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JPH10314232A - 補助動力式車椅子 - Google Patents

補助動力式車椅子

Info

Publication number
JPH10314232A
JPH10314232A JP9128541A JP12854197A JPH10314232A JP H10314232 A JPH10314232 A JP H10314232A JP 9128541 A JP9128541 A JP 9128541A JP 12854197 A JP12854197 A JP 12854197A JP H10314232 A JPH10314232 A JP H10314232A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
auxiliary power
input
wheelchair
decay rate
time decay
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP9128541A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroaki Ogata
宏彰 尾方
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Motor Co Ltd filed Critical Yamaha Motor Co Ltd
Priority to JP9128541A priority Critical patent/JPH10314232A/ja
Priority to DE69833753T priority patent/DE69833753T2/de
Priority to PCT/JP1998/002183 priority patent/WO1998052508A1/ja
Priority to US09/230,008 priority patent/US6230831B1/en
Priority to EP98919643A priority patent/EP0925771B1/en
Publication of JPH10314232A publication Critical patent/JPH10314232A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • 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
    • A61G5/041—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs motor-driven having a specific drive-type
    • A61G5/045—Rear wheel drive
    • 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
    • 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
    • A61G5/048—Power-assistance activated by pushing on hand rim or on handlebar
    • 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
    • A61G5/00—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
    • A61G5/10—Parts, details or accessories
    • A61G5/1054—Large wheels, e.g. higher than the seat portion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/52—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells characterised by DC-motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/80—Other vehicles not covered by groups B60Y2200/10 - B60Y2200/60
