(57)【要約】      （修正有）【課題】途中クラッチ操作などの切り換え操作や種々の制御を必要とせずに如何なる階段をも連続的でスムーズに昇降し、椅子や荷台の水平維持を動力に頼らず自動的にする階段昇降車で、その構造をシンプルかつ堅牢にすることを目標に、人や荷物を安全かつスムーズに上階にあげたり下階に下ろしたりするために安全装置を付加し、確実な階段昇降車を完成させること。【解決手段】切り換え操作や種々の制御を必要としない階段昇降車の歯車機構と、動力に頼らない椅子や荷台の自動水平維持機構と、階段昇降車以外にも適用される車輪や安全装置を備える。【選択図】図１
2004182217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後の車輪歯車の中間にモーター歯車を噛み合わせ、前輪が蹴込みに当たると、モーター歯車は前輪歯車の下にもぐり込み前輪を押し上げ同時に後輪歯車の上を昇る動きをする階段昇降車で、モーター歯車を中間の関節とする３個の歯車を一要素として連結し鎖状に連ねて階段を昇降する車。あるいはモーターの歯車の周りに複数個の車輪歯車を配置し蹴込みに当たった車輪歯車の上をモーター歯車が乗り上げ車全体を車輪の進行方向に公転させる階段を昇降する車。
【請求項２】
内歯車と太陽歯車や遊星歯車から成る遊星歯車機構をいろいろ移行させることにより、車輪の回転停止時にモーター歯車の回転を停止させずに新たな回転を発生させながら階段を昇降する車
【請求項３】
車体重量を車輪中心部の車軸ではなく外周内側を移動するピニオンに負荷する階段を昇降する車で、車輪は円形に限らず外周内側にチェイン（或いはＶベルト或いは内歯車或いはラック）を貼り付けた円形、正方形、正三角形、菱形の車輪も含み、駆動側の車軸歯車の回転を車輪に伝えて走行し、回転を止めた被駆動側の車輪歯車のまわりを車軸歯車が公転して昇降する階段昇降車。
【請求項４】
外周内側にチェインを貼り付けた２枚の正三角形車輪をそれぞれの半分ずつが重なり合うように二重にし、二重となった辺の上を回転軸を共有する２本掛けのチェイン歯車が走行し階段を昇降する車で、車輪のフレームはコ型断面の棒状の材料で下フランジは各頂点から各中点にかけて切除され後行のピニオンの出入り口用の切り欠きとする。
【請求項５】
【図９】（ａ）に示すように【図２】（ａ）の車輪をプレスしてできる二辺車輪が２枚あって、回転しながら上下入れ替わる２個のピニオンの一方が接地側の二辺車輪の下辺に上を走行し他方がその対面の二辺車輪の上辺を送り出す階段昇降車。
【請求項６】
【図２】（ａ）の円形車輪の一部を取り出した半円形部分の外周にキャタピラを回らし【請求項３】の機能を与えた下に凸の半円形キャタピラ車輪
【請求項７】
「請求項３」の昇段に際して車輪後部を押し上げることによりピニオンが常時緩い勾配を登坂でき容易に上段に乗り上げ、円形車輪が上段ノンスリップを中心
に公転し平坦走行の初期状態に戻ることを可能にする補助装置で、【図１３】（ａ）に示すようにスロープを置いた踏面を滑走する補助車輪と同様に車輪後部を押し上げる効果の減少をおさえる（ｂ）の複数個の補助車輪、（ｃ）の蹴込みに当たるまでの滑走距離を倍増し蹴込みに当たっても車輪のようにピニオンの公転を止めてしまうことはない渦巻き形状の補助車輪。
【請求項８】
空中のノンスリップに対しては突起として働き地面に対しては内部に収納される爪を有するタイヤ。
【請求項９】
椅子や荷台を吊り下げる吊り材が車体が傾いたときも鉛直を保つことを利用して、車体が傾く動きを椅子や荷台を水平に保つ動きに替え、動力に頼らず自動的に
椅子や荷台を水平に保つ維持装置で、【図１８】に例示し詳述するように車体の傾斜に伴い車体に固定された歯車（５８）の廻りを盤（１３）に取り付けたピニオン（５）が自転しながら公転しピニオンと同軸で合体したスプロケット（６０）がチェイン（１６）を上下させ荷台（６２）を水平に保つ仕組み
【請求項１０】
【図１９】に示すように、車体の傾斜時に降りる方向の回転をロックし水平時に解除するブレーキで、当り（４５）の他に突起（３２）を有し車体に鉛直に吊り下げられたブレーキで、車体の水平時には車輪に触れることはなく、車体の傾斜時には車輪に接触し車輪の回転とともに当り（４５）が車輪に食い込み更に突起（３２）が車輪を押さえて車輪の降りる方向の回転をロックするブレーキ（６５）
【請求項１１】
複数の被駆動側のプーリーを駆動側プーリーと同じ長さのベルトで連結し、それぞれは別々に軸受けで固定されスプリングによってベルトに張力をあたえる。
