制動装置
【課題】 回転体を連携した移動体が、通常の使用状態では、制動力が作用することなく、楽に移動ができ、地震や、急に押された場合などの非常時には、高速移動を防止して、安全性を確保できるようにすること。
【解決手段】 移動体の車輪１００と相対回転可能な回転体６と、通常走行時には上記回転体６と車輪１００とを相対回転させるロック解放状態を維持し、急加速時には回転体６と車輪１００とを一体化し、これらを一体的に回転させるロック状態を維持するロック機構７，１０と、上記ロック状態において回転体と車輪とが一体回転したとき、回転体を介して車輪の回転に制動力を付与する制動機構４とを備えた
【解決手段】 移動体の車輪１００と相対回転可能な回転体６と、通常走行時には上記回転体６と車輪１００とを相対回転させるロック解放状態を維持し、急加速時には回転体６と車輪１００とを一体化し、これらを一体的に回転させるロック状態を維持するロック機構７，１０と、上記ロック状態において回転体と車輪とが一体回転したとき、回転体を介して車輪の回転に制動力を付与する制動機構４とを備えた
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車椅子やキャスターつきの家具などが外力によって急に高速で移動することを防止する制動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地震や人に押されるなどして、キャスターを取り付けた家具やサッシ、椅子などに、予想以上の外力が作用した場合、それが高速で移動し、移動した家具などが人や壁に衝突してしまうといった危険性がある。例えば、病院のベッドなどは、通常時、患者を寝かせた状態で移動する際には、軽い力で移動できるようになっていることが望ましいが、地震などで予想外の大きな外力が作用したときに、急に高速で移動してしまうと、壁などに激突し、患者が大怪我をしてしまうことになる。また、医療機器なども、上記と同様に、通常時には軽く移動できることが望ましいが、地震などによって急に移動して壁などに激突すると、機器が破損して使用できなくなってしまう恐れがある。
その他、家庭にあるピアノや家具などの重量物が軽く移動できるようにキャスターをつけることも一般に行なわれるが、地震などによって予想外の大きな外力が作用した場合に、上記ピアノなどが急に高速で移動すると、壁との間に人が挟まれて大怪我をする事態にもなりかねない。
【０００３】
さらに、地震だけでなく、キャスター付きの椅子や車椅子に人が座った状態で、何らかのアクシデントにより、これが強く押されて急に移動した場合にも、大変危険な状態となる。
このような危険を回避するために、高速回転を抑制するキャスターが知られている。
例えば、特許文献１に記載されたブレーキ機能を備えたキャスターは、常時キャスターの回転に緩やかなブレーキ力を作用させ、高速移動を抑制するものである。
また、特許文献２に記載されたキャスターは、下り坂での急降下を防止したり、ブレーキを掛けたときに、そのブレーキ作用を助けたりする機構を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−０８１１０５号公報
【特許文献２】特開平１１−０５９１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載のブレーキ機構付きキャスターは、常時ブレーキ力が作用するものであり、通常の使用状態におけるキャスターのスムーズな回転も阻害される。そのため、このようなキャスターを用いた乳母車や車椅子などを押すために、大きな力が必要になるという問題があった。また、ピアノやキャビネットなどの重量物の移動を容易にする目的でキャスターを取り付けても、上記ブレーキ機構付きキャスターでは、キャスターの回転が常時重く、期待通りの楽な移動ができないという問題があった。
また、特許文献２に記載のキャスターは、下り坂を転がり落ちることを防止できるが、水平面上での急加速には対応できないものである。
一方、急加速を検出したときに、キャスターを急停止させる構造も考えられるが、急速移動中にキャスターが急停止したのでは、乳母車や車椅子、ベッドなどに載っている人が、飛び出してしまう危険もある。
【０００６】
この発明の目的は、車輪を連携した移動体が、通常の使用状態では、制動力が作用することなく、楽に移動ができ、地震や、急に押された場合などの非常時には、車輪の回転に対して制動力を付与することで急な高速移動や急停止を防止して、安全性を確保できる制動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、移動体の車輪と相対回転可能な回転体と、通常走行時には上記回転体と車輪とを相対回転させるロック解放状態を維持し、急加速時には回転体と車輪とを一体化し、これらを一体的に回転させるロック状態を維持するロック機構と、上記ロック状態において回転体と車輪とが一体回転したとき、回転体を介して車輪の回転に制動力を付与する制動機構とを備えた点を特徴とする。
【０００８】
第２の発明は、上記第１の発明の制動機構に、移動体側に固定するとともに上記回転体と相対回転する制動部材を設け、この制動部材と回転体との間に粘性流体を介在させ、この粘性流体の粘性抵抗で回転体に制動力を付与する構成にした点を特徴とする。
【０００９】
第３の発明は、上記第１の発明の制動機構に、移動体側に固定するとともに上記回転体と相対回転する制動部材を設け、この制動部材と回転体との接触部分の摩擦力で回転体に制動力を付与する構成にした点を特徴とする。
【００１０】
第４の発明は、上記第１の発明の制動機構に、移動体側に固定した制動部材と、上記回転体とともに回転し、かつ上記制動部材と相対回転する伝達部材とを設け、この伝達部材と上記制動部材との間に粘性流体を介在させ、この粘性流体の粘性抵抗で回転体に上記制動力を付与する構成にした点を特徴とする。
【００１１】
第５の発明は、上記第１の発明の制動機構に、移動体側に固定した制動部材と、上記回転体とともに回転し、かつ上記制動部材と相対回転する伝達部材とを設け、この伝達部材と上記制動部材との接触部分の摩擦力で回転体に制動力を付与する構成にした点を特徴をとする。
なお、上記第４、第５の発明における「回転体とともに回転し、かつ上記制動部材と相対回転する伝達部材」の回転は、上記回転体と同方向回転であっても逆回転であってもかまわない。要するに、上記伝達部材は回転体の回転力が伝達されることによって回転する部材であればよく、上記回転力の伝達機構も特に限定しないものとする。
【００１２】
第６の発明は、上記第２〜第５の発明を前提とし、上記移動体側に設けるとともに車輪の軸を支持する支持部材に制動機構を着脱自在に設け、この制動機構は、上記支持部材の側面に設けた筒状のケーシングからなる制動部材と、この制動部材内に相対回転可能に設けた上記伝達部材と、この伝達部材に上記回転体の回転を伝達する回転伝達部材とを備えた点を特徴とする。
【００１３】
第７の発明は、上記ロック機構が、上記車輪と相対回転可能にするとともに上記回転体との相対回転を規制されたロック部材と、このロック部材と上記車輪とが相まって車輪に摺接可能に保持されるコマ部材と、ロック部材に設けるとともにコマ部材の移動を規制する制動部とを備え、この制動部は、上記車輪が水平面に沿っていずれか一方へ移動する際の回転方向後方あるいは前方においてコマ部材を自由移動可能にする幅広部と、回転方向前方あるいは後方においてコマ部材を回転体に圧接させる幅狭部とを備えるとともに、上記制動部を上記幅広部から上記幅狭部に向かう楔状にするとともに、上記幅広部を上記幅狭部よりも下方に位置させてなり、急加速時には、上記コマ部材が上記制動部の幅狭部に嵌って上記ロック部材と車輪とを一体化し、このロック部材を介して上記回転体と車輪とを一体化する上記ロック状態を維持する構成にした点を特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１〜第７の発明によれば、大きな外力が作用しない通常時には、ロック機構がロック開放状態を維持し、回転体と車輪とが相対回転し、車輪には制動力が作用せず、移動体のスムーズな移動が可能である。
一方、急加速時には、ロック機構が、回転体と車輪とが一体化して一体的に回転させるロック状態を維持し、制動機構が、回転する回転体を介して車輪の回転に制動力を付与するので、移動体の急加速移動を防止できる。
しかも、回転体とともに車輪が回転している状態で制動力が付与されるので、移動体が急停止することもなく、急停止した移動体から人やものが飛び出してしまうことも防止できる。
【００１５】
第２、第４の発明では、制動力として粘性流体の粘性抵抗を利用するようにしたので、流体の選定によって様々な制動力を設定できる。
第３、第５の発明では、制動力として接触部分の摩擦力を利用するようにしたので、例えば、流体を用いる場合のようにシールが必要なく、構造を単純化できる。
【００１６】
第６の発明は、制動機構を、車輪の支持部材に対して着脱自在にしたので、制動機構の交換が容易にできる。例えば、制動機構が破損した場合や制動力を変更したい場合には、制動機構だけを取り替えることで対応できる。
【００１７】
第７の発明では、急加速時には制動部がコマ部材を車輪に圧接させることによって車輪とロック部材とが一体化し、さらにロック部材に連携した回転体と車輪とが一体化され、回転体を介して車輪に制動力が作用するので、回転体の急回転を停止させることができ、回転体に連結した移動体の急な高速移動を防止できる。
また、ロック機構が、急加速を機械的に検出する構造なので、例えば、急加速を電気的に検出するものと比べて信頼性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態の斜視図である。
【図２】図１のII-II線断面図である。
【図３】図１のIII-III線断面図である。
【図４】図３の部分拡大図である。
【図５】第１実施形態の連結部材及びカバーをはずした状態の正面図である。
【図６】第２実施形態の斜視図である。
【図７】図６のVII-VII線断面図である。
【図８】図７のVIII-VIII線断面図である。
【図９】第２実施形態の連結部材及びカバーをはずした状態を示す正面図である。
【図１０】第３実施形態の斜視図である。
【図１１】図１０のXI-XI線断面図である。
【図１２】図１０のXII-XII線断面図である。
【図１３】第３実施形態の連結部材及びカバーをはずした状態を示す正面図である。
【図１４】第３実施形態のロック機構のロック状態を示す図である。
【図１５】第４実施形態の斜視図である。
【図１６】図１５のXVI-XVI線断面図である。
【図１７】第４実施形態の連結部材及びカバーをはずした状態を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１〜図５に、この発明の第１実施形態を示す。
