JP2006193159A - 階段昇降車両 - Google Patents

Abstract

【課題】前進及び後進走行、平地や不整地、段差や種々の階段をも昇降できること。
【解決手段】４つのクローラ車輪を有する階段昇降車両である。クローラ車輪2, 3は側面視略逆三角形形状を有し、クローラ6の周回面から外向きに複数の昇降用突起7を有する。昇降用突起はクローラの周回軌道に沿って自由に移動できる。隣接する夫々の昇降用突起は相互にバネにより連結されている。車輪の鉛直軸4は上下に伸縮自在で、車体フレームを常に水平に維持できる。車輪の適宜位置には段差検知板37等を設け、この検知動作等により昇降用突起が駆動手段と連結されて階段を昇降できる。昇降用突起の先端部の球状ローラ7tは、適宜その回転がロック又はアンロックされる。後方クローラ車輪3は水平方向にそれぞれ独自に旋回する。本体フレームに設けられた搭乗者シートは上下移動可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は、前向き又は後ろ向きの何れの方向においても、平地、不整地は勿論のこと段差や各種階段を昇降することができる階段昇降車両に関するものである。

従来の階段昇降車両としては、下記特許文献に記載されたものが存する。
これら従来の階段昇降車両においては、車両の両側にそれぞれ１つのクローラ又はキャタピラが設けられ、このキャタピラ内に変形四角形のキャタピラが配備されたもの、車輪付きの４つの回転アームを有するもの、長尺な４輪クローラを利用したもの、可変ピッチ機構を有するクローラ型のもの等各種のものが存在する。

そして、これら従来の階段昇降可能な車両においては、それぞれ一長一短があり、とりわけあらゆる路面の状況に応じ、平地、不整地であれ、段差や階段であれ、前進したり、後進したり、また、方向変更又は転回できるような、より適切に走行できるものが要請されている。
実開平７−７６２７号公報 特開２００２−２６４８５６号公報 特開２００２−２８４０４９号公報 特開平７−２２３５６２号公報

本発明においては、従来のものよりも増して、様々な路面状況に対応でき、前進であっても後進であっても、平地や不整地は勿論のこと、段差や様々なタイプの階段をも昇降できる階段昇降車両の提供をその目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の第１のものは、本体フレームに搭乗者シートと、クローラ作動用のコントローラと、少なくとも４個のクローラ車輪が両側の前後にそれぞれ２個ずつ設けられた階段昇降車両において、それぞれのクローラ車輪は、側面視略逆三角形形状を有し、クローラの周回面から外向きに複数の昇降用突起を有し、本体フレームに鉛直軸を介して固定されており、前記の昇降用突起は、その基端部側でクローラの周回軌道に沿って設けられたガイドレールに支持され、そのガイドレールを自由に移動することができ、隣り合うそれぞれの昇降用突起は相互にバネ等の弾性体により連結されて、それらの間隔を自在に変更することができ、前記の鉛直軸は上下に伸縮自在に形成されており、クローラ車輪の何れかが段差等を昇降する際にその高さ位置を変更するのに応じて、車体の水平度を検知する検知手段によりその他の１又は２以上の鉛直軸を伸縮することにより車体フレームを常に水平に維持することが可能に形成され、クローラを駆動するチェーン等の駆動手段は、前記昇降用突起の駆動をも行うことができ、クローラ車輪の適宜位置には、段差検知板等の検知手段を設け、この検知手段が階段等の段差等を検知する検知動作等により昇降用突起が駆動手段と連結されることによってその位置が固定され、駆動手段の駆動力が昇降用突起に作用して段差等を昇降することが可能となることを特徴とする階段昇降車両である。

本発明の第２のものは、上記第１の発明において、昇降用突起の先端部には球状ローラ等の回転体が設けられ、車両の平地走行時又は階段昇降時等において、適宜その回転がロック又はアンロックされるロック手段を設けたことを特徴とする階段昇降車両である。
本発明の第３のものは、上記第１又は第２の発明において、後方クローラ車輪を支持する両側の鉛直軸の前方にそれぞれ旋回軸を設け、両側後方のクローラ車輪が水平方向にそれぞれ独自に旋回するように構成したことを特徴とする階段昇降車両である。
本発明の第４のものは、上記第１乃至第３の発明において、本体フレームに設けられた搭乗者シートが本体フレームに上下方向に設けられたガイドレールに沿って上下移動可能に形成されたことを特徴とする階段昇降車両である。

