JP3641712B2 - 手動式電動車椅子の人力検出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、左右の車輪に加えられる人力の大きさに応じた補助動力を各車輪に与えてこれを回転駆動する手動式電動車椅子の人力検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
手動車椅子と電動車椅子の中間的な存在として手動式電動車椅子が従来より提案されている。この手動式電動車椅子は、左右の車輪に間欠的に加えられる人力を検出し、検出された人力に応じた補助動力を各車輪に加えることによって歩行の不自由な乗員の肉体的な負担を軽減するものであって、これによれば乗員は手動車椅子の感覚で操作することができる。
【０００３】
ところで、斯かる手動式電動車椅子にあっては、例えばハンドリムを車輪に対して相対回転可能に弾性支持し、該ハンドリムと車輪との相対回転量をワイヤーを介してポテンショメータ等の検知手段に伝達してこれを検知することによって、ハンドリムに加えられる人力の大きさと方向を検出していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の手動式電動車椅子にあっては、ハンドリムと車輪との相対回転量を検知するポテンショメータ等の検知手段を固定側に設け、ハンドリムと車輪との相対回転量をワイヤーを介して検知していたため、ハンドリムに加えられる横力も同時に検出されてしまい、乗員がハンドリムに加える周方向の力（車輪を回転させようとする力）のみを正確に検出することができなかった。
【０００５】
更に、人力の検出にワイヤーを用いると、ワイヤーの伸び等のために正確な検出ができないばかりか、検知手段の調整が面倒であるという問題もあった。
【０００６】
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、入力部材に加えられる周方向の人力（車輪を回転させようとする力）のみを固定側に設けられた検知手段によって高精度に検出することができるとともに、調整作業が容易である手動式電動車椅子の人力検出装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、入力部材を車輪に対して相対回転可能に弾性支持し、入力部材に入力される人力を該入力部材と車輪との相対回転量によって検出し、検出された人力に応じた補助動力を車輪に加えてこれを回転駆動する手動式電動車椅子に設けられる人力検出装置を、前記入力部材又は車輪と共に回転する変位検出部材を軸方向に移動自在に設けるとともに、該変位検出部材とこれと共に回転する入力部材又は車輪とを径方向に長孔係合せしめ、前記入力部材と車輪との相対回転をカム機構によって前記変位検出部材の軸方向変位に変換し、該変位検出部材の軸方向変位を固定側に設けられた検知手段に伝達するよう構成したことを特徴とする。
【０００８】
従って、請求項１記載の発明によれば、入力部材に加えられる人力の大きさに比例する入力部材と車輪との相対回転はカム機構によって変位検出部材の軸方向変位に変換されて固定側に設けられたリニアポテンショメータ等の検知手段に伝達されるため、回転側と固定側との間で信号伝達が簡単、且つ、確実になされ、人力が高精度に検出される。又、変位検出部材とこれと共に回転する入力部材又は車輪とが径方向に長孔係合されているため、変位検出部材の軸方向変位には入力部材に加えられる横方向の力等の外乱の影響分が含まれず、入力部材に加えられる周方向の人力（車輪を回転させようとする力）のみを高精度に検出することができる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記変位検出部材とレバーとの間にスラストベアリングを介設したことを特徴とする。
【００１０】
従って、請求項２記載の発明によれば、入力部材又は車輪と共に回転する変位検出部材と静止側に設けられたレバーとの間にスラストベアリングが介設されるため、変位検出部材の回転による摩擦損失及び両部材の摩耗が抑えられるとともに、変位検出部材の軸方向変位のみがレバーに正確に伝達される。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記スラストベアリングと固定側との間に圧縮スプリングを介設したことを特徴とする。
【００１２】
