(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動用車輪を乗員が手で駆動することにより走行可能な車椅子に、電動ユニットを着脱可能に取り付けた電動車椅子において、
電動ユニットは左右の駆動用車輪のそれぞれに対応して左右独立に設けられ、
それぞれの電動ユニットは、それら電動ユニット前端部の軸ボルトを中心に車体フレームに対して全体的に上下に揺動すると共に、モータにより駆動されるドライブ側プーリーと、該ドライブ側プーリーの駆動力がベルトを介して伝達されるドリブン側プーリーとを有し、且つ、前記揺動によりドライブ側プーリーとドリブン側プーリーとが駆動用車輪のタイヤに上方から圧接した状態でその駆動用車輪を駆動するように構成され、
それぞれの電動ユニットは、それら電動ユニット前端部の軸ボルトの後方に前記ドリブン側プーリーを、最後部にドライブ側プーリーをそれぞれ配置していることを特徴とする電動車椅子。
【請求項２】
ドライブ側プーリーとドリブン側プーリーとの外周面にベルトを巻き掛け、このベルトを介して前記ドライブ側プーリーとドリブン側プーリーとを駆動用車輪のタイヤに圧接するように形成したことを特徴とする請求項１に記載の電動車椅子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通常は手動の車椅子に電動ユニットを装着した電動車椅子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車椅子は療養中など歩行に支障のある者が乗車し、その者が手で車輪を回して走行するものである。この場合、坂道や段差の走行あるいは力の弱い者が乗車している場合などに駆動力を補助するために、プーリーの付いた駆動ユニットを着脱可能にした車椅子がある。
この種の車椅子では、従来、駆動ユニットを車椅子に取付け、左右それぞれの車輪タイヤ外周部にそれぞれ単一のプーリーを押し付けて、プーリーの回転駆動で車輪を回転させていた（例えば実公昭５６−２９６６、特開平８−５６９９２号参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の駆動ユニットを取り付けた車椅子では、プーリーとタイヤとの接触面積が小さいため、タイヤが雨で濡れるなどしたときにはプーリーとタイヤの間でスリップが生じてユニットの駆動力がうまく車輪に伝わらず所望する走行ができない場合がある。
【０００４】
また、電動ユニットのプーリーをトグル機構でタイヤに押し付けたものでは（実公昭５６−２９６６参照）、タイヤの空気圧が少ないときにプーリーのタイヤへの押し付け力が弱くなってしまうという問題点が生じる。
また、バッテリーは電動ユニットと別に車体フレームの中央または後方に配置している。しかしながら、バッテリー容量が小さいものでは車椅子の使用途中で、交換することが必要になるが、バッテリーはフレーム後方に配設したのでは交換しづらいという問題点も生じる。
【０００５】
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたものであって、プーリーがタイヤと滑りにくく、電動ユニットの着脱が容易で、バッテリーの交換も容易な電動車椅子を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、次の構成を有する。
本発明は、駆動用車輪を乗員が手で駆動することにより走行可能な車椅子に、電動ユニットを着脱可能に取り付けた電動車椅子において、電動ユニットは左右の駆動用車輪のそれぞれに対応して左右独立に設けられ、それぞれの電動ユニットは、それら電動ユニット前端部の軸ボルトを中心に車体フレームに対して全体的に上下に揺動すると共に、モータにより駆動されるドライブ側プーリーと、該ドライブ側プーリーの駆動力がベルトを介して伝達されるドリブン側プーリーとを有し、且つ、前記揺動によりドライブ側プーリーとドリブン側プーリーとが駆動用車輪のタイヤに上方から圧接した状態でその駆動用車輪を駆動するように構成され、それぞれの電動ユニットは、それら電動ユニット前端部の軸ボルトの後方に前記ドリブン側プーリーを、最後部にドライブ側プーリーをそれぞれ配置していることを特徴とする電動車椅子である。
