JP2004244214A - 昇降機構 - Google Patents
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Abstract
【課題】狭い場所においても重量物を積載した状態で安定して階段等の段差を昇降し、構造が簡単で安価な昇降機構を提供することである。
【解決手段】略水平に保持される載置部２と、前記載置部２に伸縮自在に垂設され各々の下端に車輪が設けられた四対の脚部のうち最前に設けられた一対の第１の脚部３と、この第１の脚部３の後に設けられた一対の第２の脚部４と、この第２の脚部４の後に設けられた一対の第３の脚部５と、この第３の脚部５の後に設けられた一対の第４の脚部６と、前記載置部２に内設され前記各々の一対の脚部を独立に伸縮させる駆動部とを有するものである。
【選択図】 図１
【解決手段】略水平に保持される載置部２と、前記載置部２に伸縮自在に垂設され各々の下端に車輪が設けられた四対の脚部のうち最前に設けられた一対の第１の脚部３と、この第１の脚部３の後に設けられた一対の第２の脚部４と、この第２の脚部４の後に設けられた一対の第３の脚部５と、この第３の脚部５の後に設けられた一対の第４の脚部６と、前記載置部２に内設され前記各々の一対の脚部を独立に伸縮させる駆動部とを有するものである。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、荷物を積載して階段を自在に昇降する昇降機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、重量物を人力で運搬する際には台車等の運搬装置を用いると便利である。しかしながら、エレベーター等の昇降装置が設置されていない建物において重量物を上下階へ移動することは多大な労力と人手を必要とする作業となる。そこで、階段にガイドレールを設置し、このガイドレールに台車を誘導させる装置等が考えられているが、装置が大掛かりであり、広い場所に設置される大きな階段には適しているものの、一般家庭などの狭い場所に設置される小さい階段には適していなかった。
【０００３】このような課題に対して、狭い場所においても自在に作業が行える運搬装置として、例えば、特許文献１には、「運搬装置および運搬方法」として「ガイドを介して水平方向に相対移動自在に重畳された複数の台車フレームと、前記各台車フレームのそれぞれに前後で１組以上設けた伸縮自在な脚と、該脚を伸縮動作させる駆動装置と、を備えたことを特徴とする運搬装置」が開示されている。
この特許文献１に開示された発明では、重量物を直接台車へ積み付けて、積載荷重を階段部においても常に平坦面で受けさせ、姿勢の調整あるいは制御を容易に行いながら重量物の運搬を行うことができる。また、ガイドレール等の付帯装置が一切不要であり、階段の仕様の変化にも容易に対応することができる。
【０００４】また、特許文献２には、「階段昇降用手押台車」として、「左右一対の上脚下脚の伸縮によって階段の段差に対応する構造と、車輪によって移動する構造とを総合して、階段を昇降する階段昇降用手押台車」が開示されている。
この特許文献２に開示された発明では、平地用台車が荷載状態で階段を通過することを可能としており、階段を反復して荷を積み替える労力の解消や時間の節約に貢献している。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２３３６００号公報
【特許文献２】
特開平１１−９１５８２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載された従来の技術では、重量物を水平に保持した状態で階段の昇降が可能であるものの、装置の構造が複雑であり、コスト面において安価になりにくいという課題があった。
また、特許文献２に記載された従来の技術では、重量物を積載した基台が階段を１段階昇降する度に上下に動く構造を有しているので、積載された重量物の安定が悪く、特に割れ物等の運搬には注意が必要となるという課題があった。
【０００７】本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、狭い場所においても重量物を積載した状態で安定して階段等の段差を昇降し、構造が簡単で安価な昇降機構を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明である昇降機構は、略水平に保持される載置部と、載置部に伸縮自在に垂設され各々の下端に車輪が設けられた四対の脚部のうち最前に設けられた一対の第１の脚部と、この第１の脚部の後に設けられた一対の第２の脚部と、この第２の脚部の後に設けられた一対の第３の脚部と、この第３の脚部の後に設けられた一対の第４の脚部と、載置部に内設され第１乃至第４の４組の脚部の内少なくとも３組の一対の脚部を独立に伸縮させる駆動部とを有するものである。
上記構成の昇降機構は、載置部に載置される積載物が略水平に保持された状態で独立に伸縮する四対の脚部によって階段等の段差を容易に昇降するという作用を有する。
【０００９】また、請求項２に記載の発明である昇降機構は、請求項１に記載の昇降機構において、一対の第１の脚部と一対の第２の脚部の間の距離と、一対の第３の脚部と一対の第４の脚部の間の距離とが略同一であるものである。
上記構成の昇降機構においては、請求項１に記載の発明の作用に加えて、より少ない工程で前進し階段等の段差を昇降するという作用を有する。
【００１０】そして、請求項３記載の発明である昇降機構は、請求項１又は請求項２に記載の昇降機構において、一対の第１の脚部と一対の第２の脚部の間の距離が階段の奥行き幅より短いものである。
上記構成の昇降機構においては、請求項１又は請求項２に記載の発明の作用に加えて、一対の第１の脚部と一対の第２の脚部は階段の同段に着地するという作用を有する。
【００１１】さらに、請求項４に記載の発明である昇降機構は、請求項１乃至請求項３に記載の昇降機構において、一対の第１の脚部と一対の第３の脚部との距離、前記一対の第２の脚部と前記一対の第４の脚部との距離、前記一対の第１の脚部と前記第４の脚部との距離、前記一対の第２の脚部と前記一対の第３の脚部との距離のいずれか１の距離が、昇降する階段の奥行き幅の整数倍の長さに調整可能であるものである。
上記構成の昇降機構においては、請求項１乃至請求項３に記載の発明の作用に加えて、昇降する階段の段差の形態に合わせて第１の脚部と第３の脚部あるいは第２の脚部と第４の脚部を同時に階段昇降させるように調整するという作用を有する。すなわち、階段の昇降のためのステップの数を少なくする作用を備える。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る昇降機構の第１の実施の形態を図１乃至図８に基づき説明する。（請求項１乃至請求項３に対応）
図１は第１の実施の形態に係る昇降機構の外形図である。
図１において、第１の実施の形態における昇降機構１は、載置台２と、載置台２に垂設される四対の脚と、図示していないが、この四対の脚を伸縮させる駆動部から構成されている。なお、四対の脚のうち奥側の脚は図示していないが、前方から一対の第１の脚３，３、一対の第２の脚４，４、一対の第３の脚５，５及び一対の第４の脚６，６が、階段１０の奥行き幅をＤとしたとき、各々Ｄ／２の幅長さを有して等間隔に設置されており、各々の脚の下端には車輪７が設けられている。また、図示していないが、昇降機構１には、作業者９が四対の脚を動作させるための操作盤が設けられている。
昇降機構１は載置台２の上部に荷物８を積載した状態で、作業者９一人によって階段１０を昇降することが可能である。なお、載置台２には取っ手や荷物８の落下防止用の柵を設けてもよい。
【００１３】次に、第１の実施の形態に係る昇降機構の駆動部について図２を参照しながら説明する。
図２（ａ）は、第１の実施の形態に係る昇降機構の駆動部の上面図であり、（ｂ）は同じく駆動部のセンタープーリーの側面図であり、（ｃ）は同じく駆動部の第１の脚の部分の上面図であり、（ｄ）は同じく駆動部の第１の脚の部分の側面を示す概略図である。
