三轮轮椅的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种三轮轮椅，其能够通过简单的操作顺利地实现直至反向转弯的转弯动作，即使在斜面上也能够良好地行驶。解决该课题的本发明的三轮轮椅具备：配设于左右的一对前轮(16、18)；配设于比上述前轮靠后方的位置的一个后轮(5)；操作后轮(5)的朝向的操作手柄(25)；以及将踏板部(3)的旋转驱动力传递至一对前轮(16、18)的动力传递机构(21)。后轮(5)配设于一对前轮(16、18)的中间位置的后方。动力传递机构(21)具有夹设于左侧轴(15)与右侧轴(17)之间的差动机构(19)。
【专利说明】三轮轮椅
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及通过蹬踏踏板而进行运转的三轮轮椅。
【背景技术】
[0002]在日本特开2010-259517号公报中提出有能够在保持就坐于椅子上的姿势的状态下，通过蹬踏前方的踏板而进行运转的三轮轮椅。该三轮轮椅在左右具备一对前轮，在比前轮靠后方的位置具备转向操纵轮。而且，将左右一对前轮中的右侧的前轮作为驱动轮，将左侧的前轮作为浮动轮，通过瞪踏踏板来驱动驱动轮使之旋转，通过手柄操作来操作转向操纵轮，从而进行转弯动作。[0003]在具有上述的构造的三轮轮椅中，存在当向左侧转弯时能够快速转弯但当向右侧转弯时难以快速转弯的问题。另外，存在如下问题:由于将踏板的旋转驱动力仅传递至驱动轮，而没有传递至浮动轮，所以难以在斜面上行驶。
【发明内容】
[0004]本发明是鉴于上述问题点而完成的，其课题在于提供一种三轮轮椅，该三轮轮椅从旋转半径较大的转弯动作直至成为反向转弯(超信地旋回)那样的旋转半径较小的转弯动作能够通过简单的操作顺利地实现，即使在斜面上也能够良好地行驶。
[0005]为了解决上述课题，本发明涉及的三轮轮椅具备:配设于左右的一对前轮；配设于比上述前轮靠后方的位置的一个后轮；操作后轮的朝向的操作手柄；供使用者脚踏的踏板部；以及将上述踏板部的旋转驱动力传递至一对前轮的动力传递机构，上述三轮轮椅的特征在于，上述后轮配设于一对前轮的中间位置的后方，上述动力传递机构具有:与左侧的前轮连结的左侧轴；与右侧的前轮连结的右侧轴；以及夹设于左侧轴与右侧轴之间的差动机构，上述差动机构将从踏板部传递的旋转速度以与后轮的朝向对应的大小以及旋转方向分别分配给左侧轴和右侧轴，。
[0006]本发明的又一特征在于，上述操作手柄设计为:以能够在水平面上向正反方向旋转的方式设置，通过上述操作手柄的一个方向的旋转操作而使上述后轮绕顺时针方向改变姿势，通过从直线前进姿势绕顺时针方向改变90度的姿势而实现左转的反向转弯，通过上述操作手柄的另一个方向的旋转动作而使上述后轮绕逆时针方向改变姿势，通过从直线前进姿势绕逆时针方向改变90度的姿势而实现右转的反向转弯。
[0007]另外，本发明的另一特征在于，上述动作机构具备:齿圈，其被上述踏板部驱动而旋转；框部件，其与上述齿圈一体地被驱动而旋转；左锥齿轮，其自由转动地配设于上述框部件的内表面的左侧部分并与上述左侧轴结合；右锥齿轮，其自由转动地配设于上述框部件的内表面的右侧部分并与上述右侧轴结合；以及中间锥齿轮，其以与上述左锥齿轮以及上述右锥齿轮两者啮合的方式自由转动地配设于上述框部件的内表面的其它部分。
【专利附图】
【附图说明】[0008]图1是从前方观察本发明的一实施方式的三轮轮椅的整体立体图。
[0009]图2是从后方观察上述三轮轮椅的整体立体图。
[0010]图3是上述三轮轮椅的主要部分的后视图。
