JPH10314234A

JPH10314234A - 動力補助機付き車椅子

Info

Publication number: JPH10314234A
Application number: JP9133235A
Authority: JP
Inventors: Toshiyasu Takura; 敏靖田倉; Yoshifumi Tanabe; 佳史田辺
Original assignee: TEC CORP
Current assignee: TEC CORP
Priority date: 1997-05-23
Filing date: 1997-05-23
Publication date: 1998-12-02

Abstract

(57)【要約】【課題】補助駆動状態を制動作用とともに円滑に行っ
て安全性の高い動力補助を行うことができる車椅子を得
ることである。【解決手段】電動機と減速機構と駆動輪３４とをユニ
ット化して形成した動力補助機Ａを車椅子１の中央下部
に設けた動力補助機付き車椅子において、左右車輪１６
のそれぞれを制動するブレーキ手段と前記電動機による
動力補助量を制御する補助量制御手段とを備えた制御操
作ユニット７２を前記車椅子１の左右に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機と減速機構
と駆動輪とをユニット化して形成した動力補助機を車椅
子の中央下部に設けた動力補助機付き車椅子に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電動によって動力が補助される車
椅子として、特開平３−１５４６８号公報に開示されて
いるように、駆動輪にトルク検出手段を介して操作輪を
連結し、そのトルク検出値に基づいてモータを制御する
コントローラを設けたものや、特開平６−８６７９０号
公報に示されているように、一般の車椅子に取り付けて
電動化することができる装置の着脱によって手動と電動
との両方に使い分けすることができるようにした機構な
どが提案されている。

【０００３】また、特願平３−１５４６８号において、
車椅子の下部に設けた１輪の駆動補助輪により動力補助
を行うようにした動力補助機付き車椅子が本出願人によ
り出願されている。すなわち、使用者又は介護者による
走行の意志に基づいて駆動力を補助的に与えることがで
きるようにし、かつ、その走行の意志を加速度センサに
より検知して補助動力の付与や遮断を行わせるようにす
るとともに傾斜センサを備えて登り坂では自動的に補助
動力を与えるようにしているものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】手動と電動との切り替
えが任意に行える車椅子において、直進時の補助動力制
御は制御可能であるが、左右に転回する場合にその操作
が容易であり、かつ、安全であるように配慮したものは
ない。

【０００５】本発明は、安全な旋回操作を行うことがで
きるとともに、加速度に基づく使用者又は介護者による
走行の意志を検知することができ、かつ、坂道での駆動
制御を行う作用を簡単な構造で得ることができるように
した動力補助機付き車椅子を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
電動機と減速機構と駆動輪とをユニット化して形成した
動力補助機を車椅子の中央下部に設けた動力補助機付き
車椅子において、左右車輪のそれぞれを制動するブレー
キ手段と前記電動機による動力補助量を制御する補助量
制御手段とを備えた制御操作ユニットを前記車椅子の左
右に設けたものである。従って、制御操作ユニットが左
右に設けられているため、左右の車輪を独立的に制御し
てその旋回を容易に行うことができるものである。

【０００７】請求項２記載の発明は、片側の車輪にブレ
ーキをかけた時の動力補助機の動力補助量をブレーキを
かけない状態の動力補助量よりも減少させるようにした
ものである。従って、旋回時に急転回する危険性を回避
することができる。

【０００８】請求項３記載の発明は、両側の車輪への動
力補助機の動力補助量が一定値以下となった時に、動力
補助が完全に行われなくなるようにした動力補助停止手
段を設けたものである。従って、ブレーキをかける前に
動力補助がなされなくなっているため、確実かつ安全に
旋回や停止を行うことができる。

【０００９】請求項４記載の発明は、制御操作ユニット
の補助量制御手段を傾斜と加速度とを同時に検出する傾
斜・加速度センサにより形成したものである。従って、
加速度により使用者や介護者の走行の意志を検知して制
御することや坂道での駆動制御を同時に行わせることが
できる。