それぞれの被駆動側のプーリーが駆動側プーリーと同じ距離にあるとき全てのベルトに同じ張力がかかっているが、被駆動側のプーリーのどれかが駆動側プーリーに近づいたときベルトの張力を失い回転が伝わらなくなる。これにより他に先駆けて昇降段する車輪は回転せず残りの車輪の昇降段を待つことになる。このように全ての車輪が同時に昇降段するように考案されたベルト式差動装置
【発明の詳細な説明】
車が階段を昇降するには、平坦な地面と異なり、階段の形状、蹴上げ、踏面、等の寸法を測定しそれに対応する動きが求められるため、従来多種多様のセンサーを駆使し、複雑で高価な制御装置を多用してきた。本発明の階段昇降車はモード変換やクラッチ等の切り換え操作を駆使せず、上述のセンサーや制御装置を全く必要としないことを特徴とするものである。すなわち、平坦走行時には原動機付きで駆動側の歯車が車輪の被駆動側の歯車を回転させるが、車輪が階段の蹴込みにあたって車輪の回転が停止し、被駆動側の歯車の回転が停止すると、駆動側の歯車が被駆動側の歯車の廻りを公転する（或いは被駆動側の歯車の回転速度が遅くなった分だけ駆動側の歯車が被駆動側の歯車の廻りを公転する）。本発明の階段昇降車はこのピニオンの公転を階段昇降車の昇降動作に利用するもので、クラッチ等の切替装置を使わず平坦走行と昇降動作の２つのモード変換を交互に繰り返させるものである。
車輪の回転と停止した車輪の廻りの公転とを繰り返す本発明の階段昇降車は、複数の車輪が絡み合うものと、１つの車輪内部で車輪外周内側を車軸に取り付いたピニオンが移動するものとがあり、前者には車輪を鎖状に連ねるものと車輪を放射状に配置するものとがある。後者には車輪の形状が円形から三角形などの多角形が考えられる。ここで車の昇段時と降段時とのそれぞれにおいて車輪の回転方向とピニオンあるいは車輪の公転方向がともに昇段方向あるいは降段方向に合致しておれば車は階段を昇降することになる。
本発明の階段昇降車は車輪の回転の停止によりピニオンの公転を誘発させることが絶対条件で、そのためには車輪とノンスリップとの間でスリップしないことが不可避でタイヤには色々の工夫が施される。また昇段時にピニオンの公転が継続せず車輪後部がノンスリップから離れて持ち上げられ公転が終了し車輪が回転し始め平坦走行に復帰させるためには補助車輪などの介助が必要になる．この補助車輪の介助は同時に車軸の（ピニオンの中心の）軌跡を上にあるいは下に凹の円の一部をより直線に近くする効果がある。この車輪後部を押し上げる補助車輪の動きはピニオンの公転に連動して車輪の下に潜り込み踏面上を滑走するもので、より車輪後部を押し上げるためと昇段前に補助車輪が蹴込みにあたってピニオンの公転を阻止しないように渦巻き補助車輪などが考案される。
人や荷物を安全かつスムーズに上階にあげたり下階に下ろしたりするためには椅子や荷台の水平を維持し車が下の段に落ちないように車輪の降段方向の回転を阻止しなければならない。本発明は椅子や荷台を吊り下げる吊り材が車体が傾いたときも鉛直を保つことを利用して、車体が傾く動きを椅子や荷台を水平に保つ動きに替え、動力に頼らず自動的に椅子や荷台を水平に保つもので、車体が傾いたとき車輪の降段方向の回転阻止はラチェット爪を吊り下げることで解決される。
【図面の簡単な説明】
まず平坦走行する本発明の階段を昇降する車輪が蹴込みに当たるとクラッチなどの切り替え操作なしに階段の昇段に移るかについて説明する。電動機等によって回転されるモーター歯車が車輪歯車を回転させる方式として歯車を噛み合わせて回転を伝えるものと、チェインを介在させて回転を伝えるものとがあり、被駆動側の回転を止めると駆動側の歯車は被駆動側の歯車のまわりを公転し、被駆動側の回転が止まることにより被駆動側の回転から駆動側の公転に切り替わる現象が認められる。本発明は被駆動側の回転による走行と駆動側の公転による昇降をクラッチ操作に頼らず自動的に切り替え、交互に繰り返して階段を昇降する車である。これを簡単に説明するため、ピニオンと車輪の関係を【請求項３】の車において説明する。
【図１】（ａ），（ｂ），（ｃ），はそれぞれ、車輪円周の内歯車を、車輪中心に位置する外歯車を、車輪中心に位置するチェイン歯車を車輪円周に位置するピニオンが電動機等により車輪に回転を与えて平坦走行するもので、車輪が蹴込みに当たり回転が止まると、回転が停止した内歯車（ａ）、外歯車（ｂ）、あるいはチェイン歯車あるいはプーリー（ｃ）のまわりをピニオンが公転する。（ａ）（ｂ）（ｃ）はともに、ピニオンが平坦走行の初期状態から昇段へ移行した状態をしめすものである。以下、図中→印は階段上昇時の歯車の回転方向、⇒印は歯車の公転方向を示す。
