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【発明の名称】 電動車いす
【発明者】 【氏名】進藤 泰宏

【氏名】松林 秀

【氏名】菊地 廣志
【要約】 【課題】ジョイスティックタイプの操縦装置に不慣れな電動車いすの使用者でも容易に理解し操縦できる操作性を備えた電動車いすの操縦装置を提供する。

【解決手段】操縦者が手のひらで握るノブ２を前方に押すこと、後方に引くこと、右または左に廻すこと、右または左に廻した状態で下方に押すことの動作の組み合わせで、電動車いす２１の直進、停止、左右への旋回、その場旋回の動作を操作するようにした。
【特許請求の範囲】
【請求項１】左右に設けられた後輪と、左右に設けられた前輪と、それぞれの後輪毎に設けられた駆動モータとを備えた電動車いすにおいて、ノブを前方に押すことで直進し、このノブを前方に押しかつ右に廻すことで右に進み、このノブを前方に押しかつ左に廻すことで左に進む操縦装置を備えた電動車いす。
【請求項２】左右に設けられた後輪と、左右に設けられた前輪と、それぞれの後輪毎に設けられた駆動モータとを備えた電動車いすにおいて、ノブを右または左に廻した状態で下方に押すことで、前記後輪が互いに異なる回転方向に駆動されるように指示する操縦装置を備えた電動車いす。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、駆動モータによって走行する電動車いすの操縦装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電動車いす登場以前は、移動手段として手動の車いすが使用されていた。手動の車いすは、使用者の自力走行を目的とした自操車と介助者が人力で押す介助車とがあるが、自操車といえども腕力に自信のある利用者以外は自力走行が大変なため、大半は介助者による介助走行が行われていた。その後、介助者無しで自力で走行しようとする使用者のために、電動車いすが開発され、手動の車いすとともに利用されている。
【０００３】従来の電動車いすの操縦装置は、例えば特開平８−３２２１１０号公報に記載されているように、ジンバル機構や回転角センサを有する所謂ジョイスティックコントローラと呼ばれる操作レバー形の操縦装置が主であった。
【０００４】ジョイスティックコントローラによる電動車いすの操作は、操作レバーを前後、左右、右斜め前、左斜め後等々へ倒せば、電動車いすをそれぞれの方向へ進行させることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このジョイスティックコントローラと呼ばれる操作レバー形の操縦装置には次のような問題があった。すなわち、まず第一は後側へ進むための操作の問題である。このような電動車いすを移動手段として使用する使用者が後ろを振り向くことは困難である。加えて、後へ真直ぐ進むとか、あるいは斜め後へ進むなどの操縦は、レバーの操作と車いすの進み方とを同期させるのがかなり難しいものであり、特に機械に不慣れな使用者にとって後方に電動車いすを自在に進行させる操作は、至難の技といっていいくらいに難しいものであった。
【０００６】第二の問題は、ジョイスティック形操作レバーの操作についてである。ジョイスティック形操作レバーは、昨今テレビゲームなどで普及しており使い慣れた者にとっては違和感なく使用することができるが、これまで手にしたこともないような者にとっては、このジョイスティックの構造と機能についてほとんど知識が無く、なじめないものであった。
【０００７】上記従来技術に記載された電動車いすの操縦装置がジンバル機構と回転角センサによって、操作レバーを倒した方向に電動車いすを進行させるため、使用者が電動車いすを操作するときに操作レバーをいじる毎にその角度が細かく変化し、その結果進行角度が細かく動き過ぎてしまうことから、このようなコントローラの使用に不慣れな者が電動車いすを操縦する際、「安定感が無い」、「難しい」または「やりにくい」といった感想を抱きやすかった。
【０００８】この結果、従来のジョイスティックコントローラに不慣れな者は、一人で電動車いすを操縦することを嫌ったり敬遠することにつながっていた。
【０００９】本発明の目的は、前記課題を解決するためになされたものであり、電動車いすの使用者が容易に理解し操縦できる操作性を備えた電動車いすを提供することにある。
【００１０】また、本発明の他の目的は、電動車いす使用者が操作し難い後ろ向き進行（所謂バック）を排除した電動車いすの操縦装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的は、左右に設けられた後輪と、左右に設けられた前輪と、それぞれの後輪毎に設けられた駆動モータとを備えた電動車いすにおいて、ノブを前方に押すことで直進し、このノブを前方に押しかつ右に廻すことで右に進み、このノブを前方に押しかつ左に廻すことで左に進む操縦装置を備えることによって達成される。
