(57)【要約】【課題】折畳可能なキャタピラ駆動機構をもつ屋内移動用の車椅子と、無制限の移動半径を伴う階段を上る車椅子とを実用的に両立する。【解決手段】車椅子が、動力供給アセンブリ（８）即ちバッテリーチャージャーとして機能する内燃モーター、バッテリー、駆動ホイール・ベルトプーリー（１）、より大きな直径のタイヤ（または総ゴムリング）（１ａ）、より小さな直径の刻み目状駆動ベルト（２６）、折畳可能なフロントホイール−プーリーベルトペンデュラム支持体（２）、ペンデュラム上昇アセンブリ（４〜６）、キャスタホイール昇降装置（２３〜２５）、レッグレスト昇降装置（１８ａ）、階段を上る際重心をシフトさせるための座席移動アセンブリ（９、９ａ〜９ｃ）で構成され、キャタピラ駆動ペンデュラムを部分的に上昇させて、屋内や平坦表面上を移動し、窪み等を乗り越え、階段を上下移動し、制限されない動作半径を有することができるようにする。【選択図】図１
2010505489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モーター駆動アセンブリ、駆動ホイール、ベルト、フロントホイール、および背もたれ付き座席を備えた、階段および障害物用車椅子であって、該車椅子は基本フレーム（Ｐ）から成り、
該基本フレームには、
内燃モーター、バッテリーチャージャーおよびバッテリー（またはもう１つのバージョンではバッテリーのみ）、から成る動力供給アセンブリ（８）；
同時にベルト担持エアチューブ（１ａ）（第２のバージョンでは総ゴムリング）でもある、１対の駆動ホイール（１）；
階段を上り障害物を乗り越えるための刻み目状の駆動ベルト（２６）（第２のバージョンではより広いエンドレスゴムストリップ）；
および、刻み目状の駆動機構（２６）（第２のバージョンではより広いエンドレスゴムストリップ）を介して駆動ホイール（１）に結合され、かくしてそれらと共に折畳み式キャタピラ駆動ペンデュラム（２）を形成している一対のフロントホイールベルト（１４）；
次なるアセンブリとして、昇降可能なフロントキャスタホイール（７）；
キャタピラ駆動機構を昇降させるためのアセンブリ；
背もたれを伴う座席移動アセンブリ；
および、レッグレストアセンブリ
といったアセンブリが取り付けられていることを特徴とする、階段および障害物用車椅子。
【請求項２】
前記駆動ホイール（１）が、タイヤ（または総ゴムリング）用の半径方向スロットと、刻み目状のゴムベルト用（またはエンドレスゴムストリップ用）スロットを担持し、ベルト用スロットは、ゴムベルト（またはストリップ）の歯が平坦な表面上を移動中に地面と接触しないように、より小さい直径を有していることを特徴とする、請求項１に記載の階段および障害物用車椅子。
【請求項３】
刻み目状のベルト（またはエンドレスで刻み目状のゴムストリップ）のための半径方向スロットのみを担持している前記フロントホイール（１４）がペンデュラム（２）に固定されていることを特徴とする、請求項１に記載の階段および障害物用車椅子。
【請求項４】
ペンデュラム（２）が、セグメントの形に設計され容易に折畳み可能であり、駆動軸（１）のシャフト（１ｂ）を中心に回転し、障壁の高さに応じてベルトを所望の傾斜角度にするように電気モーターアセンブリを用いて上昇下降させられることを特徴とする、請求項１および３に記載の階段および障害物用車椅子。
【請求項５】
レッグレスト昇降装置（１８ａ）が上に取付けられているセグメント（１８）がペンデュラム（２）に含まれており、これが上昇中にレッグレスト（１７）上の付随する張出し部に向かって傾斜し、階段を上る妨げとならない高さまでレッグレストを上昇させることを特徴とする、請求項１および４に記載の階段および障害物用車椅子。
【請求項６】
左右のペンデュラム（２）の平行性が、ペンデュラム（２）に固定された嵌め歯歯車セグメント（５）がガイド（４）内を滑動するような形で車椅子基本フレーム（Ｐ）に取付けられたガイド（４）によって確保されており、該嵌め歯歯車セグメント（５）はペンデュラム（２）の傾斜を制御する電気モーター駆動ギア（６）に結合されていることを特徴とする、請求項１および４に記載の階段および障害物用車椅子。
【請求項７】
