JPH01317880A - 階段昇降方法および階段昇降車 - 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、平地走行は原論のこと、階段を自動的に昇降
することができる階段昇降方法および階段昇降車に関す
る。

〔従来の技術〕

−ｉに、身体障害者、病人、高齢者等が使用する車椅子
は、平地走行には適しているが、階段を昇降する機能は
有しておらず、車椅子に人が乗ったまま階段を昇降する
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２人必要であるが、病人等に常に２
人の介助者を付けることは、必ずしも容易ではな（、ま
た、たとえ２人の介助者がいたとしても、階段を車椅子
ごと持ち上げて昇降することは、重労働でもあるし転倒
の恐れもある。

そこで、従来、特開昭５６−３９９６３号公報、特開昭
５７−５５１４４号公報、特浦昭６１−７７５６３号公
報、特開昭６１−２３５２６６号公報、特開昭６１−２
３５２６８号公報、西独公開特許第３，３０３，８１７
号等に示されるように、階段昇降時に車椅子に昇降補助
装置を取付ける方式が提案されている。

例えば、前記特開昭５６−３９９６３号公報においては
、第１０図に示ように、昇降補助袋ｍｌは、走行部２と
ハンドル部３とから構成されている。走行部２は、モー
タ４により駆動されるキャタピラ５を有し、走行部２に
車椅子６を載置固定して介助粁７の艮作により階段を昇
降可能にしている。

また、別の方式として米国特許第４，６７４゜５８４に
示される階段昇降車椅子が知られている。

これは、第１１図に示すように、車椅子８にキャタピラ
９を上下に移動自在に取付け、階段昇降時にはキャタピ
ラ９を接地させ、平地走行時にはキ・　ヤタビラ９を上
昇させる方式である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の階段昇降装置においては、階
段の昇りきりの時点や降り始めの時点で、介助者が車椅
子を支持しないと転倒してし：Ｅうという問題を有して
いる。

また、第１Ｏ図に示した昇降補助装置においては、昇降
補助装置１を車椅子６から取り外しておけば、平地走ｊ
テには問題を生じないが、階段昇降の際、全ての階段に
昇降補助装置１を備え付けるか、介助者が昇降補助装置
ｌを持って付き添わなければならない。

さらに、第１１図に示した階段昇降装置においては、平
地走行時にキャタピラ９が完全に荷物になるため、エネ
ルギをその分むだに浪費することになる。

本発明は上記問題を解決するものであって、介助者がい
なくても階段を自動的に昇降することができると共に、
平地走行においてエネルギ効率を向上させることができ
る階段昇降方法および階段昇降車を提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

そのために本発明においては、本体フレームの左右に設
けられ、クランク機構により交互に回動する第１および
第２の昇降フレームと、前記第１の昇降フレームに設け
られる駆動輪と、前記第２の昇降フレームに設けられる
艮舵輸および昇降補助輪と、前記クランク機構または駆
動輪のいずれかに動力を伝達させるための走行兼昇降用
モータとを有し、階段昇降時には、前記第１および第２
の昇降フレームを交互に回動させると共に、前記第１ま
たは第２の昇降フレームが接地していないときに、前記
駆動輪、艮舵輸および昇降補助輪を引き上げることを特
徴とする。

〔作用および発明の効果〕

本発明においては、階段昇降時には、第１および第２の
昇降フレームに取付られている駆動輪、操舵輪および昇
降補助輪を順次、昇降用モータにより引上げて、第１お
よび第２の昇降フレームを交互に回動させて階段を昇降
するものである。

従って、本発明においては下記の効果が奏される。

（イ）車椅子に適用した場合には、介助者がいなくても
安定した階段昇降および平地走行ができる。

（ロ）昇降用フレームは、平地走行時でも車体支持フレ
ームとしての機能を果たし、効率的に使用されることに
なる。

（ハ）平地走行用モータと階段昇降用モータを１つのモ
ータで共用させることができる。

（ニ）車輪引き上げ、引き降ろし用モータは空中にある
ときに作動するため、小型のモータでよいので軽盪とな
り、（ハ）の効果とあいまってエネルギ効率を向上させ
ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図および第２図は、本発明の階段昇降車の１実施例
を示し、座席部分を除いた駆動機構を示し、第１図は斜
視図、第２図は断面図である。

