| 【発明の名称】 |
手動式電動車椅子 |
| 【発明者】 |
【氏名】菅野 信之
【氏名】内山 敦
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| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 左右の各車輪の幅方向外側にリング状のハンドリムを有し、該ハンドリムを介して各車輪に加えられる人力の大きさに応じた補助動力を各車輪に加えてこれを回転駆動する手動式電動車椅子において、前記各ハンドリムのスポークを複数のパイプで構成してこれを車輪のホイール側に湾曲させるとともに、ハンドリム側にホイールカバーを取り付けたことを特徴とする手動式電動車椅子。
【請求項２】 前記ホイールカバーを車輪のホイール側に湾曲させたことを特徴とする請求項１記載の手動式電動車椅子。
【請求項３】 前記ホイールカバーの外周縁を前記ハンドリムの内周部近傍に位置せしめたことを特徴とする請求項１又は２記載の手動式電動車椅子。
【請求項４】 前記ホイールカバーの内周部近傍を前記ハンドリムのスポークに取り付け、同ホイールカバーの外周縁の複数箇所を緩衝材を介して前記ハンドリムの内周部に当接させたことを特徴とする請求項１，２又は３記載の手動式電動車椅子。
【請求項５】 左右の各車輪の幅方向外側にハンドリムを有し、該ハンドリムを介して各車輪に加えられる人力の大きさに応じた補助動力を各車輪に加えてこれを回転駆動する手動式電動車椅子において、前記各ハンドリムのスポークをホイールカバーを兼ねる１枚のプレートで構成したことを特徴とする手動式電動車椅子。
【請求項６】 前記スポークを車輪のホイール側に湾曲させたことを特徴とする請求項５記載の手動式電動車椅子。
【請求項７】 前記スポークの外周縁を前記ハンドリムの内周部近傍に位置せしめたことを特徴とする請求項５又は６記載の手動式電動車椅子。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハンドリムを介して左右の各車輪に加えられる人力の大きさに応じた補助動力を各車輪に加えてこれを回転駆動する手動式電動車椅子に関する。
【０００２】
【従来の技術】斯かる手動式電動車椅子は手動式車椅子と電動車椅子の中間に位置するものであって、入力部材であるハンドリムに間欠的に加えられる人力（トルク）を検出し、その検出された人力（トルク）の大きさに応じた補助動力を左右の車輪にそれぞれ加えることによって乗員の肉体的負担を軽減するものである。
【０００３】ところで、ハンドリムに加えられる人力（トルク）を検出する方法としては、ハンドリムをスプリング等の弾性部材を介して車輪に相対回転自在に支持せしめ、該ハンドリムと車輪との相対回転量をポテンショメータ等によって検出することによって人力（トルク）の大きさを検出する方法が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】而して、乗員が左右のハンドリムを間欠的に回して車椅子を走行させる際、乗員はハンドリム上で手を滑らせる動作が必要であるが、その際、ハンドリムのスポークがその動作を阻害してはならない。
【０００５】ところで、車輪のホイール部にはその保護と装飾等を目的としてホイールカバーが取り付けられることがあるが、ホイールとハンドリムとが相対回転可能な手動式電動車椅子にあってはホイールカバーの取付構造に工夫を要し、ホイールカバーが乗員のハンドリム操作の障害とならないことが望まれる。
【０００６】従って、本発明の目的とする処は、乗員のハンドリム操作がスムーズに行われるとともに、ホイールカバーが乗員のハンドリム操作の障害とならない手動式電動車椅子を提供することにある。
【０００７】又、本発明の目的とする処は、ハンドリムのスポークとホイールカバーを一体化して更なる部品点数の削減とコストダウン及び軽量化を図ることができる手動式電動車椅子を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、左右の各車輪の幅方向外側にリング状のハンドリムを有し、該ハンドリムを介して各車輪に加えられる人力の大きさに応じた補助動力を各車輪に加えてこれを回転駆動する手動式電動車椅子において、前記各ハンドリムのスポークを複数のパイプで構成してこれを車輪のホイール側に湾曲させるとともに、ハンドリム側にホイールカバーを取り付けたことを特徴とする。
