(57)【要約】【課題】電動車椅子が停止した状態（車速ゼロ付近）で超信地旋回させるようにして、着座した搭乗者が振り回されて落ちないようにし、ステアリング機構を設けないシンプルで小型軽量の電動車椅子を得る。【解決手段】左右の前輪２１Ｌ，２１Ｒまたは左右の後輪２２Ｌ，２２Ｒに左右一対の電動モータ２５Ｌ，２５Ｒを配置し、操作レバー１５ａ，１６ａの操作量に応じてモータ駆動制御手段４０を制御して、モータ駆動部５０により各電動モータ２５Ｌ，２５Ｒを駆動して操作する者（搭乗者、介護者等）が自動車のような操縦感覚で容易に操作できるようにする一方、電動車椅子が停止して車速検出手段６０Ｌ，６０Ｒにより車速が略ゼロになったことを検出した場合にのみ、超信地旋回を可能となるように制御する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右の前輪または左右の後輪にそれぞれ電動モータを配置し、これら電動モータが操作レバーを操作することにより、上記左右の前輪または上記左右の後輪を独立して駆動させると共に、上記各電動モータの回転差により操舵させるようにした電動車椅子であって、上記操作レバーの操作量を検出する操作量検出手段、この操作量検出手段に基づいて上記左右の各電動モータの出力を算出するモータ駆動制御手段、このモータ駆動制御手段からの出力信号に基づいて上記各電動モータに通電するモータ駆動部、および上記電動車椅子の車速を検出する車速検出手段を具備すると共に、上記各電動モータの駆動を停止させ、且つ、上記車速検出手段により車速が略ゼロになったことを検出したときにのみ、上記各電動モータが超信地旋回モードで駆動制御されるようにしたことを特徴とする電動車椅子。
【請求項２】
上記操作量検出手段は、上記操作レバーの傾斜する方向を検出する傾斜方向検出部と、上記操作レバーの傾斜角を検出する傾斜角検出部とを有することを特徴とする請求項１記載の電動車椅子。
【請求項３】
上記モータ駆動制御手段は、上記傾斜方向検出部からの出力信号に基づいて上記各電動モータの回転比を算出するモータ回転比算出部と、上記傾斜角検出部からの出力信号に基づいて前記各電動モータの駆動電圧を算出するモータ駆動電圧算出部とを有することを特徴とする請求項１または２記載の電動車椅子。
【請求項４】
上記操作レバーは、搭乗者用の第１操作レバーと、介護者用の第２操作レバーとで形成され、上記第１操作レバーまたは上記第２操作レバーのいずれか一方の操作レバーによって上記各電動モータを制御しうるようにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電動車椅子。
【請求項５】
上記各電動モータは、走行速度調整手段により車速のレベル調整を行うようにしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電動車椅子。
【請求項６】
搭乗者が着座するシート後部に介護者が立った姿勢で搭乗できるフットステップを取り付けると共に、上記前輪を、上記各電動モータにより駆動される駆動輪として形成し、上記後輪を、キャスター支持された従動輪として形成したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電動車椅子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、左右に配置された各電動モータを制御して、左右の前輪または左右の後輪を駆動させると同時に操舵をも行わせる電動車椅子に係り、特に室内において超信地旋回を安全確実に行えるようにした電動車椅子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開２０００−５１２７８
【特許文献２】特開２００１−９５８５５
【０００３】
従来、電動車椅子として、例えば、上記特許文献１や特許文献２が公知である。特許文献１に記載のものは、左右の後輪にそれぞれ電動モータを個別に配置し、ジョイスティックレバーの傾斜方向と傾斜角度によって左右の電動モータを制御して各後輪を駆動すると共に、電動車椅子を操舵する場合には必ず左右の前輪をパワステアリング機構により操舵するようにしたものである。前進方向にある左右４５度付近までの傾倒範囲（前方範囲）において左旋回あるいは右旋回を行う場合には、これら左右の電動モータは、共に正転され、前進駆動する状態で、パワステアリング機構により前輪が左操舵されることで左旋回あるいは右操舵されることで右旋回がなされる。また、上記の左右４５度から後方に向かう左方の傾倒範囲あるいは右方の傾倒範囲における左旋回あるいは右旋回では、左側の電動モータを後進駆動させ、右側の電動モータを前進駆動させて左旋回を行わせ、右旋回させるときには、左側の電動モータを前進駆動させ、右側の電動モータを後進駆動させるというように、左右の電動モータの回転方向を互いに逆方向に回転させることで、小回り旋回が行ないやすくなるようにしているものである。
【０００４】
