JPH1057424A - Wheelchair with motor drive assist device - Google Patents

Wheelchair with motor drive assist device

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Publication number
JPH1057424A
JPH1057424A JP8221160A JP22116096A JPH1057424A JP H1057424 A JPH1057424 A JP H1057424A JP 8221160 A JP8221160 A JP 8221160A JP 22116096 A JP22116096 A JP 22116096A JP H1057424 A JPH1057424 A JP H1057424A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
torsion bar
wheelchair
hand rim
wheel
axle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP8221160A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kunihiko Tanaka
邦彦 田中
Tatsuro Kimura
達郎 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP8221160A priority Critical patent/JPH1057424A/en
Publication of JPH1057424A publication Critical patent/JPH1057424A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a response to the operation of a hand rim. SOLUTION: An almost cylindrical torsion bar 60 is provided concentrically to the outer periphery of the axle 30 of a wheelchair with a motor drive assist device, one end of the torsion bar 60 is fixed to the hand rim 6 and the other end is fixed to a wheel 4. A potentiometer 70 with a slip ring is provided on the outer periphery of the torsion bar 60 and a torsion angle of the torsion bar 60 is detected. By assisting and driving a motor 8 based on the detected torsion angle, the play of a torque detection means is eliminated and the response of motor drive assist to the operation of the hand rim 6 is improved.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、電動アシスト装
置付車椅子に関する。
The present invention relates to a wheelchair with an electric assist device.

【0002】[0002]

【従来の技術】車軸を介して回転自在に支持された車輪
と、その側面に同心円状に取付けられたハンドリムとを
備え、ハンドリムへ加えられる人力のトルクを検出し
て、このトルクに応じて人力を補うため車輪をモーター
駆動する電動アシスト装置付車椅子は公知であり、特開
平6−304205号には、ハンドリムへ加えられるト
ルクを車輪とハンドリムを連結する連結部の歪量として
歪ゲージにより計測するものが示されている。
2. Description of the Related Art A wheel rotatably supported via an axle and a hand rim concentrically mounted on a side surface of the wheel are provided, and a manual torque applied to the hand rim is detected. A wheelchair with an electric assist device that drives a wheel by a motor to compensate for the problem is known, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-304205 measures a torque applied to a hand rim by using a strain gauge as a distortion amount of a connecting portion connecting the wheel and the hand rim. Things are shown.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
では、車軸とハンドリムとの連結部の歪量を検出する場
合、検出対象の変位量が極めて小さいことからトルク検
出手段として歪ゲージを用いている。
By the way, in the above conventional example, when detecting the amount of distortion of the connecting portion between the axle and the hand rim, since the amount of displacement of the object to be detected is extremely small, a strain gauge is used as torque detecting means. I have.

【0004】しかし、トルク検出手段として歪ゲージを
用いると、その出力が微小電圧のため、耐ノイズ性、温
度ドリフト耐久性等の信頼性向上が望まれるとともに、
増幅回路等が必要になる点でコストアップとなり、さら
に回転力以外の要素も操作トルクとして検出してアシス
ト誤差になり、これを避けるためには多数の歪ゲージを
設けなければならず、さらにコストアップになる等の問
題があった。
However, when a strain gauge is used as the torque detecting means, its output is a very small voltage, so that it is desired to improve reliability such as noise resistance and temperature drift durability.
This increases the cost because an amplifier circuit is required, and also detects elements other than the rotational force as operating torque, resulting in an assist error.To avoid this, it is necessary to provide a large number of strain gauges. There were problems such as being up.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項1に係る発明は、車軸を介して回転自在に支持さ
れた車輪と、その側面に同心円状に取付けられたハンド
リムとを備え、ハンドリムへ加えられる人力を補うため
に車輪をモーターによりアシスト駆動する電動アシスト
装置付車椅子において、前記車輪のホイール内に略円筒
状のトーションバーを設け、このトーションバーの一端
部をハンドリム側に固定し、他端部を車輪側に固定する
とともに、トーションバーの捻れ角を検出するための捻
れ角検出手段により検出された捻れ角に基づいて、モー
タをアシスト駆動することを特徴とする。
Means for Solving the Problems To solve the above problems, the invention according to claim 1 comprises a wheel rotatably supported via an axle, and a hand rim mounted concentrically on a side surface thereof. In a wheelchair with an electric assist device that assists driving of wheels by a motor to supplement human power applied to a hand rim, a substantially cylindrical torsion bar is provided in the wheel of the wheel, and one end of the torsion bar is fixed to the hand rim side. The other end is fixed to the wheel side, and the motor is assisted based on the torsion angle detected by the torsion angle detecting means for detecting the torsion angle of the torsion bar.

【0006】請求項2に係る発明は、前記トーションバ
ーの中空部内中央を車軸が貫通することを特徴とする。
The invention according to claim 2 is characterized in that an axle passes through the center of the hollow portion of the torsion bar.