ペンデュラムセグメント（１８）がシャフト（１９）を中心にして回転し、ペンデュラムセグメントの位置がロック（２１）によって固定されている状態で、駆動ベルトの取外しおよび車椅子の大幅な短縮が可能となっていることを特徴とする、請求項１および５に記載の階段および障害物用車椅子。
【請求項８】
車椅子の前方側に、車椅子フレーム（Ｐ）上に固定されフロントキャスタホイールのハウジング上のナットに結合されたボルト（２４）および減速ギアを伴う電気モーターから成るアセンブリが、フロントキャスタホイール（７）を上昇させるために取付けられており、キャスタホイールハウジングガイドは、キャスタホイールハウジングがターンして移動の方向を変更できるようにするため車椅子フレーム上に横向きに取付けられていることを特徴とする、請求項１に記載の階段および障害物用車椅子。
【請求項９】
前記背もたれ付き座席（１０）は、階段を上りながら変化する重心の釣り合いを取るためにシフトされることができ、該シフト動作は、座席フレームに固定されたボルト（いわゆるアクチュエータ）と減速ギアを伴うモーターで構成されたアセンブリ（９）によって行なわれ、アセンブリ（９）は、ガイド（９ｃ）を介して背もたれ付き座席を前後に運ぶ線形ベアリング（９ｂ）に対してカップリング（９ａ）により連結されていることを特徴とする、請求項１に記載の階段および障害物用車椅子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、身体障害者の自動輸送用の付属備品群、すなわち、バッテリーチャージャーを供給する内燃モーター（もう１つのバージョンではバッテリーのみ）；２本のキャタピラベルトと共に各々タイヤが備わった、組み合わされた駆動ホイールといったアセンブリから成る、階段を上り障害物を登坂する車椅子に属する。キャタピラ駆動システムは折畳み可能であり、したがってこの車椅子は屋内でも使用でき、あるいは階段を上り障害物を乗り越えるためシステムを昇降させることができる。車椅子内に設置されているのは、キャスタホイール上昇用アセンブリ、座席前後移動アセンブリ、階段を上るためのレッグレスト上昇用アセンブリである。国際特許分類（ＩＰＣ）に従うと、本発明をＡ６１Ｇ５に分類することができる。
【０００２】
身体障害者は、往々にして単に１段か２段の階段があるだけで自宅の建物または部屋から外に出ることが不可能であることを含めた彼等の移動の自由を制限するあらゆる種類の日常的障害は言うまでもなく、診療所、病院、公共施設、学校などといった、極めて重要であるものを含めたさまざまな敷地内に到達する上で今なお問題に遭遇している。特に問題であるのは、身体障害をもつかもたないかに関わらず人間の基本的権利の１つである喜びをもたらす上で必要である屋外へ行くことまたは自然の中を旅することといった行為ができないでいるという点である。
【背景技術】
【０００３】
既知の解決法は、身体障害者がもつ前記問題に部分的にしか対処していない。車椅子輸送車両は、（集団利用に適した）特殊車両上への搭載にしか使用できず、特許対象となっている数多くの個人利用向けの解決法は大部分が図面レベルにとどまっている（その非実用性および過度のロバスト性に起因して具体化されたことがない）。メーカーにより提案された具体化された車椅子解決法の欠点は、それらが後ろ向きに階段を上り、ユーザーが移動行程を目で追うことができなくなっているという点にある。縁石を越える時でさえ、ユーザーは車椅子を移動とは反対の方向にターンさせ、次に障害物を登坂した後に再度ターンさせなくてはならない。後向きに乗ることは、確かに不快な経験であり、一定の不安を伴う。階段上にあるキャタピラ駆動機構において、車椅子が後向きに転覆しないようにするためにキャタピラは充分長くなくてはならないが、この場合、長すぎるとキャタピラは屋内での使用に不都合であり、これによって既存のキャタピラ解決法は、一見相反する２つの特徴を調整できないことから充分安全なものではなくなっている。換言すると、（容易に）折畳むことのできるキャタピラ駆動機構をもつ屋内移動用の車椅子と、無制限の移動半径を伴う階段を上る車椅子を組合せると思われる解決法はまだ提供されていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の主たる目的は、身体障害者が直面している、移動の自由が制限されてしまうという問題を解決し、身体障害者が単独で到達できない公共の場所を彼らにとってアクセス可能なものにし、かくして小さな障害物毎に立ち往生する恐れなく野外に出かけることに対する自らのニーズを彼らが満たすことができるようにし、さらには車椅子内に設置された燃焼モーター（ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ  ｍｏｔｏｒ）のおかげで駆動バッテリーの放電を恐れずに最も遠い目的地に到達できるようにすることにある。
