JP2003127868A - 走行装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】昇降動作の際の運転者の負担を軽減した段差解
消機構を備える走行装置を、簡易な機構により実現す
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
されて先端部を回転中心から遠ざける方向に移動させる
ことの可能なアーム４とを具備してなる走行装置におい
て、接地端８１とシュー８２とを具備するガイド部材８
を、前記接地端８１が床面に接地し前記シュー８２が床
面より浮いた状態に設けて、前記接地端８１が段床から
脱落したとき、前記シュー８２が床面に押圧されて、ト
グル作用を生じて走行装置が段床から陥落する前にブレ
ーキがかかるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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。例えば、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
装置を昇降させるときには、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
り引いたりしてバランスを取りながら運転することが一
般的であり、運転者に大きな負荷がかかる。

【０００５】一例として、走行装置が下段差に差し掛か
ったとき、段床から転落する直前に適切なブレーキング
が行われる必要がある。しかし、走行装置のブレーキン
グを人力のみによって行うことは、運転者にとって大き
な負荷となるばかりかときに危険でさえある。ブレーキ
動作を実現する手段としては、ブレーキシューと補助輪
とを備えたブレーキ用の部材を走行装置に装備し、補助
輪が段床から脱落したときに部材の自重によってブレー
キシューを車輪に押圧してブレーキをかけるものが考え
られる。ところが、このようなブレーキ機構は、走行装
置が段差を上昇または下降する間に、ブレーキシューが
車輪に押圧されて車輪の自由な回転が拘束され、滑らか
な昇降動作の妨げとなってしまうという点で好ましくな
い。

【０００６】他の例として、段差において運転者は、走
行装置の前輪あるいは前方部分を持ち上げ、バランスを
取りながら後傾姿勢を保つ必要があるが、この際に運転
者がバランスを崩してハンドルから手を離すようなこと
があると、走行装置が段差から転落する恐れがある。

【０００７】以上の問題に鑑み、本発明は、段差を昇降
する際の運転者の負担を軽減する機構を備えた走行装置
を、極力簡易な構成で実現することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】昇降機能を備えた走行装
置をより安全で使い勝手のよいものとするという課題を
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に移動
させることの可能なアームとを具備してなる、段差昇降
機構を実装した走行装置に、接地端とシューとを具備す
るガイド部材を、前記接地端が床面に接地し前記シュー
が床面より浮いた状態に設けて、前記接地端が段床から
脱落したとき、前記シューが床面に押圧され、段床から
転落する前にブレーキがかかるという機能を新たに付加
した。即ち、上段床あるいは平坦路にあっては接地端の
存在によってシューは床面から浮いた位置に存在し、走
行装置が段差の近傍に差しかかったとき、走行装置の車
輪よりも先に接地端が段床の床面から脱落し、シューが
床面に押圧されてブレーキ動作を行うものとした。

【０００９】あるいは、他の構成として、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
向に移動させることの可能なアームとを具備してなる、
段差昇降機構を実装した走行装置に、運転者が把持する
ことのできるハンドル部材と、前記運転者の少なくとも
片足を乗せることのできるあぶみ部材とを、前記車輪の
車軸よりも後方に設けることとする。即ち、運転者が走
行装置の前部を持ち上げて走行装置を後傾姿勢に保つ際
に、運転者があぶみ部材を足で踏むことによって体重を
かけることができるようにしたものである。このような
ものであれば、運転者が万一ハンドルを離しても、走行
装置の前方への転倒を防ぐことが可能となる。

【００１０】

【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及び図２に
示すように、走行装置の本体部１が一対の車輪２によっ
て走行可能に支持されており、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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】上述のように構成された走行装置におい
て、本実施形態は、接地端たるガイド輪８１とシュー８
２とが設けられたガイド部材８を、走行装置に支持させ
て、前記ガイド輪８１が段床から脱落したとき、シュー
８２が床面に押圧され、走行装置が段床から転落する前
にブレーキがかかるようにしたことを特徴としている。