この第１実施形態の制動装置は、例えば、家具などの底面に取り付けるキャスターとして用いるものであるが、地震などによって急に高速で移動することを防止できる装置である。
この第１実施形態の制動装置は、図１に示すように、回転軸１にキャスターを構成する車輪１００を取り付けている。車輪１００にはこの発明のロック機構及び制動機構を設けているが、これらロック機構及び制動機構については後で詳細に説明する。
【００２０】
上記車輪１００には車輪１００と同心の円形凹部１００ａを形成するとともに、その開口側表面に円形穴を有するドーナツ状のカバー２を固定している。
また、上記回転軸１には車輪１００と相対回転可能にした連結部材３を取り付けている。この連結部材３は、所定の間隔を保って対向する一対の連結片３ａ，３ｂと、これらの間に渡した固定面３ｃとからなる。そして、上記連結片３ａ，３ｂを車輪１００の両面を挟むように配置して回転軸１を支持するとともに、上方の固定面３ｃを家具などの移動体側に固定する。
【００２１】
さらに、上記連結片３ａの内側には、上記車輪１００と同心のドーナツ状の制動部材４を止めビス５によって固定している。
図２、図３は図１の断面図、図４は図３の部分拡大図であり、図５は、上記車輪１００の内部を説明するために、上記カバー２、上記連結部材３及び制動部材４をはずした状態を示した図である。
そして、上記制動部材４は、車輪１００と対向する側面の中心穴４ａの近くを、後で説明する回転体６とかみ合う形状にしている。具体的には、図４に示すように中心穴４ａ側から外周へ向かって、環状のシール保持段部４ｂ、環状凸部４ｃ、環状のシール溝４ｄ、環状凹部４ｅを備えている。
【００２２】
一方、回転体６は、回転軸１に回転可能に取り付けられた円盤状の部材で、その外周付近に、上記制動部材４とかみ合う凹凸を形成している。具体的には、回転体６の外周側から、上記制動部材４の環状凹部４ｅに一致する環状凸部６ａ、上記制動部材４の環状凸部４ｃが嵌る環状凹部６ｂ及びシール保持段部６ｃを形成している。
そして、上記制動部材４の凹凸と回転体６の凹凸とをはめ合わせている。このとき、上記制動部材４のシール保持段部４ｂと回転体６のシール保持段部６ｃとが相まって形成する空間とに、それぞれシール部材１０１，１０１を設けるとともに、これらシール部材１０１，１０１間であって、上記制動部材４の環状凸部４ｃと回転体６の環状凹部６ｂとの間には粘性流体を充填している。
【００２３】
上記のように、連結部材３に固定した制動部材４に組みつけられた回転体６は、通常時には回転せず、制動部材４と一体化している。このとき、後で説明するロック機構が、上記回転体６と車輪１００とが相対回転可能にするロック開放状態を維持していることになる。
しかし、ロック機構がロック状態を維持して回転体６と車輪１００とが一体回転した場合には、回転体６と上記制動部材４とが相対回転し、この相対回転時には、上記制動部材４と回転体６との間に充填した粘性流体の粘性抵抗が回転体６に制動力を付与する。
【００２４】
このように、ロック状態で、回転体６と車輪１００とが一体回転しているときには、回転体６に付与された制動力が回転体６を介して車輪１００に付与されることになるので車輪１００は高速回転せず、結果としてこの車輪１００を取り付けた移動体も高速移動はしない。つまり、この第１実施形態では、上記制動部材４及び粘性流体が、回転体６を介して車輪１００の回転に制動力を付与する制動機構を構成している。
なお、図３，図５中の符号６ｄは、上記回転体６に形成し、回転体６と同心の円弧状の長穴６ｄであり、この長穴６ｄには後で説明するロック部材７に固定した規制ピン１１を挿入する。
【００２５】
次に、通常走行時には、上記回転体６と車輪１００とを相対回転させるが、急加速時には回転体６と車輪１００とを一体化するロック機構について説明する。
図２，図３，図５に示すように、車輪１００には同心の円形凹部１００ａを形成し、この円形凹部１００ａ内に板状のロック部材７を設けている。
このロック部材７は扇型の板状部材であり、通常は図５に示す状態を維持し、外力が作用した場合には、ロック部材７を重りとする振り子運動をする。
【００２６】
また、上記ロック部材７は、上記扇型の円弧を上記円形凹部１００ａの内側面１００ｂに対向させるとともに、円周方向両端付近に、それぞれ制動溝８，９を備え、各制動溝８，９にころ１０，１０を収容している。これら制動溝８，９は、上記ロック部材７の円弧部の円周方向外側を、上記内側面１００ｂからの距離が上記ころ１０の外径よりわずかに小さい幅狭部８ｂ，９ｂとし、反対側を、上記内側面１００ｂからの距離が上記ころ１０の外径よりも大きい幅広部８ａ，９ａとし、ロック部材７が自重で下がっている図５の自然状態では、上記幅広部８ａ，９ａが上記幅狭部８ｂ，９ｂよりも下方に位置するように構成している。この状態では、ころ１０が幅広部８ａ，９ａ内で自由移動可能であり、ロック部材７と車輪１００との相対回転はスムーズに行なわれる。
【００２７】
さらに、このロック部材７の側面には規制ピン１１を起立させて固定し、この規制ピン１１を上記回転体６の長穴６ｄに挿入している。従って、この規制ピン１１は上記長穴６ｄの範囲で移動可能で、この範囲でロック部材７と回転体６との相対回転は可能である。言い換えれば、規制ピン１１が上記長穴６ｄの端部に達した時点で、ロック部材７と回転体６とは相対回転が規制され、一体的に回転することになる。つまり、上記規制ピン１１及び上記長穴６ｄとが回転体６とロック部材７との相対回転を規制する手段となる。
【００２８】
そして、上記ころ１０が上記制動溝８，９の幅広部８ａ，９ａ側に位置しているときには、上記ころ１０は自由移動可能であり、車輪１００とロック部材７との相対回転を妨げることはない。従って、車輪１００が回転しても、ロック部材７は図５の状態を維持している。
しかし、上記ころ１０が幅狭部８ｂ，９ｂに入り込んだときには、車輪１００の内側面１００ｂに圧接して車輪１００とロック部材７とが一体化されることになる。
このように、上記車輪１００とロック部材７とが一体化した状態で車輪１００が回転し、上記規制ピン１１が上記長穴６ｄの端部に当接すれば、回転体６が車輪１００と一体的に回転するロック状態となる。すなわち、この第１実施形態では、上記ロック部材７、制動溝８，９、ころ１０及び規制ピン１１によってこの発明のロック機構を構成している。
【００２９】
次に、この第１実施形態のロック機構において、大きな外力が作用する非常時に、ころ１０が上記制動溝８，９の幅狭部８ｂ，９ｂに入り込んで、楔効果により車輪１００とロック部材７とを一体化するメカニズムを説明する。
例えば、車輪１００が図５の矢印Ａ方向に移動するとき、車輪１００は矢印α方向に回転する。
なお、上記矢印αで示す車輪１００の回転方向とは、車輪１００が水平の平面Ｓ上を転がりながら全体として矢印Ａへ移動する際の、車輪１００の中心を除く任意の点の、中心Ｏに対する移動方向のことであり、ここでは反時計回りである。従って、この矢印αは、中心Ｏを中心とする円周を描くものであるが、図では矢印αの一部のみを記載している。このことは、以下の実施形態においても同様である。
【００３０】
上記のように車輪１００がころがりながら、矢印Ａ方向へ移動するとき、その移動が等速運動なら、回転軸１に揺動可能に取り付けられているロック部材７には、水平方向の外力が作用しない。そのため、ロック部材７は揺動せず、図５に示す状態を保つ。
車輪１００が、停止状態から発進する際には加速度を生じるため、ロック部材７の中心には、上記加速度に相当する外力が作用することになるが、その大きさが小さければ、ロック部材７の揺れも小さく、すぐに減衰して図示の状態を保つことになる。つまり、車輪１００の加速度がそれほど大きくならない通常走行時には、上記ころ１０は、制動溝８，９の上記幅広部８ａ，９ａ側に留まり、ロック部材７と車輪１００との相対回転を阻害することはない。
【００３１】
これに対し、急加速する非常時では、大きな外力が作用し、上記ロック部材７、及びころ１０，１０は、それぞれ慣性によって、上記矢印Ａとは反対方向である矢印Ｂ方向に振れる。この振れは、ロック部材７を、上記車輪１００と同様の回転方向である矢印αで示す反時計回りに回転させることになる。
上記のように矢印Ａ方向の急加速度が発生したとき、ロック部材７は上記回転軸１の中心Ｏを定点とする扇型の剛体振り子として運動し、上記ころ１０，１０は、上記円形凹部１００ａの半径を振り子の長さとする単振り子として運動する。
【００３２】
つまり、急加速度を発生する外力に基づいて、上記両振り子は同じ方向に振れ始める。しかし、上記両振り子の重心位置は異なるため、両者の周期には差ができるはずである。具体的には、ロック部材７による剛体振り子の方が、ころ１０による単振り子よりも、中心Ｏから重心までの距離が短いため、ころ１０よりも周期が短く、より早く回転方向を変えるものと考えられる。そのため、最大振幅近傍では、上記ロック部材７に比べて、ころ１０の方が矢印α方向の回転速度が大きくなり、上記矢印α方向前方側の制動溝８内では、ころ１０が制動溝８に対して前方である幅狭部８ｂ側へ移動して幅狭部８ｂへ入り込む。このようにして、急加速発生の非常時には、上記ころ１０がロック部材７の制動溝８内で、上記幅広部８ａから幅狭部８ｂへ移動し、楔効果によって車輪１００とロック部材７とを一体化する。
【００３３】
この第１実施形態では、車輪１００が矢印α方向である反時計回りに回転する場合には、その回転方向前方の制動溝８が、この発明の制動部であり、回転方向後方に幅広部８ａ、回転方向前方に幅狭部８ｂを備えている。また、車輪１００が、上記矢印αとは反対方向である時計回りに回転する場合には、その回転方向前方となる制動溝９がこの発明の制動部となる。
【００３４】
上記のように非常時には、ロック部材７と車輪１００とが一体となって上記中心Ｏ周りに回転するが、上記ロック部材７に固定された規制ピン１１が上記回転体６に形成された長穴６ｄの端部に当接したときに、ロック部材７と回転体６とが一体回転を始め、結果的に車輪１００と回転体６とが一体的に回転するロック状態となる。このように、車輪１００と回転体６とが一体的に回転すれば、回転体６と制動部材４とは相対回転するが、その際には、上記粘性流体による制動力が、回転体６を介して車輪１００に作用して車輪１００の回転を緩やかにする。
従って、この第１実施形態において、通常走行時には、車輪１００のスムーズな回転を維持しながら、車輪１００を取り付けた移動体が地震などの外力によって予期しない高速で移動してしまう危険を防止できる。しかも、上記制動機構は車輪１００を回転させながら制動力を発揮する構成なので、車輪１００を急停止させることがなく、急停止による危険も排除できる。
【００３５】
なお、どのくらいの大きさの外力が作用したときに、非常時として車輪１００と回転体６とを一体回転させるロック状態とするかは、この装置の利用態様によって決めることができる。具体的には、上記ロック部材７の振幅がどのくらいになったときに、車輪１００にころ１０を圧接させるかということであり、上記中心Ｏを通る鉛直線Ｎと制動溝８，９との距離や、ロック部材７の重心位置を調整することなどによって任意に設計可能である。
