(57)【要約】【課題】本発明の課題は、移動や回転などの動作の初期に制動力を備え、その後の動作では制動力が緩和される装置とこれを用いた駆動装置を提供する。【解決手段】本発明による始動時制動装置は、媒体が通過するための穴のある固定した隔壁を介して互いに接した密封性の第一室と第二室と、第一室内で回転する羽根を有する回転軸体と第一室に存在し、羽根、従って、回転軸体に制動力（反応力）を与える媒体と、第二室は、隔壁と対する側にある移動板を備えたピストンとピストン又は移動板を押す復元体を備えるものである。【選択図】図１
2018136010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
穴のある固定した隔壁を介して互いに接した密封性の第一室と第二室と、第一室内で回転する羽根を有する回転軸体と、第一室に存在し、前記羽根を介して前記回転軸体に制動力（反応力）を与える媒体と、第二室は、前記隔壁と対する側にある移動板を備えたピストンと、前記ピストン又は前記移動板を押す復元体を備えていて、前記回転軸体の回転開始により、前記羽根に前記媒体による制動がかかり、前記回転により、前記媒体が前記隔壁の前記穴を介して、第一室から第二室に移動するにつれ、第一室内の前記媒体が減少して、前記制動力は緩和され、前記復元体により前記移動板が第二室の前記媒体を押す力と、前記羽根が前記媒体を押す力が拮抗したときに、前記媒体が前記隔壁の前記穴を移動することを停止して、その状態で最低の制動力状態に至り、前記回転軸体の前記回転が止まると、前記羽根が前記媒体を押す力がなくなるので、前記復元体により前記移動板が第二室内の前記媒体を押して、前記媒体は第二室から第一室に前記穴を移動し、第一室の前記媒体は多くなり、始動時の前記制動力が回復することを可能としたことを特徴とする始動時制動装置。
【請求項２】
前記復元体には、復元力可変手段を備えて前記復元体の復元力を可変することを可能としたことを特徴とする請求項１記載の始動時制動装置。
【請求項３】
第一室の容器壁の室内面には、前記媒体を導くために前記隔壁の前記穴に繋がる溝状又は柵状の媒体誘導手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の始動時制動装置。
【請求項４】
前記回転軸体又は、前記回転軸体に接続する回転部に接触して所望の制動力を与える回転制動手段を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の始動時制動装置。
【請求項５】
車輪と請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の始動時制動装置とを備え、前記始動時制動装置の前記回転軸体を前記車輪の回転軸に接続し、且つ、前記始動時制動装置の筐体等の非回転部を前記車輪の筐体に固定して構成されたことを特徴とする車輪駆動装置。
【請求項６】
ピニオンと前記ピニオンにかみ合うラックと、請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の始動時制動装置とを備え、前記始動時制動装置の前記回転軸体を前記ピニオンの回転軸に接続し、且つ、前記始動時制動装置の筐体等の非回転部を前記ピニオン及び／又は前記ラックを有する筐体等の非回転部に固定して構成されたことを特徴とする並進駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動や回転などの動作の初期に制動力を備え、その後の動作では制動力が緩和される装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、移動や回転などの動作に対して制動を与えるものとしては、摩擦力を意図的に与えるブレーキや、スプリングによる押圧して摩擦力を与えるものが知られている。
ブレーキは、自動車やその他の移動体で使われている。図５は従来の制動手段の一例を示す図であり、スプリングの例を示す。５−Ａには、コイルスプリングとガススプリングの伸びと制動力（応力）の関係を示す。
伸びに応じて制動力が得られる。５−Ｂには、ガススプリングの構造を示す。二つの密閉した部屋をエア穴を持つ移動自在なピストンが区分している。ピストンを押引きにより、エアの抗力をピストンが受けるため、動きに制動がかかる。５−Ａには、この特性が示されている。５−Ｃには、ガススプリングでピストンを押引きにより圧縮、停止、延伸を行った場合の制動力（応力）の関係を示す。ブレーキもスプリングも、そのもの自体で、移動や回転などの動作の初期に制動力を与える装置はない。