まず、図２（ａ）において、駆動部１１には、上側に第１の脚用ギヤ１３ａ、第２の脚用ギヤ１４ａ、第３の脚用ギヤ１５ａ及び第４の脚用ギヤ１６ａと２個のテンションプーリー１７ａが設置されており、これらには中心のセンタープーリー１２とともに右側用チェーン１８ａが巻かれている。また、下側には同様に第１の脚用ギヤ１３ｂ、第２の脚用ギヤ１４ｂ、第３の脚用ギヤ１５ｂ及び第４の脚用ギヤ１６ｂと２個のテンションプーリー１７ｂが中心に設置されたセンタープーリー１２とともに左側用チェーン１８ｂが巻かれている。
【００１４】また、図２（ｂ）において、センタープーリー１２は動力伝達用ギヤ１９と、右側用ギヤ２０と、左側用ギヤ２１を有しており、右側用ギヤ２０には右側用チェーン１８ａが、左側用ギヤ２１には左側用チェーン１８ｂが巻かれている。
四対の脚は、センタープーリー１２を右回転させると伸び、左回転させると縮むことができ、この操作は図示していないが操作盤を用いて操作する。
【００１５】さらに、図２（ｃ）において、第１の脚用ギヤ１３を上面から見ると、中心にチェーンがかかるギヤ２２と、その周囲に３個のロッド２３が設置されている。
そして、第１の脚用ギヤ１３を側面から見た図２（ｄ）では、ロッド２３の下方にスライド可能なシャフト２４がギヤ２２と係合可能に設置されている。なお、図示していないが、図２（ｃ）における３個のロッド２３の下方には同様にギヤ２２と係合可能な３個のシャフトが設置されている。
また、後述するが、この３個のシャフトは、第１の脚３を構成する４個の節のうち３個の節を伸縮させる機能を有しており、いずれの節を伸縮させるかは３個のロッドによってコントロールされる。
したがって、操作盤において伸縮させたい一対の脚を選択して伸縮段数を設定すると、まず、選択した脚のギヤにチェーンがかかり、さらに、ロッドによって伸縮させる脚の節が選択されて、脚が必要段数伸縮するのである。
【００１６】続いて、第１の実施の形態に係る昇降機構の脚の伸縮について図３を参照しながら説明する。
図３（ａ）は、第１の実施の形態に係る昇降機構の第１の脚を最も伸ばした場合の側面図であり、（ｂ）は同じく第１の脚を一段階縮めた場合の側面図であり、（ｃ）は同じく第１の脚を二段階縮めた場合の側面図である。なお、図３では、第１の脚を例に挙げて説明するが、その他の脚についても同様の伸縮機構を有している。
図３（ａ）において、第１の脚３は最も伸ばされた状態で、第１節２５、第２節２６、第３節２７及び第４節２８の４個の節が各々第１の連結部２９、第２の連結部３０及び第３の連結部３１において固定されている。なお、各々の連結部には１個のねじ穴と２個の穴が設けられている。
【００１７】また、第１の脚３は円筒形であり、その直径は、第１節２５は第２節２６よりも大きく、第２節２６は第３節２７よりも大きく、第３節２７は第４節２８よりも大きく設計されており、順々に内側へ収納されることができ、この収納によって第１の脚３の伸縮を可能にしている。なお、第１の脚３は円筒形以外の形状であっても構わない。
【００１８】そして、載置台２と第１の脚３の連結部分では、ギヤ２２に係合可能な第１のシャフト３５、第２のシャフト３６及び第３のシャフト３７が設けられており、さらに、各々のシャフトの上部にはギヤ２２とのかみ合いをコントロールする第１のロッド３２、第２のロッド３３及び第３のロッド３４が設けられている。
第１のシャフト３５は第２節２６の第１の連結部２９に設けられた第１のねじ穴３８に螺合して第２節２６を移動させることができる。また、第２のシャフト３６は第３節２７の第２の連結部３０に設けられた第２のねじ穴３９に螺合して第３節２７を移動させることができる。そして、第３のシャフト３７は第４節２８の第３の連結部３１に設けられた第３のねじ穴４０に螺合して第４節２８を移動させることができる。なお、各々の連結部に設けられているねじ穴以外の穴はこれらのシャフトと螺合しないように内径を大きく設計されている。
【００１９】図３（ａ）において、第１の脚３を一段階縮めようとする場合は、まず、ギヤ２２に第１のシャフト３５を係合させて回転させる。そうすると、第１のシャフト３５は第１のねじ穴３８と螺合するので、第２節２６は次第に上昇し、第１節２５の内部に収納され、図３（ｂ）に示すように一段階縮むのである。
続いて、図３（ｂ）において第１の脚３を２段階縮めるには、ギヤ２２に第２のシャフト３６を係合させると、第２のシャフト３６は第２のねじ穴３９と螺合して、第３節２７が第１節２５に収納された第２節２６の内部に収納されて、図３（ｃ）に示すように二段階縮んだ状態になる。
同様に、図３（ｃ）において、第１の脚を３段階縮めるには、ギヤ２２に第３のシャフト３７を係合させ、第３のシャフト３７の第３のねじ穴４０への螺合によって第４節２８を第３節２７の内部に収納させるとよい。
なお、上記と逆の操作を行うと、縮んだ脚を伸ばすことができる。
また、これらの操作に要する動力はモータ等から供給されるようにしてもよいし、手動で行ってもよい。
【００２０】このように第１の実施の形態では、第１の脚３において、第１のロッド３２、第２のロッド３３及び第３のロッド３４によってギヤ２２に係合するシャフトを選択し、選択されたシャフトの回転によって第１の脚３を構成する節を移動させることにより脚の伸縮を可能にしている。また、四対の各々の脚はこの伸縮機構を有しており、昇降機構１では四対の脚を独立して伸縮させることができる。
【００２１】次に、第１の実施の形態に係る昇降機構の脚の変形例について図４を参照しながら説明する。
図４は、第１の実施の形態に係る昇降機構の第１の脚の変形例の側面図である。なお、図４では、第１の脚を例に挙げて説明するが、その他の脚についても同様の伸縮機構を有している。
図４において、第１の脚３は、第１節２５、第２節２６、第３節２７及び第４節２８の４個の節で構成されている。そして、載置台２と第１節２５との連結部分、第１の連結部２９、第２の連結部３０、第３の連結部３１及び第４節２８と車輪７との連結部分に各々設置された第１の支点４１、第２の支点４２、第３の支点４３、第４の支点４４及び第５の支点４５を通り、対称的な構造を有するリンク機構４６が設けられている。
【００２２】さらに、第２の支点４２、第３の支点４３、第４の支点４４及び第５の支点４５には、載置台２に掛止された第１のシリンダー４７に連結されたワイヤー４８が接続されている。この第１のシリンダー４７は第１の脚３を縮めるためのものであり、第１のシリンダー４７によってワイヤー４８が引っ張られ、第４節２８、第３節２７そして第２節２６の順に収納し、第１の脚３を縮めることができる。なお、この際、リンク機構４６の第１のリンク４９、第２のリンク５０及び第３のリンク５１はワイヤー４８の動作に連動する。
また、リンク機構４６には載置台２に掛止された第２のシリンダー５２が設置されている。この第２のシリンダー５２は第１の脚３を伸ばすためのものであり、第２のシリンダー５２の操作によって縮んだ状態の第１のリンク４９、第２のリンク５０、第３のリンク５１を伸ばすことができる。なお、この際、ワイヤー４８はリンク機構４６の動作に連動する。
このように第１の脚３の伸縮にリンク機構４６を用いると、短時間で動作させることができるので作業効率が高くなる。
【００２３】次に、第１の実施の形態に係る昇降機構の使用方法について図５乃至図８を参照しながら説明する。
図５は、第１の実施の形態に係る昇降機構の使用方法の第１工程から第１０工程を示す概念図であり、図６は同じく昇降機構の使用方法の第１１工程から第１９工程を示す概念図であり、図７は同じく昇降機構の使用方法の第２０工程から第２６工程を示す概念図である。
図５乃至図７において、階段１０の奥行き幅をＤとしたとき、昇降機構１の四対の脚は全て等間隔で載置台２に垂設されており、その幅はＤ／２である。また、昇降機構１の脚の長さ方向の位置については、最も伸ばした状態を「４」、一段階縮めた状態を「３」、二段階縮めた状態を「２」、三段階縮めた状態を「１」とする。
【００２４】図５（ａ）において、荷物８を積載した昇降機構１は作業者９に押されて階段１０を昇ろうとしている。なお、昇降機構１の四対の脚の位置はいずれも「４」にある。
図５（ｂ）において、まず、操作盤を操作して、一対の第１の脚３と一対の第３の脚５を一段階縮めて「３」とする。そして、図５（ｃ）において、一対の第２の脚４が階段１０ａに当たるまで前進させる。
