JPH10117875A - バランス昇降座椅子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】バランス昇降機能は維持して、座板を着座者の
重心で支持して、軽量で変形に強い構造にし、製造コス
トを下げる。更に重心移動により椅子の安定性を良くす
る。更にバネの負担を軽減し、座板押し上げ効率を向上
させる。 【構成】下支持台９と上支持台１２の間にリンク１３
ａ，１３ｂ，１６ａ，１６ｂを連結して平行リンク機構
４を構成し、その平行リンク機構４で座板３中央部を下
方から支持する。上方リンク１６ａ，１６ｂに肘掛け５
ａ，５ｂを固着する。下支持台９に位置調節可能に送り
ナット２２と送りネジ２３を備える。圧縮コイルバネ３
１ａ，３１ｂを内蔵したシリンダ６ａ，６ｂのヘッド部
を下方リンク１３ａ，１３ｂに連結し、そのロッド２７
ａ，２７ｂ端を送りナット２２に連結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自力で座ったり立った
りすることが困難な人たちを支援するために、座板を低
い座り姿勢から高い腰掛け姿勢までの間でバランスをも
って昇降させるバランス昇降座椅子に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】本発明は、本願出願人が先に出願した特
願平４−２９３６２４号（特公平７−０９００３４号）
を改良することにより得られるバランス昇降座椅子を提
供するもので、従来例として前記の出願のものを図９乃
至図１２に基づいて説明する。先ず、図１２に基づい
て、従来例における一定押し上げ力をつくり出す原理を
説明する。図１２に示すＸ，Ｙの直交座標において、Ｌ
は原点Ｏを支点として回動する棒であり、ＬからＬ’の
範囲で回動するものとする。その棒Ｌ上の任意の点Ｂに
Ｙ軸上の任意の点ＡからワイヤーＷを張着して、棒Ｌを
常にベクトルＢＡで引っ張るようにし、そのベクトルＢ
Ａを、点Ｂを押し上げるＹ軸に平行な力ベクトルＢＣ
と、点Ｂに働く原点Ｏに向かう力ベクトルＢＯの２力に
分解すると、平行四辺形ＡＣＢＯができる。この平行四
辺形ＡＣＢＯの四辺の長さは、棒Ｌが回動してその棒Ｌ
の角度が変わっても変化しない。すなわち、棒ＬがＬ’
に変位してもそのベクトルＢ’Ｃ’はベクトルＢＣと等
しい。従って、ワイヤーＷのＡＢ間の長さに比例した強
さの張力ベクトルＢＡを常に加えていれば、棒Ｌ上の任
意の点Ｂを押し上げるＹ軸に平行な力ベクトルＢＣは、
棒Ｌの角度の変化に拘らず、常に一定となる。以上が一
定押し上げ力をつくり出す原理である。次に、上記の一
定押し上げ力の強さを調節する原理を同図１２により続
けて説明すれば、棒Ｌ上の点Ｂに張着したワイヤーＷを
原点Ｏの方向に少し移動させ、新たに点ＤにワイヤーＷ
を張着して、棒Ｌを常にベクトルＤＡで引っ張るように
する。そして、そのベクトルＤＡを点Ｄを押し上げるＹ
軸に平行な力ベクトルＤＥと、点Ｄに働く原点Ｏに向か
う力ベクトルＤＯの２力に分解すると、平行四辺形ＡＥ
ＤＯができる。この場合も、この平行四辺形ＡＥＤＯの
四辺の長さは、棒Ｌが回動してその棒Ｌの角度が変わっ
ても変化しない。すなわち、棒ＬがＬ’に変位してもそ
のベクトルＤ’Ｅ’はベクトルＤＥと等しい。従って、
ベクトルＤＥも一定押し上げ力になる。このベクトルＤ
Ｅと、点ＢにワイヤーＷを張着したときに点Ｂに働くベ
クトルＢＣの２力の強さは、両方ともＯＡ間の長さと等
しくなっている。この２力の強さは、棒Ｌ上のワイヤー
の張着位置に拘らず、常にＯＡ間の長さと等しくなる。
然るに、点Ｄにワイヤーを張着したときに、もとの点Ｂ
に働くＹ軸に平行な力ベクトルＢＦの強さは、てこの原
理によりベクトルＤＥにＤＯ間の長さを掛けて、更にそ
れをＢＯ間の長さで割った値になり、ベクトルＤＥの強
さに比例するので、やはりベクトルＢＦも一定押し上げ
力になる。すなわち、棒ＬがＬ’に変位してもそのベク
トルＢ’Ｆ’はベクトルＢＦと等しい。このベクトルＢ
ＦとベクトルＢＣの力の強さは、各々ＤＯ間の長さとＢ
Ｏ間の長さに比例している。従って、棒Ｌ上の任意の点
Ｂに働くＹ軸に平行な一定押し上げ力の強さは、棒Ｌ上
に張着したワイヤーの位置と原点Ｏ間の長さに比例して
増減する。以上が一定押し上げ力の強さを調節する原理
である。従来例は前記原理を利用して構成されており、
図９において６１は従来のバランス昇降座椅子であり、
全体は、基フレーム６２と、座板６３と、平行リンク機
構部６４と、背もたれ６５と、作動肘掛け６６ａ，６６
ｂと、圧縮コイルバネ内設管６７と、ワイヤー６８と、
バランス調節装置６９と、ブレーキ装置７０とから構成
されている。平行リンク機構部６４は、基フレーム６２
における両側面フレーム６２ａ，６２ｂの後部と座板６
３における両座板側面フレーム６３ａ，６３ｂのほぼ中
央部とを後方リンク７１ａ，７１ｂで連結し、基フレー
ム６２における両側面フレーム６２ａ，６２ｂのほぼ中
央部と座板６３における両座板側面フレーム６３ａ，６
３ｂの前部とを前方リンク７２ａ，７２ｂで連結して構
成されている。作動肘掛け６６ａ，６６ｂは、作動フレ
ーム７３ａ，７３ｂとその後部に一体に垂設した伝達ア
ーム７４ａ，７４ｂと肘掛け板７５ａ，７５ｂとから形
成されており、その作動肘掛け６６ａ，６６ｂは、作動
フレーム７３ａ，７３ｂの前部を後方リンク７１ａ，７
