JP5195484B2 - 走行装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の車輪を平行に配置した走行装置に関し、特に、搭乗者の重心移動によって前進、後進、左右旋回、停止等の制御を行う走行装置に関する。

従来から、人を搭乗させて二輪で走行する乗り物として、例えば特許文献１に記載されているような同軸二輪車が知られている。特許文献１には、横勾配のある路面で搭乗者の姿勢を垂直に保ちながら直進走行を実現するため、ハンドル若しくはステップの位置をモータ制御する走行装置が記載されている。

このような走行装置は、高齢者や下肢疾患患者等、片側の下肢機能が低下している搭乗者に利用される場合がある。例えば、左側の足が麻痺している片足麻痺者がこの走行装置に搭乗する場合、図１２のように健常脚２０を乗せることはできる。

しかし、麻痺脚２１をステップ４Ｌに乗せるとき、膝関節、足首関節を自由に曲げることができないため、搭乗者は健常脚２０を軸として腰を中心に回転して麻痺脚２１を引きずりあげることとなる。このとき、麻痺脚２１のつま先がステップ４Ｌの側方又は後方に引っかかり、麻痺脚２１を乗せることが困難である。

特開２００８−１２０３４７号公報

特許文献１に記載の走行装置では、ステップ若しくはハンドルのロール軸の傾きを算出して、これらの傾きが常に重力軸に平行になるようにロール軸の傾斜を制御している。このため、路面に傾きがない平坦面では、ステップの位置を変更することができない。

本発明はこのような点を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、片側の下肢機能が低下している搭乗者であっても、容易に乗り降りを行うことができる走行装置を提供することである。

本発明の第１の態様に係る走行装置は、平行に配置された複数の車輪と、前記複数の車輪を回転自在に支持する車両本体と、前記複数の車輪を独立に回転駆動する駆動手段と、前記車両本体上に設けられ、運転する際に搭乗者が立位状態で搭乗するステッププレートと、搭乗者が搭乗する際に一方の足を乗せる第１載置部と、前記第１載置部よりも高さが低く他方の足を乗せる第２載置部とを備えるものである。

本発明の第２の態様に係る走行装置は、上記の走行装置において、前記第１載置部又は前記第２載置部の高さを変更する高さ調整機能をさらに備えるものである。

本発明の第３の態様に係る走行装置は、上記の走行装置において、前記高さ変更部は、前記第１載置部又は前記第２載置部の高さを段階的に変更可能であることを特徴とするものである。

本発明の第４の態様に係る走行装置は、上記の走行装置において、搭乗者が搭乗する際に、前記第２載置部は前記複数の車輪が接する地面に接触する位置に配置されることを特徴とするものである。

本発明の第５の態様に係る走行装置は、上記の走行装置において、前記複数の車輪は、第１車輪と、第１車輪よりも小さい第２車輪とを含み、前記第１載置部は、前記第１車輪上に設けられており、前記第２載置部は、前記第２車輪上に設けられていることを特徴とするものである。

本発明の第６の態様に係る走行装置は、上記の走行装置において、前記ステッププレートは、左右に分割されており、前記第１載置部及び／又は前記第２載置部は、分割された前記ステッププレートであることを特徴とするものである。

本発明の第６の態様に係る走行装置は、上記の走行装置において、前記車両本体は、互いに平行に上下に配置された車体上部材及び車体下部材と、互いに平行に左右に配置されると共に前記車体上部材及び車体下部材と回動可能に連結された一対の側面部材と、を有する平行リンク機構を備え、分割された前記ステッププレートは、前記一対の側面部材にそれぞれ連結されていることを特徴とするものである。

本発明の第７の態様に係る走行装置は、上記の走行装置において、前記第１載置部は、前記ステッププレート上に装脱自在に配置されたアタッチメントであることを特徴とするものである。

本発明の第８の態様に係る走行装置は、上記の走行装置において、前記ステッププレートに垂直に設けられたハンドルをさらに備え、前記第１載置部は、前記ハンドルに回転可能に固定されていることを特徴とするものである。

