JP6104079B2 - 補助動力付車椅子、補助動力付車椅子の設定方法 - Google Patents

Description

本発明は、ハンドリムに印加されたトルクによって車輪を回転させる車椅子に関し、特に、ハンドリムに印加されたトルクに応じた補助動力を車輪に与えて、乗員による車椅子の操作を補助する補助動力付車椅子に関する。

特許文献１の車椅子では、ハンドリムが車輪に対して回転自在に設けられており、車輪とハンドリムとが弾性部材を介して接続されている。したがって、車椅子の乗員がハンドリムにトルクを印加すると、弾性部材を介してハンドリムから車輪へとトルクが伝達されて、車輪が回転する。さらに、この車椅子は、ハンドリムに印加されたトルクに応じた補助動力を車輪に与えて乗員による車椅子の運転を補助する機構を備える。

つまり、ハンドリムと車輪を弾性部材で接続した車椅子では、ハンドリムに印加されたトルクに応じて弾性部材が変形するため、印加されたトルクに応じた変位量だけハンドリムが車輪に対して変位する。したがって、車輪に対するハンドリムの変位量から、ハンドリムへ印加されたトルクを求められる。そこで、この車椅子は、ポテンショメータ等を用いて車輪に対するハンドリムの変位量を検出した結果から、ハンドリムに印加されたトルクを求めて、当該トルクに応じた補助動力を車輪に与える。

特開平０９−１５４８９４号公報

上述のような補助動力付車椅子では、乗員がハンドリムを操作してハンドリムにトルクを印加すると、車輪に対してハンドリムが操作方向へ変位して、車輪を操作方向へ駆動する補助動力が生じる。また、乗員がハンドリムへのトルクの印加を止めると、ハンドリムが弾性部材の弾性力によって中立点にまで戻るため、車輪へ与えられていた補助動力は消失する。

ただし、ハンドリムに対しては摩擦力が働くため、操作方向に変位した後に弾性力によって戻るハンドリムは、弾性力と摩擦力を含む合力がゼロとなった位置に静止することとなる。その結果、ハンドリムの静止位置、すなわち中立点は、ハンドリムの静止前にハンドリムが変位していた方向（操作方向）へ偏る傾向にある。しかも、車椅子のハンドリムは、乗員によって前進方向および後進方向の双方向へ操作されるため、前進方向と後進方向との間で中立点の位置が異なる場合がある。このような状況は、乗員による車椅子の運転感覚に影響を及ぼすおそれがあるため、良好な運転感覚の実現のためには、この点を十分に考慮して補助動力を制御できることが好適となる。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、ハンドリムの操作方向によってハンドリムの中立点の位置が異なる場合であっても、良好な運転感覚を実現できる補助動力付車椅子および補助動力付車椅子の設定方法を提供することを目的とする。

本発明にかかる補助動力付車椅子は、上記目的を達成するために、回転自在な車輪と、第１方向および第１方向と逆の第２方向の双方向へ車輪に対して回転自在なハンドリムと、車輪とハンドリムとの間を接続してハンドリムに印加されたトルクに応じて変形する弾性部材と、車輪に対するハンドリムの変位量を駆動信号に変換する制御部と、駆動信号に応じた補助動力を車輪に与える駆動源とを備え、制御部は、所定の変換特性に従って変位量を駆動信号に変換し、車輪に対して第１方向に変位させたハンドリムが弾性部材の弾性力によって第２方向に戻って静止した第１中立点と、車輪に対して第２方向に変位させたハンドリムが弾性部材の弾性力によって第１方向に戻って静止した第２中立点とを含むように、変換特性の変位量に対する不感帯が設定されている。

本発明にかかる補助動力付車椅子の設定方法は、上記目的を達成するため、回転自在な車輪、第１方向および第１方向と逆の第２方向の双方向へ車輪に対して回転自在なハンドリム、車輪とハンドリムとの間を接続してハンドリムに印加されたトルクに応じて変形する弾性部材、車輪に対するハンドリムの変位量を駆動信号に変換する制御部、および駆動信号に応じた補助動力を車輪に与える駆動源を備えた補助動力付車椅子に対して、変位量を駆動信号に変換する制御部の変換特性を設定する補助動力付車椅子の設定方法において、車輪に対して第１方向に変位させたハンドリムが弾性部材の弾性力によって第２方向に戻って静止した第１中立点を求める工程と、車輪に対して第２方向に変位させたハンドリムが弾性部材の弾性力によって第１方向に戻って静止した第２中立点を求める工程と、第１中立点および第２中立点を含むように変換特性の変位量に対する不感帯を設定する工程とを備えている。

このように構成された本発明（補助動力付車椅子、補助動力付車椅子の設定方法）にかかる補助動力付車椅子では、第１方向および第１方向と逆の第２方向の双方向へ車輪に対して回転自在なハンドリムが設けられており、車輪とハンドリムとの間が、ハンドリムに印加されたトルクに応じて変形する弾性部材により接続されている。そのため、ハンドリムは、ハンドリムに印加されたトルクに応じた変位量だけ、車輪に対して変位する。さらに、車椅子は、車輪に対するハンドリムの変位量を駆動信号に変換する制御部と、駆動信号に応じた補助動力を車輪に与える駆動源とを備えている。これによって、ハンドリムに印加されたトルクに応じた補助動力が車輪に与えられることとなる。

また、本発明では、ハンドリムの変位量を駆動信号に変換する変換特性が、変位量に対して不感帯を有する。したがって、乗員がハンドリムを操作した場合であっても、ハンドリムの変位量が不感帯の範囲にある期間は、補助動力は生成されない。一方、ハンドリムの変位量が不感帯の端に差し掛かると補助動力が効き始め、ハンドリムの変位量が不感帯から抜け出した後は、この変位量に応じた補助動力が車輪に与えられる。

そして、本発明では、変換特性の不感帯がハンドリムの中立点に基づいて設定されている。具体的には、車輪に対して第１方向に変位したハンドリムが弾性部材の弾性力によって第２方向に戻って静止する第１中立点と、車輪に対して第２方向に変位したハンドリムが弾性部材の弾性力によって第１方向に戻って静止する第２中立点とを含むように、変換特性の変位量に対する不感帯が設定されている。このように、操作方向によって位置の異なる第１および第２中立点を変換特性の不感帯に含めることで、操作方向によって中立点の位置が異なることが操作感覚に及ぼす影響を緩和して、良好な運転感覚の実現を図ることが可能となっている。

また、運転感覚の向上という観点からは、乗員がハンドリムから手を放している際には、補助動力の生成を止めて、車椅子を確実に停止させておくことが好適となる。これに対して、第１および第２中立点を含むように不感帯を設定した本発明によれば、乗員がハンドリムから手を放しており、ハンドリムが第１あるいは第２中立点にある場合には、補助動力は生成されない。すなわち、車椅子が停車した後は、乗員がハンドリムから手を放したままでも車椅子が停車し続けるといった利点がある。

この際、変換特性の不感帯の中央が第１中立点と第２中立点の中央に一致するように変換特性が設定されても良い。このような構成では、第１中立点から不感帯の第１方向の端に到るまでのハンドリムの変位量と、第２中立点から不感帯の第２方向の端に到るまでのハンドリムの変位量とが等しくなる。したがって、乗員が第１中立点から第１方向にハンドリムを操作した場合と、第２中立点から第２方向にハンドリムを操作した場合とで、補助動力が効き始めるまでのハンドリムの操作量が等しくなる。その結果、操作方向によって中立点の位置が異なることが操作感覚に及ぼす影響を効果的に抑制して、極めて良好な運転感覚の実現を図ることが可能となっている。

また、制御部は、変位量を検出して検出信号に変換する検出器と、検出器が出力する検出信号を駆動信号に変換する制御回路とを有するように、構成しても良い。

この際、検出器が変位量を検出信号に変換するゲインに基づいて、制御回路が検出信号を駆動信号に変換するゲインが調整されているように、構成しても良い。このように、変位量を検出する検出器のゲインに基づいて、検出器の検出信号を駆動信号に変換するゲインを調整することで、車椅子の製造現場などにおいて車椅子に取り付けられる検出器のゲインが検出器毎にばらついていても、安定した駆動信号が出力される車椅子を得ることができる。

さらに、ハンドリムが車輪に対して変位する範囲は、所定の可変範囲に制限されており、制御部は、第１方向における可変範囲の端にハンドリムが位置した際の検出信号と、第１中立点と第２中立点の中央にハンドリムが位置した際の検出信号との差である検出信号出力レンジの絶対値が、閾値以下の場合は異常が生じたと判断するように、構成しても良い。このような構成では、検出信号出力レンジ（すなわち、第１中立点と第２中立点の中央から第１方向への可変範囲の端までにおける検出信号の出力レンジ）が十分に確保されていない場合は、異常と判断される。そのため、検出信号出力レンジを確保するためのメンテナンスを必要に応じて実行することができ、好適である。

あるいは、一対の車輪を備えるとともに、ハンドリム、弾性部材、制御部および駆動源を、車輪それぞれに対応して備える補助動力付車椅子において、ハンドリムが車輪に対して変位する範囲は、所定の可変範囲に制限されており、制御部は、第１方向における可変範囲の端にハンドリムが位置する際の検出信号と、第１中立点と第２中立点の中央にハンドリムが位置する際の検出信号との差を、検出信号出力レンジとして各車輪について求めた結果、一方の車輪について求めた検出信号出力レンジと他方の車輪について求めた検出信号出力レンジとの差の絶対値が、閾値以上の場合は異常が生じたと判断するように、構成しても良い。このような構成では、一対の車輪の間で検出信号出力レンジが大きく異なる場合は、異常と判断される。そのため、一対の車輪の間で検出信号出力レンジを揃えるためのメンテナンスを必要に応じて実行することができ、好適である。

この際、一方の車輪の制御部と他方の車輪の制御部の間で通信を行う通信部をさらに備え、一方の車輪に対応する制御部が一方の車輪についての検出信号出力レンジを求め、他方の車輪に対応する制御部が他方の車輪についての検出信号出力レンジを求め、一方の車輪に対応する制御部は、他方の車輪に対応する制御部から通信部を介して受信した他方の車輪についての検出信号出力レンジと、自身が求めた一方の車輪についての検出信号出力レンジから、異常の有無を判断するように、構成しても良い。

