JP2002301118A - 補助駆動装置 - Google Patents

補助駆動装置

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JP2002301118A
JP2002301118A JP2001108931A JP2001108931A JP2002301118A JP 2002301118 A JP2002301118 A JP 2002301118A JP 2001108931 A JP2001108931 A JP 2001108931A JP 2001108931 A JP2001108931 A JP 2001108931A JP 2002301118 A JP2002301118 A JP 2002301118A
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JP
Japan
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mounting
pipe
drive
grip
frame
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JP2001108931A
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English (en)
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Yasuhiko Miyamoto
康彦 宮本
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Subaru Corp
Original Assignee
Fuji Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】手動車椅子に対して強い上下振動を伝達するこ
となく、手動車椅子に対する係合状態を長期的に維持す
ることのできる補助駆動装置を提供する。 【解決手段】補助駆動装置11を、駆動モータ27、駆
動輪29、バッテリ53等を有する駆動部11Aと、そ
の上方に配設する装着保持部11Bとに区分し、この両
者間をサスペンションスプリング36を介して連設す
る。又装着保持部11Bに両側へ延出するアーム部4
0,41を設け、この両アーム40,41の先端に、グ
リップを保持するグリップホルダ48を圧縮スプリング
51を介して連設する。駆動モータ27、バッテリ53
等の重量物を駆動部11Aに配設し、駆動部11Aと装
着保持部11Bとをサスペンションスプリング36を介
して連設したので、装着保持部11Bの上下動がサスペ
ンションスプリング36により吸収され、手動車椅子に
強い上下振動が伝達されることがない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動体に取付けて
移動体を電動化することの可能な補助駆動装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば手動車椅子は動力を有して
いないため、車椅子着座者が自ら車輪の外側に設けられ
ているハンドリムを回し、或いは介護者が介護用ハンド
ルを持って押すことで移動できるようにしている。
【0003】このような手動車椅子は緩い坂道を上る場
合であっても、非力な者では多くの労力を必要とし、又
緩い坂道を下るときは思わぬ速度が出てしまう不便さを
有している。
【0004】一方、駆動モータを補助動力として備える
電動車椅子は、車椅子着座者或いは介護者が非力な場合
であっても容易に車椅子を操作することが可能となる
が、駆動モータ、モータ駆動用バッテリ、減速装置等を
予め車椅子に搭載する必要性から、構造が頑丈で、しか
もかなりの重量増となる。そのため、車椅子を簡単に折
り畳むことができず、取扱性が悪い問題がある。更に、
電動車椅子は高価であり、簡単に買い換えることは経済
的な負担が大きい。
【0005】これに対処するに、例えば特開平11-1
78859号公報には、駆動輪を有する補助駆動装置を
手動車椅子の着座位置の下方に臨ませ、本体の両側に設
けたクランプを、手動車椅子の両側に配設されている横
フレームに取付けることで、手動車椅子を電動化する技
術が開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した公報
