JP2015160451A - 手押し車 - Google Patents

Abstract

【課題】操作者の手が手押し車の握り部に触れると自動的に移動可能になり、握り部から手が離れると自動的に制動され停止に至る手押し車を提供すること。
【解決手段】本発明の手押し車１００では、握り部３に操作者が手を触れるとグリップセンサ４の出力が変化し、それに基づいて握り部３が握られているものと判定手段５が判定すると、車輪２２のブレーキが自動的に解除されて手押し車を動かせるようになる。逆に握り部３から手が離れると、グリップセンサ４の出力から判定手段５がそれを検知し、制御手段７がブレーキ６を適度にかけて手押し車１００は自動的に停止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、手押し車に関する。本発明の手押し車では、ブレーキ系の自動化に工夫がなされている。

手押し車としては、例えば買い物用や旅行用、集荷配達用のハンドカートや、ベビーカー（乳母車）、足下が覚束ない人のための歩行補助カート、あるいは介護用の車椅子などがある。なお、本出願では、手で引くタイプのハンドカートも手押し車に含まれるものとする。

手押し車のうちブレーキがあるものの多くでは、左右で独立したハンドルグリップにそれぞれブレーキレバーがついていて、操作者がブレーキレバーを握ることによって左右の車輪にそれぞれ手動ブレーキをかけることができるようになっている。そして、手動ブレーキとは別にパーキングブレーキを有し、レバー操作などで車輪をロックして駐車させておくことができるようになっているものもある。あるいは、ボタンを押し込むなどの操作で手動ブレーキをかけた状態に保ち、これをもってパーキングブレーキにしているものもある。

一方、後方に突出したフラットバー状の握り部が左右の車軸と平行に配設されており、左右のフレームを結んでいるタイプの手押し車もあり、このタイプの手押し車の一部にはブレーキ・リリースレバーが装置されているものもある。すなわち、この握り部に近接した位置に平行して延びるリリースレバーが配設されており、操作者が手を離していればバネの力で自然にブレーキがかかり、手押し車は駐車状態に保たれる。逆に、操作者が握り部を手で握る際にこのリリースレバーを一緒に握れば、そのレバー操作によってブレーキがリリースされて車輪が回転できるようになる。

特許文献１には、「ベビーカー等における車輪の自動制動装置」として、ベビーカーなどが過剰な速度になると車輪の回転によって生じる遠心力により車輪に摩擦抵抗が生じる装置が開示されている。

特開平９−３９８００号公報

前述の背景技術にある手押し車では、操作者が何らかの操作をしないではブレーキがかからなかったり、逆に何らかの操作無しにブレーキを解除することができなかったりするようになっていた。一方、特許文献１の技術では、速度超過を防ぐというだけのもので、ゆっくりと移動している場合には制動作用は発揮されないようである。

そこで本発明は、操作者が手押し車の握り部に手で触れるだけで自動的に移動可能になり、逆に操作者が握り部から手を離すと自動的に減速し停止に至る手押し車を提供することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決するための本願発明の構成とその構成がもたらす作用効果とについて、本項では簡潔に説明する。

本発明の手押し車（１００）は、本体部（１）と、この本体部から下方に突出して接地しこの本体部を支える車輪（２１，２２）と、この本体部に接合されている握り部（３）とを前提として有する。その特徴は、前記握り部に操作者が手で触れると出力が変化するグリップセンサ（４）と、このグリップセンサのこの出力を観測し当該握り部が握られているか否かを判定する判定手段（５）と、前記車輪のうち少なくとも一部を制動するブレーキ（６）と、この判定手段で判定された結果に基づき前記ブレーキを自動的に操作する制御手段（７）とをさらに有することである。

握り部に操作者が手を触れるとグリップセンサの出力が変化し、それに基づいて判定手段は、握り部が握られていると判定する。すると車輪のブレーキが自動的に解除されるので、操作者は握り部に触るだけで他の操作を要せずに、手押し車を動かせるようになる。逆に握り部から操作者の手が離れると、グリップセンサの出力から判定手段がそれを検知し、操作者の手を離れたものと判定する。その結果、制御手段がブレーキを適度にかけ、手押し車は自動的に停止するに至る。

