JP2021045587A - 車椅子ブレーキシステム - Google Patents

Abstract

【課題】落下事故を未然に防ぐことのできる車椅子ブレーキシステムを提供する。【解決手段】搭乗者が車椅子から立ち上がった場合など平常時にはブレーキロック状態で作動し、搭乗者が車椅子に座ったり車椅子を折り畳んだ場合にのみブレーキ２０が自動解除され、搭乗者が車椅子に座った場合または車椅子が折り畳まれた場合にのみ移動が可能であり、車椅子を乗り降りする際に発生し得る落下安全事故を未然に防ぐことができる車椅子ブレーキシステムである。【選択図】図１

Description

発明は、車椅子ブレーキシステムに関し、更に詳細には、搭乗者が車椅子から立ち上がった場合など平常時にはブレーキロック状態で作動し、搭乗者が車椅子に座ったり車椅子を折り畳んだ場合にのみブレーキが自動解除されるので、搭乗者が車椅子に座った場合または車椅子が折り畳まれた場合にのみ移動が可能で、車椅子を乗り降りする際に発生し得る落下安全事故を未然に防ぐことができる車椅子ブレーキシステムに関する。

一般に、車椅子は、体の不自由な患者が搭乗して移動する手段であって、患者が直接車椅子を引いたり保護者が後ろから車椅子を押して移動することになる。車椅子は、体の不自由な患者が搭乗するだけに、車椅子を乗り降りするときが非常に危険であり、車椅子を乗り降りする途中に車椅子が動いて、患者が車椅子から落ちて負傷する落下安全事故が頻繁に発生する問題があった。

上記のような問題を解決するために、ブレーキが装着された車椅子が開発されているが、従来の車椅子ブレーキシステムは、自転車のようにブレーキを人為的に動作させる場合にのみ車椅子のブレーキが作動するため、落下安全事故の発生を防ぐことができないという問題があった。

上記のような問題点を解決するために案出されたものであって、本発明の目的は、車椅子に搭乗者が搭乗していない状態では、ブレーキがロック状態で作動して停止し、車椅子に搭乗者が完全に搭乗した場合にのみ、ブレーキが解除されて動くことにより、車椅子から降りたり搭乗したりする場合に車椅子が動いて発生する落下事故を未然に防ぐことのできる車椅子ブレーキシステムを提供することにある。

上記のような目的を達成するために、本発明による車椅子ブレーキシステムは、車椅子の車輪に設けられたブレーキと、前記ブレーキと連結されて前記ブレーキをロックおよび解除させるブレーキ動作制御部とを含んで構成されるが、前記ブレーキは、平常時にロック状態にあり、搭乗者が完全に搭乗したり車椅子が折り畳まれた場合、前記ブレーキ動作制御部がこれを感知して、前記ブレーキをロック状態から解除状態に切り替えるように制御することを特徴とする。

前記ブレーキ動作制御部は、一端が前記ブレーキと弾性的に連結された連結部材と、前記連結部材の他端が固定結合され、搭乗者が搭乗時に前記ブレーキと連結された連結部材を作動させてブレーキを解除し、前記搭乗者が立ち上がる場合、前記連結部材を復帰させて再びブレーキをロック状態に切り替えるスイッチ動作を行うブレーキスイッチ部材とを含むことを特徴とする。

前記連結部材は、バーまたはケーブルに形成でき、前記ブレーキスイッチ部材は、非電動式または電動式に構成され、自動的に動作することを特徴とする。

前記ブレーキスイッチ部材は、非電動式に構成される場合、車椅子のシート下部に設けられ、前記ケーブルの他端が固定されて内部に収容され連結された感知フレームと、前記感知フレームと結合し、搭乗者がシートに搭乗する場合、前記感知フレームに収容されたケーブルを加圧して、ケーブルの張力方向を切り替える上部プレートとを含むことを特徴とする。

前記上部プレートは、ケーブル収容部を備え、搭乗者が搭乗していない状態では、ケーブルが前記ケーブル収容部から加圧されていない状態にあり、搭乗者が搭乗する場合、前記上部プレートが下部に移動すると共に、前記ケーブル収容部が前記収容されたケーブルを加圧し、前記ケーブルが加圧されると、ブレーキと反対側へケーブルに張力が発生することなり、ロックされていたブレーキが開放されて、ブレーキが解除されるように動作することを特徴とする。

前記感知フレーム及び上部プレートは、複数のユニットに分割構成され、各ユニットに連結されたケーブルが、少なくとも１つがブレーキと連結され、前記複数のユニットの少なくとも１つが動作する場合、ブレーキがロック状態から解除状態に切り替わることを特徴とする。

ここで、前記ブレーキ動作は、少なくとも１つのユニットのみ動作してもブレーキが解除されるように構成することができ、すべてのユニットが動作する場合、ブレーキが解除されるようにセットして構成することができる。

前記ブレーキスイッチ部材が電動式に構成される場合、車椅子のシート下部に設けられ、前記ケーブルの他端が固定されて内部に収容され、前記ケーブルを電気的に回転させて張力の方向を変換する電気駆動部を備える感知フレームと、前記感知フレームと結合し、センサを備えて搭乗者が車椅子に搭乗することを感知する上部プレートとを含むことを特徴とする。

ここで、前記センサは、圧力感知センサ、赤外線センサ、光センサ、またはこれらの組み合わせにより構成され得る。

前記電気駆動部は、ケーブルの方向を切り替え、ケーブルを回転させる電動プーリーと、前記電動プーリーを駆動させる回転力を提供するモータと、前記モータの回転力を制御する駆動制御器とを含んで構成され、前記上部プレートに設けられた圧力感知センサから搭乗者の搭乗を感知して前記モータを駆動させ、前記電動プーリーを回転させて、張力が反対方向に作用してブレーキが解除されるように制御し、搭乗者の下車を感知してモータを反対に駆動させ、前記電動プーリーを元の位置に回転復帰させて、張力がブレーキ方向に作用してブレーキがロックされるように制御することを特徴とする。

