本发明是着眼于上述问题而做成的，其目的在于提供一种轮椅，它 由于可以进行小回转行走，在这种车轮直径做得尽可能小的轮椅中，使 用者在行走时没有不安全感，并且可以很容易地翻越台阶。
本发明的一种轮椅，该轮椅包括一对安装在椅架上的动轮、和安装 在椅架上并配置于该动轮前后的一个前小脚轮和一个后小脚轮，以便允 许在静止位置上旋转轮椅，该轮椅进一步包括：一个设置于椅架和动轮 之间的连杆构件，该连杆构件的一端可枢转地连接在上述椅架的上部， 其另一端可旋转地支承着上述动轮，一个设置在连杆构件和椅架之间、 对连杆构件施加下拉力的第一弹簧机构，以及一个设置在连杆构件和椅 架之间、对连杆构件施加上推力的第二弹簧机构，该第二弹簧机构包括： 一个连接到椅架上以便可在前后方向上位移的第一托架、一个连接到连 杆构件上的第二托架、和一个设置于两个托架之间的拉力弹簧，该拉力 弹簧具有比第一弹簧机构大的弹性力，通常，第一托架和第二托架维持 在相互接触的状态，当第一托架和第二托架处于相互接触的状态时，将 第二弹簧机构的长度设定为，与第二托架位于椅架的最前位置处、且通 过使动轮与地面保持接触而使第二弹簧机构反抗第一弹簧机构的弹簧力 而防止连杆构件向下运动时的该第二弹簧机构的长度大致一致，其中， 按照下述方式组装连杆构件：当前小脚轮与地面的台阶部分接触时，借 助第一弹簧机构的下拉力，连杆构件沿着使前小脚轮和动轮之间的距离 减小的方向、绕着连杆构件和椅架之间的连接点旋转，并且，一旦前小 脚轮和台阶部分之间的接触关系被解除，则利用第二弹簧机构的上推力， 使连杆构件绕着该连接点旋转至原始位置，并恢复前小脚轮和动轮之间 的距离。
本发明的第1方面的轮椅、它的一对动轮和分别配置在该动轮前 后的小脚轮安装在椅架上，在静止位置上轮椅朝向可旋转，其特征在 于，在上述椅架和上述动轮之间设置连杆构件，该连杆构件的一端摆 动自由地连接在上述椅架上部，同时，其另一端上可旋转地轴支承着 上述动轮；上述动轮的旋转轴，至少在上述前部小脚轮碰到台阶之前 的状态下，配置在连杆构件与上述椅架的连接点的后方侧。
因此，当轮椅前进行走时，前部小脚轮碰到台阶的时候，连杆构 件以椅架和连杆构件的连接点为中心转动，使前部小脚轮和动轮之间 的间隔变窄的同时，椅架的前方侧以后部小脚轮为支点抬起，因此， 前部小脚轮升到台阶的上面，从而使轮椅完成了对台阶的翻越。
另外，本发明的第1方面，在上述改良的轮椅中，上述连杆构件 和上述椅架之间设置了对该连杆构件施加下拉力的第1弹簧机构和对 该连杆构件施加上推力的第2弹簧机构，上述第2弹簧机构备有第1 托架、第2托架和设置在该各托架之间的拉力弹簧，上述第1托架沿 着该椅架的前后方向可位移地连接在上述椅架上，上述第2托架连接 到上述连杆构件上，上述拉力弹簧具有比上述第1弹簧机构大的弹性 力，通常，第1托架和第2托架维持在互相接触的状态，而且，在上 述第1、2托架互相接触的状态中的上述第2弹簧机构的长度设定为与 第2托架位于椅架的前进端并且在由上述第一弹簧的作用上述连杆构 件向下方的摆动被阻止着状态下、与上述动轮接触地面时的长度大致 一致。
因此，可以使动轮强压接触地面，同时，也可以防止前部小脚轮 从地面较大地上升。
