(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右の各車輪のハブにその中心部が相対回転可能に支承されたハンドリムに入力される人力を検出し、その検出された人力の大きさに応じた補助動力を各車輪に加えてこれを回転駆動する手動式電動車椅子において、
前記ハンドリムを、前記車輪のハブに形成されたボス部にその中心が回動可能に支承された円板状のディスクを含んで構成し、該ディスクの外周部近傍の周方向複数箇所にディスクの外端面側から対向して前記ハブ側に振れ止め部材を設け、該振れ止め部材と前記ディスクとの隙間を０又は微小に調整可能とするとともに、前記ディスクの外周部近傍と前記車輪のハブとの間に弾性体から成るシールリングを介設したことを特徴とする手動式電動車椅子。
【請求項２】
前記車輪のハブ側に進退自在に螺合する調整ネジによって前記振れ止め部材のディスクとの隙間を調整することを特徴とする請求項１記載の手動式電動車椅子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力部材を介して左右の車輪に加えられる人力の大きさに応じた補助動力を各車輪に加えるようにした手動式電動車椅子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
斯かる手動式電動車椅子は手動式車椅子と電動車椅子の中間に位置するものであって、ハンドリム等の入力部材に間欠的に加えられる人力（トルク）を検出し、その検出された人力（トルク）の大きさに応じた補助動力を左右の車輪にそれぞれ加えることによって乗員の肉体的負担を軽減するものである。
【０００３】
ところで、入力部材に加えられる人力（トルク）を検出する方法としては、入力部材をスプリング等の弾性部材を介して車輪に相対回転自在に支持せしめ、該入力部材と車輪との相対回転量を検出することによって、相対回転量に比例する人力（トルク）の大きさを検出する方法が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、本出願人は、この種の手動式電動車椅子において、ハンドリム等の入力部材の中心部を車輪のハブの小径ボス部に支承させることを検討している。
【０００５】
しかし、通常、ハンドリムに人力を加えるとき、周方向の力ばかりでなく車幅方向の横力も作用するため、ハンドリムが横方向に振れ、この横方向の振れに起因して小径ボス部への支承部がこじられて摩擦力が増え、操作性が悪いばかりか、入力部材に周方向に加えられる人力（トルク）を正確に検出することができないという問題に突き当たった。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、ハンドリムの横方向の振れを抑えてこれの操作性を高めるとともに、該ハンドリムに加えられる人力を正確に検出することができる手動式電動車椅子を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、  左右の各車輪のハブにその中心部が相対回転可能に支承されたハンドリムに入力される人力を検出し、その検出された人力の大きさに応じた補助動力を各車輪に加えてこれを回転駆動する手動式電動車椅子において、前記ハンドリムを、前記車輪のハブに形成されたボス部にその中心が回動可能に支承された円板状のディスクを含んで構成し、該ディスクの外周部近傍の周方向複数箇所にディスクの外端面側から対向して前記ハブ側に振れ止め部材を設け、該振れ止め部材と前記ディスクとの隙間を０又は微小に調整可能とするとともに、前記ディスクの外周部近傍と前記車輪のハブとの間に弾性体から成るシールリングを介設したことを特徴とする。
【０００９】
又、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明は、前記車輪のハブ側に進退自在に螺合する調整ネジによって前記振れ止め部材のディスクとの隙間を調整することを特徴とする。
