JPH10292854A - 変速機構、及びその変速機構を有する階段昇降車 - Google Patents
変速機構、及びその変速機構を有する階段昇降車Info
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- JPH10292854A JPH10292854A JP9100193A JP10019397A JPH10292854A JP H10292854 A JPH10292854 A JP H10292854A JP 9100193 A JP9100193 A JP 9100193A JP 10019397 A JP10019397 A JP 10019397A JP H10292854 A JPH10292854 A JP H10292854A
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- A61G5/06—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs with obstacle mounting facilities, e.g. for climbing stairs, kerbs or steps
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- B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
- B60K17/04—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
- B60K17/043—Transmission unit disposed in on near the vehicle wheel, or between the differential gear unit and the wheel
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
- F16H3/003—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion the gear-ratio being changed by inversion of torque direction
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 コストを抑えた簡易な構造で回転数を変更す
ることができる変速機構を提供する。 【解決手段】 変速機構は、前輪駆動モータ８の出力の
回転方向の正逆を切り替えることで回転数を変更する変
速機構であって、第１ワンウェイクラッチ６１と、第２
ワンウェイクラッチ６２と、回転数変更手段と、回転方
向逆転手段とを備える。第１ワンウェイクラッチ６１
は、前輪駆動モータ８の出力が正回転のときに回転を伝
達する。第２ワンウェイクラッチ６２は、前輪駆動モー
タ８の出力が逆回転のときに回転を伝達する。回転数変
更手段は、第１ワンウェイクラッチ６１あるいは第２ワ
ンウェイクラッチ６２が伝達する回転数を変更する。回
転方向逆転手段は、第１ワンウェイクラッチ６１により
伝達される回転の回転方向を変更する。
ることができる変速機構を提供する。 【解決手段】 変速機構は、前輪駆動モータ８の出力の
回転方向の正逆を切り替えることで回転数を変更する変
速機構であって、第１ワンウェイクラッチ６１と、第２
ワンウェイクラッチ６２と、回転数変更手段と、回転方
向逆転手段とを備える。第１ワンウェイクラッチ６１
は、前輪駆動モータ８の出力が正回転のときに回転を伝
達する。第２ワンウェイクラッチ６２は、前輪駆動モー
タ８の出力が逆回転のときに回転を伝達する。回転数変
更手段は、第１ワンウェイクラッチ６１あるいは第２ワ
ンウェイクラッチ６２が伝達する回転数を変更する。回
転方向逆転手段は、第１ワンウェイクラッチ６１により
伝達される回転の回転方向を変更する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、変速機構、及びそ
の変速機構を有する階段昇降車、特に車体の前後の主軸
の左右両側部に支持されるアーム部材の両端に車輪が装
着されている階段昇降車に関する。
の変速機構を有する階段昇降車、特に車体の前後の主軸
の左右両側部に支持されるアーム部材の両端に車輪が装
着されている階段昇降車に関する。
【０００２】
【従来の技術】階段を昇降するための階段昇降車として
は、たとえば、車体下部に複数の車輪を有し、これらの
車輪の周囲に無限軌道が配置されたクローラタイプの階
段昇降車がある。このクローラタイプの階段昇降車で
は、無限軌道の外表面に引っかけ爪等を設け、これを循
環させることにより階段の昇降を行う。
は、たとえば、車体下部に複数の車輪を有し、これらの
車輪の周囲に無限軌道が配置されたクローラタイプの階
段昇降車がある。このクローラタイプの階段昇降車で
は、無限軌道の外表面に引っかけ爪等を設け、これを循
環させることにより階段の昇降を行う。
【０００３】また、車体に対して回動自在に回転部材を
取り付け、この回転部材の回転軸と偏心して複数の車輪
を回転部材に取り付けた階段昇降車も提案されている。
この階段昇降車では、前方に位置する車輪を中心に回転
部材を回転させることにより、他の車輪が次のステップ
面に移行し、これを繰り返すことにより階段を昇降する
ことが可能となる。
取り付け、この回転部材の回転軸と偏心して複数の車輪
を回転部材に取り付けた階段昇降車も提案されている。
この階段昇降車では、前方に位置する車輪を中心に回転
部材を回転させることにより、他の車輪が次のステップ
面に移行し、これを繰り返すことにより階段を昇降する
ことが可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】クローラタイプの階段
昇降車では、階段のステップ面の角部に爪を引っかけて
階段の昇降を行うため、階段のステップ面を損傷するお
それがある。複数の車輪を回動させながら階段を昇降す
る階段昇降車では、階段のステップ面を損傷することを
防止できるものの、車輪や回転部材の大きさにより昇降
可能な階段の段差が制約されるため、充分大きな車輪及
び回転部材を構成する必要があり、装置が大型化し重量
を軽減することが困難である。また、回転部材の回転に
伴って車体が上下動するため、乗り心地が悪くなるとと
もに安定性にも欠けるという問題を内包している。
昇降車では、階段のステップ面の角部に爪を引っかけて
階段の昇降を行うため、階段のステップ面を損傷するお
それがある。複数の車輪を回動させながら階段を昇降す
る階段昇降車では、階段のステップ面を損傷することを
防止できるものの、車輪や回転部材の大きさにより昇降
可能な階段の段差が制約されるため、充分大きな車輪及
び回転部材を構成する必要があり、装置が大型化し重量
を軽減することが困難である。また、回転部材の回転に
伴って車体が上下動するため、乗り心地が悪くなるとと
もに安定性にも欠けるという問題を内包している。
【０００５】これに対して、車体と、前後の主軸と、前
後のアーム部材と、車輪と、駆動手段と、駆動力伝達手
段と、変速手段とを備えた階段昇降車が本願出願人から
提案されている。この階段昇降車では、主軸は車体の前
部及び後部に回転自在に支持されている。アーム部材は
主軸のそれぞれの左右両側部に回転自在に支持されてい
る。車輪はアーム部材のそれぞれの両端に回転自在に装
着されている。駆動手段は主軸を回転駆動する。駆動力
伝達手段は主軸の回転をそれぞれ車輪に伝達する。変速
手段は、回転数を選択・変更、すなわち、駆動力伝達手
段の駆動力伝達比率を選択する。
後のアーム部材と、車輪と、駆動手段と、駆動力伝達手
段と、変速手段とを備えた階段昇降車が本願出願人から
提案されている。この階段昇降車では、主軸は車体の前
部及び後部に回転自在に支持されている。アーム部材は
主軸のそれぞれの左右両側部に回転自在に支持されてい
る。車輪はアーム部材のそれぞれの両端に回転自在に装
着されている。駆動手段は主軸を回転駆動する。駆動力
伝達手段は主軸の回転をそれぞれ車輪に伝達する。変速
手段は、回転数を選択・変更、すなわち、駆動力伝達手
段の駆動力伝達比率を選択する。
【０００６】ここでは、主軸、アーム部材、及び車輪が
差動歯車列を構成し、駆動力伝達比率を選択することに
よって、車輪が回転するせり上がりモードあるいはアー
ム部材が回転する回転モードが選択される。せり上がり
モードが選択されると、階段の端縁に到達した車輪が階
段の鉛直面を転動する。これにより、上昇階段をせり上
がりながら上昇することができ、車体の上下動が少な
く、安定性の良い階段昇降車を提供できる。また、階段
