JP2024015559A - 電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な構成で使用者の運動機能に応じた駆動力の制御をすることができる電動車両を提供する。
【解決手段】 前輪２と後輪３とを有する電動車両１である。前輪２及び後輪３の少なくとも一方を駆動するための駆動部５と、駆動部５を作動するための操作部６と、駆動部５を制御するための制御部７とを備えている。操作部６は、互いに連動して作動する一対のペダル８と、一対のペダル８の作動状態に応じた第１信号ｓ１を出力するセンサ９とを含んでいる。制御部７は、センサ９から入力される第１信号ｓ１に基づき、駆動部５を制御する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、前輪と後輪とを有する電動車両に関する。

従来、体の不自由な人の外出時に好適に用いられる電動車両が知られている。この種の電動車両は、使用者がアクセル操作をするのみで移動可能であることから、使用者の運動機能がより低下するおそれがあった。そこで、例えば、下記特許文献１では、使用者が自身の運動機能に応じてポンプ手段を作動させることで、電動モータに供給される電力を制御する電動車両を提案している。

特許第６７５６４８７号公報

しかしながら、特許文献１の電動車両は、圧縮空気を介して電動モータに供給される電力を制御しているので、ポンプ手段やタンクといった構成が必要であり、小型化と低コスト化に関して、更なる改善の要望があった。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、簡易な構成で使用者の運動機能に応じた駆動力の制御をすることができる電動車両を提供することを主たる目的としている。

本発明は、前輪と後輪とを有する電動車両であって、前記前輪及び前記後輪の少なくとも一方を駆動するための駆動部と、前記駆動部を作動するための操作部と、前記駆動部を制御するための制御部とを備え、前記操作部は、互いに連動して作動する一対のペダルと、前記一対のペダルの作動状態に応じた第１信号を出力するセンサとを含み、前記制御部は、前記センサから入力される前記第１信号に基づき、前記駆動部を制御する、電動車両である。

本発明の電動車両は、上述の構成を備えることにより、簡易な構成で使用者の運動機能に応じた駆動力の制御をすることができる。

本発明の電動車両の一実施形態を示す平面図である。 図１のＡ－Ａ線の断面図である。 操作部の一部を概念的に示す斜視図である。 図３の操作部の背面図である。 他の実施形態の電動車両の側面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき詳細に説明される。
図１は、本実施形態の電動車両１を示す平面図であり、図２は、図１のＡ－Ａ線の断面図である。図１及び図２に示されるように、本実施形態の電動車両１は、前輪２と後輪３とを有する乗用車両である。電動車両１は、前輪２と後輪３とが取り付けられる車両本体４を有するのが望ましい。

本実施形態の電動車両１は、前輪２及び後輪３の少なくとも一方を駆動するための駆動部５と、駆動部５を作動するための操作部６と、駆動部５を制御するための制御部７とを備えている。駆動部５、操作部６及び制御部７は、車両本体４に設けられるのが望ましい。

本実施形態の操作部６は、互いに連動して作動する一対のペダル８を含んでいる。操作部６は、一対のペダル８の作動状態に応じた第１信号ｓ１を出力するセンサ９を含むのが望ましい。

本実施形態の制御部７は、センサ９から入力される第１信号ｓ１に基づき、駆動部５を制御している。このような電動車両１は、使用者が一対のペダル８を動かすことで、駆動力を発揮することができ、ペダル８の作動状態に対する駆動力の大きさも調整自在である。このため、本実施形態の電動車両１は、簡易な構成で使用者の運動機能に応じた駆動力の制御をすることができる。

より好ましい態様として、制御部７は、単位時間当たりに入力される第１信号ｓ１に基づき、駆動部５の速度を制御している。このような制御部７は、ペダル８の作動速度に応じて駆動部５の速度を制御することができ、使用者の意図を電動車両１の速度に反映させることが容易である。

操作部６は、例えば、使用者が調整可能なゲイン調整手段（図示省略）を含んでいる。制御部７は、ゲイン調整手段で調整されたゲインに基づき、単位時間当たりに入力される第１信号ｓ１を増幅するのが望ましい。ゲイン調整手段は、例えば、第１信号ｓ１の増幅量を有限又は無限の段階に調整可能である。制御部７は、例えば、ゲインの大きさに応じて単位時間の長さを変更してもよい。このような制御部７は、簡易な構成で使用者の運動機能に応じた駆動力の制御をすることができる。このため、使用者は、例えば、ゲインを大きくすることでペダル８をゆっくり作動させた場合にも、電動車両１を所定の速度で移動させることができる。

