JP2001327544A - 車椅子の補助動力装置 - Google Patents
車椅子の補助動力装置Info
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
- A61G5/00—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
- A61G5/04—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs motor-driven
- A61G5/047—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs motor-driven by a modular detachable drive system
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
- A61G2203/00—General characteristics of devices
- A61G2203/30—General characteristics of devices characterised by sensor means
- A61G2203/42—General characteristics of devices characterised by sensor means for inclination
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Handcart (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】外付けの補助動力装置を、使い慣れた車椅子に
自動的にかつ確実に着脱可能にすることにより、使用者
の利便性の向上を図ることである。 【解決手段】車椅子１に着脱可能であり、車椅子１の動
力アシストを行う補助動力装置３において、車椅子１の
所定のフレーム２ａ，２ｂの位置を検出する光電センサ
と、フレーム２ａ，２ｂと係合可能な形状を有するハン
ドルが先端に取り付けられたハンドル７ａ，７ｂと、ハ
ンドル７ａ，７ｂを変位させるハンドル駆動モータと、
光電センサからの情報に基づいて、フレーム２ａ，２ｂ
が所定の位置にあると判断した場合、ハンドル駆動モー
タによってハンドル７ａ，７ｂを変位させて、ハンドル
７ａ，７ｂをフレーム２ａ，２ｂに係合させる。
自動的にかつ確実に着脱可能にすることにより、使用者
の利便性の向上を図ることである。 【解決手段】車椅子１に着脱可能であり、車椅子１の動
力アシストを行う補助動力装置３において、車椅子１の
所定のフレーム２ａ，２ｂの位置を検出する光電センサ
と、フレーム２ａ，２ｂと係合可能な形状を有するハン
ドルが先端に取り付けられたハンドル７ａ，７ｂと、ハ
ンドル７ａ，７ｂを変位させるハンドル駆動モータと、
光電センサからの情報に基づいて、フレーム２ａ，２ｂ
が所定の位置にあると判断した場合、ハンドル駆動モー
タによってハンドル７ａ，７ｂを変位させて、ハンドル
７ａ，７ｂをフレーム２ａ，２ｂに係合させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車椅子に着脱可能
な補助動力装置に関する。
な補助動力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】高齢化や少子化の進行、或いは介護保険
制度の導入等に伴い、福祉関連の機器開発の必要性や期
待が高まっている。移動補助機器である車椅子は、怪
我、病気または障害のために歩行が困難な人にとって有
用なものである。ところが、手動式の車椅子を使用する
場合、スロープ等の坂道または段差といった状況での走
行には労力を要する。特に、上り坂では、使用者（搭乗
者）が疲れて手を休めると車椅子が後退してしまうこと
があり、下り坂では、使用者の意思に反して速度が過大
になってしまうことがある。一方、このような問題を解
消するために商品化されている電動式の車椅子は、高価
であるとともに、車種が少ないため選択の余地が少な
く、使用者にフィットするものを必ずしも選択できない
という問題がある。
制度の導入等に伴い、福祉関連の機器開発の必要性や期
待が高まっている。移動補助機器である車椅子は、怪
我、病気または障害のために歩行が困難な人にとって有
用なものである。ところが、手動式の車椅子を使用する
場合、スロープ等の坂道または段差といった状況での走
行には労力を要する。特に、上り坂では、使用者（搭乗
者）が疲れて手を休めると車椅子が後退してしまうこと
があり、下り坂では、使用者の意思に反して速度が過大
になってしまうことがある。一方、このような問題を解
消するために商品化されている電動式の車椅子は、高価
であるとともに、車種が少ないため選択の余地が少な
く、使用者にフィットするものを必ずしも選択できない
という問題がある。
【０００３】そこで、使い慣れた手動式の車椅子に着脱
可能な、車椅子の動力アシストを行う補助動力装置が提
案されている。例えば、特開平１１−１７８８５９号公
報には、機械的なトグル機構によって着脱可能な、外付
けの補助動力装置が開示されている。具体的には、この
補助動力装置の左右両端には、車椅子の下部フレームと
嵌合可能な開放溝が形成されている。補助動力装置を取
り付ける場合、この開放溝に車椅子の下部フレームを嵌
合した上で、ハンドルを操作してクランプを締め付け
る。これにより、補助動力装置は、車椅子の下部フレー
ムに固定される。逆に、補助動力装置を取り外す場合
は、ハンドル操作でクランプを開放すればよい。
可能な、車椅子の動力アシストを行う補助動力装置が提
案されている。例えば、特開平１１−１７８８５９号公
報には、機械的なトグル機構によって着脱可能な、外付
けの補助動力装置が開示されている。具体的には、この
補助動力装置の左右両端には、車椅子の下部フレームと
嵌合可能な開放溝が形成されている。補助動力装置を取
り付ける場合、この開放溝に車椅子の下部フレームを嵌
合した上で、ハンドルを操作してクランプを締め付け
る。これにより、補助動力装置は、車椅子の下部フレー
ムに固定される。逆に、補助動力装置を取り外す場合
は、ハンドル操作でクランプを開放すればよい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た外付けの補助動力装置においては、その着脱毎に機械
的機構を手動で操作しなければならない。そのため、補
助動力装置の着脱を頻繁に行う場合、利用者によって
は、このような作業が不便であると感じる。また、クラ
ンプの締め付けが緩いと、装着された補助動力装置が走
行中に外れてしまうおそれがあるという問題もある。
た外付けの補助動力装置においては、その着脱毎に機械
的機構を手動で操作しなければならない。そのため、補
助動力装置の着脱を頻繁に行う場合、利用者によって
は、このような作業が不便であると感じる。また、クラ
ンプの締め付けが緩いと、装着された補助動力装置が走
行中に外れてしまうおそれがあるという問題もある。
【０００５】そこで、本発明の目的は、外付けの補助動
力装置を、使い慣れた車椅子に自動的にかつ確実に着脱
可能にすることにより、使用者の利便性の向上を図るこ
とである。