従って、請求項３記載の発明によれば、スラストベアリングと変位検出部材が圧縮スプリングによって軸方向に付勢されるため、これらが軸方向に隙間なく配設されて入力部材と車輪との相対回転に追従して軸方向変位を正確に伝達する。尚、圧縮スプリングはスラストベアリングや変位検出部材が入力部材と車輪との相対回転に追従するよう押さえるだけで十分であるため、弱いスプリングで良く、変位検出部材の回転による摩擦損失や部材の摩耗が小さく抑えられる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の発明において、前記レバーの一端を固定側に回動自在に支持し、同レバーの中間部を前記スラストベアリングに当接せしめ、他端部を前記検知手段に当接せしめたことを特徴とする。
【００１４】
従って、請求項４記載の発明によれば、レバーの変位量の検知手段への出力点（レバーの検知手段への当接点）とレバーの回動支点との距離は、変位検出部材の軸方向変位のレバーへの入力点（レバーの中間部）とレバーの回動支点との距離よりも長いため、変位検出部材の軸方向変位はレバーによって増幅されて検知手段に伝達され、入力部材に加えられる人力が高精度、且つ、高感度に検出される。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記レバーの回動支点の軸方向位置を調整可能としたことを特徴とする。
【００１６】
従って、請求項５記載の発明によれば、レバーの回動支点の軸方向位置を調整可能としたため、当該人力検出装置組付後の検知手段の零点調整を簡単に行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
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。
【００１８】
図１は本発明に係る人力検出装置を備える手動式電動車椅子の側面図、図２は同車椅子の平面図、図３は同車椅子の背面図、図４は同車椅子の車輪のハブ部分のカバーを取り外した状態を示す正面図、図５は図４のＡ−Ａ線断面図、図６は本発明に係る人力検出装置を図５の矢印Ｂ方向から見た図、図７は同人力検出装置の破断部分側面図、図８は図７の矢視Ｃ方向の図、図９は手動式電動車椅子の車輪のハブ部分の背面図、図１０は図９のＤ−Ｄ線断面図、図１１は図１０のＥ−Ｅ線に沿う一部破断面図、図１２は手動式電動車椅子の補助動力系の電気結線図である。
【００１９】
本実施の形態に係る手動式電動車椅子１は、既存の折り畳み式手動車椅子の車体の左右に駆動輪である車輪２を脱着自在に取り付けて構成され、これのパイプ枠状のフレーム３の前後部は左右一対のキャスタ４と車輪２によって移動自在に支持されている。
【００２０】
又、上記フレーム３の中央部には、乗員が着座すべき布製のシート５（図２及び図３参照）が張設されている。尚、フレーム３は図３に示すように前後一対のクロス部材３ａを有しており、Ｘ字状を成す２本のクロス部材３ａはその交点を軸６によって枢着されている。
【００２１】
更に、フレーム３の後部には左右一対のバックパイプ３ｂが立設されており、各バックパイプ３ｂの上端部は後方に折曲され、その折曲部には介助者用のグリップ７が取り付けられている。
【００２２】
又、フレーム３の上記バックパイプ３ｂの中間高さ位置から車体前方に水平に延びる左右一対の肘パイプ３ｃはその前端部が略直角に折り曲げられて垂直下方に延び、その下端部に前記キャスタ４が回転自在に支持されているが、右側（シート５に着座した乗員にとって右側）の肘パイプ３ｃの直角に折り曲げられた部分（垂直部分の上部）にはメインスイッチ８が取り付けられている。そして、前記肘パイプ３ｃの下方に配された左右一対のシートパイプ３ｄの前側部分は車体前方に向かって斜め下方に延出しており、その延出端（前端部）には左右一対のステップ９が取り付けられている。
【００２３】
ところで、前記左右一対の車輪２の各々は、図５に示すように、フレーム３に溶接されたボス部１０に支持された車軸１１にボールベアリング１２を介して回転自在に支承されており、各車輪２の外側には、乗員が手でこれを回すべきリング状のハンドリム１３が設けられている。このハンドリム１３は、車輪２のハブ２ａに形成されたボス部２ａ−１にブッシュ１４を介して回転自在に支持された円板状のディスク１５に３本のスポーク１６を介してボルト１７によって取り付けられており、従って、該ハンドリム１３は車輪２に対して独立に回転し得る。尚、本実施例においては、図５に示すように、車輪２のハブ２ａとディスク１５との間には弾性体から成るシールリング１８が介設されており、ディスク１５はこれにボルト１９にて結着されたカバー２０によって覆われている。尚、シールリング１８はシール機能と共にディスク１５の慣性に伴う周方向の振動を抑制するフリクションダンパー機能を果たす。
