JP2018001920A - Stair lifting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、階段昇降装置に関するものである。 The present invention relates to a stair lift device.
特許文献１には、荷物が載置される荷台部と、階段を昇降する際に用いられるクローラ部と、平地を移動する際に用いられる車輪部と、を備えた階段昇降装置が開示されている。この階段昇降装置は、クローラ部を回転駆動させることで階段を昇降することが可能であるとともに、車輪部を用いることで平地でもスムーズな移動が可能である。
しかしながら、特許文献１に記載の階段昇降装置では、階段を昇降する際、階段昇降装置に載置される荷物は、クローラ部と階段とが接する部分から離れた位置にある。つまり、荷物の重量は、階段昇降装置に対してクローラ部と階段とが接する部分を支点として鉛直下方に作用するため、階段昇降装置を階段の下方へと転倒させる力となる。このため、作業者は、階段昇降装置の転倒を避けるために、平地走行状態から階段昇降状態に移行し再び平地走行状態へ移行するまでの間、荷物の重量に抗する力を階段昇降装置に作用させ続ける必要がある。このように、上記構成の階段昇降装置では、階段を昇降させる際における階段昇降装置の操作性が低下するおそれがある。
However, in the stair lifting device described in
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、階段昇降装置の操作性を向上させることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to improve the operability of the stair lifting device.
第１の発明は、平地を移動する際に用いられる車輪部と、階段を昇降する際に駆動されるクローラ部と、車輪部及びクローラ部が取り付けられる本体部と、本体部に対して変位自在に設けられ、荷物が載置される荷台部と、本体部に対する荷台部の位置を、平地を移動する際と階段を昇降する際とで異なる位置に変位させる変位機構と、を備え、クローラ部は、階段を昇降する際に階段と接触する接触領域を有し、変位機構は、階段を昇降する際、側面視において荷物の重心が接触領域の鉛直上方に位置するように本体部に対して荷台部を変位させることを特徴とする。 1st invention is a wheel part used when moving on a flat ground, a crawler part driven when raising and lowering stairs, a main part to which a wheel part and a crawler part are attached, and it is displaceable with respect to a main part. And a displacement mechanism that displaces the position of the load platform with respect to the main body and the position of the load platform relative to the main body at different positions when moving on the flat ground and when moving up and down the stairs. Has a contact area that comes into contact with the stairs when ascending and descending the stairs, and the displacement mechanism is positioned relative to the main body so that the center of gravity of the load is positioned vertically above the contact area when viewed from the side when the stairs are elevated The loading part is displaced.
第１の発明では、変位機構によって本体部に対する荷台部の位置が、平地を移動する際と階段を昇降する際とで異なる位置に変更され、変位機構は、階段を昇降する際、側面視において荷物の重心が接触領域の鉛直上方に位置するように本体部に対して荷台部を変位させる。接触領域は、階段を昇降する際にクローラ部と階段とが接触し得る領域であるため、階段を昇降する際に、荷物の重心が接触領域の鉛直上方に位置していれば、荷物の重量が階段昇降装置を転倒させる力として作用することが抑制される。 In the first invention, the position of the loading platform with respect to the main body is changed by the displacement mechanism to a different position when moving on the flat ground and when moving up and down the stairs. The cargo bed portion is displaced with respect to the main body portion so that the center of gravity of the load is positioned vertically above the contact area. The contact area is an area where the crawler part and the stairs can come into contact with each other when ascending and descending the stairs, so if the center of gravity of the luggage is positioned vertically above the contact area when ascending and descending the stairs, the weight of the luggage Acts as a force for overturning the stair lifting device.
第２の発明は、クローラ部の接触領域は、階段を昇降する際に、昇降方向において少なくとも２カ所で階段と接触し、変位機構は、階段を昇降する際、側面視において接触領域と階段とが接触する接触部のうち昇降方向において最も下方の接触部と最も上方の接触部との間の接触部間領域の鉛直上方に荷物の重心が位置するように本体部に対して荷台部を変位させることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, the contact area of the crawler part is in contact with the stairs at at least two places in the ascending / descending direction when ascending / descending the stairs, and the displacement mechanism includes the contact area and the stairs in the side view when ascending / descending the stairs. The load platform is displaced with respect to the main body so that the center of gravity of the load is located vertically above the region between the contact portions between the lowermost contact portion and the uppermost contact portion in the ascending / descending direction. It is characterized by making it.
第２の発明では、変位機構は、階段を昇降する際、側面視において荷物の重心が接触部間領域の鉛直上方に位置するように本体部に対して荷台部を変位させる。接触部間領域は、クローラ部が階段に接触する接触部の間の領域であるため、階段を昇降する際、この接触部間領域の鉛直上方に荷物の重心が位置していれば、荷物の重量が階段昇降装置を転倒させる力として作用することが抑制される。このため、オペレータは、特段の力を要することなく階段昇降装置を階段昇降状態に維持させることができる。 In the second invention, when moving up and down the stairs, the displacement mechanism displaces the loading platform with respect to the main body so that the center of gravity of the load is positioned vertically above the region between the contact sections in a side view. Since the area between the contact parts is an area between the contact parts where the crawler part contacts the stairs, if the center of gravity of the luggage is located vertically above the area between the contact parts when the stairs are raised and lowered, It is suppressed that the weight acts as a force for overturning the stair lifting device. For this reason, the operator can maintain the stair lift device in the stair lift state without requiring any special force.
第３の発明は、変位機構は、クローラ部と車輪部とが共に平地に接する際、側面視においてクローラ部が平地に接地する位置と車輪部が平地に接地する位置との間の接地間領域の鉛直上方に荷物の重心が位置するように本体部に対して荷台部を変位させることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the displacement mechanism, when both the crawler unit and the wheel unit are in contact with the flat ground, a region between the ground contact between the position at which the crawler unit contacts the flat ground and the position at which the wheel unit contacts the flat ground in a side view. The cargo bed portion is displaced with respect to the main body portion so that the center of gravity of the load is positioned vertically above.
第３の発明では、変位機構は、クローラ部と車輪部とが共に平地に接する際、側面視において接地間領域の鉛直上方に荷物の重心が位置するように本体部に対して荷台部を変位させる。接地間領域は、クローラ部が平地に接地する位置と車輪部が平地に接地する位置との間の領域であるため、平地走行状態から階段昇降状態に移行する際や階段昇降状態から平地走行状態に移行する際、この接地間領域の鉛直上方に荷物の重心が位置していれば、荷物の重量が階段昇降装置を前方または後方に傾ける力として作用することが抑制される。このため、オペレータは、特段の力を要することなく階段昇降装置を階段昇降状態または平地走行状態へと移行させることができる。 In the third invention, the displacement mechanism displaces the loading platform relative to the main body so that the center of gravity of the load is positioned vertically above the ground contact area in a side view when the crawler and the wheel are in contact with the flat ground. Let The area between the ground contact is the area between the position where the crawler part touches the flat ground and the position where the wheel part touches the flat ground, so when moving from the flat ground traveling state to the stair climbing state or from the stair climbing state to the flat ground traveling state If the center of gravity of the load is positioned vertically above the ground contact area, the load weight is suppressed from acting as a force for tilting the stair lift device forward or backward. For this reason, the operator can shift the stair lift device to the stair lift state or the flat ground running state without requiring any special force.
第４の発明は、変位機構は、本体部と荷台部との間に介装され、作用する荷重に応じて伸縮する弾性部材を有し、変位機構は、弾性部材に作用する荷物の重量が本体部の傾きに応じて変化し弾性部材の長さが変化することにより本体部に対する荷台部の位置を変化させることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, the displacement mechanism includes an elastic member that is interposed between the main body portion and the cargo bed portion, and expands and contracts in response to the acting load. The displacement mechanism has a weight of the load acting on the elastic member. The position of the loading platform with respect to the main body is changed by changing according to the inclination of the main body and changing the length of the elastic member.
第４の発明では、本体部と荷台部との間に介装された弾性部材の長さが本体部の傾きに応じて変化することにより本体部に対する荷台部の位置が変化する。このように、本体部と荷台部との間に弾性部材を介装した簡素な構成によって、階段昇降装置の操作性を向上させることができる。 In the fourth invention, the length of the elastic member interposed between the main body portion and the loading platform portion changes according to the inclination of the main body portion, whereby the position of the loading platform portion with respect to the main body portion changes. Thus, the operability of the stair lift device can be improved by a simple configuration in which an elastic member is interposed between the main body portion and the cargo bed portion.
第５の発明は、弾性部材の変位量を検出する変位検出器と、クローラ部を所定の駆動力で駆動するクローラ駆動部と、変位検出器によって検出された変位量に基づいてクローラ駆動部の駆動力を制御する駆動制御装置と、をさらに備えることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a displacement detector that detects a displacement amount of the elastic member, a crawler drive portion that drives the crawler portion with a predetermined driving force, and a crawler drive portion based on the displacement amount detected by the displacement detector. And a drive control device that controls the drive force.