力装置を、使い慣れた車椅子に自動的にかつ確実に着脱
可能にすることにより、使用者の利便性の向上を図るこ
とである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに、第１の発明は、車椅子に着脱可能であり、車椅子
の動力アシストを行う補助動力装置において、車椅子の
所定のフレームの位置を検出する位置検出手段と、フレ
ームと係合可能な形状を有するハンドルが先端に取り付
けられた係合手段と、係合手段を変位させる駆動手段
と、位置検出手段からの情報に基づいて、フレームが所
定の位置にあると判断した場合、駆動手段によって係合
手段を変位させて、ハンドルをフレームに係合させる制
御手段とを有する車椅子の補助動力装置を提供する。
めに、第１の発明は、車椅子に着脱可能であり、車椅子
の動力アシストを行う補助動力装置において、車椅子の
所定のフレームの位置を検出する位置検出手段と、フレ
ームと係合可能な形状を有するハンドルが先端に取り付
けられた係合手段と、係合手段を変位させる駆動手段
と、位置検出手段からの情報に基づいて、フレームが所
定の位置にあると判断した場合、駆動手段によって係合
手段を変位させて、ハンドルをフレームに係合させる制
御手段とを有する車椅子の補助動力装置を提供する。
【０００７】ここで、上記の位置検出手段は、車椅子の
左右のフレームを検出し、係合手段は、車椅子の左フレ
ーム側へ変位可能な第１のアームと、車椅子の右フレー
ム側へ変位可能な第２のアームとを有することが好まし
い。この場合、制御手段は、左右のフレームが所定の位
置にあると判断したならば、駆動手段によってアームの
それぞれを変位させて、第１のアームと第２のアームと
によって、左右のフレームを把持する。
左右のフレームを検出し、係合手段は、車椅子の左フレ
ーム側へ変位可能な第１のアームと、車椅子の右フレー
ム側へ変位可能な第２のアームとを有することが好まし
い。この場合、制御手段は、左右のフレームが所定の位
置にあると判断したならば、駆動手段によってアームの
それぞれを変位させて、第１のアームと第２のアームと
によって、左右のフレームを把持する。
【０００８】また、上記のハンドルは、アームに回転可
能な状態で取り付けられており、アームに対するハンド
ルの回転角を検出する回転角検出手段と、ハンドルがフ
レームと係合した状態において、回転角検出手段によっ
て検出されたハンドルの回転角に基づいて、走行路の傾
斜を算出する算出手段とをさらに有することが望まし
い。
能な状態で取り付けられており、アームに対するハンド
ルの回転角を検出する回転角検出手段と、ハンドルがフ
レームと係合した状態において、回転角検出手段によっ
て検出されたハンドルの回転角に基づいて、走行路の傾
斜を算出する算出手段とをさらに有することが望まし
い。
【０００９】また、上記の駆動手段は、電動モータであ
り、電動モータの負荷状態を検出する負荷検出手段をさ
らに設けてもよい。この場合、制御手段は、係合手段の
変位を開始した後に電動モータの負荷が所定値よりも大
きくなったならば、電動モータの駆動を停止する。
り、電動モータの負荷状態を検出する負荷検出手段をさ
らに設けてもよい。この場合、制御手段は、係合手段の
変位を開始した後に電動モータの負荷が所定値よりも大
きくなったならば、電動モータの駆動を停止する。
【００１０】また、上記の制御手段は、フレームが所定
の位置にないと判断した場合、当該所定の位置にフレー
ムが位置するように、補助動力装置を走行させることが
好ましい。
の位置にないと判断した場合、当該所定の位置にフレー
ムが位置するように、補助動力装置を走行させることが
好ましい。
【００１１】さらに、制御手段は、左右のフレームの一
方が所定の位置にあると判断した場合、当該フレームに
係合する側のアームを変位させるとともに、左右のフレ
ームの他方が所定の位置にくるように、補助動力装置を
走行させることが望ましい。
方が所定の位置にあると判断した場合、当該フレームに
係合する側のアームを変位させるとともに、左右のフレ
ームの他方が所定の位置にくるように、補助動力装置を
走行させることが望ましい。
【００１２】一方、第２の発明は、走行路の傾斜に応じ
た動力アシストを行う、車椅子の補助動力装置におい
て、車椅子のフレームを把持するアームと、アームの先
端に回転可能な状態で取り付けられており、車椅子のフ
レームと係合可能な形状を有するハンドルと、アームに
対するハンドルの回転角を検出する検出手段と、アーム
によってフレームが把持された状態において、検出手段
によって検出されたハンドルの回転角に基づいて、走行
路の傾斜状態を特定する特定手段とを有する車椅子の補
助動力装置を提供する。
た動力アシストを行う、車椅子の補助動力装置におい
て、車椅子のフレームを把持するアームと、アームの先
端に回転可能な状態で取り付けられており、車椅子のフ
レームと係合可能な形状を有するハンドルと、アームに
対するハンドルの回転角を検出する検出手段と、アーム
によってフレームが把持された状態において、検出手段
によって検出されたハンドルの回転角に基づいて、走行
路の傾斜状態を特定する特定手段とを有する車椅子の補
助動力装置を提供する。
【００１３】ここで、上記の特定手段は、ハンドルの回
転角の変化に基づいて、走行路の傾斜が変化した位置を
検出することが好ましい。
転角の変化に基づいて、走行路の傾斜が変化した位置を
検出することが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は、本実施形態に係る補助動
力装置の取り付け説明図である。この車椅子１は、使用
者が車輪１６の側面に取り付けられたハンドリム１７を
回転操作する一般的な手動式の車椅子であって、車椅子
１自体は動力機構を有していない。この車椅子１の前下
側には、補助前輪１８が左右に取り付けられている。ま
た、車椅子１の後下側には、車椅子１の動力アシストを
行う外付けの補助動力装置３が、着脱自在に取り付けら
れる。この補助動力装置３は、左右独立に回転駆動する
駆動輪５ａ，５ｂと従輪６とを有するとともに、横方向
（車幅方向）に延在する一対のアーム４ａ，４ｂを含む
着脱機構を有している。なお、これらのアーム４ａ，４
ｂの伸び幅は任意にコントロールできる。したがって、
車幅が異なる車椅子１に対しても取り付けが可能であ
り、一般的なタイプの手動式車椅子のほぼ全車種に適合
可能である。
力装置の取り付け説明図である。この車椅子１は、使用
者が車輪１６の側面に取り付けられたハンドリム１７を
回転操作する一般的な手動式の車椅子であって、車椅子
１自体は動力機構を有していない。この車椅子１の前下
側には、補助前輪１８が左右に取り付けられている。ま
た、車椅子１の後下側には、車椅子１の動力アシストを
行う外付けの補助動力装置３が、着脱自在に取り付けら
れる。この補助動力装置３は、左右独立に回転駆動する
駆動輪５ａ，５ｂと従輪６とを有するとともに、横方向
（車幅方向）に延在する一対のアーム４ａ，４ｂを含む
着脱機構を有している。なお、これらのアーム４ａ，４
ｂの伸び幅は任意にコントロールできる。したがって、
車幅が異なる車椅子１に対しても取り付けが可能であ
り、一般的なタイプの手動式車椅子のほぼ全車種に適合
可能である。
【００１５】図２に示したように、車椅子１の両サイド
