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技術 電動車椅子

出願人 睦技研株式会社
発明者 黒田睦
出願日 2019年2月12日 (1年9ヶ月経過) 出願番号 2019-022860
公開日 2020年8月31日 (2ヶ月経過) 公開番号 2020-130189
状態 未査定
技術分野 傷病者運搬具
主要キーワード 固定連結具 前進姿勢 後退姿勢 アウター筒 デュティー比 横断面形 ブレーキレバ 補強ロッド
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年8月31日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (12)

課題

座部に座るユーザー足下をすっきりとして乗り降りしやすくする。走行時の重心バランスを安定させて、操縦しやすくする。

解決手段

電動車椅子は、車椅子本体50と、車椅子本体50をモータ10で移動させる駆動機構1とを備えている。駆動機構1は、上部にハンドル8を、下部に駆動輪9を連結して上下方向に伸び外装ケース2を、駆動輪9の方向を変更できる方向に回転自在に連結機構3で車椅子本体50に連結している。連結機構3は、車椅子本体50の一対の垂直フレーム51の下フレーム63に両端を連結してなる固定フレーム4と、固定フレーム4に後端が連結されて、前方に伸びる水平姿勢に配置されている連結フレーム5と、連結フレーム5の先端部を外装ケース2に回転自在に連結してなる回転機構7とを備え、連結フレーム5を、一対の足台55の間の隙間75を含む垂直面内に配置している。

概要

背景

モータで駆動される電動車椅子はすでに市販されている。従来の電動車椅子は、バッテリとモータを搭載しており、フレームの左右に配設された後輪をモータで駆動して走行する構造となっている。この電動車椅子は、手元に配置されたジョイスティックを操作して運転を制御する。この構造の電動車椅子は、体力のない者が、介護者援助を受けないで、自分で行きたいところに移動できるので便利に使用できる。

しかしながら、電動車椅子は、モータで駆動できるように専用に設計されているので、全体の製造コストが高くなる欠点がある。さらに、ジョイスティックを片手で操作する構造は、思い通りの操作が難しい問題点もある。さらにまた、バッテリやモータを装備する電動車椅子は、全体の重量が相当に重く、また大きくなるので、建物内では便利に使用できない。このため、屋内用としては、従来から使用されている簡単な構造の電動でない車椅子を使用し、屋外用に電動車椅子を使用する必要がある。したがって、屋内用と屋外用にそれぞれ専用の車椅子を使用する必要があり、2台もの車椅子を使用して移動する必要があり、極めて不経済な欠点があった。

このような問題点を解決するために、本発明者は、市販の車椅子に脱着自在に装着して動力で車椅子を走行させる車椅子用電動駆動装置を開発した。(特許文献1参照)。

概要

座部に座るユーザー足下をすっきりとして乗り降りしやすくする。走行時の重心バランスを安定させて、操縦しやすくする。電動車椅子は、車椅子本体50と、車椅子本体50をモータ10で移動させる駆動機構1とを備えている。駆動機構1は、上部にハンドル8を、下部に駆動輪9を連結して上下方向に伸び外装ケース2を、駆動輪9の方向を変更できる方向に回転自在に連結機構3で車椅子本体50に連結している。連結機構3は、車椅子本体50の一対の垂直フレーム51の下フレーム63に両端を連結してなる固定フレーム4と、固定フレーム4に後端が連結されて、前方に伸びる水平姿勢に配置されている連結フレーム5と、連結フレーム5の先端部を外装ケース2に回転自在に連結してなる回転機構7とを備え、連結フレーム5を、一対の足台55の間の隙間75を含む垂直面内に配置している。

目的

本発明の重要な目的は、座部に座るユーザーの足下をすっきりとすることで乗り降りしやすくでき、また、快適に走行できる電動車椅子を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

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請求項1

車椅子本体と、前記車椅子本体に連結されて、該車椅子本体をモータで移動させる駆動機構とを備え、前記車椅子本体は、ユーザーが座る座部と、前記座部の両側を連結してなる一対の垂直フレームと、一対の前記垂直フレームを垂直姿勢に連結してなる連結部材と、前記垂直フレームの外側に回転自在に連結してなる一対の走行輪と、前記垂直フレームに連結され、前記座部に座るユーザーが左右の足を載せる一対の足台とを備え、前記垂直フレームは、前記走行輪の回転軸よりも下方にあって、前記足台に向かって前方に伸びる下フレームを備え、一対の前記足台は、間に隙間を設けて前記垂直フレームに連結され、前記駆動機構は、上下方向に伸びる外装ケースと、前記外装ケースの上部に連結してなるハンドルと、前記外装ケースの下部に連結してなる駆動輪と、前記外装ケースを、前記駆動輪の方向を変更できる方向に回転自在に前記車椅子本体の垂直フレームに連結してなる連結機構と、前記駆動輪を回転するモータと、前記モータに電力を供給する電池と、前記モータの回転を制御する制御回路と、前記制御回路に接続されて、前記モータの回転を制御する操作部とを備え、前記連結機構は、一対の前記下フレームに両端を連結してなる固定フレームと、前記固定フレームに後端が連結されて、前方に伸びる水平姿勢に配置されてなる連結フレームと、前記連結フレームの先端部を前記外装ケースに回転自在に連結してなる回転機構とを備え、前記連結フレームが、一対の前記足台の間の隙間を含む垂直面内に配置されてなることを特徴とする電動車椅子

請求項2

請求項1に記載する電動車椅子であって、前記連結フレームと前記足台との上下差が5cm以下であることを特徴とする電動車椅子。

請求項3

請求項1又は2に記載する電動車椅子であって、さらに、前記車椅子本体が、前記下フレームの前部に、水平面内で自由に回転できるように連結してなる自在車輪を備え、前記駆動機構が脱着自在に前記車椅子本体に連結され、前記駆動機構が前記車椅子本体に連結される状態で、前記自在車輪が走行面から離れる位置に配置されるようにしてなることを特徴とする電動車椅子。

請求項4

請求項1ないし3のいずれかに記載する電動車椅子であって、前記連結フレームが伸縮機構を有することを特徴とする電動車椅子。

請求項5

請求項1ないし4のいずれかに記載する電動車椅子であって、さらに、前記車椅子本体が、前記下フレームの前部に、水平面内で自由に回転できるように連結してなる自在車輪を備え、前記連結フレームが前記固定フレームに脱着機構を介して連結されてなることを特徴とする電動車椅子。

請求項6

請求項1ないし5のいずれかに記載する電動車椅子であって、前記回転機構が、前記外装ケースを360度回転自在に前記連結フレームに連結してなることを特徴とする電動車椅子。

請求項7

請求項1ないし6のいずれかに記載する電動車椅子であって、前記回転機構が、前記外装ケースを、上端後方に傾斜する傾斜姿勢で回転自在に支承してなることを特徴とする電動車椅子。

技術分野

0001

本発明は、モータ走行できる電動車椅子に関する。

背景技術

0002

モータで駆動される電動車椅子はすでに市販されている。従来の電動車椅子は、バッテリとモータを搭載しており、フレームの左右に配設された後輪をモータで駆動して走行する構造となっている。この電動車椅子は、手元に配置されたジョイスティックを操作して運転を制御する。この構造の電動車椅子は、体力のない者が、介護者援助を受けないで、自分で行きたいところに移動できるので便利に使用できる。