第５の発明では、荷物の重量を測定する計測器を設けることなく、本体部に対する荷台部の位置を変化させるために設けられた弾性部材の変位量に基づいて荷物の重量が演算され、演算された荷物の重量に応じてクローラ駆動部の駆動力が制御される。この結果、製造コストを上昇させることなく、階段昇降装置の昇降速度をより安定させることができる。 In the fifth invention, without providing a measuring instrument for measuring the weight of the load, the weight of the load is calculated based on the amount of displacement of the elastic member provided to change the position of the loading platform with respect to the main body. The driving force of the crawler driving unit is controlled according to the weight of the packaged goods. As a result, the elevating speed of the stair lifting device can be further stabilized without increasing the manufacturing cost.
第６の発明は、変位機構は、本体部と荷台部との間に介装されるアクチュエータと、本体部の傾きを検出する傾斜検出器と、傾斜検出器の検出値に基づいてアクチュエータの伸縮を制御するアクチュエータ制御装置と、を有し、変位機構は、本体部の傾きに応じてアクチュエータの伸縮量を変化させることにより本体部に対する荷台部の位置を変化させることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, the displacement mechanism includes an actuator interposed between the main body and the loading platform, a tilt detector that detects the tilt of the main body, and the expansion and contraction of the actuator based on the detection value of the tilt detector. And an actuator control device that controls the displacement, and the displacement mechanism is characterized by changing the position of the loading platform relative to the main body by changing the amount of expansion and contraction of the actuator in accordance with the inclination of the main body.
第６の発明では、本体部に対する荷台部の位置は、本体部の傾きに応じてアクチュエータの伸縮量を変化させることで変化する。このため、荷物の重心の位置を、階段昇降装置の状態に応じて最も適した位置へと自由に移動させることができる。 In the sixth invention, the position of the loading platform relative to the main body changes by changing the amount of expansion and contraction of the actuator in accordance with the inclination of the main body. For this reason, the position of the center of gravity of the luggage can be freely moved to the most suitable position according to the state of the stair lifting device.
本発明によれば、階段昇降装置の操作性を向上させることができる。 According to the present invention, the operability of the stair lifting device can be improved.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
＜第１実施形態＞
図１〜９を参照して、本発明の第１実施形態に係る階段昇降装置１００について説明する。
<First Embodiment>
With reference to FIGS. 1-9, the
階段昇降装置１００は、オペレータが荷物を運搬する装置であって、荷物が載せられた状態で階段を昇降することが可能な装置である。図１〜３に示されるように、階段昇降装置１００は、平地を移動する際に用いられる車輪部２０と、階段を昇降する際に駆動されるクローラ部４０と、車輪部２０とクローラ部４０とが取り付けられる本体部１０と、本体部１０に対して変位自在に設けられ、荷物が載置される荷台部６０と、を備える。なお、以下の説明では、図１及び図３に矢印Ａで示される方向を階段昇降装置１００の「前」、矢印Ｂで示される方向を「後」とし、図２及び図３に矢印Ｃで示される方向を「左」、矢印Ｄで示される方向を「右」として説明する。
The
本体部１０は、階段昇降装置１００の左側に配置されるＬ字状の左側フレーム１１と、左側フレーム１１に対向して階段昇降装置１００の右側に配置されるＬ字状の右側フレーム１２と、左側フレーム１１と右側フレーム１２との間に架け渡され、これらを連結する第１連結フレーム１３及び第２連結フレーム１４と、を有する。
The
左側フレーム１１は、パイプ材であり、下方に位置する短尺部１１ａと、短尺部１１ａに対して垂直に延び短尺部１１ａよりも長い長尺部１１ｂと、を有する。右側フレーム１２も、左側フレーム１１と同様に、パイプ材であり、下方に位置する短尺部１２ａと、短尺部１２ａに対して垂直に延び短尺部１２ａよりも長い長尺部１２ｂと、を有する。
The
左側フレーム１１の長尺部１１ｂ側の端部には、右側フレーム１２に向かって延びるハンドル部１１ｃが設けられ、右側フレーム１２の長尺部１２ｂ側の端部には、左側フレーム１１に向かって延びるハンドル部１２ｃが設けられる。これらハンドル部１１ｃ，１２ｃは、特に階段を昇降する際にオペレータによって把持される。
A
左側フレーム１１と右側フレーム１２とは、長尺部１１ｂ，１２ｂの略中間部において、左右に延びるパイプ材である第１連結フレーム１３を介して結合され、短尺部１１ａ，１２ａと長尺部１１ｂ，１２ｂとの折れ曲がり部において、左右に延びるパイプ材である第２連結フレーム１４を介して結合される。第１連結フレーム１３は、特に平地を走行する際に、オペレータによって把持されるハンドル部として機能する。なお、オペレータが把持する部分は、ハンドル部１１ｃ，１２ｃ及び第１連結フレーム１３に限定されず、その他の部分であってもよく、また、これらに加えてハンドル部として機能する別の部材を設けてもよい。
The
本体部１０は、さらに、左側フレーム１１の短尺部１１ａと右側フレーム１２の短尺部１２ａとを結合する底板１５と、左側フレーム１１の長尺部１１ｂと右側フレーム１２の長尺部１２ｂとを第１連結フレーム１３よりも下方において結合する取付板１７と、を有する。
The
底板１５は、１枚の板状部材であるが、重量を軽減するために、短尺部１１ａ，１２ａに沿って、間隔をあけて配置される複数の板状部材であってもよい。同様に、取付板１７は、１枚の板状部材であるが、重量を軽減するために、長尺部１１ｂ，１２ｂに沿って、間隔をあけて配置される複数の板状部材であってもよい。
The
荷台部６０は、底板１５に対して平行に配置される載置板６１と、載置板６１の後端側に一端が結合され、長尺部１１ｂ，１２ｂに沿って上方に延びる背板６３と、載置板６１の左右に長尺部１１ｂ，１２ｂに沿って配置され、載置板６１と背板６３とに結合される側板６２と、を有する。荷物は、載置板６１と背板６３とに接触するように載置され、側板６２によって左右方向に落下することが防止される。なお、荷台部６０に載置される荷物は、物に限定されず、人であってもよい。
The
上記構成の荷台部６０は、本体部１０の長尺部１１ｂ，１２ｂに沿って載置板６１を上下方向に変位自在に支持するガイド部６５を介して本体部１０に組み付けられる。
The
ガイド部６５は、長尺部１１ｂ，１２ｂにそれぞれ取り付けられるガイドレール６６と、側板６２に取り付けられるとともにガイドレール６６によって保持されるローラ６７と、を有する。
The
ローラ６７は、図１及び図３〜５に示されるように、側板６２に一端が固定される円柱状のシャフト６７ｃと、シャフト６７ｃの他端側の外周に設けられる円筒部材６７ａと、円筒部材６７ａとシャフト６７ｃとの間に設けられるベアリング６７ｂと、を有する。つまり、円筒部材６７ａは、ベアリング６７ｂを介して側板６２により回転自在に支持されている。ローラ６７は、各側板６２に２つずつ設けられる。ローラ６７の数はこれに限定されず、２つ以上設けられてもよい。
1 and 3-5, the
一方、ガイドレール６６は、長尺部１１ｂ，１２ｂに沿って配置された断面矩形状の長尺部材であり、内部にはローラ６７が収容される空間が長尺部１１ｂ，１２ｂに沿って貫通して形成される。ローラ６７が収容される空間を形成するガイドレール６６の内周面には、ローラ６７の左右方向への変位を規制する規制面６６ｃと、円筒部材６７ａの外周面が摺接する摺接面６６ｂと、が設けられる。また、側板６２に対向するガイドレール６６の一側には、ローラ６７のシャフト６７ｃが挿通する切欠溝６６ａがガイドレール６６の全長に渡って形成される。なお、切欠溝６６ａの幅は、摺接面６６ｂに円筒部材６７ａが接触したときであってもシャフト６７ｃがガイドレール６６に接触しない大きさに設定される。
