JP2008127202A - 階段昇降機のガイドレール、駆動用ラックおよびチェーン - Google Patents

Abstract

【課題】階段昇降機の使用時の振動や騒音の発生を抑える。
【解決手段】長さ方向に形成した収納溝２２に樹脂製のラック２４を挿入し、その収納溝２２の開口を介してラック２４と昇降体１４の駆動ギアであるピニオン２７とを噛み合わせるようにする。これにより、ガイドレール１１の収納溝２２内のラック２４とピニオン２７との噛み合いは、樹脂と金属との接触となり円滑に噛み合うため、使用時における振動、騒音の発生を抑えることができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、階段昇降機に使用されるガイドレール、駆動用ラックおよびチェーンに関するものである。

近年、高齢者社会への移行と共に、例えば、家庭内での階段の昇降に不便を来す人が増加している。その対策として、階段にいす式階段昇降機を設置することが行われており、出願人は、いす式階段昇降機に関する特許出願を既に行った。

このいす式階段昇降機４０は、図５、図６に示すように、階段上の所定高さにその階段の傾斜に沿って上下２本のガイドレール４１、４２を固定し、そのガイドレール４１、４２に沿って昇降体４３が移動するよう取り付けたものである（特許文献１）。
特開２０００−１９８６４１号公報 図１参照

上側のガイドレール４１には、アルミニウム合金を上下に長い長円状のパイプに押し出し成形したものや、ホーミング材等の成形材が用いられ、図７に示すように、その外周下面に収納溝４９を長さ方向に形成し、その収納溝４９の全長にラック５０を収納してねじ止めなどにより固定している。

上記昇降体４３は、座面部４４、足置き台４５、背もたれ４６および肘かけ４７からなるいす４８を備え、その座面部４４の下方に複数のガイドローラ５１、５２、５３、５４を介して上下のガイドレール４１、４２に支持されるケースを備えている。このケース内は、駆動機であるモータ（図示省略）を内蔵し、このモータで駆動される駆動ギヤとしてピニオン５５を有しており、このピニオン５５をガイドレール４１内のラック５０に噛み合わせるようになっている。

すなわち、上記ピニオン５５は、上記ガイドレール４１の下面に当接するガイドローラ５２と取り付け軸５６を共用しており、図７に示すように、ガイドローラ５２がガイドレール４１の下面に当接する状態でピニオン５５がラック５０に噛み合う状態となっている。この状態で、モータの駆動によりガイドローラ５２とピニオン５５を一体に回転させると、いす４８を取り付けた昇降体４３がガイドレール４１、４２に沿って移動して、階段Ｓの下階フロアと上階フロアの間を昇降する。

一方、上記昇降体４３の移動方式としては、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、図７（ａ）、（ｂ）に示したラック５０をチェーン５７に、ピニオン５５をスプロケット５８に代えたものであってもよい。この場合、ガイドレール４１の収納溝４９内にチェーン５７を収納して、ねじ止めなどの手段で固定している。このとき、スプロケット５８は、ガイドレール４１の下面に当接するガイドローラ５２と取り付け軸５６を共用している。この取り付け軸５６を回転させるとスプロケット５８は、収納溝４９の開口を介して、その収納溝４９内のチェーン５７と噛み合って、いす４８を取り付けた昇降体４３をガイドレール４１、４２に沿って移動させることができるようになっている。

しかしながら、上記特許文献１に記載のいす式階段昇降機は、振動や騒音により使用者に不快感を与える問題がある。すなわち、図７（ａ）、（ｂ）に示すラック５０とピニオン５５の噛み合わせによる昇降機４３の移動方式において、ラック５０とピニオン５５との噛み合わせが金属同士の接触となるため、使用時に振動や騒音が発生し、その振動や騒音により使用者に不快感を与えていた。

一方、図８に示すチェーン５７とスプロケット５８を噛み合わせる昇降体４３の移動方式では、その収納溝４９にチェーン５７を収納すると、収納溝４９の溝壁面部とチェーン５７の連結ピンが接触し、使用時に収納溝４９内でチェーン５７の連結ピンが揺動して、スプロケット５８との噛み合い不良や、その噛み合い不良による振動や騒音が発生してその使用者に不快感を与えていた。

