スリップリング、差動式キャスタ、及び電動車いす
【課題】小型化、及び部品点数の削減を図り、低コストなスリップリング、差動式キャスタ、及び電動車いすを提供する。
【解決手段】縮径部５３ｂに外嵌固定した回転端子７１，７８と、縮径部５３ｂの周方向に沿って配置し、縮径部５３ｂの径方向の外側から回転端子７１，７８の外周面に摺接可能な摺接端子７２，７９と、を備え、摺接端子７２，７９に、バッテリに電気的接続する供給線５７ａ，５７ｂを設け、供給線５７ａ，５７ｂを、摺接端子７２，７９から径方向の外側に向けて引き出すことを特徴とする。
【解決手段】縮径部５３ｂに外嵌固定した回転端子７１，７８と、縮径部５３ｂの周方向に沿って配置し、縮径部５３ｂの径方向の外側から回転端子７１，７８の外周面に摺接可能な摺接端子７２，７９と、を備え、摺接端子７２，７９に、バッテリに電気的接続する供給線５７ａ，５７ｂを設け、供給線５７ａ，５７ｂを、摺接端子７２，７９から径方向の外側に向けて引き出すことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スリップリング、差動式キャスタ、及び電動車いすに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、高齢者や身障者等の移動手段として、差動式キャスタを用いて自走可能にした電動車いすが知られている。この電動車いすは、ベース部と、ベース部の上面側に取り付けられたシートと、ベース部の下面側に取り付けられた差動式キャスタと、を備えている（例えば、特許文献１参照）。そして、電動車いすは、シートのアームレストに設けられた操作レバーを操作することで、差動式キャスタを回転駆動させ、自走するようになっている。
差動式キャスタは、鉛直軸を中心に回転可能に支持された操舵軸と、操舵軸の下端に設けられ、水平軸を中心に回転可能に支持された一対の駆動輪と、を備え、各駆動輪に内蔵された電動モータにより、各駆動輪が独立して駆動するようになっている。
【０００３】
ところで、差動式キャスタの電動モータには、ベース部等に設けられたバッテリから電力を供給する必要がある。この際、バッテリと、電動モータとを電力供給線により接続すると、操舵軸の同一方向への連続回転により電力供給線が捩れたり、操舵軸に絡まったりする虞がある。
【０００４】
そこで、差動式キャスタに別体のスリップリングを取り付け、このスリップリングを介して、差動式キャスタの電動モータと、バッテリとを接続する構成が検討されている。
スリップリングは、円環状の導体板を設けた一方のハウジングと、この導体板に軸方向で摺接する接触子を設けた他方のハウジングと、を備えている（例えば、特許文献２参照）。そして、スリップリングでは、電動車いすのベース部側に一方のハウジングを、差動式キャスタの操舵軸側に他方のハウジングを固定することで、操舵軸の回転角に拘らず、電動モータとバッテリ間の電気的接続を常時維持できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１３６８３７号公報
【特許文献２】特開平５−１４４５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したスリップリングでは、バッテリや、電動モータと電気的接続するための端子が、それぞれハウジングから上下方向（軸方向）に向けて突出しているため、スリップリングの軸長が長いという課題がある。そのため、スリップリングを差動式キャスタに取り付けた場合に、差動式キャスタの軸長（操舵軸の軸長）が長くなり、ベース部から上方に向けて大きく突出する。そのため、搭乗時等において使用者の足の妨げになる虞があった。
また、差動式キャスタに別体のスリップリングを取り付けるためには、スリップリングの他方のハウジングと操舵軸とを連結するためのカップリング部材が必要になり、これも差動式キャスタの軸長の増加に繋がる原因となる。さらに、カップリング部材を用いることで、部品点数の増加に繋がるとともに、製造コストが増加するという課題もある。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、小型化、及び部品点数の削減を図り、低コストなスリップリング、差動式キャスタ、及び電動車いすを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、回転軸と、前記回転軸に外嵌固定した回転端子と、前記回転軸の周方向に沿って配置し、前記回転軸の径方向の外側から前記回転端子の外周面に摺接可能な摺接端子と、を備え前記摺接端子に、外部電源に電気的接続する電力供給線を設け、前記電力供給線を、前記摺接端子から前記径方向の外側に向けて引き出すことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載した発明は、前記摺接端子は、前記回転端子に摺接するブラシと、前記ブラシを前記回転端子に対して進退可能に収容するブラシホルダと、前記ブラシホルダ内に設け、前記ブラシを前記回転端子に向けて付勢する付勢手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載した発明は、前記回転軸の前記回転端子が外嵌固定されている側の端部に、前記回転軸の回転角度を検出する回転角度検出部を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載した発明は、前記摺接端子を、前記周方向に沿って等間隔に複数配置したことを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載した発明は、上記本発明のスリップリングを用いた差動式キャスタにおいて、取付け板と、前記取付け板に回転自在に支持した操舵軸と、前記操舵軸の一端側に設けた一対の駆動輪と、前記一対の駆動輪にそれぞれ内蔵した電動モータと、を備え、前記操舵軸の他端に、前記スリップリングの前記回転軸を一体的に形成したことを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載した発明は、架台と、前記架台の上方に設け、使用者が着座するシートと、前記架台の下方に設け、前記架台を走行可能とする上記本発明の差動式キャスタと、を備え、前記差動式キャスタを、前記取付け板を介して前記架台に固定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るスリップリングによれば、回転端子と摺接端子とを径方向で摺接させることで、両端子を軸方向で摺接させる場合に比べて、スリップリングの軸方向における長さを縮小できる。特に、外部電源とスリップリングとを電気的に接続する電力供給線が、摺接端子から径方向外側に向けて引き出されているため、従来のように外部接続端子が軸方向に突出している場合に比べて軸方向における長さをより縮小できる。したがって、スリップリングの小型化が可能となる。
また、本発明に係る差動式キャスタによれば、操舵軸の他端にスリップリングの回転軸が一体的に形成されているため、別体のスリップリングを差動式キャスタに取り付ける場合と異なり、両者を連結するためのカップリング部材を用いる必要がない。そのため、差動式キャスタの軸線方向における長さを短縮でき、差動式キャスタの小型化を図ることができる。また、部品点数の削減を図り、低コスト化を実現できる。
また、本発明に係る電動車いすによれば、上記本発明の差動式キャスタを備えているため、差動式キャスタの架台の上方への突出量を抑えることができる。これにより、架台上において差動式キャスタの突出部分が足の妨げになるのを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態における電動車いすの側面図である。
【図２】実施形態における電動車いすの正面図である。
【図３】実施形態における電動車いすの底面図である。
【図４】実施形態における差動式キャスタの正面図である。
【図５】実施形態における差動式キャスタの断面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図７】実施形態におけるモータホルダの上面図である。
【図８】実施形態におけるモータホルダの底面図である。
【図９】図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（電動車いす）
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は電動車いすの側面図であり、図２は正面図、図３は底面図である。なお、以下の説明における前後上下左右等の向きは、特に記載が無ければ電動車いすにおける向きと同一とする。
図１〜図３に示すように、電動車いす１０は、ベース部（架台）１１と、ベース部１１の上方に設けられた搭乗部１２と、ベース部１１及び搭乗部１２の間に設けられた昇降機構１３と、ベース部１１の下方に設けられた走行機構１４と、を主に有している。
【００１７】
（搭乗部）
搭乗部１２は、シート２１と、シート２１の下方に配置された一対のフットレスト２２と、を備えている。
シート２１は、使用者の臀部を支持するシートクッション２３と、シートクッション２３の後端部から上方へ延在して使用者の腰部及び背部を支持するシートバック２４と、シートバック２４の左右両側に設けられた一対のアームレスト２５と、を備えている。
【００１８】
各アームレスト２５は、シートバック２４の上下方向中途部から前方へ延在し、後端部を支点にして上下方向に傾動可能に支持されている。また、一対のアームレスト２５のうち、右側のアームレスト２５には、電動車いす１０を操作するためのコントローラ２６が配設されている。コントローラ２６は、電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替えたり、電動車いす１０を静止位置で回転させたり、シート２１を昇降させたりするボタン等が配設された操作パネル（不図示）を有している。さらに、コントローラ２６は、電動車いす１０の移動方向及び速度を入力可能な操作レバー２６ａを備えている。なお、コントローラ２６には、図示しないアンテナが設けられ、コントローラ２６（操作レバー２６ａ）の操作に応じた情報が後述する制御装置や駆動制御基板１２０に向けて無線により送信されるようになっている。
【００１９】
シートクッション２３の前端部における左右両側には、一対のフットレストフレーム２７が取り付けられている。各フットレストフレーム２７は、シートクッション２３の前端部から下方に向けて延在し、その下端部分にフットレスト２８が取り付けられている。フットレスト２８は、使用者の足部を支持するための板状の部材であり、左右方向に沿って延在している。具体的に、フットレスト２８は、一端側がフットレストフレーム２７にそれぞれ片持ち状に支持され、他端側が対向するフットレストフレーム２７に向けて延在している。また、前後方向において、フットレスト２８は、前方にかけて上方に向けて傾斜するように配置されている。
【００２０】
ベース部１１は、図３に示すように、上下方向から見て長方形状の本体部１１ａと、本体部１１ａの前端部における左右両側から前方に向けて突出する一対の小径円弧部１１ｂと、本体部１１ａの後端部から後方に向けて突出する大径円弧部１１ｃと、で構成されている。ベース部１１の下面には、ベース部１１の剛性を高めるための複数の梁部１１ｄが配索されている。なお、ベース部１１上には、後述する差動式キャスタ４１や昇降機構１３等の各電装品に給電するためのバッテリ（不図示）や、コントローラ２６からの出力信号に基づいて各電装品を統括的に制御する制御装置（不図示）が搭載されている。
【００２１】
また、図１，図２に示すように、ベース部１１における左右方向中央部には、一対のＣ型チャネル２９が固定されている。Ｃ型チャネル２９は、下面がベース部１１の本体部１１ａに固定されるとともに、開口部同士を対向させた状態で前後方向に延在している。さらに、左右方向において対向するＣ型チャネル２９の間であって、ベース部１１における中央部よりも前側には貫通孔１１ｅが形成されている。そして、この貫通孔１１ｅを下側から覆うように後述するリニアアクチュエータ３０を支持する支持フレーム３１が設けられている。
【００２２】
（昇降機構）
昇降機構１３は、シート２１を昇降させるリニアアクチュエータ３０と、Ｃ型チャネル２９及びシート２１を連結するＸリンク３２と、を有している。
図１に示すように、リニアアクチュエータ３０は、例えばボールネジ式のリニアアクチュエータであって、ハウジング３５内に収容されたモータ３６（図３参照）と、モータ３６の回転軸と直交するように配置された外筒３７と、外筒３７内に同軸上に配置されるとともに、図示しないギヤを介してモータに連結されたネジナット（不図示）と、外筒３７内でネジナットに羅合されたボールネジ３８と、を備えている。すなわち、リニアアクチュエータ３０は、モータ３６が回転駆動することで、ネジナットが回転してボールネジ３８が外筒３７内を進退可能に構成されている。そして、リニアアクチュエータ３０は、ハウジング３５が上述した支持フレーム３１に連結される一方、ボールネジ３８の上端側がシートクッション２３に連結され、上方にかけて後方に向けて傾斜した状態で配置されている。
【００２３】
Ｘリンク３２は、シート２１の左右に一対設けられ、中央部でリンク軸３３を介して相対回転可能に連結された２つのリンクバー３４ａ，３４ｂによりそれぞれ構成されている。一方のリンクバー３４ａの上端は、シートクッション２３の後部で回転可能に連結される一方、下端はＣ型チャネル２９の前部で回転可能に連結されている。また、他方のリンクバー３４ｂの上端は、シートクッション２３の前部で回転可能に連結される一方、下端はＣ型チャネル２９の後部で回転可能に連結されている。さらに、リンクバー３４ａの下端及びリンクバー３４ｂの上端は、図示しないガイドによってそれぞれ前後方向に沿って移動可能に構成されている。
