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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