【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ホイールカバーを車輪のホイール側に湾曲させたことを特徴とする。
【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記ホイールカバーの外周縁を前記ハンドリムの内周部近傍に位置せしめたことを特徴とする。
【００１１】請求項４記載の発明は、請求項１，２又は３記載の発明おいて、前記ホイールカバーの内周部近傍を前記ハンドリムのスポークに取り付け、同ホイールカバーの外周縁の複数箇所を緩衝材を介して前記ハンドリムの内周部に当接させたことを特徴とする。
【００１２】請求項５記載の発明は、左右の各車輪の幅方向外側にハンドリムを有し、該ハンドリムを介して各車輪に加えられる人力の大きさに応じた補助動力を各車輪に加えてこれを回転駆動する手動式電動車椅子において、前記各ハンドリムのスポークをホイールカバーを兼ねる１枚のプレートで構成したことを特徴とする。
【００１３】請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記スポークを車輪のホイール側に湾曲させたことを特徴とする。
【００１４】請求項７記載の発明は、請求項５又は６記載の発明において、前記スポークの外周縁を前記ハンドリムの内周部近傍に位置せしめたことを特徴とする。
【００１５】従って、請求項１記載の発明によれば、各ハンドリムのスポークをホイール側に湾曲させたため、乗員がハンドリム上で手を滑らせる際にスポークが邪魔にならず、乗員のハンドリム操作がスムーズになされる。又、車輪の幅方向外側に位置するハンドリム側にホイールカバーを取り付けるようにしたため、ホイールカバーの取り付けに際してホイールが邪魔にならず、簡単な構造でホイールカバーを取り付けることができ、部品点数の削減とコストダウンを図ることができる。
【００１６】請求項２記載の発明によれば、ホイールカバーもハンドリムのスポークと同様にホイール側に湾曲させたため、乗員がハンドリム上で手を滑らせる際にホイールカバーが邪魔にならず、乗員のハンドリム操作がスムーズになされる。
【００１７】請求項３記載の発明によれば、ホイールカバーの外周縁をハンドリムの内周部近傍に位置せしめてホイールカバーとハンドリムの間の隙間を詰めたため、その隙間に乗員の指が入ることがなく、乗員のハンドリム操作がスムーズになされる。
【００１８】請求項４記載の発明によれば、比較的大きなホイールカバーの内周部近傍をハンドリムのスポークに取り付け、同ホイールカバーの外周縁の複数箇所を緩衝材を介してハンドリムの内周部に当接させたため、ホイールカバーのガタやビビリ音の発生を防ぐことができる。
【００１９】請求項５記載の発明によれば、プレート状のスポークがハンドリムを支持する強度メンバーとして機能するとともに、車輪のホイール部の保護と装飾を目的としたホイールカバーを兼ねるため、部品点数の削減とコストダウン及び軽量化を図ることができる。
【００２０】請求項６記載の発明によれば、各ハンドリムのスポークを車輪のホイール側に湾曲させたため、乗員がハンドリム上で手を滑らせる際にハンドリムのスポークが邪魔にならず、乗員のハンドリム操作がスムーズになされる。
【００２１】請求項７記載の発明によれば、各ハンドリムのスポークの外周縁をハンドリムの内周部近傍に位置せしめてスポークの外周縁とハンドリムの間の隙間を詰めたため、その隙間に乗員の指が入ることがなく、乗員のハンドリム操作がスムーズになされる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
［第１発明］以下に第１発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２３】図１は第１発明に係る手動式電動車椅子の側面図、図２は同車椅子の車輪のハブ部分のカバーを取り外した状態を示す正面図、図３は図２のＡ部拡大詳細図、図４は図３のＢ−Ｂ線断面図、図５は同車椅子の一方の車輪の外側面図、図６は図５のＣ−Ｃ線断面図、図７は図６のＤ−Ｄ線断面図である。