【００２４】
而して、上記ハンドリム１３は、その全周の３箇所が図４に示す構造によって車輪２に対して弾性的に連結されている。
【００２５】
即ち、図４に示すように、車輪２のハブ２ａに形成された各一対のストッパ２１で挟まれる径方向外方に向かって広がる空間には扇形のガイド溝２ｃ（図１１参照）が形成されており、各ガイド溝２ｃにはスプリング２２が介装されており、各スプリング２２はハブ２ａに固定された保持部材２３によってその脱落が防がれている。
【００２６】
ところで、上記各スプリング２２はその両端がスプリング受け２４によって受けられており、前記ハンドリム１３に人力が加わらない中立状態においては、図４に示すように、スプリング受け２４は前記一対のストッパ２１に当接している。尚、各ストッパ２１の中央部分には溝２１ａが貫設されている。
【００２７】
一方、図４に示すように、前記ディスク１５の全周３箇所にはブラケット２５がボルト２６によって位置調整可能に取り付けられており、各ブラケット２５の両端部には一対のピン２７が内方に向かって突設されており、各一対のピン２７は、ハンドリム１３に人力が加わらない中立状態においては、図４に示すように前記スプリング受け２４の端面に当接している。尚、各ブラケット２５の両端部には径方向に長い長孔２５ａが形成されており、各長孔２５ａには前記ボルト２６が挿通されている。従って、ボルト２６を緩めれば、ブラケット２５を径方向に移動させてその位置を調整することができ、スプリング受け２４の端面（ピン２７が当接すべき端面）は図示のように傾斜している（ガイド溝２ｃの両端面が傾斜している）ため、中立状態においてブラケット２５を前述のように径方向に移動させることによってスプリング受け２４に対するピン２７の位置を調整することができ、図４に示すように中立状態において一対のピン２７をスプリング受け２４に当接せしめることができる。
【００２８】
而して、本実施例においては、ハンドリム１３と車輪２との相対回転は、図５及び図７に示すカム機構２８によって変位検出部材であるスライダ２９の軸方向変位に変換され、該スライダ２９の軸方向変位はレバー３０によって増幅されて固定側に設けられたリニアポテンショメータ３１に伝達される。
【００２９】
図５及び図７に示すように、各車輪２のハブ２ａのボス部２ａ−２の基端部にはカムリング３２が嵌着されており、同ボス部２ａ−２の車幅方向内側の外周上には前記スライダ２９が軸方向（車幅方向）に摺動自在に嵌合されている。そして、スライダ２９の外面には複数（少なくとも３つ）の突起２９ａが突設され、該突起２９ａは前記カムリング３２の内面に突設された突起２９ａと同数のカム３３の斜面（カム面）３３ａに係合しており、これらの突起２９ａとカム３３とで前記カム機構２８が構成されている。
【００３０】
又、上記スライダ２９には径方向外方に向かって延びる２つのアーム２９ｂが一体に形成されており、各アーム２９ａの先部に結着されたピン３４は車幅方向外方に向かって突出している。そして、各ピン３４は、図７及び図８に示すように、ハブ２ａに形成された大径の円孔２ｂを貫通して前記ディスク１５に形成された径方向に長い長孔１５ａに係合されている。尚、各ピン３４は長孔１５ａに対して周方向には密に係合しているため、ハンドリム１３及びディスク１５の回転をそのままスライダ２９に伝達して該スライダ２９をハブ２ａのボス部２ａ−２を中心として回動せしめる。
【００３１】
更に、上記スライダ２９の外周にはスラストベアリング３５が嵌着されており、該スラストベアリング３５と後述の固定プレート４１の間には圧縮スプリング３６が縮装されている。従って、スラストベアリング３５とスライダ２９は圧縮スプリング３６によって車幅方向外方に常時付勢されており、前記カム機構２８においてはスライダ２９に突設された突起２９がカム３３のカム面３３ａに所定の圧力で係合している。
【００３２】
