特開 2022-22675 移動機構、介助用車椅子及び運搬用台車

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022022675

(43)【公開日】2022-02-07

(54)【発明の名称】移動機構、介助用車椅子及び運搬用台車

(51)【国際特許分類】

   B62B 3/00 20060101AFI20220131BHJP

   A61G 5/00 20060101ALI20220131BHJP

   A61G 5/02 20060101ALN20220131BHJP

【ＦＩ】

B62B3/00 A

A61G5/00 701

A61G5/02 701

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020113975

(22)【出願日】2020-07-01

(71)【出願人】

【識別番号】390005751

【氏名又は名称】株式会社今仙技術研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100181250

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 信介

(72)【発明者】

【氏名】鳥井 勝彦

(72)【発明者】

【氏名】坂本 聡美

【テーマコード（参考）】

3D050

【Ｆターム（参考）】

3D050AA01

3D050AA04

3D050BB02

3D050DD01

3D050DD03

3D050EE03

3D050EE08

3D050EE11

3D050EE14

3D050EE15

3D050EE18

3D050KK15

(57)【要約】

【課題】前後方向への直進安定性がよく、全方位に回転しやすく、比較的軽量な移動機構、それを用いた介助用車椅子及び運搬用台車を提供する。
【解決手段】介助対象者が座る座席部５０と座席部５０が取り付けられた移動機構５とを備えた介助用車椅子１であって、移動機構５は、座席部５０を載置する略四角形状の載置部１０と、載置部１０の接地面側の４隅に配置された４個の自在キャスタ２０と、１個のオムニホイール３０であって、オムニホイール３０を構成する大車輪の回転軸が、４個の自在キャスタ２０のうち、前後進方向の一端側（後端側）に配置された２個の自在キャスタ２０の配置位置の中点を通る移動方向の直線上に配置され、また、大車輪３２の回転軸３２ａは、前後進方向と垂直になるように取り付けられたオムニホイール３０と、オムニホイール３０と接地面との間の接地圧を調整可能な調圧部４０と、を備えた介助用車椅子１。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

搭載物を載置する載置部と、
前記載置部の接地面側に配置された複数の自在キャスタと、
前記載置部の接地面側に配置された１個のオムニホイールと、
前記オムニホイールと接地面との間の接地圧を調整可能な調圧部と、
を備えたことを特徴とする移動機構。

【請求項2】

請求項１に記載の移動機構において、
前記オムニホイールは、
前記載置部の接地面側で、前記複数の自在キャスタのうち、移動機構の前後進方向に対して垂直方向に配置された２個の自在キャスタの配置位置の中点を通る、前記移動方向の直線上に配置されていることを特徴とする移動機構。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の移動機構において、
前記載置部は、略四角形状に形成され、
前記複数の自在キャスタは、
前記載置部の接地面側の４隅に配置され、
前記オムニホイールは、
前記載置部の接地面側の４隅に配置された自在キャスタのうち、進行方向の一端側に配置された２個の自在キャスタの配置位置の中点を通る前記移動方向の直線上に配置されていることを特徴とする移動機構。

【請求項4】

請求項１～請求項３の何れか１項に記載の移動機構と、
前記搭載物として、介助対象者が座る座席部と、
を備えたことを特徴とする介助用車椅子。

【請求項5】

請求項１～請求項３の何れか１項に記載の移動機構と、
前記搭載物として、荷物を載置するための載置台と、
を備えたことを特徴とする運搬用台車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、全方位に移動しやすい移動機構、その移動機構を用いた介助用車椅子及び運搬用台車に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、搭載物を運搬する台車や介助用車椅子などで、前後左右の全方向に移動できるように、底部の接地面側の前部の２か所の隅に前後進ができる固定車輪を配置し、後部の２か所の隅に自在キャスタを配置したり、底部の接地面側の前後部の４隅に自在キャスタを配置したりしたものがある。

【0003】

また、底面の接地面側の前後部の４隅に自在キャスタを設置し、さらに、駆動力を有するオムニホイール（登録商標）を各自在キャスタの近傍に矩形状に計４個配置し、対角線上のオムニホイールの車軸を同一とした全方位移動台車がある（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４－０４６８９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところが前部に固定車輪、後部に自在キャスタを配置した台車の場合、台車を前後方向へ直進させる場合には安定した走行が可能であるが、横方向への移動が困難であるという問題がある。

