ブレーキ装置および車椅子
【課題】レバーの揺動に応じて回転される車輪を制止するためのブレーキパッドを容易に交換することができるブレーキ装置および車椅子を提供する。
【解決手段】車輪駆動装置が用いられる車椅子において、レバーの一端部に固定されてフレームに対して回転可能なカップ体３０に、車輪と対向する側に突出する摩擦部材３６５を有するブレーキパッド３６が、カップ体３０の周壁３２における車輪１６と対向する端面３４に設けられる。そして、ブレーキパッド３６は、カップ体３０が車輪とレバーとの間で固定された状態で、当該カップ体３０に対して外周側から着脱自在なカートリッジ状に構成される。
【解決手段】車輪駆動装置が用いられる車椅子において、レバーの一端部に固定されてフレームに対して回転可能なカップ体３０に、車輪と対向する側に突出する摩擦部材３６５を有するブレーキパッド３６が、カップ体３０の周壁３２における車輪１６と対向する端面３４に設けられる。そして、ブレーキパッド３６は、カップ体３０が車輪とレバーとの間で固定された状態で、当該カップ体３０に対して外周側から着脱自在なカートリッジ状に構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪の回転によって走行する移動体に用いられ、当該車輪に対してレバーを傾斜させることによって当該車輪の回転を制止させることが可能なブレーキ装置、および、このブレーキ装置を備える車椅子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、手動式の車椅子は、車輪と一体的に構成された環状のリムが車輪の外側に設けられている。介護者がいない場合、車椅子の着座者は、このリムを回転させることによって車椅子を走行させる。ところが、このようにして車椅子を走行させるためには上半身に大きな負荷が発生する。とくに、砂利道や水を含んだ軟らかい地面上を走行するときは、その負荷は多大なものとなり、よほどの体力がなければ車椅子を走行させることが困難となる。
【０００３】
このような問題を解決するために、例えば特許文献１では、車椅子に座りながら自ら容易に走行可能な手動式の車椅子が開示されている。この車椅子は、座部の両側にフレームに対して回転自在な複数の車輪が配置されており、これらの車輪の略中心部を支点として車輪の回転方向に揺動可能なレバーが設けられている。そして、着座者が自らの手でレバーを前後方向に移動させることによって走行可能に構成されている。
【０００４】
さらに、特許文献１に記載の車椅子では、レバーにおける車輪側の一端部に略円形のカップ体が固定されており、このカップ体にはブレーキパッドが設けられている。そして、着座者がレバーを車輪に対して近づけると、カップ体に設けられたブレーキパッドが車輪のディスクに当接して、車輪の回転を抑制することができるようになっている。
【０００５】
【特許文献１】特許第３６８９１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載の車椅子では、車輪のディスクに当接したブレーキパッドが有する摩擦部材（例えば、ゴム部材）から生じる摩擦によって車輪の回転を抑制している。しかしながら、このブレーキパッドが有する摩擦部材は、その使用に応じて徐々に磨耗してしまう。よって、車椅子のブレーキング性能を維持して安全性を確保するためには、磨耗したブレーキパッドを適宜交換する必要があった。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の車椅子のように、ブレーキパッドがカップ体に一体に固定されていると、カップ体に対してブレーキパッドを着脱する作業（ブレーキパッドを交換する作業）が困難であるという問題があった。
【０００８】
また、ブレーキパッド全体をカップ体から着脱するのではなく、磨耗した摩擦部材のみを交換することが考えられる。しかしながら、特許文献１に記載の車椅子では、車輪の径内側に設けられた略円筒状部材（ボス）の内部に、ブレーキパッドから車輪側に突出した摩擦部材が収容されている。このように、ブレーキパッドが有する摩擦部材を被覆するように構成したのは、雨等によって水分がブレーキパッドに付着して車椅子のブレーキング性能が劣化することを防止するためである。このような構成により、カップ体が車輪に対して取り付けられた状態ではブレーキパッドの摩擦部材は外部に露出しないため、当該摩擦部材を交換する場合にはカップ体を車輪からその都度取り外す必要があり、作業者の手間と労力を軽減させることができないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、レバーの揺動に応じて回転される車輪を制止するためのブレーキパッドを容易に交換することができるブレーキ装置および車椅子を提供することを目的とする。
【００１０】
なお、本発明を適用できる移動体は、電気的駆動手段を伴うことなく例えば手動で車輪を回転させる非電動式の移動体であって、自走式の車椅子の他、例えば自転車に代表される非電動式の二輪車、非電動式の三輪車およびこれらを模した玩具等が考えられる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明において、以下の特徴は単独で、若しくは、適宜組合わされて備えられている。
【００１２】
前記課題を解決するための本発明に係るブレーキ装置は、少なくとも車輪を回転自在に支持するフレームを有する移動体に用いられ、前記車輪の回転方向と略同一方向に向けて往復して揺動可能なレバーが前記車輪の略中心から当該車輪の径外側に向けて延在して設けられるブレーキ装置であって、盆状または椀状に形成された略円形の部材であって、前記車輪と前記レバーとの間であって且つ当該レバーの一端部に固定して設けられると共に、当該車輪の中心を略回転中心として前記フレームに対して回転可能な回転体と、前記回転体に固定されるとともに、前記レバーの揺動と連動して当該レバーの揺動方向と同一方向に回動可能な可動部と、前記可動部を回動可能に軸支するとともに、前記車輪の略中心部を貫通して前記移動体のフレームに固定される軸部材と、前記車輪の側部に対する距離が変位可能であると共に、前記回転体の外周縁部における前記車輪と対向する側部に設けられ、当該回転体から前記車輪と対向する側に突出する摩擦部材を有するブレーキ部材と、を備えており、前記ブレーキ部材が、前記回転体が前記車輪と前記レバーとの間であって且つ当該レバーの一端部に固定された状態で、当該回転体に対して外周側から着脱自在なカートリッジ状に構成されたことを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、本発明に係るブレーキ装置が少なくとも車輪を回転自在に支持するフレームを有する移動体に用いられた場合、レバーの一端部に固定されてフレームに対して回転可能な回転体には、車輪と対向する側に突出する摩擦部材を有するブレーキ部材が、回転体の外周縁部における車輪と対向する側部に設けられる。そして、ブレーキ部材は、回転体が車輪とレバーとの間で固定された状態で、当該回転体に対して外周側から着脱自在なカートリッジ状に構成される。従って、回転体が車輪に対して取り付けられた状態のまま、当該回転体に対して外周側からブレーキ部材を着脱可能である。
【００１４】
前記課題を解決するための本発明に係る車椅子は、座部を有するフレームに回転自在に支持され、前記座部を挟む両側に少なくとも一つずつ配置される複数の車輪と、前記複数の車輪のうち少なくとも一つの車輪に、当該車輪の略中心から当該車輪の径外側に向けて延在して設けられるとともに、当該車輪の回転方向と略同一方向に向けて往復して揺動可能なレバーと、盆状または椀状に形成された略円形の部材であって、前記車輪と前記レバーとの間であって且つ当該レバーの一端部に固定して設けられると共に、当該車輪の中心を略回転中心として前記フレームに対して回転可能な回転体と、前記回転体に固定されるとともに、前記レバーの揺動と連動して当該レバーの揺動方向と同一方向に回動可能な可動部と、前記可動部を回動可能に軸支するとともに、前記車輪の略中心部を貫通して前記フレームに固定される軸部材と、前記車輪の側部に対する距離が変位可能であると共に、前記回転体の外周縁部における前記車輪と対向する側部に設けられ、当該回転体から前記車輪と対向する側に突出する摩擦部材を有するブレーキ部材と、を備えており、前記ブレーキ部材が、前記回転体が前記車輪と前記レバーとの間であって且つ当該レバーの一端部に固定された状態で、当該回転体に対して外周側から着脱自在なカートリッジ状に構成されたことを特徴とする。
【００１５】
上記構成の車椅子によれば、レバーの一端部に固定されてフレームに対して回転可能な回転体には、車輪と対向する側に突出する摩擦部材を有するブレーキ部材が、回転体の外周縁部における車輪と対向する側部に設けられる。そして、ブレーキ部材は、回転体が車輪とレバーとの間で固定された状態で、当該回転体に対して外周側から着脱自在なカートリッジ状に構成される。従って、回転体が車輪に対して取り付けられた状態のまま、当該回転体に対して外周側からブレーキ部材を着脱可能である。
【００１６】
また、本発明に係るブレーキ装置または車椅子において、車輪の径内側には略円筒状のボス部材が設けられるとともに、ブレーキ部材が有する摩擦部材のうちで少なくとも回転体から突出した部分がボス部材の内部に収容されている。そして、回転体を車輪との距離が小さくなる方向に移動させたとき、ブレーキ部材の摩擦部材がボス部材の内部で車輪の側部に当接する。これによれば、回転体が車輪側に移動されると、ボス部材の内部で車輪の側部に当接するブレーキ部材の摩擦部材が生じる摩擦力によって、車輪の回転が制止される。
【００１７】
また、本発明に係るブレーキ装置または車椅子において、回転体にはその外周面に沿って切欠部が形成されており、ブレーキ部材は回転体の切欠部に嵌め込まれる側とは反対側の面が湾曲形成されている。これによれば、ブレーキ部材が回転体の切欠部に嵌め込まれると、当該ブレーキ部材の外周面が回転体の外周縁部と略面一となる。
【００１８】
また、本発明に係るブレーキ装置または車椅子において、ブレーキ部材は回転体の切欠部に嵌め込まれる側に略有底箱状の収容部が形成されており、この収容部の内部には車輪側に向けて突出するように摩擦部材が嵌着されている。これによれば、ブレーキ部材が回転体の切欠部に嵌め込まれると、収容部の内部に嵌着された摩擦部材が車輪側に向けて突出するように配置される。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１および請求項５に記載の発明によれば、回転体が車輪に対して取り付けられた状態のまま、当該回転体に対して外周側からブレーキ部材を着脱可能である。すなわち、回転体に設けられたブレーキ部材を交換する場合には、その都度回転体を車輪から取り外す手間を生じることなく、ブレーキ部材を着脱することができる。これにより、レバーの揺動に応じて回転される車輪を制止するためのブレーキ部材を容易に交換することができる。
【００２０】
また、請求項２および請求項６に記載の発明によれば、回転体を車輪側に移動させることで、ボス部材の内部で車輪の側部に当接するブレーキ部材の摩擦部材にて生じる摩擦力によって、車輪の回転を制止することができる。そのため、回転体が固定されたレバーを車輪側に移動させるという簡易な操作で、車輪の回転を任意に制止することができる。さらに、ブレーキ部材の摩擦部材は、カップ体およびボス部材の内部に収容されている（言い換えれば、カップ体およびボス部材によって被覆されている）ので、雨等による水分が摩擦部材に付着することに起因するブレーキング性能の劣化を抑制することができる。
【００２１】
また、請求項３および請求項７に記載の発明によれば、ブレーキ部材を回転体の切欠部に嵌め込むことで、ブレーキ部材を回転体に対して正確な取り付け部位に位置決めすることができるので、ブレーキ部材の交換作業が容易である。さらに、ブレーキ部材を回転体の切欠部に嵌め込むと、当該ブレーキ部材の外周面が回転体の外周面と略面一となるので、回転体が有する略円形の外観を損なうことがない。
【００２２】
