JPH10152055A - 階段昇降機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無限軌道で作動するものにおいて小型且つ軽
量で機動性に富むものとする。 【解決手段】 荷物の搭載部を備えた本体１と、本体側
面に配された無限軌道３６と、該無限軌道３６の駆動用
であって本体１の階段昇降用動力を発生する駆動部３１
と、該駆動部３１に動作指示を与えるための指示部とを
備えた階段昇降機である。無限軌道３６は２２０ｍｍか
ら３１０ｍｍ前後の階段１ステップ分の昇降用の長さと
されている。無限軌道３６を用いるために、足元の不安
定な階段を重い荷物を載せた状態でも軽く昇り降りする
ことができる。また１ステップ分の長さしか有していな
い無限軌道３６を用いるために、小型軽量のものを得る
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は階段の昇降を行う階
段昇降機、殊に買い物カートや荷車等に好適に用いるこ
とができる階段昇降機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】荷物を載せた本体にモータ駆動の無限軌
道（クローラ）を設けて、階段走行を行うことができる
ようにした運搬車が特開平５−１７０１０４号公報に示
されている。このような運搬車であれば、重い荷物を載
せている時も階段の昇降を楽に行うことができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記のものは、
複数段のステップを跨ぐ無限軌道を備えたものであり、
安定した姿勢で昇降させることができるとはいえ、かな
り大型のものとなってしまっており、買い物カート等に
適用することができない。本発明はこのような点に鑑み
為されたものであり、その目的とするところは小型且つ
軽量で機動性に富む階段昇降機を提供するにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】しかして本発明は、荷物
の搭載部を備えた本体と、本体側面に配された無限軌道
と、該無限軌道の駆動用であって本体の階段昇降用動力
を発生する駆動部と、該駆動部に動作指示を与えるため
の指示部とを備えた階段昇降機であって、上記無限軌道
は２２０ｍｍから３１０ｍｍ前後の階段１ステップ分の
昇降用の長さとされていることに特徴を有している。

【０００５】無限軌道を用いるために、足元の不安定な
階段を重い荷物を載せた状態でも軽く昇り降りすること
ができるものであり、しかも１ステップ分の長さしか有
していない無限軌道を用いるために、小型軽量のものを
得ることができる。この時、非階段部の走行用であって
駆動部にて駆動される走行用車輪を備えていてもよい。
階段だけでなく、坂道でも使用することができるものと
なる。

【０００６】指示部としては、本体に加えられる階段昇
降のための外力を検出する外力検出器と、上記外力検出
器で検出された力に基づいて上記駆動部を作動させる制
御手段とからなるものを好適に用いることができるが、
指示部は手動でオンオフされるスイッチであってもよ
い。上記制御手段には、昇降方向切換スイッチの状態に
応じて検出された外力に対する駆動部の作動を切り換え
るものを用いてもよい。

【０００７】階段を検出する階段検出器を備えて、該階
段検出器の出力に応じて駆動部を作動させるものとして
もよい。２つの平行に配された無限軌道を有するものに
おいては、これら無限軌道と駆動部との間にデファレン
シャルギアを配しておくのが好ましい。さらに無限軌道
の下端位置と本体の下端位置との上下位置関係を切換自
在としていてもよく、この場合、本体の下端に配した自
由回転車輪の上下位置を切換自在としても、無限軌道の
上下位置を切換自在としてもよい。

【０００８】無限軌道の駆動輪と同軸にあって駆動部に
よって駆動される走行用車輪を備えたものでは、該走行
用車輪の外周面に階段のステップ先端部と噛み合う凹溝
を設けておくとよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】図中１は荷物９を載せるための搭
載部１０を備えている本体であり、上端にハンドル２が
設けられている本体１は、そのハンドル２が設けられた
側で且つ搭載部１０と逆となる側面に階段昇降のための
昇降ユニット３を備えている。該昇降ユニット３は、駆
動源であるモータ３１と、該モータ３１の回転を減速し
て駆動軸３３に伝達する減速部３２と、駆動軸３３両端
に設けられた駆動輪３４，３４と、一対の従動輪３５，
３５と、駆動輪３４と従動輪３５との間に架け渡された
左右一対の無限軌道（クローラ）３６，３６と、これら
が装着されたベース３０とからなるもので、電源として
の電池４０と、制御駆動回路が実装された制御基板４１
も上記ベース３０に装着されており、さらにベース３０
側面には電源スイッチ４２と昇降切換スイッチ４３とが
配されている。内周側にバックアッププレート３７が配
された上記無限軌道３６は、上記モータ３１によって回
転駆動されるのであるが、その外周面にほぼ等間隔で突
起部３８が設けられている。なお、駆動輪３４が下方側
に、従動輪３５が上方側に配されている。また、無限軌
道３６の下端は本体１の足の下端よりも少し上方に配さ
れており、ハンドル２を持って本体１を傾ければ、無限
軌道３６が接地するとともに本体１の足が浮くようにさ
れている。

