JP2016163622A

JP2016163622A - 階段昇降用アシスト装置

Info

Publication number: JP2016163622A
Application number: JP2015044326A
Authority: JP
Inventors: 栄二北島; Eiji Kitajima
Original assignee: Nagasaki University NUC
Current assignee: Nagasaki University NUC
Priority date: 2015-03-06
Filing date: 2015-03-06
Publication date: 2016-09-08

Abstract

【課題】使用者の体を安定に支えられるようにする。【解決手段】階段の側方に、階段の勾配に合わせて設けられたレール３０に摺動自在に取り付けられ、上昇及び下降するように駆動されるスライダ４０と、スライダに取り付けられたアシスト部材５０から成る階段昇降用アシスト装置。アシスト部材５０は逆三角形状のアームで構成され、アシスト部材のうち、階段の踏み板１２と並行な底辺部は使用者の脇支えアーム５２として使用され、斜辺部は握持アーム５４，５６として使用される。利用者１１０の右腕１１２と脇でアシスト部材の脇支えアームを支え、右手１１４で握持アームを握りながらアシスト部材のスライドに合わせて昇降する。【選択図】図７

Description

この発明は階段昇降用アシスト装置に関する。特に、高齢者などが階段を上り下りするとき、上り下りするときの力の一部を介助できるようにした階段昇降用アシスト装置に関する。

高齢者などのために階段の上り下りを手助けするため、色々な支援装置が開発されている。その代表格は椅子式の昇降装置を階段に装備するものである。椅子式昇降装置に設けられた椅子は階段の踏み板側に面するので、椅子を折り畳みできるように工夫するなどその機構が複雑となり、それに伴って設置価格も高くなる。

これに対し、簡易の支援装置が提案されている。特許文献１は、階段設置用ではないが、リング状の枠体を手摺りに取り付けた例である。特許文献２は、階段の傾斜に沿って設けられた摺動部材に棒状のグリップを設けた例である。特許文献３は、階段の側面に滑車付きの索道を環状に配した例である。

特許文献４は、階段の側方に沿ってガイドレールを配し、このガイドレールに取り付けられた肘載せ体をガイドレールに沿って動かすようにした例である。
特許文献５は、階段に沿って案内棒（レール）を取り付け、ここに介助ハンドル取り付けた摺動体を連結させた例である。

特開２００９−１２７２００号公報特開平１０−３３８４４２号公報特開２００８−２１４０９４号公報特開平９−７７４４３号公報特開２００２−９６９８７号公報

上述した特許文献１では、リング状の枠体を手摺りに取り付けることで利用者の体を支えるようにしているが、枠体が固定されているため、階段用に利用することができない。特許文献２では、パイプ状のグリップのみで利用者を支えながら階段の上り下りをすることになるので、その上り下りが非常に不安定である。

特許文献３では、握りの他方に装着した重量物の重さ（重心力）を利用して、階段の上り下りを介助するわけであるが、そのためには重量物が相当の重量でなければならず、上り下りを十分に介助できるかわ疑わしい。

特許文献４では、棒状の肘載せ体を利用しているので、肘載せ体に対し水平となるように肘を載せ、手の力だけで肘載せ体を支える必要がある。そのため、背丈の大きい人や、逆に小さい人などにとっては、肘載せ体に肘を載せることができない場合があり、安定に自らの体重を支えることが困難になる。

特許文献５では、階段を下りるときは、介助ハンドルで体を支えることができるが、上りの場合は利用者の体が介助ハンドルから離れ易くなるので、腕のみで介助ハンドルを支えることになるため、不安定である。階段を下りるときも体が前屈みとなるため、介助ハンドルの動きに合わせた歩調にしないと、安定して階段を下りることができない。

このように従来の技術では、アシスト装置（支援装置）の構成は、椅子式のものよりは簡単にはなるが、利用者（被アシスト者）を安定してアシストすることができないなどの問題を有する。

上述した従来の課題を解決するため、請求項１に記載したこの発明に係る階段昇降用アシスト装置は、階段の側方に、階段の勾配に合わせて設けられたレールと、このレールに摺動自在に取り付けられたスライダと、上記スライダを上昇及び下降させる駆動源と、上記スライダに連結されると共に、上記階段の踏み板側に臨むように設けられたアシスト部材とからなり、上記アシスト部材は、階段の踏み板と平行な脇支えアーム部と、平行ではない握持アーム部を有することを特徴とする。

