JP6845977B2 - 車椅子 - Google Patents

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本発明は、車椅子に関する。
使用者の姿勢を変更する椅子として、例えば特許文献1に開示された椅子がある。この椅子においては、屈曲座版を前後へ移動させる上方レールを上方へ移動させ、さらに屈曲座版を前方へ移動させると、使用者が立位となる。また、この椅子においては、屈曲座板を後方へ移動させ、背もたれを後方に倒すと、使用者が臥位となる。
特開2016−159134号公報
特許文献1に開示された椅子においては、例えば、臥位の状態で上方レールが上方にあると、寝た状態のまま椅子からベッドへの移動を行うことができる。しかしながら、特許文献1に開示された椅子の場合、屈曲座板が後方へ移動し、背もたれが後方へ倒れた状態で上方レールが上方にあると、上方レールを指示する昇降棒が前方に位置し、体重を上方レールの前方側のみで支えることとなり、使用者が不安定な状態となってしまう。
本発明は、上述した背景の下になされたものであり、座席の形状を変化させても座席を安定な状態に保つ技術を提供することを目的とする。
本発明は、支柱と、前記支柱の長手方向に対して平行に移動し、座席を支持する可動支柱と、前記支柱の下端側を支持し、前後方向へ回転する可動フレームと、駆動輪及び前記可動フレームを回転可能に支持するベースフレームと、前記可動フレームを前後方向へ回転させる回転手段と、前記支柱の上端側の前後方向及び上下方向の位置を変更する変更手段と、を備え、前記座席は、背もたれ、及び座面を少なくとも含み、前記可動支柱を前記支柱の前記長手方向に対して平行に移動させる移動手段と、前記背もたれを支持し、前記可動支柱に連結される、第1フレームと、前記座面を支持し、前記第1フレームに連結される、第2フレームと、前記第1フレームと前記第2フレームとがなす角度を変更するシリンダと、を更に備え、前記変更手段、前記移動手段、及び前記シリンダは、前記座席により支えられる使用者の姿勢を、立位、臥位、及び座位のいずれの状態にも変化させるように、前記第1フレーム及び前記第2フレームの位置又は姿勢を変化させる車椅子を提供する。
本発明においては、前記駆動輪より後方に位置する後輪を有し、前記変更手段は、前記可動フレームの前方への回転に伴い、前記後輪の配置位置を前方へ移動させ、前記可動フレームの後方への回転に伴い、前記後輪の配置位置を後方へ移動させる構成としてもよい。
また、本発明においては、前記可動フレームの回転の中心は、前記駆動輪より前方に位置する構成としてもよい。
本発明によれば、座席の形状を変化させても座席を安定な状態に保つことができる。
本発明の一実施形態に係る車椅子1の側面図。 第1フレーム21〜第3フレーム23を外した状態を示した図。 第1フレーム21を上下方向へ移動させる構成を示した図。 第1フレーム21を上下方向へ移動させる動作を説明するための図。 第1フレーム21の傾きを変更する構成を示した図。 第1フレーム21の傾きを変更する構成を示した図。 第1フレーム21の傾きを変更する構成を示した図。 第1フレーム21の傾きを変更する構成を示した図。 車椅子1の側面図。 車椅子1の側面図。 車椅子1の側面図。 車椅子1の側面図。 車椅子1の側面図。 車椅子1の側面図。
[実施形態]
以下、本発明の一実施形態に係る車椅子1について図を参照しながら説明する。なお、図面においては、図面が煩雑になるのを防ぐため、説明に必要のない部品の図示を適宜省略している。また、図において、車椅子1を正面から見た右方向を+x、手前方向を+y、上方向を+zとする座標空間を用いて説明する。以下の図に示す座標記号のうち、内側が白い円の中に黒い円を描いた記号は、紙面奥側から手前側に向かう矢印を表している。空間においてx成分が増加する方向を+x方向(右方向)といい、x成分が減少する方向を−x方向(左方向)という。同様に、y、z成分についても、+y方向(前方向)、−y方向(後方向)、+z方向(上方向)、−z方向(下方向)を定義する。
