JPH10203105A - ボールトランスファーを用いた車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両の進行方向の走行安定性を向上させる。 【解決手段】 車椅子２０は、ボールトランスファー１
を前輪の代わりに採用し、地面９上を走行する。ボール
トランスファー１は、地面９に対して平面的に相対移動
可能で、本体２と、大球５と、複数の小球６と、規制部
材５１〜５６とを有している。大球５は地面９に当接す
る。小球６は、大球５の回転にしたがって回転しながら
大球５の外周面を移動することができ、大球５を本体２
に支持し得る。小球６の径は、大球５の径よりも小さ
い。規制部材５１〜５６は、一部の小球６の移動を規制
し得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボールトランスフ
ァーを用いた車両、特に移動方向限定機能を有するボー
ルトランスファーを用いた車両に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電動車椅子の一例を図７及び図８
に模式的に示す。図に示すように、車椅子９０の前輪は
キャスター９１であり、後輪９２を駆動する２つのモー
ター９３を制御することにより前後進及び旋回を行う構
造となっている。キャスター９１は、図８の矢印のよう
に、回転軸９１ａを中心に自由に回転し得る。

【０００３】このような車椅子９０は、舗装された平坦
な道を運転しているときには特に問題なく直進性が保た
れるが、斜面を横切ろうとする場合や地面に凹凸がある
場合にはキャスター９１が回転軸９１ａを中心に回転し
てしまい直進性が悪化する。旋回する場合にも、同様に
車両の進行方向の安定性が悪化する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、車両
の進行方向に対する走行の安定性を向上させることにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の車両
は、ボールトランスファーを少なくとも一部の車輪の代
わりに採用し、接地面上を走行する車両である。ボール
トランスファーは、接地面に対して平面的に相対移動可
能なものであり、本体と、大球と、複数の小球と、少な
くともひとつの規制部材とを有している。大球は、接地
面に当接する。小球は、大球の回転にしたがって回転し
ながら大球の外周面を移動することができ、大球を本体
に支持し得るものである。この小球の径は、大球の径よ
りも小さい。規制部材は、一部の小球の移動を規制し得
る部材である。

【０００６】ボールトランスファーでは、大球が小球を
介して本体に支持されており、かつ小球の移動によって
大球が本体に対して回転自在となっている。すなわち、
小球の移動がなければ大球は回転しない。したがって、
規制部材によって小球の移動を規制していないときに
は、車両は駆動輪の動きに応じて任意の方向に進むこと
ができる。

【０００７】本請求項のボールトランスファーは、一部
の小球の移動を規制することができる規制部材を備えて
いる。すなわち、通常は全方向に回転可能なボールトラ
ンスファーであるが、規制部材を作動させれば、大球を
所定の方向に回転させる一部の小球の移動だけを許容
し、大球を他の方向に回転させる小球の移動が規制され
る。これにより、ボールトランスファーの移動可能な方
向、すなわち車両の進行方向が限定される。このよう
に、進行方向の安定性を必要とする場合には、規制部材
の作動によって容易に方向安定性を確保することができ
る。

【０００８】また、複数の規制部材を採用して全部の小
球の移動を規制することにより、車両にブレーキをかけ
ることを可能とする構造にすることもできる。請求項２
に記載の車両は、請求項１に記載の車両であって、ボー
ルトランスファーの規制部材は、実質的に車両の直進方
向のみの小球の移動を許容し得る。ここでは、規制部材
の作動によってボールトランスファーの接地面に対する
移動可能な方向が直進方向に限定されるため、車両が斜
面を横切ろうとする場合や地面に凹凸がある場合にも直
進走行の安定性が確保される。

【０００９】なお、旋回するときには、規制部材の作動
を解除して、車両が任意の方向に移動できるようにす
る。請求項３に記載の車両は、請求項２に記載の車両で
あって、ボールトランスファーの規制部材は、さらに、
実質的に車両の旋回方向のみの小球の移動を許容し得
る。

【００１０】ここでは、旋回時に規制部材によって車両
の旋回方向に沿った小球の移動のみを許容して他の方向
の移動を規制する。これにより、ボールトランスファー
の大球の接地面に対する回転可能な方向、すなわちボー
ルトランスファーの接地面に対する移動可能な方向が車
両の旋回の方向に限定される。このように、ここでは、
上記直進の安定性に加えて、旋回時にも車両の走行安定
性が向上する。