【００１０】請求項５記載の発明は、制御操作ユニット
を車椅子の左右に回動自在に取り付け、これらの制御操
作ユニットに、前方に倒すと補助動力量が増大し手前に
倒すとブレーキがかかるように操作レバーを取り付けた
ものである。従って、車椅子の駆動制御を使用者の感覚
に合わせて自然な状態で行うことができ、非常に操作し
やすい状態を得ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図面に基
づいて説明する。まず、車椅子１は、ＪＩＳ規格に基づ
いて製作された一般のものであり、この車椅子１は、パ
イプ状の部材によるフレーム２を基礎にして組み立てら
れている。このフレーム２は、両側に位置して互いの間
隔を広げたり縮めたりできるようにＸ字状の図示しない
連結金具により連結された側枠３よりなっている。これ
らの側枠３は、前方に位置する垂直な前枠４と後方に位
置する垂直な後枠５と上下に位置して前記前枠４と前記
後枠５とを連結する水平な下枠６と上枠７とを備えてい
る。そして、前記前枠４の下端には、直径の小さな前輪
８が取り付けられ、前記後枠５の上端には、上方に延び
てから後方に突出するハンドル部９が設けられ、前記上
枠７には肘掛部１０が設けられている。また、前記側枠
３の中間部には、水平部１１を有する中枠１２が固定さ
れ、これらの中枠１２の先端には、前記前枠４より前方
へ下向きに突出するとともに水平状態から垂直状態の間
で回動する足掛け部１３が形成されている。さらに、前
記中枠１２の前記水平部１１には、布等により形成され
た座席シート１４が懸け渡されている。前記後枠５にも
布等により形成された背凭れシート１５が懸け渡されて
いる。ついで、前記側枠３の後方には、直径の大きな主
駆動輪１６（車輪）が回転自在に取り付けられている。
これらの主駆動輪１６の外側には、その主駆動輪１６の
外径よりも僅かに小さな外径の輪体状のハンドリム１７
が固定されている。

【００１２】ついで、前記車椅子１に着脱自在に取り付
けられる動力補助機Ａが設けられている。まず、左右の
前記側枠３の下方後部には、板材により形成されたステ
ーホルダ１８が着脱自在に取り付けられている。これら
のステーホルダ１８は、その下縁後方に一体的に屈曲形
成されて前記下枠６に内方から外方に向けて嵌め込まれ
る半円弧状の保持部１９と、上方前方に一体的に屈曲形
成されて前記後枠５に内方から外方に向けて嵌め込まれ
る保持部２０とを有する。そして、前記保持部２０は、
内方からねじ込まれた固定ボルト２１により固定され、
これにより、前記ステーホルダ１８は前記側枠３に着脱
自在に取り付けられている。すなわち、前記ステーホル
ダ１８は、前記後枠５と前記下枠６の交差する後方部分
に固定的に取り付けられている。

【００１３】このように形成されたステーホルダ１８に
は、円筒状のボス部２２が突出形成され、このボス部２
２には、ステーパイプ２３が嵌合して固定されている。
このステーパイプ２３は、互いに摺動自在に嵌合する大
径の径大ステー２４とこの径大ステー２４に嵌り込む小
径の径小ステー２５とよりなり、中間部にそれぞれ形成
されたピン穴２６，２７にセンターピン２８を嵌め込む
ことにより最も長くなった状態に固定されている。前記
ステーパイプ２３の径大ステー２４には、ボス２９が嵌
め込まれており、このボス２９も前記センターピン２８
により前記ステーパイプ２３に固定されている。

【００１４】前記ボス２９の両端には、ベアリング３０
を介してフレームステー３１が回動自在に取り付けられ
ている。これらのフレームステー３１は、互いに相対向
しているものであり、この下端には、軸受ホルダ３２が
取り付けられ、これらの軸受ホルダ３２に保持されたベ
アリング３３により駆動輪３４が回転自在に保持されて
いる。

【００１５】前記ステーホルダ１８には、電動機３５が
固定されており、この電動機３５と前記駆動輪３４と
は、動力伝達機構３６により連結されている。すなわ
ち、前記電動機３５の駆動軸３７には、前記電動機３５
の回転を検出する検出手段を備えてこの検出手段の出力
に基づいて動力伝達を断続する遠心クラッチ３８が連結
されている。この遠心クラッチ３８は、一対の引張ばね
３９で中心方向に付勢された検出手段として作用する一
対のクラッチウェイト４０を有する。これらのクラッチ
ウェイト４０は、そのクラッチウェイト４０に形成され
た外方へ突出する係合突起４１が摺動自在に挿入される
ガイド切欠４２を有する駆動側輪体４３に取り付けられ
ている。この駆動側輪体４３の外側には、前記クラッチ
ウェイト４０の前記係合突起４１が係脱する多数のクラ
ウン状の歯４４を有する従動側輪体４５が設けられてい
る。従って、前記遠心クラッチ３８は、一対のクラッチ
ウェイト４０を保持する駆動側輪体４３とこの駆動側輪
体４３が回動自在に嵌合する従動側輪体４５とよりなっ
ている。