また、上記特許文献２のものは、左右の主車輪を独立して駆動できるように、左右の主車輪にそれぞれ電動モータを設け、前進、後進の他に、左右の主車輪を異なる回転数で回転させたり、一方だけ回転させたり、互いに逆方向に回転させたりして、その場で回転しての方向転換、前進しながらの方向転換、後退しながらの方向転換等を行えるようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１のものにあっては、前進方向にある左右４５度付近の範囲で電動車椅子を左旋回あるいは右旋回させる場合には、左右の電動モータの回転方向（駆動方向）は、正転し、且つ、同一の回転数で前進駆動されるだけであるので、パワステアリング機構により前輪を強制的に操舵させなければならず、このため、パワステアリング機構が必須となり、それだけ構造が複雑化してコスト高を招く問題がある。また、上記左右４５度付近の範囲から後方領域における操作レバー領域、すなわち上記左方傾倒範囲での左旋回あるいは上記右方傾倒範囲での右旋回に際しては、各電動モータが互いに逆回転することで旋回するようにしているため、電動車椅子は走行状態においてある意味で超信地旋回的な走行挙動を呈するが、電動車椅子を停止した状態（車速ゼロ付近）で超信地旋回してＵターンさせるような機能はなく、走行状態で超信地旋回的な操作が行われると、搭乗者が振り回されて落とされるおそれがあり、安全に超信地旋回を行えない問題がある。
【０００６】
また、上記特許文献２は、左右の電動モータにより電動車椅子を超信地旋回する構成を有するものの、上記特許文献１と同様、電動車椅子が停止した状態（車速ゼロ付近）で超信地旋回させる構成を有しておらず、このため走行中に超信地旋回が行われると、上記特許文献１と同様に、電動車椅子に着座した搭乗者が振り回されて落ちる恐れが生じる問題がある。
【０００７】
そこで、このような問題点を解決するために、左右の前輪または左右の後輪に左右一対の電動モータを配置し、操作レバーの操作量に応じてモータ駆動制御手段を制御して、モータ駆動部により各電動モータを駆動して操作する者（搭乗者、介護者等）が自動車のような操縦感覚で容易に操作できるようにする一方、電動車椅子が停止して車速検出手段により車速が略ゼロになった場合にのみ、超信地旋回が可能となるように制御することで、安全に超信地旋回を行えるようにした電動車椅子を提供しようとするのが、本発明の目的（課題）である。
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明においては次のような手段を講ずることとした。すなわち、請求項１記載の発明は、電動車椅子であって、左右の前輪または左右の後輪にそれぞれ電動モータを配置し、これら電動モータをジョイスティック型の操作レバーを介して操作することにより、上記左右の前輪または上記左右の後輪を独立して駆動させると共に、上記各電動モータの回転差により左右に方向転換して操舵させるようにした電動車椅子であって、上記操作レバーに設けられこの操作レバーの操作に応じた操作量を検出する操作量検出手段、この操作量検出手段からの出力信号に基づいて上記左右の各電動モータの回転比と回転数と回転方向とを算出するモータ駆動制御手段、このモータ駆動制御手段からの出力信号に基づいて上記各電動モータに駆動電流を通電するモータ駆動部、および上記電動車椅子の車速を検出する車速検出手段を具備すると共に、上記操作レバーを中立位置に操作して上記各電動モータの駆動を停止させ、且つ、上記車速検出手段により車速が略ゼロになったことを検出したときにのみ、上記各電動モータが超信地旋回モードで駆動制御されるようにした構成を採ることとした。
【０００９】
この請求項１記載の発明は、このような構成を採ることにより、ジョイスティック型の操作レバーを操作することで、操作量検出手段がその操作量を検出し、その出力信号に基づいてモータ駆動制御手段において、左右の各電動モータの回転比と回転数と回転方向とが算出され、これら算出された出力信号がモータ駆動部に入力され、前輪または後輪に設けられた各電動モータが駆動制御されるようになる。そして、操作レバーを中立位置の状態にして電動車椅子を停止するように操作し、しかも、車速検出手段として、例えば、電動モータの回転軸、電動モータ内蔵の減速歯車機構の出力側の軸、電動モータで駆動される前輪または後輪の車軸といった軸部材等に多数のスリットが穿たれた回転板を設け、これらスリットを透過する光を受光素子でカウントし、そのカウントされたパルス数を検知することで軸部材の回転数を検出する光学センサを使用したり、磁束密度の変化をパルス信号で取り込んでパルス数をカウントするといったパルスカウンタを備えた磁気センサを使用するなどした車速検出手段により、車速が略ゼロになったこと検出したことを条件として、超信地旋回モードの駆動制御をすることができるようになる。
【００１０】
これにより、一旦電動車椅子が停止して車速がゼロ付近になった場合にのみ、超信地旋回を行うことができるので、電動車椅子のシートに着座した搭乗者が、シートの回転により生じる遠心力によって振り落とされることがなく、安全確実に電動車椅子をＵターン操作することができ、狭い室内での走行を円滑にできるようになる。
また、左右２つの電動モータにより前輪または後輪が駆動され、且つ同時に電動モータの回転差により操舵される機能を備えているため、請求項１の発明と同様に、ステアリング機構を設けなくて済み、それだけ構造が簡単で、且つ、コスト安価な電動車椅子が実現できるようになる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、その基本的な点については、上記請求項１記載のものと同じである。その特徴とするところは、上記構成に加えて、上記操作量検出手段を、上記操作レバーの傾斜する方向を検出する傾斜方向検出部と、上記操作レバーの傾斜角を検出する傾斜角検出部とで形成したことを特徴とする。
