JP2020025605A - 手押し車減速装置及びそれを応用した手押し車 - Google Patents

Abstract

【課題】移動する際、磁気抵抗により緩衝機能を提供する手押し車減速装置及びそれを応用した手押し車を提供する。【解決手段】手押し車減速装置３００は、手押し車の車輪軸に応用するとともに、車輪４００、従動歯車５００、リラクタンスモータ６００及び抵抗素子７００を備える。車輪４００は、車輪軸に旋回可能に取付けられるとともに、車輪４００の回転に伴って回転する駆動歯車４１０を有する。従動歯車５００は、車輪軸の一側に位置し、従動歯車５００が駆動歯車４１０と噛合されて駆動されるとともに、接続部５１０を有する。リラクタンスモータ６００は、接続部５１０と接続されて従動歯車５００により駆動される。抵抗素子７００は、永久磁石と電気的に接続される。【選択図】図４Ａ

Description

本発明は、手押し車減速装置及びそれを応用した手押し車に関し、特に、移動する際、磁気抵抗により緩衝機能を提供する手押し車減速装置及びそれを応用した手押し車に関する。

手押し車とは、例えば、スーパーマーケットなどの売り場で使用されるショッピングカート、ベビーカー、歩行器、車椅子などに広く利用される製品である。従来の手押し車の一部には、荷物を積んだり、移動を容易にしたりする固有の機能の他に、駐輪機能を備えたものもあった。

しかし、従来の手押し車構造は、自由に移動可能な状態と駐輪状態とを切換えることしかできず、様々な状況に応じて減速することができる機構を備えていないことが一般的であった。例えば、上り坂で手押し車を使用する際、減速機構を備えていないため、ユーザは手押し車を押し続けなければ、押し戻されて勢いよくぶつかり、ユーザが大怪我などをしてしまう虞があった。

また、その製品の特性により、手押し車を下り坂で使用する場合、ユーザは、手押し車を引っ張りながら前進させなければならないため、姿勢を維持することが困難でより多くの力が必要であり、手押し車を制御することは容易でなかった。また、手押し車が人的ミスにより制御不能となると、勢いよく下り落ちる手押し車にユーザが追いつけなくなる虞があった。特に、車椅子、ベビーカーなどの場合、それらを利用する者の大部分は直ちに反応することができず、取り返しのつかない事故が起きて大怪我をしてしまう虞があった。

本発明の目的は、リラクタンスモータに抵抗素子を組み合わせ、手押し車の車輪軸に抵抗を発生させ、手押し車に減速の緩衝機能を持たせる、手押し車減速装置及びそれを応用した手押し車を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によれば、手押し車の車輪軸に応用するとともに、車輪、従動歯車、リラクタンスモータ及び抵抗素子を備えた手押し車減速装置であって、前記車輪は、前記車輪軸に旋回可能に取付けられるとともに、前記車輪の回転に伴って回転する駆動歯車を有し、前記従動歯車は、前記車輪軸の一側に位置し、前記従動歯車が前記駆動歯車と噛合されて駆動されるとともに、接続部を有し、前記リラクタンスモータは、前記接続部と接続されて前記従動歯車により駆動されるとともに、複数の永久磁石と、前記永久磁石と同様に環状に設けて前記永久磁石に対して回転する複数の金属部材と、を有し、前記抵抗素子は、前記永久磁石と電気的に接続されることを特徴とする手押し車減速装置が提供される。

前記駆動歯車は、リング状ギヤ又は太陽歯車であることが好ましい。

前記抵抗素子は可変抵抗器であり、前記抵抗素子の抵抗値を調整するコントローラをさらに備えることが好ましい。

前記車輪に設けられて前記駆動歯車及び前記従動歯車を覆う筐体をさらに備えることが好ましい。

前記リラクタンスモータと接続され、前記接続部に間接的に接続する変速ギヤセットをさらに備えることが好ましい。

前記変速ギヤセットは、太陽歯車及び複数の遊星歯車を有し、前記太陽歯車は、前記リラクタンスモータに接続されて駆動し、前記遊星歯車は、前記太陽歯車と噛合され、各前記遊星歯車の歯数が前記太陽歯車の歯数より多いことが好ましい。