【００１４】詳述すると、本実施形態におけるガイド部
材８は、基端側に開口部８３が設けられるとともに、先
端側には接地端たるガイド輪８１並びにシュー８２が取
り付けられているものであり、開口部８３には、走行装
置の車軸５が嵌挿される。車軸５は概略円筒形状であ
り、これに対応して当該開口部８３も丸穴となってい
る。よって、開口部８３に車軸５を嵌挿したとき、ガイ
ド部材８は車軸５を軸として回動可能に走行装置に支持
される。加えて、シュー８２がガイド輪８１より走行方
向後方に位置するとともに、走行装置がガイド部材８を
支持している支持位置、即ち車軸５から見て、床面まで
の距離よりもシュー８２の接地面までの距離の方が長
く、さらには接地端たるガイド輪８１までの距離の方が
より長くなるように、ガイド部材８は構成されている。
以上により、図３（ａ）に示すように、上段床あるいは
平坦路にあってはガイド輪８１の存在によってシュー８
２は床面から浮いた位置に存在し、図３（ｂ）に示すよ
うに、ガイド輪８１が段床から脱落したとき、シュー８
２が床面に押圧されてトグル作用を生じ、走行装置が段
床から転落する前に段差の存在している方向に対してブ
レーキがかかる。このとき、床面と車軸５との間にガイ
ド部材８が挟まれている状態、即ち、ガイド部材８が車
軸５を介して走行装置を支える状態になる。

【００１５】さらに、ガイド部材８によるブレーキが機
能している場合において、走行装置が段差の存在してい
る方向に依然運動量を有しているときには、車軸５から
床面までの距離よりもシュー８２の接地面までの距離の
方が長くなっていることから、走行装置がガイド部材８
に乗り上げるような状態となり、ガイド部材８に走行装
置自体の自重がかかることとなる。よって、シュー８２
と床面との間の摩擦力が増すとともに車輪２のグリップ
が減少するため、ブレーキ効果がより高まる。また、ブ
レーキを解除するには、走行装置が段差から遠ざかる方
向に移動してガイド輪８１を上段床に引き上げるか、ま
たは段差昇降機構によって走行装置を床面から浮かせれ
ばよい。

【００１６】なお、ガイド輪８１が段床から確実に転落
し、かつシュー８２が床面に確実に押圧されるように、
図示しないスプリングを用いて（矢印Ａの方向に）ガイ
ド部材８に予め負荷が加えられている。また、走行装置
が完全にガイド部材８を乗り越えてしまわないように、
かつ、段床において車体の前傾角に制限を加えるため
に、本体部１にストッパを設けてガイド部材８の回動範
囲を所定角度内に制限するようにしている。

【００１７】以降、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。既に述べたように、
まずガイド部材８のガイド輪８１が段差に差しかかり、
段床から転落する。すると、ガイド部材８は支えの一方
を失って下方に回動し、その結果シュー８２が段床面に
押圧されて、走行装置の進行方向、即ち段差が存在して
いる方向に対してブレーキがかかる。

【００１８】しかる後、段差昇降機構による降段動作に
移行する。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。この際、クランク３及びアーム４の駆動によって車
輪２を若干段床から浮かせば、ブレーキは解除される。
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。こ
のとき、ガイド部材８のシュー８２よりも先にガイド輪
８１が下段床に接地して転がり、図４（ａ）の状態とな
る。また、降段動作の途中において車輪２は拘束される
ことがなく、段差に沿って滑らかに回転する。

【００１９】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。このときには、走行装置に支
持されているガイド部材８も持ち上がることになるた
め、シュー８２が下段床の床面と接触することはなく、
ガイド輪８１の存在により、上段床の床面に押圧される
こともない。よって、段差昇降機構による昇段動作の際
には、ガイド部材８によるブレーキがその妨げとなるこ
とはない。

【００２０】以上に加え、本実施形態に係る走行装置
は、図５に示すように、運転者が把持することのできる
ハンドル部材１０１と、前記運転者の足を乗せることの
できるあぶみ部材１０２とを、前記車輪２の車軸５より
も後方に設けている。ハンドル部材１０１は、走行装置
の本体部１の後端部上方に配置している。そして、一対
のあぶみ部材１０２を、紐１０３ｂ、１０３ｃとヨーク
１０３ａとからなる連絡部１０２を介してハンドル部材
１０１にぶら下げている。より詳しく述べると、一対の
あぶみ部材１０２を、紐１０３ｂを介してヨーク１０３
ａ下端の左右にそれぞれ取り付けるとともに、ヨーク１
０３ａの上端中央とハンドル部材１０１とを紐で結んで
いる。ヨーク１０３ａは、２個のあぶみ部材１０２の間
にあって、梃子の作用をし、ハンドルから伝わる力を両
足に分散する。ちなみに、ハンドル部材１０１を支持し
ている支桿１０４は鉛直方向の長さを調整することがで
きるものであることから、ハンドル部材１０１の高さ位
置を調整することが可能となっている。