【００３６】
なお、この第１実施形態において、コマ部材としてころ１０を用いているが、コマ部材は非常時に回転体６の内側面１００ｂに沿って上方へ跳ね上がり、制動溝８の幅狭部８ｂに入り込む部材ならば、どのようなものでもかまわないし、コマ部材が上記内側面１００ｂに沿って転動する必要もない。
さらに、上記ロック状態を維持しているときに、車輪１００に対して付与する制動力の大きさは、上記粘性流体の粘度、粘性流体の量などで、調整可能である。
【００３７】
図６〜図９は、車輪１００の軸である回転軸１を支持するこの発明の支持部材である上記連結部材３に、制動機構を着脱自在に設けた第２実施形態である。
なお、この第２実施形態において、上記第１実施形態と同じ符号をつけた構成要素は、第１実施形態と同じ機能を有する要素である。
この第２実施形態も、連結部材３の一対の連結片３ａ，３ｂで支持した回転軸１に車輪１００を設けている。そして、車輪１００に形成した円形凹部１００ａ内にロック部材７及びころ１０を設けている。このロック部材７は、第１実施形態のロック部材７と同じ形状の部材であり、急加速時に車輪１００とロック部材７とが一体化する機構は上記した第１実施形態と同じである。
【００３８】
以下には上記第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
この第２実施形態では、上記回転軸１に回転体１２を回転可能に設けている。この回転体１２は円盤状の部材であり、その外周にギア１２ａを形成している。
また、この回転体１２には上記ロック部材７に固定した規制ピン１１を挿入する長穴１２ｂを設けている。従って、上記回転体１２は上記規制ピン１１が長穴１２ｂの端部に当接しない範囲で、ロック部材７と相対回転可能であるが、ロック部材７と回転体１２とが相対回転する過程で、上記規制ピン１１が長穴１２ｂの端部に当接した時点で、相対回転が規制され両者が一体回転する。
【００３９】
一方、連結部材３の一方の連結片３ａに制動機構を設けている。
この制動機構は、ケーシング１３とこのケーシング１３内に回転自在に挿入した伝達部材１４と、ケーシング１３の開口をふさぐキャップ１５とを備え、これらケーシング１３と伝達部材１４の外周との間には粘性流体を充填している。
なお、上記伝達部材１４は、回転体１２とともに回転し、かつ上記制動部材と相対回転するこの発明の伝達部材であり、ケーシング１３の内周に沿って回転する制動部１４ａと、軸部１４ｂとからなる。制動部１４ａは、図７，図８に示すようにその外周にケーシング１３に充填した粘性流体の液溜め部となる一対の切り欠１４ｃ，１４ｃを形成している。また、上記制動部１４ａの内部には、図８に示すように、伝達部材１４を軽量化するとともに、粘性流体を充填したケーシング１３に伝達部材１４を挿入する工程において流体の逃げ場となる複数の軸方向穴１４ｄを形成している。
【００４０】
さらに、軸部１４ｂを上記キャップ１５から突出させ、その突出部分の外周には、上記回転体１２に設けたギヤ１２ａとかみ合うギア１６ａを有するギア部材１６を取り付けている。
なお、図７中の符号１８はワッシャーであり、キャップ１５とともにシール部材１０１を支持している。
このようにした上記伝達部材１４がケーシング１３に対して回転したとき、上記粘性流体の粘性抵抗によって伝達部材１４の回転に制動力が付与される。
【００４１】
さらに、ケーシング１３には一対の取り付け部１３ａ，１３ａを設け、この取り付け部１３ａ，１３ａを止めビス１７，１７によって連結片３ａに着脱自在に固定しているが、ケーシング１３を取り付けるとき、上記ギア部材１６のギア１６ａが上記回転体１２のギア１２ａにかみ合うようにする。
なお、上記連結片３ａには、上記ギア部材１６を貫通し、ギア部１６ａに接触しない大きさの穴が形成されている。
【００４２】
以下に、この第２実施形態の制動装置の作用を説明する。
この第２実施形態の制動装置においても、急加速度が生じない移動体の通常走行時には、上記ロック部材７は大きく振れることが無く、ほぼ図９のように下方に下がった状態を維持する。そのため、ころ１０，１０が制動溝８，９の下方の幅広部８ａ，９ａ内にとどまり、車輪１００が回転すると、ころ１０，１０が上記円形凹部１００ａの内側面１００ｂに沿って転動し、車輪１００は制動力を受けずにロック部材７に対して相対回転する。
このようにロック部材７が回転しなければ、回転体１２も回転しない、すなわち、回転体１２と車輪１００とが相対回転するロック開放状態が維持される。
【００４３】
これに対し、車輪１００の急加速時には、上記第１実施形態と同様に上記ロック部材７及びころ１０，１０が振れて、幅狭部８ｂ，９ｂに嵌ったころ１０，１０がロック部材７と車輪１００とを一体化する。ロック部材７が車輪１００と一体化して回転すれば、ロック部材７に固定した規制ピン１１が回転体１２の長穴１２ｂの端部に当接し、回転体１２と車輪１００とを一体回転させるロック状態を維持する。
このロック状態では、回転体１２が回転軸１を中心に回転するので、その回転力がギア１２ａにかみ合ったギア１６ａを介して伝達部材１４に伝達される。つまり、この第２実施形態では、上記ギア部材１６が、筒状のケーシングからなる制動部材内に相対回転可能に設けた上記伝達部材に回転体１２の回転を伝達するこの発明の回転伝達部材である。
【００４４】
伝達部材１４が回転すれば、上記粘性流体の粘性抵抗により制動部１４ａに制動力が付与され、この制動力が軸部１４ｂ、ギア部材１６及びギア１２ａを介して回転体１２へ伝達されるので、この回転体１２と一体回転する車輪１００に制動力が付与されることになる。
この第２実施形態では、上記ケーシング１３が、移動体側に固定するとともに回転体１２と相対回転するこの発明の制動部材を構成し、上記伝達部材１４が、回転体１２とともに回転し、かつ上記制動部材であるケーシング１３と相対回転するこの発明の伝達部材を構成している。
【００４５】
以上のように、この第２実施形態においても、通常走行時には、車輪１００に制動力が付与されることはなく、スムーズな移動が保たれるとともに、急加速時には、上記粘性流体による制動力が、伝達部材１４及び回転体１２を介して車輪１００に作用して車輪１００の回転を緩やかにする。
従って、車輪１００を取り付けた移動体が地震などの外力によって予期しない高速で移動してしまう危険を防止できる。しかも、上記制動機構は車輪１００を回転させながら制動力を発揮する構成なので、車輪１００を急停止させることがなく、急停止による危険も排除できる。
【００４６】
また、この第２実施形態では、制動機構を構成する部材をケーシング１３に組み込んで、連結部材３の連結片３ａに止めビス１７によって着脱自在に取り付けているため、上記ケーシング１３を取り外すことによって制動機構を簡単に取り替えることができる。例えば、制動機構が破損した場合や、制動力を調整したい場合などに有利である。
制動力の調整は、上記ケーシング１３に充填する粘性流体の粘度変更のほか、回転体１４の制動部１４ａとケーシング１３の内壁との対向面積の変更などによっても可能である。従って、この第２実施形態のように、制動機構を取り替えることができれば、制動力の調整が容易にできる。
【００４７】
図１０〜図１４に示す第３実施形態は、ロック部材１９の形状が上記第１実施形態のロック部材７と異なるが、その他の構成は、上記第１実施形態と同じである。
この第３実施形態でも、車輪１００には車輪１００と同心の円形凹部１００ａを形成し、この円形凹部１００ａ内に板状のロック部材１９を設けている。このロック部材１９は、上下それぞれに、扇型部１９ａ，１９ｂを備え、その中心を上記回転軸１の中心Ｏと一致させて回転自在に取り付けている。さらに、回転軸１には、回転体６を回転可能に取り付けている。
【００４８】
また、上記ロック部材１９は、図１３において上記回転軸１より上側の扇型部１９ａを、下側の扇型部１９ｂよりも小さくするとともに、上側の扇型部１９ａにはくりぬき穴１９ｃを形成して重量を軽減している。そのため、ロック部材１９は下側の扇型部１９ｂが重り部となって、外力が作用しない状態では、図１３に示す状態を維持するが、水平方向の外力が作用したとき、下側の扇型部１９ｂを重りとする振り子として上記中心Ｏを中心に揺動する。
【００４９】
さらに、上記上側の扇型部１９ａには、その円周方向両端付近に、一対の制動溝８，９を形成し、これら制動溝８，９内には、この発明のコマ部材であるころ１０，１０を収容している。
上記制動溝８，９は、上記円形凹部１００ａの内側面１００ｂに対向する側を開放するとともに、上記内側面１００ｂまでの距離をころ１０の外径よりも大きくした幅広部８ａ，９ａと、ころ１０の外径よりわずかに小さくした幅狭部８ｂ，９ｂとを備えた楔状部を備え、上記幅広部８ａ，９ａを、幅狭部８ｂ，９ｂよりも下方に位置させている。従って、外力が作用しない通常走行時には、各ころ１０，１０は自重によって下方の幅広部８ａ，９ａに位置し、上記車輪１００の内側面１００ｂにはほとんど接触せず、ロック部材１９と車輪１００との相対回転を阻害することはない。
このとき、車輪１００の回転力は回転体６には伝達されないので、回転体６は回転せず、回転体６と車輪１００とが相対回転するロック開放状態が維持される。
【００５０】
また、ロック部材１９の下側の扇型部１９ｂには、規制ピン１１を固定し、この規制ピン１１を回転体６に形成した円弧状の長穴６ｄに挿入している。この規制ピン１１は、ロック部材１９が揺動したとき、上記長穴６ｄ内をその円弧に沿って移動するが、制御ピン１１が長穴６ｄの端部に当接したとき、上記ロック部材１９と回転体６との相対回転が規制される。言い換えれば、上記制御ピン１１を介して、ロック部材１９と回転体６とが一体化する。
【００５１】
このような制動装置において所定以上の加速度が発生するとロック部材１９が大きく揺動し、制動溝８あるいは９内のころ１０が上記幅狭部８ｂあるいは９ｂへ押しこまれてロック部材１９と車輪１００とを一体化する。さらに車輪１００と一体化したロック部材１９が上記規制ピン１１を介して回転体６と一体化されるため、車輪１００と回転体６とが一体化される。
このように、この第３実施形態でも、車輪１００の急加速時には、回転体６と車輪１００とが一体回転するロック状態となるが、そのメカニズムは以下のように考えられる。
【００５２】
ここでは、車輪１００が、図１３に示す平面Ｓ上を矢印Ａ方向へ移動する場合について説明する。
上記車輪１００は、平面Ｓ上を矢印Ａ方向へ移動するとき、車輪１００は矢印α方向に回転する。
上記のように車輪１００がころがりながら、矢印Ａ方向へ移動するとき、その移動が等速運動なら、回転軸１に揺動可能に取り付けられているロック部材１９には、水平方向の外力が作用しない。そのため、ロック部材１９は揺動せず、図１３に示す状態を保つ。
【００５３】
