JP3531327B2 - Power steering device for electric wheelchair - Google Patents

Power steering device for electric wheelchair

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JP3531327B2
JP3531327B2 JP00425796A JP425796A JP3531327B2 JP 3531327 B2 JP3531327 B2 JP 3531327B2 JP 00425796 A JP00425796 A JP 00425796A JP 425796 A JP425796 A JP 425796A JP 3531327 B2 JP3531327 B2 JP 3531327B2
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Japan
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steering
circuit case
steering angle
motor
angle sensor
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邦宏 林
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Suzuki Motor Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、電動車椅子のパワ
ーステアリング装置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】電動モーターの動力で走行する電動車椅
子において、パワーステアリング装置を備えたものがあ
る。このパワーステアリング装置は、走行用の電動モー
ターとは別のモーターユニットの動力で操舵輪(一般に
前輪)の操向を行うように構成したもので、この動力源
となるモーターユニットの他に、操舵輪を操向させる操
舵機構部と、モーターユニットの作動を制御する電子基
板と、操舵輪の操舵角を検出して電子基板に入力する操
舵角センサとを備えている。これらの機器類は、全て操
舵輪の近傍、即ち着座シートの下部前方にまとめて設置
され、それぞれの構成部分が個別に車体フレームに固定
されている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、着座シ
ートの下部前方は走行路面に近くて風雨に晒されやすい
ため、この位置にパワーステアリング装置を設置した場
合、特に電子基板および操舵角センサの防水性を確保す
ることが必要となる。これと同時に電子基板の耐電波障
害性も確保しなければならない。 【0004】また、パワーステアリング装置を構成する
複数の機器類が、着座シートの下部前方にて、それぞれ
個別に車体フレームに固定されているので、パワーステ
アリング装置全体の着脱が困難で整備性が非常に悪い
上、パワーステアリング装置を備えない電動車椅子にパ
ワーステアリング装置を装着する場合には、その車体フ
レームに数多くの取付ブラケット等を溶接等により新設
しなければならず、大掛かりな改造が必要であった。 【0005】さらに、パワーステアリング装置を構成す
る機器類が車体フレームの外周輪郭から突出している部
分があり、この部分が外部の物体と衝突して破損する可
能性が高かったが、これを防ぐためにパワーステアリン
グ装置全体を車体フレームの外周輪郭よりも内側に配置
すると、各部分の着脱が困難になって整備性が著しく悪
化してしまう。 【0006】本発明は、これらの問題を解決するために
なされたもので、その第一の目的は、電子基板および操
舵角センサの防水性、ならびに電子基板の耐電波障害性
を向上させることのできる電動車椅子のパワーステアリ
ング装置を提供することにある。 【0007】また、本発明の第二の目的は、パワーステ
アリング装置全体の着脱を容易にして整備性を向上させ
るとともに、パワーステアリング装置を備えない電動車
椅子に、大掛かりな改造を要することなくパワーステア
リング装置を装着可能にすることにある。 【0008】さらに、本発明の第三の目的は、パワース
テアリング装置を構成する機器類が外部の物体と衝突し
て破損することを、整備性を損なわずに防止可能にする
ことにある。 【0009】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る電動車椅子のパワーステアリング装置
、操舵輪を操向させる操舵機構部と、この操舵機構部
の動力源となるモーターユニットと、モーターユニット
の作動を制御する電子基板と、操舵輪の操舵角を検出し
て電子基板に入力し、電子基板にモーターユニットの作
動を制御させる操舵角センサとを備えた電動車椅子のパ
ワーステアリング装置において、上記操舵機構部には、
上記モーターユニットを支持するモータープレートに固
定されたスリーブに回動軸が差し込まれることにより回
動可能に軸支されて操舵機構部の中心部として操舵輪を
回動させるセクタギヤアームを設ける一方、金属製で上
方に開口する箱型のサーキットケースを操舵機構部の上
に設置し、このサーキットケース内に上記電子基板と操
舵角センサを配置するとともに、サーキットケースと
上記モータープレートを車幅方向に並べて連結し、サー
キットケースの外端部とモータープレートの外端部とに
車体フレームへの連結部を設け、上記セクタギヤアーム
の回動軸をモータープレートのスリーブとともにサーキ
ットケースの床板を貫通する形で筒状に形成されたボス
に下方から挿入して回動軸の上端部をサーキットケース
内に導入し、この回動軸の回動量から操舵角を検出する
操舵角センサと、この回動軸の回動量を上記操舵角セン
サに伝達する操舵角伝達手段をサーキットケース内に設
けた。 【0010】 【0011】 【0012】 【0013】 【0014】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。図1は、本発明に係る
パワーステアリング装置が適用された電動車椅子を右斜
め前方から見た斜視図である。 【0015】この電動車椅子1は、例えばパイプ製の車
体フレーム2を備えており、この車体フレーム2の上部
には着座シート3が設置され、着座シート3の左右には
肘掛け部4が設けられている。また、車体フレーム2の
後下部には駆動輪としての後輪5が軸支され、車体フレ
ーム2の前下部には操舵輪としての前輪6が設けられて
いる。なお、前輪6の前方には足載せ部7が設けられて
いる。 【0016】着座シート3の下方には、走行用の電動モ
ーターと電源用のバッテリーとが一体的に構成された動
力ユニット8が搭載されており、この動力ユニット8に
より後輪5が駆動されるようになっている。 【0017】一方、前輪6はキャスター9に支持されて
左右に回動自在になっており、この前輪6の上方、即ち
着座シート3の下部前方に、本発明に係るパワーステア
リング装置11が設置されている。このパワーステアリン