【００２１】従って本実施形態によれば、段差昇降機構
を具備する走行装置が段床から転落する前にブレーキが
かかるようにすることができる。そして、走行装置が段
差を昇降する途中においてはブレーキはかからず、昇降
動作の妨げとはならない。ブレーキ機能の実現は、ガイ
ド部材８の回動のみによるものであって、機構的に簡単
であり、信頼性が高い。また、ガイド部材８は車軸５と
同一軸で回動可能に支持されているため、ガイド部材８
によるブレーキ機能が本体部１の姿勢の影響を受けるこ
ともない。

【００２２】また、段差昇降機構を具備する走行装置
に、運転者が把持することのできるハンドル部材１０１
と、前記運転者の少なくとも片足を乗せることのできる
あぶみ部材１０２と、前記あぶみ部材１０２に加えられ
た荷重を前記ハンドル部材１０１に伝達する連絡部１０
３とを設けたことにより、段差を昇降する際に運転者の
体重を利用し、前記車軸５あるいは車輪２の接地点を支
点として走行装置の後傾姿勢を保つことができる。万
一、運転者の手がハンドル部材１０１から離れた時にお
いても、運転者が重りとなって走行装置が過度の前傾姿
勢となることを抑止することから、走行装置が前方にと
んぼ返りを打って転倒することを防止できる。よって、
昇降時における安全性が高まる。

【００２３】即ち、簡易な構成によって実現する機構を
走行装置に具備して、段差を昇降する際の運転者の負担
を軽減するとともに、安全性を高めることが可能となっ
ている。そして、昇降動作をできるだけ滑らかに行うと
いう要求にも応えうるものとなる。

【００２４】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。特に、走行装置がガイド部材８
を可動に支持する態様、即ち、ガイド部材８に設けられ
る走行装置との係合部位の形状、及び、走行装置がどの
部位でどのようにしてガイド部材８を支持するかは、上
述の態様以外にも様々なものが考えられる。車軸５は、
車輪２の内側で本体部１に固定してもよい。車軸５がモ
ータのハウジングを兼ねてもよい。上記の開口部８３の
ように周縁が閉じているとは限られず、車軸５がガイド
部材８を貫通するとも限らない。走行装置とガイド部材
との係合部位の雄雌が逆であってもよい。また、ガイド
部材の可動の態様は、回動に限られない。ガイド部材８
が、車輪２の径方向に変位しうるように構成されてもよ
い。ガイド部材８に設ける開口部８３を長穴とし、ガイ
ド部材８が車輪２の径方向にも変位可能となるように走
行装置に支持させるとともに、シュー８２を車軸５と平
行な方向に車体の内側に延出させた形状のものとして、
ブレーキ動作時に当該シュー８２が段床面と車輪２との
間に挟まるように構成してもよい。

【００２５】また、シュー８２の巾寸法を大きくするこ
とにより、段差のコーナに面取りやＲが施されている段
床、傾斜している段床、段差の縁に対して斜めの方向か
ら走行装置が突入するような場合等においても、十分な
ブレーキ効果を得られる。走行装置が段差を上る場合に
おいて、進行方向と反対の方向に上述のガイド部材８を
配置して、昇段動作の直後に走行装置が上段床から誤っ
て転落することを抑止できるようにしてもよい。ガイド
部材８の変位をセンサで検知することにより、段差の位
置と昇降動作時における車体の体勢とをモニタできるよ
うにしてもよい。ガイド部材８の接地端として、ガイド
輪８１の替わりに摺動摩擦の少ない材料を円弧状に加工
したもの等を採用して床面を滑らせるようにしてもよ
い。走行装置が平坦路を走行する際には、ガイド部材８
を完全に持ち上げてシュー８２及びガイド輪８１を床面
から離れた位置に退避させ得るようにしてもよい。この
操作をアーム４により自動的に行ってもよい。ガイド輪
８１を適宜ロックする、あるいは、ガイド輪８１を外す
ことによって、常に片側の方向にのみブレーキがかかる
ラッチ機能として使用することもできる。