次に、図５（ｄ）において、一対の第２の脚４を一段階縮めて「３」とする。そして、図５（ｅ）において、一対の第１の脚３が階段１０ｂに当たるまで前進させる。このように第１の実施の形態では、図５（ａ）から図５（ｅ）に示す４回の操作によって階段１０ａを１段昇ることができる。
【００２５】続いて、図５（ｆ）において、一対の第１の脚３をさらに一段階縮めて「２」とし、図５（ｇ）において、一対の第２の脚４が階段１０ｂに、また、一対の第４の脚６が階段１０ａに当たるまで前進させる。このとき、第１の実施の形態では、四対の脚がそれぞれＤ／２ほど離して等間隔に設置されているので、一対の第２の脚４と一対の第４の脚６はＤの距離を有しており、同時に階段１０ａ及び階段１０ｂに当接する。
図５（ｈ）では、一対の第２の脚４をさらに一段階縮めて「２」とし、一対の第４の脚６を一段階縮めて「３」として、図５（ｉ）において、一対の第１の脚３及び一対の第３の脚５がそれぞれ階段１０ｃ及び階段１０ｂに当たるまで前進させる。この動作のとき、図５（ｇ）を用いて同時に階段１０ｂ及び階段１０ａに当たると説明した一対の第２の脚４と一対の第４の脚６は、それぞれの階段１０ｂ，１０ａを同時に昇降する、すなわち階段１０ｂ及び階段１０ａに同時に着地することになる。従って、第２の脚４と第４の脚６が別々に階段を昇降する場合よりも効率よく昇降することができる。
また、図５（ｇ）の場合と同様に、第１の実施の形態では、四対の脚がそれぞれＤ／２ほど離して等間隔に設置されているので、一対の第１の脚３と一対の第３の脚５はＤの距離を有しており、同時に階段１０ｂ及び階段１０ｃに当接する。そして、図５（ｅ）から図５（ｉ）までの４回の操作によって階段１０ｂを１段昇ることができる。
【００２６】さらに、図５（ｊ）では、作業者９は階段を昇るために一対の第２の脚４と一対の第４の脚６を一段階伸ばして、一対の第２の脚４を「３」、一対の第４の脚６を「４」のままとする。
そして、図６（ａ）において一対の第２の脚４及び一対の第４の脚６が階段１０ｃ及び階段１０ｂに当たるまで前進させる。この動作のとき、図５（ｉ）を用いて同時に階段１０ｃ及び階段１０ｂに当たると説明した一対の第１の脚３と一対の第３の脚５は、それぞれの階段１０ｃ，１０ｂを同時に昇降する、すなわち階段１０ｃ及び階段１０ｂに同時に着地することになる。従って、第１の脚３と第３の脚５が別々に階段を昇降する場合よりも効率よく昇降することができる。
以下、階段１０に当たる脚を伸縮させて前進させると、図７（ｆ）に示すように、昇降機構１は５段の階段１０を昇りきることができる。
なお、これらの逆の操作を行うことによって、昇降機構１は荷物８を積載した状態で階段１０を降りることが可能である。
【００２７】次に、図５乃至図７に示した昇降機構の脚の動作について図８を参照しながら説明する。
図８は、第１の実施の形態に係る昇降機構の使用時の脚の動作を示す概念図である。
図８において、ｓｔｅｐ１からｓｔｅｐ２５は図５（ａ）から図５（ｊ）、図６（ａ）から図６（ｉ）及び図７（ａ）から（ｆ）に対応しており、表中の数字は四対の脚の位置を示している。脚の位置の数字に記された丸印は、着地している脚を示しており、第１の実施の形態では、四対の脚のうち、二対の脚を必ず着地させている。したがって、二対の脚を着地させて常にバランスをとることにより安定して運搬作業を行うことができる。さらに、表中の矢印は脚を伸縮させる動作を行うことを示している。
図８に示すように、第１の実施の形態では、四対の脚は「４」、「３」又は「２」の位置を取っており、さらに、各々の一対の脚の動作について工程を追って見ると、脚の動作は複雑でなく、特に、一対の第４の脚６については伸縮の操作は全く不要で常に「４」の位置のまま階段を昇る動作を終えている。すなわち、四対の脚のうち、三対の脚の伸縮動作のみで階段を昇降させることが可能である。しかも、第２の脚においても、一旦ｓｔｅｐ４で「３」の位置に縮めた後、ｓｔｅｐ２４で「４」の位置に伸ばすという操作のみである。したがって、第１の実施の形態では、階段１０における運搬操作が簡単であり、容易に行えるといえる。
【００２８】このように構成された第１の実施の形態においては、四対の脚が独立して動作するので荷物８を略水平に保持した状態で、作業者９一人によって容易に階段等の段差を移動することができ、さらに、必ず二対の脚は着地しているので安定して運搬作業を行うことができる。
また、装置が簡単な構造を有しているので安価で製造することが可能であり、コンパクトに設計されているので小回りが利き狭い場所での作業が容易である。
そして、四対の脚は伸縮可能であるので、未使用時には脚を縮めてコンパクトに収納することも可能であるし、倉庫から運搬車両への積載や一般の家屋の玄関の段差にも対応可能である。
なお、本実施の形態において、一対の第１の脚３、一対の第２の脚４、一対の第３の脚５及び一対の第４の脚６が、階段１０の奥行き幅をＤとしたとき、各々Ｄ／２の幅長さを有して等間隔に設置されている旨説明したが、これらの脚の間の距離とは、単なる脚間の距離以外に脚の下端に設置される例えば車輪７の接地点の間の距離を含む概念である。
【００２９】最後に、図９及び図１０を参照しながら本発明に係る昇降機構の第２の実施の形態について説明する。（請求項１乃至請求項４に対応）
図９は、本発明の第２の実施の形態に係る昇降機構の外形図である。
図９において、図１に示された部分と同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。第２の実施の形態の昇降機構５３は、第１の実施の形態よりも長い載置台５４を有したものであり、また、四対の脚は等間隔でなく、階段の奥行き幅Ｄに対して、一対の第１の脚３と一対の第２の脚４及び一対の第３の脚５と一対の第４の脚６の距離が各々Ｄ／２であり、なおかつ、一対の第１の脚３と一対の第３の脚５の距離が２Ｄであるものである。
第２の実施の形態においては、載置台５４が大きいのでより大きい荷物５５を運搬することができる。
【００３０】また、図１０は、第２の実施の形態に係る昇降機構の使用時の脚部の動作を示す概念図である。なお、昇る階段の段数は図８の場合と同様で５段である。
図１０において、第２の実施の形態においては、第１の実施の形態と同様に、各工程における脚の動作が単純であり、特に、一対の第４の脚については第１の実施の形態と同じく全く伸縮することなく階段を昇る動作を終えている。したがって、第２の実施の形態においても、階段１０における運搬操作が容易に行えるといえる。しかしながら、第２の実施の形態では、第１の実施の形態に比べると、同じ段数の階段を昇る工程数が多くなる。但し、その一方で、大きな荷物５５を運搬できるという利点を有している。
このように構成された第２の実施の形態においては、狭い場所においても、より大きい荷物を安定して運搬し、階段等の段差を容易に昇降することができる。
【００３１】さらに、この一対の第１の脚３と一対の第３の脚５の距離を調整可能に設けることによれば、大きな荷物を積載する場合には荷物の安定性確保のために脚間の距離を広く取り、工程の数を増やしながら階段を昇降し、小さな荷物の場合には脚間の距離を狭く取って工程数を減らして効率よく昇降させることができる。すなわち、荷物の大小と昇降工程の長短の組合せ選択の自由度が高くなるという効果がある。しかも、階段の奥行き幅は一定ではなく、様々な種類の階段があるため特に第１の脚３と第３の脚５の距離を調整することは重要である。
さらに、この第１の脚３と第３の脚５の距離は２Ｄに調整されている。
【００３２】この２Ｄの意味は本発明の実施の形態を理解するために重要であるため詳細に説明を追加する。先に図５を用いて説明したとおり、第１の脚３と第３の脚の距離がＤの整数倍であれば、これらの脚３，５は同時に階段に当接し、同時に昇降するため効率的となる。第１の実施の形態においては、４組の脚のそれぞれの間隔はＤ／２であるため、第１の脚３と第４の脚６までの距離は合計２Ｄとなる。また、第１の脚３と第３の脚５の距離はＤとなるため、この２組の脚は同時に同じ階段上に存在しない。
従って、これらの脚が階段を昇降する際には、異なる階段をそれぞれ昇降することになる。このまさに昇降しようとしている状態を示すのが図５（ｆ）である。
