JPH08127385A - 補助動力式ビークル - Google Patents

補助動力式ビークル

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JPH08127385A
JPH08127385A JP6265061A JP26506194A JPH08127385A JP H08127385 A JPH08127385 A JP H08127385A JP 6265061 A JP6265061 A JP 6265061A JP 26506194 A JP26506194 A JP 26506194A JP H08127385 A JPH08127385 A JP H08127385A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
auxiliary power
gear
planetary gear
drive motor
sun gear
Prior art date
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Pending
Application number
JP6265061A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuyuki Sugano
信之 菅野
Atsushi Uchiyama
敦 内山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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Publication date
Application filed by Yamaha Motor Co Ltd filed Critical Yamaha Motor Co Ltd
Priority to JP6265061A priority Critical patent/JPH08127385A/ja
Publication of JPH08127385A publication Critical patent/JPH08127385A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 入力検知手段を廃して構造単純化を図ること
ができる補助動力式ビークルを提供すること。 【構成】 ハンドリム(入力部材)を介して車輪(推進
手段)に間欠的に加えられる人力に応じた補助動力を車
輪に加えてこれを回転駆動する手動式電動車椅子(補助
動力式ビークル)において、前記車輪のハブ4aに遊星
歯車機構20を組み込み、該遊星歯車機構20の遊星ギ
ヤGP を軸21を介してハブ4aに支持せしめるととも
に、該遊星ギヤGP に噛合するサンギヤGS とリングギ
ヤGR の一方(サンギヤGS )をハンドリム側に連結
し、他方(リングギヤGR )を駆動モータ(補助動力
源)41側に連結し、サンギヤGS とリングギヤGR
回転数が同一となるよう前記駆動モータ41を制御する
コントローラ(制御手段)を設ける。本発明によれば、
ハンドリムに加えられる人力を検知するための入力検知
手段が不要となるため、当該手動式電動車椅子の構造単
純化が図られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、推進手段に間欠的に加
えられる人力の大きさに応じた駆動力を補助動力として
推進手段に与えてこれを駆動する車椅子、自転車、足漕
ぎボート等の補助動力式ビークルに関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、手動車椅子と電動車椅子の中間
的な存在として手動式電動車椅子が従来より提案されて
いる。この手動式電動車椅子は、車輪に間欠的に加えら
れる人力を検知し、その人力に応じた補助動力を車輪に
加えることによって歩行の不自由なユーザーの肉体的な
負担を軽減するものであって、これによればユーザーは
手動車椅子の感覚で操作することができ、精神的苦痛も
緩和される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の手動式電動車椅子にあっては、ハンドリムに加えら
れる人力を検知するための入力検知手段が必要であるた
め、その構造が複雑化するという問題がある。
【0004】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、入力検知手段を廃して構造単
純化を図ることができる補助動力式ビークルを提供する
ことにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、入力部材を介して推進手段に間欠的に加
えられる人力に応じた補助動力を推進手段に加えてこれ
を駆動する補助動力式ビークルにおいて、前記推進手段
に遊星歯車機構を組み込み、該遊星歯車機構の遊星ギヤ
を推進手段側に支持せしめるとともに、該遊星ギヤに噛
合するサンギヤとリングギヤの一方を前記入力部材に連
結し、他方を補助動力源に連結し、サンギヤとリングギ
ヤの回転数が同一となるよう前記補助動力源を制御する
制御手段を設けたことを特徴とする。