電動車両１は、例えば、１つの前輪２と２つの後輪３とを有する三輪車である。このような電動車両１は、走行時の安定性と旋回性とを両立することに役立つ。なお、電動車両１は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、２つの前輪２と１つの後輪３とを有する三輪車であってもよく、２つの前輪２と２つの後輪３とを有する四輪車であってもよい。

本実施形態の電動車両１は、前輪２及び後輪３の少なくとも一方を操舵するための操舵部１０と、使用者が乗車時に着座するシート１１とを備えている。このような電動車両１は、使用者がシート１１に着座した状態で操舵部１０を操舵することで、任意の方向への移動が許容される。

本実施形態の操舵部１０は、車両本体４の前方に取り付けられ、前輪２を操舵している。操舵部１０は、例えば、バーハンドルである。このような操舵部１０は、簡易な構成で操舵することができ、電動車両１の製造コストを低減することに役立つ。

なお、操舵部１０は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、円形ハンドルや屈曲形状のハンドルであってもよく、シート１１等に設けられたレバー（図示省略）に連動するものであってもよい。また、操舵部１０は、例えば、後輪３を操舵するものであってもよく、前輪２と後輪３とを同位相又は逆位相に操舵するものであってもよい。

本実施形態のシート１１は、車両本体４に取り付けられている。シート１１は、車両本体４に対し、高さを自在に調整可能であるのが望ましい。このようなシート１１は、使用者がペダル８を踏み込みやすい高さに調整することができる。

シート１１は、例えば、座面１２と、背もたれ１３と、一対の手すり１４とを備えている。このようなシート１１は、使用者がリラックスして着座することができる。なお、シート１１は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、座面１２のみで構成されていてもよく、座面１２と背もたれ１３とで構成されていてもよい。また、操舵部１０が図示省略のレバーを有するとき、レバーは、手すり１４に設けられるのが望ましい。

本実施形態の駆動部５は、車両本体４の後方に設けられ、後輪３を駆動している。駆動部５は、例えば、駆動モータ１５と減速装置１６とを含んでいる。駆動モータ１５は、二次電池（図示省略）から電力が供給され駆動するのが望ましい。減速装置１６は、例えば、内部に歯車機構が収容された減速ケース１７と、減速ケース１７と後輪３とを連結する駆動チェーン１８とを含んでいる。

本実施形態の駆動チェーン１８は、２つの後輪３をつなぐ車軸１９に連結している。車軸１９は、その中間部分に差動装置２０を有するのが望ましい。本実施形態の車軸１９は、車両本体４に軸受装置を介してリジッドに固定されている。このような車軸１９は、電動車両１のスムーズな旋回に役立つ。なお、車軸１９は、例えば、懸架装置を介して車両本体に取り付けられていてもよい。

本実施形態の電動車両１は、後輪３の接地面よりも後方に接地可能な一対の補助輪２１を備えている。補助輪２１は、例えば、車両本体４に取り付けられている。補助輪２１は、前輪２及び後輪３が接地時に離地しているのが望ましい。このような補助輪２１は、段差や上り坂等で前輪２が浮くような力が作用した場合の電動車両１の後方への転倒を抑止することができ、通常走行時の走行性能に影響を与えるおそれがない。

電動車両１は、例えば、後輪３の上方に荷物等を置くためのバスケット２２が設けられている。バスケット２２は、車両本体４に取り付けられるのが望ましい。電動車両１は、例えば、前輪２の上方に図示省略の前方バスケットが設けられていてもよい。前方バスケットは、操舵部１０に取り付けられるのが望ましい。このような電動車両１は、走行させるときに多くの荷物を移動させることができる。

本実施形態の操作部６は、操作量に応じた第２信号ｓ２を出力するアクセル装置２３を含んでいる。制御部７は、センサ９から入力される第１信号ｓ１又はアクセル装置２３から入力される第２信号ｓ２に基づき、駆動部５を制御するのが望ましい。このような電動車両１は、使用者の体力に応じて駆動力を付与するための操作手段を選択することができる。すなわち、電動車両１は、例えば、往路をペダル８の操作により移動させ、復路をアクセル装置２３の操作により移動させることができる。

