特許 7475992 ハブユニット及びそれを備えた車椅子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-19

(45)【発行日】2024-04-30

(54)【発明の名称】ハブユニット及びそれを備えた車椅子

(51)【国際特許分類】

   A61G 5/02 20060101AFI20240422BHJP

   F16H 1/36 20060101ALI20240422BHJP

   F16D 63/00 20060101ALI20240422BHJP

   F16D 65/16 20060101ALI20240422BHJP

   F16D 67/02 20060101ALI20240422BHJP

   F16D 41/08 20060101ALI20240422BHJP

   A61G 5/08 20060101ALN20240422BHJP

   A61G 5/10 20060101ALN20240422BHJP

   F16D 125/50 20120101ALN20240422BHJP

   F16D 127/06 20120101ALN20240422BHJP

【ＦＩ】

A61G5/02 701

F16H1/36

F16D63/00 H

F16D65/16

F16D67/02 K

F16D41/08 A

A61G5/08 702

A61G5/10 717

F16D125:50

F16D127:06

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020111064

(22)【出願日】2020-06-29

(65)【公開番号】P2022022574

(43)【公開日】2022-02-07

【審査請求日】2023-03-10

(73)【特許権者】

【識別番号】591117413

【氏名又は名称】株式会社菊池製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100180080

【弁理士】

【氏名又は名称】坂本 幸男

(72)【発明者】

【氏名】高橋 敏志

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 惠司

(72)【発明者】

【氏名】一柳 健

【審査官】黒田 正法

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－００７２４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１９６９７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２８３８７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１５１１０８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｇ ５／０２

Ｆ１６Ｈ １／３６

Ｆ１６Ｄ ６３／００

Ｆ１６Ｄ ６５／１６

Ｆ１６Ｄ ６７／０２

Ｆ１６Ｄ ４１／０８

Ａ６１Ｇ ５／０８

Ａ６１Ｇ ５／１０

Ｆ１６Ｄ １２５／５０

Ｆ１６Ｄ １２７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自身の軸心を基準軸心とする車軸部材と、
前記基準軸心を中心にして回動可能な態様で前記車軸部材に軸支されたハブプレートと、
前記基準軸心を中心にして回動可能な態様で前記車軸部材に軸支され前記ハブプレートと互いに平行かつ対向して配置された操作プレートとを備え、
前記操作プレートに与えられた回転力が、前記ハブプレートに伝達され得るように構成されたハブユニットであって、
前記基準軸心とその軸心とを一致させて前記車軸部材に支持されたサンギアと、
前記基準軸心と平行な第１軸心周りで回動可能な態様で前記ハブプレートに軸支された第１プラネタリギアと、
前記基準軸心と平行な第２軸心周りで回動可能な態様で前記操作プレートに軸支された第２プラネタリギアであって、前記サンギア及び前記第１プラネタリギアにそれぞれ歯合する第２プラネタリギアとを備え、
前記基準軸心と前記第１プラネタリギアの軸心とを結ぶ線に対し、前記基準軸心と前記第２プラネタリギアの軸心とを結ぶ線が、逆回転方向に傾いており、
前記第２プラネタリギアの軸部材が、前記ハブプレートに形成され当該軸部材の外径よりも大きい内径を有する軸逃げ孔に貫通されていることで、前記ハブプレートに対する前記操作プレートの制限された相対回動位置に応じて前記第１プラネタリギア及び前記第２プラネタリギア間の歯合状態が変化するよう構成され、
前記ハブプレートに対し逆回転方向に外力が作用すると、前記第１プラネタリギアの軸心と前記第２プラネタリギアの軸心とが互いに近づく方向にシフトし噛み込み状態となることで、これらのギアの回転が規制されるようになされ、
更に、前記第１プラネタリギア及び前記第２プラネタリギア間の軸心間距離が小さくなる正回転方向の初期位置に向けて前記操作プレートを前記ハブプレートに対し相対回動させるよう常時付勢する初期位置復帰手段を備えている、ハブユニット。

【請求項2】

請求項１に記載のハブユニットを採用した車椅子であって、
当該車椅子のメインホイールが前記ハブプレートに接続され、当該車椅子のハンドリムが前記操作プレートに接続されている、車椅子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、駆動輪の逆回転防止機能を有するハブユニット及びそのハブユニットを備えた車椅子に関する。

【背景技術】

【0002】

手動式の車椅子は、利用者が、自らの手で左右の駆動輪（メインホイール）を操作することにより、前進、後進、左折、右折等の走行動作ができるよう構成されている。このような車椅子においては、例えば利用者が移乗するときの転倒事故を防ぐために、タッグルブレーキが設けられている。また、より安定的な駐車ロックを目的とした車椅子も提案されている（例えば特許文献１参照）。

【0003】

しかし、従来の車椅子においては、例えば自力でスロープを昇り降りする際の安全性を充分には確保できず、特に腕力が衰えた高齢者にとっては車体が途中で後進しないよう介助者の助けが必要である。この課題に関連して、近年、車椅子の駆動輪に逆回転トルクが作用したときに駆動輪をメカ的にロックする特殊な動力伝達機構（ハブユニット）が提案されている（例えば特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－１７６５９号公報

