JP2017169969A - Brake mechanism, transmission mechanism and wheel chair - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a brake mechanism having a novel mechanism for exhibiting higher durability and reliability.SOLUTION: A brake mechanism 100 comprises: a brake device 110 comprising a brake body 111 which is configured so that wheels 11 can be braked, and an operation shaft 112 which is rotatably provided to the brake body 111, and operates the brake body 111 so as to brake the wheels 11 by rotation in a forward direction; a transmission mechanism 120 which is connected to the operation shaft 112, and operates so as to rotate the operation shaft 112 bi-directionally; and an actuator 130 which has a rotation drive shaft 131 connected to the transmission mechanism 120, and rotates the operation shaft 112 bi-directionally by rotation control of the rotation drive shaft 131 via the transmission mechanism 120.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

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。   The present invention relates to a brake mechanism for braking wheels of a wheelchair, a transmission mechanism, and a wheelchair equipped with the brake mechanism.

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。   Conventionally, various brake mechanisms are attached to wheelchairs to brake the wheels.

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。   For example, the brake mechanism (200) of Patent Document 1 includes a brake body (201), a brake arm (202) that is pivotally supported by the brake body (201) and biased in a non-braking direction. A wire (210) for connecting the operating lever (21) and the brake arm (202) and rotating the brake arm (202) in the braking direction in conjunction with the operating lever (21); and a brake arm (202), A wire support arm (203) for supporting the wire (210), which is fixed to the brake body (201) at a distance. The engagement groove (202a) is cut out in the brake arm (202), and the engagement portion (217) projects radially from the wire (210), and the engagement portion (217) is formed in the engagement groove (202a). By being hooked, the wire (210) is coupled to the brake arm (202). In the brake mechanism (200) of Patent Document 1, the wire (201) and the brake arm (202) are connected by the above-described engagement relationship without using a tool as compared with the conventional fixing method in which a wire is crimped to the brake arm with a bolt. It can be connected easily and reliably. In other words, the brake mechanism of Patent Document 1 makes it easy to replace the wire and improves its maintainability. In addition, the code | symbol of patent document 1 was shown in ().

特開２０１４−１７６５５０号公報JP 2014-176550 A

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。   However, in the conventional wire type brake mechanism, a strong force is applied to the wire every time the brake is operated, so that the wire is easily deteriorated and the durability is low. Therefore, in order to ensure safety, it is necessary to check and replace the state of the wire, and frequent maintenance is required. On the other hand, the brake mechanism of Patent Document 1 makes it easy to replace the wire and improves its maintainability, but does not improve the durability of the wire itself. Or replacement. The present invention focuses on the shortcomings in durability and reliability of a conventional wire type brake mechanism.

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。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a brake mechanism having a novel mechanism that exhibits higher durability and reliability, and a wheelchair equipped with the brake mechanism. is there.

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。 The brake mechanism according to claim 1, wherein the brake body is configured to be capable of braking a wheel, and is provided rotatably on the brake body, and operates the brake body so as to brake the wheel by forward rotation. A brake device comprising an operating shaft;
A transmission mechanism connected to the operating shaft and operating to rotate the operating shaft in both directions;
An actuator having a rotational drive shaft connected to the transmission mechanism, and rotating the operation shaft in both directions by rotational control of the rotational drive shaft via the transmission mechanism;
It is characterized by providing.

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。 The brake mechanism according to claim 2 is the brake mechanism according to claim 1, wherein the transmission mechanism is
A drive gear connected to the rotary drive shaft so as to rotate coaxially with the rotary drive shaft;
A transmission gear having a larger diameter than the driving gear and meshing with the driving gear, and a smaller gear smaller than the large gear and coaxially coupled to the large gear. When,
A driven gear having a larger diameter than the small gear portion, meshing with the small gear portion of the transmission gear, and coupled to the operation shaft.

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。   A brake mechanism according to a third aspect is the brake mechanism according to the second aspect, wherein the driving gear and the small gear portion have substantially the same diameter, and the diameter of the driven gear is larger than the diameter of the large gear portion. It is characterized by being larger.

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。   A brake mechanism according to a fourth aspect is the brake mechanism according to the second or third aspect, wherein the large gear portion is cut out in a fan shape having a predetermined central angle.

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。   The brake mechanism according to a fifth aspect is the brake mechanism according to any one of the second to fourth aspects, wherein the driven gear is cut out in a fan shape having a predetermined central angle.

