(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車椅子の使用者に着用される人体装着具と、膨張時に人体の所定部位を覆う空気袋と、空気袋を膨張させる膨張手段と、所定方向への傾斜を検知する傾斜検知手段と、傾斜検知手段によって傾斜を検知すると膨張手段によって空気袋を膨張させる制御手段とを備え、前記空気袋、膨張手段、傾斜検知手段及び制御手段を前記人体装着具に設けた車椅子用転倒衝撃吸収装置において、
互いに接近する方向に付勢された一対の挟持部を有し、各挟持部の挟持によって車椅子の任意の部位に着脱自在に結合可能なスイッチ本体と、スイッチ本体の所定部位に設けられ、各挟持部によって挟持した車椅子の任意の部位に接触して電気的にオンまたはオフする接点部と、接点部に電気的に接続され、スイッチ本体の所定部分から外部に延びる引張可能な所定長さのリード線とを有し、リード線を介して人体装着具側に連結されたスイッチと、
スイッチが車椅子に結合されているときのみ前記膨張手段を作動可能にする作動規制手段とを備えた
ことを特徴とする車椅子用転倒衝撃吸収装置。
【請求項２】
前記各挟持部の少なくとも一方の先端側にスイッチ本体の内側に突出する突出部を設けた
ことを特徴とする請求項１記載の車椅子用転倒衝撃吸収装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車椅子との結合状態を解除されることによって電気的なスイッチ動作を行うスイッチを用いた車椅子用転倒衝撃吸収装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、歩行の不自由な人が使用する車椅子としては、使用者または補助者の人力によって走行するものや、使用者の運転操作によって自走可能な電動のものなどが知られている。即ち、歩行の不自由な人であっても、車椅子の使用により、車椅子の走行可能な範囲であれば自由に移動することができる。
【０００３】
しかしながら、車椅子の走行可能な範囲であっても、不慮の事故等によって車椅子が転倒する場合がある。このような場合、従来の車椅子には転倒時に使用者への衝撃を吸収する手段が設けられていないため、使用者の保護が十分でないという問題点があった。特に、車椅子の使用者は健常者に比べると俊敏に身を保護することができない場合が多いため、車椅子の転倒時に使用者を衝撃から保護する必要性が高まっている。
【０００４】
そこで、本出願人は、車椅子の転倒から人体を保護するための車椅子用転倒衝撃吸収装置を提案している（特願２００１−１０１０３６）。
【０００５】
この装置は、車椅子の使用者に着用される人体装着具と、膨張時に人体の所定部位を覆う空気袋と、空気袋を膨張させる充気装置と、所定方向への傾斜を検知する傾斜センサとを備え、車椅子の転倒による傾斜を検知すると空気袋を膨張させ、車椅子の使用者に対する転倒時の衝撃を空気袋によって吸収するようにしたものである。この場合、前記空気袋、充気装置、傾斜センサ及びこれらの制御装置は前記人体装着具に設けられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、各種装置や機器類の動作を電気的なスイッチにより任意に制御する場合には、装置等の本体に設けられたスイッチの操作部を手動で操作することによって行われるのが一般的である。
【０００７】
しかしながら、前記車椅子用転倒衝撃吸収装置では、人体装着具を着用したまま使用者が車椅子から降りることができるため、前述のような手動のスイッチを用いて制御装置のオン／オフを人為的に行うようにした場合、制御装置をオンにしたまま車椅子から離れると、車椅子の転倒以外には想定されていない傾斜状態、例えば屈んだり、仰臥したりするなどの人体の姿勢の変化によって傾斜センサが傾斜を検知し、空気袋が無用に膨張するおそれがある。
【０００８】
