| 【発明の名称】 |
車椅子の補助動力装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】高田 宜裕
|
| 【要約】 |
【課題】外付けの補助動力装置を、使い慣れた車椅子に自動的にかつ確実に着脱可能にすることにより、使用者の利便性の向上を図ることである。
【解決手段】車椅子１に着脱可能であり、車椅子１の動力アシストを行う補助動力装置３において、車椅子１の所定のフレーム２ａ，２ｂの位置を検出する光電センサと、フレーム２ａ，２ｂと係合可能な形状を有するハンドルが先端に取り付けられたハンドル７ａ，７ｂと、ハンドル７ａ，７ｂを変位させるハンドル駆動モータと、光電センサからの情報に基づいて、フレーム２ａ，２ｂが所定の位置にあると判断した場合、ハンドル駆動モータによってハンドル７ａ，７ｂを変位させて、ハンドル７ａ，７ｂをフレーム２ａ，２ｂに係合させる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】車椅子に着脱可能であり、車椅子の動力アシストを行う補助動力装置において、前記車椅子の所定のフレームの位置を検出する位置検出手段と、前記フレームと係合可能な形状を有するハンドルが先端に取り付けられた係合手段と、前記係合手段を変位させる駆動手段と、前記位置検出手段からの情報に基づいて、前記フレームが所定の位置にあると判断した場合、前記駆動手段によって前記係合手段を変位させて、前記ハンドルを前記フレームに係合させる制御手段とを有することを特徴とする車椅子の補助動力装置。
【請求項２】前記位置検出手段は、前記車椅子の左右のフレームを検出し、前記係合手段は、前記車椅子の左フレーム側へ変位可能な第１のアームと、前記車椅子の右フレーム側へ変位可能な第２のアームとを有し、前記制御手段は、前記左右のフレームが所定の位置にあると判断した場合、前記駆動手段によって前記アームのそれぞれを変位させて、前記第１のアームと前記第２のアームとによって、前記左右のフレームを把持することを特徴とする請求項１に記載された車椅子の補助動力装置。
【請求項３】前記ハンドルは、前記アームに回転可能な状態で取り付けられており、前記アームに対する前記ハンドルの回転角を検出する回転角検出手段と、前記ハンドルが前記フレームと係合した状態において、前記回転角検出手段によって検出された前記ハンドルの回転角に基づいて、走行路の傾斜を算出する算出手段とをさらに有することを特徴とする請求項２に記載された車椅子の動力補助装置。
【請求項４】前記駆動手段は、電動モータであって、前記電動モータの負荷状態を検出する負荷検出手段をさらに有し、前記制御手段は、前記係合手段の変位を開始した後に前記電動モータの負荷が所定値よりも大きくなった場合、前記電動モータの駆動を停止することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載された車椅子の補助動力装置。
【請求項５】前記制御手段は、前記フレームが所定の位置にないと判断した場合、当該所定の位置に前記フレームが位置するように、前記補助動力装置を走行させることを特徴とする請求項１または２に記載された車椅子の補助動力装置。
【請求項６】前記制御手段は、前記左右のフレームの一方が所定の位置にあると判断した場合、当該フレームに係合する側の前記アームを変位させるとともに、前記左右のフレームの他方が所定の位置にくるように、前記補助動力装置を走行させることを特徴とする請求項２に記載された車椅子の補助動力装置。
【請求項７】走行路の傾斜に応じた動力アシストを行う、車椅子の補助動力装置において、前記車椅子のフレームを把持するアームと、前記アームの先端に回転可能な状態で取り付けられており、前記車椅子のフレームと係合可能な形状を有するハンドルと、前記アームに対する前記ハンドルの回転角を検出する検出手段と、前記アームによって前記フレームが把持された状態において、前記検出手段によって検出された前記ハンドルの回転角に基づいて、走行路の傾斜状態を特定する特定手段とを有することを特徴とする車椅子の補助動力装置。
