(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体フレーム（１４）に固定される車軸（３７）に回転自在に支承される後輪（ＷR ）のホイールハブ（３２）と、ハンドリム（４５）に連結されて前記ホイールハブ（３２）の軸線方向外方に配置されるハンドリムハブ（４３）と、前記ハンドリム（４５）に入力される回転トルクに応じて弾性変形しつつ該回転トルクをハンドリムハブ（４３）からホイールハブ（３２）に伝達することを可能としてハンドリムハブ（４３）およびホイールハブ（３２）間を連結する動力伝達部材（６１）と、該動力伝達部材（６１）の弾性変形に伴なうハンドリムハブ（４３）およびホイールハブ（３２）間の回転位相差を検出する位相差検出手段（９４）と、該位相差検出手段（９４）の検出値に応じたアシスト力を前記ホイールハブ（３２）に付与する電動モータ（３８）とを備える電動アシスト車椅子において、前記車軸（３７）の半径方向を長辺とした長方形の横断面形状を有するとともに前記ホイールハブ（３２）およびハンドリムハブ（４３）の回転軸線に直交する平面内で前記車軸（３７）を略全周にわたって囲繞する略Ｃ字状に形成される単一の前記動力伝達部材（６１）が、該動力伝達部材（６１）の両端を前記ホイールハブ（３２）および前記ハンドリムハブ（４３）にそれぞれ連結して前記ホイールハブ（３２）および前記ハンドリムハブ（４３）間のスペースに配置され、前記位相差検出手段（９４）が、前記ホイールハブ（３２）に固定されるスリップリング（６８）と、前記ハンドリムハブ（４３）に固定されて前記スリップリング（６８）に対向するカバー（７０）間に設けられて前記ホイールハブ（３２）内に収容されることを特徴とする電動アシスト車椅子。
【請求項２】
前記ハンドリムハブ（４３）の前記ホイールハブ（３２）への対向面に、ホイールハブ（３２）およびハンドリムハブ（４３）の回転軸線を中心とした環状の溝（６７）が設けられ、該溝（６７）内に前記動力伝達部材（６１）が収容、配置されることを特徴とする請求項１記載の電動アシスト車椅子。
【請求項３】
前記ホイールハブ（３２）を同軸に貫通する車軸（３７）が車体フレーム（１４）に固定され、前記ハンドリムハブ（４３）に同軸に固着されたリング体（４６）が前記車軸（３７）に回転自在に支承され、前記ホイールハブ（３２）の軸線方向外端部が前記リング体（４６）に回転自在に支承され、前記ホイールハブ（３２）の軸線方向内端部が、前記車体フレーム（１４）に固定される支持部材（５０）に回転自在に支承され、前記動力伝達部材（６１）が前記リング体（４６）を囲繞して配置されることを特徴とする請求項１または２記載の電動アシスト車椅子。
【請求項４】
前記動力伝達部材（６１）の一端部を前記ホイールハブ（３２）および前記ハンドリムハブ（４３）の一方に連結する連結ピン（６２）と、前記ホイールハブ（３２）および前記ハンドリムハブ（４３）の他方に設けられて前記連結ピン（６２）の端部を緩やかに挿入せしめる規制凹部（６４）とで、前記ホイールハブ（３２）および前記ハンドリムハブ（４３）の相対角変位量を規制する角変位量規制機構（６６）が構成されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電動アシスト車椅子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハンドリムに入力されるトルクに応じたアシスト力を電動モータから後輪のホイールハブに付与するようにした電動アシスト車椅子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
入力トルクに応じたアシスト動力を後輪に作用せしめるようにした電動アシスト車椅子が、たとえば特開平３−１５４６８号公報等で既に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のものでは、ハンドリムハブからホイールハブに動力を伝達するための動力伝達部材としてトーションバーが用いられており、入力トルクに応じた変形量を比較的大きくしてトルク検出を容易とするためにはトーションバーの長さを比較的長くせざるを得ない。このため、後輪の軸線方向に沿って比較的長いスペースをトーションバーの設置スペースとして確保しなければならず、その分だけ車椅子の幅が大きくなるので、狭い場所での車椅子の通行に支障を来たすことがある。