JP6494479B2 - 電動車椅子 - Google Patents

Description

本発明は、運転者が着座するシートと、前記シートの着座部を移動させる移動装置とを備える電動車椅子に関する。

運転者の乗降を容易にするために、シート全体を前方を向く状態と斜め前方を向く状態との間で上下軸まわりに回転可能にした電動車椅子が、下記特許文献１により公知である。また運転者の乗降を容易にするために、シート全体を水平な通常姿勢と前傾した傾斜姿勢との間で左右軸まわりに傾斜可能にした電動車椅子が、下記特許文献２により公知である。

特開２００７−２７５２８０号公報 特開２００５−３２８９１４号公報

ところで、電動車椅子の回転可能かつ傾斜可能なシートを更に昇降可能にすれば、乗員の利便性が一層向上すると考えられる。例えば、運転者が電動車椅子に乗ったまま買い物ができる店舗で、運転者が高い陳列棚に置かれた商品を手に取ろうとした場合、シートを上昇させると運転者の足が車体フロアから離れて姿勢が不安定になるが、シートを前傾させた状態で運転者が車体フロアに立ち上がれば、足を車体フロアから離すことなく安定した姿勢で商品を手に取ることができる。また運転者が乗降する場合には、シートを横向きに回転させるとともに下降させた状態でシートを前傾姿勢に傾ければ、乗降が一層容易になる。

このように、シートを傾斜させる必要があるのは、シートが前方を向いた状態と横方向を向いた状態とに限られるが、シートが前方を向いた状態と横方向を向いた状態との間を回転する間に不必要に傾斜すると、運転者に違和感を与える虞がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、シートに着座した運転者の立ち上がりが容易でありながら、シートの不必要な移動を防止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に、請求項１に記載された発明によれば、運転者が着座するシートと、前記シートの着座部を移動させる移動装置とを備える電動車椅子であって、前記移動装置は、前記着座部を上下方向に移動させる昇降手段と、前記着座部を上下軸まわりに回転させる回転手段と、前記着座部を運転者の臀部側が膝側よりも高くなるように左右軸まわりに傾斜させる傾斜手段とを備え、前記シートが前方を向く運転位置にあるときに限り前記傾斜手段による前記着座部の傾斜を許可することを特徴とする電動車椅子が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、運転者が着座するシートと、前記シートの着座部を移動させる移動装置とを備える電動車椅子であって、前記移動装置は、前記着座部を上下方向に移動させる昇降手段と、前記着座部を上下軸まわりに回転させる回転手段と、前記着座部を運転者の臀部側が膝側よりも高くなるように左右軸まわりに傾斜させる傾斜手段とを備え、前記シートが前方を向く運転位置にあるときと、前記シートが左右方向を向く乗降位置にあるときとに限り前記傾斜手段による前記着座部の傾斜を許可することを特徴とする電動車椅子が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記着座部に加わる運転者の荷重を検出する荷重検出手段を備え、前記荷重検出手段が検出した荷重が所定値以下のときに限り前記傾斜手段による前記着座部の傾斜を許可することを特徴とする電動車椅子が提案される。

なお、実施の形態の昇降用アクチュエータ４８は本発明の昇降手段に対応し、実施の形態の回転用アクチュエータ５２は本発明の回転手段に対応し、実施の形態の傾斜用アクチュエータ６０は本発明の傾斜手段に対応し、実施の形態の荷重センサ８２は本発明の荷重検出手段に対応する。

請求項１の構成によれば、電動車椅子のシートの着座部を移動させる移動装置は、着座部を上下方向に移動させる昇降手段と、着座部を上下軸まわりに回転させる回転手段と、着座部を運転者の臀部側が膝側よりも高くなるように左右軸まわりに傾斜させる傾斜手段とを備えるので、着座部を上下軸まわりに回転させて左右方向に向け、かつ着座部を左右軸まわりに前下りに傾斜させることで、運転者のシートへの乗降を補助することができるだけでなく、着座部を前方に向けた状態で着座部を左右軸まわりに前下りに傾斜させることで、運転者が着座部から立ち上がるのを補助して陳列棚の商品等を手に取るのを可能にすることができる。しかもシートが前方を向く運転位置にあるときに限り傾斜手段による着座部の傾斜を許可するので、運転者が着座部から立ち上がる必要のないときに着座部が不必要に傾斜するのを防止することができる。

また請求項２の構成によれば、請求項１と同様の効果を達成できるばかりでなく、シートが左右方向を向く乗降位置にあるときにも傾斜手段による着座部の傾斜を許可するので、運転者のシートへの乗降を一層容易にすることができる。

