(57)【要約】【課題】少ない部品点数で車椅子の前後方向寸法を大きくすることなしに、座乗者の負担が少ない車椅子の提供を主たる目的とする。【解決手段】駆動力が与えられる左右の主輪１１と、この主輪１１の前方に配置されて従動する前従輪１２とを有し、主輪１１と前従輪１２との間に位置するように配置された駆動可能な中間補助輪１３と、主輪１１の中心軸近傍に一端部を枢支され、他端部が前方に向けられて平坦地では中間補助輪１３が接地しないように下方に付勢された中間補助アーム１３Ａとを備える。【選択図】        図１
2004275613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力が与えられる左右の主輪と、該主輪の前方に配置されて従動する従輪とを有する車椅子において、
前記主輪と従輪との間に配置されて駆動力が与えられる中間補助輪と、
該中間補助輪を下方へ付勢しつつ支持する支持手段と
を備えたことを特徴とする車椅子。
【請求項２】
前記支持手段は、前記主輪の中心軸近傍に一端部を枢支され、前方に向けられた他端部に前記中間補助輪が枢支されており、前記一端部を回動中心として前記他端部を下方へ付勢する付勢手段を有するアームであることを特徴とする請求項１に記載の車椅子。
【請求項３】
前記支持手段は、一端部が前記主輪と前記従輪とに支持された主フレームの前記主輪と前記従輪との間の部分に固定されており、下方へ延設された他端部との間で前記中間補助輪を直線移動可能に枢支する直動支持手段と、前記中間補助輪を下方へ付勢する付勢手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の車椅子。
【請求項４】
前記主輪の後方に配置されて駆動力が与えられる後部補助輪と、
該後部補助輪を下方へ付勢しつつ支持する支持手段と
を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の車椅子。
【請求項５】
前記支持手段は、前記主輪の中心軸近傍に一端部をそれぞれ枢支され、前方及び後方に向けられた他端部に前記中間補助輪及び後部補助輪がそれぞれ枢支されており、前記一端部をそれぞれ回動中心として前記他端部をそれぞれ下方へ付勢する付勢手段をそれぞれ有するアームであることを特徴とする請求項４に記載の車椅子。
【請求項６】
前記支持手段は、一端部が前記主輪と前記従輪とに支持された主フレームの前記主輪と前記従輪との間の部分及び前記主輪の後方の部分にそれぞれ固定されており、それぞれ下方へ延設された他端部との間で前記中間補助輪及び後部補助輪を直線移動可能に枢支する直動支持手段と、前記中間補助輪を下方へ付勢する付勢手段とをそれぞれ有することを特徴とする請求項４に記載の車椅子。
【請求項７】
前記主輪と前記従輪とに支持された主フレームと、該主フレームに搭載された椅子部とを有し、
前記椅子部を前記主フレームに対して前後及び／又は左右方向に相対的に傾斜させることにより、前後及び／又は左右方向の水平を維持する水平維持機構を備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の車椅子。
【請求項８】
前記従輪及び中間補助輪を持ち上げて前記主輪のみを接地させた状態を維持する倒立制御手段と、
該倒立制御の実行中に前記主輪及び前記中間補助輪を駆動しつつ、前記中間補助輪が接地したか否かを検出する制御手段と、
前記中間補助輪が接地したことが検出された場合に、前記倒立制御手段による倒立制御を終了させ、前記中間補助輪の接地状態が解消されたか否かを検出する制御手段と、
前記中間補助輪の接地状態が解消したことが検出された場合に、前記中間補助輪の駆動を停止する制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の車椅子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車椅子に関し、特に段差を容易に乗り越えることを可能とした段差走行型の車椅子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車椅子は電動であるとないとに拘わらず、座乗者が着席する椅子本体を左右で支持し、電動または人力により駆動力を発揮する駆動輪たる大径の主輪と、その前方に設けられた駆動力を発揮しない２個の従輪（前従輪）とを有する４輪式が一般的である。このような従来の車椅子では、走行路の段差を乗り越えるためには、前従輪をまず段差の上段面へ乗り上げさせる必要がある。しかし、従来の一般的な車椅子では、前従輪を乗り上げさせることが可能な段差の高さは通常は前従輪の半径以下に限られる。
【０００３】
このような事情から、前従輪をより高い段差上へ乗り上げることを可能とした車椅子が種々提案されている。たとえば特許文献１には、前従輪よりも更に前方にアームを介して突出した状態で設けられた補助輪をワイヤロープで上下方向に操作して車椅子の前部、換言すれば前従輪を持ち上げて段差上に乗り上げるようにした車椅子が開示されている。
