(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
座席が設けられるフレームと、該フレームに固定された左右一対の車軸と、これら車軸に、ハブを介して回転自在に装着される左右一対の車輪とを備え、
前記ハブは、前記各車輪の中心に固定される椀状のハブ本体と、該ハブ本体の開口を覆って配設されるとともに前記車軸に一体的に固定され、かつ、ハブ本体に、ハブ本体と相対回転可能に連結された蓋体とを有し、
該蓋体の外面には、前記ハブ本体の回転を制動するブレーキ機構が取り付けられる取付部が前記車軸に対しオフセットされた位置に形成され、
該取付部に、前記ブレーキ機構が前記車軸方向に着脱自在に取り付けられる
ことを特徴とする車椅子。
【請求項２】
前記取付部は前記蓋体に形成した取付孔で構成され、該取付孔から前記ハブ内に前記ブレーキ機構の少なくとも一部が挿入されている
ことを特徴とする請求項１記載の車椅子。
【請求項３】
前記ブレーキ機構は、ブレーキ軸と、該ブレーキ軸に固定されてブレーキ軸と一体回転する回転体と、該回転体に摺接可能とされた摩擦部材と、これらブレーキ軸、回転体および摩擦部材を収納するブレーキケースとから構成され、前記ブレーキ軸は、ブレーキケースに軸支されるとともに、その一端がブレーキケースから突出し、その突出端に、前記ハブ本体に形成したギヤに噛合するブレーキギヤが設けられ、
ブレーキケースごと前記蓋体の前記取付部に着脱自在に取り付けられる
ことを特徴とする請求項１記載の車椅子。
【請求項４】
前記ブレーキケースが前記蓋体の前記取付部に取り付けられた状態において、前記ブレーキギヤは前記ハブ内に、また、前記回転体はハブ外にレイアウトされていることを特徴とする請求項２または３記載の車椅子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、歩行の不自由な人が使用する車椅子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の車椅子としては、座席を支持するフレームに車軸を介して左右一対に設けられた車輪を、使用者自身が手回しリングで回転させるものが一般的であるが、モータ等の電動機で車輪を回転駆動する機構を備えたものも普及してきており、いずれの場合も、介助者用のハンドルならびに車輪を制動するためのブレーキを備えたものがある。このような車椅子に限らず、いわゆる車両には通常ブレーキ機構が設けられており、そのブレーキ機構としては、たとえば、実開昭６２−１０５８１２号公報に示されるように、モータの駆動軸と一体にディスクプレートを固定し、このディスクプレートをブレーキパッドで挟んで制動するようなものが従来よりある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に示されるブレーキ機構は、ブレーキディスクがモータハウジングの中に収納されており、そのため、ブレーキ機構のメンテナンスに手間を要するとともに、車椅子に適用する際において、ブレーキ機構が有るタイプと無いタイプとに切り替えられるような要望が生じた場合、それが困難である。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、装備されるブレーキ機構のメンテナンスが簡単に行えるとともに、ブレーキ機構が有るタイプと無いタイプとに簡単に切り替えることができる車椅子を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するためになされたものであって、請求項１記載の車椅子は、座席が設けられるフレームと、該フレームに固定された左右一対の車軸と、これら車軸に、ハブを介して回転自在に装着される左右一対の車輪とを備え、前記ハブは、前記各車輪の中心に固定される椀状のハブ本体と、該ハブ本体の開口を覆って配設されるとともに前記車軸に一体的に固定され、かつ、ハブ本体に、ハブ本体と相対回転可能に連結された蓋体とを有し、該蓋体の外面には、前記ハブ本体の回転を制動するブレーキ機構が取り付けられる取付部が前記車軸に対しオフセットされた位置に形成され、該取付部に、前記ブレーキ機構が前記車軸方向に着脱自在に取り付けられることを特徴としている。
【０００６】
請求項２記載の車椅子は、請求項１記載の車椅子において、前記取付部が前記蓋体に形成した取付孔で構成され、該取付孔から前記ハブ内に前記ブレーキ機構の少なくとも一部が挿入されていることを特徴としている。
【０００７】
請求項３記載の車椅子は、請求項１記載の車椅子において、前記ブレーキ機構は、ブレーキ軸と、該ブレーキ軸に固定されてブレーキ軸と一体回転する回転体と、該回転体に摺接可能とされた摩擦部材と、これらブレーキ軸、回転体および摩擦部材を収納するブレーキケースとから構成され、前記ブレーキ軸は、ブレーキケースに軸支されるとともに、その一端がブレーキケースから突出し、その突出端に、前記ハブ本体に形成したギヤに噛合するブレーキギヤが設けられ、ブレーキケースごと前記蓋体の前記取付部に着脱自在に取り付けられることを特徴としている。
【０００８】
請求項４記載の車椅子は、請求項２または３記載の車椅子において、前記ブレーキケースが前記蓋体の前記取付部に取り付けられた状態において、前記ブレーキギヤは前記ハブ内に、また、前記回転体はハブ外にレイアウトされていることを特徴としている。
【０００９】
【作用】
本発明の請求項１に係る車椅子によれば、蓋体の取付部にブレーキ機構が着脱自在に取り付けられるので、ブレーキ機構のみ、後からハブに取り付けられ、またメンテナンスも簡単に行える。また、車椅子を、ブレーキ機構が有るタイプと無いタイプとに簡単に切り替えることができる。
【００１０】
本発明の請求項２に係る車椅子によれば、蓋体へのブレーキ機構の取付部を取付孔とし、この取付孔にブレーキ機構の少なくとも一部を挿入することにより、ブレーキ機構を備えたハブ全体のコンパクト化が図れる。
【００１１】
