JP4643397B2 - 電動６輪車椅子 - Google Patents

Description

本発明は、電動の駆動輪を有する６輪の車椅子に関する。より詳細には、サスペンションが設けられ悪路走行性に優れた電動６輪車椅子に関する。本明細書において、「電動６輪車椅子」とは、電動の駆動輪を有する６輪の車椅子であって、少なくとも障害物のない平地においては６輪の全てが地面に接触して走行する電動車椅子を云う。例えば、後方に傾斜防止サスペンションと共に一対の補助輪が設けられた車椅子であっても、平地では４輪走行し、傾斜地等での走行でのみ一対の補助輪が接地するような車椅子は含まない。

電動６輪車椅子は電動４輪車椅子に比べ回転半径が小さく小回りが利き、さらに比較的小径の車輪を前後に配置できるのでホイールベースが長く取れ転倒しにくい安定性を持っている。中輪を駆動輪とする電動６輪車椅子は運転者の重心付近に駆動力があるので初心者でも比較的楽に自然な感覚で操縦することができる。
ところが、中輪を駆動輪とする電動６輪車椅子は、構造上、凹凸路面や段差乗り越え、坂道への導入部で中輪が地面から離れてしまうことから段差を乗り越えることができない。６輪全体で均等に荷重を支えると、駆動輪にかかる荷重は相対的に小さくなり、そのためスリップし易くなる。更に、高速での直進安定性に欠ける。
そこで、中輪を駆動輪とする電動６輪車椅子は、野外走行には向かないとされ、主に室内用途に使われることが多い。

一方、米国等では時速１０ｋｍ／ｈ以上での走行が認められており、高速走行時における直進安定性に優れ凹凸路面等の悪路でも比較的対応可能な電動４輪車椅子が、欧米において、更に日本国内においても、広く普及している（特許文献１、特許文献２参照）。ところが、日本国内での車椅子の最高の規格は６ｋｍ／ｈ以下であり、高速走行時の直進安定性は日本国内においては重要なファクターとならない。日本国内での道路事情においては、むしろ小回りが効く、転倒に強いなど、６輪車椅子が持っているような性能を電動車椅子に求められることも多い。

また、特許文献１や特許文献２に開示された４輪電動車椅子には、サスペンションも搭載されている。しかしながら、現状のサスペンション付の４輪電動車椅子では、サスペンションのストローク長さも制限されていることからサスペンションの効果は発揮できておらず、乗員に相当の負担を強いているのが現状である。

特表平７−５０７２２３号公報 特開平１０−２４０６８号公報

６輪電動車椅子に４輪電動車椅子のような段差を乗り越えられる性能を与えようとした場合、各車輪の全てにサスペンションを搭載し、しかもその車輪は４輪車以上に可動量を大きくする必要がある。このとき、緩衝器のスペース、アームのスペース、車輪がストロークするスペース等、多くのスペースが必要となる。
また、サスペンションの設計においても長いストロークを有するがゆえに車輪の姿勢が大きく変化するようでは、直進性や乗り心地、車両の安定性に悪影響を及ぼし危険ですらある。その為、各車輪のサスペンションは、長いストロークを持ちながら車輪の姿勢変化の少ない機構とする必要がある。
ところが、従来の電動車椅子の様に、一度の充電で３０ｋｍ程度走行可能な鉛蓄電池やモーターユニットなどを備えた電力駆動ユニットでは、それ自体が大きなスペースを必要とするのでこのような構成をとることは難しい。現状では、４輪電動車椅子に比肩できる程の悪路走破性に優れた６輪電動車椅子は見当たらない。
そこで、本発明は、６輪車椅子でありながら４輪車椅子に比肩できる凹凸路面等の悪路走行性能に優れ、野外走行においても６輪車椅子特有の優れた性能を享受して、小回りが利き、転倒しにくい安定性を持つ６輪電動車椅子を提供することを課題とする。

すなわち、本発明は、一対の前輪と、一対の中輪と、一対の後輪とを有し、かつ、これら６輪のそれぞれに独立したサスペンションが設けられていることを特徴とする電動６輪車椅子である。本発明の６輪電動車椅子は、６輪のそれぞれに独立したサスペンションが設けられているので、乗り心地が良く、凹凸路等の悪路での走破性が高い。路面からの跳ね上げを吸収でき、転倒しにくくなる。衝撃荷重を吸収でき、車体剛性を低く設定でき、軽量化に貢献する等の優れた特徴を有する。それぞれのサスペンションは、３０ｍｍ以上のストローク長さを有することが好ましく、４０ｍｍ以上のストローク長さを有することがより好ましい。また、中輪に設けられたサスペンションは、５０ｍｍ以上のストローク長さを有することが好ましく、６０ｍｍ以上のストローク長さを有することがより好ましい。更に、中輪に設けられたサスペンションは、前輪・後輪に設けられたサスペンションよりも長いストローク長さを有することが好ましく、着座した際に、前輪・後輪よりも大きく沈むように与圧設定されることが好ましい。