一方、固定プレート４１にはリング状の前記レバー３０の一端が回動自在に支持されており、同固定プレート４１の車軸１１を挟んで前記レバー３０の支持点の反対側（図５の左方）には検知手段を構成する前記リニアポテンショメータ３１が固設されている。尚、リニアポテンショメータ３１から車幅方向外方に突出するロッド３１ａは本体内に縮装された不図示のスプリングによって車幅方向外方に常時付勢されている。
【００３３】
ところで、図５に示すように、前記レバー３０の一端は軸３７によって回動自在に支持されており、軸３７は固定プレート４１に固定された調整ボルト３８によってその軸方向位置が調整可能に支持されている。即ち、固定プレート４１には調整ボルト３８が挿通しており、該調整ボルト３８の端部ネジ部には前記軸３７が軸方向に移動可能に螺合挿通している。そして、調整ボルト３８はロックナット３９によって固定プレート４１に固定されている。従って、ロックナット３９を緩めて調整ボルト３８を回せば、該調整ボルト３８に螺合する軸３７が軸方向に移動するため、該軸３７に支持されたレバー３０の回動支点の軸方向位置が調整される。
【００３４】
而して、上記レバー３０の他端部には前記リニアポテンショメータ３１のロッド３１ａが当接しており、同レバー３０の中間部の左右には車幅方向外方に向かって湾曲する半円状の突部３０ａが形成されている。従って、レバー３０はロッド３１ａによって軸３７を中心として図５及び図７の反時計方向に付勢されており、その中間部に形成された突部３０ａは図示のように前記スラストベアリング３５に当接している。
【００３５】
而して、前記スプリング２２、カム機構２８、スライダ２９、レバー３０、リニアポテンショメータ３１等は、乗員によってハンドリム１３に加えられる人力を検知するための人力検出装置を構成しており、該人力検出装置を構成するスプリング２２は前記シールリング１８によってシールされた車輪２のハブ２ａとディスク１５及びカバー２０によって囲まれる空間内に収納されている。
【００３６】
他方、図５及び図９に示すように、左右一対の車輪２の各ハブ２ａの車幅方向内側には円板状の固定プレート４１が車軸１１に結着されて設けられており、該固定プレート４１の車体内側面には制御手段を構成するコントローラ４２が取り付けられている。又、固定プレート４１の車体側外面には、図６及び図７に示すように、駆動モータ４３と車輪側カプラー４４が取り付けられている。尚、固定プレート４１の少なくとも前記コントローラ４２が設置される部位の外面には、図５及び図９に示すように、縦方向の複数の放熱用溝４１ａが形成されている。
【００３７】
ところで、各車輪２のハブ２ａの内部には前記固定プレート４１で囲まれる空間が形成されるが、該空間はリング状の隔壁４５によって室Ｓ１とＳ２とに区画されており、室Ｓ１内には前記コントローラ４２が収納されている。尚、図１０に示すように、隔壁４５の一部には開口部４５ａが形成されている。
【００３８】
而して、前記駆動モータ４３によって発生する補助動力は動力伝達手段を経て車輪２に伝達されるが、この動力伝達手段の構成を図１０及び図１１に基づいて以下に説明する。
【００３９】
動力伝達手段はプーリ４６，４７とベルト４８及び複数のギヤＧ１〜Ｇ４を含んで構成されるが、前記小径のプーリ４６は前記駆動モータ４３の出力軸４３ａの端部に結着され、前記大径のプーリ４７は中間軸４９の一端に結着されており、両プーリ４６，４７間に無端状の前記ベルト４８が巻装されている。
【００４０】
上記中間軸４９とこれに平行に配された駆動軸５０は、図１０に示すように、前記固定プレート４１とカバー５１にベアリング５２，５３を介してそれぞれ回転自在に支承されており、中間軸４９には前記ギヤＧ１が一体に形成されており、該ギヤＧ１は駆動軸５０の一端に結着されたギヤＧ２に噛合している。そして、駆動軸５０の他端は前記隔壁４５に形成された開口部４５ａ（図１０参照）を貫通して室Ｓ２内に臨んでおり、その端部に一体に形成された小径の前記ギヤＧ３はハブ２ａの内周に結着された大径のリングギヤＧ４に噛合している。尚、動力伝達手段を構成する前記プーリ４６，４７とベルト４８及びコントローラ４２は潤滑油を嫌うため、隔壁４５で仕切られた潤滑油ギヤＧ１，Ｇ２は室Ｓ１内に収納され、潤滑油が必要なギヤＧ３，Ｇ４は室Ｓ２内に収納されている。
【００４１】
而して、以上説明した人力検出装置、コントローラ４２、駆動モータ４３及び動力伝達手段が補助動力系を構成しているが、この補助動力系は各車輪２のハブ２ａの車軸１１廻りに径方向及び軸方向に亘って集約的に配置されており、このように補助動力系をハブ２ａに配置して成る車輪２は左右が同一構造に構成され、前述のように各車輪２は車体に対して脱着自在に取り付けられている。