【００１６】しかして、一方の前記フレームステー３１
の内面側には、サブフレーム４６が固定され、このサブ
フレーム４６と前記フレームステー３１との間には、減
速機構Ｂが設けられている。すなわち、前記サブフレー
ム４６と前記フレームステー３１との間には、軸受４
７，４８，４９によりそれぞれ回転自在に支持された第
一中間歯車５０、第二中間歯車５１、第三中間歯車５２
が設けられている。前記第一中間歯車５０は、大径の従
動歯車部５３と小径の駆動歯車部５４とが同心的に一体
形成されたものであり、前記第二中間歯車５１は、大径
の従動歯車部５５と小径の駆動歯車部５６とが同心的に
一体形成されたものであり、前記第三中間歯車５２は、
大径の従動歯車部５７と小径の駆動側歯車部５８とが同
心的に一体形成されたものである。そして、前記遠心ク
ラッチ３８の前記従動側輪体４５は、軸受４５ａにより
保持されており、前記従動側輪体４５の背面には、小径
の駆動歯車５９が形成されている。この駆動歯車５９
は、前記第一中間歯車５０の大径の従動歯車部５３に噛
み合わされている。この第一中間歯車５０の小径の駆動
歯車部５４は、第二中間歯車５１の大径の従動歯車部５
５に噛み合わされている。この第二中間歯車５１の小径
の駆動歯車部５６は、第三中間歯車５２の大径の従動歯
車部５７に噛み合わされている。さらに、前記駆動輪３
４の一側には、受動歯車部６０が形成され、この受動歯
車部６０には、前記第三中間歯車５２の小径の駆動側歯
車部５８が噛み合わされている。

【００１７】前記ボス２９の角柱部６１には、コの字形
に形成されたホルダ６２が固定されている。このホルダ
６２は、板金材料によりプレス成型されたものであり、
その一側には、ストッパー部を兼ねたスプリング掛け部
６３が一体形成されている。また、前記フレームステー
３１の下方には、スプリング掛け部６４が屈曲形成され
ている。しかして、前記ボス２９の円柱部６５には、コ
イル状に巻回されたスプリング６６が取り付けられ、こ
のスプリング６６の一方の脚６７は前記スプリング掛け
部６３に係止され、他方の脚６８は前記スプリング掛け
部６４に係止されている。そのため、前記フレームステ
ー３１は、駆動輪３４が前方へ移動する方向に付勢され
ている。すなわち、前記フレームステー３１の回動中心
は、ステーパイプ２３であり、このステーパイプ２３の
位置よりも前記駆動輪３４は後方へ変位した位置に位置
決めされており、前記駆動輪３４に地表６９に対する圧
接力を増加する方向に前記フレームステー３１は前記ス
プリング６６により付勢されているものである。そし
て、前記フレームステー３１の上縁には、両側のフレー
ムステー３１を連結する状態で上板７０が固定されてい
る。また、前記フレームステー３１は、車椅子１のフレ
ーム２の一部に当接することにより前方への移動を停止
させて位置決めされている。

【００１８】さらに、前記フレームステー３１には、磁
気ホール素子等により形成された回転数検出センサ７１
が取り付けられている。この回転数検出センサ７１は、
前記減速機構Ｂの第一中間歯車５０の歯数を検出して前
記電動機３５の回転数を制御するための信号を得るため
のものである。また、図示しないが、車椅子１の下方空
間部に、電動機３５を駆動するための電源となるバッテ
リーが載置されている。そして、回転数検出センサ７１
とに接続された制御回路が設けられており、この制御回
路を経て前記電動機３５の動作制御がなされている。