本発明の第９の態様に係る走行装置は、上記の走行装置において、前記ステッププレートに垂直に設けられたハンドルをさらに備え、前記第１載置部は、前記ハンドルに固定されていることを特徴とするものである。

本発明の第１０の態様に係る走行装置は、上記の走行装置において、前記第２載置部は、前記ステッププレートであることを特徴とするものである。

本発明によれば、片側の下肢機能が低下している搭乗者であっても、容易に乗り降りを行うことができる走行装置を提供することができる。

実施の形態１に係る走行装置の構成を示す正面図である。 図１の一部を拡大した図である。 図１に示す走行装置に搭乗者が搭乗する様子を示す図である。 実施の形態１に係る走行装置の他の構成を示す正面図である。 実施の形態１に係る走行装置の他の構成を示す正面図である。 実施の形態１に係る走行装置の他の構成を示す上面図である。 図６に示す走行装置の正面図である。 実施の形態１に係る走行装置の他の構成を示す正面図である。 実施の形態２に係る走行装置の構成を示す側面図である。 図９に示す走行装置の正面図である。 図８に示す走行装置に搭乗者が搭乗する様子を示す図である。 従来の走行装置に搭乗するときの様子を示す図である。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る走行装置の構成について、図１を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る走行装置１００の構成を示す図である。図１Ａは走行装置１００の正面図であり、同図Ｂは左側面図である。図１に示すように、走行装置１００は、車輪１Ｌ、１Ｒ、モータ２Ｌ、２Ｒ、車両本体３Ｕ、３Ｄ、ステップ４Ｌ、４Ｒ、ハンドル５を備えている。なお、以下の図において紙面に向かって左側が搭乗者側からみた右側に当たる。以下の説明において、正面図では搭乗者側からみた方向で表している。

本発明に係る走行装置は、同一軸心線上に配置された２個の車輪１Ｌ、１Ｒを備えた同軸二輪車である。２個の車輪１Ｌ、１Ｒは、平行に配置されている。車輪１Ｌ、１Ｒにはそれぞれ独立にモータ等の駆動手段２Ｌ、２Ｒが設けられている。駆動手段２Ｌ、２Ｒ間は、上下に分割された車両本体３Ｕ、３Ｄによって連結されている。車両本体３Ｕ、３Ｄは、車輪１Ｌ、１Ｒを回転自在に支持している。

車両本体３Ｕ、３Ｄは互いに平行に配置されている。車両本体３Ｕが車体上部材であり、車両本体３Ｄが車体下部材である。車両本体３Ｕ、３Ｄは、左右に互いに平行に配置された一対の側面部材３Ｓと回動可能に連結されている。車両本体３Ｕ、３Ｄ及び一対の側面部材３Ｓは、平行リンク機構を構成する。

なお、ここでは図示していないが、車両本体３Ｕ、３Ｄには、ジャイロ等のセンサで検出された車両の傾きや、車両への荷重等の情報に応じて駆動手段２Ｌ、２Ｒの駆動を制御するための制御手段などの回路装置が設けられている。走行装置１００は、ジャイロ等からの出力に応じて駆動手段２Ｌ、２Ｒを制御して、車輪１Ｌ、１Ｒの回転駆動を制御することで、倒立状態を維持する。また、搭乗者の重心移動により、倒立状態を維持しながら、前進、後進、左右旋回、停止等の制御を行うことができる。

車両本体３Ｕ、３Ｄの上側には、運転する際に搭乗者が立位状態で搭乗するステッププレートが設けられている。ステッププレートは、左右に分割されている。搭乗者から見て左側のステッププレートをステップ４Ｌ、右側のステップスレートをステップ４Ｒとする。ステップ４Ｌ、４Ｒは、平行リンク機構を構成する一対の側面部材３Ｓにそれぞれ連結されている。このステップ４Ｌ、４Ｒの構成については、後に詳述する。