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車椅子から使用者が降りた場合には空気袋が膨張することのない車椅子用転倒衝撃吸収装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、請求項１では、車椅子の使用者に着用される人体装着具と、膨張時に人体の所定部位を覆う空気袋と、空気袋を膨張させる膨張手段と、所定方向への傾斜を検知する傾斜検知手段と、傾斜検知手段によって傾斜を検知すると膨張手段によって空気袋を膨張させる制御手段とを備え、前記空気袋、膨張手段、傾斜検知手段及び制御手段を前記人体装着具に設けた車椅子用転倒衝撃吸収装置において、互いに接近する方向に付勢された一対の挟持部を有し、各挟持部の挟持によって車椅子の任意の部位に着脱自在に結合可能なスイッチ本体と、スイッチ本体の所定部位に設けられ、各挟持部によって挟持した車椅子の任意の部位に接触して電気的にオンまたはオフする接点部と、接点部に電気的に接続され、スイッチ本体の所定部分から外部に延びる引張可能な所定長さのリード線とを有し、リード線を介して人体装着具側に連結されたスイッチと、スイッチが車椅子に結合されているときのみ前記膨張手段を作動可能にする作動規制手段とを備えている。
【００１０】
これにより、スイッチ本体の各挟持部によって車椅子の任意の部位を挟持することにより、スイッチ本体が車椅子に結合するとともに、接点部が車椅子の任意の部位に接触して電気的にオンまたはオフになる。また、使用者が人体装着具を着用したまま車椅子から離れると、リード線が引張られてスイッチが車椅子側から外れ、スイッチと車椅子との結合が解除されることから、作動規制手段によって膨張手段の作動が規制され、使用者が車椅子を降りた場合に空気袋が膨張することがない。
【００１１】
また、請求項２では、請求項１記載の車椅子用転倒衝撃吸収装置において、前記各挟持部の少なくとも一方の先端側にスイッチ本体の内側に突出する突出部を設けている。
【００１２】
これにより、請求項１の作用に加え、挟持部の突出部が物品に係止することにより、スイッチ本体が物品から不用意に外れることはない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１乃至図９は本発明の一実施形態を示すもので、図１は車椅子及び転倒衝撃吸収装置の側面図、図２は人体装着具の正面図、図３はスイッチの正面図、図４は制御系を示すブロック図、図５は車椅子における角速度の方向を示す概略側面図、図６は空気袋の膨張状態を示す正面図、図７は膨張状態の空気袋及び人体の平面図、図８は制御部の動作を示すフローチャート、図９はスイッチの動作説明図である。
【００１４】
この車椅子用転倒衝撃吸収装置は、車椅子１の使用者Ａに着脱可能に装着される人体装着具１０と、人体装着具１０に設けられた空気袋２０と、空気袋２０を膨張させる充気装置３０と、車椅子１側から路面までの距離を検出する複数のセンサ４０と、各センサ４０の検出距離に基づいて車椅子１の傾斜を検知すると空気袋２０を膨張させる制御部５０と、主電源をオン／オフするスイッチ６０とから構成されている。
【００１５】
人体装着具１０は、人体の胸部を巻回するベルト部１１と、両端をベルト部１０ａに連結された左右一対の肩掛け部１２とからなる。各肩掛け部１２の前側にはそれぞれ空気袋２０の一部を収納するためのカバー部１３が設けられ、各カバー部１３は、例えば着脱自在な周知の布製テープ等からなる複数の結合具１３ａによって両端同士を着脱可能に結合されている。尚、人体装着具は衣服状のものであってもよい。
【００１６】
空気袋２０は人体の背中側の首周りから両肩及び胸部に対応する部位に沿って形成され、気密性及び耐久性の高い生地によって縫製されている。空気袋２０の両端側（両肩及び胸部に沿って延びる部分）は、それぞれ人体装着具１０の肩掛け部１２に沿って折り畳まれ、前記各カバー部１３によって覆われている。
【００１７】
