(57)【要約】  ステップ（２０１）は、本体部（１１４）に回転可能に取り付けられている。ステップ（２０１）は、ばね（３０１）の引張力により、本体部（１１４）との取り付け位置を軸として上側に付勢され、ストッパ（３００）により取り付け角が所定範囲内に固定される。ステップ（２０１）の下側には、棒状の本体部（１１４）の側面を覆う筒状部（３０４）が設けられている。筒状部（３０４）は、ブレーキシュー（３０２）に連結されている。したがって、ステップ（２０１）を踏むと、この筒状部（３０４）が下方向に移動し、ブレーキシュー（３０２）が後輪（１１１）の一部に接触して後輪（１１１）の回転速度を制限することになる。
2015053245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体部と、
前記本体部に回転可能に連結された後輪と、
前記本体部に回転可能に連結された前輪と、
前記本体部に設けられた把持部と、
を備えた手押し車であって、
使用者が前記前輪を接地面との距離が離れる方向に動かそうとする操作を検知する検知部と、
前記検知部が前記前輪を接地面との距離が離れる方向に動かそうとする操作を検知した場合に、前記後輪が所定の回転速度以上にならないように制限する速度制限部と、
を備えたことを特徴とする手押し車。
【請求項２】
前記後輪を回転駆動する駆動部と、
前記駆動部の回転駆動を制御する制御部と、
を備え、
前記速度制限部は、前記制御部が前記後輪の回転速度を所定の回転速度以下に抑える制御を行うことにより実現されることを特徴とする請求項１に記載の手押し車。
【請求項３】
本体部と、
前記本体部に回転可能に連結された後輪と、
記後輪の回転軸または前記本体部に一方が接続される前輪支持部と、
前記前輪支持部の他方に回転可能に連結された前輪と、
前記本体部に設けられた把持部と、
前記後輪を回転駆動する駆動部と、
前記駆動部の回転駆動を制御する制御部と、
前記本体部のピッチ方向の角度変化を検出する本体角度変化検出部と、
使用者から、前記前輪を接地面との距離が離れる方向に動かそうとする操作を受け付ける受付部と、
を備えた手押し車であって、
前記制御部は、前記本体部の角度変化が０となるように前記後輪の回転を制御する倒立振子制御を行う第１の制御モードを有し、
かつ、前記受付部が前記前輪を接地面との距離が離れる方向に動かそうとする操作を受け付けた場合に、前記倒立振子制御をオフし、前記後輪が所定の回転速度以下に抑える制御を行う第２の制御モードを有することを特徴とする手押し車。
【請求項４】
前記前輪支持部は、前記後輪の回転軸または前記本体部との交差角が所定の範囲に制限されていることを特徴とする請求項３に記載の手押し車。
【請求項５】
前記前輪は、前記第１の制御モードにおいて、接地しておらず、
前記本体部と前記前輪支持部との交差角は、常に固定されていることを特徴とする請求項３に記載の手押し車。
【請求項６】
前記前輪は、前記第１の制御モードにおいて、接地しており、
前記受付部が前記前輪を接地面との距離が離れる方向に動かそうとする操作を受け付けた場合に、前記本体部と前記前輪支持部との交差角を固定することを特徴とする請求項４に記載の手押し車。
【請求項７】
前記制御部は、前記受付部が前記前輪を接地面との距離が離れる方向に動かそうとする操作を受け付けた場合に、前記倒立振子制御をオフし、前記後輪を所定時間あるいは所定距離だけ進行方向に対して前進させるように制御することを特徴とする請求項３または４に記載の手押し車。
【請求項８】
前記制御部は、前記後輪が進行方向に対して逆方向に回転しないように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項３乃至請求項７のいずれかに記載の手押し車。
【請求項９】
前記本体部に対して取付け角が所定範囲内に固定されたステップが設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の手押し車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車輪を備えた手押し車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、手押し車では、段差を乗り越えるために、後輪を軸にして前輪を浮かし、段差を越える操作を行うことがある。【０００３】