【文献】特許第５１０５２５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許に係る逆回転防止機能を備えた動力伝達機構は、第１プラネタリギア部材及び第２プラネタリギア部材の各軸心が近接する方向へ相対的に回転するのを許容する回転規制手段を備えている。この回転規制手段は、具体的には、第１プラネタリギア部材を配置する第１キャリア部材に設けた切欠と、第２プラネタリギア部材を配置する第２キャリア部材に設けられ、前記の切欠内を自由に移動する規制ピンで構成される。車椅子の駆動輪が後方に向けて逆回転を始めると、規制ピンが切欠内を移動して第１プラネタリギア部材及び第２プラネタリギア部材の各軸心が近接する。このとき、第１プラネタリギア部材と第２プラネタリギア部材とが噛み込んだ状態となり、回転がロックされる。

【0006】

このような仕組みの動力伝達機構においては、その構造上、回転規制手段の規制ピンが切欠内にある位置に応じて、駆動輪がロックするまで（初動遅れ）に差が生じる。車椅子の場合、左右の駆動輪でロックのタイミングが異なると、先に停止した側の駆動輪を支点に車体が急旋回するおそれがある。また、ロックの初動遅れが大きいと、駆動輪が停止時にショックやノッキング等が生じる場合があり好ましくない。

【0007】

本発明は、車椅子の開発過程において顕在化したかかる課題を解決するためになされたものであって、ロックの初動遅れをできるだけ小さくし又はその遅れを一定にする等の改善策を施すことにより、ロック時の車体の意図しない旋回やショック等の不具合をなくすようにしたハブユニット及びそれを備えた車椅子を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上述した課題を解決するため、本発明は、自身の軸心を基準軸心とする車軸部材と、前記車軸部材の前記基準軸心と軸心を一致させて該車軸部材に固定されたサンギアと、前記基準軸心を中心にして回動可能な態様で前記車軸部材に軸支されたハブプレートと、前記基準軸心を中心にして回動可能な態様で前記車軸部材に軸支され前記ハブプレートと互いに平行かつ対向して配置された操作プレートと、前記基準軸心と平行な第１軸心周りで回動可能な態様で前記ハブプレートに軸支され、該基準軸心を中心とした第１公転半径の円周上に配置された第１プラネタリギアと、前記基準軸心と平行な第２軸心周りで回動可能な態様で前記操作プレートに軸支され、該基準軸心を中心とした前記第１公転半径よりも小さい第２公転半径の円周上に配置され、かつ、前記サンギア及び前記第１プラネタリギアにそれぞれ歯合する第２プラネタリギアとを備え、前記基準軸心と第１プラネタリギアの軸心とを結ぶ線に対し、前記基準軸心と第２プラネタリギアの軸心とを結ぶ線が、前記ハブプレート及び前記操作プレートの逆回転方向に所定の角度で傾いており、前記第２プラネタリギアの軸部材が、前記ハブプレートに形成され前記軸部材の外径よりも大きい内径を有する軸逃げ孔に貫通されていることで、前記ハブプレートに対し前記操作プレートが相対回動できる許容角度範囲が規定されており、前記ハブプレートに対する前記操作プレートの相対回動位置に応じて前記第１プラネタリギア及び前記第２プラネタリギア間の歯合状態が変化するよう構成され、更に、前記第１プラネタリギア及び前記第２プラネタリギア間の軸心間距離が小さくなる正回転方向の初期位置に向けて前記操作プレートを前記ハブプレートに対し相対回動させるよう常時付勢する初期位置復帰手段を備えている、ハブユニットである。

【0009】

また、本発明は、椅子型の車体フレームと、請求項１に記載のハブユニットを介して前記車体フレームに回動可能に設けられた駆動輪と、前記駆動輪を操作するためのハンドリムとを備えた車椅子であって、前記車体フレームの車軸取付部に前記車軸部材が支持固定され、前記駆動輪のスポークが前記ハブプレートに接続され、前記ハンドリムが前記操作プレートに接続された車椅子である。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、ハブユニットに逆回転トルクが加えられたときのロックの初動遅れを小さくすることができるので、ロック停止時のショックやノッキング等を防止することができる。また、左右の駆動輪でロックの初動遅れを一定にすることができ、停止したときに意図せずに車体が旋回してしまうといった事態を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態による車椅子の側面図である。