    • B60Y2200/84—Wheelchairs
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S180/00—Motor vehicles
    • Y10S180/907—Motorized wheelchairs

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 必要に応じた惰行量を確保することよって室
内での小回りの利いた走行、屋外での快適な走行、楽な
登坂等を図ることができる補助動力式車椅子を提供する
こと。 【構成】 電動モータと、車輪２に加えられる入力を検
出するポテンショメータ（入力検出手段）２７と、検出
された入力に応じて電動モータを制御するコントローラ
（制御手段）３１を有し、入力の大きさに応じた補助動
力を車輪２に加えてこれを回転駆動する補助動力式車椅
子において、補助動力の時間減衰率を入力が小さい程大
きく、入力が大きい程小さくする。本発明によれば、例
えば室内での細かい動きに対して車椅子の惰行量が小さ
く抑えられるため、室内での小回りの利いた細かい動き
が可能となり、又、屋外での走行では惰行量が十分確保
され、平地での快適な走行が可能となるとともに、傾斜
の急な坂道でも楽に登ることができ、乗員の肉体的負担
が軽減される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、左右の駆動輪に加
えられる入力の大きさに応じた補助動力を各車輪に加え
て該車輪を回転駆動するようにした補助動力式車椅子に
関する。
【０００２】
【従来の技術】斯かる補助動力式車椅子は手動車椅子と
電動車椅子の中間に位置するものであって、左右一対の
車輪に間欠的に加えられる入力を検出し、検出された入
力に応じた補助動力を左右の車輪にそれぞれ加えること
によって乗員の肉体的負担を軽減するものである。
【０００３】ところで、この種の補助動力式車椅子にお
いては、乗員によって各車輪に加えられる入力が検知さ
れる度に補助動力が間欠的に供給されるが、この補助動
力は入力が除去された後は時間と共に減衰せしめられて
車椅子の走行に惰行感覚が付与されるようになってい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の補助
動力式車椅子においては、補助動力の時間減衰率は入力
や走行速度の大きさ或は走行方向（前進か後進か）に拘
らず常に一定に設定されていたため、例えば室内での細
かい動きに対して車椅子の惰行量が大き過ぎるために小
回りが利かず、逆に屋外での走行では惰行量が不足する
ために快適な走行ができず、特に傾斜の急な坂道を楽に
登ることができない等の問題があった。
【０００５】又、車椅子で段差等を乗り越す場合、乗り
越した後に車椅子が予想外の惰行をしてしまうことがあ
る。
【０００６】更に、後進時に車椅子が惰行し過ぎると乗
員に無用な恐怖感を与えてしまうこともある。
【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、必要に応じた惰行量を確保す
ることよって室内での小回りの利いた走行、屋外での快
適な走行、楽な登坂、後進時の恐怖感の解消等を図るこ
とができる補助動力式車椅子を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、補助動力を発生する電動モ
ータと、左右の車輪に加えられる入力を検出する入力検
出手段と、該入力検出手段によって検出された入力に応
じて前記電動モータを制御する制御手段を有し、入力検
出手段によって検出された入力の大きさに応じた補助動
力を各車輪に加えてこれを回転駆動する補助動力式車椅
子において、前記制御手段は、前記入力検出手段が入力
を検出すると補助動力を発生せしめるとともに、その補
助動力が時間の経過と共に減衰するよう前記電動モータ
を制御することを特徴とする。
【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、補助動力の時間減衰率を入力の大きさに応
じて変化させることを特徴とする。
【００１０】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、補助動力の時間減衰率は、入力が小さい程