本发明的一种轮椅，该轮椅包括一对安装在椅架上的动轮、和安装 在椅架上并配置于该动轮前后的一个前小脚轮和一个后小脚轮，以便允 许在静止位置上旋转轮椅，其中，该第一连杆构件在其一端处可枢转地 连接到上述椅架的上部，同时，在椅架的上部，上述第二连杆构件在其 一端处可枢转地连接到上述第一连杆构件的另一端上，该轮椅进一步包 括：一个设置于椅架和动轮之间的第一连杆构件，该第一连杆构件的一 端在相对于上述椅架的第一行驶方向在椅架的前部处、可枢转地连接到 椅架的上部，其另一端可旋转地支承着上述动轮；和一个设置于椅架和 动轮之间的第二连杆构件，该第二连接构件的一端在相对于上述椅架的 第二行驶方向在椅架的前部处、可枢转地连接到椅架的上部，其另一端 可旋转地支承着上述动轮，一个第一挡块，用于当轮椅在后退行走中翻 越地面的台阶部分时，使第一连杆构件相对于椅架固定，并且在第二连 杆构件的另一端可旋转地支承上述动轮，一个第二挡块，用于当轮椅在 前进行走中翻越地面的台阶部分时，使第一和第二连杆构件相互固定， 并且在第一连杆构件的另一端可旋转地支承上述动轮，当轮椅向前行进 时、选择第一和第二连杆构件中的一个，当轮椅向后行进时、选择第一 和第二连杆构件的另一个，其中，第一和第二连杆构件以下述方式组装： 当相应的小脚轮与地面的台阶部分接触时，使连杆机构中被选出的一个 沿着令动轮和该接触的小脚轮之间的距离减小的方向、绕着连接点旋转 至一个原始位置，并且，一旦相应的小脚轮和台阶部分之间的接触关系 解除，则恢复该接触的小脚轮和动轮之间的距离。
本发明的第2方面的轮椅，是这样构成的，在轮椅中一对动轮和 分别配置在该动轮前后的小脚轮安装在椅架上，在静止位置上轮椅朝 向可旋转，在上述椅架和上述动轮之间设置第1及第2连杆构件，它 们的一端在上述椅架的上部位置处于摆动自由地被连接的状态，其另 一端可旋转地轴支承着上述动轮，上述动轮的旋转轴，至少在前部小 脚轮碰到台阶之前的状态下，配置在上述椅架与第1连杆构件的连接 点的后方侧，并且，至少在上述后部小脚轮碰到台阶之前的状态下， 配置在上述椅架与第2连杆构件的连接点的前方侧，在轮椅前进行走 中翻越台阶时，选择上述第1连杆构件，在轮椅后退行走中翻越台阶 时，选择上述第2连杆构件，进行第1、第2连杆构件的切换。
因此，成为下面那样的轮椅。
(1)当轮椅前进行走时前部小脚轮碰到台阶的时候，第1连杆构 件以椅架和第1连杆构件的连接点为中心转动，前部小脚轮与动轮之 间的间隔变窄的同时，椅架的前方侧以后部小脚轮为支点上升，由此 前部小脚轮升到台阶的上面，完成对台阶的翻越。
(2)当轮椅后退行走时后部小脚轮碰到台阶的时候，第2连杆构 件以椅架与第2连杆构件的连接点为中心转动，后部小脚轮与动轮之 间的间隔变窄的同时，椅架的后方侧以前部小脚轮为支点上升，因此 后部小脚轮升到台阶的上面，完成对台阶的翻越。
另外，本发明的第2方面的轮椅，在上述改良的轮椅的基础中， 上述第1连杆构件其一端预先摆动自由地连接到上述椅架的上部位 置，另外，上述第2连杆构件的处于摆动自由地连接到上述椅架的上 部位置上的状态的一端预先连接到上述第1连杆构件的另一端，而且， 该发明的轮椅具备第1挡块和第2挡块，上述第1挡块在轮椅后退行 走时翻越台阶之时，使上述第1连杆构件相对上述椅架被固定，并使 上述动轮处于可旋转地支承在上述第2连杆构件的另一端的状态，上 述第2挡块在轮椅前进行走时翻越台阶之时，使轮椅处于上述第1、 第2连杆构件互相固定，并且上述动轮处于可旋转地支承在上述第1 连杆构件的另一端的状态。
因此，轮椅前进并以前部小脚轮碰到台阶时为起点，由于第2挡 块起作用，第1连杆构件被选择，实现前进行走时对台阶的跨越，另 外，在轮椅后退并以后部小脚轮遇到台阶时为起点，由于第1挡块起 作用，第2连杆构件被选择，实现后退行走时对台阶的跨越。