本体フレーム１１の中央部には、座席取付部１２が前後
に回動自在に取付けられるとともに、座席角度調節用モ
ータ１３およびギヤボックス１４が配設されている。ま
た、本体フレーム１１の後部には、駆動輪支持用フレー
ム１５がクランク１６ａ、１６ｂを介して支持されてい
る。さらに、本体フレーム１１の外側には、第１の昇降
フレーム１７がクランク１６ａ、１６ｂ、１６ｃを介し
て支持されている。また、第１の昇降フレーム１７の外
側には、第２の昇降フレーム２０がクランク１６ｂ、１
６ｃを介して支持されている。

前記駆動輪支持用フレーム１５には、左右一対の動力伝
達装置２２ａ、２２ｂが回転自在に取付けられている。

この動力伝達装置２２ａ、２２ｂ間には、駆動輪引上げ
用モータ２３が固定され、その出力軸がボールネジ２５
を介して駆動輪支持用フレーム１５に支持されている。

動力伝達装置２２ａ、２２ｂは、第１および第２の走行
兼昇降用モータ２６ａ、２６ｂを有し、このモータの回
転はそれぞれ、歯車群、昇降フレーム接続クラッチ２７
ａ１駆動輪接続クラッチ２７ｂおよびチェーン２９を介
して回転軸２８または駆動輪３ｏに伝達される。

そして、昇降フレーム接続クラッチ２７ａを解放し駆動
輪接続クラッチ２７ｂを係合したときは、駆動輪３０に
第１および第２の走行兼昇降用モータ２６ａ、２６ｂの
回転が伝達され、操舵時には各モータの回転を差動させ
ることにより滑らかに曲がるようにする。また、！；Ｊ
、隆フレ一フレーム接続クラッチ２７ａし駆動輪接続ク
ラッチ２７ｂを解放したときは、第１および第２の走行
兼昇降用モータ２６ａ、２６ｂの回転は、チェーン２９
を経て回転軸２８に伝達され、クランク１６ａ−１６０
の作用により、第１および第２の昇降フレーム１７．２
０が交互に回転させることができるように構成されてい
る。

第１図に示すように、第１および第２の昇降フレーム１
７．２０の下面にはゴム等のＪ！ｊ！！擦材３１炉材３
１れる。さらに、第２の昇降フレーム２０の前方には操
舵輪３２、後方には昇降補助輪３３が取付けられると共
に、操舵輪３２を左右方向に回転させる操舵用モータ３
５および操舵輪３２と昇降補助輪３３を上下方向に回転
させるための車輪引上げ用モータ３６が取付けられてい
る。

以上のように本発明においては、座席角度調節用モータ
１３が１個、走行兼昇降用モータ２６ａ、２６ｂが２個
、駆動輪引上げ用モータ２３が１個、操舵用モータ３５
が２個、車輪引上げ用モータ３６が４個、合計１０個の
モータを使用している。

このうち走行兼昇降用モータ２６ａ、２６ｂは例えば出
力が２５０Ｗ程度のものを使用するが、他のモータはｌ
Ｏ〜５０Ｗ程度の小出力のものでよ第３図は座席の調節
機構を示し、座席３７の座席角度調節用モータ１３の出
力軸１３ａには、ウオームギヤ３８が固定され、その回
転が歯車３９を介して座席支柱４０に形成されたラック
４１℃伝達されて、座席３７の角度を調節可能にしてい
る。

第４図（ａ）、（ｂ）は駆動輪引上げ機構を示し、駆動
輪引上げ用モータ２３が回転すると、ポールネジ２５が
回転し、ボール部り５ａ内を摺動するため、駆動輪３０
は回転軸２８を中心として上下方向に回動可能となる。

第５図は、操舵輪の回転機構の詳細を示している。第２
の昇降フレーム２０には、支持軸４２が設けられ、この
支持軸４２にベアリング４３を介してギヤボックス４５
が回転自在に支持されている。ギヤボックス４５の上部
には、車輪引上げ用モータ３６が設置され、その回転が
ウオームギヤ４６、歯車４７、該歯車４７に固定された
ウオームギヤ４９、支持軸４２に固定された歯車５０を
経て伝達され、ギヤボックス４５すなわち操舵輪３２を
上下方向に回転させるように構成されている。

また、操舵輪３２を支持する支持軸５１は、ベアリング
５２を介してギヤボックス４５が回転自在に支持されて
いる。ギヤボックス４５の側部には、操舵用モータ３５
が設２され、その回転がつｉ−ムギャ５３、歯車５５、
該歯車５５に固定されたウオームギヤ５６、支持軸５１
に固定された歯車５７を経て伝達され、支持軸５１すな
わち操舵輪３２を左右方向に回転させるように構成され
ている。

