JPH0223007A - 電動車椅子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電動車椅子に関するものである。

［従来の技術］ 従来のｗｅ車椅子としては実開昭６１−１９３８８１号
や、実開昭６１−４５９２２号等に見られるものがある
。これらの電動車椅子は車体の前進、後退の進行方向、
速度等を設定し、操作する操作部と、その操作によって
操作され、車体の走行を制御する駆動制御部と、その駆
動制御部によって制御されるモータ及び制動をかけるた
めの制動手段からなる駆動部とによって構成され、バッ
テリーを駆動電源として使用する車椅子である。

［発明が解決しようとする課題］ ところで車椅子は本来身体障害者及び老人などを使用対
象者としており、その使用者（搭乗者）自身の安全につ
いては勿論、通行者に対する衝突等の危険性についても
十分考慮したものが必要である。しかしながら上記の従
来例では障害物に対する回避は使用者の操作によって行
われていた為、使用者は勿論のこと通行者に対する安全
性が低いという問題があった。

本発明は上述の問題点に鑑みて為されたもので、その目
的とするところは通行人等の障害物との衝突を防いで、
使用者にも通行人にも安全な走行が行える電動車椅子を
提供することを目的とし、併せて、障害物の検知を行う
物体検知センサをハンドル部の向きに常に一致させて走
行方向に存在する障害物を確実に検知することができる
電動車椅子を提供することを目的とする。

更にスムーズな制動をかけることができ、また混雑した
場所や狭い場所からも安全に抜は出すことができる電動
車椅子を提供することを目的する。

［課題を解決するための手段］ 本発明は車体の前進、後退の切り換えや、速度設定など
の走行に関する操作を行う操作部と、車輪を駆動する駆
動部と、上記操作部により操作され車体の走行を制御す
る駆動制御部と、車体の走行方向に検知方向を向けた物
体検知センサとを備え、該物体検知センサの物体検知時
に駆動制御部により車体の走行に制動をかけることを特
徴とするものである。

請求項２記載の電動車椅子は特に検知方向と車体の走行
方向とが一致するように物体検知センサを車体の走行方
向を操作するハンドル部に装着したことを特徴とするも
のである。

また請求項３記載の電動車椅子は物体検知センサによっ
て検知した距離に応じて駆動制御部を制御して車体の走
行に制動をかけることを特徴とするものである。

更に請求項４記載の電動車椅子は物体検知センサによっ
て障害物までの距離を検知して、障害物が近距離に存在
するほど走行速度が低速となるように駆動制御部により
走行速度を制御することを特徴とするものである。

更にまた請求項５記載の電動車椅子は物体検知センサに
よって検知した障害物までの距離が一定距離内になると
一定時間だけ走行を停止させ、その一定時間経過後低速
で走行開始可能とすることを特徴とするものである。

［作用］ 而して本発明電動車椅子は走行中に物体検知センサによ
って障害物が検知されると駆動制御部が車体の走行に自
動的に制動をかける。そのため障’ｉ！Ｆ物に車体が衝
突するのを未然に防止できるのである。

特に請求項２記載の電動車椅子では使用者がハンドル操
作すると、そのハンドル部の動きに応じて走行方向に物
体検知センサの検知方向が向くため、確実に走行方向に
存在する障害物を検知できる。

更に請求項３記載の電動車椅子では物体検知センサが検
知した障害物の距離に応じて駆動制御部が車体の走行に
制動をかけるため、スムーズな制動走行が行え、とりわ
け請求項４記載の電動車椅子では障害物との間が近距離
になれば低速とするので、より使用者に衝撃を与えるこ
となくスムーズな制動走行が行えることになる。

また請求項５記載の電動車椅子では一定距離内に障害物
が検知されると一定時間停止し、その後低速で走行を再
閉することができるので、通行人が多い混雑した場所や
、狭い場所でも安全に抜は出せることができるのである
。

