(57)【要約】【課題】接触部材を車輪に圧接する力を必要とせず、接触部材を車輪に接触させる調整が容易であり、摩擦力を安定して車輪に付与することができると共に、回転している車輪の制動に好適な制動装置や、さらに使い勝手の良い制動装置を提供する。【解決手段】車輪Ｔの回転を制動する制動装置２において、偏心した位置の軸部材３１を中心に回動可能に設けられ、自重によって曲面状の外周面３ａが車輪Ｔに接触するものであって、接触状態において、車輪Ｔの回転に伴い回動して車輪Ｔに圧接し、回動することで軸部材３１と車輪Ｔに接触する箇所との間隔が大きくなり車輪Ｔに付与される摩擦力も大きくなる接触部材３と、接触状態の接触部材３を磁力によって吸着させ離間状態に回動させる吸着部材４と、離間状態の接触部材３を吸着部材４から離し、接触状態に戻すソレノイド５と、を備えたものである。【選択図】図４
2019099139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪の回転を制動する制動装置において、
偏心した位置の軸を中心に回動可能に設けられ、自重によって曲面状の外周面が前記車輪に接触するものであって、該車輪に接触した接触状態において、該車輪の回転に伴い回動して該車輪に圧接し、回動することで該軸と該車輪に接触する箇所との間隔が大きくなり該車輪に付与される摩擦力も大きくなる接触部材と、
前記接触状態の前記接触部材を磁力によって吸着させ、該車輪から離間した離間状態に回動させる吸着部材と、
前記離間状態の前記接触部材を該吸着部材から離し、前記接触状態に戻す復帰部材と、を備えたものであることを特徴とする制動装置。
【請求項２】
前記吸着部材は、外周部分に磁石を有し、回動可能に設けられたものであり、
前記接触部材は、前記磁石の磁力によって前記離間状態に回動して初期姿勢の前記吸着部材に吸着するものであり、
前記復帰部材は、前記初期姿勢の前記吸着部材を、吸着した前記接触部材から前記磁石が遠ざかる第２姿勢に回動させることで該接触部材を該吸着部材から離すものであることを特徴とする請求項１記載の制動装置。
【請求項３】
前記復帰部材は、プランジャを有するソレノイドによって構成され、該プランジャを駆動することで前記吸着部材を前記初期姿勢から前記第２姿勢に回動させるものであることを特徴とする請求項２記載の制動装置。
【請求項４】
前記車輪は車椅子の一対の車輪であって、前記制動装置は、該車椅子の該一対の車輪それぞれに設けられ、該一対の車輪それぞれの回転を制動するものであり、
前記車椅子の前方又は後方のうち少なくとも一方に位置する障害物を検知する障害物検知手段と、
前記障害物検知手段が前記障害物を検知すると、前記復帰部材を作動させる制御手段と、を備えたものであることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載の制動装置。
【請求項５】
前記車輪は車椅子の一対の車輪であって、前記制動装置は、該車椅子の該一対の車輪それぞれに設けられ、該一対の車輪それぞれの回転を制動するものであり、
前記車椅子の傾きを検知する傾斜検知手段と、
前記傾斜検知手段が検知した前記車椅子の傾きに応じて、前記復帰部材を作動させる制御手段と、を備えたものであることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載の制動装置。
【請求項６】
前記車輪は車椅子の一対の車輪であって、前記制動装置は、該車椅子の該一対の車輪それぞれに設けられ、該一対の車輪それぞれの回転を制動するものであり、
前記車椅子に着座した利用者又は前記車椅子を移動させる介助者が操作する操作スイッチと、
前記操作スイッチの操作に応じて、前記復帰部材を作動させる制御手段と、を備えたものであることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載の制動装置。
【請求項７】
前記車輪は、利用者が着座する座部を有する車椅子の一対の車輪であって、前記制動装置は、該車椅子の該一対の車輪それぞれに設けられ、該一対の車輪それぞれの回転を制動するものであり、
前記接触部材は、前記接触状態において、前記車椅子が後方に移動する方向の前記車輪の回転に伴い回動して該車輪に圧接し、前記軸と該車輪に接触する箇所との間隔が回動することで大きくなり該車輪に付与される摩擦力も大きくなるものであり、
前記復帰部材は、前記利用者が着座し前記座部に力がかかった状態から該座部に力がかからない状態に変化すると作動するものであることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載の制動装置。
【請求項８】
車輪の回転を制動する制動装置において、
偏心した位置の軸を中心に回動可能に設けられ、自重によって曲面状の外周面が前記車輪に接触するものであって、該車輪に接触した接触状態において、該車輪の回転に伴い回動して該車輪に圧接し、回動することで該軸と該車輪に接触する箇所との間隔が大きくなり該車輪に付与される摩擦力も大きくなる接触部材と、
外周部分に磁石を有し、基本姿勢と第２の姿勢との間で回動可能に設けられた離間部材と、
前記離間部材を前記基本姿勢から前記第２の姿勢に回動させる回動機構と、を有し、
前記接触部材は、前記離間部材が前記基本姿勢の状態では前記接触状態となり、該離間部材が前記回動機構によって前記第２の姿勢に回動すると、前記磁石の磁力によって該車輪から離間した離間状態に回動するものであることを特徴とする制動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
車椅子等の車輪の回転を制動する制動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
歩行が困難な人が移動するために使用する車椅子や、歩行が不安定な人が歩行の補助と荷物の運搬のために使用する手押車など、車輪の回転によって移動する様々なものが用いられている。車輪の回転によって移動するものは、停止している際に外力が加わることで車輪が回転して不用意に移動してしまい、不都合を生じさせてしまう場合がある。例えば車椅子では、座部に着座している利用者が立ち上がる際に、肘掛等を押したり、身体の一部が車椅子に触れてしまうことで、車椅子が不用意に後方に移動してしまうことがある。以下、車椅子に着座した利用者の後方に移動することを後進と称することがあり、車椅子に着座した利用者の前方に移動することを前進と称することがある。
【０００３】
車椅子が後進してしまうと、利用者が立ち上がりきれず再び腰をおろしてしまう場合や、車椅子が後進したことを利用者が知らずに車椅子に座ろうとした場合に、安全に着座することができない虞がある。このため、利用者が立ち上がる際に、車椅子が不用意に移動してしまうことを抑えるものとして、本出願人は「制動装置」を提案している（特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に記載された制動装置は、偏心した位置の軸を中心に回動可能に設けられ、曲面状の外周面を自重により車輪に接触させる接触部材を備えている。接触部材は、車輪に接触した状態から、車輪の回転に伴い回動して車輪に圧接し、摩擦力を付与するものである。この特許文献１に記載された制動装置を例えば車椅子に適用すれば、車椅子の前進は許容しつつ、利用者が立ち上がる際に車椅子が僅かに後進すると車輪の回転が制動され、車椅子の不用意な移動を阻止することができる。さらに、この制動装置は、接触部材を車輪に圧接するための力を必要とせず、また、接触部材を車輪に接触させる調整が容易であり、摩擦力を安定して付与することができる、といった極めて優れた効果を奏するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−０３０７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者は、特許文献１に記載された制動装置について、更なる使い勝手の向上および適用場面の拡大を図るため、鋭意検討を重ねた。具体的には、特許文献１に記載された制動装置における、接触部材を車輪に圧接する力を必要とせず、接触部材を車輪に接触させる調整が容易であり、摩擦力を安定して車輪に付与することができるといった優れた効果を維持しつつ、回転している車輪の制動に好適な制動装置や、さらに使い勝手の良い制動装置の開発に取り組んだ。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑み、接触部材を車輪に圧接する力を必要とせず、接触部材を車輪に接触させる調整が容易であり、摩擦力を安定して車輪に付与することができると共に、回転している車輪の制動に好適な制動装置や、さらに使い勝手の良い制動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を解決する本発明の制動装置は、車輪の回転を制動する制動装置において、
