(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作者の押し引き操作による操作力に応じた補助的駆動力を発生させる小型車両を支える本体フレームから延在し、車両後部の中央に位置する連結部材と、
前記連結部材に対して取り付けられ、軸受部が設けられた第１台座と、
前記第１台座の前記軸受部の下方に位置する軸部を旋回自在に支持する第２台座と、
前記軸受部により前後方向揺動自在に支持され、前記軸受部の垂直上方に延びる第１腕部と前記軸受部から前後方向に延びる第２腕部を有するＬ字状部材と、
前記第１腕部の先端から左右方向に延び、操作者の押し引き操作が加えられるハンドルと、
前記第２腕部と前記第１台座との間に設けられ、前記Ｌ字状部材を前後方向揺動の中立位置に付勢する第１付勢部材と、
前記第１台座と第２台座との間に設けられ、前記第１台座の左右方向姿勢を中立位置に保持する第２付勢部材と、
前記ハンドルに加わる操作者の操作力によって前記第１付勢部材に抗して前後方向に揺動する前記Ｌ字状部材の前後方向揺動量を検出する揺動量検出部と、
前記ハンドルに加わる操作者の操作力によって前記第２付勢部材に抗して旋回する前記第１台座の旋回量を検出する旋回量検出部と、
を備える駆動補助付小型車両の操作部。
【請求項２】
請求項１において、
前記第２台座の前後方向先端を上下揺動自在に支持する第３台座と、
前記第２台座と第３台座との間に設けられ、前記第２台座の上下方向姿勢を中立位置に保持する第３付勢部材と、
前記ハンドルに加わる操作者の操作力によって前記第３付勢部材に抗して揺動する前記第２台座の旋回から車両の持ち上げ又は押し下げの少なくとも一つを検出する姿勢検出部とがさらに設けられている駆動補助付小型車両の操作部。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、操作者の操作力に応じた補助的駆動力を発生し、人力による運搬を補助する駆動補助付小型車両に備えられるハンドル等の操作部に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、人力による運搬に利用される運搬用小型車両の中には、バッテリー電源や電動モータ等を具備し、人力による操作を補助して操作者の労力を軽減するため、電動モータ等に補助的駆動力を出力させるようにしたものがある。
【０００３】
そして、この種の小型車両にあっては、該車両による運搬の状況に応じて、補助的駆動力の出力が制御されるようになっている。例えば、該小型車両を登り坂を前進しながら押し上げていく場合と、平坦路を押していく場合とでは、該車両に加えるべき操作力は異なる。そのため、該車両のハンドル等の操作部に加えられる操作者の操作力を検出し、この操作力に応じた補助的駆動力を発生させるようになっている。例えば登り坂を前進する場合には、操作者が操作部を強く押すため、大きな操作力に応じた大きな補助的駆動力を発生させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、補助的駆動力の人の操作力に対する割合は１以下のような所定値になっていることから、操作力を正確に検出する必要がある。一方、人の操作力で走行する車両であるため、操作力が作用するハンドル等の操作部は丈夫に構成する必要がある。特に、走行面の凹凸を乗り越える際に、車両を持ち上げたりするときに上下方向の力も操作部に作用するため、上下方向の力にも耐える操作部にする必要がある。しかし、操作部を丈夫にすると、操作力の検出が難しく不正確になるという問題点があった。
【０００５】
そこで、本発明は、操作者により加えられる操作力を正確に検出できるとともに、種々の操作力に耐えることができ、構造も簡単な駆動補助付小型車両の操作部を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する本発明のうち請求項１記載の発明は、操作者の押し引き操作による操作力に応じた補助的駆動力を発生させる小型車両を支える本体フレームから延在し、車両後部の中央に位置する連結部材と、前記連結部材に対して取り付けられ、軸受部が設けられた第１台座と、前記第１台座の前記軸受部の下方に位置する軸部を旋回自在に支持する第２台座と、前記軸受部により前後方向揺動自在に支持され、