【図２】は【請求項３】の車輪を説明するもので、（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）はそれぞれ、内側をチェイン（或いはｖベルト或いは内歯車或いはラック）を貼り付けた円形、正方形、正三角形、菱形の車輪を示し、内部のチェイン歯車のピニオンは車体を支持する車軸歯車である。（ａ）では内部のチェイン歯車は円形車輪に回転を与えるが車輪の停止に伴いその外周内側をチェイン歯車が移動する。（ｂ），（ｃ），（ｄ）では内部のチェイン歯車はそれぞれの辺上を移動するが、その頂点の内側を通過する時その頂点を中心に車輪全体を回転させる。（ｄ）は変形できる菱形車輪で（ｅ）に示すように２枚の辺の部分が一直線になれるように設計され、環状の板バネの内側にチェインを貼り付け、板バネの一部を等間隔等超に切除し残りの辺の部分を直線にしたもので、切除した部分の頂点まわりはヒンジで連結され変形できる菱形の車輪が形成される。（ｅ）に示すように一直線になった２辺に２個の歯車が乗ると、これに椅子を取り付けて椅子の姿勢制御が可能になる。
【図３】は【請求項１】の実施例で鎖状に繋がった車輪歯車の各中間にピニオンを噛み合わせた階段を昇降する車である。モーター歯車を中間の関節とする３個の歯車を一要素として連結すると、先行の関節からみての後輪は後行の関節からみて前輪で、後行のモーター歯車は先行のモーター歯車が乗り上げた前輪歯車の下にもぐって押し上げ同時に後輪歯車の上を昇る。これは【図１】（ｂ）に示す外歯車の駆動方式を採用したものである。【図３】（ａ）は昇段開始時をしめすもので、前輪が蹴込みに当たって回転が止まり中央のピニオンは前輪の歯車の下に潜り込む。（ｂ）は昇段中の動きをしめすもので、後輪が蹴込みに当たって回転が止まり中央のピニオンは後方の歯車の上に乗り上げる。（ｃ）は昇段したあと平坦走行に復帰する動きをしめすもので、中央のピニオンの回転が止まり、動力で駆動する歯車（３）が車軸（２）のまわりを公転する。この公転方向は（ａ）で観測される公転方向とは逆方向で、この二つの公転が繰り返されることで階段の昇降が可能となる。
【図４】
【図５】
【図６】は【請求項１】のモーター歯車の周りにそれと咬みあう複数個の歯車を放射状に配置し正三角形の盤に取り付けた階段昇降車で、回転を制御する歯車は【図４】（ａ）では車輪歯車はモーター歯車の周りの複数個の歯車の外側につけられ、複数個の歯車につけられた車輪には複数個の歯車の回転は伝わらない。【図５】ではモーター歯車の周りの複数個の歯車内部に【請求項２】の内歯車と太陽歯車や遊星歯車から成る遊星歯車機構を組み込んだものでその外側につけられる歯車は車体の公転時に全体を押し上げる。（ａ）（ｂ）はともに階段昇降車の昇段開始状態図をしめす。走行動作は車輪の回転であり、昇降動作は盤の公転である。車輪の回転と連結板の公転は互いに他方が停止すれば一方が開始し自動的に切り替わるモーターの回転を継続したままで車輪の回転と連結板の公転を交互に繰り返せば走行動作と上昇動作とが繰り返される。昇降動作において太陽車軸を中心に車輪あるいは盤が公転することは見方を変えれば停止した接地輪を中心に太陽車軸が公転することでもある。
【図４】（ａ）ではモーター歯車の周りの複数個の歯車と同軸の車輪の前進が阻まれることで【図４】、（ｂ）では遊星歯車の公転が阻まれることで、接地輪が停止する。
【図５】は【図４】（ａ）でモーター歯車の廻りに放射状に配置した歯車に取り付いた車輪を取り外したもので、車輪の前進が阻まれることで車軸歯車が車輪歯車との中間に介在する歯車の廻りを公転する。（ａ）は、昇段開始時の状態図（ｂ）は、昇段直前の状態図（ｃ）は、上段走行の状態図
【図６】は、車軸歯車部分に遊星歯車と太陽歯車を内蔵する内歯車を組み込んだ【請求項２】の車輪で、各車輪（７）は車軸歯車（４）に噛合う歯車（６）に取り付き、全部で車輪が６個の場合、３個の車輪が表面で車軸（２）から放射状に配置され盤（４６）に取り付けられる。残り３個の車輪は裏面で車軸（２）と遊星歯車（１３）を取り付ける盤（４７）に取り付けられる。（ａ）は、構造図を表面から見た正面図（ｂ）は、構造図の裏面図（ａ）（ｂ）に於いて点線で書いた車輪（７）と歯車（６）は反対側の面にあることを示す。裏面の盤（４７）の公転の停止時、太陽歯車（３）の回転は遊星歯車（１３）を介して内歯車（１０）および車軸歯車（４）に伝達され、これに噛合う車輪歯車（６）が回転する。