【０００７】
本発明においては、ドライブ側プーリーとドリブン側プーリーとの外周面にベルトを巻き掛け、このベルトを介して前記ドライブ側プーリーとドリブン側プーリーとを駆動用車輪のタイヤに圧接するように形成したことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１〜図９は本発明の実施形態１に係る電動車椅子の説明図で、図１、図２は電動車椅子の正面図、側面図、図３は電動ユニット取り付け用フレームパイプの説明図、図４は該フレームパイプの取り付け用クイックレリーズタイプボルトの説明図、図５、図６は電動ユニットの詳細側面図、断面図、図７は電動車椅子の電動ユニットによる作動状態説明図、図８は図７の一部断面図、図９は電動ユニットを上方に揺動させた状態図である。
【０００９】
実施形態１の電動車椅子１０において、電動ユニット４０は左右の駆動用車輪（後輪）３０、３０のそれぞれに対応して左右独立に設けられている。
それぞれの電動ユニット４０は、車体フレーム１２に対して全体的に揺動すると共に、その揺動により駆動用車輪３０、３０に全プーリー６０、６２が圧接および離脱が可能で、かつモータ５８により駆動される複数のプーリー６０、６２（ドリブン側プーリー６０、ドライブ側プーリー６２）を有し、それら複数のプーリー６０、６２を駆動用車輪３０、３０に圧接した状態で駆動することにより走行するようにした。
図１〜図２に示すように、電動車椅子１０の車体フレーム１２は、車体の左右側部を構成する左右のフレーム部１４Ｌ、１４Ｒを幅方向に近づけて折り畳めるようにブリッジ部１６で連結した構造である。
【００１０】
左右のフレーム部１４Ｌ、１４Ｒは、主にパイプフレーム構造になっている。
左右のフレーム部１４Ｌ、１４Ｒは、それぞれ、最下部のベース体１４ａと、ベース体１４ａの上方に位置し、乗員が腰掛ける布からなるシート１８が装着されたシートフレーム体１４ｂと、該シートフレーム体１４ｂの上方に位置するアームレスト体１４ｃと、アームレスト体１４ｃの前端部に連続して下方に延び、シートフレーム体１４ｂ前端部およびベース体１４ａ前端部に連結されるフロントフレーム体１４ｄと、ベース体１４ａ後端部から上方に延びシートフレーム体１４ｂ後端部およびアームレスト体１４ｃの後端部に繋がり、そこよりさらに上方に延びて上端で後方へ向けてＬ字形状に曲がり、補助者の握るハンドル２０になるリアフレーム体１４ｅとを有している。
図において、符号２２は背もたれ、２４はジョイスティック型の操舵スイッチ装置である。
【００１１】
前記左右のフレーム部１４Ｌ、１４Ｒの前部には、フロントフレーム体１４ｄに連結して、乗員が足を乗せるフットレスト部２６、２６が左右に回動可能に設置される。また、フロントフレーム体１４ｄの下端部には、旋回動自在のキャスター車輪（前輪）２８、２８が取り付けられる。
【００１２】
また、左右のフレーム部１４Ｌ、１４Ｒの後部の下端部寄りには、駆動用車輪（後輪）３０、３０を軸支する軸受け部３２、３２が固定される。駆動用車輪３０には、ホイール３０ａの外周部にタイヤ（リアタイヤ）３０ｂが嵌入して固定されており、ホイール３０ａの外側面には乗員が車輪３０を手で回動させるリング状のハンドリム３０ｃが固定されている。
【００１３】
前記操舵スイッチ装置２４の指令にしたがって左右の駆動用車輪３０、３０に駆動力を付与する電動ユニット４０、４０は左右のフレーム部１４Ｌ・１４Ｒの後部の上端部寄りに、車体フレーム１２に着脱可能なパイプ体４２を介して取り付けられている。