【請求項８】前記特定手段は、前記ハンドルの回転角の変化に基づいて、走行路の傾斜が変化した位置を検出することを特徴とする請求項７に記載された車椅子の補助動力装置。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車椅子に着脱可能な補助動力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】高齢化や少子化の進行、或いは介護保険制度の導入等に伴い、福祉関連の機器開発の必要性や期待が高まっている。移動補助機器である車椅子は、怪我、病気または障害のために歩行が困難な人にとって有用なものである。ところが、手動式の車椅子を使用する場合、スロープ等の坂道または段差といった状況での走行には労力を要する。特に、上り坂では、使用者（搭乗者）が疲れて手を休めると車椅子が後退してしまうことがあり、下り坂では、使用者の意思に反して速度が過大になってしまうことがある。一方、このような問題を解消するために商品化されている電動式の車椅子は、高価であるとともに、車種が少ないため選択の余地が少なく、使用者にフィットするものを必ずしも選択できないという問題がある。
【０００３】そこで、使い慣れた手動式の車椅子に着脱可能な、車椅子の動力アシストを行う補助動力装置が提案されている。例えば、特開平１１−１７８８５９号公報には、機械的なトグル機構によって着脱可能な、外付けの補助動力装置が開示されている。具体的には、この補助動力装置の左右両端には、車椅子の下部フレームと嵌合可能な開放溝が形成されている。補助動力装置を取り付ける場合、この開放溝に車椅子の下部フレームを嵌合した上で、ハンドルを操作してクランプを締め付ける。これにより、補助動力装置は、車椅子の下部フレームに固定される。逆に、補助動力装置を取り外す場合は、ハンドル操作でクランプを開放すればよい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述した外付けの補助動力装置においては、その着脱毎に機械的機構を手動で操作しなければならない。そのため、補助動力装置の着脱を頻繁に行う場合、利用者によっては、このような作業が不便であると感じる。また、クランプの締め付けが緩いと、装着された補助動力装置が走行中に外れてしまうおそれがあるという問題もある。
【０００５】そこで、本発明の目的は、外付けの補助動力装置を、使い慣れた車椅子に自動的にかつ確実に着脱可能にすることにより、使用者の利便性の向上を図ることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するために、第１の発明は、車椅子に着脱可能であり、車椅子の動力アシストを行う補助動力装置において、車椅子の所定のフレームの位置を検出する位置検出手段と、フレームと係合可能な形状を有するハンドルが先端に取り付けられた係合手段と、係合手段を変位させる駆動手段と、位置検出手段からの情報に基づいて、フレームが所定の位置にあると判断した場合、駆動手段によって係合手段を変位させて、ハンドルをフレームに係合させる制御手段とを有する車椅子の補助動力装置を提供する。
【０００７】ここで、上記の位置検出手段は、車椅子の左右のフレームを検出し、係合手段は、車椅子の左フレーム側へ変位可能な第１のアームと、車椅子の右フレーム側へ変位可能な第２のアームとを有することが好ましい。この場合、制御手段は、左右のフレームが所定の位置にあると判断したならば、駆動手段によってアームのそれぞれを変位させて、第１のアームと第２のアームとによって、左右のフレームを把持する。