また、前記電気駆動部は、加速度センサや及び傾斜センサのようなセンサユニットをさらに含んで構成され、ブレーキのロック及び解除の単純なスイッチ動作だけでなく、車椅子の速度が過度に速かったり傾斜地で走行する場合、安全のためにブレーキを自動的に動作させて定速走行が可能なように構成されることを特徴とする。

車椅子に搭乗者が搭乗していない状態では、ブレーキがロック状態で作動して停止し、車椅子に搭乗者が完全に搭乗した場合にのみブレーキが解除されて移動することにより、車椅子から降りたり搭乗する場合に車椅子が動いて発生する落下事故を未然に防ぐことができるという優れた効果が発生する。

本発明の好ましい実施例に係る車椅子を概略的に示した装置構成図である。 本発明のまた別の実施例に係る車椅子を概略的に示した装置構成図である。 本発明の好ましい実施例により感知フレームと上部プレートとが４つに分離構成されたことを概略的に示したものである。 本発明の好ましい実施例により感知フレームと上部プレートとが２つに分離構成されたことを概略的に示したものである。 図３の車椅子のブレーキ動作を概略的に示したものである。 車椅子が折り畳まれた状態を概略的に示したものである。 本発明のまた別の実施例による車椅子ブレーキシステムを概略的に示したものである。 図７の詳細構成図である。 本発明の好ましい実施例に係る電動式で駆動する車椅子を概略的に示したものである。 本発明の好ましい実施例に係るブレーキを概略的に示したものである。 本発明の好ましい実施例に係るスイッチ部材が安全装置である安全バーまたは安全ベルトにより構成されたことを概略的に示したものである。 図１１のスイッチ部材が安全バーにより構成された場合の詳細図である。 図１１のスイッチ部材が安全バーにより構成された場合の詳細図である。 図１１のスイッチ部材が安全バーにより構成された場合の詳細図である。 図１１のスイッチ部材が安全バーにより構成された場合の詳細図である。 図１１のスイッチ部材が安全ベルトにより構成された場合の詳細図である。 図１１のスイッチ部材が安全ベルトにより構成された場合の詳細図である。 図１１のスイッチ部材が安全ベルトにより構成された場合の詳細図である。 本発明によるフットサポートがブレーキスイッチ部材として適用される構造を概略的に示したものである。 本発明によるフットサポートがブレーキスイッチ部材として適用される構造を概略的に示したものである。 本発明によるフットサポートがブレーキスイッチ部材として適用される構造を概略的に示したものである。

上記のような目的を達成するために、本発明による車椅子ブレーキシステムは、車椅子の車輪に設けられたブレーキと、前記ブレーキと連結されて前記ブレーキをロックおよび解除させるブレーキ動作制御部とを含んで構成されるが、 前記ブレーキは、平常時にロック状態にあり、搭乗者が搭乗して安全装置を動作させる場合に同期化し、前記ブレーキ動作制御部がこれを感知して、前記ブレーキをロック状態から解除状態に切り替えるように制御することを特徴とする。

以下、本発明の具体的な実施例について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の好ましい実施例に係る車椅子を概略的に示した装置構成図である。

図１を参照すると、本発明による車椅子ブレーキシステムは、車椅子の車輪に設けられたブレーキ２０と、前記ブレーキと連結されて前記ブレーキをロック及び解除させるブレーキ動作制御部１０とを含んで構成されるが、前記ブレーキは、平常時にロック状態にあり、搭乗者が完全に搭乗したり車椅子が折り畳まれた場合、前記ブレーキ動作制御部が動作して前記ブレーキをロック状態から解除状態に切り替えるように制御することを特徴とする。

前記ブレーキ動作制御部１０は、一端が前記ブレーキと連結された連結部材１１０と、前記連結部材の他端と結合され、搭乗者の搭乗時に前記ブレーキと連結された連結部材を作動させてブレーキを解除し、前記搭乗者が立ち上がる場合、前記連結部材を復帰させて再びブレーキをロック状態に切り替えるブレーキスイッチ部材１２０とを含んで構成され得る。

すなわち、前記ブレーキスイッチ部材１２０は、前記搭乗者が車椅子に搭乗すると、ブレーキを解除状態に切り替え、車椅子に搭乗した搭乗者が車椅子から立ち上がったり折り畳まれていた車椅子が広げられると、前記連結部材を元の状態に復帰させて前記ブレーキをロック状態に切り替えるスイッチ動作を行う。

より具体的に、前記連結部材１１０は、ケーブルまたはバーにより構成でき、搭乗者がいない状態では、前記ケーブルが、ブレーキに張力が提供される状態でセットされ、ブレーキがロック状態を維持するようにする。ここで、前記ケーブルは、ワイヤ（紐）状に構成された部材を意味する。

すなわち、平常時には前記ケーブルがブレーキをロックするように張力を提供する状態に維持するので、常にブレーキがかかっている状態を維持することになる。しかし、搭乗者が搭乗する場合、自動的に前記ケーブルを反対方向に引張して、ブレーキを解除することになる。

前記ブレーキスイッチ部材１２０は、非電動式または電動式に構成され得る。

まず、非電動式に構成される場合、前記ブレーキスイッチ部材１２０は、車椅子のシート下部に設けられ、前記ケーブルの他端が固定されて内部に収容され連結された感知フレームと、前記感知フレームと結合し、搭乗者がシートに搭乗する場合、前記感知フレームに収容されたケーブルを加圧して、ケーブルの張力方向を切り替える上部プレートとを含んで構成され得る。