本発明の電動６輪車椅子において、一対の前輪に設けられたそれぞれのサスペンションは、後端部が車体フレームに揺動可能に軸支され前端部が前輪を軸支するリーディングアームと、前記車体フレームと前記リーディングアームとの間に前記リーディングアームの揺動運動を緩衝するクッションユニットとを備えることが好ましい。ここで、段差の乗越え性能を向上させる為にはリーディングアームの長さを長く設計する必要があるので、リーディングアームの後端部が車体フレームに揺動可能に軸支される水平位置は、駆動輪である中輪を軸支する水平位置よりも後方であることが好ましく、背もたれの直下よりも後方であることがより好ましい。

本発明の電動６輪車椅子において、一対の前輪に設けられたそれぞれのサスペンションは、後端部が車体フレームに揺動可能かつ回転自在に軸支され前端部が前輪を軸支するリーディングアームと、前記車体フレームと前記リーディングアームとの間に前記リーディングアームの揺動運動を緩衝するクッションユニットと、前記リーディングアームの前輪を軸支する部分の近傍の下側及び車体フレームを連結するロアアームと、前記リーディングアームの前輪を軸支する部分の近傍の上側及び車体フレームを連結するアッパアームとを備えることが好ましい。ここで、揺動可能とは、前輪が上下に揺動可能となる向きにリーディングアームが揺動可能となることを云い、回転自在とは、前輪がハの字に開いたり閉じたりする向きにリーディングアームが回転自在となることを云う。リーディングアームの後端部が車体フレームに揺動可能かつ回転自在に軸支され、前輪を軸支する部分の近傍が、ロアアーム及びアッパアームにより車体フレームに連結されているので、リーディングアームに軸支される前輪の全ストロークに渡る姿勢を制御することが可能となる。また、リーディングアームの長さを長く設計した場合であっても、安定したサスペンション動作を確保することができる。

平地を直進する場合、一対の前輪は、それぞれ、回転軸は地面に平行で、かつ、地面に垂直な面内で回転していることが好ましい。
一方、カーブで遠心力が働いた際、外周側のサスペンションは沈む方向になる。このとき車輪が遠心力に楽に対抗する為には外側車輪はある程度ハの字に車輪下側が外側を向いた方がタイヤの接地面も確保できグリップが得られ、車軸にかかる負担も減ることから有利である。逆に前輪が穴に落ち込んだような場合、サスペンションは逆に伸びる方向であるが、やはり、穴に落ち込んだ側の車輪はある程度ハの字に車輪下側が外側を向いた方が、進行方向に対する軌道の変化が少なく、車体は車輪が落ち込んだ方向に傾いているので、車輪軸にかかる負担も少なくすることができる。

すなわち、本発明の電動６輪車椅子において、一対の前輪に設けられたそれぞれのサスペンションは、一対の前輪が、平地上での静止時又は直進時にはそれぞれ平地に略垂直でありながら、そのサスペンションがそれよりも上に動作した際も下に動作した際も、ハの字に車輪下側が外側を向くように構成されることが好ましい。ロアアームをアッパアームよりも長く構成し、かつ、ロアアームのリーディングアームとの連結部が最も外側にあるとき車輪の軸が地面に平行になるよう構成することにより、一対の前輪を、平地上での静止時又は直進時にはそれぞれ平地に略垂直でありながら、サスペンションがそれよりも上に動作した際も、下に動作した際も、ハの字に車輪下側が外側を向くようにすることができる。

本発明の電動６輪車椅子において、一対の中輪に設けられたそれぞれのサスペンションは、ダブルウィッシュボーン式又はセミダブルウィッシュボーン式のサスペンションであって、一端部が車体フレームに揺動可能に軸支され他端部が中輪軸支部材（中輪を軸支する部材）の下側部分に連結するロアアームと、一端部が車体フレームに揺動可能に軸支され他端部が中輪軸支部材の上側部分に連結するアッパアームと、前記車体フレームと前記ロアアーム又は前記アッパアームとの間に前記ロアアーム及び前記アッパアーム並びに前記中輪軸支部材の揺動運動を緩衝するクッションユニットとを備えることが好ましい。全ストロークに渡って車輪の姿勢を車軸が地面に略平行なように制御することができる。

