JP2005098478A - Automatic braking device - Google Patents

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Kin Odawara
噤 小田原
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ODAWARA KOGYO KK
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an automatic braking device which can be easily mounted on a wheelchair or the like and which operates mechanically without using electricity. <P>SOLUTION: The automatic braking device comprises a speed sensing mechanism 10 which is attached to a wheel 3 of the wheelchair 1 or the like and which operates when the speed of the wheelchair 1 or the like exceeds a certain speed, and a braking mechanism 20 which is attached to a wheelchair main body 2 and which brakes the wheel 3 in cooperation with the speed sensing mechanism 10. The speed sensing mechanism 10 comprises a cylinder 11, a piston 14 reciprocating within the cylinder, a flow rate regulator 17 arranged in a ventilation passage 15 communicating with the air within a space defined by the piston within the cylinder, and a valve 12 to be opened/closed for introducing or discharging the air. The braking mechanism 20 senses the height of the piston 14 corresponding to the speed of the wheelchair 1 sensed by the speed sensing mechanism 10, and brings a brake block 24 into contact with the wheel 3a mechanically to thereby control the speed of the wheelchair 1 or the like. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、車椅子、買い物用の手押し車、シルバーカー、乳母車、自転車等に容易に装着でき、機械的に速度を検知し作動する自動ブレーキ装置に関するものである。   The present invention relates to an automatic brake device that can be easily mounted on a wheelchair, a shopping wheelbarrow, a silver car, a baby carriage, a bicycle, etc., and mechanically detects and operates speed.

近年、社会福祉施設や病院等において、傾斜のある通路(スロープを含む)を車椅子で下りる場合に、必要以上に加速してしまい、転倒および転落する事故が増加している。また、買い物用の手押し車、シルバーカー、乳母車、自転車なども、同様な事故の発生が問題とされている。
特開平7−24011号公報
In recent years, in social welfare facilities, hospitals, etc., when descending a sloped passage (including a slope) with a wheelchair, the number of accidents that fall and fall more than necessary has increased. The occurrence of similar accidents is also a problem for shopping wheelbarrows, silver cars, baby carriages, bicycles, and the like.
Japanese Patent Laid-Open No. 7-24011

こうした事故を防止するためには、自動的に作動する非常ブレーキを装着する必要があり、その場合、走行速度を検知するための電気的センサーを設置することが求められる。しかし電気的センサーを取付けた装置では、その調整が厄介であると共に、バッテリーや充電装置等が必要となり、ブレーキ装置が全体として大掛かりで高価なものとなる。また、充電を怠るとブレーキ装置が作動しない問題がある。   In order to prevent such an accident, it is necessary to install an emergency brake that automatically operates, and in that case, it is required to install an electrical sensor for detecting the traveling speed. However, a device with an electrical sensor is difficult to adjust and requires a battery, a charging device, etc., and the brake device as a whole becomes large and expensive. Moreover, there is a problem that the brake device does not operate if charging is neglected.

本発明はこうした点に鑑み創案されたもので、車椅子等に容易に装着でき、電気を利用しないで機械的に作動する自動ブレーキ装置を提供するものである。   The present invention has been devised in view of these points, and provides an automatic brake device that can be easily mounted on a wheelchair or the like and mechanically operates without using electricity.

本発明は、車椅子等の車輪に取付けられ、前記車輪が一定速度を超えて回転すると作動する速度検知機構と、当該速度検知機構に連動して前記車輪を制動する制動機構とで構成される自動ブレーキ装置であって、前記速度検知機構はシリンダーと、当該シリンダーの内部を往復動するピストンと、前記シリンダーと前記ピストン間で形成された空間部に閉じこめられた空気を外部に流出する通気部と、前記シリンダー内に設け前記ピストンの往復動により開閉し前記シリンダー内に空気を流入させる弁とを備え、前記車輪の回転が一定速度を超えると、車輪に設置された前記速度検知機構のピストンの自重によるシリンダー内への戻りが遅れ、前記ピストンの戻り遅れを検知した前記制動機構が前記車輪を制動することを特徴とする。   The present invention is an automatic that includes a speed detection mechanism that is attached to a wheel such as a wheelchair and that operates when the wheel rotates beyond a certain speed, and a braking mechanism that brakes the wheel in conjunction with the speed detection mechanism. In the brake device, the speed detection mechanism includes a cylinder, a piston that reciprocates inside the cylinder, and a ventilation part that flows out the air confined in a space formed between the cylinder and the piston. A valve provided in the cylinder and opened and closed by reciprocating movement of the piston to allow air to flow into the cylinder, and when the rotation of the wheel exceeds a certain speed, the piston of the speed detection mechanism installed on the wheel Return to the cylinder due to its own weight is delayed, and the braking mechanism that detects the return delay of the piston brakes the wheel.

また、本発明は、前記速度検知機構の前記通気部には流量調整器を設けて、前記シリンダーと前記ピストン間で形成される空間部に閉じこめられた空気の流出量を調整して決定されるピストン位置を検知し、前記一定速度の調整を行うことを特徴とする。   Further, the present invention is determined by providing a flow rate regulator in the ventilation portion of the speed detection mechanism and adjusting an outflow amount of air confined in a space formed between the cylinder and the piston. The piston position is detected, and the constant speed is adjusted.

