WO2024004410A1 - 車椅子シミュレータ - Google Patents

Abstract

【課題】車椅子の構造を複雑にすることなく、使用者の好みに応じた車椅子を製造することができる車椅子シミュレータの提供。 【解決手段】車椅子シミュレータ１は、座面を有する椅子、および椅子に取り付けられた車輪を備える車椅子１０と、情報を表示する表示手段３０と、表示手段３０を制御する制御手段５０とを備える。車椅子１０は、車椅子１０の構造に係るパラメータを変更するパラメータ変更手段４を備える。パラメータ変更手段４は、椅子の背もたれの形状を変更する形状変更機構４３を備える。制御手段５０は、パラメータ変更手段４を介して変更されたパラメータを表示手段３０に表示させる表示制御部５０１を備える。

Description

車椅子シミュレータ

　本発明は、車椅子シミュレータに関する。

　従来、座面を有する椅子、および椅子に取り付けられた車輪を備え、使用者の移動を補助する車椅子が知られている。このような車椅子の製造者は、使用者の好みや身体の寸法などに応じて座面の高さや、椅子の背もたれの角度などを予め測定し、この測定した結果に基づいて、使用者の好みや身体の寸法などに応じた車椅子を製造している。
　これに対して、例えば、特許文献１に記載された車椅子は、車椅子の製造後に、座面の高さや、椅子の背もたれの角度などを選択的に決定することができるようになっている。

特表２００２－５３５１０７号公報

　しかしながら、特許文献１に記載された車椅子は、椅子の背もたれの角度などを選択的に決定できるようになっているので、その構造は複雑になってしまうという問題がある。

　本発明の目的は、車椅子の構造を複雑にすることなく、使用者の好みに応じた車椅子を製造することができる車椅子シミュレータを提供することである。

　本発明の車椅子シミュレータは、座面を有する椅子、および椅子に取り付けられた車輪を備える車椅子と、情報を表示する表示手段と、表示手段を制御する制御手段とを備え、車椅子は、車椅子の構造に係るパラメータを変更するパラメータ変更手段を備え、パラメータ変更手段は、椅子の背もたれの形状を変更する形状変更機構を備え、制御手段は、パラメータ変更手段を介して変更されたパラメータを表示手段に表示させる表示制御部を備えることを特徴とする。

　このような構成によれば、制御手段は、パラメータ変更手段を介して変更されたパラメータを表示手段に表示させる表示制御部を備えるので、使用者は、車椅子の構造に係るパラメータ（座面の高さや角度、車輪の幅や角度や負荷など）を好みに応じて変更することができ、このパラメータを表示手段にて確認することができる。また、パラメータ変更手段は、背もたれの形状を変更する形状変更機構を備えるので、使用者は、背もたれの形状を好みに応じて変更することができる。したがって、車椅子シミュレータは、車椅子の構造を複雑にすることなく、使用者の好みに応じた車椅子を製造するためのシミュレーションを実施することができる。

　本発明では、形状変更機構は、使用者の背中を支持する背中支持部材と、使用者の腰を支持する腰支持部材と、背中支持部材および腰支持部材のうち、少なくともいずれか一方の位置を前後に進退させる支持部材進退機構とを備えることが好ましい。

　このような構成によれば、形状変更機構は、背中支持部材および腰支持部材のうち、少なくともいずれか一方の位置を前後に進退させる支持部材進退機構を備えるので、背中支持部材および腰支持部材のうち、少なくともいずれか一方の位置を変更することができる。したがって、形状変更機構は、背もたれの形状を変更することができ、背中と腰を効果的に支持する形状を試すことができる。

　本発明では、パラメータ変更手段は、座面を昇降させる座面昇降機構を備えることが好ましい。

　このような構成によれば、パラメータ変更手段は、座面を昇降させる座面昇降機構を備えるので、座面を昇降させることによって、車輪に対する座面の高さを変更することができ、適切にシミュレーションを実施することができる。また、パラメータ変更手段は、座面を降下させることができるので、座面に対する車輪の高さを変更するようにパラメータ変更手段を構成した場合と比較して、使用者は、乗車中の車椅子から車椅子シミュレータにおける車椅子の座面に容易に乗り換えることができる。

　本発明では、座面昇降機構は、座面における後方側の端部を支持することが好ましい。

　このような構成によれば、座面昇降機構は、座面における後方側の端部を支持するので、座面における前方側には座面を支持するための部材を配置する必要はなく、車椅子の構造を簡素にすることができる。また、座面を支持するための部材を座面における前方側に配置しなくてよいので、使用者は、乗車中の車椅子から車椅子シミュレータにおける車椅子の座面に容易に乗り換えることができる。

　本発明では、車椅子は、フットレストを備え、パラメータ変更手段は、フットレストの位置を前後に進退させるフットレスト進退機構を備えることが好ましい。

　このような構成によれば、パラメータ変更手段は、フットレストの位置を前後に進退させるフットレスト進退機構を備えるので、フットレストの位置を変更することができ、適切にシミュレーションを実施することができる。また、座面を支持するための部材を座面における前方側に配置しなくてよい場合には、フットレストの位置を座面の真下まで後退させることができ、膝を曲げて下腿部を座面の下に置いて着座する姿勢のシミュレーションを実施することができる。

　本発明では、使用者の操作入力を受け付ける操作手段を備え、制御手段は、操作手段を介して受け付けた操作入力に基づいて、パラメータ変更手段にパラメータを変更させる変更制御部を備え、表示制御部は、変更制御部にて変更されたパラメータを表示手段に表示させることが好ましい。

