JP2003192257A - 階段昇降機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 椅子の角度制御を合理的に行う。 【解決手段】 ガイドレール２を、傾斜角度変化のない
区間Ａ―Ａ’、Ｂ―Ｂ’、Ｃ―Ｃ’、Ｄ―Ｄ’、Ｅ―
Ｅ’と、傾斜角度変化のある区間Ａ’―Ｂ、Ｂ’―Ｃ、
Ｃ’―Ｄ、Ｄ’―Ｅとに分け、椅子８に内蔵された制御
機器１１により、傾斜角度変化のない前記各区間Ａ―
Ａ’、Ｂ―Ｂ’、Ｃ―Ｃ’、Ｄ―Ｄ’、Ｅ―Ｅ’では、
椅子８を適正角度でロックした状態で昇降動作させ、傾
斜角度変化のある区間Ａ’―Ｂ、Ｂ’―Ｃ、Ｃ’―Ｄ、
Ｄ’―Ｅは、椅子８に取り付けられている角度センサの
値が水平になるよう、椅子８の角度を姿勢制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、傾斜角度が変化す
る軌道に沿って昇降移動し、軌道の傾斜角度に応じて椅
子を適正な角度に姿勢制御する階段昇降機に関する。

【０００２】

【従来の技術】階段は、一気に駆け登ったり駆け降りた
りしやすい一直線の梯子状ばかりでなく、途中に踊り場
を有する折れ曲がり状のものや、曲がりくねった螺旋状
など多彩であるので、その階段に沿って設置され階段昇
降機の軌道も千差万別である。そのため従来において
は、例えば特開平５−１１６８６８号公報に記載の如
く、台車に軌道の角度を検出する角度センサを取り付
け、その角度センサの検出角度データに基づいて椅子と
台車との相対角度を制御したり、特表平９−５０７２０
１号公報に記載の如く、予め軌道の角度変化データとそ
の角度データに応じた椅子の姿勢制御角度とを記憶させ
ておき、位置情報と前記データとに基づいたプログラム
に従って椅子の角度を制御するものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】姿勢制御可能に取り付
けられた椅子は、回動方向に対し、減速機等を介して連
結されているモータ等で支えられているだけなので、動
力源の動作によって椅子の角度を素早く変更させやすい
反面、動力源が動作していない状態では、椅子を無理に
回動させることで逆に動力源を動かすこともできてしま
う。そのため、例えば傾斜が変化しない区間において、
椅子の角度は変化しないと安心していても、移動中に体
をよじるなどして重心位置が変化すると、偏荷重により
椅子の角度が変わってしまう。椅子の角度が変われば、
適正な角度に戻そうと姿勢制御が働くので、ゆれによっ
て安定性が損なわれることがある。しかも前者の階段昇
降機は、軌道の傾斜角度に基づいて椅子の角度を姿勢制
御しているので、椅子の角度が適正であるかのホローが
されず信頼性に乏しい。一方後者の階段昇降機は、予め
記憶させた軌道傾斜変化データと位置情報とに基づいて
実行されるため、位置情報と実際の軌道傾斜角度のデー
タとがぴったりと一致していることが必須であって、経
年変化により軌道の角度が狂ったりすれば、各データの
記録やプログラミングをし直す必要がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は椅子の安定性が
良く、快適な乗り心地を提供する階段昇降機であって、
その構成は、軌道の全区間を傾斜角度変化のある区間と
傾斜角度変化のない区間とに分類し、傾斜角度変化のあ
る区間では傾斜に応じて椅子を適正な角度に姿勢制御し
ながら昇降動作させ、傾斜角度変化のない区間では姿勢
制御を解除して、椅子を適正角度でロックさせたまま昇
降動作させることにある。そして前記階段昇降機は、昇
降動作用の駆動源にエンコーダを取り付け、そのエンコ
ーダのカウントデータに基づいて昇降移動中の位置を認
識したり、姿勢制御を、椅子に取り付けた角度センサの
検出角度データに基づいて実行したり、椅子に取り付け
た角度センサの検出角度データに基づいて推測される姿
勢制御角度と、椅子に取り付けたセンサの検出角度デー
タに基づいて実行された姿勢制御角度とを比較するか、
台車に角度センサを取り付け、その角度センサの検出角
度データに基づいて推測される姿勢制御角度と椅子に取
り付けたセンサの検出角度データに基づいて姿勢制御さ
れた角度とを比較し、その差が所定値を超えたら昇降動
作を中止させたり、台車に取り付けた角度センサによっ
てスキャンした軌道の角度変化に基づき、角度変化のあ
る区間と傾斜角度変化のない区間とに分類したり、傾斜
角度変化のある区間では、速度制御を実行するなどでき
る。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明に係る階段昇降機の一実施
例を図面に基づいて説明する。図１は階段昇降機の設置
例を示したもので、１は途中に踊り場１ａを有し、その
踊り場１ａにて略直角に方向を変え、二段階に分けて昇
り降りする階段であって、この階段１の脇には、階段１
に沿って軌道として手すり状のガイドレール２が付設さ
れている。ガイドレール２は断面がＩ字状で、水平上部
の裏面にはラック２ａが長手方向に沿って固着されてい
る。３は台車であり、この台車３は、図２に示すよう
に、前記ガイドレール２の水平上部を上側２個と下側１
個のローラ４ａ.４ａ.４ｂ及び下側１個のピニオン４ｃ
とで挟み、ピニオン４ｃを前記ラック２ａに噛み合わせ
たキャリッジ４によって、ガイドレール２から外れない
よう組み付けられている。

