(57)【要約】【課題】車椅子の登坂走行モードにおいて、車輪から漕ぐ手を放しても、車椅子がそのままの位置で停止して後退しないようにし、再発進を可能とする。【解決手段】車体１に固定されたハブシャフト２と、ハブシャフト２にベアリング８，９を介して回転自在に枢支された車輪４のハブ５と、ハブ５とハブシャフト２との間に設けられ車輪４の一方向への回転を許容するワンウェイクラッチ手段３と、ワンウェイクラッチ手段３に結合され車体１が所定角度傾斜することを検知したときに、ワンウェイクラッチ手段３を作動させる車体傾斜検知手段６とを具備し、車体前進登坂走行時、車体傾斜検知手段６が所定の傾斜角度を検知したとき、ワンウェイクラッチ手段３が作動して、車輪４のハブ５がハブシャフト２にロックされて後退を拘束するが、前進走行は許容されるようにした。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の両側に回転自在の車輪を有する車椅子において、前記車体に固定されたハブシャフトと、前記ハブシャフトにベアリングを介して回転自在に枢支された前記車輪のハブと、外部からの操作により両方向又は一方向のみへの回転の許容を切り換え可能なワンウェイクラッチ手段と、当該ハブと前記ハブシャフトとの間に設けられ前記車輪の一方向への回転を許容するワンウェイクラッチ手段と、当該ワンウェイクラッチ手段に結合され前記車体が所定角度傾斜することを検知したときに、前記ワンウェイクラッチ手段を作動させる車体傾斜検知手段とを具備し、前記車体前進登坂走行時、前記車体傾斜検知手段が所定の傾斜角度を検知したとき、前記ワンウェイクラッチ手段が作動して、前記車輪のハブが前記ハブシャフトにロックされて前記車体の後退を拘束するが、前進走行は許容されるようにしたことを特徴とする車椅子。
【請求項２】
前記車体傾斜検知手段は、前記車体に揺動自在に懸垂されリンクと、当該リンクの下端に設けられ前記リンクを常に鉛直方向を保持するウェイトとを備えた振り子機構で形成され、当該振り子機構の前記リンク上端が、前記ワンウェイクラッチ手段にロッドを介して連結されて、前記振り子機構の前記車体に対する相対変位により前記ワンウェイクラッチ手段における作動と非作動との切り替えを可能にしたことを特徴とする請求項１記載の車椅子。
【請求項３】
前記ワンウェイクラッチ手段は、前記ハブシャフトに設けられ複数の歯部を有するワンウェイベアリングインナと、このワンウェイベアリングインナを同軸的に外包するように設けると共に、前記車輪のハブ内部に固定したリング形状のワンウェイベアリングアウタと、このワンウェイベアリングアウタと前記ワンウェイベアリングインナとの間に形成される複数の空隙に設けられて転動する転動子と、さらにこれら各空隙に挿入され、前記ロッドにより前記転動子が、前記ワンウェイベアリングアウタとワンウェイベアリングインナとに食い込んで前記くさび作用を発揮する方向と、前記くさび作用を解除する方向とに作動制御される作動子を有する転動子制御部材とを備えたことを特徴とする請求項２記載の車椅子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車椅子に係り、特に、車椅子が登りスロープに差し掛かったときでも、自動的に車椅子が後退しないようにロックされることで、車輪から手放して、登坂させる力を除荷したとしても、スロープを後退せず、途中で休憩しながら登坂することが可能な車椅子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車椅子の後退防止装置を備えたものとして、例えば特開２００１−３２７５４３号公報のものがある。このものは、車軸に固定されたラチェット用ドラム（以下「ドラム」という）外周近傍にカム型つめを取り付け、このカム型つめに、弱いばね力のばねが取り付けられ、カム型つめが、常時ドラム外周に軽く接触するように付勢させる登坂時の後退防止機構を備えている。また、操作ハンドルにより駆動ワイヤーを牽引し、ドラム外周面に接触しているカム型つめをばね力に抗してドラム外周面から浮かして、平地での後退走行を許容とする後退許容機構が設けられている。平地での前進走行時には、カム型つめは、ドラム外周面をなめらかに、音もなく抵抗のない状態で接触しながら滑るため、前進走行が可能となる。この平地での前進走行状態において、小回りするために多少の後退を行う必要の場合には、操作ハンドルを操作して、ばねのばね力に抵抗して駆動ワイヤーを牽引して、カム型つめをドラム外周面から浮かすことで、若干の後退走行が可能となるものである。