【図2】図１の車椅子の正面図である。

【図3】本発明のハブユニットの一実施形態である後進防止ユニットの取り付け構造を示す平面図である。

【図4】後進防止ユニットを前方外側から見た外観斜視図である。

【図5】後進防止ユニットを前方内側から見た外観斜視図である。

【図6】後進防止ユニットを略前方外側から見た外観斜視図である。

【図7】後進防止ユニットを分解して示す側面図である。

【図8】後進防止ユニットの内部構造を示す側面図である。

【図9】後進防止ユニットのギア配置構造を説明するための図である。

【図10】（ａ）は外側ハブプレートの側面図であり、（ｂ）は外側ハブプレートのギア取付面図である。

【図11】（ａ）は内側ハブプレートのギア取付面図であり、（ｂ）は内側ハブプレートの側面図である。

【図12】外側ハブプレート及び内側ハブプレートを接合するスペーサ部の断面図である。

【図13】（ａ）は前進操作力が与えられたときの後進防止ユニットの動作を説明するための図であり、（ｂ）はそれに対応する車椅子の動作を説明するための図である。

【図14】（ａ）は後進操作力が与えられたときの後進防止ユニットの動作を説明するための図であり、（ｂ）はそれに対応する車椅子の動作を説明するための図である。

【図15】（ａ）は逆回転トルクが作用したときの後進防止ユニットの動作を説明するための図であり、（ｂ）はそれに対応する車椅子の動作を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明に係る車椅子及び車椅子のメインホイールに取り付けられるハブユニットの好適な実施形態を詳細に説明する。まず、図１及び２を参照して、本発明の一実施形態である車椅子の構成を説明する。なお、以下説明する車椅子は一般的なものであり、本発明の実施にあたっては、この構成の車椅子に限定されない。また、本明細書において「利用者」とは、特に断りのない限り車椅子に搭乗する者をいう。

【0013】

（車椅子の説明）
図１は本発明の一実施形態による車椅子１の側面図、図２はその正面図である。車椅子１は、椅子型に組まれた車体フレーム１０と、左右一対の駆動輪であるメインホイール２０とを備えている。

【0014】

車体フレーム１０は、左右のサイドフレーム１１，１１と、サイドフレーム１１，１１を連結するＸ形状のクロスバー部材１９とを備えている。クロスバー部材１９は、車椅子１をコンパクトに折り畳んで収納可能とするために、左右のサイドフレーム１１，１１を相互に接近及び離隔させる折り畳み機構を有している。左右のサイドフレーム１１，１１の間には着座シート４１が設けられている。

【0015】

サイドフレーム１１は、基本的には、前側垂直フレーム１２、背フレーム１３、上側水平フレーム１４及び下側水平フレーム１５が剛接合されたラーメン構造からなっている。前側垂直フレーム１２の下端部にはキャスターホイール３０が設けられている。キャスターホイール３０は、車椅子１の転倒を防止するとともに、前側垂直フレーム１２の垂直軸まわりに旋回して車椅子１が進行方向を向くように操舵される。

【0016】

左右の背フレーム１３，１３の間にはバックサポート（背もたれ部）４２が張設されている。また、前側垂直フレーム１２の上部は後方に向けて水平に屈曲する屈曲部となっており、その屈曲部と背フレーム１３と間を掛け渡すようにアームサポートフレーム１６が接合されている。そして、アームサポートフレーム１６の水平部分にアームサポート（肘掛部）１８が設けられている。なお、上側水平フレーム１４の下部と前側垂直フレーム１２との間に補強フレーム１７が接合されてもよい。

【0017】

また、背フレーム１３よりも後方に延びる下側水平フレーム１５の後端部はティッピングレバー４５となっている。ティッピングレバー４５は、段差などでキャスター３０を乗り上げる際に介助者が踏み込むためのレバーである。前側垂直フレーム１２の下部前方には、跳ね上げ式のフットサポート（足載部）４３が設けられている。

【0018】

背フレーム１３の上部であって後方に屈曲する部分には、車椅子１を後方から操作するために介助者が握るグリップ部４４が形成されている。グリップ部４４には、メインホイール２０の回動を規制する操作を行うためのブレーキ操作レバー４５Ａと、後述する後進防止ユニット１００の後進ロックを解除する操作を行うための後進ロック解除操作レバー４５Ｂとが設けられている。

【0019】

車椅子１の駆動輪であるメインホイール２０は、ハブユニットである後進防止ユニット（「逆回転防止ユニット」ともいうことがある。）１００を介して、背フレーム１３の下部の車軸取付部に回動可能に設けられている。メインホイール２０のスポーク２１，２１，・・・は、後述する後進防止ユニット１００の外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０に接続している。メインホイール２０の外側には、車椅子１の搭乗者がメインホイール２０に操作力を与えて走行動作をするためのハンドリム２２が設けられている。一般的な車椅子において、ハンドリムはメインホイールのリムに直結されているが、本実施形態による車椅子１では、ハンドリム２２が３本の剛スポーク２３を介して、後進防止ユニット１００の外側操作プレート１３０に接続固定されている。

【0020】

（後進防止ユニットの説明）
次に、本発明に係るハブユニットであって、メインホイール２０の逆回転を自動的にロックする機能を有する後進防止ユニット１００の構成を詳細に説明する。車椅子１の車軸に取り付けられる後進防止ユニット１００は左右対称の構造を有しているが、本明細書では、車体の右側に設けられる後進防止ユニット１００を例にその構造を代表して説明する。
また、以下の説明において「正回転」とは車椅子の前進に対応する方向へのホイール２０及びハブプレート１１０，１２０等の回転又は回動をいい、「逆回転」とは車椅子の後進に対応する方向へのそれらの回転又は回動をいうものとする。

