(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0010】
次に、本発明の一実施形態に係るロック付回転装置1の構成について、
図1乃至
図5を用いて説明する。
なお、以下の説明に関しては便宜上、
図1乃至
図5中に示した矢印の方向によって、ロック付回転装置1の前後方向、及び左右方向を規定して記述する。また、
図1、
図3、及び
図4によって示される側をロック付回転装置1の表側と規定し、
図2、及び
図5によって示される側をロック付回転装置1の裏側と規定して記述する。
【0011】
[ロック付回転装置1の構成]
先ず、ロック付回転装置1の構成について、
図1及び
図2を用いて説明する。
本実施形態におけるロック付回転装置1は、対象物を回転させて作用を生じさせる回転装置の一例であって、当該対象物である回転体(ドラム33)に巻き付けられたワイヤ34を用いて、所定の位置に車椅子を固定するための固定装置である。
【0012】
なお、ロック付回転装置1は、本実施形態に示されるような、車椅子を固定するための固定装置に限定されるものではなく、対象物を回転させて作用を生じさせる回転装置である限りにおいて、何れのような装置であってもよい。
【0013】
ロック付回転装置1は、
図1に示すように、主に装置全体の基部である基体2、並びに基体2に配置される回転機構3、ロック部材4、及び回転レバー5などにより構成される。
また、回転機構3は、基体2の左側に配置される第一回転機構3L、及び基体2の右側に配置される第二回転機構3Rにより構成される。
【0014】
第一回転機構3Lは、回転体としての第一回転体の一例であるドラム33を回転させるためのものである。
第一回転機構3Lは、主ギヤとしての第一主ギヤ31及び副ギヤとしての第一副ギヤ32などにより構成される。本実施形態では、主ギヤは第一回転体と直接接続して第一回転体を回転するギヤであり、副ギヤは操作部等の操作によって回転させられることで主ギヤを回転させるギヤである。
【0015】
第一主ギヤ31は、基体2の平面部2aに、軸心Gaの方向が当該平面部2aと直交する方向となる姿勢で、軸心Gaを中心として回転可能に支持される。
また、第一主ギヤ31は、軸心Gaの方向の一方側(本実施形態においては、基体2側)において、当該第一主ギヤ31と同軸に配置されるドラム33と接続されている。第一主ギヤ31とドラム33とは、一体的に回転可能に接続されている。当該ドラム33には、ワイヤ34が巻き取られている。
【0016】
第一主ギヤ31には、例えば渦巻バネ等からなる図示せぬ付勢部材が設けられており、第一主ギヤ31は、当該付勢部材によってドラム33とともに、軸心Gaを中心として常にワイヤ34の巻取り側(
図1に示す矢印Aの方向)へ回転する方向に付勢されている。
【0017】
このような構成からなる第一主ギヤ31において、前記付勢部材による付勢力に抗して当該第一主ギヤ31と接続されるドラム33からワイヤ34を引出し、当該ワイヤ34の先端に設けられるフック(図示せず)を車椅子のフレームに引っ掛けて、ドラム33の回転をロックすることにより、当該車椅子は、所定の位置に固定される。
【0018】
第一副ギヤ32は、基体2の平面部2aに、軸心Gbの方向が当該平面部2aと直交する方向となる姿勢で、軸心Gbを中心にして回転可能に支持される。第一副ギヤ32は、第一主ギヤ31の後側において、第一主ギヤ31と噛合するように配置される。主ギヤと副ギヤとは、互いに軸方向が平行となるように配置されている。
【0019】
第一副ギヤ32の周縁部は、歯列が形成されており第一主ギヤ31と噛合する有歯部としての第一有歯部32Aと、歯列が形成されておらず第一主ギヤ31に面することで当該第一主ギヤ31との噛合が解除される無歯部としての第一無歯部32Bとを有している。
【0020】
図2に示すように、第一副ギヤ32の周縁部における第一有歯部32Aよりも軸心Gbの方向の一方側(本実施形態においては、基体2側)には、半径方向の外側に突出する矩形状の突状部32aが形成されている。当該突状部32aは、後述するロック部材4が係合する係止部として機能する。突状部32aは、ロック部材4と係合する形状であればよい。