に開示されている補助駆動装置は、バッテリや駆動モー
タ等の重量物が本体に載置されており、この本体を手動
車椅子のフレームに固定する構造であるため、手動車椅
子の車輪が凹凸面を通過する際に、本体が上下動する
と、手動車椅子の横フレームに過大な負荷がかかり易
く、構造的に問題がある。
【0007】又、横フレームに本体側から繰り返し振動
が伝達されると、横フレームに取付けられているクラン
プに緩みが発生し易く、取り付けが不確実になってしま
う。
【0008】本発明は、上記事情に鑑み、移動体に対し
て強い上下振動を伝達することなく、この移動体に対す
る係合状態を長期的に維持することのできる補助駆動装
置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、移動体の下部に取付けて該移動体の推進力或
いは制動力を補助する補助駆動装置において、上記移動
体に取付ける装着保持部と、上記装着保持部の下方に配
設した駆動部と、上記装着保持部と上記駆動部とを連設
する懸架装置とを有し、上記駆動部に、少なくとも駆動
輪と該駆動輪を駆動する駆動モータとを搭載したことを
特徴とする。
【0010】このような構成では、移動体に取付ける装
着保持部と駆動系を搭載する駆動部とを分離し、この駆
動部と装着保持部とを懸架装置を介して連設したので、
凹凸面を通過する際の強い振動は懸架装置の伸縮で吸収
されるため、移動体に直接伝達されることが無い。
【0011】この場合、好ましくは、上記装着保持部の
上記移動体に対する取付け部は、該装着保持部の両側方
向へ延出するアーム部と、該アーム部にスプリングを介
して支持するグリップとを有し、上記グリップが上記移
動体の両側に設けた支持フレームの内側面に上記スプリ
ングの付勢力により突っ張った状態で取付けられること
を特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施の形態を説明する。図1に補助駆動装置を取付けた
手動車椅子の概略側面図を示す。尚、図においては、説
明の便宜上、座席、背もたれおよび肘掛けが省略されて
いる。
【0013】同図の符号1は、移動体の一例である折り
畳み可能な手動車椅子で、左右両側にほぼ対称形状のフ
レームパイプ2が配設されている。このフレームパイプ
2はパイプを折り曲げたり、溶接することによって形成
されている。このフレームパイプ2の、車輪3を回動自
在に支持する支持フレームの一例である車輪支持フレー
ムパイプ2aのほぼ中央部分から前方へ、座席を支持す
るための座席支持フレームパイプ2bが延出され、又、
車輪支持フレームパイプ2aの上側から、座席支持フレ
ームパイプ2bとほぼ平行に肘掛けを取り付けるための
肘掛け支持フレームパイプ2cが延出され、この肘掛け
支持フレームパイプ2cが前方でL字状に下方へ屈曲さ
れて、座席支持フレームパイプ2bに接合され、更に下
方へ延出されて、その下端部にキャスタ4が支持されて
いる。又、座席支持フレームパイプ2bの前部が斜め下
方へ延出されており、この下端部にステップ5が取付け
られている。更に、この座席支持フレームパイプ2bの
前部斜め下方へ延出された部位の中途と、キャスタ4を
支持する肘掛け支持フレームパイプ2cの下端部とがス
テー2eを介して車輪支持フレームパイプ2aに連設さ
れている。
【0014】又、符号11は手動車椅子1に取付けるこ
との可能な補助駆動装置である。尚、以下の説明では、
手動車椅子1に装着したときに、この手動車椅子1の前
方へ指向する側を「前」、後方へ指向する側を「後」と
して説明する。
【0015】この補助駆動装置11は、駆動系を有する
下側の駆動部11Aと、上側の装着保持部11Bとを備
えており、駆動部11Aのフレーム12が、図9に示す
ように、パイプを折り曲げたり、溶接することによって
形成したパイプフレーム構造を有している。
【0016】このフレーム12は、本体部13と張出し
部14とを有し、本体部13を構成するパイプフレーム
15は、長方形に形成されているパイプの両側をコ字状
に折り曲げて形成されている。すなわち、パイプフレー
ム15の前後に横設されている2本のベースパイプ15
a,15bの両端に、サイドパイプ15c,15dが各
々垂立されており、この各サイドパイプ15c,15d
の上端が横パイプ15eを介して連設されている。
【0017】更に、パイプフレーム15の両側に設けら
