階段昇降式移動車
【課題】階段を安定性良く昇降できる階段昇降式移動車を提供する。
【解決手段】リンク駆動手段が、４節リンク機構式の車輪支持体ＳＬにおける４つのリンク連結箇所が直線状に並ぶ直線姿勢のときに４つのリンクＬ１〜Ｌ４のうちの進行方向前方側に位置する２つのリンクの１つを基準とした状態で、そのリンクに対して平行姿勢を維持するリンクを上方側に回動させたのち前方側に回動させて直線姿勢となるように操作するリンク回動駆動、並びに、４つのリンク連結箇所が直線状に並ぶ直線姿勢のときに４つのリンク連結箇所のうちの前後方向の中間に重複して位置する２つのリンク連結箇所を中心とする状態で、進行方向前方側に位置する２つのリンクと進行方向後方側に位置する２つのリンクとを屈伸操作するリンク屈伸駆動を行うように構成されている。
【解決手段】リンク駆動手段が、４節リンク機構式の車輪支持体ＳＬにおける４つのリンク連結箇所が直線状に並ぶ直線姿勢のときに４つのリンクＬ１〜Ｌ４のうちの進行方向前方側に位置する２つのリンクの１つを基準とした状態で、そのリンクに対して平行姿勢を維持するリンクを上方側に回動させたのち前方側に回動させて直線姿勢となるように操作するリンク回動駆動、並びに、４つのリンク連結箇所が直線状に並ぶ直線姿勢のときに４つのリンク連結箇所のうちの前後方向の中間に重複して位置する２つのリンク連結箇所を中心とする状態で、進行方向前方側に位置する２つのリンクと進行方向後方側に位置する２つのリンクとを屈伸操作するリンク屈伸駆動を行うように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行用車輪を備えて、階段を昇降可能に構成された階段昇降式移動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる階段昇降式移動車は、人を乗せるあるいは荷物を載せた状態で、平地を走行し且つ階段を昇降できるように構成されるものである。
ちなみに、人を乗せる場合としては、人が着座する着座用座席を設けて、身体障害者や高齢者等の移動に用いることが多いものである。
【０００３】
このような階段昇降式移動車の第１の従来例（以下、第１従来例と呼称）として、車体横幅方向視にて、正三角形に類する形状の回転リンクが、移動車本体に、正三角形の中心に相当する中央部周りで駆動回転自在に設けられ、その回転リンクの３つの角部の夫々に、駆動回転自在な車輪が走行用車輪として設けられ、回転リンクの回転軸心と同じ軸心周りで駆動回転自在な補助リンクが設けられ、その補助リンクの先端部に、補助車輪が設けられたものがある（例えば、特許文献１（第６〜８頁）参照。）。
【０００４】
この第１従来例の階段昇降式移動車は、例えば、平地を走行するときには、３つの車輪のうちの１つと、その車輪の後方に位置する補助車輪とを接地させて走行し、そして、階段に相当する段差を上昇するときには、地面に接地する車輪よりも上方でかつ前方側に位置する車輪が段差の上方に位置する状態となるまで前進し、次に、補助リンクを下方側に揺動させることにより接地している車輪を浮上させて、段差の上方に位置する車輪を段差の上面に接地させるようにし、その後、段差の上面に接地している車輪の推進力にて、補助リンクの下方側への揺動により浮上させた車輪や補助車輪を段差の上面に位置する状態に移動させることになる。
【０００５】
また、この第１従来例の階段昇降式移動車は、例えば、平地を走行する状態から段差を下降するときには、３つの車輪のうちの２つ接地させた状態で、且つ、補助リンクを前方側に向けた状態で、段差の手前箇所に走行し、次に、補助リンクを下方側に揺動させながら、段差側に走行することにより、補助車輪及び前方側の車輪を段差の上面に接地させるようにし、そして、補助車輪及び前方側の車輪が段差の上面に接地する状態になると、その状態を維持する形態で、段差の上面を走行させることになる。
ちなみに、この第１従来例の階段昇降式移動車では、段差を上昇するときや段差を下降するときには、荷物を載置する本体の重心を前後に移動調整することになる。
【０００６】
また、階段昇降式移動車の第２の従来例（以下、第２従来例と呼称）として、移動車本体の前後に、駆動回転自在な車輪が走行用車輪として設けられ、その車輪の回転軸心よりも上方で且つその回転軸心と平行な軸心周りで駆動回転自在でなアームが、各車輪に対応して設けられ、そのアームが、その先端を走行面側に向く姿勢に回動させたときに、その先端が車輪の下端よりも下方に突出する長さに形成されたものがある（例えば、特許文献２（図５、図７）参照。）。
【０００７】
この第２従来例の階段昇降式移動車は、例えば、平地を走行するときには、前後の車輪を接地させた状態で走行し、そして、階段を上昇するときには、車輪が次の段の近くに達した時点で、アームを上向き姿勢から進行方向側に向けて回動させて、その先端を次の段の踏み面に接当させるようにし、アームの先端が次の段の踏み面に接当したのちも、アームを引き続き回動させることにより、車輪を次の段の踏み面の上方側箇所に持ち上げながら、その踏み面に接地する状態に移行させることになる。
【０００８】
また、この第２従来例の階段昇降式移動車は、例えば、平地を走行する状態から階段を下降するときには、車輪が次の段の近くに達した時点で、アームを上向き姿勢から進行方向側に向けて回動させて、その先端を車輪の接地している面に接当させるようにし、アームの先端が車輪の接地する面に接当したのちも、アームを引き続き回動させることにより、車輪を次の段の踏み面に向けて下降させながら、その踏み面に接地する状態に移行させることになる。
尚、前後の車輪に夫々に対して装備されるアームの回動は、各別に制御されるものであるが、例えば、階段を上昇する際に、前後の車輪が同時に次の段に近づいたときには、前後の車輪の夫々に対して装備されるアームの回動が、同時に行われることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２９０５５７号公報
【特許文献２】特開平９−２３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
第１従来例の階段昇降式移動車においては、車体の姿勢が前方や後方に不測に傾斜して乱れ易いことに起因して、階段を安定性良く昇降できない虞がある。
つまり、例えば、階段（段差）を上昇するときに、上の段の踏み面に接地する１つの車輪によって車体全体を支持する状態が存在し、同様に、階段（段差）を下降するときにも、上の段の踏み面に接地する１つの車輪によって車体全体を支持する状態が存在することになる。
そして、１つの車輪にて車体全体を支持する状態は、車体の姿勢が前方や後方に不測に傾斜して乱れ易いものであり、このように、車体の姿勢が前方や後方に不測に傾斜して乱れ易いことに起因して、階段を安定性良く昇降できない虞がある。
【００１１】
第２従来例の階段昇降式移動車においては、階段の昇降中においては、前後の車輪にて車体を支持する、前後のアームにて車体を支持する、あるいは、前後の車輪のうちの１つと前後のアームのうちの１つとで車体を支持することになるから、前後の２点にて車体を支持するものであるため、階段の昇降中においても、車体の姿勢が前方や後方に不測に傾斜して乱れることを抑制できるものとなる。
【００１２】
しかしながら、第２従来例の階段昇降式移動車においては、前後の車輪の夫々に対応して装備されているアームが、自ら回動しながら、その先端を階段の踏み面等に接当して、車体を支持するものであるため、アームの先端が階段の踏み面等に対してスリップを起こし易いものであり、そして、アームの先端がスリップを起こして、車体の姿勢が乱れることに起因して、階段を安定性良く昇降できない虞がある。
【００１３】
本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであって、その目的は、階段を安定性良く昇降できる階段昇降式移動車を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の階段昇降式移動車は、走行用の車輪を備えて、階段を昇降可能に構成されたものであって、その第１特徴構成は、
４つのリンクの長さが等しい４節リンク機構式の車輪支持体における４つのリンク連結箇所の夫々に、前記４つのリンクの隣接するもの同士が相対回転する相対回転軸心方向に沿う軸心周りで回転自在に前記車輪が装備され、
前記車輪を推進駆動する車輪駆動手段、及び、前記車輪支持体を姿勢変更駆動するリンク駆動手段が設けられ、
前記リンク駆動手段が、
前記相対回転軸心方向に沿う車体横幅方向視において、前記４つのリンク連結箇所が直線状に並ぶ直線姿勢のときに前記４つのリンクのうちの進行方向前方側に位置する２つのリンクの１つを基準とした状態で、そのリンクに対して平行姿勢を維持するリンクを上方側に回動させたのち前方側に回動させて前記直線姿勢となるように操作するリンク回動駆動、並びに、
前記車体横幅方向視において、前記４つのリンク連結箇所が直線状に並ぶ直線姿勢のときに前記４つのリンク連結箇所のうちの前後方向の中間に重複して位置する２つのリンク連結箇所を中心とする状態で、進行方向前方側に位置する２つのリンクと進行方向後方側に位置する２つのリンクとを屈伸操作するリンク屈伸駆動を行うように構成されている点を特徴とする。
【００１５】
すなわち、平地を走行するときには、４節リンク機構式の車輪支持体における４つのリンク連結箇所が直線状に並ぶ直線姿勢となるようにする、または、４節リンク機構式の車輪支持体における４つのリンクのうちの１つを走行路面側に位置させ、且つ、そのリンクに対して平行姿勢を維持するリンクを上方側に位置させた姿勢となるようにした状態において、車輪を推進駆動することになる。
【００１６】
次に、平地を走行する状態から階段を下降する場合について、図７を参照しながら説明する。尚、図７は、着座用座席としての車椅子を備えた階段昇降式移動車を例示するものであり、以下の説明においては、車椅子の前向きとなる方向が進行方向であるとして、階段を下降させる場合を説明する。
すなわち、平地を走行する状態から階段を下降するときには、階段の手前箇所に停止した状態で、先ず、上記の直線姿勢において、リンク屈伸駆動により、進行方向後方側に位置する２つのリンクに対して、進行方向前方側に位置する２つのリンクを下方側に回動させて、車輪支持体における４つのリンク連結箇所のうちの前後方向の中間に重複して位置する２つのリンク連結箇所に装備した車輪、及び、進行方向後方側のリンク連結箇所に装備した車輪が、平地に対応する走行面に接地し、且つ、進行方向前方側のリンク連結箇所に装備した車輪が、階段の一段目の踏み面に接地する状態にする（図７（ｃ）参照）。
【００１７】
次に、リンク屈伸駆動により、進行方向前方側に位置する２つのリンクに対して、進行方向後方側に位置する２つのリンクを上方側に回動させて、直線姿勢に戻すようにする（図７（ｄ）参照）。
この状態においては、４つのリンク連結箇所のうちの前後方向の中間に重複して位置する２つのリンク連結箇所に装備した車輪、及び、進行方向前方側のリンク連結箇所に装備した車輪が接地する状態となり、進行方向後方側のリンク連結箇所に装備した車輪が、浮上する状態となる。
【００１８】
次に、リンク回動駆動により、進行方向前方側に位置する２つのリンクのうちの１つを基準にして、進行方向後方側に位置する２つのリンクのうちの、基準とするリンクに対して平行姿勢を維持するリンクを上方側に回動させたのち前方側に回動させて直線姿勢となるように操作する（図７（ｅ）（ｆ）参照）。
この状態においては、車輪支持体における４つのリンク連結箇所のうちの前後方向の中間に重複して位置する２つのリンク連結箇所に装備した車輪、進行方向後方側のリンク連結箇所に装備した車輪、及び、進行方向前方側のリンク連結箇所に装備した車輪が、接地する状態となる。
【００１９】
以下、このようなリンク回動駆動を繰り返すことにより、階段を一段ずつ順次下降できることになる。
ちなみに、階段の最後の段から平地に下降するときのリンク回動駆動においては、直線姿勢よりも手前側の状態となるときに、そのリンク回動駆動を停止することになる（図７（ｌ）参照）。
【００２０】
次に、平地を走行する状態から階段を上昇する場合について、図７を参照しながら説明する。尚、以下の説明においては、上述した階段を下降する場合とは逆に、車椅子の後向きとなる方向が進行方向であるとして、階段を上昇させる場合を説明する。
すなわち、平地を走行する状態から階段を上昇する際には、先ず、階段を下降する際に、階段の最後の段から平地に下降するときにリンク回動駆動を停止した状態に相当する状態（図７（ｍ）参照）にて、階段に向けて進行して、進行方向前方側のリンク連結箇所に装備した車輪が、階段の最初の段の踏み面の上方に位置する状態で停止し、次に、その車輪を最初の段の踏み面に接地させるようにリンク回動駆動を行う（図７（ｌ）参照）。
【００２１】
次に、リンク回動駆動により、進行方向前方側に位置する２つのリンクのうちの１つを基準にして、進行方向後方側に位置する２つのリンクのうちの、基準とするリンクに対して平行姿勢を維持するリンクを上方側に回動させたのち前方側に回動させて直線姿勢となるように操作する（図７（ｋ）（ｊ）参照）。
【００２２】
この後は、リンク回動駆動を繰り返し行うことになり、そして、階段の最後の段から平地に移動するときには、階段を下降するときとは逆の手順を行うことになる。
つまり、直線姿勢となる状態（図７（ｄ）参照）において、リンク屈伸駆動により、進行方向後方側に位置する２つのリンクに対して、進行方向前方側に位置する２つのリンクを下方側に回動させ（図７（ｃ）参照）、次に、リンク屈伸駆動により、進行方向前方側に位置する２つのリンクに対して、進行方向後方側に位置する２つのリンクを上方側に回動させて、直線姿勢に戻すようにする（図７（ｂ）参照）。
【００２３】
以上の通り、階段を昇降する際には、４つの車輪のうちの２つの車輪が前後に離れた状態で、走行面や階段の踏み面に接地する状態を維持できることになるため、階段を昇降する際にも、車体の姿勢が前方や後方に不測に傾斜して乱れることを抑制できる広い支持多角形を終始維持できるものとなる。
ちなみに、実際に階段を昇降させる際には、走行面や階段の踏み面に接地する状態を維持する２つの車輪に車体の重量が作用するように、車体の重心を前後に調整するための制御を行うことになる。
【００２４】
しかも、リンク回動駆動を行うときには、階段の踏み面等に接地している２つの車輪を接地状態に維持させた状態で、他の車輪を上昇させるものであり、接地し続けている車輪は、リンク回動駆動のときには静止状態に維持されるため、リンク回動駆動のときに、接地し続けている車輪がスリップを起こすことを抑制できるため、リンク回動駆動を行うときに、スリップにより車体の姿勢が乱れることを抑制できる。
【００２５】
また、リンク屈伸駆動を行うときには、階段の踏み面等に接地している３つの車輪を接地状態に維持させ続けた状態で、他の車輪を昇降させるものであり、接地し続けている車輪が、リンク屈伸駆動のためにスリップを起こすことがないため、リンク屈伸駆動を行うときに、車体の姿勢が乱れることがない。
【００２６】
したがって、階段の昇降を行うときに、車体の姿勢が前方や後方に不測に傾斜して乱れることを抑制できる広い支持多角形を終始維持でき、しかも、リンク回動駆動やリンク屈伸駆動を行うときに、スリップにより車体の姿勢が乱れることを抑制できるため、階段を安定性良く昇降させることができるのである。
【００２７】
要するに、本発明の第１特徴構成によれば、階段を安定性良く昇降できる階段昇降式移動車を提供できる。
【００２８】
本発明の第２特徴構成は、上記した第１特徴構成に加えて、
前記車輪支持体が、左右一対備えられ、
前記車輪駆動手段、及び、前記リンク駆動手段が、左右の前記車輪支持体の夫々に対して各別に備えられている点を特徴とする。
【００２９】
すなわち、左右一対の車輪支持体にて車体を支持するようにし、そして、左右の車輪支持体の夫々について、リンク回動駆動及びリンク屈伸駆動を行いながら、階段を昇降させることができる。
【００３０】
したがって、左右の車輪支持体にて車体の左右の方向での姿勢を安定性良く支持しながら、左右の車輪支持体夫々のリンク回動駆動及びリンク屈伸駆動により、階段を的確に昇降させることができるものとなる。
【００３１】