【0021】
また、
図1に示すように、第一副ギヤ32の周縁部における軸心Gbの方向の他方側(本実施形態においては、基体2側とは反対側)には、当該軸心Gbの方向の他方側に向かって突出する丸棒状のガイド部32b・32bが複数本(本実施形態においては、2本)設けられている。これらのガイド部32b・32bは、後述する回転レバー5の長孔51aと係合する被係合部として機能する。
【0022】
第二回転機構3Rは、前述した第一回転機構3Lと略同等な構成を有する一方、第二副ギヤ36の構成において第一回転機構3Lと相違する。
以下の説明においては、主に第二回転機構3Rの概要について記載する。
【0023】
第二回転機構3Rは、主ギヤとしての第二主ギヤ35及び副ギヤとしての第二副ギヤ36などにより構成される。
【0024】
第二主ギヤ35は、基体2の平面部2aに、軸心Gcの方向が当該平面部2aと直交する方向となる姿勢で、軸心Gcを中心にして回転可能に支持される。第二主ギヤ35は、第一主ギヤ31の右側に配置される
また、第二主ギヤ35は、軸心Gcの方向の一方側(本実施形態においては、基体2側)において、当該第二主ギヤ35と同軸に配置される、回転体としての第二回転体の一例であるドラム37と接続されている。第二主ギヤ35とドラム37とは、一体的に回転可能に接続されている。当該ドラム37には、ワイヤ38が巻き取られている。
【0025】
一方、第二副ギヤ36は、基体2の平面部2aに、軸心Gdの方向が当該平面部2aと直交する方向となる姿勢で、軸心Gdを中心として回転可能に支持される。第二副ギヤ36は、第二主ギヤ35の後側且つ第一副ギヤ32の右側において、第二主ギヤ35及び第一副ギヤ32と各々噛合するように配置される。
【0026】
第二副ギヤ36の周縁部における軸心Gdの方向の一方側(本実施形態においては、基体2側)の領域には、全周にわたって歯列が形成されている。
また、第二副ギヤ36の周縁部における軸心Gdの方向の他方側(本実施形態においては、基体2側との反対側)の領域には、歯列が形成される有歯部としての第二有歯部36Aと、歯列が形成されていない無歯部としての第二無歯部36Bとが形成されている。
【0027】
第二副ギヤ36の周縁部における軸心Gdの方向の一方側の領域に形成される歯列、および第二有歯部36Aは第一副ギヤ32と噛合される。また、第二有歯部36Aは第二主ギヤ35と噛合される。
つまり、第二副ギヤ36の第二有歯部36Aは、第一副ギヤ32の第一有歯部32Aと第二主ギヤ35の歯列とに噛合する。一方、第二無歯部36Bが第二主ギヤ35に面することで、第二副ギヤ36と第二主ギヤ35との噛合が解除される。
【0028】
第二主ギヤ35は、第一主ギヤ31が第一副ギヤ32によって回転される際に、第二副ギヤ36によって回転される。つまり、第一副ギヤ32が回転すると、第一副ギヤ32と噛合する第二副ギヤ36も回転し、これにより第二副ギヤ36と噛合する第二主ギヤ35が回転することとなる。
【0029】
次に、ロック部材4について説明する。
ロック部材4は、第一副ギヤ32と係合して当該第一副ギヤ32の回転を抑制するためのものである。ロック部材4が第一副ギヤ32の回転を抑制することにより、第一主ギヤ31は回転が抑制されることになる。
ロック部材4は、操作部4aと係合部4bとを有している。ロック部材4は、例えば略L字形状の部材により形成され、操作部4aが一方に延長され、操作部4aの基端部より当該操作部4aの延長方向に対して直交方向に係合部4bが延長されている。
【0030】
ここで、基体2において、平面部2aの後端部には、前述した回転機構3の配置側に突出する側壁部2bと、側壁部2bの突出端部より後方に向かって延長する帯板状の棚面部2cとが設けられている。
また、側壁部2bにおいて、第一副ギヤ32の近傍には、切欠き部2dが形成されている。
【0031】
そして、
