JP3972073B2 - Brake device - Google Patents

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JP3972073B2
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康雄 数藤
剛伸 井上
清弘 日沖
光義 加世田
正俊 竹中
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国立身体障害者リハビリテーションセンター総長
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は人力を動力とする手動車いすや自転車の車輪の制動を軽い力で操作できるブレーキ装置に関し、特に、回転している車輪の動きを制御したり、静止している車輪を固定したり、車輪の回転を一方向のみにするなどの多彩な制御が可能となるブレーキ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、人力を動力とする手動車いすや自転車の車輪の回転を制御するブレーキ装置には、回転している車輪の動きを制御する制動ブレーキ装置と、静止している車輪の動きを固定する駐車ブレーキ装置があった。前者のブレーキ装置は、一般に回転している車輪のホイールなどに摩擦係数の高い材質からなるブレーキ板を人力で押し付けて制御するものである。また後者のブレーキ装置は静止している車輪のタイヤなどにバネの力でブレーキ板を押し付けて固定させようとするものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記したような、従来のブレーキ装置においては、ブレーキ装置を作動させるために必要な力は、てこの原理である程度増強されるものの、大きな制動力を与えるためにはかなりの人力を必要とした。一般の健常者ならさほど問題ではないが、高齢者で自転車に乗っている人や、高齢者あるいは障害者で手動車いすを使用している人、更には介護のために車いすを押している介護者などにおいてもブレーキを操作するための力が不足し、確実にブレーキを掛けづらいという問題点があった。
【0004】
また、車いすより立ち上がる際にブレーキ装置を掛け忘れてしまうような知的障害のある高齢障害者には、立ち上がる際に自動的に車いすのブレーキが掛かる装置が必要となるが、そのような装置ではバネなどの機械的エネルギーやバッテリなどの電気的エネルギーを利用してブレーキを掛ける必要があるため、従来のブレーキ装置に適用しても十分な制動力が得られないという問題点もあった。
【0005】
本発明の目的は、前記のような従来技術の問題点を解決し、軽い力でブレーキの操作が可能となるブレーキ装置を提供することにある。更に本発明の目的は、制動ブレーキと駐車ブレーキと一方向制動ブレーキを一つのブレーキ装置で実現可能なブレーキ装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明のブレーキ装置は、車輪の回転軸に連結されたポンプにより液体を吐き出し、該吐き出した液体が再びポンプの吸い込み口に循環する液体循環回路を形成し、該液体循環回路の途中に弁を設け、その弁を通過する液体の流量を制御することによって車輪の回転に制動力を与えることを特徴とする。
【0007】
本発明においては、ポンプとして、任意の回転位置における静止状態において吸い込み側と吐き出し側の間に液漏れが無く、回転方向によって液の流れが逆転するような機能を持ったポンプを使用し、少なくとも該ポンプの吐き出し側における液の流量を弁によって制御することによって、ポンプの回転に制動力を与えるように作用する。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の原理を説明するための液圧回路図である。ポンプ1の回転軸は制動力を与える車輪に連結されている。ポンプ1は、前記したように、任意の回転位置における静止状態において吸い込み側と吐き出し側の間に液漏れが無く、回転方向によって液の流れが逆転するような機能を持ったポンプを使用し、例えば市販されている油圧モータであるオービット(登録商標)モータ(後述する)をポンプ1として採用可能である。
【0009】
車輪の正転時に液が吐き出される吐き出し口7は管3を介して弁2に接続されており、弁2の他方の口は管4を介してポンプ1の逆転時に液が吐き出される吐き出し口6に接続され、液体循環回路が形成されている。
【0010】
弁2が開かれている時にはポンプ1から吐き出された液は循環するので、車輪は正方向あるいは逆方向に自由に回転可能である。いま、正転時に車輪に制動力を与える場合には、ポンプ1の回転に制動力を与えればよい。そこで、弁2のレバー5を操作して弁2を完全に閉じると、管3の内部は急激に圧力が上昇する。するとこの圧力がポンプ1のローターに反力として作用するため、圧力値が高いほどポンプ1のローターに作用する反力も大きくなり、ポンプ1は回転を止め、結果としてポンプに連結している車輪の回転が止まる。ポンプ1が逆方向に回転しているときも同じく管4の内圧が上昇し、回転が止まる。
【0011】