　このような構成によれば、制御手段は、操作手段を介して受け付けた操作入力に基づいて、パラメータ変更手段にパラメータを変更させる変更制御部を備え、表示制御部は、変更制御部にて変更されたパラメータを表示手段に表示させるので、使用者は、操作手段を介して制御手段に車椅子の構造に係るパラメータを好みに応じて変更させることができ、このパラメータを表示手段にて確認することができる。したがって、車椅子シミュレータは、使用者の利便性を向上させることができる。

　本発明では、車輪は、複数の部位に分離可能に構成されるとともに、椅子に対して着脱自在に構成されることが好ましい。

　このような構成によれば、車輪は、複数の部位に分離可能に構成されるとともに、椅子に対して着脱自在に構成されるので、径の異なる車輪を容易に椅子に取り付けて車輪の径を変更することができる。

　本発明では、制御手段は、座面における重心を計測する重心計測部を備え、表示制御部は、重心計測部にて計測された座面における重心を表示手段に表示させることが好ましい。

　このような構成によれば、表示制御部は、重心計測部にて計測された座面における重心を表示手段に表示させるので、使用者は、座面における重心を表示手段にて確認することができる。したがって、車椅子シミュレータは、使用者の好みに応じた車椅子を製造するためのシミュレーションを好適に実施することができる。

　本発明では、車椅子の全体を支持する台座を備え、台座は、台座にかかる荷重を検出する荷重センサを備え、重心計測部は、荷重センサにて検出された台座にかかる荷重に基づいて、座面における重心を計測することが好ましい。

　ここで、車椅子の使用者による荷重は、車輪やフットレストなどに逃げてしまうので、座面にかかる荷重に基づいて、座面における重心を計測した場合には、重心計測部は、重心を精度よく計測することができない。
　本発明によれば、重心計測部は、荷重センサにて検出された台座にかかる荷重に基づいて、座面における重心を計測するので、重心を精度よく計測することができる。

本発明の一実施形態に係る車椅子シミュレータの車椅子を示す外観斜視図 車椅子シミュレータの車椅子を示す正面図 車椅子シミュレータの車椅子を示す左側面図 車椅子シミュレータの車椅子を示す平面図 椅子の座面を示す左側面図 椅子の座面を昇降させる座面昇降機構を示す斜視図 椅子の座面を下降させた状態を示す図 椅子の座面を上昇させた状態を示す図 椅子の座面を回動させた状態を示す図 椅子の背もたれを示す左側面図 椅子の背もたれの形状を変更する形状変更機構を示す斜視図 椅子のバックサポートを下降させた状態を示す図 椅子のバックサポートを上昇させた状態を示す図 椅子のバックサポートを前進させた状態を示す図 椅子のバックサポートを後退させた状態を示す図 椅子のバックサポートを回動させた状態を示す図 椅子の背もたれの形状を変更する形状変更機構を示す斜視図 椅子のランバーサポートを前進させた状態を示す図 椅子のランバーサポートを後退させた状態を示す図 椅子のフットレストを示す左側面図 椅子の背フットレストの位置を前後に進退させるフットレスト進退機構を示す斜視図 椅子のフットレストを前進させた状態を示す図 椅子のフットレストを上昇させた状態を示す図 椅子のフットレストを回動させた状態を示す図 車椅子の車輪を示す斜視図 車椅子の車輪の標準位置を示す正面図 車椅子の車輪の標準位置を示す左側面図 車輪本体を示す図 車輪プレートに対してアタッチメントを取り外した状態を示す図 車輪プレートのフランジと、アタッチメントとの接続部分を車輪支持体側から見た状態を示す拡大図 車輪プレートのフランジと、アタッチメントとの接続部分を椅子側から見た状態を示す拡大図 車輪本体および車輪支持体の断面を示す図 車輪支持体を回動させた状態を示す図 車輪支持体を移動させた状態を示す図 車輪移動ベースを前進させた状態を示す図 車輪移動ベースを後退させた状態を示す図 台座の脚部材の断面を示す図 車椅子シミュレータの全体構成を示す概略構成図

　以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
　図１は、本発明の一実施形態に係る車椅子シミュレータの車椅子を示す外観斜視図である。図２は、車椅子シミュレータの車椅子を示す正面図である。図３は、車椅子シミュレータの車椅子を示す左側面図である。図４は、車椅子シミュレータの車椅子を示す平面図である。
　なお、図１～図４では、鉛直上方向を＋Ｚ軸方向とし、このＺ軸と直交する２軸をＸ，Ｙ軸として説明する。以下の図面においても同様である。

　車椅子シミュレータ１は、図１～図４に示すように、使用者が腰を掛ける椅子２と、椅子２に並設された一対の車輪３とを備える車椅子１０と、車椅子１０の全体を支持する台座２０とを備えている。
　椅子２は、使用者が腰を掛ける部位である座面２１と、使用者が背中をもたせ掛ける部位である背もたれ２２と、使用者が足を置く部位であるフットレスト２３とを備えている。

　図５は、椅子の座面を示す左側面図である。具体的には、図５は、図３における車椅子１０の左側面図において、左側の車輪３を取り外した状態を示す図である。図６は、椅子の座面を昇降させる座面昇降機構を示す斜視図である。
　座面２１は、図５および図６に示すように、使用者が腰を掛ける部位である座面本体２１１と、座面本体２１１における後方側（－Ｘ軸方向側）の端部を支持する支持体２１２と、支持体２１２を昇降自在に支持する２本のシャフト２１３と、支持体２１２と螺合するとともに、２本のシャフト２１３の間に取り付けられた台形ネジ２１４（図６参照）と、台形ネジ２１４を回転させる座面用モータ２１５とを備えている。

