特許 6678099 駆動装置及び車椅子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6678099

(24)【登録日】2020年3月18日

(45)【発行日】2020年4月8日

(54)【発明の名称】駆動装置及び車椅子

(51)【国際特許分類】

   F16H 1/28 20060101AFI20200330BHJP

   F16H 1/06 20060101ALI20200330BHJP

   F16H 1/16 20060101ALI20200330BHJP

   A61G 5/04 20130101ALI20200330BHJP

   H02K 7/116 20060101ALI20200330BHJP

【ＦＩ】

   F16H1/28

   F16H1/06

   F16H1/16 Z

   A61G5/04 710

   H02K7/116

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-246391(P2016-246391)

(22)【出願日】2016年12月20日

(65)【公開番号】特開2018-100701(P2018-100701A)

(43)【公開日】2018年6月28日

【審査請求日】2018年12月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】502413234

【氏名又は名称】有限会社さいとう工房

(74)【代理人】

【識別番号】110000752

【氏名又は名称】特許業務法人朝日特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】当 英和

(72)【発明者】

【氏名】野口 祐智

(72)【発明者】

【氏名】斎藤 省

(72)【発明者】

【氏名】高橋 信哉

【審査官】 小川 克久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−０６１２８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１４７２１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２４４８１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ １／２８

Ａ６１Ｇ ５／０４

Ｆ１６Ｈ １／０６

Ｆ１６Ｈ １／１６

Ｈ０２Ｋ ７／１１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸を中心に回転するホイールと、
前記回転軸の方向から見て前記ホイールの内側に配置され、入力軸を中心に回転する第１回転部材と出力軸を中心に回転する第２回転部材とを有し、前記入力軸の回転を前記出力軸の回転に変換して当該出力軸の回転力で前記ホイールを回転させる変速機構と、
前記第１回転部材に連結されて前記入力軸を中心に回転する従動ギヤと、
前記回転軸の方向から見て前記変速機構の外側に配置され、前記ホイールの回転軸と異なる位置に回転軸を有するモータと、
前記モータの回転力を前記従動ギヤに伝達する回転力伝達ギヤと
を備える駆動装置。

【請求項2】

前記変速機構は、太陽ギヤ、遊星ギヤ、内歯ギヤ及び遊星キャリアを有する遊星歯車機構であり、
前記第１回転部材は、前記太陽ギヤであり、
前記第２回転部材は、前記遊星キャリアである
請求項１に記載の駆動装置。

【請求項3】

前記回転力伝達ギヤは、平ギヤ、はすばギヤ又はやまばギヤである
請求項１又は２に記載の駆動装置。

【請求項4】

前記回転力伝達ギヤは、ウォームギヤである
請求項１又は２に記載の駆動装置。

【請求項5】

前記第１回転部材及び前記従動ギヤの組、又は、前記第２回転部材及び前記ホイールの組の各々と接触することで前記組を連結する連結部材を有し、前記連結部材を移動させて前記組の少なくとも一方と離間させて前記連結を解除する解除機構を備える
請求項１から４のいずれか１項に記載の駆動装置。

【請求項6】

前記従動ギヤとかみ合う制動力伝達ギヤと、
前記変速機構の径方向に配置され、前記制動力伝達ギヤの回転を抑制することで前記従動ギヤの回転速度を減少させるブレーキとを備える
請求項１から５のいずれか１項に記載の駆動装置。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか１項に記載の駆動装置と、
ユーザが着座するシートであって前記駆動装置が取り付けられて前記ホイールが回転することで移動するシートと
を備える車椅子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータを用いてホイールを回転させる装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、遊星歯車機構を形成する内歯ギヤに複数のモータが回転させる複数の駆動ギヤをかみ合わせ、回転力を付与する技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−２４４８１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の発明は、太陽ギヤと直結していないモータが遊星歯車機構に対して回転力を伝えるいわゆるギアリダクション方式で駆動するインホイールモータであるが、そのモータと遊星歯車機構とをホイールの回転軸方向に並べて配置するため、回転軸方向のサイズが大きくなりやすい。
そこで、本発明は、回転軸を中心に回転するホイールをモータで回転させる装置においてその装置の回転軸方向のサイズを小さくすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、回転軸を中心に回転するホイールと、前記回転軸の方向から見て前記ホイールの内側に配置され、入力軸を中心に回転する第１回転部材と出力軸を中心に回転する第２回転部材とを有し、前記入力軸の回転を前記出力軸の回転に変換して当該出力軸の回転力で前記ホイールを回転させる変速機構と、前記第１回転部材に連結されて前記入力軸を中心に回転する従動ギヤと、前記変速機構の前記ホイールの径方向に配置されたモータと、前記モータの回転力を前記従動ギヤに伝達する回転力伝達ギヤとを備える駆動装置を提供する。

