JPH08275974A - Electric wheelchair - Google Patents

Electric wheelchair

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Publication number
JPH08275974A
JPH08275974A JP7079134A JP7913495A JPH08275974A JP H08275974 A JPH08275974 A JP H08275974A JP 7079134 A JP7079134 A JP 7079134A JP 7913495 A JP7913495 A JP 7913495A JP H08275974 A JPH08275974 A JP H08275974A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wheel
hand rim
clutch
torque
rotation
Prior art date
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Pending
Application number
JP7079134A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Haruji Nakamura
治司 中村
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP7079134A priority Critical patent/JPH08275974A/en
Publication of JPH08275974A publication Critical patent/JPH08275974A/en
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Abstract

PURPOSE: To provide an inexpensive electric wheelchair in which the actual traveling state is easily realized by detecting the manual operation torque given to a hand rim from the relative moving quantity of the hand rim with a wheel, and working a motor according to it to assist the power. CONSTITUTION: Every time when a hand rim 9 provided on a wheel 8 is manually operated, the hand rim 9 is relatively rotated to the wheel 8 against springs 32... connected to the wheel 8 by a quantity according to the operation torque within a prescribed range, and after it reaches the maximum relative rotating position for transmitting driving torque to the wheel 8, the wheel 8 is directly rotated by the hand rim 9. The operation torque given to the hand rim 9 is detected as the displacement to the wheel 8 of the hand rim 9 by a torque sensor 36 through a direction converting means 34. A motor 21 is driven according to the detected torque, and the wheel 8 is assisted and rotated by its power through a clutch 31.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ハンドリムに与えられ
る操作トルクの大小に応じたモータの駆動力によりパワ
ーアシストを行う電動車椅子に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric wheelchair for performing power assist by a driving force of a motor according to the magnitude of an operation torque applied to a hand rim.

【0002】[0002]

【従来の技術】電動車椅子には、左右の車輪に個別のモ
ータを連結し、このモータのオン、オフスイッチを操作
して所望の方向に自走できるようにした完全自走型のも
のが提供されている。また、これとは別に手動操作力を
モータの駆動力で補助するパワーアシスト型のものが考
えられ提案されている。
2. Description of the Related Art As an electric wheelchair, a completely self-propelled wheelchair is provided in which individual motors are connected to the left and right wheels, and the on / off switches of the motors are operated to allow the vehicle to run in a desired direction. Has been done. In addition to this, a power assist type in which a manual operation force is assisted by a driving force of a motor is considered and proposed.

【0003】完全自走型のものは、ジョイ・スティック
等の全方向操作部材の中立位置からの前方側への操作量
により左右モータの正回転方向の回転数を、また後方側
への操作量により左右モータの逆回転方向の回転数を、
さらに左右方向への操作量により左右モータの回転比を
それぞれ制御して、直進、後進、および左右回転ができ
るようにしている。
In the fully self-propelled type, the number of rotations of the left and right motors in the forward rotation direction and the amount of operation to the rear side are controlled by the amount of operation from the neutral position of the omnidirectional operation member such as a joy stick to the front side. The rotation speed of the left and right motors in the reverse rotation direction is
Further, the rotation ratios of the left and right motors are controlled according to the amount of operation in the left and right directions, so that straight movement, backward movement, and left and right rotation can be performed.

【0004】パワーアシスト型のものは、左右におい
て、車輪とハンドリムとをスプリングにより連結し、ハ
ンドリムに与えられる操作トルクをハンドリムの車輪に
対する相対回転量により検出し、この操作トルクに応じ
モータを働かせてクラッチを介し車輪を駆動しパワーア
シストを行うようにしている。
In the power assist type, the left and right wheels are connected to the hand rim by springs, the operation torque applied to the hand rim is detected by the relative rotation amount of the hand rim with respect to the wheels, and the motor is operated according to the operation torque. The wheels are driven via the clutch to perform power assist.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、手動走行型
の車椅子は、左右の車輪の外面側に位置する左右の各ハ
ンドリムを左手と右手とによって、それぞれ思う方向に
思う強さおよび速さで手動操作することにより、思う通
りの方向に思い通りの速度で走行できるようにする。し
たがって、手動操作から実際の走行状態がよく実感され
るので、操作に戸惑いがない。
By the way, in the manual traveling type wheelchair, each of the left and right hand rims located on the outer surface side of the left and right wheels is manually operated with the left hand and the right hand at the strength and speed to the desired direction. By operating it, you can drive in the direction you want and at the speed you want. Therefore, since the actual running state is well felt from the manual operation, there is no confusion about the operation.

【0006】これに対し、上記従来の自走型のもので
は、ジョイスティックのような全方向操作部材を指先等
で操作すればよいので楽である。しかし、このような操
作は手動操作型の場合に比し実際の走行状態と大きくか
け離れていて感覚的に大きなギャップがあり、操作の習
熟に長い時間を要している。また、全駆動力をモータで
発生するため、大容量のモータとバッテリーが必要であ
り、全体が大きく重いものとなる。さらに、バッテリー
が切れると車椅子は全く動かせないので使用はできない
のは勿論、使用できなくなったときの取扱いにも不便で
ある。さらに、走行時、特に、踏むきり、道路横断中に
急なバッテリー切れがあるとこのような場所で停止して
しまう原因になり危険でもある。
On the other hand, in the above-mentioned conventional self-propelled type, it is easy to operate an omnidirectional operating member such as a joystick with a fingertip or the like. However, such an operation is far from the actual traveling state as compared with the case of the manual operation type, and there is a large gap sensuously, and it takes a long time to master the operation. In addition, since the entire driving force is generated by the motor, a large-capacity motor and battery are required, and the whole becomes large and heavy. Furthermore, since the wheelchair cannot be moved at all when the battery runs out, it cannot be used, and it is inconvenient to handle when it cannot be used. Furthermore, when the vehicle runs, especially when it is stepping on the road or suddenly runs out of battery while crossing the road, it may cause a stop at such a place, which is dangerous.

【0007】一方、上記従来のパワーアシスト型のもの
は、車輪にこれと平行に配した駆動軸からのベルト伝動
によってモータの駆動力を伝達するようにしているの
で、駆動軸と車輪とが同軸でなく手動操作型のものとの
構造的互換性が採れず、モータおよび伝動機構を設置で
きる専用の車椅子フレームが必要となりコスト高になる
し、手動操作型のものから簡単に改良することはできな
い不便がある。また、車輪とハンドリムとを金属板にて
連結し、この金属板の車輪とハンドリムとの相対回転量
に応じた変形量を、金属板に貼り付けたストレインゲー
ジからの電気出力によって、ハンドリムに与えられた操
作トルクを検出するようにしており、トルクセンサとし
てのストレインゲージが車輪およびハンドリムとともに
回転するため、これからの電気出力を取出すにはスリッ
プリング・ブラシ構造が必要である。しかしこれでは構
造が複雑で寿命も短いので製品コストおよびランニング
コストが高くつく上、安定した出力を得にくくスムーズ
な走行が望めない。
On the other hand, in the above-mentioned conventional power assist type, since the driving force of the motor is transmitted by belt transmission from the drive shaft arranged in parallel with the wheel, the drive shaft and the wheel are coaxial. However, it is not structurally compatible with the manually operated type, requires a dedicated wheelchair frame that can be equipped with a motor and transmission mechanism, and is costly, and cannot be easily improved from the manually operated type. There is inconvenience. Further, the wheel and the hand rim are connected by a metal plate, and the deformation amount according to the relative rotation amount of the wheel and the hand rim of this metal plate is given to the hand rim by the electric output from the strain gauge attached to the metal plate. Since the strain gauge as a torque sensor rotates together with the wheel and the hand rim, the slip ring / brush structure is required to extract the electric output from the strain gauge. However, in this case, the structure is complicated and the life is short, so the product cost and running cost are high, and it is difficult to obtain stable output and smooth running cannot be expected.

【0008】さらに駆動軸とこれに装着した駆動プーリ
との間にクラッチを設けているので、クラッチを切断状
態にして手動操作型のものとして利用する場合、車輪に
は駆動プーリまでの回転負荷が掛かるので、走行抵抗が
大きく手動では操作しにくいものとなる。
Further, since the clutch is provided between the drive shaft and the drive pulley mounted on the drive shaft, when the clutch is disengaged to be used as a manually operated type, the wheels have a rotational load up to the drive pulley. As it is hung up, running resistance is large and it is difficult to operate manually.

【0009】本発明は、上記のような問題を解消するこ
とを課題とし、操作が簡単で実際の走行状態を実感しや
すく、しかも小型かつ軽量で信頼性の高い、安価な電動
車椅子を提供することを目的とするものである。
An object of the present invention is to solve the above problems, and to provide an inexpensive electric wheelchair that is easy to operate, easily feels the actual running state, and is small, lightweight, highly reliable. That is the purpose.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の電動車椅子は上
記のような目的を達成するために、左右において、車輪
とハンドリムとをスプリングにより連結し、ハンドリム
に与えられる手動操作トルクをハンドリムの車輪との相
対移動量から検出し、この手動操作トルクに応じモータ
を働かせてクラッチを介し車輪を駆動しパワーアシスト
を行う電動車椅子であって、モータ側の駆動軸は車輪お
よびハンドリムと同軸で回転するように配して車輪とク
ラッチを介し連結し、ハンドリムの車輪に対する回転方
向の変位を車輪の内面側に位置するトルク応動部材の軸
線方向への変位に変換する方向変換手段と、トルク応動
部材に対向して固定部に設けられトルク応動部材の軸線
方向の変位に応動してトルクを検出するトルクセンサと
を備えたことを第1の特徴とするものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the electric wheelchair of the present invention connects the wheel and the hand rim by a spring on the left and right, and the manual operation torque applied to the hand rim is applied to the wheel of the hand rim. It is an electric wheelchair that detects the relative movement amount with respect to the wheel and drives the wheels according to the manual operation torque to drive the wheels via the clutch to perform power assist. The drive shaft on the motor side rotates coaxially with the wheels and the hand rim. Arranged in such a manner as to be connected to the wheel via a clutch, and to the torque responsive member, a direction change means for converting the rotational displacement of the hand rim with respect to the wheel into the axial displacement of the torque responsive member located on the inner surface side of the wheel. And a torque sensor which is provided facing the fixed portion and detects the torque in response to the axial displacement of the torque responsive member. It is an aspect of the.

【0011】クラッチは前記ハンドリムの車輪に対する
相対回転に応動して断接し、無負荷位置と最大相対回転
位置との間にて接続完了直前の準接続状態となるように
した一方向クラッチであることを第2の特徴とするもの
である。
The clutch is a one-way clutch which is opened / closed in response to the relative rotation of the hand rim with respect to the wheel so as to be in a semi-connected state immediately before connection completion between the no-load position and the maximum relative rotation position. Is the second feature.

【0012】一方向クラッチは、駆動軸側の円形外面と
車輪側の多角形内面との間に、多角形内面の各角部に対
応するとき双方間で遊びを持って位置する転がり部材を
設けたもので、各転がり部材はハンドリム側のリテーナ
によって保持したものであることを第3の特徴とするも
のである。
In the one-way clutch, a rolling member is provided between the circular outer surface on the side of the drive shaft and the polygonal inner surface on the wheel side so as to correspond to each corner of the polygonal inner surface with play therebetween. The third feature is that each rolling member is held by a retainer on the hand rim side.