【0021】

ここで、図４は後進防止ユニット１００を前方外側から見た外観斜視図であり、図５は後進防止ユニット１００を前方内側から見た外観斜視図であり、図６は後進防止ユニット１００を略前方から見た外観斜視図である。なお、図６にはカバー１６０が外された状態で内部のギア構造の一部が表示されている。

【0022】

後進防止ユニット１００は、車椅子１の車軸取付部に支持固定される車軸部材１５０と、車軸部材１５０を貫通させ当該車軸部材１５０の軸心を中心に回動可能に軸支される外側ハブプレート１１０と、同じく車軸部材１５０を貫通させ当該車軸部材１５０の軸心を中心に回動可能に軸支され、外側ハブプレート１１０と互いに平行かつ対向して配置された内側ハブプレート１２０と、外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０の間に配置されたサンギア１６１、第１プラネタリギア１６２，１６２，１６２及び第２プラネタリギア１６３，１６３，１６３と、車軸部材１５０を貫通させ当該車軸部材１５０の軸心を中心に回動可能に軸支され、外側ハブプレート１１０よりも更に外側で当該外側ハブプレート１１０と互いに平行かつ対向して配置された外側操作プレート１３０と、同じく車軸部材１５０を貫通させ当該車軸部材１５０の軸心を中心に回動可能に軸支され、内側ハブプレート１２０よりも更に内側で当該内側ハブプレート１２０と互いに平行かつ対向して配置された内側操作プレート１４０と、を基本的な構成要素としている。

【0023】

（ギア配置構造）
先ず、図７～９を参照し、外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０との間に配置される、いずれも同一モジュールの平歯車であるサンギア１６１、第１プラネタリギア１６２，１６２，１６２及び第２プラネタリギア１６３，１６３，１６３のギア配置構造を説明する。サンギア１６１は、その軸心を車軸部材１５０に一致させて該車軸部材１５０に固定されている。ここで、車軸部材１５０の軸心及びそれに一致するサンギア１６１の軸心を「基準軸心」として定義する。

【0024】

３つの第１プラネタリギア１６２，１６２，１６２は、それぞれの軸部材１６２ａ，１６２ａ，１６２ａの軸心（これらを「第１公転軸心」という。）を中心に回動可能な態様で、外側ハブプレート１１０のギア取付面１１０Ａに形成された軸受部１１０２及び内側ハブプレート１２０のギア取付面１２０Ａに形成された軸受部１２０２に軸支されている。第１プラネタリギア１６２，１６２，１６２の各第１公転軸心は、車軸部材１５０の基準軸心と平行であって、かつ、この基準軸心を中心とした第１公転半径の円周上に互いに１２０°の等間隔で配置されている（図９参照）。

【0025】

また、３つの第２プラネタリギア１６３，１６３，１６３は、それぞれの軸部材１６３ａ，１６３ａ，１６３ａの中心を貫く軸芯部材１６４，１６４，１６４の軸心（これらを「第２公転軸心」という。）を中心に回動可能な態様で、外側操作プレート１３０に形成された軸受部１３０２及び内側操作プレート１４０に形成された軸受部１４０２に軸支されている。第２プラネタリギア１６３，１６３，１６３の各第２公転軸心は、車軸部材１５０の基準軸心と平行であって、かつ、この基準軸心を中心とした第２公転半径の円周上に互いに１２０°の等間隔で配置されている。

【0026】

また、第２プラネタリギア１６３，１６３，１６３の軸部材１６３ａ，１６３ａ，１６３ａ（軸芯部材１６４，１６４，１６４を含む）は、外側ハブプレート１１０の軸逃げ孔１１０３，１１０３，１１０３及び内側ハブプレート１２０の軸逃げ孔１２０３，１２０３，１２０３を介して、外側操作プレート１３０及び内側操作プレート１４０に軸支されている。ここで、軸逃げ孔１１０３，１２０３の内径は、第２プラネタリギア１６３の軸部材１６３ａの外径よりも若干大きいクリアランスを有している。そのクリアランスにより規定される僅かな許容角度範囲において、外側操作プレート１３０及び内側操作プレート１４０は、外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０に対し、基準軸心を中心に相対的に回動可能とされている。

【0027】

また、図９に示すように、第２プラネタリギア１６３の第２公転半径は、第１プラネタリギア１６２の第１公転半径よりも小さい。すなわち、第１プラネタリギア１６２は、第２プラネタリギア１６３に歯合し、第２プラネタリギア１６３は、サンギア１６１及び第１プラネタリギア１６２に歯合している。更に、サンギア１６１の基準軸心と第１プラネタリギア１６２の第１公転軸心とを結ぶ第１公転半径線に対し、該基準軸心と第２プラネタリギア１６３の第２公転軸心とを結ぶ第２公転半径線が、逆回転方向（図９では反時計回り方向）に若干の所定角度だけ傾いている。

