(57)【要約】【課題】逆入力遮断機構を備えたアシスト機構のモータの負荷トルクを小さくするとともに、このアシスト機構を搭載する可動機器の本体側の構造を簡素化する。【解決手段】可動機器としての車椅子に搭載されるアシスト機構の駆動経路の途中に、モータ１の動力によるトルクと人力によるトルクとが入力される差動装置としての遊星歯車装置２を設け、その遊星歯車装置２に人力のトルクを検出するトルクセンサ４を付設することにより、車椅子の本体側の構造の簡素化を図れるようにするとともに、モータ１と遊星歯車装置２との間に介装される逆入力遮断機構としてロック式の逆入力遮断クラッチ３を採用することにより、空転式の逆入力遮断クラッチを用いる場合に比べて、モータ１駆動時に回転する部材と固定された部材との摺動動作がない分、モータ１の負荷トルクを小さくできるようにしたのである。【選択図】図１
2015034630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動機器を駆動する人力をモータにより補助するアシスト機構において、
前記モータの動力によるトルクと前記人力によるトルクとが入力され、その二つの入力を一つの駆動力に変換して前記可動機器に出力する差動装置と、前記モータと差動装置との間に介装される逆入力遮断機構と、前記差動装置に入力される人力のトルクの大きさに応じて前記モータを駆動する制御装置とを備え、
前記逆入力遮断機構は、前記モータの動力によるトルクを前記差動装置に伝達し、前記差動装置から加えられる逆入力トルクに対してはロックして、逆入力トルクを前記モータに伝達しないものとしたことを特徴とするアシスト機構。
【請求項２】
前記逆入力遮断機構が、前記モータの動力によるトルクを入力される入力側部材と、前記差動装置に前記モータの動力によるトルクを出力する出力側部材と、前記出力側部材を固定部材にロックするロック手段と、前記入力側部材の回転により前記出力側部材と固定部材とのロック状態を解除するロック解除手段と、前記ロック状態が解除されたときに前記入力側部材の回転を僅かな角度遅れをもって前記出力側部材に伝達するトルク伝達手段とを備えた逆入力遮断クラッチであることを特徴とする請求項１に記載のアシスト機構。
【請求項３】
前記逆入力遮断機構が、前記モータの動力によるトルクを入力されるウォーム歯車と、前記ウォーム歯車と噛み合い、前記差動装置に連結されるウォームホイールとを備え、セルフロック機能を有するウォーム機構であることを特徴とする請求項１に記載のアシスト機構。
【請求項４】
前記差動装置が、太陽歯車と、前記太陽歯車の径方向外側に配される内歯車と、前記太陽歯車および内歯車と噛み合って自転しながら太陽歯車のまわりに公転する複数の遊星歯車と、前記遊星歯車を自転可能に支持するキャリアとを備え、前記太陽歯車に前記逆入力遮断機構から前記モータの動力によるトルクを入力され、前記キャリアに前記人力によるトルクを入力され、前記内歯車の回転を駆動力として前記可動機器に出力する遊星歯車装置であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のアシスト機構。
【請求項５】
前記差動装置が、固定軸の外周に回転自在に取り付けられる２つの対向傘歯車と、前記両対向傘歯車の間で前記固定軸の外周に回転自在に取り付けられるピニオン軸と、前記ピニオン軸の外周に回転自在に取り付けられ、前記両対向傘歯車と噛み合う中間傘歯車とを備え、前記両対向傘歯車の一方に前記逆入力遮断機構から前記モータの動力によるトルクを、他方に前記人力によるトルクをそれぞれ入力され、前記ピニオン軸の回転を駆動力として前記可動機器に出力するディファレンシャルギヤ装置であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のアシスト機構。
【請求項６】
前記差動装置のうちで前記可動機器に駆動力を出力する部材に発電機を連結し、前記制御装置が、前記可動機器の惰走中に前記差動装置に可動機器を制動する方向の人力が入力されたときに前記発電機を作動させ、その人力のトルクが所定値以下になったときに前記発電機を停止させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のアシスト機構。
【請求項７】
