CN107160942A - 轮圈以及使用该轮圈的轮椅 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种价格便宜且具有足够刚性的轻量的轮圈。轮圈(6a)具备：环形的轮辋(60)，其外侧套装有轮胎(6b)；轮毂(61)，其被配置于轮辋(60)的中央部，并与车轴相结合；圆盘(62)，其周缘部安装有轮辋(60)，并覆盖轮圈(6a)的一侧。圆盘(62)具有：板状部(62a)；以及被设置于板状部(62a)的一侧的面上的朝向径向延伸的第1肋部(62b)。板状部(62a)在与另一侧的面的第1肋部(62b)相对应的位置上设置有第1槽(62d)。

Description

轮圈以及使用该轮圈的轮椅

技术领域

本发明涉及轮圈(wheel)，特别是用于场地赛(track race)或马拉松等赛跑用的轮椅的轮圈。

背景技术

以往，作为被用于轮椅或自行车等的轮圈，公知有一种具有下述构造的轮圈：环状的轮辋，其外侧套装有轮胎；轮毂，被配置于轮辋的中央部且与车轴相结合；多个轮辐，其配置于轮辋与轮毂之间并在径向上延伸(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

利文献1：日本特开2012-19821号公报

发明内容

然而，在专利文献1所记载的以往的轮圈中，存在着轮辐重而难以实现轻量化的问题。而另一方面，当将轮辐设置得较细、或者使用轻量材料制成轮辐从而实现轮辐轻量化时，则存在轮圈整体得不到足够的刚性的问题。另外，当使用轻量且刚性高的材料制成轮辐时，由于该类材料价格昂贵，存在制造成本增高的问题。

本发明是鉴于上述背景而作出的，目的在于提供一种价格便宜且具有足够刚性的轻量的轮圈和使用该轮圈的轮椅。

为了达到上述目的，本发明的轮圈的特征在于，具备：环状的轮辋，其外侧套装有轮胎；轮毂，其被配置于所述轮辋的中央部并与车轴相结合；圆盘，其周缘部上安装有所述轮辋，并且覆盖所述轮辋和所述轮毂之间的部分，所述圆盘具有板状部和肋部，该肋部被设置于所述板状部的所述车轴的轴线方向的一侧的面上，并且该肋部的延伸方向矢量上包含径向矢量，所述板状部在所述车轴的轴向方向的另一侧的面上的与所述肋部对应的位置上设置有槽。

这样，在本发明的轮圈中，被配置于轮辋和轮毂之间的圆盘具有板状部和肋部，该肋部被设置于板状部的车轴的轴线方向的一侧的面上，该肋部的延伸方向矢量包含径向矢量。并且，板状部在车轴的轴线方向的另一侧的面上与肋部相对应的位置上设置有槽。即，构成肋部的侧壁的部分在延伸方向矢量上含有径向矢量以及轴线方向矢量。因此，在此圆盘上，可以让以往在轮圈上由轮辐所负载的径向的负载由该侧壁来负担。即，可以让由圆盘来负担以往仅由轮辐负担的负载中的一部分负载。

另外，在本发明的轮圈中，板状部在车轴的轴线方向的另一侧的面的与肋部相对应的位置上设置有槽。即、肋部从内面被挖空。因此，负担径向的负载的肋部与同样能够负担径向的负载的轮辐相比，分量变轻。

因此，即使省略轮辐、或使轮辐的材料实现轻量化，轮圈整体也能够实现具备足够的刚性。另外，当省略轮辐时，能够实现大幅度地降低制造成本。

另外，在本发明的轮圈中，优选具备多根所述肋部，多根所述肋部包括第1肋部以及与所述第1肋部相比偏置于所述圆盘的周缘部侧的第2肋部。

由于肋部沿径向延伸，当其均匀地设置于周向上时，圆周的周缘部侧的刚性变得比中央部(例如，轮毂周边的区域)的刚性低。因此，只要设置相比第1肋部偏置于圆盘的周缘部侧的第2肋部，就能够增强周缘部侧的区域的刚性。