更に、本発明の電動６輪車椅子において、一対の中輪に設けられたそれぞれのサスペンションは、ダブルウィッシュボーン式のサスペンションであって、上側部分の前後に一対のアッパアーム連結部を有し下側部分の前後に一対のロアアーム連結部を有し中央部分で中輪を軸支する中輪軸支部材と、前記車体フレームに揺動可能に軸支されると共に前記一対のロアアーム連結部を介して前記中輪軸支部材の下側部分の前後に連結するＨ字型ロアアームと、前記車体フレームに揺動可能に軸支されると共に前記一対のアッパアーム連結部を介して前記中輪軸支部材の上側部分の前後に連結するＨ字型アッパアームと、前記車体フレームと前記Ｈ字型ロアアームとの間に前記Ｈ字型ロアアーム及び前記Ｈ字型アッパアーム並びに前記中輪軸支部材の揺動運動を緩衝するクッションユニットとを備えることが好ましい。Ｈ字型ロアアーム及びＨ字型アッパアームを備えることにより、丈夫さ・剛性の強さを確保できると共に、サスペンションのレイアウトもコンパクトに確保することができる。

本発明の電動６輪車椅子において、中輪に設けられたサスペンションも前輪に設けられたサスペンションと同様、一対の中輪が、平地上での静止時又は直進時にはそれぞれ平地に略垂直でありながら、そのサスペンションがそれよりも上に動作した際も、下に動作した際も、ハの字に車輪下側が外側を向くように構成されることが好ましい。ロアアームをアッパアームよりも長く構成し、かつ、ロアアームのリーディングアームとの連結部が最も外側にあるとき車輪の軸が地面に平行になるよう構成することにより、一対の中輪を、平地上での静止時又は直進時にはそれぞれ平地に略垂直でありながら、サスペンションがそれよりも上に動作した際も、下に動作した際も、ハの字に車輪下側が外側を向くようにすることができる。

本発明の電動６輪車椅子において、一対の後輪に設けられたそれぞれのサスペンションは、前端部が車体フレームに揺動可能に軸支され後端部が後輪を軸支するトレーリングアームと、前記車体フレームと前記トレーリングアームとの間に前記トレーリングアームの揺動運動を緩衝するクッションユニットとを備えることが好ましい。トレーリングアームは、後輪の車軸の前方にその車軸に平行な回転軸を有し、前端部がその回転軸を介して車体フレームに軸支されると共に、後輪を軸支する後端部が上下に揺動可能である。

本発明の電動６輪車椅子において、クッションユニットとしては、例えば、コイルばねや筒形ショックアブソーバー等を用いることができ、好ましくはアブソーバー内蔵のコイルスプリングを用いることができる。

本発明の電動６輪車椅子において、駆動電源としてリチウムイオン二次電池を備えることが好ましい。駆動電源としてエネルギー密度の高いリチウムイオン二次電池を採用することにより、これを含む電力駆動ユニットをコンパクトに収納可能となり、ひいては、６輪のそれぞれに独立したサスペンションが設けられても、全体として比較的コンパクトな電動６輪車椅子を構成することが可能となる。より好ましくは、駆動モーターが中輪に内蔵されたホイールインモーター方式を採用する。

本発明の６輪電動車椅子は、小回りが利き、操縦性に優れ、転倒しにくく安定であるうえに、６輪のそれぞれに独立したサスペンションが設けられているので、乗り心地が良く、凹凸路等の悪路での走破性が高く、外出用途の電動車椅子として十分使用可能である。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照してさらに詳細に説明する。本発明は、これらの実施例に特に限定されるものではない。

図１〜図８は実施例１の電動６輪車椅子１００の説明図であって、図１は電動６輪車椅子１００の全体側面の概略図であり、図２は左前輪が高さ約４０ｍｍの段差に乗りあがった際の電動６輪車椅子１００を模式的に示した図であり、図３は左中輪が高さ約４０ｍｍの段差に乗りあがった際の電動６輪車椅子１００を模式的に示した図であり、図４は左右後輪が高さ約４０ｍｍの段差に乗りあがった際の電動６輪車椅子１００を模式的に示した図であり、図５は左前輪が高さ約４０ｍｍの段差に乗りあがった際の電動６輪車椅子１００の左右前輪及びその周辺の構造を模式的に示した図であり、図６は左中輪が高さ約４０ｍｍの段差に乗りあがった際の電動６輪車椅子１００の左右中輪及びその周辺の構造を模式的に示した図であり、図７は中輪及びそれに設けられた各リンクアームの構造を模式的に示した図であり、図８は電動６輪車椅子１００の後輪及びその周辺の構造を模式的に示した図である。

図１〜８に示すように、実施例１の電動６輪車椅子１００は、一対の前輪１、１’と、一対の中輪２、２’と、一対の後輪３、３’とを有し、かつ、これら６輪のそれぞれに独立したサスペンション６６、６６’、６７、６７’、６８、６８’が設けられている。駆動電源としてリチウムイオン二次電池を備え、一対の中輪２、２’が電動の駆動輪であり、駆動モーターを一対の中輪のそれぞれに内蔵したホイールインモーター方式を採用している。