れている横パイプ15e間がクロスフレーム17を介し
て連設されて補強されている。このクロスフレーム17
は、上方へ開口する断面ハット状に形成されており、そ
の前後方向両側に形成されたフランジ部17aが横パイ
プ15eの下面に、溶接、或いはねじ止め等により固設
されている。又、このクロスフレーム17の上面に取付
け板16が固設されている。更に、パイプフレーム15
の両側に設けられている各サイドパイプ15c,15d
の中途前後方向に、モータ支持プレート18a,18b
が対向一対配設されている。又、後側ベースパイプ15
bにバッテリテーブル19が固設されている。
【0018】一方、張出し部14は、ステーパイプ21
を備えている。このステーパイプ21は、中央の前パイ
プ21aの両端が斜め下方へ屈曲されて後方へ延出され
ており、その端部が、前側ベースパイプ15aと前側サ
イドパイプ15cとの稜部に固定されている。
【0019】この前パイプ21aの中央部にベースプレ
ート22が固設されており、このベースプレート22に
エクステンションフレーム23の中途が固設されてい
る。このエクステンションフレーム23の後部が、取付
け板16にブラケット24を介して固設されている。こ
のエクステンションフレーム23は、前パイプ21aを
越えて、前方へ水平に張り出されており、その前端下部
にキャスタブラケット25が固設され、このキャスタブ
ラケット25にキャスタ26が固設されている。
【0020】又、図2、図4に示すように、パイプフレ
ーム15両側のサイドパイプ15c,15dに固設され
ているモータ支持プレート18a,18bの内面に、左
右一対の駆動モータ27が各々固設されている。又、こ
のモータ支持プレート18a,18bの外面に、遊星歯
車機構等を用いた減速装置28のハウジング28aが固
設されており、この減速装置28の入力側に駆動モータ
27のスピンドル27aが軸着され、出力軸に駆動輪2
9が軸着されている。従って、サイドパイプ15c,1
5d間は、駆動モータ27及び減速装置28のハウジン
グ28aにより補強される。
【0021】又、クロスフレーム17の上面に固設され
た取付け板16の中央に、U字状に曲げ形成された下側
ヒンジブラケット30aが固設されている。更に、クロ
スフレーム17の両側に、円筒状に形成された下側サス
ペンションホルダ31aが、取付け板16を貫通して固
設されている。
【0022】このように、本実施の形態による駆動部1
1Aは、駆動輪29とキャスタ26との三輪で支持され
ているため、自立させた状態で収納或いは設置すること
ができる。又、フレーム12を、パイプフレーム15、
ステーパイプ21を用いたパイプフレーム構造としたの
で、軽量化を実現することができる。又、クロスフレー
ム17の上面に取付け板16を固設したので、クロスフ
レーム17自体も補強される。更に、張出し部14に設
けられているエクステンションフレーム23が取付け板
16とステーパイプ21との三点で支持されているた
め、先端のキャスタ26を強固に保持することができる
ばかりでなく、フレーム12全体に対するねじれ方向の
剛性も向上する。
【0023】この取付け板16の上方に、装着保持部1
1Bが対設されている。この装着保持部11Bの下部に
は、クロスフレーム17の直上に対設する上側支持フレ
ーム32が設けられている。この上側支持フレーム32
は上方へ開口する断面ハット状に形成されており、その
底面中央に、下側ヒンジブラケット30aの前後端部を
挟んで対設する、U字状に曲げ形成された一対の上側ヒ
ンジブラケット30b,30bが固設されている。
【0024】図11に示すように、各ヒンジブラケット
30b,30a,30bにヒンジピン34が挿通されて
いる。このヒンジピン34は一端に形成された頭部34
aが一方の上側ヒンジブラケット30bの端面に掛止さ
れ、又他方の上側ヒンジブラケット30bから突出され
ている軸端部に割りピン35が挿通されて(図7参
照)、抜け止めされている。
【0025】又、図7に示すように、上側支持フレーム
32の上面両側に、ベースプレート37が固設されてい
る。このベースプレート37の上面に、上方を開口する
溝形ブラケット38の背面が固設されており、この溝形
ブラケット38の上端に軸支持部材39が固設されてい
る。この両軸支持部材39は、図3に示すように、両側
に配設されている駆動輪29の中心軸を結ぶ線の直上に
ほぼ対称に配設されている。