すなわち、操作者の手が握り部に触れるだけで、本発明の手押し車は自動的に移動可能になり、逆に握り部から操作者の手が離れると、本発明の手押し車は自動的に制動され、停止するに至る。それゆえ、手押し車の操作が極めて容易となり、操作者の負担が軽減されるという効果がある。

実施例１としての手押し車の概略構成を示す側面図 実施例１でのセンサ類／制御系／ブレーキの信号流れ図 実施例１の判定手段における主な判定機能を示す論理回路図

本発明の「手押し車」がもつ実施形態については、当業者に本発明を実施できるだけの理解が得られるよう以下の記載で明確かつ十分に説明する。本発明の出願時点では、以下の実施例ないしその変形態様のうちに最良の実施形態が開示されているものと、発明者は考えている。

（概略構成）
本発明の実施例１たる手押し車１００は、図１に示すように、四輪２１，２２をもつベビーカーである。

すなわち、手押し車１００は、本体部１と、本体部１のフレーム１１から下方に突出して接地し本体部１を支える四つの車輪２１，２２と、本体部１に接合されている握り部３とを有する。手押し車１００はさらに、左右一対のグリップセンサ４と、左右一対の後輪２２にそれぞれ組み込まれたブレーキ６および車輪速センサ８と、本体部１のフレーム１１に格納されたＥＣＵ１０とを有する。ＥＣＵ１０には、後述するように判定手段５および制御手段７などが内蔵されており（加速度センサ９は本実施例の変形態様２で採用）、さらに図示しないバッテリーパックが付設されてケース（図略）に収められている。

本体部１のフレーム１１の前方下面の左右部からは、左右一対の前脚支柱１４が下方に突出しており、前輪２１を自由に回転できるように軸支するとともに、前輪２１は左右に向きを変えられるようになっている。

一方、フレーム１１の後方下面の左右部からは、左右一対の後脚支柱１５が下方に突出しており、後輪２２を回転可能に軸支している。二つの後輪２２のそれぞれには、回転をパルスで検知する車輪速センサ８と、回転制動用のブレーキ６とが付設されている。各ブレーキ６は、構造を図示しないが電磁石の作用でブレーキシューをドラムに押しつける電磁ブレーキであって、ＥＣＵ１０の制御手段７により駆動され、適正な強さで後輪２２を制動するようになっている。

本体部１の後方には、フレーム１１の後部左右から上方へ突出したグリップアーム１２に支えられた左右一対の握り部３が配設されている。左右の握り部３のそれぞれには、操作者が手で触れると出力が変化するグリップセンサ４が組み込まれている。グリップセンサ４は静電容量センサであり、この静電容量センサと判定手段５とで静電容量スイッチが構成されている。

なお、フレーム１１を覆って快適な乳幼児用のキャビンを形成するように布状素材等でフード類１３が構成され、本体部１に取り付けられている。

（システム構成）
図２に示すように、グリップセンサ４および車輪速センサ８とＥＣＵ１０とブレーキ６とは、センサ類／制御系／アクチュエータ（電磁ブレーキ）という計測制御系を構成している。

先ず、グリップセンサ４はＥＣＵ１０の静電容量検出ＩＣ４１に接続されており、同ＩＣ４１の出力に対し判定手段５で適正な閾値による判定を行うことにより、操作者の手が一対の握り部３のそれぞれに触れているか否かを判定することができる。すなわち、判定手段５は、グリップセンサ４の出力を観測し左右一対の握り部３のそれぞれが握られているか否かを判定する。

一方、車輪速センサ８は、図示しないが、後輪２２とともに回転し歯車状に等間隔で外周面に凹凸をもつ軟磁性円盤（または等間隔で交番に着磁された磁気ドラム）と、その外周面に対向して後脚支柱１５に固定されているホール素子センサとからなる。そして、車輪速センサ８からの信号を処理するホールセンサ用ＩＣ８１からは、パルス信号が得られる。車輪速算出手段８２は、そのパルス信号の数を数えることにより移動距離を検知し、パルス信号の時間間隔を計ることにより移動速度を算出し、さらに移動速度の変化を算出して後輪２２の回転による対地加速度を推算することができる。

