(57)【要約】【課題】より高い耐久性及び信頼性を発揮する新規な機構を有するブレーキ機構を提供する。【解決手段】ブレーキ機構１００は、車輪１１を制動可能に構成されたブレーキ本体１１１、及び、ブレーキ本体１１１に回転可能に設けられ、順方向の回転により車輪１１を制動するようにブレーキ本体１１１を動作させる操作軸１１２を備えるブレーキ装置１１０と、操作軸１１２に接続され、操作軸１１２を双方向に回転させるように動作する伝達機構１２０と、該伝達機構１２０に接続された回転駆動軸１３１を有し、伝達機構１２０を介して回転駆動軸１３１の回転制御によって操作軸１１２を双方向に回転させるアクチュエータ１３０と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を制動可能に構成されたブレーキ本体、及び、前記ブレーキ本体に回転可能に設けられ、順方向の回転により車輪を制動するように前記ブレーキ本体を動作させる操作軸を備えるブレーキ装置と、
前記操作軸に接続され、前記操作軸を双方向に回転させるように動作する伝達機構と、
前記伝達機構に接続された回転駆動軸を有し、前記伝達機構を介して前記回転駆動軸の回転制御によって前記操作軸を双方向に回転させるアクチュエータと、
を備えることを特徴とするブレーキ機構。
【請求項２】
前記伝達機構は、
前記回転駆動軸と同軸回転するように前記回転駆動軸に接続された駆動ギヤと、
前記駆動ギヤよりも大径であり、前記駆動ギヤが噛合する大歯車部、及び、前記大歯車部よりも小径であり、前記大歯車部に同軸状に結合された小歯車部を備える伝達ギヤと、
前記小歯車部よりも大径であり、前記伝達ギヤの前記小歯車部に噛合し、前記操作軸に結合された従動ギヤと、を備えることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ機構。
【請求項３】
前記駆動ギヤと前記小歯車部の径が略同一であり、且つ、前記大歯車部の径よりも前記従動ギヤの径の方が大きいことを特徴とする請求項２に記載のブレーキ機構。
【請求項４】
前記大歯車部は、所定の中心角を有する扇形状に切り欠かれていることを特徴とする請求項２又は３に記載のブレーキ機構。
【請求項５】
前記従動ギヤは、所定の中心角を有する扇形状に切り欠かれていることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載のブレーキ機構。
【請求項６】
前記ブレーキ装置は、ドラム式ブレーキであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のブレーキ機構。
【請求項７】
前記車輪の制動力を調整するために前記回転駆動軸の回転量を変更可能であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のブレーキ機構。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載のブレーキ機構を備える車椅子。
【請求項９】
前記ブレーキ機構の前記アクチュエータに電気的に接続された制御部と、
前記制御部に電気的に接続され、車椅子利用者からの指示を入力するための入力部と、をさらに備え、
前記入力部からの信号に従って前記制御部が前記ブレーキ機構の動作を制御することを特徴とする請求項８に記載の車椅子。
【請求項１０】
アクチュエータの回転駆動軸からブレーキ装置の操作軸に動力を伝達する伝達機構であって、
前記回転駆動軸と同軸回転するように前記回転駆動軸に接続される駆動ギヤと、
前記駆動ギヤよりも大径であり、前記駆動ギヤが噛合する大歯車部、及び、前記大歯車部よりも小径であり、前記大歯車部に同軸状に結合された小歯車部を備える伝達ギヤと、
前記小歯車部よりも大径であり、前記伝達ギヤの前記小歯車部に噛合し、前記操作軸に結合される従動ギヤと、を備え、
前記駆動ギヤと前記小歯車部の径が略同一であり、且つ、前記大歯車部の径よりも前記従動ギヤの径の方が大きく、
前記大歯車部が第１の中心角を有する扇形状に切り欠かれているとともに、前記従動ギヤが第２の中心角を有する扇形状に切り欠かれていることを特徴とする伝達機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車椅子の車輪を制動するためのブレーキ機構、伝達機構及び該ブレーキ機構を搭載した車椅子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車輪を制動するために様々なブレーキ機構が車椅子に着設されている。
【０００３】