【００１４】
すなわち、図３に詳細に示すように、車体フレーム１２のベース体１４ａの後部に延びた部分をフレームパイプベース４４の本体部４４ａに差し込んで該ベース体１４ａに該ベース４４を下方より螺着するボルト４６で締め付け固定するようになっている。また、このフレームパイプベース４４には、上方に延びて開口するパイプ状体であってこの開口に前記パイプ体４２を差し込んで固定するための受け部４４ｂを前記本体部４４ａ上面部に溶接により一体にしている。
なお、フレームパイプベース４４の本体部４４ａの下面部には、後ろ斜め下方に延びて車体の所定以上の後方への傾動を防止する傾動規制バー４８が溶接固定されている。この傾動規制バー４８の尾端には、ローラ４８ａが回動自在に軸支されている。
【００１５】
また、前記パイプ体４２の上端部は、コネクター５０とフックブラケット５２とにより着脱自在に固定される。すなわち、図３に示すように、コネクター５０は、車体フレーム１２のリアフレーム体１４ｅの上部を（ボルトで締め付ける）挟みつけて固定するものであって、前後２つに割れたものを組み合わせてボルト・ナットで連結し、締め付ける構造で、上方視概略Ｃ字形状を呈しており、後部には孔５０ａの形成された平面視Ｕ字形状に対向する取付け片５０ｂが後方に向けて延設される。また、フックブラケット５２は、パイプ体４２を差し込む本体５２ａに下方に開放する概略円形の切り欠き５２ｂが形成されたフック片５２ｃが前方に向けて延設されており、フックブラケット５２は本体５２ａに螺着するボルト５２ｄによりパイプ体４２に締め付け固定される。
これらコネクター５０の孔５０ａにボルト５３を通し、前記対向する取付け片５０ｂの間にフックブラケット５２のフック片５２ｃを挟み、該ブラケット５２の切り欠き５２ｂをボルト５３に引っかけボルト５３を締め付けて固定する。
なお、このボルトには、図４に示すように回動するレバー５３Ａ１のついたクイックレリーズタイプのボルト５３Ａを使用でき、これにより、取り外しが簡単化できる。
【００１６】
前記パイプ体４２には、図５および図６に示すように、電動ユニット４０を連結するギアケースホルダー５４が締め付け固定される。このギアケースホルダー５４は、パイプ体４２をボルトの締め付けで挟圧する本体５４ａから概略板状に後方へ延びる取り付け板５４ｂに支軸孔５４ｃが穿設されていて、この支軸孔５４ｃに軸ボルト５６を通し、電動ユニット４０のギアケース５７を該軸ボルト５６により揺動可能に軸支される。
【００１７】
また、電動ユニット４０のギアケース５７は、それぞれ概略浅い容器型を呈した車体に近い側の内側部分５７ａと外側部分５７ｂとが内部空間５７ｃを形成して重なり合わさって箱体を形成しており、モータ５８が車体側に、前後２つのプーリー６０および６２が外部側にそれぞれ設けられる。
ギアケース内部空間５７ｃには、モータ５８の軸５８ａと後側のプーリー６２の軸６２ａが挿通して位置し、それぞれの軸５８ａと６２ａとにはドライブギア６４ａとドリブンギア（歯数がドライブギア６４ａより多い）６４ｂがそれぞれ固定されている。モータ５８が回転してドライブギア６４ａによりドリブンギア６４ｂが回転し、プーリー６２が減速駆動されるようになっている。なお、前側のプーリー６０は、ギアケース５７に固定されたプーリー軸６０ａに回転自在に軸支される。
【００１８】
各プーリー６０、６２は、それぞれ小径部６０Ａ、６２Ａと大径部６０Ｂ、６２Ｂが一体に形成された段差ドラムタイプのものであり、小径部６０Ａ、６２Ａ同士にはベルト６６が巻掛けられて、後側のプーリー６２の駆動力を前側のプーリー６０に伝達する。そして、各プーリー６０、６２の大径部６０Ｂ、６２Ｂは外周面部に歯車状の溝が形成され、あるいはゴム・エラストマーが固定された滑り止め機構６８が設けられる。