前記リラクタンスモータと電気的に接続され、前記リラクタンスモータが旋回すると受電する蓄電ユニットをさらに備えることが好ましい。

前記蓄電ユニットと接続される電子機器をさらに備えることが好ましい。

前記電子機器は照明器具又は表示装置であることが好ましい。

上記課題を解決するために、本発明の第２の形態によれば、フレーム及び請求項１〜６の何れか１項に記載の複数の手押し車減速装置を備えた手押し車であって、前記フレームは、複数の車輪軸を有し、前記手押し車減速装置は、前記車輪軸の数より少ないか等しく、前記車輪軸に対応して配設されることを特徴とする手押し車が提供される。

上記課題を解決するために、本発明の第３の形態によれば、フレーム及び請求項７に記載の複数の手押し車減速装置を備えた手押し車であって、前記フレームは、複数の車輪軸を有し、前記手押し車減速装置は、前記車輪軸の数より少ないか等しく、前記車輪軸に対応して配設されることを特徴とする手押し車が提供される。

本発明の手押し車減速装置及びそれを応用した手押し車は、リラクタンスモータに抵抗素子を組み合わせ、手押し車の車輪軸に抵抗を発生させ、手押し車に減速の緩衝機能を持たせる。

本発明の一実施形態に係る手押し車減速装置を示す分解斜視図である。 図１の手押し車減速装置の駆動歯車が従動歯車を駆動する状態を示す斜視図（１）である。 図１の手押し車減速装置の駆動歯車が従動歯車を駆動する状態を示す斜視図（２）である。 図１の手押し車減速装置のリラクタンスモータの構造を示す説明図（１）である。 図１の手押し車減速装置のリラクタンスモータの構造を示す説明図（２）である。 図１の手押し車減速装置の従動歯車がリラクタンスモータに連結される状態を示す分解斜視図である。 図１の手押し車減速装置の車輪がリラクタンスモータを駆動する状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るリラクタンスモータ、変速ギヤ及び従動歯車を示す分解斜視図である。 本発明の他の実施形態に係る手押し車を示す斜視図である。

以下、本発明の目的、特徴及び効果をより分かりやすくするために、具体的な実施形態について図に基づいて詳しく説明する。

図１を参照する。図１に示すように、手押し車減速装置３００を手押し車１００に応用し、手押し車１００のフレーム２００は、複数の車輪軸２１０を有する。手押し車減速装置３００は、数が単一又は複数でもよく、そのうちの幾つか又は全てを車輪軸２１０に取付けてもよい。

図１に示すように、手押し車減速装置３００は、車輪４００、従動歯車５００、リラクタンスモータ６００及び抵抗素子７００を含む。図２Ａ及び図２Ｂを併せて参照する。車輪４００の軸心がフレーム２００の車輪軸２１０に枢着され、手押し車１００が押動されると、車輪４００が車輪軸２１０で旋回する。図２Ａ及び図２Ｂに示すように、車輪４００は、駆動歯車４１０を含む。駆動歯車４１０は、図２Ａのリング状ギヤ又は図２Ｂの太陽歯車でもよい。従動歯車５００は、車輪軸２１０の一側に位置して駆動歯車４１０と噛合する。車輪４００が旋回する際、駆動歯車４１０は、従動歯車５００を旋回させる。図２Ａ〜図４Ｂを併せて参照する。従動歯車５００は、リラクタンスモータ６００を挿着する接続部５１０を有し、従動歯車５００の動力をリラクタンスモータ６００へ伝達する。
リラクタンスモータ６００は、複数の永久磁石６１０及び金属部材６２０を含む。金属部材６２０及び永久磁石６１０は、環状に設けられ、金属部材６２０は永久磁石６１０に対して旋回する。リラクタンスモータ６００の永久磁石６１０は内設式（図３Ａを参照する）又は表面式（図３Ｂを参照する）でもよい。抵抗素子７００は、リラクタンスモータ６００と電気的に接続される。リラクタンスモータ６００の金属部材６２０が旋回すると、金属部材６２０表面の自由電子が永久磁石６１０に対して移動し、永久磁石６１０の磁場が変化する。磁場には、抵抗が変化する傾向があるため、永久磁石６１０と金属部材６２０との間に渦電流が発生し、永久磁石６１０と引き合うもう一つの磁場が生じる。そのため、リラクタンスモータ６００の磁気ダンピング効果を利用すると、本実施形態は、駆動歯車４１０にトルク抵抗が発生する。