【００１９】ついで、前記車椅子１のフレーム２には、
前記主駆動輪１６の前側に位置させて左右にそれぞれ独
立した制御操作ユニット７２が取り付けられている。こ
の制御操作ユニット７２は、前記フレーム２に固定され
た制御ボックス７３を有し、この制御ボックス７３に
は、三本の支軸７４，７５，７６が固定的に設けられ、
第一の支軸７４には、ブレーキシュー７７を有するブレ
ーキ組立７８（ブレーキ手段）の一端が回動自在に取り
付けられ、第二の支軸７５には傾斜・加速度センサ７９
を保持するセンサユニット８０が回動自在に取り付けら
れ、第三の支軸７６には、リンク機構８１の一方のリン
ク８２が回動自在に取り付けられている。そして、前記
ブレーキ組立７８には引張ばね８３が結合されて時計方
向に付勢されており、かつ、連結軸８４により前記リン
ク機構８１の他方のリンク８５が回動自在に連結されて
いる。このリンク８５の他端と前記リンク８２の一端と
は結合軸８６により回動自在に結合されているととも
に、この結合軸８６には操作レバー８７も回動自在に結
合されている。また、前記操作レバー８７の下端には、
駆動ピン８８が固定され、この駆動ピン８８は前記セン
サユニット８０に形成された縦方向に長い長孔８９に摺
動自在に嵌合されている。

【００２０】つぎに、前記センサユニット８０の具体的
構造を説明する。まず、支持台９０には、板ばね９１の
上端が固定されている。この板ばね９１は、その幅寸法
が大きく形成されており、かつ、その厚さは０.０５〜
０.５ｍｍ程度である。このような板ばね９１の下端に
は、ウェィトとなるマグネット保持台９２が固着されて
いる。このマグネット保持台９２の手前側に開口する凹
部９３内には、前記板ばね９１の撓み方向に長い直方体
形状、すなわち、移動方向に長い形状の永久磁石９４が
取り付けられている。この永久磁石９４の着磁面は、前
後方向（図１０においては左右方向、図１１においては
前後方向）に位置しているものである。ついで、前記支
持台９０には、ＰＣ板９５の上端が固定されている。こ
のＰＣ板９５の前記永久磁石９４に近接して対向する位
置には、検出手段としての磁気抵抗素子９６が取り付け
られている。この磁気抵抗素子９６は、図１２に等価的
に示すように、互いにブリッジ結合された４個の可変抵
抗部９７を備えているものであり、端子に電圧を印
加した時に、磁界Ｈの変化に基づいて端子に出力電
圧が発生するものである。具体的には、磁界Ｈに対して
可変抵抗部９７は、左右４５°の方向の磁界Ｈをそれぞ
れ検出するものであり、これらの２つの出力の差が出力
となって現われるものである。

【００２１】ついで、前記支持台９０は、磁気遮蔽機能
を有するカバー９８に取り付けられている。そして、前
記カバー９８は、前記板ばね９１、前記永久磁石９４、
前記ＰＣ板９５の外周を覆っている。また、前記カバー
９８の前記永久磁石９４の移動方向の両端に対向する位
置には、その永久磁石９４の有効振れ幅を永久磁石９４
の長さの１／２以下となるように規制する緩衝規制手段
としてのストッパ９９が固定されている。

【００２２】このような構成において、その使用方法は
一般の車椅子１を使用する場合と同様である。まず、一
般の車椅子１にユニット化されて形成された動力補助機
Ａを取り付けて使用する。その取り付けは、ステーホル
ダ１８を側枠３に嵌め込んで固定ボルト２１で固定する
ことにより行う。そして、保管時においては、図２に示
すように、折り畳んで幅方向に縮小した状態にしてある
が、使用に当っては図１に示すように幅方向に広げる。
この時、動力補助機Ａのステーパイプ２３は径大ステー
２４と径小ステー２５とがスライドして延びるため、側
枠３の間隔が拡大してもそれらの側枠３に取り付けられ
たステーホルダ１８がステーパイプ２３の伸びに追従し
てそれらの間隔を拡大する。このようにして幅を広げる
ことにより、座席シート１４と背凭れシート１５とが水
平に展張した緊張状態になり、かつ、ステーホルダ１８
のピン穴２６，２７にセンターピン２８を挿入すること
によりステーホルダ１８の径大ステー２４と径小ステー
２５との位置が固定されて最も長くなった状態に固定さ
れる。逆に、車椅子１を折り畳む場合には、ステーホル
ダ１８からセンターピン２８を抜き取ることで動力補助
機Ａを取り付けたままで行うことができる。そして、折
り畳み時には不要となるセンターピン２８は、その紛失
を防ぐために、鎖等を用いてフレームステー３１に連結
しておくことが望ましい。