図５（ｆ）は、前方の第１の脚３と後方の第３の脚５が同時にそれぞれ階段１０ｂと階段１０ａに上ろうとしている状況を示している。そのとき、これらの後ろ側に存在する第２の脚４と第４の脚は、第１の脚３と第３の脚５が昇降しようとする直前では、それぞれ同じ階段の上に存在していることになる。
【００３３】このような条件で昇降する昇降機構１は、基本的にそれぞれの脚が階段の下端に当接して脚を縮めて階段を昇るという動作を繰り返す。同じ階段上に存在する第１の脚３と第２の脚が同時に階段の下端に当接することがないため、第１の脚３と第３の脚５が同時に階段に当接、昇降し、それから第２の脚４と第４の脚６が同時に当接し、昇降するというステップが最も効率的となる。
これがもし、第１の脚３がまず階段に当接して昇降し、次に第２の脚４が階段に当接して昇降し、そして第３の脚５が階段に当接して昇降し、最後に第４の脚が階段に当接して昇降するというようにそれぞれの脚が別個に当接するたびに脚を縮めて昇降するとすれば、昇降のためのステップ数が多くなり非効率的である。
この効率的なステップを維持するための４組の脚の間隔について説明する。階段の奥行きがＤであるので、１度脚を縮めて昇降機構が進める距離は長くともＤとなる。しかしながら、本実施の形態においては、第１と第２の脚の間隔及び第３と第４の脚の間隔をＤ／２として１つの階段に２つの脚が留まっているため、これら２つの脚を同時に昇降させることはできず、前方の２組の脚あるいは後方の２組の脚が１つの階段を昇降するのに少なくとも２つのステップを取る必要がある。
【００３４】また、第１の脚と第３の脚の間の距離が、Ｄ以上であってＤ／２の奇数倍、例えば３Ｄ／２の場合は、第１の脚３と第３の脚５は同時に階段に当接することがない。なぜなら、第１の脚３が階段に当接する場合には、第３の脚５は、階段からＤ／２離れた位置にあるためである。しかしながら、第１の脚３と第４の脚６の間の距離は２Ｄとなり、また、第２の脚４と第３の脚５の間の距離がＤとなる。従って、第１の脚３と第４の脚６が同時に昇降し、第２の脚４と第３の脚５が同時に昇降することで、最も効率的な昇降を維持することができる。
【００３５】以上のことをまとめると、効率的な昇降を可能とするのは、第１の脚３と第３の脚５の間の距離と第２の脚４と第４の脚６の間の距離のいずれかがＤの整数倍である場合あるいは第１の脚３と第４の脚６の間の距離と第２の脚４と第３の脚５の間の距離のいずれかがＤの整数倍である場合であり、そして、これらの条件が重なって最も効率的なのは、第１の脚３と第３の脚５の距離と第２の脚と第４の脚６の間の距離のいずれもがＤの整数倍である場合あるいは第１の脚３と第４の脚６の間の距離と第２の脚４と第３の脚５の間の距離のいずれもがＤの整数倍である場合であることがわかる。
本第２の実施の形態においては、第１の脚３と第３の脚５の間の距離を２Ｄとし、第１と第２の脚、第３と第４の脚の間の距離をそれぞれＤ／２とした。従って、第１の脚と第３の脚の間の距離及び第２の脚と第４の脚の間の距離がいずれも２Ｄとなるため、最も効率的な昇降を行うことが可能である。
【００３６】なお、本実施の形態においては、第１の脚３と第３の脚５の間の距離を調整可能に設ける場合の例を示したが、効率的な昇降を可能とするため、第１の脚３と第４の脚６の間の距離、第２の脚４と第４の脚６の間の距離、第２の脚４と第３の脚５の距離のいずれかを調整可能に設けるものであればよいし、すべての脚の間の距離を調整可能に設けるものでもよい。階段の奥行き幅に沿って、それぞれの脚の間の距離を調整すれば、効率的な階段の昇降を実現することが可能である。
また、第１の脚３と第２の脚４の間の距離及び第３の脚５と第４の脚６の間の距離は、もちろんＤを越えて設定することも可能である。しかしながら、その場合には、それぞれの脚が例えばすべて異なる階段上に着地している場合を考慮する必要があるため、それぞれの脚を長くする必要があり、構造が複雑となり脚部の強度が弱くなってしまう他、何よりも作業者による操作性や安定性も低下してしまうおそれがある。従って、本実施の形態においては、いずれもＤ／２としている。
本実施の形態においても、第１、第２、第３、第４の脚の間の距離とは、単なる脚間の距離以外に脚の下端に設置される例えば車輪の接地点の間の距離を含む概念である。
以上説明したとおり、昇降する階段の奥行き幅に沿って、第１の脚３と第３の脚５の間の距離あるいは第２の脚４と第４の脚６の間の距離等を調整可能に設けることによって、昇降工程を短縮することが可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１乃至請求項４に記載の昇降機構は、狭い場所においても一人作業で安全にかつ容易に積載物を略水平に保持した状態で階段等の段差を昇降することができる。
【００３８】また、本発明の請求項２に記載の昇降機構においては、脚の動作が効率的であるので短時間で作業することができる。
【００３９】そして、本発明の請求項３に記載の昇降機構においては、階段の奥行き部分に二対の脚が着地できるので確実にかつ効率的に階段を昇降することができる。
【００４０】最後に、本発明の請求項４に記載の昇降機構においては、奥行き幅が異なる様々な階段に合わせて四対の脚がより効率的に動作するように調整することが可能であると同時に、積載する荷物の大きさによって昇降工程の長短を選択することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る昇降機構の外形図である。
【図２】（ａ）は第１の実施の形態に係る昇降機構の駆動部の上面図であり、（ｂ）は同じく駆動部のセンタープーリーの側面図であり、（ｃ）は同じく駆動部の第１の脚の部分の上面図であり、（ｄ）は同じく駆動部の第１の脚の部分の側面を示す概略図である。
【図３】（ａ）は第１の実施の形態に係る昇降機構の第１の脚を最も伸ばした場合の側面図であり、（ｂ）は同じく第１の脚を一段階縮めた場合の側面図であり、（ｃ）は同じく第１の脚を二段階縮めた場合の側面図である。
【図４】第１の実施の形態に係る昇降機構の第１の脚の変形例の側面図である。
【図５】（ａ）乃至（ｊ）は、第１の実施の形態に係る昇降機構の使用方法の第１工程から第１０工程を示す概念図である。
【図６】（ａ）乃至（ｉ）は、第１の実施の形態に係る昇降機構の使用方法の第１１工程から第１９工程を示す概念図である。
【図７】（ａ）乃至（ｆ）は、第１の実施の形態に係る昇降機構の使用方法の第２０工程から第２５工程を示す概念図である。
【図８】第１の実施の形態に係る昇降機構の使用時の脚部の動作を示す概念図である。
【図９】第２の実施の形態に係る昇降機構の外形図である。
【図１０】第２の実施の形態に係る昇降機構の使用時の脚部の動作を示す概念図である。
【符号の説明】
１…昇降機構 ２…載置台 ３…第１の脚 ４…第２の脚 ５…第３の脚 ６…第４の脚 ７…車輪 ８…荷物 ９…作業者 １０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｃ…階段 １１…駆動部 １２…センタープーリー １３，１３ａ，１３ｂ…第１の脚用ギヤ １４ａ，１４ｂ…第２の脚用ギヤ １５ａ，１５ｂ…第３の脚用ギヤ １６ａ，１６ｂ…第４の脚用ギヤ １７ａ，１７ｂ…テンションプーリー １８ａ…右側用チェーン １８ｂ…左側用チェーン １９…動力伝達用ギヤ ２０…右側用ギヤ ２１…左側用ギヤ ２２…ギヤ ２３…ロッド ２４…シャフト ２５…第１節 ２６…第２節 ２７…第３節 ２８…第４節 ２９…第１の連結部 ３０…第２の連結部 ３１…第３の連結部 ３２…第１のロッド ３３…第２のロッド ３４…第３のロッド ３５…第１のシャフト３６…第２のシャフト ３７…第３のシャフト ３８…第１のねじ穴 ３９…第２のねじ穴 ４０…第３のねじ穴 ４１…第１の支点 ４２…第２の支点 ４３…第３の支点 ４４…第４の支点 ４５…第５の支点 ４６…リンク機構 ４７…第１のシリンダー ４８…ワイヤー ４９…第１のリンク ５０…第２のリンク ５１…第３のリンク ５２…第２のシリンダー ５３…昇降機構 ５４…載置台 ５５…荷物 Ｄ…階段の奥行き幅
【発明の属する技術分野】