【００１０】本体１の上端に配されたハンドル２にはプ
ッシュスイッチ４が配されている。ハンドル４を握る手
の指で押し込むことができるようにされたプッシュスイ
ッチ４は、図４に示すようにメインスイッチ４２に直列
に接続されており、メインスイッチ４２を投入した状態
でプッシュスイッチ４を押し込めば、モータ駆動用の電
流ドライバー４５を介して昇降切換スイッチ４３で選択
された方向にモータ３１を回転させる。この時、モータ
３１は図５に示すようにプッシュスイッチ４のオン（時
刻ｔ１）によって立ち上がり、所定速度Ｖ０に達すれば
該速度に保ち、プッシュスイッチ４のオフ（時刻ｔ２）
によって停止する。

【００１１】階段のステップを昇るにあたっては、電源
スイッチ４２を投入するとともに昇降切換スイッチ４３
を昇る方向に切り換え、ハンドル２を持って本体１を少
し傾けることで無限軌道３６を接地させて本体１の足を
浮かせるとともにプッシュスイッチ４をオンとすればよ
い。この時、無限軌道３６は図６に矢印イで示す方向に
動くために、階段のステップ側へと本体１を接近させ、
外周面のいずれかの突起部３８をステップ先端に引っ掛
けた時点から本体１を上昇させる。ステップを昇りきれ
ば階段の踏面を前進し、次のステップを昇るということ
を繰り返す。

【００１２】階段を降りる場合は、昇降切換スイッチ４
３を降りる方向に切り換えて、プッシュスイッチ４を押
せばよい。この時の無限軌道３６は、上記昇りの場合の
逆方向の低速回転によって下降速度を制限することにな
るために、重い荷物９を積んでいる場合でも、軽い力で
支持するだけでゆっくりと階段を降りることができる。

【００１３】ここにおいて、図からも明らかなように、
上記無限軌道３６は通常の階段の１つのステップに引っ
掛かるだけの長さＬしか有していないものとなってい
る。具体的には建築基準法によって階段の蹴上げ寸法Ｈ
が２２０ｍｍ以下、踏面の長さＤが２１０ｍｍ以上に規
制されていることに鑑み、上記長さＬ（ここでは駆動輪
３４と従動輪３５との間の軸間距離）は２２０ｍｍ〜３
１０ｍｍ前後としている。このために昇降ユニット３の
高さもほぼこの長さですむものとなっている。

【００１４】もっとも、このような長さＬの無限軌道３
６で階段昇降を行う場合、無限軌道３６が階段のステッ
プに引っ掛かって本体１を持ち上げている時点での本体
１の姿勢を、ハンドル２を持つ使用者が定めてやらねば
ならないが、本体１を持ち上げる仕事はモータ３１が担
う上に、姿勢を保つのに必要な力は非常に小さくてすむ
ものであり、しかもハンドル２を持って階段を昇り降り
するにあたっての使用者の姿勢は、平地を歩く時とさほ
ど変わらぬ姿勢でよく、このために、使用者にかかる負
担は搭載した荷物の重さにもよるものの、実際上、きわ
めて小さくてすむものである。

【００１５】図７〜図９に示すものは、階段昇降時以外
の本体１の移動をスムーズにするための走行用の一対の
自由回転車輪１５，１５を本体１に設けたものを、図１
０は一対の自由回転車輪１５，１５を備えたものにおい
て、無限軌道３６を１つだけとした例を示している。平
地や階段における踏面での移動は自由回転車輪１５を接
地させることでスムーズなものとなる。すなわち、図９
に示す階段を上る場合の動作状態から明らかなように、
階段に達するまでや階段の踏面を移動する場合は自由回
転車輪１５，１５を利用した移動とすることができ、無
限軌道３６によって進む場合よりも走行がスムーズとな
る上に、階段昇降時以外は無限軌道３６を駆動しなくて
もよいために、電池４０の消費量を抑えることができ
る。

【００１６】また、このように自由回転車輪１５を設け
る場合は、無限軌道３６のためのモータ３１のオンオフ
を上述のプッシュスイッチ４のようなスイッチによらず
に、ハンドル２に加えられた外力を測定する外力検出器
５と、該外力検出器５で検出された外力に応じてモータ
３１を制御する制御手段とによって行うのが好ましい。
図１１にこの場合のブロック回路図を示す。前記制御基
板４１に実装された制御回路４４とモータ駆動用の電流
ドライバー４５とからなる制御駆動回路が、図１２に示
すように、外力検出器５で検出された力Ｆの値と方向と
アシストゲインとに応じて、駆動源であるモータ３１の
回転方向制御を含む電流制御を行うように、つまり力検
出値Ｆが大きいほど、より大きい出力トルクとなるよう
にモータ３１を制御するのである。

