JP7496717B2 - ハブユニット及びそれを備えた車椅子 - Google Patents

Description

本発明は車椅子の駆動輪に備えられるハブユニットの構造に関する。

手動式の車椅子は、利用者が、自らの手で左右のメインホイール（駆動輪）を操作することにより、前進、後進、左折、右折等の走行動作ができるよう構成されている。このような車椅子においては、例えば利用者が移乗するときの転倒事故を防ぐために、タッグルブレーキが設けられている。また、より安定的な駐車ロックを目的とした車椅子も提案されている（例えば特許文献１参照）。

しかし、従来の車椅子においては、例えば自力でスロープを昇り降りする際の安全性は確保できず、特に腕力が衰えた高齢者にとっては介助者の助けが必要である。そのため、近年、後進防止機能と移乗の際のロック機能とを両立させた特殊なハブユニット（後進防止ユニット）を搭載した車椅子が提案されている（例えば特許文献２参照）。

特開２０１９－１７６５９号公報 特許第５１０５２５６号公報

上述した後進防止機能を有するハブユニットは、メインホイールのハブにサンギアと複数のプラネタリギアが組み込まれた構造を有している。しかし、このような複雑な構造のハブユニットをメインホイールのハブに組み込む際には、内部の複数のプラネタリギアの軸芯出しを同時に行いながら、対向する２枚のハブプレートの位置合わせをする必要があり、その作業は熟練を要し大量生産向きではなかった。

本発明は、こうした事情に鑑みてなされたものであり、ギアのアライメントを容易にして組み立て作業を簡素化するとともに、生産の自動化や量産化にも適した車椅子用のハブユニット構造を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、軸心を基準軸心とする車軸部材と、前記車軸部材の基準軸心と軸心を一致させて該車軸部材に支持されたサンギアと、前記基準軸心を中心にして回動可能に配置され互いに平行かつ対向するギア取付面を有する第１及び第２のハブプレートと、前記第１及び第２のハブプレートの間に配置され前記サンギアに係合しながら該サンギアの周りを公転する複数のプラネタリギアであって、それぞれが前記基準軸心に平行な公転軸心を中心にして回動可能に前記ギア取付面に軸支された複数のプラネタリギアとを備えたハブユニットであって、前記第１及び第２のハブプレートの各ギア取付面から突出する一対のスペーサ部であって、互いに突き合わされる各先端部分に凹凸状の嵌合部を有するスペーサ部が、該第１及び第２の各ハブプレートにそれぞれ一体に形成されている、ハブユニットである。

ハブユニットは、互いに突き合わされる前記一対のスペーサ部を接合させる接合手段を更に備えていることが好ましい。

また、ハブユニットは、前記スペーサ部が、前記基準軸心を中心とした所定半径の円周上に複数配列して形成されていることが好ましい。この場合において、前記スペーサ部の前記円周上の間隔が不均等であることが更に好ましい。

また、本発明は、駆動輪を有する車椅子であって、前記駆動輪のハブに前記ハブユニットを採用した車椅子である。

本発明によれば、ギアのアライメントを容易にして組み立て作業を簡素化するハブユニット構造を提供することができる。それにより、ハブユニットの生産の自動化や量産化に資することができ、それを搭載した車椅子の生産性の向上やコスト低減にも貢献することができる。

本発明の一実施形態による車椅子の側面図である。 図１の車椅子の正面図である。 本発明のハブユニットの一実施形態である後進防止ユニットの取り付け構造を示す平面図である。 後進防止ユニットを前方外側から見た外観斜視図である。 後進防止ユニットを前方内側から見た外観斜視図である。 後進防止ユニットを略前方外側から見た外観斜視図である。 後進防止ユニットを分解して示す側面図である。 後進防止ユニットの内部構造を示す側面図である。 後進防止ユニットのギア配置構造を説明するための図である。 （ａ）は外側ハブプレートの側面図であり、（ｂ）は外側ハブプレートのギア取付面図である。 （ａ）は内側ハブプレートのギア取付面図であり、（ｂ）は内側ハブプレートの側面図である。 外側ハブプレート及び内側ハブプレートを接合するスペーサ部の断面図である。 （ａ）は前進操作力が与えられたときの後進防止ユニットの動作を説明するための図であり、（ｂ）はそれに対応する車椅子の動作を説明するための図である。 （ａ）は後進操作力が与えられたときの後進防止ユニットの動作を説明するための図であり、（ｂ）はそれに対応する車椅子の動作を説明するための図である。 （ａ）は逆回転トルクが作用したときの後進防止ユニットの動作を説明するための図であり、（ｂ）はそれに対応する車椅子の動作を説明するための図である。