【００１２】
この請求項２記載の発明は、このような構成を採ることにより、請求項１記載のものに加えて、更に、次のような作用を呈することとなる。すなわち、操作レバーの３６０度の方向への傾倒操作により、傾斜方向検出部が操作レバーの傾斜する方向を検出し、傾斜角検出部が操作レバーの傾斜角を検出し、これら検出された制御信号をモータ駆動制御手段に送出し、電動モータで駆動される前輪または後輪を、的確に超信地旋回することができる。この場合において、上記傾斜方向検出部および上記傾斜角検出部は、例えば可変抵抗器でなるポテンショメータで形成して、これに流れる電流により生じる電圧の変化量をデジタル化した検出信号としてモータ駆動制御手段に入力させるようにした態様、あるいは操作レバーの傾斜方向と傾斜角とを光学的に計測した物理量で検出するようにした態様のもの等がある。
【００１３】
また、請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の電動車椅子に係り、上記モータ駆動制御手段は、上記傾斜方向検出部からの出力信号に基づいて上記各電動モータの回転比を算出するモータ回転比算出部と、上記傾斜角検出部からの出力信号に基づいて前記各電動モータの駆動電圧を算出するモータ駆動電圧算出部とを有することを特徴とする。
【００１４】
この請求項３記載の発明では、例えば、傾斜方向検出部の出力信号と、この出力信号に基づく電動モータの回転比との関係が予めマップ化され、モータ駆動制御手段に傾斜方向の出力信号が入力されると、操作レバーの傾斜方向に応じて左右のモータ回転比が、制御マップにより読み取られて、モータ回転比が無段階に算出される。また操作レバーを前進走行（方向転換も含む）する領域に操作した場合には、各電動モータを正転させ、後進走行する領域に操作した場合には、逆転させるようにそれらの回転方向が駆動制御されるようになっている。
【００１５】
そして、上記モータ回転比算出部では、例えば、操作レバーを前方に傾倒（傾斜）して直進方向（前進方向）するときには、左右の電動モータは、１対１の回転比で正転し、操作レバーを直進方向に対して直交する左右方向に傾倒した場合には、信地旋回するようになる。例えば、右信地旋回するときには、左側の電動モータの回転数が１、右側の電動モータの回転数がゼロとなるようなモータ回転比に制御され、左信地旋回の場合は左側の電動モータと右側の電動モータの回転比がゼロ対１となるように制御される。また、直進と信地旋回との中間範囲に操作レバーが傾倒される場合には、操作レバーを傾斜して旋回しようとする側にある電動モータの回転数だけを直進方向からの傾斜方向の度合いに減速回転させ、その反対側にある電動モータの回転数は直進状態のままの回転速度で回転し続けるように制御される。したがって、例えば、前右４５度に旋回する場合には、左輪対右輪の回転比は２対１で正転され、前左４５度旋回の場合には、１対２となるような回転比で正転制御されることとなり、後右４５度に旋回するときは２対１に逆転され、後左４５度に旋回する場合は１対２の回転比で逆転される。
【００１６】
また、傾斜角検出部の出力信号と、この出力信号に基づくモータ駆動電圧との関係が、例えばマップにより無段階に制御されるようにしている。モータ駆動制御手段に傾斜角検出手段の出力信号が入力されると、例えば、操作レバーの傾斜角に応じて左右のモータ駆動電圧が、制御マップで読み取られることで、モータ駆動電圧算出部から駆動電圧が算出され、これにより操作レバーの傾斜角が大きくなるほど、それに比例して電動モータの回転速度が大きくなるように設定されている。
このように、傾斜方向検出部および傾斜角検出部からの出力信号が入力されたモータ駆動制御手段により、あたかも自動車を操縦するような楽な操縦感覚で電動車椅子を運転操作できるようになる。
【００１７】
また、請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電動車椅子に係り、上記操作レバーは、搭乗者用の第１操作レバーと、介護者用の第２操作レバーとで形成され、上記第１操作レバーまたは上記第２操作レバーのいずれか一方の操作レバーによって上記各電動モータを制御しうるようにしたことを特徴とする。
【００１８】
この請求項４記載の発明は、操作レバーを第１操作レバーと第２操作レバーとの２系統に形成することにより、各電動モータを、第１操作レバーを操作する搭乗者だけでなく、搭乗者の搭乗の有無に関係なく介護者によっても第２操作レバーを操作して介護者でも電動車椅子を走行制御することができるため、電動車椅子の操作性に自由度が増し、それだけ便利に取り扱うことができるようになる。
【００１９】
また、請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電動車椅子に係り、上記各電動モータは、走行速度調整手段により車速のレベル調整が行えるようにしたことを特徴とする。
【００２０】
この請求項５記載の発明によれば、左右の各電動モータを、走行速度調整手段により走行速度のレベル調整を行うようにしているため、介護者が電動車椅子を操縦する場合には、介護者は自己の歩行速度に見合った速度で電動車椅子を走行させることができ、電動車椅子を安全に走行できるようになる。
【００２１】