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、動力伝達部材が占めるスペースを後輪の軸線に沿う方向で比較的短くし、トルク検出に必要な部分をコンパクトに構成して車椅子の幅を小さく設定可能とした電動アシスト車椅子を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、車体フレームに固定される車軸に回転自在に支承される後輪のホイールハブと、ハンドリムに連結されて前記ホイールハブの軸線方向外方に配置されるハンドリムハブと、前記ハンドリムに入力される回転トルクに応じて弾性変形しつつ該回転トルクをハンドリムハブからホイールハブに伝達することを可能としてハンドリムハブおよびホイールハブ間を連結する動力伝達部材と、該動力伝達部材の弾性変形に伴なうハンドリムハブおよびホイールハブ間の回転位相差を検出する位相差検出手段と、該位相差検出手段の検出値に応じたアシスト力を前記ホイールハブに付与する電動モータとを備える電動アシスト車椅子において、前記車軸の半径方向を長方形とした矩形の横断面形状を有するとともに前記ホイールハブおよびハンドリムハブの回転軸線に直交する平面内で前記車軸を略全周にわたって囲繞する略Ｃ字状に形成される単一の前記動力伝達部材が、該動力伝達部材の両端を前記ホイールハブおよび前記ハンドリムハブにそれぞれ連結して前記ホイールハブおよび前記ハンドリムハブ間のスペースに配置され、前記位相差検出手段が、前記ホイールハブに固定されるスリップリングと、前記ハンドリムハブに固定されて前記スリップリングに対向するカバー間に設けられて前記ホイールハブ内に収容されることを特徴とする。
【０００６】
このような構成によれば、動力伝達部材がホイールハブおよびハンドリムハブの回転軸線に直交する平面内で略Ｃ字形に形成されていることにより、後輪の軸線に沿う方向で動力伝達部材の占めるスペースを極力小さく設定することができ、トルク検出に必要な部分をコンパクトに構成し、車椅子の幅を比較的小さく設定することが可能となる。
【０００７】
また請求項２記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明の構成に加えて、前記ハンドリムハブの前記ホイールハブへの対向面に、ホイールハブおよびハンドリムハブの回転軸線を中心とした環状の溝が設けられ、該溝内に前記動力伝達部材が収容、配置されることにより、ハンドリムハブおよびホイールハブ間に動力伝達部材が配置されているにもかかわらず、ハンドリムハブをホイールハブにより近接させることが可能であり、したがって車椅子の幅をより小さく設定することができる。
【０００８】
また請求項３記載の発明によれば、上記請求項１または２記載の発明の構成に加えて、前記ホイールハブを同軸に貫通する車軸が車体フレームに固定され、前記ハンドリムハブに同軸に固着されたリング体が前記車軸に回転自在に支承され、前記ホイールハブの軸線方向外端部が前記リング体に回転自在に支承され、前記ホイールハブの軸線方向内端部が、前記車体フレームに固定される支持部材に回転自在に支承され、前記動力伝達部材が前記リング体を囲繞して配置されることにより、動力伝達部材が回転体および操作入力体間に設けられるにもかかわらず、車体フレームに固定された車軸および支持部材でホイールハブの両端部を回転自在に支承することができ、後輪に作用する路面荷重を該後輪の軸線方向両端部で支持するようにし、コンパクトな構成で後輪の支持剛性を高めることができる。
【０００９】
さらに請求項４記載の発明によれば、上記請求項１ないし３のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記動力伝達部材の一端部を前記ホイールハブおよび前記ハンドリムハブの一方に連結する連結ピンと、前記ホイールハブおよび前記ハンドリムハブの他方に設けられて前記連結ピンの端部を緩やかに挿入せしめる規制凹部とで、前記ホイールハブおよび前記ハンドリムハブの相対角変位量を規制する角変位量規制機構が構成されることにより、動力伝達部材の一端部をホイールハブもしくはハンドリムハブに連結する連結ピンを角変位量規制機構の構成要素として用いるようにし、部品点数の増大を回避しつつ角変位量規制機構を構成することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
【００１１】
