JP2003052759A - 補助駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】部品点数が少なく、簡単な構造で、路面の形状
変化に対する駆動輪の追従性を向上させる。 【解決手段】後部に手動車椅子の車輪支持フレームパイ
プに連結するハンドアクチュエータを固設するベースフ
レーム１４の前部に曲げ形成したフランジ部１４ａの両
側に、駆動輪３０を支持するトレーリングアーム２３の
前端面２３ａをトーションバー２５を介して左右一対連
設する。トレーリングアーム２３がベースフレーム１４
に対し、トーションバー２５を介して独立に連設し、し
かもトーションバー２５そのものでトレーリングアーム
２３を支持するようにしたので、部品点数が削減され、
又、左右独立に懸架したので路面の形状変化に対する駆
動輪の追従性が良くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動体に取付けて
該移動体を電動化させ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、手動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。
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。

【０００３】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。

【０００４】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。

【０００５】又、この先行技術には、駆動輪を、一端を
本体に固定した圧縮コイルばねによって路面に押圧付勢
することで、路面の形状変化に対する追従性を良好にす
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】ところで、上述した先
行技術のように、圧縮コイルばねにて駆動輪を押圧付勢
する技術では、凹凸路面を走行する際の駆動輪の追従性
を良くするために、この駆動輪の上下ストロークを十分
に確保する必要があるが、駆動輪の上下ストロークは圧
縮コイルばねの変位量にほぼ等しいため、駆動輪の上下
ストロークを十分に確保しようとした場合、圧縮コイル
ばねの自由高さを比較的長く設定する必要がある。

【０００７】しかし、このような補助駆動装置を、例え
ば手動車椅子に設けられている着座面下の制限されたス
ペースに収容しようとする場合、圧縮コイルばねの高さ
方向への突出量が制限されてしまうため、駆動輪の上下
ストロークを十分に確保することが困難となってしまう
場合があり、路面の形状変化に対する追従性に支障を来
し、接地不足により駆動輪がスリップ或いは空転してし
まう可能性がある。

【０００８】更に、駆動軸の上下ストロークを圧縮コイ
ルばねで支持しようとした場合、圧縮コイルばねの受け
部を本体及び駆動輪側に設けなければならず、更に、圧
縮コイルばねの座屈を防止するための機構を別途設けな
ければならず、構造が複雑で、部品点数が多くなり、製
造組み立てが煩雑化するばかりでなく、装置全体が大型
化してしまう不都合がある。

【０００９】本発明は、上記事情に鑑み、簡単な構造
で、部品点数が少なく、製造組み立てが容易なばかりで
なく、路面の形状変化に対する駆動輪の追従性を向上さ
せることの可能な補助駆動装置を提供することを目的と
する。

【００１０】

【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を有する支持フレームと、上記
支持フレームの下方に配設すると共に少なくとも駆動輪
を有する左右一対の駆動支持アーム部とを備え、上記各
駆動支持アーム部を上記支持フレームに対しトーション
バーを介して揺動自在に支持したことを特徴とする。

【００１１】このような構成では、支持フレームに対し
左右一対の駆動支持アーム部をトーションバーを介して
揺動自在に支持させたので、路面の形状変化に対する追
従性が良く、良好な接地性を得ることができる。

【００１２】この場合、好ましくは、１）上記トーショ
ンパーは左右一対設けられていることを特徴とする。

【００１３】２）上記支持フレームの上記トーションバ
ーを挟む上記駆動支持アーム部の反対側に補助輪を連設
したことを特徴とする。

【００１４】３）上記装着保持部の上記移動体に対する
取付け部は、該装着保持部の両方向へ延出自在なロッド
アームと、該ロッドアームの先端に固設すると共に上記
移動体に嵌着自在なキャッチャとを有することを特徴と
する。

【００１５】

【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
手動車椅子の概略斜視図を示す。尚、図においては説明
の便宜上、着座部、背もたれ、及び肘掛けが省略されて
いる。

【００１６】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２
ａ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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】図２に示すように、この補助駆動装置１１
は駆動系を有する駆動支持アーム部１２と本体部１３と
を有し、本体部１３を構成する支持フレームとしてベー
スフレーム１４の先端にフランジ部１４ａが下方へ曲げ
形成されている。このフランジ部１４ａから前方へ支持
アーム１５が水平に延出され、この支持アーム１５の前
端下部にキャスタブラケット１６を介して補助輪として
のキャスタ１７が固設されている。

【００２０】又、ベースフレーム１４の後部に装着保持
部の一例であるハンドアクチュエータ１８が配設されて
いる。このハンドアクチュエータ１８のセンターブラケ
ット１９がベースフレーム１４の幅方向中央に立設さ
れ、このセンターブラケット１９の左右にシリンダ２０
が突出されており、この各シリンダ２０にロッドアーム
２１が進退自在に挿通されている。更に、このロッドア
ーム２１の先端にキャッチャ２２が固設されている。