【0006】

また、４隅に自在キャスタを配置した台車の場合、全方向に移動が可能であるが、前進させる場合にフラツキが発生して、安定した走行が困難であったり、台車の向きを変更する際には大きな操作力を要したりするという問題もある。

【0007】

さらに、４個の自在キャスタと４個のオムニホイールを配置した台車の場合は、台車の重量が大きくなり、取扱いが困難になるという問題がある。
本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、前後方向への直進安定性がよく、全方位に回転しやすく、比較的軽量な移動台車を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することが可能である。なお、本欄における括弧内の参照符号や補足説明等は、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態との対応関係を示したものであって、本発明を何ら限定するものではない。

【0009】

［適用例１］
適用例１に記載の移動機構（５）は、
搭載物を載置する載置部（１０）と、
前記載置部（１０）の接地面側に配置された複数の自在キャスタ（２０）と、
前記載置部（１０）の接地面側に配置された１個のオムニホイール（３０）と、
前記オムニホイール（３０）と接地面との間の接地圧を調整可能な調圧部（４０）と、
を備えたことを要旨とする。

【0010】

このような移動機構（５）は、載置部（１０）の接地面側に配置された複数の自在キャスタ（２０）によって、載置部（１０）（及び載置部（１０）に搭載された搭載物）の重量を支持するとともに、１個のオムニホイール（３０）によっても載置部（１０）の重量を支持する。また、調圧部（４０）によってオムニホイール（３０）と接地面との間の接地圧を調整することができる。

【0011】

したがって、複数の自在キャスタ（２０）で支持する載置部（１０）の重量と１個のオムニホイール（３０）で支持する載置部（１０）の重量の割合を調圧部（４０）よって調整することにより、オムニホイール（３０）に掛かる荷重（接地圧）を適切な値とすることができる。つまり、１個のオムニホイール（３０）のみで、軽量で全方向に移動が容易な移動機構（５）とすることが可能となる。

【0012】

また、複雑な構造を有し、自在キャスタ（２０）に比べて重いオムニホイール（３０）を１個しか備えていないため、比較的軽量な移動機構（５）とすることができる。

【0013】

［適用例２］
適用例２に記載の移動機構（５）は、適用例１に記載の移動機構（５）において、
前記オムニホイール（３０）は、
前記載置部（１０）の接地面側で、前記複数の自在キャスタ（２０）のうち、移動機構（５）の前後の移動方向に対して垂直方向に配置された２個の自在キャスタ（２０）の配置位置の中点を通る前記移動方向の直線上に配置されていることを要旨とする。

【0014】

このような移動機構（５）では、調圧部（４０）により、オムニホイール（３０）と接地面との間の接地圧が、自在キャスタ（２０）の接地面との接地圧と同じとなるように調整すれば、すべての自在キャスタ（２０）とオムニホイール（３０）に掛かる荷重が同じになる。

【0015】

さらに、この状態で、オムニホイール（３０）が、移動機構（５）が前後進方向に移動しやすい位置に配置されている。したがって、移動機構（５）が前後進方向へ移動しやすくなり、前後進方向への直進安定性が向上する。

【0016】

［適用例３］
適用例３に記載の移動機構（５）は、
請求項１又は請求項２に記載の移動機構（５）において、
前記載置部（１０）は、略四角形状に形成され、
前記複数の自在キャスタ（２０）は、
前記載置部（１０）の接地面側の４隅に配置され、
前記オムニホイール（３０）は、
前記載置部（１０）の接地面側の４隅に配置された自在キャスタ（２０）のうち、進行方向の一端側に配置された２個の自在キャスタ（２０）の配置位置の中点を通る前記移動方向の直線上に配置されていることを要旨とする。

【0017】

このような移動機構（５）では、略四角形状の載置部（１０）の接地面側の４隅に自在キャスタ（２０）が配置されているため、載置部（１０）の重量が４個の自在キャスタ（２０）で均等に支持される。

【0018】

さらに、オムニホイール（３０）は、載置部（１０）の接地面側の４隅に配置された自在キャスタ（２０）のうち、進行方向の一端側に配置された２個の自在キャスタ（２０）の配置位置の中点を通る移動方向の直線上に配置されている。