【００１０】
従って、本発明によれば、ディスクの外周部近傍の周方向複数箇所に対向してハブ側に振れ止め部材を設け、該振れ止め部材とディスクとの隙間を０又は微小に調整可能としたため、ハンドリム中心部の支承部がこじれることがなくなり、ハンドリムの横方向の振れが抑えられてその操作性が高められるとともに、該ハンドリムに加えられる周方向の人力（トルク）が正確に検出される。又、ディスクの外周部近傍と車輪のハブとの間に弾性体から成るシールリングを介設したため、ハブ内のシール性が高められるとともに、シールリングによるフリクションダンパーとして機能によって、ディスクの慣性に伴う周方向の振動が抑制される。尚、振れ止め部材はディスクの外周部の周方向複数箇所に対向して設けられるため、ディスクが振れ止め部材に押し付けられても、面圧が低く、摩擦力も小さく抑えられる。特に、振れ止め部材を摩擦係数の低い樹脂で構成すれば、該振れ止め部材がディスクと接触しても摩擦力は更に小さく抑えられる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は本発明に係る手動式電動車椅子の側面図、図２は同車椅子の平面図、図３は同車椅子の背面図、図４は同車椅子の車輪のハブ部分のカバーを取り外した状態を示す正面図、図５は図４のＡ−Ａ線拡大断面図、図６は図４のＢ部拡大詳細図、図７は図４のＣ−Ｃ線拡大断面図、図８は図７のＤ−Ｄ線断面図、図９は図４のＥ−Ｅ線断面図、図１０は本発明に係る手動式車椅子の右側車輪の内側面図、図１１は同車椅子の左側車輪の内側面図である。
【００１３】
本実施の形態に係る手動式電動車椅子１は左右の車輪２に加えられる人力の大きさに応じた補助動力を各車輪２に加えてこれを回転駆動するものであって、これは既存の折畳式手動車椅子の車体の左右に車輪２を脱着自在に取り付けて構成され、これのパイプ枠状の車体フレーム３の前後部は左右一対のキャスタ４と車輪２によって移動自在に支持されている。
【００１４】
又、上記車体フレーム３の中央部には、乗員が着座すべき布製のシート５が設置されている。尚、図１ではシート５は布シートの上に着脱自在なクッション体を載置した状態で表している。又、車体フレーム３は図３に示すように前後一対のクロス部材３ａを有しており、Ｘ字状を成す２本のクロス部材３ａはその交点を軸６によって枢着され、軸６を中心として車体を折り畳むことができるよう構成されている。
【００１５】
更に、車体フレーム３の後部には左右一対のバックパイプ３ｂが立設されており、各バックパイプ３ｂの上端部は後方に折曲され、その折曲部には介助者用のグリップ７が取り付けられている。又、各車輪２の内側には、車体後方（図１の右方）に向かって斜め下方に延出する転倒防止用のウイリーバー８がそれぞれ取り付けられている。
【００１６】
又、車体フレーム３の上記バックパイプ３ｂの中間高さ位置から車体前方に水平に延びる左右一対の肘パイプ３ｃは、その前端部が略直角に折り曲げられて垂直下方に延び、その下端部に前記キャスタ４が回転自在に支持されている。そして、前記肘パイプ３ｃの下方に配された左右一対のシートパイプ３ｄの前側部分は車体前方に向かって斜め下方に延出しており、その延出端（前端部）には左右一対のステップ９が取り付けられている。
【００１７】
ところで、左右一対の前記車輪２の各々は、図９に示すように、車体フレーム３に溶着された車軸取付ボス１０に支持された車軸１１にボールベアリング１２を介して回転自在に支承されており、各車輪２の外側には、乗員が手でこれを回すべきリング状のハンドリム１３が設けられている。このハンドリム１３は、図７に示すように、車輪２のハブ２ａに一体に形成されたボス２ｂにブッシュ５０及びスラストワッシャ５１を介して回動自在に支持された円板状のディスク１４に３本のスポーク１５を介してボルト１６によって取り付けられており、従って、該ハンドリム１３は車輪２に対して独立に回転し得る。尚、本実施の形態においては、図９に示すように、車輪２のハブ２ａとディスク１４との間には弾性体から成るシールリング１７が介設されており、ディスク１４はこれに結着されたカバー１８によって覆われている。尚、シールリング１７はシール機能と共にディスク１４の慣性に伴う周方向の振動を抑制するフリクションダンパーとしての機能も果たす。
