JPS6234583B2

JPS6234583B2 -

Info

Publication number: JPS6234583B2
Application number: JP12765576A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Inukai
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1976-10-20
Filing date: 1976-10-20
Publication date: 1987-07-28
Also published as: JPS5351816A

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野本発明は、蓄電池等の電源と、車体に設けられ
た駆動車輪及び操舵車輪と、前記電源により駆動
車輪を駆動する駆動モータと、該駆動モータを制
御する速度制御装置と、操舵車輪を操舵するサー
ボモータと、該サーボモータを制御する操舵制御
装置と、前記速度制御装置と操舵制御装置を共に
制御操作する１本の操作レバーとを備えた電気車
に関するものである。

(ロ) 従来の技術従来、ハンドルからなる操舵装置を操舵したと
きの操舵トルクを検出する操舵トルク検出装置
と、操舵された操舵角を検出する操舵角検出装置
との両出力に基づいて、操舵車輪を操舵するモー
タを制御するものが、特開昭48−50430号公報に
開示されている。

また、１本の操作レバーの操作により、操舵車
輪を機械的に操舵すると共に駆動車輪を駆動する
エンジンを制御するものが、実公昭50−24298号
公報に開示されている。

(ハ) 発明が解決しようとする問題点しかしながら、特開昭48−50430号公報で開示
されるものにあつては、操舵装置のみの操作によ
つて、駆動車輪の駆動を制御することができな
い。また、実公昭50−24298号公報で開示される
ものにあつては、操舵車輪を操作レバーの機械的
連結により操舵するため、操舵に力を要すると共
に電気車の後退走行をすることができない欠点が
ある。

本発明はかかる点に鑑み発明されたものにし
て、１本の操作レバーの操作により、駆動車輪及
び操舵車輪を同時に制御することができると共に
車体の後退も可能となし、運転操作が簡単で平
地・登り坂はもちろん、下り坂に於いても優れた
方向制御能力を備えて、安全に走行し得る電気車
の提供にある。

(ニ) 問題点を解決するための手段本発明は電源と、車体に設けられた駆動車輪及
び操舵車輪と、電源により駆動車輪を正逆駆動す
る駆動モータと、駆動モータの正逆転及びその回
転数を制御する駆動モータ回転制御回路と、操舵
車輪を操舵するサーボモータと、サーボモータの
正逆転及びその回転角を制御する操舵制御装置
と、駆動モータの回転方向及びその回転数と、サ
ーボモータの回転方向及びその回転角を夫々指令
し、駆動モータ回転制御回路と操舵制御装置を共
に制御操作する１本の操作レバーとを具備し、駆動モータ回転制御回路は操作レバーの前後方向への移動に対応して切変
わる回転方向及びその回転数を制御するスイツチ
群を備え、操舵制御装置は操作レバーの左右方向への移動に連動して抵抗
値が変化する操作レバー連動可変抵抗器と、操作レバーの前後方向への移動に伴う駆動モー
タの高速・低速を検出する切換スイツチと、切換
スイツチにて切換えられ、サーボモータの回転に
連動して抵抗値が変化する高速用可変抵抗器と低
速用可変抵抗器とを有する位置検出回路と、操作レバー連動可変抵抗器と低速用可変抵抗器
または操作レバー連動可変抵抗器と高速用可変抵
抗器との抵抗値変化に伴う位置検出回路からの出
力電圧の大きさに応じてサーボモータ正転用信号
を出力する正転制御用パルス発生回路と、同じく
位置検出回路からの出力電圧の大きさに応じてサ
ーボモータ逆転用信号を出力する逆転制御用パル
ス発生回路と、正転制御用パルス発生回路と逆転制御用パルス
発生回路との何れか一方からの信号に基づきサー
ボモータを正回転または逆回転をさせるとともに
何れのパルス発生回路からも信号が入力されない
場合に停止させることで、サーボモータの正逆転
と停止をおこなうサーボモータ回転制御回路とを
備え、サーボモータの回転角を駆動モータの低速回転
時より高速回転時において小さくなるように、切
換スイツチにより高速用可変抵抗器と低速用可変
抵抗器とを切換える手段でもつて問題点を解決す
るものである。

