JP2006141646A - Electric unit for wheelchair and wheelchair using the same - Google Patents
Electric unit for wheelchair and wheelchair using the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006141646A JP2006141646A JP2004335074A JP2004335074A JP2006141646A JP 2006141646 A JP2006141646 A JP 2006141646A JP 2004335074 A JP2004335074 A JP 2004335074A JP 2004335074 A JP2004335074 A JP 2004335074A JP 2006141646 A JP2006141646 A JP 2006141646A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- brake
- wheelchair
- unit
- electric
- electric unit
- 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.)
- Pending
Links
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 29
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 29
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 29
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 20
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 15
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 claims description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000000474 nursing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
- A61G5/00—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
- A61G5/04—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs motor-driven
- A61G5/041—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs motor-driven having a specific drive-type
- A61G5/045—Rear wheel drive
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
- A61G5/00—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
- A61G5/10—Parts, details or accessories
- A61G5/1054—Large wheels, e.g. higher than the seat portion
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
- A61G2203/00—General characteristics of devices
- A61G2203/10—General characteristics of devices characterised by specific control means, e.g. for adjustment or steering
- A61G2203/14—Joysticks
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
- A61G5/00—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
- A61G5/10—Parts, details or accessories
- A61G5/1005—Wheelchairs having brakes
- A61G5/1032—Wheelchairs having brakes engaging an element of the drive or transmission, e.g. drive belt, electrodynamic brake
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62B—HAND-PROPELLED VEHICLES, e.g. HAND CARTS OR PERAMBULATORS; SLEDGES
- B62B5/00—Accessories or details specially adapted for hand carts
- B62B5/04—Braking mechanisms; Locking devices against movement
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Handcart (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
- Mechanical Operated Clutches (AREA)
- Gear Transmission (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
本発明は、車椅子用電動ユニット及びこれを用いた電動車椅子に関する。 The present invention relates to a wheelchair electric unit and an electric wheelchair using the same.
近年、車椅子を使用する使用者又は介護者による走行操作に基づいて電動力を補助的に与えることを可能にした動力補助ユニット付き電動車椅子が開発されている。例えば、下記の特許文献1乃至4には、手押し式の介護用車椅子に、直流モーターで駆動される1つの駆動車輪を設置し、手動、電動のいずれでも使用することができる、動力補助ユニット付き電動車椅子が開示されている。 2. Description of the Related Art In recent years, electric wheelchairs with a power assist unit have been developed that can provide electric power supplementarily based on a traveling operation by a user or caregiver using a wheelchair. For example, the following Patent Documents 1 to 4 include a power assist unit that can be used either manually or electrically by installing one drive wheel driven by a DC motor in a hand-held nursing wheelchair. An electric wheelchair is disclosed.
より詳細には、特許文献1に記載された技術では、直流モーター(13)の出力軸(18)に電磁ブレーキ(15)を設け、直流モーターに電流が流れず作動していないときは、出力軸を機械的にロックし、直流モーター(13)が作動するときは、ロックを解除する。また、直流モーターの出力軸と駆動車輪との間には、レバー操作可能な摩擦板クラッチ(17)が設けられ、該レバーを握ることによりクラッチが切られて介護者による手押しでの車椅子操作が可能となり、レバーを放すと、クラッチを介して電動モーターと駆動車輪とがつながって電動補助走行が可能となるように構成される。この構成により、介護者が坂道で手押しのみで操作している途中万一手を放してしまっても、駆動車輪とモーター出力軸とがつながると共に、モーター出力軸は電磁ブレーキによりロックされているので、車椅子の暴走を回避することができる。 More specifically, in the technique described in Patent Document 1, an electromagnetic brake (15) is provided on the output shaft (18) of the DC motor (13), and when the DC motor is not operating because no current flows, When the shaft is mechanically locked and the DC motor (13) operates, the lock is released. Further, a friction plate clutch (17) capable of lever operation is provided between the output shaft of the DC motor and the drive wheel, and the clutch is disengaged by grasping the lever so that the wheelchair can be operated manually by a caregiver. When the lever is released, the electric motor and the driving wheel are connected via the clutch so that the electric assist traveling can be performed. With this configuration, even if the caregiver releases the hand on the slope only by hand, the drive wheel and the motor output shaft are connected and the motor output shaft is locked by the electromagnetic brake. Can avoid wheelchair runaway.
また、特許文献2に記載された技術では、一般の車椅子を改造することなく補助動力を与えて走行できるようにするため、電動機35と減速機構Bと駆動輪34とをユニット化して形成した動力補助機Aを設け、駆動輪34を地表69に接触させた状態で動力補助機Aを車椅子1の下部空間に配置する。動力補助機Aの取付けとしては、動力補助機Aが固定されたステーホルダ18を側枠3に嵌め込んで固定ボルト21で固定することにより実行される。ステーホルダ18は、その下縁後方に一体的に屈曲形成されて下枠6に内方から外方に向けて嵌め込まれる半円弧状の保持部19と、上方前方に一体的に屈曲形成された後枠5に内方から外方に向けて嵌め込まれる保持部20とを有する。この保持部20が、内方からねじ込まれた固定ボルト21により固定されることにより、ステータホルダ18は側枠3に着脱自在に取付けられることになる。また、動力補助機が存在しても手動操作を妨害しないようにするため、電動モーターが作動して回転するときのみ、モーター出力軸を駆動輪に連結させる遠心クラッチ38が設けられている。
Moreover, in the technique described in
更に、特許文献3に記載された技術では、動力補助機が存在しても手動操作、特に旋回性を妨害しないようにするため、特許文献2の類似技術に、駆動輪24を地表に接触させたり、引き離したりするための駆動輪位置規制手段36が設けられている。この位置規制手段36は、座席シートの近傍にL字状レバー29を備えており、使用者がL字状レバー29の操作部33を固定係止部34から外すと、駆動輪24が動力補助機21の自重により地表25に圧接されて補助動力を利用した走行が可能となる。一方、使用者が操作部33をもってL字状レバー29を後方へ回動させると、ワイヤ26を介して動力補助機21が引き上げられ、駆動輪24が地表25から浮き上がる。これにより、旋回時や手動操作においても、動力補助機21が邪魔になることがなくなる。
Furthermore, in the technique described in
更に、特許文献4に記載された技術では、電動式駆動ユニット22を従来の車椅子に容易に取付けることを可能にするため、図5に示すように、取付け具27の両端に夫々ホルダー31を形成する。これらのホルダー31を下枠フレーム5の先端5aに各々嵌合し、止め具32を後枠フレーム3に係合させることにより、電動式駆動ユニット22を従来の車椅子に固定する。また、この技術は、駆動輪を地表方向に付勢できる、ばね材28と、駆動輪を地表に接触させたり、引き離したりするように操作できる切り替え手段29と、を備えている。図4に示すように、切り替え手段29をB方向に切り替えると、駆動輪23が接地し、補助動力による走行が可能となる。逆に、切り替え手段29をA方向に切り替えると、駆動輪23が地表から浮き上がり、自力走行又は手動操作が容易となる。
しかし、上記特許文献1の技術では、電磁ブレーキ(15)及び摩擦板クラッチ(17)を別々の機構として設けているので、ユニットが複雑になる。また、摩擦板クラッチ(17)の連結、非連結の操作は、機械的に行われているため、摩擦板クラッチ(24)の制御部を多くの機械的リンク部品(21、24、27、28、29、30、31)から構成しなければならず、機構を更に複雑にし、補助動力ユニットの着脱を困難にする。これを解決するため、摩擦板クラッチ(17)の代わりに電磁クラッチを使用することも考えられるが、電磁クラッチの連結又は非連結状態のいずれかでバッテリーを消費することになるので好ましくない。 However, in the technique of Patent Document 1, the electromagnetic brake (15) and the friction plate clutch (17) are provided as separate mechanisms, so that the unit becomes complicated. Further, since the operation of connecting and disconnecting the friction plate clutch (17) is performed mechanically, the control unit of the friction plate clutch (24) is connected to many mechanical link parts (21, 24, 27, 28). 29, 30, 31), which further complicates the mechanism and makes it difficult to attach and detach the auxiliary power unit. In order to solve this, it is conceivable to use an electromagnetic clutch instead of the friction plate clutch (17), but this is not preferable because the battery is consumed in either the connected state or the disconnected state of the electromagnetic clutch.