（ｂ）に示すように車輪（７）が蹴込みに当たって回転が停止すると、内歯車（１０）および車軸歯車（４）の回転が停止し盤（４７）の公転が起こる。盤（４７）に取り付く裏面の各車輪歯車（６）は車軸歯車（４）に沿って回転しながら公転する。（ａ）は、構造図（ｂ）は、階段上昇開始時の状態図（ｃ）は、部品配置図である。
【図７】はピニオンを２個内蔵させ半分ずつが二重に重なり合う二枚の正三角形車輪で【請求項４】の機構を説明するものである。【請求項１】の外周内側にチェインを貼り付けた変形しない正方形、正三角形、変形する菱形の車輪のいずれについても２個の同形の車輪をそれぞれの半分ずつが重なり合うようにすれば、ピニオンが一方の車輪の頂点に位置するとき他方の車輪の辺の中点を通過するようになり、辺の長さをノンスリップ間の距離の２倍以上にようにすれば、重なり合って二重となった辺のいずれかの１辺がノンスリップから次のノンスリップに橋渡しされるようになる。
【図７】はこの重なり合って二重となった辺の上を回転軸を共有する２本掛けのチェイン歯車が走行し階段を昇降する車である。二重に重なり合う変形する菱形車輪ではピニオンの出入りがないので２個内蔵させることができるが、変形しない正三角形車輪では後行するピニオンが出入りしなければ頂点を中心に車輪全体を回転することができない。車輪全体を回転するとき後行するピニオンは必ず回転する車輪の辺の中点にあり、また回転しない車輪の頂点にあって、中点に設けた脱出用の切り欠きから脱出し、頂点に設けた出入り口用の切り欠きから出入りして車輪全体を回転することができる。（ａ），（ｂ），（ｃ）は踊り場から階段を登坂するとき後行するピニオンの一連の動きを説明するものである。車輪のフレームはコ型断面の棒状の材料で下フランジは各頂点から各中点にかけて切除され出入り口用の切り欠きとし、これを破線で表す。
【図８】（ａ）は正三角形車輪の構造図、（ｂ）はその断面図で、先行、後行を問わずピニオンは二重に重なり合う正三角形車輪いずれか一方の辺に支持される。
【図９】は【請求項５】の車輪で、（ａ）（ｂ）は接地側の下辺とその対面の上辺の２辺と２個の頂点からなる二辺車輪で、【図２】（ｂ）（ｃ）に示す多角形車輪を最も簡略化したものである。
【図９】（ａ）に示すように車輪が接地状態にあってピニオンが下辺に噛合う時、ピニオンは下辺上を走行し車輪内部を移動する。また【図９】（ｂ）に示すように車輪が接地状態でなく空中に浮いた状態でピニオンが上辺に噛合う時、ピニオンは車輪を前方に送り出す。
【図９】（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）は車軸（２）を中心に回転する盤（１３）の両端にピニオンを取り付けて、２個の二辺車輪が上下入れ替わりながら地面（３３）を走行する一連の動きを説明するものである。下方のピニオンは接地側車輪の下辺上を走行し、上方のピニオンは空中に浮いた車輪を前方に送り出すようになる。
階段昇降車は階段に２本のレールを敷いてケーブルカーのようにレール上を昇降させればよいものであるが、手摺直下のレールは邪魔にならないとしても、もう１本のレールは階段中央に常設するわけにはいかない。
【図１０】（ａ）に示すように階段昇降車の車軸に取り付けた一方の車輪を手摺直下のレール上を走らせ、他方の車輪を【図２】に示すような階段を昇降する車輪或いはキャタピラ車の躯動輪にして階段を直接昇降すると、階段中央に常設するもう１本のレールは不要になる。また手摺直下に常設するレールを取り付ける階段段板は鉛直荷重と車輪走行の反力に耐えればよいので比較的簡易なもので事足りる。
【図１０】（ｂ）はチェインの駆動により回転しながらレール上を走行する車軸を説明するもので、この車軸に【図１０】（ａ）に示すカップリング部分にて階段を昇降する車輪が連結される。階段を昇降する車輪と椅子は【図１０】（ｂ）に示すレールと取りはずし可能であり、モーター等の駆動装置が取り付かないので軽量である。【図２】（ａ）の階段を昇降する車輪はその直径を大きくするほどピニオンが上段ノンスリップを通過した緩い勾配を登坂することになり上段ノンスリップを中心に公転しやすくなるが、車輪の大部分が車輪の乗ったノンスリップより外にあって下の段に落下しやすい。