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。   A brake mechanism according to a sixth aspect is the brake mechanism according to any one of the first to fifth aspects, wherein the brake device is a drum brake.

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。   A brake mechanism according to a seventh aspect is characterized in that, in the brake mechanism according to any one of the first to sixth aspects, the amount of rotation of the rotary drive shaft can be changed in order to adjust the braking force of the wheel. .

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。   A wheelchair according to an eighth aspect includes the brake mechanism according to any one of the first to seventh aspects.

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。 The wheelchair according to claim 9 is the wheelchair according to claim 8, wherein the controller electrically connected to the actuator of the brake mechanism;
An input unit electrically connected to the control unit for inputting instructions from a wheelchair user;
The control unit controls the operation of the brake mechanism in accordance with a signal from the input unit.

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。 The transmission mechanism according to claim 10 is a transmission mechanism that transmits power from the rotational drive shaft of the actuator to the operation shaft of the brake device,
A drive gear connected to the rotary drive shaft so as to rotate coaxially with the rotary drive shaft;
A transmission gear having a larger diameter than the driving gear and meshing with the driving gear, and a smaller gear smaller than the large gear and coaxially coupled to the large gear. When,
A driven gear that has a larger diameter than the small gear portion, meshes with the small gear portion of the transmission gear, and is coupled to the operation shaft;
The diameter of the drive gear and the small gear portion is substantially the same, and the diameter of the driven gear is larger than the diameter of the large gear portion,
The large gear portion is cut out in a fan shape having a first central angle, and the driven gear is cut out in a fan shape having a second central angle.

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。   According to the first aspect of the present invention, the operation of the brake device can be controlled by transmitting the rotational force of the rotational drive shaft of the actuator to the operation shaft of the brake device via the transmission mechanism. That is, by rotating the rotational drive shaft in one direction, the operation shaft of the brake device is rotated in the forward direction until reaching the braking position, and the wheel is braked by maintaining the operation shaft at the braking position. it can. Then, by rotating the rotational drive shaft of the actuator in the other direction, the operation shaft can be moved from the braking position to the non-braking position, and the braking of the wheel can be released. Therefore, the brake mechanism of the present invention has higher durability and reliability because the brake device can be controlled by rotation control of the actuator.

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。   According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the invention, the rotational force of the rotary drive shaft can be stably transmitted to the operation shaft by the transmission mechanism. That is, when the drive gear rotates together with the rotary drive shaft, the rotational force is transmitted to the larger gear portion having a larger diameter, and the transmission gear rotates. Then, the rotational force of the transmission gear is transmitted to the driven gear coupled to the operation shaft having a larger diameter than the small gear portion via the small gear portion having a smaller diameter than the large gear portion. As a result, the rotational force is transmitted to the operation shaft so that the rotation speed of the rotation drive shaft is reduced, and the operation shaft can be controlled to rotate in a predetermined direction with high torque. That is, through the transmission mechanism, it is possible to reduce the burden on the rotation drive shaft and to perform more accurate rotation control of the operation shaft.

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。   According to the invention of claim 3, in addition to the effect of the invention of claim 2, the diameters of the drive gear and the small gear portion are substantially the same, and the diameter of the driven gear is larger than the diameter of the large gear portion. Is large, the rotational force of the rotary drive shaft can be effectively decelerated and transmitted to the operation shaft.

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。   According to the invention described in claim 4, in addition to the effects of the invention of claim 2 or 3, the other circumferential surface is omitted while leaving the arc surface of the large gear portion with which the small-diameter drive gear can mesh. In addition, since the large gear portion is formed in a fan shape, the transmission mechanism can be configured compactly.

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。   According to the invention of claim 5, in addition to the effect of the invention of any one of claims 2 to 4, other circular circumferences of the driven gear that can be meshed with the small-diameter small gear portion remain. By forming the driven gear in a fan shape so as to omit the surface, the transmission mechanism can be made compact.

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。   According to the invention described in claim 6, in addition to the effect of the invention described in any one of claims 1 to 5, it is possible to more reliably brake the wheel using the drum brake.

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。   According to the seventh aspect of the present invention, in addition to the effect of any one of the first to sixth aspects, by controlling the amount of rotation of the rotary drive shaft of the actuator, the braking force (brake of the wheel) can be easily and accurately controlled. Can be adjusted.