以下、本発明に係る車椅子及び車椅子のメインホイールに取り付けられるハブユニットの好適な実施形態を詳細に説明する。まず、図１及び２を参照して、本発明の一実施形態である車椅子の構成を説明する。なお、以下説明する車椅子は一般的なものであり、本発明の実施にあたっては、この構成の車椅子に限定されない。また、本明細書において「利用者」とは、特に断りのない限り車椅子に搭乗する者をいう。

（車椅子の説明）
図１は本発明の一実施形態による車椅子１の側面図、図２はその正面図である。車椅子１は、椅子型に組まれた車体フレーム１０と、左右一対の駆動輪であるメインホイール２０とを備えている。

車体フレーム１０は、左右のサイドフレーム１１，１１と、サイドフレーム１１，１１を連結するＸ形状のクロスバー部材１９とを備えている。クロスバー部材１９は、車椅子１をコンパクトに折り畳んで収納可能とするために、左右のサイドフレーム１１，１１を相互に接近及び離隔させる折り畳み機構を有している。左右のサイドフレーム１１，１１の間には着座シート４１が設けられている。

サイドフレーム１１は、基本的には、前側垂直フレーム１２、背フレーム１３、上側水平フレーム１４及び下側水平フレーム１５が剛接合されたラーメン構造からなっている。前側垂直フレーム１２の下端部にはキャスターホイール３０が設けられている。キャスターホイール３０は、車椅子１の転倒を防止するとともに、前側垂直フレーム１２の垂直軸まわりに旋回して車椅子１が進行方向を向くように操舵される。

左右の背フレーム１３，１３の間にはバックサポート（背もたれ部）４２が張設されている。また、前側垂直フレーム１２の上部は後方に向けて水平に屈曲する屈曲部となっており、その屈曲部と背フレーム１３と間を掛け渡すようにアームサポートフレーム１６が接合されている。そして、アームサポートフレーム１６の水平部分にアームサポート（肘掛部）１８が設けられている。なお、上側水平フレーム１４の下部と前側垂直フレーム１２との間に補強フレーム１７が接合されてもよい。

また、背フレーム１３よりも後方に延びる下側水平フレーム１５の後端部はティッピングレバー４５となっている。ティッピングレバー４５は、段差などでキャスター３０を乗り上げる際に介助者が踏み込むためのレバーである。前側垂直フレーム１２の下部前方には、跳ね上げ式のフットサポート（足載部）４３が設けられている。

背フレーム１３の上部であって後方に屈曲する部分には、車椅子１を後方から操作するために介助者が握るグリップ部４４が形成されている。グリップ部４４には、メインホイール２０の回動を規制する操作を行うためのブレーキ操作レバー４５Ａと、後述する後進防止ユニット１００の後進ロックを解除する操作を行うための後進ロック解除操作レバー４５Ｂとが設けられている。

車椅子１の駆動輪であるメインホイール２０は、特に図３に示すように、その中央部分のハブユニット（本実施形態では後進防止ユニット１００）を介して車軸部材１５０に回動可能に設けられている。メインホイール２０のスポーク２１，２１，・・・は、後述する後進防止ユニット１００の外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０に接続している。メインホイール２０の外側には、車椅子１の搭乗者がメインホイール２０に操作力を与えて走行動作をするためのハンドリム２２が設けられている。一般的な車椅子において、ハンドリムはメインホイールのリムに直結されているが、本実施形態による車椅子１では、ハンドリム２２が３本のスポーク２３を介して、後進防止ユニット１００の外側操作プレート１３０に接続されている。

（後進防止ユニットの説明）
次に、車椅子１のメインホイール２０に取り付けられるハブユニットである後進防止ユニット１００の構成を詳細に説明する。車椅子１の車軸に取り付けられる後進防止ユニット１００は左右対称の構造を有しているが、本明細書では、車体の右側に設けられる後進防止ユニット１００を例にその構造を代表して説明する。
また、以下の説明において「正転」とは車椅子の前進に対応する方向へのホイール２０及びハブプレート１１０，１２０等の回転又は回動をいい、「逆転」とは車椅子の後進に対応する方向へのそれらの回転又は回動をいうものとする。

