JP2016007866A

JP2016007866A - 手動推進車両

Info

Publication number: JP2016007866A
Application number: JP2014127594A
Authority: JP
Inventors: 荒瀬　浩之; Hiroyuki Arase; 浩之荒瀬; 田中　秀幸; Hideyuki Tanaka; 秀幸田中
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2014-06-20
Filing date: 2014-06-20
Publication date: 2016-01-18

Abstract

【課題】操作性の高い手動推進車両を提供する。【解決手段】手動推進車両は、ハンドルバーを有するハンドル部と、ハンドルバーに前方又は後方への荷重が加わったことを検出する検出部と、ハンドルバーに加わる下方へ荷重を検出部が検出可能なハンドルバーへの荷重に相当する荷重に変換する荷重方向変換部と、検出部の検出結果に基づいてハンドルバーに対する下方への荷重を判定する判定部と、を備える。【選択図】図６

Description

本発明は、手動推進車両（歩行補助車、ベビーカー、台車、車椅子など）に関する。

近年、手動推進車両（特に、足腰の弱った高齢者や歩行に不安を抱える人の外出をサポートするための歩行補助車）に人力補助機能（いわゆる電動アシスト機能）を搭載することが検討されている。

人的補助機能としてモータ出力によって駆動輪を回転駆動する場合には、手動推進車両の進行方向に関する使用者の意図を正確に把握する必要がある。手動推進車両の進行方向に関する使用者の意図は、手動推進車両に設けられたハンドルを介して検出され、具体的には、使用者のハンドル操作によるハンドルの歪みに基づいて検出される。

ところでハンドルの歪みは手動推進車両を所定の進行方向に移動させる場合のみに生じるものではない。例えば、使用者が高齢者の場合には歩行に疲れ、ハンドルに凭れかかって休憩をとることが考えられ、その場合にもハンドルに歪みが生ずる。このような場合に、走行時におけるモータ制御と同様のモータ制御を実行すると、使用者の意図とは異なるモータ制御がなされ危険である。

特許文献１の搬送車は、操作ハンドルに加えられた上下方向の外力を検出するセンサを有し、当該センサの検出値に基づいて車輪の接地状態を判断することが記載されている。

特開２００３−３２０９３６号公報

手動推進車両においてもハンドルに加えられた上下方向の外力を検出するセンサを設けることで、ハンドルに凭れかかって休憩しているという使用者の意図を把握することが可能である。しかしながら、所定の進行方向に対するハンドルの歪みを検出するセンサとは別に凭れかかりによるハンドルの歪みを検出する新たなセンサを設けることになり、センサ数が増える。

本発明は、上記課題に鑑み、センサ数を増やすことなく、使用者の意図を正確に把握可能な手動推進車両を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る手動推進車両は、ハンドルバーを有するハンドル部と、前記ハンドル部に剛結合されて前記ハンドルバーに前方への荷重が加わったことを検出する第１の検出部と、前記ハンドル部に剛結合されて前記ハンドルバーに後方への荷重が加わったことを検出する第２の検出部と、前記ハンドルバーに加わる下方への荷重を、第１の検出部及び第２の検出部が検出可能な前記ハンドルバーへの荷重に相当する荷重に変換する荷重方向変換部と、第１の検出部及び第２の検出部の検出結果に基づいて前記ハンドルバーに対する下方への荷重を判定する判定部と、を備えることを特徴としている。

上記構成の手動推進車両において、前記荷重方向変換部は、第１の検出部及び第２の検出部の夫々と剛結合され、且つ、車体部に固定される第１の保持部及び第２の保持部を備え、前記ハンドルバーに下方への荷重が加わった場合に、第１の保持部及び第２の保持部と第１の検出部及び第２の検出部との間には、第１の検出部及び第２の検出部が検出可能な方向とは逆方向への荷重が加わり、前記ハンドル部と第１の検出部及び第２の検出部との間には前記逆方向への荷重に抗する荷重が加わることにより、前記ハンドルバーに加わる下方への荷重が、第１の検出部及び第２の検出部が検出可能な前記ハンドルバーへの荷重に相当する荷重に変換されることが望ましい。

上記構成の手動推進車両において、前記判定部は、第１の検出部及び第２の検出部のいずれかの検出出力を取得してから所定時間経過後における第１の検出部及び第２の検出部の検出状態に基づいて、前記ハンドルバーに対して下方への荷重が加えられているか否かを判定することが望ましい。

上記構成の手動推進車両において、第１の検出部及び第２の検出部は、その下部が上部に比べて前記ハンドルバーに近い位置となるように第１の保持部及び第２の保持部及び前記ハンドル部に対して剛結合されることが望ましい。

上記構成の手動推進車両において、第１の検出部は前記ハンドル部の右部及び左部に夫々剛結合される２個の検出部を含み、第２の検出部は前記ハンドル部の右部及び左部に夫々剛結合される２個の検出部を含み、第１の保持部は第１の検出部に含まれる前記２個の検出部と夫々剛結合される２個の保持部を含み、第２の保持部は第２の検出部に含まれる前記２個の検出部と夫々剛結合される２個の保持部を含むことが望ましい。

