JPH0160258B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、車いすを使用しなければ日常生活
を送ることができない身体障害者に、減速するこ
とによつて大きな推進力の得られる車いすを提供
し、握力・筋力の弱い人や握力の全くないけい髄
損傷者には、ハンドリムに加え得る筋力が小さく
ても減速することによつて車いすの推進力を大き
くし、同時に車いすの進行方向に対して後輪は逆
回転しなくなるバツクストツプの機能を兼備する
ことによつて、行動半径の拡大を制退する上り
坂・勾配を上りやすくした車いすに関するもので
ある。 両腕の健全な人にとつて、屋内で車いすを繰る
ことは、何でもないことである。しかしながら、
いつたん屋外に出ると勾配の大きなスロープや上
り坂等に出合うことは避けることができない。鍛
練された若い男性ならば全力を出し切つて上り切
ることができるかもしれないが、相当苦しい。こ
のような場合、自転車の変速と同じ考え方に基ず
いて減速すればスピードは落ちるけれども比較的
楽に上ることができる。女性や老人にとつては、
減速すると同時に上り坂の途中でハンドリムから
手を離しても、車いすはその位置にぴたりと止る
バツクストツプの機能があれば、休憩しながら上
つていくことができる。握力の全くないけい髄損
傷者にとつて上り坂・勾配の問題は深刻である。
握力がなくても、ハンドリムに摩擦係数の大きな
物質を取り付けたり、凹凸を作つたり、突起を取
り付けたりして、手の掌でハンドリムを押え付け
るようにして繰れば屋内では自由に車いすを繰る
ことができるけれども、滑つたりするので推進力
は小さい。屋外での玄関のちよとした上り坂や、
建物と建物を結ぶほんのささいな勾配でも上るこ
とができない。途中まで上つても上り切る腕力は
なく、ハンドリムを支える腕が疲労してきてやが
てバツクしてしまう。上り坂の途中でキヤスター
が車いすの進行方向に対して反対の方向を向いて
しまうと、それを元に戻して上るという腕力はも
うない。坂道の途中でブレーキをかけて休憩すれ
ばよいと思われるかもしれないが、ブレーキを外
した瞬間、車いすはバツクしてしまうのでこの方
法は難しくて危険である。行動半径は小さく、ご
く限られた狭い範囲で生活しているのが現状であ
る。電動車いすは常に整備と充電を必要とし、残
存機能を使用しないため、残存機能の硬縮化・退
化を招く危険性があるばかりでなく、運動になら
ないので消化器系統を悪くする恐れもある。従つ
て、整形外科医や理学療法士は電動車いすの使用
をあまり勧めないのである。 そこで、この発明は上記の問題点を解決するた
めになされたものであり、図面はこの発明の実施
態様を示すものである。以下、図面に従つてこの
発明の構成を説明する。 第３図は車いすの二段変速・バツクストツプ装
置の左側ホイールハブ部の縦断面図である。車い
すのフレームをハブ軸ブラケツト１に上下から差
し込んで平行ピンと溶接で以つてハブ軸ブラケツ
ト１とフレームを固定する。車いすのフレーム側
を支えるニードルベアリング２を組み込みスポー
クホールを開けたホイールハブ３を、ハブ軸４に
切つた太陽歯車がホイールハブ３の中に入るよう
にしてハブ軸４にはめ込む。ニードルベアリング
２が回転する所よりも細くなつているハブ軸４を
ハブ軸ブラケツト１にはめ込んでナツト５で締結
し、更にハブ軸ブラケツト１とハブ軸４の間に平
行ピン６をかち込んで固定する。ニードルベアリ
ング２はハブ軸４に切つた太陽歯車とハブ軸ブラ
ケツト１の間で回転することになる。ホイールハ
ブ３には数ケ所の突起を設けてねじを切り、スポ
ークホールと数ケ所のピン７のはまり込む穴を開
