JP2012067853A - 回転体及び揺動体の制動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】至って簡単な構造で、一方向に回転又は揺動する回転体又は揺動体を制動する為の制動装置の提供。
【解決手段】回転軸又は揺動軸と中心に所定の半径をしたリブ４を設け、このリブ４には複数のリンク６，６・・・をピン７，７・・・を介してジグザグに屈曲連結したチェーン５を取付け、該チェーン５のピン７，７・・・は各リンク６，６・・・から延びて上記リブ４の外周面８及び内周面９に交互に接触させ、そしてチェーンの基部側は連結リンク１１を介して軸受け側の固定端１０に連結し、先端１２は自由端とすると共にクランプ解除アーム１３をチェーン先端１２に接触可能としている。
【選択図】図１

Description

本発明は回転体、例えば車輪などの回転を制動する為の装置、並びに所定の範囲内で揺動することが出来る揺動体の揺動を制動する為の装置に関するものである。

高速で走行している車両を停止する為のブレーキとしては、車輪に制動装置が取付けられている。すなわち、車輪の回転を制動する為であり、該制動装置の形態はドラムブレーキとディスクブレーキが主であり、近年では制動機能により優れているディスクブレーキを装着している場合が多い。すなわち、ディスクブレーキは回転板を挟み込んで制動する為に、摩擦面が大きく取れると共に、回転板に無理がかからない。ところで、車両の制動装置に関しては多くの従来技術が存在している。

特開平５−１１２２２７号に係る「車両用制動装置」は、特に油圧・空気圧等の流体圧を用いない制動システムである。
特開２００１−２９４１４３号に係る「車両の制動装置」は、制動距離を短縮化することが出来るように構成している。
特開２００１−１７３６９０号に係る「電動ブレーキ装置」は、回転力を直線方向の力に変換する力伝達変換機構を介してブレーキパッドを被制動部材に押圧する際の、力伝達効率の向上を図ることができる電動式ディスクブレーキである。

このように、車両の車輪などの回転体を制動する為の制動装置は色々知られている。しかし、本発明が対象とする回転体の制動装置は、車両用車輪のブレーキを対象としたものではなく、ベビーカーやシルバーカーなどの簡易的な人動車両を対象として使うことが出来る。勿論、回転している回転体である限り車輪に限定するものではない。
特開２００７−１６０９９４号に係る「シルバーカー等におけるブレーキ杆の操作装置」は、シルバーカーのハンドブレーキの握持により後輪の制動を利かせ、ハンドブレーキにストッパー部材を作用させて駐車時に後輪の転動を阻止するようにしたものである。

特開２００２−２１１４０９号に係る「手押し車用制動装置」は、シルバーカーで長い坂道を下る際にブレーキ作動を行うためには常にブレーキレバーを牽引し続けることが必要であり、かかる動作は老齢者には大変苛酷なものであり、そのような長い下り坂等において、ブレーキレバーを牽引し続けることなくシルバーカーに連続的にブレーキを作動させながらゆっくり走行したり、また、そのような長い急峻な坂道の途中でシルバーカーをブレーキ装置によって停止させることが出来る。

特開平９−３９８００号に係る「ベビーカー等における車輪の自動制動装置」は、従来のベビーカー又はシルバーカー（老人車）等における走行中の安全性の向上を図るために成されたもので、一定以上の速度に対して自動的に制動装置が作動するようにしたベビーカー等における車輪の自動制動装置である。

特開平５−１１２２２７号に係る「車両用制動装置」 特開２００１−２９４１４３号に係る「車両の制動装置」 特開２００１−１７３６９０号に係る「電動ブレーキ装置」 特開２００７−１６０９９４号に係る「シルバーカー等におけるブレーキ杆の操作装置」 特開２００２−２１１４０９号に係る「手押し車用制動装置」 特開平９−３９８００号に係る「ベビーカー等における車輪の自動制動装置」

このように、車輪の回転を制動する為の制動装置は色々知られている。本発明は、車輪の制動に限定するものではないが、極めて簡単な構造で車輪に限らず一般的な回転体の回転運動を制動して停止することが出来る回転体の制動装置を提供する。一方、回転体のみならず揺動体の揺動を制動して所定の角度でクランプすることが出来る揺動体の制動装置を提供する。

本発明に係る回転体の制動装置は、ジグザグに屈曲したチェーンを使用し、該チェーンを回転体に設けたリング状リブに取付けている。上記チェーンは複数のリンクをピンによって連結し、そしてピンを介して屈曲可能としている。リンクはピンの中間位置に配置されて、ピンの両先端部はリンクの両側へ延びている。リンクから延びるピンがリブに係合する。また、ピンにローラを取着し、このローラをリブに係合させることも出来る。