車輪１００が、停止状態から発進する際には加速度を生じるため、ロック部材１９の中心には、上記加速度に相当する外力が作用することになるが、その大きさが小さければ、ロック部材１９の揺れも小さく、すぐに減衰して図示の状態を保つことになる。つまり、車輪１００及び回転体６の加速度がそれほど大きくならない通常走行時には、上記ころ１０は、制動溝８，９の上記幅広部８ａ，９ａ側に留まり、ロック部材１９と車輪１００との相対回転を阻害することはない。
【００５４】
これに対し、車輪１００が急加速する非常時では、ロック部材１９の振れが大きくなり、ロック部材１９は、図１３の状態から矢印α方向へ回転して図１４に示す状態になる。
なお、この図１４は、ロック部材１９の作用を分かり易くするために、図１３から回転体６を取り除いた図である。そして、図１４中には、二点鎖線で上記回転体６に形成した長穴６ｄを示している。
【００５５】
上記のように、急加速時にロック部材１９が振れれば、各制動溝８、９に収容されたころ１０，１０もロック部材１９とともに移動する。上記ロック部材１９が中心Ｏを中心に矢印α方向へ回転して、図１４に示すように、一対の制動溝８，９のうち、回転方向（矢印α方向）後方の制動溝８が鉛直線Ｎを超えると、上記幅広部８ａが幅狭部８ｂよりも上方に位置する。このように上記幅広部８ａが幅狭部８ｂよりも上方に位置すると、この幅広部８ａ内のころ１０が自重で、二点鎖線の位置から幅狭部８ｂ側の実線で示す位置へ移動する。このように、幅狭部８ｂ側へ移動したころ１０は、回転体６の内側面１００ｂに接触する。このとき、ころ１０は回転体６の矢印α方向の回転力を受けて、自転してさらに幅狭部８ｂ内に押し込まれることになる。
【００５６】
上記ころ１０が幅狭部８ｂ内に押し込まれると、ころ１０が回転体６に圧接し、楔効果によってロック部材１９と車輪１００とを一体化する。
つまり、図１４において上方の制動溝８が、この発明におけるコマ部材を移動自由にする幅広部８ａと、コマ部材を回転体に圧接させる幅狭部８ｂとを備えた制動部である。
このように上記車輪１００とロック部材１９とが一体化した状態で、上記ロック部材１９に固定された規制ピン１１が回転体６の長穴６ｄの端部に当接するので、この規制ピン１１を介して回転体６と車輪１００とが一体回転するロック状態となる。
この第３実施形態では、上記制動溝８と、コマ部材であるころ１０と、上記ロック部材１９と、規制ピン１１と、長穴６ｄとでこの発明のロック機構を構成している。
【００５７】
上記ロック状態になって車輪１００と回転体６とが一体回転すれば、上記第１実施形態と同様に、回転体６と制動部材４とのかみ合わせ部間に介在させた粘性流体の粘性抵抗が回転体６の回転に制動力を付与する。そして、この制動力が、回転体６及びロック部材１９を介して車輪１００に付与されるので、車輪１００の高速回転を防止できる。
そのため、この第３実施形態においても、通常走行時には、車輪１００に制動力が付与されることはなく、スムーズな移動が保たれるとともに、急加速時には、上記粘性流体による制動力が、回転体６及びロック部材１９を介して車輪１００に作用して車輪１００の回転を緩やかにする。
従って、車輪１００を取り付けた移動体が地震などの外力によって予期しない高速で移動してしまう危険を防止できる。しかも、上記制動機構は車輪１００を回転させながら制動力を発揮する構成なので、車輪１００を急停止させることがなく、急停止による危険も排除できる。
【００５８】
また、この第３実施形態のロック機構においても、どのくらいの大きさの外力が作用したときに、非常時として回転体６と車輪１００とを一体回転させるかは、この装置の利用態様によって決めることができる。具体的には、上記ロック部材１９の振幅がどのくらいになったときに、車輪１００の内側面１００ｂにころ１０を圧接させるかということであり、図１３に示す自然状態における上記中心Ｏを通る鉛直線Ｎと制動溝８，９との距離や、ロック部材１９の重心位置を調整することなどによって任意に設計可能である。
【００５９】
なお、上記回転体６が、図１３の矢印Ａと反対方向に移動する場合には、上記矢印αと反対方向である時計回りの回転方向後方における制動溝９がこの発明の制動部となり、上記制動溝８と同様に機能する。
【００６０】
図１５〜図１７に示す第４実施形態は、第２実施形態と同様に、連結片３ａに制動機構を取り付けた制動装置であるが、上記第３実施形態と同様のロック部材１９を車輪１００に形成した円形凹部１００ａ内に設けている点が第２実施形態と異なる。
すなわち第２実施形態と同様の制動機構と、第３実施形態と同様のロック機構とを備えた装置である。
そして、上記他の実施形態と同様の構成要素には、同じ符号を用いるとともに、ここでは各要素の詳細な説明は省略する。
なお、図１７は、連結部材３及びカバー２を取り外した状態を示した正面図である。
【００６１】
以下に、この第４実施形態の制動装置の作用を説明する。
車輪１００に大きな外力が作用しない通常走行時には、ロック部材１９がほとんど揺動しないので、図１７に示すように、制動溝８，９内に収容されたころ１０，１０が、幅広部８ａ，９ａ側に位置する。そのため、車輪１００は、ロック部材１９と相対回転する。また、回転体１２には、車輪１００の回転が伝達されないので、回転体１２は回転せず、回転体１２と車輪１００とが相対回転するロック開放状態を維持し、車輪１００のスムーズな移動が可能である。
【００６２】
一方、地震などによる急加速時には、ロック部材１９が回転し、第３実施形態と同様に図１４に示す状態となり制動溝８あるいは９に保持されたころ１０が幅狭部８ｂあるいは９ｂに嵌って、車輪１００とロック部材１９とを一体化する。車輪１００とロック部材１９とが一体化して回転すれば、規制ピン１１を介して、ロック部材１９と回転体１２とが一体化され、その結果、回転体１２と車輪１００とが一体回転するロック状態を維持する。
【００６３】
上記ロック状態になれば、回転体１２が回転するので、その回転力をギア１２ａ及びギア１６ａを介してギア部材１６に伝達する。その結果、回転伝達部材であるギア部材１６を取り付けた伝達部材１４が、この発明の制動部材であるケーシング１３と相対回転する。従って、ケーシング１３と伝達部材１４の制動部１４ａ間に充填された粘性流体の粘性抵抗によって伝達部材１４に制動力が作用する。この制動力は、ギア部材１６、回転体１２及びロック部材１９を介して車輪１００に付与される。
【００６４】
このように、この第４実施形態においても、通常走行時には、車輪１００のスムーズな回転を維持しながら、車輪１００を取り付けた移動体が地震などの外力によって予期しない高速で移動してしまう危険を防止できる。しかも、上記制動機構は車輪１００を回転させながら制動力を発揮する構成なので、車輪１００を急停止させることがなく、急停止による危険も排除できる。
さらに、この第４実施形態も、上記ケーシング１３を止めビス１７によって着脱自在にしているので、制動機構の取り替えが容易で、制動力の調整も簡単にできる。
【００６５】
なお、上記第１〜第４実施形態の制動機構は、粘性流体の粘性抵抗を利用して制動力を付与するようにしているが、粘性流体を用いないで、制動部材と回転体あるいは伝達部材とを接触させて、この接触面間の摩擦抵抗を制動力として利用するようにしてもよい。
また、上記第１、第３実施形態では、回転体６と制動部材４とを直接対向させているが、回転体６とともに回転し、かつ上記制動部材４と相対回転する伝達部材を設け、この伝達部材と制動部材とを対向させ、その間で制動力を発生させるようにしてもよい。
さらに、上記制動機構としての具体的構成は上記実施形態に限らず、公知の無限角ダンパ装置や、トルクリミッタ等で利用される種々の構成を利用できる。
特に、上記第２、第４実施形態のように連結部材の外方に制動機構を取り付ける場合には、制動機構として採用可能な構成はより様々なものとなり、これらを取り替えて利用することもできる。
【符号の説明】
【００６６】
１００ 車輪
１ 回転軸
３ 連結部材
３ａ，３ｂ 連結片
４ 制動部材
６ 回転体
６ｄ 長穴
７ ロック部材
８，９ 制動溝
８ａ，９ａ 幅広部
８ｂ，９ｂ 幅狭部
１０ ころ
１１ 規制ピン
１２ 回転体
１２ａ ギア
１２ｂ 長穴
１３ ケーシング
１４ 伝達部材
１４ａ 制動部
１４ｂ 軸部
１６ ギア部材
１６ａ ギア
１７ 止めビス
１９ ロック部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車椅子やキャスターつきの家具などが外力によって急に高速で移動することを防止する制動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地震や人に押されるなどして、キャスターを取り付けた家具やサッシ、椅子などに、予想以上の外力が作用した場合、それが高速で移動し、移動した家具などが人や壁に衝突してしまうといった危険性がある。例えば、病院のベッドなどは、通常時、患者を寝かせた状態で移動する際には、軽い力で移動できるようになっていることが望ましいが、地震などで予想外の大きな外力が作用したときに、急に高速で移動してしまうと、壁などに激突し、患者が大怪我をしてしまうことになる。また、医療機器なども、上記と同様に、通常時には軽く移動できることが望ましいが、地震などによって急に移動して壁などに激突すると、機器が破損して使用できなくなってしまう恐れがある。
その他、家庭にあるピアノや家具などの重量物が軽く移動できるようにキャスターをつけることも一般に行なわれるが、地震などによって予想外の大きな外力が作用した場合に、上記ピアノなどが急に高速で移動すると、壁との間に人が挟まれて大怪我をする事態にもなりかねない。
【０００３】
さらに、地震だけでなく、キャスター付きの椅子や車椅子に人が座った状態で、何らかのアクシデントにより、これが強く押されて急に移動した場合にも、大変危険な状態となる。
このような危険を回避するために、高速回転を抑制するキャスターが知られている。
例えば、特許文献１に記載されたブレーキ機能を備えたキャスターは、常時キャスターの回転に緩やかなブレーキ力を作用させ、高速移動を抑制するものである。
また、特許文献２に記載されたキャスターは、下り坂での急降下を防止したり、ブレーキを掛けたときに、そのブレーキ作用を助けたりする機構を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−０８１１０５号公報
【特許文献２】特開平１１−０５９１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載のブレーキ機構付きキャスターは、常時ブレーキ力が作用するものであり、通常の使用状態におけるキャスターのスムーズな回転も阻害される。そのため、このようなキャスターを用いた乳母車や車椅子などを押すために、大きな力が必要になるという問題があった。また、ピアノやキャビネットなどの重量物の移動を容易にする目的でキャスターを取り付けても、上記ブレーキ機構付きキャスターでは、キャスターの回転が常時重く、期待通りの楽な移動ができないという問題があった。