更に、本発明は、前記シリンダー内に設けた前記弁は前記ピストンの往復動による前記空間部の負圧あるいは加圧により開閉することを特徴とする。   Furthermore, the present invention is characterized in that the valve provided in the cylinder is opened and closed by negative pressure or pressurization of the space portion by reciprocation of the piston.

更に、本発明は、前記制動機構は車輪を支持する本体に取付けられ、前記速度検知機構のピストンの位置を検知し、機械的な作動によりタイヤ部、リム部を押圧またはバンドブレーキ等を用いて、前記車輪を制動することを特徴とする。   Further, according to the present invention, the braking mechanism is attached to a main body that supports a wheel, detects the position of the piston of the speed detection mechanism, and presses the tire part and the rim part by mechanical operation or uses a band brake or the like. The wheel is braked.

更に、本発明は、前記速度検知機構のピストン軸を前記車輪の半径軸に対して−90度から+90度の範囲で、望ましくは−60度から+60度の範囲で前記車輪に設置することを特徴とする。   Further, according to the present invention, the piston shaft of the speed detection mechanism is installed on the wheel in a range of −90 degrees to +90 degrees, preferably in a range of −60 degrees to +60 degrees with respect to the radial axis of the wheel. Features.

更に、本発明は、前記速度検知機構を特定の車輪に設置し、前記制動機構を各車輪の近傍の車椅子本体に設置し、前記制動機構を連結器で連結し、前記制動機構を同期して作動することを特徴とする。   Further, the present invention provides that the speed detection mechanism is installed on a specific wheel, the braking mechanism is installed on a wheelchair body in the vicinity of each wheel, the braking mechanism is connected by a coupler, and the braking mechanism is synchronized. It operates.

本発明の請求項1に記載の発明に係る自動ブレーキ装置は、電気を使用しないで作動する速度検知機構と制動機構とで構成しているので、電気的調整が不要であるため車椅子買い物用の手押し車、シルバーカー、乳母車、自転車等に容易に装着することができる。また、バッテリーや充電装置等が不要であるので、自動ブレーキ装置全体を簡易な構造で信頼性が高く廉価なものとすることができる。   Since the automatic brake device according to the invention described in claim 1 of the present invention is composed of a speed detection mechanism and a braking mechanism that operate without using electricity, no electrical adjustment is required, so wheelchair shopping is possible. It can be easily mounted on wheelbarrows, silver cars, baby carriages, bicycles and the like. Further, since a battery, a charging device, and the like are unnecessary, the entire automatic brake device can be made highly reliable and inexpensive with a simple structure.

さらに、車椅子等への自動ブレーキ装置の設置は、車を動かす人に安心感を与えることができ、充電等を必要としないので取扱いも容易である。また小型で軽いため車椅子等の車を動かす人に与える負担がなく、美観にも優れており、車椅子等を自動車のトランクに入れ持ち運ぶことも容易である。   Furthermore, the installation of an automatic brake device on a wheelchair or the like can give a sense of security to the person who moves the car, and does not require charging or the like, and is easy to handle. In addition, since it is small and light, there is no burden on a person who moves a vehicle such as a wheelchair, it is excellent in aesthetics, and it is easy to carry the wheelchair in a trunk of a car.

また長期間放置された車椅子をそのまま利用しても、バッテリー等が必要ないので確実に作動する。さらに、他の人が就寝中にも利用するので、通常走行時は騒音を出さない機構である事が求められているが、本発明の装置は非常に静かである。   Also, even if a wheelchair that has been left for a long time is used as it is, it does not require a battery, so it operates reliably. Furthermore, since it is used while other people are sleeping, it is required to be a mechanism that does not emit noise during normal driving, but the device of the present invention is very quiet.

また車椅子1等における車輪の左右の制動機構を同期して作動させることで、左右の車輪を同時に制動することができる。従って車椅子等を迅速かつ安全に停止させることができる。   In addition, the left and right wheels can be braked simultaneously by operating the left and right braking mechanisms of the wheelchair 1 and the like in synchronization. Therefore, a wheelchair etc. can be stopped quickly and safely.

図1および図2を参照して本発明を説明する。本発明は車椅子1等が一定速度を超えると作動する速度検知機構10と、車椅子本体2に取付けられ、前記速度検知機構10に連動して、前記車輪3を制動する制動機構20とで構成される自動ブレーキ装置である。   The present invention will be described with reference to FIGS. The present invention includes a speed detection mechanism 10 that operates when the wheelchair 1 or the like exceeds a certain speed, and a braking mechanism 20 that is attached to the wheelchair body 2 and brakes the wheel 3 in conjunction with the speed detection mechanism 10. This is an automatic brake device.

前記速度検知機構10はシリンダー11と、当該シリンダー11の内部を往復動するピストン14と、前記シリンダー11内に前記ピストン14との間で形成される空間部に閉じこめられた空気を、外部に流出する通気路15に設けられた流量調整器17と、前記シリンダー11内に設け前記速度検知機構10のピストン14の往復動により開閉し、前記シリンダー11内に空気を流入させる弁12とを備える。   The speed detection mechanism 10 flows out the cylinder 11, a piston 14 that reciprocates inside the cylinder 11, and air confined in a space formed in the cylinder 11 between the piston 14. A flow rate regulator 17 provided in the ventilation passage 15, and a valve 12 provided in the cylinder 11 that opens and closes by reciprocating movement of the piston 14 of the speed detection mechanism 10 and allows air to flow into the cylinder 11.

