JP7239219B2

JP7239219B2 - 動力伝達機構

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Publication number: JP7239219B2
Application number: JP2021537762A
Authority: JP
Inventors: 仁前川
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2020-03-06
Filing date: 2020-12-01
Publication date: 2023-03-14
Anticipated expiration: 2040-12-01
Also published as: US11998496B2; JPWO2021176781A1; US20230301850A1; WO2021176781A1

Description

本発明は、例えば車椅子等に適用されて回転力を伝達する動力伝達機構に関する。

従来、車椅子を使用する際、ブレーキを掛け忘れた状態で着座しようとした場合には、使用者の脚部が接触して車椅子が後退し、使用者が転倒してしまう事故が多発している。また、登坂中に使用者がハンドリムから手を離すと、車椅子が逆進（進行方向に対して逆方向に進むこと）してしまう不具合がある。

このような不具合を解決するために、特許文献１に記載された技術がある。この技術は、着座しようとした場合、使用者の脚部が接触したとしても車椅子が後退することなく、また登坂中に使用者がハンドリムから手を離したとしても、車椅子にブレーキがかかり逆進することがないように構成されている。以下、このようなブレーキ機能を逆進ブレーキという。

特許第５１０５２５６号公報

上述した特許文献１に記載された技術は、着座時の転倒及び登坂中の逆進を防止することができ、また使用者による意図的な逆進は妨げないように構成されている。具体的に、特許文献１の技術では、前進又は後進するために使用者がハンドリムを正転又は逆転した場合、あるいは前進方向に外力が作用した場合には、ブレーキがかからないように構成されている。

ところが、介助者が車椅子を逆進させたい場合、例えば使用者が着座していてもハンドリムを操作しない状態、あるいは使用者が着座していない状態の双方の状態で介助者が車椅子を後退させる場合等には、上記逆進ブレーキが作動して介助者の操作を制約してしまう問題がある。

そこで、本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、逆進ブレーキを有するとともに、その逆進ブレーキを一時的に解除可能な動力伝達機構を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、中心軸に設けられた基準ギヤ部材と、前記基準ギヤ部材の中心軸に回転可能に設けられた第１キャリヤ部材と、前記基準ギヤ部材の中心軸に回転可能に設けられた第２キャリヤ部材と、前記第１キャリヤ部材に第１軸を介して回転可能に設けられ、前記基準ギヤ部材に歯合される第１プラネタリギヤ部材と、前記第２キャリヤ部材に第２軸を介して回転可能に設けられ、前記第１プラネタリギヤ部材に歯合される第２プラネタリギヤ部材と、を備え、前記第１キャリヤ部材に対して前記第２キャリヤ部材が所定範囲で相対回転可能に構成され、前記基準ギヤ部材を中心として前記第１キャリヤ部材及び前記第２キャリヤ部材が同心状に配置され、前記基準ギヤ部材の中心軸と前記第１プラネタリギヤ部材の第１軸とを結ぶ線と、前記基準ギヤ部材の中心軸と前記第２プラネタリギヤ部材の第２軸とを結ぶ線とが所定角度を有するように、前記基準ギヤ部材、前記第１プラネタリギヤ部材、及び前記第２プラネタリギヤ部材が配置され、前記所定角度を狭くする方向に前記第１キャリヤ部材及び前記第２キャリヤ部材を相対回転させたときに一方向への回転が阻止されるように構成され、前記所定角度を広くする方向に前記第１キャリヤ部材及び前記第２キャリヤ部材を相対回転させたときに前記回転の阻止状態を解除する回転阻止解除手段を備えることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記回転阻止解除手段は、前記基準ギヤ部材の中心軸の軸方向に沿って移動可能な移動部材と、この移動部材に固定されたカム部材とを備え、このカム部材を前記第１キャリヤ部材及び前記第２キャリヤ部材に接近する方向に移動させることにより、前記所定角度が広がる方向に前記第１キャリヤ部材及び前記第２キャリヤ部材を相対回転させて前記回転の阻止状態を解除するように構成されていることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記第１プラネタリギヤ部材の第１軸は、前記第１キャリヤ部材に形成された第１軸挿通孔に挿通され、前記第２キャリヤ部材に形成された前記第１軸挿通孔に遊挿され、前記第１キャリヤ部材に対して前記第２キャリヤ部材が前記所定範囲に相対回転可能に構成されていることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の構成に加え、前記第１プラネタリギヤ部材と前記第１軸との間には、隙間が設けられていることを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の構成に加え、前記中心軸が車椅子の車体フレームに連結され、前記第１キャリヤ部材が車椅子のハンドリムに連結され、前記第２キャリヤ部材が前記車椅子の車輪に連結されるように構成されていることを特徴とする。