【０００４】
また特許文献２及び特許文献３には、主輪の後方にアームを介して突出した状態で設けられた補助輪を操作レバーを操作して下方へ押圧することによりテコの原理を応用して車椅子の車椅子の前部、換言すれば前従輪を持ち上げるようにした車椅子が開示されている。
【０００５】
また、上述のような従来技術においては、補助輪を段差上に乗り上げさせた後に主輪を段差上に乗り上げさせるためにもかなりの駆動力が必要であると共に、後方へ転倒する虞も有り得る。
【０００６】
更に、上述のような従来技術においては、補助輪を単なる車輪ではなく、十字車輪型、またはクローラ型としてより大きな段差に対応可能にすると共に、補助輪の接地面に対する粘着駆動力を増大することも提案されている。このように、従来においては車椅子に段差を乗り越えさせるために、車椅子本体の前方または後方に突出させた状態で補助輪を設ける構成が多く採られており、またその補助輪も十字車輪型、またはクローラ型が採用される場合が多かった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−３０９１７８号公報
【特許文献２】
特開２００１−１０４３９０号公報
【特許文献３】
特開２００２−２６３１４０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のような従来の車椅子では、特に前方に突出して設けられた補助輪が車椅子の前後方向寸法を大型化させるため、車椅子の旋回を困難にしたり、エレベータへの搭乗を困難にしたりしていた。また、補助輪として十字車輪型又はクローラ型を採用した場合にはいずれも機構が大型化すると共に走行抵抗が大きくなり、いずれの場合にも車椅子全体の重量が増加する等の問題があった。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、少ない部品点数で車椅子の前後方向寸法を大きくすることなしに、座乗者の負担が少ない段差走行型の車椅子の提供を主たる目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る車椅子は、端的には、上述したような従来の技術とは異なり、主輪と前従輪との間に下方に付勢された中間補助輪を配置する。そして、主輪を対象とする倒立制御を利用して前従輪を持ち上げるようにし、この状態で段差に接近して中間補助輪を段差の上端の隅部に接触させ、この後は中間補助輪の駆動力で主輪を段差の上段面へ引き上げるようにする。このような構成により、本発明の車椅子は段差に乗り上げることが容易になる。
【００１１】
本発明の第１の発明は、駆動力が与えられる左右の主輪と、該主輪の前方に配置されて従動する従輪とを有する車椅子において、前記主輪と従輪との間に配置されて駆動力が与えられる中間補助輪と、該中間補助輪を下方へ付勢しつつ支持する支持手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
このような第１の発明の車椅子では、中間補助輪が段差の上端の隅部に接触した場合、または上段面に乗り上げた場合には、中間補助輪がその駆動力により主輪を引っ張るようにして段差の上段面に乗り上げさせる。
【００１３】
また本発明の第２の発明は、上述の第１の発明において、前記支持手段は、前記主輪の中心軸近傍に一端部を枢支され、前方に向けられた他端部に前記中間補助輪が枢支されており、前記一端部を回動中心として前記他端部を下方へ付勢する付勢手段を有するアームであることを特徴とする。
【００１４】
このような第２の発明の車椅子では、上述の第１の発明において、アームである支持手段に支持された中間補助輪がアームに加えられる下方への付勢力で付勢されて、中間補助輪が段差の上端の隅部に接触した時点以降は中間補助輪の駆動力で段差の上段面へ乗り上げることができる。
【００１５】
また本発明の第３の発明は、上述の第１の発明において、前記支持手段は、一端部が前記主輪と前記従輪とに支持された主フレームの前記主輪と前記従輪との間の部分に固定されており、下方へ延設された他端部との間で前記中間補助輪を直線移動可能に枢支する直動支持手段と、前記中間補助輪を下方へ付勢する付勢手段とを有することを特徴とする。
【００１６】
このような第３の発明の車椅子では、上述の第１の発明において、直動支持手段に直線移動可能に枢支された中間補助輪が下方への付勢力で付勢されて、中間補助輪が段差の上端の隅部に接触した時点以降は中間補助輪の駆動力で段差の上段面へ乗り上げることができる。
【００１７】
また本発明の第４の発明は、前述の第１の発明において、前記主輪の後方に配置されて駆動力が与えられる後部補助輪と、該後部補助輪を下方へ付勢しつつ支持する支持手段とを更に備えたことを特徴とする。
【００１８】