さらに、異常が生じたと制御部が判断した際に、異常の発生を報知する報知部をさらに備えるように、構成しても良い。かかる構成では、車椅子の乗員、介助者あるいは車椅子に設定を行うオペレータ等に異常を報知して、必要なメンテナンスの実行を促すことができる。

本発明によれば、操作方向によって位置の異なる第１および第２中立点を、変換特性の不感帯に含めることで、操作方向によって中立点の位置が異なることが操作感覚に及ぼす影響を緩和して、良好な運転感覚の実現を図ることが可能となっている。

本発明を適用可能な補助動力付車椅子の一例を示す左側面図である。 図１に例示した補助動力付車椅子を後方から見た背面図である。 動力補助機構の周囲の構成を拡大して示す正面断面図である。 円形カバーおよび環状カバーを外した際の動力補助機構の周囲の構成を示す側面図である。 ホイールハブに取り付けられたスプリングカバー、スプリングおよびリムベースの位置関係を示す部分断面図である。 ハンドリムに印加されたトルクに応じてリムベースがホイールハブに対して変位した様子を示す側面図である。 動力補助機構が備える変位量検出器の周囲を拡大して示す正面断面図である。 変位量検出器を構成する各部材の関係を示す側面図である。 変位量検出器を構成する各部材の関係を示す側面図である。 変位量検出器の配置態様を例示する側面図である。 補助動力付車椅子が備える電気的構成を部分的に示すブロック図である。 ハンドリムに印加されたトルクから各信号を生成する様子を模式的に示す図である。 車椅子に対して実行される設定作業の一例を示すフローチャートである。 図１３のフローチャートで実行されるゲイン調整の一例を示すフローチャートである。 図１３のフローチャートで実行される不感帯設定の一例を示す図である。 異常検知機能を備える車椅子が実行する動作の一例を示すフローチャートである。 異常検知機能を備える車椅子が実行する動作の他の例を示すフローチャートである。

図１は、本発明を適用可能な補助動力付車椅子の一例を示す左側面図である。図２は、図１に例示した補助動力付車椅子を後方から見た背面図である。両図および以下に示す図面では、車椅子１に着座した乗員から見て、前方向に符号Ｄfを、後方向に符号Ｄbを、左方向に符号Ｄlを、右方向に符号Ｄrを適宜付する。本実施形態で例示する補助動力付車椅子（以下、単に「車椅子」と適宜称する）１は、パイプで構成された車体フレーム２に対して、左右一対の車輪３と、左右一対のハンドリム４と、左右一対のキャスタＣとを取り付けた概略構成を備え、車輪３とキャスタＣとで地面に立つ。そして、乗員は、車椅子１の中央部に設けられたシート１１に着座した状態でハンドリム４を操作することで、車輪３を回転させて車椅子１を運転することができる。この際、各車輪３に設けられた動力補助機構１０が車輪３に補助動力を与えて、乗員による車輪３の駆動をアシストする。

車体フレーム２は左右一対のサイドフレーム２０を有し、各サイドフレーム２０は複数のアームで構成されている。具体的には、各サイドフレーム２０は、後方部に立設されたハンドルアーム２１と、ハンドルアーム２１から前方に延びるシート支持アーム２２と、ハンドルアーム２１とシート支持アーム２２を接続する接続アーム２３とを有する。各ハンドルアーム２１の上方部は後方に屈曲しており、当該上方部それぞれに介助者用のグリップ２１aが取り付けられている。左右一対のシート支持アーム２２の間には、乗員が着座するための布製のシート１１が架設されており、左右一対のハンドルアーム２１の間には、着座した乗員用の背もたれ１２が架設されている。各シート支持アーム２２の前方部２２aは下方に屈曲しており、当該前方部２２aの下端に設けられたフットレスト取付部２２bに対して図示を省略するフットレストが着脱自在となっている。さらに、各サイドフレーム２０は、シート支持アーム２２の前方部２２aから後方に延びるキャスタ支持アーム２４を有しており、キャスタ支持アーム２４に設けられたキャスタ取付部２４aに対してキャスタＣが取り付けられる。

左右一対のサイドフレーム２０のうち右側のサイドフレーム２０には、バッテリ１３が取り付けられている。バッテリ１３は、各車輪３に設けられた動力補助機構１０に電力を供給するものであり、ハンドルアーム２１の後方に配置されている。なお、このバッテリ１３は、左側の車輪３に設けられた動力補助機構１０に対しては、ケーブル１４を介して電力を供給する。

車体フレーム２の左右両側には車軸３０が取り付けられており、各車軸３０に対して車輪３およびハンドリム４がそれぞれ回転自在に取り付けられている。具体的には、車軸３０を中心とする円環状の車輪３の内周側に配置された円形のホイールハブ５が、各車軸３０に対して回転自在に取り付けられており、ホイールハブ５の周縁部から外周側に延びる複数のスポーク３１が車輪３０に接続されている。これによって、車輪３は、ホイールハブ５と一体的に車軸３０の周りを回転自在となっている。さらに、車軸３０を中心とする円環状のハンドリム４の内周側であってホイールハブ５の外側に配置されたリムベース６が、各車軸３０に対して回転自在に取り付けられており、リムベース６の周縁部から外周側へ放射状に延びる３本のスポーク４１がハンドリム４に接続されている。これによって、ハンドリム４は、リムベース６と一体的に車軸３０の周りを回転自在となっている。なお、リムベース６はホイールハブ５から独立して回転自在に設けられており、ハンドリム４は、車軸３０の周りで車輪３とは個別に回転できる。

各ハンドリム４は、弾性部材（後述するスプリング）を介して隣接する車輪３に当接しており、乗員がハンドリム４に加えたトルクは、弾性部材を介して車輪３に伝達されて、車輪３を回転させる。この際、乗員からのトルクを受けて弾性部材が変形する量に応じた分だけ、ハンドリム４が車輪３に対して変位する。そして、車椅子１が備える動力補助機構１０は、車輪３に対するハンドリム４の変位量を測定した結果に基づいてハンドリム４に加えられたトルクを検出するとともに、検出されたトルクに応じた補助動力を車輪３に与える。続いては、この動力補助機構１０について詳述する。

図３は、動力補助機構の周囲の構成を拡大して示す正面断面図である。同図および以下の図面では、車軸３０が延びる左右方向に車軸方向Ｄaを適宜付する。動力補助機構１０は、車輪３に補助動力を与えるパワーユニット９を、ホイールハブ５の車軸方向Ｄaの内側に備える。パワーユニット９は、モータ９１が発生する駆動力を、複数のギアの配列で構成される動力伝達系９５を介してホイールハブ５へ与えて、車輪３を回転させる。

モータ９１は、ベアリング９１１を介して車軸３０に回転自在に取り付けられたモータ軸９１２と、モータ軸９１２に取り付けられたロータ９１３と、車軸方向Ｄaの外側からロータ９１３に対向するステータ９１４とを有する。ロータ９１３は、モータ軸９１２に取り付けられて車軸３０を中心とする円環状のバックヨーク９１３aと、バックヨーク９１３aの車軸方向Ｄa外側に取り付けられて車軸３０を中心とする円環状の磁石９１３bとで構成されている。そして、ロータ９１３の磁石９１３bがステータ９１４に対向する。ステータ９１４は、車軸３０を中心とする円環状に複数のコイルを配列した構成を具備しており、車軸３０に固定されている。したがって、ステータ９１４の各コイルに電流が印加されることで、ロータ９１３がモータ軸９１２を伴って車軸３０の周りで回転する。そして、モータ軸９１２のトルクが、動力伝達系９５のギア９５１〜９５５を介して、ホイールハブ５へ伝わる。こうして、モータ９１が生成した動力（補助動力）を受けて、ホイールハブ５と共に車輪３が回転する。

ホイールハブ５は、ボールベアリング５１を介して車軸３０に対して取り付けられている。ホイールハブ５の周縁部５２は車軸方向Ｄa内側に屈曲されてスポーク３１が取り付けられている一方、ホイールハブ５の中央部５３は車軸方向Ｄaに肉厚に形成されている。ホイールハブ５の中央部５３の外側面は、車軸方向Ｄaの外側に突出して、リムベース取付部５４を構成する。ホイールハブ５のリムベース取付部５４には、ボールベアリング６１を介してリムベース６が取り付けられている。このように、リムベース６は、ホイールハブ５のリムベース取付部５４を介して車軸３０に取り付けられており、ホイールハブ５から独立して車軸３０の周りを回転することができる。また、ホイールハブ５およびリムベース６の外側面は、円形カバーＪ1と、当該円形カバーＪ1を囲む環状カバーＪ2とで覆われている。

リムベース６からホイールハブ５へは、動力補助機構１０が有するスプリングＳ1、Ｓ2（コイルスプリング）を介して、トルクを伝達できるように構成されている。つまり、ホイールハブ５において周縁部５２と中央部５３の間に設けられたスプリング保持面５５には、円筒形状のスプリングカバー５６が取り付けられており、スプリングカバー５６内にスプリングＳ1、Ｓ2（圧縮バネ）が概ねホイールハブ５の周方向に配置されている。スプリングＳ1の径はスプリングＳ2の径よりも大きく、スプリングＳ1の中にスプリングＳ2が挿入されている。また、スプリングＳ1、Ｓ2の少なくとも一方は、予め縮んだ状態（つまり、与圧された状態）でスプリングカバー５６に収容されている。

図４は、円形カバーおよび環状カバーを外した際の動力補助機構の周囲の構成を示す側面図であり、ハンドリム４にトルクが印加されていない状態を示している。図５は、ホイールハブに取り付けられたスプリングカバー、スプリングおよびリムベースの位置関係を示す部分断面図であり、スプリングの伸縮方向から見た状態を示している。図３に図４および図５を加えて、動力補助機構１０について説明を続ける。なお、図４に示すように、３個のスプリングカバー５６が周方向に等ピッチで設けられているが、各スプリングカバー５６に関する構成はいずれも同一であるので、ここでは、１個のスプリングカバー５６に対して設けられた構成を中心に説明を行う。

