(57)【要約】【課題】安価な手段で操作性がよく安全対策が十分に施された電動車椅子を実現する。【解決手段】ジョイスティックあるいはフットレストの近傍に安全スイッチを設け、ジョイスティックを想定された正しい握り方で握り、安全な正しい姿勢で着座した場合に、無意識の内にその安全スイッチが動作し運転可能状態となるようにし、安全スイッチが働かない場合は駆動モータがブレーキ状態となるようにしたため、自然な動作で、すなわち操作性がよく安全性の高い電動車椅子を実現することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジョイスティックの操作により、任意方向に移動可能とした電動車椅子において、前記電動車椅子の搭乗者が前記電動車椅子の一部に設けられた安全スイッチを押下した状態を保持することにより、前記電動車椅子の運転可能状態を維持することを特徴とする室内用電動車椅子
【請求項２】
前記安全スイッチは、前記ジョイスティックの近傍に設けられており、前記ジョイスティックを操作する前記搭乗者の手あるいは腕の一部により押下されることを特徴とする請求項１に記載の室内用電動車椅子
【請求項３】
前記安全スイッチは、前記電動車椅子のフットレストの近傍に設けられており、前記搭乗者の足の一部により押下されることを特徴とする請求項１に記載の室内用電動車椅子
【請求項４】
前記安全スイッチに電気的直列状態に着座確認スイッチが設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３に記載の室内用電動車椅子
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はジョイスティックにより操作される電動車椅子に関し、特に操作性がよく安全性を考慮した電動車椅子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超高齢者社会を向かえつつある現在、高齢者が生活し易い環境を整えることが重要な社会的課題である。一口に高齢者と言っても、寝たきりの痴呆老人から、若者と変わらない元気老人まで様々であるが、現在位置から多少離れた目的位置まで歩行して移動することが困難な高齢者が数多く存在する。このような高齢者用として車椅子がよく使用されるが、大別して人力で動かすタイプと電動タイプがあり、後者は前者に比較して概して高価であるが、その利便性から次第に普及しつつある。電動タイプには、ジョイスティックで操作するタイプや自動車のようなハンドルで操作するタイプ等様々であるが、高齢者が自ら運転する電動車椅子としてはジョイスティックで操作するタイプが一般的である。
【０００３】
この種のタイプの電動車椅子を運転する上での危険な状況としては、以下の項目が考えられる。
▲１▼ジョイスティックの操作ミス、操作遅れ等により障害物への衝突
▲２▼ジョイスティックに不用意に触れた場合の暴走にともなう障害物への衝突
【０００４】
前者の危険を避けるために対物センサーを設置するのが一般的であり、例えば、光センサーや超音波センサーなどの対物センサーを用いて障害物を避ける技術が開示されている（特許文献１、２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１９０００７号公報公報
【特許文献２】特開平８−６６４３１号公報公報
【０００６】
しかし、搭乗者が車椅子を動かす意志が無い時に、何かしらの拍子にジョイスティックに触り、急に動き出す場合の危険性は対物センサーのみでは万全でない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
電動車椅子を動かす積極的な意志のある場合にのみ、安価な手段と自然な操作で電動車椅子を動かすことができるようにすることが、本発明の課題である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による電動車椅子の搭乗者は、ジョイスティックにより、行きたい方向と移動速度を選択して車椅子を進めるが、その際、搭乗者は電動車椅子に正しい姿勢で座り、正しいジョイスティックの握り方で握った場合のみ、安全スイッチが動作し、車椅子が操作可能となるようにした。すなわち、正しいジョイスティックの握り方で握った場合、握った手や腕はある所定の場所に位置付けられるので、そこに安全スイッチを設置しておけば、無意識の内にその安全スイッチは動作する。例えば、電動車椅子の脇で立ったままジョイスティックを操作したり、あるいは反対の手で操作する等正しいジョイスティックの握り方で握らない場合、手や腕は所定の場所に無いので、安全スイッチが押下されず、従って電動車椅子は運転可能状況とならないので安全が確保できるわけである。なお、ここで用いられる安全スイッチは力を加えて押下すれば接点が切り替わり、逆に力を除けば元の接点に復帰するタイプであり、安価に入手できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明を実施形態により説明する。図１は、本発明を電動車椅子に適用した場合の斜視図である。着座部１は背凭れのあるプラスチック製一体成型品である。着座部１はフレーム３で支持され、フレーム３は底板５を介して、その前部を前部車輪である自在キャスター７で左右を、またその後部を後部車輪である固定車輪９で左右を支持され、移動可能になっている。フレーム３の基本構造は、左右に配置された２枚の金属等の板１１、１３を複数のステム１５で固定した構造体である。フレーム３の上部に固定された固定具（図示されず）を介して着座部１はフレーム３に固定される。また、底板５の前部には、フットレスト１６が不使用時には収納可能となるように設置されている。