On the other hand, the
このように、荷台部６０に取り付けられるローラ６７が、本体部１０に取り付けられるガイドレール６６に保持されることで、荷台部６０は、本体部１０に対して変位自在となる。そして、本体部１０に対する荷台部６０の位置を、平地を移動する際と階段を昇降する際とで異なる位置に変位させるために、荷台部６０と本体部１０との間には、変位機構７０が設けられる。
As described above, the
変位機構７０は、荷台部６０の載置板６１と本体部１０の底板１５との間に介装される弾性部材としてのコイルスプリング７１と、コイルスプリング７１と同じ方向に伸縮するダンパ７２と、を有する。
The
ダンパ７２は、シリンダ７２ａと、シリンダ７２ａに対して進退するロッド７２ｂと、を有し、シリンダ７２ａ内に封入された液体の粘性抵抗によりロッド７２ｂに入力される振動を減衰させる。ダンパ７２のロッド７２ｂの端部は載置板６１に結合され、シリンダ７２ａの端部は底板１５に結合される。このため、載置板６１と底板１５との間の間隔の大きさは、ダンパ７２の最大ストローク量と最小ストローク量とによって規定される。つまり、ダンパ７２は、本体部１０に対する荷台部６０の変位量を制限する制限部としても機能する。図１には、ダンパ７２が最も伸長した状態、すなわち、本体部１０に対して荷台部６０が最も高い位置にある状態が示されている。なお、本体部１０に対する荷台部６０の変位量を制限する制限部としては、ダンパ７２に限定されず、荷台部６０の変位量を制限するストッパ部材を本体部１０に別途設けてもよい。
The
コイルスプリング７１は、図３に示すように、略中央に配置されたダンパ７２を囲んで略等間隔に複数配置される。上述のように、載置板６１と底板１５との間の間隔は、ダンパ７２によって制限されるため、コイルスプリング７１は、圧縮された状態で載置板６１と底板１５との間に介装される。載置板６１及び底板１５には、コイルスプリング７１の位置ずれを防止するために、コイルスプリング７１の端部の外周を覆う筒状の保持部が設けられてもよい。ダンパ７２及びコイルスプリング７１の数や配置は適宜変更可能であり、重量及び製造コストを低減させるためには、より少ない個数とすることが好ましい。また、コイルスプリング７１のバネ定数は、後述のように、荷台部６０に載置される荷物の重量等に応じて設定される。
As shown in FIG. 3, a plurality of
車輪部２０は、取付板１７に固定される一対のブラケット２１と、各ブラケット２１に固定されるキャスタ２２と、を有する。ブラケット２１は、左側フレーム１１と右側フレーム１２との間において、左右対称となる位置に設けられる。このように、車輪部２０を左側フレーム１１と右側フレーム１２との間に設けることで、階段昇降装置１００の旋回性が向上し階段の踊り場のような狭い平地においても階段昇降装置１００の方向転換を容易に行うことが可能となるとともに、階段昇降装置１００の左右方向の長さを短くすることができる。なお、車輪部２０は、取付板１７に固定されるものに限定されず、左側フレーム１１及び右側フレーム１２に固定され階段昇降装置１００の左右外側に配置されるものであってもよい。
The
また、図１に示されるように、階段昇降装置１００が自立状態にあるとき、地面には、左側フレーム１１及び右側フレーム１２の短尺部１１ａ，１２ａが接地する。このように、階段昇降装置１００が自立状態にあるときの接地面積を大きくすることで、階段昇降装置１００が不用意に動きだすことを防止することができる。また、階段昇降装置１００が自立状態にあるときの本体部１０の最下点である短尺部１１ａ，１２ａの下端よりもキャスタ２２の下端が上方となるようにキャスタ２２を配置し、キャスタ２２を地面から浮かせることで、階段昇降装置１００が不用意に動きだすことを確実に防止することができる。なお、短尺部１１ａ，１２ａまたは底板１５の下方に、階段昇降装置１００が自立状態にあるときに接地する脚部を設けてもよい。
Further, as shown in FIG. 1, when the
また、図１に示されるように、階段昇降装置１００が自立した状態において、キャスタ２２の一部は、後述のクローラ４０Ｌ，４０Ｒの外縁と本体部１０の最下点を結ぶ仮想線Ｌ１よりも下方に配置される。このため、階段昇降装置１００が後方へわずかに傾けられると、本体部１０の最下点である短尺部１１ａ，１２ａが地面から離れ、車輪部２０のキャスタ２２のみが接地した状態となり、オペレータは、キャスタ２２によって階段昇降装置１００を移動させることが可能となる。
Further, as shown in FIG. 1, in a state where the
クローラ部４０は、左右に互いに平行に配置される一対のクローラ４０Ｌ，４０Ｒを有し、クローラ駆動部３０が生じる所定の駆動力によって駆動される。クローラ駆動部３０は、クローラ４０Ｌ，４０Ｒを回転駆動させるモータ３１と、モータ３１の回転力をクローラ４０Ｌ，４０Ｒに伝達する減速機３２と、モータ３１の出力、すなわち、クローラ駆動部３０の駆動力を制御する駆動制御装置としてのコントローラ３５と、を有する。
The
モータ３１は、電動モータであり、コントローラ３５によって回転方向および回転出力が制御される。コントローラ３５には、図示しない階段昇降スイッチまたは階段昇降レバーの出力が入力されており、コントローラ３５は、スイッチの切り換え位置やレバーの操作量に応じて図示しないバッテリからモータ３１へと電流を供給させる。なお、階段昇降スイッチ等は、オペレータが操作しやすい位置、例えば、ハンドル部１１ｃ，１２ｃに配置される。
The
また、コントローラ３５には、ダンパ７２のストローク量、すなわち、コイルスプリング７１の変位量を検出する変位検出器としてのストロークセンサ８１の検出値が入力される。コントローラ３５では、ストロークセンサ８１によって検出されたコイルスプリング７１の変位量に基づいて、コイルスプリング７１に作用する荷物の重量が演算される。階段昇降時に要求されるクローラ部４０の駆動力は積載される荷物の重量が大きいほど大きくなる。このため、モータ３１の出力は、演算された荷物の重量に合せてコントローラ３５により制御される。
Further, the
減速機３２は、モータ３１の出力軸が連結される図示しない入力軸と、図示しない歯車を介して入力軸に連結される駆動軸３３と、を有する。入力軸を介して入力されたモータ３１の出力は、駆動軸３３介してクローラ４０Ｌ，４０Ｒに伝達される。なお、減速機３２は、歯車式に限定されず、ベルト式やチェーン式であってもよいし、これらを組み合わせたものであってもよく、モータ３１の回転数を減速して駆動軸３３に伝達することができればどのような形式のものであってもよい。
The
クローラ４０Ｌ，４０Ｒは、階段昇降装置１００の左側に配置される左側クローラ４０Ｌと、左側クローラ４０Ｌに対向して階段昇降装置１００の右側に配置される右側クローラ４０Ｒと、を有する。左側クローラ４０Ｌと右側クローラ４０Ｒとは構成が同じであるため、以下では、左側クローラ４０Ｌの構成についてのみ説明する。なお、左側クローラ４０Ｌに関連する部材には符号Ｌが付され、右側クローラ４０Ｒに関連する部材には符号Ｒが付される。
The
左側クローラ４０Ｌは、駆動軸３３の左側端部３３Ｌに結合される円盤状の駆動輪４１Ｌと、駆動輪４１Ｌよりも上方であって駆動輪４１Ｌより荷台部６０から離れて配置される円盤状の従動輪４２Ｌと、駆動輪４１Ｌ及び従動輪４２Ｌに掛け回されるゴム製のベルト４６Ｌと、駆動輪４１Ｌと従動輪４２Ｌとの間に配置されベルト４６Ｌを案内する複数のガイドローラ４４Ｌと、ベルト４６Ｌに所定の張力を付与するテンションローラ４３Ｌと、駆動輪４１Ｌ，従動輪４２Ｌ，ガイドローラ４４Ｌ及びテンションローラ４３Ｌを回転自在に支持する支持フレーム５１Ｌと、を有する。
The
駆動輪４１Ｌ，従動輪４２Ｌ，ガイドローラ４４Ｌ及びテンションローラ４３Ｌは、モータ３１及び減速機３２との間に支持フレーム５１Ｌを挟むように配置される。つまり、駆動輪４１Ｌ，従動輪４２Ｌ，ガイドローラ４４Ｌ及びテンションローラ４３Ｌが支持フレーム５１Ｌの外側に設けられるため、左側クローラ４０Ｌの支持フレーム５１Ｌと右側クローラ４０Ｒの支持フレーム５１Ｒとは対向して配置された状態となる。
The
支持フレーム５１Ｌは、階段昇降装置１００の前後方向に延びる第１ブラケット５３Ｌと、第１ブラケット５３Ｌの下方に設けられる第２ブラケット５４Ｌと、を介して、取付板１７に結合される。支持フレーム５１Ｌは、図１に示されるように、上方側が後方に向かって傾くように、取付板１７に対して２０°から３０°の予め設定された傾斜角度で固定される。このため、左側クローラ４０Ｌは、取付板１７に対して所定の角度だけ傾斜した方向に延在した状態となる。なお、第１ブラケット５３Ｌ及び第２ブラケット５４Ｌの長さをそれぞれ変更自在とすることで取付板１７に対する支持フレーム５１Ｌの傾きを変更可能な構造としてもよい。
The
左側クローラ４０Ｌの支持フレーム５１Ｌと右側クローラ４０Ｒの支持フレーム５１Ｒとの間には、駆動輪４１Ｌ，４１Ｒ同士を連結する駆動軸３３が階段昇降装置１００の下方において架け渡されている。一方で、従動輪４２Ｌ及びガイドローラ４４Ｌは、支持フレーム５１Ｌによってその回転軸が片持ち支持されている。つまり、左側クローラ４０Ｌと右側クローラ４０Ｒとの間、特に一対の支持フレーム５１Ｌ，５１Ｒの間には、従動輪４２Ｌ，４２Ｒ同士を連結するシャフトやガイドローラ４４Ｌ，４４Ｒ同士を連結するシャフトが架け渡されていない。このように、左側クローラ４０Ｌからは、右側クローラ４０Ｒに向かって駆動輪４１Ｌの駆動軸３３のみが延出し、右側クローラ４０Ｒからは、左側クローラ４０Ｌに向かって駆動輪４１Ｒの駆動軸３３のみが延出している。この結果、階段昇降装置１００の後方の左側クローラ４０Ｌと右側クローラ４０Ｒとの間には、オペレータが出入り可能な空間が形成される。
Between the
上記構成の左側クローラ４０Ｌでは、駆動軸３３に結合された駆動輪４１Ｌが、モータ３１の出力に応じて回転し、これに伴って、駆動輪４１Ｌに外接するベルト４６Ｌが回転される。ベルト４６Ｌが回転することで、従動輪４２Ｌ及びガイドローラ４４Ｌも回転する。なお、上述のように、従動輪４２Ｌ，４２Ｒ同士が連結されていないため、左側クローラ４０Ｌと右側クローラ４０Ｒとを異なる駆動源によって駆動させることも可能である。
In the