さらに、図７（ａ）（ｂ）のラック５０を使用したものでは、ガイドレールを折り曲げ加工する際に、以下のような問題があった。すなわち、図６のように、ガイドレール４１、４２を踊り場付きの直線階段や、踊り場を介してその傾斜が互いに反対向きになる階段（曲線階段）に設置する場合に、それらの階段に合わせて折り曲げて使用する。

その際、ガイドレール４１は、折り曲げたガイドレール４１の収納溝４９に合わせてラック５０に曲げ加工を施した後、そのラック５０を収納溝４９に嵌め、ガタツキを抑えるためねじ止めして組み付ける必要があった。しかし、金属製のラック５０は、ガイドレール４１に合わせて曲げることが難しく、ガイドレール４１とその収納溝４９内に挿入するラック５０との間で寸法誤差を生じて、組み付けた際にガタツキを生じてしまう。そのため、収納溝４９内に固定するねじ止めを別途行う必要があるので、ガイドレール４１の収納溝４９にラック５０を組み付ける手間がかかっていた。

そこで、この発明は、使用時の振動や騒音の発生を抑え、さらに、折り曲げ加工を容易に行なえるようにすることを課題とする。

上記の課題を解決するために、この発明に係るガイドレールは、長さ方向に形成した溝に樹脂で形成したラック部材を挿入し、その挿入した溝の開口を介して前記ラック部材と昇降体の駆動ギヤとを噛み合わせるようにした構成を採用したのである。

この構成によると、回転する駆動ギヤ、例えばピニオンとラック部材の噛み合いが、金属同士の接触ではなく、金属と樹脂との接触となって円滑に噛み合うため、使用時における振動、騒音の発生を抑えることができる。

この構成において、上記樹脂で形成したラック部材を溝内に挿入した後、曲げ加工を施したものを採用すれば、折り曲げ加工の際に溝に圧入できるようにすると、そのガイドレールの溝に収納されたラックが、ガイドレールと同時に折り曲げられ、ラック部材を溝内に固定することができる。このため、ラック部材をねじ止めして組み付ける必要がなくなり、ガイドレールの溝内にラック部材を容易に組み付けることができる。

また、この発明に係る駆動用ラックは、階段昇降機のガイドレールの長さ方向に形成した溝に挿入され、その挿入した溝の開口を介して昇降体の駆動ギヤと噛み合わせるようにした樹脂で形成したものを採用できる。

また、上記の課題を解決するため、この発明のガイドレールは、長さ方向に形成した溝にチェーンを挿入し、その挿入したチェーンと、前記溝の開口を介して昇降体の駆動ギヤとを噛み合わせるようにしたガイドレールの前記チェーンに、そのチェーンを連結するピンの両端を覆う樹脂で形成した受け部材を備えた構成を採用したのである。

この構成にすれば、そのガイドレールの溝に収納されたチェーンは、その連結するピンを覆う樹脂を介して溝内に固定され、使用時に回転する駆動ギヤ、例えばスプロケットとチェーンとの噛み合いよるチェーンの収納溝内での揺動が抑えられ、振動や騒音の発生を抑えることができる。

この構成において、上記受け部材を備えたチェーンを溝に挿入した後、曲げ加工を施したものを採用すると、そのガイドレールの溝に収納されたチェーンは、ガイドレールの曲げに合わせて同時に折り曲げられるとともに、溝内に受け部材を介して固定されるため、チェーンの溝内での揺動を防止できる。

また、この発明に係るチェーンは、階段昇降機のガイドレールの長さ方向に形成した溝に挿入され、その挿入した溝の開口を介して昇降体の駆動ギヤと噛み合わせるようにしたチェーンにおいて、前記チェーンが、その連結するピンの両端を覆う樹脂で形成した受け部材を備えたものを採用することができる。

なお、上記昇降体に、使用者が座った状態で階段に沿って移動することができるいすを、または、使用者が立った状態若しくは車椅子に乗った状態で階段に沿って移動することができるステップを備えてもよい。

以上のように、この発明は、使用時における振動、騒音の発生を抑えることができる。
また、ガイドレールの曲げに合わせて溝内のラック部材またはチェーンが同時に折り曲げられ、ガイドレールの溝内にラック部材を容易に組み付けることができる。

