JP5837663B1 - 階段昇降システムおよび階段昇降機 - Google Patents
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Abstract
【課題】ガイドレールの設置スペースを小さくすることができる階段昇降システムを得る。【解決手段】階段昇降システムは、階段に沿って延設された第1のガイドレールと、第1のガイドレールに沿ってその下方に延設された第2のガイドレールと、第1および第2のガイドレールに沿って延設され、水平方向に向けられた複数のギヤ歯を有するギヤラックと、ギヤラックに噛み合うピニオンギヤと、第1および第2のガイドレールにそれぞれ当接するガイドローラと、椅子と、ピニオンギヤを回転駆動する第1のモータとを含む昇降機とを備える。【選択図】図1
Description
本発明は、階段に沿って移動することができる階段昇降システム、およびそのような階段昇降システムに用いられる階段昇降機に関する。
近年、駅などの公共施設などに、階段に設置されたガイドレールに沿って昇降する階段昇降システムが普及してきている。また、このような階段昇降システムは、家庭内においても普及し始めている。これにより、例えば足が不自由な人が、安全に移動することができる。
このような階段昇降システムは、様々なものが開示されている(例えば特許文献1〜4、非特許文献1,2など)。これらの階段昇降システムでは、昇降機は、椅子を水平状態に保ったまま、1または複数のガイドレールに沿って昇降する。
ティッセンクルップ、"曲線型階段昇降機 フロー"、[online]、[平成26年8月26日検索]、インターネット<http://kaidan-noboru.com/stairlift-flow.html>
オットーリフト、[online]、[平成26年8月26日検索]、インターネット<http://www.otolift.co.jp/products/index.html>
このような階段昇降システムを設置する場合には、例えば階段に沿ってガイドレールを設置する必要がある。これにより、階段の有効幅が狭くなってしまい、階段を使用する人が昇り降りしにくくなるおそれがある。また、設置スペースが大きい場合には、日本においては、建築基準法の規定を満たさなくなるおそれもある。よって、ガイドレールの設置スペースが小さいことが望ましい。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、ガイドレールの設置スペースを小さくすることができる階段昇降システムおよび階段昇降機を提供することにある。
本発明の階段昇降システムは、第1のガイドレールと、第2のガイドレールと、ギヤラックと、昇降機とを備えている。第1のガイドレールは、円筒形状を有し、階段に沿って延設されたものである。第2のガイドレールは、円筒形状を有し、第1のガイドレールに沿ってその下方に延設されたものである。ギヤラックは、第1および第2のガイドレールに沿って第1および第2のガイドレールの間に延設され、水平方向に向けられた複数のギヤ歯を有するものである。昇降機は、ギヤラックに噛み合うピニオンギヤと、第1および第2のガイドレールにそれぞれ当接するガイドローラと、椅子と、ピニオンギヤを回転駆動する第1のモータとを含むものである。上記第1のガイドレールに当接するガイドローラは、第1のガイドローラおよび第2のガイドローラを含んでいる。第1のガイドローラは、第1のガイドレールにおける、椅子が配置された側とは反対側に設けられている。第1のガイドローラの、第1のガイドレールに当接する当接面は、第1のガイドレールの延伸方向と交差する面内における第1のガイドレールの中心水平線をまたいでいる。
本発明の階段昇降機は、ガイドローラと、椅子と、ピニオンギヤと、第1のモータとを備えている。ガイドローラは、円筒形状を有し階段に沿って延設された第1のガイドレールおよび円筒形状を有しこの第1のガイドレールに沿ってその下方に延設された第2のガイドレールにそれぞれ当接するものである。ピニオンギヤは、第1および第2のガイドレールに沿って第1および第2のガイドレールの間に延設され水平方向に向けられた複数のギヤ歯を有するギヤラックに噛み合うものである。第1のモータは、ピニオンギヤを回転駆動するものである。上記第1のガイドレールに当接するガイドローラは、第1のガイドローラおよび第2のガイドローラを含んでいる。第1のガイドローラは、第1のガイドレールにおける、椅子が配置された側とは反対側に設けられている。第1のガイドローラの、第1のガイドレールに当接する当接面は、第1のガイドレールの延伸方向と交差する面内における第1のガイドレールの中心水平線をまたいでいる。
本発明の階段昇降システムおよび階段昇降機では、階段に沿って、第1のガイドレールと、第2のガイドレールと、ギヤラックとが延設される。第1および第2のガイドレールは、円筒形状を有するように構成され、ギヤラックは、第1および第2のガイドレールの間に設けられる。このギヤラックには、水平方向に向けられた複数のギヤ歯が設けられ、昇降機のピニオンギヤを回転駆動することにより、昇降機が移動される。第1のガイドレールには、第1のガイドローラおよび第2のガイドローラが当接される。第1のガイドローラは、第1のガイドレールにおける、椅子が配置された側とは反対側に設けられ、第1のガイドローラの、第1のガイドレールに当接する当接面は、第1のガイドレールの延伸方向と交差する面内における第1のガイドレールの中心水平線をまたいでいる。