例えば、特許文献１のブレーキ機構（２００）は、ブレーキ本体（２０１）と、ブレーキ本体（２０１）に回動可能に軸支されていると共に非制動方向に付勢されたブレーキアーム（２０２）と、操作レバー（２１）とブレーキアーム（２０２）とを連結し、操作レバー（２１）に連動してブレーキアーム（２０２）を制動方向に回動させるワイヤ（２１０）と、ブレーキアーム（２０２）と離隔してブレーキ本体（２０１）に固定された、ワイヤ（２１０）を支持するためのワイヤ支持アーム（２０３）と、を備える。ブレーキアーム（２０２）には掛合溝（２０２ａ）が切り欠かれていると共にワイヤ（２１０）には掛合部（２１７）が径方向に張り出しており、掛合部（２１７）が掛合溝（２０２ａ）に掛止されることにより、ワイヤ（２１０）がブレーキアーム（２０２）に結合されている。特許文献１のブレーキ機構（２００）では、ボルトでワイヤをブレーキアームに圧着する従来の固定方法と比べて、工具を使うことなく、上記掛合関係によってワイヤ（２０１）とブレーキアーム（２０２）とを簡単且つ確実に結合することができる。すなわち、特許文献１のブレーキ機構は、ワイヤを交換容易とし、そのメンテナンス性を改善したものである。なお、（）内に特許文献１の符号を示した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１７６５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のワイヤ形式のブレーキ機構では、ブレーキ操作の度にワイヤに強い力が加わるため、ワイヤが劣化し易く、耐久性が低い。それ故、安全性の確保のために、ワイヤの状態の確認や交換が必要であり、頻繁にメンテナンスを要する。これに対し、特許文献１のブレーキ機構は、ワイヤを交換容易とし、そのメンテナンス性を改善したものであるが、ワイヤの耐久性自体を向上させるものではないので、同様に高頻度のワイヤの確認や交換が必要である。本発明は、従来のワイヤ形式のブレーキ機構の耐久性及び信頼性における欠点に着目したものである。
【０００６】
本発明は、上記課題を解消するためになされたものであり、その目的は、より高い耐久性及び信頼性を発揮する新規な機構を有するブレーキ機構及び該ブレーキ機構を備える車椅子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載のブレーキ機構は、車輪を制動可能に構成されたブレーキ本体、及び、前記ブレーキ本体に回転可能に設けられ、順方向の回転により車輪を制動するように前記ブレーキ本体を動作させる操作軸を備えるブレーキ装置と、
前記操作軸に接続され、前記操作軸を双方向に回転させるように動作する伝達機構と、
前記伝達機構に接続された回転駆動軸を有し、前記伝達機構を介して前記回転駆動軸の回転制御によって前記操作軸を双方向に回転させるアクチュエータと、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載のブレーキ機構は、請求項１のブレーキ機構において、前記伝達機構は、
前記回転駆動軸と同軸回転するように前記回転駆動軸に接続された駆動ギヤと、
前記駆動ギヤよりも大径であり、前記駆動ギヤが噛合する大歯車部、及び、前記大歯車部よりも小径であり、前記大歯車部に同軸状に結合された小歯車部を備える伝達ギヤと、
前記小歯車部よりも大径であり、前記伝達ギヤの前記小歯車部に噛合し、前記操作軸に結合された従動ギヤと、を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載のブレーキ機構は、請求項２のブレーキ機構において、前記駆動ギヤと前記小歯車部の径が略同一であり、且つ、前記大歯車部の径よりも前記従動ギヤの径の方が大きいことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載のブレーキ機構は、請求項２又は３のブレーキ機構において、前記大歯車部は、所定の中心角を有する扇形状に切り欠かれていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載のブレーキ機構は、請求項２から４のいずれか一項のブレーキ機構において、前記従動ギヤは、所定の中心角を有する扇形状に切り欠かれていることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載のブレーキ機構は、請求項１から５のいずれか一項のブレーキ機構において、前記ブレーキ装置は、ドラム式ブレーキであることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載のブレーキ機構は、請求項１から６のいずれかのブレーキ機構において、前記車輪の制動力を調整するために前記回転駆動軸の回転量を変更可能であることを特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載の車椅子は、請求項１から７のいずれかのブレーキ機構を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項９に記載の車椅子は、請求項８の車椅子において、前記ブレーキ機構の前記アクチュエータに電気的に接続された制御部と、