【０００５】
派生的な目的は数多くあるが、まずは障害物が克服可能であることを発見したときの身体障害者の満足さが挙げられ、これにより無力感が緩和され、かくしてこれは彼等の精神的健康の維持に寄与する。さらなる利点には、身体障害者が訪れなくてはならないもののそれができない場所を適合化させるコストを削減し（本発明はこのような適合化を不要にする）、財源を身体障害者が遭遇するその他の問題の処理に向け直すことができる、ということが含まれている。これらの目的はいずれも、人間の権利という考慮事項に関して重要なものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
階段および障害物用車椅子は、以下のもので構成されているその設計によって、以上で概略的に説明した問題をほぼ全て解決する。動力駆動アセンブリ、つまり、バッテリーチャージャーとして機能する燃焼モーター（もう１つのバージョンではバッテリーのみ）が、屋外での移動のため電気駆動モーターに電力を供給し常にバッテリーを充電された状態に保つため、頑丈な軽量金属管フレーム上に取付けられる。さらなるアセンブリは、（左右の駆動輪用に別々に）車椅子を推進するための（減速ギアを伴う）電気駆動モーター；およびキャタピラアセンブリを昇降させるための（減速ギアを伴う）電気駆動モーター（もう１つのバージョンでは、左側および右側用に別々のモーター）；キャスタホイールを昇降させるための（減速ギアを伴う）電気駆動モーター；および（背もたれを伴う）座席の前後移動のための（減速ギアを伴う）電気駆動モーターである。言及されているアセンブリは全て、適切な電気ジョイスティックを介して制御される。
【０００７】
車椅子の主要な特徴は、車椅子をホイールとベルトプーリーの一体型にする、車椅子の駆動ホイールの設計にある。タイヤ（または総ゴムタイヤ）は、適切な外部半径方向溝上に取付けられ、この溝に沿って、より小さな直径の二つの溝が、刻み目状のゴムベルト用に旋盤加工されている（または、もう１つのバージョンでは、刻み目状のエンドレスゴムストリップ用のより広いスロット）。ベルト（またはストリップ）の歯は（縁石、敷居またはその他の障害物の）縁部とかみ合う必要がある。ベルトがより小さな直径において回転することから、ベルト（またはストリップ）の歯は地面に接触せず、そのため、ベルトの粗い歯上に乗ったときであれば随伴すると考えられるような振動を伴わない快適な乗心地が可能になる。もう一方の前輪は、タイヤ（ゴムリング）用のスロットを有しておらず、刻み目状のベルト用のスロット（または刻み目状のエンドレスゴムストリップ用の単一のスロット）しか備えていない。平坦な表面を移動している間（通りの側溝または窪み上でないかぎり）、それは、ペンデュラムにより地面より上方に保持されて、宙に浮いた状態で回転する。ペンデュラムは、該ペンデュラムの任意の位置においてベルト張力が一定に保たれるように、駆動ホイールの回転軸上に固定される。上昇用電気モーターアセンブリを用いて、ペンデュラムを地面の形状に応じてさまざまな角度で保つことができる。前方のペンデュラムセグメント上には、レッグレスト上昇用アセンブリが取付けられ、これは、上昇した時点で、レッグレスト上の付随する張出し部に向かって傾斜し、階段を上るのを妨げない高さまでレッグレストをもち上げる。
【０００８】
左右のペンデュラムは、車椅子フレームに取付けられたガイドによって平行に保たれる。ペンデュラムに取付けられた嵌め歯歯車セグメントはこれらのガイド内を滑動する。嵌め歯歯車セグメントは、ペンデュラムを傾斜させる電気モーター駆動歯車に結合される。前方ペンデュラム端部（前輪が取付けられているペンデュラムのセグメント）は、特別なシャフトの周りをターンすることができるように設計されており、これにより駆動ベルトを取外して車椅子を大幅に短縮することが可能となり、かくして屋内の移動に適した電動車椅子とすることができる。該セグメントの位置は、ロックにより固定される。