のステップ面の摩擦係数が小さい場合は、回転モードを
選択し、階段の端縁に到達した車輪を中心にアーム部材
を回転させて、アーム部材の後方に位置する車輪を次の
ステップ面上に移動させる。したがって、滑りやすいス
テップ面を有する階段であっても、確実に昇降すること
が可能となる。
差動歯車列を構成し、駆動力伝達比率を選択することに
よって、車輪が回転するせり上がりモードあるいはアー
ム部材が回転する回転モードが選択される。せり上がり
モードが選択されると、階段の端縁に到達した車輪が階
段の鉛直面を転動する。これにより、上昇階段をせり上
がりながら上昇することができ、車体の上下動が少な
く、安定性の良い階段昇降車を提供できる。また、階段
のステップ面の摩擦係数が小さい場合は、回転モードを
選択し、階段の端縁に到達した車輪を中心にアーム部材
を回転させて、アーム部材の後方に位置する車輪を次の
ステップ面上に移動させる。したがって、滑りやすいス
テップ面を有する階段であっても、確実に昇降すること
が可能となる。
【０００７】このような階段昇降車には駆動力伝達手段
の駆動力伝達比率を選択する変速手段を具備させる必要
があるが、一般に考えられる変速手段の具体例として
は、車のシンクロ機構又はオートマティックトランスミ
ッションの機構を用いてギアの噛み合わせを変えること
が挙げられる。しかし、この場合には、複雑なシンクロ
機構や複数のクラッチ装置などが必要となる。このた
め、コスト的に高くなったり、スペース的に不利となっ
て階段昇降車の昇降可能な範囲を狭めたりすることにな
る。
の駆動力伝達比率を選択する変速手段を具備させる必要
があるが、一般に考えられる変速手段の具体例として
は、車のシンクロ機構又はオートマティックトランスミ
ッションの機構を用いてギアの噛み合わせを変えること
が挙げられる。しかし、この場合には、複雑なシンクロ
機構や複数のクラッチ装置などが必要となる。このた
め、コスト的に高くなったり、スペース的に不利となっ
て階段昇降車の昇降可能な範囲を狭めたりすることにな
る。
【０００８】本発明の課題は、コストを抑えた簡易な構
造で回転数を変更することができる変速機構を提供する
ことにある。本発明の別の課題は、変速機構の占有スペ
ースにより昇降可能な範囲が狭まくなるのを避けること
ができる階段昇降車を提供することにある。
造で回転数を変更することができる変速機構を提供する
ことにある。本発明の別の課題は、変速機構の占有スペ
ースにより昇降可能な範囲が狭まくなるのを避けること
ができる階段昇降車を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の変速機
構は、回転を伝達しつつ、その回転数を変更することの
できる変速機構であって、回転方向切り替え手段と、第
１回転伝達手段と、第２回転伝達手段と、回転数変更手
段と、回転方向逆転手段とを備えている。回転方向切り
替え手段は、入力された回転を正回転あるいは逆回転に
切り替える。
構は、回転を伝達しつつ、その回転数を変更することの
できる変速機構であって、回転方向切り替え手段と、第
１回転伝達手段と、第２回転伝達手段と、回転数変更手
段と、回転方向逆転手段とを備えている。回転方向切り
替え手段は、入力された回転を正回転あるいは逆回転に
切り替える。
【００１０】第１回転伝達手段及び第２回転伝達手段
は、一方向の回転のみを伝達することのできる、言い換
えれば、一方向の回転のみを伝達し、この一方向と逆の
回転については伝達しない手段である。第１回転伝達手
段は、回転方向切り替え手段に対して出力側に配置さ
れ、回転方向切り替え手段により切り替えられた回転が
正回転のときに回転を伝達する。
は、一方向の回転のみを伝達することのできる、言い換
えれば、一方向の回転のみを伝達し、この一方向と逆の
回転については伝達しない手段である。第１回転伝達手
段は、回転方向切り替え手段に対して出力側に配置さ
れ、回転方向切り替え手段により切り替えられた回転が
正回転のときに回転を伝達する。
【００１１】第２回転伝達手段は、回転方向切り替え手
段に対して出力側に配置され、回転方向切り替え手段に
より切り替えられた回転が逆回転のときに回転を伝達す
る。回転数変更手段は、第１回転伝達手段により伝達さ
れる回転数と第２回転伝達手段により伝達される回転数
とが出力されるときに異なる値となるように、第１回転
伝達手段あるいは第２回転伝達手段が伝達する回転数を
変更する。
段に対して出力側に配置され、回転方向切り替え手段に
より切り替えられた回転が逆回転のときに回転を伝達す
る。回転数変更手段は、第１回転伝達手段により伝達さ
れる回転数と第２回転伝達手段により伝達される回転数
とが出力されるときに異なる値となるように、第１回転
伝達手段あるいは第２回転伝達手段が伝達する回転数を
変更する。
【００１２】回転方向逆転手段は、第１回転伝達手段に
より伝達される回転の回転方向と第２回転伝達手段によ
り伝達される回転の回転方向とが出力されるときに一致
するように、第２回転伝達手段により伝達される回転の
回転方向を変更する。回転数変更手段及び回転方向逆転
手段は、第１回転伝達手段あるいは第２回転伝達手段の
入力側（回転方向切り替え手段側）に配置してもよい
し、出力側に配置してもよい。また、回転数変更手段及
び回転方向逆転手段は、ひとつの構造体としてまとめる
こともできる。
より伝達される回転の回転方向と第２回転伝達手段によ
り伝達される回転の回転方向とが出力されるときに一致
するように、第２回転伝達手段により伝達される回転の
回転方向を変更する。回転数変更手段及び回転方向逆転
手段は、第１回転伝達手段あるいは第２回転伝達手段の
入力側（回転方向切り替え手段側）に配置してもよい
し、出力側に配置してもよい。また、回転数変更手段及
び回転方向逆転手段は、ひとつの構造体としてまとめる
こともできる。
【００１３】本請求項の変速機構は、入力された回転を
出力する伝達経路を複数有するもので、第１回転伝達手
段を介する経路及び第２回転伝達手段を介する経路を有
している。そして、出力される回転の方向は同じである
が、第１回転伝達手段を介して出力される回転数と第２
回転伝達手段を介して出力される回転数は異なる。第１
回転伝達手段を介させるかあるいは第２回転伝達手段を
介させるかについては、回転方向切り替え手段を切り替
えることにより選択できる。すなわち、ここでは、回転
方向切り替え手段の切り替えによって伝達する回転を変
速することができる。
出力する伝達経路を複数有するもので、第１回転伝達手
段を介する経路及び第２回転伝達手段を介する経路を有
している。そして、出力される回転の方向は同じである
が、第１回転伝達手段を介して出力される回転数と第２
回転伝達手段を介して出力される回転数は異なる。第１
回転伝達手段を介させるかあるいは第２回転伝達手段を
介させるかについては、回転方向切り替え手段を切り替
えることにより選択できる。すなわち、ここでは、回転
方向切り替え手段の切り替えによって伝達する回転を変
速することができる。
【００１４】入力された回転は、まず回転方向切り替え
手段によって正回転あるいは逆回転に切り替わる。正回
転に切り替わったときには、第１回転伝達手段を含む伝
達経路によって回転が伝えられる。逆回転に切り替わっ
たときには、第２回転伝達手段を含む伝達経路によって
回転が伝えられる。この第２回転伝達手段を含む伝達経
路によって伝えられる回転は、第２回転伝達手段の入力
側あるいは出力側で、回転方向逆転手段によって回転方
向を変更される。すなわち、第１回転伝達手段を介させ
ても、第２回転伝達手段を介させても、変速機構から出
力される回転の方向は同じ方向となる。一方、回転数変
更手段によって第１回転伝達手段あるいは第２回転伝達
手段が伝達する回転数が変わるため、変速機構から出力
される回転数は異なったものとなる。
手段によって正回転あるいは逆回転に切り替わる。正回
転に切り替わったときには、第１回転伝達手段を含む伝
達経路によって回転が伝えられる。逆回転に切り替わっ
たときには、第２回転伝達手段を含む伝達経路によって
回転が伝えられる。この第２回転伝達手段を含む伝達経
路によって伝えられる回転は、第２回転伝達手段の入力
側あるいは出力側で、回転方向逆転手段によって回転方
向を変更される。すなわち、第１回転伝達手段を介させ
ても、第２回転伝達手段を介させても、変速機構から出
力される回転の方向は同じ方向となる。一方、回転数変
更手段によって第１回転伝達手段あるいは第２回転伝達
手段が伝達する回転数が変わるため、変速機構から出力
される回転数は異なったものとなる。
【００１５】本請求項の変速機構は、複雑なシンクロ機
構も含んでおらず複数のクラッチ装置も必要としないた
め、変速機構の製作コストが抑えられる。請求項２に記
載の変速機構は、出力の回転方向の正逆を切り替えるこ