前記差動装置、逆入力遮断機構および制御装置をそれぞれモジュール化したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のアシスト機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人力で可動機器を作動させる際にモータを駆動して人力を補助するアシスト機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
可動機器を駆動する人力をモータにより補助するアシスト機構は、近年、自転車や車椅子等に多く採用されるようになってきている。例えば、特許文献１に記載された車椅子には、車輪に固定されたハンドリムを人力で回転させて車輪を駆動する際に、ハンドリムに加えられる人力のトルクを検出し、その検出値に基づいてモータを駆動して人力を補助するアシスト機構が搭載されている。
【０００３】
ところで、特許文献１の車椅子に搭載されているアシスト機構は、モータから車輪までの駆動経路の途中に、入力側（モータ側）に加えられる入力トルクを出力側（車輪側）に伝達し、出力側に加えられる逆入力トルクは入力側に伝達されないようにする機構（以下、「逆入力遮断機構」と称する。）を設け、モータが故障等により停止した状態において人力のみで車輪を駆動しようとするときに、車輪からモータへのトルク伝達が遮断されて、車輪を小さい人力で駆動できるようにしている。
【０００４】
ここで、逆入力遮断機構としては、入力側部材（入力筒軸）の径方向内側に入力側部材と同心状態に出力側部材（出力軸）を配し、その出力側部材の外周面を円筒面とし、入力側部材の内周面に所定の周方向間隔をおいて複数のポケット（凹部）を設け、これらの各ポケットの周方向両側に傾斜カム面を設けて、各ポケットにローラを収容し、各ローラを転動自在に保持する保持器（リテーナ）を入力側部材の内周面と出力側部材の外周面との間に挿入し、その保持器と入力側部材との間に、各ローラが入力側部材および出力側部材とロックしない中立位置に保持器をセンタリングするばねを設け、その保持器を固定部材（車体フレーム）に取り付けられたシール部材に摺接させた逆入力遮断クラッチが採用されている。
【０００５】
この逆入力遮断クラッチでは、入力側部材に入力トルクが加えられると、シール部材から摺動抵抗を受ける保持器がばねを弾性変形させながら中立位置から相対移動することにより、ローラが入力側部材および出力側部材とロックして出力側部材にトルクが伝達される。一方、出力側部材に逆入力トルクが加えられるときは、保持器がばねの力で中立位置に戻ってローラの入力側部材および出力側部材とのロックが解除された状態となるので、出力側部材が空転して入力側部材にはトルクが伝達されない（以下、このように逆入力トルクに対して出力側部材を空転させる方式を「空転式」と称する。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４２６２３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に記載されている車椅子のアシスト機構では、モータが駆動されると、逆入力遮断クラッチのローラが入力側部材および出力側部材とロックして車輪側にトルクが伝達されるが、このとき逆入力遮断クラッチのローラ、入力側部材および出力側部材と一体に回転する保持器が固定部材側のシール部材と摺動するため、モータの負荷トルクが大きくなるという問題がある。
【０００８】
また、このアシスト機構を搭載した車椅子では、ハンドリムから車輪へ人力が入力されるため、人力のトルクを検出する手段をハンドリムと車輪との間に設ける必要があり、これによって本体側の構造が複雑になっているという問題もある。
【０００９】
そこで、本発明は、逆入力遮断機構を備えたアシスト機構のモータの負荷トルクを小さくするとともに、このアシスト機構を搭載する可動機器の本体側の構造を簡素化することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明は、可動機器を駆動する人力をモータにより補助するアシスト機構において、前記モータの動力によるトルクと前記人力によるトルクとが入力され、その二つの入力を一つの駆動力に変換して前記可動機器に出力する差動装置と、前記モータと差動装置との間に介装される逆入力遮断機構と、前記差動装置に入力される人力のトルクの大きさに応じて前記モータを駆動する制御装置とを備え、前記逆入力遮断機構は、前記モータの動力によるトルクを前記差動装置に伝達し、前記差動装置から加えられる逆入力トルクに対してはロックして、逆入力トルクを前記モータに伝達しないものとした構成を採用した。