【００１９】
このように、電動ユニット４０は、図７や図８に示すように、駆動用車輪３０のタイヤ３０ｂに圧接し、回転するドライブ側のプーリー６２とベルト６６を介して共に回転するドリブン側のプーリー６０を設定している。モータ５８の回転は、各ギア６４ａ、６４ｂによる減速の後に、ドライブ側のプーリー６２を回転する。ドライブ側のプーリー６２とドリブン側のプーリー６０はベルト６６で連結されているので、共に回転する。そして、２つのプーリー６２と６０がタイヤ３０ｂに圧接されて後輪３０を駆動する。
【００２０】
ギアケース５７の上部には、ギアケース５７長手方向に沿って前方に延びる中空パイプ材からなるクラッチレバー７０がボルト締着される。このクラッチレバー７０の操作でギアケース５７はギアケースホルダー５４の軸ボルト５６を中心に揺動させて、前記プーリー６０、６２を車輪３０に押し付けたり、離したりすることができる。そして、ギアケースホルダー５４とクラッチレバー７０にはギアケース５７の揺動した角度位置を固定設定するためのラチェット機構７１が設けられている。
【００２１】
すなわち、ラチェット機構７１は、図５および図６に示すように、揺動爪７４とラチェット歯部７６からなる。前記のレバー７０のほぼ中央部下部ブラケット７２に揺動爪（ネイル）７４が軸支され、レバー７０先端に突出したボタン７８ａを押すとレバー７０内部のリンク機構７８により、前記揺動爪７４が揺動するようになっている。前記ギアケースホルダー５４にはこの揺動爪７４の揺動する際の先端軌跡にほぼ沿ったラチェット歯７６ａが形成されたラチェット歯部７６がギアケースホルダー５４に締め付け固定される。前記揺動爪７４のラチェット歯部７６への離脱・係合を前記リンク機構７８のボタン７８ａを押し込み・戻して行えるようになっている。
【００２２】
前記モーター５８の電源となるバッテリー８０は、車体フレーム１２のフロントフレーム体１４ｄの前部の前方にバッテリー８０が取付け固定される。固定の一例としては、図１、図２には、フットレスト部２６のレッグパイプ２６ａとフロントフレーム体１４ｄに取り付けたバッテリーホルダー８２にバッテリーケース８０ａのフック８０ｂを引っかける方法を図示している。
【００２３】
上記のように、バッテリー８０を車体前方に配置することにより、車体下部などに配置することに比較してバッテリー８０の交換が容易である。また、後方に配置する電動ユニット４０との重量バランスが取れ、車体の挙動が安定する。また、バッテリー８０を図１に示すように、左右２個取り付けることも可能であり、２個付けで走行距離が倍に延ばせる。
【００２４】
次に、実施形態１の作用を説明する。
実施形態では、前記のように、電動ユニット４０は、駆動用車輪３０のタイヤ３０ｂに圧接し、回転するドライブ側のプーリー６２とベルト６６を介して共に回転するドリブン側のプーリー６０を設定している。モータ５８の回転は、各ギア６４ａ、６４ｂによる減速の後に、ドライブ側のプーリー６２を回転する。ドライブ側のプーリー６２とドリブン側のプーリー６０はベルト６６で連結されているので、共に回転する。そして、２つのプーリー６２と６０がタイヤ３０ｂに圧接されて駆動用車輪３０を駆動する。
従来のプーリーは１つであったのに比較して、タイヤ３０ｂとの接触面積が増すので、スリップが減り、確実に駆動力が伝わり、雨の日や坂道で有効である。
【００２５】
駆動ユニット４０を車椅子に取付けるのは、フレームパイプベース４４とコネクター５０を車体フレームに固定し、駆動ユニット４０を固定したパイプ体４２をフレームパイプベース４４の受け部４４ｂに差し込み、かつフックブラケット５２をコネクター５０にボルト５３で固定する。
【００２６】