１ｂの上端支軸７６ａ，７６ｂに連結し、伝達アーム７
４ａ，７４ｂの下部を後方リンク７１ａ，７１ｂの下端
支軸７７ａ，７７ｂに連結して、座板６３両側面に前後
回動可能として備えられている。バランス調節装置６９
は、一方の作動肘掛け６６ａにおける作動フレーム７３
ａに備えられており、そのバランス調節装置６９は、位
置調節可能な送りナット７８とこれに螺合した送りネジ
７９とその送りネジ７９を正逆回転する調節ハンドル８
０とから構成されている。圧縮コイルバネ内設管６７
は、背もたれ６５と共に座板６３の後部に横架して備え
られており、図１１に示すように、その管の一方の開口
端部内側には自在滑車本体８１が挿着され、更に、その
管内には圧縮コイルバネ８２が一方の作動肘掛け６６ａ
側（自在滑車本体８１側）を固定し他端を伸縮自在とし
て備えられている。自在滑車本体８１は、回転可能にし
た滑車８３が圧縮コイルバネ内設管６７の中心線を軸に
して自由に首振りするように形成されている。ワイヤー
６８は自在滑車本体８１を介して９０゜に曲げられ、圧
縮コイルバネ８２の他端と上記送りナット７８に連結さ
れている。また、椅子側面から見て、上記バランス調節
装置６９における送りネジ７９の軸中心線の延長線を支
軸７６ａの中心と交わらせてある。また、椅子側面から
見て、圧縮コイルバネ内設管６７の中心と支軸７６ａの
中心とを結んだ線分と送りネジ７９の中心線の延長線と
の成す角度θ１を、鉛直線とリンク７１ａ，７１ｂ，７
２ａ，７２ｂとの成す角度θと一致させると共に、圧縮
コイルバネ８２のたわみ量が送りネジ７９の軸中心線か
ら圧縮コイルバネ内設管６７の中心までのワイヤー６８
方向の長さと対応してたわみ得るように設定してある。
また、図１０のブレーキ装置７０は、前記の作動肘掛け
６６ｂの回動を停止するように常時付勢したブレーキ機
構８４と、そのブレーキ機構８４を解除するブレーキ解
除レバー８５とから構成されている。従来例は以上の構
成であり、以下に従来例を側面から見たものとしてその
作用を原理図と対応させて説明する。前記説明の図１２
の原理図における原点Ｏは作動フレーム７３ａの支軸７
６ａの中心に該当し、原理図における棒Ｌは作動フレー
ム７３ａ及び送りネジ７９に該当し、原理図におけるワ
イヤーＷはワイヤー６８に該当し、原理図におけるＢ点
（又はＤ点）は送りネジ７９の軸中心線とワイヤー６８
の中心線との交点に該当し、原理図におけるＡ点は圧縮
コイルバネ内設管６７の中心に該当する。従って、原理
図におけるＹ軸は支軸７６ａの中心と圧縮コイルバネ内
設管６７の中心とを結んだ直線に該当し、送りネジ７９
の軸中心線とワイヤー６８の中心線との交点を通り、上
記Ｙ軸と平行する直線の方向が原理図におけるベクトル
ＢＣ（Ｂ’Ｃ’）の方向となる。また、作動フレーム７
３ａ及び送りネジ７９とリンク７１ａとが、支軸７６ａ
を支点とするベルクランク（まがりてこ）の形態になっ
ており、図９におけるθとθ１を同一角度に設定するこ
とにより、作動フレーム７３ａにおける上記Ｙ軸と平行
なベクトルＢＣ（Ｂ’Ｃ’）の方向が、リンク７１ａに
おける支軸７６ａを通る鉛直方向に位相していると考え
ることができる。従って、原理図におけるベクトルＢＣ
（Ｂ’Ｃ’）の方向と力は、支軸７６ａに作用する力、
すなわち座板６３の上昇方向とその押し上げ力とみなす
ことができるので、原理図におけるＢ点が座板６３を昇
降させるものとして以下説明する。着座者が高い腰掛け
姿勢から、ブレーキ解除レバー８５を握ってブレーキを
解除して、作動肘掛け６６ａ，６６ｂを前方へ回動させ
ると、座板６３は平行リンク機構部６４の働きにより水
平姿勢で下降する。すると、その座板６３の下降動作に
伴ってワイヤー６８が引かれ、これにより圧縮コイルバ
ネ８２が圧縮され、その圧縮コイルバネ８２の復帰力が
増大する。すなわち、座板６３の支軸７６ａに相当する
点ＢがＢ’に下降すると、ワイヤー６８に相当するＷに
作用する圧縮コイルバネ８２の復帰力がベクトルＢＡか
らベクトルＢ’Ａのように増大し、点Ｂにおけるベクト
ルＢＣと点Ｂ’におけるＢ’Ｃ’が等しくなる。従っ
て、ワイヤーＷのＡＢ間の長さに常に比例するように圧
縮コイルバネ８２の復帰力を設定することにより、すな
わち、圧縮コイルバネ内設管６７から引き出されたワイ
ヤー６８の長さと圧縮コイルバネ８２のたわみ量とを一
致させることにより、着座状態において、座板６３の上
昇位置から下降位置まで、どの高さ位置にあっても着座
者の体重と座板６３に作用する押し上げ力とのバランス
をとることができ、人の僅かな力で座板６３を昇降させ
ることができる。また、調節ハンドル８０を回転させて
送りナット７８の位置を変位させることにより、すなわ
ち、図１２の原理図において、点Ｂを点Ｄに変位するこ
とにより、てこの原理によって、点Ｂでの押し上げ力は
ベクトルＢＦに短く変化する。そのため、座板６３に作
用する着座者の体重が軽い場合は、以上のように調節し
て点Ｂでの押し上げ力を減少させることにより、その体
重とバランスさせることができる。また、調節ハンドル
８０を上記と逆の方向に回転することにより、上記より
重い体重の人に対してバランスさせることができる。ま
た、ブレーキ解除レバー８５を無操作状態にすることに
より、ブレーキを作用させて座板６３を所望の位置で停
止させることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のバランス昇
降座椅子においては、以下に示す問題があった。第１
に、椅子横方向に作用する圧縮コイルバネの引き力を一
方の作動肘掛けの椅子縦方向の動きに、ワイヤーにより
自在滑車本体を介して変換伝達していた。そのため、着
座者の体重がほぼ座板中央部に真下方向へ作用するのに
対し、圧縮コイルバネによる押し上げ力が一方の作動肘
掛け、すなわち座板の片側部に真上方向へ作用するた
め、座板押し上げ力と着座者の体重との２力の方向が互
いに反対になり、かつ、その２力の作用点が大きく食い
違って、片持ち構造となっていた。この従来例における
片持ち構造は、荷重に対してフレーム、リンクの各部分
に捻れ変形を起こし易く、特に座板が低い位置にあっ
て、座板に勢い良く着座した場合などの衝撃力に対して
は極めて弱い構造であった。そのため、平行リンクの横
幅を座板の横幅一杯まで広げたり、フレーム、リンクを
補強して頑丈に製作しなければならず、その結果、重量
と製造コストが増大した。また、ボールベアリングを多
用した高精度で高価な自在滑車本体を使用していたた
め、これもまた製造コストを上げる要因であった。第２
に、従来例を起立した椅子状態にした場合、座板フレー
ム、バランス調節装置、圧縮コイルバネ内設管等の比較
的重い部材が座板の回りに配設され、特に重量の大きな
圧縮コイルバネ内設管が座板後部に備えられていたた
め、重心の位置が後方の高いところに来てしまった。そ
のため、椅子が不安定となり、例えば、背もたれに勢い
良くもたれ掛かって着座した場合や、着座者が急上昇
し、急停止した場合に、その反動により、椅子が後方に
転倒し易かった。第３に、従来例は圧縮コイルバネの押
し上げ力によって、着座者の体重の他に座板フレーム、
バランス調節装置、圧縮コイルバネ内設管等の重量の大
きな部材も一緒に支持していたため、圧縮コイルバネの
負担が増大し、その結果、実際に昇降可能な着座者の体
重の大きさが減少し、圧縮コイルバネの座板押し上げ効
率を下げていた。第４に、上記の片持ち構造の問題を解
決する手段として、試みに、ワイヤーをロッドに置換
し、かつ、リンクにシリンダを直結した昇降機構を図１
２の従来の原理で構成すると図１３に示すものになっ
た。この場合、圧縮コイルバネを内蔵したシリンダＧと
ロッドＲが一直線になると共に、シリンダＧのロッドＲ
突出側端部Ａ（従来例における圧縮コイルバネ内設管の
ワイヤー突出側端部）が回動支点となり、シリンダＧが
椅子の後方に大きく突出し、しかも、フリー状態となっ
たシリンダＧのヘッドが、昇降動作時に揺動するため、
この突出したシリンダＧが人や物にぶつかり易く邪魔で
危険であり、同時に、シリンダＧ自体も破損し易く、全
く実用的ではなかった。そこで本発明は、低い座り姿勢
から高い腰掛け姿勢の間で着座者の体重と座板押し上げ
力とをバランスさせて昇降するバランス昇降機能を備
え、かつ、座板下方のスペース内にコンパクトに収める
ことができるシリンダ昇降機構を実現することにより、
第１〜第３までの問題を解決するバランス昇降座椅子を
提案することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は前記の課題を解
決するためになされたもので、先ず、本発明の一定押し
上げ力をつくり出す原理を図８により説明する。Ｘ，Ｙ
の直交座標において、Ｔは原点Ｏを支点として回動する
リンクであり、ＴからＴ’の範囲で回動するものとす
る。リンクＴ先端の点Ｈに、圧縮コイルバネを内蔵した
シリンダＧのヘッド部を連結する。同様に、点Ｏを原点
とするＸ１、Ｙ１の直交座標において、Ｙ１軸上の点Ｊ
にロッドＲ先端を連結する。そして、点Ｊから点Ｈの方
向へ圧縮コイルバネのたわみ量分行ったシリンダＧ上の
点Ｍを定め、リンクＴを常にベクトルＭＪで引っ張るよ
うにし、併せて、∠ＨＯＹ＝∠ＭＯＪすなわち、αとα
１を等しく設定する。そして、線分ＭＯをＸ１、Ｙ１の
座標系における仮想リンクとし、ベクトルＭＪを仮想リ
ンクＭＯ上の点Ｍに働くＹ１軸に平行な力ベクトルＭＮ
と、点Ｍに働く原点Ｏに向かう力ベクトルＭＯの２力に
分解すると平行四辺形ＪＮＭＯができる。この場合、リ
ンクＴが回動してそのリンクＴの角度が変わっても、Ｍ
Ｈ間とＨＯ間の２辺の長さは変化せず、また、∠ＪＨＯ
の角度変化は小さいので、リンクＴの回動に伴う∠ＪＨ
Ｏの角度変化が無いものとする。すると、三角形ＭＨＯ
はリンクＴの角度変化に拘らず常に変化しないことにな
る。すなわち、リンクＴがＴ’に変位しても三角形ＭＨ
Ｏは三角形Ｍ’Ｈ’Ｏと合同となるため、仮想リンクの
ＭＯ間の長さはＭ’Ｏ間の長さと等しく、∠ＭＯＨは∠
Ｍ’ＯＨ’と等しくなる。従って、ＭＪ間の長さに比例
した強さの引き力ベクトルＭＪを常に加えていれば、仮
想リンクＭＯ上の点Ｍに働くＹ１軸に平行な力ベクトル
ＭＮは、リンクＴの角度変化に拘らず、常に一定とな
る。更に、仮想リンクＭＯとリンクＴは∠ＭＯＨの角度
を持つベルクランク（まがりてこ）となると共に、上記
αとα１を等しく設定したことにより、Ｘ１、Ｙ１の座
標系における一定力ベクトルＭＮはＸ、Ｙの座標系にお
けるリンクＴ上の点Ｈを押し上げるＹ軸に平行な力ベク
トルＨＳに位相しており、このベクトルＨＳはリンクＴ
の角度変化に拘らず、常に一定押し上げ力となる。以上
