(57)【要約】【課題】軽量かつコンパクトで、しかもリフト時にほぼ一定のリフト力が得られて違和感を与えない電動車椅子用昇降装置を提供する。【解決手段】シートクッション２１と電動車椅子本体２との間に設けられ、Ｘリンク体６３によりシートクッション２１を昇降させる昇降装置６を備えた電動車椅子において、前記Ｘリンク体６３のリンク６３ｂのガイド穴６２ａの方向に沿って延在するねじ軸６４と、このねじ軸６４と螺合し、ガイド穴６２ａを摺動するスライダ６８ｂを回動自在に支持するナット６５と、ねじ軸６４を周方向へ回転させる駆動モータ６６と、シートクッション２１と電動車椅子本体２との間に位置し、シートクッション２１を上方へ付勢するコイルスプリング６７とを設けた。【選択図】　　　図２
2004097273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートクッションと電動車椅子本体との間に設けられ、Ｘリンク機構によりシートクッションを昇降させる電動車椅子用昇降装置において、
前記Ｘリンク機構の一方の案内溝に沿って水平方向に延在するねじ軸と、
このねじ軸と螺合し、前記案内溝を摺動するリンク可動端を回動自在に支持するナットと、
前記ねじ軸を周方向へ回転させる駆動モータと、
前記シートクッションと電動車椅子本体との間に位置し、シートクッションを上方へ付勢するコイルスプリングと、
を設けたことを特徴とする電動車椅子用昇降装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動車椅子用昇降装置において、
前記シートクッション下限位置で駆動モータとコイルスプリングとによりシートクッションに作用するトータルリフト力と、シートクッション上限位置でのトータルリフト力とを同一となるようにコイルスプリングのばね特性を設定したことを特徴とする電動車椅子昇降装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動車椅子用昇降装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車椅子利用者が電動車椅子に乗った状態で運転可能な車両が知られている（例えば、非特許文献１参照。）。この車両は、車両側部開口に乗降用スロープを備え、車椅子利用者が介助無しで乗り降りすることができる。
【０００３】
通常、車両に電動車椅子のまま乗り込むと、車椅子利用者の頭の位置が高くなりすぎて運転に支障を来す虞があるため、車椅子側でシートクッション、すなわち座面の高さを調整する必要がある。
【０００４】
従来、高さ調整機能を備えた電動車椅子としては、支柱とボールねじとを利用したものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
一方、電動でない車椅子においても、Ｘリンクとリンクを伸縮させるハンドルを用いた昇降機構を備えたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１９０６０１号（２〜４ページ、図１）
【特許文献２】
特開２００１−３４６８３２号（４ページ、図５）
【非特許文献１】
ＪＯＹ−ＶＡＮ全国キャラバン「地域生活の新たな支援システムの研究」、［平成１４年９月２日検索］インターネット
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術のうち支柱とボールねじとを用いた前者にあっては、装置の大型化と重量増を伴うため、車両に乗り込むタイプの電動車椅子としては不適である。
【０００８】
一方、Ｘリンクを用いた後者にあっては、手動でハンドルを回して座面を調整しなければならず、しかも車椅子が電動式ではないため、介助者無しでの使用は困難である。
【０００９】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、軽量かつコンパクトで、しかもリフト時にほぼ一定のリフト力が得られて違和感を与えない電動車椅子用昇降装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明請求項１に記載の電動車椅子用昇降装置では、シートクッションと電動車椅子本体との間に設けられ、Ｘリンク機構によりシートクッションを昇降させる電動車椅子用昇降装置において、前記Ｘリンク機構の一方の案内溝に沿って水平方向に延在するねじ軸と、このねじ軸と螺合し、前記案内溝を摺動するリンク可動端を回動自在に支持するナットと、前記ねじ軸を周方向へ回転させる駆動モータと、前記シートクッションと電動車椅子本体との間に位置し、シートクッションを上方へ付勢するコイルスプリングと、を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の電動車椅子用昇降装置において、前記シートクッション下限位置で駆動モータとコイルスプリングとによりシートクッションに作用するトータルリフト力と、シートクッション上限位置でのトータルリフト力とを同一となるようにコイルスプリングのばね特性を設定したことを特徴とする。