【００２３】前述のように、使用可能な状態にセットす
ると、通常の使用状態、すなわち、患者や歩行不能な
人、すなわち、使用者が座席シート１４に座り、自らハ
ンドリム１７を操作して主駆動輪１６を回すか、介護者
がハンドル部９を把持して押すかして使用される。ま
た、操作レバー８７を操作する使用方法もある。いずれ
の場合にも、車椅子１が静止状態から動きだすと、傾斜
・加速度センサ７９がその動きを検出する。この時、操
作レバー８７を操作しない使用状態においては、操作レ
バー８７の位置は、図９(ｂ)に示す状態であり、傾斜・
加速度センサ７９は垂直状態にあるものとする。この始
動時においては、遠心クラッチ３８が切断状態にあるた
めに動力補助機Ａがない状態と同様であり、動力伝達機
構３６は関係のない状態にあり、動作時の抵抗はない。
そして、傾斜・加速度センサ７９からの信号が制御回路
に与えられると、電動機３５が回転を始める。この電動
機３５の回転により、駆動軸３７に固定された駆動側輪
体４３が同速回転を始める。この駆動側輪体４３ととも
にクラッチウェイト４０も同速回転するため、それらの
クラッチウェイト４０には遠心力が発生し、回転数が所
定値に達すると、引張ばね３９の引張力に抗してクラッ
チウェイト４０は互いに離反する外側方向に移動する。
すなわち、クラッチウェイト４０の係合突起４１が駆動
側輪体４３のガイド切欠４２に案内されて互いのクラッ
チウェイト４０が離反する方向に移動する。この移動が
進行すると、クラッチウェイト４０の係合突起４１が従
動側輪体４５の歯４４に係合する。これにより、静止し
ていた従動側輪体４５がクラッチウェイト４０を介して
駆動側輪体４３に機械的に結合され、これにより、両者
は一体となって回転する。この従動側輪体４５が回転す
ることにより、減速機構Ｂを介して駆動輪３４が駆動さ
れることになる。すなわち、従動側輪体４５が回転する
と、第一中間歯車５０、第二中間歯車５１、第三中間歯
車５２の順に動力が伝達され、かつ、その回転数は順次
減速される。そして、第三中間歯車５２の小径の駆動側
歯車部５８が駆動輪３４と一体の受動歯車部６０に噛み
合っているため、駆動輪３４が電動機３５の駆動力を受
けて回転することになる。なお、電動機３５の回転が停
止すると、車椅子１の走行は減速され、遠心クラッチ３
８は切れる。すなわち、クラッチウェイト４０に作用す
る遠心力が弱くなるため、引張ばね３９の力によりクラ
ッチウェイト４０は中心方向に移動し、その係合突起４
１が従動側輪体４５の歯４４から外れる。そのため、従
動側輪体４５に駆動力が作用せず、車椅子１は自由状態
になる。

【００２４】このようにして駆動輪３４は回転駆動され
るが、動力補助機Ａは、ステーパイプ２３を中心にして
その駆動輪３４が地表６９に接するようにスプリング６
６で付勢されているため（図４にβ方向として示す）、
駆動輪３４は適当な接地圧をもって車椅子１を駆動す
る。この駆動は、車椅子１の左右方向中心部で行われる
ため、直進性が良好であるとともに、車椅子１側で図示
しない操縦装置を使用して左右方向に旋回する場合でも
良好な駆動状態を示す。特に、地表６９に凹凸があった
場合などには、動力補助機Ａが回動（図４のα方向）し
て駆動輪３４が一時的に上昇してその凸部を乗り上げ
る。そして、凸部を超えたときには、スプリング６６の
力により、再び動力補助機Ａは原位置に復帰する。

【００２５】また、電動機３５の回転数、すなわち、駆
動輪３４の回転数は、回転数検出センサ７１による検出
信号により予め定めた一定値に設定されている。すなわ
ち、回転数検出センサ７１は、動力伝達機構３６の第一
中間歯車５０の大径の従動歯車部５３の歯を検出してい
るものであり、所定時間内の歯数をカウントすることに
より駆動輪３４の回転数が検出される。これにより、駆
動輪３４の回転数を予め定めた一定回転数に設定するこ
とが可能である。このようにして制御される走行速度
は、安全性を確保するために、６ｋｍ／ｈ以下であるよ
うに設定されている。

