JPS61110622A - 前輪クランク駆動の車いす - 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】 この発明はせき髄損傷者、中でも重度のけい髄損傷者が
残存機能をうまく使って、自由に車いすを駆動すること
ができるようにと願ってなされたものであり、車いすの
前輪を車輪に、後輪をキャスターにして、前輪に取付た
クランク（２）を往復運動させて駆動すると同時に、車
いすの進行方向に対して前輪は逆回転しなくなるバック
ストップの機能を兼備することによって、行動半径の拡
大を制限する上り坂・勾配を上りやすくした車いすに関
するものである。公開特許公報昭５９−１１８５２号の
「握力がなくても駆動できる車いす」は、車いすの前部
に取付だクランクと後輪のチェーンホイールをローラチ
ェーンで連結し、クランクの往復運動を後輪の回転運動
に変換して駆動するものであり、この発明は姉妹発明で
ある。

重度のけい髄損傷者に付いて少し説明を加えれば、けい
つい骨の骨折、あるいは脱きゅうなどによりけり髄に損
傷が加わりその機能を失う。その結果、損傷されたけい
髄レベル以下の麻ひを起こし、運動、知覚、排尿排便、
発汗その他のすべての自律神経機能が障害されてしまう
。残存機能としては、大抵の場合、肩関節、ひじ関節、
手関節の運動だけが不充分ながら認められるだけである
。換言すれば上腕や前腕は不充分ながら動くけれども、
５本の指は動かないので握力はまったくない。この残存
機能は非常に大切なものであり、訓練と使用する道具の
ちょっとした改良やいろいろな工夫によって、自分でで
きる日常生活の範囲を拡大することができる。この車い
すもその−っである。

重度のけい髄損傷者か車いすを繰る時は握力がないため
、ハンドリムに摩擦係数の大きな物質を取付たり、凹凸
を作ったり、突起を取付たりして、手の平でハンドリム
を押え付けるようにして繰れば、屋内では何んとか自由
に車いすを繰ることができる。けれども、筋力が多方向
に分散されたり、滑ったりするので推進力は小さく、決
定的な方法はなかったと言っても過言ではない。屋外で
は玄関のちょとした上り坂や、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。たとえ途中まで
上っても上り切る腕力はなく、ハンドリムを押え付けて
いる腕が疲労してきてやがてバックしてしまう。上り坂
の途中でキャ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
力は疲労していてもう残っていない。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、車いすはバックしてしまうの
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か現状である。

また電動車いすはバッテリーを使用するため車体重量が
大きく、常に整備と充電を必要とする。何よりも残存機
能を使用しないため、残存機能の硬綿化す退化を招く危
険性良くない。従って、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、図面は実施例である。

図面に従ってこの発明の詳細な説明する。

第１図はこの発明の正面図である。普通の車いすは前輪
がキャスター、後輪が大車輪であるけれども、この車い
すでは前輪が車輪、後輪がキャスターになっており、前
輪には駆動するためのペダル（１）を設けたクランク（
２）が取付られている。ブレーキ（３）は車いすのかじ
取りと車いすを定位置に停車させるものであり、チェン
ジレバー（４）は前輪を前進・ニュートラル・バックに
切り換えるためのものである。普通の車いすと比較して
、前輪が小さくクランク（２）が長（なっているのは、
けい髄損傷者の上腕の保有する筋力を物理的に大きくし
て前輪に加えて、大きな推進力を得るためである。

第３図は第１図のＡ−Ａ線におけを左側のホイールハブ
部の縦断面図と左側面図である。ハブ軸受プレート（８
）によって支持されている。ハブ軸受（７）は車いすの
７レームに固定したプレートにねじで締結されており、
ハブ軸（５）がハブ軸受（７）より抜けないように中ぐ
りを施したハブ軸（５）の端に両サイドを止め輪で固定
した軸受サポータをハブ軸受（７）の外に出して止め輪
で止める。チェンジャーはスライディングホイール（９
）、平歯車（１０１、ポル）＋Ｉｌ＋、スライディング
ブツシュ（１２１、ピン＋１３１の５点より構成されて
いて、以下この５点をチェンジャーと称呼する。スライ
ディングホイール（９）にハブ軸（５）の上を軽くスラ
イドする平歯車ｆｉｌの歯底円より小さくなっている部
分をはめ込んで、平行ピンで固定して一体のも（２２）
にする。このスライディングホイール（９）にボルトｆ
ａｌｌを差し込んで、ハブ軸（５）に切ったなが穴を通
して中ぐりを施したハブ軸（５）の中をスライドするス
ライディングブツシュ（ＩＺにねじ込む。車いすの外側
のホイールハブ（１４１のベアリング（６）によって支
持されている側面には、スライディングホイール（９）
の側面に植え込まれたピン（１３が楽にはまり込むよう
にする。ホイールハブ（１４）のつばにはスポークホー
ル（５）を開ける。