【００１１】
すなわち、アシスト機構の駆動経路の途中に、モータの動力によるトルクが入力されて可動機器に駆動力を出力する差動装置を設け、この差動装置を人力によるトルクも入力されるものとすることにより、人力のトルクを検出する手段を差動装置に付設して、可動機器の本体側の構造を簡素化できるようにするとともに、モータと差動装置との間に介装される逆入力遮断機構として、モータの動力によるトルクは差動装置に伝達し、差動装置から加えられる逆入力トルクに対してはロックして、逆入力トルクをモータに伝達しない方式（以下、この方式を「ロック式」と称する。）のものを採用することにより、従来の空転式の逆入力遮断機構を用いる場合に比べて、モータ駆動時に回転する部材と固定された部材との摺動動作がない分、モータの負荷トルクを小さくできるようにしたのである。
【００１２】
前記逆入力遮断機構には、前記モータの動力によるトルクを入力される入力側部材と、前記差動装置に前記モータの動力によるトルクを出力する出力側部材と、前記出力側部材を固定部材にロックするロック手段と、前記入力側部材の回転により前記出力側部材と固定部材とのロック状態を解除するロック解除手段と、前記ロック状態が解除されたときに前記入力側部材の回転を僅かな角度遅れをもって前記出力側部材に伝達するトルク伝達手段とを備えた逆入力遮断クラッチや、前記モータの動力によるトルクを入力されるウォーム歯車と、前記ウォーム歯車と噛み合い、前記差動装置に連結されるウォームホイールとを備え、セルフロック機能を有するウォーム機構を採用することができる。
【００１３】
また、前記差動装置としては、太陽歯車と、前記太陽歯車の径方向外側に配される内歯車と、前記太陽歯車および内歯車と噛み合って自転しながら太陽歯車のまわりに公転する複数の遊星歯車と、前記遊星歯車を自転可能に支持するキャリアとを備え、前記太陽歯車に前記逆入力遮断機構から前記モータの動力によるトルクを入力され、前記キャリアに前記人力によるトルクを入力され、前記内歯車の回転を駆動力として前記可動機器に出力する遊星歯車装置を採用することができる。
【００１４】
あるいは、前記差動装置として、固定軸の外周に回転自在に取り付けられる２つの対向傘歯車と、前記両対向傘歯車の間で前記固定軸の外周に回転自在に取り付けられるピニオン軸と、前記ピニオン軸の外周に回転自在に取り付けられ、前記両対向傘歯車と噛み合う中間傘歯車とを備え、前記両対向傘歯車の一方に前記逆入力遮断機構から前記モータの動力によるトルクを、他方に前記人力によるトルクをそれぞれ入力され、前記ピニオン軸の回転を駆動力として前記可動機器に出力するディファレンシャルギヤ装置を採用することもできる。
【００１５】
ここで、前記差動装置のうちで前記可動機器に駆動力を出力する部材に発電機を連結し、前記制御装置が、前記可動機器の惰走中に前記差動装置に可動機器を制動する方向の人力が入力されたときに前記発電機を作動させ、その人力のトルクが所定値以下になったときに前記発電機を停止させるようにすれば、可動機器を制動する際に発電機から得られる制動力によって人力の負担を軽減できるし、アシスト機構用の電源装置を充電してアシスト機構の使用可能時間を延長することもできる。
【００１６】
また、前記差動装置、逆入力遮断機構および制御装置をそれぞれモジュール化することにより、モジュールごとの組み替えが可能となり、種々の仕様に容易に対応できるものとなる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のアシスト機構は、上述したように、駆動経路の途中に、モータの動力によるトルクと人力によるトルクとが入力される差動装置を設け、そのモータと差動装置との間に介装される逆入力遮断機構としてロック式のものを採用したので、人力のトルクを検出する手段を差動装置に付設して、可動機器の本体側の構造の簡素化を図れるとともに、逆入力遮断機構においてモータ駆動時に回転する部材と固定された部材との摺動動作がなく、モータの負荷トルクを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態のアシスト機構の縦断正面図