また、請求項６に係る発明は、請求項２に記載の構成に加え、前記回転阻止解除手段は、解除レバーを有し、この解除レバーが前記車椅子の進行方向を操作する操作ハンドルに取り付けられ、前記解除レバーを操作することによって前記カム部材を移動させ、前記回転の阻止状態を解除するように構成されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、基準ギヤ部材の中心軸と第１プラネタリギヤ部材の第１軸とを結ぶ線と、基準ギヤ部材の中心軸と第２プラネタリギヤ部材の第２軸とを結ぶ線とが所定角度を有するように、基準ギヤ部材、第１プラネタリギヤ部材、及び第２プラネタリギヤ部材が配置され、所定角度を狭くする方向に第１キャリヤ部材及び第２キャリヤ部材を相対回転させたときに一方向への回転が阻止されるように構成され、所定角度を広くする方向に第１キャリヤ部材及び第２キャリヤ部材を相対回転させたときに回転の阻止状態を解除する回転阻止解除手段を備えるため、逆進ブレーキを有するとともに、その逆進ブレーキを一時的に解除することが可能となる。

また、請求項２に記載の発明によれば、カム部材を第１キャリヤ部材及び第２キャリヤ部材に接近する方向に移動させることにより、所定角度が広がる方向に第１キャリヤ部材及び第２キャリヤ部材を相対回転させて回転の阻止状態を解除するように構成されていることから、逆進ブレーキを機械的に解除するため、信頼性を向上させることができる。

また、請求項３に記載の発明によれば、第１プラネタリギヤ部材の第１軸は、第１キャリヤ部材に形成された第１軸挿通孔に挿通され、前記第２キャリヤ部材に形成された前記第１軸挿通孔に遊挿され、第１キャリヤ部材に対して第２キャリヤ部材が所定範囲に相対回転可能に構成されていることから、他の部材を使用することなく、逆進ブレーキを作動することができる。

また、請求項４に記載の発明によれば、第１プラネタリギヤ部材と第１軸との間には、隙間が設けられているので、第１プラネタリギヤ部材が基準ギヤ部材と第２プラネタリギヤ部材との間に噛み込み易くなり、逆進ブレーキを容易に作動することができる。

また、請求項５に記載の発明によれば、中心軸が車椅子の車体フレームに連結され、第１キャリヤ部材が車椅子のハンドリムに連結され、第２キャリヤ部材が車椅子の車輪に連結されているので、車椅子の操作性を大幅に向上させることができる。

また、請求項６に記載の発明によれば、回転阻止解除手段は、解除レバーを有し、この解除レバーが車椅子の進行方向を操作する操作ハンドルに取り付けられ、解除レバーを操作することによってカム部材を移動させ、回転の阻止状態を解除するため、逆進ブレーキの解除操作が極めて容易になり、ひいては車椅子の操作性を大幅に向上させることができる。

本発明の一実施形態の動力伝達機構を適用した車椅子を示す概略斜視図である。図１の車椅子に取り付けられた本発明の一実施形態に係る動力伝達機構のうち、使用者の左手側の車輪に取り付けられた動力伝達機構を車椅子の前方から見た正面図である。図２の動力伝達機構を示す平面図である。図２の動力伝達機構を示す左側面図である。図２の動力伝達機構を示す右側面図である。図２の動力伝達機構の内側第１キャリヤ部材を示す側面図である。図２の動力伝達機構の外側第１キャリヤ部材を示す側面図である。図２の動力伝達機構の内側第２キャリヤ部材を示す側面図である。図２の動力伝達機構の外側第２キャリヤ部材を示す側面図である。本発明の一実施形態に係る動力伝達機構を示す概念図である。図１０の動力伝達機構を示す展開図である。図１０において回転阻止状態を解除する状態を示す概略図である。図２の動力伝達機構の移動板を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る動力伝達機構における回転阻止解除部の要部を示す断面図である。図１４の回転阻止解除部の作動状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

［一実施形態］
図１～図１５は、本発明の一実施形態を示す。図１は、本発明の一実施形態の動力伝達機構を適用した車椅子を示す概略斜視図である。図２は、本発明の一実施形態に係る動力伝達機構を示す正面図である。図３は、図２の動力伝達機構を示す平面図である。図４は、図２の動力伝達機構を示す左側面図である。図５は、図２の動力伝達機構を示す右側面図である。なお、図２では、後述するガイドピン及びコイルばねの図示を省略している。

図１に示すように、車椅子１０は、パイプ枠状の車体フレーム１１を有し、この車体フレーム１１の前後部は、それぞれ左右一対のキャスタ１２及び車輪１３によって移動可能に支持されている。車体フレーム１１の中央部には、使用者が着座するシート１４が設置されている。

車体フレーム１１は、その後部両側から上方に延び、上端部がそれぞれ後方に折曲されて介助者が操作するための左右一対の操作ハンドル１５が設けられている。これらの操作ハンドル１５には、それぞれ介助者が操作して逆進ブレーキを解除するための解除レバー１６が取り付けられている。車体フレーム１１の前端下部には、使用者が足を載せるステップ１７が取り付けられている。