において縦方向（車高方向）に延在するフレーム２ａ，
２ｂの間に、伸縮自在なアーム４ａ，４ｂを配置した状
態で、アーム４ａ，４ｂを外側へ変位させる。フレーム
２ａ，２ｂを、アーム４ａ，４ｂで把持することによっ
て、補助動力装置３は車椅子１に固定される。具体的に
は、アーム４ａ，４ｂは、横方向（車幅方向）に変位可
能な状態で補助動力装置３に取り付けられており、ハン
ドル駆動モータ８を駆動させることにより外側または内
側へシフトする。また、アーム４ａ，４ｂの先端にはハ
ンドル７ａ，７ｂが取り付けられており、これらのハン
ドル７ａ，７ｂは、円柱状のフレーム２ａ，２ｂ（パイ
プ）と係合可能な形状を有している。左右のハンドル７
ａ，７ｂがフレーム２ａ，２ｂと係合していない状態
（解放状態）でハンドル駆動モータ８を正転させると、
後述する機構によって、右アーム４ａが右方向へシフト
するとともに、左アーム４ｂが左方向へシフトする。そ
して、左右のハンドル７ａ，７ｂがフレーム２ａ，２ｂ
と係合すると、ハンドル駆動モータ８が停止する。この
状態におけるアーム４ａ，４ｂの把持力によって、補助
動力装置３は車椅子１に固定される。逆に、補助動力装
置３を取り外す場合は、ハンドル駆動モータ８を逆転さ
せて、左右のハンドル７ａ，７ｂを内側へシフトさせれ
ばよい。
において縦方向（車高方向）に延在するフレーム２ａ，
２ｂの間に、伸縮自在なアーム４ａ，４ｂを配置した状
態で、アーム４ａ，４ｂを外側へ変位させる。フレーム
２ａ，２ｂを、アーム４ａ，４ｂで把持することによっ
て、補助動力装置３は車椅子１に固定される。具体的に
は、アーム４ａ，４ｂは、横方向（車幅方向）に変位可
能な状態で補助動力装置３に取り付けられており、ハン
ドル駆動モータ８を駆動させることにより外側または内
側へシフトする。また、アーム４ａ，４ｂの先端にはハ
ンドル７ａ，７ｂが取り付けられており、これらのハン
ドル７ａ，７ｂは、円柱状のフレーム２ａ，２ｂ（パイ
プ）と係合可能な形状を有している。左右のハンドル７
ａ，７ｂがフレーム２ａ，２ｂと係合していない状態
（解放状態）でハンドル駆動モータ８を正転させると、
後述する機構によって、右アーム４ａが右方向へシフト
するとともに、左アーム４ｂが左方向へシフトする。そ
して、左右のハンドル７ａ，７ｂがフレーム２ａ，２ｂ
と係合すると、ハンドル駆動モータ８が停止する。この
状態におけるアーム４ａ，４ｂの把持力によって、補助
動力装置３は車椅子１に固定される。逆に、補助動力装
置３を取り外す場合は、ハンドル駆動モータ８を逆転さ
せて、左右のハンドル７ａ，７ｂを内側へシフトさせれ
ばよい。
【００１６】図３は着脱機構の上面図であり、図４はそ
の正面図である。また、図５は図３に示したＡ−Ａ断面
図である。柱状のアーム４ａ，４ｂは、図５に示したよ
うに、矩形断面を有している。各アーム４ａ，４ｂの外
側端部には、上述したハンドル７ａ，７ｂが取り付けら
れている。ハンドル７ａ，７ｂのうち、フレーム２ａ，
２ｂと当接する部分（フレームを挟み込む部分）は、フ
レーム２ａ，２ｂを傷つけないような材料（例えば、ジ
ュラコン樹脂）で形成されている。また、各アーム４
ａ，４ｂの内側端部には、その中心軸に沿って形成され
たネジ穴１０ａ，１０ｂが形成されている。これらのア
ーム４ａ，４ｂは、同一軸線上に配置された状態で、ア
ーム保持部９ａ，９ｂの内部に形成されたスペースにそ
れぞれ収納されている（図５参照）。したがって、アー
ム４ａ，４ｂは、補助動力装置３の本体に固定されたア
ーム保持部９ａ，９ｂによって、その軸方向（車幅方
向）にのみ変位可能な状態で保持される。
の正面図である。また、図５は図３に示したＡ−Ａ断面
図である。柱状のアーム４ａ，４ｂは、図５に示したよ
うに、矩形断面を有している。各アーム４ａ，４ｂの外
側端部には、上述したハンドル７ａ，７ｂが取り付けら
れている。ハンドル７ａ，７ｂのうち、フレーム２ａ，
２ｂと当接する部分（フレームを挟み込む部分）は、フ
レーム２ａ，２ｂを傷つけないような材料（例えば、ジ
ュラコン樹脂）で形成されている。また、各アーム４
ａ，４ｂの内側端部には、その中心軸に沿って形成され
たネジ穴１０ａ，１０ｂが形成されている。これらのア
ーム４ａ，４ｂは、同一軸線上に配置された状態で、ア
ーム保持部９ａ，９ｂの内部に形成されたスペースにそ
れぞれ収納されている（図５参照）。したがって、アー
ム４ａ，４ｂは、補助動力装置３の本体に固定されたア
ーム保持部９ａ，９ｂによって、その軸方向（車幅方
向）にのみ変位可能な状態で保持される。
【００１７】左右のアーム４ａ，４ｂは、送りネジ機構
を介して回転ロッド１１とリンクしている。図６は、回
転ロッド１１の説明図である。この回転ロッド１１の両
端部には、ネジ穴１０ａ，１０ｂと螺合可能な外ネジ、
すなわちネジ部１２ａ，１２ｂが形成されており、ここ
で、ネジ部１２ａ，１２ｂは互いに逆ネジの関係になる
ように形成されている。また、回転ロッド１１の中央に
は、ホィール１３が取り付けられている。回転ロッド１
１は、アーム側のネジ穴１０ａ，１０ｂにネジ部１２
ａ，１２ｂを螺合した状態で、回転可能な状態で取り付
けられている。
を介して回転ロッド１１とリンクしている。図６は、回
転ロッド１１の説明図である。この回転ロッド１１の両
端部には、ネジ穴１０ａ，１０ｂと螺合可能な外ネジ、
すなわちネジ部１２ａ，１２ｂが形成されており、ここ
で、ネジ部１２ａ，１２ｂは互いに逆ネジの関係になる
ように形成されている。また、回転ロッド１１の中央に
は、ホィール１３が取り付けられている。回転ロッド１
１は、アーム側のネジ穴１０ａ，１０ｂにネジ部１２
ａ，１２ｂを螺合した状態で、回転可能な状態で取り付
けられている。
【００１８】また、ハンドル駆動モータ８は、モータ保
持部１４によって補助動力装置３に固定されており、そ
の回転軸にはウォーム１５が取り付けられている。この
ウォーム１５は、回転ロッド１１側のホィール１３と噛
合しており、両部材によってウォームギヤ機構が構成さ
れている。
持部１４によって補助動力装置３に固定されており、そ
の回転軸にはウォーム１５が取り付けられている。この
ウォーム１５は、回転ロッド１１側のホィール１３と噛
合しており、両部材によってウォームギヤ機構が構成さ
れている。
【００１９】このような構成を有する着脱機構におい
て、ハンドル駆動モータ８が駆動すると、ウォームギヤ
機構（１３，１５）を介して、回転ロッド１１が回転す
る。回転ロッド１１の回転動作は、送りネジ機構１０
ａ，１２ａ（１０ｂ，１２ｂ）を介して、左右のアーム
４ａ，４ｂの軸方向へのスライド動作へと変換される。
その際、左右のネジ部１２ａ，１２ｂは逆ネジの関係に
あるから、ハンドル７ａ，７ｂは、ハンドル駆動モータ
８が正転した場合は外側（アーム４ａ，４ｂを把持する
方向）へとスライドし、反転した場合は内側へとスライ
ドする。このように、ハンドル駆動モータ８を正転また
は反転させることによって、アーム４ａ，４ｂを伸縮さ
せることができる。
て、ハンドル駆動モータ８が駆動すると、ウォームギヤ
機構（１３，１５）を介して、回転ロッド１１が回転す
る。回転ロッド１１の回転動作は、送りネジ機構１０
ａ，１２ａ（１０ｂ，１２ｂ）を介して、左右のアーム
４ａ，４ｂの軸方向へのスライド動作へと変換される。