大きく、入力が大きい程小さく設定されるものとしたこ
とを特徴とする。
【００１１】請求項４記載の発明は、請求項２又は３記
載の発明において、補助動力の時間減衰率を外部スイッ
チによって任意に調整し得るようにしたことを特徴とす
る。
【００１２】請求項５記載の発明は、請求項１記載の発
明において、走行速度を検出する速度検出手段を備え、
補助動力の時間減衰率を走行速度の大きさに応じて変化
させることを特徴とする。
【００１３】請求項６記載の発明は、請求項５記載の発
明において、補助動力の時間減衰率は、走行速度が小さ
い程大きく、走行速度が大きい程小さく設定されるもの
としたことを特徴とする。
【００１４】請求項７記載の発明は、請求項１記載の発
明において、走行方向を検出する走行方向検出手段を備
え、補助動力の時間減衰率を走行方向に応じて変化させ
ることを特徴とする。
【００１５】請求項８記載の発明は、請求項７記載の発
明において、後進時の補助動力の時間減衰率を前進時の
それよりも大きく設定したことを特徴とする。
【００１６】従って、請求項１〜４記載の発明によれ
ば、補助動力の時間減衰率を入力が小さい程大きくした
ため、例えば室内での細かい動きに対して車椅子の惰行
量が小さく抑えられ、室内での小回りの利いた細かい動
きが可能となって乗員の利便性を高めることができる。
又、入力が大きい程補助動力の時間減衰率を小さくした
ために屋外での走行では惰行量が十分確保され、平地で
の快適な走行が可能となるとともに、特に傾斜の急な坂
道でも楽に登ることができ、乗員の肉体的負担を更に軽
減することができる。
【００１７】請求項５又は６記載の発明によれば、補助
動力の時間減衰率は走行速度が小さい程大きく、走行速
度が大きい程小さく設定されるため、例えば車椅子が段
差等を乗り越す場合、乗り越した後に車椅子が予想外の
惰行をしてしまうことがなくなり、乗員に安定感を与え
ることができる。
【００１８】請求項７又８記載の発明によれば、後進時
の補助動力の時間減衰率を前進時のそれよりも大きく設
定したため、後進時に車椅子が惰行し過ぎることがな
く、乗員に無用な恐怖感を与えることがない
【００１９】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。
【００２０】＜実施の形態１＞図１は本発明に係る補助
動力式車椅子の側面図、図２は同車椅子の平面図、図３
は同車椅子の背面図、図４は同車椅子の車輪のハブ部分
のカバーを取り外した状態を示す正面図、図５は図４の
Ａ−Ａ線拡大断面図、図６は図４のＢ−Ｂ線断面図、図
７は本発明に係る補助動力式車椅子の右側車輪の内側面
図、図８は同車椅子の左側車輪の内側面図である。
【００２１】本実施の形態に係る補助動力式車椅子１は
左右の車輪２に加えられる入力（人力）の大きさに応じ
た補助動力を各車輪２に加えてこれを回転駆動するもの
であって、これは既存の折畳式手動車椅子の車体の左右
に駆動輪である車輪２を脱着自在に取り付けて構成さ
れ、これのパイプ枠状の車体フレーム３の前後部は左右
一対のキャスタ４と車輪２によって移動自在に支持され
ている。
【００２２】又、上記車体フレーム３の中央部には、乗
員が着座すべき布製のシート５が設置されている。尚、
車体フレーム３は図３に示すように前後一対のクロス部
材３ａを有しており、Ｘ字状を成す２本のクロス部材３
ａはその交点を軸６によって枢着され、軸６を中心とし
て車体を折り畳むことができるよう構成されている。
【００２３】更に、車体フレーム３の後部には左右一対
のバックパイプ３ｂが立設されており、各バックパイプ
３ｂの上端部は後方に折曲され、その折曲部には介助者
用のグリップ７が取り付けられている。又、各車輪２の
内側には、車体後方（図１の右方）に向かって斜め下方
に延出する転倒防止用のウイリーバー８がそれぞれ取り
付けられている。
【００２４】又、車体フレーム３の上記バックパイプ３
ｂの中間高さ位置から車体前方に水平に延びる左右一対
の肘パイプ３ｃはその前端部が略直角に折り曲げられて
垂直下方に延び、その下端部に前記キャスタ４が回転自
在に支持されている。そして、前記肘パイプ３ｃの下方
に配された左右一対のシートパイプ３ｄの前側部分は車
体前方に向かって斜め下方に延出しており、その延出端
（前端部）には左右一対のステップ９が取り付けられて
いる。
【００２５】ところで、前記左右一対の車輪２の各々
は、図６に示すように、車体フレーム３に溶着された車