【００１２】また、上記他の目的は、左右に設けられた後輪と、左右に設けられた前輪と、それぞれの後輪毎に設けられた駆動モータとを備えた電動車いすにおいて、ノブを右または左に廻した状態で下方に押すことで、前記後輪が互いに異なる回転方向に駆動されるように指示する操縦装置を備えることにより達成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態を示す電動車いすの操縦装置の縦断面図、図２は本発明の電動車いすの操縦装置の平面図、図３は図１のＡ−Ａ断面における部分断面図である。なお図１乃至図３において、各スイッチにおけるコード接続端子の記載、および各スイッチ間、各機器間を結ぶ電気コードの記載は省略してある。
【００１４】図１乃至図３を用いて本実施の形態に係る電動車いすの操縦装置について説明する。操縦装置１は、電動車いす２１（図４）の操縦者が手のひらで握るノブ２と、ノブ２を直接固定するノブの軸３と、ノブの軸３の上下方向の動きを滑動自在に支持する支持枠４と、支持枠４の前後方向の動きを滑動自在に支持する操縦箱本体５とを備えている。
【００１５】ノブの軸３が支持枠４から露出している部分にはカム６が設けられ、このカム６に接して一対のマイクロスイッチ７、８が、ノブの軸３の左右に設けられている。操縦者がノブ２を右または左に廻すことによって、ノブの軸３の左右に設けられたマイクロスイッチ７または８が作動するよう構成されている。
【００１６】さらに、支持枠４にはロッド９が取り付けられ、操縦箱本体５に設けられた保持具１０のガイド穴１１、１２内を前後方向に自在に滑動するよう構成されている。
【００１７】支持枠４と操縦箱本体５との間にはリミットスイッチ１３が設けられ、支持枠４に設けられれたＬ字板１６がリミットスイッチ１３の押しボタン１４に当接するよう構成されている。リミットスイッチ１３の本体部１５は、操縦箱本体５に設けられた保持具１０に固定され、支持枠４を前方に滑動させた時にリミットスイッチ１３の押しボタン１４が変位し、リミットスイッチ１３が作動するよう構成されている。
【００１８】ノブの軸３のカム６の上部には切り欠き１７が設けられ、この切り欠き１７にはマイクロスイッチ１８のレバー１９が当接されている。マイクロスイッチ１８は、支持枠４に設けられた縦板２０に固定され、ノブの軸３を下方に押した時にレバー１９が変位し、マイクロスイッチ１８が作動するよう構成されている。
【００１９】なお本実施の形態では、ノブの軸３に切り欠き１７を設けてマイクロスイッチ１８のレバー１９を当接するよう構成したが、ノブの軸３に出張りやフランジ（図示せず）を設けてマイクロスイッチ１８のレバー１９を当接するよう構成しても良い。またマイクロスイッチ１８を操縦箱本体５の壁面等に配置しても良い。
【００２０】３２は照光押しボタンスイッチであり、前記操縦箱本体５に支持されている。なお照光押しボタンスイッチ３２の代わりに、単に押しボタンスイッチを使用しても良い。３３は操縦箱カバー、３８はノブの軸３を上方に戻すためのバネである。
【００２１】図４は、操縦装置１を電動車いすに装着した状態を示すものである。図４において２１は電動車いすであり、左右（一対）の後輪２２と前輪２３、左右の肘掛け２４、および座シート２５、背シート２６、フレーム２７、フットレスト２８とにより成る。２９は歯車ユニット、３０は駆動モータまたはオフブレーキ付き駆動モータであり、３１はバッテリである。
【００２２】操縦装置１は、電動車いす２１の肘掛け２４のほぼ先端位置で、操縦者（図示せず）が肘掛け２４に腕を乗せたとき、手が操縦装置１のノブ２を握りやすい位置に配置される。
【００２３】次に、本発明による操縦装置１の操縦による各機器の作動の状況について説明する。図５乃至図１３は、本発明の電動車いすの制御回路を示す説明図である。
【００２４】図５乃至図７は直進と右廻り、左廻りの作動状況を示すものである。バッテリ３１に直列に照光押しボタンスイッチ３２とリミットスイッチ１３とが接続され、このリミットスイッチ１３と、ノブの軸３の右に設けられるマイクロスイッチ７と右の駆動モータ３０との直列接続体及びノブの軸３の左に設けられるマイクロスイッチ８と左の駆動モータ３０の直列接続体とを並列接続した回路とが８直列接続される。
【００２５】操縦者が照光押しボタンスイッチ３２を押してバッテリ３１と回路とを接続し、ノブを中立な状態（左右に廻していない状態）で前方に押すとリミットスイッチ１３が閉成されて図５に示すごとく全回路が接続した状態になる。その結果、左右の駆動モータ３０に同時に電力が供給され、左右の駆動モータ３０は同時に同方向に回転し、電動車いすは直進する。なお、図（図５〜図１３）において駆動モータ３０が時計方向の回転の時、車いすは直進するものとして記載してある。