[0011]图4是示意性地表示上述三轮轮椅的旋转中心以及旋转半径的俯视图。
【具体实施方式】
[0012]基于附图所示的实施方式对本发明进行说明。图1、图2表示本发明的一实施方式的三轮轮椅的整体构造。其中，在正文中使用的前后左右等各方向以从就坐于该三轮轮椅的使用者的角度观察的方向为基准。
[0013]在本实施方式的三轮轮椅中，三轮轮椅的骨架部分由位于左右方向中央的主框架
1、和在左右方向上夹着该主框架I而定位的左右一对侧框架2形成。主框架I沿前后方向延伸，在其前端部分支承有脚踏用的踏板部3。在主框架I的后端部分连结有向下方延伸的后轮支承轴4，在该后轮支承轴4的下端部以能够自由旋转的方式支承有后轮5。
[0014]左右侧框架2分别具有:沿上下方向延伸的背部框架6、从背部框架6的下端部向斜前上方延伸的座椅框架7、从背部框架6的下端部向斜前下方延伸的支承框架8、以及将分成上下两股向前方延伸的两个框架7、8的前端部彼此圆滑地连结的上下连结框架9。在该左右背部框架6之间架设有靠背部50，在左右座椅框架7之间架设有坐垫部51。
[0015]并且，左右侧框架2分别具有从座椅框架7的后端部向斜后下方延伸的左右连结框架10、从支承框架8的后端部向下方延伸的辅助框架U、以及从背部框架6的下端后部立起并朝前方延伸设置的臂杆12。左右连结框架10以能够自由调整左右位置的方式连结于主框架I。辅助框架11在其下端以能够自由旋转的方式支承有防止倾倒用的球脚轮13。在臂杆12上安装有手臂衬垫部14。
[0016]在左侧的侧框架2所具有的支承框架8的前端部以能够自由旋转的方式支承有以左右方向为轴向的左侧轴15。在左侧轴15的外侧端部固定有左侧的前轮16。另外，在右侧的侧框架2所具有的支承框架8的前端部以能够自由旋转的方式支承有以左右方向为轴向的右侧轴17，在右侧轴17的外侧端部固定有右侧的前轮18。
[0017]左侧轴15和右侧轴17经由差动机构19连结于同一轴上。差动机构19位于踏板部3的后方，踏板部3的旋转驱动力经由链条20被传递。由上述各结构形成将踏板部3的旋转驱动力传递至左右前轮16、18的动力传递机构21。关于动力传递机构21的更详细的构造后述。
[0018]在本实施方式的三轮轮椅中，左右一对前轮16、18均成为驱动轮，配设于左右前轮16、18的中间位置的后方的一个后轮5成为转向操纵轮。用于操作后轮5的朝向的操作装置22以能够自由装卸的方式连结于左侧或者右侧的座椅框架7，因此通过选择操作装置22的连结位置，不论从左右哪个方向均能够进行操作。
[0019]操作装置22具备以能够自由装卸的方式固定于座椅框架7的支柱部23、以能够自由摆动的方式收纳于支柱部23上方的收纳部24内的操作圆盘(省略图示)、以及一体地连结于操作圆盘的操作手柄25。操作手柄25从横型操作臂26的前端侧朝上方沿纵型操作臂27延伸设置，在纵型操作臂27还具备制动杆28。
[0020] 操作手柄25能够在水平面上向正反方向自由旋转，操作圆盘伴随着该操作手柄25的旋转而一体地摆动,经由绳索使后轮支承轴4旋转，由此操作作为转向操纵轮的后轮5的朝向。通过弹簧29朝使后轮5恢复至直线前进姿势的方向对后轮支承轴4施加作用力。
[0021]像上述的那样，动力传递机构21具有连结于作为驱动轮的左侧的前轮16的左侧轴15、连结于同样作为驱动轮的右侧的前轮18的右侧轴17、以及夹设在位于同一轴上的两个轴15、17之间的差动机构19。
[0022]如图3所示，差动机构19具备在其与踏板部3之间架设链条20的齿圈30、和一体地固定于该齿圈30的矩形框状的框部件31，在该框部件31的内表面以能够自由旋转的方式配置有左锥齿轮32、右锥齿轮33、以及一对中间锥齿轮34、35。