【０００８】また、上記のハンドルは、アームに回転可能な状態で取り付けられており、アームに対するハンドルの回転角を検出する回転角検出手段と、ハンドルがフレームと係合した状態において、回転角検出手段によって検出されたハンドルの回転角に基づいて、走行路の傾斜を算出する算出手段とをさらに有することが望ましい。
【０００９】また、上記の駆動手段は、電動モータであり、電動モータの負荷状態を検出する負荷検出手段をさらに設けてもよい。この場合、制御手段は、係合手段の変位を開始した後に電動モータの負荷が所定値よりも大きくなったならば、電動モータの駆動を停止する。
【００１０】また、上記の制御手段は、フレームが所定の位置にないと判断した場合、当該所定の位置にフレームが位置するように、補助動力装置を走行させることが好ましい。
【００１１】さらに、制御手段は、左右のフレームの一方が所定の位置にあると判断した場合、当該フレームに係合する側のアームを変位させるとともに、左右のフレームの他方が所定の位置にくるように、補助動力装置を走行させることが望ましい。
【００１２】一方、第２の発明は、走行路の傾斜に応じた動力アシストを行う、車椅子の補助動力装置において、車椅子のフレームを把持するアームと、アームの先端に回転可能な状態で取り付けられており、車椅子のフレームと係合可能な形状を有するハンドルと、アームに対するハンドルの回転角を検出する検出手段と、アームによってフレームが把持された状態において、検出手段によって検出されたハンドルの回転角に基づいて、走行路の傾斜状態を特定する特定手段とを有する車椅子の補助動力装置を提供する。
【００１３】ここで、上記の特定手段は、ハンドルの回転角の変化に基づいて、走行路の傾斜が変化した位置を検出することが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は、本実施形態に係る補助動力装置の取り付け説明図である。この車椅子１は、使用者が車輪１６の側面に取り付けられたハンドリム１７を回転操作する一般的な手動式の車椅子であって、車椅子１自体は動力機構を有していない。この車椅子１の前下側には、補助前輪１８が左右に取り付けられている。また、車椅子１の後下側には、車椅子１の動力アシストを行う外付けの補助動力装置３が、着脱自在に取り付けられる。この補助動力装置３は、左右独立に回転駆動する駆動輪５ａ，５ｂと従輪６とを有するとともに、横方向（車幅方向）に延在する一対のアーム４ａ，４ｂを含む着脱機構を有している。なお、これらのアーム４ａ，４ｂの伸び幅は任意にコントロールできる。したがって、車幅が異なる車椅子１に対しても取り付けが可能であり、一般的なタイプの手動式車椅子のほぼ全車種に適合可能である。
【００１５】図２に示したように、車椅子１の両サイドにおいて縦方向（車高方向）に延在するフレーム２ａ，２ｂの間に、伸縮自在なアーム４ａ，４ｂを配置した状態で、アーム４ａ，４ｂを外側へ変位させる。フレーム２ａ，２ｂを、アーム４ａ，４ｂで把持することによって、補助動力装置３は車椅子１に固定される。具体的には、アーム４ａ，４ｂは、横方向（車幅方向）に変位可能な状態で補助動力装置３に取り付けられており、ハンドル駆動モータ８を駆動させることにより外側または内側へシフトする。また、アーム４ａ，４ｂの先端にはハンドル７ａ，７ｂが取り付けられており、これらのハンドル７ａ，７ｂは、円柱状のフレーム２ａ，２ｂ（パイプ）と係合可能な形状を有している。左右のハンドル７ａ，７ｂがフレーム２ａ，２ｂと係合していない状態（解放状態）でハンドル駆動モータ８を正転させると、後述する機構によって、右アーム４ａが右方向へシフトするとともに、左アーム４ｂが左方向へシフトする。そして、左右のハンドル７ａ，７ｂがフレーム２ａ，２ｂと係合すると、ハンドル駆動モータ８が停止する。この状態におけるアーム４ａ，４ｂの把持力によって、補助動力装置３は車椅子１に固定される。逆に、補助動力装置３を取り外す場合は、ハンドル駆動モータ８を逆転させて、左右のハンドル７ａ，７ｂを内側へシフトさせればよい。