また、特許文献２に記載のキャスターは、下り坂を転がり落ちることを防止できるが、水平面上での急加速には対応できないものである。
一方、急加速を検出したときに、キャスターを急停止させる構造も考えられるが、急速移動中にキャスターが急停止したのでは、乳母車や車椅子、ベッドなどに載っている人が、飛び出してしまう危険もある。
【０００６】
この発明の目的は、車輪を連携した移動体が、通常の使用状態では、制動力が作用することなく、楽に移動ができ、地震や、急に押された場合などの非常時には、車輪の回転に対して制動力を付与することで急な高速移動や急停止を防止して、安全性を確保できる制動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、移動体の車輪と相対回転可能な回転体と、通常走行時には上記回転体と車輪とを相対回転させるロック解放状態を維持し、急加速時には回転体と車輪とを一体化し、これらを一体的に回転させるロック状態を維持するロック機構と、上記ロック状態において回転体と車輪とが一体回転したとき、回転体を介して車輪の回転に制動力を付与する制動機構とを備えた点を特徴とする。
【０００８】
第２の発明は、上記第１の発明の制動機構に、移動体側に固定するとともに上記回転体と相対回転する制動部材を設け、この制動部材と回転体との間に粘性流体を介在させ、この粘性流体の粘性抵抗で回転体に制動力を付与する構成にした点を特徴とする。
【０００９】
第３の発明は、上記第１の発明の制動機構に、移動体側に固定するとともに上記回転体と相対回転する制動部材を設け、この制動部材と回転体との接触部分の摩擦力で回転体に制動力を付与する構成にした点を特徴とする。
【００１０】
第４の発明は、上記第１の発明の制動機構に、移動体側に固定した制動部材と、上記回転体とともに回転し、かつ上記制動部材と相対回転する伝達部材とを設け、この伝達部材と上記制動部材との間に粘性流体を介在させ、この粘性流体の粘性抵抗で回転体に上記制動力を付与する構成にした点を特徴とする。
【００１１】
第５の発明は、上記第１の発明の制動機構に、移動体側に固定した制動部材と、上記回転体とともに回転し、かつ上記制動部材と相対回転する伝達部材とを設け、この伝達部材と上記制動部材との接触部分の摩擦力で回転体に制動力を付与する構成にした点を特徴をとする。
なお、上記第４、第５の発明における「回転体とともに回転し、かつ上記制動部材と相対回転する伝達部材」の回転は、上記回転体と同方向回転であっても逆回転であってもかまわない。要するに、上記伝達部材は回転体の回転力が伝達されることによって回転する部材であればよく、上記回転力の伝達機構も特に限定しないものとする。
【００１２】
第６の発明は、上記第２〜第５の発明を前提とし、上記移動体側に設けるとともに車輪の軸を支持する支持部材に制動機構を着脱自在に設け、この制動機構は、上記支持部材の側面に設けた筒状のケーシングからなる制動部材と、この制動部材内に相対回転可能に設けた上記伝達部材と、この伝達部材に上記回転体の回転を伝達する回転伝達部材とを備えた点を特徴とする。
【００１３】
第７の発明は、上記ロック機構が、上記車輪と相対回転可能にするとともに上記回転体との相対回転を規制されたロック部材と、このロック部材と上記車輪とが相まって車輪に摺接可能に保持されるコマ部材と、ロック部材に設けるとともにコマ部材の移動を規制する制動部とを備え、この制動部は、上記車輪が水平面に沿っていずれか一方へ移動する際の回転方向後方あるいは前方においてコマ部材を自由移動可能にする幅広部と、回転方向前方あるいは後方においてコマ部材を回転体に圧接させる幅狭部とを備えるとともに、上記制動部を上記幅広部から上記幅狭部に向かう楔状にするとともに、上記幅広部を上記幅狭部よりも下方に位置させてなり、急加速時には、上記コマ部材が上記制動部の幅狭部に嵌って上記ロック部材と車輪とを一体化し、このロック部材を介して上記回転体と車輪とを一体化する上記ロック状態を維持する構成にした点を特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１〜第７の発明によれば、大きな外力が作用しない通常時には、ロック機構がロック開放状態を維持し、回転体と車輪とが相対回転し、車輪には制動力が作用せず、移動体のスムーズな移動が可能である。
一方、急加速時には、ロック機構が、回転体と車輪とが一体化して一体的に回転させるロック状態を維持し、制動機構が、回転する回転体を介して車輪の回転に制動力を付与するので、移動体の急加速移動を防止できる。
しかも、回転体とともに車輪が回転している状態で制動力が付与されるので、移動体が急停止することもなく、急停止した移動体から人やものが飛び出してしまうことも防止できる。
【００１５】
第２、第４の発明では、制動力として粘性流体の粘性抵抗を利用するようにしたので、流体の選定によって様々な制動力を設定できる。
第３、第５の発明では、制動力として接触部分の摩擦力を利用するようにしたので、例えば、流体を用いる場合のようにシールが必要なく、構造を単純化できる。
【００１６】
第６の発明は、制動機構を、車輪の支持部材に対して着脱自在にしたので、制動機構の交換が容易にできる。例えば、制動機構が破損した場合や制動力を変更したい場合には、制動機構だけを取り替えることで対応できる。
【００１７】
第７の発明では、急加速時には制動部がコマ部材を車輪に圧接させることによって車輪とロック部材とが一体化し、さらにロック部材に連携した回転体と車輪とが一体化され、回転体を介して車輪に制動力が作用するので、回転体の急回転を停止させることができ、回転体に連結した移動体の急な高速移動を防止できる。
また、ロック機構が、急加速を機械的に検出する構造なので、例えば、急加速を電気的に検出するものと比べて信頼性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態の斜視図である。
【図２】図１のII-II線断面図である。
【図３】図１のIII-III線断面図である。
【図４】図３の部分拡大図である。
【図５】第１実施形態の連結部材及びカバーをはずした状態の正面図である。
【図６】第２実施形態の斜視図である。
【図７】図６のVII-VII線断面図である。
【図８】図７のVIII-VIII線断面図である。
【図９】第２実施形態の連結部材及びカバーをはずした状態を示す正面図である。
【図１０】第３実施形態の斜視図である。
【図１１】図１０のXI-XI線断面図である。
【図１２】図１０のXII-XII線断面図である。
【図１３】第３実施形態の連結部材及びカバーをはずした状態を示す正面図である。
【図１４】第３実施形態のロック機構のロック状態を示す図である。
【図１５】第４実施形態の斜視図である。
【図１６】図１５のXVI-XVI線断面図である。
【図１７】第４実施形態の連結部材及びカバーをはずした状態を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１〜図５に、この発明の第１実施形態を示す。
この第１実施形態の制動装置は、例えば、家具などの底面に取り付けるキャスターとして用いるものであるが、地震などによって急に高速で移動することを防止できる装置である。
この第１実施形態の制動装置は、図１に示すように、回転軸１にキャスターを構成する車輪１００を取り付けている。車輪１００にはこの発明のロック機構及び制動機構を設けているが、これらロック機構及び制動機構については後で詳細に説明する。
【００２０】
上記車輪１００には車輪１００と同心の円形凹部１００ａを形成するとともに、その開口側表面に円形穴を有するドーナツ状のカバー２を固定している。
また、上記回転軸１には車輪１００と相対回転可能にした連結部材３を取り付けている。この連結部材３は、所定の間隔を保って対向する一対の連結片３ａ，３ｂと、これらの間に渡した固定面３ｃとからなる。そして、上記連結片３ａ，３ｂを車輪１００の両面を挟むように配置して回転軸１を支持するとともに、上方の固定面３ｃを家具などの移動体側に固定する。
【００２１】
さらに、上記連結片３ａの内側には、上記車輪１００と同心のドーナツ状の制動部材４を止めビス５によって固定している。
図２、図３は図１の断面図、図４は図３の部分拡大図であり、図５は、上記車輪１００の内部を説明するために、上記カバー２、上記連結部材３及び制動部材４をはずした状態を示した図である。
そして、上記制動部材４は、車輪１００と対向する側面の中心穴４ａの近くを、後で説明する回転体６とかみ合う形状にしている。具体的には、図４に示すように中心穴４ａ側から外周へ向かって、環状のシール保持段部４ｂ、環状凸部４ｃ、環状のシール溝４ｄ、環状凹部４ｅを備えている。
【００２２】
一方、回転体６は、回転軸１に回転可能に取り付けられた円盤状の部材で、その外周付近に、上記制動部材４とかみ合う凹凸を形成している。具体的には、回転体６の外周側から、上記制動部材４の環状凹部４ｅに一致する環状凸部６ａ、上記制動部材４の環状凸部４ｃが嵌る環状凹部６ｂ及びシール保持段部６ｃを形成している。
そして、上記制動部材４の凹凸と回転体６の凹凸とをはめ合わせている。このとき、上記制動部材４のシール保持段部４ｂと回転体６のシール保持段部６ｃとが相まって形成する空間とに、それぞれシール部材１０１，１０１を設けるとともに、これらシール部材１０１，１０１間であって、上記制動部材４の環状凸部４ｃと回転体６の環状凹部６ｂとの間には粘性流体を充填している。
【００２３】
上記のように、連結部材３に固定した制動部材４に組みつけられた回転体６は、通常時には回転せず、制動部材４と一体化している。このとき、後で説明するロック機構が、上記回転体６と車輪１００とが相対回転可能にするロック開放状態を維持していることになる。
しかし、ロック機構がロック状態を維持して回転体６と車輪１００とが一体回転した場合には、回転体６と上記制動部材４とが相対回転し、この相対回転時には、上記制動部材４と回転体６との間に充填した粘性流体の粘性抵抗が回転体６に制動力を付与する。
【００２４】
このように、ロック状態で、回転体６と車輪１００とが一体回転しているときには、回転体６に付与された制動力が回転体６を介して車輪１００に付与されることになるので車輪１００は高速回転せず、結果としてこの車輪１００を取り付けた移動体も高速移動はしない。つまり、この第１実施形態では、上記制動部材４及び粘性流体が、回転体６を介して車輪１００の回転に制動力を付与する制動機構を構成している。
なお、図３，図５中の符号６ｄは、上記回転体６に形成し、回転体６と同心の円弧状の長穴６ｄであり、この長穴６ｄには後で説明するロック部材７に固定した規制ピン１１を挿入する。
【００２５】
次に、通常走行時には、上記回転体６と車輪１００とを相対回転させるが、急加速時には回転体６と車輪１００とを一体化するロック機構について説明する。