【図１１】は【請求項６】の下に凸の半円形キャタピラ車輪を説明するもので【図１１】に一点鎖線で示す想像線は【図２】（ａ）の円形フレームで、円形フレームの不要な部分を取り除き残った三日月部分が盤（１３）である。盤の円弧両端部にスプロケットを取り付けて鎖線で示すチェインが盤の円弧部分の外側を滑りながら回転するようにし、モーター歯車を盤に固定すると、このモーター歯車は【図２】（ａ）の円形車輪内部を移動するピニオンと同様の動きをする。
【図１１】の階段昇降機は【図２】（ａ）の階段昇降機の機構と全く同じで小型化したもので、盤の円弧部分を必要なだけ大きな円の一部に設計することができる。（ａ）は昇段時の状態図で、静止したチェインの上をピニオンが移動し盤も移動する。（ｂ）は盤の公転直前の昇段後の状態図で、ピニオンがノンスリップの上を通過する度に盤が公転することになる。
つぎにピニオンが外周内側を移動する円形車輪の昇段に際して車輪後部を押し上げ円形車輪が上段ノンスリップを中心に公転し平坦走行の初期状態に戻ることを可能にする【請求項７】の補助装置について説明する【図２】の外周内側を移動するピニオンは昇段開始直後に緩く昇段終了直前には急な勾配を登坂する。ピニオンの通過した後方を押し上げれば常時緩い勾配を登坂することになり、ピニオンが上段ノンスリップを通過した後、上段ノンスリップを中心に円形車輪が公転し、容易に平坦走行の初期状態に戻ることが出来る。
【図１２】は【請求項３】の補助装置を【図２】（ａ）の階段昇降車に適用した例で説明するもので、（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれの補助装置の介助によって、円形車輪が上段に乗り上げて平坦走行の初期状態に戻ろうとする状態を示す。階段を昇降する車輪は車軸を中心に回転するように観えるがノンスリップを中心とする車軸の公転を繰り返しているだけで、１回の車軸の公転で車輪は１回の自転をする。そのため（ａ）では、ピニオンの外周内側の移動は車輪のノンスリップを中心とする公転を意味し、ピニオンに後続し外周内側を移動する補助車輪の回転角は補助車輪の公転角でピニオンと直径が同じであれば、補助車輪の公転角は車輪の公転角より大きく同軸の補助車輪は加速され先行のピニオンを押しながら車輪後部を押し上げるようになる。またピニオンがモーター歯車でモーターが盤（１３）にとりつけばモーターはピニオンの回転と逆方向に自転し補助車輪を押さえつける。（ｂ）では、ピニオンを回転させるモーター歯車がピニオンのまわりを公転しながら後続の補助車輪を押さえつけ円形車輪を引き上げる。（ｃ）は、二枚の円形車輪のそれぞれに２個のピニオンが内在し、先行輪の後輪ピニオンと後行輪の前輪ピニオンとの間に【請求項１】の原理で動く駆動歯車が介在する四輪車である。ピニオンは車輪外周内側を登坂するだけであるが、２個の円形車輪を連結する駆動歯車が先行輪の後輪ピニオンの下にもぐりこみ後行輪の前輪ピニオンの上を登坂し前輪後部を押し上げ、後行輪の盤後部にとりついた補助車輪は後行輪の公転の継続をとめ後行輪後部を押し上げるものである。
補助車輪の踏面への進入角度は最初のノンスリップへの進入時に最大で以後踏面内部へ進入するに従いその進入方向は踏面と平行に近づき後輪後部を押し上げ
る効果を減少する。
【図１３】（ａ）はスロープを置いた踏面に補助車輪が進入する状態図で、補助車輪の後輪後部を押し上げる効果の減少をおさえた状態を示す。（ｂ），（ｃ）のそれぞれは（ａ）と同様の効果をもたらす補助車輪で、（ｃ）は（ｂ）の複数の補助車輪を１つにするだけでなく補助車輪の前半分を省略することで補助車輪の蹴込みに当たるまでの滑走距離を倍増し蹴込みに当たっても車輪のようにピニオンの公転を止めてしまうことはない補助車輪である。（ｂ）の複数個の補助車輪の半径のそれぞれは（ａ）のスロープを駆け上がる補助車輪が対応するそれぞれの位置での中心と踏面までの距離に一致する。（ｃ）は補助車輪の形状を渦巻き状にするもので、渦線は等進渦線で、その長さは踏面に接地した長さに同じでその半径は（ｂ）と同様に（ａ）のスロープを駆け上がる補助車輪が対応するそれぞれの位置での中心と踏面までの距離に一致する。
【図１４】は車輪に牽引されるソリにこれらの補助車輪を取りつけ車輪の公転時に補助車輪を引き上げることなく車輪本体から切り離し車輪後部の重量を軽減するものである。（ａ）に示すソリ（４１）は盤後部がガイドローラーを介して乗り上げるとき階段上に停留し公転時に盤後部が離れるとき移動するものである。（ｂ）は車輪を複数個重ね合わせたソリで（ｃ）はキャタピラ車にしたソリで盤後部のガイドローラーがこれらの上を乗り上げる。平坦走行から階段の登坂に移行し車輪が最初の蹴込みに当たる時これらのソリは前部を持ち上げられて階段に侵入し最初の蹴込みに当たることはない。盤後部に取り付くガイドローラーや（ｃ）のキャタピラ車に動力をつければ車輪を底から押し上げるだけでなく水平方向に引き上げることになる。