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】図１のIII−III線に沿った断面図
【図４】図１の変形例の縦断正面図
【図５】第２実施形態のアシスト機構の縦断正面図
【図６】第３実施形態のアシスト機構の縦断正面図
【図７】第４実施形態のアシスト機構の縦断正面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１乃至図３は第１の実施形態を示す。このアシスト機構は、可動機器としての車椅子に搭載され、その車輪を駆動する人力をモータで補助するもので、図１に示すように、モータ１の動力によるトルクと人力によるトルクとが入力され、その二つの入力を一つの駆動力に変換して車椅子の車輪に出力する差動装置としての遊星歯車装置２と、モータ１と遊星歯車装置２との間に介装される逆入力遮断機構としての逆入力遮断クラッチ３と、遊星歯車装置２に入力される人力のトルクを検出するトルクセンサ４と、遊星歯車装置２の出力側に連結される発電機５と、トルクセンサ４の検出値に基づいてモータ１および発電機５のＯＮ・ＯＦＦを制御する制御装置６とを備えている。
【００２０】
前記遊星歯車装置２は、図１および図２に示すように、太陽軸７の外周に嵌合固定された太陽歯車８と、太陽歯車８の径方向外側に配され、内歯車と外歯車が一体に形成されたリング歯車９と、太陽歯車８およびリング歯車９の内歯車と噛み合って自転しながら太陽歯車８のまわりに公転する複数の遊星歯車１０と、遊星歯車１０を自転可能に支持し、人力によるトルクを入力されるキャリア１１とを備え、モータ１の動力によるトルクを逆入力遮断クラッチ３を介して太陽歯車８に入力され、リング歯車９の回転をその外歯車と噛み合う駆動歯車（図示省略）を介して駆動力として前記車輪に出力するものである。
【００２１】
前記キャリア１１は、各遊星歯車１０を支持する支軸１１ａと、太陽軸７と同心に配される中心軸１１ｂとを一体に形成したもので、その中心軸１１ｂの一端部を車椅子本体のキャリア支持部Ａに回転自在に支持されている。各支軸１１ａの先端には、太陽軸７を通し遊星歯車１０を抜け止めする円板状の蓋１２が取り付けられている。中心軸１１ｂの外周には、車椅子のハンドリムから人力が入力される入力歯車１３が嵌合固定され、この入力歯車１３に隣接するように前記トルクセンサ４が取り付けられている。
【００２２】
また、前記リング歯車９の径方向外側には、前記駆動歯車と干渉しない位置にリング歯車９の外歯車と噛み合う発電用歯車１４が配され、この発電用歯車１４に前記発電機５が接続されている。
【００２３】
前記逆入力遮断クラッチ３は、図１および図３に示すように、モータ１の動力によるトルクを入力される入力側部材１５と、遊星歯車装置２の太陽軸７と一体形成され、モータ１の動力によるトルクを出力する出力側部材１６と、車椅子本体のクラッチ支持部Ｂに固定される二段円筒状の固定部材１７と、出力側部材１６の大径部外周面と固定部材１７の大径部内周面との間に組み込まれるローラ１８およびコイルばね１９を備えている。また、固定部材１７の小径部の内周には、出力側部材１６の小径部を回転自在に支持する焼結含油軸受２０が嵌め込まれている。
【００２４】
前記入力側部材１５は、先端側を出力側部材１６の係合穴１６ａに挿入されて出力側部材１６と同心状態に配され、後端側をモータ１に接続される入力軸２１と、入力軸２１の二面幅部２１ａの後端側外周に嵌合固定された保持器２２とからなる。その保持器２２は、出力側部材１６の大径部外周面と固定部材１７の大径部内周面との間に挿入される複数の柱部２２ａを有している。
【００２５】
前記出力側部材１６は、その係合穴１６ａの内周面に、入力軸２１の二面幅部２１ａの先端側外周と僅かな回転方向の隙間をおいて対向し、ほぼ同じ断面形状を有する二面幅部（図示省略）が設けられている。
【００２６】
また、出力側部材１６の大径部の外周には周方向に交互に傾斜が逆向きとなる複数のカム面１６ｂが設けられ、これらの各カム面１６ｂと固定部材１７の大径部の内周円筒面との間に周方向両側で次第に狭小となる楔形空間２３が形成されている。そして、これらの各楔形空間２３に、一対のローラ１８が各ローラ１８を楔形空間２３の狭小部に押し込むコイルばね１９を挟んだ状態で配され、各楔形空間２３の周方向両側（ローラ１８を挟んでコイルばね１９と対向する位置）に保持器２２の柱部２２ａが挿入されている。