このような第４の発明の車椅子では、前述の第１の発明において、段差を降りる際に主輪が段差の上段面から落下した場合に後部補助輪が段差の上段面に接地し、その後は後部補助輪が駆動されて全体を押すようにして段差の上段面から下段面へ降りることができる。
【００１９】
更に本発明の第５の発明は、上述の第４の発明において、前記支持手段は、前記主輪の中心軸近傍に一端部をそれぞれ枢支され、前方及び後方に向けられた他端部に前記中間補助輪及び後部補助輪がそれぞれ枢支されており、前記一端部をそれぞれ回動中心として前記他端部をそれぞれ下方へ付勢する付勢手段をそれぞれ有するアームであることを特徴とする。
【００２０】
このような第５の発明の車椅子では、上述の第４の発明において、アームである支持手段に支持された中間補助輪がアームに加えられる下方への付勢力で付勢されて、中間補助輪が段差の上端の隅部に接触した時点以降は中間補助輪の駆動力で段差の上段面へ乗り上げることができると共に、アームである支持手段に支持された後部補助輪がアームに加えられる下方への付勢力で付勢されて、段差を降りる際に主輪が段差の上段面から落下した場合に後部補助輪が段差の上段面に接地し、その後は後部補助輪が駆動されて全体を押すようにして段差の上段面から下段面へ降りることができる。
【００２１】
更に本発明の第６の発明は、上述の第４の発明において、前記支持手段は、一端部が前記主輪と前記従輪とに支持された主フレームの前記主輪と前記従輪との間の部分及び前記主輪の後方の部分にそれぞれ固定されており、それぞれ下方へ延設された他端部との間で前記中間補助輪及び後部補助輪を直線移動可能に枢支する直動支持手段と、前記中間補助輪を下方へ付勢する付勢手段とをそれぞれ有することを特徴とする。
【００２２】
このような第６の発明の車椅子では、上述の第４の発明において、直動支持手段に直線移動可能に枢支された中間補助輪が下方への付勢力で付勢されて、中間補助輪が段差の上端の隅部に接触した時点以降は中間補助輪の駆動力で段差の上段面へ乗り上げることができると共に、直動支持手段に直線移動可能に枢支された後部補助輪が下方への付勢力で付勢されて、段差を降りる際に主輪が段差の上段面から落下した場合に後部補助輪が段差の上段面に接地し、その後は後部補助輪が駆動されて全体を押すようにして段差の上段面から下段面へ降りることができる。
【００２３】
また本発明の第７の発明は、上述の各発明において、前記主輪と前記従輪とに支持された主フレームと、該主フレームに搭載された椅子部とを有し、前記椅子部を前記主フレームに対して前後及び／又は左右方向に相対的に傾斜させることにより、前後及び／又は左右方向の水平を維持する水平維持機構を備えたことを特徴とする。
【００２４】
このような第７の発明の車椅子では、上述の各発明において、段差の走行時は勿論のこと、傾斜地を走行する際にも椅子部は水平を維持する。
【００２５】
更にまた本発明の第８の発明は、上述の各発明において、前記従輪及び中間補助輪を持ち上げて前記主輪のみを接地させた状態を維持する倒立制御手段と、該倒立制御の実行中に前記主輪及び前記中間補助輪を駆動しつつ、前記中間補助輪が接地したか否かを検出する制御手段と、前記中間補助輪が接地したことが検出された場合に、前記倒立制御手段による倒立制御を終了させ、前記中間補助輪の接地状態が解消されたか否かを検出する制御手段と、前記中間補助輪の接地状態が解消したことが検出された場合に、前記中間補助輪の駆動を停止する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００２６】
このような第８の発明の車椅子では、上述の各発明において、従輪及び中間補助輪を持ち上げて主輪のみを接地させた状態を維持しつつ主輪を駆動して中間補助輪を段差の上端に接触させるか、または段差上段面上に乗り上げさせて駆動することにより、主輪を中間補助輪が引っ張るようにして高い面上に乗り上げさせる。なお、各制御手段はそれぞれに対応したセンサの検出出力をコンピュータ処理し、この結果に従ってモータ，クラッチ等を制御するコンピュータプログラムとして実現される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。なお、以下の実施の形態においては、電動車椅子を対象とするが、それに限定されるものではない。
【００２８】
図１は本発明に係る車椅子（以下、本発明の車椅子という）の模式的側面図である。本発明の車椅子は、主フレーム１０上に椅子本体２０が搭載されており、また主フレーム１０の後部寄りの部分に主輪１１が、その前方に前従輪１２がそれぞれ左右に一対、取り付けられている。なお、本発明の車椅子の進行方向右側の主輪を１１Ｒ、同左側の主輪を１１Ｌ、同右側の前従輪を１２Ｒ、同左側の前従輪を１２Ｌとする。
【００２９】
