JP2021529064A - 関節構造により連結される自己平衡型スクーターを用いた、カート型車両用駆動システム - Google Patents

Abstract

本発明は、カート型車両すなわちカート（１）用駆動システムから成り、２本の制御アーム（３１、３２）を備える関節構造を用いて後部に自己平衡型スクーターすなわちホバーボード（２）を取り付けることにより、ホバーボード（２）が駆動および速度制御を行うだけでなく操縦者の輸送手段にもなる。操縦者は、ホバーボードの通常使用に必要な能力が不要なため、カートのハンドルバーを自然に使用して操作できる。これは、対応する足置きプラットフォーム（２０１、２０２）各々の上方に位置する関節接合部（１２３１，１２３２）によりホバーボード（２）に接続され、カート（１）の静止時にカート（１）の回転中心を指す両方の制御アーム（３１、３２）が、安定性を与えるだけでなく、ホバーボード（２）の方向を制御するためである。

Description

本発明は、一般的に、手押し車、ベビーカー、台車、ワゴン、歩行器、回転式シャーシ等、押す人が操舵するカート型車両全般、特に手動式車椅子に適用可能であり、これらを以下、単にカートと称する。本発明は、ホバーボードとしても知られる自己平衡型スクーターをカートの後部に取り付けて、カートを電気的に駆動させることを可能にするための装置としての関節構造に関する。この構造により、操縦者はホバーボードを用いてカートを楽に押すことができ、押す労力を削減できるだけでなく、同時に自分を運ぶこともできる。徒歩で押す場合と同様に、カートのハンドルで操舵できるように設計され、その操作には、ホバーボードの使用方法の知識や、ホバーボードの通常使用に必要なスキルは要求されない。

操作者が駆動させるために体力を必要とする手動式車椅子、ベビーカー、配達カートまたはそれらと同等のものは、同じ車軸を中心に回転し、方向が固定された後輪を使用している場合には、その機能は同じである。車椅子はかなりの重量を押す必要があり、時にはその車椅子を老人または体力の無い人が押すことから、我々は、車椅子を押すことを補助する最新式の電気的システムに焦点を当てる。

現在、特定の問題を解決するために多数の電動式車椅子が入手可能であり、それらによって車椅子の使用者や介助者の機動性に関する生活の質が向上している。これらのシステムの大半は使用者自身が操作するが、付添人または介助者が制御する場合もある。また、代替手段として、手動式車椅子に電気モータを備える補助要素を取り付けるものもある。しかし、これらは通常、手動式車椅子に自律性を与えるための解決策であり、車椅子使用者が自ら車椅子を操縦できて、彼を押す人を必要としないものであるため、これは本件の、押す人が操舵する補助装置付き手動式車椅子とは異なる。

操縦者は、老人または要介護者の介護者であることが多く、介護者自身も配偶者、親、祖父母などの老人で、膝、背中または腰に問題を抱えていることすらあり得る。そのため、要介護者が長距離を散歩したり、親戚を訪問したり、屋外を楽しんだり、ただ公園へ行ったりする機会は制限されることが多い。

これらの場合において、一つの解決策として、例えば、英国特許第２４７８６０６号のTGA ELECTRIC LEISURE LTD．社によるパワーパックでは、車椅子に取り付けることのできる補助的な電気モータが一ある。しかし、この解決策は安価でも取り付けが簡単でもなく、さらに重要なことに、それは車椅子を後輪の進行方向へ進ませるため、操縦性が不十分である。つまり、方向転換のたびに労力が余分に必要となり、エレベータに乗る時や、家などの狭い空間での操縦が特に複雑となる。さらに、介助者を運ぶ役割が無く、介助者は徒歩で随伴しなければならないため、進行速度も制限され、また、介助者が歩いたり後方から足で車椅子を操縦するための空間をモータがある程度占めることから、介助者が車椅子にぶつかる可能性もあり不便である。

現在、米国特許第８７３８２７８B２号および米国特許第９７４５０１３B２号に記載の自己平衡型スクーターが玩具としても輸送手段としても広まっているため、これらの装置の購入価格が大幅に下がっているため、多くの家庭において非常に手頃で一般的になっている。この電気ボードは充電式電池で作動するため、時速１０ｋｍを超える速度で十分に自律して進むことができる。その入手しやすさと低価格から、カート、特に車椅子の移動にこれを活用することが合理的と思われる。

これらの目的上、自己平衡型スクーターまたは単にホバーボードは、人が上に立つボード状の電動車両であって、ボードは進行方向に垂直な長手方向軸に沿って配置され、各端部に１つずつ、長手方向軸方向に恒久的に並んだ２つのモータ付き車輪を有するものと理解される。軸に沿って前傾または後傾すると、モータが傾きと反対に回転力を働かせるため、一般に自己平衡型二輪ボードとしても知られる。