【0028】

（外側ハブプレート）
次に、外側ハブプレート１１０の構成を説明する。図１０（ａ）は外側ハブプレート１１０の側面図であり、図１０（ｂ）は外側ハブプレート１１０のギア取付面１１０Ａ（内側ハブプレート１２０に対向する側の面）を示す図である。外側ハブプレート１１０は、例えばＡＤＣ１２等のアルミニウム系合金を略円盤状に圧入成型したダイキャスト部材である。外側ハブプレート１１０の中央部には、車軸部材１５０を軸支するベアリング１１１を嵌合するための車軸孔１１０１が形成されている。また、第１プラネタリギア１６２の軸部材１６２ａを回動自在に受けるための軸受部１１０２，１１０２，１１０２が、車軸孔１１０１の基準軸心を中心とした第１公転半径の円周上において互いに１２０°の間隔をあけた所定の３箇所に形成されている。また、ギア取付面１１０Ａには、第２プラネタリギア１６３の軸部材１６３ａを貫通させる軸逃げ孔１１０３，１１０３，１１０３が、車軸孔１１０１の基準軸心を中心とした第２公転半径の円周上の所定位置において互いに１２０°の等間隔に形成されている。

【0029】

また、外側ハブプレート１１０のギア取付面１１０Ａには、円柱状の大径スペーサ部１１０４，１１０４，・・・が複数箇所（本実施形態では６箇所）に形成されている。大径スペーサ部１１０４の先端部分には凹状嵌合部１１０４ａが形成されている。なお、この凹状嵌合部１１０４ａは、内側ハブプレート１２０の対応する小径スペーサ部１２０４の先端部分（凸状嵌合部１２０４ａ）と突き合わされた状態で嵌合可能な寸法形状に形成されている。

【0030】

また、外側ハブプレート１１０には、後述するロック解除機構部２００のロック解除キー部材２１１を挿脱させるためのキー逃げ孔１１０５と、同ロック解除機構部２００のロック解除キープレート２１０の脚部を支持するためのキープレート支持孔１１０６，１１０６とが形成されている。また、外側ハブプレート１１０の周縁部分には、スポーク支持プレート１１２をボルト１３６で固定するためのネジ孔１１０７が複数形成されている。

【0031】

例えば図４に示されたスポーク支持プレート１１２は、環状の金属板部材であり、その周縁部分にメインホイール２０のスポーク２１，２１，・・・の端部を接続するためのスポーク接続孔１１２ａが複数形成されている。スポーク支持プレート１１２は、外側ハブプレート１１０の外周縁にオーバーラップする態様でボルト１３６によって着脱可能に固定される。

【0032】

（内側ハブプレート）
次に、内側ハブプレート１２０の構成を説明する。図１１（ａ）は内側ハブプレート１２０のギア取付面１２０Ａ（外側ハブプレート１１０に対向する側の面）を示す図であり、図１１（ｂ）は内側ハブプレート１２０の側面図である。内側ハブプレート１２０は、外側ハブプレート１１０と同様に、例えばＡＤＣ１２等のアルミニウム系合金を略円盤状に圧入成型したダイキャスト部材である。

【0033】

内側ハブプレート１２０の中央部には、車軸部材１５０を軸支するベアリング１２１を嵌合するための車軸孔１２０１が形成されている。また、第１プラネタリギア１６２の軸部材１６２ａを回動自在に受ける軸受部１２０２，１２０２，１２０２が、車軸孔１２０１の基準軸心を中心とした第１公転半径の円周上において互いに１２０°の間隔をあけた所定の３箇所に形成されている。また、ギア取付面１２０Ａには、第２プラネタリギア１６３の軸部材１６３ａを貫通させる軸逃げ孔１２０３，１２０３，１２０３が、基準軸心を中心とした第２公転半径の円周上の所定位置において互いに１２０°の等間隔に形成されている。

【0034】

また、ギア取付面１２０Ａには、円柱状の小径スペーサ部１２０４，１２０４，・・・が複数箇所（本実施形態では６箇所）に形成されている。小径スペーサ部１２０４の先端部分には凸状嵌合部１２０４ａが形成されている。なお、これら小径スペーサ部１２０４の先端部分（凸状嵌合部１２０４ａ）は、外側ハブプレート１１０の対応する大径スペーサ部１１０４の先端部分（凹状嵌合部１１０４ａ）と突き合わされた状態で嵌合可能な寸法形状に形成されている。また、小径スペーサ部１２０４の先端部分は、大径スペーサ部１１０４の先端部分と密着して嵌合可能であれば、例えば段差部又はテーパ部等を有するような適宜の形状とすることができる。

【0035】

図１２に示すように、小径スペーサ部１２０４の先端部である凸状嵌合部１２０４ａにはネジ孔１２０４ｂが螺刻されている。大径スペーサ部１１０４の凹状嵌合部１１０４ａと小径スペーサ部１２０４の凸状嵌合部１２０４ａとを嵌合させ、ボルト１１３を大径スペーサ部１１０４のボルト孔１１０４ｂに挿入してネジ孔１２０４ｂに螺合させることで、大径スペーサ部１１０４及び小径スペーサ部１２０４とを突き合せた状態で接合することができる。

【0036】

なお、ボルト１１３、ボルト孔１１０４ｂ及びネジ孔１２０４ｂは、大径スペーサ部１１０４及び小径スペーサ部１２０４を介して外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０を一定の間隔を保持して接合させるための接合手段を構成する要素である。