【０００９】
車椅子の前面では、キャスタホイールハウジング上のナットに結合されてキャスタホイールを所要高さまで昇降させるキャスタ車椅子フレームに固定されたボルト、および減速ギアを伴う電気モーターで構成された、キャスタホイール上昇用アセンブリが取付けられている。キャスタホイールハウジングガイドは、キャスタホイールハウジングがターンして移動方向を変更することができるようにするため車椅子フレーム上に横向きに取付けられる。
【００１０】
車椅子の後部には、上に座席が載りそれが移動できるようにしている線形ボールベアリングの支持体に結合されている座席フレームに固定されたボルト（いわゆるアクチュエータ）および減速ギアを伴う電気モーターで構成された、背もたれ付き座席移動アセンブリが取付けられている。
【００１１】
身体障害者の介助者用の後部ハンドルおよびアームレスト上に取付けられているのは、付随する制御スイッチまたはいわゆる並列制御機構である。
【００１２】
言及されているアセンブリは全て、既存の位置での保持の必要性に応えるために自動制動式であり、それらの減速ギアの大きな速度伝達比に起因して必要となった特徴である。言及されたアセンブリは全て、電気ジョイスティック−変速装置を用いて制御可能であり、車椅子のさらに高機能なバージョンではセンサーの設置も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
添付図面は、本発明の明細書の一構成部分であり、その基本的原理を例証するものである。
【００１４】
【図１】屋内使用のために折畳まれた階段および障害物用車椅子を示す図である。
【図２】平坦な面上での屋外乗用に準備された階段および障害物用車椅子を示す図である。
【図３】非機能状態および機能状態のホイールの位置でのペンデュラム前方セグメント（フロントホイール支持体）を示す図であり、ロックもまた示されている。
【図４】駆動ホイールの横断面図である。
【図５】フロントホイールの横断面図である。
【図６】道路の窪みを越えている、階段および障害物用車椅子を示す図である。
【図７】背もたれ付き座席が前向きにシフトした状態での、階段を上る、階段および障害物用車椅子を示す図である。
【図８】階段を下へ移動する、階段および障害物用車椅子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１および２に示されている階段および障害物用車椅子は、車椅子の基本フレーム（図２、アイテムＰ）の中に設置された電源（図１、アイテム８）によって推進されている。移動は、２つの駆動ホイール（図１、アイテム１）および２つのフロントキャスタホイール（図１、アイテム７）で行われる。駆動ホイール上には、タイヤまたは総ゴムリング（図１および４、アイテム１）が配置され、それ自体ペンデュラムセグメント（図１および２、アイテム１８）により支持されているフロントホイール（図１および５、アイテム１４）によって同様に支持されている刻み目状のベルト（図２および４、アイテム２６）が締着される。キャスタホイールは、平坦な表面または屋内での移動のために設計されている。フロントホイールが上向きに折畳まれた状態で（図１、アイテム１４）屋内使用のために折畳まれた車椅子（図１）から、歯とベルトが取外される。フロントホイール（図１、アイテム１４）は、ペンデュラム（図１、アイテム２）の１要素であり刻み目状のベルト（図２、アイテム２６）の取外しのためにシャフト（図１のアイテム１９および３）を中心にして回転させることのできるペンデュラムセグメント（図１、アイテム１８）上に載っている。ペンデュラムセグメント（図１、アイテム１８）は、ロック（図２、アイテム２１）により作動位置に固定される。ペンデュラム（図１、アイテム２）の上に固定されているのは、駆動ホイールの軸（図１および４、アイテム１ｂ）を中心にして回転しながらペンデュラムを昇降させることのできるペンデュラム昇降装置の嵌め歯歯車（図１、アイテム６）に結合された嵌め歯歯車セグメント（図１、アイテム５）である。ペンデュラムの平行性は、車椅子基本フレーム（図２、アイテムＰ）の上に取付けられた嵌め歯歯車セグメントガイド（図１、アイテム４）によって確保される。ペンデュラムの上に固定されているのは、障害物の縁部上でベルトが曲がってしまうのを防ぐベルト支持体（図１、アイテム３）である。