グ装置11は前輪6の操向操作を行うものである。 【0018】また、例えば右側の肘掛け部4には制御箱
12が設けられており、この制御箱12の上面には走行速度
調整用のスイッチ13や前後進切換用のスイッチ14等が配
置され、制御箱12の前面には進行方向設定用のステアリ
ングレバー15が設けられている。このステアリングレバ
ー15を左右に回動させると、その回動方向および回動量
に応じてパワーステアリング装置11が前輪6を操向操作
し、電動車椅子1の進行方向が定められる。 【0019】図2は、車体フレーム2の前部と前輪6と
パワーステアリング装置11を示す平面図である。この図
に示すように、車体フレーム2は左右一対の縦フレーム
部材17L,17Rを車幅方向に延びる数本の横フレーム部
材18で連結することによって水平に横たわる梯子型に構
成されており、左右の縦フレーム部材17L,17Rの先端
部に、前輪6を支持するキャスター9の軸部19が軸支さ
れている。 【0020】そして、図3および図4にも示すように、
パワーステアリング装置11は、金属製で上方に開口する
箱型のサーキットケース20と、板金プレス製のモーター
プレート21とを備えて構成されている。このサーキット
ケース20とモータープレート21は車幅方向に並べられて
連結されており、左右の縦フレーム部材17L,17Rのオ
ーバーハング部、即ち左右の縦フレーム部材17L,17R
が最も前方に位置する横フレーム部材18よりも前方に延
びた部分の間に配置されている。なお、サーキットケー
ス20は進行方向右側に、モータープレート21は進行方向
左側に配置されている。 【0021】サーキットケース20は、例えばアルミダイ
キャスト製であり、図5に示すように平面形状が略長方
形であり、その進行方向左側となる端部に湾入部23が形
成され、その前方に筒状のボス24が床板を貫通する形で
一体形成されている。また、サーキットケース20の進行
方向右側の端部には前後一対の連結部25が形成され、こ
の連結部25がボルト26で右側の縦フレーム部材17Rに締
結固定される。さらに、サーキットケース20の後縁部と
左端部には、それぞれ固定ブラケット27と固定ブラケッ
ト28とが設けられており、固定ブラケット27はボルト29
で横フレーム部材18に固定される。 【0022】一方、モータープレート21は、図4および
図6に示すように、その進行方向左側となる端部に前後
一対の連結部30が形成されており、この連結部30がボル
ト31で左側の縦フレーム部材17Lに締結固定される。ま
た、モータープレート21には2つの締結片32,33 が形成
されており、締結片32はボルト34でサーキットケース20
の固定ブラケット28に締結され、締結片33はボルト35で
サーキットケース20の底面に締結される。したがって、
サーキットケース20の下にモータープレート21が重ねら
れて連結される形となる。 【0023】さらに、モータープレート21には上方に延
びる筒状のスリーブ36が圧入等により固定されている。
このスリーブ36は、モータープレート21がサーキットケ
ース20に連結される際にサーキットケース20のボス24に
下方から密に挿入される。なお、スリーブ36の近傍には
ギヤ孔37と、このギヤ孔37を囲む3つのモーターユニッ
ト取付孔38が穿設されている。 【0024】このサーキットケース20とモータープレー
ト21の下方には、操舵輪である前輪6を操向させる操舵
機構部40が設けられている(図2参照)。この操舵機構
部40は、例えば次のように構成されている。 【0025】まず、モータープレート21に固定されたス
リーブ36には、操舵機構部40の中心部をなすセクタギヤ
アーム41が軸支されている。このセクタギヤアーム41
は、図7および図8にも示すように、扇形のセクタギヤ
42と、その下面に固着された略T字形状のセクタアーム
43と、セクタギヤ42の中心部を貫通して固着されたセク
タシャフト44とを有して組み立てられている。 【0026】操舵機構部40の回動軸となるセクタシャフ
ト44は、モータープレート21のスリーブ36に下方から差
し込まれ、遊びを持つことなく、かつスムーズに回動で
きる。このため、セクタギヤアーム41全体がセクタシャ
フト44を軸に自由に回動することができる。なお、セク
タシャフト44の上端部には、セクタギヤアーム41の抜け
止めを兼ねるセンサドライブギヤ45が回転一体に設けら
れており、サーキットケース20の下面にはセクタギヤア
ーム41の回動角を規制するセクタストッパ46(図2参
照)が固定されている。 【0027】また、図2に示すように、前輪6を支持す
るキャスター9にはキャスターレバー47が回動一体に設
けられている。これらのキャスターレバー47は、それぞ
れ前方内側に向かって延びており、両方のキャスターレ
バー47の先端部とセクタアーム43の左右の先端部との間
がタイロッド48で連結されている。 【0028】操舵機構部40は以上のように構成されてお
り、この操舵機構部40の動力源となるモーターユニット
50がモータープレート21の上に支持されている。図9に
拡大して示すように、このモーターユニット50はモータ
ー部51と減速部52とが一体化されたものであり、減速部
52の周囲に設けられた3つの固定部53がモータープレー
ト21のモーターユニット取付孔38の上に重ねられ、モー
タープレート21の下方からボルト54(図3中に表示)が
締結されて固定される。 【0029】モーター部51の主軸55にはウォームギヤ56
が形成されていて、このウォームギヤ56が減速部52に内
蔵された大径な減速ギヤ57に噛み合う。減速ギヤ57の下
面には小径な出力ギヤ58が回転一体に設けられており、
この出力ギヤ58は減速部52の下面に突出し、さらにモー
タープレート21のギヤ孔37からモータープレート21の下
面に露出してセクタギヤアーム41のセクタギヤ42に噛み
合う。 【0030】モーターユニット50のモーター部51が作動
すると、主軸55の回転が減速ギヤ57を駆動して出力ギヤ
58を回転させ、出力ギヤ58の回転がセクタギヤ42に伝達
されてセクタギヤアーム41を回動させる。このセクタギ
ヤアーム41の回動はタイロッド48を介して左右の前輪6
(キャスター9)に伝達され、左右の前輪6が同時に同
じ方向へ回動して電動車椅子1の進行方向を定める。 【0031】ところで、サーキットケース20内には、前
輪6の操舵角を検出する操舵角センサ60が設けられてい
る。図3および図5に示すように、サーキットケース20
のボス24の近傍には固定突起61が一体に形成されてお
り、この固定突起61にボルト62で固定されたセンサ固定
板63の他端下面に操舵角センサ60が固定される。 【0032】この操舵角センサ60の回転軸64に回転一体
に設けられているセンサドリブンギヤ65は、セクタシャ
フト44に設けられたセンサドライブギヤ45に噛み合って
おり、セクタギヤアーム41の回動量、即ち前輪6の操舵
角がセンサドライブギヤ45とセンサドリブンギヤ65を介
して操舵角センサ60に伝達されるようになっている。こ
のように、センサドライブギヤ45とセンサドリブンギヤ
65は、操舵機構部40の回動軸(セクタシャフト44)の回
動量を操舵角センサ60に伝達する操舵角伝達手段として