また、主輪１１と前従輪１２との間には補助輪（以下、中間補助輪という）１３が、主輪１１の後部にも補助輪（以下、後部補助輪という）１４がそれぞれ配置されている。なお、これらの中間補助輪１３及び後部補助輪１４は、詳細は後述するが、本発明の車椅子の進行方向の左右両側に一対づつ備えられている場合と、本発明の車椅子の左右方向の中心線上に１個ずつ備えられている場合の両方の構成が可能であるので、左右両側に備えられている場合にはそれぞれ右側の中間補助輪を１３Ｒ、同左側の中間補助輪を１３Ｌ、同右側の後部補助輪を１４Ｒ、同左側の後部補助輪を１４Ｌとする。
【００３０】
また、椅子本体２０は、詳細は後述するが、水平維持機構４０を介して主フレーム１０に搭載されている。この水平維持機構４０は基本的には椅子本体２０を主フレーム１０の前後方向及び左右方向に対して相対的に傾斜させることにより、椅子本体２０を水平に維持する。
【００３１】
図２は図１に示されている構成の中間補助輪１３及び後部補助輪１４の車椅子に対する取り付けのための構成の第１の実施の形態を示す模式図である。なお、この第１の実施の形態に限らず、後述する第２及び第３の実施の形態においても、中間補助輪１３及び後部補助輪１４はいずれも下方への付勢力が与えられた状態で車椅子に取り付けられている。
【００３２】
以下、図２に示す第１の実施の形態について具体的に説明する。中間補助輪１３は主輪１１の中心軸１１Ｃと同心の円板状のフレーム１１Ｆの中心軸の前部寄りの近傍を支点１３Ｐとする中間補助アーム１３Ａの先端部であって主輪１１と前従輪１２との間に位置するような部分に駆動可能に取り付けられている。また、後部補助輪１４は上述のフレーム１１Ｆの中心軸の後部寄りの近傍を支点１４Ｐとする後補助アーム１４Ａの先端部であって主輪１１よりも後方に突出して位置するような部分に駆動可能に取り付けられている。
【００３３】
更に、両補助アーム１３Ａ、１４Ａはたとえば主フレーム１０等の主輪１１の中心の上方の位置に設定された固定点ＦＰに対してそれぞれダンパ１３Ｄ、１４Ｄを介して連結されており、これらのダンパ１３Ｄ、１４Ｄの作用によりバネ性及び／又は粘性（コンプライアンス性）を有し、それぞれの補助アーム１３Ａ、１４Ａの先端部がそれぞれの支点１３Ｐ、１４Ｐを中心として下方へ付勢された状態、換言すれば中間補助輪１３及び後部補助輪１４が下方へ付勢された状態になっている。なお、ダンパ１３Ｄ、１４Ｄは、エアダンパ、オイルダンパでもよく、またコイルスプリングを利用したダンパでもよい。
【００３４】
このような構成の本発明の車椅子が段差を昇る際には、図１に示すように主輪１１を対象とした倒立動作により前部を持ち上げた状態で中間補助輪１３が接地するまで主輪１１の駆動により前進する。具体的には、前従輪１２の最下部が段差の上段面よりも高く持ち上げられていなければ、前従輪１２が段差の上端の隅部に接触し、その後に主輪１１の駆動により前段差の上段面に乗り上げてそのまま前進して中間補助輪１３が段差の上端の隅部に接触する場合と、前従輪１２の最下部が段差の上段面よりも高く持ち上げられていれば、前従輪１２が段差の上端の隅部には接触しないままに主輪１１の駆動により前進して中間補助輪１３が段差の上端の隅部に接触する場合とがあり得る。いずれの場合にも、中間補助輪１３が段差の上端の隅部に接触するので、中間補助輪１３の駆動力により図３に示すように中間補助輪１３が段差の上段面に乗り上げ、この後は本発明の車椅子全体が中間補助輪１３の駆動力により引っ張られて段差の上段面に持ち上げられる。なおこの際、主輪１１を同時に駆動してもよいことはいうまでもない。
【００３５】
またこの際、中間補助アーム１３Ａのバネ性及び／又は粘性が段差の高さを吸収するので、中間補助輪１３が段差の上端の隅部に接触した状態であってもスムーズに段差の上段面に昇ることが可能である。
【００３６】
一方、本発明の車椅子が段差を降りる際には、主輪１１を駆動して前従輪１２を段差の下段面へ降ろした後、その状態で主輪１１の駆動により前進すると、やがては主輪１１が段差の上段面から下段面へ落下して車椅子自体が落下する状態になる。しかしこの場合、図４に示すように後部補助輪１４が段差の上段面に接地した時点で一旦車椅子自体の落下が停止して後補助アーム１４Ａが主フレーム１０を支持すると共に、そのバネ性及び／又は粘性が主輪１１が段差の上段面から下段面へ落下した際の衝撃を緩和する。従って、座乗者にはそれ程の衝撃を感じさせることも、また恐怖感を与えることもない。
【００３７】
この状態においては主輪１１が浮いている状態になる可能性もあるが、後部補助輪１４が駆動されるこにより、本発明の車椅子が前進し、やがては後部補助輪１４が段差の上段面から下段面へ落下して主輪１１が段差の下段面に接地し、その後は主輪１１の駆動力によって走行する。
【００３８】
図５は本発明の車椅子が電動車椅子である場合の主輪１１、中間補助輪１３、後部補助輪１４への駆動力伝達方式の例を模式的に示す平面図である。
【００３９】