けたホイールハブ３の一部をねじで締結してホイ
ールハブ３は完成する。車いすのフレーム側のホ
イールハブ３の中の側面には数個の歯車軸８をし
まりばめのはめあいによつてかち込み、歯車軸８
の先端をかしめて固定する。歯車軸８には含油軸
受９を組み込んだ遊星歯車１０をはめ込み、歯車
軸８の固定を確実にするために固定リング１１を
しまりばめのはめあいによつてかち込む。ホイー
ルハブ３が回転すると遊星歯車１０はハブ軸４に
切つた太陽歯車の回りを自転しながらホイールハ
ブ３と共に公転する。ニードルベアリング付一方
向クラツチ１２を組み込んだハウジング１３とニ
ードルベアリング１４を組み込んだインプツトホ
イール１５をハブ軸４にはめ込んでリングナツト
１６で締結する。ハブ軸４に切つた太陽歯車とリ
ングナツト１６を締結し終えたハブ軸４の間には
ハウジング１３・インプツトホイール１５が軽く
回転するようクリアランスを設けなければならな
い。ハウジング１３にはチエンジホイール１７が
スライドしてかみ合う歯を切る。インプツトホイ
ール１５の側面には数個のスライデイングピン１
８のスライドする穴を開け、ハンドリム１９に溶
接した数本のプレート状のスポーク２０を溶接
し、ボールベアリング２１の溝を切つてボールベ
アリング２１を入れて車いすの外側のホイールハ
ブ３の側面を支持する。ホイールハブ３の中をス
ライドして回転力を伝達するチエンジホイール１
７には遊星歯車１０とハウジング１３にかみ合う
内かみ合いの歯を切り、遊星歯車１０の回つてい
る反対側のホイールハブ３の中の側面に開けた穴
にはまり込んでいるピン７をしまりばめのはめあ
いによつてかち込む。チエンジホイール１７を支
持しているのはインプツトホイール１５に開けた
穴の中をスライドするスライデイングピン１８で
あり、スライデイングピン１８をチエンジホイー
ル１７にしまりばめのはめあいによつてかち込み
先端をかしめて固定を確実にして、回転力の伝達
とスライデイングに耐えるようにする。ホイール
ハブ３の外に出て来たスライデイングピン１８に
はスライデイングホイール２２をねじで締結す
る。スライデイングホイール２２を保護するた
め、スライデイングホイール２２がハンドリム１
９の内側に入るようプレート状のスポーク２０と
ハンドリム１９の取り付け方法に付いては工夫す
る。スライデイングホイール２２にはスラスト玉
軸受２３を組み込み、ケーブルワイヤ２４のワイ
ヤを固定したワイヤホルダー２５をスライデイン
グホイール２２・スラスト玉軸受２３にはめ込ん
で、ワイヤホルダー２５にはワイヤキヤツプ２６
をねじで締結する。そうすることによつて、スラ
イデイングホイール２２が回転してもワイヤホル
ダー２５・ワイヤキヤツプ２６は回転しない。中
ぐりを施したハブ軸４の中に、先端にばね座２７
をはめ込んだワイヤホルダー２５を入れてスライ
ドするようにし、車いすのフレームの内側に出て
いる中ぐりを施したハブ軸４をねじで切つてアジ
ヤスター２８をねじ込み、アジヤスター２８とば
ね座２７の間に圧縮コイルばね２９を入れる。ア
ジヤスター２８は圧縮コイルばね２９の圧縮強さ
を調節するためのものであり、圧縮コイルばね２
９は遊星歯車１０にかみ合つているチエンジホイ
ール１７を元の位置に戻して、ピン７をホイール
ハブ３に開けた穴にはまり込ませる役目をする。
ケーブルワイヤ２４のワイヤをばね座２７・圧縮
コイルばね２９・アジヤスター２８の中を通して
車いすのフレームの内側に取り出して、ワイヤに
ケーブルを差し込む。ケーブルはアジヤスター２
８に開けた穴で止まる。 第４図は車いすの二段変速・バツクストツプ装
置の左側のホイールハブ部の部分縦断面図で、け
