JP4261106B2

JP4261106B2 - Rack mounting method for spiral stair lift guide rail

Info

Publication number: JP4261106B2
Application number: JP2002004826A
Authority: JP
Inventors: 和夫西村; 紘福本
Original assignee: Daido Kogyo Co Ltd
Current assignee: Daido Kogyo Co Ltd
Priority date: 2002-01-11
Filing date: 2002-01-11
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2022-01-11
Also published as: JP2003206087A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はラセン階段に取付けられる昇降機が昇降する為のガイドレールにラックを取付ける方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建物には一般に階段が設けられ、該階段を使用して階上へ上がることが出来、逆に階下へ下りることが出来る。ところで、老人にとって階段を上り下りすることは容易でなく、身体障害者ともなれば階段の上り下りを独りですることが出来なくなる。近年、一般家庭においても階段の上り下りを解消する為にエレベータを装着している場合もあるが、該エレベータを装着するには費用が高くなる等の問題があると同時に、該エレベータを装着するには階段とは別にスペースを必要とする。従って、小さな家ではエレベータを装着することは容易でない。
【０００３】
そこで、上記エレベータに代わって既存の階段に装着して昇降することが出来る階段昇降機が一部で使用されている。この階段昇降機は階段に沿って取付けたガイドレールに装着されて移動することが出来、昇降機に椅子を備えるならば該椅子に座ったままで階段の上り下りが可能となる。
【０００４】
ところで、ガイドレールは階段に沿ってラセン状に湾曲して取付けられるが、ラセン状のガイドレールを加工することは容易でない。すなわち、ラセン状の曲線は柱面の母線と一定の角度で交わる曲線で、接線方向に第１の曲率を有し、次法線方向に第２曲率(捩り率)を有す空間曲線となるが、鋼製パイプから成るガイドレールを上記ラセン曲線に曲げ加工して製作することは容易でなく、多くの加工時間を要すことになる。実際には正確なラセン状のガイドレールを製作することは極めて困難である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、階段昇降機がガイドされて昇降するラセン状のガイドレールの製作には上記のごとき問題がある。本発明が解決しようとする課題はこの問題点であり、連続するラセン状曲線を複数に分割して繋いだ近似ラセン曲線で構成することで、比較的簡単にしかも短時間で安くガイドレールを製作することが出来、しかも該ガイドレールにラックを取付ける方法を提供する。
【０００６】
【課題を解決する為の手段】
本発明に係るラセン階段用昇降機のガイドレールは、３次元の曲線から成るラセン曲線を近似のラセン曲線によって構成する。すなわち、２次元の平面曲げ加工した複数本の弓型湾曲レール部を繋ぐことで近似ラセン曲線を構成している。Ｘ−Ｙ座標下で２次元の平面曲げ加工される半径Ｒの円弧曲線を、４５°の傾斜軸を回転軸としてα°傾斜させることでガイドレールを構成する。ガイドレールの曲げ半径Ｒを所定の大きさとし、傾斜角度α°を変化させることで、種々のラセン高さに対応出来、設計の標準化と製作コストの低減を図ることが出来る。
【０００７】
そして、このガイドレールは一般に上側に位置する第１ガイドレールと下側に位置する第２ガイドレールの２本から成り、２本のガイドレールは所定の間隔をおいて並行に配置され、階段に起立する支柱に取付けられている。そして、上側の第１ガイドレールの下側には昇降機に取着されて回転駆動するピニオンが噛み合うラックが沿設されている。
【０００８】
本発明の近似ラセン曲線から成るガイドレールは複数本の湾曲レール部と必要に応じて直線レール部を接続しているが、直線レール部には所定の位置に所定の向きでラックが沿設されている。しかし、湾曲レール部の場合には階段の傾斜角度でもって傾斜して取付けられる為に、ラックの位置及び方向は位置により変化する。
【０００９】
半径Ｒ、中心角９０°の２次元平面円弧をθ＝４５°の傾斜軸を回転軸としてα°回転させて得られる近似ラセン曲線は、
Ｘ＝ＲCOSθ−Ｒ／２(１−COSα)(COSθ−SINθ)
Ｙ＝ＲSINθ＋Ｒ／２(１−COSα)(COSθ−SINθ)
と表わされる。そして任意の点における
傾斜角γ＝SIN^−１[１／√２SINα(COSθ＋SINθ)