前記制御部に電気的に接続され、車椅子利用者からの指示を入力するための入力部と、をさらに備え、
前記入力部からの信号に従って前記制御部が前記ブレーキ機構の動作を制御することを特徴とする。
【００１６】
請求項１０に記載の伝達機構は、アクチュエータの回転駆動軸からブレーキ装置の操作軸に動力を伝達する伝達機構であって、
前記回転駆動軸と同軸回転するように前記回転駆動軸に接続される駆動ギヤと、
前記駆動ギヤよりも大径であり、前記駆動ギヤが噛合する大歯車部、及び、前記大歯車部よりも小径であり、前記大歯車部に同軸状に結合された小歯車部を備える伝達ギヤと、
前記小歯車部よりも大径であり、前記伝達ギヤの前記小歯車部に噛合し、前記操作軸に結合される従動ギヤと、を備え、
前記駆動ギヤと前記小歯車部の径が略同一であり、且つ、前記大歯車部の径よりも前記従動ギヤの径の方が大きく、
前記大歯車部が第１の中心角を有する扇形状に切り欠かれているとともに、前記従動ギヤが第２の中心角を有する扇形状に切り欠かれていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、アクチュエータの回転駆動軸の回転力を伝達機構を介してブレーキ装置の操作軸に伝達することにより、ブレーキ装置の動作を制御することができる。すなわち、回転駆動軸を一方向に回転制御することにより、ブレーキ装置の操作軸を制動位置に達するまで順方向に回転させ、該操作軸を制動位置に維持することにより、車輪を制動させることができる。そして、アクチュエータの回転駆動軸を他方向に回転させることにより、操作軸を制動位置から非制動位置へと移動させ、車輪の制動を解除することができる。したがって、本発明のブレーキ機構は、アクチュエータの回転制御によってブレーキ装置を制御可能であるので、より高い耐久性及び信頼性を有している。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、伝達機構によって回転駆動軸の回転力を操作軸に安定的に伝達することが可能である。すなわち、回転駆動軸とともに駆動ギヤが回転すると、該回転力がより大径の大歯車部に伝達して伝達ギヤが回転する。そして、伝達ギヤの回転力が、大歯車部よりも小径の小歯車部を介して、小歯車部より大径の操作軸に結合された従動ギヤに伝達される。その結果、回転駆動軸の回転速度が減速されるように回転力が操作軸に伝達し、操作軸を所定の方向に高いトルクで回転制御することができる。すなわち、伝達機構を介することで、回転駆動軸にかかる負担を軽減し、且つ、操作軸のより正確な回転制御が可能となる。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２の発明の効果に加え、駆動ギヤ及び小歯車部の径が略同一であり、且つ、大歯車部の径よりも従動ギヤの径の方が大きいことにより、回転駆動軸の回転力を効果的に減速させて操作軸に伝達することができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、請求項２又は３の発明の効果に加え、小径の駆動ギヤが噛合し得る大歯車部の円弧面を残しつつ、他の円周面を省略するように、大歯車部を扇形状に形成したことにより、伝達機構をコンパクトに構成することができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、請求項２から４のいずれか一項の発明の効果に加え、小径の小歯車部が噛合し得る従動ギヤの円弧面を残しつつ、他の円周面を省略するように、従動ギヤを扇形状に形成したことにより、伝達機構をコンパクトに構成することができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１から５のいずれか一項の発明の効果に加え、ドラム式ブレーキを用いて車輪の制動をより確実に行うことができる。
【００２３】
請求項７に記載の発明によれば、請求項１から６のいずれかの発明の効果に加え、アクチュエータの回転駆動軸の回転量を制御することにより、簡単且つ正確に車輪の制動力（ブレーキの効き）を調整することができる。
