一部を負担するように（但し、本実施の形態ではアーム部１１の自重による鉛直成分の全て、即ち、アーム部の自重における鉛直成分と略等しい大きさで）、鉛直上方に反力を生じる。なお、本実施の形態においてはガススプリング１４を反力発生部として用いたが、他の弾性体でもよい。反力発生部１４について詳しくは後述する。

図７は、本実施の形態にかかる移乗機１を示す図である。図７（ａ）に示すように、例えば保持具１１１の点Ｐに鉛直上方への外力をかけた場合、図７（ｂ）に示すように、アーム部１１は鉛直上方に外力をかけた分だけ上昇して停止する。

これは、ワンウェイクラッチ１２８により、ボールねじ１２２とウォームホイール１２６との接続が遮断され、さらに、ガススプリング１４により、アーム部１１の自重による鉛直成分が負担されるからである。

以上のように、本実施の形態にかかる移乗機１は、アーム部１１に上方への外力がかかった場合に、より小さい外力であっても、アーム部１１を上昇させることができる機構とすることができる。

ここで、反力発生部１４について更に説明する。反力発生部１４は、アーム部１１の自重に対して反力を発生するものである。具体的には、ガススプリング、ばね等の弾性体や、反力を発生させるものであれば、磁石等を利用したものであってもよい。なお、反力発生部１４の弾性係数等は、適宜、アーム部１１の自重による鉛直成分によって設定される。

また、反力発生部１４は、一端が第２リンク１１８と回転自在に連結され、他端が支持台本体１００と回転自在に連結されたものであって、支持台本体１００に対して傾斜して設けられることが望ましい。これにより、反力発生部１４は、アーム部１１の上下動に基づいて、支持台本体１００との連結部を中心に回転する。

図８は、ガススプリング１４により、アーム部１１に対して生じる反力を示す図である。図８（ａ）の場合、アーム部１１は、アーム部１１が上下に可動な範囲のうちの、低い位置にある。この場合、ガススプリング１４が第２リンク１１８の鉛直部１１８ｂに連結された点である点Ｏには、ガススプリング１４と平行な向きに、Ｆｓの力が生じ、鉛直上方には、Ｆｖの力が生じる。

図８（ｂ）の場合、アーム部１１は、アーム部１１が上下に可動な範囲のうちの、高い位置にある。ガススプリング１４が第２リンク１１８の鉛直部１１８ｂに連結された点である点Ｏ′には、ガススプリング１４と平行な向きに、Ｆｓ′の力が生じ、鉛直上方には、Ｆｖ′の力が生じる。

図８（ａ）、及び図８（ｂ）に示すように、ガススプリング１４により、鉛直上方に生じる力であるＦｖとＦｖ'とは、ほぼ同じ大きさになる。すなわち、アーム部１１が低い位置にある場合、ガススプリング１４が縮むことにより、ガススプリング１４と平行な向きに生じる力は大きくなるが、ガススプリング１４の傾きが小さいので、ガススプリング１４と平行な向きに生じる力の鉛直成分は、当該力に対して割合が小さい。

これに対し、アーム部１１が高い位置にある場合、ガススプリング１４が伸びることにより、ガススプリング１４と平行な向きに生じる力は、アーム部１１が低い位置にある場合に比べて小さくなるが、ガススプリング１４の傾きが、鉛直方向に対して平行に近くなるため、ガススプリング１４と平行な向きに生じる力の鉛直成分は、当該力に対して割合が大きい。したがって、ガススプリング１４を支持台本体１００に対して傾けて設けることにより、ガススプリングの反力と傾きとにより、アーム部１１の自重に対して、ほぼ一定の反力を生じさせることができる。

図９は、ガススプリング１４により生じる反力の鉛直成分Ｆｖを示すグラフである。ストロークの長さを基準として、鉛直上方の力Ｆｖを示している。

図９のグラフにより示されるように、ガススプリング１４は、アーム部１１に対して、鉛直上方にほぼ一定の力を発生する。

本実施の形態にかかる移乗機１は、アーム部１１に対して上方への外力がかかった場合、モータ３０１の駆動力を伝達しない伝達切替部１３と、モータ３０１の駆動力によらずにアーム部１１の自重に対して反力を発生させることが可能な反力発生部１４とを有する。伝達切替部１３により、移乗機１を昇降させる際、操作ミスにより、アーム部１１が過度に下げられた場合であっても、被介助者に保持具１１１が接触してアーム部１１に対して上方に所定の大きさ以上の外力がかかると、モータ３０１の駆動力をアーム部１１に伝達しないので、保持具１１１が被介助者に強く押し付けられることがなく、被介助者の不快感を低減できる。