【0037】

２枚のハブプレートの間に、サンギアと複数のプラネタリギアとが組み込まれた複雑なギア構造のハブユニットを全てのギアの軸芯出し（シャフトアライメント）を同時に行いながらメインホイールのハブに組み込む作業は容易ではない。しかしながら、本実施形態の後進防止ユニット１００によれば、外側ハブプレート１１０側の大径スペーサ部１１０４と内側ハブプレート１２０側の小径スペーサ部１２０４との先端部分同士を互いに突き合わせて嵌合するだけで、少なくとも３つのプラネタリギア１６２，１６２，１６２の軸芯出しを同時にかつ容易に行い、しかも外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０の相対的な位置合わせを簡単に行うことができる。

【0038】

また、大径スペーサ部１１０４，１１０４，・・・及び小径スペーサ部１２０４，１２０４，・・・は、図１０及び１１に示されたように、車軸孔１１０１の基準軸心を中心とした所定半径の円周上に配列して形成されていることが好ましい。それにより、車軸部材１５０（サンギア１６１）の中心の基準軸心に外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０を合わせた後、大径スペーサ部１１０４及び小径スペーサ部１２０４の相対的な回動位置を合わせるだけで、少なくとも３つのプラネタリギア１６２，１６２，１６２の軸芯出しを同時に行うことができる。更にいえば、大径スペーサ部１１０４，１１０４，・・・及び小径スペーサ部１２０４，１２０４，・・・の円周上の間隔は不均等であることが好ましい。そうすれば、外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０の相対的回動位置関係を間違えるような組み立てミスを防ぐことができる。

【0039】

内側ハブプレート１２０には、また、後述するロック解除機構部２００のロック解除キー部材２１１を挿脱させるためのキー逃げ孔１２０５と、同ロック解除機構部２００のロック解除キープレート２１０の脚部を支持するためのキープレート支持孔１２０６，１２０６とが形成されている。また、内側ハブプレート１２０の周縁部分には、スポーク支持プレート１２２をボルト１２６で固定するためのネジ孔１２０７が複数形成されている。

【0040】

例えば図５に示されたスポーク支持プレート１２２は、環状の金属板部材であり、その周縁部分にメインホイール２０のスポーク２１，２１，・・・の端部を接続するためのスポーク接続孔１２２ａが複数形成されている。スポーク支持プレート１２２は、内側ハブプレート１２０の外周縁にオーバーラップする態様でボルト１２６によって着脱可能に固定される。

【0041】

（外側操作プレート）
次に、外側操作プレート１３０の構成を説明する。外側操作プレート１３０は、例えばＡＤＣ１２等のアルミニウム系合金を星形略円盤状に圧入成型したダイキャスト部材である。外側操作プレート１３０の中央部には、例えば図７に示したように、車軸部材１５０を軸支するベアリング１３１を嵌合するための車軸孔１３０１が形成されている。また、外側操作プレート１３０のギア取付面（外側ハブプレート１１０に対向する側の面）には、第２プラネタリギア１６３の軸部材１６２ａを回動自在に受ける軸受部１３０２が、外側ハブプレート１１０の軸逃げ孔１１０３に対応する３箇所に形成されている。第２プラネタリギア１６３の軸部材１６２ａの内部には軸芯部材１６４が摺動回転可能に貫通しており、その軸芯部材１６４の端部が、軸受部１３０２の内部で、ボルト１３２により固定されている。

【0042】

外側操作プレート１３０の外側面（ギア取付面とは反対側の面）には、例えば図３及び４に示したように、ハンドリム２２の３本の剛スポーク２３，２３，２３をボルト１３３，１３３で固定するための台部１３０ａ，１３０ａ，１３０ａが放射状に一体形成されている。

【0043】

（内側操作プレート）
次に、内側操作プレート１４０の構成を説明する。内側操作プレート１４０は、例えばＡＤＣ１２等のアルミニウム系合金を略円盤状に圧入成型したダイキャスト部材である。内側操作プレート１４０の中央部には、図７に示したように、車軸部材１５０を軸支するベアリング１４１を嵌合するための車軸孔１４０１が形成されている。また、内側操作プレート１４０のギア取付面（内側ハブプレート１２０に対向する側の面）には、第２プラネタリギア１６３の軸部材１６２ａを回動自在に受ける軸受部１４０２が、内側ハブプレート１２０の軸逃げ孔１２０３に対応して３箇所に形成されている。第２プラネタリギア１６３の軸部材１６２ａを摺動回転可能に貫通する軸芯部材１６４の端部が、軸受部１４０２の内部で、ボルト１４２により固定されている。

【0044】

内側操作プレート１４０には、次に説明するロック解除機構部２００のロック解除キー部材２１１と係合するカム孔（図示せず）や、同ロック解除機構部２００のロック解除キープレート２１０の脚部を貫通させるための貫通孔（図示せず）が形成されている。

