特許 7174460 制動機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-09

(45)【発行日】2022-11-17

(54)【発明の名称】制動機構

(51)【国際特許分類】

   F16D 51/12 20060101AFI20221110BHJP

   F16D 65/09 20060101ALI20221110BHJP

【ＦＩ】

F16D51/12

F16D65/09 Z

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2022011138

(22)【出願日】2022-01-27

【審査請求日】2022-04-19

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】500259902

【氏名又は名称】ウィズワン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114959

【弁理士】

【氏名又は名称】山▲崎▼ 徹也

(72)【発明者】

【氏名】宮城 潔

【審査官】山本 健晴

(56)【参考文献】

【文献】実開平０４－１３１２２８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭４９－０９４０８７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００７－３１３２７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｄ ５１／１２

Ｆ１６Ｄ ６５／０９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

脚部に設けられ、車輪を軸支する基部と、
前記車輪と一体回転するように設けられた環状の制動板と、
前記制動板に押し付けられる制動片と、
前記制動片を保持しつつ、前記制動板に対して位置変更可能な状態に前記基部および前記脚部の少なくとも何れか一方に設けられる保持部と、
前記保持部と前記制動片とに当接する状態に設けられ、前記制動片が前記制動板に当接する状態で前記保持部の位置変更に応じて前記制動片を前記制動板に付勢する付勢部材と、を備えた制動機構。

【請求項2】

前記付勢部材を前記制動板の表面に沿って複数設けてある請求項１に記載の制動機構。

【請求項3】

前記付勢部材がコイルスプリングである請求項１または２に記載の制動機構。

【請求項4】

前記制動片は前記保持部に設けたリテーナに出退可能に配置され、
前記コイルスプリングの端部が前記制動片に設けた孔部に収納され、
前記コイルスプリングが収縮したあと前記制動片の一部が前記リテーナに当接するよう構成されている請求項３に記載の制動機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、各種車両の車輪と一体回転する制動板に、車両の脚部に設けた保持部に設けられた制動片を押し付ける構成の制動機構に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、このような制動機構としては例えば特許文献１に示すものがある（〔０００６〕～〔０００９〕および〔００５７〕～〔００６２〕図５参照）。

【0003】

この制動機構は、歩行車のハンドル部に取り付けられたブレーキレバーおよびワイヤによって車輪の制動部材を操作し、歩行車の走行速度を調節すると共に駐車の際には駐車状態を確実に保持する制動機構の提供を図るものである。

【0004】

この制動機構は、ブレーキレバーを非制動状態の中立位置から上下に揺動操作することができる。ブレーキレバーをハンドル部に近付けるように上向きに握った場合には、握り力に応じて制動部材が車輪の表面に押し付けられ制動力が変化する。このようにブレーキレバーを普通に握る場合には走行ブレーキとして機能する。

【0005】

一方、中立位置にあるブレーキレバーをハンドル部から遠去けるように下向きに操作する場合には、ブレーキレバーは二段階の姿勢に固定可能である。これら二段階の姿勢は、ハンドル部に固定されたブレーキ支持部とブレーキレバーとの間に係止部材を介在させておき、この係止部材の係止姿勢を変更することでブレーキレバーの位置が固定される。一段目では、制動部材が車輪の表面に所定の圧力で当接し、使用者がブレーキレバーを保持しなくても制動力が一定に保たれる。二段目では、ワイヤがより強く引かれた状態で保持され、車輪に対する制動部材の当接力が高まって駐車ブレーキとなる。

【0006】

この制動機構によれば、ブレーキレバーを回動操作するだけで歩行車を所望する走行速度に制動することができ、駐車状態を確実に保つことができるとのことである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１６－７８７８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

この制動機構では、車輪の制動力の調節はブレーキレバーの引き代に基づく。しかしながら、この制動機構の構成上、制動力の調節が難しい上に操作感についても良質なものとは言えない。

【0009】

例えば、制動力の調節は次のように行われる。ブレーキレバーを走行ブレーキとして操作するとき、ブレーキレバーは、制動片が車輪に当接するまでは揺動するが、制動片が車輪に当接したあとは原則としてブレーキレバーを更に引くことはできない。ただし、ワイヤに若干の延びが生じブレーキレバーに撓みが発生するからブレーキレバーは僅かに揺動する。