図１ないし図１２は本発明の一実施例を示すものであり、図１は電動アシスト車椅子の側面図、図２は図１の２−２線矢視背面図、図３は図２の要部拡大縦断面図であって図４の３−３線に沿う断面図、図４は図３の４矢視図、図５は図４の５−５線拡大断面図、図６は図３の６−６線矢視方向から見たスリップリングの正面図、図７は図３の７−７線矢視方向から見た内方カバーの背面図、図８は図３の８−８線矢視方向から見た外方カバーの正面図、図９は図３の９−９線矢視方向から見たスリップリングの背面図、図１０はトルク検出および回転数検出用の電気回路の構成を示す回路図、図１１は回転数検出端子からの出力およびその波形整形結果を示すタイミングチャート、図１２は図３の１２−１２線に沿う断面図である。
【００１２】
先ず図１において、この電動アシスト車椅子の車体フレーム１４は、上フレーム１６および左、右一対の下フレーム１７…を備えるものであり、座席１５が上フレーム１６に支持され、該座席１５の左右両側にそれぞれ配置される後輪ＷR …ならびに両後輪ＷR …の前方に配置される左右一対の前輪ＷF …が両下フレーム１７…にそれぞれ支持される。
【００１３】
上フレーム１６は、上部に手すり部１８ａを有して無端状に連なって形成されるとともに座席１５の左右両側に配置されるサイドフレーム１８…と、座席１５における座部１５ａの前後に間隔をあけた２個所を支持すべく座部１５ａの下方で両サイドフレーム１８…間にわたって架設されるクロスメンバー１９，２０と、座席１５における背もたれ部１５ｂを支持すべく該背もたれ部１５ｂの後方で両サイドフレーム１８…間にわたって架設されるクロスメンバー２１とから成る。
【００１４】
下フレーム１７は、上フレーム１６の下方に間隔をあけた位置で前後方向に延びるものであり、前輪支持部２２と、後輪支持部２３と、前輪および後輪支持部２２，２３間を連結する上下一対のパイプ状のフレームメンバー２４，２５とから成り、両フレームメンバー２４，２５の中間部は下向きに彎曲して形成されている。
【００１５】
前輪支持部２２の前端には、上方に向うにつれて後方側にわずかに傾斜した支持筒２２ａが一体に設けられており、該支持筒２２ａを貫通する支持ロッド２６が、その高さ位置を調整可能として支持筒２２ａに固定的に支持される。而して、左右の下フレーム１７…における前端の支持筒２２ａ…でそれぞれ支持された支持ロッド２６…の下端間にステップ２７が設けられる。また両前輪支持部２２…の後部間にはクロスメンバー２８が架設される。
【００１６】
前輪ＷF は、キャスターであり、上下に延びる前輪軸２９を上端に有する支持部材３０の下端に軸支され、前輪軸２９は、前輪支持部２２の前後方向中間部に固着された軸受ハウジング３１で回転自在に支承される。
【００１７】
図２および図３を併せて参照して、後輪ＷR は、リング状に形成されるホイールハブ３２と、該ホイールハブ３２の周方向に間隔をあけた複数個所から放射状に延びる複数のスポーク３３…と、それらのスポーク３３…の外端に設けられるリム３４と、該リム３４に装着されるタイヤ３５とから成る。
【００１８】
車体フレーム１４における下フレーム１７の後輪支持部２３には、ホイールハブ３２の内端側を覆うカバー３６と、後輪ＷR と同軸である車軸３７の一端部とが着脱可能として固定されるものであり、車軸３７は前記カバー３６およびホイールハブ３２を貫通して外方に延出される。またカバー３６には、車軸３７の軸線からずれた位置に回転軸線を有する電動モータ３８が締結される。
【００１９】
ホイールハブ３２は、車軸３７と同一軸線を有するとともに外方に向うにつれて小径となる円筒状に形成される第１ハブ半体３９と、車軸３７を同軸に囲繞するスリーブ４０ａを一体に有して第１ハブ半体３９の軸線方向外端にボルト結合される第２ハブ半体４０とで構成されるものであり、各スポーク３３…の半分は第１ハブ半体３９に連結され、残余の半分のスポーク３３…は第２ハブ半体４０に連結される。しかもカバー３６の外周縁には、該カバー３６およびホイールハブ３２で囲まれる収納室４１内に塵埃が侵入するのを防止すべくホイールハブ３２における第１ハブ半体３９の内端部内面に弾発的に摺接する環状のシール部材４２が装着される。
【００２０】
図４を併せて参照して、ホイールハブ３２の軸線方向外方にはハンドリムハブ４３が車軸３７の軸線と同軸にして配置されており、該ハンドリムハブ４３から放射状に延びる複数のスポーク４４…の外端に、車軸３７と同軸のリング状であるハンドリム４５が設けられる。
