(57)【要約】【課題】搭乗者自身が操作する自走式車椅子において、例えばリュウマチ症などに罹患して指の動きが不自由な人などはハンドリムを操作することが難しい。このような人のためにレバーで駆動する方式の車椅子が市場に提供されているが、その製品は構造が複雑なために標準の車椅子に対して数倍の価格になって普及が進んでいない。本発明は指の動きが不自由な人に加えて、手首から先を失った人にも対応が可能であり、しかも極めて低価格の後付け型のレバー駆動式車椅子を提供する。【解決手段】レバー駆動式車椅子は、駆動輪２を支える主軸を回転中心とするレバー１０を駆動輪２の主軸に取付け、レバー１０に取付けたブレーキパッドをハンドリムなどに押し当てて、レバーと一体になった握り手に加えた力を摩擦力でハンドリムなどに伝達する。【選択図】図９
2019042202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車椅子の駆動輪を支持する主軸あるいはスポークに対して、駆動輪の回転中心を揺動の中心とするレバーを取り付けて、該レバーにはハンドリムあるいはタイヤリムと対面する位置にブレーキパッドを取り付けて、前記レバーあるいは前記レバーと一体になった握り手に加えた力を摩擦力によって前記ハンドリムあるいは前記タイヤリムに直接伝達して移動するレバー駆動式車椅子。
【請求項２】
前記レバーは、前記スポークに対する取り付け端部にリング板を有し、該リング板に設けられた連結ピンの割り溝に、前記スポークを挟み込み、該割り溝をナットで締め付けて該スポークが固定され、
前記割り溝に、めねじ加工をして小ねじを嵌合しつつ、該割り溝をナットで締め付けることで、前記スポークに固定した時の前記割り溝の変形を防止する請求項１記載のレバー駆動式車椅子。
【請求項３】
前記レバーの姿勢を安定させるため分銅が、前記レバーの握り手の反対側端部に該レバーの長手方向から傾斜して固定され、スタンバイ状態においてレバーが車椅子の進行方向に対して傾斜して安定する請求項１または請求項２記載のレバー駆動式車椅子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は足の機能障がいなどによって歩行が困難な人の移動手段として多く利用されている車椅子のうち、自走式に分類されている車椅子の改良に関するものである。本発明での自走式車椅子とは搭乗者自身の両手の力で前進・後退・旋回などができる機種である。
【背景技術】
【０００２】
自走式車椅子の標準的な外観は図１のようであり、車体フレームの左右に設置される駆動輪とその駆動輪のタイヤリムに連結されているハンドリムと車体前方に設置された回旋可能な前輪とこの前輪と駆動輪とを連結する車体フレームおよび車体フレームに設置された椅子が基本的な構成部品である。
【０００３】
車椅子を操作する搭乗者は椅子に座って、自身の両手の力で駆動輪のタイヤリムに連結されたハンドリムを押したり引いたりして、その力で駆動輪を回転させて車椅子を前進や後退あるいは旋回をさせて自分の希望する方向に移動する。
【０００４】
標準的な自走式車椅子は両手の機能が健常な搭乗者に対応している。しかし、例えばリュウマチ症などに罹患して指の握りや解放の動きが悪い人や手首から先を失ったとか、あるいは腕の筋力が低下してハンドリムに充分な力を伝達できない人にとっては、現状の自走式車椅子を自分自身の力で自由に操作するのは極めて困難である。
【０００５】
このような人にとっては車椅子に乗っても自分の意志で自由に目的の場所に移動することが困難であるために、介助者などの他人の助けを借りることになって自尊心が抑えられるうえに、自分の希望する時間帯に自由に行動ができない不便さがある。
【０００６】
例えば老人福祉施設などでは、このような搭乗者に対してはその人の要望に応えるための介助者が必要であり、搭乗者が移動を希望する時間帯はその人のための介助者を占有することになって施設全体の人件費高騰の大きな原因にもなっている。
【０００７】
また、搭乗者自身においても移動に要するための自分自身の腕や手を使うことがないために次第に筋力が衰えていくことになって、いずれは介助者の援助を常時必要とする身体的能力に陥ることになる。
【０００８】