米国特許第８７３８２７８B２号の最初の自己平衡型スクーターは、基本的に、２つの足置きプラットフォームで構成され、一方のプラットフォームが他方のプラットフォーム対してある程度の角度を回転することができるように長手方向軸に沿って配置されているが、常にボード型の構造に準拠しており、各プラットフォームは使用者が適した足を乗せる平面部またはペダルを有する。装置は、内蔵する角度センサにより、各プラットフォームの傾度、すなわち水平面に対する前傾が認識でき、それによりホバーボードを操舵することができる。使用者は操舵中、以下のようにして平衡を保つことができる。例えば、体重を前に移動すると、足が両方のプラットフォームの傾度を上げ、その結果モータの回転力が上がり、使用者の体重の非垂直性に対して逆に働く加速によって、人間と機械の接する部分のシステムに平衡がもたらされる。ボードは、足を動かして各プラットフォームに異なる傾度を与えることにより操舵され、使用者が前傾するほど早く進む。後傾により、プラットフォームが負の傾度を受け取ると、対応する車輪が後ろに進む。これにより、狭い空間での優れた操縦性が得られる。ボードは重量センサを備え、電源を入れると、使用者がボード上に立った時に作動し、降りた時に切れる。

上記の機能にかなり類似した他の自己平衡型スクーターがある。例えば、米国特許第９７４５０１３B２号の場合、ボードを構成する両方の足置きプラットフォームは1つの部品に組み込まれているため、先の場合のように両方のプラットフォームの相対的な傾き値を利用して転回するのではなく、使用者がボードに印加するねじれ力を測定する。つまり、工業所有権のレベルではなくても、使用者の観点上では全く同類のスクーターである。加速度計、他のジャイロスコープ、歪力計、光学およびその他のセンサ、またはそれらの組み合わせを使用するものもあるが、それら全ては、自己平衡型ボード、自己平衡型スクーターまたは単にホバーボードの種類に含まれる。

例えばhttp://wheelpower.strikingly.com/のように、付添人または介助者が操舵する車椅子を押すための、自己平衡型スクーターを用いる別の解決策がインターネットで見つかる可能性がある。これは、補助的な構成を用いて車椅子の後部にホバーボードを取り付けるだけでなく、車椅子をも運ぶ。この場合、システム全体を操舵制御するためには、車椅子の後輪が地面に接触しないように車椅子を持ち上げる必要がある。このことは必然的にいくつかの不利益を生じさせる。
・車椅子の後輪に通常設置される元来のブレーキシステムを無効にするため、代替のブレーキシステムを設置し、ホバーボードが作動していない時に車椅子に危険が及ばないようにする必要がある。
・１人分の体重に耐えるよう設計されたホバーボードが２人分の体重に耐えなければならず、ホバーボードが過積載となる。
・縁石、小さな段差および歩道の昇降、ならびに一般的に車椅子が出会うであろう舗装道路の凹凸を進むことが非常に複雑になる。
・使用者および車椅子の重量に耐えるために、抵抗力がありかつ相対的に重い構成が必要となり、例えば、車椅子を車に載せるたび、また一般的にこのシステムを車椅子に付け外しするたびに、この構成の余分な重量に対応する必要がある。
・この構成を車椅子に取り付けるには、車椅子の後部を持ち上げてプラットフォームに設置しなければならず、介助者が車椅子を車椅子に座っている人の重量ごと持ち上げるか、車椅子を軽くするために、組立中に使用者が車椅子から降りなければならない。
・車椅子のハンドルに手を置いて自然に操舵するのではなく、ホバーボードの操舵システムを作動させる手動レバーで操舵するため、直感的でなく、介助者は車椅子を自らの手で持たないため、車椅子の使用中に不自然で危険な状況が生じる。

同様に、ホバーボードを用いてカートを押すことに関する特許がいくつかあるが、そのいずれの発明も、本件の、２つの車輪が１本の軸に配置された、独自の特殊な操舵システムであって、ホバーボードと連結させた後にカートを持ち上げることなく操縦するという技術的問題を解決するものではない。

米国特許第９７４４０９５号は、歩行器の後部にホバーボードを取り付けるための補助構成を用いるが、これは歩行器を運ぶためのものでもあり、システム全体を操舵制御するためには、後部を持ち上げて歩行器の後輪が地面に接触しないようにする必要がある。この場合、使用者は歩行器のハンドルを使うのではなく、自らの足のみでホバーボードを操舵することにより歩行器を操舵する。