が一定押し上げ力をつくり出す原理である。次に、上記
一定押し上げ力の強さを調節する原理を同図８により続
けて説明する。ロッドＲ先端を点Ｊよりも原点Ｏに近い
位置にある点Ｋに改めて連結する。すると、シリンダＧ
のロッド側が下動し、それに伴いシリンダＧ上の点Ｍも
点Ｍ１まで下動する。この時、∠ＨＯＹ＝∠Ｍ１ＯＫす
なわち、αとα２を等しく設定する。そして、点Ｏを原
点とし点ＫをＹ２軸上の点とするＸ２、Ｙ２の直交座標
を新たに定める。この時できる線分ＪＫがロッドＲ先端
の強さ調節の方向と範囲である。そして、リンクＴを常
にベクトルＭ１Ｋで引っ張るようにし、線分Ｍ１ＯをＸ
２、Ｙ２の座標系における仮想リンクとし、ベクトルＭ
１Ｋを仮想リンクＭ１Ｏ上の点Ｍ１に働くＹ２軸に平行
な力ベクトルＭ１Ｎ１と、点Ｍ１に働く原点Ｏに向かう
力ベクトルＭ１Ｏの２力に分解すると平行四辺形ＫＮ１
Ｍ１Ｏができる。この場合も、リンクＴが回動してその
リンクＴの角度が変わっても、Ｍ１Ｈ間とＨＯ間の２辺
の長さは変化せず、また、∠ＫＨＯの角度変化は小さい
ので、リンクＴの回動に伴う∠ＫＨＯの角度変化が無い
ものとする。すると、三角形Ｍ１ＨＯはリンクＴの角度
変化に拘らず常に変化しないことになる。すなわち、リ
ンクＴがＴ’に変位しても三角形Ｍ１ＨＯは三角形Ｍ
１’Ｈ’Ｏと合同となるため、仮想リンクのＭ１Ｏ間の
長さはＭ１’Ｏ間の長さと等しく、∠Ｍ１ＯＨは∠Ｍ
１’ＯＨ’と等しくなる。従って、Ｍ１Ｋ間の長さに比
例した強さの引き力ベクトルＭ１Ｋを常に加えていれ
ば、仮想リンクＭ１Ｏ上の点Ｍ１に働くＹ２軸に平行な
力ベクトルＭ１Ｎ１は、リンクＴの角度変化に拘らず、
常に一定となる。更に、仮想リンクＭ１ＯとリンクＴは
∠Ｍ１ＯＨの角度を持つベルクランク（まがりてこ）と
なると共に、上記αとα２を等しく設定したことによ
り、Ｘ２、Ｙ２の座標系における一定力ベクトルＭ１Ｎ
１はＸ、Ｙの座標系におけるリンクＴ上の点Ｈを押し上
げるＹ軸に平行な力ベクトルＨＳ１に位相しており、こ
のベクトルＨＳ１はリンクＴの角度変化に拘らず、常に
一定押し上げ力となる。このベクトルＨＳ１と前記のベ
クトルＨＳの力の強さは、てこの原理により、ＫＯ間の
長さとＭ１Ｏ間の長さの積と、ＪＯ間の長さとＭＯ間の
長さの積にそれぞれ比例している。従って、リンクＴ上
の点Ｈに働くＹ軸に平行な一定押し上げ力の強さは、ロ
ッドＲ先端の連結位置を線分ＪＫ上で移動することによ
り増減することができる。以上が一定押し上げ力の強さ
を調節する原理である。次に、前記原理を利用して構成
した本発明について図１乃至図７に基づいて説明する。
平行リンク機構（４）は、下支持台（１１）と上支持台
（２１）とを、互いに平行な下方リンク（２６ａ，２６
ｂ）と上方リンク（２９ａ，２９ｂ）とでそれぞれ連結
して構成されている。その平行リンク機構（４）は、下
支持台（１１）を基フレーム（２）後部に固着して、基
フレーム（２）上側に備えられている。座板（３）は、
上支持台（２１）上面に載設されており、その座板
（３）下面中央部を平行リンク機構（４）で下方から支
持している。その座板（３）後部には背もたれ（５）を
設けてある。肘掛け（６ａ，６ｂ）は、上方リンク（２
６ａ，２６ｂ）に固着され椅子両側部に備えられてい
る。下支持台（１１）には、移動可能にした送りナット
（３８）とこれに螺合した送りネジ（３９）とその送り
ネジ（３９）を正逆回転する調節ハンドル（４０）から
成るバランス調節機構（１５）が備えられている。圧縮
コイルバネ（４５ａ，４５ｂ）は、シリンダ（７ａ，７
ｂ）内にそのロッド（４３ａ，４３ｂ）突出側を固定す
ると共に、その他端を伸縮自在として備えられている。
シリンダ（７ａ，７ｂ）内のロッド（４３ａ，４３ｂ）
の一端は、圧縮コイルバネ（４５ａ，４５ｂ）の他端に
連結されている。シリンダ（７ａ，７ｂ）から突出した
ロッド（４３ａ，４３ｂ）の他端は、送りナット（３
８）に回動可能に連結されている。シリンダ（７ａ，７
ｂ）のヘッド部は、下方リンク（２６ａ，２６ｂ）前端
部に回動可能に連結されている。また、椅子側面から見
て、ロッド（４３ａ，４３ｂ）他端の支軸（４４ａ，４
４ｂ）中心からシリンダ（７ａ，７ｂ）のヘッド部の支
軸（３２ａ，３２ｂ）中心方向へ圧縮コイルバネ（４５
ａ，４５ｂ）のたわみ量分離れた地点を基準点（５１
ａ，５１ｂ）とする。更に、送りナット（３８）の移動
した時の最上位置と最下位置において、基準点（５１
ａ，５１ｂ）と下方リンク（２６ａ，２６ｂ）後端の支
軸（３１ａ，３１ｂ）中心とを結んだ線分とロッド（４
３ａ，４３ｂ）他端の支軸（４４ａ，４４ｂ）中心と下
方リンク（２６ａ，２６ｂ）後端の支軸（３１ａ，３１
ｂ）中心とを結んだ線分との成す角度（λ１，λ２）
を、鉛直線と下方リンク（２６ａ，２６ｂ）との成す角
度（λ）と一致させる。（上記の角度λ１、λ２及びλ
は、前記図８の原理図における角度α１、α２及びαに
それぞれ相当する。） また、以上の構成のものに付加したシリンダ機構のロッ
ク装置（８）は、直線往復摺動するロッドを任意位置で
ロック可能にしたもので、下支持台（１１）と上支持台
（２１）とに架け渡して連結されている。そのロック装
置（８）は、平行リンク機構（４）の回動を停止しロッ
クするように常時付勢されており、そのロック装置
（８）のロックを解除するロック解除レバー（５４）が
備えられている。