上記の改善策として、レバーで駆動する方式の車椅子が市場提供されている。レバー式は現状のハンドリム式とは違って指の握りと解放の滑らかな動きが要求されることはない。搭乗者はレバーを握ったままで良いので、手の動きが不自由な人にとっては非常に有効な方策である。また、レバー式はその回転中心から握り部までの寸法がハンドリムの半径寸法よりも大きくなるので操作力も小さくなるなどの利点を併せて持っている。
【０００９】
市販されているレバー式車椅子はレバーの押しと引きの往復操作をクラッチや歯車などの機械部品を組み合わせて、駆動輪の主軸の外径側に位置するハブ部にその力を伝達させる構造になっている。この方式の問題点はレバーの往復操作を間欠回転運動に変換させるための構造や、前進と後退を切り替えるための構造などが必要なために、その体格も大きく複雑な構造になって部品点数も多くなるので結果的にかなり高価な製品になる。そのため、利用者は購入を躊躇せざるを得ない状況にあり、安価で取り扱いが容易と言う市場の要求に充分に対応できた製品とは言い難い。
【００１０】
このような市場の要求に対して、レバーの操作力を駆動輪のハブ部に伝達するのではなく、ハンドリムあるいはタイヤリムに対してレバーに加えた力を摩擦力によって直接伝達して駆動輪を回転させる方策を発明した。この方策によれば、現在市販されているレバー式の構造に比べて格段に簡素な構造になるので、製品価格も極めて安価になり、すでに向かいつつある老人社会に大いに貢献できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−２２４６３４号公報
【特許文献２】特開２００７−００７１１６号公報
【特許文献３】特開２０１５−２１６９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
解決すべき課題の一つ目は、レバーの揺動回転中心を駆動輪の回転中心に一致させるための構造であり、二つ目はレバーに加わった力を駆動輪に直接伝達する方策であり、三つ目は手首から先を失った搭乗者への対応策であり、四つ目はレバーの自然状態に於ける姿勢に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
課題の一つ目であるレバーの揺動回転中心を駆動輪の回転中心に一致させるための方策として、駆動輪の主軸を利用する方法Ａ案とタイヤリムとハブを連結しているスポークに取り付ける方法Ｂ案を発明した。図２、図３、図４、図５は既存の車椅子にレバーを取り付ける場合の構成部品とその位置関係を示したものである。
【００１４】
課題の二つ目である摩擦力による力の伝達は例えば自転車前輪のブレーキ構造をヒントにした。レバーにゴムなどの摩擦材を取り付けてこれをハンドリムあるいはタイヤリムなどに直接押し付けながら動かす事である。言い換えれば、ブレーキパッドと共にハンドリムやタイヤリムを同時に回転させようとするものである。そのイメージを図２と図５に示す。
【００１５】
三つ目の課題である手首から先を失ったとか、指が全く動かない搭乗者に対しては、図８のようにレバーの握り部に、面ファスナー等の着脱式テープ帯を巻き付け、搭乗者の腕に巻き付けた着脱式テープ帯と結合させて、搭乗者の腕の動きをレバーに伝達させようとするものである。
【００１６】
四つ目の課題であるレバーの姿勢に関する方策は、図９のようにスタンバイ状態でレバーを車椅子の前方側に傾斜させることである。こうすれば、搭乗者がベッドの横に車椅子を置いて、その側面から乗り移る時にレバーが邪魔にならない。
もう一つの理由はレバーが垂直になっていると搭乗者はレバーを握るために手を胴体横よりも後ろの背中側に持っていくことが困難なためである。実際にはこの動作は健常者でも難しいのである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によるレバー駆動式車椅子は、簡単に言えば駆動輪のタイヤリムにブレーキパッドを押し当てて、このパッドと共に駆動輪を回転させる構造である。
その結果、構造が極めて簡単になってその構成部品も簡単な形状となり、高精度な加工も必要でなく部品点数も少ないので、製品価格も極めて安価になる。
この車椅子は例えばリュウマチ症に罹患した人や手首から先を失った搭乗者も自分自身の力で自由に車椅子を操作できるので介助者を必要としないから、搭乗者自身の自尊心が保たれるし介助者に関わる人件費なども節約できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】標準的な自走式車椅子の外観である。ハブと駆動輪を連結するスポークは図示していない。