【0013】第1の特徴において、方向変換手段は、ハ
ンドリムの内周に部分的に設けられた回転方向に傾斜し
た傾斜面と、トルク応動部材に一体に連なるカム部材の
外周の軸線方向に傾斜したカム面との間に転がり部材を
設け、この転がり部材を車輪側のリテーナにより保持し
たものとし、クラッチは、カム部材のハンドリム正回転
方向に対応する軸線方向の移動に応動して駆動軸の正回
転を車輪に伝達する正方向伝達一方向クラッチと、カム
部材のハンドリム逆回転方向に対応する軸線方向の移動
に応動して駆動軸の逆回転を車輪に伝達する逆方向伝達
一方向クラッチとを備えたことを第4の特徴とするもの
である。
In the first feature, the direction changing means is inclined in an axial direction of an inclined surface, which is partially provided on an inner circumference of the hand rim, and is inclined in a rotation direction, and an outer circumference of a cam member integrally connected to the torque responsive member. A rolling member is provided between the cam surface and the cam surface, and the rolling member is held by a retainer on the wheel side.The clutch responds to the movement of the cam shaft in the axial direction corresponding to the normal rotation direction of the hand rim, and the clutch A forward transmission one-way clutch that transmits normal rotation to the wheels, and a reverse transmission one-way clutch that transmits reverse rotation of the drive shaft to the wheels in response to movement of the cam member in the axial direction corresponding to the reverse rotation direction of the hand rim. The fourth characteristic is that the above is provided.

【0014】固定側にトルク応動部材と対向して設けら
れ、適宜通電されることによりトルク応動部材を少なく
とも正方向伝達一方向クラッチが切断状態から接続状態
となる側に吸引し移動させる電磁石を備えたことを第5
の特徴とするものである。
An electromagnet is provided on the fixed side so as to face the torque responsive member, and when appropriately energized, the torque responsive member is attracted and moved at least from the side where the forward transmission one-way clutch is in the disconnected state to the connected state. The fifth thing
It is a feature of.

【0015】カム部材と正方向伝達および逆方向伝達各
一方向クラッチとの間で、これら各一方向クラッチを回
転伝達位置に移動させて保持する位置と、この保持を解
除する位置との間で移動できるように設けられた回転伝
達制御部材と、この回転伝達制御部材を外部から操作す
る操作部材とを備えたことを第6の特徴とするものであ
る。
Between the cam member and the forward transmission and reverse transmission one-way clutches, a position where the respective one-way clutches are moved to the rotation transmission position and held, and a position where the holding is released. A sixth feature is that a rotation transmission control member provided so as to be movable and an operation member for operating the rotation transmission control member from the outside are provided.

【0016】[0016]

【作用】本発明の電動車椅子の第1の特徴の上記構成で
は、駆動軸、車輪およびハンドリムが相互に同軸関係に
あり、従来の手動操作型のフレームの車輪の軸支部を利
用して、車輪の外面側に位置するハンドリムを単独回転
できるよう支持し、かつ車輪とクラッチを介して連結さ
れる駆動軸を組み込み、また駆動軸に連結するモータを
も取り付けることができるので、駆動機構の存在によっ
てフレーム構造が特に複雑化することはなく大型化の原
因にはならないし、低コスト化が図れるとともに、従来
の手動車椅子のフレームをそのまま利用して簡単に改造
することもでき便利である。
In the above structure of the first feature of the electric wheelchair of the present invention, the drive shaft, the wheel and the hand rim are coaxial with each other, and the wheel is supported by using the shaft supporting portion of the wheel of the conventional manually operated frame. Since the hand rim located on the outer surface side of the vehicle can be independently rotated, and a drive shaft connected to the wheels via a clutch can be incorporated, and a motor connected to the drive shaft can also be attached, depending on the existence of the drive mechanism. The frame structure does not become particularly complicated and does not cause an increase in size, the cost can be reduced, and the frame of a conventional manual wheelchair can be used as it is for easy modification, which is convenient.

【0017】通常、車輪は接地して負荷を受けているこ
とにより停止状態とされ、またモータはトルクセンサか
らのトルク検出の出力がないことによって駆動停止状態
とされている。この状態でハンドリムが手動操作される
都度、車輪と連結されるスプリングに抗して車輪に対し
所定の範囲内で操作トルクに応じた量だけ相対回転し、
最大相対回転位置に達した後は車輪に回転を伝達しなが
ら手動操作で走行できるようにする。このときハンドリ
ムに与えられている手動操作トルクをハンドリムの車輪
との相対回転量から検出し、この手動操作トルクに応じ
モータを働かせてクラッチを介し車輪を駆動してパワー
アシストを行う。各回の手動操作が終わる都度ハンドリ
ムが手動操作から解放されて車輪との間に働かせたスプ
リングの付勢で車輪との相対回転状態から元の状態に復
動する。このため検出される手動操作トルクが急激に減
少および消滅するのに合わせて、モータの回転も同様に
低下し最終的にクラッチを介した車輪への回転の伝達が
停止される。以降は手動操作型のものと全く同じな惰性
走行となって速度が自然に漸減するようになる。したが
って、手動操作と同じ操作形式を採って手動操作と同じ
走行状態と操作感覚を得ながら、操作トルクに応じたパ
ワーアシストにより手動操作力を大幅に軽減し容易に操
作し走行できるようにする。
Normally, the wheels are in a stopped state by being grounded and receiving a load, and the motor is in a stopped state by no output of torque detection from the torque sensor. Each time the hand rim is manually operated in this state, the hand rim rotates relative to the wheel within a predetermined range relative to the spring connected to the wheel, by an amount corresponding to the operation torque,
After reaching the maximum relative rotation position, the vehicle is allowed to travel manually while transmitting the rotation to the wheels. At this time, the manual operation torque applied to the hand rim is detected from the relative rotation amount of the hand rim with respect to the wheel, and the motor is operated according to the manual operation torque to drive the wheel through the clutch to perform power assist. Each time the manual operation of each time ends, the hand rim is released from the manual operation and is returned to the original state from the relative rotation state with the wheel by the urging of the spring that works between the hand rim and the wheel. For this reason, as the detected manual operation torque sharply decreases and disappears, the rotation of the motor also decreases and finally the transmission of rotation to the wheels via the clutch is stopped. After that, the coasting becomes exactly the same as the manual operation type, and the speed gradually decreases. Therefore, while adopting the same operation form as the manual operation and obtaining the same running state and operation feeling as the manual operation, the power assist corresponding to the operation torque greatly reduces the manual operation force to allow easy operation and travel.

【0018】特に前記操作トルクは、ハンドリムの車輪
に対する変位量を、方向変換手段により車輪の内面側に
位置するトルク応動部材の駆動軸の軸線方向の変位に変
換して、車輪の内面側に位置する固定部上のトルクセン
サを前記トルク応動部材に対向させてこれの変位量から
手動操作トルクを検出できるようにするので、トルクセ
ンサは停止したままでよくこれからの出力をスリップリ
ング・ブラシ構造なしに取出して前記制御に供し、構造
の簡略化と小型化が達成され、コストの低減も図れる。
しかも、出力も安定するのでスムーズな走行が実現す
る。
In particular, the operating torque is converted to a displacement in the axial direction of the drive shaft of the torque responsive member located on the inner surface side of the wheel by the direction changing means, and the displacement of the hand rim with respect to the wheel is located on the inner surface side of the wheel. Since the torque sensor on the fixed part is opposed to the torque responsive member so that the manual operation torque can be detected from the displacement amount of the torque responsive member, the torque sensor can be kept stopped and the output from this point can be obtained without the slip ring / brush structure. Then, the structure can be simplified and downsized, and the cost can be reduced.
Moreover, because the output is stable, smooth driving is realized.

【0019】クラッチの前記適時な接続状態と切断状態
との切換が電気的に行われるか機械的に行われるかを問
わず、クラッチが同軸で回転する車輪と駆動軸との間に
あってこれらを直接断接するものであるので、切断状態
を保って手動操作型のものとして使用する場合、モータ
側の負荷が全く掛からないので、走行抵抗の小さな手動
操作しやすいものとなり、バッテリー切れ等の場合に有
利である。
Regardless of whether the clutch is switched between the timely connected state and the timely disconnected state electrically or mechanically, the clutch is provided directly between the wheel and the drive shaft that rotate coaxially. Since it is connected and disconnected, when it is used as a manual operation type while keeping the disconnection state, the load on the motor side is not applied at all, so it is easy to perform manual operation with low running resistance, which is advantageous when the battery runs out. Is.

【0020】本発明の第2、第3、第4の各特徴の上記
構成では、ハンドリムが手動操作されて車輪との間で相
対回転すると、これに一方向クラッチが応動して接続側
に状態変化し、最大相対回転位置で接続完了直前の準接
続状態になり、前記相対回転時に検出される手動操作ト
ルクに応じてモータが駆動されるとき、車輪の回転力が
準接続状態の一方向クラッチに、これを完全な接続状態
に移行させるように働いて確固な接続状態としながらパ
ワーアシストを開始することになるので、手動操作状態
からパワーアシスト状態に無理なくスムーズに移行して
しかもパワーアシストが確実に達成されるようにするこ
とができる。また、手動操作型の走行を行うときはモー
タの電源を切って置きさえすれば、一方向クラッチは停
止している駆動軸と走行方向に回転している車輪との間
で接続側から逃げる方向の働きしか受けないので完全な
接続状態になることはなく、停止状態のモータ側の影響
なしに、ハンドリムの車輪側との最大相対回転位置以降
の手動操作にて車輪を同体的に回転させて走行すること
ができる。したがって、特別な制御や機構が不要な構造
が簡単で安価なものにより、パワーアシスト型と手動操
作型とに使い分けられる利点がある。
In the above-mentioned configurations of the second, third and fourth features of the present invention, when the hand rim is manually operated and relatively rotates with the wheel, the one-way clutch responds to this and the connection side state is established. When the motor is driven in accordance with the manual operation torque detected at the time of the relative rotation, the unidirectional clutch changes the rotational force of the wheels in the quasi-connected state. In addition, since it works to shift this to a completely connected state and starts power assist while making a solid connection state, it is possible to smoothly transition from manual operation state to power assist state without difficulty and power assist It can be ensured to be achieved. Also, when performing manual operation type driving, if the motor is turned off and placed, the one-way clutch is a direction that escapes from the connection side between the drive shaft that is stopped and the wheels that are rotating in the running direction. Since it is only affected by the action of the hand rim, it will not be in a completely connected state, and the wheels will be rotated together by manual operation after the maximum relative rotation position with the wheel side of the hand rim without the influence of the motor side in the stopped state. Can drive. Therefore, there is an advantage that the power assist type and the manual operation type can be selectively used by a simple and inexpensive structure that does not require special control or mechanism.

【0021】本発明の第3の特徴の上記構成では特に、
ハンドリムの相対回転に応動した一方向クラッチの適時
的な断接が、ハンドリム側のリテーナが一方向クラッチ
の転がり部材を円形外面と多角形内面との間でそれらの
間隔が狭くなる接続位置側または間隔が広くなる切断位
置側にハンドリムの手動操作方向に応じて移動させるこ
とにより、正方向側にも逆方向側にも達成されるので、
1つの一方向クラッチにより前進と後進との双方に対応
することができる。また、ハンドリム側のリテーナは転
がり部材を保持するのに一方向クラッチが設けられる車
輪と駆動軸との間に入り込んでいるので、この入り込み
を利用してリテーナを車輪の内側面に臨ませて、ハンド
リム側とトルク応動部材との方向変換手段を介した連結
を容易に達成することができる。
Particularly in the above-mentioned configuration of the third feature of the present invention,
The timely connection and disconnection of the one-way clutch responding to the relative rotation of the hand rim causes the retainer on the hand rim side to reduce the distance between the rolling member of the one-way clutch between the circular outer surface and the polygonal inner surface at the connection position side or By moving the hand rim to the cutting position side where the interval becomes wider according to the manual operation direction, it is possible to achieve both the forward direction side and the reverse direction side.
One forward clutch can be used for both forward and reverse travel. Further, since the retainer on the hand rim side is inserted between the wheel and the drive shaft in which the one-way clutch is provided to hold the rolling member, the retainer is made to face the inner surface of the wheel by utilizing this intrusion. The connection between the hand rim side and the torque responsive member via the direction changing means can be easily achieved.