【００２７】
この逆入力遮断クラッチ３は、上記の構成であり、遊星歯車装置２から出力側部材１６に逆入力トルクが加えられても、回転方向後側のローラ１８がコイルばね１９の弾性力によって楔形空間２３の狭小部に押し込まれて出力側部材１６および固定部材１７と係合しているので、出力側部材１６が固定部材１７にロックされ、出力側部材１６のトルクは入力側部材１５に伝達されない。
【００２８】
一方、モータ１から入力側部材１５の入力軸２１に入力トルクが加えられたときには、入力軸２１と一体に回転する保持器２２の柱部２２ａが、回転方向後側のローラ１８をコイルばね１９の弾性力に抗して楔形空間２３の広大部へ押しやるので、ローラ１８と出力側部材１６および固定部材１７との係合が解除され、出力側部材１６と固定部材１７とのロック状態が解除される。そして、入力軸２１がさらに回転して、その二面幅部２１ａと出力側部材１６の係合穴１６ａの二面幅部とが係合すると、入力軸２１の回転が出力側部材１６に伝達され、遊星歯車装置２の太陽軸７および太陽歯車８が回転する。
【００２９】
すなわち、この逆入力遮断クラッチ３は、出力側部材１６を固定部材１７にロックするロック手段と、入力側部材１５の回転により出力側部材１６と固定部材１７とのロック状態を解除するロック解除手段と、そのロック状態が解除されたときに入力側部材１５の回転を僅かな角度遅れをもって出力側部材１６に伝達するトルク伝達手段とを備えたロック式のものである。
【００３０】
前記制御装置６は、マイコンを含む電子基板２４と、モータ１、トルクセンサ４、発電機５および電源装置（図示省略）のそれぞれとを電源・信号ケーブル２５でつなぎ、後述のようにモータ１および発電機５のＯＮ・ＯＦＦを制御するものである。
【００３１】
次に、このアシスト機構の動作について説明する。車椅子の車輪を停止状態から駆動するときは、まず、車椅子のハンドリムを人力で回転させ、そのトルクを遊星歯車装置２の入力歯車１３を介してキャリア１１に入力する（このとき太陽歯車８は停止している）。すると、トルクセンサ４がキャリア１１に作用するトルクを検出し、そのトルクの検出値が所定値以上になったときに、制御装置６がモータ１を駆動する。モータ１の動力によるトルクは、逆入力遮断クラッチ３の入力側部材１５から出力側部材１６に伝達され、その出力側部材１６と一体に形成された遊星歯車装置２の太陽軸７が回転する。そして、太陽軸７に嵌合固定された太陽歯車８が回転することにより、人力の入力当初よりも遊星歯車１０の自転が速くなり、リング歯車９の回転も速くなって小さい人力で車輪を駆動できるようになる。
【００３２】
上記のように人力とモータ１とで車輪を駆動しているときに、人力の入力を中止すると（トルクセンサ４によるトルク検出値が所定値より小さくなると）、制御装置６がモータ１を停止させる。すると、逆入力遮断クラッチ３の入力側部材１５への入力トルクがなくなり、出力側部材１６が固定部材１７にロックされて、遊星歯車装置２の太陽軸７および太陽歯車８が停止する。このとき、リング歯車９、遊星歯車１０、キャリア１１および入力歯車１３は車輪の惰走により駆動時と同方向に回転し、これにともなってハンドリムも回転する。
【００３３】
そして、車輪惰走中に制動を行うときには、人力によりハンドリムに駆動時と逆方向のトルクを加える。すると、ハンドリムから入力歯車１３を介してキャリア１１に入力された逆方向のトルクをトルクセンサ４が検出し、その信号に基づいて制御装置６が発電機５のスイッチをＯＮにする。そして、発電機５が発電を開始することにより、発電用歯車１４およびこれと噛み合うリング歯車９の回転が遅くなり、制動に要する人力の負担が軽減される。その後、トルクセンサ４で検出されるトルクが所定値より小さくなると、制御装置６が発電機５のスイッチをＯＦＦにする。
【００３４】
このアシスト機構は、上述したように、駆動経路の途中に、モータ１の動力によるトルクと人力によるトルクとが入力される遊星歯車装置２を設け、その遊星歯車装置２に人力のトルクを検出するトルクセンサ４を付設したので、トルク検出手段を車椅子のハンドリムと車輪との間に設ける場合に比べて、車椅子の本体側の構造の簡素化を図ることができる。
【００３５】