【０００５】

【作用】先ず、前記図８に示す原理図と図１に示す本発
明の椅子との対応関係について、その椅子を側面から見
たものとして説明する。原理図における原点Ｏは、下方
リンク（２６ａ，２６ｂ）後端の支軸（３１ａ，３１
ｂ）中心に該当する。原理図におけるＹ軸は、支軸（３
１ａ，３１ｂ）中心を通る鉛直線に該当する。原理図に
おけるＹ１軸は、支軸（３１ａ，３１ｂ）中心とロッド
（４３ａ，４３ｂ）端の支軸（４４ａ，４４ｂ）中心と
を結んだ直線に該当する。原理図におけるリンクＴは、
下方リンク（２６ａ，２６ｂ）に該当する。原理図にお
けるシリンダＧは、シリンダ（７ａ，７ｂ）に該当す
る。原理図におけるロッドＲは、ロッド（４３ａ，４３
ｂ）に該当する。原理図における点Ｊ（又は点Ｋ）は、
支軸（４４ａ，４４ｂ）中心に該当する。原理図におけ
る線分ＪＫは、送りネジ（３９）の軸中心線に該当す
る。原理図における点Ｈは、下方リンク（２６ａ，２６
ｂ）前端部の支軸（３２ａ，３２ｂ）中心に該当する。
原理図における点Ｍ（又は点Ｍ１）は、シリンダ（７
ａ，７ｂ）の中心線上の基準点（５１ａ，５１ｂ）に該
当する。原理図におけるα１、α２及びαは、それぞれ
（λ１）、（λ２）及び（λ）に該当する。原理図にお
ける仮想リンクＭＯ（又はＭ１Ｏ）は、支軸（３１ａ，
３１ｂ）中心と基準点（５１ａ，５１ｂ）とを結んだ線
分に該当する。従って、原理図における一定力ベクトル
ＭＮ（又はベクトルＭ１Ｎ１）は、基準点（５１ａ，５
１ｂ）に働く支軸（３１ａ，３１ｂ）中心と支軸（４４
ａ，４４ｂ）中心とを結んだ直線に平行な力に該当し、
原理図における一定押し上げ力ベクトルＨＳ（又はＨＳ
１）は、支軸（３２ａ，３２ｂ）に働く真上方向の力に
該当する。そこで、この支軸（３２ａ，３２ｂ）すなわ
ち、原理図における点Ｈが座板を昇降させるものとして
以下説明する。下支持台（１１）と上支持台（２１）と
上下のリンク（２６ａ，２６ｂ，２９ａ，２９ｂ）によ
り平行リンク機構（４）が構成され、座板（３）は水平
姿勢で昇降する。またこの時、平行リンク機構（４）と
圧縮コイルバネ（４５ａ，４５ｂ）を内蔵した一対のシ
リンダ（７ａ，７ｂ）が直結されて座板（３）下方中央
に備えられており、圧縮コイルバネ（４５ａ，４５ｂ）
による座板（３）押し上げ力が着座者の重心の位置に作
用するようになっている。肘掛け（６ａ，６ｂ）を後方
へ引き動かすと、座板（３）は平行リンク機構（４）に
より水平姿勢で上昇する。また、肘掛け（６ａ，６ｂ）
を前方へ押し動かすと、座板（３）は水平姿勢で下降す
る。このように、着座者が高い腰掛け姿勢から肘掛け
（６ａ，６ｂ）を前方へ押し動かすと、ロッド（４３
ａ，４３ｂ）が引かれる。これにより、圧縮コイルバネ
（４５ａ，４５ｂ）が圧縮され、その圧縮コイルバネ
（４５ａ，４５ｂ）の復帰力が増大する。すなわち、支
軸（３２ａ，３２ｂ）に相当する点ＨがＨ’に下降する
と、ロッド（４３ａ，４３ｂ）に相当するＲに作用する
圧縮コイルバネ（４５ａ，４５ｂ）の復帰力がベクトル
ＭＪからベクトルＭ’Ｊのように増大し、点Ｍにおける
ベクトルＭＮと点Ｍ’におけるＭ’Ｎ’が等しくなると
共に、点ＨにおけるベクトルＨＳと点Ｈ’におけるＨ’
Ｓ’が等しくなる。従って、着座状態において、座板
（３）の上昇位置から下降位置まで、どの高さ位置にあ
っても着座者の体重と座板（３）押し上げ力とをバラン
スさせることができ、人の僅かな力で座板（３）を昇降
させることができる。また、調節ハンドル（４０）を回
転させて送りナット（３８）の位置を変位させることに
より、すなわち、図８の原理図において、点Ｊを点Ｋに
変位することにより、てこの原理によって、点Ｈでの押
し上げ力はベクトルＨＳ１に短く変化する。そのため、
座板（３）に作用する着座者の体重が軽い場合は、以上
のように調節して点Ｈでの押し上げ力を減少させること
により、その体重とバランスさせることができる。ま
た、調節ハンドル（４０）を上記と逆の方向に回転する
ことにより、上記より重い体重の人に対してバランスさ
せることができる。次に、シリンダ機構のロック装置
（８）を付加した場合について説明する。着座者の体重
と座板（３）押し上げ力とをバランスさせた状態におい
て、座板（３）を昇降移動するときはロック解除レバー
（５４）を操作し、座板（３）を所望の位置で停止させ
るときはロック解除レバー（５４）を無操作状態にし
て、ロック装置（８）のロック力を作用させる。