い髄損傷者のために特殊なプレート状の突起３０
をハンドリム１９に取り付けたものである。この
プレート状の突起３０を手の掌で押え付けるよう
にして繰る。 第２図は車いすの二段変速装置の左側のホイー
ルハブ部の縦断面図である。第３図と比較して、
ニードルベアリング付一方向クラツチ１２を組み
込んだハウジング１３をハブ軸４にはめ込む変り
に、チエンジホイール１７にブツシユ３１を組み
込んでハブ軸４を軸としてスライドさせる。構成
の説明は第３図に準ずるので省略する。 第１図は車いすのアームレストの下に取り付け
た場合の車いすの左側のチエンジレバー部の左側
面図、正面図、右側面図である。アームレストの
下部のフレームに、フレームと同じ直径のパイプ
３２をねじで締結する。パイプ３２にはチエンジ
レバー３３の植込ボルトのスライドする溝を切
り、溝の先端はチエンジレバー３３が上を向くよ
うに直角に曲げ、溝のもう一方はチエンジレバー
３３が下を向くように直角に曲げる。そうするこ
とによつて、車いすを繰る時チエンジレバー３３
が邪魔にならない。パイプ３２の後方先端にはア
ジヤスター３４をねり込んでナツトで締結・調節
したアジヤスターホルダー３５をはめ込み、アジ
ヤスター３４・アジヤスターホルダー３５にケー
ブルワイヤ２４を通し、ケーブルはアジヤスター
３４で止まるようにする。パイプ３２の中にはパ
イプ３２の中をスライドするスライダ３６と圧縮
コイルばね２９を圧縮するだけの力のある引張コ
イルばね３７とスライダ３８を連結して入れる。
スライダ３６にはパイプ３２に切つた溝を通して
チエンジレバー３３の植込ボルトをねじ込み、ス
ライダ３８にはケーブルワイヤ２４のワイヤをね
じで締結する。アジヤスター３４は引張コイルば
ね３７の引張強さを調節するためのものである。
第１図と第２図を以つて車いすの二段変速装置と
し、第１図と第３図を以つて車いすの二段変速・
バツクストツプ装置とする。 続いて、この発明の機能に付いて説明する。第
１図に於て、チエンジレバー３３が図面の位置に
ある時、第２図・第３図に於て、ハンドリム１９
の回転はプレート状のスポーク２０を経てインプ
ツトホイール１５に伝達される。インプツトホイ
ール１５が回転するとスライデイングホイール２
２・チエンジホイール１７が回転してピン７を経
てホイールハブ３に回転力は伝達される。この
時、ボールベアリング２１はベアリングの役目を
なさないで、ホイールハブ３はニードルベアリン
グ２とニードルベアリング１４に支持されて回転
する。ハンドリム１９の回転はそのままホイール
ハブ３に伝達され、ハンドリム１９とホイールハ
ブ３の回転比は同じであり、遊星歯車１０はハブ
軸４に切つた太陽歯車の回りを自転しながらホイ
ールハブ３と共に回転し、ホイールハブ３は回転
自由である。第１図に於て、チエンジレバー３３
をスライドさせて想像線の所にはめ込むと、スラ
イダ３８は引張コイルばね３７に引つ張られてス
ライドしてケーブルワイヤ２４を引つ張る。第２
図・第３図に於て、そうすると、圧縮コイルばね
２９を圧縮しながらスライデイングホイール２
２・チエンジホイール１７はスライドして、ピン
７はホイールハブ３より抜け出て、チエンジホイ
ール１７は遊星歯車１０にかみ合う。チエンジホ
イール１７が遊星歯車１０に突き当つてかみ合わ
ない時は、チエンジホイール１７にはまだ引張コ
イルばね３７の力が働いているのでハンドリム１
９を少し回転するとかみ合う。ハンドリム１９・
インプツトホイール１５の回転はチエンジホイー
ル１７の回転となり遊星歯車１０を経てホイール
ハブ３へと伝達される。ホイールハブ３はニード
ルベアリング２とボールベアリング２１に支持さ
れて回転し、インプツトホイール１５はニードル