ステップ４Ｌ、４Ｒの間には、ハンドル５が設けられている。ハンドル５は、車両本体３Ｕ、３Ｄに対してロール軸方向に傾斜可能にされると共に、ハンドル５とステップ４Ｌ、４Ｒとの間は、互いに垂直となるようにリンク機構（図示せず）で連結されている。

次に、図２を参照して、本実施の形態に係る走行装置１００のステッププレートについて説明する。図２は、図１に示す走行装置１００の一部を拡大した図である。図２に示すように、ステップ４Ｌ、４Ｒはそれぞれ、ステー６を介してリンク機構の側面部材３Ｓに連結されている。

左右のステップ４Ｌ、４Ｒはそれぞれ昇降可能に設けられている。例えば、搭乗者が手又は足を使ってステップ４Ｌ、４Ｒのいずれかを引き上げて固定することより、左右のステップ４Ｌ、４Ｒの高さを異なるようにすることができる。

ここで、図３を用いて、左側の足が麻痺している片足麻痺者がこの走行装置１００に搭乗する例について説明する。図３において、搭乗者の右足を健常脚２０、左足を麻痺脚２１とする。図３に示すように、この場合、まず健常脚２０を乗せるステップ４Ｒを左側のステップ４Ｌよりも高い位置にする。すなわち、本実施の形態においては、ステップ４Ｒが第１載置部であり、ステップ４Ｌが第２載置部となる。

その後、ハンドル５を握り、健常脚２０をステップ４Ｒに乗せる。そして、ハンドル５につかまりながら、健常脚２０を支点として麻痺脚２１をステップ４Ｌまで引きずり上げ、ステップ４Ｌに下ろす。本実施の形態では、健常脚２０側のステップ４Ｒよりも麻痺脚２１側のステップ４Ｌのほうが低い。このため、麻痺脚２１のつま先がステップ４Ｌの側方又は後方に引っかかることがなく、麻痺脚２１を容易に乗せることができる。

麻痺脚２１をステップ４Ｌに乗せた後、ステップ４Ｌを下げ、ステップ４Ｒと同じ高さにする。その後、従来どおり、搭乗者の重心移動により車輪１Ｌ、１Ｒを制御して、前進、後退、旋回、停止等を行うことができる。

片足の機能が低下している搭乗者が走行装置１００から降りる場合には、ステップ４Ｌ、４Ｒの高さを変える必要はない。この場合、まず、ハンドル５につかまり、体重をハンドルにかけたまま麻痺脚２１をステップ４Ｌからはずし地面に下ろす。そして、ハンドルにつかまり体重をハンドル５にかけたまま、健常脚２０をステップ４Ｒから地面に下ろす。そして、ハンドル５から離れることにより、容易に走行装置１００から降りることが可能である。

なお、上述の例において、ステップ４Ｌ、４Ｒは、アクチュエータ等を用いてその高さを変更することも可能である。乗車後には、アクチュエータにより左右のステップ４Ｌ、４Ｒの高さを同じにすることができる。さらに、ステップ４Ｌ、４Ｒを下げるショックを和らげる機構を設け、ゆっくりおろすようにしてもよい。

また、ばね等の付勢手段を設けて、ボタン操作でステップ４Ｌ、４Ｒを跳ね上げることも可能である。ステー６は、ステップ４Ｌ、４Ｒを途中で固定できるよう段階式にしてもよい。さらに、ステップ４Ｌ、４Ｒの高さを調整する機構をつけてもよい。

図４〜８に、本実施の形態に係る走行装置の他の構成を示す。図４に示すように、左右のステップ４Ｌ、４Ｒのいずれか一方に、アタッチメント７を設置することも可能である。図４に示す例では、ステップ４Ｒの上にアタッチメント７を設置している。すなわち、本例では、アタッチメント７が第１載置部であり、ステップ４Ｌが第２載置部となる。

ステップ４Ｒの上にアタッチメント７を設置した状態で健常脚をアタッチメント７の上に乗せ、非健常脚をステップ４Ｌに引きずり上げることができる。非健常脚をステップ４Ｌに乗せた後は、健常脚でアタッチメント７を蹴り、ステップ４Ｒ上からはずすことができる。