【0006】

また、前記変速機構は、太陽ギヤ、遊星ギヤ、内歯ギヤ及び遊星キャリアを有する遊星歯車機構であり、前記第１回転部材は、前記太陽ギヤであり、前記第２回転部材は、前記遊星キャリアであってもよい。

【0007】

また、前記回転力伝達ギヤは、平ギヤ、はすばギヤ又はやまばギヤであってもよい。

【0008】

また、前記回転力伝達ギヤは、ウォームギヤであってもよい。

【0009】

また、前記第１回転部材及び前記従動ギヤの組、又は、前記第２回転部材及び前記ホイールの組の各々と接触することで前記組を連結する連結部材を有し、前記連結部材を移動させて前記組の少なくとも一方と離間させて前記連結を解除する解除機構を備えていてもよい。

【0010】

また、前記従動ギヤとかみ合う制動力伝達ギヤと、前記変速機構の前記径方向に配置され、前記制動力伝達ギヤの回転を抑制することで前記従動ギヤの回転速度を減少させるブレーキとを備えていてもよい。

【0011】

また、本発明は、上記の駆動装置と、ユーザが着座するシートであって前記駆動装置が取り付けられて前記ホイールが回転することで移動するシートとを備える車椅子を提供する。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、回転軸を中心に回転するホイールをモータで回転させる装置においてその装置の回転軸方向のサイズを小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施例の車椅子の外観を表す図

【図2】車椅子の前後方向に見た車椅子駆動装置の断面を表す図

【図3】ホイールの回転軸方向に見た車椅子駆動装置を表す図

【図4】非連結状態になった遊星キャリア及びホイールを表す図

【図5】変形例の車椅子駆動装置の断面を表す図

【図6】ホイールの回転軸方向に見た車椅子駆動装置を表す図

【発明を実施するための形態】

【0014】

［１］実施例
図１は実施例の車椅子１の外観を表す。車椅子１は、モータによりホイール１１を駆動して走行する車椅子である。車椅子１は、着座部２と、背もたれ３と、ひじ掛け４と、バッテリー格納部５と、コントローラ６と、２つの前輪７と、２つの車椅子駆動装置１０とを備える。

【0015】

着座部２は、車椅子１を利用するユーザが着座する部分（座ともいう）である。背もたれ３は、着座部２に着座したユーザが背中を持たれかけさせる部分であり、車椅子１の後ろ側に設けられている。ひじ掛け４は、着座部２に着座したユーザが腕を持たれかけさせる部分である。バッテリー格納部５は、着座部２の下側に配置された箱状の部材であり、車椅子駆動装置１０に電力を供給するバッテリーが格納されている。

【0016】

コントローラ６は、車椅子駆動装置１０の動作を制御する装置である。コントローラ６は、ひじ掛け４の上側に設けられ、車椅子駆動装置１０と配線で接続されている。コントローラ６は、車椅子１を駆動させるための操作を受け付ける操作子を有し、車椅子１に着座したユーザによって操作される。ここでいう車椅子１の駆動とは、車椅子１を前進、後退及び方向転換させることをいう。前輪７は、車椅子１の前側に設けられた車輪であり、車椅子１の前側に生じる荷重を支持しながら回転する。

【0017】

車椅子駆動装置１０は、車椅子１の横側で且つ車椅子１の前後方向の中心より後ろ寄りに設けられ、車椅子１の中央から後ろ側にかけて生じる荷重を支持しながら車椅子１を駆動する。車椅子駆動装置１０は、タイヤが取り付けられたホイール１１及びモータを備え、モータが発生させた回転力を伝達してホイール１１及びタイヤを回転させることで車椅子１を駆動する。車椅子駆動装置１０は本発明の「駆動装置」の一例である。