ここで、図４は後進防止ユニット１００を前方外側から見た外観斜視図であり、図５は後進防止ユニット１００を前方内側から見た外観斜視図であり、図６は後進防止ユニット１００を略前方から見た外観斜視図である。なお、図６にはカバー１６０が外された状態で内部のギア構造の一部が表示されている。

後進防止ユニット１００は、車軸部材１５０と、車軸部材１５０を回動可能に貫通させた外側ハブプレート１１０と、同じく車軸部材１５０を回動可能に貫通させ外側ハブプレート１１０に対向配置された内側ハブプレート１２０と、外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０の間に配置されたサンギア１６１、第１プラネタリギア１６２，１６２，１６２及び第２プラネタリギア１６３，１６３，１６３と、車軸部材１５０を回動可能に貫通させ外側ハブプレート１１０よりも更に外側に配置された外側操作プレート１３０と、同じく車軸部材１５０を回動可能に貫通させ内側ハブプレート１２０よりも更に内側に配置された内側操作プレート１４０と、を基本的な構成要素としている。

（ギア配置構造）
先ず、図７～９を参照し、外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０との間に配置される、いずれも同一モジュールの平歯車であるサンギア１６１、第１プラネタリギア１６２，１６２，１６２及び第２プラネタリギア１６３，１６３，１６３のギア配置構造を説明する。サンギア１６１は、その軸心を車軸部材１５０に一致させて該車軸部材１５０に固定されている。ここで、車軸部材１５０の軸心及びそれに一致するサンギア１６１の軸心を「基準軸心」として定義する。

３つの第１プラネタリギア１６２，１６２，１６２は、それぞれの軸部材１６２ａ，１６２ａ，１６２ａの軸心（これらを「第１公転軸心」という。）を中心に回動可能な態様で、外側ハブプレート１１０のギア取付面１１０Ａに形成された軸受部１１０２及び内側ハブプレート１２０のギア取付面１２０Ａに形成された軸受部１２０２に軸支されている。第１プラネタリギア１６２，１６２，１６２の各第１公転軸心は、車軸部材１５０の基準軸心と平行であって、かつ、この基準軸心を中心にした第１公転半径の円周上に互いに１２０°の等間隔で配置されている（図９参照）。

また、３つの第２プラネタリギア１６３，１６３，１６３は、それぞれの軸部材１６３ａ，１６３ａ，１６３ａの中心を貫く軸芯部材１６４，１６４，１６４の軸心（これらを「第２公転軸心」という。）を中心に回動可能な態様で、外側操作プレート１３０に形成された軸受部１３０２及び内側操作プレート１４０に形成された軸受部１４０２に軸支されている。第２プラネタリギア１６３，１６３，１６３の各第２公転軸心は、車軸部材１５０の基準軸心と平行であって、かつ、この基準軸心を中心にした第２公転半径の円周上に互いに１２０°の等間隔で配置されている。

また、第２プラネタリギア１６３，１６３，１６３の軸部材１６３ａ，１６３ａ，１６３ａ（軸芯部材１６４，１６４，１６４を含む）は、外側ハブプレート１１０の軸逃げ孔１１０３，１１０３，１１０３及び内側ハブプレート１２０の軸逃げ孔１２０３，１２０３，１２０３を介して、外側操作プレート１３０及び内側操作プレート１４０に軸支されている。ここで、軸逃げ孔１１０３，１２０３の内径は、第２プラネタリギア１６３の軸部材１６３ａの外径よりも若干大きいクリアランスを有している。そのクリアランスの存在により、外側操作プレート１３０及び内側操作プレート１４０は、外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０に対し、基準軸心を中心に僅かな角度範囲で相対的に回動可能とされている。

また、図９に示すように、第２プラネタリギア１６３の第２公転半径は、第１プラネタリギア１６２の第１公転半径よりも小さい。すなわち、第１プラネタリギア１６２は、第２プラネタリギア１６３に歯合し、第２プラネタリギア１６３は、サンギア１６１及び第１プラネタリギア１６２に歯合している。更に、サンギア１６１の基準軸心と第１プラネタリギア１６２の第１公転軸心とを結ぶ第１公転半径線に対し、該基準軸心と第２プラネタリギア１６３の第２公転軸心とを結ぶ第２公転半径線が、若干、後進方向（図９では反時計回り方向）に傾いている。