左右一対の車輪１３は、図示しない車軸に回転可能に支持されている。各車輪１３の外側には、使用者が操作するためのハンドリム１８が設けられ、このハンドリム１８を正転又は逆転操作することによって各車輪１３を前進又は後進可能に構成されている。

図１に示す車椅子１０の左右一対の車輪１３には、それぞれ動力伝達機構２０が取り付けられている。これらの動力伝達機構２０は、図２～図５に示すように車体フレーム１１に固定された中心軸２１にそれぞれ第１キャリヤ部材２２及び第２キャリヤ部材３２が回転可能に設けられている。第１キャリヤ部材２２は、第２キャリヤ部材３２よりも小径に形成されている。

第１キャリヤ部材２２は、内側に配置された内側第１キャリヤ部材２２ａと、外側に配置された外側第１キャリヤ部材２２ｂを有する。同様に、第２キャリヤ部材３２は、内側に配置された内側第２キャリヤ部材３２ａと、外側に配置された外側第２キャリヤ部材３２ｂを有する。

なお、以下では、内側第１キャリヤ部材２２ａと外側第１キャリヤ部材２２ｂを一括して説明する場合には、第１キャリヤ部材２２とし、また内側第２キャリヤ部材３２ａと外側第２キャリヤ部材３２ｂを一括して説明する場合には、第２キャリヤ部材３２とする。

第１キャリヤ部材２２は、図示しない連結部材を介して車椅子１０のハンドリム１８に連結される一方、第２キャリヤ部材３２も図示しない連結部材を介して車椅子１０の車輪１３に連結される。

図６は、図２の動力伝達機構の内側第１キャリヤ部材を示す側面図である。図７は、図２の動力伝達機構の外側第１キャリヤ部材を示す側面図である。図８は、図２の動力伝達機構の内側第２キャリヤ部材を示す側面図である。図９は、図２の動力伝達機構の外側第２キャリヤ部材を示す側面図である。図１０は、本発明の一実施形態に係る動力伝達機構を示す概念図である。図１１は、図１０の動力伝達機構を示す展開図である。図１２は、図１０において回転阻止状態を解除する状態を示す概略図である。

なお、以下の説明では、第１キャリヤ部材２２、第２キャリヤ部材３２において、互いに対応する孔には同一の名称及び同一の符号を付して説明する。また、図１１において、外側第１キャリヤ部材２２ｂ、外側第２キャリヤ部材３２ｂは、図示を省略している。

図６に示すように、内側第１キャリヤ部材２２ａは、円板状に形成されてその中心に中心軸２１が挿通する中心孔２３と、後述する３本の第１軸４４がそれぞれ挿通する３つの第１軸挿通孔２４ａと、後述のカム部材が遊挿されるカム孔２５ａと、後述の移動板のガイドピンが挿通するガイド孔２６と、が形成されている。これら中心孔２３、第１軸挿通孔２４ａ、及びガイド孔２６は、円形に形成されている。カム孔２５ａは、両端部が円弧状の長方形状に形成されている。３つの第１軸挿通孔２４ａは、径方向に同一位置であって、周方向に一定の間隔をおいて、すなわち角度１２０度の間隔で設けられている。

図７に示すように、外側第１キャリヤ部材２２ｂは、内側第１キャリヤ部材２２ａと同一径であって、内側第１キャリヤ部材２２ａと同様に中心孔２３と、３つの第１軸挿通孔２４ａが形成されている。これら第１軸挿通孔２４ａも内側第１キャリヤ部材２２ａと同一の位置で同一の数に形成されている。

図８に示すように、内側第２キャリヤ部材３２ａは、中心軸２１が挿通する中心孔２３と、後述する３本の第１軸４４がそれぞれ遊挿する３つの第１軸挿通孔２４ｂと、後述のカム部材が遊挿されるカム孔２５ｂと、後述の移動板のガイドピンが挿通するガイド孔２６と、後述する３本の第２軸４７がそれぞれ挿通する３つの第２軸挿通孔２７が形成されている。３つの第２軸挿通孔２７は、それぞれ３つの第１軸挿通孔２４ｂの外周側に周方向に対して所定の範囲でずらした位置に配置されている。これら中心孔２３、第１軸挿通孔２４ｂ、ガイド孔２６、及び第２軸挿通孔２７は、円形に形成されている。カム孔２５ｂは、両端部が円弧状の長方形状に形成されている。カム孔２５ｂは、内側第１キャリヤ部材２２ａのカム孔２５ａよりも短く形成されて互いに対応する位置に配置されている。

図９に示すように、外側第２キャリヤ部材３２ｂは、中心軸２１が挿通する中心孔２３と、後述する３本の第１軸４４がそれぞれ遊挿される３つの第１軸挿通孔２４ｂと、後述する３本の第２軸４７がそれぞれ挿通される３つの第２軸挿通孔２７が形成されている。これら第２軸挿通孔２７も内側第２キャリヤ部材３２ａと同一の位置で同一の数に形成されている。