【0019】

その状態で、調圧部（４０）によりオムニホイール（３０）と接地面との間の接地圧が、自在キャスタ（２０）の接地面との接地圧と同じとなるように調整すれば、すべての自在キャスタ（２０）とオムニホイール（３０）に掛かる荷重が同じになる。

【0020】

したがって、移動機構（５）を前後方向に移動させる場合は、オムニホイール（３０）が前後方向に移動しやすい位置に配置されているため、自在キャスタ（２０）だけが配置されている場合に比べ直進安定性が得られる。換言すれば、前後進時のフラツキを防止しつつ容易に移動させることができる。

【0021】

さらに、左右方向に移動させる場合には、オムニホイール（３０）の大車輪の円周上に配置された複数の小車輪が自由回転する状態で移動させることが可能となるため、左右方向に容易に移動できる。

【0022】

［適用例４］
適用例４に記載の介助用車椅子（１）は、適用例１～適用例３の何れか１項に記載の移動機構（５）と、
前記搭載物として、介助対象者が座る座席部（５０）と、
を備えたことを要旨とする。

【0023】

このような介助用車椅子（１）は、適用例１～適用例３の何れか１項に記載の移動機構（５）の特徴を備えた介助用車椅子（１）となる。

【0024】

［適用例５］
適用例５に記載の運搬用台車（２）は、適用例１～適用例３の何れか１項に記載の移動機構（５）と、
前記搭載物として、荷物を載置するための載置台（６０）と、
を備えたことを要旨とする。

【0025】

このような運搬用台車（２）は、適用例１～適用例３の何れか１項に記載の移動機構（５）の特徴を備えた運搬用台車（２）となる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】介助用車椅子の概略の構成を示す図である。

【図2】オムニホイールの概略の構成を示す図である。

【図3】第２実施形態における運搬用台車の概略の構成を示す図である。

【図4】その他の実施形態における、自在キャスタとオムニホイールの配置及び固定方向のバリエーションを示す図である。

【図5】その他の実施形態における、自在キャスタとオムニホイールの配置及び固定方向のバリエーションを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明が適用された実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。

【0028】

（介助用車椅子１の構成）
図１及び図２に基づき介助用車椅子１の構成について説明する。図１は、介助用車椅子１の概略の構成を示す図である。図２は、オムニホイール（登録商標）３０の概略の構成を示す図であり、図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は左部分を正面、右部分を断面にした図である。

【0029】

介助用車椅子１は、移動機構５及び座席部５０を備えている。
移動機構５は、載置部１０、自在キャスタ、オムニホイール３０及び調圧部４０を備えている。

【0030】

載置部１０は、上側面に搭載物として、介助対象者が座る座席部５０を取り付けるとともに、下面側に４個の自在キャスタ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ（以下、４個の自在キャスタをまとめて自在キャスタ２０とも呼ぶ）を取り付ける部分である。

【0031】

自在キャスタ２０は、車輪の取付軸が３６０°回転できるようになっているキャスタであり、４個とも同じ種類のものが使用されている。
４個の自在キャスタ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、載置部１０の下面側(接地面側）の４隅に四角形状を形成するように配置、取り付けられている。この４個の自在キャスタ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの車輪の回転軸は、介助用車椅子１を前後進させる際には、進行方向と直交するようになっている。

【0032】

オムニホイール３０は、図１に示すように、載置部１０の下面側で、４個の自在キャスタ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄのうち、介助用車椅子１の前後進方向の一端側（後端側）に配置された２個の自在キャスタ２０ｃ，２０ｄの配置位置の中点（図４中でＬ１＝Ｌ２の点）を通る移動方向の直線（図４中にＬで示すの直線）上に配置されている。また、大車輪３２の回転軸３２ａは、前後進方向と垂直になるように取り付けられている。

【0033】

オムニホイール３０は、図２に示すように、複数の小車輪３１、複数の小車輪３１の組合せによって構成される大車輪３２を備えている。

【0034】

小車輪３１は、図２（ａ）に示すように、大車輪３２の円周方向に複数個配置され、大車輪３２の円周方向を回転軸として自由回転するようになっている。また、大車輪３２は、回転軸３２ａを回転軸として回転する。

【0035】

オムニホイール３０は、図２に示すように複数の小車輪３１と、その組合せによって構成される大車輪３２の動きの複合によって、回転軸３２ａを固定しながら全方向への動きを実現している。