次に、図６〜８を参照し、オペレータによる階段昇降装置１００の操作について説明する。図６は、階段昇降装置１００を平地走行させる平地走行状態を示しており、図７は、平地走行状態から階段昇降状態または階段昇降状態から平地走行状態へ移行させる移行状態を示しており、図８は、階段昇降装置１００を階段昇降させる階段昇降状態を示している。
Next, the operation of the
まず、図６を参照し、オペレータが階段昇降装置１００を平地走行させる場合について説明する。
First, with reference to FIG. 6, a case where the operator travels the
荷物Ｌが積載された階段昇降装置１００を平地走行させる際、オペレータは、第１連結フレーム１３、または、ハンドル部１１ｃ，１２ｃを把持して階段昇降装置１００を自立状態から後方へと傾ける。階段昇降装置１００が後方に第１傾斜角θ１だけ傾けられると、本体部１０の短尺部１１ａ，１２ａが地面から離れ、車輪部２０のキャスタ２２のみが第１接地点Ｐ１で接地した状態となる。キャスタ２２のみが接地した状態でオペレータが第１連結フレーム１３、または、ハンドル部１１ｃ，１２ｃを押す又は引くことで、階段昇降装置１００は取り回される。
When the
また、図６に示される平地走行状態では、荷物Ｌの重量Ｗは、コイルスプリング７１の圧縮方向に作用する第１分力Ｆ１と、コイルスプリング７１の圧縮方向に直交する方向に作用する第２分力Ｆ２と、に分解される。第１分力Ｆ１は、本体部１０の傾斜角度が比較的小さいため、荷物Ｌの重量Ｗにほぼ等しくなる。このため、コイルスプリング７１の圧縮量が大きくなり、荷台部６０は、本体部１０に対して比較的低い位置となり、荷物Ｌの重心Ｇの位置も本体部１０に対して比較的低い状態となる。
Further, in the flat ground traveling state shown in FIG. 6, the weight W of the load L is a first component force F <b> 1 that acts in the compression direction of the
続いて、図７及び図８を参照し、オペレータが階段昇降装置１００を平地走行状態から階段上昇状態へと移行させ、階段を上昇させる場合について説明する。
Next, with reference to FIGS. 7 and 8, a description will be given of a case where the operator moves the
平地走行状態から階段上昇状態へと移行する際、階段昇降装置１００は、オペレータによってさらに傾けられ、図７に示されるように、キャスタ２２が第１接地点Ｐ１で平地に接地するとともに、クローラ４０Ｌ，４０Ｒが第２接地点Ｐ２で平地に接地した状態となる。この状態では、階段昇降装置１００は、第１傾斜角θ１よりも大きい第２傾斜角θ２まで傾けられる。そして、荷物Ｌの重量Ｗは、コイルスプリング７１の圧縮方向に作用する第３分力Ｆ３と、コイルスプリング７１の圧縮方向に直交する方向に作用する第４分力Ｆ４と、に分解される。
When shifting from the flat ground running state to the stair climbing state, the
コイルスプリング７１の圧縮方向に作用する第３分力Ｆ３は、第１分力Ｆ１よりも小さくなるため、コイルスプリング７１は荷重の低下に応じて伸長する。コイルスプリング７１が伸長することで、荷台部６０は本体部１０の長尺部１１ｂ，１２ｂに沿って上方へと変位する。この結果、荷物Ｌの重心Ｇの位置も上方へと変位し、荷物Ｌの重心Ｇは、階段昇降装置１００を前後方向に対して側方から見た側面視において第１接地点Ｐ１と第２接地点Ｐ２との間の第１領域Ａ１の鉛直上方に位置した状態となる。この第１領域Ａ１は、クローラ部４０が平地に接地する位置と車輪部２０が平地に接地する位置との間の接地間領域に相当する。
Since the third component force F3 acting in the compression direction of the
ここで、図６に示される平地走行状態のように、本体部１０に対して荷台部６０が比較的低い状態にあり、荷物Ｌの重心Ｇが第１接地点Ｐ１よりも階段昇降装置１００の前方寄りにあると、荷物Ｌの重量Ｗは、階段昇降装置１００を自立状態に戻そうとする力となる。このため、平地走行状態から階段上昇状態へと移行する際、オペレータは、荷物Ｌの重量Ｗに抗する力を階段昇降装置１００に作用させて階段昇降装置１００を傾斜させる必要がある。
Here, as in the flat ground traveling state shown in FIG. 6, the
これに対して、本実施形態では、平地走行状態から階段上昇状態へと移行する際、荷物Ｌの重心Ｇは、第１接地点Ｐ１と第２接地点Ｐ２との間の第１領域Ａ１の鉛直上方に移動するため、荷物Ｌの重量Ｗは、階段昇降装置１００を自立状態に戻そうとする力として作用することがない。したがって、オペレータは、特段の力を要することなく階段昇降装置１００を階段上昇状態へとスムーズに移行させることができる。
On the other hand, in this embodiment, when shifting from the flat ground traveling state to the stair climbing state, the center of gravity G of the luggage L is in the first region A1 between the first grounding point P1 and the second grounding point P2. Since the baggage L moves vertically upward, the weight W of the luggage L does not act as a force for returning the
続く階段上昇状態では、図８に示されるように、階段昇降装置１００はさらに傾けられ、クローラ４０Ｌ，４０Ｒは、下方側の接触部である第３接地点Ｐ３と上方側の接触部である第４接地点Ｐ４との二カ所で階段に接触した状態となる。この状態では、階段昇降装置１００は、第２傾斜角θ２よりも大きい第３傾斜角θ３だけ傾けられる。そして、荷物Ｌの重量Ｗは、コイルスプリング７１の圧縮方向に作用する第５分力Ｆ５と、コイルスプリング７１の圧縮方向に直交する方向に作用する第６分力Ｆ６と、に分解される。
In the subsequent stair climbing state, as shown in FIG. 8, the
コイルスプリング７１の圧縮方向に作用する第５分力Ｆ５は、第３分力Ｆ３よりも小さくなるため、コイルスプリング７１は荷重の低下に応じてさらに伸長する。コイルスプリング７１が伸長することで、荷台部６０は本体部１０の長尺部１１ｂ，１２ｂに沿ってさらに上方へと変位する。この結果、荷物Ｌの重心Ｇの位置も上方へと変位し、荷物Ｌの重心Ｇは、階段昇降装置１００を前後方向に対して側方から見た側面視において第３接地点Ｐ３と第４接地点Ｐ４との間の第２領域Ａ２の鉛直上方に位置した状態となる。なお、クローラ４０Ｌ，４０Ｒは、二カ所以上で階段に接触する長さを有していてもよく、その場合、荷物Ｌの重心Ｇは、クローラ４０Ｌ，４０Ｒと階段とが接触する接触部のうち最も下方の接触部と最も上方の接触部との間の領域の鉛直上方に位置した状態となる。この第２領域Ａ２は、クローラ部４０と階段とが接触する接触部のうち最も下方の接触部と最も上方の接触部との間の接触部間領域に相当する。
Since the fifth component force F5 acting in the compression direction of the
そして、この状態で階段昇降スイッチが上昇側に切り換えられるとモータ３１が回転し、モータ３１の回転は、減速機３２で減速され、駆動軸３３介して駆動輪４１Ｌ，４１Ｒに伝達される。駆動輪４１Ｌ，４１Ｒが回転することでベルト４６Ｌ，４６Ｒも回転し、階段昇降装置１００は階段に沿って上昇し始める。階段昇降装置１００が階段に沿って上昇すると、ベルト４６Ｌ，４６Ｒは次の階段の角部に接触する。さらにベルト４６Ｌ，４６Ｒが回転することで、階段昇降装置１００は階段に沿って上昇し、ベルト４６Ｌ，４６Ｒはさらに次の階段の角部に接触する。この繰り返しによって、階段昇降装置１００は、階段を徐々に昇っていく。
In this state, when the stair lift switch is switched to the ascending side, the
ここで、図６や図７に示されるように、本体部１０に対して荷台部６０が比較的低い状態にあり、クローラ４０Ｌ，４０Ｒと階段とが接触し得る最も下方側の接触部である第５接地点Ｐ５よりも荷物Ｌの重心Ｇが階段昇降装置１００の前方にあると、荷物Ｌの重量Ｗは、階段昇降装置１００を階段の下方へと転倒させる力となる。このため、階段昇降装置１００が階段上昇状態にある間、オペレータは、荷物Ｌの重量Ｗに抗する力を階段昇降装置に作用させる必要がある。
Here, as shown in FIG. 6 and FIG. 7, the
これに対して、本実施形態では、上述のように、荷物Ｌの重心Ｇは、第３接地点Ｐ３と第４接地点Ｐ４との間の第２領域Ａ２の鉛直上方に位置するため、荷物Ｌの重量Ｗは、階段昇降装置１００を転倒させる力として作用することがない。したがって、オペレータは、特段の力を要することなく階段昇降装置１００を階段上昇状態に維持させることが可能となり、階段昇降装置１００を階段において安定して走行させることができる。
On the other hand, in the present embodiment, as described above, the center of gravity G of the luggage L is located vertically above the second area A2 between the third grounding point P3 and the fourth grounding point P4. The weight W of L does not act as a force that causes the