[0023]框部件31由如下部件构成:供左侧轴15以能够自由旋转的方式插通的左壁部36、供右侧轴17以能够自由旋转的方式插通的右壁部37、以及使与左壁部36以及右壁部37的左右方向对置的端部彼此连结的一对中间壁部38、39。左锥齿轮32固定在插通于左壁部36的左侧轴15的前端部，并与左侧轴15 —体旋转。右锥齿轮33固定在插通于右壁部37的右侧轴17的前端部，并与右侧轴17 —体旋转。
[0024]一对中间锥齿轮34、35配置为彼此的旋转轴位于同一轴上。这里的旋转轴配设为与左锥齿轮32以及右锥齿轮33的旋转轴正交。
[0025]由上述构造构成的差动机构19将从踏板部3传递的旋转速度以与作为转向操纵轮的后轮5的朝向对应的大小以及旋转方向分别分配给左侧轴15 (以及与其结合的左侧的前轮16)和右侧轴17 (以 及与其结合的右侧的前轮18)。换句话说，通过使操作手柄25旋转改变后轮5的角度，从而能够自由并且顺利地改变传递至左侧的前轮16的旋转速度的比例与传递至右侧的前轮18的旋转速度的比例。
[0026]图4示出了使后轮5的角度α在O~90°之间变更的情况下的转弯中心与转弯轨迹的一个例子。图中由实线表示的后轮5的姿势是直线前进姿势，将以该直线前进姿势为基准后轮5绕俯视观察为顺时针的方向旋转的角度设为角度α。
[0027]在后轮5的角度α = 0°的情况下，即、在后轮5处于直线前进姿势的情况下，通过蹬踏踏板部3而使差动机构19的齿圈30与框部件31 —体旋转，此时框部件31所具备的各锥齿轮32、33、34、35相对于框部件31保持静止状态。因此，左侧轴15与右侧轴17以与齿圈30、框部件31相同的方向以及相同的旋转速度一体旋转。由此，左侧前轮16与右侧前轮18均朝正方向且以相同的旋转速度(即、以1:1的旋转速度)旋转。
[0028]在后轮5的角度α = 47.4°的情况下，若蹬踏踏板部3使框部件31旋转，则一对中间锥齿轮34、35分别相对于框部件31旋转，左锥齿轮32相对于框部件31反转，右锥齿轮33相对于框部件31正转，结果，左侧的前轮16与右侧的前轮18的旋转速度的比变化为2:8。此时，进行以图中的点A为中心的转弯动作。
[0029]在将左侧的前轮16的中心点设为点B，将左侧的前轮16与右侧的前轮18之间的中间点设为点D时，点D与后轮5之间的前后方向的距离dl = 490mm，左侧的前轮16与右侧的前轮18之间的左右方向的距离d2 = 540mm,点A与点B之间的左右方向的距离d3 =180mm。根据上述各点之间的尺寸关系，确定旋转速度的比、转弯轨道直径。在该情况下，转弯轨道直径大致为1330mm。
[0030]在后轮5的角度α =61.1°的情况下，若蹬踏踏板部3使框部件31旋转，则一对中间锥齿轮34、35相对于框部件31旋转，左锥齿轮32相对于框部件31反转，右锥齿轮33相对于框部件31正转，结果，左侧轴15与左侧的前轮16停止旋转，右侧轴17与右侧的前轮18以与直线前进时相比倍增的旋转速度进行正转。由此，进行以点B(左侧的前轮16的中心点)为中心的原地转弯(信地旋回)。此时的转弯轨道直径大致为1119_。
[0031]在后轮5的角度α = 77.6°的情况下，左侧轴15与左侧的前轮16进行反转，右侧轴17与右侧的前轮18以比该反转速度大的旋转速度进行正转，从而进行以点C为中心的转弯动作。点B与点C之间的左右方向的距离d4 = 162mm,点C与右侧的车轮18之间的左右方向的距离d5 = 378mm,此时，左侧的前轮16 (反转)的旋转速度与右侧的车轮18 (正转)的旋转速度的比变化为3:7。转弯轨道直径大致为1004mm。