【0022】本発明の第4の特徴の上記構成では特に、
正方向伝達用および逆方向伝達用の2つの一方向クラッ
チを用いるので、正逆両方向に一方向クラッチ機能を発
揮する特別なクラッチが不要であるし、2つのクラッチ
は方向変換手段とともに車輪と駆動軸との間に装備され
るので、全体が特に大型化するようなことはなく、小型
で安価なものとすることができる。
Particularly in the above-mentioned configuration of the fourth feature of the present invention,
Since two one-way clutches for forward transmission and reverse transmission are used, there is no need for a special clutch that exerts a one-way clutch function in both forward and reverse directions. Since it is mounted between the shaft and the shaft, the size of the whole does not become particularly large, and it can be made small and inexpensive.

【0023】そして、本発明の第3、第4の特徴の上記
構成では、坂道で車輪の回転が速くなり過ぎるような場
合、ハンドリムから手を離すとこれの車輪との間の相対
回転量が小さくなり、あるいは無くなるので、モータの
回転が低速化し、あるいはオフ状態になって、駆動軸の
回転が車輪を上回っていてもこれが即座に解消されて車
輪の回転が速いことへの影響がなくなる上、モータが低
速化し、あるいはオフして駆動軸の回転が遅くなり、あ
るいは停止しても車輪との間では空転することにより車
輪の回転に影響しない。モータのオフによっても車輪の
回転がまだ速い場合、ハンドリムに手動で制動力を与え
ると車輪との間で逆方向への相対回転が生じ、このとき
の逆向きの手動操作トルクによりモータは逆方向に駆動
されてこれが駆動軸およびクラッチを介して車輪に及ぶ
ので、モータの逆方向回転によるエンジンブレーキが車
輪に働き、車輪の回転を思う速度まで容易にかつ確実に
落とすことができ坂道走行にも安全性の高いものとな
る。
With the above-mentioned third and fourth features of the present invention, when the wheels rotate too fast on a slope, when the hands are released from the hand rim, the relative amount of rotation between the wheels is increased. Since it becomes smaller or disappears, even if the rotation of the motor slows down or turns off and the rotation of the drive shaft exceeds the wheel, this is immediately eliminated and there is no influence on the high rotation of the wheel. Even if the motor slows down or turns off to slow down the rotation of the drive shaft, or even if the motor stops, it idles between itself and the wheels so that the rotation of the wheels is not affected. If the wheel rotation is still fast even when the motor is off, when the braking force is manually applied to the hand rim, relative rotation occurs in the opposite direction between the hand rim and the wheel, and the reverse manual operation torque at this time causes the motor to move in the opposite direction. Since it is driven to the wheel via the drive shaft and clutch, the engine brake by the reverse rotation of the motor acts on the wheel, and the rotation of the wheel can be easily and reliably reduced to the desired speed, and it can be run on slopes. It is highly safe.

【0024】本発明の第5の特徴の上記構成では、少な
くとも正方向伝達一方向クラッチが方向変換手段のカム
部材とともに軸線方向に移動して断接動作するものであ
って、カム部材と同体的に動くトルク応動部材を電磁石
により軸線方向に往動および復動させる電気的制御によ
って単独で適時に断接動作させられるので、ハンドリム
の相対回転によって走行を開始するときに左右の車輪の
一方が先行して駆動されようとするとき、他方も強制的
に駆動されるようにすることにより、左右の車輪へのパ
ワーアシストをばらつきなく同時に開始させることがで
き、少なくとも正方向回転となる前進走行において蛇行
を防止できる。
In the above-mentioned structure of the fifth feature of the present invention, at least the forward transmission one-way clutch moves axially in the axial direction together with the cam member of the direction changing means to perform the connecting / disconnecting operation. Since the torque responsive member that moves in the direction of the axis is moved and moved back and forth in the axial direction by the electromagnet, it can be independently connected / disconnected in a timely manner. By driving the other side forcibly, the power assist to the left and right wheels can be started at the same time without variation, and meandering in forward traveling where at least forward rotation occurs. Can be prevented.

【0025】本発明の第6の特徴の上記構成では、操作
部材により回転伝達制御部材を外部から操作して、正方
向伝達用および逆方向伝達用の各一方向クラッチを必要
に応じて回転伝達位置に移動させて保持し、駆動軸の回
転が常時車輪に伝達される状態にして左右モータのオ
ン、オフおよび回転速度をジョイスティック等で制御す
ることにより完全自走型の電動車椅子としても使用でき
るようになり便利である。
In the above-described structure of the sixth feature of the present invention, the rotation transmission control member is externally operated by the operating member to rotate the one-way clutches for forward direction transmission and reverse direction transmission as required. It can also be used as a completely self-propelled electric wheelchair by moving and holding it to a position, and controlling the left and right motors ON / OFF and the rotation speed with a joystick etc. with the rotation of the drive shaft being always transmitted to the wheels. It will be convenient.

【0026】[0026]

【実施例】本発明の電動車椅子の幾つかの実施例につ
き、図面を参照しながら以下具体的に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Some embodiments of the electric wheelchair of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

【0027】図1〜図8は本発明の第1の実施例を示し
ている。本実施例の電動車椅子は図1に全体構成を示す
ように、従来の手動操作型のものと基本的に同じフレー
ム構造および形態を有している。ほぼL型をした左右の
フーム1、1は双方の垂直平面上で矩形な枠をなす水平
部1a、1a間を連結部材26により連結され、水平部
1a、1a間の上部で座部2を支持し、水平部1a、1
aの後部で立ち上がる垂直部1b、1b間の前部で背も
たれ部3を支持している。水平部1aの先端部には下方
に延びる脚4が設けられ、これの下端部にキャスタ5が
垂直軸まわりに向きを変えられるように取付けられてい
る。
1 to 8 show a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the electric wheelchair of the present embodiment has basically the same frame structure and form as a conventional manually operated type wheelchair. The left and right hoods 1 and 1 that are substantially L-shaped are connected by a connecting member 26 between the horizontal portions 1a and 1a forming a rectangular frame on both vertical planes, and the seat portion 2 is provided above the horizontal portions 1a and 1a. Support and horizontal parts 1a, 1
The back part 3 is supported by the front part between the vertical parts 1b and 1b which rises at the rear part of a. A leg 4 extending downward is provided at the tip of the horizontal portion 1a, and a caster 5 is attached to the lower end of the leg 4 so that the caster 5 can be turned around a vertical axis.

【0028】左右フレーム1の水平部1aの後部寄りの
部分には軸受け部材6が、これに溶接付け等して一体に
設けた板状や腕状の取付け部材6aと、水平部1aに溶
接付け等して一体に設けた補助フレーム7とを利用して
取付けられ、この軸受部材6によって走行用の車輪8、
ハンドリム9、および駆動軸11(図2)を同軸で回転
できるように支持し、また、駆動軸11を駆動するモー
タ21および減速機22を取付けてある。
A bearing member 6 is attached to the rear portion of the horizontal portion 1a of the left and right frames 1, and a plate-like or arm-like attachment member 6a integrally provided by welding or the like is welded to the horizontal portion 1a. Is mounted by using an auxiliary frame 7 that is integrally provided with the vehicle, and wheels 8 for traveling are provided by the bearing member 6.
A hand rim 9 and a drive shaft 11 (FIG. 2) are supported so as to be coaxially rotatable, and a motor 21 and a speed reducer 22 for driving the drive shaft 11 are attached.

【0029】左右フレーム1、1における水平部1aと
垂直部1bとの間には車輪8との引っ掛かりを防止する
保護側板12が設けられ、垂直部1bの保護側板12の
直ぐ上の部分には前方へ張り出す肘掛け13が設けられ
ている。垂直部1bの上端部は後方へ折れ曲がった手操
作ハンドル14とされている。水平部1aの先端部には
前方下方に延びる足掛け15が折り畳みできるように設
けられている。
A protective side plate 12 is provided between the horizontal portion 1a and the vertical portion 1b of the left and right frames 1 and 1 to prevent the wheel 8 from being caught, and a portion of the vertical portion 1b immediately above the protective side plate 12 is provided. An armrest 13 that projects to the front is provided. The upper end of the vertical portion 1b is a manual operation handle 14 that is bent rearward. A footrest 15 extending forward and downward is provided at the front end of the horizontal portion 1a so as to be foldable.

【0030】左フレーム1の水平部1a側の前部にはコ
ントローラ23が取付けられ、右フレーム1の水平部1
a側の前部にはバッテリー24が取付けられている。
A controller 23 is attached to the front portion of the left frame 1 on the horizontal portion 1a side, and the horizontal portion 1 of the right frame 1 is attached.
A battery 24 is attached to the front part on the a side.

【0031】図2に示すように、モータ21は偏平モー
タで、減速機22は偏平に構成したものを採用してい
る。もっとも、どのような形式および形態のモータおよ
び減速機を用いてもよいのは勿論であり、場合によって
は左右フレーム1、1は折り畳める構造にしてもよい。
この場合、偏平モータ21および偏平な減速機22の採
用は相互の干渉を防止する上で有利である。また同じ理
由からコントローラ23およびバッテリー24も偏平で
あるのが好適である。
As shown in FIG. 2, the motor 21 is a flat motor and the speed reducer 22 is a flat motor. However, it goes without saying that any type and form of motor and speed reducer may be used, and in some cases, the left and right frames 1 and 1 may have a foldable structure.
In this case, the adoption of the flat motor 21 and the flat speed reducer 22 is advantageous in preventing mutual interference. For the same reason, the controller 23 and the battery 24 are also preferably flat.

【0032】本実施例の軸受部材6は環状体で内側に大
径のケーシング6bを有し、これにモータ21を嵌め入
れて、これのフランジ21aをケーシング6aの開口部
にボルト止めすることにより取付けている。軸受部材6
の外側には軸受ハウジング6cを有しこれにモータ21
と連結した減速機22をベアリング27を介して回転自
在に保持し、この減速機22の出力軸22aに駆動軸1
1を連結することにより、駆動軸11がモータ21によ
って所定の回転比によって回転駆動されるようにしてあ
る。
The bearing member 6 of this embodiment is an annular body and has a large-diameter casing 6b inside, and a motor 21 is fitted therein, and its flange 21a is bolted to the opening portion of the casing 6a. It is installed. Bearing member 6
Has a bearing housing 6c on the outside of the motor 21
A speed reducer 22 connected to the drive shaft 1 is rotatably held via a bearing 27, and the drive shaft 1 is attached to an output shaft 22a of the speed reducer 22.
The drive shaft 11 is rotationally driven by the motor 21 at a predetermined rotation ratio by connecting 1 to each other.