ベアリング１４に支持されて回転する。図面に使
つた歯数で減速比を試算してみると表のようにな
る。モジユールは1.0とする。

【表】 第２図ではハンドリム１９を1.47回転するとホ
イールハブ３は１回転し、第３図ではハンドリム
１９を1.50回転するとホイールハブ３は１回転す
る。第１図に於て、チエンジレバー３３を想像線
の所より外すとチエンジレバー３３は圧縮コイル
ばね２９の力によつて元の位置に戻り、第２図・
第３図に於ても圧縮コイルばね２９の力によつて
スライデイングホイール２２・チエンジホイール
１７はスライドしてピン７はホイールハブ３には
まり込んで、再びハンドリム１９とホイールハブ
３の回転比は同じになる。ピン７がホイールハブ
３にはまり込まない時はハンドリム１９を少し回
転するとはまり込む。これが二段変速である。 第２図に於ては、チエンジホイール１７はブツ
シユ３１に支持されて回転するのでホイールハブ
３は回転自由であるけれども、第３図ではチエン
ジホイール１７がスライドすると遊星歯車１０に
かみ合うと同時に、ニードルベアリング付一方向
クラツチ１２を組み込んだハウジング１３にもか
み合う。車いすが前進するホイールハブ３の反時
計回りの時にはニードルベアリング付一方向クラ
ツチ１２はかみ込まないけれども、車いすがバツ
クする時計回りの力が少しでもホイールハブ３に
働くとニードルベアリング付一方向クラツチ１２
はかみ込むのでホイールハブ３は時計回りには回
転しない。上り坂・勾配ではいつでも後輪に時計
回りの力が働いているけれども車いすはバツクし
ない。これがバツクストツプである。 両腕の健全な人にとつて、屋内で車いすを繰る
ということは何でもないことである。しかしなが
ら、いつたん屋外に出ると勾配の大きな上り坂や
スロープ等に出合うことは避けることができな
い。住居や施設の所在地が坂道の多い所にあつた
り、あの坂を越えなければ目的地に行くことがで
きないため迂回しているということは日常茶飯で
ある。このような地理的環境に在る者にとつて、
上り坂×勾配の問題は深刻である。ハンドリム１
９を強く握つて相当大きな筋力を加えなければ車
いすは進まないし、急激な腕力の使用は疲労が激
しく息切れがする。屋内で車いすを繰る時はハン
ドリム１９と後輪の回転比を同じにして繰り、屋
外では必要に応じて減速すれば比較的楽に上り
坂・勾配を上つていくことができる。第２図に於
ける設計例の試算では1.47倍の推進力の得られる
車いすとなる。 握力の全くないけい髄損傷者でも第４図に示し
たように、ハンドリム１９に取り付けた特殊なプ
レート状の突起３０を手の掌で押え付けるように
すれば、前腕や上腕は動くので車いすを繰ること
は可能である。車いすのかじ取りに付いては、手
の掌でブレーキレバーを押すとブレーキのかかる
方式のブレーキを採用し、回りたい方向のブレー
キを半ブレーキとして使用し、反対側を繰れば、
直角に回ることもできるし、Ｕターンもする。坂
道を下る時には両サイドのブレーキを半ブレーキ
として使用し、押え加減によつてかじ取りを行え
ばよい。屋内で車いすを繰る時はハンドリム１９
と後輪の回転比を同じにしても自由に車いすを繰
ることができる。このように残存機能を使用して
車いすを繰るということは、残存機能の硬縮化・
退化を防ぐという意味で非常に大切なことであ
る。残存機能は鍛練・強化されるばかりでなく、
運動になるので呼吸、循環、消化器系統が良くな
り、身体に非常に良い。 上り坂が長かつたり、勾配が大きくて一気に上
り切れない場合、チエンジレバー３３を操作して
変速・バツプストツプの機能を有するようにする
と、上り坂・勾配の途中でハンドリム１９から手