　図７は、椅子の座面を下降させた状態を示す図である。図８は、椅子の座面を上昇させた状態を示す図である。
　座面本体２１１の支持体２１２は、座面用モータ２１５を駆動することによって、台形ネジ２１４を回転させると、図７に示すように、台形ネジ２１４の回転に伴って２本のシャフト２１３に沿って鉛直下方向（－Ｚ軸方向）に下降することができ、図８に示すように、台形ネジ２１４の回転に伴って２本のシャフト２１３に沿って鉛直上方向（＋Ｚ軸方向）に上昇することができるようになっている。
　したがって、本実施形態では、支持体２１２、２本のシャフト２１３、台形ネジ２１４、および座面用モータ２１５は、座面本体２１１を昇降する座面昇降機構４１（図３８参照）として機能している。

　また、座面本体２１１は、図５に示すように、その後方側（－Ｘ軸方向側）の端部を支持体２１２に対して回動軸２１１Ａ（Ｙ軸）回りに回動自在に固定されている。さらに、座面本体２１１は、底面における＋Ｘ軸方向側の端部を支持体２１２に対して座面用リニアアクチュエータ２１６を介して接続されている。

　図９は、椅子の座面を回動させた状態を示す図である。
　座面本体２１１は、図９に示すように、座面用リニアアクチュエータ２１６を駆動して座面用リニアアクチュエータ２１６を伸長させることによって、Ｙ軸回り（図中時計回り）に回動するようになっている。
　したがって、本実施形態では、回動軸２１１Ａおよび座面用リニアアクチュエータ２１６は、座面本体２１１を回動する座面回動機構４２（図３８参照）として機能している。

　図１０は、椅子の背もたれを示す左側面図である。具体的には、図１０は、図３における車椅子１０の左側面図において、左側の車輪３を取り外した状態を示す図である。図１１は、椅子の背もたれの形状を変更する形状変更機構を示す斜視図である。
　背もたれ２２は、図１０および図１１に示すように、使用者の背中を支持する背中支持部材としてのバックサポート２２１と、使用者の腰を支持する腰支持部材としてのランバーサポート２２２とを備えている。

　バックサポート２２１は、使用者の背中を支持する部位であるバックサポート本体２２１Ａと、バックサポート本体２２１Ａにおける後方側（－Ｘ軸方向側）の端部を支持する支持体２２１Ｂと、支持体２２１Ｂを昇降自在に支持する２本のシャフト２２１Ｃと、支持体２２１Ｂと螺合するとともに、２本のシャフト２２１Ｃの間に取り付けられた台形ネジ２２１Ｄ（図１１参照）と、台形ネジ２２１Ｄを回転させるバックサポート昇降用モータ２２１Ｅとを備えている。

　図１２は、椅子のバックサポートを下降させた状態を示す図である。図１３は、椅子のバックサポートを上昇させた状態を示す図である。
　バックサポート本体２２１Ａの支持体２２１Ｂは、バックサポート昇降用モータ２２１Ｅを駆動することによって、台形ネジ２２１Ｄを回転させると、図１２に示すように、台形ネジ２２１Ｄの回転に伴って２本のシャフト２２１Ｃに沿って鉛直下方向（－Ｚ軸方向）に下降することができ、図１３に示すように、台形ネジ２２１Ｄの回転に伴って２本のシャフト２２１Ｃに沿って鉛直上方向（＋Ｚ軸方向）に上昇することができるようになっている。
　したがって、本実施形態では、支持体２２１Ｂ、２本のシャフト２２１Ｃ、台形ネジ２２１Ｄ、およびバックサポート昇降用モータ２２１Ｅは、背もたれ２２の形状を変更する形状変更機構４３（図３８参照）として機能している。

　また、バックサポート２２１は、図１０および図１１に示すように、支持体２２１ＢのＹ軸方向の両側に内挿された２本のシャフト２２１Ｆと、支持体２２１Ｂと螺合するとともに、支持体２２１ＢのＹ軸方向の中央に内挿された台形ネジ２２１Ｇ（図１１参照）と、台形ネジ２２１Ｇを回転させるバックサポート進退用モータ２２１Ｈとを備えている。

　図１４は、椅子のバックサポートを前進させた状態を示す図である。図１５は、椅子のバックサポートを後退させた状態を示す図である。
　バックサポート本体２２１Ａの支持体２２１Ｂは、バックサポート進退用モータ２２１Ｈを駆動することによって、台形ネジ２２１Ｇを回転させると、図１４に示すように、台形ネジ２２１Ｇの回転に伴って２本のシャフト２２１Ｆに沿って正面方向（＋Ｘ軸方向）に前進することができ、図１５に示すように、台形ネジ２２１Ｇの回転に伴って２本のシャフト２２１Ｆに沿って背面方向（－Ｘ軸方向）に後退することができるようになっている。
　したがって、本実施形態では、支持体２２１Ｂ、２本のシャフト２２１Ｆ、台形ネジ２２１Ｇ、およびバックサポート進退用モータ２２１Ｈは、背もたれ２２の形状を変更する形状変更機構４３（図３８参照）として機能している。

　また、バックサポート２２１は、図１０および図１１に示すように、２本のシャフト２２１Ｃ、および台形ネジ２２１Ｄを支持するベース２２１Ｉを備えている。このベース２２１Ｉは、その下方側（－Ｚ軸方向側）の端部を座面２１の支持体２１２に対して回動軸２１１Ａ（Ｙ軸）回りに回動自在に固定されている。さらに、ベース２２１Ｉは、その後方側（－Ｘ軸方向側）の端部を支持体２１２に対してバックサポート用リニアアクチュエータ２２１Ｊを介して接続されている。