とのできる駆動手段から出力された回転数を、駆動手段
の出力の回転方向の正逆を切り替えることで変更する変
速機構であって、第１回転伝達手段と、第２回転伝達手
段と、回転数変更手段とを備えている。
構も含んでおらず複数のクラッチ装置も必要としないた
め、変速機構の製作コストが抑えられる。請求項２に記
載の変速機構は、出力の回転方向の正逆を切り替えるこ
とのできる駆動手段から出力された回転数を、駆動手段
の出力の回転方向の正逆を切り替えることで変更する変
速機構であって、第１回転伝達手段と、第２回転伝達手
段と、回転数変更手段とを備えている。
【００１６】第１回転伝達手段及び第２回転伝達手段
は、一方向の回転のみを伝達することのできる、言い換
えれば、一方向の回転のみを伝達し、この一方向と逆の
回転については伝達しない手段である。第１回転伝達手
段は駆動手段の出力が正回転のときに回転を伝達し、第
２回転伝達手段は駆動手段の出力が逆回転のときに回転
を伝達するように設けられる。
は、一方向の回転のみを伝達することのできる、言い換
えれば、一方向の回転のみを伝達し、この一方向と逆の
回転については伝達しない手段である。第１回転伝達手
段は駆動手段の出力が正回転のときに回転を伝達し、第
２回転伝達手段は駆動手段の出力が逆回転のときに回転
を伝達するように設けられる。
【００１７】回転数変更手段は、第１回転伝達手段によ
り伝達される回転数と第２回転伝達手段により伝達され
る回転数とが出力されるときに異なる値となるように、
第１回転伝達手段あるいは第２回転伝達手段が伝達する
回転数を変更する。回転方向逆転手段は、第１回転伝達
手段により伝達される回転の回転方向と第２回転伝達手
段により伝達される回転の回転方向とが出力されるとき
に一致するように、第２回転伝達手段により伝達される
回転の回転方向を変更する。
り伝達される回転数と第２回転伝達手段により伝達され
る回転数とが出力されるときに異なる値となるように、
第１回転伝達手段あるいは第２回転伝達手段が伝達する
回転数を変更する。回転方向逆転手段は、第１回転伝達
手段により伝達される回転の回転方向と第２回転伝達手
段により伝達される回転の回転方向とが出力されるとき
に一致するように、第２回転伝達手段により伝達される
回転の回転方向を変更する。
【００１８】回転数変更手段及び回転方向逆転手段は、
第１回転伝達手段あるいは第２回転伝達手段の入力側
（駆動手段側）に配置してもよいし、出力側に配置して
もよい。また、回転数変更手段及び回転方向逆転手段
は、ひとつの構造体としてまとめることもできる。本請
求項の変速機構は、入力された回転を出力する伝達経路
を複数有するもので、第１回転伝達手段を介する経路及
び第２回転伝達手段を介する経路を有している。そし
て、出力される回転の方向は同じであるが、第１回転伝
達手段を介して出力される回転数と第２回転伝達手段を
介して出力される回転数とは異なる。第１回転伝達手段
を介させるかあるいは第２回転伝達手段を介させるかに
ついては、駆動手段の出力の回転方向の正逆を切り替え
ることにより選択できる。すなわち、ここでは、駆動手
段の出力の回転方向の切り替えによって、伝達する回転
を変速することができる。
第１回転伝達手段あるいは第２回転伝達手段の入力側
（駆動手段側）に配置してもよいし、出力側に配置して
もよい。また、回転数変更手段及び回転方向逆転手段
は、ひとつの構造体としてまとめることもできる。本請
求項の変速機構は、入力された回転を出力する伝達経路
を複数有するもので、第１回転伝達手段を介する経路及
び第２回転伝達手段を介する経路を有している。そし
て、出力される回転の方向は同じであるが、第１回転伝
達手段を介して出力される回転数と第２回転伝達手段を
介して出力される回転数とは異なる。第１回転伝達手段
を介させるかあるいは第２回転伝達手段を介させるかに
ついては、駆動手段の出力の回転方向の正逆を切り替え
ることにより選択できる。すなわち、ここでは、駆動手
段の出力の回転方向の切り替えによって、伝達する回転
を変速することができる。
【００１９】駆動手段の出力の回転を正回転に切り替え
た場合には、変速機構では第１回転伝達手段を含む伝達
経路によって回転が伝えられる。駆動手段の出力の回転
を逆回転に切り替えた場合には、変速機構では第２回転
伝達手段を含む伝達経路によって回転が伝えられる。こ
の第２回転伝達手段を含む伝達経路によって伝えられる
回転は、第２回転伝達手段の入力側（駆動手段側）ある
いは出力側で、回転方向逆転手段によって回転方向を変
更される。すなわち、第１回転伝達手段を介させても、
第２回転伝達手段を介させても、変速機構から出力され
る回転の方向は同じ方向となる。一方、回転数変更手段
によって第１回転伝達手段あるいは第２回転伝達手段が
伝達する回転数が変わるため、変速機構から出力される
回転数は異なったものとなる。
た場合には、変速機構では第１回転伝達手段を含む伝達
経路によって回転が伝えられる。駆動手段の出力の回転
を逆回転に切り替えた場合には、変速機構では第２回転
伝達手段を含む伝達経路によって回転が伝えられる。こ
の第２回転伝達手段を含む伝達経路によって伝えられる
回転は、第２回転伝達手段の入力側（駆動手段側）ある
いは出力側で、回転方向逆転手段によって回転方向を変
更される。すなわち、第１回転伝達手段を介させても、
第２回転伝達手段を介させても、変速機構から出力され
る回転の方向は同じ方向となる。一方、回転数変更手段
によって第１回転伝達手段あるいは第２回転伝達手段が
伝達する回転数が変わるため、変速機構から出力される
回転数は異なったものとなる。
【００２０】本請求項の変速機構は、複雑なシンクロ機
構も含んでおらず複数のクラッチ装置も必要としないた
め、変速機構の製作コストが抑えられる。請求項３に記
載の変速機構は、請求項１又は２に記載の変速機構にお
いて、第１及び第２回転伝達手段はワンウェイクラッチ
であり、回転数変更手段及び回転方向逆転手段は複数の
ギアで構成される。
構も含んでおらず複数のクラッチ装置も必要としないた
め、変速機構の製作コストが抑えられる。請求項３に記
載の変速機構は、請求項１又は２に記載の変速機構にお
いて、第１及び第２回転伝達手段はワンウェイクラッチ
であり、回転数変更手段及び回転方向逆転手段は複数の
ギアで構成される。
【００２１】ここでは、第１及び第２回転伝達手段にワ
ンウェイクラッチを採用することで、第１及び第２回転
伝達手段の一方向の回転のみを伝達することのできる機
能を実現している。また、回転数変更手段及び回転方向
逆転手段が複数のギアで構成されている。例えば、歯数
の異なるギアの組み合わせにより回転数変更手段を構成
したり、ギア，リングギア，又は遊星ギアなどを組み合
わせて回転方向逆転手段を構成する。このようにギアを
使うことにより、回転伝達の確実性や耐久強度を満足さ
せ易くなる。
ンウェイクラッチを採用することで、第１及び第２回転
伝達手段の一方向の回転のみを伝達することのできる機
能を実現している。また、回転数変更手段及び回転方向
逆転手段が複数のギアで構成されている。例えば、歯数
の異なるギアの組み合わせにより回転数変更手段を構成
したり、ギア，リングギア，又は遊星ギアなどを組み合
わせて回転方向逆転手段を構成する。このようにギアを
使うことにより、回転伝達の確実性や耐久強度を満足さ
せ易くなる。
【００２２】請求項４に記載の階段昇降車は、階段を昇
降するための階段昇降車であって、車体と、前後の主軸
と、アーム部材と、車輪と、駆動手段と、変速機構とを
備えている。前後の主軸は、車体の前部及び後部に、回
転自在に支持される。アーム部材は、主軸のそれぞれの
左右両側部に、回転自在に支持される。車輪は、アーム
部材の両端に、回転自在に装着されている。駆動手段は
主軸を回転させる。変速機構は、請求項１から３のいず
れかに記載のものであって、主軸の回転を変速して車輪
に伝達する。
降するための階段昇降車であって、車体と、前後の主軸
と、アーム部材と、車輪と、駆動手段と、変速機構とを
備えている。前後の主軸は、車体の前部及び後部に、回
転自在に支持される。アーム部材は、主軸のそれぞれの
左右両側部に、回転自在に支持される。車輪は、アーム
部材の両端に、回転自在に装着されている。駆動手段は
主軸を回転させる。変速機構は、請求項１から３のいず
れかに記載のものであって、主軸の回転を変速して車輪
に伝達する。
【００２３】請求項５に記載の階段昇降車は、請求項４
に記載の階段昇降車において、変速機構あるいは駆動手
段は、階段の表面状態に応じて、変速機構における変速
比を選択する。請求項６に記載の階段昇降車は、請求項
５に記載の階段昇降車において、変速機構あるいは駆動
手段は、階段の鉛直面の摩擦係数が所定の値よりも大き
い場合には、アーム部材の前方に位置する車輪が階段の
