(57)【要約】【課題】フレームの規格変更に左右されないバッテリーの装着構造を備えた電動式車椅子を提供すること。【解決手段】着座部１４と背もれた部１０ｅとをもつ車体フレーム１と、駆動輪３と、駆動装置と、電源バッテリと、を備えた電動式車椅子であって、背もたれ部１０ｅの背面には電源バッテリを被覆的且つ着脱自在に収納できるポケット部７０をもつことを特徴とする。ポケット部７０は背もたれ部１０ｅを介してフレーム１に配設されるのでフレーム１の規格にかかわらずポケット部７０の形態は決定できる。従って、車軸方向の長さが異なるフレーム１の提供を要請された場合でもポケット部７０を介して電源バッテリを収納することで、フレーム１の規格変更に左右されないバッテリーの装着構造を提供できる。また、電源バッテリの着脱がポケット部７０内への出し入れといった簡単な操作で可能になる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者が着座する着座部と使用者の背中を支える背もれた部とをもつ車体フレームと、駆動輪と、該駆動輪を駆動する駆動装置と、該駆動装置に給電する電源バッテリと、を備えた電動式車椅子であって、
該背もたれ部の背面には該電源バッテリを被覆的且つ着脱自在に収納できるポケット部をもつことを特徴とする電動式車椅子。
【請求項２】
前記電源バッテリは、薄形箱状の本体部と該本体部の一端面に設けられ前記駆動装置から延設された給電コネクタ部に接続される電池コネクタ部と該本体部の内部に設けられた電池ユニットとをもち、
該電源バッテリは該本体部の該一端面を下方に向けて該ポケット部に挿入して使用され、
該ポケット部は該電源バッテリの周囲を被装できる形態であり、該電源バッテリを被装したときに該電池コネクタ部が存する部分に設けられた接続穴をもつ請求項１に記載の電動式車椅子。
【請求項３】
前記本体部は前記一端面の幅方向の略中央に長さ方向が一部凹んだ凹部をもち、
前記電池コネクタ部は、前記電源バッテリが自立可能であるように該一端面から突出せず且つ該本体部の該一端面の厚み方向及び幅方向に対して中央である該凹部内に設けられており、
前記ポケット部の前記接続穴は該ポケット部底部の幅方向の中央に設けられている請求項２に記載の電動式車椅子。
【請求項４】
前記電池ユニットは厚みの異なる複数の他の電池ユニットに交換可能であり、
前記電源バッテリの前記本体部は、前記一端面の厚み方向に分割されており、
２つ組み合わせたときの厚みが該複数の電池ユニットのうちの最も厚みの薄い電池ユニットが内部に収納できる厚みであり前記一端面に前記電池コネクタ部が嵌合できる形状の切欠部をもつ第１筐体を２つ組み合わせている、又は、
内部に収納される前記電池ユニットに応じて該第１筐体に組み合わせたときの厚みが決定され該切欠部の近傍において該第１筐体に組み合わせたときの厚み方向の中央に設けられた電池コネクタ部接続口をもつ第２筐体と該第１筐体とを組み合わせている、請求項２又は３に記載の電動式車椅子。
【請求項５】
前記本体部の前記一端面には該本体部の内外部を連通する細孔が設けられている請求項２〜４のいずれかに記載の電動式車椅子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータからの駆動力を車輪へ動力伝達して電動駆動を行う電動式車椅子に関するものであり、特に、モータの駆動源たるバッテリの取付構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車椅子は、一般的に、高齢者、身障者あるいは病気を患っている人等が利用するものであるが、この車椅子の中でモータによる駆動力を利用した電動式車椅子が使用されている。この電動式車椅子は着座部及び前記着座部に使用者が着座したときに前記使用者の背中を支える背もたれ部から構成されたフレームに、モータにより回転駆動される駆動輪が設けられた形式のものが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１３５２５０号公報（第１〜６頁、図１〜８）
【特許文献２】特開２００２−２４０７６５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に示された電動式車椅子においては、モータを回転駆動するための駆動源たるバッテリーは、硬質ケースたるホルダーにて収納されており、このホルダーは、フレームの左右方向（車軸方向）の相対する一対の適所に凹凸嵌合の態様で、着脱自在に装着される。すなわち、ホルダーの下部に一対の凸部が設けられ、フレームには、この一対の凸部を受容する一対の凹部が設けられる。しかして、車軸方向の長さが異なるフレームの提供を要請された場合、一対の凹部間の距離が変化するので、ホルダーの下部の一対の凸部間の距離も。これに対応して変えねばならない。つまり、フレームの規格ごとにバッテリーを収納する、ホルダーを準備せねばならず、頗る不便である。