【0007】請求項3に係る発明は、前記トーションバ
ーの一端部をハンドリムの中心部に設けられたハンドリ
ムハブに直接固定することを特徴とする。
The invention according to claim 3 is characterized in that one end of the torsion bar is directly fixed to a hand rim hub provided at the center of the hand rim.

【0008】請求項4に係る発明は、前記トーションバ
ーの両端部を車軸と、この車軸が挿入されるハブのボス
部間に設けられる各軸受部の間に配設したことを特徴と
する。
The invention according to claim 4 is characterized in that both ends of the torsion bar are arranged between an axle and bearings provided between bosses of a hub into which the axle is inserted.

【0009】請求項5に係る発明は、前記捻れ角検出手
段は、トーションバーの外周に設けられたスリップリン
グ付ポテンショメータであることを特徴とする。
The invention according to claim 5 is characterized in that the torsion angle detecting means is a potentiometer with a slip ring provided on the outer periphery of a torsion bar.

【0010】請求項6に係る発明は、前記スリップリン
グ付ポテンショメータは、ハンドリムの入力による作用
部と、トルク差の検出部とを備え、これら作用部と検出
部がトーションバーを挟んで対向する位置にあることを
特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, the potentiometer with a slip ring includes an operating portion based on an input of a hand rim, and a torque difference detecting portion, and the operating portion and the detecting portion face each other across a torsion bar. Is characterized in that:

【0011】請求項7に係る発明は、検出部における変
位量は作用部における変位量よりも増幅されていること
を特徴とする。
The invention according to claim 7 is characterized in that the amount of displacement in the detecting section is amplified more than the amount of displacement in the operating section.

【0012】[0012]

【発明の効果】請求項1に係る発明によれば、車輪のホ
イール内に略円筒状のトーションバーを設け、このトー
ションバーの一端部をハンドリム側に固定し、他端部を
車輪側に固定するとともに、トーションバーの捻れ角を
検出するための捻れ角検出手段により検出された捻れ角
に基づいて、モータをアシスト駆動することとした。こ
のため、トーションバーを大径にしても中空であるため
十分に捻ることができ、しかも大径であるため、検出対
象の変位量が大きくなり、測定の信頼性が向上する。ま
た、回転以外の操作トルクを考慮する必要がなくなり、
捻れ角検出手段を1つ設けるだけで足りるので、コスト
の低減が図れる。
According to the first aspect of the present invention, a substantially cylindrical torsion bar is provided in the wheel, one end of the torsion bar is fixed to the hand rim, and the other end is fixed to the wheel. In addition, the motor is assist-driven based on the torsion angle detected by the torsion angle detecting means for detecting the torsion angle of the torsion bar. For this reason, even if the torsion bar is large in diameter, the torsion bar is hollow and can be sufficiently twisted. Further, since the diameter is large, the amount of displacement of the detection target increases, and the reliability of measurement is improved. In addition, there is no need to consider operation torque other than rotation,
Since it is sufficient to provide only one twist angle detecting means, the cost can be reduced.

【0013】請求項2に係る発明によれば、トーション
バーの中空部内中央を車軸が貫通するので、トーション
バーの中空部内を有効に活用して、省スペース化を図る
ことができる。
According to the second aspect of the present invention, since the axle passes through the center of the hollow portion of the torsion bar, the inside of the hollow portion of the torsion bar can be effectively used to save space.

【0014】請求項3に係る発明によれば、トーション
バーの一端部をハンドリムの中心部に設けられたハンド
リムハブに直接固定することとしたので、トーションバ
ーとハンドリムとがガタつきなく一体化し、ハンドリム
に加えられた人力に対して、レスポンス良くアシスト駆
動することができる。
According to the third aspect of the present invention, since one end of the torsion bar is directly fixed to the hand rim hub provided at the center of the hand rim, the torsion bar and the hand rim are integrated without play. The assist drive can be performed with good response to the human power applied to the hand rim.

【0015】請求項4に係る発明によれば、トーション
バーの両端部を車軸と、この車軸が挿入されるハブのボ
ス部間に設けられる各軸受部の間に配設したので、トー
ションバーが倒れることがなく、正確に車輪の回転方向
へトーションバーを捻ることができる。
According to the present invention, both ends of the torsion bar are disposed between the axle and each bearing provided between the bosses of the hub into which the axle is inserted. The torsion bar can be accurately twisted in the direction of wheel rotation without falling down.

【0016】請求項5に係る発明によれば、捻れ角検出
手段を、トーションバーの外周に設けられたスリップリ
ング付ポテンショメータとしたので、その出力電圧を大
きくとることができ、このため増幅回路等を設ける必要
がなくなり、コスト低減が図れる。
According to the fifth aspect of the present invention, since the torsion angle detecting means is a potentiometer with a slip ring provided on the outer periphery of the torsion bar, the output voltage thereof can be increased, so that an amplifier circuit and the like can be obtained. Need not be provided, and costs can be reduced.

