JPH021269A - 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、平地走行は無論のこと、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〕

一般に、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く、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
５７−５５１４．４号公報、特開昭６１−７７５６３号
公報、特開昭６１−２３５２６６号公報、特開昭６１−
２３５２６８号公報、西独公開特許第３，３０３，８１
７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１４図に示ように、昇降補助装置１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者７の操作により階段を昇
降可能にしている。

また、別の方式として米国特許第４．６７４５８４に示
される階段昇降車椅子が知られている。

これは、第１５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、平地走行時にはキャタピラ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まうという問題を有してい
る。また、キャタピラのヘルドの山と階段のへりとの引
っ掛かりを利用して昇降するため、ヘルドの山が階段の
ヘリから外れたときにスリップを生じたり、階段に傷を
つけるという問題を有している。

また、第１４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、平地走行
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１５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、本発明の階段昇降方法は、左右に一対の大
フレームと小フレームを有し、リンク機構により前記大
フレームと小フレームを交互に回動、接地させることに
より階段を昇降することを特徴とする。また、本発明の
階段昇降車は、左右に一対に設けられるけられる大フレ
ームおよび小フレームと、大フレームおよび小フレーム
交互に回動させるリンク機構と、該リンク機構を駆動さ
せるリンク駆動機構とを有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、階段昇降時には、大フレームおよび
小フレームをリンク機構により交互に回動させ、交互に
大フレームおよび小フレームを階段に接地させながら階
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）階段踏面にフレーム面が常時接地しているために
、スリップすることなく安定した階段昇降ができるとと
もに、階段を傷つけることがない。

（ロ）とくに、車椅子に適用した場合には、介助者を付
ける必要がない。

（ハ）平地走行、階段昇降間の推移が滑らかに行われ、
不安定な状態にならない。

（ニ）リンクａ構による限定された動作をするため、制
御が容易でかつアクチュエータが１つですむ。

（ホ）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図は、本発明の階段昇降車を車椅子に適用した１実
施例を示す斜視図、第２図は第１図の車椅子から座席部
分の取り除いた駆動機構の斜視図である。

車椅子１１の座席１２は、左右一対の略半円形状の小フ
レーム１５に支持されている。座席１２の下部にはフッ
トレスト１６が設けられ、肘掛部Ｉ７の左右には、平地
走行用ジョイスティックレバー１９およびリンク回転用
（上昇用、下降用）スイッチ２０が設けられている。前
記大フレーム１３の直径りは、階段ピッチの２倍程度と
し、小フレーム１５の直径ｄは、階段ピンチと同程度で
大フレーム１３の直径りの１／２とする。また、重心は
常に小フレーム１５の接地点内にあるようにする。

前記大フレーム１３の接地面には摩擦部材２１が取付け
られ、また、小フレーム１５には操舵輪２２および駆動
輪２３が取付けられている。そして、操舵輪２２は操舵
機構２５により左右に回動するように連結され、駆動軸
２３は駆動軸駆動機構２６により回転するように連結さ
れている。また、大フレーム１３および小フレーム１５
は、５つのリンク部材２７ａ〜２７ｅからなりリンク機
構２７により連結され、゛リンク駆動機構２９により回
動するように構成されている。

次に、各部の構造について詳細に説明する。

第３図（ａ）、（ｂ）は、前記リンク駆動機構２９を示
している。前記左右の小フレーム１５．１５には、リン
ク部材２７ａ、２７ｂがベアリングを介して支持される
と共に、左右の小フレーム１５．１５を連結する中空パ
イプ３０内には回転軸３１がベアリングを介して支持さ
れ、一方のリンク部材２７ａが前記回転軸３１に取付け
られている０回転軸３１にはウオームホイール３２ａが
固定され、これに噛み合うウオームギヤ３２ｂのウオー
ムホイール３２ｃが、モータ３３の出力軸に固定される
ウオームギヤ３２ｄと噛み合っている。従って、モータ
３３の回転により、回転軸３１を介してリンク部材２７
ａが回転することになる。

第４図は前記リンク機構２７の詳細図を示している。リ
ンク機構２７は、２つのリンク部材２７ａ、２７ｂによ
り４節連鎖の平行運動機構を形成し、第５図に示すよう
に、Ａ節固定でＢ節を回転させたとき、Ｄ節をＡ節と平
行を維持しながら回転させる。

また、リンク機構２７は、３つのリンク部材２７ｃ、２
７ｄ、２７ｅにより４節連鎖のクランク機構を形成し、
第６図に示すように、Ｅ節固定でＦ節を回転させたとき
、Ｈ節を揺動させる。

そして、第５図、第６図において、節Ｃと節Ｆを一体の
ものとし、節りが節Ｅの働きをするように組み合わせ、
Ａ節を小フレーム１５、Ｈ節を大フレーム１３として、
Ａ節を固定しＢ節を回転すると第７図および第８図に示
すように動く、第７図においては小フレーム１３が接地
しており大フレーム１５が持ち上げられる。第８図にお
いては、大フレーム１５がおし下げられる運動をするが
、実際には大フレームが接地するため相対的に小フレー
ムが持ち上げられる動きをする。

第９図（ａ）、（ｂ）は、前記操舵機構２５の構造を示
している。左右の小フレーム１５．１５を連結する連結
フレーム３５の両側には、操舵輪２２を支持する支持脚
３６が回転自在に取付けられると共に、左右の支持脚３
６はリンク３７ａ、３７ｂ、３７Ｃにより連結されてい
る。一方、連結フレーム３５の下面には、モータ３９、
ギヤボックス４０が設置され、モータ３９の出力軸にウ
オームギヤ４１ａが固定され、これに噛み合うウオーム
ホイール４１ｂのピニオン４１ｅが、リンク３７ｂのラ
ック４１ｄに噛み合っている。従って、モータ３９が正
逆転することにより、リンク３７ａ、３７ｂ、３７ｃを
介して支持脚３６が左右に回転することになる。