また、モータ１と遊星歯車装置２との間に介装される逆入力遮断機構としてロック式の逆入力遮断クラッチ３を採用したので、空転式の逆入力遮断クラッチを用いる場合に比べて、モータ１駆動時に回転する部材と固定された部材との摺動動作がない分、モータ１の負荷トルクを小さくすることができる。
【００３６】
しかも、車輪の制動時には、遊星歯車装置２の出力側に連結された発電機５で発電を行うようにしたので、発電機５から得られる制動力によって人力の負担を軽減することができる。また、発電機５をアシスト機構用の電源装置につないで回生ブレーキとすることにより、その電源装置を充電してアシスト機構の使用可能時間を延長することもできる。
【００３７】
さらに、遊星歯車装置２、逆入力遮断クラッチ３および制御装置６をそれぞれモジュール化することにより、モジュールごとの組み替えが可能となり、種々の仕様に容易に対応できるものとなる。
【００３８】
図４は上述した第１実施形態のアシスト機構の変形例を示す。この変形例では、遊星歯車装置２のキャリア１１の中心軸１１ｂと入力歯車１３との間に一方向クラッチ２６を組み込み、車輪惰走中に入力歯車１３が回転しないようにしている。このようにすれば、車輪惰走中のハンドリムの回転を防止でき、安全性を高めることができる。なお、この場合は、ハンドリムからキャリア１１に駆動時と逆方向のトルクを入力することはできないので、別途制動信号を制御装置６に入力し、その信号に基づいて制御装置６が発電機５のスイッチをＯＮ・ＯＦＦする構成とすればよい。
【００３９】
図５は第２の実施形態を示す。この実施形態は、第１実施形態をベースとし、遊星歯車装置２に代わる差動装置としてディファレンシャルギヤ装置２７を採用し、これに合わせて逆入力遮断クラッチ３の一部を変更したものである。
【００４０】
前記ディファレンシャルギヤ装置２７は、固定軸２８の外周に回転自在に取り付けられる２つの対向傘歯車２９、３０と、両対向傘歯車２９、３０の間で固定軸２８の外周に回転自在に取り付けられるピニオン軸３１と、ピニオン軸３１の外周に回転自在に取り付けられ、両対向傘歯車２９、３０と噛み合う複数の中間傘歯車３２と、ピニオン軸３１の両端の突部を内周面の軸方向溝３３ａに嵌め込まれてピニオン軸３１と一体に回転する出力歯車３３とを備えている。
【００４１】
前記固定軸２８は、両端部を車椅子本体の固定軸支持部Ｃに支持されている（片側のみ図示）。一方の対向傘歯車２９には、モータ１の動力を入力するための外歯車２９ａが設けられている。また、他方の対向傘歯車３０には、一方の対向傘歯車２９の外歯車２９ａとともに出力歯車３３を挟んで案内する案内部３０ａと、固定軸支持部Ｃの側へ延びる筒軸部３０ｂが設けられ、この筒軸部３０ｂの外周に、第１実施形態と同じ入力歯車１３とトルクセンサ４が取り付けられている。そして、出力歯車３３は、第１実施形態のリング歯車９と同様、図示省略した駆動歯車および発電機５に接続された発電用歯車１４と噛み合っている。
【００４２】
一方、前記逆入力遮断クラッチ３は、出力側部材１６が第１実施形態の遊星歯車装置２の太陽軸７に代わる延長軸部１６ｃを有し、この延長軸部１６ｃの外周に、一方の対向傘歯車２９の外歯車と噛み合う連結歯車３４が嵌合固定されている。
【００４３】
すなわち、この第２実施形態では、ディファレンシャルギヤ装置２７の一方の対向傘歯車２９に逆入力遮断クラッチ３の出力側部材１６からモータ１の動力によるトルクを入力され、他方の対向傘歯車３０に入力歯車１３を介して人力によるトルクを入力され、ピニオン軸３１の回転を出力歯車３３および前記駆動歯車を介して駆動力として車椅子の車輪に出力するようになっている。
【００４４】
この第２実施形態のアシスト機構の動作は、第１実施形態のものとほぼ同じである。すなわち、人力によりハンドリムから入力歯車１３を介して他方の対向傘歯車３０にトルクを入力すると、トルクセンサ４の信号に基づいて、制御装置６がモータ１を駆動する。そして、モータ１の動力によるトルクが逆入力遮断クラッチ３および連結歯車３４を介して一方の対向傘歯車２９に伝達され、その回転により人力の入力当初よりも中間傘歯車３２の自転が速くなり、中間傘歯車３２の公転すなわちピニオン軸３１および出力歯車３３の回転も速くなって小さい人力で車輪を駆動できるようになる。
【００４５】