前記軸受部の垂直上方に延びる第１腕部と前記軸受部から前後方向に延びる第２腕部を有するＬ字状部材と、前記第１腕部の先端から左右方向に延び、操作者の押し引き操作が加えられるハンドルと、前記第２腕部と前記第１台座との間に設けられ、前記Ｌ字状部材を前後方向揺動の中立位置に付勢する第１付勢部材と、前記第１台座と第２台座との間に設けられ、前記第１台座の左右方向姿勢を中立位置に保持する第２付勢部材と、前記ハンドルに加わる操作者の操作力によって前記第１付勢部材に抗して前後方向に揺動する前記Ｌ字状部材の前後方向揺動量を検出する揺動量検出部と、前記ハンドルに加わる操作者の操作力によって前記第２付勢部材に抗して旋回する前記第１台座の旋回量を検出する旋回量検出部と、を備える駆動補助付小型車両の操作部である。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１において、前記第２台座の前後方向先端を上下揺動自在に支持する第３台座と、前記第２台座と第３台座との間に設けられ、前記第２台座の上下方向姿勢を中立位置に保持する第３付勢部材と、前記ハンドルに加わる操作者の操作力によって前記第３付勢部材に抗して揺動する前記第１台座の旋回から車両の持ち上げ又は押し下げの少なくとも一つを検出する姿勢検出部とがさらに設けられている。
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図面を用いて説明する。まず、本発明にかかる駆動補助付小型車両（以下、「小型車両」という）の全体的な構成を、図６に基づいて説明する。小型車両１は、車体カバー５に覆われる車両本体２と、車両本体２等を支える本体フレーム３と、ハンドル６等とからなる操作部４Ｃとを備えて構成される。
【００１１】
車体カバー５は、電動モータやその制御装置等の小型車両１に備わる装備をその内部に覆うとともに、収納部を区画するための部材であるが、その上部は運搬物を載置するための搬送台となっている。車両本体２には、ハンドル６に近い側であって進行方向と直交する左右方向に、第１駆動車輪１１と第２駆動車輪１２が取り付けられ、ハンドル６から離れた側にも旋回自在でフリーな１個又は２個の車輪１３が取り付けられている。第１，第２駆動車輪１１，１２の各々には、減速機構を介して電動モータ１５，１６が連結され、補助的駆動力が加えられる構成になっている。
【００１２】
つぎに、本発明の参考例のコ字状ハンドルの操作部４Ａを図１乃至図４に基づいて説明する。図１は操作部４Ａの上面図、図２は図１のＸ−Ｘ線断面図である。
【００１３】
図１において、操作部４Ａは、本体フレームから延在して車両後部の左右に位置する連結部材７と、連結部材７の左右箇所に固設された左右一対の摺動受け部２１，２２と、摺動受け部２１，２２に対する先端軸２３，２４を有するコ字状ハンドル２５と、先端軸２３，２４の中立位置への付勢部材２６，２７と、付勢部材２６，２７に抗して移動する先端軸２３，２４の移動量を検出する移動量検出部２８，２９とを備えてなっている。
【００１４】
図２において、摺動受け部２１，２２は、フランジ３０に筒体３１を突設して一体化したものである。筒体３１は内径Ｄ１の摺動穴３２を有し、外径ｄ１の先端軸２３，２４が前後方向に摺動自在となっている。筒体３１の中央には長孔３３が加工され、先端軸２３，２４に突設されたピン３４が前記長孔３３から突出している。このピン３４の先端は、筒体３１に沿って移動可能なダブルリング３５に係合している。筒体３１の両端にエンドリング３６，３７が固設され、エンドリング３６とダブルリング３５の間に前方押しバネ３８が介装され、エンドリング３７とダブルリング３５の間に後方押しバネ３９が介装されている。これらの押しバネ３８，３９などが先端軸２３，２４を前後方向の中立位置に保持する付勢部材（第１付勢部材）２６，２７を構成している。
【００１５】
フランジ３０には、ロータリーエンコーダ４０を保持するブラケットが取り付けられている。ロータリーエンコーダ４０の軸に嵌入された揺動する検出片４１は、前記先端軸２３，２４に当接状態を保つように、引っ張りバネ４２で付勢されている。先端軸２３，２４が前後に移動すると、検出片４１が揺動し、揺動の程度から先端軸２３，２４の前後方向移動量が検出される。ロータリーエンコーダ４０等が左右一対の移動量検出部２８，２９を構成している。