なお、階段昇降装置１００が階段を上昇する間、第３接地点Ｐ３と第４接地点Ｐ４とは、クローラ４０Ｌ，４０Ｒと階段とが接触し得る最も下方側の接触部である第５接地点Ｐ５から最も上方側の接触部である第６接地点Ｐ６との間の第３領域Ａ３内を移動する。このため、荷物Ｌの重量Ｗが、階段昇降装置１００を転倒させる力として常に作用しないようにするためには、階段昇降装置１００が階段を上昇する間、常に階段と接触している領域の鉛直上方に荷物Ｌの重心Ｇを位置させることが好ましい。具体的には、第５接地点Ｐ５から階段の踏面Ｔの長さだけ水平方向に後方に向かって離れた点である第７接地点Ｐ７よりも後方側の領域である。
It should be noted that while the
また、荷物Ｌの重心Ｇが第３領域Ａ３の鉛直上方にあれば、荷物Ｌの重量Ｗが階段昇降装置１００を転倒させる力として作用することが比較的抑制される。このため、荷物Ｌの重心Ｇを、階段昇降装置１００を前後方向に対して側方から見た側面視において第５接地点Ｐ５よりも階段昇降装置１００の後方側の第３領域Ａ３の鉛直上方に位置させれば、階段昇降装置１００が階段上昇状態にあるときのオペレータの負荷を軽減させることができる。この第３領域Ａ３は、階段を昇降する際にクローラ部４０が階段と接触する接触領域に相当する。
Further, if the center of gravity G of the luggage L is vertically above the third region A3, the weight W of the luggage L can be relatively suppressed from acting as a force that causes the
次に、図７及び図８を参照し、オペレータが階段昇降装置１００を階段下降状態から平地走行状態へと移行させる場合について説明する。
Next, with reference to FIG.7 and FIG.8, the case where an operator transfers the stair raising / lowering
階段昇降装置１００を階段に沿って下降させる場合は、階段昇降スイッチが下降側に切り換えられる。モータ３１が上昇時とは逆方向に回転することでベルト４６Ｌ，４６Ｒも逆回転し、階段昇降装置１００は階段に沿って下降する。そして、階段を下降させる際も、階段を上昇させる際と同様に、図８に示されるように、荷物Ｌの重心Ｇは、側面視において第３接地点Ｐ３と第４接地点Ｐ４との間の第２領域Ａ２の鉛直上方に位置するため、荷物Ｌの重量Ｗは、階段昇降装置１００を転倒させる力として作用することがない。したがって、オペレータは、特段の力を要することなく階段昇降装置１００を階段下降状態に維持させることが可能となり、階段昇降装置１００を階段において安定して走行させることができる。
When the
階段下降状態から平地走行状態に移行する際には、平地走行状態から階段上昇状態へと移行する際と同様に、図７に示されるように、荷物Ｌの重心Ｇは、側面視において第１接地点Ｐ１と第２接地点Ｐ２との間の第１領域Ａ１の鉛直上方に位置する。 When shifting from the stairs descending state to the flat ground traveling state, as shown in FIG. 7, the center of gravity G of the luggage L is the first in the side view as in the transition from the flat ground traveling state to the stairs ascending state. It is located vertically above the first area A1 between the grounding point P1 and the second grounding point P2.
ここで、図８に示される階段昇降状態のように、本体部１０に対して荷台部６０が比較的高い状態にあり、荷物Ｌの重心Ｇが第５接地点Ｐ５よりも階段昇降装置１００の後方側の領域の鉛直上方にあると、荷物Ｌの重量Ｗは、階段昇降装置１００を階段に押し付ける力となる。このため、階段下降状態から平地走行状態へと移行する際、オペレータは、荷物Ｌの重量Ｗに抗する力を階段昇降装置１００に作用させて階段昇降装置１００を引き起こす必要がある。
Here, as in the stair climbing state shown in FIG. 8, the
これに対して、本実施形態では、階段下降状態から平地走行状態へと移行する際、荷物Ｌの重心Ｇは、側面視において第１接地点Ｐ１と第２接地点Ｐ２との間の第１領域Ａ１の鉛直上方に移動するため、荷物Ｌの重量Ｗは、階段昇降装置１００を階段に押し付ける力として作用することがない。したがって、オペレータは、特段の力を要することなく、階段の踊り場のような狭い空間でも階段昇降装置１００を平地走行状態へとスムーズに移行させることができる。
On the other hand, in this embodiment, when shifting from the stairs descending state to the flat ground traveling state, the center of gravity G of the luggage L is the first between the first grounding point P1 and the second grounding point P2 in a side view. Since the baggage L moves vertically above the area A1, the weight W of the luggage L does not act as a force for pressing the
このように、平地走行状態から階段昇降状態への移行時及び階段昇降時において、オペレータは、特段の力を要することなく階段昇降装置１００を操作することができる。
As described above, the operator can operate the
上述のように、本体部１０の傾斜角度に応じて、本体部１０に対する荷台部６０の位置を変化させるために、コイルスプリング７１のばね定数は非線形の特性とされる。具体的には、コイルスプリング７１のばね定数は、本体部１０の傾斜角度θ１，θ２，θ３の変化、すなわち、コイルスプリング７１に作用する荷物Ｌの重量Ｗの分力Ｆ１，Ｆ３，Ｆ５の変化に応じて、図９に示される曲線に沿ってコイルスプリング７１の全長が変化するように設定される。コイルスプリング７１は、ばね定数を非線形とするためにテーパ状、不等ピッチまたはこれらの組み合わせによって形成される。なお、本体部１０に対する荷台部６０の位置を変化させる弾性部材としては、コイルスプリング７１に限定されず、図９に示されるような特性を得ることができればどのような弾性部材であってもよい。
As described above, the spring constant of the
また、平地走行状態から階段昇降状態に移行させる際、または、階段昇降状態から平地走行状態に移行させる際に本体部１０を急激に傾斜させると、コイルスプリング７１に作用する荷重が急激に変化することでコイルスプリング７１が振動し、荷台部６０が本体部１０に対して振動するおそれがある。これに対して本実施形態では、荷台部６０と本体部１０との間にダンパ７２が配置されているため、荷台部６０の振動が抑制され、荷物Ｌの重心Ｇの位置を安定させることができる。また、階段昇降装置１００を平地走行させる際や階段昇降させる際に、平地から車輪部２０に伝わる衝撃や階段からクローラ部４０に伝わる衝撃によって荷台部６０が本体部１０に対して振動することを荷台部６０と本体部１０との間に配置されたダンパ７２により抑制することも可能である。
Further, when the
次に、図８を参照して、コントローラ３５によるモータ３１の出力制御について説明する。
Next, output control of the
階段を昇降する際の荷物Ｌの重量Ｗは、階段の傾斜に平行な方向の成分である第７分力Ｆ７と、階段の傾斜に対して垂直な方向の成分である第８分力Ｆ８と、に分解される。ここで、階段昇降装置１００の昇降速度を安定させるには、階段の傾斜に平行な方向の成分である第７分力Ｆ７の大きさに応じてクローラ部４０を駆動するモータ３１の出力を変更する必要がある。つまり、階段昇降時における第７分力Ｆ７の正確な値が把握されれば、階段昇降装置１００の昇降速度をより安定させることが可能となる。
The weight W of the luggage L when moving up and down the stairs is a seventh component force F7 that is a component in a direction parallel to the inclination of the stairs, and an eighth component force F8 that is a component in a direction perpendicular to the inclination of the stairs. , Is broken down. Here, in order to stabilize the lifting speed of the
本実施形態では、変位機構７０がコイルスプリング７１を有するため、コイルスプリング７１の変位量に基づいて、階段昇降時における第７分力Ｆ７を演算することができる。
In the present embodiment, since the
具体的には、ダンパ７２のストローク量を検出するストロークセンサ８１の検出値からコイルスプリング７１の変位量Δｘが算出され、この変位量Δｘとコイルスプリング７１のばね定数ｋとから第５分力Ｆ５が演算される。
Specifically, the displacement amount Δx of the
階段昇降時における本体部１０の傾斜角度を第３傾斜角θ３、階段の傾斜角度を傾斜角αとすると、第７分力Ｆ７は、以下の式（１）により求められる。