中国特許出願第１０６０３４５４４号は、ホバーボードを用いた刈り機用の駆動器に関するが、方向の問題を解決していない。ホバーボードを足で操舵すると同時に、刈り機をハンドルバーにより手で操舵するため、所望の進路を維持することが困難で、押される車両と押す車両の軌道を同時に維持するために高いスキルを必要とし、さらに、機械的にも、ホバーボードの設計には無い、接合部の圧力がかかる。

中国特許出願第１０５８３６０１５号は、手押し車にホバーボードを連結する押し棒に関し、ハンドルバーを使わず足で逆向きに操縦する。つまり、手押し車を右折させるためにはホバーボードを左に向けなければならない。直線の軌道を維持するのにさえ常に修正が必要という本質的な不安定さが無ければ、それほど否定すべきものではないかもしれない。

最後に着目するのは、米国特許第９６８８３４０B１号であり、プラットフォームに固定具を備えたホバーボード用のアクセサリであって、ホバーボードをゴーカートの一種に変えることによりホバーボードに新たな用途を提供する。

本発明は、カート用駆動システムで構成され、これにより、自己平衡型スクーターが、関節構造を用いてカート後部に取り付けられる。我々がホバーボードと称するこのスクーターは、カートを駆動させ、速度を制御するだけでなく、カートを操舵する人の輸送手段にもなる。カートは通常の状態で使用する時と同じ方法で操作することができ、ハンドルを使って転回し、前輪を上げて縁石を昇降し、小さな障害物を乗り越え、さらに、カートのブレーキを使用することもできる。制御アームが安定性を与えるだけでなくホバーボードの操舵を制御するため、本発明を操作するためにホバーボードの使用方法を知る必要は無く、ホバーボードの使用に通常要求されるスキルも必要無い。

基本的に、ここではカートを押す人を使用者とするが、車椅子の場合は介助者と称する。本発明は、好ましくは、同じ車軸を中心に回転する後輪を備えたカートに適用されるが、このような車両に限定されるものではない。

本発明は、ホバーボードの両端に２つの固定具を含み、それぞれがホバーボードを構成する２つのプラットフォームの１つと一体化され、それぞれが第１関節接合部により前記固定具の１つと接続された２つの制御アームを有するものであって、カートのシャーシを押し引きして駆動、速度制御および制動を行うと同時に、前記固定具を押し引きして２つのプラットフォームが異なる傾度を受け取るようにするもの、を備える。

前記各固定具は、前記第１関節接合部との少なくとも１つの接続点を、好ましくは足置き領域すなわち使用者が立つ各プラットフォームの平面部の上方に有する。第１関節接合部は、常にホバーボードの長手方向軸の上方に位置させる必要があり、これにより制御アームがホバーボードの固定具を押し引きすると、各プラットフォームを傾斜させて一方の車輪を他方よりも前進させるようにする。つまり、制御アームがホバーボードを操舵して、カートの軌道上を進むようにする。固定具は車輪の近傍に配置し、使用者の足を置く空間をできるだけ広くとるようにすることが好ましい。

前記長手方向軸の上方に接続点を有することのもう一つの重要な利点は、操縦者が足で足置きプラットフォームの傾斜角を下げることで印加され、制御アームの押しに対して作用する、ホバーボードの推進力と、スロットル効果と、のバランスを持たせることができる点にある。

各制御アームは、各端部に関節接合部を形成するための少なくとも１つの接続要素を備え、第１接続要素は、前記第１関節接合部を介して対応する固定具に取り付けられ、第２接続要素はカートに取り付け可能である。この目的上、カートには、各第２接続要素とともに第２関節接合部を形成することのできる１つまたは複数の固定点を備えるものとする。固定点は、例えばドリルでその構造に開けた穴などカートに既存のものでも良く、あるいは特に本件のために、例えばクランプなどを用いてシャーシに連結されたものでも良く、適切な固定手段によってシャーシに追加される新たな部材に組み入れたものでも良い。これらの第２関節接合部は、両制御アームがホバーボードの両端部からカート（１）に向かって相互に寄り集まる配置をとるように、カートの車輪に対して十分中間に位置しなければならない。

好ましい実施形態では、前記固定点は、適切な固定手段によってカートのシャーシに係合可能な横アームで形成された横部材に配置されるが、シャーシにドリルで開けた穴または各種の後付けの固定具などを用いることもできる。このように、取り付け可能な横アームは、固定点に複数の選択肢があり、条件を満たす範囲内であれば異なる長さでも良いため、種々のカートのフレーム構造に連結することができ、その目的上、適切な固定手段を備えなければならない。本発明によれば、連結するシャーシの状況に応じて、前記横アームはカートの後輪の車軸の後方に位置しても良く、それにより、例えば、後にカートの既存のブレーキペダルを利用する際に必要となる空間を得ることができる。