【図２】駆動輪の主軸にレバーを取り付けるイメージ図である。主軸のハブ部とタイヤリムを連結するスポークは本数を減じて図示してあり、ハンドリムは図示していない。
【図３】駆動輪を支える主軸構造の断面図である。
【図４】駆動輪の主軸を一部延長して、レバーを取り付けたときの断面図である。
【図５】タイヤリムと駆動輪のハブ部を連結しているスポークを利用し、連結ピンを使ってレバーを取り付けるイメージ図である。主軸のハブ部とタイヤリムを連結するスポークは本数を減じて図示してある。
【図６】スポークとレバーを固定したリング板とを連結する連結ピンの不具合を説明する図である。
【図７】連結ピンのすり割り部に小ねじを埋め込んで連結ピンの変形を防止する方策の説明図である。
【図８】レバーの握り部に回旋可能な着脱式テープ帯を張り付けた手首載せ台を取り付けた図である。主軸のハブ部とタイヤリムを連結するスポークは本数を減じて図示してある。
【図９】本発明のレバー式車椅子であり、スタンバイ状態ではレバーが車体前方に傾斜していることを示したイメージ図である。主軸のハブ部とタイヤリムを連結するスポークは図示していない。
【図１０】分銅を取り付けた一般的なレバー形状を示すイメージ図である。
【図１１】分銅をレバーに対して角度θで取り付けた本発明のレバー形状を示すイメージ図である。
【図１２】左右のレバーを連結して、片手での操作を可能としたレバー式車椅子のイメージ図である。
【図１３】レバーと連結棒の着脱を容易にするための着脱装置を示すイメージ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１に標準的な自走式車椅子の外観を示す。車椅子の車体フレーム１（以後フレーム１）には駆動輪２と前輪３がフレーム１の左右に設置され、搭乗者の為の座面４もフレームに設けられる。前輪３は回旋可能な状態でフレーム１に固定されており、駆動輪２にはハンドリム５が連結されているので、搭乗者はこのハンドリム５を手で押したり引いたりして、前進や後退あるいは旋回をさせて車椅子を目的の位置に移動させることができる。
なお、図１には駆動輪２を支持する主軸６の外径側に位置するハブ７と駆動輪２のタイヤリム８とを連結するスポークは図示していない。
【００２０】
例えば、リュウマチ症などに罹患して指の動きが不自由な搭乗者がこのような車椅子を利用しようとした場合、ハンドリム５を握ったり離したりする指の動作が滑らかにできないので車椅子を自由に操作することができず、介助者の助けを必要とすることになる。
【００２１】
さらに、腕の筋力が衰えた搭乗者はハンドリム５に対して走行に必要な力を伝達することが困難であるために車椅子そのものを利用することができない。
【００２２】
上記の様な人に対する改善策としてすでに市販されているレバー式車椅子として、前記の先行技術を紹介した。これらの製品は必要且つ充分な性能を持っているが構造が複雑なために部品点数も多くなって必然的に高価となり、操作が容易で安価と言う市場要求に対して充分に対応しているとは言い難い。
【００２３】
現状の車椅子を使う搭乗者はハンドリム５を自身の指で掴んで前方に押し出す。つまり、駆動輪２に連結されているハンドリム５を直接駆動しているのである。
本発明はこの動作をそのまま構造体として具現化したものである。即ち、指の代わりに自転車用のブレーキパッドを想定し、このパッドをハンドリム５あるいはタイヤリム８に押し当てながら、両者を一体として移動させれば駆動輪２はブレーキパッドの動きに従って回転すると考えたのである。
【００２４】
以下に課題の一つ目であるレバーの揺動回転中心を駆動輪２の回転中心に一致させるための方策Ａについて説明する。
【００２５】
図２はレバー１０を駆動輪２の回転中心である主軸６に取り付ける取り付け案Ａのイメージを表したものである。図２において、レバー１０にはブレーキパッド１１と握り手１２と分銅１３が取り付けられる。なお、レバー１０は主軸６に固定ねじ１４で取り付けた時、滑らかに揺動できるすきまが付与される。この取り付け方法によって、レバー１０はその回転中心が駆動輪２の回転中心と一致する。
【００２６】
レバー１０は固定ねじ１４とブレーキパッド１１の間の寸法距離Ｌが駆動輪２に装備されるタイヤリム８の平均半径と同じ寸法に設定されるので、レバー１０を主軸６に組み立てた状態で握り手１２をフレームの中央側にレバー１０を弾性変形させて押し付けながら前方に押し出すと、ブレーキパッド１１はタイヤリム８と同じ接触位置を保ちながら回転することになる。
