(57)【要約】【課題】着座した状態の操縦者が容易に前輪前方直近の領域の路面状態を確認する。【解決手段】走行方向に間隔を空けて配置された電動の後輪３および前輪４と、該前輪４および後輪３を各車軸回りに回転可能に支持する車体フレーム２と、該車体フレーム２に固定され、前輪４と後輪３との間の後輪３に近接する位置の上方に配置された座席５と、車体フレーム２に取り付けられ、座席５に着座した状態の操縦者Ａを左右両側下方から前方にわたって取り囲むように配置され、その頂部に操作部９を有するアーチ型のハンドル７とを備え、頂部近傍のハンドル７の内側面が、前輪４の上部の外周面に接し座席５に着座した状態の操縦者の視点位置近傍を通過する平面Ｐに対して上方に間隔を空けて配置されている電動モビリティ１を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行方向に間隔を空けて配置された電動の後輪および前輪と、
該前輪および後輪を各車軸回りに回転可能に支持する車体フレームと、
該車体フレームに固定され、前記前輪と前記後輪との間の該後輪に近接する位置の上方に配置された座席と、
前記車体フレームに取り付けられ、前記座席に着座した状態の操縦者を左右両側から前方にわたって取り囲むように配置され、その頂部に操舵部を有するアーチ型のハンドルとを備え、
前記頂部近傍の前記ハンドルの内側面が、前記前輪の上部の外周面に接し前記座席に着座した状態の操縦者の視点位置近傍を通過する平面に対して上方に間隔を空けて配置されている電動モビリティ。
【請求項２】
前記後輪が左右一対設けられ、
前記前輪が幅方向の略中央に設けられている請求項１に記載の電動モビリティ。
【請求項３】
前記後輪が左右独立して駆動可能であるとともに、前記前輪が全方向車輪である請求項２に記載の電動モビリティ。
【請求項４】
前記ハンドルが、前記操舵部の位置を調節可能に設けられている請求項１から請求項３のいずれかに記載の電動モビリティ。
【請求項５】
前記ハンドルが、前記後輪の車軸近傍の車幅方向に延びる軸線回りに揺動可能に設けられている請求項４に記載の電動モビリティ。
【請求項６】
前記座席が、前記車体フレームに対して位置調節可能に設けられている請求項１から請求項５のいずれかに記載の電動モビリティ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モビリティに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車いすのようなコンパクトな車体に電動の駆動輪を有し、着座した状態でハンドルを操作することにより走行する種々の電動モビリティが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
これらの電動モビリティにおいては、安定した走行を行うために、操縦者が前輪の前方の路面状態を目視で確認する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３２８８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の電動モビリティでは、操縦者の前方中央に配置されるハンドルおよびその支持部材によって前輪の前方直近の領域への視界が遮られ、路面状態の確認が困難であるという不都合がある。特に、前輪が幅方向の中央に配置されている形式の電動モビリティにおいては、その問題は顕著となる。
【０００５】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、着座した状態の操縦者が容易に前輪前方直近の領域の路面状態を確認することができる電動モビリティを提供することを目的としている。         
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、走行方向に間隔を空けて配置された電動の後輪および前輪と、該前輪および前記後輪を各車軸回りに回転可能に支持する車体フレームと、該車体フレームに固定され、前記前輪と前記後輪との間の該後輪に近接する位置の上方に配置された座席と、前記車体フレームに取り付けられ、前記座席に着座した状態の操縦者を左右両側下方から前方にわたって取り囲むように配置され、その頂部に操作部を有するアーチ型のハンドルとを備え、前記頂部近傍の前記ハンドルの内側面が、前記前輪の上部の外周面に接し前記座席に着座した状態の操縦者の視点位置近傍を通過する平面に対して上方に間隔を空けて配置されている電動モビリティを提供する。