の掌を離しても、キヤスターは車いすの進行方向
を向いたままでその位置にぴたりと止まる。この
状態だとスタートが非常にたやすく、休憩しなが
ら上り坂・勾配を上つていくことができるので疲
労が少なく、瞬時のブレーキ操作を必要としない
ので安全である。第３図に於ける設計例の試算で
は、1.50倍の推進力が得られる車いすとなり、バ
ツクストツプの機能を兼備するので登はん能力は
飛躍的に増大し、大低の上り坂・勾配を上り切る
ことができる。この効果はけい髄損傷者ばかりで
なく、女性や老人、車いすを使用するあらゆる身
体障害者に適用できる。この発明により、行動半
径の拡大を制限する上り坂・勾配の問題点を解決
したといつても過言でない。

【図面の簡単な説明】

第１図は車いすのアームレストの下に取り付け
た場合の車いすの左側のチエンジレバー部の左側
面図、正面図、右側面図。第２図は車いすの二段
変速装置の左側のホイールハブ部の縦断面図。第
３図は車いすの二段変速・バツクストツプ装置の
左側のホイールハブ部の縦断面図。第４図は車い
すの二段変速・バツクストツプ装置の左側のホイ
ールハブ部の部分縦断面図で、けい髄損傷者のた
めに特殊なプレート状の突起３０をハンドリム１
９に取り付けたものである。 １……ハブ軸ブラケツト、２……ニードルベア
リング、３……ホイールハブ、４……ハブ軸、５
……ナツト、６……平行ピン、７……ピン、８…
…歯車軸、９……含油軸受、１０……遊星歯車、
１１……固定リング、１２……ニードルベアリン
グ付一方向クラツチ、１３……ハウジング、１４
……ニードルベアリング、１５……インプツトホ
イール、１６……リングナツト、１７……チエン
ジホイール、１８……スライデイングピン、１９
……ハンドリム、２０……プレート状のスポー
ク、２１……ボールベアリング、２２……スライ
デイングホイール、２３……スラスト玉軸受、２
４……ケーブルワイヤ、２５……ワイヤホルダ
ー、２６……ワイヤキヤツプ、２７……ばね座、
２８……アジヤスター、２９……圧縮コイルば
ね、３０……プレート状の突起、３１……ブツシ
ユ、３２……パイプ、３３……チエンジレバー、
３４……アジヤスター、３５……アジヤスターホ
ルダー、３６……スライダ、３７……引張コイル
ばね、３８……スライダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハブ軸４を軸とするニードルベアリング１４
   と車いすの外側のホイールハブ３の側面を支持す
   るボールベアリング２１を組み込んだインプツト
   ホイール１５の側面に開けた穴の中をスライドす
   るスライデイングピン１８の一方をチエンジホイ
   ール１７に植え込み、他のもう一方をホイールハ
   ブ３の外のスライデイングホイール２２にねじで
   締結して連結し、ハブ軸４を軸とするニードルベ
   アリング２を組み込んだ車いすのフレーム側のホ
   イールハブ３の中の側面に遊星歯車１０の歯車軸
   ８を固定し、ハブ軸４に切つた太陽歯車の回りを
   自転しながらホイールハブ３と共に公転する遊星
   歯車１０にスライデイングホイール２２をスライ
   ドさせてチエンジホイール１７をかみ合せて、イ
   ンプツトホイール１５とプレート状のスポーク２
   ０で連結されたハンドリム１９の回転に対して、
   ニードルベアリング２とボールベアリング２１に
   支持されて回転するホイールハブ３の回転比を変
   え、チエンジホイール１７がスライドしない時は
   チエンジホイール１７に植え込まれたピン７が車
   いすの外側のホイールハブ３の中の側面に開けた
   穴の中にはまり込んでチエンジホイール１７とホ