【００１１】請求項４に記載の車両は、請求項１に記載
の車両であって、ボールトランスファーの規制部材は、
車両の任意の方向の小球の移動を許容し得る。ここで
は、規制部材の操作により、どの方向にも大球を回転さ
せないようにすることもでき、また、任意の方向にだけ
大球を回転させるようにすることもできる。もちろん、
規制部材を作動させない場合には、大球は全方向に回転
可能である。このように、本請求項のボールトランスフ
ァーを採用した車両では、操作者の意のままに、全方向
に移動可能である状態から、車両の停止、移動方向の変
更、移動方向の固定等の操作が可能となる。

【００１２】請求項５に記載の車両は、請求項１から４
のいずれかに記載の車両であって、後輪として駆動源に
連結される車輪を採用しており、前輪としてボールトラ
ンスファーを採用する。請求項６に記載の車両は、請求
項１から５のいずれかに記載の車両であって、電動の車
椅子である。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１及び図２に、本発明の一実施
形態である電動の車椅子２０を示す。この車椅子２０
は、高齢者や障害者用の車椅子として、主として屋外で
使用される。車椅子２０は、主として、椅子部２１ａを
含む本体２１と、２つのボールトランスファー１と、後
輪２２と、各後輪２２を駆動するモーター２３と、操作
制御盤２６を含む制御機構２５とから構成されている。

【００１４】本体２１の上部には、椅子部２１ａが取り
付けられている。本体２１の下部には、前方に２つのボ
ールトランスファー１が、後方に２つのモーター２３が
装着されている。モーター２３の出力軸には、後輪２２
が固定されている。モーター２３の回転は、モーター２
３に内蔵される減速装置により減速されて出力され、後
輪２２を回転させる。

【００１５】ボールトランスファー１は、図１及び図４
に示すように、地面９に接地しており、地面９に対して
平面的に任意の方向に移動自在である。また、ボールト
ランスファー１は、移動方向限定機能を備えており、後
述する規制部材５１〜５６のロッド５１ａ〜５６ａを上
下に移動させることによりボールトランスファー１の移
動方向が限定される。ボールトランスファー１の詳細な
構造については後述する。

【００１６】制御機構２５は、主に、操作制御盤２６
と、ロッド操作部材２７ａ〜２７ｆ（一部図示せず）
と、往復移動装置２８ａ〜２８ｆとから構成される。操
作制御盤２６は、椅子部２１ａに座った操作者が操作で
きる位置に配置され、本体２１に固定されている。この
操作制御盤２６には、モーター２３の電源スイッチやイ
ンバータ制御の調整レバー及び各往復移動装置２８ａ〜
２８ｆを制御するシーケンサーの操作パネル等が配置さ
れている。ロッド操作部材２７ａ〜２７ｆは、本体２１
の下部に設けられた１２個の孔２１ｂにそれぞれ配置さ
れ（図４参照）、往復移動装置２８ａ〜２８ｆによって
下降させられる。往復移動装置２８ａ〜２８ｆは、操作
制御盤２６からの指令信号によりロッド操作部材２７ａ
〜２７ｆを上下に移動させる装置である。往復移動装置
２８ａ〜２８ｆは本体２１に固定される（図３及び図４
参照）。ここでは往復移動装置２８ａ〜２８ｆとして電
動のボールシリンダーを使用しているが、小型のコンプ
レッサーによる空気圧を利用したり電磁石を利用したり
する装置を用いることもできる。

【００１７】次に、ボールトランスファー１の詳細な構
造を説明する。ボールトランスファー１は、図４〜図６
に示すように、主として、ボールトランスファー本体２
と、大球５と、複数の小球６と、規制部材５１〜５６と
から構成されている。ボールトランスファー本体２は、
主に、ケース部材３と、支持部材４と、小球保持部材１
０と、大球保持部材１１とから構成される。