【０００６】

【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図１において、１はバランス昇降座椅子であり、全体は
基フレーム２と、座板３と、平行リンク機構４と、背も
たれ５と、左右の肘掛け６ａ，６ｂと、一対のシリンダ
７ａ，７ｂと、ロック装置８とから構成されている。基
フレーム２は、本椅子の土台に当る部分であり、管材に
よりコ字状に形成された外フレーム９と、その内側に固
着された足フレーム１０ａ，１０ｂとから成っている。
図３に示すように、下支持台１１は、基フレーム２後部
中央に足フレーム１０ａ，１０ｂにより固着されてい
る。図４に示すように、下支持台１１は、断面三角形の
横パイプ１２の前側斜面の両端に断面コ字形でかつ上下
一体で形成された軸受け１３ａ，１４ａと１３ｂ，１４
ｂを設け、その横パイプ１２の前側斜面の中央部に断面
コ字形のバランス調節機構１５を備えて形成されてい
る。また、そのバランス調節機構１５下部に、ロック装
置８用の軸受け１６が一体で形成されている。バランス
調節機構１５は、スライド面３７ａ，３７ｂとそのスラ
イド面３７ａ，３７ｂを摺動する送りナット３８とその
送りナット３８に螺合した送りネジ３９とその送りネジ
３９を正逆回転する調節ハンドル４０から形成されてい
る。送りネジ３９は、その基端軸部４１をバランス調節
機構１５上端部の穴４２に貫通して軸支し、そのネジ部
をスライド面３７ａ，３７ｂと平行にして、釣り下げら
れている。また、穴４２を上方に貫通した送りネジ３９
の基端軸部４１先端に調節ハンドル４０を固着してあ
る。図５に示すように、座板３は、基板１７上面にクッ
ション材１８を貼付け、それにカバー１９を施して形成
されている。図１に示すように、その座板３後部には、
角度調整可能にした取り付け具２０により背もたれ５が
取り付けられている。また、その座板３中央下部には、
門型の上支持台２１が固着されている。図６に示すよう
に、その上支持台２１は、その上部中央にロック装置用
の断面コ字形の軸受け２２を備え、その両端の上部と下
部にリンク用の軸受け２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ
を備えて形成されている。また、上支持台２１の下端部
には、座板３の下降着地の際の衝撃を緩和するためのク
ッション足２５ａ，２５ｂが固着されている。図３に示
すように、一対の下方リンク２６ａ，２６ｂはその上端
部に天井フレーム２７を横架して固着し、更に、その天
井フレーム２７の中央部にシリンダ７ａ，７ｂ連結用の
補助軸受け２８を固着して形成されている。また、一対
の上方リンク２９ａ，２９ｂは、そのほぼ中央部に横フ
レーム３０を横架して固着しＨ字状に形成されている。
図１に示すように、平行リンク機構４は、下支持台１１
下部の軸受け１４ａ，１４ｂと上支持台２１下部の軸受
け２４ａ，２４ｂに下方リンク２６ａ，２６ｂ両端部を
支軸３１ａ，３１ｂと支軸３２ａ，３２ｂによりそれぞ
れ軸着し、下支持台１１上部の軸受け１３ａ，１３ｂと
上支持台２１上部の軸受け２３ａ，２３ｂに下方リンク
２６ａ，２６ｂと平行な上方リンク２９ａ，２９ｂ両端
部を支軸３３ａ，３３ｂと支軸３４ａ，３４ｂによりそ
れぞれ軸着して形成されている。左右の肘掛け６ａ，６
ｂは、Ｌ字状のフレーム３５ａ，３５ｂとそのフレーム
３５ａ，３５ｂ上端部に固着した肘掛け板３６ａ，３６
ｂとから左右対称に形成され、フレーム３５ａ，３５ｂ
下端部を上方リンク２９ａ，２９ｂ左右外側部にそれぞ
れ固着して座板３両側部に設けられている。一対のシリ
ンダ７ａ，７ｂは、そのロッド４３ａ，４３ｂ端部を送
りナット３８左右側面に支軸４４ａ，４４ｂによりそれ
ぞれ軸着し、シリンダ７ａ，７ｂのヘッド部を下方リン
ク２６ａ，２６ｂ前端部内側に支軸３２ａ，３２ｂによ
りそれぞれ軸着してある。図７に示すように、シリンダ
７ａ，７ｂは、管内に圧縮コイルバネ４５ａ，４５ｂを
挿入してある。その圧縮コイルバネ４５ａ，４５ｂの一
端は、シリンダ７ａ，７ｂのロッドカバー４６ａ，４６
ｂにより固定されている。また、ロッド４３ａ，４３ｂ
の反対側端部に固着したバネ受け蓋４７ａ，４７ｂを圧
縮コイルバネ４５ａ，４５ｂの他端に冠着して、圧縮コ
イルバネ４５ａ，４５ｂの他端が伸縮自在としてある。