また、請求項４および請求項８に記載の発明によれば、ブレーキ部材を回転体の切欠部に嵌め込むことで、収容部の内部に嵌着された摩擦部材が車輪側に向けて突出するように配置されるので、ブレーキ部材の摩擦部材を回転体内における適切な位置に設けることが容易である。また、ブレーキ部材の摩擦部材は収容部内に嵌着されているので、ブレーキ部材から磨耗した摩擦部材のみを交換するのも容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係るブレーキ装置、および、このブレーキ装置が取り付けられた車椅子の好適な実施形態の例について、各図を参照しつつ説明する。本実施形態では、車椅子に設けられた車輪を駆動させるための車輪駆動装置を、本発明に係るブレーキ装置として実装した場合を例示する。なお、本実施形態において、車椅子が前進する場合における車輪の回転方向をＸ方向、車椅子が後退する場合における車輪の回転方向をＹ方向と称する。
【００２４】
まず、本実施形態における車輪駆動装置１０を具備した車椅子１の概要について、図１を参照しつつ説明する。図１は、本発明に係る車輪駆動装置を具備した車椅子の一例を示す外観斜視図である。なお、車椅子１に具備された車輪駆動装置１０が、本発明の「ブレーキ装置」に相当する。
【００２５】
図１に示すように、この車椅子１は、着座者が着座可能な座部１２と、車椅子１の骨格をなすフレーム１４とを備えている。更に、従来の一般的な車椅子に見られる背もたれ部２６およびキャスター２８をも備えている。なお、座部１２および背もたれ部２６は、フレーム１４に支持されている。
【００２６】
座部１２の両側には、フレーム１４に対して回転自在な二つの車輪１６が設けられている。更に、この二つの車輪１６の各々に対応して、車輪駆動装置１０が車輪１６に対して座部１２の反対側にそれぞれ設けられている。
【００２７】
この車輪駆動装置１０には、車輪１６の略中心からこの車輪１６の径外側に向けて延在し、且つ車椅子１に対して揺動自在な手動式のレバー２２が設けられている。なお、レバー２２は、着座者が把持部２４を把持しつつＸ方向およびＹ方向に移動（揺動または旋回と称することもできる）させることができるように、車輪１６の径外側まで延在している。
【００２８】
そして、車椅子１の着座者が、Ｘ方向またはＹ方向に向けてレバー２２を移動させると、このレバー２２に対応する車輪１６を、後述する力伝達機構６６（図２および図６参照）を介して、この車輪１６の径方向の中心Ｏ（以下、「車輪１６の中心Ｏ」と称する。）を略回転中心として回転させることができる。
【００２９】
なお、この明細書において、「略」とは、実質的であることを意味する。例えば、「車輪１６の中心Ｏを略回転中心として回転させる」は、厳密な意味での車輪１６の中心Ｏのみでなく、実質的に車輪１６の中心Ｏを回転中心として回転させる場合も含む。
【００３０】
次に、車輪駆動装置１０について、図２〜図４を参照しつつ説明する。図２は、本発明に係る車輪駆動装置の一例を示す外観斜視図である。図３を参照しつつ説明する。図３は、図１に示される車輪からレバーを取り外した場合の一例を示す斜視図である。図４は、カップ体および制限機構の配置関係の一例を示す拡大斜視図である。
【００３１】
図２および図３に示すように、この車輪駆動装置１０は、車輪１６とレバー２２との間であって且つ車輪１６の略中央部に、レバー２２に固定されたカップ体（回転体）３０が設けられている。このカップ体３０は、車輪１６の中心Ｏを通過し且つＸ方向およびＹ方向と直交する中心線Ｌを略回転中心として、フレーム１４に対して回転可能となっている。
【００３２】
そして、このカップ体３０の内部には、フレーム１４に固定された固定部４４およびカップ体３０に固定されたハブ（可動部）５２が設けられている。そして、固定部４４およびハブ５２が、車輪１６の径内側に設けられて、レバー２２のＸ方向およびＹ方向への移動範囲を制限する制限機構として機能する。
【００３３】
図４に示すように、固定部４４は、ベース板４６と、このベース板４６から立設し且つベース板４６と一体的な軸部材５０とを有しており、軸部材５０が車輪１６（図１および図３参照）と略同心となるように、フレーム１４（図１および図３参照）に固定される。そして、ベース板４６の一方の端部には被当接部４７が形成されており、この被当接部４７は軸部材５０が立設した側と同じ側にベース板４６から突出している。また、この被当接部４７には、径内側に貫通すると共に雌ネジが形成された孔（図示外）が形成されており、この孔（図示外）には、ボルト４９が螺合している。
【００３４】
一方、ハブ５２は、一方の端部５４に略Ｔ字が形成されており、略中央部には、円板状に形成された円板部６０を有している。この円板部６０から一方の端部５４にかけては、第１当接部５８が形成されている。また、円板部６０から他方の端部５６にかけては第２当接部５９が形成されている。更に、第２当接部５９近傍の円板部６０には、径外側に突出した凸部６２が形成されており、更に、凸部６２と第２当接部５９との間には、径内側に凹んだ凹部６４が形成されている。なお、図示しないが、ハブ５２の略中央部には、固定部４４（図４参照）の軸部材５０が貫通可能な貫通孔が形成されている。
【００３５】
なお、ハブ５２は、一方の端部５４がカップ体３０に支持され、他方の端部５６がカップ体３０に対してＸ方向およびＹ方向に略直交する方向に若干移動できるように、後述するコイルバネ４０によって保持されている。そして、軸部材５０が、ハブ５２の略中央部に形成された前述の貫通孔に貫通されることで、被当接部４７がハブ５２の円板部６０の径外側に配置されている。
【００３６】
ここで、この車輪駆動装置１０を車椅子１に取り付けるときは、先ず、軸部材５０を、車輪１６の中央部に形成された貫通孔１６１に貫通させる。なお、車輪１６の中央部には、この車輪１６と同心となるように後述の第４ギヤ８６が取り付けられているので、軸部材５０は、貫通孔１６１および第４ギヤ８６の中央部に形成された貫通孔８６１の両方に貫通させる。
【００３７】
貫通孔８６１，１６１を貫通して軸部材５０は、フレーム１４に支持される。より具体的には、フレーム１４に固定された固定プレート１１２に、軸部材固定部１１４によって軸部材５０が固定される。また、貫通孔１６１の内側には軸受が設けられているので、車輪１６は軸部材５０に回転自在に支持されることとなる。即ち、車輪１６は、軸部材５０を介してフレーム１４に回転自在に支持される。
【００３８】
さらに、軸部材固定部１１４には、軸部材５０を誘導するための軸部材誘導孔１１６が形成されている。例えば、軸部材５０を多角柱とし、軸部材誘導孔１１６の内側を、軸部材５０に対応する多角孔とすることによって、軸部材５０を、軸部材誘導孔１１６に容易に導くことが可能となる。このように、軸部材５０を貫通孔８６１，１６１に貫通させてフレーム１４に支持させるだけで、車輪駆動装置１０を車椅子１に容易に取り付けることが可能となる。
【００３９】
ここで、着座者が、レバー２２（図１等参照）をＸ方向またはＹ方向に移動させた場合における上記制限機構の作用について説明する。
【００４０】
着座者が、レバー２２をＸ方向に移動させると、それに伴ってカップ体３０およびハブ５２がＸ方向に回転する。このとき、固定部４４はフレーム１４に対してＸ方向およびＹ方向に回転しないように固定されているので、被当接部４７に対して第１当接部５８が当接する。これにより、レバー２２のＸ方向の移動が制限される。
【００４１】
一方、着座者が、レバー２２をＹ方向に移動させると、Ｘ方向に移動させた場合と同様の原理により、被当接部４７に対して第２当接部５９が当接する。これにより、レバー２２のＹ方向の移動が制限される。このようにして、Ｘ方向およびＹ方向のいずれの方向についても、レバー２２の移動範囲が、中心線Ｌを略回転中心として約１８０度の範囲で制限される。
【００４２】
更に、本実施形態では、被当接部４７の内側に突出するようにボルト４９のねじ込み量を調整することによって、固定部４４とハブ５２とを保持することが可能となる。
【００４３】
即ち、ボルト４９が被当接部４７の内側に突出した場合において、着座者がレバー２２をＹ方向に向けて移動させたとき、被当接部４７と第２当接部５９とが当接するよりも先に、被当接部４７から内側に突出したボルト４９と凸部６２とが当接する。そして、着座者が、レバー２２を更にＹ方向に移動させると、被当接部４７が径外側に弾性変形し、被当接部４７が凹部６４に配置される。このとき、ボルト４９と凹部６４とが係合することによって、カップ体３０およびハブ５２は、固定部４４に対してＸ方向およびＹ方向への回転が制限される。
【００４４】
このようにして、ハブ５２に形成された凹部６４において固定部４４とハブ５２とが保持されて、固定部４４とカップ体３０とが固定される。ひいてはフレーム１４に対してレバー２２が固定される。
【００４５】
次に、カップ体３０の詳細な構成について、図４を参照しつつ説明する。
【００４６】
図４に示すように、カップ体３０は、その周縁部に周壁３２が形成された椀状または盆状の形状をなす。そして、カップ体３０の凹面３８には、ハブ５２の他方の端部５６に対して付勢するコイルバネ４０が設けられている。なお、コイルバネ４０は、ハブ５２の他方の端部５６に対して付勢することができる弾性部材であればこれに限られるものではなく、例えば板バネであっても良い。
【００４７】
さらに、カップ体３０の周壁３２においては、車輪１６と対向する端面３４側にブレーキパッド３６が設けられている。このブレーキパッド３６は、車輪１６と対向する側に突出する摩擦部材（例えば、ゴム部材などの弾性体）を有するブレーキ部材であるが、詳細は後述する。
【００４８】
ところで、本実施形態では、車輪１６の径内側に、当該車輪１６と略同軸をなす略円筒状のボス１８が設けられている。すなわち、ボス１８の軸線が車輪１６の中心Ｏを通る軸線と略一致するように、ボス１８が車輪１６から側面に向けて突設されている（図３参照）。
【００４９】
そして、カップ体３０は、少なくとも端面３４が円筒状のボス１８の内径側に位置して、周壁３２の端面３４と車輪１６のボス１８の凹面２０（図３参照）とが対向するように配置されている。なお、通常時は、コイルバネ４０の付勢力によって、カップ体３０の周壁３２の端面３４と車輪１６のボス１８の凹面２０との間には間隙が形成されている。また、ボス１８が有する内径はカップ体３０（周壁３２）の外径よりも若干大きくなっている。すなわち、カップ体３０はボス１８の凹面２０に対して近接又は離間可能であり、またカップ体３０はボス１８に対して回転または傾斜することが可能である。
【００５０】
このような構成のもと、着座者がコイルバネ４０の付勢力に対抗してレバー２２を自側に傾けると、カップ体３０と車輪１６の側面（即ちボス１８の凹面２０）との距離が小さくなる方向にカップ体３０が移動し、ブレーキパッド３６とボス１８の凹面２０とが当接する。言い換えれば、ブレーキパッド３６はカップ体３０に連動して、車輪１６の側部（ボス１８の凹面２０）に対する距離が変位可能となっている。
【００５１】
そして、着座者がレバー２２を更に強く自側に傾けることによって、ブレーキパッド３６（詳細には、ブレーキパッド３６が有する摩擦部材）がカップ体３０の周壁３２の端面３４と車輪１６のボス１８の凹面２０とによって押圧されて、車輪１６の回転速度が抑制される。
【００５２】
次に、力伝達機構６６の構成および作用の詳細について、図２および図５を参照しつつ説明する。図５（ａ）は、力伝達機構の正面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示されるＡ部の詳細図である。
【００５３】
図２および図５（ａ）に示すように、力伝達機構６６は、カップ体３０と車輪１６との間に配置されている。すなわち、力伝達機構６６は、第１ギヤ８０、第２ギヤ８２、第３ギヤ８４、第４ギヤ８６、内側レース６８および楔締要素６９を備えている。第１ギヤ８０は、略円形の中空部８０１を有しており、固定部４４に固定して取り付けられる第２ギヤ８２と螺合するように配置されている。また、第３ギヤ８４が、第２ギヤ８２と同心であって且つ第２ギヤ８２と一体的に重ね合わせて配置されている。さらに、第４ギヤ８６が、第１ギヤ８０と同心であって且つ第３ギヤ８４と螺合するように配置されている。この第４ギヤ８６は、車輪１６に固定される。