つぎに車輪とノンスリップとの間でスリップしないように色々な工夫が施された
タイヤについて説明する。
【図１５】
【図１６】は【請求項８】のタイヤを例示して説明するものである。
【図１５】（ａ）に示すラチェット刃形状の突起爪（３２）には円周の接線方向の底面と半径方向の引掛り面があり、この突起爪を有する車輪が階段のノンスリップに当たる時爪の底面に半径方向の力が作用すると突起爪は車輪内に収納され、爪の引掛り面に円周方向の力が作用するとこれに抵抗し、車輪と階段のノンスリップとが噛合い車輪は滑ることなく登坂する。また接地面ではもっぱら爪の底面に半径方向の荷重が作用するだけなので突起爪は車輪内に収納され引掛り面が地面を引っ掛けることなく、車輪は突起爪を付さない車輪と同様に平坦走行する。（ａ）は円周を８等分して突起爪を１列にして付した車輪を例示するものであるが、複数列の突起爪を位相をずらして重ね合わすと、ノンスリップと大きく噛合いながら滑ることなく登坂する車輪が可能となる。（ｂ）は階段の踏面のみならず地面にたいしても爪の引掛り面が働くように（ａ）を改良したもので階段の踏面に大きく踏み込むものである。
【図１６】は車輪のフレーム（９）を貫通する皿ボルトの先端に前後２枚の兆番を取り付けゴムを貼り付けた爪つき車輪で、これを車輪のタイヤの外側に装着した実施例をしめす。車輪が蹴込みに当たると車輪のタイヤは皿ボルトの集中荷重をうけ爪を凹ますことになる。（ａ）は全体図（ｂ）は部分詳細図である。
この車輪のスリップを除去するため逆転防止用の爪は車輪全体につける必要はなく、
【図１７】（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように１段分の階段に接触する爪を有する爪つきタイヤの車輪やキャタピラをピニオンと一緒に移動さすだけでよい。これらの爪つきタイヤは車輪の登坂時に空中のノンスリップに対して働き平坦走行時には地面から離れて宙に浮いているのが望ましい。盤（１３）に取り付けられ外周の内歯車に噛み合う歯車でこの爪付き車輪やキャタピラの周速を車輪周速と同じくして回転させると、車輪全体にではなく接触するノンスリップの前後に爪をつけたのと同じになる。すなわち車輪停止時は盤の移動により内歯車に噛合う歯車が回転し爪を後ろに送り出し、盤が停止し車輪がノンスリップとの間でスリップすると歯車は回転し爪は車輪と一緒に後ろにずれる。
【図１７】（ａ）（ｂ）（ｃ）は平坦走行時にこの爪が地面と接触しないように工夫るものである。（ａ）はキャタピラに爪を付け周速を車輪周速と同じくして回転させるもので、（ｂ）は内歯車に噛合う歯車の回転をクランクにより爪付台車のピストン運動に替えるもので、往復する２個の爪付台車のうちいずれか一方が必ず階段に食い込むことになる。（ｃ）は車輪の内歯車と爪つき車輪の内歯車との双方に共通のピニオンが噛み合うようにして、ノンスリップとのスリップを取り除いたものである。
つぎに車の椅子や荷台の姿勢制御ついて説明する。
【図１７】（ｃ）は【図１４】に示したソリを引きずる階段昇降車について、上に凹で半円の荷台の姿勢制御を説明するものである。階段昇降車が平坦走行から昇降動作に移行するとき内歯車内部のピニオンが公転し始め、車輪内部の車体（１）と補助車輪を連結するソリ（４４）との間の角度が減少する。両端にガイドローラーを取り付けたテコ（２４）はこれによって跳ね上げられ、上に凹の半円のレールの台の底を下から突き上げる。その結果、台の水平を維持すると同時に台の上を滑走する荷物を前方に移動させることになり車輪の前転を容易にさせることができる。台の底面に設けた半円形切欠きは昇降動作中のテコの振幅を台の上下動に反映されないように施されたものである。
【図１８】は車体が傾いても水平を保つ荷台の機構（【請求項９】）を説明するものである。荷台を車体の４箇所から車体の傾斜に従い決められた長さで吊り下げるので荷物を置く位置によって荷台が傾くことはない。（ａ）は車体の水平状態を示し、（ｂ）は車体の傾斜に伴い車体に固定された歯車（５８）の廻りを盤（１３）に取り付けたピニオン（５）が自転しながら公転しピニオンと同軸で合体したスプロケット（６０）がチェイン（１６）を上下させ荷台（６２）を水平に保つ状態を示す。この際、荷台の荷重はチェインにではなく吊材（５６）を通じて吊もとに伝わり前後の盤の鉛直が保たれる。またチェインがスプロケットに巻きつけられれば２つの吊もとのチェイン同士をつなぐ必要はない。