【００２４】
（走行機構）
図３に示すように、走行機構１４は、３つの差動式キャスタ４１と、２つのフリーキャスタ４２と、で構成されている。各差動式キャスタ４１のうち、２つの差動式キャスタ４１ａ，４１ｂは、ベース部１１の前側に形成された一対の小径円弧部１１ｂにそれぞれ配置される一方、１つの差動式キャスタ４１ｃは、大径円弧部１１ｃにおける左右方向中央部に配置されている。この場合、上下方向から見て、各差動式キャスタ４１ａ〜４１ｃの軸線Ｃ（後述する操舵軸５３の軸線）同士を結んでなる三角形Ｓは、差動式キャスタ４１ａ，４１ｂ間の直線を底辺とし、差動式キャスタ４１ａ，４１ｂ、及び差動式キャスタ４１ｃ間の直線を斜辺とした二等辺三角形となる。そして、ベース部１１上において、上述したリニアアクチュエータ３０の軸線が三角形Ｓの内接円の中心（三角形Ｓの重心）を通るように設計されている。また、この場合、リニアアクチュエータ３０の軸線方向は、シート２１に着座する使用者の椎骨の配列方向に略一致するように設定されている。
【００２５】
このように、リニアアクチュエータ３０の軸線方向を、シート２１に着座する使用者の椎骨の配列方向に略一致させることで、使用者の荷重がシート２１の後寄りに作用することになる。また、シートバック２４により使用者は背部から保持されるため、使用者の荷重が作用する位置は、着座位置から前方に移動することはあっても、後方に移動することはない。そのため、差動式キャスタ４１ａ〜４１ｃのレイアウトを前後方向に長い三角形Ｓとして、三角形Ｓの重心がベース部１１の前側に位置する場合であっても、差動式キャスタ４１ａ〜４１ｃ及びフリーキャスタ４２によってシート２１に作用する荷重を安定して支持できる。そのため、電動車いす１０の左右方向の幅を縮小した上で、電動車いす１０の姿勢を安定させることができる。
【００２６】
図１に示すように、フリーキャスタ４２は、ベース部１１（本体部１１ａ）の後部において、差動式キャスタ４１ｃを左右方向で挟むように配置されている。また、フリーキャスタ４２は、サスペンション部材４３を介してベース部１１に取り付けられている。
【００２７】
サスペンション部材４３は、上部ブラケット４４及び下部ブラケット４５と、各ブラケット４４，４５間に配置された支柱４６と、支柱４６の周囲を囲むように配置されたスプリング４７と、を備えている。支柱４６は、下端側が下部ブラケット４５に固定される一方、上端側が上部ブラケット４４の貫通孔（不図示）を貫通して上部ブラケット４４の上面側でストッパ４８に保持されている。また、スプリング４７は、各ブラケット４４，４５に挟持されるように配置され、各ブラケット４４，４５を離間させる方向に付勢している。すなわち、サスペンション部材４３は、支柱４６が上部ブラケット４４の貫通孔内を移動することにより、各ブラケット４４，４５が接近離間するように構成されている。そして、サスペンション部材４３は、上部ブラケット４４がベース部１１の下面に固定される一方、下部ブラケット４５にフリーキャスタ４２が回転可能に支持されている。なお、上下方向から見てベース部１１における支柱４６と重なる位置（上部ブラケット４４の貫通孔と重なる位置）には、支柱４６との干渉を防止する図示しない貫通孔が形成されている。
【００２８】
（差動式キャスタ）
次に、本実施形態における差動式キャスタについて説明する。図４は差動式キャスタの正面図であり、図５は断面図である。なお、上述した３つの差動式キャスタ４１ａ〜４１ｃはともに同一の構成であるため、以下の説明では一の差動式キャスタ４１について説明する。
図４，図５に示すように、差動式キャスタ４１は、ベース部１１に取り付けるための取付け板５１を備えている。取付け板５１は、ベース部１１に形成された貫通孔１１ｆ内に挿入されるカラー部５１ａと、カラー部５１ａの下端から径方向外側に向けて張り出す外フランジ部５１ｂと、カラー部５１ａの上端から径方向内側に向けて張り出す内フランジ部５１ｃと、を備えている。そして、外フランジ部５１ｂ及びベース部１１がボルト（不図示）により締結されることで、差動式キャスタ４１がベース部１１に固定されている。
【００２９】
取付け板５１のカラー部５１ａ内には、２つの軸受５２を介して差動式キャスタ４１の操舵軸５３が回転可能に支持されている。
操舵軸５３は、軸線Ｃ方向が上下方向に一致した状態で配置されている。具体的に、軸受５２に支持される軸本体部５３ａと、軸本体部５３ａの上部に一体的に形成されて軸本体部５３ａよりも外径が縮小した縮径部（回転軸）５３ｂと、軸本体部５３ａの下部に一体的に形成されて上下方向から見て矩形状に形成された矩形軸部５３ｃと、により構成されている。
【００３０】
図６は図５のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
図５，図６に示すように、軸本体部５３ａには、軸受５２を間に挟んで両側にストッパ５４，５５が固定され、操舵軸５３の軸線Ｃ方向への移動を規制している。また、軸線Ｃ方向から見て、軸本体部５３ａの外周面には、軸本体部５３ａの径方向内側に向けて切り込まれた一対の溝部５６が、軸線Ｃ方向に沿って延在している。これら溝部５６は、後述する電動モータ１００に電力を供給するための電力供給線（正極側供給線５７ａ及び負極側供給線５７ｂ）を案内するためのものであって、軸本体部５３ａの周方向で１８０度異なる位置に形成されている。
【００３１】
（スリップリング）
ここで、図４，図５に示すように、縮径部５３ｂにはスリップリング６１が取り付けられている。スリップリング６１は、上下方向（軸線Ｃ方向）で分割構成されたケーシング６２（上側ケーシング６２ａ及び下側ケーシング６２ｂ）と、上側ケーシング６２ａ及び下側ケーシング６２ｂに挟持された台座６３と、台座６３及び上側ケーシング６２ａの間に配置された正極側端子部６４ａと、台座６３及び下側ケーシング６２ｂの間に配置された負極側端子部６４ｂと、を備えている。
【００３２】
下側ケーシング６２ｂは、有底筒状に形成され、そのエンド部６５には縮径部５３ｂが挿通される貫通孔６６が形成されている。この貫通孔６６の周縁部には下方に沿って延在する首部６７が形成されている。この首部６７は、ベース部１１の貫通孔１１ｆ内に挿入されるとともに、上述した取付け板５１のカラー部５１ａに外嵌されている。また、下側ケーシング６２ｂの側壁７０には、下側ケーシング６２の径方向に沿って貫通する貫通孔１６０が、周方向に沿って複数形成されている。
台座６３は、アルミニウム等からなるリング状の部材であり、その外周側が下側ケーシング６２における側壁７０の上面に支持されている。
【００３３】
上側ケーシング６２ａは、下側ケーシング６２ｂよりも外径が小さい有底筒状に形成され、その開口縁には径方向外側に張り出す外フランジ部６８が形成されている。そして、この外フランジ部６８と、上述した下側ケーシング６２ｂの側壁７０と、の間に台座６３の外周側を挟持した状態で、ケーシング６２及び台座６３が固定されている。また、上側ケーシング６２ａの側壁６９には、径方向に沿って貫通する貫通孔１６１が、周方向に沿って複数形成されている。
【００３４】
ここで、負極側端子部６４ｂは、回転端子７１及び摺接端子７２を備えている。回転端子７１は、インシュレータリング７３の外周面に電極部７４が設けられたものである。インシュレータリング７３は、絶縁材料からなる円筒形状のものであり、縮径部５３ｂにおける下部に圧入固定され、下側ケーシング６２ｂの径方向内側に配置されている。
電極部７４は、インシュレータリング７３の周方向における略全周に亘って形成され、周方向における一部には磨耗粉排出用のスリット（不図示）が軸線Ｃ方向に沿って形成されている。また、電極部７４の下縁部の周方向における一部には、負極側供給線５７ｂが接続されている。負極側供給線５７ｂは、回転端子７１から下方に引き出されて軸本体部５３ａにおける一方の溝部５６（図６参照）内に収容されている。
【００３５】
摺接端子７２は、ホルダステー７５を備えている。ホルダステー７５は、樹脂材料等からなる略円板状のものであり、台座６３における下面に支持されている。ホルダステー７５の下面には、ブラシホルダ７６が４つ固定されている。ブラシホルダ７６は真鋳等で直方体の箱状に形成されたものであって、長手方向がホルダステー７５の径方向に沿うように放射状（回転端子７１の周方向に沿って等間隔）に配置されている。ブラシホルダ７６には、それぞれブラシ７７が図示しないスプリング（付勢手段）を介して付勢された状態で出没可能に内装されている。
【００３６】
このように、ブラシ７７がスプリングによって回転端子７１の電極部７４に向けて付勢されているため、ブラシ７７の先端部を径方向外側から電極部７４の外面形状に倣って常に摺接させることができる。また、複数のブラシ７７を摺接可能に設けることで、回転端子７１と摺接端子７２とを確実に摺接させ、安定した通電が可能となり、ＳＮ比（ｓｉｇｎａｌ−ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）を向上できる。なお、ブラシ７７は、１個以上であれば、４個に限られない。また、ブラシ７７を複数個設ける場合には、各ブラシ７７を回転端子７１の周方向に沿って等間隔に配置することが好ましい。
【００３７】
また、ホルダステー７５には、バスバー（不図示）が設けられ、ピグテール（不図示）を介して各ブラシ７７と電気的に接続されている。そして、バスバーには、電力供給線８０が接続されている。電力供給線８０は、下側ケーシング６２ｂの側壁７０に形成された貫通孔１６０からケーシング６２ｂ外に引き出されてバッテリの負極に接続されている。すなわち、本実施形態の負極側端子部６４ｂは、バッテリと負極側端子部６４ｂとを接続する電力供給線８０が、下側ケーシング６２ｂから径方向外側（左右方向）に向けて引き出されている。
【００３８】
一方、正極側端子部６４ａは、負極側端子部６４ｂと同様の構成からなる回転端子７８及び摺接端子７９を備え、負極側端子部６４ｂを上下反転した状態で、台座６３の上面側に配置されている。具体的に、回転端子７８のインシュレータリング８１は、縮径部５３ｂにおける上部に圧入固定され、上側ケーシング６２ａの径方向内側に配置されている。
電極部８２は、インシュレータリング８１の周方向における略全周に亘って形成され、周方向における一部には磨耗粉排出用のスリット（不図示）が形成されている。また、電極部８２の上縁部の周方向における一部には、正極側供給線５７ａが接続されている。正極側供給線５７ａは、各回転端子７１，７８のインシュレータリング７３，８１に形成された貫通孔８３，８４を通って下方に引き回され、軸本体部５３ａにおける他方の溝部５６（図６参照）内に収容されている。
【００３９】
摺接端子７９のホルダステー８５は、台座６３の上面に支持されている。ホルダステー８５の上面には、ブラシホルダ８６が４つ固定されている。ブラシホルダ８６には、それぞれブラシ８７が図示しないスプリング（付勢手段）を介して付勢された状態で出没可能に内装され、その先端部が回転端子７１の電極部７４に径方向外側から摺接した状態になっている。
【００４０】
また、各ブラシ８６は、ピグテール（不図示）を介してホルダステー８５に設けられた図示しないバスバーに電気的に接続されている。そして、バスバーには、電力供給線８８が接続されている。電力供給線８８は、上側ケーシング６２ａの側壁６９に形成された貫通孔１６１からケーシング６２ａ外に引き出されてバッテリの正極に接続されている。すなわち、本実施形態の正極側端子部６４ａは、バッテリと正極側端子部６４ａとを接続する電力供給線８８が、上側ケーシング６２ａから径方向外側（左右方向）に向けて引き出されている。
【００４１】
このように、差動式キャスタ４１の縮径部５３ｂに回転端子７１，７８及び摺接端子７２，７９が一体的に設けられることで、本実施形態のスリップリング６１が差動式キャスタ４１と一体的に構成されている。この場合、ケーシング６２の上下方向にバッテリとスリップリング６１とを電気的接続するための端子等は設けられていない。
【００４２】
また、上側ケーシング６２ａのエンド部８９における径方向中央部には、貫通孔９１が形成され、上述した操舵軸５３（縮径部５３ｂ）の上端部は貫通孔９１の内側に位置している。縮径部５３ｂの上端部は、縮径部５３ｂよりもさらに縮径され、ここにセンサマグネット９２が取り付けられている。センサマグネット９２は、操舵軸５３の回転角度を検出するためのエンコーダ（回転角度検出部）９３の一方を構成するものである。そして、上側ケーシング６２ａには、エンコーダ９３の他方を構成するセンサ基板９４が貫通孔９１を覆うように配置されている。また、センサ基板９４は、リード線９０を介してベース部１１上に設けられた制御装置に接続されている。センサ基板９４は、センサマグネット９２から発生する磁界の変化を操舵軸５３の位置情報として検出し、所定の波形の信号を制御装置に出力するようになっている。制御装置は、センサ基板９４からの出力信号に基づいて操舵軸５３の回転角度を検出する。
【００４３】
上述した操舵軸５３における軸本体部５３ａ及び矩形軸部５３ｃは、ハウジング９５内に収容されている。このハウジング９５は、左右方向を軸方向とした円筒形状のものであり、その上半部には上方（径方向外側）へ突出する角柱形状のボス部９６が形成されている。
【００４４】