要するに、本発明の第２特徴構成によれば、上記した第１特徴構成による作用効果に加えて、車体の左右の方向での姿勢を安定性良く支持しやすい広い支持多角形を終始維持しながら、階段を的確に昇降させることができる階段昇降式移動車を提供できる。
【００３２】
本発明の第３特徴構成は、上記した第１特徴構成又は第２特徴構成に加えて、
前記車輪支持体における４つのリンクのうちで、前記リンク回動駆動を行うときに基準となるリンク又はそのリンクに対して平行姿勢を維持するリンクに対して、着座用座席を前後方向での位置及び前後方向での傾きを変更自在に支持する支持手段、及び、その支持手段にて支持された前記着座用座席の前後方向での位置及び前後方向での傾きを調整操作する座席用駆動手段が設けられ、
階段昇降指令が指令されると、前記リンク駆動手段を予め設定したリンク駆動用の設定パターンにて作動させ、且つ、その作動に同調させて、前記座席用駆動手段を座席操作用の設定パターンにて作動させる駆動制御手段が設けられている点を特徴とする。
【００３３】
すなわち、車輪支持体における４つのリンクのうちで、リンク回動駆動を行うときに基準となるリンク又はそのリンクに対して平行姿勢を維持するリンクは、リンク回動駆動を行うとき、及び、リンク屈伸駆動を行うときにおいて、その長手方向を車体前後方向に向けた状態に維持されるものである。そして、そのようなリンクに対して、着座用座席を前後方向での位置及び前後方向での傾きを変更自在に支持するものであるから、リンク回動駆動を行うときに、着座用座席の重量を含む車体全体の重量を、直線姿勢の４つのリンクのうちの進行方向前方側の２つのリンクのうちの基準となるリンクの前後に位置して接地状態となる車輪にて支持すべく、着座用座席の前後方向での位置を調整することや、リンク屈伸駆動を行うときに、着座用座席の重量を接地状態となる車輪にて支持すべく、着座用座席の前後方向での位置を調整することができる。
また、着座用座席の前後方向での傾き調節により、着座用座席を水平姿勢に維持することができる。
【００３４】
つまり、身体障害者や高齢者等が乗ることができるように着座用座席を備えさせるにあたり、リンク回動駆動及びリンク屈伸駆動によっても、長手方向を車体前後方向に向けた状態に維持されるリンクに対して、着座用座席を前後方向での位置及び前後方向での傾きを変更自在に支持しておき、リンク回動駆動やリンク屈伸駆動を行うときに、着座用座席の前後方向で位置や、着座用座席の前後方向での傾きを調整することにより、着座用座席の重量を含む車体全体の重量を接地状態の車輪にて的確に支持しながら、階段を的確に昇降させることができ、かつ、着座用座席を水平姿勢に維持できるものとなる。
【００３５】
そして、階段昇降指令が指令されると、駆動制御手段が、リンク駆動手段を予め設定したリンク駆動用の設定パターンにて作動させ、且つ、その作動に同調させて、座席用駆動手段を座席操作用の設定パターンにて作動させるものであるから、リンク駆動用の設定パターンとして、階段を昇降させるためにリンク回動駆動やリンク屈伸駆動を順次行うパターンを設定しておき、そして、座席操作用の設定パターンとして、リンク回動駆動やリンク屈伸駆動を行うときに、着座用座席の重量を接地状態となる車輪にて支持させ、かつ、着座用座席を水平姿勢に維持させるパターンを設定しておくことにより、階段昇降指令を指令することにより、自動的に階段を昇降させることができる。
【００３６】
要するに、本発明の第３特徴構成によれば、上記した第１又は第２特徴構成による作用効果に加えて、着座用座席の重量を含む車体全体の重量を接地状態の車輪にて的確に支持しながら、階段を的確に昇降させることができ，かつ，階段昇降指令を指令するという簡単な操作を行うことにより、身体障害者や高齢者等を着座用座席に乗せた状態で、階段の昇降を自動的に行うことができる階段昇降式移動車を提供できる。
【００３７】
本発明の第４特徴構成は、上記した第３特徴構成に加えて、
前記車輪支持体における４つのリンクのうちで、前記リンク回動駆動を行うときに基準となるリンク又はそのリンクに対して平行姿勢を維持するリンクに、前後に揺動自在に下端部が枢支される脚が、前記支持手段として設けられて、その脚の上端部に、前記着座用座席が前後の傾きを変更自在に枢支されている点を特徴とする。
【００３８】
すなわち、車輪支持体における４つのリンクのうちで、リンク回動駆動を行うときに基準となるリンク又はそのリンクに対して平行姿勢を維持するリンクに対して、脚を前後に揺動させることによって、着座用座席の前後方向での位置を調整することができ、また、脚に対して、着座用座席を揺動させることによって、着座用座席の前後の傾きを調整することができる。
【００３９】
つまり、脚を用いた簡素な構成にて、着座用座席の前後方向での位置を変更し、且つ、着座用座席の前後の傾きを変更することができるようにして、着座用座席を支持する支持手段の簡素化を図ることができる。
【００４０】
要するに、本発明の第４特徴構成によれば、上記した第３特徴構成の作用効果に加えて、着座用座席を支持する支持手段の簡素化を図ることができる階段昇降式移動車を提供できる。
【００４１】
本発明の第５特徴構成は、上記した第１~第４特徴構成のいずれかに加えて、
前記４つのリンク連結箇所の夫々に装備される４つの前記車輪を一体回転するように連動連結する車輪連動連結機構が設けられ、
電動モータにて駆動回転されるリングギヤを一体回転状態で装備した差動用枠体に、その差動用枠体の回転軸心周りで回転自在な左右一対の出力ギヤを装備し、かつ、それら左右一対の出力ギヤに咬合するピニオンを前記差動用枠体に回転自在に支持する状態に構成された一対の差動機構が設けられ、
これら一対の差動機構のうちの一方が、前記左右一対の出力ギヤの一方を前記４つの車輪のうちの１つに連動連結させ、かつ、他方の出力ギヤを前記４つのリンクのうちの１つに対してそれを揺動操作するように連動連結させる状態で、前記４つのリンクの１つに配設され、かつ、
他方の差動機構が、前記左右一対の出力ギヤの一方を前記４つの車輪のうちの前記一方の差動機構に連結される車輪とは異なる１つの車輪に連動連結させ、かつ、他方の出力ギヤを前記４つのリンクのうちの前記一方の差動機構にて揺動されるリンクとは異なる１つに対してそれを揺動させるように連動連結させた状態で、前記４つのリンクの１つに配設されて、
前記一対の電動モータを同じ方向に回転させる同方向回転状態と逆方向に回転させる逆方向回転状態とのうちの一方において、前記４つの車輪を推進駆動し、かつ、前記同方向回転状態と前記逆方向回転状態とのうちの他方において、前記リンク回動駆動を行うように構成され、
前記４つの車輪の回転を阻止する制動手段が設けられ、
前記一対の差動機構のうちのいずれかが、前記リンク屈伸駆動を行うためにリンクを揺動操作するように装備され、
前記制動手段を制動状態にした状態で、前記一対の差動機構のうちの前記リンク屈伸駆動を行う作動機構を駆動する前記電動モータを作動させかつ他方の差動機構に対する前記電動モータを自由状態にすることにより、前記リンク屈伸駆動を行うように構成され、
前記車輪連動連結機構、前記一対の差動機構、前記一対の電動モータ、及び、前記制動手段により、前記車輪駆動手段及び前記リンク駆動手段が構成されている点を特徴とする。
【００４２】
すなわち、一対の電動モータを同じ方向に回転させる同方向回転状態と逆方向に回転させる逆方向回転状態とのうちの一方において、一対の差動機構が、車輪連動連結機構にて連動連結されている４つの車輪を逆方向に回転する出力を出力する状態になり、且つ、４節リンク機構のリンクを４節リンク機構の姿勢変形が可能となる方向に向けて操作する状態になると、リンク回動駆動を行うことができる。
また、一対の電動モータを同じ方向に回転させる同方向回転状態と逆方向に回転させる逆方向回転状態とのうちの他方において、一対の差動機構が、車輪連動連結機構にて連動連結されている４つの車輪を同じ方向に回転する出力を出力する状態になり、且つ、４節リンク機構のリンクを４節リンク機構の姿勢変形が不能となる方向に向けて操作する状態になると、４つの車輪の推進駆動を行うことができる。
【００４３】
つまり、一対の電動モータを同じ方向に回転させる同方向回転状態と逆方向に回転させる逆方向回転状態とのうちの一方において、４つの車輪を推進駆動し、かつ、前記同方向回転状態と前記逆方向回転状態とのうちの他方において、リンク回動駆動を行うことができるものとなる。
【００４４】
また、車輪回転保持ブレーキを制動状態にした状態で、一対の差動機構の一方差動機構を操作する電動モータを作動させかつ他方の差動機構に対する電動モータを自由状態にすることにより、リンク回動駆動、及び、４つの車輪の推進駆動を行うための電動モータを利用して、リンク屈伸駆動を行なえる。
【００４５】
したがって、リンク回動駆動、リンク屈伸駆動、及び、車輪の推進駆動を、２つの電動モータを装備して行うことができるため、駆動構成の簡素化、低コスト化及びメンテナンスの容易化を図ることができる。
すなわち、リンク回動駆動、リンク屈伸駆動、及び、車輪の推進駆動の夫々を行わせるにあたり、夫々を行う電動モータを各別に備えさせることが考えられるが、この場合、３つの電動モータを装備するため、駆動構成が複雑になりコストもかかるものである。
また、リンク回動駆動や車輪の推進駆動の両方において，二つのモータの出力を合計して用いることができるため，一つ一つのモータは低容量のものでも大きな出力をもってリンク回動駆動や車輪の推進駆動を行うことができる．すなわち使用するモータが小型のもので済み、更なる低コスト化を図ることができる．
また、電動モータは、機械構造に較べて耐久性が低いために、使用に伴って交換する等のメンテナンスを要するものとなるため、電動モータの数が多いほど、メンテナンス作業が煩雑となる。
【００４６】
要するに、本発明の第５特徴構成によれば、上記した第１〜第４特徴構成のいずれかによる作用効果に加えて、リンク回動駆動、リンク屈伸駆動、及び、車輪の推進駆動のための駆動構成の簡素化、低コスト化及びメンテナンスの容易化を図ることができる階段昇降式移動車を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】階段昇降式移動車の斜視図
【図２】左側の車輪支持体の姿勢変更状態を示す斜視図
【図３】左側の車輪支持体の構成を示す概略図
【図４】制御構成を示すブロック図
【図５】制御パターンを示す表
【図６】制御パターンを示す表
【図７】階段昇降状態を示す図
【発明を実施するための形態】
【００４８】
〔実施形態〕
以下、図面に基づいて、本発明の階段昇降式移動車の実施形態を説明する。
図１に示すように、人体が着座状態で搭乗する着座用座席としての車椅子１が、左右の車輪支持体ＳＬ、ＳＲにて支持されて、階段昇降式移動車が構成されている。
ちなみに、本実施形態においては、着座用座席を構成する車椅子１として、市販のものを用いる場合を例示しているが、市販の車椅子１が備える構成のうちの不要な部分を省略した専用の着座用座席を用いる形態で実施してもよい。
【００４９】
以下、各部の構成について説明するが、以下の説明においては、車椅子１が前向きとなる方向を、車体の前方向であるとして説明する。
また、左右の車輪支持体ＳＬ、ＳＲは、左右対称ではあるものの、同様に構成されるため、それらを構成する部材については、同じ符号を付して説明する。
【００５０】
図１及び図２に示すように、左右の車輪支持体ＳＬ、ＳＲは、４つのリンクＬ１〜Ｌ４の長さが等しい４節リンク機構式に構成されるものであって、４つのリンク連結箇所の夫々に、４つのリンクＬ１〜Ｌ４の隣接するもの同士が相対回転する相対回転軸心方向に沿う軸心周りで回転自在に第１車輪〜第４車輪Ｗ１〜Ｗ４が装備されている。
ちなみに、４つのリンクＬ１〜Ｌ４は、その長手方向を車体前後方向に向けるものであるから、４つのリンクＬ１〜Ｌ４の隣接するもの同士が相対回転する相対回転軸心は、車体横幅方向に沿う方向であり、以下の説明においては、必要に応じて、相対回転軸心方向を、車体横幅方向と記載する。
【００５１】
４つのリンクＬ１〜Ｌ４のうちの、第１リンクＬ１には、車椅子１を支持するための枠体２が取り付けられている。つまり、左右の車輪支持体ＳＬ、ＳＲの夫々における第１リンクＬ１同士が、枠体２にて連結されている。
そして、この第１リンクＬ１に対して平行姿勢を維持する第３リンクＬ３が、第１リンクＬ１よりも外方側に配置され、第１リンクＬ１の前端部と第３リンクＬ３の前端部とが、第２リンクＬ２にて接続され、かつ、第１リンクＬ１の後端部と第３リンクＬ３の後端部とが、第４リンクＬ４にて接続されている。
【００５２】
第１車輪〜第４車輪Ｗ１〜Ｗ４のうちの、第１リンクＬ１と第４リンクＬ４とのリンク連結箇所に装備される第１車輪Ｗ１及び第２リンクＬ２と第３リンクＬ３とのリンク連結箇所に装備される第３車輪Ｗ３が、全方向車輪として構成されている。
尚、全方向車輪とは、車輪における接地用の外周部が、周方向に沿って並ぶ複数の接地体にて構成され、そして、その接地体が、車輪外周の接線方向に相当する軸心周りで回転可能に車輪本体に支持されるものである。
したがって、第１車輪Ｗ１及び第３車輪Ｗ３は、その回転軸心方向に移動するときに、その接地箇所に位置する接地体が車輪外周の接線方向に相当する軸心周りで回転することになるため、回転軸心方向への移動を円滑に行えることになる。
【００５３】
また、第１車輪〜第４車輪Ｗ１〜Ｗ４のうちの、第１リンクＬ１と第２リンクＬ２とのリンク連結箇所に装備される第２車輪Ｗ２及び第３リンクＬ３と第４リンクＬ４とのリンク連結箇所に装備される第４車輪Ｗ４が、ゴムタイヤ式の車輪として構成されている。
したがって、第２車輪Ｗ２又は第４車輪Ｗ４が走行面に接地することにより、推進力を的確に得ることができ、しかも、第１車輪Ｗ１及び第３車輪Ｗ３が全方向車輪であるため、旋回を良好に行えるようになっている。
【００５４】
すなわち、４つのリンクＬ１〜Ｌ４のうち左右の車輪支持体ＳＬ、ＳＲのそれぞれにおいて同じ名称のリンクの両端の車輪が接地している場合には，必ず全方向車輪２つとゴムタイヤ式車輪２つが接地していることになる。また、後述のように左右の車輪支持体ＳＬ、ＳＲのそれぞれにおいて全方向車輪とゴムタイヤ式車輪は連動して回転することになる。従って、左右の車輪の回転速度に差があった場合には，全方向車輪は回転軸心方向（側方）への移動が円滑に行われるため，２つのゴムタイヤ式車輪の接地点を結ぶ直線上の点を中心に旋回動作を円滑に行うことができる。
この旋回動作は全方向車輪２つとゴムタイヤ式車輪２つが接地していれば円滑に行うことができるため、これらを４節リンクの向かい合う頂点に配置することにより、階段昇降中でも４輪が接地している瞬間であれば旋回が可能である。すなわち、昇降中の方向転換が可能である。このため螺旋階段等まがっている階段でも運用が可能となる。
【００５５】
図３に示すように、第１車輪〜第４車輪Ｗ１〜Ｗ４を推進駆動する車輪駆動手段Ｇ、及び、車輪支持体ＳＬを姿勢変更駆動するリンク駆動手段Ｋが設けられている。
尚、図３は、左側の車輪支持体ＳＬを例示し、その左側の車輪支持体ＳＬにおける車輪駆動手段Ｇ及びリンク駆動手段Ｋを例示するものであるが、右側の車輪支持体ＳＲについても、左側の車輪支持体ＳＬに対して装備する車輪駆動手段Ｇ及びリンク駆動手段Ｋが装備されることになる。
【００５６】
リンク駆動手段Ｋは、リンク回動駆動及びリンク屈伸駆動を行うように構成されている。
リンク駆動手段Ｋによるリンク回動駆動は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、４つのリンクＬ１〜Ｌ４の隣接するもの同士が相対回転する相対回転軸心方向に沿う車体横幅方向視において、４つのリンク連結箇所が直線状に並ぶ直線姿勢のときに４つのリンクＬ１〜Ｌ４のうちの進行方向前方側に位置する２つのリンクの１つを基準とした状態で、そのリンクに対して平行姿勢を維持するリンクを上方側に回動させたのち前方側に回動させて直線姿勢となるように操作するものである。
【００５７】
すなわち、図２は、左側の車輪支持体ＳＬを例示するものであり、車体の前方向に進行する、つまり、前進すると仮定したときには、図２（ｂ）においては、４つのリンクＬ１〜Ｌ４のうちの進行方向前方側に位置する２つのリンクが、第１リンクＬ１と第２リンクＬ２であり、第１リンクＬ１を基準とした状態で、図２（ａ）に示すように、そのリンクＬ１に対して平行姿勢を維持する第３リンクＬ３を上方側に回動させる形態で、リンク回動駆動が行われることになる。
