JP2001199371A - 階段昇降可能な走行装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 足の不自由な人や老人などが、階段などの段
差のあるところでも移動できるようにした走行装置を提
供する。 【解決手段】 複数のプーリ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ間
に張設された無端ベルト２２を有する走行輪１２と、こ
の走行輪１２が取付けられたフレーム１４上に設置され
た座席１５と、前記走行輪を回転させる駆動手段１３と
を備える。無端ベルト２２は外周に所定間隔で突設され
た複数の凸歯を有する。走行輪１２は、平地を走行する
際に着地面と平行な水平部２４と、着地面に対して斜め
上方に傾斜した傾斜部２６とを有する。駆動手段１３
は、無端ベルト２２の上方部分における水平部と傾斜部
との境界部分に外側から圧接された駆動プーリ３１と、
この駆動プーリを回転させる駆動源３３とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば老人や身体
の不自由な人が、屋内及び屋外を移動するときに使用す
る走行装置に関し、特に階段の昇降が可能な走行装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、足の不自由な人の移動手段とし
て、車椅子が広く普及している。また、車輪を自分の力
で回すことができない人のために、電動車椅子等の駆動
手段を備えた走行装置も使用されている。このような走
行装置によれば、例えばモータなどの駆動手段により車
輪を回すことができるので、車椅子の車輪を自分の力で
回すことができない人でも、介添え人の助けを借りるこ
となく自由に移動することができる。

【０００３】また、このような走行装置は、足の不自由
な人のみならず、体力の弱った老人のための移動手段と
しても使用することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の駆
動手段を備えた走行装置では、例えば階段などの段差の
ある場所を昇ることができず、利用者が他人の助けを借
りずに自由に移動できる範囲は、段差のない平坦な場所
に限られていた。

【０００５】そこで本発明の目的は、足の不自由な人や
老人などが、階段などの段差のあるところでも移動でき
るようにした走行装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、複数のプーリ間に張設された無端ベルト
を有する走行輪と、この走行輪が取付けられたフレーム
上に設置された座席と、前記走行輪を回転させる駆動手
段とを備え、前記走行輪の無端ベルトには、所定間隔で
突設された複数の凸歯が外周に設けられ、前記走行輪
は、平地を走行する際に着地面と平行な水平部と、前記
着地面に対して斜め上方に傾斜した傾斜部とを有してお
り、前記駆動手段は、前記無端ベルトの上方部分におけ
る前記水平部と前記傾斜部との境界部分に外側から圧接
された駆動プーリと、この駆動プーリを回転させる駆動
源とを有し、前記座席は、前記走行輪の傾斜部に向いた
方を背面側にして設置されていることを特徴とする階段
昇降可能な走行装置を提供するものである。

【０００７】本発明によれば、走行輪の水平部が地面に
着いた状態で無端ベルトを回転させ平地を走行できる。

【０００８】階段を昇るには、まず、傾斜部が階段に向
いた状態、すなわち階段に背を向けた状態で、水平部に
よって階段に向かって走行し、傾斜部を階段の昇り始め
の段部に接触させる。すると、その段部の角と傾斜部の
凸歯とが係合し、無端ベルトの回転に従って傾斜部が引
き上げられる。やがて、水平部が昇り始めの段部に乗り
上げると、それ以降は水平部の凸歯と段部の角とが係合
し、無端ベルトの回転に従って走行装置全体が引き上げ
られ、階段を昇ることができる。最上段に達すると、傾
斜部を含む走行装置の後部が最上段から徐々に突き上げ
られ、やがてその突き上げられた部分の重みで傾き、最
後に走行装置全体が最上段に水平に乗り上げ、階段を昇
り終える。

【０００９】階段を降りるには、まず、階段を正面にし
て、水平部によって階段に向かって走行する。すると、
走行装置の先端部が階段の最上段から徐々にせり出し、
そのせり出された部分の重みにより走行装置が下を向
く。そして、水平部が段部に接触し、それ以降は水平部
の凸歯と段部の角が係合し、無端ベルトの回転に従って
走行装置全体が階段を降りていく。最下段に達すると、
まず、走行装置の先端部が着地する。その後、着地した
先端部が徐々に階段から離れる方向に移動し、やがて水
平部が段部から離れる。そして、傾斜部により走行装置
の後部が徐々に下げられ、最後に走行装置全体が最下段
に着地する。このとき、傾斜部が段部の角に接触しなが
ら走行装置の後部を徐々に下げるので、着地の衝撃を緩
和することができる。