【００１７】このものでは、電源スイッチ４２を投入し
ても外力検出器５で力Ｆが測定されていない状態ではモ
ータ３１は回転しないが、階段を上るためにハンドル２
を引き上げる方向の力Ｆを与えたならば、この力Ｆの値
とアシストゲインとに応じた出力トルクがモータ３１で
発生して無限軌道３６が駆動され、階段を昇るにあたっ
て本体１は上記力Ｆにモータ３１の動力によるパワーア
シストを受けた状態で上昇する。上記アシストゲインが
たとえば３の時には、ハンドル２に加えた力Ｆの３倍の
力がモータ３１によって加えられるために、本体１を持
ち上げるのに必要な力の１／４の力をハンドル２に加え
るだけで、階段を上ることができるものである。

【００１８】そして、階段に至ってハンドル２に引き上
げようとする力が加えられたならば、この力を外力検出
器５が検出して該検出値に応じてモータ３１の出力が増
加し、出力トルクが十分増加すれば突起３８を階段のス
テップに引っ掛けた無限軌道３６の回転で本体１は持ち
上げられ、ステップを上り終えれば無限軌道３６から自
由回転車輪１５に乗り換えられるとともに慣性によって
自由回転車輪１５はステップの角部を通過し、踏面上に
載る。

【００１９】階段を降りる場合は、無限軌道３６の突起
３８が階段のステップに引っ掛かるまで自由回転車輪１
５による移動となり、無限軌道３６が階段に引っ掛かっ
た後は、ハンドル２を押す力に応じた無限軌道３６の回
転駆動（外力の方向が逆であるために回転方向も逆とな
る）によって自由回転車輪１５が接地するまで下降し、
自重で降りる場合は軽く引き上げながら下降させる。こ
のために重い荷物９を積んでいる場合でも、軽い力で支
持するだけでゆっくりと階段を降りることができる。

【００２０】また平地走行のように自由回転車輪１５に
よって走行している場合は、外力検出器５が本体１を引
き上げるあるいは押し下げようとする力を検出しないた
めに、モータ３１が作動することはない。従って、階段
の昇り降りのためにプッシュスイッチ４のようなスイッ
チを操作する必要がなくなり、平地走行から階段昇降へ
の移行をきわめてスムーズに行えるものである。なお、
上記パワーアシストは、自由回転車輪１５を有していな
い図１〜図３に示す構成の階段昇降機においても採用す
ることができる。

【００２１】ところで外力Ｆに基づいてモータ３１の制
御を行うにあたり、上記の説明では外力検出器５で検出
された力Ｆに対して、モータ３１の出力トルクにほぼ比
例することになる電流の制御を行うようにしたものを示
したが、図１３に示すようにモータ３１の回転速度制御
もしくは回転加速度制御でパワーアシストを行ってもよ
い。

【００２２】いずれの制御を行う場合にも、ハンドル２
に加えられる力を外力検出器５で精度良く検出すること
ができるようにしておく場合、ハンドル２を握ってはい
るものの、本体１を動かそうという意志がないにもかか
わらず、外力が検出されたとしてモータ３１を駆動して
しまう事態が生じることがある。このために図１４に示
すように外力の値が微小であるところ（Ｆ０〜−Ｆ０）
に不感帯を設定し、検出された外力が微小である時には
パワーアシストが作用しないようにしておくとよい。

【００２３】また、上記の例では外力検出器５で検出さ
れる力の方向に応じて、モータ３１の回転方向が逆とな
るようにしているために、昇降切換スイッチ４３が不要
となっているが、図１５に示すように昇降切換スイッチ
４３も設けるとともに、昇降切換スイッチ４３が昇りに
セットされた時には図１６(a)に示す制御を、下りにセ
ットされた時には図１６(b)に示す制御を行ってもよ
い。つまり、セットされた方向と逆方向の力が加えられ
た時にはモータ３１に流れる電流をゼロとするのであ
る。この場合、昇りに際して間違って下り側にセットし
てしまったとしても、人がハンドル２を引けば検出され
る力は昇り方向（引き方向）となっているためにモータ
３１に流れる電流はゼロであり、従って意に反した方向
に動き出すことがなくて安全なものとなる。なお、昇降
切換スイッチ４３には中立のオフ点を有するものを用い
るのが好ましい。

【００２４】図１７はパワーアシストが階段の上りに対
してのみ作動し、昇降切換スイッチ４３を切り替えて下
りにセットした時には、モータ３１が抵抗Ｒに接続され
るようにしたものである。この場合、下りにセットした
ならば、階段のステップに接して本体１の下りで回転す
る無限軌道３６がモータ３１を回転させる時、モータ３
１は抵抗Ｒの存在によって回転数が大きいほど抵抗力が
大きくなるために粘性抵抗のように働くことから、小さ
な力をハンドル２に加えておくだけで階段をゆっくりと
降りることができる。