例えば、特許文献１の手押し車では、使用者がレバーを操作すると、後輪を後方位置から前方位置へと移動させ、前輪の持ち上げを楽に行うことができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−８０８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前輪を持ち上げた状態は、安定性が悪いため、使用者の意図に関係なく手押し車が前進する可能性がある。【０００６】
そこで、この発明は、使用者の意図に反して前進してしまうことを防ぐ手押し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】
【０００７】
本発明の手押し車は、本体部と、前記本体部に回転可能に連結された後輪と、前記本体部に回転可能に連結された前輪と、前記本体部に設けられた把持部と、を備え、使用者が前記前輪を接地面との距離が離れる方向に動かそうとする操作を検知する検知部と、前記検知部が前記前輪を接地面との距離が離れる方向に動かそうとする操作を検知した場合に、前記後輪が所定の回転速度以上にならないように制限する速度制限部と、を備えたことを特徴とする。【０００８】
このように、手押し車は、使用者が前輪を接地面との距離が離れる方向に動かそうとする操作を行うと、後輪が所定の回転速度以上にならないように制限されるため、使用者の意図に反して前進してしまうことを防ぐことができる。回転速度を制限するためには、例えば本体部に対して取付け角が所定範囲内に固定されたステップを設け、使用者がステップを踏むと、この踏む動作に連動して後輪に機械的なブレーキがかかる様な機構を設けることで実現する。【０００９】
また、手押し車は、前記後輪を回転駆動する駆動部と、前記駆動部の回転駆動を制御する制御部と、を備えた手押し車（電動手押し車）であってもよい。この場合、前記速度制限部は、前記制御部が前記後輪の回転速度を所定の回転速度以下に抑える制御を行うことにより実現される。【００１０】
さらに、手押し車は、本体部のピッチ方向の角度変化を検出する本体角度変化検出部と、使用者から、前記前輪を接地面との距離が離れる方向に動かそうとする操作を受け付ける受付部と、を備え、前記制御部は、前記本体部の角度変化が０となるように前記後輪の回転を制御する倒立振子制御を行う第１の制御モードを有し、かつ、前記受付部が前記前輪を接地面との距離が離れる方向に動かそうとする操作を受け付けた場合に、前記倒立振子制御をオフし、前記後輪が所定の回転速度以下に抑える制御を行う第２の制御モードを有する態様とすることも可能である。この場合、後輪の回転軸または本体部との交差角が所定の範囲に制限されていることが好ましい。【００１１】
また、前輪が第１の制御モードにおいて接地していない場合、本体部と前輪支持部との交差角は常に固定されていることが好ましい。【００１２】
また、前輪が第１の制御モードにおいて接地している場合は、受付部が前輪を接地面との距離が離れる方向に動かそうとする操作を受け付けた場合に、本体部と前輪支持部との交差角を固定することが好ましい。【００１３】
さらに、制御部は、受付部が前輪を接地面との距離が離れる方向に動かそうとする操作を受け付けた場合に、倒立振子制御をオフし、後輪を所定時間あるいは所定距離だけ進行方向に対して前進させるように制御することが好ましい。【００１４】
なお、後輪は、回転速度を制限するとともに、逆方向に回転しないようにすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、使用者の意図に反して前進してしまうことを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】手押し車の斜視図である。
【図２】使用者が手押し車を押す状態を側面から見た図である。
【図３】手押し車の後輪部分の拡大図である。
【図４】手押し車の後輪部分の側面拡大図である。
【図５】図５（Ａ）は、変形例１に係る手押し車の斜視図であり、図５（Ｂ）は、ハードウェアブロック図である。
【図６】変形例１に係る手押し車の機能ブロック図である。
【図７】図７（Ａ）は、変形例２に係る手押し車の斜視図であり、図７（Ｂ）は、ハードウェアブロック図である。