より具体的に、前記上部プレートは、ケーブル収容部を備え、搭乗者が搭乗していない状態では、ケーブルが前記ケーブル収容部から加圧されていない状態にあり、搭乗者が搭乗する場合、前記上部プレートが下部に移動すると共に、前記ケーブル収容部が前記収容されたケーブルを加圧することになる。

上記のとおり、ケーブルが加圧されると、ブレーキと反対側へケーブルに張力が発生することになり、ロックされていたブレーキが開放されて、ブレーキが解除されることになる。

従って、搭乗者が搭乗していない状態では、常にブレーキがロック状態を維持し、搭乗者が車椅子に搭乗した場合にのみブレーキが解除されるように作動することになる。

図２は、本発明のまた別の実施例に係る車椅子を概略的に示した装置構成図である。

図２を参照すると、前記連結部材１１０は、ケーブルではなくバー状に構成でき、前記連結部材の一端は、ブレーキ動作制御部２０と連結され、複数の関節を含んで構成できる。

前記動作制御部２０は、車椅子のシート下部にプレート状に弾性結合されて、搭乗者が搭乗する場合、下部に弾性変位が発生し、搭乗者が下車すると復元力により元の位置に復帰する。

また、前記連結部材は、車輪の中心軸と一致する中心軸を有し、前記中心軸が車輪のブレーキとケーブルとで連結され得る。

これによって、搭乗者が搭乗していない状態では、初期張力を提供してブレーキがロック状態にあり、搭乗者が車椅子に搭乗すると、前記動作制御部２０が下部に弾性変位し、前記弾性変位により一体に結合された連結部材が、変位が発生してブレーキと連結されたケーブルを初期張力の反対方向へ作用させて、ブレーキがロック状態から解除状態に変わることになる。

図３は、本発明の好ましい実施例により感知フレームと上部プレートとが複数に分離構成されたことを概略的に示したものである。

本実施例は、上部プレートが４つに分離構成された場合であるが、図４のとおり２つに分離構成でき、設計に応じて多様な個数に分離構成できることは自明である。

図３を参照すると、感知フレームは、４つのユニットに区画され、各ユニット内部にはプーリーアセンブリが形成され、前記プーリーアセンブリを介して連結部材であるケーブルが結合される。

前記プーリーアセンブリは、ブレーキのロック解除に直接影響を及ぼすメインプーリーと、ブレーキのロック解除に直接影響を与えず、ケーブルの方向を切り替えて連結させるサブプーリーとを含んで構成され得る。

前記メインプーリーは、４つのユニットそれぞれに２つが一定の間隔離隔して一対をなすように構成でき、メインプーリーはケーブルが巻かれた状態において、１つのプーリーはケーブルが少なくとも一回転巻かれた状態で、ケーブルがサブプーリーを介してブレーキと連結される。

ここで、ケーブルもまた区画されたユニット数と同様に４つに構成でき、各ユニット当たり１つのケーブルが締結され、４つのうち２つのケーブルが１つの対として２つのブレーキに各々連結される。

本実施例は、第１ユニットに締結された第１ケーブルと、第４ユニットに締結された第４ケーブルとが、１つの対として第１ブレーキに連結され、第２ユニットに締結された第２ケーブルと、第３ユニットに締結された第３ケーブルとが、１つの対として第２ブレーキに連結される。

４つの前記ケーブルが始まる端には、ネジ調節部が形成され、各ケーブルの張力を調節するように構成できる。

また、上部プレートは、４つに分離構成される。各上部プレートは、プレートの下部にケーブル収容部と、前記感知フレームと締結される結合部材とを含んで構成できる。

前記結合部材は、搭乗者が搭乗するか否かに応じて上部プレートが上下移動できるように弾性締結されるために、弾性バネで形成されて、感知フレームと締結され得る。

また、前記ケーブル収容部は、プレートの下部に突出した突出バーと、前記突出バーに設けられたケーブル収容溝とを含んで構成できる。

前記ケーブル収容溝は、一対のメインプーリーに巻かれたケーブルを収容しなければならないため、図２のように２つ形成され得る。

上記のように上部プレートが４つに分離構成され、一対のブレーキがそれぞれ２つのケーブルと連結され、ケーブルと連結されたブレーキの張力を調節して、４つのユニットの少なくとも１つのユニットが加圧されると、ブレーキが解除されるように構成することができる。

例えば、ケーブルの張力調節を通じて、一対のブレーキに連結された各々１つのユニットが加圧される場合、ブレーキが解除されるように構成することができ、４つのユニットがすべて加圧される場合、ブレーキが解除されるように構成することができる。

図５は、図３の車椅子のブレーキ動作を概略的に示したものである。

図５を参照すると、搭乗者が搭乗していない初期状態では、ケーブルの張力がブレーキに作用する状態に維持されて、ブレーキがロック状態を維持する。

ここで、ケーブルは、一端がブレーキと結合され、他端は感知フレームのケーブル調節部と連結される。前記ケーブル調節部は、調節ネジでケーブルの張力を調節することができる構成であると共に、固定端の役割を担い、ケーブルの一端であるブレーキ結合端は、弾性端として外力によって張力の方向が反対方向に変わるように動作することができる。

万が一、搭乗者が車椅子に搭乗する場合、感知フレームと弾性結合された上部プレートが下部に移動すると共に、ケーブル収容部の収容溝に収容されたケーブルが下部に加圧される。

上記のように、ケーブルが下部に加圧されると、加圧される変位の分メインプーリーが回転することになり、他端は固定端であるため、弾性端であるブレーキ結合端から引張する張力が発生し、これによりブレーキ方向に作用していた張力の方向が反対に変わって、ブレーキがロック状態から解除状態に切り替わる。

ここで、前記上部プレートは、４つのユニットに分離されて構成され、１つのブレーキは、２つのユニットと連結された２つのケーブルと連結された状態であるので、４つのユニットの少なくとも１つが加圧される場合には、ブレーキに作用していた張力の方向が変わり、ブレーキが解除されるため、搭乗者が搭乗した状態でのみブレーキが解除される。