【0018】

車椅子駆動装置１０は、バッテリー格納部５に取り付けられている。着座部２、背もたれ３、ひじ掛け４及びバッテリー格納部５は、ユーザが着座し、車椅子駆動装置１０が取り付けられてホイール１１が回転することで移動する本発明の「シート」の一例である。車椅子駆動装置１０の構成について、図２から図４までを参照して説明する。

【0019】

図２は車椅子１の前後方向に見た車椅子駆動装置１０の断面を表す。図３はホイール１１の回転軸方向Ａ１に見た車椅子駆動装置１０を表す。ここでいう回転軸方向Ａ１は、ホイール１１の回転軸Ｂ１に沿った方向のうち、車椅子１の外側から内側に向かう方向（図２の例では右から左に向かう方向）のことをいうものとする。車椅子駆動装置１０は、ホイール１１と、タイヤ１２と、支持部材１３と、３つのモータ１４（モータ１４−１、１４−２、１４−３）と、３つの回転力伝達ギヤ１５（回転力伝達ギヤ１５−１、１５−２、１５−３）と、ブレーキ１６と、制動力伝達ギヤ１７と、従動ギヤ１８と、遊星歯車機構２０と、切替機構３０とを備える。

【0020】

ホイール１１は、中空の車輪であり、回転軸Ｂ１を中心に回転する。ホイール１１は、円筒の形をした円筒部１１１と、円筒部の一方の開口を塞ぐように設けられた円盤部１１２とを有する。円筒部１１１の外周側には図２に表すタイヤ１２（図３では図示が省かれている）が取り付けられている。また、回転軸Ｂ１に沿った方向（回転軸方向Ａ１）から見たホイール１１の内側には、タイヤ１２以外の各部（３つのモータ１４、３つの回転力伝達ギヤ１５、ブレーキ１６、制動力伝達ギヤ１７、従動ギヤ１８、遊星歯車機構２０及び切替機構３０）が配置されている。ここでいうホイール１１の内側とは、回転軸方向Ａ１から見た場合に、円筒部１１１よりも回転軸Ｂ１に近い空間をいうものとする。

【0021】

支持部材１３は、従動ギヤ１８及び遊星歯車機構２０等のギヤ群を介してホイール１１を回転可能に支持する部材である。支持部材１３は、バッテリー格納部５に固定されており、ホイール１１等が回転することで生じる反作用を受け止める。支持部材１３には、３つのモータ１４及びブレーキ１６が固定されている。

【0022】

モータ１４は、シャフト１４１を有し、シャフト１４１には、回転力伝達ギヤ１５が取り付けられている。モータ１４は、シャフト１４１を回転させることで回転力伝達ギヤ１５を回転させる。回転力伝達ギヤ１５は、従動ギヤ１８の歯とかみ合う歯を有する平ギヤであり、モータ１４が発生させた回転力を従動ギヤ１８に伝達する。複数のモータ１４は、いずれも、遊星歯車機構２０のホイール１１の径方向Ａ２に配置されている。

【0023】

ここで、ホイール１１の径方向Ａ２とは、ホイール１１の径に沿った方向をいい、より詳細には、ホイール１１が有する円筒部１１１の内周又は外周の半径又は直径に沿った方向をいう。円筒部１１１の内周又は外周の中心は回転軸Ｂ１なので、径方向Ａ２には、回転軸Ｂ１から円筒部１１１に向かう様々な方向が含まれる。例えば図２に表す車椅子駆動装置１０は、径方向Ａ２に見た車椅子駆動装置１０ともいえる。

【0024】

遊星歯車機構２０は後述する各種の歯車を有する機構であり、内側にモータ１４を配置可能な空間がない。従って、遊星歯車機構２０の径方向Ａ２に配置されるとは、遊星歯車機構２０の外側、すなわち遊星歯車機構２０よりも回転軸Ｂ１から離れた位置に配置されることをいう。また、図２に表すように車椅子駆動装置１０を径方向Ａ２に見た場合、複数のモータ１４が存在する回転軸方向Ａ１の位置の範囲と、遊星歯車機構２０が存在する回転軸方向Ａ１の位置の範囲とは、少なくとも一部が重なっている。