【００２５】また階段を降りる時には、上りの場合に比
べて必要な力は小さくなることから、下りにセットした
状態において、検出される外力Ｆがあまりに大きい場合
は操作者の転倒のような異常事態が考えられる。このた
めに、図１８に示すように、下りの場合で検出された外
力Ｆが所定値Ｆ０を越える場合は制動指令を出力するこ
とも好ましい。操作者の転倒等の危険回避を行うことが
できる。

【００２６】モータ３１の作動を階段の昇降時のみに限
定するには、図１９に示すように、階段の検出を行う階
段検出器７を設けて、メインスイッチ４２に直列に接続
した階段検出器７が階段を検出してオンとなればパワー
アシストを開始させ、階段を検出していない時にはオフ
となってパワーアシスト機能をオフとすればよい。メイ
ンスイッチ４２のオンオフの手間も実際上省いてくれる
存在となる上に、外力検出器５が階段昇降の方向の力を
検出しても、階段を検出しないことにはモータ３１が作
動しないために、電池４０の消耗をより確実に防ぐもの
となる。

【００２７】このような階段検出器７としては各種のも
のを用いることができるが、一例を図２０及び図２１に
示す。一対の無限軌道３６，３６間に上下方向に長い検
出棒７０を配して、該検出棒７０が階段に当たって押し
込まれたならばオンとなるスイッチで階段検出器７を構
成している。階段接触時にのみ電源が入って無限軌道３
６の駆動がなされるために、無限軌道３６に無駄な動き
がなく、また図９(b)に示したような階段への接触時点
から無限軌道３６が動き出すために、ステップの角部に
無限軌道３６が噛みやすく、スムーズな昇降を得ること
ができる。

【００２８】自由回転車輪１５と無限軌道３６とを有し
ているものにおいて、自由回転車輪１５と無限軌道３６
との上下方向における位置関係を切り換えて、図２２及
び図２３に示すように、無限軌道３６の下端の方が自由
回転車輪１５よりも下方に位置させることができるよう
にしてもよい。この場合、階段の踏面の移動を自由回転
車輪１５ではなく無限軌道３６で行わせることで歩調と
の同期を取り易くすることができ、同時に平地での走行
は自由回転車輪１５によるスムーズなものとすることが
できる。

【００２９】この場合の自由回転車輪１５と無限軌道３
６との上下方向における位置関係の切り換えは、図２４
〜図２６に示すように、自由回転車輪１５を上下させる
ことで行っても、図２７〜図３０に示すように昇降ユニ
ット３を上下させることで行ってもよい。図２４〜図２
６に示す自由回転車輪１５の上下機構は、本体１のフレ
ームに枢着されたアーム８０の先端に軸８１で自由回転
車輪１５を取り付けるとともに、軸８１に可動バー８２
の先端を枢着し、さらに本体１のフレームに可動バー８
２と係合するストッパーピン８５を設けている。先端に
抜け止め部を有するとともに頭部が軸部より太くなって
いる該ストッパーピン８５は、可動バー８２の長手方向
に沿って形成された溝８３内を軸部が移動自在で且つ溝
８３の両端の大径部８４に頭部が嵌合自在となってお
り、図２４に示すように、溝８３の一端の大径部８４に
ストッパーピン８５の頭部が嵌合して、自由回転車輪１
５が無限軌道３６よりも下方に位置している状態から、
可動バー８２をばね８６に抗して押し込んでストッパー
ピン８５の頭部を大径部８４より外部に突出させ、この
状態で可動バー８２を図２５に矢印で示す方向に引け
ば、ストッパーピン８５の軸部が溝８３内を移動すると
ともに自由回転車輪１５が上昇し、図２６に示すように
溝８３の他端の大径部８４にストッパーピン８５が嵌合
してこの状態がばね８６で固定されれば、無限軌道３６
よりも高い位置に自由回転車輪１５が保持される。逆の
動作を行うことで、図２４に示す状態に戻すことができ
る。

【００３０】図２７〜図３０に示す昇降ユニット３の上
下機構は、一対のリンクバー８７，８７で本体１に対し
て昇降ユニット３を取り付けるとともに、一方のリンク
バー８７から操作レバー８８を延出し、さらに一方のリ
ンクバー８７と係合してリンクバー８７の回転を止める
係合体８９を本体１に設けたもので、図２８及び図２９
(a)に示すように、係合体８９との係合でリンクバー８
７の回転が止められて自由回転車輪１５が無限軌道３６
よりも下方に位置している状態から、係合体８９を図２
９(b)に示すようにばね９０に抗して押し込むことで、
リンクバー８７を回転止めを解除し、操作レバー８８の
操作でリンクバー８７を回転させることで本体１に対し
て昇降ユニット３を下降させれば、無限軌道３６が自由
回転車輪１５よりも下方に位置する状態となる。なお、
この状態も係合体８９とリンクバー８７との係合によっ
て保たれる。