本発明は、荷物を積載して階段を自在に昇降する昇降機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、重量物を人力で運搬する際には台車等の運搬装置を用いると便利である。しかしながら、エレベーター等の昇降装置が設置されていない建物において重量物を上下階へ移動することは多大な労力と人手を必要とする作業となる。そこで、階段にガイドレールを設置し、このガイドレールに台車を誘導させる装置等が考えられているが、装置が大掛かりであり、広い場所に設置される大きな階段には適しているものの、一般家庭などの狭い場所に設置される小さい階段には適していなかった。
【０００３】このような課題に対して、狭い場所においても自在に作業が行える運搬装置として、例えば、特許文献１には、「運搬装置および運搬方法」として「ガイドを介して水平方向に相対移動自在に重畳された複数の台車フレームと、前記各台車フレームのそれぞれに前後で１組以上設けた伸縮自在な脚と、該脚を伸縮動作させる駆動装置と、を備えたことを特徴とする運搬装置」が開示されている。
この特許文献１に開示された発明では、重量物を直接台車へ積み付けて、積載荷重を階段部においても常に平坦面で受けさせ、姿勢の調整あるいは制御を容易に行いながら重量物の運搬を行うことができる。また、ガイドレール等の付帯装置が一切不要であり、階段の仕様の変化にも容易に対応することができる。
【０００４】また、特許文献２には、「階段昇降用手押台車」として、「左右一対の上脚下脚の伸縮によって階段の段差に対応する構造と、車輪によって移動する構造とを総合して、階段を昇降する階段昇降用手押台車」が開示されている。
この特許文献２に開示された発明では、平地用台車が荷載状態で階段を通過することを可能としており、階段を反復して荷を積み替える労力の解消や時間の節約に貢献している。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２３３６００号公報
【特許文献２】
特開平１１−９１５８２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載された従来の技術では、重量物を水平に保持した状態で階段の昇降が可能であるものの、装置の構造が複雑であり、コスト面において安価になりにくいという課題があった。
また、特許文献２に記載された従来の技術では、重量物を積載した基台が階段を１段階昇降する度に上下に動く構造を有しているので、積載された重量物の安定が悪く、特に割れ物等の運搬には注意が必要となるという課題があった。
【０００７】本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、狭い場所においても重量物を積載した状態で安定して階段等の段差を昇降し、構造が簡単で安価な昇降機構を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明である昇降機構は、略水平に保持される載置部と、載置部に伸縮自在に垂設され各々の下端に車輪が設けられた四対の脚部のうち最前に設けられた一対の第１の脚部と、この第１の脚部の後に設けられた一対の第２の脚部と、この第２の脚部の後に設けられた一対の第３の脚部と、この第３の脚部の後に設けられた一対の第４の脚部と、載置部に内設され第１乃至第４の４組の脚部の内少なくとも３組の一対の脚部を独立に伸縮させる駆動部とを有するものである。
上記構成の昇降機構は、載置部に載置される積載物が略水平に保持された状態で独立に伸縮する四対の脚部によって階段等の段差を容易に昇降するという作用を有する。
【０００９】また、請求項２に記載の発明である昇降機構は、請求項１に記載の昇降機構において、一対の第１の脚部と一対の第２の脚部の間の距離と、一対の第３の脚部と一対の第４の脚部の間の距離とが略同一であるものである。
上記構成の昇降機構においては、請求項１に記載の発明の作用に加えて、より少ない工程で前進し階段等の段差を昇降するという作用を有する。
【００１０】そして、請求項３記載の発明である昇降機構は、請求項１又は請求項２に記載の昇降機構において、一対の第１の脚部と一対の第２の脚部の間の距離が階段の奥行き幅より短いものである。
上記構成の昇降機構においては、請求項１又は請求項２に記載の発明の作用に加えて、一対の第１の脚部と一対の第２の脚部は階段の同段に着地するという作用を有する。
【００１１】さらに、請求項４に記載の発明である昇降機構は、請求項１乃至請求項３に記載の昇降機構において、一対の第１の脚部と一対の第３の脚部との距離、前記一対の第２の脚部と前記一対の第４の脚部との距離、前記一対の第１の脚部と前記第４の脚部との距離、前記一対の第２の脚部と前記一対の第３の脚部との距離のいずれか１の距離が、昇降する階段の奥行き幅の整数倍の長さに調整可能であるものである。
上記構成の昇降機構においては、請求項１乃至請求項３に記載の発明の作用に加えて、昇降する階段の段差の形態に合わせて第１の脚部と第３の脚部あるいは第２の脚部と第４の脚部を同時に階段昇降させるように調整するという作用を有する。すなわち、階段の昇降のためのステップの数を少なくする作用を備える。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る昇降機構の第１の実施の形態を図１乃至図８に基づき説明する。（請求項１乃至請求項３に対応）
図１は第１の実施の形態に係る昇降機構の外形図である。
図１において、第１の実施の形態における昇降機構１は、載置台２と、載置台２に垂設される四対の脚と、図示していないが、この四対の脚を伸縮させる駆動部から構成されている。なお、四対の脚のうち奥側の脚は図示していないが、前方から一対の第１の脚３，３、一対の第２の脚４，４、一対の第３の脚５，５及び一対の第４の脚６，６が、階段１０の奥行き幅をＤとしたとき、各々Ｄ／２の幅長さを有して等間隔に設置されており、各々の脚の下端には車輪７が設けられている。また、図示していないが、昇降機構１には、作業者９が四対の脚を動作させるための操作盤が設けられている。
昇降機構１は載置台２の上部に荷物８を積載した状態で、作業者９一人によって階段１０を昇降することが可能である。なお、載置台２には取っ手や荷物８の落下防止用の柵を設けてもよい。
【００１３】次に、第１の実施の形態に係る昇降機構の駆動部について図２を参照しながら説明する。
図２（ａ）は、第１の実施の形態に係る昇降機構の駆動部の上面図であり、（ｂ）は同じく駆動部のセンタープーリーの側面図であり、（ｃ）は同じく駆動部の第１の脚の部分の上面図であり、（ｄ）は同じく駆動部の第１の脚の部分の側面を示す概略図である。
まず、図２（ａ）において、駆動部１１には、上側に第１の脚用ギヤ１３ａ、第２の脚用ギヤ１４ａ、第３の脚用ギヤ１５ａ及び第４の脚用ギヤ１６ａと２個のテンションプーリー１７ａが設置されており、これらには中心のセンタープーリー１２とともに右側用チェーン１８ａが巻かれている。また、下側には同様に第１の脚用ギヤ１３ｂ、第２の脚用ギヤ１４ｂ、第３の脚用ギヤ１５ｂ及び第４の脚用ギヤ１６ｂと２個のテンションプーリー１７ｂが中心に設置されたセンタープーリー１２とともに左側用チェーン１８ｂが巻かれている。
【００１４】また、図２（ｂ）において、センタープーリー１２は動力伝達用ギヤ１９と、右側用ギヤ２０と、左側用ギヤ２１を有しており、右側用ギヤ２０には右側用チェーン１８ａが、左側用ギヤ２１には左側用チェーン１８ｂが巻かれている。
四対の脚は、センタープーリー１２を右回転させると伸び、左回転させると縮むことができ、この操作は図示していないが操作盤を用いて操作する。
【００１５】さらに、図２（ｃ）において、第１の脚用ギヤ１３を上面から見ると、中心にチェーンがかかるギヤ２２と、その周囲に３個のロッド２３が設置されている。
そして、第１の脚用ギヤ１３を側面から見た図２（ｄ）では、ロッド２３の下方にスライド可能なシャフト２４がギヤ２２と係合可能に設置されている。なお、図示していないが、図２（ｃ）における３個のロッド２３の下方には同様にギヤ２２と係合可能な３個のシャフトが設置されている。
また、後述するが、この３個のシャフトは、第１の脚３を構成する４個の節のうち３個の節を伸縮させる機能を有しており、いずれの節を伸縮させるかは３個のロッドによってコントロールされる。