附图说明
图1是表示本发明的电动轮椅的一实施例外观的斜视图，
图2是图1的电动轮椅的侧视图，
图3是图1的电动轮椅的重要部分的转向机构的外观斜视图，
图4是图1的构成电动轮椅的要部的台车机构侧视图，
图5是图1的构成电动轮椅的重要部分的台车机构侧面图，
图6是图1的构成电动轮椅的要部的台车机构正视图，
图7是弹簧机构的斜视图，
图8是弹簧机构的正视图，
图9是弹簧机构的侧视图，
图10是图1的电动轮椅前进时翻越台阶的作用说明图，
图11是图1的电动轮椅后退时翻越台阶的作用说明图，
图12是表示本发明的电动轮椅的第2实施例构成的侧视图，
图13是图12的电动轮椅的正视图，
图14是表示卸下图12的电动轮椅的座位状态下的俯视图，
图15是图12的电动轮椅前进时翻越台阶前后的状态图，
图16是图12的电动轮椅后退时翻越台阶前后的状态图，
图17是图12的电动轮椅前进时翻越台阶的作用说明图，
图18是图12的电动轮椅后退时翻越台阶的作用说明图。

下面根据附图详细叙述本发明。
图1是表示本发明的电动轮椅的一实施例外观的斜视图，图2是 图1的电动轮椅的侧视图，图3是图1的电动轮椅的要部的台车机构 的外观斜视图，图4是图1的电动轮椅的要部的台车机构的省略一部 分的分解斜视图，图5是图1的电动轮椅的要部的台车机构的侧面图， 图6是图1的电动轮椅的要部的台车机构的正视图。在这些图中，1 是动轮，2是前部小脚轮，3是后部小脚轮，4是座位，5是靠背，6 是扶手，7是脚踏板，8是脚踏板支承件，9是服侍者用手柄，10是椅 架，11是连杆构件，12是操作部，13是操作控制杆，14是电池组， 15是马达，16是减速机，17是销子，18是管子，19是输出轴，20 是连接部，21是安装座位用的管子，22是拉力弹簧，23是弹簧机构。
该电动轮椅的一对动轮1通过连杆构件11安装在椅架10上，在 该各动轮1的前后位置上安装着一对前部小脚轮2和后部小脚轮3。 由此，以各动轮1的旋转中心间的连线的大致中间位置为旋转中心， 构成了在静止位置可以旋转轮椅朝向的转向机构。
基于图3至图6详细说明椅架10及连杆构件11。如图所示，椅 架10由前椅架10A，中椅架10B和后椅架10C组成，前椅架10A和 后椅架10C，分别由弯曲管子构成，各管的朝向下方的顶端部安装着 前部小脚轮和后部小脚轮。另外，中椅架10B由板料焊接成箱状，它 通过在中椅架10B上焊接着前椅架10A和后椅架10C而连接成一个 整体。
前椅架10A备有沿水平方向延伸的支承管10a，在该支承管10a 的两侧安装着托架10b，在该托架10b上摆动自由地连接着连杆构件 11。
连杆构件11备有其中央部分水平地配置、其两端向斜下方弯曲的 管子11a和连接在该管子的水平部分的2个托架11b，该连杆构件11 的托架11b和前椅架10A的托架10b由销子17连接，因此，连杆构 件11以销子17(连接点P)为中心摇动自由地连接到椅架10上，换 言之，在椅架10和动轮1之间，该连杆构件11的一端摇动自由地连 接在椅架10的上部，其另一端可旋转地轴支承着动轮1。另外，形成 为动轮1的旋转轴的后述的输出轴19，至少在前部小脚轮碰上台阶之 前的状态下，配置在椅架10与连杆构件11的连接点P的后方侧。
在管子11a的两端部，分别固定着减速机构16的壳体，两减速机 16的壳体由管子18连接着，另外，在各减速机16的输出轴19上分 别安装着动轮1，同时在未图示的输入轴上分别连接着马达15。因此 可以由马达15的正反向旋转，借助减速机16及输出轴19来驱动各动 轮1正反向旋转。