なお、昇降補助輪３３には、第５図に示す機構のうち車
輪引上げ用モータ３６および車輪引上げ機構のみを備え
させるが、第５図と同様に操舵用モータ３５を設けるよ
うにしてもよい。その場合には旋回性がさらに向上され
る。

第６図は第１図に示した駆動機構に座席を取りつけた図
を示し、（ａ）は平地走行時の状態を示し、（ｂ）は階
段昇降時の状態を示している０階段昇降時には全ての車
輪３０．３２．３３が引上げられ、昇降フレーム１７．
２０を駆動させるものである。平地走行時の制御は、平
地走行コントロールボックス６０を操作することにより
行われ、階段昇降時の制御は、昇降コントロールボック
ス６１を操作することにより行われる。なお、６２はフ
ットレストを示す。

第７図は、平地走行コントロールボックス６０および昇
降コントロールボックス６１により行われる制御内容を
示している。

アクセルスイッチ６５および前後進切替スイッチ６６に
より、右駆動輸モータ２６ａおよび左駆動輸モータ２６
ｂの前後進、回転数制御が行われ、−保舵スイノチロ７
により左右の操舵用モータ３５の制ｊ１１が行われる。

また、昇降走行切替スイッチ６８により、左右の駆動輪
接続クラッチ２７ｂおよび左右の昇降フレームクランチ
２７ａの切り替えがおこなわれる。さらに、駆動輪引上
げスイッチ６９により駆動輪引上げ用モータ２３を駆動
させ、昇降補助輪引上げスイッチ７０により左右の昇降
補助輪引上げ用モータ３６を駆動させ、操舵輪引上げス
インチア１により左右の操舵輪引上げ用モータ３６を駆
動させている。

次に、第８図および第９図により本発明の階段昇降方法
について説明する。

第８図および第９図は、階段を昇降するときの状態遷移
を示している。先ず階段を昇るときは第８図に示すよう
に、 ■　平地走行で駆動輪３０を駆動させて後ろ向きに階段
に接近し停止する０次いで、駆動輪接続クラッチ２７ｂ
を解放し、昇降フレームクランチ２７ａを接続すると共
に、座席角度調節用モータ１３を駆動して座席３７を後
傾させる。

■　第２の昇降フレーム２０を回転させる。

■　操舵輪３２および昇降補助輪３３を引上げる。

■　第２の昇降フレーム２０をさらに回転させ階段に接
地させる。

■　駆動輪３０を引上げる。

■　第１の昇降フレーム１７を回転させる。以下、第１
および第２の昇降フレーム１７．２０を交互に回転させ
階段を昇って行く。

階段を昇りきると、第９図の■に示す状態となり、次い
で第９図の ■　駆動輪３０を引降ろし、第２の！Ａ−降フレーム２
０を回転させる。

■　操舵輪３２および昇降補助輪３３を引降ろす。

■、■、■　第２の昇降フレーム２０をさらに回転させ
、操舵輪３２および昇降補助輪３３を接地させる。

■、■　第１の昇降フレーム１７を回転させ、駆動輪３
０を接地させて、フレームを停止させる。

次いで、駆動輪接続クラッチ２７ｂを係合し、昇降フレ
ームクラッチ２７ａを解放すると共に、座席角度調節用
モータ１３を駆動して座席３７を元の位置に戻した後、
平地走行で階段から後退する。

なお、第９図の■の時点、すなわち階段を上がりきった
時点で、第２の昇降フレーム２０が前に出ているときは
、先ず昇降補助輪３３を引降ろし、第１の昇降フレーム
Ｉ７を回転させながら駆動輪３０を引降ろし、さらに第
２の昇降フレーム２０を回転させた後、操舵輪３２を引
降ろせばよい。

次に階段を降りるときについて説明する。第９図におい
て、 ■　平地走行で駆動輪３０を駆動させて前え向きに階段
に接近し停止する。次いで、駆動輪ＦＭ続りランチ２７
ｂを解放し、昇降フレームクラッチ２７ａを接続すると
共に、座席角度調節用子−タ１３を駆動して座席３７を
後傾させる。

■　第１の！Ａ降フレーム１７を回転させる。

■　駆動輪３０を接地させる。

■、■、■　第２の昇降フレーム２０を回転させ、第１
の昇降フレーム１７を階段に接地させる。■Ｉ桑舵輸３
２および昇降補助輪３３を引上げる。

■　第２の昇降フレーム２０をさらに回転させ階段に接
地させる。駆動輪３０を引上げる。

以下、第１および第２の昇降フレーム１７．２０を交互
に回転させ階段を降りて行く。

階段を降りきると、第８図の■に示す状態となり、次い
で第８図の ■　第１の昇降フレーム１７をさらに回転させ、接地さ
せる。

■　駆動輪３０を引降ろす。

■　第２の昇降フレーム２０を回転させる。

■　操舵輪３２および昇降補助輪３３を引降ろす。

■　第２の昇降フレーム２０をさらに回転させ、操舵輪
３２および昇降補助輪３３を接地させる。

次いで、駆動輪接続クラッチ２７ｂを係合し、昇降フレ
ームクラッチ２７ａを解放すると共に、座席角度調節用
モータ１３を駆動して座席３７を元の位置に戻した後、
平地走行で前進する。