【０００７】
本態様によれば、座席に着座し、肘を軽く曲げて腕を前方に延ばすと、座席の左右両側下方から前方に延びるアーチ型のハンドルの頂部に配置された操作部に手を配置することができ、操作部を操作して容易に走行および操舵を行うことができる。この場合に、ハンドルがアーチ型に形成されていて、着座した状態の操縦者の視点位置近傍を通過し、前輪の上部の外周面に接する平面の上方の空間が車体によって遮られていないので、操縦者は、ハンドルの内側から前輪の前方を目視することができ、前輪が乗り越える路面状態を容易に確認することができる。
【０００８】
上記態様においては、前記後輪が左右一対設けられ、前記前輪が幅方向の略中央に設けられていてもよい。
このようにすることで、後輪と前輪の３カ所で、操縦者の重心を安定して支持することができる。前輪は中央に１輪設けられている場合の他、２輪以上が中央に隣接して配置されている場合も含む。
【０００９】
また、上記態様においては、前記後輪が左右独立して駆動可能であるとともに、前記前輪が全方向車輪であってもよい。
このようにすることで、後輪を駆動輪として使用するとともに、左右の後輪の回転速度を異ならせることで操舵のために利用することができる。この場合に、前輪を全方向車輪にすることにより、車体フレームに車軸を固定したままで全方向に移動することができる。したがって、路面の凹凸を乗り越えやすくするために前輪を大きくしても、前輪に必要な設置スペースを低減でき、後輪側に近づけても足の邪魔にならないので、ハンドルの内側面との間の空間をさらに大きく確保して、前輪の直前の路面状態をさらに容易に確認することが可能となる。
【００１０】
また、上記態様においては、前記ハンドルが、前記操作部の位置を調節可能に設けられていてもよい。
このようにすることで、操縦者が、ハンドルを揺動させて操作部の位置を低く調節することで、ハンドルの内側面の下方の視界を大きく確保して前輪の直前の路面状態を広い範囲にわたって容易に確認することができる。
【００１１】
また、上記態様においては、前記ハンドルが、前記後輪の車軸近傍の車幅方向に延びる軸線回りに揺動可能に設けられていてもよい。
このようにすることで、ハンドルを揺動させて、操作部を簡易に上下させ、ハンドルの内側面下方の空間の調節と操作性の調節を同時に行うことができる。座席の下方の軸線回りにハンドルを揺動させるので、着座している操縦者の上半身の周囲を開放することができる。
【００１２】
また、上記態様においては、前記座席が、前記車体フレームに対して位置調節可能に設けられていてもよい。
このようにすることで、操縦者の体格に合わせて、座席の位置を調節して操作性を向上することができる。特に、操縦者の視点が高くなる場合に、座席を低くすることでハンドルの内側面の下方の視界を大きく確保して前輪の直前の路面状態を容易に確認することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、着座した状態の操縦者が容易に前輪前方直近の領域の路面状態を確認することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動モビリティであって、ハンドルが第１の位置に配置された状態を示す側面図である。
【図２】図１の電動モビリティを示す背面図である。
【図３】図１の電動モビリティを示すブロック図である。
【図４】図１の電動モビリティの従動輪の一例を示す斜視図である。
【図５】図１の電動モビリティの従動輪と足置き部との関係を示す部分的な平面図である。
【図６】図１の電動モビリティを示す平面図である。
【図７】図１の電動モビリティであって、ハンドルが第２の位置に配置された状態を示す側面図である。
【図８】図１の電動モビリティのハンドルに設けられた操作部を示す（ａ）斜視図、（ｂ）プレートを破断して内部構造を示す斜視図である。