【００２１】このキャッチャ２２には側方に開口するグ
リッパ部２２ａが設けられており、ロッドアーム２１の
互いに反発する方向への突出動作によりキャッチャ２２
に設けられたグリッパ部２２ａが、手動車椅子１の車輪
支持フレームパイプ２ａに内方から突っ張った状態で係
合される。

【００２２】尚、ロッドアーム２１は、例えば両シリン
ダ２０間に流入される油圧を利用した倍力機構により進
退動作させるようにしても良く、この場合、センターブ
ラケット１９に設けられた操作レバー(図示せず)の操作
により動作させる。或いは、例えば周知の手動式或いは
電動式のターンバックルを利用した機構であっても良
い。すなわち、両ロッドアーム２１の対向端面を円盤状
の操作駒で連設すると共に、各ロッドアーム２１に互い
に逆方向のねじを螺設し、このねじをシリンダ２０に螺
合させる。そして、操作駒を一方へ回転させることで、
両ロッドアーム２１を互いに近接或いは離間する方向へ
進退動作させる。

【００２３】又、ベースフレーム１４の先端に曲げ形成
されているフランジ部１４ａの幅方向両側に、駆動支持
アーム部１２を構成するトレーリングアーム２３が配設
されており、このトレーリングアーム２３の前端面２３
ａが、フランジ部１４ａの幅方向端面に近接する位置に
配設されている。このフランジ部１４ａの内面とトレー
リングアーム２３の前端面２３ａとに、コの字状に曲げ
形成されたトーションバー２５の両端部２５ａが各々当
接され、この各端部２５ａが、フランジ部１４ａの内面
と、トレーリングアーム２３の前端面２３ａとに、固定
ブロック２６，２７によって固定されている。

【００２４】各固定ブロック２６，２７の内面には、ト
ーションバー２５の形状に沿うＬ字の支持溝２６ａ，２
７ａが形成されている。尚、図５には、図４に示すトレ
ーリングアーム側固定ブロック２７を反転させた状態の
斜視図が示されている。

【００２５】フランジ側固定ブロック２６は、トーショ
ンバー２５の折曲げ端２５ａの支持とねじれ部２５ｂと
の軸受部として形成されており、一方、トレーリングア
ーム側固定ブロック２７は折曲げ端２５ａを支持するよ
うに形成されている。

【００２６】又、両固定ブロック２６，２７にて、トー
ションバー２５をフランジ部１４ａの内面、及びトレー
リングアーム２３の前端面２３ａに当接し、各固定ブロ
ック２６，２７の四隅をフランジ部１４ａ、及びトレー
リングアーム２３の前端面２３ａにボルト２８を介して
固設したときは、各固定ブロック２６，２７と、トレー
リングアーム２３の側縁部、及びフランジ部１４ａ端縁
との間に所定の隙間が形成されるように設定されてい
る。

【００２７】更に、両固定ブロック２６，２７に形成さ
れている支持溝２６ａ，２７ａは、トーションバー２５
のねじれを許容する形状に形成されている。

【００２８】又、トレーリングアーム２３の前端側内面
には駆動モータ２９が固設されており、一方トレーリン
グアーム２３の後端側には駆動輪３０が回動自在に支持
されている。更に、この駆動輪３０の回転軸(図示せず)
と駆動モータ２９のスピンドル(図示せず)とが、トレー
リングアーム２３内に配設されている動力伝達手段(図
示せず)を介して互いに連設されている。

【００２９】この場合、駆動モータ２９からの駆動力を
減速機を介して動力伝達手段に伝達するようにしても良
く、或いは駆動モータ２９のスピンドルを動力伝達手段
に直接連設するようにしても良い。尚、動力伝達手段と
しては、ベルトドライブ方式、チェーンドライブ方式や
シャフトドライブ方式が一般的であるが、複数のギヤを
配列させることでギヤドライブ方式としても良い。

【００３０】又、ベースフレーム１４には、駆動モータ
２９等に電力を供給するバッテリ３１等の比較的重量物
が搭載されており、この駆動輪３０が接地された状態で
は、バッテリ３１等、ベースフレーム１４に搭載されて
いる重量物からの静荷重がトーションバー２５に印加さ
れ、トーションバー２５は、その反力によりベースフレ
ーム１４を懸架する。このとき、ベースフレーム１４の
前方へ延出するトレーリングアーム２３にキャスタ１７
が連設されているため、補助駆動装置１１はキャスタ１
７と駆動輪３０との三点で自立される。

【００３１】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２９へ供給するバ
ッテリ３１からの電力を制御し、発進、前後進走行、転
舵等の各制御を行う。更に、転舵の際には、両駆動輪３
０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両
駆動輪３０の回転数を制御し、スムーズな転舵が行える
ようにする。

