(57)【要約】　　　（修正有）【課題】段差の通過及び坂道の走行に於いて車体を常に水平に保ち、搭乗者に安心感を与え、そして階段の昇降を可能とした電動車椅子を提供する。【解決手段】車体の左右に配設されたリンク機構８ａ，８ｂ，８ｃ，９ａ，９ｂ，９ｃにより前後の車輪をそれぞれ懸架し、車体を水平に保つ為に水平検知センサーにより作動する電動機１０及び該電動機に連結する移動手段により、上記リンク機構を駆動する水平保持装置と、前後の車輪の内側に該車輪の車軸の偏芯位置に回転自在なアーム３ｃ，４ｃを配設し、段差を検知するセンサー及び該アームの回転位置検出センサーにより作動する電動機６，７、及び該アームを駆動する回転手段よりなる昇降装置、及び走行用電動機５により構成されている。【選択図】　　　　図１
2004049910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の前部及び後部にそれぞれ配設された左右一対の固定支点と、該固定支点にピン結合するリンクＡと該リンクＡの他端にピン結合するリンクＢ、又リンクＢに平行に配設されるリンクＣを前輪フレーム及び後輪フレームにそれぞれピンを介して結合し、該リンクＢ及びリンクＣの他端部をそれぞれスライドブロックにピン結合して成るリンク機構により車体を懸架し、車体の前後の傾斜を感知する水平検知センサーにより制御される直線移動手段の駆動により該リンク機構を作動させ、前輪又は後輪を上下に移動させる水平保持装置と、前輪フレーム及び後輪フレームのそれぞれの車軸の偏芯位置に回転自在なアームを配設し、該アームを回転駆動する回転手段と、段差を検知するセンサー及び該回転手段に付属する該アームの回転位置検出センサーの制御により該アームの回転又は停止を行う階段昇降装置で構成する事を特徴とする階段を昇降可能な電動車椅子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は電動車椅子に関するもので、特に階段の昇降及び坂道の走行に於いて車体を水平に保ち、そして階段等の段差の昇降を可能とした電動車椅子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の階段を昇降可能な電動車椅子は、専ら階段の昇降のみを行う装置で一般の通路での走行には適さないものや、又構造が複雑で車体が大きくなり通常の使い勝手が悪い等、一般市場には出回っていない現状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
解決しようとする問題点は、階段を昇降する際の安定性の確保であり、車椅子の前輪と後輪に高低差が生じた時の車体の重心位置の変化を最小となるように車体を水平に保ち、搭乗者に安心感を与えるように階段を昇降する事であり、かつ一般通路に於いても普通の電動車椅子と同様な走行が出来る点である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車椅子の車体の前後に取付けられた左右一対の固定支点と、これにピン結合されるリンク機構により前後輪の車軸フレームを懸架し、又車体に設けたスライドレール、スクリューシャフト等から成る直線移動手段を該リンク機構に接続し、車体の水平を保つ為の水平検知センサーにより制御される電動機により該直線移動手段を駆動し、前輪又は後輪を上下に移動させる水平保持装置と、前輪フレームと後輪フレームのそれぞれの車軸の上方の偏芯位置に回転自在なアームを設け、該アームを回転駆動する回転手段と電動機を、段差を検知するセンサー及び該アームの回転位置を検出するセンサーの制御により該アームを回転又は停止を行う事により該アームの先端部を段差に接しながら階段を昇降する昇降装置により構成されている。
【０００５】
又一般走行用の車体構成として、本実施例では前輪の左右にそれぞれの走行用電動機を設け、シート部の肘掛先端に取付けた操作盤のジョイスティックを操作する事により、前後進及び左右の電動機に回転差を与える事による進路変更、又左右の電動機の回転方向を互いに逆方向に回転させる事により前車輪の中間位置を中心として車体を旋回させる事が出来、又後輪にはキャスターが取付けられ前輪の駆動方向により自在に追従する構成となっている。
【０００６】