【００３１】図３１及び図３２に示すように、無限軌道
３６の駆動のための駆動軸３３に同軸で連結されて無限
軌道３６とともに駆動される走行用車輪１６，１６を設
けてもよい。この場合、平地では昇降ユニット３を自由
回転車輪１５に対して相対的に上動させることができる
ようにしておくことで、図３３(a)に示すように、自由
回転車輪１５による移動を行うことができ、スロープに
おいては図３３(b)に示すように走行用車輪１６を接地
させてモータ３１を回転させることで走行用車輪１６の
パワーアシスト駆動でスロープの昇り降りを楽に行うこ
とができ、更に階段昇降時においては無限軌道３６のパ
ワーアシスト駆動でステップの角を通過する時、図３３
(c)に示すように走行用車輪１６が角に接することで角
の通過をよりスムーズに行うことができる。

【００３２】該駆動車輪１６として、図３４に示すよう
に、外周面に凹溝１７を備えたものを用いるとともに、
無限軌道３６の内周面の歯数の約数が駆動軸３３両端の
駆動輪３４の歯数となるように、また無限軌道３６の突
起３８を駆動輪３４の歯数の約数Ｎおきに形成して、駆
動輪３４と一体に回転する駆動車輪１６の凹溝１７と無
限軌道３６の突起３８とが図に示す関係となるようにし
てもよい。

【００３３】この場合、図３５に示すように、無限軌道
３６の突起３８のみが階段のステップの先端に引っ掛か
っている状態から駆動車輪１６がステップ先端面に当た
ると、駆動車輪１６の凹溝１７がステップ先端に噛み込
むと、この状態での駆動車輪１６の回転で踏面上に上が
りきる。ステップへの乗り上がりがよりスムーズで滑り
にくくて安心感があるものとなるほか、踏面上の移動は
駆動車輪１６でなされるために、突起３８によるごつご
つ感が大幅に緩和されるものとなる。

【００３４】駆動軸３３と走行用車輪１６との間にクラ
ッチ、好ましくは電磁クラッチを介在させてもよい。ク
ラッチの切り離しによって走行用車輪１６が上記自由回
転車輪１５を兼ねるものとすることができるために、二
種の車輪１５，１６を設ける必要がなくなる上に、自由
回転車輪を接地させるか走行用車輪１６を接地させるか
において、上述のような昇降ユニット３の上下動操作が
不要となる。

【００３５】図３６に示すものは、モータ３１から左右
の駆動輪３３，３３への動力伝達をデファレンシャルギ
ア３９を介して行うようにしたものを示しており、左右
の無限軌道３６，３６の差動が許されているために、螺
旋状の階段や踊り場等の左右の無限軌道３６，３６で移
動距離が異なる場合においても、スムーズに階段昇降を
行うことができる。

【００３６】次に、前記外力検出器５の具体例について
説明する。図３７及び図３８に示すものでは、ハンドル
２と本体１とをばね鋼のような弾性体５０で連結すると
ともに、該弾性体５０に歪みゲージ５１を装着し、加え
られた外力は歪みゲージ５１で検出される歪み量と、弾
性体５０のヤング率及び断面積の積で求めるようにした
ものである。

【００３７】図３９は、板ばねからなる弾性体５０を介
して本体１にハンドル２を取り付けるとともに、ハンド
ル２に力を加えた時の弾性体５０の変位量をポテンショ
メータ５２で測定するようにしたものを示しており、弾
性体５０のばね定数をＫｓとすれば、ポテンショメータ
５２で測定される変位量とばね定数Ｋｓとの積で加えら
れた外力を求めることができる。

【００３８】図４０に示すものは、板ばねからなる弾性
体５０の変位を非接触式変位センサー５３で測定するよ
うにしたもので、このような非接触式変位センサー５３
の利用は、接触式のセンサーでの問題点であるヒステリ
シスを小さくすることができる上に、変位の伝達機構が
不要であるために構造を簡単にすることができる点で有
効である。

【００３９】外力検出器５は、ハンドル２の部分にでは
なく、図４１〜図４３に示すように、本体１と昇降ユニ
ット３との間に設けてもよい。なお図４１は弾性体５０
と歪みゲージ５１とからなるものを、図４２は弾性体５
０とポテンショメータ５２とからなるものを、図４３は
弾性体５０と非接触式変位センサー５３とからなるもの
を示している。ただし、本体１と昇降ユニット３とをつ
ないでいる弾性体５０は、ハンドル２に加えられた外力
だけでなく、荷物９の重さに応じても撓みや歪みを生じ
ることから、メインスイッチ４２を投入した時点での外
力検出値をゼロ点としてパワーアシストを行うことで、
荷物９の重さの影響を排除する。