【００１６】
図１の操作部４の作動を以下に説明する。ハンドル２５を両手で握って前方向に押しているとする。左右の手による操作力ＦR,ＦLは略均等であるので、左右の付勢部材２６，２７の押しバネ２６が圧縮され、左右の先端軸２３，２４は略等しい距離だけ前方に移動する。すると、左右の移動量検出部２８，２９のポテンションメータは等しい回転角だけ回転する。操作者が車両を旋回させようとすると、左右の手による操作力ＦR,ＦLは不均等になる。急旋回の場合、操作力ＦRが押し側であり、操作力ＦLが引き側になったりする。この場合、ハンドル２５は角度θだけ傾くことになるが、図２のように、先端軸２３，２４の外形ｄ１と摺動受け部２１，２２の内径Ｄ１との隙間が、ハンドル２５の傾きを許容する程度の大きさになっている。また、ハンドル２５を持ち上げたり、押し下げたりした場合、その力は先端軸２３，２４が嵌入する摺動受け部２１，２２が受け、摺動受け部２１，２２は連結部材７を介して本体フレームに連結されているため、車体の持ち上げなどが可能となっている。
【００１７】
図３及び図４は本発明の参考例の他の操作部を示す。図３は他の操作部の上面図、図４は図３のＹ−Ｙ線断面図である。図１及び図２のものと異なる点は、摺動受け部の構造と移動量検出部の取付け位置等である。同じ機能を有する部品には図１及び図２と同じ符号を付してその説明を省略する。
【００１８】
左右両端に枝分かれした連結部７の各々に、凹状に折り曲げられたブラケットが固設されている。このブラケット５０に取り付けられた一対のアイボルト５１，５２が摺動受け部４９を構成している。図４に示されるように、アイボルト５１，５２の内径にハンドル５の先端軸２３，２４が嵌入されている。ハンドル５にかかる上下方向の力は、アイボルト５１，５２からブラケット５０更に連結部７を経て本体フレームに伝えられる。また、このアイボルト５１，５２は押しバネ３８，３９に対するダブルリング３５（図２参照）の代わりとなっている。
【００１９】
ブラケット５０に取り付けられたロータリーエンコーダ４０の検出片は長孔５４付きのアーム５５になっていて、先端軸２３，２４の根元に突設されたバー５６の先端が前記長孔５４に係合することで、前後方向の移動量検出部５３を構成している。
【００２０】
図５乃至図７は、本発明の参考例のＴ字状ハンドルを用いる操作部を示す。図５の操作部は前後方向操作力のみが検出可能なものであり、図５（ａ）はその側面図、図５（ｂ）はその正面図を示し、図６はその取付け状態を示す側面図である。
【００２１】
図６において、小型車両１を支える本体フレーム３から延在し、車両後部の中央に位置する連結部材７の上に、操作部４Ｃの本体が設けられている。図５に示されるように、操作部４Ｃは、連結部材７と、軸受部６０を有する台座６１と、軸受け部６０で前後方向揺動自在に支持され、軸受部６０の垂直上方に延びる第１腕部６２と軸受部６０から前後方向に延びる第２腕部６３を有するＬ字状部材６４と、第１腕部６２の先端から左右方向に延び、操作者の押し引き操作が加えられるハンドル６と、第２腕部６３と台座６１間に設けられ、Ｌ字状部材６４を前後方向揺動の中立位置に付勢する付勢部材６５と、付勢部材６５に抗して前後方向に揺動するＬ字状部材６４の前後方向揺動量を検出する揺動量検出部６６とからなる。
【００２２】
台座６１の軸受部６０は、Ｌ字状部材６４の第１腕６２の真下の軸６７の両端を支持する軸受プレートで構成されている。ハンドル６はこの第１腕６２とともにＴ字状となっている。付勢部材６５は、第２腕６３に対する上下方向の引きバネ６８，６９で構成されている。揺動量検出部６６は、第２腕６３の先端の楕円部材７０と、台座６１に取り付けられ、楕円部材７０に向かうポテンションメータ７１から構成されている。
【００２３】
図５の操作部の作動を以下に説明する。ハンドル６の両端を握る操作者が前後方向に操作力を加えると、ハンドル６は軸６０を支点にして揺動する。すると、Ｌ字状部材６４の第２腕６３が、付勢部材６５の引きバネ６８，６９の付勢力に抗して上下に揺動する。この揺動の程度が、揺動量検出部６６のポテンションメータ７１で検出される。Ｌ字状部材６４の付勢部材６５による中立位置でポテンションメータ７１の出力をゼロにするには、楕円部材７０を回転させればよい。また、ハンドル６に上下方向の力が作用すると、軸受部６０を介して台座６１及び連結部材７に真下に伝わる。