したがって、操作盤において伸縮させたい一対の脚を選択して伸縮段数を設定すると、まず、選択した脚のギヤにチェーンがかかり、さらに、ロッドによって伸縮させる脚の節が選択されて、脚が必要段数伸縮するのである。
【００１６】続いて、第１の実施の形態に係る昇降機構の脚の伸縮について図３を参照しながら説明する。
図３（ａ）は、第１の実施の形態に係る昇降機構の第１の脚を最も伸ばした場合の側面図であり、（ｂ）は同じく第１の脚を一段階縮めた場合の側面図であり、（ｃ）は同じく第１の脚を二段階縮めた場合の側面図である。なお、図３では、第１の脚を例に挙げて説明するが、その他の脚についても同様の伸縮機構を有している。
図３（ａ）において、第１の脚３は最も伸ばされた状態で、第１節２５、第２節２６、第３節２７及び第４節２８の４個の節が各々第１の連結部２９、第２の連結部３０及び第３の連結部３１において固定されている。なお、各々の連結部には１個のねじ穴と２個の穴が設けられている。
【００１７】また、第１の脚３は円筒形であり、その直径は、第１節２５は第２節２６よりも大きく、第２節２６は第３節２７よりも大きく、第３節２７は第４節２８よりも大きく設計されており、順々に内側へ収納されることができ、この収納によって第１の脚３の伸縮を可能にしている。なお、第１の脚３は円筒形以外の形状であっても構わない。
【００１８】そして、載置台２と第１の脚３の連結部分では、ギヤ２２に係合可能な第１のシャフト３５、第２のシャフト３６及び第３のシャフト３７が設けられており、さらに、各々のシャフトの上部にはギヤ２２とのかみ合いをコントロールする第１のロッド３２、第２のロッド３３及び第３のロッド３４が設けられている。
第１のシャフト３５は第２節２６の第１の連結部２９に設けられた第１のねじ穴３８に螺合して第２節２６を移動させることができる。また、第２のシャフト３６は第３節２７の第２の連結部３０に設けられた第２のねじ穴３９に螺合して第３節２７を移動させることができる。そして、第３のシャフト３７は第４節２８の第３の連結部３１に設けられた第３のねじ穴４０に螺合して第４節２８を移動させることができる。なお、各々の連結部に設けられているねじ穴以外の穴はこれらのシャフトと螺合しないように内径を大きく設計されている。
【００１９】図３（ａ）において、第１の脚３を一段階縮めようとする場合は、まず、ギヤ２２に第１のシャフト３５を係合させて回転させる。そうすると、第１のシャフト３５は第１のねじ穴３８と螺合するので、第２節２６は次第に上昇し、第１節２５の内部に収納され、図３（ｂ）に示すように一段階縮むのである。
続いて、図３（ｂ）において第１の脚３を２段階縮めるには、ギヤ２２に第２のシャフト３６を係合させると、第２のシャフト３６は第２のねじ穴３９と螺合して、第３節２７が第１節２５に収納された第２節２６の内部に収納されて、図３（ｃ）に示すように二段階縮んだ状態になる。
同様に、図３（ｃ）において、第１の脚を３段階縮めるには、ギヤ２２に第３のシャフト３７を係合させ、第３のシャフト３７の第３のねじ穴４０への螺合によって第４節２８を第３節２７の内部に収納させるとよい。
なお、上記と逆の操作を行うと、縮んだ脚を伸ばすことができる。
また、これらの操作に要する動力はモータ等から供給されるようにしてもよいし、手動で行ってもよい。
【００２０】このように第１の実施の形態では、第１の脚３において、第１のロッド３２、第２のロッド３３及び第３のロッド３４によってギヤ２２に係合するシャフトを選択し、選択されたシャフトの回転によって第１の脚３を構成する節を移動させることにより脚の伸縮を可能にしている。また、四対の各々の脚はこの伸縮機構を有しており、昇降機構１では四対の脚を独立して伸縮させることができる。
【００２１】次に、第１の実施の形態に係る昇降機構の脚の変形例について図４を参照しながら説明する。
図４は、第１の実施の形態に係る昇降機構の第１の脚の変形例の側面図である。なお、図４では、第１の脚を例に挙げて説明するが、その他の脚についても同様の伸縮機構を有している。
図４において、第１の脚３は、第１節２５、第２節２６、第３節２７及び第４節２８の４個の節で構成されている。そして、載置台２と第１節２５との連結部分、第１の連結部２９、第２の連結部３０、第３の連結部３１及び第４節２８と車輪７との連結部分に各々設置された第１の支点４１、第２の支点４２、第３の支点４３、第４の支点４４及び第５の支点４５を通り、対称的な構造を有するリンク機構４６が設けられている。
【００２２】さらに、第２の支点４２、第３の支点４３、第４の支点４４及び第５の支点４５には、載置台２に掛止された第１のシリンダー４７に連結されたワイヤー４８が接続されている。この第１のシリンダー４７は第１の脚３を縮めるためのものであり、第１のシリンダー４７によってワイヤー４８が引っ張られ、第４節２８、第３節２７そして第２節２６の順に収納し、第１の脚３を縮めることができる。なお、この際、リンク機構４６の第１のリンク４９、第２のリンク５０及び第３のリンク５１はワイヤー４８の動作に連動する。
また、リンク機構４６には載置台２に掛止された第２のシリンダー５２が設置されている。この第２のシリンダー５２は第１の脚３を伸ばすためのものであり、第２のシリンダー５２の操作によって縮んだ状態の第１のリンク４９、第２のリンク５０、第３のリンク５１を伸ばすことができる。なお、この際、ワイヤー４８はリンク機構４６の動作に連動する。
このように第１の脚３の伸縮にリンク機構４６を用いると、短時間で動作させることができるので作業効率が高くなる。
【００２３】次に、第１の実施の形態に係る昇降機構の使用方法について図５乃至図８を参照しながら説明する。
図５は、第１の実施の形態に係る昇降機構の使用方法の第１工程から第１０工程を示す概念図であり、図６は同じく昇降機構の使用方法の第１１工程から第１９工程を示す概念図であり、図７は同じく昇降機構の使用方法の第２０工程から第２６工程を示す概念図である。
図５乃至図７において、階段１０の奥行き幅をＤとしたとき、昇降機構１の四対の脚は全て等間隔で載置台２に垂設されており、その幅はＤ／２である。また、昇降機構１の脚の長さ方向の位置については、最も伸ばした状態を「４」、一段階縮めた状態を「３」、二段階縮めた状態を「２」、三段階縮めた状態を「１」とする。
【００２４】図５（ａ）において、荷物８を積載した昇降機構１は作業者９に押されて階段１０を昇ろうとしている。なお、昇降機構１の四対の脚の位置はいずれも「４」にある。
図５（ｂ）において、まず、操作盤を操作して、一対の第１の脚３と一対の第３の脚５を一段階縮めて「３」とする。そして、図５（ｃ）において、一対の第２の脚４が階段１０ａに当たるまで前進させる。
次に、図５（ｄ）において、一対の第２の脚４を一段階縮めて「３」とする。そして、図５（ｅ）において、一対の第１の脚３が階段１０ｂに当たるまで前進させる。このように第１の実施の形態では、図５（ａ）から図５（ｅ）に示す４回の操作によって階段１０ａを１段昇ることができる。
【００２５】続いて、図５（ｆ）において、一対の第１の脚３をさらに一段階縮めて「２」とし、図５（ｇ）において、一対の第２の脚４が階段１０ｂに、また、一対の第４の脚６が階段１０ａに当たるまで前進させる。このとき、第１の実施の形態では、四対の脚がそれぞれＤ／２ほど離して等間隔に設置されているので、一対の第２の脚４と一対の第４の脚６はＤの距離を有しており、同時に階段１０ａ及び階段１０ｂに当接する。
図５（ｈ）では、一対の第２の脚４をさらに一段階縮めて「２」とし、一対の第４の脚６を一段階縮めて「３」として、図５（ｉ）において、一対の第１の脚３及び一対の第３の脚５がそれぞれ階段１０ｃ及び階段１０ｂに当たるまで前進させる。この動作のとき、図５（ｇ）を用いて同時に階段１０ｂ及び階段１０ａに当たると説明した一対の第２の脚４と一対の第４の脚６は、それぞれの階段１０ｂ，１０ａを同時に昇降する、すなわち階段１０ｂ及び階段１０ａに同時に着地することになる。従って、第２の脚４と第４の脚６が別々に階段を昇降する場合よりも効率よく昇降することができる。