上記４つのユニットのうちいくつのユニットが加圧される場合にブレーキが解除されるように構成するかは、ケーブルの張力を調節して自由に決定することができる。

図６は、車椅子が折り畳まれた状態を概略的に示したものである。

図６を参照すると、車椅子が折り畳まれる場合、曲げることによってケーブルを引張する張力が発生し、他端は固定端であるため、弾性端であるブレーキ結合端から引張する張力が発生し、これによりブレーキ方向に作用していた張力の方向が反対に変わって、ブレーキがロック状態から解除状態に切り替わる。

図７は、本発明のまた別の実施例による車椅子ブレーキシステムを概略的に示したものであり、図８は、図７の詳細構成図である。

図７及び８を参照すると、本発明に係る車椅子ブレーキシステムは、ブレーキを遮断バーとして構成することができ、搭乗者が搭乗していない状態では、遮断バーがスポークの間を通過してスポークにかかるため、車椅子がロック状態を維持することになる。

また、搭乗者が搭乗する場合、前記遮断バーが内部に弾性移動され、車輪の内部に移動するので、ロックが解除された状態に切り替わる。

ここで、ブレーキ動作制御部は、車椅子のシート下部に設けられる板バネと、前記板バネによる弾性力を機械的変位に変換するギヤボックスと、前記ギヤボックスの後端に設けられた弾性部材とを含み、前記ギヤボックスを介して変換された変位の分前記弾性部材が圧縮されて、遮断バーが内部に移動することになる。

また、搭乗者が下車する場合、前記板バネで作用した弾性力が取り除かれ、復元力により前記ギヤアセンブリが元の位置に復帰する機械的変位を発生し、前記圧縮されていた弾性部材が復元力によって元の位置に復帰すると、遮断バーがスポークを通過してロック状態に切り替わる。

以下、ブレーキスイッチ部材が電動式に構成される場合について見ることとする。

図９は、本発明の好ましい実施例に係る電動式で駆動する車椅子を概略的に示したものである。

図９を参照すると、本実施形態に係るブレーキスイッチ部材は、車椅子のシート下部に設けられ、前記ケーブルの他端が固定されて内部に収容され、前記ケーブルを電気的に回転させて張力の方向を切り替える電気駆動部を備える感知フレームと前記感知フレームと結合し、圧力感知センサを備えて搭乗者が車椅子に搭乗することを感知する上部プレートとを含んで構成され得る。

前記電気駆動部は、ケーブルの方向を切り替え、ケーブルを回転させる電動プーリーと、前記電動プーリーを駆動させる回転力を提供するモータと、前記モータの回転力を制御する駆動制御器とを含んで構成され得る。

前記駆動制御器は、前記上部プレートに設けられた圧力感知センサから搭乗者の搭乗を感知して前記モータを駆動させ、前記電動プーリーを張力の反対方向に回転させるように制御することができる。

これを通じ、ブレーキ方向に作用していた張力が反対方向に作動し、これによりブレーキがロック状態から解除状態に切り替わる。具体的なブレーキのロック及び解除の原理は、機械式と同じなので、具体的な説明は省略することとする。

続いて、搭乗者が下車して圧力感知センサのセンシング値が変わる場合、前記駆動制御器は、電動プーリーを元の位置に復帰回転させ、これを通じて、張力の方向が再びブレーキ方向に変換し、ブレーキが解除状態からロック状態に変換する。

ここで、搭乗者が完全に搭乗するか完全に下車した場合にのみブレーキが解除及びロックされるように、機械式と同様に感知フレームと上部プレートとを複数のユニットに分割構成することができる。

また、前記電気駆動部は、加速度センサ及び傾斜センサのようなセンサユニットをさらに含んで構成され得る。

これを通じて、ブレーキのロック及び解除の単純なスイッチ動作だけでなく、車椅子の速度が速すぎたり傾斜地で走行する場合、安全のためにブレーキを自動的に動作させるように構成することができる。

すなわち、速度が速い場合や下り坂の場合、センサユニットを介して感知されると、ブレーキを完全にロック状態に切り替えるのではなく、ブレーキが一部のみ動作するようにすることにより制動力を提供し、速度を落として安全に走行するように制御することができる。

また、加速度センサをさらに含み、車椅子の速度を測定し、設定された速度（例えば、時速５〜１０ｋｍの範囲で設定）を超える場合、電動プーリーを駆動させてブレーキを動作させる。

ここで、超過した速度に応じてかけられるべきブレーキのロックの程度を調節して、電動プーリーの駆動を制御することにより、安全な走行を保障することができる。

図１０は、本発明の好ましい実施例に係るブレーキを概略的に示したものである。

本発明に係るブレーキは、（ａ）のようにブレーキパッド作用式、（ｂ）のようにベビーカーに主に適用されるキャリパー作用式、（ｃ）のように自転車に主に適用されるリムブレーキ式、（ｄ）のようにバンドブレーキ式など、多様な形態で構成でき、電動式の場合、ブレーキのロックの程度の調節が容易なバンドブレーキ式で構成することが好ましい。

図１１は、本発明のまた別の実施例に係るスイッチ部材が安全装置である安全バーまたは安全ベルトにより構成されたことを概略的に示したものであり、図１２〜１５は、図１１のスイッチ部材が安全バーにより構成された場合の詳細図であり、図１６〜図１８は、図１１のスイッチ部材が安全ベルトにより構成された場合の詳細図である。