【0025】

ブレーキ１６は、シャフト１６１を有し、シャフト１６１には、制動力伝達ギヤ１７が取り付けられている。ブレーキ１６は、例えば電磁ブレーキであり、シャフト１６１の回転を抑制することで制動力伝達ギヤ１７の回転を抑制する。制動力伝達ギヤ１７は、従動ギヤ１８の歯とかみ合う歯を有する平ギヤであり、ブレーキ１６が発生させた制動力を従動ギヤ１８に伝達する。

【0026】

つまり、ブレーキ１６は、制動力伝達ギヤ１７の回転を抑制することで従動ギヤ１８の回転速度を減少させる。ブレーキ１６は、モータ１４と同様に、遊星歯車機構２０の径方向Ａ２に配置されており、また、車椅子駆動装置１０を径方向Ａ２に見た場合、回転軸方向Ａ１の位置が遊星歯車機構２０と少なくとも一部が重なっている。

【0027】

遊星歯車機構２０は、入力軸Ｂ２の回転を出力軸Ｂ３の回転に変換してその出力軸Ｂ３の回転力でホイール１１を回転させる変速機構である。遊星歯車機構２０は、太陽ギヤ２１と、４つの遊星ギヤ２２と、内歯ギヤ２３と、遊星キャリア２４とを有する。本実施例では、太陽ギヤ２１が入力軸Ｂ２を中心に回転し、遊星キャリア２４が出力軸Ｂ３を中心に回転する。太陽ギヤ２１は本発明の「第１回転部材」の一例であり、遊星キャリア２４は本発明の「第２回転部材」の一例である。

【0028】

遊星歯車機構２０においては、入力軸Ｂ２及び出力軸Ｂ３がいずれもホイール１１の回転軸Ｂ１と重なっている。つまり、ホイール１１、太陽ギヤ２１及び遊星キャリア２４は同じ軸を中心に回転する回転部材である。太陽ギヤ２１は、回転軸部材２１１を中心に回転する。太陽ギヤ２１の歯には４つの遊星ギヤ２２の歯がそれぞれかみ合っている。各遊星ギヤ２２は、各々の回転軸部材２２１を中心に回転する。４つの遊星ギヤ２２の歯は、回転軸Ｂ１側で太陽ギヤ２１とかみ合う一方、反対側では内歯ギヤ２３の歯とかみ合っている。

【0029】

内歯ギヤ２３は、内歯を有する円筒部２３１と、円筒部２３１の一方の開口を塞ぐ蓋部２３２とを有する。蓋部２３２には太陽ギヤ２１の回転軸部材２１１が貫通する孔が開いており、回転軸部材２１１を回転可能に支持している。蓋部２３２は支持部材１３に固定されており、内歯ギヤ２３が回転しないようになっている。そのため、太陽ギヤ２１が回転すると、各遊星ギヤ２２は回転軸部材２１１を中心に太陽ギヤ２１の回転方向とは反対方向に回転するとともに、太陽ギヤ２１の周囲を太陽ギヤ２１の回転方向と同じ方向に回転する。これを遊星ギヤ２２の公転という。

【0030】

各遊星ギヤ２２の回転軸部材２１１には、遊星キャリア２４が固定されている。遊星キャリア２４は、遊星ギヤ２２の公転に合わせて回転する。遊星キャリア２４は、図２に表す状態では、切替機構３０によってホイール１１に接続されている。そのため、遊星キャリア２４が回転することで、ホイール１１が回転し、車椅子１が駆動する。

【0031】

太陽ギヤ２１の回転軸部材２１１には、遊星歯車機構２０の回転軸方向Ａ１に配置された従動ギヤ１８が固定されている。つまり、従動ギヤ１８は、太陽ギヤ２１に連結されて入力軸Ｂ２を中心に回転する。従動ギヤ１８は、本実施例では、内歯ギヤ２３よりも大きな径（半径及び直径）を有する平ギヤであり、その歯には、複数の回転力伝達ギヤ１５の歯及び制動力伝達ギヤ１７の歯とがそれぞれかみ合っている。