本発明によれば、センサ数を増やすことなく、使用者の意図を正確に把握することができる。

歩行補助車の正面図歩行補助車の背面図歩行補助車の左側面図歩行補助車の右側面図歩行補助車の平面図歩行補助車の底面図ハンドル部の正面図ハンドル部の背面図ハンドル部の左側面図ハンドル部の右側面図ハンドル部の平面図ハンドル部の底面図ハンドル部の斜視図歩行補助車の機能ブロック図車輪部及び車輪駆動機構部の一構成例を示す模式平面図車輪駆動機構部の一構成例を示す機能ブロック図第１実施形態のハンドル部を示す平面図第１実施形態のハンドル部を示す左側面図ハンドルバーの操作状態、センサ検出状態、及び、モータ駆動状態の相関を示す第１図ハンドルバーの操作状態、センサ検出状態、及び、モータ駆動状態の相関を示す第２図第２実施形態のハンドル部を示す左側面図第３実施形態のハンドル部を示す平面図ハンドルバーの操作状態、センサ検出状態、及び、モータ駆動状態の相関を示す第３図

＜第１実施形態＞
図１Ａ〜図１Ｆは、それぞれ、歩行補助車の全体像を示す外観図（正面図、背面図、左側面図、右側面図、平面図、及び、底面図）であり、図２Ａ〜図２Ｇは、それぞれ、歩行補助車のハンドル部を拡大して示す外観図（正面図、背面図、左側面図、右側面図、平面図、底面図、及び、斜視図（背面、平面、及び、右側面を表す図））である。また、図３は、歩行補助車の機能ブロック図である。以下では、各図を適宜参照しながら、第１実施形態の歩行補助車について詳細な説明を行う。

歩行補助車１は、使用者（主に足腰の衰えた高齢者）の歩行を補助すると共に、荷物運搬用のカゴや休憩用の椅子としても利用される手動推進車両（いわゆるシルバーカー）であり、車体部１０と、ハンドル部２０と、車輪部３０と、荷物室部４０と、背もたれ部５０と、ユーザインタフェイス部６０と、センサ部７０と、制御部８０と、電動機構部９０と、電源部１００と、を有する。

車体部１０は、歩行補助車１のシャーシ（枠組み）であり、先に挙げた構成要素２０〜１００が取り付けられている。なお、車体部１０を形成するフレームの素材としては、ステンレス鋼やアルミニウム合金などを用いることができる。

ハンドル部２０は、使用者が歩行時に把持するための部材であり、車体部１０の支柱部材１１と連結されている。使用者は、ハンドルバー２１の両端部を両手で握って人力を加えることにより、歩行補助車１を前進、後退、制動、及び、左右旋回させることができる。なお、ハンドル部２０には、ハンドルバー２１のほかにも、使用者の意思を電動アシストに反映させるための機構部が組み込まれているが、これについては後ほど詳細に説明する。

車輪部３０は、使用者の歩行に合わせて回転することにより、車体部１０を地面に沿って移動させるための輪状部材である。図４は、車輪部３０及び車輪駆動機構部９１の一構成例を示す模式平面図である。図４で示したように、車輪部３０は、人力（または補助動力）によって車軸中心で回転される駆動輪３１（左駆動輪３１Ｌと右駆動輪３１Ｒ）と、方向転換用の従動輪３２（左従動輪３２Ｌと右従動輪３２Ｒ）を備えた四輪構造とされている。なお、左右駆動輪３１Ｌ及び３１Ｒは、各々に対応した車輪駆動機構部９１Ｌ及び９１Ｒによって、各々の回転方向や回転速度が独立に駆動制御される。以下の説明において、駆動輪を後輪、従動輪を前輪と称することもある。

荷物室部４０は、その内部に荷物を収納することのできる箱状部材である。荷物室部４０の上部蓋にはクッション部材が貼り付けられており、使用者が着座時に腰を下ろすための着座面として機能する。

背もたれ部５０は、使用者が着座時に背を預けるための板状部材である。なお、第１実施形態では、比較的幅広に設計された車体部１０や支柱部材１１が背もたれ部５０として流用されている。

ユーザインタフェイス部６０は、使用者と制御部８０との間で情報のやり取りを行うための手段であり、例えば、手動操作部６１（電動アシスト機能のオン／オフ切替ボタンなど）や報知部６２（スピーカ、発光ダイオード、液晶表示パネルなど）を含む。なお、ユーザインタフェイス部６０は、使用者が操作しやすい位置（例えば、使用者の目線の高さに近いハンドル部２０）に設けることが望ましい。

センサ部７０は、歩行補助車１の周囲状況や使用状況、ないしは、使用者の歩行姿勢などを監視する手段であり、第１実施形態では、ハンドルバー２１の操作状態（使用状態）を検出するハンドルセンサ７１を含む。ハンドルセンサ７１の構成や動作については後ほど詳述する。

制御部８０は、ユーザインタフェイス部６０、センサ部７０、及び、電動機構部９０を統括的に制御する論理回路（マイコンなど）である。特に、制御部８０は、ハンドルセンサ７１の出力に応じて車輪駆動機構部９１の各種パラメータ（モータの回転方向、回転速度、及び、回転トルクの各目標値など）を設定することにより、使用者の意思に応じた人力補助を実現するための機能ブロックとして、処理部８１と車輪駆動制御部８２を含む。処理部８１は、ハンドルセンサ７１の出力に応じて左右駆動輪３１Ｌ及び３１Ｒの駆動目標値を決定する。車輪駆動制御部８２は、上記の駆動目標値に応じて左右駆動輪３１Ｌ及び３１Ｒの回転方向と回転速度、及び、回転トルクを各々個別に制御する。なお、制御部８０の諸機能については、後ほど具体例を挙げて説明する。

電動機構部９０は、制御部８０からの指示に応じて歩行補助車１の各部を電動で駆動する手段であり、第１実施形態では、制御部８０からの指示に応じて車輪部３０を電動駆動する車輪駆動機構部９１を含む。特に、第１実施形態では、左右駆動輪３１Ｌ及び３１Ｒを各々独立に制御すべく、左右の車輪駆動機構部９１Ｌ及び９１Ｒが個別に設けられている（先出の図４を参照）。

