JP6351521B2 - 車いす用電動アシスト装置 - Google Patents

Description

本発明は、坂道や段差において車いすを押す介助者の負担を軽減する車いす用電動アシスト装置に関するものである。

超高齢化社会をむかえる日本において、高齢者や障害者への介護負担は年々増加傾向にある。そして、このような介護者、介助者の負担を軽減するために様々な機器の開発が行われている。この製品開発は被介護者の移動手段として古くから用いられている車いすにも及び、近年では被介護者が自分で運転する電動車いすが製品化されている。しかしながら、これら電動車いすは高価で重量もあり、持ち運びに不便であるという問題点がある。この問題点に対し下記［特許文献１］には車いすの車輪に設置するタイプの駆動機構が比較的小型な動力源付車椅子に関する発明が記載されている。

特開２００７−０６１４９４号公報

しかしながら、［特許文献１］に記載の発明は、あくまで被介護者自身による手動走行をアシストするものであり、車いすを押す介助者用のものではない。また、介助者が車いすを押す場合、平らな路面においてはアシストの必要性は低く、坂道や段差等の介助者の負荷が増大する高負荷路面において走行をアシストするものが望ましい。さらに、［特許文献１］に記載の発明のように固定式の電動アシスト装置の場合、特に医療施設や介護施設等、車いすを多数保有する施設では導入コストが膨大となる他、効率的な運用が難しいという問題点がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、安価で既存の車いすに容易に着脱ができ、且つ介助者が必要とするときにアシスト動作を行う車いす用電動アシスト装置を提供することを目的とする。

本発明は、
（１）手動車いす１０の左右のティッピングバー１２に取付バー２０を介して着脱可能に固定され、電動モータと、前記電動モータによって回転する駆動車輪４０と、前記電動モータの電源となるバッテリ３２と、前記バッテリ３２が設置されるバッテリボックス３２ａと、を備えた本体部５０と、
前記手動車いす１０の押手部１４に着脱可能に設置され前記電動モータを操作する操作部６０と、
前記取付バー２０に対する前記本体部５０の位置を前記駆動車輪４０が地面から浮く待機位置と前記駆動車輪４０が接地する駆動位置とに切り替える昇降手段３６と、を有し、
前記バッテリボックス３２ａは前記本体部５０の前方に設けられ、
前記バッテリボックス３２ａの下面には前記駆動位置で地面から浮き上がり、かつ前記待機位置で接地するキャスタ３８を備えることを特徴とする車いす用電動アシスト装置８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（２）前記電動モータが減速ギアとブレーキとともに前記駆動車輪４０のホイール内に設置された１輪のインホイールモータで構成されることを特徴とする上記（１）記載の車いす用電動アシスト装置８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（３）前記駆動車輪４０の接地位置と前記手動車いす１０の両輪１６の接地位置とが略一直線上に並ぶことを特徴とする上記（２）に記載の車いす用電動アシスト装置８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（４）前記取付バー２０が長さ調節可能で、且つ、前記本体部５０に対する上下位置の調節が可能であることを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の車いす用電動アシスト装置８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（５）一端に介助者の衣服に設置可能なクリップ部７２ａを備え、他端に前記操作部６０に磁着する磁石部７２ｂを備えた紐状部材７０を有し、
前記磁石部７２ｂが前記操作部６０から離れたときに前記電動モータを停止する非常停止手段を有することを特徴とする上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の車いす用電動アシスト装置８０を提供することにより、上記課題を解決する。

本発明に係る車いす用電動アシスト装置は、介助者が必要とする時に適宜アシスト動作させるため、介助者の体力等に応じた効率的な使用を行うことができる。また、車いす用電動アシスト装置の小型軽量化が可能となる。また、本発明に係る車いす用電動アシスト装置は、既存のほぼ全ての手動車いすに容易に着脱することができる。これにより、応用性に優れた効率的な運用が可能となる。