図1は、本発明の一実施形態に係る車椅子1の側面図である。車椅子1は、電動車椅子であり、使用者が操作する操作ボックス(図示略)が設けられている。使用者が操作ボックスの操作子を操作すると、図示省略したマイクロコンピュータが各部を制御し、図示省略したモータの動力が一対の駆動輪10に伝達され、車椅子1は前進、後進、左右への旋回を行う。なお、車椅子1を旋回させるときは、左右の駆動輪10への回転量に差を持たせることにより旋回させる。また、車椅子1は、複数の電動シリンダを有しており、マイクロコンピュータが操作ボックスで行われた操作に応じて各電動シリンダを制御することにより、姿勢の変更を行う。
駆動輪10は、インホイールモータ方式の車輪であり、ホイール内に設けられたモータにより車輪が回転する。正面から見て左右一対のベースフレーム41は、駆動輪10に対して固定されたフレームであり、前キャスター11(前輪)が連結される。左右一対の可動フレーム42は、使用者の前後方向の位置を変更させるためのフレームである。可動フレーム42は、U字型の外周側の一部を後方側に突出させた形状であり、突出した凸部42Aの端部側は、後方側に曲がった形状となっている。可動フレーム42は、ベースフレーム41に設けられた回転軸を中心にして、側面側から見て時計回り及び反時計回りに回転する。左右一対のサブフレーム43は、後キャスター12(後輪)を支持するフレームである。サブフレーム43は、前後方向へ移動可能となっている。
左右一対に配置された前キャスター11は、車椅子1が転倒するのを防ぐための部品であり、駆動輪10より前方に位置する。左右一対に配置された後キャスター12は、車椅子1が転倒するのを防ぐための部品であり、駆動輪10より後方に位置する。後キャスター12は、サブフレーム43に連結されており、サブフレーム43の移動に伴って移動する。
左右一対の第1フレーム21は、背もたれ(図示略)を支持するフレームである。第1フレーム21は、上下方向へ移動可能となっている。左右一対の第2フレーム22は、座面(図示略)を支持するフレームであり、ピン1001によって第1フレーム21に連結されている。第2フレーム22は、図1においてピン1001を中心にして時計回り又は反時計回りに回転可能となっており、第1フレーム21とのなす角度を変更可能となっている。
左右一対の第3フレーム23は、下腿を支えるレッグサポートを支持するフレームである。第3フレーム23は、第2フレーム22とのなす角度を変更可能となっている。フットプレート24は、足底部が載せられる板状の部材であり、第3フレーム23に固定されている。ヘッドレスト25は、使用者の頭部を支える部品であり、前後方向に移動可能となっている。第1フレーム21〜第3フレーム23、背もたれ、座面、レッグサポートにより車椅子1の座席が構成される。
第1シリンダ31〜第7シリンダ37は、車椅子1の各部を駆動するための電動シリンダである。第1シリンダ31は、第1フレーム21を上下方向に移動させるための電動シリンダである。左右一対の第2シリンダ32は、第1フレーム21の傾きを変更するための電動シリンダである。左右一対の第3シリンダ33は、第1フレーム21の傾きの変更と、後キャスター12の前後方向の位置の変更を行うための電動シリンダである。第1フレーム21を上下方向へ移動させる構成、第1フレーム21の傾きを変更する構成及び後キャスター12の前後方向の位置を変更する構成については後述する。
左右一対の第4シリンダ34は、第1フレーム21と第2フレーム22とがなす角度を変更するための電動シリンダであり、第1フレーム21に連結されている。第4シリンダ34のロッド34Aは、リンク101に連結されており、リンク101は、第2フレーム22の後端に連結されたリンク102に連結されている。第4シリンダ34のロッド34Aを伸ばすと、リンク102が第4シリンダ34とは反対側へ移動し、リンク102に連結されている第2フレーム22の後端がピン1001を中心にして図1においては時計回りに移動する。第2フレーム22の後端がピン1001を中心にして移動すると、図1に示したように、第1フレーム21と第2フレーム22のなす角度が小さくなる。一方、第4シリンダ34のロッドを縮めると、リンク102が第4シリンダ34側へ移動し、リンク102に連結されている第2フレーム22の後端がピン1001を中心にして図1においては反時計回りに移動する。第2フレーム22の後端がピン1001を中心にして反時計回りに移動すると、第1フレーム21と第2フレーム22のなす角度が大きくなる。