【図８】変形例２に係る手押し車の機能ブロック図である。
【図９】変形例３に係る手押し車を側面から見た模式図である。
【図１０】変形例３に係る手押し車を正面から見た模式図である。
【図１１】変形例３に係る手押し車のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図１２】変形例３に係る手押し車の機能ブロック図である。
【図１３】変形例４に係る手押し車を側面から見た模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本実施形態に係る手押し車１００の斜視図であり、図２は、使用者が手押し車を押す状態を側面から見た図であり、図３は、手押し車の後輪部分の拡大図である。
【００１８】
手押し車１００は、上下方向に長い棒状の本体部１１４と、本体部１１４のうち下側に回転可能に連結された一対の後輪１１１と、本体部１１４のうち上側に設けられた把持部１１６と、本体部１１４のうち後輪１１１側の近くに取り付けられたステップ２０１と、本体部１１４の中心付近に連結されて斜め前方に延びる前輪支持部１１２と、前輪支持部１１２のうち本体部１１４の連結された側と反対側に回転可能に連結された前輪１１３と、本体部１１４および前輪支持部１１２に連結された座部３１と、を備えている。
【００１９】
なお、本実施形態では、後輪１１１は、２輪である例を示しているが、１輪あるいは３輪以上であってもよい。また、前輪１１３も、本実施形態では２輪である例を示しているが、１輪あるいは３輪以上であってもよい。
【００２０】
図２（Ａ）に示すように、使用者は、把持部１１６を握り、手押し車１００を押す。そして、図２（Ｂ）に示すように、前方に段差が存在した場合に、使用者は、足でステップ２０１を踏む。ステップ２０１は、本体部１１４に対して取り付け角が所定範囲内に固定されているため、使用者がステップ２０１を踏むと本体部１１４が後方に傾斜する。そして、前輪１１３は、前輪支持部１１２を介して本体部１１４に連結されているため、接地面から浮くことになる。このようにして、使用者は、後輪１１１を軸にして前輪１１３を浮かし、段差を越える操作を行う。
【００２１】
しかし、前輪１１３を持ち上げた状態は、安定性が悪いため、使用者の意図に関係なく手押し車１００が前進する可能性がある。そこで、手押し車１００は、図３（Ａ）、図３（Ｂ）および図４に示すように、使用者がステップ２０１を踏んで前輪１１３を接地面との距離が離れる方向に動かそうとする操作を行った場合に、後輪１１１が所定の回転速度以上にならないように制限する機構を備え、使用者の意図に反して前進してしまうことを防ぐものである。
【００２２】
図４の側面拡大図に示すように、ステップ２０１は、本体部１１４に対して回転可能に取り付けられている。また、ステップ２０１は、ばね３０１の引張力により、本体部１１４との取り付け位置を軸として上側に付勢され、ストッパ３００により本体部１１４との取り付け角が所定範囲内に固定される。
【００２３】
さらに、ステップ２０１の下側には、棒状の本体部１１４の側面を覆う筒状部３０４が設けられている。筒状部３０４は、ブレーキシュー３０２に連結されている。したがって、ステップ２０１を踏むと、この筒状部３０４が下方向に移動し、ブレーキシュー３０２が後輪１１１の一部に接触して後輪１１１の回転速度を制限することになる。この場合、ステップ２０１および筒状部３０４により本発明の検知部が実現され、ブレーキシュー３０２により本発明の速度制限部が実現される。
【００２４】
なお、本体部１１４の最下方には、ストッパ３０３が設けられている。このストッパ３０３により、筒状部３０４の移動量を制限することで、ブレーキシュー３０２が必要以上の圧力で後輪１１１の一部に接触することを防止し、後輪１１１の回転速度を緩やかに制限する。
【００２５】
以上のようにして、手押し車１００は、使用者が前輪１１３を接地面との距離が離れる方向に動かそうとする操作を行うと、後輪１１１が所定の回転速度以上にならないように制限することで、使用者の意図に反して前進してしまうことを防ぐことができる。
【００２６】
なお、手押し車１００は、ステップ２０１が踏み続けられている間、継続的に後輪１１１が所定の回転速度以上にならないように制限するものでもよいし、ステップ２０１を踏む毎に制御モードを切り替えるものでもよい。特にステップ２０１を踏む毎に制御モードを切り替える場合は、ステップを踏み続ける必要が無いため、操作者がバランスを崩す等のおそれがない。