【００５４】
これにより、第１ギヤ８０が回転するとこれに螺合する第２ギヤ８２が回転する。そして、第２ギヤ８２が回転するとこれと一体的である第３ギヤ８４が回転する。さらに、第３ギヤ８４が回転するとこれに螺合する第４ギヤ８６が回転する。第４ギヤ８６は車輪１６に固定されているので、第１ギヤ８０が回転すると、この回転力が、第２ギヤ８２、第３ギヤ８４および第４ギヤ８６を介して車輪に伝達される。
【００５５】
そして、第１ギヤ８０の中空部８０１には内側レース６８および楔締要素６９が配置される。より具体的には、第１ギヤ８０の径内側に楔締要素６９が配置され、さらにこの楔締要素６９の径内側に内側レース６８が配置される。即ち、楔締要素６９は、第１ギヤ８０と内側レース６８との間に配置されることとなる。
【００５６】
また、内側レース６８の中心Ｏには、軸部材５０が内側レース６８に対して回転自在に貫通している。ここで、内側レース６８は、ハブ５２の円板部６０と同心であって且つハブ５２と一体的に固定して取り付けられているので、レバー２２を揺動させるとハブ５２の回転に伴って回転する。
【００５７】
一方、軸部材５０は車椅子１のフレーム１４に固定される。即ち、車輪駆動装置１０が車椅子１に取り付けられた場合、レバー２２を揺動させると内側レース６８が軸部材５０に対して回転することとなる。
【００５８】
そして、図５（ｂ）に示すように、内側レース６８には、大径角部７０ａ，７０ｂおよび最小径部７２が交互に形成されている。内側レース６８の外周面と第１ギヤ８０の内周面との間の距離は、大径角部７０ａ，７０ｂが形成された部位における距離σ１が最も小さく、最小径部７２が形成された部位における距離σ２が最も大きい。
【００５９】
また、内側レース６８と第１ギヤ８０との間には複数個のローラ７４が配置されている。各ローラ７４の外径ｒは、距離σ１よりも大きく、かつ距離σ２よりも小さい。なお、各ローラ７４は、着座者によって、Ｘ方向側の大径角部７０ａとＹ方向側の大径角部７０ｂとの間の任意の位置に配置可能に構成されている。
【００６０】
各ローラ７４の間には支持部材７６が配置されている。各ローラ７４の両側には押さえバネ７８が配置されている。この押さえバネ７８は、各ローラ７４を内側レース６８の側に向けて付勢している。
【００６１】
ここで、力伝達機構６６の作用について、図５（ｂ）を参照しつつ説明する。
【００６２】
各ローラ７４が最小径部７２の近傍に配置されているとき、着座者が、Ｘ方向およびＹ方向のいずれの方向にレバー２２（図１等参照）を移動させても、ハブ５２および内側レース６８が第１ギヤ８０に対して空転する。距離σ２が各ローラ７４の外径より大きいからである。
【００６３】
各ローラ７４がＸ方向側の大径角部７０ａの近傍に配置されているとき、着座者が、Ｘ方向にレバー２２を移動させても、ハブ５２および内側レース６８が第１ギヤ８０に対して空転する。Ｘ方向側の大径角部７０ａから最小径部７２にかけて、内側レース６８の外周面と第１ギヤ８０の外周面との距離が次第に大きくなっているからである。
【００６４】
一方、Ｙ方向にレバー２２を移動させると、ローラ７４の楔締め効果により、ハブ５２、内側レース６８および第１ギヤ８０が一体となってＹ方向に回転する。最小径部７２からＹ方向側の大径角部７０ｂにかけて、内側レース６８の外周面と第１ギヤ８０の外周面との距離が次第に小さくなっているからである。これにより、内側レース６８の回転力が各ギヤを介して車輪１６（図１等参照）に伝達されて、車輪１６がレバー２２の回転方向と同じＹ方向に回転する。
【００６５】
各ローラ７４がＹ方向側の大径角部７０ｂの近傍に配置されているときは、各ローラ７４がＸ方向側の大径角部７０ａに配置されている場合と動作が逆になるものの、同様の作用を奏する。即ち、着座者がＸ方向にレバー２２を移動させると、ハブ５２、内側レース６８および第１ギヤ８０が一体となってＸ方向に回転し、Ｙ方向にレバー２２を移動させると、ハブ５２および内側レース６８が第１ギヤ８０に対して空転する。
【００６６】
なお、各ローラ７４の配置位置については、着座者が、レバー２２に設けられた操作部９０を周方向（α方向またはβ方向）に操作することによって決めることができる（図２参照）。
【００６７】
また、ハブ５２および内側レース６８が第１ギヤ８０に対して空転するとき、内側レース６８と第１ギヤ８０との間に間隙が形成されているので、内側レース６８が第１ギヤ８０に対して無段で空転する。即ち、着座者は、力伝達機構がラチェットタイプである場合のような衝撃を受けることがない。
【００６８】
次に、ブレーキパッド３６の構成および作用の詳細について、図６〜図８を参照しつつ説明する。図６は、ブレーキパッドの詳細を示す拡大斜視図である。図７は、カップ体の詳細を示す斜視図である。図８は、カップ体の詳細を示す背面図である。
【００６９】
図６に示すように、ブレーキパッド３６は、その長手方向が緩やかに湾曲するように曲げ形成された細長板状の基板部３６０を有し、その長手方向の両端縁部３６１には、基板部３６０の平面に対して略垂直に貫通したネジ孔３６２が各々形成されている。また、この湾曲形成された基板部３６０における椀状の凹みが形成された面に対して、車輪１６と対向する方向に開口する有底箱状の収容部３６３が形成されている。
【００７０】
この収容部３６３は、基板部３６０において椀状の凹みが形成された面から、両端縁部３６１の近傍で略垂直にそれぞれ立設される２つの側壁３６３１と、２つの側壁３６３１の上端縁部から各々延設されて基板部３６０と略平行をなす側壁３６３２とを有する。そして、基板部３６０，側壁３６３１，側壁３６３２とで形成された筒状体の一端側の開口部を塞ぐとともに、当該収容部３６３の底部をなす底壁３６３３を有する。
【００７１】
そして、収容部３６３の内部（すなわち、基板部３６０，側壁３６３１，側壁３６３２，底壁３６３３により囲繞された空間内）には、開口部３６４から略四角柱状をなす摩擦部材３６５が嵌め込まれている。この摩擦部材３６５は、例えば、ＮＢＲなどが加工形成された弾性体（ゴム部材）である。この摩擦部材３６５は、収容部３６３の内部に嵌め込まれた場合に、その表面が外部に突出する程度の高さ（厚み）を有している。
【００７２】
なお、収容部３６３の外部に突出する表面には、数箇所（ここでは、３箇所）の切れ込み部３６５１が形成されている。この複数の切れ込み部３６５１は、摩擦部材３６５の表面が車輪１６のボス１８の凹面２０に当接された場合に、当該車輪１６の回転をより効率的に制止させるためのブレーキ溝として機能する。
【００７３】
ここで、ブレーキパッド３６の着脱方法（交換方法）およびブレーキパッド３６の作用について説明する。
【００７４】
図７及び図８に示すように、カップ体３０の周壁３２には、車輪１６と対向する端面３４に沿って、ブレーキパッド３６が外周側から着脱される切欠部３２１が形成されている。なお、本実施形態では、レバー２２を挟んで各々対向する位置で位相が略１２０度異なるように２つの切欠部３２１が形成されており、各切欠部３２１にブレーキパッド３６が各々着脱可能となっている。
【００７５】
ところで、カップ体３０の切欠部３２１は、ブレーキパッド３６の基板部３６０と略同一の大きさ及び形状となるように形成されている。また、カップ体３０の周壁３２の厚みは、ブレーキパッド３６の基板部３６０の厚みと略等しい。そのため、ブレーキパッド３６が切欠部３２１は取り付けられた場合でも、カップ体３０の外周面に隙間や凹凸が生じないようになっている。
【００７６】
そして、この切欠部３２１の両端縁部に沿って、２つの板状の被係着部３７１が設けられている。２つの被係着部３７１は、その上面の一部が周壁３２の内側面に固定されて、その上面の残りが切欠部３２１に向けて突出するように取り付けられている。そして、各被係着部３７１において切欠部３２１に突出した部位が、ブレーキパッド３６の端縁部３６１と各々重ね合わされる受け面として機能し、当該受け面となる部分にはそれぞれネジ孔３７２が形成されている。ただし、ブレーキパッド３６の収容部３６３が切欠部３２１からカップ体３０の内部に配置される際の妨げとならないように、２つの被係着部３７１の間に形成される隙間は収容部３６３の長手方向の大きさよりも広くなっている。
【００７７】
そして、カップ体３０に対してブレーキパッド３６を取り付ける場合は、まずブレーキパッド３６をカップ体３０に対して外周側から近接させて、収容部３６３を内側にして当該ブレーキパッド３６を切欠部３２１に嵌め込む。これにより、ブレーキパッド３６の両端縁部３６１は２つの被係着部３７１にそれぞれ重ね合わされる。また、先述のように、この切欠部３２１はブレーキパッド３６の基板部３６０と略同一形状および大きさであるため、基板部３６０が切欠部３２１と一致するように嵌め込むだけで、ブレーキパッド３６のカップ体３０に対する正確な位置決めがなされる。
【００７８】
これにより、ブレーキパッド３６の両端縁部３６１が重ね合わされた両被係着部３７１では、各端縁部３６１のネジ孔３６２と各被係着部３７１のネジ孔３７２とが連通する。そして、これら連通した２つのネジ孔３６２，３７２に対してカップ体３０の外周側から係止ネジ３８０を各々羅合させることにより、カップ体３０に対してブレーキパッド３６が一体に固定される。そして、カップ体３０の内径側において、収容部３６３に収容された摩擦部材３６５が、車輪１６に対して対向する方向に突設するように配置される。
【００７９】
このように、ブレーキパッド３６をカップ体３０の切欠部３２１に嵌め込むことで、ブレーキパッド３６をカップ体３０に対して正確な取り付け部位に位置決めすることができると同時に、収容部３６３の内部に嵌着された摩擦部材３６５が車輪１６側に向けて突出するように適切に配置されるため、ブレーキパッド３６の交換作業が容易である。また、ブレーキパッド３６の外周面がカップ体３０の周壁３２と略面一となるので、カップ体３０が有する略円形の外観を損なうことがない。
【００８０】
そして、レバー２２が車輪１６側に所定量傾斜すると、これに連動してカップ体３０も所定量傾斜するので、ブレーキパッド３６の摩擦部材３６５が車輪１６のボス１８の凹面２０に当接することで車輪１６の回転速度が抑制される。すなわち、カップ体３０が固定されたレバー２２を車輪１６側に移動させるという簡易な操作で、車輪１６の回転を任意に制止することができる。
【００８１】
一方、カップ体３０からブレーキパッド３６を取り外す場合は、上記と逆の手順を行えばよい。すなわち、カップ体３０の外周側から２つの係止ネジ３８０を各々２つの連通するネジ孔３６２，３７２から取り外したのちに、ブレーキパッド３６の切欠部３２１に対する嵌め込み状態を解除することで、当該ブレーキパッド３６をカップ体３０から外周側に取り外せばよい。
【００８２】
なお、カップ体３０から取り外されたブレーキパッド３６について、磨耗した摩擦部材３６５のみを交換することができる。すなわち、ブレーキパッド３６の収容部３６３に嵌め込まれた磨耗した摩擦部材３６５を新しい摩擦部材３６５に取り替えればよいため、当該ブレーキパッド３６を再利用するのも容易である。
【００８３】
このように、上記構成に係るブレーキパッド３６では、カップ体３０が車輪１６に対して取り付けられた状態のままであっても、カップ体３０の外周側から係止ネジ３８０を用いてカップ体３０に取り付け、または、取り外しすることができる。また、ブレーキパッド３６の端縁部３６１とカップ体３０の被係着部３７１とを各々の接合面とすることで、カップ体３０とブレーキパッド３６との接合部位に段差や凹凸が生じないようにすることができる。
【００８４】
ところで、本実施形態では、カップ体３０に対してブレーキパッド３６を取り付けられると、カップ体３０に外圧が加えられていない状態（すなわち、カップ体３０が車輪１６の側面（ボス１８の凹面２０）と略平行な状態）では、ブレーキパッド３６の摩擦部材３６５のうちで収容部３６３から突出した部分は、ボス１８の内部に収容される。このように、ブレーキパッド３６の摩擦部材３６５は、カップ体３０およびボス１８の内部に収容される（言い換えれば、カップ体３０およびボス１８によって被覆される）ので、雨等による水分が摩擦部材３６５に付着することに起因するブレーキング性能の劣化を抑制することができる。