つぎに車の安全装置などの付帯装置について説明する。
【図１９】は車が階段の途中で停留するための安全装置（【請求項１０】）で、車体の傾斜時に降りる方向の回転をロックし水平時に解除するブレーキである。（ａ）は車体の水平時の状態を示し（ｂ）は車体の傾斜時の状態を示す。このブレーキ（６５）は車体に回転自由のヒンジ（１５）で吊り下げられ、車体の水平時にだけでなく車体の傾斜時にも鉛直が保たれるため、車体の水平時には車輪に触れることはなく、車体の傾斜時には車輪に接触し車輪の回転とともに当り（４５）が車輪に食い込み更に突起（３２）が車輪を押さえて車輪の降りる方向の回転をロックする。この車体に鉛直に吊り下げられたブレーキ（６５）は当り（４５）の他に突起（３２）を有し、突起（３２）はタイヤの空気圧が少ないときなど当りがヒンジを挟んで反対側まで回転し通り過ぎてしまうことを防ぐものである。階段昇降車は左右の両輪が同時に登坂しなければ車体は傾き横転や暴走する恐れがあるので、どちらか一方の車輪が他に先駆けて昇降段すると車輪は回転せず残りの車輪の昇降段を待つようにしなければならない。これを解決するために【請求項１１】のベルト式差動装置が考案され、
【図２０】はこれを例示して説明するものである。（ａ）は、部品配置図で、それぞれの被駆動側のプーリーが駆動側プーリーと同じ距離にあるとき全てのベルトに同じ張力がかかっている。（ｂ）は、本案のベルト式差動装置を【図１】（Ｃ）の階段昇降車に組み入れたもので、昇段時の状態図で、左側が右側に先駆けて昇段すると左側プーリーが駆動側プーリーに近づいてベルトの張力を失い回転が伝わらなくなり右側車輪の昇段を待つことになる。（ｃ）は、降段時の状態図で、左側が右側に先駆けて降段すると左側プーリーが駆動側プーリーに近づいてベルトの張力を失い回転が伝わらなくなり右側車輪の降段を待つことになる。
【図２１】に例示する下げ振りは前後の傾きを椅子の姿勢制御に左右の傾きを左右の駆動用モーターの制止に指令を出すセンサーである。
つぎに本発明の応用例を列記する。
【図２２】は【図１３】（ｃ）に示す補助装置と【図１】（ｃ）に示す駆動方式を採用した段差解消車椅子である。１段だけの昇段ならばノンスリップとタイヤとの間のスリップを考慮する必要はなく手動でも可能である。（ａ）（ｂ）（ｃ）はタイロッド（４０）の働きにより椅子を車輪（８）の外部へ移動させ昇段時に車輪の公転に至る一連の動きを説明するものである。
【図２３】は車椅子の水平保持装置を説明するもので、車体の傾斜に伴う荷台の移動を極力小さく抑えるため、吊材に固定された歯車（５９）の廻りを車体に取り付けたピニオン（５）が公転しながら自転し、ピニオンと合体したクランクシャフト（６１）が片端にガイドローラーを取り付けたテコ（２４）を上下させ椅子（４４）を水平に保つ。
【図２４】（ａ）は階段のノンスリップに噛合い滑ることなく登坂し地面に接触する平坦走行に支障をきたさないタイヤで、（ｂ）は（ａ）を簡素化したもの（ｃ）は中間層に中空部分を設けたもので、接地面積が大きく畳の上を食い込むことなく走ることもできる。
【図２５】は【図２】（ｃ）の３角形車輪の外側に浮き袋をつけて船舶の駆動部分とするもので、船舶が水上を走行する際、船体は着水することなく且つこの浮き袋が水上を進行するものでないので水の抵抗を受けることはない。３角形車輪のフレーム（９）は頂点部分で蛇腹になっていて、内側にチェインが取り付き、外側に環状のチューブがバンドで巻きつけられる。頂点部分でチューブの容積が大きいのは３角形車輪の公転時に大きな浮力が必要となるからである。３角形車輪の公転時の浮力の変動による船体の上下動は３角形車輪内部を移動するピニオンの車軸を共通にする複数の３角形車輪を一定の位相差を設けて重ね合わす事で解消できる。この水上走行方式は【図９】の２角形車輪にも適用できる。