ホイールハブ５に取り付けられたスプリングカバー５６内には、一対のスライダ５７がスプリングＳ1、Ｓ2の伸縮方向（概ねホイールハブ５の周方向）に互いに対向した状態で収容されている。各スライダ５７は、一方面が開口して他方面が閉塞した中空の円筒形状を有しており、各スライダ５７の開口が向き合っている。そして、これらスライダ５７の間にスプリングＳ1、Ｓ2が挿入されており、各スライダ５７は、スプリングＳ1、Ｓ2によって相互に離間する方向に付勢されつつ、スプリングＳ1、Ｓ2の伸縮方向へ移動自在となっている。その結果、図４に示す状態では、各スライダ５７がスプリングＳ1、Ｓ2の付勢力で外側に押し遣られて、スプリングカバー５６の各端に当接している。

一方、リムベース６は、一対のスライダ５７をスプリングＳ1、Ｓ2の伸縮方向から挟むように配置された一対の押圧部６２を有する。図５に示すように、スプリングＳ1、Ｓ2の伸縮方向から見て、ホイールハブ５およびスプリングカバー５６はスライダ５７の中心部から両端に外れており、各スライダ５７の中心部は、隣接する押圧部６２に対して露出している。また、図４に示すように、両押圧部６２の間の距離は、スプリングカバー５６の各端の間の距離に等しい。その結果、図４に示す状態では、各押圧部６２は、スプリングカバー５６の各端に当接する各スライダ５７に、当該スライダ５７の中心部で接している。このような構成では、前進方向Ｄfあるいは後進方向Ｄb（方向Ｄf、Ｄbは互いに逆向き）に向かうトルクがハンドリム４に印加されると、リムベース６は、スプリングＳ1、Ｓ2の弾性力に抗しつつ、ホイールハブ５に対してトルクの印加方向へ変位する。

図６は、ハンドリムに印加されたトルクに応じてリムベースがホイールハブに対して変位した様子を示す側面図であり、後進方向Ｄbに向かうトルクが印加された状態を示している。図３〜図５に図６を加えて、動力補助機構１０について説明を続ける。後進方向Ｄbに向かうトルクがハンドリム４に印加されると、リムベース６において対を成す押圧部６２のうち、前進方向Ｄf側の押圧部６２は、それが接するスライダ５７に対して後進方向Ｄbへ向かうトルクを与える。そして、前進方向Ｄf側の押圧部６２からスライダ５７へ与えられたトルクが、スプリングＳ1、Ｓ2の与圧を超えると、前進方向Ｄf側の押圧部６２は、スプリングＳ1、Ｓ2の弾性力に抗してスライダ５７を後進方向Ｄbへ押し遣り、その結果、ハンドリム４は車輪３に対して後進方向Ｄbに回転する。そして、ハンドリム４に与えられたトルクによってスライダ５７に働く力と、スプリングＳ1、Ｓ2の弾性力との合力がゼロとなるまで、ハンドリム４は車輪３に対して変位する。この際、車輪３に対するハンドリム４の後進方向Ｄbへの変位量は、乗員がハンドリム４に与えるトルクの大きさに応じた（比例した）ものとなる。

なお、ここでは、後進方向Ｄbに向かうトルクがハンドリム４に与えられた場合を例示したが、前進方向Ｄfに向かうトルクがハンドリム４に与えられた場合についても、車輪３に対するハンドリム４の変位方向が逆である点を除き、同様の動作が実行される。つまり、乗員がハンドリム４に与えるトルクの大きさに応じた（比例した）変位量だけ、ハンドリム４は、車輪３に対して前進方向Ｄfへ変位する。

また、図３および図６に特に示されるように、車輪３に対するハンドリム４の変位を制限する構成が設けられている。具体的には、リムベース６に形成された環状溝６３には環状部材６４が嵌入されており、当該環状部材６４は２本のボルト６５によってリムベース６にネジ止めされている。したがって、これらのボルト６５はハンドリム４に伴って、車輪３に対して回転方向Ｄf、Ｄbに変位する。一方、ホイールハブ５に対しては円弧状の溝５８が形成されており、リムベース６にネジ止めされた各ボルト６５のボス部６５aは、当該溝５８の内側を移動する。したがって、車輪３に対するハンドリム４の前進方向Ｄfへの変位は、前進方向Ｄfのボルト６５のボス部６５aが溝５８の前進方向Ｄf端部に当接するまでの範囲に制限される。同様に、車輪３に対するハンドリム４の後進方向Ｄbへの変位は、後進方向Ｄbのボルト６５のボス部６５aが溝５８の後進方向Ｄb端部に当接するまでの範囲に制限される。

ちなみに、ホイールハブ５には、溝５８の内側に設けられた円弧状の貫通孔５９が形成されている。そして、貫通孔５９には、コア部材７０の係合部７０aが嵌入している。これら貫通孔５９やコア部材７０の係合部７０aの役割については、図７などを用いて後述する。

上述したように、ハンドリム４は、乗員が与えたトルクに応じた量だけ、車輪３に対して変位する。そこで、動力補助機構１０は、車輪３に対するハンドリム４の変位量を測定し、その結果に基づいてハンドリム４に加えられたトルクを検出する。このようなハンドリム４の変位量の具体的な測定手法は、例えばポテンショメータを用いたものなど種々の手法を採用できるが、ここでは磁気センサを用いた手法について説明する。

図７は、動力補助機構が備える変位量検出器の周囲を拡大して示す正面断面図である。図８は、変位量検出器を構成する各部材の関係を示す側面図である。変位量検出器７では、車軸３０を中心とする円環状に構成された環状磁石７２が、ホイールハブ５の内側に固定板７２０を介して取り付けられている。環状磁石７２は、Ｎ極７２１とＳ極７２２とを交互に所定の配列ピッチＰmで環状に配列した構成を具備する（図８の例では、１８個の磁極７２１、７２２が２０度の配列ピッチＰmで配列されている）。そして、環状磁石７２は、ホイールハブ５に伴って車軸３０の周りを回転する。

さらに、変位量検出器７では、車軸３０を中心とする円環状に構成された環状プレート７３が設けられている。環状プレート７３は磁性体（例えば、強磁性体である鉄）であり、車軸方向Ｄaにおいて、内側から環状磁石７２に隣接する。環状プレート７３は、径方向の外側に突出して車軸方向Ｄaから環状磁石７２に対向する複数の凸部７３１を所定の配列ピッチＰpで環状に配列した構成を具備する（図８の例では、９個の凸部７３１が４０度の配列ピッチＰpで配列されている）。この際、環状プレート７３における凸部７３１の配列ピッチＰpは、環状磁石７２における各磁極７２１、７２２の配列ピッチＰmの偶数倍（図８では２倍）に設定されており、磁極７２１、７２２に対する凸部７３１の位置関係が、各凸部７３１について同一となるように構成されている。その結果、各凸部７３１は、環状磁石７２が作り出す磁界の影響を同様に受けて、同程度に磁化する。なお、周方向に隣接する各凸部７３１の間の各凹部７３２では、環状プレート７３は、環状磁石７２から外れている。

図７に示すように、変位量検出器７は、本体７０a、７０bによって凹部７３２で環状プレート７３を保持した概略構成を具備するコア部材７０有する。コア部材７０は、非磁性部材（例えば、樹脂）からなる本体７０a、７０bに環状プレート７３を鋳込んで構成されており、車軸方向Ｄaに延設された係合部７０aと、係合部７０aの車軸方向Ｄaの内側端部から車輪３０の径方向の中心側へ向かって延設された保持部７０bとを有する。係合部７０aは、ホイールハブ５に設けられた円弧状の貫通孔５９から車軸方向Ｄaの外側へ突出して、環状部材６４に設けられた係合孔６４aに係合する。環状部材６４の係合孔６４aは、コア部材７０の係合部７０aに対して同径あるいは若干大径に構成されている。上述のとおり、環状部材６４はハンドリム４のリムベース６に固定されているため、ハンドリム４が回転すると、環状部材６４の係合孔６４aは係合するコア部材７０を伴って回転し、その結果、コア部材７０の本体７０a、７０bに保持される環状プレート７３も回転する。ちなみに、コア部材７０の係合部７０aが嵌入するホイールハブ５の貫通孔５９は、周方向に長さを有する円弧状に形成されているため、コア部材７０は、貫通孔５９に妨げられることなく、環状プレート７３を伴って回転できる。このように、コア部材７０の係合部７０aの機能によって、環状プレート７３は、ハンドリム４に伴って車輪３に対して変位する。

コア部材７０の保持部７０bは、車軸方向Ｄaの内側で環状磁石７２を車輪３の径方向に跨ぐように設けられており、この保持部７０bに環状プレート７３が鋳込まれている。こうして、環状プレート７３は、コア部材７０の保持部７０bの機能によって、環状磁石７２の車軸方向Ｄaの内側で、環状磁石７２に対して所定のクリアランスを空けて保持される。

さらに、変位量検出器７は、車軸方向Ｄaにおいて環状プレート７３を挟んで環状磁石７２の反対側（換言すれば、環状プレート７３の車軸方向Ｄaの内側）に配置された磁気ヘッド７６を有する。磁気ヘッド７６は車軸３０に固定されており、回転しない。磁気ヘッド７６は、環状プレート７３に対向する金属プレート７６１（例えば、鉄製）と、車軸方向Ｄaの内側から金属プレート７６１に対向する磁気検出素子７６２と、車軸方向Ｄaの内側から磁気検出素子７６２に対向するバックアップ部材７６３とを有する。このように磁気ヘッド７６は、車軸方向Ｄaにおいて金属プレート７６１とバックアップ部材７６３とで磁気検出素子７６２を挟んだ構成を具備する。金属プレート７６１は、環状磁石７２によって磁化された環状プレート７３が発生する磁界を集める集磁部材として機能する。一方、バックアップ部材７６３は、金属（例えば、鉄）で構成され、金属プレート７６１との間で磁界の経路を形成する機能を果たす。磁気検出素子７６２は、例えばホール素子などの磁気センサにより構成され、金属プレート７６１からバックアップ部材７６３へ到る磁界を検出して電気信号（電圧信号）を出力する。

