(57)【要約】【課題】ハンドル操作によって車輪を周方向へ押して回動させるのに、ワンウエイクラッチを内蔵したローラなどを使用する必要がなく、構造の簡易化とコストの低減とを実現する。【解決手段】車椅子駆動装置３は、車体１の両側に前後に往復操作が可能なように縦設された左右のハンドル４と、車体１と車輪２との間であって車輪２の回転中心より前側寄りの位置に基端部が回動自由に支持された左右一対の駆動板６を有する。各駆動板６の前端部にハンドル４の長さ中央部が回動自由に支持されるとともに、各ハンドル４の下端部に押圧部材５が車輪２のタイヤ部２０の外周面に対向するように取り付けられている。各駆動板６と車体１との間には、ハンドル４を引き戻す方向へ駆動板６を付勢する復帰バネ７が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の両側に回動自由に取り付けられた左右の車輪と、車体の両側に前後に往復操作が可能なように縦設された左右のハンドルと、ハンドル操作に応動し車輪の外周のタイヤ部に押し当てられた状態で車輪を周方向へ押して回動させる押圧部材とを備えた車椅子駆動装置において、車体と車輪との間であって車輪の回転中心または車輪の回転中心より前側寄りの位置に後端部が回動自由に支持された左右一対の駆動板を有し、各駆動板の前端部に前記ハンドルの長さ中央部が回動自由に支持されるとともに、各ハンドルの下端部に前記押圧部材が車輪のタイヤ部の外周面に対向するように取り付けられており、各駆動板と車体との間には、ハンドルを引き戻す方向へ駆動板を付勢する復帰バネが設けられて成る車椅子駆動装置。
【請求項２】
前記押圧部材は、互いに平行な一対の丸軸体により構成されており、ハンドルの下端部に基端部が回動自由に支持された支持板の先端部に各丸軸体の外周面が車輪のタイヤ部の外周面に対向するように取り付けられている請求項１に記載された車椅子駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかに記載された車椅子駆動装置であって、各車輪の上方位置に車輪の逆転を阻止して車椅子の後退を防止する後退防止機構がさらに設けられており、各後退防止機構は、上端部が車輪の回転中心を通る鉛直線上に回動自由に支持された脚板部を有し、前記脚板部は下端が車輪の外周のタイヤ部に前記鉛直線より前側の位置で当接するように長さが設定されて成る車椅子駆動装置。
【請求項４】
前記後退防止機構は、脚板部の下端が車輪のタイヤ部に当接しない状態に保持して車輪の逆転を阻止する機能を解除する解除機構を含んでいる請求項３に記載された車椅子駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、左右の車輪に人力を作用させて車椅子を走行させる車椅子駆動装置に関し、特にこの発明は、ハンドル操作によって車輪を回転駆動する車椅子駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の典型的な車椅子は、図９に示すように、座席部１０を有する車体１の両側に左右の車輪２，２が回動自由に支持されるとともに、各車輪２の外側にホイール状のハンドリム９が左右の車輪２と一体にそれぞれ設けられたものである。なお、図中、１１は車体１を構成する左右のフレームであり、各フレーム１１に左右の各車輪２が取り付けられるとともに、各フレーム１１の下部位置にキャスター１２や足置き１３などがそれぞれ取り付けられている。
【０００３】
座席部１０に腰掛けた使用者は、左右の各ハンドリム９の外周面に手を当て、周方向に沿ってハンドリム９を前方へ押し出すことにより、左右の各車輪２を回動させて車椅子を走らせるが、その種の車椅子では、左右の各ハンドリム９に手を当てて回動させるために、手が汚れて衛生的でなく、また、各ハンドリム９を回動させたり制動を掛けたりするのに大きな力を必要とするため、手を疲れさせ、また、安定した走行や停止が容易でないという問題がある。