【００１８】ケース部材３は、下部が開口している箱状
の部材であり、上部に複数のロッド貫通孔３ａが設けら
れている。また、ケース部材３の上部外周部には取付用
リブ３ｂが形成されており、取付用リブ３ｂと本体２１
とはボルトによって固定される。支持部材４は、ケース
部材３の内部に配置されており、上部に形成される固定
部４ａによりケース部材３に固定されている。支持部材
４の下部には、湾曲した支持面４ｃを有する当接部４ｂ
が形成されている。当接部４ｂの外周端とケース部材３
の内周面との距離は、後述する小球６が通ることのでき
る寸法となっており、ほぼ小球６の直径と等しい。支持
面４ｃは、後述する大球５の上部の外周面から等距離
（小球６の直径）にある点の集合である面となってい
る。

【００１９】大球５は、ケース部材３下部の開口部分に
配置されており、上部が小球６を介して支持部材４に支
持されており、下部が地面９に接地する。小球６は、径
が大球５の径よりも小さく、大球５と支持部材４との間
と、小球保持部材１０と支持部材４との間と、支持部材
４，ケース部材３，及び後述する規制部材５１〜５６に
より囲まれる空間（以下、収容空間２ａという）とに配
置されている。但し、収容空間２ａには、ある程度空間
を残した状態で小球６が蓄えられる。

【００２０】規制部材５１〜５６の下面図を図５に示
す。規制部材５１〜５６は、ロッド５１ａ〜５６ａと規
制部５１ｂ〜５６ｂとから構成されている（図６参
照）。規制部５１ｂ〜５６ｂは、ケース部材３内に配置
され、ケース部材３や支持部材４に対して鉛直方向に相
対移動可能である。規制部５１ｂ〜５６ｂには、小球６
と当接し得る規制面５１ｃ〜５６ｃが形成されている。
この規制面５１ｃ〜５６ｃは、支持部材４の当接部４ｂ
の上面の曲面に対応した曲面となっている。ロッド５１
ａ〜５６ａは、規制部５１ｂ〜５６ｂの上面から上側に
延びており、ケース部材３のロッド貫通孔３ａを貫通し
ている。ロッド５１ａ〜５６ａの上部は、図４に示すよ
うに、本体２１の孔２１ｂにおいて、それぞれロッド操
作部材２７ａ〜２７ｆの下面に当接している。

【００２１】次に、車椅子２０及びボールトランスファ
ー１の動作について説明する。各ロッド操作部材２７ａ
〜２７ｆが下降していなければ、各規制部材５１〜５６
の位置は図４に示す規制部材５４の高さにある。すなわ
ち、小球６は収容空間２ａ内を自由に移動できる状態で
ある。この場合、大球５がボールトランスファー本体２
に支持されながら回転することにより、ボールトランス
ファー１は地面９に対して自由に移動できる。大球５が
回転すると、大球５の上部外周面と当接している各小球
６は支持部材４の支持面４ｃに対して転がる。そして、
大球５と支持部材４との間から小球保持部材１０と支持
部材４との間に移動し、さらに、収容空間２ａに移る。
一方、ボールトランスファー１の移動方向後方の大球５
と支持部材４との間には、新たな小球６が収容空間２ａ
から補充される。これにより、大球５は連続的にボール
トランスファー本体２に対して任意の方向に回転し続け
ることができ、ボールトランスファー１は地面９に対し
相対的に移動し続ける。したがって、各ロッド操作部材
２７ａ〜２７ｆが下降していなければ、モーター２３の
制御だけによって車椅子２０の直進・旋回を行うことに
なる。

【００２２】車椅子２０の前進方向Ｄ１以外への移動を
禁止するとき、すなわち、坂道を斜めに横切るときなど
に前輪であるボールトランスファー１の方向Ｄ１に対す
る直進性を確保したい場合には、操作制御盤２６を操作
して往復移動装置２８ｂ，２８ｃ，２８ｅ，及び２８ｆ
を作動させる。すると、ロッド操作部材２７ｂ，２７
ｃ，２７ｅ，及び２７ｆが下降して、規制部材５２，５
３，５５，及び５６の規制面５２ｃ，５３ｃ，５５ｃ，
及び５６ｃが小球６に当接し、一部の小球６が当接部４
ｂの上面と各規制面５２ｃ，５３ｃ，５５ｃ，５６ｃと
の間に挟持される。このため、一部の小球６の収容空間
２ａ内での移動が禁止され、これに伴って、支持部材４
と小球保持部材１０との間及び支持部材４と大球５との
間にある小球６の移動も規制される。但し、一部の小球
６が当接部４ｂの上面と規制面５２ｃ，５３ｃ，５５
ｃ，５６ｃとの間に挟持された状態においても、他の小
球６は当接部４ｂの上面と規制面５１ｃ，５４ｃとの間
に形成されている空間内を自由に移動することができ
る。すなわち、支持部材４と小球保持部材１０との間及
び支持部材４と大球５との間にある小球６は、規制部材
５１と規制部材５４とを結ぶ方向、すなわち車両の前進
方向Ｄ１には移動することができる。したがって、ボー
ルトランスファー１の大球５は方向Ｄ１にのみ回転する
ことが可能であり、車椅子２０は方向Ｄ１にのみ直進す
る。