【００１８】
而して、上記ハンドリム１３は、その全周の３箇所が図４及び図５に示す構造によって車輪２に対して双方向に相対回転可能に弾性支持されている。
【００１９】
即ち、図４に示すように、前記ディスク１４の全周３箇所には矩形孔１４ａが形成されており、各矩形孔１４ａと車輪２のハブ２ａの端面の３箇所に形成され断面半円状の凹部２ａ−１には、図５に示すように、大小異径のスプリング１９，２０が縮装されており、これらのスプリング１９，２０の両端はスプリング受け２１，２２によって受けられている。尚、各スプリング１９，２０は、図４及び図９に示すように、２本のボルト２３によって車輪２のハブ２ａに結着されたリテーナ２４によって保持されており、ハンドリム１３に人力が加わらない中立状態においては、図５（ａ）に示すように両スプリング受け２１，２２はディスク１４の矩形孔１４ａとハブ２ａ及びリテーナ２４に当接している。
【００２０】
又、図６乃至図８に示すように、各リテーナ２４の先部には断面コの字状の樹脂製スライダー２５が摺動自在に嵌合保持されており、各スライダー２５はリテーナ２４の先部に進退自在に螺合する調整ネジ２６によって押し付けられてディスク１４の外端面に軽接触せしめられており、両者の隙間が０又は微小値に調整される。従って、ディスク１４及びこれに保持された前記ハンドリム１３は、ディスク１４の外端面の３箇所に軽接触するスライダー２５によって保持されており、横方向の振れ（ガタ）がスライダー２５によって小さく抑えられる。ここで、スライダー２５は摩擦係数の小さなポリアセタール樹脂（ジュラコン）、ポリアミド樹脂（ナイロン）、フッ素樹脂（テフロン）等で構成される。
【００２１】
尚、図６に詳細に示すように、各スライダー２５の幅方向内面には断面半円状のガイド溝２５ａが横方向に形成されており、該ガイド溝２５ａにはリテーナ２４の先部の幅方向両端面に横方向に長く突設された断面半円状の突起２４ａが係合しており、スライダー２５は突起２４ａに沿って摺動するとともに、突起２４ａのガイド溝２５ａへの係合によってその脱落が防がれる。
【００２２】
一方、図４及び図９に示すように、ハブ２ａの外端面には、車輪２（ハブ２ａ）とハンドリム１３（ディスク１４）との相対回転量及び相対回転方向によってハンドリム１３に加えられる人力の大きさと方向を検出するためのポテンショメータ２７が位置調整可能に取り付けられており、該ポテンショメータ２７の入力軸の端部にはレバー２８の一端が結着されており、該レバー２８の他端はディスク１４に突設されたピン２９に長孔係合している。
【００２３】
ところで、図９乃至図１１に示すように、左右一対の車輪２の各ハブ２ａの車幅方向内側には円板状の固定プレート３０が車軸１１に結着されて設けられており、該固定プレート３０には制御手段を構成するコントローラ３１と駆動源である電動モータ３２が取り付けられている。
【００２４】
又、各車輪２の内側には前記固定プレート３０で囲まれる空間が形成されるが、該空間はリング状の隔壁３３によって室Ｓ１と室Ｓ２とに区画されており、室Ｓ１には前記コントローラ３１と信号伝達手段である回転トランス３４が収納されている。尚、回転トランス３４はコントローラ３１と前記ポテンショメータ２７間の信号伝達を行うものである。
【００２５】
而して、前記各電動モータ３２によって発生する補助動力は動力伝達手段を経て各車輪２に伝達されるが、この動力伝達手段は、ベルト伝動機構Ｇ１とギヤＧ２，Ｇ３を含んで構成されている。
【００２６】