そして、第１リンクＬ１を基準とした状態で、第３リンクＬ３を上方側に回動させたのち前方側に回動させた直線姿勢にしたときには、図７（ｈ）に示すように、４つのリンクＬ１〜Ｌ４のうちの進行方向前方側に位置する２つのリンクが、第２リンクＬ２と第３リンクＬ３であり、第３リンクＬ３を基準とした状態で、図７（ｉ）に示すように、そのリンクＬ３に対して平行姿勢を維持する第１リンクＬ１を上方側に回動させる形態で、リンク回動駆動が行われることになる。
【００５８】
ちなみに、本実施形態においては、車体の後方向に進行する、つまり、後進することができるものであり、後進すると仮定したときには、図２（ｂ）においては、４つのリンクＬ１〜Ｌ４のうちの進行方向前方側に位置する２つのリンクが、第３リンクＬ３と第４リンクＬ４であり、第３リンクＬ３を基準とした状態で、図７（ｅ）に示すように、そのリンクＬ３に対して平行姿勢を維持する第１リンクＬ１を上方側に回動させる形態で、リンク回動駆動が行われることになる。
そして、第３リンクＬ３を基準とした状態で、第１リンクＬ１を上方側に回動させたのち前方側に回動させた直線姿勢にしたときには、図７（ｈ）に示すように、４つのリンクＬ１〜Ｌ４のうちの進行方向前方側に位置する２つのリンクが、第１リンクＬ１と第４リンクＬ４であり、第１リンクＬ１を基準とした状態で、図７（ｇ）に示すように、そのリンクＬ１に対して平行姿勢を維持する第３リンクＬ３を上方側に回動させる形態で、リンク回動駆動が行われることになる。
【００５９】
つまり、本実施形態においては、第１リンクＬ１及び第３リンクＬ３が、リンク回動駆動を行うときに、基準状態になるリンク及びそのリンクに対して平行姿勢を維持するリンクに相当することになり、そして、本実施形態においては、このような第１リンクＬ１及び第３リンクＬ３のうちの第１リンクＬ１に対して、上述の如く、車椅子１を支持するための枠体２が取り付けられた場合を例示するものである。
【００６０】
また、リンク駆動手段Ｋによるリンク屈伸駆動は、図２（ｂ）（ｃ）に示すように、車体横幅方向視において、４つのリンク連結箇所が直線状に並ぶ直線姿勢のときに４つのリンク連結箇所のうちの前後方向の中間に重複して位置する２つのリンク連結箇所を中心とする状態で、進行方向前方側に位置する２つのリンクと進行方向後方側に位置する２つのリンクとを屈伸操作するものである。
【００６１】
すなわち、隣接して並ぶ第１リンクＬ１及び第４リンクＬ４の組と、隣接して並ぶ第３リンクＬ２及び第３リンクＬ３の組とを屈伸操作することや、隣接して並ぶ第１リンクＬ１及び第２リンクＬ２の組と、隣接して並ぶ第３リンクＬ３及び第４リンクＬ４の組とを屈伸操作することが行われることになる。
【００６２】
そして、本実施形態においては、図３に示すように、車輪駆動手段Ｇ、及び、駆動手段Ｋが、後述の如く、４つの車輪Ｗ１〜Ｗ４を一体回転するように連動連結する車輪連動連結機構Ｒ、一対の差動機構Ｄ１、Ｄ２、一対の電動モータＭ１、Ｍ２、及び、４つの車輪Ｗ１〜Ｗ４の回転を阻止する制動手段としての車輪回転保持ブレーキＢにて構成されている。
ちなみに、図３においては、一対の電動モータＭ１、Ｍ２が、車輪駆動手段Ｇ及び駆動手段Ｋを代表するものであるとして、その電動モータＭ１、Ｍ２に対応して、車輪駆動手段Ｇ及び駆動手段Ｋの符号を記載してある。
【００６３】
車輪連動連結機構Ｒは、第１リンクＬ１に沿って配設されて、第１車輪Ｗ１の車軸ｊ１と第２車輪Ｗ２の車軸ｊ２とを連動連結する第１チェーン式連動機構ｒ１、第２リンクＬ２に沿って配設されて、第２車輪Ｗ２の車軸ｊ２と第３車輪Ｗ３の車軸ｊ３とを連動連結する第２チェーン式連動機構ｒ２、及び、第３リンクＬ３に沿って配設されて、第３車輪Ｗ３の車軸ｊ３と第４車輪Ｗ４の車軸ｊ４とを連動連結する第３チェーン式連動機構ｒ３を備えて、これら第１〜第３のチェーン式連動機構ｒ１〜ｒ３によって、４つの車輪Ｗ１〜Ｗ４を一体回転するように連動連結するように構成されている。
【００６４】
一対の差動機構Ｄ１、Ｄ２は、上述した一対の電動モータＭ１、Ｍ２のいずれかにて駆動回転されるリングギヤ３を一体回転状態で装備した差動用枠体４に、その差動用枠体４の回転軸心周りで回転自在な左右一対の出力ギヤ５、６を装備し、かつ、それら左右一対の出力ギヤ５、６に咬合するピニオン７を差動用枠体４に回転自在に支持する状態に構成されている。
【００６５】
これら一対の差動機構Ｄ１、Ｄ２は、一方が第１リンクＬ１に配設され、他方が第３リンクＬ３に配設されている。
そして、第１リンクＬ１に配設される差動機構Ｄ１（以下、第１差動機構と呼称）における左右一対の出力ギヤ５、６の一方が、第１車輪Ｗ１に連動連結され、かつ、他方の出力ギヤが、第４リンクＬ４に対してそれを揺動操作するように連動連結されている。
また、第３リンクＬ３に配設される差動機構Ｄ２（以下、第２差動機構と呼称）における左右一対の出力ギヤ５、６の一方が、第４車輪Ｗ４に連動連結され、かつ、他方の出力ギヤが、第４リンクＬ４に対してそれを揺動操作するように連動連結されている。
【００６６】
また、一対の電動モータＭ１、Ｍ２のうちの一方のモータＭ１（以下、内側モータと呼称）が、第１差動機構Ｄ１の前方側に位置する状態で、第１リンクＬ１に装備され、他方のモータＭ２（以下、外側モータと呼称）が、第２差動機構Ｄ２の前方側に位置する状態で、第３リンクＬ３に装備されている。
そして、内外のモータＭ１、Ｍ２を同じ方向に回転させる同方向回転状態と逆方向に回転させる逆方向回転状態とのうちの一方において、４つの車輪Ｗ１〜Ｗ４を推進駆動し、かつ、同方向回転状態と逆方向回転状態とのうちの他方において、リンク回動駆動を行うように構成されている。
【００６７】
つまり、第１差動機構Ｄ１と第２差動機構Ｄ２とが、車輪連動連結機構Ｒにて連動連結されている４つの車輪Ｗ１〜Ｗ４を逆方向に回転する出力を出力する状態になると、第１差動機構Ｄ１と第２差動機構Ｄ２とが、第４リンクＬ４を４節リンク機構の姿勢変形が可能となる方向に向けて操作する状態になって、リンク回動駆動が行われ、また、第１差動機構Ｄ１と第２差動機構Ｄ２とが、車輪連動連結機構Ｒにて連動連結されている４つの車輪Ｗ１〜Ｗ４を同じ方向に回転する出力を出力する状態になると、第１差動機構Ｄ１と第２差動機構Ｄ２とが、第４リンクＬ４を４節リンク機構の姿勢変形が不能となる方向に向けて第４リンクＬ４を操作する状態になって、４つの車輪Ｗ１〜Ｗ４の推進駆動が行われるように構成されている。
【００６８】
ところで、本実施形態においては、第１差動機構Ｄ１が、内側モータＭ１の内側にリングギヤ３を装備する形態であるのに対して、第２差動機構Ｄ２が、外側モータＭ２の外側にリングギヤ３を装備する形態であり、内側モータＭ１と外側モータＭ２とを、同じ方向に回転させた場合には、第１差動機構Ｄ１の差動用枠４と第２差動機構Ｄ２の差動用枠４とが逆方向に回転するようになっている。
【００６９】
また、第１差動機構Ｄ１の左右の出力ギヤ５、６のうちの、車体横幅方向内方側の出力ギヤ５が、減速機８を介して、第１車輪Ｗ１の車軸ｊ１に連結され、出力ギヤ５、６のうちの、車体横幅方向外方側のギヤ６が、減速機９を介して、第４リンクＬ４の一端部に連結されている。
【００７０】
さらに、第２差動機構Ｄ２の左右の出力ギヤ５、６のうちの、車体横幅方向外方側の出力ギヤ５が、ベルト伝動機構１０及び減速機１１を介して、第４車輪Ｗ４の車軸ｊ４に連結され、出力ギヤ５、６のうちの、車体横幅方向内方側のギヤ６が、逆転連動用の平歯車伝動機構１２及び減速機１３を介して、第４リンクＬ４の一端部に連結されている。
【００７１】
したがって、本実施形態の場合には、階段昇降式移動車の正面視において、内外のモータＭ１、Ｍ２を左回転させるときを、内外のモータＭ１、Ｍ２の正回転であるとした場合において、図５の表に示すように、内外のモータＭ１、Ｍ２の回転方向を制御することにより、前進、後進、その場右旋回、その場左旋回を行うことができ、また、リンク回動駆動を行えるように構成されている。
つまり、内外のモータＭ１、Ｍ２を逆方向に回転させる逆方向回転状態において、４つの車輪Ｗ１〜Ｗ４を推進駆動し、内外のモータＭ１、Ｍ２を同じ方向に回転させる同方向回転状態において、リンク回動駆動を行うように構成されている。
【００７２】
さらに、逆方向回転状態において、内外のモータＭ１、Ｍ２の回転方向を正逆に切り換えることにより、前進と後進を選択でき、また、同方向回転状態において、内外のモータＭ１、Ｍ２の回転方向を正逆に切り換えることにより、車体後方側のリンクを車体前方側に移動させる形態のリンク回動駆動と、車体前方側のリンクを車体後方側に移動させる形態のリンク回動駆動とを選択できるように構成されている。
【００７３】
４つの車輪Ｗ１〜Ｗ４の回転を阻止する車輪回転保持ブレーキＢは、本実施形態においては、第２差動機構Ｄ２の出力ギヤ５にて駆動されるベルト伝動機構１０の入力軸１０Ａに対して制動作用する状態で、第３リンクＬ３に配備されている。
そして、車輪回転保持ブレーキＢは、制動解除側に復帰付勢されて、通電により制動状態となる電磁ブレーキを用いて構成されている。
【００７４】
そして、本実施形態においては、一対の差動機構Ｄ１、Ｄ２のうちの第１差動機構Ｄ１が、リンク屈伸駆動を行うために第４リンクＬ４を揺動操作するように構成されている。
つまり、車輪回転保持ブレーキＢを制動状態にした状態で、第１差動機構Ｄ１を操作する内側モータＭ１を作動させかつ第２差動機構Ｄ２に対する外側モータＭ２を自由状態にすることにより、リンク屈伸駆動を行うように構成されている。
【００７５】
尚、第１〜第４リンクＬ１〜Ｌ４の姿勢変形作動を阻止するように制動する関節回転保持ブレーキＥ（図４参照）が設けられて、平地での前進、後進、その場右旋回、その場左旋回を行うなど関節の動作が不要なときに、関節回転保持ブレーキＥを作動させることにより、内外のモータＭ１、Ｍ２の出力トルクを低減できるように構成されている。
ちなみに、この関節回転保持ブレーキＥは、制動作用状態側に復帰付勢された電磁ブレーキを用いて構成され、リンク回動駆動及びリンク屈伸駆動を行うときには、制動解除状態に切り換えるために通電されることになる。
【００７６】
車椅子１は、第１リンクＬ１に連結された枠体２に対して、棒状の脚１４を用いて支持されている。
すなわち、脚１４の下端部が枠体２に対して前後に揺動自在に枢支され、脚１４の上端部に、車椅子１が、前後の傾きを変更自在に枢支されている。
ちなみに、本実施形態においては、脚１４の下端部の枠体２に対する枢支部を、足関節と呼称し、そして、脚１４の上部に対する車椅子１の枢支部を、股関節と呼称する。
そして、図３に示すように、枠体２に対して脚１４を前後に揺動させる電動式の足関節モータＭＡ、及び、脚１４に対して車椅子１を前後に傾斜させる電動式の股関節モータＭＫが装備されて、車椅子１の前後方向での位置および前後の傾きを調節できるように構成されている。
【００７７】
つまり、階段を昇降させる際において、車椅子１の重心を車体前後方向の適切な位置に位置させ、且つ、車椅子１を水平な姿勢に維持すべく、車椅子１の前後方向での位置および前後の傾きを調節できるように構成されている。
ちなみに、本実施形態においては、左右の車輪支持体ＳＬ、ＳＲにおける４つのリンクＬ１〜Ｌ４のうちで、リンク回動駆動を行うときに基準となるリンク又はそのリンクに対して平行姿勢を維持するリンクとして機能する第１リンクＬ１に対して、車椅子１を前後方向での位置、及び、前後方向での傾きを変更自在に支持する支持手段が、脚１４にて構成され、そして、その脚１４に支持された車椅子１の前後方向での位置及び前後方向での傾きを調整操作する座席用駆動手段が、足関節モータＭＡ、及び、股関節モータＭＫにて構成されることになる。
【００７８】
尚、図４に示すように、股関節を保持する股関節保持ブレーキＦＫ、及び、足関節を保持する足関節保持ブレーキＦＡが設けられて、股関節や足関節を作動させないときには、これらブレーキＦＫ、ＦＡを作動させることによって、車椅子１を的確に保持できるように構成されている。
ちなみに、股関節保持ブレーキＦＫ及び足関節保持ブレーキＦＡは、制動作用状態側に復帰付勢された電磁ブレーキを用いて構成され、股関節及び足関節を作動させるときには、制動解除状態に切り換えるために通電されることになる。
【００７９】
図４に示すように、駆動制御手段として、コンピュータを主要部として備える制御部Ｈが設けられ、この制御部Ｈが、左右の車輪支持体ＳＬ、ＳＲにおける内側モータＭ１、外側モータＭ２、車輪回転保持ブレーキＢ、及び、関節回転保持ブレーキＥ、並びに、足関節モータＭＡ、股関節モータＭＫ、股関節保持ブレーキＦＫ、及び、足関節保持ブレーキＦＡからなるアクチュエータ類の作動を制御するように構成されている。
【００８０】
すなわち、制御部Ｈに対して指令する手動操作式の指令操作部Ｑが設けられている。
この指令操作部Ｑは、前進指令、後進指令、その場右旋回指令、及び、その場左旋回指令、並びに、階段下降指令、及び、階段上昇指令等を指令するように構成されている。
そして、制御部Ｈが、指令操作部Ｑにて、前進指令、後進指令、その場右旋回指令、及び、その場左旋回指令が指令されると、それらの指令に基づいて、図５及び図６に示すように、アクチュエータ類を作動させることによって、前進、後進、その場右旋回、及び、その場左旋回を行うように構成されている。
【００８１】
また、制御部Ｈは、階段昇降指令が指令されると、つまり、指令操作部Ｑにて、階段下降指令、及び、階段上昇指令が指令されると、図５及び図６に示すように、リンク駆動手段としての、左右の車輪支持体ＳＬ、ＳＲにおける内側モータＭ１、外側モータＭ２、車輪回転保持ブレーキＢ、及び、関節回転保持ブレーキＥを、予め設定したリンク駆動用の設定パターンにて作動させ、且つ、その作動に同調させて、座席用駆動手段としての、足関節用の電動式のモータＭＡ、及び、股関節用の電動式のモータＭＫを座席操作用の設定パターンにて作動させるように構成されている。
尚、足関節用の電動式のモータＭＡ、及び、股関節用の電動式のモータＭＫを座席操作用の設定パターンにて作動させるときには、股関節保持ブレーキＦＫ、及び、足関節保持ブレーキＦＡが、制動解除状態に作動されることになる。
【００８２】
本実施形態においては、階段の下降及び上昇は、傾きや段数等の仕様が既知の階段を下降及び上昇させるために、リンク駆動用の設定パターン及び座席操作用の設定パターンが設定されるように構成されている。
具体的には、階段下降指令が指令されたのちや、階段上昇指令が指令されたのちにおける、内側モータＭ１及び外側モータＭ２の時間経過に伴う目標回転量（回転角度）や、車輪回転保持ブレーキＢ及び関節回転保持ブレーキＥの時間経過に伴う制御タイミングが、リンク駆動用の設定パターンとして設定され、同様に、階段下降指令を指令されたのちや、階段上昇指令が指令されたのちにおける、足関節モータＭＡ及び股関節モータＭＫの時間経過に伴う目標回転量（回転角度）や、股関節保持ブレーキＦＫ及び足関節保持ブレーキＦＡの時間経過に伴う制御タイミングが、座席操作用の設定パターンとして設定されている。
【００８３】
ちなみに、図４には例示しないが、内側モータＭ１及び外側モータＭ２の回転量（回転角度）を検出する回転角センサや、足関節モータＭＡ及び股関節モータＭＫの回転量（回転角度）を検出する回転角センサが設けられて、制御部Ｈは、時間経過に伴って目標回転量（回転角度）になるように、回転角センサの検出情報をフィードバック情報として利用しながら、内側モータＭ１及び外側モータＭ２、並びに、足関節モータＭＡ及び股関節モータＭＫを作動させることになる。
【００８４】
また、指令操作部Ｑは、上述の各種の指令に加えて、階段下降指令を指令する際の準備段階として、左右の車輪支持体ＳＬ、ＳＲを直線姿勢にしかつ車椅子１の位置及び傾きを下降準備形態にするための下降準備指令や、階段上昇指令を指令する際の準備段階として、左右の車輪支持体ＳＬ、ＳＲを階段上昇開始姿勢にしかつ車椅子１の位置及び傾きを上昇準備形態にするための上昇準備指令を指令できるように構成され、さらには、指令操作部Ｑは、左右の車輪支持体ＳＬ、ＳＲを平地面走行の基準姿勢にしかつ車椅子１の位置及び傾きを平地面走行形態にするための走行用指令を指令できるように構成されている。
そして、制御手段Ｈは、それらの指令に基づいて、アクチュエータ類を作動させることによって、階段下降の準備、階段上昇の準備、及び、平地走行の準備を行うように構成されている。
尚、車椅子１の傾きの調整とは、車椅子１を水平姿勢にするための調整である。
【００８５】