鉛直面を転動するように、変速機構における変速比を選
択する。変速機構あるいは駆動手段は、階段の鉛直面の
摩擦係数が所定の値よりも小さい場合には、アーム部材
の前方に位置する車輪を中心にアーム部材が回転するよ
うに、変速機構における変速比を選択する。
に記載の階段昇降車において、変速機構あるいは駆動手
段は、階段の表面状態に応じて、変速機構における変速
比を選択する。請求項６に記載の階段昇降車は、請求項
５に記載の階段昇降車において、変速機構あるいは駆動
手段は、階段の鉛直面の摩擦係数が所定の値よりも大き
い場合には、アーム部材の前方に位置する車輪が階段の
鉛直面を転動するように、変速機構における変速比を選
択する。変速機構あるいは駆動手段は、階段の鉛直面の
摩擦係数が所定の値よりも小さい場合には、アーム部材
の前方に位置する車輪を中心にアーム部材が回転するよ
うに、変速機構における変速比を選択する。
【００２４】請求項４から６に記載の階段昇降車では、
階段のステップ面の状態が通常（所定の値以上）であれ
ば、階段の端縁に到達した車輪が階段の鉛直面を転動す
るように変速機構における変速比を選択する。これによ
り、上昇階段をせり上がりながら上昇することができ、
車体の上下動が少なく、安定性の良い階段昇降車を提供
できる。
階段のステップ面の状態が通常（所定の値以上）であれ
ば、階段の端縁に到達した車輪が階段の鉛直面を転動す
るように変速機構における変速比を選択する。これによ
り、上昇階段をせり上がりながら上昇することができ、
車体の上下動が少なく、安定性の良い階段昇降車を提供
できる。
【００２５】階段のステップ面の摩擦係数が所定の値よ
りも小さい場合、変速機構における変速比を変更するこ
とにより、階段の端縁に到達した車輪を中心にアーム部
材を回転させて、アーム部材の後方に位置する車輪を次
のステップ面上に移動する。したがって、滑りやすいス
テップ面を有する階段であっても、確実に昇降すること
が可能となる。
りも小さい場合、変速機構における変速比を変更するこ
とにより、階段の端縁に到達した車輪を中心にアーム部
材を回転させて、アーム部材の後方に位置する車輪を次
のステップ面上に移動する。したがって、滑りやすいス
テップ面を有する階段であっても、確実に昇降すること
が可能となる。
【００２６】ここでは、製作コストが抑えられた請求項
１から３のいずれかに記載の変速機構を採用しているた
め、階段昇降車全体としても製作コストが抑えられる。
請求項７に記載の階段昇降車は、請求項４から６のいず
れかに記載の階段昇降車において、車輪は、車軸と、円
筒状のリング部と、ホイール部とを有している。ホイー
ル部は車軸とリング部とを連結する部分である。車輪に
は、車軸の周りに、リング部とホイール部とに囲まれた
内部空間が形成される。そして、この車輪の内部空間
に、変速機構の一部あるいは全部が組み込まれる。
１から３のいずれかに記載の変速機構を採用しているた
め、階段昇降車全体としても製作コストが抑えられる。
請求項７に記載の階段昇降車は、請求項４から６のいず
れかに記載の階段昇降車において、車輪は、車軸と、円
筒状のリング部と、ホイール部とを有している。ホイー
ル部は車軸とリング部とを連結する部分である。車輪に
は、車軸の周りに、リング部とホイール部とに囲まれた
内部空間が形成される。そして、この車輪の内部空間
に、変速機構の一部あるいは全部が組み込まれる。
【００２７】請求項４から６のいずれかに記載の階段昇
降車は、階段を昇降する際に、両端に車輪が装着されて
いるアーム部材の中央部分が階段の角部に近づく。した
がって、昇降可能な階段の範囲を拡げるためにはアーム
部材の中央部分のサイズはできるだけ小さいことが望ま
しい。しかし、変速機構の構成部材をこのアーム部材の
中央部分に配置するとこの部分が大きくなって、昇降可
能な階段の範囲が限られてしまったり、アーム部や変速
機構が階段の角部に干渉して不具合が生じる恐れがあ
る。また、このような不具合を防止するためにアーム部
の中央部分に配置される変速機構の構成部材、例えばギ
アなどのサイズを制限すると、変速機構の変速比が制約
され、出力回転数が制限される。
降車は、階段を昇降する際に、両端に車輪が装着されて
いるアーム部材の中央部分が階段の角部に近づく。した
がって、昇降可能な階段の範囲を拡げるためにはアーム
部材の中央部分のサイズはできるだけ小さいことが望ま
しい。しかし、変速機構の構成部材をこのアーム部材の
中央部分に配置するとこの部分が大きくなって、昇降可
能な階段の範囲が限られてしまったり、アーム部や変速
機構が階段の角部に干渉して不具合が生じる恐れがあ
る。また、このような不具合を防止するためにアーム部
の中央部分に配置される変速機構の構成部材、例えばギ
アなどのサイズを制限すると、変速機構の変速比が制約
され、出力回転数が制限される。
【００２８】ここでは、各車輪の内部の空間に変速機構
の一部あるいは全部を組み込んでいるため、アーム部の
中央部分に配置しなければならないギア等の変速機構の
構成部材のサイズを小さくすることが可能となる。この
ため、昇降可能な階段の範囲が限定されたり、アーム部
や変速機構が階段の角部に干渉するという不具合を発生
させることなく、変速機構の変速比の設定範囲を拡げる
ことができる。
の一部あるいは全部を組み込んでいるため、アーム部の
中央部分に配置しなければならないギア等の変速機構の
構成部材のサイズを小さくすることが可能となる。この
ため、昇降可能な階段の範囲が限定されたり、アーム部
や変速機構が階段の角部に干渉するという不具合を発生
させることなく、変速機構の変速比の設定範囲を拡げる
ことができる。
【００２９】このように、本請求項の階段昇降車では、
変速機構の占有スペースによって昇降可能な範囲が狭ま
くなるのを避けることができる。
変速機構の占有スペースによって昇降可能な範囲が狭ま
くなるのを避けることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】図１に本発明の一実施形態の階段
昇降車を示す。図２はその底面模式図である。この階段
昇降車は、車体１と、車体１の前部及び後部に回転自在
に支持される前主軸２及び後主軸３と、前主軸２の左右
に回転自在に支持された前アーム部材４Ｌ，４Ｒと、後
主軸３の左右に回転自在に支持された後アーム部材５
Ｌ，５Ｒとを備えている。前アーム部材４Ｌ，４Ｒは、
前主軸２に支持される位置から前後方向に延設され、長
さ方向両端にそれぞれ前輪６ａ，６ｂが装着されてい
る。同様にして、後アーム部材５Ｌ，５Ｒも後主軸３に
支持される位置から前後方向に延設されており、長さ方
向両端にそれぞれ後輪７ａ，７ｂが装着されている。
昇降車を示す。図２はその底面模式図である。この階段
昇降車は、車体１と、車体１の前部及び後部に回転自在
に支持される前主軸２及び後主軸３と、前主軸２の左右
に回転自在に支持された前アーム部材４Ｌ，４Ｒと、後
主軸３の左右に回転自在に支持された後アーム部材５
Ｌ，５Ｒとを備えている。前アーム部材４Ｌ，４Ｒは、
前主軸２に支持される位置から前後方向に延設され、長
さ方向両端にそれぞれ前輪６ａ，６ｂが装着されてい
る。同様にして、後アーム部材５Ｌ，５Ｒも後主軸３に
支持される位置から前後方向に延設されており、長さ方
向両端にそれぞれ後輪７ａ，７ｂが装着されている。
【００３１】前輪６ａ，６ｂは、前アーム部材４Ｌ，４
Ｒ内及び前輪６ａ，６ｂ内に装着される変速機構を介し
て前主軸２に接続されている。また、後輪７ａ，７ｂ
は、後アーム部材５Ｌ，５Ｒ内及び後輪７ａ，７ｂ内に
装着される変速機構を介して後主軸３に接続されてい
る。変速機構については後述する。前主軸２及び後主軸
３はそれぞれ車体１に設けられた前輪駆動モータ８及び
後輪駆動モータ９によって正逆回転可能に駆動される。
また、車体１には図示しないステアリング機構が設けら
れており、このステアリング機構によって前主軸２や前
輪６ａ，６ｂ等の操舵が可能となっている。
Ｒ内及び前輪６ａ，６ｂ内に装着される変速機構を介し
て前主軸２に接続されている。また、後輪７ａ，７ｂ
は、後アーム部材５Ｌ，５Ｒ内及び後輪７ａ，７ｂ内に
装着される変速機構を介して後主軸３に接続されてい
る。変速機構については後述する。前主軸２及び後主軸
３はそれぞれ車体１に設けられた前輪駆動モータ８及び
後輪駆動モータ９によって正逆回転可能に駆動される。
また、車体１には図示しないステアリング機構が設けら
れており、このステアリング機構によって前主軸２や前
輪６ａ，６ｂ等の操舵が可能となっている。
【００３２】車体１の上部には、座席１０と操作パネル
１１とが設けられている。操作パネル１１にはステアリ
ング操作のためのレバーと、メインスイッチと、走行モ
ードを切り換えるモード選択スイッチと、走行スピード