　図１６は、椅子のバックサポートを回動させた状態を示す図である。
　バックサポート本体２２１Ａは、図１６に示すように、バックサポート用リニアアクチュエータ２２１Ｊを駆動してバックサポート用リニアアクチュエータ２２１Ｊを収縮させることによって、Ｙ軸回り（図中時計回り）に回動するようになっている。
　したがって、本実施形態では、回動軸２１１Ａおよびバックサポート用リニアアクチュエータ２２１Ｊは、背もたれ２２の形状を変更する形状変更機構４３（図３８参照）として機能している。

　図１７は、椅子の背もたれの形状を変更する形状変更機構を示す斜視図である。具体的には、図１７は、椅子の背もたれにおけるランバーサポートの形状を変更する形状変更機構４３（図３８参照）を示す斜視図である。
　ランバーサポート２２２は、図１０、図１１、および図１７に示すように、使用者の腰を支持する部位であるランバーサポート本体２２２Ａと、ランバーサポート本体２２２Ａを支持する略Ｌ字状の支持体２２２Ｂと、支持体２２２Ｂを進退自在に支持する２本のシャフト２２２Ｃ（図１１，１７参照）と、支持体２２２Ｂと螺合するとともに、２本のシャフト２２２Ｃの間に取り付けられた台形ネジ２２２Ｄ（図１１，１７参照）と、台形ネジ２２２Ｄを回転させるランバーサポート進退用モータ２２２Ｅとを備えている。

　図１８は、椅子のランバーサポートを前進させた状態を示す図である。図１９は、椅子のランバーサポートを後退させた状態を示す図である。
　ランバーサポート本体２２２Ａの支持体２２２Ｂは、ランバーサポート進退用モータ２２２Ｅを駆動することによって、台形ネジ２２２Ｄを回転させると、図１８に示すように、台形ネジ２２２Ｄの回転に伴って２本のシャフト２２２Ｃに沿って正面方向（＋Ｘ軸方向）に前進することができ、図１９に示すように、台形ネジ２２２Ｄの回転に伴って２本のシャフト２２２Ｃに沿って背面方向（－Ｘ軸方向）に後退することができるようになっている。
　したがって、本実施形態では、支持体２２２Ｂ、２本のシャフト２２２Ｃ、台形ネジ２２２Ｄ、およびランバーサポート進退用モータ２２２Ｅは、背もたれ２２の形状を変更する形状変更機構４３（図３８参照）として機能している。

　また、本実施形態では、形状変更機構４３は、バックサポート２２１およびランバーサポート２２２のうち、双方の位置を前後に進退させる支持部材進退機構としても機能している。
　なお、本実施形態では、支持部材進退機構は、バックサポート２２１およびランバーサポート２２２のうち、双方の位置を前後に進退させているが、少なくともいずれか一方の位置を前後に進退させることができればよい。

　図２０は、椅子のフットレストを示す左側面図である。具体的には、図２０は、図３における車椅子１０の左側面図において、左側の車輪３を取り外した状態を示す図である。図２１は、椅子のフットレストの位置を前後に進退させるフットレスト進退機構を示す斜視図である。
　フットレスト２３は、図２０および図２１に示すように、使用者が足を置く部位であるフットレスト本体２３１と、フットレスト本体２３１を支持する支持体２３２と、支持体２３２を進退自在に支持する２本のシャフト２３３（図２１参照）と、支持体２３２と螺合するとともに、２本のシャフト２３３の間に取り付けられた台形ネジ２３４（図２１参照）と、台形ネジ２３４を回転させるフットレスト進退用モータ２３５（図２１参照）とを備えている。

　図２２は、椅子のフットレストを前進させた状態を示す図である。
　フットレスト本体２３１の支持体２３２は、フットレスト進退用モータ２３５を駆動することによって、台形ネジ２３４を回転させると、図２２に示すように、台形ネジ２３４の回転に伴って２本のシャフト２３３に沿って正面方向（＋Ｘ軸方向）に前進することができ、図２０に示すように、台形ネジ２３４の回転に伴って２本のシャフト２２２Ｃに沿って背面方向（－Ｘ軸方向）に後退することができるようになっている。
　したがって、本実施形態では、支持体２３２、２本のシャフト２３３、台形ネジ２３４、およびフットレスト進退用モータ２３５は、フットレスト本体２３１を進退するフットレスト進退機構４４（図３８参照）として機能している。

　また、フットレスト２３は、図２０および図２１に示すように、支持体２３２のＹ軸方向の両側に内挿された２本のシャフト２３６と、支持体２３２と螺合するとともに、支持体２３２のＹ軸方向の中央に内挿された台形ネジ２３７（図２１参照）と、台形ネジ２３７を回転させるフットレスト昇降用モータ２３８とを備えている。

　図２３は、椅子のフットレストを上昇させた状態を示す図である。
　フットレスト本体２３１の支持体２３２は、フットレスト昇降用モータ２３８を駆動することによって、台形ネジ２３７を回転させると、図２０に示すように、台形ネジ２３７の回転に伴って２本のシャフト２３６に沿って鉛直下方向（－Ｚ軸方向）に下降することができ、図２３に示すように、台形ネジ２３７の回転に伴って２本のシャフト２３６に沿って鉛直上方向（＋Ｚ軸方向）に上昇することができるようになっている。
　したがって、本実施形態では、支持体２２１Ｂ、２本のシャフト２３６、台形ネジ２３７、およびフットレスト昇降用モータ２３８は、フットレスト本体２３１を昇降するフットレスト昇降機構４５（図３８参照）として機能している。