【０００４】
左右のハンドリムを手操作する従来の方式に代えて、車体の両側に前後に往復操作が可能なように左右のハンドルを縦設し、左右の車輪のタイヤ部に押し当てられたローラをハンドル操作に応動させることにより車輪を回転駆動する方式のものが提案された（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２２５４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した車椅子駆動装置は、ハンドルを前方へ押すとき、前記ローラの回動を規制してローラが車輪のタイヤ部を周方向へ押すようにし、一方、ハンドルを後方へ引き戻すとき、前記ローラが空転してタイヤ部の外周面を転動するようにするため、前記ローラとして、一方にのみ回転するワンウエイクラッチを内蔵したものを使用する必要があり、構造の複雑化とコスト高とを招くという問題がある。
【０００７】
この発明は、上記の問題に着目してなされたもので、ハンドル操作によって車輪を周方向へ押して回動させるのに、ワンウエイクラッチを内蔵したローラなどを使用する必要がなく、構造の簡易化とコストの低減とを実現した車椅子駆動装置を提供することを目的とする。
この発明が他に目的とするところは、上り坂であっても、介護者なしに走行することが可能であり、坂の途中で自重で車椅子が後退するおそれのない安全な車椅子駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明による車椅子駆動装置は、車体の両側に回動自由に取り付けられた左右の車輪と、車体の両側に前後に往復操作が可能なように縦設された左右のハンドルと、ハンドル操作に応動し車輪の外周のタイヤ部に押し当てられた状態で車輪を周方向へ押して回動させる押圧部材とを備えたものであり、車体と車輪との間であって車輪の回転中心または車輪の回転中心より前側寄りの位置に後端部が回動自由に支持された左右一対の駆動板を有している。各駆動板の前端部に前記ハンドルの長さ中央部が回動自由に支持されるとともに、各ハンドルの下端部に前記押圧部材が車輪のタイヤ部の外周面に対向するように取り付けられており、各駆動板と車体との間には、ハンドルを引き戻す方向へ駆動板を付勢する復帰バネが設けられている。
【０００９】
上記した構成の車椅子駆動装置において、ハンドルを前方へ押操作すると、まず、駆動板の前端部において駆動板に対してハンドルが前方へ傾動することで押圧部材が車輪のタイヤ部に押し付けられる。さらにハンドルを前方へ押操作すると、駆動板がハンドルと一体に前方へ回動し、押圧部材はタイヤ部に押し当てられた状態でタイヤ部を周方向へ押すので、車輪が回動して車椅子が前進する。
次に、ハンドルを後方へ引き戻すと、まず、駆動板の前端部において駆動板に対してハンドルが後方へ傾動することで押圧部材の車輪のタイヤ部への押圧が解除される。さらにハンドルを後方へ引き戻すと、駆動板が復帰バネの引っ張り力を受けてハンドルと一体に後方へ回動し、押圧部材はタイヤ部への押圧が解除された状態で復帰動作する。同様のハンドル操作を繰り返すことにより車輪に回転駆動力が継続して作用し、車椅子は前進を続ける。
【００１０】
この発明の好ましい実施態様においては、前記押圧部材は、互いに平行な一対の丸軸体により構成されており、ハンドルの下端部に基端部が回動自由に支持された支持板の先端部に各丸軸体の外周面が車輪のタイヤ部の外周面に対向するように取り付けられている。
【００１１】
この実施態様によると、ハンドルを前方へ押操作するとき、一対の丸軸体がタイヤ部に安定した状態で押し当てられ、その押圧状態でタイヤ部を周方向へ押すので、車輪に安定した回転駆動力が作用する。
【００１２】