【００２７】
搭乗者が押し出したレバー１０を元の位置に戻すときは押し付けていた握り手１２への力を開放すればブーキパッド１１はタイヤリム８との接触が絶たれるから駆動輪２の回転を妨げることなくレバー１０は元の位置に戻すことができる。
【００２８】
一般の自走式車椅子は図３のようにフレーム１の足に対して主軸６をナット１５，１６，１７で挟み込んで固定し、主軸６の外径側に鋼球１８を介してハブ１９が回転可能な状態で設置される。タイヤリムはスポークを介してハブ１９と連結固定される。
【００２９】
本発明のレバー１０の主軸６への取り付けは図４のように主軸６の一部を延長し、その端面中心部にめねじを加工して、レバー１０の固定ねじ１４で揺動可能なすきまを保って固定される。なお、レバー１０の主軸６に対する直角方向の自由な振れ幅を規制するために固定ねじ１４にはワッシャ２１が併用される。
【００３０】
本発明のレバー１０の取り付け方法でのＢ案は、図５のようにレバー１０の固定ねじ１４と連結する中間軸２２と一体に固定されたリング板２３を前もって用意しておき、そのリング板２３にレバー１０を前もって揺動可能な状態で取り付け、そのリング板２３に固定した連結ピン２４を使ってスポーク９に固定する方法である。この方法によれば、市販の車椅子を加工することなくレバー１０を取り付けることができるのである。
【００３１】
このＢ案での問題は図６に示すようにスポーク９を連結ピン２４の割り溝２５に挟んでナット２６で締め付けると、連結ピン２４の体格が小さい場合や強度の低いアルミ材などを使うと強度不足によってナット２６に対応するおねじ部分が変形する欠点を持っている。
【００３２】
この不具合を改善するために本発明では図７に示すように割り溝２５にめねじを加工してここに小ねじ２７を前もってねじ込んでおくことで、ナット２６を締めこんでも割り溝２５の変形を防ぐ方策を施したのである。
【００３３】
課題の二つ目はレバー１０に加えた力を駆動輪に摩擦力で直接伝達する方策である。この方策は図２や図５に示すようにレバー１０にブレーキパッド１１を取り付け、このブレーキパッド１１をタイヤリム８やハンドリム５に押し付けてレバー１０に取り付けた握り手１２を前方に押し出すことで可能になる。これによって車椅子は前方に移動できる。
移動を継続する場合はブレーキパッド１１とタイヤリム８の接触を断ってレバー１０を元に位置に復帰させ、再度押し当てて握り手１２を前方に押し出せればよい。
【００３４】
この場合、力の伝達力はブレーキパッド１１とタイヤリム８あるいはハンドリム５との間の押し付け力Ｆとその部分の摩擦係数μによって支配される。接触部の摩擦係数μを大きくするには例えばハンドボール選手などが使う松脂樹脂剤などによる摩擦係数増強剤の塗布が有効である。
【００３５】
課題の三つ目である手首から先を失った搭乗者への対応策は図８に示すような手首保持具２９の付加で可能になる。図８においては着脱式テープ帯２８を接着した手首保持具２９を取り付けねじ３０によって握り手に対して回旋可能な状態で固定したのである。手首から先を失ったとか指に機能麻痺を持つ搭乗者は着脱式テープ帯２８に対応する図示していない手首用の着脱式テープ帯を自分の手首に巻き付けて両者を連結する。この方法によって腕さえ動かせればその力は握り手に伝達できる。
【００３６】
課題の四つ目はレバーの自然状態に於ける姿勢である。レバー式車椅子は搭乗者の乗り降りや操作を考慮すると図９のようにスタンバイ状態ではレバー１０が車体の前方に傾斜した状態が良い。これは前述したように、車椅子の横方向からも乗車し易くするとともに、着座後に搭乗者が握り手１２を握りやすくする為である。
【００３７】
一般にレバー１０はそのスタンバイ状態での姿勢を安定させるために図１０のようにレバー１０の回転中心である固定ねじ１４に対して、分銅１３側のモーメント力を握り手１２側のそれよりも大きくする。その結果、重力バランスの関係からレバー１０は垂直姿勢で安定してしまうので本発明の目標にそぐわない。
【００３８】
この対策として、本発明では図１１のように分銅１３をレバー１０に対して角度θの傾斜を与えて固定したのである。その結果、レバー１０を垂直姿勢にしても分銅１３の傾斜した側にモーメント力が働いてレバー１０は一定の傾きを保って安定する。この傾きの程度は分銅１３の質量やその固定角度θによって調整可能である。