　さらに、フットレスト本体２３１は、図２０および図２１に示すように、その前方側（＋Ｘ軸方向側）の端部を支持体２３２に対して回動軸２３９（Ｙ軸）回りに回動自在に固定されている。さらに、フットレスト本体２３１は、底面における－Ｘ軸方向側の端部を支持体２３２に対してフットレスト用リニアアクチュエータ２４０を介して接続されている。

　図２４は、椅子のフットレストを回動させた状態を示す図である。
　フットレスト本体２３１は、図２４に示すように、フットレスト用リニアアクチュエータ２４０を駆動してフットレスト用リニアアクチュエータ２４０を収縮させることによって、Ｙ軸回り（図中時計回り）に回動するようになっている。
　したがって、本実施形態では、回動軸２３９およびフットレスト用リニアアクチュエータ２４０は、フットレスト本体２３１を回動するフットレスト回動機構４６（図３８参照）として機能している。

　図２５は、車椅子の車輪を示す斜視図である。図２６は、車椅子の車輪の標準位置を示す正面図である。図２７は、車椅子の車輪の標準位置を示す左側面図である。なお、図２５は、車椅子１０の椅子２を取り外した状態を示す図である。また、図２７は、車椅子１０の左側面図において、左側の車輪３を取り外した状態を示す図である。
　車輪３は、図２５～図２７に示すように、椅子２に並設された一対の車輪本体３１と、各車輪本体３１を回転自在に支持する一対の車輪支持体３２と、各車輪支持体３２を載置するとともに、各車輪支持体３２をＹ軸方向に沿って移動させる車輪移動ベース３３と、車輪移動ベース３３をＸ軸方向に沿って進退させる車輪進退ベース３４とを備えている。ここで、車輪進退ベース３４は、台座２０に載置されている。

　図２８は、車輪本体を示す図である。
　車輪本体３１は、図２８に示すように、円盤状の車輪プレート３１１と、車輪プレート３１１の周縁に沿って車輪プレート３１１に対して着脱自在に取り付けられた３つのアタッチメント３１２とを備えている。

　図２９は、車輪プレートに対してアタッチメントを取り外した状態を示す図である。
　車輪プレート３１１は、図２９に示すように、中心位置に形成された軸穴３１１Ａと、周縁に沿って形成された内歯車３１１Ｂと、内歯車３１１Ｂの外側に形成されたフランジ３１１Ｃとを備えている。

　図３０は、車輪プレートのフランジと、アタッチメントとの接続部分を車輪支持体側から見た状態を示す拡大図である。図３１は、車輪プレートのフランジと、アタッチメントとの接続部分を椅子側から見た状態を示す拡大図である。
　フランジ３１１Ｃは、図３０および図３１に示すように、所定の距離を隔てて配設された２個を１組として車輪プレート３１１の外周縁に沿って一定の間隔にて配設された複数組のプランジャ３１１Ｃ１を備えている。

　また、このフランジ３１１Ｃは、図３１に示すように、車輪プレート３１１の外周縁に沿って車輪プレート３１１の中心に向かって溝状に形成されたスリット３１１Ｃ２を備えている。このスリット３１１Ｃ２は、プランジャ３１１Ｃ１の組の間に形成された凸部３１１Ｃ３と、凸部３１１Ｃ３に取り付けられたマグネット３１１Ｃ４を備えている。

　アタッチメント３１２は、図３０に示すように、使用者が手を掛ける部位であるハンドリム３１２Ａと、アタッチメント３１２の内周縁に沿って所定の距離を隔てて形成されたリブ３１２Ｂと、リブ３１２Ｂの間に形成された凹部３１２Ｃと、凹部３１２Ｃに取り付けられたマグネット３１２Ｄとを備えている。このリブ３１２Ｂは、フランジ３１１Ｃのプランジャ３１１Ｃ１と対応する位置に形成されたプランジャ篏合穴３１２Ｂ１を備えている。

　アタッチメント３１２は、フランジ３１１Ｃのスリット３１１Ｃ２に対してリブ３１２Ｂを差し込むことによって、車輪プレート３１１に接続する。ここで、フランジ３１１Ｃの凸部３１１Ｃ３およびアタッチメント３１２の凹部３１２Ｃは、篏合するようになっているので、アタッチメント３１２は、車輪プレート３１１に対して位置決めされることになる。また、フランジ３１１Ｃのプランジャ３１１Ｃ１は、アタッチメント３１２のプランジャ篏合穴３１２Ｂ１に篏合するようになっているので、アタッチメント３１２は、車輪プレート３１１に対して固定される。さらに、フランジ３１１Ｃのマグネット３１１Ｃ４およびアタッチメント３１２のマグネット３１２Ｄは、互いに引き合うようになっているので、アタッチメント３１２は、車輪プレート３１１に対して固定される。

　したがって、本実施形態では、車輪３は、複数の部位（アタッチメント３１２）に分離可能に構成されるとともに、椅子２に対して着脱自在に構成されている。

　図３２は、車輪本体および車輪支持体の断面を示す図である。
　車輪支持体３２は、図３２に示すように、車輪プレート３１１の軸穴３１１Ａに挿入されることによって、車輪プレート３１１を回転自在に支持する回転軸体３２１と、車輪プレート３１１の内歯車３１１Ｂと篏合する外歯車３２２と、外歯車３２２に一端を接続されるとともに、外歯車３２２のトルクを検出するトルクメータ３２３と、トルクメータ３２３の他端に取り付けられたタイミングベルト３２４と、タイミングベルト３２４に回転負荷を伝達することによって、車輪プレート３１１の回転に負荷をかける回転負荷用モータ３２５とを備えている。また、回転軸体３２１、外歯車３２２、トルクメータ３２３、タイミングベルト３２４、および回転負荷用モータ３２５は、フレーム３２６に固定されている。