【図９】図１の電動モビリティの各部の寸法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態に係る電動モビリティについて、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る電動モビリティ１は、図１〜図３に示されるように、車体フレーム２と、該車体フレーム２に取り付けられた駆動輪３および従動輪４と、車体フレーム２に固定された座席５および足置き部６と、車体フレーム２に取り付けられたハンドル７と、駆動輪３を制御する制御部８とを備えている。
【００１６】
駆動輪３は、モータ内蔵型であり、図２に示されるように、タイヤ３ａの半径方向の中心部に配置されたモータ３ｂのステータが車体フレーム２に固定され、モータ３ｂのロータがタイヤ３ａに固定されている。
駆動輪３は、車体フレーム２の幅方向に間隔を空けて２輪設けられている。各駆動輪３は、別個のモータ３ｂによって独立して駆動されるようになっており、左右で回転速度を一致させることで直線的に前後進を行い、回転速度を異ならせることで、方向転換を行うことができるようになっている。
【００１７】
駆動輪３は、図２に示されるように、タイヤ３ａの接地点において最も幅が広くなるようにキャンバ角が付与されている。これにより走行安定性が高められるとともに、駆動輪３に内蔵されたモータ３ｂを接地点よりも幅方向の内側に配置して電動モビリティ１の全幅を抑えることができるようになっている。
【００１８】
従動輪４は、駆動輪３に対して走行方向に間隔を空けた位置に、車体フレーム２の幅方向の中央部に１輪、配置されている。本実施形態においては、従動輪４は、全方向車輪（例えば、図４に示されるようなオムニホイール等）であり、車体フレーム２の幅方向に水平に延びる車軸回りに回転自在に取り付けられている。全方向車輪は、車体フレーム２に車軸を固定したままの状態で全方向への移動を可能にする車輪である。図１および図２中、符号４ａはホイルハウスである。
【００１９】
全方向車輪は、車軸を固定するので、キャスタのように車軸に交差する軸線（例えば、鉛直軸線）回りに回転させずに済み、図５に示されるように、従動輪４の設置スペースが少なくて済むという利点を有している。図中、破線は、キャスタを採用した場合の設置スペースの一例を示している。特に、路面の凹凸を乗り越えやすくするために従動輪４の直径を大きくしても、幅方向の設置スペースを大きくする必要がなく、効果的である。
【００２０】
座席５は、駆動輪３と従動輪４との間の駆動輪３に近接した位置の上方に配置されている。本実施形態においては、座席５は、操縦者Ａが座席５に着座した状態で、従動輪４側が操縦者Ａの前方となるように配置されている。
【００２１】
足置き部６は、駆動輪３と従動輪４との間に走行方向に延びて配置されている。足置き部６は、操縦者Ａが着座した状態では、操縦者Ａの足が、つま先を従動輪４側に向けるように配置されるようになっている。
【００２２】
本実施形態においては、ハンドル７は、駆動輪３の車軸位置近傍の車幅方向に延びる揺動軸Ｂ回りに揺動可能に設けられている。したがって、揺動軸Ｂは、座席５の下方に配置されている。そして、ハンドル７は、図６に示されるように、揺動軸Ｂに固定される左右両側から車体フレーム２を車幅方向に横切るように延びるアーチ型に構成されている。また、ハンドル７の揺動端となるアーチ型の頂部Ｃには、駆動輪３を操縦するための操作部９が設けられている。
【００２３】
ハンドル７は、図１に示される第１の位置および図７に示される第２の位置に揺動することができるとともに、図示しない固定機構によって第１および第２の位置に固定することができるようになっている。
第１の位置は、接地面に対して約３５°〜５５°の角度に配置される位置である。この位置は、操縦者Ａが、つま先を従動輪４側に向けて足置き部６に足を配置して着座した状態で、ハンドル７が、左右両側下方から操縦者Ａの前方を取り囲むように配置されて、アーチ型の頂部Ｃに配置される操作部９が、操縦者Ａの前方に配置される位置となっている。
【００２４】
操縦者Ａが座席５に着座してハンドル７を第１の位置に配置すると、肘を軽く曲げて両腕を差し出した位置に操作部９が配置されるようになっており、操縦者Ａは無理なく操作部９を操作して、操縦することができるようになっている。