前記車椅子1が一定速度を超えた場合、車輪3の回転が速くなり、これに伴って前記速度検知機構10が前記制動機構20の設置位置に到達する時間が早くなるため、前記制動機構20の設置位置における前記ピストン14の、自重による前記シリンダー11内への戻りが遅れることになる。   When the wheelchair 1 exceeds a certain speed, the rotation of the wheel 3 is accelerated, and accordingly, the time for the speed detection mechanism 10 to reach the installation position of the braking mechanism 20 is shortened. Return of the piston 14 at the installation position into the cylinder 11 due to its own weight is delayed.

そのため、この時のピストン14の高さは、車椅子1が正常な速度で運行している時に比べ高い位置を維持されることになる。この突出した前記ピストン14の先端位置を、機械的に検出して前記制動機構20を作動させ前記車輪3に制動を与えることで、車椅子1の速度を一定速度以下に制御することを特徴とする。   Therefore, the height of the piston 14 at this time is maintained at a higher position than when the wheelchair 1 is operating at a normal speed. The speed of the wheelchair 1 is controlled to a predetermined speed or less by mechanically detecting the protruding tip end position of the piston 14 and operating the braking mechanism 20 to apply braking to the wheel 3. .

本発明に係る自動ブレーキ装置について車椅子を例に取り説明する。車椅子に自動ブレーキを設置した側面図を図1に示す。この自動ブレーキ装置は、車椅子1の車輪3に取付けられる速度検知機構10と、車椅子本体2に取付けられる制動機構20とで構成される。車椅子1の速度が速くなると車輪3の回転も速くなり、一定速度を越えると速度検知機構10が速度を検知し、制動機構20に伝達することで、制動機構20が作動し、車椅子1を安全に停止することになる。なお、本実施形態における速度検知機構10は、車輪3に等間隔で二つ設けているが、その数は限定されない。   The automatic brake device according to the present invention will be described taking a wheelchair as an example. Fig. 1 shows a side view of an automatic brake installed on a wheelchair. The automatic brake device includes a speed detection mechanism 10 attached to the wheel 3 of the wheelchair 1 and a braking mechanism 20 attached to the wheelchair body 2. When the speed of the wheelchair 1 increases, the rotation of the wheel 3 also increases. When the speed exceeds a certain speed, the speed detection mechanism 10 detects the speed and transmits it to the braking mechanism 20, so that the braking mechanism 20 is activated and the wheelchair 1 is safe. Will stop. In addition, although the speed detection mechanism 10 in this embodiment is provided in the wheel 3 at equal intervals, the number is not limited.

図2に自動ブレーキ装置の構成を示す。速度検知機構10は、シリンダー11とピストン14を備えている。シリンダー11は、車輪3のスポーク3bに固定した固定板19に取付けられるもので、シリンダー11の後端部に流量調整器17を介して大気と連通する通気路15を有すると共に、ピストン14は貫通路16を備え、貫通路16の出口、すなわちピストン14の後壁開口部14bに開閉が自由な弁12とピストン14の前端部に押圧部14aを有する。この弁12は、柔軟性のあるゴム、プラスチック等から構成されており、止めピン13によってピストン14の中央で固定されている。   FIG. 2 shows the configuration of the automatic brake device. The speed detection mechanism 10 includes a cylinder 11 and a piston 14. The cylinder 11 is attached to a fixed plate 19 fixed to the spoke 3b of the wheel 3. The cylinder 11 has an air passage 15 communicating with the atmosphere via a flow rate regulator 17 at the rear end of the cylinder 11, and the piston 14 penetrates. A passage 16 is provided, and a valve 12 that can be freely opened and closed at the outlet of the through passage 16, that is, the rear wall opening 14 b of the piston 14, and a pressing portion 14 a at the front end of the piston 14 are provided. The valve 12 is made of flexible rubber, plastic, or the like, and is fixed at the center of the piston 14 by a stop pin 13.

ピストン14は、自重と遠心力によってシリンダー11内を往復動する。なお、ピストン14の移動は、シリンダー11の長孔11aに挿入した止め具18によって規制されている。また、流量調整器17は、二重円筒構造で構成されており、内部の円筒を回転させることにより通気路15の流路面積を変化させることで流量を調整している。   The piston 14 reciprocates in the cylinder 11 by its own weight and centrifugal force. Note that the movement of the piston 14 is regulated by a stopper 18 inserted into the elongated hole 11 a of the cylinder 11. Moreover, the flow regulator 17 is comprised by the double cylinder structure, and is adjusting the flow volume by changing the flow-path area of the ventilation path 15 by rotating an internal cylinder.

制動機構20は、車椅子本体2に固定した支持板33に取付けられており、回動体21とブレーキ片24を備える。回動体21は、略への字状で、屈曲部に設けた軸ピン23を支点として回動自在に設けられている。なお軸ピン23は支持板33に固定されている。回動体21の中央部にピストン14の押圧部14aと接触し圧力を受ける受バネ材22を有する。   The braking mechanism 20 is attached to a support plate 33 fixed to the wheelchair body 2 and includes a rotating body 21 and a brake piece 24. The rotating body 21 is substantially U-shaped and is rotatably provided with a shaft pin 23 provided at a bent portion as a fulcrum. The shaft pin 23 is fixed to the support plate 33. A center portion of the rotating body 21 has a receiving spring material 22 that contacts the pressing portion 14a of the piston 14 and receives pressure.