【００８５】
一方で、摩擦部材３６５がカップ体３０およびボス１８によって被覆されていると、カップ体３０の外周側からブレーキパッド３６を交換する場合に、摩擦部材３６５のうちで収容部３６３から突出した部分がボス１８に引っかかってしまい、交換作業の妨げとなることがある。そこで、カップ体３０に対してブレーキパッド３６を着脱する場合には、レバー２２を車輪１６とは反対側に傾斜させることが望ましい。すなわち、着座者等がレバー２２を自側とは反対側に押すことで、カップ体３０と車輪１６の側面（即ちボス１８の凹面２０）との距離が大きくなる方向にカップ体３０が移動し、ブレーキパッド３６がボス１８から離間する。これにより、ボス１８によって被覆されていた摩擦部材３６５の突出部分が、ボス１８の外部に露出されることになるため、カップ体３０の外周側からブレーキパッド３６を着脱する場合でも、摩擦部材３６５の突出部分が作業の妨げとなることはない。
【００８６】
以上のように、本実施形態の車輪駆動装置１０は、車輪１６の回転によって走行する車椅子１に用いられものであって、レバー２２が車輪１６の略中心から当該車輪１６の径外側に向けて延在して設けられる。そして、当該レバー２２を車輪１６に対して揺動させることによって当該車輪１６を回転させることが可能である。さらに、当該レバー２２を車輪１６に対して傾斜させることによって当該車輪１６の回転を制止させることが可能である。
【００８７】
より詳細には、レバー２２の一端部に固定されてフレーム１４に対して回転可能なカップ体３０には、車輪１６と対向する側に突出する摩擦部材３６５を有するブレーキパッド３６が、カップ体３０の周壁３２における車輪１６と対向する端面３４に設けられる。そして、ブレーキパッド３６は、カップ体３０が車輪１６とレバー２２との間で固定された状態で、当該カップ体３０に対して外周側から着脱自在なカートリッジ状に構成される。従って、カップ体３０が車輪１６に対して取り付けられた状態のまま、当該カップ体３０に対して外周側からブレーキパッド３６を着脱可能である。
【００８８】
よって、カップ体３０に設けられたブレーキパッド３６を交換する場合には、その都度カップ体３０を車輪１６から取り外す手間を生じることなく、ブレーキパッド３６を着脱することができる。そのため、レバー２２の揺動に応じて回転される車輪１６を制止するためのブレーキパッド３６を容易に交換することができる。
【００８９】
なお、本発明は、上記の好ましい実施形態に記載されているが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が可能である。
【００９０】
例えば、カップ体３０に設けられるブレーキパッド３６の形状，位置，大きさ，数量などは適宜変更可能である。具体的には、カップ体３０に対してブレーキパッド３６を１つのみ設けてもよいし、３つ以上設けてもよい。また、ブレーキパッド３６を複数設ける場合には、各ブレーキパッド３６が同一のものである必要はなく、異なる形状や大きさなどで構成されていてもよい。
【００９１】
また、ブレーキパッド３６に具備される摩擦部材３６５についても、その形状，大きさ，材質などは適宜変更可能である。すなわち、本実施形態では摩擦部材３６５として弾性体（ゴム部材）を例示したが、車輪１６の回転を好適に制止できるのであれば、摩擦部材３６５として金属製の摩擦体などを用いてもよい。
【００９２】
また、カップ体３０に対するブレーキパッド３６の取付け構造は、カップ体３０が車輪１６に対して取り付けられた状態のままでブレーキパッド３６を着脱できるのであれば、上記に示したものに限定されないことはいうまでもない。例えば、カップ体３０の外周側から係脱可能な止め金具によって、ブレーキパッド３６をカップ体３０に着脱できるようにしてもよい。
【００９３】
また、本実施形態において、車椅子１は全体の骨格をなすフレーム１４に着座可能な座部１２が支持され、この座部１２の挟む両側にフレーム１４に対して回転自在な車輪１６が一つずつ配置されている場合を例示した。しかし、車輪１６の数はこれに限られず、例えば、座部１２を挟む両側に二つずつの車輪が一対となって配置されていてもよい。
【００９４】
さらに、本実施形態に係る車椅子１は、一つの車輪１６に対して車輪駆動装置１０が一つずつ設けられているが、これに限られず、いずれか一方の車輪１６についてのみ車輪駆動装置１０が設けられていてもよい。この場合、座部１２を挟む両側の車輪１６を連結することによって、車輪駆動装置１０が設けられた側の車輪１６を駆動輪、他の車輪１６を従動輪とすることが好ましい。これにより、座部１２を挟む両側の車輪１６のうちいずれか一方の車輪１６についてのみ車輪駆動装置１０を設けた場合であっても、車椅子１を前進または後退させることが可能となる。
【００９５】
また、本実施形態では、車椅子１を駆動させる車輪駆動装置１０を本発明の「ブレーキ装置」として実装した場合を例示したが、本発明の「ブレーキ装置」は車輪に対してレバーを傾斜させることによって当該車輪の回転を制止させることができればよい。そのため、例えば駆動機構（力伝達機構６６など）を具備しない車輪駆動装置１０のように、車輪を回転させる動力を供給しないものであっても、本発明の「ブレーキ装置」として適用することができる。
【００９６】
また、上述の実施形態において、「レバー２２」は、車輪１６を回転させるといった機能は同じであるものの、一般的に「アーム」や「ハンドル」と称される場合もある。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明に係る車輪駆動装置を具備した車椅子の一例を示す外観斜視図である。
【図２】本発明に係る車輪駆動装置の一例を示す外観斜視図である。
【図３】図１に示される車輪からレバーを取り外した場合の一例を示す斜視図である。
【図４】カップ体および制限機構の配置関係の一例を示す拡大斜視図である。
【図５】図５（ａ）は、力伝達機構の正面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示されるＡ部の詳細図である。
【図６】ブレーキパッドの詳細を示す拡大斜視図である。
【図７】カップ体の詳細を示す斜視図である。
【図８】カップ体の詳細を示す背面図である。
【符号の説明】
【００９８】
１ 車椅子
１０ 車輪駆動装置
１２ 座部
１４ フレーム
１６ 車輪
１８ ボス
２０ 凹面
２２ レバー
３０ カップ体
３２ 周壁
３４ 端面
３６ ブレーキパッド
４４ 固定部
４６ ベース板
４７ 被当接部
５０ 軸部材
５２ ハブ
６６ 力伝達機構
３２１ 切欠部
３６０ 基板部
３６１ 端縁部
３６２ ネジ孔
３６３ 収容部
３６４ 開口部
３６５ 摩擦部材
３７１ 被係着部
３７２ ネジ孔
３８０ 係止ネジ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪の回転によって走行する移動体に用いられ、当該車輪に対してレバーを傾斜させることによって当該車輪の回転を制止させることが可能なブレーキ装置、および、このブレーキ装置を備える車椅子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、手動式の車椅子は、車輪と一体的に構成された環状のリムが車輪の外側に設けられている。介護者がいない場合、車椅子の着座者は、このリムを回転させることによって車椅子を走行させる。ところが、このようにして車椅子を走行させるためには上半身に大きな負荷が発生する。とくに、砂利道や水を含んだ軟らかい地面上を走行するときは、その負荷は多大なものとなり、よほどの体力がなければ車椅子を走行させることが困難となる。
【０００３】
このような問題を解決するために、例えば特許文献１では、車椅子に座りながら自ら容易に走行可能な手動式の車椅子が開示されている。この車椅子は、座部の両側にフレームに対して回転自在な複数の車輪が配置されており、これらの車輪の略中心部を支点として車輪の回転方向に揺動可能なレバーが設けられている。そして、着座者が自らの手でレバーを前後方向に移動させることによって走行可能に構成されている。
【０００４】
さらに、特許文献１に記載の車椅子では、レバーにおける車輪側の一端部に略円形のカップ体が固定されており、このカップ体にはブレーキパッドが設けられている。そして、着座者がレバーを車輪に対して近づけると、カップ体に設けられたブレーキパッドが車輪のディスクに当接して、車輪の回転を抑制することができるようになっている。
【０００５】
【特許文献１】特許第３６８９１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載の車椅子では、車輪のディスクに当接したブレーキパッドが有する摩擦部材（例えば、ゴム部材）から生じる摩擦によって車輪の回転を抑制している。しかしながら、このブレーキパッドが有する摩擦部材は、その使用に応じて徐々に磨耗してしまう。よって、車椅子のブレーキング性能を維持して安全性を確保するためには、磨耗したブレーキパッドを適宜交換する必要があった。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の車椅子のように、ブレーキパッドがカップ体に一体に固定されていると、カップ体に対してブレーキパッドを着脱する作業（ブレーキパッドを交換する作業）が困難であるという問題があった。
【０００８】
また、ブレーキパッド全体をカップ体から着脱するのではなく、磨耗した摩擦部材のみを交換することが考えられる。しかしながら、特許文献１に記載の車椅子では、車輪の径内側に設けられた略円筒状部材（ボス）の内部に、ブレーキパッドから車輪側に突出した摩擦部材が収容されている。このように、ブレーキパッドが有する摩擦部材を被覆するように構成したのは、雨等によって水分がブレーキパッドに付着して車椅子のブレーキング性能が劣化することを防止するためである。このような構成により、カップ体が車輪に対して取り付けられた状態ではブレーキパッドの摩擦部材は外部に露出しないため、当該摩擦部材を交換する場合にはカップ体を車輪からその都度取り外す必要があり、作業者の手間と労力を軽減させることができないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、レバーの揺動に応じて回転される車輪を制止するためのブレーキパッドを容易に交換することができるブレーキ装置および車椅子を提供することを目的とする。
【００１０】
なお、本発明を適用できる移動体は、電気的駆動手段を伴うことなく例えば手動で車輪を回転させる非電動式の移動体であって、自走式の車椅子の他、例えば自転車に代表される非電動式の二輪車、非電動式の三輪車およびこれらを模した玩具等が考えられる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明において、以下の特徴は単独で、若しくは、適宜組合わされて備えられている。
【００１２】