本発明の階段昇降システムでは、例えば、ギヤラックは、第1および第2のガイドレールの間の中央付近に設けられるようにしてもよい。例えば、昇降機は、椅子が水平になるように、椅子の姿勢を制御する姿勢制御機構をさらに含むのが望ましい。姿勢制御機構は、例えば、第2のモータと、第2のモータの回転運動を椅子に伝達する伝達機構とを有するように構成することができる。この場合、姿勢制御機構は、例えば、椅子の傾きを検出する第1のセンサおよび階段の傾きを検出する第2のセンサの一方または双方をさらに有し、その検出結果に基づいて椅子の姿勢を制御するのが望ましい。
例えば、第1のガイドローラおよび第2のガイドローラは、第1のガイドレールの延伸方向と交差する面内に並設されるようにしてもよい。例えば、第2のガイドローラの、第1のガイドレールに当接する当接面は、第1のガイドレールの延伸方向と交差する面内における第1のガイドレールの中心垂直線をまたぐようにしてもよい。例えば、昇降機は、第1のガイドレールの延伸方向において、第1のガイドレールに当接するガイドローラと所定距離離間して設けられた少なくとも1つのガイド部をさらに含むようにしてもよい。
また、例えば、第1のガイドレールおよび第2のガイドレールの間隔は一定であるのが望ましい。
また、例えば、第2のガイドレールに沿って、その下方に延設された補助レールをさらに備えてもよい。この場合、昇降部は、補助レールの、ギヤラックにおいてギヤ歯が設けられた側とは反対の方向の側に設けられた爪部を含むことが望ましい。
本発明の階段昇降システムおよび階段昇降機によれば、ギヤラックが、水平方向に向けられた複数のギヤ歯を有するようにしたので、ガイドレールの設置スペースを小さくすることができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
[構成例]
図1は、本発明の一実施の形態に係る階段昇降システム(階段昇降システム1)の一構成例を表すものである。階段昇降システム1は、昇降機が、階段に設置された2本のガイドレールに沿って昇降するものである。階段昇降システム1は、ガイドレール101,103と、ギヤラック102と、補助レール104と、レール支持部110と、レール固定部111と、ラック固定部112と、昇降機2とを備えている。
図1は、本発明の一実施の形態に係る階段昇降システム(階段昇降システム1)の一構成例を表すものである。階段昇降システム1は、昇降機が、階段に設置された2本のガイドレールに沿って昇降するものである。階段昇降システム1は、ガイドレール101,103と、ギヤラック102と、補助レール104と、レール支持部110と、レール固定部111と、ラック固定部112と、昇降機2とを備えている。
ガイドレール101,103は、昇降機2を案内するとともに、昇降機2を支持するものである。この例では、ガイドレール101,103は、断面が円形のパイプ形状を有している。この例では、ガイドレール101,103の直径は、約50[mm]である。ガイドレール101,103は、垂直方向(z軸方向)に並設されている。この例では、ガイドレール101の中心軸が床100から例えば155[mm]の位置になるように、ガイドレール101を配置しており、ガイドレール103の中心軸が床100から例えば70[mm]の位置になるように、ガイドレール103を配置している。ガイドレール101,103間の距離は、階段傾斜にかかわらず、一定に設定される。ガイドレール101,103は、レール支持部110およびレール固定部111により固定されている。
ギヤラック102は、昇降機2のピニオンギヤ43(後述)と噛み合い、このピニオンギヤ43が回転することにより、昇降機2をギヤラック102に沿って移動させるものである。この例では、ギヤラック102の断面形状は、水平方向に20[mm]、垂直方向に9[mm]の長方形である。このギヤラック102のy軸方向側(昇降機2側)の側面には、複数のギヤ歯が形成されており、これにより、ギヤラック102は昇降機2のピニオンギヤ43(後述)と噛み合うようになっている。ギヤラック102は、この例では、ガイドレール101とガイドレール103との間に設けられている。ギヤラック102は、レール支持部110、レール固定部111、およびラック固定部112により固定されている。
補助レール104は、後述するように、昇降機2が、ガイドレール101,103から外れにくくするためのものである。この例では、補助レール104の断面形状は、水平方向に5[mm]、垂直方向に10[mm]の長方形である。この補助レール104は、この例では、床100とガイドレール103との間において、ガイドレール103の中心軸よりもややy軸方向によった位置に設けられている。補助レール104は、この例では、ガイドレール103の下面に溶接により固定されている。