0003

しかしながら、電動車椅子は、モータで駆動できるように専用に設計されているので、全体の製造コストが高くなる欠点がある。さらに、ジョイスティックを片手で操作する構造は、思い通りの操作が難しい問題点もある。さらにまた、バッテリやモータを装備する電動車椅子は、全体の重量が相当に重く、また大きくなるので、建物内では便利に使用できない。このため、屋内用としては、従来から使用されている簡単な構造の電動でない車椅子を使用し、屋外用に電動車椅子を使用する必要がある。したがって、屋内用と屋外用にそれぞれ専用の車椅子を使用する必要があり、2台もの車椅子を使用して移動する必要があり、極めて不経済な欠点があった。

0004

このような問題点を解決するために、本発明者は、市販の車椅子に脱着自在に装着して動力で車椅子を走行させる車椅子用電動駆動装置を開発した。(特許文献1参照)。

先行技術

0005

特開2007−7341号公報

発明が解決しようとする課題

0006

この電動駆動装置は、車椅子の左右の下フレームの間に連結される本体部と、この本体部に上下に挿通されて、水平面内で回動できるように連結しているハンドル軸と、ハンドル軸の上端部に連結しているハンドルと、ハンドル軸の下端に配設している駆動輪と、駆動輪を駆動する駆動モータとを備えている。この電動駆動装置は、バッテリーで回転される駆動モータで駆動輪を回転させて、ハンドルで自由に操縦して車椅子本体を移動できるように構成している。

0007

以上の車椅子用の電動駆動装置は、一般に市販されている車椅子に装着して電動で駆動できる電動車椅子として便利に使用できる特長がある。ただ、以上の電動駆動装置は、図示しないが、ユーザーが座る座部の前方であって、座部の左右に設けた垂直フレームの間に、駆動輪とこの駆動輪の方向を操作するハンドルを配置しているので、ユーザーが車椅子に乗り降りする際に、駆動輪やその駆動機構、さらにはハンドルが邪魔になって楽に乗り降りできない問題点があった。なお、この電動駆動装置は、ハンドル軸を折曲できる構造としているので、これを折り畳むことで乗り降りを多少は楽にできるが、実際には、ユーザーは折り畳まれたハンドルを跨ぐ状態で乗り降りする必要があって、足が不自由なユーザーにとっては、決して容易に乗り降りできるものではなかった。

0008

また、以上の車椅子用の電動駆動装置は、車椅子に座ったユーザーが足を載せる足台よりも手前に駆動機構や駆動輪が配設されているので、走行中に足台に載せた足の位置がずれると、回転する駆動輪に足が接触するおそれがあり危険であった。また、足が不自由なユーザーにとっては、動力で駆動される駆動輪やその駆動機構が足下に存在することは、精神的にも不安であり、安心して使用できない場合もあった。さらにまた、駆動輪とユーザーとの距離が近くなるため、走行時に駆動輪が受ける衝撃や振動が直に伝わりやすく、乗り心地が悪くなる欠点もあった。

0009

また、以上の電動駆動装置は、電動車椅子として使用する際には、ハンドル軸が、座部に座ったユーザーの両足の間(正確には両の間)に位置するため、スカートを履いた女性には使用し難い問題点があった。また、女性に限らず男性であっても、足の間にあるハンドル軸に接触することがあり、快適に走行できない問題点があった。さらにまた、このハンドル軸は、両足の間に垂直姿勢で配置されているので、ハンドルを操作する際には、ハンドルの両端を握った手を、水平面内で前後方向に移動させる必要があり、操作が難しく、かつ手が疲れる問題点があった。

0010

本発明は、このような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、座部に座るユーザーの足下をすっきりとすることで乗り降りしやすくでき、また、快適に走行できる電動車椅子を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

0011

本発明の電動車椅子は、車椅子本体50と、この車椅子本体50に連結されて、車椅子本体50をモータ10で移動させる駆動機構1とを備えている。車椅子本体50は、ユーザーが座る座部52と、座部52の両側を連結している一対の垂直フレーム51と、一対の垂直フレーム51を垂直姿勢に連結してなる連結部材61と、垂直フレーム51の外側に回転自在に連結してなる一対の走行輪53と、垂直フレーム51に連結され、座部52に座るユーザーが左右の足を載せる一対の足台55とを備えている。垂直フレーム51は、走行輪53の回転軸53Aよりも下方にあって、足台55に向かって前方に伸びる下フレーム63を備えている。一対の足台55は、間に隙間75を設けて垂直フレーム51に連結されている。駆動機構1は、上下方向に伸びる外装ケース2と、外装ケース2の上部に連結してなるハンドル8と、外装ケース2の下部に連結してなる駆動輪9と、外装ケース2を駆動輪9の方向を変更できる方向に回転自在に車椅子本体50の垂直フレーム51に連結している連結機構3と、駆動輪9を回転するモータ10と、モータ10に電力を供給する電池11と、モータ10の回転を制御する制御回路20と、制御回路20に接続されて、モータ10の回転を制御する操作部12とを備えている。連結機構3は、一対の下フレーム63に両端を連結してなる固定フレーム4と、固定フレーム4に後端が連結されて、前方に伸びる水平姿勢に配置されている連結フレーム5と、連結フレーム5の先端部を外装ケース2に回転自在に連結してなる回転機構7とを備え、連結フレーム5が、一対の足台55の間の隙間75を含む垂直面内に配置されている。

0012

以上の電動車椅子は、座部に座るユーザーの足下をすっきりとして乗り降りしやすくでき、また、快適に走行できる特長がある。それは、以上の電動車椅子が、車椅子本体をモータで移動させる駆動機構を備え、この駆動機構が、上部にハンドルを、下部に駆動輪を備える外装ケースを連結機構を介して回転自在に車椅子本体の垂直フレームに連結しており、さらに、連結機構が、一対の垂直フレームの下フレームに両端を連結してなる固定フレームと、固定フレームに後端が連結されて、前方に伸びる水平姿勢に配置されている連結フレームと、連結フレームの先端部を外装ケースに回転自在に連結してなる回転機構とを備え、連結フレームが、一対の足台の間の隙間を含む垂直面内に配置しているからである。

0013

以上の電動車椅子は、左右の下フレームの間に配置される固定フレームから前方に伸びる水平姿勢の連結フレームを一対の足台の間の隙間を含む垂直面内に配置し、この連結フレームの先端部に外装ケースを連結して駆動輪を前方に配置するので、座部に座るユーザーの足下をすっきりとして乗り降りしやすくできる。また、足台の手前側において、両足の間には障害物がないので、足の不自由な障害者及び老人や、スカートをはいた女性であっても、楽に乗り降りして快適に使用できる。

0014

さらに、以上の電動車椅子は、固定フレームに連結される連結フレームを介して駆動輪を前方に配置するので、駆動輪をユーザーから離れた位置に配置して、走行時に駆動輪が受ける衝撃や振動を、連結フレームと固定フレームで吸収しながら車椅子本体のフレームに伝わる構造とすることができ、走行時における乗り心地を良好にできる特長も実現できる。

0015

また、本発明の電動車椅子は、連結フレーム5と足台55との上下差を5cm以下とすることができる。

0016

以上の電動車椅子は、一対の足台の間の隙間を含む垂直面内に配置される連結フレームと足台との高低差による段差を低減して、ユーザーが快適に使用できる。

0017

さらに、本発明の電動車椅子は、さらに、車椅子本体50が、下フレーム63の前部に、水平面内で自由に回転できるように連結してなる自在車輪54を備え、駆動機構1が脱着自在に車椅子本体50に連結されて、駆動機構1が車椅子本体50に連結される状態で、自在車輪54を走行面80から離れる位置に配置することができる。