Ｆ７＝Ｆ５＊ｓｉｎα／ｃｏｓθ３ ・・・（１）
The seventh component force F7 is obtained by the following equation (1), where the inclination angle of the
F7 = F5 * sin α / cos θ3 (1)
このように、本実施形態では、第７分力Ｆ７の大きさや荷物Ｌの重量Ｗを検出するためのセンサ等を別途用意することなく第７分力Ｆ７の大きさを演算することができる。コントローラ３５は、階段昇降装置１００の昇降速度が所定の速度となるように、演算された第７分力Ｆ７の大きさに基づいてモータ３１の出力を適宜変更する。
Thus, in the present embodiment, the magnitude of the seventh component force F7 can be calculated without separately preparing a sensor or the like for detecting the magnitude of the seventh component force F7 or the weight W of the luggage L. The
なお、第５分力Ｆ５を演算することに代えて、階段昇降装置１００が自立状態にあるときに、荷物Ｌの重量Ｗをコイルスプリング７１の変位量Δｘとコイルスプリング７１のばね定数ｋとから演算してもよい。この場合、以下の式（２）により容易に第７分力Ｆ７を求めることができる。
Ｆ７＝Ｗ＊ｓｉｎα ・・・（２）
Instead of calculating the fifth component force F5, when the
F7 = W * sinα (2)
以上の第１実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。 According to the above 1st Embodiment, there exists an effect shown below.
階段昇降装置１００では、変位機構７０によって本体部１０に対する荷台部６０の位置が、平地を移動する際と階段を昇降する際とで異なる位置に変更され、変位機構７０は、階段を昇降する際、側面視において荷物Ｌの重心Ｇが第２領域Ａ２または第３領域Ａ３の鉛直上方に位置するように本体部１０に対して荷台部６０を変位させる。第２領域Ａ２及び第３領域Ａ３は、階段を昇降する際にクローラ部４０と階段とが接触する領域であるため、階段を昇降する際に、荷物Ｌの重心Ｇが第２領域Ａ２または第３領域Ａ３の鉛直上方に位置していれば、荷物Ｌの重量Ｗが階段昇降装置１００を転倒させる力として作用することが抑制される。このため、オペレータは、特段の力を要することなく階段昇降装置１００を階段昇降状態に維持させることが可能となる。
In the
また、階段昇降装置１００では、変位機構７０は、クローラ部４０と車輪部２０とが共に平地に接する際、側面視において第１領域Ａ１の鉛直上方に荷物Ｌの重心Ｇが位置するように本体部１０に対して荷台部６０を変位させる。第１領域Ａ１は、クローラ部４０が平地に接地する位置と車輪部２０が平地に接地する位置との間の領域であるため、平地走行状態から階段昇降状態に移行する際や階段昇降状態から平地走行状態に移行する際、第１領域Ａ１の鉛直上方に荷物Ｌの重心Ｇが位置していれば、荷物Ｌの重量Ｗが階段昇降装置１００を前方または後方に傾ける力として作用することが抑制される。このため、オペレータは、特段の力を要することなく階段昇降装置１００を階段昇降状態または平地走行状態へと移行させることができる。
Further, in the
このように、階段昇降装置１００では、荷物Ｌの重心Ｇの位置を、平地を移動する際と階段を昇降する際とで異なる位置に変位させることで、階段昇降装置１００の操作性を向上させることができる。
Thus, in the
なお、上記第１実施形態では、本体部１０に対して荷台部６０は、ガイドレール６６とローラ６７とを有するガイド部６５を介して支持されている。ガイド部６５は、上記構造に限定されず、本体部１０に対して荷台部６０をスムーズに移動可能に支持することができればどのような構造であってもよい。また、ダンパ７２によって、本体部１０に対する荷台部６０の移動を支持することが可能であれば、ガイド部６５を設けなくともよい。
In the first embodiment, the
また、上記第１実施形態では、コイルスプリング７１とダンパ７２とは、荷台部６０の載置板６１と本体部１０の底板１５との間に介装される。コイルスプリング７１及びダンパ７２の配置はこれに限定されず、本体部１０を構成する部材と荷台部６０を構成する部材との間に配置されていればよく、例えば、取付板１７と背板６３との間であってもよい。また、コイルスプリング７１とダンパ７２とは、それぞれ別々の位置に配置されていてもよい。
In the first embodiment, the
また、上記第１実施形態では、本体部１０に対する荷台部６０の振動を吸収するためにダンパ７２が設けられている。荷台部６０の振動が階段昇降装置１００の操作性に影響を及ぼさないようであれば、ダンパ７２を設けなくともよい。この場合、コイルスプリング７１は、階段昇降装置１００が自立状態にあるとき、荷台部６０の重量によって圧縮された状態となる。
In the first embodiment, the
また、上記第１実施形態では、コイルスプリング７１の変位量を検出する変位検出器として、ダンパ７２のストローク量を検出するストロークセンサ８１が設けられる。変位検出器としては、ストロークセンサ８１に代えて、本体部１０に対する荷台部６０の変位量を検出する変位センサや、取付板１７と背板６３との間の距離を検出する距離センサが用いられてもよい。
In the first embodiment, a
＜第２実施形態＞
次に、図１０及び図１１を参照して、本発明の第２実施形態に係る階段昇降装置２００について説明する。以下では、第１実施形態と異なる点を中心に説明し、第１実施形態と同様の構成には、同一の符号を付し説明を省略する。
Second Embodiment
Next, with reference to FIG.10 and FIG.11, the stair raising / lowering
階段昇降装置２００の基本的な構成は、第１実施形態に係る階段昇降装置１００と同様である。階段昇降装置２００は、変位機構１７０がアクチュエータである点で階段昇降装置１００と相違する。
The basic configuration of the
階段昇降装置２００の変位機構１７０は、本体部１０と荷台部６０との間に介装される電動アクチュエータ１７２と、本体部１０の傾きを検出する傾斜検出器としての傾斜センサ１７３と、傾斜センサ１７３の検出値に基づいて電動アクチュエータ１７２の伸縮を制御するアクチュエータ制御装置としてのコントローラ３５と、を有する。
The
電動アクチュエータ１７２は、シリンダ１７２ａと、シリンダ１７２ａに対して進退するロッド１７２ｂと、を有し、供給される電力に応じてシリンダ１７２ａ対するロッド１７２ｂの進退量が変化するものである。ロッド１７２ｂの端部は載置板６１に結合され、シリンダ１７２ａの端部は底板１５に結合される。このため、載置板６１と底板１５との間の間隔の大きさは、電動アクチュエータ１７２の最大ストローク量と最小ストローク量とによって規定される。つまり、本体部１０に対する荷台部６０の変位量は、電動アクチュエータ１７２のストローク量に応じて変化する。図１には、電動アクチュエータ１７２が最も収縮した状態、すなわち、本体部１０に対して荷台部６０が最も低い位置にある状態が示されている。なお、本体部１０に対する荷台部６０の変位量を制限する制限部として、荷台部６０の変位量を制限するストッパ部材を本体部１０に別途設けてもよい。
The
傾斜センサ１７３は、シリンダ１７２ａに取り付けられ、図１０に示される自立状態を基準とした本体部１０の前後方向における傾斜角度を検出するものである。傾斜センサ１７３の検出値は、コントローラ３５に入力される。
The
コントローラ３５では、傾斜センサ１７３の検出値に応じて電動アクチュエータ１７２に供給される電力を制御し、本体部１０に対する荷台部６０の位置を変更する。具体的には、図１１に示されるように、本体部１０の傾斜角度に応じて電動アクチュエータ１７２の長さを変化させる。
The
ここで、図１１中に示される傾斜角度は、上記第１実施形態の第１傾斜角θ１，第１傾斜角θ１及び第３傾斜角θ３と同じ角度であり、これらの角度に対応する電動アクチュエータ１７２の長さは、図９に示される上記第１実施形態のコイルスプリング７１の長さと同じである。つまり、階段昇降装置２００では、本体部１０の傾斜角度に応じて電動アクチュエータ１７２の長さを変化させることで荷台部６０に載置される荷物Ｌの重心Ｇの位置が図６から図８に示される上記第１実施形態における荷物Ｌの重心Ｇの位置と同じになるように制御される。
Here, the inclination angles shown in FIG. 11 are the same angles as the first inclination angle θ1, the first inclination angle θ1, and the third inclination angle θ3 of the first embodiment, and the electric actuator corresponding to these angles. The length of 172 is the same as the length of the
したがって、上記第１実施形態と同様に、平地走行状態から階段昇降状態への移行時及び階段昇降時において、オペレータは、特段の力を要することなく階段昇降装置２００を操作することができる。
Therefore, similarly to the first embodiment, the operator can operate the
以上の第２実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。 According to the above 2nd Embodiment, there exists an effect shown below.