以上説明したスプリング１９，２０やポテンショメータ２７によって構成される人力検出手段、回転トランス３４によって構成される信号伝達手段、コントローラ３１によって構成される制御手段、電動モータ３２及びベルト伝動機構Ｇ１やギヤＧ２，Ｇ３等を含んで構成される動力伝達手段が補助動力ユニットを構成しているが、この補助動力ユニットは各車輪２のハブ２ａ及び固定プレート３０の車軸１１周りに径方向及び軸方向に亘って集約的に配置されており、このように補助動力ユニットをハブ２ａ内に組み込んで成る左右一対の車輪２は前述のように車体に対して着脱自在に取り付けられている。尚、各車輪２は、図９に示すレバー１００を起こす操作によって車軸１１と共に容易に抜いてこれを取り外すことができる。
【００２７】
ところで、本実施の形態に係る手動式電動車椅子１においては、右側の車輪２のハブ２ａ内に不図示のメインスイッチが内蔵されており、このメインスイッチは図１０に示すレバー３５の回動操作によってＯＮ／ＯＦＦされる。即ち、レバー３５は車軸１１によって回動自在に枢着されており、その基端部にはギヤ３５ａが部分的に形成されており、該ギヤ３５ａは前記メインスイッチをＯＮ／ＯＦＦするためのセクターギヤ３６に噛合している。又、レバー３５の先端には表示用の不図示のＬＥＤ（発光ダイオード）が埋め込まれており、該ＬＥＤから導出するリード線３７は後述のバッテリ３８に電気的に接続されている。
【００２８】
又、本実施の形態に係る手動式電動車椅子１においては、図１及び図１０に示すように、右側の車輪２側にバッテリ３８が着脱自在に設けられている。即ち、図９に詳細に示すように、右側の車輪２の固定プレート３０にはブラケット３９がボルト４０によって取り付けられ、このブラケット３９の上部にバッテリホルダ４１がビス４２によって取り付けられており、このバッテリホルダ４１に対してバッテリ３８が上方に着脱される。
【００２９】
而して、バッテリ３８がバッテリホルダ４１に装着された状態において前記レバー３５の回動操作によってメインスイッチがＯＮされると、バッテリ３８はワイヤーハーネス５２，４３を経て左右の各車輪２にそれぞれ設けられた補助動力ユニットにそれぞれ給電して各補助動力ユニットを駆動する。
【００３０】
ところで、図１０に示すように、上記ワイヤーハーネス４３，５２はカプラー４４ａ，４４ｂによって互いに電気的に接続されており、ワイヤーハーネス４３の一端はグロメット１０１を貫通して右側車輪２の補助動力ユニットに電気的に接続されており、同ワイヤーハーネス４３の他端は図１１に示すように左側車輪２の補助動力ユニットに電気的に接続されている。尚、図１１に示すように、左側車輪２の固定プレート３０にはカプラー４５が取り付けられており、ワイヤーハーネス４３は、これの端部に結着されたカプラー４６を前記カプラー４５に結合することによって左側車輪２の補助動力ユニットへの電気的な接続がワンタッチで容易になされる。
【００３１】
次に、本実施の形態に係る手動式電動車椅子１の作用を説明する。
【００３２】
乗員が左右一対のハンドリム１３を例えば前進方向に回すためにこれに左右独立に力を加えると、図５（ｂ）に示すように、ディスク１４によってスプリング１９，２０が圧縮変形し、その反力がハブ２ａに伝達されるために左右の各車輪２に各人力が伝達される。
【００３３】
上記過程において、各ハンドリム１３はスプリング１９，２０の圧縮変形量に見合う角度だけ各車輪２に対して相対回転し、このハンドリム１３の相対回転量はレバー２８によって拡大されてポテンショメータ２７に伝達され、各ポテンショメータ２７は各ハンドリム１３の相対回転量に比例する検出信号を各回転トランス３４を介して各コントローラ３１の制御部に送信する。
【００３４】
ここで、スプリング１９，２０の圧縮変形量はハンドリム１３に加えられる人力の大きさに比例するため、各コントローラ３１の制御部はハンドリム１３の相対回転量に比例する検出信号に基づいてハンドリム１３に加えられる人力の大きさを求め、その人力の大きさに応じた制御信号をパワー部に送信し、検出された人力（トルク）の大きさに応じた値の電力（電流）を各電動モータ３２に供給し、該電動モータ３２を回転駆動して所要の補助動力を発生せしめる。
【００３５】