偏心した位置の軸を中心に回動可能に設けられ、自重によって曲面状の外周面が前記車輪に接触するものであって、該車輪に接触した接触状態において、該車輪の回転に伴い回動して該車輪に圧接し、回動することで該軸と該車輪に接触する箇所との間隔が大きくなり該車輪に付与される摩擦力も大きくなる接触部材と、
前記接触状態の前記接触部材を磁力によって吸着させ、該車輪から離間した離間状態に回動させる吸着部材と、
前記離間状態の前記接触部材を該吸着部材から離し、前記接触状態に戻す復帰部材と、を備えたものであることを特徴とする。
【０００９】
ここで、前記吸着部材と前記接触部材は、共に磁石を有し、これらの磁石の磁力によって吸着するものであってもよい。また、前記吸着部材と前記接触部材は、一方が磁石を有するもの又は磁石で構成されたものであり、他方が鉄等の強磁性体を有するもの又は強磁性体で構成されたものであってもよい。さらに、前記復帰部材は、電気的に作動するものであってもよいし、利用者又は介助者が手動で動かすものであってもよい。またさらに、前記復帰部材は、吸着した前記接触部材と前記吸着部材との間に挿入されることで、該接触部材を該吸着部材から離すものであってもよい。
【００１０】
本発明の制動装置によれば、前記接触部材が前記吸着部材に吸着した前記離間状態では、前記車輪は前記接触部材による摩擦力が付与されない状態で回転する。前記復帰部材によって前記接触部材が前記接触状態に戻されると、該接触部材が、前記車輪の回転に伴い回動して該車輪に圧接し、回動することで前記軸と該車輪に接触する箇所との間隔が大きくなり該車輪に付与される摩擦力も大きくなる。これにより、回転している前記車輪を制動することができる。さらに、前記軸の位置や前記接触部材の大きさを調整することで、前記車輪に付与される摩擦力の大きさを調整することもできる。
【００１１】
また、前記車輪を制動した後、該車輪を反対方向に回転させることで前記接触部材も反対方向に回動し、やがて該接触部材と該車輪との圧接が解除されると、前記吸着部材によって該接触部材が前記離間状態に回動する。これにより、前記接触部材に制動されることなく前記車輪を回転させることができる。なお、前記車輪が回転していない状態で、前記接触部材が前記離間状態から前記接触状態に戻っても、該接触部材は回動せず該車輪に圧接しない。このとき、前記吸着部材によって前記接触部材が前記離間状態に回動する態様としてもよいし、該接触部材は該接触状態を維持する態様としてもよい。前記接触部材が前記接触状態を維持する態様では、該接触状態において、前記車輪の反対方向の回転に伴い前記接触部材が僅かに回動すれば、該接触部材は、回動する力と磁力とによって前記吸着部材に吸着し、前記離間状態に回動する。
【００１２】
さらに、本発明の制動装置は、前述の特許文献１に記載された制動装置における優れた効果を維持している。具体的には、前記接触部材を前記接触状態に戻せば、回転する前記車輪によって該接触部材が回動して前記軸と該車輪に接触する箇所との間隔が大きくなり該車輪に付与される摩擦力も大きくなる。したがって、前記接触部材を前記車輪に圧接させる力が不要になる。さらに、前記接触部材は、自重により前記車輪に接触するものであるため、該接触部材を該車輪に接触させる調整が容易である。またさらに、前記接触部材と前記車輪との接触にバネ等の付勢力を用いていないため、前記接触状態を維持しやすく、長期間使用を続けても使用開始当初と同等の摩擦力を安定して付与することが可能になる。
【００１３】
本発明の制動装置において、前記吸着部材は、外周部分に磁石を有し、回動可能に設けられたものであり、
前記接触部材は、前記磁石の磁力によって前記離間状態に回動して初期姿勢の前記吸着部材に吸着するものであり、
前記復帰部材は、前記初期姿勢の前記吸着部材を、吸着した前記接触部材から前記磁石が遠ざかる第２姿勢に回動させることで該接触部材を該吸着部材から離すものであることが好ましい。
【００１４】
ここで、前記接触部材は、前記外周面に、前記吸着部材の前記磁石と引き合う、第２の磁石を有するものであり、該磁石と該第２の磁石双方の磁力によって該吸着部材に吸着するものであってもよい。前記吸着部材は、前記初期姿勢に復帰させる、錘又は付勢部材を有し、前記復帰部材が作動しなくなると、前記第２姿勢から該初期姿勢に戻るものであってもよい。
【００１５】
また、本発明の制動装置において、前記復帰部材は、サーボ機構あるいはエアシリンダ等で構成されたものであってもよいが、本発明の制動装置において、前記復帰部材は、プランジャを有するソレノイドによって構成され、該プランジャを駆動することで前記吸着部材を前記初期姿勢から前記第２姿勢に回動させるものものであることが好ましい。
【００１６】
ここで、前記吸着部材は、前記プランジャが当接する被当接部を有し、該プランジャが駆動して該被当接部に当接すると回動するものであってもよい。また、前記復帰部材は、前記吸着部材と前記プランジャとを接続する接続部材を有し、該プランジャが駆動すると該接続部材を介して該吸着部材を回動させるものであってもよい。
【００１７】
さらに、本発明の制動装置において、前記車輪は車椅子の一対の車輪であって、前記制動装置は、該車椅子の該一対の車輪それぞれに設けられ、該一対の車輪それぞれの回転を制動するものであり、
前記車椅子の前方又は後方のうち少なくとも一方に位置する障害物を検知する障害物検知手段と、
前記障害物検知手段が前記障害物を検知すると、前記復帰部材を作動させる制御手段と、を備えたものである態様が好ましい。
【００１８】
この態様を採用すれば、前記接触部材を前記離間状態として前記車椅子を前進又は後進させている際に、前方又は後方に位置する障害物を前記障害物検知手段が検知すると前記制御手段によって前記復帰部材が作動し、該離間状態の該接触部材を前記接触状態に戻すことができる。これにより、前記車輪が制動され、前記車椅子の利用者や介助者の、前記障害物との接触を避ける動作を補助することが可能になる。子供用の車椅子など、近年、座面の高さ位置を調整できる車椅子が登場し、このような車椅子において座面の位置を高く設定した場合などは、車椅子の前方や足下が利用者や介助者に見えにくい場合もある。このような、車椅子の前方等が見えにくい場合に、特に好適な態様である。
【００１９】
さらに、前記障害物検知手段によって、前方又は後方における、右側に位置する障害物を検知する右側障害物検知手段と、左側に位置する障害物を検知する左側障害物検知手段を備える態様を採用してもよい。この態様において、例えば、該右側障害物検知手段によって、前方の右側に位置する障害物を検知した場合に、前記制御手段によって左側の前記制動装置における前記復帰手段を作動させる。これにより、左側の前記車輪を制動し、前記車椅子の進行方向を左方向に向け、前記障害物を避けるといった制御も可能になる。
【００２０】
また、本発明の制動装置において、前記車輪は車椅子の一対の車輪であって、前記制動装置は、該車椅子の該一対の車輪それぞれに設けられ、該一対の車輪それぞれの回転を制動するものであり、
前記車椅子の傾きを検知する傾斜検知手段と、
前記傾斜検知手段が検知した前記車椅子の傾きに応じて、前記復帰部材を作動させる制御手段と、を備えたものであってもよい。
【００２１】
こうすることで、例えば、右側が下方に傾斜した斜面を前記車椅子がその傾斜方向と交差する方向に前進し、前記傾斜検知手段が該車椅子の傾きを検知した場合に、前記制御手段によって左側の前記制動装置における前記復帰手段を作動させる。これにより、左側の前記車輪を制動し、右側の前記車輪による推進力が相対的に高まる。この結果、右側に傾斜した斜面を登る方向の推進力が高まり、前記車椅子が斜面の傾斜方向に落ちていこうとする力に抗して、傾斜方向と交差する方向に前進することを補助する制御が可能になる。