本発明に係る車いす用電動アシスト装置を説明する図である。 本発明に係る車いす用電動アシスト装置を手動車いすに設置した状態を示す図である。 本発明に係る車いす用電動アシスト装置の操作部の一例を示す図である。 本発明に係る車いす用電動アシスト装置の駆動位置と待機位置とを説明する図である。

本発明に係る車いす用電動アシスト装置の実施の形態について図面に基づいて説明する。ここで、図１（ａ）は車いす用電動アシスト装置８０の内部構造を側面方向から示す図である。また、図１（ｂ）は車いす用電動アシスト装置８０の内部構造を上面方向から示す図である。また、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は車いす用電動アシスト装置８０を手動車いす１０に設置した状態を示す側面略図、背面略図、上面略図である。

図１、図２に示す本発明に係る車いす用電動アシスト装置８０は本体部５０と操作部６０とから構成されており、本体部５０は図示しない電動モータと、この電動モータによって回転する駆動車輪４０と、電動モータの電源となるバッテリ３２と、を少なくとも有している。そして、図２に示すように、本体部５０は手動車いす１０の左右のティッピングバー１２に取付バー２０を介して着脱可能に設置される。また、操作部６０は、図２（ａ）に示すように、手動車いす１０の押手部１４に操作部固定手段６２を介して着脱可能に設置される。尚、ティッピングバー１２とは手動車いす１０を押す介助者が段差等を乗り越える際に踏み付けて、手動車いす１０の前方を浮かせるためのものであり、一般的な手動車いす１０には標準的に装備されている。

また、取付バー２０は本体部５０の後部に設置され、両端にティッピングバー１２への固定に用いる係止部２２を有している。この係止部２２はどのようなものを用いても良いが、着脱の容易さから手動で開閉が可能なクランプ部材を用いることが好ましい。また、取付バー２０は、図１（ｂ）に示すように、本体部５０側の主軸２０ａと、係止部２２側の取付軸２０ｂとで構成され、取付軸２０ｂは主軸２０ａに対してスライド移動が可能である。これにより、取付バー２０は長さ調節が可能となる。また、取付バー２０は本体部５０に縦長に穿孔された長孔２４内に挿入され、本体部５０に対する上下位置の調節が可能である。そして、車いす用電動アシスト装置８０の本体部５０は、取付バー２０の長さを手動車いす１０のティッピングバー１２の間隔に応じて調節し、取付バー２０に対する本体部５０の高さ位置をティッピングバー１２の高さに応じて調節することで既存のほぼ全ての手動車いす１０に設置することができる。尚、本体部５０は図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、ティッピングバー１２からある程度離れて設置されるため、介助者がティッピングバー１２を使用する際にも障害になることは無い。

また、車いす用電動アシスト装置８０の電動モータは、駆動車輪４０のホイール内に減速ギアとブレーキとともに設置されるインホイールモータで構成することが特に好ましい。この構成によれば、駆動機構が全て駆動車輪４０内にコンパクトに収容されるため、本体部５０を小型化することができる。これにより、手動車いす１０下の限られたスペースに本体部５０を余裕をもって設置することができる。また、インホイールモータは一般的に駆動機構を全て別部品で構成するよりも安価であり、車いす用電動アシスト装置８０の部材コストの低減を図ることができる。そして、駆動車輪４０の電動モータはモータ制御部３４を介して操作部６０とバッテリ３２とに接続される。

また、駆動車輪４０は１輪とし、図２（ａ）に示すように、駆動車輪４０の接地位置と手動車いす１０の両輪１６の接地位置とが略一直線上に並ぶように位置させることが好ましい。この構成によれば、手動車いす１０を転回させる時に、駆動車輪４０の接地位置を中心として楽に転回させることができる。またこの構成であれば、段差等の障害物を乗り越える際に従来通りティッピングバー１２を使用して手動車いす１０の前部を楽に浮き上がらせることができる。さらに、駆動車輪４０が１輪であればカーブ等で内輪差が生じず駆動系の動作損失を低減することができる。