本発明の請求項３に係る車椅子によれば、ブレーキ機構の回転体と摩擦部材とがブレーキケースに収納されて防塵性が高まっているので、両者の摺接部の耐摩耗性および防水性が向上し、良好な作動性が維持される。ブレーキ軸のブレーキギヤとハブのギヤとを噛合させ、ブレーキ軸の制動をハブに伝達させるので、ブレーキ軸の減速が可能となってその軸トルクを小さいものに設定でき、このためブレーキ機構をコンパクトなものにできる。
【００１２】
本発明の請求項４に係る車椅子によれば、ハブ内にあるブレーキ軸のブレーキギヤをハブに対応させて小さくすれば、ハブ内の他のパーツへの影響を小さくでき、また、取付部が取付孔である場合には、その取付孔を小さくして蓋体の剛性低減を防ぐことができる。一方、回転体をハブ外にレイアウトすることにより、回転体の寸法をある程度任意にできるので、設計自由度が高まる。
【００１３】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
図１は本発明の一実施例の電動式車椅子１に使用者Ｍが乗っている状態の左側面図を示しており、図２はその車椅子の正面図、図３は背面図、図４は平面図を示している。本実施例の車椅子１は、パイプを組んで構成された折り畳み式のフレーム２と、フレーム２に設けられ使用者Ｍが着座する座席３と、フレーム２の前後に左右一対として設けられた補助輪４および駆動輪である車輪５と、フレーム２の前部に配された運転装置６と、一方の車輪５（この場合右側の車輪５）側に取り付けられた走行用電源であるバッテリパック７とから構成されている。
【００１４】
まず、車椅子１の骨組となるフレーム２から説明していく。
フレーム２は、同一構成の左側フレーム１０Ａ、右側フレーム１０Ｂと、これらフレーム１０Ａ、１０Ｂを連結する連結フレーム１１からなり、左右に閉じる方向に折り畳み可能に構成されている。左側および右側フレーム１０Ａ、１０Ｂは、上パイプ１２、中パイプ１３、下パイプ１４および後パイプ１５が組まれてできている。
【００１５】
上パイプ１２は、前後に延びる手掛け枠１２ａと、その前端の前縦枠１２ｂとを構成し、中パイプ１３は、中間横枠１３ａと、その前端の足掛け枠１３ｂとを構成してる。足掛け枠１３ｂの先端には、この足掛け枠１３ｂを軸として折り畳めるように足掛け板１６が設けられている。また、下パイプ１４は、下横枠１４ａと、その前端の足掛け枠支持部１４ｂとを構成し、後パイプ１５は、ブロック１５ａと、その上端のハンドル部１５ｂとを構成している。両フレーム１０Ａ、１０Ｂは、中パイプ１３の中間横枠１３ａの部分と、下パイプ１４の下横枠１４ａの部分との間にＸ字状にクロスして架け渡された前記連結フレーム１１により連結されている。連結フレーム１１の上部側と後パイプ１５との間には、補強フレーム１１ａが架け渡されている。
【００１６】
左右の中パイプ１３の中間横枠１３ａの間には着座シート１７が張られ、左右の後パイプ１５の間には背もたれシート１７ｂが張られており、これらシート１７ａ、１７ｂで前記座席３が構成されている。各シート１７ａ、１７ｂは、折り畳みに支障のないよういずれも可撓性を有している。連結フレーム１１どうしは中央でピン結合されて相対回動自在であり、中パイプ１３と下パイプ１４とに回動自在にピン結合され、補強フレーム１１ａも、連結フレーム１１と後パイプ１５とにピン結合され、このようなピン結合状態により、左右のフレーム１１Ａ、１１Ｂを互いに近付かせると連結フレーム１１および補強フレーム１１ａが回動し、車椅子１全体が折り畳まれるようになっている。図５は折り畳まれた状態を示しており、このように車椅子１が折り畳まれたときに、左右の車軸３４の内側の端面どうしが当接し、他のパーツが折り畳んだ勢いで損傷しないように配慮されている。
【００１７】
次いで、前記補助輪４および車輪５について説明する。
補助輪４はいわゆるキャスタ式の車輪であって、前記左右の上パイプ１２の前縦枠１２ｂの下端にそれぞれ装着され、車椅子１の方向転換すなわち操舵を可能としている。車輪５は、図６および図７に示すように、リム２０およびリム２０に装着されたタイヤ２１とからなり、放射状に配列された多数のスポーク２２により、中心に配されたハブ３０に連結されている。
【００１８】
そのハブ３０は、図８に示すように、底の浅い有底円筒状のハブ本体３１と、ハブ本体３１の開口を塞ぐ円盤状の蓋体３５とから構成されている。ハブ本体３１の内側中心にはボス３２が形成されており、このボス３２に、２つのベアリング３３を介して車軸３４が装着され、この車軸３４は、フレーム２の後パイプ１５に溶接固定されたブロック１５ａに形成された貫通孔に嵌合され、かつナット３７で固定されており、これによって車輪５はフレーム２に回転自在に支持されている。蓋体３５は、車軸３４に嵌合固定されており、ハブ本体３１との間にはわずかな隙間があいている。この隙間は水等の侵入を防ぐためにラビリンス状に形成されている。したがって、車軸３４と蓋体３５はフレーム２に対して一体に固定され、車輪５はハブ本体３１とともに回転するようになっている。
【００１９】
なお、ハブ本体３１には、車輪５の外側に位置する手回しリング３６が一体に固定されている。この手回しリング３６は、使用者Ｍが手動で車輪５を回転させて走行するときに用いるものである。
【００２０】
さて、車輪５は前述したように駆動輪であり、ハブ３０に設けられた駆動機構４０により回転駆動される。図９および図１０に示すように、駆動機構４０は、ハブ３０の蓋体３５における反ハブ本体３１側の外面にボルト止めされた円筒状のモータ４１と、このモータ４１の駆動ギヤ４２に連結された複数（この場合２つ）の減速ギヤ４３、４４とから構成されている。駆動ギヤ４２の駆動軸４２ａおよび各減速ギヤ４３、４４のギヤ軸４３ａ、４４ａは、蓋体３５と蓋体３５の内面にネジ止めされたギヤケース４５とに、ベアリング４６を介して回転自在に支持され、駆動ギヤ４２、各減速ギヤ４３、４４はギヤケース４５内に収納された状態となっている。下流側の減速ギヤ４４のギヤ軸４４ａの先端はギヤケース４５から突出し、その突出端に、ピニオンギヤ４７が設けられており、このピニオンギヤ４７が、前記ハブ３０のハブ本体３１の底部内周に装着された内歯である内歯ギヤ３０ａに噛合している。ギヤケース４５は、蓋体３５に固定された状態で車軸３４を取り囲むように略円弧状に形成されており、さらに、モータ４１は、ギヤケース４５の端部であって、車軸３４に対してオフセットされた位置に配設されている。