0018

以上の電動車椅子は、駆動機構を車椅子本体に脱着自在に連結できるので、車椅子本体と駆動機構とに分解することで、コンパクト収納でき、また容易に運搬できる。また、この電動車椅子は、駆動機構を車椅子本体から取り外した状態では、自在小車輪を地面に接触させて、車椅子本体を手動式の車椅子として便利に使用できる。さらにまた、車椅子本体に駆動機構を装着する状態では、自在車輪を走行面から離れる位置に配置させることで、モータで駆動される駆動輪によって安定して走行できる。

0019

さらに、本発明の電動車椅子は、連結フレーム5が伸縮機構を有することができる。
以上の電動車椅子は、伸縮機構により連結フレームを伸縮自在として、車椅子本体に対する外装ケースの位置を前後方向に調整できる。これにより、ユーザーにとって最適な位置に外装ケースを配置して、走行輪やハンドルの位置を微調整できる。

0020

さらに、本発明の電動車椅子は、さらに、車椅子本体50が、下フレーム63の前部に、水平面内で自由に回転できるように連結してなる自在車輪54を備え、連結フレーム5を固定フレーム4に脱着機構を介して連結することができる。

0021

上記構成によると、連結フレームを固定フレームから取り外しできるので、固定フレームが固定された車椅子本体と、連結フレームが連結された外装ケースとに分解することで、コンパクトに収納でき、また容易に運搬できる。また、この電動車椅子は、車子本体に固定フレームを装着した状態で、外装ケースが連結された連結フレームを固定フレームから取り外しできるので、連結フレームを取り外した状態では、車椅子本体を、両側に設けた走行輪と自在小車輪とで自走可能な手動式の車椅子として便利に使用できる。

0022

さらに、本発明の電動車椅子は、回転機構7が、外装ケース2を360度回転自在に連結フレーム5に連結することができる。

0023

上記構成によると、外装ケースを360度回転できるように連結フレームに連結しているので、外装ケースの前進姿勢においては、正転する駆動輪により車椅子本体を前進させ、外装ケースを180度回転させて後退姿勢とすることで、正転する駆動輪により車椅子本体を後退させることができる。このため、駆動輪を逆回転させる機能を設けることなく、外装ケースを360度回転させる機能により車椅子を後退させることができる。したがって、駆動機構は、駆動輪の正転のみを許容するようにモータを制御する簡単な構造としながら、車椅子を後退させることができる。

0024

さらにまた、本発明の電動車椅子は、回転機構7が、外装ケース2を、上端を後方に傾斜する姿勢で回転自在に支承することができる。

0025

以上の電動車椅子は、駆動輪に対してハンドルが後方に配置されるように外装ケースを傾斜姿勢で配置するので、駆動輪を前方に配置しながらも、上端に設けたハンドルを座部に座ったユーザーが操作しやすい位置に配置できる。また、外装ケースを傾斜姿勢で配置して駆動輪にキャスター角を設けることで、ハンドル操作を楽にしながら安定した走行を実現できる特長もある。

図面の簡単な説明

0026

本発明の一実施例にかかる電動車椅子の斜視図である。
図1に示す電動車椅子の側面図である。
図2に示す電動車椅子の平面図である。
図1に示す電動車椅子の駆動機構の斜視図である。
図4に示す駆動機構の側面図である。
図4に示す駆動機構の概略構成図である。
固定フレームの脱着連結部を示す分解斜視図である。
固定フレームと連結フレームの脱着機構を示す分解斜視図である。
固定フレームと連結フレームの脱着機構を示す分解断面図である。
連結フレームと回転機構の連結構造を示す分解斜視図である。
図5に示す駆動機構の外装ケースを反転させた状態を示す側面図である。

実施例

0027

以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語(例えば、「上」、「下」、及びそれらの用語を含む別の用語)を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一もしくは同等の部分又は部材を示す。
さらに以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための集成柱の製造方法と集成柱を例示するものであって、本発明を以下に限定するものではない。また、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また、一の実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。また、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。

0028

図1図3に示す電動車椅子100は、車椅子本体50と、この車椅子本体50に連結されて車椅子本体50をモータで移動させる駆動機構1とを備えている。図に示す車椅子本体50は、従来の車椅子と同じ構造としている。すなわち、本発明の電動車椅子は、従来の車椅子と同じ構造の車椅子本体50に駆動機構1を搭載して構成することができる。したがって、車椅子本体50には、現在、車椅子として既に使用され、あるいは今後開発される全てのものが使用できる。このように、市販の車椅子を車椅子本体として使用する電動車椅子は、製造コストを低減できる。

0029

(車椅子本体50)
図1図3に示す車椅子本体50は、ユーザーが座る座部52と、座部52の両側を連結している一対の垂直フレーム51と、一対の垂直フレーム51を垂直姿勢に連結してなる連結部材61と、垂直フレーム51の外側に回転自在に連結してなる一対の走行輪53と、垂直フレーム51に連結され、座部52に座るユーザーが左右の足を載せる一対の足台55とを備えている。垂直フレーム51は、走行輪53の回転軸53Aよりも下方にあって、足台55に向かって前方に伸びる下フレーム63を備えている。さらに、車椅子本体50は、下フレーム63の前部に、水平面内で自由に回転できるように連結している自在車輪54を備えている。この車椅子本体50は、手動式の車椅子であって、座部52の両側に配置された垂直フレーム51に設けた左右の走行輪53と左右の自在小車輪54とで移動可能としている。

0030

(座部52)
車椅子本体50は、垂直姿勢で左右に配置される一対の垂直フレーム51の間にユーザーが座るための座部52を備えている。図に示す座部52は、左右に配置された水平姿勢の座部フレーム68の間に張設された座部シート71により形成されている。

0031

(垂直フレーム51)
垂直フレーム51は、上面に肘掛57を有する上フレーム64と、この上フレーム64の後端部に連結している上下フレーム65と、この上下フレームの下端部に連結している下フレーム63と、上フレーム64と下フレーム63の中間に配置された中間フレーム66と、この中間フレーム66の前端を下フレーム63の前端部に連結する前フレーム67とを備えている。上フレーム64は、上面に肘掛57を固定しており、前端部を下方に折曲して中間フレーム66の前端部に連結している。上下フレーム65は、座部52の背面側にシートを張設して背もたれ56を形成すると共に、上端部を後方に折曲して、介護者のグリップ58を設けている。下フレーム63は、走行輪53の回転軸53Aよりも下方にあって、足台55に向かって前方に伸びる姿勢で配置されている。下フレーム63は、上下フレーム65の下端が連結される本体部63Aと、前フレーム67の下端が連結される前端部63Bとを有しており、本体部63Aに対して、前端部63Bを一段高い位置となるように折曲加工している。この構造によって、垂直フレーム51は、前端部63Bの下方に自在小車輪54の可動領域を設けている。垂直フレーム51を構成する各フレームは金属パイプで、これらの金属パイプを溶接などの方法で連結している。