ところで、回転体は本体と蓋体の組み合わせで構成し、上記リブは本体と蓋体に同軸をもって形成され、両リブ間にはリンクが嵌る空間を設けている。そして、該チェーンの基部側は回転体の軸側に固定され、先端はフリーな自由端と成っている。従って、回転体と共にリブが回転するならば、ピンがリブの外周面及び内周面に係合して制動することが出来る。

制動装置にはロック解除部が設けられ、チェーンの先端と成る自由端に当ってチェーンが収縮するように作動し、該チェーンが収縮することでリンク両側へ延びるピンはリブの外周面及び内周面から離れてクランプが解除される。すなわち、チェーンがジグザグに屈曲することで、複数のリンクを中心に両側へ延びるピンは、リブの外周面と内周面に交互に接することになり、リブが回転するならば各ピンは外周面及び内周面との摩擦によってリブの回転に伴って移動し、その結果、チェーンは引き伸ばされる。

チェーンが引き伸ばされると外周面側と内周面側に配列する各ピン間距離が縮小し接触面圧は高くなり、各ピンによって外周面及び内周面との間に大きな摩擦力が発生する。その結果、リブの回転が制動され、ひいては回転体がクランプされて回転が停止する。ところが、クランプ解除部材によってチェーンの自由端と成る先端を押圧して固定端側へ圧縮するならばクランプは直ちに解除される。一方、本発明の回転制動装置は揺動体の揺動制動装置として適用され、所定の範囲内で揺動する揺動体を制動してある角度でクランプすることが出来る。

本発明は、回転体又は揺動体の中心軸と同心を成して設けたリブにジグザグ状に屈曲したチェーンの各ピンを係合させたものであり、チェーンの固定端側から自由端側への回転又は揺動を制動することが出来る。そして、クランプを解除して回転又は揺動を許容する時にはチェーンの先端を固定端側へ押圧して収縮すればよく、クランプ解除操作は至って簡単である。

そして、制動装置の構造は、複数のリンクを繋いで構成したチェーンのピンをリブに係合させるといった簡単なものであり、しかもクランプ力の大きさはリンク数を増減することで調整することが出来る。そして、２本のチェーンをリブに対してその向きを反対方向に組付けることで両方向への回転を制動することが可能となる。

車輪の制動装置を示す実施例。 制動装置を構成するチェーンの具体例。 リブにチェーンを取付けた本発明の制動装置の詳細図。 リブにチェーンを取付けた本発明の制動装置の詳細図。 チェーンを示す他の具体例。 車輪の制動装置を示す他の実施例。

図１は本発明に係る回転体の制動装置を示す概略図を示している。同図に示す回転体は車輪１を表しているが、中心には車軸２が設けられ、この車軸２に車輪１が軸受け３を介して回転自在に取付けられている。ここで、軸受け３は転がり軸受けであっても、滑り軸受けであっても構わないが、車輪外周にはゴム製のタイヤが装着されている。又は、幼児の乗り物であれば、プラスチック製のタイヤを装着する場合もある。

ところで、この車輪１には制動装置が取付けられ、回転する車輪１にブレーキをかけてその回転を停止するように成っている。一般的な車両の場合には、前記従来技術でも明らかなように、色々な制動装置が取付けられて車両の安全走行が実現されているが、幼児用の乗り物、シルバーカー、乳母車などにおいては制動機能が十分で操作が容易な制動装置が取付けられていない場合も多い。

上記軸受け３と同心を成してリブ４が設けられ、該リブ４は一定厚さのリング体であり、このリブ４は軸受け３を中心として回転することが出来る。同図に示すリブ４は外リブ４ａと内リブ４ｂが一定間隔にて円周上に延びている。そして、該リブ４にはジグザグ状に屈曲したチェーン５が組み込まれていて、このチェーン５によってリブ４の回転を制動することが出来る。すなわち、チェーン５は複数のリンク６，６・・・がピン７，７・・・にて屈曲自在に連結したものであり、各ピン７，７・・・はリブ４の外周面８と内周面９に係合している。

チェーン５の基部側は車軸２に設けた固定端１０に取着した連結リンク１１に繋がれ、先端１２はフリーな自由端と成っている。従って、車輪１が反時計方向に回転するならば、該チェーン５によってその回転が制動されて停止する。ただし、時計方向の回転は許容される。また、車輪１の車軸２にはクランプ解除アーム１３が取付けられ、該クランプ解除アーム１３は中心に設けた軸１４から延び、軸１４を回転するならばクランプ解除アーム１３が揺動してチェーン５の先端１２に当る。

上記リブ４にピン７，７・・・（又はピン７に取付けたローラ）が係合して制動状態にある場合、クランプ解除アーム１３が先端１２に当ってチェーン５が圧縮されると、各ピン７，７・・・はリブ４の外周面８及び内周面９から離れる。そして、クランプ状態が解除されて車輪１は回転することが出来る。