【００２４】図１に示す手動式電動車椅子１は左右の車輪２に加えられる人力の大きさに応じた補助動力を各車輪２に加えてこれを回転駆動するものであって、これは既存の折畳式手動車椅子の車体の左右に車輪２を脱着自在に取り付けて構成され、これのパイプ枠状の車体フレーム３の前後部は左右一対のキャスタ４と車輪２によって移動自在に支持されている。そして、車体フレーム３の中央部には、乗員が着座すべきシート５が設置されている。
【００２５】又、車体フレーム３の後部には左右一対のバックパイプ３ａが立設されており、各バックパイプ３ａの上端部は後方に折曲され、その折曲部には介助者用のグリップ６が取り付けられている。又、各バックパイプ３ａの下部には、車体後方（図１の右方）に向かって斜め下方に延出する転倒防止用のウイリーバー７がそれぞれ取り付けられている。
【００２６】更に、車体フレーム３の上記バックパイプ３ａの中間高さ位置から車体前方に水平に延びる左右一対の肘パイプ３ｂは、その前端部が略直角に折り曲げられて垂直下方に延び、その下端部に前記キャスタ４が回転自在に支持されている。そして、前記肘パイプ３ｂの下方に配された左右一対のシートパイプ３ｃの前側部分は車体前方に向かって斜め下方に延出しており、その延出端（前端部）には左右一対のステップ８が取り付けられている。
【００２７】ところで、左右一対の前記車輪２の各々は、図６に示すように、車体フレーム３に溶着された車軸取付ボス１０に着脱自在に挿通支持された車軸１１にボールベアリング１２を介して回転自在に支承されており、これはホイール１３の外周にタイヤ１４を装着して構成されている。そして、ホイール１３は、前記ボールベアリング１２が圧入された中心部のハブ１３ａと前記タイヤ１４が装着される外周部のリム１３ｂとを径方向に放射状に延びる複数本のワイヤスポーク１３ｃによって連結して構成されている。
【００２８】ところで、各車輪２の幅方向外側には、乗員が手でこれを回すべきリング状のハンドリム１５が設けられている。このハンドリム１５は、図６に示すように、車輪２のハブ１３ａに一体に形成されたボス１３ａ−１にブッシュ及びスラストワッシャを介して回動自在に支持された円板状のディスク１６に金属パイプから成る３本のスポーク１７を介してボルト１８によって取り付けられており、従って、該ハンドリム１５は車輪２に対して独立に回転し得る。尚、車輪２のハブ１３ａとディスク１６との間には弾性体から成るシールリング１９が介設されており、ディスク１６はこれに結着されたカバー２０によって覆われている。
【００２９】而して、本実施の形態においては、図５に示すように各車輪２のホイール１３のワイヤスポーク１３ｃのうち幅方向外側に位置する隣接する２本のスポーク１３ｃ−１は互いに略平行に配されており、これらのスポーク１３ｃ−１の間に前記各ハンドリム１５の各スポーク１７がそれぞれ配置されている（図７参照）。そして、図６に示すように、ハンドリム１５のスポーク１７はホイール１３側（車幅方向内側）に湾曲しており、これらのスポーク１７にはディスク状のホイールカバー２１が取り付けられている。
【００３０】上記ホイールカバー２１は、ハンドリム１５のスポーク１７に沿ってホイール１３側（車幅方向内側）に湾曲しており、これはその内周部近傍が図７に示す構造によってハンドリム１５のスポーク１７に取り付けられ、その外周縁はハンドリム１５の内周部近傍に位置せしめられ、同外周縁のハンドリム１５のスポーク１７の間に位置する３箇所は緩衝材２２を介してハンドリム１５の内周部に当接されている。
【００３１】ここで、ホイールカバー２１のスポーク１７への取付構造を図７に基づいて説明すると、ハンドリム１５の各スポーク１７にはＵ字状断面を有する取付座金２３が内側から当てられており、この取付座金２３の左右のフランジ部にホイールカバー２１の内周部近傍が当てられ、両者が左右２本のボルト２４とこれに螺合するナット２５によって締着されている。