前記課題を解決するための本発明に係るブレーキ装置は、少なくとも車輪を回転自在に支持するフレームを有する移動体に用いられ、前記車輪の回転方向と略同一方向に向けて往復して揺動可能なレバーが前記車輪の略中心から当該車輪の径外側に向けて延在して設けられるブレーキ装置であって、盆状または椀状に形成された略円形の部材であって、前記車輪と前記レバーとの間であって且つ当該レバーの一端部に固定して設けられると共に、当該車輪の中心を略回転中心として前記フレームに対して回転可能な回転体と、前記回転体に固定されるとともに、前記レバーの揺動と連動して当該レバーの揺動方向と同一方向に回動可能な可動部と、前記可動部を回動可能に軸支するとともに、前記車輪の略中心部を貫通して前記移動体のフレームに固定される軸部材と、前記車輪の側部に対する距離が変位可能であると共に、前記回転体の外周縁部における前記車輪と対向する側部に設けられ、当該回転体から前記車輪と対向する側に突出する摩擦部材を有するブレーキ部材と、を備えており、前記ブレーキ部材が、前記回転体が前記車輪と前記レバーとの間であって且つ当該レバーの一端部に固定された状態で、当該回転体に対して外周側から着脱自在なカートリッジ状に構成されたことを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、本発明に係るブレーキ装置が少なくとも車輪を回転自在に支持するフレームを有する移動体に用いられた場合、レバーの一端部に固定されてフレームに対して回転可能な回転体には、車輪と対向する側に突出する摩擦部材を有するブレーキ部材が、回転体の外周縁部における車輪と対向する側部に設けられる。そして、ブレーキ部材は、回転体が車輪とレバーとの間で固定された状態で、当該回転体に対して外周側から着脱自在なカートリッジ状に構成される。従って、回転体が車輪に対して取り付けられた状態のまま、当該回転体に対して外周側からブレーキ部材を着脱可能である。
【００１４】
前記課題を解決するための本発明に係る車椅子は、座部を有するフレームに回転自在に支持され、前記座部を挟む両側に少なくとも一つずつ配置される複数の車輪と、前記複数の車輪のうち少なくとも一つの車輪に、当該車輪の略中心から当該車輪の径外側に向けて延在して設けられるとともに、当該車輪の回転方向と略同一方向に向けて往復して揺動可能なレバーと、盆状または椀状に形成された略円形の部材であって、前記車輪と前記レバーとの間であって且つ当該レバーの一端部に固定して設けられると共に、当該車輪の中心を略回転中心として前記フレームに対して回転可能な回転体と、前記回転体に固定されるとともに、前記レバーの揺動と連動して当該レバーの揺動方向と同一方向に回動可能な可動部と、前記可動部を回動可能に軸支するとともに、前記車輪の略中心部を貫通して前記フレームに固定される軸部材と、前記車輪の側部に対する距離が変位可能であると共に、前記回転体の外周縁部における前記車輪と対向する側部に設けられ、当該回転体から前記車輪と対向する側に突出する摩擦部材を有するブレーキ部材と、を備えており、前記ブレーキ部材が、前記回転体が前記車輪と前記レバーとの間であって且つ当該レバーの一端部に固定された状態で、当該回転体に対して外周側から着脱自在なカートリッジ状に構成されたことを特徴とする。
【００１５】
上記構成の車椅子によれば、レバーの一端部に固定されてフレームに対して回転可能な回転体には、車輪と対向する側に突出する摩擦部材を有するブレーキ部材が、回転体の外周縁部における車輪と対向する側部に設けられる。そして、ブレーキ部材は、回転体が車輪とレバーとの間で固定された状態で、当該回転体に対して外周側から着脱自在なカートリッジ状に構成される。従って、回転体が車輪に対して取り付けられた状態のまま、当該回転体に対して外周側からブレーキ部材を着脱可能である。
【００１６】
また、本発明に係るブレーキ装置または車椅子において、車輪の径内側には略円筒状のボス部材が設けられるとともに、ブレーキ部材が有する摩擦部材のうちで少なくとも回転体から突出した部分がボス部材の内部に収容されている。そして、回転体を車輪との距離が小さくなる方向に移動させたとき、ブレーキ部材の摩擦部材がボス部材の内部で車輪の側部に当接する。これによれば、回転体が車輪側に移動されると、ボス部材の内部で車輪の側部に当接するブレーキ部材の摩擦部材が生じる摩擦力によって、車輪の回転が制止される。
【００１７】
また、本発明に係るブレーキ装置または車椅子において、回転体にはその外周面に沿って切欠部が形成されており、ブレーキ部材は回転体の切欠部に嵌め込まれる側とは反対側の面が湾曲形成されている。これによれば、ブレーキ部材が回転体の切欠部に嵌め込まれると、当該ブレーキ部材の外周面が回転体の外周縁部と略面一となる。
【００１８】
また、本発明に係るブレーキ装置または車椅子において、ブレーキ部材は回転体の切欠部に嵌め込まれる側に略有底箱状の収容部が形成されており、この収容部の内部には車輪側に向けて突出するように摩擦部材が嵌着されている。これによれば、ブレーキ部材が回転体の切欠部に嵌め込まれると、収容部の内部に嵌着された摩擦部材が車輪側に向けて突出するように配置される。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１および請求項５に記載の発明によれば、回転体が車輪に対して取り付けられた状態のまま、当該回転体に対して外周側からブレーキ部材を着脱可能である。すなわち、回転体に設けられたブレーキ部材を交換する場合には、その都度回転体を車輪から取り外す手間を生じることなく、ブレーキ部材を着脱することができる。これにより、レバーの揺動に応じて回転される車輪を制止するためのブレーキ部材を容易に交換することができる。
【００２０】
また、請求項２および請求項６に記載の発明によれば、回転体を車輪側に移動させることで、ボス部材の内部で車輪の側部に当接するブレーキ部材の摩擦部材にて生じる摩擦力によって、車輪の回転を制止することができる。そのため、回転体が固定されたレバーを車輪側に移動させるという簡易な操作で、車輪の回転を任意に制止することができる。さらに、ブレーキ部材の摩擦部材は、カップ体およびボス部材の内部に収容されている（言い換えれば、カップ体およびボス部材によって被覆されている）ので、雨等による水分が摩擦部材に付着することに起因するブレーキング性能の劣化を抑制することができる。
【００２１】
また、請求項３および請求項７に記載の発明によれば、ブレーキ部材を回転体の切欠部に嵌め込むことで、ブレーキ部材を回転体に対して正確な取り付け部位に位置決めすることができるので、ブレーキ部材の交換作業が容易である。さらに、ブレーキ部材を回転体の切欠部に嵌め込むと、当該ブレーキ部材の外周面が回転体の外周面と略面一となるので、回転体が有する略円形の外観を損なうことがない。
【００２２】
また、請求項４および請求項８に記載の発明によれば、ブレーキ部材を回転体の切欠部に嵌め込むことで、収容部の内部に嵌着された摩擦部材が車輪側に向けて突出するように配置されるので、ブレーキ部材の摩擦部材を回転体内における適切な位置に設けることが容易である。また、ブレーキ部材の摩擦部材は収容部内に嵌着されているので、ブレーキ部材から磨耗した摩擦部材のみを交換するのも容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係るブレーキ装置、および、このブレーキ装置が取り付けられた車椅子の好適な実施形態の例について、各図を参照しつつ説明する。本実施形態では、車椅子に設けられた車輪を駆動させるための車輪駆動装置を、本発明に係るブレーキ装置として実装した場合を例示する。なお、本実施形態において、車椅子が前進する場合における車輪の回転方向をＸ方向、車椅子が後退する場合における車輪の回転方向をＹ方向と称する。
【００２４】
まず、本実施形態における車輪駆動装置１０を具備した車椅子１の概要について、図１を参照しつつ説明する。図１は、本発明に係る車輪駆動装置を具備した車椅子の一例を示す外観斜視図である。なお、車椅子１に具備された車輪駆動装置１０が、本発明の「ブレーキ装置」に相当する。
【００２５】
図１に示すように、この車椅子１は、着座者が着座可能な座部１２と、車椅子１の骨格をなすフレーム１４とを備えている。更に、従来の一般的な車椅子に見られる背もたれ部２６およびキャスター２８をも備えている。なお、座部１２および背もたれ部２６は、フレーム１４に支持されている。
【００２６】
座部１２の両側には、フレーム１４に対して回転自在な二つの車輪１６が設けられている。更に、この二つの車輪１６の各々に対応して、車輪駆動装置１０が車輪１６に対して座部１２の反対側にそれぞれ設けられている。
【００２７】
この車輪駆動装置１０には、車輪１６の略中心からこの車輪１６の径外側に向けて延在し、且つ車椅子１に対して揺動自在な手動式のレバー２２が設けられている。なお、レバー２２は、着座者が把持部２４を把持しつつＸ方向およびＹ方向に移動（揺動または旋回と称することもできる）させることができるように、車輪１６の径外側まで延在している。
【００２８】
そして、車椅子１の着座者が、Ｘ方向またはＹ方向に向けてレバー２２を移動させると、このレバー２２に対応する車輪１６を、後述する力伝達機構６６（図２および図６参照）を介して、この車輪１６の径方向の中心Ｏ（以下、「車輪１６の中心Ｏ」と称する。）を略回転中心として回転させることができる。
【００２９】
なお、この明細書において、「略」とは、実質的であることを意味する。例えば、「車輪１６の中心Ｏを略回転中心として回転させる」は、厳密な意味での車輪１６の中心Ｏのみでなく、実質的に車輪１６の中心Ｏを回転中心として回転させる場合も含む。
【００３０】
次に、車輪駆動装置１０について、図２〜図４を参照しつつ説明する。図２は、本発明に係る車輪駆動装置の一例を示す外観斜視図である。図３を参照しつつ説明する。図３は、図１に示される車輪からレバーを取り外した場合の一例を示す斜視図である。図４は、カップ体および制限機構の配置関係の一例を示す拡大斜視図である。
【００３１】
図２および図３に示すように、この車輪駆動装置１０は、車輪１６とレバー２２との間であって且つ車輪１６の略中央部に、レバー２２に固定されたカップ体（回転体）３０が設けられている。このカップ体３０は、車輪１６の中心Ｏを通過し且つＸ方向およびＹ方向と直交する中心線Ｌを略回転中心として、フレーム１４に対して回転可能となっている。
【００３２】
そして、このカップ体３０の内部には、フレーム１４に固定された固定部４４およびカップ体３０に固定されたハブ（可動部）５２が設けられている。そして、固定部４４およびハブ５２が、車輪１６の径内側に設けられて、レバー２２のＸ方向およびＹ方向への移動範囲を制限する制限機構として機能する。
【００３３】
図４に示すように、固定部４４は、ベース板４６と、このベース板４６から立設し且つベース板４６と一体的な軸部材５０とを有しており、軸部材５０が車輪１６（図１および図３参照）と略同心となるように、フレーム１４（図１および図３参照）に固定される。そして、ベース板４６の一方の端部には被当接部４７が形成されており、この被当接部４７は軸部材５０が立設した側と同じ側にベース板４６から突出している。また、この被当接部４７には、径内側に貫通すると共に雌ネジが形成された孔（図示外）が形成されており、この孔（図示外）には、ボルト４９が螺合している。
【００３４】
一方、ハブ５２は、一方の端部５４に略Ｔ字が形成されており、略中央部には、円板状に形成された円板部６０を有している。この円板部６０から一方の端部５４にかけては、第１当接部５８が形成されている。また、円板部６０から他方の端部５６にかけては第２当接部５９が形成されている。更に、第２当接部５９近傍の円板部６０には、径外側に突出した凸部６２が形成されており、更に、凸部６２と第２当接部５９との間には、径内側に凹んだ凹部６４が形成されている。なお、図示しないが、ハブ５２の略中央部には、固定部４４（図４参照）の軸部材５０が貫通可能な貫通孔が形成されている。
【００３５】
なお、ハブ５２は、一方の端部５４がカップ体３０に支持され、他方の端部５６がカップ体３０に対してＸ方向およびＹ方向に略直交する方向に若干移動できるように、後述するコイルバネ４０によって保持されている。そして、軸部材５０が、ハブ５２の略中央部に形成された前述の貫通孔に貫通されることで、被当接部４７がハブ５２の円板部６０の径外側に配置されている。
【００３６】
ここで、この車輪駆動装置１０を車椅子１に取り付けるときは、先ず、軸部材５０を、車輪１６の中央部に形成された貫通孔１６１に貫通させる。なお、車輪１６の中央部には、この車輪１６と同心となるように後述の第４ギヤ８６が取り付けられているので、軸部材５０は、貫通孔１６１および第４ギヤ８６の中央部に形成された貫通孔８６１の両方に貫通させる。
【００３７】