また、上記特許文献2及び3の技術では、動力補助機の車椅子の取り付け作業は、ステーホルダの側枠への嵌め込みと、固定ボルトを用いた固定と、を要するため、迅速な取り付けが困難である。また、特許文献2の遠心クラッチ38は、特許文献1のように、電動モーターをブレーキとして利用する機構ではなく、特許文献3の駆動輪位置規制手段36は、車椅子の操作系とは別のレバー操作部を手動で用いるため、使用者の操作に負担がかかる。
Further, in the techniques of
更に、上記特許文献4の技術では、電動式駆動ユニット22を車椅子に取り付ける際に、一対の間隔を隔てたホルダーに対応する先端5aを整列させる必要があるため、迅速な取り付けが困難となる。また、切り替え手段29は、車椅子に座っている人から操作することができず、また、駆動ユニットをブレーキとして利用することも開示されていない。
Furthermore, in the technique of Patent Document 4 described above, when the
本発明は、上記事実に鑑みなされたもので、補助電動ユニットにおいて電気的及び機械的に効率的に動作することが可能なブレーキ及びクラッチのより簡単な機構を実現すること、該補助動力ユニットを従来の車椅子に簡単且つ迅速に取り付けること、並びに、該補助ユニットを取り付けた車椅子において、使用者に負担の少ない操作系を提供することをその目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned facts, and realizes a simpler mechanism of a brake and a clutch capable of operating electrically and mechanically efficiently in the auxiliary electric unit, It is an object of the present invention to easily and quickly attach to a conventional wheelchair and to provide an operation system with less burden on the user in the wheelchair to which the auxiliary unit is attached.
上記課題を解決するため、本発明の第1の態様に係る車椅子用電動ユニットは、電動モーターと、駆動輪と、該電動モーターの回転トルクを伝達するための駆動側部材と、受け取った回転トルクを駆動輪に伝達するための被駆動側部材と、駆動側部材及び被駆動側部材のいずれか一方に相対回転しないように固定され、且つ、軸方向に沿って移動可能な第1の動力連結手段と、駆動側部材及び被駆動側部材のいずれか他方に形成され、且つ、第1の動力連結手段と嵌合可能な第2の動力連結手段と、第1の動力連結手段を軸方向に沿って付勢する第1の付勢手段と、回転位置が制御される回転部材と、を備え、該回転部材は、該回転部材の回転位置に応じて、第1の動力連結手段の端部が該回転部材と当接した状態、及び、該当接状態が解除されて該第1の動力連結手段が第1の付勢手段により軸方向に沿って移動した状態と、が切り替えられるように形成され、第1の動力連結手段は、当接状態及び移動状態のいずれかで第2の動力連結手段と嵌合するように構成したものである。 In order to solve the above-described problem, the wheelchair electric unit according to the first aspect of the present invention includes an electric motor, a driving wheel, a driving-side member for transmitting the rotating torque of the electric motor, and the received rotating torque. A first power coupling that is fixed so as not to rotate relative to any one of the driving side member and the driven side member and that can move along the axial direction. Means, a second power coupling means formed on one of the driving side member and the driven side member and fitable with the first power coupling means, and the first power coupling means in the axial direction. A first urging means for urging along the rotation member, and a rotation member whose rotation position is controlled. The rotation member corresponds to the rotation position of the rotation member. Is in contact with the rotating member, and the corresponding contact state is released. Thus, the first power connecting means is formed so as to be switched between a state in which the first power connecting means is moved along the axial direction by the first biasing means, and the first power connecting means is in a contact state and a moving state. Either one is configured to be fitted with the second power coupling means.
上記本発明の好ましい第2の態様は、上記第1の態様の構成において、電動モーターに連動して回転するブレーキ部材と、ブレーキ部材、及び、車椅子用電動ユニットのハウジングのいずれか一方に相対回転しないように固定され、且つ、軸方向に沿って移動可能な第1のブレーキ連結手段と、ブレーキ部材、及び、車椅子用電動ユニットのハウジングのいずれか他方に形成され、且つ、第1のブレーキ連結手段と嵌合可能な第2のブレーキ連結手段と、第1のブレーキ連結手段を軸方向に沿って付勢する第2の付勢手段と、を更に備え、該回転部材は、更に、該回転部材の回転位置に応じて、第1のブレーキ連結手段の端部が該回転部材と当接した状態、及び、該当接状態が解除されて該第1のブレーキ連結手段が第2の付勢手段により軸方向に沿って移動した状態と、が切り替えられるように形成され、第1のブレーキ連結手段は、当接状態及び移動状態のいずれかで第2のブレーキ連結手段と嵌合する。 According to a second preferred aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the brake member that rotates in conjunction with the electric motor, the brake member, and the wheelchair electric unit housing rotate relative to one of them. The first brake coupling means is formed on any one of the first brake coupling means fixed so as not to move and movable in the axial direction, the brake member, and the housing of the wheelchair electric unit, and the first brake coupling. And a second urging means for urging the first brake linking means along the axial direction. The rotating member further comprises the rotating member. Depending on the rotational position of the member, the state where the end of the first brake connecting means is in contact with the rotating member, and the contact state is released, and the first brake connecting means becomes the second biasing means. By axis And a state that has moved along the direction, are formed so are switched, the first brake connecting means mates with the second brake connecting means in either the contact state and a moving state.
上記本発明の更に好ましい第3の態様は、上記第2の態様の構成において、回転部材がニュートラル回転位置にあるとき、第1の動力連結手段は、第2の動力連結手段と切り離され、第1のブレーキ連結手段は第2のブレーキ連結手段と切り離され、回転部材がニュートラル回転位置から所定角度回転した第1の回転位置では、第1の動力連結手段が第2の動力連結手段と嵌合し、第1のブレーキ連結手段は第2のブレーキ連結手段から切り離された状態を維持し、回転部材が第1の回転位置から更に回転した第2の回転位置では、第1の動力連結手段が第2の動力連結手段と嵌合した状態を維持すると共に、第1のブレーキ連結手段は第2のブレーキ連結手段と嵌合する。 According to a further preferred third aspect of the present invention, in the configuration of the second aspect, when the rotating member is in the neutral rotational position, the first power connecting means is separated from the second power connecting means, The first brake connecting means is disconnected from the second brake connecting means, and the first power connecting means is engaged with the second power connecting means at the first rotational position where the rotating member rotates a predetermined angle from the neutral rotational position. The first brake coupling means maintains the state disconnected from the second brake coupling means, and the first power coupling means is in the second rotational position where the rotating member further rotates from the first rotational position. While maintaining the state fitted with the 2nd power connection means, the 1st brake connection means is fitted with the 2nd brake connection means.