また、図５（ｇ）の場合と同様に、第１の実施の形態では、四対の脚がそれぞれＤ／２ほど離して等間隔に設置されているので、一対の第１の脚３と一対の第３の脚５はＤの距離を有しており、同時に階段１０ｂ及び階段１０ｃに当接する。そして、図５（ｅ）から図５（ｉ）までの４回の操作によって階段１０ｂを１段昇ることができる。
【００２６】さらに、図５（ｊ）では、作業者９は階段を昇るために一対の第２の脚４と一対の第４の脚６を一段階伸ばして、一対の第２の脚４を「３」、一対の第４の脚６を「４」のままとする。
そして、図６（ａ）において一対の第２の脚４及び一対の第４の脚６が階段１０ｃ及び階段１０ｂに当たるまで前進させる。この動作のとき、図５（ｉ）を用いて同時に階段１０ｃ及び階段１０ｂに当たると説明した一対の第１の脚３と一対の第３の脚５は、それぞれの階段１０ｃ，１０ｂを同時に昇降する、すなわち階段１０ｃ及び階段１０ｂに同時に着地することになる。従って、第１の脚３と第３の脚５が別々に階段を昇降する場合よりも効率よく昇降することができる。
以下、階段１０に当たる脚を伸縮させて前進させると、図７（ｆ）に示すように、昇降機構１は５段の階段１０を昇りきることができる。
なお、これらの逆の操作を行うことによって、昇降機構１は荷物８を積載した状態で階段１０を降りることが可能である。
【００２７】次に、図５乃至図７に示した昇降機構の脚の動作について図８を参照しながら説明する。
図８は、第１の実施の形態に係る昇降機構の使用時の脚の動作を示す概念図である。
図８において、ｓｔｅｐ１からｓｔｅｐ２５は図５（ａ）から図５（ｊ）、図６（ａ）から図６（ｉ）及び図７（ａ）から（ｆ）に対応しており、表中の数字は四対の脚の位置を示している。脚の位置の数字に記された丸印は、着地している脚を示しており、第１の実施の形態では、四対の脚のうち、二対の脚を必ず着地させている。したがって、二対の脚を着地させて常にバランスをとることにより安定して運搬作業を行うことができる。さらに、表中の矢印は脚を伸縮させる動作を行うことを示している。
図８に示すように、第１の実施の形態では、四対の脚は「４」、「３」又は「２」の位置を取っており、さらに、各々の一対の脚の動作について工程を追って見ると、脚の動作は複雑でなく、特に、一対の第４の脚６については伸縮の操作は全く不要で常に「４」の位置のまま階段を昇る動作を終えている。すなわち、四対の脚のうち、三対の脚の伸縮動作のみで階段を昇降させることが可能である。しかも、第２の脚においても、一旦ｓｔｅｐ４で「３」の位置に縮めた後、ｓｔｅｐ２４で「４」の位置に伸ばすという操作のみである。したがって、第１の実施の形態では、階段１０における運搬操作が簡単であり、容易に行えるといえる。
【００２８】このように構成された第１の実施の形態においては、四対の脚が独立して動作するので荷物８を略水平に保持した状態で、作業者９一人によって容易に階段等の段差を移動することができ、さらに、必ず二対の脚は着地しているので安定して運搬作業を行うことができる。
また、装置が簡単な構造を有しているので安価で製造することが可能であり、コンパクトに設計されているので小回りが利き狭い場所での作業が容易である。
そして、四対の脚は伸縮可能であるので、未使用時には脚を縮めてコンパクトに収納することも可能であるし、倉庫から運搬車両への積載や一般の家屋の玄関の段差にも対応可能である。
なお、本実施の形態において、一対の第１の脚３、一対の第２の脚４、一対の第３の脚５及び一対の第４の脚６が、階段１０の奥行き幅をＤとしたとき、各々Ｄ／２の幅長さを有して等間隔に設置されている旨説明したが、これらの脚の間の距離とは、単なる脚間の距離以外に脚の下端に設置される例えば車輪７の接地点の間の距離を含む概念である。
【００２９】最後に、図９及び図１０を参照しながら本発明に係る昇降機構の第２の実施の形態について説明する。（請求項１乃至請求項４に対応）
図９は、本発明の第２の実施の形態に係る昇降機構の外形図である。
図９において、図１に示された部分と同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。第２の実施の形態の昇降機構５３は、第１の実施の形態よりも長い載置台５４を有したものであり、また、四対の脚は等間隔でなく、階段の奥行き幅Ｄに対して、一対の第１の脚３と一対の第２の脚４及び一対の第３の脚５と一対の第４の脚６の距離が各々Ｄ／２であり、なおかつ、一対の第１の脚３と一対の第３の脚５の距離が２Ｄであるものである。
第２の実施の形態においては、載置台５４が大きいのでより大きい荷物５５を運搬することができる。
【００３０】また、図１０は、第２の実施の形態に係る昇降機構の使用時の脚部の動作を示す概念図である。なお、昇る階段の段数は図８の場合と同様で５段である。
図１０において、第２の実施の形態においては、第１の実施の形態と同様に、各工程における脚の動作が単純であり、特に、一対の第４の脚については第１の実施の形態と同じく全く伸縮することなく階段を昇る動作を終えている。したがって、第２の実施の形態においても、階段１０における運搬操作が容易に行えるといえる。しかしながら、第２の実施の形態では、第１の実施の形態に比べると、同じ段数の階段を昇る工程数が多くなる。但し、その一方で、大きな荷物５５を運搬できるという利点を有している。
このように構成された第２の実施の形態においては、狭い場所においても、より大きい荷物を安定して運搬し、階段等の段差を容易に昇降することができる。
【００３１】さらに、この一対の第１の脚３と一対の第３の脚５の距離を調整可能に設けることによれば、大きな荷物を積載する場合には荷物の安定性確保のために脚間の距離を広く取り、工程の数を増やしながら階段を昇降し、小さな荷物の場合には脚間の距離を狭く取って工程数を減らして効率よく昇降させることができる。すなわち、荷物の大小と昇降工程の長短の組合せ選択の自由度が高くなるという効果がある。しかも、階段の奥行き幅は一定ではなく、様々な種類の階段があるため特に第１の脚３と第３の脚５の距離を調整することは重要である。
さらに、この第１の脚３と第３の脚５の距離は２Ｄに調整されている。
【００３２】この２Ｄの意味は本発明の実施の形態を理解するために重要であるため詳細に説明を追加する。先に図５を用いて説明したとおり、第１の脚３と第３の脚の距離がＤの整数倍であれば、これらの脚３，５は同時に階段に当接し、同時に昇降するため効率的となる。第１の実施の形態においては、４組の脚のそれぞれの間隔はＤ／２であるため、第１の脚３と第４の脚６までの距離は合計２Ｄとなる。また、第１の脚３と第３の脚５の距離はＤとなるため、この２組の脚は同時に同じ階段上に存在しない。
従って、これらの脚が階段を昇降する際には、異なる階段をそれぞれ昇降することになる。このまさに昇降しようとしている状態を示すのが図５（ｆ）である。
図５（ｆ）は、前方の第１の脚３と後方の第３の脚５が同時にそれぞれ階段１０ｂと階段１０ａに上ろうとしている状況を示している。そのとき、これらの後ろ側に存在する第２の脚４と第４の脚は、第１の脚３と第３の脚５が昇降しようとする直前では、それぞれ同じ階段の上に存在していることになる。
【００３３】このような条件で昇降する昇降機構１は、基本的にそれぞれの脚が階段の下端に当接して脚を縮めて階段を昇るという動作を繰り返す。同じ階段上に存在する第１の脚３と第２の脚が同時に階段の下端に当接することがないため、第１の脚３と第３の脚５が同時に階段に当接、昇降し、それから第２の脚４と第４の脚６が同時に当接し、昇降するというステップが最も効率的となる。
これがもし、第１の脚３がまず階段に当接して昇降し、次に第２の脚４が階段に当接して昇降し、そして第３の脚５が階段に当接して昇降し、最後に第４の脚が階段に当接して昇降するというようにそれぞれの脚が別個に当接するたびに脚を縮めて昇降するとすれば、昇降のためのステップ数が多くなり非効率的である。
この効率的なステップを維持するための４組の脚の間隔について説明する。階段の奥行きがＤであるので、１度脚を縮めて昇降機構が進める距離は長くともＤとなる。しかしながら、本実施の形態においては、第１と第２の脚の間隔及び第３と第４の脚の間隔をＤ／２として１つの階段に２つの脚が留まっているため、これら２つの脚を同時に昇降させることはできず、前方の２組の脚あるいは後方の２組の脚が１つの階段を昇降するのに少なくとも２つのステップを取る必要がある。