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。   According to invention of Claim 8, the effect of the invention in any one of Claim 1 to 7 can be exhibited as a wheelchair. That is, the wheelchair of the present invention can control the brake device by controlling the rotation of the actuator, and has high durability and reliability.

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。   According to the ninth aspect of the present invention, in addition to the effect of the eighth aspect of the invention, the wheelchair user can easily control the brake mechanism via the control unit by operating the input unit. .

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。   According to the invention described in claim 10, it is possible to stably transmit the rotational force of the rotary drive shaft to the operation shaft by the transmission mechanism. That is, when the drive gear rotates together with the rotary drive shaft, the rotational force is transmitted to the larger gear portion having a larger diameter, and the transmission gear rotates. Then, the rotational force of the transmission gear is transmitted to the driven gear coupled to the operation shaft having a larger diameter than the small gear portion via the small gear portion having a smaller diameter than the large gear portion. Furthermore, the diameter of the drive gear and the small gear portion are substantially the same, and the diameter of the driven gear is larger than the diameter of the large gear portion, so that the rotational force of the rotary drive shaft is effectively decelerated and operated. Can be transmitted to the shaft. As a result, the rotational force is transmitted to the operation shaft so that the rotation speed of the rotation drive shaft is reduced, and the operation shaft can be controlled to rotate in a predetermined direction with high torque. That is, through the transmission mechanism, it is possible to reduce the burden on the rotation drive shaft and to perform more accurate rotation control of the operation shaft. In addition, the large gear portion is formed in a fan shape so that the other circumferential surface is omitted while leaving the arc surface of the large gear portion with which the small-diameter drive gear can mesh, and the small-diameter small gear portion is By forming the driven gear in a fan shape so as to omit the other circumferential surface while leaving the arcuate surface of the driven gear that can mesh, the transmission mechanism can be made compact.

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。The schematic perspective view of the wheelchair provided with the brake mechanism of one embodiment of the present invention. 図１の車椅子の概略側面図。The schematic side view of the wheelchair of FIG. 図１の車椅子の概略正面図。The schematic front view of the wheelchair of FIG. 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。It is the elements on larger scale of the wheelchair of FIG. 1, Comprising: The schematic perspective view which shows a brake mechanism. 図４のブレーキ機構の側面図。The side view of the brake mechanism of FIG. 図４のブレーキ機構の背面図。The rear view of the brake mechanism of FIG. 図４のブレーキ機構の伝達機構の斜視図。The perspective view of the transmission mechanism of the brake mechanism of FIG. 一実施形態のブレーキ機構の分解斜視図。The disassembled perspective view of the brake mechanism of one Embodiment. 図１の車椅子の制御機構の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the control mechanism of the wheelchair of FIG. 非制動状態のブレーキ機構を示す模式図。The schematic diagram which shows the brake mechanism of a non-braking state. 制動状態のブレーキ機構を示す模式図。The schematic diagram which shows the brake mechanism of a braking state. 本発明の別実施形態の車椅子の概略斜視図。The schematic perspective view of the wheelchair of another embodiment of the present invention.

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。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the shape of each figure referred in the following description is a conceptual diagram or a schematic diagram for explaining a suitable shape dimension, and a dimension ratio etc. do not necessarily correspond with an actual dimension ratio. That is, the present invention is not limited to the dimensional ratio in the drawings.

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。   FIG. 1 is a schematic perspective view of a wheelchair 10 according to an embodiment. FIG. 2 is a schematic side view of the wheelchair 10. FIG. 3 is a schematic front view of the wheelchair 10. As shown in FIGS. 1 to 3, the wheelchair 10 includes a pair of wheels 11 for running the wheelchair 10 and a pair of side frames 12 that rotatably support the wheels 11. Each side frame 12 includes a seat frame 13 that receives the buttocks of the wheelchair user, a back frame 14 that receives the back of the wheelchair user, and a leg frame 15 that is provided with a footrest that receives the leg of the wheelchair user. And a support frame 16 that extends vertically below the seat frame 12 and supports the pair of wheels 11. The back frame 14 is refracted rearward at the top, and a handle 17 is provided at the end thereof.

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。   In each side frame 12, a brake mechanism 100 is interposed between the wheel 11 and the support frame 16. The left and right brake mechanisms 100 can brake the pair of wheels 11 substantially simultaneously.