【0032】

複数のモータ１４がそれぞれ回転すると、その回転力が複数の回転力伝達ギヤ１５を介して従動ギヤ１８に伝達し、従動ギヤ１８が回転する。従動ギヤ１８が回転すると、太陽ギヤ２１が回転し、遊星歯車機構２０を介してホイール１１が回転する。このように、車椅子駆動装置１０においては、複数のモータ１４の回転力が、複数の回転力伝達ギヤ１５、従動ギヤ１８及び遊星歯車機構２０を介してホイール１１に伝わるようになっている。

【0033】

また、ブレーキ１６が機能して制動力伝達ギヤ１７の回転を抑制すると、従動ギヤ１８の回転速度が減少し、ホイール１１の回転速度も減少する。その結果、車椅子１が減速される。本実施例では、複数の回転力伝達ギヤ１５、制動力伝達ギヤ１７及び従動ギヤ１８が支持部材１３及び内歯ギヤ２３の蓋部２３２によって囲まれた空間に配置されている。つまり、支持部材１３は、これらのギヤを迂回するような形に形成されている。これにより、支持部材１３は、これらのギヤの回転を邪魔することなく、複数のモータ１４、ブレーキ１６及び内歯ギヤ２３を支持している。

【0034】

切替機構３０は、遊星ギヤ２２及びホイール１１の組が連結された連結状態と連結されていない非連結状態とを切り替える機構である。切替機構３０は、連結部材３１と、操作部材３２とを有する。連結部材３１は、遊星キャリア２４及びホイール１１の組の各々と接触することでその組（遊星キャリア２４及びホイール１１）を連結する部材である。本実施例では、連結部材３１が直方体の形をしており、ホイール１１に連結部材３１の断面と同じ形をした孔部１１３が設けられている。連結部材３１をその孔部１１３に通すことで、連結部材３１がホイール１１に接触し、連結部材３１の回転に合わせてホイール１１が回転するようになっている。

【0035】

また、遊星キャリア２４には、連結部材３１の先端を差し込んで固定する孔部２４１が設けられている。図２の状態では、連結部材３１が孔部２４１に差し込まれて固定されている状態が表されている。この状態では、遊星キャリア２４の回転に合わせて連結部材３１が回転するようになっている。つまり、図２では、連結部材３１が遊星キャリア２４及びホイール１１の各々と接触してこれらを連結している連結状態が表されている。

【0036】

操作部材３２は、切替機構３０が連結状態及び非連結状態を切り替えるときにユーザが操作する部材である。操作部材３２は、連結部材３１の先端とは反対側の端に固定された円盤状の部材であり、操作部材３２を円周方向に回転させると連結部材３１も回転するよ。ユーザが操作部材３２を操作して連結部材３１を回転させ、連結部材３１の先端を遊星キャリア２４の孔部２４１から取り外すことで、連結部材３１が遊星キャリア２４と接触しない状態、すなわち連結部材３１が遊星キャリア２４及びホイール１１を連結していない非連結状態になる。

【0037】

図４は非連結状態になった遊星キャリア２４及びホイール１１を表す。図４の例では、回転軸方向Ａ３（図２に示す回転軸方向Ａ１とは反対向きの方向。ホイール１１の回転軸Ｂ１に沿った方向のうち、車椅子１の内側から外側に向かう方向）に切替機構３０を移動させる操作をユーザが行うことで、連結部材３１が移動して遊星キャリア２４と接触していない状態、すなわち非連結状態になっている。

【0038】

このように、切替機構３０は、連結部材３１を移動させて遊星キャリア２４及びホイール１１の組の少なくとも一方と離間させて連結を解除する機構である。切替機構３０は本発明の「解除機構」の一例である。また、反対に、回転軸方向Ａ１に切替機構３０を移動させる操作をユーザが行うことで、連結部材３１が移動して遊星キャリア２４と接触する状態、すなわち図２に表す連結状態になる。以上のとおり、切替機構３０は、連結状態及び非連結状態を切り替える。