機能する。 【0033】さらに、図2〜図4に示すように、サーキ
ットケース20内には大小2枚の電子基板67,68 が設置さ
れている。この2枚の電子基板67,68 は、制御箱12(ス
テアリングレバー15)からの操舵指令と、操舵角センサ
60から入力される前輪6の操舵角データとに基づいてモ
ーターユニット50の作動を制御するものである。 【0034】大きい電子基板67はサーキットケース20の
中央部に配置され、その四隅がビス69でサーキットケー
ス20内の4個のボス70に締結される。また、小さい電子
基板68はサーキットケース20の右端側に設けられた段部
71の上に配置され、その両端がビス72でサーキットケー
ス20に締結される。なお、段部71の下面には複数の放熱
フィン73が形成されており(図5も参照)、小さい電子
基板68に設けられたパワートランジスタ等の発熱部が発
散する熱が放熱フィン73から放熱されるようになってい
る。 【0035】そして、下方に開口する箱型のカバー部材
75がサーキットケース20とモータープレート21の上から
被装される(図2、図4参照)。このカバー部材75は、
図10および図11に示すように、平坦な天板76と、この天
板76の前縁から垂下する前部板77と、天板76の左右に位
置する短い側部板78とを備えており、さらに、天板76の
下面にはサーキットケース20に密に嵌合する枠部79が設
けられている。この枠部79には4か所に係合爪80が形成
されており、これらの係合爪80がサーキットケース20の
周面に設けられた係合段部81に係止されることによって
カバー部材75が位置決めされ、サーキットケース20内が
防水される。 【0036】カバー部材75は、プラスチック等の非金属
材料で形成されており、その枠部79の内側の範囲が、同
じ形状を持つ金属板82で覆われている。この金属板82
は、枠部79内に接着あるいは嵌め込みによって固定され
るが、カバー部材75の樹脂成型時に金属板82を内部に埋
め込んでもよい。 【0037】カバー部材75の枠部79がサーキットケース
20に嵌合されると、サーキットケース20の上部開口部が
金属板82に閉塞されることになるので、サーキットケー
ス20に収容されている電子基板67,68 の耐電波障害性が
大きく向上する。また、カバー部材75は合成樹脂製であ
り、金属板82は小さいので、カバー部材75を軽量化する
ことができる。 【0038】以上のように構成されたパワーステアリン
グ装置11は、これまでに述べたように、金属製で上方に
開口する箱型のサーキットケース20が操舵機構部40の上
に設置され、このサーキットケース20内に電子基板67,6
8 と操舵角センサ60が配置されるとともに、操舵機構部
40の回動軸であるセクタシャフト44がサーキットケース
20内に下方から導入され、このセクタシャフト44の回動
量がセンサドライブギヤ45とセンサドリブンギヤ65とに
よって操舵角センサ60に伝達される構造となっている。 【0039】この構造のため、サーキットケース20によ
って電子基板67,68 および操舵角センサ60の防水性と、
電子基板67,68 の耐電波障害性とが大幅に向上する。特
に、セクタシャフト44の導入部はサーキットケース20の
下面にあるため、風雨に晒されにくく、優れた防水性が
もたらされる。 【0040】また、サーキットケース20と、モーターユ
ニット50を支持するモータープレート21とが車幅方向に
並べて連結され、サーキットケース20の外端部とモータ
ープレート21の外端部に、車体フレーム2の左右の縦フ
レーム部材17L,17Rへの連結部25,30 が設けられてい
るので、パワーステアリング装置11全体がユニット化さ
れている。 【0041】このため、両側の連結部25,30 を縦フレー
ム部材17L,17Rに固定する4本のボルト26,31 と、サ
ーキットケース20を横フレーム部材18に固定する1本の
ボルト29を着脱するだけで、パワーステアリング装置11
全体を車体フレーム2に容易に着脱することができ、整
備性が大きく向上するとともに、パワーステアリング装
置を備えない電動車椅子には、その車体フレームに数か
所のボルト孔を加工するだけで、大掛かりな改造を要す
ることなくパワーステアリング装置を装着することがで
きる。 【0042】さらに、車体フレーム2が水平に横たわる
梯子型に構成されており、その縦フレーム部材17L,17
Rのオーバーハング部の間にサーキットケース20とモー
タープレート21が配置されているので、パワーステアリ
ング装置11を構成する機器類が車体フレーム2の外周輪
郭から突出することがなく、したがって外部の物体との
衝突による破損を回避することができ、しかもパワース
テアリング装置11が車体フレーム2の外周輪郭よりも大
きく内側に配置されることがないので整備性を良好に保
つことができる。 【0043】 【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電動
車椅子のパワーステアリング装置によれば、電子基板お
よび操舵角センサの防水性、ならびに電子基板の耐電波
障害性を向上させると同時に、パワーステアリング装置
全体をユニット化して車体フレームへの着脱を容易にし
て整備性を向上させ、かつパワーステアリング装置を備
えない電動車椅子に大掛かりな改造を要することなくパ
ワーステアリング装置を装着可能にすることができる。 【0044】 【0045】 【0046】 【0047】
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power steering device for an electric wheelchair. [0002] Some electric wheelchairs that are driven by the power of an electric motor are equipped with a power steering device. This power steering device is configured to steer the steered wheels (generally the front wheels) with the power of a motor unit that is different from the electric motor for traveling. A steering mechanism that steers the wheel, an electronic board that controls the operation of the motor unit, and a steering angle sensor that detects the steering angle of the steering wheel and inputs the steering angle to the electronic board are provided. These devices are all installed in the vicinity of the steering wheel, that