(ホ) 作用かかる構成において、１本の操作レバーの移動
方向及びその移動量により、駆動車輪を正逆駆動
する駆動モータの回転方向及びその回転数と、操
舵車輪を操舵するサーボモータの回転方向及びそ
の回転角とを、同時に制御する。また、サーボモ
ータの回転方向及びその回転角は操舵制御装置に
よつて次のように制御される。すなわち、操作レ
バーを移動すると、その移動方向によつて切換ス
イツチが切換わり、この切換スイツチに関連し、
サーボモータの回転に連動して可変される高速用
可変抵抗器又は低速用可変抵抗器の抵抗値と、操
作レバーの移動量を検出する操作レバー連動可変
抵抗器の抵抗値との合成抵抗値に応じた出力電圧
が位置検出回路から生ずる。この出力電圧の大き
さに応じた出力信号が正転制御用パルス発生回路
又は逆転制御用パルス発生回路から発生し、この
サーボモータ正転用信号とサーボモータ逆転用信
号の組合によつて、サーボモータは、サーボモー
タ回転制御回路にて、正転、停止あるいは逆転す
る。サーボモータがいずれか一方に回転すると、
その回転に応じて高速用可変抵抗器又は低速用可
変抵抗器の抵抗値が変化する。従つて、この抵抗
値の変化によつて、前記出力電圧が変化し、各パ
ルス発生回路から出力される信号の組合せ状態が
変化して、サーボモータの回転を停止する。この
ようにして、サーボモータの回転角が制御され
る。

(ヘ) 実施例以下本発明電気車を、図面に示す電動車椅子を
一施例として説明する。

第１図に於いて、１は金属パイプ等からなる電
動車椅子の車体で、２，３はアームレスト、４，
５は手押しハンドル、９，７はフツトレスト、８
は座席シート、９は背シートである。１０，１１
は車体１の前部左右に設けられた操舵車輪で、連
結桿１２を介して互いに共働する如く連結されて
いる。１３，１４は操舵車輪の支持軸で、一方の
支持軸１３は第２図，に示すように、プーリ
ー１５，１６、ベルト１７を介して蓄電池B₁，
B₂を電源とするサーボモータSMに連結され、進
行方向制御機構を構成している。VR₁は高速用可
変抵抗器、VR₂は低速用可変抵抗器で、サーボモ
ータSMの回転軸にギヤ１８，１９，２０、プー
リー１５，１６、ベルト１７を介して連結されて
いる。２１は前記プーリー１５，１６、ベルト１
７、ギヤ１８，１９，２０等を収納している前方
機構収納部である。２２，２３は車体１の後部左
右に設けられた駆動車輪で、後方機構収納部２４
に収納されているギヤ、チエーン等（図示せず）
からなる減速機構を介して駆動モータRMに連結
されている。尚、前述の進行方向制御機構、減速
機構、並びに蓄電池B₁，B₂、サーボモータSM、
駆動モータRM等の各種電装品は座席シート８の
下方に位置す車体１に搭載されている。２５は駆
動モータRM及びサーボモータSMを制御する操
作部で、操作レバー２６にて直接作動されるスイ
ツチ群、更には操作レバー連動可変抵抗器VR₃等
の電気部品を内蔵し、操作に便利なようにアーム
レスト３の近接位置に装備されている。

次に、第３図を基に操作部２５の説明をする。
操作レバー２６は、その根端に逆Ｕ字型金具２７
を固着し、該金具を貫通するピン２８を介してカ
ム２９に左右方向に回動自在に軸支されている。
またカム２９は枠体３０の側壁にピン３１で前後
方向に回動自在に軸支されている。また前記ピン
３１には２個の同型の位置設定金具３２，３３の
中央部を対称的に配する如く軸支しており、該金
具の一端は側壁からの別のピン３４に当接し、他
端は互いにスプリング３５にて連結されると共に
カム２９の上方に当接しており、前記スプリング
３５によつて常に定位置、即ち操作レバー２６を
前後方向に対して中立位置に保持するようになつ
ている。また操作レバー２６は、枠体３０の側壁
に固定された操作レバー連動可変抵抗器VR₃の軸
に設けられた水平歯車３６と噛み合うように設け
られた大平歯車３７を備えた別の逆Ｕ字型金具３
８の溝３８ａに遊嵌々合されている。該逆Ｕ字型
金具３８はピン３９，４０を介して枠体３０の側
壁に左右方向に回動自在に軸支されている。また
前記一方のピン４０には、前述と同様に２個の同
型の位置設定金具４１，４２の中央部を対称的に
配する如く軸支しており、該金具の一端は側壁に
植設されたピン４３に当接すると共に前記逆Ｕ字
型金具３８に植設された別のピン４４にも当接
し、他端は互いにスプリング４５で連結されてい
ることによつて常に定位置、即ち操作レバー２６
を左右方向に対して中立位置に保持するようにな
つている。スイツチ群SW₄〜SW₉は前記カム２９
の作動面に対峙し、適宜作動される如く枠体３０
に固定されている。