を制御するためのレバーと、ブレーキスイッチと、表示
部と、他のスイッチ類が設けられている。アーム部材及
び車輪に装着される変速機構について、前主軸２の左側
方に装着された前アーム部材４Ｌ及び前輪６ａ，６ｂを
例にして図３にその構造を示す。また、図４に図３の模
式図を示す。
１１とが設けられている。操作パネル１１にはステアリ
ング操作のためのレバーと、メインスイッチと、走行モ
ードを切り換えるモード選択スイッチと、走行スピード
を制御するためのレバーと、ブレーキスイッチと、表示
部と、他のスイッチ類が設けられている。アーム部材及
び車輪に装着される変速機構について、前主軸２の左側
方に装着された前アーム部材４Ｌ及び前輪６ａ，６ｂを
例にして図３にその構造を示す。また、図４に図３の模
式図を示す。
【００３３】前主軸２には、前主軸２と一体的に回転す
る第１ギア８１が取り付けられている。この第１ギア８
１には、前アーム部材４Ｌに軸７２を介して回動自在に
支持された第２ギア８２が噛合している。第２ギア８２
に固定された第３ギア８３には、前アーム部材４Ｌに軸
７４を介して回動自在に支持された第４ギア８４が噛合
している。前主軸２の回転は、これらのギア８１〜８４
により、増速されて軸７４に伝えられる。
る第１ギア８１が取り付けられている。この第１ギア８
１には、前アーム部材４Ｌに軸７２を介して回動自在に
支持された第２ギア８２が噛合している。第２ギア８２
に固定された第３ギア８３には、前アーム部材４Ｌに軸
７４を介して回動自在に支持された第４ギア８４が噛合
している。前主軸２の回転は、これらのギア８１〜８４
により、増速されて軸７４に伝えられる。
【００３４】前輪６ｂは、円筒状のリング４１と、リン
グ４１に固定されているホイール４２と、ホイール４２
の外周側に固定されるタイヤ４３とから構成されてい
る。リング４１の内周側には第１ワンウェイクラッチ６
１が装着されている。ホイール４２は、円筒状の外側円
筒部４２ａ及び内側円筒部４２ｃと、両円筒部４２ａ，
４２ｃを結ぶ環状の円板部４２ｂとが一体に成形された
ものであり、外側円筒部４２ａの外周側にタイヤ４３が
固定され、内側円筒部４２ｃの内周側に第２ワンウェイ
クラッチ６２が装着されている。
グ４１に固定されているホイール４２と、ホイール４２
の外周側に固定されるタイヤ４３とから構成されてい
る。リング４１の内周側には第１ワンウェイクラッチ６
１が装着されている。ホイール４２は、円筒状の外側円
筒部４２ａ及び内側円筒部４２ｃと、両円筒部４２ａ，
４２ｃを結ぶ環状の円板部４２ｂとが一体に成形された
ものであり、外側円筒部４２ａの外周側にタイヤ４３が
固定され、内側円筒部４２ｃの内周側に第２ワンウェイ
クラッチ６２が装着されている。
【００３５】第１ワンウェイクラッチ６１と第２ワンウ
ェイクラッチ６２とは、回転を伝えることのできる回転
方向が反対となっている。第１ワンウェイクラッチ６１
は、軸７４の回転をギア８５及びギア８６を介すことで
減速して前輪６ｂに伝える。この減速により、前主軸２
の回転数よりも前輪６ｂの回転数のほうが小さくなる。
なお、ギア８５は軸７４に固定されており、ギア８６は
前アーム部材４Ｌに固定されている支持部材９２に軸７
６を介して回動自在に支持されている。
ェイクラッチ６２とは、回転を伝えることのできる回転
方向が反対となっている。第１ワンウェイクラッチ６１
は、軸７４の回転をギア８５及びギア８６を介すことで
減速して前輪６ｂに伝える。この減速により、前主軸２
の回転数よりも前輪６ｂの回転数のほうが小さくなる。
なお、ギア８５は軸７４に固定されており、ギア８６は
前アーム部材４Ｌに固定されている支持部材９２に軸７
６を介して回動自在に支持されている。
【００３６】第２ワンウェイクラッチ６２は、軸７４の
回転をそのまま変速せずに前輪６ｂに伝える。したがっ
て、ここでは、前主軸２の回転数よりも前輪６ｂの回転
数のほうが大きくなる。なお、主軸２及び軸７４が正回
転しているときには、第２ワンウェイクラッチ６２を介
して前輪６ｂが正回転する。一方、主軸２及び軸７４が
逆回転しているときには、ギア８５及びギア８６により
正回転となった回転が、第１ワンウェイクラッチ６１を
介して前輪６ｂに伝えられ、前輪６ｂが正回転する。
回転をそのまま変速せずに前輪６ｂに伝える。したがっ
て、ここでは、前主軸２の回転数よりも前輪６ｂの回転
数のほうが大きくなる。なお、主軸２及び軸７４が正回
転しているときには、第２ワンウェイクラッチ６２を介
して前輪６ｂが正回転する。一方、主軸２及び軸７４が
逆回転しているときには、ギア８５及びギア８６により
正回転となった回転が、第１ワンウェイクラッチ６１を
介して前輪６ｂに伝えられ、前輪６ｂが正回転する。
【００３７】前輪６ｂの回転数が前主軸２の回転数より
も大きい場合、すなわち、前主軸２の回転が正回転のと
きは、前アーム部材４Ｌに対して、前輪６ｂを浮き上が
らせる方向に力が働く。前輪６ｂの回転数が前主軸２の
回転数よりも小さい場合、すなわち、前主軸２の回転が
逆回転のときは、前輪６ｂを接地面に押し付ける方向に
力が働く。
も大きい場合、すなわち、前主軸２の回転が正回転のと
きは、前アーム部材４Ｌに対して、前輪６ｂを浮き上が
らせる方向に力が働く。前輪６ｂの回転数が前主軸２の
回転数よりも小さい場合、すなわち、前主軸２の回転が
逆回転のときは、前輪６ｂを接地面に押し付ける方向に
力が働く。
【００３８】前アーム部材４Ｒ及び後アーム部材５Ｌ，
５Ｒについても同様の構造となっている。この階段昇降
車には、図５に示すように制御部２１が設けられてい
る。制御部２１は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を含むマ
イクロコンピュータを備えている。この制御部２１に
は、操作パネル１１、前センサ２２、後センサ２３、他
の入出力部２４が接続されている。ここで、各センサ２
２，２３は、各車輪が階段のステップ面端縁に到達した
こと及び各車輪が次のステップ面上に位置したことを検
出する。また、制御部２１には、前輪駆動モータ８を含
み、前輪６ａ，６ｂを駆動するための前輪駆動部２５、
後輪駆動モータ９を含み後輪７ａ，７ｂを駆動するため
の後輪駆動部２６、前アーム部材４Ｌ，４Ｒ等に装着さ
れている変速機構の変速比を選択する前輪変速部２７、
後アーム部材５Ｌ，５Ｒ等に装着されている変速機構の
変速比を選択する後輪変速部２８、及び制動を行うため
のブレーキ部２９が接続されている。
５Ｒについても同様の構造となっている。この階段昇降
車には、図５に示すように制御部２１が設けられてい
る。制御部２１は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を含むマ
イクロコンピュータを備えている。この制御部２１に
は、操作パネル１１、前センサ２２、後センサ２３、他
の入出力部２４が接続されている。ここで、各センサ２
２，２３は、各車輪が階段のステップ面端縁に到達した
こと及び各車輪が次のステップ面上に位置したことを検
出する。また、制御部２１には、前輪駆動モータ８を含
み、前輪６ａ，６ｂを駆動するための前輪駆動部２５、
後輪駆動モータ９を含み後輪７ａ，７ｂを駆動するため
の後輪駆動部２６、前アーム部材４Ｌ，４Ｒ等に装着さ
れている変速機構の変速比を選択する前輪変速部２７、
後アーム部材５Ｌ，５Ｒ等に装着されている変速機構の
変速比を選択する後輪変速部２８、及び制動を行うため
のブレーキ部２９が接続されている。
【００３９】この階段昇降車の動作を図６に示すフロー
チャートに基づいて説明する。操作パネル１１上のメイ
ンスイッチがオンされると、ステップＳ１で初期設定を
行う。この初期設定では、走行モードを通常走行モード
に設定する等の処理を行う。次にステップＳ２では、通
常走行モードを指定するボタンが操作されたか否かを判
断する。通常走行モードを指定するボタンが操作された
場合には、ステップＳ１０に移行する。ステップＳ１０
では、前後の車輪６，７のうち少なくとも一方を駆動し
て前進走行を行う。
チャートに基づいて説明する。操作パネル１１上のメイ
ンスイッチがオンされると、ステップＳ１で初期設定を
行う。この初期設定では、走行モードを通常走行モード
に設定する等の処理を行う。次にステップＳ２では、通
常走行モードを指定するボタンが操作されたか否かを判
断する。通常走行モードを指定するボタンが操作された
場合には、ステップＳ１０に移行する。ステップＳ１０
では、前後の車輪６，７のうち少なくとも一方を駆動し
て前進走行を行う。
【００４０】ステップＳ３では、ストップボタンが操作
されたか否かを判断する。ストップボタンが操作された
場合、ステップＳ１１に移行する。ステップＳ１１で
は、ブレーキ部２９を駆動して制動を行う。ステップＳ