上述したような構成を具備する変位量検出器７では、ハンドリム４に印加されたトルクに応じた大きさの電気信号が、磁気検出素子７６２から出力される。つまり、変位量検出器７では、トルクの印加によってハンドリム４が車輪３に対して変位すると、ハンドリム４に取り付けられた環状プレート７３が、車輪３に取り付けられた環状磁石７２に対して変位する。その結果、環状磁石７２による環状プレート７３の磁化の程度がハンドリム４の変位量に応じて変化し、磁気検出素子７６２が出力する電気信号が変化する。この点について、図９を追加して詳述する。ここで、図９は、変位量検出器を構成する各部材の関係を示す側面図であり、図８に示された部材と同様の部材が示されている。ただし、図８は、ハンドリム４にトルクが印加されていない状態に対応し、図９は、ハンドリム４に後進方向Ｄbへ向かうトルクが印加された状態に対応する。

図８に示すように、ハンドリム４にトルクが印加されていない状態では、環状プレート７３の各凸部７３１は、Ｎ極７２１とＳ極７２２の境界に位置するため、両磁極７２１、７２２よる各凸部７３１の磁化が相殺して、環状プレート７３は磁化しない。したがって、磁気検出素子７６２は、基準電圧に等しい電圧の電気信号を出力する。これに対して、例えば図９に示すように、ハンドリム４に後進方向Ｄbへ向かうトルクが印加された状態では、環状プレートの各凸部７３１は、Ｎ極７２１とＳ極７２２の境界よりもＮ極７２１側（後進方向Ｄb側）にずれるため、環状プレート７３は、Ｓ極７２２よりもＮ極７２１の影響を強く受けて、Ｎ極に磁化する。したがって、磁気検出素子７６２は、基準電圧より大きい電圧の電気信号を出力する。具体的には、電気信号は、Ｎ極７２１とＳ極７２２の境界に対する各凸部７３１の変位量に応じた大きさを有する。そして、かかる変位量は、上で詳述した理由からハンドリム４に印加されたトルクの大きさに応じたものとなる。その結果、磁気検出素子７６２は、後進方向Ｄbに加えられたトルクに応じた大きさの電気信号を出力する。

なお、ここでは、後進方向Ｄbに向かうトルクがハンドリム４に与えられた場合を例示したが、前進方向Ｄfに向かうトルクがハンドリム４に与えられた場合についても、磁気検出素子７６２からの電気信号の極性が逆（基準電圧より小さい電圧）である点を除き、同様の動作が実行される。つまり、磁気検出素子７６２は、前進方向Ｄbに加えられたトルクに応じた大きさの電気信号を出力する。

ところで、上記のような変位量検出器７を用いた場合、車輪３に対するハンドリム４の変位に時間的変化が無い場合は、変位量検出器７は、車輪３に対するハンドリム４の変位量に応じた一定の大きさの電気信号を出力し続ける。しかしながら、環状プレート７３の複数の凸部７３１それぞれの長さが、製造誤差などに起因してばらつくことで、車輪３に対するハンドリム４の変位に時間的変化が無いにも関わらず、変位量検出器７が出力する電気信号の大きさが時間的に揺らぐことがある。

つまり、車輪３に対するハンドリム４の変位に時間的変化が無い状態で車椅子１が走行している場合は、車輪３とハンドリム４とは一定の変位量を維持しながら、車軸３０の周りを回転する。その結果、車輪３側の環状磁石７２とハンドリム４の環状プレート７３とは、一定の位相差を維持しながら磁気ヘッド７６の前を通過する。この際、環状磁石７２と環状プレート７３の位相差が一定であることから、環状プレート７３は、当該位相差に応じた一定量だけ磁化する。しかしながら、環状プレート７３において周方向に並ぶ複数の凸部７３１の長さがばらついていると、環状プレートの磁化の程度が周方向の位置によって変動してしまい、磁気ヘッド７６が出力する電気信号が、これに応じて揺らいでしまう（磁気ノイズ）。

そこで、車椅子１では、複数（具体的には２個）の変位量検出器７が各車輪３に対して設けられている（図１０）。ここで、図１０は、変位量検出器の配置態様を例示する側面図である。同図では、車軸３０の中心を通り鉛直方向に延びる仮想直線Ｄと、車軸３０の中心を通り水平方向に延びる仮想直線Ｇとが併記されている。さらに、仮想直線Ｄ、Ｇの交点を中心として、各変位量検出器７の磁気検出素子７６２から仮想直線Ｄに到る角度Ｅ、Ｆが併記されている。角度Ｅ、Ｆはいずれも７０度に設定されており、両磁気検出素子７６２の間の角度（＝Ｅ＋Ｆ）は１４０度となっている。このように変位量検出器７を配置した構成では、上述のとおり環状プレート７３での凸部７３１の配列ピッチＰpが４０度であるため、凸部７３１が一方の磁気検出素子７６２に径方向から対向するタイミングでは、凹部７３２が他方の磁気検出素子７６２に径方向から対向する。したがって、磁気検出素子７６２へ径方向から対向する位置を凸部７３１が順に通過する周期をＴ731としたとき、径方向から対向する凸部７３１による磁界を検出するタイミングは、両磁気検出素子７６２の間で半周期（＝Ｔ731／２）だけずれる。その結果、両磁気検出素子７６２の間で、磁気ノイズの位相が概ね反転する。よって、両磁気検出素子７６２の電気信号を加算することで、磁気ノイズの影響が抑制された検出信号Ｓpを生成することができる。

そして、動力補助機構１０は、内蔵する制御基板８に搭載されたコントローラ８０（図３）によって、車輪３に与える補助動力を制御する。図１１は、補助動力付車椅子が備える電気的構成を部分的に示すブロック図である。なお、図１１では、左輪３に対して設けられた動力補助機構１０が装備するコントローラ８０に符号８０Ｌが付され、右輪３に対して設けられた動力補助機構１０が装備するコントローラ８０に符号８０Ｒが付されている。さらに、図１１では、動力補助機構１０が備えるコントローラ８０Ｌ、８０Ｒのほか、車椅子１に設けられたユーザＩ／Ｆ８７や、車椅子１に対する後述の設定作業に使用可能な制御端末装置１００も併記されている。

左輪３に対して取り付けられた動力補助機構１０の制御基板８には、左輪コントローラ８０Ｌが搭載されている。左輪コントローラ８０Ｌは、補助動力の制御を統括的に管理する主制御ユニット８１と、補助動力の制御に必要な情報を記憶する不揮発性メモリ８２とを有する。主制御ユニット８１は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)８１０、ＲＯＭ(Read Only Memory)８１１およびメモリ８１２で構成されたマイクロコンピュータである。

さらに、左輪コントローラ８０Ｌは、各種ハードウェアとの間で信号を送受信するためのＩ／Ｆ（インターフェース）を有しており、具体的には、通信Ｉ／Ｆ８３、モータ出力Ｉ／Ｆ８４、エンコーダＩ／Ｆ８５およびセンサＩ／Ｆ８６を有する。通信Ｉ／Ｆ８３は、右輪コントローラ８０Ｌとの間で通信を行うものである。モータ出力Ｉ／Ｆ８４は、モータ９１に接続されており、主制御ユニット８１は、モータ出力Ｉ／Ｆ８４を介して駆動信号Ｓdをモータ９１へ与える。これによって、モータ９１は、駆動信号Ｓdに応じたトルクを生じる。エンコーダＩ／Ｆ８５は、モータ９１に設けられたエンコーダ９１aに接続されており、主制御ユニット８１は、エンコーダＩ／Ｆ８５を介してエンコーダ９１aの出力信号を受信し、モータ９１の回転位置を把握する。

センサＩ／Ｆ８６は、変位量検出器７に接続されており、主制御ユニット８１は、センサＩ／Ｆ８６を介して変位量検出器７の出力する電圧信号Ｓvを受信する。なお、センサＩ／Ｆ８６は、２個の変位量検出器７それぞれについて設けられており、主制御ユニット８１には、各変位量検出器７からの電圧信号Ｓvが入力される。また、上述のとおり、主制御ユニット８１は、磁気ノイズの影響を抑制するために、各電圧信号Ｓvを加算して、車輪３に対するハンドリム４の変位量を示す検出信号Ｓpを取得する。そして、主制御ユニット８１は、左側のハンドリム４について求められた検出信号Ｓpに基づいて駆動信号Ｓdを生成し、この駆動信号Ｓdを左輪３に設けられた動力補助機構１０のモータ９１に与えることで、左側のハンドリム４に印加されたトルクに応じた補助動力を左輪３に与える。

右輪３に対して取り付けられた動力補助機構１０の制御基板８には、右輪コントローラ８０Ｒが搭載されている。右輪コントローラ８０Ｒは、制御端末装置１００との通信を行う通信Ｉ／Ｆ８８をさらに備える点を除き、基本的に左輪コントローラ８０Ｌと同一の構成を具備する。つまり、右輪コントローラ８０Ｒにおいては、主制御ユニット８１は、右側のハンドリム４について求められた検出信号Ｓpに基づいて駆動信号Ｓdを生成し、この駆動信号Ｓdを右輪３に設けられた動力補助機構１０のモータ９１に与えることで、右側のハンドリム４に印加されたトルクに応じた補助動力を右輪３に与える。

さらに、右輪コントローラ８０Ｒの主制御ユニット８１は、車椅子１に設けられたユーザＩ／Ｆ８７に接続されている。つまり、ユーザＩ／Ｆ８７は、右輪コントローラ８０Ｒの主制御ユニット８１によって制御される。具体的には、主制御ユニット８１は、ユーザＩ／Ｆ８７の入力内容に応じた演算を実行したり、演算結果をユーザＩ／Ｆ８７に表示したりする。

制御端末装置１００は、ＣＰＵなどで構成された主制御ユニット１１０や不揮発性メモリ１２０などで構成されたパーソナルコンピュータ、携帯電話あるいはスマートフォンなどである。この制御端末装置１００は通信Ｉ／Ｆ１３０を有しており、通信Ｉ／Ｆ１３０を介して車椅子１の右輪コントローラ８０Ｒと通信することができる。さらに、制御端末装置１００は、操作入出力Ｉ／Ｆ１４０と操作パネル１５０とを有しており、主制御ユニット１１０は、操作パネル１５０の入力内容に応じた演算を実行したり、演算結果を操作パネル１５０に表示したりする。