さらに、反力発生部１４により、駆動部１２とは別に、アーム部１１の位置に関わらず、アーム部１１の自重に対する反力を発生させているため、アーム部１１の自重よりも小さな力で、アーム部１１を上昇させることができる。そのため、保持具１１１が被介助者に接触しても、小さな力で保持具１１１を上方に押し上げて、保持具１１１の被介助者への接触を解除することができる。

なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。

例えば、駆動力発生部３０は、図１０に示す構成でも同様に実施できる。図６の場合と同じように、駆動力発生部３０は減速機３００及びモータ３０１を有するが、さらに、トルクダイオード１２９と、ウォームギア１２７及びウォームホイール１２６に換えて平歯車３０２及び平歯車４００とを有する点が異なる。

モータ３０１からの駆動力は、減速機３００により増幅される。減速機３００は、トルクダイオード１２９に接続されている。トルクダイオード１２９は、一般的なトルクダイオードと同様に、モータ３０１からの駆動力は駆動部１２側に伝達するが、駆動部１２側からの回転力は駆動力発生部３０側に伝達しないものである。トルクダイオード１２９は、平歯車３０２に接続される。平歯車３０２は、平歯車４００に回転運動を伝達する。

１ 移乗機
１０ 支持台
１１ アーム部
１２ 駆動部
１３ 伝達切替部
１４ 反力発生部（ガススプリング）
３０ 駆動力発生部
１００ 支持台本体
１００ａ 支持部
１０１ 車輪
１０２ 車輪
１１１ 保持具
１１２ チルト軸用アクチュエータ
１１３ スイング軸用アクチュエータ
１１４ 第１リンク
１１５ ガイド
１１５ａ 摺動部材
１１５ｂ レール
１１６ 第１チルト軸
１１７ａ 第１スイング軸
１１７ｂ 第２スイング軸
１１８ 第２リンク
１１８ａ 水平部
１１８ｂ 鉛直部
１１９ 第２チルト軸
１２０ 支持軸
１２１ ロッド
１２２ ボールねじ
１２３ シリンダ
１２４ ボールねじユニット
１２５ ベアリングユニット
１２６ ウォームホイール
１２７ ウォームギア
１２８ ワンウェイクラッチ
１２９ トルクダイオード
３００ 減速機
３０１ モータ
３０２ 平歯車
４００ 平歯車

Claims (4)

1. 支持台と、
   前記支持台に連結され、被介助者を保持するためのアーム部と、
   前記アーム部の下部が連結され、前記支持台に対して前記アーム部を鉛直方向に昇降させる駆動部と、
   前記アーム部に対し、下方への外力がかかっている場合には前記駆動部からの駆動力を前記アーム部に伝達し、上方への外力がかかっている場合には前記駆動部からの駆動力を前記アーム部に伝達しない伝達切替部と、
   前記駆動部とは別に、前記アーム部と前記支持台との間に設けられ、前記アーム部の自重の少なくとも一部を負担する反力発生部と、
   を有し、
   前記反力発生部は、前記支持台に対して傾斜して配置されており、前記反力発生部の一方の端部は前記アーム部の下部に連結され、前記反力発生部の他方の端部は前記支持台に連結されている、移乗機。
2. 前記反力発生部の反力における鉛直成分は、前記アーム部の自重における鉛直成分と等しい大きさで逆方向に生じる、請求項１記載の移乗機。
3. 前記伝達切替部における駆動力の伝達の切り替えを検出して、外部に対し報知する報知部を更に有する、請求項１又は２記載の移乗機。
4. 前記アーム部における前記支持台に対する鉛直方向への移動を規定し、前記支持台に設けられたガイドを更に有する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の移乗機。

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