こうして操作者の手が握り部３に接触しているか否かの判定と、左右の後輪２２の回転による移動距離および移動速度とが用意できたならば、制御手段７が、所定のロジックに従ってブレーキ６に適正な制動力を生じる電流を供給する。なお、一対の握り部３のうち一方が握られていると判定されれば、それをもって「グリップあり」との判定を判定手段５はしているが、両方が握られているものと判定されて初めて「グリップあり」と判定されるようにしても良い。

図３には、制御手段７に内蔵されている判定ロジックのうち主なものを示す。すなわち、仮に判定手段５（図２参照）で操作者は握り部３を握っていない（「グリップなし」）と判定されているとする。さらに車輪速センサ８の出力から所定距離（例えば２ｃｍ程度）の移動があるか、あるいは有意な移動速度検出された場合には、「移動あり」と制御手段７は判定する。そして、「グリップなし」との判定と「移動あり」との判定とが揃ったときには、制御手段７はブレーキ６をかける操作を行い、操作者の手を離れた手押し車１００が不用意に移動しないようにする。

逆に、「グリップなし」の判定があっても「移動あり」の判定がない場合には、手押し車１００は操作者の手を離れていても停止しているわけであるから、制御手段７はブレーキ６に無用な電流を流すことはしない。また、「グリップなし」の判定がなければ操作者が握り部３を握っているわけであるから、操作者の意のままに移動できるように、制御手段７はブレーキ６をかけることをしない（速度超過など例外的な場合は除く）。

以上のように、制御手段７は、グリップセンサ４および判定手段５によるグリップ判定と、車輪速センサ８の出力から算出される移動距離および移動速度とに基づいて、一対のブレーキ６の制動強度を調整する調整機能をもつ。この調整機能のうちには、速度超過を防止する機能や、自動停止時にブレーキ６に生じる摩擦力が静止摩擦力になって急騰する直前に制動力を弱めそっと停止するようにする機能も含まれる。

本実施例のように手押し車１００がベビーカーである場合においては、前述の速度超過を防止する機能は必要であろう。これについては、歩行者が小走りに走ったとしても７〜８ｋｍ／ｈ程度までであるから、例えば７ｋｍ／ｈに達したら徐々に制動を始め８ｋｍ／ｈを越えないように制動強度を強めていくくらいが望ましいものと考える。

なお、操作者は従来通り移動中には自由に手動ブレーキ（図略）をかけることができ、逆に停車中にはパーキングブレーキ（図略）をかけることができる。

（作用効果）
本実施例の手押し車１００は以上のように構成されたベビーカーであり、その作用については前述のシステム構成の項で詳細に説明している。そこで、ここでは作用の要点から効果につながる説明をする。

すなわち、握り部３に操作者が手を触れるとグリップセンサ４の出力が変化し、それに基づいてＥＣＵ１０に内蔵された判定手段５は、握り部３が握られているものと判定する。すると、同じくＥＣＵ１０に内蔵された制御手段７の作用で、後輪２２のブレーキ６が自動的に解除される。それゆえ、操作者は握り部３に触るだけで他の操作を要せずに、手押し車１００を動かせるようになる。

逆に握り部３から操作者の手が離れると、グリップセンサ４の出力から判定手段５がそれを検知し、手押し車１００から操作者の手を離れたものと判定する。その結果、もし車輪速センサ８からの信号に基づいて手押し車１００の移動が検知されたら、制御手段７が後輪２２のブレーキ６を適度にかけ、手押し車１００は自動的に停止するに至る。

また、手押し車１００の移動速度が所定の制限速度（例えば８ｋｍ／ｈ）を越えないようにブレーキ６の制御が行われるので、速度面でも安全性が高まる。仮に子供がいたずらをしたとしても、親御さんなりの操作者がすぐに追いつく速度しか出ないようになっているのも安心である。

したがって、操作者の手が握り部３に触れるだけで、本発明の手押し車１００は自動的に移動可能になり、逆に握り部３から操作者の手が離れると、本発明の手押し車１００は自動的に制動され短時間でそっと停止するに至る。それゆえ、手押し車１００の操作が極めて容易になり、操作者の負担が軽減されるという効果がある。この効果は、操作者が買い物をしたり他人に対応したりする場合などには、握り部３から頻繁に手を離すことになりがちであるから特に有用である。