本発明の具体的態様に係る車椅子用電動ユニットは、電動モーターと、駆動輪と、電動モーターの回転トルクを伝達するための駆動側ギアと、受け取った回転トルクを駆動輪に伝達するための被駆動側ギアと、駆動側ギア及び被駆動側ギアのいずれか一方に相対回転しないように固定され、且つ、軸方向に沿って移動可能な駆動用のキー部材と、駆動用キー部材を軸方向に沿って付勢する駆動用スプリングと、駆動側ギア及び被駆動側ギアのいずれか他方に形成され、且つ、駆動用キー部材が駆動用スプリングにより軸方向に移動した位置で該駆動用キー部材と嵌合する駆動用溝部材と、電動モーターに連動して回転するブレーキギアと、ブレーキギア、及び、車椅子用電動ユニットのハウジングのいずれか一方に相対回転しないように固定され、且つ、軸方向に沿って移動可能なブレーキ用キー部材と、ブレーキ用キー部材を軸方向に沿って付勢するブレーキ用スプリングと、ブレーキギア、及び、車椅子用電動ユニットのハウジングのいずれか他方に形成され、且つ、ブレーキ用キー部材がブレーキ用スプリングにより軸方向に移動した位置で該ブレーキ用キー部材と嵌合するブレーキ用溝部材と、駆動用キー部材及びブレーキ用キー部材の末端部と当接可能な位置に配置され、回転位置が制御されるウォームホイールと、を備え、ウォームホイールがニュートラル回転位置にあるとき、駆動用キー部材及びブレーキ用キー部材は、該ウォームホイールの板面と当接し、ウォームホイールがニュートラル回転位置から所定角度回転した第1の回転位置では、駆動用キー部材の末端部の位置で該ウォームホイールの板面が存在しないため駆動用スプリングにより該駆動用キー部材が軸方向に移動して駆動用溝部材と嵌合し、ブレーキ用キー部材は該ウォームホイールの板面との当接を維持し、ウォームホイールが第1の回転位置から更に所定角度回転した第2の回転位置では、ブレーキ用キー部材の末端部の位置で該ウォームホイールの板面が存在しないためブレーキ用スプリングにより該ブレーキ用キー部材が軸方向に移動してブレーキ用溝部材と嵌合し、駆動用キー部材は該ウォームホイールと当接せず駆動用溝部材と嵌合した状態を維持する。 A wheelchair electric unit according to a specific aspect of the present invention includes an electric motor, a driving wheel, a driving gear for transmitting the rotational torque of the electric motor, and a target for transmitting the received rotating torque to the driving wheel. A driving key member, a driving key member fixed so as not to rotate relative to any one of the driving gear and the driven gear, and movable along the axial direction, and the driving key member in the axial direction The driving key member is formed at one of the driving side gear and the driven side gear, and the driving key member is moved in the axial direction by the driving spring. Fixed so that it does not rotate relative to either the drive groove member that fits with the brake gear, the brake gear that rotates in conjunction with the electric motor, the brake gear, or the wheelchair electric unit housing Any of a brake key member that is movable along the axial direction, a brake spring that urges the brake key member along the axial direction, a brake gear, and a wheelchair electric unit housing A brake groove member which is formed on the other side and is fitted to the brake key member at a position where the brake key member is moved in the axial direction by the brake spring; and a drive key member and a distal end portion of the brake key member And a worm wheel whose rotational position is controlled, and when the worm wheel is in the neutral rotational position, the drive key member and the brake key member are plate surfaces of the worm wheel. At the first rotational position where the worm wheel is rotated by a predetermined angle from the neutral rotational position. Since the plate surface of the worm wheel does not exist at the position of the portion, the drive key member is moved in the axial direction by the drive spring and is fitted to the drive groove member, and the brake key member is the plate surface of the worm wheel. In the second rotational position, in which the worm wheel is further rotated by a predetermined angle from the first rotational position, the plate surface of the worm wheel does not exist at the position of the end portion of the brake key member. The brake key member is moved in the axial direction by the spring for spring engagement with the brake groove member, and the drive key member is not in contact with the worm wheel and is maintained in the state of being fitted with the drive groove member.
上記各態様の車椅子用電動ユニットが取り付けられた電動車椅子も提供される。好ましい態様の電動車椅子は、その両側部内側には、該車椅子の後方から前方に向かう方向に下がるように傾斜する直線状の収容部が各々設けられ、該収容部の後端部は開放され、前端部は閉じられており、車椅子用電動ユニットの両側部外側には、突起部が各々設けられており、該車椅子用電動ユニットは、突起部が収容部内に挿入された状態で前端部のところで固定されることにより、車椅子に取り付けられる。好ましくは、固定手段は、突起部を上方から押さえつけることにより、閉前端部と協働して車椅子用電動ユニットを固定する。 An electric wheelchair to which the wheelchair electric unit of each of the above aspects is attached is also provided. The electric wheelchair of the preferred embodiment is provided with linear accommodation portions that are inclined so as to descend in the direction from the rear to the front of the wheelchair on the inner sides of both sides, and the rear end portion of the accommodation portion is opened, The front end is closed, and protrusions are provided on both sides of the wheelchair electric unit, and the wheelchair electric unit is located at the front end with the protrusions inserted into the housing. It is attached to a wheelchair by being fixed. Preferably, the fixing means fixes the wheelchair electric unit in cooperation with the closed front end by pressing the protrusion from above.
本発明に係る車椅子用電動ユニットによれば、回転部材を設け、該回転部材の回転位置に応じて、電動モーターと駆動輪とを連結又は非連結するクラッチ機構を構成するようにしたので、機械的に簡素化を図ると共に、連結及び非連結のいずれの状態においても電源を使用せず、電気的及び機械的に効率的に動作することを可能とした。 According to the wheelchair electric unit of the present invention, the rotating member is provided, and the clutch mechanism that connects or disconnects the electric motor and the driving wheel according to the rotation position of the rotating member is configured. This simplifies the operation and makes it possible to operate electrically and mechanically efficiently without using a power source in both connected and unconnected states.
更に本発明に係る車椅子用電動ユニットによれば、回転部材の回転位置に応じてブレーキ機構も制御できるようにしたので、クラッチ機構及びブレーキ機構を統合化することが可能となった。これにより、更なる機構の簡素化を図ると共に、車椅子に着脱可能な電動ユニットを容易に実現することができる。更には、クラッチ機構及びブレーキ機構の制御も回転部材の一連の回転動作として簡単に可能となるので、自力走行及び電動走行の切り替えを迅速に行うことができ、よって、使用者に負担の少ない操作系を提供することができる。 Further, according to the wheelchair electric unit of the present invention, the brake mechanism can be controlled in accordance with the rotational position of the rotating member, so that the clutch mechanism and the brake mechanism can be integrated. Thereby, while further simplifying the mechanism, an electric unit that can be attached to and detached from the wheelchair can be easily realized. Furthermore, since the clutch mechanism and the brake mechanism can be easily controlled as a series of rotational movements of the rotating member, it is possible to quickly switch between self-running and electric running, thereby reducing the burden on the user. A system can be provided.
本発明に係る電動車椅子によれば、該車椅子の両側部内側に、該車椅子の後方から前方に向かう方向に下がるように傾斜する直線状の収容部が各々設けられ、該収容部に車椅子用電動ユニットの突起部が挿入された状態で収容部の前端部のところで固定されることにより、車椅子に取り付けられるようにしたので、車椅子への電動ユニットの迅速な着脱を実現することができる。また、取り付け機構を簡単にしたので、任意の車椅子フレームへの着脱が可能となる。 According to the electric wheelchair according to the present invention, the linear accommodation portions that are inclined so as to descend in the direction from the rear to the front of the wheelchair are respectively provided inside the both side portions of the wheelchair. Since the projection of the unit is inserted and fixed at the front end of the housing, it can be attached to the wheelchair, so that the electric unit can be quickly attached to and detached from the wheelchair. Further, since the attachment mechanism is simplified, it can be attached to and detached from any wheelchair frame.