請求項２記載のこの発明に係る階段昇降用アシスト装置は、上記アシスト部材が逆三角形状で構成され、該逆三角形の底辺部が上記階段の踏み板と平行で、上記脇支えアーム部として使用され、該逆三角形の斜辺部が上記握持アーム部として使用されることを特徴とする。

請求項３記載のこの発明に係る階段昇降用アシスト装置は、上記握持アーム部には上記駆動源を制御する昇降スイッチが設けられたことを特徴とする。

階段と同じような傾斜（勾配）で取り付けられたレールに対して摺動自在にスライダが設けられており、このスライダに対しアシスト部材（アシストアーム）が階段の踏み板側に面して取り付けられている。アシストアームは多角形状であって、好ましい形状は逆三角形状である。

アシストアームのうち踏み板の平坦部と平行なアームが脇支えアームとして使用される。階段を上るとき使用者（被アシスト者）は、右もしくは左の二の腕と脇の間で脇支えアームを抱えるように、脇の下で脇支えアームを支える。したがって脇の下で脇支えアームを支えることができればよいので、踏み板と脇支えアームとは平行状態といっても、踏み板の平坦部に対して若干傾いた状態で取り付けられていてもよい。

残りのアシストアームは握持アームとして利用する。階段に向かう使用者の前方に位置するアシストアームが握持アームとなるので、上り方向に対して右側に階段昇降用アシスト装置が設置され、使用者が上るときは右手で握持アームを握る。握持アームに設けられた昇降スイッチ（上り用昇降スイッチ）を押すことで、スライダが動く（上昇する）。この動きにつれてアシストアームも上昇するので、アシストアームを支えているだけで、利用者は極く自然にアシストアームにつられて階段を上ることができる。

階段を下りるときも介助が必要なときは、左の二の腕と脇の間で脇支えアームを支えられるところまで階段を下りて踏み板に立つ。下り用として使用される握持アームを左手で握り、この握持アームに設けられた昇降スイッチ（下り用昇降スイッチ）を操作すると、このアシストアームにアシストされながら階段を下りることができる。

この発明によれば、アシスト部材のうち脇支えアームを脇の下で支え、握持アームを手で握ることによって、利用者の体を安定に支えることができるので、利用者の階段の上り下りを確実にアシストできる。

この発明に係る階段昇降用アシスト装置を側面から見た図である。この発明に係る階段昇降用アシスト装置の要部斜視図である。図２の要部縦断面図である。スライダ部分の拡大側面図である。この発明に係る階段昇降用アシスト装置の上面図である。アシストアームの一例を示す詳細図である。この発明に係る階段昇降用アシスト装置の使用状態を示す図である。脇支えアームの使用状態を示す図である。スライド速度の制御例を示す図である。スライダの昇降時におけるスピード制御の一例を示すフローチャートである。この発明に係る階段昇降用アシスト装置の他の例を示す図１と同様な側面図である。階段を正面に見たときの図１１における設置図である。

続いてこの発明に係る階段昇降用アシスト装置の一例を図１以下を参照して説明する。この発明が適用されるアシスト装置は、公共施設などの階段であって階段の両側にある程度のスペースがあり、建物の壁面が階段より多少離れているような場所に設置して好適である。もちろん建物の側壁に面して階段が設置されているような個所であっても適用できる。

図１において、階段１０の側方、この例では上り方向に対して右側に面して手摺り１４が設けられている。図の例では２本のパイプ１４Ｈ，１４Ｌを並行に配した手摺り１４が例示されている。手摺り１４よりもさらに右側にこの発明に係る階段昇降用アシスト装置２０が位置する。

この階段昇降用アシスト装置２０は、図１および図２に示すように、階段１０と同じ勾配のレール３０と、このレール３０に対して摺動自在に取り付けられたスライダ４０と、このスライダ４０に取り付け固定された駆動源９０と、この駆動源９０からの回転力を、レール３０を介してスライダ４０に伝達するための伝達機構９４と、スライダ４０に連結されると共に、階段１０の踏み板１２側に臨むように設けられたアシスト部材５０とからなる。

アシスト部材５０は多角形状の例えば逆三角形状のアームで構成され、アシスト部材５０のうち、階段１０の踏み板１２と並行なアームは利用者の脇支えアーム５２として使用される。