この自動ブレーキ装置の作用について図2および図3を用いて以下説明する。図3は速度検知機構10のピストン14軸を車輪3の半径軸に沿って設置した場合を示す。当該自動ブレーキ装置を装着した車椅子1を、通常の速度で走行させている状態では、ビストン14がシリンダー11内を所定距離範囲内で往復運動をする。   The operation of this automatic brake device will be described below with reference to FIGS. FIG. 3 shows a case where the piston 14 axis of the speed detection mechanism 10 is installed along the radial axis of the wheel 3. In a state where the wheelchair 1 equipped with the automatic brake device is traveling at a normal speed, the biston 14 reciprocates within the cylinder 11 within a predetermined distance range.

速度検知機構10が車輪3の最下部に位置したときは、ビストン14の自重等によりビストン14がシリンダー11から出ることになり、シリンダー11からビストン14は外部に最も突出した状況になる(図5(a)参照)。この状態は、車輪3が回転して、速度検知機構10が車輪3の最前部に達するまで継続されるため、ピストン14はシリンダー11から最も突出した下降限位置を維持することになる((b)参照)。   When the speed detection mechanism 10 is positioned at the lowermost part of the wheel 3, the biston 14 comes out of the cylinder 11 due to the weight of the biston 14 and the like, and the biston 14 protrudes most from the cylinder 11 to the outside (FIG. 5). (See (a)). This state is continued until the wheel 3 rotates and the speed detection mechanism 10 reaches the foremost part of the wheel 3, so that the piston 14 maintains the lower limit position that protrudes most from the cylinder 11 ((b )reference).

その後、速度検知機構10が車輪3の上部に達する過程では、ピストン14の自重等によりシリンダー11内に挿入されるが、ピストン14に押されてシリンダー11内のピストン14との間にできる空間部の圧が上昇し、この内圧により弁12は閉じ、空間部の空気は通気路15を通り、流量調整器17で空気量が制御され排出される。   Thereafter, in the process in which the speed detection mechanism 10 reaches the upper part of the wheel 3, it is inserted into the cylinder 11 due to its own weight or the like, but the space formed between the piston 14 in the cylinder 11 when pushed by the piston 14. The valve 12 is closed by this internal pressure, and the air in the space passes through the air passage 15 and is discharged by the air flow controller 17 controlling the amount of air.

そのためピストン14のシリンダー11内へ入る速度は制御され、シリンダー11に入るピストン14の速度が決まる。速度検知機構10が車輪3の上部に達した段階では、ピストン14は、ある程度シリンダー11内に挿入された状態になる((c)参照)。   Therefore, the speed of the piston 14 entering the cylinder 11 is controlled, and the speed of the piston 14 entering the cylinder 11 is determined. When the speed detection mechanism 10 reaches the upper part of the wheel 3, the piston 14 is inserted into the cylinder 11 to some extent (see (c)).

その後はピストン14の自重によるシリンダー内へピストン14が入る速度は緩やかで、速度検知機構10が車輪3の最後部に達するまでこの状態は継続される((d)参照)。その後は、ピストン14の自重等によりピストン14がシリンダー11から出る動きに変わる。   Thereafter, the speed at which the piston 14 enters the cylinder due to its own weight is slow, and this state continues until the speed detection mechanism 10 reaches the rearmost part of the wheel 3 (see (d)). Thereafter, the piston 14 changes to move out of the cylinder 11 due to its own weight or the like.

ピストン14をシリンダー11内で自由に動かすため、シリンダー11とピストン14間の長孔11bには隙間があり、ピストン14がシリンダー11から出る時はピストン14とシリンダー11との間の空間部が負圧となり、大気が前記長孔11bの隙間を通りシリンダー11内には入リ、弁12を開き負圧である空間部に流れ込むことで、速やかにピストン14は自重等によりシリンダー11から出ることになる。そのため前記速度検知機構10が車輪3の最下部に達したときは、再びピストン14は下降限界位置まで下降していることになる((a)参照)。   In order to move the piston 14 freely in the cylinder 11, there is a gap in the long hole 11b between the cylinder 11 and the piston 14, and when the piston 14 exits the cylinder 11, the space between the piston 14 and the cylinder 11 is negative. The air enters the cylinder 11 through the gap of the long hole 11b, opens the valve 12, and flows into the negative pressure space, so that the piston 14 quickly exits the cylinder 11 due to its own weight. Become. Therefore, when the speed detection mechanism 10 reaches the lowermost part of the wheel 3, the piston 14 is lowered again to the lower limit position (see (a)).

ピストン14の押圧部14aが回動体21に固定された受バネ材22を押圧すると、前記回動体21は、その軸ピン23を支点として受バネ材22の弾力に抗して回動する。この回動により、ブレーキ片24が車輪3のタイヤ部3aに当接し、車輪3が制動され車椅子1は安全に停止する。   When the pressing portion 14a of the piston 14 presses the receiving spring material 22 fixed to the rotating body 21, the rotating body 21 rotates against the elasticity of the receiving spring material 22 with the shaft pin 23 as a fulcrum. By this rotation, the brake piece 24 comes into contact with the tire portion 3a of the wheel 3, the wheel 3 is braked, and the wheelchair 1 is safely stopped.