【００２７】
また、ステップ２０１を踏む毎に制御モードを切り替える場合は、ステップを踏んで第２の制御モードに切り替わった後、一定時間経過した時点で、または一定の距離を進んだ時点で自動的に元のモードに切り替わるのでもよい。この場合、ステップ２０１を何度も踏む必要が無くなるので、操作しやすいメリットがある。
【００２８】
また、ステップ２０１を踏んで第２の制御モードに切り替わった後、前輪が再度地面に接地したことを検知して第１の制御モードに切り替えるものでもよい。この場合、意図せずステップ２０１を踏んでしまって制御モードが切り替わるおそれがない。またステップ２０１を踏む場合においては、複数の機能を備えていてもよい。
【００２９】
次に、図５（Ａ）は、変形例１に係る手押し車１００Ａの斜視図であり、図５（Ｂ）は、手押し車１００Ａのハードウェア構成を示したブロック図である。図５（Ａ）において、図１（Ａ）と共通する構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３０】
手押し車１００Ａは、後輪１１１を回転駆動する駆動部２５を備えた電動手押し車である。一対の後輪１１１は、同じ軸に取り付けられ、同期して回転するが、それぞれ個別に駆動させ、回転させることも可能である。
【００３１】
また、車輪は４つ（すなわち４輪駆動）であってもよい。この場合、手押し車１００Ａは、ステップ２０１を踏んで２輪走行となった場合に、前輪を駆動させないようにすることが好ましい。これにより、前輪が意図せず何かに引っ掛かって手押し車１００Ａが飛び出すことがない。
【００３２】
座部３１の下側には制御用の基板や電池等を内蔵したボックス３０が取り付けられている。なお、前輪支持部１１２は、本体部１１４ではなく、後輪１１１の回転軸に対して連結される態様であってもよい。また、把持部１１６に使用者の操作を検知する入力Ｉ／Ｆ部が設けられ、使用者の操作に従ってモータの制御を行う態様であってもよい。
【００３３】
手押し車１００Ａは、図５（Ｂ）に示すように、ハードウェアとして、制御部２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、駆動部２５、後輪用ロータリエンコーダ２６、およびスイッチ２８を備えている。
【００３４】
制御部２１は、手押し車１００Ａを統括的に制御する機能部であり、ＲＯＭ２２に記憶されているプログラムを読み出し、当該プログラムをＲＡＭ２３に展開することで種々の動作を実現する。
【００３５】
後輪用ロータリエンコーダ２６は、後輪１１１の回転角度を検知し、検知結果を制御部２１に出力する。制御部２１は、後輪用ロータリエンコーダ２６から入力された回転角度から、後輪の回転速度または回転加速度を計算することができる。そして、制御部２１は、計算した回転速度または回転加速度に応じて駆動部２５がモータ（不図示）に印加するためのトルクを計算する。
【００３６】
駆動部２５は、後輪１１１に取り付けられた軸を回転させるモータを駆動する機能部であり、制御部２１で計算されたトルクを後輪１１１のモータに印加し、後輪１１１を回転駆動する。
【００３７】
これにより、使用者が手押し車１００Ａを前進または後進させると、当該使用者が手押し車１００Ａを押す力を低減するための印加トルクが計算され、後輪１１１が回転駆動する。
【００３８】
そして、制御部２１は、使用者が前輪を接地面との距離が離れる方向に動かそうとする操作を検知したとき、後輪１１１の回転速度を所定の回転速度以下に抑える制御を行う。
【００３９】
図６は、制御部２１の機能ブロック図である。制御部２１は、トルク計算部２１１、制限速度指定部２１２、および検知部２１３を備えている。トルク計算部２１１は、後輪用ロータリエンコーダ２６から入力された後輪１１１の回転角度から、後輪１１１の回転速度または回転加速度を計算し、計算した回転速度または回転加速度に応じて印加トルクを計算する。ただし、トルク計算部２１１は、制限速度指定部２１２から指定される制限速度を超えないように印加トルクを計算する。ここで言う制限速度とは、手押し車１００Ａの前進速度または後進速度であり、一般的な歩行速度（例えば３ｋｍ／ｈ）以下に指定される。前進速度または後進速度と印加トルクとの関係は、予め測定され、ＲＯＭ２２に記憶されている。