【００２４】
図７は本発明に係る操作部４Ｃを示す。図７の操作部は前後方向操作力と旋回方向操作力の両方と、車両の持ち上げ状態が検出できるものであり、図７（ａ）はその上面図、図７（ｂ）はその側面図を示す。図５のものと異なる点は、台座が第１台座７４，第２台座７６，第３台座７８からなり、旋回方向の第２付勢部材８１と旋回量検出部８２及び上下方向の第３付勢部材８３と姿勢検出部８４とが設けられた点である。
【００２５】
この操作部４Ｃは、両端が握りになったハンドル６と、ハンドル６の中央に下向きに取り付けられたＬ字部材７３と、Ｌ字部材７３の折れ曲がり部分にある支点７３ａでＬ字部材７３を前後方向に揺動可能に支持する軸受部７４ａを有する第１台座７４と、第１台座７４の軸受部７４ａの真下から突設されたピン７５で第１台座７４を旋回可能に支持する第２台座７６と、第２台座７６の前方のピン７７で第２台座７６の全体を上下揺動可能に支持する第３台座７８と、ハンドル６に加わる前後方向操作力に応じて支点７３ａにより前後方向に揺動するＬ字部材７３の姿勢を中立位置に保持する前後方向の第１付勢部材７９及び前後方向操作力に応じた変位を検出するためのポテンションメータ等の前後方向変位検出手段８０、第２台座７６に対する第１台座７４の旋回位置を中立位置に保持する第２付勢部材８１及び操作力に応じた旋回量を検出するためのポテンションメータ等の旋回量検出手段８２、第２台座７６の第３台座７８に対する上下位置を中立位置に保持する第３付勢部材８３及び上下位置の所定以上の変動により作動するリミットスイッチ等の姿勢検出器８４とからなっている。また、第３台座７８は図示されない連結部材に固定的に結合される。
【００２６】
ハンドル６に作用する前後方向の操作力は、前後方向付勢部材７９に抗するＬ字部材７３の前後方向揺動に変換され、その揺動の程度が前後方向変位検出手段８０で検出される。ハンドル６に作用する左右方向の旋回にかかる操作力は、第２付勢部材８１に抗する第１台座７４の水平面内旋回に変換され、その旋回の程度が旋回量検出手段８２で検出される。これらにより、進行方向にかかる前後の操作力の方向と大きさ、及び、旋回させようとする操作力に相当する左右の操作力の方向と大きさが検出できる。段差の乗り越え時にハンドル６を押し引きして車体本体を浮き上がらせると、第３付勢部材８３に抗する第２台座７６の動きに変換されて姿勢検出器８４がこの動きを検出する。これにより、車体本体の持ち上がり状態も検出でき、例えば持ち上げ状態で補助的駆動力をオフにしたりすることができる。
【００２７】
なお、図７において、第３台座７８、第３付勢部材８３及び姿勢検出器８４を省略した操作部とすることもできる。
【００２８】
図８は、図１の如くハンドルの両端の操作力が別個に検出できる操作部を備えた小型車両の代表的な機器ブロック図である。図において、制御ブロックは、操作力検出部１００と、設定部１１０と、演算部１２０と、第１，第２モータ制御部１３０，１４０と、電源１５０と、回転計１６０，１６１とを主要機器として構成される。
【００２９】
操作力検出部１００は、コ字状のハンドルに加えられる操作力をハンドルの左右位置で検出するために、左操作力検出部１０１と右操作力検出部１０２とに分けて設けられている。これら検出部１０１，１０２は前述したようにポテンションメータで構成されていて、操作力に応じた電圧ＶPR及びＶPLを後述するアシスト比演算部１２１に出力する。アシスト比演算部１２１は、出力ＶPR及びＶPLの大小から操作力の大きさを判定し、出力ＶPR及びＶPLの正負から操作力が作用する方向を判定し、出力ＶPR及びＶPLの差から旋回させようとする状態を判定する。設定器１１０は、検出された操作力に対する補助的駆動力の比率を例えば大中小に設定するための信号をアシスト比演算部１２１に出力するものである。例えば、登り坂の場合には、補助的駆動力の比率を大に設定し、平坦路の場合には、補助的駆動力の比率を小に設定する。
【００３０】
演算部１２０は、アシスト比演算部１２１と車輪速度演算部１２２とからなる。アシスト比演算部１２１は、操作力検出部１００からの操作力に関する出力及び設定器１１０からの設定に関する出力を基にして、例えば操作力の１／２に相当する補助的駆動力を発生させるためのトルク指令値τl,τR を左右の減算器１３１，１４１に出力する。