【0033】駆動軸11には車輪8のハブ8aをベアリ
ング29を介して回転自在なように嵌め合わせるととも
に、ハンドリム9のボス9aをクラッチ31を介して嵌
め合わせてあり、駆動軸11、車輪8、およびハンドリ
ム9のそれぞれが同軸で回転できるようにしてある。こ
のような同軸での具体的な回転構造は本実施例に限定さ
れるものではなく種々に設計することができる。また、
クラッチ31は適時な断接が行われれば、電気的に操作
されるものや機械的に操作されるもの等どのような形式
のものでもを採用することもできる。
The hub 8a of the wheel 8 is rotatably fitted to the drive shaft 11 via a bearing 29, and the boss 9a of the hand rim 9 is fitted to the drive shaft 11 via a clutch 31. , And the hand rim 9 are coaxially rotatable. Such a specific rotating structure on the same axis is not limited to this embodiment, and various designs can be made. Also,
The clutch 31 may be of any type such as an electrically operated one or a mechanically operated one as long as the clutch 31 is appropriately connected and disconnected.

【0034】車輪8とこれの外面側に同軸で単独回転で
きるように位置するハンドリム9とをスプリング32に
より連結し、ハンドリム9に与えられる操作トルクをハ
ンドリム9の車輪8に対する相対回転量により検出し、
この操作トルクに応じモータ21を働かせてクラッチ3
1を介し車輪8を駆動しパワーアシストを行う。
The wheel 8 and the hand rim 9 which is coaxial with the outer surface of the wheel 8 and is positioned so as to be independently rotatable are connected by a spring 32, and the operating torque applied to the hand rim 9 is detected by the relative rotation amount of the hand rim 9 with respect to the wheel 8. ,
The clutch 21 is activated by operating the motor 21 according to this operating torque.
The wheels 8 are driven via 1 to perform power assist.

【0035】このため本実施例では、前記のようにモー
タ21側の駆動軸11を車輪8およびハンドリム9と同
軸で回転するように配して車輪8とクラッチ31を介し
連結した上で、ハンドリム9の車輪8に対する回転方向
の変位を車輪8の内面側に位置するトルク応動部材33
の駆動軸11の軸線方向への変位に変換する方向変換手
段34と、トルク応動部材33に対向して固定部35に
設けられトルク応動部材33の軸線方向の変位に応動し
てトルクを検出するトルクセンサ36とを備えたものと
している。
Therefore, in this embodiment, as described above, the drive shaft 11 on the side of the motor 21 is arranged so as to rotate coaxially with the wheel 8 and the hand rim 9 and is connected to the wheel 8 via the clutch 31 and then the hand rim. The torque responsive member 33 located on the inner surface side of the wheel 8 is displaced in the rotational direction of the wheel 9 with respect to the wheel 8.
Of the drive shaft 11 and the direction changing means 34 for converting the drive shaft 11 into the axial direction of the drive shaft 11, and the torque responsive member 33. The torque is detected in response to the axial displacement of the torque responsive member 33. And a torque sensor 36.

【0036】車輪8およびハンドリム9のハブ8aおよ
びボス9aは図4に示すように互いに密着した隣接状態
に設けられ、ハブ8aの外周の等間隔な複数箇所に一端
を埋め込み取付けたストッパピン41が、ボス9aの外
周に円周方向に設けられた長孔9dに嵌まり合うことに
よって、ハンドリム9の車輪8に対する相対回転範囲を
例えば図4に示すような所定の範囲Xに規制し、それ以
上の相対回転を防止している。スプリング32はボス9
aのストッパピン41が侵入している部分と部分との間
に設けられた円弧状のポケット9e内に円弧方向に軸線
方向が向くように収容された圧縮スプリングとしてあ
る。ポケット9eは長孔9dよりも幅が大きく、端部は
長孔9dの中央位置近くにまで達して、ポケット9eの
幅に等しい直径を持ったボール42がスプリング32と
ストッパピン41との間に位置するようにしてある。こ
れによって、各スプリング32は両側のボール42をポ
ケット9eの両端に位置するように押圧し、各ストッパ
ピン41を図4に示すように長孔9dの中央位置にある
ように常時付勢し、これをクラッチ31が機械的に切断
状態とされる無負荷位置となるようにしている。しか
し、このような車輪8およびハンドリム9の相対回転範
囲の規制および復元の具体的構造は種々に設計すること
ができる。
As shown in FIG. 4, the hub 8a and the boss 9a of the wheel 8 and the hand rim 9 are provided in close contact with each other, and stopper pins 41 having one end embedded and attached at a plurality of equidistant locations on the outer periphery of the hub 8a are installed. By fitting in the elongated holes 9d provided in the outer circumference of the boss 9a in the circumferential direction, the relative rotation range of the hand rim 9 with respect to the wheel 8 is restricted to a predetermined range X as shown in FIG. Prevents relative rotation of. Spring 32 is boss 9
This is a compression spring housed in an arcuate pocket 9e provided between the portion where the stopper pin 41 of a is invaded so that the axial direction is oriented in the arcuate direction. The width of the pocket 9e is larger than that of the slot 9d, and the end of the pocket 9e reaches close to the center position of the slot 9d, and a ball 42 having a diameter equal to the width of the pocket 9e is provided between the spring 32 and the stopper pin 41. It is located. As a result, each spring 32 presses the balls 42 on both sides so as to be positioned at both ends of the pocket 9e, and constantly urges each stopper pin 41 so as to be at the center position of the elongated hole 9d as shown in FIG. This is set to the unloaded position where the clutch 31 is mechanically disconnected. However, various specific structures for restricting and restoring the relative rotation range of the wheel 8 and the hand rim 9 can be designed.

【0037】本実施例ではクラッチ31は一方向クラッ
チとし、ハンドリム9の車輪8との相対回転に応動して
断接し、無負荷位置と最大相対回転位置との間にて接続
完了直前の準接続状態になるようにしてある。
In this embodiment, the clutch 31 is a one-way clutch, which is engaged and disengaged in response to the relative rotation of the hand rim 9 with the wheel 8, and is semi-connected immediately before the connection is completed between the no-load position and the maximum relative rotation position. I am in a state.

【0038】具体的にはクラッチ31は図2、図3に示
すように、駆動軸11に取付けた補助部材11aが形成
する駆動軸11側の円形外面11bと車輪8のハブ8a
に取付けた補助部材8bが形成する車輪8側の多角形内
面8cとの間に、多角形内面8cの各角部に対応すると
き双方間で遊びを持った、つまり回転を伝達できない前
記切断状態で位置する転がり部材43を設けている。
Specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, the clutch 31 has a circular outer surface 11b on the drive shaft 11 side formed by an auxiliary member 11a attached to the drive shaft 11 and a hub 8a of the wheel 8.
Between the polygonal inner surface 8c on the side of the wheel 8 formed by the auxiliary member 8b attached to the above, there is play between the polygonal inner surface 8c when corresponding to each corner, that is, the rotation state cannot be transmitted. The rolling member 43 located at is provided.

【0039】各転がり部材43は例えばハンドリム9に
取り付けてハンドリム9側の部材としたリテーナ9bに
よって保持してある。このためリテーナ9bは駆動軸1
1側と車輪8側との間に図2のように侵入した状態とな
り、このような侵入構造を活かして、リテーナ9bから
車輪8の内面側に延びてトルク応動部材33の部分に臨
む変位伝達棒9cを一体に設けてある。一方トルク応動
部材33は駆動軸11の外周に回転および軸線方向に摺
動できるように支持し、トルク応動部材33の外面側に
設けた軸線方向溝33aに変位伝達棒9cを軸線方向に
摺動できるように嵌め合わせて変位伝達棒9cの回転を
受け、トルク応動部材33の内面側に設けたヘリコイド
溝33bを駆動軸11上のガイドピン11cに係合さ
せ、トルク応動部材33が回転されると、この回転量に
応じてヘリコイド溝33bとガイドピン11cとの案内
によって軸線方向に摺動されるようにして、方向変換手
段34を構成している。
Each rolling member 43 is attached to, for example, the hand rim 9 and held by a retainer 9b which is a member on the side of the hand rim 9. Therefore, the retainer 9b has the drive shaft 1
As shown in FIG. 2, the state of intrusion between the first side and the wheel 8 side is achieved, and by utilizing such an intruding structure, the displacement transmission extending from the retainer 9b to the inner surface side of the wheel 8 and facing the torque responsive member 33 is transmitted. The rod 9c is integrally provided. On the other hand, the torque responsive member 33 is supported on the outer periphery of the drive shaft 11 so as to be rotatable and slidable in the axial direction, and the displacement transmitting rod 9c is slid in the axial direction in an axial groove 33a provided on the outer surface side of the torque responsive member 33. The displacement of the displacement transmitting rod 9c is made possible by fitting so that the helicoid groove 33b provided on the inner surface side of the torque responsive member 33 is engaged with the guide pin 11c on the drive shaft 11 to rotate the torque responsive member 33. The direction changing means 34 is configured to slide in the axial direction by the guide of the helicoid groove 33b and the guide pin 11c according to the rotation amount.

【0040】トルクセンサ36はトルク応動部材33の
フランジ33cの外周に対向した正方向トルクセンサ3
6aと逆方向トルクセンサ36bとが組み合わされたも
ので、それぞれフランジ33cとの近接状態に応じて渦
電流を発生させる。トルク応動部材33はハンドリム9
が手動操作されるときの手動操作トルクに応じて車輪8
との間に相対回転が生じ、その時の相対回転量と相対回
転方向に応じてトルク応動部材33が軸線方向に移動さ
れるので、この移動位置を2つのトルクセンサ36aと
36bからの出力の有無と比によって、前記ハンドリム
9に与えられる手動操作トルクの大きさと正逆の方向と
を簡単に判定することができる。このような判定とこれ
に基づくモータ21の駆動をコントローラ23によって
行う。
The torque sensor 36 is the forward torque sensor 3 facing the outer periphery of the flange 33c of the torque responsive member 33.
6a and the reverse torque sensor 36b are combined to generate an eddy current depending on the proximity of the flange 33c. The torque response member 33 is the hand rim 9
According to the manual operation torque when the wheel is manually operated.
A relative rotation occurs between the torque response member 33 and the torque response member 33 in the axial direction according to the relative rotation amount and the relative rotation direction at that time. Therefore, this movement position is detected by the two torque sensors 36a and 36b. And the ratio, the magnitude of the manual operation torque applied to the hand rim 9 and the forward and reverse directions can be easily determined. The controller 23 performs such determination and the drive of the motor 21 based on the determination.

【0041】以上のように、駆動軸11、車輪8および
ハンドリム9が相互に同軸関係にあり、従来の手動操作
型のフレームの車輪の軸支部を利用して、車輪8の外面
側に位置するハンドリム9を単独回転できるよう支持
し、かつ車輪8とクラッチ31を介して連結される駆動
軸11を組み込み、また駆動軸11に連結するモータ2
1をも図1、図2に示すように取り付けることができる
ので、駆動機構の存在によってフレーム構造が特に複雑
化することはなく大型化の原因にはならないし、低コス
ト化が図れるとともに、従来の手動車椅子のフレームを
そのまま利用して簡単に改造することもでき便利であ
る。
As described above, the drive shaft 11, the wheel 8 and the hand rim 9 are coaxial with each other, and are located on the outer surface side of the wheel 8 by utilizing the shaft supporting portion of the wheel of the conventional manually operated frame. A motor 2 that supports the hand rim 9 so that it can rotate independently and that incorporates a drive shaft 11 that is connected to the wheels 8 via a clutch 31 and that is connected to the drive shaft 11.
1 can also be attached as shown in FIGS. 1 and 2, the frame structure does not particularly complicate due to the presence of the drive mechanism, does not cause an increase in size, and can reduce the cost, as well as the conventional method. It is convenient because the frame of the manual wheelchair can be used as it is and easily modified.