【0026】又、各ベースプレート37の下面に、上側
サスペンションホルダ31bが各々固設されている。こ
の各上側サスペンションホルダ31bは、下側サスペン
ションホルダ31aと同軸上に配設され、その下端が下
側サスペンションホルダ31aの外周に遊挿され、内部
に懸架装置を構成するサスペンションスプリング36が
収納されている。左右のサスペンションスプリング36
は、同一のセット荷重でクロスフレーム17と上側支持
フレーム32とを離間する方向へ常時付勢している。
【0027】図8(a)に示すように、この両サスペン
ションスプリング36,36の中間に配設されている下
側ヒンジブラケット30aと上側ヒンジブラケット30
bとがヒンジピン34に掛止されて、最大高さHが保持
されており、この状態で左右のサスペンションスプリン
グ36はクロスフレーム17と上側支持フレーム32と
を平行に保持する。
【0028】又、図4に示すように、両軸支持部材39
に、棒状のアーム部40,41が各々挿通されている。
この両アーム部40,41の外周に軸方向に沿ってキー
溝40a,41aが形成されており、このキー溝40
a,41aに、軸支持部材39に螺入されているボルト
42の先端が係入されて、両アーム部40,41の回転
方向の移動が規制されている。
【0029】更に、図5に示すように、この各アーム部
40,41には、互いに対向する面に開口する所定深さ
のねじ孔40b,41bが螺設されており、この各ねじ
孔40b,41bに、ターンバックル43を構成するね
じ棒44,45が螺入されており、この両ねじ棒44,
45の後端が円盤状駒46に連結されて、一体回転自在
にされている。この両ねじ棒44,45には、互いに逆
方向のねじが螺設されており、円盤状駒46を一方へ回
転させると、アーム部40,41を、同一ピッチで互い
に伸縮動作させる。
【0030】又、軸支持部材39から突出されている両
アーム部40,41の先端部に、ホルダソケット47の
後端に穿設されたガイド凹部47aが挿通されている。
更に、このホルダソケット47の先端に、溝形に形成さ
れたグリップホルダ48が固設されており、このグリッ
プホルダ48に、樹脂を素材に成形された取付け部とし
てのグリップ49が装着固定されている。このグリップ
49は、互いに対向する一対の部材で構成されており、
開口端部にテーパ状のパイプガイド面49aが形成さ
れ、このパイプガイド面49aで、手動車椅子1の車輪
支持フレームパイプ2aを把持する。更に、グリップホ
ルダ48の底面中央にボルト挿通孔48aが穿設されて
おり、このボルト挿通孔48aに連通するねじ止め凹部
47bがホルダソケット47に穿設されている。更に、
ホルダソケット47の前後に穿設された凹部47a,4
7bが挿通孔47cを介して連通されている。
【0031】一方、ホルダソケット47のガイド凹部4
7aが挿通されるアーム部40,41の先端に、ばね収
納凹部40c,41cが穿設されており、このばね収納
凹部40c,41cの底部にねじ孔40d,41dが螺
設されている。
【0032】ばね収納凹部40c,41cには圧縮スプ
リング51が装着されており、ホルダソケット47のね
じ止め凹部47bから挿通されたボルト52の先端に、
ねじ孔40d,41dに螺入されるねじ部52aが螺設
されている。このボルト52は、ねじ頭52bとねじ部
52aとの間に、ねじ頭52bよりも小径で且つねじ部
52aよりも大径の胴部52cが形成されており、この
胴部52cの下端がばね収納凹部40c,41cの底部
に掛止されると、ねじ頭52bの底面が圧縮スプリング
51の付勢力で、ねじ止め凹部47bに掛止される。こ
のとき、図5(a)に示すように、アーム部40,41
の先端と、ガイド凹部47aの底面との間に、所定間隙
Gが形成される。
【0033】尚、符号53は駆動モータ27に電力を供
給するバッテリであり、バッテリテーブル19に固設さ
れたバッテリケース54(図9参照)上に載置固定され
る。
【0034】又、図示しないが、本実施の形態による補
助駆動装置11には電子制御装置が搭載されており、こ
の電子制御装置では、ジョイスティック等の操作手段か
らの信号に基づき、左右の駆動モータ27へ供給するバ
ッテリ53からの電力を制御し、発進、前後進走行、転
舵の各制御を行う。更に、転舵の際には、両駆動輪29
に設けられているロータリエンコーダからの出力信号に
基づいて回転数差を算出し、この回転数差に基づき転舵
させる。