【0045】

（ロック解除機構部の説明）
ロック解除機構部２００は、例えば図３に示したように、ロック解除キープレート２１０と、ロック解除キープレート２１０に固定されたロック解除キー部材２１１と、ロック解除キープレート２１０を移動させるロック解除レバー２０２とを有して構成されている。ロック解除キープレート２１０は、その中央部に車軸部材１５０を摺動可能に貫通させる貫通孔２１０ａが形成されており（図５参照）、この車軸部材１５０に沿って内側操作プレート１４０に接近及び離隔する方向に移動可能に設けられている。

【0046】

ロック解除レバー２０２の基端部にはワイヤ２０１が接続しており、そのワイヤ２０１が後進ロック解除操作レバー４５Ｂ（図１参照）に連結されている。すなわち、車椅子１の介助者等が後進ロック解除操作レバー４５Ｂを握る操作をすると、ワイヤ２０１が引っ張られロック解除レバー２０２が回動するとともに、ロック解除キープレート２１０がロック解除レバー２０２の先端部に押されて内側操作プレート１４０に向けて移動する。このロック解除キープレート２１０の移動とともに、くさび形を有するロック解除キー部材２１１が、上述した内側操作プレート１４０のカム孔（図示せず）に入り、内側操作プレート１４０をロック解除位置に回動させる。

【0047】

なお、ここでいう「ロック解除位置」とは、基準軸心を中心とする第２プラネタリギア１６３の第２公転半径線を、軸逃げ孔１２０３が許容する範囲で逆回転方向（図９では反時計回り方向）に少し移動させた、外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０に対する外側操作プレート１３０及び内側操作プレート１４０の相対的な回動位置を意味する。このロック解除位置では、第１プラネタリギア１６２と第２プラネタリギア１６３との間のバックラッシュが確保されるため、サンギア１６１を中心とした第１プラネタリギア１６２及び第２プラネタリギア１６３の公転及び回動が自由になる。それにより、メインホイール２０の後進ロックを解除することができる。

【0048】

（初期位置復帰手段の説明）
本実施形態の後進防止ユニット１００は、外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０に対する外側操作プレート１３０及び内側操作プレート１４０の相対的な回動位置を初期位置（又は「中立位置」ともいう。）に復帰させる初期位置復帰手段を備えている。なお、ここでいう「初期位置」又は「中立位置」とは、外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０に対し外側操作プレート１３０及び内側操作プレート１４０が正回転方向に相対的に回動し、第１プラネタリギア１６２と第２プラネタリギア１６３の各軸心が接近して、これらのギア間のバックラッシュがゼロ又は実質的にゼロとなる、相対回動位置を意味する。すなわち、初期位置復帰手段は、、外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０の軸逃げ孔１１０３，１２０３の内径と第２プラネタリギア１６３の軸部材１６３ａの外径とのクリアランスによって規定される許容角度範囲内で、上述の初期位置に向けて外側操作プレート１３０及び内側操作プレート１４０を外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０に対し相対回動させるよう常時付勢するよう構成されている。

【0049】

例えば図４には、初期位置復帰手段として３つのコイルバネ１３７，１３７,１３７が例示されている。コイルバネ１３７は、弾性的に伸張された状態で、外側ハブプレート１１０に植設されたブラケット１１５及び外側操作プレート１３０に植設されたブラケット１３５と間に掛け渡されて設けられている。この場合、コイルバネ１３７の引っ張り弾性力は、外側ハブプレート１１０に対し、外側操作プレート１３０を、常時、正回転方向（図４では時計回り方向）の側に回動させるよう作用している。

【0050】

また、初期位置復帰手段の他の態様として、外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０の軸逃げ孔１１０３，１２０３に弾性を有するクッション材を介装して第２プラネタリギア１６３の軸部材１６３ａを貫通させてもよい。このようなクッション材によっても、上記中立位置に軸部材１６３ａを保持することができる。

【0051】

このような初期位置復帰手段を後進防止ユニット１００に備えることで、車椅子１が後進時（メインホイール２０が逆回転時）にロックが作動するまでの時間的・量的遅れ（ラグ）が小さくなり、またそのような初動遅れを左右のメインホイール２０で一定にすることができる。これによりロック時に起きやすかった車体の旋回やショック等の不具合を防ぐことができ、車体をスムーズに停止させることができる。

【0052】

（後進防止ユニット及びそれを備えた車椅子の動作説明）
本発明に係るハブユニットの一実施形態である後進防止ユニット１００及び後進防止ユニット１００をメインホイール２０のハブに備えた車椅子１の動作を、以下説明する。

【0053】

本実施形態による後進防止ユニット１００は、上述したように、外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０に対する外側操作プレート１３０及び内側操作プレート１４０の相対的な回動位置に応じて、第１プラネタリギア１６２と第２プラネタリギア１６３との間の歯合状態が変化するよう構成されている。そしてそれらの相対的な回動を許容する角度範囲が、外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０の軸逃げ孔１１０３，１２０３の内径と、第２プラネタリギア１６３の軸部材１６３ａの外径とのクリアランスによって制限されている。