ハブ軸受プレーＨ８）には車いすのフレーム側のホイー
ルハブ０４）の端を支持するボールベアリング（１６１
の溝を切り、ホイールハブ（徒に内かみ合いでかみ合っ
て空転している平歯車０ηの歯車軸ＯｇＪの穴を開け、
歯車軸０樽を打ち込んで止め輪で固定し、更に歯車軸Ｏ
ｖＩを伸ばして歯車軸固定プレート（１９）に開けた穴
に打ち込み固定する。円弧を描く往復運動をするクラン
ク（２）の邪魔になる歯車軸ＯｇＪだけは止め輪で止め
た所で切断する。平歯車０ηをはめ込んだ歯車軸０秒の
先端に固定リング■を打ち込み固定して、歯車軸０印の
固定を確実にする。平歯車０ηにはスライドしてきた平
歯車ＱＣＩがかみ合う。

車いすが前進する反時計回りの時にハブ軸（５）にかみ
込む一方向クラッチ（２１）を組込んだハウジング（２
６）をハブ軸（５）にはめ込んで止め輪で固定する。ハ
ウジング■には先端に駆動するためのペダル（１）を回
転自由になるようにして取付たクランク（２）を固定す
る。クランク（２）の往復運動の出発点、あるいは終止
点としてのクランクストッパーのを車いすのフレームに
固定する。第１図ではクランク（２）を元の位置に戻す
ために弱い引張コイルばね（財）を使用しているけれど
も、クランク（２）を伸し切った所ではね返す圧縮フィ
ルばね又は板ばね等を使用してもよい。歯車軸固定プレ
ートＯＩにはねじを切り、車いすのフレームに固定した
プレートと合せてボルトで締結する。歯車軸固定プレー
トαωの中心にはハウジング＠の通る穴を開け、固定し
たプレートにはＵ字型の穴を切り、ノ＼ブ軸受（７）の
ねじとボルトを緩めると、前輪とクランク（２）は取外
すことができるので組立ｅメンテナンスがたやすい。

ハブ軸（５）の中に両サイドを止め輪で固定したワイヤ
ホルダー（ハ）とスライディングブツシュ（１２１の間
には圧縮コイルばね（至）を少し圧縮して入れる。スラ
イディングブツシュ０２１１　ワイヤホルダー（支）の
頭にはスラスト玉軸受−、ワイヤキャップ（２２）の順
に入れ、スライディングブツシュ０りとワイヤホルダー
（ハ）の間には圧縮コイルばね（２２）の中を通して、
スライディングブッシュ（ＩＸ５をスライドさせるため
のチーｌロー 取り出す。ケーブルはワイヤホルダー（ハ）で止まる。

そうすることによって、ハブ軸（５）が回転してもケー
ブルワイヤ■はよじれない。

第２図はチェンジレバ一部の正面図と左部分側面図であ
る。車いすのフレームに固定したワイヤホルダー■にケ
ーブルワイヤ（２６）を通して、ワイヤをジヨイントプ
レートＯ旧こ固定する。ジヨイントプレートＯＤとチェ
ンジレバー（４）は引張コイルばね■で連結する。引張
コイルばね（支）の弾性は圧縮コイルばね（２２）の弾
性よりも大きくしなければならない。チェンジレバー（
４）は車いすのフレームに固定したプレートにねじで締
結されているレバーシャフト（至）によって支持されて
おり、車いすのフレームに固定したチェンジプレート（
至）によって案内される。チェンジレバー（４）がＤの
位置にある時が前進駆動、Ｎの位置にある時がニュート
ラル、Ｂの位置にある時がバック駆動となる。