【0039】

以上のとおり、車椅子駆動装置１０は、回転軸Ｂ１を中心に回転するホイール１１を複数のモータ１４で駆動する装置であり、複数のモータ１４がいずれも遊星歯車機構２０の径方向Ａ２（ホイール１１の径に沿った方向）に配置されている。一方、遊星歯車機構２０の回転軸方向Ａ１（ホイール１１の回転軸Ｂ１に沿った方向）には、従動ギヤ１８が配置されているが、従動ギヤ１８はモータ１４よりも回転軸方向Ａ１のサイズが小さい。そのため、例えば複数のモータ１４が遊星歯車機構２０の回転軸方向Ａ１に配置される場合に比べて、装置の回転軸方向Ａ１のサイズを小さくすることができる。

【0040】

モータを用いてホイールを回転させる装置としては、モータの回転軸をホイールの回転軸と一致させたものがある。その場合、必要なトルクを発生させるためにモータを大型化したりホイールの内部に納まるように特殊な形状にしたりすることがある。一方、本実施例の車椅子駆動装置１０が備えるモータ１４は、特殊なモータである必要はなく、例えば市販されている普通のモータを採用することが可能である。また、複数のモータ（本実施例では３つ）を備えることで、１つのモータが不具合を起こしても、残りのモータが動作していればホイールの回転を継続することができるし、修理の際には不具合を起こしたモータだけを交換すればよい。

【0041】

また、本実施例では、入力軸の回転を出力軸の回転に変換してホイールを回転させる変速機構として遊星歯車機構２０を用いている。これにより、入力軸に入力されるトルクよりも大きなトルクを出力軸から出力することができる。また、本実施例では、切替機構３０を操作することで遊星キャリア２４及びホイール１１の連結が解除されるようになっている。これにより、例えばモータ１４及びブレーキ１６等が故障した場合や、車椅子１のように車椅子を押す人用のコントローラが設けられていない場合に手動で車椅子を操作したい場合などに、切替機構３０が設けられていない場合に比べて容易に車椅子を手動で操作可能な状態にすることができる。

【0042】

また、本実施例では、ブレーキ１６が制動力伝達ギヤ１７を介して従動ギヤ１８の回転速度を減少させることで、車椅子１が減速するようになっている。これにより、車椅子１を減速させるために例えばブレーキパット及びブレーキディスクを設ける空間を不要にすることができる。また、ブレーキ１６もモータ１４と同様に遊星歯車機構２０の径方向Ａ２に配置されているので、ブレーキ１６が遊星歯車機構２０の回転軸方向Ａ１に配置される場合に比べて、装置の回転軸方向Ａ１のサイズを小さくすることができる。

【0043】

［２］変形例
上述した実施例は本発明の実施の一例に過ぎず以下のように変形させてもよい。また、実施例及び各変形例は必要に応じてそれぞれ組み合わせて実施してもよい。

【0044】

［２−１］回転力伝達ギヤ
実施例ではモータ１４の回転力を従動ギヤ１８に伝達する回転力伝達ギヤとして平ギヤが用いられたが、これに限らない。例えば、歯を回転軸に対して斜めに切って螺旋状にしたはすば（斜歯）ギヤや、ねじれ方向を反対にしたはすばギヤを２つ組み合わせたやまば（山歯）ギヤが回転力伝達ギヤとして用いられてもよい。

【0045】

また、ねじギヤ（ウォーム）とそれに合うはすばギヤ（ウォームホイール）を組み合わせたウォームギヤが回転力伝達ギヤとして用いられてもよい。
図５は本変形例の車椅子駆動装置１０ａの断面を表す。図５は回転軸方向Ａ１に見た車椅子駆動装置１０ａを表す。

【0046】

車椅子駆動装置１０ａは、ホイール１１と、タイヤ１２と、支持部材１３ａと、３つのモータ１４ａ（モータ１４ａ−１、１４ａ−２、１４ａ−３）と、３つの回転力伝達ギヤ１５ａ（回転力伝達ギヤ１５ａ−１、１５ａ−２、１５ａ−３）と、ブレーキ１６ａと、制動力伝達ギヤ１７ａと、従動ギヤ１８ａと、遊星歯車機構２０と、切替機構３０とを備える。