また、ロッド４３ａ，４３ｂ先端部とシリンダ７ａ，７
ｂヘッド部に、取り付け用の穴４８ａ，４８ｂと穴４９
ａ，４９ｂが設けられている。更に、圧縮コイルバネ４
５ａ，４５ｂとシリンダ７ａ，７ｂ内壁の間に、薄肉で
円筒状の緩衝材５０が設けられている。この緩衝材５０
により、圧縮コイルバネ４５ａ，４５ｂは滑らかに伸縮
運動をすることができる。図１に示すように、支軸４４
ａ，４４ｂ中心からシリンダ７ａ，７ｂのヘッド側の支
軸３２ａ，３２ｂ方向へ圧縮コイルバネ４５ａ，４５ｂ
のたわみ量分離れた地点を基準点５１ａ，５１ｂと定め
てある。また、移動する送りナット３８が最上位置にあ
る場合と最下位置にある場合において、基準点５１ａ，
５１ｂと支軸３１ａ，３１ｂ中心とを結んだ線分と支軸
４４ａ，４４ｂ中心と支軸３１ａ，３１ｂ中心とを結ん
だ線分との成す角度λ１，λ２を、鉛直線と下方リンク
２６ａ，２６ｂとの成す角度λと一致させてある。ロッ
ク装置８は、直線往復摺動するロッドを任意の位置でロ
ック可能にしたシリンダ機構のものを利用する。シリン
ダ機構のロック装置８としては、コイルバネの締め付け
摩擦力によりロッドを機械的にロックする形式のもの
が、一般に普及しているので、これを使用するのが製造
コストを減らす上から最適である。そのロック装置８
は、図３に示すように、椅子の中心線上、すなわち左右
のシリンダ７ａ，７ｂ間に設置されており、その両端を
それぞれ下支持台１１に設けた軸受け１６と上支持台２
１に設けた軸受け２２に支軸５２と支軸５３により回動
可能に軸着し、シリンダ７ａ，７ｂとクロスした状態に
設置されている。また、ロック装置８とロック解除レバ
ー５４は、遠隔操作用のワイヤー５５で連結されてい
る。着座者自身で昇降する場合は、ロック解除レバー５
４を肘掛け６ａ，６ｂ前部に左右両方へ取り付け、しか
も、どちらか一方のレバーを操作すればロック解除でき
るようにすれば、利き腕（又は使える腕）を選ばないの
で便利である。また、介護者の操作により昇降させる場
合には、ロック解除レバー５４を背もたれ５の後ろ側の
高い位置に取り付けると操作し易い。また、以上の椅子
の基フレーム２にキャスターを取り付けて、着座したま
ま移動できるようにした応用例も考えられる。

【０００７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、第１に、
シリンダのヘッド部を下方リンク前端部に直結し、併せ
て図７の本発明の原理に基づいて圧縮コイルバネのたわ
み量及び各部の長さ、角度を設定して構成することによ
り、低い座り姿勢から高い腰掛け姿勢の間で着座者の体
重と座板押し上げ力とをバランスさせて昇降するバラン
ス昇降機能と、座板押し上げ力を着座者の体重に合わせ
るバランス調節機能を備えると共に、そのシリンダ昇降
機構を座板下方のスペース内にコンパクトに収めること
ができる。第２に、着座者の体重と座板押し上げ力との
２力の作用点を合致させることにより、すなわち、着座
者の重心の位置で座板を支持することにより、フレー
ム、リンクに捻り応力が作用せず、座板への衝撃荷重に
対しても、極めて強い構造になる。そのため、余計な補
強が要らなくなり、また、平行リンク機構の横幅も従来
例の１／３になり、更に、高精度で高価な自在滑車本体
も要らなくなり、その結果、椅子全体が軽量になり、そ
の分製造コストを下げることができる。実際の試作品に
よる比較において、本発明の全重量は従来例の２４Ｋｇ
から１７Ｋｇへ７Ｋｇ軽量になっている。第３に、重量
の大きなシリンダが座板下方中央に備えられたことと、
椅子全体の軽量化により、本発明を起立した椅子状態に
した場合、その重心の位置を椅子中央の低い位置にする
ことができるので、従来例に比べて椅子の安定性が格段
に良くなり、安全性が増す。第４に、シリンダのロッド
端を下支持台の送りナットに連結して、シリンダの座板
に掛かる荷重を半分以下に減らしたことと、椅子全体の
軽量化により、圧縮コイルバネに対する着座者の体重以
外の負担を軽減することができ、より重い人まで昇降可
能となる。実際の試作品による比較において、本発明の
椅子は圧縮コイルバネの負担が従来例より５Ｋｇ減って
いる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のバランス昇降座椅子の起立した状態
の側面図である。