【0010】

このため、制動力を調節するにはブレーキレバーの把持力を増減させる必要がある。その際には、ブレーキレバーは殆ど動かないため、使用者は歩行車の走行速度を確かめながらブレーキレバーを握る力を調節しなければならない。特に、制動片が車輪に当接する瞬間の押し付けが強過ぎると、歩行車が急減速して走行姿勢が乱れるし、車輪がロックする場合もある。

【0011】

また、操作感については、先ず制動片が車輪に当接する際の感触がワイヤとブレーキレバーを介して直に手に伝わる。このとき制動片の動きが急に止められるから、操作感が非常に硬いものとなる。制動片が車輪に強く当たった場合には急減速が掛かり車両の姿勢が乱れるため、慌てて更にブレーキレバーを握ってしまうことがある。これによって車輪がロックしがちとなり、歩行車の走行が円滑さに欠けるものとなる。この結果、使用者は制動機構の完成度が足りないと感じる可能性がある。

【0012】

また、上記従来の制動機構では、ブレーキ支持部とブレーキレバーとの間にブレーキレバーの姿勢を決定する係止部材が設置されるなど制動機構の構造が複雑である。よって、部品管理の手間や組付け工数が増えるばかりでなく、制動機構の故障の原因ともなり耐久性が損なわれる。

【0013】

このように、従来の制動機構では種々の解決すべき課題を有しており、簡単な構成でありながら操作性に優れ良好な制動機能を有する制動機構の提供が求められている。

【課題を解決するための手段】

【0014】

（特徴構成）
本発明に係る制動機構の特徴構成は、
脚部に設けられ、車輪を軸支する基部と、
前記車輪と一体回転するように設けられた環状の制動板と、
前記制動板に押し付けられる制動片と、
前記制動片を保持しつつ、前記制動板に対して位置変更可能な状態に前記基部および前記脚部の少なくとも何れか一方に設けられる保持部と、
前記保持部と前記制動片とに当接する状態に設けられ、前記制動片が前記制動板に当接する状態で前記保持部の位置変更に応じて前記制動片を前記制動板に付勢する付勢部材と、を備えた点にある。

【0015】

（効果）
本構成における制動片は、保持部に反力を取る付勢部材を介して制動板に押し付けられる。例えば、保持部の位置が制動位置に変更され、制動片が制動板に当接する状態になると、付勢部材が弾性変形しつつ制動片を制動板に押し付ける。さらに保持部を制動板に近付けることで付勢部材の付勢力が高まり制動力が増大する。

【0016】

本構成であれば、保持部の位置変更に応じて制動力が高まるため制動力の調節が容易となる。特に、保持部の操作をワイヤなどによって行う場合には、ワイヤの操作に応じて引き代が変化し、付勢部材の変形に伴って引き力も増大する。よって、発生させる制動力を細かく調節することができ、操作性の良い制動機構を得ることができる。

【0017】

（特徴構成）
本発明に係る制動機構にあっては、前記付勢部材を前記制動板の表面に沿って複数設けておくことができる。

【0018】

（効果）
制動板に対して制動片は一定の面積を持って当接する。安定した制動力を発生させるには、制動板と制動片との間の単位面積当たりの面圧を揃えるのが好ましい。そのため、本構成の如く付勢部材を制動板の表面に沿って複数設けておくことで夫々の付勢部材の付勢姿勢が安定し、制動片の夫々の箇所が制動板を均等な力で付勢し易くなる。この結果、制動力が安定し、さらに制動片の偏摩耗などが抑制できるため、耐久性に優れた制動機構を得ることができる。

【0019】

（特徴構成）
本発明に係る制動機構にあっては、前記付勢部材としてコイルスプリングを用いることができる。

【0020】

（効果）
コイルスプリングは所定のストロークを有すると共にバネ定数の設定が容易である。よって、例えばワイヤを介して制動片を動作させる場合の、保持部の移動ストロークおよび操作力の設定の自由度が非常に高い。よって、当該制動機構を搭載する対象毎に最適な制動特性の設定が容易となり、汎用性に優れた制動機構を得ることができる。

【0021】

（特徴構成）
本発明に係る制動機構にあっては、前記制動片は前記保持部に設けたリテーナに出退可能に配置され、前記コイルスプリングの端部が前記制動片に設けた孔部に収納され、前記コイルスプリングが収縮したあと前記制動片の一部が前記リテーナに当接するよう構成されていると好都合である。