図3の(b)、(c)から(d)間では車椅子1の移動速度が増加するに従い、ピストン14がシリンダー11に入る割合が大きくなるため、この間では、それぞれの位置で車椅子1の速度に見合ったピストン14のシリンダー11から出る高さが決まり、この高さを検知し、制動機構20に伝えることで車椅子1の速度を制御することができる。   Between (b), (c) and (d) in FIG. 3, as the moving speed of the wheelchair 1 increases, the ratio of the piston 14 entering the cylinder 11 increases. During this time, the speed of the wheelchair 1 at each position is increased. The height of the piston 14 exiting from the cylinder 11 is determined, and the speed of the wheelchair 1 can be controlled by detecting this height and transmitting it to the braking mechanism 20.

ブレーキ片24が車輪3のタイヤ部3aに当接したときの力は、受バネ材22の弾力を選定することで実施できる。本実施形態の制動機構20は車椅子1等が前進する場合、および後進する場合にも有効に車椅子1を制動させることができ、さらに停止した車椅子1の車輪3を少し逆転させることで、車輪3のタイヤ部3aに当接したブレーキ片24にはずれ、車椅子1の制動を容易に解除することができる特徴がある。   The force when the brake piece 24 comes into contact with the tire portion 3 a of the wheel 3 can be implemented by selecting the elasticity of the spring receiving member 22. The braking mechanism 20 of this embodiment can effectively brake the wheelchair 1 even when the wheelchair 1 or the like moves forward and backward, and further reverses the wheel 3 of the wheelchair 1 stopped to slightly reverse the wheel 3. There is a feature that the wheelchair 1 can be easily released by being shifted to the brake piece 24 in contact with the tire portion 3a.

図4は速度検知機構10を単独に用いて、図中に示すようにピストン14の中心軸を重心軸と会わせピストン14がシリンダー11に入る時の時間とピストン14の高さhの関係を示す。同時に、シリンダー11から排出する空気量を流量調整器17で制御した時の影響についても示す。なお、図4はピストン14がシリンダー11から最も外部へ出た位置から開始した状態を示している。流量調整器17が全閉の場合、すなわちシリンダー11からの空気流出が無い場合は、ピストン14のシリンダー11へ入ることは無くピストン14の高さhには変化が無い。   FIG. 4 shows the relationship between the time when the piston 14 enters the cylinder 11 and the height h of the piston 14 by using the speed detection mechanism 10 alone, as shown in FIG. Show. At the same time, the influence when the flow rate regulator 17 controls the amount of air discharged from the cylinder 11 is also shown. FIG. 4 shows a state in which the piston 14 starts from a position where the piston 14 comes out most from the cylinder 11. When the flow rate regulator 17 is fully closed, that is, when there is no air outflow from the cylinder 11, the piston 14 does not enter the cylinder 11 and the height h of the piston 14 does not change.

その後、流量調整器17の開度を1/4、1/2と流路面積を広げると、空気の流出量が増加しピストン14がシリンダー11に入る速度が増大する。流量調整器17を全開すると最も速い速度でピストン14はシリンダー11内に入ることになる。   After that, when the opening of the flow rate regulator 17 is increased to 1/4 and 1/2, the flow rate of air increases and the speed at which the piston 14 enters the cylinder 11 increases. When the flow regulator 17 is fully opened, the piston 14 enters the cylinder 11 at the fastest speed.

図5に車椅子1の各速度におけるピストン14の高さと速度検知機構10の車輪3上における設置位置との関係を示す。なお、制動機構20は車輪3の最上部(c点)で、制動機構20は速度検知機構10のピストン14の高さhが3cm以上で作動する場合を示している。   FIG. 5 shows the relationship between the height of the piston 14 at each speed of the wheelchair 1 and the installation position on the wheel 3 of the speed detection mechanism 10. The braking mechanism 20 is the uppermost part (point c) of the wheel 3, and the braking mechanism 20 is shown to operate when the height h of the piston 14 of the speed detection mechanism 10 is 3 cm or more.

a点ではピストン14の自重によりピストン14がシリンダー11から最も出た状態になり、この状態はb点まで維持される。b点からはピストン14の自重と遠心力の関係から徐々にピストン14がシリンダー11内に入りc点ではシリンダー11からピストン14の先端の一部が出た状態になる。ピストン14がシリンダー11に入る動きはd点付近まで継続し、その後はピストン14の自重によりピストン14とシリンダー11との間の空間部が負圧になり、ピストン14の後壁開口部14bに取付けられた弁12が開き、急速にピストン14がシリンダー11から出ることになる。   At point a, the piston 14 comes out of the cylinder 11 by its own weight, and this state is maintained up to point b. From the point b, the piston 14 gradually enters the cylinder 11 due to the relationship between the weight of the piston 14 and the centrifugal force, and at the point c, a part of the tip of the piston 14 comes out of the cylinder 11. The movement of the piston 14 entering the cylinder 11 continues until near the point d. Thereafter, the space between the piston 14 and the cylinder 11 becomes negative pressure due to the weight of the piston 14, and the piston 14 is attached to the rear wall opening 14b of the piston 14. The opened valve 12 is opened, and the piston 14 exits the cylinder 11 rapidly.

図6は車輪3における速度検知機構10の取付け方を示す。速度検知機構10はピストン14の自重によるシリンダー11からの出入りにより正常に起動する機構であり、本発明はピストンが車椅子の運用速度に見合って、シリンダー11内に入る時のピストンの高さが車輪3の位置により変わることに着目したものである。   FIG. 6 shows how to install the speed detection mechanism 10 on the wheel 3. The speed detection mechanism 10 is a mechanism that starts normally when the piston 14 comes in and out of the cylinder 11 due to its own weight. In the present invention, the piston height corresponds to the operation speed of the wheelchair, and the height of the piston when entering the cylinder 11 is the wheel. Note that it changes depending on the position of 3.