ペンデュラムセグメント（図１、アイテム１８）上には、ペンデュラムを上昇させながらレッグレストハウジング（図２、アイテム１６）内の張出しロール（図２、アイテム１６ａ）と遭遇し階段の縁部より上にレッグレストをもち上げるレッグレスト（図１および２、アイテム１７）の昇降装置（図２、アイテム１８ａ）が存在する。ペンデュラムが下がると、レッグレストは自動的にその原位置に戻る。キャスタホイール昇降装置は、上行移動において起動され（図６）、このときキャスタホイールは、階段の縁部を妨害しないように持上げられて、非機能状態となる。これらは、屋外の平坦な面上および屋内での移動のためには下降させられる（図１および２）。背もたれ付き座席は、電気ジョイスティック（図１、アイテム１３）を用いて座席アセンブリ（図１、アイテム９）を活動化させることによって移動させられる。座席アセンブリ（図１、アイテム９）は、ガイド（図２、アイテム９ｃ）を介して座席を前後に運ぶ線形ベアリング（図２、アイテム９ｂ）に対しカップリング（図２、アイテム９ａ）により連結されている。かくして、人・車椅子の連結重心部分は、駆動ホイール（図１、アイテム１）がベース（図６）から離れる前に縁部を越えてシフトされる。この解決法により、屋内での移動を妨害（さらには阻止）すると思われるはるかに長いキャタピラに対する必要性が削減される。階段を下りる移動のため水平レベルより低くキャタピラを降下させるためには、キャタピラ降下用アセンブリの嵌め歯歯車（図１、アイテム６）を起動させるようにジョイスティック（図１、アイテム１２）を操作する。嵌め歯歯車は、ペンデュラム（図１、アイテム２）に取付けられた嵌め歯歯車セグメント（図１、アイテム５）に結合され、その回転と共に、座席が平坦な地面で乗る場合と同じ位置に座席を維持するのに必要な角度だけ、ペンデュラム（図１、アイテム２）を下降させる（図８）。下降の終りで、プロセスは逆となり、ペンデュラムは、所要高さまで上昇させられる。
【００１６】
発明の使用方法
ここで記述されている階段および障害物用車椅子は、実際の寸法（例えば添付の車輪細部）にしたがってプロットした個々のアセンブリの空間的配置を特に考慮に入れ、実際のサイズに対し適切な比率で作製した添付の作業図面を使用することで作ることができる。本発明は、その寸法を適合化することにより既存の車椅子に対しここで記述したアセンブリを追加することで応用可能であるが、本発明のエッセンスおよびその基本的特徴を放棄することなく、機能的に適したさまざまな材料から細部を実施することができる（例えばアルコールを使用する内燃モーターまたはリチウムイオン電池）。この要領で、数多くの点におけるその大きな改善により既存の解決法を超える階段および障害物用車椅子が得られる。
【符号の説明】
【００１７】
１    駆動ホイール／タイヤまたは総ゴムリング
２    ペンデュラム
３    ベルト支持体
４    嵌め歯歯車セグメントガイド
５    嵌め歯歯車セグメント
６    嵌め歯歯車
７    フロントキャスタホイール
８    電源
９    座席アセンブリ
９ａ    カップリング
９ｂ    線形ベアリング
９ｃ    ガイド
１２    ジョイスティック
１３    電気ジョイスティック
１４    フロントホイール
１６    レッグレストハウジング
１６ａ    張出しロール
１７    レッグレスト
１８    ペンデュラムセグメント
１８ａ    昇降装置
１９    シャフト
２１    ロック
２６    ベルト
【図１】
2010505489.tif 000003
【図２】
2010505489.tif 000004
【図３】
2010505489.tif 000005
【図４】
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【図５】
2010505489.tif 000007
【図６】
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【図７−８】
2010505489.tif 000009
【国際調査報告】
2010505489.tif 000010
2010505489.tif 000011
2010505489.tif 000012
2010505489.tif 000013