また、車輪駆動中に人力の入力を中止すると、制御装置６がモータ１を停止させ、逆入力遮断クラッチ３の作用によって一方の対向傘歯車２９が停止する。このとき、出力歯車３３、ピニオン軸３１、中間傘歯車３２、他方の対向傘歯車３０および入力歯車１３は車輪の惰走により駆動時と同方向に回転し、これにともなってハンドリムも回転する。そして、車輪惰走中に人力によりハンドリムに駆動時と逆方向のトルクを加えると、発電機５が発電を開始し、発電用歯車１４およびこれと噛み合う出力歯車３３の回転が遅くなって制動に要する人力の負担が軽減される。その後、逆方向のトルクが所定値より小さくなると発電機５を停止させる。
【００４６】
したがって、第１実施形態と同じく、従来のものよりも車椅子の本体側の構造の簡素化が図れ、モータ１の負荷トルクを小さくできるし、制動時には発電機５の発電によって人力の負担を軽減できる。また、ディファレンシャルギヤ装置２７を第１実施形態の遊星歯車装置２と同様にモジュール化して、種々の仕様への対応が容易なものとすることができる。
【００４７】
上述した各実施形態では、モータと差動装置との間に介装される逆入力遮断機構としてロック式の逆入力遮断クラッチを用いているが、これに代えてセルフロック機能を有するウォーム機構を使用してもよい。
【００４８】
例えば、図６に示す第３の実施形態は、第１実施形態の逆入力遮断クラッチ３の代わりに、モータ１の主軸（図示省略）の外周に嵌合固定され、モータ１の動力によるトルクを入力されるウォーム歯車３５と、ウォーム歯車３５と噛み合うウォームホイール３６とを備えたウォーム機構３７を用いている。ウォームホイール３６は遊星歯車装置２の太陽軸７に連結された連結軸３８の外周に嵌合固定されており、その連結軸３８は第１実施形態のクラッチ支持部Ｂに軸受部材３９を介して回転自在に支持されている。
【００４９】
そして、モータ１の動力によるトルクがウォーム歯車３５に入力されたときは、ウォーム歯車３５の回転が減速されてウォームホイール３６に伝達され、ウォームホイール３６が連結軸３８、太陽軸７および太陽歯車８と一体に回転する。一方、太陽軸７から連結軸３８を介してウォームホイール３６に逆入力トルクが加えられたときは、セルフロック機能によりその逆入力トルクはモータ１に伝達されず、太陽軸７および太陽歯車８が停止するようになっている。
【００５０】
また、図７に示す第４の実施形態は、第２実施形態の逆入力遮断クラッチ３をなくし、モータ１の主軸（図示省略）の外周に第３実施形態と同様のウォーム歯車３５を嵌合固定するとともに、ディファレンシャルギヤ装置２７の一方の対向傘歯車２９の外周に、外歯車２９ａに代えてウォーム歯車３５と噛み合う歯２９ｂを設けることにより、一方の対向傘歯車２９をウォームホイールの役割を兼ねるものとして、ウォーム機構４０を構成したものである。このウォーム機構４０も、第３実施形態のものと同様、モータ１の動力によるトルクがウォーム歯車３５に入力されたときは、そのトルクを一方の対向傘歯車２９に伝達し、一方の対向傘歯車２９に逆入力トルクが加えられたときは、セルフロック機能によりその逆入力トルクをモータ１に伝達しないようになっている。
【００５１】
なお、本発明は、上述した各実施形態のように車椅子に搭載されるアシスト機構に限らず、例えば自転車に搭載されるもの等、人力で可動機器を作動させる際にモータを駆動して人力を補助するアシスト機構に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１  モータ
２  遊星歯車装置
３  逆入力遮断クラッチ
４  トルクセンサ
５  発電機
６  制御装置
７  太陽軸
８  太陽歯車
９  リング歯車
１０  遊星歯車
１１  キャリア
１３  入力歯車
１５  入力側部材
１６  出力側部材
１７  固定部材
１８  ローラ
１９  コイルばね
２１  入力軸
２２  保持器
２６  一方向クラッチ
２７  ディファレンシャルギヤ装置
２８  固定軸
２９、３０  対向傘歯車
３１  ピニオン軸
３２  中間傘歯車
３３  出力歯車
３５  ウォーム歯車
３６  ウォームホイール
３７、４０  ウォーム機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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