軸取付ボス１０に支持された車軸１１にボールベアリン
グ１２を介して回転自在に支承されており、各車輪２の
外側には、乗員が手でこれを回すべきリング状のハンド
リム１３が設けられている。このハンドリム１３は、車
輪２のハブ２ａに回動自在に支持された円板状のディス
ク１４に３本のスポーク１５を介してボルト１６によっ
て取り付けられており、従って、該ハンドリム１３は車
輪２に対して独立に回転し得る。尚、本実施の形態にお
いては、図６に示すように、車輪２のハブ２ａとディス
ク１４との間には弾性体から成るシールリング１７が介
設されており、ディスク１４はこれに結着されたカバー
１８によって覆われている。尚、シールリング１７はシ
ール機能と共にディスク１４の慣性に伴う周方向の振動
を抑制するフリクションダンパーとしての機能も果た
す。
【００２６】而して、上記ハンドリム１３は、その全周
の３箇所が図４及び図５に示す構造によって車輪２に対
して双方向に相対回転可能に弾性的されている。
【００２７】即ち、図４に示すように、前記ディスク１
４の全周３箇所には矩形孔１４ａが形成されており、各
矩形孔１４ａと車輪２のハブ２ａの端面の３箇所に形成
された断面半円状の凹部２ａ−１には、図５に示すよう
に、大小異径のスプリング１９，２０が縮装されてお
り、これらのスプリング１９，２０の両端は、図４及び
図６に示すように、２本のボルト２３によって車輪２の
ハブ２ａに結着されたリテーナ２４によって保持されて
おり、ハンドリム１３に入力が加わらない中立状態にお
いては、小径のスプリング２０は両スプリング受け２
１，２２間に所定の予圧をもって縮装される一方、大径
のスプリング１９は両端がスプリング受け２１，２２か
ら若干離脱してスプリング受け２１，２２に力を及ぼし
ていない。尚、大径のスプリング１９のバネ定数は小径
のスプリング２０のそれよりも大きく設定されている。
【００２８】一方、図４及び図６に示すように、ハブ２
ａの外端面には、車輪２（ハブ２ａ）とハンドリム１３
（ディスク１４）との相対回転量及び相対回転方法によ
ってハンドリム１３に加えられる入力の大きさと方向を
検出するためのポテンショメータ２７がこれの長孔２７
ａに挿通するボルト２５によって位置調整可能に取り付
けられており（図４参照）、該ポテンショメータ２７の
入力軸の端部にはレバー２８の一端が結着されており、
該レバー２８の他端はディスク１４に突設されたピン２
９に長孔係合している。
【００２９】ところで、図６乃至図８に示すように、左
右一対の車輪２の各ハブ２ａの車幅方向内側には円板状
の固定プレート３０が車軸１１に結着されて設けられて
おり、該固定プレート３０には制御手段を構成するコン
トローラ３１と駆動源である電動モータ３２が取り付け
られている。
【００３０】又、各車輪２の内側には前記固定プレート
３０で囲まれる空間が形成されるが、該空間はリング状
の隔壁３３によって室Ｓ１と室Ｓ２とに区画されてお
り、室Ｓ１には前記コントローラ３１が収納されてい
る。尚、回転トランス３４はコントローラ３１と前記ポ
テンショメータ２７間の信号伝達を行うものである。
【００３１】而して、前記各電動モータ３２によって発
生する補助動力は動力伝達手段を経て各車輪２に伝達さ
れるが、この動力伝達手段は、ベルト伝動機構Ｇ１とギ
ヤＧ２，Ｇ３を含んで構成されている。
【００３２】以上説明したスプリング１９，２０やポテ
ンショメータ２７によって構成される入力検出手段、回
転トランス３４によって構成される信号伝達手段、コン
トローラ３１によって構成される制御手段、電動モータ
３２及びベルト伝動機構Ｇ１やギヤＧ２，Ｇ３等を含ん
で構成される動力伝達手段が補助動力ユニットを構成し
ているが、この補助動力ユニットは各車輪２のハブ２ａ
の車軸１１周りに径方向及び軸方向に亘って集約的に配
置されており、このように補助動力ユニットをハブ２ａ
内に組み込んで成る左右一対の車輪２は前述のように車
体に対して着脱自在に取り付けられている。
【００３３】ところで、本実施の形態に係る補助動力式
車椅子１においては、右側の車輪２のハブ２ａ内に不図
示のメインスイッチが内蔵されており、このメインスイ
ッチは図７に示すレバー３５の回動操作によってＯＮ／
ＯＦＦされる。即ち、レバー３５は車軸１１によって回
動自在に枢着されており、その基端部にはギヤ３５ａが
部分的に形成されており、該ギヤ３５ａは前記メインス
イッチをＯＮ／ＯＦＦするためのセクターギヤ３６に噛
