JP2003127865A - 走行装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】段差昇降機能を有し、かつ運転者の負担を軽減
する駆動機構と走行方向を制御する操舵機構とを具備す
る走行装置を、簡易な構成によって実現する。 【解決手段】本体部１を移動可能に支持する車輪２と、
前記車輪２の回転を妨げない位置に回転駆動可能に取り
付けられた支持部材３と、前記支持部材３の回転中心か
ら変位した部位に取り付けられ支持部材３を足場に駆動
されて先端部４２を回転中心から遠ざける方向へ移動さ
せることの可能なアーム４とを具備してなる走行装置に
あって、前記車輪２を後輪とし、キャスタと前記キャス
タとは別体をなす駆動輪１０５とを前輪として設けて、
前記駆動輪１０５の車軸１０５ａを駆動するアクチュエ
ータ１０３と、前記駆動輪１０５の車軸１０５ａの方向
を変化させる操舵機構とを設けるものとした。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、特に重量運搬装
置、介護支援機器、歩行支援機器、移乗機器、電動式揺
り椅子、リハビリ機器、電動式車椅子、車輪移動式ロボ
ット等として利用可能な、移動装置に関するものであ
る。 【０００２】 【従来の技術】従来から、この種の走行装置として多様
なものが存在している。例を挙げると、荷物を運搬する
場合の走行装置としてフォークリフト、リフタ、手押し
車等が、人を運搬する場合の走行装置として車椅子等
が、それぞれ周知のところである。 【０００３】これらの走行装置が走行する走行路には、
時として、段差や障害物等が存在していることがある。
そこで、走行装置に段差や障害物の存在する道程を踏破
させるための段差昇降機構が、種々開発されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の走行
装置を走行させるときには、当該走行装置に設けられた
ハンドルを運転者が把持した上で、運転者自身が押した
り引いたりするか、あるいは、車輪をアクチュエータで
駆動して走行することが一般的である。 【０００５】走行装置にアクチュエータを備えてその動
力を車輪の駆動に利用することは、運転者の負担を軽減
するためには効果的ではあるが、段差昇降機構と車輪の
駆動機構とを併せて走行装置に実装しようとすれば、構
造が大いに複雑化する点は否めない。さらに、段差昇降
を滑らかに行うと共に、走行時の進行方向をコントロー
ルする操舵機構をも実装することは困難となる。 【０００６】本発明は、以上の問題に鑑み、段差昇降機
構に加えて、駆動機構並びに操舵機構をも具備する走行
装置を、極力コンパクトな構成によって実現しようとす
るものである。 【０００７】 【課題を解決するための手段】昇降機能を備えた走行装
置をより使い勝手のよいものとするべく、最小限の構成
で機能を付加するという課題を解決する手段として、本
発明は、本体部を移動可能に支持する車輪と、前記車輪
の回転を妨げない位置に回転駆動可能に取り付けられた
支持部材と、前記支持部材の回転中心から変位した部位
に取り付けられ、支持部材との係合部を足場として駆動
されて先端部を回転中心から遠ざける方向へ移動させる
ことの可能なアームとを具備してなる走行装置におい
て、上記走行装置の車輪を後輪とし、キャスタと駆動輪
とを前輪として設けるとともに、前記駆動輪の車軸を駆
動するアクチュエータと、前記駆動輪の車軸の方向を変
化させる操舵機構とを設けることとする。 【０００８】即ち、走行装置の段差昇降機構を後輪側
に、駆動機構並びに操舵機構を前輪側に、それぞれ別個
のものとして設けることにより、徒に機構を複雑化させ
る必要がなくなる。そして、駆動輪を左右両輪からなる
ものとはしないことにより、駆動系を駆動輪が存在して
いる側に集中できるだけでなく、操舵の際の左右両輪
（この場合には、駆動輪とキャスタ）の回転数の制御を
不要とし、段差昇降機構との干渉無しに、簡易な構成で
走行装置の駆動と操舵を実現する。 【０００９】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を、図
面を参照して説明する。本実施形態は、図１ないし図３
に示すように、走行装置の本体部１が一対の車輪２、キ
ャスター１０９並びに駆動輪１０５によって走行可能に
支持され、この本体部１の上部に人が着座することので