另外，在各减速机16的上部分别搭载电池组14，从各电池组14 可以给马达15供电，同时各电池组14的重量也加在了各动轮1上。
另外，在前椅架10A的下部设置了弯曲的管子10c，将连接部20 插入在大致垂直向下安装在该管子10c和支承管10a的中央部的座位 安装用管子21内，在该状态下用未图示的销子可以把两者连接成一 体。
另外，在扶手6上设置了操作部12，通过操作该操作部12的操 作控制杆13可以驱动控制马达15。
再有，在本实施例中，在椅架10和连杆构件11之间张设着拉力 弹簧22。如图5所示，通过借助该拉力弹簧22使连杆构件11以上述 连接点P为中心向反时针方向转动，使动轮1强压接触在地面上，由 此，增大了动轮1和地面之间的摩擦力，也增大了前进力和后退力。
具体地讲，在连杆构件11的管子11a的水平部分的中央部安装着 托架11c，在该托架11c的两侧和在安装在座位安装用管子21上的托 架21a的两侧之间架设了2根拉力弹簧22。
用该结构，虽然当增加拉力弹簧22的拉力时，可以使动轮1强压 接触在地面上，而其反面，特别是空车时，前部小脚轮2向上浮起， 给使用者乘车造成困难。
为了防止这样的事情发生，在椅架10和连杆构件11之间，设置 另一弹簧机构23，该弹簧机构23，即允许拉力弹簧22使动轮1强压 接触地面又可以防止前部小脚轮2离开地面上浮。
弹簧机构23，如图7的斜视图，图8的正视图，图9的侧面图所 示，备有连接到椅架10侧的第1托架24和连接到连杆构件11侧的第 2托架25。连杆构件11侧的第2托架25，折曲平板的两侧部分分别 形成折曲率25a，各折曲部25a向前端侧(图8、图9的上侧)形成槽 25b。
另一方的第1托架24，形成平板状，它的前端侧(图8、图9的 下侧)为与第2托架25的折曲部25a的间隔相一致的幅狭部24a，反 向的基端侧成为宽度比幅狭部宽的幅宽部24b。另外，幅狭部24a滑 动自由地配置在第2托架25的折曲部25a之间，同时幅宽部24b滑动 自由地结合在第2托架25的槽部25b内。
再有，在第2托架25的折曲部25a之间安装了销子26，同时在 另一方的第1托架24上设置了孔24c，由于在这些销子26和孔24c 之间设置了拉力弹簧27，第1、第2托架24、25被拉近，通常，幅狭 部24a和幅宽部24b的台阶部24d会接触到上述槽部25b的端部。
另外，如图5所示，第2托架25通过销子28摇动自由地连接在 连杆构件11上，而另一方的第1托架24，如图3～图5所示，由于设 在其上的销子29结合于在中椅架10B上形成的长孔30中，可在轮椅 的前后方向自由地改变相对于中椅架10B的位置，并且可摇动自由地 连接在中椅架10B上。
上述弹簧机构23的拉力弹簧27的拉力设定成比上述拉力弹簧22 的拉力大，因此，通过反抗上述拉力弹簧22使连杆构件11以上述连 接点P为中心欲向图5的逆时针转动，而使连杆构件11向顺时针方向 转动。
另外，上述弹簧机构23的拉力弹簧27收缩时，设在第2托架25 上的销子28与上述长孔30的前端面(图5的位置)抵接，在该状态 下，当连杆构件11顺时针方向转动时，由于上述幅狭部24a和幅宽部 24b的台阶部24d将与槽部25b的端部接触，所以连杆构件11的顺时 针方向的转动被停止，在该状态下，后部小脚轮3和动轮1与地面接 触，前部小脚轮稍微从地面向上抬起。