このように車椅子１では、ハンドリム４にトルクＴが印加されると、ハンドリム４が車輪３に対して変位する。そして、コントローラ８０Ｌ、８０Ｒは、車輪３に対するハンドリム４の変位量Ｘに応じた大きさの検出信号Ｓpを生成し、さらに検出信号Ｓpの大きさに応じた駆動信号Ｓdを生成する。つまり、ハンドリム４に印加されたトルクＴに基づいて、変位量Ｘ、検出信号Ｓp、駆動信号Ｓdが順に生成される。続いては、こうして実行される信号生成の詳細について説明する。

図１２は、ハンドリムに印加されたトルクから各信号を生成する様子を模式的に示す図である。同図において、関数ｆ1は、ハンドリム４に印加されたトルクＴとハンドリム４の変位量Ｘとの関係を例示し、関数ｆ2は、ハンドリム４の変位量Ｘと検出信号Ｓpの関係を例示し、関数ｆ3は、検出信号Ｓpと駆動信号Ｓdとの関係を例示し、関数ｆm1は、ハンドリム４の操作方向により中立点の位置に違いが生じた場合におけるトルクＴと変位量４との関係を例示する。

関数ｆ1に示すように、車輪３に対するハンドリム４の変位量Ｘは、ハンドリム４に印加されるトルクＴの増大に応じて増大する。つまり、前進方向Ｄf（横軸右方向）へのトルクＴが印加されると、トルクＴの大きさに応じた変位量Ｘが前進方向Ｄf（縦軸上方向）に発生し、後進方向ＤbへのトルクＴが印加されると、トルクＴの大きさに応じた変位量Ｘが後進方向Ｄb（縦軸下方向）に発生する。ただし、上述のとおり、ハンドリム４から車輪３へトルクを伝達するスプリングＳ1、Ｓ2は与圧されている。そのため、トルクＴがスプリングＳ1、Ｓ2の与圧を超えない与圧領域ΔＴ0にトルクＴがある間は、ハンドリムＴの変位量Ｘは生じず、トルクＴが与圧領域ΔＴ0から外れると、トルクＴの増大に比例してハンドリムＴの変位量Ｘが増大する。なお、車輪３に対するハンドリム４の変位は、上述したボス部６５aと溝５８によって、前進方向Ｄfおよび後進方向Ｄbの両方向において制限されている。そのため、トルクＴが値Ｔlfに達すると変位量Ｘは値Ｘlfで一定となりそれ以上変化しない。同様に、トルクＴが値Ｔlbに達すると変位量Ｘは値Ｘlbで一定となりそれ以上変化しない。

関数ｆ2に示すように、検出信号Ｓpは、ハンドリム４に印加されるトルクＴに比例して変化する。つまり、変位量Ｘが無い間は、基準電圧Ｖrと等しい電圧の検出信号Ｓpが出力され、前進方向Ｄf（縦軸上方向）への変位量Ｘが生じると、前進方向Ｄfに対応して基準電圧Ｖrより高い（横軸右方向）電圧の検出信号Ｓpが発生し、後進方向Ｄb（縦軸下方向）への変位量Ｘが生じると、後進方向Ｄbに対応して基準電圧Ｖrより低い（横軸左方向）電圧の検出信号Ｓpが発生する。この際、検出信号Ｓpの電圧値Ｖと基準電圧Ｖrとの差の絶対値（＝｜Ｖ−Ｖr｜）で与えられる検出信号Ｓpの大きさは、変位量Ｘの大きさに比例する。なお、関数ｆ2を示すグラフでは、変位量Ｘが前進方向Ｄfの最大値Ｘlfであるときの検出信号Ｓpの電圧が値Ｖlfと示され、変位量Ｘが後進方向Ｄbの最大値Ｘlfであるときの検出信号Ｓpの電圧が値Ｖlbと示されている。

関数ｆ3に示すように、駆動信号Ｓdは、検出信号Ｓpの増大に応じて増大する。つまり、前進方向Ｄf（横軸右方向）に対応する検出信号Ｓpが発生すると、検出信号Ｓpの大きさに応じた駆動信号Ｓd（縦軸上側の極性を有する）が発生して、前進方向Ｄfへ向かう補助動力が車輪３に与えられる。また、後進方向Ｄb（横軸左方向）に対応する検出信号Ｓpが発生すると、検出信号Ｓpの大きさに応じた駆動信号Ｓd（縦軸下側の極性を有する）が発生して、後進方向Ｄbへ向かう補助動力が車輪３に与えられる。ただし、検出信号Ｓpを駆動信号Ｓdに変換する関数ｆ3（入出力特性）には不感帯Ｚ3が設けられている。この不感帯Ｚ3は、電圧値Ｖzbから電圧値Ｖzfに渡って設けられており、ハンドリム４が後述する中立点にあるときの検出信号Ｓpの電圧値Ｖmf、Ｖmbを含むように設定されている。そのため、検出信号Ｓpの電圧値が不感帯Ｚ3にある間は、駆動信号Ｓdは生じず、モータ９１は補助動力を生成しない。これに対して、検出信号Ｓpの電圧値が不感帯Ｚ3から外れると、検出信号Ｓpの大きさの増大に応じて、駆動信号Ｓdの大きさが増大し、モータ９１は検出信号Ｓpの大きさに応じた補助動力を生成する。

このように、検出信号Ｓpに対する駆動信号Ｓdの出力に不感帯Ｚ3を設けることは、変位量Ｘに対する駆動信号Ｓdの出力、あるいはトルクＴに対する駆動信号Ｓdの出力に不感帯Ｚ2、Ｚ1を設けることと実質的に同じである。つまり、関数ｆ2、ｆ3を合成した変換特性（以後、ｆ3・ｆ2と表記）によれば、変位量Ｘzbから変位量Ｘzfに渡る不感帯Ｚ2に変位量Ｘがある間は、駆動信号Ｓdは生じず、モータ９１は補助動力を生成しない。これに対して、変位量Ｘが不感帯Ｚ2から外れると、変位量Ｘの大きさの増大に応じて、駆動信号Ｓdの大きさが増大し、モータ９１は変位量Ｘの大きさに応じた補助動力を生成する。ここで、変位量Ｘzbは、検出信号Ｓpの電圧値がＶzbとなるときの変位量Ｘであり、変位量Ｘzfは、検出信号Ｓpの電圧値がＶzfとなるときの変位量Ｘである。また、関数ｆ1、ｆ2、ｆ3を合成した変換特性によれば、トルクＴzbからトルクＴzfに渡る不感帯Ｚ1にトルクＴがある間は、駆動信号Ｓdは生じず、モータ９１は補助動力を生成しない。これに対して、トルクＴが不感帯Ｚ3から外れると、トルクＴの大きさの増大に応じて、駆動信号Ｓdの大きさが増大し、モータ９１はトルクＴの大きさに応じた補助動力を生成する。ここで、トルクＴzbは、検出信号Ｓpの値がＶzbとなるときのトルクＴであり、トルクＴzfは、検出信号Ｓpの電圧値がＶzfとなるときのトルクＴである。ちなみに、同図に示すように、不感帯Ｚ1は与圧領域ΔＴ0を含む。

このような車椅子１では、乗員がハンドリム４を操作してハンドリム４にトルクＴを印加すると、車輪３に対してハンドリム４が操作方向へ変位して、前進方向Ｄfにおいて印加されたトルクＴがトルクＴzfを超え、あるいは後進方向Ｄbにおいて印加されたトルクＴの絶対値がトルクＴzbの絶対値を超えると、車輪３を操作方向へ駆動する補助動力が生じる。また、乗員がハンドリム４へのトルクＴの印加を止めると、ハンドリム４がスプリングＳ1、Ｓ2の弾性力によって中立点にまで戻るため、車輪３へ与えられていた補助動力は消失する。

ただし、ハンドリム４に対しては摩擦力が働くため、操作方向に変位した後に弾性力によって戻るハンドリム４は、弾性力と摩擦力を含む合力がゼロとなった位置に静止することとなる。その結果、ハンドリム４の静止位置、すなわち中立点は、ハンドリム４の静止前にハンドリム４が変位していた方向（操作方向）へ偏る傾向にある。しかも、車椅子３のハンドリム４は、乗員によって前進方向Ｄfおよび後進方向Ｄbの双方向へ操作されるため、前進方向Ｄfと後進方向Ｄbとの間で中立点Ｘmf、Ｘmbが異なって（Ｘmb＜０＜Ｘmf）、トルクＴに対する変位量Ｘの出力は、関数ｆm1に示すようになる場合がある。これに対して、変位量Ｘを駆動信号Ｓdに変換する変換特性ｆ3・ｆ2の不感帯Ｚ2は、中立点Ｘmf、Ｘmbの両方を含むように設定されている（Ｘzb＜Ｘmb＜０＜Ｘmf＜Ｘzf）。

なお、図１２において、トルクＴｍfはハンドリム４が中立点Ｘmfにある状態におけるスプリングＳ1、Ｓ2の弾性力に起因するトルクであり、ハンドリム４が中立点Ｘmfで静止している状態において摩擦力と拮抗している。トルクＴｍbはハンドリム４が中立点Ｘmbにある状態におけるスプリングＳ1、Ｓ2の弾性力に起因するトルクであり、ハンドリム４が中立点Ｘmbで静止している状態において摩擦力と拮抗している。

以上のような車椅子に対しては、検出信号Ｓpを駆動信号Ｓdに変換する変換特性（関数ｆ3）のゲインＧsや不感帯Ｚ3がオペレータによって予め設定される。続いては、車椅子１に対するこれらの設定作業の一例について説明する。図１３は、車椅子に対して実行される設定作業の一例を示すフローチャートである。図１４は、図１３のフローチャートで実行されるゲイン調整の一例を示すフローチャートである。図１５は、図１３のフローチャートで実行される不感帯設定の一例を示す図である。