ここで第４図に示す操作部２５の操作レバー２
６の位置と、電動車椅子の運転状態との関係につ
いてあらかじめ概略説明をしておく。FT，
FTH，FS，FLは夫々前進高速順に操作レバー２
６の位置を示し、Ｎは停止状態を、RTH，RS，
RLは夫々後進高速順の操作レバー２６の位置を
示している。またLTは左旋回、Ｓは直進、RTは
右旋回を示している。操作レバー２６を前後方向
に操作すると、カム２９によりスイツチ群SW₄〜
SW₉が作動し駆動モータRMの速度制御が行なわ
れる。また操作レバー２６を左または右方向に操
作すれば操作レバー連動可変抵抗器VR₃が作動
し、サーボモータSMが駆動されて、操舵車輪１
０，１１は左または右方向に回動され電動車椅子
は旋回可能な状態となる。このように操作レバー
２６を前後左右任意の位置に倒すことにより、電
動車椅子を任意方向に自在に移動させることがで
きる。

第５図，は、駆動モータRM及びサーボモ
ータSMの回転を制御する電子制御回路図を示
し、両回路はＡ，Ｂの両端子を接続することによ
つて構成されるものである。

この電子制御回路は、電源回路、停止制動回
路、駆動モータ回転制御回路、位置検出回路
、二つのパルス発生回路_A，_B、サーボモー
タ回転制御回路、二つの遅延回路_A，_Bから
構成されており、位置検出回路、二つのパルス
発生回路_A，_B、サーボモータ回転制御回路
及び二つの遅延回路_A，_Bは操舵制御装置を
構成する。以下各回路について図示例に基づき詳
述する。尚、共通する素子の符号については、ト
ランジスタはTr、スイツチはSW、固定抵抗器は
Ｒ、可変抵抗器はVR、コンデンサはＣ、ダイオ
ードはＤとし、夫々Tr₁，Tr₂…、あるいは
SW₁，SW₂…等の添え字を付して表示する。

電源回路は、直流電源を構成する２個の蓄電
池B₁，B₂、充電器（図示せず）に接続される充
電端子CT、運転側a₁と充電側b₁を選択的に切換
え接続し得るメインスイツチSW₁、ブレーカー
BKから構成されている。尚、メインスイツチ
SW₁は後述の運転充電切換スイツチSW₂と連動し
ている。

また停止制御回路は、運転側a₃と制動側b₃を
選択的に切換え接続し得る運転制動切換スイツチ
SW₃、駆動モータRMの電磁ブレーキ付勢用コイ
ルＬから構成されている。

而してメインスイツチSW₁を充電側b₁に投入
し、充電端子CTに充電器を接続すると蓄電池
B₁，B₂は夫々個別に充電されると共に、停止制
動回路以下の負荷回路への電力供給を遮断す
る。次にメインスイツチSW₁を運転側a₁に投入す
ると、直列接続された蓄電池B₁，B₂の電圧は停
止制動回路以下の負荷回路へ印加されることに
なり、運転制動切換スイツチSW₃が運転側a₃に投
入されれば、駆動モータ回転制御回路以下への
負荷回路に電力供給がなされ運転状態となる。ま
た制動側b₃に投入されれば、電磁ブレーキ付勢用
コイルＬは通電状態となつて電磁ブレーキがかか
り、坂道等での停止に適した状態を得る。尚、ブ
レーカーBKの状態如何にかかわらず電磁ブレー
キは作動するようになつている為、電動車椅子の
安全性は確保されている。

ここで駆動モータRMに装備される電磁ブレー
キの作動構成について、第６図に示す一実施例を
基に説明する。４６は駆動モータRMのケース
で、該ケースには中心にボス４７を設けると共に
回り止め突起４８を形設した磁性材よりなるカバ
ー４９が螺着されている。５０は駆動モータRM
のシヤフト５７に固定された磁性材よりなるブレ
ーキデイスクである。５２は電磁ブレーキ付勢用
コイルＬを装着すると共に回り止め突起４８に嵌
合する溝５３を形設したコアで、このコア５２は
ボス４７に固定されブレーキヂイスク５０に小間
隙を置いて対向している。而して、コア５２は電
磁ブレーキ付勢用コイルＬの通電により、通常は
渦巻バネ５４によりブレーキデイスク５０の位置
にあるブレーキデイスク外枠５５を吸着移動さ
せ、コア５２とブレーキデイスク外枠５５の摩擦
力により、駆動モータRMの回転を停止せしめる
構成となつている。