なお、弁2を完全に閉じるのではなく、一部しか閉じないと、循環している液の流量が制限されるため、吐き出し側の液圧は弁の開量に応じて増加し、その反力が液圧ポンプの回転に制動を掛けることになる。つまり、弁の開量をレバー5によって制御することによって、ブレーキの制動量を制御できることになる。
【0012】
図2は、車いすに本発明を適用した場合の液圧回路図である。左右の車輪にはそれぞれポンプ10が直結されており、それぞれのポンプ10の液圧回路は独立している。本実施例においては、一対の双方向連動弁11を使用しており、それぞれの弁の操作部12、13は同一の軸に連結されており、該軸をレバーによって回動させることにより、一対の弁が同時に開閉あるいは流量制御される。
【0013】
ポンプ10の2つの吐き出し口はそれぞれ管16、17を介して双方向連動弁11に接続されている。そして、連動弁11の他方の2つの口は、管18、19を介して液15を貯蔵する容器14に接続されている。容器14は、液15の補充・交換、液体の循環回路内に混入した空気等の除去、あるいはゴミの除去などの機能を有する。
【0014】
図3は、本発明のポンプ10として採用可能な油圧モータの構造例を示す断面図である。このモータは前記したように、米国イートン社が製造し、オービット(登録商標)モータとして市販されている。このモータは、スター型のロータ31およびリング30からなる駆動部(図3左側の断面図)と、ロータリーバルブ機能を備えた出力シャフト36を有するバルブ部(図3右側の断面図)からなり、偏芯しているロータ31と出力シャフト36は自由継ぎ手機能を有する軸32で連結されている。従って、ロータ31の自転と出力シャフト36の回転は同期している。
【0015】
駆動部は7つの溝を持つリング30と6つの突起部を持つロータ31からなり、ロータ31の各突起部はリング30の内面と接触しながら偏芯して回転する。ロータリバルブの出力口とリング30の各溝の間にはそれぞれ液の流路33が形成されている。
【0016】
該モータがポンプとして動作する場合には、出力シャフト36の正転(あるいは逆転)に従って、ロータ31が公転しながら自転する。すると、リング30の溝とロータ31の隙間の容量がそれぞれ独立して増減する。容量の増加時にはロータリーバルブの働きによって逆転側吐き出し口40(6)と接続されているので、液を吸い込む。また、容量の減少時にはロータリーバルブの働きによって正転側吐き出し口39(7)と接続されているので、液を吐き出す。逆転の場合には液の流れが逆転する。
【0017】
図4、5は本発明を適用した車いすの側面図および背面図である。2個のポンプ10はそれぞれ車いすの車輪21の軸に直結されている。それぞれの操作レバー20を左右それぞれの手で操作できるように、2個の双方向連動弁11がそれぞれ車いすの左右側面のフレームに固定されている。双方向連動弁11とポンプ10の間および双方向連動弁11と容器14の間はそれぞれ2本の管16、17、18、19によって連結され、図2に示すような液圧回路が形成されている。左右のブレーキ装置が独立しているのは、車いすのシート部分を持ち上げることによって、車いすを折り畳み、幅を小さくすることができるようにするためである。
【0018】
いま、車いすの使用者が座面に座って車いすを移動させているときは、連動弁11は開いた状態であり、レバー20の位置は図4、5の状態よりそれぞれ内側に90度回転した位置に来るようにする。これは、レバーがこの位置にあると、立ち上がる際の邪魔になるので、立ち上がる際には、必ずレバーを左右に開いてブレーキを掛けることになり、ブレーキのかけ忘れを防止する意味がある。ここで、車いすの使用者が車いすから立ち上がるために車いすのブレーキ装置を掛ける場合には、図4、5に示すように、レバー20を水平外側に90度回転させる。すると弁11が閉じられ、ポンプ10に大きな制動力が加わることになる。この際、ブレーキを掛けるための力はレバー20を90度回転させるだけの力であればよいので、ごく小さな力でブレーキ装置を作動させることができる。
【0019】
以上、第1の実施例を説明したが、以下のような変形例も考えられる。図6((a)は、第2の実施例における液圧回路図である。なお、片方の液圧回路図のみを示す。第2の実施例は、第1の実施例に加えてもう一つの双方向連動弁50を直列に接続したものである。このブレーキ装置は、双方向連動弁11を閉じても、双方向連動弁50を閉じても制動力が発生する。つまり離れた2ヶ所からブレーキを操作することが簡単にできるわけである。
【0020】
このようなブレーキ装置は、一台の手動車いすを、障害者自身が移動用として利用したり、介助者が介助用として利用したりする際に有効である。例えば、ある程度長い距離の外出のために、車いすに座っている障害者を介護者が車いすの背後から押して進む場合に、坂道の下りなどでは介護者が制動ブレーキを掛けながら進まないと危険で、このためには車いすの後ろ側にブレーキ操作装置が必要になる。他方、障害者自身がトイレなどに独力で室内移動を行なう場合は、トイレで障害者自身が車いすのブレーキを掛けて立ち上がることが必要で、ブレーキ操作装置は車いすの前方になければならない。
【0021】
つまり第2実施例のような構成は、一台の車いすに対して二人の操作者が別々に、しかも一人は駐車ブレーキとして、もう一人は制動ブレーキとして操作する際に極めて便利なブレーキ装置であり、油圧ポンプを利用することによって簡単に実現できることになる。