【０００５】
それ故に、本発明はフレームの規格変更に左右されないバッテリーの装着構造を備えた電動式車椅子を提供することを技術的課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記課題を解決する本発明の電動式車椅子は、使用者が着座する着座部と使用者の背中を支える背もれた部とをもつ車体フレームと、駆動輪と、該駆動輪を駆動する駆動装置と、該駆動装置に給電する電源バッテリと、を備えた電動式車椅子であって、
該背もたれ部の背面には該電源バッテリを被覆的且つ着脱自在に収納できるポケット部をもつことを特徴とする（請求項１）。
【０００７】
ポケット部は背もたれ部を介してフレームに配設されるのでフレームの規格にかかわらずポケット部の形態は決定できる。従って、車軸方向の長さが異なるフレームの提供を要請された場合でもフレームの大きさから独立して形態を決定できるポケット部を介して電源バッテリを収納することで、フレームの規格変更に左右されないバッテリーの装着構造を備えた電動式車椅子を提供できる。また、付随的な効果として、電源バッテリの着脱がポケット部内への出し入れといった簡単な操作で行うことができる利点がある。
【０００８】
そして、前記電源バッテリは、薄形箱状の本体部と該本体部の一端面に設けられ前記駆動装置から延設された給電コネクタ部に接続される電池コネクタ部と該本体部の内部に設けられた電池ユニットとをもち、
該電源バッテリは該本体部の該一端面を下方に向けて該ポケット部に挿入して使用され、
該ポケット部は該電源バッテリの周囲を被装できる形態であり、該電源バッテリを被装したときに該電池コネクタ部が存する部分に設けられた接続穴をもつことが好ましい（請求項２）。
【０００９】
電動式車椅子の駆動部は背もたれ部の背面を基準とすると駆動輪側にあり、背もたれ部の背面に設けたポケット部内に電源バッテリを電池コネクタ部を下方に向けて収納することにより、給電コネクタ部を外したときに邪魔になるおそれが少なくなる。また、電池コネクタ部が下方に向けられることで防滴防塵効果が期待できる。
【００１０】
そして、前記本体部は前記一端面の幅方向の略中央に長さ方向が一部凹んだ凹部をもち、前記電池コネクタ部は前記電源バッテリが自立可能であるように該一端面から突出せず且つ該本体部の該一端面の厚み方向及び幅方向に対して中央である該凹部内に設けられており、前記ポケット部の前記接続穴は該ポケット部底部の幅方向の中央に設けられていることが好ましい（請求項３）。
【００１１】
電池コネクタ部を一端面の厚み方向及び幅方向の中央に設けることで、電池コネクタ部を下方に向けてポケット部に装着しても、電源バッテリの表裏を合わせる必要がなくなりポケット部内部への挿入を容易化できる。電池コネクタ部及び給電コネクタ部の接続方向が１つに決まっていても、給電コネクタ部の接続を反対にすれば容易に正しい接続できる。
【００１２】
また、接続穴の大きさが電池コネクタ部の大きさに対応した最小限の大きさとすることができるので、ポケット部を小物入れに使用したときの利便性が向上する。つまり、電池コネクタ部を幅方向及び厚み方向の略中央に設けていないと、電源バッテリの表裏を反転することで、ポケット部に対する電池コネクタ部の位置が大きく変化し、ポケット部の電池コネクタ部が対応するそれぞれの位置に接続穴を複数設ける必要が考えられた。複数の接続穴を設けると給電コネクタ部を接続する電池コネクタ部を探す必要がある。
【００１３】
また、複数の接続穴を設けると、ポケット部を小物入れに用いた場合に中に入れた小物が接続穴から落下するおそれがある。この問題は、接続穴に蓋を設けることでも同様の効果を得られるものと考えられるが、本発明のように接続穴を１つ且つ小さくすることで小物入れにした場合の小物の落下を防止でき、蓋の省略による低コスト化を図ることができる。
【００１４】
更に、低コスト化を図る方法として、前記電池ユニットは厚みの異なる複数の他の電池ユニットに交換可能であり、