図2に示す状態では、棚面部2cの裏側且つ第一副ギヤ32の後側において、ロック部材4は、切欠き部2dを介して係合部4bの先端を第一副ギヤ32の突状部32aに向けるとともに、操作部4aの先端を後方(詳しくは、斜後方)に向けた状態にて配置される。
また、ロック部材4は、操作部4aの基端部において、第一副ギヤ32の軸心Gbと平行に設けられる軸心Geを有し、当該軸心Geを中心として、係合部4bの先端が前後方向へ回転可能となるように基体2に支持される。
【0032】
このような構成からなるロック部材4における係合部4bを、軸心Geを中心にして前後方向に回転(揺動)させることにより、係合部4bの先端は、第一副ギヤ32の突状部32aに対して近接離間することとなる。
【0033】
具体的には、軸心Geを中心にして、ロック部材4を回転(揺動)させることにより、係合部4bの先端は、第一副ギヤ32の突状部32aに対して近接方向に移動し、当該突状部32aと係合する。
また、軸心Geを中心にして、ロック部材4の係合部4bを後方に回転または揺動させることにより、係合部4bの先端は、第一副ギヤ32の突状部32aに対して離間方向に移動し、当該突状部32aとの係合状態が解除される。
【0034】
なお、ロック部材4の形状については、本実施形態に限定されるものではなく、軸心Geを中心とする回転動作によって、係合部の4bの先端が第一副ギヤ32の突状部32aに対して近接離間することで係合と係合解除とをする構成である限りにおいて、何れのような形状であってもよい。
【0035】
次に、回転レバー5について説明する。
回転レバー5は、ロック部材4を回転させて、係合部4bの先端を、第一副ギヤ32の突状部32aに対して近接離間方向に移動させる機能を有するものである。
回転レバー5は、レバー本体51及び操作ピン52を有する。
【0036】
レバー本体51は、例えば
図1に示すように、矩形板状の部材からなり、第一副ギヤ32の軸心Gbの方向の他方側(基体2側との反対側)において、ロック部材4の操作部4a側(後方側)に向かって延長するようにして配置される。
また、レバー本体51は、基体2に対して第一副ギヤ32の軸心Gbと同軸に回転可能に支持される。
【0037】
レバー本体51の略中央部には、軸心Gbを中心とする円弧形状の長孔51a・51aが複数個(本実施形態においては、2個)形成されている。長孔51a・51aは、互いに軸心Gbを挟んで反対側に配置されている。長穴51aの形状は、軸心Gbを中心にして回転レバー5を回転させた場合に、ガイド部32bが移動する際に描く、回転レバー5に対する相対的な軌跡に沿って形成されている。長穴51aの形状は、回転レバー5の回転方向に、ガイド部32bが回転レバー5に対して相対移動可能な形状であればよい。
そして、これらの長孔51a・51a内に、第一副ギヤ32のガイド部32b・32bが各々貫通するとともに、当該長孔51a内の端部にガイド部32bが当接することにより、前記長穴51aは、第一副ギヤ32と係合する係合部として機能する。
【0038】
このように、本実施形態におけるロック付回転装置1おいては、回転レバー5のレバー本体5aに設けられる係合部である長穴51aが、回転レバー5の回転方向に長さを有する孔として構成され、第一副ギヤ32の被係合部であるガイド部32bが、係合部である前記孔(即ち、長穴51a)と遊嵌する径を有する突部として構成され、これらの長穴(係合部)51a及びガイド部(被係合部)32bを介して、回転レバー5が、第一副ギヤ32と係合する構成となっている。
【0039】
このような構成を有することにより、他に別途複雑な機構を有することなく、簡易な構成によって、回転レバー5を第一副ギヤ32に係合させることを可能としている。
【0040】
なお、レバー本体51の長孔51a、及び第一副ギヤ32のガイド部32bの構成については、本実施形態に限定されるものではなく、例えば、レバー本体51に第一副ギヤ32側に向かって延長するガイド部を設け、且つ第一副ギヤ32に当該ガイド部が貫通する長穴を設ける構成としてもよい。