本発明の第１のものにおいては、平らな路面を走行する場合には、チェーン等の駆動手段によってクローラ車輪のクローラを周回させることにより、クローラによって滑らかに走行することができる。このときに昇降用突起は、駆動チェーン等の駆動手段と連結しておらず、ガイドレールに沿って自由に移動できる状態となっている（以下、「フローティング状態」という。）。
また、階段等を前向きに上る場合には、側面視略逆三角形を有する前方クローラ車輪の前側に設けられた段差検知板が段差の角部に当接して段差を検知するのであるが、検知直前には昇降用突起の１つが階段の第１ステップの上面に接した状態となり、その下側に位置する昇降用突起との間隔が延長し（突起はフローティング状態のため）、そのままクローラ車両が前進することにより段差検知板が階段の第１ステップの角部に当接し、丁度、隣り合う昇降用突起が階段の角部を挟むような状態となって段差検知板が角部によって押し込まれる状態となる。

この段差検知板が押し込まれた状態で段差が検知され、同時に昇降用突起がチェーン等の駆動手段と連結し、その位置が固定され、駆動手段の駆動力が昇降用突起に伝達されて、昇降用突起がそのまま下方に押し下げられる。これによりクローラ車輪が上方に移行して階段の第１ステップの上方に乗り上げることができる。
この前方クローラ車輪が階段の第１ステップに乗り上げる過程で、車両（搭乗者）が斜めに傾かないように、車体フレームの水平度の検知手段により例えばサーボモータ等の駆動手段が作動して、両後方クローラ車両の鉛直軸が上方に延長する。こうして搭乗者シートを水平のままにして順次階段を上って行くことが出来る。

次に、階段を下りる場合は、先ず平地を前輪クローラにて前方方向への走行を行っており、この際は昇降用突起はフローティング状態にある。そして、下りの階段に差し掛かると、段差検知板がその下り階段の第１の角部（平地と最初の階段との角部）に当接して段差を検知することにより昇降用突起がチェーン等の駆動手段と連結し、そのフローティングがロックされて駆動手段の駆動が伝達される状態となる。即ち、昇降用突起が固定されて先ず平地の上面に当接して下り階段の第１の角部に引っかかる状態となって、順次階段を下って行くことができる。

また、平地走行時における車両の方向変更や転回に際しては、通常は前方の２輪のクローラ車輪によって走行できるのであるが、その前方２輪のクローラ車輪のクローラの回転スピードを異ならせることによって方向変更等を行うことが出来る。
この方向変更等は、搭乗者シートの周辺適宜位置に設けられているコントローラの回動操作によって行うことができ、このコントローラ回動操作によって自動的に左右のクローラの回転スピードを異ならせることによって行うことができる。
車両を後方に進行させる場合も、やはりコントローラの切り替え操作によって作動させることができ、前進とは全く逆に、クローラを逆回転させることによって後進させ、或は段差等を昇降させることができる。

本発明の第２のものにおいては、昇降用突起部の先端部に球状ローラ等の回転体が設けられており、平地をクローラで走行している際は、この回転体が自由に回転するために、クローラ走行に際して何ら問題なく滑らかに走行することができ、他方、階段を昇降する際には、この回転体の回転がロックされるために、階段のステップ上面で回転体が回転することなく、即ち滑ってしまうことがなくなり、良好に階段を昇降することができる。
更に、例えば平地前進走行に際し、前方クローラ車輪をクローラ走行とし、後方クローラ車輪の昇降用突起を車輪の下側に回り込ませ、昇降用突起の先端の回転体を自由に回転させることによって、前方クローラ車輪のクローラ駆動のみによって前進走行できる。

本発明の第３のものにおいては、平地の場合には通常は前方クローラ車輪のみで走行できるのであるが、この前方クローラ車輪の左右のクローラの回転スピードを変えることにより車両の方向を自由に変更することができ、この場合に、後方クローラ車輪をそれぞれ水平方向に旋回させることができるために、車両の方向転換をより円滑にすることができる。また、このように後方クローラ車輪が旋回できることにより、狭い通路の曲がり角や螺旋階段等をも良好に走行又は昇降することが可能となる。勿論、螺旋階段以外に略９０度に曲がった通路や階段、１８０度曲がった通路や階段をも良好に進行又は昇降することが可能となる。