【００２１】
モータ４１の駆動軸４２ａが回転すると、その回転は減速ギヤ４３、４４を経てピニオンギヤ４７から内歯ギヤ３０ａに伝わり、もって車輪５が回転するようになっている。なお、モータ４１の駆動軸４２ａの回転数は、ハブ３０内に設けられ、駆動軸４２ａにタイミングベルト４８で連結されたエンコーダ４９により検出されるようになっている。このエンコーダ４９はモータ４１に近接させてギヤケース４５に並設され、蓋体３５の内面にボルト止めされている。
【００２２】
また、ハブ３０には、車輪５の回転を制動するブレーキ機構５０が設けられている。このブレーキ機構５０は、いわゆるドラムブレーキ式であり、一端にブレーキドラム（回転体）５１が、他端にブレーキギヤ５２が設けられたブレーキ軸５３と、このブレーキ軸５３が装着されるブレーキケース５４と、このブレーキケース５４内に収納されたブレーキシュー（摩擦部材）５５とから構成されている。ブレーキケース５４は、ケース本体５４ａと、ケース本体５４ａにボルト止めされるケースカバー５４ｂとからなり、ケース本体５４ａに形成された筒部５６内に、ブレーキ軸５３が、ベアリング５７を介して軸回りに回転自在に挿入されている。
【００２３】
ブレーキ機構５０は、ブレーキケース５４ごとハブ３０の蓋体３５の外面に着脱自在に取り付けられるようになっている。蓋体３５への取り付けは、蓋体３５にあけられた取付孔（取付部）３５ｂにケース本体５４ａの筒部５６を挿入し、ケース本体５４ａを蓋体３５にボルト止めすることで行う。ハブ３０の外面に取り付けられた状態で、ブレーキ軸５３の先端のブレーキギヤ５２はハブ３０内にあって内歯ギヤ３０ａに噛合し、ブレーキドラム５１はハブ３０の外側にレイアウトされている。ブレーキシュー５５は、ブレーキドラム５１を囲む一対のシュー片５５ａの一端どうしがヒンジ結合され、それらの自由端にはブレーキワイヤ５８が係合されている。ブレーキワイヤ５８は、ハンドル部１５ｂに装着されたブレーキレバー５９に連結されており、このブレーキレバー５９を握ると、ブレーキシュー５５がブレーキドラム５１を締め付けてブレーキ軸５３の回転が制動され、その結果、ハブ本体３１の回転すなわち車輪５の回転が制動されるようになっている。なお、ブレーキレバー５９はハンドル部１５ｂに着脱自在となっており、したがって、ブレーキレバー５９、ブレーキワイヤ５８およびブレーキ機構５０で構成されるブレーキ系パーツは、車椅子１に対して取付け・取外しが容易にできるようになっている。
【００２４】
前記減速ギヤ４４には、モータ４１の駆動力をハブ本体３１へ伝達する経路をつないだり切ったりするクラッチ機構６０が設けられている。図１０および図１１に示すように、減速ギヤ４４のギヤ軸４４ａは、減速ギヤ４４の中心に相対回転自在に挿入されて減速ギヤ４４とは別体に構成されており、そのギヤ軸４４ａには、ピニオンギヤ４７が設けられた側の端部を残して中空部６１が形成され、さらに中央部には、長さ方向に延びて中空部６１に連通するスリット６２が形成されている。中空部６１には、クラッチスプリング６３を挟んでクラッチロッド６４が摺動自在に挿入されている。クラッチロッド６４の内部側の端部（挿入側の端部）にはピン６５が直交して固定され十字状になっている。減速ギヤ４４のハブ本体３１側に向く面には、ギヤ軸４４ａと同軸的に円形の凹所６６が形成され、さらにその凹所６６の底部には、十字溝６７が形成されている。クラッチロッド６４は、クラッチスプリング６３によって蓋体３５側つまりギヤ軸４４ａから抜ける方向に常に付勢され、その状態が、ピン６５が十字溝６７に係合することにより規制されている。
【００２５】
このようにピン６５が十字溝６７に係合していると、減速ギヤ４４とギヤ軸４４ａがピン６５を介して一体に連結し、クラッチ接続の状態になる。このクラッチ接続状態から、クラッチロッド６４をクラッチスプリング６３の力に抗してハブ３０内に押し込むと、ピン６５がスリット６２内を移動して凹所６６内に位置する。この状態では、ピン６５は凹所６６内にあって減速ギヤ４４と非係合状態なので、減速ギヤ４４がいくら回転してもその回転はギヤ軸４４ａに伝わらず、逆に言うと車輪５の回転がモータ４１に伝わらないクラッチ非接続状態となる。上記クラッチスプリング６３、クラッチロッド６４、ピン６５、凹所６６、十字溝６７でクラッチ機構６０が構成されている。
【００２６】
上記ギヤケース４５の内部には、各ギヤ４２、４３、４４およびクラッチ機構６０の動作を潤滑するためのグリス等の潤滑剤が充填され、この潤滑剤がギヤケース４５の外に漏れないように、ギヤケース４５と蓋体３５の内面の間には、漏出防止用の図示せぬシール材が挟まれている。
【００２７】
左右のハブ３０に設けられた上記クラッチ機構６０の操作すなわちクラッチロッド６４の押し込み操作は、右側の車輪５に設けられたクラッチレバー７０で行われるようになっている。このクラッチレバー７０は、図６に示すように、車椅子１の使用者Ｍが操作する前側レバー７０Ａと、介護者が操作する後側レバー７０Ｂとが一体になったＶ字状のレバーで、基端部が、右側の車軸３４に対して回動可能に装着されて車輪５に沿って回動する回動式に構成されており、車輪５と右側フレーム１０Ｂとの間の隙間において前側レバー７０Ａは前方斜め上方に、また後側レバー７０Ｂは後方斜め上方にそれぞれ延びている。前側レバー７０Ａの方は下に向かって若干湾曲している。クラッチレバー７０の先端には内側に屈曲するレバー把持部７１が形成されており、クラッチレバー７０の長さは、横から見るとレバー把持部７１が車輪５のタイヤ２１よりも外側に位置するように設定されている。