另外，在本发明的轮圈中，当具备第1肋部和第2肋部时，优选具备多根所述第1肋部，所述第1肋部从所述圆盘的所述周缘部沿径向延伸至中央部，所述第2肋部从所述圆盘的所述周缘部沿径向朝向所述中央部侧延伸，所述第2肋部比所述第1肋部短，并被设置于相邻的所述第1肋部之间。根据这种构成，能够使得圆盘的刚性接近均匀。

另外，在本发明的轮圈中，优选具备多根所述肋部，所述肋部从所述圆盘的周缘部沿径向朝向中央部延伸，多根所述肋部中的至少一根肋部的顶端部位于比中央部更靠近周缘部的位置。

在具备多根从圆盘的周缘部沿径向朝向中央部侧延伸的肋部的情况下，当肋部全部为相同的长度时，由于位于中央部的肋部所占面积变大，应力集中于中央部，会导致在该部分发生弯曲等问题。因此，如上所述，只要使一部分肋部的顶端部位于比中央部更靠近周缘部侧的位置，就能够减轻在中央部集中的应力。

另外，在本发明的轮圈中，优选肋部形成为朝向所述轮辋侧凸出。一般地，对于覆盖轮辋与轮毂之间的区域的圆盘，还被期待具有降低空气阻力的效果。因此，根据这种构成，不会损害由圆盘带来的降低空气阻力的效果。

另外，在本发明的轮圈中，当将槽设置成朝向轮辋侧凸出时，优选所述肋部的高度在所述轮辋的宽度以下。根据这种构成，能够在不增大圆盘尺寸的情况下提高刚性。

另外，为达到上述目的，本发明的轮椅具备：骨架，其具有座位；车架，其向所述骨架的前方延伸设置；掌舵用的把手，其被设置于所述车架上；前轮，其被安装于所述车架的前端部；一对的后轮，其被安装于所述骨架的左右两侧。所述轮椅的特征在于，所述后轮由上述任一轮圈和套合在所述轮圈上的轮胎构成。

像这样，只要利用上述任一轮圈构成轮椅的后轮，就能够在维持轮椅整体的刚性的同时，实现轻量化和制造成本降低。

另外，在本发明的轮椅中，优选所述轮圈中所述圆盘被配置于所述骨架侧。一般地，轮椅的后轮被安装成其上方朝向骨架侧倾斜。即，骨架侧的圆盘承受比与骨架相反侧的圆盘更大的负载。因此，只要将圆盘设置于骨架侧，就能够让刚性高的圆盘负担负载，所以能够防止轮圈寿命降低。

另外，在本发明的轮椅中，具备手轮，其被固定在所述轮圈的与所述骨架侧成相反的一侧。所述轮圈具备：盖，其被配置于所述轮毂的所述车轴的另一侧，在所述盖的周缘部上安装有所述轮辋，所述盖覆盖所述轮辋和所述轮毂之间的区域；以及固定部件，其被固定于所述圆盘和所述盖之间。所述手轮也可以构成为通过贯穿于所述手轮以及所述盖的螺钉而被固定于所述固定部件上。