車いす用電動アシスト装置８０に用いるバッテリ３２としては、外部電源からの充電が可能なニッケル水素バッテリやリチウムイオンバッテリ等の周知のバッテリを用いることができる。中でも特に、安価で充電に専用機器を必要としない鉛シールドバッテリを用いることが好ましい。また、バッテリ３２は本体部５０の低背化と重量バランスの観点から本体部５０前方のバッテリボックス３２ａに設置する。また、バッテリボックス３２ａの下面には、自由回転するキャスタ３８を設置する。このキャスタ３８は、手動車いす１０が段差を越えやすいよう車いす用電動アシスト装置８０の機能を阻害しない範囲でなるべく大径のものを用いることが好ましい。

また、操作部６０は手動車いす１０を押す介助者が車いす用電動アシスト装置８０を操作するためのものであり、介助者が操作しやすいよう前述のように手動車いす１０の押手部１４に操作部固定手段６２を介して着脱可能に設置される。この操作部固定手段６２による固定方法には特に限定は無いが、例えば面ファスナ等の締結手段を備えた合成樹脂繊維製のベルトを用いることが好ましい。そして、この操作部６０は本体部５０のモータ制御部３４とケーブル６３を介して電気的に接続する。

また、操作部６０は例えば図３に示すように、バッテリ３２の充電残量を表示する充電量インジケータ６４ａと、車いす用電動アシスト装置８０の駆動方向（アシスト方向）を表示する駆動方向インジケータ６４ｂと、車いす用電動アシスト装置８０の駆動速度の設定値を表示する速度インジケータ６４ｃと、を有している。また、操作部６０は車いす用電動アシスト装置８０の駆動方向と駆動速度を選択するための動作設定スイッチ６６と、車いす用電動アシスト装置８０を駆動させるための走行ボタン６８と、を有している。尚、図３においては動作設定スイッチ６６を操作部６０の側面に設置した例を示しているが、動作設定スイッチ６６は介助者の意図に反した偶発的な設定変更が生じないよう操作部６０の底面等、手指や物が容易に接触しない部位に設けることが好ましい。また、走行ボタン６８は、安全性の観点から基本的に押下時にのみ車いす用電動アシスト装置８０が駆動する構成とし、介助者の指が走行ボタン６８から離れたときには電動モータへの通電が絶たれアシスト動作は停止する。

また、操作部６０は上記の走行ボタン６８の安全機構とは別に、以下に示す非常停止手段を備えていても良い。この非常停止手段は動作トリガーとして、一端に介助者の衣服に設置可能なクリップ部７２ａを備え、他端に操作部６０の特定の位置に磁着する磁石部７２ｂを備えた紐状部材７０を有している。そして、磁石部７２ｂが操作部６０の特定の磁着位置から離れたときに、操作部６０内部に設けられたスイッチが動作して、モータ制御部３４が例えば電動モータへの電力供給を停止する。この構成では、介助者が手動車いす１０から紐状部材７０の長さの範囲を超えて離れたときに非常停止手段が機能して、駆動車輪４０が停止する。このため、例えば坂道等での手動車いす１０の暴走等を二重で防止することができる。

また、本発明に係る車いす用電動アシスト装置８０は、取付バー２０に対する本体部５０の位置を上方の待機位置と下方の駆動位置とに切り替える昇降手段３６をさらに有している。この昇降手段３６は例えば取付バー２０と本体部５０の筐体とに接続し、その相対位置を遠近の２段階に変化させる周知の機械機構を用いても良いし、本体部５０の背面に長孔２４ａを穿孔するとともに、この長孔２４ａに固定レバー３６ａを設け、取付バー２０に対する本体部５０の高さ位置をその都度、待機位置と駆動位置とに調整して固定するようにしても良い。そして、図４（ａ）に示す本体部５０の駆動位置では、車いす用電動アシスト装置８０の本体部５０の後方が下がり駆動車輪４０が接地状態となる。このとき、本体部５０の前方は持ち上がり、キャスタ３８が地面から浮き上がったフリー状態となる。この構成によれば、本体部５０の前方に設置されたバッテリ３２が駆動車輪４０を下方に押圧する錘として機能し、駆動車輪４０の接地状態をより一層良好なものとすることができる。また、浮き上がったキャスタ３８は段差を超える際の補助輪としても機能する。また、図４（ｂ）に示す本体部５０の待機位置においては、車いす用電動アシスト装置８０の本体部５０の後方が上がり、駆動車輪４０が地面から浮き上がってフリー状態となる。このとき、本体部５０の前方は相対的に下降してキャスタ３８が接地状態となる。