然るに、移動や回転などの動作の初期に制動力を与え、その後の動作では制動力が緩和される装置の必要性が見出される。例えば、歩行補助をする手押し車は、使用者が手を掛けたときは、移動しにくい状態であるほうが好ましい。容易に動くのは、使用者が転倒する危険性がある。最初は、制動が利いて動きにくく始まり、少し動いてから制動が緩和されて、所望の動きになることが好ましい。このような例は、多くの応用例で見出すことができる。例えば、椅子の車輪、乳母車の車輪、台車、開閉ドアなどである。
特許文献１と特許文献２では、所望の移動速度を越えた場合に、制動を掛けるものが示されている。これらの欠点は、所望の移動速度になってから制動を掛けると、急激な制動になり、危険がある。更に、通常時の速度も抑えられてしまう欠点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−７０３４２
【特許文献２】特開２００８−２９７８４７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、移動や回転などの動作の初期に制動力を備え、その後の動作では制動力が緩和される装置とこれを用いた駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明にかかる始動時制動装置は、媒体が通過するための穴のある固定した隔壁を介して互いに接した密封性の第一室と第二室と、第一室内で回転する羽根を有する回転軸体と第一室に存在し、羽根、従って、回転軸体に制動力（反応力）を与える媒体と、第二室は、隔壁と対する側にある移動板を備えたピストンとピストン又は移動板を押す復元体を備えるものである。
以下、請求項に沿って記述する。
【０００６】
請求項１記載の発明は、始動時制動装置であって、
穴のある固定した隔壁を介して互いに接した密封性の第一室と第二室と、第一室内で回転する羽根を有する回転軸体と、第一室に存在し、前記羽根を介して前記回転軸体に制動力（反応力）を与える媒体と、第二室は、前記隔壁と対する側にある移動板を備えたピストンと、前記ピストン又は前記移動板を押す復元体を備えていて、前記回転軸体の回転開始により、前記羽根に前記媒体による制動がかかり、前記回転により、前記媒体が前記隔壁の前記穴を介して、第一室から第二室に移動するにつれ、第一室内の前記媒体が減少して、前記制動力は緩和され、前記復元体により前記移動板が第二室の前記媒体を押す力と、前記羽根が前記媒体を押す力が拮抗したときに、前記媒体が前記隔壁の前記穴を移動することを停止して、その状態で最低の制動力状態に至り、前記回転軸体の前記回転が止まると、前記羽根が前記媒体を押す力がなくなるので、前記復元体により前記移動板が第二室内の前記媒体を押して、前記媒体は第二室から第一室に前記穴を移動し、第一室の前記媒体は多くなり、始動時の前記制動力が回復することを可能としたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の始動時制動装置において、
前記復元体には、復元力可変手段を備えて前記復元体の復元力を可変することを可能としたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の始動時制動装置において、
第一室の容器壁の室内面には、前記媒体を導くために前記隔壁の前記穴に繋がる溝状又は柵状の媒体誘導手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の始動時制動装置において、前記回転軸体又は、前記回転軸体に接続する回転部に接触して所望の制動力を与える回転制動手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明は、車輪駆動装置であって、
車輪と請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の始動時制動装置とを備え、前記始動時制動装置の前記回転軸体を前記車輪の回転軸に接続し、且つ、前記始動時制動装置の筐体等の非回転部を前記車輪の筐体に固定して構成されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の発明は、並進駆動装置であって、