【0042】通常、車輪8は接地して負荷を受けている
ことにより停止状態とされ、またモータ21はトルクセ
ンサ36からのトルク検出の出力がないことによって駆
動停止状態とされている。この状態でハンドリム9が手
動操作される都度、車輪8と連結されるスプリング32
に抗して車輪8に対し所定の範囲X内で操作トルクに応
じた量だけ相対回転し、かつ車輪8に駆動トルクを伝達
する最大相対回転位置に達した後は車輪8に直接回転を
伝達しながら手動操作で走行できるようにする。このと
きハンドリム9に与えられている手動操作トルクをハン
ドリム9の車輪8との相対回転量から検出し、この手動
操作トルクがクラッチが準接続状態になる近傍、あるい
はそれ以上のトルクであるときモータ21を働かせてク
ラッチ31を介し車輪8を駆動してパワーアシストを行
う。各回の手動操作が終わる都度ハンドリム9が手動操
作から解放されて車輪8との間に働かせたスプリング3
2の付勢で車輪8との相対回転状態から元の状態に復動
する。このため検出される手動操作トルクが急激に減少
および消滅するのに合わせて、モータ21の回転も同様
に低下し最終的にクラッチ31を介した車輪8への回転
の伝達が停止される。以降は手動操作型のものと全く同
じな惰性走行となって速度が自然に漸減するようにな
る。したがって、手動操作と同じ操作形式を採って手動
操作と同じ走行状態と操作感覚を得ながら、操作トルク
に応じたパワーアシストにより手動操作力を大幅に軽減
し容易に操作し走行できるようにする。
Normally, the wheels 8 are stopped by being grounded and receiving a load, and the motor 21 is stopped by the absence of torque detection output from the torque sensor 36. Each time the hand rim 9 is manually operated in this state, the spring 32 connected to the wheel 8 is connected.
Against the wheel 8, the wheel 8 rotates relative to the wheel 8 within a predetermined range X by an amount corresponding to the operation torque, and after reaching the maximum relative rotation position for transmitting the driving torque to the wheel 8, the wheel 8 directly transmits the rotation. While being able to drive manually. At this time, the manual operation torque applied to the hand rim 9 is detected from the amount of relative rotation of the hand rim 9 with respect to the wheels 8, and when the manual operation torque is in the vicinity of the clutch being in the semi-engaged state or higher, the motor 21 is operated to drive the wheels 8 via the clutch 31 to perform power assist. Each time the manual operation of each time is completed, the hand rim 9 is released from the manual operation and the spring 3 that works between the hand rim 9 and the wheel 8 is released.
The urging force of 2 restores the original state from the relative rotation state with the wheel 8. Therefore, as the detected manual operation torque sharply decreases and disappears, the rotation of the motor 21 also decreases and finally the transmission of the rotation to the wheels 8 via the clutch 31 is stopped. After that, the coasting becomes exactly the same as the manual operation type, and the speed gradually decreases. Therefore, while adopting the same operation form as the manual operation and obtaining the same running state and operation feeling as the manual operation, the power assist corresponding to the operation torque greatly reduces the manual operation force to allow easy operation and travel.

【0043】特に前記操作トルクは、ハンドリム9の車
輪8に対する変位量を、方向変換手段34により車輪8
の内面側に位置するトルク応動部材33の駆動軸11の
軸線方向の変位に変換して、車輪8の内面側に位置する
固定部35上のトルクセンサ36を前記トルク応動部材
33に対向させてこれの変位量から手動操作トルクを検
出できるようにするので、トルクセンサ36は停止した
ままでよくこれからの出力をスリップリング・ブラシ構
造なしに取出して前記制御に供し、構造の簡略化と小型
化が達成され、コストの低減も図れる。しかも、出力も
安定するのでスムーズな走行が実現する。
In particular, as the operation torque, the amount of displacement of the hand rim 9 with respect to the wheel 8 is changed by the direction changing means 34.
Is converted into an axial displacement of the drive shaft 11 of the torque responsive member 33 located on the inner surface side of the wheel so that the torque sensor 36 on the fixed portion 35 located on the inner surface side of the wheel 8 faces the torque responsive member 33. Since the manual operation torque can be detected from this displacement amount, the torque sensor 36 can be kept stopped and the output from this can be taken out without the slip ring / brush structure and used for the control, thereby simplifying and downsizing the structure. Is achieved and the cost can be reduced. Moreover, because the output is stable, smooth driving is realized.

【0044】そして、クラッチ31の前記適時な接続状
態と切断状態との切換が電気的に行われるか機械的に行
われるかを問わず、クラッチ31が同軸で回転する車輪
8と駆動軸11との間にあってこれらを直接断接するも
のであるので、切断状態を保って手動操作型のものとし
て使用する場合、モータ21側の負荷が全く掛からない
ので、走行抵抗の小さな手動操作しやすいものとなり、
バッテリー切れ等の場合に有利である。
Then, regardless of whether the clutch 31 is switched between the properly connected state and the disconnected state electrically or mechanically, the wheel 31 and the drive shaft 11 that rotate coaxially with the clutch 31 are provided. Since they are directly connected and disconnected between them, when used as a manually operated type while keeping the disconnected state, no load is applied to the motor 21 side, so it becomes easy to manually operate with a small running resistance.
This is advantageous when the battery runs out.

【0045】しかも、ハンドリム9が手動操作されて車
輪8との間で相対回転すると、これに一方向クラッチと
した前記クラッチ31が応動して接続側に状態変化し、
最大相対回転位置で接続完了直前の準接続状態になり、
前記相対回転時に検出される手動操作トルクに応じてモ
ータ21が駆動されるとき、この駆動力が準接続状態の
クラッチ31に、これを完全な接続状態に移行させるよ
うに働いて確固な接続状態としながらパワーアシストを
開始することになるので、手動操作状態からパワーアシ
スト状態に無理なくスムーズに移行してしかもパワーア
シストが確実に達成されるようにすることができる。ま
た、手動操作型の走行を行うときはモータ21の電源を
切って置きさえすれば、クラッチは31は停止している
駆動軸11と走行方向に回転している車輪8との間で接
続側から逃げる方向の働きしか受けないので完全な接続
状態になることはなく、停止状態のモータ21側の影響
なしに、ハンドリム9の車輪8側との最大相対回転位置
以降の手動操作にてに車輪8を同体的に回転させて走行
することができる。したがって、特別な制御や機構が不
要な構造が簡単で安価なものにより、パワーアシスト型
と手動操作型とに使い分けられる利点がある。
Moreover, when the hand rim 9 is manually operated to rotate relative to the wheels 8, the clutch 31 which is a one-way clutch responds to this and the state changes to the connection side.
At the maximum relative rotation position, it becomes a semi-connected state just before the connection is completed,
When the motor 21 is driven according to the manual operation torque detected during the relative rotation, this driving force acts on the clutch 31 in the semi-connected state so as to shift the clutch 31 to the completely connected state, and the firmly connected state is established. However, since the power assist is started, it is possible to smoothly and smoothly shift from the manual operation state to the power assist state and to surely achieve the power assist. Further, when the vehicle is manually operated, the clutch 31 is connected between the drive shaft 11 that is stopped and the wheel 8 that is rotating in the traveling direction if the motor 21 is turned off. Since it is only acted in the direction of escaping from the wheel, it will not be in a completely connected state, and the wheel 21 can be manually operated after the maximum relative rotation position of the hand rim 9 with the wheel 8 side without being affected by the stopped motor 21 side. 8 can be rotated integrally and can run. Therefore, there is an advantage that the power assist type and the manual operation type can be selectively used by a simple and inexpensive structure that does not require special control or mechanism.

【0046】また、ハンドリム9の相対回転に応動した
クラッチ31の一方向クラッチ機能を有した適時的な断
接が、ハンドリム9側のリテーナ9bがクラッチ31の
転がり部材43を円形外面11bと多角形内面8cとの
間でそれらの間隔が狭くなる接続位置側または間隔が広
くなる切断位置側にハンドリム9の手動操作方向に応じ
て移動させることにより、正方向側にも逆方向側にも達
成されるので、1つの一方向クラッチにより前進と後進
との双方に対応することができる。また、ハンドリム9
側のリテーナ9bは転がり部材43を保持するのにクラ
ッチ31が設けられる車輪8と駆動軸11との間に入り
込んでいるので、この入り込みを利用してリテーナ9b
を車輪8の内側面に臨ませて、ハンドリム9側とトルク
応動部材33との方向変換手段34を介した連結を容易
に達成することができる。転がり部材43はコロ部材と
してあるがボール部材でもよく特に形状を問うものでは
ない。
Further, the timely connection / disconnection having the one-way clutch function of the clutch 31 responsive to the relative rotation of the hand rim 9 is such that the retainer 9b on the side of the hand rim 9 makes the rolling member 43 of the clutch 31 polygonal with the circular outer surface 11b. By moving the hand rim 9 toward the connection position side where the distance between the inner surface 8c and the inner surface 8c becomes narrower or the cutting position side where the distance becomes wider in accordance with the manual operation direction, both the forward direction side and the reverse direction side are achieved. Therefore, one forward clutch can be used for both forward movement and reverse movement. Also, the hand rim 9
Since the retainer 9b on the side is inserted between the wheel 8 and the drive shaft 11 in which the clutch 31 is provided to hold the rolling member 43, the retainer 9b is utilized by utilizing this insertion.
It is possible to easily achieve the connection between the hand rim 9 side and the torque responsive member 33 via the direction changing means 34 by facing the inner surface of the wheel 8. Although the rolling member 43 is a roller member, it may be a ball member and its shape is not particularly limited.

【0047】そして、坂道で車輪8の回転が速くなり過
ぎるような場合、ハンドリム9から手を離すとこれの車
輪8との間の相対回転量が小さくなり、あるいは無くな
るので、モータ21の回転が低速化し、あるいはオフ状
態になるので、駆動軸11の回転が車輪8を上回ってい
てもこれが即座に解消されて車輪8の回転が速いことへ
の影響がなくなる上、モータ21が低速化し、あるいは
オフして駆動軸11の回転が遅くなり、あるいは停止し
ても車輪8との間では空転することにより車輪8の回転
に影響しない。モータ21のオフによっても車輪8の回
転がまだ速い場合、ハンドリム9に手動で制動力を与え
ると車輪8との間で逆方向への相対回転が生じ、このと
きの逆向きの手動操作トルクによりモータ21は逆方向
に駆動されてこれが駆動軸11およびクラッチ31を介
して車輪8に及ぶので、モータ21の逆方向トルクによ
るいわゆるエンジンブレーキが車輪8に働き、車輪8の
回転を思う速度まで容易にかつ確実に落とすことができ
坂道走行にも安全性の高いものとなる。
When the wheels 8 rotate too fast on a slope, when the hand rim 9 is released, the amount of relative rotation between the wheels 8 and the wheels 8 becomes small or disappears. Since the speed is reduced or the state is turned off, even if the rotation of the drive shaft 11 exceeds the rotation of the wheels 8, this is immediately eliminated and the rotation of the wheels 8 is not affected, and the speed of the motor 21 is reduced. Even if the drive shaft 11 is turned off and the rotation of the drive shaft 11 is slowed down, or even if the drive shaft 11 is stopped, the rotation of the wheel 8 is not affected by idling with the wheel 8. When the rotation of the wheels 8 is still fast even when the motor 21 is turned off, when a braking force is manually applied to the hand rim 9, relative rotation in the opposite direction occurs between the wheels 8 and the hand rim 9, and the reverse manual operation torque at this time causes Since the motor 21 is driven in the reverse direction and reaches the wheels 8 via the drive shaft 11 and the clutch 31, so-called engine braking due to the reverse torque of the motor 21 acts on the wheels 8 to easily rotate the wheels 8 to a desired speed. In addition, it can be dropped securely and is highly safe for driving on slopes.