【0047】

モータ１４ａは、シャフト１４１ａを備え、シャフト１４１ａの回転軸をホイール１１の回転方向に向けた状態で支持部材１３ａにより支持されている。回転力伝達ギヤ１５ａは、ウォーム１５１ａ（図６に表す１５１ａ−１、１５１ａ−２、１５１ａ−３）と、ウォームホイール１５２ａとを備える。ウォーム１５１ａは、シャフト１４１ａに取り付けられたねじギヤである。ウォームホイール１５２ａは、ウォーム１５１ａの歯とかみ合うとともに従動ギヤ１８ａの歯１８１ａともかみ合う歯を有するはすばギヤであり、支持部材１３ａにより回転可能に支持されている。

【0048】

従動ギヤ１８ａは、太陽ギヤ２１に連結されて入力軸Ｂ２を中心に回転する。従動ギヤ１８ａは、円盤の形をした部材で形成されており、太陽ギヤ２１側の面の外周側に、ウォーム１５１ａの歯とかみ合う歯１８１ａが設けられている。この歯１８１ａには、制動力伝達ギヤ１７ａの歯もかみ合わされている。制動力伝達ギヤ１７ａは、回転力伝達ギヤ１５ａと同じくウォームギヤであり、ねじギヤであるウォーム１７１ａと、はすばギヤであるウォームホイール１７２ａとを備える。

【0049】

ブレーキ１６ａは、シャフト１６１ａを備え、シャフト１６１ａの回転軸をホイール１１の回転方向Ａ４に向けた状態で支持部材１３ａにより支持されている。ウォーム１７１ａは、シャフト１６１ａに取り付けられている。ウォームホイール１７２ａは、ウォーム１７１ａの歯とかみ合うとともに従動ギヤ１８ａの歯１８１ａともかみ合う歯を有し、支持部材１３ａにより回転可能に支持されている。

【0050】

このように、車椅子駆動装置１０ａにおいては、モータ１４ａ及びブレーキ１６ａがウォームギヤを介して従動ギヤ１８ａと連結されている。ウォームギヤにおいては、ウォームホイールからウォームへの回転力の伝達が困難であるため、例えばモータ１４ａ及びブレーキ１６ａに電力が供給されなくなってこれらが停止した場合に、ウォームホイールが回転しなくなり、ウォームホイールにかみ合った従動ギヤ１８の回転も停止する。そのため、ホイール１１の回転がロック（停止）され、例えば車椅子が坂道にある場合でも、坂下の方に落ちて行かないようにすることができる。

【0051】

また、車椅子駆動装置１０ａにおいては、モータ１４ａ及びブレーキ１６ａがそれぞれのシャフトの回転軸をホイール１１の回転方向Ａ４に向けて配置されている。これらのモータ１４ａ及びブレーキ１６ａは、シャフトの回転軸に沿った方向の寸法（シャフトも含めた寸法）よりも、その方向に直交する方向の寸法の方が小さい。よって、本変形例によれば、モータ及びブレーキがそれぞれのシャフトの回転軸をホイール１１の回転軸方向Ａ１に向けて配置される場合に比べて、装置の回転軸方向Ａ１のサイズを小さくすることができる。

【0052】

なお、実施例のように回転力伝達ギヤとして平ギヤを用いたり、本変形例で述べたようにはすばギヤややまばギヤを用いたりした場合には、ウォームギが用いられる場合に比べて、モータと従動ギヤの間に介在するギヤ数が少なく、また、ギヤ間の歯面のすべりも小さいので、モータの回転力の伝達効率を高くすることができる。

【0053】

［２−２］入力軸及び出力軸
実施例では、遊星歯車機構２０の内歯ギヤ２３が支持部材に固定され、太陽ギヤ２１が入力軸Ｂ２を中心に回転し、遊星キャリア２４が出力軸Ｂ３を中心に回転したが、これに限らない。例えば、内歯ギヤ２３が固定され、遊星キャリア２４が入力軸Ｂ２を中心に回転し、太陽ギヤ２１が出力軸Ｂ３を中心に回転してもよい。