【0022】
図6(b)は、一対の双方向連動弁11に加えて、逆転時の吐き出し口側に並列接続した逆止弁52と双方向弁51を直列に接続した、ブレーキ装置の第3の実施例の液圧回路図である。この場合は、一対の双方向連動弁11の開閉によってブレーキ効果が得られるが、それに加えて、双方向弁51を閉じてもポンプ10が正方向に回転している限りは逆止弁52を介して液が循環するため、制動力は発生しない。しかし、ポンプ10を逆方向に回転しようとすると、逆止弁52が液の循環を阻止するために逆方向の回転に対しては大きな制動力を発生することになる。
【0023】
このようなブレーキ装置は、例えば車いすの使用者が車いすで坂道を登るときに有用になる。車いす使用者は坂道の直前に双方向弁を閉じてから、坂道を登り始める。すると、車いすの車輪は前進方向には抵抗なく回転するものの、逆に回転しようとすると大きな制動力を受けることになる。つまり、坂を登る途中でそのまま休止しても、車いすが重力の影響で逆回転して坂を下ってしまうことがない。この結果、車いすの使用者は坂の登りの途中で休みながら、各自の肉体的疲労を考慮しつつ少しずつ前進することが可能となり、障害者が利用するブレーキ装置としては極めて有用である。
【0024】
図6(c)は、第4の実施例の液圧回路図である。この実施例は、第1の実施例のブレーキ装置(図2)の双方向連動弁11(53)のそれぞれに逆止弁54、55を並列に接続したものである。第1の実施例の回路においては、吸い込み側の弁も閉じるために、もしも、吐き出し側の弁が完全に閉じていない場合にはポンプ10から液が流出し、ポンプ10の吸い込み側に真空状態が発生して、空気の混入等が生じる恐れがあった。第4の実施例は、この問題点を解決するために、ポンプ10の吸い込み側においては、逆止弁54あるいは55を介して容器14から液が流入するように構成し、真空状態の発生を防止する。
【0025】
図7は、第5の実施例の構成を示す説明図である。第1の実施例のブレーキ装置は左右の車輪に対して別々に作動するものであるが、操作が面倒である。そこで、連動弁60、61を左右のポンプ10の近くに置き、ブレーキを掛けるレバー70と連動弁のレバー62、63とはフレキシブルワイヤー68、69で接続し、レバー70の回転の動きでワイヤー66、67を引っ張り、一つのレバー70で左右の連動弁60、61を同時に開閉する。なお、非制動時にはバネ64、65の力によってレバー62、63が開の位置に戻るようにしておく。
【0026】
このような構成により、車いすが折り畳み可能であり、かつ1本のレバーで両輪にブレーキを掛けることができる。なお、車いすの走行時には液が循環するので、ポンプと弁の間の距離が長いと流体抵抗が増し、走行するための負荷が重くなってしまう。しかし、第5の実施例においては、弁あるいは弁と液体容器とをポンプの近傍あるいはポンプと一体化して設置可能であり、走行時の負荷の増加を最小限に押さえることができる。
【0027】
以上、実施例を説明したが、更に以下のような変形例も考えられる。ポンプとしては、前記したように任意の回転位置における静止状態において吸い込み側と吐き出し側の間に液漏れが無く、回転方向によって液の流れが逆転するような機能を持ったポンプであれば、例えば歯車式ポンプなど任意の型式のポンプを使用可能である。なお、ポンプの軸の回転方向に関わらず常に決まった吐き出し口から液が流出するようなポンプにおいても、本発明を適用可能であり、この場合には吐き出し口側に弁を設けるのみでよい。
【0028】
ポンプは車輪の軸と直結している例を開示したが、チェーンやベルト、歯車等を介して連結してもよい。この場合に、車軸の回転に対してポンプの回転数が増加するようにギヤ比等を決定すれば、制動力がより大きくなるが、走行時の負荷も増加するので、実験等により最適な比率を決定する。
【0029】
液を貯蔵する容器は例えば連動弁の近傍あるいは一体化して設けてもよい。走行時に制動をかける場合には、制動のエネルギーにより液温が上昇するので、容器やポンプに放熱効果のある構造や材料を採用したり、管を車いすのフレームと接着して、フレームを放熱板として利用するなどの対策を講じてもよい。
実施例としては本発明を車いすに適用する例を開示したが、本発明は車いす、自転車、三輪車等人力により走行する車両を始め、任意の動力付き車両、車両以外の回転軸を有する任意の装置において、回転軸に制動をかけるブレーキ装置として適用可能である。
【0030】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明においては、ポンプで液を循環させ、液の流量を弁によって制御することによって、ポンプの軸に制動力を与えるように作用する。従って、本発明のブレーキ装置は、軽い力でブレーキの操作が可能であり、更に、制動ブレーキと駐車ブレーキと一方向制動ブレーキを一つのブレーキ装置で実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理を説明するための液圧回路図である。
【図2】車いすに本発明を適用した場合の液圧回路図である。
【図3】ポンプとして採用可能な油圧モータの構造を示す断面図である。
【図4】本発明を適用した車いすの側面図である。