【０００６】台車３には、角度センサ５と昇降動作用の
駆動源である昇降用モータ６とが組み込まれ、角度セン
サ５により台車３の傾斜角度が検知可能になっていると
共に、チェーン７及びスプロケット７ａ.７ａを介して
前記昇降用モータ６の回転をピニオン４ｃに伝達し、昇
降用モータ６を正転、逆転動作することによって、ガイ
ドレール２に沿って昇降移動可能となっている。そして
前記昇降用モータ６には、台車の位置検出用として、回
転に同期したパルスを出力するエンコーダ６ａが取り付
けられている。

【０００７】又台車３には、背もたれ８ａ、座部８ｂ、
フットレスト８ｃ及びアームレスト８ｄを備え、載置台
を兼ねた椅子８が、台車３の側面に対して背中合わせ、
且つその背面に直交した水平軸を支点として回動可能に
装備されており、椅子８には、角度調整用モータ９と、
角度センサ１０及び制御機器１１とが組み込まれると共
に、リモートコントロール式の操作スイッチ（図示せ
ず）が付設されている。そして前記角度調整用モータ９
にも、回転に同期したパルスを出力するエンコーダ９ａ
が取り付けられている。

【０００８】又、台車３と椅子８との相互間には、前記
水平軸と同軸で、台車３に固定された大歯車１２と、角
度調整用モータ９の回動軸に取り付けられた小歯車１３
とを噛合せしめ、角度調整用モータ９を正転、逆転する
ことで、台車３に対する椅子８の角度を変更する角度調
整機構が設けられている。

【０００９】前記制御機器１１には、操作スイッチの上
昇又は下降ボタンを押すことにより、昇降用モータを正
転或いは逆転させて台車を昇降動作する運転機能と、椅
子に内蔵された角度センサの検出角度データに基づき、
角度調整用モータを駆動して椅子が適正な角度となるよ
う調整する角度調整機能に加え、ガイドレールの傾斜角
度変化がある区間と傾斜角度変化のない区間との境や、
いずれの区間に位置しているかを確認しながら昇降移動
中の位置を認識し、傾斜角度変化のある区間では角度調
整機能を有効にし、傾斜角度変化のない区間では角度調
整機能を解除して、椅子を適正角度でロックさせる姿勢
制御機能が含まれている。

【００１０】又実施例の制御機器には、台車にも角度セ
ンサが設けられているので、その角度センサを利用して
ガイドレールの全区間をスキャンし、傾斜角度が変化す
る区間と傾斜角度が変化しない区間とを見分ける機能
や、制御角度に所定値以上の差があると緊急停止させる
機能、更には、角度変化のある区間では、低速運転に切
り換える速度制御機能も備えている。