ピニオンと前記ピニオンにかみ合うラックと、請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の始動時制動装置とを備え、前記始動時制動装置の前記回転軸体を前記ピニオンの回転軸に接続し、且つ、前記始動時制動装置の筐体等の非回転部を前記ピニオン及び／又は前記ラックを有する筐体等の非回転部に固定して構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上の様に構成されているので、本発明による始動時制動装置とこれを用いた駆動装置では、移動や回転などの動作の初期に制動力を備え、その後の動作では制動力が緩和される装置が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明にかかる始動時制動装置の一実施態様を示す図である。
【図２】本発明にかかる始動時制動装置の別の一実施態様を示す図である。
【図３】本発明にかかる始動時制動装置の別の一実施態様を示す図である。
【図４】本発明にかかる始動時制動装置を用いた駆動装置の一実施態様を示す図である。
【図５】従来の制動手段の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明にかかる始動時制動装置では、媒体が通過するための穴のある固定した隔壁を介して互いに接した密封性の第一室と第二室と、第一室内で回転する羽根を有する回転軸体と第一室に存在し、羽根、従って、回転軸体に制動力（反応力）を与える媒体と、第二室は、隔壁と対する側にある移動板を備えたピストンとピストン又は移動板を押す復元体を備えていて、回転軸体の回転開始により、羽根に媒体による制動がかかり、回転により、媒体が隔壁の穴を介して、第一室から第二室に移動するにつれ、第一室内の媒体が減少して、制動力は緩和され、復元体により移動板が第二室の媒体を押す力と、羽根が媒体を押す力が拮抗したときに、媒体が隔壁の穴を移動することを停止して、その状態で最低の制動状態に至り、回転軸体の回転が止まると、羽根が媒体を押す力がなくなるので、復元体により移動板が第二室内の媒体を押して、媒体は第二室から第一室に穴を移動し、再び、第一室の媒体は多くなり、始動時の制動力は回復するようになっている。以下図に沿って説明する。
【００１５】
図１は、本発明にかかる始動時制動装置の一実施態様を示す図である。
１−Ａにおいて、始動時制動装置１００は、穴１１０のある固定した隔壁１２０を介して互いに接した密封性の第一室１３０と第二室１４０と、第一室１３０内で回転する羽根１５１を有する回転軸体１５０と第一室１３０内に存在し、羽根１５１、従って、回転軸体１５０に制動力（反応力）を与える媒体１６０と、第二室１４０は、隔壁１２０と対する側にある移動板１７１を備えたピストン１７０とピストン１７０又は移動板１７１を押す復元体１７２を備えていて、回転軸体１５０の回転開始により、羽根１５１に媒体１６０による制動がかかり、回転により、媒体１６０が隔壁１２０の穴１１０を介して、第一室１３０から第二室１４０に移動するにつれ、第一室１３０内の媒体１６０が減少して、制動力は緩和され、復元体１７２により移動板１７１が第二室１４０の媒体１６０を押す力と、羽根１５１が媒体１６０を押す力が拮抗したときに、媒体１６０が隔壁１２０の穴１１０を移動することを停止して、その状態で最低の制動状態に至る。
一方、回転軸体１５０の回転が止まると、羽根１５１が媒体１６０を押す力がなくなるので、復元体１７２により移動板１７１が第二室１４０内の媒体１６０を押して、媒体１６０は第二室１４０から第一室１３０に穴１１０を移動する。再び、第一室１３０の媒体１６０は多くなり、始動時の制動力は、回復してゆく。
第一室１３０と第二室１４０は、媒体１６０が他に漏れ出さない密封性があることは当然である。
【００１６】
尚、第一室１３０と第二室１４０の合計の容積は、移動板１７１の位置で決まる。
回転停止状態では、移動板１７１が戻り容積が最小側にあり、エア圧が高く、第一室１３０に媒体１６０が多いので、羽根１５１に及ぼす回転制動力が大きい。
回転稼動状態では、媒体１６０が穴１１０を通じて、第二室１４０に移動し、移動板１７１は押されて、容積が最大側に移動する。エア圧は低くなり、第一室１３０内の媒体１６０は少ないので、羽根１５１に及ぼす回転制動力が小さくなる。
【００１７】
復元体１７２がある側は、外気に対して開口しても、閉鎖していてもよい。
開口している場合は、移動板１７１を押す力は、復元体１７２が与えるが、閉鎖している場合は、移動板１７１を押す力は、復元体１７２と閉鎖空間にあるエアの圧縮による抗力が加わる。
【００１８】