左右一対の第5シリンダ35は、第2フレーム22と第3フレーム23とのなす角度を変更するための電動シリンダである。第5シリンダ35の端は、第2フレーム22に連結されており、第5シリンダ35のロッド35Aは、第3フレーム23に連結されている。第3フレーム23の一端は、第2フレームに対してピン1002を中心にして回転可能に連結されている。第5シリンダ35のロッド35Aを伸ばすと、第3フレーム23がピン1002を中心にして図1においては時計回りに回転し、第2フレーム22と第3フレーム23のなす角度が大きくなる。一方、第5シリンダ35のロッド35Aを縮めると、第3フレーム23がピン1002を中心にして図1においては反時計回りに回転し、第2フレーム22と第3フレーム23のなす角度が小さくなる。
第6シリンダ36は、ヘッドレスト25の前後方向の位置を変更するための電動シリンダである。第6シリンダ36のロッド36Aを伸ばすと、ヘッドレスト25が前方へ移動し、第6シリンダ36のロッド36Aを縮めると、ヘッドレスト25が後方へ移動する。
左右一対の第7シリンダ37は、サブフレーム43を所定の角度に保つための電動シリンダである。第7シリンダ37は、第9リンク59とサブフレーム43に連結されている。第7シリンダ37のロッドが伸びると、第9リンク59に連結されているサブフレーム43は、連結部分を中心にして回転し、下端側が後方側へ移動する。また、第7シリンダ37のロッドが縮むと、第9リンク59に連結されているサブフレーム43は、連結部分を中心にして回転し、下端側が前方側へ移動する。
図2は、車椅子1から第1フレーム21、第2フレーム22及び第3フレーム23を外した状態を示した図であり、図3は、第1フレーム21を上下方向に移動させる構成を示した図である。また、図4は、第1フレーム21を上下方向へ移動させるときの動作を説明するための図である。
図2、3に示したように、車椅子1は、支柱201と可動支柱202を有する。支柱201には、第1シリンダ31、第2シリンダ32及び第3シリンダ33が連結されており、これらのシリンダを支持する。可動支柱202は、支柱201の長手方向に対して平行に移動する部材であり、支柱201に取り付けられている。可動支柱202は、第1フレーム21が連結される連結部材103を有する。
第1リンク51は、弧状の形状であり、一端が支柱201の下端に連結されている。第2リンク52は、弧状の形状であり、一端が第1リンク51に連結され、他端が連結部材103に連結されている。また、第2リンク52は、中央部分が第1シリンダのロッド31Aに連結されている。第1リンク51は、支柱201に連結されている部分を中心にして、図3において時計回りと反時計回りに回転可能となっている。また、第2リンク52は、第1リンク51に連結されている部分を中心にして、図3において時計回りと反時計回りに回転可能となっている。第1リンク51、第2リンク52及び第1シリンダ31は、支柱201に対して可動支柱202を平行に移動させる移動手段の一例である。
第1シリンダ31のロッド31Aを縮めると、図4(a)に示したようにロッド31Aと第2リンク52の連結部分が下降し、第2リンク52に連結されている連結部材103も下降する。連結部材103が下降すると、連結部材103を有する可動支柱202は、支柱201に対して平行に移動して下方に移動する。第1シリンダ31のロッド31Aを伸ばすと、図4(b)に示したようにロッド31Aと第2リンク52の連結部分が上昇し、第2リンク52に連結されている連結部材103も上昇する。連結部材103が上昇すると、連結部材103を有し、第1フレーム21が連結されている可動支柱202が支柱201に対して平行に移動して上方に移動し、第1フレーム21が上方へ移動する。また、図4(b)の状態からさらにロッド31Aを伸ばすと、図4(c)に示したようにロッド31Aと第2リンク52の連結部分がさらに上昇し、第2リンク52に連結されている連結部材103も上昇する。連結部材103が上昇すると可動支柱202が支柱201に対して平行に移動してさらに上方に移動し、第1フレーム21が上方へ移動する。
図5A〜5Dは、第1フレームの傾きを変更する構成を説明するための図である。第3リンク53、第4リンク54、第5リンク55、第6リンク56、第7リンク57、第8リンク58及び第9リンク59は、支柱201の傾きを変更するための部材である。車椅子1は、第3リンク53〜第9リンク59を左右一対で有する。
