A movable chassis

【発明の詳細な説明】 可動シャシ発明の分野 本発明は可動シャシに関する。 とりわけ本発明の可動シャシは、車椅子、工業用ロボット、小型乗り物等のためのシャシとしての使用に意図されている。 更に本発明の可動シャシは、起伏のある表面を走行する際及び縁石等での乗り降りの際に安定性を提供する。 従来の技術起伏のある表面での例えば車椅子のシャシ等の可動シャシの不安定性の問題は、通常は、前部及び後部の両方を有するシャシを提供することにより取り組まれてきた。 前部及び後部の双方とも一対のホイールを有し、ホイールは前部及び後部に取付けられ、シャシの両側に横方向に間隔を置いて配置されている。 前部と後部との間の枢転可能な接続部材により、前部と後部とは、シャシに対してほぼ長手方向に走行する軸線を中心に互いに無関係に枢転できる。 しかし前述の従来の技術は、車椅子の使用者への傾斜の伝搬を大幅に低減することに成功していない。 例えば車椅子の座部及び椅子部分がシャシの後部に取付けらた場合、その後部に設けられている一つの単一ホイールが、シャシの残りの部分に対して落下されたり持上げられたりすると、その結果の傾斜の大部分は直接的に座部又は椅子部分に伝搬される。 更に、シャシの前部に設けられている一つのホイールが障害物に遭遇すると、 そのホイールは、自身が障害物を越えて動く際に少なくとも部分的に制止される。 これによりねじり力がシャシに伝搬され、これにより車椅子の操縦が困難になり、ある状況では危険でさえある。 従来の技術の更に別の一つの例は、横部材及び軸線方向部材を有する中央フレームと、側方フレーム部材及び安定化部材とを有する。 側方フレーム部材は横部材のそれぞれの端部に枢転可能に取付けられ、前輪及び後輪を保持する。 安定化部材は、側方フレーム部材と軸線方向部材とを回転可能に互いに接続し、かつ軸線方向部材を中心に枢転できる。 側方フレームを枢転可能なに取付けることにより、横部材及びその他の側方フレームに対して一つの側方フレームが制限された回転を行い得るようになる。 しかし、側方フレームの枢転運動は剛性構造的に接続され制限され、従ってねじれ及び傾斜力は次いで中央フレームに伝搬される。 従って本発明の課題は、従来の技術の前述の問題を最小化する可動シャシを提供することにある。 発明の簡単な説明本発明は、中央フレームと、二つの側方フレームと、前方横桁部材とを具備し、前記側方フレームと前記前方横桁部材のそれぞれは前記中央フレームに枢転可能に取付けられ、前記側方フレームはそれに取り付けられた少なくとも一つのホイールを有し、前記側方フレームは中央フレームの両側でかつ横方向軸線の回りを枢転可能に中央フレームに取付けられ、他方、前方横桁部材はそれに取り付けられた一対のホイールを有し、前記前方横桁部材は長手方向軸線を中心に枢転可能であり、前記側方フレーム及び前記前方横桁部材のそれぞれはそれらの間で枢転可能に接続しており、前記前方横桁部材のホイールが遭遇する障害物により発生する枢転力が少なくとも部分的に枢転可能な前記接続により補正されるように実現されていることを特徴とする可動シャシを提供する。 有利には、中央フレームの中に、前方横桁部材及び二つの弧状部材のための枢転可能なマウンティングを収容する前部が設けられており、前方横桁部材に、弧状部材と滑らかに係合するための二つの係合手段が設けられ、これにより、長手軸線以外の任意の軸線を中心とする前方横桁部材の任意の枢転動作が最小化される。 有利には、前方横桁部材に設けられている滑らかな係合のための二つの係合手段が、前記横桁部材の長手ピボットから横方向に等しい間隔を置いて配置されている。 有利には、滑らか係合手段のそれぞれが、一つのほぼ垂直な平面の中に間隔を置いて配置されている二つのローラを有し、一方のローラは横桁部材の下方に位置し、他方のローラは前記横桁部材の上方に位置し、二つの前記ローラは、中央フレームの前部にある弧状部材により描かれる平面にほぼ平行に位置する。 従って、中央フレームの長手軸線を中心としての横桁部材の枢転運動の間にわたり滑らか係合手段は弧状部材に係合したままであり、これにより、横桁部材により描かれる横方向軸線を中心とする、あるいは垂直軸線を中心とする前記横桁部材のねじれを最小化する。 有利には、それぞれの側方フレームと前方横桁部材との間に設けられている枢転可能な接続が、垂直方向にオフセットされている二つのピボット点と、二つの前記ピボット点の間に設けられている中間ロッド手段とを含んでなり、二つのオフセットされたピボット点が、側方フレーム又は横方向フレームと剛性構造的に接続されて設けられている。 