として表わされる。
半径Ｒの湾曲レール部の一端を基点とした任意の角度θでのラックの向きは、上記回転角度βとなる。すなわち上記近似ラセン曲線には回転角度がβとなるように湾曲レール部にラックが沿設される。
以下、本発明に係る実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
【実施例】
図１は階段昇降機１がガイドレールに装着されている場合を示している。ガイドレールは上側の第１ガイドレール２と下側に位置する第２ガイドレール３から成り、第１ガイドレール２及び第２ガイドレール３は所定の間隔をおいて互いに並行に配置されている。そして同図には示していないが、第１ガイドレール２及び第２ガイドレール３は階段４の所々に起立状態で固定している支柱に支持されている。
【００１１】
本発明では上記昇降機１の具体的な形態及び構造は限定しないことにするが、複数のローラにて第１ガイドレール２及び第２ガイドレール３を抱き込んで昇降機１が第１ガイドレール２と第２ガイドレール３に装着されている。例えば、出願人が平成９年１１月２６日付けで特許出願した「階段昇降機」(特開平１１−１５７７６４号)は鉛直方向での傾斜角変化が大きく、内廻り及び外廻りの湾曲がある階段にも装着出来るコンパクトな構造で構成している。
【００１２】
同図に示す昇降機１には椅子５が備わっている為に、該椅子５に座って昇降機１は昇降動することが出来、階段４を歩いて上り下がりする必要がなくなる。ところで、昇降機１にはピニオンが取着されてモータにて回転駆動され、該ピニオンは第１ガイドレール２に沿設しているラックに噛み合っている。従って、ピニオンが回転するならば、昇降機１は第１ガイドレール２及び第２ガイドレール３に沿って移動することが出来る。
【００１３】
昇降機１は老人や身体障害者等が座ることが出来る椅子５を備えていて、その為に第１ガイドレール２及び第２ガイドレール３を抱き込むことで常に起立し、傾いたり、倒れたりすることがないようになっている。従って、昇降機１に取着されているピニオンの位置及び向きは一定であって、その為に第１ガイドレール２に沿設されるラックの位置及び向きも一定でなくてはならない。すなわち、ラセン状に湾曲してもガイドレールの中心軸に対してのラックの位置及び向きは変化しないように取着される。
【００１４】
図１において、第１ガイドレール２が直線状に延びている部分でのラックは、パイプに対して所定の位置に取着されるが、湾曲したパイプに対してのラックの向きは一定でなく変化する。本発明の第１ガイドレール２には、Ａ−Ｂの直線レール部６、Ｂ−Ｃの湾曲レール部７、Ｃ−Ｄの直線レール部８、Ｄ−Ｅの湾曲レール部９、Ｅ−Ｆの直線レール部１０から成っていて、これらレール部は互いに連続して接続されている。
【００１５】
ここで、接続箇所が上記各点Ｂ，Ｃ，Ｄ…に限るものではなく、又接続方法は限定しない。しかし表面にツバのような突出部を設けることは出来ない為に、パイプの継目を溶接したり、又はパイプ内に接続具を設けて摩擦力を利用して接続することも可能である。ところで、Ａ−Ｂの直線レール部６、Ｃ−Ｄの直線レール部８、Ｅ−Ｆの直線レール部１０に対してはパイプの外周面に中心軸と平行にラックを同一方向を成して取着している。
【００１６】
ただし、Ｂ−Ｃの湾曲レール部７、Ｄ−Ｅの湾曲レール部９に対しては、ラックの向きはその位置と共に変化する。図１は階段の傾きがα°である場合、ガイドレールも階段に沿ってα°の勾配で傾斜し、そして半径Ｒにて湾曲しているが、基点Ｂから角度θの位置においてガイドレールの傾斜角度γ、及びラックの傾き(回転角)βは次の式で表わされる。