【００３２】このような構成では、補助駆動装置１１を
手動車椅子１に取付ける場合、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、ベースフレ
ーム１４の後部に設けられているハンドアクチュエータ
１８の左右幅方向へ突出されているロッドアーム２１の
先端に固設されているキャッチャ２２のグリッパ部２２
ａを、手動車椅子１の両側に設けられている車輪支持フ
レームパイプ２ａ間に臨ませた後、センターブラケット
１９に設けられている操作部材（操作レバー、操作スイ
ッチ、或いは操作駒等）を操作して、両ロッドアーム２
１を、互いに離間する方向へ突出動作させる。そして、
各グリッパ部２２ａを両車輪支持フレームパイプ２ａに
対し、所定圧力で押し当て、その状態を保持させて、取
り付けを完了する。

【００３３】尚、この場合、キャッチャ２２をロッドア
ーム２１に対し圧縮ばねを介して進退自在に支持させる
ことで、各キャッチャ２２は圧縮ばねの付勢力で両車輪
支持フレームパイプ２ａに常時押し付けられた状態を維
持させることができる。その結果、走行時の振動などの
影響を受けても緩みが発生し難くなり、キャッチャ２２
を車輪支持フレームパイプ２ａに対して、常に一定の姿
勢を維持した状態で保持させることが可能となる。

【００３４】このようにして、手動車椅子１に対し補助
駆動装置１１を所定に装着した後、この補助駆動装置１
１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２９からの動力が、
トレーリングアーム２３に内装されている動力伝達手段
(図示せず)を介して駆動輪３０に伝達され、この駆動輪
３０の回転により手動車椅子１が走行し、或いは手動車
椅子１の走行が補助される。

【００３５】各駆動輪３０を支持するトレーリングアー
ム２３は、各トーションバー２５を介してベースフレー
ム１４を独立に懸架しているため、走行時の路面に凹凸
がある場合であっても、各駆動輪３０は路面の形状変化
に応じて揺動して、接地性を確保することができる。
又、トレーリングアーム２３の揺動中心がトーションバ
ー２５であるので、揺動端側に配設されている駆動輪３
０の上下ストロークを十分に確保することができる。そ
のため、接地不足により生じるスリップ、空転などを未
然に防止することができ、必要な駆動力を手動車椅子１
に安定的に伝達することができる。

【００３６】又、本実施の形態では、左右に設けたトレ
ーリングアーム２３をトーションバー２５を介してベー
スフレーム１４に個別に連設することで、左右独立に懸
架するようにしたので、手動車椅子１の下部という限ら
れたスペース内であっても、極めてコンパクトな構成で
大きな揺動ストローク得ることができる。

【００３７】更に、トレーリングアーム２３をトーショ
ンバー２５そのものを介してベースフレーム１４に連設
するようにしたので、例えば圧縮コイルばねを採用する
従来のものに比し、部品点数が少なく、簡単な構成で、
製造組み立てが容易となり、製品コストの低減及び軽量
化を実現することができる。

【００３８】尚、本発明は、上述した実施の形態に限る
ものではなく、例えば駆動モータ２９はベースフレーム
１４の底面に垂設されていても良く、或いは駆動輪３０
に減速機を介して直接連設するようにしても良い。

【００３９】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
簡単な構造で、部品点数が少なく、製造組み立てが容易
で製品コストの低減をはかることが出来る。

【００４０】しかも、路面の形状変化に対して駆動輪を
良好に追従させることができるため、必要な駆動力を移
動体に安定的に伝達することができる。

【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斜視
図

【図２】補助駆動装置の斜視図

【図３】補助駆動装置の側面図

【図４】補助駆動装置の要部分解斜視図

【図５】トレーリングアーム側固定ブロックの斜視図

【符号の説明】

１ 手動車椅子(移動体) １１ 補助駆動装置 １２ 駆動支持アーム部 １４ ベースフレーム(支持フレーム) １７ キャスタ(補助輪) １９ ハンドアクチュエータ（装着保持部） ２１ ロッドアーム ２２ キャッチャ ２５ トーションバー ２９ 駆動モータ ３０ 駆動輪

Claims (4)

【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を有する支持フレーム
   と、 上記支持フレームの下方に配設すると共に少なくとも駆
   動輪を有する左右一対の駆動支持アーム部とを備え、 上記各駆動支持アーム部を上記支持フレームに対しトー
   ションバーを介して揺動自在に支持したことを特徴とす
   る補助駆動装置。
2. 【請求項２】上記トーションパーは左右一対設けられて
   いることを特徴とする請求項１記載の補助駆動装置。
3. 【請求項３】上記支持フレームの上記トーションバーを
   挟む上記駆動支持アーム部の反対側に補助輪を連設した
   ことを特徴とする請求項１記載の補助駆動装置。
4. 【請求項４】上記装着保持部の上記移動体に対する取付
   け部は、該装着保持部の両方向へ延出自在なロッドアー
   ムと、該ロッドアームの先端に固設すると共に上記移動
   体に嵌着自在なキャッチャとを有することを特徴とする
   請求項１〜３の何れかに記載の補助駆動装置。