(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を制動する車両制動領域の走行面に磁石を備え、
前記磁石の磁界により、前記車両の車輪制動器内に収容されたＭＲ流体の粘度を増大させ、該車輪制動器内でＭＲ流体に臨む車輪連動部に設けられ、車輪の所定の回転方向側に傾倒した複数の羽根の回動抵抗を増大させることにより車輪を制動し、複数の羽根の傾倒する方向への車輪連動部の回転抵抗を、傾倒する方向に対して逆方向への車輪連動部の回転抵抗と比較して大きくし、車両の進行方向により作用する制動力の大きさを異ならせることを特徴とする車両制動システム。
【請求項２】
前記車両制動領域は前記車両の進入の制限される進入制限領域の手前の領域であることを特徴とする請求項１に記載の車両制動システム。
【請求項３】
前記車両制動領域は前記車両の走行が許容されている所定の走行領域の出入口の手前の領域であることを特徴とする請求項１に記載の車両制動システム。
【請求項４】
前記車両制動領域は前記車両の操縦者に注意を促す領域であることを特徴とする請求項１に記載の車両制動システム。
【請求項５】
前記車両制動領域は傾斜面であることを特徴とする請求項１に記載の車両制動システム。
【請求項６】
前記磁界の強さが前記車両制動領域内の場所により異なることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の車両制動システム。
【請求項７】
前記磁石と前記車輪制動器との距離が前記車両制動領域内の場所により異なることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の車両制動システム。
【請求項８】
前記磁石の設置密度が前記車両制動領域内の場所により異なることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の車両制動システム。
【請求項９】
前記車両の移動を案内する誘導路を備えたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の車両制動システム。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の車両制動システムに用いられる磁石を備えた車両制動システム用路面ユニット。
【請求項１１】
ＭＲ流体を収容する車輪制動器であって、前記車輪制動器の内部で、前記ＭＲ流体に車輪連動部を臨ませることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の車両制動システム用の車輪制動器。
【請求項１２】
ＭＲ流体を収容する車輪制動器と、前記車輪制動器内でＭＲ流体に臨む車輪連動部と、を備えることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の車両制動システム用の車両。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両制動システムに関し、特に所定の車両制動領域において走行面側から車両を制動する車両制動システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の移動が場所によって規制される場合がある。例えば、車両としての店舗用カートについては、店舗外での放置による通行障害の防止あるいは盗難防止等のため、所定の走行領域内（例えば店舗内あるいは店舗用駐車場内等）のみで移動が許容され、該走行領域外への持ち出しが禁止される場合が多い。この場合、店舗の出入口等においてカートの持ち出しを禁止する旨の注意書きが掲示されたりする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような注意表示は必ずしも有効では無く、例えば注意表示が操縦者に認識されなかった場合あるいは無視された場合等にあっては、カートが走行領域外へ持ち出されてしまうという問題があった。また、店舗の出入口に、例えば車輪の乗り越えられない段差を備える等、車両の移動を防止する手段を備えた場合にあっては、他の通行手段あるいは歩行者等（例えば車椅子、あるいは台車等）の通行の障害になってしまうという問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記事情に鑑み、本発明にかかる車両制動システムは、車両を制動する車両制動領域の走行面に磁石を備え、前記磁石の磁界により、前記車両の車輪制動器内に収容されたＭＲ流体の粘度を増大させ、該車輪制動器内でＭＲ流体に臨む車輪連動部に設けられ、車輪の所定の回転方向側に傾倒した複数の羽根の回動抵抗を増大させることにより車輪を制動し、複数の羽根の傾倒する方向への車輪連動部の回転抵抗を、傾倒する方向に対して逆方向への車輪連動部の回転抵抗と比較して大きくし、車両の進行方向により作用する制動力の大きさを異ならせる。