次に、平地を走行する状態から階段を下降する場合について、図７を参照しながら説明する。尚、図７は、車椅子１が前向きとなる前進状態で、階段を下降させる場合を例示するものであり、以下の説明では、前進方向を進行方向とする。
すなわち、平地を走行する状態から階段を下降するときには、指令操作部Ｑにて下降準備指令を指令して、図７（ｂ）に示すように、左右の車輪支持体ＳＬ、ＳＲを直線姿勢にしかつ車椅子１の位置及び傾きを下降準備形態にする。また、指令操作部Ｑを操作して、階段の手前箇所に停止した状態にする。
尚、この状態においては、車椅子１の重量が、車輪支持体ＳＬ、ＳＲにおける４つのリンク連結箇所のうちの前後方向の中間に重複して位置する２つのリンク連結箇所に装備した車輪Ｗ２、Ｗ４、及び、進行方向後方側のリンク連結箇所に装備した車輪Ｗ１に作用するように、車椅子１の前後位置が調整される。
【００８６】
このように、階段の手前箇所に停止した状態において、指令操作部Ｑにて、階段下降指令を指令すると、リンク駆動用の設定パターン及び座席操作用の設定パターンにて、アクチュエータ類が作動されて、階段昇降式移動車が階段を下降することになる。
【００８７】
すなわち、先ず、上記の直線姿勢において、屈伸駆動により、進行方向後方側に位置する２つのリンクＬ１、Ｌ４に対して、進行方向前方側に位置する２つのリンクＬ２、Ｌ３を下方側に回動させて、車輪支持体ＳＬ、ＳＲにおける４つのリンク連結箇所のうちの前後方向の中間に重複して位置する２つのリンク連結箇所に装備した車輪Ｗ２、Ｗ４、及び、進行方向後方側のリンク連結箇所に装備した車輪Ｗ１が、平地に対応する走行面に接地し、且つ、進行方向前方側のリンク連結箇所に装備した車輪Ｗ３が、階段における一段目の踏み面に接地する状態とする（図７（ｃ）参照）。
【００８８】
次に、全体の重量が、車輪支持体ＳＬ、ＳＲにおける４つのリンク連結箇所のうちの前後方向の中間に重複して位置する２つのリンク連結箇所に装備した車輪Ｗ２、Ｗ４、及び、進行方向前方側のリンク連結箇所に装備した車輪Ｗ３に作用するように、車椅子１の前後位置が調整され、また、車椅子１が水平姿勢を維持するように、車椅子１の前後方向での傾きが調整される。
そして、屈伸駆動により、進行方向前方側に位置する２つのリンクＬ２、Ｌ３に対して、進行方向後方側に位置する２つのリンクＬ１、Ｌ４を上方側に回動させて、直線姿勢に戻すようにする（図７（ｄ）参照）。
この状態においては、４つのリンク連結箇所のうちの前後方向の中間に重複して位置する２つのリンク連結箇所に装備した車輪Ｗ２、Ｗ４、及び、進行方向前方側のリンク連結箇所に装備した車輪Ｗ３が接地する状態となり、進行方向後方側のリンク連結箇所に装備した車輪Ｗ１が、浮上する状態となる。
【００８９】
次に、リンク回動駆動により、進行方向前方側に位置する２つのリンクＬ２、Ｌ３のうちの１つのリンクである第３リンクＬ３を基準にして、進行方向後方側に位置する２つのリンクＬ１、Ｌ４のうちの、基準とするリンクＬ３に対して平行姿勢を維持する第１リンクＬ１を上方側に回動させたのち前方側に回動させて直線姿勢となるように操作する（図７（ｅ）（ｆ）参照）。
この状態においては、車輪支持体ＳＬ、ＳＲにおける４つのリンク連結箇所のうちの前後方向の中間に重複して位置する２つのリンク連結箇所に装備した車輪Ｗ１、Ｗ３、進行方向後方側のリンク連結箇所に装備した車輪Ｗ４、及び、進行方向前方側のリンク連結箇所に装備した車輪Ｗ２が、接地する状態となる。
【００９０】
また、上述した、図７（ｄ）〜（ｆ）のリンク回動駆動を行うときには、全体の重量が、接地状態を続ける車輪Ｗ３、Ｗ４に作用するように、車椅子１の前後位置が調整され、かつ、車椅子１が水平姿勢を維持するように、車椅子１の前後方向での傾きが調整される。
【００９１】
そして、このようなリンク回動駆動を繰り返すことにより、図７（ｇ）〜（ｌ）に示すように、階段の下降が行われることになる。
ちなみに、階段の最後の段から平地に下降するときのリンク回動駆動においては、直線姿勢よりも手前側の状態となるときに、そのリンク回動駆動を停止することになる（図７（ｌ）参照）。
【００９２】
次に、平地を走行する状態から階段を上昇する場合について、図７を参照しながら説明する。尚、図７は、車椅子１が後向きで、階段を上昇する場合を例示するものであり、以下の説明では、後進方向を進行方向とする。
【００９３】
平地を走行する状態から階段を上昇するときには、指令操作部Ｑにて上昇準備指令を指令して、図７（ｍ）に示すように、左右の車輪支持体ＳＬ、ＳＲを階段上昇開始姿勢にしかつ車椅子１の位置及び傾きを上昇準備形態にする。
車輪支持体ＳＬ、ＳＲの階段上昇開始姿勢とは、階段を下降する際に、階段の最後の段から平地に下降するときにリンク回動駆動を停止した状態に対応する姿勢であり、具体的には、階段を下降する際に、階段の最後の段から平地に下降するときにリンク回動駆動を停止した状態から、後方側の車輪Ｗ１を少し上昇させた姿勢である。
【００９４】
ちなみに、この階段上昇開始姿勢への操作についての一例を説明すると、平地において、先ず、図７（ｂ）の姿勢にし、次に、車体全体の重心の前後方向の位置が車輪Ｗ２、Ｗ４と車輪Ｗ３との間に位置するように、車椅子１を前後方向に移動させて、図７（ｄ）や図７（ｈ）の姿勢にする。その後、車体全体の重心の前後方向での位置を動かさないように車椅子１の前後方向の位置を制御しながら、リンクＬ４を平行移動させて、図７（ｌ）の姿勢にする。引き続き、車体全体の重心の前後方向での位置が、車輪Ｗ２と車輪Ｗ３との間から出ない範囲で車椅子１と下方に平行移動させて、図７（ｍ）の姿勢にする。
【００９５】
上述の如く、階段上昇開始姿勢で且つ上昇準備形態にしたのちは、後進して、進行前方のリンク連結箇所に装備した車輪Ｗ１が、階段の最初の段の踏み面の上方に位置する状態にし、その後、その車輪Ｗ１を階段の最初の段の踏み面に接地させるようにリンク回動駆動を行う（図７（ｌ）参照）。
【００９６】
次に、リンク回動駆動により、進行方向前方側に位置する２つのリンクＬ１、Ｌ４のうちの１つである第１リンクＬ１を基準にして、進行方向後方側に位置する２つのリンクＬ２、Ｌ３のうちの、第リンクＬ１に対して平行姿勢を維持する第３リンクＬ３を上方側に回動させたのち前方側に回動させて直線姿勢となるように操作する（図７（ｋ）（ｊ）参照）。
そして、このように、図７（ｌ）〜（ｊ）のリンク回動駆動を行うときには、車椅子１の重量が、接地状態を続ける車輪Ｗ１、Ｗ２に作用するように、車椅子１の前後位置が調整され、かつ、車椅子１が水平姿勢を維持するように、車椅子１の前後方向での傾きが調整される。
【００９７】
この後は、図７（ｉ）〜（ｄ）に示すように、リンク回動駆動を繰り返し行うことになり、そして、階段の最後の段から走行面に移動するときには、階段を下降するときとは逆の手順の操作を行うことになる。
つまり、直線姿勢となる状態（図７（ｄ）参照）において、屈伸駆動により、進行方向後方側に位置する２つのリンクＬ２、Ｌ３に対して、進行方向前方側に位置する２つのリンクＬ１、Ｌ４を下方側に回動させ、その後、車輪Ｗ２、Ｗ３に作用していた車体全体の重量がＷ１、Ｗ２に作用するよう車椅子１の前後位置を調整し、かつ、車椅子１が水平姿勢を維持するように、車椅子１の前後方向での傾きを調整する（図７（ｃ）参照）。次に、屈伸駆動により、進行方向前方側に位置する２つのリンクＬ１、Ｌ４に対して、進行方向後方側に位置する２つのリンクＬ２、Ｌ３を上方側に回動させて、直線姿勢に戻す（図７（ｂ）参照）。
【００９８】
以上の通り、階段を昇降する際には、４つの車輪Ｗ１〜Ｗ４のうちの２つの車輪が前後に離れた状態で、走行面や階段の踏み面に接地する状態を維持し、そして、接地状態を維持する２つの車輪にて車体を支持しながら、残りの２つの車輪を接地している車輪の進行方向前方側に移動させるものであるから、階段を昇降する際にも、車体の姿勢の安定化を図ることができるものとなる。
【００９９】
〔別実施形態〕
以下、別実施形態を列記する。
【０１００】
（１）上記実施形態では、傾斜や段数等の仕様が既知である１つの階段を昇降させる場合を例示したが、傾斜や段数等の仕様が既知である複数の階段の夫々に対応させて、リンク駆動用の設定パターン、及び、座席操作用の設定パターンを記憶させておき、昇降する階段に合わせて、記憶した設定パターンを選択するようにして、複数の階段に対して移動車の昇降を行わせる形態で実施することができる。
【０１０１】
（２）上記実施形態では、車輪支持体における４つのリンクの長さが一定である場合を例示したが、階段の踏み面の前後方向の長さに応じて、リンクの長さを変更調整できるように構成しておけば、踏み面の前後方向の長さの異なる階段をも昇降させることができるものとなる。
ちなみに、上記実施形態では、１回のリンク回動駆動によって、階段を一段分昇降させる場合を例示したが、１回のリンク回動駆動によって、階段を複数段分昇降させるように、リンクの長さを定めてもよい。
【０１０２】
（３）上記実施形態では、着座用座席としての車椅子を支持する脚を、一定長さに構成する場合を例示したが、脚の長さを変更調整する駆動手段を備えさせて、着座用座席の前後方向の位置および傾きを調整する際に、着座用座席の高さの変化が少なくなるように、脚の長さを変更調整するように構成してもよい。
【０１０３】
（４）上記実施形態では、車輪支持体に対して前後に揺動する脚を支持手段として用いて、着座用座席としての車椅子の前後方向での位置、及び、前後方向での傾きを調整操作する場合を例示したが、支持手段として、着座用座席を前後方向にスライド自在に支持するスライダ支持手段と、そのスライダ支持手段に対して着座用座席の前後の傾きを変更する傾き変更手段とを備えさせる形態で、車椅子の前後方向での位置、及び、前後方向での傾きを調整する形態で実施してもよい。
【０１０４】
（５）上記実施形態では、左右一対の車輪支持体を備えさせる場合を例示したが、必ずしも、左右の車輪支持体を備えさせる必要はない。
例えば、１つの車輪支持体における４つのリンク連結箇所の夫々に、車体横幅方向に沿って複数の車輪を並べる状態で備えさせることにより、１つの車輪支持体を備えさせる形態で実施できる。
【０１０５】
（６）上記実施形態では、着座用座席としての車椅子を車輪支持体にて支持する階段昇降式移動車を例示したが、荷物を載置する荷台を車輪支持体にて支持する運搬用の階段昇降式移動車を構成してもよい。
この場合、車輪支持体を車体の前後に備えさせて、前後の車輪支持体にて荷台を支持するようにすることができる。
【０１０６】
（７）上記実施形態においては、直線状の階段を昇降させる場合を例示したが、階段の途中に踊り場がある形態の階段の場合には、踊り場よりも下方側の階段部分と、踊り場よりも上方側の階段部分とを、上記実施形態における階段と考えることにより、上記実施形態と同様に昇降させることができる。
この場合、踊り場部分を、手動操作にて進行させることができるが、これに代えて、進行距離を検出するセンサや車体の平面視での傾きを検出するジャイロ等のセンサを備えさせて、踊り場部分を自動走行させる形態で進行させてもよい。
尚、踊り場部分が屈曲する経路となる曲がり階段においても、自動走行をさせる形態を適用できるものである。
【０１０７】
（８）上記実施形態では、車輪駆動手段及びリンク駆動手段が、車輪連動連結機構、一対の差動機構、一対の電動モータ、及び、制動手段により構成される場合を例示したが、車輪駆動手段としての電動モータを備えさせ、そして、リンク駆動手段として、リンク回動駆動を行う電動モータと、リンク屈伸駆動を行う電動モータとを各別に備える形態で実施してもよい。
【符号の説明】
【０１０８】
１ 着座用座席
３ リングギヤ
４ 差動用枠体
５、６ 出力ギヤ
７ ピニオン
１４ 脚
Ｂ 制動手段
Ｄ１、Ｄ２ 差動機構
Ｇ 車輪駆動手段
Ｋ リンク駆動手段
Ｌ１ リンク
Ｌ２ リンク
Ｌ３ リンク
Ｌ４ リンク
ＭＡ、ＭＫ 座席用駆動手段
Ｒ 車輪連動連結機構
ＳＬ、ＳＲ 車輪支持体
Ｗ１ 車輪
Ｗ２ 車輪
Ｗ３ 車輪
Ｗ４ 車輪
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行用車輪を備えて、階段を昇降可能に構成された階段昇降式移動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる階段昇降式移動車は、人を乗せるあるいは荷物を載せた状態で、平地を走行し且つ階段を昇降できるように構成されるものである。
ちなみに、人を乗せる場合としては、人が着座する着座用座席を設けて、身体障害者や高齢者等の移動に用いることが多いものである。
【０００３】
このような階段昇降式移動車の第１の従来例（以下、第１従来例と呼称）として、車体横幅方向視にて、正三角形に類する形状の回転リンクが、移動車本体に、正三角形の中心に相当する中央部周りで駆動回転自在に設けられ、その回転リンクの３つの角部の夫々に、駆動回転自在な車輪が走行用車輪として設けられ、回転リンクの回転軸心と同じ軸心周りで駆動回転自在な補助リンクが設けられ、その補助リンクの先端部に、補助車輪が設けられたものがある（例えば、特許文献１（第６〜８頁）参照。）。
【０００４】
この第１従来例の階段昇降式移動車は、例えば、平地を走行するときには、３つの車輪のうちの１つと、その車輪の後方に位置する補助車輪とを接地させて走行し、そして、階段に相当する段差を上昇するときには、地面に接地する車輪よりも上方でかつ前方側に位置する車輪が段差の上方に位置する状態となるまで前進し、次に、補助リンクを下方側に揺動させることにより接地している車輪を浮上させて、段差の上方に位置する車輪を段差の上面に接地させるようにし、その後、段差の上面に接地している車輪の推進力にて、補助リンクの下方側への揺動により浮上させた車輪や補助車輪を段差の上面に位置する状態に移動させることになる。
【０００５】
また、この第１従来例の階段昇降式移動車は、例えば、平地を走行する状態から段差を下降するときには、３つの車輪のうちの２つ接地させた状態で、且つ、補助リンクを前方側に向けた状態で、段差の手前箇所に走行し、次に、補助リンクを下方側に揺動させながら、段差側に走行することにより、補助車輪及び前方側の車輪を段差の上面に接地させるようにし、そして、補助車輪及び前方側の車輪が段差の上面に接地する状態になると、その状態を維持する形態で、段差の上面を走行させることになる。
ちなみに、この第１従来例の階段昇降式移動車では、段差を上昇するときや段差を下降するときには、荷物を載置する本体の重心を前後に移動調整することになる。
【０００６】
また、階段昇降式移動車の第２の従来例（以下、第２従来例と呼称）として、移動車本体の前後に、駆動回転自在な車輪が走行用車輪として設けられ、その車輪の回転軸心よりも上方で且つその回転軸心と平行な軸心周りで駆動回転自在でなアームが、各車輪に対応して設けられ、そのアームが、その先端を走行面側に向く姿勢に回動させたときに、その先端が車輪の下端よりも下方に突出する長さに形成されたものがある（例えば、特許文献２（図５、図７）参照。）。
【０００７】
この第２従来例の階段昇降式移動車は、例えば、平地を走行するときには、前後の車輪を接地させた状態で走行し、そして、階段を上昇するときには、車輪が次の段の近くに達した時点で、アームを上向き姿勢から進行方向側に向けて回動させて、その先端を次の段の踏み面に接当させるようにし、アームの先端が次の段の踏み面に接当したのちも、アームを引き続き回動させることにより、車輪を次の段の踏み面の上方側箇所に持ち上げながら、その踏み面に接地する状態に移行させることになる。
【０００８】
また、この第２従来例の階段昇降式移動車は、例えば、平地を走行する状態から階段を下降するときには、車輪が次の段の近くに達した時点で、アームを上向き姿勢から進行方向側に向けて回動させて、その先端を車輪の接地している面に接当させるようにし、アームの先端が車輪の接地する面に接当したのちも、アームを引き続き回動させることにより、車輪を次の段の踏み面に向けて下降させながら、その踏み面に接地する状態に移行させることになる。
尚、前後の車輪に夫々に対して装備されるアームの回動は、各別に制御されるものであるが、例えば、階段を上昇する際に、前後の車輪が同時に次の段に近づいたときには、前後の車輪の夫々に対して装備されるアームの回動が、同時に行われることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２９０５５７号公報