正確な操作のため、カートは静止時に、平地でホバーボードを引かずに左右に転回できることが理想的な機能であり、少なくともその影響を最小限にして、カートの操舵をホバーボードの駆動から十分切り離すようにする。そのためには、ホバーボードが各制御アームと係合している時の、ホバーボードのカートに対する偏走回転中心は、静止時のカートの回転中心と可能な限り幾何的に近傍でなければならない。方向固定車輪すなわち同じ車軸を中心に回転する車輪を備えるカートの場合、前記回転中心は、前記車輪間の中点を通る垂直線と一致する。さらに、ショッピングカートのように全ての車輪が回転車輪であるカートの場合、前記回転中心は、積載時のカートの重心を含む垂直軸と一致する。この回転車輪を備えるカートには案内輪が無いため、ホバーボードが操舵の主導権を握る。

実際には、理想的な機能を実現するには、カートが静止時に、両制御アームが垂直軸方向を指し、その回転中心おいて収束されなければならない。これにより、システムに垂直軸を中心とした回転中心が形成される。この回転中心は、２つの第２関節接合部が一致する場合には、カートが静止時に回転中心の垂直線上に位置する、理想としては１つの固定具よりなる現実の回転中心でもよいし、あるいは、両制御アームが収束した際、各接続要素とカートの固定点とを接続し、カートの静止時に両制御アームそれぞれが指す仮想の回転中心でもよい。

この点に関して、例えば、後輪が同じ車軸を中心に回転するカートにおいて、カートが直線的−ホバーボードの長手方向軸−に動く場合、その車軸の後方に横部材も用いられる。その横部材および両制御アームは台形をなし、両アームは好ましくはカートの後輪の間の中点を通って垂直方向を指す。

この場合、カートが移動し転回する際には、後輪の回転軸とホバーボードの長手方向軸とは、もはや平行にならない。各制御アームが対応するプラットフォームの上方でホバーボードに関節接合されているため、カートが前進する間、以下の通り安定的で滑らかにカーブを曲がることができる。カートの車輪間の中点に対応する回転中心が、操縦者の選択した軌道に従って側方へずれるにつれて、各制御アームは非対称の力を受け、その時点でカーブの外側にあるアームはカーブの内側にあるアームよりも駆動力を少なく、もしくは牽引力を多く受け、それによって両方のプラットフォームに傾きを生じさせて一方の車輪を他方より前進させ、その結果、ホバーボードの外側を内側よりも加速させることにより、カートは回転中心の新しい位置にその都度適合しながら進む。そして、操縦者が直進することに決めると、両方の制御アームにかかる圧力は均等になり、ホバーボードの両側の速度は同じになり、ホバーボードはカートと同じ方向に操舵される。

ホバーボードを使用して、例えば前輪に自らの操舵システムを持つカートを押す場合、案内車輪を床から持ち上げるために、カートを傾けて後輪走行をさせない限り、静止時のカートを正常に回転させられないため、静止時の回転中心が再び後輪間の中点を通る垂直線上に来るようにしなければならない。

このようにホバーボードは、操縦者または介助者の、前進、後進またはブレーキに必要な体力の代わりとなるが、操舵制御については、最も自然な方法で引き続き操縦者が行い、徒歩で押す時のように、カートを操舵に必要な角度に応じて左右に転回させる。

ホバーボードは、制御アームを用いてカートを押し引きすることにより前進および後進するが、これは操縦者がハンドルを持つことによっても行われる。例えば、操縦者がカートを押す場合、足がもう一つの支点となり、カートの方へ体を傾けつつホバーボード上に後ろ向きの反力が生じ、それによりホバーボードのプラットフォームが傾いてホバーボードへ力を届ける。このように、例えば、車椅子を操作するためにはハンドルを押すだけで済むので、この行為が楽になり、ホバーボードの操作方法を知らない人でも、きわめて自然に直進することができる。

カートまたは車椅子の車輪を交換する必要は無く、本来の機能を維持できるため、操縦者は、移動の途中に前輪を持ち上げ、後輪走行をさせて歩道の縁石、坂道などの障害物を乗り越えることができる。この操作は、手動で押す場合、しばしば操縦者が後軸の近くのシャーシに乗り、ハンドルバーを用いて前輪を上げる力を平衡させる必要があるが、それよりも簡単に行うことができる。本発明では、制御アームがこの平衡機能を果たす。

前述の米国特許第９６８８３４０B１号に含まれるものと同様に、固定具は、各プラットフォームと一体型であってもよく、各プラットフォームに固定または結合してもよいが、各プラットフォームに部分的に取り付けたブラケットにより形成し、使用者がこれらのブラケットを踏みつけるときに各固定具とブラケットが実際に一体化するように構成してもよい。