【図5】本発明を適用した車いすの背面図である。
【図6】第2、第3、第4の実施例における液圧回路図である。
【図7】第5の実施例の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
1、10…ポンプ、2…弁、3、4…管、5…操作レバー、6…逆転時吐き出し口、7…正転時吐き出し口、11…双方向連動弁、14…容器、15…液(油)、16、17、18、19…管
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a brake device capable of operating a manual wheelchair or bicycle wheel driven by human power with a light force, and in particular, controlling the movement of a rotating wheel, fixing a stationary wheel, The present invention relates to a brake device capable of various controls such as rotating a wheel in only one direction.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a brake device that controls the rotation of a wheel of a manual wheelchair or bicycle that is powered by human power includes a braking brake device that controls the movement of a rotating wheel and a parking brake that fixes the movement of a stationary wheel. There was a device. The former brake device generally controls a brake plate made of a material having a high friction coefficient against a rotating wheel or the like by manually pushing it. In the latter brake device, the brake plate is pressed against the tire of a stationary wheel by a spring force to fix it.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional brake device as described above, although the force required to operate the brake device is increased to some extent by the lever principle, considerable human power is required to give a large braking force. It is not so much a problem for normal healthy people, but elderly people who are riding bicycles, elderly people or people with disabilities who use manual wheelchairs, and caregivers who push wheelchairs for nursing care, etc. However, there is a problem that the force for operating the brake is insufficient and it is difficult to reliably apply the brake.
[0004]
In addition, for elderly people with intellectual disabilities who forget to apply the brake device when standing up from a wheelchair, a device that automatically applies the wheelchair brake when starting up is required. Since it is necessary to apply a brake using mechanical energy such as a spring or electric energy such as a battery, there is a problem that a sufficient braking force cannot be obtained even when applied to a conventional brake device.