その際、左右のネジ部１２ａ，１２ｂは逆ネジの関係に
あるから、ハンドル７ａ，７ｂは、ハンドル駆動モータ
８が正転した場合は外側（アーム４ａ，４ｂを把持する
方向）へとスライドし、反転した場合は内側へとスライ
ドする。このように、ハンドル駆動モータ８を正転また
は反転させることによって、アーム４ａ，４ｂを伸縮さ
せることができる。
【００２０】図１３は、補助動力装置３の制御系ブロッ
ク図である。制御ユニット２０は、センサ、スイッチ類
２４〜３１からの入力情報に基づいて、駆動モータ８，
２１，２２の制御を行う。なお、駆動モータ８，２１，
２２等のアクチュエータの電力は、補助動力装置３に搭
載されたバッテリー２３から供給される。
ク図である。制御ユニット２０は、センサ、スイッチ類
２４〜３１からの入力情報に基づいて、駆動モータ８，
２１，２２の制御を行う。なお、駆動モータ８，２１，
２２等のアクチュエータの電力は、補助動力装置３に搭
載されたバッテリー２３から供給される。
【００２１】車椅子１の動力アシストは、使用者による
特別なスイッチ操作を必要とせず、センサ２４〜２６の
出力情報に基づいて、自動的に行われる。ここで、右エ
ンコーダ２４は、補助動力装置３の右駆動輪５ａ側に取
り付けられており、この右駆動輪５ａの回転状態を検出
するセンサである。左エンコーダ２５は、左駆動輪５ｂ
側に取り付けられており、左駆動輪の回転状態を検出す
るセンサである。また、ヨーレートセンサ２６は、従輪
６の近傍に設けられており、車椅子１の操舵に応じたヨ
ーレートを検出するセンサである。一方、右駆動モータ
２１は、右駆動輪５ａを駆動する電動モータであり、左
駆動モータ２２は、左駆動輪５ｂを駆動する電動モータ
である。制御ユニット２０は、車椅子１の走行状態（車
速、速度変化、操舵角等）を、エンコーダ２４，２５と
ヨーレートセンサ２６とに基づいて推定する。そして、
制御ユニット２０は、推定した現在の走行状態に応じた
駆動力が生じるように、駆動モータ２１，２２を制御す
る。このようにして、補助動力装置３は、利用者の意志
に応じた適切な動力アシストを行う。
特別なスイッチ操作を必要とせず、センサ２４〜２６の
出力情報に基づいて、自動的に行われる。ここで、右エ
ンコーダ２４は、補助動力装置３の右駆動輪５ａ側に取
り付けられており、この右駆動輪５ａの回転状態を検出
するセンサである。左エンコーダ２５は、左駆動輪５ｂ
側に取り付けられており、左駆動輪の回転状態を検出す
るセンサである。また、ヨーレートセンサ２６は、従輪
６の近傍に設けられており、車椅子１の操舵に応じたヨ
ーレートを検出するセンサである。一方、右駆動モータ
２１は、右駆動輪５ａを駆動する電動モータであり、左
駆動モータ２２は、左駆動輪５ｂを駆動する電動モータ
である。制御ユニット２０は、車椅子１の走行状態（車
速、速度変化、操舵角等）を、エンコーダ２４，２５と
ヨーレートセンサ２６とに基づいて推定する。そして、
制御ユニット２０は、推定した現在の走行状態に応じた
駆動力が生じるように、駆動モータ２１，２２を制御す
る。このようにして、補助動力装置３は、利用者の意志
に応じた適切な動力アシストを行う。
【００２２】また、上述した着脱機構の制御は、センサ
２７〜３１の出力情報に基づいて行われる。ここで、着
脱スイッチ２７は、補助動力装置３の操作パネルに設け
られた、オペレータ自身で切り換えを行うスイッチであ
る。オペレータは、補助動力装置３を取り付ける場合は
着脱スイッチ２７をオンに設定し、取り外す場合はオフ
に設定する。一対の光電センサ２７は、図２に示したよ
うに、アーム４ａ，４ｂの軸方向の外側を向くように、
着脱機構の左右それぞれに取り付けられている。光電セ
ンサ２７としては、例えば赤外線センサを用いることが
でき、車椅子のフレーム２ａ，２ｂの位置、具体的に
は、アーム４ａ，４ｂの軸線上にフレーム２ａ，２ｂが
位置しているか否かを検出するセンサである。また、リ
ミットスイッチ２９は、着脱機構に取り付けられており
（図２参照）、アーム４ａ，４ｂが最も内側へスライド
した場合、すなわち、アーム４ａ，４ｂが最も縮んだ状
態にオンする。さらに、電流センサ３１は、ハンドル駆
動モータ８を流れる電流を検出して、このモータ８の負
荷状態をモニタリングするためのセンサである。アーム
４ａ，４ｂの外側へのスライドを阻止する作用がアーム
４ａ，４ｂに働き、ハンドル駆動モータ８の負荷が大き
くなるほど、ハンドル駆動モータ８には大電流が流れ
る。そこで、電流センサ３１により検出された電流をモ
ニタリングすることにより、アーム４ａ，４ｂがフレー
ム２ａ，２ｂを適切に把持したか否かを判断することが
できる。なお、傾斜センサ３０については後述する。
２７〜３１の出力情報に基づいて行われる。ここで、着
脱スイッチ２７は、補助動力装置３の操作パネルに設け
られた、オペレータ自身で切り換えを行うスイッチであ
る。オペレータは、補助動力装置３を取り付ける場合は
着脱スイッチ２７をオンに設定し、取り外す場合はオフ
に設定する。一対の光電センサ２７は、図２に示したよ
うに、アーム４ａ，４ｂの軸方向の外側を向くように、
着脱機構の左右それぞれに取り付けられている。光電セ
ンサ２７としては、例えば赤外線センサを用いることが
でき、車椅子のフレーム２ａ，２ｂの位置、具体的に
は、アーム４ａ，４ｂの軸線上にフレーム２ａ，２ｂが
位置しているか否かを検出するセンサである。また、リ
ミットスイッチ２９は、着脱機構に取り付けられており
（図２参照）、アーム４ａ，４ｂが最も内側へスライド
した場合、すなわち、アーム４ａ，４ｂが最も縮んだ状
態にオンする。さらに、電流センサ３１は、ハンドル駆
動モータ８を流れる電流を検出して、このモータ８の負
荷状態をモニタリングするためのセンサである。アーム
４ａ，４ｂの外側へのスライドを阻止する作用がアーム
４ａ，４ｂに働き、ハンドル駆動モータ８の負荷が大き
くなるほど、ハンドル駆動モータ８には大電流が流れ
る。そこで、電流センサ３１により検出された電流をモ
ニタリングすることにより、アーム４ａ，４ｂがフレー
ム２ａ，２ｂを適切に把持したか否かを判断することが
できる。なお、傾斜センサ３０については後述する。
【００２３】補助動力装置３の取り付けは、以下のよう
な手順で行われる。まず、オペレータは、着脱スイッチ
２７をオフからオンに切り換える。これにより、縮んだ
アーム４ａ、４ｂは外側へスライド可能なスタンバイ状
態となる。スタンバイ状態において、光電センサ２８に
より検出された両フレーム２ａ，２ｂがアーム４ａ，４
ｂの軸線上に位置している場合、制御ユニット２０は、
補助動力装置３の取り付けが可能である判断する。この
場合、制御ユニット２０は、ハンドル駆動モータ８を正
転させて、一対のアーム４ａ，４ｂを外側へスライドさ
せ始めるとともに、電流センサ３１の検出電流値をモニ
タリングする。上述したように、アーム４ａ，４ｂがフ
レーム２ａ，２ｂを把持すると、ハンドル駆動モータ８
の負荷が大きくなるので、検出電流値が大きくなる。そ
こで、補助動力装置３を車椅子１に適切に固定する力
（すなわち、アーム４ａ，４ｂの把持力）が確保された
時点における、ハンドル駆動モータ８を流れる電流を予
め求め、この電流値をしきい値としてセットしておく。
制御ユニット２０は、電流センサ３１の検出電流値が、
このようにして予めセットされたしきい値に到達した場