【００３９】
車椅子の搭乗者で片手が完全に動かない利用者、すなわち片手だけの機能が残っている搭乗者においては図１２に示すような左右の握り手１２を連結する連結棒３２の装着によって車椅子の操作が可能になる。この連結棒３２は搭乗者が車椅子に乗り込んだ後に左右の握り手１２の先端に設けられた穴を利用して装着する。
【００４０】
車椅子の搭乗者は片手で連結棒３２のほぼ中央を握り、前進時には例えば連結棒３２を左側に寄せながら前方に押し出すと駆動輪２の右側が回転する。次に連結棒３２を右側に寄せながら前方に押し出すと駆動輪２の左側が回転する。これを繰り返せば若干の蛇行を伴うが前進する事が可能になる。
【００４１】
車椅子が若干の蛇行するのは不自然ではあるが、車椅子の使用を施設のフロア内などに限るなどすれば今まで必要であった専属の介助者も必要とすることもなくなるので現状の改善には大いに寄与できる。
【００４２】
連結棒３２は搭乗者が着座後に握り手１２に装着する必要があるし、搭乗者が車椅子から降りるときには連結棒３２は握り手１２から簡単に外れることが必要である。図１３はこの課題の解決策の一例を示したものである。
【００４３】
図１３において、連結棒３２の両端に固定された挿入ピン３３側に磁石３４を埋め込んでおき、握り手１２側の端部に挿入穴３５を設け、握り手１２の端部には鉄などの強磁性体３６を接着やねじ止めなどしておけば、連結棒３２と握り手１２は容易に脱着が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
搭乗者自身の力で操作する自走式車椅子において、例えばリュウマチ症の罹患などによって両手や片手に機能障がいを持つ人のためにレバー式車椅子が商品化されているが、高価なために購入に躊躇するのが現状である。本発明の車椅子は構造が簡単なために製品価格が極めて低い。加えて、手首から先を失った人でもこの車椅子は自力で操作することが可能である。老人福祉施設などに導入すれば専属の介助者の助けも不要になる施設側の費用負担も低減され、搭乗者自身においても自分の腕を使うので筋力低下を防ぐことができ、自力で行動ができるので生きる喜びを保つことができる。
【符号の説明】
【００４５】
１    車椅子の車体フレーム
２    車椅子の駆動輪
３    車椅子の前輪
４    搭乗者の為の座面
５    ハンドリム
６    駆動輪を支える主軸
７    主軸の外径側に位置するハブ
８    駆動輪のタイヤを支えるタイヤリム
９    ハブとタイヤリムを連結するスポーク
１０  本発明のレバー
１１  レバーに取り付けたブレーキパッド
１２  レバーに固定された握り手
１３  レバーを安定させる分銅
１４  レバーを主軸に固定する固定ねじ
１５  主軸をフレームに固定するための位置決めナット
１６  主軸をフレームに固定するための固定ナット
１７  主軸をフレームに固定するための緩め止めナット
１８  鋼球
１９  ハブ
２１  ワッシャ
２２  中間軸
２３  リング板
２４  連結ピン
２５  連結ピン用の割り溝
２６  連結ピン用のナット
２７  すり割り部のめねじに嵌合する小ねじ
２８  着脱式テープ帯
２９  手首保持具
３０  手首保持具を握り手に揺動可能に取り付ける取り付けねじ
３２  左右の握り手を連結する連結棒
３３  連結棒の両端に固定された挿入ピン
３４  磁石
３５  握り手先端部の設けた挿入ピンに対応する挿入穴
３６  鉄などの強磁性体
【図１】
2019042202.tif 000003
【図２】
2019042202.tif 000004
【図３】
2019042202.tif 000005
【図４】
2019042202.tif 000006
【図５】
2019042202.tif 000007
【図６】
2019042202.tif 000008
【図７】
2019042202.tif 000009
【図８】
2019042202.tif 000010
【図９】
2019042202.tif 000011
【図１０】
2019042202.tif 000012
【図１１】
2019042202.tif 000013
【図１２】
2019042202.tif 000014
【図１３】
2019042202.tif 000015