きる座席を設けたものである。 【００１０】走行装置の段差昇降機構は、前記車輪２の
回転を妨げない位置に回転駆動可能に取り付けられた支
持部材たるクランク３と、このクランク３の回転中心か
ら変位した部位に取り付けられたアーム４とを具備して
構成される。当該アーム４は、前記クランク３を足場に
駆動されて、その先端部を回転中心から遠ざける方向へ
移動させることが可能となっている。 【００１１】より具体的に述べると、車輪２のボス２１
を受ける車軸５は、本体部１に固定され、内部が中空に
なっており、同一軸線上にクランク駆動用モータ６ａと
アーム駆動用モータ６ｂとが独立駆動可能に配置されて
いる。クランク３は、基端を前記クランク駆動用モータ
６ａに軸６ａ１を介して固定し、先端を車輪２間におい
て軸６ａ１周りに回転し得るように延出させたものであ
る。アーム４は、前記クランク３の延出端に水平支軸４
１を介して設けられている。即ち、アーム４はクランク
３の延出端を足場（支点）として前記水平支軸４１を軸
に回動駆動される。また、アーム４の先端側には、車輪
２とほぼ同径の円弧状接地面を有する接地部材４２を取
り付けてある。そして、前記水平支軸４１には、ギア７
ａが固定してある。このギア７は、クランク３上に設け
られたアイドラギア７ｂを介して、前記アーム駆動用モ
ータ６ｂの軸６ｂ１に取り付けたギア７ｃに接続されて
いる。よって、水平支軸４１に固定されたギア７ａは、
アイドラギア７ｂを介してアーム駆動用モータ６ｂから
動力の伝達を受ける。このように、クランク３はクラン
ク駆動用モータ６ａによって駆動可能とされ、アーム４
はアーム駆動用モータ６ｂによって駆動可能とされてい
る。 【００１２】本実施形態に係る走行装置が段差を降りる
際の動作について説明する。図４（ａ）に示すように、
クランク駆動用モータ６ａによってクランク３を回転
し、アーム駆動用モータ６ｂによってアーム４を駆動し
て、アーム４の先端に取り付けられた接地部材４２を下
段側の段床に接地する。そして、接地部材４２が緩やか
に車軸５（あるいは、クランク駆動用モータ６ａの軸
心）に近づくようにクランク３及びアーム４を駆動し、
図４（ｂ）に示すように、走行装置を下降させて車輪２
を下段床に接地させる。降段動作の途中において、車輪
２は、段差に沿って自由に回転する。 【００１３】続いて、走行装置が段差を上る際の動作に
ついて説明する。図４（ｂ）に示すように、車輪２が上
段差に当接したとき、クランク駆動用モータ６ａ及びア
ーム駆動用モータ６ｂによってクランク３及びアーム４
を駆動して、接地部材４２を下段床に接地させる。そし
て、図４（ａ）に示すように、アーム４の先端に取り付
けられた接地部材４２を車軸５から遠ざかる方向へ移動
させる。即ち、接地部材４２が下段床に接地して転動し
ている状態において、クランク３の基端が軸着されてい
る軸６ａ１を中心としてクランク３が回転運動をし、そ
の反作用によって走行装置が段差をクリアできる位置ま
で持ち上がることとなる。 【００１４】上述のように構成された走行装置にあっ
て、本実施形態は、前記車輪２を後輪とし、キャスタ１
０９と駆動輪１０５とを前輪として、走行装置の前端部
下方の左右にそれぞれ設置している。前記キャスタ１０
９と前記駆動輪１０５とは完全に独立している。即ち、
キャスタ１０９の車軸と駆動輪１０５の車軸１０５ａと
は別個のものとなっている。キャスタ１０９は、車輪が
自由に回転し得るものであるとともに、その車軸の方向
が走行装置の移動に従って変化する。他方、駆動輪１０
５は、アクチュエータ１０３によって駆動されるもので
あるとともに、その車軸１０５ａの方向が操舵機構によ
って制御される。 【００１５】以降、駆動輪１０５の操舵機構並びに駆動
機構に関して述べる。本実施形態において、駆動輪１０
５の車軸１０５ａは、軸支部材１０６によって回転可能
に支持され、前記軸支部材１０６は、本体部フレーム１
０１によって回転可能に支持される。駆動輪１０５の車
軸１０５ａは水平面に平行であり、軸支部材１０６の回
動の回転軸は水平面に垂直である。よって、軸支部材１
０６が回転することにより駆動輪１０５の車軸１０５ａ
の方向が変化し、走行装置の進行方向が変わる。 【００１６】軸支部材１０６には、当該軸支部材１０６
の回転軸に垂直な方向、即ち水平方向に伸びるレバー１
０６ａを突き出して設けている。また、本体部フレーム
１０１によって回転可能に支持される操舵桿１０７を、