４では、階段アップモードを指示する階段アップボタン
が操作されたか否かを判断する。階段アップボタンが操
作された場合には、ステップＳ１２に移行して階段アッ
プ処理を実行する。ステップＳ５では、階段ダウンモー
ドを指示するための階段ダウンボタンが操作されたか否
かを判断する。階段ダウンボタンが操作された場合、ス
テップＳ１３に移行する。ステップＳ１３では、階段ダ
ウン処理を実行する。
されたか否かを判断する。ストップボタンが操作された
場合、ステップＳ１１に移行する。ステップＳ１１で
は、ブレーキ部２９を駆動して制動を行う。ステップＳ
４では、階段アップモードを指示する階段アップボタン
が操作されたか否かを判断する。階段アップボタンが操
作された場合には、ステップＳ１２に移行して階段アッ
プ処理を実行する。ステップＳ５では、階段ダウンモー
ドを指示するための階段ダウンボタンが操作されたか否
かを判断する。階段ダウンボタンが操作された場合、ス
テップＳ１３に移行する。ステップＳ１３では、階段ダ
ウン処理を実行する。
【００４１】ステップＳ６では他のキーが操作されたか
否かを判断する。他のキーが操作された場合には、ステ
ップＳ１４に移行して操作されたキーに応じた処理を実
行する。このようにして、メインスイッチがオフされる
まで操作パネルの各ボタンやレバーの操作に応じた処理
を実行する。ステップＳ１２における階段アップ処理に
ついて説明する。
否かを判断する。他のキーが操作された場合には、ステ
ップＳ１４に移行して操作されたキーに応じた処理を実
行する。このようにして、メインスイッチがオフされる
まで操作パネルの各ボタンやレバーの操作に応じた処理
を実行する。ステップＳ１２における階段アップ処理に
ついて説明する。
【００４２】階段アップモードに移行すると、図７に示
すステップＳ２１において制御部２１内のレジスタに設
定される段差検出タイムｔをリセットし、各センサが次
に段差を検出するまでの段差検出タイムｔのカウントア
ップを開始する。ステップＳ２２では、前輪駆動部２５
及び後輪駆動部２６の少なくとも一方を駆動して前進す
る。ステップＳ２３では、前センサ２２のうち前輪６ａ
の前方に位置するセンサがオンしたか否かを判断する。
前輪６ａが階段のステップ面の端縁に到達して前センサ
２２がオンしている場合は、ステップＳ２４に移行し、
上昇モードがせり上がりモードであるか否かを判断す
る。ここでは、操作パネル１１から所定のボタンが操作
されてせり上がりモードが指示された場合、もしくは、
センサ等により階段表面の摩擦係数が所定値以上である
と判断された場合に、せり上がりモードであると判断し
てステップＳ２５に移行する。
すステップＳ２１において制御部２１内のレジスタに設
定される段差検出タイムｔをリセットし、各センサが次
に段差を検出するまでの段差検出タイムｔのカウントア
ップを開始する。ステップＳ２２では、前輪駆動部２５
及び後輪駆動部２６の少なくとも一方を駆動して前進す
る。ステップＳ２３では、前センサ２２のうち前輪６ａ
の前方に位置するセンサがオンしたか否かを判断する。
前輪６ａが階段のステップ面の端縁に到達して前センサ
２２がオンしている場合は、ステップＳ２４に移行し、
上昇モードがせり上がりモードであるか否かを判断す
る。ここでは、操作パネル１１から所定のボタンが操作
されてせり上がりモードが指示された場合、もしくは、
センサ等により階段表面の摩擦係数が所定値以上である
と判断された場合に、せり上がりモードであると判断し
てステップＳ２５に移行する。
【００４３】ステップＳ２５では、前輪変速部２７によ
り、前輪６ａ，６ｂの回転数が前主軸２の回転数よりも
小さくなるように変速比を選択、すなわち、前主軸２の
回転を逆回転させるように前輪駆動モータ８の出力回転
方向を選択する。ステップＳ２６では、せり上がりモー
ドで前輪６ａの上昇を行う。このとき、前アーム部材４
Ｌ，４Ｒに対して前輪６ｂを下方に押し付ける方向に力
がかかることとなり、前輪６ａはステップ面の端縁に接
触した状態でこの上を転動し、次のステップ面上まで移
動する。この状態で、さらにステップＳ２２に移行して
前輪駆動部２５及び後輪駆動部２６による駆動を行い、
車体１を前進させる。
り、前輪６ａ，６ｂの回転数が前主軸２の回転数よりも
小さくなるように変速比を選択、すなわち、前主軸２の
回転を逆回転させるように前輪駆動モータ８の出力回転
方向を選択する。ステップＳ２６では、せり上がりモー
ドで前輪６ａの上昇を行う。このとき、前アーム部材４
Ｌ，４Ｒに対して前輪６ｂを下方に押し付ける方向に力
がかかることとなり、前輪６ａはステップ面の端縁に接
触した状態でこの上を転動し、次のステップ面上まで移
動する。この状態で、さらにステップＳ２２に移行して
前輪駆動部２５及び後輪駆動部２６による駆動を行い、
車体１を前進させる。
【００４４】ステップＳ２３において、前輪６ａの前セ
ンサ２２がオンしていないと判断した場合、ステップＳ
２７に移行する。ステップＳ２７では、前センサ２２の
うち後輪７ａの前方に位置するセンサがオンしたか否か
を判断する。後輪７ａがステップ面の端縁に到達して前
センサ２２がオンした場合、ステップＳ２８に移行す
る。ステップＳ２８では、上昇モードがせり上がりモー
ドであるか否かを判断する。ここでは、操作パネル１１
から所定のボタンが操作されてせり上がりモードが指示
された場合、もしくは、センサ等により階段表面の摩擦
係数が所定値以上であると判断された場合に、せり上が
りモードであると判断してステップＳ２９に移行する。
ンサ２２がオンしていないと判断した場合、ステップＳ
２７に移行する。ステップＳ２７では、前センサ２２の
うち後輪７ａの前方に位置するセンサがオンしたか否か
を判断する。後輪７ａがステップ面の端縁に到達して前
センサ２２がオンした場合、ステップＳ２８に移行す
る。ステップＳ２８では、上昇モードがせり上がりモー
ドであるか否かを判断する。ここでは、操作パネル１１
から所定のボタンが操作されてせり上がりモードが指示
された場合、もしくは、センサ等により階段表面の摩擦
係数が所定値以上であると判断された場合に、せり上が
りモードであると判断してステップＳ２９に移行する。
【００４５】ステップＳ２９では、後輪変速部２８によ
り、前輪７ａ，７ｂの回転数が後主軸３の回転数よりも
小さくなるように変速比を選択、すなわち、後主軸３の
回転を逆回転させるように後輪駆動モータ９の出力回転
方向を選択する。ステップＳ３０では、せり上がりモー
ドで後輪７ａの上昇を行う。このとき、後アーム部材５
Ｌ，５Ｒに対して後輪７ｂを下方に押し付ける方向に力
がかかることとなり、後輪７ａはステップ面の端縁に接
触した状態でこの上を転動し、次のステップ面上まで移
動する。ステップＳ３１では、段差検出タイムｔをリセ
ットする。この状態で、さらにステップＳ２２に移行し
て前輪駆動部２５及び後輪駆動部２６による駆動を行
い、車体１を前進させる。
り、前輪７ａ，７ｂの回転数が後主軸３の回転数よりも
小さくなるように変速比を選択、すなわち、後主軸３の
回転を逆回転させるように後輪駆動モータ９の出力回転
方向を選択する。ステップＳ３０では、せり上がりモー
ドで後輪７ａの上昇を行う。このとき、後アーム部材５
Ｌ，５Ｒに対して後輪７ｂを下方に押し付ける方向に力
がかかることとなり、後輪７ａはステップ面の端縁に接
触した状態でこの上を転動し、次のステップ面上まで移
動する。ステップＳ３１では、段差検出タイムｔをリセ
ットする。この状態で、さらにステップＳ２２に移行し
て前輪駆動部２５及び後輪駆動部２６による駆動を行
い、車体１を前進させる。
【００４６】ステップＳ２４において、操作パネル１１
から所定のボタンが操作されて回転モードが指示された
場合、もしくはセンサ等により階段表面の摩擦係数が所
定値より小さいと判断された場合、上昇モードが回転モ
ードであると判断しステップＳ３２に移行する。ステッ
プＳ３２では、前輪変速部２７により、前輪６ａ，６ｂ
の回転数が前主軸２の回転数よりも大きくなるように変
速比を選択、すなわち、前主軸２の回転を正回転させる
ように前輪駆動モータ８の出力回転方向を選択する。ス
テップＳ３３では、回転モードで前輪６ａ，６ｂの上昇
を行う。このとき、前アーム部材４Ｌ，４Ｒに対して、
前輪６ｂを上方に浮き上がらせる方向に力がかかること
となり、前輪６ｂ，６ｂは前アーム部材４Ｌ，４Ｒとと
もに回転して次のステップ面上に移動する。この後ステ
ップＳ２２に移行する。
から所定のボタンが操作されて回転モードが指示された
場合、もしくはセンサ等により階段表面の摩擦係数が所
定値より小さいと判断された場合、上昇モードが回転モ
ードであると判断しステップＳ３２に移行する。ステッ
プＳ３２では、前輪変速部２７により、前輪６ａ，６ｂ
の回転数が前主軸２の回転数よりも大きくなるように変