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図1(a)、(b)には、本発明の実施例に係る車椅子用電動ユニット1の主要部(駆動部)が示されている。この電動ユニット1は、該ユニットの各検出要素からの信号に応じて各制御要素を管理・制御するためのコントローラ2と、1つの駆動輪(タイヤ)8と、該駆動輪8を回転駆動させるための電動モーター10と、を備える。コントローラ2は、例えば16ビットマイクロコンピュータ等で実現され、電動モーター10等の制御要素は、コントローラ2からの指令に応じて回転速度の調整、停止、電気的短絡及び逆回転等を実行することができる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1A and 1B show a main part (drive unit) of an electric wheelchair unit 1 according to an embodiment of the present invention. This electric unit 1 rotates and drives a
特に図1(a)を参照して明らかなように、電動モーター10の出力シャフト12の先端には、シャフトギア14が形成され、第1の減速ギア16が該シャフトギア14と噛み合うように配置されている。駆動輪8の内周面には、内歯車20が全周に亘ってねじ止めされ、第2の減速ギア18が該内歯車20と噛み合うように配置されている。第1の減速ギア16と第2の減速ギア18とは対面している。図の例では、第2の減速ギア18が第1の減速ギア16の凹部内に部分的に入り込んでいる状態となっており、両ギアは互いに噛み合っていない。
As is apparent with reference to FIG. 1A in particular, a
第2の減速ギア18の軸上駆動側部には、駆動用キー部材22が設けられている。詳細が後述されるように、該駆動用キー部材22は、ギア18に対して相対回転しないように固定されているが、軸方向には摺動可能となっている。更に、駆動用キー部材22は、第2の減速ギア18内に埋め込まれた駆動用スプリング24により図の右側即ち、第1の減速ギア16に向かって軸方向に付勢されている。
A drive
また、駆動用キー部材22と対面する第1の減速ギア16には、該駆動用キー部材22が嵌合可能な駆動用溝部材26が形成されている。この駆動用キー部材22からはピン21が延在しており、該ピン21は第1の減速ギア16の軸ボア(図示せず)を貫通し、更に第1の減速ギア16の外部へと延長されている。このピン21は駆動用キー部材22に固定されており、該駆動用キー部材22と共に軸方向に摺動可能である。
Further, the first reduction gear 16 facing the drive
ピン21の先端近傍には、回転部材としてウォームホイール38が配置されている。図1(a)の例では、ピン21の先端部は、ウォームホイール38の板面に当接している。この当接により、ピン21は、駆動用スプリング24の付勢により完全に軸方向に移動した状態にはならず、駆動用スプリング24は圧縮され、駆動用キー部材22は、駆動用溝部材26に嵌合しないで離れた状態を維持している。即ち、図1(a)に示す状態では、第1の減速ギア16及び第2の減速ギア18は連動せず、電動モーター10の回転トルクは、駆動輪8には伝達されない。
In the vicinity of the tip of the
電動モーター10のシャフトギア14には、更にブレーキギア28が噛み合わされている。該ブレーキギア28には、電動ユニット1のハウジングに対して固定されたブレーキ固定部32が対面されている。
A
ブレーキギア28の軸上部には、ブレーキ用キー部材30が設けられている。詳細が後述されるように、該ブレーキ用キー部材30は、ブレーキギア28に対して相対回転しないように固定されているが、軸方向には摺動可能となっている。更に、ブレーキ用キー部材30は、ブレーキギア28内に埋め込まれたスプリング34により図の右側即ち、ブレーキ固定部32に向かって軸方向に付勢されている。
A brake
また、ブレーキ用キー部材30と対面するブレーキ固定部32には、ブレーキ用キー部材30が嵌合可能なブレーキ用溝部材33が形成されている。更に、このブレーキ用キー部材30からはピン36が延在しており、該ピン36はブレーキ固定部32の中央ボア(図示せず)を貫通し、更にブレーキ固定部32の外部へと延長されている。このピン36はブレーキ用キー部材30に固定されており、該ブレーキ用キー部材30と共に軸方向に摺動可能である。
A
ピン36の先端近傍にも、回転部材として上記ウォームホイール38が位置している。図1(a)の例では、ピン36の先端部は、ウォームホイール38の板面に当接している。この当接により、ピン36は、スプリング34の付勢により完全に軸方向に移動した状態にはならず、スプリング34は圧縮され、ブレーキ用キー部材30は、ブレーキ用溝部材33に嵌合しないで離れた状態を維持している。即ち、図1(a)に示す状態では、ブレーキギア30は、電動ユニットのハウジングに固定されておらず、電動モーター10の出力シャフト12は、自在に回転可能となる。
Also near the tip of the
上述のクラッチ及びブレーキに関する2つのキー及び溝は、事実上同じ機構を用いて構成することができる。この機構を図6(a),(b)を用いて詳細に説明する。
図6(a)を参照すると理解できるように、駆動用及びブレーキ用のギア(18,28)の軸部からシリンダー部90が軸方向に延在する。このシリンダー部90には、図示しないピストンが往復移動可能に挿入されており、該ピストンからは、シリンダー部90の両側面に形成された摺動溝92を通って駆動用及びブレーキ用のキー部材(22,30)が径方向に延在し、ピン(21,36)が軸方向に延在する。駆動用及びブレーキ用のキー部材(22,30)が対向する摺動溝92から突出し、該キー部材の幅が摺動溝の長さよりも短いため、該キー部材がギアに対して相対回転することなく軸方向に摺動可能となることが理解できる。ピストンは、駆動用及びブレーキ用のスプリング(24,34)により図の右方向に付勢されているが、ピン(21,36)がCの位置でウォームホイールに当接している場合、該キー部材は、摺動溝92の左端に留まる。当接が解除されると、キー部材はスプリングの力により押されて右方向に移動する。このとき、図6(b)上図に示すように、通常では、キー部材(22,30)と溝部材(26,33)の溝とが整列していない可能性が大きいので、この場合、直ちにキー部材が摺動溝92の右端までは移動しない。しかし、キー部材又は溝部材のいずれかは、電動モーターと連動しており、P方向に相対回転しているので、図6(b)下図に示すように、両者が整列した時点でキー部材は溝部材の溝に直ちに嵌合し、ピンはDの位置にまで移動する。かくして、駆動用及びブレーキ用のギア(18,28)と、図1に示す相手側ギア及びブレーキ固定部(16,32)との機械的連結が達成される。
The two keys and grooves for the clutch and brake described above can be constructed using virtually the same mechanism. This mechanism will be described in detail with reference to FIGS. 6 (a) and 6 (b).
As can be understood with reference to FIG. 6A, the
次に、図1(b)を用いて、ウォームホイール38の構成を詳細に説明する。
ウォームホイール38は、図示の例のように、回転軸39の回りに少なくとも部分回転可能なホイールギアとして構成され、外側周囲にギア歯45が形成された扇形の主面部42と、該主面部42よりも小さい半径で該主面部から突出したエンコーダ用ギア部43と、に区分化される。エンコーダ用ギア部43の径方向の内側部分は、板面が存在しない切り欠き部41が形成されている。また、主面部42には、その板面を一部切り抜いて形成されたスリット部40と、が形成される。主面部42のギア歯45には、ホイール用モーター52の出力軸に接続されたウォームギア50が噛み合わされ、コントローラ2によるモーター52の回転制御により、ウォームホイール38の回転位置が調整される。スリット部40及び切り欠き部41は、中心軸39から少なくとも同じ半径範囲のところに空隙を形成したものである。スリット部40の一方の端部には、傾斜部44が設けられる。同様に、主面部38から切り欠き部41に至る端部にも、傾斜部46が設けられる。傾斜部44、46は、ウォームホイール38の下方向の回転(矢印B)で主面部の板面から所定の傾斜角でユニット外方(図の紙面から読者側)に突出する。また、エンコーダ用ギア部43のギア歯47には、位置センサー(図示せず)が直結されたセンサーギア48が噛み合わされ、コントローラ2により、ウォームホイール38の回転角が監視、管理されている。
Next, the configuration of the
As shown in the illustrated example, the
図1(b)のウォームホイール38の回転位置は、図1(a)と同じ回転位置、即ち、ピン21及びピン36が主面部42の板面に当接した位置(ニュートラル位置)として示されている。ウォームホイール38が上方向(矢印A)にニュートラル位置から所定角度(例えば、+28度)回転すると、スリット部40がピン21の先端位置に至り、よって当接が解除されて、ピン21がスプリングにより軸方向に移動可能となる(図6(a)の位置Cから位置Dへの移動)。一方、ピン36は、この回転位置では、まだ主面部42の板面に当接している。
The rotational position of the
更にウォームホイール38が上方向(矢印A)に所定角度(例えば、+28度)回転すると(回転位置56度)、切り欠き部41がピン36の先端位置に至り、よって当接が解除されて、ピン36がスプリングにより軸方向に移動可能となる(図6(a)の位置Cから位置Dへの移動)。一方、ピン21は、この回転位置でも、スリット部40内に位置しているため、軸方向に移動した状態を維持する。
Further, when the
逆に、ウォームホイール38が回転位置+56度から下方向(矢印B)に回転すると、最初に、ピン36が傾斜部46と当接し、次第に軸方向に押されて、主面部との当接に至る。次に、ピン21が傾斜部44と当接し、次第に軸方向に押されて、主面部との当接に至り、両方のピンが当接したニュートラル位置に戻る。
Conversely, when the
電動ユニット1の駆動輪8の操舵角を制御する機構が図1(b)及び図2(a)に示されている。この機構は、駆動部のユニット5全体を鉛直軸55の回りに回転させるもので、コントローラ2により制御可能な操舵角制御モーター62と、減速ギア64、66(図1(b))と、ギア58と、該ギア58と噛み合って鉛直軸55を中心としたシャフト54の回りに回転可能な扇形ギア56と、を備える。扇形ギア56には、位置センサー(図示せず)が直結されたセンサーギア60が噛み合わされ、コントローラ2により、操舵角が監視、管理されている。
A mechanism for controlling the steering angle of the
図2(b)には、図1(a)の反対側から見た電動ユニット1が示されている。電動モーター10がモーターハウジング68により覆われている。
図3には、電動ユニット1を取り付ける前の車椅子6が示されている。車椅子6は、左右後輪70、70と、座席80と、左右前輪82、82と、介護者用ハンドル84、84と、を備える。
FIG. 2B shows the electric unit 1 viewed from the opposite side of FIG. The
FIG. 3 shows the wheelchair 6 before the electric unit 1 is attached. The wheelchair 6 includes left and right
座席80の肘掛部には、ジョイスティック72が取り付けられ、介護者用ハンドル84には、介護者用スイッチ74が取り付けられている。ジョイスティック72及び介護者用スイッチ74はコントローラ2(図1)に接続される。ジョイスティック72は、使用者(座席に座っている人)が電動ユニット1の走行を自分で制御操作するためのもので、スティックを倒すと、コントローラ2は、電動ユニット1を作動させ(電動走行モード)、倒した方向に駆動輪8を操舵させる。なお、使用者のための電動ユニット1の電源のオンオフの切り替えスイッチも設けられている。この切り替えスイッチを、ジョイスティック72が兼用することもできる。介護者用スイッチ74は、介護者が自走モードの電動車椅子から、介護者による手動運転用の車椅子へと切り替えるためのものである。更に、上り坂道等で介護者の力に電動ユニット1の電動力を追加するため電動アシストモードに切り替えるようにしてもよい。
A
車椅子6の後方下部には、左右一対の水平フレーム76、76と、垂直フレーム78、78が延在している。
次に、図4(a)、(b)を参照して電動ユニット1を車椅子6に取り付ける態様を説明する。
A pair of left and right
Next, the aspect which attaches the electric unit 1 to the wheelchair 6 with reference to Fig.4 (a), (b) is demonstrated.