レール支持部110は、レール固定部111を介して、ガイドレール101,103、ギヤラック102、および補助レール104を支持するものである。レール支持部110は、床100に固定されている。なお、図1では平坦な床100に固定しているが、階段では、例えば、各ステップの上面(階段面)に固定する。
レール固定部111は、ガイドレール101,103およびギヤラック102を固定するものであり、レール支持部110により支持されている。
ラック固定部112は、ギヤラック102を固定するものである。ラック固定部112は、隣り合うレール固定部111の間に設置されている。このラック固定部112は、ガイドレール101とガイドレール103との間に配置され、ガイドレール101の下面およびガイドレール103の上面にそれぞれ固定されている。
昇降機2は、ユーザを載せて2本のガイドレール101,103に沿って移動するものである。昇降機2は、椅子10と、ベースユニット20とを有している。
図2は、昇降機2の斜視図を表すものであり、図3は、昇降機2の側面図を表すものであり、図4は、昇降機2の正面図を表すものである。
椅子10は、ユーザが座るものであり、昇降機2が階段を昇り降りする際に、ガイドレール101,103の延伸方向(x軸方向)における傾きを調節可能に構成されたものである。椅子10は、図1,2に示すように、背板11と、肘掛12a,12bと、操作部13と、タングプレート14aと、バックル14bと、座板15と、座席支持部16と、足載板17と、ピニオンギヤ33とを備えている。背板11は、椅子10に座るユーザの背中に対応する位置に配置されたものである。肘掛12aはユーザの右腕に対応する位置に配置されたものであり、肘掛12bはユーザの左腕に対応する部分に位置に配置されたものである。操作部13は、ユーザが椅子10の昇降を操作する際に用いるものであり、この例では、肘掛12bの先端部に配置されている。そして、操作部13は、ユーザの操作に応じて、電気信号を制御ユニット21(後述)に供給するようになっている。タングプレート14aおよびバックル14bは、ユーザを椅子10に座った状態で固定するものである。座板15は、ユーザが座る部分である。座席支持部16は、椅子10を支持するものであり、座席支持部16の上端は座板15の下面に固定され、下端は足載板17に固定されている。足載板17は、ユーザが足を載せる部分である。
ピニオンギヤ33は、座席支持部16の裏面(y軸方向と反対方向の側の面)に固定されるとともに、ベースユニット20のピニオンギヤ32(後述)と噛み合うものである。ピニオンギヤ33は、例えばクロスローラベアリングにより、y軸に平行な回転軸A2(図3)を中心として、ベースユニット20に対して回転可能に構成されている。ピニオンギヤ33は、外周部のうちの上半分にのみ複数のギヤ歯が設けられている。そして、その複数のギヤ歯が設けられた外周部分の両端には、突起部33s(図4)がそれぞれ設けられている。これにより、ピニオンギヤ33は、この突起部33sで挟まれた外周部分でのみ、ピニオンギヤ32と噛み合うようになっている。すなわち、突起部33sは、いわゆるメカストッパとして機能するようになっている。
ベースユニット20は、傾き制御用モータ31と、ピニオンギヤ32と、センサ35,36と、制御ユニット21と、バッテリ22と備えている。
傾き制御用モータ31は、制御ユニット21からの指示に応じて回転することにより、階段傾斜に応じて椅子10のx軸方向の傾きを調節するものである。傾き制御用モータ31は、この例では、ベースユニット20の上部に固定されている。傾き制御用モータ31は、y軸に平行な回転軸A1(図3)を有し、この軸には、ピニオンギヤ32が固定されている。
ピニオンギヤ32は、傾き制御用モータ31の回転運動をピニオンギヤ33に伝えるものである。ピニオンギヤ32は、傾き制御用モータ31の軸(回転軸A1)に固定され、この軸を中心として回転可能に構成されている。そして、ピニオンギヤ32は、椅子10のピニオンギヤ33と噛み合うようになっている。
この構成により、階段昇降システム1では、傾き制御用モータ31の回転運動により、椅子10のx軸方向における傾きを調節する。その際、椅子10は、ピニオンギヤ33の突起部33sにより、x軸方向における傾きの範囲が制限されるようになっている。この例では、具体的には、椅子10は、水平位置からおおよそ−90度〜+90度の範囲で傾くことができるようになっている。
センサ35は、椅子10の傾き度合いを検出するものであり、センサ36は、階段の傾き度合いを検出するものである。センサ35は、この例では座板15の下面に配置され、センサ36は、この例では、制御ユニット21の側面に配置されている。センサ35,36は、それぞれ、傾き度合いに応じた電気信号を、制御ユニット21に供給するようになっている。