【００４０】

【発明の効果】以上のように本発明においては、荷物の
搭載部を備えた本体と、本体側面に配された無限軌道
と、該無限軌道の駆動用であって本体の階段昇降用動力
を発生する駆動部と、該駆動部に動作指示を与えるため
の指示部とを備えているために、足元の不安定な階段を
重い荷物を載せた状態でも軽く昇り降りすることができ
るものであり、しかも上記無限軌道を２２０ｍｍから３
１０ｍｍ前後の階段１ステップ分の昇降用の長さとして
いるために、つまりは階段の１ステップ分の長さしか有
していない無限軌道を用いるために、小型軽量で且つ安
価なものを得ることができる。

【００４１】そして非階段部の走行用であって駆動部に
て駆動される走行用車輪を備えたものにおいては、階段
だけでなく、坂道でも駆動部の動力を利用した昇り降り
を行うことができるほか、階段のステップの通過をより
スムーズに行うことができるものとすることができる。
指示部としては、本体に加えられる階段昇降のための外
力を検出する外力検出器と、上記外力検出器で検出され
た力に基づいて上記駆動部を作動させる制御手段とから
なるものを用いると、加えた力に対する動力による昇降
動作が階段を昇降する操作者に合わせたものとなるため
に、足元の不安定な階段の昇降を安心して行うことがで
きるものとなる。また上記制御手段には、昇降方向切換
スイッチの状態に応じて検出された外力に対する駆動部
の作動を切り換えるものを用いると、操作者の意に反し
た動きを無くすことができる。

【００４２】指示部は手動でオンオフされるスイッチで
あってもよい。この場合、指示部に要するコストが低い
ために、さらに安価に提供することができる。階段を検
出する階段検出器を設けて、該階段検出器の出力に応じ
て駆動部を作動させるものとした時には、階段の昇降時
にのみ駆動部を作動させることができて、無駄な動力を
使うことがないものとなり、電池を電源とするものにお
いて特に有効である。

【００４３】２つの平行に配された無限軌道を有するも
のにおいては、これら無限軌道と駆動部との間にデファ
レンシャルギアを配しておくと、螺旋階段の昇降あるい
は踊り場での方向転換が容易となる。さらに無限軌道の
下端位置と本体の下端位置との上下位置関係を切換自在
としておけば、階段昇降時と非昇降時とで夫々適した状
態に設定することができ、この時の上下位置関係の切り
換えは、本体の下端に配した自由回転車輪の上下位置を
切換自在としても、無限軌道の上下位置を切換自在とし
てもよい。

【００４４】無限軌道の駆動輪と同軸にあって駆動部に
よって駆動される走行用車輪を備えたものでは、該走行
用車輪の外周面に階段のステップ先端部と噛み合う凹溝
を設けておくと、階段の１ステップ分を昇りきる時の動
きをよりスムーズで安定したものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例を示す斜視図であ
る。