【００４２】
ここで、車輪２の脱着構造を図５に基づいて説明する。
【００４３】
車輪２を回転自在に支承する前記車軸１１は中空状に成形されており、その内部には小径のロッド５４が挿通されている。そして、該ロッド５４の内端部には車軸１１の内端面に係合する係止部材５５が結着され、同ロッド５４の外端部には押圧部材５６が結着されており、これら係止部材５５と押圧部材５６は車軸１１内に摺動自在に嵌装されており、これらの径はロッド５４のそれよりも大きく設定されている。尚、上記ロッド５４と係止部材５５及び押圧部材５６はスプリング５７によって外側方（図５の下方）に常時付勢されている。又、図５において、５８はストッパを構成するサークリップである。
【００４４】
又、車軸１１の内端部（係止部材５５が嵌装されている部分）には複数の円孔１１ａが形成されており、各円孔１１ａにはボール５９が保持されている。尚、前記カバー２０の中央部には撓曲自在なゴムキャップ６０が被着されており、該ゴムキャップ６０内に前記押圧部材５６が臨んでいる。
【００４５】
一方、フレーム３に溶接された前記ボス部１０には円筒状のスリーブ６１が挿通しており、該スリーブ６１はこれの外周に螺合するナット６２によってボス部１０に結着されている。
【００４６】
而して、各車輪２は車軸１１の内端部分を外側方から上記スリーブ６１に挿通することによって車体に取り付けられるが、これの取付状態においては、図５に示すようにボール５９が係止部材５５によって径方向外方に押し出されて車軸１１の外周面から突出しており、該ボール５９がスリーブ６１の内端面に係止されるために車軸１１の抜けが阻止され、これによって車輪２が車体に確実に取り付けられる。
【００４７】
次に、取付状態にある車輪２を車体から取り外すには、ゴムキャップ６０を指で押して押圧部材５６とロッド５４及び係止部材５５をスプリング５７の付勢力に抗して一体的に車体内側方に移動させる。すると、係止部材５５がボール５９の位置から退避して小径のロッド５４がボール５９の部分に位置するため、ボール５９は車軸１１の径方向内方に移動して車軸１１の外表面から没することができ、そのまま車輪２全体を外側方へ引き出せば車軸１１をスリーブ６１から抜くことができ、従って、車輪２をワンタッチで容易に車体から取り外すことができる。
【００４８】
そして、車輪２を車体に再び取り付けるには、ゴムキャップ６０を押さえて押圧部材５６とロッド５４及び係止部材５５を車体内側方へ移動させたまま車軸１１をスリーブ６１に挿通せしめ、その後にゴムキャップ６０から指を離せば良い。すると、ボール５９が係止部材５５によって径方向外方に押し出されて車軸１１の外周面から突出し、該ボール５９がスリーブ６１の内端面に係止されるために車軸１１の抜けが阻止され、これによって車輪２が車体にワンタッチで容易に取り付けられる。
【００４９】
尚、図５及び図９に示すように、各車輪２の固定プレート４１の外面周縁には車体内側方（即ち、車輪２の脱着方向）に向かってコ字状に開口する回り止め部材６３が結着されており、フレーム３には係止部材６４が結着されており、前述の要領で車輪２を車体に取り付けると同時に回り止め部材６３が係止部材６４に嵌合して固定プレート４１等の固定側部分の回り止がなされる。
【００５０】
ところで、本実施例に係る手動式電動車椅子１にあっては、図１乃至図３に示すように右側の車輪２側にバッテリ６５が脱着可能に取り付けられており、車体（フレーム３）側にはワイヤーハーネス６６が設置されている。
【００５１】
而して、前述のように左右の車輪２は同一構造を有しているため、これらを車体に取り付けると、これらは車体前後方向中心廻りに点対称となる位置関係を保って配置されることとなる。同一構造の左右の車輪２をこのように配置することによって、図３に示すように、左右の車輪２の各内側方に突出する駆動モータ４３が上下方向に互いに段差をもって配されることとなり、当該車椅子１を折り畳んだ際に両駆動モータ４３が互いに干渉することがなく、この結果、車椅子１をコンパクトに、且つ、容易に折り畳むことができる。又、左右の車輪２を同一構造とすることによって部品を共通化することができるため、量産効果による部品のコストダウンを図ることができる。
【００５２】
