JPS58198341A - 変速ギヤ付車椅子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、障害によって、手指や上肢の機能まで低下し
ている下肢障害者による車椅子の駆動を容易にした変速
ギヤ付車椅子に関するものである。

上肢機能が正常な下肢障害者においては、平地走行、登
板走行、段差乗越し、砂利道走行など、日常で最低限必
要とされる移動を、従来より市販されている車椅子で、
はぼ自立することができる。しかし、障害によって、手
指や上肢の機能まで低下している下肢障害者では、車椅
子を駆動する力（以下、駆動力という）が乏しく、日常
生活に必要な移動にしばしば支障をきたしている。特に
、これらの障害者は、砂利道走行など負荷のかかる屋外
の路面では、車椅子駆動が一層難しくなる。

本発明は、このような駆動力の乏しい車椅子１史用者の
もっている力を変速ギヤによって倍力し、日常生活での
車椅子移動を自立させることのできる変速ギヤ付車椅子
を提供することを目的とするもので、その要旨は、車椅
子の１輪とその駆動部を車軸で支持し、前記車輪の・・
プの中に遊星歯車機構からなる変速ギヤを組み込んだこ
とを特徴とする変速ギヤ付車椅子である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

本発明の変速ギヤ付車椅子は、第１図に示すように、車
椅子の車輪１と、ノ・ンドリムからなる駆動部２とを、
車軸６で支持し、車輪１のノ・ブ４の中に遊星歯車機構
からなる変速ギヤを組み込んだものである。なお、前記
車軸６を固定する車椅子のフレームは、車椅子使用者の
身体に合わせて製作することが可能である。また、ギヤ
の変速は、遊星歯車機構にクラッチ機構を設け、変速操
作レバーによるリモートコントロールで行なうことがで
きる。

本発明で用いる変速ギヤのメカニズムは、第２図に示す
ように、車軸に固定した太陽歯車Ｓの周りを遊星歯車Ｐ
が自転しながら公転し、さらにこの遊星歯車Ｐの外側に
内歯車Ｒがかみ合って歯車列を構成する遊星歯車機構で
ある。しかして、遊星歯車機構の原理では、変速は、入
力と出力をどの要素にするかで決まり、太陽歯車Ｓを同
定し、内歯車Ｒを入力側に、ギヤ枠Ｃを出力側にとれば
減速となり、その逆は増速にもなる。

本発明では、このうちの減速メカニズムを利用し、これ
によって車椅子使用者のもっている駆動力を倍力するこ
とができる。本発明で用いる変速ギヤでは、変速のため
のクラッチ機構を、この遊星歯車機構の内歯車とギヤ枠
の間に設け、クラッチ板を車椅子の外側もしくは内側に
シフＩ・することにより、駆動力を変速して駆動車輪に
伝達することができるようにしだものである。

すなわち、第３図において、５は太陽歯車（第２図のＳ
に該当）で、車軸６に固定されている。また、６は遊星
歯車（同、Ｐに該当）で、４個の遊星歯車が、ギヤ枠７
（同、Ｃに該当）に回転自在に取付けられ、このギヤ枠
７は、−万の端部が、車輪の・・ブ４に固定されている
。

−まだ、８は内−車（同、Ｒに該当）で、その内面に前
記遊星歯車６と螺合する歯部が設けられている。また、
９は出力クラッチで、車軸３の周囲に回転自在で、かつ
長手方向に移動できるように構成されており、この長手
方向の移動は、車軸中心の挿入孔に挿入されたシどトロ
ラド１０の先端部にネジ固定したクラッチピン１１を、
車軸に設けた長孔１２内をスライドさせて行なう。