また請求項３の構成によれば、着座部に加わる運転者の荷重を検出する荷重検出手段を備え、荷重検出手段が検出した荷重が所定値以下のときに限り傾斜手段による着座部の傾斜を許可するので、運転者の足が車体フロアあるいは地面から離れた状態で着座部が傾斜するのが防止され、運転者は車体フロアあるいは地面に荷重を掛けて着座部から容易に立ち上がることができる。

電動車椅子の側面図。 図１の２方向矢視図。 シートの移動装置の平面図（走行位置）。 図３の４−４線断面図。 図３の５−５線断面図（下降位置および上昇位置）。 図３に対応する作用説明図（乗降位置）。 図６の７−７線断面図（傾斜位置）。 シートの移動装置の制御系のブロック図。

以下、図１〜図８に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、本明細書において、前後方向、左右方向および上下方向とは、シートに着座して電動車椅子を運転しているときの運転者を基準として定義される。

図１および図２に示すように、電動車椅子１１の骨格は、概ね平坦なフロアパネル１２と、フロアパネル１２の前端に接続された前部フレーム１３と、フロアパネル１２の後端に接続された後部フレーム１４と、前部フレーム１３から斜め後方に起立する左右一対のハンドルポスト１５，１５と、前部フレーム１３および後部フレーム１４の境界から斜め後方に起立する左右一対のシートステー１６，１６とを備える。

前部フレーム１３の左右両端部には、駆動輪であり操舵輪である左右一対の前輪１７，１７がキングピン１８，１８まわりに操舵可能に支持される。フロアパネル１２の内部に搭載したバッテリ（不図示）で前輪１７，１７の内部に収納したインホイールモータ１９，１９を駆動することで、電動車椅子１１は走行可能である。前部フレーム１３の上面に設けた左右一対の電動アクチュエータ２０，２０が左右の前輪１７，１７に無端チェーン（不図示）で接続されており、電動アクチュエータ２０，２０を駆動することで前輪１７，１７が操舵される。後部フレーム１４の後端に左右一対の後輪２１，２１が支持される。後輪２１，２１は従動輪であり、電動車椅子１１の走行に伴って回転する。

ハンドルポスト１５，１５の上端に運転者により操作される操舵装置２２が設けられる。操舵装置２２は、運転者が左右の手で握って操作する左右一対のハンドルグリップ２３，２３を備える。またシートステー１６，１６の上端に運転者が着座するシート２４が設けられる。移動装置２５により、シート２４の着座部５８の昇降、回転および傾斜が可能である。

次に、図３〜図７に基づいてシート２４の移動装置２５の構造を説明する。

シート２４は、左右のシートステー１６，１６の上端に固定された上面開放のボックス状の下部ベース部材３１と、下部ベース部材３１の上部に左右一対のＸリンク機構３２，３２を介して昇降自在に支持された下面開放のボックス状の上部ベース部材３３とを備える。Ｘリンク機構３２は、中間部が重ね合わされてピン３４で相互に枢支された第１リンク３５および第２リンク３６を備え、第１リンク３５の後端はピン３７で下部ベース部材３１の側壁３１ａに枢支され、第２リンク３６の後端はピン３８で上部ベース部材３３の側壁３３ａに枢支される。

左右の第１リンク３５，３５の前端間を左右方向に連結する連結軸３９の両端にそれぞれ第１ローラ４０が軸支されており、第１ローラ４０は上部ベース部材３３の側壁３３ａに設けたガイドレール４１の下面に転動可能に当接する。また第２リンク３６の前端間を左右方向に連結する連結軸４２の両端にそれぞれ第２ローラ４３が軸支されており、第２ローラ４３は下部ベース部材３１の側壁３１ａに設けたガイドレール４４の上面に転動可能に当接する。

下部ベース部材３１の底壁３１ｂの上面には左右一対の「コ」字状断面のガイド部材４５，４５が前後方向に配置されており、ガイド部材４５，４５に左右一対の駆動リンク４６，４６が摺動自在に支持される。左右の駆動リンク４６，４６の後端が左右方向に延びる連結ロッド４７で連結されており、下部ベース部材３１の底壁３１ｂの上面に固定された昇降用アクチュエータ４８の伸縮可能な出力ロッド４９が連結ロッド４７に接続される。そして駆動リンク４６，４６の前端が左右の第２リンク３６，３６の前端間を左右方向に連結する連結軸４２に連結される。