以下、この発明の第１実施形態を図１〜図２に示す。この実施形態のガイドレールを適用した階段昇降機の構成は、図１に示すように、２本のガイドレール１１、１２をレール支持体１３により階段の斜面に沿って互いに平行となるように上下に固定し、その上下２本のガイドレール１１、１２に沿って移動するように昇降体１４を取り付けたものである。

この実施形態の上記昇降体１４は、座面部１５、足置き台１６、背もたれ１７および肘かけ１８からなるいす１９を取り付けられたものである。なお、このいす１９の代わりに、使用者が立った状態、あるいは使用者が車椅子に乗った状態で移動することのできるステップ台を取り付けてもよい。

上記ガイドレール１１は、一般に、アルミニウム合金が用いられ、上下に長い長円状のパイプとして押し出し成形されたものや、ホーミング材などの成形材が用いられる。また、ガイドレール１１は、図２（ａ）に向かって左側面にレール支持体１３の支持アームに対する取り付け溝２１を形成するとともに、ガイドレール１１の下面に後述するラック２４の収納溝２２を長さ方向に形成している。

上記ガイドレール１１の収納溝２２は、図２（ａ）に示すように、左右に凹設した嵌合部２３を設けた断面角状に形成し、前記嵌合部２３に、ラック２４の突設した嵌入部がピタリと嵌合するようになっている。これにより、ガイドレール１１の収納溝２２内でラック２４をガタツキなく保持できるようにしてある。

上記収納溝２２に挿入するラック２４は、樹脂製、例えば、ナイロン、ポリアセタール、などにより形成されており、その断面形状は、収納溝２２と同じか、やや大きく形成する。

このラック２４はその歯が下方を向いた状態で、ガイドレール１１の端面から収納溝２２に、例えば圧入することにより、ラック２４が収納溝２２に収納され、収納溝２２内に固定される。

この実施形態のガイドレールは以上のように構成されており、階段に沿って取り付ける。この際、上記ラック２４を収納するガイドレール１１、１２は、通常、階段の直線部分に取り付ける場合は、直線状のガイドレールにラックを挿入したものを使用して、図６に示した従来の階段昇降機のガイドレール４１、４２と同様に取り付けるが、踊り場付きの直線階段や、踊り場を介してその傾斜が互いに反対向きになる階段（曲線階段）に設置する場合は、必要に応じて折り曲げて使用する。

すなわち、このとき、ガイドレール１１は樹脂で形成したラック２４を圧入した後、折り曲げる。すると、折り曲げたガイドレール１１の収納溝２２内のラック２４は、ガイドレール１１と同時に折り曲げられる。また、この折り曲げの際、ラック２４は収納溝２２内に圧入固定されているので、ねじ止めして組み付ける必要がなくなり、ガイドレール１１の収納溝２２内にラック２４を容易に組み付けることができる。さらに、組み付けられたラック２４は、樹脂による弾性がクッションとして作用して収納溝２２内でガタツキも生じない。

このようにして折り曲げたガイドレールなどを使用して階段に取り付けたガイドレールに、昇降体１４が上下のガイドローラ２５、２６を介して支持される。この昇降体１４は、先に述べたように駆動機であるモータ（図示省略）を内蔵しているので、このモータで駆動される駆動ギア、例えば、図２に示すピニオン２７をガイドレール１１の収納溝２２の下部の開口を介してラック２４と噛み合わせる。

上記ピニオン２７は、上述した従来のピニオン５５と同様に、上側のガイドレール１１の下面に当接するガイドローラ２６と取り付け軸２８を共用しており、図２に示すように、ガイドローラ２６がガイドレール１１の下面に当接する状態でピニオン２７がラック２４に噛み合う状態となっている。

この状態で、モータの駆動でガイドローラ２６とピニオン２７を一体に回転させれば、ラック２４とピニオン２７との噛み合いは、金属同士の接触ではなく、樹脂と金属との接触となるため円滑に噛み合い、使用時における振動、騒音の発生を抑えつつ、いす１９を取り付けた昇降体１４がガイドレール１１、１２に沿って移動して、階段の下階フロアと上階フロアの間を昇降する。

このように樹脂でラック２４を形成してガイドレール１１に用いたことにより、振動、騒音の発生を抑え、ガイドレール１１にラック２４を組み付ける際、容易にラック２４を組み付けることができる。