前記電源バッテリの前記本体部は、前記一端面の厚み方向に分割されており、２つ組み合わせたときの厚みが該複数の電池ユニットのうちの最も厚みの薄い電池ユニットが内部に収納できる厚みであり、前記一端面に前記電池コネクタ部が嵌合できる形状の切欠部をもつ第１筐体を２つ組み合わせている、又は、
内部に収納される前記電池ユニットに応じて該第１筐体に組み合わせたときの厚みが決定され、該切欠部の近傍において該第１筐体に組み合わせたときの厚み方向の中央に設けられた電池コネクタ部接続口をもつ第２筐体と該第１筐体とを組み合わせている、ことが好ましい（請求項４）。
【００１５】
電動式車椅子の電源バッテリに用いることができる電池は、使用される目的、環境により種々のものを採用される。例えば、できるだけ長い航続距離が必要な目的や、ある程度の航続距離があれば足り、できるだけ低コストであることを望む用途などが考えられる。使用する電池の種類に応じて電源バッテリに用いられる電池ユニットの大きさは異なる。電池の大きさが異なる毎に電源バッテリの本体部を交換する必要が生じるが、本体部のすべてを交換することは望ましくない。本体部を分割して形成し、分割した一方を共用化することで異種電池を搭載する場合でも本体部の一方は共用できる。最小限の改変で電池の変化に対応できる。参考までに、電動車両について部品の構成を簡略化し、組み立てを簡単に行えるようにする従来技術が特許文献２に開示されている。
【００１６】
そして、前記本体部の前記一端面には該本体部の内外部を連通する細孔が設けられていることが好ましい（請求項５）。細孔は内部に侵入した水分を排出する作用をもつほか、電池ユニットとして燃料電池を用いた場合の排水口としての作用をもつ。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の電動式車椅子について図面に基づき詳細に説明する。説明に用いた図面は概略図であり、発明の本質に関係の少ない細部の部材は省略してある。そして、図面における符号はほぼ共通の機能を持つ部材には、説明の都合上、同一の符号を付けたものもある。
【００１８】
〔第１実施形態〕
（構成）
まず全体構成を説明する。電動式車椅子を側面から見た状態を図１に示す。本電動式車椅子は、骨格を構成する車体フレーム１と、車体フレーム１の右側および左側に脱着可能に装備された駆動輪３とで構成されている。駆動輪３はリム３４とスポーク３５とタイヤ３６とをもつ。
【００１９】
車体フレーム１は金属パイプ（アルミパイプなど）を主体として形成されており、図１に示すように、使用者の背中を支える背もたれ部１０ｅを構成する縦フレーム１０と、介助者が掴む介助者用グリップ１１と、運転操作用のコントローラ１３と、使用者の腰が着座する着座部１４を構成する横フレーム１５と、使用者の肘を支えるアームレスト１６と、横フレーム１５から斜め下方に延設された脚フレーム１７と、脚フレーム１７の下端部に設けられたフットレスト１８と、縦フレーム１０と脚フレーム１７とをつなぐように横方向に架設された中間フレーム１９と、中間フレーム１９に保持された補助輪２０とを備えている。
【００２０】
背もたれ部１０ｅの背面には電源バッテリ（図略）を挿入保持できる収納部７０が面ファスナーにて着脱自在に固定されている。電源バッテリは、図２に示すように、薄形箱状の形状をもち一端面の幅方向の中央に長さ方向が一部凹んだ凹部Ｄをもつ本体部８１、８２と凹部Ｄ内に設けられた電池コネクタ部８９とを備えている。電池コネクタ部８９は本体部８１、８２の一端面の幅方向及び厚み方向の中央に、本体部８１、８２の一端面から突出せずに設けられている。
【００２１】
左右の各駆動輪３はこれらの回転中心軸３７を中心として回転する。左右の各駆動輪３には、これを回転駆動させるための図略する電動モータが搭載されている。電動モータは制御装置（図略）にて駆動・制御されている。制御手段は電源バッテリ８０の電池コネクタ部８９に接続して電源バッテリ８０から電源の供給を受ける給電コネクタ部（図略）を先端にもつ配線部材を備える。
【００２２】
背もたれ部１０ｅに固定される収納部７０を電動式車椅子背面から見た状態を図３に示す。収納部７０は背もたれ部１０ｅとの間を面ファスナーで接続する基部７１と基部７１の表面に並列に配設された２つのポケット部７２、７４とをもつ。ポケット部７２及び７４は上方に開口する袋状の部材であり、基部７１及びポケット部７２、７４は可撓性のあるデニム素材で縫製されている。図面左方のポケット部７２は主に電源バッテリ８０を収納する部分であり、その大きさは電源バッテリ８０を隙間なく被装できる大きさ、形状である。図面右方のポケット部７４も電源バッテリ８０を装着することを想定してポケット部７２と同じ大きさとすることが望ましい。ポケット部７４にも電源バッテリ８０を装着する場合には後述する接続穴をポケット部７４にも設ける。