【００１７】
図２はＢ−Ｃの湾曲レール部７〜Ｄ−Ｅの湾曲レール部９を示す斜視図であるが、第１ガイドレール２及び第２ガイドレール３は階段に起立する支柱１２，１２…に取着されると共に一定間隔を保ちながら互いに平行を成し、そして階段に沿って湾曲傾斜しているが、該第１ガイドレール２にはラック１１が沿設され、該ラック１１は常に下側に設けられている。
【００１８】
ところで、湾曲レール部を製作するに当っては、ストレートのパイプを半径Ｒに曲げ成形し、該パイプに沿ってラック１１を取付ける。そして該湾曲レール部を所定の角度傾斜して他のレール部と接続し、支柱１２に取付ける。この状態で、ラック１１は常に下方に向いて沿設されなくてならず、該ラック１１が下方を向くように半径Ｒに曲げ成形した段階で取付けられる。
【００１９】
図３は(ｂ)に示す湾曲レール部の基点Ｏを基準としてθ角度の位置におけるラック１１の向きを示す表である。該表に示すラック１１の向きは上記式にθと湾曲レール部の傾斜角α＝４５°として数値を代入して求められるが、基点Ｏでは外側へ３０°傾き、θ＝４５°ではラックの傾きは０となる。そしてθ＝９０°ではラックの傾きは内側に３０°となるように取付けられる。θがその他の角度にある場合には、(ａ)の表に示している通りである。
【００２０】
以上述べたように、本発明のガイドレールは複数本のレール部を接続して構成し、そして湾曲レール部においては、階段の傾斜度と位置に応じてラックの位置及び向きを変えたものであり、次のような効果を得ることが出来る。
【００２１】
【発明の効果】
本発明に係るラセン階段用昇降機のガイドレールは、複数のレール部を接続して構成した近似ラセン状ガイドレールであり、各レール部は直線レール部及び所定の曲率半径にて湾曲した湾曲レール部から成っている。これらレール部は継目に段差を残さないように接続してガイドレールが構成されるために、３次元曲線から成るラセン状に曲げ成形する場合に比較して簡単に製作することが出来る。すなわち、湾曲レール部は半径Ｒにて曲げ成形され、これを階段の傾斜に合わせて使用できる為に湾曲レール部の標準化が出来、低コストで製作することが可能となる。
【００２２】
そして、昇降機はこのガイドレールに沿って移動するが、ガイドレールには昇降機のピニオンが噛み合うラックを沿設している。ラックは該ピニオンが噛み合うように、所定の位置で所定の方向を向いて取着されるが、レール部を製作する際に、上記計算式に基づいてラックを取付けることが出来、ラックを備えたレール部は互いに接続してラセン階段用昇降機のガイドレールとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】階段に取付けたガイドレール。
【図２】湾曲レール部の斜視図。
【図３】湾曲レール部に取付けられるラックの向き。
【符号の説明】
１昇降機
２第１ガイドレール
３第２ガイドレール
４階段
５椅子
６直線レール部
７湾曲レール部
８直線レール部
９湾曲レール部
10 直線レール部
11 ラック
12 支柱[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of attaching the rack guide rails for elevator attached to spiral stairs up and down.
[0002]
[Prior art]
A building generally has a staircase that can be used to go upstairs, and vice versa. By the way, it is not easy for the elderly to go up and down the stairs, and it becomes impossible for a disabled person to go up and down the stairs alone. In recent years, there are cases where elevators are installed in ordinary households in order to eliminate the climbing of stairs, but there are problems such as high costs for installing the elevators, and at the same time the elevators are installed. Requires space apart from the stairs. Therefore, it is not easy to install an elevator in a small house.
[0003]
Therefore, in place of the elevator, a stair lift that can be mounted on an existing stair and lifted is used in part. The stair lift can be moved by being mounted on a guide rail attached along the stairs. If the lift is provided with a chair, the stair lift can be moved up and down while sitting on the chair.
[0004]
By the way, although the guide rail is curved and attached in a spiral shape along the stairs, it is not easy to process the spiral guide rail. In other words, the helical curve is a curve that intersects the generatrix of the column surface at a certain angle, and has a first curvature in the tangential direction and a second curve (torsion) in the next normal direction. However, it is not easy to bend and manufacture a guide rail made of steel pipe into the spiral curve, which requires a lot of processing time. In practice, it is extremely difficult to manufacture an accurate spiral guide rail.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, there is a problem as described above in manufacturing a spiral guide rail in which a stair lift is guided to move up and down. The problem to be solved by the present invention is this problem, and a guide rail can be manufactured relatively easily and in a short time by constructing an approximate spiral curve by dividing a continuous spiral curve into a plurality of segments. it is possible to, yet provides a method of attaching the rack to the guide rail.
[0006]
[Means for solving the problems]
The guide rail of the spiral staircase elevator according to the present invention forms a spiral curve composed of a three-dimensional curve by an approximate spiral curve. That is, an approximate spiral curve is formed by connecting a plurality of arcuate curved rail portions that are two-dimensionally plane-bending. A guide rail is constructed by inclining an arc curve having a radius R, which is two-dimensionally subjected to plane bending under XY coordinates, by α ° with a 45 ° inclination axis as a rotation axis. By setting the bending radius R of the guide rail to a predetermined size and changing the inclination angle α °, it is possible to cope with various spiral heights, and to standardize the design and reduce the manufacturing cost.
[0007]
The guide rail is generally composed of two guide rails, a first guide rail located on the upper side and a second guide rail located on the lower side. The two guide rails are arranged in parallel at a predetermined interval, Installed on a standing column. A rack that engages with a pinion that is attached to an elevator and is driven to rotate is provided below the upper first guide rail.
[0008]
The guide rail comprising the approximate helical curve of the present invention has a plurality of curved rail portions and, if necessary, a straight rail portion connected thereto. A rack is provided in a predetermined position at a predetermined position along the straight rail portion. ing. However, in the case of the curved rail portion, the rack is attached with an inclination at an inclination angle of the stairs, so that the position and direction of the rack change depending on the position.
[0009]
An approximate spiral curve obtained by rotating a two-dimensional planar arc with a radius R and a central angle of 90 ° by α ° about an inclination axis of θ = 45 ° as a rotation axis is:
X = RCOSθ−R / 2 (1-COSα) (COSθ−SINθ)
Y = RSINθ + R / 2 (1-COSα) (COSθ−SINθ)
It is expressed as And the tilt angle γ = SIN ^-1 [1 / √2SINα (COSθ + SINθ) at an arbitrary point