合している。又、レバー３５の先端にはメインスイッチ
のＯＮ／ＯＦＦ表示用の不図示のＬＥＤ（発光ダイオー
ド）が埋め込まれており、該ＬＥＤから導出するリード
線３７は後述のバッテリ３８に電気的に接続されてい
る。
【００３４】又、本実施の形態に係る補助動力式車椅子
１においては、図１及び図７に示すように、右側の車輪
２側にバッテリ３８が着脱自在に設けられている。即
ち、図６に示すように、右側の車輪２の固定プレート３
０にはブラケット３９がボルト４０によって取り付けら
れ、このブラケット３９の上部にバッテリホルダ４１が
ビス４２によって取り付けられており、このバッテリホ
ルダ４１に対してバッテリ３８が着脱自在に装着され
る。
【００３５】而して、バッテリ３８がバッテリホルダ４
１に装着された状態において前記レバー３５の回動操作
によってメインスイッチがＯＮされると、バッテリ３８
はワイヤーハーネス５２，４３を経て左右の各車輪２に
それぞれ設けられた補助動力ユニットにそれぞれ給電し
て各補助動力ユニットを駆動する。
【００３６】ところで、図７に示すように、上記ワイヤ
ーハーネス４３，５２はカプラー４４ａ，４４ｂによっ
て互いに電気的に接続されており、ワイヤーハーネス４
３の一端は右側車輪２の補助動力ユニットに電気的に接
続されており、同ワイヤーハーネス４３の他端は図８に
示すように左側車輪２の補助動力ユニットに電気的に接
続されている。尚、図８に示すように、左側車輪２の固
定プレート３０にはカプラー４５が取り付けられてお
り、ワイヤーハーネス４３は、これの端部に結着された
カプラー４６を前記カプラー４５に結合することによっ
て左側車輪２の補助動力ユニットへの電気的な接続がワ
ンタッチで容易になされる。
【００３７】一方、本実施の形態においては、前記ポテ
ンショメータ２７の０点調整は図４に示すボルト２５を
緩めてその位置を調整することによってなされるが、固
定プレート３０に固定されたコントローラ３１には、ポ
テンショメータ２７の０点調整がなされた段階で点灯す
るＬＥＤ４７（図４及び図６参照）が設置されている。
そして、図４に示すように、車輪２内の隔壁３３のＬＥ
Ｄ４７に対向する位置には、ＬＥＤ４７が臨む円形の調
整用窓３３ａが形成されており、この調整用窓３３ａに
は円形の透明部材４８が嵌め込まれている。尚、本実施
の形態では透明部材４８を設けたが、隔壁３３全体を透
明にしても良く、或は隔壁３３のＬＥＤ４７に対向する
部位を薄肉として半透明としてもＬＥＤ４７を視認する
ことができる。
【００３８】又、図４及び図６に示すように、上記ＬＥ
Ｄ４７と調整用窓３３ａ及び透明部材４８は、車輪２の
回転位置によって前記ハブ２ａの端面の全周４カ所に形
成された大小の開口部２ａ−２と前記ディスク１４の全
周３箇所に形成された扇形の開口部１４ｂと車軸１１方
向に互いに整列し得るよう配置されている。従って、ポ
テンショメー２７の０点調整に際して前記カバー１８
（図６参照）を取り外せば、図４に示すように、各車輪
２の外側方からＬＥＤ４７の点灯状態（つまり、ポテン
ショメー２７の０点調整状態）を視認することができ
る。
【００３９】次に、本補助動力式車椅子１の作用を図９
乃至図１２を参照しながら以下に説明する。尚、図９は
補助動力式車椅子の制御系の構成を示すブロック図、図
１０は入力と補助動力の時間的変化を示す図、図１１は
補助動力の時間減衰率と入力との関係を示す図である。
【００４０】乗員が左右一対のハンドリム１３を例えば
前進方向に回すためにこれに力を加えると、各ハンドリ
ム１３に加えられた入力の大きさが前記３本の小径スプ
リング２０の予圧力に打ち勝つまでの間はハンドリム１
３は不動であって、ハンドリム１３と車輪２の間に相対
回転は生じず、このとき、ポテンショメータ２７の出力
は０を示す。
【００４１】その後、入力が増大すると、ディスク１４
によって先ず小径のスプリング２０のみが圧縮され、ハ
ンドリム１３はスプリング２０の圧縮量に見合う角度だ
け車輪２に対して相対回転する。そして、このハンドリ
ム１３の相対回転量はレバー２８によって拡大されてポ
テンショメータ２７に伝達され、ポテンショメータ２７
はハンドリム１３に加えられる入力の大きさに応じた信
号を出力し、この信号は回転トランス３４を介して各コ
ントローラ３１の制御部に送信される。尚、小径スプリ
ング２０のバネ定数は小さいため、該スプリングの入力
の増加量に対する圧縮量（つまり、ハンドリム１３の回