【００１６】図３は着脱機構の上面図であり、図４はその正面図である。また、図５は図３に示したＡ−Ａ断面図である。柱状のアーム４ａ，４ｂは、図５に示したように、矩形断面を有している。各アーム４ａ，４ｂの外側端部には、上述したハンドル７ａ，７ｂが取り付けられている。ハンドル７ａ，７ｂのうち、フレーム２ａ，２ｂと当接する部分（フレームを挟み込む部分）は、フレーム２ａ，２ｂを傷つけないような材料（例えば、ジュラコン樹脂）で形成されている。また、各アーム４ａ，４ｂの内側端部には、その中心軸に沿って形成されたネジ穴１０ａ，１０ｂが形成されている。これらのアーム４ａ，４ｂは、同一軸線上に配置された状態で、アーム保持部９ａ，９ｂの内部に形成されたスペースにそれぞれ収納されている（図５参照）。したがって、アーム４ａ，４ｂは、補助動力装置３の本体に固定されたアーム保持部９ａ，９ｂによって、その軸方向（車幅方向）にのみ変位可能な状態で保持される。
【００１７】左右のアーム４ａ，４ｂは、送りネジ機構を介して回転ロッド１１とリンクしている。図６は、回転ロッド１１の説明図である。この回転ロッド１１の両端部には、ネジ穴１０ａ，１０ｂと螺合可能な外ネジ、すなわちネジ部１２ａ，１２ｂが形成されており、ここで、ネジ部１２ａ，１２ｂは互いに逆ネジの関係になるように形成されている。また、回転ロッド１１の中央には、ホィール１３が取り付けられている。回転ロッド１１は、アーム側のネジ穴１０ａ，１０ｂにネジ部１２ａ，１２ｂを螺合した状態で、回転可能な状態で取り付けられている。
【００１８】また、ハンドル駆動モータ８は、モータ保持部１４によって補助動力装置３に固定されており、その回転軸にはウォーム１５が取り付けられている。このウォーム１５は、回転ロッド１１側のホィール１３と噛合しており、両部材によってウォームギヤ機構が構成されている。
【００１９】このような構成を有する着脱機構において、ハンドル駆動モータ８が駆動すると、ウォームギヤ機構（１３，１５）を介して、回転ロッド１１が回転する。回転ロッド１１の回転動作は、送りネジ機構１０ａ，１２ａ（１０ｂ，１２ｂ）を介して、左右のアーム４ａ，４ｂの軸方向へのスライド動作へと変換される。その際、左右のネジ部１２ａ，１２ｂは逆ネジの関係にあるから、ハンドル７ａ，７ｂは、ハンドル駆動モータ８が正転した場合は外側（アーム４ａ，４ｂを把持する方向）へとスライドし、反転した場合は内側へとスライドする。このように、ハンドル駆動モータ８を正転または反転させることによって、アーム４ａ，４ｂを伸縮させることができる。
【００２０】図１３は、補助動力装置３の制御系ブロック図である。制御ユニット２０は、センサ、スイッチ類２４〜３１からの入力情報に基づいて、駆動モータ８，２１，２２の制御を行う。なお、駆動モータ８，２１，２２等のアクチュエータの電力は、補助動力装置３に搭載されたバッテリー２３から供給される。
【００２１】車椅子１の動力アシストは、使用者による特別なスイッチ操作を必要とせず、センサ２４〜２６の出力情報に基づいて、自動的に行われる。ここで、右エンコーダ２４は、補助動力装置３の右駆動輪５ａ側に取り付けられており、この右駆動輪５ａの回転状態を検出するセンサである。左エンコーダ２５は、左駆動輪５ｂ側に取り付けられており、左駆動輪の回転状態を検出するセンサである。また、ヨーレートセンサ２６は、従輪６の近傍に設けられており、車椅子１の操舵に応じたヨーレートを検出するセンサである。一方、右駆動モータ２１は、右駆動輪５ａを駆動する電動モータであり、左駆動モータ２２は、左駆動輪５ｂを駆動する電動モータである。制御ユニット２０は、車椅子１の走行状態（車速、速度変化、操舵角等）を、エンコーダ２４，２５とヨーレートセンサ２６とに基づいて推定する。そして、制御ユニット２０は、推定した現在の走行状態に応じた駆動力が生じるように、駆動モータ２１，２２を制御する。このようにして、補助動力装置３は、利用者の意志に応じた適切な動力アシストを行う。