【００４０】
また、この例では、ステップ２０１にスイッチ２８が取り付けられている。制御部２１の検知部２１３は、使用者がステップ２０１を踏んだときにスイッチ２８から出力される信号を検知し、使用者が前輪１１３を接地面との距離が離れる方向に動かそうとする操作を検知する。制限速度指定部２１２は、検知部２１３において使用者が前輪１１３を接地面との距離が離れる方向に動かそうとする操作を検知すると、後輪１１１が進行方向に対して逆方向に回転しないように後進速度を０ｋｍ／ｈ以下に指定し、かつ通常時よりも前進の制限速度を低く抑える（例えば２ｋｍ／ｈ以下に指定する）。したがって、制御部２１は、使用者が前輪１１３を接地面との距離が離れる方向に動かそうとする操作を検知したときに、後輪１１１の回転速度を所定の回転速度以下に抑える制御を行うことになる。これにより、本発明の速度制限部を実現する。なお、後輪１１１が進行方向に対して逆方向に回転しないように制御することは必須ではない。
【００４１】
なお、図６では、ステップ２０１にスイッチ２８が取り付けられている構造を示しているが、当該構造は一例であって、前輪が浮いたことを検知できる構造であればどのような手段を用いてもよい。例えば、前輪１１３が接地面から離れると、当該前輪１１３の重みでばねが伸びる構造とし、当該バネが伸びる状態を検知することで後輪１１１の回転速度を所定の回転速度以下に抑える制御を行う。
【００４２】
なお、使用者が前輪１１３を接地面との距離が離れる方向に動かそうとする操作を検知する代わりに、後輪１１１を所定時間または所定距離だけ前進する方向に回転させることで、使用者がその場に留まる結果、前輪１１３が接地面から離れるようにしてもよい。
【００４３】
特に、モータによる電動アシスト機能が付いた手押し車の場合は、前輪が接地面から離れた状態（ウィリー）にあることは、後輪だけで支持している不安定な状態になることに加え、モータによる駆動力が加わることから、転倒などの可能性が増す傾向があり、後輪に速度制限を与えることは極めて有効である。
【００４４】
無論、手押し車１００Ａにおいても、図３および図４に示したような機械的な速度制限機構を設ける態様としてもよい。
【００４５】
次に、図７（Ａ）は、変形例２に係る手押し車１００Ｂの斜視図であり、図７（Ｂ）は、手押し車１００Ｂのハードウェア構成を示したブロック図である。図７（Ａ）および図７（Ｂ）において、図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示した手押し車１００Ａと同一の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４６】
変形例２に係る手押し車１００Ｂは、手押し車１００Ａの構成のスイッチ２８に代えて、前輪支持部１１２に傾斜角センサ２０が取り付けられている。また、手押し車１００Ｂは、さらに前輪用ロータリエンコーダ２６０を備えている。
【００４７】
図８の機能ブロック図に示すように、制御部２１の検知部２１３は、前輪用ロータリエンコーダ２６０から入力される前輪１１３の回転角度から、前輪１１３の回転速度を計算する。また、検知部２１３は、傾斜角センサ２０から前輪支持部１１２の傾斜角を入力する。検知部２１３は、前輪１１３の回転速度がほぼ０であり、かつ前輪支持部１１２の傾斜角が所定角度（例えば一般的な上り坂に対応する１０度）以上となった場合に、前輪１１３が浮き、使用者が前輪１１３を接地面との距離が離れる方向に動かそうとする操作を行ったと判断する。その後の制御は図６の制御部２１と同様である。
【００４８】
無論、手押し車１００Ｂにおいても、図３および図４に示したような機械的な速度制限機構を設ける態様としてもよい。
【００４９】
次に、図９は、変形例３に係る手押し車１００Ｃを側面から見た模式図であり、図１０は、正面から見た模式図である。図１１は、手押し車１００Ｃのハードウェア構成を示すブロック図である。
【００５０】
手押し車１００Ｃは、本体部１１４が後輪１１１に対してピッチ方向（図９における後輪１１１の軸を中心とする回転方向）に回転可能に連結されている。本体部１１４には、ジャイロセンサ２４が取り付けられている。ジャイロセンサ２４は、本発明の本体角度変化検出部に相当し、本体部１１４のピッチ方向の角速度を検知し、制御部２１に出力する。