尚、左右の車輪２を前述の要領で車体に取り付けた後は、各車輪２の固定プレート４１に取り付けられた前記カプラー４４に車体側に設置された前記ワイヤーハーネス６６のカプラー６６Ａを接続すれば、右側の車輪２に配置された前記バッテリ６５から左側の車輪２に設けられた駆動モータ４３やコントローラ４２等への給電がワイヤーハーネス６６を介してなされる。
【００５３】
ここで、当該手動式電動車椅子１の電気結線構造を図１２に基づいて説明する。
【００５４】
図示のように、車体（フレーム３）側に設置された前記ワイヤーハーネス６６は制御電源線６６ａ、エラー信号線６６ｂ、パワー電源線６６ｃ及びアース線６６ｄの計４本のワイヤーを結束して構成されており、これは左右の車輪２に設けられたカプラー４４を介して左右の車輪２に設けられたコントローラ４２のパワー部４２ａと制御部４２ｂに接続されている。尚、図１２において、８は前記メインスイッチである。
【００５５】
而して、前述のようにバッテリ６５は右側の車輪２に設けられており、該バッテリ６５からは右側の車輪２に設けられたコントローラ４２に給電されると同時に、ワイヤーハーネス６６を介して左側の車輪２に設けられたコントローラ４２にも給電される。そして、各コントローラ４２のパワー部４２ａに供給される電力は駆動モータ４３に供給されて該駆動モータ４３の駆動に供され、制御部４２ｂに供給される電力はリニアポテンショメータ３１に供給されるとともに、ポテンショメータ３１からの検出信号はコントローラ４２へ伝達される。
【００５６】
次に、本手動式電動車椅子１の作用を説明する。
【００５７】
乗員が左右一対のハンドリム１３を例えば前進方向に回すためにこれに力を加えると、一方のピン２７がスプリング受け２４を押圧してスプリング２２を圧縮し、該スプリング２２の反力がストッパ２１を介してハブ２ａに伝達されるため、車輪２に人力が伝達される。
【００５８】
ところで、ハンドリム１３の回転はディスク１５及び該ディスク１５の長孔１５ａに係合するピン３４を介してスライダ２９に伝達され、ハンドリム１３とディスク１５及びスライダ２９がスプリング２２の圧縮変形量に見合う角度だけ車輪２（ハブ２ａ）に対して一体的に相対回転し、これらの相対回転はカム機構２８によってスライダ２９及びスラストベアリング３５の軸方向変位に変換される。即ち、スライダ２９がハンドリム１３及びディスク１５と共に上述のように車輪２に対して相対回転すると、カム機構２８において突起２９ａがカム３３の斜めのカム面３３ａに沿って軸方向に移動するため、該突起２９ａを備えるスライダ２９とこれに保持されたスラストベアリング３５がハブ２ａのボス部２ａ−１に沿って軸方向に移動せしめられる。
【００５９】
而して、上述のようにスライダ２９とスラストベアリング３５が軸方向に移動すると、これらの軸方向変位がレバー３０によって増幅されてリニアポテンショメータ３１に伝達され、該リニアポテンショメータ３１によってその増幅された軸方向変位が検出される。即ち、スライダ２９とスラストベアリング３５が軸方向に移動すると、スラストベアリング３５にその突部３０ａが当接するレバー３０が軸３７を中心として回動せしめられ、このレバー３０の回動がリニアポテンショメータ３１のロッド３１ａの軸方向変位に変換され、このロッド３１ａの軸方向変位が検出されるが、レバー３０のロッド３１ａが当接する点と軸３７との距離はレバー３０の突部３０ａ（スラストベアリング３５との当接点）と軸３７との距離よりも長いため、前述のようにスライダ２９とスラストベアリング３５の軸方向変位がレバー３０によって増幅されてリニアポテンショメータ３１に伝達される。
【００６０】
ところで、本実施の形態では、ディスク１５と共に回転するスライダ２９と固定側に設けられたレバー３０との間にスラストベアリング３５が介設されるため、スライダ２９の回転による摩擦損失及びスラストベアリング３５とレバー３０の摩耗が抑えられるとともに、スライダ２９の軸方向変位のみがレバー３０に正確に伝達される。
【００６１】
又、本実施の形態では、スラストベアリング３５とスライダ２９が圧縮スプリング３６によって軸方向に付勢されるため、これらが軸方向に隙間なく配設されてハンドリム１３と車輪２との相対回転に追従して軸方向変位を正確に伝達することができる。このとき、圧縮スプリング３６はスライダ２９とスラストベアリング３５がハンドリム１３と車輪２との相対回転に追従するよう押さえるだけで十分であるため、弱いスプリングで良く、スライダ２９の回転による摩擦損失やスライトベアリング３５とレバー３０の摩耗が小さく抑えられる。