【００２４】
請求項８に記載の発明によれば、請求項１から７のいずれかの発明の効果を車椅子として発揮することができる。すなわち、本発明の車椅子は、アクチュエータの回転制御によってブレーキ装置を制御可能であり、高い耐久性及び信頼性を有している。
【００２５】
請求項９に記載の発明によれば、請求項８の発明の効果に加え、車椅子利用者が入力部を操作することにより、制御部を介してブレーキ機構を簡単に制御することが可能である。
【００２６】
請求項１０に記載の発明によれば、伝達機構によって回転駆動軸の回転力を操作軸に安定的に伝達することが可能である。すなわち、回転駆動軸とともに駆動ギヤが回転すると、該回転力がより大径の大歯車部に伝達して伝達ギヤが回転する。そして、伝達ギヤの回転力が、大歯車部よりも小径の小歯車部を介して、小歯車部より大径の操作軸に結合された従動ギヤに伝達される。さらに、駆動ギヤ及び小歯車部の径が略同一であり、且つ、大歯車部の径よりも従動ギヤの径の方が大きいことにより、回転駆動軸の回転力を効果的に減速させて操作軸に伝達することができる。その結果、回転駆動軸の回転速度が減速されるように回転力が操作軸に伝達し、操作軸を所定の方向に高いトルクで回転制御することができる。すなわち、伝達機構を介することで、回転駆動軸にかかる負担を軽減し、且つ、操作軸のより正確な回転制御が可能となる。その上、小径の駆動ギヤが噛合し得る大歯車部の円弧面を残しつつ、他の円周面を省略するように、大歯車部を扇形状に形成し、且つ、小径の小歯車部が噛合し得る従動ギヤの円弧面を残しつつ、他の円周面を省略するように、従動ギヤを扇形状に形成したことにより、伝達機構をコンパクトに構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態のブレーキ機構を備えた車椅子の概略斜視図。
【図２】図１の車椅子の概略側面図。
【図３】図１の車椅子の概略正面図。
【図４】図１の車椅子の部分拡大図であって、ブレーキ機構を示す概略斜視図。
【図５】図４のブレーキ機構の側面図。
【図６】図４のブレーキ機構の背面図。
【図７】図４のブレーキ機構の伝達機構の斜視図。
【図８】一実施形態のブレーキ機構の分解斜視図。
【図９】図１の車椅子の制御機構の構成を示すブロック図。
【図１０】非制動状態のブレーキ機構を示す模式図。
【図１１】制動状態のブレーキ機構を示す模式図。
【図１２】本発明の別実施形態の車椅子の概略斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において参照する各図の形状は、好適な形状寸法を説明する上での概念図又は概略図であり、寸法比率等は実際の寸法比率とは必ずしも一致しない。つまり、本発明は、図面における寸法比率に限定されるものではない。
【００２９】
図１は、一実施形態の車椅子１０の概略斜視図である。図２は、該車椅子１０の概略側面図である。図３は、該車椅子１０の概略正面図である。図１乃至図３に示すとおり、車椅子１０は、該車椅子１０を走行させるための一対の車輪１１と、該車輪１１をそれぞれ回転可能に支持する一対の側部フレーム１２とを備える。各側部フレーム１２は、車椅子利用者の臀部を受ける座部フレーム１３と、車椅子利用者の背中を受ける背部フレーム１４と、車椅子利用者の脚部を受けるフットレストが着設された脚部フレーム１５と、座部フレーム１２の垂直下方に延びて一対の車輪１１を支持する支持フレーム１６とを備える。そして、背部フレーム１４は上部で後方に屈折し、その端部にはハンドル１７が設けられている。
【００３０】
各側部フレーム１２において、車輪１１と支持フレーム１６との間にブレーキ機構１００が介在している。これら左右両方のブレーキ機構１００によって一対の車輪１１を実質的に同時に制動可能である。
【００３１】
次に、図４乃至図８を参照して、本実施形態のブレーキ機構１００の構成を説明する。図４は、本実施形態の車椅子１０の部分拡大図であって、ブレーキ機構１００の概略斜視図である。図５は、該ブレーキ機構１００の概略背面図である。図６は、該ブレーキ機構１００の概略側面図である。図７は、ブレーキ機構１００を構成する伝達機構１２０の概略斜視図である。図８は、ブレーキ機構１００の分解斜視図である。なお、図５及び図６において、車輪１１のスポークの描写を省略した。
【００３２】