【0017】請求項6に係る発明によれば、スリップリ
ング付ポテンショメータは、ハンドリムの入力による作
用部と、トルク差の検出部とを備え、これら作用部と検
出部がトーションバーを挟んで対向する位置にあること
としたので、スリップリング付ポテンショメータの取付
のためのスペースを最小限に抑えることができる。
According to the sixth aspect of the invention, a potentiometer with a slip ring includes an operating portion based on an input of a hand rim and a torque difference detecting portion, and the operating portion and the detecting portion face each other across a torsion bar. Since it is located at the position, the space for mounting the potentiometer with the slip ring can be minimized.

【0018】請求項7に係る発明によれば、検出部にお
ける変位量が作用部における変位量よりも増幅されるこ
ととしたので、より検出精度を上げることができる。
According to the seventh aspect of the present invention, since the displacement in the detecting section is amplified more than the displacement in the action section, the detection accuracy can be further improved.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて一実施形態
を説明する。図9は一部を破断して示す電動アシスト装
置付車椅子の背面図、図10はその側面図、図11は一
部を省略しかつ破断して示す平面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment will be described below with reference to the drawings. 9 is a rear view of the wheelchair with the electric assist device shown partially cut away, FIG. 10 is a side view thereof, and FIG. 11 is a plan view partially omitted and cut away.

【0020】これらの図に明らかなように、本実施形態
に係る電動アシスト装置付車椅子は、シート2の両側に
車輪4が設けられており、その外側には車輪4より小径
で同心円状のハンドリム6が取付けられている。
As is apparent from these figures, the wheelchair with the electric assist device according to the present embodiment has wheels 4 provided on both sides of the seat 2, and a concentric hand rim having a smaller diameter than the wheels 4 is provided outside the wheel 4. 6 are attached.

【0021】これらの車輪4は、左右それぞれの内側に
設けられたモータ8によりアシスト駆動され、そのアシ
ストは車輪4を回転させるためにハンドリム6へ加えら
れた人力の回転トルクに応じている。
These wheels 4 are assist-driven by motors 8 provided on the left and right sides, respectively, and the assist is in accordance with the rotational torque of the human power applied to the hand rim 6 to rotate the wheels 4.

【0022】後側のクロスメンバ10の両端部にはそれ
ぞれ上方へ起立するブラケット12が設けられ、その外
側には略平行に上下方向へ延びるブラケット14がクロ
スメンバ10の左右方向端部へ連結されている。
At both ends of the rear cross member 10, there are provided brackets 12 which stand up, respectively. Outside the brackets 12, brackets 14 which extend substantially parallel in the vertical direction are connected to the left and right ends of the cross member 10. ing.

【0023】これらブラケット12、14の上端部間に
は、正面視略四辺形に形成されたシートフレーム16の
基端部に形成されたボス18が軸支されている。
A boss 18 formed at the base end of a seat frame 16 which is formed in a substantially quadrangular shape as viewed from the front is supported between the upper ends of the brackets 12 and 14.

【0024】このシートフレーム16には、クッション
20が取付けられており、これらによりシート2の背も
たれ部2aが折りたたみ自在に構成されている。
A cushion 20 is attached to the seat frame 16 so that the backrest 2a of the seat 2 can be folded freely.

【0025】ブラケット14の下端部には、車体前方へ
前下がり状に延びる主フレーム22(図10参照)が取
付けられており、この主フレーム22の先端部にはフッ
トレスト24が、中間部にはキャスター26が取付けら
れている。
A main frame 22 (see FIG. 10) is attached to the lower end of the bracket 14 and extends forward and downward toward the front of the vehicle body. A caster 26 is mounted.

【0026】また、ブラケット14の下端部外側には、
車軸30を介して車輪4及びハンドリム6が同軸上に取
付けられており、ブラケット14の内側にはモータ8が
配設され、着脱用のガイド部材32を介してクロスメン
バ10の下面に取付けられている。
Outside the lower end of the bracket 14,
The wheel 4 and the hand rim 6 are coaxially mounted via an axle 30, a motor 8 is disposed inside the bracket 14, and mounted on the lower surface of the cross member 10 via a guide member 32 for attachment and detachment. I have.

【0027】背もたれ部2aと供にシート2を構成する
着座部2bを支持するフレームは、左右一対で前後方向
に設けられるサイドメンバ13と、その前後に横断方向
へ設けられるクロスメンバ10、11からなる平面視略
四辺形をなし、その上にクッション34が取付けられて
いる。
The frame for supporting the seating portion 2b constituting the seat 2 together with the backrest portion 2a includes a pair of left and right side members 13 provided in the front-rear direction and cross members 10 and 11 provided in the front-rear direction in the transverse direction. And a cushion 34 is mounted thereon.