【0054】

また、太陽ギヤ２１が支持部材に固定されている場合に、内歯ギヤ２３が入力軸Ｂ２（又は出力軸Ｂ３）を中心に回転し、遊星キャリア２４が出力軸Ｂ３（又は入力軸Ｂ２）を中心に回転してもよい。また、遊星キャリア２４が支持部材に固定されている場合に、太陽ギヤ２１が入力軸Ｂ２（又は出力軸Ｂ３）を中心に回転し、内歯ギヤ２３が出力軸Ｂ３（又は入力軸Ｂ２）を中心に回転してもよい。

【0055】

いずれの場合も、遊星歯車機構は、入力軸Ｂ２の回転を出力軸Ｂ３の回転に変換してホイール１１を回転させる変速機構として機能する。太陽ギヤ２１、内歯ギヤ２３及び遊星キャリア２４のうちどの部材の回転軸を入力軸Ｂ２及び出力軸Ｂ３とするかは、必要とされる変速比に応じて決めればよい。

【0056】

［２−３］変速機構
実施例では、変速機構として遊星歯車機構２０が用いられたが、これに限らない。例えばクラッチ機構を有する変速機構が用いられてもよいし、ベルト式の変速機構が用いられてもよい。いずれの場合も、変速機構が、入力軸Ｂ２を中心に回転する第１回転部材と出力軸Ｂ３を中心に回転する第２回転部材とを有し、変速機構のホイールの径方向Ａ２にモータが配置され、第１回転部材に連結されて入力軸Ｂ２を中心に回転する従動ギヤと回転力伝達ギヤを介してそのモータの回転力が入力軸Ｂ２の回転力として伝達されるようになっていればよい。

【0057】

［２−４］切替機構３０
切替機構は、実施例では遊星ギヤ２２及びホイール１１の組が連結された連結状態と連結されていない非連結状態とを切り替えたが、これに限らない。切替機構は、例えば太陽ギヤ及び従動ギヤの組が連結された連結状態と連結されていない非連結状態とを切り替えてもよい。

【0058】

また、回転力伝達ギヤ及び制動力伝達ギヤを移動させる機構を設けておき、それらのギヤと従動ギヤとを離間させることで、従動ギヤとそれらのギヤとの連結状態及び非連結状態を切り替えてもよい。また、変速機構が、第１回転部材及び第２回転部材の連結状態及び非連結状態を切り替える構造を有しており、その切り替えを切替機構で行うようにしてもよい。

【0059】

要するに、モータ及びホイールが複数のギヤ等を介して連結されてモータの回転力をホイールの回転力に伝達する経路が形成されている場合に、その経路のうちの少なくとも一か所を途切れさせることで、モータ及びホイールが連結された連結状態とそれらが連結されていない非連結状態とを切り替える機構が切替機構として備えられていればよい。

【0060】

［２−５］モータ及びブレーキ
実施例では、車椅子駆動装置が３つのモータ及び１つのブレーキを備えていたが、モータ及びブレーキの数はこれに限らず、例えば、モータが１つであってもよいし、ブレーキが２以上であってもよい。また、スペースに余裕があれば、実施例で述べたブレーキの代わりにディスクブレーキを設けてもよい。また、ステッピングモータのように回転数を制御可能なモータを備えることでブレーキの代わりに減速を行い、上述したウォームギヤを備えることでブレーキの代わりに停止時のホイールのロックを行ってもよい。このように、車椅子駆動装置は、少なくとも１以上のモータを備えていればよい。

【0061】

［２−６］駆動対象
車椅子駆動装置１０のようにモータを用いてホイールを回転させる駆動装置が駆動させる対象は、車椅子に限らない。例えば自転車、オートバイ及び自動車等の乗用の車両であってもよいし、荷運び用の電動の台車であってもよい。要するに、ホイールを回転させて走行する車両であれば、どのような車両が駆動対象として用いられてもよい。

【符号の説明】

【0062】

１…車椅子、２…着座部、５…バッテリー格納部、６…コントローラ、１０…車椅子駆動装置、１１…ホイール、１２…タイヤ、１３…支持部材、１４…モータ、１５…回転力伝達ギヤ、１６…ブレーキ、１７…制動力伝達ギヤ、１８…従動ギヤ、２０…遊星歯車機構、２１…太陽ギヤ、２２…遊星ギヤ、２３…内歯ギヤ、２４…遊星キャリア、３０…切替機構、３１…連結部材、３２…操作部材。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】