図１に示すように、実施例１の電動６輪車椅子１００には、車体フレーム４の上部には着座シート７１ａを取り付けるシートフレーム７１が載置されている。また、左右一対の前輪１、１’は前輪軸支部材（キャスター）４１、４１’により回動自在になった追従輪であり、左右一対の後輪３、３’は後輪軸支部材（キャスター）４３、４３’により回動自在になった追従輪である。シートフレーム７１の前端部には乗員が足を乗せるフットレスト７２、７２’が設けられ、シートフレーム７１の後端部には背もたれ７１ｂが設けられ、背もたれ７１ｂの上部には手押し用グリップ７１ｃが設けられている。シートフレーム７１の上部の左右にアームレスト７３、７３’が立設され、右側アームレスト７３’の前方には、中輪２、２’の駆動を制御して、電動車椅子の発進、停止、操舵を行うジョイスティックコントロールノブスイッチ７４が配置されている。

図１、図２及び図５に示すように、実施例１の電動６輪車椅子１００において、一対の前輪１、１’に設けられたそれぞれのサスペンション６６、６６’は、後端部が球面軸受により車体フレーム４に揺動可能かつ回転自在に軸支され前端部が前輪１、１’を軸支するリーディングアーム５１、５１’と、車体フレーム４とリーディングアーム５１、５１’との間にリーディングアーム５１、５１’の揺動運動を緩衝するクッションユニット６１、６１’と、リーディングアーム５１、５１’の前輪を軸支する部分の近傍の下側及び車体フレーム４を連結するロアアーム１１、１１’と、リーディングアーム５１、５１’の前輪を軸支する部分の近傍の上側及び車体フレーム４を連結するアッパアーム２１、２１’とを備える。クッションユニット６１、６１’は筒形ショックアブソーバー内蔵のコイルスプリングである。そして、一対の前輪１、１’にそれぞれ設けられたサスペンション６６、６６’は、それぞれ独立して６０ｍｍのストローク長さを有しており、図２及び図５に示すように、前輪が高さ約４０ｍｍの段差に乗りあがった場合であっても、６輪の全てが接地する状態を保つことができるように構成されている。
また、実施例１の電動６輪車椅子１００においては、前輪のリーディングアームは可能な限り長いことが好ましく、かつ、このリーディングアームが車体フレーム４に軸支される部分は、可能な限り、より低い位置が好ましい。実施例１の電動６輪車椅子１００は、図１０に示すように、前進中に前輪が約５０ｍｍの高さの段差に接触したとき、その前輪及び段差の接触点と前輪の車軸とが形成する面８０がこのリーディングアームを横切るように構成されている。リーディングアームを車体フレームに軸支する部分（球面軸受８１の軸）は、この面８０よりも下側にある。そして、前進中に前輪が約５０ｍｍの高さの段差に接触したときに働く力は、その前輪及び段差の接触点と前輪の車軸とが形成する面８０がこのリーディングアームと交わる点において、リーディングアームを持ち上げる向きに働く。このようにして、実施例１の電動６輪車椅子１００は、前輪が直径２００ｍｍの車輪でありながら、約５０ｍｍの高さの段差をも少しの助走で乗り越えることができる性能を確保している。通常、段差超えは車輪直径の６分の１の高さが限度であると云われているが、この構造により、車輪直径の４分の１以上の段差越えることを可能にしている。

図１及び図２に示すように、実施例１の電動６輪車椅子１００において、リーディングアーム５１、５１’の後端部は駆動輪である中輪を軸支する水平位置よりも後方、背もたれ７１の直下付近にて球面軸受８１により車体フレーム４に軸支されて、リーディングアーム５１、５１’の前端部が前輪を軸支している。一対の前輪１、１’に設けられたそれぞれのサスペンション６６、６６’は、このように長いリーディングアーム５１、５１’を採用したことにより、６０ｍｍのストローク長さを安定して確保することができた。駆動電源としてリチウムイオン二次電池を採用して、図５から明らかなように、このリチウムイオン二次電池及びコントローラを含む電力駆動ユニット７５をコンパクトに収納し、更に、駆動モーターを一対の中輪２、２’のそれぞれに内蔵して電力駆動ユニットから分離したことによって、このように長いリーディングアーム５１、５１’の採用を可能としたものである。

