JPH01171551A - 階段昇降車椅子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、介助者を必要とすることなく、階段を自動的
に昇降することができる階段昇降車椅子に関する。

〔従来の技術〕

一般に、病人等が使用する車椅子は、平地走行に適して
いるが、階段を昇り降りする機能は有しておらず、病人
等が車椅子に乗ったまま階段を昇り降りする場合には、
介助者が車椅子ごと持ち上げる必要がある。

この場合、介助者は二人必要であるが、病人等に常に二
人の介助者を付けることは、必ずしも容易ではなく、ま
たたとえ二人の介助者がいたとしても、階段を車椅子ご
と持ち上げて昇り降りすることは、大変な労働であるだ
けでなく、危険なことでもある。

そこで、従来、特開昭５６−３９９６３号公報、特開昭
５７−５５１５４号公報、特開昭６１−７７５６３号公
報等に示されるようなキャタピラを備えた車椅子が提案
されている。

これを第１３図により説明すると、■は、キャタピラで
あり、プーリー２．３．４により、３角形状に保持され
、駆動される。該キャタピラ１は、車椅子フレームに取
りつけられ、そのまま平地走行に供されるとともに、階
段の昇降にも利用される。キャタピラの外に車輪を備え
ていて、平地走行においては、該車輪を用いて床７上を
走行するものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、第１３図に示す上記従来の階段昇降車椅子に
おいては、第１３図（ａ）に示すように、階段の昇り始
めにおいては、プーリー２とプーリー３との間のキャタ
ピラ部分の山と階段５の角部６とが係合することにより
車椅子を持ち上げることになるが、プーリー２とプーリ
ー３との間のキャタピラ部分と階段５の立ち上がり面と
の成す角αが鋭く、キャタピラの山が階段の角部６に係
りづらくなるため、車椅子が昇りづらくなるとともに、
キャタピラの山が階段の角部６に対してスリップして振
動を生ずることにもなる。そして、車椅子が、階段の最
上部にさしかかると、車椅子は、プーリー３とブーＩノ
ー４の間のキャタピラ部分で支えられているため、昇り
きる時点において、第１３図（Ｃ）に示すように、矢印
方向に大きく回転して接地することになり、大きい衝撃
が伝わる恐れが生じる。

また、車椅子を下降させる場合においては、階段の最上
部において、第、１３図（Ｃ）の矢印と反対の方向への
回転を伴いながら降り始めるので、回転に伴う衝撃が大
きく、危険である。そして、階段の最下部においては、
第１３図（ｂ）に示す状態から第１３図（ａ）に示す状
態に移るときがあるが、この時点においては、事実上階
段を踏み外しており、大きな振動が生ずることになる。

そこで、本出願人は特願昭６２−２８５８４１号におい
て上記欠点を改善し、階段を昇る際にキャタピラの山と
階段の角部とがスリップすることがなく、階段を下降す
る際に踏み外し現象がなく、また階段の最上部の回転に
よる衝撃のない階段昇降車椅子を既に出願している。

しかしながら、キャタピラで安定して階段を昇降するた
めには、車体の重心位置がある範囲内にある必要がある
が、昇降中の座席角度、平地走行時のキャタピラと地面
との干渉のために、重心位置が望ましい範囲内に設定で
きない場合があり、また、種々の勾配の階段に対してス
ムーズに昇降可能にするためにはおおくの解決しなけれ
ばならない課題を有している。

本発明は上記問題および課題を解決するものであって、
種々の勾配の階段に対してスムーズに階段を昇降できる
階段昇降車椅子を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そのために本発明の階段昇降車椅子は、本体フレームに
設けられる前輪機構と、該前輪機構の位置から斜め後方
に延び動力源により駆動されるキャタピラ機構と、本体
フレームの後方に設けられる後輪伸縮機構と、該後輪伸
縮機構を前後に移動可能にする後輪伸縮機構とを備え、
前記後輪伸縮機構および後輪伸縮機構には後輪伸縮機構
の移動位置を検出するための複数のセンサが配置され、
該センサからの信号により後輪伸縮機構および後輪伸縮
機構の動力源を制御することを特徴とする。