この発明による他の車椅子駆動装置は、各車輪の上方位置に車輪の逆転を阻止して車椅子の後退を防止する後退防止機構がさらに設けられている。各後退防止機構は、上端部が車輪の回転中心を通る鉛直線上に回動自由に支持された脚板部を有し、前記脚板部は下端が車輪の外周のタイヤ部に前記鉛直線より前側の位置で当接するように長さが設定されている。
【００１３】
上記した構成の車椅子駆動装置において、車輪が前方へ回転するとき、後退防止機構の脚板部は自重で垂れ下がった状態で脚板部の下端は車輪の外周のタイヤ部を摺動するので、脚板部が車輪の回転に支障をきたすことはなく、車輪に制動力は作用しない。これに対して、上り坂で車椅子が後退する方向に車輪が逆転しようとすると、脚板部の下端が車輪のタイヤ部に咬み込むように押し付けられるので、車輪に制動力が作用し、車輪の逆転が阻止されて車椅子が後退することがない。
【００１４】
この発明の好ましい実施態様においては、前記後退防止機構は、脚板部の下端が車輪のタイヤ部に当接しない状態に保持して車輪の逆転を阻止する機能を解除する解除機構を含んでいる。
【００１５】
この実施態様によると、解除機構により車輪の逆転を阻止する機能を解除することにより車椅子の後退が可能となるので、たとえＵターンが困難な狭い道幅の道路に進入しても、車椅子を後退させてその狭い道路から容易に脱出することができる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、ハンドル操作により車輪を回転駆動させるので、左右のハンドリムを手操作する方式のように、手を汚すおそれはなく、無理のない安定な走行が可能である。また、ハンドル操作によって車輪を周方向へ押して車輪を回転駆動するのに、ワンウエイクラッチを内蔵したローラなどを使用しないから、構造の簡易化とコストの低減とを実現できる。さらに、車輪の逆転を阻止して車椅子の後退を防止する後退防止機構を設けたから、上り坂であっても車椅子が自重で後退することがなく、介護者なしに上り坂を走行することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の車椅子駆動装置が搭載された車椅子の外観を示す側面図である。
【図２】車椅子駆動装置の要部を拡大して示す側面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】車椅子駆動装置の原理を説明するための図である。
【図５】ハンドルを前方へ押操作するときに駆動板に対してハンドルが前方へ傾動する状態を示す側面図である。
【図６】ハンドルを後方へ引き戻し操作するときに駆動板に対してハンドルが後方へ傾動する状態を示す側面図である。
【図７】ハンドルを前方へ押操作するときの押圧部材の動作を示す側面図である。
【図８】ハンドルを後方へ引き戻し操作するときの押圧部材の動作を示す側面図である。
【図９】従来の車椅子の外観を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、この発明の車椅子駆動装置が搭載された車椅子の外観を示しており、車体１の両側に左右の車輪２，２が回動自由に取り付けられている。各車輪２は、金属製のホイール２１の外周にゴム製のタイヤ部２０が周設されたもので、同図中、２２はホイール２１のハブ、２３はスポークである。
【００１９】
車体１は、縦横のフレーム１１，１１と、上下のフレーム１１，１１間に固定された側板１６とを左右に有しており、左側のフレーム１１と右側のフレーム１１との間に図示しない座席や足置きなどの構成部材が取り付けられている。左右の各フレーム１１の前端部の下部にはキャスター１２が、後端部の上部には手押し用のグリップ１４が、それぞれ取り付けられている。キャスター１２は、その接地位置が左右の車輪２の接地位置と同一水平面上に揃うようにヨーク１５に回動自由に支持されている。
【００２０】