従って通常走行に於いては搭乗者のつま先を進行方向に向ける事により正確に目標を判断する事が出来、特に階段の昇降の際には階段に対して直角に向き合った状態で昇降を行う事が重要であり、又階段の昇降途中に於いても車体の向きを修正する事も容易に行える構成である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施形態を図面に従い説明する。図１は本発明の電動車椅子の実施例の立面図を示し、図２及び図３は本発明の電動車椅子の実施例の透視平面図を示し、図２水平保持装置部及び図３昇降装置部に分けて表示している。図４〜図６は階段を昇る状態、図７〜図９は階段を下る状態の要部を示す模式図で電動機等の駆動部は省略してある。図１０は操作盤の平面図である。
【０００８】
図１に示す車体１の上部にシート１ａが配設され、肘掛１ｂの先端には操作盤２が取付けられ、又車体の前端下方部にはステップ１ｃが設けられており、又車体１の前端部及び後端部の左右に一対の固定支点１ｄ、１ｅが配設され、これに回転自在なピン結合にてリンクＡ、８ａ、９ａが取付けられ、該リンクＡの他端部をリンクＢ、８ｂ、９ｂの中間位置にピン結合し、更に該リンクＢの両端部にはそれぞれスライドブロック８ｄ、９ｄ及び前輪フレーム３ａ、後輪フレーム４ａにピン結合し、又該リンクＢの両端部間の寸法が同一となるリンクＣ、８ｃ、９ｃを該リンクＢに平行となるように該スライドブロック及び該前輪フレーム、後輪フレームにそれぞれピン結合している。
【０００９】
又車体１の両側面に水平となるように二対のスライドレール１ｆを配設し（以下図２と共に参照）該スライドレールの内面をそれぞれの該スライドブロックが摺動するように組み込まれており、
更に該スライドレールに平行となるようにスクリューシャフト１０ａが前端部は軸受１０ｃにて、後端部は水平用電動機１０に連結され車体１に配設され、又左右に対面する該スライドブロックは連結棒８ｅ、９ｅにて接合され、該連結棒と一体なるスクリューナット１０ｂにスクリューシャフト１０ａが組み込まれる事により水平保持装置のリンク機構を構成する。
【００１０】
図１に於いて、それぞれのスライドレール１ｆの中心線の延長線上に固定支点１ｄ、１ｅが設定され、又該固定支点の垂直線上にリンクＢ、８ｂ、９ｂのピン結合部、即ち前輪フレーム３ａ、後輪フレーム４ａの結合部を設定する事によりスライドブロック８ｄ、９ｄが水平用電動機１０の回転により水平移動をすると、前輪フレーム３ａ、及び後輪フレーム４ａは垂直移動を行い、車体１に配設された水平検知センサー２ｇにて車体の傾きを感知し、例えば前方が上に傾斜した場合には後輪が下方に垂直移動し車体後部を押上げ、車体を水平に保つように制御し、又前輪及び後輪が同時に作動しないように原点位置確認用のリミットスイッチ（図示せず）が設けられており、水平保持装置を構成する。
【００１１】
図３に於いて、前輪フレーム３ａはコの字型の形状を成し、左右両端部には前輪３の車軸３ｂ及びアーム３ｃの回転軸が配設され、それぞれの軸に回転伝達のプーリー５ｂ、６ｂが取付けられ、又車体の中央寄りの左右にそれぞれの前輪を駆動する走行用電動機５が前輪フレーム３ａに配設されプーリー５ａ、ベルト５ｃを通じて車軸３ｂ（以下図１と共に参照）と同軸のプーリー５ｂへ接続しており、更に前輪フレーム３ａの中央部には昇降用電動機６が配設され、該電動機により回転するアーム駆動軸６ｄは両端を前輪フレーム３ａに配設された軸受３ｄに軸支され該アーム駆動軸先端に一体取付けされたプーリー６ａからベルト６ｃを通じてプーリー６ｂへと回転は伝達され、該プーリー６ｂと同軸のアーム３ｃは回転駆動される。
【００１２】
図３の後輪フレーム４ａの左右両端部には旋回自在なキャスター４ｅが配設され、該キャスターの後輪４の旋回範囲外の内側に左右一対のアーム４ｃがアーム駆動軸７ａの両端部に一体に取付けられ、該アーム駆動軸は後輪フレーム４ａに配設される軸受４ｄに軸支され又該アーム駆動軸は後輪フレーム４ａの中央部に配設される昇降用電動機７に接続され回転駆動される。
【００１３】
図４は階段を上昇時の作動状態を示し、１段目の階段を昇った為に前輪と後輪に高低差が生じ、水平検知センサー２ｇの作動により車体１の水平を保持するべく水平用電動機１０の駆動により後輪フレーム４ａが垂直移動し図４の状態となっている。
【００１４】