［実施例コ 第１図及び第２図は一実施例の外観を示し、この電動車
椅子は３輪車構成になっており、車体１後部に設けた回
転式の座席２の下部の車体１内には第３図に示すように
減速ｆｉ３を介して後輪４を駆動するモータ５と後輪４
の車軸を挟み込むことにより制動をかける電磁ブレーキ
６とからなる駆動部を設け、更に電動車椅子の駆動電源
となるバヴテリー（図示せず）を内装していある。車体
１前部には前輪７に連結され、水平方向に回動されると
、前輪７の走行方向の向きを変えるハンドル９と、この
ハンドル軸８の上端に固定されたハンドル９とからなる
ハンドル部を設けており、このハンドル９の上部には進
行方向の切り換えを行う操作スイッチ１０と走行速度を
コントロールする可変抵抗器からなる速度コントーラ１
１の操作つまみとブレーキ操作器１３等を配設した操作
部１２を備え、またハンドル軸８の前部には前輪７の走
行方向と検知方向が一致するように物体検知センサ１４
を設けである。また前輪７を覆う前輪カバー１５の上部
には夕暮れ走行用のライト１６を取着しである。

第４図は一実施例の回路構成を示しており、物体検知セ
ンサ１４は実施例ではパルス式超音波センサから構成さ
れ、発振回路１７から発振された発振信号を増幅器１８
で増幅し、この増幅信号で送受波器１９を駆動して超音
波パルス波を発射し、発射方向に存在する物体で反射さ
れた反射波を上記送受波器１９で受波して電気信号に変
換し、この変換によって得られた受渡信号を増幅器２０
で増幅した後、検波器２１で検波し、この検波出力と発
振出力とに基づいて送波してから受渡検波されるまでの
時間を検出回路２２が検出して、この検出時間より距離
判別回路２３で距離を判別するようになっており、この
距離判別データは検出回路２２の検出出力に同期して後
述の駆動制御部２４の制御回路２５に取り込まれる。

駆動制御部２４は駆動部のモータ５及び電磁ブレーキ５
を制御するためのもので、操作スイッチ１０の切り換え
信号を読み取って進行方向を切り換える信号を出力する
進行方向切り換え回路２６と、速度コントーラ１１で設
定され、Ａ／Ｄ変換器２７でデジタル変換された速度設
定データや、上記物体検出センサ１４の距離判別データ
を取り込んでＰＷＭ方式の回転数制御回路２８を制御す
る信号を発生する速度制御機能部２５ａ及び上記ブレー
キ操作器１３の操作データや、距離判別データに基づい
て電磁ブレーキ６を制御するブレーキ制御機能部２５ｂ
を備えた制御回路２５とからなり、具体的には上記各回
路の動作をソフトウェアで得るマイクロコンピュータで
構成される０回転数制置回路２８は速度制御機能部２５
ａの信号と進行方向切り換え回路２６の信号とを入力し
て、速度制御機能部２５ａからの信号に基づいてモータ
５の供給電力を制御してモータ５の回転数を制御すると
ともに、進行方向切り換え回路２６の信号に基づいてモ
ータ５の駆動電流の方向を切り換えるものである。

このように構成された駆動制御部２４、回転数制御回路
２８、Ａ／Ｄ変換器２７からなる回路部２つは第３図に
示すように車体１内に配設される而して本発明電動車椅
子を走行させるに当たっては、まず使用者（搭乗者）は
操作部１２に設けた始動スイッチ（図示せず）をオンさ
せて回路部２つ及び物体検知センサ１４を動作状態とす
る。

この始動握作後、速度コントローラ１１を徐々に速度が
高くなるように操作すると、この操作により設定された
設定データがＡ／Ｄ変換器２７を通じて制御回路２５の
モータ制御機能部２らａに取り込まれ、モータ制御機能
部２５ａは設定データに基づいたモータ５の回転数が得
られるように回転数制御回路２８を制御する信号を発生
する。

回転数制御回路２８は制御回路２５からの信号に応じて
モータらの駆動電力を制御してモータ５の回転数を上昇
させ、モータ５は減速機３を通じて後輪４を駆動し走行
を開始させる。このようして走行が開始されると使用者
は速度コントローラ１１を適宜操作して所望の走行速度
となるように速度調整を行う。

次に走行を停止させるに当たっては速度コントローラ１
１を徐々に低速方向、最終的には速度零に設定し、ある
程度速度が落ちた時にブレーキ操作器１３を操作すれば
スムースに走行を停止させることができる。つまりブレ
ーキ操作器１３の操作があれば制御回路２５はブレーキ
制御機能部２６を働かせて、電磁ブレーキ６を動作させ
、モータらの駆動電流遮断後において慣性で回転してい
る後輪４の回転を強制的に止め、走行を停止させること
ができるのである。