次に、本発明に係る車いす用電動アシスト装置８０の動作及び使用方法を説明する。先ず、車いす用電動アシスト装置８０を設置する手動車いす１０を用意する。次に、この手動車いす１０の左右のティッピングバー１２の間隔に合せて車いす用電動アシスト装置８０の取付バー２０の長さを調節する。次に、取付バー２０の係止部２２を用いて車いす用電動アシスト装置８０の本体部５０を左右のティッピングバー１２の間に固定する。これと前後して、車いす用電動アシスト装置８０の操作部６０を手動車いす１０の押手部１４に操作部固定手段６２を用いて設置する。次に、昇降手段３６を操作して駆動位置では駆動車輪４０が接地し、待機位置では駆動車輪４０が地面から浮き上がることを確認する。これにより、車いす用電動アシスト装置８０の手動車いす１０への設置が完了する。

次に、車いす用電動アシスト装置８０を待機位置とした上で、図示しないメインスイッチをオンする。これにより、バッテリ３２からの電力がモータ制御部３４を介して操作部６０に供給される。そして、操作部６０の各インジケータ６４ａ、６４ｂ、６４ｃ等が点灯する。これと前後して、手動車いす１０に被介護者を乗せる。そして、通常使用時においては介助者が手動車いす１０の押手部１４を持って人力で押し、手動車いす１０を移動させる。このとき、本体部５０は待機位置にあり駆動車輪４０は接地しておらず、手動車いす１０が移動しても電動モータに起因する負荷が増大することは無い。

そして、手動車いす１０が上り坂等の高負荷路面に達し、車いす用電動アシスト装置８０を使用する際には、介助者が昇降手段３６を操作して本体部５０を待機位置から駆動位置に切り替える。これにより、駆動車輪４０が降下して地面に接地する。次に、介助者は操作部６０の動作設定スイッチ６６を操作して、車いす用電動アシスト装置８０の駆動方向を前進、後退から選択する。また、駆動速度を選択する。これにより、操作部６０の駆動方向インジケータ６４ｂ、速度インジケータ６４ｃは、これら設定内容を表示する。また、このとき介助者は紐状部材７０のクリップ部７２ａを自身の衣服等に留めても良い。

次に、介助者は操作部６０の走行ボタン６８を押下する。これにより、モータ制御部３４は、動作設定スイッチ６６で設定された方向に、動作設定スイッチ６６で設定された駆動速度に対応した電力を電動モータに出力する。これにより、電動モータが回転し、駆動車輪４０が回転駆動する。この駆動車輪４０の回転駆動力は手動車いす１０を設定方向に移動させるように働き、介助者の高負荷路面における負荷を軽減する。また、例えば下り坂等で車いす用電動アシスト装置８０を低い速度設定で駆動させれば、車いす用電動アシスト装置８０は手動車いす１０に対する制動装置として機能する。

また、介助者が走行ボタン６８の押下を止めるとモータ制御部３４は電動モータへの電力供給を停止する。これにより、駆動車輪４０は停止する。また、例えば坂の途中等で介助者が手動車いす１０から所定の距離以上離れた場合、介助者の衣服等にクリップ部７２ａで留められた紐状部材７０が引っ張られ、磁石部７２ｂが操作部６０の磁着位置から離れる。このとき操作部６０は磁石部７２ｂが磁着位置から離れたことをモータ制御部３４に伝達し、モータ制御部３４は電動モータへの電力供給を停止する。これにより、手動車いす１０は停止して介助者の意図しない暴走を防止することができる。