図１１を参照すると、本発明に係る車椅子ブレーキシステムは、車椅子の搭乗者が車椅子に搭乗した後、安全バーまたは安全ベルトを絞めた場合にのみブレーキが解除されるように構成され得る。
本発明に係る車椅子ブレーキシステムは、車椅子の車輪に設けられたブレーキ２０と、前記ブレーキと連結されて前記ブレーキをロック及び解除させるブレーキ動作制御部１０とを含んで構成されるが、前記ブレーキは、平常時にロック状態にあり、搭乗者が搭乗して安全バーまたは安全ベルトを絞める場合、これと連動する前記ブレーキ動作制御部がこれを自動的に感知して、前記ブレーキをロック状態から解除状態に切り替えるように制御することを特徴とする。

前記ブレーキ動作制御部１０は、一端が前記ブレーキと連結された連結部材１１０と、前記連結部材の他端と結合され、搭乗者が搭乗する場合、安全装置を締結する場合、前記ブレーキに連結された連結部材を作動させてブレーキを解除し、前記安全装置を解除して折り畳む場合、前記連結部材を元の位置に復帰させて再びブレーキをロック状態に切り替えるブレーキスイッチ部材１２０とを含んで構成され得る。

すなわち、前記ブレーキスイッチ部材１２０は、前記搭乗者が車椅子に搭乗した後、安全装置を締結すると、連結部材を加圧して、ブレーキに作用する張力を反対方向に切り替えてブレーキを解除状態に切り替え、車椅子に搭乗した搭乗者が安全装置を解除すると、前記連結部材への加圧が取り除かれて、復元力により連結部材をブレーキ方向に張力が作用する元の状態に復帰させ、前記ブレーキをロック状態に切り替えるスイッチ動作を行う。

より具体的に、前記連結部材１１０は、張力調節が可能なケーブルまたは紐状に構成でき、搭乗者がいない状態では、前記ケーブルがブレーキに張力が提供される状態でセットされて、ブレーキがロック状態を維持するようにする。ここで、前記ケーブルは、ワイヤ（紐）状に構成された部材を意味する。

すなわち、平常時には、前記ケーブルがブレーキをかけるように張力を提供する状態に維持するため、常にブレーキがかかっている状態を維持することになる。しかし、搭乗者が搭乗して安全バーまたは安全ベルトを着用する場合、ケーブルを加圧することになり、連結部材が加圧により変位する分、前記ケーブルを反対方向に引張することになり、これによりブレーキを解除することになる。

前記ブレーキスイッチ部材１２０は、非電動式または電動式に構成され得る。

本発明は、ブレーキスイッチ部材１２０の構成が、安全バー、安全ベルト、または後述するフットサポートにより構成され得るという点を除いては、ケーブルの張力を調節してブレーキのロックを解除する作用及び効果は同一である。

図１２は、安全バーが形成された車椅子の構造であり、前記安全バー１２１がブレーキスイッチ部材１２０の役割を担い、前記安全バー１２１が締められる前は、ケーブルの張力がブレーキを向いているので、ブレーキがロック状態を維持することになる。

前記ケーブルは、一端がブレーキに連結されているため固定端であるが、他端は張力調節部材に結合され、張力を調節できるように構成され得る。

また、前記ケーブルは、一端がブレーキに結合されて安全バーの内部まで連結され、プーリー（滑車）を介して張力調節部と連結される。

ここで、前記ケーブルは、図１４及び１５のように、２つのブレーキから連結されたブレーキケーブルと前記張力調節部で連結された制御ケーブルとが一体に結合される結合部をさらに含んで構成でき、前記結合部を介して２つのブレーキケーブルが前記制御ケーブルの動作に応じて一体に動作することになる。

また、搭乗者が搭乗して前記安全バー１２１が締められると、安全バーの内部に設けられた制御ケーブルが加圧され、プーリーを経て連結された張力調節部は固定されているので、ブレーキケーブル方向のケーブルが引張され、ブレーキケーブルに反対方向へ張力が発生して、ケーブルの張力がブレーキ方向から反対方向に切り替わり、ブレーキがロック状態から解除状態に変わることになる。

そして、前記安全バー１２１を解除すると、安全バーの内部のケーブルに作用していた張力が取り除かれ、ケーブルの張力が再びブレーキ方向に向くことになり、ブレーキが解除状態からロック状態に変わることになる。

従って、搭乗者が搭乗して安全バー１２１が締められた状態においてのみブレーキが解除されるため、搭乗者の安全をより強化することができる。

図１３の実施例は、安全ベルトが形成された車椅子の構造であって、前記安全ベルト１２２がブレーキスイッチ部材１２０の役割を担い、前記安全ベルト１２２が締められる前はケーブルの張力がブレーキを向いているので、ブレーキがロック状態を維持することになる。

図１３の実施例は、図１１の実施例と動作原理は同一であり、安全ベルトの着用有無に応じてブレーキと連結されたケーブルの張力方向を変換し、ブレーキをロック状態から解除状態、再び解除状態からロック状態に変換することになる。

図１２及び１３は、安全ベルトがバックル式に構成されたものであって、バックル１２２が締められる締結フレーム内部、バックル投入部にブレーキで連結されたケーブルが位置し、安全ベルトを着用するためにバックル１２２を締結フレームのバックル投入部に結合させると、ケーブルを加圧することになり、前記ケーブルの加圧に応じてブレーキ方向に作用していた張力の方向が反対に変換して、ブレーキがロック状態から解除状態に切り替わる。

ここで、前記締結フレーム内部のケーブルは、複数のプーリーによって結合されるため、バックル１２２がケーブルを加圧して、ケーブルが内側に変位する分ケーブルを引張し、これによりブレーキを向いていた張力の方向が反対方向に変わるとともにブレーキが緩み、前記バックル１２２が締結フレームから分離されると、加圧されていたケーブルが元の位置に復帰し、これによりケーブルを引張する力が取り除かれて、ケーブルの張力が再びブレーキを向くことになり、ブレーキがロックされる。