【００２５】
また、本実施形態においては、操縦者Ａが座席５に着座してハンドル７を第１の位置に配置すると、図１に示されるように、操縦者Ａの視点を通り、従動輪４の上部の外周面に接する平面Ｐと、ハンドル７の操作部９の内側面との間に隙間Ｄが設けられるようになっている。
【００２６】
具体的には、次式（１）、（２）が満足されるように図９に示される各寸法が決定されている。
（ｄ２＋ｄ７−ｄ６）ｃｏｓθ−（ｄ３−ｄ１）ｓｉｎθ＝ｄ７    （１）
（ｄ２−ｄ５）／ｔａｎθ＜（ｄ４−ｄ１）  （２）
ここで、
ｄ１：背もたれから視点までの地面に平行な方向の寸法、
ｄ２：座面から視点までの地面に直交する方向の寸法、
ｄ３：背もたれから従動輪４中心までの地面に平行な方向の寸法、
ｄ４：背もたれからハンドル７内側までの地面に平行な方向の寸法、
ｄ５：座面からハンドル７内側までの地面に直交する方向の寸法、
ｄ６：座面の地面からの高さ寸法、
ｄ７：従動輪４の半径、
θ：平面Ｐと地面とのなす角度
である。
【００２７】
さらに具体的には、背もたれから従動輪４中心までの地面に平行な方向の寸法ｄ３は６８０ｍｍ以下とし、背もたれからハンドル７内側までの地面に平行な方向の寸法ｄ４は４６０ｍｍ以上とすることが好ましい。
これは、以下の各寸法に基づいている。
すなわち、背もたれから視点までの地面に平行な方向の寸法ｄ１としては、姿勢が良い状態で約１６０ｍｍであり、その範囲は１５０ｍｍ〜１８０ｍｍである。また、座面から視点までの高さ（眼高）寸法ｄ２は、一般に、６５０ｍｍ〜７５０ｍｍである。また、座面からハンドル７内側までの高さｄ５は、一般に、アームレストの高さが２３０ｍｍであることから、それ以上の２５０ｍｍ〜３５０ｍｍであることが望ましい。また、座面高さｄ６は、調整可能であり、５００ｍｍ〜６００ｍｍが一般的であり、従動輪４の半径ｄ７は、一般に半径１２０ｍｍ程度のタイヤを用いるため、ホイルハウス４ａを考慮して、１３０ｍｍ〜１５０ｍｍであることが好ましいからである。
【００２８】
第２の位置は、ハンドル７が、接地面に対して−２０°〜０°の角度に配置される位置である。この位置では、ハンドル７のアーチ型の頂部Ｃに配置される操作部９が、従動輪４を取り囲む位置まで下げられるので、操縦者Ａが従動輪４およびハンドル７を跨いで乗降することができる位置となっている。
【００２９】
第１の位置においては、ハンドル７の揺動角度を微調節することができるようになっていてもよい。このようにすることで、操縦者Ａの体格に合わせて、操作部９の位置を微調節することができる。
【００３０】
操作部９は、図８に示されるように、操縦者Ａが軽く開いた状態の両手を並べて配置するプレート９ａと、該プレート９ａを相互に直交する２つの軸線９ｂ、９ｃ回りに揺動可能に支持する支持機構１１とを備えている。
本実施形態においては、図８（ａ）に示されるように、プレート９ａは、支持機構１１を覆う筒状に形成されている。
【００３１】
支持機構１１は、図８（ｂ）に示されるように、ハンドル７に固定されるベース部材１１ａと、該ベース部材１１ａに固定され、中間部材１１ｂを前後方向に延びる第１軸線９ｂ回りに揺動可能に支持する第１モータ１１ｃと、中間部材１１ｂに固定され、プレート９ａを左右方向に延びる第２軸線９ｃ回りに揺動可能に支持する第２モータ１１ｄとを備えている。
【００３２】
第１モータ１１ｃおよび第２モータ１１ｄは、それぞれベース部材１１ａに対する中間部材１１ｂの揺動角度、中間部材１１ｂに対するプレート９ａの揺動角度を検出する図示しない角度センサを備えている。これらの角度センサからの出力は、制御部８に送られ、駆動輪３の制御に利用されるとともに、第１モータ１１ｃおよび第２モータ１１ｄにフィードバックされてプレート９ａに加わる操縦者Ａからの力に対する反力を生成するために利用されるようになっている。
【００３３】
さらに、制御部８は、第１モータ１１ｃおよび第２モータ１１ｄに設けられた角度センサからの出力から、プレート９ａが原点位置、すなわち、前後左右のいずれにも傾いていない位置に戻るように第１モータ１１ｃおよび第２モータ１１ｄを制御するようになっている。これにより、操縦者Ａがプレート９ａから手を離すと、電動モビリティ１は停止するようになっている。
