JP5035777B2 - バランス装置及び取手装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転部材をバランスさせるバランス装置及び回転部材としての手摺りを有する取手装置に関する。

取手装置は、浴室、トイレ、廊下などの壁面に取り付けられて、老人、病人、身体障害者などの着座、起立、歩行などを補助するために用いられる。取手装置の手摺りは、使用しないときは壁面に沿った垂直の収納位置に停止させる一方、使用するときは回動させることにより水平の使用位置に停止させる可動式となっている。このような取手装置では、手摺りの回動角度に応じて手摺りの自重モーメントが変化するため、水平位置に近くなったときに手摺りが急速に落下したり、垂直位置に近くなったときに急速に跳ね上がることがあり、使用勝手が悪い問題がある。特許文献１には、このような手摺りの挙動を抑制する機構を備えた取手装置が開示されている。

特許文献１の取手装置は、 手摺りの回転によって回転するカム部材と、カム部材のカム面と接触して摩擦力を発生させるスライド部材と、スライド部材がカム面と接触するように付勢する圧縮ばねと、圧縮ばねの付勢力を調整する調整コマとを備えている。この装置では、カム部材とスライド部材との間で発生する摩擦力を手摺りの回転に伴って変化する自重モーメントに近似させることにより、手摺りの急速な落下や跳ね上がりを抑制するものである。
特許第３５５１２８６号公報

上述した装置では、圧縮ばねの付勢力によってカム部材及びスライド部材の間で発生する摩擦力を手摺りの回転によって変化する自重モーメントに対応させるだけであるため、自重モーメントの変化に対応することが難しい。このため、従来の取手装置では、調整コマによって圧縮ばねのばね力を調整するようにしてモーメントの整合を図る構造となっている。これにより、利用者に負担をかけない軽くスムーズな回転動作と回転時のバランス作用を達成し、使い勝手の良い取手装置としている。

しかしながら、調整コマによる圧縮ばねのばね力の調整は難しく面倒な作業となっている。又、調整コマを必要とすることから部品点数が増え、構造が複雑となり、組み立てが煩雑となるばかりなく装置全体が大きくなっている。

本発明は、このような問題点を考慮してなされたものであり、ばね力の調整を不要とした簡単な構造で広範囲のモーメントの変化に対応することが可能で小型化も可能なバランス装置及び取手装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明のバランス装置は、固定部材に対して回転可能となっている回転部材と、ばねの両側に配置され、ばねによって軸方向に付勢された一対のスライド部材と、それぞれのスライド部材が当接するカム面が形成され、前記回転部材と共に回転する一対のカム部材と、それぞれのカム部材に形成された平面からなる摩擦面及び前記摩擦面が接触する固定部材の平面部分からなり、前記接触によって摩擦力を発生させる摩擦機構と、を備えていることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のバランス装置であって、前記平面部分は、前記固定部材に固定された固定板であることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１記載のバランス装置であって、前記カム面と当接するスライド部材の当接部分にカム面の耐久性向上手段が設けられていることを特徴とする。

請求項４記載の発明の取手装置は、固定側のブラケットに対して回転可能となっている手摺りと、ばねの両側に配置され、ばねによって軸方向に付勢された一対のスライド部材と、それぞれのスライド部材が当接するカム面が形成され、前記手摺りと共に回転する一対のカム部材と、それぞれのカム部材に形成された平面からなる摩擦面及び前記摩擦面が接触する前記ブラケットの平面部分からなり、前記接触によって摩擦力を発生させる摩擦機構と、を備えていることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の取手装置であって、前記平面部分は、前記ブラケットに固定された固定板であることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項４記載の取手装置であって、前記カム面と当接するスライド部材の当接部分にカム面の耐久性向上手段が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、スライド部材、カム部材、摩擦機構がばねの両側に一対ずつ配置され、ばねの両側におけるスライド部材とカム部材との間の摩擦力と、摩擦機構における摩擦面と平面部分との間の摩擦力とによって自重モーメントに対応するため、広範囲のモーメント変化に対応することができる。又、ばねのばね力を調整する必要がないため、使用上便利であり、調整用の部材が不要なため、構造が簡単であり、組み立てが容易となり、小型化も可能となる。