リーディングアーム５１、５１’は、球面軸受８１により車体フレーム４に軸支されているので、揺動可能かつ回転自在に軸支されており、リーディングアーム５１、５１’に軸支される前輪１、２の姿勢はロアアーム１１、１１’及びアッパアーム２１、２１’の構成によって制御されている。具体的には、ロアアームをアッパアームよりも長く構成し、かつ、ロアアームのリーディングアームとの連結部が最も外側にあるとき車輪の軸が地面に平行になるよう構成することにより、一対の前輪が、平地上での静止時又は直進時にはそれぞれ平地に垂直でありながら、サスペンションがそれよりも上に動作した際も、下に動作した際も、ハの字に車輪下側が外側を向くように構成されている。

図６及び図７に示すように、実施例１の電動６輪車椅子１００において、一対の中輪２、２’に設けられたそれぞれのサスペンション６７、６７’は、ダブルウィッシュボーン式のサスペンションであって、一端部が車体フレーム４に揺動可能に軸支され他端部が中輪軸支部材４２、４２’の下側部分に連結するロアアーム１２、１２’と、一端部が車体フレーム４に揺動可能に軸支され他端部が中輪軸支部材４２、４２’の上側部分に連結するアッパアーム２２、２２’と、車体フレーム４とロアアーム１２、１２’との間にロアアーム１２、１２’及びアッパアーム２２、２２’並びに中輪軸支部材４２、４２’の揺動運動を緩衝するクッションユニット６２、６２’とを備えるように構成する。また、図９に示すように、中輪軸支部材４２、４２’は、上側部分の前後に一対のアッパアーム連結部４２ａ、４２ｂを有し下側部分の前後に一対のロアアーム連結部４２ｃ、４２ｄを有し中央部分で中輪を回転自在に軸支する構造を採用している。

そして、一対の中輪２、２’に設けられたそれぞれのサスペンション６７、６７’は、一端部が車体フレーム４に揺動可能に軸支され他端部が一対のロアアーム連結部４２ｃ、４２ｄを介して中輪軸支部材４２、４２’の下側部分の前後にそれぞれ連結するＨ字型ロアアーム１２、１２’と、一端部が車体フレーム４に揺動可能に軸支され他端部が一対のアッパアーム連結部４２ａ、４２ｂを介して中輪軸支部材４２、４２’の上側部分の前後にそれぞれ連結するＨ字型アッパアーム２１、２１’と、車体フレーム４と前記Ｈ字型ロアアーム１２、１２’との間に前記Ｈ字型ロアアーム１２、１２’及び前記Ｈ字型アッパアーム２１、２１’並びに中輪軸支部材４２、４２’の揺動運動を緩衝するクッションユニット６２、６２’とを備える。クッションユニット６２、６２’は筒形ショックアブソーバー内蔵のコイルスプリングである。そして、一対の中輪２、２’に設けられたサスペンション６７、６７’は、それぞれ独立して７０ｍｍのストローク長さを有しており、図３及び図６に示すように、中輪が高さ約４０ｍｍの段差に乗りあがった場合であっても、６輪の全てが接地する状態を保つことができるように構成されている。ここで、図２〜６に示した様な段差に乗り上げる場合や、坂道に差し掛かる場合、窪地を走行する場合等を総合的に考慮すると、電動６輪車椅子のうち、特に、中輪に設けられたサスペンションは、前輪・後輪に設けられたサスペンションよりも長いストローク長さを有することが好ましい。また、後述するように、中輪に設けられたサスペンションは、着座した際に、前輪・後輪に設けられたサスペンションよりも大きく沈むように与圧設定されていることが好ましい。

実施例１の電動６輪車椅子１００において、上記のように、一対の中輪２、２’にロアアーム１２、１２’とアッパアーム２１、２１’とを備えたダブルウィッシュボーン式のサスペンションをそれぞれ採用したことにより、全ストロークに渡り、車輪の姿勢変化が少なくなるように設計することができた。

駆動電源としてリチウムイオン二次電池を採用してこれを含む電力駆動ユニット７５をコンパクトに収納し、更に、駆動モーターを一対の中輪２、２’のそれぞれに内蔵して電力駆動ユニットから分離したことによって、一対の中輪のそれぞれにダブルウィッシュボーン式のサスペンションの採用を可能としたものである。

また、実施例１の電動６輪車椅子１００において、上記のように、Ｈ字型ロアアーム及びＨ字型アッパアームを備えたダブルウィッシュボーン式のサスペンションを一対の中輪２、２’にそれぞれ採用したことにより、駆動輪である中輪のサスペンション機構に丈夫さ・剛性の強さを確保している。

図１、図４及び図８に示すように、実施例１の電動６輪車椅子１００において、一対の後輪３、３’に設けられたそれぞれのサスペンション６８、６８’は、前端部が車体フレーム４に揺動可能に軸支され後端部が後輪３、３’を軸支するトレーリングアーム３１、３１’と、車体フレーム４とトレーリングアーム３１、３１’との間にトレーリングアーム３１、３１’の揺動運動を緩衝するクッションユニット６３、６３’とを備える。