【００２８】
クラッチレバー７０の基端部には、車軸３４への装着部分から屈曲するレリーズプレート７２が一体に形成され、その先端内側には、図１１に示すように、クラッチロッド６４を押圧する押圧片７３が形成されている。この押圧片７３の内面には、回動方向に沿って先端から徐々に厚くなるようにテーパ面７３ａが形成されている。レリーズプレート７２は、ハブ３０の蓋体３５に装着されたサポートスプリング７５によりクラッチレバー７０が図１１における実線の状態に保持されたとき、クラッチ機構６０は接続状態であり、クラッチレバー７０を図６における矢印（イ）方向に押して回動させると、押圧片７３がクラッチロッド６４をハブ３０内に押し込み、クラッチ機構６０が非接続状態になる。図１２にも示すように、クラッチレバー７０の基端部の側面にはピン７６が突設されている一方、サポートスプリング７５には２つの係合凹所７５ａ、７５ｂが離間して形成されており、ピン７６は、クラッチ接続状態で手前側の係合凹所７５ａに、そしてクラッチ非接続状態では前方の係合凹所７５ｂに弾性的にそれぞれ係合するようになっており、いずれの場合も、クラッチレバー７０の移動が規制されてそれぞれの状態が保持されるようになっている。
【００２９】
このように、クラッチレバー７０が装着された右側の車輪５のクラッチ機構６０は、クラッチレバー７０により直接操作されるが、もう一方の左側の車輪５のクラッチ機構６０は、クラッチレバー７０に連結されたクラッチワイヤ８０を介して操作されるようになっている。クラッチワイヤ８０は、その一端がクラッチレバー７０の基端部近傍に係止され、他端が、左側の車輪５の車軸３４に回動可能に装着されたレリーズプレート８１の先端に係止されている。クラッチレバー７０を図６において矢印（イ）方向に押して回動させると、クラッチワイヤ８０に引張力が発生し、リターンスプリング７４に抗してレリーズプレート８１を図７の二点鎖線の位置に回動させ、押圧片７３がクラッチロッド６４をハブ３０内に押し込み、クラッチ非接続状態となる。逆にクラッチレバー７０を戻すとクラッチワイヤ８０の引張力が解除され、リターンスプリング７４の引張力により図７の実線位置までレリーズプレート８１が回動し、クラッチ接続状態となる。なお、図３および図４に示すように、上記クラッチワイヤ８０は、ブレーキワイヤ５８とともに座席３の背もたれシート１７ｂの後方に取り回されている。
【００３０】
上記のように、左右の車輪５を支持する左右のハブ３０には、車輪５を回転させる駆動機構４０、ブレーキ機構５０、クラッチ機構６０が設けられ、これらに加え、さらに補助アーム９０が取り付けられている。この補助アーム９０は、座席３が後方に過度に後傾することを防ぐものであり、図１２に示すように、ハブ３０の蓋体３５の後部に形成されたフランジ部３５ａにブラケット９１を介して取り付けられている。補助アーム９０は、ブラケット９１に固定された固定アーム９２と、この固定アーム９２に摺動可能に挿入されて先端に車輪９３が装着された可動アーム９４とから構成され、後方斜め下方に延びている。可動アーム９４は、内部に組み込まれたスプリング９５で付勢されるストッパ９６が、固定アーム９２に形成された図示せぬストッパ孔に嵌まることで固定アーム９２に固定されている。ストッパ孔は、固定アーム９２の長さ方向に複数形成されており、ストッパ９６を押してストッパ孔への係合を外した状態で、可動アーム９４は固定アーム９２に沿って動かすことができ、つまりは補助アーム９０は伸縮自在で長さを調節でき、ストッパ孔へのストッパ９６の係合で、その長さを保持できるようになっている。
【００３１】
上記補助アーム９０は、座席３が後方に傾くと下方に回動し、それがある角度まで達すると、車輪９３が接地することでそれ以上の座席３の後傾を防ぐ働きをする。
【００３２】
さて、前述の駆動機構４０のモータ４１は、直方体状のバッテリパック７を電源としている。このバッテリパック７はいわゆる充電池であって、一方（この場合右側）のハブ３０に取り付けられたバッテリホルダ１１０に着脱自在に装填されるようになっている。バッテリホルダ１１０は、図１２ないし図１４に示すように、ハブ３０の蓋体３５に対しモータ４１とともにボルト止めされ、蓋体３５への取付け部分から後方斜め上方に延びており、下部にはコントローラ収納部１１１、その上に上方に開口するバッテリ収納部１１２が形成されている。コントローラ収納部１１１には、左右のモータ４１へ供給する電流を制御してそれらモータ４１の作動状態を制御するメインコントローラ１１３が収納されている。バッテリパック７は、複数のバッテリ１０１が、相互の電極が接続された状態で収納されている。バッテリパック７には、バッテリホルダ１１０に対する着脱や持ち運びの際に便利なように把手１０２が設けられている。なお、前記ハブ３０内には、メインコントローラ１１３からの出力信号を受けて同じ側にあるモータ４１に必要なトルクを出力するように電力をＰＷＭ制御するサブコントローラ１１９が、ケース１１９ａに覆われて収納されている。
【００３３】
バッテリホルダ１１０の基端部には、モータ４１に被せられてモータ４１を軸に回動可能な円筒状のモータカバー１０７が一体成形されており、このモータカバー１０７とともにバッテリホルダ１１０全体が、前後方向に回動するようになっている。バッテリホルダ１１０のコントローラ収納部１１１を形成する内壁部には、バッテリホルダ１１０の回動軸を中心とした円弧状の長孔１０８ａが複数（この場合３つ）形成されており、これら長孔１０８ａに通したねじ１０８ｂにより、蓋体３５に設けた取付板１０９にバッテリホルダ１１０が取り付けられるようになっている。すなわち、バッテリホルダ１１０は、モータ４１を軸として長孔１０８ａの長さ分だけ蓋体３５への取付位置が調整可能となっている。
【００３４】