【0028】着座部2bの下方には、バッテリケース3
5がそのフランジ部をクロスメンバ10、11及び左右
のサイドメンバ13の上面に支持され、かつこれらのフ
レーム部材に囲まれた空間内へ収容されている。
A battery case 3 is provided below the seat 2b.
5 has its flange portion supported on the upper surfaces of the cross members 10, 11 and the left and right side members 13, and is housed in a space surrounded by these frame members.

【0029】このバッテリケース35内にモータ8駆動
用のバッテリー40と、コントロールユニット42が収
容されている。コントロールユニット42は、モータ8
をハンドリム6に加えられた回転トルクに応じて補助的
に駆動する。
A battery 40 for driving the motor 8 and a control unit 42 are housed in the battery case 35. The control unit 42 includes the motor 8
Is driven auxiliary according to the rotational torque applied to the hand rim 6.

【0030】着座部2bの前部一側にハンドブレーキ4
6が設けられ(図11参照)、車輪4を制動可能になっ
ている。
A hand brake 4 is provided on one side of the front of the seat 2b.
6 are provided (see FIG. 11) so that the wheels 4 can be braked.

【0031】次に、図1乃至図3に基づいて車軸30近
傍の構造を説明する。図1は、車椅子左側の車輪4の車
軸30より下方を拡大して示す断面図であり、図2はさ
らに車軸30近傍を拡大して示す断面図、図3はトーシ
ョンバーの全体斜視図である。
Next, the structure near the axle 30 will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view showing the wheel 4 on the left side of the wheelchair below the axle 30, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the axle 30, and FIG. 3 is an overall perspective view of the torsion bar. .

【0032】図1及び図2に明らかなように、車輪4の
中心部にハブ50が設けられ、このハブ50を構成する
駆動フランジ52はスポーク54を介してリム55に連
結され、リム55にはタイヤ56が取付けられている。
As is clear from FIGS. 1 and 2, a hub 50 is provided at the center of the wheel 4 and a driving flange 52 constituting the hub 50 is connected to a rim 55 via a spoke 54, and is connected to the rim 55. Has a tire 56 attached.

【0033】また、駆動フランジ52のボス部52aの
内側に、軸受58を介して略円筒状をなすトーションバ
ー60が挿入支持され、さらにこのトーションバー60
の内側に、カラー部材62を介して車軸30が挿入され
ている。
A substantially cylindrical torsion bar 60 is inserted and supported inside the boss 52a of the drive flange 52 via a bearing 58.
The axle 30 is inserted through the collar member 62 inside.

【0034】軸受58の内側になるカラー部材62とト
ーションバー60一端部内周面との間には軸受64が介
装されており、トーションバー60の他端近傍における
カラー部材62の他端と駆動フランジ52の間には軸受
66が介装されている。
A bearing 64 is interposed between the collar member 62 inside the bearing 58 and the inner peripheral surface of one end of the torsion bar 60, and the other end of the collar member 62 near the other end of the torsion bar 60 is driven. A bearing 66 is interposed between the flanges 52.

【0035】駆動フランジ52の外周面近傍ににはモー
タ8の駆動軸67の端部に設けられたモータギア68が
位置している。このモータギア68は駆動フランジ52
と一体に回転するリングギヤ69の内歯と噛み合ってい
る。
A motor gear 68 provided at the end of the drive shaft 67 of the motor 8 is located near the outer peripheral surface of the drive flange 52. The motor gear 68 is connected to the drive flange 52
Meshes with the internal teeth of the ring gear 69 which rotates integrally with the ring gear 69.

【0036】また、駆動フランジ52のボス部52a外
周に形成されたハブ50の凹部空間内へトーションバー
60の捻れ角を検出するための後述するスリップリング
付ポテンショメータ70がボス部52aの回りへリング
状をなして収容されている。
A potentiometer 70 with a slip ring, which will be described later, for detecting the torsion angle of the torsion bar 60 is inserted into the concave space of the hub 50 formed on the outer periphery of the boss 52a of the drive flange 52. It is housed in shape.

【0037】スリップリング付ポテンショメータ70
は、ボルト57により駆動フランジ52の外周壁53の
内面へ締結されている。
Potentiometer 70 with slip ring
Are fastened to the inner surface of the outer peripheral wall 53 of the drive flange 52 by bolts 57.

【0038】スリップリング付ポテンショメータ70の
一側面から突出形成された取付突部86は、駆動フラン
ジ52の側部に形成された透き穴52cを貫通して外方
へ突出し、トーションバー60側へ連結されている。
A mounting projection 86 protruding from one side of the potentiometer 70 with a slip ring penetrates a transparent hole 52c formed on the side of the drive flange 52 and protrudes outward, and is connected to the torsion bar 60 side. Have been.

【0039】スリップリング付ポテンショメータ70の
他端面に突出形成されたガイド突起88は、ハブ50の
内側壁51の内側に形成された筒状部51aに嵌合され
ている。
A guide projection 88 projecting from the other end surface of the potentiometer 70 with a slip ring is fitted into a cylindrical portion 51 a formed inside the inner wall 51 of the hub 50.