【００２２】
さらに、本発明の制動装置において、前記車輪は車椅子の一対の車輪であって、前記制動装置は、該車椅子の該一対の車輪それぞれに設けられ、該一対の車輪それぞれの回転を制動するものであり、
前記車椅子に着座した利用者又は前記車椅子を移動させる介助者が操作する操作スイッチと、
前記操作スイッチの操作に応じて、前記復帰部材を作動させる制御手段と、を備えたものである態様としてもよい。
【００２３】
この態様を採用すれば、前記利用者又は前記介助者が前記操作スイッチを操作することで前記復帰部材が作動し、利用者又は介助者が意図するタイミングで前記車輪を制動することができる。
【００２４】
また、本発明の制動装置において、前記車輪は、利用者が着座する座部を有する車椅子の一対の車輪であって、前記制動装置は、該車椅子の該一対の車輪それぞれに設けられ、該一対の車輪それぞれの回転を制動するものであり、
前記接触部材は、前記接触状態において、前記車椅子が後方に移動する方向の前記車輪の回転に伴い回動して該車輪に圧接し、前記軸と該車輪に接触する箇所との間隔が回動することで大きくなり該車輪に付与される摩擦力も大きくなるものであり、
前記復帰部材は、前記利用者が着座し前記座部に力がかかった状態から該座部に力がかからない状態に変化すると作動するものであってもよい。
【００２５】
ここで、前記座部にかかる力を検知する接触センサと、該接触センサの検知結果に基づき、前記復帰部材を作動させる制御手段とを備えたものであってもよい。
【００２６】
こうすることで、利用者が立ち上がる際や、落とした物を拾おうとして前記座部から腰を浮かせた際等には、該座部に力がかからなくなり前記復帰部材が作動し、前記接触部材が前記接触状態に戻る。前記接触状態で前記車椅子がわずかに後進すると、前記接触部材は、該車椅子が後方に移動する方向の前記車輪の回転に伴い回動することで該車輪に付与される摩擦力も大きくなる。これにより、前記車輪の回転を制動することができる。したがって、利用者が立ち上がる際や、利用者が落とした物を拾おうとして該座部から腰を浮かせた際等に、わずかな後進に抑え前記車椅子が不用意に移動してしまうことを阻止することができる。
【００２７】
上記目的を解決する本発明の第２の制動装置は、車輪の回転を制動する制動装置において、
偏心した位置の軸を中心に回動可能に設けられ、自重によって曲面状の外周面が前記車輪に接触するものであって、該車輪に接触した接触状態において、該車輪の回転に伴い回動して該車輪に圧接し、回動することで該軸と該車輪に接触する箇所との間隔が大きくなり該車輪に付与される摩擦力も大きくなる接触部材と、
外周部分に磁石を有し、基本姿勢と第２の姿勢との間で回動可能に設けられた離間部材と、
前記離間部材を前記基本姿勢から前記第２の姿勢に回動させる回動機構と、を有し、
前記接触部材は、前記離間部材が前記基本姿勢の状態では前記接触状態となり、該離間部材が前記回動機構によって前記第２の姿勢に回動すると、前記磁石の磁力によって該車輪から離間した離間状態に回動するものであることを特徴とする。
【００２８】
ここで、前記第２の制動装置の前記接触部材は、前記制動装置の前記接触部材と同様に第２磁石を有し、該第２磁石は前記離間部材の前記磁石と引き合うものであってもよいし、鉄等の強磁性体を有するもの又は強磁性体で構成されたものであってもよい。また、前記接触部材は、前記離間状態において、前記離間部材に接触してもよいし、該離間部材と隙間を空けた状態になるものであってもよい。また、前記離間部材は、前記制動装置の前記吸着部材と同様の構成を有するものであってもよい。また、前記回動機構は、前記離間部材に接続し、該離間部材を引っ張る又は押すことで該離間部材を回動させるものであってもよいし、該離間部材に当接することで、該離間部材を回動させるものであってもよい。また、前記車輪は座部を有する車椅子の一対の車輪であって、前記第２の制動装置は、該車椅子の該一対の車輪それぞれに設けられ、該一対の車輪それぞれの回転を制動するものであり、前記回動機構は、該座部に力がかかると作動して前記離間部材を前記基本姿勢から前記第２の姿勢に回動させ、これによって、前記接触部材を、前記離間状態に回動させるものであってもよい。また、前記回動機構は、利用者又は介助者が手動で動かすものであってもよい。例えば、車椅子のハンドル部に設けられた操作部を有し、前記回動機構は、介助者が該操作部を操作することで作動するものであってもよい。また、前記回動機構は、電気的に作動するものであってもよい。例えば、前記回動機構は、電磁石、ソレノイド、サーボ機構あるいはエアシリンダ等を有し、電気的に作動して前記離間部材を回動させるものであってもよい。また、前記接触部材は、自重によって前記車輪に接触する際の圧力を増加させる重りを有するものであってもよい。また、前記回動機構は、前記離間部材を前記第２の姿勢から前記基本姿勢に復帰させる付勢部材を有し、該回動機構が作動しなくなると、該離間部材は、該第２の姿勢から該基本姿勢に戻るものであってもよい。また、前記離間部材は、前記第２の姿勢から前記基本姿勢に復帰する錘等を有し、前記回動機構が作動しなくなると、該第２の姿勢から該基本姿勢に戻るものであってもよい。
【００２９】
本発明の第２の制動装置によれば、前記接触部材は、前記離間部材が前記回動機構によって前記第２の姿勢に回動すると前記離間状態に回動する。すなわち、前記第２の制動装置は、前記車輪の回転を制動することができる前記接触状態を基本とするものである。このため、例えば、前記第２の制動装置を車椅子に設け、該車椅子の座部に力がかかると前記回動機構を作動させる態様を採用すれば、利用者が着座し該座部に力ががかかると前記接触部材が前記離間状態となる。この結果、利用者が前記座部に着座した状態で前記車椅子を後進させることができ、使い勝手を向上させることができる。また、前記座部に力がかからなくなると前記離間部材が前記基本姿勢に戻り前記接触部材を前記接触状態に戻す態様を採用すれば、利用者が立ち上がる際や、落とした物を拾おうとして該座部から腰を浮かせた際等には、該座部に力がかからなくなり該接触部材が該接触状態に戻る。この状態で前記車椅子が後進すると、前記接触部材は、該車椅子が後方に移動する方向の前記車輪の回転に伴い回動することで、前記軸部材と該車輪に接触する箇所との間隔が大きくなり該車輪に付与される摩擦力も大きくなる。これにより、前記車輪の回転を制動することができる。したがって、利用者が立ち上がる際や、利用者が落とした物を拾おうとして該座部から腰を浮かせた際等に、該車椅子が不用意に移動してしまうことを阻止することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、接触部材を車輪に圧接する力を必要とせず、接触部材を車輪に接触させる調整が容易であり、摩擦力を安定して車輪に付与することができると共に、回転している車輪の制動に好適な制動装置や、さらに使い勝手の良い制動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の制動装置が適用される車椅子の一般的な構成を説明するための斜視図である。
【図２】本発明の制動装置を取り付けた車椅子を左側から見た側面図である。
【図３】（ａ）は、図２に示すメインユニットと、車輪の外周部分の一部を抜き出して示す図であり、（ｂ）は、（ａ）を前方から見た図である。
【図４】本発明の制動装置における回路構成の一例を示すブロック図である。
【図５】前進する方向に回転している車輪を制動する様子を段階的に示す図である。
【図６】接触部材による車輪の制動を解除する様子を示す図である。
【図７】第１変形例の制動装置を説明するための図である。
【図８】第２変形例の制動装置におけるメインユニットが、後進する方向に回転している車輪を制動する様子を段階的に示す図である。
【図９】第３変形例の制動装置におけるメインユニットを示す図である。
【図１０】第２実施形態の制動装置を取り付けた車椅子を左側から見た側面図である。
【図１１】第２実施形態の制動装置における回路構成の一例を示すブロック図である。