【００２１】
ハンドリムハブ４３の軸線方向内方側には車軸３７と同軸であるリング体４６が複数のボルト４７…で固着されており、該リング体４６はホイールハブ３２の軸線方向外端部内に挿入される。しかも該リング体４６の内周と、車軸３７の外周との間には、内輪および外輪間にシール材４８ａが設けられた第１のシール軸受４８1 と、前記シール材を有しない軸受４８2 とが、第１のシール軸受４８1 を軸線方向外方側に配置して並設される。また車軸３７の軸線方向に沿うホイールハブ３２の外端部内周すなわち第２ハブ半体４０の外端部内周と前記リング体４６の外周との間には、内輪および外輪間にシール材４９ａが設けられた第２のシール軸受４９が設けられる。さらに収納室４１内においてカバー３６の内面側には支持部材としての支持板５０が締結されており、ホイールハブ３２の軸線方向内端部すなわち前記スリーブ４０ａの内端部外周と前記支持板５０との間には軸受５１が設けられる。すなわち、ホイールハブ３２の軸線方向外端部がリング体４６に回転自在に支承され、ホイールハブ３２の軸線方向内端部が車体フレーム１４に固定される支持板５０に回転自在に支承されることになり、ホイールハブ３２は車軸３７の軸線まわりに回転可能であり、ハンドリムハブ４３は、ホイールハブ３２との相対回転を可能として車軸３７の軸線まわりに回転可能である。
【００２２】
収納室４１内には、電動モータ３８に連なる駆動軸５２が突入されており、この駆動軸５２と、ホイールハブ３２との間に設けられる伝動機構６０が収納室４１内に収納される。而して該伝動機構６０は、駆動軸５２に固定された駆動ギヤ５３と、ホイールハブ３２のスリーブ４０ａにスプライン５５を介して結合されるとともに前記駆動ギヤ５３に噛合する被動ギヤ５４とから成るものであり、電動モータ３８の動力を、該伝動機構６０を介してホイールハブ３２すなわち後輪ＷR に付与することが可能である。
【００２３】
またハンドリムハブ４３の中央部外面には、リング体４６および車軸３７間に設けられている第１のシール軸受４８1 および軸受４８2 が車軸３７の軸線方向外方側に離脱するのを阻止すべく車軸３７の外端部に螺合されるナット５６を臨ませる凹部５７が設けられており、ナット５６に弾発嵌合して車軸３７の外端およびナット５６を覆うキャップ５８が、該凹部５７の開口端部に嵌め込まれる。
【００２４】
図５を併せて参照して、ハンドリムハブ４３およびホイールハブ３２は、ハンドリム４５を人力によって回転操作するのに応じてハンドリムハブ４３に入力される回転トルクを弾性変形しつつホイールハブ３２に伝達するための単一の動力伝達部材６１を介して連結される。この動力伝達部材６１は、車軸３７の半径方向を長辺とした長方形の横断面形状を有するとともに前記ホイールハブ３２およびハンドリムハブ４３の回転軸線に直交する平面内で前記リング体４６を略全周にわたって囲繞する略Ｃ字状に形成されてハンドリムハブ４３およびホイールハブ３２の第２ハブ半体４０間のスペースに配置されるものであり、動力伝達部材６１の一端部はハンドリムハブ４３に圧入される連結ピン６２によりハンドリムハブ４３に連結され、また動力伝達部材６１の他端部はボルト６３によりホイールハブ３２の第２ハブ半体４０に連結される。しかもハンドリムハブ４３のホイールハブ３２への対向面には、車軸３７の軸線を中心とした環状の溝６７が設けられており、動力伝達部材６１は該溝６７内に収容、配置される。
【００２５】
ハンドリムハブ４３およびホイールハブ３２間には、両者４３，３２の相対角変位量を規制するための角変位量規制機構６６が設けられており、該角変位量規制機構６６は、前記連結ピン６２と、該連結ピン６２の頭部を緩やかに挿入せしめるようにしてホイールハブ３２の第２ハブ半体４０に設けられる円形の規制凹部６４とで構成される。またハンドリムハブ４３には、前記ボルト６３の頭部を回転操作するための操作孔６５が設けられている。
【００２６】
ハンドリムハブ４３に回転トルクが入力されたときに、前記角変位量規制機構６６で規制される相対角変位量内でハンドリムハブ４３およびホイールハブ３２が相対角変位することが可能であり、その相対角変位により動力伝達部材６１は入力回転トルクに応じた変形量で弾性変形しつつ、その回転トルクをホイールハブ３２に伝達することになる。
【００２７】
収納室４１内には、スリップリング６８と、車軸３７の軸線方向に沿うスリップリング６８の内方側を覆うようにして配置される内方カバー６９と、車軸３７の軸線方向に沿うスリップリング６８の外方側を覆うようにして配置される外方カバー７０とが収納される。