【図２６】は荷物を載せた手押し車をエスカレータに載せて上の階に運搬している所を説明するもので、上から吊り下げられ上に凹の半円のレール上を走行する台車によって荷物は水平を維持している。手押し車が階段を昇段するのに必要な動力が不要であると言うよりエスカレータに進入したらエスカレータ内部では動かないことが条件になる。エスカレータ内部では手押し車は階段昇降車の登坂姿勢をとって車輪の回転はロックされる。エスカレータに進入時と脱出時は平坦走行姿勢をとり車輪の回転のロックは解除される。この手押し車は４輪車を１個のユニットとしてこれをＬ型車体で鎖状に繋いだもので、Ｌ型車体の上部から上に凹の半円のレールが懸垂される。この半円のレールの懸垂部には突起爪があり、車輪のタイヤを押さえて車輪の回転はロックする。車輪の回転はロックされても各Ｌ型車体は各車軸の回転をロックしないので、エスカレータの階段形状の変化に対応できる。荷台の幅（Ｌ）に対して荷台の釣り元から荷台までの距離（Ｈ）が大きいとき、荷台は吊り下げるだけで水平が維持され
【図２７】に示すように構造は簡単である。
【図２８】は車輪径が小さい２つの車輪で荷台を吊り下げる場合で【請求項９】の荷台の水平保持機構を例示するものである。
【図２９】はエスカレータ内部で動かないキャスター車輪で（ａ）は水平設置時で左右の脚は接地していない、（ｂ）は階段停留時で下段側の脚は接地し脚と同体で回転軸を同じくする車輪が【請求項１０】のブレーキによりロックされる。
【符号の説明】
（１）  車体
（２）  車体重量を支持する車軸
（３）  電動機等により駆動する歯車
（４）  歯車或いは車輪の回転軸
（５）  （４）にベアリングを介して取り付けた歯車
（６）  （４）にキーで固定して取り付けた歯車
（７）  （４）にベアリングを介して取り付けた車輪
（８）  （４）にキーで固定して取り付けた車輪
（９）  車輪のフレーム
（１０）  （９）の内側に取り付けたチェイン
（１１）  （９）の外側に取り付けたタイヤ、ゴム等の緩衝材
（１２）  回転軸と回転軸とを連結するリンクプレート
（１３）  複数の回転軸を取り付ける盤
（１４）  ガイドローラー
（１５）  ヒンジ
（１６）  チェイン
（１７）  ベルト
（１８）  スプリング
（１９）  モーター
（２０）  軸受
（２１）  （４）にキーで固定して取り付けた  駆動側プーリー
（２２ａ）（４）にキーで固定して取り付けた右側車輪用の被駆動側プーリー
（２２ｂ）（２２ａ）と同体の出力用プーリー
（２３ａ）（４）にキーで固定して取り付けた左側車輪用の被駆動側プーリー（２３ｂ）（２３ａ）と同体の出力用プーリー
（２４）  テコ
（２５）  （４）に取り付けた盤
（２６）  階段の蹴込み部分
（２７）  階段の踏面部分
（２８）  階段のノンスリップ部分
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，ｚ    菱形車輪の各頂点
あ、い                          （４）の回転方向
（２９）  台座
（３０）  脚
（３１）  ヒンジが移動できるようにした長穴
（３２）  突起爪
（３３）  地面
（３４）  スラストベアリング
（３５）  レール
（３６）  段板
（３７）  カップリング
（３８）  Ｃ型断面のガイド
（３９）  球
（４０）  タイロッド
（４１）  ソリ
（Ｏ）  車輪の重心
（Ｐ）  負荷の作用点
（Ｑ）  接地点
（４２）  スロープ
（４３）  渦巻き補助車輪
（ｒ１）  スロープを駆け上がる直前位置での補助車輪の中心と踏面までの距離（ｒ２）  スロープ昇段中の位置での補助車輪の中心と踏面までの距離
（４４）  椅子
（４５）  当り
（４６）  （４）にキーで固定して内歯車に噛合う歯車取り付けたクランク
（４７）  爪付台車
（４８）  皿ボルト
（４９）  ナット
（５０）  兆番
（５１）  チューブ
（５２）  バンド
（５３）  Ｌ型車体
（５４）  上に凹の半円のレール
（５５）  ２つ以上の回転体の共通の回転軸
（５６）  吊材
（５７）  荷台の釣り元の回転軸
（５８）  荷台の釣り元の回転軸に取り付き車体に固定され車体と一体の歯車
（５９）  荷台の釣り元の回転軸に取り付き吊材に固定され吊材と一体の歯車
（６０）  スプロケット
（６１）  クランクシャフト
（６２）  荷台
（６３）  （１１）を押さえて車輪の回転をロックするブレーキ
（Ｈ）  荷台の釣り元から荷台までの距離
（Ｌ）  荷台の幅
（６４）  スロープを有する下駄
（６５）  車体の傾斜時に降りる方向の回転をロックし水平時に解除するブレーキ
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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