（外側ハブプレート）
次に、外側ハブプレート１１０の構成を説明する。図１０（ａ）は外側ハブプレート１１０の側面図であり、図１０（ｂ）は外側ハブプレート１１０のギア取付面１１０Ａ（内側ハブプレート１２０に対向する側の面）を示す図である。外側ハブプレート１１０は、例えばＡＤＣ１２等のアルミニウム系合金を略円盤状に圧入成型したダイキャスト部材である。外側ハブプレート１１０の中央部には、車軸部材１５０を軸支するベアリング１１１を嵌合するための車軸孔１１０１が形成されている。また、第１プラネタリギア１６２の軸部材１６２ａを回動自在に受けるための軸受部１１０２，１１０２，１１０２が、車軸孔１１０１の基準軸心を中心にした第１公転半径の円周上において互いに１２０°の間隔をあけた所定の３箇所に形成されている。また、ギア取付面１１０Ａには、第２プラネタリギア１６３の軸部材１６３ａを貫通させる軸逃げ孔１１０３，１１０３，１１０３が、車軸孔１１０１の基準軸心を中心にした第２公転半径の円周上の所定位置において互いに１２０°の等間隔に形成されている。

また、外側ハブプレート１１０のギア取付面１１０Ａには、円柱状の大径スペーサ部１１０４，１１０４，・・・が複数箇所（本実施形態では６箇所）に形成されている。大径スペーサ部１１０４の先端部分には凹状嵌合部１１０４ａが形成されている。なお、この凹状嵌合部１１０４ａは、内側ハブプレート１２０の対応する小径スペーサ部１２０４の先端部分（凸状嵌合部１２０４ａ）と突き合わされた状態で嵌合可能な寸法形状に形成されている。

また、外側ハブプレート１１０には、後述するロック解除機構部２００のロック解除キー部材２１１を挿脱させるためのキー逃げ孔１１０５と、同ロック解除機構部２００のロック解除キープレート２１０の脚部を支持するためのキープレート支持孔１１０６，１１０６とが形成されている。また、外側ハブプレート１１０の周縁部分には、スポーク支持プレート１１２をボルト１３６で固定するためのネジ孔１１０７が複数形成されている。

例えば図４に示されたスポーク支持プレート１１２は、環状の金属板部材であり、その周縁部分にメインホイール２０のスポーク２１，２１，・・・の端部を接続するためのスポーク接続孔１１２ａが複数形成されている。スポーク支持プレート１１２は、外側ハブプレート１１０の外周縁にオーバーラップする態様でボルト１３６によって着脱可能に固定される。

（内側ハブプレート）
次に、内側ハブプレート１２０の構成を説明する。図１１（ａ）は内側ハブプレート１２０のギア取付面１２０Ａ（外側ハブプレート１１０に対向する側の面）を示す図であり、図１１（ｂ）は内側ハブプレート１２０の側面図である。内側ハブプレート１２０は、外側ハブプレート１１０と同様に、例えばＡＤＣ１２等のアルミニウム系合金を略円盤状に圧入成型したダイキャスト部材である。

内側ハブプレート１２０の中央部には、車軸部材１５０を軸支するベアリング１２１を嵌合するための車軸孔１２０１が形成されている。また、第１プラネタリギア１６２の軸部材１６２ａを回動自在に受ける軸受部１２０２，１２０２，１２０２が、車軸孔１２０１の基準軸心を中心にした第１公転半径の円周上において互いに１２０°の間隔をあけた所定の３箇所に形成されている。また、ギア取付面１２０Ａには、第２プラネタリギア１６３の軸部材１６３ａを貫通させる軸逃げ孔１２０３，１２０３，１２０３が、基準軸心を中心にした第２公転半径の円周上の所定位置において互いに１２０°の等間隔に形成されている。

また、ギア取付面１２０Ａには、円柱状の小径スペーサ部１２０４，１２０４，・・・が複数箇所（本実施形態では６箇所）に形成されている。小径スペーサ部１２０４の先端部分には凸状嵌合部１２０４ａが形成されている。なお、これら小径スペーサ部１２０４の先端部分（凸状嵌合部１２０４ａ）は、外側ハブプレート１１０の対応する大径スペーサ部１１０４の先端部分（凹状嵌合部１１０４ａ）と突き合わされた状態で嵌合可能な寸法形状に形成されている。また、小径スペーサ部１２０４の先端部分は、大径スペーサ部１１０４の先端部分と密着して嵌合可能であれば、例えば段差部又はテーパ部等を有するような適宜の形状とすることができる。