【００２８】
スリップリング６８は、複数のボルト７１…によりホイールハブ３２における第１ハブ半体３９の外端部内面に固着されており、ホイールハブ３２と一体に回転する。このスリップリング６８の一面すなわち内方カバー６９に対向する側の面には、図６で示すように、それぞれ環状に形成された第１ないし第３導電性トラック７２，７３，７４がスリップリング６８の半径方向外方側から内方側に順次間隔をあけて車軸３７と同心状に設けられるとともに、スリップリング６８の半径方向に沿って第３導電性トラック７４よりもさらに内方側で環状に形成される回転数検出用トラック７５が、各導電性トラック７２〜７４と同心状に設けられる。すなわち、スリップリング６８は非導電性材料によりリング板状に形成されるものであり、第１ないし第３導電性トラック７２〜７４は、導電性材料から成る箔状にしてスリップリング６８の一面にそれぞれ設けられる。また回転数検出用トラック７５は、スリップリング６８の周方向に等間隔をあけた複数箇所たとえば１２箇所に配置されて導電性材料により形成される極７６…と、それらの極７６…相互間に介在するように配置される複数たとえば１２個の電気抵抗体７７…とで環状に構成される。しかも各極７６…は、第３導電性トラック７４の周方向に等間隔をあけた１２箇所にそれぞれ連なっており、各極７６…は第３導電性トラック７４と同一の電位を共通に有することになる。
【００２９】
一方、内方カバー６９のスリップリング６８に対向する面においてその周方向に間隔をあけた位置には、図７で示すように、第１導電性トラック７２に摺接する第１ブラシ７８と、第２導電性トラック７３に摺接する第２ブラシ７９と、第３導電性トラック７４に摺接する第３ブラシ８０と、回転数検出用トラック７５に摺接する回転数検出用ブラシ８１とが、それぞれ固定される。
【００３０】
この内方カバー６９には、その周方向に間隔をあけた２箇所で半径方向外方に張出す腕部８２，８２が一体に設けられており、該腕部８２，８２に、カバー３６に固定されている支持板５０に植設されたガイドピン８３…の先端が挿通される。また各ガイドピン８３…には、前記腕部８２…にそれぞれ接触する碗状の受け部材８４…が各ガイドピン８３…の軸線方向に移動可能に装着されており、各受け部材８４…および支持板５０間にはばね８５…がそれぞれ設けられる。これらのばね８５…は、前記各ブラシ７８〜８１を対応するトラック７２〜７５にそれぞれ弾発的に摺接させるように内方カバー６９を付勢するための比較的弱いばね力を発揮する。
【００３１】
また内方カバー６９の外周には環状溝８６が設けられており、各ブラシ７８〜８１にそれぞれ連なる導線（図示せず）は、該環状溝８６から外方に引き出される。
【００３２】
ハンドリムハブ４３に締着されているリング体４６の第１および第２のシール軸受４８1 ，４９間、すなわちリング体４６の軸線方向内端には、該リング体４６の周方向に間隔をあけた２箇所でボルト８９…により連結部材８８が固着される。しかも連結部材８８は、ホイールハブ３２における第２ハブ半体４０のスリーブ４０ａに設けられている透孔９０…においてボルト８９…によりリング体４６に固着されて収納室４１内に配置されるものであり、それらの透孔９０…は、ホイールハブ３２すなわちスリーブ４０ａと、ハンドリムハブ４３すなわち連結腕８８…の相対角変位を許容する程度の大きさに形成される。
【００３３】
図８を併せて参照して、外方カバー７０は、非導電性材料により略扇形に形成されるものであり、その周方向２箇所でボルト９１…により前記連結部材８８に連結されてスリップリング６８に内方カバー６９とは反対側で対向するように配置される。しかも外方カバー７０の内周部には、スリーブ４０ａを囲繞する円筒状の規制筒部７０ａが一体に設けられており、スリップリング６８および内方カバー６９の内周部が、スリップリング６８と内方および外方カバー６９，７０との間の距離を所定値に保持するように規制されつつ該規制筒部７０ａで支持される。
【００３４】
スリップリング６８の他面、すなわち第１ないし第３導電性トラック７２〜７４および回転数検出用トラック７５が設けられて内方カバー６９に対向する一面とは反対側の面と、外方カバー７０との間には、ハンドリムハブ４３に入力されるトルクに応じたホイールハブ３２すなわちスリップリング６８と、ハンドリムハブ４３すなわち外方カバー７０との間の相対角変位量を検出する位相差検出手段９４が設けられる。