次に、駆動モータ回転制御回路は、いわゆる
トランジスタチヨツパ回路を用いたもので、２個
のPNP型トランジスタTr₁，Tr₂、２個のダイオ
ードD₁，D₂、７個の固定抵抗器R₁〜R₇、１個の
コンデンサC₁、並びに操作レバー２６に連動す
る速度切換スイツチSW₄からなる発振部と、２個
のNPN型トランジスタTr₃，Tr₄、２個のダイオ
ードD₃，D₄、３個の固定抵抗器R₈〜R₁₀、操作レ
バー２６に連動する正逆転切換スイツチSW₅，
SW₆及び速度切換スイツチSW₇，SW₈、並びにメ
インスイツチSW₁に連動して運転時にはa₂側に、
充電時にはb₂側に投入される運転充電切換スイツ
チSW₂とから構成されている。

而してまず運転制動切換スイツチSW₃を運転側
a₃に投入する。操作レバー２６は通常スプリング
３５，４５の付勢作用で、第４図中、Ｎ（停止）
とＳ（直進）の交点位置にあり、この時操作レバ
ー２６に連動するスイツチ群SW₄〜SW₉は夫々b₄
〜b₉側に投入されている為、駆動モータRMは固
定抵抗器R₉を負荷として発電制動が働く状態と
なつている。いま操作レバー２６を前に倒しFL
（前進１速）の位置にすると、カム２９によつて
正逆転切換スイツチSW₅はa₅側に投入され、コン
デンサC₁の充放電に伴い、トランジスタTr₁が
ONの時は各トランジスタTr₂，Tr₃，Tr₄は
OFF、トランジスタTr₁がOFFの時は各トランジ
スタTr₂，Tr₃，Tr₄はONの状態を繰返し、つま
り発振部は発振し、駆動モータRMには断続電流
が流れ、駆動モータRMはある速度で正回転し電
動車椅子は前進する、次に操作レバー２６をさら
に倒しFS（前進２速）の位置にすると、カム２
９によつて速度切換スイツチSW₇はa₇側に投入さ
れる結果、固定抵抗器R₉による電圧降下はなく
なり駆動モータRMの回転数は増加し電動車椅子
の速度は速くなる。

次に操作レバー２６をさらに倒しFTH（前進
３速）の位置にすると、速度切換スイツチSW₄は
a₄側に投入されるが固定抵抗器R₂の低抗値を固定
抵抗器R₃の抵抗値よりも小としている為、発振
部の発振周期は変化しトランジスタTr₄の導通時
間が長くなつて、駆動モータRMの回転数はさら
に増加し電動車椅子の速度はさらに速くなる。

次に操作レバー２６をさらに倒しFT（前進４
速）の位置にすると、速度切換スイツチSW₈はa₈
側に投入されトランジスタTr₄の両端は短絡され
ることになり、駆動モータRMには蓄電池B₁，B₂
の全電圧が印加されて全速回転し電動車椅子は最
高速となる。トランジスタTr₄のエミツタ、コレ
クタ間に逆方向に接続されたダイオードD₃は、
蓄電池B₁，B₂と駆動モータRMとで直列閉回路を
構成し、坂道を下る場合などには速度切換スイツ
チSW₈がa₈側に投入されていなくてもトランジス
タTr₄のOFF時には自動的に発電制動が動き、電
動車椅子が過速度になるのを防止し得ると共に、
トランジスタTr₃，Tr₄の逆電圧に対する保護用
にもなつている。またダイオードD₄は、チヨツ
パ回路の遮断時に発生する駆動モータRMの逆起
電力による電流を流すためのフライホイールダイ
オードである。

次に電動車椅子を後退させる場合、操作レバー
２６を後に倒しRL（後進１速）、RS（後進２
速）、RTH（後進３速）の位置になると正逆転切
換スイツチSW₅はb₅側に、またもう一方の正逆転
切換スイツチSW₆はa₆側に投入され、駆動モータ
RMは逆回転するだけで、その他の回路動作は前
進の場合と同様に速度切換スイツチSW₄，SW₇が
作動するようになつている。但し後退の場合、速
度切換スイツチSW₈を作動しないようにして３速
までとしている。

次に、位置検出回路は、サーボモータSMに
連動する高速用可変抵抗器VR₁と、低速用可変抵
抗器VR₂、操作レバー２６に連動する操作レバー
連動可変抵抗器VR₃、夫々の可変抵抗器VR₁〜
VR₃の両端に接続される固定抵抗器R₁₁〜R₁₆、さ
らにこれらの並列回路に直列接続される固定抵抗
器R₁₇，R₁₈、操作レバー２６の左右に倒す角度が
同一であつても電動車椅子の速度に応じて回転半
径を変えるようにサーボモータSMに連動する高
速用可変抵抗器VR₁と低速用可変抵抗器VR₂を切
換える切換スイツチSW₉、から構成されている。