【００３２】一方、図５に示すように、各車輪２のタイヤ１４のバルブ２６はホイール１３のリム１３ｂに取り付けられているが、このバルブ２６はハンドリム１５の隣接する２本のスポーク１７の間であって、且つ、ホイール１３のハブ１３ａ側に向かって幅が広がる隣接する２本のワイヤスポーク１３ｃ−２間の空間部に配置されている。
【００３３】ところで、前記ハンドリム１５は、その全周の３箇所が図２に示す構造によって車輪２に対して双方向に相対回転可能に弾性支持されている。
【００３４】即ち、図２に示すように、前記ディスク１６の全周３箇所には矩形孔１６ａが形成されており、各矩形孔１６ａと車輪２のハブ１３ａの端面の３箇所に形成された断面半円状の凹部にはスプリング２７が縮装されており、各スプリング２７の両端はスプリング受け２８によって受けられている。尚、各スプリング２７は２本のボルト２９によってホイール１３のハブ１３ａに結着されたリテーナ３０によって保持されている。
【００３５】又、図３及び図４に示すように、各リテーナ３０の先部には断面コの字状の樹脂製スライダー３１が摺動自在に嵌合保持されており、各スライダー３１はリテーナ３０の先部に進退自在に螺合する調整ネジ３２によって押し付けられて前記ディスク１６の外端面に軽接触されている。従って、ディスク１６及びこれに保持された前記ハンドリム１５は、ディスク１６の外端面の３箇所に軽接触するスライダー３１によって保持されており、その横方向の振れ（ガタ）がスライダー３１によって小さく抑えられる。ここで、スライダー３１は摩擦係数の小さなポリアセタール樹脂（ジュラコン）、ポリアミド樹脂（ナイロン）、フッ素樹脂（テフロン）等で構成されている。
【００３６】ところで、図３に詳細に示すように、各スライダー３１の幅方向内面には断面半円状のガイド溝３１ａが横方向に形成されており、該ガイド溝３１ａにはリテーナ３０の先部の幅方向両端面に横方向に長く突設された断面半円状の突起３０ａが係合しており、スライダー３１は突起３０ａに沿って摺動し、突起３０ａのガイド溝３１ａへの係合によってその脱落が防がれる。
【００３７】他方、図２及び図６に示すように、ホイール１３のハブ１３ａの外端面には、車輪２（ハブ１３ａ）とハンドリム１５（ディスク１６）との相対回転量及び相対回転方向によってハンドリム１５に加えられる人力の大きさと方向を検出するためのポテンショメータ３３が位置調整可能に取り付けられており、該ポテンショメータ３３の入力軸の端部にはレバー３４の一端が結着されており、該レバー３４の他端はディスク１６に突設されたピン３５に長孔係合している。
【００３８】一方、図６に示すように、左右一対の車輪２の各ハブ１３ａの車幅方向内側には円板状の固定プレート３６が車軸１１に結着されて設けられており、該固定プレート３６には制御手段を構成するコントローラ３７と駆動源である不図示の電動モータが取り付けられている。
【００３９】又、各車輪２のハブ１３ａの内側には前記固定プレート３６で囲まれる空間が形成されるが、該空間はリング状の隔壁３８によって室Ｓ１と室Ｓ２とに区画されており、室Ｓ１には前記コントローラ３７と回転トランス３９が収納されている。尚、回転トランス３９はコントローラ３７と前記ポテンショメータ３３間の信号伝達を行うものである。
【００４０】而して、不図示の電動モータによって発生する補助動力は動力伝達手段を経て各車輪２に伝達されるが、この動力伝達手段は、ベルト伝動機構Ｇ１とギヤＧ２，Ｇ３を含んで構成されている。
【００４１】以上説明したスプリング２７やポテンショメータ３３によって構成される人力検出手段、回転トランス３９によって構成される信号伝達手段、コントローラ３７によって構成される制御手段、電動モータ及びベルト伝動機構Ｇ１やギヤＧ２，Ｇ３等を含んで構成される動力伝達手段が補助動力ユニットを構成しているが、この補助動力ユニットは各車輪２のハブ１３ａの車軸１１周りに径方向及び軸方向に亘って集約的に配置されている。そして、図１に示すように、右側の車輪２側の固定プレート３６にはバッテリホルダー４０が取り付けられており、このバッテリホルダー４０にはバッテリ４１が着脱自在に装填されている。
【００４２】次に、本実施の形態に係る手動式電動車椅子１の作用を説明する。