以下、本発明を図示する実施形態により具体的に説明する。なお、各実施形態において、同一の部材には同一の符号を付して対応させてある。

図１〜図６は、本発明の一実施形態であり、図１及び図２は回転部材としての手摺りを起立させて収納した状態を示し、図３は収納状態から水平位置に回動させた使用状態を示す。図４は図２におけるＡ−Ａ線断面図、図５はカム部材とスライド部材の斜視図、図６は作動を示す特性図である。

家屋のトイレ等の壁面４００にブラケット１がボルト５００により固定されている。ブラケット１は壁面４００に固定される取付片１ａと、取付片１ａの両端から起立する支持片１ｂとを有したコ字状板となっている。一対の支持片１ｂには、筒部材２が回転可能に支持される。筒部材２は軸方向と直交する方向に突出した取付部２ａを有し、取付部２ａに手摺り１００が挿入されボルト３００により固定されている。筒部材２の回転により手摺り１００は垂直な格納状態及び平行な使用状態の間で回転する。手摺り１００は回転部材となるものであり、ブラケット１は固定部材となるものである。手摺り１００には、ストッパロッド２００が取り付けられている。手摺り１００が水平位置となったとき、ストッパロッド２００はその先端が取付片１ａに当接して手摺り１００の水平状態を維持する。

ブラケット１の支持片１ｂにはシャフト３が掛け渡されており、支持片１ｂに取り付けられたボルト４がシャフト３に両端部から螺合することによりシャフト３がブラケット１に固定されている。シャフト３は中央部分の大径部３ａと両端部分の小径部３ｂとからなり、全体が平行カット面等の非円形断面となっている。非円形断面の両端の小径部３ｂのそれぞれには、固定板５がナット５０によって固定されている。すなわち、固定板５はシャフト３の両端に回転拘束された状態で固定される。固定板５は筒部材２との対向面が平面となっている。この固定板５は折り曲げ部５ａを有し、この折り曲げ部５ａがブラケット１の切欠部１ｃに挿入されている。以上の構造では、固定板５及びシャフト３はブラケット１に固定される。

シャフト３の大径部３ａの中間部分には、圧縮ばね１０が外挿されている。圧縮ばね１０の両側には、一対のスライド部材８、９が配置され、一対のスライド部材８、９の外側には一対のカム部材６、７が対向するように配置されている。

カム部材６、７は凸部６ａ、７ａが回転板５側に形成されており、凸部６ａ、７ａが筒部材の両端部の切欠部２ｂに係合する。この係合によりカム部材６、７は筒部材２の回転、すなわち手摺り１００の回転と同期して回転する。この場合、カム部材６、７の中心部分には軸孔６ｂ、７ｂ（図５参照）が形成されており、軸孔６ｂ、７ｂにはシャフト３の非円形断面の大径部３ａが貫通している。軸孔６ｂ、７ｂはシャフト３の大径部３ａよりも僅かに大きな孔となっており、これによりカム部材６、７の回転が確保されている。

カム部材６、７におけるスライド部材８、９側にはカム面６ｄ、７ｄが形成されている。カム部材６、７におけるカム面６ｄ、７ｄの反対側には摩擦面６ｃ、７ｃが形成されている。摩擦面６ｃ、７ｃは軸孔６ｂ、７ｂ周囲の平面からなり、固定板５と接触して摩擦力を発生させる。

それぞれのスライド部材８、９は対応したカム部材６、７のカム面６ｄ、７ｄに臨むように配置される。又、それぞれのスライド部材８、９には、シャフト３の大径部３ａと同じ非円形断面の軸孔８ａ、９ａが形成されており、それぞれの軸孔８ａ、９ａにシャフト３の大径部３ａが貫通している。これにより、スライド部材８、９は回転が拘束された状態となり、シャフト３の軸方向にのみ移動可能となっている。

スライド部材８、９におけるカム部材６、７側には、突起部８ｂ、９ｂが２箇所ずつ形成されている。突起部８ｂ、９ｂはカム部材６、７のカム面６ｄ、７ｄに当接する。上述した圧縮ばね１０は、これら一対のスライド部材８、９が軸方向に移動するように付勢するものであり、この付勢により突起部８ｂ、９ｂがカム部材６、７のカム面６ｄ、７ｄと接触した状態を維持する。このような構造では、単一の圧縮ばね１０によって一対のカム部材６、７及び一対のスライド部材８、９が相互に接触するように付勢するものである。