図１８は、本発明のまた別の実施例に係る安全ベルトを概略的に示したものである。

図１８を参照すると、締結フレーム１２３ｂ内には、ケーブルの方向を切り替えるガイド部材１２３ｃを含み、バックル１２３ａが締結フレーム１２３ｂに挿入されて締結されることにより、前記ガイド部材１２３ｃがケーブルを変位させて引張力を発生させ、それによってブレーキの張力方向が反対に変わり、ブレーキがロック状態から解除状態に切り替わる。

より具体的に、前記ガイド部材１２３ｃは、前面と背面とにそれぞれ対向するように２つのガイド溝Ａ、Ｂが形成され、前面ガイド溝Ａの上に突出する前面突出部Ｃと、背面ガイド溝Ｂの下に突出しケーブルが締結される背面突出部Ｄとを一体に備えて、前記前面突出部と背面突出部とをガイド溝に沿って相対移動させ、前記ガイド部材内に実装される移動部材１２３１を含んで構成され得る。

前記移動部材１２３１は、回転軸を介して移動するが、移動部材は、バネによって基本弾性力を有するように形成され、弾性力によって常に前面突出部が前面ガイド溝の最上部に位置するようにセットされ得る。従って、バックル１２３ａが締結されて前面突出部が前面ガイド溝の下部に移動したとしても、前記バックル１２３ａが除去されると、復元力によって元の位置に戻っていくことになる。

ここで、前記バックル１２３ａは、前記移動部材の前面上に挿入されるように構成されるため、前記バックル１２３ａが締結フレーム１２３ｂに挿入されると、前記バックル１２３ａが前面突出部Ｃを下部に押しながら挿入され、前記前面突出部Ｃが前面ガイド溝Ａに沿って下部に移動する。

このとき、前記前面突出部Ｃと相対移動する背面突出部Ｄは、前記前面突出部Ｃが下部に移動することにより、背面ガイド溝Ｂに沿って上部に移動することになる。

これにより、前記背面突出部Ｄと結合されたケーブルが上部に移動しつつ引張されるとともに、ブレーキ方向に張力が発生していたケーブルの張力方向が反対となり、ブレーキがロック状態から解除状態に切り替わる。

次に、前記バックル１２３ａが締結フレーム１２３ｂから分離されると、前記移動部材１２３１は、バネの復元力によって元の位置に復帰することになり、これにより相対移動する背面突出部も元の位置に復帰するとともにケーブルの張力方向もまた元の位置に復帰し、ケーブルの張力方向が再びブレーキを向くことになって、ブレーキが解除状態からロック状態に切り替わる。

図１９〜２１は、本発明に係るフットサポートがブレーキスイッチ部材として適用される構造を概略的に示したものである。

図１９〜２１の実施例は、フットサポートがブレーキスイッチ部材の役割を担い、前記フットサポートが折り畳まれた状態にある場合、ケーブルの張力がブレーキを向いているので、ブレーキがロック状態を維持することになる。

また、搭乗者が搭乗して前記フットサポートを広げると、フットサポート内に設けられたケーブルが加圧されて、ケーブルに反対方向へ張力が発生し、ケーブルの張力がブレーキ方向から反対方向に切り替わって、ブレーキがロック状態から解除状態に変わることになる。

図１９の実施例は、最も単純化された形態の実施例であり、フットサポート１２４が折り畳まれているときを基準にケーブルの張力がブレーキを向くように調節するのでブレーキがロック状態にあり、フットサポート１２４を広げる場合、ケーブルを引っ張るため、ケーブルの張力がブレーキの反対方向に作用して、ブレーキパッドが離隔しブレーキがロック状態から解除状態に切り替わる。

より具体的に、２つのケーブルが連結部材１１０により構成でき、フットサポートが上下または左右に折り畳まれることにより、第１ケーブル（青色）と第２ケーブル（緑色）の張力が相対的に作用するように構成でき、フットサポートが折り畳まれた状態では、第１ケーブルは張力がなく、第２ケーブルのみ張力が作用する状態で、ブレーキはロック状態を維持し、フットサポートが広げられると、反対に第１ケーブルに張力が作用し、第２ケーブルは張力がない状態に切り替わってブレーキの張力が変わり、ブレーキがロック状態から解除状態に切り替わる。

図２０の実施例は、フットサポート１２５がブレーキスイッチ部材１２０の役割を担うが、フットサポートとブレーキとの間にケーブルによって連結される張力調節部６０をさらに含んで構成される実施例である。

前記張力調節部６０は、ブレーキケーブル１１５を介してブレーキ２０と連結され、制御ケーブル１１６を介してフットサポート１２５と連結される。

前記張力調節部６０は、シート下部に固定設置されるガイドレール６１０と、前記ガイドレールに沿って移動するスライド部材６２０とを含んで構成され得る。

前記スライド部材６２０の一端には制御ケーブル１１６が連結され、他端にはブレーキケーブル１１５が連結される。

ここで、前記ブレーキケーブル１１５は、ブレーキ方向に張力が提供された状態で設けられるため、上記スライド部材６２０は張力を受けるブレーキケーブルの影響を受ける。すなわち、フットサポート１２５が折り畳まれた状態では、ブレーキケーブルがブレーキ方向に張力が作用して、ブレーキがロック状態に維持される。

また、前記フットサポート１２５が折り畳まれた状態から広げられると、ブレーキケーブル１１５の長さがブレーキの反対方向に増加するとともにブレーキの反対方向に張力が発生し、それによって制御ケーブルが加圧されるとともに引張され、前記スライド部材６２０がガイドレール６１０に沿って車椅子の前面方向に移動し、これによりブレーキケーブル１１５も引張され、張力の方向がブレーキ方向から反対方向に作用して、ブレーキがロック状態から解除状態に切り替わる。