第3リンク53は、弧状の形状であり、弧状の一端が第4リンク54に連結され、他端が第6リンク56に連結されている。また、第3リンク53は、第4リンク54に連結される端部に近い部分が弧状の外側に突出しており、この突出した部分が第2シリンダ32のロッド32Aに連結されている。第4リンク54は、弧状の形状であり、第3リンク53に連結されている側と反対側の端部が可動フレーム42の突出した凸部42Aの端部に連結されている。
第5リンク55は、弧状の形状であり、弧状の両端が支柱201に連結されている。また、第5リンク55は、一方の端部に近い部分が弧状の外側に突出しており、この突出した部分は、可動フレーム42の凸部42Aに連結されている。なお、凸部42Aにおいて第5リンク55が連結されている部分は、第4リンク54が連結されている部分より前側になっている。第6リンク56は、三角形を肉抜きした形状であり、2つの頂点の部分が支柱201に固定されている。また、第6リンク56は、支柱201に固定されていない頂点の部分が第3リンク53に連結されている。
第7リンク57は、弧状の形状であり、一端が第3シリンダ33のロッド33Aに連結されており、弧状の中央部分が支柱201に連結されている。第8リンク58は、真っ直ぐな形状で一端が第3シリンダ33の端部に連結されており、他端が第9リンク59に接続されている。第9リンク59は、所定の角度で曲がったリンクであり、一端が支柱201に連結され、曲がっている部分に第8リンク58が連結されている。また、第9リンク59において支柱201に連結されている側とは反対側の端部は、サブフレーム43に連結されている。
第3リンク53〜第9リンク59、第2シリンダ32及び第3シリンダ33は、可動フレーム42を前後方向へ回転させる回転手段の一例である。また、第7リンク57〜第9リンク59及び第3シリンダ33は、支柱201の上端側の前後方向及び上下方向の位置を変更する変更手段の一例である。また、第9リンク59は、前キャスター11と後キャスター12との間隔を変更する役割も担う。
図1に示したように使用者が座位となる状態においては、支柱201と可動フレーム42の状態は、図5Aの状態となっている。図5Aの状態においては、可動フレーム42が時計回りに回転して凸部42Aの先端部が駆動輪10より後方にある。この状態においては、凸部42Aに第5リンク55を介して連結されている支柱201が駆動輪10より後方に位置する。また、後キャスター12が後方に移動しており、前キャスター11と後キャスター12の間隔が広がっている。前後方向で見ると、前キャスター11と後キャスター12の間隔が広がっており、支柱201が駆動輪10と後キャスター12の間にあるため、第1フレーム21〜第3フレーム23及び可動支柱202からの荷重を受ける支柱201を安定して支持することができる。
なお、可動フレーム42は、図5Aにおける時計方向と反時計方向への回転を制限するための溝42Bと溝42Cを有し、ベースフレーム41は、可動フレーム42に連結し、可動フレームを回転させるためのピン41Aを有している。ベースフレーム41は、溝42Bに嵌るピン41Bと、溝42Cに嵌るピン41Cを有している。可動フレーム42は、ピン41Aを中心にして図5Aにおける時計方向と反時計方向(ピン41Aを中心にして前方と後方)へ回転する。可動フレーム42が回転した場合、ピン41Bが溝42Bの端部に接し、ピン41Cが溝42Cの端部に接することにより、可動フレーム42の回転が制限される。
図5Aに示した状態からロッド32Aを縮めると、第3リンク53が第2シリンダ32の方向に引っ張られる。第3リンク53が第2シリンダ32の方向へ引っ張られると、第3リンク53に連結されている第4リンク54が変位する。第4リンク54に連結されている可動フレーム42は、第4リンク54の変位に伴い、図5Aに示した状態から反時計方向へ回転する。
可動フレーム42が反時計方向へ回転すると、凸部42Aに連結されている第5リンク55も変位し、支柱201の下端側が前方側へ変位する。なお、支柱201の下端側が前方へ変位すると、支柱201に連結されている第9リンク59も前方へ変位する。第9リンク59が前方へ変位すると、サブフレーム43と、サブフレーム43に連結されている後キャスター12も前方へ変位する。第9リンク59が変位すると、サブフレーム43が地面に対して傾くため、ここで、マイクロコンピュータは、第7シリンダ37のロッドを伸ばし、サブフレーム43が地面に対して鉛直となるように第7シリンダ37を制御する。