または、レバー本体51に長穴51aを設けることなく、当該レバー本体51の幅方向両側において起立するガイド部を第一副ギヤ32に設ける構成としてもよい。要するには、長穴51aは、レバー本体51と第一副ギヤ32とが相対回転した後に、レバー本体51と第一副ギヤ32との係合関係が生じる係合部および被係合部の構成として設けられればよい。
【0041】
操作ピン52は、例えば丸棒形状の部材からなり、レバー本体51の延長方向の端部において、当該レバー本体51との直交方向に向かって延長するように配置される。
【0042】
そして、基体2の棚面部2cには、操作ピン52の軌跡に沿った円弧形状の切欠き部2eが形成されており、操作ピン52の延長方向の端部は、当該切欠き部2eを貫通してロック部材4の操作部4aに当接可能な構成となっている。
即ち、操作ピン52の延長方向の端部が、ロック部材4の操作部4aと当接することにより、操作ピン52及びロック部材4は、一時的に接続された状態となり、操作ピン52の延長方向の端部は、ロック部材4と接続する接続部として機能する。
【0043】
なお、操作ピン52の延長方向の端部の構成については、本実施形態に限定されるものではなく、例えば、ロック部材4の操作部4aと連結されて、常に接続された構成としてもよい。
【0044】
このような構成を有することにより、回転レバー5は、レバー本体51の長孔(係合部)51a内の端部に、第一副ギヤ32のガイド部(被係合部)32bが当接しておらず、長穴(係合部)51aとガイド部(被係合部)32bとが非係合の状態で、第一副ギヤ32に対して相対移動する第一移動範囲X(
図4(b)を参照)において、基体2に対して相対移動する。第一移動範囲Xでのレバー本体51の移動により、後述のように、第一副ギヤ32が回転してない状態においてロック部材4が移動することになる。
また、回転レバー5は、レバー本体51の長孔(係合部)51a内の端部に、第一副ギヤ32のガイド部(被係合部)32bが当接し、長穴(係合部)51aとガイド部(被係合部)32bとが係合した状態で、第一副ギヤ32と共に移動する第二移動範囲Y(
図4(c)を参照)において、基体2に対して相対移動する。
【0045】
そして、後述するように、回転レバー5を、軸心Geを中心にして左右方向に回転させることにより、ロック部材4における係合部の4bの先端は、第一副ギヤ32の突状部32aに対して近接離間方向に移動されることとなる。
【0046】
[ロック付回転装置1の動作手順]
次に、本実施形態におけるロック付回転装置1の動作手順について、
図1乃至
図5を用いて説明する。
先ず始めに、
図1及び
図2に示すように、ロック付回転装置1は「ロック状態」となっており、ロック部材4の係合部4bの先端が、第一副ギヤ32の突状部32aに当接して係合し、当該第一副ギヤ32の回転が抑制された状態となっている。
また、第一副ギヤ32は、第一有歯部32Aを介して、第一主ギヤ31及び第二副ギヤ36と噛合された状態(噛合状態)となっており、これにより、第一主ギヤ31及び第二副ギヤ36の回転も抑制された状態となっている。
さらに、第二副ギヤ36は、第二有歯部36Aを介して、第二主ギヤ35と噛合された状態(噛合状態)となっており、これにより、第二主ギヤ35の回転も抑制された状態となっている。
【0047】
なお、基体2と回転レバー5との間には、例えば引張コイルバネ等からなる付勢部材6が設けられており、当該付勢部材6によって、ロック部材4は、軸心Geを中心にして係合部4bが前方に回転(揺動)する方向に、常に付勢された状態となり、係合部4bと、第一副ギヤ32の突状部32aとの係合状態が保持されている。
【0048】
このような「ロック状態」のロック付回転装置1を、
図3に示すような、第一主ギヤ31及び第二主ギヤ37が自由に回転可能な「解除状態」に切替える場合には、回転レバー5を操作して、ロック部材4の係合部4bと、第一副ギヤ32の突状部32aとの係合を解除する。
【0049】
具体的には、
図1によって示される状態より、操作ピン52がロック部材4の操作部4aに近接する方向(
図1における矢印Bの方向)に向かって、軸心Gbを中心にして回転レバー5を回転させる。
【0050】