なお、下側のガイドレール１２は、上方のガイドレール１１と同じ断面形状のものを使用し、そのガイドレール１１に対するラック２４の取り付け構造を採用したものであってもよい。

次に、この発明の第２実施形態を図３、４に示す。この実施形態の階段昇降機は、その昇降体１４の移動方式として、図２に示したラック２４とピニオン２７の噛み合わせに代えて、チェーン３１とスプロケット３２との噛み合わせを適用したものである。その他の構成は図１と図２に示したものと同様なので、同一の構成については、同一の符号を付して詳しい説明を省略することにする。

この実施形態において、ガイドレール１１、１２は、上述した第１実施形態のガイドレール１１と同じ断面形状を有するものを使用する。すなわち、一方の側面にレール支持体１３の支持アームに対する取り付け溝２１を形成するとともに、ガイドレール１１の下面に後述するチェーン３１の収納溝２２を長さ方向に形成したものである。

上記スプロケット３２は、図８に示した従来のスプロケットと同様に、ガイドレール１１の下面に当接するガイドローラ２６と取り付け軸２８を共用し、収納溝２２内のチェーン３１に噛み合うことにより、いす１９を取り付けた昇降体１４をガイドレール１１、１２に沿って移動させるものである。

上記チェーン３１は、図３に示すように、内リンクと外リンクを連結ピン３３を介して交互に組合せて連結され、各連結ピン３３の両側の先端部が外側に突き出たものであり、その各連結ピン３３の両側の先端部には、その先端部を覆う受け部材３４をそれぞれ固定している（図４（ａ）参照）。

この受け部材３４は、例えば、ナイロン、ポリアセタールなどにより形成された樹脂製であり、その断面形状が収納溝２２の嵌合部２３の内壁面部に沿う断面コの字形となっている。

また、この断面コの字形の受け部材３４はチェーン３１両側の各連結ピン３３を覆うように全長にわたって被せることによりチェーン３１に取り付ける。その受け部材３４の幅は、例えば、収納溝２２の嵌合部２３の溝幅よりも若干大きく形成することにより、チェーン３１をガイドレール１１の収納溝２２に例えば、圧入により挿入することが可能となる。

なお、この受け部材３４は、断面コの字形に限られず、例えば、底部を有する円筒形に形成したもの（図４（ｂ）参照）、断面角形に形成され、チェーン３１の連結ピン３３の先端部が嵌る穴を各連結ピン３３の間隔に設けたもの（図４（ｃ）参照）など、そのチェーン３１の連結ピン３３の両側先端部を覆い、チェーン３１を収納溝２２内に固定できるものであればよい。

この受け部材３４を固定したチェーン３１は、その各連結ピン３３を嵌合部２３内に位置させた状態で、ガイドレール１１の収納溝２２に端面から圧入すると、収納溝２２の全長にわたって収納され、その収納溝２２内で固定される。

この実施形態のガイドレールは以上のように構成されており、階段に沿って取り付ける。この際、上記ラック２４を収納するガイドレール１１、１２は、通常、階段の直線部分に取り付ける場合は、直線状のガイドレールにラックを挿入したものを使用して、図６に示した従来の階段昇降機のガイドレール４１、４２と同様に取り付けるが、踊り場付きの直線階段や、踊り場を介してその傾斜が互いに反対向きになる階段（曲線階段）に設置する場合は、必要に応じて折り曲げて使用する。

このガイドレール１１も、上述した第１実施形態と同様に折り曲げると、その収納溝２２内のチェーン３１が、ガイドレール１１と同時に折り曲げられる。このとき、チェーン３１は、収納溝２２内に受け部材３４を介して固定されるため、樹脂製の受け部材３４の弾性がクッションとして作用し、チェーン３１の収納溝２２内での揺動を防止できる。また、受け部材３４によって密着するのでチェーン３１をねじ止めなどしてガイドレール１１に組み付ける必要がなくなり、ガイドレール１１にチェーン３１を容易に組み付けることができる。

