(57)【要約】【課題】搭乗者が回転範囲を容易に認識できるような電動車椅子を提供する。【解決手段】電動車椅子１は、搭乗者が載るシート３が足載せ台２上に設けられている。足載せ台２には前面側に足を置くフットレスト１５が形成されており、フットレスト１５の間に電動キャスタ２１が配置されている。足載せ台２の中心部を挟んで電動キャスタ２１と対称な位置には電動キャスタ２２が配置されている。これら電動キャスタ２１，２２に直交する位置には一対のフリーキャスタ２３が配置されている。これらキャスタ及びシート３は平面視で円形の足載せ台２の外径内に収まっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ駆動可能な電動キャスタが取り付けられた足載せ台上にシートを設け、静止位置で３６０°回転可能な電動車椅子において、
前記足載せ台が平面視で円形状を有し、前記シートと前記電動キャスタが前記足載せ台の外径内に配置されていることを特徴とする電動車椅子。
【請求項２】
前記電動キャスタは、一対の駆動輪を備え、これら駆動輪のそれぞれにモータが内蔵されて独立して駆動可能で、前記一対の駆動輪の回転差によって走行方向を変更可能に構成される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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車椅子に関する。
【背景技術】
【０００２】
高齢者などが移動の際に使用できる電動車椅子は、車体の占有スペースの外形が四角又はかまぼこ型になっていることが多く、室内の狭いスペースで移動するときには車体の可動範囲が分かり難かった。このため、従来の電動車椅子では、方向転換時や旋回時に柱や壁に衝突しないように改善がなされている。
例えば、特許文献１に開示されている電動車椅子では、静止位置で１８０°回転可能な台車機構を有し、搭乗者のつま先の位置として想定される前端から車体フレームの後端までの距離の略中間位置を予め設定し、この中間位置が電動車椅子の回転中心に一致するように構成されている。
【特許文献１】特開平１１−３１３８５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の電動車椅子では、仮想される回転範囲が搭乗者にとって認識し難くいため、実際の回転範囲と搭乗者の想定している回転範囲との間にずれが生じると、狭いスペースで回転するときに柱や壁などに衝突するという課題があった。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、搭乗者が回転範囲を容易に認識できるようにすることを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決する本発明の請求項１に係る発明は、モータ駆動可能な電動キャスタが取り付けられた足載せ台上にシートを設け、静止位置で３６０°回転可能な電動車椅子において、前記足載せ台が平面視で円形状を有し、前記シートと前記電動キャスタが前記足載せ台の外径内に配置されていることを特徴とする電動車椅子とした。
この電動車椅子は、各構成要素が平面視で足載せ台の内側に配置されているので、静止位置で回転させたときに各構成要素が足載せ台の外形からはみ出すことはない。
【０００５】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の電動車椅子において、前記電動キャスタは、一対の駆動輪を備え、これら駆動輪のそれぞれにモータが内蔵されて独立して駆動可能で、前記一対の駆動輪の回転差によって走行方向を変更可能に構成されることを特徴とする。