附图说明

图1是本发明的实施方式中所涉及的轮椅的侧视图。

图2是图1中轮椅的平面图。

图3是图1中轮椅的前叉部的平面图。

图4是从图1中轮椅的轮圈安装到骨架上的安装侧看时的分解斜视图。

图5是图4中轮圈的圆盘的内面图。

图6是扩大表示图1中轮椅的轮圈的A-A线截面的模式图。

图7是扩大表示第1变形例所涉及的轮椅的轮圈的截面的模式图。

图8是扩大表示第2变形例所涉及的轮椅的圆盘的中央部附近的内面图。

符号说明

1 骨架

1a 座位

2 车架

3 把手

4 前轮

5 前叉部

5a 支柱部

5b 叉部

5c 轴承孔

6 后轮

6a 轮圈

6b 轮胎

7 手轮

60 轮辋

61 轮毂

62 圆盘

62a 板状部

62b 第1肋部

62c 第2肋部

62d 第1槽

62e 第2槽

63 盖

64 固定部件

W 轮椅

具体实施方式

以下，参照图，对实施方式所涉及的轮椅W的构成进行说明。轮椅W是在场地赛或马拉松等中使用的轮椅。

首先，参照图1～图3，对轮椅W的大体构成进行说明。

如图1所示，轮椅W具备：骨架(cage)；车架2，其向骨架的前方延伸设置；掌舵用把手3，其被设置于车架2上；前轮4，其被配置于车架2的前端部；保持前轮4的前叉部5，其被安装于车架2的前端部并连结有把手3；一对后轮6，其被安装于骨架1的左右侧；手轮(handrim)7，其被安装于后轮6的与骨架1相反的一侧。

如图2所示，骨架1的上方敞开，其内部被配置有参赛者(使用者)就座的座位1a。

把手3被连接于前叉部5的支柱部5a(参照图3)的端部，前叉部5被轴支承于车架2的前端部。在轮椅W上，通过操纵把手3，经由前叉部5改变前轮4的方向，从而能够使轮椅W朝向希望的方向转向行驶。

手轮7被固定成能够与后轮6一体地转动。就座于座位1a的参赛者经由手轮7将驱动力传递至后轮6。

如图3所示，前叉5具有：受车架2的顶端部支承的支柱部5a；从支柱部5a向前方延伸成两叉形状的叉部5b。在叉部5b的顶端部上形成有支承前轮4的车轴的轴承孔5c。

支柱部5a形成为圆筒形，其经由轴承(无图示)被轴支承于车架2的前端部。把手3b(参照图1)被固定设置于支柱部5a的上端部。

然后，参照图2以及图4～图6，对轮椅W的后轮6的轮圈6a进行说明。

如图2所示，轮椅W具备一对位于骨架1的左右侧的后轮6。后轮6由轮圈6a和被外侧套装在轮圈6a上的轮胎6b构成。后轮6以倾斜成越向上方越靠近骨架1侧的中心侧的状态被安装于骨架1上。

如图4所示，轮圈6a具备：环形的轮辋60，其外侧套装有轮胎6b(参照图2)；轮毂61，其被配置于轮辋60的中央部，并与从骨架1延伸的车轴相结合；圆盘62，其周缘部安装有轮辋60，并在骨架1的一侧(车轴的轴线方向一侧)覆盖轮辋60和轮毂61之间的部分；盖63，其在与骨架1相反的一侧(车轴的轴线方向另一侧)覆盖轮辋60和轮毂61之间的部分；以及固定部件64，其在圆周方向上以等间距的方式被配置于圆盘62和盖63之间。

手轮7通过贯穿手轮7和盖63的螺钉(无图示)被固定于固定部件64上。

圆盘62和盖63是通过对铁或铝等的金属或者纤维强化塑料等实施叠层后再利用冲压加工而形成。作为纤维强化塑料，例如可以使用：使用了聚丙烯酸腈(polyacrylicnitrile)(PAN)系碳素纤维的纤维强化塑料、芳族聚酰胺纤维强化塑料、或者利用玻璃纤维、沥青(pitch)系碳素纤维、PBO纤维、聚芳酯(polyarylate)纤维和聚乙烯(polyethylene)纤维实施了强化后的纤维强化塑料等。

另外，圆盘62和盖63的形成方法以及形成材料，不仅限于这样的形成方法和形成材料。例如，也可以仅使用树脂材料进行注塑成型的方式来形成。

如图5所示，圆盘62具有：板状部62a；以及多个第1肋部62b和多个第2肋部62c，其被设置于板状部62a的骨架1一侧(车轴的轴线方向的一侧)的面上的。

如图6所示，第1肋部62b以朝向盖63侧(即、轮辋侧)凸出的方式形成。第2肋部62c也同样地以朝向63侧凸出的方式形成。另外，第1肋部62b以高度在轮辋60的宽度以下的方式形成。第2肋部62c同样地以高度在轮辋60的宽度以下的方式形成。