   イールハブ３が一体となり、ニードルベアリング
   ２とニードルベアリング１４に支持されて回転す
   るホイールハブ３とハンドリム１９の回転比が同
   じになる車いすの二段変速装置。 ２ 中ぐりを施したハブ軸４の中に入れた圧縮コ
   イルばね２９の中を通してスライデイングホイー
   ル２２の中心を引つ張るケーブルワイヤ２４と圧
   縮コイルばね２９を圧縮するだけの力のある引張
   コイルばね３７を連結し、引張コイルばね３７の
   引つ張つた状態を持続することによつて、スライ
   デイングホイール２２・チエンジホイール１７を
   スライドさせて変速の機能を有するようにし、引
   張コイルばね３７を引つ張らない時は圧縮コイル
   ばね２９の力によつて、スライデイングホイール
   ２２・チエンジホイール１７を元の位置に戻すこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の車い
   すの二段変速装置。 ３ ハブ軸４を軸とするニードルベアリング１４
   と車いすの外側のホイールハブ３の側面を支持す
   るボールベアリング２１を組み込んだインプツト
   ホイール１５の側面に開けた穴の中をスライドす
   るスライデイングピン１８の一方をチエンジホイ
   ール１７に植え込み、他のもう一方をホイールハ
   ブ３の外のスライデイングホイール２２にねじで
   締結して連結し、ハブ軸４を軸とするニードルベ
   アリング２を組み込んだ車いすのフレーム側のホ
   イールハブ３の中の側面に遊星歯車１０の歯車軸
   ８を固定し、ハブ軸４に切つた太陽歯車の回りを
   自転しながらホイールハブ３と共に公転する遊星
   歯車１０とハブ軸４を軸とするニードルベアリン
   グ付一方向クラツチ１２を車いすがバツクしよう
   とする時にかみ込むように組み込んだハウジング
   １３に、スライデイングホイール２２をスライド
   させてチエンジホイール１７をかみ合せて、イン
   プツトホイール１５とプレート状のスポーク２０
   で連結されたハンドリム１９の回転に対して、ニ
   ードルベアリング２とボールベアリング２１に支
   持されて回転するホイールハブ３の回転比を変え
   ると同時に車いすの進行方行に対して逆回転しな
   いバツクストツプの機能を有するようにし、チエ
   ンジホイール１７がスライドしない時はチエンジ
   ホイール１７に植え込まれたピン７が車いすの外
   側のホイールハブ３の側面に開けた穴の中にはま
   り込んでチエンジホイール１７とホイールハブ３
   が一体となり、ニードルベアリング２とニードル
   ベアリング１４に支持されて前後回転自由となる
   ホイールハブ３とハンドリム１９の回転比が同じ
   になる車いすの二段変速・バツクストツプ装置。 ４ 中ぐりを施したハブ軸４の中に入れた圧縮コ
   イルばね２９の中を通してスライデイングホイー
   ル２２の中心を引つ張るケーブルワイヤ２４と圧
   縮コイルばね２９を圧縮するだけの力のある引張
   コイルばね３７を連結し、引張コイルばね３７の
   引つ張つた状態を持続することによつて、スライ
   デイングホイール２２・チエンジホイール１７を
   スライドさせて変速・バツクストツプの機能を有
   するようにし、引張コイルばね３７を引つ張らな
   い時は圧縮コイルばね２９の力によつて、スライ
   デイングホイール２２・チエンジホイール１７を
   元の位置に戻すことを特徴とする特許請求の範囲
   第３項記載の車いすの二段変速・バツクストツプ
   装置。