【０００５】
ＭＲ（Magneto-Rheological）流体は、磁界が強いほどその粘度が増大する。このため、車両制動領域の走行面に磁石を備えて磁界を生じさせ、該ＭＲ流体に当該磁界を作用させることにより、ＭＲ流体に臨む車輪連動部の回動抵抗をこの領域で増大させ、車両を制動することができる。このような構成により、所定の車両制動領域において、操縦者による無意識なあるいは意識的な車両の移動を抑制することができる。また、本発明にかかる車両制動システムによる車両の制動は、特定の車両（すなわちＭＲ流体を収容した前記車輪制動器を備え、かつ該車輪制動器による車輪の制動が有効な状態にある車両）に対してのみ選択的に作用させることができるため、それ以外の車両あるいは通行手段に対して通行の妨げとなるのを抑制することができる。
【０００６】
なお、本発明で「車両」とは、前記車輪制動器（すなわち、ＭＲ流体を収容し、その内部で該ＭＲ流体に車輪連動部が臨む＜例えば浸漬する＞車輪制動器）を備えた車輪を有する移動体を示す。例えば、カート、ベビーカー、車椅子、あるいは台車などの他、移動を可能とする車輪を備えた家具類（椅子、ワゴンなど）、ベッド（特に患者用）などもこの「車両」に含まれる。また、磁石は、永久磁石（例えばフェライト磁石等）、あるいは電磁石のいずれでもよいし、これらの双方を複合的に用いてもよい。
【０００７】
また本発明では、前記車両制動領域は前記車両の進入の制限される進入制限領域の手前の領域であるのが好適である。ここで進入制限領域とは、進入が許可されない、あるいは一定の条件の下にのみ許可される領域であり、例えばベビーカー、車椅子等に対しては、車道、横断歩道などがこれに相当する。これにより当該進入制限領域への操縦者による無意識なあるいは意識的な車両の搬入を抑制することができる。
【０００８】
また本発明では、前記車両制動領域は前記車両の走行が許容されている所定の走行領域の出入口の手前の領域であるのが好適である。ここで走行領域とは、当該領域内で車両が走行可能な領域であり、例えば店舗用カートに対しては、店舗内あるいは店舗用駐車場内などがこれに相当する。これにより当該走行領域からの操縦者による無意識なあるいは意識的な車両の搬出を抑制することができる。
【０００９】
また本発明では、前記車両制動領域は前記車両の操縦者に注意を促す領域であるのが好適である。ここで操縦者に注意を促す領域とは、例えば操縦者の安全を確保するための注意を促す領域（例えば横断歩道若しくは踏切手前の領域等）、または操縦者の注意を喚起するための領域（例えば販売促進品若しくは特売品の売場領域等）である。
【００１０】
また本発明では、前記車両制動領域は傾斜面であるのが好適である。これにより、重力の作用による傾斜面での車両の転落を抑制することができる。
【００１１】
また本発明では、前記磁界の強さが前記車両制動領域内の場所により異なるのが好適である。このような構成によれば、目的に応じた車両のより緻密な制動を実現することができる。例えば、上記進入制限領域の手前の領域では車両を停止させるために磁界の強さを比較的強く設定し、他方、上記操縦者の注意を喚起するための領域では車両の減速により操縦者に注意を喚起させつつ他車両の通行の障害とならないよう、車両の抵抗力が若干増加したことが操縦者に例えば車両の押圧力の増加として認識される程度に、磁界の強さを前者より弱く設定する。
【００１２】
また本発明では、設置する磁石の磁束密度、磁石と前記車輪制動器との距離、あるいは磁石の設置密度を、前記車両制動領域内の場所によって変化させることにより、車両制動領域内の場所によって磁界の強さが異なるよう構成することができる。
【００１３】
また本発明では、前記車両の移動を案内する誘導路を備えるのが好適である。
これにより、ＭＲ流体と磁石との距離に基づいてＭＲ流体に作用する磁界の強さを制御することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第一の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第一の実施形態にかかる車両制動システム用の車両の備える車輪ユニットおよび走行面の概略構成図（正面図）であり、また図２は、車輪連動部を車輪の軸方向（図１の矢視Ａ方向）から見た側面図である。
【００１５】
本実施形態にかかる車輪ユニット１０は、フランジ１２に転動自在に支持される車輪１４と、車輪１４の軸方向側に例えば隣接して該フランジ１２に接合される車輪制動器１６とを含む。このフランジ１２を車両１８に回動自在に設け、車輪ユニット１０を車両１８の脚輪（キャスター）として構成することができる。
【００１６】
車輪制動器１６は、その内部に収容されるＭＲ流体２０と、該ＭＲ流体２０に臨む（例えば浸漬される）車輪連動部２２とを含む。本実施形態では、車輪連動部２２は、シャフト２４を介して車輪１４に接続され、該車輪１４に連動して車輪制動器１６内で回動する。走行面２６に設けられた磁石２８による磁界によりＭＲ流体２０の粘度が増大すると、車輪連動部２２の回動抵抗が増大し、これにより車輪１４が制動され、ひいては車両１８が制動される。