図１３に示すように、オペレータは、ゲイン調整（ステップＳ１００）を行った後に、不感帯設定（ステップＳ２００）を行う。図１４に示すゲイン調整では、ステップＳ１０１〜Ｓ１０６が、右輪３および左輪３のそれぞれに対して順番に（例えば、右輪、左輪の順番に）実行される。つまり、ステップＳ１０１では、オペレータが可変範囲（Ｘlb〜Ｘlf）の前方端Ｘlfまで、ハンドリム４を車輪３に対して変位させる。そして、オペレータがステップＳ１０１を完了した旨をユーザＩ／Ｆ８７を介して入力すると、右輪コントローラ８０Ｒの主制御ユニット８１が検出信号Ｓpの電圧値Ｖlfを取得する（ステップＳ１０２）。続いて、ステップＳ１０３では、オペレータが可変範囲（Ｘlb〜Ｘlf）の後方端Ｘlbまで、ハンドリム４を車輪３に対して変位させる。そして、オペレータがステップＳ１０３を完了した旨をユーザＩ／Ｆ８７を介して入力すると、右輪コントローラ８０Ｒの主制御ユニット８１が検出信号Ｓpの電圧値Ｖlbを取得する（ステップＳ１０４）。

そして、右輪コントローラ８０Ｒの主制御ユニット８１は、検出信号Ｓpの電圧値Ｖlf、Ｖlbを通信Ｉ／Ｆ８８、１３０を介して制御端末装置１００に送信する。そして、制御端末装置１００は、主制御ユニット１１０の演算機能によって、次の演算式
Ｇs＝Ｖtyp／（Ｖlf−Ｖlb）
に従ってゲインＧsを算出する（ステップＳ１０５）。ここで、電圧Ｖtypは、右輪コントローラ８２の不揮発性メモリ８２に予め記憶されている正規化電圧である。ちなみに、ここでは、制御端末装置１００がステップＳ１０５の演算を行う場合を示したが、制御端末装置１００を用いずに車椅子１の設定を行うような場合には、右輪コントローラ８０ＲがステップＳ１０５の演算を行っても良い。ステップＳ１０６では、ステップＳ１０５で求められたゲインＧsが不揮発性メモリ８２に記憶される。こうして、検出信号Ｓpを駆動信号Ｓdに変換する変換特性（関数ｆ3）のゲインＧsの設定が、右輪３について完了する。

続いて、左輪３についても、同様にステップＳ１０１〜Ｓ１０６が実行されて、検出信号Ｓpを駆動信号Ｓdに変換する変換特性（関数ｆ3）のゲインＧsの設定が、左輪３について完了する。両輪３についてゲインＧsの設定が完了すると（ステップＳ１０７で「ＹＥＳ」）、図１４に示すゲイン調整が完了して、図１５に示す不感帯設定が行われる。

図１５に示す不感帯設定では、ステップＳ２０１〜Ｓ２１１が、右輪３および左輪３のそれぞれに対して順番に（例えば、右輪、左輪の順番に）実行される。つまり、ステップＳ２０１では、オペレータは、右側のハンドリム４を車輪３に対して前進方向Ｄfへ、例えば変位量Ｘlfだけ変位させる。続くステップＳ２０２では、オペレータは、スプリングＳ1、Ｓ2の弾性力により、ハンドリム４を後進方向Ｄbへ戻す。この際、オペレータは、スプリングＳ1、Ｓ2の弾性力に抗したトルクをハンドリム４に与えつつ、ステップＳ２０２を実行することができる。換言すれば、オペレータは、自身がハンドリム４に与えるトルクとスプリングＳ1、Ｓ2の弾性力を含む合力がゼロとなる状態を維持しつつ、スプリングＳ1、Ｓ2の弾性力によってハンドリム４を準静的に後進方向Ｄbへ戻すことができる。このステップＳ２０２は、オペレータがハンドリム４にトルクを印加しない状態でハンドリム４が静止するまで継続される（ステップＳ２０３）。こうして静止した際のハンドリム４の変位量Ｘmfが、ハンドリム４の前進方向Ｄfにおける中立点の位置に対応する。そして、オペレータが右側のハンドリム４が静止した旨をユーザＩ／Ｆ８７を介して入力すると、右輪コントローラ８０Ｒの主制御ユニット８１が検出信号Ｓpの電圧値Ｖmfを取得する（ステップＳ２０４）。

続いて、ステップＳ２０５では、オペレータは、右側のハンドリム４を車輪３に対して後進方向Ｄbへ、例えば変位量Ｘlbだけ変位させる。続くステップＳ２０６では、オペレータは、スプリングＳ1、Ｓ2の弾性力により、ハンドリム４を前進方向Ｄfへ戻す。この際も、オペレータは、スプリングＳ1、Ｓ2の弾性力によってハンドリム４を準静的に前進方向Ｄfへ戻すことができる。このステップＳ２０５は、オペレータがハンドリム４にトルクを印加しない状態でハンドリム４が静止するまで継続される（ステップＳ２０７）。こうして静止した際のハンドリム４の変位量Ｘmbが、ハンドリム４の後進方向Ｄbにおける中立点の位置に対応する。そして、オペレータが右側のハンドリム４が静止した旨をユーザＩ／Ｆ８７を介して入力すると、右輪コントローラ８０Ｒの主制御ユニット８１が検出信号Ｓpの電圧値Ｖmbを取得する（ステップＳ２０８）。

そして、右輪コントローラ８０Ｒの主制御ユニット８１は、検出信号Ｓpの電圧値Ｖmf、Ｖmbを通信Ｉ／Ｆ８８、１３０を介して制御端末装置１００に送信する。そして、制御端末装置１００は、主制御ユニット１１０の演算機能によって、次の演算式
Ｖ0＝（Ｖmf＋Ｖmb）／２
に従って中点電位Ｖ0を算出する（ステップＳ２０９）。ちなみに、ここでは、制御端末装置１００がステップＳ２０９の演算を行う場合を示したが、制御端末装置１００を用いずに車椅子１の設定を行うような場合には、右輪コントローラ８０ＲがステップＳ２０９の演算を行っても良い。ステップＳ２１０では、ステップＳ２０９で求められた中点電位Ｖ0が不揮発性メモリ８２に記憶される。そして、ステップＳ２１１では、不感帯Ｚ3の中央が中点電位Ｖ0に一致しつつ不感帯Ｚ3が電圧値Ｖmf、Ｖmbを含むように、不感帯Ｚ3が設定されて、不揮発性メモリ８２に記憶される。こうして、検出信号Ｓpを駆動信号Ｓdに変換する変換特性（関数ｆ3）の不感帯Ｚ3の設定が、右輪３について完了する。これによって、変位量Ｘを駆動信号Ｓdに変換する変換特性ｆ3・ｆ2において、不感帯Ｚ2の中央が中立点Ｘzf、Ｘzbの中央に一致しつつ、不感帯Ｚ2が中立点Ｘzf、Ｘzbを含むように、右輪３について不感帯Ｚ2が設定される。

続いて、左輪３についても、同様にステップＳ２０１〜Ｓ２１１が実行されて、検出信号Ｓpを駆動信号Ｓdに変換する変換特性（関数ｆ3）の不感帯Ｚ3の設定が、左輪３について完了する。これによって、変位量Ｘを駆動信号Ｓdに変換する変換特性ｆ3・ｆ2において、不感帯Ｚ2の中央が中立点Ｘzf、Ｘzbの中央に一致しつつ、不感帯Ｚ2が中立点Ｘzf、Ｘzbを含むように、左輪３について不感帯Ｚ2が設定される。

以上に説明したように、本実施形態では、前進方向Ｄfおよび後進方向Ｄbの双方向へ車輪３に対して回転自在なハンドリム４が設けられており、車輪３とハンドリム４との間が、ハンドリム４に印加されたトルクＴに応じて変形するスプリングＳ1、Ｓ2により接続されている。そのため、ハンドリム４は、ハンドリム４に印加されたトルクＴに応じた変位量Ｘだけ、車輪３に対して変位する。さらに、車椅子１は、車輪３に対するハンドリム４の変位量Ｘを駆動信号Ｓdに変換するコントローラ８０Ｌ、８０Ｒと、駆動信号Ｓdに応じた補助動力を車輪３に与えるモータ９１とを備えている。これによって、ハンドリム４に印加されたトルクＴに応じた補助動力が車輪に与えられることとなる。

また、本実施形態では、ハンドリム４の変位量Ｘを駆動信号Ｓdに変換する変換特性ｆ3・ｆ2が、変位量Ｘに対して不感帯Ｚ2を有する。したがって、乗員がハンドリム４を操作した場合であっても、ハンドリム４の変位量Ｘが不感帯Ｚ2の範囲にある期間は、補助動力は生成されない。一方、ハンドリム４の変位量Ｘが不感帯Ｚ2の端に差し掛かると補助動力が効き始め、ハンドリム４の変位量Ｘが不感帯Ｚ2から抜け出した後は、この変位量Ｘに応じた補助動力が車輪３に与えられる。

そして、本実施形態では、変換特性ｆ3・ｆ2の不感帯Ｚ2がハンドリム４の中立点Ｘmf、Ｘmbに基づいて設定されている。具体的には、車輪３に対して前進方向Ｄfに変位したハンドリム４がスプリングＳ1、Ｓ2の弾性力によって後進方向Ｄbに戻って静止する中立点Ｘmfと、車輪３に対して後進方向Ｄbに変位したハンドリム４がスプリングＳ1、Ｓ2の弾性力によって前進方向Ｄfに戻って静止する中立点Ｘmbとを含むように、変換特性ｆ3・ｆ2の変位量Ｘに対する不感帯Ｚ2が設定されている。このように、操作方向によって位置の異なる中立点Ｘmf、Ｘmbを変換特性ｆ3・ｆ2の不感帯Ｚ2に含めることで、操作方向によって中立点Ｘmf、Ｘmbの位置が異なることが操作感覚に及ぼす影響を緩和して、良好な運転感覚の実現を図ることが可能となっている。

このような操作感覚に対する影響の緩和が見られる一例について具体的に説明するために、例えば中立点Ｘmf、Ｘmbが不感帯Ｚ2に対してずれており、一方の中立点、例えば中立点Ｘmfが不感帯Ｚ2から外れてＸmf＞Ｘzfであった場合を考える。ハンドリム４が中立点Ｘmfにある状態から車輪３を前進させる際、ハンドリム４に操作力を加えるとトルクＴzfを超えるまでは車輪３は操作トルクＴのみで駆動され、トルクＴzfを超えると補助動力が車輪３に付加的に作用する。Ｘmf＞Ｘzfであるので、操作トルクＴと補助動力の両方が車輪３に作用することになるトルクＴzfを超える操作トルクＴがハンドリム４に加えられても、トルクＴｍfに、摩擦力（ハンドリム４がスプリングＳ1、Ｓ2の弾性力に抗して中立点Ｘmfに静止している際に、車輪３側からハンドリム４に作用する摩擦力と逆方向の力）に起因するトルクを加えたトルクを超えるまで、車輪３に対するハンドリム４の変位量Ｘは中立点Ｘmfから変化しないままとなる。このため、ハンドリム４が中立点Ｘmfにある状態から車輪３を前進させる乗員は、車輪３の操作感覚を硬く感じる傾向にある。