0032

(連結部材61)
一対の垂直フレーム51は、連結部材61を介して垂直姿勢に連結されている。図に示す車椅子本体50は、座部52の両側に配置される左右の垂直フレーム51を垂直姿勢で互いに接近する方向に折り畳できる構造としている。この連結部材61は、折畳フレーム62を備えており、この折畳フレーム62を介して、一対の垂直フレーム51を垂直姿勢で折り畳みできるように連結している。折畳フレーム62は、2本のロッドの中心をピンを介して回動できるようにX字状に連結している。この折畳フレーム62は、これらのロッドの下端を回動できるように垂直フレーム51の下フレーム63に連結しており、左右の垂直フレーム51を互いに接近させて折り畳みできるように連結している。折畳フレーム62は、下端を左右の垂直フレーム51の下フレーム63に連結すると共に、上端には座部フレーム68を連結しており、左右の座部フレーム68の間には座部シート71を張設している。

0033

この車椅子本体50は、図示しないが、左右の垂直フレーム51を互いに接近させるように折畳フレーム62を折り畳みすることで、左右の垂直フレーム51を接近させて横幅を狭くできるようにしている。また、左右の垂直フレーム51を互いに離して展開する状態で、折畳フレーム62の上端に設けた座部フレーム68に連結された座部シート71が水平方向に張設されて、左右の垂直フレーム51の間に座部52が形成されるようにしている。以上の車椅子本体50は、折り畳みできる構造としているので、コンパクトに折り畳んで便利に運搬できる特長がある。ただ、車椅子本体は、必ずしも折り畳みできる構造とする必要はない。

0034

(走行輪53)
走行輪53は、垂直フレーム51の外側に、ベアリングを介して、回転できるように連結している。走行輪53は、外周側にタイヤを固定しているリムと、このリムの中心にスポークを介して固定しているハブとを備えている。このような走行輪53として、例えば、自転車用の車輪を使用することができる。さらに、図に示す走行輪53は、座部52に座った状態で手で回転できるように、外側に手動リング59を固定している。図に示す手動リング59は、走行輪53の外周に沿う円形リング状としており、波状凹凸を有する外形として、ユーザーが把持し易くしている。さらに、図に示す車椅子本体50は、垂直フレーム51の外側面に、走行輪53の回転を停止させてロックするパーキングブレーキ72を備えている。

0035

(足台55)
足台55は、座部52に座るユーザーが左右の足を載せる台であって、左右の垂直フレーム51の前部に連結している。図1図3に示す車椅子本体50は、左右の自在小車輪54の前方に足台55を配置している。図の足台55は、下フレーム63の前端に固定された足台フレーム69の先端部に、連結軸70を介して連結されたプレートにより構成されている。この足台55は、連結軸70を回転軸として回動させることで垂直に立てて折り畳めるようにしている。一対の足台55は、水平姿勢に展開した状態で、座部52に座るユーザーが左右の足を載せることができるようにしている。一対の足台55は、水平姿勢に展開した状態で、間に隙間75が形成されるようにしている。

0036

(自在小車輪54)
自在小車輪54は、自由に首振りできる車輪で、走行輪53の前方に位置して、左右の下フレーム63の前端部63Bに固定している。この自在小車輪54は、ユーザーが座部52に座って手動リング59を駆動し、あるいは介助者がグリップ58で移動方向を変更するときに、移動方向に首振りして車椅子本体50を行きたい方向に走行可能とする。

0037

(駆動機構1)
駆動機構1は、図1図3に示すように、車椅子本体50の一対の垂直フレーム51の前部に装着されて車椅子本体50をモータで移動できる構造とする。駆動機構1は、図4図6に示すように、上下方向に伸びる外装ケース2と、外装ケース2の上部に連結してなるハンドル8と、外装ケース2の下部に連結してなる駆動輪9と、外装ケース2を駆動輪9の方向を変更できる方向に回転自在に車椅子本体50の垂直フレーム51に連結している連結機構3と、駆動輪9を回転するモータ10と、モータ10に電力を供給する電池11と、モータ10の回転を制御する制御回路20と、制御回路20に接続されて、モータ10の回転を制御する操作部12とを備えている。

0038

(外装ケース2)
外装ケース2は、車椅子本体50に連結された連結機構3の前端に位置して、上下方向に延びる姿勢で配設される。上下方向に延長された外装ケース2は、図2に示すように、上端側が後方に傾斜する傾斜姿勢で配置されている。図4図6に示す外装ケース2は、上端にハンドル8を、下端に駆動輪10を連結しており、下端部を連結機構3に回転自在に連結している。図6に示す駆動機構3は、外装ケース2の内部を上下に貫通するハンドル軸6を備えており、このハンドル軸6を介して、外装ケース2の上部にハンドル8を、下部に駆動輪10を連結している。この外装ケース2は、ハンドル8で操作されて回動し、駆動輪9の向きを左右方向に変更して電動車椅子100を進行方向に移動させる。したがって、連結機構3は、駆動輪10の方向を変更できる方向に回転自在となるように、外装ケース2を連結機構3に連結している。図の外装ケース2は、ハンドル軸6を介して連結機構3に連結している。外装ケース2は、金属製あるいは硬質プラスチック成形したもので、ハンドル軸6の周囲をカバーして保護すると共に、詳細には後述するが、脱着自在に装着される重い電池11を安定して保持できる強度を実現している。

0039

ハンドル軸6は、金属製のパイプとしている。図6のハンドル軸6は、上端に設けたハンドル8の上下位置を調整できるように二重筒構造として伸縮できるようにしている。伸縮自在なハンドル軸6は、ストッパ21を介して任意の位置で停止できるようにしている。この構造のハンドル軸6は、ハンドル8をユーザーにとって最適な位置まで上昇させた状態で、ストッパ21により停止して所望の位置に配置できる。

0040

(ハンドル8)
ハンドル8は、外装ケース2の上部であって、ハンドル軸6の上端に設けられている。図4図6のハンドル8は、左右に直線状に延長されて水平な姿勢としており、左右の両端部にグリップ8A、8Bを設けている。このハンドル8は、左右のグリップ8A、8Bを手で握って、駆動輪9の向きを操作するようにしている。図示しないが、ハンドルは、座部に座るユーザーが操作しやすいように、上下方向や前後方向に湾曲させることもできる。ハンドルは、例えば、グリップの先端が座部に接近するように、手前に向かって湾曲させてもよい。

0041

(駆動輪9)
駆動輪9は、図6に示すように、外装ケース2の下部であって、ハンドル軸6の下端に連結している。ハンドル軸6は、その下端に、駆動輪9を回転できるように支持するコ字状の支持部材16を備える。この支持アーム16に駆動輪9の車軸17を固定して、駆動輪9を連結している。駆動輪9は、中心のドラム18を車軸17に回転できるように連結している。駆動輪9は、ドラム18の外周にタイヤ19を固定している。駆動輪9は、制御回路20で制御されるモータ10で回転される。

0042

(連結機構3)
下部に駆動輪9を備えて、上部にハンドル8を備える外装ケース2は、図4に示すように、連結機構3を介して車椅子本体50の左右の垂直フレーム51に連結される。連結機構3は、駆動輪9の方向を変更できるように、外装ケース2を回転自在に車椅子本体50の前方に配置する。この連結機構3は、一対の下フレーム63に両端を連結してなる固定フレーム4と、固定フレーム4に後端が連結されて、前方に伸びる水平姿勢に配置されている連結フレーム5と、連結フレーム5の先端部を外装ケース2に回転自在に連結してなる回転機構7とを備えている。

