LIFE2013 2013年9月2日

GS3-3-1

4日 山梨 (山梨大学)

後付け式車いす用安全ストッパーの開発
Development of retrofit-type automatic safety stopper for wheelchair○清原健太(大分大学), 村田健太（大分大学，湯布院厚生年金病院）
三浦篤義（大分大学），今戸啓二（大分大学）
佐藤浩二（湯布院厚生年金病院）
Kenta KIYOHARA, Oita University
Kenta MURATA, Oita University, Yufuin Khosei Nenkin Hospital
Atsuyoshi MIURA, Oita University Keiji IMADO, Oita University
Koji SATO, Yufuin Khosei Nenkin Hospital

Abstract: Getting in and out of a wheelchair is a dangerous task for certain patients. The unlocked wheelchairs easily rollaway and then, they fall down and injure themselves. These occurrences commonly occur in homes for the elderly. We
developed a retrofit-type safety stopper for wheelchairs to prevent patients from falling down. The device is fastened under
the frame of the wheelchair by the screws and it does not interfere with the wheels. Because the stopper assembly is almost
independent from the wheelchair, it can be adapted easily to conventional wheelchairs. Some experiments were carried out
to compare the characteristics between a conventional brake and the stopper system developed against a moment loading to
the wheelchair. The experimental results showed the stopper system was more effective than the conventional brake against
a moment loading. This characteristic is important for the elderly with hemiparesis.
Keyword: falling, stopper, wheelchair, retrofit-type, roll back

る４脚がストッパーとなる．着座検出部を含め，ストッパー

1.はじめに機構は全て車いすとは独立したフレ－ム上にあり，それを車高齢者や障害者がブレーキをかけ忘れた車いすに移乗しよいすのフレ－ムの下面にねじで後付けする．着座すると座面うとすると，車いすが不意に後方へ逃げ，転倒し，怪我をす下に設置した着座検出部が体重で押し下げられ，それに連動る事故が多発している．国民生活センターの調査では車いすして４脚のストッパーが床面から離れることで自由に動けるを利用した事故の大部分が転倒・転落で，転倒事故の経験者ようになる．逆に座面荷重が消滅すると，リタ－ンスプリン(1)は 25.4%であった ．そこで転倒事故対策として，座面からグによりストッパーは自動的に床に押し付けられた状態に復離れると自動的にブレーキがかかり，着座すればブレーキの帰する．車いすを押して移動させる際，一時的にストッパー解除されるストッパーを開発した．自動ブレーキ車いすにつ機構を解除するレリ－スレバ－も備えている．試作品の形状

いては既に多くの研究・開発が行われ(2),(3)，市販品もある．

は,縦×横×高=330×450×200[mm]，重さ 3.5[kg]である．

しかしながら自動ブレーキ車いすは価格が高いため，さほど普及していない．本研究では後付け式の簡単な安全ストッパーを開発した.試作したストッパーは車いすのフレ－ムの下面にねじで取り付け，４本のストッパーと床面との摩擦で車いすを固定する．本研究では着座の際と立ち上がりの際の安全ストッパーと通常のブレーキとの制動力の違いについて考察する．
2.方法開発した安全ストッパーを図１に示す．床と斜めに接触す
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Fig.1 3D image of the safety stopper developed

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4日 山梨 (山梨大学)

70
run up on stopper

60

Force F[Ｎ]50stopper

4030

brake

20
100

Fig.2 Horizontal force was applied to the right arm-rest

Ｆθ0306090 120 150 180
Angle of armrest and forceθ[°]Fig.3 Relation between the angle and magnitude of horizontal
force F when slipping motion of the wheelchair is impending

3.実験方法図 2 のように右側のアームレストに鉛直方向に 50N の力を印加した状態で，車いすにモ－メント負荷を与えるため，右側アームレスト先端部にばね秤により θ=0～180°まで 30°ピッチで水平力Ｆを与えた．実験は通常の駐車ブレーキとストッパーのそれぞれについて，車いすが動き出す直前の水平力F を測定した．
4.結 果 と 考 察
図 3 は車いすの右側アームレストにθ＝0～180°まで 30°
ピッチで張力を与えた際に車いすが動く直前の角度θと力 Fとの関係を示す．車いすから立ち上がる際，健常者は両側のFig.4 Normal contact N decreases with an increment of

アームレストを利用して立ち上がるが，片麻痺患者では健側

external force Fのアームレストのみを利用するため，車いすにはモーメントが作用する．実験では回転中心が不明なため，図 3 の横軸を5．まとめモ－メントとして表示していないが，ブレーキでは角度θの本実験では半身麻痺患者が車いすから乗り降りする時にか増大に伴い車いすが動き出す力，すなわち制動力Ｆは大きくかる力の方向を想定して車いすにモーメント負荷をかける実なる．即ち後ろ向きの力に対するブレーキ力は大きいものの，験を行いストッパーの有用性を確認した．

前向きの力に対する制動力は小さい．その理由は図４に示す
ように，ブレ－キは後輪のみにあるため，前向きの力を与えると，前輪を支点とする鉛直面内のモーメントにより後輪荷

参考文献
1)

重Ｎが小さくなるためである．一方，ストッパーでは何れの角度においても４０Ｎ以上の制動力のあることが分かる．こふくしちゃんねる<http://www.fukushi.com/news/2002/01/020116-a.html>

2)

Boris Usherovich : Wheelchair brake system withの結果より，片麻痺患者が立ち上がる際にはストッパーの方

anti-rollback and anti-tip capabilities, United States Patent,がブレ－キより安全性の高いことが分かる．

US 6, 688, 437 B2, (2004)

病院で行った臨床的評価では，患者が車いすから乗り降り3)

井上剛伸，廣瀬秀行，今泉寛：高齢障害者用車いすブレをする際の転倒対策として有効な他，ストッパーの切替が自－キかけ忘れ防止装置，人間工学，32(4)，183-188，動なため，車いすの扱いが容易となり，介護が必要であった(1996)

患者が独立出来るようになったという評価も得た．
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