【0040】図3に明らかなように、トーションバー6
0の一端外周にはセレーション60aが形成され、他端
には、フランジ部60bが形成され、中間部には肉抜き
穴60cが円周方向等間隔に形成されている。
As is apparent from FIG. 3, the torsion bar 6
A serration 60a is formed on the outer periphery of one end of the zero, a flange portion 60b is formed on the other end, and a lightening hole 60c is formed in the middle portion at equal intervals in the circumferential direction.

【0041】フランジ部60bには、ナット部60eと
二又状のストッパ係合部60gが90度間隔でそれぞれ
一対づつ対称位置に形成されている。
On the flange portion 60b, a nut portion 60e and a bifurcated stopper engaging portion 60g are formed at symmetrical positions with a pair at 90 ° intervals.

【0042】再び図2に示すように、トーションバー6
0にハンドリム6の中心部に設けられたハンドリムハブ
6aがネジ60dにより取付けられている。
As shown in FIG. 2 again, the torsion bar 6
A hand rim hub 6a provided at the center of the hand rim 6 is attached with a screw 60d.

【0043】フランジ部60bのナット部60eには、
取付突部86に取付けられたネジ60fが係合されてい
る。
The nut portion 60e of the flange portion 60b has
The screw 60f attached to the attachment protrusion 86 is engaged.

【0044】ネジ60fの頭部はハンドリムハブ6aに
形成された切欠き部6c内に位置するようになってい
る。
The head of the screw 60f is located in a notch 6c formed in the hand rim hub 6a.

【0045】セレーション60aは、ボス部52aの一
端部内周に形成されているセレーション52bと係合し
ている。
The serrations 60a are engaged with serrations 52b formed on the inner periphery of one end of the boss 52a.

【0046】このため、トーションバー60は、一端が
セレーション60a及び同52bにより一体回転し、他
端はフランジ部60bとハンドリムハブ6aがネジ60
dで結合することによりハンドリム6のトルク差に応じ
てトーションバー60が捻られるようになっている。
For this reason, one end of the torsion bar 60 is integrally rotated by the serrations 60a and 52b, and the other end is formed by the flange 60b and the hand rim hub 6a.
The connection at d allows the torsion bar 60 to be twisted according to the torque difference of the hand rim 6.

【0047】駆動フランジ52の側壁に設けられて外側
方へ突出するストッパーピン6bは、フランジ部60b
のストッパ部60g内へ係合しており、ハンドリム6の
車輪4に対する回動角がアシスト範囲を超えた場合(後
述する図8参照)に、ストッパの働きをするようになっ
ている。
The stopper pin 6b provided on the side wall of the driving flange 52 and protruding outward is provided with a flange portion 60b.
When the rotation angle of the hand rim 6 with respect to the wheel 4 exceeds the assist range (see FIG. 8 described later), the stopper functions as a stopper.

【0048】次に、図4乃至図8に基づいて、スリップ
リング付ポテンショメータ70の構造を説明する。図4
はスリップリング付ポテンショメータ70の車軸方向断
面における支点近傍概念図(上半部のみ示す)、図5は
図4の5−5線に沿ってカットしたスリップリング付ポ
テンショメータ70全体のセンサ部における車軸垂直方
向断面図、図6は同6−6線に沿ってカットしたスライ
ダ部全体の同図である。
Next, the structure of the potentiometer 70 with a slip ring will be described with reference to FIGS. FIG.
FIG. 5 is a conceptual view of the vicinity of a fulcrum in the axle-direction section of the potentiometer 70 with a slip ring (only the upper half is shown). FIG. FIG. 6 is an overall sectional view of the slider section taken along line 6-6 in FIG.

【0049】スリップリング付ポテンショメータ70
は、駆動フランジ52の円筒部52a及びトーションバ
ー60の周囲をリング状に囲んでおり、取付突部86及
びネジ60fを介してハンドリムハブ6a(図2参照)
に連結されたロータ70aと、ボルト57を介して外周
壁53(同)へ連結された外周壁70bと、ガイド突起
88及び筒状部51aを介して内側壁51(同)へ連結
された固定壁70cからなるハウジングを有する。
Potentiometer 70 with slip ring
Surrounds the circumference of the cylindrical portion 52a of the drive flange 52 and the torsion bar 60 in a ring shape, and the hand rim hub 6a (see FIG. 2) via the mounting projection 86 and the screw 60f.
, The outer wall 70b connected to the outer wall 53 (same) via the bolt 57, and the fixed member connected to the inner wall 51 (same) via the guide projection 88 and the tubular portion 51a. It has a housing consisting of the wall 70c.

【0050】このハウジング内には、略リング状をなす
スライダ71と、スリップリング73がスリップリング
付ポテンショメータ70の中心軸方向へ間隔をもって対
面配置されている。
A slider 71 having a substantially ring shape and a slip ring 73 are arranged in the housing at an interval in the direction of the center axis of the potentiometer 70 having the slip ring.