バッテリホルダ１１０のバッテリ収納部１１２へのバッテリパック７の収納状態は、バッテリホルダ１１０に設けられたロック機構１１４により保持されるようになっている。このロック機構１１４は、図１５および図１６に示すように、バッテリホルダ１１０の側壁部１１０ａの上端に設けられたロック片１１５およびロックスプリング１１６から構成されている。ロック片１１５は、側壁部１１０ａに貫通形成された横孔１１７に摺動自在に収納されており、横孔１１７を塞ぐプラグ１１８との間に介装されたロックスプリング１１６により、バッテリホルダ１１０の内部側に常に突出するように付勢されている。ロック片１１５の先端側には、バッテリホルダ１１０の開口側に向く傾斜面１１５ａが形成されている。一方、バッテリパック７の、バッテリホルダ１１０に収納された際のロック機構１１４に対向する側壁部１００ａの所定箇所には、係合凹所１０３が形成されている。また、この係合凹所１０３が形成された側壁部１００ａの上方部分には、ロック解除ピン１０４が挿入されている。このロック解除ピン１０４の上端には押しボタン１０５が取り付けられており、この押しボタン１０５は、スプリング１０６により常に上方に付勢された状態になっている。
【００３５】
ロック解除ピン１０４をロック機構１１４に対向するようにしてバッテリパック７をバッテリホルダ１１０のバッテリ収納部１１２に収納していくと、ロック機構１１４のロック片１１５はバッテリパック７の側壁部１００ａに押されて横孔１１７に引っ込み、さらにバッテリパック７を収納していって係合凹所１０３がロック片１１５の先端に達すると、ロックスプリング１１６によりロック片１１５が係合凹所１０３に飛び出して係合する。バッテリパック７は、ロック片１１５に引っ掛かってバッテリホルダ１１０からの抜け止めがなされ、この状態（図１５の状態）でロック解除ピン１０４はその先端がロック片１１５の傾斜面１１５ａに当接する。バッテリパック７をバッテリホルダ１１０から取り出すには図１６に示すように、把手１０２を握って押しボタン１０５を押すことによりロック片１１５の係合を解きバッテリパック７をバッテリホルダ１１０から抜く。押しボタン１０５を押すと、ロック解除ピン１０４がロック片１１５の傾斜面１１５ａを摺動しながらロック片１１５を横孔１１７に押し込むので、係合凹所１０３からロック片１１５が抜け、係合が解かれるのである。
【００３６】
図１７および図１８に示すように、バッテリパック７の裏面には複数の接続端子が露出して設けられている。この場合の接続端子は、電源供給用接続端子１２０、充電用接続端子１２１、放電用接続端子１２２の３種類あり、これらに対応する接続端子が、バッテリ収納部１１１に設けられている。図１９はバッテリパック７、バッテリホルダ１１０の接続端子１３０、１３１、１３２およびこれらに接続されている前記メインコントローラ１１３の回路図を示している。
【００３７】
バッテリパック７をバッテリホルダ１１０のバッテリ収納部１１２に収納することにより、両者の接続端子どうしが接続するようになっている。図１７（ａ）に示すように、バッテリパック７をバッテリ収納部１１２に収納するために挿入し始めのとき、すなわち、バッテリパック挿入開始時のときには、接続端子１２０、１２１がバッテリホルダ１１０側の接続端子１３０、１３１に先に接触し、接続端子１２２はまだ接続端子１３２に接触しない。このときの接続状態の回路図を図１８（ａ）に示す。そして、図１７（ｂ）に示すように、バッテリパック７をバッテリ収納部１１２に完全に収納したときに、残りの接続端子１２２、１３２どうしも接触してすべての接続端子が接続した状態となる。このときの回路図を図１８（ｂ）に示す。
【００３８】
上記バッテリパック７からモータ４１に電流が供給されてモータ４１が作動してハブ３０のハブ本体３１が回転し、その結果として車輪５が回転するわけであるが、その車輪５を回転させる、つまり車椅子１の運転を行うには、前記運転装置６を用いる。この運転装置６は、左側フレーム１０Ａを構成する中パイプ１３の足掛け枠１３ｂに固定された上方に延びるステー１４０の上端に設けられており、図２０ないし図２５に示すように、操作ボックス１４１に運転レバー１４２が備えられた構成となっている。
【００３９】
運転レバー１４２は軟鋼等の塑性変形可能な材質で作られており、運転レバー１４２は、操作ボックス１４１の内部に組み込まれた自在軸１４３に支持され、前後左右ないしその間の範囲全域すなわち３６０度の全方向に傾倒自在となっており、この運転レバー１４１を傾倒する方向に車椅子１は走行するとともに、その傾倒角度に応じて走行速度が調節されるようになっている。
【００４０】
自在軸１４３は、操作ボックス１４１に回動自在に支持され、回動軸が互いに直交する前後回動軸１４４と左右回動軸１４５とからなるもので、運転レバー１４２は、前後回動軸１４４に貫通させられてこの前後回動軸１４４に対しピン１４６により一体結合されている。運転レバー１４２の操作ボックス１４１から上方に突出する部分が操作部１４２ａとされ、その下側は、段部１４２ｂを経て操作部１４２ａよりも径が細くなった下端部１４２ｃが形成されており、この下端部１４２ｃが、左右回動軸１４５に前後方向に沿って形成されたスリット１４５ａに通され、さらに、操作ボックス１４１の下部開口１４１ａを通るまで延びている。前記ピン１４６は、操作部１４２ａに貫通されている。
【００４１】
運転レバー１４２に、直立した状態から前後に傾倒させる力を加えると、前後回動軸１４４が回動し、かつ運転レバー１４２の下端部１４２ａがスリット１４５ａ内を移動することにより、運転レバー１４２は前後に傾倒する。また、左右に傾倒させる力を加えると、スリット１４５ａを形成するスリット面１４５ｂに運転レバー１４２が当接することによってその力が左右回動軸１４５に伝わり、運転レバー１４２は左右に傾倒する。そして、この前後および左右への傾倒動作を併せて行うことにより、前述の如く全方向にある角度まで傾倒可能となっている。その傾倒角度は、運転レバー１４２の下端部１４２ｃが、前記下部開口１４１ａを形成する操作ボックス１４１の下板１４７の開口縁１４７ａに当接することで規制される。
【００４２】