【図２】 本発明のバランス昇降座椅子の下降した状態
の側面図である。

【図３】 本発明のバランス昇降座椅子の斜視図であ
る。

【図４】 本発明の下支持台の一部分解斜視図である。

【図５】 本発明の座板の断面図である。

【図６】 本発明の上支持台の斜視図である。

【図７】 本発明のシリンダの断面図である。

【図８】 本発明のバランス昇降座椅子の一定押し上げ
力をつくり出す原理と、一定押し上げ力の強さを調節す
る原理の説明図である。

【図９】 従来例の起立した状態の斜視図である。

【図１０】 従来例の下降した状態の斜視図である。

【図１１】 従来例の圧縮コイルバネ内設管の断面図で
ある。

【図１２】 従来例の一定押し上げ力をつくり出す原理
と、一定押し上げ力の強さを調節する原理の説明図であ
る。

【図１３】 図１２の従来の原理でシリンダを用いた昇
降機構にした場合の側面説明図である。

【符号の説明】

１… バランス昇降座椅子 ２… 基フレーム ３… 座板 ４… 平行リンク機構 ５… 背もたれ ６ａ，６ｂ… 肘掛け ７ａ，７ｂ… シリンダ ８… ロック装置 １１… 下支持台 １５… バランス調節機構 ２１… 上支持台 ２６ａ，２６ｂ… 下方リンク ２９ａ，２９ｂ… 上方リンク ３１ａ，３１ｂ… 支軸 ３２ａ，３２ｂ… 支軸 ３８… 送りナット ３９… 送りネジ ４０… 調節ハンドル ４３ａ，４３ｂ… ロッド ４４ａ，４４ｂ… 支軸 ４５ａ，４５ｂ… 圧縮コイルバネ ５１ａ，５１ｂ… 基準点 ５４… ロック解除レバー λ，λ１，λ２… 角度

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮コイルバネ（４５ａ，４５ｂ）を駆
   動手段とし、座る人の体重と同等の押し上げ力を座板
   （３）に作用させ、座板（３）をその昇降の全範囲にお
   いてバランスさせて支持し、座板（３）を人の僅かな力
   で昇降させるバランス昇降座椅子（１）において、下支
   持台（１１）と上支持台（２１）を、下方リンク（２６
   ａ，２６ｂ）と上方リンク（２９ａ，２９ｂ）でそれぞ
   れ連結して平行リンク機構（４）を構成し、その下支持
   台（１１）を基フレーム（２）後部に固着し、座板
   （３）を上支持台（２１）上面に載設し、座板（３）中
   央部を平行リンク機構（４）で下方から支持し、座板
   （３）後部に背もたれ（５）を設け、肘掛け（６ａ，６
   ｂ）を上方リンク（２９ａ，２９ｂ）に固着して設け、
   下支持台（１１）には移動可能にした送りナット（３
   ８）とこれに螺合した送りネジ（３９）とその送りネジ
   （３９）を正逆回転する調節ハンドル（４０）から成る
   バランス調節機構（１５）を備え、シリンダ（７ａ，７
   ｂ）内に圧縮コイルバネ（４５ａ，４５ｂ）を、ロッド
   （４３ａ，４３ｂ）突出側を固定し、他端を伸縮自在と
   して備え、その圧縮コイルバネ（４５ａ，４５ｂ）の他
   端にロッド（４３ａ，４３ｂ）の一端を連結し、送りナ
   ット（３８）にロッド（４３ａ，４３ｂ）の他端を回動
   可能に連結し、かつ、下方リンク（２６ａ，２６ｂ）前
   端部にシリンダ（７ａ，７ｂ）のヘッド部を回動可能に
   連結すると共に、椅子側面から見て、ロッド（４３ａ，
   ４３ｂ）の他端の支軸（４４ａ，４４ｂ）中心からシリ
   ンダ（７ａ，７ｂ）のヘッド部の支軸（３２ａ，３２
   ｂ）中心方向へ圧縮コイルバネ（４５ａ，４５ｂ）のた
   わみ量分離れた地点を基準点（５１ａ，５１ｂ）とし、
   かつ、送りナット（３８）移動時の最上位置と最下位置
   において、基準点（５１ａ，５１ｂ）と下方リンク（２
   ６ａ，２６ｂ）後端の支軸（３１ａ，３１ｂ）中心とを
   結んだ線分とロッド（４３ａ，４３ｂ）他端の支軸（４
   ４ａ，４４ｂ）中心と下方リンク（２６ａ，２６ｂ）後
   端の支軸（３１ａ，３１ｂ）中心とを結んだ線分との成
   す角度（λ１，λ２）を、鉛直線と下方リンク（２６
   ａ，２６ｂ）との成す角度（λ）と一致させたことを特
   徴とするバランス昇降座椅子。
2. 【請求項２】 直線往復摺動するロッドを任意位置でロ
   ック可能にしたシリンダ機構のロック装置（８）を、下
   支持台（１１）と上支持台（２１）とに架け渡して連結
   し、かつ、平行リンク機構（４）の回動を停止しロック
   するように常時付勢して備えると共に、そのロック装置
   （８）のロックを解除するロック解除レバー（５４）を
   備えた請求項１記載のバランス昇降座椅子。