図4(b)には、電動ユニット1を載せた支持台3が示されている。支持台3は支持ボディ120を有し、該支持ボディ120の前面中央側部には、支持ブロック125がねじ止めされている。支持ブロック125には、枢動軸126が設けられており、該枢動軸126を中心にして枢動可能に、一対の支持アーム128、128が取り付けられている。支持アーム128、128の一方の端部側にはバッテリー取り付け部142が固定され、該バッテリー取り付け部142の上方には、電動ユニット1用のバッテリー140が装着され、バッテリー取り付け部142の下方には、電動ユニット1がねじ止めされている。即ち、電動ユニット1は、支持ボディ120に対して枢動軸126を中心にして枢動可能に取り付けられている。支持アーム128、128の他方の端部には、該アームの側部から該アームの間へと内側に延在する一対のステム130、130が固定されている。支持ボディ120の下部中央に設けられた支柱台140からスプリング支柱132が直立し、該スプリング支柱132の上側端部は、一対のステム130、130の間に隣接して配置されている。スプリング支柱132には、スプリング136が挿嵌されている。スプリング136の上端は、スプリング支柱132に摺動可能に挿嵌されたリング134に当接し、スプリング136の下端は、スプリング支柱132が貫通するところのスプリングステイ138に当接している。スプリング136は、ステム130により押されたリング134と、スプリングステイ138との間で、圧縮されている。
FIG. 4B shows a
また、支持ボディ120の両側部には、各々、2つの突起部122、124が上下に並んで取り付けられている。
図4(a)には、電動ユニット1が取り付けられた支持台3を車椅子6に取り付けるための、左右一対の取り付け金具100、100が示されている。取り付け金具100は、側板部101と、該側板部101から突出する延長部103と、を備える。側板部101には、水平フレームバンド部材112を取り付けるためのボルト116用の孔113、113が形成されている。延長部103には、垂直フレームバンド部材114を取り付けるためのボルト116用の孔115、115が形成されている。水平フレームバンド部材112と側板部101の外側面との間で車椅子6の水平フレーム76、76を挟持し、更に、垂直フレームバンド部材114と延長部103の外側面との間で車椅子6の垂直フレーム78、78を挟持し、夫々の孔113、115へとボルト116を締め付けることにより、取り付け金具100、100を車椅子6のフレームに簡単に取り付けることができる。
In addition, two
FIG. 4A shows a pair of left and right mounting
側板部101の車椅子側部内方側には、該車椅子の後方から前方に向かう方向Fに向かって下がるように傾斜する直線状の収容部102、104が各々設けられている。これらの収容部102、104の後端部は開放され、前端部は閉じられている。更に、収容部102、104に隣接して固定用ハンドル部106が枢動軸108を中心に枢動可能に取り付けられている。また、固定用ハンドル部106には、ラッチ用突起部110が形成されている。
On the inner side of the
電動ユニット1を車椅子6に取り付ける際には、電動ユニット1を支持台3に取り付けた状態で持ち上げ、支持ボディ120の両側部に形成された2つの突起部122、124を、車椅子に固定された取り付け金具100、100の夫々の収容部102、104の開放後端部から、各々挿入する。電動ユニット1は自重により下方に移動するので、突起部122、124は収容部102、104内を摺動し、最終的に収容部102、104の閉前端部で停止する。この状態で、固定用ハンドル部106をL方向に枢動させ、ラッチ用突起部110と、収容部102の閉前端部との間に突起部122を挟み込むことにより、ユニット全体を固定する。
When attaching the electric unit 1 to the wheelchair 6, the electric unit 1 was lifted with the
以上のように、予め取り付け金具100、100を車椅子6に固定しておきさえすれば、突起部を収容部に挿入するだけで電動ユニット1はその固定位置まで自動的に移動するので、きわめて容易に電動ユニット1を車椅子6に取り付けることができる。
As described above, as long as the mounting
図5(a)、(b)及び(c)には、電動ユニット1を支持台3及び取り付け金具100を介して車椅子6に取り付けた状態の側面図、頂面図、及び、後面図が各々示されている。
5A, 5B, and 5C are a side view, a top view, and a rear view, respectively, illustrating a state in which the electric unit 1 is attached to the wheelchair 6 via the
図5の各図で示された参照番号を、図3及び図4のものと対比させて参照することにより、電動ユニット1が車椅子6に如何に取り付けられ、機能するかが理解されよう。例えば、サスペンション機能を説明すると、以下のようになる。即ち、駆動輪8が凹んだ地面上を転がる等、駆動輪8が枢動軸126を中心にして下方向に移動するとき、圧縮されていたスプリング136の復帰力がリング134、ステム130を介して枢動軸126を中心にアーム128を上方向へと持ち上げるので、枢動軸126の反対側にある電動ユニット1を下方向へと枢動させ、よって駆動輪8は接地した状態を維持する。逆に、駆動輪8が隆起した地面上を転がる等、駆動輪8が枢動軸126を中心にして上方向に移動するとき、アーム128は、枢動軸126を中心にして下方向に移動するが、その衝撃は、スプリング136により直ちに吸収される。このように電動ユニット1にサスペンション機構を提供したので、起伏の多い地面を走行するときでも、安定した滑らかな走行が可能となる。
It will be understood how the electric unit 1 is attached to the wheelchair 6 and functions by referring to the reference numerals shown in the respective drawings of FIG. 5 in comparison with those of FIGS. 3 and 4. For example, the suspension function will be described as follows. That is, when the
なお、図5(b)、(c)では、図4(b)に示す支持ボディ120が、カバーを取り外された状態で示されている。即ち、これらの図では、支持ボディの内部は、中央ボディ144と、該中央ボディの頂部にボルト150で取り付けられた左右一対の上側支持部146と、該中央ボディの底部にボルト150で取り付けられた左右一対の下側支持部148と、を備えて示されている。また、上側支持部146の外側端部には、突起部122が設けられ、下側支持部148の外側端部には、突起部124が設けられている。ボルト150を取り付ける位置を、調節可能に構成する(例えば、スリット孔又は複数のボルト孔を設ける)ことにより、支持ボディ120の横幅を調整可能にしてもよい。これにより、フレーム間距離が所定範囲にある任意種類の車椅子に電動ユニット1を取り付けることが可能となる。
5 (b) and 5 (c), the
次に、本発明の実施例に係る電動ユニット1の一例としての走行制御の流れを図7のフローチャートを用いて説明する。
図7に示されるように、初期設定として、ウォームホイール38がニュートラル位置(回転位置0度;図1(a)、(b)参照)に設定されている(ステップ200)。この状態では、電動モーター10の出力シャフトが駆動輪8に連結されておらず、ブレーキもかけられていないため、使用者が自力で走行するか、介護者が車椅子を電動力無しで自在に操作することができる。
Next, a flow of travel control as an example of the electric unit 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.