合、アーム４ａ，４ｂがフレーム２ａ，２ｂを把持した
と判断して、ハンドル駆動モータ８の回転を停止する。
これにより、補助動力装置３は、適切な固定力で車椅子
１に固定される。
な手順で行われる。まず、オペレータは、着脱スイッチ
２７をオフからオンに切り換える。これにより、縮んだ
アーム４ａ、４ｂは外側へスライド可能なスタンバイ状
態となる。スタンバイ状態において、光電センサ２８に
より検出された両フレーム２ａ，２ｂがアーム４ａ，４
ｂの軸線上に位置している場合、制御ユニット２０は、
補助動力装置３の取り付けが可能である判断する。この
場合、制御ユニット２０は、ハンドル駆動モータ８を正
転させて、一対のアーム４ａ，４ｂを外側へスライドさ
せ始めるとともに、電流センサ３１の検出電流値をモニ
タリングする。上述したように、アーム４ａ，４ｂがフ
レーム２ａ，２ｂを把持すると、ハンドル駆動モータ８
の負荷が大きくなるので、検出電流値が大きくなる。そ
こで、補助動力装置３を車椅子１に適切に固定する力
（すなわち、アーム４ａ，４ｂの把持力）が確保された
時点における、ハンドル駆動モータ８を流れる電流を予
め求め、この電流値をしきい値としてセットしておく。
制御ユニット２０は、電流センサ３１の検出電流値が、
このようにして予めセットされたしきい値に到達した場
合、アーム４ａ，４ｂがフレーム２ａ，２ｂを把持した
と判断して、ハンドル駆動モータ８の回転を停止する。
これにより、補助動力装置３は、適切な固定力で車椅子
１に固定される。
【００２４】なお、アーム４ａ,４ｂが外側へスライド
している最中に、車椅子１または補助動力装置３が移動
してしまい、補助動力装置３を取り付けできない位置的
関係になった場合には、アーム４ａ，４ｂのスライド動
作は中断される。この場合、アーム４ａ，４ｂは縮み側
へと変位してスタンバイ状態にリセットされる。
している最中に、車椅子１または補助動力装置３が移動
してしまい、補助動力装置３を取り付けできない位置的
関係になった場合には、アーム４ａ，４ｂのスライド動
作は中断される。この場合、アーム４ａ，４ｂは縮み側
へと変位してスタンバイ状態にリセットされる。
【００２５】両フレーム２ａ，２ｂがアーム４ａ，４ｂ
の軸線上に位置しているが、補助動力装置３に対して車
椅子１が左右のどちらかにオフセットしている場合で
も、補助動力装置３の取り付けを適切に行うことができ
る。例えば、補助動力装置３が右側にオフセットしてい
る場合、左ハンドル７ｂよりも先に右ハンドル７ａが右
フレーム２ａを把持する。この右ハンドル７ａのスライ
ドにより、車椅子１自体は右側へずれていくため、車椅
子１のオフセットが解消される。その後、左ハンドル７
ｂが左フレーム２ｂを把持することで、補助動力装置３
は車椅子１に固定される。
の軸線上に位置しているが、補助動力装置３に対して車
椅子１が左右のどちらかにオフセットしている場合で
も、補助動力装置３の取り付けを適切に行うことができ
る。例えば、補助動力装置３が右側にオフセットしてい
る場合、左ハンドル７ｂよりも先に右ハンドル７ａが右
フレーム２ａを把持する。この右ハンドル７ａのスライ
ドにより、車椅子１自体は右側へずれていくため、車椅
子１のオフセットが解消される。その後、左ハンドル７
ｂが左フレーム２ｂを把持することで、補助動力装置３
は車椅子１に固定される。
【００２６】また、スタンバイ状態において、左右の光
電センサ２８により検出されたフレーム２ａ，２ｂがア
ーム４ａ，４ｂの軸線上に位置していない場合、制御ユ
ニット２０は、補助動力装置２の取り付けが可能でない
と判断する。したがって、制御ユニット２０は、アーム
４ａ，４ｂをスライドさせない。この場合、オペレータ
は、車椅子１または補助動力装置３を動かして、両者の
相対位置を調整する。この調整を通じて、アーム４ａ，
４ｂの軸線上にフレーム２ａ，２ｂが位置したならば、
制御ユニット２０はアーム４ａ，４ｂをスライドさせ
る。
電センサ２８により検出されたフレーム２ａ，２ｂがア
ーム４ａ，４ｂの軸線上に位置していない場合、制御ユ
ニット２０は、補助動力装置２の取り付けが可能でない
と判断する。したがって、制御ユニット２０は、アーム
４ａ，４ｂをスライドさせない。この場合、オペレータ
は、車椅子１または補助動力装置３を動かして、両者の
相対位置を調整する。この調整を通じて、アーム４ａ，
４ｂの軸線上にフレーム２ａ，２ｂが位置したならば、
制御ユニット２０はアーム４ａ，４ｂをスライドさせ
る。
【００２７】一方、補助動力装置３の取り外す場合、利
用者は着脱スイッチ２７をオンからオフに切り換える。
これにより、ハンドル駆動モータ８は逆転して、伸びた
アーム４ａ，４ｂは縮み方向にスライドするため、補助
動力装置３が車椅子１から解放される。そして、リミッ
トスイッチ２９からの信号によって、アーム４ａ，４ｂ
が最も縮んだ状態が検出されると、制御ユニット２０
は、アーム４ａ，４ｂのスライド動作を停止する。
用者は着脱スイッチ２７をオンからオフに切り換える。
これにより、ハンドル駆動モータ８は逆転して、伸びた
アーム４ａ，４ｂは縮み方向にスライドするため、補助
動力装置３が車椅子１から解放される。そして、リミッ
トスイッチ２９からの信号によって、アーム４ａ，４ｂ
が最も縮んだ状態が検出されると、制御ユニット２０
は、アーム４ａ，４ｂのスライド動作を停止する。
【００２８】このように本実施形態に係る補助動力装置
３では、車種毎の取り付け用インターフェースやアダプ
タを個別に設けたり、車椅子１を改造することなく、使
い慣れた車椅子１への着脱を自動的にかつ簡単に行うこ
とができる。したがって、補助動力装置３の着脱に関す
る使用者の利便性を向上させることができる。
３では、車種毎の取り付け用インターフェースやアダプ
タを個別に設けたり、車椅子１を改造することなく、使
い慣れた車椅子１への着脱を自動的にかつ簡単に行うこ
とができる。したがって、補助動力装置３の着脱に関す
る使用者の利便性を向上させることができる。
【００２９】また、この補助動力装置３は、左右のフレ
ーム２ａ，２ｂの間隔が異なるような車椅子１に対して
も広く取り付けることが可能である。通常、車椅子１は
使用者の体型等を考慮した仕様で製造されているため、
車椅子１の車幅（左右のフレーム２ａ，２ｂの間隔）に
は、ばらつきがある。したがって、左右のフレーム２
ａ，２ｂを把持するのに必要なアーム４ａ，４ｂのスラ
イド量も、車椅子１毎に異なる。そこで、ハンドル駆動
モータ８の負荷状態をモニタリングしながら、アーム４
ａ，４ｂを外側にスライドさせ、所定の高負荷状態にな
った時点でアーム４ａ，４ｂのスライドを停止してい
る。したがって、車幅が異なる様々な車椅子１に対して
も、補助動力装置３を適切に取り付けることができるた
め、補助動力装置３の汎用性の向上を図ることができ
る。
ーム２ａ，２ｂの間隔が異なるような車椅子１に対して
も広く取り付けることが可能である。通常、車椅子１は
使用者の体型等を考慮した仕様で製造されているため、
車椅子１の車幅（左右のフレーム２ａ，２ｂの間隔）に
は、ばらつきがある。したがって、左右のフレーム２
ａ，２ｂを把持するのに必要なアーム４ａ，４ｂのスラ
イド量も、車椅子１毎に異なる。そこで、ハンドル駆動
モータ８の負荷状態をモニタリングしながら、アーム４