【００２６】加えて、あぶみ部材１０２を中空に持ち上
げている連絡部１０３の構成は、種々考えられる。例え
ば、紐１０３ｂ、１０３ｃを二重にして冗長化を図って
もよく、紐１０３ｂ、１０３ｃをゴム紐、ばねその他の
弾性材料を用いて構成してもよい。紐１０３ｂ、１０３
ｃの巻き上げ機構を付加したり、紐１０３ｂ、１０３ｃ
とゴム紐、ばね等を並行して使用し、紐１０３ｂ、１０
３ｃが弛んであぶみ部材１０２が引きずられることを防
止するようにしてもよい。紐１０３ｂ、１０３ｃの代わ
りに、リンクを用いてもよい。

【００２７】運転者があぶみ部材１０２に足を乗せる場
合において、素足や靴であぶみ部材１０２を踏むのみな
らず、靴に取り付ける治具等を介して間接的にあぶみ部
材１０２に足を乗せるようにしてもよい。

【００２８】もちろん、あぶみ部材１０２は車輪２の車
軸５より後方に位置しておればよく、ハンドル部材１０
１に持ち上げられている態様には限られない。

【００２９】さらに、ハンドル部材１０１に、ステッキ
を取り付け、昇降中に杖を使うようにステッキを上段に
接触させてハンドルを支持するようにしてもよい。段差
の昇降中に、装置の背面を上段に接触させて滑らせた
り、自由に回転するベルト式の支持部を介して上段に接
触させて、本体部１を支持しながら昇降するようにして
もよい。運転者とハンドル部材１０１の間を安全帯で結
ぶようにしてもよい。

【００３０】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。

【００３１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。

【００３２】即ち、本発明に係る走行装置は、段差昇降
機構に加えて、走行装置が段床から転落する前にブレー
キがかかるという機能が新たに付加されたものとなる。
即ち、上段床あるいは平坦路にあっては接地端の存在に
よってシューは床面から浮いた位置に存在し、走行装置
が段差の近傍に差しかかったとき、走行装置の車輪より
も先に接地端が段床の床面から脱落し、シューが床面に
押圧されてブレーキ動作を行う。また、走行装置が段差
を昇降する途中においては、ブレーキは作動せず、昇段
動作の妨げとなることはない。しかも、当該ブレーキ機
構は、極めて簡単な構成によって実現しており、各種走
行装置の安全向上に好適なものである。

【００３３】加えて、本発明によれば、あぶみと運転者
の体重を用いて、運転者に大きな負担をかけることな
く、走行装置の前傾角度に制限を加えることができる。
これにより、万一の場合においても走行装置が前方にと
んぼ返りを打って転倒することを防止でき、極めて安全
性の高いものとなる。

【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側面
図。

【図２】同縦断面図。

【図３】同実施形態に係るブレーキ動作を示す図。

【図４】同実施形態に係る昇降動作を示す図。

【図５】同実施形態に係る要部斜視図。

【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 ５…車軸（支持位置） ６ａ…クランク駆動用モータ ６ｂ…アーム駆動用モータ ７ａ…ギア ７ｂ…アイドラギア ７ｃ…ギア ８…ガイド部材 ８１…ガイド輪 ８２…シュー ８３…開口部 １０１…ハンドル部材 １０２…あぶみ部材 １０３…連絡部 １０４…支桿

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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、接地端とシ
   ューとを具備するガイド部材を、前記接地端が床面に接
   地し前記シューが床面より浮いた状態に設けて、前記接
   地端が段床から脱落したとき、前記シューが床面に押圧
   されて、段床から転落する前にブレーキがかかるように
   したことを特徴とする走行装置。
2. 【請求項２】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、運転者が把
   持することのできるハンドル部材と、前記運転者の少な
   くとも片足を乗せることのできるあぶみ部材とを、前記
   車輪の車軸よりも後方に設けたことを特徴とする走行装
   置。