JP2003038581A - 走行装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】１個のモータと差動歯車を組合わせ、ジョイス
ティック等の操縦装置でスムーズにカーブを回ったり定
位置で回転できるようにすると、その実現のための機構
が複雑になってしまう。 【解決手段】左右の車輪２の内側に設けた溝Ｍ１と、隙
間を持って溝Ｍ１に入れたローラ５と、左右のローラ５
を回転させるモータ４と、溝Ｍ１の中におけるローラ５
の位置を変え得るように、車体１に取り付けられたハン
ドル６からなり、ハンドル６の操作力により、車体１を
前後に推進するとともに、この操作力によりローラ５を
車輪２に押しつけてローラ５の回転力を車輪２に伝え、
推進力を増幅するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、介護支援機器、歩
行支援機器、リハビリ機器、重量運搬装置として用いら
れる電動式車椅子、階段昇降装置、及び車輪移動式ロボ
ット等に好適に用いられる走行装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、モータを利用した電動式車椅子に
おいては、２個の独立したモータや、１個のモータと差
動歯車が使われていた。そして、電動式車椅子の進行方
向の制御には、ジョイスティック等の操縦装置が使われ
ていた。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、１個のモータ
と差動歯車を組合わせ、ジョイスティック等の操縦装置
でスムーズにカーブを回ったり定位置で回転できるよう
にすると、その実現のための機構が複雑になってしま
い、２個の独立したモータを用いると高価で重量がかさ
んでしまう。 【０００４】また、スムーズにモータの力の入切を行う
ようなクラッチ機構も、その実現のための機構が複雑に
なってしまう。 【０００５】そこで、微妙な操作は人力による直接操作
で行うものとし、モータは人力による押し力を補助する
ために活用する方法が考えられるが、従来のモータを利
用した電動式車椅子では、モータの力を歯車等で車輪に
伝える方法を採用しているので、人力による押し力をモ
ータの力と重ね合わせるようにすることは困難である。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明は以上に挙げた問
題点を解決するために、左右の車輪の内側に溝を設け、
隙間を持たせてローラを配置し、溝の中にあるローラの
位置を車体に取り付けたハンドルを使って変位させるよ
うにした。 【０００７】このように構成することにより、ハンドル
操作によりローラと車輪の内側の溝との接触状態を変化
させることができる。ローラが壁に当たらないようにす
れば、モータの力が車輪に伝わらないようにでき、クラ
ッチ機構のＯＦＦ状態が得られる。そして、モータを１
方向に回転させることにより、ローラが溝の壁の一方に
当たる時を正転、反対の壁にあたる時を逆転に設定でき
るので、ハンドル操作により方向転換や定位置での回転
を容易に行うことができる。 【０００８】さらに、ハンドルに加えられた力は車体に
も伝わるので、人力による押し力をモータの力と重ね合
わせることができる。 【０００９】 【実施例】以下に本発明の一実施例について図面を参照
して示す。 【００１０】まず、本発明に係る走行装置Ｓは、車体１
と、車輪２と、レバー３と、モータ４と、ローラ５と、
ハンドル６と、キャスタ７とから構成される。側面図を
図１に、またａ−ａ線階段断面図を図２に示す。また、
ロータ５付近の拡大図を図３に示す。 【００１１】車体１は、座１１と、背１２と、車輪受け
１３と、キャスタ取付部１４と、レバー取付部１５とか
らなる。 【００１２】車輪受け１３は、座１１の左右両端の中央
やや後方から下方に延びているものであり、その略下端
部に車軸Ｘ１が外側に延出している。 【００１３】キャスタ取付部１４は、座１１の左右前方
端から下方に延出してなるものであり、また、その中間
部にキャスタの進行方向を変更するための軸受１４１を
設けている。 【００１４】レバー取付部１５は、座１１の左右後方端
から後方に延びているものであり、その略中心部に貫通
孔１５１が設けてある。 【００１５】車輪２は、その内側面に周回して開口する
溝Ｍ１が設けてある。 【００１６】レバー３は、略鉛直方向に延びた略矩形の
板状であるが、その下端部は略円形となっている。その
下端にモータ固定部３１、その上端にハンドル固定部３
２がそれぞれ設けてある。モータ固定部３１及びハンド
ル固定部３２は、それぞれ円形の貫通孔である。また、
その中心部のやや下方に、軸３３が左右方向に貫通させ
てある。この軸３３は、前記レバー取付部１５に設けた
貫通孔１５１に貫通させてレバー３を車体１に枢着させ
るためのものであり、この軸３３と前記レバー取付部１