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。   Next, the configuration of the brake mechanism 100 of this embodiment will be described with reference to FIGS. 4 to 8. FIG. 4 is a partially enlarged view of the wheelchair 10 of the present embodiment, and is a schematic perspective view of the brake mechanism 100. FIG. 5 is a schematic rear view of the brake mechanism 100. FIG. 6 is a schematic side view of the brake mechanism 100. FIG. 7 is a schematic perspective view of the transmission mechanism 120 constituting the brake mechanism 100. FIG. 8 is an exploded perspective view of the brake mechanism 100. 5 and 6, the depiction of the spokes of the wheel 11 is omitted.

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。   FIG. 4 shows the brake mechanism 100 attached to the left side frame 12 of the wheelchair 10. As shown in FIG. 4, the brake mechanism 100 includes a brake device 110 to which the wheel 11 is coupled so that the rotation of the wheel 11 can be braked, a transmission mechanism 120 that is connected to the brake device 110 so that power can be transmitted, and the transmission mechanism. And an actuator 130 having a rotary drive shaft 131 that provides power (rotational force) to 120. The actuator 130 of this embodiment is a general electric motor having a rotation drive shaft 131. Then, the amount and / or direction of rotation of the rotary drive shaft 131 can be controlled by receiving a signal from the control unit 18. Although not shown in detail, the actuator 130 is fixed directly or indirectly to the side frame 12 of the wheelchair 10.

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。   The brake device 110 is provided on the brake main body 111 configured to be able to brake the wheel 11 and brakes so as to brake the wheel 11 by rotation in the forward direction (counterclockwise direction in FIG. 5). An operating shaft 112 for operating the main body 111 and a fixed shaft 113 for fixing to the support frame 16 provided at the center of the brake main body 111 are provided (see FIG. 8). The brake body 111 has a general drum brake structure in which a brake shoe is included in a short cylindrical case. As shown in FIG. 8, the brake main body 111 is fixed to the support portion 16 a of the support frame 16 from the outside (in the width direction of the wheelchair 11) via a fixed shaft 113. The brake body 111 is connected to the hub of the wheel 11 on the opposite side of the fixed shaft 113. The wheels 11 are coupled to the brake body 110 so as to be relatively rotatable during non-braking and to be fixed to each other during braking. The operation shaft 112 extending from the brake body 111 to the inner side in the width direction of the wheelchair 10 is connected to an internal structure (not shown) so that the brake shoe can be operated inside the brake body 111. In the present embodiment, when the operating shaft 112 rotates at a predetermined angle in the forward direction, the brake shoe moves radially outward and presses against the drum inner surface (friction surface) to brake the wheel 11. On the other hand, when the operation shaft 112 is in the initial position, the brake shoe is separated from the inner surface of the drum, so that the brake does not work and the wheel 11 can freely rotate. In the present embodiment, since the operation shaft 112 is biased to the non-braking side inside the brake body 111, the wheel 11 can be operated to an initial position where the wheel 11 can freely rotate when no force is applied to the operation shaft 112. The axis 112 is maintained.

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。   The transmission mechanism 120 is connected to the operation shaft 112 and operates to rotate the operation shaft 112 in both directions. The transmission mechanism 120 includes a base plate 121 fixed to the brake main body 111 and a gear group disposed on the base plate 121 and the brake main body 111. The base plate 121 is integrally fixed (welded) to the case of the brake main body 111 so as to extend to the rear side of the wheelchair 10. The gear group of the transmission mechanism 120 includes a drive gear 122 connected to the rotary drive shaft 131 so as to rotate coaxially with the rotary drive shaft 131 of the actuator 130, and a transmission gear 123 arranged to mesh with the drive gear 122. And a driven gear 126 which is disposed so as to mesh with the transmission gear 123 and is coupled to the operation shaft 112 of the brake device 110.

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。   The drive gear 122 is disposed near the upper end and the rear end of the base plate 121. As shown in FIGS. 7 and 8, the drive gear 122 is rotatably supported by the base plate 121 via the first shaft 122a and the first hole 121a. A connection shaft 122b is integrally fixed to the center of the drive gear 122 on the same axis as the first shaft 122a. The connecting shaft 122b has a hexagonal recess on the tip surface, and a hexagonal rotary drive shaft 131 can be coupled to the recess. Thus, the drive gear 122 can be directly rotated by the rotation of the rotary drive shaft 131 of the actuator 130.