【００１０】また、座席は走行輪の傾斜部に向いた方を
背面側にして設置され、階段を昇降する際に搭乗者を含
めた走行装置全体の重心が斜面上側に位置するため、階
段を安全に昇降することができる。

【００１１】更に、駆動プーリは、無端ベルトの上方部
分における水平部と傾斜部との境界部分に外側から圧接
されているので、駆動部の配置がしやすくなると共に、
無端ベルトをコンパクトに配置することができる。

【００１２】更にまた、無端ベルトの外周に設けられた
凸歯は、階段を昇降する際に段部の角に係合するととも
に、駆動プーリから駆動力を伝達する際に駆動プーリに
も係合する。そのため、無端ベルトの内周に駆動プーリ
を配置して無端ベルトの内周及び外周の両方に凸部を形
成する場合に比べて、同じ厚さでも外側の凸部を大きく
して滑り止め等の効果を高められると共に、引張り強度
等も向上させることができる。

【００１３】本発明の好ましい態様によれば、前記走行
輪は、左右平行に配設された一対のものからなり、それ
ぞれの走行輪を独立して回転させる駆動手段を有する。

【００１４】この態様によれば、左右の走行輪の回転速
度を同じにすることにより直進させることができ、ま
た、左右の走行輪の回転速度を相対的に変えることによ
り、任意の方向に曲がることができ、更に、左右の走行
輪の回転方向を逆にすることにより、その場で向きを変
えることも可能となる。

【００１５】本発明の更に好ましい態様によれば、前記
走行輪の傾斜部は、前記水平部に対して角度調整可能に
取付けられている。

【００１６】この態様によれば、例えば段差の高い階段
の昇降用に用いる場合には、傾斜部の水平部に対する角
度を大きくし、段差の低い階段の昇降用に用いる場合に
は、傾斜部の水平部に対する角度を小さくして、適用箇
所に応じて最適な角度に設定することが可能となる。

【００１７】本発明の更に好ましい態様によれば、前記
座席の前方には取っ手が設けられている。

【００１８】この態様によれば、階段の昇り降りで斜面
の下を向いているときに、取っ手につかまって身体を安
定させることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１〜図６には、本発明による階
段昇降可能な走行装置の１実施形態が示されている。図
１は走行装置の概観を示す斜視図、図２は走行装置の側
面断面図、図３は走行装置の平面断面図、図４は駆動手
段を示す正面断面図、図５は階段昇降時の最下段近辺に
おける走行輪の状態を示す側面図、図６は階段昇降時の
最上段近辺における走行輪の状態を示す側面図である。

【００２０】図１及び図２に示すように、この走行装置
１１は、フレーム１４と、このフレーム１４の左右下部
に取付けられた一対の走行輪１２と、フレーム１４の上
部に取付けられた座席１５と、この座席１５の正面に取
付けられた取っ手１７とを備える。また、図２に示すよ
うに、取っ手１７の中央には、走行装置１１の移動方向
を操作するための操作レバー１８が設けられ、座席１５
の下には電池１９が載置されている。

【００２１】前記走行輪１２は、図１及び図２に示すよ
うに、第一のプーリ２１ａと、第二のプーリ２１ｂと、
第三のプーリ２１ｃと、補助プーリ２３と、これらのプ
ーリ群に張設された無端ベルト２２とから構成されてい
る。なお、無端ベルト２２の上方走行部分の外周には、
後述する駆動プーリ３１が圧接されている。

【００２２】第一のプーリ２１ａと第二のプーリ２１ｂ
とは、それらの間に張設される無端ベルト２２が平地を
走行する際に着地面と平行になるように配設されて、フ
レーム１４に回転可能に取付けられている。また、第一
のプーリ２１ａと第二のプーリ２１ｂとの間の所定の位
置には、補助プーリ２３がアーム２７を介して上下揺動
可能に配設されており、その自重によって無端ベルト２
２の下方走行部分の内周に当接されている。すなわち、
アーム２７の基端部が支軸２８を介してフレーム１４に
回動可能に取付けられ、このアーム２７の先端部に補助
プーリ２３が回転可能に取付けられている。この補助プ
ーリ２３は、走行時に地面の凹凸に対応して上下動し、
無端ベルト２２を走行面に当接しやすくするものであ
る。