フレームパイプベース４４にパイプ体４２は挿入してあるだけであり、コネクター５０とフックブラケット５２をボルト５３で固定するので、ボルト５３を緩めればパイプ体４２が抜ける。したがって、駆動ユニット４０が不要なとき（ハンドリムでの走行時など）には、簡単に外すことができる。
【００２７】
フレームパイプベース４４に傾動規制バー４８を一体化して取り付けており、傾きの強い坂や不意の挙動でも後方に強く傾くことを規制できる。
【００２８】
駆動ユニット４０は、クラッチレバー７０とラチェット機構７１を有していて、クラッチレバー７０を引き上げることにより、プーリー６０、６２は、図７および図８に示すように、タイヤ３０ｂに押し付けられ、タイヤ３０ｂの空気圧による反力により、押し戻されるが、ラチェット機構７１により押し戻されない。車体フレームと電動ユニットとの連結部に、ラチェット機構を設けたので、車輪にプーリーを押し付けたときに、車輪タイヤなどの反力によって押し戻されことはなく安定して圧接力を維持できる。また、タイヤ３０ｂの空気圧が減っていてもラチェット機構７１により適正な押し付け力を付加できる。圧接状態を所望状態で一定にできる。
また、プーリー６０、６２をタイヤから離すときには、図５、図９に示すように、クラッチレバー７０のボタン７８ａを押しながらクラッチレバー７０を押し下げる。そして、揺動爪７４をラチェット歯部７６のオフポイント７６ｏに嵌め入れれば、駆動ユニット４０が上がった状態で固定できる。電動ユニットにより駆動が不要のときは、電動ユニットを上げたままの状態にして、乗員が車輪のハンドリムなどを回転させて走行できる。
【００２９】
また、バッテリー８０は車椅子のフロントフレーム体１４ｄより前方に配置することによりバッテリー８０の交換が容易となる。また後方の電動ユニット４０との重量バランスがとれ、車体が安定する。バッテリー８０を左右２個取り付けで左右バランス的に良好になり、走行距離が倍に延ばせる。
【００３０】
次に実施形態２の電動車椅子を説明する。なお、実施形態１と同様の部分には同一の符号を付している。
【００３１】
この実施形態２に係る電動車椅子において、電動ユニット４０は、図１０〜図１４に示すように、前後２つのプーリー９０、９２が外周面がほぼ円筒形状のドラムタイプのものであり、そのプーリー９０、９２自体の外周面にベルト９４を巻掛けるものである。プーリー９０、９２外周の側部にはプーリー９０、９２からベルト９４が外れるのを防止するためフランジ９６が形成されている。
ベルト９４は、ゴムやエラストマーなどの弾性体からなり、ベルト９４を介して、駆動側の後ろ側プーリー（ドライブ側プーリー）９２から前側プーリー（ドリブン側プーリー）９０が駆動される。図１４に示すように、前後プーリー９０、９２がベルト９４を介して駆動用車輪３０のタイヤ３０ｂに圧接し、回転することにより、駆動用車輪３０を回転している。
【００３２】
このように、２つのプーリー９０、９２の圧接で１つのプーリーの圧接より接触面積が増えて滑りが少なくなるほか、実施形態２では、ゴムなどからなるベルト９４を介してタイヤ３０ｂを回転させることにより、さらに摩擦力が増大し滑りにくくなる。
また、タイヤ３０ｂの接触部となるベルト９４外側面９４ａに凹凸形状を形成して、さらに滑りにくくすることもできる。
なお、前記プーリー９０、９２の外周面とベルト９４の内周面の双方に凹凸形状が形成されていて、タイミングベルトと同様の構成を有して、プーリー９０、９２の外周面とベルト９４内周面の滑りを極力無くすようにしている。
【００３３】
実施形態２の変形例１として、図１５に示すように、フランジ９６を大径かつ内幅を小さくして形成し、対向するフランジ９６、９６の概略谷形状の間にタイヤ３０ｂを嵌め込み、タイヤ３０ｂの両側面にフランジ９６、９６の内側面９６ａ、９６ａが圧接するようにして、駆動力を伝達するように構成できる。
【００３４】