有利には、それぞれの側方フレームに設けられているホイールが、前記側方フレームの横方向ピボットから離れて、横桁部材に接続する前記側方フレームの枢転可能な接続部に対してほぼ反対の方向に配置されている。 本発明は更に、可動シャシの前部への横桁部材の枢転可能なマウンティングを有するマウンティングにより描かれる軸線以外の任意の軸線を中心としての前記可動シャシに取付けられている横桁部材の枢転運動を最小化する手段において、 前記前部が前記マウンティングに加えて二つの弧状部材を有し、前記弧状部材の配置は、前記横桁部材に設けられている二つの滑らか係合手段が弧状部材に当接するように実現され、前記滑らか係合手段は前記横桁部材の枢転可能な前記マウンティングからほぼ等間隔に配置されていることを特徴とする手段を提供する。 有利には、横桁部材が枢転可能なマウンティングを中心に枢転されると、弧状部材への滑らか係合手段が、枢転可能なマウンティングにより描かれる軸線以外の任意の軸線を中心としての横桁部材の枢転を阻止する。 図面の説明次に本発明が単なる例として示す添付図面を参照して説明される。 図１は本発明の可動シャシの上部斜視図、 図２は図１の可動シャシの上面図、 図３は表面に載置されて支持されている図１の可動シャシの前面図、 図３ａは図３のボックスＡの内容を拡大して示す略図、 図３ｂは前方から見た側方フレームと横桁部材との間の接続を拡大して示す略図、 図４は図１の可動シャシの側面図、 図４ａは側方から見た側方部材と横桁部材との間の接続を拡大して示す略図、 図５は側方フレーム及び横桁部材から分解されている中央フレームを示す図１ の可動シャシの分解上部斜視図、 図６は中央フレームと側方フレームと横桁部材とのそれぞれを分解して示す図１の可動シャシの分解斜視図、 図７は障害物の上に乗っている横桁部材の一つのホイールを示す図１の可動シャシの側面図、 図８は逆方向の配向での図７の可動シャシの前面図、 図９は中央フレームに取付けられている座部を有する図１の可動シャシの側面図、 図１０はもたれ位置の座部を示す図９の可動シャシ及び座部の側面図である。 実施の形態の説明図１〜８には可動シャシ１０が示され、可動シャシ１０は中央フレーム１２、 側方フレーム１４及び１６、及び前方横桁部材１８を有する。 中央フレーム１２ は、上部部材２０と、垂下サポート２２及び２４の対と、中央横桁部材２６とを有する。 上部部材２０は連続的であるが閉鎖されている棒状部材の形を有し、この棒状部材は後部線形部分２８及び前部線形部分３０を有する。 上部部材２０は更に、 二つの側方部分３２及び３４を有し、側方部分３２及び３４は部分２８及び３０ のそれぞれの互いに対向して位置する端部の間で延在する。 部分３０は部分２８ より短く、それ自体として見ると側方部分３２及び３４は内方折曲部３６を有し、内方折曲部３６は側方部分３２及び３４の長手方向長のほぼ中間に位置し、これは図２に明瞭に示されている。 サポート２２は部分２８から垂下し、それぞれ長い案内部材３８に固定係合している。 案内部材３８は中間点で一対の中間タブにより支持され、前端で、サポート２４との固定係合により支持されている。 中央フレーム１２は二つの弧状部材４２を有し、弧状部材４２は中央フレーム１２から垂下し、弧状部材４２の下端４４は接合し、これにより線形部分４６が二つの弧状部材４２の間に形成される。 弧状部材４２は側方部分３２及び３４から垂下し、この垂下の開始点は前部線形部分３０の後方に位置するが、しかし実質的には前部線形部分３０に隣接して位置する。 一対のブレース部材４８が前部線形部分３０から垂下し、この垂下はブレース部材４８の大部分が、弧状部材４ ２及び線形部分４６により定められるほぼ垂直の平面の中に位置するように実現され、これは図２に明瞭に示されている。 ブレース部材４８の下端は線形部分４ ６に接触している。 取付けプレート５０はブレース部材４８とブレース部材４８との間に固定され、これにより、前方横桁部材１８の枢転アタッチメント（付属部品又は接続部品又は取付け部品）５２を取付けるためのマウンティング（実装具）が形成される。 それ自体として見ると前方横桁部材１８は、軸線Ｘ−Ｘを中心に枢転可能であり、軸線Ｘ−Ｘは可動シャシ１０に対して長手方向に延在し、中央フレーム１２に対して中央に位置する。 