各固定具の機能は、ホバーボードの各プラットフォームの上方に少なくとも１つの接続点を設け、その接続点から制御アームを押し引きすることにより、ホバーボードがカートの軌道をたどるようにすることであることから、本発明のもう一つの目的は、足置きプラットフォームが元のホバーボードのように独立しているかユニットとして接合されているかを問わず、ホバーボードの端部の近傍かつペダルの足置き領域すなわち使用者が立つプラットフォームの平面部の上方に少なくとも１つの接続点を有し、その接続点に各制御アームが取り付けられてカートを押すのに使用できる、自己平衡型スクーターを提供することである。

広義には、本発明の目的は、移動方向に直交する長手方向軸に沿って設置される、人が立つ電動車両を提供することである。各端部に少なくとも１つの操縦車輪を備え、この車輪は恒久的に前記長手方向軸方向を向いて回転するよう配置されている。また、車両の両側には足置きプラットフォームが設けられ、両プラットフォームは前記長手方向軸に沿って並んでいる限り独立していても一体化していてもよく、ペダルのような役目を果たし、変位、方向、速度、加速、力、圧力などに応じた前記プラットフォームの傾度によって回転力が発生する。各プラットフォームは車両の各端部の近傍かつ足置き領域の上方に少なくとも１つの接続点を有し、制御アームを取り付け可能であるため、本車両をカートを押すために使用することができる。

２つのプラットフォームが独立している場合、カートの操舵中に、制御アームが２つのプラットフォーム間の相対的な傾度を修正し、両車輪の回転速度を異ならせることにより、ホバーボードはカートの軌道をたどることができる。２つのプラットフォームが連結している場合、カートの操舵中に機能を変更する状況が生じた時、制御アームが牽引力と圧縮力を印加し、両方のプラットフォームにねじれ力を生じさせ、両車輪の回転スピードを異ならせることにより、ホバーボードはカートの軌道をたどることができる。

さらに、本発明の他の目的は、固定点を備えるカートを提供することであり、２つの関節接合部または１つの二重関節接合部のいずれかを形成し、２本の制御アームを設置して自己平衡型スクーターに取り付けることが目的である。これらの固定点は、制御アームが各側の操縦者の足の外側に接続され、カート静止時にカートの回転中心を通る垂直線の方をほぼ指すように、そして、後輪が同じ車軸を中心に回転するカートの場合は、後輪間のほぼ中点を指すように設けられる。

本発明の重要な利点は、車椅子に適用するために、車椅子を少なくとも大きく改造する必要が無いことである。したがって、ホバーボードをある車椅子に取り付け、後に別の車椅子に取り付けることが可能である。そのため、機動性の低下した人を運んだり移動させるといった骨の折れる仕事に携わる人々を、車椅子を大きく改造したり新たな車椅子を入手したりすることなく補助することのできる簡易的で経済的な方法を提供する。種々の椅子およびカートに適合できるため、例えば病院、特別支援学校、介護付住宅、デイケア、駅または空港などで、各種の車椅子を利用する様々な人々を移動させる仕事に携わる人々が使用できる。

また、本発明は、頻繁に車に積む必要のある部分的に折り畳み可能な車椅子についても、輸送のための積み降ろしのしやすさを損なうことなく、電気的に補助することができる。

さらに、自己平衡型スクーターは、ほぼ全ての家庭で容易に見つけることができる。したがって、本発明はそれらの利益を享受できなかった家族の一員のために新たな利用方法を提供できる。

本発明は、工場および倉庫、もしくはレジャーまたはスポーツ施設などの場所で、例えば配達カートまたはゴルフカートなどの作業用カートを押すためにも使うことができる。

これまで見てきたように、現在、身体障碍者が自らの車椅子を移動させるためのある種の技術を利用する選択肢は複数ある。主な問題点は、車椅子を電動化させるための前記の解決策が、非常に高価で、車椅子の改造が必要な上、取り換えができないことである。本発明によれば、ホバーボードを所有する誰もが、車椅子に乗ったもう一人の人、また各種の車椅子に乗った様々な人をも連れ出すことができ、さらにそれをベビーカーに適用することもできる。

カートや実際のホバーボードとは分離したシステムを提供するものであって、いずれも改造する必要が無いため、両方の装置を独立して使用することもできる。例えば、システムを車椅子に取り付けて、ある人をデイケアセンターへ連れて行った後に取り外し、ホバーボードを帰宅用の交通手段として使うことができる。