又前輪３及び後輪４の前方上部に上昇検知センサー２ｈが図示されており、該上昇検知センサーはそれぞれのアーム３ｃ、４ｃの回転範囲を保護する安全カバー（図示せず）に取付けられ、操作盤２（図１０参照）の上昇ボタン２ｃを押した場合に該上昇検知センサーが作動可能となるように設定されている。
【００１５】
アーム３ｃ及びアーム４ｃは操作盤２の走行ボタン２ｂ又は上昇ボタン２ｃを押した場合に図４の待機位置に停止しており、この待機位置は昇降用電動機６，７の内部のエンコーダにより設定されている。
【００１６】
図４に於いて、前輪３が１段目の階段の上昇を終了し、走行用電動機５により前進を開始し、２段目の段差を上昇検知センサー２ｈが感知し、走行用電動機５は停止し、同時にアーム３ｃが待機位置より右回転してアーム３ｃの先端部が段差上面に接触した状態を示している。
【００１７】
図５はアーム３ｃが更に右回転を進め、アーム３ｃの先端部を支点として前輪３が上昇し、同時に水平検知センサー２ｇが車体１の傾斜を感知し更に後輪フレームを下方に移動させ車体の水平を保っている。
【００１８】
図６は２段目の階段の上昇終了状態を示し、アーム３ｃが図の位置を通過した事を昇降用電動機６の内部のエンコーダが感知し走行用電動機５が始動し車輪３は３段目の段差を上昇検知センサー２ｈが感知する位置まで前進し、同時にアーム３ｃは待機位置まで回転を行う。
【００１９】
尚、後輪４も同様に後輪の前方に設けた上昇検知センサー２ｈにより段差を上昇し、同時に車体１の水平も保ちながら作動するものであるが、階段の奥行寸法により状況が異なるが、例えば前輪が上昇の途中位置に於いて後輪が上昇を開始した場合、前後輪それぞれのアームの回転角速度が変化する事により水平検知センサーが微妙に前後に遥動する事が想定され、その対応動作が搭乗者に不安感を与える恐れが生じる。
【００２０】
そこで水平検知センサー２ｇの感度設定を調整したり、水平用電動機１０の回転速度を調整する事も可能であるが、出来る事ならば前後輪が同時に階段の上昇を開始出来るように、前後輪の車軸間距離を変更可能とする機構を追加する事が望ましいと考えられるが、販売価格により選択される事と思われる。
【００２１】
本実施例では図示されていないが、前記の前後輪の車軸間距離を変更する為には車体１の後部に設けた固定支点１ｅを水平方向に移動可能な構造とし、即ち前記リンク機構を駆動する水平用電動機及びスクリューシャフト、スライドレール等を追加して設け、この制御を前輪用後輪用の上昇検知センサー２ｈ及び後述の下降検知センサー２ｉを連携させた制御プログラムを作成し、例えば図６に於いて、前輪が４段目の段差を前輪用上昇検知センサー２ｈが感知する前に後輪用上昇検知センサー２ｈが感知した場合には、後輪用のアーム４ｃは動作を行わずに固定支点１ｅが後方に移動し、前輪用上昇検知センサー２ｈが段差を感知した時点で、即ち前後輪が共に段差を感知した時点で、同時に前後のアーム３ｃ、４ｃが回転駆動を開始する事により水平保持装置は作動する事なく階段の最上段まで進行する事が可能となり、平坦路に移行した時に操作盤２の走行ボタン２ｂを押す事によりリセットされ、固定支点１ｅは最短距離の位置に戻り平坦路走行を行う事となる。
【００２２】
図７は階段を下降時の作動状態を示し、搭乗者は事前に操作盤２の下降ボタン２ｄを押す事により、前後輪のアーム３ｃ、４ｃはそれぞれの昇降用電動機６、７の内部のエンコーダにより設定されている下降待機位置に移動し、又前輪３及び後輪４の後方上部に下降検知センサー２ｉが図示されており、該下降検知センサーはそれぞれのアーム３ｃ、４ｃの回転範囲を保護する安全カバー（図示せず）に取付けられ、操作盤２の下降ボタン２ｄを押した場合に該下降検知センサーが作動状態となるように設定されている。
【００２３】
図７に於いて、前輪３の中心位置は段差を通過しており、前輪荷重はアーム３ｃに移動し、この時点で下降検知センサー２ｉが段差を感知し走行用電動機５は回転を停止し同時に昇降用電動機６が作動し、アーム３ｃは右回転を行う。
【００２４】
図８は階段の下降途中を示し、アーム３ｃの先端部を支点にして前輪は下降を行い、同時に水平検知センサー２ｇにより水平用電動機１０が作動し車体１は水平を保持している。
【００２５】
尚、前輪荷重をアーム３ｃで受ける為に昇降用電動機６が設定した回転数以上で回転する事を防止する為に、該昇降用電動機の減速機にはウオームギヤを使用し、又アームの待機位置の停止精度を上げる為に該昇降用電動機には内蔵のブレーキを設け、該昇降用電動機を停止状態にした場合にブレーキが作動するように設定してある。