0043

(固定フレーム4)
固定フレーム4は、車椅子本体50の左右方向に延長して、左右の垂直フレーム51の下フレーム63を橋渡しするように配置されて、両端部を左右の下フレーム63に固定している。駆動機構1は、固定フレーム4の両端部が左右の垂直フレーム51の下フレーム63に固定される状態で車椅子本体50に装着される。したがって、固定フレーム4は、駆動機構全体を安定して支持できる強度を有するように、金属製の筒材または型鋼で形成される。図4図7に示す固定フレーム4は、横断面形状を略正方形とする金属製の角筒としている。金属製の固定フレーム4は、長手方向に沿って補強ロッド補強リブを溶接等により固定することで、さらに軸方向における曲げ強度を高めることができる。

0044

図4図7の固定フレーム4は、両端部に脱着連結部31を備えており、この脱着連結部31を介して左右の下フレーム63に脱着自在に連結できるようにしている。図7に示す脱着連結部31は、金属パイプである下フレーム63を上下の両面から挟着する第1挟着部31Aと第2挟着部31Bとを備えており、第1挟着部31Aと第2挟着部31Bとで下フレーム63を挟着する状態でこれらを連結具32で緊締して、固定フレーム4の両端部を下フレーム63に固定している。

0045

図7に示す固定フレーム4は、金属製の角筒の両端部を、軸方向に沿って上下面と平行な面でカットすると共に、所定の長さで切断して金属片を除去しており、金属片が除去された切欠部を第1挟着部31Aとし、切り取られた金属片を第2挟着部31Bとしている。図の第1挟着部31Aと第2挟着部31Bは、それぞれ横断面形状をコ字状とする溝形であって、互いの側壁が対向する姿勢で連結されている。さらに、図7に示す第1挟着部31Aと第2挟着部31Bは、下フレーム63を上下から挟着して定位置に固定するために、両側の側壁の中央部を凹状に切除して嵌合溝33を設けている。図の第1挟着部31Aと第2挟着部31Bは、固定フレーム4の軸方向と交差する姿勢で下フレーム63を案内できるように、対向位置に嵌合溝33を設けている。

0046

以上の固定フレーム4は、図7に示すように、両端部に形成された切欠部である第1挟着部31Aが下フレーム63の下面側に配置されて、嵌合溝33に下フレーム63の下側が案内されると共に、切り取られた金属片である第2挟着部31Bが下フレーム63の上面側に配置されて、嵌合溝33に下フレーム63の上側が案内される。さらに、第1挟着部31Aと第2挟着部31Bとで下フレーム63を挟着する状態で、第1挟着部31Aと第2挟着部31Bが連結具32で緊締されて下フレーム63に固定される。図7に示す連結具32は、ボルト32Aとナット32Bで、第1挟着部31Aと第2挟着部31Bを上下に貫通するボルト32Aがナット32Bにねじ込まれて固定されている。図に示す脱着連結部31は、下フレーム63の両側において、各々1箇所ずつを連結具32で緊締して固定している。ただ、脱着連結部は、下フレームの両側において、固定フレームの横幅方向に離して複数の連結具で緊締して、より強固に固定することもできる。

0047

ここで、左右の下フレーム63を橋渡しする状態で固定される固定フレーム4は、長手方向の軸を中心として垂直面内で回動しないように下フレーム63に固定される。したがって、図7に示す固定フレーム4の脱着連結部31は、横幅(W)を広くして、下フレーム63の長さ方向に離れた位置を、上下から挟着して固定する構造としている。このように、固定フレーム4の両端部に横幅(W)の広い脱着連結部31を設けて下フレーム63に連結する構造は、固定フレーム4が軸方向と交差する垂直面内で回動するのを防止して確実に固定できる特長がある。さらに、脱着連結部31に嵌合溝33を設けて下フレーム63を位置決めしながら固定フレーム4に固定する構造は、左右方向の位置ずれを防止しながら定位置に確実に固定できる特長がある。

0048

以上の固定フレーム4は、両端部に脱着連結部31を設けているので、左右の下フレーム63に対して固定フレーム4を脱着自在に連結することで、駆動機構1を車椅子本体50に簡単に装着し、また取り外すことができる。ただ、固定フレームの脱着連結部は以上の構造には限定せず、固定フレームを垂直面内で回動しないように、下フレームに対して一体的に連結できる他の全ての構造とすることができる。

0049

さらに、固定フレームは、必ずしも両端部を脱着自在に下フレームに連結する構造には限定しない。例えば、左右の垂直フレームを折り畳みできない車椅子本体においては、固定フレームの両端部を下フレームに溶接して固定することもできる。

0050

(連結フレーム5)
連結フレーム5は、図4図5、及び図8に示すように、固定フレーム4に後端が連結されて、前方に伸びる水平姿勢に配置されている。図に示す連結フレーム5は、横断面形状を四角形とする金属製の角筒としている。連結フレーム5は、固定フレーム4と外装ケース2の間に略水平な姿勢で配置されており、後端が固定フレーム4の中間部に連結されると共に、前端が前方に延長されて、回転機構7を介して外装ケース2が連結されている。

0051

図8に示す連結フレーム5は、脱着機構35を介して固定フレーム4に脱着自在に連結できる構造としている。図8に示す固定フレーム4は、連結フレーム5を固定するための固定部40を中央部に備えている。図に示す固定部40は金属製の角筒状であって、固定フレーム4に対して交差(平面視においては直交)する姿勢で配置されて、固定フレーム4の下面に固定している。図の固定部40は、連結具41を介して固定フレーム4に脱着自在に固定している。図8に示す固定部40は、固定フレーム4側の端部の両側に、L字状の金属板からなる一対の連結片42を固定している。各連結片42は、一方の折曲片が固定部40の側面に溶接して固定されると共に、他方の折曲片が固定フレーム4の下面に密着するように配置されている。連結具41は、ボルト41Aとナット41Bを備えており、固定フレーム4の上下面に設けた貫通孔43と固定部40の連結片42の貫通孔42aとを上下に貫通するボルト41Aを連結片42に固定したナット41Bにねじ込んで固定フレーム4と固定部40とを強固に固定している。ただ、固定部は、固定フレームに溶接して固定することもできる。

0052

さらに、固定部40は、これに連結される連結フレーム5を水平姿勢で配置するために、固定フレーム4に対して最適な角度で固定することができる。図8図9に示す固定部40は、固定フレーム4に対して最適な姿勢で連結されるように、固定フレーム4の下面との間に、スペーサ44を配置している。図に示すスペーサ44は薄い金属板で、固定部40の上面であって、固定フレーム4の下面の前方側の領域と対向する位置に固定している。このスペーサ44は、その厚さを調整することで、固定フレーム4の下面に対する固定部40の俯角を調整できる。この固定部40は、好ましくは、これに連結される連結フレーム5が略水平姿勢となるように、スペーサ44の厚さが調整される。ただ、固定部は、スペーサを配置することなく、固定フレームに連結することもできる。

0053

図8及び図9に示す脱着機構35は、連結フレーム5と固定部40の連結部分に設けられて、互いに嵌合状態で連結される第1連結端部35A及び第2連結端部35Bと、嵌合された第1連結端部35A及び第2連結端部35Bを貫通して連結する固定連結具35Cとを備えている。図8及び図9に示すように、一方の第1連結端部35Aは、外周筒部35aと、この外周筒部bの内周面に沿って外周筒部bから突出して形成された挿入筒部35bを備え、他方の第2連結端部35Bは、外周筒部35aが嵌入されるアウター筒部35eと、アウター筒部35eの内部に配置されて、挿入筒部35bが嵌入されるインナー筒部35dとを備えている。すなわち、図の固定部40は、アウター筒部35eの内側にインナー筒部35dを備える二重筒構造としている。この構造の固定部40は、連結アーム5の連結端部を確実に位置決めしながら連結できると共に、二重筒構造とすることで全体の強度を高くできる。図8に示す脱着機構35は、連結フレーム5の連結端部を第1連結端部35Aとし、固定部40の連結端部を第2連結端部35Bとする例を示している。ただ、連結フレームに第2連結端部を設けて、固定部に第1連結端部を設けてもよい。