　ここで、車輪支持体３２のフレーム３２６は、図２５および図２６に示すように、Ｙ軸方向に沿って進退自在となるように車輪移動ベース３３に載置された扇状部材３３０に取り付けられている。
　扇状部材３３０は、図２５に示すように、車輪本体３１から離間するに従って上方向（＋Ｚ軸方向）に向かって湾曲する形状に形成されている。また、扇状部材３３０は、鉛直上下方向に所定の距離を隔てて配設された２個を１組として扇状部材３３０の湾曲した形状に沿って一定の間隔にて配設された複数組のローラ３３１Ａを備えている。
　フレーム３２６は、扇状部材３３０と対応するように車輪本体３１から離間するに従って上方向（＋Ｚ軸方向）に向かって湾曲する形状に形成されたレール部材３２６Ａを備えている。このレール部材３２６Ａは、ローラ３３１Ａの各組にて摺動自在に挟持されている。

　扇状部材３３０は、図３２に示すように、フレーム３２６に取り付けられたリンク３３１と、リンク３３１に一端を接続するとともに、扇状部材３３０に他端を固定された車輪用リニアアクチュエータ３３２とを備えている。

　図３３は、車輪支持体を回動させた状態を示す図である。
　扇状部材３３０は、図３３に示すように、車輪用リニアアクチュエータ３３２を駆動して車輪用リニアアクチュエータ３３２を伸長させることによって、Ｘ軸回りに回動するようになっている。
　したがって、本実施形態では、レール部材３２６Ａ、リンク３３１、ローラ３３１Ａ、および車輪用リニアアクチュエータ３３２は、車輪本体３１を回動する車輪回動機構４７（図３８参照）として機能している。

　また、車輪移動ベース３３は、図２５に示すように、Ｙ軸方向に沿って延在するとともに、扇状部材３３０をＹ軸方向に沿って移動自在に支持するシャフト３３３と、Ｙ軸方向に沿って延在するとともに、扇状部材３３０と螺合する台形ネジ３３４と、台形ネジ３３４を回転させる車輪移動用モータ３３５とを備えている。

　図３４は、車輪支持体を移動させた状態を示す図である。
　車輪移動ベース３３の扇状部材３３０は、車輪移動用モータ３３５を駆動することによって、台形ネジ３３４を回転させると、図３４に示すように、台形ネジ３３４の回転に伴ってシャフト３３３に沿って移動することができるようになっている。
　したがって、本実施形態では、扇状部材３３０、シャフト３３３、台形ネジ３３４、および車輪移動用モータ３３５は、車輪本体３１を移動する車輪移動機構４８（図３８参照）として機能している。

　車輪進退ベース３４は、図２５に示すように、Ｘ軸方向に沿って延在するとともに、車輪移動ベース３３をＸ軸方向に沿って移動自在に支持する２本のシャフト３４１と、Ｘ軸方向に沿って延在するとともに、車輪移動ベース３３と螺合する台形ネジ３４２と、台形ネジ３４２を回転させる車輪進退用モータ３４３とを備えている。

　図３５は、車輪移動ベースを前進させた状態を示す図である。図３６は、車輪移動ベースを後退させた状態を示す図である。
　車輪移動ベース３３は、車輪進退用モータ３４３を駆動することによって、台形ネジ３４２を回転させると、図３５に示すように、台形ネジ３４２の回転に伴ってシャフト３４１に沿って前進することができ、図３６に示すように、台形ネジ３４２の回転に伴ってシャフト３４１に沿って後退することができるようになっている。
　したがって、本実施形態では、車輪移動ベース３３、２本のシャフト３４１、台形ネジ３４２、および車輪進退用モータ３４３は、車輪本体３１を進退する車輪進退機構４９（図３８参照）として機能している。

　台座２０は、図１に示すように、矩形枠状に形成されているとともに、椅子２および車輪３の中心から等距離となる位置に取り付けられた４つの脚部材２０１を備えている。

　図３７は、台座の脚部材の断面を示す図である。
　各脚部材２０１は、図３７に示すように、各脚部材２０１の高さを調整するアジャスタ２０１Ａと、アジャスタ２０１Ａにかかる荷重を検出する荷重センサとしてのロードセル２０１Ｂとを備えている。

　図３８は、車椅子シミュレータの全体構成を示す概略構成図である。
　車椅子シミュレータ１は、前述したように、使用者が腰を掛ける椅子２と、椅子２に並設された一対の車輪３とを備える車椅子１０と、車椅子１０の全体を支持する台座２０とを備えている他、図３８に示すように、情報を表示する表示手段３０と、使用者の操作入力を受け付ける操作手段４０と、車椅子シミュレータ１の全体を制御する制御手段５０とを備えている。

　また、車椅子１０は、車椅子１０の構造に係るパラメータを変更するパラメータ変更手段４を備えている。
　このパラメータ変更手段４は、座面昇降機構４１、座面回動機構４２、形状変更機構４３、フットレスト進退機構４４、フットレスト昇降機構４５、フットレスト回動機構４６、車輪回動機構４７、車輪移動機構４８、および車輪進退機構４９の前述した各種機構を備えている。

　制御手段５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や、メモリなどによって構成され、このメモリに記憶された所定のプログラムに従って情報処理を実行する。この制御手段５０は、表示制御部５０１と、変更制御部５０２と、重心計測部５０３とを備えている。