【００３４】また、第１の脚と第３の脚の間の距離が、Ｄ以上であってＤ／２の奇数倍、例えば３Ｄ／２の場合は、第１の脚３と第３の脚５は同時に階段に当接することがない。なぜなら、第１の脚３が階段に当接する場合には、第３の脚５は、階段からＤ／２離れた位置にあるためである。しかしながら、第１の脚３と第４の脚６の間の距離は２Ｄとなり、また、第２の脚４と第３の脚５の間の距離がＤとなる。従って、第１の脚３と第４の脚６が同時に昇降し、第２の脚４と第３の脚５が同時に昇降することで、最も効率的な昇降を維持することができる。
【００３５】以上のことをまとめると、効率的な昇降を可能とするのは、第１の脚３と第３の脚５の間の距離と第２の脚４と第４の脚６の間の距離のいずれかがＤの整数倍である場合あるいは第１の脚３と第４の脚６の間の距離と第２の脚４と第３の脚５の間の距離のいずれかがＤの整数倍である場合であり、そして、これらの条件が重なって最も効率的なのは、第１の脚３と第３の脚５の距離と第２の脚と第４の脚６の間の距離のいずれもがＤの整数倍である場合あるいは第１の脚３と第４の脚６の間の距離と第２の脚４と第３の脚５の間の距離のいずれもがＤの整数倍である場合であることがわかる。
本第２の実施の形態においては、第１の脚３と第３の脚５の間の距離を２Ｄとし、第１と第２の脚、第３と第４の脚の間の距離をそれぞれＤ／２とした。従って、第１の脚と第３の脚の間の距離及び第２の脚と第４の脚の間の距離がいずれも２Ｄとなるため、最も効率的な昇降を行うことが可能である。
【００３６】なお、本実施の形態においては、第１の脚３と第３の脚５の間の距離を調整可能に設ける場合の例を示したが、効率的な昇降を可能とするため、第１の脚３と第４の脚６の間の距離、第２の脚４と第４の脚６の間の距離、第２の脚４と第３の脚５の距離のいずれかを調整可能に設けるものであればよいし、すべての脚の間の距離を調整可能に設けるものでもよい。階段の奥行き幅に沿って、それぞれの脚の間の距離を調整すれば、効率的な階段の昇降を実現することが可能である。
また、第１の脚３と第２の脚４の間の距離及び第３の脚５と第４の脚６の間の距離は、もちろんＤを越えて設定することも可能である。しかしながら、その場合には、それぞれの脚が例えばすべて異なる階段上に着地している場合を考慮する必要があるため、それぞれの脚を長くする必要があり、構造が複雑となり脚部の強度が弱くなってしまう他、何よりも作業者による操作性や安定性も低下してしまうおそれがある。従って、本実施の形態においては、いずれもＤ／２としている。
本実施の形態においても、第１、第２、第３、第４の脚の間の距離とは、単なる脚間の距離以外に脚の下端に設置される例えば車輪の接地点の間の距離を含む概念である。
以上説明したとおり、昇降する階段の奥行き幅に沿って、第１の脚３と第３の脚５の間の距離あるいは第２の脚４と第４の脚６の間の距離等を調整可能に設けることによって、昇降工程を短縮することが可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１乃至請求項４に記載の昇降機構は、狭い場所においても一人作業で安全にかつ容易に積載物を略水平に保持した状態で階段等の段差を昇降することができる。
【００３８】また、本発明の請求項２に記載の昇降機構においては、脚の動作が効率的であるので短時間で作業することができる。
【００３９】そして、本発明の請求項３に記載の昇降機構においては、階段の奥行き部分に二対の脚が着地できるので確実にかつ効率的に階段を昇降することができる。
【００４０】最後に、本発明の請求項４に記載の昇降機構においては、奥行き幅が異なる様々な階段に合わせて四対の脚がより効率的に動作するように調整することが可能であると同時に、積載する荷物の大きさによって昇降工程の長短を選択することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る昇降機構の外形図である。
【図２】（ａ）は第１の実施の形態に係る昇降機構の駆動部の上面図であり、（ｂ）は同じく駆動部のセンタープーリーの側面図であり、（ｃ）は同じく駆動部の第１の脚の部分の上面図であり、（ｄ）は同じく駆動部の第１の脚の部分の側面を示す概略図である。
【図３】（ａ）は第１の実施の形態に係る昇降機構の第１の脚を最も伸ばした場合の側面図であり、（ｂ）は同じく第１の脚を一段階縮めた場合の側面図であり、（ｃ）は同じく第１の脚を二段階縮めた場合の側面図である。
【図４】第１の実施の形態に係る昇降機構の第１の脚の変形例の側面図である。
【図５】（ａ）乃至（ｊ）は、第１の実施の形態に係る昇降機構の使用方法の第１工程から第１０工程を示す概念図である。
【図６】（ａ）乃至（ｉ）は、第１の実施の形態に係る昇降機構の使用方法の第１１工程から第１９工程を示す概念図である。
【図７】（ａ）乃至（ｆ）は、第１の実施の形態に係る昇降機構の使用方法の第２０工程から第２５工程を示す概念図である。
【図８】第１の実施の形態に係る昇降機構の使用時の脚部の動作を示す概念図である。
【図９】第２の実施の形態に係る昇降機構の外形図である。
【図１０】第２の実施の形態に係る昇降機構の使用時の脚部の動作を示す概念図である。
【符号の説明】
１…昇降機構 ２…載置台 ３…第１の脚 ４…第２の脚 ５…第３の脚 ６…第４の脚 ７…車輪 ８…荷物 ９…作業者 １０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｃ…階段 １１…駆動部 １２…センタープーリー １３，１３ａ，１３ｂ…第１の脚用ギヤ １４ａ，１４ｂ…第２の脚用ギヤ １５ａ，１５ｂ…第３の脚用ギヤ １６ａ，１６ｂ…第４の脚用ギヤ １７ａ，１７ｂ…テンションプーリー １８ａ…右側用チェーン １８ｂ…左側用チェーン １９…動力伝達用ギヤ ２０…右側用ギヤ ２１…左側用ギヤ ２２…ギヤ ２３…ロッド ２４…シャフト ２５…第１節 ２６…第２節 ２７…第３節 ２８…第４節 ２９…第１の連結部 ３０…第２の連結部 ３１…第３の連結部 ３２…第１のロッド ３３…第２のロッド ３４…第３のロッド ３５…第１のシャフト３６…第２のシャフト ３７…第３のシャフト ３８…第１のねじ穴 ３９…第２のねじ穴 ４０…第３のねじ穴 ４１…第１の支点 ４２…第２の支点 ４３…第３の支点 ４４…第４の支点 ４５…第５の支点 ４６…リンク機構 ４７…第１のシリンダー ４８…ワイヤー ４９…第１のリンク ５０…第２のリンク ５１…第３のリンク ５２…第２のシリンダー ５３…昇降機構 ５４…載置台 ５５…荷物 Ｄ…階段の奥行き幅
Claims (4)
- 略水平に保持される載置部と、前記載置部に伸縮自在に垂設され各々の下端に車輪が設けられた四対の脚部のうち最前に設けられた一対の第１の脚部と、この第１の脚部の後に設けられた一対の第２の脚部と、この第２の脚部の後に設けられた一対の第３の脚部と、この第３の脚部の後に設けられた一対の第４の脚部と、前記載置部に内設され前記第１乃至第４の４組の脚部の内少なくとも３組の一対の脚部を独立に伸縮させる駆動部とを有することを特徴とする昇降機構。
- 前記一対の第１の脚部と前記一対の第２の脚部の間の距離と、前記一対の第３の脚部と前記一対の第４の脚部の間の距離とが略同一であることを特徴とする請求項１記載の昇降機構。
- 前記一対の第１の脚部と前記一対の第２の脚部の間の距離が階段の奥行き幅より短いことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の昇降機構。
- 前記一対の第１の脚部と前記一対の第３の脚部との距離、前記一対の第２の脚部と前記一対の第４の脚部との距離、前記一対の第１の脚部と前記第４の脚部との距離、前記一対の第２の脚部と前記一対の第３の脚部との距離のいずれか１の距離が、昇降する階段の奥行き幅の整数倍の長さに調整可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１に記載の昇降機構。
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