【００１７】
車輪連動部２２は、図２に示すように、車輪の所定の回転方向（例えば車両前進時の回転方向）側に傾倒した複数の羽根３０を備える。この場合、羽根３０の傾倒する方向への車輪連動部２２の回動抵抗は、その逆方向の回動抵抗に比して大きくなる。すなわちこのような構成により、車両１８の進行方向により作用する制動力の大きさを異ならせることができる。この例の場合には、制動力の差異により、ＭＲ流体２０の粘度増大により車両１８の前進は困難となるが、他方、後退は、前進時に比して回動抵抗が小さくなるため、前進より容易に行うことができる。かかる構成は、車両１８に対して前進あるいは後退のいずれかを規制する場合等、所定の一方向への移動を規制する場合に有効である。
【００１８】
また、車両制動システムとしての走行面２６側には、車両１８の誘導路３２を備えるのが好適である。この誘導路３２は、例えば車輪１４の移動を案内する誘導路３２として構成することができる。ＭＲ流体２０に作用する磁界の強さは、磁石２８とＭＲ流体２０との距離に反比例する。このように誘導路３２を設けることにより、磁石２８とＭＲ流体２０との距離をより精度よく所定の値に調整し、より精度よく所定の制動力を得ることができる。
【００１９】
また、磁石２８を、車輪制動器１６の側方に配置することも可能である。より具体的には、例えば図１に示すように、走行面２６に、車両１８の進行方向に沿って路面から上方に突出した磁石設置部３４を備え、車輪制動器１６に対して、下方からのみならず側方（水平方向側）からも磁石２８を対向させる。このような構成によれば、ＭＲ流体２０により多くの磁石２８を近接させることができ、より大きな制動力を得ることが可能となる。
【００２０】
なお、磁界の強さは、ＭＲ流体２０と磁石２８との距離により所望の強さに設定することができる。すなわち、例えば図１に示す例の場合、大きな制動力を得るために磁界を強くしたい領域では、車輪制動器１６の対向面２６ａと車輪当接面２６ｂとの距離Ｌ１を長くすることによりＭＲ流体２０と磁石２８との離間距離Ｌｍを短くし、他方磁界を弱くしたい領域では、該距離Ｌ１を短くすることにより当該離間距離Ｌｍを長くする。なお、上記距離による磁界の強さの調整は、車輪制動器１６とこれに側方から対向する磁石設置部３４の磁石２８との距離に対しても同様に行うことができる。また、誘導路３２を備えた場合には車両１８の走行面２６に対する相対的な位置精度を向上することができるので、ＭＲ流体２０と磁石２８との距離をより精度よく制御することが可能となる。
【００２１】
次に、本実施形態にかかる車両制動システムを、店舗用のカートを制動するためのシステムとして構成した第二の実施形態について説明する。図３は、車両制動システム４０の概略構成の一例を示す平面図である。
【００２２】
この例では、車両制動領域（４２ａ，４２ｂ）として、店舗の出入口４４の手前の領域４２ａと、販売促進品の売場領域４２ｂとに備える。出入口４４の手前の車両制動領域４２ａは、カート４３の出入口４４の通過を抑制すべく設けられ、他方、販売促進品の売場の車両制動領域４２ｂは、カート４３の減速によりカート４３の操縦者４５（例えば買い物客）に販売促進品４７を認識させるため、すなわち買い物客４５に注意を促すために設けられる。
【００２３】
また、この例では、出入口４４の手前の車両制動領域４２ａにおける磁石（４８ａ１，４８ａ２，４８ａ３，４８ａ４）の設置密度を、販売促進品４７の売場の車両制動領域４２ｂにおける磁石４８ｂの設置密度より高くし、車両制動領域４２ａにおける磁界を車両制動領域４２ｂより強くしている。このように、磁界を場所に応じて異なる強さに設定することにより、それぞれの場所および目的に応じて、より適切かつより緻密に車両を制動することができる。
【００２４】
また、出入口４４の手前の車両制動領域４２ａでは、さらに当該車両制動領域４２ａ内の場所により磁界の強度が異なる。この例では、出入口４４に近い側で磁石４８の設置密度を高く、また出入口４４より遠い側で磁石４８の設置密度を低くし、該領域内の場所により磁界の強さが徐々に（例えば段階的に）変化（すなわち増加あるいは減少）するように構成している。これにより、出入口４４へ近づく側へのカート４３の移動を困難にするとともに、出入口４４から遠ざかる側へのカート４３の移動を容易にしている。なお、この例では、磁石４８を路面ユニットとしてのフロアマット４６に備え、磁石２８の設置ならびに設置位置の変更を容易にしている。また、出入口４４の手前の車両制動領域４２ａでは、磁石（４８ａ１，４８ａ２，４８ａ３，４８ａ４）を、出入口４４の中央部を中心（同心）とする半円状に形成する。これにより、全方向からのカート４３の搬出を抑制することができる。
【００２５】