is, in front of the lower part of the seating seat, and each component is individually fixed to the vehicle body frame. However, since the lower front part of the seating seat is close to the traveling road surface and is easily exposed to wind and rain, when the power steering device is installed at this position, particularly the electronic board and the steering angle sensor. It is necessary to ensure waterproofness. At the same time, it is necessary to ensure the radio wave resistance of the electronic board. Further, since a plurality of devices constituting the power steering device are individually fixed to the vehicle body frame in front of the lower part of the seating seat, it is difficult to attach and detach the entire power steering device, and maintenance is very easy. In addition, when a power steering device is mounted on an electric wheelchair that does not have a power steering device, a large number of mounting brackets and the like must be newly installed on the body frame by welding or the like, which requires major modifications. It was. In addition, there is a portion where the equipment constituting the power steering device protrudes from the outer peripheral contour of the body frame, and there is a high possibility that this portion will collide with an external object and be damaged. If the entire power steering device is disposed on the inner side of the outer peripheral contour of the vehicle body frame, it becomes difficult to attach and detach each portion, and the maintainability is significantly deteriorated. The present invention has been made to solve these problems, and a first object of the present invention is to improve the waterproofness of the electronic board and the steering angle sensor and the radio wave resistance of the electronic board. An object of the present invention is to provide a power steering device for an electric wheelchair. Further, the second object of the present invention is to improve the maintainability by making it easy to attach and detach the entire power steering device, and to power steering without requiring a large-scale modification to an electric wheelchair without the power steering device. It is to make the device mountable. A third object of the present invention is to make it possible to prevent equipment constituting the power steering apparatus from colliding with an external object and being damaged without impairing maintainability. [0009] [Means for Solving the Problems] To achieve the above object, a power steering apparatus for an electric wheelchair according to the present invention, a steering mechanism for steering the steering helm, and a power source for the steering mechanism An electric wheelchair comprising: a motor unit comprising: an electronic board that controls the operation of the motor unit; and a steering angle sensor that detects the steering angle of the steered wheels and inputs the detected steering angle to the electronic board to control the operation of the motor unit. In the power steering apparatus, the steering mechanism section includes
Secure to the motor plate that supports the motor unit.