電源部１００は、ユーザインタフェイス部６０、センサ部７０、制御部８０、及び、電動機構部９０に電力供給を行う手段である。なお、電源部１００としては、車体部１０に着脱可能な二次電池（リチウムイオン電池やニッケル水素電池など）を用いればよい。

図５は、車輪駆動機構部９１Ｌ及び９１Ｒの一構成例を示す機能ブロック図である。車輪駆動機構部９１Ｌ及び９１Ｒは、それぞれ、モータ９１１Ｌ及び９１１Ｒと、モータドライバ９１２Ｌ及び９１２Ｒと、電流センサ９１３Ｌ及び９１３Ｒと、回転角センサ９１４Ｌ及び９１４Ｒと、を含む。

モータ９１１Ｌ及び９１１Ｒは、それぞれ、左駆動輪３１Ｌ及び右駆動輪３１Ｒを独立に回転駆動させる。モータドライバ９１２Ｌ及び９１２Ｒは、それぞれ、制御部８０からの制御信号に応じてモータ９１１Ｌ及び９１１Ｒの駆動電流を生成するインバータ回路である。電流センサ９１３Ｌ及び９１３Ｒは、それぞれ、モータ９１１Ｌ及び９１１Ｒに流れる駆動電流を検出する。回転角センサ９１４Ｌ及び９１４Ｒは、それぞれ、モータ９１１Ｌ及び９１１Ｒの回転角を検出する。車輪駆動制御部８２は、電流センサ９１３Ｌ及び９１３Ｒと回転角センサ９１４Ｌ及び９１４Ｒの各出力に応じて、モータ９１１Ｌ及び９１１Ｒの回転方向や回転速度を目標値と一致させるように、モータドライバ９１２Ｌ及び９１２Ｒのフィードバック制御を行う。

図６及び図７は、それぞれ、本実施形態に係るハンドル部２０を示す平面図並びに左側面図（ハンドル部２０の外装部材（図１Ａ〜図１Ｆや図２Ａ〜図２Ｇを適宜参照）を取り外した状態）である。両図に示すように、第１実施形態のハンドル部２０は、ハンドルバー２１と、接続部２２と、２個のセンサ取付部２３（図中の符号２３Ｆ及び２３Ｒ）と、４個のハンドルホルダー２４（図中の符号２４ａ〜２４ｄ）と、板部材２５とを含む。

ハンドルバー２１は、使用者が両手で把持するための棒状部材であり、その長手方向両端部には、使用者が両手で把持しやすいように左把持部２１Ｌと右把持部２１Ｒが各々備えられている。

接続部２２はハンドルバー２１とセンサ取付部２３とを接続する部材である。平面視において接続部２２の中心点とハンドルバー２１の中心点とは略一致し、且つ、接続部２２の中心点を通る前後方向の水平線Ｌ１と、ハンドルバー２１の中心点を通る左右方向の水平線Ｌ２が直交するように設けられる。

センサ取付部２３は、接続部２２の前端に設けられる第１のセンサ取付部２３Ｆと、接続部２２の後端に設けられる第２のセンサ取付部２３Ｒを有する。各センサ取付部２３Ｆ及び２３Ｒの左右方向の長さは、接続部２２の左右方向の長さよりも長くなるように設定され、各センサ取付部２３Ｆ及び２３Ｒの左右両端部には前後方向に貫通する雌螺錠が形成される。なお、本実施形態においてハンドルバー２１、接続部２２及びセンサ取付部２３はアルミニウム鋼等の金属材料により一体形成されるが、各部を別部材として形成し、夫々を剛結合したものであってもよい。

ハンドルホルダー２４は第１のホルダ２４ａ〜第４のホルダ２４ｄを有する。各ハンドルホルダー２４ａ〜２４ｄは、板部材２５を介して支柱部材１１に固定される。なお、第１のホルダ２４ａ〜第４のホルダ２４ｄの夫々と板部材２５との間には組み付け歪みの緩衝材として弾性部材を配することとしてもよい。

第１のホルダー２４ａは第１のセンサ取付部２３Ｆの右部に所定の間隔Ｄ１をあけて配される。第２のホルダー２４ｂは第１のセンサ取付部２３Ｆの左部に所定の間隔Ｄ１をあけて配される。第３のホルダー２４ｃは第２のセンサ取付部２３Ｒの右部に所定の間隔Ｄ１をあけて配される。第４のホルダー２４ｄは第２のセンサ取付部２３Ｒの左部に所定の間隔Ｄ１をあけて配される。各ホルダー２４ａ〜２４ｄのセンサ取付部２３側の端部には前後方向に貫通する雌螺錠が形成される。

センサ取付部２３及びハンドルホルダー２４にはハンドルセンサ７１が剛結合される。ハンドルセンサ７１は第１のセンサ７１１、第２のセンサ７１２、第３のセンサ７１３、及び、第４のセンサ７１４を含む。各ハンドルセンサ７１１〜７１４は左右両端部に非貫通の雌螺錠が形成される。センサ取付部２３及びハンドルホルダー２４の夫々に螺入され貫通したボルトが、ハンドルセンサ７１の各雌螺錠に螺入されることにより、センサ取付部２３及びハンドルホルダー２４と、ハンドルセンサ７１とが剛結合される。ハンドルセンサ７１は上下方向の長さが、前後方向の厚みの長さよりも長く設計されており、前後方向への歪みは許容されるのに対して、上下方向への歪みは許容されにくい。