【特許文献２】特開平９−２３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
第１従来例の階段昇降式移動車においては、車体の姿勢が前方や後方に不測に傾斜して乱れ易いことに起因して、階段を安定性良く昇降できない虞がある。
つまり、例えば、階段（段差）を上昇するときに、上の段の踏み面に接地する１つの車輪によって車体全体を支持する状態が存在し、同様に、階段（段差）を下降するときにも、上の段の踏み面に接地する１つの車輪によって車体全体を支持する状態が存在することになる。
そして、１つの車輪にて車体全体を支持する状態は、車体の姿勢が前方や後方に不測に傾斜して乱れ易いものであり、このように、車体の姿勢が前方や後方に不測に傾斜して乱れ易いことに起因して、階段を安定性良く昇降できない虞がある。
【００１１】
第２従来例の階段昇降式移動車においては、階段の昇降中においては、前後の車輪にて車体を支持する、前後のアームにて車体を支持する、あるいは、前後の車輪のうちの１つと前後のアームのうちの１つとで車体を支持することになるから、前後の２点にて車体を支持するものであるため、階段の昇降中においても、車体の姿勢が前方や後方に不測に傾斜して乱れることを抑制できるものとなる。
【００１２】
しかしながら、第２従来例の階段昇降式移動車においては、前後の車輪の夫々に対応して装備されているアームが、自ら回動しながら、その先端を階段の踏み面等に接当して、車体を支持するものであるため、アームの先端が階段の踏み面等に対してスリップを起こし易いものであり、そして、アームの先端がスリップを起こして、車体の姿勢が乱れることに起因して、階段を安定性良く昇降できない虞がある。
【００１３】
本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであって、その目的は、階段を安定性良く昇降できる階段昇降式移動車を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の階段昇降式移動車は、走行用の車輪を備えて、階段を昇降可能に構成されたものであって、その第１特徴構成は、
４つのリンクの長さが等しい４節リンク機構式の車輪支持体における４つのリンク連結箇所の夫々に、前記４つのリンクの隣接するもの同士が相対回転する相対回転軸心方向に沿う軸心周りで回転自在に前記車輪が装備され、
前記車輪を推進駆動する車輪駆動手段、及び、前記車輪支持体を姿勢変更駆動するリンク駆動手段が設けられ、
前記リンク駆動手段が、
前記相対回転軸心方向に沿う車体横幅方向視において、前記４つのリンク連結箇所が直線状に並ぶ直線姿勢のときに前記４つのリンクのうちの進行方向前方側に位置する２つのリンクの１つを基準とした状態で、そのリンクに対して平行姿勢を維持するリンクを上方側に回動させたのち前方側に回動させて前記直線姿勢となるように操作するリンク回動駆動、並びに、
前記車体横幅方向視において、前記４つのリンク連結箇所が直線状に並ぶ直線姿勢のときに前記４つのリンク連結箇所のうちの前後方向の中間に重複して位置する２つのリンク連結箇所を中心とする状態で、進行方向前方側に位置する２つのリンクと進行方向後方側に位置する２つのリンクとを屈伸操作するリンク屈伸駆動を行うように構成されている点を特徴とする。
【００１５】
すなわち、平地を走行するときには、４節リンク機構式の車輪支持体における４つのリンク連結箇所が直線状に並ぶ直線姿勢となるようにする、または、４節リンク機構式の車輪支持体における４つのリンクのうちの１つを走行路面側に位置させ、且つ、そのリンクに対して平行姿勢を維持するリンクを上方側に位置させた姿勢となるようにした状態において、車輪を推進駆動することになる。
【００１６】
次に、平地を走行する状態から階段を下降する場合について、図７を参照しながら説明する。尚、図７は、着座用座席としての車椅子を備えた階段昇降式移動車を例示するものであり、以下の説明においては、車椅子の前向きとなる方向が進行方向であるとして、階段を下降させる場合を説明する。
すなわち、平地を走行する状態から階段を下降するときには、階段の手前箇所に停止した状態で、先ず、上記の直線姿勢において、リンク屈伸駆動により、進行方向後方側に位置する２つのリンクに対して、進行方向前方側に位置する２つのリンクを下方側に回動させて、車輪支持体における４つのリンク連結箇所のうちの前後方向の中間に重複して位置する２つのリンク連結箇所に装備した車輪、及び、進行方向後方側のリンク連結箇所に装備した車輪が、平地に対応する走行面に接地し、且つ、進行方向前方側のリンク連結箇所に装備した車輪が、階段の一段目の踏み面に接地する状態にする（図７（ｃ）参照）。
【００１７】
次に、リンク屈伸駆動により、進行方向前方側に位置する２つのリンクに対して、進行方向後方側に位置する２つのリンクを上方側に回動させて、直線姿勢に戻すようにする（図７（ｄ）参照）。
この状態においては、４つのリンク連結箇所のうちの前後方向の中間に重複して位置する２つのリンク連結箇所に装備した車輪、及び、進行方向前方側のリンク連結箇所に装備した車輪が接地する状態となり、進行方向後方側のリンク連結箇所に装備した車輪が、浮上する状態となる。
【００１８】
次に、リンク回動駆動により、進行方向前方側に位置する２つのリンクのうちの１つを基準にして、進行方向後方側に位置する２つのリンクのうちの、基準とするリンクに対して平行姿勢を維持するリンクを上方側に回動させたのち前方側に回動させて直線姿勢となるように操作する（図７（ｅ）（ｆ）参照）。
この状態においては、車輪支持体における４つのリンク連結箇所のうちの前後方向の中間に重複して位置する２つのリンク連結箇所に装備した車輪、進行方向後方側のリンク連結箇所に装備した車輪、及び、進行方向前方側のリンク連結箇所に装備した車輪が、接地する状態となる。
【００１９】
以下、このようなリンク回動駆動を繰り返すことにより、階段を一段ずつ順次下降できることになる。
ちなみに、階段の最後の段から平地に下降するときのリンク回動駆動においては、直線姿勢よりも手前側の状態となるときに、そのリンク回動駆動を停止することになる（図７（ｌ）参照）。
【００２０】
次に、平地を走行する状態から階段を上昇する場合について、図７を参照しながら説明する。尚、以下の説明においては、上述した階段を下降する場合とは逆に、車椅子の後向きとなる方向が進行方向であるとして、階段を上昇させる場合を説明する。
すなわち、平地を走行する状態から階段を上昇する際には、先ず、階段を下降する際に、階段の最後の段から平地に下降するときにリンク回動駆動を停止した状態に相当する状態（図７（ｍ）参照）にて、階段に向けて進行して、進行方向前方側のリンク連結箇所に装備した車輪が、階段の最初の段の踏み面の上方に位置する状態で停止し、次に、その車輪を最初の段の踏み面に接地させるようにリンク回動駆動を行う（図７（ｌ）参照）。
【００２１】
次に、リンク回動駆動により、進行方向前方側に位置する２つのリンクのうちの１つを基準にして、進行方向後方側に位置する２つのリンクのうちの、基準とするリンクに対して平行姿勢を維持するリンクを上方側に回動させたのち前方側に回動させて直線姿勢となるように操作する（図７（ｋ）（ｊ）参照）。
【００２２】
この後は、リンク回動駆動を繰り返し行うことになり、そして、階段の最後の段から平地に移動するときには、階段を下降するときとは逆の手順を行うことになる。
つまり、直線姿勢となる状態（図７（ｄ）参照）において、リンク屈伸駆動により、進行方向後方側に位置する２つのリンクに対して、進行方向前方側に位置する２つのリンクを下方側に回動させ（図７（ｃ）参照）、次に、リンク屈伸駆動により、進行方向前方側に位置する２つのリンクに対して、進行方向後方側に位置する２つのリンクを上方側に回動させて、直線姿勢に戻すようにする（図７（ｂ）参照）。
【００２３】
以上の通り、階段を昇降する際には、４つの車輪のうちの２つの車輪が前後に離れた状態で、走行面や階段の踏み面に接地する状態を維持できることになるため、階段を昇降する際にも、車体の姿勢が前方や後方に不測に傾斜して乱れることを抑制できる広い支持多角形を終始維持できるものとなる。
ちなみに、実際に階段を昇降させる際には、走行面や階段の踏み面に接地する状態を維持する２つの車輪に車体の重量が作用するように、車体の重心を前後に調整するための制御を行うことになる。
【００２４】
しかも、リンク回動駆動を行うときには、階段の踏み面等に接地している２つの車輪を接地状態に維持させた状態で、他の車輪を上昇させるものであり、接地し続けている車輪は、リンク回動駆動のときには静止状態に維持されるため、リンク回動駆動のときに、接地し続けている車輪がスリップを起こすことを抑制できるため、リンク回動駆動を行うときに、スリップにより車体の姿勢が乱れることを抑制できる。
【００２５】
また、リンク屈伸駆動を行うときには、階段の踏み面等に接地している３つの車輪を接地状態に維持させ続けた状態で、他の車輪を昇降させるものであり、接地し続けている車輪が、リンク屈伸駆動のためにスリップを起こすことがないため、リンク屈伸駆動を行うときに、車体の姿勢が乱れることがない。
【００２６】
したがって、階段の昇降を行うときに、車体の姿勢が前方や後方に不測に傾斜して乱れることを抑制できる広い支持多角形を終始維持でき、しかも、リンク回動駆動やリンク屈伸駆動を行うときに、スリップにより車体の姿勢が乱れることを抑制できるため、階段を安定性良く昇降させることができるのである。
【００２７】
要するに、本発明の第１特徴構成によれば、階段を安定性良く昇降できる階段昇降式移動車を提供できる。
【００２８】
本発明の第２特徴構成は、上記した第１特徴構成に加えて、
前記車輪支持体が、左右一対備えられ、
前記車輪駆動手段、及び、前記リンク駆動手段が、左右の前記車輪支持体の夫々に対して各別に備えられている点を特徴とする。
【００２９】
すなわち、左右一対の車輪支持体にて車体を支持するようにし、そして、左右の車輪支持体の夫々について、リンク回動駆動及びリンク屈伸駆動を行いながら、階段を昇降させることができる。
【００３０】
したがって、左右の車輪支持体にて車体の左右の方向での姿勢を安定性良く支持しながら、左右の車輪支持体夫々のリンク回動駆動及びリンク屈伸駆動により、階段を的確に昇降させることができるものとなる。
【００３１】
要するに、本発明の第２特徴構成によれば、上記した第１特徴構成による作用効果に加えて、車体の左右の方向での姿勢を安定性良く支持しやすい広い支持多角形を終始維持しながら、階段を的確に昇降させることができる階段昇降式移動車を提供できる。
【００３２】
本発明の第３特徴構成は、上記した第１特徴構成又は第２特徴構成に加えて、
前記車輪支持体における４つのリンクのうちで、前記リンク回動駆動を行うときに基準となるリンク又はそのリンクに対して平行姿勢を維持するリンクに対して、着座用座席を前後方向での位置及び前後方向での傾きを変更自在に支持する支持手段、及び、その支持手段にて支持された前記着座用座席の前後方向での位置及び前後方向での傾きを調整操作する座席用駆動手段が設けられ、
階段昇降指令が指令されると、前記リンク駆動手段を予め設定したリンク駆動用の設定パターンにて作動させ、且つ、その作動に同調させて、前記座席用駆動手段を座席操作用の設定パターンにて作動させる駆動制御手段が設けられている点を特徴とする。
【００３３】
すなわち、車輪支持体における４つのリンクのうちで、リンク回動駆動を行うときに基準となるリンク又はそのリンクに対して平行姿勢を維持するリンクは、リンク回動駆動を行うとき、及び、リンク屈伸駆動を行うときにおいて、その長手方向を車体前後方向に向けた状態に維持されるものである。そして、そのようなリンクに対して、着座用座席を前後方向での位置及び前後方向での傾きを変更自在に支持するものであるから、リンク回動駆動を行うときに、着座用座席の重量を含む車体全体の重量を、直線姿勢の４つのリンクのうちの進行方向前方側の２つのリンクのうちの基準となるリンクの前後に位置して接地状態となる車輪にて支持すべく、着座用座席の前後方向での位置を調整することや、リンク屈伸駆動を行うときに、着座用座席の重量を接地状態となる車輪にて支持すべく、着座用座席の前後方向での位置を調整することができる。
また、着座用座席の前後方向での傾き調節により、着座用座席を水平姿勢に維持することができる。
【００３４】
つまり、身体障害者や高齢者等が乗ることができるように着座用座席を備えさせるにあたり、リンク回動駆動及びリンク屈伸駆動によっても、長手方向を車体前後方向に向けた状態に維持されるリンクに対して、着座用座席を前後方向での位置及び前後方向での傾きを変更自在に支持しておき、リンク回動駆動やリンク屈伸駆動を行うときに、着座用座席の前後方向で位置や、着座用座席の前後方向での傾きを調整することにより、着座用座席の重量を含む車体全体の重量を接地状態の車輪にて的確に支持しながら、階段を的確に昇降させることができ、かつ、着座用座席を水平姿勢に維持できるものとなる。
【００３５】
そして、階段昇降指令が指令されると、駆動制御手段が、リンク駆動手段を予め設定したリンク駆動用の設定パターンにて作動させ、且つ、その作動に同調させて、座席用駆動手段を座席操作用の設定パターンにて作動させるものであるから、リンク駆動用の設定パターンとして、階段を昇降させるためにリンク回動駆動やリンク屈伸駆動を順次行うパターンを設定しておき、そして、座席操作用の設定パターンとして、リンク回動駆動やリンク屈伸駆動を行うときに、着座用座席の重量を接地状態となる車輪にて支持させ、かつ、着座用座席を水平姿勢に維持させるパターンを設定しておくことにより、階段昇降指令を指令することにより、自動的に階段を昇降させることができる。
【００３６】
要するに、本発明の第３特徴構成によれば、上記した第１又は第２特徴構成による作用効果に加えて、着座用座席の重量を含む車体全体の重量を接地状態の車輪にて的確に支持しながら、階段を的確に昇降させることができ，かつ，階段昇降指令を指令するという簡単な操作を行うことにより、身体障害者や高齢者等を着座用座席に乗せた状態で、階段の昇降を自動的に行うことができる階段昇降式移動車を提供できる。
【００３７】
本発明の第４特徴構成は、上記した第３特徴構成に加えて、
前記車輪支持体における４つのリンクのうちで、前記リンク回動駆動を行うときに基準となるリンク又はそのリンクに対して平行姿勢を維持するリンクに、前後に揺動自在に下端部が枢支される脚が、前記支持手段として設けられて、その脚の上端部に、前記着座用座席が前後の傾きを変更自在に枢支されている点を特徴とする。
【００３８】
すなわち、車輪支持体における４つのリンクのうちで、リンク回動駆動を行うときに基準となるリンク又はそのリンクに対して平行姿勢を維持するリンクに対して、脚を前後に揺動させることによって、着座用座席の前後方向での位置を調整することができ、また、脚に対して、着座用座席を揺動させることによって、着座用座席の前後の傾きを調整することができる。
【００３９】
つまり、脚を用いた簡素な構成にて、着座用座席の前後方向での位置を変更し、且つ、着座用座席の前後の傾きを変更することができるようにして、着座用座席を支持する支持手段の簡素化を図ることができる。
【００４０】
要するに、本発明の第４特徴構成によれば、上記した第３特徴構成の作用効果に加えて、着座用座席を支持する支持手段の簡素化を図ることができる階段昇降式移動車を提供できる。
【００４１】
本発明の第５特徴構成は、上記した第１~第４特徴構成のいずれかに加えて、
前記４つのリンク連結箇所の夫々に装備される４つの前記車輪を一体回転するように連動連結する車輪連動連結機構が設けられ、
電動モータにて駆動回転されるリングギヤを一体回転状態で装備した差動用枠体に、その差動用枠体の回転軸心周りで回転自在な左右一対の出力ギヤを装備し、かつ、それら左右一対の出力ギヤに咬合するピニオンを前記差動用枠体に回転自在に支持する状態に構成された一対の差動機構が設けられ、
これら一対の差動機構のうちの一方が、前記左右一対の出力ギヤの一方を前記４つの車輪のうちの１つに連動連結させ、かつ、他方の出力ギヤを前記４つのリンクのうちの１つに対してそれを揺動操作するように連動連結させる状態で、前記４つのリンクの１つに配設され、かつ、
他方の差動機構が、前記左右一対の出力ギヤの一方を前記４つの車輪のうちの前記一方の差動機構に連結される車輪とは異なる１つの車輪に連動連結させ、かつ、他方の出力ギヤを前記４つのリンクのうちの前記一方の差動機構にて揺動されるリンクとは異なる１つに対してそれを揺動させるように連動連結させた状態で、前記４つのリンクの１つに配設されて、