また、ハウジング９５におけるボス部９６の内面側には、ハウジング９５の開口部１１５を閉塞するように遮蔽板１１６が設けられている。この遮蔽板１１６は、金属等からなる平板状の部材であり、外周縁がハウジング９５の内面形状に倣った形状をなしている。遮蔽板１１６は、電動モータ１００と、後述する駆動制御基板１２０との間を左右方向で仕切っており、電動モータ１００で発生した熱を遮蔽、及び放熱するようになっている。遮蔽板１１６には、ボス部９６の外面側からビス１５０（図４参照）が羅合されている。また、遮蔽板１１６の外周縁には、操舵軸５３側に切り起こされた取付片１１７が形成されている。この取付片１１７には、ハウジング９５の外側からビス１５１（図４参照）が羅合されている。
【００４５】
ボス部９６のエンド部１１２には、内径が操舵軸５３の軸本体部５３ａの外径よりも大きい貫通孔９７が形成され、この貫通孔９７内に操舵軸５３が遊挿されている。
矩形軸部５３ｃは、前後方向に長い矩形状に形成され、その下部には軸線Ｃ方向に直交する方向（前後方向）に向けて貫通する貫通孔９８が形成されている。また、矩形軸部５３ｃの下端面には、貫通孔９８に連通する連通孔９９が形成されている。そして、矩形軸部５３ｃには、左右方向両側で電動モータ１００をそれぞれ支持するモータホルダ１０１が回動可能に支持されている。
【００４６】
（モータホルダ）
図７は、モータホルダの上面図であり、図８は底面図である。
図５，図７，図８に示すように、モータホルダ１０１は筒形状の部材であり、互いに同一の構成からなる第１ホルダ１０２ａ及び第２ホルダ１０２ｂにより左右方向で分割構成されている。以下の説明では、第１ホルダ１０２ａ及び第２ホルダ１０２ｂをそれぞれ区別する必要がない場合には、これら第１ホルダ１０２ａ及び第２ホルダ１０２ｂをまとめてホルダ１０２として説明する。
【００４７】
ホルダ１０２は、電動モータ１００の後述するステータ１０３が圧入される圧入筒部１０４を備えている。圧入筒部１０４の軸方向一端側には、径方向外側に向けてフランジ部１０５が形成されている。そして、フランジ部１０５の軸方向一端面には、外周面が４つの平面に形成された角筒部１０７が形成されている。
【００４８】
角筒部１０７は、フランジ部１０５に対して前後上下部分が縮小するように形成されている。モータホルダ１０１は、各ホルダ１０２の角筒部１０７同士を突き合わせて組み付けられるようになっている。具体的に、角筒部１０７は、フランジ部１０５における軸方向一端面の前後上下から軸方向（左右方向）に沿って延在する４つの壁部１０８ａ〜１０８ｄにより構成されている。各壁部１０８ａ〜１０８ｄのうち、下壁部１０８ａは、上下方向から見てフランジ部１０５から操舵軸５３の軸線Ｃ位置まで延在し、その先端部には半円状の切欠き部１０９が形成されている。各壁部１０８ａ〜１０８ｄのうち、前後方向一方側の側壁部１０８ｂは、下壁部１０８ａよりも長く形成され、また前後方向他方側の側壁部１０８ｃは下壁部１０８ａよりも短く形成されている。さらに、上壁部１０８ｄは、下壁部１０８ａよりも短く形成されている。また、角筒部１０７内は、一端側が圧入筒部１０４の内径に比べて縮径され、他端側が圧入筒部１０４の内径とほぼ同径に形成されている。
【００４９】
このように構成された各ホルダ１０２は、上述した遮蔽板１１６の中央部に形成された貫通孔１１８内に外側（ハウジング９５の開口部１１５側）からそれぞれ挿入され、フランジ部１０５が遮蔽板１１６に突き当たった状態で組み付けられている。具体的に、ホルダ１０２は、第１ホルダ１０２ａの側壁部１０８ｂ及び第２ホルダ１０２ｂの側壁部１０８ｃと、第１ホルダ１０２ａの側壁部１０８ｃ及び第２ホルダ１０２ｂの側壁部１０８ｂと、を突き合わることで組み付けられている。この際、ホルダ１０２の下壁部１０８ａ同士は、上下方向から見て操舵軸５３の軸線Ｃ位置で突き合わされるとともに、下壁部１０８ａの切欠き部１０９同士が組み合わさって円形の貫通孔１１０を構成している。また、各ホルダ１０２の上壁部１０８ｄ間には左右方向に沿って間隔が設けられ、この間隔が角筒部１０７内に連通する矩形孔１１１を構成している。
【００５０】
なお、第１ホルダ１０２ａ及び第２ホルダ１０２同士は、各ホルダ１０２の側壁部１０８ｂから上壁部１０８ｄ及び下壁部１０８ａのそれぞれに向けて、軸線Ｃ方向に直交する方向（前後方向）から図示しないビスが羅合されることで固定されている。すなわち、モータホルダ１０１は、ホルダ１０２の組み付け方向（左右方向）に直交する方向（前後方向）においてビスにより固定されている。これにより、モータホルダ１０１の軸方向における長さを短縮できる。
【００５１】
上述した矩形孔１１１には、角筒部１０７内に向けて操舵軸５３の矩形軸部５３ｃが挿入されている。また、ホルダ１０２における側壁部１０８ｂの中央部には、前後方向に貫通する貫通孔１１２（図７参照）が形成されている。この貫通孔１１２は、矩形軸部５３ｃの貫通孔９８に前後方向から見て重なるように形成されている。そして、各ホルダ１０２ａ，１０２ｂにおける側壁部１０８ｂの貫通孔１１２と、矩形軸部５３ｃの貫通孔９８と、を貫通するようにピン１１３が挿入されることで、モータホルダ１０１がピン１１３の軸線回り（操舵軸５３の軸線Ｃに直交する方向）に揺動可能に支持されている。ピン１１３は、矩形軸部５３ｃの連通孔９９内に羅合された止めネジ（不図示）により下方から押圧固定されている。
【００５２】
（電動モータ）
図５に示すように、モータホルダ１０１の軸方向他端側（圧入筒部１０４側）は、それぞれハウジング９５の開口部１１５よりも外方へ突出し、この突出部分において電動モータ１００がそれぞれ支持されている。
電動モータ１００は、いわゆるアウターロータ型のブラシレスモータであって、ステータ１０３と、ステータ１０３の外側でステータ１０３に対して回転可能とされたロータ１２１と、を備えている。
【００５３】
ステータ１０３は、円環状に形成されたステータコア１２２を有し、上述したホルダ１０２の圧入筒部１０４に圧入され、フランジ部１０５においてボルト１２３により締結固定されている。ステータコア１２２は、磁性材料の金属板を軸方向に積層したものであって、コイル１２４を巻装するための複数のティース１２５が径方向外側に向かって突設されている。これらティース１２５は、周方向に等間隔で放射状に配設され、各々絶縁材であるインシュレータ１２６が装着されている。コイル１２４は、このインシュレータ１２６上にＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相に対応して巻装されている。
【００５４】
ロータ１２１は、車軸１２９に固定された有底筒状のロータヨーク１２７を備えている。ロータヨーク１２７は、差動式キャスタ４１のホイールの役割をなし、その周壁１３１には、内周面側に複数のマグネット１３２が周方向に磁極が交互となるように設けられている。ロータヨーク１２７の開口部側には、周壁１３１の外径が縮小する段差部１３３が形成され、この段差部１３３がハウジング９５の開口部１１５内に挿入されている。
車軸１２９は、軸方向一端側がロータヨーク１２７のエンド部１２８に固定される一方、他端側が上述したホルダ１０２内に設けられた軸受１３４，１３５に回転可能に支持されている。
【００５５】
ロータヨーク１２７の周壁１３１には、床面等に接地する車輪（駆動輪）１３６がリム１３７を介して固定されている。この車輪１３６は、前後方向から見た断面の外周形状が曲面に形成されている。具体的に、曲率半径が左右方向から見た車輪１３６の半径と同等に形成された曲面部１３６ａと、曲面部１３６の周方向両端がＲ面取りされた面取り部１３６ｂと、で構成されている。
【００５６】
また、上述した遮蔽板１１６の上部には、左右方向に貫通する貫通孔１３８が形成されている。そして、遮蔽板１１６における電動モータ１００と反対側の面には貫通孔１３８を覆うようにセンサ基板１３９が設けられている。
センサ基板１３９上には、ホール素子１４１や回転角度検出回路（不図示）等が実装されている。ホール素子１４１は、貫通孔１３８を通じてロータヨーク１２７内を臨むように配置され、ロータヨーク１２７に設けられたマグネット１３２にロータヨーク１２７の径方向で対向配置されている。ホール素子１４１は、マグネット１３２から発生する磁界の変化を車軸１２９の位置情報として検出し、所定の波形の信号を回転角度検出回路に出力するようになっている。回転角度検出回路は、ホール素子１４１からの出力信号に基づいて車軸１２９の回転角度を検出する。
【００５７】
図９は図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
ここで、図５，図９に示すように、ハウジング９５内において、上述した遮蔽板１１６を間に挟んで電動モータ１００の反対側（操舵軸５３側）には、電動モータ１００の駆動制御を行う駆動制御基板１２０が設けられている。この駆動制御基板１２０は、モータホルダ１０１を下方から取り囲むＵ字状（馬蹄形状）に形成されている。すなわち、駆動制御基板１２０における左右方向から見て操舵軸５３と重なる位置には、凹状の回避部１４２が形成されている。この回避部１４２は、駆動制御基板１２０の上端縁から下方に向けて矩形状に切り欠かれてなり、その幅は、モータホルダ１０１の外径よりも大きく構成されている。回避部１４２は、ピン１１３回りの差動式キャスタ４１の揺動時に操舵軸５３との干渉を防止し得るようになっている。
【００５８】
また、駆動制御基板１２０は、遮蔽板１１６側の面が遮蔽板１１６の取付片１１７に当接している。すなわち、遮蔽板１１６の取付片１１７は、駆動制御基板１２０の基板ステーの機能も兼ねている。また、駆動制御基板１２０は、遮蔽板１１６との間にスペーサ１４３を挟んだ状態でボルト１５２によって締結固定されている。この場合、駆動制御基板１２０と遮蔽板１１６との間の空間は、ボス部９６の貫通孔９７を通って外部に連通し、電動モータ１００から遮蔽板１１６等に伝達された熱を外部へ放熱する放熱流路Ｋを構成している。
【００５９】
駆動制御基板１２０には、上述したコイル１２４の各相の端末部（不図示）が電気的に接続されている。駆動制御基板１２０は各コイル１２４への通電の切換えを行うものであって、上述したスリップリング６１から引き回される一対の供給線５７ａ，５７ｂが接続されている。具体的に、上述した供給線５７ａ，５７ｂは、軸本体部５３ａの溝部５６を通ってそれぞれモータホルダ１０１の角筒部１０７まで引き回された後、連通孔９９を通ってモータホルダ１０１とハウジング９５との内側空間に案内されている。この内側空間において、一対の供給線５７ａ，５７ｂは、それぞれ２本ずつに分岐され、そのうちの１本ずつが一方の駆動制御基板１２０に接続され、残りの１本ずつが他方の駆動制御基板１２０に接続されている。
【００６０】
駆動制御基板１２０における遮蔽板１１６と反対側の面には、複数のスイッチング素子１４４が実装されている他、スイッチング素子１４４のオン／オフを制御する制御部１４５等が実装されている。
スイッチング素子１４４は、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；電界効果型トランジスタ）等のトランジスタとＦＥＴ（トランジスタ）のドレイン−ソース間の逆流を防止するダイオードとをモータ駆動電源（不図示）に対して並列に接続した構成を有している。ＦＥＴとしてはベアチップが用いられ、このベアチップを樹脂モールドすることによって、ＦＥＴの占有スペースの縮小化を図っている。スイッチング素子１４４は相毎のＨブリッジ回路を形成し、それぞれオン／オフに切り換わることによって、各コイル１２４に供給する電流が相毎に切り換わるようになっている。また、駆動制御基板１２０におけるスイッチング素子１４４と反対側（駆動制御基板１２０における遮蔽板１１６に対向する面）には、駆動制御基板１２０に伝熱される熱を放熱するヒートシンク（不図示）が設けられている。
【００６１】
また、各電動モータ１００に対応して設けられた駆動制御基板１２０のうち、何れか一方の駆動制御基板１２０には、コントローラ２６のアンテナから送信される信号を受信するアンテナ１４６が設けられている。アンテナ１４６は、信号線（不図示）を介して両駆動制御基板１２０の制御部１４５に接続されている。
【００６２】
制御部１４５は、ＣＰＵ等からなり、アンテナ１４６で受信した信号に基づいて、例えば操作レバー２６ａの傾斜方向や傾斜角度を演算するとともに、操作レバー２６ａの操作量に応じて各電動モータ１００の回転数、回転数の比、回転方向を演算する。制御部１４５は、この演算結果に応じて各電動モータ１００を駆動させるスイッチング素子１４４を制御することで、各電動モータ１００ごとに独立して回転制御できるようになっている。なお、スイッチング素子１４４及び制御部１４５は、駆動制御基板１２０上において回避部１４２を間に挟んで対向する位置に配置され、スイッチング素子１４４で発生する熱が制御部１４５に伝わり難くなっている。
【００６３】
（作用）
次に、上述した電動車いす１０の作用について説明する。
電動車いす１０を使用するときは、一対のフットレスト１５のそれぞれに足を載せ、シート３に座った後、コントローラ２６を操作して電源を入れる。
電動車いす１０を操縦するときは、移動したい方向に操作レバー２６ａを傾倒させる。操作レバー２６ａは、初期状態で中立位置にあり、各差動式キャスタ４１は車輪１３６が前方に向いた姿勢で停止している。そして、操作レバー２６により入力された情報が差動式キャスタ４１の駆動制御基板１２０に向けて無線により送信される。例えば、操作レバー２６を前方に傾倒させときは、駆動制御基板１２０の制御部１４５が各電動モータ１００を同じ回転速度（回転比＝１）で、かつ前進する方向に正転させる。電動モータ１００の回転速度は、操作レバー２６ａの傾斜角度に合わせて変化させる。すなわち、制御部１４５の演算結果から、操作レバー２６ａの傾斜角度が小さいと判定されたときは、電動モータ１００の回転速度を小さくする。これに対して、傾斜角度が大きいと判定されたときは、電動モータ１００の回転速度を大きくする。そして、電動モータ１００のロータ１２１が回転することで各差動式キャスタ４１が駆動し、これら差動式キャスタ４１の駆動に従動してフリーキャスタ４２が回転することで電動車いす１０が前進する。電動車いす１０を後退させるときは、操作レバー２６ａを後ろ向きに傾倒させる。電動モータ１００が逆転する他は前進時と同様の動作をする。