【0006】
【作用】本発明によれば、乗り手が入力部材に人力を及
ぼして遊星歯車機構の例えばサンギヤを回転させると、
補助動力源によってリングギヤがこのサンギヤと同速度
で回転駆動されるため、リングギヤとサンギヤ及び遊星
ギヤが一体的に回転し、遊星ギヤに連結された推進手段
が人力と補助動力の双方によって駆動され、これによっ
て乗り手の負担が軽減される。
【0007】而して、本発明によれば、入力部材に加え
られる人力を検知するための入力検知手段が不要となる
ため、当該補助動力式ビークル車両の構造単純化が図ら
れる。
【0008】
【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。
【0009】図1は本発明に係る補助動力式ビークルの
一態様としての手動式電動車椅子の側面図、図2は同車
椅子の正面図、図3は同車椅子を折り畳んだ状態を示す
背面図、図4は同車椅子の人力部及び補助動力装置部を
示す車輪部分の破断正面図、図5は同車椅子の駆動系及
び制御系の構成を示すブロック図である。
【0010】本実施例に係る手動式電動車椅子1は、既
存の折り畳み式手動車椅子に補助動力装置(Power Assi
st System )を組み付けたものであって、図1に示すよ
うに、これのパイプ枠状のフレーム2の前後部は左右一
対のキャスタ3、車輪4によって支持されている。
【0011】又、上記フレーム2の中央部には、乗り手
が着座すべき布製のシート5(図2参照)が張設されて
いる。尚、フレーム2は前後一対のクロス部材2aを有
しており、X字状を成す2本のクロス部材2aはその交
点を軸6によって枢着されている。従って、車椅子1は
図3に示すようにこれを折り畳むことができ、このとき
前記シート5も撓む。
【0012】更に、フレーム2の後部には左右一対のハ
ンドルアーム2bが立設されており、各ハンドルアーム
2bの上端部は後方に折曲され、その折曲部には介助者
用のグリップ7が取り付けられている。
【0013】又、フレーム2の中央上部には、乗り手の
ための左右一対の肘掛8が取り付けられ、同フレーム2
の前端下部には左右一対のステップ9が取り付けられて
いる。そして、同フレーム2の下部に前後方向に延びる
左右一対のアーム2cの後端部には、別のアーム2dが
前後方向に移動自在に嵌装されており、各アーム2dの
後端部にはローラ10が回転自在に軸支されている。
尚、アーム2dは、アーム2cに突設されたピン11に
長孔係合することによって前後方向に移動自在に支持さ
れ、これはアーム2cとの間に縮装された不図示のスプ
リングによって常時後方へ付勢されている。
【0014】ところで、図4に示すように、フレーム2
に取り付けられたブラケット12に支持された車軸13
にはディスク18がボールベアリング14,15を介し
て回転自在に支承されており、前記左右一対の車輪4の
各々はボールベアリング17によってディスク18に回
転自在に支承されている。そして、各車輪4の外側に
は、乗り手が手でこれを回すべきリング状のハンドリム
16が設けられている。このハンドリム16は前記ディ
スク18に3本のスポーク19を介して取り付けられて
おり、従って、該ハンドリム16は車輪4に対して独立
に回転し得る。
【0015】而して、本実施例においては、図4に示す
ように、車輪4のハブ4a内に遊星歯車機構20が設け
られている。この遊星歯車機構20は、前記ディスク1
8の内端部外周に結着されたサンギヤGS とハブ4aに
自由回転自在に嵌装された大径のリングギヤGR 及びサ
ンギヤGS とリングギヤGR に噛合する小径の複数の遊
星ギヤGP で構成されており、各遊星ギヤGP は軸21
によってハブ4aに回転自在に支持されている。
【0016】一方、図4に示すように、左右一対の車輪
4の各々の内側には補助動力装置(図4には一方のみ図
示)40が設けられている。
【0017】上記補助動力装置40において、41は補
助動力を発生する駆動モータであり、該駆動モータ41
は、前記車軸13に保持されたギヤケース42に固設さ
れており、その出力軸端には小径のギヤG1が結着され
ている。
【0018】又、上記ギヤケース42にはカウンタ軸4
3と駆動軸44が車軸13と平行に回転自在に支承され
ており、カウンタ軸43には大小異径のギヤG2,G3
が結着され、駆動軸44には大径のギヤG4が自由回転
自在に支承されるとともに、その端部には小径のギヤG
5が結着されている。尚、ギヤG1〜G5は減速機構4
5(図5参照)を構成している。
【0019】そして、前記大径のギヤG2は前記小径の
ギヤG1に噛合し、小径のギヤG3は大径のギヤG4に
噛合し、又、前記ギヤG5は前記遊星歯車機構20のリ
ングギヤGR に噛合している。
【0020】他方、前記ギヤケース42には、前記ギヤ
G5の回転数を検出するための回転センサー46と前記
サンギヤGS の回転数を検出するための回転センサー4
7が取り付けられている。
【0021】尚、以上は一方の車輪4側に設けられた補
助動力装置40の構成について述べたが、他方の車輪4
側に設けられた補助動力装置40の構成も同じであり、
部品の共通化による量産効果を得ることができる。但
し、左右一対の補助動力装置40は、図2に示すように