充気装置３０は、ガスボンベに高圧ガスを封入した周知の構造からなり、そのガス吐出口は空気袋２０に接続されている。即ち、充気装置３０では、図示しない点火装置からの電気信号によって開放器の火薬を爆発させ、ガスボンベの吐出口の栓を開放するようになっている。
【００１８】
センサ４０は周知の二軸角速度センサからなり、人体装着具１０のベルト部１１に取付けられたセンサユニット４１に収容されている。二軸角速度センサとしては、例えば一つのセンサで二方向の角速度を検出可能な圧電型のセンサを用いることができる。即ち、センサ４０は、図５に示すように車椅子１の左右方向の軸（Ｙ軸）を中心とする角速度及び前後方向の軸（Ｚ軸）を中心とする角速度をそれぞれ検出するようになっている。
【００１９】
制御部５０はマイクロコンピュータによって構成され、センサユニット４１に収容されている。制御部５０は充気装置３０及びセンサ４０に接続されるとともに、タイマ５１が接続されている。この制御部５０では、センサ４０によって検出されるＹ軸回りの角速度Ωy （車椅子１の前後方向の傾斜における角速度）及びＺ軸回りの角速度Ωz （車椅子１の左右方向の傾斜における角速度）に基づいて車椅子１の路面に対する傾斜を検知し、充気装置３０を作動するようになっている。
【００２０】
スイッチ６０は、車椅子１のフレーム１ａ（例えばパイプ状の部材）に着脱自在に結合可能なスイッチ本体６１と、フレーム１ａに接触して電気的にオンする接点部６２と、スイッチ本体６１から外部に延びるリード線６３とからなる。スイッチ本体６１は、図示しないバネによって互いに接近する方向に付勢された一対の挟持部６１ａを有し、各挟持部６１ａの基端側は互いにネジ止めされた支軸６１ｂを中心に回動自在に連結されている。各挟持部６１ａの先端にはスイッチ本体６１の内側に突出する円形の突出部６１ｃがそれぞれ設けられている。接点部６２は一方の挟持部６１ａに配置され、その先端をスイッチ本体６１の内側に突出させている。リード線６３は適度な引張強度を有する周知のケーブルからなり、二本の導線（図示せず）を被覆したものである。また、リード線６３は所定長さ（例えば５０〜６０ｃｍ）に形成され、一方の挟持部６１ａの基端側とセンサユニット４１とを連結している。即ち、リード線６３の各導線はスイッチ本体６１の接点部６２に接続され、接点部６２が押圧されると各導線が電気的に導通し、センサユニット４１の主電源（センサ４０及び制御部５０等の駆動源）をオンにするようになっている。即ち、前記構成により、スイッチ６０が車椅子に結合されているときのみ充気装置３０を作動可能にする作動規制手段を構成している。
【００２１】
以上の構成においては、人体装着具１０を着用した使用者Ａが車椅子１に搭乗し、スイッチ６０を車椅子１のフレーム１ａに結合すると、図３に示すようにフレーム１ａがスイッチ６０の接点部６２に接触し、センサユニット４１の主電源がオンになる。この場合、スイッチ６０は、各挟持部６１ａの突出部６１ｃとフレーム１ａとの係止により不用意に外れることはない。
【００２２】
次に、車椅子１が走行中等に転倒するような傾斜を生ずると、車椅子１の傾斜がセンサ４０によって検知され、これにより充気装置３０が作動して空気袋２０が膨張する。その際、空気袋２０の膨張により人体装着具１０の各カバー部１３の結合具１３ａが外れ、図６に示すように空気袋２０が膨出する。この場合、図７に示すように空気袋２０は使用者Ａの頭部の周囲に膨出し、使用者Ａの頭部と首周りが空気袋２０によって覆われることから、車椅子１が転倒した場合でも使用者Ａへの転倒衝撃が空気袋２０によって吸収される。
【００２３】