図１２に示すように、小径スペーサ部１２０４の先端部である凸状嵌合部１２０４ａにはネジ孔１２０４ｂが螺刻されている。大径スペーサ部１１０４の凹状嵌合部１１０４ａと小径スペーサ部１２０４の凸状嵌合部１２０４ａとを嵌合させ、ボルト１１３を大径スペーサ部１１０４のボルト孔１１０４ｂに挿入してネジ孔１２０４ｂに螺合させることで、大径スペーサ部１１０４及び小径スペーサ部１２０４とを突き合せた状態で接合することができる。

なお、ボルト１１３、ボルト孔１１０４ｂ及びネジ孔１２０４ｂは、大径スペーサ部１１０４及び小径スペーサ部１２０４を介して外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０を一定の間隔を保持して接合させるための接合手段を構成する要素である。

２枚のハブプレートの間に、サンギアと複数のプラネタリギアとが組み込まれた複雑なギア構造のハブユニットを全てのギアの軸芯出し（シャフトアライメント）を同時に行いながらメインホイールのハブに組み込む作業は容易ではない。しかしながら、本実施形態の後進防止ユニット１００によれば、外側ハブプレート１１０側の大径スペーサ部１１０４と内側ハブプレート１２０側の小径スペーサ部１２０４との先端部分同士を互いに突き合わせて嵌合するだけで、少なくとも３つのプラネタリギア１６２，１６２，１６２の軸芯出しを同時にかつ容易に行い、しかも外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０の相対的な位置合わせを簡単に行うことができる。

また、大径スペーサ部１１０４，１１０４，・・・及び小径スペーサ部１２０４，１２０４，・・・は、図１０及び１１に示されたように、車軸孔１１０１の基準軸心を中心とした所定半径の円周上に配列して形成されていることが好ましい。それにより、車軸部材１５０（サンギア１６１）の中心の基準軸心に外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０を合わせた後、大径スペーサ部１１０４及び小径スペーサ部１２０４の相対的な回動位置を合わせるだけで、少なくとも３つのプラネタリギア１６２，１６２，１６２の軸芯出しを同時に行うことができる。更にいえば、大径スペーサ部１１０４，１１０４，・・・及び小径スペーサ部１２０４，１２０４，・・・の円周上の間隔は不均等であることが好ましい。そうすれば、外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０の相対的回動位置関係を間違えるような組み立てミスを防ぐことができる。

内側ハブプレート１２０には、また、後述するロック解除機構部２００のロック解除キー部材２１１を挿脱させるためのキー逃げ孔１２０５と、同ロック解除機構部２００のロック解除キープレート２１０の脚部を支持するためのキープレート支持孔１２０６，１２０６とが形成されている。また、内側ハブプレート１２０の周縁部分には、スポーク支持プレート１２２をボルト１２６で固定するためのネジ孔１２０７が複数形成されている。

例えば図５に示されたスポーク支持プレート１２２は、環状の金属板部材であり、その周縁部分にメインホイール２０のスポーク２１，２１，・・・の端部を接続するためのスポーク接続孔１２２ａが複数形成されている。スポーク支持プレート１２２は、内側ハブプレート１２０の外周縁にオーバーラップする態様でボルト１２６によって着脱可能に固定される。

（外側操作プレート）
次に、外側操作プレート１３０の構成を説明する。外側操作プレート１３０は、例えばＡＤＣ１２等のアルミニウム系合金を星形略円盤状に圧入成型したダイキャスト部材である。外側操作プレート１３０の中央部には、例えば図７に示したように、車軸部材１５０を軸支するベアリング１３１を嵌合するための車軸孔１３０１が形成されている。また、外側操作プレート１３０のギア取付面（外側ハブプレート１１０に対向する側の面）には、第２プラネタリギア１６３の軸部材１６２ａを回動自在に受ける軸受部１３０２が、外側ハブプレート１１０の軸逃げ孔１１０３に対応する３箇所に形成されている。第２プラネタリギア１６３の軸部材１６２ａの内部には軸芯部材１６４が摺動回転可能に貫通しており、その軸芯部材１６４の端部が、軸受部１３０２の内部で、ボルト１３２により固定されている。

外側操作プレート１３０の外側面（ギア取付面とは反対側の面）には、例えば図３及び４に示したように、ハンドリム２２の３本のスポーク２３，２３，２３をボルト１３３，１３３で固定するための台部１３０ａ，１３０ａ，１３０ａが放射状に一体形成されている。