【００６４】
また、電動車いす１０を右旋回させるときは、操作レバー２６ａを右に傾倒させる。制御部１４５は、各差動式キャスタ４１のうち、左側にある差動式キャスタ４１ａの電動モータ１００の回転数が操作レバー２６ａの傾斜角度に応じた所定の回転数になるように、かつ右側にある差動式キャスタ４１ｂの電動モータ１００の回転数がゼロ又は左側の差動式キャスタ４１ａの電動モータ１００より小さい回転数になるように、回転数及び回転比を演算する。左側の差動式キャスタ４１ａの電動モータ１００の回転方向は、前進時と同じ正転方向である。左側の差動式キャスタ４１ａの車輪１３６が所定の回転数で回転するのに対して、右側の差動式キャスタ４１ｂの車輪１３６は殆ど回転しないので、各差動式キャスタ４１ａ，４１ｂの車輪１３６の間に回転差が生じ、差動式キャスタ４１ａ，４１ｂが操舵軸５３を軸線Ｃ回りに回転し、電動車いす１０が右側に旋回する。なお、後側にある差動式キャスタ４１ｃについては、各電動モータ１００を同じ回転数、または右側の電動モータ１００の回転数が左側の電動モータ１００より小さい回転数で、かつ前進する方向に正転させる。また、電動車いす１０を左旋回させるときは、操作レバー２６ａを左に傾倒させる。各差動式キャスタ４１の電動モータ１００の動作が逆転する他は右旋回時と同様の動作をする。
【００６５】
また、本実施形態の差動式キャスタ４１は、モータホルダ１０１が操舵軸５３に対して回動可能に構成されているので、床面の凹凸に倣って車輪１３６が揺動することになる（例えば、図５中鎖線参照）。そのため、車輪１３６が確実に床面に接地し、車輪１３６が適正なグリップ力を得ることができるので、安定した走行が可能となる。
また、車輪１３６の外周面が曲率半径Ｒの曲面部１３６ａを構成しているので、外周面を平面形状に形成した場合に比べて床面との接触面積を低減できる。そのため、床面との摩擦抵抗を低減でき、スムーズで安定した走行が可能となる。また、車輪１３６は床面との接点から全方向に亘って均等に変形し、車輪１３６に作用する摩擦抵抗を均等に分散できる。この場合、車輪１３６における床面との接触面が略円形となり、より安定した走行が可能となる。
【００６６】
さらに、電子車いす１０のシート２１の高さを調整するときは、コントローラ２６を操作して、設定したい高さを入力する。すると、コントローラ２６により入力された情報が制御装置に向けて送信される。制御装置はコントローラ２６から出力される信号に基づいて、リニアアクチュエータ３０のストローク量やシート２１の昇降量を演算し、これに基づいてリニアアクチュエータ３０のモータ３７の回転数や回転方向を演算する。この演算結果に基づいてモータ３７が回転駆動することで、外筒３７内のネジナットが回転し、ボールネジ３８が外筒３７内を進退移動する。例えば、シート２１の高さを現時点より高くする場合には、ボールネジ３８が外筒３７から進出することでシート２１が上方へ押し上げられる（図１中鎖線参照）。すると、Ｘリンク３２のリンクバー３４ａ，３４ｂが回動するとともに、リンクバー３４ａの下端及びリンクバー３４ｂの上端が、図示しないガイドによってそれぞれ後方に移動する。これにより、リンクバー３４ａ，３４ｂが起き上がるように移動することで、シート２１を支持しつつ、リニアアクチュエータ３０とともにシート２１を上昇させることができる。なお、シート２１を下降させる場合には、ボールネジ３８を外筒３７へ退出させることで、上述と逆の動作が行われてシート２１が下降する。
【００６７】
このように、本実施形態では、縮径部５３ｂに圧入固定された回転端子７１，７８と、回転端子７１，７８の径方向外側から回転端子７１，７８の電極部７４，８２の外周面に摺接可能な摺接端子７２，７９と、を備えている構成とした。
この構成によれば、回転端子７１，７８と摺接端子７２，７９とを径方向で摺接させることで、両端子を軸方向で摺接させる場合に比べて、スリップリング６１の軸方向における長さを縮小できる。したがって、スリップリング６１の小型化が可能となる。
特に、本実施形態によれば、バッテリとスリップリング６１とを電気的に接続する電力供給線８０，８８が、摺接端子７２，７９から径方向外側に向けて引き出されているため、従来のように外部接続端子が軸方向に突出している場合に比べて軸方向における長さをより縮小できる。
【００６８】
さらに、縮径部５３ｂの端部に直接エンコーダ９３を取り付けることで、スリップリングに噛合されたギヤ等の回転角度を検出する場合に比べて、部品点数の削減を図り、スリップリング６１の低コスト化を実現できるとともに、エンコーダ９３による検出精度を向上できる。
【００６９】
さらに、本実施形態の差動式キャスタ４１は、上述したスリップリング６１を介して給電を行うことで、差動式キャスタ４１を同一方向に連続回転させた場合であっても、供給線５７ａ，５７ｂの捩れを防止することができる。このため、供給線５７ａ，５７ｂの捩れによる断線を防止することができ、信頼性の高い差動式キャスタ４１を提供することが可能になる。
また、操舵軸５３の上端部分（縮径部５３ｂ）にスリップリング６１が一体的に設けられているため、別体のスリップリングを差動式キャスタに取り付ける場合と異なり、両者を連結するためのカップリング部材を用いる必要がない。そのため、部品点数の削減を図り、差動式キャスタ４１の低コスト化を図ることができる。さらに、差動式キャスタ４１の軸線Ｃ方向における長さを短縮できるので、差動式キャスタ４１の小型化を図ることができる。
そして、本実施形態の電動車いす１０は、上述した差動式キャスタ４１を備えているため、差動式キャスタ４１（スリップリング６１）のベース部１１の上方への突出量を抑えることができる。これにより、ベース部１１上において差動式キャスタ４１の突出部分が足の妨げになるのを抑制できる。
【００７０】
さらに、本実施形態では、電動モータ１００にブラシ付きの電動モータに比べて小型で高回転トルクなアウターロータ型のブラシレスモータを採用する構成とした。
この構成によれば、減速機構を介することなく、車輪１３６をダイレクトに駆動することができるので、車輪１３６への駆動力の伝達効率を向上できる。さらに、減速機構の設置スペースを削減でき、差動式キャスタ４１の小型化が可能となるとともに、部品点数を削減して、低コスト化を実現できる。
また、ブラシ付モータと比較して高精度に電動モータ１００の回転制御を行うことができる。
【００７１】
ここで、電動モータ１００と操舵軸５３との間に、駆動制御基板１２０を配置することで、電動モータ１００と駆動制御基板１２０とを電気的に接続する導線等の配索経路を可能な限り短縮することができる。そのため、例えば差動式キャスタの外部に駆動制御基板を設け、この駆動制御基板まで導線を引き回す場合に比べて、導線の引き回しの複雑化を防止して、ハウジング９５内（電動モータ１００周辺）のレイアウト性を向上できる。また、導線を短縮することで、小型化及び低コスト化を図ることもできる。その結果、アウターロータ型のブラシレスモータに好適な差動式キャスタ４１を提供できる。
【００７２】
そして、本実施形態では、電動モータ１００の駆動制御を行う駆動制御基板１２０において、左右方向から見て操舵軸５３と重なる位置に回避部１４２を形成する構成とした。
この構成によれば、床面の凹凸に倣って差動キャスタ４１が揺動する場合に、操舵軸５３と駆動制御基板１２０とが干渉することないので、床面の凹凸に追従した安定した走行が可能となる。この場合、例えば操舵軸と駆動制御基板との干渉を防止するために、駆動制御基板を差動キャスタ４１の外部に別体で設ける等の必要もないので、導線の引き回しの複雑化を防止できる。また、駆動制御基板と操舵軸５３との距離を可能な限り接近させることができるので、差動式キャスタ４１の左右方向の幅をコンパクトにできる。
【００７３】
さらに、モータホルダ１０１を下方から取り囲む凹状に回避部１４２を形成することで、モータホルダ１０１の周囲にも電子部品を実装できるので、駆動制御基板１２０の実装面積を確保した上で、駆動制御基板１２０と操舵軸５３との干渉を確実に防ぐことができる。また、駆動制御基板１２０の上方から回避部１４２に向けてモータホルダ１０１を挿入することで、両者を簡単に組み付けることができる。これにより、例えば回避部を円形にする場合に比べて、駆動制御基板１２０の組み付け性を向上させることができる。
【００７４】
また、駆動制御基板１２０と電動モータ１００との間に、遮蔽板１１６が配置されているため、電動モータ１００で発生する熱が駆動制御基板１２０に伝わるのを抑制できる。しかも、駆動制御基板１２０と遮蔽板１１６との間に放熱流路Ｋが形成されているため、電動モータ１００から遮蔽板１１６等に伝達された熱を速やかに外部に放熱できる。
これにより、駆動制御基板１２０の熱による影響を抑制できる。
【００７５】
また、駆動制御基板１２０にアンテナ１４６を実装することで、コントローラ２６からの出力信号を無線により受信できる。これにより、導線の引き回しの複雑化を防止して、構成の簡素化を図るとともに、製造効率の向上、及び差動式キャスタ４１の小型化を図ることができる。
【００７６】
そして、本実施形態の電動車いす１０は、上述した差動式キャスタ４１を備えているため、小型化及び低コスト化を図り、運低性能に優れた電動車いす１０を提供できる。
【００７７】
なお、本発明の技術範囲は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上述した実施形態では、本発明の差動式キャスタ４１を電動車いす１０に搭載した場合について説明したが、これに限らず、倉庫等に保管された部品を搬送する搬送車等、自走可能とする車両に搭載可能である。
また、上述した実施形態では回避部１４２を凹状に形成した場合について説明したが、これに限らず、操舵軸５３に干渉しない形状であれば、円形等、適宜設計変更が可能である。
【００７８】
さらに、差動式キャスタ４１やフリーキャスタ４２のレイアウト等は適宜設計変更が可能である。
また上述した実施形態では、インシュレータリング７３，８１に貫通孔８３，８４を形成して、正極側供給線５７ａを電動モータ駆動制御基板１２０まで引き回す構成について説明したが、これに限らず、縮径部５３を中空にしたり、溝部を形成したりして縮径部５３内に正極側供給線５７ａを引き回しても構わない
【００７９】
さらに、上述した実施形態では、コントローラ２６や、操作レバー２６ａ、制御装置、駆動制御基板１２０等の通信を無線により行う構成について説明したが、これに限らず、有線で行っても構わない。
この場合、駆動制御基板１２０とスリップリング６１とを接続する供給線５７ａ，５７ｂに操作レバー２６ａからの出力信号を重畳させる構成にしても構わない。これにより、操作レバー２６ａと駆動制御基板１２０とを有線で通信できるので、操作レバー２６ａと駆動制御基板１２０とを無線で通信する場合に比べて、ノイズ等の影響を排除できる。その結果、操作レバー２６ａからの出力信号をより確実に駆動制御基板１２０に出力できる。
【符号の説明】
【００８０】
１０…電動車いす １１…ベース部（架台） ２１…シート ４１，４１ａ〜４１ｃ…差動式キャスタ ５３…操舵軸 ５３ｂ…縮径部（回転軸） ６１…スリップリング ７１，７８…回転端子 ７２，７９…摺接端子 ８０…電力供給線 ８６…ブラシホルダ ８７…ブラシ ８８…電力供給線 ９３…エンコーダ（回転角度検出部） １００…電動モータ １３６…車輪（駆動輪）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スリップリング、差動式キャスタ、及び電動車いすに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、高齢者や身障者等の移動手段として、差動式キャスタを用いて自走可能にした電動車いすが知られている。この電動車いすは、ベース部と、ベース部の上面側に取り付けられたシートと、ベース部の下面側に取り付けられた差動式キャスタと、を備えている（例えば、特許文献１参照）。そして、電動車いすは、シートのアームレストに設けられた操作レバーを操作することで、差動式キャスタを回転駆動させ、自走するようになっている。
差動式キャスタは、鉛直軸を中心に回転可能に支持された操舵軸と、操舵軸の下端に設けられ、水平軸を中心に回転可能に支持された一対の駆動輪と、を備え、各駆動輪に内蔵された電動モータにより、各駆動輪が独立して駆動するようになっている。
【０００３】
ところで、差動式キャスタの電動モータには、ベース部等に設けられたバッテリから電力を供給する必要がある。この際、バッテリと、電動モータとを電力供給線により接続すると、操舵軸の同一方向への連続回転により電力供給線が捩れたり、操舵軸に絡まったりする虞がある。
【０００４】
そこで、差動式キャスタに別体のスリップリングを取り付け、このスリップリングを介して、差動式キャスタの電動モータと、バッテリとを接続する構成が検討されている。
スリップリングは、円環状の導体板を設けた一方のハウジングと、この導体板に軸方向で摺接する接触子を設けた他方のハウジングと、を備えている（例えば、特許文献２参照）。そして、スリップリングでは、電動車いすのベース部側に一方のハウジングを、差動式キャスタの操舵軸側に他方のハウジングを固定することで、操舵軸の回転角に拘らず、電動モータとバッテリ間の電気的接続を常時維持できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１３６８３７号公報