【００２６】さらに、傾斜・加速度センサ７９は、車椅
子１の傾斜をも検出している。この傾斜が登り坂である
場合には、電動機３５の出力を増加させる。すなわち、
駆動輪３４の回転数が一定であるように制御する。ま
た、下り坂である場合には、電動機３５を停止させて動
力伝達を遮断する。この動力遮断は、平坦地を走行中で
あってもなんらかの理由により、車椅子１を制動した場
合にも行われる。すなわち、車椅子１を制動すると、傾
斜・加速度センサ７９により加速度としてマイナスの加
速度が検出され、検出信号がマイナス加速度である場合
には、電動機３５に対する通電を遮断して停止させる。

【００２７】しかして、前記傾斜・加速度センサ７９の
動作をさらに詳細に説明する。まず、車椅子１が水平の
状態においては、図１１(ａ)に示す状態であるが、その
車椅子１が前又は後に角度θだけ傾いたとすると、図１
１(ｂ)又は図１１(ｃ)に示すように支持台９０も傾斜
し、板ばね９１が変形して磁気抵抗素子９６に対しては
永久磁石９４の位置が変位する。この永久磁石９４の着
磁面は、図１３に示すように、磁気抵抗素子９６にＮ極
が面するように位置している。図１３には磁気抵抗素子
９６自体を図示していないが、永久磁石９４が基準位置
Ｏからｍだけ移動した状態が示されており、磁気抵抗素
子９６は基準位置Ｏを基準として４５°異なった方向の
磁界の強さを検出する。すなわち、永久磁石９４が基準
位置Ｏに位置している時に、磁気抵抗素子９６の４５°
異なった方向の可変抵抗部９７のそれぞれが磁界Ｈを検
出しているものとすると、図１３に示す状態おいては、
永久磁石９４がｍだけ変位しているため、可変抵抗部９
７により検出値は、一方がＨｃｏｓθとなり、他方がＨ
ｓｉｎθとなる。そのため、図１２に示す回路からの出
力は、これらの両者の差に相当する出力、すなわち、Ｈ
×（ｃｏｓθ−ｓｉｎθ）の値に比例した電圧となる。
従って、車椅子１が水平な状態の図１１(ａ)の時に、一
定の出力が発生しているものとすると、図１１(ｂ)のよ
うに永久磁石９４が前方方向に変位した時には出力電圧
は減少し、図１１(ｃ)に示すように永久磁石９４が後方
方向に変位した時には出力電圧は増加する。

【００２８】また、図１１においては、車椅子１が傾斜
したものとして説明したが、車椅子１の動きに加速度が
存する場合には、加速度が作用する方向と逆方向に永久
磁石９４が移動するため、前述の車椅子１が傾斜した時
と全く同様に加速度を検出することができる。

【００２９】なお、永久磁石９４の形状は、移動方向に
長いものであればよく、上方から見て円盤状の円形に形
成することも可能である。いま、永久磁石９４の直径を
４ｄとし、その永久磁石９４と磁気抵抗素子９６との距
離がｄ、１.５ｄ、２ｄと変化した時の観測点における
磁束密度の分布状態を図１４に示す。そして、このよう
な磁束密度の分布を示す永久磁石９４が移動した時の出
力変化の状態を図１５に示す。すなわち、図１５におい
ては、横軸が直径４ｄの永久磁石９４の移動距離を示
し、縦軸がその時の出力を示す。そのため、移動量が小
さい状態においては、移動量と出力との関係は直線性を
示しているものであるが、移動量が大きくなると検出出
力の値は低下するため、直線性はなくなる。図１５に示
す状態においては、永久磁石９４と磁気抵抗素子９６と
の距離がｄ、１.５ｄ、２ｄと三種に変化しても、いず
れの場合にも直径の１／２程度までの移動量の範囲であ
れば直線性を示しているものである。

【００３０】しかして、実施に当っては、永久磁石９４
の振れ量は、ストッパ９９によりその長さの１／２以下
であるように規定されている。このように規定する必要
性は、強い衝撃や加速度を受けた時に、永久磁石９４の
振動の減衰を早める作用を得ると云う第一の理由と、磁
気抵抗素子９６の出力に直線性を持たせるためと云う第
二の理由とによるものである。

【００３１】まず、第一の理由については、永久磁石９
４の振れ量が小さいことから必然的に板ばね９１の変形
量が少なくなり、可動部分に過大な力が作用することが
なく、また、振動の減衰も速い。従って、構造的な強度
も高いものである。つぎに、第二の理由については、前
述のように、図１５に基づいて説明した通りである。