また、請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電動車椅子に係り、搭乗者が着座するシート後部に介護者が立った姿勢で搭乗できるフットステップを取り付けると共に、上記前輪を、上記各電動モータにより駆動される駆動輪として形成し、上記後輪を、キャスター支持された従動輪として形成したことを特徴とする。
【００２２】
このような構成を採ることにより、請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のものに加えて、次のような作用を有する。すなわち、電動車椅子に搭乗する搭乗者が着座するシート後部に、介護者が足を載せて立った姿勢で走行するフットステップを取り付け、且つ、前輪を電動モータにより駆動されるようにしているので、フロント部に重量物である電動モータが配置されることとなり、その結果、電動車椅子は全体として重量配分が安定し、フットステップに介護者が搭乗しても、安全走行を確保できるようになる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図１乃至図９に基づいて詳述する。先ず、本実施の形態における電動車椅子の構成の概要について説明する。すなわち、この電動車椅子では、図１、図２に示されるボデー本体１０は、図３に示すシャシー２０の上に搭載することで構成される。そのボデー本体１０は、主として台部１１、この台部１１の略中央上部に載置され搭乗者が着座するように形成されたシートクッション部１２、このシートクッション部１２の左右に設けられた肘掛け部１３Ｌ、１３Ｒ、シートクッション部１２の後部で前後方向に折りたたみできるように取り付けられた円形状の背もたれ１４を有する。また、右肘掛け部１３Ｒの先端、および背もたれ１４背面上方には、後述する電動モータを駆動制御するためのジョイスティック型のレバー（以下「操作レバー」という）としての第１操作レバー１５ａを備えた第１操作装置１５および第２操作レバー１６ａを備えた第２操作装置１６が取り付けられ、いずれの操作装置からでも電動車椅子を走行制御できるようになっている。
【００２４】
また、上記背もたれ１４背面の上方には、ハの字状に左右一対のグリップ１４ａＬ、１４ａＲが取り付けられ、介護者が把持できるようにすると共に、第２操作装置１６を右グリップ１４ａＲ近傍に取り付ける。これにより、介護者が右手で右グリップ１４ａＲを握りながら第２操作装置１６の第２操作レバー１６ａを親指で操作できるようにしている。
【００２５】
また、上記台部１１には、左右の前輪２１Ｌ、２１Ｒを覆おうように形成されたフロントフェンダ部１１ａＬ、１１ａＲ、左右の後輪２２Ｌ、２２Ｒを覆うように形成されたリヤフェンダ部１１ｂＬ、１１ｂＲ、シャシー２０に折り畳み可能に設けられたフロントステップ２３（図３では、図示を省略）を収納する凹部１１ｃ、および介護者が乗ることができるようにシャシー２０に折り畳み可能に設けられたリヤステップ２４を収納する凹部１１ｄが形成されている。これら凹部１１ｃ，１１ｄに各ステップ２３，２４が折り畳まれて収納された場合には、それまで展開状態にあった各ステップ２３，２４の背面が、台部１１のボデーコンツァと凹凸のない連続面を呈する曲面形状のボデー外面として形成されるようにしている。
【００２６】
次に、シャシー２０について、主として図３を参照して説明する。このシャシー２０には、室内のような狭い空間での使用にマッチするように、左右一対の前輪２１Ｌ、２１Ｒおよび左右一対の後輪２２Ｌ、２２Ｒが設けられる。すなわち、前輪２１Ｌ、２１Ｒは平面内において旋回しないように直進方向に指向されて回転可能となるように設けられ、後輪２２Ｌ、２２Ｒは前輪２１Ｌ、２１Ｒよりも小径であって、且つ、キャスタ角を有すると共に、平面内においてピンＰＬ，ＰＲを中心にして自由に旋回できるように軸支されている。
【００２７】
また、シャシー２０のフロント寄りで、前輪２１Ｌ、２１Ｒに対応する位置には、歯車減速機構を内蔵した電動モータ２５Ｌ、２５Ｒが前輪２１Ｌ、２１Ｒに直結して設けられ、前輪２１Ｌ、２１Ｒを駆動するようにしている。左右両電動モータ２５Ｌ、２５Ｒの間に、２個のバッテリ２６が搭載されている。このような電動モータ２５Ｌ、２５Ｒ、およびバッテリ２６の配置により、リヤステップ２４に介護者が乗っても、バランスをくずさない重量配分とし、電動車椅子が転倒しないようにしている。
【００２８】
第１操作装置１５は、図４に示されるように、右側の肘掛け部１３Ｒ前方から張り出すように設けられていて、ラバー製の蛇腹１５ａ１で保護され、図７に示すごとく、３６０度の範囲を任意の方向、角度で傾倒できるように形成された第１操作レバー１５ａと、この第１操作レバー１５ａと第２操作レバー１６ａ（図２参照）との切り替えを行う切り替えスイッチ１５ｂと、主スイッチ１５ｃと、走行速度調整手段であるつまみ回転式の可変抵抗器で形成された速度調整スイッチ１５ｄと、押しボタン式のバッテリ蓄電量確認スイッチ１５ｅおよび蓄電量表示部１５ｆでなる蓄電量計１５ｇと、肘掛け部１３Ｒ内部に格納されたバッテリ充電器１５ｈとで構成されている。このバッテリ充電器１５ｈは、肘掛け部１３Ｒの前端面に設けられた図示されないリッドを開くことで、差し込みプラグが露呈し、それにコンセントを差し込むことで外部からバッテリ２６に充電できるようになっている。
【００２９】