0054

さらに、固定連結具35Cは、互いに嵌合状態で連結される外周筒部35aとアウター筒部35eとを貫通して連結する固定ネジ35gと、この固定ネジ35gがねじ込まれるナット部材35hとを備えている。図に示す脱着機構35は、アウター筒部35eの下面であって、アウター筒部35eに設けられた貫通孔35fに位置してナット部材35hを固定している。以上の脱着機構35は、連結フレーム5の第1連結端部35Aに設けた挿入筒部35bを、固定部40の第2連結端部35Bのインナー筒部35dに挿入すると共に、第2連結端部35Bのアウター筒部35eに第1連結端部35Aの外周筒部35aを嵌入して第1連結端部35Aと第2連結端部35Bとを連結する。さらに、この状態でアウター筒部35eに設けた貫通孔35fと外周筒部35aに設けた貫通孔35cとに固定ネジ35gを貫通させると共に、この固定ネジ35gをナット部材35hにねじ込んで固定する。図9に示す第1連結端部35Aは、外周筒部35aの上下面に開口された貫通孔35c同士を連結して固定ネジ35gが挿通されるインナー筒38を、外周筒部35aの上面と下面の間に配置している。このインナー筒38は、外周筒部35aの上面と下面の間に挿通、固定されて、外周筒部35aの上面と下面の間隔を一定の間隔に保持する。これにより、外周筒部35a及びアウター筒部35eの連結部を補強している。以上の脱着機構は、連結フレーム5と固定部40との連結部を極めて強固に連結できる。ただ、脱着機構は、以上の機構に限定せず、連結フレーム5と固定フレーム4とを脱着自在に連結できる他の全ての機構が採用できる。

0055

以上の脱着機構35は、固定フレーム4に固定された固定部40に対して連結フレーム5を脱着自在に連結できる構造としている。ただ、駆動機構は、固定フレームに固定部を設けることなく、連結フレームの後端を固定フレームまで延長し、この連結フレームの後端部を直接に、脱着できるように固定フレームに連結することもできる。

0056

このように、連結フレーム5を脱着機構35を介して脱着自在に固定フレーム4に連結できる構造は、連結フレーム5を固定フレーム4から取り外しできるので、固定フレーム4が固定された車椅子本体50と、連結フレーム5が連結された外装ケース2とに分解して、収納や運搬を効率よく行える特長がある。また、駆動機構1を車椅子本体50に装着した状態から連結フレーム5を固定フレーム4から分離することにより、車椅子本体50から簡単かつ容易に駆動機構1の本体部分を取り外しできる。このように、駆動機構1を取り外した状態では、車椅子本体50の自在小車輪54を走行面80に接触させて、手動式の車椅子として使用できる。

0057

さらに、連結フレームは、伸縮機構を有することができる。このような伸縮機構として、例えば、上述した脱着機構において、第1連結端部と第2連結端部の連結位置を連結フレームの軸方向にずらした状態で固定することにより、連結フレームの実質的な長さを伸縮させる構造を実現できる。例えば、第1連結端部または第2連結端部に設ける貫通孔の位置を軸方向にずらして複数設けることで、これらの連結位置を変更して、連結フレームの実質的な長さを変更することができる。さらに、伸縮機構は、連結フレームの全長を変更できる他の構造とすることもできる。

0058

以上のようにして固定フレーム4に固定される連結フレーム5は、例えば、前端に連結される外装ケース2の下端に設けた駆動輪9が所定の高さに配置されるように配置される。とくに、連結フレーム5は、一対の足台55の間の隙間75を含む垂直面内に配置されて、外装ケース2を左右の足台55の間の領域に配置する。さらに、連結フレーム5は、連結フレーム5と足台55との上下差が5cm以下でとなるように配置される。これにより、座部52に座るユーザーの足下において、足台55と連結フレーム5との段差を少なくして、安全に乗り降りできる特長が実現できる。

0059

連結フレーム5は、固定フレーム4が車椅子本体50に連結される状態で、前端に連結される外装ケース2の下端に配置された駆動輪9が地面に接触するように外装ケース2を定位置に連結する。連結フレーム5に連結される外装ケース2の連結位置が高すぎて駆動輪9の下面位置が自在小車輪54の下面位置よりも上になると、駆動輪9を走行面80に接触できず、駆動輪9で走行することができなくなるからである。したがって、連結フレーム5は、駆動輪9の下面位置が自在小車輪54の下面位置よりも下になるように、前端部に外装ケース2を連結して、自在小車輪54の下面が走行面80から離れるようにする。すなわち、駆動輪9の下面位置が自在小車輪54の下面位置よりも低くなるように、外装ケース2を連結フレーム5の前端に連結する。駆動機構1は、車椅子本体50に装着した状態で、自在小車輪54が地面から浮く距離(h)を、例えば、1〜5cmとなるように調整する。

0060

図4図5、及び図10に示す連結フレーム5は、外装ケース2を正確な姿勢で配置するために、その前端部に回転機構7を定位置に配置するための調整台36を備えている。図に示す連結フレーム5は、固定フレーム4に固定されて略水平姿勢に配置される状態で、外装ケース2を回転自在に保持する回転機構7を傾斜姿勢で保持する調整台36を固定している。図10に示す調整台36は、連結フレーム5に対して傾斜姿勢で固定される傾斜連結部36Aと、回転機構7を嵌合構造で保持する嵌合連結部36Bとを備えている。

0061

傾斜連結部36Aは、駆動機構1の外装ケース2が所定の傾斜姿勢となるように、すなわち、外装ケース2の傾斜角(α)が所定の角度となるように、連結フレーム5に対する連結角度を調整している。また、傾斜連結部36Aは、嵌合連結部36Bに固定される回転機構7を介して所定の位置に配置される駆動輪9の位置が所定の高さとなるように、連結フレーム5から下方に突出する突出量を調整している。

0062

嵌合連結部36Bは、回転機構7の突出連結部7Bを嵌合状態で定位置に配置すると共に、固定具37を介して突出連結部7Bを固定している。図に示す嵌合連結部36Bは、突出連結部7Bの下面を支持する底板部36aと、この底板部36aの両側に垂直姿勢で連結された一対の側壁部36bとを備えている。一対の側壁部36bの間隔は、突出連結部7Bの幅とほぼ等しく、また、側壁部36bの幅は、突出連結部7Bが筒部7Aから突出する突出量とほぼ等しくしている。これにより、筒部7Aから突出する突出連結部7Bを一対の側壁部36bの間に嵌合させて定位置に配置できるようにしている。一対の側壁部36bの間に配置された突出連結部7Bは、固定具37として、側壁部36bを貫通する複数の固定ネジがねじ込まれて固定される。

0063

以上の調整台36は、連結フレーム5に固定される傾斜連結部36Aの連結角度と突出量とを調整することで嵌合連結部36Bに固定される回転機構7により固定される外装ケース2の傾斜角(α)と駆動輪9の高さが最適となるように調整しながら、嵌合連結部36Bに回転機構7を確実に固定できる。すなわち、外装ケース2や駆動輪9の連結状態を傾斜連結部36Aで調整し、嵌合連結部36Bで回転機構7を確実に固定する調整台36により、駆動機構1を理想的な配置とすることができる。このため、調整台36を介して回転機構7を定位置に連結する連結フレーム5は、簡単かつ確実に、外装ケース2や駆動輪9を所定の姿勢で定位置に配置できる。