図２は上記チェーン５を示す具体例であり、外リンク６ａ，６ａ・・・、と内リンク６ｂ，６ｂ・・・とがピン７，７・・・によって繋がれている。両外リンク６ａ，６ａにて内リンク６ｂが挟まれた状態で連結し、そして、各外リンク６ａと内リンク６ｂは屈曲することが出来、図１に示すようにジグザグ状態と成る。ピン７，７・・・は外リンク６ａ，６ａの両側へ延び、リブ４に係合することが出来るように成っている。勿論、チェーン５を構成するリンク枚数は図２に示す場合に限るものではない。例えば、両外リンク６ａ，６ａの間に１枚の内リンク６ｂを繋いで構成することも可能である。

図３、図４はリブ４にチェーン５が取付けられた場合の詳細図を示している。リブ４は外リブ４ａと内リブ４ｂにて構成され、同図に示すように、外リンク６ａ，６ａ・・・と内リンク６ｂ，６ｂ・・・を連結している各ピン７，７・・・は外リブ４ａの外周面８と内リブ４ｂの内周面９に接している。チェーン５がジグザグに屈曲することで、ピン７，７・・・は所定の間隔をおいて２列に並び、この間隔にリブ４が嵌っている。そして、ピン７，７・・・は外リンク６ａ，６ａ・・・の両側へ延びているが、両側に設けたリブ４，４に係合することが出来る。

図１に示している車輪２は片側の本体を示しているが、該本体には同じリブ４を有す蓋体が取付けられ、外リンク６ａ，６ａ・・・の両側へ延びるピン７，７・・・は本体側のリブ４，４・・・と蓋体側のリブ４，４・・・に係合している。そのために、蓋体は車軸２と同心を成して取付けられ（必ずしも固定する必要はない）、両リブ４，４の中心軸は一致している。

図５はチェーン５を示す他の具体例である。基本的な構造は前記図２に示したチェーンと同じであって、外リンク６ａ，６ａ・・・、と内リンク６ｂ，６ｂ・・・とがピン７，７・・・によって繋がれ、両外リンク６ａ，６ａにて内リンク６ｂが挟まれた状態で連結している。そして、同図に示すチェーン５の場合、ピン７，７・・・にはローラ１５ａ，１５ｂ，１５ａ，１５ｂ・・・が取付けられている。従って、リブ４の外周面８及び内周面９にはローラ１５ａ，１５ａ・・・、１５ｂ，１５ｂ・・・が係合することに成る。ここで、ローラ１５ａの外径はローラ１５ｂに比較して大きくなっており、外径の大きなローラ１５ａは外周面８に係合し、外径の小さいローラ１５ｂは内周面９に係合することが出来る。

該ローラ１５ａ，１５ｂの具体的な大きさ（外径）は問わないが、チェーン５がジグザグ状に屈曲してリブ４の外周面８及び内周面９に接することが出来る寸法と成っている。そこで、内周面９の周長は外周面８の周長より短い為に、上記のように内周面９に接するローラ１５ｂは外周面８に接するローラ１５ａより小径としている。

ところで、図１に示した車輪１のクランプ解除アーム１３は軸１４を操作することで揺動して車輪１の回転を制動し、又は回転を許容することが出来る。そこで、シルバーカーや手押し車、又は乳母車などの場合、ハンドルと該クランプ解除アーム１３を連動させることが出来る。例えば、ハンドルを前方へ押す場合には、軸１４が時計方向に回転してチェーン５の先端１２にクランプ解除アーム１３が当たり、クランプが解除されて車輪１は自由に回転することが出来る。

しかし、ハンドルから手を離すならば軸１４は反時計方向に回転してクランプ解除アーム１３はチェーン５の先端１２から離れて、該チェーン５にて車輪１は制動される。その為には、該ハンドルを前後方向に揺動出来るように取付け、前方へ移動する際に押圧力にて前方へ傾斜した際にはクランプが解除され、手を離した際には付勢したバネ力によって後方へ傾斜すると同時にクランプされるようにすることが出来る。

図６は車輪１の制動装置を示す他の実施例である。この制動装置は２本のジグザグに屈曲したチェーン５ａ，５ｂを使用し、リブ４に取付けている。そして、左側のチェーン５ａは反時計方向の車輪回転を制動し、右側のチェーン５ｂは時計方向の車輪回転を制動することが出来る。また、軸１４にはクランプ解除アーム１３ａとクランプ解除アーム１３ｂが取付けられ、車輪１のクランプを解除することが出来る。

各クランプ解除アーム１３ａ，１３ｂは軸１４に取付けられているが、それぞれが独立して揺動することが出来るようにしている。従って、両クランプ解除アーム１３ａ，１３ｂが共に両チェーン５ａ，５ｂの先端１２ａ，１２ｂから離れるならば、車輪１は何れの向きにもクランプされて回転することは出来ない。逆に両クランプ解除アーム１３ａ，１３ｂが共に両チェーン５ａ，５ｂの先端１２ａ，１２ｂに当って圧縮するならば、車輪１は何れの方向にも回転することが出来る。