【図１２】（ａ）は、第３実施形態の制動装置を取り付けた車椅子を前方から見た正面図であり、（ｂ）は、（ａ）を上方から見た平面図である。
【図１３】第３実施形態の制動装置における回路構成の一例を示すブロック図である。
【図１４】第４実施形態の制動装置を取り付けた車椅子を左側から見た側面図である。
【図１５】第４実施形態の制動装置における回路構成の一例を示すブロック図である。
【図１６】図１５に示す第４実施形態の制動装置におけるメインユニットの変形例を示す図である。
【図１７】（ａ）は、第２の制動装置と、車輪の外周部分の一部を抜き出して示す図である。（ｂ）は、（ａ）を後方から見た図である。
【図１８】図１７（ａ）に示す、第２の制動装置の第２の接触部材が離間状態に回動した様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。本発明の制動装置は、例えば、車椅子、手押車、子供用自転車などの子供用乗り物、三輪自転車、荷物運搬台車、リヤカー、買物カートあるいはキャスター等の車輪の制動装置として採用することができる。以下の説明では、本発明における制動装置の一実施形態を車椅子に適用した態様を例にあげて説明する。
【００３３】
初めに、本発明の制動装置が適用される車椅子について説明する。
【００３４】
図１は、本発明の制動装置が適用される車椅子の一般的な構成を説明するための斜視図である。以下の説明では、前後あるいは左右の用語は、車椅子１に着座した利用者を基準にして用いている。すなわち、車椅子１に着座した利用者の前方を前とし、後方を後とし、左手側を左とし、右手側を右としている。したがって、図１では、左斜め下方が前になり、右斜め上方が後になり、右斜め下方が左になり、左斜め上方が右になる。また、前進とは車椅子１に着座した利用者の前方に移動することをいい、後進とは車椅子１に着座した利用者の後方に移動することをいう。図２以降においても、図１における前後左右を基準に説明する。
【００３５】
図１に示すように、車椅子１は、車椅子本体１０と、車椅子本体１０の左右それぞれに回転自在に設けられた車輪Ｔ及び補助車輪Ｔ１を備えている。車椅子本体１０は、利用者が着座する座部１１と、この座部１１に着座した利用者がもたれかかる背もたれ１６と、車体を構成するパイプ状のフレーム１２と、左右一対の肘掛１３とを備えている。本実施形態の車椅子１は、車椅子本体１０の後方側にハンドル部１４が設けられている。このハンドル部１４は、例えば、介助者などが車椅子１を移動させる際に掴む部分である。本実施形態では、路面や床面に接する外周部分がゴムで構成された車輪Ｔを採用しており、これら一対の車輪Ｔが回転することで車椅子１が前進又は後進し、これら一対の車輪Ｔの回転を停止させることで車椅子１の移動が停止し、これら一対の車輪Ｔの回転を制動し停止した状態を維持することで車椅子１の停止状態が維持されるものである。
【００３６】
図２は、本発明の制動装置を取り付けた車椅子を左側から見た側面図である。この図２では、紙面の横方向が前後方向になり、紙面と直交する方向が左右方向になる。なお、図２では、図面を簡略化するため、車輪Ｔのハンドリムやスポークを省略する等、車椅子１を大幅に簡略化して示している。
【００３７】
図２に示すように、制動装置２は、車輪Ｔの上方に配置されたメインユニット２０と、フレーム１２における前側の縦フレーム１２２に取り付けられた制御ボックス７１と、図２では後ろ側の縦フレーム１２１に隠れている背もたれ１６（図１参照）の後ろ側に配置されたバッテリー８３とを備えている。なお、バッテリー８３は、例えば、背もたれ１６の後ろ側に設けられているポケット等に収容されている。図２では、車椅子１の左側に設けられた、メインユニット２０と制御ボックス７１を示しているが、車椅子１の右側にも同一構成の、メインユニット２０と制御ボックス７１が設けられている。
【００３８】
メインユニット２０は、接触部材３と、吸着部材４と、ソレノイド５とを備えており、接触部材３と吸着部材４が矩形状のベース板６１に取り付けられ、このベース板６１に固定されたＬ型金具６２にソレノイド５が取り付けられている。ベース板６１は取付金具６３に固定され、この取付金具６３が固定バンド６４によって後ろ側の縦フレーム１２１に固定されることで、メインユニット２０が車輪Ｔの上方に配置されている。なお、本実施形態では、メインユニット２０が、車輪Ｔの前後方向の中心よりもやや後ろ側に配置されているが、メインユニット２０の位置は車輪Ｔの周囲であれば特に限定されるものではなく、車輪Ｔの前後方向の中心よりも前側に配置してもよい。
【００３９】
制御ボックス７１には、赤外線センサ８１と制御部８２（図４参照）が収容されており、制御ボックス７１の前面に、赤外線センサ８１の発光部８１１と受光部８１２が設けられている。
【００４０】
図３（ａ）は、図２に示すメインユニット２０と、車輪Ｔの外周部分ＴＯの一部を抜き出して示す図であり、図３（ｂ）は、同図（ａ）を前方から見た図である。この図３では、図面を簡略化するため、図２に示す、取付金具６３、固定バンド６４、後ろ側の縦フレーム１２１等は省略している。また、ベース板６１やＬ型金具６２に形成されている固定用のボルト挿通孔、固定用のボルトやナット等も省略している。この図３（ａ）では、左側が前側になり、車輪Ｔが反時計回りに回転して左側に進むことで前進することになる。また、右側が後側になり、車輪Ｔが時計回りに回転して右側に進むことで後進することになる。なお、図３（ａ）に示すメインユニット２０は、図２に示す車椅子１の左側に設けられたものであるが、車椅子１の右側に設けられたメインユニット２０も同じ構成であるため説明は省略する。
【００４１】
図３（ａ）及び同図（ｂ）に示すように、メインユニット２０は、ベース板６１に固定された軸部材３１によって回動自在に支持された接触部材３と、ベース板６１に固定され接触部材３の回動を規制するストッパ６５と、ベース板６１に固定された第２軸部材４２によって回動自在に支持された吸着部材４と、Ｌ型金具６２に取り付けられたソレノイド５とを備えたものである。このメインユニット２０は、前進する方向の車輪Ｔの回転を制動するものである。
【００４２】
接触部材３は、樹脂等の磁性体以外の素材によって構成された円盤状のものであり、円筒状の外周面３ａ、すなわち曲面状の外周面３ａを有している。また、接触部材３は、外周面３ａにおける周方向の一部であって、図３（ｂ）に示すように、左右方向の中央部分には、網掛けで示した第２磁石３２が埋め込まれている。なお、接触部材３の外周面３ａには、滑り止めのためのローレット加工等を施してもよい。接触部材３は、水平方向（図３（ａ）では紙面に直交する方向）に延在した軸部材３１を回動中心として回動自在に配置されている。すなわち、軸部材３１は、本発明にいう軸の一例に相当する。軸部材３１は、接触部材３の中心からズレた偏心位置に設けられている。軸部材３１が接触部材３の偏心位置に設けられているため、外周面３ａにおける周方向の部位によって軸部材３１からの間隔が相違する。
【００４３】
吸着部材４は、円柱状の本体部４１と、ベース板６１に固定されて水平方向に延在し本体部４１を回動自在に支持する第２軸部材４２と、突出片４３と、錘４４とを備え、接触部材３の上方に配置されている。本体部４１は、樹脂等の磁性体以外の素材によって構成され、接触部材３よりも小径であって、図３（ｂ）に示すように左右方向の長さが長いものである。また、本体部４１にも、接触部材３と同様に、外周面における周方向の一部であって、左右方向の中央部分には、網掛けで示した磁石４１１が埋め込まれ、円筒状のカバー４１２によって被覆されている。
【００４４】
錘４４は、本体部４１の周方向における、磁石４１１が設けられた位置と同じ位置（図５（ａ）等参照）であって、図３（ｂ）に示すように接触部材３よりも右側の、接触部材３との接触を避けた位置に設けられている。突出片４３は、本体部４１の周方向における、磁石４１１と対向する部分から突出した矩形状の板材であり、左右方向に延在したものである。この吸着部材４は、錘４４の重さによって、第２軸部材４２を中心に、錘４４が設けられた部分、すなわち磁石４１１が埋め込まれた部分が下方に位置するように回動するものである。
【００４５】