【0022】

（効果）
本構成であれば、制動片におけるコイルスプリングの位置および姿勢が容易にかつ任意に設定できる。このため、例えば、コイルスプリングの伸縮に際してコイルスプリングが軸外方向に曲がることがなく、所期の付勢力を正確に発揮することができる。
また、本構成は極めて簡便で各種形状の制動片に組み込み可能であり、汎用性に優れた制動機構を得ることができる。
さらに、コイルスプリングを介して制動片を制動板に押し付けることで、例えば走行ブレーキとしての操作感が非常に良好なものとなる。
その他、コイルスプリングが収縮したあとには、制動片の一部がリテーナに当接可能である。本構成によれば、例えば、ブレーキレバーを大きく操作した際に、保持部と一体となった制動片が制動板に当接する。これにより、操作者は、最大の力で制動していることを感じることができる。この状態からさらにブレーキレバーを引くことで、ブレーキレバーの動きは生じないものの、より強い制動力を発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明に係る制動機構を備えた車両の外観を示す説明図

【図2】制動機構の外観を示す斜視図

【図3】制動機構の構成を示す分解斜視図

【図4】制動機構の動作態様を示す説明図

【図5】制動機構の制動効果を示すグラフ

【図6】別実施形態に係る制動機構の構成を示す分解斜視図

【発明を実施するための形態】

【0024】

〔実施形態〕
（概要）
本発明の制動機構Ｋに係る実施形態として、図１に示すように歩行車Ｃの左右後ろの車輪Ｔに設けた例を示す。この制動機構Ｋは、ブレーキレバーＬの操作力に応じて制動効果が変化するものであり、一般の走行ブレーキ(以下、「ブレーキ」と称する)として用いられる。

【0025】

具体的には、図２および図３に示すように、脚部Ｃ１の端部には歩行車Ｃの車輪Ｔを軸支する基部１が設けられている。車輪ＴのホイールＴａの外周縁には、環状の筒状面を有する制動板３が一体成形されている。基部１の近傍には、脚部Ｃ１に外挿しつつスライド可能な保持部２が設けられている。この保持部２は制動機構Ｋの一部を構成し、制動板３に当接する制動片４を保持している。保持部２が脚部Ｃ１に沿って上方に移動することで制動片４が制動板３に押し付けられる。

【0026】

保持部２は歩行車ＣのブレーキレバーＬに接続されたワイヤＹにより操作される。脚部Ｃ１の内部には保持部２を下方に付勢するコイルバネ５が配置され、常時は、保持部２が下方に変位し、制動片４が制動板３から下方に離間する。コイルバネ５は、保持部２に取り付けられるバネ受け２ａと、車軸１ａとに係止される。歩行車Ｃの使用者がブレーキレバーＬを操作すると、保持部２がコイルバネ５の付勢力に抗って上方に引かれ、制動片４が制動板３に当接する。

【0027】

図２および図３に示すように、保持部２は駐車ブレーキ機能も発揮する。保持部２の下方には凸部２ｂが設けられ、車輪Ｔのボス部Ｔｂの外面には周方向に沿って複数の凹部Ｔｃが設けられている。ワイヤＹを緩めることで保持部２を下げ、凸部２ｂが凹部Ｔｃの一つに係合し車輪Ｔがロックされる。

【0028】

走行ブレーキおよび駐車ブレーキの切り替えは、脚部Ｃ１に対する保持部２の位置変更により行う。例えば、ブレーキレバーＬの横に設けたボタンＬａを押すことでブレーキレバーＬが下方に揺動する。これにより、ワイヤＹによる保持部２の引き上げが解消され、コイルバネ５の付勢力によって保持部２が下降して凸部２ｂが凹部Ｔｃに係入し車輪Ｔがロックされる。

【0029】

逆に、駐車ブレーキが入りの状態からブレーキレバーＬを握ると、ブレーキレバーＬの一部に係止片（図外）が係合し、保持部２が所定距離だけ上方に変位した状態で基本位置に維持される。これにより駐車ブレーキが解除され、さらにブレーキレバーＬを握れば制動片４が制動板３に当接する走行ブレーキが機能する。

【0030】

保持部２を上下操作するワイヤＹは、長さ調節部Ｙａを介して保持部２に接続される。長さ調節部Ｙａは、例えばワイヤＹに取り付けられた雄ネジ(図外)と、この雄ネジが螺合するよう保持部２に取り付けられた雌ネジ(図外)とで構成される。この長さ調節部Ｙａにより、駐車ブレーキを解除した状態の保持部２の位置、つまり、制動片４と制動板３との隙間が設定される。この調節により、走行ブレーキを機能させる際に、制動片４が制動板３に当接するまでのブレーキレバーＬの引き代が設定できる。

