JP2014136568A - Electric power assist device for baby carriage - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ベビーカーの操作力を電動機の動力によってアシストするためのベビーカー用電動パワーアシスト装置に関するものである。 The present invention relates to an electric power assist device for a stroller for assisting the operation force of the stroller with the power of the electric motor.
幼児を乗せて走行するベビーカーは、一般には人が手で押すことによって走行するものであるが、特に上り坂での走行には多大な労力を要し、押す人の肉体的負担が大きいという問題がある。 A baby stroller that travels with an infant is generally driven by a person pushing it with a hand, but traveling on an uphill is particularly labor intensive and the physical burden on the person pushing it is large. There is.
そこで、特許文献1には、駆動モータをベビーカーの車軸に組み込み、挿脱可能なバッテリから供給される電力によって前記駆動モータを起動し、その補助動力によって人力をアシストするようにした電動ベビーカーが提案されている。
Therefore,
特許文献1において提案される電動ベビーカーの電源にはバッテリが使用されているが、バッテリの充電は外部電源によって行うため、バッテリが切れた場合には、外部電源が使用可能な場所までベビーカーを手で押して移動する必要がある。この場合、ベビーカーには自重と幼児の体重及び電動機やバッテリを含む電動パワーアシスト装置の重量が加わるため、ベビーカーの移動は容易ではない。又、バッテリの充電には長時間を要する。
A battery is used as the power source of the electric stroller proposed in
又、ベビーカーは日常的に使用されるために頻繁に充放電が必要になるが、バッテリの充電サイクルは1500回程度と比較的短く、バッテリが寿命に達すると新しいものへの交換が必要になるために経済的な負担も大きくなる。 In addition, since the stroller is used on a daily basis, it needs frequent charging / discharging, but the charging cycle of the battery is relatively short, about 1500 times. When the battery reaches the end of its life, it needs to be replaced with a new one. This increases the economic burden.
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、電源の小型・軽量化及び長寿命化とベビーカーの航続距離の延長を図ることができるベビーカー用電動パワーアシスト装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an electric power assist device for a stroller capable of reducing the size and weight of the power source, extending the life of the stroller, and extending the cruising range of the stroller. There is to do.
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、ベビーカーに搭載されるベビーカー用電動パワーアシスト装置を、
車輪を回転駆動する電動機と、
該電動機に電力を供給する大容量コンデンサと、
複数の電子回路とセンサを集積して成る回路ユニットと、
前記大容量コンデンサと前記回路ユニットとの接続をON/OFFするコントローラと、を含んで構成したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
An electric motor for rotating the wheels;
A large-capacitance capacitor for supplying power to the motor;
A circuit unit formed by integrating a plurality of electronic circuits and sensors;
And a controller for turning on / off the connection between the large-capacitance capacitor and the circuit unit.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記回路ユニットは、これに設けられた傾斜センサによって検出される路面の傾斜角度に応じてアシストモード、回生制動モード又は平地モードを設定し、アシストモードにおいては前記電動機を駆動して車輪に補助動力を与え、回生制動モードにおいては前記電動機を発電機として駆動して前記大容量コンデンサを充電し、平地モードにおいては前記電動機の駆動を停止することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the circuit unit sets an assist mode, a regenerative braking mode, or a flat ground mode according to a road surface inclination angle detected by an inclination sensor provided on the circuit unit. In the assist mode, the motor is driven to provide auxiliary power to the wheels, in the regenerative braking mode, the motor is driven as a generator to charge the large-capacity capacitor, and in the flat ground mode, the motor is driven. It is characterized by stopping.
請求項1記載の発明によれば、電源として長寿命で高速充電が可能な大容量コンデンサを使用するため、その交換が不要となり、メンテナンスが簡単化する。又、大容量コンデンサは小型で軽量であるため、当該ベビーカー用電動パワーアシスト装置の小型化と軽量化が図られる。 According to the first aspect of the present invention, since a large-capacity capacitor that can be charged at high speed and has a long life is used as the power source, it is not necessary to replace the capacitor and the maintenance is simplified. In addition, since the large-capacity capacitor is small and lightweight, the electric power assist device for a stroller can be reduced in size and weight.