（内側操作プレート）
次に、内側操作プレート１４０の構成を説明する。内側操作プレート１４０は、例えばＡＤＣ１２等のアルミニウム系合金を略円盤状に圧入成型したダイキャスト部材である。内側操作プレート１４０の中央部には、図７に示したように、車軸部材１５０を軸支するベアリング１４１を嵌合するための車軸孔１４０１が形成されている。また、内側操作プレート１４０のギア取付面（内側ハブプレート１２０に対向する側の面）には、第２プラネタリギア１６３の軸部材１６２ａを回動自在に受ける軸受部１４０２が、内側ハブプレート１２０の軸逃げ孔１２０３に対応して３箇所に形成されている。第２プラネタリギア１６３の軸部材１６２ａを摺動回転可能に貫通する軸芯部材１６４の端部が、軸受部１４０２の内部で、ボルト１４２により固定されている。

内側操作プレート１４０には、次に説明するロック解除機構部２００のロック解除キー部材２１１と係合するカム孔（図示せず）や、同ロック解除機構部２００のロック解除キープレート２１０の脚部を貫通させるための貫通孔（図示せず）が形成されている。

（ロック解除機構部の説明）
ロック解除機構部２００は、例えば図３に示したように、ロック解除キープレート２１０と、ロック解除キープレート２１０に固定されたロック解除キー部材２１１と、ロック解除キープレート２１０を移動させるロック解除レバー２０２とを有して構成されている。ロック解除キープレート２１０は、その中央部に車軸部材１５０を摺動可能に貫通させる貫通孔２１０ａが形成されており（図５参照）、この車軸部材１５０に沿って内側操作プレート１４０に接近及び離隔する方向に移動可能に設けられている。

ロック解除レバー２０２の基端部にはワイヤ２０１が接続しており、そのワイヤ２０１が後進ロック解除操作レバー４５Ｂ（図１参照）に連結されている。すなわち、車椅子１の介助者等が後進ロック解除操作レバー４５Ｂを握る操作をすると、ワイヤ２０１が引っ張られロック解除レバー２０２が回動するとともに、ロック解除キープレート２１０がロック解除レバー２０２の先端部に押されて内側操作プレート１４０に向けて移動する。このロック解除キープレート２１０の移動とともに、くさび形を有するロック解除キー部材２１１が、上述した内側操作プレート１４０のカム孔（図示せず）に入り、内側操作プレート１４０をロック解除位置に回動させる。

なお、ここでいう「ロック解除位置」とは、基準軸心を中心とする第２プラネタリギア１６３の第２公転半径線を、軸逃げ孔１２０３が許容する範囲で逆転方向（図９では反時計回り方向）に少し移動させた、外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０に対する外側操作プレート１３０及び内側操作プレート１４０の相対的な回動位置を意味する。このロック解除位置では、第１プラネタリギア１６２と第２プラネタリギア１６３との間のバックラッシュが確保されるため、サンギア１６１を中心にした第１プラネタリギア１６２及び第２プラネタリギア１６３の公転及び回動が自由になる。それにより、メインホイール２０の後進ロックを解除することができる。

（初期位置復帰手段の説明）
本実施形態の後進防止ユニット１００は、外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０に対する外側操作プレート１３０及び内側操作プレート１４０の相対的な回動位置を初期位置（又は「中立位置」ともいう。）に復帰させる初期位置復帰手段を備えている。なお、ここでいう「初期位置」又は「中立位置」とは、第１プラネタリギア１６２と第２プラネタリギア１６３との間のバックラッシュをゼロ又は実質的にゼロとなる、外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０に対する外側操作プレート１３０及び内側操作プレート１４０の相対的な回動位置を意味する。

例えば図４には、初期位置復帰手段として３つのコイルバネ１３７，１３７,１３７が例示されている。コイルバネ１３７は、弾性的に伸張された状態で、外側ハブプレート１１０に植設されたブラケット１１５及び外側操作プレート１３０に植設されたブラケット１３５と間に掛け渡されて設けられている。この場合、コイルバネ１３７の引っ張り弾性力は、外側ハブプレート１１０に対し、外側操作プレート１３０を、常時、正転方向（図４では時計回り方向）に回動させるよう作用している。

このような初期位置復帰手段を備えた後進防止ユニット１００を、車椅子１のメインホイール２０のハブとして設けることにより、後進ロック時のノッキングや、左右のメインホイール２０，２０の初動の不一致等の不具合を解消することができる。

（後進防止ユニット及びそれを備えた車椅子の動作説明）
本発明に係るハブユニットの一実施形態である後進防止ユニット１００及び後進防止ユニット１００をメインホイール２０のハブに備えた車椅子１の動作を、以下説明する。