これに対してハンドリム４が中立点Ｘmbにある状態から車輪３を前進させる際には、ＸmfとＸzfとの間の大きさの違いに関係なく、スプリングＳ1、Ｓ2の弾性力にアシストされながら摩擦力に打ち勝つだけの小さなトルクＴの付与で、車輪３に対するハンドリム４の変位量ＸがＸmbからゼロまで変化する。ハンドリム４にさらにスプリングＳ1、Ｓ2の弾性力と摩擦力とに打ち勝つ漸増する操作トルクＴを加えると、車輪３に対するハンドリム４の変位量Ｘが０から増加して行く。操作トルクＴが、操作トルクＴと補助動力の両方が車輪３に作用することになるトルクＴzfを超えれば勿論のこと、かなり小さな値から漸増させる操作トルクＴに応じ、車輪３に対するハンドリム４の変位量Ｘが漸増する。その結果、ハンドリム４が中立点Ｘmbにある状態から車輪３を前進させる乗員は、車輪３の操作感覚を柔らかく感じる傾向にある。

このように、中立点Ｘmf、Ｘmbの少なくともいずれかが不感帯Ｚ2から外れていた場合、操作開始時におけるハンドリム４が中立点Ｘmf、Ｘmbのいずれにあるかによって、乗員による操作感覚に大きな違いが生じるおそれがあった。これに対して本実施形態では、中立点Ｘmf、Ｘmbを含むように不感帯Ｚ2が設定されており、Ｘmf＜Ｘzfとなっている。したがって上記の例と異なり、操作開始時においてハンドリム４が中立点Ｘmfにあったとしても、トルクＴzfよりも小さなトルクＴ（トルクＴｍfに摩擦力に起因するトルクを加えたトルクを超える操作トルクＴ）の印加によって、ハンドリム４は中立点Ｘmfから車輪３に対して変位する。そして、トルクＴzfを超えるトルクＴがハンドリム４に印加されると、車輪３に対するハンドリム４の変位量ＸがＸzfを超えて、補助動力が車輪３に作用する。つまり、上記の例に比較して、ハンドリム４が中立点Ｘmfにある状態から車輪３を前進させる際の操作感覚の硬さが緩和されることとなる。

このような利点は、左右のそれぞれに車輪３を備えた車椅子１にとって特に好適と言える。この点について具体的に説明するために、左右の両側において上記の例のように中立点Ｘmfが不感帯Ｚ2から外れてＸmf＞Ｘzfであった場合を考える。この際に、例えば左側のハンドリム４が中立点Ｘmfにあるとともに右側のハンドリム４が中立点Ｘnbにある状態から車輪３を前進させるとすると、乗員は、左輪３の操作感覚を硬く感じるのに対して右輪３の操作感覚を柔らかく感じるとともに、左側では、ハンドリム４にトルクＴzfを超えるトルクが加えられると、左輪３に対するハンドリム４の変位量Ｘは中立点Ｘmfから変化しないまま、補助動力が車輪３に作用してしまう。その結果、左右の車輪３の間で乗員の操作感覚が大きく異なり、車椅子１の操作性が低下するおそれがあった。これに対して本実施形態では、中立点Ｘmf、Ｘmbを含むように不感帯Ｚ2が設定されており、Ｘmf＜Ｘzfとなっている。したがって、左右の車輪３の間で操作感覚の違いを緩和して、車椅子１の操作性を向上させることができる。

また、運転感覚の向上という観点からは、乗員がハンドリム４から手を放している際には、補助動力の生成を止めて、車椅子１を確実に停止させておくことが好適となる。これに対して、中立点Ｘmf、Ｘmbを含むように不感帯Ｚ2を設定した本実施形態によれば、乗員がハンドリム４から手を放しており、ハンドリム４が中立点Ｘmfあるいは中立点Ｘmbにある場合には、補助動力は生成されない。すなわち、車椅子１が停車した後は、乗員がハンドリム４から手を放したままでも車椅子１が停車し続けるといった利点がある。

特に、本実施形態で示した車椅子の設定方法（図１５の不感帯設定）は、不感帯Ｚ2の設定をより簡便かつ適切に実行できるという利点を有する。つまり、ハンドリム４の中立点Ｘmf、Ｘmbに対する不感帯Ｚ2の調整は、例えばハンドリム４に対する磁気検出素子７６２の位置を調整することによって実行しても構わない。ただし、磁気検出素子７６２の位置を高精度に調整することは難しく、中立点Ｘmf、Ｘmbに対して不感帯Ｚ2を適切に調整することは容易ではない。これに対して、本実施形態では、磁気検出素子７６２の位置を調整する代わりに不感帯Ｚ2を調整することで、ハンドリム４の中立点Ｘmf、Ｘmbに対する不感帯Ｚ2の調整を行っている。かかる構成は、コントローラ８０Ｌ、８０Ｒに記憶される不感帯Ｚ2に関する情報を書き換えるだけで、ハンドリム４の中立点Ｘmf、Ｘmbに対する不感帯Ｚ2の調整を行える。したがって、不感帯Ｚ2の設定をより簡便かつ適切に実行することが可能となっている。

また、変換特性ｆ3・ｆ2の不感帯Ｚ2の中央が中立点Ｘmf、Ｘmbの中央に一致するように変換特性ｆ3・ｆ2が設定されている。このような構成では、中立点Ｘmfから不感帯Ｚ2の前進方向Ｄfの端Ｘzfに到るまでのハンドリム４の変位量と、中立点Ｘmbから不感帯Ｚ2の後進方向Ｄbの端Ｘzbに到るまでのハンドリム４の変位量とが等しくなる。したがって、乗員が中立点Ｘmfから前進方向Ｄfにハンドリム４を操作した場合と、中立点Ｘmbから後進方向Ｄbにハンドリム４を操作した場合とで、補助動力が効き始めるまでのハンドリム４の操作量が等しくなる。その結果、操作方向によって中立点Ｘmb、Ｘmfの位置が異なることが操作感覚に及ぼす影響を効果的に抑制して、極めて良好な運転感覚の実現を図ることが可能となっている。

特に、本実施形態で示した車椅子の設定方法（図１５の不感帯設定）では、磁気検出素子７６２の位置を調整する代わりに不感帯Ｚ2を調整することで、ハンドリム４の中立点Ｘmf、Ｘmbに対する不感帯Ｚ2の調整を行っている。そのため、コントローラ８０Ｌ、８０Ｒに記憶される不感帯Ｚ2に関する情報を書き換えるだけで、ハンドリム４の中立点Ｘmf、Ｘmbの中央に不感帯Ｚ2の中央を、簡便かつ確実に一致させることができる。

また、本実施形態では、変位量検出器７が変位量Ｘを検出信号Ｓpに変換するゲインに基づいて、コントローラ８０Ｌ、８０Ｒの主制御ユニット８１が検出信号Ｓpを駆動信号Ｓdに変換するゲインＧsが調整されている。したがって、車椅子１の製造現場などにおいて車椅子１に取り付けられる変位量検出器７のゲインが検出器７毎にばらついていても、安定した駆動信号Ｓdが出力される車椅子１を得ることができる。

このように、本実施形態では、車椅子１が本発明の「補助動力付車椅子」の一例に相当し、車輪３が本発明の「車輪」の一例に相当し、スプリングＳ1、Ｓ2が本発明の「弾性部材」の一例に相当し、コントローラ８０Ｌ、８０Ｒが本発明の「制御部」の一例に相当し、変位量検出器７が本発明の「検出器」の一例に相当し、モータ９１が本発明の「駆動源」の一例に相当し、変換特性ｆ3・ｆ2が本発明の「変換特性」の一例に相当し、中立点Ｘmf、Ｘmbが本発明の「第１中立点」あるいは「第２中立点」の一例に相当し、前進方向Ｄfあるいは後進方向Ｄbが本発明の「第１方向」あるいは「第２方向」の一例に相当し、主制御ユニット８１が構成する回路（ＣＰＵ８１０など）が本発明の「制御回路」の一例に相当する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。そこで、例えば、次に説明するような異常検知機能をさらに具備するように車椅子１を構成しても良い。図１６は、異常検知機能を備える車椅子が実行する動作の一例を示すフローチャートである。当該フローチャートは、例えば図１３に示した車椅子の設定が完了した後などに実行することができる。

ステップＳ３０１では、可変範囲Ｘlb〜Ｘlfの前進方向Ｄfの端Ｘlfまでハンドリム４が変位している際の検出信号Ｓpの電圧Ｖlfと中点電圧Ｖ0との差である前側出力レンジＲf（検出信号出力レンジ）の絶対値（＝｜Ｖlf−Ｖ0｜）が、主制御ユニット８１において求められる。続くステップＳ３０２では、可変範囲Ｘlb〜Ｘlfの後進方向Ｄbの端Ｘlbまでハンドリム４が変位している際の検出信号Ｓpの電圧Ｖlbと中点電圧Ｖ0との差である後側出力レンジＲb（検出信号出力レンジ）の絶対値（＝｜Ｖlb−Ｖ0｜）が、主制御ユニット８１において求められる。そして、主制御ユニット８１は、所定の閾値Ｒthと比較して、次の条件
Ｒf≦Ｒth
Ｒb≦Ｒth
の少なくともいずれかが満たされると判断した場合（ステップＳ３０３で「ＹＥＳ」の場合）には、異常が生じたと判断して（ステップＳ３０４）、ユーザＩ／Ｆ８７を介してその旨を報知して（ステップＳ３０５）、図１６のフローチャートが終了する。また、異常が無いと判断された場合（ステップＳ３０３で「ＮＯ」の場合）には、図１６のフローチャートはそのまま終了する。なお、図１６のフローチャートは、右輪３および左輪３のそれぞれについて実行される。