【００５１】
前輪支持部１１２は、後輪１１１の回転軸に一方が接続され、進行方向（図中の矢印で示す方向）に対して後輪１１１よりも前方に延びる薄い板状の部材となっている。前輪支持部１１２は、水平な地面と平行に延びるように、後輪１１１の回転軸に対してピッチ方向に回転可能に接続されている。支持部用ロータリエンコーダ２７は、本体部１１４と前輪支持部１１２との成す角度である交差角を検知し、検知結果を制御部２１に出力する。また、傾斜角センサ２０は、前輪支持部１１２に設置され、前輪支持部１１２のピッチ方向の鉛直方向に対する傾斜角を検知し、制御部２１に出力する。
【００５２】
なお、手押し車１００Ｃは、他にも本体部１１４の各方向の加速度を検知する加速度センサや、前輪１１３の回転角度を検知するロータリエンコーダ等をさらに備えていてもよい。
【００５３】
前輪１１３は、前輪支持部１１２の後輪１１１に連結されている側とは反対方向の下面に連結されている。これにより、後輪１１１と前輪１１３の両方が地面に接するようになっている。ただし、前輪支持部１１２と本体部１１４との交差角は、ストッパ等により所定角度（例えば３０度）の範囲内に制限されている。
【００５４】
制御用の基板や電池等を内蔵したボックス３０は、前輪支持部１１２の上面に載せられている。なお、前輪支持部１１２は、後輪１１１の回転軸ではなく、本体部１１４に対してピッチ方向に回転可能に接続されている態様であってもよい。
【００５５】
この例では、スイッチ２８は、把持部１１６に設けられている。使用者は、前輪１１３を接地面との距離が離れる方向に動かそうとする操作を行うとき、スイッチ２８を押す。
【００５６】
この例では、基本動作（以下、第１の制御モードと言う。）として、制御部２１は、本体部１１４のピッチ方向の角度変化がゼロとなるように駆動部２５を制御することで倒立振子制御を行う。
【００５７】
図１２（Ａ）は、第１の制御モード時における制御部２１の機能ブロック図である。第１の制御モードでは、制御部２１は、目標角速度計算部２５１、トルク指令生成部２５２、および斜度推定部２５３を備えている。
【００５８】
目標角速度計算部２５１は、目標傾斜角度（ここでは、鉛直方向に対して０度より少し後方に傾いた傾斜角度）と、現時点の本体部１１４の傾斜角度θ１と、の差分値を入力し、この差分値が０となるような本体部１１４の傾斜角速度を算出する。現時点の本体部１１４の傾斜角度は、ジャイロセンサ２４の出力値を積分する、あるいは本体部１１４に傾斜角センサ（不図示）を取り付けることでも得られる。また、支持部用ロータリエンコーダ２７から入力された本体部１１４と前輪支持部１１２の交差角θ２から算出することも可能である。上述のように、前輪支持部１１２は、水平な地面と平行になるように後輪１１１の軸に接続されている。したがって、交差角θ２が９０度である場合に本体部１１４の傾斜角度θ１が０度であるとし、交差角θ２が大きくなる場合に進行方向に対して前方に傾斜し、交差角θ２が小さくなる場合に進行方向に対して後方に傾斜しているとして、現時点の本体部１１４の傾斜角度θ１を推定する。
【００５９】
また、斜度推定部２５３は、傾斜角センサ２０の値に基づいて推定した地面の傾斜角に応じて、補正角度を算出する。これにより、例えば手押し車１００Ｃが上り坂を前進している場合、鉛直方向よりも前方に本体部１１４が傾斜するように目標角度を補正することで使用者を牽引する力を得ることができ、より快適に坂道を上ることができる。また、下り坂を前進している場合、鉛直方向よりも後方に本体部１１４が傾斜するように目標角度を補正することで使用者を後方に押し返す力を得ることができ、ブレーキ効果として働き、使用者がより安全に坂道を下ることができる。
【００６０】
そして、トルク指令生成部２５２は、目標角速度計算部２５１で算出された傾斜角速度と、ジャイロセンサ２４から入力された現時点の本体部１１４の傾斜角速度と、の差分値を入力し、この差分値が０となるような印加トルクを算出する。
【００６１】
これにより、手押し車１００Ｃは、第１の制御モードとして、倒立振子制御を行い、本体部１１４の姿勢を一定に保つように制御する。
【００６２】