車椅子に搭載される車椅子駆動装置３は、左右の各車輪２、２を前方へ回転させて車椅子を前進させる左右一対の走行駆動機構３０と、左右の車輪２，２の逆転を阻止して上り坂で車椅子が後退しないようにする左右一対の後退防止機構３１とを含んでいる。左右の各走行駆動機構３０は車体１の両側であって車輪２の内側にそれぞれ設けられている。左右の各後退防止機構３１は車輪２の上方位置にそれぞれ取り付けられている。
【００２１】
左右の各走行駆動機構３０は、図２および図３に示すように、ハンドル４と押圧部材５と駆動板６と復帰バネ７とを構成として含むものである。ハンドル４は、上端部に筒状の把持部４０を備えており、前後各方向（図１および図２において、矢印ｆ，ｂで示す各方向）に往復操作が可能なように縦設されている。ハンドル４は、待機状態（図１において実線で示す状態）では、後方へわずかに傾いた姿勢であり、ハンドル４を前方ｆへ押し出すように押操作することで、図中、一点鎖線で示すように、起立した姿勢を経てやや前傾した姿勢に移行する。ハンドル４は、長さ中央部が枢軸４１によって駆動板６に回動自由に支持されており、ハンドル４の下端部に前記押圧部材５が車輪２のタイヤ部２０の外周面に対向するように取り付けられている。
【００２２】
押圧部材５は、車輪２の外周のタイヤ部２０に押し当てられた状態で車輪２を周方向へ押して回動させるためのものである。ハンドル４を前方ｆへ押操作して駆動板６に対してハンドル４を前方へ傾動させると、枢軸４１を支点としてハンドル４の下端部が押圧部材５をタイヤ部２０に接近する方向へ変位させる。また、ハンドル４を後方ｂへ引き戻し操作して駆動板６に対してハンドル４を後方へ傾動させると、枢軸４１を支点としてハンドル４の下端部が押圧部材５をタイヤ部２０から離反する方向へ変位させる。
【００２３】
図示例の押圧部材５は、互いに平行な一対のローラ状の丸軸体５０，５０により構成されており、ハンドル４の下端部にほぼ正三角形をなす支持板５１の基端部がピン５２により回動自由に支持されるとともに、支持板５１の先端部に各丸軸体５０，５０がそれぞれの外周面が車輪２のタイヤ部２０の外周面に対向するように支持板５１と一体に取り付けられている。なお、押圧部材５は、この実施例のものに限らず、１個の丸軸体により構成することもできる。
【００２４】
前記駆動板６は、車体１と車輪２との間であって車輪２のハブ２２の回転中心より前側寄りの位置に、その後端部が枢軸６３により側板１６に回動自由に支持されている。駆動板６は、前端部が車輪の外周部に達する長さを有しており、水平板部６１の前端部に垂直板部６２が上向きに一体形成されている。水平板部６１の基端部が前記枢軸６３により回動自由に支持され、垂直板部６２の上端部にハンドル４の長さ中央部が枢軸４１により回動自由に支持されている。
【００２５】
駆動板６の垂直板部６２には第１のストッパー４２が設けられている。ハンドル４を後方ｂへ引き戻し操作したとき、駆動板６に対して枢軸４１を支点としてハンドル４が後方へ傾動し、ハンドル４の下端部が第１のストッパー４２に当たる。これにより駆動板６に対してハンドル４のそれ以上の傾動が規制され、ハンドル４のさらなる引き戻し操作に対してはハンドル４が駆動板６を伴って一体に回動する。また、ハンドル４を前方ｆへ押操作したときは、駆動板６に対して枢軸４１を支点としてハンドル４が前方へ傾動し、ハンドル４の下端部が押圧部材５を引き寄せて変位させ、押圧部材５が車輪２のタイヤ部２０に押し当たるので、駆動板６に対してハンドル４のそれ以上の傾動が規制される。
【００２６】
前記側板１６の下部位置には、ハンドル４と一体回動する駆動板６の回動角度を規制するための第２のストッパー１７が突設されている。ハンドル４を前方ｆへ押操作して駆動板６を一体に回動させるとき、駆動板６の水平板部６１が第２のストッパー１７に突き当たることで、ハンドル４の前方ｆへの回動が規制される。一方、ハンドル４を後方ｂへ引き戻し操作して駆動板６を前記と反対方向へ一体に回動させるときは、後述する所定の角度位置で押圧部材５の丸軸体５０，５０がタイヤ部２０に押し当たることで、駆動板６の後方ｂの回動が規制される。