The rotating shaft is inserted into the specified sleeve.
A steered wheel is supported as a central part of the steering mechanism.
While providing the sector gear arm to rotate, set up a box-shaped circuit case which is open upward in a metal on top of the steering mechanism, as well as arranging the steering angle sensor and the electronic substrate within the circuit case, circuit and the case,
Coupled side by side the M o ter plates in the vehicle width direction, the connection to the vehicle body frame provided on an outer end portion of the outer end and the motor plate circuit case, the sector gear arm
Together with the motor plate sleeve
Boss formed into a cylindrical shape penetrating the floorboard of the case case
And insert the upper end of the pivot shaft into the circuit case
The steering angle is detected from the amount of rotation of this rotation shaft.
The steering angle sensor and the rotation amount of the rotation shaft are used as the steering angle sensor.
A steering angle transmission means to transmit to the circuit is installed in the circuit case.
I did it. [0014] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of an electric wheelchair to which a power steering apparatus according to the present invention is applied as viewed from the right front side. The electric wheelchair 1 includes a body frame 2 made of, for example, a pipe. A seating seat 3 is installed on the top of the body frame 2, and armrests 4 are provided on the left and right sides of the seating seat 3. Yes. A rear wheel 5 as a drive wheel is pivotally supported at the rear lower part of the vehicle body frame 2, and a front wheel 6 as a steering wheel is provided at the front lower part of the vehicle body frame 2. A footrest 7 is provided in front of the front wheel 6. A power unit 8 in which a traveling electric motor and a power source battery are integrally formed is mounted below the seating seat 3, and the rear wheel 5 is driven by the power unit 8. It is like that. On the other hand, the front wheel 6 is supported by casters 9 so as to be able to turn left and right. The power steering device 11 according to the present invention is installed above the front wheel 6, that is, in front of the lower part of the seating seat 3. ing. This power steering device 11 performs a steering operation of the front wheels 6. For example, the right armrest 4 has a control box.
12, a travel speed adjustment switch 13, a forward / reverse switching switch 14 and the like are disposed on the upper surface of the control box 12, and a steering lever 15 for setting a traveling direction is disposed on the front surface of the control box 12. Is provided. When the steering lever 15 is turned left and right, the power steering device 11 steers the front wheel 6 according to the turning direction and the turning amount, and the traveling direction of the electric wheelchair 1 is determined. FIG. 2 is a plan view showing the front portion of the body frame 2, the front wheels 6, and the power steering device 11. As shown in FIG. As shown in this figure, the body frame 2 is configured in a ladder shape that lies horizontally by connecting a pair of left and right vertical frame members 17L, 17R with several horizontal frame members 18 extending in the vehicle width direction. A shaft portion 19 of a caster 9 that supports the front wheel 6 is pivotally supported at the front ends of the vertical frame members 17L and 17R. As shown in FIGS. 3 and 4,
The power steering device 11 includes a box-shaped circuit case 20 made of metal and opened upward, and a motor plate 21 made of sheet metal press. The circuit case 20 and the motor plate 21 are connected side by side in the vehicle width direction, and overhang portions of the left and right vertical frame members 17L and 17R, that is, the left and right vertical frame members 17L and 17R.
Is disposed between the portions extending forward from the most lateral frame member 18. The circuit case 20 is disposed on the right side in the traveling direction, and the motor plate 21 is disposed on the left side in the traveling direction. The circuit case 20 is made of, for example, aluminum die-cast, and has a substantially rectangular plan shape as shown in FIG. 5. A bay portion 23 is formed at the end on the left side in the advancing direction, and a cylinder is formed in front of the circuit case 20. A boss 24 is integrally formed so as to penetrate the floor board. A pair of front and rear connecting portions 25 are formed at the right end of the circuit case 20 in the traveling direction, and the connecting portions 25 are fastened and fixed to the right vertical frame member 17R by bolts 26. Further, a fixing bracket 27 and a fixing bracket 28 are provided at the rear edge portion and the left end portion of the circuit case 20, respectively.
To be fixed to the horizontal frame member 18. On the other hand, as shown in FIGS. 4 and 6, the motor plate 21 is formed with a pair of front and rear connecting portions 30 at the end on the left side in the traveling direction. Fastened to the vertical frame member 17L. Also, the motor plate 21 is formed with two fastening pieces 32, 33, and the fastening piece 32 is a circuit case 20 with a bolt 34.
The fastening piece 33 is fastened to the bottom surface of the circuit case 20 with a bolt 35. Therefore,
The motor plate 21 is overlapped and connected under the circuit case 20. Further, a cylindrical sleeve 36 extending upward is fixed to the motor plate 21 by press fitting or the like.
