| 【発明の名称】 |
歩行車及び歩行車用制動装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】辻 ▲廣▼和
【氏名】栗本 博
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| 【要約】 |
【課題】制動ユニットをコンパクトに形成し、普通の歩行車に制動ユニットを後付けすることも可能にする。
【解決手段】代替車輪２１と、この代替車輪２１に連結された制動モータ２２と、制動モータ２２の制動を制御する制御部３０とを一体に備えた制動ユニットＵと、この制動ユニットＵを前記車輪が外された後のブラケット１１に取り付けるための取付手段２６と、フレーム１の荷重を前記ユニットＵに伝える支持手段２７とを備える。また、制動モータ２２を含む閉回路５１〜５３の一部を構成する抵抗器２４とを有してなり、抵抗器２４の発熱を制動モータ２２のケーシングに伝えて放熱させる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 フレームの下部に車輪を有し、身体支持用として使用される歩行車の前記車輪を外して取り付けられる制動装置であって、代替車輪と、この代替車輪に連結された制動モータと、前記制動モータの制動を制御する制御部とを一体に備えた制動ユニットと、この制動ユニットを前記車輪が外された後のブラケットに取り付けるための取付手段と、前記フレームの荷重を前記ユニットに伝える支持手段と、を備えてなる歩行車用制動装置。
【請求項２】 前記取付手段は、前記ブラケットの側面に当てられる取付板と、この取付板を前記ブラケットの車軸用孔を通して固定する締結手段とからなる請求項１に記載の歩行車用制動装置。
【請求項３】 前記支持手段は、前記ブラケット内に通され、前記フレームの下部に当たるブロックと、このブロックを前記ブラケットの側面に当てられる取付板に固定する締結手段とからなる請求項１または２に記載の歩行車用制動装置。
【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の制動装置が装備された歩行車。
【請求項５】 フレームの下部に車輪を有し、身体支持用として使用される歩行車であって、前記車輪と連動して回転することにより制動力を発生する制動手段とを備える歩行車において、前記制動手段は、前記車輪の回転数に応じた起電力を生じる制動モータと、この制動モータを含む閉回路の一部を構成する抵抗器とを有してなり、前記抵抗器の発熱を前記制動モータのケーシングに伝えて放熱させる放熱手段が設けられたことを特徴とする歩行車。
【請求項６】 前記抵抗器の抵抗を大小に切り換える切換手段を有する請求項５記載の歩行車。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、健常な歩行の困難な人が、歩行時に身体支持用として使用する歩行車及び歩行車用制動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】自立歩行が困難な障害者や高齢者等が歩行補助のために使用する歩行車は、平地のみならず、下り坂で等でも安全に使用できるように、走行速度が増加すると自動的に制動力が発生する制動機能を備えていることが望ましい。
【０００３】例えば、特開平１１−２９０４０５号公報に記載の歩行車においては、左右の各車輪に制動用の制動モータを接続して、発電制動力を発生させる構成が開示されている。この歩行車は、制動モータの回転軸に車輪が取り付けられ、この制動モータを車体フレームに取り付け、制動モータに接続された可変抵抗器により制動力を調整可能にする構成を採用している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この歩行車は、走行速度に応じた制動力を生じるため、歩行補助に有効であるものの、車輪、制動モータ、可変抵抗器の各部品が嵩張り、歩行車に各部品を取り付けるための特別のブラケットが必要になり、コンパクトな歩行車にならないという問題点があった。
【０００５】本発明は、上記従来例の問題点を解決するためになされたものであり、制動ユニットをコンパクトに形成し、普通の歩行車に制動ユニットを後付けすることも可能な、歩行車及び歩行車用制動装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する請求項１に記載の発明は、フレームの下部に車輪を有し、身体支持用として使用される歩行車の前記車輪を外して取り付けられる制動装置であって、代替車輪と、この代替車輪に連結された制動モータと、前記制動モータの制動を制御する制御部とを一体に備えた制動ユニットと、この制動ユニットを前記車輪が外された後のブラケットに取り付けるための取付手段と、前記フレームの荷重を前記ユニットに伝える支持手段と、を備えてなる。この構成によると、制動モータより小型の車輪を使用し、ベルト伝動により増速して制動モータに連結することなどで、制動ユニットをコンパクトに形成することができる。普通のパイプフレームで形成された歩行車の車輪を外し、取付手段により車輪用のブラケットを利用してこの制動ユニットの姿勢を安定するように取り付け、支持手段によりパイプフレームに制動ユニットに荷重を伝えるようにして、コンパクトな制動ユニットを後付けにて歩行車に取り付ける。