【００２７】
図４は、上記した走行駆動機構３０の原理説明図であり、同図中、Ｐ１はハンドル４が待機状態にあるときの駆動板６の角度位置（以下、「第１の角度位置」という。）、Ｐ２は駆動板６が第２のストッパー１７に突き当たったときの駆動板６の角度位置（以下、「第２の角度位置」という。）、θは第１の角度位置Ｐ１と第２の角度位置Ｐ２との間の角度、すなわち、ハンドル４を前後に往復操作することにより駆動板６が回動する角度範囲である。
【００２８】
同図において、５は単一の丸軸体により表した押圧部材であり、ハンドル４が図１に示す待機位置から前方ｆへ押操作されるとき、駆動板６は第１の角度位置Ｐ１にあり、押圧部材５が車輪２のタイヤ部２０に押し当たって押圧状態となった後（図中、点線で示す。）、その押圧状態のまま駆動板６が前記の角度θだけ回動し、第２の角度位置Ｐ２にで第２のストッパー１７に突き当たって停止する。
引き続き、ハンドル４が後方ｂへ引き戻し操作されると、押圧部材５は車輪２のタイヤ部２０から離れて押圧状態が解除された後（図中、点線で示す。）、その押圧解除の状態で駆動板６は角度θだけ前記と反対方向へ回動する。そして、押圧部材５が車輪２のタイヤ部２０に押し当たって回動が規制されたとき、駆動板６は第１の角度位置Ｐ１に復帰している。
【００２９】
なお、上記の実施例では、駆動板６の回動中心を車輪２の回転中心に対して前寄りに設定しているが、これに限らず、駆動板６の回動中心を車輪２の回転中心に一致させることも可能であり、この場合は、駆動板６の待機位置にもストッパーを設けてハンドル４の引き戻し操作をストッパーにより規制するようにする。
【００３０】
図１および図２に戻って、駆動板６の垂直板部６２と縦方向のフレーム１１との間には、ハンドル４を引き戻す方向（後方ｂ）へ駆動板６を付勢するための復帰バネ７が張設されている。この復帰バネ７として、圧縮状態から伸びた状態へ移行することでバネ力が生じるコイルバネを用いるのが望ましい。
【００３１】
前記後退防止機構３１は、車輪２の上方位置に配備された脚板部３２および係止部３７を備えたもので、この実施例の係止部３７は永久磁石を用いて構成されている。前記脚板部３２は、上端の筒状をなす軸支部３４が車輪２の回転中心を通る鉛直線上に位置するフレーム１１にピン３３により回動自由に支持された構造のものであり、脚板部３２が自重で垂れ下がってその下端が車輪２の外周のタイヤ部２０に前記鉛直線より前側の位置で当接するように脚板部３２の長さが設定されている。
【００３２】
前記軸支部３４の外周面には、手操作のためのレバー３５と、前記係止部３７に磁気吸着により係止されるアーム３６とが一体形成されている。前記係止部３７とアーム３６とは、車輪２の逆転を阻止する機能を解除するための解除機構を構成しており、レバー３５を操作して脚板部３２を図中、矢印ｄで示す方向へ回動させたとき、アーム３６がフレーム１１に取り付けられた係止部３７に突き当たって磁気吸着される。これにより脚板部３２の下端部が車輪２のタイヤ部２０より離れ、タイヤ部２０に当接していない状態に保持される。この実施例では、脚板部３２を鉄などの磁性体により形成して、脚板部３２と一体のアーム３６が係止部３７に磁気吸着されるようになっているが、アーム３６が非磁性体である場合は、アーム３６の先端に鉄板などの磁性体を装着する。この実施例では、アーム３６は係止部３７に磁気的な方法で係止されるものであるが、これに限らず、アーム３６の先端にフックなどを設けて係止部３７に機構的に引っ掛かるような構成のものであってもよい。
【００３３】