請求項2記載の発明によれば、下り坂を走行する際には回生制動モードに設定して電動機を発電機として機能させ、走行による運動エネルギーを発電機として機能する電動機によって電気エネルギーに変換して大容量コンデンサを充電することができるため、ベビーカーの航続距離を延ばすことができる。 According to the second aspect of the present invention, when traveling downhill, the regenerative braking mode is set so that the motor functions as a generator, and the kinetic energy generated by traveling is converted into electric energy by the motor functioning as a generator. Because the large capacity capacitor can be charged, the cruising range of the stroller can be extended.
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。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明に係る電動パワーアシスト装置を搭載したベビーカーの正面図であり、図示のベビーカー1は、枠状のフレーム2に幼児が着座するシート3を組み込み、フレーム2を3つの回転可能な車輪4によって走行可能に支持することによって構成されているが、このベビーカー1には、本発明に係る電動パワーアシスト装置5が搭載されている。
FIG. 1 is a front view of a stroller equipped with an electric power assist device according to the present invention. In the
上記電動パワーアシスト装置5は、ベビーカー1を押す人の労力の一部を補助動力によってアシストするものであって、左右一対の各車軸4に連結された左右の電動機6と、これらの電動機6の間に配置されて各電動機6に電力を供給する大容量コンデンサ7と、その上に配置された回路ユニット8と、フレーム2の上端に水平に架設されたグリップ9の幅方向中央に配置されたコントローラ10を含んで構成されている。尚、グリップ9には、ベビーカー1の走行に制動を掛けるためのブレーキグリップ11が設けられている。又、大容量コンデンサ7としては、電解コンデンサや電気二重層コンデンサが1つ又は複数使用される。
The electric
次に、本発明に係る電動パワーアシスト装置5の回路構成を図2に基づいて以下に説明する。
Next, the circuit configuration of the electric
図2は本発明に係るベビーカー用電動パワーアシスト装置の回路構成図であり、前記回路ユニット8は、当該回路ユニット8を動作させるための電源を作る回路ユニット用電源回路12と、電動機6の駆動時や回生時に使用される電源の電源回路13と、回路ユニット用電源回路12や電源回路13の監視と制御を行う電源監視回路14と、路面の傾斜角度を検出する傾斜センサ15と、該傾斜センサ15等からの検出信号に基づいて路面の傾斜角度等を演算する制御回路16と、電動機6を駆動する電動機駆動回路17等を含んで構成されている。尚、本実施の形態においては、電動機6の回転は減速ギヤ18を経て車輪4に伝達されるよう構成されているが、電動機6の回転を車輪4に直接伝達するよう構成しても良い。又、前記コントローラ10は、前記大容量コンデンサ7と前記回路ユニット8との接続をON/OFFするものである。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of an electric power assist device for a stroller according to the present invention. The circuit unit 8 includes a circuit unit
而して、以上のように構成された電動パワーアシスト装置5においては、前記回路ユニット8は、これに設けられた前記傾斜センサ15によって検出される路面の傾斜角度に応じてアシストモード、回生制動モード又は平地モードを設定し、アシストモードにおいては電動機6を駆動して車輪4に補助動力を与え、回生制動モードにおいては電動機6を発電機として駆動して大容量コンデンサ7を充電し、平地モードにおいては電動機6の駆動を停止する。以下、電動パワーアシスト装置5の作用を図3〜図6に基づいて説明する。尚、図3は本発明に係るベビーカー用電動パワーアシスト装置の動作手順を示すフローチャート、図4は同ベビーカー用電動パワーアシスト装置のアシストモード時の状態を示す回路構成図、図5は回生制動モード時の状態を示す回路構成図、図6は平地モード時の状態を示す回路構成図である。
Thus, in the electric
電動パワーアシスト装置5の動作がスタートすると(図3のステップS1)、傾斜センサ15によって検出される路面の傾斜角度が検出され(ステップS2)、その傾斜角度によって路面が平地であるか否かが判断される(ステップS3)。
When the operation of the electric
傾斜センサ15によって検出される路面の傾斜角度が予め設定された閾値を超えるために路面が平地ではないと判断された場合(ステップS3での判定結果がNoである場合)には、その路面が上り坂であるか否かが判定される(ステップS4)。路面が上り坂である場合(ステップS4での判定結果がYesである場合)には、制御モードとしてアシストモードが設定される(ステップS5)。
When it is determined that the road surface is not flat because the inclination angle of the road surface detected by the