ここで、チェーン５の先端とクランプ解除アーム１３とを弱いコイルバネを介して連結することもある。該コイルバネを連結すると、クランプ解除アーム１３がチェーン５の先端１２から離れると同時に該コイルバネによって先端１２は引張られてピン７，７・・・に取付けたローラ１５ａ，１５ａ・・・、１５ｂ、１５ｂ・・・はリブ４に係合し、スリップすることなく直ちに制動される。
ジグザグ状を成したチェーン５の各ピン７，７・・・、又はピン７，７・・・に取付けたローラ１５ａ，１５ａ・・・、１５ｂ、１５ｂ・・・が常にリブ４と係合状態にあるように、すなわち、クランプ解除アーム１３が先端に当って圧縮する時以外は係合するように、ジグザグ状のチェーン５を引き伸ばす方向にバネ力を付勢している。

１ 車輪
２ 車軸
３ 軸受け
４ リブ
５ チェーン
６ リンク
７ ピン
８ 外周面
９ 内周面
10 固定端
11 連結リンク
12 先端
13 クランプ解除アーム
14 軸
15 ローラ

Claims (10)

1. 一方向に回転する回転体を制動する為の装置において、回転軸を中心に所定の半径をしたリブを設け、このリブには複数のリンクをピンを介してジグザグに屈曲連結したチェーンを取付け、該チェーンのピンは各リンクから延びて上記リブの外周面及び内周面に交互に接触させ、そしてチェーンの基部側は連結リンクを介して軸受け側の固定端に連結し、先端は自由端とすると共にクランプ解除アームをチェーン先端に接触可能としたことを特徴とする回転体の制動装置。
2. 両方向に回転する回転体を制動する為の装置において、回転軸を中心に所定の半径をしたリブを設け、このリブには複数のリンクをピンを介してジグザグに屈曲連結した２本のチェーンを向きを反対に対を成して取付け、該チェーンのピンは各リンクから延びて上記リブの外周面及び内周面に交互に接触させ、そして両チェーンの基部側は連結リンクを介して軸受け側の固定端に連結し、先端は自由端とすると共にクランプ解除アームをチェーン先端に接触可能としたことを特徴とする回転体の制動装置。
3. 上記チェーンのピンにはローラを取付けた請求項１、又は請求項２記載の回転体の制動装置。
4. 上記ピンに取付けたローラの外径を、リブ外周面側を大きくし、内周面側を小さくした請求項３記載の回転体の制動装置。
5. 回転体は本体と該本体に同心を成して取付けた蓋体で構成し、本体と蓋体に設けたリブの間には空間を設け、この空間にチェーンのリンクを配置すると共に、リンクの両側から延びるピン又はピンに取付けたローラを本体リブと蓋体リブに係合した請求項１、請求項２、請求項３、又は請求項４記載の回転体の制動装置。
6. 一方向に揺動する揺動体を制動して所定の角度でクランプする為の装置において、揺動軸を中心に所定の半径をしたリブを設け、このリブには複数のリンクをピンを介してジグザグに屈曲連結したチェーンを取付け、該チェーンのピンは各リンクから延びて上記リブの外周面及び内周面に交互に接触させ、そしてチェーンの基部側は連結リンクを介して軸受け側の固定端に連結し、先端は自由端とすると共にクランプ解除アームをチェーン先端に接触可能としたことを特徴とする揺動体の制動装置。
7. 両方向に揺動する揺動体を制動する為の装置において、揺動軸を中心に所定の半径をしたリブを設け、このリブには複数のリンクをピンを介してジグザグに屈曲連結した２本のチェーンを向きを反対に対を成して取付け、該チェーンのピンは各リンクから延びて上記リブの外周面及び内周面に交互に接触させ、そして両チェーンの基部側は連結リンクを介して軸受け側の固定端に連結し、先端は自由端とすると共にクランプ解除アームをチェーン先端に接触可能としたことを特徴とする揺動体の制動装置。
8. 上記チェーンのピンにはローラを取付けた請求項６、又は請求項７記載の揺動体の制動装置。
9. 上記ピンに取付けたローラの外径を、リブ外周面側を大きくし、内周面側を小さくした請求項８記載の揺動体の制動装置。
10. 揺動体は本体と該本体に同心を成して取付けた蓋体で構成し、本体と蓋体に設けたリブの間には空間を設け、この空間にチェーンのリンクを配置すると共に、リンクの両側から延びるピン又はピンに取付けたローラを本体リブと蓋体リブに係合した請求項６、請求項７、請求項８、又は請求項９記載の揺動体の制動装置。
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    

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