因此，第1肋部62b和第2肋部62c不会相对于轮辋60从骨架1一侧和与骨架1成相反一侧的任一侧突出。因此，圆盘62的空气阻力的降低效果不会因第1肋部62b以及第2肋部62而大幅度受损。

另外，第1肋部62b和第2肋部62c的突出方向或高度不限于这样的构成，例如，只要不影响空气阻力的降低效果，还可以设置在与轮辋60成相反的一侧，或高度设置成超过轮辋60的宽度。

另外，如图5所示，第2肋部62c与第1肋部62b相比偏置于圆盘62的周缘部侧。具体地，第1肋部62b从圆盘62的周缘部沿径向延伸至中央部(轮毂61的周边区域)，第2肋部62c从圆盘62的周缘部沿径向延伸，其长度比第1肋部62b的长度短，且被设置于相邻的第1肋部62b之间。

轮椅W的第1肋部62b和第2肋部62c沿径向延伸。因此，当将第1肋部62b和第二肋部62c设置成相同的长度并均匀地设置在周向上时，圆盘62的周缘部侧的刚性变得比中央部的刚性低。所以，在轮圈W上，通过将比第1肋部62b短的第2肋部62c偏置于比第1肋部62b更靠近圆盘62的周缘部侧的、相邻的第1肋部62b之间，实现圆盘62的刚性均匀化。

另外，在轮椅W中，为了能够有效地承担负载，第1肋部62b和第2肋部62c被设置为沿径向延伸的形状。但是，肋部的延伸方向矢量不仅限于径向，只要延伸方向矢量中包含径向矢量即可。另外，也可以对应轮圈6a所需达到的刚性，适当地更改形成第2肋部62c的位置。另外，也可以仅由形状相同的肋部构成。

板状部62a上与骨架1相反的一侧(车轴的轴线方向的另一侧)的面上的、与第1肋部62b和第2肋部62c相对应的位置上设置有第1槽62d以及第2槽62e。即，第1肋部62b和第2肋部62从内面被挖空。

因此，承担径向负载的第1肋部62b和第2肋部62c与同样能够承担径向负载的轮辐相比，分量要轻。

如上述说明，在轮圈6a中，配置于轮辋60和轮毂61之间的圆盘62具有：板状部62a；第1肋部62b和第2肋部62c，其被设置于板状部62a的骨架1一侧(车轴的轴线方向的一侧)的面上且在延伸方向矢量中包含径向矢量。另外，在板状部62a上设置有第1槽62d以及第2槽62e，该位置是指与骨架1相反的一侧(车轴的轴线方向的另一侧)的面的第1肋部62b和第2肋部62c相对应的位置。

也即在轮圈6a中，构成第1肋部62b和第2肋部62c的侧壁的部分在延伸方向矢量上包含径向矢量和轴线方向矢量。

因此，在此圆盘62中，将以往在轮圈中由轮辐所负担的径向的负载转换到由该侧壁负担。即，将以往仅由轮辐负担的负载的一部分让圆盘62负担。

因此，即使省略了轮辐，也能够实现作为轮辋6a整体的足够的刚性。另外，由于省略了轮辐，所以制造成本大幅度地被降低。

此外，在轮椅W中，后轮6被安装成其上方朝向骨架1侧倾斜。即，在轮椅W中，在骨架1侧的圆盘62上承受的负载比与骨架1相反的一侧的盖63上承受的负载大。这是因为通过将圆盘62配置在骨架1一侧，让刚性比盖63更高的圆盘62来负担负载，能够防止轮圈6a的寿命减少。