【0048】図6は本実施例の機構的特徴をブロック図
にて示したものであり、本図におけるコントローラ23
は図7にブロック図で示してある。図7においてトルク
センサ36a、36bからの出力はコントローラ23の
差動増幅器51に入力され双方の出力差が求められる。
差動増幅器51からの出力は特性変換回路52にて図8
に一例として示すような特性変換処理をした後、PWM
変換器53にてPWM変換処理することにより、ハンド
リム9に与えられた手動操作トルクに応じたデューティ
比となる通電制御信号を形成し、これに基づいてドライ
ブ回路54を働かせてモータ21が前記手動操作トルク
に応じた回転数にて駆動されるようにしている。
FIG. 6 is a block diagram showing the mechanical characteristics of this embodiment. The controller 23 in this drawing is shown in FIG.
Is shown in block diagram form in FIG. In FIG. 7, the outputs from the torque sensors 36a and 36b are input to the differential amplifier 51 of the controller 23, and the output difference between the two is obtained.
The output from the differential amplifier 51 is sent to the characteristic conversion circuit 52 as shown in FIG.
After performing the characteristic conversion process as shown in
By performing PWM conversion processing by the converter 53, an energization control signal having a duty ratio according to the manual operation torque given to the hand rim 9 is formed, and the drive circuit 54 is operated based on this to generate the energization control signal. It is designed to be driven at a rotational speed according to the operating torque.

【0049】もっとも、通電制御信号は電圧制御を行う
ものでもよいし、その他の制御方式を採用することもで
きる。
However, the energization control signal may be one that controls voltage, or another control method may be adopted.

【0050】図9〜図11は本発明の第2の実施例を示
している。本実施例では方向変換手段34は、ハンドリ
ム9のボス9a内周に部分的に設けられた回転方向に傾
斜した傾斜面9gと、トルク応動部材33にトルク伝達
部材63を介して一体に連なるカム部材61の外周の軸
線方向に傾斜したカム面61aとの間に転がり部材62
を設け、この転がり部材62を車輪8の駆動軸11との
間にクラッチ収容部8hを形成している一部分が形成し
ている、車輪8側となるリテーナ8kにより保持したも
のとしてある。また、第1の実施例の1つのクラッチに
代えて、カム部材61のハンドリム9の正回転方向に対
応する軸線方向の移動に応動して駆動軸11の正回転を
車輪8に伝達する正方向伝達一方向クラッチ71と、カ
ム部材61のハンドリム9の逆回転方向に対応する軸線
方向の移動に応動して駆動軸11の逆回転を車輪8に伝
達する逆方向伝達一方向クラッチ72とを備えたものと
してある。
9 to 11 show a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the direction changing means 34 is a cam that is integrally connected to the torque responsive member 33 via the torque transmission member 63 and the inclined surface 9g that is provided in the inner periphery of the boss 9a of the hand rim 9 and is inclined in the rotational direction. The rolling member 62 is provided between the outer circumference of the member 61 and the cam surface 61a inclined in the axial direction.
Is provided, and the rolling member 62 is held by a retainer 8k on the wheel 8 side, which is formed by a part that forms a clutch housing portion 8h with the drive shaft 11 of the wheel 8. Further, instead of the one clutch of the first embodiment, the forward direction in which the forward rotation of the drive shaft 11 is transmitted to the wheels 8 in response to the movement of the cam rim 61 in the axial direction corresponding to the forward rotation direction of the hand rim 9. A transmission one-way clutch 71 and a reverse transmission one-way clutch 72 that transmits the reverse rotation of the drive shaft 11 to the wheels 8 in response to the movement of the cam member 61 in the axial direction corresponding to the reverse rotation direction of the hand rim 9. There is as a thing.

【0051】正方向伝達、逆方向伝達の各一方向クラッ
チ71、72は、それぞれ円錐コロ軸受で、しかもコロ
73がスキュウするように配置され、正方向伝達一方向
クラッチ71は固定された内輪71aに対し外輪71b
が軸線方向に所定範囲で摺動でき、外輪71bがコロ7
3に接触すると接続状態になり、コロ73から離れると
切断状態になる。そして、接続状態で駆動軸11側が正
方向に回転すると、スキューしたコロ73が内外輪71
a、71b間でこじれを起こして双方を一体化し、駆動
軸11の正方向回転を車輪8に伝達する。逆方向伝達一
方向クラッチ72は固定された内輪72aに対し外輪7
2bが軸線方向に所定範囲で摺動でき、外輪72bがコ
ロ73に接触すると接続状態になり、コロ73から離れ
ると切断状態になる。そして、接続状態で駆動軸11側
が逆方向に回転すると、スキューしたコロ73が内外輪
72a、72b間でこじれを起こして双方を一体化し、
駆動軸11の逆方向回転を車輪8に伝達する。
The forward transmission and reverse transmission one-way clutches 71 and 72 are conical roller bearings, respectively, and are arranged so that the rollers 73 are skewed. The forward transmission one-way clutch 71 is fixed to the inner ring 71a. Against the outer ring 71b
Can slide in a predetermined range in the axial direction, and the outer ring 71b is
When 3 is touched, it is in a connected state, and when it is separated from the roller 73, it is in a disconnected state. When the drive shaft 11 side rotates in the forward direction in the connected state, the skewed rollers 73 cause the inner and outer rings 71 to move.
Twisting occurs between a and 71b to integrate them, and the forward rotation of the drive shaft 11 is transmitted to the wheels 8. The reverse transmission one-way clutch 72 has a fixed inner ring 72a and an outer ring 7a.
2b can slide in the axial direction within a predetermined range, and when the outer ring 72b contacts the roller 73, the connected state is established, and when the outer ring 72b leaves the roller 73, the disconnected state is established. Then, when the drive shaft 11 side rotates in the opposite direction in the connected state, the skewed roller 73 twists between the inner and outer rings 72a, 72b to integrate them,
The reverse rotation of the drive shaft 11 is transmitted to the wheels 8.

【0052】これらの一方向クラッチ71、72はやや
特殊なものであるが、市販のもので量産もされており、
第1の実施例のような新規な特殊クラッチを用いるより
も安価である。
Although these one-way clutches 71 and 72 are somewhat special, they are commercially available and mass-produced.
It is cheaper than using a new special clutch like the first embodiment.

【0053】これらの正方向伝達、逆方向伝達の各一方
向クラッチ71、72が、カム部材61の軸線方向の移
動に応動して適時に断接動作するように、双方をそれら
の間に位置するカム部材61の側に付勢するスプリング
74、75をクラッチ収容部8hとの間に働かせてあ
り、ハンドリム9が手動操作されない通常状態で、正方
向伝達、逆方向伝達の各一方向クラッチ71、72の双
方が切断状態に復帰できるように、一方の一方向クラッ
チ71とカム部材61との間にスプリング76を働かせ
てある。
These one-way clutches 71, 72 for forward transmission and reverse transmission are positioned between them so that they can be connected / disconnected in a timely manner in response to the movement of the cam member 61 in the axial direction. The springs 74 and 75 for urging the cam member 61 are actuated between the clutch housing portion 8h and the normal direction where the hand rim 9 is not manually operated. , 72, a spring 76 is exerted between the one-way clutch 71 and the cam member 61 so that both can be returned to the disengaged state.

【0054】他の構造は概ね第1の実施例の場合とほぼ
同じであるので、図示および説明は省略する。
Since the other structure is almost the same as that of the first embodiment, its illustration and description are omitted.

【0055】本実施例では、正方向伝達用および逆方向
伝達用の2つの一方向クラッチ71、72を用いるの
で、前記したように正逆両方向に一方向クラッチ機能を
発揮する特別なクラッチが不要であるし、2つのクラッ
チ71、72は方向変換手段34とともに車輪8と駆動
軸11との間に装備されるので、全体が特に大型化する
ようなことはなく、小型で安価なものとすることができ
る。また、坂道走行時の安全も第1の実施例の場合と同
様に発揮することができる。
In this embodiment, since the two one-way clutches 71 and 72 for forward transmission and reverse transmission are used, as described above, a special clutch that exerts a one-way clutch function in both forward and reverse directions is unnecessary. However, since the two clutches 71 and 72 are mounted between the wheel 8 and the drive shaft 11 together with the direction changing means 34, the entire size does not particularly increase, and the size and cost are reduced. be able to. Further, the safety when traveling on a slope can be exhibited as in the case of the first embodiment.

【0056】一方向クラッチ72の外輪72bに肉の盗
み部72cを形成して、コロ73と接触する部分の壁厚
を調整し、接続状態で無理な負荷が生じたときこの部分
の弾性変形によって接続状態に滑りが生じ、無理な回転
の伝達が行われないようにしし、さらなる安全を図って
いる。
A flesh steal portion 72c is formed on the outer ring 72b of the one-way clutch 72 to adjust the wall thickness of the portion in contact with the roller 73, and when an unreasonable load is generated in the connected state, this portion is elastically deformed. Further safety is ensured by preventing slippage in the connection state and transmission of unreasonable rotation.

【0057】図12、図13は本発明の第3の実施例を
示している。本実施例では固定側にトルク応動部材と対
向して電磁石81が設けられ、適宜通電または通電停止
されることによりトルク応動部材33を正方向伝達一方
向クラッチ71が切断状態から接続状態となる側に移動
させようにしてある。これは使用頻度が高く走行距離が
長くなり勝ちな正方向回転での前進時に便宜を図る。し
たがってこれに限られることはなく、逆方向伝達一方向
クラッチ72に適用しても、また双方に適用してもよい
のは勿論である。
12 and 13 show a third embodiment of the present invention. In the present embodiment, an electromagnet 81 is provided on the fixed side so as to face the torque responsive member, and the torque responsive member 33 is forwardly transmitted by appropriately energizing or de-energizing the one-way clutch 71 from the disconnected state to the connected state. I am trying to move it to. This is convenient when moving forward in a forward rotation, which is frequently used and has a long mileage. Therefore, the present invention is not limited to this, and may be applied to the reverse transmission one-way clutch 72 or both.

【0058】本実施例では、正方向伝達一方向クラッチ
71が方向変換手段34のカム部材61とともに軸線方
向に移動して断接動作するものであって、カム部材61
と同体的に動くトルク応動部材33を電磁石81により
軸線方向に往動および復動させる電気的制御によって単
独で適時に断接動作させられるので、ハンドリム9の相
対回転によって前進走行を開始するときに左右の車輪8
の一方が先行して駆動されようとするとき、図13に示
すように一方のコントローラ23での動作信号を利用し
て左右同期回路82により他方の車輪8に関するコント
ローラ23に駆動信号を与えて、他方の車輪8が強制駆
動されるようにする。これにより、左右の車輪へのパワ
ーアシストをばらつきなく同時に開始させることがで
き、前進走行での蛇行を防止できる。
In this embodiment, the forward transmission one-way clutch 71 moves in the axial direction together with the cam member 61 of the direction changing means 34 to perform the connecting / disconnecting operation.
Since the torque responsive member 33 that moves in unison with the electric magnet 81 is moved and moved back and forth in the axial direction by an electric control, the torque responsive member 33 can be independently connected and disconnected at appropriate times. Left and right wheels 8
When one of the wheels 8 is to be driven in advance, the drive signal is given to the controller 23 for the other wheel 8 by the left-right synchronization circuit 82 using the operation signal of the one controller 23 as shown in FIG. The other wheel 8 is forcibly driven. As a result, power assistance to the left and right wheels can be simultaneously started without variation, and meandering during forward traveling can be prevented.