貫通孔８６１，１６１を貫通して軸部材５０は、フレーム１４に支持される。より具体的には、フレーム１４に固定された固定プレート１１２に、軸部材固定部１１４によって軸部材５０が固定される。また、貫通孔１６１の内側には軸受が設けられているので、車輪１６は軸部材５０に回転自在に支持されることとなる。即ち、車輪１６は、軸部材５０を介してフレーム１４に回転自在に支持される。
【００３８】
さらに、軸部材固定部１１４には、軸部材５０を誘導するための軸部材誘導孔１１６が形成されている。例えば、軸部材５０を多角柱とし、軸部材誘導孔１１６の内側を、軸部材５０に対応する多角孔とすることによって、軸部材５０を、軸部材誘導孔１１６に容易に導くことが可能となる。このように、軸部材５０を貫通孔８６１，１６１に貫通させてフレーム１４に支持させるだけで、車輪駆動装置１０を車椅子１に容易に取り付けることが可能となる。
【００３９】
ここで、着座者が、レバー２２（図１等参照）をＸ方向またはＹ方向に移動させた場合における上記制限機構の作用について説明する。
【００４０】
着座者が、レバー２２をＸ方向に移動させると、それに伴ってカップ体３０およびハブ５２がＸ方向に回転する。このとき、固定部４４はフレーム１４に対してＸ方向およびＹ方向に回転しないように固定されているので、被当接部４７に対して第１当接部５８が当接する。これにより、レバー２２のＸ方向の移動が制限される。
【００４１】
一方、着座者が、レバー２２をＹ方向に移動させると、Ｘ方向に移動させた場合と同様の原理により、被当接部４７に対して第２当接部５９が当接する。これにより、レバー２２のＹ方向の移動が制限される。このようにして、Ｘ方向およびＹ方向のいずれの方向についても、レバー２２の移動範囲が、中心線Ｌを略回転中心として約１８０度の範囲で制限される。
【００４２】
更に、本実施形態では、被当接部４７の内側に突出するようにボルト４９のねじ込み量を調整することによって、固定部４４とハブ５２とを保持することが可能となる。
【００４３】
即ち、ボルト４９が被当接部４７の内側に突出した場合において、着座者がレバー２２をＹ方向に向けて移動させたとき、被当接部４７と第２当接部５９とが当接するよりも先に、被当接部４７から内側に突出したボルト４９と凸部６２とが当接する。そして、着座者が、レバー２２を更にＹ方向に移動させると、被当接部４７が径外側に弾性変形し、被当接部４７が凹部６４に配置される。このとき、ボルト４９と凹部６４とが係合することによって、カップ体３０およびハブ５２は、固定部４４に対してＸ方向およびＹ方向への回転が制限される。
【００４４】
このようにして、ハブ５２に形成された凹部６４において固定部４４とハブ５２とが保持されて、固定部４４とカップ体３０とが固定される。ひいてはフレーム１４に対してレバー２２が固定される。
【００４５】
次に、カップ体３０の詳細な構成について、図４を参照しつつ説明する。
【００４６】
図４に示すように、カップ体３０は、その周縁部に周壁３２が形成された椀状または盆状の形状をなす。そして、カップ体３０の凹面３８には、ハブ５２の他方の端部５６に対して付勢するコイルバネ４０が設けられている。なお、コイルバネ４０は、ハブ５２の他方の端部５６に対して付勢することができる弾性部材であればこれに限られるものではなく、例えば板バネであっても良い。
【００４７】
さらに、カップ体３０の周壁３２においては、車輪１６と対向する端面３４側にブレーキパッド３６が設けられている。このブレーキパッド３６は、車輪１６と対向する側に突出する摩擦部材（例えば、ゴム部材などの弾性体）を有するブレーキ部材であるが、詳細は後述する。
【００４８】
ところで、本実施形態では、車輪１６の径内側に、当該車輪１６と略同軸をなす略円筒状のボス１８が設けられている。すなわち、ボス１８の軸線が車輪１６の中心Ｏを通る軸線と略一致するように、ボス１８が車輪１６から側面に向けて突設されている（図３参照）。
【００４９】
そして、カップ体３０は、少なくとも端面３４が円筒状のボス１８の内径側に位置して、周壁３２の端面３４と車輪１６のボス１８の凹面２０（図３参照）とが対向するように配置されている。なお、通常時は、コイルバネ４０の付勢力によって、カップ体３０の周壁３２の端面３４と車輪１６のボス１８の凹面２０との間には間隙が形成されている。また、ボス１８が有する内径はカップ体３０（周壁３２）の外径よりも若干大きくなっている。すなわち、カップ体３０はボス１８の凹面２０に対して近接又は離間可能であり、またカップ体３０はボス１８に対して回転または傾斜することが可能である。
【００５０】
このような構成のもと、着座者がコイルバネ４０の付勢力に対抗してレバー２２を自側に傾けると、カップ体３０と車輪１６の側面（即ちボス１８の凹面２０）との距離が小さくなる方向にカップ体３０が移動し、ブレーキパッド３６とボス１８の凹面２０とが当接する。言い換えれば、ブレーキパッド３６はカップ体３０に連動して、車輪１６の側部（ボス１８の凹面２０）に対する距離が変位可能となっている。
【００５１】
そして、着座者がレバー２２を更に強く自側に傾けることによって、ブレーキパッド３６（詳細には、ブレーキパッド３６が有する摩擦部材）がカップ体３０の周壁３２の端面３４と車輪１６のボス１８の凹面２０とによって押圧されて、車輪１６の回転速度が抑制される。
【００５２】
次に、力伝達機構６６の構成および作用の詳細について、図２および図５を参照しつつ説明する。図５（ａ）は、力伝達機構の正面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示されるＡ部の詳細図である。
【００５３】
図２および図５（ａ）に示すように、力伝達機構６６は、カップ体３０と車輪１６との間に配置されている。すなわち、力伝達機構６６は、第１ギヤ８０、第２ギヤ８２、第３ギヤ８４、第４ギヤ８６、内側レース６８および楔締要素６９を備えている。第１ギヤ８０は、略円形の中空部８０１を有しており、固定部４４に固定して取り付けられる第２ギヤ８２と螺合するように配置されている。また、第３ギヤ８４が、第２ギヤ８２と同心であって且つ第２ギヤ８２と一体的に重ね合わせて配置されている。さらに、第４ギヤ８６が、第１ギヤ８０と同心であって且つ第３ギヤ８４と螺合するように配置されている。この第４ギヤ８６は、車輪１６に固定される。
【００５４】
これにより、第１ギヤ８０が回転するとこれに螺合する第２ギヤ８２が回転する。そして、第２ギヤ８２が回転するとこれと一体的である第３ギヤ８４が回転する。さらに、第３ギヤ８４が回転するとこれに螺合する第４ギヤ８６が回転する。第４ギヤ８６は車輪１６に固定されているので、第１ギヤ８０が回転すると、この回転力が、第２ギヤ８２、第３ギヤ８４および第４ギヤ８６を介して車輪に伝達される。
【００５５】
そして、第１ギヤ８０の中空部８０１には内側レース６８および楔締要素６９が配置される。より具体的には、第１ギヤ８０の径内側に楔締要素６９が配置され、さらにこの楔締要素６９の径内側に内側レース６８が配置される。即ち、楔締要素６９は、第１ギヤ８０と内側レース６８との間に配置されることとなる。
【００５６】
また、内側レース６８の中心Ｏには、軸部材５０が内側レース６８に対して回転自在に貫通している。ここで、内側レース６８は、ハブ５２の円板部６０と同心であって且つハブ５２と一体的に固定して取り付けられているので、レバー２２を揺動させるとハブ５２の回転に伴って回転する。
【００５７】
一方、軸部材５０は車椅子１のフレーム１４に固定される。即ち、車輪駆動装置１０が車椅子１に取り付けられた場合、レバー２２を揺動させると内側レース６８が軸部材５０に対して回転することとなる。
【００５８】
そして、図５（ｂ）に示すように、内側レース６８には、大径角部７０ａ，７０ｂおよび最小径部７２が交互に形成されている。内側レース６８の外周面と第１ギヤ８０の内周面との間の距離は、大径角部７０ａ，７０ｂが形成された部位における距離σ１が最も小さく、最小径部７２が形成された部位における距離σ２が最も大きい。
【００５９】
また、内側レース６８と第１ギヤ８０との間には複数個のローラ７４が配置されている。各ローラ７４の外径ｒは、距離σ１よりも大きく、かつ距離σ２よりも小さい。なお、各ローラ７４は、着座者によって、Ｘ方向側の大径角部７０ａとＹ方向側の大径角部７０ｂとの間の任意の位置に配置可能に構成されている。
【００６０】
各ローラ７４の間には支持部材７６が配置されている。各ローラ７４の両側には押さえバネ７８が配置されている。この押さえバネ７８は、各ローラ７４を内側レース６８の側に向けて付勢している。
【００６１】
ここで、力伝達機構６６の作用について、図５（ｂ）を参照しつつ説明する。
【００６２】
各ローラ７４が最小径部７２の近傍に配置されているとき、着座者が、Ｘ方向およびＹ方向のいずれの方向にレバー２２（図１等参照）を移動させても、ハブ５２および内側レース６８が第１ギヤ８０に対して空転する。距離σ２が各ローラ７４の外径より大きいからである。
【００６３】
各ローラ７４がＸ方向側の大径角部７０ａの近傍に配置されているとき、着座者が、Ｘ方向にレバー２２を移動させても、ハブ５２および内側レース６８が第１ギヤ８０に対して空転する。Ｘ方向側の大径角部７０ａから最小径部７２にかけて、内側レース６８の外周面と第１ギヤ８０の外周面との距離が次第に大きくなっているからである。
【００６４】
一方、Ｙ方向にレバー２２を移動させると、ローラ７４の楔締め効果により、ハブ５２、内側レース６８および第１ギヤ８０が一体となってＹ方向に回転する。最小径部７２からＹ方向側の大径角部７０ｂにかけて、内側レース６８の外周面と第１ギヤ８０の外周面との距離が次第に小さくなっているからである。これにより、内側レース６８の回転力が各ギヤを介して車輪１６（図１等参照）に伝達されて、車輪１６がレバー２２の回転方向と同じＹ方向に回転する。
【００６５】
各ローラ７４がＹ方向側の大径角部７０ｂの近傍に配置されているときは、各ローラ７４がＸ方向側の大径角部７０ａに配置されている場合と動作が逆になるものの、同様の作用を奏する。即ち、着座者がＸ方向にレバー２２を移動させると、ハブ５２、内側レース６８および第１ギヤ８０が一体となってＸ方向に回転し、Ｙ方向にレバー２２を移動させると、ハブ５２および内側レース６８が第１ギヤ８０に対して空転する。
【００６６】
なお、各ローラ７４の配置位置については、着座者が、レバー２２に設けられた操作部９０を周方向（α方向またはβ方向）に操作することによって決めることができる（図２参照）。
【００６７】
また、ハブ５２および内側レース６８が第１ギヤ８０に対して空転するとき、内側レース６８と第１ギヤ８０との間に間隙が形成されているので、内側レース６８が第１ギヤ８０に対して無段で空転する。即ち、着座者は、力伝達機構がラチェットタイプである場合のような衝撃を受けることがない。
【００６８】
次に、ブレーキパッド３６の構成および作用の詳細について、図６〜図８を参照しつつ説明する。図６は、ブレーキパッドの詳細を示す拡大斜視図である。図７は、カップ体の詳細を示す斜視図である。図８は、カップ体の詳細を示す背面図である。
【００６９】
図６に示すように、ブレーキパッド３６は、その長手方向が緩やかに湾曲するように曲げ形成された細長板状の基板部３６０を有し、その長手方向の両端縁部３６１には、基板部３６０の平面に対して略垂直に貫通したネジ孔３６２が各々形成されている。また、この湾曲形成された基板部３６０における椀状の凹みが形成された面に対して、車輪１６と対向する方向に開口する有底箱状の収容部３６３が形成されている。
【００７０】
この収容部３６３は、基板部３６０において椀状の凹みが形成された面から、両端縁部３６１の近傍で略垂直にそれぞれ立設される２つの側壁３６３１と、２つの側壁３６３１の上端縁部から各々延設されて基板部３６０と略平行をなす側壁３６３２とを有する。そして、基板部３６０，側壁３６３１，側壁３６３２とで形成された筒状体の一端側の開口部を塞ぐとともに、当該収容部３６３の底部をなす底壁３６３３を有する。
【００７１】
そして、収容部３６３の内部（すなわち、基板部３６０，側壁３６３１，側壁３６３２，底壁３６３３により囲繞された空間内）には、開口部３６４から略四角柱状をなす摩擦部材３６５が嵌め込まれている。この摩擦部材３６５は、例えば、ＮＢＲなどが加工形成された弾性体（ゴム部材）である。この摩擦部材３６５は、収容部３６３の内部に嵌め込まれた場合に、その表面が外部に突出する程度の高さ（厚み）を有している。