Is represented as
The direction of the rack at an arbitrary angle θ with the one end of the curved rail portion having the radius R as the base point is the rotation angle β. That is, a rack is provided along the curved rail portion so that the rotation angle of the approximate spiral curve is β.
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0010]
【Example】
FIG. 1 shows a case where the stair lift 1 is mounted on a guide rail. The guide rail includes an upper first guide rail 2 and a lower second guide rail 3, and the first guide rail 2 and the second guide rail 3 are arranged in parallel to each other with a predetermined interval. Although not shown in the figure, the first guide rail 2 and the second guide rail 3 are supported by pillars fixed in an upright position at the steps 4.
[0011]
Although the specific form and structure of the elevator 1 are not limited in the present invention, the elevator 1 is connected to the first guide rail 2 by holding the first guide rail 2 and the second guide rail 3 with a plurality of rollers. The second guide rail 3 is attached. For example, the “stair elevator” (Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-157764) filed on November 26, 1997 by the applicant has a large change in the inclination angle in the vertical direction, and a staircase having inner and outer curves. It is configured with a compact structure that can be mounted on.
[0012]
Since the elevator 1 shown in the figure is provided with a chair 5, the elevator 1 can move up and down while sitting on the chair 5, and it is not necessary to walk up and down the stairs 4. By the way, a pinion is attached to the elevator 1 and is rotated by a motor, and the pinion meshes with a rack provided along the first guide rail 2. Therefore, if the pinion rotates, the elevator 1 can move along the first guide rail 2 and the second guide rail 3.
[0013]
The elevator 1 is provided with a chair 5 on which an elderly person or a disabled person can sit, and for that purpose, the elevator 1 always stands up by tilting the first guide rail 2 and the second guide rail 3 and tilts or falls. There is no such thing. Therefore, the position and orientation of the pinion attached to the elevator 1 are constant, and for this purpose, the position and orientation of the rack installed along the first guide rail 2 must also be constant. That is, the rack is attached so that the position and orientation of the rack with respect to the central axis of the guide rail does not change even if it is curved in a spiral shape.
[0014]
In FIG. 1, the rack at the portion where the first guide rail 2 extends linearly is attached at a predetermined position with respect to the pipe, but the direction of the rack with respect to the curved pipe is not constant. Change. The first guide rail 2 of the present invention includes an AB straight rail portion 6, a BC curved rail portion 7, a CD straight rail portion 8, a DE curved rail portion 9, and an EF. The rail portions 10 are continuously connected to each other.
[0015]
Here, the connection location is not limited to the above points B, C, D... And the connection method is not limited. However, since it is impossible to provide a protrusion such as a flange on the surface, it is possible to weld a joint of a pipe, or to provide a connection tool in the pipe and connect using a frictional force. By the way, with respect to the AB straight rail portion 6, the CD straight rail portion 8, and the EF straight rail portion 10, the rack is formed in the same direction on the outer peripheral surface of the pipe in parallel with the central axis. Are attached.
[0016]
However, for the B-C curved rail portion 7 and the D-E curved rail portion 9, the orientation of the rack changes with its position. In FIG. 1, when the inclination of the stairs is α °, the guide rail is also inclined with an inclination of α ° along the stairs and is curved at a radius R. The inclination angle γ and the rack inclination (rotation angle) β are expressed by the following equations.