【００２３】
ポケット部７２の底部には電池コネクタ部８９の位置に対応する位置で、電池コネクタ部８９が最小限現れる大きさにした接続穴７２１をもつ。ポケット部７２、７４の上方開口部にはそれぞれ蓋部７３、７５が設けられており、その先端部がポケット部７２、７４との間で面ファスナーにより固定される。ポケット部７４についてもポケット部７２と同様の構造を採用し内部に電源バッテリ８０を装着することで本電動式車椅子の航続距離を延長できる。その場合に電源バッテリの切り替えは給電コネクタ部を電池コネクタ部間で付け替えることで行う。ポケット部７４は内部に電源バッテリ８０を装着しない場合には主に小物入れとして使用できる。
【００２４】
（作用効果）
電源バッテリ８０をポケット部７２に装着する場合について説明する。作業者は蓋部７３を開けた後に、電源バッテリ８０を電池コネクタ部８９が設けられた一端面側を下方に向けてポケット部７２内に挿入する。そして、制御装置から延びる給電コネクタ部をポケット部７２の底部の接続穴７２１を介して電池コネクタ部８９に接続する。このときに、電源バッテリ８０の表裏は気にしなくてもよい。
【００２５】
表裏を変えて電源バッテリ８０をポケット部７２内に挿入しても電池コネクタ部８９はポケット部７２の底部に設けられた接続穴７２１の位置にあるので接続穴７２１を介しての給電コネクタ部の接続は容易である。給電コネクタ部の接続は常にポケット部７２底部の接続穴７２１に対して行えばよく、常に迷うことなく簡便に行うことができる。また、電池コネクタ部８９から給電コネクタ部を外す場合にも接続穴７２１を目標に簡単に行うことができる。
【００２６】
そして、仮に車体フレーム１の大きさが変更されても電源バッテリ８０を収納するポケット部７２の大きさは変更する必要がない。また、配線の取り回しが容易となる。更に、電池コネクタ部８９はポケット部７２の底部から僅かに現れるのみであり、高い防塵防滴作用を発揮できる。
【００２７】
ポケット部７２から取り外した電源バッテリ８０は形状が薄形箱状であることから、並べて収納することができる。また、電池コネクタ部８９は電源バッテリ８０の本体部８１、８２の一端面の凹部Ｄ内に設けられているので、電池コネクタ部８９が邪魔になることも少なく、電源バッテリ８０を並べる場合でも電池コネクタ部８９の位置を特に気にする必要もない。また、電源バッテリ８０を一端面を下方に向けて保管することもできる。なお、電源バッテリ８０の装脱着はポケット部７２に対して行うほか、収納部７０ごと付け替えることもできる。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態の電動式車椅子は、電源バッテリの装脱着に関して操作性の簡易化の確保及び取り回しの容易化を図ることができる。
【００２９】
〔電源バッテリの変更について〕
電源バッテリ８０は内部に電池ユニットをもつ。電源バッテリ８０は、採用する電池ユニットにより形態及び大きさが異なる。電源バッテリ８０の本体部は薄形箱状であり、長さ方向及び幅方向の大きさは使用する複数の電池ユニットのうちで最も大きいものが収納できる大きさとする。すべての電池ユニットは空間効率の観点から、長さ方向及び幅方向の大きさを揃え、厚み方向のみを変化させることが好ましい。長さ又は幅を揃えることができない場合にはスペーサ等により本体部の内部に固定する。
【００３０】
以下に具体例としてニッケル水素電池を用いた場合（図４）及びリチウムイオン電池を用いた場合（図５）について説明を行う。具体例ではニッケル水素電池の方がリチウムイオン電池よりも厚みが小さい。本体部は、厚みが異なる電池ユニットを内部に収納するために、厚み方向の大きさを変更する。本体部は厚み方向で２つに分割できる。
【００３１】
（ニッケル水素電池）
電池ユニットとして厚みが薄いニッケル水素電池を採用する場合を図４に示す。本体部８０は厚み方向に２つに分割される。図４の中央に示す図は、その上下に示す２つの筐体８１及び８２（２つの第１筐体）を組み合わせた本体部をもつ電源バッテリ８０の断面図である。筐体８１及び８２を組み合わせると本体部となり内部に電池ユニットを収納できる。筐体８１及び８２はそれぞれ溝部８１２及び８２２をもち、組み合わさることで細孔を形成する。この細孔は内部に侵入した水分の排出口である。電池ユニットとして燃料電池を採用する場合にこの排出口から燃料電池での生成水を排出できる。