そして、車椅子が坂道を上る際には、車輪が若干逆回転しはじめと、カム型つめは、ドラム外周面にくさびのように食い込んで、車輪の後転を停止させる。こうして、坂道の途中で漕ぎ手を放しても車椅子は停止したまとなり、後退をロックする。そして、その状態で再び車輪に登坂する力を加えることにより、車椅子を前進させて登坂を続行することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のものにあっては、ばねのばね力が、常にカム型つめをして、ラチェット用ドラムに接触する方向に作用せしめた構成であるため、登坂のみならず、平地走行の場合でもばねのばね力が、車輪に常時作用するため、車輪を漕ぐ手の操作力をそれだけ大きくしなければならず、そのため長時間走行には疲労が嵩み易くなる問題がある。また、平地走行時に、小回りをして車椅子を後退操作したい場合には、その都度操作ハンドルを操作して駆動ワイヤーを牽引操作してドラム外周面からカム型つめを浮かす操作を行わなければならず、操作性が煩わしくなる問題がある。
【０００４】
本発明は、上記問題点に鑑みて工夫されたものであり、車椅子が登坂を走行するときでも、車輪から漕ぐ手を放しても、車椅子がそのままの位置で停止して後退しないので休憩でき、また、その停止状態から車椅子を漕ぐことで、再び車椅子を登坂走行でき、さらには、平地走行時に、車椅子を後退させるときでも、操作機構を操作することなく、自由に後退走行が行える車椅子を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明においては、次のような構成を採ることした。すなわち、請求項１記載の発明は、車椅子であって、車体の両側に回転自在の車輪を有する車椅子において、車体の両側に回転自在の車輪を有する車椅子において、前記車体に固定されたハブシャフトと、前記ハブシャフトにベアリングを介して回転自在に枢支された前記車輪のハブと、外部からの操作により両方向又は一方向のみの回転を許容を切り換え可能なワンウェイクラッチ手段と、当該ワンウェイクラッチ手段に結合され前記車体が所定角度傾斜することを検知したときに、前記ワンウェイクラッチ手段を作動させる車体傾斜検知手段とを具備し、前記車体前進登坂走行時、前記車体傾斜検知手段が所定の傾斜角度を検知したとき、前記ワンウェイクラッチ手段が作動して、前記車輪のハブが前記ハブシャフトにロックされて前記車体の後退を拘束するが、前進走行は許容されるようにしたことを特徴とする。
【０００６】
この請求項１記載の車椅子によれば、車椅子が登坂（スロープ）に差し掛かり、登坂走行する場合には、その登坂路が所定傾斜角度以上あるときは、車体傾斜検知手段が所定傾斜角を検知し、車体傾斜検知手段に連結されたワンウェイクラッチ手段が連動して作動する。すると、ワンウェイクラッチ手段により、車輪のハブがハブシャフトに連結状態となってその回転が、なんらブレーキ操作することなく、自動的にロックされ、そのため、車椅子は自動的に停止して、後退することがない。このため、登坂路途中においていつでも、車椅子の漕ぐ手を休めて休憩が可能となり、また、その状態から登坂を続行すべく漕ぎ出すことにより前進走行が行えるので、楽に登坂走行を実現できるようになる。また、平地においては、車輪のハブと車体（ハブシャフト）との間にはなんら車輪の回転を拘束する力が作用していないので、車椅子の長時間走行も楽に行え、また、車椅子を少し後退させて方向転換する場合に、車椅子が平地にあるため、車体傾斜感知手段により、ワンウェイクラッチ手段は非作動の状態にあり、このため、車椅子を自由に前後左右に移動操作でき、従って、上記従来のもののように、操作ハンドルを解除操作して駆動ワイヤーを牽引操作するなどする煩瑣な操作を必要とすることなく、操作性簡便にして自由に車椅子を後退して方向転換が行えるようになる。
【０００７】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の車椅子に係り、前記車体傾斜検知手段は、前記車体に揺動自在に懸垂されリンクと、当該リンクの下端に設けられ前記リンクを常に鉛直方向を保持するウェイトとを備えた振り子機構で形成され、当該振り子機構の前記リンク上端が、前記ワンウェイクラッチ手段にロッドを介して連結されて、前記振り子機構の前記車体に対する相対変位により前記ワンウェイクラッチ手段における作動と非作動との切り替えを可能にしたことを特徴とする。