上記ガイドレール１１に組み付けたチェーン３１は、収納溝２２の下部の開口を介してスプロケット３２と噛み合う。その噛み合った状態で、モータの駆動によりスプロケット３２を回転させれば、チェーン３１が収納溝２２内で受け部材３４を介して固定されているため、チェーン３１の連結ピン３３の収納溝２２内での揺動が抑えられ、振動や騒音の発生を抑えることができる。

また、チェーン３１の連結ピン３３の収納溝２２内での揺動が抑えられるので、チェーン３１とスプロケット３２が円滑に噛み合い、チェーン、スプロケットの寿命を延ばすことができる。

このように、チェーン３１の連結ピン３３に樹脂製の受け部材３４を取り付けたことにより、チェーン３１がガイドレール１１の収納溝２２内に固定され、チェーン３１が収納溝２２内で揺動せず、金属接触に伴う振動や騒音の発生を抑えることができる。

この発明の第１実施形態のガイドレールを用いた階段昇降機を示す縦断側面図 （ａ）同上のガイドレールとラックの組み付け構造を示す縦断側面図、（ｂ）同上の一部切り欠き正面図 （ａ）この発明の第２実施形態のガイドレールとチェーンの組み付け構造を示す縦断側面図、（ｂ）同上の一部切り欠き正面図 同上のチェーンに固定する受け部材の形状を示す縦断正面図 従来のガイドレールを用いた階段昇降機を示す縦断側面図 同上のガイドレールとガイドローラの構造を示す背面図 （ａ）同上のガイドレールとラックの組み付け構造を示す縦断側面図、（ｂ）同上の一部切り欠き正面図 （ａ）同上のガイドレールとチェーンの組み付け構造を示す縦断側面図、（ｂ）同上の一部切り欠き正面図

符号の説明

１１ ガイドレール
１２ ガイドレール
１３ レール支持体
１４ 昇降体
１５ 座面部
１６ 足置き台
１７ 背もたれ
１８ 肘かけ
１９ いす
２１ 取り付け溝
２２ 収納溝
２３ 嵌合部
２４ ラック
２５ ガイドローラ
２６ ガイドローラ
２７ ピニオン
２８ 取り付け軸
３１ チェーン
３２ スプロケット
３３ 連結ピン
３４ 受け部材
４１ ガイドレール
４２ ガイドレール
４３ 昇降体
４４ 座面部
４５ 足置き台
４６ 背もたれ
４７ 肘かけ
４８ いす
４９ 収納溝
５０ ラック
５１ ガイドローラ
５２ ガイドローラ
５３ ガイドローラ
５４ ガイドローラ
５５ ピニオン
５６ 取り付け軸
５７ チェーン
５８ スプロケット
Ｓ 階段

Claims (6)

1. 長さ方向に形成した溝(２２)に樹脂で形成したラック部材(２４)を挿入し、その挿入した溝(２２)の開口を介して前記ラック部材(２４)と昇降体(１４)の駆動ギヤとを噛み合わせるようにした階段昇降機のガイドレール。
2. 上記樹脂で形成したラック部材(２４)を溝(２２)内に挿入した後、曲げ加工を施した請求項１に記載の階段昇降機のガイドレール。
3. 階段昇降機のガイドレールの長さ方向に形成した溝(２２)に挿入され、その挿入した溝(２２)の開口を介して昇降体(１４)の駆動ギヤと噛み合わせるようにした樹脂で形成した駆動用ラック。
4. 長さ方向に形成した溝(２２)にチェーン(３１)を挿入し、その挿入したチェーン(３１)と、前記溝(２２)の開口を介して昇降体(１４)の駆動ギヤとを噛み合わせるようにしたガイドレールの前記チェーン(３１)に、そのチェーン(３１)を連結するピン(３３)の両端を覆う樹脂で形成した受け部材(３４)を備えた階段昇降機のガイドレール。
5. 上記受け部材(３４)を備えたチェーン(３１)を上記溝(２２)に挿入した後、曲げ加工を施した請求項４に記載の階段昇降機のガイドレール。
6. 階段昇降機のガイドレールの長さ方向に形成した溝(２２)に挿入され、その挿入した溝(２２)の開口を介して昇降体(１４)の駆動ギヤと噛み合わせるようにしたチェーン(３１)において、
   上記チェーン(３１)に、そのチェーン（３１）を連結するピン(３３)の両端を覆う樹脂で形成した受け部材(３４)を備えたチェーン。

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