【特許文献２】特開平５−１４４５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したスリップリングでは、バッテリや、電動モータと電気的接続するための端子が、それぞれハウジングから上下方向（軸方向）に向けて突出しているため、スリップリングの軸長が長いという課題がある。そのため、スリップリングを差動式キャスタに取り付けた場合に、差動式キャスタの軸長（操舵軸の軸長）が長くなり、ベース部から上方に向けて大きく突出する。そのため、搭乗時等において使用者の足の妨げになる虞があった。
また、差動式キャスタに別体のスリップリングを取り付けるためには、スリップリングの他方のハウジングと操舵軸とを連結するためのカップリング部材が必要になり、これも差動式キャスタの軸長の増加に繋がる原因となる。さらに、カップリング部材を用いることで、部品点数の増加に繋がるとともに、製造コストが増加するという課題もある。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、小型化、及び部品点数の削減を図り、低コストなスリップリング、差動式キャスタ、及び電動車いすを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、回転軸と、前記回転軸に外嵌固定した回転端子と、前記回転軸の周方向に沿って配置し、前記回転軸の径方向の外側から前記回転端子の外周面に摺接可能な摺接端子と、を備え前記摺接端子に、外部電源に電気的接続する電力供給線を設け、前記電力供給線を、前記摺接端子から前記径方向の外側に向けて引き出すことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載した発明は、前記摺接端子は、前記回転端子に摺接するブラシと、前記ブラシを前記回転端子に対して進退可能に収容するブラシホルダと、前記ブラシホルダ内に設け、前記ブラシを前記回転端子に向けて付勢する付勢手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載した発明は、前記回転軸の前記回転端子が外嵌固定されている側の端部に、前記回転軸の回転角度を検出する回転角度検出部を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載した発明は、前記摺接端子を、前記周方向に沿って等間隔に複数配置したことを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載した発明は、上記本発明のスリップリングを用いた差動式キャスタにおいて、取付け板と、前記取付け板に回転自在に支持した操舵軸と、前記操舵軸の一端側に設けた一対の駆動輪と、前記一対の駆動輪にそれぞれ内蔵した電動モータと、を備え、前記操舵軸の他端に、前記スリップリングの前記回転軸を一体的に形成したことを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載した発明は、架台と、前記架台の上方に設け、使用者が着座するシートと、前記架台の下方に設け、前記架台を走行可能とする上記本発明の差動式キャスタと、を備え、前記差動式キャスタを、前記取付け板を介して前記架台に固定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るスリップリングによれば、回転端子と摺接端子とを径方向で摺接させることで、両端子を軸方向で摺接させる場合に比べて、スリップリングの軸方向における長さを縮小できる。特に、外部電源とスリップリングとを電気的に接続する電力供給線が、摺接端子から径方向外側に向けて引き出されているため、従来のように外部接続端子が軸方向に突出している場合に比べて軸方向における長さをより縮小できる。したがって、スリップリングの小型化が可能となる。
また、本発明に係る差動式キャスタによれば、操舵軸の他端にスリップリングの回転軸が一体的に形成されているため、別体のスリップリングを差動式キャスタに取り付ける場合と異なり、両者を連結するためのカップリング部材を用いる必要がない。そのため、差動式キャスタの軸線方向における長さを短縮でき、差動式キャスタの小型化を図ることができる。また、部品点数の削減を図り、低コスト化を実現できる。
また、本発明に係る電動車いすによれば、上記本発明の差動式キャスタを備えているため、差動式キャスタの架台の上方への突出量を抑えることができる。これにより、架台上において差動式キャスタの突出部分が足の妨げになるのを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態における電動車いすの側面図である。
【図２】実施形態における電動車いすの正面図である。
【図３】実施形態における電動車いすの底面図である。
【図４】実施形態における差動式キャスタの正面図である。
【図５】実施形態における差動式キャスタの断面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図７】実施形態におけるモータホルダの上面図である。
【図８】実施形態におけるモータホルダの底面図である。
【図９】図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（電動車いす）
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は電動車いすの側面図であり、図２は正面図、図３は底面図である。なお、以下の説明における前後上下左右等の向きは、特に記載が無ければ電動車いすにおける向きと同一とする。
図１〜図３に示すように、電動車いす１０は、ベース部（架台）１１と、ベース部１１の上方に設けられた搭乗部１２と、ベース部１１及び搭乗部１２の間に設けられた昇降機構１３と、ベース部１１の下方に設けられた走行機構１４と、を主に有している。
【００１７】
（搭乗部）
搭乗部１２は、シート２１と、シート２１の下方に配置された一対のフットレスト２２と、を備えている。
シート２１は、使用者の臀部を支持するシートクッション２３と、シートクッション２３の後端部から上方へ延在して使用者の腰部及び背部を支持するシートバック２４と、シートバック２４の左右両側に設けられた一対のアームレスト２５と、を備えている。
【００１８】
各アームレスト２５は、シートバック２４の上下方向中途部から前方へ延在し、後端部を支点にして上下方向に傾動可能に支持されている。また、一対のアームレスト２５のうち、右側のアームレスト２５には、電動車いす１０を操作するためのコントローラ２６が配設されている。コントローラ２６は、電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替えたり、電動車いす１０を静止位置で回転させたり、シート２１を昇降させたりするボタン等が配設された操作パネル（不図示）を有している。さらに、コントローラ２６は、電動車いす１０の移動方向及び速度を入力可能な操作レバー２６ａを備えている。なお、コントローラ２６には、図示しないアンテナが設けられ、コントローラ２６（操作レバー２６ａ）の操作に応じた情報が後述する制御装置や駆動制御基板１２０に向けて無線により送信されるようになっている。
【００１９】
シートクッション２３の前端部における左右両側には、一対のフットレストフレーム２７が取り付けられている。各フットレストフレーム２７は、シートクッション２３の前端部から下方に向けて延在し、その下端部分にフットレスト２８が取り付けられている。フットレスト２８は、使用者の足部を支持するための板状の部材であり、左右方向に沿って延在している。具体的に、フットレスト２８は、一端側がフットレストフレーム２７にそれぞれ片持ち状に支持され、他端側が対向するフットレストフレーム２７に向けて延在している。また、前後方向において、フットレスト２８は、前方にかけて上方に向けて傾斜するように配置されている。
【００２０】
ベース部１１は、図３に示すように、上下方向から見て長方形状の本体部１１ａと、本体部１１ａの前端部における左右両側から前方に向けて突出する一対の小径円弧部１１ｂと、本体部１１ａの後端部から後方に向けて突出する大径円弧部１１ｃと、で構成されている。ベース部１１の下面には、ベース部１１の剛性を高めるための複数の梁部１１ｄが配索されている。なお、ベース部１１上には、後述する差動式キャスタ４１や昇降機構１３等の各電装品に給電するためのバッテリ（不図示）や、コントローラ２６からの出力信号に基づいて各電装品を統括的に制御する制御装置（不図示）が搭載されている。
【００２１】
また、図１，図２に示すように、ベース部１１における左右方向中央部には、一対のＣ型チャネル２９が固定されている。Ｃ型チャネル２９は、下面がベース部１１の本体部１１ａに固定されるとともに、開口部同士を対向させた状態で前後方向に延在している。さらに、左右方向において対向するＣ型チャネル２９の間であって、ベース部１１における中央部よりも前側には貫通孔１１ｅが形成されている。そして、この貫通孔１１ｅを下側から覆うように後述するリニアアクチュエータ３０を支持する支持フレーム３１が設けられている。
【００２２】
（昇降機構）
昇降機構１３は、シート２１を昇降させるリニアアクチュエータ３０と、Ｃ型チャネル２９及びシート２１を連結するＸリンク３２と、を有している。
図１に示すように、リニアアクチュエータ３０は、例えばボールネジ式のリニアアクチュエータであって、ハウジング３５内に収容されたモータ３６（図３参照）と、モータ３６の回転軸と直交するように配置された外筒３７と、外筒３７内に同軸上に配置されるとともに、図示しないギヤを介してモータに連結されたネジナット（不図示）と、外筒３７内でネジナットに羅合されたボールネジ３８と、を備えている。すなわち、リニアアクチュエータ３０は、モータ３６が回転駆動することで、ネジナットが回転してボールネジ３８が外筒３７内を進退可能に構成されている。そして、リニアアクチュエータ３０は、ハウジング３５が上述した支持フレーム３１に連結される一方、ボールネジ３８の上端側がシートクッション２３に連結され、上方にかけて後方に向けて傾斜した状態で配置されている。
【００２３】
Ｘリンク３２は、シート２１の左右に一対設けられ、中央部でリンク軸３３を介して相対回転可能に連結された２つのリンクバー３４ａ，３４ｂによりそれぞれ構成されている。一方のリンクバー３４ａの上端は、シートクッション２３の後部で回転可能に連結される一方、下端はＣ型チャネル２９の前部で回転可能に連結されている。また、他方のリンクバー３４ｂの上端は、シートクッション２３の前部で回転可能に連結される一方、下端はＣ型チャネル２９の後部で回転可能に連結されている。さらに、リンクバー３４ａの下端及びリンクバー３４ｂの上端は、図示しないガイドによってそれぞれ前後方向に沿って移動可能に構成されている。
【００２４】
（走行機構）
図３に示すように、走行機構１４は、３つの差動式キャスタ４１と、２つのフリーキャスタ４２と、で構成されている。各差動式キャスタ４１のうち、２つの差動式キャスタ４１ａ，４１ｂは、ベース部１１の前側に形成された一対の小径円弧部１１ｂにそれぞれ配置される一方、１つの差動式キャスタ４１ｃは、大径円弧部１１ｃにおける左右方向中央部に配置されている。この場合、上下方向から見て、各差動式キャスタ４１ａ〜４１ｃの軸線Ｃ（後述する操舵軸５３の軸線）同士を結んでなる三角形Ｓは、差動式キャスタ４１ａ，４１ｂ間の直線を底辺とし、差動式キャスタ４１ａ，４１ｂ、及び差動式キャスタ４１ｃ間の直線を斜辺とした二等辺三角形となる。そして、ベース部１１上において、上述したリニアアクチュエータ３０の軸線が三角形Ｓの内接円の中心（三角形Ｓの重心）を通るように設計されている。また、この場合、リニアアクチュエータ３０の軸線方向は、シート２１に着座する使用者の椎骨の配列方向に略一致するように設定されている。
【００２５】
このように、リニアアクチュエータ３０の軸線方向を、シート２１に着座する使用者の椎骨の配列方向に略一致させることで、使用者の荷重がシート２１の後寄りに作用することになる。また、シートバック２４により使用者は背部から保持されるため、使用者の荷重が作用する位置は、着座位置から前方に移動することはあっても、後方に移動することはない。そのため、差動式キャスタ４１ａ〜４１ｃのレイアウトを前後方向に長い三角形Ｓとして、三角形Ｓの重心がベース部１１の前側に位置する場合であっても、差動式キャスタ４１ａ〜４１ｃ及びフリーキャスタ４２によってシート２１に作用する荷重を安定して支持できる。そのため、電動車いす１０の左右方向の幅を縮小した上で、電動車いす１０の姿勢を安定させることができる。
【００２６】
図１に示すように、フリーキャスタ４２は、ベース部１１（本体部１１ａ）の後部において、差動式キャスタ４１ｃを左右方向で挟むように配置されている。また、フリーキャスタ４２は、サスペンション部材４３を介してベース部１１に取り付けられている。
【００２７】
サスペンション部材４３は、上部ブラケット４４及び下部ブラケット４５と、各ブラケット４４，４５間に配置された支柱４６と、支柱４６の周囲を囲むように配置されたスプリング４７と、を備えている。支柱４６は、下端側が下部ブラケット４５に固定される一方、上端側が上部ブラケット４４の貫通孔（不図示）を貫通して上部ブラケット４４の上面側でストッパ４８に保持されている。また、スプリング４７は、各ブラケット４４，４５に挟持されるように配置され、各ブラケット４４，４５を離間させる方向に付勢している。すなわち、サスペンション部材４３は、支柱４６が上部ブラケット４４の貫通孔内を移動することにより、各ブラケット４４，４５が接近離間するように構成されている。そして、サスペンション部材４３は、上部ブラケット４４がベース部１１の下面に固定される一方、下部ブラケット４５にフリーキャスタ４２が回転可能に支持されている。なお、上下方向から見てベース部１１における支柱４６と重なる位置（上部ブラケット４４の貫通孔と重なる位置）には、支柱４６との干渉を防止する図示しない貫通孔が形成されている。