動量）は大きく、従って、ポテンショメータ２７の感度
は高く保たれ、このため、乗員は当該車椅子１のデリケ
ートな操作が可能となる。
【００４２】そして、ハンドリム１３に加えられる入力
の大きさが所定値に達すると、大径のスプリング１９も
小径のスプリング２０と共に圧縮され始め、ハンドリム
１３は両スプリング１９，２０の圧縮量に見合う角度だ
け車輪２に対して相対回転し、このとき、ポテンショメ
ータ２７はハンドリム１３に加えられる入力の大きさに
応じた信号を出力する。
【００４３】その後、ハンドリム１３に加えられる入力
の大きさが所定値を超えて増大すると、両スプリング受
け２１，２２が接触するため、入力は車輪２に直接伝達
され、このとき、ポテンショメータ２７の出力は一定と
なる。
【００４４】而して、ハンドリム１３には入力が間欠的
に加えられ、この入力は前述のようにポテンショメータ
２７によって検出され、その検出信号が回転トランス３
４を介してコントローラ３１の制御部に入力される。
【００４５】上記コントローラ３１の制御部はポテンシ
ョメータ２７から出力された入力信号に基づいてハンド
リム１３に加えられる入力の大きさを求め、その入力の
大きさに応じた電流を電動モータ３２に供給し、該電動
モータ３２を回転駆動して所要の補助動力を発生せしめ
る。尚、本実施の形態における補助動力制御には電流制
御方式（トルク制御方式）が採用されており、電流制御
ループ内に置いてデューティ比に制限を設けることによ
って電動モータ３２が発生する補助動力を定電圧特性に
沿って制御する方式が採られている。
【００４６】ここで、左側の車輪２に設けられたコント
ローラ３１の制御動作を図９に基づいて説明するが、右
側のコントローラ３１の制御動作も同様であるため、こ
れについての説明は省略する。
【００４７】左側の車輪２のハンドリム１３に加えられ
た入力ＦＬが前述のようにポテンショメータ２７によっ
て検出され、その信号がコントローラ３１の不感帯処理
部１０１に入力され、検出された入力ＦＬが不感帯とし
て設定された閾値を越えた値である場合には、増幅比率
設定手段１０２によって増幅比率（補助動力の入力に対
する比率）ＫＬが設定される。そして、旋回成分設定手
段１０３において、入力ＦＬと増幅比率ＫＬとの積（Ｆ
Ｌ・ＫＬ）から旋回運動を生じる成分としての旋回トル
クｉＬが求められる。
【００４８】又、重心成分設定手段１０４において、左
側入力ＦＬと右側入力ＦＲの所定の合成率による合力と
増幅比率ＫＬとの積（ＦＬ＋ＦＲ）・ＫＬに基づいて直
進運動を生じる成分としての重心トルクｉＧが求められ
る。尚、重心成分設定手段１０４には惰行モードを切り
替えるためのモード切替スイッチ１１０からの切替信号
が外部から直接入力される。
【００４９】而して、上記旋回トルクｉＬと重心トルク
ｉＧとを加算することによって目標トルクｉＲが求めら
れ、電流リミッタ１０５において電動モータ３２が目標
トルクｉＲを発生するに必要な目標電流ｉＲＥＦが求め
られる。そして、この目標電流ｉＲＥＦと電流検出セン
サ１０９によって検出された実際に流れている電流ｉＦ
Ｂとの差（｜ｉＲＥＦ−ｉＦＢ｜）に基づいてＰＩＤ制
御回路１０６によって補正量が求められた後、デューテ
ィリミッタ１０７によって電圧チェックが行われ、所定
の制御信号（デューティ比）が出力される。この制御信
号（デューティ比）はバイポーラ電力増幅器１０８によ
って実際の電流に変換され、電動モータ３２に所定の電
流が供給されて図１０に示すように入力（ＦＬ＋ＦＲ）
が検出されると同時に該入力（ＦＬ＋ＦＲ）の大きさに
応じた所望の補助動力が電動モータ３２において発生す
る。尚、図１０に示すように、補助動力は入力（ＦＬ＋
ＦＲ）が除去された後においても所定時間だけ発生し続
け、その後は所定の時間減衰率で減衰する。
【００５０】而して、上述のように電動モータ３２が駆
動されてこれに所望の補助動力が発生すると、その回転
はベルト伝動機構Ｇ１やギヤＧ２，Ｇ３を含む動力伝達
手段を経て左右の各車輪２にそれぞれ伝達される。する
と、左右の車輪２が人力に補助動力を加えた大きさの駆
動力によって回転駆動され、これによって車椅子１が前
進せしめられて乗員は全駆動力の例えば約１／２程度の
小さな力で楽に車椅子１を操作することができる。
【００５１】ところで、本実施の形態においては、前述
のようにポテンショメータ２７が入力（ＦＬ＋ＦＲ）を
検出すると同時に同時に補助動力を発生せしめるととも