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。   The transmission gear 123 is disposed near the lower end and the rear end of the base plate 121. As shown in FIGS. 7 and 8, the drive gear 123 is rotatably supported on the base plate 121 via the second shaft 123a and the second hole 121b. The transmission gear 123 includes a large-diameter large gear portion 124 and a small-diameter small gear portion 125 that is coaxially coupled to the large gear portion 124. That is, the large gear portion 124 and the small gear portion 125 are coaxial with each other and can rotate synchronously. Further, as shown in FIG. 6, the large gear portion 124 and the small gear portion 125 are coupled at different positions in the axial direction. A transmission gear 123 is disposed at a position where the large gear portion 124 meshes with the drive gear 122. The large gear portion 124 is cut out in a fan shape having a first central angle (about 155 ° in the present embodiment), and teeth are formed on the arc portion. And it arrange | positions so that the circular arc (tooth) of the large gear part 124 may face the support frame 16 (brake body 111) side. The first shaft 122 a and the second shaft 123 a are arranged so that a straight line connecting these axes is parallel to the support frame 16. That is, the first shaft 122a and the second shaft 123a are aligned along the vertical direction.

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。   The driven gear 126 is coupled to the operation shaft 112 of the brake device 110 at the rotation center position. That is, the driven gear 126 can be rotated around the operation shaft 112 in synchronization with the operation shaft 112. The driven gear 126 is cut out in a fan shape having a second central angle (about 60 ° in the present embodiment), and teeth are formed on the arc portion. And it arrange | positions so that the circular arc (tooth) of the driven gear 126 may face the other side (back of the wheelchair 10) of the support frame 16. FIG. As shown in FIG. 6, the driven gear 126 is located on the inner side in the width direction of the wheelchair 10 in the axial direction than the large gear portion 124, and is disposed at the same position in the axial direction as the small gear portion 125. Yes. In other words, the driven gear 126 is arranged so as to mesh with the small gear portion 125 without meshing with the large gear portion 124 of the transmission gear 123. That is, the rotational force of the rotational drive shaft 131 of the actuator 130 is transmitted to the operation shaft 112 of the brake device 110 via the drive gear 122, the transmission gear 123 and the driven gear 126.

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。   The relationship of the size of each gear in the transmission mechanism 120 of this embodiment is as follows. The diameter of the large gear portion 124 of the transmission gear 123 is larger than the diameter of the drive gear 122. The diameter of the drive gear 122 and the diameter of the small gear portion 125 of the transmission gear 123 are substantially equal. The diameter of the large gear portion 124 of the transmission gear 123 is smaller than the diameter of the driven gear 126. More specifically, the diameter of the drive gear 122 (the diameter of the small gear portion 125): the diameter of the large gear portion 124: the diameter of the driven gear 126 is in a ratio of 16:50:80. That is, the gear diameter increases from the force input (rotary drive shaft 131) side to the force output (operation shaft 112) side. That is, the rotation of the rotary drive shaft 131 of the actuator 130 is decelerated via the transmission mechanism 120, and the operation shaft 112 rotates with a rotational force having a larger torque.

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。   In the wheelchair 10 of the present embodiment, the brake mechanism 100 connected to each wheel 11 is electrically connected to the control unit 18 depicted behind the backrest (back frame 14). The control unit 18 is electrically connected to a brake button 19 provided adjacent to the handle unit 17. That is, when the assistant operates the brake button 19 near the handle 17, the brake mechanism 100 can be controlled from the control unit 18.

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。   FIG. 9 is a block diagram of the control mechanism showing the relationship among the control unit 18, the brake button 19, and the actuator 130. As shown in FIG. 9, the control unit 18 includes a power supply unit 18a and a control circuit 18b. In the present embodiment, the power supply unit 18 a is a small battery such as a rechargeable dry battery, and can be easily mounted on the wheelchair 10. The control unit 18 is electrically connected to the brake button 19 and the actuator 130 via lead wires. That is, as shown in FIG. 9, the control unit 18 drives the actuator 130 by outputting a current or an electrical signal to the actuator 130 according to a signal from the brake button 19 (input unit), and as a result, The brake mechanism 100 is operated to brake the rotation of the wheels 11.