The sleeve 36 is densely inserted from below into the boss 24 of the circuit case 20 when the motor plate 21 is connected to the circuit case 20. In the vicinity of the sleeve 36, a gear hole 37 and three motor unit mounting holes 38 surrounding the gear hole 37 are formed. Below the circuit case 20 and the motor plate 21, there is provided a steering mechanism 40 for steering the front wheels 6 as steering wheels (see FIG. 2). The steering mechanism 40 is configured as follows, for example. First, a sector gear arm 41 that forms the center of the steering mechanism 40 is pivotally supported on the sleeve 36 fixed to the motor plate 21. This sector gear arm 41
As shown in FIG. 7 and FIG.
42 and a substantially T-shaped sector arm fixed to its lower surface
43 and a sector shaft 44 fixed through the central portion of the sector gear 42 are assembled. The sector shaft 44, which serves as the rotation axis of the steering mechanism 40, is inserted into the sleeve 36 of the motor plate 21 from below and can rotate smoothly without play. Therefore, the entire sector gear arm 41 can freely rotate about the sector shaft 44. A sensor drive gear 45 that also serves to prevent the sector gear arm 41 from coming off is provided at the upper end of the sector shaft 44, and the rotation angle of the sector gear arm 41 is regulated on the lower surface of the circuit case 20. A sector stopper 46 (see FIG. 2) is fixed. As shown in FIG. 2, a caster lever 47 is pivotally integrated with the caster 9 that supports the front wheel 6. These caster levers 47 extend inward and forward, respectively, and the tip portions of both caster levers 47 and the left and right tip portions of the sector arm 43 are connected by tie rods 48. The steering mechanism section 40 is configured as described above, and a motor unit serving as a power source for the steering mechanism section 40.
50 is supported on the motor plate 21. As shown in an enlarged view in FIG. 9, the motor unit 50 has a motor part 51 and a speed reduction part 52 integrated with each other.
Three fixing portions 53 provided around 52 are superposed on the motor unit mounting hole 38 of the motor plate 21, and bolts 54 (shown in FIG. 3) are fastened and fixed from below the motor plate 21. . The main shaft 55 of the motor unit 51 has a worm gear 56.
The worm gear 56 meshes with a large-diameter reduction gear 57 built in the reduction portion 52. On the lower surface of the reduction gear 57, a small-diameter output gear 58 is provided integrally with the rotation,
The output gear 58 protrudes from the lower surface of the speed reducing portion 52 and is further exposed from the gear hole 37 of the motor plate 21 to the lower surface of the motor plate 21 and meshes with the sector gear 42 of the sector gear arm 41. When the motor unit 51 of the motor unit 50 is activated, the rotation of the main shaft 55 drives the reduction gear 57 to output gear.
The rotation of the output gear 58 is transmitted to the sector gear 42 and the sector gear arm 41 is rotated. The sector gear arm 41 is rotated through the tie rod 48 to the left and right front wheels 6.
The left and right front wheels 6 are simultaneously rotated in the same direction to determine the traveling direction of the electric wheelchair 1. Incidentally, a steering angle sensor 60 for detecting the steering angle of the front wheels 6 is provided in the circuit case 20. As shown in FIG. 3 and FIG.
A fixing protrusion 61 is integrally formed in the vicinity of the boss 24, and the steering angle sensor 60 is fixed to the lower surface of the other end of the sensor fixing plate 63 fixed to the fixing protrusion 61 with a bolt 62. A sensor driven gear 65 provided integrally with the rotating shaft 64 of the steering angle sensor 60 meshes with a sensor drive gear 45 provided on the sector shaft 44, and the amount of rotation of the sector gear arm 41, that is, The steering angle of the front wheels 6 is transmitted to the steering angle sensor 60 via the sensor drive gear 45 and the sensor driven gear 65. Thus, sensor drive gear 45 and sensor driven gear
65 functions as a steering angle transmission means for transmitting the rotation amount of the rotation shaft (sector shaft 44) of the steering mechanism section 40 to the steering angle sensor 60. Further, as shown in FIGS. 2 to 4, two large and small electronic substrates 67 and 68 are installed in the circuit case 20. The two electronic boards 67 and 68 are provided with a steering command from the control box 12 (steering lever 15) and a steering angle sensor.
The operation of the motor unit 50 is controlled based on the steering angle data of the front wheels 6 input from 60. The large electronic board 67 is arranged at the center of the circuit case 20, and its four corners are fastened to four bosses 70 in the circuit case 20 with screws 69. In addition, the small electronic board 68 is a step provided on the right end side of the circuit case 20.