回転を開始した直後の回転レバー5においては、レバー本体51の長孔51a内の端部に、第一副ギヤ32のガイド部32bが当接しておらず、長穴51aとガイド部32bとが非係合の状態となっている。
よって、回転レバー5の回転に伴って、第一副ギヤ32が共に回転されることはなく、回転レバー5は単独で回転される。
【0051】
その後、回転レバー5の回転が進み、
図5(a)に示すように、操作ピン52がロック部材4の操作部4aと当接することにより、これらの操作ピン52及び操作部4aは、一時的に接続された状態となる。
【0052】
なお、この時点においては、
図4(a)に示すように、レバー本体51の長孔51a内の端部に、第一副ギヤ32のガイド部32bが未だ当接しておらず、長穴51aとガイド部32bとの非係合の状態は維持されている。
よって、第一副ギヤ32は、依然として停止した状態にあり、回転レバー5は単独で回転される。
【0053】
操作ピン52がロック部材4の操作部4aと当接した後、回転レバー5の回転がさらに進むと、ロック部材4の操作部4aが、操作ピン52によって回転レバー5の回転方向(
図4(a)に示す矢印Bの方向)に向かって徐々に押し込まれる。
これにより、ロック部材4の係合部4bは、軸心Geを中心にして後方に向かって回転(揺動され)され、係合部4bの先端が、第一副ギヤ32の突状部32aに対して離間方向に移動し、当該突状部32aとの係合状態が解除される。
【0054】
そして、
図5(b)に示すように、係合部4bの先端が、第一副ギヤ32の突状部32aに対して離間方向にある程度進んだ状態となった時点で、
図4(b)に示すように、レバー本体51の長孔51a内の端部に、第一副ギヤ32のガイド部32bが当接し、長穴51aとガイド部32bとが係合した状態となる。
【0055】
このように、本実施形態においては、ロック付回転装置1が「ロック状態」である時の回転レバー5の位置P1より、長穴51aとガイド部32bとが係合した状態となる回転レバー5の位置P2に渡る第一移動範囲Xを回転レバー5が回転し、ロック部材4の係合部4bと、第一副ギヤ32の突状部32aとの係合状態が解除される間、当該第一副ギヤ32は、回転レバー5の回転に伴って回転されることはなく、停止した状態となっている。
【0056】
なお、
図5(b)に示すように、本実施形態においては、ロック部材4の係合部4bの先端が、第一副ギヤ32の突状部32aより大きく離間した状態となる回転レバー5の位置を前記位置P2に設定しているが、これに限定されることはない。
即ち、後述するように、第二移動範囲Yでの回転レバー5の回転に伴って第一副ギヤ32が共に回転される際、ロック部材4の係合部4bが、第一副ギヤ32の回転を妨げない位置に位置すればよく、ロック部材4の係合部4bの先端が、第一副ギヤ32の突状部32aより僅かに離間した状態となる回転レバー5の位置を前記位置P2に設定してもよい。
【0057】
長穴51aとガイド部32bとが係合した状態となり、回転レバー5の回転がさらに進むと、ロック部材4の操作部4aは、操作ピン52によって回転レバー5の回転方向(矢印B)に向かってさらに深く押し込まれる。
【0058】
そして、ついには、操作ピン52は、ロック部材4の操作部4aを乗り越えて通過し、
図5(c)に示すように、基体2の切欠き部2eの端部と当接することにより、回転レバー5の回転操作を終了する。
この状態において、ロック部材4の係合部4bは、付勢部材6によって、軸心Geを中心にして後方に回転(揺動)する方向に、常に付勢された状態となり、係合部4bと、第一副ギヤ32の突状部32aとの解除状態が保持される。
【0059】
一方、
図4(b)に示すように、長穴51aとガイド部32bとが係合した状態となり、回転レバー5の回転がさらに進むと、回転レバー5の回転に伴って、第一副ギヤ32が同時に回転される。
第一副ギヤ32が回転すると、当該第一副ギヤ32と噛合された第一主ギヤ31及び第二副ギヤ36も伴に回転され、さらに、第二副ギヤ36と噛合された第二主ギヤ35も回転される。
【0060】
その後、