図５（ａ）  に示す例では左右の主輪１１Ｌ、１１Ｒをそれぞれ本来駆動するモータ１６Ｌ、１６Ｒにより中間補助輪１３Ｌ、１３Ｒ及び後部補助輪１４Ｌ、１４Ｒをも駆動する。具体的には、左の主輪１１Ｌを本来駆動するモータ１６Ｌにより左の中間補助輪１３Ｌ及び左の後部補助輪１４Ｌをも駆動する。実際の駆動方式としては、補助アーム１３Ａ及び１４Ａ内に装備されたベルト又はチェーンを利用することが可能である。
【００４０】
図５（ｂ）  に示す例では、中間補助輪１３及び後部補助輪１４は共に車椅子本体の左右方向の中央にそれぞれ１個ずつ備えられている構成であり、左右の主輪１１Ｌ、１１Ｒをそれぞれ本来駆動するモータ１６Ｌ、１６Ｒの他に、両補助輪１３、１４を駆動するモータ１６Ｃが備えられている。この場合も、実際の駆動方式としては、補助アーム１３Ａ及び１４Ａ内に装備されたベルト又はチェーンを利用することが可能である。
【００４１】
また、上述した構成の他に、各中間補助輪１３Ｒ，１３Ｌ及び後部補助輪１４Ｒ，１４Ｌそれぞれを個別に駆動するモータを備えるような構成も勿論可能である。
【００４２】
なお、中間補助輪１３及び後部補助輪１４は常時駆動する必要はないので、適宜のクラッチ機構等を設けることにより、必要な場合にのみ駆動するようにすればよい。
【００４３】
図６は本発明の車椅子の制御系の構成を示すブロック図であり、ＣＰＵを利用した制御部５０を制御中枢とするコンピュータ制御が行なわれる。
【００４４】
姿勢センサ５１は主フレーム１０の姿勢を検出するための主として傾斜センサ、ジャイロセンサ等のような傾斜を測定するセンサで構成されており、倒立制御の際の主フレーム１０の姿勢を検出する。この姿勢センサ５１の検出出力は制御部５０に入力される。
【００４５】
操作パネル５２は座乗者が本発明の車椅子を操縦するために指示を与える種々のスイッチ、ジョイスティック等が備えられている。この操作パネル５２から与えられた指示は制御部５０に入力される。
【００４６】
中間補助アームセンサ５３は中間補助アーム１３Ａの位置（角度位置）を検出するためのセンサであり、主として中間補助輪１３が接地しているか否かを検出する。また、後補助アームセンサ５４は後補助アーム１４Ａの位置（角度位置）を検出するためのセンサであり、主として後部補助輪１４が接地しているか否かを検出する。これらのセンサ５３、５４の検出結果は制御部５０に入力される。
【００４７】
モータ制御部５５は制御部５０から出力される制御信号に従って図５（ａ）  又は図５（ｂ）  に示されている各モータを制御する。また、クラッチ制御部５６は制御部５０から出力される制御信号に従って図５（ａ）  又は図５（ｂ）  に示されている各モータの駆動力を主輪１１にのみ、または中間補助輪１３又は後部補助輪１４のいずれかにのみ、更には主輪１１と中間補助輪１３とに、又は主輪１１と後部補助輪１４とに伝達するためのクラッチ機構を制御する。
【００４８】
図７は本発明の車椅子が段差を昇る場合の制御部５０による制御手順を示すフローチャートである。
【００４９】
段差の直近の位置において座乗者が操作パネルの「段差昇り」のスイッチを操作すると、制御部５０はモータ制御部５５に指示を与えて一時停止し  （ステップＳ１１）、倒立制御を行なう  （ステップＳ１２）。この倒立制御は、姿勢センサ５１の検出出力に基づいて制御部５０がモータ制御部５５に指示を与えることにより、本発明の車椅子が前部を持ち上げた状態で主輪１１のみで倒立状態にする制御である。
【００５０】
このような倒立制御が行なわれている状態において、制御部５０はクラッチ制御部５６に指示を与えて中間補助輪１３の駆動を開始する（ステップＳ１３）と共に、主輪１１をも駆動して中間補助輪１３が接地したこと、具体的には、前従輪１２が段差の上端の隅部に接触した後に主輪１１の駆動力により前進して前従輪１２が段差の上段面に乗り上げるか、または前従輪１２が段差の上端の隅部には接触せずにそのまま主輪１１の駆動力により前進して中間補助輪１３が段差の上端の隅部に接触するか、のいずれかの状態により中間補助輪１３が接地したことが中間補助アームセンサ５３の検出出力により判明するまで（ステップＳ１５）、段差方向へ前進させる（ステップＳ１４）。
【００５１】
やがて、上述のようにして中間補助輪１３が接地したことが中間補助アームセンサ５３の検出出力により判明するので（ステップＳ１５でＹＥＳ）、制御部５０は倒立制御を終了する（ステップＳ１６）。これにより、本発明の車椅子は主輪１１が段差の下段面に接地した状態に、中間補助輪１３が段差の上端の隅部に接触するか、または段差の上段面に接地した状態となり、中間補助輪１３により引っ張られるようにして主輪１１が段差の上段面に乗り上げる。
【００５２】
このようにして主輪１１が段差の上段面に乗り上げると、中間補助輪１３が接地状態ではなくなったことが中間補助アームセンサ５３の検出出力により判明するので（ステップＳ１７でＹＥＳ）、制御部５０はクラッチ制御部５６に指示を与えて中間補助輪１３の駆動を停止する（ステップＳ１８）。この後は、座乗者による操作パネル５２の操作に従って、制御部５０はモータ制御部５５に指示を与えて通常の走行を行なう。