本発明の用途は、ホバーボードの電池に加えて外部電池を使用するか、さらに好ましくはホバーボードの電池と置き換えて外部電池を使用し、自律性を高めるシステムと組み合わせることにより、活用性が向上する。この場合、ホバーボードの駆動機能のみを残してこれをホバー駆動機とでも称し、現在ホバーボードは玩具とみなされているが、むしろこれを移動用ツールとみなすことができる。これらの電池は、世界中で電動自転車に使用される、非常に公知で容易に入手可能な電池と互換できるものであってよい。これらの電池は、カートに取り付けてもよく、あるいは例えば使用者がリュックに入れて運んでもよい。この製品は内部電池を持たないため、価格だけでなく重量も改良され、さらに重要なことに、例えば使用者が飛行機で旅行する際の車椅子の、特に輸送の安全性を向上させる。車椅子の場合、車への積み降ろし、あるいは例えば自宅での毎回のホバーボードの付け外しなどの全ての作業のために、軽量化も大変重要である。内部電池を持たないことのもう一つの利点は、ホバーボード全体が無くても充電できること、そして、電池の充電中には予備の電池パックを使用できることである。

外部電池を使用するためには、ホバーボードは外部への適切な電気接続子を備えなければならない。

カート（１）（この場合は車椅子）に、自己平衡型スクーター（２）を２本の制御アーム（３１、３２）を介して取り付けた、本発明の好適な実施形態の斜視図である。２本の制御アーム（３１、３２）は、カート（１）の後輪間の中点を指して相互に寄り集まり、前記中点の後部に位置し２つの関節接合点（２１３１、２１３２）を形成する離れた２つの固定点（１１）において、カートのシャーシに取り付けられた横部材（１０）を介してシャーシに接続される。 カート（１）に自己平衡型スクーター（２）を２本の制御アーム（３１、３２）を介して取り付けた、本発明の好適な実施形態の平面図である。２本の制御アーム（３１、３２）は、カート（１）の後輪間の中点を指して相互に寄り集まり、前記中点の後部に位置し２つの関節接合点（２１３１、２１３２）を形成する離れた２つの固定点（１１）において、カートのシャーシに取り付けられた横部材（１０）を介してシャーシに接続される。 図１のホバーボードと車椅子との連結を詳細に示し、ホバーボードの各プラットフォーム（２０１、２０２）の各ペダル、すなわち使用者が足を乗せる平面部の上方に位置する各関節接合部（１２３１、１２３２）によって、両制御アーム（３１、３２）を、各プラットフォームに対応した各固定具（２１、２２）に接続する方法を示す。 図１の関節構造の分解図であり、実施形態を構成する主要な要素を示す。 両制御アーム（３１、３２）が、カート（１）の両後輪間の中点を通る垂直線上にちょうど存在する１つの固定点（１１）に接続され、両制御アームの関節接合部が点（２１３１ ｙ ２１３２）上で重なる、別の好適な実施形態の斜視図である。 横部材（１０）をカート（１）に連結する後付けの固定手段（１０１１、１０１２）、さらに固定具の牽束手段としてのストラップ（２１０１、２１０２）を示す、本発明の他の実施形態である。 本発明の種々の適用のうち一部を模式的に示す。

本発明の好適な実施形態は、車椅子などのカート（１）を押して駆動させ、さらに操縦者や使用者を輸送するために、カート（１）の後部に自己平衡型スクーター（２）を取り付けるための関節構造を提供する。本実施形態において、カートは、同じ車軸を中心に回転する２つの平行な後輪を備える。

本実施形態は、ホバーボード（２）を形成する２つのプラットフォーム（２０１、２０２）各々と一体化するように連結された２つの固定具（２１、２２）を備える。前記固定具は、十分な平面を備え、ブラケットの一種を形成することが好ましく、使用者がホバーボードのプラットフォームのペダルに直接乗るのではなく、それらに乗ることで、連結を安定させる。またこれらの固定具は様々な大きさのホバーボードに適合できるように長さを調節可能とすることで、各プラットフォームを常に効果的に把持できることが好ましいが、さらにストラップ（２１０１、２１０２）または他の牽束手段を有してもよい。

また、本実施形態は、カート（１）すなわち車椅子のシャーシを押し引きするための２本の制御アーム（３１、３２）を備える。理想的には、この関節構造は種々のカートに適合できなければならず、その目的は常に、操舵中の使用者の姿勢をできるだけ自然に保つことであるため、ハンドルまでの距離を確実に適切にするための制御アーム（３１、３２）の長さは、カートごとに異なる。したがって、長さ調節の可能な制御アーム（３１、３２）または様々な長さのアームセットを提供し、様々な用途に用いることが好ましい。