【０００７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記取付手段は、前記ブラケットの側面に当てられる取付板と、この取付板を前記ブラケットの車軸用孔を通して固定する締結手段とからなる。この構成によると、ブラケットの側面に取付板を当てることにより、制動ユニットの姿勢が安定させ、この取付板を車軸用孔を利用した締結手段により固定する。
【０００８】請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記支持手段は、前記ブラケット内に通され、前記フレームの下部に当たるブロックと、このブロックを前記ブラケットの側面に当てられる取付板に固定する締結手段とからなる。この構成によると、フレーム下部の荷重を受けるブロックをブラケット内に通し、このブロックをブラケットの側面に当てられる取付板に締結手段で固定することにより、ブロックを介して取付板即ちユニット本体に荷重が伝わる。
【０００９】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の制動装置が装備された歩行車である。この構成により、フレームの改造を最小限にして、コンパクトな制動ユニットが後付けされた歩行車となる。
【００１０】請求項５に記載の発明は、フレームの下部に車輪を有し、身体支持用として使用される歩行車であって、前記車輪と連動して回転することにより制動力を発生する制動手段とを備える歩行車において、前記制動手段は、前記車輪の回転数に応じた起電力を生じる制動モータと、この制動モータを含む閉回路の一部を構成する抵抗器とを有してなり、前記抵抗器の発熱を前記制動モータのケーシングに伝えて放熱させる放熱手段が設けられたことを特徴とする。この構成によると、抵抗器の発熱が放熱手段により制動モータに伝わり、制動モータの全体で放熱され、その結果、抵抗器を制動モータに沿わせてコンパクトに配置することができる。
【００１１】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記抵抗器の抵抗を大小に切り換える切換手段を有する。この構成によると、切換手段により大小に切り換えられる抵抗器の単体を制動モータに沿わせて配置することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しつつ説明する。図１〜６は制動ユニットの構造を示す図であり、図７はこの制動ユニットが後付けされた歩行車の斜視図である。
【００１３】図７において、歩行車の一般的構成をまず説明する。歩行車Ａのフレーム１は、左右両側のサイドフレーム２，３と、サイドフレーム２，３の下方に掛け渡された補強パイプ４と、サイドフレーム２，３の上方に取り付けられた水平Ｕ字状のアームパイプ５とからなる。サイドフレーム２，３は、立ち上がりパイプ６，７の上下に水平パイプ８，９を溶接して形成される。この水平パイプ８，９の上端にアームパイプ５から垂下されたパイプが挿入されネジ止めされることにより、アームパイプ５の高さが調整可能となっている。このアームパイプ５の上に、Ｕ字状のクッション材からなる腕置き部材１０が取り付けられている。図示例では、サイドフレーム２，３の前輪には、キャスタ１３が取り付けられ、サイドフレーム２，３の後輪には、制動ユニットＵが後付けにて取り付けられている。
【００１４】つぎに、歩行車Ａに後付けされる制動ユニットＵを図１〜６により説明する。図１，３において、後ろ側の立ち上がりパイプ２の側面に水平パイプ８が溶接で固定され、水平パイプ８の下側に板材を断面逆Ｕ字状に折り曲げて形成されたブラケット１１がその上面の溶接により固定されている。ブラケット１１には、車輪が孔１２に通される車軸によって回転自在に支持されているが、図示例は車輪及び軸が取り外された状態を示している。すなわち、図７のような普通の歩行車の後ろ側の車輪を取り外して制動ユニットＵを取り付けた状態が図１の状態である。
【００１５】図１〜４において、制動ユニットＵは、代替車輪２１と、制動モータ２２と、代替車輪２１と制動モータ２２の間の伝動機構２３と、抵抗器２４と、トグルスイッチ２８，２９等の制御部３０とを、車輪用ブラケット２５、取付板２６及びブロック２７を介して一体になるように構成されたものである。
【００１６】図２に明瞭に示されるように、代替車輪２１は車軸３１を介して断面逆Ｕ字状のブラケット２５に回転自在に支持されている。このブラケット２５は、ボルト３２により取付板２６の下面に固定されている。
【００１７】伝動機構２３は、代替車輪２１の側面にボルト２１Ａを介して固定されて車軸３１を中心に代替車輪２１と一体的に回転する大径タイミングプーリ３３と、制動モータ２２の入力軸に嵌入された小径タイミングプーリ３４と、両プーリ３３，３４に掛け渡されたタイミングプーリ３５とからなる増速伝動機構である。