媒体としては、粘性、密度（質量）の大きさにより、制動力の大きさを変えることができ、そのような媒体の例としては、ポリ−α−オレフィン等の高分子、シリコーン等のグリース、水ガラスなどがあげられる。オイルのようなものからピッチのようなものまで範囲が広いので、媒体を選ぶことで、小さい制動力から大きい制動力までを得ることができる。
尚、羽根１５１は、単数でもよいが、複数枚を均等に配置すると制動力のかかり方が均等になり、堅牢性が向上する。
【００１９】
１−Ｂは、第一室１３０の断面を示す。第一室１３０の容器壁１８０の内面には、媒体１６０を導くために隔壁１２０の穴１１０に繋がる溝又は柵状の媒体誘導手段１９０を設けてもよい。１−Ｃには、第一室１３０を隔壁１２０側から透かして見た場合の図を示し、穴１１０が１個のみ備え、１−Ａでは羽根１５１が１枚だったが、羽根１５１が３枚の例である。媒体１６０が十分満たされているので、羽根１５１は、停止している状態を示す。
【００２０】
１−Ｄは、横軸に時間、縦軸に制動力をとって、停止と稼動を繰り返した場合に例を示す。
制動力は、可動により最大から、次第に低下し、最小値に至り、そのまま稼動する。停止すると、徐々に制動力は大きくなり（但し、回ってないので、力は感じてない）、最大値に戻る。再び、稼動すると、今度は、短い時間なので、すぐ停止になるので、制動力は最小値まで行かないで途中から徐々に制動力は大きくなり、最大値になり、その後、又、稼動すると制動力は、最小値まで低下し、短い時間停止すると、制動力は徐々に大きくなるが最大値まで行かずに、再び低下することを示している。このように、時間が短い場合は、最小値と最大値の間の途中までしか回復しない。
停止状態から始動時は、制動力が大きく、稼動により制動力は低下する。
【００２１】
図２は、本発明にかかる始動時制動装置の別の一実施態様を示す図である。２−Ａにおいて、図１との違いは、復元体１７２の復元力を可変する復元力可変手段１７３を備えた例である。この図では、復元力可変手段１７３は、ダイヤルになっていて、回転すると、復元体１７２が収縮・伸張し、復元力を変えることができる。復元力可変手段１７３は、押し込み式にするとか他の手段も取れる。その結果として、２−Ｂに示すように、制動力の最小値を変更することができる。
【００２２】
図３は、本発明にかかる始動時制動装置の別の一実施態様を示す図である。
図１との差異は、回転軸体１５０又は、それに接続する回転部に接触して所望の制動力を与える回転制動手段１５２を備えた例である。良く知られたブレーキパッドなどいろいろの構造形態が知られている。その結果、回転制動手段１５２による制動力の分だけ、制動力が持ち上がる。その状態を３−Ｂに示している。
【００２３】
図４は、本発明にかかる始動時制動装置を用いた駆動装置の一実施態様を示す図である。
４−Ａでは、図１から図３で説明した始動時制動装置１００を車輪４１０の回転軸に備えたもので、勿論、始動時制動装置１００の筐体は、車輪筐体４２０に固定される。そうすると、始動時制動機能のある車輪ができる。
右側には、矢印方向に見た側面図を示す。
４−Ｂにおいて、図１から図３で説明した始動時制動装置１００は、回転を対象にしたものであったが、これを用いて、ピニオン−ラック歯車４３０を使うと、並進の始動時制動装置が容易にできる。勿論、始動時制動装置１００の筐体は、他の固定した筐体等に固定される。円形歯車ピニオンと平板歯が噛みあっているので、始動時制動装置１００の回転軸がピニオンの軸に接続していると、並進の始動時制動が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
以上のように本発明に始動時制動装置とこれを用いた駆動装置は、始動時に大きな制動力がかかり、動くにつれて制動力が低下するので、産業上利用して極めて好都合である。
【００２５】
１００  始動時制動装置
１１０  穴
１２０  隔壁
１３０  第一室
１４０  第二室
１５０  回転軸体
１５１  羽根
１５２  回転制動手段
１６０  媒体
１７０  ピストン
１７１  移動板
１７２  復元体
１７３  復元力可変手段
１８０  容器壁
４１０  車輪
４２０  車輪筐体
４３０  ピニオン−ラック歯車
【図１】
2018136010.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2018136010.tif 000006
【図５】
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