【００７２】
なお、収容部３６３の外部に突出する表面には、数箇所（ここでは、３箇所）の切れ込み部３６５１が形成されている。この複数の切れ込み部３６５１は、摩擦部材３６５の表面が車輪１６のボス１８の凹面２０に当接された場合に、当該車輪１６の回転をより効率的に制止させるためのブレーキ溝として機能する。
【００７３】
ここで、ブレーキパッド３６の着脱方法（交換方法）およびブレーキパッド３６の作用について説明する。
【００７４】
図７及び図８に示すように、カップ体３０の周壁３２には、車輪１６と対向する端面３４に沿って、ブレーキパッド３６が外周側から着脱される切欠部３２１が形成されている。なお、本実施形態では、レバー２２を挟んで各々対向する位置で位相が略１２０度異なるように２つの切欠部３２１が形成されており、各切欠部３２１にブレーキパッド３６が各々着脱可能となっている。
【００７５】
ところで、カップ体３０の切欠部３２１は、ブレーキパッド３６の基板部３６０と略同一の大きさ及び形状となるように形成されている。また、カップ体３０の周壁３２の厚みは、ブレーキパッド３６の基板部３６０の厚みと略等しい。そのため、ブレーキパッド３６が切欠部３２１は取り付けられた場合でも、カップ体３０の外周面に隙間や凹凸が生じないようになっている。
【００７６】
そして、この切欠部３２１の両端縁部に沿って、２つの板状の被係着部３７１が設けられている。２つの被係着部３７１は、その上面の一部が周壁３２の内側面に固定されて、その上面の残りが切欠部３２１に向けて突出するように取り付けられている。そして、各被係着部３７１において切欠部３２１に突出した部位が、ブレーキパッド３６の端縁部３６１と各々重ね合わされる受け面として機能し、当該受け面となる部分にはそれぞれネジ孔３７２が形成されている。ただし、ブレーキパッド３６の収容部３６３が切欠部３２１からカップ体３０の内部に配置される際の妨げとならないように、２つの被係着部３７１の間に形成される隙間は収容部３６３の長手方向の大きさよりも広くなっている。
【００７７】
そして、カップ体３０に対してブレーキパッド３６を取り付ける場合は、まずブレーキパッド３６をカップ体３０に対して外周側から近接させて、収容部３６３を内側にして当該ブレーキパッド３６を切欠部３２１に嵌め込む。これにより、ブレーキパッド３６の両端縁部３６１は２つの被係着部３７１にそれぞれ重ね合わされる。また、先述のように、この切欠部３２１はブレーキパッド３６の基板部３６０と略同一形状および大きさであるため、基板部３６０が切欠部３２１と一致するように嵌め込むだけで、ブレーキパッド３６のカップ体３０に対する正確な位置決めがなされる。
【００７８】
これにより、ブレーキパッド３６の両端縁部３６１が重ね合わされた両被係着部３７１では、各端縁部３６１のネジ孔３６２と各被係着部３７１のネジ孔３７２とが連通する。そして、これら連通した２つのネジ孔３６２，３７２に対してカップ体３０の外周側から係止ネジ３８０を各々羅合させることにより、カップ体３０に対してブレーキパッド３６が一体に固定される。そして、カップ体３０の内径側において、収容部３６３に収容された摩擦部材３６５が、車輪１６に対して対向する方向に突設するように配置される。
【００７９】
このように、ブレーキパッド３６をカップ体３０の切欠部３２１に嵌め込むことで、ブレーキパッド３６をカップ体３０に対して正確な取り付け部位に位置決めすることができると同時に、収容部３６３の内部に嵌着された摩擦部材３６５が車輪１６側に向けて突出するように適切に配置されるため、ブレーキパッド３６の交換作業が容易である。また、ブレーキパッド３６の外周面がカップ体３０の周壁３２と略面一となるので、カップ体３０が有する略円形の外観を損なうことがない。
【００８０】
そして、レバー２２が車輪１６側に所定量傾斜すると、これに連動してカップ体３０も所定量傾斜するので、ブレーキパッド３６の摩擦部材３６５が車輪１６のボス１８の凹面２０に当接することで車輪１６の回転速度が抑制される。すなわち、カップ体３０が固定されたレバー２２を車輪１６側に移動させるという簡易な操作で、車輪１６の回転を任意に制止することができる。
【００８１】
一方、カップ体３０からブレーキパッド３６を取り外す場合は、上記と逆の手順を行えばよい。すなわち、カップ体３０の外周側から２つの係止ネジ３８０を各々２つの連通するネジ孔３６２，３７２から取り外したのちに、ブレーキパッド３６の切欠部３２１に対する嵌め込み状態を解除することで、当該ブレーキパッド３６をカップ体３０から外周側に取り外せばよい。
【００８２】
なお、カップ体３０から取り外されたブレーキパッド３６について、磨耗した摩擦部材３６５のみを交換することができる。すなわち、ブレーキパッド３６の収容部３６３に嵌め込まれた磨耗した摩擦部材３６５を新しい摩擦部材３６５に取り替えればよいため、当該ブレーキパッド３６を再利用するのも容易である。
【００８３】
このように、上記構成に係るブレーキパッド３６では、カップ体３０が車輪１６に対して取り付けられた状態のままであっても、カップ体３０の外周側から係止ネジ３８０を用いてカップ体３０に取り付け、または、取り外しすることができる。また、ブレーキパッド３６の端縁部３６１とカップ体３０の被係着部３７１とを各々の接合面とすることで、カップ体３０とブレーキパッド３６との接合部位に段差や凹凸が生じないようにすることができる。
【００８４】
ところで、本実施形態では、カップ体３０に対してブレーキパッド３６を取り付けられると、カップ体３０に外圧が加えられていない状態（すなわち、カップ体３０が車輪１６の側面（ボス１８の凹面２０）と略平行な状態）では、ブレーキパッド３６の摩擦部材３６５のうちで収容部３６３から突出した部分は、ボス１８の内部に収容される。このように、ブレーキパッド３６の摩擦部材３６５は、カップ体３０およびボス１８の内部に収容される（言い換えれば、カップ体３０およびボス１８によって被覆される）ので、雨等による水分が摩擦部材３６５に付着することに起因するブレーキング性能の劣化を抑制することができる。
【００８５】
一方で、摩擦部材３６５がカップ体３０およびボス１８によって被覆されていると、カップ体３０の外周側からブレーキパッド３６を交換する場合に、摩擦部材３６５のうちで収容部３６３から突出した部分がボス１８に引っかかってしまい、交換作業の妨げとなることがある。そこで、カップ体３０に対してブレーキパッド３６を着脱する場合には、レバー２２を車輪１６とは反対側に傾斜させることが望ましい。すなわち、着座者等がレバー２２を自側とは反対側に押すことで、カップ体３０と車輪１６の側面（即ちボス１８の凹面２０）との距離が大きくなる方向にカップ体３０が移動し、ブレーキパッド３６がボス１８から離間する。これにより、ボス１８によって被覆されていた摩擦部材３６５の突出部分が、ボス１８の外部に露出されることになるため、カップ体３０の外周側からブレーキパッド３６を着脱する場合でも、摩擦部材３６５の突出部分が作業の妨げとなることはない。
【００８６】
以上のように、本実施形態の車輪駆動装置１０は、車輪１６の回転によって走行する車椅子１に用いられものであって、レバー２２が車輪１６の略中心から当該車輪１６の径外側に向けて延在して設けられる。そして、当該レバー２２を車輪１６に対して揺動させることによって当該車輪１６を回転させることが可能である。さらに、当該レバー２２を車輪１６に対して傾斜させることによって当該車輪１６の回転を制止させることが可能である。
【００８７】
より詳細には、レバー２２の一端部に固定されてフレーム１４に対して回転可能なカップ体３０には、車輪１６と対向する側に突出する摩擦部材３６５を有するブレーキパッド３６が、カップ体３０の周壁３２における車輪１６と対向する端面３４に設けられる。そして、ブレーキパッド３６は、カップ体３０が車輪１６とレバー２２との間で固定された状態で、当該カップ体３０に対して外周側から着脱自在なカートリッジ状に構成される。従って、カップ体３０が車輪１６に対して取り付けられた状態のまま、当該カップ体３０に対して外周側からブレーキパッド３６を着脱可能である。
【００８８】
よって、カップ体３０に設けられたブレーキパッド３６を交換する場合には、その都度カップ体３０を車輪１６から取り外す手間を生じることなく、ブレーキパッド３６を着脱することができる。そのため、レバー２２の揺動に応じて回転される車輪１６を制止するためのブレーキパッド３６を容易に交換することができる。
【００８９】
なお、本発明は、上記の好ましい実施形態に記載されているが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が可能である。
【００９０】
例えば、カップ体３０に設けられるブレーキパッド３６の形状，位置，大きさ，数量などは適宜変更可能である。具体的には、カップ体３０に対してブレーキパッド３６を１つのみ設けてもよいし、３つ以上設けてもよい。また、ブレーキパッド３６を複数設ける場合には、各ブレーキパッド３６が同一のものである必要はなく、異なる形状や大きさなどで構成されていてもよい。
【００９１】
また、ブレーキパッド３６に具備される摩擦部材３６５についても、その形状，大きさ，材質などは適宜変更可能である。すなわち、本実施形態では摩擦部材３６５として弾性体（ゴム部材）を例示したが、車輪１６の回転を好適に制止できるのであれば、摩擦部材３６５として金属製の摩擦体などを用いてもよい。
【００９２】
また、カップ体３０に対するブレーキパッド３６の取付け構造は、カップ体３０が車輪１６に対して取り付けられた状態のままでブレーキパッド３６を着脱できるのであれば、上記に示したものに限定されないことはいうまでもない。例えば、カップ体３０の外周側から係脱可能な止め金具によって、ブレーキパッド３６をカップ体３０に着脱できるようにしてもよい。
【００９３】
また、本実施形態において、車椅子１は全体の骨格をなすフレーム１４に着座可能な座部１２が支持され、この座部１２の挟む両側にフレーム１４に対して回転自在な車輪１６が一つずつ配置されている場合を例示した。しかし、車輪１６の数はこれに限られず、例えば、座部１２を挟む両側に二つずつの車輪が一対となって配置されていてもよい。
【００９４】
さらに、本実施形態に係る車椅子１は、一つの車輪１６に対して車輪駆動装置１０が一つずつ設けられているが、これに限られず、いずれか一方の車輪１６についてのみ車輪駆動装置１０が設けられていてもよい。この場合、座部１２を挟む両側の車輪１６を連結することによって、車輪駆動装置１０が設けられた側の車輪１６を駆動輪、他の車輪１６を従動輪とすることが好ましい。これにより、座部１２を挟む両側の車輪１６のうちいずれか一方の車輪１６についてのみ車輪駆動装置１０を設けた場合であっても、車椅子１を前進または後退させることが可能となる。
【００９５】
また、本実施形態では、車椅子１を駆動させる車輪駆動装置１０を本発明の「ブレーキ装置」として実装した場合を例示したが、本発明の「ブレーキ装置」は車輪に対してレバーを傾斜させることによって当該車輪の回転を制止させることができればよい。そのため、例えば駆動機構（力伝達機構６６など）を具備しない車輪駆動装置１０のように、車輪を回転させる動力を供給しないものであっても、本発明の「ブレーキ装置」として適用することができる。
【００９６】
また、上述の実施形態において、「レバー２２」は、車輪１６を回転させるといった機能は同じであるものの、一般的に「アーム」や「ハンドル」と称される場合もある。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明に係る車輪駆動装置を具備した車椅子の一例を示す外観斜視図である。
【図２】本発明に係る車輪駆動装置の一例を示す外観斜視図である。
【図３】図１に示される車輪からレバーを取り外した場合の一例を示す斜視図である。
【図４】カップ体および制限機構の配置関係の一例を示す拡大斜視図である。