さて走行中にあっては動作検知センサ１４からは絶えず
超音波パルス波を走行方向、つまり第５図（ａ）、（ｂ
）に示すようにハンドル９の向いている方向に発射して
走行方向に通行人等の障害物があるか否かの検知を行っ
ており、反射波が受波されると、この反射波がら超音波
パルス波を反射させた物体の距離を判別するようになっ
ている。

ここで障害物Ａの検知に対応して制動をがけるために実
施例では第６図（ａ）に示すように車体Ａから障害物Ａ
までの距Ｍｌを例えばＯがら１ｍ（Ｌｏ〜Ｌ＋）、１ｍ
から２　ｍ　（Ｌ＋〜Ｌｘ）　、２　ｍから３ｍ（Ｌｚ
〜Ｌ　３＞までの３段階に区間に分割し、これらの区間
に障害物Ａが存在すれば夫々の区間に応じて制動をかけ
るようになっている。

つまり制御回路２５の速度制御機能部２５ａでは物体検
知センサ１４からの距離判別データを取り込んで、障害
物Ａがこれら区間にある場合にはモータ５の回転数を低
下させるように信号を回転数制ｆ１１回路２８に出力す
る。本実施例では車体１に対して近付く区間程走行速度
が小さくするために第６図（ｂ）で示すように速度を段
階的に切り換えるように回転数制御回路２８を制御する
。

而しである速度■で走行している状態で、障害物Ａが検
出され、第６図（ａ）に示すように障害物Ａまでの距離
ｌがし、〜Ｌ２の区間内に入ると、走行速度を一段落と
し、更に距離ｌがＬ２〜Ｌ、の区間内に入ると更に走行
速度を一段落とし、距離！がり、〜Ｌ０の区間内に至る
と更に走行速度を一段落とし、距離ｌが零となる寸前で
は制御回路２５のブレーキ制御機能部２５ｂが働いて電
磁ブレーキ６（こ駆動制御信号を与えてブレーキをかけ
させ同時に速度制御機能部２５ａの働きにより回転数制
御回路２８の動作を停止させてモータ５への電力供給を
停止させる。このように車体１と障害物Ａとの距Ｍｌが
近付けば近付き程走行速度を低下させるため、使用者に
衝撃を与えることがなく１、また障害物Ａに衝突′１ろ
前にスムーズに自動停止ができるのである。

尚速度コントーラ１１　ｃ／、　設定速度に対して障害
物Ａの検出による走行制御が優先されており、走行制御
を再開する場合には始動スイッチをオフさせて駆動制御
部２４の動作をリセットすればよい。

また速度コントローラ１１の操作つまみを操作力の解除
で初期状態に戻るようなジョイステイクのような構成を
とれば、リセット時の急激な発進を防ぐことができる。

ところで上記実施例では段階的に速度を低下させている
が、第６図（ｃ）に示すように直線的に連続して速度を
低下させるようにしてもよい。

更に第６図（ｄ）に示すように車体１と障害物Ａとの距
離ｌが一定距雅になると電磁ブレーキ６を駆動してブレ
ーキをがけ、同時に回転数制御回路２８からのモータ５
への電力供給を停止させて、車体１を障害物Ａから一定
距離離れた位置で停止させても勿論良い。

第７図は本発明の別の実施例の回路構成を示しており、
この実施例では上記の第６図（ｃ）で示したように障害
物Ａが一定距離になると停止させる制御において、停止
してから一定時間後に走行を低速で開始させるようにし
たもので、第４図図示の実施例の駆動制御部２４にタイ
マ回路３０を追加して構成される。

而して第８図に示すように物体検知センサ１４で障害物
Ａを検出して制御回路２９の働きで走行停止を行った時
点、つまり電磁ブレーキ６を駆動した時点からタイマ回
路３０を動作させ、その停止から一定時間ｔ。経過して
タイマ回路３０がタイムアツプすると、その時点から制
御部Ｎ２５の速度制御機能部２５ａの働きにより低速速
度で走行を再開するように回転数制御回路２８を制御す
る。つまり混雑した場所や、狭い場所での走行再開を容
易にして、簡単に抜は出すことができるようになってい
る。