従って、図５（Ａ）に示すように、昇降用アクチュエータ４８の出力ロッド４９を収縮させると、ガイド部材４５，４５に案内された駆動リンク４６，４６が前方に移動して第２リンク３６，３６の前端の連結軸４２を押圧することで、各Ｘリンク機構３２の第１リンク３５および第２リンク３６がピン３４を支点として倒伏方向に揺動し、第１ローラ４０および第２ローラ４３がそれぞれガイドレール４１，４４に沿って前方に移動することで、下部ベース部材３１に対して上部ベース部材３３が下降する。

逆に、図５（Ｂ）に示すように、昇降用アクチュエータ４８の出力ロッド４９を伸長させると、ガイド部材４５，４５に案内された駆動リンク４６，４６が後方に移動して第２リンク３６，３６の前端の連結軸４２を引っ張ることで、各Ｘリンク機構３２の第１リンク３５および第２リンク３６がピン３４を支点として起立方向に揺動し、第１ローラ４０および第２ローラ４３がそれぞれガイドレール４１，４４に沿って後方に移動することで、下部ベース部材３１に対して上部ベース部材３３が上昇する。

上部ベース部材３３の上壁３３ｂの中央部に円形のガイド孔３３ｃが形成されており、下部回転プレート５０の下面に突設した円筒部５０ａの外周面が上部ベース部材３３のガイド孔３３ｃの内周面に回転自在に支持される。上部ベース部材３３の内部に延びる円筒部５０ａにセクタギヤ５１が固定されており、上部ベース部材３３の上壁３３ｂの下面に吊り下げ支持された回転用アクチュエータ５２から上向きに延びる出力軸５３に設けたピニオン５４がセクタギヤ５１に噛合する。

下部回転プレート５０の上面に上部回転プレート５５が重ね合わされてボルト５６で固定されており、上部回転プレート５５の前縁にヒンジ５７を介して板状の着座部５８の前縁が枢支される。着座部５８の上面は、座り心地を良くするために図示せぬクッションで覆われる。

従って、回転用アクチュエータ５２を駆動すると、出力軸５３に設けたピニオン５４によりセクタギヤ５１が回転することで、上部ベース部材３３に対して下部回転プレート５０が相対回転する。セクタギヤ５１の中心角は約９０°であり、上部回転プレート５５および下部回転プレート５０と共に回転する着座部５８は、前方を向く位置（図３参照）と、左側を向く位置（図６参照）との間で９０°に亙って回転することができる。

下部回転プレート５０の円筒部５０ａの内周面に円筒状の昇降部材５９が昇降自在かつ回転不能に嵌合しており、上部ベース部材３３の上壁３３ｂの下面に吊り下げ支持された傾斜用アクチュエータ６０から上向きに延びる出力軸６１に形成した雄ねじ６１ａが昇降部材５９の内周面に形成した雌ねじ５９ａに螺合する。そして昇降部材５９の上端に設けたローラ６２が着座部５８の下面に転動可能に当接する。また着座部５８と上部回転プレート５５との間に２個のダンパー６３，６３が配置される。ダンパー６３，６３はスプリングや圧縮ガスの弾発力で上部回転プレート５５に対して着座部５８を上向きに付勢する。

従って、図４に示すように、傾斜用アクチュエータ６０で出力軸６１を一方向に回転させると、雄ねじ６１ａが雌ねじ５９ａを引き下げることで昇降部材５９が下降し、ローラ６２に下面を支持された着座部５８は重力でヒンジ５７まわりに下方に揺動して水平姿勢となる。逆に、図７に示すように、傾斜用アクチュエータ６０で出力軸６１を他方向に回転させると、雄ねじ６１ａが雌ねじ５９ａを押し上げることで昇降部材５９が上昇し、ローラ６２に下面を支持された着座部５８は重力に抗してヒンジ５７まわりに上方に揺動して前下りの傾斜姿勢となる。このとき、ダンパー６３，６３が伸長しようとする荷重で傾斜用アクチュエータ６０の駆動力が補助される。

以上のように、昇降用アクチュエータ４８を駆動することで、下部ベース部材３１に対して上部ベース部材３３、下部回転プレート５０、上部回転プレート５５および着座部５８を一体で昇降させることができ、回転用アクチュエータ５２を駆動することで、下部ベース部材３１および上部ベース部材３３に対して下部回転プレート５０、上部回転プレート５５および着座部５８を一体で回転させることができ、傾斜用アクチュエータ６０を駆動することで、下部ベース部材３１、上部ベース部材３３、下部回転プレート５０および上部回転プレート５５に対して着座部５８を傾斜させることができる。