【００２８】
（差動式キャスタ）
次に、本実施形態における差動式キャスタについて説明する。図４は差動式キャスタの正面図であり、図５は断面図である。なお、上述した３つの差動式キャスタ４１ａ〜４１ｃはともに同一の構成であるため、以下の説明では一の差動式キャスタ４１について説明する。
図４，図５に示すように、差動式キャスタ４１は、ベース部１１に取り付けるための取付け板５１を備えている。取付け板５１は、ベース部１１に形成された貫通孔１１ｆ内に挿入されるカラー部５１ａと、カラー部５１ａの下端から径方向外側に向けて張り出す外フランジ部５１ｂと、カラー部５１ａの上端から径方向内側に向けて張り出す内フランジ部５１ｃと、を備えている。そして、外フランジ部５１ｂ及びベース部１１がボルト（不図示）により締結されることで、差動式キャスタ４１がベース部１１に固定されている。
【００２９】
取付け板５１のカラー部５１ａ内には、２つの軸受５２を介して差動式キャスタ４１の操舵軸５３が回転可能に支持されている。
操舵軸５３は、軸線Ｃ方向が上下方向に一致した状態で配置されている。具体的に、軸受５２に支持される軸本体部５３ａと、軸本体部５３ａの上部に一体的に形成されて軸本体部５３ａよりも外径が縮小した縮径部（回転軸）５３ｂと、軸本体部５３ａの下部に一体的に形成されて上下方向から見て矩形状に形成された矩形軸部５３ｃと、により構成されている。
【００３０】
図６は図５のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
図５，図６に示すように、軸本体部５３ａには、軸受５２を間に挟んで両側にストッパ５４，５５が固定され、操舵軸５３の軸線Ｃ方向への移動を規制している。また、軸線Ｃ方向から見て、軸本体部５３ａの外周面には、軸本体部５３ａの径方向内側に向けて切り込まれた一対の溝部５６が、軸線Ｃ方向に沿って延在している。これら溝部５６は、後述する電動モータ１００に電力を供給するための電力供給線（正極側供給線５７ａ及び負極側供給線５７ｂ）を案内するためのものであって、軸本体部５３ａの周方向で１８０度異なる位置に形成されている。
【００３１】
（スリップリング）
ここで、図４，図５に示すように、縮径部５３ｂにはスリップリング６１が取り付けられている。スリップリング６１は、上下方向（軸線Ｃ方向）で分割構成されたケーシング６２（上側ケーシング６２ａ及び下側ケーシング６２ｂ）と、上側ケーシング６２ａ及び下側ケーシング６２ｂに挟持された台座６３と、台座６３及び上側ケーシング６２ａの間に配置された正極側端子部６４ａと、台座６３及び下側ケーシング６２ｂの間に配置された負極側端子部６４ｂと、を備えている。
【００３２】
下側ケーシング６２ｂは、有底筒状に形成され、そのエンド部６５には縮径部５３ｂが挿通される貫通孔６６が形成されている。この貫通孔６６の周縁部には下方に沿って延在する首部６７が形成されている。この首部６７は、ベース部１１の貫通孔１１ｆ内に挿入されるとともに、上述した取付け板５１のカラー部５１ａに外嵌されている。また、下側ケーシング６２ｂの側壁７０には、下側ケーシング６２の径方向に沿って貫通する貫通孔１６０が、周方向に沿って複数形成されている。
台座６３は、アルミニウム等からなるリング状の部材であり、その外周側が下側ケーシング６２における側壁７０の上面に支持されている。
【００３３】
上側ケーシング６２ａは、下側ケーシング６２ｂよりも外径が小さい有底筒状に形成され、その開口縁には径方向外側に張り出す外フランジ部６８が形成されている。そして、この外フランジ部６８と、上述した下側ケーシング６２ｂの側壁７０と、の間に台座６３の外周側を挟持した状態で、ケーシング６２及び台座６３が固定されている。また、上側ケーシング６２ａの側壁６９には、径方向に沿って貫通する貫通孔１６１が、周方向に沿って複数形成されている。
【００３４】
ここで、負極側端子部６４ｂは、回転端子７１及び摺接端子７２を備えている。回転端子７１は、インシュレータリング７３の外周面に電極部７４が設けられたものである。インシュレータリング７３は、絶縁材料からなる円筒形状のものであり、縮径部５３ｂにおける下部に圧入固定され、下側ケーシング６２ｂの径方向内側に配置されている。
電極部７４は、インシュレータリング７３の周方向における略全周に亘って形成され、周方向における一部には磨耗粉排出用のスリット（不図示）が軸線Ｃ方向に沿って形成されている。また、電極部７４の下縁部の周方向における一部には、負極側供給線５７ｂが接続されている。負極側供給線５７ｂは、回転端子７１から下方に引き出されて軸本体部５３ａにおける一方の溝部５６（図６参照）内に収容されている。
【００３５】
摺接端子７２は、ホルダステー７５を備えている。ホルダステー７５は、樹脂材料等からなる略円板状のものであり、台座６３における下面に支持されている。ホルダステー７５の下面には、ブラシホルダ７６が４つ固定されている。ブラシホルダ７６は真鋳等で直方体の箱状に形成されたものであって、長手方向がホルダステー７５の径方向に沿うように放射状（回転端子７１の周方向に沿って等間隔）に配置されている。ブラシホルダ７６には、それぞれブラシ７７が図示しないスプリング（付勢手段）を介して付勢された状態で出没可能に内装されている。
【００３６】
このように、ブラシ７７がスプリングによって回転端子７１の電極部７４に向けて付勢されているため、ブラシ７７の先端部を径方向外側から電極部７４の外面形状に倣って常に摺接させることができる。また、複数のブラシ７７を摺接可能に設けることで、回転端子７１と摺接端子７２とを確実に摺接させ、安定した通電が可能となり、ＳＮ比（ｓｉｇｎａｌ−ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）を向上できる。なお、ブラシ７７は、１個以上であれば、４個に限られない。また、ブラシ７７を複数個設ける場合には、各ブラシ７７を回転端子７１の周方向に沿って等間隔に配置することが好ましい。
【００３７】
また、ホルダステー７５には、バスバー（不図示）が設けられ、ピグテール（不図示）を介して各ブラシ７７と電気的に接続されている。そして、バスバーには、電力供給線８０が接続されている。電力供給線８０は、下側ケーシング６２ｂの側壁７０に形成された貫通孔１６０からケーシング６２ｂ外に引き出されてバッテリの負極に接続されている。すなわち、本実施形態の負極側端子部６４ｂは、バッテリと負極側端子部６４ｂとを接続する電力供給線８０が、下側ケーシング６２ｂから径方向外側（左右方向）に向けて引き出されている。
【００３８】
一方、正極側端子部６４ａは、負極側端子部６４ｂと同様の構成からなる回転端子７８及び摺接端子７９を備え、負極側端子部６４ｂを上下反転した状態で、台座６３の上面側に配置されている。具体的に、回転端子７８のインシュレータリング８１は、縮径部５３ｂにおける上部に圧入固定され、上側ケーシング６２ａの径方向内側に配置されている。
電極部８２は、インシュレータリング８１の周方向における略全周に亘って形成され、周方向における一部には磨耗粉排出用のスリット（不図示）が形成されている。また、電極部８２の上縁部の周方向における一部には、正極側供給線５７ａが接続されている。正極側供給線５７ａは、各回転端子７１，７８のインシュレータリング７３，８１に形成された貫通孔８３，８４を通って下方に引き回され、軸本体部５３ａにおける他方の溝部５６（図６参照）内に収容されている。
【００３９】
摺接端子７９のホルダステー８５は、台座６３の上面に支持されている。ホルダステー８５の上面には、ブラシホルダ８６が４つ固定されている。ブラシホルダ８６には、それぞれブラシ８７が図示しないスプリング（付勢手段）を介して付勢された状態で出没可能に内装され、その先端部が回転端子７１の電極部７４に径方向外側から摺接した状態になっている。
【００４０】
また、各ブラシ８６は、ピグテール（不図示）を介してホルダステー８５に設けられた図示しないバスバーに電気的に接続されている。そして、バスバーには、電力供給線８８が接続されている。電力供給線８８は、上側ケーシング６２ａの側壁６９に形成された貫通孔１６１からケーシング６２ａ外に引き出されてバッテリの正極に接続されている。すなわち、本実施形態の正極側端子部６４ａは、バッテリと正極側端子部６４ａとを接続する電力供給線８８が、上側ケーシング６２ａから径方向外側（左右方向）に向けて引き出されている。
【００４１】
このように、差動式キャスタ４１の縮径部５３ｂに回転端子７１，７８及び摺接端子７２，７９が一体的に設けられることで、本実施形態のスリップリング６１が差動式キャスタ４１と一体的に構成されている。この場合、ケーシング６２の上下方向にバッテリとスリップリング６１とを電気的接続するための端子等は設けられていない。
【００４２】
また、上側ケーシング６２ａのエンド部８９における径方向中央部には、貫通孔９１が形成され、上述した操舵軸５３（縮径部５３ｂ）の上端部は貫通孔９１の内側に位置している。縮径部５３ｂの上端部は、縮径部５３ｂよりもさらに縮径され、ここにセンサマグネット９２が取り付けられている。センサマグネット９２は、操舵軸５３の回転角度を検出するためのエンコーダ（回転角度検出部）９３の一方を構成するものである。そして、上側ケーシング６２ａには、エンコーダ９３の他方を構成するセンサ基板９４が貫通孔９１を覆うように配置されている。また、センサ基板９４は、リード線９０を介してベース部１１上に設けられた制御装置に接続されている。センサ基板９４は、センサマグネット９２から発生する磁界の変化を操舵軸５３の位置情報として検出し、所定の波形の信号を制御装置に出力するようになっている。制御装置は、センサ基板９４からの出力信号に基づいて操舵軸５３の回転角度を検出する。
【００４３】
上述した操舵軸５３における軸本体部５３ａ及び矩形軸部５３ｃは、ハウジング９５内に収容されている。このハウジング９５は、左右方向を軸方向とした円筒形状のものであり、その上半部には上方（径方向外側）へ突出する角柱形状のボス部９６が形成されている。
【００４４】
また、ハウジング９５におけるボス部９６の内面側には、ハウジング９５の開口部１１５を閉塞するように遮蔽板１１６が設けられている。この遮蔽板１１６は、金属等からなる平板状の部材であり、外周縁がハウジング９５の内面形状に倣った形状をなしている。遮蔽板１１６は、電動モータ１００と、後述する駆動制御基板１２０との間を左右方向で仕切っており、電動モータ１００で発生した熱を遮蔽、及び放熱するようになっている。遮蔽板１１６には、ボス部９６の外面側からビス１５０（図４参照）が羅合されている。また、遮蔽板１１６の外周縁には、操舵軸５３側に切り起こされた取付片１１７が形成されている。この取付片１１７には、ハウジング９５の外側からビス１５１（図４参照）が羅合されている。
【００４５】
ボス部９６のエンド部１１２には、内径が操舵軸５３の軸本体部５３ａの外径よりも大きい貫通孔９７が形成され、この貫通孔９７内に操舵軸５３が遊挿されている。
矩形軸部５３ｃは、前後方向に長い矩形状に形成され、その下部には軸線Ｃ方向に直交する方向（前後方向）に向けて貫通する貫通孔９８が形成されている。また、矩形軸部５３ｃの下端面には、貫通孔９８に連通する連通孔９９が形成されている。そして、矩形軸部５３ｃには、左右方向両側で電動モータ１００をそれぞれ支持するモータホルダ１０１が回動可能に支持されている。
【００４６】
（モータホルダ）
図７は、モータホルダの上面図であり、図８は底面図である。
図５，図７，図８に示すように、モータホルダ１０１は筒形状の部材であり、互いに同一の構成からなる第１ホルダ１０２ａ及び第２ホルダ１０２ｂにより左右方向で分割構成されている。以下の説明では、第１ホルダ１０２ａ及び第２ホルダ１０２ｂをそれぞれ区別する必要がない場合には、これら第１ホルダ１０２ａ及び第２ホルダ１０２ｂをまとめてホルダ１０２として説明する。
【００４７】
ホルダ１０２は、電動モータ１００の後述するステータ１０３が圧入される圧入筒部１０４を備えている。圧入筒部１０４の軸方向一端側には、径方向外側に向けてフランジ部１０５が形成されている。そして、フランジ部１０５の軸方向一端面には、外周面が４つの平面に形成された角筒部１０７が形成されている。
【００４８】
角筒部１０７は、フランジ部１０５に対して前後上下部分が縮小するように形成されている。モータホルダ１０１は、各ホルダ１０２の角筒部１０７同士を突き合わせて組み付けられるようになっている。具体的に、角筒部１０７は、フランジ部１０５における軸方向一端面の前後上下から軸方向（左右方向）に沿って延在する４つの壁部１０８ａ〜１０８ｄにより構成されている。各壁部１０８ａ〜１０８ｄのうち、下壁部１０８ａは、上下方向から見てフランジ部１０５から操舵軸５３の軸線Ｃ位置まで延在し、その先端部には半円状の切欠き部１０９が形成されている。各壁部１０８ａ〜１０８ｄのうち、前後方向一方側の側壁部１０８ｂは、下壁部１０８ａよりも長く形成され、また前後方向他方側の側壁部１０８ｃは下壁部１０８ａよりも短く形成されている。さらに、上壁部１０８ｄは、下壁部１０８ａよりも短く形成されている。また、角筒部１０７内は、一端側が圧入筒部１０４の内径に比べて縮径され、他端側が圧入筒部１０４の内径とほぼ同径に形成されている。