【００２６】次に図６を用いて右廻りについて説明する。操縦者がノブ２を前方に押してリミットスイッチ１３を接続した状態でノブを右へ廻すと、マイクロスイッチ７が開成して右側の駆動モータがオフ状態となり、左側の駆動モータのみが駆動される。その結果、電動車いすは右に旋回する。この状態は、先にノブ２を右へ廻しておいて、次にノブを前方に押し出しても同じ結果となる。
【００２７】次に図７を用いて左廻りについて説明する。操縦者がノブ２を前方に押してリミットスイッチ１３をオンした状態でノブ２を左へ廻すと、マイクロスイッチ８が作動して左側の駆動モータがオフ状態となり、右側の駆動モータのみが駆動される。その結果、電動車いすは左に旋回する。この状態は、先にノブ２を左へ廻しておいて、次にノブ２を前方に押し出しても同じ結果となる。
【００２８】図８〜９はその場旋回の作動状況を示すものである。その場旋回は、直進バックや切り替えしバックといった使用者が無理な姿勢を取らなくても前を向いたまま逆方向に進むことをできるようにした機能である。
【００２９】このその場旋回はノブ２を下方に押した時に作動する。ノブ２を下方に押下するとマイクロスイッチ１８がオンされる。この時、照光押しボタンスイッチ３２及びリミットスイッチ１３がオンされていないので図５乃至図７に記載された回路は構成されない。操作者が誤って照光押しボタン３２を押下したままノブ２を押下しながら前方に押してしまうことを防止するために、ノブの軸３に設けられているカム６と切り欠き１７と間の軸部にノブ２を押下したときに当接してノブ２を前方に移動させないストッパ（図示せず）を設けている。
【００３０】マイクロスイッチ１８がオンされると図５乃至図７に記載の回路とはべつの回路が構成される。すなわち、図５乃至図７に示されたマイクロスイッチ７、８の接点を第１接点とし、図８乃至図９に示されたマイクロスイッチ７、８の接点を第２接点とすると、マイクロスイッチ１８がオンされると、第１接点は回路の構成要素とならず、第２接点が回路の構成要素となる。図８乃至図９において、マイクロスイッチ７の第２接点は、リレー３４の励磁コイルと接続され、通電されたときこのコイルを励磁するためのスイッチとなり、マイクロスイッチ８の第２接点は、リレー３５の励磁コイルと接続され、通電されたときこのコイルを励磁するためのスイッチとなる。 バッテリ３１にはマイクロスイッチ１８が接続され、その後段にリレー３４、３５を介して右側および左側の駆動モータ３０が接続されている。
【００３１】リレー３４の吸引コイル３６にはノブ２の軸の右側に設けられたマイクロスイッチ７の第２接点が接続され、リレー３５の吸引コイル３７にはノブ２の軸の左側に設けられるマイクロスイッチ８の第２接点が接続されている。
【００３２】リレー３４、３５は、マイクロスイッチ７が作動して吸引コイル３６がオフになり、マイクロスイッチ８が作動せず吸引コイル３７がオンになった時に、左側の駆動モータが時計方向に回転しかつ右側の駆動モータが反時計方向に回転する極性となるようバッテリ３１と接続され、マイクロスイッチ８が作動して吸引コイル３７がオフになり、マイクロスイッチ７が作動せず吸引コイル３６がオンになった時に、右側の駆動モータが時計方向に回転しかつ左側の駆動モータが反時計方向に回転する極性となるよう、バッテリ３１と接続されている。
【００３３】図８はその場旋回の右廻りを示すものであり、操縦者がノブ２を右に廻しておいてさらにノブ２を下方に押すと、リレー３４はマイクロスイッチ７が開成されることで吸引コイル３６がオフになり、リレー３５はマイクロスイッチ８が閉成されることで吸引コイル３７がオンになり、左側の駆動モータが時計方向に回転しかつ右側の駆動モータが反時計方向に回転する。その結果、電動車いすはその場で右廻りに旋回する。
【００３４】図９はその場旋回の左廻りを示すものであり、操縦者がノブ２を左に廻しておいてさらにノブ２を下方に押すと、リレー３５はマイクロスイッチ８が開成され吸引コイル３７の励磁なくなりがオフになり、リレー３４はマイクロスイッチ７が閉成され吸引コイル３６が励磁されてオンになる。この時、右側の駆動モータが時計方向に回転しかつ左側の駆動モータが反時計方向に回転する。その結果、電動車いすはその場で左廻りに旋回する。
【００３５】図８乃至図９に示された回路とも、操縦者がノブ２から手を離すとバネの力によりノブ２は上方に上がり、マイクロスイッチ１８がオフになって、電動車いすのその場旋回は停止される。また、その場旋回は、先にノブ２を下方に押しておいて次にノブ２を右または左に廻しても同じ結果となる。