この電動車椅子では、走行方向を変更するときはモータを独立に制御して１つの電動キャスタ内の一対の駆動輪に回転差をつける。これによって、電動キャスタの向きが変わるので、足載せ台の中心を回転中心として電動車椅子を回転させることが可能になる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、平面視で足載せ台内に各構成要素及び搭乗者を納めたので、足載せ台の外周面が電動車椅子をその場で回転させたときの動作範囲に略一致する。搭乗者が動作範囲を予め認識でき、回転が可能か否かを容易に判断できる。したがって、回転途中に障害物に干渉することが防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に示すように、電動車椅子１は、足載せ台２上にシート３が高さ調整可能に取り付けられている。シート３は、搭乗者の臀部が乗るシートクッション４と、シートクッション４にステー５で支持された背もたれ６とを有し、シートクッション４の両側部には、フレーム状の肘掛部７が１つずつ固定されている。搭乗者から見て右側の肘掛部７には、電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替えたり、静止位置での回転を支持したりするボタンなどが配設された操作パネル８が取り付けられている。さらに、操作パネル８の前端部には、電動車椅子１の移動方向及び速度を入力可能な操作レバー９が設けられている。なお、シートクッション４の底部から下向きに延びるポール１１は、足載せ台２上に設けられた受け部１２に挿入され、ボルト等で固定されている。ボルトの固定位置を変更することでシート３の高さを調整できる。
【０００８】
図１及び図２に示すように、足載せ台２は、平面視で円形を有し、前端の側部が一段下がってフットレスト１５を形成している。フットレスト１５は、搭乗者の足全体を載せるのに十分な大きさを有する。フットレスト１５からシート３の受け部１２に至るまでの間には、バッテリ１６が配置されている。また、足載せ台２は、不図示の制御装置が取り付けられている。
足載せ台２の下面側には、電動車椅子１を走行させる手段として、２つの電動キャスタ２１，２２と、２つのフリーキャスタ２３，２４とが配設されている。電動キャスタ２１，２２は、足載せ台２の中心部Ｃ１を基準にして前後方向に略対称な位置に設けられており、前側の電動キャスタ２１は、フットレスト１５の間に配置されている。フリーキャスタ２３，２４は、足載せ台２の中心部Ｃ１を基準にして左右方向に略対称な位置に設けられている。フリーキャスタ２３，２４は、足載せ台２に支柱が鉛直軸を中心に３６０°回転自在に支持され、２つの車輪が支柱に対して回転自在に取り付けられている。各キャスタ２１〜２４を駆動させたときの軌跡は、図２に仮想線で示すように、平面視で足載せ台２から外側には突出しない。さらに、シート３の外形も足載せ台２の外径より小さい。
【０００９】
図３に示すように、電動キャスタ２１，２２は、足載せ台２に設けられた支持部２７に不図示のベアリングで支柱３１が鉛直軸を中心に３６０°回転自在に支持されている。支柱３１は下向きに延び、その下端部は水平方向に分岐しており、一対の駆動輪３２，３３がベアリング３５でそれぞれが回転自在に取り付けられている。駆動輪３２，３３は、支柱３１に回転自在に支持された有底筒状のホイール４１を有し、ホイール４１の開口部を蓋部４２で覆うと共に、ホイール４１の外周部分に床面などに接地する車輪４３がボルトで固定されている。ホイール４１と蓋部４２が形成する内部空間には、モータ４５が１つずつ内蔵されており、各々の駆動輪３２，３３を独立して回転駆動できるようになっている。
【００１０】
モータ４５は、支柱３１に固定されたブラケット５１と、ブラケット５１に固定されたヨーク５２とを有し、ブラケット５１及びヨーク５２でアーマチュア５３を略水平に、かつ回転自在に支持している。ブラケット５１には、ベアリング５４が圧入されると共に、ブラシホルダ５５が固定されている。ブラシホルダ５５には、給電用のブラシ５６が収容されている。ブラシ５６には、ブラケット５１内を通る通電線によって電流が供給されるようになっている。さらに、ブラケット５１の周縁部には、ヨーク５２の開口部が固定されている。ヨーク５２は有底筒形状を有し、底部５２Ａに形成された孔にベアリング５７が圧入されている。さらに、ヨーク５２の内周面には複数のマグネット５８が接着材等で固定されている。アーマチュア５３は、２つのベアリング５４，５７に支持される回転軸５９に、コンミテータ６０とコア６１が固定されている。コア６１にはコイル６２が巻装されており、コイル６２の巻線はコンミテータ６０の外周に配列されたセグメントに固定されている。セグメントはブラシ５６に摺接している。