【0035】次に、このような構成による補助駆動装置
11の作用について説明する。補助駆動装置11を手動
車椅子1に装着する場合、先ず、補助駆動装置11を手
動車椅子1の着座位置の下方に臨ませ、装着保持部11
Bに設けられているアーム部40,41の先端に取付け
られているグリップ49を、手動車椅子1の車輪支持フ
レーム2aに係合させた後、ターンバックル43の円盤
状駒46を回転させて、アーム部40,41を、互いに
離間する方向へ移動させる。
【0036】このとき、補助駆動装置11のばね下側の
駆動部11Aとばね上側の装着保持部11Bとの間は、
装着保持部11Bに対して下方へ作用する外力が印加さ
れていないため、図8(a)に示すように、最大離間高
さHの状態となって、均衡が保たれている。又、各アー
ム部40,41の外周に形成されたキー溝40a,41
aに、軸支持部材39に螺入されているボルト42の先
端が係入されているため、各アーム部40,41は回転
方向への移動が規制される。
【0037】そして、グリップ49が車輪支持フレーム
2aに押し当てられた後、更に、円盤状駒46を回転さ
せる。すると、図5(b)に示すように、グリップ49
を保持するグリップホルダ48の後端面に固設されてい
るホルダソケット47に形成されたガイド凹部47a内
を、アーム部40,41の端部が移動し、この端面とガ
イド凹部47aの底面との間の間隙がG’に狭められ
る。
【0038】その結果、グリップ49が圧縮スプリング
51からの付勢力により、車輪支持フレーム2aに対し
押し当てられた状態で係合して、取り付けが完了する。
グリップ49には圧縮スプリング51からの押圧力が常
時付勢されているため、振動等の影響を受けても緩みが
発生し難く、グリップ49を被取付け部位である車輪支
持フレーム2aに対し、常に一定の姿勢を維持した状態
で保持させることができる。尚、このとき、ボルト42
を締め付けて、ボルト42の先端をキー溝40a,41
aに食い込ませることで、アーム部40,41を位置決
め固定するようにしても良い。
【0039】このように、本実施の形態によれば、ター
ンバックル43を操作することで、補助駆動装置11を
手動車椅子1に対し、簡単に取付けることができ、或い
は取り外すことができるようにしたので、取扱性がよ
い。又、簡単な構造であるため、製造コストが安価とな
る。この場合、グリップ49の先端にテーパ状のパイプ
ガイド面49aが形成されているので、径の異なる車輪
支持フレーム2aに対しても、グリップ幅を調整するこ
となく、そのまま係合させることができるので、操作性
がよい。更に、車輪支持フレーム2aが傾斜されている
場合は、ホルダソケット47を軸方向へ回転させること
で、グリップ49を車輪支持フレーム2aの傾斜角度に
簡単に一致させることができる。従って、被取付け部位
が水平方向へ延出するフレームであっても、グリップ4
9を回転させることで、簡単に係合させることができ
る。
【0040】更に、補助駆動装置11が三輪構造である
ため、姿勢が安定しており、取付け、取り外し作業を短
時間で終了させることができる。
【0041】そして、手動車椅子1に補助駆動装置11
を所定に取付けた後、この駆動装置11を図示しないジ
ョイスティク等の操作手段を用いて駆動させると、左右
一対の駆動モータ27からの動力が、各減速装置28を
介して各駆動輪29に伝達され、この駆動輪29が回転
する。
【0042】又、発進の際には、グリップ49から車輪
支持フレーム2aに対して大きな力がかかるため、両者
間に若干のねじれが生じるが、このねじれによる回転力
が所定値以上となると、ホルダソケット47がアーム部
40,41に対して、軸方向に回転し、ねじれによって
発生する歪みが吸収される。
【0043】このとき、図11(a)に示すように、手
動車椅子1と補助駆動装置11とが同一の平坦面を走行
している場合、ヒンジブラケット30a,30bの左右
に配設されているサスペンションスプリング36によ
り、駆動部11Aは装着保持部11Bに対して、ほぼ水
平な状態で懸架されている。
【0044】一方、同図(b)に示すように、手動車椅
子1の車輪3が接地する走行面に対して、一点鎖線で示
すように、補助駆動装置11の駆動輪29が接地されて
いる走行面が傾斜されている場合、駆動部11Aは、ヒ
ンジブラケット30a,30bを支持するヒンジピン3
4をほぼ中心として傾斜し、そのときの姿勢が、ヒンジ