【００３２】つぎに、使用者が操作レバー８７を操作し
た時の動作について説明する。まず、図９(ｂ)に示す状
態は中立位置であり、傾斜・加速度センサ７９の動作に
ついては前述の通りである。そして、図９(ａ)に示すよ
うに、操作レバー８７を前方に倒すと、電動機３５は駆
動状態になり、図９(ｃ)に示すように、操作レバー８７
を後方に倒すと、ブレーキシュー７７が主駆動輪１６の
外周面に圧接されて制動作用を示す。

【００３３】すなわち、図９(ａ)に示すように、操作レ
バー８７を前方に倒すと、その操作レバー８７は結合軸
８６を中心に回動し、駆動ピン８８が長孔８９を介して
センサユニット８０を押圧してそのセンサユニット８０
は支軸７５を中心にして時計方向にα度だけ回動する。
この状態は、車椅子１が登り坂に位置する時、あるい
は、使用者若しくは介護者により駆動力を与えられて加
速された状態に等しいものであり、電動機３５により補
助動力を与えるように制御する。すなわち、磁気抵抗素
子９６からの出力は、図示しない補助量制御手段として
作用する演算処理回路で演算処理されて制御出力が出力
される。そのため、使用者が操作レバー８７の操作量を
適宜調節することにより、使用者の意志により任意レベ
ルの動力補助量を選択することができる。もちろん、セ
ンサユニット８０に設けられた傾斜・加速度センサ７９
は、前述のように、車椅子１の傾斜や加速度を検出する
ため、操作レバー８７を操作した時の駆動制御は、傾斜
や加速度に重畳した状態でその制御が行われる。

【００３４】ついで、右又は左の操作レバー８７を図９
(ｃ)に示すように手前に引いて片側の主駆動輪１６を制
動する状態を説明する。操作レバー８７を手前側に引く
と、駆動ピン８８が支軸７５を中心にセンサユニット８
０を反時計方向にβ度だけ回動させる。同時に、センサ
ユニット８０の回動は図示しないストッパにより一定範
囲に限定されているので、操作レバー８７は駆動ピン８
８を中心に回動して結合軸８６が右方へ移動し、ブレー
キ組立７８を反時計方向に回動させてブレーキシュー７
７を主駆動輪１６に圧接し、制動作用を示す。しかし
て、この時のセンサユニット８０の傾斜は、車椅子１が
下り坂にかかった状態と同様であり、電動機３５による
駆動は停止状態となる。

【００３５】このようにして一方の操作レバー８７の操
作により片側の主駆動輪１６が制動された時、電動機３
５の駆動は、他方のセンサユニット８０の姿勢に基づく
制御、すなわち、駆動状態に変化が生じない状態で継続
すると、旋回状態にありながら走行速度に変化がないこ
とになり、危険である。そこで、本実施の形態において
は、片側の主駆動輪１６が制動されたときには、電動機
３５による補助駆動を弱い状態で行うようにして走行速
度を低下させる。これにより、緩やかな速度で駆動され
るため、横転するようなことがなく、安全性は確保され
る。

【００３６】つぎに、走行中において停止しようとする
場合には、両側の操作レバー８７を同時に手前側に引
く。これにより、両側の主駆動輪１６はブレーキシュー
７７により同時に制動されるが、本実施の形態において
は、両側の操作レバー８７を手前側に引いた場合には、
ブレーキシュー７７が主駆動輪１６の外周に接する直前
において、動力補助停止手段により電動機３５による駆
動が解除されるように設定されている。そのため、効率
良く制動することが可能なものである。そのため、ブレ
ーキをかけながら下り坂を安全に下ることができ、しか
も、ブレーキをかける前に補助動力駆動を停止している
ため、無駄な電池の消耗を防止する。

【００３７】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、電動機と減速機
構と駆動輪とをユニット化して形成した動力補助機を車
椅子の中央下部に設けた動力補助機付き車椅子におい
て、左右車輪のそれぞれを制動するブレーキ手段と前記
電動機による動力補助量を制御する補助量制御手段とを
備えた制御操作ユニットを前記車椅子の左右に設けたの
で、制御操作ユニットが左右に設けられているため、左
右の車輪を独立的に制御してその旋回を容易に行うこと
ができると云う効果を有する。

【００３８】請求項２記載の発明は、片側の車輪にブレ
ーキをかけた時の動力補助機の動力補助量をブレーキを
かけない状態の動力補助量よりも減少させるようにした
ので、旋回時に急転回して横転するような危険性を回避
することができると云う効果を有する。