【００２３】第三のプーリ２１ｃは、フレーム１４の後
方から斜め上方に向けて延出されたアーム４１の先端部
に回転可能に取付けられている。なお、アーム４１の基
端部は、第二のプーリ２１ｂと同じ支軸２９に枢着さ
れ、その中間部を水平支持板４２及び垂直支持板４３に
よって、フレーム１４に対して角度調整可能に固定支持
されている。すなわち、垂直支持板２９には長手方向に
伸びる第一の溝４４が形成され、フレーム１４にはこの
第一の溝４４と交差して水平方向に伸びる第二の溝４６
が形成され、第一の溝４４と第二の溝４６とを貫通する
固定ボルト４５によって、所定位置に固定されるように
なっている。また、垂直支持板２９の先端部に水平支持
板４２の基端部が枢着され、水平支持板４２の先端部が
支軸４７を介してアーム４１の中間部に枢着されてい
る。

【００２４】したがって、固定ボルト４５を緩めて垂直
支持板２９を第一の溝４４及び第二の溝４６に沿って移
動させ、任意の位置で再び締付け固定することにより、
第三のプーリ２１ｃを支持するアーム４１の角度を変更
し、第二のプーリ２１ｂと第三のプーリ２１ｃとの間に
張設される無端ベルト２２の傾斜角度を変更できるよう
になっている。なお、上記水平支持板４２と、垂直支持
板４３と、第一の溝４４と、固定ピン４５と、第二の溝
４６とで角度調整手段１６を構成している。

【００２５】なお、アーム４１は、フレーム１４の左右
に一対ずつ設けられ、前記水平支持板４２の先端部に挿
通された支軸４７がこれらのアーム４１を連結してお
り、左右のアーム４１は同じ角度で傾斜するようになっ
ている。

【００２６】上記第一のプーリ２１ａと、第二のプーリ
２１ｂと、第三のプーリ２１ｃとの間には、前記無端ベ
ルト２２が張設され、走行輪１２を構成している。そし
て、第一のプーリ２１ａと、第二のプーリ２１ｂとで挟
まれた部分が走行輪１２の水平部２４をなし、第二のプ
ーリ２１ｂと第三のプーリ２１ｃとで挟まれた部分が走
行輪１２の傾斜部２５をなしている。更に、前記駆動プ
ーリ３１は、無端ベルト２２の上方走行部分における水
平部２４及び傾斜部２５の境界部に配置され、無端ベル
ト２２の上方走行部分を下方に押し付けて、無端ベルト
２２の全体をコンパクト（薄型）にしている。

【００２７】無端ベルト２２の外周には複数の凸歯２６
が所定間隔で突設されており、上記駆動プーリ３１は、
無端ベルト２２の凸歯２６に係合する歯を外周に有す
る、いわゆるタイミングプーリで構成されている。

【００２８】この駆動プーリ３１は、図２〜４に示す駆
動手段１３によって動作される。すなわち、特に図４に
示すように、フレーム１４には、左右対称に2枚ずつ、
合計４枚の支持板３６ａ、３６ｂ、３７ａ、３７ｂが平
行に立設されており、これらの左右２枚の支持板３６
ａ、３７ａ、又は３６ｂ、３７ｂに、左右の駆動プーリ
３１の支軸５６が回転可能に挿通支持されている。そし
て、左右の支軸５６の支持板３６ａ，３６ｂから突出し
た部分には、第２スプロケット５５が装着されている。
また、それぞれの端部は互いに突き合わされて、その部
分にクラッチ５１が装着されている。

【００２９】支持板３６ａ，３６ｂの上部には、モータ
３３がそれぞれ取付けられ、それぞれのモータ３３の駆
動軸には、モータ駆動プーリ５２が装着されている。ま
た、左右２枚の支持板３６ａ、３７ａ、又は３６ｂ、３
７ｂには、支軸５７がそれぞれ挿通支持されており、こ
れらの支軸５７に従動プーリ５３が装着されている。そ
して、モータ駆動プーリ５２と従動プーリ５３との間
に、タイミングベルト３５が張設されており、モータ３
３の作動によって支軸５７が回転するようになってい
る。

【００３０】更に、支軸５７には、第１スプロケット５
４が装着されており、この第１スプロケット５４と前記
第２スプロケット５５との間にチェーン３４が張設され
ている。また、チェーン３４がモータ３３に干渉しない
ように、チェーン３４の走行経路を変えるため、支軸５
９に支持されたアイドルスプロケット５８が外周に当接
されている。

【００３１】なお、図３においては、便宜上モータ３３
が省略されて、モータ駆動スプロケット５２だけが表示
されており、図４においては、支軸５７が、本来はモー
タ３３及びモータ駆動スプロケット５３の後に隠れると
ころ、その部分だけを分離してモータ３３及びモータ駆
動スプロケット５３の上方に記載してある。