−また、１６は入力クラッチで、先端部に前記出力クラ
ッチ９がスライドするように縦溝が設けられ、他端部に
ハンドリムを取付けるスプラインが設けられている。な
お、１４は車椅子のフレーム、１５は・・ンドリムポー
ル、１６および１７は、ギヤ枠７および内歯車８に設け
られた、出力クラッチ嵌合用の溝である。しかして、ハ
ンドリムからの駆動力を駆動車輪に伝達する際、前記ク
ラッチ９を車椅子の外側（図面の右側）もしくは内側（
同、左側）にシフトすることにより、駆動力を変速して
駆動車輪に伝達することができるようにしたものである
。すなわちＳ出力クラッチ９を外側にシフトすると、ク
ラッチ９が内歯車８の溝１７に嵌合するため、入力クラ
ッチ１３からの入力の回転が、内歯車８、遊星歯車６、
太陽歯車５からなる遊星歯車機構により減速されて、ギ
ヤ枠７を固定した車輪のハブ４に伝達され、減速される
ことにより駆動力が倍力される。また、出力クラッチ９
を内側にシフトすると、クラッチ９がギヤ枠７の溝１６
に嵌合するので、入力クラッチ１６の縦溝がクラッチ９
を支持して、入力の回転をギヤ枠７に直接伝達し、ギヤ
枠７が車輪の・・プ４に固定されているので、同速の回
転比になる。

第４図は、第３図の主要部材を分離して示すもので、こ
れにより前記駆動の伝達機構を一層容易に理解できよう
。まず囚は、車輪の・・プ部分を示すもので、ノ・ブ４
の内部に、遊星歯車６を支持するギヤ枠７が、ノ・プ４
と同心状に設けられ、そのギヤ枠７は、一端が・・ブ４
の側面にネ／固定されると共に、他端に出力クラッチ９
が嵌合する上手型の溝１６が設けられている。なお、前
記・・ブ４の孔１８にはスポークが張られ、リムとタイ
ヤが組まれる。また（Ｂ）は、車軸部分を示すもので、
車軸６の中央部に遊星歯車機構の中心となる太陽歯車５
が固定して設けられ、太１場歯車５の横には、十字型の
出力クラッチ９が、クラッチガイド１９を介して車軸６
の周囲に回転自在に取付けられている。また太陽歯車５
の横の車軸部分には、クラッチガイド１９に取付けたク
ラッチピン１１をスライドさせるための長孔１２が設け
られ、前記クラッチピン１１は、車軸中心の挿入孔に挿
入された／フトロツド１０の先端部にネジ固定されてい
る。なお、車軸６は、左端のネジ部で車椅子のフレーム
に固定される。

また（Ｃ）は、内歯車８を示すもので、その内面に遊星
歯車６と螺合する歯部が設けられると共に、内側面に出
力クラッチ９が嵌合する溝１７が設けられている。史に
０は、入力クラッチ部を示すもので、右端には・・ンド
リムからなる駆動部を取付けるスプライン２０が設けら
れ、左端には十字型の出力クラッチ９がスライドするよ
うに設けられた４個の縦溝２１が切られている。

本発明の変速ギヤ付車椅子は、上記のように構成される
変速ギヤを車輪のノ・プの中に組み込んだもので、負荷
のかからない平地走行などでは、速比１の同速で、従来
の車椅子と同じ力で駆動でき、また負荷のかかる登板走
行、段差乗越しなどでは、減速することにより小さい力
で駆動できるように切り換えが容易である。この点に関
し、前記実施例では、変速ギヤの速比は０７で、１．４
３倍の倍力としたが、車椅子使用者の駆動力に応じて、
ギヤの速比を変更すれば、更に倍力することも可能であ
り、この速比は０．５〜１．０、好ましくは０．５〜０
．７の範囲が適当である。また、前記実施例におけるシ
フトロッド１０の操作は、アームレスト部分をはじめ、
車椅子トの使用者の操作し易い個所に取付けた操作レバ
ーでリモートコントロールにより行なうことができる。