図４は、車椅子１０の左側の側部フレーム１２に着設されたブレーキ機構１００を示している。図４に示すとおり、ブレーキ機構１００は、車輪１１の回転を制動可能に車輪１１が連結されたブレーキ装置１１０と、ブレーキ装置１１０に動力を伝達可能に接続された伝達機構１２０と、該伝達機構１２０に動力（回転力）を提供する回転駆動軸１３１を有するアクチュエータ１３０とを備える。本実施形態のアクチュエータ１３０は、回転駆動軸１３１を有する一般的な電動モータである。そして、制御部１８からの信号を受けて回転駆動軸１３１の回転量及び／又は回転方向が制御可能である。詳細には図示しないが、アクチュエータ１３０は、車椅子１０の側部フレーム１２に直接的又は間接的に固定されている。
【００３３】
ブレーキ装置１１０は、車輪１１を制動可能に構成されたブレーキ本体１１１、及び、該ブレーキ本体１１１に設けられ、順方向（図５の反時計回り方向）の回転により車輪１１を制動するようにブレーキ本体１１１を動作させる操作軸１１２と、ブレーキ本体１１１中心に設けられた支持フレーム１６に固定するための固定軸１１３と、を備える（図８参照）。ブレーキ本体１１１は、短筒状のケース内にブレーキシューを内包する一般的なドラムブレーキ構造を有している。ブレーキ本体１１１は、図８に示すように、固定軸１１３を介して支持フレーム１６の支持部１６ａに（車椅子１１の幅方向）外側から固定されている。そして、固定軸１１３の反対側でブレーキ本体１１１が車輪１１のハブに連結されている。、車輪１１は、ブレーキ本体１１０に対して、非制動時には相対的に回転可能であり、制動時には互いに固定されるように結合されている。また、ブレーキ本体１１１から車椅子１０の幅方向内側に延び出る操作軸１１２は、ブレーキ本体１１１内部でブレーキシューを作動可能であるように、その内部構造（図示せず）に接続されている。本実施形態では、操作軸１１２が順方向に所定角度で回動すると、ブレーキシューが径方向外側に移動し、ドラム内面（摩擦面）に圧接して車輪１１の制動がなされる。他方、操作軸１１２が初期位置にあるときには、ブレーキシューがドラム内面と離隔するため、ブレーキが働かず、車輪１１は自由に回転可能である。本実施形態では、ブレーキ本体１１１内部において、操作軸１１２が非制動側に付勢されているため、操作軸１１２に力が加わっていない状態では、車輪１１が自由に回転可能な初期位置に操作軸１１２が維持される。
【００３４】
伝達機構１２０は、操作軸１１２に接続され、該操作軸１１２を双方向に回転させるように動作する。伝達機構１２０は、ブレーキ本体１１１に固定されたベースプレート１２１と、該ベースプレート１２１及びブレーキ本体１１１に配置されたギヤ群とから構成されている。ベースプレート１２１は、車椅子１０の後方側に延在するようにブレーキ本体１１１のケースに一体的に固定（溶接）されている。伝達機構１２０のギヤ群は、アクチュエータ１３０の回転駆動軸１３１と同軸回転するように回転駆動軸１３１に接続された駆動ギヤ１２２と、該駆動ギヤ１２２に噛合するように配置された伝達ギヤ１２３と、該伝達ギヤ１２３に噛合するように配置されたとともにブレーキ装置１１０の操作軸１１２に結合された従動ギヤ１２６とから構成されてなる。
【００３５】
駆動ギヤ１２２は、ベースプレート１２１の上端且つ後端近傍に配置されている。図７及び図８に示すように、駆動ギヤ１２２は、第１軸１２２ａ及び第１孔１２１ａを介してベースプレート１２１に回転可能に軸支されている。また、駆動ギヤ１２２の中心には、第１軸１２２ａの同軸上に接続軸１２２ｂが一体的に固定されている。接続軸１２２ｂは、先端面に六角形状の凹部を有し、該凹部に六角形状の回転駆動軸１３１を結合可能である。このように、アクチュエータ１３０の回転駆動軸１３１の回転によって、駆動ギヤ１２２が直接的に回転可能である。
【００３６】
伝達ギヤ１２３は、ベースプレート１２１の下端且つ後端近傍に配置されている。図７及び図８に示すように、駆動ギヤ１２３は、第２軸１２３ａ及び第２孔１２１ｂを介してベースプレート１２１に回転可能に軸支されている。伝達ギヤ１２３は、大径の大歯車部１２４、及び、該大歯車部１２４に対して同軸状に一体結合された小径の小歯車部１２５を備える。つまり、大歯車部１２４及び小歯車部１２５は互いに同軸且つ同期回転可能である。また、図６に示すように、大歯車部１２４及び小歯車部１２５は軸方向において異なる位置で結合されている。そして、駆動ギヤ１２２に大歯車部１２４が噛合する位置に伝達ギヤ１２３が配置されている。大歯車部１２４は、第１の中心角（本実施形態では約１５５°）を有する扇形状に切り欠かれており、その円弧部分に歯が形成されている。そして、大歯車部１２４の円弧（歯）が支持フレーム１６（ブレーキ本体１１１）側を向くように配置されている。なお、第１軸１２２ａ及び第２軸１２３ａは、これら軸を結ぶ直線が支持フレーム１６と平行となるように配置されている。つまり、第１軸１２２ａ及び第２軸１２３ａは、垂直方向に沿って整列している。
【００３７】