It is arranged on 71 and both ends thereof are fastened to the circuit case 20 with screws 72. A plurality of radiating fins 73 are formed on the lower surface of the stepped portion 71 (see also FIG. 5), and heat radiated from a heat generating portion such as a power transistor provided on the small electronic substrate 68 is radiated from the radiating fins 73. It has come to be. A box-shaped cover member opening downward
75 is mounted on the circuit case 20 and the motor plate 21 (see FIGS. 2 and 4). This cover member 75
As shown in FIGS. 10 and 11, a flat top plate 76, a front plate 77 hanging from the front edge of the top plate 76, and short side plates 78 located on the left and right of the top plate 76 are provided. In addition, a frame portion 79 is provided on the lower surface of the top plate 76 so as to be closely fitted to the circuit case 20. Engaging claws 80 are formed at four positions on the frame portion 79, and these engaging claws 80 are engaged with an engaging step portion 81 provided on the peripheral surface of the circuit case 20 to cover the frame portion 79. The member 75 is positioned, and the inside of the circuit case 20 is waterproofed. The cover member 75 is made of a non-metallic material such as plastic, and the area inside the frame portion 79 is covered with a metal plate 82 having the same shape. This metal plate 82
Is fixed in the frame portion 79 by adhesion or fitting, but the metal plate 82 may be embedded inside the cover member 75 during resin molding. The frame portion 79 of the cover member 75 is a circuit case.
When fitted to 20, the upper opening of the circuit case 20 is blocked by the metal plate 82, so that the resistance to radio interference of the electronic boards 67 and 68 accommodated in the circuit case 20 is greatly improved. . Further, since the cover member 75 is made of synthetic resin and the metal plate 82 is small, the cover member 75 can be reduced in weight. As described above, the power steering device 11 configured as described above includes a box-shaped circuit case 20 that is made of metal and opens upward. Electronic board 67,6 in case 20
8 and the steering angle sensor 60 are disposed, and the steering mechanism section
Sector shaft 44, which is the 40 rotation axis, is the circuit case
The rotation amount of the sector shaft 44 is introduced into the inside 20 and transmitted to the steering angle sensor 60 by the sensor drive gear 45 and the sensor driven gear 65. Because of this structure, the circuit case 20 allows the electronic boards 67 and 68 and the steering angle sensor 60 to be waterproof,
The radio wave resistance of the electronic boards 67 and 68 is greatly improved. In particular, since the introduction portion of the sector shaft 44 is located on the lower surface of the circuit case 20, it is difficult to be exposed to wind and rain, resulting in excellent waterproofness. The circuit case 20 and the motor plate 21 that supports the motor unit 50 are connected side by side in the vehicle width direction, and the body frame 2 is connected to the outer end of the circuit case 20 and the outer end of the motor plate 21. Since the connecting portions 25, 30 to the left and right vertical frame members 17L, 17R are provided, the entire power steering device 11 is unitized. For this reason, four bolts 26 and 31 for fixing the connecting portions 25 and 30 on both sides to the vertical frame members 17L and 17R and one bolt 29 for fixing the circuit case 20 to the horizontal frame member 18 are attached and detached. Just power steering device 11
The whole body can be easily attached to and detached from the body frame 2 and the maintainability is greatly improved. For an electric wheelchair that does not have a power steering device, a large number of bolt holes are simply formed in the body frame. The power steering device can be installed without requiring any remodeling. Further, the vehicle body frame 2 is constructed in a ladder shape which lies horizontally, and its vertical frame members 17L, 17
Since the circuit case 20 and the motor plate 21 are disposed between the overhang portions of the R, the devices constituting the power steering device 11 do not protrude from the outer peripheral contour of the vehicle body frame 2, so Can be avoided, and the power steering device 11 is not arranged on the inner side of the outer contour of the vehicle body frame 2 so that the maintainability can be kept good. As described above , according to the power steering device for an electric wheelchair according to the present invention, the waterproofness of the electronic board and the steering angle sensor and the radio wave resistance of the electronic board are improved. At the same time, the entire power steering device is unitized to make it easy to attach and detach to the body frame to improve maintainability, and the power wheelchair without the power steering device can be installed without requiring major modifications. be able to. [0045]

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明に係るパワーステアリング装置が適用さ
れた電動車椅子を右斜め前方から見た斜視図。 【図2】車体フレームの前部と前輪とパワーステアリン