【0059】他の構造および作用は前記した第2の実施
例の場合と変わるところはないので、重複する説明は省
略する。
Since the other structure and operation are the same as those of the second embodiment, the duplicated description will be omitted.

【0060】図14〜図16は本発明の第4の実施例を
示している。本実施例ではカム部材61と正方向伝達お
よび逆方向伝達各一方向クラッチ71、72との間で、
これら各一方向クラッチ71、72を回転伝達位置に移
動させて保持する図16の位置と、この保持を解除する
図14、図15の位置との間で移動できるように設けら
れた回転伝達制御部材91と、この回転伝達制御部材9
1を外部から操作する操作部材92とを備えている。
14 to 16 show a fourth embodiment of the present invention. In the present embodiment, between the cam member 61 and the one-way clutches 71 and 72 for forward transmission and reverse transmission,
A rotation transmission control provided so as to be movable between the position shown in FIG. 16 for moving and holding each of the one-way clutches 71, 72 to the rotation transmission position and the position shown in FIGS. 14 and 15 for releasing the holding. The member 91 and this rotation transmission control member 9
And an operating member 92 for operating 1 from the outside.

【0061】回転伝達制御部材91は、カム部材61お
よび一方向クラッチ72の外輪72bを共用したもの
で、このカム部材61と外輪72bとの相対向している
面の一方の面に設けたポケット91a内に回転できるよ
うに保持したボール91bと、他方の面に設けられて前
記ボール91bと係脱する係合凹部91cとを有し、ボ
ール91bと係合凹部91cとはカム部材61の回転に
て双方が係合したり、係合が外れたりし、係合が外れて
いるときに一方向クラッチ71、72が図14、図15
に示す切断状態になり、係合すると一方向クラッチ7
1、72が図16に示す接続状態に保つようになるよう
にしてある。
The rotation transmission control member 91 shares the cam member 61 and the outer ring 72b of the one-way clutch 72, and a pocket provided on one surface of the cam member 61 and the outer ring 72b facing each other. A ball 91b rotatably held in 91a and an engaging recess 91c provided on the other surface for engaging and disengaging with the ball 91b are provided. The ball 91b and the engaging recess 91c rotate the cam member 61. Both are engaged or disengaged with each other, and the one-way clutches 71 and 72 are disengaged when they are disengaged.
The one-way clutch 7 is engaged when engaged as shown in the disengaged state.
1, 72 are designed to be maintained in the connected state shown in FIG.

【0062】そして、カム部材61には回転伝達制御部
材91としての受動ピン91dを円周方向数カ所に設け
て、これを一方向クラッチ72の外輪72bに設けた円
弧状の長孔72dとクラッチ収容部8hの円弧状長孔8
mとを通じて外部に突出させ、各受動ピン91dの突出
端にダイヤル型の操作部材92を結合してあり、操作部
材92を操作することにより、カム部材61を外部から
回転操作して前記図14、図15の切断状態と、図16
の接続状態とに切換え操作できるようにしている。
Then, the cam member 61 is provided with passive pins 91d as the rotation transmission control member 91 at several positions in the circumferential direction, and the passive pins 91d are provided in the outer ring 72b of the one-way clutch 72 and the arc-shaped long holes 72d and the clutch housing. Arc-shaped elongated hole 8 of the portion 8h
The dial-type operation member 92 is connected to the protruding end of each passive pin 91d through m and the cam member 61 is rotationally operated from the outside by operating the operation member 92. 16 and FIG.
It can be switched to the connected state of.

【0063】しかし、このような切換えのための具体的
構成は本実施例のものに限定されるものでははく、種々
に設計することができる。
However, the specific structure for such switching is not limited to that of the present embodiment, but various designs can be made.

【0064】図16の接続状態ではハンドリム9と車輪
8との相対回転の有無に拘らず、一方向クラッチ71、
72が接続状態に保たれるので、左右モータのオン、オ
フおよび回転速度をジョイスティック等で制御すること
により完全自走型の電動車椅子としても使用できるよう
になり便利である。
In the connection state of FIG. 16, the one-way clutch 71, regardless of whether the hand rim 9 and the wheel 8 rotate relative to each other,
Since 72 is maintained in the connected state, it can be conveniently used as a fully self-propelled electric wheelchair by controlling the left and right motors ON / OFF and the rotation speed with a joystick or the like.

【0065】また、本実施例では操作部材92をクラッ
チ収容部8hの外端板部から突出する筒条部8nの外面
に回転できるように支持され、前記図14、図15の操
作位置と、図16の操作位置とが、電動車椅子の使用状
態の決定に応じてプランジャ101により固定されて不
用意な切替えが生じないようにしてある。これも、他の
方式を採用してもよいことは勿論である。
Further, in this embodiment, the operating member 92 is rotatably supported on the outer surface of the tubular portion 8n protruding from the outer end plate portion of the clutch housing portion 8h, and the operating position shown in FIGS. The operation position in FIG. 16 is fixed by the plunger 101 in accordance with the determination of the use state of the electric wheelchair so that careless switching does not occur. As a matter of course, other methods may also be adopted.

【0066】[0066]

【発明の効果】本発明の電動車椅子の第1の特徴によれ
ば、駆動軸、車輪およびハンドリムが相互に同軸関係に
あり、駆動機構の存在によってフレーム構造が特に複雑
化することはなく大型化の原因にはならないし、低コス
ト化が図れるとともに、従来の手動車椅子のフレームを
そのまま利用して簡単に改造することもでき便利であ
る。
According to the first feature of the electric wheelchair of the present invention, the drive shaft, the wheel, and the hand rim are coaxial with each other, and the frame structure does not particularly complicate due to the existence of the drive mechanism and is large in size. It is not a cause of the above, and the cost can be reduced, and it is convenient that the frame of the conventional manual wheelchair can be used as it is and easily modified.

【0067】ハンドリムに与えられている手動操作トル
クに応じモータを働かせてクラッチを介し車輪を駆動し
てパワーアシストを行うので、手動操作と同じ操作形式
を採って手動操作と同じ走行状態と操作感覚を得なが
ら、操作トルクに応じたパワーアシストにより手動操作
力を大幅に軽減し容易に操作し走行できるようにする
が、特に固定部上のトルクセンサで手動操作トルクを検
出でき、トルクセンサは停止したままでよくこれからの
出力をスリップリング・ブラシ構造なしに取出して前記
制御に供し、構造の簡略化と小型化が達成され、コスト
の低減も図れる。しかも、出力も安定するのでスムーズ
な走行が実現する。
Since the motor is operated according to the manual operation torque given to the hand rim to drive the wheels through the clutch to perform the power assist, the same operation form as the manual operation is adopted, and the same running state and operation feeling as the manual operation are adopted. The manual operation force is greatly reduced by the power assist according to the operation torque so that the vehicle can be operated and traveled easily.Especially, the torque sensor on the fixed part can detect the manual operation torque, and the torque sensor stops. As it is, the output from now on can be taken out without the slip ring / brush structure and used for the control, so that the structure can be simplified and downsized, and the cost can be reduced. Moreover, because the output is stable, smooth driving is realized.

【0068】クラッチの前記適時な接続状態と切断状態
との切換が電気的に行われるか機械的に行われるかを問
わず、切断状態を保って手動操作型のものとして使用す
る場合、クラッチが車輪の直近に位置していることによ
りモータ側の負荷が全く掛からないので、走行抵抗の小
さな手動操作しやすいものとなり、バッテリー切れ等の
場合に有利である。
Regardless of whether the clutch is switched between the timely connected state and the timely disconnected state electrically or mechanically, when the clutch is kept in the disconnected state and used as a manually operated type, the clutch is Since it is located in the immediate vicinity of the wheels, no load is applied on the motor side, which facilitates manual operation with low running resistance, which is advantageous when the battery runs out.

【0069】本発明の第2、第3、第4の各特徴によれ
ば、手動操作状態からパワーアシスト状態に無理なくス
ムーズに移行してしかもパワーアシストが確実に達成さ
れるようにすることができる。また、手動操作型の走行
を行うときはモータの電源を切っておくだけでハンドリ
ムの車輪側との最大相対回転位置以降の手動操作にて車
輪を同体的に回転させて走行し、特別な制御や機構が不
要な構造が簡単で安価なものにより、パワーアシスト型
と手動操作型とに使い分けられる利点がある。
According to the second, third and fourth features of the present invention, it is possible to smoothly and smoothly shift from the manual operation state to the power assist state and to surely achieve the power assist. it can. Also, when performing a manual operation type drive, simply turn off the power to the motor and run the wheel by driving the wheel integrally with the hand rim after the maximum relative rotation position with the wheel side to perform special control. The structure that does not require a mechanism or mechanism is simple and inexpensive, and has the advantage that it can be used separately for the power assist type and the manual operation type.

【0070】本発明の第3の特徴によれば、1つの一方
向クラッチにより前進と後進との双方に対応することが
できる。また、ハンドリム側のリテーナが転がり部材を
保持するのに一方向クラッチが設けられる車輪と駆動軸
との間に入り込んでいるのを利用して、ハンドリム側と
トルク応動部材との方向変換手段を介した連結を容易に
達成することができる。
According to the third feature of the present invention, one forward clutch can be used for both forward movement and reverse movement. Further, by utilizing the fact that the retainer on the hand rim side is inserted between the wheel and the drive shaft provided with the one-way clutch for holding the rolling member, the direction changing means between the hand rim side and the torque responsive member is used. The connected connection can be easily achieved.

【0071】本発明の第4の特徴によれば、正方向伝達
用および逆方向伝達用の2つの一方向クラッチを用い、
正逆両方向に一方向クラッチ機能を発揮する特別なクラ
ッチが不要であるし、2つのクラッチは方向変換手段と
ともに車輪と駆動軸との間に装備されるので、全体が特
に大型化するようなことはなく、小型で安価なものとす
ることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, two one-way clutches for forward transmission and reverse transmission are used,
A special clutch that exerts a one-way clutch function in both forward and reverse directions is not necessary, and since the two clutches are mounted between the wheel and the drive shaft together with the direction changing means, the size of the whole becomes particularly large. Instead, it can be small and inexpensive.

【0072】そして、本発明の第3、第4の特徴によれ
ば、坂道で車輪の回転が速くなり過ぎるような場合、ハ
ンドリムから手を離すとモータの回転が低速化し、ある
いはオフ状態になって車輪の回転が速いことへの影響が
なくなる上、駆動軸の回転が遅くなり、あるいは停止し
ても車輪との間では空転して車輪の回転に影響しなくな
るし、モータのオフによっても車輪の回転がまだ速い場
合、ハンドリムに手動で制動力を与えることによりモー
タが逆方向に駆動されていわゆるエンジンブレーキとし
て車輪に働くので、車輪の回転を思う速度まで容易にか
つ確実に落とすことができ坂道走行にも安全性の高いも
のとなる。
According to the third and fourth characteristics of the present invention, when the wheels rotate too fast on a slope, when the hands are released from the hand rim, the rotation of the motor becomes slower or the motor is turned off. The rotation of the wheels will not affect the rotation of the wheels, and even if the rotation of the drive shaft slows or stops, the wheels will idle and will not affect the rotation of the wheels. If the rotation of the wheel is still fast, the motor is driven in the opposite direction by manually applying the braking force to the hand rim and acts as a so-called engine brake on the wheel, so it is possible to easily and reliably reduce the rotation of the wheel to the desired speed. It is also highly safe for driving on slopes.