【００２２】また、上述した着脱機構の制御は、センサ２７〜３１の出力情報に基づいて行われる。ここで、着脱スイッチ２７は、補助動力装置３の操作パネルに設けられた、オペレータ自身で切り換えを行うスイッチである。オペレータは、補助動力装置３を取り付ける場合は着脱スイッチ２７をオンに設定し、取り外す場合はオフに設定する。一対の光電センサ２７は、図２に示したように、アーム４ａ，４ｂの軸方向の外側を向くように、着脱機構の左右それぞれに取り付けられている。光電センサ２７としては、例えば赤外線センサを用いることができ、車椅子のフレーム２ａ，２ｂの位置、具体的には、アーム４ａ，４ｂの軸線上にフレーム２ａ，２ｂが位置しているか否かを検出するセンサである。また、リミットスイッチ２９は、着脱機構に取り付けられており（図２参照）、アーム４ａ，４ｂが最も内側へスライドした場合、すなわち、アーム４ａ，４ｂが最も縮んだ状態にオンする。さらに、電流センサ３１は、ハンドル駆動モータ８を流れる電流を検出して、このモータ８の負荷状態をモニタリングするためのセンサである。アーム４ａ，４ｂの外側へのスライドを阻止する作用がアーム４ａ，４ｂに働き、ハンドル駆動モータ８の負荷が大きくなるほど、ハンドル駆動モータ８には大電流が流れる。そこで、電流センサ３１により検出された電流をモニタリングすることにより、アーム４ａ，４ｂがフレーム２ａ，２ｂを適切に把持したか否かを判断することができる。なお、傾斜センサ３０については後述する。
【００２３】補助動力装置３の取り付けは、以下のような手順で行われる。まず、オペレータは、着脱スイッチ２７をオフからオンに切り換える。これにより、縮んだアーム４ａ、４ｂは外側へスライド可能なスタンバイ状態となる。スタンバイ状態において、光電センサ２８により検出された両フレーム２ａ，２ｂがアーム４ａ，４ｂの軸線上に位置している場合、制御ユニット２０は、補助動力装置３の取り付けが可能である判断する。この場合、制御ユニット２０は、ハンドル駆動モータ８を正転させて、一対のアーム４ａ，４ｂを外側へスライドさせ始めるとともに、電流センサ３１の検出電流値をモニタリングする。上述したように、アーム４ａ，４ｂがフレーム２ａ，２ｂを把持すると、ハンドル駆動モータ８の負荷が大きくなるので、検出電流値が大きくなる。そこで、補助動力装置３を車椅子１に適切に固定する力（すなわち、アーム４ａ，４ｂの把持力）が確保された時点における、ハンドル駆動モータ８を流れる電流を予め求め、この電流値をしきい値としてセットしておく。制御ユニット２０は、電流センサ３１の検出電流値が、このようにして予めセットされたしきい値に到達した場合、アーム４ａ，４ｂがフレーム２ａ，２ｂを把持したと判断して、ハンドル駆動モータ８の回転を停止する。これにより、補助動力装置３は、適切な固定力で車椅子１に固定される。
【００２４】なお、アーム４ａ,４ｂが外側へスライドしている最中に、車椅子１または補助動力装置３が移動してしまい、補助動力装置３を取り付けできない位置的関係になった場合には、アーム４ａ，４ｂのスライド動作は中断される。この場合、アーム４ａ，４ｂは縮み側へと変位してスタンバイ状態にリセットされる。