ハンドルホルダー２４とハンドルセンサ７１とが剛結合される位置は、ハンドルホルダー２４と板部材２５とが連結される位置よりも、ハンドルバー２１から近い位置に設定される。

以上の構成により、後述するように、ハンドルバー２１に対して下方への荷重が加えられたことを、第１のセンサ７１１〜第４のセンサ７１４を用いて判定することができる。

第１のセンサ７１１〜第４のセンサ７１４について詳説する。第１のセンサ７１１はハンドルバー２１の右前方に設けられ、上述したように、第１のセンサ取付部２３Ｆの右端部及び第１のホルダ２４ａと剛結合される。第１のセンサ７１１は、ハンドルバー２１の右部分の前方向への荷重に起因して第１のセンサ７１１に生じる前方向への歪みを検出する。

第２のセンサ７１２はハンドルバー２１の左前方に設けられ、上述したように、第１のセンサ取付部２３Ｆの左端部及び第２のホルダ２４ｂと剛結合される。第２のセンサ７１２は、ハンドルバー２１の左部分の前方向への荷重に起因して第２のセンサ７１２に生じる前方向への歪みを検出する。

第３のセンサ７１３はハンドルバー２１の右後方に設けられ、上述したように、第２のセンサ取付部２３Ｒの右端部及び第３のホルダ２４ｃと剛結合される。第３のセンサ７１３は、ハンドルバー２１の右部分の後方向への荷重に起因して第３のセンサ７１３に生じる後方向への歪みを検出する。

第４のセンサ７１４はハンドルバー２１の左後方に設けられ、上述したように、第２のセンサ取付部２３Ｒの左端部及び第４のホルダ２４ｄと剛結合される。第４のセンサ７１４は、ハンドルバー２１の左部分の後方向への荷重に起因して第４のセンサ７１４に生じる後方向への歪みを検出する。

図８及び図９は、本実施形態に係るハンドルバーの操作状態、センサ検出状態、及び、モータ駆動状態の相関図である。図８は、紙面の上側から順に、（Ａ）静止時、（Ｂ）前進時、（Ｃ）後退時、（Ｄ）右旋回時、及び、（Ｅ）左旋回時の様子が示されている。図９は、紙面の上側から順に、（Ｆ）左部凭れ時、（Ｇ）右部凭れ時、及び、（Ｈ）両部凭れ時の様子が示されている。

歩行補助車１の静止時（Ａ）において第１のセンサ７１１〜第４のセンサ７１４はハンドルバー２１に対する荷重に基づく歪みを検出しない（第１のセンサ７１１〜第４のセンサ７１４は非検出状態「×」である）。このとき、制御部８０は、歩行補助車１が減速または停止するように、車輪駆動機構部９１Ｌ及び９１Ｒの各種パラメータを設定する。なお、第１のセンサ７１１〜第４のセンサ７１４は、歩行補助車１の静止時（Ａ）においても、センサ取付部２３及びハンドルホルダー２４との剛結合に起因して僅かな歪みが生じうるが、このような僅かな歪みについては、当接判定（歪みを検出するか否か）に用いる閾値を適宜設定することにより検出しないこととすればよい。

歩行補助車１の前進時（Ｂ）において、ハンドルバー２１が使用者によって前進方向に押されることにより、第１のセンサ７１１及び第２のセンサ７１２が前方向への歪みを検出する（第１のセンサ７１１及び第２のセンサ７１２は検出状態「○」であり、第３のセンサ７１３及び第４のセンサ７１４は非検出状態「×」である）。このとき、制御部８０は、駆動輪３１Ｌ及び３１Ｒの駆動力ＤＬ及びＤＲとして、同一の前進トルクを付与するように、車輪駆動機構部９１Ｌ及び９１Ｒの各種パラメータを設定する。このような電動アシストにより、使用者は、軽快かつ安全に歩行補助車１を前進することが可能となる。

歩行補助車１の後退時（Ｃ）において、ハンドルバー２１が使用者によって後進方向に引かれることにより、第３のセンサ７１３及び第４のセンサ７１４が後方向への歪みを検出する（第３のセンサ７１３及び第４のセンサ７１４は検出状態「○」であり、第１のセンサ７１１及び第２のセンサ７１２は非検出状態「×」である）。このとき、制御部８０は、駆動輪３１Ｌ及び３１Ｒの駆動力ＤＬ及びＤＲとして、同一の後退トルクを付与するように、車輪駆動機構部９１Ｌ及び９１Ｒの各種パラメータを設定する。このような電動アシストにより、使用者は、軽快かつ安全に歩行補助車１を後退することが可能となる。

歩行補助車１の右旋回時（Ｄ）において、ハンドルバー２１が使用者によって右旋回方向に捻られることにより、第２のセンサ７１２が前方向への歪みを検出すると共に、第３のセンサ７１３が後方向への歪みを検出する（第２のセンサ７１２及び第３のセンサ７１３は検出状態「○」であり、第１のセンサ７１１及び第４のセンサ７１４は非検出状態「×」である）。このとき、制御部８０は、駆動輪３１Ｌ及び３１Ｒの駆動力ＤＬ及びＤＲとして、異なる前進トルク（ＤＬ＞ＤＲ）を付与するように、車輪駆動機構部９１Ｌ及び９１Ｒの各種パラメータを設定する。このような電動アシストにより、使用者は、軽快かつ安全に歩行補助車１を右旋回させることが可能となる。