本実施形態による後進防止ユニット１００は、上述したように、外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０に対する外側操作プレート１３０及び内側操作プレート１４０の相対的な回動位置に応じて、第１プラネタリギア１６２と第２プラネタリギア１６３との間の歯合状態が変化するよう構成されている。そしてそれらの相対的な回動を許容する角度範囲が、外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０の軸逃げ孔１１０３，１２０３の内径と、第２プラネタリギア１６３の軸部材１６３ａの外径とのクリアランスによって制限されている。

かかる構成の後進防止ユニット１００において、先ず、図１３を参照して、前進操作力Ｆｆが外側操作プレート１３０に与えられた場合について説明する。外側操作プレート１３０に与えられた前進操作力Ｆｆは、第２プラネタリギア１６３の軸心（軸部材１６３ａ）を、第１プラネタリギア１６２の軸心（軸部材１６２ａ）に近づかせる方向に移動させるが、そのとき第１プラネタリギア１６２及び第２プラネタリギア１６３のそれぞれは、互いのピッチ点が離れるようにして自身の軸心周りで回動する。そして同時に第１プラネタリギア１６２及び第２プラネタリギア１６３のそれぞれがサンギア１６１を中心に公転するため、結果として前進操作力Ｆｆが、第１プラネタリギア１６２を軸支する外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０に伝達され、各ハブプレート１１０，１２０を正転させる前進駆動力Ｔｆに変換されることとなる（図１３（ａ）参照）。

本実施形態の車椅子１においては、ハンドリム２２を介して与えられた前進操作力Ｆｆが、後進防止ユニット１００により前進駆動力Ｔｆに変換されてメインホイール２０を正転させる。したがって、一般的な車椅子と同様にハンドリム２２を操作して、車体を前進させることができる（図１３（ｂ）参照）。

次に、図１４を参照して、後進防止ユニット１００の外側操作プレート１３０に後進操作力Ｆｒが与えられた場合について説明する。外側操作プレート１３０に与えられた後進操作力Ｆｒは、第２プラネタリギア１６３の軸心（軸部材１６３ａ）を、第１プラネタリギア１６２の軸心（軸部材１６２ａ）から離す方向に移動させる。それにより、第１プラネタリギア１６２と第２プラネタリギア１６３との間のバックラッシュが増し、それぞれのプラネタリギア１６２，１６３が自身の軸心周りで回動しながら、サンギア１６１を中心に公転する。その結果として、後進操作力Ｆｒが、第１プラネタリギア１６２を軸支する外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０に伝達され、各ハブプレート１１０，１２０を逆転させる後進駆動力Ｔｒに変換されることとなる（図１４（ａ）参照）。

本実施形態の車椅子１においては、ハンドリム２２を介して与えられた後進操作力Ｆｒが、後進防止ユニット１００により後進駆動力Ｔｒに変換されてメインホイール２０を逆転させる。したがって、一般的な車椅子と同様にハンドリム２２を操作して、車体を後進させることができる（図１４（ｂ）参照）。

次に、図１５を参照して、後進防止ユニット１００の外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０を逆転させる逆回転トルクＷｒが作用した場合について説明する。逆回転トルクＷｒが外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０に作用すると、第１プラネタリギア１６２の軸心（軸部材１６２ａ）が第２プラネタリギア１６３の軸心（軸部材１６３ａ）に近づく方向に、外側操作プレート１３０及び内側操作プレート１４０に対する外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０の相対的回動位置がシフトする。それにより、第１プラネタリギア１６２と第２プラネタリギア１６３のそれぞれの基準ピッチ円が重なり、つまり互いのギアが噛み込んだ状態となって、それらのギアの回動がロックされる（図１５（ａ）参照）。

このような逆回転トルクＷｒは、例えば車椅子１がスロープ上にあるときや、利用者が車椅子１に移乗する際の体重移動により生じることが多い。本実施形態の車椅子１においては、逆回転トルクＷｒがメインホイール２０に作用しても、車体の後方への移動がメカ的にロックされている（図１５（ｂ）参照）。そのため、スロープ上で利用者がハンドリム２２から手を離しても車椅子１が後退せず安全であり、またスロープを登りきるまで登坂動作を続けなくて済む。また、後進が自動的にメカロックされるので、利用者は安全に車椅子１に移乗することもできる。