操作部６は、センサ９から入力される第１信号ｓ１又はアクセル装置２３から入力される第２信号ｓ２を選択的に切り換えて制御部７に送る切換手段（図示省略）を含むのが望ましい。切換手段は、例えば、操舵部１０に設けられる。このような操作部６は、駆動力を付与するための操作手段を任意に選択することができる。

なお、制御部７は、操作部６に切換手段を設けることなく、例えば、第１信号ｓ１と第２信号ｓ２とが同時に入力された場合に、第１信号ｓ１又は第２信号ｓ２のいずれかに基づき駆動部５を制御するようにあらかじめ設定されていてもよい。

本実施形態のアクセル装置２３は、操舵部１０に設けられている。このようなアクセル装置２３は、電動車両１の走行速度と向きとを同時に操作することが容易であり、移動の安全性と快適性とを向上させることができる。

図３は、操作部６の一部を概念的に示す斜視図であり、図４は、図３の操作部６の背面図である。図３及び図４に示されるように、本実施形態の操作部６は、一対のペダル８を連結する連結部材２４を含んでいる。センサ９は、連結部材２４の動きを検出するのが望ましい。このような操作部６は、一対のペダル８毎にセンサ９を設ける必要がなく、電動車両１の製造コストを低減させることに役立つ。

連結部材２４は、例えば、ペダル８を支持するクランクアーム２５と、クランクアーム２５の支点に固定されるカム２６とを含んでいる。クランクアーム２５及びカム２６は、それぞれ、一対のペダル８に対応して一対設けられている。本実施形態の一対のペダル８は、それぞれ、クランクアーム２５のペダル８が取り付けられていない端部を軸として、往復運動するものである。

このような操作部６は、一方のペダル８を踏み込むと他方のペダル８を上昇させることができ、運動機能が制限された使用者であっても、操作が容易である。なお、操作部６は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、一対のクランクアーム２５の軸に取り付けられた一対のかさ歯車と、一対のかさ歯車に噛み合うかさ歯車とにより、すなわち、３個のかさ歯車により構成されていてもよい。この場合の一対のかさ歯車は、同じ歯数であるのが望ましい。

また、一対のペダル８は、例えば、クランクアーム２５の軸を中心に回転運動するものであってもよい。この場合の一対のペダル８は、クランクアーム２５の軸を中心に互いに１８０°の位相関係を有するのが望ましい。このときの連結部材２４は、例えば、クランクアーム２５とその軸とで構成されていてもよい。

クランクアーム２５は、例えば、その端部にペダル８が動かないように固定するためのストッパー２７を有している。ストッパー２７は、例えば、図示省略のロック部材と接触することで、ペダル８及びクランクアーム２５が動かないように固定することができる。ロック部材は、手動又は機械的に、ペダル８の動きを固定する第１位置と、ペダル８の動きを許容する第２位置とに変更自在であるのが望ましい。

このような操作部６は、ペダル８を固定することで安定した状態で、アクセル装置２３の操作により電動車両１を移動させることができる。なお、ストッパー２７は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、連結部材２４のいずれかの動きを停止するものであればよい。

本実施形態の連結部材２４は、カム２６に端部が取り付けられるローラチェーン２８と、ローラチェーン２８の向きを変更するスプロケット２９とを含んでいる。このような連結部材２４は、簡易な構成で一対のペダル８の動きを連動させることができる。

連結部材２４は、一対のペダル８に反力を付与するための一対の反力付与手段３０を含むのが望ましい。反力付与手段３０は、例えば、圧縮ばねを含んでいる。反力付与手段３０は、カム２６側の端部３０ａが車両本体４（図１に示す）に固定され、反対側の端部３０ｂで反力の程度を調整可能であるのが望ましい。このような操作部６は、使用者の運動機能に応じて、ペダル８の反力を調整することができる。

ローラチェーン２８は、その中間部分にローラチェーン２８の曲がる向きを変更する接続部２８ａを含むのが望ましい。このようなローラチェーン２８は、任意の向きに曲げることができ、センサ９の取付位置の自由度を高めることができる。