【００１０】
また、着座部１の両側には底板５にその底部を支持されるアームレスト１７があり、着座部１の背凭れ部の後部において、左右のアームレスト１７を繋ぐ形で、介護人がこの車椅子を押すための押し棒１９がある。ここで説明している車椅子は、電動のため普段はこの押し棒１９は必要ないが、電動機能が故障等した場合に、この押し棒１９を介護人は押して車椅子を移動する。
【００１１】
また、アームレスト１７の前部にはコントロールボックス２１があり、搭乗者はコントロールボックス２１のジョイスティック２３により、前進、後進の速度制御および左右への操舵を行うことが出来る。ここで指令された出力は、モータ駆動制御部（図示されず）を経て、駆動モータ部２５に収容されるモータ駆動回路とモータにより軸が固定された固定車輪９が駆動される。ジョイスティック２３として、アナログ出力タイプを用いれば、電動車椅子の前進あるいは後進の速度を０〜６ｋｍ／時の範囲で任意に変えることが容易に可能である。
【００１２】
また、コントロールボックス２１の後部には、それを操作する手や腕の一部を載せるための載せ台２７が配されている。載せ台２７の下側には安全スイッチ（図２〜４で説明）が配されており、載せ台２７を下側に押下するとマイクロスイッチが動作するように構成されている。
【００１３】
図２〜４は、ジョイスティック２３を操作する人間の手２９と載せ台２７の設置位置の関係を示したものである。図２では人間の親指と人差し指でジョイスティック２３を摘んで操作するが、このとき、掌の横側部分３１が当たる位置に載せ台２７が配置されている。載せ台２７の一方の端部には回転ヒンジ３３が設けられ、他方の端部、下側には安全スイッチ３５が設けられているので、載せ台２７の表面を下側に押下すれば、安全スイッチ３５は容易に動作する。
【００１４】
図３は、ジョイスティック２３を掌全体で握って操作する場合である。この場合、ジョイスティック２３はやや太めでしかも長めであり、下腕部３７に近いところに載せ台２７を配することにより、楽な姿勢で安全スイッチ３５を動作させることが可能になる。
【００１５】
図４は、ジョイスティック２３の頭を掌で操作する場合である。この場合のジョイスティックの頭には大きめのボール等が設置されているのが操作性よく、また図３の場合と同様に下腕部３７に近いところに安全スイッチ３５を配することにより、楽な姿勢で安全スイッチを動作させることが可能になる。
【００１６】
ジョイスティック２３の操作の仕方は、手の大きさ、指の力等、個人によって異なるので、電動車椅子を使用する個人に合わせて、ジョイスティック２３の形状および載せ台２７の位置を選択できるように工夫するのがよい。
【００１７】
図５は回路ブロック図である。ここでの例はＤＣモータ４１に速度検出器４３を設置し、速度検出器４３の出力をモータ４１にフィードバックする駆動系を構成している。安全スイッチ３５が動作する運転可能状態では、駆動系は接点４７とつながり、指令電圧４５はジョイスティック２３のコントロールボックス２１より与えられるが、非運転時では駆動系は安全スイッチの接点４９とつながり、指令電圧４５はゼロ電圧となるように安全スイッチ３５の接点は切り替えられ、ブレーキ状態となる。
【００１８】
図２〜４で説明したように、ジョイスティック２３より手を離すと自然に腕も上がるので、安全スイッチ３５も元の位置に復帰する。従って、何らかの理由で危険が迫り慌てても、人間は危険を避けようと、危険の迫る方向に手をかざすので、ジョイスティックより自然に手が離れ、強いては安全スイッチ３５も働き、電動車椅子は指令電圧４５がゼロとなり緊急停止する。
【００１９】
以上の説明では、ジョイスティック２３の近傍に安全スイッチ３５を設置したが、フットレスト１６の近傍に設置してもよい。緊急で慌てる場合、足で危険を避けようと足が先に出るような人の場合は、こちらの方が適している。その設置例を図６に示す。この図では、足の裏で操作する場合を示してあるが、これに限定されず、踵で操作できる位置に設置しても、また膝の側面で操作できる位置に設置しても良い。
【００２０】
図７は、ジョイスティック２３の近くの安全スイッチ３５とフットレスト１６の近くの安全スイッチ３５を同時に設け、両方の安全スイッチが入らなければ、動作状態にならないようにした場合の回路ブロック図である。すなわち電気的直列状態に２つの安全スイッチを配するわけである。より安全になるが、かなりきちんとしたすわり姿勢をいつもとらないと運転可能状態とならない窮屈さが伴う。
【００２１】