【００１８】図３及び図４に明瞭に示されるように、制動モータ２２には、出力軸２２Ａの側のケーシング２２Ｂに放熱手段としての放熱板３６が重ねられている。この放熱板３６付の制動モータ２２は、スペーサ３７及びボルト３８により、所定間隔Ｌを隔てて取付板２６に固定されている。この間隔Ｌを利用し、小径タイミングプーリ３４とタイミングプーリ３５が配設されるとともに、放熱板３６に抵抗器２４が取り付けられている。また、後述する２個のトグルスイッチ２８，２９等の制御部３０もこの間隔Ｌを利用して、上面から操作可能に取り付けられている。図４のように、抵抗器２４は、小抵抗値の抵抗器２４Ａの２個と大抵抗値の抵抗器２４Ｂの２個の合計４個からなり、分散配置されている。
【００１９】以上のように、ボルト３２で固定されたブラケット２５及び取付板２６に対して、代替車輪２１、制動モータ２２及び増速するための伝動機構２３が一体に取付けられたユニットを構成している。このユニットの一部品として更にブロックを付け加え、これらのユニットが歩行車の後ろ側の車輪を外した後に後付けされる。また、図１に示されるように、ブラケット１１，２５の側面を覆う二点鎖線のような菱形のカバー４５、取付板２６の外周を覆う円弧状のカバー４６が取り付けられている。このカバー４６と制御部３０との間には、抵抗器２４で加熱される風が籠もらない程度の空気流を許容する隙間４６Ａが適宜設けられている。
【００２０】更にユニットＵの後付けを図１及び図３により説明する。フレーム１の側のブラケット１１の側面に取付板２６が当てられる。取付板２６がブラケットの側面に沿うように座ぐり面２６Ａ（図１参照）が設けられている。このブラケット１１と取付板２６とをボルト４１及びスペーサ４２により固定する（図３参照）。更に、ブラケット１１の中にブロック２７を通し、ボルト４７によりブロック２７と取付板２６の間にブラケット１１の側面を挟むように固定する（図３参照）。このブロック２７は凹部２７Ａを有し、この凹部２７Ａに立ち上がりパイプ１１の下端が突き当たる。更にブロック２７の上面に水平パイプ８の下面が当たるようになっている。この取付板２６は、制動ユニットＵを車輪が外された後のブラケット１１に取り付けるための取付手段を構成する。また、ブロック２７は、フレーム１の荷重を制動ユニットＵに伝える支持手段を構成する。
【００２１】つぎに、図５により、制動ユニットＵの電気的回路を説明する。制動モータ２２は、回転軸２２Ａ（図３参照）に接続された回転界磁（図示せず）の回転により、電機子に起電力を生じる構成である。電機子からの３本の導線５１〜５３に対して第１のトグルスイッチ２８が接続され、更に第２のトグルスイッチ２９を介して大抵抗器２４Ａの二つ又は小抵抗器２４Ｂの二つが選択的に接続可能になっている。第１のトグルスイッチ２８は、３本の導線５１〜５３の短絡による閉回路、３本の導線５１〜５３の開放、３本の導線の抵抗器２４Ａ，２４Ｂを介しての閉回路を選択する機能を有する。以上の電気的回路が制御部３０を構成し、ユニットＵに一体に設けられている。
【００２２】この電気回路による歩行車の動作について説明する。第１のトグルスイッチ２８をａ位置にすると、抵抗器２４Ａ，２４Ｂで決まる制動力が速度に応じて発生する。そこで、第２のトグルスイッチ２９をｄ位置にすると、大抵抗器２４Ａによる大きな制動力が生じ、第２のトグルスイッチ２９をｅ位置にすると、大抵抗器２４Ｂによる小さな制動力が生じる。
【００２３】第１のトグルスイッチ２８をｂ位置にすると、導線５１〜５３の閉回路が開放され、制動モータ２２の制動力が発生せず、オフの状態になる。第１のトグルスイッチ２８をｃ位置にすると、導線５１〜５３の閉回路が短絡状態になり、制動モータ２２による最大の制動力が発生する。
【００２４】このように、トグルスイッチ２８，２９の操作により、制動力を選択することができる。図７に示されるように、このトグルスイッチ２８，２９による切換手段は、ユニットＵの上面に設けられ、前かがみになると手で簡単に操作できる。下り坂を下りる場合には、トグルスイッチ２８をａ位置にし、トグルスイッチ２９をｄ位置にして、大きな制動力を生じさせる。普通の道を走行する場合には、トグルスイッチ２８をａ位置にし、トグルスイッチ２９をｅ位置にして、小さな制動力を生じさせる。リハビリテーション用に歩行車を押す訓練をする場合トグルスイッチ２８をｃ位置にすると最大制動力が発生する。また、普通の歩行車として使用する場合には、トグルスイッチ２８をｂ位置にする。
【００２５】図６は他の電気回路を示す。図５のトグルスイッチ２８，２９に代わり、一個のロータリースイッチ５５を用いる点が図５と異なる。ロータリースイッチ５５がNo.1位置にあると、導線５１〜５３の閉回路が開放され、制動モータ２２の制動力が発生せず、オフの状態になる。ロータリースイッチ５５がNo.2位置にあると、導線５１〜５３の閉回路が小抵抗器２４Ｂに接続され、制動力小の状態になる。ロータリースイッチ５５がNo.3位置にあると、導線５１〜５３の閉回路が大抵抗器２４Ａに接続され、制動力大の状態になる。ロータリースイッチ５５がNo.4位置にあると、導線５１〜５３の閉回路が短絡状態になり、制動力最大の状態になる。