【００３６】次に第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では駆動モータ３０としてオフブレーキ付きモータとした点が図５乃至図７に示した実施の形態と異なっている。図１０乃至図１３は、オフブレーキ付き駆動モータにおける直進、停止、右廻り、左廻りの作動状況を示すものであり、バッテリ３１に照光押しボタンスイッチ３２とリミットスイッチ１３とが直列接続され、さらにノブ２の軸の左右に設けられるマイクロスイッチ７、８が、右と左のオフブレーキ付き駆動モータ３０に接続されている。なおオフブレーキ付き駆動モータ３０は、通電されている間はブレーキ用電磁コイルがブレーキ板を吸引して中立状態（ブレーキのきかない状態）になり、通電が無くなるとブレーキ用電磁コイルがオフしてブレーキ板を解放し、バネによってブレーキ板を押しつけて駆動モータをロックする状態（ブレーキ状態）とするように構成されたモータである。
【００３７】操縦者が照光押しボタンスイッチ３２を押してバッテリ３１と回路とを接続し、ノブ２を中立な状態（左右に廻していない状態）で前方に押すとリミットスイッチ１３が接続され、図１０に示すごとく回路に左右の駆動モータが接続した状態になる。その結果、左右の駆動モータ３０に同時に電力が供給され、左右の駆動モータ３０は同時に同方向に回転し、電動車いすは直進する。
【００３８】図１１は停止の状態を示すものであり、操縦者がノブ２を中立な状態（左右に廻していない状態）で後方に引くと、リミットスイッチ１３がオフ状態になり、左右のオフブレーキ付きモータ３０がオフ状態になってブレーキが同時に作動し電動車いすは停止する。
【００３９】図１２は右廻りの状態を示すものであり、操縦者がノブ２を前方に押してリミットスイッチ１３を接続した状態でノブ２を右へ廻すと、マイクロスイッチ７が作動して右側の駆動モータがオフ状態となり、左側の駆動モータのみが運転行う。この時、右側の駆動モータにはブレーキがかかる。その結果、電動車いすは右に旋回する。
【００４０】この状態は、先にノブ２を右へ廻しておいて、次にノブ２を前方に押し出しても同じ結果となる。
【００４１】図６に示した実施の形態の通常の駆動モータにおける右廻りと比べると、図１２におけるオフブレーキ付き駆動モータの場合の方が、右側の駆動モータにブレーキがかかった分だけ電動車いすの旋回半径を短くすることができる。
【００４２】次に図１３における左廻りについて説明する。操縦者がノブ２を前方に押してリミットスイッチ１３を接続した状態でノブ２を左へ廻すと、マイクロスイッチ８が作動して左側の駆動モータがオフ状態となり、右側の駆動モータのみが運転行う。この時、左側の駆動モータにはブレーキがかかる。その結果、電動車いすは左に旋回する。この状態は、先にノブ２を左へ廻しておいて、次にノブ２を前方に押し出しても同じ結果となる。
【００４３】図７の通常の駆動モータにおける左廻りと比べると、図１３におけるオフブレーキ付き駆動モータの場合の方が、左側の駆動モータにブレーキがかかった分だけ電動車いすの旋回半径を短くすることができる。
【００４４】本実施の形態によれば、操縦者が手のひらで握るノブ２を、前方に押せば電動車いすが直進し、後方に引けば停止するので、使用者が容易に理解できかつ操作しやすい。
【００４５】また使用者が手のひらで握るノブ２を、右に廻せば電動車いすが右に旋回し、左に廻せば左に旋回するので、同様に容易に理解できかつ操作しやすい。
【００４６】また、操縦者が手のひらで握るノブ２を、右または左に廻した状態で下方に押すとその場で旋回するので、後ろ向き進行をとらずに常に前向き進行することができ、使用者が容易に理解しかつ操作しやすい。
【００４７】このように、使用者が容易に理解でき操作しやすい操縦装置としたので、操縦が難しいために敬遠されることがなく、喜んで一人で電動車いすを操縦することが可能になるという効果がある。
【００４８】
【発明の効果】以上、本発明によれば、電動車いすの使用者が容易に理解し操縦でき、操作性がよいという効果がある。
【００４９】また、本発明によれば、電動車いす使用者が操作し難い後ろ向き進行（所謂バック）を排除したという効果がある。
【出願人】 【識別番号】０００００５１０８
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
【出願日】 平成１１年５月２０日（１９９９．５．２０）
【代理人】 【識別番号】１０００７５０９６
【弁理士】
【氏名又は名称】作田 康夫
【公開番号】 特開２０００−３３３３０９（Ｐ２０００−３３３３０９Ａ）
【公開日】 平成１２年１１月３０日（２０００．１１．３０）
【出願番号】 特願平１１−１３９６６５