アシストモードにおける動作を図4に示すが、このアシストモードにおいては、電源監視回路14によって電源である大容量コンデンサ7の蓄電残量や異常が監視され(ステップS6)、電動機6の駆動が可能か否かが判定される(ステップS7)。電動機6の駆動が可能であると判断された場合(ステップS7での判定結果がYesである場合)には、電源監視回路14は制御回路16に対して大容量コンデンサ7から電動機6への電力の供給を許可する信号を送信する(ステップS8)。すると、制御回路16は、大容量コンデンサ7からの電力出力をDC/DCコンバータによる電源回路13で昇圧し(ステップS9)、電動機駆動回路17を駆動制御すると(ステップS10)、電動機6が電動機駆動回路17によって駆動制御され、その回転が減速ギヤ18を経て左右の車輪4に伝達され、左右の車輪4が回転駆動される。
FIG. 4 shows the operation in the assist mode. In this assist mode, the
従って、このパワーアシストモードにおいては、図1に示すベビーカー1の上り坂での走行における人力が電動機6が発生する補助動力によってアシストされ、上り坂でのベビーカー1の走行を楽に行うことができ、ベビーカー1を押す人の肉体的負担が軽減される。尚、アシストモードにおいては、車輪4の回転数或いは走り出し時の車輪4の回転が不図示の回転センサによって検出され、その検出データが制御回路16へと送信される。そして、アシストモードにおいては、傾斜センサ15によって検出される傾斜角度によって路面が平地若しくは下り坂であると判断された場合、大容量コンデンサ7に異常が発生した場合、コントローラ10によって電源がOFFされた場合に終了する。又、アシストモードにおいて、大容量コンデンサ7の蓄電残量や異常が電源監視回路14によって監視されたために電動機6の駆動が不可能であると判断された場合(ステップS7での判定結果がNoである場合)には、電動パワーアシスト装置5の動作が終了し(ステップS20)、電動機6によるパワーアシストはなされない。
Accordingly, in this power assist mode, the human power in traveling on the uphill of the
他方、傾斜センサ15によって検出される路面の傾斜角度が予め設定された閾値を超えて路面が上り坂ではないと判断された場合(ステップS4での判定結果がNoである場合)には、路面が下り坂であるか否かが判定される(ステップS12)。路面が下り坂であると判断された場合(ステップS12での判定結果がYesである場合)には、制御モードとして回生制動モードが設定される(ステップS13)。
On the other hand, when it is determined that the road inclination angle detected by the
回生制動モードにおける動作を図5に示すが、この回生制動モードにおいては、電源監視回路14によって電源である大容量コンデンサ7の蓄電残量や異常が監視され(ステップ14)、電動機6を発電機として機能させて大容量コンデンサ7への充電が必要か否かが判定される(ステップS15)。大容量コンデンサ7の充電が必要であると判断された場合(ステップS15での判定結果がYesである場合)には)には、充電が可能であるか否かが判定される(ステップS16)。
FIG. 5 shows the operation in the regenerative braking mode. In this regenerative braking mode, the
大容量コンデンサ7の充電が可能であると判断された場合(ステップS16での判定結果がYesである場合)には、電源監視回路14は制御回路16に対して発電機として機能する電動機6から大容量コンデンサ7への充電を許可する信号を送信する(ステップS17)。すると、発電機として機能する電動機6において発生する電力が電源回路13によって制御されつつ(ステップS18)大容量コンデンサ7へと供給されて該大容量コンデンサ7が充電される(ステップS19)。つまり、この回生制動モードにおいては、ベビーカー1が下り坂に沿って走行する際の運動エネルギーが電動機6の発電作用によって電気エネルギーに変換され、ベビーカー1の下り坂での走行に回生ブレーキが掛けられるとともに、大容量コンデンサ7が充電される。
When it is determined that the large-
従って、この回生制動モードにおいては、大容量コンデンサ7の充電残量が低下した場合であっても、ベビーカー1が下り坂に沿って走行することによって大容量コンデンサ7が充電され、その充電容量が回復する。尚、ステップS12、S15又はS16での判定結果がNoである場合には、電動パワーアシスト装置5の動作が終了し(ステップS20)、大容量コンデンサ7の充電はなされない。
Therefore, in this regenerative braking mode, even when the remaining charge amount of the large-
又、傾斜センサ15によって検出される路面の傾斜角度が閾値未満であるために路面が平地であると判断された場合(ステップS3での判定結果がYes)である場合には、制御モードは平地モードに設定される。
If the road surface is detected to be flat because the inclination angle of the road detected by the
上記平地モードにおける動作を図6に示すが、この平地モードにおいては、当該電動パワーアシスト装置5の動作は終了し(ステップS20)、パワーアシストも大容量コンデンサ7の充電もなされない。尚、この平地モードは、傾斜センサ15が検出する傾斜角度によって路面が上り坂又は下り坂であると判断された場合、電源に異常が発生した場合、コントローラ10によって電源がOFFされた場合に終了する。
FIG. 6 shows the operation in the flat land mode. In this flat ground mode, the operation of the electric