なお、この場合操作レバーは、使用者の平服の機能に応
じた形状にする。また、前記実施例では、駆動部をノ・
／トリム形状にしたが、これはギヤ入力部にはめ合い構
造になっており、容易に交換ができるので、使用者の駆
動能力に応じた形状、例えばハンドリムに生ゴムを巻い
たり、ノブやレバーを取付けた形状の駆動部にすること
も可能である。また、本発明で用いる変速ギヤは、それ
を組み込んだ車輪として、ひとつのパーツユニットとし
て考えることができ、この変速ギヤ付車輪は、容易に車
椅子フレームに脱着することができる。また、車椅子の
フレーム寸法は、前記変速ギヤに拘束されることなく、
使用者の身体にいかようにも合わせることができる。ま
た、既に市販されている車椅子に対しても、フレームの
車軸取付は部を改良するだけで、前記変速ギヤを取付け
ることができるのも特徴のひとつである。また、前記実
施例では、変速ギヤをノ・プに組み込んだ車輪を、車椅
子のフレームの外側に設けているが、フレームの内側に
設けることも可能であり、更に変速ギヤ付車輪は、折り
たたみ式、固定式の何れのｌｊ椅子にも取付けることが
できる。また第１表は、頚髄損傷者（屋外で手動車椅子
をやつと動かせる者Ｃ５・Ｃ６：はぼ車椅子で自立でき
る者Ｃ７）が、従来の車椅子と変速ギヤ付車椅子（速比
０．７：倍力１．４３倍）を使用したときに登ることが
できた登板角度と乗越えられた段差高を比較したもので
、例えばＣ６のＢの頚髄損傷者は、現在自分が使用して
いる、従来の車椅子では６度の坂を登るのが限界に対し
、変速ギヤ何重椅子で、１０度の坂まで登ることができ
ることが分る。

なお、本発明において、変速ギヤに遊星歯車機構を用い
た理由は、次の通りである。まずそのｌは、車輪のハブ
の大きさを基本的に従来の・Ｊ゛法にできるたけ近い状
態で組み込むことができる点である。因に、従来知られ
ている変速ギヤとしてスポーツタイプの自転車によく見
られる外装型変速ギヤがあるが、この変速ギヤはギヤが
並列配置されて大型となり、また外観的にも損われ、車
椅子に適していない。また、その２は、前進と後進がで
きる点であり、車椅子には、狭い所の移動やブレーキを
かけるときに、後進できることが必要になるので、前進
と後進できる機能が備わっていなければならない。この
点についても、前記自転車の場合は、ラチェット機構が
組み込まれており、後進は空回りして不可能である。

本発明の変速ギヤ付車椅子は、上記のように構成されて
いるので、負荷のかからない平地走行などでは、速比１
の同速で、従来の車椅子と同じ力で駆動でき、また負荷
のかかる登板走行、段差乗越しなどでは減速することに
より小さい力で駆動できるように切り換えが容易である
。

したがって、手指や上肢の機能まで低下した、駆動力の
乏しい車椅子使用者のもっている力を変速ギヤにより倍
力して車椅子を容易に駆動することができるので、これ
まで日常生活において、車椅子で移動できる範囲の狭か
った駆動力の乏しい車椅子使用者の、車椅子による移動
可能範囲を拡大することができ、社会復帰への道を切り
開くことができる。また、変速ギヤに遊星歯車機構を用
いているので、車輪のノ・ブの大きさをほぼ従来の寸法
に近い状態で容易に組み込むことができると共に、前進
と後進の機能を付与することができる。したがって、車
椅子のハブを、所望の機能を備えたコンパクトで軽いも
のとすることができ、変速ギヤ付車輪（車椅子）の外観
を損なう、こともない。また、車軸を片支持にすること
ができるので、車椅子の巾を狭くすることができ、した
がって車椅子の移動スペースが少なくてすむ。また、本
発明で用いる変速ギヤは、それを組み込んだ車輪として
、ひとつのパーツユニットとして考えることができ、こ
の変速ギヤ付車輪は、容易に車椅子フレームに脱着する
ことができるので、既に市販されている車椅子に対して
も、フレームの巾軸取付は部を改良するだけで、容易に
取付けることができる等の効果がある。

第　　　　１　　　　表

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る変速ギヤ付車椅子の車輪の斜視
図、第２図は、本発明で用いる変速ギヤのメカニズムを
模式的に示す図、第３装置お上び■）は、変速ギヤを組
み込んだノ・プ部分の一部縦断側面図および背面図、第
４図は、第３図の主要部材の斜視図である。 １・・・車輪、３・・・車軸、４・・・ハブ、５・・・
太陽歯車、６・・・遊星歯車、７・・・ギヤ枠、８・・
・内歯車。 代理人　弁理士　小　川　信　− 弁理士　野　口　賢　照 弁理士　斎　下　和　彦 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車椅子の車輪とその駆動部を車軸で支持し、前記車輪の
   ハブの中に遊星歯車機構からなる変速ギヤを組み込んだ
   ことを特徴とする変速ギヤ付車椅子。