【０００８】
この請求項２記載の発明によれば、車体傾斜検知手段を振り子機構で形成し、この振り子機構によりワンウェイクラッチ手段を作動させるため、車椅子が登坂路のような傾斜路面を走行するときには、振り子機構が確実に働き、平地にあるときは、振り子機構は作動しない。このため、車椅子を平地で、後退させたい場合には、車輪を後退方向に回転させる操作力を作用させるだけで、容易に後退走行を行える。
【０００９】
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の車椅子に係り、前記ワンウェイクラッチ手段は、前記ハブシャフトに設けられ複数の歯部を有するワンウェイベアリングインナと、このワンウェイベアリングインナを同軸的に外包するように設けると共に、前記車輪のハブ内部に固定したリング形状のワンウェイベアリングアウタと、このワンウェイベアリングアウタと前記ワンウェイベアリングインナとの間に形成される複数の空隙に設けられて転動する転動子と、さらにこれら各空隙に挿入され、前記ロッドにより前記転動子が、前記ワンウェイベアリングアウタとワンウェイベアリングインナとに食い込んで前記くさび作用を発揮する方向と、前記くさび作用を解除する方向とに作動制御される作動子を有する転動子制御部材とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、この請求項３記載の車椅子によれば、ワンウェイクラッチ手段を、ワンウェイベアリングインナと、ワンウェイベアリングアウタと、転動子と、転動子制御部材とで形成しているので、ワンウェイクラッチ手段は構造が簡単で、確実な作動を実現できることが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明の実施の形態を、図１乃至図６に基づき詳述する。本実施の形態における車椅子の概要を説明する。図１において、車体１は、例えば金属パイプ材で成形されたフレームで形成されており、その左右両側に、車軸としてのハブシャフト２が固定され、このハブシャフト２は、後述するベアリング手段を介し車輪４のハブ５が回転自在に取り付けられ、車軸を形成している。ハブシャフト２とハブ５との間には車輪４の一方向への回転のみを許容するワンウェイクラッチ手段３、このワンウェイクラッチ手段３にリンク結合された車体傾斜検知手段６が設けられている。また、フレームには、介護者が握るためのグリップ１ａ、シート部１ｂ、キャスター１ｃ、フットレスト部１ｄが設けられている。なお、７は車輪４に回転力を伝えるリング形状のハンドリムを示す。以下において、車輪４の支持構造（車軸構造）、ワンウェイクラッチ手段３、および車体傾斜検知手段６の順に説明していくこととする。
【００１２】
車軸４の支持構造を図４において説明する。すなわち、図４に示した車軸の支持構造は、車椅子の前進方向に対して右側に位置する支持構造を示している。ハブシャフト２（車軸）は、ボールベアリング８、テーパローラベアリング９でなるベアリング手段を介して車輪４のハブ５を回転自在に支持している。なお、ハブ５には、図２に示されるようにスポーク（図示されない）の内端を位置決め固定するための、多数の取付孔５ａが設けられる。
【００１３】
次に、ワンウェイクラッチ手段３を、図２乃至図４を参照して説明する。なお、ワンウェイクラッチ手段３の組み立て構造が理解しやすいように、図３では、図２と異なり、車椅子の左側に設けられるワンウェイクラッチ手段の組み立て分解斜視図で示して説明することとする。すなわち、ワンウェイクラッチ手段３は、ハブシャフト２にキー１０を介して固定され、例えば６個の歯１１ｂを備えたワンウェイベアリングインナ１１と、このワンウェイベアリングインナ１１を同軸的に外包するように設けられ、ハブ５内部に嵌合して固定されたリング形状のワンウェイベアリングアウタ１２（外輪）と、ワンウェイベアリングインナ１１の歯溝１１ａとワンウェイベアリングアウタ１２との間に形成される空隙Ｓ（図５参照）に設けられて転動可能なころ形状の転動子１３と、転動子１３を空隙Ｓ内で作動制御する転動子制御部材１４とからなる。これらの各部材は、所定の機械的強度を有する素材が使用される。
【００１４】