[0005]
An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art and to provide a brake device that can operate a brake with a light force. It is another object of the present invention to provide a brake device that can implement a brake brake, a parking brake, and a one-way brake with a single brake device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The brake device of the present invention discharges liquid by a pump connected to a rotating shaft of a wheel, forms a liquid circulation circuit in which the discharged liquid circulates again to the suction port of the pump, and places a valve in the middle of the liquid circulation circuit. And a braking force is applied to the rotation of the wheel by controlling the flow rate of the liquid passing through the valve.
[0007]
In the present invention, as a pump, a pump having a function of causing no liquid leakage between the suction side and the discharge side in a stationary state at an arbitrary rotation position and reversing the flow of the liquid depending on the rotation direction is used. By controlling the flow rate of the liquid on the discharge side of the pump by a valve, it acts to give a braking force to the rotation of the pump.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram for explaining the principle of the present invention. The rotating shaft of the pump 1 is connected to a wheel for applying a braking force. As described above, the pump 1 uses a pump having a function such that there is no liquid leakage between the suction side and the discharge side in a stationary state at an arbitrary rotation position, and the flow of the liquid is reversed depending on the rotation direction. For example, an orbit (registered trademark) motor (described later) which is a commercially available hydraulic motor can be used as the pump 1.
[0009]
The discharge port 7 through which the liquid is discharged during normal rotation of the wheel is connected to the valve 2 via the pipe 3, and the other port of the valve 2 is the discharge port 6 through which the liquid is discharged through the pipe 4 when the pump 1 is reversed. And a liquid circulation circuit is formed.
[0010]
Since the liquid discharged from the pump 1 circulates when the valve 2 is opened, the wheel can freely rotate in the forward direction or the reverse direction. If a braking force is applied to the wheel during normal rotation, the braking force may be applied to the rotation of the pump 1. Therefore, when the lever 2 of the valve 2 is operated and the valve 2 is completely closed, the pressure inside the pipe 3 rapidly increases. Then, since this pressure acts as a reaction force on the rotor of the pump 1, the reaction force acting on the rotor of the pump 1 increases as the pressure value increases. As a result, the pump 1 stops rotating and consequently the wheels connected to the pump The rotation stops. Similarly, when the pump 1 rotates in the reverse direction, the internal pressure of the pipe 4 rises and the rotation stops.
[0011]
If the valve 2 is not completely closed but only partially closed, the flow rate of the circulating liquid is limited, so that the liquid pressure on the discharge side increases according to the opening amount of the valve and The force will brake the rotation of the hydraulic pump. That is, by controlling the valve opening amount with the lever 5, the braking amount of the brake can be controlled.
[0012]
FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram when the present invention is applied to a wheelchair. Pumps 10 are directly connected to the left and right wheels, and the hydraulic circuits of the respective pumps 10 are independent. In this embodiment, a pair of bidirectional interlocking valves 11 are used, and the operation parts 12 and 13 of the respective valves are connected to the same shaft, and the shafts are rotated by levers so that a pair of These valves are simultaneously opened / closed or flow controlled.
[0013]
The two outlets of the pump 10 are connected to the bidirectional interlocking valve 11 via pipes 16 and 17, respectively. The other two ports of the interlock valve 11 are connected to a container 14 for storing the liquid 15 via pipes 18 and 19. The container 14 has functions such as replenishment and replacement of the liquid 15, removal of air mixed in the liquid circulation circuit, and removal of dust.
[0014]
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a structural example of a hydraulic motor that can be employed as the pump 10 of the present invention. As described above, this motor is manufactured by Eaton Corporation in the US and is commercially available as an Orbit (registered trademark) motor. This motor is composed of a drive unit (cross-sectional view on the left side in FIG. 3) composed of a star-shaped rotor 31 and a ring 30, and a valve unit (cross-sectional view on the right side in FIG. 3) having an output shaft 36 having a rotary valve function. The eccentric rotor 31 and the output shaft 36 are connected by a shaft 32 having a free joint function. Accordingly, the rotation of the rotor 31 and the rotation of the output shaft 36 are synchronized.