図２，図３，図５に示すように、車輪１００には同心の円形凹部１００ａを形成し、この円形凹部１００ａ内に板状のロック部材７を設けている。
このロック部材７は扇型の板状部材であり、通常は図５に示す状態を維持し、外力が作用した場合には、ロック部材７を重りとする振り子運動をする。
【００２６】
また、上記ロック部材７は、上記扇型の円弧を上記円形凹部１００ａの内側面１００ｂに対向させるとともに、円周方向両端付近に、それぞれ制動溝８，９を備え、各制動溝８，９にころ１０，１０を収容している。これら制動溝８，９は、上記ロック部材７の円弧部の円周方向外側を、上記内側面１００ｂからの距離が上記ころ１０の外径よりわずかに小さい幅狭部８ｂ，９ｂとし、反対側を、上記内側面１００ｂからの距離が上記ころ１０の外径よりも大きい幅広部８ａ，９ａとし、ロック部材７が自重で下がっている図５の自然状態では、上記幅広部８ａ，９ａが上記幅狭部８ｂ，９ｂよりも下方に位置するように構成している。この状態では、ころ１０が幅広部８ａ，９ａ内で自由移動可能であり、ロック部材７と車輪１００との相対回転はスムーズに行なわれる。
【００２７】
さらに、このロック部材７の側面には規制ピン１１を起立させて固定し、この規制ピン１１を上記回転体６の長穴６ｄに挿入している。従って、この規制ピン１１は上記長穴６ｄの範囲で移動可能で、この範囲でロック部材７と回転体６との相対回転は可能である。言い換えれば、規制ピン１１が上記長穴６ｄの端部に達した時点で、ロック部材７と回転体６とは相対回転が規制され、一体的に回転することになる。つまり、上記規制ピン１１及び上記長穴６ｄとが回転体６とロック部材７との相対回転を規制する手段となる。
【００２８】
そして、上記ころ１０が上記制動溝８，９の幅広部８ａ，９ａ側に位置しているときには、上記ころ１０は自由移動可能であり、車輪１００とロック部材７との相対回転を妨げることはない。従って、車輪１００が回転しても、ロック部材７は図５の状態を維持している。
しかし、上記ころ１０が幅狭部８ｂ，９ｂに入り込んだときには、車輪１００の内側面１００ｂに圧接して車輪１００とロック部材７とが一体化されることになる。
このように、上記車輪１００とロック部材７とが一体化した状態で車輪１００が回転し、上記規制ピン１１が上記長穴６ｄの端部に当接すれば、回転体６が車輪１００と一体的に回転するロック状態となる。すなわち、この第１実施形態では、上記ロック部材７、制動溝８，９、ころ１０及び規制ピン１１によってこの発明のロック機構を構成している。
【００２９】
次に、この第１実施形態のロック機構において、大きな外力が作用する非常時に、ころ１０が上記制動溝８，９の幅狭部８ｂ，９ｂに入り込んで、楔効果により車輪１００とロック部材７とを一体化するメカニズムを説明する。
例えば、車輪１００が図５の矢印Ａ方向に移動するとき、車輪１００は矢印α方向に回転する。
なお、上記矢印αで示す車輪１００の回転方向とは、車輪１００が水平の平面Ｓ上を転がりながら全体として矢印Ａへ移動する際の、車輪１００の中心を除く任意の点の、中心Ｏに対する移動方向のことであり、ここでは反時計回りである。従って、この矢印αは、中心Ｏを中心とする円周を描くものであるが、図では矢印αの一部のみを記載している。このことは、以下の実施形態においても同様である。
【００３０】
上記のように車輪１００がころがりながら、矢印Ａ方向へ移動するとき、その移動が等速運動なら、回転軸１に揺動可能に取り付けられているロック部材７には、水平方向の外力が作用しない。そのため、ロック部材７は揺動せず、図５に示す状態を保つ。
車輪１００が、停止状態から発進する際には加速度を生じるため、ロック部材７の中心には、上記加速度に相当する外力が作用することになるが、その大きさが小さければ、ロック部材７の揺れも小さく、すぐに減衰して図示の状態を保つことになる。つまり、車輪１００の加速度がそれほど大きくならない通常走行時には、上記ころ１０は、制動溝８，９の上記幅広部８ａ，９ａ側に留まり、ロック部材７と車輪１００との相対回転を阻害することはない。
【００３１】
これに対し、急加速する非常時では、大きな外力が作用し、上記ロック部材７、及びころ１０，１０は、それぞれ慣性によって、上記矢印Ａとは反対方向である矢印Ｂ方向に振れる。この振れは、ロック部材７を、上記車輪１００と同様の回転方向である矢印αで示す反時計回りに回転させることになる。
上記のように矢印Ａ方向の急加速度が発生したとき、ロック部材７は上記回転軸１の中心Ｏを定点とする扇型の剛体振り子として運動し、上記ころ１０，１０は、上記円形凹部１００ａの半径を振り子の長さとする単振り子として運動する。
【００３２】
つまり、急加速度を発生する外力に基づいて、上記両振り子は同じ方向に振れ始める。しかし、上記両振り子の重心位置は異なるため、両者の周期には差ができるはずである。具体的には、ロック部材７による剛体振り子の方が、ころ１０による単振り子よりも、中心Ｏから重心までの距離が短いため、ころ１０よりも周期が短く、より早く回転方向を変えるものと考えられる。そのため、最大振幅近傍では、上記ロック部材７に比べて、ころ１０の方が矢印α方向の回転速度が大きくなり、上記矢印α方向前方側の制動溝８内では、ころ１０が制動溝８に対して前方である幅狭部８ｂ側へ移動して幅狭部８ｂへ入り込む。このようにして、急加速発生の非常時には、上記ころ１０がロック部材７の制動溝８内で、上記幅広部８ａから幅狭部８ｂへ移動し、楔効果によって車輪１００とロック部材７とを一体化する。
【００３３】
この第１実施形態では、車輪１００が矢印α方向である反時計回りに回転する場合には、その回転方向前方の制動溝８が、この発明の制動部であり、回転方向後方に幅広部８ａ、回転方向前方に幅狭部８ｂを備えている。また、車輪１００が、上記矢印αとは反対方向である時計回りに回転する場合には、その回転方向前方となる制動溝９がこの発明の制動部となる。
【００３４】
上記のように非常時には、ロック部材７と車輪１００とが一体となって上記中心Ｏ周りに回転するが、上記ロック部材７に固定された規制ピン１１が上記回転体６に形成された長穴６ｄの端部に当接したときに、ロック部材７と回転体６とが一体回転を始め、結果的に車輪１００と回転体６とが一体的に回転するロック状態となる。このように、車輪１００と回転体６とが一体的に回転すれば、回転体６と制動部材４とは相対回転するが、その際には、上記粘性流体による制動力が、回転体６を介して車輪１００に作用して車輪１００の回転を緩やかにする。
従って、この第１実施形態において、通常走行時には、車輪１００のスムーズな回転を維持しながら、車輪１００を取り付けた移動体が地震などの外力によって予期しない高速で移動してしまう危険を防止できる。しかも、上記制動機構は車輪１００を回転させながら制動力を発揮する構成なので、車輪１００を急停止させることがなく、急停止による危険も排除できる。
【００３５】
なお、どのくらいの大きさの外力が作用したときに、非常時として車輪１００と回転体６とを一体回転させるロック状態とするかは、この装置の利用態様によって決めることができる。具体的には、上記ロック部材７の振幅がどのくらいになったときに、車輪１００にころ１０を圧接させるかということであり、上記中心Ｏを通る鉛直線Ｎと制動溝８，９との距離や、ロック部材７の重心位置を調整することなどによって任意に設計可能である。
【００３６】
なお、この第１実施形態において、コマ部材としてころ１０を用いているが、コマ部材は非常時に回転体６の内側面１００ｂに沿って上方へ跳ね上がり、制動溝８の幅狭部８ｂに入り込む部材ならば、どのようなものでもかまわないし、コマ部材が上記内側面１００ｂに沿って転動する必要もない。
さらに、上記ロック状態を維持しているときに、車輪１００に対して付与する制動力の大きさは、上記粘性流体の粘度、粘性流体の量などで、調整可能である。
【００３７】
図６〜図９は、車輪１００の軸である回転軸１を支持するこの発明の支持部材である上記連結部材３に、制動機構を着脱自在に設けた第２実施形態である。
なお、この第２実施形態において、上記第１実施形態と同じ符号をつけた構成要素は、第１実施形態と同じ機能を有する要素である。
この第２実施形態も、連結部材３の一対の連結片３ａ，３ｂで支持した回転軸１に車輪１００を設けている。そして、車輪１００に形成した円形凹部１００ａ内にロック部材７及びころ１０を設けている。このロック部材７は、第１実施形態のロック部材７と同じ形状の部材であり、急加速時に車輪１００とロック部材７とが一体化する機構は上記した第１実施形態と同じである。
【００３８】
以下には上記第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
この第２実施形態では、上記回転軸１に回転体１２を回転可能に設けている。この回転体１２は円盤状の部材であり、その外周にギア１２ａを形成している。
また、この回転体１２には上記ロック部材７に固定した規制ピン１１を挿入する長穴１２ｂを設けている。従って、上記回転体１２は上記規制ピン１１が長穴１２ｂの端部に当接しない範囲で、ロック部材７と相対回転可能であるが、ロック部材７と回転体１２とが相対回転する過程で、上記規制ピン１１が長穴１２ｂの端部に当接した時点で、相対回転が規制され両者が一体回転する。
【００３９】
一方、連結部材３の一方の連結片３ａに制動機構を設けている。
この制動機構は、ケーシング１３とこのケーシング１３内に回転自在に挿入した伝達部材１４と、ケーシング１３の開口をふさぐキャップ１５とを備え、これらケーシング１３と伝達部材１４の外周との間には粘性流体を充填している。
なお、上記伝達部材１４は、回転体１２とともに回転し、かつ上記制動部材と相対回転するこの発明の伝達部材であり、ケーシング１３の内周に沿って回転する制動部１４ａと、軸部１４ｂとからなる。制動部１４ａは、図７，図８に示すようにその外周にケーシング１３に充填した粘性流体の液溜め部となる一対の切り欠１４ｃ，１４ｃを形成している。また、上記制動部１４ａの内部には、図８に示すように、伝達部材１４を軽量化するとともに、粘性流体を充填したケーシング１３に伝達部材１４を挿入する工程において流体の逃げ場となる複数の軸方向穴１４ｄを形成している。
【００４０】
さらに、軸部１４ｂを上記キャップ１５から突出させ、その突出部分の外周には、上記回転体１２に設けたギヤ１２ａとかみ合うギア１６ａを有するギア部材１６を取り付けている。
なお、図７中の符号１８はワッシャーであり、キャップ１５とともにシール部材１０１を支持している。
このようにした上記伝達部材１４がケーシング１３に対して回転したとき、上記粘性流体の粘性抵抗によって伝達部材１４の回転に制動力が付与される。
【００４１】
さらに、ケーシング１３には一対の取り付け部１３ａ，１３ａを設け、この取り付け部１３ａ，１３ａを止めビス１７，１７によって連結片３ａに着脱自在に固定しているが、ケーシング１３を取り付けるとき、上記ギア部材１６のギア１６ａが上記回転体１２のギア１２ａにかみ合うようにする。