[0017]
FIG. 2 is a perspective view showing the curved rail portion 7 of B-C to the curved rail portion 9 of D-E, but the first guide rail 2 and the second guide rail 3 are arranged on the

columns

12, 12. The first guide rail 2 is provided with a rack 11, and the rack 11 is always on the lower side. Is provided.
[0018]
By the way, in manufacturing the curved rail portion, a straight pipe is bent to a radius R, and the rack 11 is attached along the pipe. The curved rail portion is inclined at a predetermined angle, connected to another rail portion, and attached to the support column 12. In this state, the rack 11 must always be installed in the downward direction, and is attached at the stage where the rack 11 is bent to a radius R so that the rack 11 faces downward.
[0019]
FIG. 3 is a table showing the orientation of the rack 11 at the θ angle position with reference to the base point O of the curved rail portion shown in FIG. The orientation of the rack 11 shown in the table is obtained by substituting numerical values as θ and the inclination angle α of the curved rail portion = 45 ° in the above formula, but at the base point O, it is inclined 30 ° outward and at θ = 45 °, The slope is zero. When θ = 90 °, the rack is attached so that the inclination of the rack is 30 ° inside. When θ is at another angle, it is as shown in the table of (a).
[0020]
As described above, the guide rail of the present invention is configured by connecting a plurality of rail portions, and the curved rail portion is configured by changing the position and orientation of the rack according to the inclination and position of the stairs. Yes, the following effects can be obtained.
[0021]
【The invention's effect】
The guide rail of the spiral staircase elevator according to the present invention is an approximate helical guide rail configured by connecting a plurality of rail portions, and each rail portion is a straight rail portion and a curved rail portion curved at a predetermined curvature radius. Consists of. Since these rail portions are connected so as not to leave a step at the joint, and the guide rail is configured, the rail portions can be easily manufactured as compared with the case of bending into a spiral shape composed of a three-dimensional curve. That is, the curved rail portion is bent at a radius R and can be used in accordance with the inclination of the stairs, so that the curved rail portion can be standardized and manufactured at low cost.
[0022]
The elevator moves along the guide rail, and a rack that engages with the pinion of the elevator is provided along the guide rail. The rack is attached in a predetermined position at a predetermined position so that the pinion meshes, but when manufacturing the rail portion, the rack can be attached based on the above formula, and the rack is provided. The rail portions are connected to each other to serve as guide rails for the spiral stair lift.
[Brief description of the drawings]
[Fig. 1] Guide rail attached to the stairs.
FIG. 2 is a perspective view of a curved rail portion.
FIG. 3 shows the orientation of the rack attached to the curved rail portion.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Elevator 2 1st guide rail 3 2nd guide rail 4 Stairs 5 Chair 6 Straight rail part 7 Curved rail part 8 Straight rail part 9 Curved rail part
10 Straight rail
11 racks
12 props

Claims

In a method of mounting a rack along a guide rail of an elevator that goes up and down along a spiral staircase, the guide rail is configured by connecting a curved rail portion having a predetermined radius of curvature and a straight rail portion, and each rail portion Is installed along the rack that meshes with the pinion that is attached to the elevator and is rotationally driven, and the rack is attached with the direction being fixed at a predetermined position in the straight rail part, and the predetermined part based on one end of the rail in the curved rail part. The rack rotation angle β at the position

(θ: Angle from the base point, α: Inclination angle of the stairs)
A rack mounting method for guide rails of a spiral staircase elevator , wherein the rail sections are connected to each other after the racks are mounted and the racks are mounted .