【0051】スライダ71は、ロータ70aから突出す
る支点軸76aにより連結され、スライダ71の揺動支
点76になっている。その支点部近傍の外周部に形成さ
れた突起部72aは、図6に明らかなように、リターン
スプリング74により外周壁70bの内周へ連結されて
いる。
The slider 71 is connected by a fulcrum shaft 76a projecting from the rotor 70a, and serves as a swing fulcrum 76 of the slider 71. As shown in FIG. 6, the projection 72a formed on the outer periphery near the fulcrum is connected to the inner periphery of the outer peripheral wall 70b by the return spring 74.

【0052】スライダ71の直径方向対称位置は作用点
78をなし、この部分に中心軸方向へ抵抗体ブラシであ
る出力パターン82が突出形成されている(図5)。
The symmetrical position in the diameter direction of the slider 71 forms an action point 78, at which an output pattern 82, which is a resistor brush, protrudes in the central axis direction (FIG. 5).

【0053】スリップリング73は、外周壁70bの内
周側に形成された基板固定部80に支持され、所定回路
が組み込まれた基板として構成され、背面の摺接面に摺
動する板バネ状のスリップコンタクト77を介してスリ
ップリング付ポテンショメータ70外へ出力するように
なっており、出力パターン82が摺動する位置には抵抗
体86が形成されている。
The slip ring 73 is supported by a substrate fixing portion 80 formed on the inner peripheral side of the outer peripheral wall 70b, is configured as a substrate in which a predetermined circuit is incorporated, and has a plate spring shape which slides on a sliding contact surface on the back surface. The output is output to the outside of the potentiometer 70 with a slip ring via the slip contact 77. A resistor 86 is formed at a position where the output pattern 82 slides.

【0054】揺動支点76はスリップリング付ポテンシ
ョメータ70の中心軸の同心円上を回転移動するため、
力点72側もリターンスプリング74の弾性に抗して移
動することになるが、この変位量に相当するリターンス
プリング74の弾力により力点72が逆方向へ引き戻さ
れる。
Since the swing fulcrum 76 rotates on the concentric circle of the center axis of the potentiometer 70 with the slip ring,
The force point 72 also moves against the elasticity of the return spring 74, but the force point 72 is pulled back in the opposite direction by the elastic force of the return spring 74 corresponding to this displacement amount.

【0055】したがって、力点72はハンドリム6から
のトルク入力に対して作用部となり、揺動支点76の回
りに入力に応じた作動角だけ揺動すると、トーションバ
ー60を挟んで対向する位置にあるスライダ71の作用
点78も揺動支点76を中心に同じ作動角だけ反対側に
揺動する。このとき作用点78側は検出部となる。
Therefore, the power point 72 acts as an action portion with respect to the torque input from the hand rim 6. When the power point 72 swings around the swing fulcrum 76 by an operating angle corresponding to the input, the force point 72 is located opposite to the torsion bar 60. The action point 78 of the slider 71 also swings about the swing fulcrum 76 to the opposite side by the same operating angle. At this time, the operation point 78 side is a detection unit.

【0056】この作動角を出力パターン82と抵抗体8
4で検出できるようになっている。なお、スライダ71
の力点72に設けられたスプリング74によって、ガタ
やヒスを取り除くことができるようになっている。
The operating angle is determined by the output pattern 82 and the resistor 8.
4 can be detected. The slider 71
The play 74 and the hiss can be removed by the spring 74 provided at the force point 72 of FIG.

【0057】図7及び図8はこのスリップリング付ポテ
ンショメータ70の性能実験の結果を示す図であり、図
7に明らかなように、回転角すなわち捻れ量に直線的に
比例した出力を得ることができる。
FIGS. 7 and 8 are graphs showing the results of performance tests of the potentiometer 70 with a slip ring. As is apparent from FIG. 7, an output linearly proportional to the rotation angle, that is, the amount of twist can be obtained. it can.

【0058】しかも、揺動支点76と力点72の距離に
対して揺動支点76と作用点78の距離が著しく大きい
ので、検出部(82、84)における変位量が増幅さ
れ、その結果、十分に大きな出力が得られる。また、捻
れ角増大時と減少時のヒステリシスの幅△Vは極僅かで
ある。
Further, since the distance between the pivoting fulcrum 76 and the point of action 78 is much larger than the distance between the pivoting fulcrum 76 and the force point 72, the amount of displacement at the detecting portions (82, 84) is amplified, and as a result, Large output is obtained. Further, the width ΔV of the hysteresis when the torsion angle increases and when the torsion angle decreases is extremely small.

【0059】図8は、アシスト駆動力のトルクと出力の
関係を示し、アシスト範囲の下限値は△V近傍まで設定
可能を意味している。なお、このトルクは回転角と比例
している。
FIG. 8 shows the relationship between the torque of the assist driving force and the output, which means that the lower limit value of the assist range can be set up to around ΔV. This torque is proportional to the rotation angle.