本発明の第４のものにおいては、搭乗者シートが本体フレームで上下に移行できるために、階段を前進下降する際には前方クローラ車輪の鉛直軸が伸張して車輪が下方に移行し、搭乗者の目線が高位置となるが、搭乗者シートを下方位置に移行させることによって目線を下げ、搭乗者の不安感を払拭させることができる。

以下、添付の図面と共に本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の階段昇降車両に係る一実施形態の要部分解概念図である。
本体フレーム５は、前方が開放された平面視略コ字形状を有しており、この本体フレーム５の中央空間部に搭乗者シートが上下方向摺動可能に設置される。
本体フレーム５の後方両側には旋回軸１２、１２が設けられ、これらの旋回軸１２、１２を介して後方フレーム５ｂ、５ｂが水平方向に旋回自在に設けられている。

本体フレーム５の両側には、鉛直軸４を介して前方クローラ車輪２がそれぞれ設けられ、 後方フレーム５ｂの両側にも、同様に鉛直軸４を介して後方クローラ車輪３がそれぞれ設けられている。図では左前方クローラ車輪と鉛直軸の図示は省略している。
鉛直軸４は、水平度を検知する検知手段の指令に基き、それぞれ独立に上下方向に伸縮可能である。
前方及び後方クローラ車輪２、３の各々において、周回面から外側方向に突出するように複数設けられているのが昇降用突起７、７・・・である。
図示はしていなが、車両の操作を行うコントローラは、搭乗者シートの傍に設けられている。

図２は、上記実施形態に係る車両の全体側面説明図であり、平地走行及び階段を上昇する状態を説明するものである。
平地前進走行時は、先ず搭乗者１がコントローラ（図示省略）を前進位置に設定操作する。これにより、前方クローラ車輪２は、昇降用突起７がフローティング状態となって、クローラ６の前方回転のみによって前進走行する。前方クローラ車輪２のクローラ６はゴムベルトから形成され、そのトレッドは平地を滑らかに走行できる様に形成されている。後方クローラ車輪３のクローラ６も同様である。

他方、後方クローラ車輪３は、コントローラが前進位置に設定操作されると、スタート時のみ 、後に説明するが揺動プレートシリンダで揺動プレートを引上げ、クローラ６が接地している部分６ｅの前方及び後方に逃げた状態（間隔が広がった状態）にある昇降用突起７の、先端のローラーケースを押出す力を弱めることで、相互を連結する連結用バネの引張り力によりローラーケースを押し込み、クラッチを入れる。この状態でクローラを回転させて昇降用突起７を駆動し、接地検知板４１（後に説明する。）の下側に回り込ませ、その後駆動停止して、昇降用突起７の先端の球状ローラ（回転体）７ｔのフリー回転により、前方クローラ車輪２の動作に追従して前方に進行することができる。
尚、前方及び後方クローラ車輪の全てのクローラを回転させて４輪駆動により走行させることも可能である。

平地後進走行時は、上記の実施形態と同じ状態で、コントローラの後進位置への設定操作により、前方クローラ車輪２のクローラの回転を逆にすればよい。
或は、コントローラを後進位置に設定操作することにより、後方クローラ車輪３の昇降用突起７をフローティング状態とし、クローラ６の後方回転のみによって後進走行させることもできる。その際の前方クローラ車輪２の状態は、上記前進走行時の後方クローラ車輪と同一にすることによって後進走行することも可能である。

前方方向変更又は方向転換の場合には、左右の前方クローラ車輪２、２のクローラ６、６の回転スピードをそれぞれ異ならせればよく、搭乗者がコントローラを適宜角度回動させることによって自動的に左右のクローラの回転速度を変更させ、方向変更又は転換させることができる。
この際に、後方クローラ車輪においては、昇降用突起の先端の球状ローラ７ｔがフリーとなって自由に回転するために、何ら問題なく方向変更等することができる。

この場合に、後方フレーム５ｂ、５ｂを適宜角度旋回させるように設定することが好ましい。
即ち、前方クローラ車輪２の旋回角度に応じて、後方クローラ車輪３をサーボモータによって旋回駆動させることにより、狭い通路のコーナー部であっても、良好に方向変更することができる。
他方、後進方向変更又は方向転換の場合も、上記と逆に設定して行うことが出来る。
次に、直線状の階段を上昇する場合を以下に説明する。
まず、上記のように前方クローラ車輪２によって平地前進走行を行い、登り階段に直面する。この状態で、昇降用突起７はフローティング状態である。この時に後方クローラ車輪３，３は、昇降用突起７の先端の球状ローラ７ｔが自由回転している。