【００２５】両フレーム２ａ，２ｂがアーム４ａ，４ｂの軸線上に位置しているが、補助動力装置３に対して車椅子１が左右のどちらかにオフセットしている場合でも、補助動力装置３の取り付けを適切に行うことができる。例えば、補助動力装置３が右側にオフセットしている場合、左ハンドル７ｂよりも先に右ハンドル７ａが右フレーム２ａを把持する。この右ハンドル７ａのスライドにより、車椅子１自体は右側へずれていくため、車椅子１のオフセットが解消される。その後、左ハンドル７ｂが左フレーム２ｂを把持することで、補助動力装置３は車椅子１に固定される。
【００２６】また、スタンバイ状態において、左右の光電センサ２８により検出されたフレーム２ａ，２ｂがアーム４ａ，４ｂの軸線上に位置していない場合、制御ユニット２０は、補助動力装置２の取り付けが可能でないと判断する。したがって、制御ユニット２０は、アーム４ａ，４ｂをスライドさせない。この場合、オペレータは、車椅子１または補助動力装置３を動かして、両者の相対位置を調整する。この調整を通じて、アーム４ａ，４ｂの軸線上にフレーム２ａ，２ｂが位置したならば、制御ユニット２０はアーム４ａ，４ｂをスライドさせる。
【００２７】一方、補助動力装置３の取り外す場合、利用者は着脱スイッチ２７をオンからオフに切り換える。これにより、ハンドル駆動モータ８は逆転して、伸びたアーム４ａ，４ｂは縮み方向にスライドするため、補助動力装置３が車椅子１から解放される。そして、リミットスイッチ２９からの信号によって、アーム４ａ，４ｂが最も縮んだ状態が検出されると、制御ユニット２０は、アーム４ａ，４ｂのスライド動作を停止する。
【００２８】このように本実施形態に係る補助動力装置３では、車種毎の取り付け用インターフェースやアダプタを個別に設けたり、車椅子１を改造することなく、使い慣れた車椅子１への着脱を自動的にかつ簡単に行うことができる。したがって、補助動力装置３の着脱に関する使用者の利便性を向上させることができる。
【００２９】また、この補助動力装置３は、左右のフレーム２ａ，２ｂの間隔が異なるような車椅子１に対しても広く取り付けることが可能である。通常、車椅子１は使用者の体型等を考慮した仕様で製造されているため、車椅子１の車幅（左右のフレーム２ａ，２ｂの間隔）には、ばらつきがある。したがって、左右のフレーム２ａ，２ｂを把持するのに必要なアーム４ａ，４ｂのスライド量も、車椅子１毎に異なる。そこで、ハンドル駆動モータ８の負荷状態をモニタリングしながら、アーム４ａ，４ｂを外側にスライドさせ、所定の高負荷状態になった時点でアーム４ａ，４ｂのスライドを停止している。したがって、車幅が異なる様々な車椅子１に対しても、補助動力装置３を適切に取り付けることができるため、補助動力装置３の汎用性の向上を図ることができる。
【００３０】また、アーム４ａ，４ｂの把持力によって、補助動力装置３を車椅子１に確実に固定できる。そのため、従来の技術と比較して、車椅子１の走行中に補助動力装置３が外れてしまうといった事態を有効に防止することができる。
【００３１】さらに、光電センサ２８により車椅子１側のフレーム２ａ，２ｂの位置を検出し、フレーム位置が適切な場合のみ、アーム４ａ，４ｂのスライド動作を行う。これにより、取り付けミス等を生じることなく、車椅子１に補助動力装置３を適切に取り付けることができる。
【００３２】なお、本実施形態に係る着脱制御では、車椅子１側のフレーム２ａ，２ｂの両方がアーム４ａ，４ｂの軸線上にない場合には、補助動力装置３の取り付け動作を行わない。しかしながら、本発明に係る着脱制御はこれに限定されるものではなく、以下のようなケースを含めて広く適用することができる。