なお、図２において、Ｌ１はハンドル４の把持部４０と駆動板６の枢軸６３との距離、Ｌ２は枢軸６３と押圧部材５との距離であり、距離Ｌ２に対する距離Ｌ１の比率をできるだけ大きく設定すれば、把持部４０に加えられた力が十分に増幅されて押圧部材５の丸軸体５０，５０に伝達されるので、小さな力で車椅子の前進が可能であり、特に上り坂での車椅子の走行が容易となる。
【００３４】
上記した構成の車椅子駆動装置３において、図５に示すように、ハンドル４を待機位置から前方ｆへ押し出すように押操作すると、まず、駆動板６の垂直板部６２において、ハンドル４は駆動板６に対して前方へ所定の角度だけ傾動する（図５において１点鎖線で示す。）。これにより、押圧部材５の丸軸体５０，５０は、図７（Ａ）に示すように、車輪２のタイヤ部２０に押し付けられて押圧状態となる（図７（Ａ）において１点鎖線で示す状態。）。さらにハンドル４を前方ｆへ押操作すると、駆動板６がハンドル４に伴われて一体回動し、押圧部材５の丸軸体５０，５０はタイヤ部２０に押し付けられた押圧状態でタイヤ部２０を周方向へ押すので、車輪２が回動して車椅子が前進する（図７（Ｂ）（Ｃ）に示す。）。
【００３５】
駆動板６が前記した第２の角度位置Ｐ２に達した後、ハンドル４を前方ｆへ押す力を解除すると、ハンドル４は復帰バネ７のバネ力を受け、駆動板６に対して後方ｂへ所定の角度だけ傾動する（図６において１点鎖線で示す。）。これにより、押圧部材５の丸軸体５０，５０による車輪２のタイヤ部２０への押圧力が解除されるので（図７（Ｃ）において１点鎖線で示す。）、車輪２のタイヤ部２０に制動力は作用せず、車輪２は惰性回転を続ける。
【００３６】
なお、ハンドル４を前方へ押す力を加減することで、押圧部材５の丸軸体５０による車輪２のタイヤ部２０への押圧力を調整することが可能であり、下り坂において、車輪２に小さな制動力を作用させることによって、車椅子の安全走行が可能となる。
また、駆動板６が第２の角度位置Ｐ２にあるとき、ハンドル４への押圧力をさらに高めると、押圧部材５の丸軸体５０，５０は車輪２のタイヤ部２０に一層強く押し付けられ、車輪２に急制動を掛けることができる（図７（Ｃ）において２点鎖線で示す。）。
【００３７】
駆動板６が第２の角度位置Ｐ２に達してすぐにハンドル４を後方ｂへ引き戻し操作すると、駆動板６の垂直板部６２において、ハンドル４はまず駆動板６に対して後方ｂへ所定の角度だけ傾動する（図６において１点鎖線で示す。）。これにより、押圧部材５の丸軸体５０，５０による車輪２のタイヤ部２０への押圧力が解除される（図８（Ａ）において１点鎖線で示す。）。さらにハンドル４を後方ｂへ引き戻すと、駆動板６が復帰バネ７の引っ張り力をも受けてハンドル４と一体に前記と反対方向へ回動し、押圧部材５の丸軸体５０，５０はタイヤ部２０への押圧が解除された状態で待機位置まで復帰動作する（図８（Ｂ）（Ｃ）に示す。）。
同様のハンドル操作を繰り返すことで車輪２に回転駆動力が継続して作用し、車椅子は前進を続ける。
【００３８】
車輪２が前方へ回転するとき、後退防止機構３１の脚板部３２の下端は自重で垂れ下がった状態で車輪２のタイヤ部２０上を摺動するので、脚板部３２が車輪２の回転に支障をきたすことはなく、車輪２に制動力は作用しない。これに対して、上り坂で車椅子が後退する方向に車輪２が逆転しようとすると、後退防止機構３１の脚板部３２の下端が車輪２のタイヤ部２０に咬み込むように押し付けられるので、車輪２に制動力が作用し、車輪の逆転が阻止されて車椅子が後退することがない。
【符号の説明】
【００３９】
１    車体
２    車輪
３    車椅子駆動装置
４    ハンドル
５    押圧部材
６    駆動板
７    復帰バネ
２０  タイヤ部
３１  後退防止機構
３２  脚板部
５０  丸軸体
５１  支持板
【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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