昇降用突起７が階段の第１ステップの上面に当接する。すると昇降用突起７は、その位置で停止したままとなる。
更に、車両が前進すると、段差検知板（後に説明する。）としての第１段差検知板３７が階段の第１ステップの角部１８に当接する。第１段差検知板３７は、クローラ車輪側板の前方及び後方の斜辺部に出没自在に設けられているために、第１ステップの角部１８と当接することにより、それが押し込まれる。
第１段差検知板３７が押し込まれると、これに連動して昇降用突起７もクローラ車輪２の中心部に向かって押し込まれ、これによりクラッチが入り、昇降用突起７が駆動チェーンと連結して、そのフローティング状態がロックされ、駆動チェーンの周回に従って回動を開始する。このときに昇降用突起７の先端の球状ローラの回転はロックされた状態となっている。また、第１段差検知板３７が押し込まれた状態では、後に説明するが揺動プレートシリンダにより揺動プレートを引上げ、クローラ６が接地している部分６ｅの前方及び後方に逃げた状態（間隔が広がった状態）にある昇降用突起７の、先端のローラーケースを押出す力を弱めることで、相互を連結する連結用バネの引張り力によりローラーケースを押し込み、クラッチを入れ回動を開始させる。

尚、第１段差検知板３７が階段の第１ステップの角部１８に当接したときに、昇降用突起７の１つが階段の第１ステップの上面に接していない場合、第１段差検知板３７が押し込まれる事により、平地に接地する昇降用突起７の駆動が、アンクラッチレバー又は揺動プレートによる球状ローラ７ｔの回転フリー或いは半ブレーキ制御にて空回りした状態で移動することにより、昇降用突起７の１つが階段の第１ステップの上面に接する状態となるように構成している。
これにより前方クローラ車輪２は階段の各ステップを順次登ることができる。

他方、後方クローラ車輪３も、その第１段差検知板３７が段差を検知することにより、前方クローラ車輪２と同様の回転動作を開始する。このように階段の昇降時には前方及び後方のクローラ車輪は同じ動作を行う。
そして、階段を登って行くに従って、前方クローラ車輪２、２の高さ位置が上昇し、車体が傾いてしまうため、これを補正して車体を水平に保持するための検知を行い、後方クローラ車輪３、３の鉛直軸４、４を上方に伸張するように構成している。
前方クローラ車輪２及び後方クローラ車輪３の構造は全く同一であり、その構成については後に更に詳述する。

尚、前方クローラ車輪が平地を前方に進行している状態は、この図２の前方クローラ車輪２から解る通り、前方クローラ車輪２の昇降用突起７は、階段の第１ステップの角部１８に当たる直前までフローティング状態にあり、即ち、昇降用突起７は自由にガイドレール（図示省略）を移行でき、クローラ６が接地している部分６ｅにおいては、昇降用突起７の先端の球状ローラ７ｔがその接地点の前方及び後方に逃げた状態（間隔が広がった状態）となり、その回転もフリーとなっており、良好にクローラ６の回転のみが接地面に伝達され、前進できるのである。

図３は、上記実施形態に係る車両の全体側面図であり、階段を下降する状態を説明するものである。
この図を用いて直線階段を下降する場合について説明する。
まず、前方クローラ車輪２によって平地前進走行を行い、下り階段に直面する。この状態で、昇降用突起７はフローティング状態である。
下り階段の第１段目に臨み、前方クローラ車輪２は、第１段目の平面、即ち平地部を進み、その平面が無くなった状態で、フローティング状態にある昇降用突起７が前方クローラ車輪２の最下面の側に回り込む。この状態で後に説明するが、接地検知板の作用によってクローラの回転が減速される。勿論この減速は、コントローラの操作によって行うこともできる。

更に前方クローラ車輪２が前進すると、クローラ車輪の後方傾斜辺の下方部に配置された第２段差検知板７６（後に説明する。）が平地と階段との最初の第１角部に当接し、押し込まれることとなる。この第２段差検知板が押し込まれると、後述するが、第１段差検知板３７を押し込む。これにより傾斜辺部の昇降用突起７も同時に押し込まれてフローティング状態がロックされ、駆動チェーンの周回に従って回動を開始する。