点対称の関係を保って配置されており、従って、左右一
対の駆動モータ41は上下方向に段差をもって配される
こととなり、当該車椅子1を図3に示すように折り畳ん
だ際に両駆動モータ41が互いに干渉することがなく、
この結果、車椅子1をコンパクトに折り畳むことができ
る。
【0022】一方、図1に示すように、フレーム2の前
部左右には前記左右の補助動力装置40の駆動を制御す
るためのコントローラ50が取り付けられており、該コ
ントローラ50の上方にはバッテリ60が取り付けられ
ている。尚、コントローラ50は、図2に鎖線にて示す
ように、フレーム2のクロス部材2aに取り付けても良
い。
【0023】ここで、コントローラ50の構成を図5に
基づいて説明する。
【0024】コントローラ50は、前記回転センサー4
7によって検出されたサンギヤGSの回転数を受け取る
入力インターフェイス(入力I/F)51と、サンギヤ
Sの回転数からハンドリム16の回転速度を算出する
回転速度演算手段52と、該回転速度演算手段52によ
って算出されたハンドリム16の回転速度から各駆動モ
ータ41の回転速度の指令値(つまり、駆動モータ41
によって回転駆動されるリングギヤGR の回転速度がサ
ンギヤGS の回転速度に等しくなるときの駆動モータ4
1の回転速度)を算出する指令速度演算手段53と、前
記回転センサー46によって検出されたギヤG5の回転
数を受け入れる入力インターフェイス(入力I/F)5
4及びギヤG5の回転数から各駆動モータ41の実速度
を算出するモータ実速度演算手段55を有している。
【0025】又、コントローラ50は、前記指令速度演
算手段53によって算出された駆動モータ41の指令速
度と前記モータ実速度演算手段55によって算出された
駆動モータ41の実速度とを比較して両者の偏差を算出
する偏差演算手段56と、該偏差演算手段56によって
算出された偏差に基づいて駆動モータ41の制御量を算
出する制御量演算手段57及び各駆動モータ41の出力
を調整してその回転速度を指令値に設定するための出力
調整手段58を有している。
【0026】次に、本手動式電動車椅子1の作用を説明
する。
【0027】乗り手が左右一対のハンドリム16を回せ
ば、これと一体的にサンギヤGS が同方向に回転する。
そして、このサンギヤGS の回転数は前記回転センサー
47によって検出され、このサンギヤGS の回転速度と
同速度となるようリングギヤGR が補助動力装置40の
駆動モータ41によって回転駆動される。
【0028】即ち、駆動モータ41が駆動されると、そ
の回転は図4に示すギヤG1,G2によって1段減速さ
れてカウンタ軸43に伝達され、該カウンタ軸43の回
転はギヤG3,G4によって2段減速されて駆動軸44
に伝達される。そして、駆動軸44の回転は更にギヤG
5によって遊星歯車機構20のリングギヤGR に伝達さ
れ、該リングギヤGR が3段減速されて回転駆動され
る。
【0029】而して、ギヤG5の回転数は前記回転セン
サー46によって検出され、その信号はコントローラ5
0の入力インターフェイス54を介してモータ実速度演
算手段55に送られ、モータ実速度演算手段55は前述
のようにギヤG5の回転数に基づいて各駆動モータ41
の実速度を算出する。
【0030】一方、回転センサー47によって検出され
たサンギヤGS の回転数はコントローラ50の入力イン
ターフェイス51を介して回転速度演算手段52に送ら
れ、回転数演算手段52はサンギヤGS の回転数からハ
ンドリム16の回転速度を算出してその結果を指令速度
演算手段53に送る。すると、指令速度演算手段53は
回転速度演算手段52によって算出されたハンドリム1
6の回転速度から各駆動モータ41の回転速度の指令値
(つまり、駆動モータ41によって回転駆動されるリン
グギヤGR の回転速度がサンギヤGS の回転速度に等し
くなるときの駆動モータ41の回転速度)を算出する。
【0031】而して、コントローラ50の偏差演算手段
56は、指令速度演算手段53によって算出された駆動
モータ41の指令速度とモータ実速度演算手段55によ
って算出された駆動モータ41の実速度とを比較して両
者の偏差を算出し、その結果を制御量演算手段57に送
る。すると、制御量演算手段57は偏差演算手段56に
よって算出された偏差に基づいて駆動モータ41の制御
量を算出し、出力調整手段58はその制御量に基づいて
各駆動モータ41の出力を調整してその回転速度を指令
値に設定する。この結果、リングギヤGR が駆動モータ
41によってサンギヤGS と同速度で回転駆動される。
【0032】以上のように、サンギヤGS が人力によっ
て回転駆動され、リングギヤGR が駆動モータ41によ
ってサンギヤGS と同速度で回転駆動されると、サンギ
ヤGS とリングギヤGR 及び複数の遊星ギヤGP が人力
と補助動力によって一体的に回転し、遊星ギヤGP の回
転によって該遊星ギヤGP に軸21を介して連結された
車輪4が人力と補助動力の双方によって回転駆動され、
これによって乗り手の負担が軽減される。
【0033】而して、本実施例によれば、ハンドリム1
6に加えられる人力を検知するための入力検知手段が不
要となるため、当該手動式電動車椅子1の構造単純化が