ソレノイド５は、ボックス状のソレノイド本体５２と、プランジャ５１とを備えたものである。図３（ａ）は、プランジャ５１が駆動する前の状態のソレノイド５を示しており、プランジャ５１が駆動すると、一端部５１ａが前方に突出する。
【００４６】
図３（ａ）に示す、プランジャ５１が駆動する前の状態では、吸着部材４が、錘４４の重さによって時計回りに回動し、突出片４３がプランジャ５１の一端部５１ａに当接して停止している。以下、吸着部材４における、突出片４３がプランジャ５１の一端部５１ａに当接して停止した状態の姿勢を初期姿勢と称する。なお、図３（ｂ）に示すように、プランジャ５１の一端部５１ａは、突出片４３の中央部分に当接している。また、吸着部材４の磁石４１１と接触部材３の第２磁石３２との磁力によって、接触部材３が車輪Ｔから持ち上げられ、吸着部材４に接触部材３が吸着している。これにより、車輪Ｔと接触部材３との間には隙間Ｃが生じている。すなわち、接触部材３は、自重によって外周面３ａが車輪Ｔに接触すると共に、磁力によって吸着部材４に吸着され、車輪Ｔから離間した状態に回動する。以下、接触部材３が車輪Ｔに接触した状態を接触状態と称し、図３（ａ）に示す、接触部材３が車輪Ｔから離間した状態を離間状態と称する。この離間状態では、車輪Ｔが制動されない状態で、車椅子１を前進及び後進させることができる。
【００４７】
図４は、本発明の制動装置２における回路構成の一例を示すブロック図である。
【００４８】
図４に示すように、制御ボックス７１には、ソレノイド制御回路等を備えた制御部８２と、この制御部８２と電気的に接続された赤外線センサ８１が収容されており、制御部８２には、電源を供給するバッテリー８３が接続されている。また、制御部８２には、ソレノイド５が電気的に接続されている。赤外線センサ８１が、車椅子１の前方に障害物を検知すると、制御部８２が赤外線センサ８１から信号を受け取る。信号を受け取った制御部８２のソレノイド制御回路は、ソレノイド５を作動させる。なお、本実施形態では、左右一対の制御部８２は、それぞれ一対のソレノイド５に接続されており、左右一対の赤外線センサ８１のうち一方が障害物を検知した場合には、一対のソレノイド５の両方が作動する回路に構成されている。
【００４９】
図５は、前進する方向に回転している車輪Ｔを制動する様子を段階的に示す図である。この図５では、車輪Ｔが反時計回りに回転している。
【００５０】
図５（ａ）は、図４に示す赤外線センサ８１が車椅子１の前方の障害物を検知し、制御部８２によってソレノイド５が作動した様子を示している。ソレノイド５が作動して、図５（ａ）の直線の矢印で示すように、プランジャ５１の一端部５１ａがソレノイド本体５２から前方に駆動すると、吸着部材４は、突出片４３がプランジャ５１の一端部５１ａに押されて、図３（ａ）に示す初期姿勢から鎖線の円弧状の矢印で示す反時計回りに回動する。これにより、吸着部材４は、磁石４１１が接触部材３から遠ざかる第２姿勢に回動する。この結果、磁力によって吸着していた接触部材３は、吸着部材４から離れ、その自重によって、実線の円弧状の矢印で示す時計回りに回動し、離間状態から、その外周面３ａが車輪Ｔの外周部分ＴＯに接触した接触状態に変化する。以下、接触部材３の外周面３ａにおける、車輪Ｔに接触している箇所を接触部と称することがあり、Ｄを付して両矢印で示す、軸部材３１から接触部までの間隔を接触部間隔と称することがある。
【００５１】
図５（ｂ）に示すように、接触状態の接触部材３は、車輪Ｔの回転に伴い、図では円弧状の矢印で示す時計回りに接触部材３が回動する。接触部材３が回動するにつれて接触部間隔Ｄは次第に大きくなり、接触部材３は車輪Ｔに圧接し車輪Ｔに食い込んでいく。この結果、接触部材３によって車輪Ｔの外周部分ＴＯに摩擦力が付与され、この摩擦力が次第に増加していく。なお、直線状の矢印で示すように、ソレノイド５は、プランジャ５１の一端部５１ａが後退し、吸着部材４は、錘４４の重さによって、鎖線の円弧状の矢印で示す時計回りに回動し、第２姿勢から初期姿勢に戻っていく。
【００５２】
接触部材３が時計回りにさらに回動していき、図５（ｃ）に示すように、やがて接触部材３がストッパ６５に当接し、接触部材３の回動が規制される。本実施形態では、接触部間隔Ｄが最大になる状態で接触部材３の回動が規制されようにストッパ６５の位置が調整され、車輪Ｔの外周部分ＴＯに付与される摩擦力も最大になる。これにより、左右一対のうちの一方の赤外線センサ８１が、車椅子１の前方の障害物を検知すると、左右一対の接触部材３により、前進する方向に回転する車輪Ｔが制動される。この結果、車椅子１の利用者や介助者の、障害物との接触を避ける動作を補助することが可能になる。すなわち、本発明の制動装置２は、回転している車輪Ｔの制動に好適なものである。また、接触部材３は自重により車輪Ｔに接触するため、接触部材３を車輪Ｔに圧接するための力を必要とせず、また、接触部材３を車輪Ｔに接触させる調整が容易であり、摩擦力を安定して付与することができる。
【００５３】
本実施形態では、ストッパ６５の位置によって車輪Ｔの外周部分ＴＯに付与される摩擦力を調整することができる。例えば、図５（ｂ）の一点鎖線で示すように、接触部間隔Ｄが最大になる前に接触部材３の回動が規制されるようにストッパ６５の位置を調整すれば、車輪Ｔの外周部分ＴＯに付与される摩擦力を弱く設定することができる。また、図５（ｃ）の一点鎖線で示すように、接触部間隔Ｄが最大になる状態を超えた状態で接触部材３の回動が規制されるようにストッパ６５の位置を設定してもよい。この態様によれば、接触部材３は、ストッパ６５に当接した一点鎖線で示す状態からストッパ６５とは反対の方向、すなわち反時計回りに回動しようとすると、車輪Ｔの外周部分ＴＯに付与される摩擦力が最大になる状態までは接触部間隔Ｄが大きくなり、車輪Ｔに付与される摩擦力も増加する。このため、ストッパ６５に当接した状態から接触部材３を反時計回りに回動させるためには、増加する摩擦力に抗する力が必要になり、この力が付与されない限り、接触部材３はストッパ６５に接触した状態で安定する。これにより、車輪Ｔに摩擦力が付与され、車輪Ｔの回転が制動された状態が維持される。この結果、車輪Ｔにブレーキがかかったロック状態になり、図１に示す車椅子１の移動を阻止することが可能になる。これらのように、前進させる方向に回転する車輪Ｔに対して、弱い摩擦力を付与する態様から、ロック状態として制動させる態様までの調整が可能になる。
【００５４】
図６は、接触部材３による車輪Ｔの制動を解除する様子を示す図である。
【００５５】
図１に示す車椅子１を後進させる方向（時計回り）に車輪Ｔを回転させ、あるいは反動により後進させる方向に車輪Ｔが回転すると、車輪Ｔの回転に伴い接触部材３が反時計回りに回動し、接触部材３が自重によって車輪Ｔに接触する接触状態となる。これによって、車輪Ｔに付与されていた摩擦力が消滅し、車輪Ｔの回転の制動が解除される。接触部材３は、磁石４１１と第２磁石３２との磁力によってさらに反時計回りに回動して一点鎖線で示すように吸着部材４に吸着され、図３（ａ）に示す離間状態に戻る。これにより、車輪Ｔが制動されない状態で、車椅子１を前進及び後進させることができる。
【００５６】
本実施形態では、磁石４１１と第２磁石３２との磁力によって、接触部材３が接触状態から離間状態に戻る態様としている。このため、車輪Ｔが回転していない状態において、図４に示す赤外線センサ８１が車椅子１の前方の障害物を検知し、ソレノイド５が作動して、接触部材３が接触状態になっても、すぐに離間状態に戻り車輪Ｔは制動されない。なお、車輪Ｔが後進する方向に回転する力が加わった場合に、接触部材３が接触状態から離間状態に戻るように、磁石４１１と第２磁石３２との磁力を調整してもよい。この態様の場合には、車輪Ｔが回転していない状態において、接触部材３が離間状態から接触状態になると、接触部材３は接触状態を維持し、車輪Ｔの後進する方向の回転に伴い離間状態に戻る。
【００５７】
また、上記実施形態では、復帰部材としてソレノイド５を用い、プランジャ５１を駆動させることで吸着部材４を回動させる、いわゆる電気的な態様を採用しているが、この態様と併せて、あるいはこの態様に代えて、利用者や介助者が操作する、いわゆる機械的又は機構的な構造によって吸着部材４を回動させてもよい。このような構造は特に限定されるものではないが、例えば、図５（ａ）において二点鎖線で示すように、吸着部材４の突出片４３に紐Ｗを設け、利用者や介助者が紐Ｗを引っ張ることで吸着部材４を回動させる態様を例示できる。