【００３２】したがって、モータ３３の作動により、モ
ータ駆動プーリ５３が回転すると、タイミングベルト３
５、従動プーリ５３を介して支軸５７が回転する。そし
て、支軸５７の第１スプロケット５４、チェーン３４、
第２スプロケット５５を介して支軸５６が回転し、更
に、支軸５６に装着された駆動スプロケット３１が回転
し、駆動スプロケット３１に歯合する無端ベルト２２が
回転して走行がなされるようになっている。

【００３３】この場合、モータ駆動プーリ５２よりも従
動プーリ５３の方が大径であり、また、第１スプロケッ
ト５４よりも第２スプロケット５５の方が大径であるた
め、回転トルクが高められることになり、電池１９を動
力源とするモータ３３の駆動力でも、十分な登坂力を得
ることができる。

【００３４】なお、前記クラッチ５１が接続されると、
左右の駆動プーリ３１は支軸５６を介して一体に回転
し、左右の無端ベルト２２の回転速度が同じになって直
進走行する。また、クラッチ５１が切り離されて、左右
の駆動プーリ３１の回転速度に相対差を設けた場合、例
えば左又は右だけを回転させた場合には、右又は左方向
に曲がりながら走行する。更に、左右のモータ３３の回
転方向を逆にすると、走行装置１１は、その場に止まり
ながら方向変換（回転動作）を行う。

【００３５】次に、この走行装置１１の使用方法につい
て説明する。使用者は、座席１５に座り、取っ手１７を
把持し、操作レバー１８を操作して運転を行うことがで
きる。操作レバー１８の機構は特に限定されるものでは
ないが、例えば次のような動作を行わせるようにするこ
とができる。すなわち、操作レバー１８を前方に倒す
と、クラッチ５１が接続され、左右の無端ベルト２２が
同速で前進回転し、走行装置１１は前方に向けて直進す
る。また、操作レバーを後方に倒すと、クラッチ５１が
接続された状態で、左右の無端ベルト２２が同速で後進
方向に回転し、走行装置１１は後方に向けて直進する。

【００３６】更に、操作レバー１８を左に倒すと、クラ
ッチ５１が切り離され、右側の無端ベルト２２が左側の
無端ベルト２２よりも相対的に速く回転し、走行装置１
１は左方向に曲がりながら走行する。その場合、操作レ
バー１８を最大限に左に倒すと、右側の無端ベルト２２
は前進方向に回転し、左側の無端ベルト２２は後進方向
に回転して、走行装置１１は、その場に止まりながら左
旋回する。

【００３７】同様に、操作レバー１８を右に倒すと、ク
ラッチ５１が切り離され、左側の無端ベルト２２が右側
の無端ベルト２２よりも相対的に速く回転し、走行装置
１１は右方向に曲がりながら走行する。その場合、操作
レバー１８を最大限に右に倒すと、左側の無端ベルト２
２は前進方向に回転し、右側の無端ベルト２２は後進方
向に回転して、走行装置１１は、その場に止まりながら
右旋回する。こうして走行装置１１を前進、後進、曲
進、あるいは旋回等させながら、自由な方向に走行させ
ることができる。

【００３８】また、平地を走行する際、地面に凹凸のあ
る場所に到達した場合は、補助プーリ２３がアーム１７
を介して上下に揺動可能とされているため、地面の凹凸
形状に合わせて無端ベルト２２が変形し、地面に対して
密着性が高められ、安定した走行が可能となる。

【００３９】次に、階段を昇降する場合について、図５
及び図６を参照しながら説明する。階段を昇る場合に
は、まず、傾斜部２５が階段に向いた状態、すなわち階
段に背を向けた状態で、水平部２４によって階段に向か
って走行する。そして、図５（ａ）に示すように、傾斜
部２５を昇り始めの段部に接触させる。なお、使用する
階段の段差の違い（傾斜の緩急）に応じて、前述したよ
うに傾斜部２５の傾斜角を変更することができる。

【００４０】こうして図５（ａ）に示すように、傾斜部
２５が階段に接触すると、階段の角と、無端ベルト２２
の傾斜部２５に位置する凸歯２６とが係合し、無端ベル
ト２２の回転に従って傾斜部２５が引き上げられ、図５
（ｂ）に示す状態を経て、水平部２４が昇り始めの段部
に乗り上がった状態、すなわち図５（ｃ）の状態とな
る。この状態では、まだ傾斜部２５が段部の角に接触し
ているが、図５（ｄ）に示す状態を経て、水平部２４が
更に一段上側に乗りあがると、図５（ｅ）に示すよう
に、水平部２４のみが段部の角に接触した状態となり、
それ以降は水平部２４に位置する凸歯と段部の角とが係
合し、図６（ａ）に示すように、水平部２４によって走
行装置１１全体が引き上げられる。