そこで、図6の(a)で示す車輪3の車軸3cから車輪3の外周までの最短距離を示す半径軸に対して、車輪3上でピストン14の自重によりシリンダー11内に入る領域は、ピストン14の軸が−90度から+90度の範囲であり、この範囲で車輪3上に設置することになるが、望ましくは−60度から+60度の範囲である。図6の(b)には半径軸に対して+側になるように速度検知機構10のピストン14軸を設置した場合を示したが、この場合は、車椅子1が前進する時と後進する時で、ピストンが自重によりシリンダー11内に入る位置が異なる。例えば車輪3径が680mmの車椅子1の車輪3に、ピストン14軸が半径軸に対して+30度の角度になるように速度検知機構10を取付けた場合で、車椅子1が前進する場合において車椅子1を4km/時間で制動させるように設定すると、後進した場合は2km/時間で車椅子1を制動させることができる。すなわち車椅子1が前進する場合に設定された制動速度に比べ、遅い速度で速度検知機構10が検知し車椅子1が制動されるため、より安全に作動することになる。   6 (a), the region that enters the cylinder 11 by the dead weight of the piston 14 on the wheel 3 with respect to the radial axis indicating the shortest distance from the axle 3c of the wheel 3 to the outer periphery of the wheel 3 shown in FIG. The 14 axes are in the range of -90 degrees to +90 degrees, and are installed on the wheel 3 in this range, but preferably in the range of -60 degrees to +60 degrees. FIG. 6B shows a case where the piston 14 axis of the speed detection mechanism 10 is installed so as to be on the + side with respect to the radial axis. In this case, the wheelchair 1 moves forward and backwards. Thus, the position where the piston enters the cylinder 11 is different due to its own weight. For example, when the speed detection mechanism 10 is attached to the wheel 3 of the wheelchair 1 with a wheel 3 diameter of 680 mm so that the piston 14 axis is at an angle of +30 degrees with respect to the radial axis, the wheelchair 1 moves forward when the wheelchair 1 moves forward. Is set to brake at 4 km / hour, the wheelchair 1 can be braked at 2 km / hour when moving backward. That is, since the speed detection mechanism 10 detects and brakes the wheelchair 1 at a slower speed than the braking speed set when the wheelchair 1 moves forward, the wheelchair 1 operates more safely.

また、本実施形態における制動機構20は、そのブレーキ片24を車輪3のタイヤ部3aに直接当接させて制動するようにしているが、本発明の制動機構20はこれに限定されず、いわゆるリムでの制動あるいはバンド式ブレーキを用いることもできる。   In addition, the braking mechanism 20 in the present embodiment brakes the brake piece 24 by directly contacting the tire part 3a of the wheel 3, but the braking mechanism 20 of the present invention is not limited to this, and is so-called. Rim braking or band-type braking can also be used.

図7に車椅子1の車輪3の軸付近に設置した場合の他の実施例を示す。特に自転車など設定される制動速度が速く車輪3の径が大きい場合は、遠心力の影響を受けピストン14の自重による動きが制約されるが、本実施例は速度検知機構10を車輪3の中心部に取付けることで遠心力の影響を極力抑えることができる特徴がある。   FIG. 7 shows another embodiment when the wheelchair 1 is installed near the axis of the wheel 3. In particular, when the set braking speed is fast and the wheel 3 has a large diameter, such as a bicycle, the movement due to the weight of the piston 14 is restricted due to the centrifugal force. However, in this embodiment, the speed detection mechanism 10 is placed at the center of the wheel 3. There is the feature that the influence of centrifugal force can be suppressed as much as possible by attaching to the part.

図7は車輪3の車軸3cにバンドブレーキ30が取付けられ、バンドブレーキ30の上に固定板19を設け速度検知機構10を設置した場合を示している。図7では速度検知機構10が2台それぞれ逆に設置した例を示しているが、これは検知時間を短くするため、すなわち車輪3が半周回転する過程で異常速度を検知する方法であり、速度検知機構10の設置台数は限定されない。   FIG. 7 shows a case where the band brake 30 is attached to the axle 3c of the wheel 3, the fixing plate 19 is provided on the band brake 30, and the speed detection mechanism 10 is installed. FIG. 7 shows an example in which two speed detection mechanisms 10 are installed in reverse, but this is a method of detecting an abnormal speed in the process of rotating the wheel 3 half a revolution in order to shorten the detection time. The number of installed detection mechanisms 10 is not limited.

速度検知機構10の作動構造は実施例1と同様で、車輪3の最上部で制動機構20を作動する方式を取っている。速度検知機構10のピストン14の押圧部14aが第一回転体31の受け部31aを押圧すると、当該第一回転体31は、バネ32aの弾力に抗して押圧された方向に移動すると同時に、第一軸ピン34を支点として後部が上昇する方向に、バネ32bの弾力に抗して回転する。   The operating structure of the speed detection mechanism 10 is the same as that of the first embodiment, and the braking mechanism 20 is operated at the uppermost part of the wheel 3. When the pressing portion 14a of the piston 14 of the speed detection mechanism 10 presses the receiving portion 31a of the first rotating body 31, the first rotating body 31 moves in the pressed direction against the elasticity of the spring 32a. The first shaft pin 34 rotates against the elasticity of the spring 32b in the direction in which the rear part rises with the fulcrum as a fulcrum.