但是，轮圈6a不仅限于这样的构成。例如，如图7所示的第1变形例，也可以采用2枚圆盘62相对向地构成的方式来替代1枚圆盘62和1枚盖63。

以上，对图示的实施方式进行了说明，但本发明不限于此种实施方式。

例如，在上述实施方式中，将本发明中的轮圈6a适用于轮椅W。但是，本发明的轮圈不仅适用于轮椅，也能够适用于自行车等其他交通工具的车轮。

另外，在上述实施方式中，轮圈6a上没有设置轮辐。但是，本发明的轮圈也可以设置成具备轮辐的构成。

另外，在上述的实施方式中，轮圈6a的与骨架1相反的一侧由盖63覆盖。但是，在本发明的轮圈中，也可以利用形成有肋部和槽的圆盘取代盖来覆盖轮圈的骨架的相反侧。并且，在这种情况下，也可以利用不形成有肋部和槽的盖取代圆盘来覆盖轮圈的骨架侧。

另外，在上述实施方式中，如图5所示，将第1肋部62b全部设置为同样的长度。但是，本发明的轮圈的构成不仅限于此构成。例如，如图8所示的第2变形例，也可以更改第1肋部62b中至少1根(在第2变形例中是半数的第1肋部62b)的规定的第1肋部62b的长度，使得其顶端部位于比中央部更靠近周缘部的位置。

通过这种方式构成时，能够减轻在配置有轮毂61的区域周边集中的应力。其结果，能够防止在该部分发生弯曲等问题。

Claims (9)

1.一种轮圈，其特征在于，具备：

环状的轮辋，其外侧套装有轮胎；

轮毂，其被配置于所述轮辋的中央部并与车轴相结合；以及

圆盘，其周缘部上安装有所述轮辋，并且覆盖所述轮辋和所述轮毂之间的部分，

所述圆盘具有板状部和肋部，该肋部被设置于所述板状部的所述车轴的轴线方向的一侧的面上，并且该肋部的延伸方向矢量上包含径向矢量，

所述板状部在所述车轴的轴向方向的另一侧的面上的与所述肋部对应的位置上设置有槽。

2.根据权利要求1所述的轮圈，其特征在于，

所述轮圈具备多根所述肋部，

多根所述肋部包括第1肋部以及与所述第1肋部相比偏置于所述圆盘的周缘部侧的第2肋部。

3.根据权利要求2所述的轮圈，其特征在于，

所述轮圈具备多根所述第1肋部，

所述第1肋部从所述圆盘的所述周缘部沿径向延伸至中央部，

所述第2肋部从所述圆盘的所述周缘部沿径向朝向所述中央部侧延伸，所述第2肋部比所述第1肋部短，并被设置于相邻的所述第1肋部之间。

4.根据权利要求1所述的轮圈，其特征在于，

所述轮圈具备多根所述肋部，所述肋部从所述圆盘的周缘部沿径向朝向中央部侧延伸，

多根所述肋部中的至少一根肋部的顶端部位于比中央部更靠近周缘部侧的位置。

5.根据权利要求1所述的轮圈，其特征在于，

肋部形成为朝向所述轮辋侧凸出。

6.根据权利要求5所述的轮圈，其特征在于，

所述肋部的高度在所述轮辋的宽度以下。

7.一种轮椅，其具备：骨架，其具有座位；车架，其向所述骨架的前方延伸设置；掌舵用的把手，其被设置于所述车架上；前轮，其被安装于所述车架的前端部；以及一对的后轮，其被安装于所述骨架的左右两侧；

所述轮椅的特征在于，

所述后轮由权利要求1所述的轮圈和套合在所述轮圈上的轮胎构成。

8.根据权利要求7所述的轮椅，其特征在于，

所述轮圈配置成所述圆盘在所述骨架侧。

9.根据权利要求7所述的轮椅，其特征在于，

所述轮椅具备手轮，其被固定在所述轮圈的与所述骨架侧相反的一侧，

所述轮圈具备：盖，其被配置于所述轮毂的所述车轴的另一侧，在所述盖的周缘部上安装有所述轮辋，所述盖覆盖所述轮辋和所述轮毂之间的区域；以及固定部件，其被固定于所述圆盘和所述盖之间，

所述手轮通过贯穿于所述手轮以及所述盖的螺钉而被固定于所述固定部件上。