（変形態様１）
本実施例の変形態様１として、実施例１では左右の後輪２２に付設されていた車輪速センサ８を、代わりに前輪２１に移した実施態様があり得る。

本変形態様によれば、滑りやすい地面の上でブレーキ６かけた後輪２２がホイールロックしてしまっても、制動されていない前輪２１に付設された車輪速センサ８で移動速度などを正しく計測し続けることができる。

（変形態様２）
本実施例の変形態様２として、手押し車１００の進行方向に働く加速度を検知する加速度センサ９を有してＥＣＵ１０に内蔵し（図１参照）、制御手段７は加速度センサ９の出力に応じてブレーキ６の制動強度を調整する機能をもつ実施形態もあり得る。

本変形態様では、車輪速センサ８からのパルスによって速度を算出しその時間変動をもって加速度を算出する方法に比べ、ホイールロックやスリップとは関係なく精密に加速度を計り続けることができる。その加速度を制御手段７の入力としてブレーキ操作に反映させれば、加速度を制限してより滑らかに発進させたり停止させたりすることが可能になり、乗心地が向上するという効果がある。

また、上り坂や下り坂で握り部３から手を離し手押し車１００を止めた場合にも、停車時の前後方向に沿った坂の斜度を加速度センサ９の出力からＥＣＵ１０で推算することができる。その結果、停車したままブレーキ６をかけ続けるようにしておくこともできるようになり、手押し車１００が不意に動き出しては止まったりするような不都合を防ぐことができる。

（変形態様３）
本実施例の変形態様３として、握り部３が左右方向に水平に延在するフラットバー状のハンドル（図略）になっている形式の手押し車１００への適用した実施形態もあり得る。この変形態様では、握り部３が横長形状で一つであるから、グリップセンサ４も横長形状として一つで済む。

（変形態様４）
本実施例の変形態様４として、グリップセンサ４およびその検出ＩＣ４１をより高感度にすることにより、静電容量スイッチの代わりに静電容量式近接スイッチを構成した変形態様の実施も可能である。本変形態様によれば、操作者が手袋を装着していても握り部３を手で握っているか否かを判定することができるようになり、冬季や寒冷地での使用に適するようになる。

１００：手押し車（実施例１ではベビーカー）
１：本体部
１１：フレーム １２：グリップアーム
１３：フード類 １４：前脚支柱 １５：後脚支柱
２１：左右一対の前輪（車輪として） ２２：左右一対の後輪（車輪として）
３：握り部 ４：グリップセンサ ６：ブレーキ ８：車輪速センサ
１０：ＥＣＵ ５：判定手段 ７：制御手段 ９：加速度センサ

Claims (4)

1. 本体部（１）と、
   この本体部から下方に突出して接地しこの本体部を支える車輪（２１，２２）と、
   この本体部に接合されている握り部（３）と、
   を有する手押し車において、
   前記握り部に操作者が手で触れると出力が変化するグリップセンサ（４）と、
   このグリップセンサのこの出力を観測し当該握り部が握られているか否かを判定する判定手段（５）と、
   前記車輪のうち少なくとも一つを制動するブレーキ（６）と、
   この判定手段で判定された結果に基づき前記ブレーキを自動的に操作する制御手段（７）と、
   を有することを特徴とする、
   手押し車（１００）。
2. 前記車輪のうち少なくとも一つに付設された車輪速センサ（８）をさらに有し、
   前記制御手段は、この車輪速センサからの出力により当該手押し車の移動距離、移動速度および加速度のうち少なくとも一つを算出し算出された結果に基づいて前記ブレーキの制動強度を調整する調整機能をもつ、
   請求項１に記載の手押し車。
3. 当該手押し車の進行方向に働く加速度を検知する加速度センサ（９）をさらに有し、
   前記制御手段は、この加速度センサの出力に応じて前記ブレーキの制動強度を調整する機能をもつ、
   請求項１〜請求項２のうちいずれか一項に記載の手押し車。
4. 前記グリップセンサは静電容量センサであり、この静電容量センサと前記判定手段とで静電容量スイッチおよび静電容量式近接スイッチのうち一方が構成されている、
   請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の手押し車。