【００３３】（１）ハンドル駆動モータ８を左右のアーム４ａ、４ｂ毎に設け、両アーム４ａ，４ｂを独立してスライド可能にする。これにより、フレーム２ａ，２ｂの一方だけがアーム４ａ，４ｂの軸線上に位置している場合であっても、補助動力装置３の取り付けを行うことができる。例えば、補助動力装置３の進行方向が車椅子１の進行方向に対して左を向いており、右フレーム２ａのみが上記の軸線上に位置しているケースを考える。この場合、まず、右アーム４ａのスライド動作を行い、右アーム４ａを右フレーム２ａに係合させる。そして、右側の係合状態を維持しながら補助動力装置３を手動で前進させる（自走させてもよい）。これにより、補助動力装置３によって車椅子１の右側のみが押されて、車椅子１がずれながら回転方向に移動する。このような車椅子１の移動を通じて、左フレーム２ｂが左アーム４ｂの軸線上に位置した時点で、左アーム４ｂのスライド動作を開始する。これにより、左右のアーム４ａ，４ｂで両フレーム２ａ，２ｂを把持することができる。
【００３４】（２）左右の光電センサ２８としてＣＣＤカメラを用いる。左右のＣＣＤカメラの撮像範囲内にフレーム２ａ，２ｂが検出されているが、それらの位置がアーム４ａ，４ｂの軸線上にない場合には、補助動力装置３は自走して、前後または回転移動する。そして、両フレーム２ａ，２ｂが適切な位置になった時点で、補助動力装置３は停止して、左右のアーム４ａ，４ｂのスライド動作を行う。これにより、左右のアーム４ａ，４ｂで両フレーム２ａ，２ｂを把持することができる。
【００３５】（３）一方のアーム側（例えば左アーム４ｂ）はスライドしない固定式としてもよい。この場合、オペレータはまず固定側アーム４ｂのハンドル７ｂを左フレーム２ｂに係合させる。そして、この係合状態を維持しながら、右アーム４ａの軸線上に右フレーム２ａが位置するように、車椅子１と補助動力装置３との相対位置を調整する。そして、右側の光電センサ２８が右フレーム２ａを検出すると、右フレーム２ａがスライドし、右ハンドル７ａが右フレーム２ａと係合する。これにより、左右のアーム４ａ，４ｂで両フレーム２ａ，２ｂを把持することができる。
【００３６】つぎに、上述した着脱機構の構成を変形して、走行路の傾斜状態を推定する手法について説明する。図７は、右アーム４ａの先端の拡大図であり、図８は、アーム４ａの軸方向の回転状態の説明図である。また、図９は、右アーム４ａ先端の正面図である。なお、左アーム４ｂ側を同様の構成としてもよい。アーム４ａの先端には、アーム４ａの軸心に対して回転可能な状態でハンドル７ａがビス４０によって取り付けられている。この点を詳述すると、アーム４ａの先端面の中央部には、ビス４０を螺合可能なネジ部を有する有底の取付孔４２が軸方向に沿って形成されている。また、ハンドル７ａの中央には、皿状の頭部を有するビス４０が突出することなく収納できるような形状の取付孔４３が形成されている。ただし、この取付孔４３にはネジ部は形成されていない。ハンドル７ａを取付ける場合、ハンドル７ａ側の取付孔４３、ワッシャ４１、アーム４ａ側の取付孔４２の順でビス４０を挿通し、アーム４ａ側の取付孔４２の底部に到達するまでビス４０を螺合する。ビス４０は、二つの取付孔４２，４３の深さとワッシャ４１の厚さの総和よりも若干大きな長さを有する。したがって、ハンドル７ａがアーム４ａ先端に取付けられた状態において、両部材の間にクリアランスが生じるため、ハンドル７ａはアーム４ａに対して回動自在となる。なお、車椅子フレームとの着脱を支障なく行うことできるように、ハンドル７ａの回動範囲は、ワッシャ４１に取付けられた一対の突起状のストッパー３２により規制されている。また、このハンドル７ａに装着された傾斜センサ３０は、重力方向を基準とした絶対的な傾斜角度を求めるＩＣチップで構成された既存の傾斜センサを用いることができる。