クッションユニット６３、６３’は筒形ショックアブソーバー内蔵のコイルスプリングである。そして、一対の後輪３、３’に設けられたサスペンション６８、６８’は、それぞれ独立して６０ｍｍのストローク長さを有しており、図４に示すように、後輪が高さ約４０ｍｍの段差に乗りあがった場合であっても、６輪の全てが接地する状態を保つことができるように構成されている。

以上のように、実施例１の電動６輪車椅子１００において、それぞれのサスペンション６６、６６’、６７、６７’、６８、６８’は独立に機能し、それぞれの車輪１、１’、２、２’、３、３’から車体フレーム４に伝わる衝撃を緩和するとともに、好ましくは、全ての車輪１、１’、２、２’、３、３’を常に路面の凹凸に追従させることにより、駆動力と操縦操作を確実に伝える。全体のサスペンションとして、走行性能と運動性能を高め、凹凸路面からの跳ね上げによる転倒を防ぐ。実施例１の電動６輪車椅子１００では、前輪及び中輪が高さ約４０ｍｍの段差に乗り上がった場合も、前輪が高さ約４０ｍｍの段差を降りる場合も、全ての車輪はその凹凸に追従することができ、また、前輪及び後輪を高さ約４０ｍｍの段差に乗り上げた際にも中輪は浮くことがなかった。野外を走行する車椅子としては十分な性能と云える。

実施例１の電動６輪車椅子１００において、それぞれのサスペンションのコイルスプリングは、それぞれ独立に与圧設定可能であり、着座した際に６輪全てが２０ｍｍ以上沈むように設定することが好ましく、着座した際に６輪全てが３０ｍｍ以上沈むように設定することがより好ましい。特に、前輪及び後輪に設けられたサスペンションについては着座した際に約３０ｍｍ沈み、中輪に設けられたサスペンションについては着座した際に約４０ｍｍ沈むように与圧設定した。これにより、それぞれのサスペンションは基準位置から約３０ｍｍ上に動作可能であり、基準位置から約３０ｍｍ下に動作可能である。そして、実施例１の電動６輪車椅子１００は、前輪１、１’、中輪２、２’、後輪３、３’のいずれかが、高さ４０ｍｍ程度の段差に乗りあがっても、また、前輪１、１’、中輪２、２’、後輪３、３’のいずれかが、深さ１００ｍｍ程度の凹みにあっても、更には、１５°程度の斜面に差し掛かった場合でも、中輪が浮くことはなく、難なく走行可能である。

例えば、図１２に示すように、１本のリンクアームと１本のクッションユニットからなるサスペンション６９，６９’が１点を中心に動作する場合、車輪が上に４０ｍｍ、下に２０ｍｍ動作すると、車輪の水平方向の変化量は４４ｍｍとなる。サスペンションのストローク長さを長くすると車輪の姿勢変化が大きくなり直進安定性が損なわれたり、横荷重に対して弱くなったりする。

一方、実施例１の電動６輪車椅子１００において、中輪２、２’に備えられたサスペンション６７、６７’では、図１１に示すように、車輪が４０ｍｍ上に動作するときでも、車輪の水平方向の変化量は２ｍｍである。前輪１、１’及び中輪２、２’に備えられたサスペンション６６、６６’、６７、６７’では、全ストロークに渡り、車輪の姿勢変化が少なくなるよう、むしろ転倒しにくい方向に可動するように設計されている。更に、カーブなどで車輪が上に動作するときは適度にハの字になり、車体が傾いても車輪中心付近で路面を捉える。

前輪に設けられたサスペンションと同様、中輪に設けられたサスペンションでも、車輪が下側に動作した場合でもむしろハの字に開く設定とした。これは、例えば穴に落ちた場合でも、車輪中心の直下付近で路面を捉えることができ、車軸などに無理な力がかからないようにする工夫である。複数本のリンクアームを使用することで車輪の姿勢変化が少ない、電動車椅子に最適な動作を得ることができた。

実施例１の電動６輪車椅子１００は、中輪２、２’を駆動輪としており、かつ重心付近にその駆動輪を配置しているので、その回転半径を短く設計することができた。電動６輪車椅子１００のホイールベースが７００ｍｍであるのに対して、その回転半径は約４８０ｍｍである。通常市販されている電動４輪車椅子の回転半径８６０ｍｍ（ホイールベース：４６０ｍｍ）のものよりも格段に小回りが利く。歩道や室内等、健常者と同じ狭いスペースを、障害物や人などを避けながら移動することが可能である。実施例１の電動６輪車椅子１００は、更に、駆動輪にかかるモーメント荷重が小さく、特に斜面や悪路での回転性が良いので、電動４輪車椅子に比べて消費電力を少なくすることができた。すなわち、燃費経済性に優れている。具体的には、従来の電動４輪車と比較して、通常路面での直進で約１０％、スラローム走行で約１５％、その場回転では約２０％、それぞれ消費電力を抑えることができた。