なお、上述では、ジャイロセンサ２４が本発明の本体角度変化検出部に相当すると説明したが、現時点の本体部１１４の傾斜角度を交差角から推定する場合、支持部用ロータリエンコーダ２７も本発明の本体角度変化検出部に含まれる。また、本体部１１４に傾斜角センサ（不図示）を取り付ける場合には、この本体部１１４に取り付ける傾斜角センサ（不図示）も本発明の本体角度変化検出部に含まれる。
【００６３】
そして、手押し車１００Ｃは、スイッチ２８で使用者が前輪１１３を接地面との距離が離れる方向に動かそうとする操作を受け付けると、倒立振子制御をオフし、本体部１１４と前輪支持部１１２の交差角θ２が固定角となるように回転可能となっている機構をロックする。こうすることで、本体部１１４の傾きに対して前輪支持部１１２が連動し、前輪１１３を接地面との距離を離すことができる。図１２（Ｂ）に示すように、後輪１１１の回転速度を所定の回転速度以下に抑える制御（第２の制御モード）を実行する。
【００６４】
第２の制御モードは、図６に示した手押し車１００Ａの動作と同様である。無論、手押し車１００Ｃにおいても、図３および図４に示したような機械的な速度制限機構を設ける態様としてもよい。
【００６５】
次に、図１３は、変形例４に係る手押し車１００Ｄを側面から見た模式図である。図９の手押し車１００Ｃと同一の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６６】
手押し車１００Ｄは、前輪支持部１１２が本体部１１４に連結され、前輪１１３が接地面から浮いた状態となっている。具体的には、通常の使用形態において、手押し車１００Ｄ自体を持ち上げることなく越えることが求められる段差よりも高い位置にある。なお、後輪１１１の半径をＲとしたとき、前輪１１３の下端は、後輪１１１が接地している接地面に対して、Ｒ以上の高さに設けられていることが望ましい。
【００６７】
また、この例では、前輪支持部１１２と本体部１１４との交差角は、所定の角度（例えば９０度）に固定されている。なお、前輪支持部１１２は、本体部１１４に対してピッチ方向に回転可能であって、前輪１１３の下端が接地面に接触せず、かつ所定の可動範囲をもって支持されていてもよい。
【００６８】
手押し車１００Ｄのハードウェア構成や制御部２１の機能は、手押し車１００Ｃと同様である。
【００６９】
使用者は、手押し車１００Ｄの進行方向に段差が存在した場合に、前輪１１３を先に段差上の地面に接地させて、当該前輪１１３を支点にして手押し車１００Ｄを持ち上げる方向に力をかけ、段差を乗り越えることができる。
【００７０】
また、使用者がスイッチ２８を押すと、倒立振子制御がオフされ、図１２（Ｂ）に示した後輪１１１の回転速度を所定の回転速度以下に抑える制御（第２の制御モード）が実行される。この場合、使用者は、本体部１１４を後方に傾斜させて、前輪１１３をさらに高い位置に移動させることができ、より高い段差を乗り越えることができる。
【００７１】
なお、本実施形態では、歩行補助車としての手押し車の例について説明したが、他にも台車、車いす、またはベビーカー等に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１００…手押し車
３１…座部
１１１…後輪
１１２…前輪支持部
１１３…前輪
１１４…本体部
１１６…把持部
２０１…ステップ
３００…ストッパ
３０２…ブレーキシュー
３０３…ストッパ
３０４…筒状部
【図１】
2015053245.tif 000003
【図２】
2015053245.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015053245.tif 000006
【図５】
2015053245.tif 000007
【図６】
2015053245.tif 000008
【図７】
2015053245.tif 000009
【図８】
2015053245.tif 000010
【図９】
2015053245.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2015053245.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年1月5日(2017.1.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体部と、