歩行補助車１の左旋回時（Ｅ）において、ハンドルバー２１が使用者によって左旋回方向に捻られることにより、第１のセンサ７１１が前方向への歪みを検出すると共に、第４のセンサ７１４が後方向への歪みを検出する（第１のセンサ７１１及び第４のセンサ７１４は検出状態「○」であり、第２のセンサ７１２及び第３のセンサ７１３は非検出状態「×」である）。このとき、制御部８０は、駆動輪３１Ｌ及び３１Ｒの駆動力ＤＬ及びＤＲとして、異なる前進トルク（ＤＬ＜ＤＲ）を付与するように、車輪駆動機構部９１Ｌ及び９１Ｒの各種パラメータを設定する。このような電動アシストにより、使用者は、軽快かつ安全に歩行補助車１を左旋回させることが可能となる。

使用者がハンドルバー２１の左部に凭れる左部凭れ時（Ｆ）において、ハンドルバー２１の左部には下方への荷重が加わる。一方で、ハンドル部２０（より詳細にはセンサ取付部２３）とハンドルセンサ７１、及び、ハンドルセンサ７１とハンドルホルダー２４は夫々剛結合されており、各結合部は変形せず、且つ、ハンドルセンサ７１は上下方向に歪みにくいので、ハンドルホルダー２４と板部材２５との固定部に対して内側に変形させようとする荷重（図７中の矢印Ａ１及びＡ２を参照）が加わる。

これに対して、センサ取付部２３とハンドルセンサ７１との結合部には、上記固定部に加わる荷重とは反対方向の荷重が加わる。すなわち、第２のセンサ７１２は前方向への歪みを検出し、第４のセンサ７１４は後方向への歪みを検出する（第２のセンサ７１２及び第４のセンサ７１４は検出状態「○」であり、第１のセンサ７１１及び第３のセンサ７１３は非検出状態「×」である）。このとき、制御部８０は、歩行補助車１が減速または停止するように、車輪駆動機構部９１Ｌ及び９１Ｒの各種パラメータを設定する。

使用者がハンドルバー２１の右部に凭れる右部凭れ時（Ｇ）において、ハンドルバー２１の右部には下方への荷重が加わる。一方で、ハンドル部２０（より詳細にはセンサ取付部２３）とハンドルセンサ７１、及び、ハンドルセンサ７１とハンドルホルダー２４は夫々剛結合されており、各結合部は変形せず、且つ、ハンドルセンサ７１は上下方向に歪まないので、ハンドルホルダー２４と板部材２５との固定部に対して内側に変形させようとする荷重が加わる。

これに対して、センサ取付部２３とハンドルセンサ７１との結合部には、上記固定部に加わる荷重とは反対方向の荷重が加わる。すなわち、第１のセンサ７１１は前方向への歪みを検出し、第３のセンサ７１３は後方向への歪みを検出する（第１のセンサ７１１及び第３のセンサ７１３は検出状態「○」であり、第２のセンサ７１２及び第４のセンサ７１４は非検出状態「×」である）。このとき、制御部８０は、歩行補助車１が減速または停止するように、車輪駆動機構部９１Ｌ及び９１Ｒの各種パラメータを設定する。

使用者がハンドルバー２１の両部に凭れる両部凭れ時（Ｈ）において、ハンドルバー２１の両部には下方への荷重が加わる。一方で、ハンドル部２０（より詳細にはセンサ取付部２３）とハンドルセンサ７１、及び、ハンドルセンサ７１とハンドルホルダー２４は夫々剛結合されており、各結合部は変形せず、且つ、ハンドルセンサ７１は上下方向に歪まないので、ハンドルホルダー２４と板部材２５との固定部に対して内側に変形させようとする荷重が加わる。

これに対して、センサ取付部２３とハンドルセンサ７１との結合部には、上記固定部に加わる荷重とは反対方向の荷重が加わる。すなわち、第１のセンサ７１１及び第２のセンサ７１２は前方向への歪みを検出し、第３のセンサ７１３及び第４のセンサは後方向への歪みを検出する（第１のセンサ７１１〜第４のセンサ７１４は検出状態「○」である）。このとき、制御部８０は、歩行補助車１が減速または停止するように、車輪駆動機構部９１Ｌ及び９１Ｒの各種パラメータを設定する。

なお、ハンドルホルダー２４は樹脂製であってもよい。樹脂により形成することで、ハンドルバー２１に下方への荷重が加わった際に、ハンドルホルダー２４に内側に変形させようとする荷重が加わりやすくなる。そして、センサ取付部２３とハンドルセンサ７１との結合部には当該荷重に対して反対方向の荷重が加わることで使用者がハンドルバー２１に凭れていることを特定し、適切なモータ制御を実行することができる。

また、制御部８０は第１のセンサ７１１〜第４のセンサ７１４の出力状態に基づいて、ハンドルバーの操作状態（使用状態）が図８及び図９に示す（Ａ）〜（Ｈ）のいずれに該当するか判定するが、第１のセンサ７１１〜第４のセンサ７１４のいずれかの出力を取得してから、所定時間経過した後に上記判定を行うこととすることが望ましい。例えば第１のセンサ７１１〜第４のセンサ７１４の全てが検出状態となった場合に、両部凭れ時（Ｈ）と判定するが、全てのセンサの出力が同時になされるとは限らず、一定のタイムラグが発生しうる。従って、判定前に一定の判定待機時間を設けることで、使用者の意図とは異なるモータ制御が行われることを防止することができる。