【００２３】旋回時において車椅子２０の旋回の方向に
対する方向安定性を確保したい場合は、同様にして、右
旋回時には往復移動装置２８ａ，２８ｂ，２８ｄ，及び
２８ｅを、左旋回時には往復移動装置２８ａ，２８ｃ，
２８ｄ，及び２８ｆを作動させる。これにより、右旋回
時には規制部材５３と規制部材５６とを結ぶ方向、左旋
回時には規制部材５２と規制部材５５とを結ぶ方向にの
み、車椅子２０を走行させることができる。

【００２４】車椅子２０を停止させるときには、モータ
ー２３の運転を停止させるとともに、各往復移動装置２
８ａ〜２８ｆの全てを作動させる。すると、すべての小
球６の移動が規制され、大球５はどの方向にも回転する
ことができなくなり、地面９と大球５との間の摩擦抵抗
がブレーキの役割を果たす。これにより、停止までの時
間を短縮することができる。

【００２５】なお、ここでは規制部材５１〜５６の移動
を往復移動装置２８ａ〜２８ｆを制御して操作している
が、手動で操作できるようにすることもできる。また、
ここでは６つの規制部材５１〜５６を採用しているが、
この数は必要に応じて増減される。

【００２６】

【発明の効果】本発明の車両では、規制部材を有するボ
ールトランスファーを採用しているため、ボールトラン
スファーの移動可能な方向、すなわち車両の進行方向を
限定することができ、規制部材の作動により進行方向に
対する走行安定性が向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である車椅子の側面図。

【図２】車椅子の下面図。

【図３】図１のIII −III 矢視断面図。

【図４】ボールトランスファーの片側断面図。

【図５】規制部材の下面図。

【図６】図５のVI−VI矢視断面図。

【図７】従来の車椅子の側面図。

【図８】従来の車椅子の下面図。

【符号の説明】

１ ボールトランスファー ２ ボールトランスファー本体（本体） ５ 大球 ６ 小球 ９ 地面（接地面） ２０ 車椅子（車両） ２２ 車輪 ２３ モーター（駆動源） ５１〜５６ 規制部材

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボールトランスファーを少なくとも一部の
   車輪の代わりに採用し、接地面上を走行する車両であっ
   て、 前記ボールトランスファーは、前記接地面に対して平面
   的に相対移動可能であり、本体と、前記接地面に当接す
   る大球と、前記大球の回転にしたがって回転しながら前
   記大球の外周面を移動することができ前記大球を前記本
   体に支持し得る前記大球の径よりも小さい径を有する複
   数の小球と、一部の前記小球の移動を規制し得る少なく
   ともひとつの規制部材とを有している、車両。
2. 【請求項２】前記ボールトランスファーの規制部材は、
   実質的に前記車両の直進方向のみの前記小球の移動を許
   容し得る、請求項１に記載の車両。
3. 【請求項３】前記ボールトランスファーの規制部材は、
   さらに、実質的に前記車両の旋回方向のみの前記小球の
   移動を許容し得る、請求項２に記載の車両。
4. 【請求項４】前記ボールトランスファーの規制部材は、
   前記車両の任意の方向の前記小球の移動を許容し得る、
   請求項１に記載の車両。
5. 【請求項５】後輪として駆動源に連結される車輪を採用
   し、 前輪として前記ボールトランスファーを採用する、請求
   項１から４のいずれかに記載の車両。
6. 【請求項６】電動の車椅子である、請求項１から５のい
   ずれかに記載の車両。