[0032]然后，在后轮5的角度达到α = 90°的情况下，左侧轴15与左侧的前轮16进行反转，右侧轴17与右侧的前轮18以与该反转速度相同的旋转速度(即、I:1的旋转速度)进行正转，从而能够实现以点D(左侧的前轮16与右侧的前轮18之间的中心点)为中心的左转的反向转弯。此时的转弯轨道直径大致为980_。
[0033]如上述那样,操作操作手柄25使其朝一个方向旋转,而使后轮5绕顺时针方向在O~90°的范围内改变姿势，由此能够在直线前进~左转原地转弯~左转反向转弯之间，无级地实现多样的转弯动作。
[0034]另一方面，若操作操作手柄25使其在水平面上朝另一个方向旋转，则后轮5绕逆时针方向在O~90°的范围内改变姿势。此时，根据与绕顺时针方向改变姿势的上述情况相同的机理，能够在直线前进~右转原地转弯~右转反向转弯之间，无级地实现多样的转弯动作。
[0035]换句话说，在本实施方式的三轮轮椅中，通过一边利用双脚蹬踏踏板部3 —边利用单手使操作手柄25旋转这样简单的操作，能够在左转反向转弯~左转原地转弯~直线前进~右转原地转弯~右转反向转弯之间，无级地实现多样的转弯动作。并且，由于左右一对前轮16、18均成为驱动轮，所以即使在斜面等表面上也能够良好地行驶。
[0036] 以上，基于附图所示的实施方式对本发明进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式，只要在本发明的主旨的范围内，能够进行适当的设计变更。
【权利要求】
1.一种三轮轮椅，具备: 配设于左右的一对前轮； 配设于比所述前轮靠后方的位置的一个后轮； 操作后轮的朝向的操作手柄； 供使用者脚踏的踏板部；以及 将踏板部的旋转驱动力传递至一对前轮的动力传递机构， 所述三轮轮椅的特征在于， 所述后轮配设于一对前轮的中间位置的后方， 所述动力传递机构具有: 与左侧的前轮连结的左侧轴； 与右侧的前轮连结的右侧轴；以及 夹设于左侧轴与 右侧轴之间的差动机构， 所述差动机构将从踏板部传递的旋转速度以与后轮的朝向对应的大小以及旋转方向分别分配给左侧轴和右侧轴。
2.根据权利要求1所述的三轮轮椅，其特征在于， 所述操作手柄设计为:以能够在水平面上向正反方向旋转的方式设置，通过所述操作手柄的一个方向的旋转操作而使所述后轮绕顺时针方向改变姿势，通过从直线前进姿势绕顺时针方向改变90度的姿势而实现左转的反向转弯，通过所述操作手柄的另一个方向的旋转动作而使所述后轮绕逆时针方向改变姿势，通过从直线前进姿势绕逆时针方向改变90度的姿势而实现右转的反向转弯。
3.根据权利要求1或2所述的三轮轮椅，其特征在于， 所述动作机构具备: 齿圈，其被所述踏板部驱动而旋转； 框部件，其与所述齿圈一体地被驱动而旋转； 左锥齿轮，其自由转动地配设于所述框部件的内表面的左侧部分并与所述左侧轴结合； 右锥齿轮，其自由转动地配设于所述框部件的内表面的右侧部分并与所述右侧轴结合；以及 中间锥齿轮，其以与所述左锥齿轮以及所述右锥齿轮两者啮合的方式自由转动地配设于所述框部件的内表面的其它部分。
【文档编号】A61G5/02GK103930081SQ201180074824
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2011年11月15日 优先权日:2011年11月15日
【发明者】五十岚伸一, 铃木铁雄, 高桥隆行, 半田康延, 铃木坚之 申请人:日本自动机械株式会社, 株式会社隆和精密, 国立大学法人福岛大学, 株式会社Ｔｅｓｓ