各固定具（２１、２２）は、第１関節接合部（１２３１、１２３２）との蝶番による接続点（２１１、２２１）として少なくとも１つの穴を有し、この穴はホバーボードの各プラットフォームの平坦な足置き領域の上方、好ましくは使用者の足を乗せるためにできるだけ大きな空間を設けられるよう、ホバーボードの車輪の近傍に位置する。第１関節接合部（１２３１、１２３２）は蝶番により各固定具（２１、２２）を制御アーム（３１、３２）に接続する。各制御アーム（３１、３２）は、蝶番による接合部を形成するために、各端部に接続要素（３１１、３２１、３１２、３２２）として少なくとも１つの穴を有することにより、各第１接続要素（３１１、３２１）を各固定具（２１、２２）の接続点（２２１、２２２）に、前記第１関節接合部（１２３１、１２３２）を介して接続し、そして、各第２接続要素（３１２、３２２）も蝶番によって２つの第２関節接合部（２１３１、２１３２）を介してカート（１）に接続するものとし、２つの第２関節接合部（２１３１、２１３２）はおおむね近傍にあるか、図５に記載した場合のように、両方が重なって接続され、１つの二重関節接合部を形成するかのいずれかである。

したがって、カート（１）には、制御アーム（３１、３２）の各第２接続要素（３１２、３２２）とともに第２関節接合部（２１３１、２１３２）を形成できるような、１つまたは複数の固定点（１１）を設けなければならない。これらの固定点は、おおむね、カート後輪の中間に位置しなければならず、好ましくは横部材に設けられる。この横部材は、カートのシャーシの一部の部品であってもよいが、好ましくは、カートに取り付けられる回転可能な横アーム（１０）から成り、適切な固定手段（１０１１、１０１２）によってカートのシャーシに接合される。前記横アーム（１０）が長手方向軸を中心に回転可能であることにより、両制御アーム（３１、３２）は上下方向に動くことができ、例えば前輪を持ち上げたり、坂道の急激な変化に対処したりするなどの、カート（１）の使用範囲内で必要となる様々なポジションに適応できるだけでなく、ホバーボードを取り外す際にこの構造を折り畳み可能にできる。さらに好ましくは、前記横アーム（１０）は、種々のカートのシャーシに連結できるよう様々な長さに適合できる。横アーム（１０）が、蝶番による選択的な固定点（１１）として複数の穴を有することにより、制御アーム（３１、３２）は常に、本発明を用いる特定のカートにおいて適切な方向を指して相互に寄り集まる配置をとる。

図５に示す通り、前記横アーム（１０）は、カート（１）の後輪の車軸を含む垂直面内に配置することができるが、特に、カート（１）の既存のブレーキペダルを利用するのに必要な空間を確保してカート（１）のシャーシへ簡単に取り付けるため、またはその他の理由であっても、利便性のために、この面の外、例えば図１、図２および図３に示す通り、カート（１）の後輪の車軸の後部に配置してもよい。この場合、制御アーム（３１、３２）が後輪間の中点を通る垂直線を指すような固定点（１１）を使用することが好ましい。一般的に、平面視において、これらの制御アーム（３１、３２）の長手方向軸の先は、静止時のカート（１）の回転中心のできるだけ近傍で交差するものとする。

他の実施形態

上記の本発明の実施形態に関連し、添付の特許請求の範囲に規定される本発明の範囲を逸脱することなく、その他の修正が可能である。例えば、関節接合部の一部または全てを、屈曲性のある部品で作ることができる。また、種々の構成要素の大きさ、形状、配置または方向は変更可能である。本明細書で示された、直接接続する、または互いに接触する構成要素には、その間に中間要素を配置してもよい。１つの要素の機能を２つの要素で実行してもよく、その逆も可能である。このように、本発明の範囲は、開示された特定の実施形態に限定されるものではない。

本発明は、四輪のカートのみに適用されるものではなく、その動力は、車輪の数に関わらず他のいかなる車両にも有効であり、例えば、手押し一輪車、スクーター、スケート、単輪スケート、またはそりの移動にも有効である。

本発明は、例えば芝刈り機のように、固定軸を中心に回転する車輪を有するため常に直進し、方向転換のために前輪を持ち上げなければならない車両にも適用される。この場合、好ましくは、両制御アームは、後輪間の中点を通る垂直線をおおむね指すものとする。

スーパーマーケットのショッピングカートのように、後輪および前輪の両方が回転車輪である車両の場合、上記の場合に加えて１つまたは複数の要素を適用し、後輪を、同じ車軸を中心に平行に回転させることにより、後輪の自由度を制限することができる。

本発明は、操縦者がホバーボード上に立つのではなく、ホバーボードに取り付けた座席型の付属品に乗る場合にも有効である。

上記の説明は、ホバーボードを連結して手動カートを駆動することについて述べているが、本発明は、ホバーボードを、既に電動化したカートまたは別のホバーボードなどに接続する場合にも適用される。