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。   In addition, the control part 18 and the brake button 19 are not limited to this embodiment, You may arrange | position in the arbitrary places of the wheelchair 10. FIG. For example, the brake button 19 may be disposed on the armrest so that the occupant can operate it.

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。   Subsequently, the operation of the brake mechanism 100 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11. FIG. 10 shows the brake mechanism 100 in a non-braking state in which the wheel 11 is freely rotatable. FIG. 11 shows the brake mechanism 100 in a braking state of the wheelchair 10 in which the rotation of the wheelchair 10 is braked.

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。   In FIG. 10, the reference lines at the initial positions of the drive gear 122, the transmission gear 123, and the driven gear 126 are defined as L0, M0, and N0, respectively. In the brake mechanism 100 in the initial position (non-braking state), no force is applied to the drive gear 122 from the rotary drive shaft 131, and the operation shaft 122 (driven gear 126) is urged and maintained in the non-braking position. 110 brake is not working. That is, the wheelchair 10 can travel in the state of the brake mechanism 100 of FIG.

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。   When an assistant or the like presses the brake button 19 to brake the wheelchair 10, a signal is sent from the control unit 18 to the actuator 130, and the rotation drive shaft 131 of the actuator 130 rotates. In FIG. 11, the reference lines after the reference lines of the drive gear 122, the transmission gear 123, and the driven gear 126 are displaced from the initial positions by the rotation drive shaft 131 rotating at the rotation angle α are L1, M1, and N1, respectively. Determined.

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。   As shown in FIG. 11, the rotation drive shaft 131 rotates in the forward direction at a predetermined rotation angle α, and the drive gear 122 rotates counterclockwise in FIG. 11 as the rotation drive shaft 131 rotates. In the present embodiment, the rotation angle α is about 312 degrees. Then, the transmission gear 123 rotates at the rotation angle β in the clockwise direction of FIG. 11 by the meshing of the drive gear 122 and the large gear portion 124. The rotation angle β is about 100 degrees. That is, the rotational drive shaft 131 is decelerated according to the gear ratio (16:50) by the meshing relationship between the drive gear 122 and the transmission gear 123 (large gear portion 124). Further, the driven gear 126 that meshes with the small gear portion 125 rotates counterclockwise at the rotation angle γ. The rotation angle γ is about 20 degrees. That is, due to the meshing relationship between the transmission gear 123 (the small gear portion 125) and the driven gear 126, the rotation drive shaft 131 is further decelerated according to the gear ratio (16:80). That is, the transmission mechanism 120 reduces the rotation speed (rotation amount α) of the rotation drive shaft 131 to about 1/15 on the operation shaft 112. This means that the torque of the rotary drive shaft 131 is about 15 times that of the operation shaft 131. As a result, when the driven gear 126 is rotated with a high torque, the operation shaft 112 is reliably rotated to the braking position, and the brake device 110 brakes the wheel 11. As described above, the torque output from the actuator 130 is amplified and acts on the operation shaft 112, so that the burden on the rotary drive shaft 131 itself can be reduced.

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。   On the other hand, in order to shift from the braking state of FIG. 11 to the non-braking state of FIG. 10, the control unit 18 stops the supply of electric power to the actuator 130 so that the rotary drive shaft 131 can freely rotate. Thereby, the operating shaft 112 can be returned to the initial position (non-braking position) by the urging force inside the brake device 110. When there is no urging force for urging the operation shaft 112 inside the brake device 110, the rotation drive shaft 131 may be mechanically driven in the reverse direction by the control unit 18.

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。   In the brake mechanism 100 of the present embodiment, the control unit 18 is configured to be able to control the amount of rotation of the rotary drive shaft 131 of the actuator 130 and to maintain the rotary drive shaft 131 at the rotational position. For example, the user or manufacturer of the wheelchair 10 can input and set the rotation amount of the rotation drive shaft 131 to the control unit 18. In the present embodiment, since the rotation of the rotation drive shaft 131 of the actuator 130 is decelerated by the operation shaft 112 by the transmission mechanism 120, the amount of rotation of the operation shaft 112 can be finely controlled with high accuracy. In other words, the wheelchair user can finely adjust the effectiveness of the brake by setting the rotation amount of the rotary drive shaft 131 of the actuator 130 by the control unit 18. Such control of the rotary drive shaft 131 by the control unit 18 can be applied in various situations. For example, by setting the amount of rotation of the rotary drive shaft 131 to be relatively small and maintaining the state, the wheelchair 10 can be prevented from accelerating the wheelchair 10 while the brake is half applied when the wheelchair 10 goes down a slope. It is also possible to travel safely. Moreover, the brake device 110 can be caused to function as a parking brake by maintaining the rotary drive shaft 131 at the braking position by the control unit 18.