転動子制御部材１４には、ベース部１４ａから断面近似三角形状をなす６本の作動子１４ｂが、ハブシャフト２の軸線方向に伸び、上記６個の空隙Ｓに挿入されるようになっている。そして、作動子１４ｂは、各空隙Ｓを左寄り（反時計方向寄り）に偏倚して密着した状態の位置（図５（ａ））と、その位置から右側に相対移動（時計方向に移動）した状態の位置（図５（ｂ））とに亘って移動できる。こうして、作動子１４ｂが図５（ａ）に偏倚するように制御されるときは、転動子１３は、反時計方向への相対移動が許容され、ワンウェイベアリングインナ１１の歯溝１１ｃとワンウェイベアリングアウタ１２の内周面１２ａとに食い込んでくさび作用を発揮するようになり、また、作動子１４ｂが図５（ｂ）に示す方向に移動制御することで、転動子１３にくさび作用が惹起しない位置に移動させることができる。また、ベース部１４ａには、後述する車体傾斜検知手段６のロッド６ｄが結合されるロッド結合部１４ｃが設けられている。かくして、ワンウェイベアリングインナ１１，ワンウェイベアリングアウタ１２，転動子１３，転動子制御部材１４が一体になって、ハブシャフト２に組み込まれた後、ハブナット１５をハブシャフト２の軸端にねじ込むことにより、ワンウェイクラッチ手段３の組み付けが完了する。
【００１５】
次に、車体傾斜検知手段６を説明する。車体傾斜検知手段６は、図２（図中、矢印Ａは進行方向を示す）によく示されるように、車体１に例えば摩擦抵抗の小さいナイロンスリーブ６ａを介して揺動自在に懸垂されるリンク６ｂと、このリンク６ｂの下端に設けられ、常にリンク６ｂを鉛直方向に保持するウェイト６ｃ（振り子）とからなる振り子機構で形成されている。また、リンク６ｃ上端側には、転動子制御部材１４のベース部１４ａに設けられたロッド結合部１４ｃに結合されたロッド６ｄが相対回動変位が可能なように取り付けられている。このようにして、車体傾斜検知手段６の振り子６ｃは、車体の傾斜角度に応じて振り子軸６ｅを中心にして揺動し、その動きはロッド６ｄを介して転動子制御部材１４に伝達されてワンウェイベアリングアウタ１２に対して相対回転するようになる。
【００１６】
本実施の形態の作用を説明する。車椅子が、図１に示すように、平地モードで走行する場合には、車体傾斜検知手段６の振り子６ｃは、重力の作用により垂直下方に垂れ下がった状態となる。この場合、振り子６ｃは揺動しないため、ロッド６ｄにはリンク６ｂから振り子６ｃ揺動に伴う力を受けない。このため、作動子１４ｂは回転することはなく、図５（ｂ）に示され状態にあり、転動子１３は空隙Ｓ内で遊び、ワンウェイベアリングアウタ１２とワンウェイベアリングインナ１１との間に食い込むことはない。その結果、ワンウェイクラッチ手段３は、前進および後退が可能な状態となっているため、ワンウェイベアリングアウタ１２と一体のハブ５は、ワンウェイベアリングインナ１１と一体になったハブシャフト２に対してフリーな状態となり、前後いずれの方向にも回転することができ、その結果、普通の車椅子のように自由に走行させることができる。勿論、方向転換をしたい場合でも、若干車輪４を後退させることができるので、方向転換も容易かつ自由に行える。
【００１７】
他方、車椅子が図６に示すように、登坂モードの場合には、スロープの傾斜角θが所定値以上になると、振り子６ｃは図２の鉛直線に対して二点鎖線で示すように、その傾斜角度θに応じた角度だけ変位する。すると、リンク６ｂの角度変位によりロッド６ｄはリンク６ｂから図２の矢印Ｂ方向に力を受け、転動子制御部材１４のベース部１４ａに回転モーメントが作用し、作動子１４ｂは図５（ｂ）の状態から反時計方向に回転して同図（ａ）に示す状態へと移動する。このため、転動子１３は、グリースなどの潤滑油が有する粘性によりハブ５と一体のワンウェイベアリングアウタ１２が反時計方向へ回転するのにつられて、作動子１４ｂが回転移動した方向に移動し、ワンウェイベアリングアウタ１２の内周面１２ａとワンウェイベアリングインナ１１の歯溝１１ａの平坦面１１ｃとに、くさび作用により食い込み、このため、ワンウェイクラッチ手段３によるワンウェイクラッチ作用が惹起される。このため、車輪４の反時計方向への回転が自動的にロックされ、車椅子の後退が拘束され、登坂モード途中で車椅子を停止することができる。したがって、ハンドリム７を漕ぐ手を休めて、手を車輪４から放しても、車椅子が後退することがないので一休みでき、また、登坂路を上に向かって再び前進するときは、ハンドリム７を漕いで回すだけで容易に前進登坂走行できる。登坂モード時の疲労を軽減できる。
【００１８】