制御ユニット21は、昇降機2全体の動作を制御するものである。制御ユニット21は、この例では、ベースユニット20のx軸方向側の側面に配置されている。制御ユニット21は、操作部13から供給される電気信号に基づいて、昇降用モータ41(後述)を動作させることにより、ガイドレール101,103に沿って椅子10を移動させる。また、制御ユニット21は、センサ35,36から供給される電気信号に基づいて、傾き制御用モータ31を動作させることにより、椅子10のx軸方向における傾きを調節する。具体的には、制御ユニット21には、例えば、センサ35,36における検出結果と、傾き制御用モータ31における回転角度との間の関係を示すルックアップテーブルLUTを有しており、このルックアップテーブルLUTを使用して、傾き制御用モータ31を動作させる。ルックアップテーブルLUTは、例えば、階段昇降システム1を導入する前にあらかじめ準備しておくものである。また、ルックアップテーブルLUTは、例えば、階段にガイドレール101,103を設置して試運転動作をしたときに、補正できるように構成することが望ましい。これにより、階段昇降システム1では、階段傾斜にかかわらず、椅子10を水平状態に保つことができるようになっている。
バッテリ22は、電力を蓄えるとともに、制御ユニット21、傾き制御用モータ31、昇降用モータ41(後述)などに電力を供給するものである。バッテリ22は、この例では、ベースユニット20の、制御ユニット21が配置された側とは反対側の側面に2つ配置されている。
図5は、ベースユニット20の要部の背面図を表すものである。図6,7は、ベースユニット20の要部の一部断面図を表すものである。図6は、ガイドローラ61,63(後述)の配置を示す図であり、図7は、ガイド部55a(後述)の配置を示す図である。これらの図では、説明の便宜上、バッテリ22や各種カバーなどの部材を省略して描いている。ベースユニット20は、さらに、昇降用モータ41と、ピニオンギヤ42,43とを備えている。
昇降用モータ41は、制御ユニット21からの指示に応じて回転することにより、昇降機2をガイドレール101,103に沿って移動させるものである。昇降用モータ41は、z軸に平行な回転軸A3(図6)を有し、この軸には、ピニオンギヤ42が固定されている。
ピニオンギヤ42は、昇降用モータ41の回転運動をピニオンギヤ43に伝えるものである。ピニオンギヤ42は、昇降用モータ41の軸(回転軸A3)に固定され、この軸を中心として回転可能に構成されている。そして、ピニオンギヤ42は、ピニオンギヤ43と噛み合うようになっている。
ピニオンギヤ43は、ピニオンギヤ42の回転運動を、ギヤラック102に直線運動として伝えるものである。ピニオンギヤ43は、z軸に平行な回転軸A4(図7)を中心として回転可能に構成されている。ピニオンギヤ43は、ピニオンギヤ42と噛み合うとともに、ギヤラック102と噛み合うようになっている。すなわち、ピニオンギヤ43は、いわゆるアイドラとして機能するようになっている。
この構成により、階段昇降システム1では、昇降用モータ41がギヤラック102と噛み合うピニオンギヤ43を回転させることにより、昇降機2をガイドレール101,103に沿って昇降させるようになっている。
また、ベースユニット20は、さらに、ガイドローラ61,63と、ガイド部55a,55bと、支持部54a,54bと、ガイドローラ44と、爪部24とを備えている。
ガイドローラ61,63は、図6に示すように、ガイドレール101に当接し、ガイドレール101に沿って転がりながら移動するものである。ガイドローラ61,63は、ガイドレール101の延伸方向において、ベースユニット20の略中央に配置されている。ガイドローラ61は、yz面内において略水平な回転軸A5(図6)を中心として回転可能に構成されており、その側面がガイドレール101の上側に当接するように配置されている。ガイドローラ63は、yz面内において略垂直な回転軸A6(図6)を中心として回転可能に構成されており、その側面がガイドレール101の裏側(y軸方向と反対方向の側)に当接するように配置されている。ガイドローラ61,63は、糸巻き型形状を有しており、その側面の凹んだ部分がガイドレール101に当接するようになっている。ガイドローラ61、63は、アーム62によりベースユニット20に固定されている。
ガイド部55a,55bは、図7に示すように、ガイドレール101に沿って滑りながら移動するものである。ガイド部55a,55bは、ガイドレール101の延伸方向において、ガイドローラ61,63を挟んで離間して配置されている。ガイド部55a,55bは、それぞれ、”C”字形状を有している。ガイド部55a,55bのそれぞれの内側には、ガイドプレート56が3か所に設けられており、ガイド部55a,55bは、このガイドプレート56を介して、3方向からガイドレール101を取り囲むようになっている。ガイドプレート56は、例えばナイロン樹脂により構成され、これにより、ガイドプレート56とガイドレール101との間の滑り抵抗値を低くしている。
支持部54aは、ガイド部55aを支持するものである。支持部54aは、”U”字形状を有しており、ガイド部55aは、支持部54aの内側に配置され、支持部54aの両端部を結ぶ回転軸A7(図7)を中心として回転可能に構成されている。支持部54aは、シャフト53aを介して下部アーム52に接続され、回転軸A8(図7)を中心として回転可能に構成されている。下部アーム52は、上部アーム51を介してベースユニット20に接続されている。ガイド部55b、支持部54b、シャフト53bについても同様である。