【0036】

そして、その構造上、前後左右の直進方向に動かすときは大車輪３２又は小車輪３１のどちらかのみが回転し、地面との摩擦力は小さい。
一方、斜め方向へ動かすときは、大車輪３２と小車輪３１の両方が回転し、地面との摩擦力を利用しながらそれらの回転数の差によって進行方向が決まる。つまり直進時と比較して大きな摩擦力が発生している。

【0037】

本発明では、上記のようなオムニホイールを動かすときの摩擦力の差を利用し、前後左右の連続した直進走行時に発生する「フラツキ」を抑制するようになっている。

【0038】

調圧部４０は、オムニホイール３０と接地面との間の接地圧を調整できる部分であり、図示しないゴムダンパとコイルバネとを組み合わせて形成されたものである。

【0039】

座席部５０は、座部５１及びひじ掛け５２を備えている。座部５１は、介助対象者が座る座シートと背もたれを備えている。また、座部５１の背もたれには、介助対象者が肘をかけるためのひじ掛け５２が設けられてる。

【0040】

座部５１やひじ掛け５２の材質は用途に応じて、金属製、樹脂製あるいは木製のものを用いたり、それらの材料の表面をウレタンやゴムなどの樹脂材などクッション性のある材料で被覆したりしてもよい。

【0041】

（介助用車椅子の作動と特徴）
（ア）介助用車椅子を前後進させる場合
介助者が介助用車椅子１を前後進させると、自在キャスタ２０の車輪の回転軸は、前後進方向と直交する。

【0042】

また、オムニホイール３０の大車輪３２の回転軸３２ａは、介助用車椅子１の前後進方向と垂直になるように取り付けられている。換言すれば、自在キャスタ２０ｃ，２０ｄの前後進時の回転軸と平行になるように固定されているため、オムニホイール３０の大車輪３２の回転軸３２ａも、自在キャスタ２０の車輪の回転軸と同様に前後進方向と直交して回転するため、介助者は容易に前後進させることができる。

【0043】

さらに、オムニホイール３０の大車輪３２が回転しているときには大車輪３２の回転軸３２ａは固定され、小車輪３１は、回転しないので、オムニホイール３０は直進する。したがって、自在キャスタ２０が３６０°回転する場合でも、介助用車椅子１としては、フラツクことなく直進安定性を得ることができる。

【0044】

（イ）介助用車椅子を横移動させる場合
介助者が介助用車椅子１を横移動させるとき、自在キャスタ２０の車輪の回転軸は、前後進時に対して９０°回転し、横方向と直交する。

【0045】

また、オムニホイール３０の大車輪３２の回転軸３２ａは固定されているため、回転軸３２ａは横方向と平行となる。すると、大車輪３２の円周方向に回転軸を有する小車輪３１の回転軸は横方向と直交する。その状態で、小車輪３１は、自由回転するため、介助用車椅子１は容易に横方向へ移動することができる。

【0046】

（ウ）介助用車椅子を斜め移動させる場合
介助者が介助用車椅子１を斜め方向に移動させると、自在キャスタ２０の車輪の回転軸が進行方向と斜め方向になるように車輪が回転する。

【0047】

また、前述のように、オムニホイール３０は、大車輪３２と小車輪３１の両方が回転し、接地面との摩擦力を利用しながら、大車輪３２と小車輪３１の回転数の差によって進行方向が定まる。したがって、斜め方向にも容易に移動させることができる。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態として、図３に基づき、運搬用台車２について説明する。図３は、第２実施形態における運搬用台車２の概略の構成を示す図であり、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は側面図である。

【0048】

なお、第２実施形態における運搬用台車２は、第１実施形態における介助用車椅子と類似する構成要素があるため、同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略し、異なる部分のみを説明する。

【0049】

運搬用台車２の載置部１０は、長方形の平板の載置台６０であり、裏面側（接地面側）に自在キャスタ２０とオムニホイール３０が取り付けられ、その表面側に移動対象物を搭載するようになっている。

【0050】

自在キャスタ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄとオムニホイール３０も第１実施形態と同様に取り付けられている。
また、手押しハンドル５３は、門型形状の金属パイプの両端が、載置部１０の表面側の後端部の２か所に取り付けられている。