　表示制御部５０１は、パラメータ変更手段４を介して変更されたパラメータを表示手段３０に表示させる。
　変更制御部５０２は、操作手段４０を介して受け付けた操作入力に基づいて、パラメータ変更手段４にパラメータを変更させる。したがって、表示制御部５０１は、変更制御部５０２にて変更されたパラメータを表示手段３０に表示させる。

　ここで、変更制御部５０２は、座面昇降機構４１および座面回動機構４２に座面本体２１１を昇降および回動させることができる。変更制御部５０２は、形状変更機構４３に背もたれ２２の形状を変更させることができる。変更制御部５０２は、フットレスト進退機構４４、フットレスト昇降機構４５、およびフットレスト回動機構４６にフットレスト本体２３１を進退、昇降、および回動させることができる。変更制御部５０２は、車輪回動機構４７、車輪移動機構４８、および車輪進退機構４９に車輪本体３１を回動、移動、および進退させることができる。
　また、変更制御部５０２は、パラメータ変更手段４に回転負荷用モータ３２５を駆動することによって、車輪プレート３１１の回転に負荷をかけることができる。

　重心計測部５０３は、ロードセル２０１Ｂにて検出された台座２０にかかる荷重に基づいて、座面２１における重心を計測する。また、表示制御部５０１は、重心計測部５０３にて計測された座面２１における重心を表示手段３０に表示させる。

　このような本実施形態によれば、以下の作用・効果を奏することができる。
（１）制御手段５０は、パラメータ変更手段４を介して変更されたパラメータを表示手段３０に表示させる表示制御部５０１を備えるので、使用者は、車椅子１０の構造に係るパラメータ（座面２１の高さや角度、車輪３の幅や角度や負荷など）を好みに応じて変更することができ、このパラメータを表示手段３０にて確認することができる。したがって、車椅子シミュレータ１は、使用者の好みに応じた車椅子を製造するためのシミュレーションを実施することができ、車椅子の製造者は、このシミュレーションの結果に基づいて、車椅子の構造を複雑にすることなく、使用者の好みに応じた車椅子を製造することができる。

（２）パラメータ変更手段４は、背もたれ２２の形状を変更する形状変更機構４３を備えるので、使用者は、背もたれ２２の形状を好みに応じて変更することができる。
（３）形状変更機構４３は、バックサポート２２１およびランバーサポート２２２のうち、少なくともいずれか一方の位置を前後に進退させる形状変更機構４３を備えるので、バックサポート２２１およびランバーサポート２２２のうち、少なくともいずれか一方の位置を変更することができる。したがって、形状変更機構４３は、背もたれ２２の形状を変更することができ、背中と腰を効果的に支持する形状を試すことができる。

（４）パラメータ変更手段４は、座面２１を昇降させる座面昇降機構４１を備えるので、座面２１を昇降させることによって、車輪３に対する座面２１の高さを変更することができ、適切にシミュレーションを実施することができる。また、パラメータ変更手段４は、座面２１を降下させることができるので、座面２１に対する車輪３の高さを変更するようにパラメータ変更手段４を構成した場合と比較して、使用者は、乗車中の車椅子から車椅子シミュレータ１における車椅子１０の座面２１に容易に乗り換えることができる。
（５）座面昇降機構４１は、座面２１における後方側の端部を支持するので、座面２１における前方側には座面２１を支持するための部材を配置する必要はなく、車椅子１０の構造を簡素にすることができる。また、座面２１を支持するための部材を座面２１における前方側に配置しなくてよいので、使用者は、乗車中の車椅子から車椅子シミュレータ１における車椅子１０の座面２１に容易に乗り換えることができる。

（６）パラメータ変更手段４は、フットレスト２３の位置を前後に進退させるフットレスト進退機構４４を備えるので、フットレスト２３の位置を変更することができ、適切にシミュレーションを実施することができる。また、座面２１を支持するための部材を座面２１における前方側に配置しなくてよい場合には、フットレスト２３の位置を座面２１の真下まで後退させることができ、膝を曲げて下腿部を座面２１の下に置いて着座する姿勢のシミュレーションを実施することができる。

（７）制御手段５０は、操作手段４０を介して受け付けた操作入力に基づいて、パラメータ変更手段４にパラメータを変更させる変更制御部５０２を備え、表示制御部５０１は、変更制御部５０２にて変更されたパラメータを表示手段３０に表示させるので、使用者は、操作手段４０を介して制御手段５０に車椅子１０の構造に係るパラメータを好みに応じて変更させることができ、このパラメータを表示手段３０にて確認することができる。したがって、車椅子シミュレータ１は、使用者の利便性を向上させることができる。

（８）車輪３は、複数の部位に分離可能に構成されるとともに、椅子２に対して着脱自在に構成されるので、径の異なる車輪３を容易に椅子に取り付けて車輪３の径を変更することができる。
（９）表示制御部５０１は、重心計測部５０３にて計測された座面２１における重心を表示手段３０に表示させるので、使用者は、座面２１における重心を表示手段３０にて確認することができる。したがって、車椅子シミュレータ１は、使用者の好みに応じた車椅子を製造するためのシミュレーションを好適に実施することができる。
（１０）重心計測部５０３は、ロードセル２０１Ｂにて検出された台座２０にかかる荷重に基づいて、座面２１における重心を計測するので、重心を精度よく計測することができる。

〔実施形態の変形〕
　なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
　例えば、前記実施形態では、パラメータ変更手段４は、座面２１を昇降させる座面昇降機構４１や、フットレスト進退機構４４などの各種機構を備えていたが、車椅子の構造に係るパラメータであれば、どのようなパラメータを変更するように構成されていてもよい。
　前記実施形態では、座面昇降機構４１は、座面２１における後方側の端部を支持していたが、前方側の端部を支持していてもよく、座面２１の底面を支持していてもよい。要するに、座面昇降機構は、座面を昇降させることができれば、座面のどの部位を支持していてもよい。