実施例１の電動６輪車椅子１００は、背もたれ７１を前に折りたたむことのできる構造になっている。市販のスロープを用いれば、ハッチバック車であれば楽に車載可能である。

実施例１の電動６輪車椅子１００は、重心付近に駆動輪である中輪があるので、操作性、特に、不整地での操作性に優れている。
一般の電動４輪車椅子では、傾斜地でその場回転や直進をしようとすると、駆動輪と重心が遠い分、大きなモーメント荷重がかかり、谷側へキャスター輪である前輪が向かおうとする（片流れ現象）。この電動４輪車椅子に十分な駆動力があり、路面のグリップが十分得られる場合には、片流れ現象を運転技術で補正しながら走行することになる。ところが、摩擦抵抗の低い路面では駆動輪がスリップを起こし、操縦不能に陥ることがある。
一方、実施例１の電動６輪車椅子１００では、重心近くに駆動輪があるのでモーメント荷重が小さく、傾斜地においても平地と同様に進行方向を変えることも容易で操縦性に優れている。

図１は、本発明の実施の形態に係る実施例１の電動６輪車椅子１００の全体側面の概略図である。 図２は、左前輪が高さ約４０ｍｍの段差に乗りあがった際の電動６輪車椅子１００を模式的に示した図である。 図３は、左中輪が高さ約４０ｍｍの段差に乗りあがった際の電動６輪車椅子１００を模式的に示した図である。 図４は、左右後輪が高さ約４０ｍｍの段差に乗りあがった際の電動６輪車椅子１００を模式的に示した図である。 図５は、左前輪が高さ約４０ｍｍの段差に乗りあがった際の電動６輪車椅子１００の左右前輪及びその周辺の構造を模式的に示した図である。 図６は、左中輪が高さ約４０ｍｍの段差に乗りあがった際の電動６輪車椅子１００の左右中輪及びその周辺の構造を模式的に示した図である。 図７は、電動６輪車椅子１００の中輪及びそれに設けられた各リンクアームの構造を模式的に示した図である。 図８は、電動６輪車椅子１００の後輪及びその周辺の構造を模式的に示した図である。 図９は、中輪軸支部材の正面図と側面図である。 図１０は、前輪が段差に接触したとき、リーディングアームに働く力を模式的に示したものである。 図１１は、電動６輪車椅子１００の中輪及びそれに設けられたサスペンションの動作を模式的に示した図である。 図１２は、比較例として、１本のリンクアームと１本のクッションユニットからなるサスペンションの動作を模式的に示した図である。

符号の説明

１、１’：前輪、
２、２’：中輪、
３、３’：後輪、
４：車体フレーム、
１１、１１’、１２、１２’：ロアアーム、
２１、２１’、２２、２２’：アッパアーム、
３１、３１’：トレーリングアーム、
４１、４１’：前輪軸支部材（キャスター）、
４２、４２’：中輪軸支部材、
４２ａ、４２ｂ：アッパアーム連結部、
４２ｃ、４２ｄ：ロアアーム連結部、
４３、４３’：後輪軸支部材（キャスター）、
５１、５１’：リーディングアーム、
６１、６１’、６２、６２’、６３、６３’：クッションユニット、
６６、６６’、６７、６７’、６８、６８’、６９、６９’：サスペンション、
７１：シートフレーム、
７１ａ：着座シート、
７１ｂ：背もたれ、
７１ｃ：手押し用グリップ、
７２、７２’：フットレスト、
７３、７３’：アームレスト、
７４：ジョイスティックコントロールノブスイッチ、
７５：電力駆動ユニット、
８１：球面軸受
１００：電動６輪車椅子

Claims (16)