【００６２】
然るに、スプリング２２の圧縮変形量はハンドリム１３に加えられる人力の大きさに比例し、ハンドリム１３の車輪２に対する相対回転量とスライダ２９及びスラストベアリング３５の軸方向変位はスプリング２２の圧縮変形量に比例するため、スライダ２９及びスラストベアリング３５の軸方向変位は人力の大きさに比例する。従って、レバー３０によって増幅されてリニアポテンショメータ３１に伝達されるスライダ２９及びスラストベアリング３５の軸方向変位を検出すれば、ハンドリム１３に加えられる人力の大きさを検出することができる。このとき、スライダ２９及びスラストベアリング３５の軸方向変位はレバー３０によって増幅されてリニアポテンショメータ３１に伝達されるため、ハンドリム１３に加えられる人力が高精度、且つ、高感度に検出される。又、前述のようにレバー３０の回動支点である軸３７の軸方向位置が調整可能であるため、当該人力検出装置を組み付けた後のリニアポテンショメータ３１の零点調整を簡単に行うことができる。
【００６３】
而して、リニアポテンショメータ３１はスライダ２９及びスラストベアリング３５の軸方向変位（つまり、人力の大きさ）に比例する検出信号をコントローラ４２に送信し、コントローラ４２の制御部４２ｂはその検出信号に基づいてハンドリム１３に加えられる人力の大きさを求め、その人力の大きさに応じた制御信号をパワー部４２ａに送信し、検出された人力（トルク）に応じた電力（電流）を駆動モータ４３に供給し、該駆動モータ４３を回転駆動して所要の補助動力を発生せしめる。
【００６４】
上述のように駆動モータ４３が駆動されると、その回転は図１０及び図１１に示すプーリ４６、ベルト４８及びプーリ４７を経て１段減速されて中間軸４９に伝達され、該中間軸４９の回転はギヤＧ１，Ｇ２によって２段減速されて駆動軸５０に伝達される。そして、この駆動軸５０の回転はギヤＧ３，Ｇ４によって３段減速されて車輪２に伝達され、該車輪２が人力に補助動力を加えた大きさの駆動力によって回転駆動され、これによって車椅子１が前進せしめられ、乗員は全駆動力の例えば約１／２程度の小さな人力で楽に車椅子１を操作することができる。
【００６５】
以上のように、本発明に係る人力検出装置においては、ハンドリム１３に加えられる人力の大きさに比例するハンドリム１３と車輪２との相対回転はカム機構２８によってスライダ２９及びスラストベアリング３５の軸方向変位に変換されて固定側に設けられたリニアポテンショメータ３１にレバー３０を介して増幅されて伝達されるため、回転側と固定側との間で信号伝達が簡単、且つ、確実になされ、人力が高精度に検出される。
【００６６】
又、本発明に係る人力検出装置においては、ディスク１５とこれと共に回転するスライダ２９とが径方向に長孔係合されているため、スライダ２９及びスラストベアリング３５の軸方向変位にはハンドリム１３に加えられる横方向の力等の外乱の影響分が含まれず、ハンドリム１３に加えられる周方向の人力（車輪２を回転させようとする力）のみを高精度に検出することができる。
【００６７】
その他、本実施の形態では、ハブ２ａ内に固定プレート４１によって囲まれる空間を隔壁４５によって室Ｓ１と室Ｓ２に区画して室Ｓ１内にコントローラ４２及びプーリ４６，４７やベルト４８等で構成される動力伝達手段を収納したため、補助動力系を構成するコントローラ４２や動力伝達手段への水や潤滑油、ゴミ等の侵入を防ぐことができ、これらに高い作動安定性を確保することができる。
【００６８】
尚、以上の実施の形態では変位検出部材であるスライダ２９を入力部材であるハンドリム１３（ディスク１５）と共に回転するよう構成したが、該スライダ２９が車輪２（ハブ２ａ）と共に回転するよう構成しても良い。
【００６９】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項１記載の発明によれば、入力部材に加えられる人力の大きさに比例する入力部材と車輪との相対回転はカム機構によって変位検出部材の軸方向変位に変換されて固定側に設けられたリニアポテンショメータ等の検知手段に伝達されるため、回転側と固定側との間で信号伝達が簡単、且つ、確実になされ、人力が高精度に検出される。又、変位検出部材とこれと共に回転する入力部材又は車輪とが径方向に長孔係合されているため、変位検出部材の軸方向変位には入力部材に加えられる横方向の力等の外乱の影響分が含まれず、入力部材に加えられる周方向の人力（車輪を回転させようとする力）のみを高精度に検出することができるという効果が得られる。