〔作用および発明の効果〕

本発明においては、例えば第８図に示すように、平地走
行時には■−■の状態にありＰ＋　、Ｐ’ｌがオンして
その他の近接スイッチはオフしている。

階段上昇時には先ず、■においては後輪が伸びきった状
態で後輪伸縮機構１６が前方に移動し、Ｐ、をオフし、
続いて■−■でＰ、をオンし、後輪伸縮機構１６が重心
位置にある状態で■で後輪を上昇させるためにＰｌがオ
フし、■→■で後輪が昇りきってＰ２がオンし、■で再
び後輪伸縮機構１６が前方に移動しＰ、がオフし、■−
■で前方に移動が完了してＰ４がオンし、階段を昇りき
ると■で後輪伸縮機構１６が後方に移動しＰ２がオフし
、■→■で後方への移動が完了するとＰ２がオンし、■
で後輪が下方に移動するとＰ、がオフし、平地走行時の
■−■の状態に戻る。従って、車椅子が後述する第１１
図に示すように階段を昇るときに、重心の移動が滑らか
に行われることになり、安定した状態で自動的に昇降で
きるものである。

従って本発明によれば、介助者が支えなくても安定して
階段を昇降できると共に、駆動機構を自動制御すること
により、おおくの種類の階段に対してスムーズに昇降で
きるものである。また、従来の車椅子と比較して、車椅
子の重心の位置が低くなるので、車椅子が横転すること
が少なくなり、安全性を向上させることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ説明す
る。

第１図は、本発明の階段昇降車椅子の１実施例を示す概
略側面図である。８は、車いすの本体フレームであって
、座席の後には介助者の便のためのハンドル１２が形成
されている。該本体フレーム８の着座部の下には、バッ
テリ１３が設けられる。このバッテリ１３は、後述する
キャタピラ機構１４、後輪伸縮機構１５及び後輪伸縮機
構１６を罵区動するためのものである。

前輪駆動機構１７には、上方に延び、かつブレーキ機能
を備えた手動レバー１８が設けられていて、着座してい
る病人等が、これを操作して自刃で平地走行ができるよ
うになっている。本体フレーム８の下部には、前輪駆動
機構１７の近傍から斜め後方に延びるキャタピラ機構１
４が配設される。該キャタピラ機構１４は、その前端が
、前輪駆動機構１７の左右前輪１９の内側に隣接するよ
うに設けられており、平地走行時にはキャタピラが平地
に接地せず、かつ、階段昇降時には前輪駆動機構が階段
に接触しないように構成されている。

キャタピラ機構１４は、キャタピラ２２の上部及び側部
を被うキャタピラカバー２０を備えている。

該キャタピラ機構１４は、階段の昇降時においては、階
段の全面に当接して、キャタピラが回動することによっ
て車椅子を昇降させる。

また、後輪伸縮機構１５は、階段の昇降を開始する際と
、昇降を終了する際に使用するものである。１６は、後
輪伸縮機構であり、後輪伸縮機構１５によって前後方向
に移動する外に、後輪２０を上下に移動させるためのも
のである。

すなわち、階段の昇降時においては、後輪２１は、図上
破線で示すように、キャタピラ機１４の上に持ち上げら
れ、階段の角部に当接することがないようになっている
。これら後輪伸縮機構１５および後輪伸縮機構１６を制
御するために、後輪伸縮機構１６に沿って近接スイッチ
Ｐ、　、ＰＩが配置されると共に、後輪伸縮機構１５に
沿って近接スイッチＰｉ　、Ｐｃ　、Ｐ４が配置されて
いる。なお、近接スイッチＰ、は平地における重心位置
に配置されている。また、２３．２５は接触ピースであ
り、それぞれ近接スイッチＰ、　、Ｐ。

を作動させるためのものである。

次に第２図および第３図により、後輪伸縮機構１５およ
び後輪伸縮機構１６について説明する。

第２図は平面図を示し、第３図は側面図である。

第２図において左右の後輪伸縮機構１６は傘歯車機構３
８を介してシャフト３９により連結され、該傘歯車機ｔ
Ｊ！３８に伸縮用モータ３４が接続されている。伸縮用
モータ３４の回転は、−置傘歯車機構３８に伝えられ、
シャフト３９が回転させられ、シャフト３９の両端に設
けられた傘歯車機構３５に伝達され、さらにネジ付シャ
フト（図示せず）を上下させることにより、後輪２１を
上下に移動させるものである。また、ネジ付きシャフト
が傘歯車機構３５に対して回転しないように回転防止用
支持材５１を備える。

また、後輪伸縮機構１５は、スライド用モータ３６を備
えていて、該モータ３６の回転は、平歯車４７．４８　
（第３図）を介してネジ付きシャフト３７に伝えられ、
該ネジ付きシャフト３７を回転させる。ネジ付きシャフ
ト３７が回転すると、それに係合させられたボールネジ
４９が前後に移動するようになっている。該ボールネジ
４９は、後輪伸縮機構１６のシャフト３９を支持するシ
ャフトカバー５０に固定されているので、ボールネジ４
９が前後に移動することにより、後輪仲縮機槽１６も前
後に移動することができる。そして、第１図でも説明し
た近接スイッチＰ３　、Ｐｃ、Ｐ４がガイドフレーム３
１の近傍に配置されている。