【００２６】つぎに、前述した実施形態の効果を以下に説明する。
（１）代替車輪２１と制動モータ２２との間に伝動機構２３を設けているため、大きな径の代替車輪２１を使うことで代替車輪２１の回転数が小さくなっても、伝動機構２３で回転数を増加し、制動モータ２２の制動力を有効に活用できる。そのため、代替車輪２１と制動モータ２２の径をバランスの取れたものにすることができ、結果的に制動ユニットＵをコンパクトに形成することができる。
【００２７】（２）コンパクトに形成された制動ユニットＵを車輪を取り外した後のブラケットの側面に沿わせて、取付手段としての取付板２６や支持手段としてのブロック２７を用いて後付けする構成であるため、既成の歩行車の車輪を外すという最小限の分解でもって、新たな溶接など不用のまま、制動ユニットＵを確実にフレームに固定できる。
【００２８】（３）そのため、既存の歩行車の簡便で軽い形態を維持したままで、制動ユニットＵを後付けして、使用形態に応じた制動力が発生できる高機能の歩行者とすることができる。
【００２９】（４）制動モータ２２のケーシングは通常アルミダイキャストで形成され、熱伝導と放熱性に優れる。この制動モータ２２のケーシングに放熱板３６をピッタリと当て、この放熱板３６に抵抗器２４を取り付けることにより、抵抗器２４の放熱が速やかに行われる。そのため、歩行車を長時間使用しても、抵抗器２４の加熱で制動力が落ちるというような不具合が生じない。また、可変抵抗ではなく、固定の抵抗値を有する抵抗器２４をトグルスイッチ２８，２９のような切換手段により切り換える構成であるため、該抵抗器の放熱手段を比較的交易に形成できる。しかも制動モータ２２の入力軸側の平面のスペースを利用して抵抗器２４を配置しているため、抵抗器２４もセットにした制動ユニットＵをコンパクトにすることができる。
【００３０】なお、実施形態は上記に限定されず、以下のように変更してもよい。
（１）伝動機構２３は、大歯車と小歯車の組み合わせ、ＶベルトとＶプーリの組み合わせ、既成の増速機を介する機構にしてもよい。同軸で薄厚の増速機を用いると、代替車輪２１と制動モータ２２を同軸にできる。
【００３１】（２）制動モータ２２に張りつけられる放熱板３６を省き、制動モータ２２のケーシングの側面に直接抵抗器２４を取り付け、制動モータ２２のケーシング自体を放熱手段とする構造にしてもよい。アルミダイキャスト製のケーシングの肉を厚くすると、直接の取付けが可能になる。
【００３２】（３）制動モータ２２の軸にファンを取り付け、ファンで起こされる風を抵抗器２４に当て、抵抗器２４を強制冷却する構造を採用することもできる。
【００３３】
【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１〜４に記載の発明によれば、既存の歩行車の車輪を外し、取付手段と支持手段によりコンパクトに形成された制動ユニットを取り付けることにより、既存の歩行車を簡単に制動機能付に変更でき、歩行車の全体のバランスを損なうことなく、操作性に優れた歩行車とすることができる。請求項２に記載の発明によれば、取付板をブラケットの側面に当てて、固定することにより、制動装置の姿勢を簡単且つ確実に決めることができる。請求項３に記載の発明によれば、ブラケットの中に通され、フレームの下部に当たるブロックを、取付板に固定することにより、フレームの荷重を簡単且つ確実に制動装置に伝えることができる。請求項４に記載の発明によれば、既存の歩行車の車輪を外し、最小限の組付け作業により、制動機能付の歩行車に変更できる。
【００３４】請求項５〜６に記載の発明によれば、抵抗器の発熱を前記制動モータのケーシングに伝えて効率的に放熱するため、抵抗器付の制動手段をコンパクトに構成できる。また、抵抗器の放熱が効率的になることにより、制動手段の制動機能を走行時に安定的に保つことができる。請求項６に記載の発明によれば、切り換え可能な抵抗器をコンパクトに収めて放熱を効率的にすることにより、制動ユニットがコンパクトになる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４０１９
【氏名又は名称】株式会社ナブコ
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| 【出願日】 |
平成１２年３月１０日（２０００．３．１０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８９１９６
【弁理士】
【氏名又は名称】梶 良之 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２５８１０１（Ｐ２００１−２５８１０１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年９月２１日（２００１．９．２１） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−７２４６１（Ｐ２０００−７２４６１） |
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