内側第２キャリヤ部材３２ａと外側第２キャリヤ部材３２ｂとの間には、その中心から外周方向に向かって図２及び図３、図１０及び図１１に示すように基準ギヤ部材４０、３つの第１プラネタリギヤ部材４２、及び３つの第２プラネタリギヤ部材４５が配置されている。基準ギヤ部材４０は、図１０及び図１１に示すように、外周面に外周ギヤ部４１が設けられた平歯車であり、中心軸２１に固定されている。

第１プラネタリギヤ部材４２は、外周部に外周ギヤ部４３が設けられた平歯車である。第１プラネタリギヤ部材４２は、第１キャリヤ部材２２に第１軸４４を介して回転可能に支持されている。第１プラネタリギヤ部材４２は、外周ギヤ部４３が基準ギヤ部材４０の外周ギヤ部４１に歯合されている。第１プラネタリギヤ部材４２は、第１キャリヤ部材２２の周方向に沿って互いに等間隔となる３位置に第１軸４４を介して配置されている。

第１軸４４は、図２及び図３に示すように第１キャリヤ部材２２の第１軸挿通孔２４ａ及び第２キャリヤ部材３２の第１軸挿通孔２４ｂにそれぞれ挿通されて両端が第１キャリヤ部材２２の外面に固定されている。

第１軸４４は、図１０に示すように第１プラネタリギヤ部材４２に対して所定の隙間Ｇ１を有して設けられている。したがって、第１プラネタリギヤ部材４２は、その隙間Ｇ１分だけ移動可能に構成されている。また、第１軸４４は、図６に示す第１キャリヤ部材２２の第１軸挿通孔２４ａに対して隙間なく挿通され、また図８に示すように第２キャリヤ部材３２の第１軸挿通孔２４ｂに対して所定の隙間Ｇ２を有して遊挿されている。これにより、第１キャリヤ部材２２と第２キャリヤ部材３２とは、所定の範囲で相対回転可能に構成される。

第２プラネタリギヤ部材４５は、第１プラネタリギヤ部材４２とほぼ同等の外径を有し、外周部に外周ギヤ部４６が設けられた平歯車である。この第２プラネタリギヤ部材４５は、第２キャリヤ部材３２に第２軸４７を介して回転可能に支持されている。第２プラネタリギヤ部材４５は、外周ギヤ部４６が第１プラネタリギヤ部材４２の外周ギヤ部４３に歯合されている。第２プラネタリギヤ部材４５は、第２キャリヤ部材３２の周方向に沿って互いに等間隔となる３位置にそれぞれ第２軸４７を介して配置されている。

第２キャリヤ部材３２は、第２プラネタリギヤ部材４５がその外周ギヤ部４６を介して第１プラネタリギヤ部材４２の外周ギヤ部４３に歯合した状態を維持するとともに、第１プラネタリギヤ部材４２がその外周ギヤ部４３を介して基準ギヤ部材４０の外周ギヤ部４１に歯合した状態を維持し、中心軸２１を中心として基準ギヤ部材４０に対して回転可能となるように支持されている。

本実施形態では、図１０に示すように基準ギヤ部材４０の中心軸２１と第１プラネタリギヤ部材４２の第１軸４４とを結ぶ線Ｌ１と、基準ギヤ部材４０の中心軸２１と第２プラネタリギヤ部材４５の第２軸４７とを結ぶ線Ｌ２とが所定角度αを有するように、基準ギヤ部材４０、第１プラネタリギヤ部材４２、及び第２プラネタリギヤ部材４５が配置されている。

所定角度αを狭くする方向に第１キャリヤ部材２２及び第２キャリヤ部材３２を相対回転させたときには、後退する方向への回転が阻止される。この場合、第１プラネタリギヤ部材４２は、第１軸４４に対して若干の隙間Ｇ１を有して設けられ、その隙間Ｇ１分だけ移動可能に構成されているため、第１プラネタリギヤ部材４２が基準ギヤ部材４０と第２プラネタリギヤ部材４５との間に噛み込み易く構成されている。

具体的には、第２キャリヤ部材３２を回転操作することによって、所定角度αを狭くする方向に第１キャリヤ部材２２及び第２キャリヤ部材３２を相対回転させたときには、第１プラネタリギヤ部材４２に関するピッチ点が第２プラネタリギヤ部材４５の内部に侵入しようとする方向に移動し、かつ第２プラネタリギヤ部材４５に関するピッチ点が第１プラネタリギヤ部材４２の内部に侵入しようとする方向に移動するため、第１プラネタリギヤ部材４２と第２プラネタリギヤ部材４５との間のバックラッシュがゼロとなり、両者が噛み合ってロック状態となる。これにより、基準ギヤ部材４０に対する第１キャリヤ部材２２及び第２キャリヤ部材３２の回転が阻止され、車輪１３が後退不能になる。