前記一対の電動モータを同じ方向に回転させる同方向回転状態と逆方向に回転させる逆方向回転状態とのうちの一方において、前記４つの車輪を推進駆動し、かつ、前記同方向回転状態と前記逆方向回転状態とのうちの他方において、前記リンク回動駆動を行うように構成され、
前記４つの車輪の回転を阻止する制動手段が設けられ、
前記一対の差動機構のうちのいずれかが、前記リンク屈伸駆動を行うためにリンクを揺動操作するように装備され、
前記制動手段を制動状態にした状態で、前記一対の差動機構のうちの前記リンク屈伸駆動を行う作動機構を駆動する前記電動モータを作動させかつ他方の差動機構に対する前記電動モータを自由状態にすることにより、前記リンク屈伸駆動を行うように構成され、
前記車輪連動連結機構、前記一対の差動機構、前記一対の電動モータ、及び、前記制動手段により、前記車輪駆動手段及び前記リンク駆動手段が構成されている点を特徴とする。
【００４２】
すなわち、一対の電動モータを同じ方向に回転させる同方向回転状態と逆方向に回転させる逆方向回転状態とのうちの一方において、一対の差動機構が、車輪連動連結機構にて連動連結されている４つの車輪を逆方向に回転する出力を出力する状態になり、且つ、４節リンク機構のリンクを４節リンク機構の姿勢変形が可能となる方向に向けて操作する状態になると、リンク回動駆動を行うことができる。
また、一対の電動モータを同じ方向に回転させる同方向回転状態と逆方向に回転させる逆方向回転状態とのうちの他方において、一対の差動機構が、車輪連動連結機構にて連動連結されている４つの車輪を同じ方向に回転する出力を出力する状態になり、且つ、４節リンク機構のリンクを４節リンク機構の姿勢変形が不能となる方向に向けて操作する状態になると、４つの車輪の推進駆動を行うことができる。
【００４３】
つまり、一対の電動モータを同じ方向に回転させる同方向回転状態と逆方向に回転させる逆方向回転状態とのうちの一方において、４つの車輪を推進駆動し、かつ、前記同方向回転状態と前記逆方向回転状態とのうちの他方において、リンク回動駆動を行うことができるものとなる。
【００４４】
また、車輪回転保持ブレーキを制動状態にした状態で、一対の差動機構の一方差動機構を操作する電動モータを作動させかつ他方の差動機構に対する電動モータを自由状態にすることにより、リンク回動駆動、及び、４つの車輪の推進駆動を行うための電動モータを利用して、リンク屈伸駆動を行なえる。
【００４５】
したがって、リンク回動駆動、リンク屈伸駆動、及び、車輪の推進駆動を、２つの電動モータを装備して行うことができるため、駆動構成の簡素化、低コスト化及びメンテナンスの容易化を図ることができる。
すなわち、リンク回動駆動、リンク屈伸駆動、及び、車輪の推進駆動の夫々を行わせるにあたり、夫々を行う電動モータを各別に備えさせることが考えられるが、この場合、３つの電動モータを装備するため、駆動構成が複雑になりコストもかかるものである。
また、リンク回動駆動や車輪の推進駆動の両方において，二つのモータの出力を合計して用いることができるため，一つ一つのモータは低容量のものでも大きな出力をもってリンク回動駆動や車輪の推進駆動を行うことができる．すなわち使用するモータが小型のもので済み、更なる低コスト化を図ることができる．
また、電動モータは、機械構造に較べて耐久性が低いために、使用に伴って交換する等のメンテナンスを要するものとなるため、電動モータの数が多いほど、メンテナンス作業が煩雑となる。
【００４６】
要するに、本発明の第５特徴構成によれば、上記した第１〜第４特徴構成のいずれかによる作用効果に加えて、リンク回動駆動、リンク屈伸駆動、及び、車輪の推進駆動のための駆動構成の簡素化、低コスト化及びメンテナンスの容易化を図ることができる階段昇降式移動車を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】階段昇降式移動車の斜視図
【図２】左側の車輪支持体の姿勢変更状態を示す斜視図
【図３】左側の車輪支持体の構成を示す概略図
【図４】制御構成を示すブロック図
【図５】制御パターンを示す表
【図６】制御パターンを示す表
【図７】階段昇降状態を示す図
【発明を実施するための形態】
【００４８】
〔実施形態〕
以下、図面に基づいて、本発明の階段昇降式移動車の実施形態を説明する。
図１に示すように、人体が着座状態で搭乗する着座用座席としての車椅子１が、左右の車輪支持体ＳＬ、ＳＲにて支持されて、階段昇降式移動車が構成されている。
ちなみに、本実施形態においては、着座用座席を構成する車椅子１として、市販のものを用いる場合を例示しているが、市販の車椅子１が備える構成のうちの不要な部分を省略した専用の着座用座席を用いる形態で実施してもよい。
【００４９】
以下、各部の構成について説明するが、以下の説明においては、車椅子１が前向きとなる方向を、車体の前方向であるとして説明する。
また、左右の車輪支持体ＳＬ、ＳＲは、左右対称ではあるものの、同様に構成されるため、それらを構成する部材については、同じ符号を付して説明する。
【００５０】
図１及び図２に示すように、左右の車輪支持体ＳＬ、ＳＲは、４つのリンクＬ１〜Ｌ４の長さが等しい４節リンク機構式に構成されるものであって、４つのリンク連結箇所の夫々に、４つのリンクＬ１〜Ｌ４の隣接するもの同士が相対回転する相対回転軸心方向に沿う軸心周りで回転自在に第１車輪〜第４車輪Ｗ１〜Ｗ４が装備されている。
ちなみに、４つのリンクＬ１〜Ｌ４は、その長手方向を車体前後方向に向けるものであるから、４つのリンクＬ１〜Ｌ４の隣接するもの同士が相対回転する相対回転軸心は、車体横幅方向に沿う方向であり、以下の説明においては、必要に応じて、相対回転軸心方向を、車体横幅方向と記載する。
【００５１】
４つのリンクＬ１〜Ｌ４のうちの、第１リンクＬ１には、車椅子１を支持するための枠体２が取り付けられている。つまり、左右の車輪支持体ＳＬ、ＳＲの夫々における第１リンクＬ１同士が、枠体２にて連結されている。
そして、この第１リンクＬ１に対して平行姿勢を維持する第３リンクＬ３が、第１リンクＬ１よりも外方側に配置され、第１リンクＬ１の前端部と第３リンクＬ３の前端部とが、第２リンクＬ２にて接続され、かつ、第１リンクＬ１の後端部と第３リンクＬ３の後端部とが、第４リンクＬ４にて接続されている。
【００５２】
第１車輪〜第４車輪Ｗ１〜Ｗ４のうちの、第１リンクＬ１と第４リンクＬ４とのリンク連結箇所に装備される第１車輪Ｗ１及び第２リンクＬ２と第３リンクＬ３とのリンク連結箇所に装備される第３車輪Ｗ３が、全方向車輪として構成されている。
尚、全方向車輪とは、車輪における接地用の外周部が、周方向に沿って並ぶ複数の接地体にて構成され、そして、その接地体が、車輪外周の接線方向に相当する軸心周りで回転可能に車輪本体に支持されるものである。
したがって、第１車輪Ｗ１及び第３車輪Ｗ３は、その回転軸心方向に移動するときに、その接地箇所に位置する接地体が車輪外周の接線方向に相当する軸心周りで回転することになるため、回転軸心方向への移動を円滑に行えることになる。
【００５３】
また、第１車輪〜第４車輪Ｗ１〜Ｗ４のうちの、第１リンクＬ１と第２リンクＬ２とのリンク連結箇所に装備される第２車輪Ｗ２及び第３リンクＬ３と第４リンクＬ４とのリンク連結箇所に装備される第４車輪Ｗ４が、ゴムタイヤ式の車輪として構成されている。
したがって、第２車輪Ｗ２又は第４車輪Ｗ４が走行面に接地することにより、推進力を的確に得ることができ、しかも、第１車輪Ｗ１及び第３車輪Ｗ３が全方向車輪であるため、旋回を良好に行えるようになっている。
【００５４】
すなわち、４つのリンクＬ１〜Ｌ４のうち左右の車輪支持体ＳＬ、ＳＲのそれぞれにおいて同じ名称のリンクの両端の車輪が接地している場合には，必ず全方向車輪２つとゴムタイヤ式車輪２つが接地していることになる。また、後述のように左右の車輪支持体ＳＬ、ＳＲのそれぞれにおいて全方向車輪とゴムタイヤ式車輪は連動して回転することになる。従って、左右の車輪の回転速度に差があった場合には，全方向車輪は回転軸心方向（側方）への移動が円滑に行われるため，２つのゴムタイヤ式車輪の接地点を結ぶ直線上の点を中心に旋回動作を円滑に行うことができる。
この旋回動作は全方向車輪２つとゴムタイヤ式車輪２つが接地していれば円滑に行うことができるため、これらを４節リンクの向かい合う頂点に配置することにより、階段昇降中でも４輪が接地している瞬間であれば旋回が可能である。すなわち、昇降中の方向転換が可能である。このため螺旋階段等まがっている階段でも運用が可能となる。
【００５５】
図３に示すように、第１車輪〜第４車輪Ｗ１〜Ｗ４を推進駆動する車輪駆動手段Ｇ、及び、車輪支持体ＳＬを姿勢変更駆動するリンク駆動手段Ｋが設けられている。
尚、図３は、左側の車輪支持体ＳＬを例示し、その左側の車輪支持体ＳＬにおける車輪駆動手段Ｇ及びリンク駆動手段Ｋを例示するものであるが、右側の車輪支持体ＳＲについても、左側の車輪支持体ＳＬに対して装備する車輪駆動手段Ｇ及びリンク駆動手段Ｋが装備されることになる。
【００５６】
リンク駆動手段Ｋは、リンク回動駆動及びリンク屈伸駆動を行うように構成されている。
リンク駆動手段Ｋによるリンク回動駆動は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、４つのリンクＬ１〜Ｌ４の隣接するもの同士が相対回転する相対回転軸心方向に沿う車体横幅方向視において、４つのリンク連結箇所が直線状に並ぶ直線姿勢のときに４つのリンクＬ１〜Ｌ４のうちの進行方向前方側に位置する２つのリンクの１つを基準とした状態で、そのリンクに対して平行姿勢を維持するリンクを上方側に回動させたのち前方側に回動させて直線姿勢となるように操作するものである。
【００５７】
すなわち、図２は、左側の車輪支持体ＳＬを例示するものであり、車体の前方向に進行する、つまり、前進すると仮定したときには、図２（ｂ）においては、４つのリンクＬ１〜Ｌ４のうちの進行方向前方側に位置する２つのリンクが、第１リンクＬ１と第２リンクＬ２であり、第１リンクＬ１を基準とした状態で、図２（ａ）に示すように、そのリンクＬ１に対して平行姿勢を維持する第３リンクＬ３を上方側に回動させる形態で、リンク回動駆動が行われることになる。
そして、第１リンクＬ１を基準とした状態で、第３リンクＬ３を上方側に回動させたのち前方側に回動させた直線姿勢にしたときには、図７（ｈ）に示すように、４つのリンクＬ１〜Ｌ４のうちの進行方向前方側に位置する２つのリンクが、第２リンクＬ２と第３リンクＬ３であり、第３リンクＬ３を基準とした状態で、図７（ｉ）に示すように、そのリンクＬ３に対して平行姿勢を維持する第１リンクＬ１を上方側に回動させる形態で、リンク回動駆動が行われることになる。
【００５８】
ちなみに、本実施形態においては、車体の後方向に進行する、つまり、後進することができるものであり、後進すると仮定したときには、図２（ｂ）においては、４つのリンクＬ１〜Ｌ４のうちの進行方向前方側に位置する２つのリンクが、第３リンクＬ３と第４リンクＬ４であり、第３リンクＬ３を基準とした状態で、図７（ｅ）に示すように、そのリンクＬ３に対して平行姿勢を維持する第１リンクＬ１を上方側に回動させる形態で、リンク回動駆動が行われることになる。
そして、第３リンクＬ３を基準とした状態で、第１リンクＬ１を上方側に回動させたのち前方側に回動させた直線姿勢にしたときには、図７（ｈ）に示すように、４つのリンクＬ１〜Ｌ４のうちの進行方向前方側に位置する２つのリンクが、第１リンクＬ１と第４リンクＬ４であり、第１リンクＬ１を基準とした状態で、図７（ｇ）に示すように、そのリンクＬ１に対して平行姿勢を維持する第３リンクＬ３を上方側に回動させる形態で、リンク回動駆動が行われることになる。
【００５９】
つまり、本実施形態においては、第１リンクＬ１及び第３リンクＬ３が、リンク回動駆動を行うときに、基準状態になるリンク及びそのリンクに対して平行姿勢を維持するリンクに相当することになり、そして、本実施形態においては、このような第１リンクＬ１及び第３リンクＬ３のうちの第１リンクＬ１に対して、上述の如く、車椅子１を支持するための枠体２が取り付けられた場合を例示するものである。
【００６０】
また、リンク駆動手段Ｋによるリンク屈伸駆動は、図２（ｂ）（ｃ）に示すように、車体横幅方向視において、４つのリンク連結箇所が直線状に並ぶ直線姿勢のときに４つのリンク連結箇所のうちの前後方向の中間に重複して位置する２つのリンク連結箇所を中心とする状態で、進行方向前方側に位置する２つのリンクと進行方向後方側に位置する２つのリンクとを屈伸操作するものである。
【００６１】
すなわち、隣接して並ぶ第１リンクＬ１及び第４リンクＬ４の組と、隣接して並ぶ第３リンクＬ２及び第３リンクＬ３の組とを屈伸操作することや、隣接して並ぶ第１リンクＬ１及び第２リンクＬ２の組と、隣接して並ぶ第３リンクＬ３及び第４リンクＬ４の組とを屈伸操作することが行われることになる。
【００６２】
そして、本実施形態においては、図３に示すように、車輪駆動手段Ｇ、及び、駆動手段Ｋが、後述の如く、４つの車輪Ｗ１〜Ｗ４を一体回転するように連動連結する車輪連動連結機構Ｒ、一対の差動機構Ｄ１、Ｄ２、一対の電動モータＭ１、Ｍ２、及び、４つの車輪Ｗ１〜Ｗ４の回転を阻止する制動手段としての車輪回転保持ブレーキＢにて構成されている。
ちなみに、図３においては、一対の電動モータＭ１、Ｍ２が、車輪駆動手段Ｇ及び駆動手段Ｋを代表するものであるとして、その電動モータＭ１、Ｍ２に対応して、車輪駆動手段Ｇ及び駆動手段Ｋの符号を記載してある。
【００６３】
車輪連動連結機構Ｒは、第１リンクＬ１に沿って配設されて、第１車輪Ｗ１の車軸ｊ１と第２車輪Ｗ２の車軸ｊ２とを連動連結する第１チェーン式連動機構ｒ１、第２リンクＬ２に沿って配設されて、第２車輪Ｗ２の車軸ｊ２と第３車輪Ｗ３の車軸ｊ３とを連動連結する第２チェーン式連動機構ｒ２、及び、第３リンクＬ３に沿って配設されて、第３車輪Ｗ３の車軸ｊ３と第４車輪Ｗ４の車軸ｊ４とを連動連結する第３チェーン式連動機構ｒ３を備えて、これら第１〜第３のチェーン式連動機構ｒ１〜ｒ３によって、４つの車輪Ｗ１〜Ｗ４を一体回転するように連動連結するように構成されている。
【００６４】
一対の差動機構Ｄ１、Ｄ２は、上述した一対の電動モータＭ１、Ｍ２のいずれかにて駆動回転されるリングギヤ３を一体回転状態で装備した差動用枠体４に、その差動用枠体４の回転軸心周りで回転自在な左右一対の出力ギヤ５、６を装備し、かつ、それら左右一対の出力ギヤ５、６に咬合するピニオン７を差動用枠体４に回転自在に支持する状態に構成されている。
【００６５】
これら一対の差動機構Ｄ１、Ｄ２は、一方が第１リンクＬ１に配設され、他方が第３リンクＬ３に配設されている。
そして、第１リンクＬ１に配設される差動機構Ｄ１（以下、第１差動機構と呼称）における左右一対の出力ギヤ５、６の一方が、第１車輪Ｗ１に連動連結され、かつ、他方の出力ギヤが、第４リンクＬ４に対してそれを揺動操作するように連動連結されている。
また、第３リンクＬ３に配設される差動機構Ｄ２（以下、第２差動機構と呼称）における左右一対の出力ギヤ５、６の一方が、第４車輪Ｗ４に連動連結され、かつ、他方の出力ギヤが、第４リンクＬ４に対してそれを揺動操作するように連動連結されている。
【００６６】
また、一対の電動モータＭ１、Ｍ２のうちの一方のモータＭ１（以下、内側モータと呼称）が、第１差動機構Ｄ１の前方側に位置する状態で、第１リンクＬ１に装備され、他方のモータＭ２（以下、外側モータと呼称）が、第２差動機構Ｄ２の前方側に位置する状態で、第３リンクＬ３に装備されている。
そして、内外のモータＭ１、Ｍ２を同じ方向に回転させる同方向回転状態と逆方向に回転させる逆方向回転状態とのうちの一方において、４つの車輪Ｗ１〜Ｗ４を推進駆動し、かつ、同方向回転状態と逆方向回転状態とのうちの他方において、リンク回動駆動を行うように構成されている。
【００６７】
つまり、第１差動機構Ｄ１と第２差動機構Ｄ２とが、車輪連動連結機構Ｒにて連動連結されている４つの車輪Ｗ１〜Ｗ４を逆方向に回転する出力を出力する状態になると、第１差動機構Ｄ１と第２差動機構Ｄ２とが、第４リンクＬ４を４節リンク機構の姿勢変形が可能となる方向に向けて操作する状態になって、リンク回動駆動が行われ、また、第１差動機構Ｄ１と第２差動機構Ｄ２とが、車輪連動連結機構Ｒにて連動連結されている４つの車輪Ｗ１〜Ｗ４を同じ方向に回転する出力を出力する状態になると、第１差動機構Ｄ１と第２差動機構Ｄ２とが、第４リンクＬ４を４節リンク機構の姿勢変形が不能となる方向に向けて第４リンクＬ４を操作する状態になって、４つの車輪Ｗ１〜Ｗ４の推進駆動が行われるように構成されている。