【００４９】
このように構成された各ホルダ１０２は、上述した遮蔽板１１６の中央部に形成された貫通孔１１８内に外側（ハウジング９５の開口部１１５側）からそれぞれ挿入され、フランジ部１０５が遮蔽板１１６に突き当たった状態で組み付けられている。具体的に、ホルダ１０２は、第１ホルダ１０２ａの側壁部１０８ｂ及び第２ホルダ１０２ｂの側壁部１０８ｃと、第１ホルダ１０２ａの側壁部１０８ｃ及び第２ホルダ１０２ｂの側壁部１０８ｂと、を突き合わることで組み付けられている。この際、ホルダ１０２の下壁部１０８ａ同士は、上下方向から見て操舵軸５３の軸線Ｃ位置で突き合わされるとともに、下壁部１０８ａの切欠き部１０９同士が組み合わさって円形の貫通孔１１０を構成している。また、各ホルダ１０２の上壁部１０８ｄ間には左右方向に沿って間隔が設けられ、この間隔が角筒部１０７内に連通する矩形孔１１１を構成している。
【００５０】
なお、第１ホルダ１０２ａ及び第２ホルダ１０２同士は、各ホルダ１０２の側壁部１０８ｂから上壁部１０８ｄ及び下壁部１０８ａのそれぞれに向けて、軸線Ｃ方向に直交する方向（前後方向）から図示しないビスが羅合されることで固定されている。すなわち、モータホルダ１０１は、ホルダ１０２の組み付け方向（左右方向）に直交する方向（前後方向）においてビスにより固定されている。これにより、モータホルダ１０１の軸方向における長さを短縮できる。
【００５１】
上述した矩形孔１１１には、角筒部１０７内に向けて操舵軸５３の矩形軸部５３ｃが挿入されている。また、ホルダ１０２における側壁部１０８ｂの中央部には、前後方向に貫通する貫通孔１１２（図７参照）が形成されている。この貫通孔１１２は、矩形軸部５３ｃの貫通孔９８に前後方向から見て重なるように形成されている。そして、各ホルダ１０２ａ，１０２ｂにおける側壁部１０８ｂの貫通孔１１２と、矩形軸部５３ｃの貫通孔９８と、を貫通するようにピン１１３が挿入されることで、モータホルダ１０１がピン１１３の軸線回り（操舵軸５３の軸線Ｃに直交する方向）に揺動可能に支持されている。ピン１１３は、矩形軸部５３ｃの連通孔９９内に羅合された止めネジ（不図示）により下方から押圧固定されている。
【００５２】
（電動モータ）
図５に示すように、モータホルダ１０１の軸方向他端側（圧入筒部１０４側）は、それぞれハウジング９５の開口部１１５よりも外方へ突出し、この突出部分において電動モータ１００がそれぞれ支持されている。
電動モータ１００は、いわゆるアウターロータ型のブラシレスモータであって、ステータ１０３と、ステータ１０３の外側でステータ１０３に対して回転可能とされたロータ１２１と、を備えている。
【００５３】
ステータ１０３は、円環状に形成されたステータコア１２２を有し、上述したホルダ１０２の圧入筒部１０４に圧入され、フランジ部１０５においてボルト１２３により締結固定されている。ステータコア１２２は、磁性材料の金属板を軸方向に積層したものであって、コイル１２４を巻装するための複数のティース１２５が径方向外側に向かって突設されている。これらティース１２５は、周方向に等間隔で放射状に配設され、各々絶縁材であるインシュレータ１２６が装着されている。コイル１２４は、このインシュレータ１２６上にＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相に対応して巻装されている。
【００５４】
ロータ１２１は、車軸１２９に固定された有底筒状のロータヨーク１２７を備えている。ロータヨーク１２７は、差動式キャスタ４１のホイールの役割をなし、その周壁１３１には、内周面側に複数のマグネット１３２が周方向に磁極が交互となるように設けられている。ロータヨーク１２７の開口部側には、周壁１３１の外径が縮小する段差部１３３が形成され、この段差部１３３がハウジング９５の開口部１１５内に挿入されている。
車軸１２９は、軸方向一端側がロータヨーク１２７のエンド部１２８に固定される一方、他端側が上述したホルダ１０２内に設けられた軸受１３４，１３５に回転可能に支持されている。
【００５５】
ロータヨーク１２７の周壁１３１には、床面等に接地する車輪（駆動輪）１３６がリム１３７を介して固定されている。この車輪１３６は、前後方向から見た断面の外周形状が曲面に形成されている。具体的に、曲率半径が左右方向から見た車輪１３６の半径と同等に形成された曲面部１３６ａと、曲面部１３６の周方向両端がＲ面取りされた面取り部１３６ｂと、で構成されている。
【００５６】
また、上述した遮蔽板１１６の上部には、左右方向に貫通する貫通孔１３８が形成されている。そして、遮蔽板１１６における電動モータ１００と反対側の面には貫通孔１３８を覆うようにセンサ基板１３９が設けられている。
センサ基板１３９上には、ホール素子１４１や回転角度検出回路（不図示）等が実装されている。ホール素子１４１は、貫通孔１３８を通じてロータヨーク１２７内を臨むように配置され、ロータヨーク１２７に設けられたマグネット１３２にロータヨーク１２７の径方向で対向配置されている。ホール素子１４１は、マグネット１３２から発生する磁界の変化を車軸１２９の位置情報として検出し、所定の波形の信号を回転角度検出回路に出力するようになっている。回転角度検出回路は、ホール素子１４１からの出力信号に基づいて車軸１２９の回転角度を検出する。
【００５７】
図９は図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
ここで、図５，図９に示すように、ハウジング９５内において、上述した遮蔽板１１６を間に挟んで電動モータ１００の反対側（操舵軸５３側）には、電動モータ１００の駆動制御を行う駆動制御基板１２０が設けられている。この駆動制御基板１２０は、モータホルダ１０１を下方から取り囲むＵ字状（馬蹄形状）に形成されている。すなわち、駆動制御基板１２０における左右方向から見て操舵軸５３と重なる位置には、凹状の回避部１４２が形成されている。この回避部１４２は、駆動制御基板１２０の上端縁から下方に向けて矩形状に切り欠かれてなり、その幅は、モータホルダ１０１の外径よりも大きく構成されている。回避部１４２は、ピン１１３回りの差動式キャスタ４１の揺動時に操舵軸５３との干渉を防止し得るようになっている。
【００５８】
また、駆動制御基板１２０は、遮蔽板１１６側の面が遮蔽板１１６の取付片１１７に当接している。すなわち、遮蔽板１１６の取付片１１７は、駆動制御基板１２０の基板ステーの機能も兼ねている。また、駆動制御基板１２０は、遮蔽板１１６との間にスペーサ１４３を挟んだ状態でボルト１５２によって締結固定されている。この場合、駆動制御基板１２０と遮蔽板１１６との間の空間は、ボス部９６の貫通孔９７を通って外部に連通し、電動モータ１００から遮蔽板１１６等に伝達された熱を外部へ放熱する放熱流路Ｋを構成している。
【００５９】
駆動制御基板１２０には、上述したコイル１２４の各相の端末部（不図示）が電気的に接続されている。駆動制御基板１２０は各コイル１２４への通電の切換えを行うものであって、上述したスリップリング６１から引き回される一対の供給線５７ａ，５７ｂが接続されている。具体的に、上述した供給線５７ａ，５７ｂは、軸本体部５３ａの溝部５６を通ってそれぞれモータホルダ１０１の角筒部１０７まで引き回された後、連通孔９９を通ってモータホルダ１０１とハウジング９５との内側空間に案内されている。この内側空間において、一対の供給線５７ａ，５７ｂは、それぞれ２本ずつに分岐され、そのうちの１本ずつが一方の駆動制御基板１２０に接続され、残りの１本ずつが他方の駆動制御基板１２０に接続されている。
【００６０】
駆動制御基板１２０における遮蔽板１１６と反対側の面には、複数のスイッチング素子１４４が実装されている他、スイッチング素子１４４のオン／オフを制御する制御部１４５等が実装されている。
スイッチング素子１４４は、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；電界効果型トランジスタ）等のトランジスタとＦＥＴ（トランジスタ）のドレイン−ソース間の逆流を防止するダイオードとをモータ駆動電源（不図示）に対して並列に接続した構成を有している。ＦＥＴとしてはベアチップが用いられ、このベアチップを樹脂モールドすることによって、ＦＥＴの占有スペースの縮小化を図っている。スイッチング素子１４４は相毎のＨブリッジ回路を形成し、それぞれオン／オフに切り換わることによって、各コイル１２４に供給する電流が相毎に切り換わるようになっている。また、駆動制御基板１２０におけるスイッチング素子１４４と反対側（駆動制御基板１２０における遮蔽板１１６に対向する面）には、駆動制御基板１２０に伝熱される熱を放熱するヒートシンク（不図示）が設けられている。
【００６１】
また、各電動モータ１００に対応して設けられた駆動制御基板１２０のうち、何れか一方の駆動制御基板１２０には、コントローラ２６のアンテナから送信される信号を受信するアンテナ１４６が設けられている。アンテナ１４６は、信号線（不図示）を介して両駆動制御基板１２０の制御部１４５に接続されている。
【００６２】
制御部１４５は、ＣＰＵ等からなり、アンテナ１４６で受信した信号に基づいて、例えば操作レバー２６ａの傾斜方向や傾斜角度を演算するとともに、操作レバー２６ａの操作量に応じて各電動モータ１００の回転数、回転数の比、回転方向を演算する。制御部１４５は、この演算結果に応じて各電動モータ１００を駆動させるスイッチング素子１４４を制御することで、各電動モータ１００ごとに独立して回転制御できるようになっている。なお、スイッチング素子１４４及び制御部１４５は、駆動制御基板１２０上において回避部１４２を間に挟んで対向する位置に配置され、スイッチング素子１４４で発生する熱が制御部１４５に伝わり難くなっている。
【００６３】
（作用）
次に、上述した電動車いす１０の作用について説明する。
電動車いす１０を使用するときは、一対のフットレスト１５のそれぞれに足を載せ、シート３に座った後、コントローラ２６を操作して電源を入れる。
電動車いす１０を操縦するときは、移動したい方向に操作レバー２６ａを傾倒させる。操作レバー２６ａは、初期状態で中立位置にあり、各差動式キャスタ４１は車輪１３６が前方に向いた姿勢で停止している。そして、操作レバー２６により入力された情報が差動式キャスタ４１の駆動制御基板１２０に向けて無線により送信される。例えば、操作レバー２６を前方に傾倒させときは、駆動制御基板１２０の制御部１４５が各電動モータ１００を同じ回転速度（回転比＝１）で、かつ前進する方向に正転させる。電動モータ１００の回転速度は、操作レバー２６ａの傾斜角度に合わせて変化させる。すなわち、制御部１４５の演算結果から、操作レバー２６ａの傾斜角度が小さいと判定されたときは、電動モータ１００の回転速度を小さくする。これに対して、傾斜角度が大きいと判定されたときは、電動モータ１００の回転速度を大きくする。そして、電動モータ１００のロータ１２１が回転することで各差動式キャスタ４１が駆動し、これら差動式キャスタ４１の駆動に従動してフリーキャスタ４２が回転することで電動車いす１０が前進する。電動車いす１０を後退させるときは、操作レバー２６ａを後ろ向きに傾倒させる。電動モータ１００が逆転する他は前進時と同様の動作をする。
【００６４】
また、電動車いす１０を右旋回させるときは、操作レバー２６ａを右に傾倒させる。制御部１４５は、各差動式キャスタ４１のうち、左側にある差動式キャスタ４１ａの電動モータ１００の回転数が操作レバー２６ａの傾斜角度に応じた所定の回転数になるように、かつ右側にある差動式キャスタ４１ｂの電動モータ１００の回転数がゼロ又は左側の差動式キャスタ４１ａの電動モータ１００より小さい回転数になるように、回転数及び回転比を演算する。左側の差動式キャスタ４１ａの電動モータ１００の回転方向は、前進時と同じ正転方向である。左側の差動式キャスタ４１ａの車輪１３６が所定の回転数で回転するのに対して、右側の差動式キャスタ４１ｂの車輪１３６は殆ど回転しないので、各差動式キャスタ４１ａ，４１ｂの車輪１３６の間に回転差が生じ、差動式キャスタ４１ａ，４１ｂが操舵軸５３を軸線Ｃ回りに回転し、電動車いす１０が右側に旋回する。なお、後側にある差動式キャスタ４１ｃについては、各電動モータ１００を同じ回転数、または右側の電動モータ１００の回転数が左側の電動モータ１００より小さい回転数で、かつ前進する方向に正転させる。また、電動車いす１０を左旋回させるときは、操作レバー２６ａを左に傾倒させる。各差動式キャスタ４１の電動モータ１００の動作が逆転する他は右旋回時と同様の動作をする。
【００６５】
また、本実施形態の差動式キャスタ４１は、モータホルダ１０１が操舵軸５３に対して回動可能に構成されているので、床面の凹凸に倣って車輪１３６が揺動することになる（例えば、図５中鎖線参照）。そのため、車輪１３６が確実に床面に接地し、車輪１３６が適正なグリップ力を得ることができるので、安定した走行が可能となる。
また、車輪１３６の外周面が曲率半径Ｒの曲面部１３６ａを構成しているので、外周面を平面形状に形成した場合に比べて床面との接触面積を低減できる。そのため、床面との摩擦抵抗を低減でき、スムーズで安定した走行が可能となる。また、車輪１３６は床面との接点から全方向に亘って均等に変形し、車輪１３６に作用する摩擦抵抗を均等に分散できる。この場合、車輪１３６における床面との接触面が略円形となり、より安定した走行が可能となる。
【００６６】