さらに正転制御用パルス発生回路Ｖ_Aとして、
ここでは２個のNPN型トランジスタTr₅，Tr₆、
８個の固定抵抗器R₁₉，R₂₆、１個のコンデンサ
C₂から構成されるシユミツトトリガー回路を用
いている。また逆転制御用パルス発生回路Ｖ_Bと
しては、同様に２個のNPN型トランジスタTr₇，
Tr₈、８個の固定抵抗器R₂₇〜R₃₄、１個のコンデ
ンサC₃から構成されるシユミツトトリガー回路
を用いている。

前記正転制御用と逆転制御用パルス発生回路Ｖ
_A，Ｖ_Bは、互いに対応する固定抵抗器R₂₁，R₂₉等
の抵抗値を変えることによりトリガー電圧を異な
らしめている。つまり正転制御用パルス発生回路
Ｖ_Aのトリガー電圧ｅ_A、逆転制御用パルス発生回
路Ｖ_Bのトリガー電圧ｅ_Bとし、ここではｅ_Bより
ｅ_Aを大としている。尚、両パルス発生回路Ｖ_A，
Ｖ_Bの入出力電圧の関係を第７図に示す。従つ
て、前述の位置検出回路の各可変抵抗器VR₁〜
VR₃の作動によつて変化する各パルス発生回路Ｖ
_A，Ｖ_Bへの入力電圧eiの状態としては〔１〕（ei）＜（ｅ_B）（逆回転）〔２〕（ｅ_B）＜（ei）＜（ｅ_A）（停止）〔３〕（ei）＞（ｅ_A）（正回転）の三状態が考えられる。そしてこれに対応して次
に述べるサーボモータ制御回路には三種の状態
が現われ、サーボモータSMは状態〔３〕では正
回転、状態〔２〕では停止、状態〔１〕では逆回
転を行なう。

サーボモータ回転制御回路は、サーボモータ
SMを駆動する為の４個のNPN型トランジスタ
Tr₉〜Tr₁₂からなるブリツジ回路、２個のPNP型
トランジスタTr₁₃，Tr₁₄と１個の固定抵抗器R₃₅
からなるブリツジ回路の一方の増幅部、１個の
PNP型トランジスタTr₁₅からなるブリツジ回路の
もう一方の増幅部、更に６個のダイオードD₅〜
D₁₀、４個の固定抵抗器R₃₆〜R₃₉とから構成され
ている。

而して、切換スイツチSW₉は、操作レバー２６
がＮ（停止）及びFL（前進１速）等の低速運転
時の位置にある時はb₉側に投入され、FT（前進
４速）の高速運転時にはa₉側に投入され、高速用
可変抵抗器VR₁、あるいは低速用可変抵抗器VR₂
と操作レバー連動可変抵抗器VR₃との合成抵抗値
で各パルス発生回路Ｖ_A，Ｖ_Bへの入力電圧eiを設
定している。操舵車輪１０，１１が停止の状態
は、各パルス発生回路_A，Ｖ_Bへの入力電圧eiが前
述の〔２〕の状態に相当する。つまりこの状態で
はトランジスタTr₅はOFF、トランジスタTr₆は
ON、トランジスタTr₁₃はON、トランジスタTr₁₄
はOFF、それに対応するブリツジ回路のトラン
ジスタTr₉，Tr₁₀はいづれもOFFとなり、またト
ランジスタTr₇はON、トランジスタTr₈はOFF、
トランジスタTr₁₅はOFF、それに対応するブリ
ツジ回路のトランジスタTr₁₁，Tr₁₂はいづれも
OFFとなり、ブリツジ回路のトランジスタTr₉〜
Tr₁₂は全てOFF状態となる為、サーボモータへ
の電力供給はなされず停止状態である。

今、右方向に向きを変えようと操作レバー２６
を右に倒すと、操作レバー連動可変抵抗器VR₃の
摺動接片は固定抵抗器R₁₅に向つて摺動し、入力
電圧eiは高くなつて〔３〕の状態となりトランジ
スタTr₅のベース電位は上昇してトランジスタ
Tr₅はONに切換わる。するとブリツジ回路のト
ランジスタTr₉，Tr₁₀はONに切換わりサーボモ
ータは逆回転を始め操舵車輪１０，１１を右方向
に向ける。操舵車輪１０，１１が向きを変える
と、第２図，に示すように支持軸１３、ギヤ
１８，１９，２０を介して高速用可変抵抗器VR₁
あるいは低速用可変抵抗器VR₂の摺動接片は固定
抵抗器R₁₂あるいはR₁₄に向つて摺動し、ある点に
達した時入力電圧eiは前述の〔２〕の状態となつ
てサーボモータSMは回転を停止し操舵車輪１
０，１１はその位置で停止る。逆に左方向に向き
を変えたい時は、操作レバー２６を左に倒すと可
変抵抗VR₃の摺動接片は固定抵抗器R₁₆に向つて
摺動し、入力電圧eiは低くなつて〔１〕の状態と
なりトランジスタTr₇のベース電位は下降してト
ランジスタTr₇はOFFに切換わる。するとブリツ
ジ回路のトランジスタTr₁₁，Tr₁₂はONに切換わ
りサーボモータSMは正回転を始め操舵車輪１
０，１１を左方向に向ける。そして前述の右方向
に向きを変える時と同様、高速用可変抵抗器VR₁
あるいは低速用可変抵抗器VR₂の摺動接片は固定
抵抗器R₁₁あるいはR₁₃に向つて摺動し、入力電圧
eiが〔２〕の状態になるとサーボモータSMは回
転を停止し操舵車輪１０，１１はその位置で停止
する。