Claims (8)

1. 自己平衡型スクーター（以下「ホバーボード（２）」と称する）を用いた、カート型車両（以下「カート（１）」と称する）用駆動システムであって、操縦者の輸送手段である前記ホバーボード（２）が駆動および速度制御のために関節構造を用いて前記カート（１）の後部に取り付け可能であり、前記駆動システムは、前記カート（１）に取り付けられた場合に、
   ２本の制御アーム（３１、３２）と、
   前記カート（１）のシャーシに組み込まれた１つまたは複数の固定点（１１）と、
   各々が、前記ホバーボード（２）を構成する２つの足置きプラットフォーム（２０１、２０２）の各々と一体化した、前記ホバーボードの両側の２つの固定具（２１、２２）と
   を備え、
   前記各固定具（２１、２２）は、前記ホバーボード（２）の対応する前記プラットフォーム（２０１、２０２）の足置き領域の上方に少なくとも１つの接続点（２１１、２２１）を有し、
   前記各制御アーム（３１、３２）は、一方の端部に少なくとも１つの第１接続要素（３１１、３２１）を備え、他方の端部に少なくとも１つの第２接続要素（３１２、３２２）を備え、
   前記各制御アーム（３１、３２）は、前記接続点（２１１、２２１）が前記第１接続要素（３１１、３２１）に接合する第１関節接合部（１２３１、１２３２）を介して、対応する前記固定具（２１、２２）に接続され、
   前記各制御アーム（３１、３２）は、前記固定点（１１）の１つと前記第２接続要素（３１２、３２２）とを接続する第２関節接合部（２１３１、２１３２）を介して、前記カート（１）に接続され、
   両方の前記第１関節接合部（１２３１、１２３２）は、前記ホバーボード（２）の対応する前記プラットフォーム（２０１、２０２）の前記足置き領域の上方に位置し、
   両方の前記第２関節接合部（２１３１、２１３２）は、前記１つの固定点（１１）で重なってもよく、前記カートの車輪に対して十分中間に位置し、両方の前記制御アーム（３１、３２）が前記ホバーボード（２）の両側から前記カート（１）に向かって相互に寄り集まる配置をとるようにする
   ことを特徴とする、システム。
2. 両方の前記制御アーム（３１、３２）は、前記カート（１）の静止時に、前記カート（１）の略回転中心に向かって相互に寄り集まる、請求項１に記載のカート用駆動システム。
3. 前記固定点（１１）は、任意の前記カート（１）の前記シャーシに取り付け可能な横アーム（１０）に設けられ、
   前記横アーム（１０）は、前記１つの固定点（１１）で重なってもよい両方の前記第２関節接合部（２１３１、２１３２）が前記カート（１）の車輪に対して十分中間に位置し、両方の前記制御アーム（３１、３２）が前記駆動システムを用いる特定のカートにおける適切な方向を指して常に相互に寄り集まる状態で、前記ホバーボード（２）を取り付けられるように、前記複数の固定点（１１）を備える、
   請求項２に記載のカート用駆動システム。
4. 前記横アーム（１０）は、両方の前記制御アーム（３１、３２）が上下に動けるように、長手方向軸を中心に回転可能である、請求項３に記載のカート用駆動システム。
5. （削除）
6. 請求項１に記載のカート用駆動システムの一部として用いることができるホバーボード（２）であって、
   ２つの足置きプラットフォーム（２０１、２０２）は各々、足置き領域の上方かつ前記ホバーボード（２）の対応する端部の近傍に少なくとも１つの接続点（２１１、２２１）を備えることにより、カート（１）を押すための制御アーム（３１、３２）を、対応する第１関節接合部（１２３１、１２３２）を用いて取り付け、外部電池用の少なくとも１つの電気接続子を備える
   ことを特徴とする、自己平衡型スクーター。
7. 内部電池を備えないことにより、前記カートを押す製品としての安全性、価格および重量に優れていることを特徴とする、請求項６に記載のホバーボード（２）。
8. 請求項１に記載のカート用駆動システムを含むように構成されたカート型車両（１）であって、
   ２つの関節接合部（２１３１、２１３２）または１つの二重関節接合部を形成し、２本の制御アーム（３１、３２）に接続して自己平衡型スクーター（２）を取り付けるための固定点（１１）を備え、
   前記固定点（１１）は前記カート（１）の十分中間に位置し、前記カート（１）の静止時に、両方の前記制御アーム（３１、３２）が前記ホバーボード（２）の両側から前記カート（１）の回転中心に向かって相互に寄り集まる配置をとるようにする、
   カート型車両（１）。
   
   
   

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