【００４３】乗員が左右一対のハンドリム１５を例えば前進方向に回すためにこれに力を加えると、その力はスポーク１７を介してディスク１６に伝達され、このディスク１６によってスプリング２７が圧縮され、ハンドリム１５はスプリング２７の圧縮量に見合う角度だけ車輪２に対して相対回転する。そして、このハンドリム１５の相対回転量はレバー３４によって拡大されてポテンショメータ３３に伝達され、ポテンショメータ３３はハンドリム１５に加えられる人力に対応する信号を出力し、この信号は回転トランス３９を介して各コントローラ３７の制御部に送信される。
【００４４】すると、上記コントローラ３７の制御部はポテンショメータ３３から出力された入力信号に対して所定のアシスト比に基づいて目標トルクを演算し、それに見合う制御信号を電動モータに対して出力して電動モータを駆動制御する。
【００４５】而して、左右の各電動モータが駆動されると、その回転はベルト伝動機構Ｇ１やギヤＧ２，Ｇ３を含む動力伝達手段を経て左右の各車輪２にそれぞれ伝達される。この結果、左右の車輪２が人力に補助動力を加えた大きさの駆動力によって回転駆動され、これによって車椅子１が前進せしめられて乗員は全駆動力の例えば約１／２程度の小さな人力で楽に車椅子を操作することができる。
【００４６】尚、以上は手動式電動車椅子１の前進時の作用について説明したが、後進時の作用も前進時のそれと同様である。
【００４７】以上において、本実施の形態においては、前述のように各車輪２のホイール１３のワイヤスポーク１３ｃのうち幅方向外側に位置する隣接する２本のスポーク１３ｃ−１の間に各ハンドリム１５のパイプ状スポーク１７を配置したため、ホイール１３とハンドリム１５の各スポーク１３ｃ，１７同士の干渉が避けられ、車輪２とハンドリム１５とのスムーズな相対回転が可能となる。
【００４８】又、各ハンドリム１５のスポーク１７とホイールカバー２１をホイール１３側に湾曲させたため、乗員がハンドリム１５上で手を滑らせる際にハンドリム１５のスポーク１７とホイールカバー２１が邪魔にならず、乗員のハンドリム操作がスムーズになされる。
【００４９】更に、車輪２の幅方向外側に位置するハンドリム１５のスポーク１７にホイールカバー２１を取り付けるようにしたため、ホイールカバー２１の取り付けに際してホイール１３が邪魔にならず、簡単な構造でホイールカバー２１を取り付けることができ、部品点数の削減とコストダウンを図ることができる。
【００５０】又、ホイールカバー２１の外周縁をハンドリム１５の内周部近傍に位置せしめてホイールカバー２１とハンドリム１５の間の隙間を詰めたため、その隙間に乗員の指が入ることがなく、乗員のハンドリム操作がスムーズになされる。
【００５１】更に又、比較的大きなホイールカバー２１の内周部近傍をハンドリム１５のスポーク１７に取り付け、同ホイールカバー２１の外周縁の３箇所を緩衝材２２を介してハンドリム１５の内周部に当接させたため、ホイールカバー２１のガタやビビリ音の発生が防がれる。
【００５２】その他、本実施の形態によれば、ハンドリム１５の隣接する２本のスポーク１７の間であって、且つ、ホイール１３のハブ１３ａ側に向かって幅が広がる隣接する２本のワイヤスポーク１３ｃ−２間の比較的大きな空間部にタイヤ１４のバルブ２６を配置したため、該バルブ２６を介してなされるタイヤ１４の空気圧のメンテナンスが容易化する。
【００５３】ここで、図８及び図９にホイールカバー２１の取付構造の別形態を示す。
【００５４】即ち、図８はホイールカバー２１の取付部の部分断面図、図９は図８のＥ−Ｅ線断面図であり、図示のようにホイールカバー２１をハンドリム１５のスポーク１７の内側に取り付ける場合には、ホイールカバー２１にスポーク１７を内側から巻き込む断面半円状の凹部２１ａを形成し、この凹部２１ａをスポーク１７に押し当て、両者を取付座金２３Ａ，２３Ｂで挟み込んでこれらをボルト２４とナット２５で締着すれば良い。尚、この場合にも、ホイールカバー２１はスポーク１７の形状に沿ってホイール１３側に湾曲し、その外周縁はハンドリム１５の内周部近傍に位置せしめられ、同外周縁の複数箇所は不図示の緩衝材を介してハンドリム１５の内周部に当接されている。