ここで、図８のフローチャートを参照し、前記制御部５０の動作を説明する。まず、スイッチ６０によって主電源がオンにされると（Ｓ１）、各角速度Ωy ，Ωz の検出を開始する（Ｓ２）。次に、前後方向の傾斜に対する角速度Ωy の絶対値が所定の基準速度Ｖy よりも大きくなった場合（Ｓ３）、タイマ５１の計時を開始する（Ｓ４）。ここで、所定時間ｔ（例えば０．７秒）が経過する前に（Ｓ５）、角速度Ωy の絶対値が基準速度Ｖy 以下になった場合には（Ｓ６）、タイマ５１をリセットし（Ｓ７）、ステップＳ３に戻る。また、ステップＳ６において角速度Ωy の絶対値が基準速度Ｖy 以下になる前に、ステップＳ５において時間ｔが経過したならば、各角速度Ωy ，Ωz の値をそれぞれ積分し（Ｓ８）、一方の角速度Ωy の積分値（傾斜角度）の絶対値が所定の基準値θy 以上の場合（Ｓ９）、または他方の角速度Ωz の積分値の絶対値が所定の基準値θz 以上の場合には（Ｓ１０）、充気装置３０を作動して空気袋６０を膨張させる（Ｓ１１）。また、ステップＳ９，Ｓ１０において各角速度Ωy ，Ωz の積分値の絶対値が何れもその基準値θy ，θz 以上でない場合には、ステップＳ３に戻る。
【００２４】
また、使用者Ａが人体装着具１０を着用したまま車椅子１を降りた場合は、使用者Ａが車椅子１から離れると、スイッチ６０のリード線６３に張力が生じ、図９(a) に示すようにスイッチ６０が引張られて各挟持部６１ａの突出部６１ｃがフレーム１ａを乗り越え、図９(b) に示すようにスイッチ６０が車椅子１のフレーム１ａから外れる。これにより、スイッチ６０の接点部６２の押圧が解除され、センサユニット４１の主電源がオフになることから、その後、車椅子１の転倒以外には想定されていない傾斜状態、例えば使用者Ａが屈んだり、仰臥したりするなどの姿勢をとった場合でも、空気袋２０が膨張することはない。
【００２５】
このように、本実施形態によれば、車椅子１のフレーム１ａに着脱自在に結合するスイッチ６０をリード線６３を介して人体装着具１０のセンサユニット４１に連結し、使用者Ａが人体装着具１０を着用したまま車椅子１から離れると、リード線６３が引張られてスイッチ６０が車椅子１のフレーム１ａから外れ、センサユニット４１の主電源がオフになるようにしたので、使用者Ａが車椅子１を降りた場合は空気袋２０が膨張することがなく、空気袋２０の無用な膨張を確実に防止することができる。
【００２６】
また、スイッチ６０の各挟持部６１ａの先端に円形の突出部６１ｃを設けたので、各突出部６１ｃとフレーム１ａとの係止によりスイッチ６０が不用意に外れることがなく、スイッチ６０のオン状態を確実に保つことができる。この場合、突出部６１ｃは、一方の挟持部６１ａのみに設けられていてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の車椅子用転倒衝撃吸収装置によれば、使用者が車椅子を降りた場合は空気袋が膨張することがないので、空気袋の無用な膨張を確実に防止することができる。
【００２８】
また、請求項２の車椅子用転倒衝撃吸収装置によれば、請求項１の効果に加え、スイッチ本体が不用意に外れることがないので、スイッチのオン状態を確実に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態を示す車椅子及び転倒衝撃吸収装置の側面図
【図２】  人体装着具の正面図
【図３】  スイッチの正面図
【図４】  制御系を示すブロック図
【図５】  車椅子における角速度の方向を示す概略側面図
【図６】  空気袋の膨張状態を示す正面図
【図７】  膨張状態の空気袋及び人体の平面図
【図８】  制御部の動作を示すフローチャート
【図９】  スイッチの動作説明図
【符号の説明】
１…車椅子、１０…人体装着具、２０…空気袋、３０…充気装置、４０…センサ、５０…制御部、６０…スイッチ、６１…スイッチ本体、６１ａ…挟持部、６１ｃ…突出部、６２…接点部、６３…リード線、Ａ…使用者。
【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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【図９】
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