【0031】

図３および図４に示すように、制動片４は保持部２に設けたリテーナ２ｃに配置され、リテーナ２ｃに対して出退可能である。制動片４には付勢部材６であるコイルスプリング６ａが二つ固定されている。そのために制動片４には二つの孔部４ａが設けてある。孔部４ａの内径はコイルスプリング６ａが軽く嵌合できるサイズとし、コイルスプリング６ａが孔部４ａから脱落し難くしてある。制動片４の下端にはリテーナ２ｃの側部に係止可能な爪部４ｂが設けられており、常時において制動片４がリテーナ２ｃから離脱しないようにしてある。このようなコイルスプリング６ａを介して制動片４を制動板３に押し付けることで、走行ブレーキとしての操作感が非常に良好なものとなる。

【0032】

コイルスプリング６ａは、所定のストロークを有しバネ定数の設定が容易である。このストロークなどの設定は、特に、制動片４が制動板３に当接した後の状態を想定して行われる。また、当該設定に際しては、ワイヤＹを介して制動片４を動作させる場合の、保持部２の移動ストロークおよびコイルバネ５の付勢力に基づく操作力等も加味される。つまり、制動片４を制動板３に向けて空走させる際の操作感と、制動片４が制動板３に当接した後の制動効果が得られる際の操作感とが違和感なく連続することが望ましい。そのような設定を行うために、コイルスプリング６ａは非常に自由度が高い。よって、当該制動機構Ｋを搭載する歩行車Ｃに応じて最適な制動特性の設定が可能となる。

【0033】

コイルスプリング６ａを孔部４ａに挿入固定することで、制動片４におけるコイルスプリング６ａの位置および姿勢が容易かつ任意に設定可能となる。このため、例えばコイルスプリング６ａの伸縮に際して、コイルスプリング６ａが軸外方向に曲がることがなく、所期の付勢力を正確に発揮することができる。また、本構成は極めて簡便であり、各種形状の制動片４に対する汎用性が高まる。

【0034】

本構成では、歩行車Ｃの使用者が走行ブレーキ操作を行った場合、まず制動片４が制動板３に当接する。図４（ａ）から図４（ｂ）に変化する如く、コイルスプリング６ａが弾性変形しつつ制動片４が制動板３に押し付けられ、さらに保持部２を制動板３に近付けることで、コイルスプリング６ａの付勢力が高まり、制動力が増大する。

【0035】

このように、制動力が高まる際にはブレーキレバーＬが揺動するから、制動力の調節が容易となる。特に、保持部２をワイヤＹによって操作する場合、ブレーキレバーＬの操作に応じてコイルスプリング６ａの変形量が増え、ブレーキレバーＬの引き力が増大する。この引き力を加減することで制動力の微調節が可能となり、操作性の良い制動機構Ｋを得ることができる。

【0036】

また、コイルスプリング６ａは収縮するほど弾性力が増大するから、ブレーキレバーＬの操作ストロークと制動力の高まりとが調和し、走行ブレーキとしての操作感がさらに良いものとなる。例えば、図５に示すように、従来の走行ブレーキでは、制動板が制動片に当接した後にブレーキレバーＬがストロークしないから、図５中の点線で示すように制動力が急激に増大する。よって、制動力の調節が難しい。これに対して本構成の場合、図５中の実線で示すように、制動力はブレーキレバーＬの引き量に伴って増大するため制動力の調節は極めて容易となる。

【0037】

尚、ブレーキレバーＬを最大に操作した際には、制動片４の一部がリテーナ２ｃの上端に当接してもよい。例えば、通常のブレーキ操作においては、両者が当接するまでに十分な制動力が得られるようコイルスプリング６ａのバネ定数を設定しておき、操作者は、コイルスプリング６ａの縮みを感じるようにしておく。ただし、ブレーキレバーＬをさらに大きく操作した際には、保持部２および制動片４が一体となって制動板３に当接することで、操作者は、最大の力で制動していることを感じることができる。また、この状態からさらにブレーキレバーＬを引くことで、ブレーキレバーＬの動きは生じないものの、より強い制動力を発揮させることができる。

【0038】

制動片４は制動板３に対して一定の面積により当接する。安定した制動力を発生させるには、制動片４の個々の部位における当接圧を揃えるのが好ましい。そのため、コイルスプリング６ａを挿入する孔部４ａは制動板３の延出方向に沿って振り分けられ、同じ深さに構成されている。また、孔部４ａの底部から制動片４のうち制動板３に対する当接面までの距離も同じに設定される。