前方横桁部材１８には、弧状部材４２との滑らか係合を可能にする二つの手段が取付けられ、これらの手段は例えば案内マウンティング５４であり、案内マウンティング５４の中に一対のローラ５６が収容されている。 ローラ５６のそれぞれの対の一つのローラ５６はマウンティング５４により横桁部材１８から離れて取付けられ、これらのローラ５６は横桁部材１８の中央からそれぞれの側で等間隔の位置に取付けられ、これらのローラ５６は一つのほぼ垂直の平面の中に実質的に収まり、これは図１〜３に示されている。 それぞれのマウンティング５４は一対のＶ形ブラケットを有し、これらＶ形のブラケットのベースは横桁部材１８に固定され、ローラ５６はＶ形ブラケットのアームとアームとの間に回転可能に保持され、これは図３ａに明瞭に示されている。 Ｖ形ブラケットは、弧状部材４２の弧状形状に相応して弧状配向で配置されている。 横桁部材１８のそれぞれの端部５８及び６０にはマウンティング６２及び６４ がそれぞれ設けられ、マウンティング６２及び６４はそれぞれ、キャスタホイール６６及び６８のそれぞれを回転可能に係止する。 横桁部材１８の中にはそれぞれの端部５８及び６０に隣接して前方突出折曲部が形成され、これは図２に明瞭に示され、この前方突出折曲部によりマウンティング６２及び６４は、案内マウンティング５４の個所と案内マウンティング５４と案内マウンティング５４との間とに横桁部材１８より更に前方に配置されている。 それぞれの側方部分３２及び３４の中の折曲部３６の後方にしかし折曲部３６ に隣接して枢転マウンティング７０が設けられ、枢転マウンティング７０により枢転可能なアタッチメント７２が、枢転マウンティング７０と側方フレーム１４ 及び１６との間にかつ横方向軸線Ｙ−Ｙの回りに取付けられる。 それぞれの側方フレーム１４及び１６には、回転可能に取付けられているホイール７４及び７６ がそれぞれ設けられている。 ホイール７４及び７６は、枢転可能なアタッチメント７２及びＹ−Ｙ軸線の後方へかつ下方へオフセットされて位置し、これは図１ 及び２に明瞭に示されている。 側方フレーム１４及び１６の前端７８及び８０はそれぞれ上部プレート８２及び垂下外側プレート８４を有する。 別の取付けタブ８６がそれぞれのプレート８ ４から垂下し、取付けタブ８６の内面にはジンバルマウンティング８８が設けられ、ジンバルマウンティング８８は中間ロッド９０の下端の取付けに用いられ、 これは図３ｂ及び４ａに明瞭に示され、ジンバルマウンティング８８により中間ロッド９０は、軸線Ｘ−Ｘに平行な軸線を中心に制限された回転が可能であり、 軸線Ｙ−Ｙに平行な軸線を中心により大きい回転が可能である。 中間ロッド９０ の上端には別のジンバルマウンティング９２が設けられている。 ジンバルマウンティング９２は中間ロッド９０をタブ手段９４に接合し、タブ手段９４は横桁部材１８から後方へ突出し、これは図２，４ａ及び６に示されている。 ジンバルマウンティング９２により同様に中間ロッド９０は軸線Ｘ−Ｘに平行な軸線を中心に制限された回転が可能であり、軸線Ｙ−Ｙに平行な軸線を中心により大きい回転が可能である。 図７及び８は可動シャシ１０が示され、可動シャシ１０のキャスタホイール６ ８は障害物９６の上に乗り、障害物９６は表面９８の上に位置し、表面９８は車椅子１０の残りの部分を支持している。 障害物９６は平らな端面１００及び上面１０２を有し、上面１０２の上にはキャスタホイール６６が載置されている。 図９及び１０には可動シャシ１０が示され、可動シャシ１０の上には座部１０ ４が載置されて取付けられている。 座部１０４はベースフレーム部材１０を有し、ベースフレーム部材１０は上部フレーム部材１０８を支持し、上部フレーム部材１０８には背もたれ部材１１０が取付けられている。 クッション表面１１２は上部フレーム部材１０８の表面にわたり装着されている。 上部フレーム部材１０ ８ は後方延長部材１１２を有し、後方延長部材１１２からタブ手段１１４が延在している。 折曲部材１１６は枢転可能にタブ手段１１４に一端で接続され、他端で別のタブ手段１１８に接続されている。 タブ手段１１８は背もたれ部材１１０の後方延長部材１２０から垂下して設けられている。 背もたれ部材１１０はの上端には、一体的に形成されているハンドル手段１２０が取付けられている。 背もたれ部材１１０は枢転可能に上部フレーム部材１０８に取付けられている。 