また、さらに、変形例２として、図１６に示すように、プーリーのフランジ９６、９６と共にベルト９４を圧接して、タイヤ３０ｂに駆動力を伝達する構造でもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、それぞれの電動ユニットは、車体フレームに対して全体的に揺動すると共に、その揺動により駆動用車輪にモータ駆動のプーリーを圧接および離脱が可能なので、揺動という簡単な動作で駆動力の必要なときのみ駆動用車輪を駆動でき、また、不要のときにはプーリーを離脱できる構造を簡単に構成できる。
また、プーリーは、モータにより駆動されかつドライブ側プーリーとドリブン側プーリーとが配設される。そして、それらドライブ側プーリーとドリブン側プーリーを駆動用車輪に圧接した状態で駆動することにより走行できるようにしたので、プーリーの駆動用車輪に対する接触面積が広くなり、雨天や坂道でスリップすることがない。
ドライブ側プーリーとドリブン側プーリーは、一つのモータの駆動力をそれぞれのプーリーに伝達して駆動させることが好ましい。そこで、ドライブ側プーリーとドリブン側プーリーがベルトを介して互いに駆動力を伝達するようにし、駆動用車輪への駆動力の伝達が安定し、伝達不良による速度変化が無くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る電動車椅子の正面視説明図である。
【図２】図１の電動車椅子の側面視説明図である。
【図３】電動ユニット取り付け用フレームパイプの説明図である。
【図４】図３のフレームパイプの取り付け用クイックレリーズタイプボルトの説明図である。
【図５】電動ユニットの詳細側面図である。
【図６】電動ユニットの詳細断面図である。
【図７】電動車椅子の電動ユニットによる作動状態説明図である。
【図８】図７の一部断面図である。
【図９】電動ユニットを上方に揺動させた状態図である。
【図１０】実施形態２にかかる電動車椅子の側面図である。
【図１１】実施形態２に係る電動車椅子の電動ユニットの詳細外側面視図である。
【図１２】図１１の電動ユニットの詳細断面図である。
【図１３】図１１の電動ユニットの詳細内側面視図である。
【図１４】図１１の電動ユニットによる作動状態説明図である。
【図１５】実施形態２の変形例１の説明図である。
【図１６】実施形態２の変形例２の説明図である。
【符号の説明】
１０  電動車椅子
１２  車体フレーム
１４Ｌ、１４Ｒ  左右のフレーム部
１４ａ  ベース体
１４ｂ  シートフレーム体
１４ｃ  アームレスト体
３０  駆動用車輪
３０ａ ホイール
３０ｂ タイヤ
３０ｃ ハンドリム
４０  電動ユニット
５６ 軸ボルト
５７ ギアケース
５８  モータ
６０、６２  プーリー（ドリブン側プーリー、ドライブ側プーリー）
６６ ベルト
９０、９２ プーリー（ドリブン側プーリー、ドライブ側プーリー）
９４ ベルト
【図１】
0003550981.tif 000002
【図２】
0003550981.tif 000003
【図３】
0003550981.tif 000004
【図４】
0003550981.tif 000005
【図５】
0003550981.tif 000006
【図６】
0003550981.tif 000007
【図７】
0003550981.tif 000008
【図８】
0003550981.tif 000009
【図９】
0003550981.tif 000010
【図１０】
0003550981.tif 000011
【図１１】
0003550981.tif 000012
【図１２】
0003550981.tif 000013
【図１３】
0003550981.tif 000014
【図１４】
0003550981.tif 000015
【図１５】
0003550981.tif 000016
【図１６】
0003550981.tif 000017