図5(c)に示すように、操作ピン52が基体2の切欠き部2eの端部と当接し、回転レバー5の回転操作が終了すると、第一副ギヤ32は、第一無歯部32Bを第一主ギヤ31に面した状態にて保持され、また、第二副ギヤ36は、第二無歯部36Bを第二主ギヤ35に面した状態にて保持される。
これにより、第一主ギヤ31及び第二主ギヤ37は、自由に回転可能な「解除状態」となり、ロック付回転装置1の「ロック状態」を解除して「解除状態」へ切り替える切替え操作は終了する。
【0061】
このように、本実施形態においては、長穴51aとガイド部32bとが係合した状態となる回転レバー5の位置P2から、操作ピン52が基体2の切欠き部2eの端部と当接した状態となる回転レバー5の位置P3に渡る第二移動範囲Yを回転レバー5が回転する際、第一副ギヤ32も共に回転され、第一主ギヤ31及び第二主ギヤ37を「解除状態」とする構成となっている。
【0062】
ところで、「解除状態」のロック付回転装置1を、「ロック状態」に切替える場合には、前述した動作手順の逆の手順に従い、回転レバー5を操作することとなる。
【0063】
以上のように、本実施形態におけるロック付回転装置1においては、回転レバー5が、第一副ギヤ32と係合する長穴(係合部)51aと、ロック部材4と接続する操作ピン(接続部)52とを有し、第一副ギヤ32は、第一主ギヤ31と噛合する第一有歯部32Aと、第一主ギヤ31に面することで第一主ギヤ31との噛合が解除される第一無歯部32Bと、ロック部材4が係合する突状部(係止部)32aと、回転レバー5の長穴(係合部)51aと係合するガイド部(被係合部)32bとを有する構成となっている。
また、前記回転レバー5は、長穴(係合部)51aとガイド部(被係合部)32bとが非係合の状態で第一副ギヤ32に対して相対移動する第一移動範囲Xと、長穴(係合部)51aとガイド部(被係合部)32bとが係合状態で第一副ギヤ32と共に移動する第二移動範囲Yとにおいて、基体2に対して相対移動する構成となっている。
そして、第二移動範囲Yに至るまでの第一移動範囲Xでの移動において、回転レバー5は、ロック部材4を、ロック部材4と第一副ギヤ32のロック状態を解除するための解除移動をさせ、第二移動範囲Yでの移動において、回転レバー5は、第一副ギヤ32を基体2に対して相対回転させて、第一副ギヤ32の第一有歯部32Aと第一主ギヤ31の歯列とが噛合している噛合状態から、第一副ギヤ32の第一無歯部32Bが第一主ギヤ31に面する解除状態へと遷移させる構成となっている。
【0064】
ここで、例えば従来においては、ラチェット方式のロック機構を備えた回転装置を、ロック状態から解除状態に変更する際の操作として、ギヤ等の回転部材に噛み込ませたラチェット爪を当該回転部材より離間してロック状態を解除する動作(ロック解除)と、当該回転部材を移動させて解除状態とする作動操作とからなる2モーションの作業を必要としていた。
これに対して、本実施形態におけるロック付回転装置1においては、回転レバー5を回転させる1モーションの動作によって、これらのロック解除及び作動操作を行うことが可能となり、ロックされた状態から早急に作業することができる。
【0065】
また、本実施形態におけるロック付回転装置1は、ドラム(第二回転体)37に接続する第二主ギヤ35と、第二主ギヤ35と噛合する第二副ギヤ36とを有する第二回転機構3Rを有し、第二回転機構3Rは基体2により支持される構成となっている。
また、第二副ギヤ36は、第一副ギヤ32の第一有歯部32Aと第二主ギヤ37の歯列とに噛合する第二有歯部36Aと、前記第二主ギヤ36に面することで噛合が解除される第二無歯部36Bとを有する構成となっている。
そして、第一主ギヤ31が第一副ギヤ32によって回転される際に、第二主ギヤ35が第二副ギヤ36によって回転される構成となっている。
【0066】
このような構成を有することにより、2セットの回転機構(第一回転機構3L及び第二回転機構3R)における「ロック状態」と「解除状態」との切替え操作を、1個の回転レバー5の操作によって、同時に行うことができ、部品点数が少なくて済み、構造も簡素化され経済的である。