(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人を乗せる椅子部（１）と、車輪の軸を保持する車体部（２）とを有し、電動車椅子の前後を通した回転軸（１３）と左右を通した回転軸（１４）により前記椅子部（１）が前後左右に回動し得るように車体部（２）に軸着すると共に、前記車体部（２）の傾きあるいは走行路（９）の勾配を検出する左右傾斜検出ロータリエンコーダ（４）と前後傾斜検出ロータリエンコーダ（６）と、該ロータリエンコーダ（４），（６）の出力に応じて前記椅子部（１）と前記車体部（２）との成す角度を調整する、左右方向揺動アクチュエータ（５）と前後方向揺動アクチュエータ（７）を具備することを特徴とする座面安定保持型電動車椅子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、傾斜地および起伏や凹凸のある地形においても快適に走行可能な電動車椅子に係り、特に、座面の水平を保つため、走行路の勾配の変化に応じて自動的に座面を制御することのできる座面安定保持型電動車椅子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電動車椅子は、平坦な場所での使用を目的としており、地面と車椅子の座面が常に平行となる構造であるため、平坦な場所ではバランスよく走行できても、傾斜地および起伏や凹凸のある地形においては、バランスが悪く、走行が困難であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
傾斜地および起伏や凹凸のある場所を電動車椅子で走行する場合、その安全性及び使い勝手の点から、路面の傾斜にかかわらず電動車椅子の座面がほぼ水平であることが望ましい。特に電動車椅子の場合は、転倒すると、車両とは異なり利用者が直接的に人体に被害を受けることになり、その上、身体障害者による利用が主であるために、利用者がバランスを崩すことによる転倒を防止する対策は重要な課題である。
【０００４】
本発明は、上記状況に鑑み、走行路の傾斜のいかんにかかわらず、常に電動車椅子の座面を水平に保つことができる座面安定保持型電動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、
〔１〕座面安定保持型電動車椅子において、人を乗せる椅子部（１）と、車輪の軸を保持する車体部（２）とを有し、電動車椅子の前後を通した回転軸（１３）と左右を通した回転軸（１４）により前記椅子部（１）が前後左右に回動し得るように車体部（２）に軸着すると共に、前記車体部（２）の傾きあるいは走行路（９）の勾配を検出する左右傾斜検出ロータリエンコーダ（４）と前後傾斜検出ロータリエンコーダ（６）と、このロータリエンコーダ（４），（６）の出力に応じて前記椅子部（１）と前記車体部（２）との成す角度を調整する、左右方向揺動アクチュエータ（５）と前後方向揺動アクチュエータ（７）を具備することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【０００７】
図１は本発明の実施例を示す座面安定保持型電動車椅子の平面図、図２は図１に示した電動車椅子の椅子部を除去した状態の車体部を示す平面図、図３は図１に示した電動車椅子の右側面図、図４は図３に示した電動車椅子の駆動装置による前後方向の制御状態を示す右側面図、図５は図１に示した電動車椅子の前面図、図６は図５に示した電動車椅子の駆動装置による左右方向の制御状態を示す前面図、図７は重りを有するロータリエンコーダの前面図、図８は図１に示した電動車椅子の左側面図、図９は図１に示した電動車椅子の背面図である。
【０００８】
これらの図において、１は椅子部、２は車体部、４は左右傾斜検出ロータリエンコーダ（検出装置）、５は左右方向揺動アクチュエータ（駆動装置）、６は前後傾斜検出ロータリエンコーダ（検出装置）、７は前後方向揺動アクチュエータ（駆動装置）、８はロータリエンコーダ４，６の重り、９は走行路、１１はバッテリー、１２は駆動モータ、１３，１４は回転軸（揺動軸）、１５は車輪、１６は駆動タイヤ、１７，１８は軸受、１９は操作ボックス、２０は操作ボックス取付板、２１は右サイドフレーム、２２は右エンコーダ取付板、２３は左サイドフレーム、２４は左エンコーダ取付板、２５はヒンジプレート、２６はクレビス受、２７は座席フレーム、２８は右アクチュエータ板、２９は左アクチュエータ板、３０は走行フレーム、３１は揺動フレーム、３２は揺動板である。
【０００９】
なお、本発明においては、以下に示す走行路９の傾斜のいかんにかかわらず、電動車椅子の座面を水平に保持する機構を除いた部分は、従来の電動車椅子の機構とかわらないので、その点についての詳細な説明は省略する。
【００１０】
この実施例においては、図２に示すように、車体部２に左右傾斜検出ロータリエンコーダ４と左右方向揺動アクチュエータ５、前後傾斜検出ロータリエンコーダ６と前後方向揺動アクチュエータ７とを搭載している。
【００１１】
そこで、まず、図３と図４を参照しながら、電動車椅子の前後方向に走行路の傾斜がある場合の座面の制御について説明する。
【００１２】
走行路９において、電動車椅子の前後方向の傾斜がない場合、つまり、前後方向に平坦である場合は、前後傾斜検出ロータリエンコーダ６の回転板と重り８は一致している。つまり、前後傾斜検出ロータリエンコーダ６の回転板の回転角度δF0は０°（重り８の向きと前後傾斜検出ロータリエンコーダ６の回転板の回転角度δF0の０°とが一致）であり、この場合を基準値として設定する。
【００１３】
そこで、走行路９が角度δF1前方が低くなった傾斜面に至ると、重り８の向きは重力の方向にあるが、前後傾斜検出ロータリエンコーダ６の回転板はその傾斜に比例して角度δF1だけ基準値からずれることになる。前後傾斜検出ロータリエンコーダ６はその角度δF1を検出し、角度検出信号を前後方向揺動アクチュエータ７に送信する。
【００１４】