【００４１】最上段に達すると、まず、図６（ｂ）に示
すように、傾斜部２５を含む走行装置１１の背部が最上
段から徐々に突き上げられ、やがてその突き上げられた
部分の重みで傾き、図６（ｃ）に示すような状態にな
り、最後に図６（ｄ）に示すように、走行装置１１全体
が最上段に水平に乗り上げ、階段を昇り終える。

【００４２】階段を降りる場合には、上記と逆の動作を
行えばよい。すなわち、まず、階段を正面にして、水平
部２４によって階段に向かって走行する。すると、走行
装置１１の先端部、すなわち水平部２４の先端部が降り
始めの段部から徐々にせり出し、やがてその先端部が重
さにより下を向き、図６（ｃ）に示す状態となる。そし
て、それから更に傾き、図６（ｂ）に示すように、水平
部２４が階段に接触した状態となる。それ以降は水平部
２４に位置する凸歯２６と段部の角が係合し、無端ベル
ト２２の回転に従って走行装置１１全体が階段を降り
る。

【００４３】最下段に達すると、まず、先端部が接地
し、図５（ｅ）に示す状態となる。やがて、図５（ｄ）
に示すように、傾斜部２５が段部の角に接し状態とな
り、それ以降は傾斜部２５により走行装置１１全体の位
置が徐々に下げられ、衝撃なしに着地することができ
る。

【００４４】なお、上記走行装置１１の前後に障害物を
検知するセンサを設けてもよい。その場合には、障害物
への衝突を防ぐことができ、安全に走行できる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
水平部と傾斜部とを有する走行輪と、この走行輪の駆動
手段とを備えているので、平地を走行できるとともに、
階段等の段差がある部分も昇り降りすることができる。
そのため、身体の不自由な人や老人などが、階段などの
段差の有無に関わらず、屋内及び屋外を他人の力を借り
ずに自由に移動できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による走行装置の概観を示
す斜視図である。

【図２】走行装置の側面断面図である。

【図３】走行装置の平面断面図である。

【図４】駆動手段を示す正面断面図である。

【図５】階段昇降時の最下段近辺における走行輪の状態
を示す側面図である。

【図６】階段昇降時の最上段近辺における走行輪の状態
を示す側面図である。

【符号の説明】

１１ 走行装置 １２ 走行輪 １３ 駆動手段 １４ フレーム １５ 座席 １７ 取っ手 １８ 操作レバー １９ 電池 ２１ａ 第一のプーリ ２１ｂ 第二のプーリ ２１ｃ 第三のプーリ ２２ 無端ベルト ２３ 補助プーリ ２４ 水平部 ２５ 傾斜部 ２６ 凸歯 ３１ 駆動プーリ ３３ モータ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のプーリ間に張設された無端ベルト
   を有する走行輪と、 この走行輪が取付けられたフレーム上に設置された座席
   と、 前記走行輪を回転させる駆動手段とを備え、 前記走行輪の無端ベルトには、所定間隔で突設された複
   数の凸歯が外周に設けられ、前記走行輪は、平地を走行
   する際に着地面と平行な水平部と、前記着地面に対して
   斜め上方に傾斜した傾斜部とを有しており、 前記駆動手段は、前記無端ベルトの上方部分における前
   記水平部と前記傾斜部との境界部分に外側から圧接され
   た駆動プーリと、この駆動プーリを回転させる駆動源と
   を有し、 前記座席は、前記走行輪の傾斜部に向いた方を背面側に
   して設置されていることを特徴とする階段昇降可能な走
   行装置。
2. 【請求項２】 前記走行輪は、左右平行に配設された一
   対のものからなり、それぞれの走行輪を独立して回転さ
   せる駆動手段を有する請求項１記載の階段昇降可能な走
   行装置。
3. 【請求項３】 前記走行輪の傾斜部は、前記水平部に対
   して角度調整可能に取付けられている請求項１又は２に
   記載の階段昇降可能な走行装置。
4. 【請求項４】前記座席の前方には取っ手が設けられてい
   る請求項１〜３のいずれかに記載の階段昇降可能な走行
   装置。