而して、上述のように各電動モータ３２が駆動されると、その回転はベルト伝動機構Ｇ１やギヤＧ２，Ｇ３を含む動力伝達手段を経て左右の各車輪２にそれぞれ伝達される。すると、左右の車輪２が人力に補助動力を加えた大きさの駆動力によって回転駆動され、これによって車椅子１が前進せしめられて乗員は全駆動力の例えば約１／２程度の小さな人力で楽に車椅子を操作することができる。
【００３６】
尚、以上は手動式電動車椅子１の前進時の作用について説明したが、後進時の作用も前進時のそれと同様である。
【００３７】
以上において、本実施の形態においては、前述のようにディスク１４及びこれに保持されたハンドリム１３は、ディスク１４の外端面の３箇所に軽接触するスライダー２５によって保持されて横方向の振れ（ガタ）が小さく抑えられるため、ハンドリム１３の操作性が高められるとともに、ハンドリム１３に加えられる周方向の人力（トルク）がポテンショメータ２７によって正確に検出され、この検出された人力の大きさに応じた適正な補助動力が各車輪２に付与される。尚、スライダー２５はディスク１４に両者の間に摩擦力が発生しない程度に軽接触されるため、ハンドリム１３の操作力が小さく抑えられるとともに、該ハンドリム１３に加えられる人力（トルク）がポテンショメータ２７によって高精度に検出される。
【００３８】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、左右の各車輪のハブにその中心部が相対回転可能に支承されたハンドリムに入力される人力を検出し、その検出された人力の大きさに応じた補助動力を各車輪に加えてこれを回転駆動する手動式電動車椅子において、
前記ハンドリムを、前記車輪のハブに形成されたボス部にその中心が回動可能に支承された円板状のディスクを含んで構成し、該ディスクの外周部近傍の周方向複数箇所にディスクの外端面側から対向して前記ハブ側に振れ止め部材を設け、該振れ止め部材と前記ディスクとの隙間を０又は微小に調整可能とするとともに、前記ディスクの外周部近傍と前記車輪のハブとの間に弾性体から成るシールリングを介設したため、ハンドリムの横方向の触れを抑えてこれの操作性を高めることができるとともに、該ハンドリムに加えられる人力を正確に検出することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る手動式電動車椅子の側面図である。
【図２】本発明に係る手動式電動車椅子の平面図である。
【図３】本発明に係る手動式電動車椅子の背面図である。
【図４】本発明に係る手動式電動車椅子の車輪のハブ部分のカバーを取り外した状態を示す正面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図６】図４のＢ部拡大詳細図である。
【図７】図４のＣ−Ｃ線拡大断面図である。
【図８】図７のＤ−Ｄ線断面図である。
【図９】図４のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１０】本発明に係る手動式車椅子の右側車輪の内側面図である。
【図１１】本発明に係る手動式車椅子の左側車輪の内側面図である。
【符号の説明】
１        手動式電動車椅子
２        車輪
２ａ      ハブ
１３      ハンドリム（入力部材）
１４      ディスク（入力部材）
２５      スライダー（振れ止め部材）
２６      調整ネジ
２７      ポテンショメータ
【図１】
0003705379.tif 000002
【図２】
0003705379.tif 000003
【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】
0003705379.tif 000008
【図８】
0003705379.tif 000009
【図９】
0003705379.tif 000010
【図１０】
0003705379.tif 000011
【図１１】
0003705379.tif 000012