図２以下を参照してさらに詳細に説明する。

階段昇降用アシスト装置２０は一条のレール３０を有する。レール３０は階段１０の勾配とほぼ同じ勾配となるように、階段１０の側方であって、手摺り１４よりも外側に配される。レール３０の主部は断面が直方体状をなす金属角柱体であって、その左面のほぼ中央部には主部と一体化されると共に、レール３０の長手方向に延びたＬ字状取り付け部材３２を有する。Ｌ字状取り付け部材３２はＬ字状部が下向きとなされた部材であって、後述するように伝達機構９４の取り付け部材として機能する。

レール３０を囲繞するようにスライダ４０が設けられる。スライダ４０は図３にも示すように、断面がほぼコ字状をなす所定幅の板体であり、さらに各コ字状端面部４６ａ、４６ｂは、Ｌ字状取り付け部材３２によって上下に分断された一対のレール側面３４ａ、３４ｂとそれぞれ対向するように各コ字状端面部４６ａ、４６ｂが折り曲げられて一対のフランジ４２，４４となされる。

これらフランジ４２，４４は図３および図４に示すようにローラ取り付け部材として利用される。そのため、レール３０の上下端面３０ａ、３０ｂと転接するようにそれぞれ一対のローラ１００（１００ａ、１００ｂ）と、１０２（１０２ａ、１０２ｂ）が所定の間隔を保持してフランジ４２，４４に回動自在に軸支される。

図３に示すように、スライダ４０を構成する板体の下部板体（Ｌ字状部）７０は駆動源９０の取り付け板として利用される。駆動源９０はモータ９１と減速機９２で構成される。減速機９２は必要に応じて設けられる。９６は補強板である。

駆動源９０には伝達機構９４が取り付けられている。伝達機構９４としてこの例ではピニオン９４ａとラック９４ｂが使用され、減速機９２にピニオン９４ａが取り付けられる。一方Ｌ字状取り付け部材３２の遊端側であってその内側には、レール３０と並行に、レール３０の長さと同じ長さで延在する板体３４が一体形成されており、この板体３４の下面に平歯車であるラック９４ｂが、やはり板体３４とほぼ同じ長さに亘って取り付け固定される。このラック９４ｂにピニオン９４ａが噛合することで、駆動源９０からの回転力が直線運動に変換された状態でラック９４ｂに伝達される。

レール３０は階段１０が敷設された建物（図示はしない）に固定されているため、ラック９４ｂを介してＬ字状取り付け部材３２およびレール３０に伝達された直線運動力は、相対的にスライダ４０の摺動力となってこのスライダ４０に伝達される。

スライダ４０に設けられた複数のローラ１００，１０２がレール３０の上下端面３０ａ、３０ｂを転動自在に挟持しているので、スライダ４０に摺動力が伝われば、スライダ４０はこのレール３０上をスムーズに摺動して昇降することになる。

図５の例では、後方ローラ１００ｂ、１０２ｂの直下に駆動源９０が位置しているが、スライダ４０のほぼ中央部に駆動源９０が位置するように駆動源９０をシフトしてもよい。

図５のようにスライダ４０の頂面部４７はアシスト部材５０の取り付け面となされている。アシスト部材５０は多角形状のアシストアームで構成され、このアシストアーム５０には、このアシストアーム５０をスライダ４０に連結するための連結アーム６０を有する。

連結アーム６０は所定長に選定された樹脂製のパイプが使用され、一方頂面部４７には、この頂面部４７と面一となるようにその左右側面側にＬ字状の取り付け補強板７４，７４が固定されている。連結アーム６０は、この補強板７４，７４に取り付けられた一対のパイプ固定金具（取り付けリング）７２を使用してスライダ４０に固定される。

連結アーム６０は手摺り１４Ｈよりも階段１０側に所定の長さだけ突出した状態で固定される。所定長だけ連結アーム６０を突出させて固定するのは、踏み板１２に立ってアシストアーム５０（具体的には後述する脇支えアーム５２）を支えるとき、手摺り１４Ｈなどが邪魔にならないようにするためである。連結アーム６０の先端部にはＬ字状をなす連結管６２が嵌入・固定されている。連結管６２はアシストアーム５０の固定部材として使用される。

一方、アシストアーム５０は多角形状をなすアームが使用されるも、この例では図６に示すように、逆三角形状をなすほぼ二等辺三角形のアームが使用され、３本のアーム５２，５４，５６がそれぞれＶ字状の連結管５８ａ、５８ｂ、５８ｃに嵌入されて強固に連結されると共に、二等辺部の頂点（下側に位置する頂点）を構成する連結管５８ｃには下方に垂下した補助管５９が、この連結管５８ｃと一体成形されている。