に、その補助動力が時間の経過と共に減衰するよう電動
モータ３２を制御するが、補助動力の時間減衰率は入力
（ＦＬ＋ＦＲ）の大きさに応じて変化させるようにして
いる。具体的には、図１１に示すように、補助動力の時
間減衰率は入力（ＦＬ＋ＦＲ）が小さい程大きく、入力
（ＦＬ＋ＦＲ）が大きい程小さく設定され、その値は前
記モード切替スイッチ１１０によって任意に調整され得
る。
【００５２】而して、上述のように補助動力の時間減衰
率を入力（ＦＬ＋ＦＲ）が小さい程大きくすることによ
って、例えば室内での細かい動きに対して車椅子１の惰
行量が小さく抑えられるため、室内での小回りの利いた
細かい動きが可能となって乗員の利便性を高めることが
できる。
【００５３】又、入力（ＦＬ＋ＦＲ）が大きい程補助動
力の時間減衰率を小さくしたために屋外での走行では惰
行量が十分確保され、平地での快適な走行が可能となる
とともに、特に傾斜の急な坂道でも楽に登ることがで
き、乗員の肉体的負担を更に軽減することができる。
【００５４】＜実施の形態２＞次に、本発明の実施の形
態２を図１２及び図１３に基づいて説明する。尚、図１
２は本実施の形態に係る補助動力式車椅子の制御系の構
成を示すブロック図、図１３は補助動力の時間減衰率の
走行速度及び走行方向との関係を示す図であり、図１２
においては図９に示したと同一要素には同一符号を付し
ている。
【００５５】本実施の形態に係る補助動力式車椅子も基
本構成は前記実施の形態１に係る補助動力式車椅子のそ
れと同じであるため、これについての説明は省略する。
【００５６】而して、本実施の形態に係る補助動力式車
椅子は走行速度を検出する速度検出手段（具体的には、
後述の車速演算手段１１１等）と走行方向（前進か後進
か）を検出する走行方向検出手段（具体的には、ポテン
ショメータ２７）を備え、補助動力の時間減衰率を走行
速度の大きさと走行方向に応じて変化させるようにして
いる。
【００５７】ここで、走行速度（重心速度）を求める方
法を図１２に基づいて説明する。
【００５８】図１２に示すように、コントローラ３１に
は車速演算手段１１１が設けられており、この車速演算
手段１１１においては、電流検出センサ１０９によって
検出された電流ｉＦＢ、デューティリミッタ１０７から
出力される制御信号（デューティ比）及びモータ定数
（モータ抵抗や起電圧係数等）に基づいて左側車輪２の
速度（回転速度）ωＬが算出され、この速度ωＬと同様
にして求められた右側車輪２の速度（回転速度）ωＲと
の和（ωＬ＋ωＲ）を１／２することによって重心速度
（回転速度）ωＧが求められ、この重心速度ωＧは重心
成分設定手段１０４に対して出力される。
【００５９】而して、本実施の形態においては、図１３
に示すように、走行速度ＶがＶ0 未満の低速において
は、前進時及び後進時共に補助動力の時間減衰率はそれ
ぞれ一定の高い値に保持されているが、走行速度ＶがＶ
0 以上となると補助動力の時間減衰率は走行速度Ｖが小
さい程大きく、走行速度Ｖが大きい程小さく設定され、
後進時の補助動力の時間減衰率は前進時のそれよりも大
きく設定されている。
【００６０】上述のように、補助動力の時間減衰率は走
行速度Ｖが小さい程大きく、走行速度Ｖが大きい程小さ
く設定されるため、例えば車椅子が段差等を乗り越す場
合、乗り越した後に車椅子が予想外の惰行をしてしまう
ことがなくなり、乗員に安定感を与えることができる。
【００６１】又、後進時の補助動力の時間減衰率を前進
時のそれよりも大きく設定したため、後進時に車椅子が
惰行し過ぎることがなく、乗員に無用な恐怖感を与える
ようなことがない。
【００６２】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１
〜４記載の発明によれば、補助動力の時間減衰率を入力
が小さい程大きくしたため、例えば室内での細かい動き
に対して車椅子の惰行量が小さく抑えられ、室内での小
回りの利いた細かい動きが可能となって乗員の利便性を
高めることができる。又、入力が大きい程補助動力の時
間減衰率を小さくしたために屋外での走行では惰行量が
十分確保され、平地での快適な走行が可能となるととも
に、特に傾斜の急な坂道でも楽に登ることができ、乗員
の肉体的負担を更に軽減することができるという効果が
得られる。
【００６３】請求項５又は６記載の発明によれば、補助
動力の時間減衰率は走行速度が小さい程大きく、走行速
度が大きい程小さく設定されるため、例えば車椅子が段