【図２】同上の正面図である。

【図３】同上の側面図である。

【図４】同上のブロック回路図である。

【図５】同上のモータの動作説明図である。

【図６】(a)(b)は同上の動作説明図である。

【図７】他例の正面図である。

【図８】同上の側面図である。

【図９】(a)〜(e)は同上の動作説明図である。

【図１０】更に他例の斜視図である。

【図１１】他例のブロック回路図である。

【図１２】同上の駆動部の制御の説明図である。

【図１３】同上の駆動部の制御の他例の説明図である。

【図１４】同上の駆動部の制御の別の例の説明図であ
る。

【図１５】別の例のブロック回路図である。

【図１６】(a)(b)は同上の駆動部の制御の説明図であ
る。

【図１７】さらに別の例のブロック回路図である。

【図１８】他の例の動作のフローチャートである。

【図１９】さらに他の例のブロック回路図である。

【図２０】同上の正面図である。

【図２１】同上の側面図である。

【図２２】別の例の正面図である。

【図２３】同上の側面図である。

【図２４】同上の機構の一例を示すもので、(a)は側面
図、(b)はＡ−Ａ断面図である。

【図２５】同上の機構の作動途中を示すもので、(a)は
側面図、(b)はＢ−Ｂ断面図である。

【図２６】同上の機構の切換完了時を示すもので、(a)
は側面図、(b)はＣ−Ｃ断面図である。

【図２７】同上の機構の他例を示す正面図である。

【図２８】同上の側面図である。

【図２９】(a)(b)は同上の係合体の動作を示す断面図で
ある。

【図３０】同上の機構の切換完了時を示す側面図であ
る。

【図３１】異なる例の正面図である。

【図３２】同上の側面図である。

【図３３】(a)(b)(c)は同上の動作説明図である。

【図３４】さらに異なる例の部分側面図である。

【図３５】(a)〜(d)は同上の動作説明図である。

【図３６】他例の概略正面図である。

【図３７】外力検出器の一例の斜視図である。

【図３８】同上の正面図である。

【図３９】同上の他例を示すもので、(a)は正面図、(b)
は断面図である。

【図４０】同上の更に他例の正面図である。

【図４１】外力検出器を本体と昇降ユニットとの間に配
した場合の一例を示すものであり、(a)は側面図、(b)は
拡大側面図である。

【図４２】同上の他例を示す拡大側面図である。

【図４３】同上の更に他例を示す拡大側面図である。

【符号の説明】

１ 本体 ３ 昇降ユニット ３１ モータ ３６ 無限軌道

【手続補正書】

【提出日】平成９年３月３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】本体１の上端に配されたハンドル２にはプ
ッシュスイッチ４が配されている。ハンドル２を握る手
の指で押し込むことができるようにされたプッシュスイ
ッチ４は、図４に示すようにメインスイッチ４２に直列
に接続されており、メインスイッチ４２を投入した状態
でプッシュスイッチ４を押し込めば、モータ駆動用の電
流ドライバー４５を介して昇降切換スイッチ４３で選択
された方向にモータ３１を回転させる。この時、モータ
３１は図５に示すようにプッシュスイッチ４のオン（時
刻ｔ１）によって立ち上がり、所定速度Ｖ０に達すれば
該速度に保ち、プッシュスイッチ４のオフ（時刻ｔ２）
によって停止する。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】ここにおいて、図からも明らかなように、
上記無限軌道３６は通常の階段の１つのステップ先端部
に引っ掛かるだけの長さＬしか有していないものとなっ
ている。具体的には建築基準法によって階段の蹴上げ寸
法Ｈが２２０ｍｍ以下、踏面の長さＤが２１０ｍｍ以上
に規制されていることに鑑み、上記長さＬ（ここでは駆
動輪３４と従動輪３５との間の軸間距離）は２２０ｍｍ
〜３１０ｍｍ前後としている。このために昇降ユニット
３の高さもほぼこの長さですむものとなっている。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】もっとも、このような長さＬの無限軌道３
６で階段昇降を行う場合、無限軌道３６が階段のステッ
プ先端部に引っ掛かって本体１を持ち上げている時点で
の本体１の姿勢を、ハンドル２を持つ使用者が定めてや
らねばならないが、本体１を持ち上げる仕事はモータ３
１が担う上に、姿勢を保つのに必要な力は非常に小さく
てすむものであり、しかもハンドル２を持って階段を昇
り降りするにあたっての使用者の姿勢は、平地を歩く時
とさほど変わらぬ姿勢でよく、このために、使用者にか
かる負担は搭載した荷物の重さにもよるものの、実際
上、きわめて小さくてすむものである。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】そして、階段に至ってハンドル２に引き上
げようとする力が加えられたならば、この力を外力検出
器５が検出して該検出値に応じてモータ３１の出力が増
加し、出力トルクが十分増加すれば突起３８を階段のス
テップ先端部に引っ掛けた無限軌道３６の回転で本体１
は持ち上げられ、ステップを上り終えれば無限軌道３６
から自由回転車輪１５に乗り換えられるとともに慣性に
よって自由回転車輪１５はステップ先端部の角を通過
し、踏面上に載る。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】階段を降りる場合は、無限軌道３６の突起
３８が階段のステップ先端部に引っ掛かるまで自由回転
車輪１５による移動となり、無限軌道３６が階段に引っ
掛かった後は、ハンドル２を押す力に応じた無限軌道３
６の回転駆動（外力の方向が逆であるために回転方向も
逆となる）によって自由回転車輪１５が接地するまで下
降し、自重で降りる場合は軽く引き上げながら下降させ
る。このために重い荷物９を積んでいる場合でも、軽い
力で支持するだけでゆっくりと階段を降りることができ
る。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】図１７はパワーアシストが階段の上りに対
してのみ作動し、昇降切換スイッチ４３を切り替えて下
りにセットした時には、モータ３１が抵抗Ｒに接続され
るようにしたものである。この場合、下りにセットした
ならば、階段のステップ先端部に接して本体１の下りで
回転する無限軌道３６がモータ３１を回転させる時、モ
ータ３１は抵抗Ｒの存在によって回転数が大きいほど抵
抗力が大きくなるために粘性抵抗のように働くことか
ら、小さな力をハンドル２に加えておくだけで階段をゆ
っくりと降りることができる。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】また階段を降りる時には、上りの場合に比
べて必要な力は小さくなることから、下りにセットした
状態において、検出される外力Ｆがあまりに大きい場合
は操作者の転倒のような異常事態が考えられる。このた
めに、図１８に示すように、下りの場合で検出された外
力Ｆが所定値ＦＡを越える場合は制動指令を出力するこ
とも好ましい。操作者の転倒等の危険回避を行うことが
できる。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】このような階段検出器７としては各種のも
のを用いることができるが、一例を図２０及び図２１に
示す。一対の無限軌道３６，３６間に上下方向に長い検
出棒７０を配して、該検出棒７０が階段に当たって押し
込まれたならばオンとなるスイッチで階段検出器７を構
成している。階段接触時にのみ電源が入って無限軌道３
６の駆動がなされるために、無限軌道３６に無駄な動き
がなく、また図９(b)に示したような階段への接触時点
から無限軌道３６が動き出すために、ステップ先端部に
無限軌道３６が噛みやすく、スムーズな昇降を得ること
ができる。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３１】図３１及び図３２に示すように、無限軌道
３６の駆動のための駆動軸３３に同軸で連結されて無限
軌道３６とともに駆動される走行用車輪１６，１６を設
けてもよい。この場合、平地では昇降ユニット３を自由
回転車輪１５に対して相対的に上動させることができる
ようにしておくことで、図３３(a)に示すように、自由
回転車輪１５による移動を行うことができ、スロープに
おいては図３３(b)に示すように走行用車輪１６を接地
させてモータ３１を回転させることで走行用車輪１６の
パワーアシスト駆動でスロープの昇り降りを楽に行うこ
とができ、更に階段昇降時においては無限軌道３６のパ
ワーアシスト駆動でステップ先端部の角を通過する時、
図３３(c)に示すように走行用車輪１６が角に接するこ
とで角の通過をよりスムーズに行うことができる。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３２】該走行用車輪１６として、図３４に示すよ
うに、外周面に凹溝１７を備えたものを用いるととも
に、無限軌道３６の内周面の歯数の約数が駆動軸３３両
端の駆動輪３４の歯数となるように、また無限軌道３６
の突起３８を駆動輪３４の歯数の約数Ｎおきに形成し
て、駆動輪３４と一体に回転する走行用車輪１６の凹溝
１７と無限軌道３６の突起３８とが図に示す関係となる
ようにしてもよい。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３３】この場合、図３５に示すように、無限軌道
３６の突起３８のみが階段のステップの先端部に引っ掛
かっている状態から走行用車輪１６がステップ先端面に
当たって走行用車輪１６の凹溝１７がステップ先端部に
噛み込むと、この状態での走行用車輪１６の回転で踏面
上に上がりきる。ステップへの乗り上がりがよりスムー
ズで滑りにくくて安心感があるものとなるほか、踏面上
の移動は走行用車輪１６でなされるために、突起３８に
よるごつごつ感が大幅に緩和されるものとなる。