１ 車椅子
１０ 車体フレーム
２０ メインホイール
２１ スポーク
２２ ハンドリム
２３ スポーク
１００ 後進防止ユニット
１１０ 外側ハブプレート
１１０Ａ ギア取付面
１１２ スポーク支持プレート
１１３ ボルト
１２０ 内側ハブプレート
１２０Ａ ギア取付面
１２２ スポーク支持プレート
１３０ 外側操作プレート
１３７ コイルバネ
１４０ 内側操作プレート
１５０ 車軸部材
１６１ サンギア
１６２ 第１プラネタリギア
１６２ａ 軸部材
１６３ 第２プラネタリギア
１６３ａ 軸部材
２００ ロック解除機構部
２１０ ロック解除キープレート
２１１ ロック解除キー部材
１１０１ 車軸孔
１１０２ 軸受部
１１０３ 軸逃げ孔
１１０４ 大径スペーサ部
１１０７ ネジ孔
１２０１ 車軸孔
１２０２ 軸受部
１２０３ 軸逃げ孔
１２０４ 小径スペーサ部
１３０１ 車軸孔
１３０２ 軸受部
１４０１ 車軸孔
１４０２ 軸受部
Ｆｆ 前進操作力
Ｆｒ 後進操作力
Ｔｆ 前進駆動力
Ｔｒ 後進駆動力
Ｗｒ 逆回転トルク

Claims (5)

1. 自身の軸心を基準軸心とする車軸部材と、
   前記基準軸心を中心にして前記車軸部材に回動可能に軸支され、互いに連結された第１及び第２のハブプレートと、
   前記基準軸心を中心にして前記車軸部材に回動可能に軸支され、前記第１のハブプレートの側に配置された第１の操作プレート及び前記第２のハブプレートの側に配置された第２の操作プレートとを備え、
   前記第１及び第２の操作プレートに与えられた回転力が、前記第１及び第２のハブプレートに伝達され得るように構成されたハブユニットであって、
   前記基準軸心とその軸心とを一致させて前記車軸部材に支持されたサンギアと、
   前記第１及び第２のハブプレートの間に配置され、前記基準軸心と平行な第１軸心周りで回動可能な態様で前記第１及び第２のハブプレートに軸支された第１プラネタリギアと、
   前記第１及び第２のハブプレートの間に配置され、前記基準軸心と平行な第２軸心周りで回動可能な態様で前記第１及び第２の操作プレートに軸支された第２プラネタリギアであって、前記サンギア及び前記第１プラネタリギアにそれぞれ歯合する第２プラネタリギアとを備え、
   前記基準軸心と前記第１プラネタリギアの軸心とを結ぶ線に対し、前記基準軸心と前記第２プラネタリギアの軸心とを結ぶ線が、一方向に傾いており、
   前記第２プラネタリギアの軸部材が、前記第１及び第２のハブプレートに形成され当該軸部材の外径よりも大きい内径を有する軸逃げ孔に貫通されていることで、前記第１及び第２のハブプレートに対する前記第１及び第２の操作プレートの制限された相対回動位置に応じて前記第１プラネタリギア及び前記第２プラネタリギア間の歯合状態が変化するよう構成され、
   前記第１及び第２のハブプレートに対し前記一方向に外力が作用すると、前記第１プラネタリギアの軸心と前記第２プラネタリギアの軸心とが互いに近づく方向にシフトし噛み込み状態となることで、これらのギアの回転が規制されるようになされ、
   前記第１及び第２のハブプレートの各ギア取付面から突出する一対のスペーサ部であって、互いに突き合わされる各先端部分に凹凸状の嵌合部を有するスペーサ部が、該第１及び第２の各ハブプレートにそれぞれ一体に形成されている、ハブユニット。
2. 互いに突き合わされる前記一対のスペーサ部を接合させる接合手段を更に備えている、請求項１に記載のハブユニット。
3. 前記第１プラネタリギア及び前記第２プラネタリギアが、それぞれの公転半径の円周上にそれぞれ３個配置され、前記スペーサ部が、互いに隣接する前記第１プラネタリギア間に配置されている、請求項１又は２に記載のハブユニット。
4. 前記スペーサ部が、前記基準軸心を中心とした所定半径の円周上に配置され、前記円周上の配置間隔が不均等である、請求項１～３の何れか１項に記載のハブユニット。
5. 請求項１～４の何れか１項に記載のハブユニットを採用した車椅子であって、
   当該車椅子のメインホイールが前記第１又は第２のハブプレートの少なくとも何れか一方に接続され、当該車椅子のハンドリムが前記第１又は第２の操作プレートの何れか一方に接続されている、車椅子。

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