他方、図１２に示すように、第２キャリヤ部材３２を上記と逆方向に回転操作することによって、所定角度αを広くする方向に第１キャリヤ部材２２及び第２キャリヤ部材３２を相対回転させて所定角度をαからβ（二点鎖線で示す）としたときには、車輪１３が後退可能となる。すなわち、第２キャリヤ部材２２を回転操作することによって所定角度αを広くする方向に第１キャリヤ部材２２及び第２キャリヤ部材３２を相対回転させたときには、第２プラネタリギヤ部材４５に関するピッチ点が第１プラネタリギヤ部材４２から離れるように移動する。そのため、第１プラネタリギヤ部材４２と第２プラネタリギヤ部材４５とがロックされることなく、第１プラネタリギヤ部材４２と第２プラネタリギヤ部材４５がそれぞれ回転しながら基準ギヤ部材４０を中心として公転し、車輪１３が後退可能となる。

このように第２キャリヤ部材３２と第１キャリヤ部材２２との相対回転は、第２プラネタリギヤ部材４５と第１プラネタリギヤ部材４２との歯合状態を変化させることになる。すなわち、本実施形態では、所定角度αを調整することで、第２プラネタリギヤ部材４５と第１プラネタリギヤ部材４２との噛み込み状態を制御することが可能となる。

また、第１キャリヤ部材２２を回転操作することによって、第１キャリヤ部材２２は、第１軸４４が第２キャリヤ部材３２の第１軸挿通孔２４ｂに対して所定の隙間Ｇ２を有して遊挿されていることから、その隙間Ｇ２分だけ第２キャリヤ部材３２に対して相対回転した後、第２キャリヤ部材３２と一体に回転することで、車輪１３を前進又は後退させることが可能となる。

次に、図２～図３、図１２～図１５に基づいて本実施形態の回転阻止解除手段としての回転阻止解除部の構成を説明する。

図１３は、図２の動力伝達機構の移動板を示す斜視図である。図１４は、本発明の一実施形態に係る動力伝達機構における回転阻止解除部の要部を示す断面図である。図１５は、図１４の回転阻止解除部の作動状態を示す断面図である。

本実施形態では、上述したように基準ギヤ部材４０の中心軸２１と第１プラネタリギヤ部材４２の第１軸４４とを結ぶ線Ｌ１と、基準ギヤ部材４０の中心軸２１と第２プラネタリギヤ部材４５の第２軸４７とを結ぶ線Ｌ２がなす所定角度αを広くする方向に第１キャリヤ部材２２及び第２キャリヤ部材３２を相対回転させて回転の阻止状態を解除するための回転阻止解除部を備えている。

図２及び図３に示すように、回転阻止解除手段としての回転阻止解除部５０は、解除レバー１６と、接続ワイヤ５１と、クランク部材５２と、取付部材５３と、移動部材としての移動板５４と、カム部材５５と、を備える。

解除レバー１６は、上述したように介助者が車椅子１０の進行方向を操作するための操作ハンドル１５に取り付けられている。解除レバー１６は、接続ワイヤ５１を介してクランク部材５２に接続されている。このクランク部材５２は、取付部材５３に支軸５２ａを中心として時計方向及び反時計方向に揺動可能に取り付けられている。

移動板５４は、基準ギヤ部材４０の中心軸２１の軸方向に沿って移動可能に構成されている。移動板５４は、その中心孔５４ａに基準ギヤ部材４０の中心軸２１が挿通されている。

移動板５４は、図１３に示すように中心孔５４ａ及び２つのピン孔５４ｂが形成されている。移動板５４の２つのピン孔５４ｂは、周方向において互いに対向する位置に配置され、これらのピン孔５４ｂにそれぞれ図１４及び図１５に示すガイドピン５６が挿着される。これらのガイドピン５６は、それぞれ内側第１キャリヤ部材２２ａのガイド孔２６に嵌合している。これにより、移動板５４と内側第１キャリヤ部材２２ａは、一体となって回転可能である。

これらのガイドピン５６の外周には、それぞれコイルばね５７が巻き付けられ、移動板５４を第１キャリヤ部材２２及び第２キャリヤ部材３２から離間する方向に弾性力を付与している。

移動板５４は、図１３に示すように周方向の一部を切り欠いて平坦面５４ｃが形成され、この平坦面５４ｃに図１４及び図１５に示すカム部材５５の一方の端部が固定されている。カム部材５５の他方は、テーパ状に形成されたテーパ部５５ａを有している。

図１４に示すように、テーパ部５５ａの先端は、内側第１キャリヤ部材２２ａのカム孔２５ａと、内側第２キャリヤ部材３２ａのカム孔２５ｂに挿通されている。コイルばね５７の弾性力に抗して移動板５４を第１キャリヤ部材２２及び第２キャリヤ部材３２に接近させる方向に移動させた場合には、図１５に示すようにテーパ部５５ａのテーパ面が内側第２キャリヤ部材３２ａのカム孔２５ｂの開口端と接触して矢印Ｘ方向に押し、内側第２キャリヤ部材３２ａを内側第１キャリヤ部材２２ａに対して相対回転させる。ここで、テーパ部５５ａは、内側第１キャリヤ部材２２ａのカム孔２５ａの開口端に接触することなく挿通するだけである。