差等を乗り越す場合、乗り越した後に車椅子が予想外の
惰行をしてしまうことがなくなり、乗員に安定感を解消
することができるという効果が得られる。
【００６４】請求項７又８記載の発明によれば、後進時
の補助動力の時間減衰率を前進時のそれよりも大きく設
定したため、後進時に車椅子が惰行し過ぎることがな
く、乗員の恐怖感を解消することができるという効果が
得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る補助動力式車椅子
の側面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る補助動力式車椅子
の平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る補助動力式車椅子
の背面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る補助動力式車椅子
の車輪のハブ部分のカバーを取り外した状態を示す正面
図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る補助動力式車椅子
の右側車輪の内側面図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る補助動力式車椅子
の左側車輪の内側面図である。
【図９】本発明の本実施の形態１に係る補助動力式車椅
子の制御系の構成を示すブロック図である。
【図１０】入力と補助動力の時間的変化を示す図であ
る。
【図１１】補助動力の時間減衰率と入力との関係を示す
図である。
【図１２】本発明の本実施の形態２に係る補助動力式車
椅子の制御系の構成を示すブロック図である。
【図１３】補助動力の時間減衰率と走行速度及び走行方
向との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ 補助動力式車椅子 ２ 車輪 ２７ ポテンショメータ（入力検出手段、走行方向
検出手段） ３１ コントローラ（制御手段） ３２ 電動モータ １１０ モード切替スイッチ（外部スイッチ） １１１ 車速演算手段（走行速度検出手段）

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 補助動力を発生する電動モータと、左右
    の車輪に加えられる入力を検出する入力検出手段と、該
    入力検出手段によって検出された入力に応じて前記電動
    モータを制御する制御手段を有し、入力検出手段によっ
    て検出された入力の大きさに応じた補助動力を各車輪に
    加えてこれを回転駆動する補助動力式車椅子において、 前記制御手段は、前記入力検出手段が入力を検出すると
    補助動力を発生せしめるとともに、その補助動力が時間
    の経過と共に減衰するよう前記電動モータを制御するこ
    とを特徴とする補助動力式車椅子。
  2. 【請求項２】 補助動力の時間減衰率を入力の大きさに
    応じて変化させることを特徴とする請求項１記載の補助
    動力式車椅子。
  3. 【請求項３】 補助動力の時間減衰率は、入力が小さい
    程大きく、入力が大きい程小さく設定されることを特徴
    とする請求項２記載の補助動力式車椅子。
  4. 【請求項４】 補助動力の時間減衰率を外部スイッチに
    よって任意に調整し得るようにしたことを特徴とする請
    求項２又は３記載の補助動力式車椅子。
  5. 【請求項５】 走行速度を検出する速度検出手段を備
    え、補助動力の時間減衰率を走行速度の大きさに応じて
    変化させることを特徴とする請求項１記載の補助動力式
    車椅子。
  6. 【請求項６】 補助動力の時間減衰率は、走行速度が小
    さい程大きく、走行速度が大きい程小さく設定されるこ
    とを特徴とする請求項５記載の補助動力式車椅子。
  7. 【請求項７】 走行方向を検出する走行方向検出手段を
    備え、補助動力の時間減衰率を走行方向に応じて変化さ
    せることを特徴とする請求項１記載の補助動力式車椅
    子。
  8. 【請求項８】 後進時の補助動力の時間減衰率を前進時
    のそれよりも大きく設定したことを特徴とする請求項７
    記載の補助動力式車椅子。
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