　前記実施形態では、制御手段５０は、操作手段４０を介して受け付けた操作入力に基づいて、パラメータ変更手段４にパラメータを変更させる変更制御部５０２を備えていた。これに対して、車椅子シミュレータは、使用者の手作業にてパラメータ変更手段にパラメータを変更させるように構成されていてもよい。要するに、車椅子シミュレータは、パラメータ変更手段にパラメータを変更させることができれば、変更制御部を備えていなくてもよく、制御手段は、パラメータ変更手段を介して変更されたパラメータを表示手段に表示させる表示制御部を備えていればよい。

　前記実施形態では、車輪３は、複数の部位に分離可能に構成されるとともに、椅子２に対して着脱自在に構成されていたが、複数の部位に分離可能に構成されていなくてもよく、椅子に対して着脱自在に構成されていなくてもよい。
　前記実施形態では、表示制御部５０１は、重心計測部５０３にて計測された座面２１における重心を表示手段３０に表示させていたが、座面２１における重心を表示手段３０に表示させなくてもよい。
　前記実施形態では、重心計測部５０３は、ロードセル２０１Ｂにて検出された台座２０にかかる荷重に基づいて、座面における重心を計測していたが、座面２１における重心の計測方法は、これとは異なる方法を採用してもよい。

　以上のように、本発明は、車椅子シミュレータに好適に利用できる。

　１　　　　車椅子シミュレータ
　２　　　　椅子
　３　　　　車輪
　４　　　　パラメータ変更手段
　１０　　　車椅子
　２０　　　台座
　２１　　　座面
　２２　　　背もたれ
　２３　　　フットレスト
　３０　　　表示手段
　４０　　　操作手段
　４１　　　座面昇降機構
　４２　　　座面回動機構
　４３　　　形状変更機構（支持部材進退機構）
　４４　　　フットレスト進退機構
　４５　　　フットレスト昇降機構
　４６　　　フットレスト回動機構
　４７　　　車輪回動機構
　４８　　　車輪移動機構
　４９　　　車輪進退機構
　５０　　　制御手段
　２０１Ｂ　ロードセル（荷重センサ）
　２２１　　バックサポート（背中支持部材）
　２２２　　ランバーサポート（腰支持部材）
　５０１　　表示制御部
　５０２　　変更制御部
　５０３　　重心計測部

Claims (9)

1. 　座面を有する椅子、および前記椅子に取り付けられた車輪を備える車椅子と、
   　情報を表示する表示手段と、
   　前記表示手段を制御する制御手段とを備え、
   　前記車椅子は、
   　前記車椅子の構造に係るパラメータを変更するパラメータ変更手段を備え、
   　前記パラメータ変更手段は、
   　前記椅子の背もたれの形状を変更する形状変更機構を備え、
   　前記制御手段は、
   　前記パラメータ変更手段を介して変更されたパラメータを前記表示手段に表示させる表示制御部を備えることを特徴とする車椅子シミュレータ。
2. 　請求項１に記載された車椅子シミュレータにおいて、
   　前記形状変更機構は、
   　使用者の背中を支持する背中支持部材と、
   　使用者の腰を支持する腰支持部材と、
   　前記背中支持部材および前記腰支持部材のうち、少なくともいずれか一方の位置を前後に進退させる支持部材進退機構とを備えることを特徴とする車椅子シミュレータ。
3. 　請求項１に記載された車椅子シミュレータにおいて、
   　前記パラメータ変更手段は、前記座面を昇降させる座面昇降機構を備えることを特徴とする車椅子シミュレータ。
4. 　請求項３に記載された車椅子シミュレータにおいて、
   　前記座面昇降機構は、前記座面における後方側の端部を支持することを特徴とする車椅子シミュレータ。
5. 　請求項１から請求項４のいずれかに記載された車椅子シミュレータにおいて、
   　前記車椅子は、
   　フットレストを備え、
   　前記パラメータ変更手段は、
   　前記フットレストの位置を前後に進退させるフットレスト進退機構を備えることを特徴とする車椅子シミュレータ。
6. 　請求項１から請求項４のいずれかに記載された車椅子シミュレータにおいて、
   　使用者の操作入力を受け付ける操作手段を備え、
   　前記制御手段は、
   　前記操作手段を介して受け付けた操作入力に基づいて、前記パラメータ変更手段にパラメータを変更させる変更制御部を備え、
   　前記表示制御部は、前記変更制御部にて変更されたパラメータを表示手段に表示させることを特徴とする車椅子シミュレータ。
7. 　請求項１から請求項４のいずれかに記載された車椅子シミュレータにおいて、
   　前記車輪は、複数の部位に分離可能に構成されるとともに、前記椅子に対して着脱自在に構成されることを特徴とする車椅子シミュレータ。
8. 　請求項１から請求項４のいずれかに記載された車椅子シミュレータにおいて、
   　前記制御手段は、
   　前記座面における重心を計測する重心計測部を備え、
   　前記表示制御部は、前記重心計測部にて計測された座面における重心を前記表示手段に表示させることを特徴とする車椅子シミュレータ。
9. 　請求項８に記載された車椅子シミュレータにおいて、
   　前記車椅子の全体を支持する台座を備え、
   　前記台座は、
   　前記台座にかかる荷重を検出する荷重センサを備え、
   　前記重心計測部は、前記荷重センサにて検出された前記台座にかかる荷重に基づいて、前記座面における重心を計測することを特徴とする車椅子シミュレータ。

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