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。   Hereinafter, the effect of the brake device 100, the transmission mechanism 120, and the wheelchair 10 of this embodiment is demonstrated.

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。   According to the brake device 100 of the present embodiment, the rotational force of the rotary drive shaft 131 of the actuator 130 is decelerated and transmitted to the operation shaft 112 of the brake device 110 via the transmission mechanism 120, whereby the operation of the brake device 100 is performed. Can be controlled. That is, by rotating the rotation drive shaft 131 in one direction, the operation shaft 112 of the brake device 110 is rotated in the forward direction until reaching the braking position. The wheel 11 can be braked by maintaining the operation shaft 112 at the braking position. In particular, when the drive gear 122 rotates together with the rotary drive shaft 131, the rotational force is transmitted to the larger gear portion 124 having a larger diameter, and the transmission gear 123 rotates. Then, the rotational force of the transmission gear 123 is transmitted to the driven gear 126 coupled to the operation shaft 112 having a larger diameter than the small gear portion 125 via the small gear portion 125 having a smaller diameter than the large gear portion 124. As a result, the rotational force is transmitted to the operation shaft 112 so that the rotation speed of the rotation drive shaft 131 is reduced, and the operation shaft 112 can be controlled to rotate with high torque in a predetermined direction. That is, through the transmission mechanism 120, the burden on the rotation drive shaft 131 is reduced, and more accurate rotation control of the operation shaft 112 is possible. Therefore, it is possible to stably transmit the rotational force of the rotary drive shaft 131 to the operation shaft 112 by the transmission mechanism 120. Then, by rotating the rotational drive shaft 131 of the actuator 130 in the other direction by the urging force to the operation shaft 112 inside the brake device 110, the operation shaft 112 is moved from the braking position to the non-braking position. The braking can be released. Therefore, the brake mechanism 100 of this embodiment can control the brake device 110 by controlling the rotation of the actuator 130, and thus has higher durability and reliability than the conventional mechanism.

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。   According to the transmission mechanism 120 of the present embodiment, the large gear portion 124 is kept at a predetermined center so that the other circumferential surface is omitted while leaving the arc surface of the large gear portion 124 with which the small-diameter drive gear 122 can mesh. It was formed into a square fan shape. Further, the driven gear 126 is formed in a fan shape so as to omit the other circumferential surface while leaving the arc surface of the driven gear 126 with which the small-diameter small gear portion 125 can mesh. That is, since the large-diameter gear (large gear portion 124 and driven gear 126) arranged to decelerate the rotation of the rotation drive shaft 131 is compactly formed, the transmission mechanism 120 can be configured compactly as a whole. .

（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。 (Modification)
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. Hereinafter, modifications of the present invention will be described. Note that, in each modified example, components having the same last two digits in the components indicated by three digits have the same or similar features unless otherwise described, and a part of the description is omitted. In each modification, components having the same last digit in the components indicated by two digits have the same or similar features unless otherwise described, and a part of the description is omitted.

（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。 (1) In the brake mechanism of the above embodiment, the brake device is a drum brake, but the brake device of the present invention is not limited to the drum brake. That is, the brake device of the present invention may be a brake of another type such as a disc brake as long as it has an operation shaft capable of operating the brake.

（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。 (2) Although the brake button is used as the input unit in the wheelchair of the above embodiment, another input unit may be used instead of the brake button or in addition to the brake button. For example, FIG. 12 shows a wheelchair 20 according to another embodiment of the present invention. In the present embodiment, a pair of seat sensor 29 is arranged on the seat surface as an input unit. The seat sensor 29 functions to detect that the buttocks of the user of the wheelchair 20 are in contact with the seat surface. The seat sensor 29 is a thin sheet-like pressure sensor, and can measure the pressure applied to the detection surface thereof. The seat sensor 29 can determine whether the wheelchair user is seated by measuring electrical information or a signal corresponding to the pressure with the control unit 28. And in the wheelchair 20 of this embodiment, when the seat part sensor 29 does not detect the sitting on the wheelchair 20 of a wheelchair user, the state which the brake mechanism 200 braked the wheel 21 by the control part 28 is maintained, and a seat part When the sensor 29 detects the seating of the wheelchair user on the wheelchair 20, the control unit 28 operates the brake mechanism 200 to release the braking of the wheel 21. That is, in the wheelchair 10, the sensor 29 detects whether the wheelchair user is seated, controls the brake mechanism 200 using an electric signal, locks the wheel 21 when the wheelchair 20 gets on and off, and the wheelchair 20 It is possible to prevent accidents such as falling when getting on and off.