図５に示す例では、左右の車輪１Ｌ、１Ｒの大きさが異なる。本例では、搭乗者側から見て右側の車輪１Ｒが左側の車輪１Ｌの約２倍の直径になっている。ステップ４Ｌは車輪１Ｌの直上に設けられており、ステップ４Ｒは車輪１Ｒの直上に設けられている。このため、ステップ４Ｒはステップ４Ｌよりも位置が高い。

これにより、左足が非健常脚である搭乗者は、健常脚である右足を先にステップ４Ｒに乗せた状態で、左足を引きずりあげることが可能となる。このように、ステップ４Ｌ、４Ｒが異なることにより、下肢機能が低下した搭乗者でも容易に走行装置１００に乗り降りすることができる。なお、この例では、ステップ４Ｌ、４Ｒの高さを変化させることができないため、搭乗者の非健常脚側のステップの高さが低くなるように、左右の車輪の大きさを変える必要がある。

また、図６、７に走行装置１００の他の構成例を示す。図６は上面図であり、図７は正面図を示している。図６、７に示す例では、ハンドル５に当該ハンドル５を中心として回転可能に回転式ステップ８が設けられている。回転式ステップ８は、ハンドル５を中心として回転させることにより、ステップ４Ｌ又はステップ４Ｒ上に移動させることができる。本例では、回転式ステップ８が第１載置部であり、ステップ４Ｌ又はステップ４Ｒが第２載置部となる。

ここで、図６に示す走行装置に左側の足が麻痺している片足麻痺者が搭乗する例について説明する。ここでは、搭乗者の右足が健常脚、左足が麻痺脚であるとする。この場合、まず健常脚を乗せるステップ４Ｒ上に、回転式ステップ８を移動させる。これにより、健常脚を乗せる回転式ステップ８が左側のステップ４Ｌよりも高い位置になる。そして、ハンドル５を握り、健常脚２０を回転式ステップ８に乗せる。

その後、ハンドル５につかまりながら、健常脚を支点として麻痺脚をステップ４Ｌまで引きずり上げ、ステップ４Ｌに下ろす。これにより、麻痺脚のつま先がステップ４Ｌの側方又は後方に引っかかることがなく、麻痺脚を容易に乗せることができる。麻痺脚をステップ４Ｌに乗せた後、回転式ステップ８をハンドル５の搭乗者と反対側に移動させる。すなわち、回転式ステップ８を図６、７の実線で示された位置に移動させる。

そして、ステップ４Ｌと同じ高さのステップ４Ｒ上に、健常脚を乗せる。その後、従来どおり、搭乗者の重心移動により車輪１Ｌ、１Ｒを制御して、前進、後退、旋回、停止等を行うことができる。これにより、通常の走行動作を行う際には、回転式ステップ８が邪魔になることがない。なお、回転式ステップ８は、ステップ４Ｌ上に配置することも可能である。このため、右足が非健常脚である搭乗者にも対応可能である。

図８に示す例では、ハンドル５に固定式ステップ９が取り付けられている。固定式ステップ９は、ステップ４Ｌ側、ステップ４Ｒ側にそれぞれ突出するように設けられている。固定式ステップ９はステップ４Ｌ、４Ｒよりも高い位置に設けられている。固定式ステップ９としては、例えば、ステップ４Ｌ、４Ｒの略半分の幅にすることができる。本例では、固定式ステップ９が第１載置部であり、ステップ４Ｌ又はステップ４Ｒが第２載置部となる。

ここで、図８に示す走行装置に左側の足が麻痺している片足麻痺者が搭乗する例について説明する。ここでは、搭乗者の右足が健常脚、左足が麻痺脚とする。この場合、ハンドル５を握り、まず健常脚をステップ４Ｒ側の固定式ステップ９に乗せる。