0064

(回転機構7)
回転機構7は、連結フレーム5の先端部を外装ケース2に回転自在に連結している。図に示す回転機構7は、外装ケース2を、上端を後方に傾斜する傾斜姿勢で回転自在に支承している。図に示す回転機構7は、上下に延長された外装ケース2を鉛直方向から後方に向かって傾斜する姿勢、すなわち外装ケース2の上端側を後方に傾斜させる傾斜姿勢で支承している。

0065

外装ケース2の傾斜角(α)は、駆動輪9のキャスター角となる。このように、外装ケース2を所定のキャスター角で配置する構造は、ハンドル操作を楽にしながら、駆動輪9の直進性能を向上できる特長がある。外装ケース2の傾斜角(α)は、外装ケース2の上端に設けたハンドル8を座部52に座ったユーザーが安定して楽な姿勢で操作できるように決定される。外装ケース2の傾斜角(α)は、5〜40度、好ましくは10〜30度、さらに好ましくは、15〜25度とする。

0066

なお、外装ケース2の傾斜角(α)は、図2に示すように、走行輪53及び駆動輪9が走行面80と接触する接点間の距離(D)によっても調整される。たとえば、走行輪53から駆動輪9までの距離(D)が小さい場合には、外装ケース2の傾斜角(α)を小さくして、座部52に座ったユーザーがハンドル8を操作できる。反対に、走行輪53から駆動輪9までの距離(D)が大きい場合には、外装ケース2の傾斜角(α)を大きくすることで、座部52に座ったユーザーに対してハンドル8を接近させて、ハンドル8を操作しやすくできる。したがって、駆動機構1は、これらのことを考慮して、走行輪53から駆動輪9までの距離(D)を、60〜120cm、好ましくは、75〜100cm、さらに好ましくは80〜95cmとし、外装ケース2の傾斜角(α)を前述の範囲とする。

0067

回転機構7は、図4図6に示すように、外装ケース2の内部を上下に貫通するハンドル軸6をベアリング7Cを介して回転自在に支承する筒部7Aと、この筒部7Aから外側に突出して連結された突出連結部7Bとを備えている。筒部7Aは、内側面にベアリング7Cを固定しており、筒部7Aを貫通するハンドル軸6を所定の傾斜姿勢に保持しながら回転できるように支承している。突出連結部7Bは、筒部7Aに一体的に形成されており、連結フレーム5の前端に連結されて、外装ケース2を車椅子本体50の前方の定位置に配置するようにしている。以上の回転機構7は、ベアリング7Cの内輪をハンドル軸6の外周面に固定し、ベアリング7Cの外輪を筒部7Aの内周面に固定している。以上の構成により、傾斜姿勢のハンドル軸6を軸方向に移動させることなく、定位置で回転できるように支承している。

0068

さらに、図に示す駆動機構1は、外装ケース2を回転機構7に対して回転自在に連結しているので、外装ケース2を360度回転させることが可能となる。この駆動機構1は、図5に示すように、ハンドル8の向きを前進姿勢に向けた状態でアクセルレバー13を操作することで駆動輪9を正転(図の矢印Aで示す方向に回転)させて前進(図の矢印Bで示す方向に移動)させることができる。また、図11に示すように、ハンドル8の向きを前進姿勢から180度回転させることで電動車椅子100を後退させることができる。すなわち、ハンドル8の向きを前進姿勢から180度回転(図の矢印C参照)させた後退姿勢とする状態で、アクセルレバー13を操作することで、正転(図の矢印Dで示す方向に回転)する駆動輪9により、電動車椅子100を後退(図の矢印Eで示す方向に移動)させることができる。この構造は、モータ10に逆転させる機構や回路構成を設けることなく、外装ケース2を回転させる機械的な構造により、駆動輪9の向きを反転させて電動車椅子100を後退できる。したがって、簡単な構造で製造コストを低減しながら前進と後退ができる構造を実現できる。

0069

ただ、駆動機構は、ドラム内のギヤ切り換えて駆動輪を逆転させる機構を備えて、その操作スイッチをハンドルに設けることもできる。この駆動機構は、操作スイッチをオン状態としてアクセルレバーを操作することで、駆動輪を逆回転させて電動車椅子を後退させることができる。この駆動機構は、操作スイッチが解除されると、駆動輪の逆回転が停止されて正転し、電動車椅子を前進させる。

0070

(モータ10)
駆動輪9を回転するモータ10は、駆動輪9のドラム18の内部に内蔵しているインホイールモータとしている。このモータ10は、ドラム18を回転させて駆動輪9を回転させる。駆動輪9のドラム18に内蔵されるモータ10は、車軸17の中心に開口された中心孔に挿入されるリード線(図示せず)を介して電力が供給される。モータ10は、図6に示すように、リード線(図示せず)を制御回路20に接続し、この制御回路20を介して電池11に接続される。

0071

(電池11)
電池11は、充放電可能な二次電池であって、モータに電力を供給してモータを駆動させる。このような二次電池として、リチウムイオン二次電池ニッケル水素電池ニッケル−カドミウム電池鉛電池等が使用できる。図に示す駆動機構1は、外装ケース2に脱着自在に連結されるケーシング24に、1ないし複数の二次電池を収納して電池11としている。図に示すケーシング24は、外装ケース2に沿う細長い形状としており、上下に延長された外装ケース2の側面に沿って脱着自在に装着できるようにしている。

0072

図5に示す外装ケース2は、ケーシング24を着脱自在に装着する装着部23を設けている。図に示す外装ケース2は、ハンドル軸6に沿って上下に延長された筒状に形成している。筒状の外装ケース2は、側面を電池11が内蔵されたケーシング24が装着される装着面2Aとしている。さらに、図に示す外装ケース2は、下端部に、外側に突出する支持台22を連結して設けている。支持台22は、外装ケース2の装着部23側に突出しており、その上面を、電池11の下面を支持する支持面22Aとしている。この外装ケース2は、装着面2Aと支持面22Aとで形成されるスペースを電池11の装着部23としている。

0073

電池11のケーシング24は、外装ケース2の装着面2Aと対向する連結面に複数の係止フック25を突出して設けている。これらの係止フック25は、装着面2Aに設けた係止穴26に嵌入されて電池11を装着面2Aの定位置に固定する。さらに、電池11は、ケーシング24の底面に正負出力端子表出して設けている。支持台22は、これらの正負の出力端子が接続される接続端子を支持面22Aに表出して設けており、装着部23の定位置に電池11を装着する状態で、電池11の出力端子が支持台22の接続端子に接続されるようにしている。このように、脱着できる電池11は、駆動機構1から外して充電できる。ただ、電池は、必ずしも外装ケースに脱着自在に連結する必要はなく、外装ケースに内蔵することもできる。この電池は、充電ラインを接続して外部から供給される電力で充電する。