階段昇降装置２００では、変位機構１７０によって本体部１０に対する荷台部６０の位置が、平地を移動する際と階段を昇降する際とで異なる位置に変更され、変位機構１７０は、階段を昇降する際、側面視において荷物Ｌの重心Ｇが第２領域Ａ２または第３領域Ａ３の鉛直上方に位置するように本体部１０に対して荷台部６０を変位させる。第２領域Ａ２及び第３領域Ａ３は、階段を昇降する際にクローラ部４０と階段とが接触する領域であるため、階段を昇降する際に、荷物Ｌの重心Ｇが第２領域Ａ２または第３領域Ａ３の鉛直上方に位置していれば、荷物Ｌの重量Ｗが階段昇降装置２００を転倒させる力として作用することが抑制される。このため、オペレータは、特段の力を要することなく階段昇降装置２００を階段昇降状態に維持させることが可能となる。
In the
また、階段昇降装置２００では、変位機構１７０は、クローラ部４０と車輪部２０とが共に平地に接する際、側面視において第１領域Ａ１の鉛直上方に荷物Ｌの重心Ｇが位置するように本体部１０に対して荷台部６０を変位させる。第１領域Ａ１は、クローラ部４０が平地に接地する位置と車輪部２０が平地に接地する位置との間の領域であるため、平地走行状態から階段昇降状態に移行する際や階段昇降状態から平地走行状態に移行する際、第１領域Ａ１の鉛直上方に荷物Ｌの重心Ｇが位置していれば、荷物Ｌの重量Ｗが階段昇降装置２００を前方または後方に傾ける力として作用することが抑制される。このため、オペレータは、特段の力を要することなく階段昇降装置２００を階段昇降状態または平地走行状態へと移行させることができる。
Further, in the
さらに、階段昇降装置２００では、本体部１０に対する荷台部６０の位置は、本体部１０の傾きに応じて電動アクチュエータ１７２の伸縮量を変化させることで変化する。つまり、荷物Ｌの重心Ｇの位置を、階段昇降装置２００の状態に応じて最も適した位置、すなわち、オペレータの負担が最も軽減される位置へと比較的自由に移動させることができる。
Further, in the
このように、階段昇降装置２００では、荷物Ｌの重心Ｇの位置を、電動アクチュエータ１７２により平地を移動する際と階段を昇降する際とで異なる位置に変位させることで、階段昇降装置２００の操作性を向上させることができる。
As described above, in the
なお、上記第２実施形態では、アクチュエータとして電動アクチュエータ１７２が用いられている。これに代えて、アクチュエータは液圧や空気圧を利用する形式のものであってもよい。しかし、液圧式や空気圧式では、別途圧力供給源が必要になるため、重量の低減及び製造コストの低減のためには、リニアモータ等の電動モータを利用した電動アクチュエータを用いることが好ましい。
In the second embodiment, the
また、上記第２実施形態では、電動アクチュエータ１７２の長さは、図１１に示される曲線に沿って本体部１０の傾斜角度に応じて変更される。これに限定されず、オペレータの負担が軽減される位置に荷物Ｌの重心Ｇの位置を変位させることができれば、電動アクチュエータ１７２の長さはどのように変更されてもよい。
Moreover, in the said 2nd Embodiment, the length of the
以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。 The configuration, operation, and effect of the embodiment of the present invention configured as described above will be described together.
階段昇降装置１００，２００は、平地を移動する際に用いられる車輪部２０と、階段を昇降する際に駆動されるクローラ部４０と、車輪部２０及びクローラ部４０が取り付けられる本体部１０と、本体部１０に対して変位自在に設けられ、荷物が載置される荷台部６０と、本体部１０に対する荷台部６０の位置を、平地を移動する際と階段を昇降する際とで異なる位置に変位させる変位機構７０，１７０と、を備え、クローラ部４０は、階段を昇降する際に階段と接触する第３領域Ａ３を有し、変位機構７０，１７０は、階段を昇降する際、側面視において荷物Ｌの重心Ｇが第３領域Ａ３の鉛直上方に位置するように本体部１０に対して荷台部６０を変位させる。
The
この構成では、変位機構７０，１７０によって本体部１０に対する荷台部６０の位置が、平地を移動する際と階段を昇降する際とで異なる位置に変更され、変位機構７０，１７０は、階段を昇降する際、側面視において荷物Ｌの重心Ｇが第３領域Ａ３の鉛直上方に位置するように本体部１０に対して荷台部６０を変位させる。第３領域Ａ３は、階段を昇降する際にクローラ部４０と階段とが接触し得る領域であるため、階段を昇降する際に、荷物Ｌの重心Ｇが第３領域Ａ３の鉛直上方に位置していれば、荷物Ｌの重量Ｗが階段昇降装置１００，２００を転倒させる力として作用することが抑制される。このため、オペレータは、特段の力を要することなく階段昇降装置１００，２００を階段昇降状態に維持させることが可能となる。このように、荷物Ｌの重心Ｇの位置を、平地を移動する際と階段を昇降する際とで異なる位置に変位させることで、階段昇降装置１００，２００の操作性を向上させることができる。
In this configuration, the position of the
また、クローラ部４０の第３領域Ａ３は、階段を昇降する際に、昇降方向において少なくとも２カ所で階段と接触し、変位機構７０，１７０は、階段を昇降する際、側面視において第３領域Ａ３と階段とが接触する接触部のうち昇降方向において最も下方の接触部と最も上方の接触部との間の第２領域Ａ２の鉛直上方に荷物Ｌの重心Ｇが位置するように本体部１０に対して荷台部６０を変位させる。
In addition, the third area A3 of the
この構成では、変位機構７０，１７０は、階段を昇降する際、側面視において荷物Ｌの重心Ｇが第２領域Ａ２の鉛直上方に位置するように本体部１０に対して荷台部６０を変位させる。第２領域Ａ２は、クローラ部４０が階段に接触する２点間の領域であるため、階段を昇降する際、第２領域Ａ２の鉛直上方に荷物Ｌの重心Ｇが位置していれば、荷物Ｌの重量Ｗは、階段昇降装置１００，２００を転倒させる力として作用することはない。このため、オペレータは、特段の力を要することなく階段昇降装置１００，２００を階段昇降状態に維持させることができる。
In this configuration, when moving up and down the stairs, the
また、変位機構７０，１７０は、クローラ部４０と車輪部２０とが共に平地に接する際、側面視においてクローラ部４０が平地に接地する位置と車輪部２０が平地に接地する位置との間の第１領域Ａ１の鉛直上方に荷物Ｌの重心Ｇが位置するように本体部１０に対して荷台部６０を変位させる。
Further, when both the
この構成では、変位機構７０，１７０は、クローラ部４０と車輪部２０とが共に平地に接する際、側面視において第１領域Ａ１の鉛直上方に荷物Ｌの重心Ｇが位置するように本体部１０に対して荷台部６０を変位させる。第１領域Ａ１は、クローラ部４０が平地に接地する位置と車輪部２０が平地に接地する位置との間の領域であるため、平地走行状態から階段昇降状態に移行する際や階段昇降状態から平地走行状態に移行する際、第１領域Ａ１の鉛直上方に荷物Ｌの重心Ｇが位置していれば、荷物Ｌの重量Ｗが階段昇降装置１００，２００を前方または後方に傾ける力として作用することが抑制される。このため、オペレータは、特段の力を要することなく階段昇降装置１００，２００を階段昇降状態または平地走行状態へと移行させることができる。
In this configuration, when the
また、変位機構７０は、本体部１０と荷台部６０との間に介装され、作用する荷重に応じて伸縮するコイルスプリング７１を有し、変位機構７０は、コイルスプリング７１に作用する荷物Ｌの重量Ｗが本体部１０の傾きに応じて変化しコイルスプリング７１の長さが変化することにより本体部１０に対する荷台部６０の位置を変化させる。
The
この構成では、本体部１０と荷台部６０との間に介装されたコイルスプリング７１の長さが本体部１０の傾きに応じて変化することにより本体部１０に対する荷台部６０の位置が変化する。つまり、本体部１０に対する荷台部６０の位置は、平地走行状態と階段昇降状態とで本体部１０の傾きが変化することと、荷重に応じて長さが変化するコイルスプリング７１の特性と、を利用することで変化する。このように、本体部１０と荷台部６０との間にコイルスプリング７１を介装した簡素な構成によって、階段昇降装置１００，２００の操作性を向上させることができるとともに、変位機構７０を設けたことによる製造コストの上昇を抑制することができる。
In this configuration, the length of the
また、階段昇降装置１００は、コイルスプリング７１の変位量を検出するストロークセンサ８１と、クローラ部４０を所定の駆動力で駆動するクローラ駆動部３０と、ストロークセンサ８１によって検出された変位量に基づいてクローラ駆動部３０の駆動力を制御するコントローラ３５と、をさらに備える。
Further, the
この構成では、本体部１０に対する荷台部６０の位置を変化させるために設けられたコイルスプリング７１の変位量に基づいて荷物Ｌの重量Ｗが演算され、演算された荷物Ｌの重量Ｗに応じてクローラ駆動部３０の駆動力が制御される。つまり、荷物Ｌの重量Ｗを測定する重量計測器を別途設ける必要がない。この結果、製造コストを上昇させることなく、階段昇降装置１００の昇降速度をより安定させることが可能となる。
In this configuration, the weight W of the load L is calculated based on the amount of displacement of the
また、変位機構１７０は、本体部１０と荷台部６０との間に介装される電動アクチュエータ１７２と、本体部１０の傾きを検出する傾斜センサ１７３と、傾斜センサ１７３の検出値に基づいて電動アクチュエータ１７２の伸縮を制御するコントローラ３５と、を有し、変位機構１７０は、本体部１０の傾きに応じて電動アクチュエータ１７２の伸縮量を変化させることにより本体部１０に対する荷台部６０の位置を変化させる。
The
この構成では、本体部１０に対する荷台部６０の位置は、本体部１０の傾きに応じて電動アクチュエータ１７２の伸縮量を変化させることで変化する。つまり、荷物Ｌの重心Ｇの位置を、階段昇降装置２００の状態に応じて最も適した位置、すなわち、オペレータの負担が最も軽減される位置へと比較的自由に移動させることができる。この結果、階段昇降装置２００の操作性を向上させることができる。
In this configuration, the position of the
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 The embodiment of the present invention has been described above. However, the above embodiment only shows a part of application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. Absent.