次に、本実施形態にかかる車両制動システムを、進入制限領域への車両の進入を制限するためのシステムとして構成した第三の実施形態について説明する。図４は、車両制動システム５０の概略構成の一例を示す平面図である。
【００２６】
この例では、進入制限領域としての横断歩道５２の手前の領域（歩道５４の一部）に、車両制動領域５６が設けられている。これにより、進入制限領域への車両の進入が抑制される。この例の場合、当該車両制限領域５６は、車両例えば車椅子の操縦者の安全のために注意を促す領域としての機能も備える。磁石５８は、路面ユニットとしてのタイル６０に備えられ、このタイル６０の敷設により路面に設置される。
【００２７】
また、この磁石５８を電磁石とし、磁界の発生の有無を切り替えたり、あるいは磁界の強さを可変に切り替えたりして、車両の制動を可変制御することができる。例えば、この例の場合には、進入制限領域に対する進入の許容／規制（禁止）に応じて磁界の発生を制御することができる。より具体的には、進入制限領域への進入を許容しない場合には、磁石５８（電磁石）に通電して磁界を発生させて車両の当該領域への進入を抑制し、他方、進入を許容する場合には、これに通電せずに磁界を発生させず、車両の制動を行わない。なお、この制御を、信号（例えば、表示信号（規制時：赤信号，許容時：青信号等）、あるいは音声信号等）の出力に連動させてもよい。
【００２８】
次に、本実施形態にかかる車両制動システムを、車両の傾斜面の転落を抑制するためのシステムとして構成した第四の実施形態について説明する。図５は、傾斜面の側面図である。なお、本実施形態にかかる車両および走行面の構成は、上記第一の実施形態にかかる車両および走行面の構成（図１および図２）と同様のものとする。
【００２９】
傾斜面７２として構成される走行面２６は、車両の誘導路３２を備えるとともに、傾斜面７２に沿って路面から上方に突出した磁石設置部３４を備え、車輪制動器１６に対して、下方および側方（水平方向側）の双方から磁石２８を対向させる。
【００３０】
また、このような傾斜面７２の場合、車輪制動器１６内の車輪連動部２２は、車輪１４の転落する側（図５においてＢ方向）への回動方向に傾斜した羽根３０を備えるのが好適である。このような構成により、傾斜面を下降する際には回動抵抗が増大して車両１８が制動され、他方、傾斜面を登坂する際には下降時に比して回動抵抗が増大される。
【００３１】
なお、本発明は上記実施形態には限定されない。例えば、車輪と車輪連動部との間に減速機構（例えばギヤ機構等）、あるいはクラッチ等を備えてもよい。減速機構を備えた場合には、ＭＲ流体による制動力を増大させることができ、またクラッチを備えた場合には、操縦者の操縦あるいは自動制御等に基づく該クラッチの締結／遮断の切り替えにより制動の有無あるいは程度を切り替えることができる。さらに該クラッチを所定方向の回動に対してのみ回動の伝達を有効とするいわゆるワンウェイクラッチとして構成すれば、所定の移動方向にのみ車両を制動させることができる。これを利用して傾斜面における下降方向にのみ車両の制動を有効とすることができる。
【００３２】
また、磁石を備えた路面ユニットは、フロアマットに限らず、シート状に加工した磁石としてもよいし、磁石を備えたタイル、あるいは鋲などとして構成することもできる。また、磁石を路面に直接敷設してもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、走行面側から車両を制動することができるため、車両の走行領域の規制、走行安全性の向上、あるいは走行の補助等、優れた効果を奏しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態にかかる車両制動システム用の車輪ユニットおよび走行面を示す正面図（一部断面図）である。
【図２】  本発明の実施形態にかかる車両制動システム用の車輪連動部の側面図（図１の矢視Ａ方向から見た図）である。
【図３】  本発明の第二の実施形態にかかる車両制動システムの平面図である。
【図４】  本発明の第三の実施形態にかかる車両制動システムの平面図である。
【図５】  本発明の第四の実施形態にかかる車両制動システムの側面図である。
【符号の説明】
１０  車輪ユニット、１４  車輪、１６  車輪制動器、１８  車両、２０  ＭＲ流体、２２  車輪連動部、２６  走行面、２８，４８ａ１，４８ａ２，４８ａ３，４８ａ４，４８ｂ，５８  磁石、３０  羽根、３２  誘導路、４０，５０ 車両制動システム、４２ａ，４２ｂ，５６  車両制動領域、４４  出入口、４６フロアマット（路面ユニット）、５２  横断歩道（進入制限領域）、６０  タイル（路面ユニット）、７２  傾斜面。
【図１】
0004565731.tif 000002
【図２】
0004565731.tif 000003
【図３】
0004565731.tif 000004
【図４】
0004565731.tif 000005
【図５】
0004565731.tif 000006