従動ギヤ１２６は、その回動中心位置でブレーキ装置１１０の操作軸１１２に結合されている。つまり、従動ギヤ１２６は、操作軸１１２を中心として操作軸１１２と同期して回動可能である。従動ギヤ１２６は、第２の中心角（本実施形態では約６０°）を有する扇形状に切り欠かれており、その円弧部分に歯が形成されている。そして、従動ギヤ１２６の円弧（歯）が支持フレーム１６の反対側（車椅子１０の後方）を向くように配置されている。そして、図６に示すように、従動ギヤ１２６は、大歯車部１２４よりも軸方向において車椅子１０の幅方向内側に位置し、なお且つ、小歯車部１２５と軸方向において同じ位置に配置されている。換言すると、従動ギヤ１２６は、伝達ギヤ１２３の大歯車部１２４に噛合せずに、小歯車部１２５と噛合するように配置されている。すなわち、アクチュエータ１３０の回転駆動軸１３１の回転力は、駆動ギヤ１２２、伝達ギヤ１２３及び従動ギヤ１２６を介してブレーキ装置１１０の操作軸１１２に伝達される。
【００３８】
本実施形態の伝達機構１２０における各ギヤの大きさの関係は以下のとおりである。駆動ギヤ１２２の径よりも伝達ギヤ１２３の大歯車部１２４の（円弧の）径が大きい。駆動ギヤ１２２の径と伝達ギヤ１２３の小歯車部１２５の径がほぼ等しい。伝達ギヤ１２３の大歯車部１２４の径が従動ギヤ１２６の径よりも小さい。より具体的には、駆動ギヤ１２２の径（小歯車部１２５の径）：大歯車部１２４の径：従動ギヤ１２６の径は、１６：５０：８０の比率にある。つまり、力の入力（回転駆動軸１３１）側から力の出力（操作軸１１２）側にかけて、ギヤの径が大きくなっている。すなわち、伝達機構１２０を介してアクチュエータ１３０の回転駆動軸１３１の回転が減速されて、よりトルクの大きい回転力で操作軸１１２が回転する。
【００３９】
本実施形態の車椅子１０において、各車輪１１に接続されたブレーキ機構１００は、背もたれ（背部フレーム１４）の後方に描写された制御部１８に電気的に接続されている。そして、制御部１８は、ハンドル部１７に隣接して設けられたブレーキボタン１９に電気的に接続されている。すなわち、介助者がハンドル１７近傍のブレーキボタン１９を操作することにより、制御部１８からブレーキ機構１００を制御可能である。
【００４０】
図９は、制御部１８、ブレーキボタン１９及びアクチュエータ１３０の関係を示した制御機構のブロック図である。図９に示すとおり、制御部１８は、電源部１８ａと制御回路１８ｂとからなる。本実施形態では、電源部１８ａは、例えば、充電式乾電池のような小型バッテリであり、車椅子１０に容易に搭載可能である。制御部１８は、リード線を介してブレーキボタン１９及びアクチュエータ１３０に電気的に接続されている。すなわち、図９に示すとおり、制御部１８は、ブレーキボタン１９（入力部）からの信号に応じて、アクチュエータ１３０に電流又は電気的信号を出力することにより、アクチュエータ１３０を駆動し、結果として、ブレーキ機構１００を作動させて車輪１１の回転を制動する。
【００４１】
なお、制御部１８及びブレーキボタン１９は、本実施形態に限定されず、車椅子１０の任意の箇所に配置されてもよい。例えば、ブレーキボタン１９は、座乗者が操作可能にアームレストに配置されてもよい。
【００４２】
続いて、図１０及び図１１を参照して、本実施形態のブレーキ機構１００の動作について説明する。図１０は、車輪１１が自由に回転可能である非制動状態のブレーキ機構１００を示している。図１１は、車椅子１０の回転が制動された車椅子１０の制動状態のブレーキ機構１００を示している。
【００４３】
図１０において、駆動ギヤ１２２、伝達ギヤ１２３及び従動ギヤ１２６の初期位置にある基準線をＬ０、Ｍ０及びＮ０とそれぞれ定めた。初期位置（非制動状態）のブレーキ機構１００では、駆動ギヤ１２２に回転駆動軸１３１から力が加わっておらず、操作軸１２２（従動ギヤ１２６）が非制動位置に付勢及び維持されてブレーキ装置１１０のブレーキが効いていない。つまり、図１０のブレーキ機構１００の状態では、車椅子１０が走行可能である。
【００４４】
そして、車椅子１０を制動するために介助者等がブレーキボタン１９の押すと制御部１８からアクチュエータ１３０に信号が送られ、アクチュエータ１３０の回転駆動軸１３１が回転動作する。図１１において、回転駆動軸１３１が回転角度αで回転することによって、駆動ギヤ１２２、伝達ギヤ１２３及び従動ギヤ１２６の基準線が初期位置から変位した後の基準線をＬ１、Ｍ１及びＮ１とそれぞれ定めた。
【００４５】