本実施形態によれば、手動推進車両はハンドルバーと、ハンドルバーに加えられる前後方向への荷重が検出可能なハンドルセンサを備える。ハンドルセンサはハンドルバーに加えられる前後方向への荷重に基づいて自身に生ずる歪みを検出するものであり、ハンドルバーの左部及び右部の夫々にハンドルバーを挟んで前後に１個ずつ配される。ハンドルバーの前方に配されたハンドルセンサは自身に生ずる前方への歪みを検出し、後方に配されたハンドルセンサは自身に生ずる後方への歪みを検出する。

また、手動推進車両はハンドルバーに加わる下方への荷重を、ハンドルバーに対する前後方向への荷重に相当する荷重に変換する荷重方向変換部を備え、ハンドルセンサは当該荷重方向変換部により変換された荷重により自身に生ずる歪みを検出し、当該検出結果に基づいてハンドルバーに対して下方への荷重が加えられていること、すなわち、使用者がハンドルバーに凭れかかっていることを把握できる。

また、４個のハンドルセンサのいずれかが歪みを検出した際に、その時点でハンドルバーの操作状態（使用状態）を判定するのではなく、所定時間経過後の時点における各ハンドルセンサの検出出力に基づいてハンドルバーの操作状態（使用状態）を判定するので、使用者の意図を正確に判定することができる。

なお、本実施形態においては、制御部８０が判定部として機能する。また、ハンドル部２０（ハンドルバー２１、接続部２２、センサ取付部２３、ハンドルホルダー２４、及び、板部材２５の構成及び剛結合）が荷重方向変換部として機能する。

＜第２実施形態＞
図１０は、第２実施形態のハンドル部２０を示す左側面図である。第２実施形態のハンドル部２０は、基本的に第１実施形態と同様の構成である。図７に示すように第１実施形態においてハンドルセンサ７１は、ハンドルホルダー２４（及びセンサ取付部２３）の垂直な壁面と剛結合されて、ハンドルセンサ７１に生じる前方又は後方への歪みを検出するように配されている。

これに対して、図１０に示すように、本実施形態においてハンドルセンサ７１はハンドルホルダー２４（及びセンサ取付部２３）において、上部が下部に比べてハンドルバー２１に近づくように傾斜する壁面と剛結合されて、ハンドルセンサ７１に生じる前方又は後方への歪みを検出するように配する。

例えば、使用者がハンドルバー２１の左部に凭れた場合には、ハンドルバー２１の左部に下方への荷重が加わる。上述したようにハンドルセンサ７１はハンドルホルダー２４の傾斜する壁面に剛結合されており、ハンドルホルダー２４と板部材２５との固定部には、ハンドルセンサ７１がハンドルホルダー２４を押し広げようとする荷重に抗する荷重が加わる。これにより、ハンドルホルダー２４と板部材２５との固定部に対して内側に変形させようとする荷重（図１０中の矢印Ａ３及びＡ４を参照）が加わる。

これに対して、センサ取付部２３とハンドルセンサ７１との結合部には、上記固定部に加わる荷重とは反対方向の荷重が加わる。すなわち、第２のセンサ７１２は前方向への歪みを検出し、第４のセンサ７１４は後方向への歪みを検出する（第２のセンサ７１２及び第４のセンサ７１４は検出状態「○」であり、第１のセンサ７１１及び第３のセンサ７１３は非検出状態「×」である）。

使用者がハンドルバー２１の右部又は両部に凭れた場合も、ハンドルホルダー２４と板部材２５との固定部には、ハンドルセンサ７１がハンドルホルダー２４を押し広げようとする荷重に抗する荷重が加わる。これにより、ハンドルホルダー２４と板部材２５との固定部に対して内側に変形させようとする荷重が加わり、右部凭れ時に第１のセンサ７１１は前方向への歪みを検出し、第３のセンサ７１３は後方向への歪みを検出する。また、両部凭れ時には第１のセンサ７１１及び第２のセンサ７１２は前方向への歪みを検出し、第３のセンサ７１３及び第４のセンサは後方向への歪みを検出する。

本実施形態によれば第１実施形態と同様の効果を奏する。加えて、ハンドルセンサが、ハンドルホルダーの傾斜する壁面に取り付けられて、側面視において２個のハンドルセンサが逆ハ字状に配される。当該構成によりハンドルバーに対して下方に小さな荷重が加えられた場合であっても、効率的に、ハンドルホルダーと板部材との固定部に対して内側に変形させようとする荷重が加わる。従って、使用者がハンドルバーに少し体重を預けるようにして凭れた場合においても適切なモータ制御が実行される。

＜第３実施形態＞
第１実施形態及び第２実施形態においては、右旋回及び左旋回のハンドル操作を検出するためにハンドルセンサ７１が第１のセンサ７１１〜第４のセンサ７１４を含むこととしたが、右旋回及び左旋回のハンドル操作を検出する必要がない場合や、右旋回や左旋回が不能な歩行補助車１においては４個のハンドルセンサ７１を有する必要はない。

本実施形態においてハンドルセンサ７１は静止、前進、後進、及び、凭れが検出可能となるようにハンドルバー２１を挟んでハンドルバー２１の前後に配される第１のハンドルセンサ７１１と第２のハンドルセンサ７１２を含むこととする。

図１１は本実施形態に係るハンドル部２０を示す平面図である。また、図１２は本実施形態に係るハンドルバーの操作状態、センサ検出状態、及び、モータ駆動状態の相関図である。図１２は、紙面の上側から順に、（Ａ）静止時、（Ｂ）前進時、（Ｃ）後退時、及び、（Ｄ）凭れ時の様子が示されている。