次に、電動車椅子の電気回路は、例えば、図５に示すように、バッテリ２６に、主スイッチ１５ｃ、速度調整スイッチ１５ｄ、蓄電量計１５ｇ、切り替えスイッチ１５ｂが直列接続されている。この切り替えスイッチ１５ｂには、第１操作レバー１５ａと第２操作レバー１６ａとが並列接続され、さらに各操作レバー１５ａ、１６ａには、これら第１操作レバー１５ａ，第２操作レバー１６ａの操作量を検出するためのレバー操作量検出手段３０、このレバー操作量検出手段３０からの出力信号が入力されて左右の電動モータ２５Ｌ，２５Ｒの回転比、回転数、および回転方向（正転、逆転方向）を算出するモータ駆動制御手段４０、このモータ駆動制御手段４０からの出力信号に基づいて各電動モータ２５Ｌ，２５Ｒに所要の駆動電流を通電するモータ駆動部５０、および車速検出手段６０Ｌ，６０Ｒが電気接続されている。
なお、上記レバー操作量検出手段３０、モータ駆動制御手段４０、モータ駆動部５０等の制御システムを構成する回路は、ＩＣチップで形成したり、あるいはマイクロコンピュータで形成したりすることができるものである。
【００３０】
さらに、上記電気回路によって形成される制御システムの構成を、図６を参照して説明していく。すなわち、上記レバー操作量検出手段３０は、操作レバー１５ａ、１６ａが傾倒されたときに、その傾斜方向を検出するレバー傾斜方向検出部３０ａ（以下「傾斜方向検出部」という）およびその傾斜角を検出するレバー傾斜角検出部３０ｂ（以下「傾斜角検出部」という）を有する。
上記傾斜方向検出部３０ａおよび上記傾斜角検出部３０ｂは、例えば可変抵抗器でなるポテンショメータで形成されている。これに流れる電流により生じる電圧の変化量は、デジタル化した検出信号としてモータ駆動制御手段４０に入力させるようにする態様、あるいは操作レバーの傾斜方向と傾斜角とを光学的に計測した物理量を検出信号として入力させる態様にしたもの等がある。
【００３１】
また、上記車速検出手段６０Ｌ，６０Ｒは、例えば、電動モータ２５Ｌ，２５Ｒの回転軸に多数のスリットが穿たれた回転板を設け、これらスリットを透過する光を受光素子でカウントし、そのカウントされたパルス数を検知することで軸部材の回転数を検出する光学センサを使用したり、磁束密度の変化をパルス信号で取り込んでパルス数をカウントするパルスカウンタを備えて回転数を検出する磁気センサを使用したりすることにより、電動モータ２５Ｌ，２５Ｒの回転軸の回転数を計測するようにしている。もちろん、車速検出手段６０Ｌ，６０Ｒを設ける箇所は、上記の他に、例えば、電動モータに内蔵された減速歯車機構の出力側の軸、電動モータで駆動される前輪２１Ｌ，２１Ｒの車軸といった軸部材等とし、これら軸部材等の回転数をカウントするような態様にしてもよいものである。
【００３２】
また、モータ駆動制御手段４０は、左右の電動モータ２５Ｌ，２５Ｒの回転比を算出する回転比算出部４０ａ、左右の電動モータ２５Ｌ，２５Ｒを所要の電圧で駆動する電圧値を算出する駆動電圧算出部４０ｂ、および超信地旋回モード判断部４０ｃからなる。この超信地旋回モード判断部４０ｃには、傾斜方向検出部３０ａ、傾斜角検出部３０ｂおよび車速検出手段６０Ｌ，６０Ｒからの出力信号が入力されるように形成され、これらの信号に基づいて、電動車椅子を超信地旋回させてよいかどうかを判断するものである。そして、その判断結果は、回転比算出部４０ａおよび駆動電圧算出部４０ｂに出力されるようになっている。
【００３３】
次に、操作レバーの傾倒操作と、電動車椅子の走行モードとの関係を、図７を参照して説明する。なお、第１操作レバー１５ａと第２操作レバー１６ａの構造およびその挙動操作は同じであるので、以下の説明においては第１操作レバー１５ａについて説明していくこととする。すなわち、図７において、中心Ａ（原点）は第１操作レバー１５ａの揺動中心を示し、第１操作レバー１５ａをＹ軸の正方向に傾倒することにより前進、その負方向に傾倒すると後進、領域▲１▼の範囲に傾倒すると右旋回、領域▲２▼の範囲で傾倒すると左旋回、領域▲３▼の範囲に傾倒すると後進左旋回、領域▲４▼の範囲に傾倒すると後進右旋回をさせることができるものである。また、電動車椅子の走行中において、第１操作レバー１５ａをＸ軸の正方向（進行方向に対して真横の方向）に傾倒すると、右信地旋回、Ｘ軸の負方向に傾倒すると、左信地旋回を行うことができる。また、一旦、第１操作レバー１５ａを中立位置に復帰（直立状態）にした後、車速検出手段６０Ｌ、６０Ｒにより車速が略ゼロであることを検知した場合において、第１操作レバー１５ａをＸ軸の正方向に傾倒させることにより、右超信地旋回を、さらに、Ｘ軸の負方向に傾倒させることにより、左超信地旋回のモードで電動車椅子を走行させることができるようにしている。
【００３４】
次に、上記回転比算出部４０ａにおける電動モータ２５Ｌ，２５Ｒの回転比算出制御を、図６、図７を参照して説明する。なお、図７において、回転比のプラス表示は電動モータの回転方向が正転方向であることを、マイナス表示は逆転方向であることを示す。すなわち、回転比算出部４０ａにおいては、傾斜方向検出部３０ａで検出された第１操作レバー１５ａの傾斜方向の検出出力に基づいて、電動モータ２５Ｌ，２５Ｒの回転比が算出される。これを具体的に説明すると、第１操作レバー１５ａがその中心Ａに直立した状態にあるときには、電動モータ２５Ｌ，２５Ｒの回転速度は最小、つまりゼロとなるように設定してある。