次に、図８に基づいてシート２４の移動装置２５の制御系を説明する。

昇降用アクチュエータ４８、回転用アクチュエータ５２および傾斜用アクチュエータ６０を駆動してシート２４の移動を制御する電子制御ユニット７１には、電動車椅子１１を停止・前進・後進させるための走行スイッチ７２と、シート２４の着座部５８を昇降させるための昇降スイッチ７３と、シート２４の着座部５８を回転させるための回転スイッチ７４と、シート２４の着座部５８を傾斜させるための傾斜スイッチ７５とが接続される。

また電子制御ユニット７１には、シート２４の着座部５８が上昇位置および下降位置にあることをそれぞれ検出する上昇位置検出リミットスイッチ７６および下降位置検出リミットスイッチ７７と、シート２４の着座部５８が運転位置（前方を向く位置）および乗降位置（左側を向く位置）にあることをそれぞれ検出する運転位置検出リミットスイッチ７８および乗降位置検出リミットスイッチ７９と、シート２４の着座部５８が水平位置および傾斜位置（運転者の臀部側が膝側よりも高くなる位置）にあることをそれぞれ検出する水平位置検出リミットスイッチ８０および傾斜位置検出リミットスイッチ８１とが接続される。

更に電子制御ユニット７１には、シート２４に加わる運転者の荷重を検出する荷重センサ８２が接続される。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

走行スイッチ７２が停止位置にあるときに電動車椅子１１は停止し、走行スイッチ７２を前進位置に操作すると、その操作量に応じた速度で電動車椅子１１は前進走行し、走行スイッチ７２を後進位置に操作すると、その操作量に応じた速度で電動車椅子１１は後進走行する。電動車椅子１１の前進走行中あるいは後進走行中に昇降スイッチ７３、回転スイッチ７４および傾斜スイッチ７５の操作は無効化され、電動車椅子１１の走行中にシート２４の着座部５８が不用意に移動することが防止される。

昇降スイッチ７３、回転スイッチ７４および傾斜スイッチ７５は指を離すと自動的に中立位置に復帰する。電動車椅子１１の停止中に昇降スイッチ７３を操作して上昇位置を指令すると、昇降用アクチュエータ４８が作動して着座部５８が上昇し、上昇位置に達して上昇位置検出リミットスイッチ７６がオンすると昇降用アクチュエータ４８が自動的に停止する。逆に電動車椅子１１の停止中に昇降スイッチ７３を操作して下降位置を指令すると、昇降用アクチュエータ４８が作動して着座部５８が下降し、下降位置に達して下降位置検出リミットスイッチ７７がオンすると昇降用アクチュエータ４８が自動的に停止する。

また電動車椅子１１の停止中に回転スイッチ７４を操作して運転位置を指令すると、回転用アクチュエータ５２が作動して着座部５８が右回転し、運転位置に達して運転位置検出リミットスイッチ７８がオンすると回転用アクチュエータ５２が自動的に停止する。逆に電動車椅子１１の停止中に回転スイッチ７４を操作して乗降位置を指令すると、回転用アクチュエータ５２が作動して着座部５８が左回転し、乗降位置に達して乗降位置検出リミットスイッチ７９がオンすると回転用アクチュエータ５２が自動的に停止する。

また電動車椅子１１の停止中に傾斜スイッチ７５を操作して水平位置を指令すると、傾斜用アクチュエータ６０が作動して着座部５８の後端が下降し、水平位置に達して水平位置検出リミットスイッチ８０がオンすると傾斜用アクチュエータ６０が自動的に停止する。逆に電動車椅子１１の停止中に傾斜スイッチ７５を操作して傾斜位置を指令すると、傾斜用アクチュエータ６０が作動して着座部５８の後端が上昇転し、傾斜位置に達して傾斜位置検出リミットスイッチ８１がオンすると傾斜用アクチュエータ６０が自動的に停止する。

従って、運転時にはシート２４の着座部５８を上昇位置、運転位置かつ水平位置に設定しておき、乗降時にはシート２４の着座部５８を下降位置へと下降させるとともに乗降位置へと左回転させ、かつ傾斜位置へと傾斜させることで、運転者の乗車および降車を容易にすることができる。

運転者が電動車椅子１１に乗ったまま買い物ができる店舗で、運転者が高い陳列棚に置かれた商品を手に取りたい場合、仮に運転位置にあるシート２４の着座部５８を下降位置から上昇位置に上昇させると、運転者の足がフロアパネル１２から浮き上がって姿勢が不安定になる可能性がある。しかしながら本実施の形態では、運転位置かつ下降位置にあるシート２４を水平位置から傾斜位置に傾斜させることで、着座部５８の後端が前端に対して上昇して運転者の臀部側が膝に対して高くなるように持ち上げられるため、運転者は足をフロアパネル１２に着けたまま安定した姿勢で立ち上がることができ、高い陳列棚に置かれた商品を容易に手に取ることができる。