【0060】次に本実施形態の作用を説明する。まず、
ハンドリム6により入力された人力はハンドリムハブ6
aを介してトーションバー60に伝達される。この伝達
された人力によってトーションバー60は車軸30の円
周方向に捻れることになる。
Next, the operation of the present embodiment will be described. First,
The human power input by the hand rim 6 is
is transmitted to the torsion bar 60 via a. The torsion bar 60 is twisted in the circumferential direction of the axle 30 by the transmitted human power.

【0061】このトーションバー60の捻れ角をその外
周に設けられたスリップリング付ポテンショメータ70
により検出し、この信号をコントロールユニット42に
取り込むことにより、コントロールされた出力でモータ
8が人力を補助してアシスト駆動する。
The torsion angle of the torsion bar 60 is adjusted by a potentiometer 70 with a slip ring provided on its outer periphery.
, And the signal is taken into the control unit 42, so that the motor 8 assists the human power with the controlled output and performs the assist drive.

【0062】しかも、本実施形態においては、ハンドリ
ム6に加えられたトルクの検出手段として車軸30の外
周に設けられたトーションバー60の捻れ角を、さらに
その外周に設けられたスリップリング付ポテンショメー
タ70により検出することとしたので、トルク検出手段
にガタやヒステリシスは生じにくい構造になる。
Further, in the present embodiment, the torsion angle of the torsion bar 60 provided on the outer periphery of the axle 30 as a means for detecting the torque applied to the hand rim 6 is further determined by the potentiometer 70 with a slip ring provided on the outer periphery thereof. Therefore, the torque detecting means has a structure in which play and hysteresis hardly occur.

【0063】このため、乗員の手によりハンドリム6を
回転させる車椅子においても、レスポンス良くアシスト
駆動をコントロールすることができる。
Therefore, even in a wheelchair in which the hand rim 6 is rotated by the occupant's hand, the assist drive can be controlled with good response.

【0064】そのうえ、スリップリング付ポテンショメ
ータ70は、スライダ71の力点72とトーションバー
60を挟んで対向する位置にある作用点78で検出する
こととしたので、作用点78における変位量すなわち検
出角は、揺動支点76の変位量すなわち作用角よりも増
幅されることになるので、測定精度を向上させることが
できる。
In addition, since the potentiometer 70 with the slip ring detects the force point 72 of the slider 71 at the point of action 78 which is located opposite to the torsion bar 60, the displacement at the point of action 78, that is, the detection angle, is Since the amplitude is greater than the displacement amount of the swing fulcrum 76, that is, the operating angle, the measurement accuracy can be improved.

【0065】また、回転以外の操作トルクを考慮する必
要がなくなり、捻れ角検出手段であるスリップリング付
ポテンショメータ70は1つ設けるだけで足りるので、
コストの低減が図れる。
Further, it is not necessary to consider operation torque other than rotation, and it is sufficient to provide only one potentiometer with a slip ring 70 as twist angle detecting means.
Cost can be reduced.

【0066】しかも、トーションバー60の中空部内中
央を車軸30が貫通するので、トーションバー60の中
空部内を有効に活用して、省スペース化を図ることがで
きる。
Further, since the axle 30 passes through the center of the hollow portion of the torsion bar 60, the inside of the hollow portion of the torsion bar 60 can be effectively used to save space.

【0067】また、トーションバー60の軸方向両端部
を、車軸30及び駆動フランジ52の各軸受部(58、
64、65、66)に配設したので、トーションバー6
0が倒れることがなくなり、正確に車輪4の回転方向へ
トーションバー60を捻ることができる。
Further, both ends of the torsion bar 60 in the axial direction are connected to the bearings (58, 58) of the axle 30 and the drive flange 52.
64, 65, 66), the torsion bar 6
0 does not fall down, and the torsion bar 60 can be accurately twisted in the rotation direction of the wheel 4.

【0068】さらに、トーションバー60は大径にした
にもかかわらず中空の円筒形状であるから、捻れやすく
することができる。また、肉抜き穴60cを形成したの
でさらに捻れやすくかつ軽量にすることができる。
Furthermore, since the torsion bar 60 has a hollow cylindrical shape despite its large diameter, it can be easily twisted. Further, since the lightening hole 60c is formed, it is easy to twist and the weight can be further reduced.

【0069】しかも、スリップリング付ポテンショメー
タ70により捻れ角を検出することとしたので、その出
力電圧を大きくとることができ、このため増幅回路等を
設ける必要がなくなり、コスト低減が図れる。
Further, since the torsion angle is detected by the potentiometer 70 with a slip ring, the output voltage can be increased, so that it is not necessary to provide an amplifier circuit and the like, and the cost can be reduced.

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

【図1】 左側車輪の拡大断面図FIG. 1 is an enlarged sectional view of a left wheel.

【図2】 左側車軸近傍の拡大断面図FIG. 2 is an enlarged sectional view near the left axle.