【００３５】
この位相差検出手段９４は、図９で示すように、車軸３７の軸線を中心とする円弧状に形成されてスリップリング６８の他面に設けられる導電部９５と、車軸３７の軸線を中心とする円弧状に形成されて前記導電部９５の内方側でスリップリング６８の他面に設けられる電気抵抗部９６と、導電部９５に摺接すべく外方カバー７０に固定される第４ブラシ９７と、第４ブラシ９７と電気的に導通して前記電気抵抗部９６に摺接すべく外方カバー７０に固定される第５ブラシ９８とで構成される。
【００３６】
前記電気抵抗部９６の一端部９６ａは、第２導電トラック７３に導通されており、また電気抵抗部９６の他端部９６ｂは第３導電トラック７４に導通されている。
【００３７】
このようなスリップリング６８、内方カバー６９および外方カバー７０における電気回路は、図１０で示すように構成される。すなわちスリップリング６８および外方カバー７０に対して固定位置に在る内方カバー６９にそれぞれ固定されている第１ないし第３ブラシ７８〜８０および回転数検出用ブラシ８１のうち、第１導電性トラック７２に摺接する第１ブラシ７８はトルク検出端子９９に接続され、第２導電性トラック７３に摺接する第２ブラシ７９はバッテリ１００のプラス側に接続され、第３導電性トラック７４に摺接する第３ブラシ８０は接地される。しかも第２導電性トラック７２が一端部９６ａに導通するとともに第３導電性トラック７３が他端部９６ｂに導通している電気抵抗部９６に摺接する第５ブラシ９８は、第４ブラシ９７および導電部９５を介して第１導電性トラック７２に導通している。したがって、位相差検出手段９４における電気抵抗部９６の両端間にはバッテリ１００の出力電圧に応じた電圧が作用しており、ハンドリムハブ４３に入力されるトルクに応じたスリップリング６８および外方カバー７０間に相対角変位が生じたときに、第５ブラシ９８の電気抵抗部９６への接触位置と電気抵抗部９６の両端との間の距離に応じた電圧出力が入力トルクに対応した値としてトルク検出端子９９から出力されることになる。
【００３８】
回転数検出用トラック７５に摺接している回転数検出用ブラシ８１は、分圧抵抗１０１を介してバッテリ１００のプラス側に接続されており、回転数検出用ブラシ８１および分圧抵抗１０１間に回転数検出端子１０２が接続される。しかも回転数検出用トラック７５における各極７６…は、第３導電性トラック７４に導通しており、各極７６…は共通に接地された状態に在る。したがって、スリップリング６８が回転したときに、回転数検出端子１０２には、図１１（ａ）で示す回転数検出用トラック７５と回転数検出用ブラシ８１との接触位置変化に応じて、図１１（ｂ）で示すように変化する電圧出力が得られることになり、その回転数検出端子１０２からの出力を波形整形することにより、図１１（ｃ）で示すように、周期的に変化するパルス状の電気信号を得ることが可能である。しかも該パルス状の電気信号の周波数は、スリップリング６８すなわちホイールハブ３２の回転速度に応じて変化するものであり、パルス信号の単位時間当たりの出力をカウントすることによりスリップリング６８すなわちホイールハブ３２の回転数を検出することが可能となる。
【００３９】
ところで、車椅子の進行方向すなわち後輪ＷR の回転方向は回転方向判別手段１０３により判別される。この回転方向判別手段１０３は、図１２で示すように、支持板５０に固定的に配設される回転方向検出スイッチ１０４と、被動ギヤ５４の回転時の摩擦接触により被動ギヤ５４に従動して回動すべく被動ギヤ５４の基部外周に設けられた環状溝部５４ａに装着されるフリクションスプリング１０５と、該フリクションスプリング１０５の被動ギヤ５４に従動した回動範囲を規制する規制ピン１０６とで構成される。
【００４０】
フリクションスプリング１０５には、図１２の反時計方向への被動ギヤ５４の回転時に回転方向検出スイッチ１０４の検出子１０４ａに接触して回転方向検出スイッチ１０４を導通せしめる押圧部１０５ａが略Ｕ字状に形成されて一体に設けられる。しかも支持板５０には、前記押圧部１０５ａ内に位置するようにして規制ピン１０６が植設されており、押圧部１０５ａが該規制ピン１０６に接触したときにはフリクションスプリング１０５の被動ギヤ５４に追随した回動が阻止される。
【００４１】