１００，２００・・・階段昇降装置、１０・・・本体部、２０・・・車輪部、３０・・・クローラ駆動部、３１・・・モータ、３５・・・コントローラ（駆動制御装置，アクチュエータ制御装置）、４０・・・クローラ部、６０・・・荷台部、６５・・・ガイド部、７０，１７０・・・変位機構、７１・・・コイルスプリング（弾性部材）、７２・・・ダンパ、８１・・・ストロークセンサ（変位検出器）、１７２・・・電動アクチュエータ（アクチュエータ）、１７３・・・傾斜センサ（傾斜検出器）、Ａ１・・・第１領域（接地間領域）、Ａ２・・・第２領域（接触部間領域）、Ａ３・・・第３領域（接触領域） DESCRIPTION OF SYMBOLS 100,200 ... Stair raising / lowering apparatus, 10 ... Main-body part, 20 ... Wheel part, 30 ... Crawler drive part, 31 ... Motor, 35 ... Controller (drive control apparatus, actuator control) Device), 40 ... crawler part, 60 ... cargo bed part, 65 ... guide part, 70, 170 ... displacement mechanism, 71 ... coil spring (elastic member), 72 ... damper, 81 ... stroke sensor (displacement detector), 172 ... electric actuator (actuator), 173 ... tilt sensor (tilt detector), A1 ... first region (region between grounds), A2, ... -2nd area | region (area between contact parts), A3 ... 3rd area | region (contact area)
Claims (6)
階段を昇降する際に駆動されるクローラ部と、
前記車輪部及び前記クローラ部が取り付けられる本体部と、
前記本体部に対して変位自在に設けられ、荷物が載置される荷台部と、
前記本体部に対する前記荷台部の位置を、前記平地を移動する際と前記階段を昇降する際とで異なる位置に変位させる変位機構と、を備え、
前記クローラ部は、前記階段を昇降する際に前記階段と接触する接触領域を有し、
前記変位機構は、前記階段を昇降する際、側面視において前記荷物の重心が前記接触領域の鉛直上方に位置するように前記本体部に対して前記荷台部を変位させることを特徴とする階段昇降装置。 Wheels used when moving on flat ground,
A crawler section that is driven when going up and down stairs;
A body part to which the wheel part and the crawler part are attached;
A loading platform that is displaceably provided with respect to the main body and on which a load is placed;
A displacement mechanism for displacing the position of the loading platform with respect to the main body to different positions when moving on the flat ground and when moving up and down the stairs,
The crawler portion has a contact area that comes into contact with the stairs when the stairs are raised and lowered,
When moving up and down the staircase, the displacement mechanism displaces the loading platform with respect to the main body so that the center of gravity of the load is positioned vertically above the contact area in a side view. apparatus.
前記変位機構は、前記階段を昇降する際、側面視において前記接触領域と前記階段とが接触する接触部のうち昇降方向において最も下方の接触部と最も上方の接触部との間の接触部間領域の鉛直上方に前記荷物の重心が位置するように前記本体部に対して前記荷台部を変位させることを特徴とする請求項１に記載の階段昇降装置。 The contact area of the crawler portion is in contact with the stairs at at least two places in the ascending / descending direction when ascending / descending the stairs,
When moving up and down the staircase, the displacement mechanism has a contact portion between a contact portion between the lowermost contact portion and the uppermost contact portion in the ascending / descending direction among contact portions where the contact area and the staircase contact in a side view. 2. The stair lift device according to claim 1, wherein the loading platform portion is displaced with respect to the main body portion so that the center of gravity of the luggage is positioned vertically above the region.
前記変位機構は、前記弾性部材に作用する前記荷物の重量が前記本体部の傾きに応じて変化し前記弾性部材の長さが変化することにより前記本体部に対する前記荷台部の位置を変化させることを特徴とする請求項１から３の何れか１つに記載の階段昇降装置。 The displacement mechanism includes an elastic member that is interposed between the main body portion and the cargo bed portion and expands and contracts according to an acting load.
The displacement mechanism is configured to change a position of the loading platform relative to the main body by changing a weight of the load acting on the elastic member according to an inclination of the main body and changing a length of the elastic member. The stair lift device according to any one of claims 1 to 3.
前記クローラ部を所定の駆動力で駆動するクローラ駆動部と、
前記変位検出器によって検出された変位量に基づいて前記クローラ駆動部の駆動力を制御する駆動制御装置と、をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の階段昇降装置。 A displacement detector for detecting a displacement amount of the elastic member;
A crawler driving unit that drives the crawler unit with a predetermined driving force;
The stair lift device according to claim 4, further comprising: a drive control device that controls a driving force of the crawler driving unit based on a displacement amount detected by the displacement detector.
前記変位機構は、前記本体部の傾きに応じて前記アクチュエータの伸縮量を変化させることにより前記本体部に対する前記荷台部の位置を変化させることを特徴とする請求項１から３の何れか１つに記載の階段昇降装置。 The displacement mechanism includes an actuator interposed between the main body portion and the loading platform portion, a tilt detector that detects a tilt of the main body portion, and expansion and contraction of the actuator based on a detection value of the tilt detector. An actuator control device for controlling
The said displacement mechanism changes the position of the said loading platform part with respect to the said main-body part by changing the expansion-contraction amount of the said actuator according to the inclination of the said main-body part, The any one of Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned. The stair lift device described in 1.
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