【0054】

かかる構成の後進防止ユニット１００において、先ず、図１３を参照して、前進操作力Ｆｆが外側操作プレート１３０に与えられた場合について説明する。外側操作プレート１３０に与えられた前進操作力Ｆｆは、第２プラネタリギア１６３の軸心（軸部材１６３ａ）を、第１プラネタリギア１６２の軸心（軸部材１６２ａ）に近づかせる方向に移動させるが、そのとき第１プラネタリギア１６２及び第２プラネタリギア１６３のそれぞれは、互いのピッチ点が離れるようにして自身の軸心周りで回動する。そして同時に第１プラネタリギア１６２及び第２プラネタリギア１６３のそれぞれがサンギア１６１を中心に公転するため、結果として前進操作力Ｆｆが、第１プラネタリギア１６２を軸支する外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０に伝達され、各ハブプレート１１０，１２０を正回転させる前進駆動力Ｔｆに変換されることとなる（図１３（ａ）参照）。

【0055】

本実施形態の車椅子１においては、ハンドリム２２を介して与えられた前進操作力Ｆｆが、後進防止ユニット１００により前進駆動力Ｔｆに変換されてメインホイール２０を正回転させる。したがって、一般的な車椅子と同様にハンドリム２２を操作して、車体を前進させることができる（図１３（ｂ）参照）。

【0056】

次に、図１４を参照して、後進防止ユニット１００の外側操作プレート１３０に後進操作力Ｆｒが与えられた場合について説明する。外側操作プレート１３０に与えられた後進操作力Ｆｒは、第２プラネタリギア１６３の軸心（軸部材１６３ａ）を、第１プラネタリギア１６２の軸心（軸部材１６２ａ）から離す方向に移動させる。それにより、第１プラネタリギア１６２と第２プラネタリギア１６３との間のバックラッシュが増し、それぞれのプラネタリギア１６２，１６３が自身の軸心周りで回動しながら、サンギア１６１を中心に公転する。その結果として、後進操作力Ｆｒが、第１プラネタリギア１６２を軸支する外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０に伝達され、各ハブプレート１１０，１２０を後進方向に逆回転させる後進駆動力Ｔｒに変換されることとなる（図１４（ａ）参照）。

【0057】

本実施形態の車椅子１においては、ハンドリム２２を介して与えられた後進操作力Ｆｒが、後進防止ユニット１００により後進駆動力Ｔｒに変換されてメインホイール２０を逆回転させる。したがって、一般的な車椅子と同様にハンドリム２２を操作して、車体を後進させることができる（図１４（ｂ）参照）。

【0058】

次に、図１５を参照して、後進防止ユニット１００の外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０を後進方向に逆回転させる逆回転トルクＷｒが作用した場合について説明する。逆回転トルクＷｒが外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０に作用すると、第１プラネタリギア１６２の軸心（軸部材１６２ａ）が第２プラネタリギア１６３の軸心（軸部材１６３ａ）に近づく方向に、外側操作プレート１３０及び内側操作プレート１４０に対する外側ハブプレート１１０及び内側ハブプレート１２０の相対的回動位置がシフトする。それにより、第１プラネタリギア１６２と第２プラネタリギア１６３のそれぞれの基準ピッチ円が重なり、つまり互いのギアが噛み込んだ状態となって、それらのギアの回動がロックされる（図１５（ａ）参照）。

【0059】

このような逆回転トルクＷｒは、例えば車椅子１がスロープ上にあるときや、利用者が車椅子１に移乗する際の体重移動により生じることが多い。本実施形態の車椅子１においては、逆回転トルクＷｒがメインホイール２０に作用しても、車体の後方への移動がメカ的にロックされている（図１５（ｂ）参照）。そのため、スロープ上で利用者がハンドリム２２から手を離しても車椅子１が後退せず安全であり、またスロープを登りきるまで登坂動作を続けなくて済む。また、後進が自動的にメカロックされるので、利用者は安全に車椅子１に移乗することもできる。

【符号の説明】

【0060】

１ 車椅子
１０ 車体フレーム
２０ メインホイール
２１ スポーク
２２ ハンドリム
２３ 剛スポーク
１００ 後進防止ユニット
１１０ 外側ハブプレート
１１０Ａ ギア取付面
１１２ スポーク支持プレート
１１３ ボルト
１２０ 内側ハブプレート
１２０Ａ ギア取付面
１２２ スポーク支持プレート
１３０ 外側操作プレート
１３７ コイルバネ
１４０ 内側操作プレート
１５０ 車軸部材
１６１ サンギア
１６２ 第１プラネタリギア
１６２ａ 軸部材
１６３ 第２プラネタリギア
１６３ａ 軸部材
２００ ロック解除機構部
２１０ ロック解除キープレート
２１１ ロック解除キー部材
１１０１ 車軸孔
１１０２ 軸受部
１１０３ 軸逃げ孔
１１０４ 大径スペーサ部
１１０７ ネジ孔
１２０１ 車軸孔
１２０２ 軸受部
１２０３ 軸逃げ孔
１２０４ 小径スペーサ部
１３０１ 車軸孔
１３０２ 軸受部
１４０１ 車軸孔
１４０２ 軸受部
Ｆｆ 前進操作力
Ｆｒ 後進操作力
Ｔｆ 前進駆動力
Ｔｒ 後進駆動力
Ｗｒ 逆回転トルク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】