内側第２キャリヤ部材３２ａを内側第１キャリヤ部材２２ａに対して相対回転させると、図１２に示すように基準ギヤ部材４０の中心軸２１と第１プラネタリギヤ部材４２の第１軸４４とを結ぶ線Ｌ１と、基準ギヤ部材４０の中心軸２１と第２プラネタリギヤ部材４５の第２軸４７とを結ぶ線Ｌ２とのなす所定角度αが広くなってβとなり、車輪１３が後退可能となる。すなわち、第２キャリヤ部材２２を回転操作することによって所定角度αを広くする方向に第１キャリヤ部材２２に対して第２キャリヤ部材３２を相対回転させたときには、第２プラネタリギヤ部材４５に関するピッチ点が第１プラネタリギヤ部材４２から離れるように移動する。そのため、第１プラネタリギヤ部材４２と第２プラネタリギヤ部材４５とがロックされることなく、第１プラネタリギヤ部材４２と第２プラネタリギヤ部材４５がそれぞれ回転しながら基準ギヤ部材４０を中心として公転し、車輪１３が後退可能となる。

次に、本実施形態の作用を説明する。

上記のように第１キャリヤ部材２２が車椅子１０のハンドリム１８に連結され、第２キャリヤ部材３２が車輪１３に連結されている。そして、上記のように構成された車椅子１０では、ハンドリム１８を回転操作した場合、動力伝達機構２０の第１キャリヤ部材２２が回転し、第１キャリヤ部材２２の回転に伴って第２キャリヤ部材３２が同一方向に回転することとなり、この第２キャリヤ部材３２に連結された車輪１３が回転する。

ハンドリム１８の回転操作は、車椅子１０の前進方向及び後退方向のいずれの方向であっても第１キャリヤ部材２２に伝達される。すなわち、ハンドリム１８を回転操作して第１キャリヤ部材２２を正方向又は逆方向に回転させることにより、第１軸４４が第２キャリヤ部材３２の第１軸挿通孔２４ｂに対して所定の隙間Ｇ２を有して遊挿されていることから、その隙間Ｇ２分だけ第２キャリヤ部材３２に対して相対回転した後、第１軸４４を介して第２キャリヤ部材３２と一体に回転し、車輪１３を前進方向及び後退方向に回転させることで、車椅子１０を前進又は後退させることが可能となる。

また、上記車椅子１０では、例えば坂道を登っている途中で使用者がハンドリム１８から手を離した場合にも、車椅子１０が勝手に坂道を下ってしまう事態を招くことがなくなる。また、車椅子１０に座る際に使用者が誤ってふくらはぎ等の脚の一部がステップ１７又は車体フレーム１１等に触れてしまった場合にも車椅子１０が後退することはなく、そのまま座れば確実に着座することができる。なお、車輪１３を前進方向に回転させようとした場合には、制限されずそのまま進むことができる。

ところが、本実施形態では、介助者が車椅子を後退（逆進）させたい場合、例えば使用者が着座していてもハンドリム１８を操作しない状態、あるいは使用者が着座していない状態の双方の状態で介助者が車椅子を後退させる場合等には、介助者の操作を制約しないように構成されている。

具体的には、介助者が車椅子１０を後退させる場合には、介助者が解除レバー１６を握る。これにより、接続ワイヤ５１が引っ張られてクランク部材５２が支軸５２ａを中心として図２中で時計方向に揺動する。すると、移動板５４がコイルばね５７の弾性力に抗して第１キャリヤ部材２２及び第２キャリヤ部材３２に接近させる方向に移動する。

そのとき、カム部材５５のテーパ部５５ａの先端は、内側第１キャリヤ部材２２ａのカム孔２５ａと、内側第２キャリヤ部材３２ａのカム孔２５ｂを挿通している図１４に示す状態から図１５に示すようにテーパ部５５ａがカム孔２５ｂの開口端と接触して矢印Ｘ方向に押し、第２キャリヤ部材３２を第１キャリヤ部材２２に対して相対回転させる。

この場合、図１２に示すように基準ギヤ部材４０の中心軸２１と第１プラネタリギヤ部材４２の第１軸４４とを結ぶ線Ｌ１と、基準ギヤ部材４０の中心軸２１と第２プラネタリギヤ部材４５の第２軸４７とを結ぶ線Ｌ２とのなす所定角度αが広くする方向に第１キャリヤ部材２２及び第２キャリヤ部材３２が相対回転して所定角度をαからβとする。