ガイドローラ44は、ガイドレール103に当接し、ガイドレール103に沿って転がりながら移動するものである。ガイドローラ44は、この例では、ピニオンギヤ43の下部に配置され、回転軸A4(図6)を中心として回転可能に構成されている。ガイドローラ44は、その側面がガイドレール103および補助レール104の表側(y軸方向の側)に当接するように配置されている。ガイドローラ44は、糸巻き型形状を有しており、その側面の凹んだ部分が、ガイドレール103に当接するようになっている。
爪部24a,24bは、ガイドローラ44の下部から回転軸A4を支える板部分の先端に、ガイドレール103の延伸方向において離間してそれぞれ設けられるものである。爪部24a,24bは、補助レール104の裏側(y軸方向と反対方向の側)において起立している。
この構成により、階段昇降システム1では、ガイドレール101,103が、昇降機2を案内するとともに、昇降機2を支持する。その際、階段昇降システム1では、ガイド部55a,55bを複数の回転軸により回転可能に構成することにより、例えばガイドレール101が水平方向や垂直方向に曲がる場合でも、昇降機2がそのガイドレール101に沿ってスムースに移動することができる。また、階段昇降システム1では、爪部24a,24bを設けることにより、昇降機2がガイドレール101,103から外れるおそれを低減することができるようになっている。
ここで、ガイドレール101は、本発明における「第1のガイドレール」の一具体例に対応し、ガイドレール103は、本発明における「第2のガイドレール」の一具体例に対応する。ピニオンギヤ43は、本発明における「ピニオンギヤ」の一具体例に対応する。ガイドローラ61,64は、本発明における「第1のガイドレールに当接するガイドローラ」の一具体例に対応し、ガイドローラ44は、本発明における「第2のガイドレールに当接するガイドローラ」の一具体例に対応する。昇降用モータ41は、本発明における「第1のモータ」の一具体例に対応し、傾き制御用モータ31は、本発明における「第2のモータ」の一具体例に対応する。センサ35は、本発明における「第1のセンサ」の一具体例に対応し、センサ36は、本発明における「第2のセンサ」の一具体例に対応する。
[動作および作用]
続いて、本実施の形態の階段昇降システム1の動作および作用について説明する。
続いて、本実施の形態の階段昇降システム1の動作および作用について説明する。
(全体動作概要)
まず、図1〜7を参照して、階段昇降システム1の全体動作概要を説明する。まず、椅子10に座ったユーザが、操作部13(図2)を操作する。操作部13は、ユーザの操作に応じて、電気信号を制御ユニット21に供給する。制御ユニット21は、操作部13から供給される電気信号に基づいて、昇降用モータ41(図6)を動作させる。昇降用モータ41は、制御ユニット21からの指示に応じて回転することにより、ピニオンギヤ42(図6)を回転させる。ピニオンギヤ42は、昇降用モータ41の回転運動をピニオンギヤ43(図6)に伝える。ピニオンギヤ43は、ピニオンギヤ42の回転運動を、ギヤラック102(図6)に直線運動として伝える。これにより、昇降部2は、ユーザの操作に応じて、ガイドレール101,103に沿って移動する。
まず、図1〜7を参照して、階段昇降システム1の全体動作概要を説明する。まず、椅子10に座ったユーザが、操作部13(図2)を操作する。操作部13は、ユーザの操作に応じて、電気信号を制御ユニット21に供給する。制御ユニット21は、操作部13から供給される電気信号に基づいて、昇降用モータ41(図6)を動作させる。昇降用モータ41は、制御ユニット21からの指示に応じて回転することにより、ピニオンギヤ42(図6)を回転させる。ピニオンギヤ42は、昇降用モータ41の回転運動をピニオンギヤ43(図6)に伝える。ピニオンギヤ43は、ピニオンギヤ42の回転運動を、ギヤラック102(図6)に直線運動として伝える。これにより、昇降部2は、ユーザの操作に応じて、ガイドレール101,103に沿って移動する。
また、センサ35(図4)は、椅子10の傾き度合いを検出し、センサ36(図4)は、階段の傾き度合いを検出する。そして、センサ35,36は、それぞれ、傾き度合いに応じた電気信号を制御ユニット21に供給する。制御ユニット21は、センサ35,36から供給される電気信号に基づいて、傾き制御用モータ31(図6)を動作させる。傾き制御用モータ31は、制御ユニット21からの指示に応じて回転することにより、ピニオンギヤ32(図6)を回転させる。ピニオンギヤ32は、傾き制御用モータ31の回転運動を、椅子10のピニオンギヤ33(図6)に伝える。これにより、昇降部2は、椅子10が水平状態を保つように、椅子10の傾きを調節する。
(作用)
階段昇降システム1では、ガイドレール101,103、ギヤラック102、および補助レール104を階段に設置し、これらに沿って昇降機2を移動させるようにした。その際、昇降機2を支持する2つのガイドレール101,103(支点)の間に、ギヤラック102(作用点)を配置するようにしたので、ピニオンギヤ43とギヤラック102とを効果的に噛み合わせることができ、メカバランスを良くすることができる。また、このように、2つのガイドレール101,103の間にギヤラック102を配置したので、ユーザがギヤラック102に触れにくくすることができ、例えば、ユーザの服がギヤラック102のギヤ歯にひっかかるおそれを低減することができる。