図１１に示すように、第３実施形態のハンドル部２０はハンドルバー２１と、接続部２２と、２個のセンサ取付部２３（図中の符号２３Ｆ及び２３Ｒ）と、２個のハンドルホルダー２４（図中の符号２４ａ〜２４ｂ）と、板部材２５とを含む。

接続部２２はハンドルバー２１とセンサ取付部２３とを接続する部材である。平面視において、接続部２２の中心点とハンドルバー２１の中心点よりも左側に位置し、接続部２２の中心点を通る前後方向の水平線Ｌ１と、ハンドルバー２１の中心点を通る左右方向の水平線Ｌ２が直交するように設けられる。

ハンドルホルダー２４は第１のホルダ２４ａ〜第２のホルダ２４ｂを有する。各ハンドルホルダー２４ａ〜２４ｂは、板部材２５を介して支柱部材１１に固定される。なお、第１のホルダ２４ａ〜第２のホルダ２４ｂの夫々と板部材２５との間には組み付け歪みの緩衝材として弾性部材を配することとしてもよい。

第１のホルダー２４ａは第１のセンサ取付部２３Ｆの右部に所定の間隔Ｄ２をあけて配される。第２のホルダー２４ｂは第２のセンサ取付部２３Ｒの右部に所定の間隔Ｄ２をあけて配される。各ホルダー２４ａ〜２４ｂのセンサ取付部２３側の端部には前後方向に貫通する雌螺錠が形成される。

センサ取付部２３及びハンドルホルダー２４にはハンドルセンサ７１が剛結合される。ハンドルセンサ７１は第１のセンサ７１１、第２のセンサ７１２を含む。各ハンドルセンサ７１１〜７１２は左右両端部に非貫通の雌螺錠が形成される。センサ取付部２３及びハンドルホルダー２４の夫々に螺入され貫通したボルトが、ハンドルセンサ７１の各雌螺錠に螺入されることにより、センサ取付部２３及びハンドルホルダー２４と、ハンドルセンサ７１とが剛結合される。ハンドルセンサ７１１の中心点とハンドルセンサ７１２の中心点とを通る前後方向の水平線Ｌ３と水平線Ｌ２の交点はハンドルバー２１の中心点を通るように配される。

ハンドルセンサ７１は上下方向の長さが、前後方向の厚みの長さよりも長く設計されており、前後方向への歪みは許容されるのに対して、上下方向への歪みは許容されにくい。

以上の当該構成により、後述するように、ハンドルバー２１に対して下方への荷重が加えられたことを、第１のセンサ７１１〜第２のセンサ７１２を用いて判定することができる。

第１のセンサ７１１〜第２のセンサ７１２について詳説する。第１のセンサ７１１はハンドルバー２１の略中央部前方に設けられ、上述したように、第１のセンサ取付部２３Ｆの右端部及び第１のホルダ２４ａと剛結合される。第１のセンサ７１１は、ハンドルバー２１の前方向への荷重に起因して第１のセンサ７１１に生じる前方向への歪みを検出する。

第２のセンサ７１２はハンドルバー２１の略中央部後方に設けられ、上述したように、第１のセンサ取付部２３Ｆの右端部及び第２のホルダ２４ｂと剛結合される。第２のセンサ７１２は、ハンドルバー２１の後方向への荷重に起因して第２のセンサ７１２に生じる前方向への歪みを検出する。

歩行補助車１の静止時（Ａ）において第１のセンサ７１１〜第２のセンサ７１２はハンドルバー２１に対する荷重に基づく歪みを検出しない（第１のセンサ７１１〜第２のセンサ７１２は非検出状態「×」である）。このとき、制御部８０は、歩行補助車１が減速または停止するように、車輪駆動機構部９１Ｌ及び９１Ｒの各種パラメータを設定する。なお、第１のセンサ７１１〜第２のセンサ７１２は、歩行補助車１の静止時（Ａ）においても、センサ取付部２３及びハンドルホルダー２４との剛結合に起因して僅かな歪みが生じうるが、このような僅かな歪みについては、当接判定（歪みを検出するか否か）に用いる閾値を適宜設定することにより検出しないこととすればよい。

歩行補助車１の前進時（Ｂ）において、ハンドルバー２１が使用者によって前進方向に押されることにより、第１のセンサ７１１が前方向への歪みを検出する（第１のセンサ７１１は検出状態「○」であり、第２のセンサ７１２は非検出状態「×」である）。このとき、制御部８０は、駆動輪３１Ｌ及び３１Ｒの駆動力ＤＬ及びＤＲとして、同一の前進トルクを付与するように、車輪駆動機構部９１Ｌ及び９１Ｒの各種パラメータを設定する。このような電動アシストにより、使用者は、軽快かつ安全に歩行補助車１を前進することが可能となる。

歩行補助車１の後退時（Ｃ）において、ハンドルバー２１が使用者によって後進方向に引かれることにより、第２のセンサ７１２が後方向への歪みを検出する（第２のセンサ７１２は検出状態「○」であり、第１のセンサ７１１は非検出状態「×」である）。このとき、制御部８０は、駆動輪３１Ｌ及び３１Ｒの駆動力ＤＬ及びＤＲとして、同一の後退トルクを付与するように、車輪駆動機構部９１Ｌ及び９１Ｒの各種パラメータを設定する。このような電動アシストにより、使用者は、軽快かつ安全に歩行補助車１を後退することが可能となる。