構成の説明の終りに、右側の駆動装置は左側に対して対
称になるように製作しなければならない。

またプレーキかかる方式のブレーキ（３）を採用する。

一方向クラッチｆ２１１はニードルベアリング付一方向
クラッチｃ！１）のことであり、以下も一方向りラッチ
Ｔ２１）と省略する。

この車いすはすべて上腕の押し出す筋力を使って、駆動
・レバー操作できるよう（こ設計されており、前進駆動
、前進のバックストップ、前進のオーバランニング、ニ
ュートラル、バック駆動、ハックのバックストップ、バ
ックのオーバランニングの機能を持っている。順次説明
する。

第４図は駆動動作の正面図である。図左は手の甲が下向
きになっており、固有は手の甲が−１−向きになってい
る。固有の駆動動作のできる人は残存機能が多く、この
車いすの駆動方法としては最適であるけれども、図左で
も充分駆動することかできる。ペダル（１）を手の平に
当て上腕の筋力でもってクランク（２）を押し出す。第
２図において、チェンジレバー（４）がＤの位置にある
時、第３図において、一方向クラッチ（２１）は錠止し
ハブ軸（５）を反時計回りに回転させる。ハブ軸（５）
の回転はチェンジャーを経てホイールハブ圓へ伝動され
車いすは前進する。この時、ホイールハブ（１４）にか
み合っている平歯車０ηは反時計回りに空転している。

次にペダル（１）に加えた筋力を緩めると、クランク（
２）は引張コイルばね（財）によって時計回りに引っ張
られ、一方向クラッチｅ！１１の錠止は外れて時計回り
に回転してクランクストッパー（至）に制限されて止ま
る。この瞬時、ホイールハブ（１４）・ハブ軸（５）は
反時計回りに回転していて車いすは走っている。この動
作を繰り返すと車いすは走り、動作を速（すれば速く走
る。

バンクストップとは車いすの進行方行に対して前輪は逆
回転しなくなるということであり、車いすに少しでも車
いすをバックさゼる力が加わると、車いすはその位置に
ぴたりと止まる。」ニリ坂においてペダル（１）から手
の平を離すと、時計回りの回転はホイールハブ圓からチ
ェンジャーを経てハブ軸（５）へと伝動される。その瞬
間、一方向クラッチ（２１）は錠止しクランク（２）を
時計回りに回転させようとするけれども、クランク（２
）はクランクストツパー（Ｚ３＋に制限されて回転でき
ない。この伝動は瞬時にして行なわれるので、キャスタ
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
と止まり、ブレーキをかけなくても滑り落ちない。

下り坂あるいは加速で走っている時がオーバランニング
である。この車いすのかじ取りは、太き（回りたい時は
回りたい方向の反対側の片側駆動となり、小さく回りた
い時には回りたい側にブレーキをかけ反対側を駆動すれ
ば直角に回ることもできるし、Ｕターンもする。丁り坂
では左右のブレーキ（３）に加える力を意識的に調節し
ながらかじ取りを行えばよい。前進駆動とは反対にホイ
ールハブ（刊からチェンジャーを経てハブ軸（５）へ反
時計回りの回転が伝動されるので、一方向クラッチ（２
１）の錠止は外れて、クランク（２）は停止したままで
車いすは走る。

続いてニュートラルに付いて述べる。第２図において、
手の平でチェンジレバー（４）を押してＮの位置にはめ
込むと、引張コイルばね（支）はケーブルと、圧縮コイ
ルばね■を圧縮しながらスライディングブツシュ（１２
）をスライドさせて、ピンＯＪはホイールハブ（１４）
の穴より抜け出て、平歯車００１はまだ平歯車０７］に
かみ合わない状態なので、ホイールハブｆ１４１はハブ
軸（５）に対して回転自由となる。クランク（２）を駆
動しても空転し、車いすを他の人に押してもらうと前後
自由に動く。

第２図において、チェンジレバー（４）ヲＢの位置には
め込むとバック駆動となる。第３図において、ケーブル
ワイヤ■は圧縮コイルばね（１）を圧縮しながらスライ
ディングブツシュ（２）をスライドさせて、平歯車１０
１は平歯車０ηにかみ合う。ハブ軸（５）の反時計回り
の回転はチェンジャーを経て平歯車ａ′７）へ伝動され
ると時計回りの回転に変化し、ホイールハブ（刊も時計
回りに回転して車いすはバックする。