このような回転方向判別手段１０３では、後輪ＷR すなわちホイールハブ３２が後進方向（図１２の時計方向）に回転するときには、被動ギヤ５４の回転に追随してフリクションスプリング１０５が被動ギヤ５４の軸線まわりに図１２の時計方向に回動して押圧部１０５ａが回転方向検出スイッチ１０４の検出子１０４ａから離反して図１２の実線で示すように規制ピン１０６で規制される位置まで回動し、またホイールハブ３２が前進方向（図１２の反時計方向）に回転するときには、被動ギヤ５４の回転に追随してフリクションスプリング１０５が被動ギヤ５４の軸線まわりに図１２の反時計方向に回動し、図１２の鎖線で示すように規制ピン１０６で規制される位置まで回動した押圧部１０５ａにより回転方向検出スイッチ１０４の検出子１０４ａが押圧されることになる。したがって回転方向検出スイッチ１０４のオン・オフにより後輪ＷR の前・後進が判別される。
【００４２】
次にこの実施例の作用について説明すると、ハンドリムハブ４３からホイールハブ３２に弾性変形しつつトルクを伝達するための単一の動力伝達部材６１が、車軸３７の半径方向を長辺とした長方形の横断面形状を有するとともに前記ホイールハブ３２およびハンドリムハブ４３の回転軸線に直交する平面内で前記リング体４６を略全周にわたって囲繞する略Ｃ字状に形成されるので、後輪ＷR の軸線に沿う方向で動力伝達部材６１の占めるスペースを極力小さく設定することができ、したがってトルク検出のための構造をコンパクトに構成して、車椅子の幅を比較的小さく設定することが可能となる。
【００４３】
上記動力伝達部材６１は、ハンドリムハブ４３のホイールハブ３２への対向面に設けられた環状の溝６７に収容、配置されるものであるので、ハンドリムハブ４３およびホイールハブ３２間に動力伝達部材６１が配置されているにもかかわらず、ハンドリムハブ４３をホイールハブ３２により近接させることができ、車椅子の幅をより小さく設定することができる。
【００４４】
またホイールハブ３２を同軸に貫通する車軸３７が車体フレーム１４に固定され、ハンドリムハブ４３に固着されてホイールハブ３２の軸線方向外端部内に挿入されるリング体４６が車軸３７に回転自在に支承され、ホイールハブ３２の軸線方向外端部がリング体４６に回転自在に支承され、車体フレーム１４に固定された支持板５０にホイールハブ３２の軸線方向内端部すなわちスリーブ４０ａが回転自在に支承され、動力伝達部材６１はリング体４６を囲繞するように配置されている。したがって、動力伝達部材６１がホイールハブ３２およびハンドリムハブ４３間に設けられるにもかかわらず、車体フレーム１４に固定された車軸３７および支持板５０でホイールハブ３２の軸線方向両端部を回転自在に支承することができ、後輪ＷR に作用する路面荷重を該後輪ＷR の軸線方向両端部で支持するようにし、コンパクトな構成で後輪ＷR の支持剛性を高めることができる。
【００４５】
しかも、ハンドリムハブ４３を車体フレーム１４側に回転自在に支承するために第１のシール軸受４８1 が、ハンドリムハブ４３に締着されたリング体４６と車軸３７との間に設けられ、またハンドリムハブ４３に対する相対回転を自在としてホイールハブ３２を車体フレーム１４側に回転自在に支承する第２のシール軸受４９が、前記リング体４６とホイールハブ３２の軸線方向外端部との間に設けられている。すなわちハンドリムハブ４３およびホイールハブ３２を相対回転自在として車軸３７すなわち車体フレーム１４に支承するための２つの軸受４８1 ，４９をシール軸受とすることにより、ホイールハブ３２の軸線方向外端側での収納室４１のシールを確実に果すことができ、摩擦力が生じるシール材を用いないのでフリクションロスの増大を回避するとともに部品点数の増大を回避した簡単な構成で、ホイールハブ３２の軸線方向外方側での収納室４１の防水、防塵機能を高めることができる。それに加えて、収納室４１の内端側を塞いで車体フレーム１４に固定されるカバー３６に、ホイールハブ３２の軸線方向内端部に弾発的に接触する環状のシール部材４２が装着されるので、ホイールハブ３２の軸線方向内端側での収納室４１の防水、防塵機能を高めることができ、ホイールハブ３２の軸線方向外方側での収納室の防水、防塵機能が向上するのと相まって、収納室４１の防水、防塵機能をより高めることができ、収納室４１内に在る位相差検出手段９４および伝動機構６０の信頼性および耐久性を向上することができる。
【００４６】