より詳細には、上記のように第１段差検知板３７が押し込まれると、図示はしていないが、傾斜辺の下方部に設置されたストッパレバーが起き上がる。この状態で階段を下ってゆき、フローティング状態がロックされた傾斜辺部の昇降用突起７の回動に伴って、フローティング状態にある第２段差検知板７６範囲の昇降用突起７が引っ張られ回動していき、ストッパレバーにてその回動が止められ、階段の上面（第一の上面は平地部）に当接して押し込まれ、フローティング状態がロックされ、駆動チェーンの周回に従って、ストッパレバーを押し上げて回動を開始するのである。
即ち、昇降用突起７が駆動手段と連結して、固定され、駆動手段の駆動力が昇降用突起７に伝達され、この昇降用突起７が階段の上面（第一の上面は平地部）に当接して、前方クローラ車輪２を支持した状態で、徐々に階段を下ってゆくことができる。このときに昇降用突起７の先端の球状ローラ７ｔは回転ロックされた状態を維持する。

この繰り返しにより、前方クローラ車輪２は階段のステップを下降することができる。
同様に、後方クローラ車輪３も前方クローラ車輪２と同様の動作を行うことにより、順次階段を下降することができる。
このように、階段の昇降時には前方及び後方のクローラ車輪は同じ動作を行う。
そして、階段を下降して行くに従って、前方クローラ車輪２、２の高さ位置が下降し、車体が傾いてしまうため、これを補正して車体を水平に保持するための検知を行い、前方クローラ車輪２、２の鉛直軸４を上方に伸張するように構成している。

また、前方クローラ車輪２，２の鉛直軸が上方向に伸張すると搭乗者シートが上方位置に配置されてしまい、搭乗者が不安感を抱くために、このときに搭乗者シートを下方にスライドさせ、下降するように構成している。こうして搭乗者の視点を下方に移動させることにより不安感を払拭することができる。
尚、後ろ向きに階段を下る場合には、搭乗者シートは、最下端に位置しているためにそのままの状態を維持する。

図４は、本発明の実施形態に係る車両のクローラ車輪に関する説明図であって、昇降用突起と検知手段との関係の概略を図示している。
本発明の実施形態においては、４つの前方及び後方クローラ車輪２、３は、全て同一の構造を有している。
クローラ車輪２は、この図から解るとおり、側面視二等辺三角形を倒立させた形状の略逆三角形を有しており、側板２Ｓの外周をゴムベルトクローラ６が周回するように構成されている。

この側板２Ｓの少し内側に、やはり略逆三角形形状のエンドレスに周回するガイドレール３４が設けられ、このガイドレール３４に複数の昇降用突起７が支持され、それに沿って周回し、自由に移行できる。各昇降用突起７、７・・・の間には連結用バネ３５が設けられ、この連結用バネ３５によってそれぞれの昇降用突起７は、適切な間隔を維持して自由にガイドレール３４を移動し、フローティング状態を維持する。
後述するが、それぞれの昇降用突起７の構造も皆同一であって、その根元部には上下方向からガイドレール３４を挟持して、ガイドレール３４に対して放射状に略直角方向に延長するような状態のままに支持され、ガイドレール３４に沿って周回できる。昇降用突起７の先端部には球状ローラ７ｔ又はボール等の回転体が設けられ、適宜回転フリー状態と回転ロック状態がロック手段によって制御される。

昇降用突起７の適宜位置には、連結ピン３６が設けられ、この連結ピン３６が第１段差検知板３７の長手方向に設けられたガイド溝３７ｇと適合する。
第１段差検知板３７は、逆二等辺三角形の側板の前方及び後方の両側の斜辺に沿って一定範囲に渡り設けられ、クローラ６の外側にその外側縁が位置する。階段の角部にこの第１段差検知板３７が当接し押し込まれると、階段の角部にはクローラ6が接触し、階段の角部を保護する。

図では、バスの搭乗ステップＳや、車の荷台等の段差に第１段差検知板３７が当接して、昇降用突起７がロックされ、その段差を登る寸前の状態を示している。
昇降用突起７の回転駆動は、駆動チェーン５２によって行われ、サーボモータ等の駆動をスプロケット５１に伝え、このスプロケット５１の回転により駆動チェーン５２が駆動され、この駆動チェーン５２に昇降用突起７がクラッチを介して連結されることにより昇降用突起７が周回駆動される。
同様に、この駆動用サーボモータにより動力伝達手段を介してクローラ６も駆動されるように構成されている。
図中４１が接地検知板を示し、第２段差検知板及び揺動プレートは、接地検知板４１の両側で、第１段差検知板３７との間に配置されているが、煩雑となるために、図示は省略している。