【００１２】
【発明の効果】
請求項１に記載の電動車椅子用昇降装置では、Ｘリンクを縮小させシートクッションが下限位置にある状態から、駆動モータによりねじ軸を回転させると、このねじ軸と螺合するナットに対して案内溝の方向へ推力が働く。そして、この推力の垂直上方成分と、コイルスプリングの反力とが、シートクッションを上昇させるリフト力となる。
【００１３】
ここで、駆動モータからＸリンクに作用する垂直上方成分Ｍは、Ｘリンクの効率をη、駆動モータによるナットの推力をＰ、ねじ軸とＸリンクとのなす角度をθとすると、下式で表される。
Ｍ＝η×Ｐ×ｔａｎθ
よって、Ｘリンクによるリフト力は、シートクッションが下限位置に近いほど（θが小さいほど）小さく、Ｘリンクが伸長しシートクッションが上限位置に近づくに従って（θが大きいほど）大きくなる特性を有している。
【００１４】
一方、コイルスプリングの反力Ｓは、ばね定数をｋ、コイルスプリングのたわみをδとすると、下式で表される。
Ｓ＝ｋ×δ
よって、コイルスプリングによるリフト力は、シートクッションが下限位置に近いほど（δがおおきいほど）大きく、シートクッションが上限位置に近づくに従って（δが小さいほど）小さくなるという特性を有している。
【００１５】
すなわち、本発明では、モータ駆動によるＸリンクおよびコイルスプリングという相反するリフト特性を有する機構を組み合わせてシートクッションの昇降を行うこととしたため、モータにより駆動するＸリンクのみを用いた昇降装置と比較して、リフト力のバラツキを小さく抑えることができ、車椅子利用者に違和感を与えることがない。
【００１６】
また、ねじ軸をＸリンク機構の一方の案内溝に沿って水平方向に延在しているため、支柱とボールねじとを上下方向に配設した従来技術に比して場所を取らず、コンパクト化と軽量化を図ることができる。
【００１７】
請求項２に記載の電動車椅子用昇降装置では、シートクッション下限位置と上限位置とでトータルリフト力が同一となるように設定したため、図４の特性図に示すように、シートクッションの昇降範囲全域に亘ってトータルリフト力をほぼ一定に保つことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の昇降装置を適用した電動車椅子を示す側面図である。
図において、電動車椅子１は、２の電動車椅子本体、３の駆動輪、４のキャスタ、５のフットレストおよび６の昇降装置を主要な構成としている。
【００１９】
前記電動車椅子本体２は、シートクッション２１、シートバック２２、アームレスト２３、車椅子操作部２４、シート昇降操作部２５から構成されている。
【００２０】
電動車椅子１は、シートクッション２１、シートバック２２、アームレスト２３、フットレスト５により人が座る部分を構成し、さらに、図外の駆動装置により駆動する駆動輪３を、後部の左右に設けている。この駆動輪３の駆動装置は停止時に駆動輪３がフリーとならないようブレーキが掛かるものとする。また、電動車椅子１の前部には駆動輪３よりも小径なキャスタ４を左右に設けている。
【００２１】
次に、昇降装置６の構造について説明する。
図２は、昇降装置６の構造を示す側面図であり、この昇降装置６は、下部フレーム６１、上部フレーム６２、Ｘリンク体６３、ねじ軸６４、ナット６５、駆動モータ６６およびコイルスプリング６７から構成されている。
【００２２】
前記下部フレーム６１は、昇降装置本体２の上部に固定され、その左右前側には車椅子本体２の前後方向に長いガイド穴６１ａが形成されている。
【００２３】
前記上部フレーム６２は、シートクッション２１の下部に固定され、その左右前側には前記ガイド穴６１ａよりも長いガイド穴６２ａが形成されている。
【００２４】
前記Ｘリンク体６３は、車椅子本体２の左右に設けられ、中央部で相対回転可能に連結された２つのリンク６３ａ，６３ｂから構成されている。リンク６３ａの上端は上部フレーム６２と回動可能に軸支され、他端はガイド穴６１ａに前後方向摺動可能に設けられたスライダ６８ａに回動自在に連結されている。
【００２５】
リンク６３ｂの上端はガイド穴６２ａに前後方向摺動可能に設けられたスライダ６８ｂに回動自在に連結され、他端は下部フレーム６１に回動自在に軸支されている。