上記各軸１４４、１４５の一端には、接点プレート１５０を介して通電用と抵抗用の２種類のブラシ接点１５１、１５２がそれぞれ取り付けられ、これらに対向する操作ボックス１４１の側面には、各ブラシ接点１５１、１５２に接触し、かつ前記メインコントローラ１１３に電気的に接続された扇状端子１６１、１６２がそれぞれ設けられ、これら接点プレート１５０、ブラシ接点１５１、１５２および端子１６１、１６２によりボリューム１６３が構成されている。各端子１６１、１６２は、運転レバー１４２の傾倒に伴うブラシ接点１５１、１５２の回動範囲が広くなるように一側に偏位して設けられている。また、ボリューム１６３は、図２５に示すように、操作ボックス１４１の側面に設けられた凹所１４１ａに収納された状態で配設されており、運転装置６全体のコンパクト化が図られている。なお、操作ボックス１４１には、電源スイッチ１８０、走行速度を高低の２段階に分ける速度モードスイッチ１８１が手前に向けて設けられている。さらに、右側のハンドル部１５ｂには、介護者用として、電源スイッチ１９０、速度モードスイッチ１９１および運転ボタン１９２が、操作ボックス１９３により設けられている。運転ボタン１９２は、前後に傾動するシーソー式のボタンであり、前を押すと前進、後を押すと後退するようにモータ４０を作動させ、触らないと常に中立の位置で非作動状態を保つ。操作ボックス１９３は、ホルダ１９４を介してハンドル部１５ｂに装着されており、前記ブレーキレバー５９はホルダ１９４に軸支されている。ホルダ１９４はハンドル部１５ｂに着脱自在に装着されるもので、このため、操作ボックス１９３、ブレーキレバー５９は、ホルダ１９４ごと取付け・取外しが行え、これらの装備されない車椅子に簡単に切り換えられるようになっている。
【００４３】
メインコントローラ１１３には、運転レバー１４２の傾倒方向および傾倒角度に基づく抵抗値が入力され、その入力信号に応じてモータ４１へ供給される電流値を変換させる。すなわち、運転レバー１４２の傾倒方向に応じて左右のモータ４１の回転数が変わり、それによって車輪５の回転速度に差が生じ、その結果、車椅子１の進行方向の操舵が行え、また、その傾倒角度に応じて車椅子１の走行速度が調節される。具体的には、たとえば運転レバー１４２を左に倒すと右側の車輪５が左側の車輪５よりも多く回転し、その結果、車椅子１は左に進行していく。また、運転レバー１４２を倒せば倒すほどモータ４１の回転数が増大して車輪５の回転数が増大し、もって車椅子１の走行速度が上昇する。
【００４４】
なお、運転レバー１４２における操作ボックス１４１から上方に突出する操作部分には、操作ボックス１４１の上面に当接するリング状のバネ座１７０が摺動可能に嵌められるとともに、このバネ座１７０と間隔をおいて２つのナット１７１ａ、１７１ｂが嵌められている。運転レバー１４２の上端部にはねじ部１７２が形成され、２つのナット１７１ａ、１７１ｂは互いを締め付ける状態で嵌められている。ナット１７１ｂとバネ座１７０の間にはスプリング１７３が圧縮状態で介装されており、このコイルスプリング１７３の弾発力により、運転レバー１４２は自然状態で常に直立し、運転モードとしては中立になるよう配慮されている。なお、運転レバー１４２のねじ部１７２には、図１に示すように通常はノブ１７４が装着され、さらに、操作ボックス１４１の上面は、蛇腹式のカバー１７５で覆われている。また、図３に示すように、メインコントローラ１１３から左側のモータ４１への電流供給用の電線１７６は、座席３の背もたれシート１７ｂの後方において、前記ブレーキワイヤ５８、クラッチワイヤ８０とともに、クランプ１７７でまとめられて支持されている。
【００４５】
以上が本実施例の車椅子１の構成であり、次いで、この車椅子１の使用方法ならびに作用を説明する。使用者Ｍは、座席３に着座し、運転レバー１４２を目的とする走行方向に傾倒させれば、左右の車輪５に回転速度の差が生じることにより操舵が行え、また、運転レバー１４２の傾倒角度で走行速度を調節できる。補助輪４は、走行方向に追従して補助的に回動しながら回転する。運転レバー１４２を離せば、運転レバー１４２に装着されたスプリング１７３により中立状態となって車輪５の回転は停止する。
【００４６】
また、介護者が車椅子１を電動走行させたり人力で手押ししたりする場合において制動させる必要が生じたら、介護者はブレーキレバー５９を握ることによりブレーキ機構５０が作動して左右のハブ３０の回転が制動され、もって車輪５が制動される。また、モータ４１によって電動走行はせずに介護者が押したり、あるいは使用者Ｍが手回しリング３６を使って手動で走行する場合には、クラッチレバー７０を回動させてクラッチ機構６０を作動させる。これによって車輪５の回転がモータ４１に伝わらず、すなわちモータ４１と車輪５との縁が切れ、走行抵抗が軽減する。また、走行中あるいは停止中に、使用者Ｍが後方に体重をかけすぎて座席３が後傾すると、補助アーム９０の車輪９３が接地し、それ以上の座席３の後傾が未然に防がれる。
【００４７】
上記本実施例の車椅子１によれば、ブレーキ機構５０は、蓋体３５の取付孔３５ｂにブレーキケース５４の筒部５６が挿入されて蓋体３５に着脱自在に取り付けられるので、ブレーキ機構５０のみ、後から蓋体３５に取り付けられ、またメンテナンスも簡単に行える。また、車椅子１を、ブレーキ機構５０が有るタイプと無いタイプとに簡単に切り替えることができる。また、蓋体３５の取付孔３５ｂにブレーキケース５４の筒部５６を挿入した分だけ、ブレーキ機構５０を備えたハブ３０全体のコンパクト化が図れる。
【００４８】
また、ブレーキ機構５０のブレーキドラム５１とブレーキシュー５５とがブレーキケース５４に収納されて防塵性が高まっているので、両者の摺接部の耐摩耗性および防水性が向上し、良好な作動性が維持される。ブレーキ軸５３のブレーキギヤ５２とハブ本体３１の内歯ギヤ３０ａとを噛合させ、ブレーキ軸５３の制動をハブ本体３１に伝達させるので、ブレーキ軸５３の減速が可能となってその軸トルクを小さいものに設定でき、このため、ブレーキ機構５０をコンパクトなものにできる。また、ハブ３０内にあるブレーキ軸５３のブレーキギヤ５２をハブ３０に対応させて小さくできるので、ハブ３０内の他のパーツへの影響を小さくでき、また、取付孔３５ｂをなるべく小さくして蓋体３５の剛性低減を防ぐことができる。一方、ブレーキドラム５１はハブ３０外にレイアウトされているから、ブレーキドラム５１の寸法をある程度任意にできて設計自由度が高まる。