【００２６】
図９は階段の下降終了状態を示し、アーム３ｃ、４ｃの先端部やや後方位置に下降終了センサー２ｊを設け、又車軸３ｂ、４ｂのやや前方上部にオーバーランセンサー２ｋが図示されており、該下降終了センサー及びオーバーランセンサーはそれぞれのアーム３ｃ、４ｃの回転範囲を保護する安全カバー（図示せず）に取付けられ、操作盤２の下降ボタン２ｄを押した場合に該下降終了センサー及びオーバーランセンサーが作動可能となるように設定されている。
【００２７】
図９に於いて、アーム３ｃが下降終了位置に来た事を昇降用電動機６の内部のエンコーダにより感知すると走行用電動機５により車体は前進し、次に下降終了センサー２ｊが段差を感知する事によりアーム３ｃは左回転し図７の下降待機位置に移動し停止するが、仮にアーム３ｃが下降待機位置に到達する前にオーバーランセンサー２ｋが段差を感知した場合には走行用電動機５は停止し、アーム３ｃが下降待機位置に到達すれば次の段差下降動作に移行する。
【００２８】
図１０は操作盤２の平面図を示し、ジョイスティック２ａを矢印の方向に傾ける事により進行方向を指示操作する事が出来、ジョイスティック２ａより手を離せば中立位置に戻り走行用電動機は停止しブレーキが作動する。平坦路走行の場合は走行ボタン２ｂを押し、階段を昇る場合は上昇ボタン２ｃを、又下る場合は下降ボタン２ｄを押す事により前後のアーム３ｃ、及び４ｃがそれぞれの待機位置に移動すると共に各センサーが作動状態となる。速度調整ノブ２ｅは走行スピードの調整ダイヤルで２Ｋｍ〜６Ｋｍ／ｈの範囲で調整可能としてあり、２ｆはバッテリーの残容量を示す表示ランプである。
【００２９】
尚、アーム３ｃ、４ｃの先端部は半円形を成し、該アームの回転軸よりも高い段差を昇る場合に於いても半円形の首の部分にて引っ掛けて昇ることが出来、更に階段の上面を転動しながら前方へ進む為に昇降時の確実性を増す形状であり、又外周部はゴムをライニング加工して滑りにくい様にしてある。
【００３０】
又、以上の説明は本発明の一実施例であり、水平保持装置のリンク機構を駆動する部分はスクリューシャフトに限定されず、チェーンとスプロケット、ベルトとプーリー、及びラックとピ二オンギヤ等の組合せも同等の効果を得られるものである。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の電動車椅子は、従来の平坦路走行用の電動車椅子と同等の車体寸法であり、又使い勝手に於いても同等でありながら更に階段の昇降を可能とする付加価値を加えた電動車椅子を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電動車椅子の一実施例を示す立面図であるる
【図２】図１の電動車椅子の透視平面図である。
【図３】図１の電動車椅子の透視平面図である。
【図４】作動状態を示す立面図である。
【図５】作動状態を示す立面図である。
【図６】作動状態を示す立面図である。
【図７】作動状態を示す立面図である。
【図８】作動状態を示す立面図である。
【図９】作動状態を示す立面図である。
【図１０】操作盤の平面図である。
【符号の説明】
１　　車体
１ａ　シート
１ｄ　固定支点
１ｅ　固定支点
１ｆ　スライドレール
２　　操作盤
２ａ　ジョイスティック
３　　前輪
３ａ　前輪フレーム
３ｃ　アーム
４　　後輪
４ａ　後輪フレーム
４ｃ　アーム
５　　走行用電動機
６　　昇降用電動機
７　　昇降用電動機
８ａ　リンクＡ
８ｂ　リンクＢ
８ｃ　リンクＣ
９ａ　リンクＡ
９ｂ　リンクＢ
９ｃ　リンクＣ
１０　水平用電動機
１０ａスクリューシャフト
【図１】
2004049910.tif 000003
【図２】
2004049910.tif 000004
【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】
2004049910.tif 000009
【図８】
2004049910.tif 000010
【図９】
2004049910.tif 000011
【図１０】
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