図１１に示すように、回転駆動軸１３１が所定の回転角度αで順方向に回転し、該回転駆動軸１３１の回転に伴って駆動ギヤ１２２が図１１の反時計回りに回転する。本実施形態では、回転角度αは約３１２度である。そして、該駆動ギヤ１２２と大歯車部１２４との噛み合いによって伝達ギヤ１２３が図１１の時計回りに回転角度βで回動する。該回転角度βは約１００度である。すなわち、駆動ギヤ１２２と伝達ギヤ１２３（大歯車部１２４）の噛合関係によって、回転駆動軸１３１がそのギヤ比（１６：５０）に応じて減速される。さらに、小歯車部１２５と噛み合う従動ギヤ１２６が反時計回りに回転角度γで回動する。該回転角度γは約２０度である。すなわち、伝達ギヤ１２３（小歯車部１２５）と従動ギヤ１２６の噛合関係によって、回転駆動軸１３１がそのギヤ比（１６：８０）に応じてさらに減速される。つまり、伝達機構１２０によって回転駆動軸１３１の回転速度（回転量α）が、操作軸１１２において約１／１５に減速される。このことは、回転駆動軸１３１のトルクが操作軸１３１で約１５倍になることを意味する。結果として、従動ギヤ１２６が高いトルクで回動することで操作軸１１２が制動位置へと確実に回動し、ブレーキ装置１１０が車輪１１を制動する。このように、アクチュエータ１３０から出力されるトルクが増幅されて操作軸１１２に作用することにより、回転駆動軸１３１自体にかかる負担を小さくすることができる。
【００４６】
他方、図１１の制動状態から図１０の非制動状態に移行させるには、制御部１８によりアクチュエータ１３０への電力の供給を停止し、回転駆動軸１３１を自由に回転可能とする。これにより、ブレーキ装置１１０内部の付勢力で操作軸１１２を初期位置（非制動位置）へと復帰させることができる。なお、ブレーキ装置１１０内部に操作軸１１２を付勢する付勢力が存在しない場合、制御部１８により、回転駆動軸１３１を逆方向に機械的に回転駆動してもよい。
【００４７】
本実施形態のブレーキ機構１００では、制御部１８は、アクチュエータ１３０の回転駆動軸１３１の回転量を制御可能であり、且つ、回転駆動軸１３１を回転位置で維持可能に構成されている。例えば、車椅子１０の利用者又は製造者は、制御部１８に回転駆動軸１３１の回転量を入力して設定することができる。本実施形態では、伝達機構１２０によってアクチュエータ１３０の回転駆動軸１３１の回転が操作軸１１２で減速されるので、操作軸１１２の回動量を高い精度で細かく制御することができる。すなわち、車椅子利用者は、制御部１８でアクチュエータ１３０の回転駆動軸１３１の回転量を設定することにより、ブレーキの効きを細かく調整することが可能である。そして、このような制御部１８による回転駆動軸１３１の制御は、様々な場面にて応用可能である。例えば、回転駆動軸１３１の回転量を比較的小さく設定し、その状態を維持することにより、車椅子１０が坂道を下るときにブレーキを半分効かせた状態で車椅子１０の加速を抑えつつ、車椅子１０を安全に走行させることも可能である。また、制御部１８によって、回転駆動軸１３１を制動位置に維持することで、ブレーキ装置１１０を駐車ブレーキとして機能させることも可能である。
【００４８】
以下、本実施形態のブレーキ装置１００、伝達機構１２０及び車椅子１０の作用効果について説明する。
【００４９】
本実施形態のブレーキ装置１００によれば、アクチュエータ１３０の回転駆動軸１３１の回転力を伝達機構１２０を介してブレーキ装置１１０の操作軸１１２に減速させて伝達することにより、ブレーキ装置１００の動作を制御することができる。すなわち、回転駆動軸１３１を一方向に回転制御することにより、ブレーキ装置１１０の操作軸１１２を制動位置に達するまで順方向に回転させる。そして、該操作軸１１２を制動位置に維持することにより、車輪１１を制動させることができる。特には、回転駆動軸１３１とともに駆動ギヤ１２２が回転すると、該回転力がより大径の大歯車部１２４に伝達して伝達ギヤ１２３が回転する。そして、伝達ギヤ１２３の回転力が、大歯車部１２４よりも小径の小歯車部１２５を介して、小歯車部１２５より大径の操作軸１１２に結合された従動ギヤ１２６に伝達される。その結果、回転駆動軸１３１の回転速度が減速されるように回転力が操作軸１１２に伝達し、操作軸１１２を所定の方向に高いトルクで回転制御することができる。すなわち、伝達機構１２０を介することで、回転駆動軸１３１にかかる負担を軽減し、且つ、操作軸１１２のより正確な回転制御が可能となる。よって、伝達機構１２０によって回転駆動軸１３１の回転力を操作軸１１２に安定的に伝達することが可能である。そして、ブレーキ装置１１０内部の操作軸１１２への付勢力により、アクチュエータ１３０の回転駆動軸１３１を他方向に回転させることにより、操作軸１１２を制動位置から非制動位置へと移動させ、車輪１１の制動を解除することができる。したがって、本実施形態のブレーキ機構１００は、アクチュエータ１３０の回転制御によってブレーキ装置１１０を制御可能であるので、従来の機構よりも高い耐久性及び信頼性を有している。