ところで操作レバー２６を左右に倒す角度に応
じて、これに連動する操作レバー連動可変抵抗器
VR₃の摺動接片の摺動量は変化し、これにより入
力電圧eiの初期の値が決定される為、入力電圧ei
が〔２〕の状態になるまでのサーボモータSMに
連動する高速用可変抵抗器VR₁あるいは低速用可
変抵抗器VR₂の摺動量、つまりサーボモータSM
の回転角は操作レバー２６を倒す角度に比例す
る。即ち操作レバー２６を左右に倒す角度に比例
して操舵車輪１０，１１は向きを変え、それによ
り電動車椅子の操舵量を制御することができるの
である。

ここで位置検出回路の各可変抵抗器VR₁〜
VR₃について、両パルス発生回路Ｖ_A，Ｖ_Bの入力
電圧eiとの関係から更に詳述するに、操作レバー
２６に連動する操作レバー連動可変抵抗器VR₃よ
りも、サーボモータSMに連動する高速用可変抵
抗器VR₁あるいは低速用可変抵抗器VR₂によつて
生ぜしめられる電圧の変化量を大きくすることが
望ましい。こうすることにより、操作レバー２６
により操作レバー連動可変抵抗器VR₃を全範囲に
わたつて使用しても、サーボモータSMに連動す
る高速用可変抵抗器VR₁あるいは低速用可変抵抗
器VR₂によつて各パルス発生回路Ｖ_A，Ｖ_Bの入力
電圧eiを常に〔２〕の状態にすることができると
共に、短絡電流が流れ各可変抵抗器VR₁〜VR₃の
焼損や各摺動接片の焼付きを防止できる。また低
速用可変抵抗器VR₂よりも高速用可変抵抗器VR₁
によつて生ぜしめられる電圧の変化量を大きくす
ることが必要である。こうすることにより、操作
レバー２６を左右に倒す角度が同一であつても、
高速時にはサーボモータSMに駆動されて動く操
舵車輪１０，１１の変化する範囲が小さく、低速
時にはそれが大きくなる為、高速時に於いては急
旋回する恐れがなくなり安全な走行ができると共
に、低速時に於いては小回りができるなど優れた
走行性を備えた電動車椅子を得ることができる。
ところで前述の操作レバー２６に連動する操作レ
バー連動可変抵抗器VR₃よりも、サーボモータ
SMに連動する高速用可変抵抗器VR₁あるいは低
速用可変抵抗器VR₂によつて生ぜしめられる電圧
の変化量を大きく、また低速用可変抵抗器VR₂よ
りも、高速用可変抵抗器VR₁によつて生ぜしめら
れる電圧の変化量を大きくする為には、各可変抵
抗器VR₁〜VR₃とその両端の固定抵抗器R₁₁〜R₁₆
の抵抗値の関係を、（VR₁）＋（R₁₁）＋（R₁₂）＜（VR₂）＋（R₁₃）＋（R₁₄）＜（VR₃）＋（R₁₅）＋（R₁₆）とするか、または第２図に示すように両可変抵
抗器VR₁，VR₂として同一のものを使用し、且つ
別軸にし、高速用可変抵抗器VR₁を駆動するギヤ
１８の歯数を低速用可変抵抗器VR₂を駆動するギ
ヤ１９の歯数よりも少く、即ち、高速用可変抵抗
器VR₁の高速比を低速用可変抵抗器VR₂のそれよ
りも大きくしても同様の効果が得られる。ここ
で、各可変抵抗器VR₁〜VR₃のかわりに、公知の
可変インピーダンス素子、例えば、光電素子或い
はインダクタンス素子等を適宜活用できることは
自明である。