補助管５９にはアシストアーム５０の高さ調整用の調整菅６４が挿入されているが、補助管５９自体を調整菅６４としても使用できる長さに選定することもできる。図２のように調整菅６４には等間隔に複数の調整ネジ６６が取り付けられ、連結管６２に対する調整菅６４の位置を調整することで、アシストアーム５０の階段、つまり踏み板１２からの高さを調整できる。

連結管６２と補助管５９若しくは連結管６２と調整菅６４との間に締め付けバンド（図示はしない）を取り付ければ、これらの間を強固に連結することができ、過剰な体重がかかった場合でも安定して支えることができる。

アシストアーム５０は、図６にも示すように階段１０の踏み板１２とほぼ平行するように調整されたアームが脇支えアーム５２となされ、その前側および後側に位置するアームがそれぞれ握持アーム５４，５６として使用される。脇支えアーム５２は使用者の脇（図では右脇）を安定して支えるためのもので、脇支えアーム５２には必要に応じて滑り留め用のゴム材６８が嵌め込まれ、脇腹と二の腕によって安定に脇支えアーム５２を支えることができるようになっている。握持アーム５４，５６のそれぞれにも滑り留め用のゴム材などの滑り留めを嵌め込んでおけば、握持アーム５４，５６を固く握り締めることが可能になる。

階段１０を上るときは、前方に位置する一方の握持アーム５４を右手で支え、階段１０を下りるときは他方の握持アーム５６を左手で支える。連結管５８ａには上りのときに使用する昇降スイッチＳＷｕが、連結管５８ｂには下りのときに使用する昇降スイッチＳＷｄが設けられている。昇降スイッチＳＷｕ，ＳＷｄによってモータ９１の回転駆動（正転および逆転）が制御される。

上述したアシストアーム５０としては逆三角形状のアームを使用したが、その形状は逆三角形状に限らず、おむすび形や矩形状（例えば四角形）でもよく、要は踏み板１２と平行な脇支え用のアーム部と、握持できるアーム部とを有する多角形状のアームであればよい。

利用者の年齢層を考慮して脇支えアーム５２と握持アーム５４，５６のそれぞれには、それぞれのアーム部の名称を明示したネームプレートを貼着しておくと利用ミスを防止できる。

以上のように構成されたこの発明に係る階段昇降用アシスト装置２０の使用例を、図７、図８を参照して説明する。
階段昇降用アシスト装置２０は階段１０の右側に配置した例であるので、図７および図８のように利用者１１０の右脇と右腕１１２との間に脇支えアーム５２を挟み込み、右手１１４で握持アーム５４を握る。握持アーム５４の昇降スイッチＳＷｕを操作すると、例えばモータ９１が正転駆動されて、その回転駆動力が伝達機構９４を介してスライダ４０に伝達される。

この例では、正転駆動によってスライダ４０がレール３０上を階上に向けて動き出す。昇降スイッチＳＷｕを操作したときは、他方の昇降スイッチＳＷｄの操作は禁止状態（ロック状態）となるように制御される。安全性を考慮したためである。

この動きに伴った力がアシストアーム５０を介して利用者１１０に伝わるので、スライダ４０の動きに歩行を合わせれば、利用者１１０はアシストアーム５０にアシストされながら階段１０を上ることができるので、単独歩行よりも利用者に負担を掛けることなく、階段１０を利用できる。

階段１０を下りるときは、今度は利用者１１０の左脇と左腕１１６との間に脇支えアーム５２を挟み込み、左手１１８で握持アーム５６を握る。握持アーム５６の昇降スイッチＳＷｄを操作すると、モータ９１が逆転駆動されるので、モータ９１の回転駆動力が伝達機構９４を介してスライダ４０に伝達され、スライダ４０がレール３０上を階下に向けて動き出す。

この動きに伴った力がアシストアーム５０を介して利用者１１０に伝わるので、スライダ４０の動きに歩行を合わせれば、利用者１１０はアシストアーム５０にアシストされながら階段１０を下りることができるので、階段１０を下りるときも差程の負荷を掛けないで降りられる。

アシストする速度（スライド速度）は階段昇降用アシスト装置２０の設置場所に応じて適切な速度に調整できるようになっているが、その場合においても図９のように上るときの速度Ｖｕに対し、下るときの速度Ｖｄを遅めに設定した方が好ましい。