【００５３】
図８は本発明の車椅子が段差を降りる場合の制御部５０による制御手順を示すフローチャートである。
【００５４】
段差の直近の位置において座乗者が操作パネルの「段差降り」のスイッチを操作すると、制御部５０はモータ制御部５５に指示を与えて一時停止する  （ステップＳ２１）。このように一時停止している状態において、制御部５０は、後部補助輪１４が接地したことが後補助アームセンサ５４の検出出力により判明するまで（ステップＳ２３でＹＥＳ）、本発明の車椅子を段差方向へ前進させる（ステップＳ２２）。
【００５５】
やがて、後部補助輪１４が接地したことが、具体的には後部補助輪１４が段差の上段面に接地したことが後補助アームセンサ５４の検出出力により判明するので（ステップＳ２３でＹＥＳ）、制御部５０はクラッチ制御部５６に指示を与えて後部補助輪１４の駆動を開始させる（ステップＳ２４）。これにより、本発明の車椅子は主輪１１がたとえ浮いた状態であったとしても、後部補助輪１４が段差の上段面に接地した状態となっているので、後部補助輪１４により押されるようにして前進する。
【００５６】
このようにして本発明の車椅子が前進すると、後部補助輪１４が段差の上段面から落下するので主輪１１が段差の下段面に接地し、後部補助輪１４が接地状態ではなくなったことが後補助アームセンサ５４の検出出力により判明するので（ステップＳ２５でＹＥＳ）、制御部５０はクラッチ制御部５６に指示を与えて後部補助輪１４の駆動を停止する（ステップＳ２６）。この後は、座乗者による操作パネル５２の操作に従って、制御部５０はモータ制御部５５に支持を与えて通常の走行を行なう。
【００５７】
図９は図１に示されている構成の中間補助輪１３及び後部補助輪１４の車椅子に対する取り付けのための構成の第２の実施の形態を示す模式図である。なお、この第２の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態の場合と同様に、中間補助輪１３及び後部補助輪１４はいずれも下方への付勢力が与えられた状態で本発明の車椅子に取り付けられている。
【００５８】
図９に示す第２の実施の形態においては、中間補助輪１３、後部補助輪１４共に直線的に上下移動するように車椅子の主フレーム１０に下方向きに取り付けられている。具体的には、主フレーム１０の前従輪１２と主輪１１との間の位置に下方向きに中間補助輪１３用の直動スライドガイドレール２１が取り付けられている。また、主フレーム１０の主輪１１よりも後方の適宜の位置に下方向きに後部補助輪１４用の直動スライドガイドレール２３が取り付けられている。
【００５９】
直動スライドガイドレール２１にはこの直動スライドガイドレール２１をガイドとして移動する直動スライドガイド２２が、直動スライドガイドレール２３にはこの直動スライドガイドレール２３をガイドとして直動スライドガイド２４がそれぞれ移動するようになっている。直動スライドガイド２２には中間補助輪１３が、直動スライドガイド２４には後部補助輪１４がそれぞれ取り付けられている。
【００６０】
また、直動スライドガイド２２には、車椅子の前方へ向けて突設されたアーム２２Ａが、直動スライドガイド２４には、車椅子の後方へ向けて突設されたアーム２４Ａがそれぞれ固定されている。そして、両アーム２２Ａ、２４Ａの先端寄りの部分と主フレーム１０との間はそれぞれダンパ２２Ｄ、２４Ｄを介して連結されている。これらのダンパ２２Ｄ、２４Ｄはバネ性及び／又は粘性（コンプライアンス性）を有し、両アーム２２Ａ、２４Ａに固定された両直動スライドガイド２２、２４が下方へ付勢された状態、換言すれば中間補助輪１３及び後部補助輪１４が下方へ付勢された状態になっている。なお、ダンパ２２Ｄ、２４Ｄは、エアダンパ、オイルダンパでもよく、またコイルスプリングを利用したダンパでもよい。
【００６１】
このような図９に示した構成の中間補助輪１３及び後部補助輪１４の車椅子に対する取り付け方法の第２の実施の形態においても、前述の図２に示した第１の実施の形態の場合と同様に、中間補助輪１３及び後部補助輪１４は本発明の車椅子の進行方向の左右両側に一対づつ備えられている場合と、本発明の車椅子の左右方向の中心線上に１個ずつ備えられている場合の両方の構成が可能である。その他の構成及び動作に関しては図２に示した第１の実施の形態と同様であるので、それらに関する説明は省略する。
【００６２】
図１０は図１に示されている構成の中間補助輪１３及び後部補助輪１４の車椅子に対する取り付けのための構成の第３の実施の形態を示す模式図である。なお、この第３の実施の形態においても、前述した第１、第２の実施の形態の場合と同様に、中間補助輪１３及び後部補助輪１４はいずれも下方への付勢力が与えられた状態で本発明の車椅子に取り付けられている。
【００６３】