【００６８】
ところで、本実施形態においては、第１差動機構Ｄ１が、内側モータＭ１の内側にリングギヤ３を装備する形態であるのに対して、第２差動機構Ｄ２が、外側モータＭ２の外側にリングギヤ３を装備する形態であり、内側モータＭ１と外側モータＭ２とを、同じ方向に回転させた場合には、第１差動機構Ｄ１の差動用枠４と第２差動機構Ｄ２の差動用枠４とが逆方向に回転するようになっている。
【００６９】
また、第１差動機構Ｄ１の左右の出力ギヤ５、６のうちの、車体横幅方向内方側の出力ギヤ５が、減速機８を介して、第１車輪Ｗ１の車軸ｊ１に連結され、出力ギヤ５、６のうちの、車体横幅方向外方側のギヤ６が、減速機９を介して、第４リンクＬ４の一端部に連結されている。
【００７０】
さらに、第２差動機構Ｄ２の左右の出力ギヤ５、６のうちの、車体横幅方向外方側の出力ギヤ５が、ベルト伝動機構１０及び減速機１１を介して、第４車輪Ｗ４の車軸ｊ４に連結され、出力ギヤ５、６のうちの、車体横幅方向内方側のギヤ６が、逆転連動用の平歯車伝動機構１２及び減速機１３を介して、第４リンクＬ４の一端部に連結されている。
【００７１】
したがって、本実施形態の場合には、階段昇降式移動車の正面視において、内外のモータＭ１、Ｍ２を左回転させるときを、内外のモータＭ１、Ｍ２の正回転であるとした場合において、図５の表に示すように、内外のモータＭ１、Ｍ２の回転方向を制御することにより、前進、後進、その場右旋回、その場左旋回を行うことができ、また、リンク回動駆動を行えるように構成されている。
つまり、内外のモータＭ１、Ｍ２を逆方向に回転させる逆方向回転状態において、４つの車輪Ｗ１〜Ｗ４を推進駆動し、内外のモータＭ１、Ｍ２を同じ方向に回転させる同方向回転状態において、リンク回動駆動を行うように構成されている。
【００７２】
さらに、逆方向回転状態において、内外のモータＭ１、Ｍ２の回転方向を正逆に切り換えることにより、前進と後進を選択でき、また、同方向回転状態において、内外のモータＭ１、Ｍ２の回転方向を正逆に切り換えることにより、車体後方側のリンクを車体前方側に移動させる形態のリンク回動駆動と、車体前方側のリンクを車体後方側に移動させる形態のリンク回動駆動とを選択できるように構成されている。
【００７３】
４つの車輪Ｗ１〜Ｗ４の回転を阻止する車輪回転保持ブレーキＢは、本実施形態においては、第２差動機構Ｄ２の出力ギヤ５にて駆動されるベルト伝動機構１０の入力軸１０Ａに対して制動作用する状態で、第３リンクＬ３に配備されている。
そして、車輪回転保持ブレーキＢは、制動解除側に復帰付勢されて、通電により制動状態となる電磁ブレーキを用いて構成されている。
【００７４】
そして、本実施形態においては、一対の差動機構Ｄ１、Ｄ２のうちの第１差動機構Ｄ１が、リンク屈伸駆動を行うために第４リンクＬ４を揺動操作するように構成されている。
つまり、車輪回転保持ブレーキＢを制動状態にした状態で、第１差動機構Ｄ１を操作する内側モータＭ１を作動させかつ第２差動機構Ｄ２に対する外側モータＭ２を自由状態にすることにより、リンク屈伸駆動を行うように構成されている。
【００７５】
尚、第１〜第４リンクＬ１〜Ｌ４の姿勢変形作動を阻止するように制動する関節回転保持ブレーキＥ（図４参照）が設けられて、平地での前進、後進、その場右旋回、その場左旋回を行うなど関節の動作が不要なときに、関節回転保持ブレーキＥを作動させることにより、内外のモータＭ１、Ｍ２の出力トルクを低減できるように構成されている。
ちなみに、この関節回転保持ブレーキＥは、制動作用状態側に復帰付勢された電磁ブレーキを用いて構成され、リンク回動駆動及びリンク屈伸駆動を行うときには、制動解除状態に切り換えるために通電されることになる。
【００７６】
車椅子１は、第１リンクＬ１に連結された枠体２に対して、棒状の脚１４を用いて支持されている。
すなわち、脚１４の下端部が枠体２に対して前後に揺動自在に枢支され、脚１４の上端部に、車椅子１が、前後の傾きを変更自在に枢支されている。
ちなみに、本実施形態においては、脚１４の下端部の枠体２に対する枢支部を、足関節と呼称し、そして、脚１４の上部に対する車椅子１の枢支部を、股関節と呼称する。
そして、図３に示すように、枠体２に対して脚１４を前後に揺動させる電動式の足関節モータＭＡ、及び、脚１４に対して車椅子１を前後に傾斜させる電動式の股関節モータＭＫが装備されて、車椅子１の前後方向での位置および前後の傾きを調節できるように構成されている。
【００７７】
つまり、階段を昇降させる際において、車椅子１の重心を車体前後方向の適切な位置に位置させ、且つ、車椅子１を水平な姿勢に維持すべく、車椅子１の前後方向での位置および前後の傾きを調節できるように構成されている。
ちなみに、本実施形態においては、左右の車輪支持体ＳＬ、ＳＲにおける４つのリンクＬ１〜Ｌ４のうちで、リンク回動駆動を行うときに基準となるリンク又はそのリンクに対して平行姿勢を維持するリンクとして機能する第１リンクＬ１に対して、車椅子１を前後方向での位置、及び、前後方向での傾きを変更自在に支持する支持手段が、脚１４にて構成され、そして、その脚１４に支持された車椅子１の前後方向での位置及び前後方向での傾きを調整操作する座席用駆動手段が、足関節モータＭＡ、及び、股関節モータＭＫにて構成されることになる。
【００７８】
尚、図４に示すように、股関節を保持する股関節保持ブレーキＦＫ、及び、足関節を保持する足関節保持ブレーキＦＡが設けられて、股関節や足関節を作動させないときには、これらブレーキＦＫ、ＦＡを作動させることによって、車椅子１を的確に保持できるように構成されている。
ちなみに、股関節保持ブレーキＦＫ及び足関節保持ブレーキＦＡは、制動作用状態側に復帰付勢された電磁ブレーキを用いて構成され、股関節及び足関節を作動させるときには、制動解除状態に切り換えるために通電されることになる。
【００７９】
図４に示すように、駆動制御手段として、コンピュータを主要部として備える制御部Ｈが設けられ、この制御部Ｈが、左右の車輪支持体ＳＬ、ＳＲにおける内側モータＭ１、外側モータＭ２、車輪回転保持ブレーキＢ、及び、関節回転保持ブレーキＥ、並びに、足関節モータＭＡ、股関節モータＭＫ、股関節保持ブレーキＦＫ、及び、足関節保持ブレーキＦＡからなるアクチュエータ類の作動を制御するように構成されている。
【００８０】
すなわち、制御部Ｈに対して指令する手動操作式の指令操作部Ｑが設けられている。
この指令操作部Ｑは、前進指令、後進指令、その場右旋回指令、及び、その場左旋回指令、並びに、階段下降指令、及び、階段上昇指令等を指令するように構成されている。
そして、制御部Ｈが、指令操作部Ｑにて、前進指令、後進指令、その場右旋回指令、及び、その場左旋回指令が指令されると、それらの指令に基づいて、図５及び図６に示すように、アクチュエータ類を作動させることによって、前進、後進、その場右旋回、及び、その場左旋回を行うように構成されている。
【００８１】
また、制御部Ｈは、階段昇降指令が指令されると、つまり、指令操作部Ｑにて、階段下降指令、及び、階段上昇指令が指令されると、図５及び図６に示すように、リンク駆動手段としての、左右の車輪支持体ＳＬ、ＳＲにおける内側モータＭ１、外側モータＭ２、車輪回転保持ブレーキＢ、及び、関節回転保持ブレーキＥを、予め設定したリンク駆動用の設定パターンにて作動させ、且つ、その作動に同調させて、座席用駆動手段としての、足関節用の電動式のモータＭＡ、及び、股関節用の電動式のモータＭＫを座席操作用の設定パターンにて作動させるように構成されている。
尚、足関節用の電動式のモータＭＡ、及び、股関節用の電動式のモータＭＫを座席操作用の設定パターンにて作動させるときには、股関節保持ブレーキＦＫ、及び、足関節保持ブレーキＦＡが、制動解除状態に作動されることになる。
【００８２】
本実施形態においては、階段の下降及び上昇は、傾きや段数等の仕様が既知の階段を下降及び上昇させるために、リンク駆動用の設定パターン及び座席操作用の設定パターンが設定されるように構成されている。
具体的には、階段下降指令が指令されたのちや、階段上昇指令が指令されたのちにおける、内側モータＭ１及び外側モータＭ２の時間経過に伴う目標回転量（回転角度）や、車輪回転保持ブレーキＢ及び関節回転保持ブレーキＥの時間経過に伴う制御タイミングが、リンク駆動用の設定パターンとして設定され、同様に、階段下降指令を指令されたのちや、階段上昇指令が指令されたのちにおける、足関節モータＭＡ及び股関節モータＭＫの時間経過に伴う目標回転量（回転角度）や、股関節保持ブレーキＦＫ及び足関節保持ブレーキＦＡの時間経過に伴う制御タイミングが、座席操作用の設定パターンとして設定されている。
【００８３】
ちなみに、図４には例示しないが、内側モータＭ１及び外側モータＭ２の回転量（回転角度）を検出する回転角センサや、足関節モータＭＡ及び股関節モータＭＫの回転量（回転角度）を検出する回転角センサが設けられて、制御部Ｈは、時間経過に伴って目標回転量（回転角度）になるように、回転角センサの検出情報をフィードバック情報として利用しながら、内側モータＭ１及び外側モータＭ２、並びに、足関節モータＭＡ及び股関節モータＭＫを作動させることになる。
【００８４】
また、指令操作部Ｑは、上述の各種の指令に加えて、階段下降指令を指令する際の準備段階として、左右の車輪支持体ＳＬ、ＳＲを直線姿勢にしかつ車椅子１の位置及び傾きを下降準備形態にするための下降準備指令や、階段上昇指令を指令する際の準備段階として、左右の車輪支持体ＳＬ、ＳＲを階段上昇開始姿勢にしかつ車椅子１の位置及び傾きを上昇準備形態にするための上昇準備指令を指令できるように構成され、さらには、指令操作部Ｑは、左右の車輪支持体ＳＬ、ＳＲを平地面走行の基準姿勢にしかつ車椅子１の位置及び傾きを平地面走行形態にするための走行用指令を指令できるように構成されている。
そして、制御手段Ｈは、それらの指令に基づいて、アクチュエータ類を作動させることによって、階段下降の準備、階段上昇の準備、及び、平地走行の準備を行うように構成されている。
尚、車椅子１の傾きの調整とは、車椅子１を水平姿勢にするための調整である。
【００８５】
次に、平地を走行する状態から階段を下降する場合について、図７を参照しながら説明する。尚、図７は、車椅子１が前向きとなる前進状態で、階段を下降させる場合を例示するものであり、以下の説明では、前進方向を進行方向とする。
すなわち、平地を走行する状態から階段を下降するときには、指令操作部Ｑにて下降準備指令を指令して、図７（ｂ）に示すように、左右の車輪支持体ＳＬ、ＳＲを直線姿勢にしかつ車椅子１の位置及び傾きを下降準備形態にする。また、指令操作部Ｑを操作して、階段の手前箇所に停止した状態にする。
尚、この状態においては、車椅子１の重量が、車輪支持体ＳＬ、ＳＲにおける４つのリンク連結箇所のうちの前後方向の中間に重複して位置する２つのリンク連結箇所に装備した車輪Ｗ２、Ｗ４、及び、進行方向後方側のリンク連結箇所に装備した車輪Ｗ１に作用するように、車椅子１の前後位置が調整される。
【００８６】
このように、階段の手前箇所に停止した状態において、指令操作部Ｑにて、階段下降指令を指令すると、リンク駆動用の設定パターン及び座席操作用の設定パターンにて、アクチュエータ類が作動されて、階段昇降式移動車が階段を下降することになる。
【００８７】
すなわち、先ず、上記の直線姿勢において、屈伸駆動により、進行方向後方側に位置する２つのリンクＬ１、Ｌ４に対して、進行方向前方側に位置する２つのリンクＬ２、Ｌ３を下方側に回動させて、車輪支持体ＳＬ、ＳＲにおける４つのリンク連結箇所のうちの前後方向の中間に重複して位置する２つのリンク連結箇所に装備した車輪Ｗ２、Ｗ４、及び、進行方向後方側のリンク連結箇所に装備した車輪Ｗ１が、平地に対応する走行面に接地し、且つ、進行方向前方側のリンク連結箇所に装備した車輪Ｗ３が、階段における一段目の踏み面に接地する状態とする（図７（ｃ）参照）。
【００８８】
次に、全体の重量が、車輪支持体ＳＬ、ＳＲにおける４つのリンク連結箇所のうちの前後方向の中間に重複して位置する２つのリンク連結箇所に装備した車輪Ｗ２、Ｗ４、及び、進行方向前方側のリンク連結箇所に装備した車輪Ｗ３に作用するように、車椅子１の前後位置が調整され、また、車椅子１が水平姿勢を維持するように、車椅子１の前後方向での傾きが調整される。
そして、屈伸駆動により、進行方向前方側に位置する２つのリンクＬ２、Ｌ３に対して、進行方向後方側に位置する２つのリンクＬ１、Ｌ４を上方側に回動させて、直線姿勢に戻すようにする（図７（ｄ）参照）。
この状態においては、４つのリンク連結箇所のうちの前後方向の中間に重複して位置する２つのリンク連結箇所に装備した車輪Ｗ２、Ｗ４、及び、進行方向前方側のリンク連結箇所に装備した車輪Ｗ３が接地する状態となり、進行方向後方側のリンク連結箇所に装備した車輪Ｗ１が、浮上する状態となる。
【００８９】
次に、リンク回動駆動により、進行方向前方側に位置する２つのリンクＬ２、Ｌ３のうちの１つのリンクである第３リンクＬ３を基準にして、進行方向後方側に位置する２つのリンクＬ１、Ｌ４のうちの、基準とするリンクＬ３に対して平行姿勢を維持する第１リンクＬ１を上方側に回動させたのち前方側に回動させて直線姿勢となるように操作する（図７（ｅ）（ｆ）参照）。
この状態においては、車輪支持体ＳＬ、ＳＲにおける４つのリンク連結箇所のうちの前後方向の中間に重複して位置する２つのリンク連結箇所に装備した車輪Ｗ１、Ｗ３、進行方向後方側のリンク連結箇所に装備した車輪Ｗ４、及び、進行方向前方側のリンク連結箇所に装備した車輪Ｗ２が、接地する状態となる。
【００９０】
また、上述した、図７（ｄ）〜（ｆ）のリンク回動駆動を行うときには、全体の重量が、接地状態を続ける車輪Ｗ３、Ｗ４に作用するように、車椅子１の前後位置が調整され、かつ、車椅子１が水平姿勢を維持するように、車椅子１の前後方向での傾きが調整される。
【００９１】
そして、このようなリンク回動駆動を繰り返すことにより、図７（ｇ）〜（ｌ）に示すように、階段の下降が行われることになる。
ちなみに、階段の最後の段から平地に下降するときのリンク回動駆動においては、直線姿勢よりも手前側の状態となるときに、そのリンク回動駆動を停止することになる（図７（ｌ）参照）。
【００９２】
次に、平地を走行する状態から階段を上昇する場合について、図７を参照しながら説明する。尚、図７は、車椅子１が後向きで、階段を上昇する場合を例示するものであり、以下の説明では、後進方向を進行方向とする。
【００９３】
平地を走行する状態から階段を上昇するときには、指令操作部Ｑにて上昇準備指令を指令して、図７（ｍ）に示すように、左右の車輪支持体ＳＬ、ＳＲを階段上昇開始姿勢にしかつ車椅子１の位置及び傾きを上昇準備形態にする。
車輪支持体ＳＬ、ＳＲの階段上昇開始姿勢とは、階段を下降する際に、階段の最後の段から平地に下降するときにリンク回動駆動を停止した状態に対応する姿勢であり、具体的には、階段を下降する際に、階段の最後の段から平地に下降するときにリンク回動駆動を停止した状態から、後方側の車輪Ｗ１を少し上昇させた姿勢である。
【００９４】
ちなみに、この階段上昇開始姿勢への操作についての一例を説明すると、平地において、先ず、図７（ｂ）の姿勢にし、次に、車体全体の重心の前後方向の位置が車輪Ｗ２、Ｗ４と車輪Ｗ３との間に位置するように、車椅子１を前後方向に移動させて、図７（ｄ）や図７（ｈ）の姿勢にする。その後、車体全体の重心の前後方向での位置を動かさないように車椅子１の前後方向の位置を制御しながら、リンクＬ４を平行移動させて、図７（ｌ）の姿勢にする。引き続き、車体全体の重心の前後方向での位置が、車輪Ｗ２と車輪Ｗ３との間から出ない範囲で車椅子１と下方に平行移動させて、図７（ｍ）の姿勢にする。
【００９５】
上述の如く、階段上昇開始姿勢で且つ上昇準備形態にしたのちは、後進して、進行前方のリンク連結箇所に装備した車輪Ｗ１が、階段の最初の段の踏み面の上方に位置する状態にし、その後、その車輪Ｗ１を階段の最初の段の踏み面に接地させるようにリンク回動駆動を行う（図７（ｌ）参照）。
【００９６】