【0073】本発明の第5の特徴によれば、少なくとも
正方向伝達一方向クラッチを電磁石を利用した電気的制
御によって単独で適時に断接動作させられ、ハンドリム
の相対回転によって走行を開始するときに左右の車輪の
一方が先行して駆動されようとするのを、他方も強制的
に駆動されるようにして、左右の車輪へのパワーアシス
トをばらつきなく同時に開始させることができ、少なく
とも正方向回転となる前進走行において蛇行を防止でき
る。
According to the fifth feature of the present invention, at least the forward transmission one-way clutch is independently opened / closed at a proper time by electrical control using an electromagnet to start traveling by relative rotation of the hand rim. It is possible to simultaneously start the power assist to the left and right wheels by simultaneously driving one of the left and right wheels ahead of the other, and forcibly driving the other. It is possible to prevent meandering in the forward traveling that is a rotation.

【0074】本発明の第6の特徴によれば、外部から正
方向伝達用および逆方向伝達用の各一方向クラッチを必
要に応じて回転伝達位置に移動させて保持し、駆動軸の
回転が常時車輪に伝達される状態にして左右モータのオ
ン、オフおよび回転速度をジョイスティック等で制御す
ることにより完全自走型の電動車椅子としても使用でき
るようになり便利である。
According to the sixth feature of the present invention, the one-way clutches for forward transmission and reverse transmission are externally moved to the rotation transmission position as needed and held, so that the drive shaft is rotated. It is convenient because it can be used as a completely self-propelled electric wheelchair by controlling the on / off of the left and right motors and the rotation speed with a joystick or the like in a state of being constantly transmitted to wheels.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例としての電動車椅子の全
体構成を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of an electric wheelchair as a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の電動車椅子の駆動軸、車輪、およびハン
ドリムの同軸回転部分を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a drive shaft, wheels, and a coaxial rotating portion of a hand rim of the electric wheelchair shown in FIG.

【図3】図1の一方向クラッチおよび方向変換手段の一
部の部品を示す側面図である。
3 is a side view showing a part of the one-way clutch and the direction changing means of FIG. 1. FIG.

【図4】図1のハンドリムおよび車輪のスプリング連結
構造と一方向クラッチとを示す無負荷状態での横断面図
である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the hand rim and the wheel spring coupling structure of FIG. 1 and a one-way clutch in an unloaded state.

【図5】図4のものを正方向回転操作時と逆方向回転操
作時との各状態で示す一部の横断面図である。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing the state of FIG. 4 in a forward rotation operation and a reverse rotation operation.

【図6】図1の電動車椅子の駆動力、ハンドリム変位、
および電気信号の伝達経路を示すブロック図である。
6 is a driving force of the electric wheelchair shown in FIG. 1, a hand rim displacement,
FIG. 3 is a block diagram showing a transmission path of an electric signal.

【図7】図1の電動車椅子のコントローラを示すブロッ
ク図である。
7 is a block diagram showing a controller of the electric wheelchair shown in FIG. 1. FIG.

【図8】図7のコントローラにおける特性変換回路の入
出力特性例を示すグラフである。
8 is a graph showing an input / output characteristic example of a characteristic conversion circuit in the controller of FIG.

【図9】本発明の第2の実施例としての電動車椅子の駆
動軸、車輪、およびハンドリムの同軸回転部分を示す正
方向伝達状態での断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a drive shaft, a wheel, and a coaxial rotating portion of a hand rim of an electric wheelchair according to a second embodiment of the present invention in a forward transmission state.

【図10】図9のものの逆方向伝達状態での断面図であ
る。
FIG. 10 is a cross-sectional view of FIG. 9 in a reverse transmission state.

【図11】図9のものの方向変換手段の一部を示す横断
面図である。
11 is a cross-sectional view showing a part of the direction changing means of FIG. 9. FIG.

【図12】本発明の第3の実施例としての電動車椅子の
駆動軸、車輪、およびハンドリムの同軸回転部分を示す
断面図である。
FIG. 12 is a sectional view showing a drive shaft, wheels, and a coaxial rotating portion of a hand rim of an electric wheelchair as a third embodiment of the present invention.

【図13】図12の電動車椅子の制御系のブロック図で
ある。
13 is a block diagram of a control system of the electric wheelchair shown in FIG.

【図14】本発明の第4の実施例としての電動車椅子の
駆動軸、車輪、およびハンドリムの同軸回転部分を示す
ノーマル状態での断面図である。
FIG. 14 is a sectional view in a normal state showing a drive shaft, wheels, and a coaxial rotating portion of a hand rim of an electric wheelchair as a fourth embodiment of the present invention.

【図15】図14のものの角度を変えて見た断面図であ
る。
FIG. 15 is a cross-sectional view of FIG. 14 seen from different angles.

【図16】図14のものの電動型のものとした状態での
断面図である。
16 is a cross-sectional view of the electric thing of FIG. 14;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 フレーム 6 軸受部材 8 車輪 8a ハブ 8c 多角形内面 8k リテーナ 9 ハンドリム 9a ボス 9b リテーナ 9d 長孔 9g 傾斜面 11 駆動軸 11b 円形外面 21 モータ 23 コントローラ 31 クラッチ 32 スプリング 33 トルク応動部材 34 方向変換手段 35 固定部 36 トルクセンサ 41 ストッパピン 43 転がり部材 61 カム部材 61a カム面 62 転がり部材 71 正方向伝達一方向クラッチ 72 逆方向伝達一方向クラッチ 73 コロ 74、75、76 スプリング 81 電磁石 82 左右同期回路 91 回転伝達制御部材 92 操作部材 1 frame 6 bearing member 8 wheel 8a hub 8c polygonal inner surface 8k retainer 9 hand rim 9a boss 9b retainer 9d long hole 9g inclined surface 11 drive shaft 11b circular outer surface 21 motor 23 controller 31 clutch 32 spring 33 torque responsive member 35 direction conversion member 34 Fixed part 36 Torque sensor 41 Stopper pin 43 Rolling member 61 Cam member 61a Cam surface 62 Rolling member 71 Forward transmission one-way clutch 72 Reverse transmission one-way clutch 73 Roller 74, 75, 76 Spring 81 Electromagnet 82 Left-right synchronization circuit 91 Rotation Transmission control member 92 Operation member

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 左右において、車輪とハンドリムとをス
プリングにより連結し、ハンドリムに与えられる手動操
作トルクをハンドリムの車輪との相対移動量から検出
し、この手動操作トルクに応じモータを働かせてクラッ
チを介し車輪を駆動しパワーアシストを行う電動車椅子
であって、 モータ側の駆動軸は車輪およびハンドリムと同軸で回転
するように配して車輪とクラッチを介し連結し、ハンド
リムの車輪に対する回転方向の変位を車輪の内面側に位
置するトルク応動部材の軸線方向への変位に変換する方
向変換手段と、トルク応動部材に対向して固定部に設け
られトルク応動部材の軸線方向の変位に応動してトルク
を検出するトルクセンサとを備えたことを特徴とする電
動車椅子。
1. The left and right wheels are connected to a hand rim by springs, a manual operation torque applied to the hand rim is detected from a relative movement amount of the hand rim with respect to the wheels, and a motor is operated according to the manual operation torque to operate a clutch. An electric wheelchair that drives wheels via a wheel to perform power assist, in which the drive shaft on the motor side is arranged so as to rotate coaxially with the wheel and the hand rim, and the wheel and clutch are connected via a clutch to displace the hand rim in the rotational direction with respect to the wheel. Of the torque responsive member located on the inner surface side of the wheel in the direction of the axial line, and the torque responsive member in response to the axial displacement of the torque responsive member. An electric wheelchair comprising a torque sensor for detecting
【請求項2】 クラッチは前記ハンドリムの車輪に対す
る相対回転に応動して断接し、無負荷位置と最大相対回
転位置との間にて接続完了直前の準接続状態となるよう
にした一方向クラッチである請求項1に記載の電動車椅
子。
2. A one-way clutch in which the clutch is engaged and disengaged in response to relative rotation of the hand rim with respect to the wheel, and is in a semi-engaged state immediately before connection completion between the no-load position and the maximum relative rotational position. The electric wheelchair according to claim 1.
【請求項3】 一方向クラッチは、駆動軸側の円形外面
と車輪側の多角形内面との間に、多角形内面の各角部に
対応するとき双方間で遊びを持って位置する転がり部材
を設けたもので、各転がり部材はハンドリム側のリテー
ナによって保持したものである請求項2に記載の電動車
椅子。
3. A one-way clutch is a rolling member that is positioned between a circular outer surface on the side of a drive shaft and a polygonal inner surface on the side of a wheel, with play therebetween when corresponding to each corner of the polygonal inner surface. The electric wheelchair according to claim 2, wherein each rolling member is held by a retainer on the hand rim side.
【請求項4】 方向変換手段は、ハンドリムの内周に部
分的に設けられた回転方向に傾斜した傾斜面と、トルク
応動部材に一体に連なるカム部材の外周の軸線方向に傾
斜したカム面との間に転がり部材を設け、この転がり部
材を車輪側のリテーナにより保持したものとし、クラッ
チは、カム部材のハンドリム正回転方向に対応する軸線
方向の移動に応動して駆動軸の正回転を車輪に伝達する
正方向伝達一方向クラッチと、カム部材のハンドリム逆
回転方向に対応する軸線方向の移動に応動して駆動軸の
逆回転を車輪に伝達する逆方向伝達一方向クラッチとを
備えたものである請求項1に記載の電動車椅子。
4. The direction changing means has an inclined surface inclined in the rotational direction, which is partially provided on the inner periphery of the hand rim, and an axially inclined cam surface of the outer periphery of the cam member integrally connected to the torque responsive member. A rolling member is provided between the wheels, and this rolling member is held by a retainer on the wheel side.The clutch responds to the movement of the cam member in the axial direction corresponding to the normal rotation direction of the hand rim, and the forward rotation of the drive shaft is rotated by the wheel. And a reverse transmission one-way clutch for transmitting the reverse rotation of the drive shaft to the wheels in response to the movement of the cam member in the axial direction corresponding to the reverse rotation direction of the hand rim. The electric wheelchair according to claim 1.
【請求項5】 固定側にトルク応動部材と対向して設け
られ、適宜通電されることによりトルク応動部材を少な
くとも正方向伝達一方向クラッチが切断状態から接続状
態となる側に吸引し移動させる電磁石を備えた請求項4
に記載の電動車椅子。
5. An electromagnet which is provided on the fixed side so as to face the torque responsive member, and which is appropriately energized to attract and move the torque responsive member at least from the disengaged state of the forward transmission one-way clutch to the engaged state. Claim 4 provided with
Electric wheelchair described in.
【請求項6】 カム部材と正方向伝達および逆方向伝達
各一方向クラッチとの間で、これら各一方向クラッチを
回転伝達位置に移動させて保持する位置と、この保持を
解除する位置との間で移動できるように設けられた回転
伝達制御部材と、この回転伝達制御部材を外部から操作
する操作部材とを備えた請求項4、5に記載の電動車椅
子。
6. A position between a cam member and each one-way clutch for forward transmission and each reverse transmission, which is moved to a rotation transmission position to hold the one-way clutch, and a position where the holding is released. The electric wheelchair according to claim 4, further comprising: a rotation transmission control member provided so as to be movable between them; and an operation member for operating the rotation transmission control member from the outside.
JP7079134A 1995-04-04 1995-04-04 Electric wheelchair Pending JPH08275974A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014073356A (en) * 2012-09-14 2014-04-24 Yamaha Motor Co Ltd Wheel for wheelchair, and wheelchair

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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