その信号に基づいて、前後方向揺動アクチュエータ７が駆動し、回転軸（揺動軸）１４を回転させて電動車椅子の座面を１Ａから１Ａ′へと変位させる。すなわち、従来は電動車椅子が走行路９の傾斜に沿って前方に傾斜する場合には、座面が１Ａ″の位置となり、搭乗者は前のめりとなりバランスを崩すことになるが、本発明によれば、座面を１Ａ′へと変位させることができるので、座面は前後方向においてバランスを崩すことがない。
【００１５】
同様に、電動車椅子の前方が高くなっている場合には、上記とは逆の方向に座面が制御される。すなわち、前後の傾斜のいかんにかかわらず、座面１Ａを水平に保つように制御することができる。
【００１６】
次に、図５と図６を参照しながら、電動車椅子の左右方向に走行路の傾斜がある場合の座面の制御について説明する。
【００１７】
走行路９において、電動車椅子の左右方向に傾斜がない場合、つまり、走行路９が左右方向に平坦である場合は、左右傾斜検出ロータリエンコーダ４の回転板と重り８は一致している。つまり、左右傾斜検出ロータリエンコーダ４の回転板の回転角度δS0は０°（重り８の向きと左右傾斜検出ロータリエンコーダ４の回転板の回転角度δS0の０°とが一致）であり、この場合を基準値（０°）として設定する。
【００１８】
そこで、走行路９が右方が高く左方が低い（角度δS1右肩上がり）となった傾斜面に至ると、重り８の向きは重力の方向にあるが、左右傾斜検出ロータリエンコーダ４の回転板は、角度δS1だけ基準値からずれることになる。左右傾斜検出ロータリエンコーダ４はその角度δS1を検出し、角度検出信号を左右方向揺動アクチュエータ５に送信する。
【００１９】
その信号に基づいて、左右方向揺動アクチュエータ５が駆動し、回転軸（揺動軸）１３を回転させて電動車椅子の座面を１Ａから１Ｂ′へと変位させる。すなわち、従来は電動車椅子が走行路９の傾斜に沿って右肩上がりに傾斜する場合には、座面が１Ｂ″の位置となり、搭乗者は左のめりとなりバランスを崩すことになるが、本発明によれば、座面を１Ｂ′へと変位させることができるので、座面は左右方向においてバランスを崩すことがない。
【００２０】
同様に、電動車椅子の左方が高くなっている場合（右肩下がりの場合）には、上記とは逆の方向に座面が制御される。すなわち、左右の傾斜のいかんにかかわらず、座面１Ａを水平に保つように制御することができる。
【００２１】
上記から明らかなように、走行路が前後左右に傾斜している場合には、それぞれに独立した前後及び左右の座面位置の制御装置が駆動することにより、座面を常に水平に制御し、走行路の傾斜に起因して搭乗者がバランスを崩すことを防止することができ、快適で安全な電動車椅子の走行をアシストすることができる。
【００２２】
なお、車体部の傾きあるいは走行路の勾配を検出する検知装置としては、ロータリエンコーダの他に、超音波センサ或は傾斜センサを用いるようにしてもよい。更に、レーザーセンサーやＣＣＤカメラを使用した検知装置を使用するようにしてもよい。
【００２３】
また、座面の角度を調整する揺動アクチュエータの他にエアバッグを用いるようにしてもよい。
【００２４】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００２５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、車体部の傾きあるいは走行路の勾配を検出する検出装置により、走行路の傾斜のいかんにかかわらず、電動車椅子の座面をたえず水平に保持することにより、搭乗者がバランスを崩すことを防止することができ、快適で安全な電動車椅子の走行をアシストすることができる。
【００２６】
特に電動車椅子の場合は、転倒すると、車両とは異なり、利用者が直に人体に被害を受けることになり、その上、身体障害者が搭乗者となるために、搭乗者がバランスを崩すことによる転倒防止の対策は不可欠であるが、本発明によれば、その問題を解決することができ、その実用的効果は著大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】    本発明の実施例を示す座面安定保持型電動車椅子の平面図である。
【図２】    図１に示した電動車椅子の椅子部を除去した状態の車体部を示す平面図である。
【図３】    図１に示した電動車椅子の右側面図である。
【図４】    図３に示した電動車椅子の駆動装置による前後方向の制御状態を示す右側面図である。
【図５】    図１に示した電動車椅子の前面図である。
【図６】    図５に示した電動車椅子の駆動装置による左右方向の制御状態を示す前面図である。
【図７】    重りを有するロータリエンコーダの前面図である。
【図８】    図１に示した電動車椅子の左側面図である。
【図９】    図１に示した電動車椅子の背面図である。
【符号の説明】
１    椅子部
１Ａ，１Ａ′，１Ａ″，１Ｂ′，１Ｂ″    座面
２    車体部
４    左右傾斜検出ロータリエンコーダ（検出装置）
５    左右方向揺動アクチュエータ（駆動装置）
６    前後傾斜検出ロータリエンコーダ（検出装置）
７    前後方向揺動アクチュエータ（駆動装置）
８    ロータリエンコーダの重り
９    走行路
１１    バッテリー
１２    駆動モータ
１３，１４    回転軸（揺動軸）
１５    車輪
１６    駆動タイヤ
１７，１８    軸受
１９    操作ボックス
２０    操作ボックス取付板
２１    右サイドフレーム
２２    右エンコーダ取付板
２３    左サイドフレーム
２４    左エンコーダ取付板
２５    ヒンジプレート
２６    クレビス受
２７    座席フレーム
２８    右アクチュエータ板
２９    左アクチュエータ板
３０    走行フレーム
３１    揺動フレーム
３２    揺動板
【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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