ａ，４ｂを外側にスライドさせ、所定の高負荷状態にな
った時点でアーム４ａ，４ｂのスライドを停止してい
る。したがって、車幅が異なる様々な車椅子１に対して
も、補助動力装置３を適切に取り付けることができるた
め、補助動力装置３の汎用性の向上を図ることができ
る。
【００３０】また、アーム４ａ，４ｂの把持力によっ
て、補助動力装置３を車椅子１に確実に固定できる。そ
のため、従来の技術と比較して、車椅子１の走行中に補
助動力装置３が外れてしまうといった事態を有効に防止
することができる。
て、補助動力装置３を車椅子１に確実に固定できる。そ
のため、従来の技術と比較して、車椅子１の走行中に補
助動力装置３が外れてしまうといった事態を有効に防止
することができる。
【００３１】さらに、光電センサ２８により車椅子１側
のフレーム２ａ，２ｂの位置を検出し、フレーム位置が
適切な場合のみ、アーム４ａ，４ｂのスライド動作を行
う。これにより、取り付けミス等を生じることなく、車
椅子１に補助動力装置３を適切に取り付けることができ
る。
のフレーム２ａ，２ｂの位置を検出し、フレーム位置が
適切な場合のみ、アーム４ａ，４ｂのスライド動作を行
う。これにより、取り付けミス等を生じることなく、車
椅子１に補助動力装置３を適切に取り付けることができ
る。
【００３２】なお、本実施形態に係る着脱制御では、車
椅子１側のフレーム２ａ，２ｂの両方がアーム４ａ，４
ｂの軸線上にない場合には、補助動力装置３の取り付け
動作を行わない。しかしながら、本発明に係る着脱制御
はこれに限定されるものではなく、以下のようなケース
を含めて広く適用することができる。
椅子１側のフレーム２ａ，２ｂの両方がアーム４ａ，４
ｂの軸線上にない場合には、補助動力装置３の取り付け
動作を行わない。しかしながら、本発明に係る着脱制御
はこれに限定されるものではなく、以下のようなケース
を含めて広く適用することができる。
【００３３】（１）ハンドル駆動モータ８を左右のアー
ム４ａ、４ｂ毎に設け、両アーム４ａ，４ｂを独立して
スライド可能にする。これにより、フレーム２ａ，２ｂ
の一方だけがアーム４ａ，４ｂの軸線上に位置している
場合であっても、補助動力装置３の取り付けを行うこと
ができる。例えば、補助動力装置３の進行方向が車椅子
１の進行方向に対して左を向いており、右フレーム２ａ
のみが上記の軸線上に位置しているケースを考える。こ
の場合、まず、右アーム４ａのスライド動作を行い、右
アーム４ａを右フレーム２ａに係合させる。そして、右
側の係合状態を維持しながら補助動力装置３を手動で前
進させる（自走させてもよい）。これにより、補助動力
装置３によって車椅子１の右側のみが押されて、車椅子
１がずれながら回転方向に移動する。このような車椅子
１の移動を通じて、左フレーム２ｂが左アーム４ｂの軸
線上に位置した時点で、左アーム４ｂのスライド動作を
開始する。これにより、左右のアーム４ａ，４ｂで両フ
レーム２ａ，２ｂを把持することができる。
ム４ａ、４ｂ毎に設け、両アーム４ａ，４ｂを独立して
スライド可能にする。これにより、フレーム２ａ，２ｂ
の一方だけがアーム４ａ，４ｂの軸線上に位置している
場合であっても、補助動力装置３の取り付けを行うこと
ができる。例えば、補助動力装置３の進行方向が車椅子
１の進行方向に対して左を向いており、右フレーム２ａ
のみが上記の軸線上に位置しているケースを考える。こ
の場合、まず、右アーム４ａのスライド動作を行い、右
アーム４ａを右フレーム２ａに係合させる。そして、右
側の係合状態を維持しながら補助動力装置３を手動で前
進させる（自走させてもよい）。これにより、補助動力
装置３によって車椅子１の右側のみが押されて、車椅子
１がずれながら回転方向に移動する。このような車椅子
１の移動を通じて、左フレーム２ｂが左アーム４ｂの軸
線上に位置した時点で、左アーム４ｂのスライド動作を
開始する。これにより、左右のアーム４ａ，４ｂで両フ
レーム２ａ，２ｂを把持することができる。
【００３４】（２）左右の光電センサ２８としてＣＣＤ
カメラを用いる。左右のＣＣＤカメラの撮像範囲内にフ
レーム２ａ，２ｂが検出されているが、それらの位置が
アーム４ａ，４ｂの軸線上にない場合には、補助動力装
置３は自走して、前後または回転移動する。そして、両
フレーム２ａ，２ｂが適切な位置になった時点で、補助
動力装置３は停止して、左右のアーム４ａ，４ｂのスラ
イド動作を行う。これにより、左右のアーム４ａ，４ｂ
で両フレーム２ａ，２ｂを把持することができる。
カメラを用いる。左右のＣＣＤカメラの撮像範囲内にフ
レーム２ａ，２ｂが検出されているが、それらの位置が
アーム４ａ，４ｂの軸線上にない場合には、補助動力装
置３は自走して、前後または回転移動する。そして、両
フレーム２ａ，２ｂが適切な位置になった時点で、補助
動力装置３は停止して、左右のアーム４ａ，４ｂのスラ
イド動作を行う。これにより、左右のアーム４ａ，４ｂ
で両フレーム２ａ，２ｂを把持することができる。
【００３５】（３）一方のアーム側（例えば左アーム４
ｂ）はスライドしない固定式としてもよい。この場合、
オペレータはまず固定側アーム４ｂのハンドル７ｂを左
フレーム２ｂに係合させる。そして、この係合状態を維
持しながら、右アーム４ａの軸線上に右フレーム２ａが
位置するように、車椅子１と補助動力装置３との相対位
置を調整する。そして、右側の光電センサ２８が右フレ
ーム２ａを検出すると、右フレーム２ａがスライドし、
右ハンドル７ａが右フレーム２ａと係合する。これによ
り、左右のアーム４ａ，４ｂで両フレーム２ａ，２ｂを
把持することができる。
ｂ）はスライドしない固定式としてもよい。この場合、
オペレータはまず固定側アーム４ｂのハンドル７ｂを左
フレーム２ｂに係合させる。そして、この係合状態を維
持しながら、右アーム４ａの軸線上に右フレーム２ａが
位置するように、車椅子１と補助動力装置３との相対位
置を調整する。そして、右側の光電センサ２８が右フレ
ーム２ａを検出すると、右フレーム２ａがスライドし、
右ハンドル７ａが右フレーム２ａと係合する。これによ
り、左右のアーム４ａ，４ｂで両フレーム２ａ，２ｂを
把持することができる。
【００３６】つぎに、上述した着脱機構の構成を変形し
て、走行路の傾斜状態を推定する手法について説明す
る。図７は、右アーム４ａの先端の拡大図であり、図８
は、アーム４ａの軸方向の回転状態の説明図である。ま
た、図９は、右アーム４ａ先端の正面図である。なお、
左アーム４ｂ側を同様の構成としてもよい。アーム４ａ
の先端には、アーム４ａの軸心に対して回転可能な状態
でハンドル７ａがビス４０によって取り付けられてい
る。この点を詳述すると、アーム４ａの先端面の中央部
には、ビス４０を螺合可能なネジ部を有する有底の取付
孔４２が軸方向に沿って形成されている。また、ハンド
ル７ａの中央には、皿状の頭部を有するビス４０が突出
することなく収納できるような形状の取付孔４３が形成
されている。ただし、この取付孔４３にはネジ部は形成
されていない。ハンドル７ａを取付ける場合、ハンドル
７ａ側の取付孔４３、ワッシャ４１、アーム４ａ側の取
付孔４２の順でビス４０を挿通し、アーム４ａ側の取付
孔４２の底部に到達するまでビス４０を螺合する。ビス
４０は、二つの取付孔４２，４３の深さとワッシャ４１
の厚さの総和よりも若干大きな長さを有する。したがっ