[0015]
The drive unit includes a ring 30 having seven grooves and a rotor 31 having six projections. Each projection of the rotor 31 rotates eccentrically while contacting the inner surface of the ring 30. A liquid flow path 33 is formed between the output port of the rotary valve and each groove of the ring 30.
[0016]
When the motor operates as a pump, the rotor 31 rotates while revolving according to the forward rotation (or reverse rotation) of the output shaft 36. Then, the capacity of the gap between the ring 30 and the rotor 31 is increased or decreased independently. When the capacity is increased, the rotary valve is connected to the reverse-side discharge port 40 (6), so the liquid is sucked. Further, when the capacity is reduced, the rotary valve is connected to the forward-side discharge port 39 (7) to discharge the liquid. In the case of reverse rotation, the liquid flow is reversed.
[0017]
4 and 5 are a side view and a rear view of a wheelchair to which the present invention is applied. Each of the two pumps 10 is directly connected to the shaft of the wheel 21 of the wheelchair. Two bidirectional interlocking valves 11 are respectively fixed to the left and right side frames of the wheelchair so that each operation lever 20 can be operated by the left and right hands. The two-way interlocking valve 11 and the pump 10 and the two-way interlocking valve 11 and the container 14 are connected by two pipes 16, 17, 18, 19 respectively to form a hydraulic circuit as shown in FIG. ing. The reason why the right and left brake devices are independent is that the wheelchair can be folded and the width can be reduced by lifting the seat portion of the wheelchair.
[0018]
Now, when the wheelchair user is sitting on the seat and moving the wheelchair, the interlocking valve 11 is in the open state, and the position of the lever 20 is rotated 90 degrees inward from the state of FIGS. To be in position. This means that when the lever is in this position, it interferes with the stand-up, so that when the stand-up is started, the lever must be opened to the left and right to apply the brake, thus preventing forgetting to apply the brake. Here, when a wheelchair user applies a wheelchair brake device in order to stand up from the wheelchair, the lever 20 is rotated 90 degrees horizontally outward as shown in FIGS. Then, the valve 11 is closed and a large braking force is applied to the pump 10. At this time, since the force for applying the brake only needs to rotate the lever 20 by 90 degrees, the brake device can be operated with a very small force.
[0019]
Although the first embodiment has been described above, the following modifications are also conceivable. 6 (a) is a hydraulic circuit diagram in the second embodiment, where only one hydraulic circuit diagram is shown, which is another one in addition to the first embodiment. Two bidirectional interlocking valves 50 are connected in series.This braking device generates braking force even if the bidirectional interlocking valve 11 is closed or the bidirectional interlocking valve 50 is closed. Therefore, it is easy to operate the brake.
[0020]
Such a brake device is effective when the handicapped person uses the handicapped wheelchair for movement or the helper uses it for assistance. For example, when a caregiver pushes a disabled person sitting in a wheelchair from behind the wheelchair to go out for a long distance, it is dangerous if the caregiver does not proceed while applying a braking brake when going down a slope. For this purpose, a brake operating device is required behind the wheelchair. On the other hand, when the disabled person himself / herself moves to the toilet or the like by himself / herself, the disabled person himself / herself must stand up with the wheelchair brake applied in the toilet, and the brake operating device must be in front of the wheelchair.
[0021]
In other words, the configuration as in the second embodiment is a very convenient brake device when two operators operate separately on one wheelchair, one as a parking brake and the other as a braking brake. Yes, it can be easily realized by using a hydraulic pump.
[0022]
FIG. 6B shows a third embodiment of the brake device in which a check valve 52 and a bidirectional valve 51 connected in parallel to the discharge port side during reverse rotation are connected in series in addition to the pair of bidirectional interlocking valves 11. It is a hydraulic circuit diagram of an example. In this case, the braking effect can be obtained by opening and closing the pair of bidirectional interlocking valves 11, but in addition to this, the check valve 52 can be used as long as the pump 10 rotates in the forward direction even when the bidirectional valve 51 is closed. Since the liquid circulates through, no braking force is generated. However, when the pump 10 is rotated in the reverse direction, the check valve 52 prevents the circulation of the liquid, so that a large braking force is generated against the rotation in the reverse direction.