尚、サーボモータ回転制御回路中のダイオー
ドD₅〜D₁₀はサージ吸収用で、ブリツジ回路の各
トランジスタTr₉〜Tr₁₂を保護していると共に、
ダイオードD₇はサーボモータSMと固定抵抗器
R₃₈，R₃₉とで、またダイオードD₁₀はサーボモー
タSMと固定抵抗器R₃₆，R₃₇とで閉回路を構成し
ており、トランジスタTr₉〜Tr₁₂がOFFになり操
舵車輪１０，１１が停止しようとする時に、サー
ボモータSMは各固定抵抗器R₃₆，R₃₇あるいは
R₃₈，R₃₉を負荷として発電制動が働き操舵車輪１
０，１１を速かに停止させる。

さらにサーボモータSMの回転を制御するブリ
ツジ回路のトランジスタTr₉，Tr₁₀とトランジス
タTr₁₁，Tr₁₂の入力にシユミツトトリガー回路を
用いているのはトランジスタTr₉〜Tr₁₂の立上が
りを良くする為で、シユミツト回路を二個用いて
いるのは、サーボモータSMを逆回転、停止、正
回転させる為、三種類の組合せの信号が必要だか
らである。尚、操舵状態を安定したものにする為
にはシユミツトトリガー回路のヒステリシスをで
きるだけ小さくし、二つのトリガー電圧の差｜
（ｅ_A）−（ｅ_B）｜をできるだけ小さく取ることが
望ましい。

次に、前記サーボモータSMの慣性による過回
転を防止するための遅延回路_Aは、２個のNPN
型トランジスタTr₁₆，Tr₁₇、１個のPNP型トラン
ジスタTr₁₈、２個のダイオードD₁₁，D₁₂、１個の
コンデンサC₄、８個の固定抵抗器R₄₀〜R₄₇から
構成され、また遅延回路_Bは、２個のNPN型ト
ランジスタTr₁₉，Tr₂₁、１個のPNP型トランジス
タTr₂₀、２個のダイオードD₁₃，D₁₄、１個のコン
デンサC₅、８個の固定抵抗器R₄₈〜R₅₅から構成
されている。

この両遅延回路_A，_Bは電動車椅子を左右方
向に旋回する時に、サーボモータSMの停止直前
にサーボモータSMに電流を断続的に流し、サー
ボモータSMの慣性による操舵車輪１０，１１の
オーバシユートを防止する為に、つまり操作レバ
ー２６の操作にに対する操舵車輪の変位をできる
だけ正確且つ速かに応答させ、操作性の優れた電
動車椅子を得る為に設けられたものである。

即ち操舵車輪１０，１１が右回転の時、各パル
ス発生回路Ｖ_A，Ｖ_Bの入力電圧eiは〔３〕の状態
にあり、サーボモータ回転制御回路の一方の増
幅部のトランジスタTr₁₄のONによつて、ダイオ
ードD₁₁を通して固定抵抗器R₄₀，R₄₁、コンデン
サC₄で定まる時定数によつて、コンデンサC₄は
充電されトランジスタTr₁₆のベース電位は上がり
トランジスタTr₁₆はONになる。するとトランジ
スタTr₁₇はOFF、トランジスタTr₁₈はOFFとな
り、ダイオードD₁₂の順方向電圧降下分だけ各パ
ルス発生回路Ｖ_A，Ｖ_Bの入力電圧eiは低くなる。
続いてサーボモータSMが逆回転し操舵車輪１
０，１１の向きが変わつてゆくと、サーボモータ
SMに連動する高速用可変抵抗器VR₁あるいは低
速用可変抵抗器VR₂は摺動し、各パルス発生回路
Ｖ_A，Ｖ_Bの入力電圧eiを低下させ、〔２〕の状態
になるとサーボモータ回転制御回路のトランジ
スタTr₉，Tr₁₀はOFFとなり、サーボモータSM
には電流が流れなくなる。ところが入力電圧eiが
第７図〔２〕の状態になると、トランジスタTr₁₆
はOFF、トランジスタTr₁₈はONとなりダイオー
ドD₁₂の両端は短絡され、各パルス発生回路Ｖ_A，
Ｖ_Bへの入力電圧eiが高くなる結果、入力電圧ei
は再び第７図〔３〕の状態となつてトランジスタ
Tr₉，Tr₁₀はONとなりサーボモータSMに電流が
流れる。この発振動作を繰返すことによりサーボ
モータSMには断続的な電流が流れることになる
が、高速用可変抵抗器VR₁あるいは低速用可変抵
抗器VR₂の摺動接片は徐々に摺動する為、サーボ
モータSMの回転は次第に減衰し、各パルス発生
回路Ｖ_A，Ｖ_Bの入力電圧eiは〔２〕の状態に於い
て更に安定な領域に達し、遂にはサーボモータ
SMは完全に停止し操舵車輪１０，１１が停止す
るわけである。