【図3】 トーションバーの全体斜視図FIG. 3 is an overall perspective view of a torsion bar.

【図4】 ポテンショメータの構成概念図FIG. 4 is a conceptual diagram of the configuration of a potentiometer

【図5】 ポテンショメータのセンサ部における車軸垂
直方向断面図
FIG. 5 is an axle vertical sectional view of a sensor portion of the potentiometer.

【図6】 スライダにおける同上図FIG. 6 is the same drawing of a slider.

【図7】 本実施形態におけるポテンショメータの出力
電圧特性図
FIG. 7 is an output voltage characteristic diagram of the potentiometer according to the embodiment.

【図8】 同ヒステリシス特性図FIG. 8 is a hysteresis characteristic diagram of the same.

【図9】 車椅子の一部を切欠いて示す正面図FIG. 9 is a front view showing a wheelchair partially cut away.

【図10】同左側面図FIG. 10 is a left side view of the same.

【図11】同平面図FIG. 11 is a plan view of the same.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4:車輪、6:ハンドリム、6a:ハンドリムハブ、
8:モータ、30:車軸、60:トーションバー、7
0:スリップリング付ポテンショメータ
4: wheel, 6: hand rim, 6a: hand rim hub,
8: motor, 30: axle, 60: torsion bar, 7
0: Potentiometer with slip ring

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】車軸を介して回転自在に支持された車輪
と、その側面に同心円状に取付けられたハンドリムとを
備え、ハンドリムへ加えられる人力を補うために車輪を
モーターによりアシスト駆動する電動アシスト装置付車
椅子において、前記車輪のホイール内に略円筒状のトー
ションバーを設け、このトーションバーの一端部をハン
ドリム側に固定し、他端部を車輪側に固定するととも
に、トーションバーの捻れ角を検出するための捻れ角検
出手段により検出された捻れ角に基づいて、モータをア
シスト駆動することを特徴とする電動アシスト装置付車
椅子。
1. An electric assist system comprising: a wheel rotatably supported via an axle; and a hand rim concentrically mounted on a side surface of the wheel, wherein the wheel is assisted by a motor to supplement human power applied to the hand rim. In the wheelchair with the device, a substantially cylindrical torsion bar is provided in the wheel of the wheel, one end of the torsion bar is fixed to the hand rim side, the other end is fixed to the wheel side, and the torsion angle of the torsion bar is set. A wheelchair with an electric assist device, wherein a motor is assist-driven based on a torsion angle detected by a torsion angle detecting means for detection.
【請求項2】前記トーションバーの中空部内中央を車軸
が貫通することを特徴とする請求項1記載の電動アシス
ト装置付車椅子。
2. A wheelchair with an electric assist device according to claim 1, wherein an axle passes through the center of the torsion bar in the hollow portion.
【請求項3】前記トーションバーの一端部をハンドリム
の中心部に設けられたハンドリムハブに直接固定するこ
とを特徴とする請求項1記載の電動アシスト装置付車椅
子。
3. The wheelchair with an electric assist device according to claim 1, wherein one end of the torsion bar is directly fixed to a hand rim hub provided at the center of the hand rim.
【請求項4】前記トーションバーの両端部を車軸と、こ
の車軸が挿入されるハブのボス部間に設けられる各軸受
部の間に配設したことを特徴とする請求項1記載の電動
アシスト装置付車椅子。
4. The electric assist according to claim 1, wherein both end portions of said torsion bar are disposed between an axle and bearings provided between boss portions of a hub into which said axle is inserted. Wheelchair with device.
【請求項5】前記捻れ角検出手段は、トーションバーの
外周に設けられたスリップリング付ポテンショメータで
あることを特徴とする請求項1記載の電動アシスト装置
付車椅子。
5. A wheelchair with an electric assist device according to claim 1, wherein said torsion angle detecting means is a potentiometer with a slip ring provided on an outer periphery of a torsion bar.
【請求項6】前記スリップリング付ポテンショメータ
は、ハンドリムの入力による作用部と、トルク差の検出
部とを備え、これら作用部と検出部がトーションバーを
挟んで対向する位置にあることを特徴とする請求項5記
載の電動アシスト装置付車椅子。
6. The potentiometer with a slip ring according to claim 1, further comprising an operating portion for inputting a hand rim, and a detecting portion for detecting a torque difference, wherein the operating portion and the detecting portion are located opposite to each other with a torsion bar interposed therebetween. The wheelchair with an electric assist device according to claim 5.
【請求項7】検出部における変位量は作用部における変
位量よりも増幅されていることを特徴とする請求項6記
載の電動アシスト装置付車椅子。
7. The wheelchair with an electric assist device according to claim 6, wherein the amount of displacement at the detecting section is amplified more than the amount of displacement at the action section.
JP8221160A 1996-08-22 1996-08-22 Wheelchair with motor drive assist device Withdrawn JPH1057424A (en)

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