図５が昇降用突起を図示したもので、その（Ａ）が正面説明図、その（Ｂ）が側面説明図である。
昇降用突起７の根元部側においては、クローラ車輪の内側板と外側板のそれぞれの内側に設けられたガイドレール３４、３４を上下から挟持するように上ローラ５５と下方の駆動ギア５６によって挟持して、昇降用突起７は、ガイドレール３４に沿って周回駆動される。昇降用突起７は、駆動チェーン５２の駆動力をクラッチレバー４８の接続により、駆動ギア５６を介して駆動される。
また、昇降用突起７の略中央部の両側では、連結ピン３６、３６が第１段差検知板３７のガイド溝３７ｇと適合している。
昇降用突起７の先端部には、回転体としての球状ローラ７ｔが２個設けられている。

第１段差検知板３７が階段等の角部１８に当接すると、第１段差検知板３７は押し込まれ、同時に連結ピン３６を介して昇降用突起７も押し込まれる（図中左方向に押し込まれる）。この動作により昇降用突起７は、クラッチが入り、クラッチレバー４８が接続されることにより駆動チェーン５２と連結し、その位置が固定されて、駆動チェーン５２の駆動力が伝達され、昇降用突起７が階段等の段差を昇降することができる。
このときに昇降用突起７の先端の球状ローラ７ｔの回転もロックされ、球状ローラ７ｔが階段等のステップ上面を転がる心配がなくなる。６０がロックレバーで、昇降用突起７が押し込まれるとこのロックレバー６０により球状ローラ７ｔの回転がロックされる。
また必要に応じて、昇降用突起７が押し込まれた状態において、螺旋階段等の昇降時に、車両を滑らかに旋回させる為、この球状ローラ７ｔの回転ロックを自動制御にて解除させることができるロック解除手段（後述するロックシリンダ）も設けてあり、昇降用突起７が押し込まれた状態、即ち、ローラーケース８１の×××線部の端面が、ハウジング８０の／／／線部の端面と当接し、先端の球状ローラが荷重を支えて作用しているとき、球状ローラの回転ロック又はアンロック操作が可能である。

図６は、１つのクローラ車輪の下端部分右側における、第１段差検知板、第２段差検知板、接地検知板、揺動プレート及び昇降用突起等との関係を示す要部説明図であり、図７（Ａ）が図６のＡ−Ａ線断面図、図７（Ｂ）が図６のＢ−Ｂ線断面図である。
クローラ車輪２は、左右対称であるため、この図示した部分は、その中心線ｃに対して左右対称で、接地検知板４１の左右両側にそれぞれの構成要素が各一対ずつ存在している。
先ず、実線Ｋがクローラ６の周回する軌跡Ｋを示している。
このクローラの周回軌跡Ｋの右側斜辺部に沿って、第１段差検知板３７が位置している。第１段差検知板３７には、昇降用突起７の連結ピン３６が係合するガイド溝３７ｇが設けられ、昇降用突起７がガイドレール（図示省略）に沿って周回する際に、この連結ピン３６もガイド溝３７ｇと係合しつつ周回する。

階段を登る（図中右向きに進む）場合、第１段差検知板３７が段差等の角部に当接すると、クローラ車輪２の中心部に向かって押し込まれるが、その動作に伴って昇降用突起７の連結ピン３６も押し込まれ、これにより昇降用突起７も中心方向に押し込まれて駆動チェーン（図示省略）と連結することができる。このとき、階段に作用し荷重を支える昇降用突起は、上昇または下降に対し1車輪に付き1つのみである。
押し込まれた状態の第１段差検知板３７が仮想線で示した３７ｉである。この状態で階段等を登ることができる。この状態において、第２段差検知板７６は、動作しない。つまり、第１段差検知板３７が押し込まれても、これにより第２段差検知板７６は動作しない。

昇降用突起７が押し込まれ、ロックされた状態で階段を登り、階段に作用する昇降用突起７が第１段差検知板３７の範囲を通過した後、第１段差検知板３７は復帰し、その範囲の昇降用突起７のロックを解除する。
更に、昇降用突起７の連結ピン３６が下方の接地検知板４１のガイド溝４１ｇを通過した後、その昇降用突起７に荷重が作用しなくなれば、進行方向反対側の揺動プレート又は第１段差検知板３７の復帰バネ力により、昇降用突起７のロックが解除される。
その後、再度第１段差検知板３７が次の階段のステップの角部に当接することにより、昇降用突起７が再度ロックされて階段を順次上昇して行くことができる。