なお、上記連結片３ａには、上記ギア部材１６を貫通し、ギア部１６ａに接触しない大きさの穴が形成されている。
【００４２】
以下に、この第２実施形態の制動装置の作用を説明する。
この第２実施形態の制動装置においても、急加速度が生じない移動体の通常走行時には、上記ロック部材７は大きく振れることが無く、ほぼ図９のように下方に下がった状態を維持する。そのため、ころ１０，１０が制動溝８，９の下方の幅広部８ａ，９ａ内にとどまり、車輪１００が回転すると、ころ１０，１０が上記円形凹部１００ａの内側面１００ｂに沿って転動し、車輪１００は制動力を受けずにロック部材７に対して相対回転する。
このようにロック部材７が回転しなければ、回転体１２も回転しない、すなわち、回転体１２と車輪１００とが相対回転するロック開放状態が維持される。
【００４３】
これに対し、車輪１００の急加速時には、上記第１実施形態と同様に上記ロック部材７及びころ１０，１０が振れて、幅狭部８ｂ，９ｂに嵌ったころ１０，１０がロック部材７と車輪１００とを一体化する。ロック部材７が車輪１００と一体化して回転すれば、ロック部材７に固定した規制ピン１１が回転体１２の長穴１２ｂの端部に当接し、回転体１２と車輪１００とを一体回転させるロック状態を維持する。
このロック状態では、回転体１２が回転軸１を中心に回転するので、その回転力がギア１２ａにかみ合ったギア１６ａを介して伝達部材１４に伝達される。つまり、この第２実施形態では、上記ギア部材１６が、筒状のケーシングからなる制動部材内に相対回転可能に設けた上記伝達部材に回転体１２の回転を伝達するこの発明の回転伝達部材である。
【００４４】
伝達部材１４が回転すれば、上記粘性流体の粘性抵抗により制動部１４ａに制動力が付与され、この制動力が軸部１４ｂ、ギア部材１６及びギア１２ａを介して回転体１２へ伝達されるので、この回転体１２と一体回転する車輪１００に制動力が付与されることになる。
この第２実施形態では、上記ケーシング１３が、移動体側に固定するとともに回転体１２と相対回転するこの発明の制動部材を構成し、上記伝達部材１４が、回転体１２とともに回転し、かつ上記制動部材であるケーシング１３と相対回転するこの発明の伝達部材を構成している。
【００４５】
以上のように、この第２実施形態においても、通常走行時には、車輪１００に制動力が付与されることはなく、スムーズな移動が保たれるとともに、急加速時には、上記粘性流体による制動力が、伝達部材１４及び回転体１２を介して車輪１００に作用して車輪１００の回転を緩やかにする。
従って、車輪１００を取り付けた移動体が地震などの外力によって予期しない高速で移動してしまう危険を防止できる。しかも、上記制動機構は車輪１００を回転させながら制動力を発揮する構成なので、車輪１００を急停止させることがなく、急停止による危険も排除できる。
【００４６】
また、この第２実施形態では、制動機構を構成する部材をケーシング１３に組み込んで、連結部材３の連結片３ａに止めビス１７によって着脱自在に取り付けているため、上記ケーシング１３を取り外すことによって制動機構を簡単に取り替えることができる。例えば、制動機構が破損した場合や、制動力を調整したい場合などに有利である。
制動力の調整は、上記ケーシング１３に充填する粘性流体の粘度変更のほか、回転体１４の制動部１４ａとケーシング１３の内壁との対向面積の変更などによっても可能である。従って、この第２実施形態のように、制動機構を取り替えることができれば、制動力の調整が容易にできる。
【００４７】
図１０〜図１４に示す第３実施形態は、ロック部材１９の形状が上記第１実施形態のロック部材７と異なるが、その他の構成は、上記第１実施形態と同じである。
この第３実施形態でも、車輪１００には車輪１００と同心の円形凹部１００ａを形成し、この円形凹部１００ａ内に板状のロック部材１９を設けている。このロック部材１９は、上下それぞれに、扇型部１９ａ，１９ｂを備え、その中心を上記回転軸１の中心Ｏと一致させて回転自在に取り付けている。さらに、回転軸１には、回転体６を回転可能に取り付けている。
【００４８】
また、上記ロック部材１９は、図１３において上記回転軸１より上側の扇型部１９ａを、下側の扇型部１９ｂよりも小さくするとともに、上側の扇型部１９ａにはくりぬき穴１９ｃを形成して重量を軽減している。そのため、ロック部材１９は下側の扇型部１９ｂが重り部となって、外力が作用しない状態では、図１３に示す状態を維持するが、水平方向の外力が作用したとき、下側の扇型部１９ｂを重りとする振り子として上記中心Ｏを中心に揺動する。
【００４９】
さらに、上記上側の扇型部１９ａには、その円周方向両端付近に、一対の制動溝８，９を形成し、これら制動溝８，９内には、この発明のコマ部材であるころ１０，１０を収容している。
上記制動溝８，９は、上記円形凹部１００ａの内側面１００ｂに対向する側を開放するとともに、上記内側面１００ｂまでの距離をころ１０の外径よりも大きくした幅広部８ａ，９ａと、ころ１０の外径よりわずかに小さくした幅狭部８ｂ，９ｂとを備えた楔状部を備え、上記幅広部８ａ，９ａを、幅狭部８ｂ，９ｂよりも下方に位置させている。従って、外力が作用しない通常走行時には、各ころ１０，１０は自重によって下方の幅広部８ａ，９ａに位置し、上記車輪１００の内側面１００ｂにはほとんど接触せず、ロック部材１９と車輪１００との相対回転を阻害することはない。
このとき、車輪１００の回転力は回転体６には伝達されないので、回転体６は回転せず、回転体６と車輪１００とが相対回転するロック開放状態が維持される。
【００５０】
また、ロック部材１９の下側の扇型部１９ｂには、規制ピン１１を固定し、この規制ピン１１を回転体６に形成した円弧状の長穴６ｄに挿入している。この規制ピン１１は、ロック部材１９が揺動したとき、上記長穴６ｄ内をその円弧に沿って移動するが、制御ピン１１が長穴６ｄの端部に当接したとき、上記ロック部材１９と回転体６との相対回転が規制される。言い換えれば、上記制御ピン１１を介して、ロック部材１９と回転体６とが一体化する。
【００５１】
このような制動装置において所定以上の加速度が発生するとロック部材１９が大きく揺動し、制動溝８あるいは９内のころ１０が上記幅狭部８ｂあるいは９ｂへ押しこまれてロック部材１９と車輪１００とを一体化する。さらに車輪１００と一体化したロック部材１９が上記規制ピン１１を介して回転体６と一体化されるため、車輪１００と回転体６とが一体化される。
このように、この第３実施形態でも、車輪１００の急加速時には、回転体６と車輪１００とが一体回転するロック状態となるが、そのメカニズムは以下のように考えられる。
【００５２】
ここでは、車輪１００が、図１３に示す平面Ｓ上を矢印Ａ方向へ移動する場合について説明する。
上記車輪１００は、平面Ｓ上を矢印Ａ方向へ移動するとき、車輪１００は矢印α方向に回転する。
上記のように車輪１００がころがりながら、矢印Ａ方向へ移動するとき、その移動が等速運動なら、回転軸１に揺動可能に取り付けられているロック部材１９には、水平方向の外力が作用しない。そのため、ロック部材１９は揺動せず、図１３に示す状態を保つ。
【００５３】
車輪１００が、停止状態から発進する際には加速度を生じるため、ロック部材１９の中心には、上記加速度に相当する外力が作用することになるが、その大きさが小さければ、ロック部材１９の揺れも小さく、すぐに減衰して図示の状態を保つことになる。つまり、車輪１００及び回転体６の加速度がそれほど大きくならない通常走行時には、上記ころ１０は、制動溝８，９の上記幅広部８ａ，９ａ側に留まり、ロック部材１９と車輪１００との相対回転を阻害することはない。
【００５４】
これに対し、車輪１００が急加速する非常時では、ロック部材１９の振れが大きくなり、ロック部材１９は、図１３の状態から矢印α方向へ回転して図１４に示す状態になる。
なお、この図１４は、ロック部材１９の作用を分かり易くするために、図１３から回転体６を取り除いた図である。そして、図１４中には、二点鎖線で上記回転体６に形成した長穴６ｄを示している。
【００５５】
上記のように、急加速時にロック部材１９が振れれば、各制動溝８、９に収容されたころ１０，１０もロック部材１９とともに移動する。上記ロック部材１９が中心Ｏを中心に矢印α方向へ回転して、図１４に示すように、一対の制動溝８，９のうち、回転方向（矢印α方向）後方の制動溝８が鉛直線Ｎを超えると、上記幅広部８ａが幅狭部８ｂよりも上方に位置する。このように上記幅広部８ａが幅狭部８ｂよりも上方に位置すると、この幅広部８ａ内のころ１０が自重で、二点鎖線の位置から幅狭部８ｂ側の実線で示す位置へ移動する。このように、幅狭部８ｂ側へ移動したころ１０は、回転体６の内側面１００ｂに接触する。このとき、ころ１０は回転体６の矢印α方向の回転力を受けて、自転してさらに幅狭部８ｂ内に押し込まれることになる。
【００５６】
上記ころ１０が幅狭部８ｂ内に押し込まれると、ころ１０が回転体６に圧接し、楔効果によってロック部材１９と車輪１００とを一体化する。
つまり、図１４において上方の制動溝８が、この発明におけるコマ部材を移動自由にする幅広部８ａと、コマ部材を回転体に圧接させる幅狭部８ｂとを備えた制動部である。
このように上記車輪１００とロック部材１９とが一体化した状態で、上記ロック部材１９に固定された規制ピン１１が回転体６の長穴６ｄの端部に当接するので、この規制ピン１１を介して回転体６と車輪１００とが一体回転するロック状態となる。
この第３実施形態では、上記制動溝８と、コマ部材であるころ１０と、上記ロック部材１９と、規制ピン１１と、長穴６ｄとでこの発明のロック機構を構成している。
【００５７】
上記ロック状態になって車輪１００と回転体６とが一体回転すれば、上記第１実施形態と同様に、回転体６と制動部材４とのかみ合わせ部間に介在させた粘性流体の粘性抵抗が回転体６の回転に制動力を付与する。そして、この制動力が、回転体６及びロック部材１９を介して車輪１００に付与されるので、車輪１００の高速回転を防止できる。
そのため、この第３実施形態においても、通常走行時には、車輪１００に制動力が付与されることはなく、スムーズな移動が保たれるとともに、急加速時には、上記粘性流体による制動力が、回転体６及びロック部材１９を介して車輪１００に作用して車輪１００の回転を緩やかにする。
従って、車輪１００を取り付けた移動体が地震などの外力によって予期しない高速で移動してしまう危険を防止できる。しかも、上記制動機構は車輪１００を回転させながら制動力を発揮する構成なので、車輪１００を急停止させることがなく、急停止による危険も排除できる。
【００５８】
また、この第３実施形態のロック機構においても、どのくらいの大きさの外力が作用したときに、非常時として回転体６と車輪１００とを一体回転させるかは、この装置の利用態様によって決めることができる。具体的には、上記ロック部材１９の振幅がどのくらいになったときに、車輪１００の内側面１００ｂにころ１０を圧接させるかということであり、図１３に示す自然状態における上記中心Ｏを通る鉛直線Ｎと制動溝８，９との距離や、ロック部材１９の重心位置を調整することなどによって任意に設計可能である。