【００３４】
制御部８は、第１モータ１１ｃおよび第２モータ１１ｄに備えられた角度センサからの操作部９におけるプレート９ａの揺動角度に基づいて駆動輪３を制御する制御信号を発生し、各駆動輪３に供給するようになっている。
【００３５】
ここで、制御部８による制御について説明する。
操縦者Ａが、プレート９ａを第２軸線９ｃ回りに前方に傾けると、制御部８が、２つの駆動輪３に対して同一の駆動指令信号を出力するようになっている。これにより、２つの駆動輪３は同一速度で同一方向に回転し、電動モビリティ１が前進させられるようになっている。また、この場合の前進速度は、プレート９ａの傾き角度が大きくなるほど高くなるように調節されるようになっている。
【００３６】
同様に、プレート９ａを第２軸線９ｃ回りに後方に傾けると、制御部８からは、２つの駆動輪３に対して、上記とは反対方向に同一の駆動指令信号が出力されるようになっている。これにより、電動モビリティ１が後進させられるようになっている。この場合の後進速度は、プレート９ａの傾き角度が大きくなるほど高くなるように調節されるようになっているが、前進速度よりも小さい速度となるように制御されるようになっている。
【００３７】
また、プレート９ａを第１軸線９ｂ回りに左に傾けると、操縦者Ａの左側の駆動輪３よりも右側の駆動輪３の回転速度が速くなるように、あるいは、左側の駆動輪３と右側の駆動輪３の回転方向が逆転するように制御される。これにより、電動モビリティ１は左向きに操作されるようになっている。同様に、プレート９ａを第１軸線９ｂ回りに右に傾けると、電動モビリティ１は右向きに操作されるようになっている。
【００３８】
さらに、電動モビリティ１が前進している状態で、プレート９ａが第２の軸線９ｃ回りに後方に最大限に傾けられた場合には、制御部８は、非常停止処理として、短時間で２つの駆動輪３の動作を停止するようになっている。
【００３９】
このように構成された本実施形態に係る電動モビリティ１の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る電動モビリティ１を用いて走行する場合には、操縦者Ａは、従動輪４側につま先を向けて、足置き部６に足を置き、座席５に着座する。そして、ハンドル７を第１の位置に配置する。これにより、ハンドル７は、操縦者Ａの左右両側下方から前方を取り囲むように配置される。その結果、ハンドル７は操縦者Ａの進行方向前方を覆い、保護されているという安心感を操縦者に与えることができる。
【００４０】
また、座席５が従動輪４と駆動輪３との間に配置されているので、着座した操縦者Ａの重心は従動輪４と駆動輪３との間に配置され、従動輪４および駆動輪３によってバランスよく配分されて支持され、安定した走行を行うことができるという利点がある。
【００４１】
一方、ハンドル７は、座席５の下方に配置されている軸線付近から斜め前方に延びるように配置されているので、着座状態の操縦者Ａの上半身の周囲に、開放された空間を確保することができる。これにより、操縦者Ａは、着座したままの状態で、体を横に倒して駆動輪３の接地面付近まで手を延ばすことができる。例えば、スーパーマーケットでの買い物等において電動モビリティ１を使用する場合に、陳列棚下部の商品を操縦者Ａ自身で取り上げることができる。
【００４２】
操縦者Ａは、着座した状態で前方に両腕を軽く延ばすと、その位置に操作部９が配置されているので、操作部９のプレート９ａに両手を並べて置いて、手首の動作でプレート９ａを前後に傾斜させるだけで前後進を行い、両手に加える荷重を変えて、プレート９ａを左右に傾斜させるだけで、操作を行うことができる。
【００４３】
プレート９ａの前方傾斜で前進、後方傾斜で後進、左側傾斜で左旋回、右側傾斜で右旋回となり、プレート９ａの操作だけで、直感的に操縦することができるという利点がある。
【００４４】
プレート９ａに両手を配置するので、片手のみで操作する場合と比較して、操作部９を構成している第１モータ１１ｃおよび第２モータ１１ｄの軸線回りに両手で逆方向のモーメントを加えることができて、モーメントのバランスを図りやすく、速度や操作角の微調整を両手で安定して行うことができるという利点がある。また、本実施形態の電動モビリティ１に備えられた操作部９によれば、プレート９ａに置いた両手を、手首の角度変更、あるいは肘の角度変更によって動かすだけで、前後進と操作とを行うことができる。