次に、リンク回動駆動により、進行方向前方側に位置する２つのリンクＬ１、Ｌ４のうちの１つである第１リンクＬ１を基準にして、進行方向後方側に位置する２つのリンクＬ２、Ｌ３のうちの、第リンクＬ１に対して平行姿勢を維持する第３リンクＬ３を上方側に回動させたのち前方側に回動させて直線姿勢となるように操作する（図７（ｋ）（ｊ）参照）。
そして、このように、図７（ｌ）〜（ｊ）のリンク回動駆動を行うときには、車椅子１の重量が、接地状態を続ける車輪Ｗ１、Ｗ２に作用するように、車椅子１の前後位置が調整され、かつ、車椅子１が水平姿勢を維持するように、車椅子１の前後方向での傾きが調整される。
【００９７】
この後は、図７（ｉ）〜（ｄ）に示すように、リンク回動駆動を繰り返し行うことになり、そして、階段の最後の段から走行面に移動するときには、階段を下降するときとは逆の手順の操作を行うことになる。
つまり、直線姿勢となる状態（図７（ｄ）参照）において、屈伸駆動により、進行方向後方側に位置する２つのリンクＬ２、Ｌ３に対して、進行方向前方側に位置する２つのリンクＬ１、Ｌ４を下方側に回動させ、その後、車輪Ｗ２、Ｗ３に作用していた車体全体の重量がＷ１、Ｗ２に作用するよう車椅子１の前後位置を調整し、かつ、車椅子１が水平姿勢を維持するように、車椅子１の前後方向での傾きを調整する（図７（ｃ）参照）。次に、屈伸駆動により、進行方向前方側に位置する２つのリンクＬ１、Ｌ４に対して、進行方向後方側に位置する２つのリンクＬ２、Ｌ３を上方側に回動させて、直線姿勢に戻す（図７（ｂ）参照）。
【００９８】
以上の通り、階段を昇降する際には、４つの車輪Ｗ１〜Ｗ４のうちの２つの車輪が前後に離れた状態で、走行面や階段の踏み面に接地する状態を維持し、そして、接地状態を維持する２つの車輪にて車体を支持しながら、残りの２つの車輪を接地している車輪の進行方向前方側に移動させるものであるから、階段を昇降する際にも、車体の姿勢の安定化を図ることができるものとなる。
【００９９】
〔別実施形態〕
以下、別実施形態を列記する。
【０１００】
（１）上記実施形態では、傾斜や段数等の仕様が既知である１つの階段を昇降させる場合を例示したが、傾斜や段数等の仕様が既知である複数の階段の夫々に対応させて、リンク駆動用の設定パターン、及び、座席操作用の設定パターンを記憶させておき、昇降する階段に合わせて、記憶した設定パターンを選択するようにして、複数の階段に対して移動車の昇降を行わせる形態で実施することができる。
【０１０１】
（２）上記実施形態では、車輪支持体における４つのリンクの長さが一定である場合を例示したが、階段の踏み面の前後方向の長さに応じて、リンクの長さを変更調整できるように構成しておけば、踏み面の前後方向の長さの異なる階段をも昇降させることができるものとなる。
ちなみに、上記実施形態では、１回のリンク回動駆動によって、階段を一段分昇降させる場合を例示したが、１回のリンク回動駆動によって、階段を複数段分昇降させるように、リンクの長さを定めてもよい。
【０１０２】
（３）上記実施形態では、着座用座席としての車椅子を支持する脚を、一定長さに構成する場合を例示したが、脚の長さを変更調整する駆動手段を備えさせて、着座用座席の前後方向の位置および傾きを調整する際に、着座用座席の高さの変化が少なくなるように、脚の長さを変更調整するように構成してもよい。
【０１０３】
（４）上記実施形態では、車輪支持体に対して前後に揺動する脚を支持手段として用いて、着座用座席としての車椅子の前後方向での位置、及び、前後方向での傾きを調整操作する場合を例示したが、支持手段として、着座用座席を前後方向にスライド自在に支持するスライダ支持手段と、そのスライダ支持手段に対して着座用座席の前後の傾きを変更する傾き変更手段とを備えさせる形態で、車椅子の前後方向での位置、及び、前後方向での傾きを調整する形態で実施してもよい。
【０１０４】
（５）上記実施形態では、左右一対の車輪支持体を備えさせる場合を例示したが、必ずしも、左右の車輪支持体を備えさせる必要はない。
例えば、１つの車輪支持体における４つのリンク連結箇所の夫々に、車体横幅方向に沿って複数の車輪を並べる状態で備えさせることにより、１つの車輪支持体を備えさせる形態で実施できる。
【０１０５】
（６）上記実施形態では、着座用座席としての車椅子を車輪支持体にて支持する階段昇降式移動車を例示したが、荷物を載置する荷台を車輪支持体にて支持する運搬用の階段昇降式移動車を構成してもよい。
この場合、車輪支持体を車体の前後に備えさせて、前後の車輪支持体にて荷台を支持するようにすることができる。
【０１０６】
（７）上記実施形態においては、直線状の階段を昇降させる場合を例示したが、階段の途中に踊り場がある形態の階段の場合には、踊り場よりも下方側の階段部分と、踊り場よりも上方側の階段部分とを、上記実施形態における階段と考えることにより、上記実施形態と同様に昇降させることができる。
この場合、踊り場部分を、手動操作にて進行させることができるが、これに代えて、進行距離を検出するセンサや車体の平面視での傾きを検出するジャイロ等のセンサを備えさせて、踊り場部分を自動走行させる形態で進行させてもよい。
尚、踊り場部分が屈曲する経路となる曲がり階段においても、自動走行をさせる形態を適用できるものである。
【０１０７】
（８）上記実施形態では、車輪駆動手段及びリンク駆動手段が、車輪連動連結機構、一対の差動機構、一対の電動モータ、及び、制動手段により構成される場合を例示したが、車輪駆動手段としての電動モータを備えさせ、そして、リンク駆動手段として、リンク回動駆動を行う電動モータと、リンク屈伸駆動を行う電動モータとを各別に備える形態で実施してもよい。
【符号の説明】
【０１０８】
１ 着座用座席
３ リングギヤ
４ 差動用枠体
５、６ 出力ギヤ
７ ピニオン
１４ 脚
Ｂ 制動手段
Ｄ１、Ｄ２ 差動機構
Ｇ 車輪駆動手段
Ｋ リンク駆動手段
Ｌ１ リンク
Ｌ２ リンク
Ｌ３ リンク
Ｌ４ リンク
ＭＡ、ＭＫ 座席用駆動手段
Ｒ 車輪連動連結機構
ＳＬ、ＳＲ 車輪支持体
Ｗ１ 車輪
Ｗ２ 車輪
Ｗ３ 車輪
Ｗ４ 車輪
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用の車輪を備えて、階段を昇降可能に構成された階段昇降式移動車であって、
４つのリンクの長さが等しい４節リンク機構式の車輪支持体における４つのリンク連結箇所の夫々に、前記４つのリンクの隣接するもの同士が相対回転する相対回転軸心方向に沿う軸心周りで回転自在に前記車輪が装備され、
前記車輪を推進駆動する車輪駆動手段、及び、前記車輪支持体を姿勢変更駆動するリンク駆動手段が設けられ、
前記リンク駆動手段が、
前記相対回転軸心方向に沿う車体横幅方向視において、前記４つのリンク連結箇所が直線状に並ぶ直線姿勢のときに前記４つのリンクのうちの進行方向前方側に位置する２つのリンクの１つを基準とした状態で、そのリンクに対して平行姿勢を維持するリンクを上方側に回動させたのち前方側に回動させて前記直線姿勢となるように操作するリンク回動駆動、並びに、
前記車体横幅方向視において、前記４つのリンク連結箇所が直線状に並ぶ直線姿勢のときに前記４つのリンク連結箇所のうちの前後方向の中間に重複して位置する２つのリンク連結箇所を中心とする状態で、進行方向前方側に位置する２つのリンクと進行方向後方側に位置する２つのリンクとを屈伸操作するリンク屈伸駆動を行うように構成されている階段昇降式移動車。
【請求項２】
前記車輪支持体が、左右一対備えられ、
前記車輪駆動手段、及び、前記リンク駆動手段が、左右の前記車輪支持体の夫々に対して各別に備えられている請求項１記載の階段昇降式移動車。
【請求項３】
前記車輪支持体における４つのリンクのうちで、前記リンク回動駆動を行うときに基準となるリンク又はそのリンクに対して平行姿勢を維持するリンクに対して、着座用座席を前後方向での位置及び前後方向での傾きを変更自在に支持する支持手段、及び、その支持手段にて支持された前記着座用座席の前後方向での位置及び前後方向での傾きを調整操作する座席用駆動手段が設けられ、
階段昇降指令が指令されると、前記リンク駆動手段を予め設定したリンク駆動用の設定パターンにて作動させ、且つ、その作動に同調させて、前記座席用駆動手段を座席操作用の設定パターンにて作動させる駆動制御手段が設けられている請求項１又は２に記載の階段昇降式移動車。
【請求項４】
前記車輪支持体における４つのリンクのうちで、前記リンク回動駆動を行うときに基準となるリンク又はそのリンクに対して平行姿勢を維持するリンクに、前後に揺動自在に下端部が枢支される脚が、前記支持手段として設けられて、その脚の上端部に、前記着座用座席が前後の傾きを変更自在に枢支されている請求項３に記載の階段昇降式移動車。
【請求項５】
前記４つのリンク連結箇所の夫々に装備される４つの前記車輪を一体回転するように連動連結する車輪連動連結機構が設けられ、
電動モータにて駆動回転されるリングギヤを一体回転状態で装備した差動用枠体に、その差動用枠体の回転軸心周りで回転自在な左右一対の出力ギヤを装備し、かつ、それら左右一対の出力ギヤに咬合するピニオンを前記差動用枠体に回転自在に支持する状態に構成された一対の差動機構が設けられ、
これら一対の差動機構のうちの一方が、前記左右一対の出力ギヤの一方を前記４つの車輪のうちの１つに連動連結させ、かつ、他方の出力ギヤを前記４つのリンクのうちの１つに対してそれを揺動操作するように連動連結させる状態で、前記４つのリンクの１つに配設され、かつ、
他方の差動機構が、前記左右一対の出力ギヤの一方を前記４つの車輪のうちの前記一方の差動機構に連結される車輪とは異なる１つの車輪に連動連結させ、かつ、他方の出力ギヤを前記４つのリンクのうちの前記一方の差動機構にて揺動されるリンクとは異なる１つに対してそれを揺動させるように連動連結させた状態で、前記４つのリンクの１つに配設されて、
前記一対の電動モータを同じ方向に回転させる同方向回転状態と逆方向に回転させる逆方向回転状態とのうちの一方において、前記４つの車輪を推進駆動し、かつ、前記同方向回転状態と前記逆方向回転状態とのうちの他方において、前記リンク回動駆動を行うように構成され、
前記４つの車輪の回転を阻止する制動手段が設けられ、
前記一対の差動機構のうちのいずれかが、前記リンク屈伸駆動を行うためにリンクを揺動操作するように装備され、
前記制動手段を制動状態にした状態で、前記一対の差動機構のうちの前記リンク屈伸駆動を行う差動機構を駆動する前記電動モータを作動させかつ他方の差動機構に対する前記電動モータを自由状態にすることにより、前記リンク屈伸駆動を行うように構成され、
前記車輪連動連結機構、前記一対の差動機構、前記一対の電動モータ、及び、前記制動手段により、前記車輪駆動手段及び前記リンク駆動手段が構成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の階段昇降式移動車。
【請求項１】
走行用の車輪を備えて、階段を昇降可能に構成された階段昇降式移動車であって、
４つのリンクの長さが等しい４節リンク機構式の車輪支持体における４つのリンク連結箇所の夫々に、前記４つのリンクの隣接するもの同士が相対回転する相対回転軸心方向に沿う軸心周りで回転自在に前記車輪が装備され、
前記車輪を推進駆動する車輪駆動手段、及び、前記車輪支持体を姿勢変更駆動するリンク駆動手段が設けられ、
前記リンク駆動手段が、
前記相対回転軸心方向に沿う車体横幅方向視において、前記４つのリンク連結箇所が直線状に並ぶ直線姿勢のときに前記４つのリンクのうちの進行方向前方側に位置する２つのリンクの１つを基準とした状態で、そのリンクに対して平行姿勢を維持するリンクを上方側に回動させたのち前方側に回動させて前記直線姿勢となるように操作するリンク回動駆動、並びに、
前記車体横幅方向視において、前記４つのリンク連結箇所が直線状に並ぶ直線姿勢のときに前記４つのリンク連結箇所のうちの前後方向の中間に重複して位置する２つのリンク連結箇所を中心とする状態で、進行方向前方側に位置する２つのリンクと進行方向後方側に位置する２つのリンクとを屈伸操作するリンク屈伸駆動を行うように構成されている階段昇降式移動車。
【請求項２】
前記車輪支持体が、左右一対備えられ、
前記車輪駆動手段、及び、前記リンク駆動手段が、左右の前記車輪支持体の夫々に対して各別に備えられている請求項１記載の階段昇降式移動車。
【請求項３】
前記車輪支持体における４つのリンクのうちで、前記リンク回動駆動を行うときに基準となるリンク又はそのリンクに対して平行姿勢を維持するリンクに対して、着座用座席を前後方向での位置及び前後方向での傾きを変更自在に支持する支持手段、及び、その支持手段にて支持された前記着座用座席の前後方向での位置及び前後方向での傾きを調整操作する座席用駆動手段が設けられ、
階段昇降指令が指令されると、前記リンク駆動手段を予め設定したリンク駆動用の設定パターンにて作動させ、且つ、その作動に同調させて、前記座席用駆動手段を座席操作用の設定パターンにて作動させる駆動制御手段が設けられている請求項１又は２に記載の階段昇降式移動車。
【請求項４】
前記車輪支持体における４つのリンクのうちで、前記リンク回動駆動を行うときに基準となるリンク又はそのリンクに対して平行姿勢を維持するリンクに、前後に揺動自在に下端部が枢支される脚が、前記支持手段として設けられて、その脚の上端部に、前記着座用座席が前後の傾きを変更自在に枢支されている請求項３に記載の階段昇降式移動車。
【請求項５】
前記４つのリンク連結箇所の夫々に装備される４つの前記車輪を一体回転するように連動連結する車輪連動連結機構が設けられ、
電動モータにて駆動回転されるリングギヤを一体回転状態で装備した差動用枠体に、その差動用枠体の回転軸心周りで回転自在な左右一対の出力ギヤを装備し、かつ、それら左右一対の出力ギヤに咬合するピニオンを前記差動用枠体に回転自在に支持する状態に構成された一対の差動機構が設けられ、
これら一対の差動機構のうちの一方が、前記左右一対の出力ギヤの一方を前記４つの車輪のうちの１つに連動連結させ、かつ、他方の出力ギヤを前記４つのリンクのうちの１つに対してそれを揺動操作するように連動連結させる状態で、前記４つのリンクの１つに配設され、かつ、
他方の差動機構が、前記左右一対の出力ギヤの一方を前記４つの車輪のうちの前記一方の差動機構に連結される車輪とは異なる１つの車輪に連動連結させ、かつ、他方の出力ギヤを前記４つのリンクのうちの前記一方の差動機構にて揺動されるリンクとは異なる１つに対してそれを揺動させるように連動連結させた状態で、前記４つのリンクの１つに配設されて、
前記一対の電動モータを同じ方向に回転させる同方向回転状態と逆方向に回転させる逆方向回転状態とのうちの一方において、前記４つの車輪を推進駆動し、かつ、前記同方向回転状態と前記逆方向回転状態とのうちの他方において、前記リンク回動駆動を行うように構成され、
前記４つの車輪の回転を阻止する制動手段が設けられ、
前記一対の差動機構のうちのいずれかが、前記リンク屈伸駆動を行うためにリンクを揺動操作するように装備され、
前記制動手段を制動状態にした状態で、前記一対の差動機構のうちの前記リンク屈伸駆動を行う差動機構を駆動する前記電動モータを作動させかつ他方の差動機構に対する前記電動モータを自由状態にすることにより、前記リンク屈伸駆動を行うように構成され、
前記車輪連動連結機構、前記一対の差動機構、前記一対の電動モータ、及び、前記制動手段により、前記車輪駆動手段及び前記リンク駆動手段が構成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の階段昇降式移動車。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−５７６２（Ｐ２０１２−５７６２Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４６４９７（Ｐ２０１０−１４６４９７）
【出願日】平成２２年６月２８日（２０１０．６．２８）
【出願人】（０００１２９４６０）株式会社クマリフト技術研究所 (40)
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２８日（２０１０．６．２８）
【出願人】（０００１２９４６０）株式会社クマリフト技術研究所 (40)
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【Ｆターム（参考）】
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