階段を下る（図中左方向に進む）場合には、先ずクローラ６の回転により図中左方向に前進し、このとき昇降用突起７はフローティング状態で、昇降用突起７がクローラ車輪２の下端部分に回りこんで、その連結ピン３６が接地検知板４１のガイド溝４１ｇと係合することにより、接地検知板４１が下方に移行動作してクローラの回転スピードが減速される。
その後、クローラ車輪が進行すると、第２段差検知板７６が段差の角部に押し込まれる。第２段差検知板７６が押し込まれると、第１段差検知板３７も押し込まれる。
これにより傾斜辺部の昇降用突起７も同時に押し込まれてフローティング状態がロックされ、駆動チェーンの周回に従って回動を開始する。

ここでより詳しくは、第１段差検知板３７が押し込まれると、傾斜辺の下方部に配置されたストッパレバー６７が外側方向に起立する。この状態で階段を下ってゆき、フローティング状態がロックされた傾斜辺部の昇降用突起７の回動に伴って、フローティング状態にある第２段差検知板７６範囲の昇降用突起が引っ張られ回動していき、ストッパレバー６７にてその回動が止められると、階段の上面（第一の上面は平地部）に当接して押し込まれ、フローティング状態がロックされ、駆動チェーンの周回に従って、ストッパレバー６７を押し込んで回動を開始するのである。
揺動プレート６５は、コントローラの操作により手動により動作させることも可能である。即ち、揺動プレートシリンダ８２で揺動プレート６５を引上げ、クローラ６が接地している部分の前方及び後方に逃げた状態（間隔が広がった状態）にある昇降用突起７の、先端のローラーケース８１を押出す力を弱めることで、相互を連結する連結用バネの引張り力によりローラーケース８１を押し込み、クラッチを入れ回動を開始させることができる（図５参照）。これにより各種の路面状況に応じて、第１段差検知板３７や第２段差検知板７６の検知動作とは独立に昇降用突起を駆動チェーンに連結し、ロックすることができる。

図８は、昇降用突起の先端に設けられた球状ローラの回転をロック又はアンロックできるロック手段の概念説明図である。
通常は、昇降用突起７が押し込まれたときに、その先端の球状ローラ７ｔの回転がロックレバー６０（図５）によってロックされるのであるが、平地前進走行開始の時や、螺旋階段の昇降時に、必要に応じて、その球状ローラの回転をフリーにする必要がある。
そのためのロック解除手段をこの図８が示している。
先ず、昇降用突起７が押し込まれた状態、即ち、ローラーケース８１の×××線部の端面が、ハウジング８０の／／／線部の端面と当接し（図５）、先端の球状ローラ７ｔが荷重を支えて作用しているとき、球状ローラ７ｔの回転ロック又はアンロック操作が可能である。球状ローラ７ｔの回転がロックされた通常状態から、回転フリーにするには、側板に取付けられたロックシリンダ６１から延長するプッシュロッド６２及び、プッシュローラ８３を引き込むことでロックレバー６０を後退させ、先端の球状ローラ７ｔのロックが解除されるのである（図５においてロックレバー６０のロックが解除される）。

以上説明した通り、本発明においては、クローラ車輪の構成がポイントとなっており、相互に弾性体によって連結された複数の昇降用突起、この突起の先端の回転体、第１及び第２段差検知板、接地検知板、そして揺動プレート等の相関関係によって、種々の路面状況に、或は平地や階段等に対応できるものである。
そして、各構成要素の動作を適宜設定することにより、曲がりくねった狭い通路の走行や、螺旋階段等の昇降をも可能にすることが出来るものである。
例えば、直線的でない、曲がった階段を登る際も、階段の角部に前方クローラ車輪が同時に当接すると、その上昇過程は、上記直線状の階段と同一となり、階段のステップ上面に登ったときに左右両側の回動を異ならせて方向を変更し、順次曲がった階段を登ることができる。