【００１１】このように形成された階段昇降機の具体的
な姿勢制御例を説明する。先ず初期設定の段階で、台車
を一往復させることにより、台車に内蔵した角度センサ
によってガイドレールの傾斜角度を全域に亘ってスキャ
ンし、手動或いは自動にて、傾斜角度が変化する区間と
傾斜角度が変化しない区間とを見分けて区間を決定し、
それら傾斜角度が変化しない区間Ａ―Ａ’、Ｂ―Ｂ’、
Ｃ―Ｃ’、Ｄ―Ｄ’、Ｅ―Ｅ’と傾斜角度が変化する区
間Ａ’―Ｂ、Ｂ’―Ｃ、Ｃ’―Ｄ、Ｄ’―Ｅとの境とな
る各ポイントＡ．Ａ’．Ｂ．Ｂ’．Ｃ．Ｃ’．Ｄ．
Ｄ’．Ｅ．Ｅ’．Ｅを、エンコーダのカウント数に置き
換えて制御機器に記憶させる。この初期設定で、台車は
わざわざ一往復させなくても一方向のみで足りるが、一
往復させることで、往きと帰りのデータに違いがない
か、出発時の位置と到着時の位置におけるパルスのカウ
ント数が夫々対応しているか等の確認ができる。

【００１２】初期設定が完了すれば、図４のフローチャ
ートで示されるプログラムに従って姿勢制御が可能とな
る。操作スイッチの上昇或いは下降ボタンが押される
と、前回の昇降動作で最後に停止した位置データから、
現位置（昇降移動中の位置）を割り出し、ステップＳ１
でその位置が、傾斜角度変化のある区間と傾斜角度変化
のない区間とのいずれに属するかを判別する。前記位置
データは、昇降用モータに取り付けられているエンコー
ダのカウントデータから求めることができる。傾斜角度
変化のある区間に位置すると判断されれば、ステップＳ
２で姿勢制御を有効にし、角度制御動作を実行する。傾
斜角度変化のない区間に位置すると判断されれば、ステ
ップＳ３にて姿勢制御機能が無効になるよう姿勢制御を
解除し、角度調整用モータに付属のブレーキを有効にす
ることで、椅子をその傾斜に適応した角度のままロック
する。以後、この動作を台車が停止するまで繰り返え
し、ステップＳ４にて、停止ボタンが押されるとか、終
点に到達するなどして台車が停止したことを確認した
ら、ステップ５にて姿勢制御も停止され、椅子はその角
度でロックされる。

【００１３】又、この階段昇降機は、昇降動作中、角度
調整用モータに取り付けられているエンコーダからのパ
ルスをカウントして台車と椅子との相対角度を検知する
と共に、その角度と、台車に取り付けた角度センサの値
に基づいて予想される台車と椅子との相対角度との差が
一定値を越えたら緊急停止させるようになっている。そ
のため安全面での信頼性が高く、角度変化のある区間で
は、低速運転に切り換えるため、乗り心地が良い。尚、
本発明は傾斜角度変化のある区間と傾斜角度変化のない
区間のみに分類しているが、更にカーブした区間の情報
を追加し、カーブしている区間においては、傾斜角度が
変化しなくとも速度制御を実行することが望ましい。こ
のカーブしている区間においては、曲率半径が大きく、
大廻りすることによって遠心力の影響が大きい箇所では
低速制御し、曲率半径が小さく、台車はほとんど移動し
ないで単に方向転換するような箇所では逆に高速制御す
ることがある。

【００１４】又、緊急停止は、椅子に取り付けた角度セ
ンサの検出角度データに基づいて推測される姿勢制御角
度と、椅子に取り付けたセンサの検出角度データに基づ
いて実行された姿勢制御角度とを比較し、その差が一定
値を越えた場合に実行可能とすることができる。その方
法としてはいろいろあるが、例えば、椅子に取り付けた
角度センサの値を０とするのに必要な調整角度を推測
（算出）し、その調整角度に相当する分を角度調整用モ
ータで制御する一方、実際に制御された椅子に取り付け
られている角度センサの値が０に対して何度ずれている
かを確認する方法が一般的であろう。

【００１５】このように形成された階段昇降機は、傾斜
角度変化のある箇所では角度制御機能により椅子の角度
が適正に保たれ、傾斜角度変化のない区間では椅子を角
度変化しないようにロックするので、椅子に偏荷重が加
わっても椅子の角度は変わらず、安定した昇降動作を提
供することができる。

【００１６】尚、椅子は、実施例のように置き台と兼用
タイプとする以外に、椅子専用であったり、椅子の機能
を省略した置き台専用のタイプも含むものとし、椅子の
ロックは、モータのブレーキを利用するばかりでなく、
角度調整機構を構成している歯車の回転を拘束するな
ど、適宜変更できる。又軌道も、手すり状に設けた断面
Ｉ型のレール以外に、壁面に固定した断面コ字状のレー
ルやパイプなども好適利用できる。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、軌道の大半を占める傾
斜角度が変化しない区間では、角度制御を解除すると共
に、椅子を適正角度でロックするので、昇降動作中に椅
子に偏荷重が加わっても適正な角度が維持される。又、
区間の境を台車に取り付けたエンコーダのカウントデー
タに基づいて昇降移動中の位置を認識させれば、角度変
化のある区間と角度変化のない区間との境毎に、台車の
通過を検知するスイッチを配置することは不要となる。