由这样构成的电动轮椅，起到了下面基于图10、图11说明的作 用，达到了翻越台阶的目的。当动轮1被向前进方向(图10的右方向) 旋转驱动时，由于在连杆构件11上沿其纵向并向斜上方作用上推力F， 所以椅架(轮椅)10可以借助连杆构件11的前进方向的分力f1而前 进行走。
在动轮1被向后退方向旋转驱动时，连杆构件11被向斜下方牵引， 因此，椅架10可以借助连杆构件11的后退方向的分力而后退行走。
在轮椅前进行走时，当前部小脚轮2碰上例如该小脚轮直径的1/2 高度的台阶时，前部小脚轮2的前进受阻。在该状态下，当动轮1被 继续驱动前进时，因为前部小脚轮2的前进受阻，由动轮1的前进力 产生的加到连杆构件11上的斜上方向的力F的向上分力f2使椅架10 以后部小脚轮3为中心向图10的逆时针方向转动。
因此，在前部小脚轮2接触到台阶时，既受到由动轮1产生的前 进方向的分力f1的作用的状态下，又受到由动轮1产生的向上方向的 分力f2的作用，前部小脚轮2沿台阶的端面向上升起，如图11所示， 完成对台阶的翻越。
下面，根据图12的侧视图、图13的正视图、图14的取下座位的 俯视图，说明第2实施例的电动轮椅的构成，该电动轮椅不仅前进时， 而且后退时也如上述同样的原理可以翻越台阶。
该电动轮椅，在椅架10上通过连杆构件安装一对动轮1，另外， 由于在各动轮1的前后位置上安装各一对的前部小脚轮2和后部小脚 轮3，所以在静止位置上轮椅的朝向可以以各动轮1的旋转中心间的 连线上的大致中间位置为旋转中心进行旋转，从而构成可旋转的台车 机构。关于这一点，与上述第1实施例是相同的。
然而，上述第1实施例中使用的连杆构件11只能翻越轮椅前进行 走时的台阶，而本实施例中使用的连杆构件还能翻越轮椅后退行走时 的台阶，两者在结构上不一样。
即在本实施例中，连杆构件采用第1连杆构件11A和第2连杆构 件11B的组合，第1连杆构件11A，预先通过销子32将一端摇动自由 地连接到椅架10的上部P1点上，另外，第2联杆构件11B的成为摇 动自由地连接到椅架10的上部的状态的一端(与后退行走翻越台阶时 的支点P2一致的端部)预先通过销子33连接到第1连杆构件11A的 另一端上。该连接构造是为了轮椅能够翻越台阶的构造。
另外，动轮1的旋转轴至少在前部小脚轮2碰到台阶之前的状态 下，配置在第1连杆构件11A与椅架10的连接点的后方侧，另外， 至少在后部小脚轮3遇到台阶之前的状态下，配置在第2连杆构件11B 与椅架10的连接点(销子33)的前方侧。
而且，轮椅在前进行走翻越台阶时，选择第1连杆构件11A，而 轮椅后退行走翻越台阶时，选择第2连杆构件11B，可进行第1、第2 连杆构件的切换。
为了实现该切换，在本实施例中，轮椅后退行走翻越台阶时，使 用第1挡块11C(在椅架10的上部管子部分10n的下面，成为第1 连杆构件11A和第2连杆构件11B的连接用销子33的上死点P2点的 高度位置)该第1挡块11C使第1连杆构件11A相对于椅架10固定 不动，用第2连杆构件11B的另一端，使动轮1处于可旋转的轴支承 状态。
另外，轮椅前进行走翻越台阶时，使用第2挡块11D，使第1、 第2连杆构件11A、11B相互固定，处于用第1连杆构件11A的另一 端可旋转地轴支承动轮1的状态。另外，在第1、第2连杆构件11A、 11B上形成嵌入第2挡块10D的切槽。
因而，轮椅前进或者后退行走时，把无论是前部或者后部小脚轮 2、3中的哪一个碰到台阶时的时刻作为起点，第1、第2连杆构件11A、 11B的切换如后述那样进行。其中31是第2连杆构件恢复用的弹簧。