また、ロッド32Aを縮めるのに伴い、ロッド33Aも縮める。ロッド33Aが縮むと、第7リンク57が下方へ変位する。第7リンク57が下方へ変位すると、第7リンク57に連結されている支柱201の上端側が下方へ下がる。このように、支柱201の下端側が前方へ移動し、上端側が下方へ変位すると、支柱201は、図5Aに示した状態からさらに後傾して図5Bに示した状態となり、側面から見ると、車椅子1は図6に示した状態となる。
この状態においては、第1フレーム21〜第3フレーム23及び可動支柱202からの荷重を支柱201が受け、支柱201からの荷重を可動フレーム42が受ける。可動フレーム42が受けた荷重は、ベースフレーム41を介して前キャスター11、後キャスター12及び駆動輪10に分散され、さらに、可動フレーム42より後方に後キャスター12が位置するため、第1フレーム21〜第3フレーム23を安定して支持することができる。
次に、図6に示した状態においてロッド34Aを縮めると、リンク102が第4シリンダ34側へ移動し、リンク102に連結されている第2フレーム22の後端がピン1001を中心にして図6において反時計回りに移動する。第2フレーム22の後端がピン1001を中心にして反時計回りに移動すると、第1フレーム21と第2フレーム22のなす角度が大きくなる。また、図6に示した状態においてロッド35Aを伸ばすと、第3フレーム23がピン1002を中心にして回転し、図7に示したように、第1フレーム21、第2フレーム22及び第3フレーム23が、平坦に近い状態となり、使用者は臥位の状態となる。
図7の状態からロッド32Aとロッド33Aを伸ばすと、第7リンク57が上方及び前方へ変位し、第9リンク59が後方へ変位する。第7リンク57が上方及び前方へ変位すると、第7リンク57に連結されている支柱201の上端側が上方へ上がる。また、第9リンク59が変位すると、サブフレーム43が地面に対して傾くため、ここで、マイクロコンピュータは、第7シリンダ37のロッドを縮め、サブフレーム43が地面に対して鉛直となるように第7シリンダ37を制御する。ここで第3リンク53〜第9リンク59の状態は、図5Cに示した状態となり、車椅子1は、図8に示した状態となる。
そしてさらにロッド33Aを伸ばすと、第7リンク57が上方及び前方へ変位し、第9リンク59が前方へ変位する。第7リンク57が上方及び前方へ変位すると、第7リンク57に連結されている支柱201の上端側がさらに上方へ上がる。また、第9リンク59が変位すると、サブフレーム43が地面に対して傾くため、ここで、マイクロコンピュータは、第7シリンダ37のロッドを伸ばし、サブフレーム43が地面に対して鉛直となるように第7シリンダ37を制御する。ここで第3リンク53〜第9リンク59の状態は、図5Dに示した状態となる。また、車椅子1は、図9に示した状態となり、使用者は立位の状態となる。
ここで車椅子1を前後方向で見ると、可動支柱202を介して第1フレーム21〜第3フレーム23の荷重を受ける支柱201が後キャスター12より前方にあるため、第1フレーム21〜第3フレーム23及び可動支柱202からの荷重を受ける支柱201を安定して支持することができる。
図9に示した状態でロッド34Aを伸ばすと、リンク102が第4シリンダ34とは反対側へ移動し、リンク102に連結されている第2フレーム22の後端がピン1001を中心にして図9においては時計回りに移動する。第2フレーム22の後端がピン1001を中心にして時計回りに移動すると、図10に示したように、第1フレーム21と第2フレーム22のなす角度が小さくなる。また、ロッド35Aを縮めると、図9において、第3フレーム23がピン1002を中心にして反時計回りに回転し、第2フレーム22と第3フレーム23のなす角度が小さくなり、車椅子1は図10に示した状態となって使用者は座位の状態になる。