すなわち、第１プラネタリギヤ部材４２に関するピッチ点が第２プラネタリギヤ部材４５から離れるように移動するため、第１プラネタリギヤ部材４２と第２プラネタリギヤ部材４５との間のバックラッシュが増大し、第１プラネタリギヤ部材４２と第２プラネタリギヤ部材４５とがロックされることなく、第１プラネタリギヤ部材４２と第２プラネタリギヤ部材４５がそれぞれ回転しながら基準ギヤ部材４０を中心として公転し、車輪１３が後退可能となる。

なお、図８に示すように内側第２キャリヤ部材３２ａには、ガイドピン５６よりも大径のガイド孔２６が開口している。このため、図１５に示すように移動板５４とともにガイドピン５６が内側第２キャリヤ部材３２ａに接近しても、ガイドピン５６の先端は、ガイド孔２６内に挿通されることで、内側第２キャリヤ部材３２ａに干渉しない。

そして、介助者が解除レバー１６を握った状態から離すと、移動板５４がコイルばね５７の弾性力によって第１キャリヤ部材２２及び第２キャリヤ部材３２に離間させる方向に移動する。同時に、カム部材５５のテーパ部５５ａがカム孔２５ｂの開口端から離間するようにスライドし、移動板５４が元の位置に戻り、クランク部材５２が図２中で反時計方向に揺動して元の位置に戻る。

このように本実施形態によれば、基準ギヤ部材４０の中心軸２１と第１プラネタリギヤ部材４２の第１軸４４とを結ぶ線Ｌ１と、基準ギヤ部材４０の中心軸２１と第２プラネタリギヤ部材４５の第２軸４７とを結ぶ線Ｌ２とが所定角度αを有するように、基準ギヤ部材４０、第１プラネタリギヤ部材４２、及び第２プラネタリギヤ部材４５が配置され、所定角度αを狭くする方向に第１キャリヤ部材２２及び第２キャリヤ部材３２を相対回転させたときに一方向への回転が阻止されるように構成され、所定角度αを広くする方向に第１キャリヤ部材２２及び第２キャリヤ部材３２を相対回転させたときに回転の阻止状態を解除する回転阻止解除部５０を備えるため、逆進ブレーキを有するとともに、その逆進ブレーキを一時的に解除することが可能となる。

また、本実施形態によれば、カム部材５５を第１キャリヤ部材２２及び第２キャリヤ部材３２に接近する方向に移動させることにより、所定角度αが広がる方向に第１キャリヤ部材２２及び第２キャリヤ部材３２を相対回転させて回転の阻止状態を解除するように構成されていることから、逆進ブレーキを機械的に解除するため、信頼性を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、第１プラネタリギヤ部材２２の第１軸４４は、第１キャリヤ部材２２に形成された第１軸挿通孔２４ａに挿通され、第２キャリヤ部材３２に形成された第１軸挿通孔２４ｂに遊挿され、第１キャリヤ部材２２に対して第２キャリヤ部材３２が所定範囲に相対回転可能に構成されていることから、他の部材を使用することなく、逆進ブレーキを作動することができる。

また、本実施形態によれば、第１プラネタリギヤ部材４２と第１軸４４との間には、隙間が設けられているので、第１プラネタリギヤ部材４２が基準ギヤ部材４０と第２プラネタリギヤ部材４５との間に噛み込み易くなり、逆進ブレーキを容易に作動することができる。

また、本実施形態によれば、中心軸２１が車椅子１０の車体フレーム１１に連結され、第１キャリヤ部材２２が車椅子１０のハンドリム１８に連結され、第２キャリヤ部材３２が車椅子１０の車輪１３に連結されているので、車椅子１０の操作性を大幅に向上させることができる。

また、本実施形態によれば、回転阻止解除部５０は、解除レバー１６を有し、この解除レバー１６が車椅子１０の進行方向を操作する操作ハンドル１５に取り付けられ、解除レバー１６を操作することによってカム部材５５を移動させ、回転の阻止状態を解除するため、逆進ブレーキの解除操作が極めて容易になり、ひいては車椅子の操作性を大幅に向上させることができる。

[他の実施形態]
本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。この実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

例えば、上記実施形態では、動力伝達機構２０を車椅子１０に適用した例について説明したが、これに限らず例えばチェーンブロック装置やエスカレータの回転駆動ユニット等に適用してもよい。

また、上記実施形態では、第１キャリヤ部材２２及び第２キャリヤ部材３２をそれぞれ内外に配置した例について説明したが、各ギヤが歯合して回転可能であれば、少なくとも内側に設ければよい。

さらに、上記実施形態では、第２プラネタリギヤ部材４５を第１プラネタリギヤ部材４２と略同じ外径を有したものを用いたが、これに限定されない。加えて、第１プラネタリギヤ部材４２及び第２プラネタリギヤ部材４５は、それぞれ３つ配置したが、それ以外の数であってもよい。

そして、上記実施形態では、解除レバー１６を操作ハンドル１５に取り付けた例について説明したが、解除レバー１６の取付位置は、操作ハンドル１５に限らず、使用者が操作可能な位置、あるいは介助者と使用者の両者が操作可能な位置であってもよい。このような位置に取り付けることにより、使用者、あるいは介助者と使用者の両者が逆進ブレーキを解除することができるように構成してもよい。このように構成することにより、操作性を各段と向上させることが可能になる。