座部１０４は可動シャシ１０に部分的にはに対の相補的アタッチメント手段１ ２２により取付けられ、アタッチメント手段１２２のうちの一つのみが図９及び１０に示されている。 アタッチメント手段１２２はそれぞれタブ１２４を有し、 タブ１２４はベースフレーム１０６及び上部タブ１２６から垂下し、直立タブ１ ２６は上部部材２０の側方部分３２に取付けられ、アタッチメント手段１２２はそれぞれ更に、枢転可能な接続部材を有し、この接続部材はタブ１２４と側方部分３２との間に位置する。 座部１０４の更なる取付けは、一対の垂下伸延部材１ ２８により達成され、垂下伸延部材１２８はベースフレーム１０６の前端に取付けられている。 伸延部材１２８の下端は枢転可能にマウンティング１３０の中に支承され、マウンティング１３０は弧状部材４２の線形部分４６に取付けられている。 使用する場合、可動シャシ１０は電動機駆動形車椅子用シャシとして使用でき、電動機はそれぞれのホイール７４及び７６を互いに無関係に駆動する。 電動機は一つ以上のバッテリー（図示せず）に接続され、バッテリーは容器（図示せず）の中に収容され、この容器は、伸延案内部材３８との位置決め係合により車椅子１０の下方に支持されて設けられている。 シャシ１０は、ホイール７４及び７６に印加される駆動力により前方及び後方に駆動できる。 ホイール７４及び７６のそれぞれに駆動力が別個に印加されるので車椅子１０は、個々のホイール７４及び７６に異なる大きさ又は方向の駆動力を印加することにより操縦できる。 ホイール６６及び６８はそれらのマウンティング６２及び６４の中でキャスタ式に旋回でき、これにより、電動機により車椅子シャシ１０に伝搬される運動の方向に追従する。 シャシ１０が滑らかな表面９８の上に静止しているか及び表面９８に沿って前方へ動く際の車椅子１０の配向は実質的に、図３及び４に示されているようである。 この位置で横桁部材１８は実質的に表面９８に平行であり、横桁部材１８に取付けられているそれぞれの案内マウンティング５４は同一の位置で弧状部材４ ２に取付けられている。 更に、それぞれの側方フレーム１４及び１６の個々の配向は実質的に同一である。 しかし、シャシ１０の前方運動の間に障害物９６等の障害物を乗越える必要があることもあり、これは図７及び８に明瞭に示されている。 マウンティング６２の中に設けられているキャスタホイール６６がまず初めに障害物９６の端面１００に当接すると、抵抗圧力すなわち抵抗力がマウンティング６２から横桁部材１８に伝搬される。 次いでこの抵抗圧力は、横桁部材１８の端部５８に隣接する案内マウンティング５４を通過して伝搬される。 更にこの抵抗圧力は、案内マウンティング５４の中に設けられているローラ５６の対を通過して弧状部材４２に伝搬される。 このようなキャスタホイール６６からの抵抗圧力すなわち抵抗力の伝搬は、実質的に垂直な軸線を中心としての横桁部材１８の任意のねじれ動作を最小化する。 ローラ５６を垂直平面の中に横桁部材１８から離して横桁部材１８を境する双方の側に配置することにより、前述のねじれ動作により定められる横方向軸線を中心に横桁部材１８の中に発生する任意のねじれを最小化する。 付加的前方駆動力がホイール７４及び７６により発生されると、マウンティング６４のなかに設けられているキャスタホイール６８は障害物９６の上に乗って、障害物９６の上面１０２に載置して静止し、これは図７及び８に明瞭に示されている。 この位置で側方フレーム１６は枢転可能なアタッチメント７２及び軸線Ｙ −Ｙを中心に枢転される。 側方フレーム１６のこの枢転によりホイール７６はホイール７４の僅か前方へ動き、前端８０は持上げられる。 更に横桁部材１８はもはや実質的に表面９８に平行に位置せず、マウンティングプレート５０に付属するその枢転可能なアタッチメント５４と軸線Ｘ−Ｘとを中心に枢転する。 更に、 横桁部材１８の端部６０に隣接する案内マウンティング５４は、弧状部材４２に沿って動いて上部部材２０に接近する。 横桁部材１８の端部５８に隣接する他方の案内部材５４の相補的走行によりこの他方の案内部材５４は弧状部材４２の線形部分４６に接近する。 横桁部材１８が軸線Ｘ−Ｘを中心にこのように枢転運動すると、ジンバルマウンティング８８及び９２が枢転する。 ジンバルマウンティング８８及び９２の中では、軸線Ｙ−Ｙに平行な軸線を中心とした回転が可能であり、更に、軸線Ｘ−Ｘに平行な軸線を中心としたある程度の回転も可能である。 