（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。 (3) In the above-described embodiment, the actuator and the transmission mechanism are configured separately, but the transmission mechanism may be integrally provided inside the actuator. That is, in the present invention, a geared motor in which a transmission (transmission mechanism) and a motor (actuator) are integrated may be employed.

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。   The present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and can be implemented in various modes as long as they belong to the technical scope of the present invention.

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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Wheelchair 11 Wheel 12 Side frame 13 Seat frame 14 Back frame 15 Leg frame 16 Support frame 17 Handle 18 Control part 19 Brake button (input part)
29 Sensor (input unit)
100 Brake mechanism 110 Brake device 111 Brake body 112 Operation shaft 113 Fixed shaft 120 Transmission mechanism 121 Base plate 121a First hole 121b Second hole 122 Drive gear 122a First shaft 122b Connection shaft 123 Transmission gear 123a Second shaft 124 Large gear section 125 Small gear part 126 Driven gear 130 Actuator 131 Rotation drive shaft

Claims (10)

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。 A brake body configured to be able to brake the wheel, and a brake device provided on the brake body so as to be rotatable, and an operation shaft for operating the brake body so as to brake the wheel by rotation in a forward direction;
A transmission mechanism connected to the operating shaft and operating to rotate the operating shaft in both directions;
An actuator having a rotational drive shaft connected to the transmission mechanism, and rotating the operation shaft in both directions by rotational control of the rotational drive shaft via the transmission mechanism;
A brake mechanism comprising: 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。 The transmission mechanism is
A drive gear connected to the rotary drive shaft so as to rotate coaxially with the rotary drive shaft;
A transmission gear having a larger diameter than the driving gear and meshing with the driving gear, and a smaller gear smaller than the large gear and coaxially coupled to the large gear. When,
The brake mechanism according to claim 1, further comprising: a driven gear having a larger diameter than the small gear portion, meshed with the small gear portion of the transmission gear, and coupled to the operation shaft. 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。   The brake mechanism according to claim 2, wherein the driving gear and the small gear portion have substantially the same diameter, and the driven gear has a larger diameter than the large gear portion. 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。   The brake mechanism according to claim 2 or 3, wherein the large gear portion is cut out in a fan shape having a predetermined central angle. 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。   The brake mechanism according to any one of claims 2 to 4, wherein the driven gear is cut out in a fan shape having a predetermined central angle. 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。   The brake mechanism according to any one of claims 1 to 5, wherein the brake device is a drum brake. 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。   The brake mechanism according to any one of claims 1 to 6, wherein a rotation amount of the rotary drive shaft can be changed in order to adjust a braking force of the wheel. 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。   A wheelchair provided with the brake mechanism according to any one of claims 1 to 7. 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。 A control unit electrically connected to the actuator of the brake mechanism;
An input unit electrically connected to the control unit for inputting instructions from a wheelchair user;
The wheelchair according to claim 8, wherein the control unit controls the operation of the brake mechanism in accordance with a signal from the input unit. 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。 A transmission mechanism for transmitting power from the rotational drive shaft of the actuator to the operation shaft of the brake device,
A drive gear connected to the rotary drive shaft so as to rotate coaxially with the rotary drive shaft;
A transmission gear having a larger diameter than the driving gear and meshing with the driving gear, and a smaller gear smaller than the large gear and coaxially coupled to the large gear. When,
A driven gear that has a larger diameter than the small gear portion, meshes with the small gear portion of the transmission gear, and is coupled to the operation shaft;
The diameter of the drive gear and the small gear portion is substantially the same, and the diameter of the driven gear is larger than the diameter of the large gear portion,
The transmission mechanism, wherein the large gear portion is cut out in a fan shape having a first central angle, and the driven gear is cut out in a fan shape having a second central angle.

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