第４図は上記後輪伸縮機構１５の位置を検出するための
近接スイッチＰｚ、Ｐｃ、Ｐａの取付構造の１例を示し
ている。ガイドフレーム３１に取付部材４０を介して近
接スイッチＰが取付けられ、一方、後輪伸縮機構１６の
シャフト３９には、近接スイッチＰを作動させるための
接触ピース４１が取付けられている。これにより、後輪
伸縮機構１６がスライドしたときにその位置を検出する
ことができる。なお、近接スイッチとしてリードスイッ
チを用いるようにしてもよい。

第５図は上記後輪伸縮機構１６の位置を検出するための
近接スイッチＰ＋　、Ｐｇの取付構造の１例を示してい
る。ギヤボックス４２の上下には取付部材４３．４４を
介してそれぞれ近接スイッチＰ＋　、Ｐｚが取付けられ
、（イ）図に示すように後輪が伸びきった状態になると
、上部接触と−ス４５が近接スイッチＰ、をオンさせ、
また、（ロ）図に示すように、後輪が上昇しきると下部
接触ピース４５が近接スイッチＰ２をオンさせるもので
ある。

第６図は本発明の階段昇降車椅子の制御装置のブロック
構成図を示している。搭乗者の操作により操作ボックス
１０１からの信号は、キャタピラコントローラ１０４で
処理されキャタピラモータドライブ１０５を経て出力さ
れキャタピラ用モータ２４を駆動させると共に、ブレー
キ１０６を制御する。なお、ＥＣはエンコーダでモータ
の回転数を検出しモータの回転数を制御する。また、伸
縮スライドコントローラ１０２においては、操作ボック
ス１０１からの信号と近接スイッチＰ５、Ｐｌ　、ｐ、
　、ｐｃ　、Ｐ、の信号により判断処理し、伸縮スライ
ドモータドライブ１０３に信号を出力して、スライド用
モータ３６または伸縮用モータ３４を駆動させる。第７
図は前記伸縮スライドコントローラ１０２の電気回路の
１例を示している。

第８図は階段を上昇する時の近接スイッチのオン、オフ
状態を示す図で、Ａに示すように後輪伸縮機構１５の位
置を検出するための近接スイッチＰｘ、Ｐｃ、Ｐ４と、
後輪伸縮機構１６の位置を検出するための近接スイッチ
Ｐ、　、ｐｇを模式図で示している。

平地走行時には■−■の状態にありＰＩ、Ｐ３がオンし
てその他の近接スイッチはオフしている。

階段上昇時には先ず、■においては後輪が伸びきった状
態で後輪伸縮機構１６が前方に移動し、Ｐ、をオフし、
続いて■−■でＰ、をオンし、後輪伸縮機構１６が重心
位置にある状態で■で後輪を上昇させるためにＰｌがオ
フし、■→■で後輪が昇りきってＰｌがオンし、■で再
び後輪伸縮機構１６が前方に移動しＰ、がオフし、■−
■で前方に移動が完了してＰ４がオンし、階段を昇りき
ると■で後輪伸縮機構１６が後方に移動しＰｌがオフし
、■−〇で後方への移動が完了するとＰｌがオンし、■
で後輪が下方に移動するとＰ＋がオフし、平地走行時の
■−■の状態に戻る。従って、車椅子が後述する第１１
図に示すように階段を昇るときに、重心の移動が滑らか
に行われることになり、安定した状態で自動的に昇降で
きるものである。

上記近接スイッチのオンオフにより、第７図のスライド
用モータ３６または伸縮用モータ３４を制御するもので
、その動作を第１０図（イ）に示している。

第９図および第１０図（ロ）は階段下降時における、近
接スイッチを作用およびモータの制御を示しているが、
第８図で説明した内容とほぼ同様であるので説明を省略
する。

第１１図は、この発明の階段昇降車椅子により、階段を
昇る状態を示す。

平地走行をしている状態（■）から、後輪２１が階段５
の立ち上がり部分に当たると、後輪伸縮機構１５が駆動
され、後輪伸縮機構１６は、前方に移動させられる（■
）。続いて後輪伸縮機構１６が駆動され、キャタピラ２
６が階段の面に当接するまで後輪が上方にスライドさせ
られる（■）。キャタピラ２６が階段の面に当接した後
も引き続き後輪伸縮機構１６が駆動され続けられ、後輪
２１が階段５の角部６に係合しない位置まで上昇させら
れる（■）。その後、キャタピラ２６が駆動を開始し、
車いすは、上方へ移動する（■）。