そして、回転比算出部４０ａでは、例えば、第１操作レバー１５ａをＹ軸の正方向、すなわち直進方向に傾斜させると、左右の電動モータは、１対１の回転比で正転方向に回転し、第１操作レバー１５ａをＸ軸の正方向に傾倒して右信地旋回するときには、左側の電動モータの回転数が１、右側の電動モータの回転数がゼロとなるようなモータ回転比に制御され、Ｘ軸の負方向に傾倒して左信地旋回を行う場合には、左側の電動モータと右側の電動モータの回転比がゼロ対１となるように制御される。また、中間領域の▲１▼〜▲４▼の範囲に操作レバーを傾倒する場合には、旋回しようとする側に位置する電動モータ２５Ｌ，２５Ｒの回転数だけを、操作レバー１５ａ、１６ａが直進方向に対して傾斜する度合いに応じて直線補完するようにして減速させる一方で、その反対側にある電動モータの回転数は直進状態における回転速度で回転し続けるような回転比となるように設定することで制御されるようにしている。したがって、例えば、図７に示すように、前右４５度に旋回する場合には、左輪対右輪の回転比は２対１で正転され、前左４５度旋回の場合には、１対２となるような回転比で正転制御されることとなり、後右４５度に旋回するときは２対１に逆転され、後左４５度に旋回する場合は１対２の回転比で逆転される。
【００３５】
なお、このような電動モータの回転比の制御は、傾斜方向検出部３０ａからの出力信号と、この出力信号に基づく電動モータ２５Ｌ，２５Ｒの回転比との関係が、回転比算出部４０ａにおいて予めマップ化されており、モータ駆動制御手段４０に傾斜方向検出部３０ａからの出力信号が入力されると、操作レバーの傾斜方向に応じて左右の電動モータ２５Ｌ，２５Ｒの回転比が制御マップから読み込まれてモータ回転比が無段階に算出されていく。このとき、同時に、電動モータ２５Ｌ，２５Ｒの回転方向は、上記制御マップから操作レバー１５ａ、１６ａが正方向のＹ軸を含む領域▲１▼、▲２▼に操作されることで、電動モータ２５Ｌ，２５Ｒを正転させ、負方向のＹ軸を含む領域▲３▼、▲４▼に操作した場合には、逆転させるように回転方向が制御されるようになっている。
【００３６】
また、第１操作レバー１５ａの傾斜角に基づいて駆動電圧算出部４０ｂが、電動モータ２５Ｌ，２５Ｒを駆動する電圧を算出する方法を、図８を参照して説明する。この図８は、第１操作レバー１５ａ（または第２操作レバー１６ａ）の傾斜角と速度との関係を示す説明図で、傾斜角検出部３０ｂからの出力信号が、モータ駆動制御手段４０の駆動電圧算出部４０ｂに入力される。駆動電圧算出部４０ｂでは、例えば、第１操作レバー１５ａの傾斜角Δθと、この傾斜角Δθに比例して算出される電動モータ駆動電圧との関係は、マップ化されていて、第１操作レバー１５ａが傾斜されると、その傾斜角Δθに比例した駆動電圧が制御マップから無段階に求められるようにしている。このため、図７の円で示すように、操作レバーの傾斜角Δθが大きくなるほど、それに比例して電動モータの回転速度が点線で画かれた中間速度の円Ｂから円Ｃ（最大速度）へと大きくなるように設定されている。
【００３７】
本実施の形態に係る電動車椅子の走行操作の制御を、図９に示す走行制御フローに基づいて説明する。搭乗者が電動車椅子のシートクッション部１２に着座して、第１操作装置１５の切り替えスイッチ１５ｂを走行制御可能な状態に切り替える。次いで、ステップＳ１で主スイッチ１５ｃをＯＮにすると、バッテリ２６の電源電流が電気回路に通電可能な状態となる。主スイッチ１５ｃがＯＮにされ、第１操作レバー１５ａを所要の方向へ傾斜させて電動車椅子を走行させようとすると、レバー操作量検出手段３０の傾斜方向検出部３０ａにより第１操作レバー１５ａの傾斜量が検出される（ステップＳ２）。検出された傾斜量の出力信号に基づいて、モータ駆動制御手段４０により、第１操作レバー１５ａが中立位置にあるかどうかが判断される（ステップＳ３）。中立位置以外の領域に傾斜操作されていると判断された場合には、電動車椅子は第１操作レバー１５ａの傾斜する方向に応じて直進、後進、通常の旋回、信地旋回の各走行モードを選択するとともに（ステップＳ４）、各走行モードに応じたモータ回転比が、回転比算出部４０ａで算出され（ステップＳ５）、その算出結果がモータ駆動部５０へ出力される。
【００３８】
他方、レバー操作量検出手段３０の傾斜角検出部３０ｂで第１操作レバー１５ａの傾斜角が検出され（ステップＳ６）、その傾斜角に応じて発生した出力信号が、モータ駆動制御手段４０の駆動電圧算出部４０ｂに出力される。駆動電圧算出部４０ｂでは、傾斜角検出部３０ｂからの出力信号に基づいてモータ駆動に必要な駆動電圧が算出され（ステップＳ７）、その算出結果をモータ駆動部５０に出力する。
【００３９】
モータ駆動部５０では、第１操作レバー１５ａの傾斜方向を検出した結果から、回転比算出部４０ａで算出された回転比の出力信号に基づいて、電動モータ２５Ｌ，２５Ｒを駆動させる命令信号が出力される。具体的には、直進（図７のＹ軸正方向に傾倒）、後進（図７のＹ軸負方向に傾倒）、通常旋回（図７の領域▲１▼、▲２▼で傾倒することによる左右旋回、領域▲３▼，▲４▼で傾倒することによる左右旋回）、および信地旋回（図７のＸ軸負方向に傾倒することによる左信地旋回、Ｘ軸正方向に傾倒することによる右信地旋回）の各走行モードに必要となる左右の電動モータ２５Ｌ，２５Ｒの回転比が、電動モータ２５Ｌ，２５Ｒに出力される。同時に、モータ駆動部５０においては、第１操作レバー１５ａの傾斜角の大小に応じた駆動電圧が、電動モータ２５Ｌ，２５Ｒに命令信号として出力される。こうして、電動車椅子は、ステップＳ１〜ステップＳ７を繰り返すことで、直進、後進、通常旋回、および信地旋回の各モードを連続運転しながら自由自在に選択操作して走行させることができる。そして、ステップＳ１において、主スイッチ１５ｃをＯＦＦにすると、電動車椅子は停止することとなる（ステップＳ８）。