スプロケット２９は、例えば、一対の反力付与手段３０から後方に延びるローラチェーン２８の向きを上方に変更する一対の第１スプロケット２９Ａと、一対の第１スプロケット２９Ａの間を延びるローラチェーン２８の向きを変更する第２スプロケット２９Ｂとを含んでいる。このようなスプロケット２９は、センサ９の取付位置の自由度を高めることに役立つ。

センサ９は、例えば、ローラチェーン２８又はスプロケット２９の動きを検出する非接触近接スイッチである。センサ９は、スプロケット２９の歯３１を検出するのが望ましい。このような操作部６は、追加の構成要素が不要であり、電動車両１の製造コストを低減することに役立つ。

なお、センサ９は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、ローラチェーン２８のローラ部を検出するものであってもよく、別途設けられた検出用凹凸部（図示省略）を検出するものであってもよい。また、センサ９は、例えば、接触式検出器やポテンショメータ等であってもよい。

本実施形態のセンサ９は、第２スプロケット２９Ｂの歯３１を検出している。すなわち、本実施形態では、非接触近接スイッチが第２スプロケット２９Ｂの歯３１を検出して、第１信号ｓ１としてパルスを出力している。このようなセンサ９は、地面から離れた位置で検出することができ、土や泥といった汚れが付着し難く、誤検出を抑制することができる。

制御部７は、例えば、第１信号ｓ１として入力された単位時間当たりのパルス数に応じて、駆動部５の速度を制御している。このような制御部７は、スプロケット２９の回転の向きによらず、駆動部５の速度を安定して制御することができる。なお、制御部７は、例えば、一対のペダル８が往復運動する場合であって、ペダル８のストローク端でスプロケット２９が停止する時間が長い場合であっても、単位時間を長くすることで、駆動部５の速度の急変動を回避してもよい。

図５は、他の実施形態の電動車両４１の側面図である。上述の実施形態と共通の要素には、同一の符号が付され、その説明が省略される。図５に示されるように、この実施形態の電動車両４１は、ブロックパターンの前輪４２及び後輪４３を有している。このような電動車両４１は、未舗装路を走行するのに適しており、レジャーやスポーツを目的としても使用することができる。

この実施形態の電動車両４１は、上述の電動車両１と同様、前輪４２を操舵するための操舵部１０と、後輪４３を駆動するための駆動部５（図２に示す）と、駆動部５を作動するための操作部６と、駆動部５を制御するための制御部７（図２に示す）とを備えている。電動車両４１は、上述の電動車両１と同様、補助輪２１を備えるのが望ましい。このような電動車両４１は、未舗装路であっても安定して走行することができる。

操作部６は、互いに連動して作動する一対のペダル８と、一対のペダル８の作動状態に応じた第１信号ｓ１を出力するセンサ９と、操作量に応じた第２信号ｓ２を出力するアクセル装置２３とを含むのが望ましい。

このような電動車両４１は、使用者が一対のペダル８を動かすことで、駆動力を発揮することができ、ペダル８の動き量に対する駆動力の大きさも調整自在である。また、この電動車両４１は、使用者の体力に応じて駆動力を付与するための操作手段を選択することができる。このため、この実施形態の電動車両４１は、上述の電動車両１と同様、簡易な構成で使用者の運動機能に応じた駆動力の制御をすることができる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施され得る。

［付記］
本発明は、次のとおりである。

［本発明１］
前輪と後輪とを有する電動車両であって、前記前輪及び前記後輪の少なくとも一方を駆動するための駆動部と、前記駆動部を作動するための操作部と、前記駆動部を制御するための制御部とを備え、前記操作部は、互いに連動して作動する一対のペダルと、前記一対のペダルの作動状態に応じた第１信号を出力するセンサとを含み、前記制御部は、前記センサから入力される前記第１信号に基づき、前記駆動部を制御する、電動車両

［本発明２］
前記制御部は、単位時間当たりに入力される前記第１信号に基づき、前記駆動部の速度を制御する、本発明１に記載の電動車両。

［本発明３］
前記操作部は、使用者が調整可能なゲイン調整手段を含み、
前記制御部は、前記ゲイン調整手段で調整されたゲインに基づき、前記単位時間当たりに入力される前記第１信号を増幅する、本発明２に記載の電動車両。