ここで、前記張力調節部６０は、２つのフットサポート１３５と１つのブレーキケーブル１１５とに連結されるため、前記足支持台がいずれも広げられた場合にのみ前記張力調節部６０を動作させてブレーキが解除できる。

また、前記フットサポート１２５が再び折り畳まれると、ブレーキケーブル１１５の延びた長さが減少するともに張力が取り除かれて、前記制御ケーブル１１６に作用していた力が取り除かれるとともに、復元力により前記スライド部材６２０が元の位置に移動し、それに伴ってブレーキケーブル１１５に作用していた張力もまたブレーキ方向に変わり、ブレーキパッドを加圧してブレーキが解除状態からロック状態に切り替わる。

ここで、前記スライド部材６２０は、張力が加わるまたは取り除かれる場合、移動または元の位置に復帰するための弾性力と復元力とを提供するために、ガイドレール６１０とスライド部材６２０とが弾性バネによって結合できる。

図２１の実施例は、フットサポート１２６がブレーキスイッチ部材１２０の役割を担うが、フットサポートとブレーキとの間にケーブルによって連結されるギヤアセンブリ７０をさらに含んで構成される実施例である。

図２１を参照すると、ギヤアセンブリ７０は、制御ケーブル１１８と連結されて回動する第１軸回動ギヤユニット７１０と、前記第１軸回動ギヤユニットと結合されて第２軸に回動する第２軸回動ギヤユニット７２０と、ブレーキケーブル１１７と連結されて前記第２軸回動ギヤユニットによって第１軸に回動するとともにブレーキケーブルを加圧するブレーキ制御ユニット７３０と含んで構成され得る。

前記第１軸回動ギヤユニット７１０は、軸を中心に一端に形成され、第１制御ケーブル１１８ａ及び第２制御ケーブル１１８ｂと連結されて、前記第１制御ケーブル及び第２制御ケーブルによって第１軸方向に回動するケーブル連結部７１１と、他端に形成され、前記第２軸回動ギヤユニットと結合されて、回動力を第２軸回動ギヤユニットに伝達する第１ギヤ部７１２とを含んで構成され得る。前記第１軸回動ギヤユニット７１０は、各フットサポート１２６と連結された２つが一対として構成され得る。

また、前記第２軸回動ギヤユニット７２０は、前記第１ギヤ部７１２と結合されて第２軸方向に回動する第２ギヤ部７２１と、前記第２ギヤ部７２１と一体に結合されて第２軸方向に回動する回動バー７２２とを含んで構成され得る。

ここで、前記第２軸回動ギヤユニット７２０もまた第１軸回動ギヤと同様に２つが一対として構成でき、各第２軸回動ギヤユニット７２０の２つの回動バー７２２，７２３がフットサポート１２６が順次広げられるにつれそれぞれ動作して、すべてのフットサポート１２６がすべて広げられた場合にのみ、ブレーキ制御ユニット７３０を加圧して回動させるように構成できる。

より具体的に、各フットサポート１２６に結合された２つの制御ケーブル１１８ａ，１１８ｂは、折り畳まれた状態と広げられた状態に応じて張力が相対的に作用するように構成され、フットサポートが折り畳まれた状態では第１制御ケーブル１１８ａにのみ張力が作用し、広げられた状態では逆に第２制御ケーブル１１８ｂにのみ作用することになる。

すなわち、第１制御ケーブル１１８ａは、図２１のように折り畳まれた状態で最大長になり張力が発生して、ケーブル連結部７１１を引張する力が作用し、広げられた状態になると長さが減少して張力が消滅し、第２制御ケーブル１１８ｂは、広げられた状態になると最大長になり張力が発生して、ケーブル連結部７１１を引張する力が作用することになる。

前記ケーブル連結部７１１は、垂直形状をなすフランジに貫通孔を介して前記第１制御ケーブル１１８ａ及び第２制御ケーブル１１８ｂが結合され、第１制御ケーブル１１８ａが水平方向のフランジに結合され、第２制御ケーブル１１８ｂが垂直方向のフランジに結合される。

従って、フットサポートがいずれも折り畳まれた状態では、第１制御ケーブル１１８ａにのみ引張する張力が作用して、図２１の（ａ）のように維持される。

ここで、１つのフットサポートを広げると、逆に第２制御ケーブル１１８ｂにのみ引張する張力が作用して、図２１の（ｂ）のように、第２制御ケーブル１１８ｂが結合された垂直方向のフランジに引張力が発生して、第１軸回動ギヤユニット７１０が第１軸方向に回動することになる。

前記第１軸回動ギヤユニット７１０の回動により、第２軸回動ギヤユニットが第２軸方向に回動するとともに、第１回動バー７２２が変位の分第２軸方向に回動することになる。ここで、前記第１回動バー７２２が回動しながら第２回動バー７２３を加圧して第２回動バー７２３も回動し、ブレーキ制御ユニット７３０を加圧する直前の状態に至る。

この状態では、ブレーキ制御ユニット７３０には如何なる力も伝達されていない状態であるため、ブレーキはロック状態を維持することになる。

続いて、他方のフットサポートを広げると、同じ動作により他方の第２軸回動ギヤユニットの第２回動バー７２３がさらに回動しながらブレーキ制御ユニット７３０を加圧して、ブレーキ制御ユニット７３０を第１軸方向に回動させる。

より具体的に、前記ブレーキ制御ユニット７３０は、中心軸上に設けられ、ブレーキケーブル１１７が連結されたブレーキガイドバー７３１を含んで構成され、前記第２回動バー７２３が回動しながら前記ブレーキガイドバー７３１を加圧することになり、これによってブレーキ制御ユニット７３０の中心軸が第１軸方向に回動することになり、ブレーキケーブル１１７を下部に引張する張力が発生して、ブレーキ方向に作用していた張力の方向が反対に変わりブレーキケーブルがブレーキの反対方向に引張されると共に、ブレーキがロック状態から解除状態に切り替わる。