なお、第８図の■の時点、すなわち階段を鋒りきった時
点で、第１の昇降フレーム１７が接地しているときは、
先ず昇降補助輪３３を引降ろし、第１の昇降フレーム１
７を回転させながら駆動輪３０を引降ろし、さらに第２
の昇降フレーム２０を回転させた後、操舵輪３２を引降
ろせばよい。

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、本発明の階段昇降方法は車椅子に限定されるも
のではなく、階段昇降自動車、物品運搬車等、階段を昇
降するあらゆる装置に適用可能である。その場合に運転
者が搭乗して操作しなくても、無人でリモートコントロ
ールするようにしてもよい。

また、本発明でいう階段とは、人工的な階段に限定され
るものではなく、例えば凹凸路面を有する坂道をも含む
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の段昇降車の１実施例を示す斜視図、第
２図は第１図における断面図、第３図は座席角度調節機
構を示す断面図、第４図は駆動輪引上げ機構を示す図で
（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、第５図は車輪操舵お
よび引上げ機構を示す断面図、第６図＜ａ＞は本発明の
段昇降車の平地走行時における状態を示す斜視図、第６
図（ｂ）は本発明の段昇降車の階段昇降時における状態
を示す斜視図、第７図は本発明の段昇降車の制御系の構
成図、第８図および第９図は本発明の段昇降車の階段昇
降時における状態遷移図、第１０図および第１１図は従
来の階段昇降用車椅子を説明するための図である。 １１・・・本体フレーム、１３・・・座席角度調節用モ
ータ、１６ａ、１６ｂ、Ｌ６ｃｍ・クランク、１７・・
・第１の昇降フレーム、２０・・・第２の昇降フレーム
、２３・・・駆動輪引上げ用モータ、２６ａ、２６ｂ・
・・走行兼昇降用モータ、２７ａ・・・昇降フレーム接
続クラッチ、２７ｂ・・・駆動輪接続クラッチ、３０・
・・駆動輪、３２・・・操舵輪、３３・・・昇降補助輪
、３５・・・操舵用モータ、３６・・・車輪引上げ用モ
ータ。 出願人　　アイシン・エイ・ダブり二株式会社（外１名
） 代理人弁理士　　白　井　博　樹（外４名）第１図 箆３図 第４図（ａ） 第４図（ｂ） 第５図 第６図（ａ） 第６図（ｂ） 第７図 第８図 第１０図 第９ 図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）本体フレームの左右に設けられ、クランク機構に
   より交互に回動する第１および第２の昇降フレームと、
   前記第１の昇降フレームに設けられる駆動輪と、前記第
   ２の昇降フレームに設けられる操舵輪および昇降補助輪
   と、前記クランク機構または駆動輪のいずれかに動力を
   伝達させるための走行兼昇降用モータとを有し、階段昇
   降時には、前記第１および第２の昇降フレームを交互に
   回動させると共に、前記第１または第２の昇降フレーム
   が接地していないときに、前記駆動輪、操舵輪および昇
   降補助輪を引き上げることを特徴とする階段昇降方法。
2. （２）本体フレームの左右に設けられ、クランク機構に
   より交互に回動する第１および第２の昇降フレームと、
   前記第１の昇降フレームに設けられる駆動輪と、前記第
   ２の昇降フレームに設けられる操舵輪および昇降補助輪
   と、前記クランク機構または駆動輪のいずれかに動力を
   伝達させるための走行兼昇降用モータと、前記駆動輪、
   操舵輪および昇降補助輪を昇降する昇降用モータとを有
   することを特徴とする階段昇降車。
3. （３）前記操舵輪を左右に回動させる操舵用モータを有
   することを特徴とする請求項２記載の階段昇降車。
4. （４）前記走行兼昇降用モータと前記クランク機構およ
   び駆動輪との間にクラッチを有することを特徴とする請
   求項２記載の階段昇降車。
5. （５）座席角度を調節するためのモータを有することを
   特徴とする請求項２記載の階段昇降車。