【００１８】そして姿勢制御の対象となる椅子に取り付
けた角度センサの検出角度に基づいて姿勢制御すれば、
椅子の水平制御の精度が高く誤差を生ずることもない。
加えて、椅子に取り付けた角度センサの検出角度データ
に基づいて推測される姿勢制御角度と、椅子に取り付け
たセンサの検出角度データに基づいて実行された姿勢制
御角度とを比較するか、台車に角度センサを取り付け、
その角度センサの検出角度データに基づいて推測される
姿勢制御角度と椅子に取り付けたセンサの検出角度デー
タに基づいて姿勢制御された角度とを比較し、その差が
所定値を超えたら昇降動作を中止させるようにすれば、
センサに故障があった場合でも安心できる。更に、台車
に取り付けた角度センサによってスキャンした軌道の角
度変化に基づき、傾斜角度変化のある区間と傾斜角度変
化のない区間との分類を行えば、実際に軌道に最適な姿
勢制御を実現できるし、傾斜角度変化のある区間では低
速運転に切り換えるなどの速度制御を実行すれば、乗り
心地が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】階段昇降機の設置例を示した説明図である。

【図２】実施例の階段段昇降機を示した説明図である。

【図３】椅子の姿勢角度変化を示した説明図である。

【図４】姿勢制御例を示すフローチャート図である。

【符号の説明】

１・・階段、１ａ・・踊り場、２・・ガイドレール、２
a・・ラック、３・・台車、４・・キャリッジ、４ａ・
・（上側）ローラ、４ｂ・・（下側）ローラ、４ｃ・・
ピニオン、５・・角度センサ、６・・昇降用モータ、６
ａ・・エンコーダ、７・・チェーン、７ａ・・スプロケ
ット、８・・椅子、８ａ・・背もたれ、９・・角度調整
用モータ、９ａ・・エンコーダ、１０・・角度センサ、
１１・・制御機器、１２・・大歯車、１３・・小歯車。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 階段に付設された軌道に沿って昇降移動
   し、軌道の傾斜角度に応じて椅子を適正な角度に姿勢制
   御する階段昇降機にあって、軌道の全区間を傾斜角度変
   化のある区間と傾斜角度変化のない区間とに分類し、傾
   斜角度変化のある区間では傾斜に応じて椅子を適正な角
   度に姿勢制御しながら昇降動作させ、傾斜角度変化のな
   い区間では姿勢制御を解除して、椅子を適正角度でロッ
   クさせたまま昇降動作させる階段昇降機。
2. 【請求項２】 昇降動作用の駆動源にエンコーダを取り
   付け、そのエンコーダのカウントデータに基づいて昇降
   移動中の位置を認識する請求項１に記載の階段昇降機。
3. 【請求項３】 姿勢制御を、椅子に取り付けた角度セン
   サの検出角度データに基づいて実行する請求項１又は２
   に記載の階段昇降機。
4. 【請求項４】 椅子に取り付けた角度センサの検出角度
   データに基づいて推測される姿勢制御角度と、椅子に取
   り付けたセンサの検出角度データに基づいて実行された
   姿勢制御角度とを比較し、その差が所定値を超えたら昇
   降動作を中止させる請求項１乃至３のいずれかに記載の
   階段昇降機。
5. 【請求項５】 台車に角度センサを取り付け、その角度
   センサの検出角度データに基づいて推測される姿勢制御
   角度と椅子に取り付けたセンサの検出角度データに基づ
   いて姿勢制御された角度とを比較し、その差が所定値を
   超えたら昇降動作を中止させる請求項１乃至３のいずれ
   かに記載の階段昇降機。
6. 【請求項６】 台車に取り付けた角度センサによってス
   キャンした軌道の角度変化に基づき、傾斜角度変化のあ
   る区間と傾斜角度変化のない区間とに分類する請求項１
   乃至５のいずれかに記載の階段昇降機。
7. 【請求項７】 角度変化のある区間では、速度制御を実
   行する請求項１乃至６のいずれかに記載の階段昇降機。