【００５８】
次に、図２〜図６に示す第１実施形態の制動装置２の変形例及び他の実施形態について説明する。以下に説明する変形例及び他の実施形態においては、図２〜図６に示す第１実施形態との相違点を中心に説明し、図２〜図６に示す第１実施形態における構成要素の名称と同じ名称の構成要素には、これまで用いた符号を付して説明し、重複する説明は省略することがある。
【００５９】
図７は、第１変形例の制動装置２を説明するための図である。この図７は、第１変形例の制動装置２が設けられた車椅子１を上方から見た平面図であり、上方が車椅子１の前進する方向になる。また、図面を簡略化するため、左右一対のメインユニット２０を塗りつぶして示すとともに、赤外線センサ８１（図４参照）の発光部８１１から発光される赤外線を、模式的に網掛けで示している。
【００６０】
図７に示すように、本変形例の制動装置２は、左側の制御ボックス７１に収容された制御部８２（図４参照）は、右側のメインユニット２０のソレノイド５（図２参照）に接続され、右側の制御ボックス７１に収容された制御部８２（図４参照）は、左側のメインユニット２０のソレノイド５（図２参照）に接続されている。
【００６１】
本変形例では、例えば図７に示すように、前進している車椅子１における、左側の赤外線センサ８１（図４参照）が、車椅子１の前方の左側に障害物Ｈを検知すると、右側のメインユニット２０のソレノイド５が作動し、右側の車輪Ｔの回転が制動される。これにより、一点鎖線で示すように、車椅子１の進行方向が右側に向き、車椅子１の利用者や介助者の、障害物Ｈとの接触を避ける動作を補助することが可能になる。一方、右側の赤外線センサ８１が、車椅子１の前方の右側に障害物Ｈを検知した場合には、左側のメインユニット２０のソレノイド５が作動することで左側の車輪Ｔの回転が制動され、車椅子１の進行方向が左側に向く。また、車椅子１の前方の中央に障害物Ｈがある場合には、左右一対の赤外線センサ８１で検知し、左右の車輪Ｔを制動させて車椅子１の進行方向を変えずに停止させる態様としてもよい。
【００６２】
図８は、第２変形例の制動装置におけるメインユニットが、回転している車輪を制動する様子を段階的に示す図である。この図８では、車輪Ｔが時計回りに回転しており、本変形例の制動装置は、後進する方向に回転している車輪Ｔを制動するものである。
【００６３】
図８（ａ）に示すように、本変形例のメインユニット２０’は、第１実施形態に対して、ソレノイド５が反対向きにＬ型金具６２に固定され、プランジャ５１の他端部５１ｂと、吸着部材４の突出片４３とが、紐５３によって接続されている。また、図示は省略するが、本変形例の制動装置２は、赤外線センサ８１（図４参照）が車椅子１の後方の障害物を検知するように、制御ボックス７１（図２参照）が車椅子１の後方に向けて設けられている。
【００６４】
赤外線センサ８１が車椅子１の後方の障害物を検知すると、ソレノイド５が作動して、図８（ｂ）の直線の矢印で示すように、プランジャ５１の他端部５１ｂがソレノイド本体５２側に駆動（後退）し、吸着部材４は、同図（ａ）に示す初期姿勢から、突出片４３が紐５３に引っ張られて鎖線の円弧状の矢印で示す時計回りに回動する。これにより、吸着部材４は、磁石４１１が、接触部材３から遠ざかる第２姿勢に回動する。この結果、磁力によって吸着していた接触部材３は、吸着部材４から離れ、その自重によって、実線の円弧状の矢印で示す反時計回りに回動し、離間状態から、その外周面３ａが車輪Ｔの外周部分ＴＯに接触した接触状態に変化する。
【００６５】
図８（ｃ）に示すように、接触状態の接触部材３は、車輪Ｔの回転に伴い、図では円弧状の矢印で示す時計回りに回動する。接触部材３が回動するにつれて接触部間隔Ｄは次第に大きくなり、接触部材３は車輪Ｔに圧接し車輪Ｔに食い込んでいく。この結果、接触部材３によって車輪Ｔの外周部分ＴＯに摩擦力が付与され、この摩擦力が次第に増加していく。これにより、赤外線センサ８１が、車椅子１の後方の障害物を検知すると、左右一対の接触部材３により、車椅子１が後進する方向に回転する車輪Ｔを制動することができる。なお、直線状の矢印で示すように、ソレノイド５は、プランジャ５１の他端部５１ｂがソレノイド本体５２から突出し、吸着部材４は、錘４４の重さによって、鎖線の円弧状の矢印で示す反時計回りに回動し、第２姿勢から初期姿勢に戻る。
【００６６】
図９は、第３変形例の制動装置におけるメインユニットを示す図である。
【００６７】
車輪Ｔの、前進する方向の回転と後進する方向の回転との双方を制動させるためには、前進する方向に回転する車輪Ｔを制動する、第１実施形態のメインユニット２０と、後進する方向に回転する車輪Ｔを制動する、第２変形例のメインユニット２０’とを、それぞれ設けることも可能である。ただし、図９に示す本変形例のメインユニット２０’’のように、１つのベース板６１に、それぞれの、接触部材３、吸着部材４及びソレノイド５を設けることで、装置の小型化及び部材の共通化を図ることができる。なお、本変形例では、１つのストッパ６５によって、両者のストッパ機能を兼用する態様を採用している。
【００６８】
図１０は、第２実施形態の制動装置２を取り付けた車椅子１を左側から見た側面図である。
【００６９】
図１０に示すように、本実施形態の制動装置２は、図２に示す第１実施形態の制動装置２における、制御ボックス７１及びバッテリー８３に代えて、操作スイッチ８４と、第２制御ボックス７２とを備えている。操作スイッチ８４は、肘掛１３とハンドル部１４それぞれに設けられ、肘掛１３に設けられた操作スイッチ８４は、利用者が操作するものであり、ハンドル部１４に設けられた操作スイッチ８４は、介助者が操作するものである。なお、操作スイッチ８４は、肘掛１３とハンドル部１４のうち、いずれか一方に設けてもよい。第２制御ボックス７２は、背もたれ１６（図１参照）の後ろ側に配置されている。
【００７０】
図１１は、第２実施形態の制動装置２における回路構成の一例を示すブロック図である。
【００７１】
図１１に示すように、第２制御ボックス７２には、制御部８２と、この制御部８２に接続されたバッテリー８３が収容されており、制御部８２には、操作スイッチ８４が電気的に接続されている。また、制御部８２には、ソレノイド５が電気的に接続されている。利用者又は介助者によって操作スイッチ８４が操作されると、制御部８２が操作スイッチ８４から信号を受け取る。信号を受け取った制御部８２のソレノイド制御回路は、ソレノイド５を作動させ、車輪Ｔを制動することができる。
【００７２】
図１２（ａ）は、第３実施形態の制動装置２を取り付けた車椅子１を前方から見た正面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）を上方から見た平面図である。本実施形態の制動装置２は、図１２（ａ）に示すような傾斜面を、その傾斜方向と交差する方向に進行する際の補助作用を奏するものである。なお、図１２（ｂ）では、図の下側が車椅子１の前進方向になる。また、図１３は、第３実施形態の制動装置２における回路構成の一例を示すブロック図である。
【００７３】
図１２（ａ）及び同図（ｂ）に示すように、本実施形態の制動装置２は、背もたれ１６の後ろ側に配置された第３制御ボックス７３を備えている。図１３に示すように、第３制御ボックス７３には、制御部８２と、この制御部８２に接続されたバッテリー８３と、制御部８２に電気的に接続された傾斜センサ８５が収容されている。傾斜センサ８５は、車椅子１の左右の傾きを検知するものである。また、制御部８２には、ソレノイド５が電気的に接続されている。傾斜センサ８５によって車椅子１の傾きが検知されると、制御部８２が傾斜センサ８５から信号を受け取る。信号を受け取った制御部８２のソレノイド制御回路は、車椅子１の傾きが所定角度以上の場合には、ソレノイド５を駆動させ、車輪Ｔを制動する。具体的には、図１２（ａ）に示すように、左側が下方に傾斜した斜面を車椅子１がその傾斜方向と交差する方向に前進する場合には、制御部８２は、右側のメインユニット２０におけるソレノイド５を作動させる。これにより、右側の車輪Ｔが制動され、点線の矢印で概念的に示す、右側の車輪Ｔによる推進力に比べて、実線の矢印で概念的に示す、左側の車輪Ｔによる推進力が相対的に高まる。この結果、左側に傾斜した斜面を登る方向の推進力が高まり、車椅子１が斜面の傾斜方向に落ちていこうとする力に抗して、傾斜方向と交差する方向に前進することを補助する制御が可能になる。