0074

以上のように、電池11を装備する駆動機構1は、電池11の重量で駆動輪9にかかる荷重を大きくできる。このため、この構造の駆動機構1は、モータ10で回転される駆動輪9のスリップを少なくして安定に走行できる特長がある。とくに、電池11のケーシング24を細長い形状として外装ケース2に沿って配置する構造は、重い電池であっても、外装ケース2に接近して配置できるので、慣性モーメントを小さくして、外装ケース2を楽に回動できる特徴がある。また、図に示す駆動機構1は、傾斜姿勢で配置される外装ケース2の片側面に重い電池11を装着して固定するので、外装ケース2は、常に電池11側が下方となるように外装ケース2の向きが特定される。したがって、外装ケース2は、電池11が下方となる位置において、駆動輪9が直進する向きとなるように、下端に固定される駆動輪9の向きを調整している。これにより、ハンドル8を安定して直進方向に向けることができ、ユーザーが安全に使用することができる。

0075

ただ、電池を装備する位置を、図に示す位置に特定しない。電池は、車椅子本体の座部の下等に装備することもできる。電池を車椅子本体に装備する電動車椅子は、外装ケースに内蔵される制御回路と電池とを、たとえば、脱着できるコネクタとリード線を介して接続してもよい。

0076

(制御回路20)
制御回路20は、操作部12からの信号で、電池11からモータ10に供給する電力を制御して駆動輪9を回転させる。制御回路20は、外装ケース2または駆動輪9に内蔵することができる。制御回路20は、例えば、これを構成する電子部品を、外装ケース2に内蔵される基板(図示せず)に実装することにより実現される。制御回路20は、例えば、操作部12を操作してオンとする状態で、電池11からモータ10に電力を供給し、モータ10をオン状態として駆動輪9を回転させる。

0077

(操作部12)
図6に示すハンドル8は、モータ10の回転を制御する操作部12を備えている。図に示すハンドル8は、操作部12として、右側に設けたグリップ8Aの手前側にアクセルレバー13を設けている。アクセルレバー13は、外装ケース2の内部に配線されるリード線(図示せず)を介してモータ10を制御する制御回路20に接続している。さらに、図6に示すハンドル8は、左側に連結されるグリップ8Bの手前側に、駆動輪9の回転にブレーキをかけるブレーキレバー14を設けている。図の駆動機構1は、このブレーキレバー14を操作する状態で、モータ10への電力の供給を停止すると共に、駆動輪9に内蔵されたブレーキ機構(図示せず)を動作させて駆動輪9の回転を停止させる構造としている。このブレーキ機構は、ブレーキレバー14のオンオフにより電気的にブレーキを作動させるので、従来のワイヤーを備えるブレーキのように、強い力でブレーキレバーを引く必要がなく、小さな力でブレーキレバーを操作して駆動輪にブレーキをかけることができる。このため、非力な老人や障害者であっても、楽にブレーキを操作でき、走行時の安全性を確保できる特長がある。ただ、ブレーキには、従来のブレーキと同じ構造のもの、たとえば、ブレーキレバーにワイヤーを連結して、このワイヤーを引っ張ってブレーキパッドを駆動輪のリム等に押圧する構造のものも使用できる。さらに、図6に示すハンドル8は、中央部に電源スイッチ15を設けている。電源スイッチ15は、制御回路20に接続されており、電源スイッチ15を操作することで制御回路20のオンオフを制御している。

0078

このように、アクセルレバー13でモータ10のオンオフを制御して駆動輪9の回転をコントロールする構造は、モータ10を制御する回路を簡単にできる。この場合、アクセルレバー13に代わって、モータ10をオンオフに制御する押しボタンスイッチを設けてもよい。ただ、駆動機構は、グリップをアクセルとして、その回転量でモータの回転トルクを制御することもできる。アクセルの回転量でモータの回転トルクを調整する機構は、たとえば、アクセルに内蔵された可変抵抗器抵抗値でアクセルの回転量を検出し、この回転量に応じてモータとバッテリとの間に連結させるスイッチング素子(図示せず)をオンオフさせるデュティー比を調整することで実現できる。アクセルの回転量が大きくなるほど、スイッチング素子のオン時間を長くして、モータの回転トルクを大きくできる。

0079

以上の電動車椅子100は、固定フレーム2の両端部が車椅子本体50の左右の下フレーム63に固定されて駆動機構1が車椅子本体50に装着される。さらに、車椅子本体50に駆動機構1が装着された電動車椅子100は、駆動輪9が足台55の前方に位置して地面に接触しており、二つの自在小車輪54が地面から浮くように構成されている。すなわち、電動車椅子100は、図1図3に示すように、左右の走行輪53と前方の駆動輪9とで車椅子全体を支持する状態でに保持されて3輪で走行できる状態となる。

0080

さらに、以上の電動車椅子は、駆動輪9の位置を従来よりも前方に配置することで、図3の平面図に示すように、左右の走行輪53の車軸を結ぶ中心軸mから、駆動輪9の中心軸nまでの距離(D)を長くとることができる。このため、駆動輪を使用して3輪で走行する際において、左右の走行輪53と駆動輪9の下端面で形成される三角形PQRで示す領域を重心バランスの安定する領域として、従来の電動車椅子よりもこの領域を広くでき、走行時の重心バランスを安定させることができる。

0081

さらに、以上の電動車椅子100は、二つの走行輪53と駆動輪9の3輪で走行する状態において、地面から浮いた状態にある左右の自在小車輪54を補助輪として機能させることができる。すなわち、電動車椅子100を3輪で走行する際に、左右バランス崩れて左右に傾斜する状態となると、自在小車輪54を地面に接触させて傾斜を抑制することができる。このため、この電動車椅子100は、走行輪として3輪と、補助輪としての2輪からなる5輪により、さらに、安全性を保証できる特長が実現できる。

0082

本発明の電動車椅子は、座部に座るユーザーが乗り降りしやすい電動車椅子として、多くのユーザーが便利に使用できる。

0083

100…電動車椅子
1…駆動機構
2…外装ケース
2A…装着面
3…連結機構
4…固定フレーム
5…連結フレーム
6…ハンドル軸
7…回転機構
7A…筒部
7B…突出連結部
7C…ベアリング
8…ハンドル
8A…グリップ
8B…グリップ
9…駆動輪
10…モータ
11…電池
12…操作部
13…アクセルレバー
14…ブレーキレバー
15…電源スイッチ
16…支持アーム
17…車軸
18…ドラム
19…タイヤ
20…制御回路
21…ストッパ
22…支持台
22A…支持面
23…装着部
24…ケーシング
31…脱着連結部
31A…第1挟着部
31B…第2挟着部
32…連結具
32A…ボルト
32B…ナット
33…嵌合溝
35…脱着機構
35A…第1連結端部
35a…外周筒部
35b…挿入筒部
35c…貫通孔
35B…第2連結端部
35d…インナー筒部
35e…アウター筒部
35f…貫通孔
35C…固定連結具
35g…固定ネジ
35h…ナット部材
36…調整台
36A…傾斜連結部
36B…嵌合連結部
36a…底板部
36b…側壁部
37…固定具
38…インナー筒
40…固定部
41…連結具
41A…ボルト
41B…ナット
42…連結片
42a…貫通孔
43…貫通孔
44…スペーサ
50…車椅子本体
51…垂直フレーム
52…座部
53…走行輪
53A…回転軸
54…自在小車輪
55…足台
56…背もたれ
57…肘掛
58…グリップ
59…手動リング
61…連結部材
62…折畳フレーム
63…下フレーム
63A…本体部
63B…前端部
64…上フレーム
65…上下フレーム
66…中間フレーム
67…前フレーム
68…座部フレーム
69…足台フレーム
70…連結軸
71…座部シート
72…パーキングブレーキ
75…隙間
80…走行面
m…中心軸
n…中心軸

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