走行装置後側方に配設するとともに、操舵桿１０７の下
端部を屈曲させてレバー１０７ａとなし、操舵桿１０７
側のレバー１０７ａ及び軸支部材１０６側のレバー１０
６ａと係合する、剛性を有するリンク１０８によって、
ちょうど平行リンク機構のような伝動機構を形成してい
る。結果として、操舵桿１０７を回動操作することによ
って軸支部材１０６、ひいては駆動輪１０５の車軸１０
５ａを回動させることが可能である。このように、駆動
輪１０５の車軸１０５ａを水平面上で回動させる操舵機
構は、軸支部材１０６、リンク１０８並びに操舵桿１０
７から構成される。 【００１７】加えて、軸支部材１０６にアクチュエータ
１０３を取り付け、アクチュエータ１０３と駆動輪１０
５の車軸１０５ａとの間にウォーム歯車機構１０４を介
在させることにより、駆動輪１０５の車軸１０５ａをア
クチュエータ１０３によって駆動することを可能として
いる。 【００１８】従って本実施形態によれば、クランク３と
アーム４とを具備して構成される段差昇降機構を有する
走行装置に、前記車輪２よりも前方に配置した一体の駆
動輪１０５と、前記駆動輪１０５の車軸１０５ａを駆動
するアクチュエータ１０３と、前記車軸１０５ａの方向
を変化させる操舵機構とを設けたことにより、駆動系、
操舵系を前輪の一方のみに集中でき、簡易な構造で走行
装置の駆動と操舵とを実現することができる。さらに、
駆動輪１０５の大きさに対して昇段差の方が大きく駆動
輪１０５自体が段差を昇ることができないような場合に
も、後輪（車輪２）側に設けられた段差昇降機構が段差
を踏破するように機能するため問題はない。 【００１９】なお、本発明は以上に詳述した実施形態に
限られるものではない。例えば、車軸５は、車輪２の内
側で本体部１に固定していてもよい。車軸５が、モータ
のハウジングを兼ねてもよい。また、駆動輪１０５の車
軸１０５ａの方向を変化させる操舵機構は、本実施形態
のようなリンク装置には限られず、ベルト伝動、チェー
ン伝動等を利用したものであっても構わない。本発明に
係る走行装置を車椅子として使用する場合にあっては、
後方の運転者が操舵桿１０７を操作して当該走行装置の
操舵を行うほか、車椅子に乗っている人が駆動輪１０５
の車軸１０５ａを操舵できるように構成してもよい。さ
らに、操舵桿１０７とハンドル部材１０２とを、同一の
ものとして構成してもよい。 【００２０】駆動輪１０５の車軸１０５ａを駆動する駆
動機構は、ウォーム歯車機構１０４には限られない。ア
クチュエータ１０３のドライバを、クランク駆動用モー
タ６ａのドライバやアーム駆動用モータ６ｂのドライバ
と共用のものとしてもよい。 【００２１】その他、各部の具体的構成は、上記実施形
態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲で種々変形が可能である。 【００２２】 【発明の効果】以上に詳述したように、本発明によれ
ば、段差昇降機構に加え、駆動機構並びに操舵機構をも
具備する走行装置を、簡易な構成によって実現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施形態に係る走行装置を示す斜視
図。 【図２】同要部側面図。 【図３】同要部縦断面図。 【図４】同実施形態に係る昇降動作を示す図。 【符号の説明】 １…本体部 ２…車輪 ３…クランク ４…アーム ４１…水平支軸 ４２…接地部材 ６ａ…クランク駆動用モータ ６ｂ…アーム駆動用モータ １０１…本体部フレーム １０３…アクチュエータ １０４…ウォーム歯車機構 １０５…駆動輪 １０５ａ…駆動輪の車軸 １０６…軸支部材 １０７…操舵桿 １０８…リンク １０９…キャスタ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】本体部を移動可能に支持する車輪と、前記
   車輪の回転を妨げない位置に回転駆動可能に取り付けら
   れた支持部材と、前記支持部材の回転中心から変位した
   部位に取り付けられ支持部材を足場に駆動されて先端部
   を回転中心から遠ざける方向へ移動させることの可能な
   アームとを具備してなる走行装置であって、前記車輪を
   後輪とし、キャスタと前記キャスタとは別体をなす駆動
   輪とを前輪として設けるとともに、前記駆動輪の車軸を
   駆動するアクチュエータと、前記駆動輪の車軸の方向を
   変化させる操舵機構とを設けたことを特徴とする走行装
   置。