ピン34の両側に設けたサスペンションスプリング36
の伸縮により吸収されるため、装着保持部11Bは水平
状態が維持される。
【0045】又、同図(c)に示すように、手動車椅子
1の車輪3が接地する走行面に対して、補助駆動装置1
1の駆動輪29が接地されている走行面が、一点鎖線で
示すように若干高い場合、この段差は、図8に示すよう
に、上側ヒンジブラケット30bと下側ヒンジブラケッ
ト30aとの間の許容ストローク(H−H’)の範囲で
吸収される。又、同図に二点鎖線で示すように、手動車
椅子1の車輪3が接地する走行面に対して、補助駆動装
置11の駆動輪29が接地されている走行面が若干低い
場合は、駆動部11Aがヒンジピン34を介して装着保
持部11Bに吊下された状態となる。
【0046】その結果、本実施の形態による補助駆動装
置11は走行面に凹凸がある場合であっても、駆動部1
1Aが走行面の凹凸に合わせて上下動するため、装着保
持部11Bに設けられているグリップ49と、このグリ
ップ79に圧接されている手動車椅子1の車輪支持フレ
ーム2aとの間に、上下方向への無理な力が作用せず、
補助駆動装置11を手動車椅子1に対して確実に保持さ
せることができる。
【0047】又、本実施の形態による補助駆動装置11
は、ターンバックル43の円盤状駒46を、取付け時と
は逆の方向へ回転させることで、グリップ49を手動車
椅子1の車輪支持フレーム2aから簡単に取り外すこと
ができるため、例えば病院などの施設に補助駆動装置1
1を備えておき、来所した車椅子使用者の手動車椅子1
に補助駆動装置11を装着することで、施設内を介護な
しで移動することが可能となる。
【0048】更に、補助駆動装置11が、比較的軽量な
パイプフレーム構造であるため、外出する際には、手動
車椅子1から取り外して、簡単に持ち運ぶことができ、
車に収納して移動先で再び装着することができるため、
取扱性がよく、便利である。
【0049】尚、本発明は上述した実施の形態に限るも
のではなく、例えば移動体は、手動車椅子に限らず、台
車等の手押し運搬車であっても良い。
【0050】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
移動体に対して強い上下振動を伝達することなく、この
移動体に対する係合状態を長期的に維持することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】補助駆動装置を取付けた手動車椅子の概略側面
【図2】補助駆動装置の駆動輪を除いた状態の一部断面
側面図
【図3】補助駆動装置の部分平面図
【図4】補助駆動装置の縦断面図
【図5】補助駆動装置の要部拡大断面図
【図6】(a)図5のVI矢視平面図(b)(a)の右側
面図
【図7】図2の要部拡大図
【図8】図4のVIII-VIII断面図
【図9】補助駆動装置のパイプフレーム構造を説明する
斜視図
【図10】下側ヒンジブラケットと上側ヒンジブラケッ
トとヒンジピンとの斜視図
【図11】補助駆動装置の走行状態を示す説明図
【符号の説明】
1 手動車椅子(移動体) 2a 車輪支持フレームパイプ 11 補助駆動装置 11A 駆動部 11B 装着保持部 27 駆動モータ 29 駆動輪 36 サスペンションスプリング(懸架装置) 40,41 アーム部 49 グリップ 51 圧縮スプリング

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】移動体の下部に取付けて該移動体の推進力
    或いは制動力を補助する補助駆動装置において、 上記移動体に取付ける装着保持部と、 上記装着保持部の下方に配設した駆動部と、 上記装着保持部と上記駆動部とを連設する懸架装置とを
    有し、 上記駆動部に、少なくとも駆動輪と該駆動輪を駆動する
    駆動モータとを搭載したことを特徴とする補助駆動装
    置。
  2. 【請求項2】上記装着保持部の上記移動体に対する取付
    け部は、該装着保持部の両側方向へ延出するアーム部
    と、該アーム部にスプリングを介して支持するグリップ
    とを有し、 上記グリップが上記移動体の両側に設けた支持フレーム
    の内側面に上記スプリングの付勢力により突っ張った状
    態で取付けられることを特徴とする請求項1記載の補助
    駆動装置。
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