【００２６】
前記ねじ軸６４は、ガイド穴６２ａの方向に沿って水平方向に設けられている。このねじ軸６４は、図外のバッテリにより駆動する駆動モータ６６により回転し、ナット６５をねじ軸６４の軸方向へ移動させる。前記ナット６５は、スライダ６８ｂに回動自在に支持されている。
【００２７】
前記コイルスプリング６７は、下部フレーム６１と上部フレーム６２との間に設けられ、上部フレーム６２を上方へ付勢している。
【００２８】
次に、作用を説明する。
図２のシートクッション２１が下限位置にある状態において、駆動モータ６６が駆動していないときには、シートクッション２１にはコイルスプリング６７の反力Ｓのみがシートクッション２１を上昇させるリフト力として作用している。
【００２９】
駆動モータ６６を駆動してねじ軸６４を回転させると、ナット６５が後方（図中右側）へ移動する。このとき、ナット６５の推力をＰとすると、推力Ｐの垂直上方成分Ｍは、下式（１）により表される。
Ｍ＝η×Ｐ×ｔａｎθ　．．．（１）
なお、ηはＸリンク体６３の効率、θはねじ軸６４とリンク６３ｂとがなす角度である。
【００３０】
また、コイルスプリング６７の反力をＳとすると、反力Ｓは下式（２）で表される。
Ｓ＝ｋ×δ　．．．（２）
なお、ｋはばね定数、δはたわみである。
【００３１】
よって、シートクッション２１が下限位置にあるときには、θが小さくδが大きいため、推力Ｐの垂直上方成分Ｍは小さく、反対にコイルスプリング６７の反力Ｓは大きくなっている。
【００３２】
図３は、シートクッション２１が上限位置にある状態を示す昇降装置の側面図であり、このとき、θは大きくδは小さくなるため、推力Ｐの垂直上方成分Ｍは大きく、反対にコイルスプリング６７の反力は小さくなる。
【００３３】
ここで、昇降装置６によるリフト力の特性を図４に基づいて説明する。
上述したとおり、θの角度により変化する推力Ｐの垂直上方成分Ｍは、シート下限位置で最小、シート上限位置で最大となる二次曲線で表される。一方、コイルスプリング６７の反力Ｓは、シート下限位置で最大、シート上限位置で最小となる一次関数で表される。そして、図に示すように、シート下限位置におけるトータルリフト力とシート上限位置におけるトータルリフト力とが同一となるようにコイルスプリング６７のばね特性が設定されている。よって、垂直上方成分Ｍと反力Ｓとを合わせたトータルのリフト量は、シート下限位置からシート上限位置に亘ってほぼ一定となる。
【００３４】
次に、効果を説明する。
本実施の形態の電動車椅子にあっては、相反するリフト特性を有する駆動モータ６６により伸縮するＸリンク体６３とコイルスプリング６７とを用いて昇降装置６を構成したため、トータルのリフト力がほぼ一定となり、シートクッション２１の昇降時に車椅子利用者に違和感を与えることがない。
【００３５】
また、ねじ軸６４をガイド穴６２ａの方向に沿って水平方向に延在しているため、支柱とボールねじとを上下方向に配設した従来技術に比して場所を取らず、コンパクト化と軽量化を図ることができる。
【００３６】
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明の具体的な構成は本実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００３７】
例えば、本実施の形態では、Ｘリンク機構のリンクを摺動させるガイド穴を上部フレームと下部フレームにそれぞれ１つずつ設けた例を示したが、上部または下部フレームの一方に２つのガイド穴を設けた構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の電動車椅子の側面図である。
【図２】昇降装置の側面図である。
【図３】シートクッションが上限位置にある状態を示す昇降装置の側面図である。
【図４】昇降装置のリフト力を示す特性図である。
【符号の説明】
１　電動車椅子
２　電動車椅子本体
２１　シートクッション
２２　シートバック
２３　アームレスト
２４　車椅子操作部
２５　シート昇降操作部
３　駆動輪
４　キャスタ
５　フットレスト
６　昇降装置
６１　下部フレーム
６１ａ　ガイド穴
６２　上部フレーム
６２ａ　ガイド穴
６３　Ｘリンク体
６３ａ　リンク
６３ｂ　リンク
６４　ねじ軸
６５　ナット
６６　駆動モータ
６７　コイルスプリング
６８ａ　スライダ
６８ｂ　スライダ
【図１】
2004097273.tif 000003
【図２】
2004097273.tif 000004
【図３】
2004097273.tif 000005
【図４】
2004097273.tif 000006