【００３１】
左右の第１，第２モータ制御部１３０，１４０は同じ構成であるため、第１モータ制御部１３０で詳細を説明する。減算器１３１は、入力されたトルク指令値τl と、後述する電圧変換器１３７の出力値との差をとるものである。比例制御部１３２は、減算器１３１の出力に対して比例制御を行う。ＰＷＭ(Pulse WidthModulation)比率変換部１３３は、比例制御部１３２の出力に応じてパルス幅変調信号の変調比を変化させる。
【００３２】
左モータ用ドライバ１３４は、ＰＷＭ比率変換部１３３から出力されるパルス幅変調信号に基づいて、電源１５０から第１電動モータ１５へ供給される電流を制御する。なお、電流方向は先のトルク指令値τl,τRの正負によって決まり、正ならば前進、負ならば後進の各駆動トルクを生じるように流れる。
【００３３】
駆動力換算部１３６は、第１電動モータ１５へ供給される電流を検出して、駆動車輪の駆動力値に換算し、アシスト比演算部１２１に出力する。電圧変換部１３７は、駆動力換算部１３６から出力された駆動力値に応じた電圧に変換して減算器１３１へ出力する。
【００３４】
また、回転計１６０、１６１は、それぞれ第１電動モータ１５，第２電動モータ１６の回転を検出する。演算部１２０の車輪速度演算部１２２は、左右の車輪の平均の車速を演算し、例えば所定値以上の高速になるとアシスト比（操作力に対する補助的駆動力の比率であって、普通は１未満の数字）を低下させる指令をアシスト比演算部１２１が出力する。
【００３５】
以上の制御ブロック及びハンドルの左右位置における操作力を検出できる操作部によると、前進又は後進の補助的駆動力のみならず、旋回のための補助的駆動力を発生させることができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明にかかる請求項１記載の発明によると、Ｔ字状ハンドルの真下に軸受部を設け、この軸受部を有する台座を介して本体フレームの連結部の中央に固設するため、上下の操作力に関係なく、前後方向の揺動及び旋回方向の操作力を検出することができ、操作力を正確に検出できるとともに、上下の操作力に耐えやすい。
【００３７】
請求項２記載の発明によると、Ｔ字状ハンドルの真下に軸受部を設け、この軸受部を有する台座を介して本体フレームの連結部の中央に固設するため、上下の操作力に関係なく、前後方向の揺動、旋回方向の操作力及び上下操作力による車体の浮き上がりを検出することができ、操作力を正確に検出できるとともに、上下の操作力に耐えやすい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例にかかる操作部の上面図である。
【図２】本発明の参考例にかかる操作部のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】本発明の参考例にかかる他の操作部の上面図である。
【図４】本発明の参考例にかかる他の操作部のＹ−Ｙ断面図である。
【図５】本発明の参考例にかかる操作部を示す図である。
【図６】本発明にかかる操作部の取付け状態を示す図である。
【図７】本発明にかかる操作部を示す図である。
【図８】本発明の参考例の操作部を用いた小型車両の制御ブロックを示す図である。
【符号の説明】
１小型車両
２車両本体
３本体フレーム
４Ａ〜４Ｄ 操作部
６，２５ ハンドル
１１，１２ 駆動車輪
１５，１６ 電動モータ
２１，２２ 摺動受け部
２３，２４ 先端軸
２６，２７ 第１付勢部材
２８，２９ 移動量検出部
６１，７４ 第１台座
６０，７４ａ 軸受部
６２第１腕
６３第２腕
６４，７３ Ｌ字状部材
７６第２台座
７８第３台座
８１第２付勢部材
８２揺動量検出部
８３第３付勢部材
８４姿勢検出部
【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】
0003903530.tif 000006
【図６】
0003903530.tif 000007
【図７】
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【図８】
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