図１０に示す第３の実施の形態においては、円筒形状の中間補助輪１３用のハウジング３２と、後部補助輪１４用のハウジング３４とが車椅子の主フレーム１０に軸長方向を上下方向として取り付けられており、両ハウジング３２、３４の上下端部にはそれぞれたとえば直動ブッシュ３２ＢＵ，３２ＢＬと、３４ＢＵ，３４ＢＬとが嵌めこまれている。なお、中間補助輪１３用のハウジング３２は主フレーム１０の前従輪１２と主輪１１との間の位置に、後部補助輪１４用のハウジング３４は主フレーム１０の主輪１１よりも後方の適宜の位置に、それぞれ取り付けられている。
【００６４】
そして、中間補助輪１３用のハウジング３２の直動ブッシュ３２ＢＵ，３２ＢＬに中間補助輪１３用の支持シャフト３１がハウジング３２の軸長方向に沿って上下移動可能に支持されており、また後部補助輪１４用のハウジング３４の直動ブッシュ３４ＢＵ，３４ＢＬに後部補助輪１４用の支持シャフト３３がハウジング３４の軸長方向に沿って上下移動可能に支持されている。
【００６５】
中間補助輪１３用の支持シャフト３１の下端部には中間補助輪１３が、後部補助輪１４用の支持シャフト３３の下端部には後部補助輪１４がそれぞれ取り付けられている。
【００６６】
また、中間補助輪１３用の支持シャフト３１には、車椅子の前方へ向けて突設されたアーム３２Ａが、後部補助輪１４用の支持シャフト３３には、車椅子の後方へ向けて突設されたアーム３４Ａがそれぞれ固定されている。そして、両アーム３２Ａ、３４Ａの先端寄りの部分と主フレーム１０との間はそれぞれダンパ３２Ｄ、３４Ｄを介して連結されている。これらのダンパ３２Ｄ、３４Ｄはバネ性及び／又は粘性（コンプライアンス性）を有し、両アーム３２Ａ、３４Ａにそれぞれの先端部が固定された両支持シャフト３１、３３が下方へ付勢された状態、換言すれば中間補助輪１３及び後部補助輪１４が下方へ付勢された状態になっている。なお、ダンパ３２Ｄ、３４Ｄは、エアダンパ、オイルダンパでもよく、またコイルスプリングを利用したダンパでもよい。
【００６７】
このような図１０に示した構成の中間補助輪１３及び後部補助輪１４の車椅子に対する取り付け方法の第３の実施の形態においても、前述の第１、第２の実施の形態の場合と同様に、中間補助輪１３及び後部補助輪１４は本発明の車椅子の進行方向の左右両側に一対づつ備えられている場合と、本発明の車椅子の左右方向の中心線上に１個ずつ備えられている場合の両方の構成が可能である。その他の構成及び動作に関しては前述の第１、第２の実施の形態と同様であるので、それらに関する説明は省略する。
【００６８】
図１１は水平維持機構４０の構成例を示す模式図である。この水平維持機構４０は、主フレーム１０上の左右に適長離隔させて固定した支柱４１Ｒ、４１Ｌで両端を固定されて下方に凸の円弧レール４２にスライダ４３Ｒ、４３Ｌが適長離隔して嵌合されており、これらのスライダ４３Ｒ、４３Ｌにそれぞれ固定された支柱４４Ｒ、４４Ｌにより「コ」の字型のフレーム４５が上側が開口した状態で固定されている。フレーム４５の上側へ向いたアーム４５Ｒ、４５Ｌの上端部付近に椅子本体４１をその両側で回動可能に枢支するための軸受４６Ｒ、４６Ｌが備えられている。
【００６９】
従って、両軸受４６Ｒ、４６Ｌに対して、換言すれば主フレーム１０に対して椅子本体４１がブランコ状に前後に揺動すると共に、円弧レール４２に沿ってスライダ４３Ｒ、４３Ｌが移動することにより、椅子本体４１が主フレーム１０に対して左右に揺動することにより、主フレーム１０の状態には拘わらずに椅子本体４１を常時水平に維持することが可能になっている。
【００７０】
なお、上述の実施の形態においては、本発明の車椅子が電動車椅子である場合について説明したが、主輪１１は勿論のこと、たとえばこの主輪１１の人力による駆動力をクラッチ機構等で必要に応じて中間補助輪１３及び後部補助輪１４に伝達可能に構成すれば、または中間補助輪１３及び後部補助輪１４を必要に応じて人力で駆動するための機構を別途備えることにより、電動式ではない車椅子にも本発明を適用することが可能である。
【００７１】
【発明の効果】
以上に詳述したように第１の発明に係る車椅子によれば、中間補助輪が段差の上端の隅部に接触した場合、または上段面に乗り上げた場合には、中間補助輪がその駆動力により主輪を引っ張るようにして段差の上段面に乗り上げさせるので、従来のような従輪よりも更に前方に突出した補助輪を使用する必要がない。
【００７２】
また第２の発明の車椅子では、第１の発明において、アームである支持手段に支持された中間補助輪がアームに加えられる下方への付勢力で付勢されて、中間補助輪が段差の上端の隅部に接触した時点以降は中間補助輪の駆動力で段差の上段面へ乗り上げることができるので、従来のような従輪よりも更に前方に突出した補助輪を使用する必要がない。
【００７３】
また第３の発明の車椅子では、第１の発明において、直動支持手段に直線移動可能に枢支された中間補助輪が下方への付勢力で付勢されて、中間補助輪が段差の上端の隅部に接触した時点以降は中間補助輪の駆動力で段差の上段面へ乗り上げることができるので、従来のような従輪よりも更に前方に突出した補助輪を使用する必要がない。