グ装置を示す平面図。 【図3】パワーステアリング装置を左斜め後方から見た
斜視図。 【図4】図2のIV-IV 線に沿うパワーステアリング装置
の縦断面図。 【図5】サーキットケースの平面図。 【図6】モータープレートの平面図。 【図7】セクタギヤアームの平面図。 【図8】図7のVIII-VIII 線に沿うセクタギヤアームの
縦断面図。 【図9】モーターユニットの平面図。 【図10】カバー部材の下面図。 【図11】図10のXI-XI 線に沿うカバー部材の縦断面
図。 【符号の説明】 1 電動車椅子 2 車体フレーム 6 操舵輪である前輪 11 パワーステアリング装置 17L,17R 縦フレーム部材 20 サーキットケース 21 モータープレート 25,30 連結部 40 操舵機構部 44 操舵機構部の回動軸であるセクタシャフト 50 モーターユニット 60 操舵角センサ 45 操舵角伝達手段を構成するセンサドライブギヤ 65 操舵角伝達手段を構成するセンサドリブンギヤ 67,68 電子基板 75 カバー部材 76 天板 79 枠部 82 金属板
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of an electric wheelchair to which a power steering apparatus according to the present invention is applied as viewed from the right front side. FIG. 2 is a plan view showing a front portion of a vehicle body frame, front wheels, and a power steering device. FIG. 3 is a perspective view of the power steering device as viewed from the left rear side. 4 is a longitudinal sectional view of the power steering device taken along line IV-IV in FIG. 2; FIG. 5 is a plan view of a circuit case. FIG. 6 is a plan view of a motor plate. FIG. 7 is a plan view of a sector gear arm. 8 is a longitudinal sectional view of the sector gear arm taken along line VIII-VIII in FIG. FIG. 9 is a plan view of the motor unit. FIG. 10 is a bottom view of a cover member. 11 is a longitudinal sectional view of a cover member taken along line XI-XI in FIG. [Explanation of Symbols] 1 Electric wheelchair 2 Body frame 6 Front wheel 11 which is a steering wheel Power steering device 17L, 17R Vertical frame member 20 Circuit case 21 Motor plate 25, 30 Connecting portion 40 Steering mechanism portion 44 Rotating shaft of the steering mechanism portion Sector shaft 50 Motor unit 60 Steering angle sensor 45 Sensor drive gear 65 constituting steering angle transmission means Sensor driven gear 67,68 constituting steering angle transmission means Electronic board 75 Cover member 76 Top plate 79 Frame portion 82 Metal plate

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−269671(JP,A) 特開 昭59−10103(JP,A) 特開 昭58−177651(JP,A) 特開 昭54−103291(JP,A) 特開 昭63−53180(JP,A) 実開 昭58−133329(JP,U) 特公 昭61−55387(JP,B1) 特公 昭62−30773(JP,B1) 実公 平1−36689(JP,Y2) 特表 昭60−500435(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61G 5/04 Continuation of front page (56) References JP-A-1-269671 (JP, A) JP-A-59-10103 (JP, A) JP-A-58-177651 (JP, A) JP-A-54-103291 (JP) , A) Japanese Patent Publication Sho 63-53180 (JP, A) Japanese Utility Model Sho 58-133329 (JP, U) Japanese Patent Publication Sho 61-55387 (JP, B1) Japanese Patent Publication Sho 30-30773 (JP, B1) 1-36689 (JP, Y2) Special Table 60-500435 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) A61G 5/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 操舵輪を操向させる操舵機構部と、この
操舵機構部の動力源となるモーターユニットと、モータ
ーユニットの作動を制御する電子基板と、操舵輪の操舵
角を検出して電子基板に入力し、電子基板にモーターユ
ニットの作動を制御させる操舵角センサとを備えた電動
車椅子のパワーステアリング装置において、上記操舵機
構部には、上記モーターユニットを支持するモータープ
レートに固定されたスリーブに回動軸が差し込まれるこ
とにより回動可能に軸支されて操舵機構部の中心部とし
て操舵輪を回動させるセクタギヤアームを設ける一方、
金属製で上方に開口する箱型のサーキットケースを操舵
機構部の上に設置し、このサーキットケース内に上記
子基板と操舵角センサを配置するとともに、サーキット
ケースと、上記モータープレートを車幅方向に並べて連
結し、サーキットケースの外端部とモータープレートの
外端部とに車体フレームへの連結部を設け、上記セクタ
ギヤアームの回動軸をモータープレートのスリーブとと
もにサーキットケースの床板を貫通する形で筒状に形成
されたボスに下方から挿入して回動軸の上端部をサーキ
ットケース内に導入し、この回動軸の回動量から操舵角
を検出する操舵角センサと、この回動軸の回動量を上記
操舵角センサに伝達する操舵角伝達手段をサーキットケ
ース内に設けたことを特徴とする電動車椅子のパワース
テアリング装置。
(57) [Claims] [Claims] [Claims] [Claims] [Claims] [Claim 1] Steering mechanism for steering a steering wheel, a motor unit as a power source of the steering mechanism, an electronic board for controlling the operation of the motor unit, steering and input to the electronic board to detect a steering angle of the wheels, the electric wheelchair of the power steering device including a steering angle sensor for controlling the actuation of the motor unit to the electronic board, the steering engine
The structure has a motor plug that supports the motor unit.
The rotating shaft is inserted into the sleeve fixed to the rate.
And pivotally supported by the center of the steering mechanism.
While providing a sector gear arm that rotates the steering wheel,
The box-shaped circuit case which is open upward in a metal was placed on the steering mechanism, as well as arranging the steering angle sensor and the electric <br/> element substrate in this circuit case, and circuit case, the motor over coater plates side by side in the vehicle width direction are connected, the connection to the vehicle body frame provided on an outer end portion of the outer end and the motor plate circuit case, the sector
The rotation axis of the gear arm and the sleeve of the motor plate
Formed in a cylindrical shape that penetrates the floor of the circuit case
Insert the bottom end of the rotating shaft into the boss
The steering angle is calculated from the amount of rotation of this rotating shaft.
The steering angle sensor for detecting
The steering angle transmission means for transmitting to the steering angle sensor is a circuit cable.
A power steering device for an electric wheelchair characterized by being provided in a chassis.
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