前記本体部に回転可能に連結された後輪と、
前記本体部に回転可能に連結された前輪と、
前記本体部に設けられた把持部と、
を備えた手押し車であって、
使用者が前記前輪を接地面との距離が離れる方向に動かそうとする操作を検知する検知部と、
前記検知部が前記前輪を接地面との距離が離れる方向に動かそうとする操作を検知した場合に、前記後輪が所定の回転速度以上にならないように制限する速度制限部と、
前記後輪を回転駆動する駆動部と、
前記後輪が進行方向に対して逆方向に回転しないように前記駆動部を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする手押し車。
【請求項２】
前記速度制限部は、前記制御部が前記後輪の回転速度を所定の回転速度以下に抑える制御を行うことにより実現されることを特徴とする請求項１に記載の手押し車。
【請求項３】
本体部と、
前記本体部に回転可能に連結された後輪と、
記後輪の回転軸または前記本体部に一方が接続される前輪支持部と、
前記前輪支持部の他方に回転可能に連結された前輪と、
前記本体部に設けられた把持部と、
前記後輪を回転駆動する駆動部と、
前記駆動部の回転駆動を制御する制御部と、
前記本体部のピッチ方向の角度変化を検出する本体角度変化検出部と、
使用者から、前記前輪を接地面との距離が離れる方向に動かそうとする操作を受け付ける受付部と、
を備えた手押し車であって、
前記制御部は、前記本体部の角度変化が０となるように前記後輪の回転を制御する倒立振子制御を行う第１の制御モードを有し、
かつ、前記受付部が前記前輪を接地面との距離が離れる方向に動かそうとする操作を受け付けた場合に、前記倒立振子制御をオフし、前記後輪が所定の回転速度以下に抑える制御を行う第２の制御モードを有し、
さらに、前記制御部は、前記後輪が進行方向に対して逆方向に回転しないように前記駆動部を制御することを特徴とする手押し車。
【請求項４】
前記前輪支持部は、前記後輪の回転軸または前記本体部との交差角が所定の範囲に制限されていることを特徴とする請求項３に記載の手押し車。
【請求項５】
前記前輪は、前記第１の制御モードにおいて、接地しておらず、
前記本体部と前記前輪支持部との交差角は、常に固定されていることを特徴とする請求項３に記載の手押し車。
【請求項６】
前記前輪は、前記第１の制御モードにおいて、接地しており、
前記受付部が前記前輪を接地面との距離が離れる方向に動かそうとする操作を受け付けた場合に、前記本体部と前記前輪支持部との交差角を固定することを特徴とする請求項４に記載の手押し車。
【請求項７】
前記制御部は、前記受付部が前記前輪を接地面との距離が離れる方向に動かそうとする操作を受け付けた場合に、前記倒立振子制御をオフし、前記後輪を所定時間あるいは所定距離だけ進行方向に対して前進させるように制御することを特徴とする請求項３または４に記載の手押し車。
【請求項８】
前記本体部に対して取付け角が所定範囲内に固定されたステップが設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の手押し車。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
また、この例では、ステップ２０１にスイッチ２８が取り付けられている。制御部２１の検知部２１３は、使用者がステップ２０１を踏んだときにスイッチ２８から出力される信号を検知し、使用者が前輪１１３を接地面との距離が離れる方向に動かそうとする操作を検知する。制限速度指定部２１２は、検知部２１３において使用者が前輪１１３を接地面との距離が離れる方向に動かそうとする操作を検知すると、後輪１１１が進行方向に対して逆方向に回転しないように後進速度を０ｋｍ／ｈ以下に指定し、かつ通常時よりも前進の制限速度を低く抑える（例えば２ｋｍ／ｈ以下に指定する）。したがって、制御部２１は、使用者が前輪１１３を接地面との距離が離れる方向に動かそうとする操作を検知したときに、後輪１１１の回転速度を所定の回転速度以下に抑える制御を行うことになる。これにより、本発明の速度制限部を実現する。
【国際調査報告】
2015053245.tif 000016
2015053245.tif 000017
2015053245.tif 000018