図られる。又、回転センサー46,47とコントローラ
50及びバッテリ60は何れも固定側に設けられるた
め、回転側と固定側間での信号伝達及び電力供給の問題
も解消される。
【0034】尚、以上の実施例では、サンギヤGS をハ
ンドリム16側に連結し、リングギヤGR を駆動モータ
41側に連結したが、逆に、サンギヤGS を駆動モータ
41側に連結し、リングギヤGR をハンドリム16側に
連結しても良い。又、本実施例では、伝達系の途中に設
けられたギヤG5の回転数を回転センサー46によって
検出するようにしたが、他のギヤG1〜G4の何れの回
転数を検出しても良く、駆動モータ41の出力軸そのも
のに設置された光学式又は磁気式エンコーダによって駆
動モータ41の回転数を検出しても良い。
【0035】ところで、以上は本発明を特に手動式電動
車椅子に適用した例について言及したが、本発明は自転
車、足漕ぎボート等の他のビークルをもその適用対象に
含むことは勿論である。
【0036】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、入力部材を介して推進手段に間欠的に加えられ
る人力に応じた補助動力を推進手段に加えてこれを駆動
する補助動力式ビークルにおいて、前記推進手段に遊星
歯車機構を組み込み、該遊星歯車機構の遊星ギヤを推進
手段側に支持せしめるとともに、該遊星ギヤに噛合する
サンギヤとリングギヤの一方を前記入力部材に連結し、
他方を補助動力源に連結し、サンギヤとリングギヤの回
転数が同一となるよう前記補助動力源を制御する制御手
段を設けたため、入力検知手段を廃して当該補助動力式
ビークルの構造単純化を図ることができるという効果が
得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る手動式電動車椅子の側面
図である。
【図2】本発明の実施例に係る手動式電動車椅子の正面
図である。
【図3】本発明の実施例に係る手動式電動車椅子を折り
畳んだ状態を示す背面図である。
【図4】本発明の実施例に係る手動式電動車椅子の人力
部及び補助動力装置部を示す車輪部分の破断正面図であ
る。
【図5】本発明の実施例に係る手動式電動車椅子の駆動
系及び制御系の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 手動式電動車椅子(補助動力式ビークル) 4 車輪 16 ハンドリム(入力部材) 20 遊星歯車機構 40 補助動力装置 41 駆動モータ(補助動力源) 50 コントローラ(制御手段) GP 遊星ギヤ GR リングギヤ GS サンギヤ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力部材を介して推進手段に間欠的に加
    えられる人力に応じた補助動力を推進手段に加えてこれ
    を駆動する補助動力式ビークルにおいて、前記推進手段
    に遊星歯車機構を組み込み、該遊星歯車機構の遊星ギヤ
    を推進手段側に支持せしめるとともに、該遊星ギヤに噛
    合するサンギヤとリングギヤの一方を前記入力部材に連
    結し、他方を補助動力源に連結し、サンギヤとリングギ
    ヤの回転数が同一となるよう前記補助動力源を制御する
    制御手段を設けたことを特徴とする補助動力式ビーク
    ル。
JP6265061A 1994-10-28 1994-10-28 補助動力式ビークル Pending JPH08127385A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6265061A JPH08127385A (ja) 1994-10-28 1994-10-28 補助動力式ビークル

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JP6265061A JPH08127385A (ja) 1994-10-28 1994-10-28 補助動力式ビークル

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JPH08127385A true JPH08127385A (ja) 1996-05-21

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JP (1) JPH08127385A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1919163B (zh) 2005-08-24 2010-05-12 必翔实业股份有限公司 动力辅助轮椅的动力启动结构
JP2012511462A (ja) * 2008-12-11 2012-05-24 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 電動自転車用のハイブリッド駆動部
KR101956001B1 (ko) * 2018-05-24 2019-03-08 경희대학교 산학협력단 Mr 유체를 사용하는 브레이크를 포함하는 인휠 타입 구동장치
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