使用者がハンドルバー２１に凭れる凭れ時（Ｄ）において、ハンドルバー２１には下方への荷重が加わる。一方で、ハンドル部２０（より詳細にはセンサ取付部２３）とハンドルセンサ７１、及び、ハンドルセンサ７１とハンドルホルダー２４は夫々剛結合されており、各結合部は変形せず、且つ、ハンドルセンサ７１は上下方向に歪まないので、ハンドルホルダー２４と板部材２５との固定部に対して内側に変形させようとする荷重が加わる。

これに対して、センサ取付部２３とハンドルセンサ７１との結合部には、上記固定部に加わる荷重とは反対方向の荷重が加わる。すなわち、第１のセンサ７１１は前方向への歪みを検出し、第２のセンサ７１２は後方向への歪みを検出する（第１のセンサ７１１及び第２のセンサ７１２は検出状態「○」である）。このとき、制御部８０は、歩行補助車１が減速または停止するように、車輪駆動機構部９１Ｌ及び９１Ｒの各種パラメータを設定する。

また、制御部８０は第１のセンサ７１１〜第２のセンサ７１２の出力状態に基づいて、ハンドルバーの操作状態（使用状態）が図１２に示す（Ａ）〜（Ｄ）のいずれに該当するか判定するが、第１のセンサ７１１〜第２のセンサ７１２のいずれかの出力を取得してから、所定時間経過した後に上記判定を行うこととすることが望ましい。例えば第１のセンサ７１１〜第２のセンサ７１２の全てが検出状態となった場合に、凭れ時（Ｄ）と判定するが、両センサの出力が同時になされるとは限らず、一定のタイムラグが発生しうる。従って、判定前に一定の判定待機時間を設けることで、使用者の意図とは異なるモータ制御が行われることを防止することができる。

本実施形態によれば、右旋回及び左旋回のハンドル操作を検出する必要がない歩行補助車や、右旋回や左旋回が不能な歩行補助車において第１実施形態及び第２実施形態と同様の効果を奏する。

＜その他の変形例＞
なお、上記の実施形態では、歩行補助車を例に挙げて説明を行ったが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、その他の手動推進車両（ベビーカー、台車、車椅子など）にも広く適用することが可能である。

また、ハンドルバーに対して下方への荷重が加わっている際の制御としては駆動輪のトルク制御に限られるものではなく、例えば、手動推進車両が停止していることを示す表示（ハザードランプの点滅制御）であってもよい。

また、前述、検出状態「○」と非検出状態「×」は、ハンドルセンサ７１の検出量の増加を「○」、検出量の減少を「×」としてもよい。

また、上記の実施形態では、ストレート型のハンドルバーを例に挙げたが、使用者にとって操作しやすい形状であれば、いかなる形状（Ｕ字型やドロップ型など）を採用しても構わない。

このように、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。

１歩行補助車（手動推進車両）
１０車体部
１１支柱部材
２０ハンドル部
２１ハンドルバー
２２接続部
２３センサ取付部
２４ハンドルホルダー（保持部）
３０車輪部
３１（３１Ｌ、３１Ｒ）駆動輪（左、右）
３２（３２Ｌ、３２Ｒ）従動輪（左、右）
４０荷物室部
５０背もたれ部
６０ユーザインタフェイス部
７０センサ部
７１ハンドルセンサ（検出部）
８０制御部（判定部）
８１処理部
８２車輪駆動制御部
９０電動機構部
１００電源部

Claims

ハンドルバーを有するハンドル部と、
前記ハンドル部に剛結合されて前記ハンドルバーに前方への荷重が加わったことを検出する第１の検出部と、
前記ハンドル部に剛結合されて前記ハンドルバーに後方への荷重が加わったことを検出する第２の検出部と、
前記ハンドルバーに加わる下方への荷重を、第１の検出部及び第２の検出部が検出可能な前記ハンドルバーへの荷重に相当する荷重に変換する荷重方向変換部と、
第１の検出部及び第２の検出部の検出結果に基づいて前記ハンドルバーに対する下方への荷重を判定する判定部と、
を備える手動推進車両。
前記荷重方向変換部は、第１の検出部及び第２の検出部の夫々と剛結合され、且つ、車体部に固定される第１の保持部及び第２の保持部を備え、
前記ハンドルバーに下方への荷重が加わった場合に、第１の保持部及び第２の保持部と第１の検出部及び第２の検出部との間には、第１の検出部及び第２の検出部が検出可能な方向とは逆方向への荷重が加わり、
前記ハンドル部と第１の検出部及び第２の検出部との間には前記逆方向への荷重に抗する荷重が加わることにより、前記ハンドルバーに加わる下方への荷重が、第１の検出部及び第２の検出部が検出可能な前記ハンドルバーへの荷重に相当する荷重に変換される請求項１に記載の手動推進車両。
前記判定部は、第１の検出部及び第２の検出部のいずれかの検出出力を取得してから所定時間経過後における第１の検出部及び第２の検出部の検出状態に基づいて、前記ハンドルバーに対して下方への荷重が加えられているか否かを判定する請求項１又は請求項２に記載の手動推進車両。
第１の検出部及び第２の検出部は、その下部が上部に比べて前記ハンドルバーに近い位置となるように第１の保持部及び第２の保持部及び前記ハンドル部に対して剛結合される請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の手動推進車両。
第１の検出部は前記ハンドル部の右部及び左部に夫々剛結合される２個の検出部を含み、第２の検出部は前記ハンドル部の右部及び左部に夫々剛結合される２個の検出部を含み、第１の保持部は第１の検出部に含まれる前記２個の検出部と夫々剛結合される２個の保持部を含み、第２の保持部は第２の検出部に含まれる前記２個の検出部と夫々剛結合される２個の保持部を含む請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の手動推進車両。