【００５９】
なお、上記回転体６が、図１３の矢印Ａと反対方向に移動する場合には、上記矢印αと反対方向である時計回りの回転方向後方における制動溝９がこの発明の制動部となり、上記制動溝８と同様に機能する。
【００６０】
図１５〜図１７に示す第４実施形態は、第２実施形態と同様に、連結片３ａに制動機構を取り付けた制動装置であるが、上記第３実施形態と同様のロック部材１９を車輪１００に形成した円形凹部１００ａ内に設けている点が第２実施形態と異なる。
すなわち第２実施形態と同様の制動機構と、第３実施形態と同様のロック機構とを備えた装置である。
そして、上記他の実施形態と同様の構成要素には、同じ符号を用いるとともに、ここでは各要素の詳細な説明は省略する。
なお、図１７は、連結部材３及びカバー２を取り外した状態を示した正面図である。
【００６１】
以下に、この第４実施形態の制動装置の作用を説明する。
車輪１００に大きな外力が作用しない通常走行時には、ロック部材１９がほとんど揺動しないので、図１７に示すように、制動溝８，９内に収容されたころ１０，１０が、幅広部８ａ，９ａ側に位置する。そのため、車輪１００は、ロック部材１９と相対回転する。また、回転体１２には、車輪１００の回転が伝達されないので、回転体１２は回転せず、回転体１２と車輪１００とが相対回転するロック開放状態を維持し、車輪１００のスムーズな移動が可能である。
【００６２】
一方、地震などによる急加速時には、ロック部材１９が回転し、第３実施形態と同様に図１４に示す状態となり制動溝８あるいは９に保持されたころ１０が幅狭部８ｂあるいは９ｂに嵌って、車輪１００とロック部材１９とを一体化する。車輪１００とロック部材１９とが一体化して回転すれば、規制ピン１１を介して、ロック部材１９と回転体１２とが一体化され、その結果、回転体１２と車輪１００とが一体回転するロック状態を維持する。
【００６３】
上記ロック状態になれば、回転体１２が回転するので、その回転力をギア１２ａ及びギア１６ａを介してギア部材１６に伝達する。その結果、回転伝達部材であるギア部材１６を取り付けた伝達部材１４が、この発明の制動部材であるケーシング１３と相対回転する。従って、ケーシング１３と伝達部材１４の制動部１４ａ間に充填された粘性流体の粘性抵抗によって伝達部材１４に制動力が作用する。この制動力は、ギア部材１６、回転体１２及びロック部材１９を介して車輪１００に付与される。
【００６４】
このように、この第４実施形態においても、通常走行時には、車輪１００のスムーズな回転を維持しながら、車輪１００を取り付けた移動体が地震などの外力によって予期しない高速で移動してしまう危険を防止できる。しかも、上記制動機構は車輪１００を回転させながら制動力を発揮する構成なので、車輪１００を急停止させることがなく、急停止による危険も排除できる。
さらに、この第４実施形態も、上記ケーシング１３を止めビス１７によって着脱自在にしているので、制動機構の取り替えが容易で、制動力の調整も簡単にできる。
【００６５】
なお、上記第１〜第４実施形態の制動機構は、粘性流体の粘性抵抗を利用して制動力を付与するようにしているが、粘性流体を用いないで、制動部材と回転体あるいは伝達部材とを接触させて、この接触面間の摩擦抵抗を制動力として利用するようにしてもよい。
また、上記第１、第３実施形態では、回転体６と制動部材４とを直接対向させているが、回転体６とともに回転し、かつ上記制動部材４と相対回転する伝達部材を設け、この伝達部材と制動部材とを対向させ、その間で制動力を発生させるようにしてもよい。
さらに、上記制動機構としての具体的構成は上記実施形態に限らず、公知の無限角ダンパ装置や、トルクリミッタ等で利用される種々の構成を利用できる。
特に、上記第２、第４実施形態のように連結部材の外方に制動機構を取り付ける場合には、制動機構として採用可能な構成はより様々なものとなり、これらを取り替えて利用することもできる。
【符号の説明】
【００６６】
１００ 車輪
１ 回転軸
３ 連結部材
３ａ，３ｂ 連結片
４ 制動部材
６ 回転体
６ｄ 長穴
７ ロック部材
８，９ 制動溝
８ａ，９ａ 幅広部
８ｂ，９ｂ 幅狭部
１０ ころ
１１ 規制ピン
１２ 回転体
１２ａ ギア
１２ｂ 長穴
１３ ケーシング
１４ 伝達部材
１４ａ 制動部
１４ｂ 軸部
１６ ギア部材
１６ａ ギア
１７ 止めビス
１９ ロック部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の車輪と相対回転可能な回転体と、通常走行時には上記回転体と車輪とを相対回転させるロック解放状態を維持し、急加速時には回転体と車輪とを一体化し、これらを一体的に回転させるロック状態を維持するロック機構と、上記ロック状態において回転体と車輪とが一体回転したとき、回転体を介して車輪の回転に制動力を付与する制動機構とを備えた制動装置。
【請求項２】
上記制動機構には、移動体側に固定するとともに上記回転体と相対回転する制動部材を設け、この制動部材と回転体との間に粘性流体を介在させ、この粘性流体の粘性抵抗で回転体に制動力を付与する構成にした請求項１に記載の制動装置。
【請求項３】
上記制動機構には、移動体側に固定するとともに上記回転体と相対回転する制動部材を設け、この制動部材と回転体との接触部分の摩擦力で回転体に制動力を付与する構成にした請求項１に記載の制動装置。
【請求項４】
上記制動機構には、移動体側に固定した制動部材と、上記回転体とともに回転し、かつ上記制動部材と相対回転する伝達部材とを設け、この伝達部材と上記制動部材との間に粘性流体を介在させ、この粘性流体の粘性抵抗で回転体に上記制動力を付与する構成にした請求項１に記載の制動装置。
【請求項５】
上記制動機構には、移動体側に固定した制動部材と、上記回転体とともに回転し、かつ上記制動部材と相対回転する伝達部材とを設け、この伝達部材と上記制動部材との接触部分の摩擦力で回転体に制動力を付与する構成にした請求項１に記載の制動装置。
【請求項６】
移動体側に設けるとともに車輪の軸を支持する支持部材に制動機構を着脱自在に設け、この制動機構は、上記支持部材の側面に設けた筒状のケーシングからなる制動部材と、この制動部材内に相対回転可能に設けた上記伝達部材と、この伝達部材に上記回転体の回転を伝達する回転伝達部材とを備えた請求項２〜５に記載の制動装置。
【請求項７】
上記ロック機構は、上記車輪と相対回転可能にするとともに上記回転体との相対回転を規制されたロック部材と、このロック部材と上記車輪とが相まって車輪に摺接可能に保持されるコマ部材と、ロック部材に設けるとともにコマ部材の移動を規制する制動部とを備え、この制動部は、上記車輪が水平面に沿っていずれか一方へ移動する際の回転方向後方あるいは前方においてコマ部材を自由移動可能にする幅広部と、回転方向前方あるいは後方においてコマ部材を回転体に圧接させる幅狭部とを備えるとともに、上記制動部を上記幅広部から上記幅狭部に向かう楔状にするとともに、上記幅広部を上記幅狭部よりも下方に位置させてなり、急加速時には、上記コマ部材が上記制動部の幅狭部に嵌って上記ロック部材と車輪とを一体化し、このロック部材を介して上記回転体と車輪とを一体化する上記ロック状態を維持する構成にした請求項１〜６のいずれか１に記載の制動装置。
【請求項１】
移動体の車輪と相対回転可能な回転体と、通常走行時には上記回転体と車輪とを相対回転させるロック解放状態を維持し、急加速時には回転体と車輪とを一体化し、これらを一体的に回転させるロック状態を維持するロック機構と、上記ロック状態において回転体と車輪とが一体回転したとき、回転体を介して車輪の回転に制動力を付与する制動機構とを備えた制動装置。
【請求項２】
上記制動機構には、移動体側に固定するとともに上記回転体と相対回転する制動部材を設け、この制動部材と回転体との間に粘性流体を介在させ、この粘性流体の粘性抵抗で回転体に制動力を付与する構成にした請求項１に記載の制動装置。
【請求項３】
上記制動機構には、移動体側に固定するとともに上記回転体と相対回転する制動部材を設け、この制動部材と回転体との接触部分の摩擦力で回転体に制動力を付与する構成にした請求項１に記載の制動装置。
【請求項４】
上記制動機構には、移動体側に固定した制動部材と、上記回転体とともに回転し、かつ上記制動部材と相対回転する伝達部材とを設け、この伝達部材と上記制動部材との間に粘性流体を介在させ、この粘性流体の粘性抵抗で回転体に上記制動力を付与する構成にした請求項１に記載の制動装置。
【請求項５】
上記制動機構には、移動体側に固定した制動部材と、上記回転体とともに回転し、かつ上記制動部材と相対回転する伝達部材とを設け、この伝達部材と上記制動部材との接触部分の摩擦力で回転体に制動力を付与する構成にした請求項１に記載の制動装置。
【請求項６】
移動体側に設けるとともに車輪の軸を支持する支持部材に制動機構を着脱自在に設け、この制動機構は、上記支持部材の側面に設けた筒状のケーシングからなる制動部材と、この制動部材内に相対回転可能に設けた上記伝達部材と、この伝達部材に上記回転体の回転を伝達する回転伝達部材とを備えた請求項２〜５に記載の制動装置。
【請求項７】
上記ロック機構は、上記車輪と相対回転可能にするとともに上記回転体との相対回転を規制されたロック部材と、このロック部材と上記車輪とが相まって車輪に摺接可能に保持されるコマ部材と、ロック部材に設けるとともにコマ部材の移動を規制する制動部とを備え、この制動部は、上記車輪が水平面に沿っていずれか一方へ移動する際の回転方向後方あるいは前方においてコマ部材を自由移動可能にする幅広部と、回転方向前方あるいは後方においてコマ部材を回転体に圧接させる幅狭部とを備えるとともに、上記制動部を上記幅広部から上記幅狭部に向かう楔状にするとともに、上記幅広部を上記幅狭部よりも下方に位置させてなり、急加速時には、上記コマ部材が上記制動部の幅狭部に嵌って上記ロック部材と車輪とを一体化し、このロック部材を介して上記回転体と車輪とを一体化する上記ロック状態を維持する構成にした請求項１〜６のいずれか１に記載の制動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１１−１１０９９５（Ｐ２０１１−１１０９９５Ａ）
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６７６７１（Ｐ２００９−２６７６７１）
【出願日】平成２１年１１月２５日（２００９．１１．２５）
【出願人】（０００１１０２０６）トックベアリング株式会社 (83)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２５日（２００９．１１．２５）
【出願人】（０００１１０２０６）トックベアリング株式会社 (83)
【Ｆターム（参考）】
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