【手続補正１２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１８】

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 荷物の搭載部を備えた本体と、本体側面
   に配された無限軌道と、該無限軌道の駆動用であって本
   体の階段昇降用動力を発生する駆動部と、該駆動部に動
   作指示を与えるための指示部とを備えた階段昇降機であ
   って、上記無限軌道は２２０ｍｍから３１０ｍｍ前後の
   階段１ステップ分の昇降用の長さとされていることを特
   徴とする階段昇降機。
2. 【請求項２】 非階段部の走行用であって駆動部にて駆
   動される走行用車輪を備えていることを特徴とする請求
   項１記載の階段昇降機。
3. 【請求項３】 指示部は、本体に加えられる階段昇降の
   ための外力を検出する外力検出器と、上記外力検出器で
   検出された力に基づいて上記駆動部を作動させる制御手
   段とからなることを特徴とする請求項１または２記載の
   階段昇降機。
4. 【請求項４】 制御手段は、昇降方向切換スイッチの状
   態に応じて検出された外力に対する駆動部の作動を切り
   換えるものであることを特徴とする請求項１または２記
   載の階段昇降機。
5. 【請求項５】 指示部は手動でオンオフされるスイッチ
   であることを特徴とする請求項１または２記載の階段昇
   降機。
6. 【請求項６】 階段を検出する階段検出器を備えて、該
   階段検出器の出力に応じて駆動部を作動させるものであ
   ることを特徴とする請求項１記載の階段昇降機。
7. 【請求項７】 ２つの平行に配された無限軌道と駆動部
   との間にデファレンシャルギアを配していることを特徴
   とする請求項１記載の階段昇降機。
8. 【請求項８】 無限軌道の下端位置と本体の下端位置と
   の上下位置関係を切換自在としていることを特徴とする
   請求項１記載の階段昇降機。
9. 【請求項９】 本体はその下端に自由回転車輪を備えて
   いるとともに、該自由回転車輪の上下位置が切換自在と
   なっていることを特徴とする請求項８記載の階段昇降
   機。
10. 【請求項１０】 無限軌道の上下位置が切換自在となっ
    ていることを特徴とする請求項８記載の階段昇降機。
11. 【請求項１１】 無限軌道の駆動輪と同軸にあって駆動
    部によって駆動される走行用車輪を備えるとともに、該
    走行用車輪はその外周面に階段のステップ先端部と噛み
    合う凹溝を備えていることを特徴とする請求項１または
    ２記載の階段昇降機。