スライド部材８，９の突起部８ａ、９ａには、カム面６ｄ、７ｄに当接する当接部８ｃ、９ｃが形成されている。当接部８ｃ、９ｃは平坦面となっており、その全面がカム面６ｄ、７ｄに当接してトルクを発生する。

この実施形態において、固定板５の筒部材２との対向面は平面となっており、この平面に平面状のカム部材６，７の摩擦面６ｃ、７ｃが接触する。この接触によって、カム部材６，７と固定板５との間に摩擦力が発生する。すなわち、カム部材６，７の摩擦面６ｃ、７ｃと、摩擦面６ｃ、７ｃが接触する固定板５の対向面とによって摩擦機構が構成される。

上記構造において、手摺り１００を回転させると、カム部材６，７が筒部材２と共に手摺り１００と同期して回転する。当接部８ｃ、９ｃがカム部材６，７のカム面６ｄ、７ｄと当接しているスライド部材８，９は、カム部材６，７の回転に伴って軸方向への移動力を受ける。スライド部材８は図４における右方向への移動力、スライド部材９は左方向への移動力を受ける。このスライド部材８，９は圧縮ばね１０によって抵抗を受けるため、カム部材６，７を逆方向に回転させるトルクを発生する。従って、手摺り１００を回転させる方向と逆の方向のトルクが発生し、このトルクによって手摺り２の自重モーメントがバランスする。

この実施形態においては、さらに上記摩擦機構において、圧縮ばね１０の付勢力が作用することにより摩擦面６ｃ、７ｃと固定板５との間で摩擦力が発生していることから、摩擦機構の摩擦力により手摺り２の自重モーメントのバラツキに対応することができる。

図６は、この実施形態のバランス特性図を示す。同図における曲線Ｑは本装置を水平方向に向かって回転させる際のバランスの変化値、曲線Ｒは本装置を垂直方向に向かって回転させる際のバランスの変化値である。曲線Ｓは手摺り１００の自重モーメントの変化を示す。曲線ＱとＲとの間がバランス可能領域である。この実施形態においては、曲線ＱとＲとの間を大きくすることができるため、手摺り１００の自重モーメントにばらつきが生じてもバランスさせることが可能である。

このような実施形態では、一対のスライド部材８，９、一対のカム部材６，７を圧縮ばね１０の両側に配置することにより、一対のカム部材６，７の摩擦力を圧縮ばね１０の両側で発生させると共に一対の摩擦機構の摩擦力を圧縮ばね１０の両側で発生させることができる。そして、これらの摩擦力によって手摺り１００の自重モーメントに対応するため、広範囲のモーメント変化に対応することができ、自重モーメントにばらつきを生じてもバランスさせることができる。このため、手摺り１００の急速な落下や跳ね上がりを確実に防止することができる。又、広範囲のモーメント変化に対応することができため、圧縮ばね１０のばね力を調整する必要がない。このため、使用上便利であり、調整用の部材が不要なことから構造が簡単となり、組み立てが容易で、小型化が可能となる。

さらに、スライド部材８，９の突起部８ｂ、９ｂに平坦面からなる当接部８ｃ、９ｃを形成し、この当接部８ｃ、９ｃをカム面６ｄ、７ｄに当接させている。このため、カム面６ｄ、７ｄに作用する面圧が小さくなり、カム部材６，７の摩耗を低減させることができる。このような構造は、カム部材６，７の摩耗を低減させて耐久性を向上させる耐久性向上手段を構成するものである。

図７〜図１０は、本発明の別の実施形態をそれぞれ示す。これらの実施形態では、耐久性向上手段の別例を示すものである。

図７及び図８に示す実施形態では、スライド部材８，９（スライド部材９は省略し、以下の実施形態においても同様である。）の突起部８ｂ、９ｂの頂点部分に円錐コロ１１が配置されている。円錐コロ１１はカム部材６，７のカム面６ｄ、７ｄに対応して設けられる。円錐コロ１１はその側面がカム面６ｄ、７ｄと接触しながらカム部材６，７の回転に伴って回転する。この場合、スライド部材８，９の突起部８ｂ、９ｂの頂点部分には、凹部１７が形成されており、その分、スライド部材８，９では、カム部材６，７よりも円錐コロ１１との接触面積が小さくなっている。このため、円錐コロ１１はカム部材６，７が回転すると、確実に回転することができる。