【００４９】
また、左右の車輪５の車軸３４に固定されるハブ３０の蓋体３５に補助アーム９０を取り付ける構成なので、車輪５の外径寸法さえ同じならば、フレーム２の構造あるいは種類に左右されることなく補助アーム９０を的確に備えさせることができる。また、ハブ３０の蓋体３５の車軸３４に対する取付位置を、車軸３４を中心に回動させることにより任意に設定すれば、補助アーム９０自体の長さを変えなくともそれにともなって補助アーム９０の接地角度を変えることができ、したがって、補助アーム９０の接地角度を調整する自由度が高まる。特に本実施例の補助アーム９０は、固定アーム９２に対する可動アーム９４の挿入長さを変えることによって伸縮自在となっているので、さらに接地角度の調整範囲が広くなっている。
【００５０】
また、ハブ３０内のギヤケース４５が蓋体３５に固定されることにより蓋体３５の剛性が向上し、モータ４１からハブ本体３１への動力伝達が確実かつ安定したものとなる。モータ４１からハブ本体３１への動力伝達手段である各減速ギヤ４３、４４はギヤケース４５とハブ３０とで二重に区画されるので防音効果が上がり、静かな作動音を実現できる。そのギヤケース４５は、車軸３４の周囲近傍において円弧状に形成され、これに加えて、モータ４１は車軸３４に対してオフセットされて配設されていることにより、ハブ３０内にはギヤケース４５以外の空所が空くことになり、したがって、この空所に他の機器（サブコントローラ１１９等）を配設してスペースの有効利用が図れる。また、ハブ３０に対して駆動機構４０をはじめ各減速ギヤ４３、４４、ブレーキ機構５０、クラッチ機構６０を設ける構成なので、フレームの異なる機種のいずれにも対応してその車椅子を電動式に改良することが可能である。
【００５１】
クラッチ機構６０に関して述べると、このクラッチ機構６０をギヤケース４５内に配設したので、ギヤケース４５内にはごみやほこり等の汚染物となるものが入りにくく防塵性が高くなり、クラッチ機構６０の作動性が常に良好に保たれるとともに、作動音の低減にもつながる。また、そのギヤケース４５内に潤滑剤が充填されることにより、各減速ギヤ４３、４４やクラッチ機構６０の作動性が良好になるのはもちろんのこと、充填された潤滑剤はギヤケース４５より外、つまりハブ３０内に出ず、したがって、ハブ３０内に潤滑剤に影響されやすい電装品（サブコントローラ１１９等）を配設することができ、それに加えて使用者Ｍ等の服装を汚すなどの心配もなくなる。
【００５２】
また、モータ４１がハブ３０に対し、ハブ本体３１とは反対側の蓋体３５の外面に固定されているので、モータ４１の放熱性が良好になって作動不良の原因が低減することになり、しかもメンテナンス性に優れる。またそのモータ４１にエンコーダ４９を並設させることにより、モータ４１の回転をエンコーダ４９に伝達するタイミングベルト４８を短くできる。また、エンコーダ４９はモータ４１の回転を減速せずに直接検出することができ、しかもその回転速度が高いことと相まって、検出精度が向上する。さらに、エンコーダ４９を蓋体３５に固定するので、それによって蓋体３５の剛性がより向上する。また、ブレーキ機構５０のブレーキ軸５３はギヤケース４５に近接して蓋体３５に軸支されるので、ブレーキ軸５３の支持力が向上し、ブレーキ機構５０の作動不良の原因が低減する。
【００５３】
バッテリパック７に関しては、バッテリパック７を収納するバッテリホルダ１１０を蓋体３５に取り付ける際、バッテリホルダ１１０と一体のモータカバー１０７をモータ４１を軸にして回動させ、かつ長孔１０８ａによって取付位置を調整することにより、フレーム２や他の部分に干渉しない位置を選択してバッテリパック７を取り付けることができるとともに、比較的重量のあるバッテリパック７により車椅子１全体の重量バランスをある程度調整できる。また、バッテリパック７はフレーム２に取り付けるものではないことから、フレームの異なる様々な機種の車椅子にバッテリパック７を容易に取り付けることが可能になる。
【００５４】
また、バッテリホルダ１１０のコントローラ収納部１１１の上にバッテリ収納部１１２があるので、メインコントローラ１１３はバッテリパック７に覆われて雨水の影響を受けにくく、このため、作動不良の原因が低減するとともに、両者を接続する配線が短くて済む。また、ハブ３０の蓋体３５に対するバッテリパック７とメインコントローラ１１３の位置調整を、バッテリホルダ１１０ごと動かすことにより一体的かつ同時に行えるので、重量バランスをより調整しやすくなるとともに、両者を接続する配線を伸ばしたり弛ませる必要がなく、取り扱いが容易になる。さらに、モータ４１とモータカバー１０７との間の隙間を極力抑えることができてコンパクト化が図れ、しかもバッテリホルダ１１０を回動させても、モータ４１は常にモータカバー１０７で覆われ、モータ４１の損傷が防止される。
【００５５】
クラッチ機構６０を操作するクラッチレバー７０に関しては、このクラッチレバー７０はハブ３０の蓋体３５に支持されており、この蓋体３５は車軸３４に固定されているのでクラッチレバー７０は常に一定の位置にあり、したがって操作に支障をきたさないとともに、フレーム構造の異なる機種の車椅子にも適用できる。クラッチレバー７０はフレーム２と車輪５の間に配設されているのでこれら両者によって保護され、乗降時の使用者Ｍあるいは介護者等がクラッチレバー７０に不用意に接触するおそれがない。フレーム２と車輪５の間のデッドスペースを有効利用している。また、クラッチレバー７０のレバー把持部７１は車輪５の外周に近接して大きく外に突出していないから、人やその他の物等にあたりにくい。