逆に操舵車輪１０，１１が左回転の時は、右回
転の時と同様にサーボモータSMの停止直前にコ
ンデンサC₅の充放電に伴いトランジスタTr₂₁が
ON，OFFの発振動作を繰返すことにより入力電
圧eiは変化し、サーボモータSMへの電力供給が
断続されサーボモータSMの回転は次第に減衰し
ながら停止する。

ダイオードD₁₁，D₁₃はコンデンサC₄，C₅の充
電に伴い電位が上がつた場合、逆流してサーボモ
ータ回転制御回路の各トランジスタTr₉〜Tr₁₅
が誤動作を起こすのを防止する為に介在せられた
ものである。

(ト) 発明の効果本発明は操作レバーの前後方向への移動に連動
させて操作する切換スイツチにより、高速用可変
抵抗器と低速用可変抵抗器とを切り換えること
で、高速用又は低速用可変抵抗器と操作レバー連
動可変抵抗器との抵抗値変化にてサーボモータの
回転角を高速時には小さく、低速時には大きくし
て、電気車の方向制御における安全走行が行なえ
るものである。

また、前進、後退、右回り、左回りといつた電
気車の走行制御を１本の操作レバーの操作により
容易に操作できる。

【図面の簡単な説明】

図はいずれも本発明電気車を電動車椅子に応用
した一実施例を揚げたもので、第１図は電動車椅
子の一部切欠斜視図、第２図，は前方機構収
納部の要部拡大図、第３図は操作部の要部拡大一
部切欠斜視図、第４図は操作レバーと各制御装置
との関連を説明する為の図、第５図，は電子
制御回路図、第６図は駆動モータの電磁ブレーキ
部の断面図、第７図はパルス発生回路の入出力電
圧の関係を示す図である。１……車体、１０，１１……操舵車輪、２２，
２３……駆動車輪、２５……操作部、B₁，B₂…
…蓄電池、SM……サーボモータ、RM……駆動
モータ、……駆動モータ回転制御回路、……
操舵制御装置、２６……操作レバー、……位置
検出回路、Ｖ_A，Ｖ_B……パルス発生回路、……
サーボモータ回転制御回路、_A，_B……遅延回
路、SW₉……切換スイツチ、VR₁……高速用可変
抵抗器、VR₂……低速用可変抵抗器、VR₃……操
作レバー連動可変抵抗器。

Claims

【特許請求の範囲】１電源と、車体に設けられた駆動車輪及び操舵
車輪と、電源により駆動車輪を正逆駆動する駆動
モータと、駆動モータの正逆転及びその回転数を
制御する駆動モータ回転制御回路と、操舵車輪を
操舵するサーボモータと、サーボモータの正逆転
及びその回転角を制御する操舵制御装置と、駆動
モータの回転方向及びその回転数と、サーボモー
タの回転方向及びその回転角を夫々指令し、駆動
モータ回転制御回路と操舵制御装置を共に制御操
作する１本の操作レバーとを具備し、駆動モータ回転制御回路は操作レバーの前後方向への移動に対応して切変
わる回転方向及びその回転数を制御するスイツチ
群を備え、操舵制御装置は操作レバーの左右方向への移動に連動して抵抗
値が変化する操作レバー連動可変抵抗器と、操作レバーの前後方向への移動に伴う駆動モー
タの高速・低速を検出する切換スイツチと、切換
スイツチにて切換えられ、サーボモータの回転に
連動して抵抗値が変化する高速用可変抵抗器と低
速用可変抵抗器とを有する位置検出回路と、操作レバー連動可変抵抗器と低速用可変抵抗器
または操作レバー連動可変抵抗器と高速用可変抵
抗器との抵抗値変化に伴う位置検出回路からの出
力電圧の大きさに応じてサーボモータ正転用信号
を出力する正転制御用パルス発生回路と、同じく
位置検出回路からの出力電圧の大きさに応じてサ
ーボモータ逆転用信号を出力する逆転制御用パル
ス発生回路と、正転制御用パルス発生回路と逆転制御用パルス
発生回路との何れか一方からの信号に基づきサー
ボモータを正回転または逆回転をさせるとともに
何れのパルス発生回路からも信号が入力されない
場合に停止させることで、サーボモータの正逆転
と停止をおこなうサーボモータ回転制御回路とを
備え、サーボモータの回転角を駆動モータの低速回転
時より高速回転時において小さくなるように、切
換スイツチにより高速用可変抵抗器と低速用可変
抵抗器とを切換えることを特徴とする電気車。