さらに、電子車いす１０のシート２１の高さを調整するときは、コントローラ２６を操作して、設定したい高さを入力する。すると、コントローラ２６により入力された情報が制御装置に向けて送信される。制御装置はコントローラ２６から出力される信号に基づいて、リニアアクチュエータ３０のストローク量やシート２１の昇降量を演算し、これに基づいてリニアアクチュエータ３０のモータ３７の回転数や回転方向を演算する。この演算結果に基づいてモータ３７が回転駆動することで、外筒３７内のネジナットが回転し、ボールネジ３８が外筒３７内を進退移動する。例えば、シート２１の高さを現時点より高くする場合には、ボールネジ３８が外筒３７から進出することでシート２１が上方へ押し上げられる（図１中鎖線参照）。すると、Ｘリンク３２のリンクバー３４ａ，３４ｂが回動するとともに、リンクバー３４ａの下端及びリンクバー３４ｂの上端が、図示しないガイドによってそれぞれ後方に移動する。これにより、リンクバー３４ａ，３４ｂが起き上がるように移動することで、シート２１を支持しつつ、リニアアクチュエータ３０とともにシート２１を上昇させることができる。なお、シート２１を下降させる場合には、ボールネジ３８を外筒３７へ退出させることで、上述と逆の動作が行われてシート２１が下降する。
【００６７】
このように、本実施形態では、縮径部５３ｂに圧入固定された回転端子７１，７８と、回転端子７１，７８の径方向外側から回転端子７１，７８の電極部７４，８２の外周面に摺接可能な摺接端子７２，７９と、を備えている構成とした。
この構成によれば、回転端子７１，７８と摺接端子７２，７９とを径方向で摺接させることで、両端子を軸方向で摺接させる場合に比べて、スリップリング６１の軸方向における長さを縮小できる。したがって、スリップリング６１の小型化が可能となる。
特に、本実施形態によれば、バッテリとスリップリング６１とを電気的に接続する電力供給線８０，８８が、摺接端子７２，７９から径方向外側に向けて引き出されているため、従来のように外部接続端子が軸方向に突出している場合に比べて軸方向における長さをより縮小できる。
【００６８】
さらに、縮径部５３ｂの端部に直接エンコーダ９３を取り付けることで、スリップリングに噛合されたギヤ等の回転角度を検出する場合に比べて、部品点数の削減を図り、スリップリング６１の低コスト化を実現できるとともに、エンコーダ９３による検出精度を向上できる。
【００６９】
さらに、本実施形態の差動式キャスタ４１は、上述したスリップリング６１を介して給電を行うことで、差動式キャスタ４１を同一方向に連続回転させた場合であっても、供給線５７ａ，５７ｂの捩れを防止することができる。このため、供給線５７ａ，５７ｂの捩れによる断線を防止することができ、信頼性の高い差動式キャスタ４１を提供することが可能になる。
また、操舵軸５３の上端部分（縮径部５３ｂ）にスリップリング６１が一体的に設けられているため、別体のスリップリングを差動式キャスタに取り付ける場合と異なり、両者を連結するためのカップリング部材を用いる必要がない。そのため、部品点数の削減を図り、差動式キャスタ４１の低コスト化を図ることができる。さらに、差動式キャスタ４１の軸線Ｃ方向における長さを短縮できるので、差動式キャスタ４１の小型化を図ることができる。
そして、本実施形態の電動車いす１０は、上述した差動式キャスタ４１を備えているため、差動式キャスタ４１（スリップリング６１）のベース部１１の上方への突出量を抑えることができる。これにより、ベース部１１上において差動式キャスタ４１の突出部分が足の妨げになるのを抑制できる。
【００７０】
さらに、本実施形態では、電動モータ１００にブラシ付きの電動モータに比べて小型で高回転トルクなアウターロータ型のブラシレスモータを採用する構成とした。
この構成によれば、減速機構を介することなく、車輪１３６をダイレクトに駆動することができるので、車輪１３６への駆動力の伝達効率を向上できる。さらに、減速機構の設置スペースを削減でき、差動式キャスタ４１の小型化が可能となるとともに、部品点数を削減して、低コスト化を実現できる。
また、ブラシ付モータと比較して高精度に電動モータ１００の回転制御を行うことができる。
【００７１】
ここで、電動モータ１００と操舵軸５３との間に、駆動制御基板１２０を配置することで、電動モータ１００と駆動制御基板１２０とを電気的に接続する導線等の配索経路を可能な限り短縮することができる。そのため、例えば差動式キャスタの外部に駆動制御基板を設け、この駆動制御基板まで導線を引き回す場合に比べて、導線の引き回しの複雑化を防止して、ハウジング９５内（電動モータ１００周辺）のレイアウト性を向上できる。また、導線を短縮することで、小型化及び低コスト化を図ることもできる。その結果、アウターロータ型のブラシレスモータに好適な差動式キャスタ４１を提供できる。
【００７２】
そして、本実施形態では、電動モータ１００の駆動制御を行う駆動制御基板１２０において、左右方向から見て操舵軸５３と重なる位置に回避部１４２を形成する構成とした。
この構成によれば、床面の凹凸に倣って差動キャスタ４１が揺動する場合に、操舵軸５３と駆動制御基板１２０とが干渉することないので、床面の凹凸に追従した安定した走行が可能となる。この場合、例えば操舵軸と駆動制御基板との干渉を防止するために、駆動制御基板を差動キャスタ４１の外部に別体で設ける等の必要もないので、導線の引き回しの複雑化を防止できる。また、駆動制御基板と操舵軸５３との距離を可能な限り接近させることができるので、差動式キャスタ４１の左右方向の幅をコンパクトにできる。
【００７３】
さらに、モータホルダ１０１を下方から取り囲む凹状に回避部１４２を形成することで、モータホルダ１０１の周囲にも電子部品を実装できるので、駆動制御基板１２０の実装面積を確保した上で、駆動制御基板１２０と操舵軸５３との干渉を確実に防ぐことができる。また、駆動制御基板１２０の上方から回避部１４２に向けてモータホルダ１０１を挿入することで、両者を簡単に組み付けることができる。これにより、例えば回避部を円形にする場合に比べて、駆動制御基板１２０の組み付け性を向上させることができる。
【００７４】
また、駆動制御基板１２０と電動モータ１００との間に、遮蔽板１１６が配置されているため、電動モータ１００で発生する熱が駆動制御基板１２０に伝わるのを抑制できる。しかも、駆動制御基板１２０と遮蔽板１１６との間に放熱流路Ｋが形成されているため、電動モータ１００から遮蔽板１１６等に伝達された熱を速やかに外部に放熱できる。
これにより、駆動制御基板１２０の熱による影響を抑制できる。
【００７５】
また、駆動制御基板１２０にアンテナ１４６を実装することで、コントローラ２６からの出力信号を無線により受信できる。これにより、導線の引き回しの複雑化を防止して、構成の簡素化を図るとともに、製造効率の向上、及び差動式キャスタ４１の小型化を図ることができる。
【００７６】
そして、本実施形態の電動車いす１０は、上述した差動式キャスタ４１を備えているため、小型化及び低コスト化を図り、運低性能に優れた電動車いす１０を提供できる。
【００７７】
なお、本発明の技術範囲は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上述した実施形態では、本発明の差動式キャスタ４１を電動車いす１０に搭載した場合について説明したが、これに限らず、倉庫等に保管された部品を搬送する搬送車等、自走可能とする車両に搭載可能である。
また、上述した実施形態では回避部１４２を凹状に形成した場合について説明したが、これに限らず、操舵軸５３に干渉しない形状であれば、円形等、適宜設計変更が可能である。
【００７８】
さらに、差動式キャスタ４１やフリーキャスタ４２のレイアウト等は適宜設計変更が可能である。
また上述した実施形態では、インシュレータリング７３，８１に貫通孔８３，８４を形成して、正極側供給線５７ａを電動モータ駆動制御基板１２０まで引き回す構成について説明したが、これに限らず、縮径部５３を中空にしたり、溝部を形成したりして縮径部５３内に正極側供給線５７ａを引き回しても構わない
【００７９】
さらに、上述した実施形態では、コントローラ２６や、操作レバー２６ａ、制御装置、駆動制御基板１２０等の通信を無線により行う構成について説明したが、これに限らず、有線で行っても構わない。
この場合、駆動制御基板１２０とスリップリング６１とを接続する供給線５７ａ，５７ｂに操作レバー２６ａからの出力信号を重畳させる構成にしても構わない。これにより、操作レバー２６ａと駆動制御基板１２０とを有線で通信できるので、操作レバー２６ａと駆動制御基板１２０とを無線で通信する場合に比べて、ノイズ等の影響を排除できる。その結果、操作レバー２６ａからの出力信号をより確実に駆動制御基板１２０に出力できる。
【符号の説明】
【００８０】
１０…電動車いす １１…ベース部（架台） ２１…シート ４１，４１ａ〜４１ｃ…差動式キャスタ ５３…操舵軸 ５３ｂ…縮径部（回転軸） ６１…スリップリング ７１，７８…回転端子 ７２，７９…摺接端子 ８０…電力供給線 ８６…ブラシホルダ ８７…ブラシ ８８…電力供給線 ９３…エンコーダ（回転角度検出部） １００…電動モータ １３６…車輪（駆動輪）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、
前記回転軸に外嵌固定した回転端子と、
前記回転軸の周方向に沿って配置し、前記回転軸の径方向の外側から前記回転端子の外周面に摺接可能な摺接端子と、を備え
前記摺接端子に、外部電源に電気的接続する電力供給線を設け、前記電力供給線を、前記摺接端子から前記径方向の外側に向けて引き出すことを特徴とするスリップリング。
【請求項２】
前記摺接端子は、前記回転端子に摺接するブラシと、
前記ブラシを前記回転端子に対して進退可能に収容するブラシホルダと、
前記ブラシホルダ内に設け、前記ブラシを前記回転端子に向けて付勢する付勢手段と、を備えたことを特徴とする請求項１記載のスリップリング。
【請求項３】
前記回転軸の前記回転端子が外嵌固定されている側の端部に、前記回転軸の回転角度を検出する回転角度検出部を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のスリップリング。
【請求項４】
前記摺接端子を、前記周方向に沿って等間隔に複数配置したことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のスリップリング。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載されたスリップリングを用いた差動式キャスタにおいて、
取付け板と、
前記取付け板に回転自在に支持した操舵軸と、
前記操舵軸の一端側に設けた一対の駆動輪と、
前記一対の駆動輪にそれぞれ内蔵した電動モータと、を備え、
前記操舵軸の他端に、前記スリップリングの前記回転軸を一体的に形成したことを特徴とする差動式キャスタ。
【請求項６】
架台と、
前記架台の上方に設け、使用者が着座するシートと、
前記架台の下方に設け、前記架台を走行可能とする請求項５記載の差動式キャスタと、を備え、
前記差動式キャスタを、前記取付け板を介して前記架台に固定したことを特徴とする電動車いす。
【請求項１】
回転軸と、
前記回転軸に外嵌固定した回転端子と、
前記回転軸の周方向に沿って配置し、前記回転軸の径方向の外側から前記回転端子の外周面に摺接可能な摺接端子と、を備え
前記摺接端子に、外部電源に電気的接続する電力供給線を設け、前記電力供給線を、前記摺接端子から前記径方向の外側に向けて引き出すことを特徴とするスリップリング。
【請求項２】
前記摺接端子は、前記回転端子に摺接するブラシと、
前記ブラシを前記回転端子に対して進退可能に収容するブラシホルダと、
前記ブラシホルダ内に設け、前記ブラシを前記回転端子に向けて付勢する付勢手段と、を備えたことを特徴とする請求項１記載のスリップリング。
【請求項３】
前記回転軸の前記回転端子が外嵌固定されている側の端部に、前記回転軸の回転角度を検出する回転角度検出部を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のスリップリング。
【請求項４】
前記摺接端子を、前記周方向に沿って等間隔に複数配置したことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のスリップリング。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載されたスリップリングを用いた差動式キャスタにおいて、
取付け板と、
前記取付け板に回転自在に支持した操舵軸と、
前記操舵軸の一端側に設けた一対の駆動輪と、
前記一対の駆動輪にそれぞれ内蔵した電動モータと、を備え、
前記操舵軸の他端に、前記スリップリングの前記回転軸を一体的に形成したことを特徴とする差動式キャスタ。
【請求項６】
架台と、
前記架台の上方に設け、使用者が着座するシートと、
前記架台の下方に設け、前記架台を走行可能とする請求項５記載の差動式キャスタと、を備え、
前記差動式キャスタを、前記取付け板を介して前記架台に固定したことを特徴とする電動車いす。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−７４１３９（Ｐ２０１２−７４１３９Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１５８９５（Ｐ２０１０−２１５８９５）
【出願日】平成２２年９月２７日（２０１０．９．２７）
【出願人】（０００１４４０２７）株式会社ミツバ (2,083)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２７日（２０１０．９．２７）
【出願人】（０００１４４０２７）株式会社ミツバ (2,083)
【Ｆターム（参考）】
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