【００３７】また、傾斜センサ３０として、アーム４ａに対するハンドル７ａの回転角を検出するロータリエンコーダ等を用いてもよい。この場合、傾斜センサ３０から検出されたハンドル７ａの回転角に基づいて、走行路の傾斜状態を算出することができる。フラットな路面上に車椅子１が置かれている場合、図１２（ａ）に示したように、車椅子１のフレーム２ａは路面と垂直になっている。この状態において、フレーム２ａを把持したハンドル７ａの回転角をθ1（本実施例では０°）とする。車椅子１が走行して、スロープ、段差、起伏等の上り傾斜に差し掛かると、車椅子１のピッチングが生じる。この状態では、車椅子１の補助前輪１８は傾斜路上に位置しているが、補助動力装置３は未だ傾斜路に差し掛かっていない。したがって、図１２（ｂ）に示したように、フレーム２ａの傾きに伴って、フレーム２ａを把持したハンドル７ａが時計方向に回転するため、同図に示したように、ハンドル７ａの回転角は一時的にθ2（θ1＜θ2）となる。このことから、ハンドル７ａの回転角が所定値以上変化した場合、車椅子１の現在位置は走行路の傾斜が変化する位置（例えば、上り傾斜路の差し掛かり）であると判断することができる。
【００３８】図１３に示したように、制御ユニット２０は、傾斜センサ３０からのセンサ情報をモニタリングし、現在の位置で走行路の傾斜が変化していると判断した場合は、左右の駆動モータ２１，２２の駆動力を増大／低下させる制御を行う。これにより、使用者に違和感を感じさせることなく、自然なフィーリングの動力アシストを行うことができる。また、車椅子１のピッチングを車椅子１のフレーム２ａからダイレクトに検出しているので、正確かつ応答性に優れたピッチング検出を行うことが可能となる。
【００３９】なお、上述した実施形態では、矩形断面の角柱状のアーム４ａ，４ｂを用いた場合について説明したが、変形例として、円断面のアームを用いても同様の着脱機構を実現することができる。図１０は、この変形例に係る着脱機構の正面図であり、図１１は、この変形例に係るアーム先端の説明図である。なお、上述した実施形態において説明した部材と同一部材については、同一の符号を付してここでの説明を省略する。
【００４０】円柱状のアーム４ａ，４ｂを用いる場合、上述した送りネジ機構の動作によりアーム４ａ，４ｂ自体が回動してしまうことを規制する必要がある。そこで、この変形例では、このような回動を規制する手段として、アーム４ａ，４ｂのそれぞれに図示したようなガイド部５０を設ける。右アーム４ａを一例として説明すると、アーム４ａの頂部には、軸方向に沿って延在するガイド溝５２が形成されている。ガイドピン５１を、アーム保持部９ａに形成されたネジ穴に挿通し、その先端がガイド溝５２と係合するまでガイドピン５１を螺合する。ガイドピン５１がガイド溝５２に係合することによって、アーム４ａの回動が規制されるとともに、ガイド溝５２の軸方向長によって、アーム４ａの軸方向の伸縮範囲も規制される。なお、この構造においても、一対の突起状のストッパー３２によりハンドル７ａの回動範囲が規制されてため、車椅子フレームとの着脱を支障なく行うことできる。
【００３９】
【発明の効果】このように、本発明によれば、外付けの補助動力装置を、使い慣れた車椅子に自動的に、かつ確実に着脱可能にすることができるため、使用者の利便性を向上させることができる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５３４８
【氏名又は名称】富士重工業株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１３年３月９日（２００１．３．９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０１９８２
【弁理士】
【氏名又は名称】久米川 正光
|
| 【公開番号】 |
特開２００１−３２７５４４（Ｐ２００１−３２７５４４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１１月２７日（２００１．１１．２７） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−６７４９３（Ｐ２００１−６７４９３） |
|