この移動により、第二回転体35は第二軸ピン36を支点にして回転し、受けピン37から離脱する。離脱すると第三回転体がバネ32cに引かれ、第三軸ピン39を支点にして回転し、これに伴ってバンドブレーキ30のブレーキ引部40が引かれ、車輪3が制動され安全に停止する。   By this movement, the second rotating body 35 rotates with the second shaft pin 36 as a fulcrum and is detached from the receiving pin 37. When detached, the third rotating body is pulled by the spring 32c and rotates with the third shaft pin 39 as a fulcrum, so that the brake pulling portion 40 of the band brake 30 is pulled, and the wheel 3 is braked and safely stopped. .

車椅子1が停止した後、制動状態を解除するには、第三回転体の解除レバー41をバネ32cの弾力に抗して押し下げ、バンドブレーキ30のブレーキ引部40を緩め、受けピン37が第二回転体35に係合させることで元の状態に復帰する。   To release the braking state after the wheelchair 1 stops, the release lever 41 of the third rotating body is pushed down against the elasticity of the spring 32c, the brake pulling portion 40 of the band brake 30 is loosened, and the receiving pin 37 is The original state is restored by engaging with the two-rotor 35.

図8は実施例2で示した速度検知機構10と実施例1で示した制動機構20を組み合わせた構成を示す。それぞれの働きは実施例で説明した作動が実施され、この場合の制動機構20におけるブレーキ片24は、ブレードラム42に当接し、車輪3が制動され車椅子1は安全に停止させることになる。   FIG. 8 shows a configuration in which the speed detection mechanism 10 shown in the second embodiment is combined with the braking mechanism 20 shown in the first embodiment. The operation described in the embodiment is performed for each function, and the brake piece 24 in the braking mechanism 20 in this case comes into contact with the blade ram 42, the wheel 3 is braked, and the wheelchair 1 is safely stopped.

なお、速度検知機構10を車椅子1の一方の車輪3に設置し、制動機構20のみを車椅子本体2の左右両側に取付け、左右の回動体21同士を連結器で連結し、左右の制動機構20を同期して作動させることもできる。この場合、一つの速度検知機構10で、車椅子1の左右に設けた二つの制動機構20を作動させることができるので、左右の車輪3を同時に制動することにより、車椅子1を、さらに安全かつ迅速に停止させることができる。   The speed detection mechanism 10 is installed on one wheel 3 of the wheelchair 1, only the braking mechanism 20 is attached to both the left and right sides of the wheelchair body 2, the left and right rotating bodies 21 are connected to each other by a coupler, and the left and right braking mechanisms 20 are connected. Can be operated synchronously. In this case, since the two braking mechanisms 20 provided on the left and right of the wheelchair 1 can be operated by one speed detection mechanism 10, the wheelchair 1 can be more safely and quickly operated by braking the left and right wheels 3 simultaneously. Can be stopped.

本発明に係る自動ブレーキ装置は、車椅子1の他に、乳母車、子供用三輪車、歩行補助具、自転車、手押し車、老人歩行補助者(シルバーカー)等にも装着することができる。   In addition to the wheelchair 1, the automatic brake device according to the present invention can be mounted on a baby carriage, a tricycle for children, a walking aid, a bicycle, a wheelbarrow, an elderly walking assistant (silver car), and the like.

本発明の実施形態に係る自動ブレーキ装置を取付けた車椅子を示す側面図である。It is a side view which shows the wheelchair which attached the automatic brake device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施例1に示すブレーキ片がタイヤ部に当接する前の状態の自動ブレーキ装置の構成図である。It is a block diagram of the automatic brake device of the state before the brake piece shown in Example 1 of this invention contact | abuts a tire part. 本発明の自動ブレーキ装置の速度検知機構の作用を示す側面図である。It is a side view which shows the effect | action of the speed detection mechanism of the automatic brake device of this invention. 本発明の自動ブレーキ装置の速度検知機構のピストンがシリンダーへ入る時の時間とピストン高さの関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between time when the piston of the speed detection mechanism of the automatic brake device of this invention enters a cylinder, and piston height. 本発明の自動ブレーキ装置の車椅子の各速度における速度検知機構の車輪3の位置とピストン高さとの関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the position of the wheel 3 of the speed detection mechanism in each speed of the wheelchair of the automatic brake device of this invention, and piston height. 本発明の自動ブレーキ装置の速度検知機構の取付け方を示す側面図である。It is a side view which shows how to attach the speed detection mechanism of the automatic brake device of this invention. 本発明の実施例2に示す自動ブレーキ装置の側面図である。It is a side view of the automatic brake device shown in Example 2 of the present invention. 本発明の実施例2で示した速度検知機構と実施例1で示した制動機構を組みわせた構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure which combined the speed detection mechanism shown in Example 2 and the braking mechanism shown in Example 1 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 車椅子
2 車椅子本体
3 車輪
3a タイヤ部
3b スポーク
3c 車軸
10 速度検知機構
11 シリンダー
11b 長孔
12 弁
13 止めピン
14 ピストン
14a 押圧部
14b 後壁開口部
15 通気路
16 貫通路
17 流量調整器
18 止め具
19 固定板
20 制動機構
21 回動体
22 受バネ材
23 軸ピン
24 ブレーキ片
30 バンドブレーキ
31 第一回転体
31a 受け部
32a、32b、32c バネ
33 支持板
34 第一軸ピン
35 第二回転体
36 第二軸ピン
37 受けピン
38 第三回転体
39 第三軸ピン
40 ブレーキ引部
41 解除レバー
42 ブレーキドラム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wheelchair 2 Wheelchair main body 3 Wheel 3a Tire part 3b Spoke 3c Axle 10 Speed detection mechanism 11 Cylinder 11b Long hole 12 Valve 13 Stopping pin 14 Piston 14a Pressing part 14b Rear wall opening 15 Ventilation path 16 Through-path 17 Flow regulator 18 Stop Tool 19 Fixed plate 20 Braking mechanism 21 Rotating body 22 Spring receiving member 23 Shaft pin 24 Brake piece 30 Band brake 31 First rotating body 31a Receiving portion 32a, 32b, 32c Spring 33 Support plate 34 First shaft pin 35 Second rotating body 36 Second shaft pin 37 Receiving pin 38 Third rotating body 39 Third shaft pin 40 Brake pulling portion 41 Release lever 42 Brake drum