図７及び図８の構造とすることにより、円錐コロ１１が回転し、カム部材６，７の摩耗を低減させ、カム部材６，７の耐久性を向上させることができる。

図９に示す実施形態では、図７及び図８の実施形態の円錐コマ１１に加えてスペーサ１２を設けるものである。スペーサ１２は摩擦係数の大きな材料によって形成されており、カム部材６，７のカム面６ｄ、７ｄに取り付けられている。スペーサ１２に対しては円錐コロ１１が接触するようになっており、スペーサ１２の摩擦係数が大きいため、カム部材６，７が回転すると、円錐コロ１１は確実に回転する。この構造においても、カム部材６，７の摩耗を低減させて耐久性を向上させることができる。

図１０に示す実施形態では、スライド部材８，９の突起部８ｂ、９ｂの頂点部分に球体１３，１４が取り付けられると共に外側に位置する球体１３は径が大きく、内側に位置する球体１４は径が小さくなっている。これらの球体１３，１４はカム部材６，７のカム面６ｄ、７ｄと接触するものであり、球体１３，１４がカム面６ｄ、７ｄと線接触するようにカム面６ｄ、７ｄには断面円弧状の溝部１８，１９が形成されている。この構造においても、カム部材６，７の摩耗を低減させて耐久性を向上させることができる。

本発明は、以上の実施形態に限定されることなく種々変形が可能である。例えば、圧縮ばね１０に代えて皿ばねを積層してばねとし、積層された皿ばねの両側にスライド部材８，９を配置しても良い。又、カム部材６，７の摩擦面６ｃ、７ｃと固定板５の対向面とによって摩擦機構を構成しているが、固定板５を省略してブラケット１の支持片１ｂに平面部分を形成し、この平面部分にカム部材６，７の摩擦面６ｃ、７ｃを直接に接触させて摩擦機構としても良い。

本発明の一実施形態の取手装置の正面図である。 取手装置の収納状態を示す側面図である。 取手装置の使用状態を示す側面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 カム部材及びスライド部材を示す斜視図である。 取手装置の作用を示す特性図である。 摩耗低減手段の第１の別例を示す断面図である。 図７のＢ−Ｂ線断面図である。 摩耗低減手段の第２の別例を示す断面図である。 摩耗低減手段の第３の別例を示す断面図である。

符号の説明

１ ブラケット
２ 筒部材
３ シャフト
５ 固定板
６，７ カム部材
６ｃ、７ｃ 摩擦面
６ｄ、７ｄ カム面
８，９ スライド部材
８ｂ、９ｂ 当接部
１０ 圧縮ばね
１００ 手摺り

Claims (6)

1. 固定部材に対して回転可能となっている回転部材と、
   ばねの両側に配置され、ばねによって軸方向に付勢された一対のスライド部材と、
   それぞれのスライド部材が当接するカム面が形成され、前記回転部材と共に回転する一対のカム部材と、
   それぞれのカム部材に形成された平面からなる摩擦面及び前記摩擦面が接触する固定部材の平面部分からなり、前記接触によって摩擦力を発生させる摩擦機構と、を備えていることを特徴とするバランス装置。
2. 前記平面部分は、前記固定部材に固定された固定板であることを特徴とする請求項１記載のバランス装置。
3. 前記カム面と当接するスライド部材の当接部分にカム面の耐久性向上手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載のバランス装置。
4. 固定側のブラケットに対して回転可能となっている手摺りと、
   ばねの両側に配置され、ばねによって軸方向に付勢された一対のスライド部材と、
   それぞれのスライド部材が当接するカム面が形成され、前記手摺りと共に回転する一対のカム部材と、
   それぞれのカム部材に形成された平面からなる摩擦面及び前記摩擦面が接触する前記ブラケットの平面部分からなり、前記接触によって摩擦力を発生させる摩擦機構と、を備えていることを特徴とする取手装置。
5. 前記平面部分は、前記ブラケットに固定された固定板であることを特徴とする請求項４記載の取手装置。
6. 前記カム面と当接するスライド部材の当接部分にカム面の耐久性向上手段が設けられていることを特徴とする請求項４記載の取手装置。

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