階段昇降システム1では、ガイドレール101,103、ギヤラック102、および補助レール104を階段に設置し、これらに沿って昇降機2を移動させるようにした。その際、昇降機2を支持する2つのガイドレール101,103(支点)の間に、ギヤラック102(作用点)を配置するようにしたので、ピニオンギヤ43とギヤラック102とを効果的に噛み合わせることができ、メカバランスを良くすることができる。また、このように、2つのガイドレール101,103の間にギヤラック102を配置したので、ユーザがギヤラック102に触れにくくすることができ、例えば、ユーザの服がギヤラック102のギヤ歯にひっかかるおそれを低減することができる。
また、階段昇降システム1では、ギヤラック102のy軸方向側(昇降機2側)の側面に、複数のギヤ歯を形成するようにしたので、ガイドレール101,103間の間隔を狭めることができる。すなわち、例えば、特許文献4に記載の階段昇降座席装置のように、上側のガイドレールの下面に、ギヤ歯が下向きになるようにギヤラックを配置した場合には、そのギヤラックと噛み合うピニオンギヤを、上側のガイドレールと下側のガイドレールとの間に縦向きに配置させる必要があり、この場合には、2つのガイドレールを離して配置する必要がある。一方、本実施の形態に係る階段昇降システム1では、ギヤ歯が横向きになるようにギヤラック102を配置したので、ギヤラック102と噛み合うピニオンギヤ43を横向きに配置することができ、これにより、ガイドレール101,103間の間隔を狭めることができる。その結果、階段昇降システム1では、ガイドレール101,103、ギヤラック102、および補助レール104の設置スペースを小さくすることができる。
また、このようにガイドレール101,103間の間隔を狭めることにより、ガイドレール101,103をより低い位置に設置できるので、ユーザが触れにくくなるため、ガイドレール101,103やギヤラック102などの潤滑油がユーザの手などに付着するおそれを低減することができる。
また、階段昇降システム1では、2本のガイドレール101,103を用いるようにしたので、ガイドレール101,103を細くすることができる。すなわち、例えば、特許文献1,2および非特許文献1,2に示された階段昇降システムのように、1本のガイドレールを用いた場合には、昇降機を支持するために、ガイドレールが太くなってしまうおそれがある。一方、本実施の形態に係る階段昇降システム1では、2本のガイドレール101,103を用いるようにしたので、各ガイドレールを細くすることができる。その結果、階段昇降システム1では、ガイドレール101,103、ギヤラック102、および補助レール104の設置スペースを小さくすることができる。特に、ガイドレール101,103を階段の壁際に設置したときの、ガイドレール101,103の表側(y軸方向の側)から壁までの距離L(図6)を短くすることができるため、階段の有効幅を広くすることができ、階段を使用する人が昇り降りしにくくなるおそれを低減することができる。 また、このように設置スペースを小さくすることにより、建築基準法の規定を満たしやすくすることができる。
また、階段昇降システム1では、断面が円形のパイプ形状のガイドレール101,103を用いるようにしたので、各ガイドレール101,103の断面形状をシンプルにすることができるため、製造しやすくするとともに製造コストを下げることができる。すなわち、例えば、特許文献3に記載の傾斜路昇降設備のように、ガイドレールの断面形状を複雑にした場合には、製造がしにくくなり製造コストが高くなるおそれがある。特に、途中で折れ曲がるような階段では、ガイドレールもそれに応じて曲げる必要があるため、断面形状が複雑になるほど、製造がしにくくなるおそれがある。一方、本実施の形態に係る階段昇降システム1では、断面が円形のパイプ形状のガイドレール101,103を用いるようにしたので、精度良く自由に曲げることができるため、製造しやすくするとともに製造コストを下げることができる。
また、階段昇降システム1では、ガイドレール101,103の間隔を等間隔にしたので、階段傾斜が急である場合でも使用することができる。具体的には、例えば、らせん階段の内側にガイドレール101,103を配置する場合には、階段傾斜が急になるおそれがある。例えば、特許文献4に記載の階段昇降座席装置のように、階段傾斜に応じて上側のガイドレールと下側のガイドレールとの間隔を変え、それらの間に設けたカムの動きに応じて、椅子を水平に保つように構成した場合には、このような急な階段傾斜に対応できないおそれがある。具体的には、この例では、階段傾斜が小さい場合には間隔が広くなり、階段傾斜が大きい場合には間隔が狭くなる。よって、急傾斜である場合には、間隔がかなり狭くなるため、カムが、上側のガイドレールと下側のガイドレールとの間に収まらなくなる。よって、このような構成では、急な傾斜に対応できないおそれがある。一方、本実施の形態に係る階段昇降システム1では、カムの代わりに、傾き制御用モータ31を用いて椅子10の傾きを調節するようにしたので、ガイドレール101,103の間隔を等間隔にすることができるため、階段傾斜が急である場合でも使用することができる。