磁気抵抗は、別途電力により駆動する必要がないため、手押し車減速装置３００は、減速緩衝効果を常に維持することができる。上述した実施方式のもう一つの長所は、駆動歯車４１０が従来の手押し車１００の製品のホイールリムを直接代替し、非常に高い汎用性を有する。さらに、従動歯車５００は、車輪軸２１０の一側に設けられるため、ホイールリム内に直接収容することができ、手押し車１００の車輪４００の体積が大幅に増えることはない。図４Ａ及び図４Ｂに示すように、手押し車減速装置３００は、車輪４００の側辺に配設するとともに、駆動歯車４１０及び従動歯車５００を覆う筐体３１０を含んでもよい。組立及び販売を容易に行うために、筐体３１０は、図４に示す形状に成形され、リラクタンスモータ６００及び抵抗素子７００を手押し車減速装置３００内で完全に覆ってもよい。

図５を再び参照する。手押し車減速装置３００は、変速ギヤセット６３０を含んでもよい。リラクタンスモータ６００は、まず、変速ギヤセット６３０に接続してから、従動歯車５００の接続部５１０に間接的に接続する。詳しく述べると、変速ギヤセット６３０は、太陽歯車６３１と複数の遊星歯車６３２との組み合わせからなってもよい。太陽歯車６３１は、遊星歯車６３２と噛合し、遊星歯車６３２の歯数は、太陽歯車６３１の歯数より多い。接続部５１０がジョイント６３３、複数の遊星歯車６３２に順次接続されているため、従動歯車５００が駆動されて旋回されるときに、変速ギヤセット６３０を利用してリラクタンスモータ６００を間接的に駆動することができる。手押し車減速装置３００の変速ギヤセット６３０は、リラクタンスモータ６００のトルクを増幅させて減速緩衝効果を高めることができる。

図６を再び参照する。手押し車減速装置３００は、蓄電ユニット７１０を含んでもよい。蓄電ユニット７１０は、リラクタンスモータ６００と電気的に接続されるとともに、リラクタンスモータ６００が旋回するときにその電力を受けることができる。そのため、手押し車１００が上り坂又は下り坂で制御不能になったときに、手押し車減速装置３００は、手押し車１００が勢いよく下り落ちることを防ぐことができる上、リラクタンスモータ６００を介して手押し車１００の位置エネルギーを電気エネルギーに変換し、蓄電ユニット７１０に貯えることもできる。

手押し車減速装置３００は、貯えた電力を利用し、電力が無くても動作可能である。また、手押し車減速装置３００は、電子機器９００を含んでもよく、手押し車減速装置３００、電子機器９００及び蓄電ユニット７１０を図６の手押し車１００に取付けてもよい。電子機器９００は、夜間でも警告できるように、ＬＥＤランプなどの照明器具でもよい。前述した説明から分かるように、金属部材６２０が永久磁石６１０に対して旋回するときに、磁気ダンピング効果が発生し、金属部材６２０が旋回し続けることを防ぎ、磁気ダンピングの強度が磁場により決定される。そのため、抵抗素子７００は、可変抵抗器を含んでもよく、抵抗素子７００の抵抗値が変化するとき、それに伴って永久磁石６１０が電磁誘導により発生する電流も変化し、永久磁石６１０が金属部材６２０に作用する磁気吸引力を間接的に制御することができる。これに対応し、手押し車減速装置３００は、抵抗素子７００の抵抗値を調整するコントローラ８００を含んでもよい。また、他の実施形態において、電子機器９００は、現在の抵抗レベルを表示する表示装置でもよい。勿論、電子機器９００は他の製品に実施してもよく、ここで述べる実施形態は、蓄電ユニット７１０及び電子機器９００の規格、取り付け位置又は応用方式を何ら制限するものではない。