［第２発明］次に、第２発明の実施の形態を図１０及び図１１に基づいて説明する。尚、図１０は第２発明に係る手動式電動車椅子の一方の車輪の外側面図、図１１は図１０のＦ−Ｆ線断面図であり、これらの図においては図５及び図６に示したと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての説明は省略する。
【００５５】第２発明に係る手動式電動車椅子の基本構成は第１発明に係る手動式電動車椅子１のそれと同じであるが、ハンドリム１５を支持するスポーク１７の形態が第１発明のそれとは異なっている。
【００５６】即ち、本実施の形態においては、ハンドリム１５を支持するスポーク１７がディスク状の１枚のプレートで構成されており、このスポーク１７は車輪２のホイール１３部分の保護と装飾を目的としたホイールカバーを兼ねている。
【００５７】ところで、ホイールカバーを兼ねる上記スポーク１７は図１１に示すように車輪２のホイール１３側（車幅方向内側）に向かって湾曲している。
【００５８】そして、スポーク１７の内周部には、側面視台形状の３つの突部１７ａが径方向内方に向かって周方向に等角度ピッチ（１２０°ピッチ）で一体に突設されており、スポークの内周部は各突部１７ａに挿通するボルト４２によってディスク１６の外周部に結着されている。又、スポーク１７の外周縁には複数（図示例では１２）の折返し部１７ｂが周方向に等角度ピッチ（３０°ピッチ）で一体に形成されており、図１１に示すように、各折返し部１７ｂがリベット４３によってハンドリム１５の内側面に結着されることによって、スポーク１７の外周部がハンドリム１５に固定されている。
【００５９】而して、本実施の形態においては、スポーク１７がハンドリム１５を支持する強度メンバーとして機能するとともに、車輪２のホイール１３部分の保護と装飾を目的としたホイールカバーを兼ねるため、従来のようにスポークとホイールカバーとを別設する必要がなく、部品点数の削減とコストダウン及び軽量化を図ることができる。そして、このスポーク１７はその内外周部がディスク１６とハンドリム１５にそれぞれボルト４２とリベット４３によって強固に固定されるため、これにガタが生じたり、ビビリ音が発生することがない。
【００６０】又、第１発明と同様に、各ハンドリム１５のスポーク１７を車輪２のホイール１３側に湾曲させたため、乗員がハンドリム１５上で手を滑らせる際にハンドリム１５のスポーク１７が邪魔にならず、乗員のハンドリム操作がスムーズになされる。
【００６１】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１〜４記載の第１発明によれば、各ハンドリムのスポークをホイール側に湾曲させたため、乗員がハンドリム上で手を滑らせる際にスポークが邪魔にならず、乗員のハンドリム操作がスムーズになされる。又、車輪の幅方向外側に位置するハンドリム側にホイールカバーを取り付けるようにしたため、ホイールカバーがハンドリムのスポークと干渉することがなく、ホイールカバー本来の機能が損なわれることがない。
【００６２】又、請求項５〜７記載の第２発明によれば、プレート状のスポークがハンドリムを支持する強度メンバーとして機能するとともに、車輪のホイール部の保護と装飾を目的としたホイールカバーを兼ねるため、部品点数の削減とコストダウン及び軽量化を図ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００１００７６
【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）８月２０日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 亮一
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| 【公開番号】 |
特開平１１−５６９２０ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）３月２日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−２２４０３３ |
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