また、昇降スイッチＳＷｕや昇降スイッチＳＷｄが押されて直ぐに規定のスライド速度までアップするのではなく、時間ｔ１が経過するまでは緩やかに上昇し、その後は定速となり（時間ｔ２）、そして階上（または階下）に到達するか、その前になると時間ｔ３を掛けてゆっくり下降して停止するような速度制御がなされる。

図１０は階段昇降用アシスト装置２０の制御系の概略を示すフローチャートであって、上りか下り用の昇降スイッチＳＷｕ、ＳＷｄが押されると、対応する音声ガイダンスが起動され、アナウンスが行われる（ステップ１３１，１３２）。例えば、上り用の昇降スイッチＳＷｕが押されると、「上りです。アシストアームが動きます。脇支えアームをしっかり右脇に支え、握持アームを右手で握ってください。」のようなアナウンスがなされて、利用者への注意が喚起される。
アナウンスが終わると、スライドモードとなる（ステップ１３３）。

スライド中に、例えば急にモータ９１に対する負荷が軽くなったようなときは、何らかのアクシデントが発生したものとみなすことができるから、モータ９１への負荷を監視し、そのような場合には安全停止モードが作動する（ステップ１３４，１３６）。

それ以外の場合は正常走行とみなせるので、昇降スイッチＳＷｕ、ＳＷｄを監視し、何れかの昇降スイッチが押されたときには階上または階下に着いたものとしてスライドモード（アシストモード）を停止する（ステップ１３５，１３６）。

図１１はこの発明に係る階段昇降用アシスト装置の他の例を示す。
実施例１の場合には、手摺り１４のうち最も高い手摺り１４Ｈとほぼ同じ高さの位置に階段昇降用アシスト装置２０を設置したが、これとは逆に最も低い手摺り１４Ｌ側の位置に階段昇降用アシスト装置２０を設置する例を図１１に示す。この場合には、レール３０と並行なガイドアーム１３０が設けられと共に、第１および第２の補助連結アーム１４２ａ、１４２ｂが設けられ、図１２Ａ，Ｂに示すように連結アーム６０が補助連結アーム１４２ａおよび１４２ｂを介してアシストアーム５０に連結される。さらに第１の補助連結アーム１４０ａにはガイドアーム１４０に挿通されたガイド１４４が設けられ、スライダ４０の動きがスムーズにアシストアーム５０に伝達されるようになされている。

また実施例２では、握持アーム５４側の連結管５８aに上り用の昇降スイッチＳＷｕおよび下り用の昇降スイッチＳＷｄが設けられている。

このように構成することで、スライダ４０およびこのスライダ４０に固定された駆動源９０や伝達機構９４が床面近くに配置できるから、利用者の邪魔にならず階段昇降用アシスト装置２０を設置できる特徴を有する。

また上り用と下り用の昇降スイッチを同一部位に設けたため、左半身に障害のある利用者１１０が右脇と右腕１１２との間に脇支えアーム５２を挟み込み、右手１１４で握持アーム５４を握って、上りと下りの移動をすることができる。下りの場合は、利用者１１０は階段を後ろ向きに下る。

この発明は、高齢者などが階段を上り下りするときの介助用として適用して好適である。

１０・・・階段
２０・・・階段昇降用アシスト装置
３０・・・レール
３２・・・Ｌ字状取り付け部材
４０・・・スライダ
５０・・・アシスト部材（アシストアーム）
５２・・・脇支えアーム
５４，５６・・・握持アーム
ＳＷｕ、ＳＷｄ・・・昇降スイッチ
６０・・・連結アーム
９４・・・伝達機構
９４ａ・・・ピニオン
９４ｂ・・・ラック

Claims

階段の側方に、階段の勾配に合わせて設けられたレールと、
このレールに摺動自在に取り付けられたスライダと、
上記スライダを上昇及び下降させる駆動源と、
上記スライダに連結されると共に、上記階段の踏み板側に臨むように設けられたアシスト部材とからなり、
上記アシスト部材は、階段の踏み板と平行な脇支えアーム部と、平行ではない握持アーム部を有する
ことを特徴とする階段昇降用アシスト装置。
上記アシスト部材が逆三角形状で構成され、該逆三角形の底辺部が上記階段の踏み板と平行で、上記脇支えアーム部として使用され、該逆三角形の斜辺部が上記握持アーム部として使用される
ことを特徴とする請求項１記載の階段昇降用アシスト装置。
上記握持アーム部には上記駆動源を制御する昇降スイッチが設けられた
ことを特徴とする請求項１記載の階段昇降用アシスト装置。