上述したことから分かるように、本発明の手押し車減速装置及びそれを応用した手押し車は、手押し車が上り坂又は下り坂で制御不能となって勢いよく下り落ちることを防ぐことができる上、ユーザが操作する際の快適性を高めることもできる。また、手押し車減速装置は、従来の手押し車のホイールリムに取付けたり直接代替したりすることができるため、汎用性が高い。また、本発明は、手押し車のホイールリムの内部空間を利用して手押し車減速装置を小型の発電機構造に成形し、周辺電子機器に必要な電力を補助的に与えてもよい。

当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と領域を逸脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。

１００ 手押し車
２００ フレーム
２１０ 車輪軸
３００ 手押し車減速装置
３１０ 筐体
４００ 車輪
４１０ 駆動歯車
５００ 従動歯車
５１０ 接続部
６００ リラクタンスモータ
６１０ 永久磁石
６２０ 金属部材
６３０ 変速ギヤセット
６３１ 太陽歯車
６３２ 遊星歯車
６３３ ジョイント
７００ 抵抗素子
７１０ 蓄電ユニット
８００ コントローラ
９００ 電子機器

Claims (11)

1. 手押し車の車輪軸に応用するとともに、車輪、従動歯車、リラクタンスモータ及び抵抗素子を備えた手押し車減速装置であって、
   前記車輪は、前記車輪軸に旋回可能に取付けられるとともに、前記車輪の回転に伴って回転する駆動歯車を有し、
   前記従動歯車は、前記車輪軸の一側に位置し、前記従動歯車が前記駆動歯車と噛合されて駆動されるとともに、接続部を有し、
   前記リラクタンスモータは、前記接続部と接続されて前記従動歯車により駆動されるとともに、複数の永久磁石と、前記永久磁石と同様に環状に設けて前記永久磁石に対して回転する複数の金属部材と、を有し、
   前記抵抗素子は、前記永久磁石と電気的に接続されることを特徴とする手押し車減速装置。
2. 前記駆動歯車は、リング状ギヤ又は太陽歯車であることを特徴とする請求項１に記載の手押し車減速装置。
3. 前記抵抗素子は可変抵抗器であり、
   前記抵抗素子の抵抗値を調整するコントローラをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の手押し車減速装置。
4. 前記車輪に設けられて前記駆動歯車及び前記従動歯車を覆う筐体をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の手押し車減速装置。
5. 前記リラクタンスモータと接続され、前記接続部に間接的に接続する変速ギヤセットをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の手押し車減速装置。
6. 前記変速ギヤセットは、太陽歯車及び複数の遊星歯車を有し、
   前記太陽歯車は、前記リラクタンスモータに接続されて駆動し、
   前記遊星歯車は、前記太陽歯車と噛合され、各前記遊星歯車の歯数が前記太陽歯車の歯数より多いことを特徴とする請求項５に記載の手押し車減速装置。
7. 前記リラクタンスモータと電気的に接続され、前記リラクタンスモータが旋回すると受電する蓄電ユニットをさらに備えることを特徴とする請求項１又は請求項６に記載の手押し車減速装置。
8. 前記蓄電ユニットと接続される電子機器をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の手押し車減速装置。
9. 前記電子機器は照明器具又は表示装置であることを特徴とする請求項８に記載の手押し車減速装置。
10. フレーム及び請求項１〜６の何れか１項に記載の複数の手押し車減速装置を備えた手押し車であって、
    前記フレームは、複数の車輪軸を有し、
    前記手押し車減速装置は、前記車輪軸の数より少ないか等しく、前記車輪軸に対応して配設されることを特徴とする手押し車。
11. フレーム及び請求項７に記載の複数の手押し車減速装置を備えた手押し車であって、
    前記フレームは、複数の車輪軸を有し、
    前記手押し車減速装置は、前記車輪軸の数より少ないか等しく、前記車輪軸に対応して配設されることを特徴とする手押し車。

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