[効果]
以上のように本実施の形態では、ギヤラックの側面に複数のギヤ歯を形成するようにしたので、2つのガイドレールの間隔を狭めることができる。また、本実施の形態では、2本のガイドレールを用いるようにしたので、ガイドレールを細くすることができる。これにより、ガイドレールの設置スペースを小さくすることができる。
以上のように本実施の形態では、ギヤラックの側面に複数のギヤ歯を形成するようにしたので、2つのガイドレールの間隔を狭めることができる。また、本実施の形態では、2本のガイドレールを用いるようにしたので、ガイドレールを細くすることができる。これにより、ガイドレールの設置スペースを小さくすることができる。
本実施の形態では、断面が円形のパイプ形状の2本のガイドレールを用いるようにしたので、断面形状をシンプルにすることができるため、製造しやすくするとともに製造コストを下げることができる。
本実施の形態では、2つのガイドレールの間隔を等間隔したので、階段傾斜が急である場合でも使用することができる。
[変形例1]
上記実施の形態では、2つのガイドローラ61,63を設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、図8に示すように、1つのガイドローラ71を設けてもよい。この例でも、ガイドローラ71は、ガイドレール101の延伸方向において、椅子10の略中央に配置されている。ガイドローラ71は、yz面内において、y軸から時計回りにやや傾いた回転軸A9を中心として回転可能に構成されており、その側面がガイドレール101の上部から時計回りにややずれた部分に当接するように配置されている。ガイドローラ71は、糸巻き型形状を有しており、その側面の凹んだ部分がガイドレール101に当接するようになっている。ガイドローラ71は、アーム72によりベースユニット20に固定されている。これにより、ガイドレール101,103を階段の壁際に設置したときの、ガイドレール101,103の表側(y軸方向の側)から壁までの距離L(図8)をさらに短くすることができる。
上記実施の形態では、2つのガイドローラ61,63を設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、図8に示すように、1つのガイドローラ71を設けてもよい。この例でも、ガイドローラ71は、ガイドレール101の延伸方向において、椅子10の略中央に配置されている。ガイドローラ71は、yz面内において、y軸から時計回りにやや傾いた回転軸A9を中心として回転可能に構成されており、その側面がガイドレール101の上部から時計回りにややずれた部分に当接するように配置されている。ガイドローラ71は、糸巻き型形状を有しており、その側面の凹んだ部分がガイドレール101に当接するようになっている。ガイドローラ71は、アーム72によりベースユニット20に固定されている。これにより、ガイドレール101,103を階段の壁際に設置したときの、ガイドレール101,103の表側(y軸方向の側)から壁までの距離L(図8)をさらに短くすることができる。
[変形例2]
上記実施の形態では、2つのセンサ35,36を設け、これらのセンサ35,36から供給される電気信号に基づいて、椅子10の傾きを調節したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、椅子10の傾き度合いを検出するセンサ35のみを設け、このセンサ35における検出結果に基づいて椅子10の傾きを調節してもよい。また、例えば、階段の傾き度合いを検出するセンサ36のみを設け、このセンサ36における検出結果に基づいて椅子10の傾きを調節してもよい。
上記実施の形態では、2つのセンサ35,36を設け、これらのセンサ35,36から供給される電気信号に基づいて、椅子10の傾きを調節したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、椅子10の傾き度合いを検出するセンサ35のみを設け、このセンサ35における検出結果に基づいて椅子10の傾きを調節してもよい。また、例えば、階段の傾き度合いを検出するセンサ36のみを設け、このセンサ36における検出結果に基づいて椅子10の傾きを調節してもよい。
[変形例3]
上記実施の形態では、ガイドレール101,103の間にギヤラック102を設けたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、ガイドレール103の下側に設けてもよい。
上記実施の形態では、ガイドレール101,103の間にギヤラック102を設けたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、ガイドレール103の下側に設けてもよい。
以上、実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。