速比を選択、すなわち、前主軸２の回転を正回転させる
ように前輪駆動モータ８の出力回転方向を選択する。ス
テップＳ３３では、回転モードで前輪６ａ，６ｂの上昇
を行う。このとき、前アーム部材４Ｌ，４Ｒに対して、
前輪６ｂを上方に浮き上がらせる方向に力がかかること
となり、前輪６ｂ，６ｂは前アーム部材４Ｌ，４Ｒとと
もに回転して次のステップ面上に移動する。この後ステ
ップＳ２２に移行する。
【００４７】ステップＳ２８において、操作パネル１１
から所定のボタンが操作されて回転モードが指示された
場合、もしくはセンサ等により階段表面の摩擦係数が所
定値より小さいと判断された場合、上昇モードが回転モ
ードであると判断しステップＳ３４に移行する。ステッ
プＳ３４では、後輪変速部２８により、後輪７ａ，７ｂ
の回転数が後主軸３の回転数よりも大きくなるように変
速比を選択、すなわち、後主軸３の回転を正回転させる
ように後輪駆動モータ９の出力回転方向を選択する。ス
テップＳ３５では、回転モードで後輪７ａ，７ｂの上昇
を行う。このとき、後アーム部材５Ｌ，５Ｒに対して、
後輪６ｂを上方に浮き上がらせる方向に力がかかること
となり、後輪６ｂ，６ｂは後アーム部材５Ｌ，５Ｒとと
もに回転して次のステップ面上に移動する。ステップＳ
３６では、段差検出タイムｔをリセットする。この後ス
テップＳ２２に移行する。
から所定のボタンが操作されて回転モードが指示された
場合、もしくはセンサ等により階段表面の摩擦係数が所
定値より小さいと判断された場合、上昇モードが回転モ
ードであると判断しステップＳ３４に移行する。ステッ
プＳ３４では、後輪変速部２８により、後輪７ａ，７ｂ
の回転数が後主軸３の回転数よりも大きくなるように変
速比を選択、すなわち、後主軸３の回転を正回転させる
ように後輪駆動モータ９の出力回転方向を選択する。ス
テップＳ３５では、回転モードで後輪７ａ，７ｂの上昇
を行う。このとき、後アーム部材５Ｌ，５Ｒに対して、
後輪６ｂを上方に浮き上がらせる方向に力がかかること
となり、後輪６ｂ，６ｂは後アーム部材５Ｌ，５Ｒとと
もに回転して次のステップ面上に移動する。ステップＳ
３６では、段差検出タイムｔをリセットする。この後ス
テップＳ２２に移行する。
【００４８】ステップＳ２７において、後輪７ａの前セ
ンサ２２がオンしていないと判断すると、ステップＳ３
７に移行する。ステップＳ３７では、段差検出タイムｔ
が予め設定された所定時間Ｔを超えたか否かを判断す
る。段差検出タイムｔが所定時間Ｔ以下であればステッ
プＳ２２に移行し、段差検出タイムｔが所定時間Ｔを超
えた場合にはステップＳ３８に移行する。ステップＳ３
８では、通常走行モードに移行し、メインルーチンに復
帰する。
ンサ２２がオンしていないと判断すると、ステップＳ３
７に移行する。ステップＳ３７では、段差検出タイムｔ
が予め設定された所定時間Ｔを超えたか否かを判断す
る。段差検出タイムｔが所定時間Ｔ以下であればステッ
プＳ２２に移行し、段差検出タイムｔが所定時間Ｔを超
えた場合にはステップＳ３８に移行する。ステップＳ３
８では、通常走行モードに移行し、メインルーチンに復
帰する。
【００４９】せり上がりモードの場合、図８（Ａ）に示
すように、前輪６ａがステップ面ＳＴ１の端縁Ｅ１に到
達して前センサ２２がオンすると、前輪駆動モータ８を
逆回転させる。前輪６ａは端縁Ｅ１上を転動し、図８
（Ｂ）に示すようにステップ面ＳＴ１上に到達する。さ
らに、車体１を前進させることにより、図８（Ｃ）に示
すように、前輪６ａが次のステップ面の端縁Ｅ２に到達
する。図８（Ｄ）に示すように、前輪６ａが端縁Ｅ２を
転動して次のステップ面ＳＴ２まで移動する。
すように、前輪６ａがステップ面ＳＴ１の端縁Ｅ１に到
達して前センサ２２がオンすると、前輪駆動モータ８を
逆回転させる。前輪６ａは端縁Ｅ１上を転動し、図８
（Ｂ）に示すようにステップ面ＳＴ１上に到達する。さ
らに、車体１を前進させることにより、図８（Ｃ）に示
すように、前輪６ａが次のステップ面の端縁Ｅ２に到達
する。図８（Ｄ）に示すように、前輪６ａが端縁Ｅ２を
転動して次のステップ面ＳＴ２まで移動する。
【００５０】図９（Ａ）に示すように後輪７ａが端縁Ｅ
１に到達すると、後輪駆動モータ９を逆回転させて、後
輪７ａが端縁Ｅ１上を転動するように設定する。このこ
とにより、図９（Ｂ）に示すように後輪７ａがステップ
面ＳＴ１上まで移動する。さらに、図９（Ｃ）に示すよ
うに前進を行い、以上の動作を繰り返して階段を上昇す
ることができる。
１に到達すると、後輪駆動モータ９を逆回転させて、後
輪７ａが端縁Ｅ１上を転動するように設定する。このこ
とにより、図９（Ｂ）に示すように後輪７ａがステップ
面ＳＴ１上まで移動する。さらに、図９（Ｃ）に示すよ
うに前進を行い、以上の動作を繰り返して階段を上昇す
ることができる。
【００５１】次に回転モードの場合、図１０（Ａ）に示
すように、前輪６ａが端縁Ｅ１に到達したとき、前輪駆
動モータ８を正回転させて、前アーム部材４Ｌ，４Ｒが
回転力を受けるように設定する。このことにより、図１
０（Ｂ）に示すように、前輪６ｂが前アーム部材４Ｌ，
４Ｒとともに回動し、図１０（Ｃ）に示すように次のス
テップ面ＳＴ１上に到達する。この状態で前輪駆動モー
タ８を逆回転させてさらに前進し、図１０（Ｄ）に示す
ように前輪６ｂが端縁Ｅ2 に到達した際には、前輪駆動
モータ８を正回転させ、同様に前アーム部材４Ｌ，４Ｒ
と前輪６ａとを回動させる。
すように、前輪６ａが端縁Ｅ１に到達したとき、前輪駆
動モータ８を正回転させて、前アーム部材４Ｌ，４Ｒが
回転力を受けるように設定する。このことにより、図１
０（Ｂ）に示すように、前輪６ｂが前アーム部材４Ｌ，
４Ｒとともに回動し、図１０（Ｃ）に示すように次のス
テップ面ＳＴ１上に到達する。この状態で前輪駆動モー
タ８を逆回転させてさらに前進し、図１０（Ｄ）に示す
ように前輪６ｂが端縁Ｅ2 に到達した際には、前輪駆動
モータ８を正回転させ、同様に前アーム部材４Ｌ，４Ｒ
と前輪６ａとを回動させる。
【００５２】図１１（Ａ）に示すように、後輪７ａが端
縁Ｅ１に到達した場合、後輪駆動モータ９を正回転させ
て、後アーム部材５Ｌ，５Ｒが回転力を受けるように設
定する。このことにより、図１１（Ｂ）及び図１１
（Ｃ）に示すように、後輪７ｂが後アーム部材５Ｌ，５
Ｒとともに回動して次のステップ面ＳＴ１上に移動す
る。以上の動作を繰り返して階段を上昇することができ
る。
縁Ｅ１に到達した場合、後輪駆動モータ９を正回転させ
て、後アーム部材５Ｌ，５Ｒが回転力を受けるように設
定する。このことにより、図１１（Ｂ）及び図１１
（Ｃ）に示すように、後輪７ｂが後アーム部材５Ｌ，５
Ｒとともに回動して次のステップ面ＳＴ１上に移動す
る。以上の動作を繰り返して階段を上昇することができ
る。
【００５３】このような実施形態とすることにより、階
段のステップ面の角部を傷つけることなく階段を上昇す
ることが可能となる。また、せり上がりモードで上昇す
れば、車輪の径より大きな段差を有する階段も容易に上
昇することができ、車体の上下動が少なく安定して階段
の上昇を行うことができる。また、階段表面の摩擦係数
が小さく、滑りやすい状態であっても、回転モードによ
り確実に上昇することができる。
段のステップ面の角部を傷つけることなく階段を上昇す
ることが可能となる。また、せり上がりモードで上昇す
れば、車輪の径より大きな段差を有する階段も容易に上
昇することができ、車体の上下動が少なく安定して階段
の上昇を行うことができる。また、階段表面の摩擦係数
が小さく、滑りやすい状態であっても、回転モードによ
り確実に上昇することができる。
【００５４】また、本実施形態では、図３に示すよう
に、車輪の内部空間に、変速機構の一部が組み込まれて
いる。このような空間を利用していることにより、アー
ム部材４Ｌ，４Ｒ，５Ｌ，５Ｒの中央部分に配置しなけ
ればならない第１ギア８１のサイズを小さくすることが
できている。これにより、アーム部材４Ｌ，４Ｒ，５
Ｌ，５Ｒや第１ギア８１が階段の角部に干渉するという
不具合が抑えられている。
に、車輪の内部空間に、変速機構の一部が組み込まれて
いる。このような空間を利用していることにより、アー
ム部材４Ｌ，４Ｒ，５Ｌ，５Ｒの中央部分に配置しなけ
ればならない第１ギア８１のサイズを小さくすることが
できている。これにより、アーム部材４Ｌ，４Ｒ，５
Ｌ，５Ｒや第１ギア８１が階段の角部に干渉するという
不具合が抑えられている。
【００５５】
【発明の効果】本発明では、２つのワンウェイクラッチ
を使って回転方向の切り替えにより変速を行う構造を採
用したため、複雑なシンクロ機構や複数のクラッチ装置
などを必要とせず、製作コストを抑えた変速機構を提供
することが出来る。
を使って回転方向の切り替えにより変速を行う構造を採
用したため、複雑なシンクロ機構や複数のクラッチ装置