As shown in FIG. 7, as an initial setting, the
次に、電動ユニット1の電源がオンになっているか否かを判定し(ステップ202)、オンになるまで待機する。電源がオンになった場合(ステップ202肯定判定)、ウォームホイール38を上方向(矢印A)に回転させる(ステップ204)。このとき、電動モーター10にも電力が供給される。
Next, it is determined whether or not the power of the electric unit 1 is turned on (step 202) and waits until it is turned on. When the power is turned on (Yes at step 202), the
ステップ204のウォームホイールの上方向の回転において、ウォームホイール38が28度回転したとき、ピン21の位置にウォームホイール38のスリット部40がくるため当接が解除され、ピン21及び駆動用キー部材22が駆動用スプリング24により押され、軸方向に沿って移動する。このとき、上述したように、駆動用キー部材22が駆動用溝部材26に嵌合するので、電動モーター10の出力シャフト12が、第1の減速ギア16、第2の減速ギア18及び内歯車20を介して、駆動輪8と連結する。この一連の動きは電源投入時に瞬時に行われるクラッチの動作となる。
In the upward rotation of the worm wheel in
ステップ204では、ウォームホイールの上方向の回転が更に続行される。ウォームホイール38が更に28度回転したとき(回転位置56度)、ピン36の位置にウォームホイール38の切り欠き部41がくるため当接が解除され、ピン36及びブレーキ用キー部材30がスプリング34により押され、軸方向に沿って移動する。このとき、上述したように、ブレーキ用キー部材30がブレーキ用溝部材33に嵌合するので、電動モーター10の出力シャフトに連動するブレーキギア28がギアハウジングに固定されたブレーキ固定部32に連結される。これにより、電動モーター10から駆動輪8まで、ブレーキ用キー部材30とギアハウジングとによりロックされ、ブレーキがかかった状態となる。
In
次に、ジョイスティック72(図3)により走行指令されたか否かが判定される(ステップ206)。ジョイスティック72が使用者により倒されて、走行指令が発せられると、ウォームホイール38は、回転位置56度から下方向に(矢印B)、28度回転される(ステップ208)。これにより、上述したようにピン36とブレーキ用溝部材33との嵌合が外れるので、ブレーキが解除され、電動モーターと駆動輪とが連結されたクラッチ状態のみとなる。このクラッチ状態で、ジョイスティック72が倒れた方向を操舵方向とみなして、操舵機構(54、56、58、62、64、66)が駆動輪を操舵方向に操舵する(ステップ210)。かくして、モーター駆動によって、指定された操舵方向に車椅子が動き出す(ステップ212)。この電動ユニット1による走行は、ジョイスティック72が放されるまで継続される(ステップ214否定判定のループ)。
Next, it is determined whether or not a travel command has been issued by the joystick 72 (FIG. 3) (step 206). When the
ジョイスティック72が放されてその中立位置に戻されると(ステップ214肯定判定)、車椅子6の車速を図示しない車速センサーで検出し(ステップ216)、車椅子の速度をゼロにするためのブレーキ動作が実行される(ステップ218)。例えば、電動モーター10に流れる電流値を除々にゼロにする。電流がゼロになった時点で車椅子の車速がほぼゼロにならない場合には、電動モーター10を電気的に短絡し、電動モーターによるブレーキをかける。なお、電気的短絡は、一定速度でブレーキがかかるようにパルス的に実行される。なお、電動モーター10を発電機として利用し、バッテリーを140(図4(b))を充電させるようにしてもよい。
When the
次に、車椅子6が停止したか否かを判定する(ステップ220)。これは、車速センサーにより検出された車椅子6の速度がほぼゼロ(閾値以下の速度)になったか否かで判断する。ステップ218の電気短絡によるブレーキ作動でも車椅子が停止しない場合(ステップ220否定判定)、電動モーター10に逆電流を流して逆転させる(ステップ222)。この逆転は車速がほぼゼロになるまで実行される。なお、逆電流は、一定速度でブレーキがかかるようにパルス的に実行される。このような状況は、例えば下り坂等で走行する場合などに起こり得る。このような場合に備えて、下り坂か否かを検出するための傾斜センサーを設け、下り坂の場合には、直ちにステップ222のブレーキ動作を実行してもよい。
Next, it is determined whether or not the wheelchair 6 is stopped (step 220). This is determined by whether or not the speed of the wheelchair 6 detected by the vehicle speed sensor has become substantially zero (speed below the threshold). If the wheelchair does not stop even in the brake operation due to the electrical short circuit in Step 218 (No in Step 220), a reverse current is supplied to the
車椅子6が停止したとき(ステップ220肯定判定)、ウォームホイール38を更に28度回転し(回転位置56度)、ブレーキをかける。ステップ218乃至224の一連のブレーキ動作を行うことにより、電磁ブレーキ等を使用しなくても、自然で安全なブレーキをかけることが可能となる。機械的ブレーキの完了後、再びステップ206に戻って同様の処理を繰り返す。
When the wheelchair 6 stops (Yes at step 220), the
なお、コントローラ2は、上記制御の実行中においても、電動ユニット1の電源オンオフ、並びに、介護者者用スイッチ74の切り替えを監視し、指令の変更を検出した場合、割り込み制御する。
Note that the
以上が本発明の実施例であるが、本発明は、上記例にのみ限定されるものではなく添付した請求の範囲において任意に変更可能である。
例えば、図1(a)、(b)のキー溝構成では、ピンとウォームホイールとの当接が解除されてキーが移動した場合に、キーと溝とが嵌合したが、ウォームホイール38の回転位置に応じた上述のクラッチ及びブレーキ作動が実行できる限り、ピンとウォームホイールとが当接した場合に、キーと溝とが嵌合するようにしてもよい。また、キー及び溝のいずれを、モーター駆動側ギアに、被駆動側ギアに配置するかは、任意好適に変更可能である。更には、ウォームホイール38の回転位置に応じた上述のクラッチ及びブレーキ作動が実行できる限り、ウォームホイール38の形状等も任意好適に変更可能である。
The above is the embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to the above-described example, and can be arbitrarily changed within the scope of the appended claims.
For example, in the key groove configuration shown in FIGS. 1A and 1B, the key and the groove are engaged when the contact between the pin and the worm wheel is released and the key moves. As long as the above-described clutch and brake operations according to the position can be performed, the key and the groove may be fitted when the pin and the worm wheel come into contact with each other. Further, which of the key and the groove is arranged in the motor driving side gear and the driven side gear can be arbitrarily and suitably changed. Furthermore, as long as the above-described clutch and brake operations according to the rotational position of the
また、ウォームホイール38は28度の所定角度ごとに限定されず、任意に変更可能である。この所定角度は、ピンの当接及び当接解除が迅速かつ的確に行われる範囲で定められるのが好ましい。
Further, the
1 車椅子用電動ユニット
2 コントローラ
3 電動ユニット用の支持台
6 車椅子
8 駆動輪
10 電動モーター
21 ピン
22 駆動用キー部材
24 駆動用スプリング
26 駆動用溝部材
28 ブレーキギア
30 ブレーキ用キー部材
32 ブレーキ固定部
33 ブレーキ用溝部材
34 スプリング
36 ピン
38 ウォームホイール
100 取り付け金具
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wheelchair
Claims (24)
電動モーターと、
駆動輪と、
前記電動モーターの回転トルクを伝達するための駆動側部材と、
受け取った回転トルクを前記駆動輪に伝達するための被駆動側部材と、
前記駆動側部材及び前記被駆動側部材のいずれか一方に相対回転しないように固定され、且つ、軸方向に沿って移動可能な第1の動力連結手段と、
前記駆動側部材及び前記被駆動側部材のいずれか他方に形成され、且つ、前記第1の動力連結手段と嵌合可能な第2の動力連結手段と、
前記第1の動力連結手段を前記軸方向に沿って付勢する第1の付勢手段と、
回転位置が制御される回転部材と、
を備え、
前記回転部材は、該回転部材の回転位置に応じて、前記第1の動力連結手段の端部が該回転部材と当接した状態、及び、該当接状態が解除されて該第1の動力連結手段が前記第1の付勢手段により前記軸方向に沿って移動した状態と、が切り替えられるように形成され、
前記第1の動力連結手段は、前記当接状態及び前記移動状態のいずれかで前記第2の動力連結手段と嵌合する、車椅子用電動ユニット。 An electric wheelchair unit for use in a wheelchair,
An electric motor,
Driving wheels,
A drive side member for transmitting rotational torque of the electric motor;
A driven side member for transmitting the received rotational torque to the drive wheel;
A first power coupling means fixed so as not to rotate relative to any one of the driving side member and the driven side member, and movable along the axial direction;
A second power coupling means formed on the other of the driving side member and the driven side member and fitable with the first power coupling means;
First biasing means for biasing the first power coupling means along the axial direction;
A rotating member whose rotational position is controlled;
With
According to the rotational position of the rotating member, the rotating member is in a state where the end of the first power connecting means is in contact with the rotating member, and the contact state is released and the first power connecting unit is released. A state in which the means is moved along the axial direction by the first biasing means, and is configured to be switched.