【００３９】請求項３記載の発明は、両側の車輪への動
力補助機の動力補助量が一定値以下となった時に、動力
補助が完全に行われなくなるようにした動力補助停止手
段を設けたので、ブレーキをかける前に動力補助がなさ
れなくなっているため、確実かつ安全に旋回や停止を行
うことができると云う効果を有する。

【００４０】請求項４記載の発明は、制御操作ユニット
の補助量制御手段を傾斜と加速度とを同時に検出する傾
斜・加速度センサにより形成したので、加速度により使
用者や介護者の走行の意志を検知して制御することや坂
道での駆動制御を同時に行わせることができると云う効
果を有する。

【００４１】請求項５記載の発明は、制御操作ユニット
を前方に倒すと補助動力量が増大し、手前に倒すとブレ
ーキがかかるように操作レバーを付けて車椅子の左右に
回動自在に取り付けたので、車椅子の駆動制御を使用者
の感覚に合わせて自然な状態で行うことができ、非常に
操作しやすい状態を得ることができると云う効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示す使用状態における
斜視図である。

【図２】収納するために折り畳んだ状態の斜視図であ
る。

【図３】車椅子に取り付けた動力補助機部分の側面図で
ある。

【図４】車椅子に取り付けた動力補助機部分で一方のフ
レームステーを取り去った状態の側面図である。

【図５】動力補助機の減速機構部分の縦断背面図であ
る。

【図６】車椅子に取り付けられた動力補助機のステーパ
イプ部分を切り欠いた縦断側面図である。

【図７】動力切断状態の遠心クラッチの正面図である。

【図８】動力接続状態の遠心クラッチの正面図である。

【図９】制御操作ユニットを示すもので、(ａ)は操作レ
バーを前方へ倒した状態の縦断側面図、(ｂ)は中立位置
の縦断側面図、(ｃ)は操作レバーを手前側に引いた制動
状態の縦断側面図である。

【図１０】傾斜・加速度センサの縦断側面図である。

【図１１】そのＰＣ板を取り外した状態を示すもので、
(ａ)は被検出体が水平状態であった場合の正面図、(ｂ)
は被検出体が前方へ傾斜した状態の正面図、(ｃ)は被検
出体が後方へ傾斜した状態の正面図である。

【図１２】磁気抵抗素子の構成を等価的に示した回路図
である。

【図１３】永久磁石が移動した時に４５°異なった方向
で検出される磁束の状態を示す説明図である。

【図１４】永久磁石の磁束の分布状態を示すもので、
(ａ)は永久磁石と磁気抵抗素子との距離がｄの場合の説
明図、(ｂ)は永久磁石と磁気抵抗素子との距離が１.５
ｄの場合の説明図、(ｃ)は永久磁石と磁気抵抗素子と
の距離が２ｄの場合の説明図である。

【図１５】永久磁石の移動と検出出力との関係を示すグ
ラフである。

【符号の説明】

１車椅子１６車輪３４駆動輪３５電動機７２制御操作ユニット７８ブレーキ手段７９傾斜・加速度センサＡ動力補助機Ｂ減速機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電動機と減速機構と駆動輪とをユニット
化して形成した動力補助機を車椅子の中央下部に設けた
動力補助機付き車椅子において、左右車輪のそれぞれを
制動するブレーキ手段と前記電動機による動力補助量を
制御する補助量制御手段とを備えた制御操作ユニットを
前記車椅子の左右に設けたことを特徴とする動力補助機
付き車椅子。
【請求項２】片側の車輪にブレーキをかけた時の動力
補助機の動力補助量をブレーキをかけない状態の動力補
助量よりも減少させるようにしたことを特徴とする請求
項１記載の動力補助機付き車椅子。
【請求項３】両側の車輪への動力補助機の動力補助量
が一定値以下となった時に、動力補助が完全に行われな
くなるようにした動力補助停止手段を設けたことを特徴
とする請求項１記載の動力補助機付き車椅子。
【請求項４】制御操作ユニットの補助量制御手段を傾
斜と加速度とを同時に検出する傾斜・加速度センサによ
り形成したことを特徴とする請求項１記載の動力補助機
付き車椅子。
【請求項５】制御操作ユニットを車椅子の左右に回動
自在に取り付け、これらの制御操作ユニットに、前方に
倒すと補助動力量が増大し手前に倒すとブレーキがかか
るように操作レバーを取り付けたことを特徴とする請求
項１又は４記載の動力補助機付き車椅子。