バック駆動のバックストップとは、車いすがバックして
いる時、少しでも車いすを前進させる力が加わると車い
すばその位置に止まるということエンジャーを経てノ１
ブ軸（５）へ伝動されると時計回りの回転に変化し、一
方向クラ・ソチ（２１）は錠止し、クランク（２）を時
計回りに回転させようとするけれどもクランクストッパ
ー力）に制限されて回転できない。

バック駆動のオーバランニングとは、車いすが加速でバ
ックしている時、クランク（２）は停止したままで走る
ということである。ホイールレノ１フ（１４）の時計回
りの回転はチェンジャーを経て／％ブ軸（５）へ伝動さ
れると反時計回りの回転に変化し、一方向クラッチ（２
１）の錠止は外れる。

この重いすけ前進している時ノく・ツクスト・ンプ機構
が働くので、キャスターの接地点は常に車いすのフレー
ムの外側にあり、安定性は高く転倒の心配はない。バッ
クする時と言えば車いすが回り切れない場合であり、エ
レベータを使用する時とかベットに横付けする時など、
屋内での狭い所に限定することができる。屋内であれば
平たんであるので転倒の心配はまずない。しかし、この
車いすがバックする時キャスターの接地点は車いすのフ
レームの内側に入ってくるので、後方に転倒する可能性
が皆無であると断言することができない。

この車いすはけい髄損傷者が使用するものであるから安
定性は最優先する。第５図、第６図は後方転倒防止方法
であり、矢印は進行方向を示している。第５図はチャス
ターの進行方向の前部に、キャスターの接地点よりも少
し浮かして車輪を取付たものである。前進している時に
段差があればまずこの車輪が半分を乗り越えて、キャス
ターで残りの半分を乗り越えることができるというメリ
・ノドがあり、バックしている時もし後方に転倒しそう
になれば、この車輪が接地して転倒を防止することがで
きる。第６図は車いすのフレームに前進している時のキ
ャスターに沿って、キャスターの接地点よりも少し浮か
したサポータを取付たものである。バックの時もし転倒
しそうになれば、このサポータが接地して転倒を防止す
ることができる。

この発明の特徴はけい髄損傷者の残存機能をうまく使っ
て車いすを駆動し、」１腕の保有する筋力を物理的に大
きくして前輪に加えて、大きな推進力を得て行動半径を
拡大する所にある。効果に付いて以Ｆに説明する。

身体障害者の残存機能は理学療法士の指導によって、常
に使用・鍛練しなければ硬綿化・退化が進行する。その
点、この車いすは電動車いすと違って残存機能を使って
駆動するので、残存機能は常に鍛練・強化され、残存機
能の硬綿化・退化の危険性はまった（ない。また残存機
能を使用するということは、運動になるので、消化、呼
吸、循環器系統の働きがよくなり、身体によい。

摩擦による伝動力の減少と引張コイルばね（財）の弾性
を考えなければ、この駆動方法では上腕の保有する筋力
の全部を回転力に変換することができる。このことは従
来のけい髄損傷者の車いすの繰り方ではあり得ないこと
であり、前輪を小さく、クランク（２）を長くすれば、
上腕の保有する筋力を物理的に大きくして前輪に加える
ことができるので、大きな推進力の得られる車いすとな
る。

り切れない場合、ペダル（１）から手の平を離しても瞬
時にしてバックストップ機構が働くので、ブレーキをか
けな（でも、キャ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り、車いすは滑り落ちない
。このことは上り坂の途中での瞬時のブレーキ操作を必
要としないので安全であり、スタートか非常にたやすく
、駆動に疲れても、上り坂の途中で何回も休憩しながら
上って行（ことができる。登はん能力は飛躍的に増大す
る。