【図５】図５（ａ）は、力伝達機構の正面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示されるＡ部の詳細図である。
【図６】ブレーキパッドの詳細を示す拡大斜視図である。
【図７】カップ体の詳細を示す斜視図である。
【図８】カップ体の詳細を示す背面図である。
【符号の説明】
【００９８】
１ 車椅子
１０ 車輪駆動装置
１２ 座部
１４ フレーム
１６ 車輪
１８ ボス
２０ 凹面
２２ レバー
３０ カップ体
３２ 周壁
３４ 端面
３６ ブレーキパッド
４４ 固定部
４６ ベース板
４７ 被当接部
５０ 軸部材
５２ ハブ
６６ 力伝達機構
３２１ 切欠部
３６０ 基板部
３６１ 端縁部
３６２ ネジ孔
３６３ 収容部
３６４ 開口部
３６５ 摩擦部材
３７１ 被係着部
３７２ ネジ孔
３８０ 係止ネジ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも車輪を回転自在に支持するフレームを有する移動体に用いられ、前記車輪の回転方向と略同一方向に向けて往復して揺動可能なレバーが前記車輪の略中心から当該車輪の径外側に向けて延在して設けられるブレーキ装置であって、
盆状または椀状に形成された略円形の部材であって、前記車輪と前記レバーとの間であって且つ当該レバーの一端部に固定して設けられると共に、当該車輪の中心を略回転中心として前記フレームに対して回転可能な回転体と、
前記回転体に固定されるとともに、前記レバーの揺動と連動して当該レバーの揺動方向と同一方向に回動可能な可動部と、
前記可動部を回動可能に軸支するとともに、前記車輪の略中心部を貫通して前記移動体のフレームに固定される軸部材と、
前記車輪の側部に対する距離が変位可能であると共に、前記回転体の外周縁部における前記車輪と対向する側部に設けられ、当該回転体から前記車輪と対向する側に突出する摩擦部材を有するブレーキ部材と、を備えており、
前記ブレーキ部材が、前記回転体が前記車輪と前記レバーとの間であって且つ当該レバーの一端部に固定された状態で、当該回転体に対して外周側から着脱自在なカートリッジ状に構成されたことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項２】
前記車輪の径内側には、当該車輪と略同軸をなす略円筒状のボス部材が設けられるとともに、
前記ブレーキ部材が有する摩擦部材のうちで少なくとも前記回転体から突出した部分が、前記ボス部材の内部に収容されており、
前記回転体を当該車輪との距離が小さくなる方向に移動させたとき、当該ブレーキ部材の摩擦部材が当該ボス部材の内部で当該車輪の側部に当接して、当該車輪の回転が制止されることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ装置。
【請求項３】
前記回転体は、当該回転体の外周縁部に沿って前記ブレーキ部材を外周側から嵌め込み可能な切欠部が形成されており、
前記ブレーキ部材は、前記回転体の切欠部に嵌め込まれると当該回転体の外周面と略面一となるように、当該回転体の切欠部に嵌め込まれる側とは反対側の面が湾曲形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のブレーキ装置。
【請求項４】
前記ブレーキ部材は、当該回転体の切欠部に嵌め込まれる側に、前記車輪と対向する方向に向けて開口する略有底箱状の収容部が形成されており、
前記ブレーキ部材の収容部の内部には、当該収容部から前記車輪側に向けて突出するように前記摩擦部材が嵌着されたことを特徴とする請求項３に記載のブレーキ装置。
【請求項５】
座部を有するフレームに回転自在に支持され、前記座部を挟む両側に少なくとも一つずつ配置される複数の車輪と、
前記複数の車輪のうち少なくとも一つの車輪に、当該車輪の略中心から当該車輪の径外側に向けて延在して設けられるとともに、当該車輪の回転方向と略同一方向に向けて往復して揺動可能なレバーと、
盆状または椀状に形成された略円形の部材であって、前記車輪と前記レバーとの間であって且つ当該レバーの一端部に固定して設けられると共に、当該車輪の中心を略回転中心として前記フレームに対して回転可能な回転体と、
前記回転体に固定されるとともに、前記レバーの揺動と連動して当該レバーの揺動方向と同一方向に回動可能な可動部と、
前記可動部を回動可能に軸支するとともに、前記車輪の略中心部を貫通して前記フレームに固定される軸部材と、
前記車輪の側部に対する距離が変位可能であると共に、前記回転体の外周縁部における前記車輪と対向する側部に設けられ、当該回転体から前記車輪と対向する側に突出する摩擦部材を有するブレーキ部材と、を備えており、
前記ブレーキ部材が、前記回転体が前記車輪と前記レバーとの間であって且つ当該レバーの一端部に固定された状態で、当該回転体に対して外周側から着脱自在なカートリッジ状に構成されたことを特徴とする車椅子。
【請求項６】
前記車輪の径内側には、当該車輪と略同軸をなす略円筒状のボス部材が設けられるとともに、
前記ブレーキ部材が有する摩擦部材のうちで少なくとも前記回転体から突出した部分が、前記ボス部材の内部に収容されており、
前記回転体を当該車輪との距離が小さくなる方向に移動させたとき、当該ブレーキ部材の摩擦部材が当該ボス部材の内部で当該車輪の側部に当接して、当該車輪の回転が制止されることを特徴とする請求項５に記載の車椅子。
【請求項７】
前記回転体は、当該回転体の外周縁部に沿って前記ブレーキ部材を外周側から嵌め込み可能な切欠部が形成されており、
前記ブレーキ部材は、前記回転体の切欠部に嵌め込まれると当該回転体の外周面と略面一となるように、当該回転体の切欠部に嵌め込まれる側とは反対側の面が湾曲形成されたことを特徴とする請求項５または６に記載の車椅子。
【請求項８】
前記ブレーキ部材は、当該回転体の切欠部に嵌め込まれる側に、前記車輪と対向する方向に向けて開口する略有底箱状の収容部が形成されており、
前記ブレーキ部材の収容部の内部には、当該収容部から前記車輪側に向けて突出するように前記摩擦部材が嵌着されたことを特徴とする請求項７に記載の車椅子。
【請求項１】
少なくとも車輪を回転自在に支持するフレームを有する移動体に用いられ、前記車輪の回転方向と略同一方向に向けて往復して揺動可能なレバーが前記車輪の略中心から当該車輪の径外側に向けて延在して設けられるブレーキ装置であって、
盆状または椀状に形成された略円形の部材であって、前記車輪と前記レバーとの間であって且つ当該レバーの一端部に固定して設けられると共に、当該車輪の中心を略回転中心として前記フレームに対して回転可能な回転体と、
前記回転体に固定されるとともに、前記レバーの揺動と連動して当該レバーの揺動方向と同一方向に回動可能な可動部と、
前記可動部を回動可能に軸支するとともに、前記車輪の略中心部を貫通して前記移動体のフレームに固定される軸部材と、
前記車輪の側部に対する距離が変位可能であると共に、前記回転体の外周縁部における前記車輪と対向する側部に設けられ、当該回転体から前記車輪と対向する側に突出する摩擦部材を有するブレーキ部材と、を備えており、
前記ブレーキ部材が、前記回転体が前記車輪と前記レバーとの間であって且つ当該レバーの一端部に固定された状態で、当該回転体に対して外周側から着脱自在なカートリッジ状に構成されたことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項２】
前記車輪の径内側には、当該車輪と略同軸をなす略円筒状のボス部材が設けられるとともに、
前記ブレーキ部材が有する摩擦部材のうちで少なくとも前記回転体から突出した部分が、前記ボス部材の内部に収容されており、
前記回転体を当該車輪との距離が小さくなる方向に移動させたとき、当該ブレーキ部材の摩擦部材が当該ボス部材の内部で当該車輪の側部に当接して、当該車輪の回転が制止されることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ装置。
【請求項３】
前記回転体は、当該回転体の外周縁部に沿って前記ブレーキ部材を外周側から嵌め込み可能な切欠部が形成されており、
前記ブレーキ部材は、前記回転体の切欠部に嵌め込まれると当該回転体の外周面と略面一となるように、当該回転体の切欠部に嵌め込まれる側とは反対側の面が湾曲形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のブレーキ装置。
【請求項４】
前記ブレーキ部材は、当該回転体の切欠部に嵌め込まれる側に、前記車輪と対向する方向に向けて開口する略有底箱状の収容部が形成されており、
前記ブレーキ部材の収容部の内部には、当該収容部から前記車輪側に向けて突出するように前記摩擦部材が嵌着されたことを特徴とする請求項３に記載のブレーキ装置。
【請求項５】
座部を有するフレームに回転自在に支持され、前記座部を挟む両側に少なくとも一つずつ配置される複数の車輪と、
前記複数の車輪のうち少なくとも一つの車輪に、当該車輪の略中心から当該車輪の径外側に向けて延在して設けられるとともに、当該車輪の回転方向と略同一方向に向けて往復して揺動可能なレバーと、
盆状または椀状に形成された略円形の部材であって、前記車輪と前記レバーとの間であって且つ当該レバーの一端部に固定して設けられると共に、当該車輪の中心を略回転中心として前記フレームに対して回転可能な回転体と、
前記回転体に固定されるとともに、前記レバーの揺動と連動して当該レバーの揺動方向と同一方向に回動可能な可動部と、
前記可動部を回動可能に軸支するとともに、前記車輪の略中心部を貫通して前記フレームに固定される軸部材と、
前記車輪の側部に対する距離が変位可能であると共に、前記回転体の外周縁部における前記車輪と対向する側部に設けられ、当該回転体から前記車輪と対向する側に突出する摩擦部材を有するブレーキ部材と、を備えており、
前記ブレーキ部材が、前記回転体が前記車輪と前記レバーとの間であって且つ当該レバーの一端部に固定された状態で、当該回転体に対して外周側から着脱自在なカートリッジ状に構成されたことを特徴とする車椅子。
【請求項６】
前記車輪の径内側には、当該車輪と略同軸をなす略円筒状のボス部材が設けられるとともに、
前記ブレーキ部材が有する摩擦部材のうちで少なくとも前記回転体から突出した部分が、前記ボス部材の内部に収容されており、
前記回転体を当該車輪との距離が小さくなる方向に移動させたとき、当該ブレーキ部材の摩擦部材が当該ボス部材の内部で当該車輪の側部に当接して、当該車輪の回転が制止されることを特徴とする請求項５に記載の車椅子。
【請求項７】
前記回転体は、当該回転体の外周縁部に沿って前記ブレーキ部材を外周側から嵌め込み可能な切欠部が形成されており、
前記ブレーキ部材は、前記回転体の切欠部に嵌め込まれると当該回転体の外周面と略面一となるように、当該回転体の切欠部に嵌め込まれる側とは反対側の面が湾曲形成されたことを特徴とする請求項５または６に記載の車椅子。
【請求項８】
前記ブレーキ部材は、当該回転体の切欠部に嵌め込まれる側に、前記車輪と対向する方向に向けて開口する略有底箱状の収容部が形成されており、
前記ブレーキ部材の収容部の内部には、当該収容部から前記車輪側に向けて突出するように前記摩擦部材が嵌着されたことを特徴とする請求項７に記載の車椅子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−９５８７９（Ｐ２００８−９５８７９Ａ）
【公開日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２７９７８４（Ｐ２００６−２７９７８４）
【出願日】平成１８年１０月１３日（２００６．１０．１３）
【出願人】（５０５３２０３９９）アバンテ株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月１３日（２００６．１０．１３）
【出願人】（５０５３２０３９９）アバンテ株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
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