そして、手動車いす１０が高負荷路面を通過して平らな路面に達すると、介助者は走行ボタン６８を離して車いす用電動アシスト装置８０の駆動を止め、昇降手段３６を操作して本体部５０を駆動位置から待機位置に切り替える。これにより、駆動車輪４０は地面から浮き上がりフリー状態となる。そして、介助者は通常通り押手部１４を持って手動車いす１０を人力で押し、手動車いす１０を移動させる。このときも、駆動車輪４０は接地しておらず、電動モータに起因する負荷は生じない。

以上のように、本発明に係る車いす用電動アシスト装置８０は、介助者が必要とする時に選択的にアシスト動作させる。このため、アシストを必要としない平地等では使用せず、電力消費を最低限に抑えることができる。また、介助者の体力等に応じた使用を行うことができる。

また、本発明に係る車いす用電動アシスト装置８０は、取付バー２０の長さと、取付バー２０の本体部５０に対する高さ位置とを調節することで既存のほぼ全ての手動車いす１０に設置することができる。また、車いす用電動アシスト装置８０は介助者による手動車いす１０の移動を補助するものであり、車いす用電動アシスト装置８０単体で手動車いす１０を走行させるものではない。よって、電動モータとしては比較的低トルクの小型で安価なものを使用することができる。また、小型で安価なバッテリ３２を使用することができる。これにより、本発明に係る車いす用電動アシスト装置８０は軽量化が可能となり、手動車いす１０への着脱や持ち運びを容易に行うことができる。そして、例えば医療施設や介護施設等、車いすを大量に必要とする施設では、必要な時に必要な手動車いす１０に車いす用電動アシスト装置８０を適宜付け替えて使用することができる。これにより、導入コストを抑制することができる。また、例えば訪問介護時等に車いす用電動アシスト装置８０を現地まで運搬して個人宅の車いすに設置して使用することもできる。このように、本発明に係る車いす用電動アシスト装置８０は、応用性に優れ極めて効率的な運用が可能となる。

尚、本例で示した車いす用電動アシスト装置８０の構成は一例であり、各部の形状、構成、機構、回路等は上記の例に限定されるわけではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。

１０ 手動車いす
１２ ティッピングバー
１４ 押手部
１６ 両輪
２０ 取付バー
３２ バッテリ
３６ 昇降手段
４０ 駆動車輪
５０ 本体部
６０ 操作部
７２ａ クリップ部
７２ｂ 磁石部
７０ 紐状部材
８０ 車いす用電動アシスト装置

Claims (5)

1. 手動車いすの左右のティッピングバーに取付バーを介して着脱可能に固定され、電動モータと、前記電動モータによって回転する駆動車輪と、前記電動モータの電源となるバッテリと、前記バッテリが設置されるバッテリボックスと、を備えた本体部と、
   前記手動車いすの押手部に着脱可能に設置され前記電動モータを操作する操作部と、
   前記取付バーに対する前記本体部の位置を前記駆動車輪が地面から浮く待機位置と前記駆動車輪が接地する駆動位置とに切り替える昇降手段と、を有し、
   前記バッテリボックスは前記本体部の前方に設けられ、
   前記バッテリボックスの下面には前記駆動位置で地面から浮き上がり、かつ前記待機位置で接地するキャスタを備えることを特徴とする車いす用電動アシスト装置。
2. 前記電動モータが減速ギアとブレーキとともに前記駆動車輪のホイール内に設置された１輪のインホイールモータで構成されることを特徴とする請求項１記載の車いす用電動アシスト装置。
3. 前記駆動車輪の接地位置と前記手動車いすの両輪の接地位置とが略一直線上に並ぶことを特徴とする請求項２に記載の車いす用電動アシスト装置。
4. 前記取付バーが長さ調節可能で、且つ、前記本体部に対する上下位置の調節が可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車いす用電動アシスト装置。
5. 一端に介助者の衣服に設置可能なクリップ部を備え、他端に前記操作部に磁着する磁石部を備えた紐状部材を有し、
   前記磁石部が前記操作部から離れたときに前記電動モータを停止する非常停止手段を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の車いす用電動アシスト装置。

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