【0051】

このような、運搬用台車２では、載置部１０の表面側に種々の移動対象物を載せた状態で、第１実施形態と同様に、前後方向、左右方向及び斜め方向に容易に移動させることが可能となる。

【0052】

［その他の実施形態］
次に図４及び図５に基づき、自在キャスタ２０とオムニホイール３０の配置及び固定方向を変化させた場合の実施形態について説明する。図４及び図５は、自在キャスタ２０とオムニホイール３０の配置及び固定方向のバリエーションを示す図であり、自在キャスタ２０とオムニホイール３０の取付状態を載置部１０の下側面から見た図である。

【0053】

（１）上記実施形態では、載置部１０の接地面側にオムニホイール３０の大車輪３２の回転軸３２ａが載置部１０の横方向になるように取り付けていたが（図４（ａ）参照）、図４（ｂ）に示すように、大車輪３２の回転軸３２ａが載置部１０の縦方向になるように取り付けてもよい。この場合、介助用車椅子１や運搬用台車２の横方向への直進性が向上する。

【0054】

（２）上記実施形態では、載置部１０の接地面側に４個の自在キャスタ２０を取り付けていたが、図５に示すように、自在キャスタ２０を３個（自在キャスタ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）としてもよい。この場合、３個の自在キャスタ２０のうち２個（自在キャスタ２０ｃ，２０ｄ）は載置部１０の後端部の隅の２か所に配置され、その中点（図５の中でＬ１＝Ｌ２の点）通る前後方向の直線（Ｌ）上にオムニホイール３０と残りの１個の自在キャスタ２０が取り付けられている。

【0055】

また、オムニホイール３０を図５（ａ）に示すように、大車輪３２の回転軸３２ａが載置部１０の横方向となるように取り付けた場合には、前後方向の直進性がよくなる。また、図５（ｂ）に示すように、回転軸３２ａが載置部１０の縦方向となるように取り付けた場合には、横方向の直進性がよくなる。

【0056】

（３）上記実施形態では、オムニホイール３０は、モータで駆動されてはいなかったが、図示しないモータで駆動するようにしてもよい。この場合、オムニホイール３０を大車輪３２の回転軸３２ａが横方向となるように取り付けると、介助用車椅子１や運搬用台車２を前後方向に直進させる場合の負担軽減が可能となる。

【0057】

また、回転軸３２ａが縦方向となるようにオムニホイール３０を取り付けると、介助用車椅子１や運搬用台車２を横移動させる際に操作者に必要となる力を低減することが可能となる。

【0058】

（４）上記第１実施形態では、座席部５０に取っ手は取り付けられていなかったが、背もたれの後部などに介助者が把持して介助用車椅子１の移動方向を操作するための、取っ手を取り付けるようにしてもよい。

【0059】

（５）上記実施形態では、調圧部４０としてゴムダンパとコイルバネを組み合わせたものを使用したが、オイルダンパとコイルバネとを組み合わせたいわゆるサスペンションを使用してもよい。この場合、オイルダンパのオリフィスの開度とバネのストロールを調整することにより、接地圧を調整できるようになる。

【0060】

（６）上記実施形態では、オムニホイール３０の小車輪３１と大車輪３２との摩擦力の差異に言及していなかったが、介助用車椅子１や搬送用台車２の直進時のフラツキ発生を抑制するため、オムニホイール３０の小車輪３１の回転摩擦抵抗を意図的に大きくしてもよい。この場合には、オムニホイール３０は、大車輪３２の回転軸３２ａが介助用車椅子１や搬送用台車２の横方向となるように取り付ける。

【符号の説明】

【0061】

１… 介助用車椅子 ２… 運搬用台車 ５… 移動機構 １０… 載置部 ２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ… 自在キャスタ ３０… オムニホイール ３１… 小車輪 ３２… 大車輪 ３２ａ… 回転軸 ４０… 調圧部 ５０… 座席部 ５１… 座部 ５２… ひじ掛け ５３… 手押しハンドル ６０… 載置台。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【手続補正書】

【提出日】2021-08-25

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0001】

本出願は、知の拠点あいち重点研究プロジェクト３期（先進的ＡＩ・ＩｏＴ・ビッグデータ活用技術開発プロジェクト）の成果による特許出願である。
本発明は、全方位に移動しやすい移動機構、その移動機構を用いた介助用車椅子及び運搬用台車に関する。