て、ハンドル７ａがアーム４ａ先端に取付けられた状態
において、両部材の間にクリアランスが生じるため、ハ
ンドル７ａはアーム４ａに対して回動自在となる。な
お、車椅子フレームとの着脱を支障なく行うことできる
ように、ハンドル７ａの回動範囲は、ワッシャ４１に取
付けられた一対の突起状のストッパー３２により規制さ
れている。また、このハンドル７ａに装着された傾斜セ
ンサ３０は、重力方向を基準とした絶対的な傾斜角度を
求めるＩＣチップで構成された既存の傾斜センサを用い
ることができる。
て、走行路の傾斜状態を推定する手法について説明す
る。図７は、右アーム４ａの先端の拡大図であり、図８
は、アーム４ａの軸方向の回転状態の説明図である。ま
た、図９は、右アーム４ａ先端の正面図である。なお、
左アーム４ｂ側を同様の構成としてもよい。アーム４ａ
の先端には、アーム４ａの軸心に対して回転可能な状態
でハンドル７ａがビス４０によって取り付けられてい
る。この点を詳述すると、アーム４ａの先端面の中央部
には、ビス４０を螺合可能なネジ部を有する有底の取付
孔４２が軸方向に沿って形成されている。また、ハンド
ル７ａの中央には、皿状の頭部を有するビス４０が突出
することなく収納できるような形状の取付孔４３が形成
されている。ただし、この取付孔４３にはネジ部は形成
されていない。ハンドル７ａを取付ける場合、ハンドル
７ａ側の取付孔４３、ワッシャ４１、アーム４ａ側の取
付孔４２の順でビス４０を挿通し、アーム４ａ側の取付
孔４２の底部に到達するまでビス４０を螺合する。ビス
４０は、二つの取付孔４２，４３の深さとワッシャ４１
の厚さの総和よりも若干大きな長さを有する。したがっ
て、ハンドル７ａがアーム４ａ先端に取付けられた状態
において、両部材の間にクリアランスが生じるため、ハ
ンドル７ａはアーム４ａに対して回動自在となる。な
お、車椅子フレームとの着脱を支障なく行うことできる
ように、ハンドル７ａの回動範囲は、ワッシャ４１に取
付けられた一対の突起状のストッパー３２により規制さ
れている。また、このハンドル７ａに装着された傾斜セ
ンサ３０は、重力方向を基準とした絶対的な傾斜角度を
求めるＩＣチップで構成された既存の傾斜センサを用い
ることができる。
【００３７】また、傾斜センサ３０として、アーム４ａ
に対するハンドル７ａの回転角を検出するロータリエン
コーダ等を用いてもよい。この場合、傾斜センサ３０か
ら検出されたハンドル７ａの回転角に基づいて、走行路
の傾斜状態を算出することができる。フラットな路面上
に車椅子１が置かれている場合、図１２（ａ）に示した
ように、車椅子１のフレーム２ａは路面と垂直になって
いる。この状態において、フレーム２ａを把持したハン
ドル７ａの回転角をθ1（本実施例では０°）とする。
車椅子１が走行して、スロープ、段差、起伏等の上り傾
斜に差し掛かると、車椅子１のピッチングが生じる。こ
の状態では、車椅子１の補助前輪１８は傾斜路上に位置
しているが、補助動力装置３は未だ傾斜路に差し掛かっ
ていない。したがって、図１２（ｂ）に示したように、
フレーム２ａの傾きに伴って、フレーム２ａを把持した
ハンドル７ａが時計方向に回転するため、同図に示した
ように、ハンドル７ａの回転角は一時的にθ2（θ1＜θ
2）となる。このことから、ハンドル７ａの回転角が所
定値以上変化した場合、車椅子１の現在位置は走行路の
傾斜が変化する位置（例えば、上り傾斜路の差し掛か
り）であると判断することができる。
に対するハンドル７ａの回転角を検出するロータリエン
コーダ等を用いてもよい。この場合、傾斜センサ３０か
ら検出されたハンドル７ａの回転角に基づいて、走行路
の傾斜状態を算出することができる。フラットな路面上
に車椅子１が置かれている場合、図１２（ａ）に示した
ように、車椅子１のフレーム２ａは路面と垂直になって
いる。この状態において、フレーム２ａを把持したハン
ドル７ａの回転角をθ1（本実施例では０°）とする。
車椅子１が走行して、スロープ、段差、起伏等の上り傾
斜に差し掛かると、車椅子１のピッチングが生じる。こ
の状態では、車椅子１の補助前輪１８は傾斜路上に位置
しているが、補助動力装置３は未だ傾斜路に差し掛かっ
ていない。したがって、図１２（ｂ）に示したように、
フレーム２ａの傾きに伴って、フレーム２ａを把持した
ハンドル７ａが時計方向に回転するため、同図に示した
ように、ハンドル７ａの回転角は一時的にθ2（θ1＜θ
2）となる。このことから、ハンドル７ａの回転角が所
定値以上変化した場合、車椅子１の現在位置は走行路の
傾斜が変化する位置（例えば、上り傾斜路の差し掛か
り）であると判断することができる。
【００３８】図１３に示したように、制御ユニット２０
は、傾斜センサ３０からのセンサ情報をモニタリング
し、現在の位置で走行路の傾斜が変化していると判断し
た場合は、左右の駆動モータ２１，２２の駆動力を増大
／低下させる制御を行う。これにより、使用者に違和感
を感じさせることなく、自然なフィーリングの動力アシ
ストを行うことができる。また、車椅子１のピッチング
を車椅子１のフレーム２ａからダイレクトに検出してい
るので、正確かつ応答性に優れたピッチング検出を行う
ことが可能となる。
は、傾斜センサ３０からのセンサ情報をモニタリング
し、現在の位置で走行路の傾斜が変化していると判断し
た場合は、左右の駆動モータ２１，２２の駆動力を増大
／低下させる制御を行う。これにより、使用者に違和感
を感じさせることなく、自然なフィーリングの動力アシ
ストを行うことができる。また、車椅子１のピッチング
を車椅子１のフレーム２ａからダイレクトに検出してい
るので、正確かつ応答性に優れたピッチング検出を行う
ことが可能となる。
【００３９】なお、上述した実施形態では、矩形断面の
角柱状のアーム４ａ，４ｂを用いた場合について説明し
たが、変形例として、円断面のアームを用いても同様の
着脱機構を実現することができる。図１０は、この変形
例に係る着脱機構の正面図であり、図１１は、この変形
例に係るアーム先端の説明図である。なお、上述した実
施形態において説明した部材と同一部材については、同
一の符号を付してここでの説明を省略する。
角柱状のアーム４ａ，４ｂを用いた場合について説明し
たが、変形例として、円断面のアームを用いても同様の
着脱機構を実現することができる。図１０は、この変形
例に係る着脱機構の正面図であり、図１１は、この変形
例に係るアーム先端の説明図である。なお、上述した実
施形態において説明した部材と同一部材については、同
一の符号を付してここでの説明を省略する。
【００４０】円柱状のアーム４ａ，４ｂを用いる場合、
上述した送りネジ機構の動作によりアーム４ａ，４ｂ自
体が回動してしまうことを規制する必要がある。そこ
で、この変形例では、このような回動を規制する手段と
して、アーム４ａ，４ｂのそれぞれに図示したようなガ
イド部５０を設ける。右アーム４ａを一例として説明す
ると、アーム４ａの頂部には、軸方向に沿って延在する
ガイド溝５２が形成されている。ガイドピン５１を、ア
ーム保持部９ａに形成されたネジ穴に挿通し、その先端
がガイド溝５２と係合するまでガイドピン５１を螺合す
る。ガイドピン５１がガイド溝５２に係合することによ
って、アーム４ａの回動が規制されるとともに、ガイド
溝５２の軸方向長によって、アーム４ａの軸方向の伸縮
範囲も規制される。なお、この構造においても、一対の