【００７０】
請求項２記載の発明によれば、入力部材又は車輪と共に回転する変位検出部材と静止側に設けられたレバーとの間にスラストベアリングが介設されるため、変位検出部材の回転による摩擦損失及び両部材の摩耗が抑えられるとともに、変位検出部材の軸方向変位のみがレバーに正確に伝達されるという効果が得られる。
【００７１】
請求項３記載の発明によれば、スラストベアリングと変位検出部材が圧縮スプリングによって軸方向に付勢されるため、これらが軸方向に隙間なく配設されて入力部材と車輪との相対回転に追従して軸方向変位を正確に伝達することができるという効果が得られる。
【００７２】
請求項４記載の発明によれば、レバーの変位量の検知手段への出力点（レバーの検知手段への当接点）とレバーの回動支点との距離は、変位検出部材の軸方向変位のレバーへの入力点（レバーの中間部）とレバーの回動支点との距離よりも長いため、変位検出部材の軸方向変位はレバーによって増幅されて検知手段に伝達され、入力部材に加えられる人力を高精度、且つ、高感度に検出することができるという効果が得られる。
【００７３】
請求項５記載の発明によれば、レバーの回動支点の軸方向位置を調整可能としたため、当該人力検出装置組付後の検知手段の零点調整を簡単に行うことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る人力検出装置を備える手動式電動車椅子の側面図である。
【図２】本発明に係る人力検出装置を備える手動式電動車椅子の平面図である。
【図３】本発明に係る人力検出装置を備える手動式電動車椅子の背面図である。
【図４】本発明に係る人力検出装置を備える手動式電動車椅子の車輪のハブ部分のカバーを取り外した状態を示す正面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】本発明に係る人力検出装置を図５の矢印Ｂ方向から見た図である。
【図７】本発明に係る人力検出装置の破断部分側面図である。
【図８】図７の矢視Ｃ方向の図である。
【図９】本発明に係る人力検出装置を備える手動式電動車椅子の車輪のハブ部分の背面図である。
【図１０】図９のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１１】図１０のＥ−Ｅ線に沿う一部破断面図である。
【図１２】本発明に係る人力検出装置を備える手動式電動車椅子の補助動力系の電気結線図である。
【符号の説明】
１ 手動式電動車椅子
２ 車輪
１３ ハンドリム（入力部材）
２２ スプリング
２８ カム機構
２９ スライダ（変位検出部材）
３０ レバー
３５ スラストベアリング
３６ 圧縮スプリング

Claims (5)

1. 入力部材を車輪に対して相対回転可能に弾性支持し、入力部材に入力される人力を該入力部材と車輪との相対回転量によって検出し、検出された人力に応じた補助動力を車輪に加えてこれを回転駆動する手動式電動車椅子に設けられる装置であって、前記入力部材又は車輪と共に回転する変位検出部材を軸方向に移動自在に設けるとともに、該変位検出部材とこれと共に回転する入力部材又は車輪とを径方向に長孔係合せしめ、前記入力部材と車輪との相対回転をカム機構によって前記変位検出部材の軸方向変位に変換し、該変位検出部材の軸方向変位を固定側に設けられた検知手段に伝達するよう構成されることを特徴とする手動式電動車椅子の人力検出装置。
2. 前記変位検出部材とレバーとの間にスラストベアリングを介設したことを特徴とすることを特徴とする請求項１記載の手動式電動車椅子の人力検出装置。
3. 前記スラストベアリングと固定側との間に圧縮スプリングを介設したことを特徴とする請求項２記載の手動式電動車椅子の人力検出装置。
4. 前記レバーの一端を固定側に回動自在に支持し、同レバーの中間部を前記スラストベアリングに当接せしめ、他端部を前記検知手段に当接せしめたことを特徴とする請求項２又は３記載の手動式電動車椅子の人力検出装置。
5. 前記レバーの回動支点の軸方向位置を調整可能としたことを特徴とする請求項４記載の手動式電動車椅子の人力検出装置。

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