マウンティング６４の中でキャスタホイール６８がマウンティング６２の中でのキャスタホイール６６に対して持上げられると、側方フレーム１６の端部８０が横桁部材１６の端部６０から後方へ向かって遠ざかる傾向が発生する。 これが発生すると、中間ロッド９０タブ手段４４のためのそのジンバルマウンティング９２を介して横桁部材１８に追従する。 これにより、側方フレーム１６のマウンティングタブ８６のためのジンバル部材８８が回転する。 側方フレーム１４の前端７８はキャスタマウンティング６２に対して同時に降下される。 これにより側方フレーム１４の前端７８は、横桁部材１８の端部５８に取付けられているタブ手段９４から後方へ向かって遠ざかる。 このような動作によりジンバルマウンティング８８及び９２が回転し、中間ロッド９０の配向が垂直から傾斜する。 更にその結果、横桁部材１８のそれぞれの端部５８及び６０の内方への運動が、横桁部材１８の枢転の間に発生する。 側方フレーム１４及び１５の前端７８及び８０に対するそれぞれのタブ手段９４のこのような内方への運動は、軸線Ｘ−Ｘ に平行な軸線を中心としてのジンバルマウンティング８８及び９２の制限された回転により発生される。 このような運動は、軸線Ｙ−Ｙ以外のいかなる軸線を中心としての側方フレーム１４及び１６の枢転も必要でなく、従ってホイール７４ 及び７６は、シャシ１０の運動方向に正しくアライメントされたままである。 マウンティング６４の中に設けられているキャスタホイール６８と側方フレーム１６のホイール７６との双方が、同時に障害物９６の上に乗ると、横桁部材１ ８は、案内マウンティング５４がそれぞれ弧状部材４２に対してほぼ同一の位置にあった際の配向に戻る。 側方フレーム１６のホイール７６のみが障害物９６の上に載置され、マウンティング６４の中に設けられているキャスタホイール６８ は表面８９の上に載置されていると、側方フレーム１６の前端８０は側方フレーム１４の前端７８に対して降下され、これにより横桁部材１８はその枢転可能なアタッチメント５４及び軸線Ｘ−Ｘを中心として枢転する。 前述のように車椅子シャシ１０のこのような配向により伝搬される任意のねじり力は、弧状部材４２ に対するローラ５６の当接動作により最小化される。 このような配向ではジンバルマウンティング８８及び９２の回転と中間ロッド９０の運動とは、キャスタホイール６８が障害物９６の上に載置されている場合の前述のものにほぼ同一であるがしかし反転されている。 後輪７４及び７６が、中央フレーム１２に接続するための側方フレーム１４及び１６の枢転可能なアタッチメント７２に対して間隔を置いて又はオフセットで配置されると、ホイール７４、７６により中央フレーム１２に伝搬される傾斜角度が最小化される。 障害物９６に当接しこの上に乗っているキャスタホイール６ ６及び６８によりシャシ１９に印加される任意の力は、ローラ５６が弧状部材４ ２に当接し、同時に側方部材１４及び１６が枢転し、この枢転により、ホイール７４及び７６が枢転可能なアタッチメント７２を中心に枢転することによりホイール７４及び７６の配向が変化することにより最小化される。 更に、側方フレーム１４及び１６に横桁部材１８を取付けるために形成される特定の配置は、側方部材１４及び１６への任意の力の伝搬を最小化し、ひいては座部１０４を取付けることができる中央フレーム１２への任意の力の伝搬を最小化し、これは図９及び図１０に示されている。 座部１０４は、着席している人間（図示せず）がもたれることが可能である。 これは、前述のようにシャシ１０への取付け用のベースフレーム１０６の枢転可能なアタッチメントと、上部フレーム部材１０８への取付け用の背もたれ部材１ １０の枢転可能なアタッチメントとにより実現されている。 本発明の可動シャシ１０が、例えば工業用ロボット、小型乗り物等の高い安定性が望まれる車椅子以外の用途におけるシャシとしても使用できることが意図されている。 当業者に自明な変更及び変形は本発明の範囲内にあると見なされる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，Ｕ Ｇ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，Ｂ Ｙ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ (72)発明者 サルフィンガー，ブライアン・ジョン オーストラリア国、6021 ウェスタン・オ ーストラリア、バルカッタ、レドガー・ロ ード 25