【００７４】
また第４の発明の車椅子では、第１の発明において、段差を降りる際に主輪が段差の上段面から下段面へ落下した場合に後部補助輪が段差の上段面に接地し、その後は後部補助輪が駆動されて全体を押すようにして段差の上段面から下段面へ降りることができるので、主輪が段差の上段面から下段面へ落下する際の衝撃が緩和され、座乗者に恐怖感を与えることがない。
【００７５】
また第５の発明の車椅子では、第４の発明において、アームである支持手段に支持された中間補助輪がアームに加えられる下方への付勢力で付勢されて、中間補助輪が段差の上端の隅部に接触した時点以降は中間補助輪の駆動力で段差の上段面へ乗り上げることができるので、従来のような従輪よりも更に前方に突出した補助輪を使用する必要がないと共に、アームである支持手段に支持された後部補助輪がアームに加えられる下方への付勢力で付勢されて、段差を降りる際に主輪が段差の上段面から落下した場合に後部補助輪が段差の上段面に接地し、その後は後部補助輪が駆動されて全体を押すようにして段差の上段面から下段面へ降りることができるので、主輪が段差の上段面から下段面へ落下する際の衝撃が緩和され、座乗者に恐怖感を与えることがない。
【００７６】
また第６の発明の車椅子では、第４の発明において、直動支持手段に直線移動可能に枢支された中間補助輪が下方への付勢力で付勢されて、中間補助輪が段差の上端の隅部に接触した時点以降は中間補助輪の駆動力で段差の上段面へ乗り上げることができるので、従来のような従輪よりも更に前方に突出した補助輪を使用する必要がないと共に、直動支持手段に直線移動可能に枢支された後部補助輪が下方への付勢力で付勢されて、段差を降りる際に主輪が段差の上段面から落下した場合に後部補助輪が段差の上段面に接地し、その後は後部補助輪が駆動されて全体を押すようにして段差の上段面から下段面へ降りることができるので、主輪が段差の上段面から下段面へ落下する際の衝撃が緩和され、座乗者に恐怖感を与えることがない。
【００７７】
更にまた第７の発明の車椅子では、上述の各発明において、段差の走行時は勿論のこと、傾斜地を走行する際にも椅子部は水平を維持するので、段差昇降時の座乗者の椅子部の傾斜に対する負担が軽減される。
【００７８】
また更に第８の発明の車椅子では、上述の各発明において、従輪及び中間補助輪を持ち上げて主輪のみを接地させた状態を維持しつつ主輪を駆動して中間補助輪を段差の上端に接触させるか、または段差上段面上に乗り上げさせて駆動することにより、主輪を中間補助輪が引っ張るようにして高い面上に乗り上げさせることができるので、乗り越えられる段差の高さが従輪の直径に左右されることがなく、たとえば１２ｃｍ程度の段差であっても単独で乗り越えることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車椅子の模式的側面図である。
【図２】本発明に係る車椅子の中間補助輪及び後部補助輪の取り付けのための構成の第１の実施の形態を示す模式図である。
【図３】本発明に係る車椅子が段差を昇る際の状態を示す模式図である。
【図４】本発明に係る車椅子が段差を降りる際の状態を示す模式図である。
【図５】本発明に係る車椅子が電動車椅子である場合の主輪、中間補助輪、後部補助輪への駆動力伝達方式の例を模式的に示す平面図である。
【図６】本発明に係る車椅子の制御系の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明に係る車椅子が段差を昇る場合の制御部による制御手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明に係る車椅子が段差を降りる場合の制御部による制御手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明に係る車椅子の中間補助輪及び後部補助輪の取り付けのための構成の第２の実施の形態を示す模式図である。
【図１０】本発明に係る車椅子の中間補助輪及び後部補助輪の取り付けのための構成の第３の実施の形態を示す模式図である。
【図１１】本発明に係る車椅子の水平維持機構の構成例を示す模式図である。
【符号の説明】
１０  主フレーム
１１  主輪
１２  前従輪
１３  中間補助輪
１４  後部補助輪
１３Ａ  中間補助アーム
１４Ａ  後補助アーム
１３Ｄ、１４Ｄ  ダンパ
２１、２３  直動スライドガイドレール
２２、２４  直動スライドガイド
２２Ｄ、２４Ｄ  ダンパ
３１、３３  支持シャフト
３２、３４  ハウジング
３２Ｄ、３４Ｄ  ダンパ
４０  水平維持機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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