【００１１】
回転軸５９は、ヨーク５２の底部５２Ａから突出し、減速機構６５に噛合されている。
減速機構６５は、回転軸５９に噛合され歯数の異なる２つの平歯車を同軸上に備えた段付平歯車６６と、車輪４３の蓋部４２に一体に形成され段付平歯車６６に噛合される内歯歯車６８とで構成されている。段付平歯車６６は、ヨーク５２の底部５２Ａに突設されている不図示の支軸に回転自在に支持されている。この不図示の支軸は、段付平歯車６６を貫通し、車輪４３の蓋部４２側に突出している。この支軸が突出した部位には、支持部材６７が取り付けられている。この支持部材６７は、軸受け６９を介して蓋部４２を回転自在に支持している。このように、アーマチュア５３の回転軸５９は、減速機構６５を介して車輪４３と連係した状態になっている。
【００１２】
不図示の制御装置は、操作レバー９から出力される信号に基づいて操作レバー９の傾斜方向や傾斜角度を演算する操作量演算部と、操作レバー９の操作量に応じて各電動キャスタ２１，２２の一対のモータ４５の回転数、回転数の比、回転方向を演算する運転制御部と、運転制御部の演算結果に応じて各モータ４５を駆動させるドライバ回路とを有し、各モータ４５ごとに回転制御できるようになっている。なお、操作レバー９が傾斜方向や傾斜角度によって抵抗値が変化するようなポテンショメータを有する場合、操作演算部はポテンショメータの抵抗変化から傾斜方向や傾斜角度を演算する。
【００１３】
次に、この実施の形態の作用について説明する。
電動車椅子１を使用するときは、一対のフットレスト１５のそれぞれに足を載せ、シート３に座る。このとき、搭乗者は平面視で足載せ台２の内側の空間に居ることになる。
電動車椅子１を操縦するときは、操作パネル８を操作して電源を入れ、移動したい方向に操作レバー９を傾倒させる。操作レバー９は、初期状態で中立位置にあり、各モータ４５は車輪４３が前方に向いた姿勢で停止している。操作レバー９を前方に傾倒させときは、制御装置の運動制御部が各モータ４５を同じ回転速度（回転比＝１）で、かつ前進する方向に正転させる。モータ４５の回転速度は、操作レバー９の傾斜角度に合わせて変化させる。すなわち、制御装置の操作量演算部の演算結果から、操作レバー９の傾斜角度が小さいと判定されたときは、運動制御部がモータ４５の回転速度を小さくする。これに対して、傾斜角度が大きいと判定されたときは、運動制御部がモータ４５の回転速度を大きくする。モータ４５のアーマチュア５３が回転し、減速機構６５で減速された回転数で電動キャスタ２１，２２が駆動し、フリーキャスタ２３，２４が従動して電動車椅子１が前進する。電動車椅子１を後退させるときは、操作レバー９を後ろ向きに傾倒させる。モータ４５が逆転する他は前進時と同様の動作をする。
【００１４】
電動車椅子１を右旋回させるときは、操作レバー９を右に傾倒させる。制御装置は、各電動キャスタ２１，２２で前進方向の左側にあるモータ４５の回転数が操作レバー９の傾斜角度に応じた所定の回転数になるように、かつ右側にあるモータ４５の回転数がゼロ又は左側のモータ４５より小さい回転数になるように、回転数及び回転比を演算する。左側のモータ４５の回転方向は、前進時と同じ正転方向である。左側の駆動輪３３が所定の回転数で回転するのに対して、右側の駆動輪３２は殆ど回転しないので、各電動キャスタ２１，２２の一対の駆動輪３２，３３の間に回転差が生じ、電動キャスタ２１，２２が支柱３１を中心に回転し、電動車椅子１が右側に旋回する。また、電動車椅子１を左旋回させるときは、操作レバー９を左に傾倒させる。各電動キャスタ２１，２２の左右のモータ４５の動作が逆転する他は右旋回時と同様の動作をする。
【００１５】