【0039】

複数のコイルスプリング６ａが制動板３の表面に対して同じ条件に設けられることで、夫々のコイルスプリング６ａの付勢姿勢が安定し、制動片４の個々の箇所が制動板３を均等な力で付勢することとなる。この結果、制動力が安定し、制動片４の偏摩耗などが抑制できるため、信頼性の高い制動機構Ｋを得ることができる。

【0040】

制動片４は、例えば全体をゴム材料などで一体に形成することができる。また、所定の摩擦係数を有するものであれば樹脂材料であっても良い。一体形成されることで部品点数が減り、制動機構Ｋの製造・組立が簡素化される。また、例えば制動板３に当接する部位をゴム材料等の摩擦係数の大きな材料で構成し、その他の孔部４ａ等の部位は樹脂材料などで構成することもできる。制動片４を樹脂材料で形成することで任意形状が得易くなる。樹脂材料であれば、コイルスプリング６ａの付勢力を確実に受け止めることができ、孔部４ａが損傷劣化することもなく耐久性が向上する。

【0041】

〔その他の実施形態〕
図６に示すように、制動片４は保持部２に設けたリテーナ２ｃに単に挿入配置するものであっても良い。制動片４には二つの孔部４ａを設けておき、ここに付勢部材６であるコイルスプリング６ａが夫々固定される。この制動片４をリテーナ２ｃに挿入し、コイルスプリング６ａを縮めた状態で車輪Ｔを基部１に取り付ける。これにより制動片４が制動板３に対向した状態に配置され、リテーナ２ｃからの抜け止めが防止される。

【0042】

尚、制動片４をリテーナ２ｃに挿入した状態では、コイルスプリング６ａが自然長となり、制動片４の上面は制動板３には当接しない。つまり、車輪Ｔを制動しない状態では、制動片４はリテーナ２ｃから抜け出すことはないが、リテーナ２ｃの内部で上下方向に移動自在である。

【0043】

本構成であれば、制動片４の保持構造が簡便となり、制動機構Ｋの組み立てや摩耗した制動片４の交換が極めて容易となる。

【0044】

尚、本実施形態においても、ブレーキレバーＬを大きく操作する際には、制動片４の一部がリテーナ２ｃの一部に当接する構成とすることができる。また、制動片４の制動板３に対する当接部には、別の制動部材を貼り付けておいても良い。

【0045】

本発明の制動機構Ｋは、歩行車Ｃの後輪に限らず前輪に、或いは、前後輪の全てに設けることもできる。

【0046】

付勢部材６は、コイルスプリング６ａの他に、板バネやトグルバネ等各種のバネ部材を用いることができる。

【0047】

付勢部材６の付勢力を調節するために、付勢部材６と制動片４との間、あるいは、付勢部材６とリテーナ２ｃとの間に隙間調整のためのシムを設けたり、ネジ方式等の厚み調整部材を備えたりすることで、付勢部材６の初期長さを変化させる得るものであれば好都合である。

【産業上の利用可能性】

【0048】

本発明の制動機構Ｋは、歩行車Ｃや荷物運搬用の台車等の車両やその他の自転車等の軽車両に好適に適用可能である。また、その他にも使用者が乗車する自転車や自動車などの車両に搭載することができる。さらに、車両に限らず、回転体の回転速度を微調節する必要のある装置に用いることも可能である。

【符号の説明】

【0049】

１ 基部
２ 保持部
３ 制動板
４ 制動片
４ａ 孔部
６ 付勢部材
６ａ コイルスプリング
Ｃ １脚部
Ｋ 制動機構
Ｔ 車輪

【要約】

【課題】簡単な構成で操作性に優れ良好な制動機能を有する制動機構を提供する。
【解決手段】脚部Ｃ１に設けられ、車輪Ｔを軸支する基部１と、車輪Ｔと一体回転するように設けられた環状の制動板３と、制動板３に押し付けられる制動片４と、制動片４を保持しつつ、制動板３に対して位置変更可能な状態に基部１および脚部Ｃ１の少なくとも何れか一方に設けられる保持部２と、保持部２と制動片４との間に設けられ、制動片４が制動板３に当接する状態で制動片４を制動板３に付勢する付勢部材６と、を備えた制動機構Ｋ。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】