【００３２】
筐体８１及び８２は組み合わさることで電源バッテリの本体部を形成し、幅及び長さはもちろん、それぞれの厚みもほぼ同じである。一端面に形成された凹部Ｄには電池コネクタ部８９が嵌入できる半円状の切欠部８１１及び８２１が形成されている。切欠部８１１及び８２１は、筐体８１及び８２が組み合わさるときに電池コネクタ部８９を挟み込み固定する。筐体８１及び８２は厚みが等しいので切欠部８１１及び８２１に固定された電池コネクタ部８９は本体部の厚み方向の中央に位置することになる。
【００３３】
筐体８１及び８２の内部には２つの電池ユニットＢ１が本体部の長さ方向に並べて収納されている。電池ユニットＢ１はニッケル水素電池のセルを必要な容量及び電圧になるように複数個組み合わせシュリンクパックされたものである。電池ユニットＢ１は長さ方向及び幅方向の大きさが筐体８１及び８２を組み合わせた本体部の長さよりも短いのでスペーサＳを適正に挿入することで本体部の内部に固定されている。図４では電池ユニットＢ１の間と、電池ユニットＢ１及び筐体８１及び８２間にスペーサＳを狭持している。スペーサＳは長さ方向の隙間にのみ狭持することで電池ユニットＢ１を固定して幅方向の隙間には狭持していない。電池ユニットＢ１の厚みは筐体８１及び８２を組み合わせた本体部内部の厚みに等しいのでスペーサ等を介さずにそのまま固定できる。
【００３４】
（リチウムイオン電池）
電池ユニットとしてリチウムイオン電池を採用する場合を図５に示す。本実施形態におけるリチウムイオン電池は電池本体Ｂ２と過放電を防止等する制御基板Ｂ２’とからなり、組み合わせるとニッケル水素電池よりも厚いので電源バッテリの本体部の厚みも大きくなる。本体部はニッケル水素電池用いた場合と同様に厚み方向で２つに分割されている。そのうちの１つはニッケル水素電池に用いた本体部を構成する筐体の１つ（筐体８１）である。
【００３５】
本体部は筐体８１と新たに筐体８３とを組み合わせて形成される。前述したように、筐体８１は採用する電池の種類に応じて大きさを決定しており、電池ユニットの種類を変更しても共用する。筐体８３の一端面には筐体８１と組み合わせた場合に一端面の厚み方向の中央に電池コネクタ部８９が固定できるように位置が調節された電池コネクタ部接続口をもつ。筐体８１に設けられた半円形の切欠部８１１は、筐体８３が切欠部８１１に当接する部分に対応する形状をもつ突出片をもつことで塞いでいる。
【００３６】
筐体８３は、筐体８２と同様に、筐体８１に形成された溝部８１２に対応する部位に、溝部８３２をもち、内部に侵入した水分を排出する作用を発揮する。電池ユニットＢ２は長さ及び幅方向には隙間がなく固定されているが、厚み方向には制御基板Ｂ２’を収納する隙間があり、その隙間はスペーサＳを狭持することで電池ユニットＢ２を固定する。
【００３７】
（作用効果）
以上説明したように、電源バッテリにおいて使用する電池ユニットの種類、大きさを変更しても本体部を構成する２つの筐体のうちの一方を変更すれば対応することができる。その場合に、電池コネクタ部は常に本体部の一端面の厚み方向及び幅方向の中央に位置するので、第１実施形態で説明したように、電源バッテリをポケット部内に装着するときに電源バッテリの表裏方向を気にしなくてもよいという効果をそのまま有している。
【００３８】
つまり、本体部を構成する２つの筐体のうち一方を再利用すると、電池コネクタ部の位置が厚み方向の中央からずれることが想定されたが厚みが厚い筐体に電池コネクタ部接続口を形成することで電池コネクタ部が中央からずれることが防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の電動式車椅子の側面概略図である。
【図２】本実施形態の電動式車椅子に使用する電源バッテリを示す外観図である。
【図３】本実施形態における電動式車椅子の背もたれ部背面に設けたポケット部（収納部）を示した概略図である。
【図４】電源バッテリ（ニッケル水素電池）の分解図である。
【図５】電源バッテリ（リチウムイオン電池）の分解図である。
【符号の説明】
７０…収納部
７２、７４…ポケット部
８０…電源バッテリ
８１、８２、８３…筐体
Ｂ１、Ｂ２…電池ユニット
８９…電池コネクタ部
【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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