第１０図は、駆動輪駆動機構２６の構造を示している。

左右の小フレーム１５．１５を連結する中空パイプ４２
内には駆動輪２３を駆動させる駆動軸４３ａ、４３ｂが
ベアリングにより支持されるとと共に、中空パイプ４２
にギヤボックス４５、モータ４６が設置される。モータ
４６の回転は、減速歯車群４７、ディファレンシャルギ
ヤ４９を経て駆動軸４３ａ、４３ｂに伝達されるように
構成されている。またモータ４６には電磁ブレーキ５０
が取付けられている。

第１１図は第１図に示した摩擦部材２１の実施例を示し
、（ａ）は大フレーム１３にゴム５１等の摩擦部材を接
着した例を示し、（ｂ）は凹凸を形成した三角形状の回
転部材５２を設けた例を示している。

第１２図（ａ）、（ｂ）は、座席角度調節機構５５を示
している。座席１２　（第１図）の基台５６に設けられ
た中空バイブロ０は、左右の小フレーム１５．１５を連
結する支持バイブロ１にヘアリングを介して回転自在に
支持されている。支持バイブロ１にはウオームホイール
６２ａが固定され、これに噛み合うウオームギヤ６２ｂ
のウオームホイール６２ｃが、モータ６３の出力軸に固
定されるウオームギヤ６２ｄと噛み合っている。従って
、モータ６３の回転により、基台５６が回動することに
なる。

以上のように本発明においては、昇降用モータ３３、操
舵用モータ３９、走行用モータ４６および座席角度調節
用モータ６３と合計４個のモータを使用している。この
うち昇降用モータ３３および走行用モータ４６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
１０〜５０　Ｗ程度の小出力のものでよい。

次に、第１３図（ａ）、（ｂ）により本発明の階段昇降
方法について説明する。

■　平地走行で駆動輪２３を駆動させて後ろ向きに階段
に接近し停止する。このとき大フレーム１３は図示の位
置にある。

■　リンク回転用スイッチ２０　（上昇用）を操作する
ことにより、リンク部材２７ａを回転させ、大フレーム
１３を回動させて階段１段目に接地させる動きをさせる
。このとき、電磁ブレーキ５０の通電をオフして駆動輪
駆動用モータ３３を固定するため、駆動輪２３は回転し
ない。

■、■　さらに、リンク部材２７ａを回転させることに
より、大フレーム１３を回動させて階段１段目に接地さ
せ、次いで小フレーム１５が持ち上げられる。この時、
随時座席調節機構を働かせることによって常に座席を水
平に保つ。

■、■　さらに、リンク部材２７ａを回転させると、今
度は小フレーム１５が接地状態となり、次いで大フレー
ム１３が持ち上げられる。ここで、次の大フレーム１３
の接地位置を搭乗車が予測し、小フレーム１３の駆動輪
２３を駆動させることにより、接地点の調整を行う。

■、■　以上の操作を繰り返すことにより階段を上昇し
てゆく。

■〜＠　階段上端にきても、大フレーム１３の接地、小
フレーム１５の接地を操り返すことにより、滑らかに平
地に移行することができる。

■　平地では小フレーム１５の接地状態で駆動輪２３に
より走行する。

なお、階段を下降するときには、前向きに階段に接近し
て、上記した順序と逆の動作０〜■の操作を行えばよい
。

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（、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図における駆動機構の斜視図、第３図（ａ）
はリンク駆動機構を示す断面図、同図（ｂ）はそのＡ−
Ａ線断面図、第４図はリンク機構の詳細を示す斜視図、
第５図、第６図、第７図および第８図はリンク機構の作
用を説明するための図、第９図（ａ）は操舵機構を示す
断面図、同図（ｂ）はそのＢ−Ｂ線断面図、第１０図は
駆動輪駆動機構を示す断面図、第１１図（ａ）、（ｂ）
は大フレームに取付けられる摩擦部材の例を示す斜視図
、第１２図（ａ）は座席調節機構を示す断面図、同図（
ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図、第１３図（ａ）、（ｂ）は
本発明の階段昇降車の階段昇降時における状態遷移図、
第１４図および第１５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・・・階段昇降車、１２・・・座席、１３・・・大
フレーム、１５・・・小フレーム、２２・・・操舵輪、
２３・・・駆動輪、２５・・・操舵機構、２６・・・駆
動輪駆動機構、２７・・・リンク機構、２゛９・・・リ
ンク駆動機構。 第１ 図 第３図（ａ） 第３図（ｂ） Ａ−Ａ断面 第２図 蔦４図 フ７ ７ｃ 第５図 第７図 第８図 Ｍ６図 第９図（ａ） 第９図（ｂ） Ｂ−ＢＴｈ面 第１０図 第１１図 （ａ） （ｂ） 第１３図（ａ） 第１２図（ａ） 第１２図（ｂ） Ａ−Ａ雌面 第１３図（ｂ） 第１４図 第１５図 斤

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）左右に一対の大フレームと小フレームを有し、リ
   ンク機構により前記大フレームと小フレームを交互に回
   動、接地させることにより階段を昇降することを特徴と
   する階段昇降方法。
2. （２）左右に一対に設けられる大フレームおよび小フレ
   ームと、大フレームおよび小フレーム交互に回動させる
   リンク機構と、該リンク機構を駆動させるリンク駆動機
   構とを有することを特徴とする階段昇降車。
3. （３）前記小フレームに設けられる駆動輪および操舵輪
   と、これら駆動輪および操舵輪を駆動、操舵させる機構
   とを有することを特徴とする請求項２記載の階段昇降車
   。