【００４０】
また、走行操作途中において、電動車椅子を超信地旋回モードで走行させる場合には、操作レバー１５ａを中立位置に復帰させると（ステップＳ３）、その中立位置の状態にあるという検出信号（傾斜方向の情報）が、超信地旋回モード判断部４０ｃ（図６参照）に入力されると共に、電動モータ２５Ｌ，２５Ｒの駆動が停止される。このとき、電動車椅子が惰性で動いている場合もあるので、車速検出手段６０Ｌ，６０Ｒにより車速が略ゼロであることを検出され（ステップＳ９）、その検出結果が超信地旋回モード判断部４０ｃに入力されるようにしている。また、電動車椅子が一旦停止状態になったことを確認する一方で、傾斜方向検出部３０ａおよび傾斜角検出部３０ｂにより第１操作レバー１５ａの傾斜方向と傾斜角とが検出され（ステップＳ１０）、その検出信号が超信地旋回モード判断部４０ｃに入力される。この超信地旋回モード判断部４０ｃにおいて、第１操作レバー１５ａが図７のＸ軸正方向に傾倒しているか（右超信地旋回モード）、Ｘ軸負方向に傾倒しているか（左超信地旋回モード）が判断され（ステップＳ１１）、超信地旋回モードが選択操作されたと判断された場合には（ステップＳ１２）、上記したと同じようにステップＳ５〜ステップＳ６を経由して電動モータ２５Ｌ，２５Ｒの駆動制御が行われる。すなわち、右超信地旋回モードの場合には、左右の前輪の回転比は、左前輪：右前輪＝＋１：−１であり、左超信地旋回モードの場合には、左前輪：右前輪＝−１：＋１となって、電動車椅子が超信地旋回するようになる（図７参照）。
【００４１】
ステップＳ９において、車速検出手段６０Ｌ，６０Ｒにより車速が略ゼロの状態を検出しない場合には、ステップＳ３に戻る。また、ステップＳ１１において、第１操作レバー１５ａが超信地旋回の位置に傾斜していないと判断された場合には、各走行モード選択ステップＳ４に進み、超信地旋回モード以外のモードにより電動車椅子が走行操作されることとなる。
【００４２】
また、電動車椅子のリヤステップ２４を展開し、その上に介護者が乗って介護者が後ろから走行操作する場合には、第１操作装置１５にある切り替えスイッチ１５ｂを切り替え操作し、第２操作装置１６の第２操作レバー１６ａだけで操作できるように電気回路を切り替える。介護者が第２操作レバー１６ａを操作することにより、上記第１操作レバー１５ａの場合と同様にして、モータ駆動制御手段４０により電動モータ２５Ｌ，２５Ｒの回転比、駆動電圧、回転方向を制御することができ、介護者によっても電動車椅子を自由自在に操縦することが可能となる。
【００４３】
また、搭乗者あるいは介護者による操縦において、速度調整スイッチ１５ｄを調整操作して電圧変更することにより、走行スピードのレベル変更を容易に行えるので、特に、介護者がリヤステップ２４に乗らないで歩行しながら第２操作レバー１６ａを操作する場合には、介護者自身の歩行スピードに合わせるように調整することで、電動車椅子が勝手に進まないようにすることができるようになる。
【００４４】
上記したごとく、本実施の形態によれば、電動モータ２５Ｌ，２５Ｒの回転比を制御することで左右の前輪２１Ｌ，２１Ｒに操舵機能を付与するようにしているため、上記従来装置のようなパワステアリング機構を設けることを不要化でき、それだけ構造簡単で軽量化を図った電動車椅子を得ることができるようになる。
また、本実施の形態では、電動車椅子を超信地旋回させてＵターンさせる場合には、一旦電動車椅子を停止させた状態にした後に、超信地旋回を行わせるようにしたため、上記従来のように搭乗者あるいは介護者が連続運転を行いながら超信地旋回操作をしたために振り回されて落ちるといった事態を良好に回避でき、安全に超信地旋回を行えるという効果がある。
また、本実施の形態では、前輪２１Ｌ，２１Ｒ近傍、すなわち、シャシー２０のフロント部に電動モータ２５Ｌ，２５Ｒを配置しているので、重量配分が走行安定性に有利となる構造にされることとなり、搭乗者や介護者が電動車椅子に乗って走行する場合には、電動車椅子が転倒するような事態を円滑に回避できるようになる。
【００４５】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明の範囲に含まれるものである。
すなわち、上記実施の形態に係る電動車椅子では、電動モータ２５Ｌ，２５Ｒの回転比、駆動電圧、回転方向等の制御を、制御マップを形成したＩＣチップでなるロジック回路で形成した場合について説明したが、もちろんこれと等価な制御を実行できる制御回路を有するものであるならば、マイクロプロッセサを使用した電子制御回路により実現できるような構成にすることも可能であるのは言うまでもない。
また、上記実施の形態では、第１操作装置１５，第２操作装置１６に、第１操作レバー１５ａ、第２操作レバー１６ａを設け、これら各操作レバー１５ａ、１６ａを操縦することにより走行制御するようにしたが、第１操作装置または／および第２操作装置１５，１６に受信機を取り付け、この受信機で送信機から送信されてきた操作指令信号を受信する態様にすることも可能である。かかる構成にすることで、遠隔操作により電動車椅子の電動モータ２５Ｌ，２５Ｒを制御することができるようになり、便利である。