電動車椅子１を静止位置で回転させるときは、操作レバー９を回す。制御装置は、例えば、前側の電動キャスタ２１で前進方向の左側にあるモータ４５を正転させ、右側にあるモータ４５を停止させる。後側の電動キャスタ２２で前進方向の右側にあるモータ４５を正転させ、左側にあるモータ４５を停止させる。一対の駆動輪３２，３３の間に回転差が生じ、電動車椅子１が停止した状態で電動キャスタ２１，２２に向きが変わる。一対の駆動輪３２，３３が回転方向に向いたら、制御装置が各駆動輪３２，３３を同じ回転数で、かつ同じ方向に回転させる。これによって、電動車椅子１がその場で回転する。電動キャスタ２１，２２の向きを変更するときは、一対の駆動輪３２，３３の一方を正転させ、他方を逆転させても良い。
【００１６】
この実施の形態では、平面視で足載せ台２内に各構成要素及び搭乗者が納まるように構成したので、電動車椅子１をその場で回転させたときの動作範囲を足載せ台２の外周円に略一致させることができる。このため、搭乗者が動作範囲を予め認識でき、回転が可能か否かを確実に判断できるようになる。電動車椅子１を回転させるときに、足載せ台２を越えて突出することがないので、狭いスペースでも柱や壁などの障害物と干渉することがなくなる。
１つの電動キャスタ２１，２２に独立に一対の駆動輪３２，３３を設け、これら駆動輪３２，３３のそれぞれに内蔵させたモータ４５で駆動輪３２，３３ごとに回転制御するようにしたので、１つの電動キャスタ２１，２２内で駆動輪３２，３３の回転差を形成することが可能になり、この回転差を利用して電動車椅子１を旋回させたり、その場で回転させたりすることが可能になる。
また、フットレスト１５を一段下げて形成したので、搭乗者の載り降りを容易にし、かつ電動キャスタ２１，２２を配置するためにスペースができる。電動キャスタ２１，２２を搭乗者からみて前後方向に、かつ中心部Ｃ１に対して対称な位置に配置したので、安定した走行を実現できる。
【００１７】
なお、本発明は、前記の実施の形態に限定されずに広く応用することができる。
例えば、電動キャスタ２１，２２の配置や、電動キャスタ２１，２２の構成、駆動方向は実施の形態に限定されず、種々の配置等にすることができる。また、電動キャスタ２１，２２の支柱３１は、足載せ台２に固定しても良い。
また、搭乗者が足載せ台２の外形円を容易に認識できる範囲であれば、足載せ台２の外周縁の一部を切り欠いても良い。電動車椅子１の小型化や軽量化が図れる。なお、搭乗者にとって死角になり易い後端部分を大きく切り欠いたとしても、搭乗者が足載せ台２の外形円を容易に認識できる。
フットレスト１５の外縁を略上向きに延ばして壁部を設けて、搭乗者の足先が足載せ台２からはみ出さないようにしても良い。壁部の高さは、フットレスト１５以外の足載せ台２の他の部分の高さまで延ばしても良いし、足載せ台２の他の部分の高さより低くても良い。足載せ台２の他の部分の高さより低くすると、乗り降りの容易さを確保しつつ足先のはみ出しを防止できる。
また、アーマチュア５３の回転軸５９は、減速機構６５を介して車輪４３と連係した状態になっている場合について説明したが、これに限られるものではなく、減速機構６５に代えて遊星減速機構としてもよい。この場合、段付平歯車６６を回転軸５９に噛み合って自転すると共に、回転軸５９を中心に公転可能な遊星歯車に代えればよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る電動車椅子の構成を示す斜視図である。
【図２】電動車椅子の平面図である。
【図３】電動車椅子の電動キャスタの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１      電動車椅子
２      足載せ台
３      シート
２１，２２      電動キャスタ
４５      モータ
Ｃ１      中心部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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