また、上記実施形態では、左右一対の操作ハンドル１５にそれぞれ解除レバー１６を設けた例について説明したが、これに限らず左右いずれか一方の解除レバー１６を操作することで、左右一対の車輪１３にそれぞれ取り付けた動力伝達機構２０の逆進ブレーキを解除可能に構成してもよい。このような解除レバー１６を使用者が操作可能な位置に取り付けることにより、片手が不自由の使用者でも操作が可能になる。

１０車椅子
１１車体フレーム
１２キャスタ
１３車輪
１４シート
１５操作ハンドル
１６解除レバー
１７ステップ
１８ハンドリム
２０動力伝達機構
２１中心軸
２２第１キャリヤ部材
２２ａ内側第１キャリヤ部材
２２ｂ外側第１キャリヤ部材
２３中心孔
２４ａ第１軸挿通孔
２４ｂ第１軸挿通孔
２５ａカム孔
２５ｂカム孔
２６ガイド孔
２７第２軸挿通孔
３２第２キャリヤ部材
３２ａ内側第２キャリヤ部材
３２ｂ外側第２キャリヤ部材
４０基準ギヤ部材
４１外周ギヤ部
４２第１プラネタリギヤ部材
４３外周ギヤ部
４４第１軸
４５第２プラネタリギヤ部材
４６外周ギヤ部
４７第２軸
５０回転阻止解除部（回転阻止解除手段）
５１接続ワイヤ
５２クランク部材
５２ａ支軸
５３取付部材
５４移動板（移動部材）
５４ａ中心孔
５４ｂピン孔
５４ｃ平坦面
５５カム部材
５５ａテーパ部
５６ガイドピン
５７コイルばね
α 所定角度

Claims

中心軸に設けられた基準ギヤ部材と、
前記基準ギヤ部材の中心軸に回転可能に設けられた第１キャリヤ部材と、
前記基準ギヤ部材の中心軸に回転可能に設けられた第２キャリヤ部材と、
前記第１キャリヤ部材に第１軸を介して回転可能に設けられ、前記基準ギヤ部材に歯合される第１プラネタリギヤ部材と、
前記第２キャリヤ部材に第２軸を介して回転可能に設けられ、前記第１プラネタリギヤ部材に歯合される第２プラネタリギヤ部材と、を備え、
前記第１キャリヤ部材に対して前記第２キャリヤ部材が所定範囲で相対回転可能に構成され、
前記基準ギヤ部材を中心として前記第１キャリヤ部材及び前記第２キャリヤ部材が同心状に配置され、前記基準ギヤ部材の中心軸と前記第１プラネタリギヤ部材の第１軸とを結ぶ線と、前記基準ギヤ部材の中心軸と前記第２プラネタリギヤ部材の第２軸とを結ぶ線とが所定角度を有するように、前記基準ギヤ部材、前記第１プラネタリギヤ部材、及び前記第２プラネタリギヤ部材が配置され、
前記所定角度を狭くする方向に前記第１キャリヤ部材及び前記第２キャリヤ部材を相対回転させたときに一方向への回転が阻止されるように構成され、
前記所定角度を広くする方向に前記第１キャリヤ部材及び前記第２キャリヤ部材を相対回転させたときに前記回転の阻止状態を解除する回転阻止解除手段を備えることを特徴とする回転伝達機構。
前記回転阻止解除手段は、前記基準ギヤ部材の中心軸の軸方向に沿って移動可能な移動部材と、この移動部材に固定されたカム部材とを備え、このカム部材を前記第１キャリヤ部材及び前記第２キャリヤ部材に接近する方向に移動させることにより、前記所定角度が広がる方向に前記第１キャリヤ部材及び前記第２キャリヤ部材を相対回転させて前記回転の阻止状態を解除するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転伝達機構。
前記第１プラネタリギヤ部材の第１軸は、前記第１キャリヤ部材に形成された第１軸挿通孔に挿通され、前記第２キャリヤ部材に形成された前記第１軸挿通孔に遊挿され、前記第１キャリヤ部材に対して前記第２キャリヤ部材が前記所定範囲に相対回転可能に構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転伝達機構。
前記第１プラネタリギヤ部材と前記第１軸との間には、隙間が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の回転伝達機構。
前記中心軸が車椅子の車体フレームに連結され、前記第１キャリヤ部材が前記車椅子のハンドリムに連結され、前記第２キャリヤ部材が前記車椅子の車輪に連結されるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の回転伝達機構。
前記回転阻止解除手段は、解除レバーを有し、この解除レバーが前記車椅子の進行方向を操作する操作ハンドルに取り付けられ、前記解除レバーを操作することによって前記カム部材を移動させ、前記回転の阻止状態を解除するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の回転伝達機構。