５とでヒンジを形成するようにしてある。前記ヒンジに
は、センタリングバネ（図示略）を伴う。 【００１７】モータ４は、その回転軸の両端の延長に軸
ガイド４１が設けてある。軸ガイド４１のさらに両端に
は、ローラ取付部４１１が設けてある。また、その上端
の前端部及び後端部には、回り止め４２が左右方向に横
架させて取り付けてある。 【００１８】ローラ５は、円筒形状をなすものであり、
その中心軸に軸穴（図示略）が設けてある。また、その
直径は、車輪２に設けた溝Ｍ１の幅よりも小さくしてあ
る。また、モータ４の電源を入れると、常に図１及び図
３の矢印ｘの方向に回転するようにしてある。 【００１９】次に、係る走行装置Ｓについて、各部の接
続を示す。 【００２０】まず、レバー３に設けた前記モータ固定部
３１に前記モータの軸ガイド４１を、前記ハンドル固定
部３２にハンドル６の両端をそれぞれ貫通させて取り付
ける。このとき、レバー３が、モータ４の回り止め４２
に挟み込まれるようにする。そして、モータ固定部３１
及びハンドル固定部３２をＣリングＲ等で挟み込んでモ
ータ４及びハンドル６をレバー３に固定する。 【００２１】次に、モータ４の両端のロータ取り付け部
４１１をロータ５に設けた前記軸受け穴に嵌め込み、ロ
ータ５を取り付る。そして、モータ４、ロータ５、及び
ハンドル６を取り付けたレバー３を、前記レバー取付部
１５の貫通孔１５１に前記レバー３の取り付け部３３を
合わせて固定する。ここで、前記レバー取付部１５と前
記レバー３との取り付けに関しては、左右方向にレバー
３の遊びができるようにする。 【００２２】そして、前記車体１に設けた前記車輪受け
１３に、車輪２をその中心Ｘ１を前記車軸１３１に合致
させ、また溝Ｍ１を内側にし、前記ローラ５を車輪２に
設けた溝Ｍ１に嵌め込むように取り付ける。その際、ロ
ーラ５と、溝Ｍ１の外壁Ｍ１ａ及び内壁Ｍ１ｂとの間に
は、図１及び図３に示すように、隙間があるようにす
る。 【００２３】さらに、キャスタ取り付け部１４にキャス
タ７を取り付ける。 【００２４】しかして、本発明に係る走行装置Ｓは、ハ
ンドル６の操作力により、車体１を前後に推進するとと
もに、この操作力によりローラ５を車輪２に押しつけて
ローラ５の回転力を車輪２に伝え、推進力を増幅するよ
うに構成したものである。 【００２５】すなわち、操作を加えない静止状態では、
前記レバー３が前記センタリングバネで支持されてお
り、ローラ５は溝Ｍ１に触れていないようになってい
て、モータ４の力を車輪２に伝えるクラッチ機構をＯＦ
Ｆにした状態にしてある。 【００２６】そこから、車体１を前進させるときには、
ハンドル６を前方に押すと、ハンドル６の押し力がレバ
ー３に伝わり、さらにモータ４の回り止め４２を通して
モータ４の軸ガイド４１に前記押し力が伝わってそのま
た先端に位置する左右のローラ５が変位し、前記ローラ
５が車輪２の溝Ｍ１の外壁Ｍ１ａに押しつけられる。そ
してローラ５は車輪２を前方に動かすようにモータ４の
力を伝え、前記モータ４の力が前記ハンドル６の押し力
に上乗せされて推進力として働くようにしてある。 【００２７】また、車体１を後退させるときには、ハン
ドル６を後方に引くと、ハンドル６を引く力により左右
のローラ５が車輪の溝の内壁Ｍ１ｂに押しつけられて車
輪２を後方に動かすようにモータ４の力を伝え、モータ
４の力とハンドル６を引く力とが協動して車体１を後退
させるようにしてある。 【００２８】さらに、左にカーブを切るときには、ハン
ドル６の右側だけを押すようにすると、右側のロータ５
だけが車輪２の溝Ｍ１の外壁Ｍ１ａに押しつけられ、右
側の車輪２だけに前進するための推進力が働き、車体１
が左にカーブするようにしてある。また、右にカーブを
切る場合は、逆にハンドル６の左側だけを押すようにす
ると、前記と同様の機構で左側の車輪２だけに推進力が
働いて車体１が右にカーブするようにしてある。 【００２９】そして、定位置で左に回転させるときに
は、ハンドル６の右側を押し、左側を引くようにする
と、右側のロータ５は車輪２の溝Ｍ１の外壁Ｍ１ａに、
左側のロータ５は車輪２の溝Ｍ１の内壁Ｍ１ｂにそれぞ
れ押しつけられ、右側の車輪２はハンドル６を押す力と
ロータ５の回転力で前進方向に、左側の車輪はハンドル
６を引く力とロータ５の回転力で後退方向にそれぞれ回
転し、車体１全体としては定位置で左に回転するように
してある。右回転の場合も、同様の操作を左右逆に行え
ば、これも同様の機構が左右逆に働き、車体が定位置で
右に回転する。 【００３０】ここで、モータ４を使用せずに通常の車椅
子として使用するときには、レバー３の動きをロックし
て、ハンドル６が車体１に対して動かないようにすれば
よいようにしてある。このようにすれば、レバーの３動
きがロックしてあるので、ロータ５が車輪２の溝Ｍ１の
外壁Ｍ１ａ又は内壁Ｍ１ｂに押しつけられることがなく
なり、したがってモータ４の回転力が車輪２に伝わらな