また位相差検出手段９４は、第１および第２のシール軸受４８1 ，４９間のリング体４６に連なる連結腕８８と、ホイールハブ３２との間に設けられるものであり、動力伝達部材６１と位相差検出手段９４との連結部が第１および第２のシール軸受４８1 ，４９間に配置されるので、その該連結部に特別のシール構造を設けることが不要である。
【００４７】
さらに動力伝達部材６１をホイールハブ３２およびハンドリムハブ４３に連結する連結ピン６２を、角変位量規制機構６６の構成要素として用いるようにしたことにより、部品点数の増大を回避しつつ角変位量規制機構６６を構成することが可能となる。
【００４８】
ところで、電動モータ３８の作動は、位相差検出手段９４で検出される入力トルクと、回転数検出端子１０２から得られる回転数とに加えて、回転方向判別手段１０３による判別結果にも基づいて制御されるものである。そのため、前進走行時にハンドリム４５から後向きのトルクが入力されたり、後進走行時にハンドリム４５から前向きのトルクが入力されても、電動モータ３８の作動方向や作動量を急激に変化することなく、その作動方向および作動量を緩やかに変化させることができる。たとえば、前進走行時の後向きトルク入力時には、そのときのトルク入力および回転数に見合った回生ブレーキとすることにより、スムーズな減速もしくは惰行を得ることができ、後進走行時の前向き入力時にも同様である。
【００４９】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の発明によれば、後輪の軸線方向に沿う方向で動力伝達部材の占めるスペースを極力小さく設定することを可能とし、トルク検出のための構造をコンパクトに構成することができる。
【００５１】
また請求項２記載の発明によれば、ハンドリムハブおよびホイールハブ間に動力伝達部材が配置されているにもかかわらず、ハンドリムハブをホイールハブにより近接させて、車椅子の幅をより小さく設定することができる。
【００５２】
請求項３記載の発明によれば、動力伝達部材がホイールハブおよびハンドリムハブ間に設けられるにもかかわらず、コンパクトな構成で後輪の支持剛性を高めることができる。
【００５３】
さらに請求項４記載の発明によれば、動力伝達部材の一端部をホイールハブもしくはハンドリムハブに連結する連結ピンを角変位量規制機構の構成要素として用いるようにし、部品点数の増大を回避しつつ角変位量規制機構を構成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電動アシスト車椅子の側面図である。
【図２】図１の２−２線矢視背面図である。
【図３】図２の要部拡大縦断面図であって図４の３−３線に沿う断面図である。
【図４】図３の４矢視図である。
【図５】図４の５−５線拡大断面図である。
【図６】図３の６−６線矢視方向から見たスリップリングの正面図である。
【図７】図３の７−７線矢視方向から見た内方カバーの背面図である。
【図８】図３の８−８線矢視方向から見た外方カバーの正面図である。
【図９】図３の９−９線矢視方向から見たスリップリングの背面図である。
【図１０】トルク検出および回転数検出用の電気回路の構成を示す回路図である。
【図１１】回転数検出端子からの出力およびその波形整形結果を示すタイミングチャートである。
【図１２】図３の１２−１２線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１４・・・車体フレーム
３２・・・ホイールハブ
３７・・・車軸
３８・・・電動モータ
４３・・・ハンドリムハブ
４５・・・ハンドリム
４６・・・リング体
５０・・・支持部材としての支持板
６１・・・動力伝達部材
６２・・・連結ピン
６４・・・規制凹部
６６・・・角変位量規制機構
６７・・・溝
９４・・・位相差検出手段
ＷR ・・・後輪
【図１】
0003866365.tif 000002
【図２】
0003866365.tif 000003
【図３】
0003866365.tif 000004
【図４】
0003866365.tif 000005
【図５】
0003866365.tif 000006
【図６】
0003866365.tif 000007
【図７】
0003866365.tif 000008
【図８】
0003866365.tif 000009
【図９】
0003866365.tif 000010
【図１０】
0003866365.tif 000011
【図１１】
0003866365.tif 000012
【図１２】
0003866365.tif 000013