【００５６】
また、１つのクラッチレバー７０で左右の車輪５のクラッチ機構６０を同時に作動させることができ、しかも、フレーム２を折り畳んでもクラッチワイヤ８０およびブレーキワイヤ５８は他の部品に接触することなく柔軟に湾曲し、使用時には元の状態に復帰するので、損傷を受けず機能に支障をきたさない。また、これらワイヤ５８、８０が柔軟性を有することにより、左右の車輪５の間隔、すなわち車幅が異なる機種にも対応できる。
【００５７】
また、ブレーキワイヤ５８とクラッチワイヤ８０とは座席３の後方のデッドスペースに取り回されているのでスペースの有効利用がなされており、また、各ワイヤ５８、８０は使用者Ｍの乗降の邪魔にまったくならず、しかも、フレーム２を折り畳んだときに他のパーツと干渉しにくいので各ワイヤ５８、８０の耐久性が確保される。そして、フレーム２を折り畳むと各ワイヤ５８、８０は自身の剛性により緩やかに湾曲し、したがってここに支持されたメインコントローラ１１３から左側のモータ４１に接続される電線１７６には無理な曲げが生じず、断線のおそれが回避される。
【００５８】
運転装置６に関しては、運転レバー１４２を操作（傾倒）するにあたって、下端部１４２ｃが操作ボックス１４１の下板１４７の開口縁１４７ａに当たった状態からさらに過大な力を与えてしまうと、運転レバー１４２は段部１４２ｂから塑性変形により屈曲する。このように運転レバー１４２が屈曲変形すると、屈曲した方向に傾倒させた場合、下端部１４２ｃが開口縁１４７ａに対して正常なときよりも早く当たってしまい速度を上昇させることができなくなる。つまり操作感に変動が生じるとともに異常が察知され、これをもって運転レバー１４２に故障が発生したことが判断される。運転レバー１４２に、過大な力がかけられたときに塑性変形しやすいように小径に移行する段部１４２ｂを形成し、段部１４２ｂの下方の下端部１４ｃが当接する開口縁１４７ａを操作ボックス１４１に形成するといった簡単な構造で、運転レバー１４２に故障が発生したことを使用者Ｍに知らせる手段を設けることができるわけである。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の車椅子によれば、次のような種々の効果を奏する。
まず、請求項１に係る車椅子によれば、蓋体の取付部にブレーキ機構が着脱自在に取り付けられるので、ブレーキ機構のみ、後からハブに取り付けられ、またメンテナンスも簡単に行える。また、車椅子を、ブレーキ機構が有るタイプと無いタイプとに簡単に切り替えることができる。
【００６０】
本発明の請求項２に係る車椅子によれば、蓋体へのブレーキ機構の取付部を取付孔とし、この取付孔にブレーキ機構の少なくとも一部を挿入することにより、ブレーキ機構を備えたハブ全体のコンパクト化が図れる。
【００６１】
本発明の請求項３に係る車椅子によれば、ブレーキ機構の回転体と摩擦部材とがブレーキケースに収納されて防塵性が高まっているので、両者の摺接部の耐摩耗性および防水性が向上し、良好な作動性が維持される。ブレーキ軸のブレーキギヤとハブのギヤとを噛合させ、ブレーキ軸の制動をハブに伝達させるので、ブレーキ軸の減速が可能となってその軸トルクを小さいものに設定でき、このためブレーキ機構をコンパクトなものにできる。
【００６２】
本発明の請求項４に係る車椅子によれば、ハブ内にあるブレーキ軸のブレーキギヤをハブに対応させて小さくすれば、ハブ内の他のパーツへの影響を小さくでき、また、取付部が取付孔である場合には、その取付孔を小さくして蓋体の剛性低減を防ぐことができる。一方、回転体をハブ外にレイアウトすることにより、回転体の寸法をある程度任意にできるので、設計自由度が高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の車椅子の左側面図である。
【図２】同正面図である。
【図３】同背面図である。
【図４】同平面図である。
【図５】一実施例の車椅子が折り畳まれた状態の背面図である。
【図６】一実施例の車椅子の右車輪の内側視図である。
【図７】同左車輪の内側視図である。
【図８】図６のＶＩ−ＶＩ線矢視断面図である。
【図９】ハブの内面（蓋体側）視図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線矢視断面図である。
【図１１】クラッチ機構の拡大断面図である。
【図１２】右車輪の後部を主とした内側視図である。
【図１３】バッテリの内側面図である。
【図１４】同正面図である。
【図１５】バッテリホルダへのバッテリパック収納状態の側面図である。
【図１６】ロック機構を解除してバッテリホルダからバッテリパックを取り出せる状態を示す側面図である。
【図１７】バッテリホルダへのバッテリパックの（ａ）半挿入状態、（ｂ）完全挿入状態、のそれぞれ正断面図である。
【図１８】バッテリホルダへのバッテリパックの（ａ）半挿入状態、（ｂ）完全挿入状態、のそれぞれ回路図である。
【図１９】バッテリパック、バッテリホルダの接続端子およびこれらに接続されているメインコントローラの回路図である。
【図２０】運転装置の後断面図である。
【図２１】運転装置の運転レバーを左に傾倒したときの後面断面図である。
【図２２】運転装置の左側断面図である。
【図２３】運転装置の運転レバーを後に傾倒したときの後面断面図である。
【図２４】同後面図である。
【図２５】運転装置の平面図である。
【符号の説明】
１…車椅子、２…フレーム、３…座席、５…車輪、３０…ハブ、
３０ａ…内歯ギヤ、３１…ハブ本体、３４…車軸、３５…蓋体、３５ｂ…取付孔（取付部）、５０…ブレーキ機構、５１…ブレーキドラム（回転体）、５２…ブレーキギヤ、５３…ブレーキ軸、５４…ブレーキケース、５５…ブレーキシュー（摩擦部材）、Ｍ…使用者。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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