バック駆動ができるということは小回りがきくというこ
とである。この車いすのかじ取りは、回りたい方向の側
のブレーキ（３）を半ブレーキとして使用し、反対側を
駆動すれば直角に回ることもできるし、Ｕターンもする
。上記の方法で回り切れない狭い所では、回りたい方向
の側をバック駆動にし、反対側を前進にして駆動すれば
、車いすはこまのようにくるくる回る。以上のことがで
きない狭い場所、例えばエレベータの昇降やべ・ストに
折りたたみはもちろん可能であり、他の人に車いすを押
してもらう時には、ニュートラルを使用すれば前輪は回
転自由となり、車いすは前後自由に動く。この車いすは
ペダル（１）を駆動し、ハンドリムを必要としないので
普通の車いすより幅は小さく、後輪がキャスターになっ
ているので、普通の車いすのように大車輪が後方に突出
しない。全体として普通の車いすよりもコンパクトにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の正面図、第２図は左側のチェンジレ
バ一部の正面図と左部分側面図、第３図は第１図のＡ−
Ａ’線における左側のホイールハブ部の縦断面図と左側
面図、第４図は駆動動作の正面図、第５図は後方転倒防
止方法の正面図、第６図も後方転倒防止方法の正面図。 （１）、ペダル　（２）、クランク　（３）、ブレーキ
＋４１゜チェンジレバー　ｔ５１．ハブ軸＋６１．ベア
リング　（７）、ハブ軸受　（８）ハブ軸受プレー）　
　ｆ９）゜スライディングホイール　００）、平歯車０
１１．　ホルト１１２１．　　スライディングブツシュ
　＋１３１．　　ピン　（１４）、ホイールハブ　似、
スポークホール　０６１．ボールベアリング　０７１．
平歯車　は　歯車軸　０９　　歯車軸固定プレート　■
　固定リング　（２Ｄ、一方向クラッチ　の　ハウジン
グ　に、クランクストッパー　（財）、引張コイルばね
　り）、ワイヤボルダ−■、圧縮コイルばね　（８）　
スラスト玉軸受　（支）ワイヤキャップ　■、ケーブル
ワイヤ　■、ワイヤホルダー　（３Ｄ、ジヨイントプレ
ート　■、引張コイルハネ　　■　レバーンヤマト　（
至）、チェンジプレート

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　車いすの内側のホイールハブ（１４）の端をボール
   ベアリング（１６）で受けているハブ軸（５）を軸とす
   るベアリング（６）を組込んだハブ軸受プレート（８）
   の側面に穴を開け、ホイールハブ（１４）に内かみ合い
   でかみ合って空転している平歯車（１７）の歯車軸（１
   ８）を打ち込んでハブ軸受プレート（８）を支持し、出
   てきた歯車軸（１８）をハウジング（２２）の通る穴の
   開いた歯車軸固定プレート（１９）に固定して車いすの
   フレームに固定し、車いすのフレームに固定されたクラ
   ンクストッパー（２３）をクランク（２）の円弧を描く
   往復運動の出発点あるいは終止点とし、先端に駆動する
   ためのペダル（１）を設けたクランク（２）を歯車軸（
   １８）の間を通してハブ軸（５）を軸とする一方向クラ
   ッチ（２１）を組込んだハウジング（２２）に固定し、
   ハブ軸（５）の上を軽くスライドする平歯車（１７）に
   固定されたスライディングホイール（９）の側面にピン
   （１３）を植え込んで、ハブ軸（５）を軸とするベアリ
   ング（６）を組込んだ車いすの外側のホイールハブ（１
   ４）の側面に穴を開けてはまり込むようにし、スライデ
   ィングホイール（９）にボルト（１１）を差し込んで、
   ハブ軸（５）に切ったなが穴を通して中ぐりを施したハ
   ブ軸（５）の中をスライドするスライディングブッシュ
   （１２）にねじ込み、ピン（１３）がホイールハブ（１
   ４）の穴より抜け出ても、平歯車（１０）がまだ平歯車
   （１７）にかみ合わないだけのスペースを設けたホイー
   ルハブ（１４）・ハブ軸（５）を持った車輪を前輪にし
   、後輪をキャスターにした前輪クランク駆動の車いす。 ２　中ぐりを施したハブ軸（５）に固定したワイヤホル
   ダー（２５）とスライディングブッシュ（１２）の間に
   入れた圧縮コイルばね（２６）の中を通して、スライデ
   ィングブッシュ（１２）の中心を引っ張るケーブルワイ
   ヤ（２９）と圧縮コイルばね（２６）を圧縮するだけの
   力のある引張コイルばね（３２）を連結し、引張コイル
   ばね（３２）の引っ張った状態を持続することによって
   、前進・ニュートラル・バックのチェンジ機構を有する
   ようにし、引張コイルばね（３２）を引っ張らない時は
   、圧縮コイルばね（２６）の力によってスライディング
   ブッシュ（１２）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項記載の前輪クランク駆動の車いす。