ところで、大容量コンデンサ7の充電残量が不足する場合には該大容量コンデンサ7が外部電源によって充電されるが、その充電手順と動作を図7及び図8に基づいて以下に説明する。
By the way, when the remaining capacity of the large-
図7は本発明に係るベビーカー用電動パワーアシスト装置における大容量コンデンサへの外部電源からの充電動作を示すフローチャート、図8は同ベビーカー用電動パワーアシスト装置の充電モード時の状態を示す回路構成図であり、ベビーカー1の使用前に大容量コンデンサ7を満充電する場合には、図8に示すように、外部電源18を電源回路13に接続して大容量コンデンサ7の充電を行う。
FIG. 7 is a flowchart showing a charging operation from an external power source to a large-capacity capacitor in the electric power assist device for a stroller according to the present invention, and FIG. 8 is a circuit configuration diagram showing a state of the electric power assist device for the stroller in a charging mode. In the case where the
即ち、充電動作が開始されると(図7のステップS21)、電源監視回路14によって満充電の検知、過充電の防止及び電圧値の異常を監視し(ステップS22)、充電可能か否かを判定する(ステップS23)。充電可能であると判断された場合(ステップS23での判定結果がYesである場合)、大容量コンデンサ7の充電に適した出力とするため、電源回路13に送られるPWM信号のデューディ比を制御し(ステップS24)、大容量コンデンサ7の充電を行う(ステップS25)。そして、大容量コンデンサ7が満充電となると、充電が完了する(ステップS26)。
That is, when the charging operation is started (step S21 in FIG. 7), the power
而して、本発明に係るベビーカー用電動パワーアシスト装置5によれば、電源として長寿命で高速充電が可能な大容量コンデンサ7を使用するため、その交換が不要となり、メンテナンスが簡単化する。又、大容量コンデンサ7は小型で軽量であるため、当該ベビーカー用電動パワーアシスト装置5の小型化と軽量化が図られる。
Therefore, according to the electric
更に、本実施の形態においては、下り坂を走行する際には回生制動モードに設定して電動機6を発電機として機能させ、走行による運動エネルギーを発電機として機能する電動機6によって電気エネルギーに変換して大容量コンデンサ7を充電するようにしたため、ベビーカー1の航続距離を延ばすことができるという効果も得られる。
Furthermore, in the present embodiment, when traveling downhill, the regenerative braking mode is set so that the
1 ベビーカー
2 フレーム
3 シート
4 車輪
5 電動パワーアシスト装置
6 電動機
7 大容量コンデンサ
8 回路ユニット
9 グリップ
10 コントローラ
11 ブレーキグリップ
12 回路ユニット用電源回路
13 電源回路
14 電源監視回路
15 傾斜センサ
16 制御回路
17 電動機駆動回路
18 減速ギヤ
19 外部電源
DESCRIPTION OF
Claims (2)
車輪を回転駆動する電動機と、
該電動機に電力を供給する大容量コンデンサと、
複数の電子回路とセンサを集積して成る回路ユニットと、
前記大容量コンデンサと前記回路ユニットとの接続をON/OFFするコントローラと、を含んで構成されることを特徴とするベビーカー用電動パワーアシスト装置。 A device mounted on a stroller,
An electric motor for rotating the wheels;
A large-capacitance capacitor for supplying power to the motor;
A circuit unit formed by integrating a plurality of electronic circuits and sensors;
An electric power assist device for a stroller comprising a controller for turning on / off the connection between the large-capacitance capacitor and the circuit unit.
The circuit unit sets an assist mode, a regenerative braking mode, or a flat ground mode according to the inclination angle of the road surface detected by an inclination sensor provided on the circuit unit. 2. The stroller electric power according to claim 1, wherein in the regenerative braking mode, the electric motor is driven as a generator to charge the large-capacity capacitor, and in the flat ground mode, the driving of the electric motor is stopped. Assist device.
Priority Applications (1)
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