などを必要とせず、製作コストを抑えた変速機構を提供
することが出来る。
【図１】本発明の一実施形態の階段昇降車の側面図。
【図２】階段昇降車の底面を示す模式図。
【図３】変速機構の一部断面図。
【図４】変速機構の模式図。
【図５】本発明の一実施形態の制御ブロック図。
【図６】その制御フローチャート。
【図７】その制御フローチャート。
【図８】せり上がりモードの動作を示す説明図。
【図９】せり上がりモードの動作を示す説明図。
【図１０】回転モードの動作を示す説明図。
【図１１】回転モードの動作を示す説明図。
１ 車体 ２ 前主軸 ３ 後主軸 ４ 前アーム部材 ５ 後アーム部材 ６ａ，６ｂ 前輪（車輪） ７ａ，７ｂ 後輪（車輪） ８ 前輪駆動モータ（駆動手段） ９ 後輪駆動モータ（駆動手段） ６１ 第１ワンウェイクラッチ ６２ 第２ワンウェイクラッチ ８１〜８６ ギア
Claims (7)
- 【請求項１】回転を伝達しつつ、その回転数を変更する
ことのできる変速機構であって、 入力された回転を正回転あるいは逆回転に切り替えるこ
とのできる回転方向切り替え手段と、 前記回転方向切り替え手段に対して出力側に配置され、
前記回転方向切り替え手段により切り替えられた回転が
正回転のときに回転を伝達する、一方向の回転のみを伝
達する第１回転伝達手段と、 前記回転方向切り替え手段に対して出力側に配置され、
前記回転方向切り替え手段により切り替えられた回転が
逆回転のときに回転を伝達する、一方向の回転のみを伝
達する第２回転伝達手段と、 前記第１回転伝達手段あるいは前記第２回転伝達手段が
伝達する回転数を変更する回転数変更手段と、 前記第２回転伝達手段により伝達される回転の回転方向
を変更する回転方向逆転手段と、を備えた変速機構。 - 【請求項２】出力の回転方向の正逆を切り替えることの
できる駆動手段から出力された回転数を、駆動手段の出
力の回転方向の正逆を切り替えることで変更する変速機
構であって、 前記駆動手段の出力が正回転のときに回転を伝達する、
一方向の回転のみを伝達する第１回転伝達手段と、 前記駆動手段の出力が逆回転のときに回転を伝達する、
一方向の回転のみを伝達する第２回転伝達手段と、 前記第１回転伝達手段あるいは前記第２回転伝達手段が
伝達する回転数を変更する回転数変更手段と、 前記第２回転伝達手段により伝達される回転の回転方向
を変更する回転方向逆転手段と、を備えた変速機構。 - 【請求項３】前記第１及び第２回転伝達手段はワンウェ
イクラッチであり、 前記回転数変更手段及び前記回転方向逆転手段は複数の
ギアで構成される、請求項１又は２に記載の変速機構。 - 【請求項４】階段を昇降するための階段昇降車であっ
て、 車体と、 前記車体の前部及び後部に回転自在に支持される前後の
主軸と、 前記主軸のそれぞれの左右両側部に回転自在に支持され
るアーム部材と、 前記アーム部材の両端に回転自在に装着された車輪と、 前記主軸を回転させる駆動手段と、 前記主軸の回転を変速して前記車輪に伝達する、請求項
１から３のいずれかに記載の変速機構と、を備えた階段
昇降車。 - 【請求項５】前記変速機構あるいは前記駆動手段は、階
段の表面状態に応じて、前記変速機構における変速比を
選択する、請求項４に記載の階段昇降車。 - 【請求項６】前記変速機構あるいは前記駆動手段は、前
記階段の鉛直面の摩擦係数が所定の値よりも大きい場合
には前記アーム部材の前方に位置する車輪が前記階段の
鉛直面を転動するように前記変速機構における変速比を
選択し、前記階段の鉛直面の摩擦係数が前記所定の値よ
りも小さい場合には前記アーム部材の前方に位置する車
輪を中心に前記アーム部材が回転するように前記変速機
構における変速比を選択する、請求項５に記載の階段昇
降車。 - 【請求項７】前記車輪は、車軸と、円筒状のリング部
と、前記車軸と前記リング部とを連結するホイール部と
を有しており、前記リング部と前記ホイール部とに囲ま
れた前記車軸の周りに内部空間が形成され、 前記変速機構の一部あるいは全部は前記車輪の内部空間
に組み込まれる、請求項４から６のいずれかに記載の階
段昇降車。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9100193A JPH10292854A (ja) | 1997-04-17 | 1997-04-17 | 変速機構、及びその変速機構を有する階段昇降車 |
| DE19816901A DE19816901A1 (de) | 1997-04-17 | 1998-04-16 | Drehzahl-Änderungsmechanismus und treppensteigendes Fahrzeug mit dem Drehzahl-Änderungsmechanismus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9100193A JPH10292854A (ja) | 1997-04-17 | 1997-04-17 | 変速機構、及びその変速機構を有する階段昇降車 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10292854A true JPH10292854A (ja) | 1998-11-04 |
Family
ID=14267476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9100193A Pending JPH10292854A (ja) | 1997-04-17 | 1997-04-17 | 変速機構、及びその変速機構を有する階段昇降車 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10292854A (ja) |
| DE (1) | DE19816901A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112693538A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-04-23 | 德鲁动力科技(成都)有限公司 | 一种足式机器人足端结构、腿部运动机构及四足机器人 |
| JP2022079354A (ja) * | 2020-11-16 | 2022-05-26 | トヨタ自動車株式会社 | 電動車両 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19912932C1 (de) * | 1999-03-22 | 2000-08-17 | Alber Ulrich Gmbh & Co Kg | Treppensteigvorrichtung |
| DE102010037729B4 (de) * | 2010-04-27 | 2021-10-14 | Alber Gmbh | Treppensteigvorrichtung |
| DE102013207681A1 (de) * | 2013-04-26 | 2014-10-30 | Robert Bosch Gmbh | Motor-Getriebe-Einheit sowie Radnabenantrieb mit derartiger Motor-Getriebe-Einheit |
-
1997
- 1997-04-17 JP JP9100193A patent/JPH10292854A/ja active Pending
-
1998
- 1998-04-16 DE DE19816901A patent/DE19816901A1/de not_active Ceased
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022079354A (ja) * | 2020-11-16 | 2022-05-26 | トヨタ自動車株式会社 | 電動車両 |
| US11724758B2 (en) | 2020-11-16 | 2023-08-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Motor-driven vehicle |
| CN112693538A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-04-23 | 德鲁动力科技(成都)有限公司 | 一种足式机器人足端结构、腿部运动机构及四足机器人 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19816901A1 (de) | 1998-11-26 |
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