再有，在本实施例中，椅架10和连杆构件(第1、第2连杆构件 11A、11B的组合)之间，设置了拉力弹簧22，通过借助该拉力弹簧 22的作用使第1连杆构件11A以椅架10和第1连杆构件11A的连接 点P1为中心逆时针方向转动，而使动轮1强压接触在地面上。由于 这样，与上述第1实施例一样，动轮1与地面之间的摩擦力增大，也 就可以增大前进力和后退力。
另外，空车时，为了防止前部小脚轮2较大地上抬，给使用者造 成困难，在椅架10和连杆构件之间，设置了另一个弹簧机构23，该 弹簧机构23，允许拉力弹簧22使动轮1强压接触地面的同时又可以 防止前部小脚轮2较大地上抬。另外，在因挡块11C使第1连杆构件 11A相对于椅架10固定的状态下，第2连杆构件11B起作用，在轮椅 翻越后退时的台阶的状态下，第2连杆构件11B相对于第1连杆构件 张开90°以上。在翻越台阶后的第2连杆构件恢复用弹簧31的紧缩力 的作用下，第2连杆构件11B恢复到图11所示的原始位置，这样问题 得以解决。
由于构成了上述的第2实施例那样的电动轮椅，所以如图15(a) 所示，当前进行走中的前部小脚轮2遇到台阶时就能如同图15(b)所示 那样翻越台阶。另外，如图16(a)所示，当后退行走中的后部小脚 轮3遇到台阶时，就能如同图16(b)所示那样翻越台阶。下面，就翻越 台阶的作用进行说明。
在轮椅前进行走过程中，如图17(a)所示，前部小脚轮2例如碰 到了该小脚轮直径的1/2高度的台阶，在该状态下，当向前进方向旋 转动轮1驱动时，第2挡块11D使第1、和2连杆构件11A、11B互 相固定，处于用第1连杆构件11A的另一端可旋转地支承动轮1状态。 因此，在第1连杆构件11A上作用着沿其纵向上压向倾斜上方的力F。 同时由于该倾斜向上的推力F的向上分力F2加到椅架10上，所以轮 椅以后部小脚轮3为中心向上回转。其结果，当前部小脚轮2上升到 台阶的高度以上时，如同图17(b)所示，前部小脚轮2着落在台阶上表 面上，完成轮椅前进时的台阶翻越。
另一方面，在轮椅后退行走时，如图18(a)所示，后部小脚轮3例 如遇到了该小脚轮直径的1/2的高度的台阶，在该状态下，当向后退 方向旋转驱动动轮1时，第1挡块11C使第1连杆构件11A相对于椅 架10固定，处于用第2连杆构件11B的另一端可旋转地支承动轮1 的状态。因此，在第2连杆构件11B上作用着沿其纵向压向斜上方的 力。同时，由于该倾斜向上的推力的向上分力加到椅架10上，轮椅以 前部小脚轮2为中心向上抬起地回转。其结果，当后部小脚轮3上升 到台阶的高度以上时，如同图18(b)所示，后部小脚轮3在台阶的上表 面着地，完成轮椅后退时的台阶翻越。
因此，如果是本发明的各实施例的电动轮椅，对于那些可以稍微 步行一段、而从现在位置到相当远的目的位置，步行并移动困难的高 龄者等的身体轻度障碍者，也可以使用，另外在该路段上，存在台阶 的情况下也可以完成对台阶的翻越。
再有上述的各实施例只是电动轮椅，不用说本发明也能适用于手 动式轮椅。另外，虽然在上述各实施例中，在一对动轮的前后各配置 了一对小脚轮，但也可以进行在一对动轮的前后备配置1个轮或各配 置3个轮或者前部为2个小脚轮(一对)后部为3个小脚轮等等的设 计变更。
产业上使用的可能性
从以上的说明表明，根据本发明，由于能够小回转行走，在车轮 直径尽可能小的轮椅中，使用者在行走时无不安全的感觉，所提供的 轮椅可以很容易地翻越台阶。