| 【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、前記各車輪のホイールのスポーク数を前記各ハンドリムのスポーク数と同数又は整数倍とし、両スポークの位相をずらせるとともに、各ハンドリムのスポークをホイール側に湾曲させたことを特徴とする手動式電動車椅子。
【請求項２】 各車輪のタイヤのバルブをホイールとハンドリムの各スポーク間の空間部に配置したことを特徴とする請求項１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、車輪のホイールとハンドリムはそれぞれ複数のスポークを有しているが、前記人力検出方法を採用する手動式電動車椅子においては、ホイールとハンドリムの各スポーク同士の干渉を避けて車輪とハンドリムとがスムーズに相対回転することが望ましい。
【０００５】又、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。
【０００６】本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、車輪とハンドリムとの相対回転及び乗員のハンドリム操作がスムーズに行われる手動式電動車椅子を提供することにある。
【０００７】
【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、前記各車輪のホイールのスポーク数を前記各ハンドリムのスポーク数と同数又は整数倍とし、両スポークの位相をずらせるとともに、各ハンドリムのスポークをホイール側に湾曲させたことを特徴とする。
【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、各車輪のタイヤのバルブをホイールとハンドリムの各スポーク間の空間部に配置したことを特徴とする。
【０００９】従って、請求項１記載の発明によれば、各車輪のホイールのスポーク数を各ハンドリムのスポーク数と同数又は整数倍とするとともに、両スポークの位相をずらせたため、ハンドリムのスポークをホイール側に湾曲させても、該スポークとホイールのスポークとの干渉が避けられ、車輪とハンドリムとのスムーズな相対回転が可能となる。
【００１０】又、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。
【００１１】請求項２記載の発明によれば、ホイールとハンドリムの各スポーク間の大きな空間部にタイヤのバルブを配置したため、該バルブを介してなされるタイヤの空気圧のメンテナンスが簡単化する。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１３】図１は本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５のＤ−Ｄ線拡大断面図である。
【００１４】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。
【００１５】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。
【００１６】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。
【００１７】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、これは金属又は樹脂製のホイール１３の外周にタイヤ１４を装着して構成されている。
【００１８】而して、上記ホイール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３組の板状のスポーク１３ｃによって連結して構成されているが、スポーク１３ｃはプレス成形された２枚の板部材を重ね、その内端部をハブ１３ａに複数のリベット４２で連結し、外端部をリム１３ｂに複数のリベット４３で連結することによって周方向に等角度ピッチ（１２０°ピッチ）で配置されている。尚、スポーク１３ｃを構成する各板部材は図７に示すようにその両端縁１３ｃ−１が内側に折り曲げられている。
【００１９】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。ここで、ハンドリム１５の３本のスポーク１７もホイール１３のスポーク１３ｃと同様に周方向に等角度ピッチ（１２０°ピッチ）で配置されている。
【００２０】尚、本実施の形態においては、図６に示すように、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。
【００２１】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のスポーク１３ｃと各ハンドリム１５のスポーク１７とは同数（３本）とされ、両スポーク１３ｃ，１７はその位相が角度６０°ずれて配置されており、従って、これらのスポーク１３ｃ，１７は側面視で角度６０°ピッチで周方向に交互に配置されている。
【００２２】そして、図６に示すように、各ハンドリム１５のスポーク１７はホイール１３側（車幅方向内側）に湾曲している。
【００２３】又、図５に示すように、各車輪２のタイヤ１４のバルブ２１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２１は隣接するスポーク１３ｃと１７との間の空間部の中央部に配置されている。
【００２４】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。
【００２５】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。
【００２６】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。
【００２７】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。
【００２８】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。
【００２９】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。
【００３０】又、各車輪２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。
【００３１】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。
【００３２】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にバッテリ３３が着脱自在に装填されている。
【００３３】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。
【００３４】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。
【００３５】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。
【００３６】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。
【００３７】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。
【００３８】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のスポーク１３ｃと各ハンドリム１５のスポーク１７とを同数（３組）とするとともに、両スポーク１３ｃ，１７の位相をずらせたため、ハンドリム１５のスポーク１７をホイール１３側（車幅方向内側）に湾曲させても、該スポーク１７とホイール１３のスポーク１３ｃとの干渉が避けられ、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とともに、ホイール１１のスポーク１１ｃを平板状部材で構成することができ、その加工が容易となってコストタダウンを図ることができる。
【００３９】又、本実施の形態によれば、各ハンドリム１５のスポーク１７をホイール１３側（車幅方向内側）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。
【００４０】更に、本実施の形態によれば、ホイール１３とハンドリム１５の各スポーク１３ｃ，１７間の大きな空間部にタイヤ１４のバルブ２１を配置したため、該バルブ２１を介してなされるタイヤ１４の空気圧のメンテナンスが簡単化する。
【００４１】尚、本実施の形態では、ホイール１３のスポーク１３ｃをハンドリム１５のスポーク１７と同数（３組）としたが、ホイール１３のスポーク１３ｃの数をハンドリム１５のスポーク１７の数の整数倍（例えば、６組）としても良い。
【００４２】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１記載の発明によれば、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、前記各車輪のホイールのスポーク数を前記各ハンドリムのスポーク数と同数又は整数倍とし、両スポークの位相をずらせるとともに、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、車輪とハンドリムとの相対回転及び乗員のハンドリム操作をスムーズに行うことができるという効果が得られる。
【００４３】又、請求項２記載の発明によれば、ホイールとハンドリムの各スポーク間の大きな空間部にタイヤのバルブを配置したため、該バルブを介してなされるタイヤの空気圧のメンテナンスが簡単化するという効果が得られる。
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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１９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１１−５６９２２ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）３月２日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−２２２７３３ |
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