その後、ハンドル５につかまりながら、健常脚を支点として麻痺脚をステップ４Ｌまで引きずり上げ、ステップ４Ｌに下ろす。これにより、麻痺脚のつま先がステップ４Ｌの側方又は後方に引っかかることがなく、麻痺脚を容易に乗せることができる。麻痺脚をステップ４Ｌに乗せた後、健常脚を固定式ステップ９からステップ４Ｒ上に移動させる。なお、固定式ステップ９は、ステップ４Ｌ上にも設けられている。このため、右足が非健常脚である搭乗者にも対応可能である。

以上説明したように、本発明によれば、麻痺脚２１のつま先がステップ４Ｒの側方又は後方に引っかかることがなく、下肢機能が低下している搭乗者であっても容易に乗り降りすることができる。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る走行装置の構成について、図９、１０を参照して説明する。図９は本実施の形態に係る走行装置２００の構成の一部を示す左側面図であり、図１０はその正面図である。なお、走行装置２００の基本的な構成は実施の形態１と略同様であるため説明を省略する。

図９、１０に示すように、本実施の形態に係る走行装置２００は、昇降ステップ１０、モータ１１、上下リンク１２、アッパーフレーム１３を備えている。本実施の形態においては、昇降ステップ１０は、運転時に搭乗者が乗る位置から地面に向かって下がる機構を備えている。

車両本体３Ｕは、２個の車輪１Ｌ、１Ｒの間を接続する平行リンクである。車両本体３Ｕ上には、外側に向かってアッパーフレーム１３が連結されている。アッパーフレーム１３はＬ字型であり、地面と平行に延びる水平部分１３Ｕとそこから地面に向かって垂直下方に延びる垂直部分１３Ｄがある。

アッパーフレーム１３の垂直部分１３Ｄの外側には、上下リンク１２の一端が連結されている。また、上下リンク１２の他端には、昇降ステップ１０が連結されている。上下リンク１２は、昇降ステップ１０を車輪１Ｌ、１Ｒ上から地面に降ろすことができる長さとなっている。

垂直部分１３Ｄの内側、すなわち車輪１Ｌ、１Ｒに近い部分には、図示しない減速機を介してモータ１１が設けられている。モータ１１が回転することにより、この回転力が減速機を介して上下リンク１２に伝達される。これにより、上下リンク１２がモータ１１との連結点を中心として回転する。

従って、昇降ステップ１０が、車輪１Ｌ、１Ｒ上から地面上まで移動する。すなわち、昇降ステップ１０の高さを変更することができる。図９に示すように、昇降ステップ１０は、上昇時位置（実線で示す）では車輪１Ｌ、１Ｒの上に配置され、下降時位置（破線で示す）では地面に接触する位置に配置される。

また、モータ１１と減速機とを下降時とは反対に回転させることで、地面に降ろした昇降ステップ１０を車輪上の上昇時位置まで持ち上げることができる。昇降ステップ１０の昇降動作は、例えば、ハンドル５に設けられた昇降スイッチ（図示せず）により制御することができる。なお、昇降ステップ１０を昇降する際には、駆動手段２Ｌ、２Ｒにより、同軸二輪の倒立制御を行い続けることができる。

図１０に示すように、昇降ステップ１０、モータ１１、上下リンク１２、アッパーフレーム１３を含む昇降機構は、走行装置２００の左右に対称に設けられている。従って、左右いずれか一方の昇降ステップ１０を地面に降ろし、他方を車輪上に配置することで、搭乗者の足を乗せる位置を左右で異ならせることができる。

ここで、図９、１０に示す走行装置に、左側の足が麻痺している片足麻痺者が搭乗する例について、図１１を参照して説明する。ここでは、搭乗者の右足が健常脚、左足が麻痺脚とする。まず、図１１Ａに示すように麻痺脚側である左側の昇降ステップ１０を下降位置すなわち地面上まで下げる。これにより、健常脚を乗せる右側の昇降ステップ１０が左側の昇降ステップ１０よりも高い位置になる。