このときに後方クローラ車輪は、概ね同時に階段の角部に当接することは出来ず、それぞれ別のタイミングで角部を上がることになる。
更に、螺旋階段の場合でも、基本動作は、上記と同様であり、左右のクローラ車輪の回転スピードを異ならせて上昇又は下降することができる。
前方クローラ車輪と後方クローラ車輪との回転スピードは、一方が階段を上昇したり、下降したりする際に、他方が平面にあるときには、前方への進行スピードが異なることとなるために、その調整が必要になる。そのために、クローラ車輪のそれぞれに、ガイドレールに沿ってエンコーダを設け、昇降用突起の側にはドグを設けて、前方又は後方のクローラ車輪の作用する突起の位置 を読み取り、他方のクローラ車輪のスピードを適宜調整することが可能となる。
以上の通り、本発明においては、上記の構成に基き、適宜自動制御又は手動操作により各種の路面状況に応じて、平地、不整地は勿論のこと、段差や階段等を自由に昇降することができるものである。

本発明に係る一実施形態の要部分解概念図である。 上記実施形態に係る車両の全体側面説明図であり、平地走行及び階段を上昇する状態を説明するものである。 上記実施形態に係る車両の全体側面説明図であり、階段を下降する状態を説明するものである。 上記実施形態に係る車両のクローラ車輪に関する説明図であって、昇降用突起と検知手段との関係を図示している。 上記実施形態に係る昇降用突起を図示したもので、その（Ａ）が正面説明図、その（Ｂ）が側面説明図である。 上記実施形態に係る１つのクローラ車輪の右側下端部分を示す要部説明図である。 図７（Ａ）が図６のＡ−Ａ線断面図、図７（Ｂ）が図６のＢ−Ｂ線断面図である。 上記実施形態に係る昇降用突起の先端に設けられた球状ローラの回転をロック又はアンロックできるロック手段の概念説明図である。

符号の説明

２、３ クローラ車輪
４ 鉛直軸
５ 本体フレーム
５ｂ 後方フレーム
６ クローラ
７ 昇降用突起
７ｔ 球状ローラ
１２ 旋回軸
３４ ガイドレール
３５ 弾性体
３６ 連結ピン
３７ 第１段差検知板
４１ 接地検知板
４８ クラッチレバー
５２ 駆動チェーン
５６ 駆動ギア
６０ ロックレバー
６１ ロックシリンダ
６２ プッシュロッド
６５ 揺動プレート
７６ 第２段差検知板

Claims (4)

1. 本体フレームに搭乗者シートと、クローラ作動用のコントローラと、少なくとも４個のクローラ車輪が両側の前後にそれぞれ２個ずつ設けられた階段昇降車両において、
   それぞれのクローラ車輪(2, 3)は、側面視略逆三角形形状を有し、クローラ(6) の周回面から外向きに複数の昇降用突起(7) を有し、本体フレームに鉛直軸(4) を介して固定されており、
   前記の昇降用突起(7) は、その基端部側でクローラの周回軌道に沿って設けられたガイドレール(34)に支持され、そのガイドレール(34)を自由に移動することができ、隣り合うそれぞれの昇降用突起(7) は相互にバネ等の弾性体(35)により連結されて、それらの間隔を自在に変更することができ、
   前記の鉛直軸(4) は上下に伸縮自在に形成されており、クローラ車輪(2, 3)の何れかが段差等を昇降する際にその高さ位置を変更するのに応じて、車体の水平度を検知する検知手段によりその他の１又は２以上の鉛直軸(4) を伸縮することにより車体フレームを常に水平に維持することが可能に形成され、
   クローラ(6) を駆動するチェーン等の駆動手段は、前記昇降用突起(7) の駆動をも行うことができ、
   クローラ車輪(2,3)の適宜位置には、段差検知板等の検知手段(37, 76, 41)を設け、この検知手段(37, 76, 41)が階段等の段差等を検知する検知動作等により昇降用突起(7) が駆動手段と連結されることによってその位置が固定され、駆動手段の駆動力が昇降用突起(7) に作用して段差等を昇降することが可能となることを特徴とする階段昇降車両。
2. 請求項１において、昇降用突起(7) の先端部には球状ローラ(7t)等の回転体が設けられ、車両の平地走行時又は階段昇降時等において、適宜その回転がロック又はアンロックされるロック手段(61)を設けたことを特徴とする階段昇降車両。
3. 請求項１又は２において、後方クローラ車輪(3) を支持する両側の鉛直軸(4) の前方にそれぞれ旋回軸(12)を設け、両側後方のクローラ車輪(3, 3)が水平方向にそれぞれ独自に旋回するように構成したことを特徴とする階段昇降車両。
4. 請求項１乃至３の何れかにおいて、本体フレームに設けられた搭乗者シートが本体フレームに上下方向に設けられたガイドレールに沿って上下移動可能に形成されたことを特徴とする階段昇降車両。