また、上記実施の形態では、前輪２１Ｌ，２１Ｒを電動モータ２５Ｌ，２５Ｒで駆動制御するようにした場合であったが、もちろん後輪２２Ｌ，２２Ｒを駆動制御する態様にし、前輪２１Ｌ，２１Ｒをキャスタ支持による構造とすることもできる。
また、第１操作装置１５および第２操作装置１６の設ける位置は、右肘掛け部１３Ｒおよびグリップ１４ａＲに設置した場合であったが、これら操作装置を電動車椅子の左側に設置してもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上により、、一旦電動車椅子が停止して車速がゼロ付近になった場合にのみ、超信地旋回を行うことができるので、電動車椅子のシートに着座した搭乗者が、シートの回転により生じる遠心力によって振り落とされることがなく、安全確実に電動車椅子をＵターン操作することができ、狭い室内での走行を円滑にできるようになる。また、左右２つの電動モータにより前輪または後輪が駆動され、且つ同時に電動モータの回転差により操舵される機能を備えているため、請求項１の発明と同様に、ステアリング機構を設けなくても済み、それだけ構造が簡単で、且つ、コスト安価な電動車椅子が実現できる効果を奏する。
【００４７】
請求項２記載の発明によれば、操作レバーの３６０度の方向への傾倒操作により、傾斜方向検出部が操作レバーの傾斜する方向を検出し、傾斜角検出部が操作レバーの傾斜角を検出し、これら検出された制御信号をモータ駆動制御手段に送出しりことで、電動モータの回転比と駆動電圧を円滑に算出することができ、これにより、電動モータで駆動される前輪または後輪を、安全且つ的確に超信地旋回させることができる効果を奏する。
【００４８】
また、請求項３記載の発明のよれば、モータ駆動制御手段の回転比算出部において操作レバーの傾斜方向に応じた各電動モータの回転比を算出する一方で、駆動電圧算出部において、操作レバーの傾斜角に応じた左右のモータ駆動電圧が算出されるため、傾斜方向検出部および傾斜角検出部からの出力信号が入力されたモータ駆動制御手段の回転比算出部および駆動電圧算出部により、あたかも自動車を操縦するようなスムーズな操縦感覚で電動車椅子を運転操作できる効果を奏する。
【００４９】
また、請求項４記載の発明によれば、操作レバーを第１操作レバーと第２操作レバーとの２系統に形成することにより、各電動モータを、第１操作レバーを操作する搭乗者だけでなく、搭乗者の搭乗の有無に関係なく、介護者によっても第２操作レバーを操作できるので、電動車椅子の操作性に自由度が増し、それだけ便利に取り扱うことができる効果を奏する。
【００５０】
また、請求項５記載の発明によれば、左右の各電動モータを、走行速度調整手段により走行速度のレベル変更を行えるので、介護者が電動車椅子を操縦する場合には、介護者の歩行速度に見合った走行スピードに調整を行え、電動車椅子を安全に操縦できる効果を奏する。
【００５１】
また、請求項６記載の発明によれば、電動車椅子に搭乗する搭乗者が着座するシート後部に、介護者が足を載せて立った姿勢で走行することができるフットステップを取り付け、且つ、前輪を電動モータにより駆動されるようにしているので、電動車椅子のフロント部に電動モータが配置されることとなり、フロント部に重量物である電動モータを配置したことにより電動車椅子全体の重量配分が安定しているため、フットステップに介護者が搭乗しても、電動車椅子が転倒するようなことがなく、安全走行を確保できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態の電動車椅子を斜め前方から視た状態を示す外観斜視図である。
【図２】電動車椅子を斜め後方から視た状態を示す外観斜視図である。
【図３】電動車椅子のシャシーを上方から視た外観斜視図である。
【図４】電動車椅子の第１操作装置を拡大して示した外観斜視図である。
【図５】電動車椅子の回路素子の配置を示す電気回路図である。
【図６】電動車椅子の制御ブロック図である。
【図７】電動車椅子の操作レバーの傾倒領域と電動モータの回転比との関係を示す説明図である。
【図８】電動車椅子の操作レバーの傾斜角と駆動電圧との関係を示す説明図である。
【図９】電動車椅子の走行制御フロー図である。
【符号の説明】
１０  電動車椅子のボデー本体
１２  シートクッション部
１５  第１操作装置
１５ａ  第１操作レバー１５ａ
１５ｂ  切り替えスイッチ
１５ｃ  主スイッチ
１５ｄ  速度調整スイッチ
１６  第２操作装置
１６ａ  第２操作レバー
２０  シャシー
２１Ｌ  左前輪
２１Ｒ  右前輪
２２Ｌ  左後輪
２２Ｒ  右後輪
２３  フロントステップ
２４  リヤステップ
２５Ｌ，２５Ｒ  電動モータ
２６  バッテリ
３０  レバー操作量検出手段
３０ａ  傾斜方向検出部
３０ｂ  傾斜角検出部
４０  モータ駆動制御手段
４０ａ  回転比算出部
４０ｂ  駆動電圧算出部
４０ｃ  超信地旋回モード判断部
５０  モータ駆動部
６０Ｌ，６０Ｒ  車速検出手段
【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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【図８】
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【図９】
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