そして、ハンドル５を握り、健常脚を車輪１Ｒの上に配置された昇降ステップ１０上に乗せる。その後、ハンドル５につかまりながら、健常脚を支点として麻痺脚を下降位置の昇降ステップ１０に乗せる。これにより、麻痺脚が昇降ステップ１０に引っかかることがなく、麻痺脚を容易に乗せることができる。麻痺脚を下降位置の昇降ステップ１０に乗せた後、昇降スイッチにより、昇降ステップ１０を上昇位置（車輪１Ｌ上）まで上昇させる。これにより、片方の下肢機能が低下した搭乗者でも容易に乗り降りすることができる。

なお、図１０に示すように、昇降ステップ１０、モータ１１、上下リンク１２、アッパーフレーム１３を含む昇降機構は、走行装置２００の左右に対称に設けられている。従って、左右いずれか一方の昇降ステップ１０を地面に降ろし、他方を車輪上に配置することで、搭乗者の足を乗せる位置を左右で異ならせることができる。このため、右足が非健常脚である搭乗者にも対応可能である。

以上説明したように、本発明によれば、搭乗する際に左右の足を乗せるステップの高さを異ならせることにより、片方の下肢機能が低下した搭乗者でも容易に乗り降りすることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、本発明は３個以上の車輪を有する走行装置にも適用できる。また、上述の例では、ハンドルを設ける例について説明したが、ハンドルはなくても構わない。

１Ｌ、１Ｒ 車輪
２Ｌ、２Ｒ 駆動手段
３Ｕ、３Ｄ 車両本体
３Ｓ 側面部材
４Ｌ、４Ｒ ステップ
５ ハンドル
６ ステー
７ アタッチメント
８ 回転式ステップ
９ 固定式ステップ
１０ 昇降ステップ
１１ モータ
１２ 上下リンク
１３ アッパーフレーム
１００、２００ 走行装置

Claims (11)

1. 平行に配置された複数の車輪と、
   前記複数の車輪を回転自在に支持する車両本体と、
   前記複数の車輪を独立に回転駆動する駆動手段と、
   前記車両本体上に設けられ、運転する際に搭乗者が立位状態で搭乗するステッププレートと、
   搭乗者が搭乗する際に一方の足を乗せる第１載置部と、
   前記第１載置部よりも高さが低く他方の足を乗せる第２載置部と、
   を備える走行装置。
2. 前記第１載置部又は前記第２載置部の高さを変更する高さ調整機能をさらに備える請求項１に記載の走行装置。
3. 前記高さ変更部は、前記第１載置部又は前記第２載置部の高さを段階的に変更可能であることを特徴とする請求項２に記載の走行装置。
4. 搭乗者が搭乗する際に、前記第２載置部は前記複数の車輪が接する地面に接触する位置に配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の走行装置。
5. 前記複数の車輪は、第１車輪と、第１車輪よりも小さい第２車輪とを含み、
   前記第１載置部は、前記第１車輪上に設けられており、
   前記第２載置部は、前記第２車輪上に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の走行装置。
6. 前記ステッププレートは、左右に分割されており、
   前記第１載置部及び／又は前記第２載置部は、分割された前記ステッププレートであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の走行装置。
7. 前記車両本体は、互いに平行に上下に配置された車体上部材及び車体下部材と、互いに平行に左右に配置されると共に前記車体上部材及び車体下部材と回動可能に連結された一対の側面部材と、を有する平行リンク機構を備え、
   分割された前記ステッププレートは、前記一対の側面部材にそれぞれ連結されていることを特徴とする請求項６に記載の走行装置。
8. 前記第１載置部は、前記ステッププレート上に装脱自在に配置されたアタッチメントであることを特徴とする請求項１に記載の走行装置。
9. 前記ステッププレートに垂直に設けられたハンドルをさらに備え、
   前記第１載置部は、前記ハンドルに回転可能に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の走行装置。
10. 前記ステッププレートに垂直に設けられたハンドルをさらに備え、
    前記第１載置部は、前記ハンドルに固定されていることを特徴とする請求項１に記載の走行装置。
11. 前記第２載置部は、前記ステッププレートであることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の走行装置。

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