［本発明４］
前記操作部は、操作状態に応じた第２信号を出力するアクセル装置を含み、前記制御部は、前記センサから入力される前記第１信号又は前記アクセル装置から入力される前記第２信号に基づき、前記駆動部を制御する、本発明１ないし３のいずれかに記載の電動車両。

［本発明５］
前記操作部は、前記センサから入力される前記第１信号又は前記アクセル装置から入力される前記第２信号を選択的に切り換えて前記制御部に送る切換手段を含む、本発明４に記載の電動車両。

［本発明６］
前記前輪及び前記後輪の少なくとも一方を操舵するための操舵部を備え、前記アクセル装置は、前記操舵部に設けられる、本発明４又は５に記載の電動車両。

［本発明７］
前記操舵部は、前記前輪を操舵し、前記駆動部は、前記後輪を駆動する、本発明６に記載の電動車両。

［本発明８］
前記操作部は、前記一対のペダルを連結する連結部材を含み、前記センサは、前記連結部材の作動状態を検出する、本発明１ないし７のいずれかに記載の電動車両。

［本発明９］
前記連結部材は、ローラチェーンと、前記ローラチェーンの向きを変更するスプロケットとを含む、本発明８に記載の電動車両。

［本発明１０］
前記センサは、前記ローラチェーン又は前記スプロケットの作動状態を検出する非接触近接スイッチである、本発明９に記載の電動車両。

［本発明１１］
前記連結部材は、前記一対のペダルに反力を付与するための反力付与手段を含む、本発明８ないし１０のいずれかに記載の電動車両。

［本発明１２］
前記一対のペダルは、それぞれ、往復運動する、本発明１ないし１１のいずれかに記載の電動車両。

１ 電動車両
２ 前輪
３ 後輪
５ 駆動部
６ 操作部
７ 制御部
８ ペダル
９ センサ

Claims (12)

1. 前輪と後輪とを有する電動車両であって、
   前記前輪及び前記後輪の少なくとも一方を駆動するための駆動部と、前記駆動部を作動するための操作部と、前記駆動部を制御するための制御部とを備え、
   前記操作部は、互いに連動して作動する一対のペダルと、前記一対のペダルの作動状態に応じた第１信号を出力するセンサとを含み、
   前記制御部は、前記センサから入力される前記第１信号に基づき、前記駆動部を制御する、
   電動車両。
2. 前記制御部は、単位時間当たりに入力される前記第１信号に基づき、前記駆動部の速度を制御する、請求項１に記載の電動車両。
3. 前記操作部は、使用者が調整可能なゲイン調整手段を含み、
   前記制御部は、前記ゲイン調整手段で調整されたゲインに基づき、前記単位時間当たりに入力される前記第１信号を増幅する、請求項２に記載の電動車両。
4. 前記操作部は、操作状態に応じた第２信号を出力するアクセル装置を含み、
   前記制御部は、前記センサから入力される前記第１信号又は前記アクセル装置から入力される前記第２信号に基づき、前記駆動部を制御する、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電動車両。
5. 前記操作部は、前記センサから入力される前記第１信号又は前記アクセル装置から入力される前記第２信号を選択的に切り換えて前記制御部に送る切換手段を含む、請求項４に記載の電動車両。
6. 前記前輪及び前記後輪の少なくとも一方を操舵するための操舵部を備え、
   前記アクセル装置は、前記操舵部に設けられる、請求項４に記載の電動車両。
7. 前記操舵部は、前記前輪を操舵し、
   前記駆動部は、前記後輪を駆動する、請求項６に記載の電動車両。
8. 前記操作部は、前記一対のペダルを連結する連結部材を含み、
   前記センサは、前記連結部材の作動状態を検出する、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電動車両。
9. 前記連結部材は、ローラチェーンと、前記ローラチェーンの向きを変更するスプロケットとを含む、請求項８に記載の電動車両。
10. 前記センサは、前記ローラチェーン又は前記スプロケットの作動状態を検出する非接触近接スイッチである、請求項９に記載の電動車両。
11. 前記連結部材は、前記一対のペダルに反力を付与するための反力付与手段を含む、請求項８に記載の電動車両。
12. 前記一対のペダルは、それぞれ、往復運動する、請求項１１に記載の電動車両。

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