【００５０】
本実施形態の伝達機構１２０によれば、小径の駆動ギヤ１２２が噛合し得る大歯車部１２４の円弧面を残しつつ、他の円周面を省略するように、大歯車部１２４を所定の中心角の扇形状に形成した。また、小径の小歯車部１２５が噛合し得る従動ギヤ１２６の円弧面を残しつつ、他の円周面を省略するように、従動ギヤ１２６を扇形状に形成した。すなわち、回転駆動軸１３１の回転を減速させるために配置した大径のギヤ（大歯車部１２４、従動ギヤ１２６）をコンパクトに形成したことにより、伝達機構１２０を全体としてコンパクトに構成することができる。
【００５１】
（変形例）
本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形例を取り得る。以下、本発明の変形例を説明する。なお、各変形例において、三桁で示される構成要素において下二桁が共通する構成要素は、説明がない限り、同一又は類似の特徴を有し、その説明を一部省略する。また、各変形例において、二桁で示される構成要素において下一桁が共通する構成要素は、説明がない限り、同一又は類似の特徴を有し、その説明を一部省略する。
【００５２】
（１）上記実施形態のブレーキ機構では、ブレーキ装置がドラム式ブレーキであるが、本発明のブレーキ装置はドラム式ブレーキに限定されない。すなわち、本発明のブレーキ装置は、ブレーキ操作可能な操作軸を備えていれば、ディスクブレーキ等の他の形式のブレーキであってもよい。
【００５３】
（２）上記実施形態の車椅子では、入力部としてブレーキボタンが用いられたが、該ブレーキボタンに代えて、又は、該ブレーキボタンに追加して、他の入力部を用いてもよい。例えば、図１２は、本発明の別実施形態の車椅子２０を示している。本実施形態では、入力部として一対の座部センサ２９が座面に配置されている。該座部センサ２９は、車椅子２０の利用者の臀部が座面に当接したことを検知するように機能する。座部センサ２９は、薄いシート状の感圧センサであり、その検知面にかかる圧力を測定することが可能である。該座部センサ２９では、圧力に応じた電気的情報又は信号を制御部２８で測定することにより、車椅子利用者の座乗の有無を判断することができる。そして、本実施形態の車椅子２０では、座部センサ２９が車椅子利用者の車椅子２０への座乗を検知しない場合、制御部２８によってブレーキ機構２００が車輪２１を制動した状態を維持し、座部センサ２９が車椅子利用者の車椅子２０への座乗を検知した場合、制御部２８によってブレーキ機構２００が車輪２１の制動を解除するように動作する。すなわち、該車椅子１０では、センサ２９で車椅子利用者の座乗の有無を検知し、電気信号を利用してブレーキ機構２００の制御を行い、車椅子２０の乗降時に車輪２１をロックして車椅子２０が乗降時に転倒する等の事故を防止することが可能である。
【００５４】
（３）上記実施形態では、アクチュエータと伝達機構とが別々に構成されているが、アクチュエータ内部に伝達機構が一体的に設けられてもよい。すなわち、本発明において、変速機（伝達機構）とモータ（アクチュエータ）とが一体となったギヤードモータが採用されてもよい。
【００５５】
本発明は上述した実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限りにおいて種々の態様で実施しうるものである。
【符号の説明】
【００５６】
１０      車椅子
１１      車輪
１２      側部フレーム
１３      座部フレーム
１４      背部フレーム
１５      脚部フレーム
１６      支持フレーム
１７      ハンドル
１８      制御部
１９      ブレーキボタン（入力部）
２９      センサ（入力部）
１００    ブレーキ機構
１１０    ブレーキ装置
１１１    ブレーキ本体
１１２    操作軸
１１３    固定軸
１２０    伝達機構
１２１    ベースプレート
１２１ａ  第１孔
１２１ｂ  第２孔
１２２    駆動ギヤ
１２２ａ  第１軸
１２２ｂ  接続軸
１２３    伝達ギヤ
１２３ａ  第２軸
１２４    大歯車部
１２５    小歯車部
１２６    従動ギヤ
１３０    アクチュエータ
１３１    回転駆動軸
【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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