このような構成では、検出信号出力レンジＲf、Ｒbの絶対値が、閾値Ｒth以下の場合は異常が生じたと判断される。したがって、検出信号出力レンジＲf、Ｒbが十分に確保されていない場合は、異常と判断されるため、検出信号出力レンジＲf、Ｒbを確保するためのメンテナンスを必要に応じて実行することができ、好適である。

さらに、異常が生じたと主制御ユニット８１が判断した際に、異常の発生を報知するユーザＩ／Ｆ（報知部）が設けられている。したがって、車椅子の乗員、介助者あるいは車椅子に設定を行うオペレータ等に異常を報知して、必要なメンテナンスの実行を促すことができる。

図１７は、異常検知機能を備える車椅子が実行する動作の他の例を示すフローチャートである。当該フローチャートは、例えば図１３に示した車椅子の設定が完了した後などに実行することができる。ステップＳ４０１では、右輪コントローラ８０Ｒは、自身の前側出力レンジＲf1および後側出力レンジＲb1を求める。こうして、右輪３についての各出力レンジＲf1、Ｒb1が取得される。また、ステップＳ４０２では、右輪コントローラ８０Ｒは、相手（つまり、左輪コントローラ８０Ｌ）の前側出力レンジＲf2および後側出力レンジＲb2を、通信Ｉ／Ｆ８３を介して左輪コントローラ８０Ｌから受信する。こうして、左輪３についての各出力レンジＲf2、Ｒb2が取得される。

続くステップＳ４０３では、右輪コントローラ８０Ｒは、左輪３と右輪３との間について、前側出力レンジ差ΔＲf（＝｜Ｒf1−Ｒf2｜）と、後側出力レンジ差ΔＲb（＝｜Ｒb1−Ｒb2｜）とを求める。そして、右輪コントローラ８０Ｒの主制御ユニット８１は、所定の閾値ΔＲthと比較して、次の条件
ΔＲf≧ΔＲth
ΔＲb≧ΔＲth
の少なくともいずれかが満たされると判断した場合（ステップＳ４０４で「ＹＥＳ」の場合）には、異常が生じたと判断し（ステップＳ４０５）、ユーザＩ／Ｆ８７を介してその旨を報知して（ステップＳ４０６）、図１７のフローチャートが終了する。また、異常が無いと判断された場合（ステップＳ４０４で「ＮＯ」の場合）には、図１７のフローチャートはそのまま終了する。

このような構成では、右輪３についての検出信号出力レンジＲf1、Ｒb1と、左輪３についての検出信号出力レンジＲf2、Ｒb2とが大きく異なる場合は、異常と判断される。そのため、右輪３と左輪３の間で検出信号出力レンジＲf1、Ｒb1、Ｒf2、Ｒb2を揃えるためのメンテナンスを必要に応じて実行することができ、好適である。

さらに、異常が生じたと主制御ユニット８１が判断した際に、異常の発生を報知するユーザＩ／Ｆ（報知部）が設けられている。したがって、車椅子の乗員、介助者あるいは車椅子に設定を行うオペレータ等に異常を報知して、必要なメンテナンスの実行を促すことができる。

また、図１６や図１７に示した以上検知機能を備える以外に、種々の変更を上記実施形態に加えることもできる。具体例を挙げると、上記実施形態では、図１５に示した不感帯設定において、スプリングＳ1、Ｓ2の弾性力によりハンドリム４を戻す工程（ステップＳ２０２、Ｓ２０６）は、ハンドリム４を準静的に戻すことで実行された。しかしながら、これらの工程（ステップＳ２０２、Ｓ２０６）においてハンドリム４を戻す具体的手法はこれに限られない。したがって、準静的な手法以外によってハンドリム４を戻しても構わない。

また、上記実施形態では、図１５に示した不感帯設定において、ハンドリム４を変位させる工程（Ｓ２０１、Ｓ２０５）は、ハンドリム４を変位量Ｘlf、Ｘlbだけ変位させることで実行された。しかしながら、これらの工程（Ｓ２０１、Ｓ２０５）におけるハンドリム４の変位量はこれらに限られない。

また、上記実施形態では、不感帯Ｚ3の中央と中点電位Ｖ0とが一致しており、不感帯Ｚ2の中央は中立点Ｘmf、Ｘmbの中央に一致していた。しかしながら、これらがずれていたとしても、中立点Ｘmf、Ｘmbを含むように不感帯Ｚ2を設定することで、良好な運転感覚を実現することができる。

また、上記実施形態では、２本のスプリングＳ1、Ｓ2により「弾性部材」が構成されていた。しかしながら、「弾性部材」の具体的構成態様は上記の態様に限られず、弾性力を発揮するように構成されれば足りる。したがって、例えば「弾性部材」は１本のスプリングにより構成されても、スプリング以外の部材（例えばゴム）で構成されても構わない。

また、上記実施形態では、スプリングＳ1、Ｓ2が与圧されていた。しかしながら、スプリングＳ1、Ｓ2を与圧する必要は必ずしも無い。

１…車椅子
３…車輪
４…ハンドリム
５…ホイールハブ
６…リムベース
７…変位量検出器
８０Ｌ、８０Ｒ…コントローラ（制御部）
９１…モータ（駆動源）
Ｓ1、Ｓ2…スプリング（弾性部材）
Ｘmb、Ｘmf…中立点
Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3…不感帯

Claims (9)

1. 回転自在な車輪と、
   第１方向および前記第１方向と逆の第２方向の双方向へ前記車輪に対して回転自在なハンドリムと、
   前記車輪と前記ハンドリムとの間を接続して前記ハンドリムに印加されたトルクに応じて変形する弾性部材と、
   前記車輪に対する前記ハンドリムの変位量を駆動信号に変換する制御部と、
   前記駆動信号に応じた補助動力を前記車輪に与える駆動源と
   を備え、
   前記制御部は、所定の変換特性に従って前記変位量を前記駆動信号に変換し、
   前記車輪に対して前記第１方向に変位させた前記ハンドリムが前記弾性部材の弾性力によって前記第２方向に戻って静止した第１中立点と、前記車輪に対して前記第２方向に変位させた前記ハンドリムが前記弾性部材の弾性力によって前記第１方向に戻って静止した第２中立点とを含むように、前記変換特性の前記変位量に対する不感帯が設定されている補助動力付車椅子。
2. 前記変換特性の前記不感帯の中央が前記第１中立点と前記第２中立点の中央に一致するように前記変換特性が設定されている請求項１に記載の補助動力付車椅子。
3. 前記制御部は、前記変位量を検出して検出信号に変換する検出器と、前記検出器が出力する前記検出信号を前記駆動信号に変換する制御回路とを有する請求項１または２に記載の補助動力付車椅子。
4. 前記検出器が前記変位量を前記検出信号に変換するゲインに基づいて、前記制御回路が前記検出信号を前記駆動信号に変換するゲインが調整されている請求項３に記載の補助動力付車椅子。
5. 前記ハンドリムが前記車輪に対して変位する範囲は、所定の可変範囲に制限されており、
   前記制御部は、前記第１方向における前記可変範囲の端に前記ハンドリムが位置した際の前記検出信号と、前記第１中立点と前記第２中立点の中央に前記ハンドリムが位置した際の前記検出信号との差である検出信号出力レンジの絶対値が、閾値以下の場合は異常が生じたと判断する請求項３または４に記載の補助動力付車椅子。
6. 一対の前記車輪を備えるとともに、前記ハンドリム、前記弾性部材、前記制御部および前記駆動源を、前記車輪それぞれに対応して備える請求項３または４に記載の補助動力付車椅子であって、
   前記ハンドリムが前記車輪に対して変位する範囲は、所定の可変範囲に制限されており、
   前記制御部は、前記第１方向における前記可変範囲の端に前記ハンドリムが位置する際の前記検出信号と、前記第１中立点と前記第２中立点の中央に前記ハンドリムが位置する際の前記検出信号との差を、検出信号出力レンジとして前記各車輪について求めた結果、一方の前記車輪について求めた前記検出信号出力レンジと他方の前記車輪について求めた前記検出信号出力レンジとの差の絶対値が、閾値以上の場合は異常が生じたと判断する補助動力付車椅子。
7. 一方の前記車輪の前記制御部と他方の前記車輪の前記制御部の間で通信を行う通信部をさらに備え、
   前記一方の車輪に対応する前記制御部が前記一方の車輪についての前記検出信号出力レンジを求め、
   前記他方の車輪に対応する前記制御部が前記他方の車輪についての前記検出信号出力レンジを求め、
   前記一方の車輪に対応する前記制御部は、前記他方の車輪に対応する前記制御部から前記通信部を介して受信した前記他方の車輪についての前記検出信号出力レンジと、自身が求めた前記一方の車輪についての前記検出信号出力レンジから、前記異常の有無を判断する請求項６に記載の補助動力付車椅子。
8. 前記異常が生じたと前記制御部が判断した際に、前記異常の発生を報知する報知部をさらに備えた請求項５ないし７のいずれか一項に記載の補助動力付車椅子。
9. 回転自在な車輪、第１方向および前記第１方向と逆の第２方向の双方向へ前記車輪に対して回転自在なハンドリム、前記車輪と前記ハンドリムとの間を接続して前記ハンドリムに印加されたトルクに応じて変形する弾性部材、前記車輪に対する前記ハンドリムの変位量を駆動信号に変換する制御部、および前記駆動信号に応じた補助動力を前記車輪に与える駆動源を備えた補助動力付車椅子に対して、前記変位量を前記駆動信号に変換する前記制御部の変換特性を設定する補助動力付車椅子の設定方法において、
   前記車輪に対して前記第１方向に変位させた前記ハンドリムが前記弾性部材の弾性力によって前記第２方向に戻って静止した第１中立点を求める工程と、
   前記車輪に対して前記第２方向に変位させた前記ハンドリムが前記弾性部材の弾性力によって前記第１方向に戻って静止した第２中立点を求める工程と、
   前記第１中立点および前記第２中立点を含むように前記変換特性の前記変位量に対する不感帯を設定する工程と
   を備えた補助動力付車椅子の設定方法。

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