[0023]
Such a brake device is useful, for example, when a wheelchair user climbs a slope with a wheelchair. The wheelchair user closes the two-way valve just before the slope and starts climbing the slope. Then, although the wheel of the wheelchair rotates without resistance in the forward direction, it receives a large braking force when trying to rotate in reverse. In other words, even if the vehicle is paused while climbing a hill, the wheelchair will not rotate backward due to the influence of gravity and go down the hill. As a result, it becomes possible for wheelchair users to move forward little by little while considering their physical fatigue while resting on the way of climbing a hill, and it is extremely useful as a brake device used by persons with disabilities.
[0024]
FIG. 6C is a hydraulic circuit diagram of the fourth embodiment. In this embodiment, check valves 54 and 55 are connected in parallel to the bidirectional interlocking valve 11 (53) of the brake device (FIG. 2) of the first embodiment. In the circuit of the first embodiment, since the valve on the suction side is also closed, if the valve on the discharge side is not completely closed, the liquid flows out from the pump 10 and is in a vacuum state on the suction side of the pump 10. There was a risk of air contamination and the like. In the fourth embodiment, in order to solve this problem, the suction side of the pump 10 is configured such that liquid flows in from the container 14 via the check valve 54 or 55 to prevent the generation of a vacuum state. To prevent.
[0025]
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the configuration of the fifth embodiment. The brake device of the first embodiment operates separately for the left and right wheels, but the operation is troublesome. Therefore, the interlocking valves 60 and 61 are placed near the left and right pumps 10, and the lever 70 for applying the brake and the levers 62 and 63 of the interlocking valve are connected by the flexible wires 68 and 69. , 67, and the left and right interlocking valves 60, 61 are simultaneously opened and closed with one lever 70. Note that the levers 62 and 63 are returned to the open position by the force of the springs 64 and 65 during non-braking.
[0026]
With such a configuration, the wheelchair can be folded, and both wheels can be braked with a single lever. In addition, since the liquid circulates when the wheelchair is traveling, if the distance between the pump and the valve is long, the fluid resistance increases and the load for traveling becomes heavy. However, in the fifth embodiment, the valve or the valve and the liquid container can be installed in the vicinity of the pump or integrated with the pump, and an increase in load during traveling can be suppressed to a minimum.
[0027]
Although the embodiments have been described above, the following modifications are also conceivable. As described above, if the pump has a function such that there is no liquid leakage between the suction side and the discharge side in a stationary state at an arbitrary rotational position as described above, and the flow of the liquid is reversed depending on the rotation direction, for example, Any type of pump such as a gear pump can be used. Note that the present invention can also be applied to a pump in which liquid always flows out from a predetermined discharge port regardless of the rotation direction of the shaft of the pump. In this case, it is only necessary to provide a valve on the discharge port side.
[0028]
Although an example in which the pump is directly connected to the wheel shaft has been disclosed, the pump may be connected via a chain, a belt, a gear, or the like. In this case, if the gear ratio, etc. is determined so that the number of rotations of the pump increases with respect to the rotation of the axle, the braking force will increase, but the load during driving will also increase. To decide.
[0029]
The container for storing the liquid may be provided in the vicinity of or integrated with the interlocking valve, for example. When braking during driving, the liquid temperature rises due to the energy of braking. Therefore, adopt a structure or material with a heat dissipation effect for the container or pump, or bond the pipe to the frame of the wheelchair and attach the frame to the heat sink. You may take measures such as using as
Although an example in which the present invention is applied to a wheelchair has been disclosed as an embodiment, the present invention includes a vehicle that travels by human power such as a wheelchair, a bicycle, and a tricycle, an arbitrary powered vehicle, and an arbitrary device having a rotating shaft other than the vehicle. The present invention can be applied as a brake device that applies braking to the rotating shaft.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, the liquid is circulated by the pump, and the flow rate of the liquid is controlled by the valve, thereby acting to give a braking force to the shaft of the pump. Therefore, the brake device of the present invention can operate the brake with a light force, and further has an effect that the brake brake, the parking brake, and the one-way brake can be realized by one brake device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram for explaining the principle of the present invention.
FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram when the present invention is applied to a wheelchair.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of a hydraulic motor that can be employed as a pump.
FIG. 4 is a side view of a wheelchair to which the present invention is applied.
FIG. 5 is a rear view of a wheelchair to which the present invention is applied.
FIG. 6 is a hydraulic circuit diagram in the second, third, and fourth embodiments.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a configuration of a fifth embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 10 ... Pump, 2 ... Valve, 3, 4 ... Pipe, 5 ... Control lever, 6 ... Outlet at the time of reverse rotation, 7 ... Outlet at the time of forward rotation, 11 ... Bidirectional interlocking valve, 14 ... Container, 15 ... Liquid (Oil), 16, 17, 18, 19 ... pipe

Claims (3)

車いすの左右のフレームにそれぞれ固着され、左右の車輪の回転軸にそれぞれ連結された2個の液体ポンプと、
車いすの左右のフレームにそれぞれ固着され、前記液体ポンプから吐き出された液体が再び前記液体ポンプの吸い込み口に循環するための2組の液体循環回路と、
前記2つの液体循環回路中にそれぞれ設けられた液体を貯蔵する2つの容器と、
通過する液体の流量を制御することによって車輪の回転に制動力を与えるため、車いすの左右のフレームにそれぞれ固着され、前記容器と前記液体ポンプとを連結する前記液体循環回路の2本の管の途中に設けられた一対の双方向連動弁と、
車いすの進行方向に対して内側に直角方向に回動した場合にブレーキがかかり、車いすの進行方向と平行な位置に回動した場合にブレーキが解除されるように前記双方向連動弁に装着された操作レバーと、
を備えたことを特徴とする車いす用のブレーキ装置。
Two liquid pumps fixed to the left and right frames of the wheelchair and respectively connected to the rotating shafts of the left and right wheels;
Two liquid circulation circuits fixed to the left and right frames of the wheelchair, respectively, for circulating the liquid discharged from the liquid pump to the suction port of the liquid pump;
Two containers for storing liquids respectively provided in the two liquid circulation circuits;
In order to give a braking force to the rotation of the wheel by controlling the flow rate of the liquid passing therethrough, two pipes of the liquid circulation circuit which are respectively fixed to the left and right frames of the wheelchair and connect the container and the liquid pump. A pair of bidirectional interlocking valves provided in the middle;
It is attached to the bidirectional interlocking valve so that the brake is applied when it rotates in a direction perpendicular to the traveling direction of the wheelchair, and the brake is released when it rotates to a position parallel to the traveling direction of the wheelchair. Control lever,
A wheelchair brake device characterized by comprising:
前記双方向連動弁は車いすの左右のフレームの前部に固着され、
更に、通過する液体の流量を制御することによって車輪の回転に制動力を与えるため、車いすの左右のフレーム後方にそれぞれ固着され、前記容器と前記液体ポンプとを連結する前記液体循環回路の2本の管の途中に設けられた一対の第2の双方向連動弁を備えた
ことを特徴とする請求項1に記載の車いす用のブレーキ装置。
The bidirectional interlocking valve is fixed to the front part of the left and right frames of the wheelchair,
Furthermore, in order to give a braking force to the rotation of the wheel by controlling the flow rate of the liquid passing therethrough, two liquid circulation circuits fixed to the rear of the left and right frames of the wheelchair and connecting the container and the liquid pump. A pair of second bidirectional interlocking valves provided in the middle of the pipe
The wheelchair brake device according to claim 1 .
更に、通過する液体の流量を制御することによって車輪の一方向の回転のみに制動力を与えるために、前記液体循環回路の途中に設けられた、逆止弁が並列接続された双方向弁を備えたことを特徴とする請求項1に記載の車いす用のブレーキ装置。 Furthermore, in order to give a braking force only in one direction of rotation of the wheel by controlling the flow rate of the liquid passing therethrough, a bidirectional valve connected in parallel with a check valve is provided in the middle of the liquid circulation circuit. The wheelchair brake device according to claim 1, further comprising a wheelchair brake device.
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