例えば、上記の実施の形態等では、椅子10を昇降させたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、人や荷物を載せる台座を昇降させるようにしてもよい。
また、上記の実施の形態等において、ガイドレール101,103、ギヤラック102、および補助レール104の寸法や配置位置を例示したが、これに限定されるものではなく、適宜変更してもよい。
1…階段昇降システム、2…昇降機、10…椅子、11…背板、12a,12b…肘掛、13…操作部、14a…タングプレート、14b…バックル、15…座板、16…座席支持部、17…足載板、20…ベースユニット、21…制御ユニット、22…バッテリ、24…爪部、31…傾き制御用モータ、32,33…ピニオンギヤ、33s…突起部、35,36…センサ、41…昇降用モータ、42,43…ピニオンギヤ、44…ガイドローラ、51…上部アーム、52…下部アーム、53a,53b…シャフト、54a,54b…支持部、55a,55b…ガイド部、56…ガイドプレート、61,63…ガイドローラ、62…アーム、71…ガイドローラ、72…アーム、100…床、101,103…ガイドレール、102…ギヤラック、104…補助レール、110…レール支持部、111…レール固定部、112…ラック固定部、A1〜A9…回転軸。
Claims (9)
- 円筒形状を有し、階段に沿って延設された第1のガイドレールと、
円筒形状を有し、前記第1のガイドレールに沿ってその下方に延設された第2のガイドレールと、
前記第1および第2のガイドレールに沿って前記第1および前記第2のガイドレールの間に延設され、水平方向に向けられた複数のギヤ歯を有するギヤラックと、
前記ギヤラックに噛み合うピニオンギヤと、前記第1および第2のガイドレールにそれぞれ当接するガイドローラと、椅子と、前記ピニオンギヤを回転駆動する第1のモータとを含む昇降機と
を備え、
前記第1のガイドレールに当接するガイドローラは、第1のガイドローラおよび第2のガイドローラを含み、
前記第1のガイドローラは、前記第1のガイドレールにおける、前記椅子が配置された側とは反対側に設けられ、
前記第1のガイドローラの、前記第1のガイドレールに当接する当接面は、前記第1のガイドレールの延伸方向と交差する面内における前記第1のガイドレールの中心水平線をまたぐ
階段昇降システム。 - 前記ギヤラックは、前記第1および前記第2のガイドレールの間の中央付近に設けられた
請求項1に記載の階段昇降システム。 - 前記昇降機は、前記椅子が水平になるように、前記椅子の姿勢を制御する姿勢制御機構をさらに含み、
前記姿勢制御機構は、
第2のモータと、
前記第2のモータの回転運動を前記椅子に伝達する伝達機構と
を有する
請求項1または請求項2に記載の階段昇降システム。 - 前記姿勢制御機構は、前記椅子の傾きを検出する第1のセンサおよび前記階段の傾きを検出する第2のセンサの一方または双方をさらに有し、その検出結果に基づいて前記椅子の姿勢を制御する
請求項3に記載の階段昇降システム。 - 前記第1のガイドローラおよび前記第2のガイドローラは、前記第1のガイドレールの延伸方向と交差する面内に並設された
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の階段昇降システム。 - 前記第2のガイドローラの、前記第1のガイドレールに当接する当接面は、前記第1のガイドレールの延伸方向と交差する面内における前記第1のガイドレールの中心垂直線をまたぐ
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の階段昇降システム。 - 前記昇降機は、前記第1のガイドレールの延伸方向において、前記第1のガイドレールに当接するガイドローラと所定距離離間して設けられた少なくとも1つのガイド部をさらに含む
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の階段昇降システム。 - 前記第1のガイドレールおよび前記第2のガイドレールの間隔は一定である
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の階段昇降システム。 - 円筒形状を有し階段に沿って延設された第1のガイドレールおよび円筒形状を有しこの第1のガイドレールに沿ってその下方に延設された第2のガイドレールにそれぞれ当接するガイドローラと、
椅子と、
前記第1および第2のガイドレールに沿って前記第1および前記第2のガイドレールの間に延設され水平方向に向けられた複数のギヤ歯を有するギヤラックに噛み合うピニオンギヤと、
前記ピニオンギヤを回転駆動する第1のモータと
を備え、
前記第1のガイドレールに当接するガイドローラは、第1のガイドローラおよび第2のガイドローラを含み、
前記第1のガイドローラは、前記第1のガイドレールにおける、前記椅子が配置された側とは反対側に設けられ、
前記第1のガイドローラの、前記第1のガイドレールに当接する当接面は、前記第1のガイドレールの延伸方向と交差する面内における前記第1のガイドレールの中心水平線をまたぐ
階段昇降機。
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