図10に示した状態からロッド31Aを縮めると、可動支柱202が下方へ移動するのに伴って第1フレーム21〜第3フレーム23が下降し、車椅子1は図11に示した状態となる。前後方向で見ると、支柱201が前キャスター11と後キャスター12の間にあるため、第1フレーム21〜第3フレーム23及び可動支柱202からの荷重を受ける支柱201を安定して支持することができる。
図11に示した状態からロッド35Aを伸ばし、第2フレーム22が地面に平行となるようにロッド34Aを縮めると、第2フレーム22と第3フレーム23が平坦に近い状態となる。この状態で例えば、ベッドの横に移動し、第1シリンダ31を制御して座面の上下位置を調整すれば、車椅子1の座面からベッドへ容易に移動することができる。
なお、図5Aに示した状態からロッド32Aを伸ばすと共にロッド33Aを伸ばすと、可動フレーム42が前方に回転して支柱201の下端側が前方に移動すると共に支柱201の上端側も前方に移動し、支柱201の傾きを維持したまま支柱201を前方へ移動させることもできる。この状態においては、第9リンク59とサブフレーム43が前方へ変位し、サブフレーム43の変位に伴い、後キャスター12が前方へ移動して前キャスター11と後キャスター12の間隔が短くなるため、旋回するときの半径が小さくなる。なお、第9リンク59が変位すると、サブフレーム43が地面に対して傾くため、ここで、マイクロコンピュータは、第7シリンダ37のロッドを伸ばし、サブフレーム43が地面に対して鉛直となるように第7シリンダ37を制御する。
[変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。なお、上述した実施形態及び以下の変形例は、各々を組み合わせてもよい。
第3リンク53〜第9リンク59の形状は、図示した形状に限定されるものではなく、支柱201の傾きを変更できるのであれば、他の形状であってもよい。また、第1リンク51と第2リンク52の形状についても、図示した形状に限定されるものではなく、可動支柱202を移動させることができるのであれば、他の形状であってもよい。
1…車椅子、10…駆動輪、11…前キャスター、12…後キャスター、21…第1フレーム、22…第2フレーム、23…第3フレーム、31…第1シリンダ、32…第2シリンダ、33…第3シリンダ、34…第4シリンダ、35…第5シリンダ、36…第6シリンダ、41…ベースフレーム、42…可動フレーム、42A…凸部、43…サブフレーム、51…第1リンク、52…第2リンク、53…第3リンク、54…第4リンク、55…第5リンク、56…第6リンク、57…第7リンク、58…第8リンク、59…第9リンク、103…連結部材、201…支柱、202…可動支柱。

Claims (3)

  1. 支柱と、
    前記支柱の長手方向に対して平行に移動し、座席を支持する可動支柱と、
    前記支柱の下端側を支持し、前後方向へ回転する可動フレームと、
    駆動輪及び前記可動フレームを回転可能に支持するベースフレームと、
    前記可動フレームを前後方向へ回転させる回転手段と、
    前記支柱の上端側の前後方向及び上下方向の位置を変更する変更手段と、
    を備え、
    前記座席は、背もたれ、及び座面を少なくとも含み、
    前記可動支柱を前記支柱の前記長手方向に対して平行に移動させる移動手段と、
    前記背もたれを支持し、前記可動支柱に連結される、第1フレームと、
    前記座面を支持し、前記第1フレームに連結される、第2フレームと、
    前記第1フレームと前記第2フレームとがなす角度を変更するシリンダと、を更に備え、
    前記変更手段、前記移動手段、及び前記シリンダは、前記座席により支えられる使用者の姿勢を、立位、臥位、及び座位のいずれの状態にも変化させるように、前記第1フレーム及び前記第2フレームの位置又は姿勢を変化させる
    車椅子。
  2. 前記駆動輪より後方に位置する後輪を有し、
    前記変更手段は、
    前記可動フレームの前方への回転に伴い、前記後輪の配置位置を前方へ移動させ、前記可動フレームの後方への回転に伴い、前記後輪の配置位置を後方へ移動させる
    請求項1に記載の車椅子。
  3. 前記可動フレームの回転の中心は、前記駆動輪より前方に位置する
    請求項1又は2に記載の車椅子。
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