1. 一対の前輪と、一対の中輪と、一対の後輪とを有し、かつ、これら６輪のそれぞれに独立したサスペンションが設けられており、
   前記中輪に設けられたサスペンションが、前輪・後輪のサスペンションよりも長いストローク長さを有することを特徴とする電動６輪車椅子。
2. 前記サスペンションが、それぞれ、３０ｍｍ以上のストローク長さを有することを特徴とする請求項１記載の電動６輪車椅子。
3. 前記中輪に設けられたサスペンションが、着座した際に、前輪・後輪のサスペンションよりも大きく沈むように与圧設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動６輪車椅子。
4. 前記一対の前輪に設けられたそれぞれのサスペンションが、後端部が車体フレームに揺動可能に軸支され前端部が前輪を軸支するリーディングアームと、前記車体フレームと前記リーディングアームとの間に前記リーディングアームの揺動運動を緩衝するクッションユニットとを備えることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項記載の電動６輪車椅子。
5. 前記一対の前輪に設けられたそれぞれのサスペンションが、後端部が車体フレームに揺動可能かつ回転自在に軸支され前端部が前輪を軸支するリーディングアームと、前記車体フレームと前記リーディングアームとの間に前記リーディングアームの揺動運動を緩衝するクッションユニットと、前記リーディングアームの前輪を軸支する部分の近傍の下側及び車体フレームを連結するロアアームと、前記リーディングアームの前輪を軸支する部分の近傍の上側及び車体フレームを連結するアッパアームとを備えることを特徴とする請求項４記載の電動６輪車椅子。
6. 前記一対の前輪に設けられたそれぞれのサスペンションは、一対の前輪が、平地上での静止時又は直進時にはそれぞれ平地に略垂直でありながら、それより上に動作した際も下に動作した際も、ハの字に車輪下側が外側を向くように構成されていることを特徴とする請求項５記載の電動６輪車椅子。
7. 前記リーディングアームの後端部が車体フレームに揺動可能に軸支される水平位置は、中輪を軸支する水平位置よりも後方であることを特徴とする請求項４〜６のうちいずれか一項記載の電動６輪車椅子。
8. 前進中に前輪が５０ｍｍの高さの段差に接触するときの接触点と前輪の車軸とが形成する面がリーディングアームを横切り、かつ、リーディングアームを車体フレームに軸支する部分はこの面よりも下側にあるように構成されていることを特徴とする請求項４〜７のうちいずれか一項記載の電動６輪車椅子。
9. 前記一対の中輪に設けられたそれぞれのサスペンションが、ダブルウィッシュボーン式又はセミダブルウィッシュボーン式のサスペンションであって、一端部が車体フレームに揺動可能に軸支され他端部が中輪軸支部材の下側部分に連結するロアアームと、一端部が車体フレームに揺動可能に軸支され他端部が中輪軸支部材の上側部分に連結するアッパアームと、前記車体フレームと前記ロアアーム又は前記アッパアームとの間に前記ロアアーム及び前記アッパアーム並びに前記中輪軸支部材の揺動運動を緩衝するクッションユニットとを備えることを特徴とする請求項１〜８のうちいずれか一項記載の電動６輪車椅子。
10. 前記一対の中輪に設けられたそれぞれのサスペンションが、ダブルウィッシュボーン式のサスペンションであって、上側部分の前後に一対のアッパアーム連結部を有し下側部分の前後に一対のロアアーム連結部を有し中央部分で中輪を軸支する中輪軸支部材と、前記車体フレームに揺動可能に軸支されると共に前記一対のロアアーム連結部を介して前記中輪軸支部材の下側部分の前後に連結するＨ字型ロアアームと、前記車体フレームに揺動可能に軸支されると共に前記一対のアッパアーム連結部を介して前記中輪軸支部材の上側部分の前後に連結するＨ字型アッパアームと、前記車体フレームと前記Ｈ字型ロアアームとの間に前記Ｈ字型ロアアーム及び前記Ｈ字型アッパアーム並びに前記中輪軸支部材の揺動運動を緩衝するクッションユニットとを備えることを特徴とする請求項９記載の電動６輪車椅子。
11. 前記一対の中輪に設けられたそれぞれのサスペンションは、一対の後輪が、平地上での静止時又は直進時にはそれぞれ平地に略垂直でありながら、それよりも上に動作した際も下に動作した際も、ハの字に車輪下側が外側を向くように構成されていることを特徴とする請求項９又は１０記載の電動６輪車椅子。
12. 前記一対の後輪に設けられたそれぞれのサスペンションが、前端部が車体フレームに揺動可能に軸支され後端部が後輪を軸支するトレーリングアームと、前記車体フレームと前記トレーリングアームとの間に前記トレーリングアームの揺動運動を緩衝するクッションユニットとを備えることを特徴とする請求項１〜１１のうちいずれか一項記載の電動６輪車椅子。
13. 前記クッションユニットがアブソーバー内蔵のコイルスプリングであることを特徴とする請求項求項１〜１２のうちいずれか一項記載の電動６輪車椅子。
14. 駆動電源としてリチウムイオン二次電池を備えることを特徴とする請求項求項１〜１３のうちいずれか一項記載の電動６輪車椅子。
15. 前記一対の中輪が電動の駆動輪であることを特徴とする請求項求項１〜１４のうちいずれか一項記載の電動６輪車椅子。
16. 駆動モーターが中輪に内蔵されていることを特徴とする請求項１〜１５のうちいずれか一項記載の電動６輪車椅子。

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