つまり、２つのフットサポートがいずれも広げられた場合にのみブレーキがロック状態から解除状態に切り替わる。

この状態でフットサポートが１つでも折り畳まれると、逆作用によってブレーキ制御ユニットのブレーキガイドバー７３１が元の位置に復帰して、ブレーキケーブルの張力方向がブレーキ方向に変わるとともに、ブレーキが解除状態からロック状態に再び切り替わる。

本発明に係るブレーキは、図１０の（ａ）のように、ブレーキパッド作用式、（ｂ）のようにベビーカーに主に適用されるキャリパー作用式、（ｃ）のように自転車に主に適用されるリムブレーキ式、（ｄ）のようにバンドブレーキ式など、多様な形態で構成でき、電動式の場合、ブレーキのロックの程度の調節が容易なバンドブレーキ式で構成することが好ましい。

以上で説明した本発明の詳細な説明では、本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、本発明の保護範囲は上記実施例に限定されるものではなく、当該技術分野の通常の知識を有する者であれば、本発明の思想及び技術領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることができることを理解できるであろう。

本発明は、車椅子ブレーキシステムに関し、更に詳細には、搭乗者が車椅子から立ち上がった場合のように平常時はブレーキロック状態で作動し、搭乗者が車椅子に座ったり車椅子を折り畳んだ場合にのみブレーキが自動解除されて、搭乗者が車椅子に座った場合または車椅子が折り畳まれた場合にのみ移動が可能で、車椅子を乗り降りする際に発生し得る落下安全事故を未然に防ぐことができる車椅子ブレーキシステムに関する。

Claims (5)

1. 車椅子の車輪に設けられたブレーキと、
   前記ブレーキと連結されて前記ブレーキをロック及び解除させるブレーキ動作制御部と、を含んで構成され、
   前記ブレーキは、平常時にロック状態にあり、搭乗者が搭乗する場合、又は車椅子が折り畳まれる場合、いずれの場合においても前記ブレーキ動作制御部がこれらの場合を感知して、前記ブレーキをロック状態から解除状態に切り替えるように制御する車椅子ブレーキシステムにおいて、
   前記ブレーキ動作制御部は、
   一端が前記ブレーキと弾性的に連結された連結部材と、
   前記連結部材の他端が固定結合され、搭乗者の搭乗時に前記ブレーキと連結された前記連結部材を作動させて前記ブレーキを解除し、搭乗者が立ち上がる場合、前記連結部材を復帰させて、再び前記ブレーキをロック状態に切り替えるスイッチ動作を行うブレーキスイッチ部材と、を含み、
   前記連結部材は、ケーブル及びバーにより形成され、
   前記ブレーキスイッチ部材は、非電動式または電動式で構成されて自動的に動作する車椅子ブレーキシステムであって、
   前記ブレーキスイッチ部材は、
   非電動式で構成されて車椅子のシート下部に形成され、前記ケーブルの他端が固定されて内部に収容される感知フレームと、
   前記感知フレームと結合し、搭乗者がシートに搭乗する場合、前記感知フレームに収容された前記ケーブルを加圧して、前記ケーブルの作動方向を切り替える上部プレートと、を含み、
   前記上部プレートは、ケーブル収容部を備え、
   搭乗者が搭乗していない状態では、前記ケーブルが前記ケーブル収容部から加圧されていない状態にあり、搭乗者が搭乗する場合、前記上部プレートが下部に移動すると共に前記ケーブル収容部が前記ケーブルを加圧し、
   前記ケーブルが加圧されると、前記ブレーキと反対方向へ前記ケーブルが作動することにより、前記ブレーキが解除されるように動作することを特徴とする車椅子ブレーキシステム。
2. 前記感知フレームと前記上部プレートは、複数のユニットから構成され、
   各ユニットに連結された前記ケーブルは、少なくとも１つが前記ブレーキと連結され、
   前記複数のユニットの少なくとも１つが動作する場合に、前記ブレーキがロック状態から解除状態に切り替わることを特徴とする請求項１に記載の車椅子ブレーキシステム。
3. 前記ブレーキスイッチ部材が、
   電動式で構成されて車椅子のシート下部に設けられ、前記ケーブルが他端が固定されて内部に収容され、電動プーリーを回転させることにより前記ケーブルの作動方向を切り替える電気駆動部を備える感知フレームと、
   前記感知フレームと結合し、センサを備えて搭乗者が車椅子に搭乗することを感知する上部プレートと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の車椅子ブレーキシステム。
4. 前記電気駆動部は、
   前記ケーブルの作動方向を切り替え、前記ケーブルを回転させる電動プーリーと、前記電動プーリーを駆動させる回転力を提供するモータと、前記モータの回転力を制御する駆動制御器とを含んで構成され、
   前記上部プレートに設けられた圧力感知センサから搭乗者の搭乗を感知し、前記モータを駆動させ、前記電動プーリーを回転させて、前記ケーブルが反対方向に作動して前記ブレーキが解除されるように制御し、搭乗者の下車を感知して前記モータを反対方向に駆動させ、前記電動プーリーを元の位置に回転復帰させて、前記ケーブルが前記ブレーキの方向に作動して前記ブレーキがロックされるように制御することを特徴とする請求項３に記載の車椅子ブレーキシステム。
5. 前記電気駆動部は、
   車椅子の加速度を測定するための加速度センサ、及び傾斜地の走行を検知するための傾斜センサを含むセンサユニットをさらに含んで構成され、
   前記ブレーキのロック及び解除のスイッチ動作だけでなく、車椅子の速度が過度に速い、または傾斜地で走行する場合、安全のために前記ブレーキを自動的に動作させるように構成されることを特徴とする請求項４に記載の車椅子ブレーキシステム。

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