なお、上記実施の形態では、ワンウェイクラッチ手段３および車体傾斜検知手段６を、車椅子の左右両側に設けた場合について説明したが、いずれか一方に設けた態様であってもよい。
【００１９】
【発明の効果】
上記したように、請求項１記載の車椅子によれば、車椅子が登坂（スロープ）に差し掛かり、登坂走行する場合には、その登坂路が所定傾斜角度以上あるときは、車体傾斜検知手段が所定傾斜角を検知し、車体傾斜検知手段に連結されたワンウェイクラッチ手段が連動して作動する。すると、ワンウェイクラッチ手段により、車輪のハブがハブシャフトに連結状態となってその回転が、なんらブレーキ操作することなく、自動的にロックされ、そのため、車椅子は自動的に停止して、後退することがない。このため、登坂路途中においていつでも、車椅子の漕ぐ手を休めて休憩が可能となり、また、その状態から登坂を続行すべく漕ぎ出すことにより前進走行が行えるので、楽に登坂走行を実現できるようになる。また、平地においては、車輪のハブと車体（ハブシャフト）との間にはなんら車輪の回転を拘束する力が作用していないので、車椅子の長時間走行も楽に行え、また、車椅子を少し後退させて方向転換する場合に、車椅子が平地にあるため、車体傾斜感知手段により、ワンウェイクラッチ手段は非作動の状態にあり、このため、車椅子を自由に前後左右に移動操作でき、従って、上記従来のもののように、操作ハンドルを解除操作して駆動ワイヤーを牽引操作するなどする煩瑣な操作を必要とすることなく、操作性簡便にして自由に車椅子を後退して方向転換が行えるといった種々の効果を奏する。
【００２０】
また、請求項２記載の発明によれば、車体傾斜検知手段を振り子機構で形成し、この振り子機構によりワンウェイクラッチ手段を作動させるため、車椅子が登坂路のような傾斜路面を走行するときには、振り子機構が確実に働き、平地にあるときは、振り子機構は作動しない。このため、車椅子を平地で、後退させたい場合には、車輪を後退方向に回転させる操作力を作用させるだけで、容易に後退走行を行える効果を奏する。
【００２１】
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の車椅子に係り、前記ワンウェイクラッチ手段は、前記ハブシャフトに設けられ複数の歯部を有するワンウェイベアリングインナと、このワンウェイベアリングインナを同軸的に外包するように設けると共に、前記車輪のハブ内部に固定したリング形状のワンウェイベアリングアウタと、このワンウェイベアリングアウタと前記ワンウェイベアリングインナとの間に形成される複数の空隙に設けられて転動する転動子と、さらにこれら各空隙に挿入され、前記ロッドにより前記転動子が、前記ワンウェイベアリングアウタとワンウェイベアリングインナとの間に食い込んで前記くさび作用を発揮する方向と、前記くさび作用を解除する方向とに作動制御される作動子を有する転動子制御部材とを備えたことを特徴とする。
【００２２】
また、この請求項３記載の車椅子によれば、ワンウェイクラッチ手段を、ワンウェイベアリングインナと、ワンウェイベアリングアウタと、転動子と、転動子制御部材とで形成しているので、構造簡単なワンウェイクラッチ手段により、確実なロック作動を実現できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る車椅子の右側外観側面図である。
【図２】車体傾斜検知手段の組み立て分解外観斜視図である。
【図３】ワンウェイクラッチの組み立て分解外観斜視図である。
【図４】ハブシャフトと、ハブとの車軸回りの構造を説明する要部拡大縦断面である。
【図５】ワンウェイクラッチ手段の作用説明図で、（ａ）はロック作動状態を、（ｂ）は非ロック状態を示す要部拡大側面図である。
【図６】登坂モードにある車椅子と傾斜面との関係を示す作用説明図である。
【符号の説明】
１…車体
２…ハブシャフト
３…ワンウェイクラッチ手段
４…車輪
５…ハブ
６…車体傾斜検知手段
６ｃ…振り子
６ｄ…ロッド
８…ボールベアリング
９…テーパローラベアリング
１１…ワンウェイベアリングインナ
１２…ワンウェイベアリングアウタ
１３…転動子
１４…転動子制御部材
１４ｂ…作動子
Ｓ…空隙
【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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