【００４５】
したがって、プレート９ａを把持したり、肘を前後させたりしないで済み、手に障害を持つ操縦者Ａでも簡易に操縦することができる。なお、この操作部９によれば、プレート９ａを両手で操作することに代えて、プレート９ａの中央に片手を置けば、片手だけで操作することもできる。
【００４６】
また、本実施形態に係る電動モビリティ１によれば、座席５に着座した状態で操縦者Ａの視点を通過し、従動輪４の上部の外周面と接する平面Ｐと、第１の位置に配置したハンドル７の操作部９の内側面との間に隙間Ｄを形成することができる。
すなわち、座席５に着座して操作部９を操作する操縦者Ａは、ハンドル７の下部の空間を通して、前輪である従動輪４の前方の路面を見通すことができる。これにより、従動輪４の前方の路面状態を確認しつつ操縦することができるという利点がある。
【００４７】
また、本実施形態に係る電動モビリティ１では、左右２つの駆動輪３を別個に制御して駆動並びに操作の両方を受け持たせ、従動輪４を全方向車輪によって構成したので、従動輪４の設置スペースを低減している。その結果、径の大きな従動輪４を採用でき、路面の凹凸を乗り越えやすくすることができる。
【００４８】
また、従動輪４の車軸が車体フレーム２に固定されているので、特に幅方向の設置スペースが低減される。その結果、従動輪４を後輪である駆動輪３に近づけても十分な足置き部６を確保することができ、車体フレーム２をコンパクト化することができる。
【００４９】
そして、このようにコンパクトに構成されることにより、ハンドル７下部の従動輪４の前方の路面状態を見通すための視界を拡大することができ、より確実に障害物を回避することができるという利点がある。
また、そのようにコンパクトに構成されることにより、ハンドル７を従動輪４に干渉しないように下げ、第２の位置に揺動させることができる。
ハンドル７を第２の位置に配置することで、ハンドル７を跨いで乗り降りを容易にすることができるとともに、非使用時の収納位置としてコンパクトな収納形態を達成することができるという利点もある。
【００５０】
また、本実施形態においては、ハンドル７の揺動角度を微調節して操縦者Ａの体格に合わせることとしたが、これに加えて、座席５の位置を前後、上下に移動可能に設けてもよい。座席５を下降させることにより、操縦者Ａの視点を下げることができる。これにより、ハンドル下方の視界を広げることができるという利点がある。
【００５１】
また、本実施形態においては、走行方向に間隔を空けて、駆動輪と従動輪とを配置したが、全ての車輪を駆動輪としてもよいし、１輪のみが駆動輪であってもよい。
また、本実施形態においては、支持機構１１が、プレート９ａにかかる力の反力をモータ１１ｃ，１１ｄにより生成することとしたが、これに代えて、バネによって反力を生成することにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明に係る電動モビリティは、電動車椅子やシニアカーとしての用途はもちろんのこと、障害者、健常者を問わず、日常の移動や娯楽のための移動に高い利用可能性を有している。
【符号の説明】
【００５３】
Ａ  操縦者
Ｂ  軸線
Ｄ  間隔
Ｐ  平面  
１  電動モビリティ
２  車体フレーム
３  駆動輪
４  従動輪
５  座席
６  足置き部
７  ハンドル
８  制御部（判定部）
９  操作部
【図１】
2014073316.tif 000003
【図２】
2014073316.tif 000004
【図３】
2014073316.tif 000005
【図４】
2014073316.tif 000006
【図５】
2014073316.tif 000007
【図６】
2014073316.tif 000008
【図７】
2014073316.tif 000009
【図８】
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【図９】
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