車いすが階段の最上段に至ると（■）、再び後輪伸縮機
構１５が駆動され、後輪伸縮機構１６は、後方に摺動さ
せられる（■）。引き続きキャタピラ２６が駆動され、
前輪１９が階段の最上段に上がりきると（■）、その時
点において、車いすば、前輪１９と後輪２１によって支
持されており、次に、前輪をブレーキ状態にして再び後
輪伸縮機構１６が駆動させられ、後輪２１が下方に移動
させられ初期の状態に戻り、こうして、車いすば、平地
走行の態勢に戻る（■）。

なお、後輪伸縮機構１５及び後輪伸縮機構１６は、ボー
ルネジとネジ付きシャフトにより摺動機構を構成してい
るが、ラックアンドピニオン、油圧シリンダ又は空気シ
リンダ等により構成させてもよい。例えば、第１２図に
示すリンク式ステアリングギヤを用いてもよい。図中、
７１はゴムカバー、７２．７３はマウンティング、７４
はラック、７５はピニオン、７６はプレッシャパッド、
７７はボールジヨイント、７８はタイロツドを示してい
る。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく種
々の変更が可能である。例えば、上記実施例においては
、キャタピラ機１４、後輪伸縮機構１５、および後輪伸
縮機構１６をそれぞれ別個のモータにより駆動させてい
るが、−個のモータにより駆動させてもよい。

また、後輪伸縮機構１６を駆動させ後輪を縮めることに
より、キャタピラ機１４による砂地や雪道等のオフロー
ド走行も可能である。

また、電動モータに限定されるものではなく、内燃機関
、外燃機関等の動力源を採用してもよい。

さらに、前述の階段昇降状態においても、搭乗者もしく
は介助者がそれぞれの駆動スイッチを操作する方法と、
マイコンに駆動スイッチを操作させる方法、また、前記
２つの方式を併用することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の階段昇降車椅子の１実施例を示す側面
図、第２図および第３図は後輪伸縮機構および後輪伸縮
機構を示す平面図および側面図、第４図は後輪伸縮機構
の近接スイッチの取付構造を説明するための図、第５図
は後輪伸縮機構の近接スイッチの取付構造を説明するた
めの図、第６図は本発明の制御装置のブロック構成図、
第７図はスライド伸縮コントローラの電気回路図、第８
図および第９図は階段昇降時の近接スイッチの作用を説
明するための図、第１０図は階段昇降時のモータの制御
を説明するための図、第１１図は本発明の階段昇降車椅
子が階段を昇る状態を示す図、第１２図は後輪伸縮機構
の他側を示す断面図、第１３図は従来の階段昇降車椅子
の作用を説明するための図である。 ８・・・本体フレーム、１４・・・キャタピラ機構、１
５・・・後輪伸縮機構、１６・・・後輪伸縮機構、１９
・・・前輪、２１・・・後輪、２４．３４．３６・・・
モータ、Ｐ＋　、Ｐ２　、Ｐｓ　、Ｐｃ　１．Ｐａ・・
・近接スイッチ。 出　願　人　　アイシン・ワーナー株式会社（外１名） 代理人弁理士　白　井　博　樹　（外３名）面輸醒ｉＦ
′７１薇再 第２図 第３図 第４図 （イ） （ロ） ｌ、ｎ 第５図 （イ） 第８図 第９図 第１１ 手続補正言動式）り 昭和６３年　４月　６？ 特許庁長官　小　川　邦・夫　殿 １、事件の表示　昭和６２年　特許願　第３３３０６２
号２、発明の名称　　　階段昇降車椅子 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　愛知県安城市胚井町高根ｌＯ番地名　称　アイ
シン・エイ・ダブり二株式会社代表者　諸　戸　脩　三 ４、代理人 住　　所　東京都台東区上野１丁目１８番１１号４、補
正命令の日付 昭和６３年　３月　２日 （全送日　昭和６３年　３月２９日） ５、補正の対象　　　図　　面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）本体フレームに設けられる前輪機構と、該前輪機
   構の位置から斜め後方に延び動力源により駆動されるキ
   ャタピラ機構と、本体フレームの後方に設けられる後輪
   伸縮機構と、該後輪伸縮機構を前後に移動可能にする後
   輪スライド機構とを備え、前記後輪伸縮機構および後輪
   スライド機構には後輪伸縮機構の移動位置を検出するた
   めの複数のセンサが配置され、該センサからの信号によ
   り後輪伸縮機構および後輪スライド機構の動力源を制御
   することを特徴とする階段昇降車椅子。
2. （２）センサが後輪伸縮機構の上昇完了位置および下降
   完了位置を検出すると共に、前後移動完了位置、重心位
   置を検出することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の階段昇降車椅子。