尚上記各実施例は後輪駆動を採用したものであるが、前
輪駆動を採用しても勿論良い。また速度制御は速度検出
手段を設けてこの速度検出手段がらの帰還信号に基づい
て現在時の走行速度を検出し、設定速速度が保たれるよ
うに回数制御回路２８を制御するようにしても良く、勿
論障害物検出による速度制御を速度検出に基づいて段階
的に制御したり、あるいは連続的に制御するようにして
も良い、また物体検知センサ１４としては超音波以外の
光、電波などを使用したものでも良い。

［発明の効果］ 本発明は車体の前進、後退の切り換えや、速度設定など
の走行に関する操作を行う操作部と、車輪を駆動する駆
動部と、上記操作部により操作され車体の走行を制御す
る駆動制御部と、車体の走行方向に検知方向を向けた物
体検知センサとを備え、該物体検知センサの物体検知時
に駆動制御部により車体の走行に制動をかけるので、走
行中に物体検知センサによって障害物が検知されると駆
動制御部により車体の走行に自動的に制動をかけて停止
させることができ、その結果障害物に衝突するのを未然
に防止でき、使用者にも通行者にも安全な電動車椅子を
提供できるという効果が有る。

また請求項２記載の電動車椅子は特に検知方向と車体の
走行方向とが一致するように物体検知センサを車体の走
行方向を操作するハンドル部に装着したので、使用者が
ハンドル操作すると、そのハンドル部の動きに応じて走
行方向に物体検知センサの検知方向を向かせることがで
き、確実に走行方向に存在する障害物を検知できるとい
う効果がある。

更にまた請求項３記載の電動車椅子は物体検知センサに
よって検知した距離に応じて駆動制御部を制御して車体
の走行に制動をかけるので、スムーズな制動が行え、特
に請求項４記載の電動車椅子は物体検知センサによって
障害物までの距離を検知して、障害物が近距離に存在す
るほど走行速度が低速となるように駆動制御部により制
御するので、障害物との間が近距離になれば低速となっ
て、より使用者に衝撃を与えることなくスムーズな制動
が行な得えるという効果を奏する。

更にまた請求項５記載の電動車椅子は物体検知センサに
よって検知した障害物までの距離が一定距離内にあると
きは一定時間だけ走行を停止させ、その一定時間経過後
低速で走行開始可能とするので、障害物との衝突を防止
できるとともに、通行人が多い混雑した場所や、狭い場
所でも安全に容易に抜は出せることができるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の側面図、第２図は同上の斜
視図、第３図は同上の概略構成図、第４図は同上の回路
構成図、第５図は同上の動作説明図、第６図は同上の動
作説明用タイムチャート、第７図は本発明の別の実施例
の回路構成図、第８図は同上の動作説明用タイムチャー
トである。 第１図 １はＨｉ（４Ｃ ８はハンドル軸 ９はハンドル １２は操作部 １４は物体検知センサ １は車体、５はモータ、６は電磁ブレーキ、８はハンド
ル軸、９はハンドル、１２は操作部、１４は物体検知セ
ンサ、２４は駆動制御部、２８は回転数制御回路、３０
はタイマ回路である。 代理人　弁理士　石　１）長　七 第２図 第３図 第５図 （ｂ）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）車体の前進、後退の切り換えや、速度設定などの
   走行に関する操作を行う操作部と、車輪を駆動する駆動
   部と、上記操作部により操作され車体の走行を制御する
   駆動制御部と、車体の走行方向に検知方向を向けた物体
   検知センサとを備え、該物体検知センサの物体検知時に
   駆動制御部により車体の走行に制動をかけることを特徴
   とする電動車椅子。
2. （２）検知方向と車体の走行方向とが一致するように車
   体の走行方向を操作するハンドル部に物体検知センサを
   装着したことを特徴とする請求項１記載の電動車椅子。
3. （３）物体検知センサによって検知した距離に応じて駆
   動制御部を制御して車体の走行に制動をかけることを特
   徴とする請求項１記載の電動車椅子。
4. （４）物体検知センサによって障害物までの距離を検知
   して、障害物が近距離に存在するほど走行速度が低速と
   なるように駆動制御部により走行速度を制御することを
   特徴とする請求項３記載の電動車椅子。
5. （５）物体検知センサによつて検知した障害物までの距
   離が一定距離内になると一定時間だけ走行を停止させ、
   その一定時間経過後低速で走行開始可能とすることを特
   徴とする請求項４記載の電動車椅子。