突起状のストッパー３２によりハンドル７ａの回動範囲
が規制されてため、車椅子フレームとの着脱を支障なく
行うことできる。
上述した送りネジ機構の動作によりアーム４ａ，４ｂ自
体が回動してしまうことを規制する必要がある。そこ
で、この変形例では、このような回動を規制する手段と
して、アーム４ａ，４ｂのそれぞれに図示したようなガ
イド部５０を設ける。右アーム４ａを一例として説明す
ると、アーム４ａの頂部には、軸方向に沿って延在する
ガイド溝５２が形成されている。ガイドピン５１を、ア
ーム保持部９ａに形成されたネジ穴に挿通し、その先端
がガイド溝５２と係合するまでガイドピン５１を螺合す
る。ガイドピン５１がガイド溝５２に係合することによ
って、アーム４ａの回動が規制されるとともに、ガイド
溝５２の軸方向長によって、アーム４ａの軸方向の伸縮
範囲も規制される。なお、この構造においても、一対の
突起状のストッパー３２によりハンドル７ａの回動範囲
が規制されてため、車椅子フレームとの着脱を支障なく
行うことできる。
【００３９】
【発明の効果】このように、本発明によれば、外付けの
補助動力装置を、使い慣れた車椅子に自動的に、かつ確
実に着脱可能にすることができるため、使用者の利便性
を向上させることができる。
補助動力装置を、使い慣れた車椅子に自動的に、かつ確
実に着脱可能にすることができるため、使用者の利便性
を向上させることができる。
【図１】車椅子の補助動力装置の取り付け説明図
【図２】フレームの把持状態の説明図
【図３】着脱機構の上面図
【図４】着脱機構の正面図
【図５】Ａ−Ａ断面図
【図６】駆動ロッドの説明図
【図７】アーム先端の拡大図
【図８】アームの軸方向の回転状態の説明図
【図９】アーム先端の正面図
【図１０】変形例に係る着脱機構の正面図
【図１１】変形例に係るアーム先端の説明図
【図１２】車椅子のフレームとシリンダの回転との関係
の説明図
の説明図
【図１３】補助動力装置の制御系ブロック図
１ 車椅子、 ２ａ，２ｂ フ
レーム、３ 補助動力装置、 ４ａ，
４ｂ アーム、５ａ，５ｂ 駆動輪、
６ 従輪、７ａ，７ｂ ハンドル、 ８
ハンドル駆動モータ、９ａ，９ｂ アーム保持部、
１０ａ，１０ｂ ネジ穴、１１ 回転ロッド、
１２ａ，１２ｂ ネジ部、１３ ホィー
ル、 １４ モータ保持部、１５
ウォーム、 １６ 車輪、１７ ハ
ンドリム、 １８ 補助前輪、２０
制御ユニット、 ２１ 右駆動モータ、
２２ 左駆動モータ、 ２３ バッテリ
ー、２４ 右エンコーダ、 ２５ 左エ
ンコーダ、２６ ヨーレートセンサ、 ２７
着脱スイッチ、２８ 光電センサ、
２９ リミットスイッチ、３０ 傾斜センサ、
３１ 電流センサ、３２ ストッパー、
４０ ビス、４１ ワッシャ、
４２，４３ 取付孔、５０ ガイド部、
５１ ガイドピン、５２ ガイド
溝
レーム、３ 補助動力装置、 ４ａ，
４ｂ アーム、５ａ，５ｂ 駆動輪、
６ 従輪、７ａ，７ｂ ハンドル、 ８
ハンドル駆動モータ、９ａ，９ｂ アーム保持部、
１０ａ，１０ｂ ネジ穴、１１ 回転ロッド、
１２ａ，１２ｂ ネジ部、１３ ホィー
ル、 １４ モータ保持部、１５
ウォーム、 １６ 車輪、１７ ハ
ンドリム、 １８ 補助前輪、２０
制御ユニット、 ２１ 右駆動モータ、
２２ 左駆動モータ、 ２３ バッテリ
ー、２４ 右エンコーダ、 ２５ 左エ
ンコーダ、２６ ヨーレートセンサ、 ２７
着脱スイッチ、２８ 光電センサ、
２９ リミットスイッチ、３０ 傾斜センサ、
３１ 電流センサ、３２ ストッパー、
４０ ビス、４１ ワッシャ、
４２，４３ 取付孔、５０ ガイド部、
５１ ガイドピン、５２ ガイド
溝
Claims (8)
- 【請求項１】車椅子に着脱可能であり、車椅子の動力ア
シストを行う補助動力装置において、 前記車椅子の所定のフレームの位置を検出する位置検出
手段と、 前記フレームと係合可能な形状を有するハンドルが先端
に取り付けられた係合手段と、 前記係合手段を変位させる駆動手段と、 前記位置検出手段からの情報に基づいて、前記フレーム
が所定の位置にあると判断した場合、前記駆動手段によ
って前記係合手段を変位させて、前記ハンドルを前記フ
レームに係合させる制御手段とを有することを特徴とす
る車椅子の補助動力装置。 - 【請求項２】前記位置検出手段は、前記車椅子の左右の
フレームを検出し、 前記係合手段は、前記車椅子の左フレーム側へ変位可能
な第１のアームと、前記車椅子の右フレーム側へ変位可
能な第２のアームとを有し、 前記制御手段は、前記左右のフレームが所定の位置にあ
ると判断した場合、前記駆動手段によって前記アームの
それぞれを変位させて、前記第１のアームと前記第２の
アームとによって、前記左右のフレームを把持すること
を特徴とする請求項１に記載された車椅子の補助動力装
置。 - 【請求項３】前記ハンドルは、前記アームに回転可能な
状態で取り付けられており、 前記アームに対する前記ハンドルの回転角を検出する回
転角検出手段と、 前記ハンドルが前記フレームと係合した状態において、
前記回転角検出手段によって検出された前記ハンドルの
回転角に基づいて、走行路の傾斜を算出する算出手段と
をさらに有することを特徴とする請求項２に記載された
車椅子の動力補助装置。 - 【請求項４】前記駆動手段は、電動モータであって、 前記電動モータの負荷状態を検出する負荷検出手段をさ
らに有し、 前記制御手段は、前記係合手段の変位を開始した後に前
記電動モータの負荷が所定値よりも大きくなった場合、
前記電動モータの駆動を停止することを特徴とする請求
項１から３のいずれかに記載された車椅子の補助動力装
置。 - 【請求項５】前記制御手段は、前記フレームが所定の位
置にないと判断した場合、当該所定の位置に前記フレー
ムが位置するように、前記補助動力装置を走行させるこ
とを特徴とする請求項１または２に記載された車椅子の
補助動力装置。 - 【請求項６】前記制御手段は、前記左右のフレームの一
方が所定の位置にあると判断した場合、当該フレームに
係合する側の前記アームを変位させるとともに、前記左
右のフレームの他方が所定の位置にくるように、前記補
助動力装置を走行させることを特徴とする請求項２に記
載された車椅子の補助動力装置。 - 【請求項７】走行路の傾斜に応じた動力アシストを行
う、車椅子の補助動力装置において、 前記車椅子のフレームを把持するアームと、 前記アームの先端に回転可能な状態で取り付けられてお
り、前記車椅子のフレームと係合可能な形状を有するハ
ンドルと、 前記アームに対する前記ハンドルの回転角を検出する検
出手段と、 前記アームによって前記フレームが把持された状態にお
いて、前記検出手段によって検出された前記ハンドルの
回転角に基づいて、走行路の傾斜状態を特定する特定手
段とを有することを特徴とする車椅子の補助動力装置。 - 【請求項８】前記特定手段は、前記ハンドルの回転角の
変化に基づいて、走行路の傾斜が変化した位置を検出す
ることを特徴とする請求項７に記載された車椅子の補助
動力装置。
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| JP2000-71773 | 2000-03-15 | ||
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