Claims (6)

車椅子等の車輪に取付けられ、前記車輪が一定速度を超えて回転すると作動する速度検知機構と、当該速度検知機構に連動して前記車輪を制動する制動機構とで構成される自動ブレーキ装置であって、
前記速度検知機構はシリンダーと、当該シリンダーの内部を往復動するピストンと、前記シリンダーと前記ピストン間で形成された空間部に閉じこめられた空気を外部に流出する通気部と、前記シリンダー内に設け前記ピストンの往復動により開閉し前記シリンダー内に空気を流入させる弁とを備え、前記車輪の回転が一定速度を超えると、車輪に設置された前記速度検知機構のピストンの自重によるシリンダー内への戻りが遅れ、前記ピストンの戻り遅れを検知した前記制動機構が前記車輪を制動し速度を前記一定速度以下に制御することを特徴とする自動ブレーキ装置。
It is an automatic brake device that is attached to a wheel of a wheelchair or the like and is configured by a speed detection mechanism that operates when the wheel rotates beyond a certain speed and a braking mechanism that brakes the wheel in conjunction with the speed detection mechanism. And
The speed detection mechanism is provided in the cylinder, a piston that reciprocates inside the cylinder, a ventilation part that flows out the air confined in a space formed between the cylinder and the piston, and the cylinder. A valve that opens and closes by reciprocating movement of the piston and allows air to flow into the cylinder, and when the rotation of the wheel exceeds a certain speed, the speed detection mechanism installed on the wheel moves into the cylinder by its own weight. An automatic brake device, wherein a return is delayed and the braking mechanism that detects a return delay of the piston brakes the wheel and controls the speed to be equal to or less than the constant speed.
前記速度検知機構の前記通気部には流量調整器を設けて、前記シリンダーと前記ピストン間で形成される空間部に閉じこめられた空気の流出量を調整して決定されるピストン位置を検知し、前記一定速度の調整を行うことを特徴とする請求項1に記載の自動ブレーキ装置。   A flow rate adjuster is provided in the ventilation portion of the speed detection mechanism to detect a piston position determined by adjusting an outflow amount of air confined in a space formed between the cylinder and the piston, The automatic brake device according to claim 1, wherein the constant speed is adjusted. 前記シリンダー内に設けた前記弁は前記ピストンの往復動による前記空間部の負圧あるいは加圧により開閉することを特徴とする請求項1に記載の自動ブレーキ装置。   2. The automatic brake device according to claim 1, wherein the valve provided in the cylinder is opened and closed by negative pressure or pressurization of the space portion due to reciprocation of the piston. 前記制動機構は車輪を支持する本体に取付けられ、前記速度検知機構のピストンの位置を検知し、機械的な作動によりタイヤ部、リム部を押圧またはバンドブレーキ等を用いて、前記車輪を制動することを特徴とする請求項1に記載の自動ブレーキ装置。   The braking mechanism is attached to a main body that supports the wheel, detects the position of the piston of the speed detection mechanism, and presses the tire portion and the rim portion by mechanical operation or brakes the wheel using a band brake or the like. The automatic brake device according to claim 1. 前記速度検知機構のピストン軸を前記車輪の半径軸に対して−90度から+90度の範囲で、望ましくは−60度から+60度の範囲で前記車輪に設置することを特徴とする請求項1に記載の自動ブレーキ装置。 2. The piston shaft of the speed detection mechanism is installed on the wheel in a range of −90 degrees to +90 degrees with respect to a radial axis of the wheel, preferably in a range of −60 degrees to +60 degrees. The automatic brake device described in 1. 請求項1または4に記載の自動ブレーキ装置のうち、前記速度検知機構を特定の車輪に設置し、前記制動機構を各車輪の近傍の車椅子本体に設置し、前記制動機構を連結器で連結し、前記制動機構を同期して作動することを特徴とする自動ブレーキ装置。 5. The automatic brake device according to claim 1, wherein the speed detection mechanism is installed on a specific wheel, the braking mechanism is installed on a wheelchair body near each wheel, and the braking mechanism is connected by a coupler. The automatic braking device operates in synchronization with the braking mechanism.
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