【００７４】
図１４は、第４実施形態の制動装置２を取り付けた車椅子１を左側から見た側面図である。
【００７５】
図１４に示すように、本実施形態の制動装置２は、接触センサ８６と、第２制御ボックス７２とを備え、後進する方向に回転する車輪Ｔを制動するメインユニット２０’が設けられている。接触センサ８６は、座部１１（図１参照）の下面に設けられ、座部１１にかかる力を検知するものである。利用者が立ち上がる際や、落とした物を拾おうとして座部１１から腰を浮かせた際等には、座部１１に力がかからなくなり、接触センサ８６により検知される。なお、接触センサ８６に代えて、ピエゾ抵抗式のひずみセンサやリミットスイッチ、あるいは、利用者の着座の有無を光学的に検知する赤外線センサを採用してもよい。
【００７６】
図１５は、第４実施形態の制動装置２における回路構成の一例を示すブロック図である。
【００７７】
図１５に示すように、第２制御ボックス７２に収容された制御部８２には、接触センサ８６が電気的に接続されている。また、制御部８２には、ソレノイド５が電気的に接続されている。利用者が立ち上がる等して座部１１に力がかからなくなると、制御部８２が接触センサ８６から信号を受け取る。信号を受け取った制御部８２のソレノイド制御回路は、ソレノイド５を作動させ、車輪Ｔを制動することができる。これにより、利用者が立ち上がる際や、利用者が落とした物を拾おうとして座部１１から腰を浮かせた際等に、車椅子１がわずかに後進すると、車輪Ｔを制動し、不用意な車椅子１の移動を阻止することができる。
【００７８】
図１６は、図１５に示す第４実施形態の制動装置２におけるメインユニット２０’の変形例を示す図である。
【００７９】
図１６に示すように、メインユニット２０’は、図１４に示すソレノイド５が省略され、ベース板６１に固定されたガイド金具６６と、そのガイド金具６６の挿通孔６６１に挿通された状態で立設したリンク部材９１とを備えている。リンク部材９１の上端部分には、取付ピン９１１が設けられ、吸着部材４における本体部４１の側面には、第２取付ピン４５が設けられている。また、これら取付ピン９１１と第２取付ピン４５とが、引張ばね９２によって連結されている。
【００８０】
図示は省略するが、本変形例では、座部１１（図１参照）に力がかかった状態から座部１１に力がかからない状態に変化すると、図１６の太い直線の矢印で示すように、リンク部材９１を持ち上げるリンク機構を備えている。リンク部材９１が持ち上がると、図の細い直線の矢印で示すように引張ばね９２に引っ張られ、破線の円弧状の矢印で示すように吸着部材４が時計回りに回転する。これにより、接触部材３は、吸着部材４から離れて接触状態に変化し、後進する方向に回転する車輪Ｔを制動することができる。本変形によっても、利用者が立ち上がる際や、利用者が落とした物を拾おうとして座部１１から腰を浮かせた際等に、車椅子１がわずかに後進すると、車輪Ｔを制動することができる。
【００８１】
本発明は上述の実施の形態に限られることなく特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変更を行うことができる。例えば、上記実施形態では、吸着部材４と接触部材３の双方に磁石を設けているが、吸着部材４に磁石を設けると共に、接触部材３を鉄等の強磁性体で構成する、あるいは接触部材３の一部に鉄等の強磁性体を設けてもよい。また、上記実施形態では、吸着部材４を回動させることで、吸着部材４に吸着した接触部材３を離す態様としているが、吸着部材４と接触部材３との間に挿入可能な挿入部材を復帰部材として採用してもよい。この態様では、挿入部材を吸着部材４と接触部材３との間に挿入させることによって、吸着部材４から接触部材３が離れ、接触部材３が接触状態に戻る。この挿入部材は、センサ等の検知結果に応じて電気的に駆動するものであってもよいし、利用者又は介助者が手動で動かすものであってもよい。なお、以上説明した各実施形態や各変形例の記載それぞれにのみ含まれている構成要件であっても、その構成要件を、他の実施形態や他の変形例に適用してもよい。
【００８２】
次いで、本発明の第２の制動装置２’の実施形態について説明する。以下に説明する第２の制動装置の実施形態においては、これまで説明してきた、図２〜図１６に示す制動装置２との相違点を中心に説明し、図２〜図１６に示す制動装置２における構成要素の名称と同じ名称の構成要素には、これまで用いた符号を付して説明し、重複する説明は省略することがある。
【００８３】
本発明の第２の制動装置２’も、例えば、車椅子、手押車、子供用自転車などの子供用乗り物、三輪自転車、荷物運搬台車、リヤカー、買物カートあるいはキャスター等の車輪の制動装置として採用することができ、特に、車椅子に好適に用いることができる。以下の説明では、本発明の第２の制動装置２’における一実施形態を、図１に示す車椅子１に適用した態様を例にあげて説明する。
【００８４】
図１７（ａ）は、第２の制動装置２’と、車輪Ｔの外周部分ＴＯの一部を抜き出して示す図である。なお、図１７（ａ）では、左側が車椅子１（図１および図２参照）の前方になり、右側が車椅子１の後方になる。図１７（ｂ）は、同図（ａ）を後方から見た図である。なお、図１７（ｂ）では、図面を簡略化するため、車輪Ｔを省略するとともに、詳しくは後述する回動機構５０については、図１７（ａ）に示すロッド５０３の途中部分までを示している。
【００８５】
図１７（ａ）および同図（ｂ）に示すように、第２の制動装置２’は、第２の接触部材３’と、離間部材４０と、回動機構５０とを備えている。第２の接触部材３’と離間部材４０は、矩形状のベース板６１に取り付けられ、ベース板６１は、車椅子１のフレーム１２（図２等参照）に取り付けられた取付金具等（不図示）によって、車輪Ｔの後方における中心よりもやや下方位置に設けられている。これにより、本実施形態では、第２の接触部材３’が車輪Ｔの外周部分ＴＯにおける中心よりもやや下方の位置に接触する態様を採用している。なお、第２の接触部材３’が車輪Ｔの外周部分ＴＯに接触する位置は、特に限定されるものではなく、第２の接触部材３’が車輪Ｔの外周部分ＴＯにおける中心よりも上方の位置に接触する態様を採用することも可能である。
【００８６】
第２の接触部材３’は、図３等に示す、制動装置２の接触部材３と略同様の構成を有しており、ゴムや樹脂、アルミニウム等の磁性体以外の素材によって構成された円盤状のものであって、円筒状の外周面３ａを有している。また、第２の接触部材３’も、外周面３ａにおける周方向の一部には、網掛けで示した第２磁石３２が埋め込まれている。第２の接触部材３’は、水平方向に延在した軸部材３１を回動中心として回動自在に配置されている。なお、第２の接触部材３’は、外側に膨出した膨出部３ｂを有している。これにより、軸部材３１の位置を、より外周側に設定して自重によって車輪Ｔに接触する際の圧力を増加させることができる。また、第２の接触部材３’は、重り（不図示）を取り付けるための取付孔３ｃを有している。この取付孔３ｃに重りを取り付けることで、自重によって車輪Ｔに接触する際の圧力を増加させることもできる。なお、第２の接触部材３’に設ける重りは、外側に張り出す態様に限らず、第２の接触部材３’に埋め込むものであってもよい。
【００８７】
図１７（ａ）は、第２の接触部材３’が、自重によって、その外周面３ａが車輪Ｔの外周部分ＴＯに接触した接触状態を示しており、この状態で車椅子１が後進すると、第２の接触部材３’は、車椅子１が後方に移動する方向の車輪Ｔの回転（図では時計回りの回転）に伴い回動する。これにより、一点鎖線で示すように、軸部材３１と車輪Ｔに接触する箇所との間隔が大きくなり車輪Ｔに付与される摩擦力も大きくなり、車輪Ｔの回転を制動することができる。
【００８８】