The first power connection means is a wheelchair electric unit that fits with the second power connection means in either the contact state or the movement state.
前記ブレーキ部材、及び、前記車椅子用電動ユニットのハウジングのいずれか一方に相対回転しないように固定され、且つ、軸方向に沿って移動可能な第1のブレーキ連結手段と、
前記ブレーキ部材、及び、前記車椅子用電動ユニットのハウジングのいずれか他方に形成され、且つ、前記第1のブレーキ連結手段と嵌合可能な第2のブレーキ連結手段と、
前記第1のブレーキ連結手段を前記軸方向に沿って付勢する第2の付勢手段と、
を更に備え、
前記回転部材は、更に、該回転部材の回転位置に応じて、前記第1のブレーキ連結手段の端部が該回転部材と当接した状態、及び、該当接状態が解除されて該第1のブレーキ連結手段が前記第2の付勢手段により前記軸方向に沿って移動した状態と、が切り替えられるように形成され、
前記第1のブレーキ連結手段は、前記当接状態及び前記移動状態のいずれかで前記第2のブレーキ連結手段と嵌合する、請求項1に記載の車椅子用電動ユニット。 A brake member that rotates in conjunction with the electric motor;
A first brake coupling means fixed so as not to rotate relative to any one of the brake member and the housing of the wheelchair electric unit, and movable in the axial direction;
A second brake coupling means formed on either the other of the brake member and the housing of the wheelchair electric unit and engageable with the first brake coupling means;
Second urging means for urging the first brake coupling means along the axial direction;
Further comprising
The rotating member further has a state in which an end portion of the first brake coupling means is in contact with the rotating member and a corresponding contact state is released according to a rotation position of the rotating member, and the first contact state is released. A state where the brake connecting means is moved along the axial direction by the second urging means, and is configured to be switched.
2. The electric wheelchair unit according to claim 1, wherein the first brake coupling unit is fitted to the second brake coupling unit in one of the contact state and the moving state.
前記回転部材が前記ニュートラル回転位置から所定角度回転した第1の回転位置では、前記第1の動力連結手段が前記第2の動力連結手段と嵌合し、前記第1のブレーキ連結手段は前記第2のブレーキ連結手段から切り離された状態を維持し、
前記回転部材が前記第1の回転位置から更に回転した第2の回転位置では、前記第1の動力連結手段が前記第2の動力連結手段と嵌合した状態を維持すると共に、前記第1のブレーキ連結手段は前記第2のブレーキ連結手段と嵌合する、請求項2に記載の車椅子用電動ユニット。 When the rotating member is in the neutral rotation position, the first power connecting means is disconnected from the second power connecting means, the first brake connecting means is disconnected from the second brake connecting means,
In the first rotation position where the rotation member is rotated by a predetermined angle from the neutral rotation position, the first power connection means is engaged with the second power connection means, and the first brake connection means is the first rotation position. Maintaining the state disconnected from the brake connecting means of 2,
In the second rotation position where the rotation member further rotates from the first rotation position, the first power connection means maintains a state of being engaged with the second power connection means, and the first power connection means The wheelchair electric unit according to claim 2, wherein the brake connecting means is fitted with the second brake connecting means.
前記第1の回転位置では、前記第1の動力連結手段の端部の位置に板面が存在せず、前記第1のブレーキ連結手段の端部の位置に板面が存在し、
前記第2の回転位置では、前記第1の動力連結手段及び前記第1のブレーキ連結手段の端部の位置に板面が存在しないように形成される、請求項3に記載の車椅子用電動ユニット。 The rotating member has a plate surface at a position of an end portion of the first power connecting means and the first brake connecting means at the neutral rotating position,
In the first rotational position, there is no plate surface at the position of the end of the first power connection means, and there is a plate surface at the position of the end of the first brake connection means,
4. The wheelchair electric unit according to claim 3, wherein at the second rotation position, a plate surface is not formed at a position of an end portion of the first power connection unit and the first brake connection unit. 5. .
前記車椅子用電動ユニットの動力走行をオフにする指令を受信し、且つ、前記静止検出手段により前記車椅子が静止していることが検出された場合、前記回転部材は前記第2の回転位置に設定される、請求項3に記載の車椅子用電動ユニット。 It further comprises stationary detection means for detecting whether or not the wheelchair is stationary,
When the command to turn off the power running of the electric unit for wheelchair is received and the stationary detection means detects that the wheelchair is stationary, the rotating member is set to the second rotational position. The wheelchair electric unit according to claim 3.
前記ジョイスティックを倒すと、前記車椅子用電動ユニットの動力走行オンの指令が発せられ、該ジョイスティックが倒れた方向を操舵角度として前記駆動輪が回動制御されるように前記操舵手段への指令が発せられ、
前記ジョイスティックを元の位置に戻すと、前記車椅子用電動ユニットの動力走行オフの指令が発せられる、請求項18に記載の車椅子用電動ユニット。 The joystick is connected,
When the joystick is tilted, a command for turning on the power of the wheelchair electric unit is issued, and a command is issued to the steering means so that the drive wheel is controlled to rotate with the direction in which the joystick is tilted as the steering angle. And
19. The wheelchair electric unit according to claim 18, wherein when the joystick is returned to its original position, a command to turn off the power running of the wheelchair electric unit is issued.
電動モーターと、
駆動輪と、
前記電動モーターの回転トルクを伝達するための駆動側ギアと、
受け取った回転トルクを前記駆動輪に伝達するための被駆動側ギアと、
前記駆動側ギア及び前記被駆動側ギアのいずれか一方に相対回転しないように固定され、且つ、軸方向に沿って移動可能な駆動用のキー部材と、
前記駆動用キー部材を前記軸方向に沿って付勢する駆動用スプリングと、
前記駆動側ギア及び前記被駆動側ギアのいずれか他方に形成され、且つ、前記駆動用キー部材が前記駆動用スプリングにより軸方向に移動した位置で該駆動用キー部材と嵌合する駆動用溝部材と、
前記電動モーターに連動して回転するブレーキギアと、
前記ブレーキギア、及び、前記車椅子用電動ユニットのハウジングのいずれか一方に相対回転しないように固定され、且つ、軸方向に沿って移動可能なブレーキ用キー部材と、
前記ブレーキ用キー部材を前記軸方向に沿って付勢するブレーキ用スプリングと、
前記ブレーキギア、及び、前記車椅子用電動ユニットのハウジングのいずれか他方に形成され、且つ、前記ブレーキ用キー部材が前記ブレーキ用スプリングにより軸方向に移動した位置で該ブレーキ用キー部材と嵌合するブレーキ用溝部材と、
前記駆動用キー部材及び前記ブレーキ用キー部材の末端部と当接可能な位置に配置され、回転位置が制御されるウォームホイールと、
を備え、
前記ウォームホイールがニュートラル回転位置にあるとき、前記駆動用キー部材及び前記ブレーキ用キー部材は、該ウォームホイールの板面と当接し、
前記ウォームホイールが前記ニュートラル回転位置から所定角度回転した第1の回転位置では、前記駆動用キー部材の末端部の位置で該ウォームホイールの板面が存在しないため前記駆動用スプリングにより該駆動用キー部材が軸方向に移動して前記駆動用溝部材と嵌合し、前記ブレーキ用キー部材は該ウォームホイールの板面との当接を維持し、
前記ウォームホイールが前記第1の回転位置から更に所定角度回転した第2の回転位置では、前記ブレーキ用キー部材の末端部の位置で該ウォームホイールの板面が存在しないため前記ブレーキ用スプリングにより該ブレーキ用キー部材が軸方向に移動して前記ブレーキ用溝部材と嵌合し、前記駆動用キー部材は該ウォームホイールと当接せず前記駆動用溝部材と嵌合した状態を維持する、車椅子用電動ユニット。 An electric wheelchair unit for use in a wheelchair,
An electric motor,
Driving wheels,
A drive side gear for transmitting rotational torque of the electric motor;
A driven gear for transmitting the received rotational torque to the drive wheel;
A driving key member fixed so as not to rotate relative to any one of the driving side gear and the driven side gear, and movable along the axial direction;
A drive spring for urging the drive key member along the axial direction;
A drive groove formed on the other of the drive side gear and the driven side gear and fitted with the drive key member at a position where the drive key member is moved in the axial direction by the drive spring. Members,
A brake gear that rotates in conjunction with the electric motor;
A brake key member which is fixed so as not to rotate relative to any one of the brake gear and the wheelchair electric unit housing, and is movable along the axial direction;
A brake spring for biasing the brake key member along the axial direction;
Formed on the other of the brake gear and the wheelchair electric unit housing, and the brake key member is fitted to the brake key member at a position moved in the axial direction by the brake spring. A brake groove member;
A worm wheel that is disposed at a position where it can come into contact with the end portions of the drive key member and the brake key member, and whose rotational position is controlled;
With
When the worm wheel is in the neutral rotation position, the drive key member and the brake key member abut against the plate surface of the worm wheel;
In the first rotational position where the worm wheel is rotated by a predetermined angle from the neutral rotational position, the plate surface of the worm wheel does not exist at the position of the end of the drive key member, so that the drive key is driven by the drive spring. The member moves in the axial direction and fits with the driving groove member, and the brake key member maintains contact with the plate surface of the worm wheel,
In the second rotational position where the worm wheel is further rotated by a predetermined angle from the first rotational position, the plate surface of the worm wheel does not exist at the position of the end of the brake key member, so the brake spring A wheelchair in which a brake key member moves in the axial direction and engages with the brake groove member, and the drive key member does not contact the worm wheel and maintains a state of being engaged with the drive groove member Electric unit.