いようにすることができる、つまりクラッチ機構をＯＦ
Ｆにできるからである。また、車体１につながるハンド
ル６又はレバー３以外の場所、例えば背１２などを押す
ようにしても、レバー３に力が加わらないので、これも
同様にロータ５が車輪２の溝Ｍ１の外壁Ｍ１ａ又は内壁
Ｍ１ｂに押しつけられることがなくなり、クラッチ機構
をＯＦＦにしたままにできる。 【００３１】以上、左右の車輪２の内側に設けた溝Ｍ１
と、隙間を持って溝Ｍ１に入れたローラ５と、左右のロ
ーラ５を回転させるモータ４と、溝Ｍ１の中におけるロ
ーラ５の位置を変え得るように、車体１に取り付けられ
たハンドル６からなるようにし、ハンドル６の操作力に
より、車体１を前後に推進するとともに、この操作力に
よりローラ５を車輪２に押しつけてローラ５の回転力を
車輪２に伝え、推進力を増幅するように構成したことに
より、１個のモータ４の回転力とハンドル６を押し引き
する力を重ね合わせることができ、さらにハンドル６の
操作により前進、後退、カーブ、定位置回転、クラッチ
機構のＯＮ／ＯＦＦをスムーズに行うことができる。 【００３２】なお、ハンドル６と車体１の間にロードセ
ルを挟んで、力の大きさを検出し、モータ４の回転数を
制御して車体の速度に反映させてもよい。このようにす
れば、モータ４の回転力が大きすぎてハンドル６を操作
する者の意志に反した速い速度で車輪２が回転してしま
うことを防ぐことができる。 【００３３】また、モータ４の回転数と車輪２の回転速
度を計測し、ローラ５と車輪２の溝Ｍ１に設けた壁Ｍ１
ａ・Ｍ１ｂの間に滑りが生じないようにモータ４の回転
数を調整してもよい。このようにすれば、車輪２の回転
以上にローラ５が回転して電力を浪費してしまうこと
や、逆に車輪２の回転にローラ５の回転が追いつかずに
ハンドル６を押す力が余計に必要になってしまうことを
防ぐことができる。 【００３４】さらに、ハンドル６にスイッチを取り付け
て、変位を検知してもよい。このようにすれば、例えば
前段の機構と組み合わせてハンドル６の変位幅に応じて
モータ４の回転数を調整し、電力を効率的に使うことが
できる。 【００３５】そして、斜面においては、モータ４に通電
せず軸をフリーにしてブレーキをかけてもよい。 【００３６】加えて、レバー３の形状は、座１１の下で
前方に９０度曲げた形状にしてもよい。この場合、ハン
ドル６を前方に押すと、前述した実施例とは逆に前記ロ
ーラ５が車輪２の溝Ｍ１の内壁Ｍ１ｂに押しつけられる
ので、モータ４の回転方向は前述した実施例とは逆にな
る。 【００３７】その他に、溝Ｍ１の中に別に楕円状の軸を
入れ、レバーやロータリーソレノイド等でこの楕円状の
軸を回転させて溝Ｍ１に設けた壁Ｍ１ａ・Ｍ１ｂに触解
させることにより、ブレーキのＯＮ／ＯＦＦを行うよう
にしてもよい。 【００３８】本発明に係る走行装置Ｓは、さらに、自走
式車椅子、自走式ロボット等にも適用することができ
る。自走式車椅子に適用する場合には、ハンドル６を前
方に設置するようにもできる。このようにする場合、ハ
ンドル６を押し引きする力をモータ４の回転力に重ね合
わせることはできなくなるが、搭乗者自身によってハン
ドル６を操作することができる。自走式ロボットに適用
する場合には、ハンドル６の操作をソレノイド等の力に
より行うようにもできる。この場合、これもハンドル６
を押し引きする力をモータ４の回転力に重ね合わせるこ
とはできなくなるが、電気回路による全自動制御をおこ
なうことができる。 【００３９】 【発明の効果】本発明によると、１個のモータの回転力
とハンドルを押し引きする力を重ね合わせることがで
き、さらにハンドル操作により前進、後退、カーブ、定
位置回転、クラッチ機構のＯＮ／ＯＦＦをスムーズに行
うことができる。 【００４０】さらに、ハンドルの動きをロックすること
で、クラッチ機構をＯＦＦにでき、モータの回転と車体
の動きを切り離すことができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施例に係る走行装置の全体側面
図。 【図２】同実施例に係る走行装置のａ−ａ線階段断面
図。 【図３】同実施例におけるローラ付近を拡大した側面
図。 【符号の説明】 Ｓ…走行装置 １…車体 ２…車輪 ４…モータ ５…ローラ ６…ハンドル Ｍ１…溝

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】左右の車輪の内側に設けた溝と、隙間を持
   って溝に入れたローラと、左右のローラを回転させるモ
   ータと、溝の中におけるローラの位置を変え得るよう
   に、車体に取り付けられたハンドルからなり、ハンドル
   の操作力により、車体を前後に推進するとともに、この
   操作力によりローラを車輪に押しつけてローラの回転力
   を車輪に伝え、推進力を増幅するように構成したことを
   特徴とする走行装置。