図１７（ａ）および同図（ｂ）に示すように、離間部材４０は、基部４０２と、中心が中空となったリング部４０１とを有している。基部４０２は、大径の大径部４０２２と、小径の小径部４０２１とが一体に構成された段付き形状のものであり、小径部４０２１にリング部４０１が嵌め込まれ、不図示のボルト等によって基部４０２とリング部４０１とが固定されている。これら基部４０２とリング部４０１は、第３軸部材４０３を中心に回転自在のものである。また、リング部４０１の、外周面における周方向の一部には、網掛けで示した磁石４０１１が埋め込まれている。
【００８９】
図１７（ａ）に示すように、回動機構５０は、ワイヤー５０１と、ロッド５０３と、ばね５０２１を有しワイヤー５０１とロッド５０３とを連結するプルユニット５０２と、第２ばね５０４と、第３ばね５０５とを有している。ワイヤー５０１は、一端側がプルユニット５０２に接続し、不図示の他端側は、例えば、図１に示す車椅子１の座部１１の下方に設けられたリンク機構に接続されている。このリンク機構の詳細は省略するが、利用者が座部１１に着座し、座部１１に力がかかるとワイヤー５０１を引っ張り、利用者が立ち上がって座部１１に力がかからなくなるとワイヤー５０１の引っ張りが解除される公知のリンク機構を採用することができる。なお、ワイヤー５０１は、不図示の他端側を、車椅子１のハンドル部１４に設けられた操作部（不図示）に接続させ、介助者等が操作部を操作することで引っ張られるものであってもよい。
【００９０】
ロッド５０３は、一端側がプルユニット５０２に接続し、他端側の端部５０３１には、第２ばね５０４の一方の端部が取り付けられている。図１７（ｂ）に示すように、第２ばね５０４の他方の端部は、離間部材４０の大径部４０２２に設けられた取付ピン４０２２ａに取り付けられている。第３ばね５０５は、その一方の端部が取付ピン４０２２ａに取り付けられ、他方の端部が、ベース板６１に設けられた取付ボルト６７に取り付けられている。本実施形態では、第３ばね５０５の弾性力は、第２ばね５０４の弾性力よりも弱く（例えば、１／２〜１／４程度に）設定されており、第３ばね５０５は、主として離間部材４０の姿勢を安定させる機能を有している。なお、第２ばね５０４と第３ばね５０５を省略し、ロッド５０３を離間部材４０に直接取り付ける態様としてもよい。具体的には、ロッド５０３の他端側の端部５０３１を、離間部材４０の取付ピン４０２２ａ等に取り付けてもよい。
【００９１】
図１７は、離間部材４０が、本発明にいう基本姿勢の状態を示している。離間部材４０が基本姿勢の状態では、離間部材４０の磁石４０１１と、第２の接触部材３’の第２磁石３２とは、互いに引き合わない程度の間隔、あるいは第２の接触部材３’の自重に抗して第２の接触部材３’を車輪Ｔから離間させる力よりも弱い力で引き合う程度の間隔を有している。この間隔を、以下、基本姿勢における間隔と称することがある。本実施形態では、第２ばね５０４と第３ばね５０５によって離間部材４０の姿勢が安定するが、離間部材４０が、基部４０２にリング部４０１を固定する構成であるため、基部４０２に対してリング部４０１を回転させることで磁石４０１１の位置を変更することができる。これによって、離間部材４０の磁石４０１１と、第２の接触部材３’の第２磁石３２との間隔を、基本姿勢における間隔に容易に調整することができる。
【００９２】
図１８は、図１７（ａ）に示す、第２の制動装置２’の第２の接触部材３’が離間状態に回動した様子を示す図である。
【００９３】
例えば、図１に示す車椅子１の座部１１に利用者が着座することで座部１１に力がかかり、ワイヤー５０１が図では左斜め上方に引っ張られると、ばね５０２１が縮みプルユニット５０２によって、ロッド５０３も左斜め上方に引っ張られる。これにより、第２ばね５０４を介して、離間部材４０が図では反時計回りに回動していく。これにより、離間部材４０の磁石４０１１と、第２の接触部材３’の第２磁石３２とが引き合い、第２の接触部材３’が図では時計回りに回動していく。すなわち、離間部材４０が、基本姿勢から、本発明にいう第２の姿勢に回動することで、基本姿勢における間隔から徐々に間隔が狭まっていき、車輪Ｔの外周部分ＴＯと、第２の接触部材３’の外周面３ａとの間に隙間Ｃが生じた離間状態になる。これにより、利用者は、座部１１に着座した状態で、車輪Ｔが制動されることなく車椅子１を移動させることができる。本実施形態では、離間状態において、離間部材４０と第２の接触部材３’との間に隙間を空け、第２の接触部材３’が接触状態に戻りやすい態様を採用している。ただし、離間状態において、第２の接触部材３’が離間部材４０に接触する態様としてもよい。なお、離間状態において、離間部材４０と第２の接触部材３’との間に隙間が生じる態様の場合には、第２の接触部材３’が第２の姿勢を超えて回動してしまう虞がある。このため、ベース板６１には、ボルト取付孔６１ａが形成されており、このボルト取付孔６１ａに回り止め用のボルトを取り付ければ、第２の接触部材３’の必要以上の回動を阻止することもできる。
【００９４】
利用者が立上り、座部１１に力がかからなくなると、ワイヤー５０１の引っ張りが解除され、ばね５０２１の弾性力によりプルユニット５０２が伸張し、ロッド５０３が右斜め下方に移動する。これにより、離間部材４０が図では時計回りに回動していき基本姿勢に戻る。これに伴い、第２の接触部材３’が図では反時計回りに回動していき、接触状態に戻る。これにより、利用者が立ち上がる際や、利用者が落とした物を拾おうとして座部１１から腰を浮かせた際等に、車椅子１が不用意に後方に移動してしまうことを阻止することができる。なお、利用者が座部１１に着座していなくても、介助者等が車椅子１を移動させる際に、車椅子１のハンドル部１４に設けられた操作部を操作することで離間部材４０を第２の姿勢に回動させ、第２の接触部材３’を離間状態としてもよい。この態様を採用すれば、利用者が着座していない車椅子１の移動をスムーズに行うことができる。また、本実施形態では、第２ばね５０４を設けているため、例えば離間部材４０に操作部を設け、利用者が座部１１に着座した離間状態においても、操作部を操作することで離間部材４０を第２ばね５０４の弾性力に抗して時計回りに回動させることができる。これにより、第２の接触部材３’を接触状態にすることができ、利用者が座部１１に着座していても車輪Ｔを制動させることができる。
【００９５】
本発明の第２の制動装置２’によれば、さらに使い勝手の良い制動装置を提供することができる。
【００９６】
本発明の第２の制動装置も、上述の実施の形態に限られることなく特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変更を行うことができる。例えば、上記実施形態では、第２の接触部材３’は、第２磁石３２を有しているが、第２の接触部材３’を、鉄等の強磁性体を有するもの又は強磁性体で構成してもよい。また、回動機構５０は、押すことで離間部材４０を回動させるものであってもよいし、当接することで離間部材４０を回動させるものであってもよい。また、回動機構５０は、電気的に作動するものであってもよい。例えば、回動機構５０は、電磁石、ソレノイド、サーボ機構あるいはエアシリンダ等を有し、電気的に作動して離間部材４０を回動させるものであってもよい。また、離間部材４０は、第２の姿勢から基本姿勢に復帰する錘等を有し、回動機構５０が作動しなくなると、第２の姿勢から基本姿勢に戻るものであってもよい。
なお、制動装置２の各実施形態や変形例の記載それぞれにのみ含まれている構成要件であっても、その構成要件を、第２の制動装置２’の実施形態に適用してもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１  車椅子
２  制動装置
２０，２０’，２０’’  メインユニット
３  接触部材
３ａ  外周面
３１  軸部材
３２  第２磁石
４  吸着部材
４１１  磁石
５  ソレノイド
５１  プランジャ
５１ａ  一端部
５１ｂ  他端部
６５  ストッパ
８１  赤外線センサ
８２  制御部
８３  バッテリー
８４  操作スイッチ
８５  傾斜センサ
８６  接触センサ
Ｃ  隙間
Ｄ  接触部間隔
Ｈ  障害物
Ｔ  車輪
ＴＯ  外周部分
２’  第２の制動装置
３’  第２の接触部材
４０  離間部材
５０  回動機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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