ところで、シート２４の着座部５８を傾斜位置に操作する必要があるのは、着座部５８が運転位置にあるとき、即ち上述した買い物時等と、着座部５８が乗降位置にあるとき、即ち運転者の乗降時とに限られ、仮に着座部５８が乗降位置および運転位置の中間を移動しているときに着座部５８が不用意に傾斜してしまうと、運転者に違和感を与える可能性がある。しかしながら本実施の形態では、着座部５８が運転位置にあって運転位置検出リミットスイッチ７８がオンしているときと、着座部５８が乗降位置にあって乗降位置検出リミットスイッチ７９がオンしているときとに限り、傾斜用アクチュエータ６０の作動が許可されるようにインターロック制御される。これにより、着座部５８が乗降位置および運転位置の中間を移動しているときに着座部５８が不用意に傾斜してしまう事態を未然に回避、運転者の違和感を解消することができる。

またシート２４の着座部５８が水平位置から傾斜位置に傾斜するとき、仮に運転者の足がフロアパネル１２あるいは地面から離れていると、運転者の姿勢が不安定になって違和感を与える可能性がある。しかしながら本実施の形態によれば、荷重センサ８２が着座部５８に加わる運転者の荷重を監視しており、運転者の足がフロアパネル１２あるいは地面から離れて検出される荷重が基準値以上に増加すると、傾斜用アクチュエータ６０の作動が禁止されるようにインターロック制御される。これにより、運転者の足がフロアパネル１２あるいは地面に着いているときに限り、着座部５８の水平位置から傾斜位置への移動と、着座部５８の傾斜位置から水平位置への移動とが許可されることになり、運転者の違和感が解消される。

なお、運転者の荷重は個々に異なるため、その電動車椅子１１を使用する運転者ごとに、荷重の基準値が電子制御ユニット７１に設定あるいは学習により記憶される。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態では着座部５８が運転位置あるいは乗降位置にあるときに限って傾斜用アクチュエータ６０の作動を許可しているが、着座部５８が運転位置にあるときに限って傾斜用アクチュエータ６０の作動を許可しても良い。

また実施の形態では着座部５８が左方向を向く位置を乗降位置としているが、右方向を向く位置、斜め左方向を向く位置あるいは斜め右方向を向く位置を乗降位置としても良い。

２４ シート
２５ 移動装置
４８ 昇降用アクチュエータ（昇降手段）
５２ 回転用アクチュエータ（回転手段）
５８ 着座部
６０ 傾斜用アクチュエータ（傾斜手段）
８２ 荷重センサ（荷重検出手段）

Claims (3)

1. 運転者が着座するシート（２４）と、前記シート（２４）の着座部（５８）を移動させる移動装置（２５）とを備える電動車椅子であって、
   前記移動装置（２５）は、前記着座部（５８）を上下方向に移動させる昇降手段（４８）と、前記着座部（５８）を上下軸まわりに回転させる回転手段（５２）と、前記着座部（５８）を運転者の臀部側が膝側よりも高くなるように左右軸まわりに傾斜させる傾斜手段（６０）とを備え、前記シート（２４）が前方を向く運転位置にあるときに限り前記傾斜手段（６０）による前記着座部（５８）の傾斜を許可することを特徴とする電動車椅子。
2. 運転者が着座するシート（２４）と、前記シート（２４）の着座部（５８）を移動させる移動装置（２５）とを備える電動車椅子であって、
   前記移動装置（２５）は、前記着座部（５８）を上下方向に移動させる昇降手段（４８）と、前記着座部（５８）を上下軸まわりに回転させる回転手段（５２）と、前記着座部（５８）を運転者の臀部側が膝側よりも高くなるように左右軸まわりに傾斜させる傾斜手段（６０）とを備え、前記シート（２４）が前方を向く運転位置にあるときと、前記シート（２４）が左右方向を向く乗降位置にあるときとに限り前記傾斜手段（６０）による前記着座部（５８）の傾斜を許可することを特徴とする電動車椅子。
   
3. 前記着座部（５８）に加わる運転者の荷重を検出する荷重検出手段（８２）を備え、前記荷重検出手段（８２）が検出した荷重が所定値以下のときに限り前記傾斜手段（６０）による前記着座部（５８）の傾斜を許可することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の電動車椅子。
   

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