前記収容部の後端部は開放され、前端部は閉じられており、
前記車椅子用電動ユニットの両側部外側には、突起部が各々設けられており、
前記車椅子用電動ユニットは、前記突起部が前記収容部内に挿入された状態で前記前端部のところで固定されることにより、前記車椅子に取り付けられている、請求項22に記載の電動車椅子。 Inside the both side portions of the electric wheelchair are provided with linear accommodation portions that are inclined so as to descend in the direction from the rear to the front of the wheelchair,
The rear end of the housing is open and the front end is closed;
Protrusions are provided on both sides of the wheelchair electric unit,
The electric wheelchair according to claim 22, wherein the wheelchair electric unit is attached to the wheelchair by being fixed at the front end portion with the protrusion inserted into the housing.
前記突起部を上方から押さえつけることにより、前記閉前端部と協働して前記車椅子用電動ユニットを固定する、請求項23に記載の電動車椅子。 The fixing means includes
The electric wheelchair according to claim 23, wherein the electric wheelchair unit is fixed in cooperation with the closed front end portion by pressing the protrusion from above.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004335074A JP2006141646A (en) | 2004-11-18 | 2004-11-18 | Electric unit for wheelchair and wheelchair using the same |
| PCT/JP2005/021051 WO2006054608A1 (en) | 2004-11-18 | 2005-11-16 | Electric unit for wheelchair and electric wheelchair using the same |
| TW094140532A TW200624112A (en) | 2004-11-18 | 2005-11-18 | Electrical unit for wheel chair and electrical wheel chair using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004335074A JP2006141646A (en) | 2004-11-18 | 2004-11-18 | Electric unit for wheelchair and wheelchair using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006141646A true JP2006141646A (en) | 2006-06-08 |
Family
ID=36407148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004335074A Pending JP2006141646A (en) | 2004-11-18 | 2004-11-18 | Electric unit for wheelchair and wheelchair using the same |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2006141646A (en) |
| TW (1) | TW200624112A (en) |
| WO (1) | WO2006054608A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017068621A1 (en) * | 2015-10-19 | 2017-04-27 | ヤマハ発動機株式会社 | Electric wheelchair with auxiliary power, and method for controlling electric wheelchair with auxiliary power |
| WO2023238188A1 (en) * | 2022-06-06 | 2023-12-14 | 株式会社ジェイテクト | Vehicle electric power assist device for and electric-powered vehicle |
| JP7564533B2 (en) | 2020-08-26 | 2024-10-09 | 学校法人千葉工業大学 | Simple electric wheelchair |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102813580B (en) * | 2012-08-03 | 2015-02-04 | 北京林业大学 | Wheelchair capable of facilitating defecation |
| CN103735374B (en) * | 2014-01-16 | 2016-02-03 | 常熟市平方轮椅有限公司 | Car body can be connected and separable electric wheel-chair vehicle with motor drive mechanism |
| US11660240B2 (en) | 2020-06-05 | 2023-05-30 | Toyota Motor North America, Inc. | Wheelchair systems and methods enabling fine manual motion control |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL91588A (en) * | 1989-09-10 | 1994-10-07 | Propel Partnership 1987 | Electric drive attachment for wheelchairs |
| US5351774A (en) * | 1992-06-02 | 1994-10-04 | Quickie Designs Inc. | Powered wheelchair with a detachable power drive assembly |
| JPH0724012A (en) * | 1993-07-06 | 1995-01-27 | Moriyama Kogyo Kk | Running gear for wheelchair |
| JPH07194658A (en) * | 1993-12-29 | 1995-08-01 | Yamaha Motor Co Ltd | Clutch mechanism for electric wheelchair |
| JP2000024049A (en) * | 1998-07-13 | 2000-01-25 | Isamu Mizogami | Motor-driven wheelchair and drive unit |
-
2004
- 2004-11-18 JP JP2004335074A patent/JP2006141646A/en active Pending
-
2005
- 2005-11-16 WO PCT/JP2005/021051 patent/WO2006054608A1/en active Application Filing
- 2005-11-18 TW TW094140532A patent/TW200624112A/en unknown
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017068621A1 (en) * | 2015-10-19 | 2017-04-27 | ヤマハ発動機株式会社 | Electric wheelchair with auxiliary power, and method for controlling electric wheelchair with auxiliary power |
| JPWO2017068621A1 (en) * | 2015-10-19 | 2018-06-14 | ヤマハ発動機株式会社 | Electric wheelchair with auxiliary power, control method of electric wheelchair with auxiliary power |
| US10285881B2 (en) | 2015-10-19 | 2019-05-14 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Electrically power assisted wheelchair and method of controlling electrically power assisted wheelchair |
| JP7564533B2 (en) | 2020-08-26 | 2024-10-09 | 学校法人千葉工業大学 | Simple electric wheelchair |
| WO2023238188A1 (en) * | 2022-06-06 | 2023-12-14 | 株式会社ジェイテクト | Vehicle electric power assist device for and electric-powered vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW200624112A (en) | 2006-07-16 |
| WO2006054608A1 (en) | 2006-05-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10849803B2 (en) | Attaching and detaching type driving device and wheelchair having the same | |
| US10758436B2 (en) | Powered wheelchair, wheelchair powering device and method | |
| JP3550095B2 (en) | Wheelchair transmission | |
| US6910543B2 (en) | Care type electric wheelchair | |
| KR101742247B1 (en) | Auxiliary drives for wheelchairs | |
| EP2008629A2 (en) | Wheelchair transporter | |
| JPH03162856A (en) | Electrical auxiliary driving device | |
| US11234874B2 (en) | Electrical power assistance device for transport wheelchair | |
| WO2006091816A2 (en) | Wheelchair transporter | |
| KR101715326B1 (en) | combination structure of wheelchair and drive unit | |
| KR101545158B1 (en) | foldable electric wheelchair | |
| US20250057709A1 (en) | Chair-drive interface assembly, wheelchair and/or drive | |
| JP2006141646A (en) | Electric unit for wheelchair and wheelchair using the same | |
| US20190380893A1 (en) | Driving method of wheelchair power apparatus for electronic driving conversion | |
| JP2000152961A (en) | Wheelchair with self-running function | |
| KR101504097B1 (en) | motor board capable of changing operation mode | |
| CN119212667A (en) | Auxiliary traction equipment for wheelchairs for the disabled | |
| JP2014014473A (en) | Electrically driven wheelchair and driving mechanism for the same | |
| KR200443912Y1 (en) | Wheelchair drive | |
| JPH08196572A (en) | Travel driving switching device for wheelchair | |
| JP4258710B2 (en) | Electric wheelchair | |
| TW201946602A (en) | Motor-driven chair steered by seat rotation | |
| JP2002002489A (en) | Passenger electric cart | |
| KR101982321B1 (en) | Brake unit mounting kit for wheelchair | |
| JP2838883B2 (en) | Accelerator for small electric vehicle |