更に、図８に示すようにフットレスト１６そのものの設置確認スイッチ５１を設けて、更に安全性を高めてもよい。なわち、電動車椅子の運転可能状態は、フットレストがちゃんと下りていないと、実現できないように構成するわけである。これは、フットレストを格納し、足を床に接したまま、電動車椅子を走らせると、足を電動車椅子に絡ませる危険が想定されるからである。設置確認スイッチ５１をジョイスティック２３の近くの安全スイッチ３５と電気的直列状態に配置してもよいし、あるいはフットレスト１６の近くの安全スイッチ３５と電気的直列状態に配置してもよい。
【００２２】
また、ジョイスティック２３の近くの安全スイッチ３５とフットレスト１６の近くの安全スイッチ３５とフットレストの設置確認スイッチ５１の３つを電気的直列状態に配置してもよい
【００２３】
電動車椅子に搭乗者が正しい姿勢で座っている場合であっても、近くの人が何かの拍子にジョイスティックを急に動かしてしまう懸念がある。電動車椅子が急激に動き出す場合には、駆動モータに電流が大きく流れるので、電流値を常時監視し、あるレベル以上の電流値が流れる場合はモータをブレーキ状態にする等により対処できる。これは従来技術で実現できるので、以上の説明に止める。
【００２４】
以上の説明では、本発明をブラッシ付きＤＣモータに速度検出器を設置し、速度検出器の出力をモータ駆動電圧にフィードバックする、モータ駆動制御方式に適用した場合で説明したが、この制御方式に限定されることが無いことは言うまでもない。すなわちブラッシレスＤＣモータで駆動する場合、更にＡＣモータやステッピングモータ等で駆動する場合に適用してもよい。使用するモータに適した駆動制御方式が既存の技術で容易に適用できる。
【００２５】
また、以上の説明では安全スイッチとして機械的な接点を有する安価なマイクロスイッチを使用し、載せ台を介して動作させる場合で説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、光センサーや超音波センサー等を利用すれば、載せ台を介せずに直接手や腕の存在を検知できるので、載せ台を必要としない安全スイッチを実現することができる。従って、請求項で安全スイッチが押下されると表現したが、その押下する機能には光センサー等で手や腕を検知することも含まれるとする。
【００２６】
また、以上の説明では、載せ台の構成を片側にヒンジを設けた平板構造で説明したが、この形状に限定されるものではない。要は、手や腕がそこに置かれたことを自然に、かつ安定性よく検知できればよいわけであり、極端な場合、安全スイッチがむき出しの構造であってもよいわけである。
【００２７】
また、以上の説明では、本発明を４つの車輪で移動する電動車椅子に適用した場合で説明したが、これに限定されるものでなく、３つの車輪、あるいは４つ以上の車輪で移動する車椅子に適用してもよいことは言うまでもない。
【００２８】
また、前部車輪は自在キャスター、後部車輪は固定車輪の場合で説明したが、前部車輪を固定車輪とし、後部車輪を自在キャスターとしてもよい。
【００２９】
また、着座部１は、プラスティック製の一体成形品、フレーム３は板とステム構造からなると説明したが、これに限定されるものではなく、市販の車椅子あるいは電動車椅子によく見かけるパイプと布張り構造等であっても一向に差し支えない。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明はジョイスティックで任意方向に移動可能な電動車椅子において、運転可能状態とするための安全スイッチをジョイスティックの近く、あるいはフットレストの近くに設け、正しい姿勢で電動車椅子を操作しようとする場合に無意識の内に安全スイッチが動作し運転可能状態となるようにしたため、操作性がよく安全性の高い電動車椅子を実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した電動車椅子の斜視図
【図２】ジョイスティック操作時の手の位置と載せ台の位置の関係の一例
【図３】ジョイスティック操作時の手の位置と載せ台の位置の関係の他の例
【図４】ジョイスティック操作時の手の位置と載せ台の位置の関係の他の例
【図５】回路ブロック図
【図６】フットレスの近くに安全スイッチを設ける場合の説明図
【図７】２つの安全スイッチを電気的直列状態にした場合の回路ブロック図
【図８】フットレストの近くに着座確認スイッチを設けた場合の説明図
【符号の説明】
１  着座部
３  フレーム
５  底板
７  自在キャスター
９  固定輪
１１  板
１３  板
１５  ステム
１６  フットレスト
１７  アームレスト
１９  押し棒
２１  コントロールボックス
２３  ジョイスティック
２５  駆動モータ部
２７  載せ台
２９  手
３１  掌の横部分
３３  ヒンジ
３５  安全スイッチ
３７  下腕部
４１  ＤＣモータ
４３  速度検出器
４５  指令電圧
４７  接点
４９  接点
５１  設置確認スイッチ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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