JP5837663B1 - 階段昇降システムおよび階段昇降機 - Google Patents

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。

特表２０００―５１３３１３号公報 特開２００１―２５３６６６号公報 特開２０１４―１２９１７１号公報 特開平１０―５９６５８号公報

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。

本発明の一実施の形態に係る階段昇降システムの一構成例を表す斜視図である。 図１に示した昇降機の一構成例を表す斜視図である。 図１に示した昇降機の一構成例を表す側面図である。 図１に示した昇降機の一構成例を表す正面図である。 図１に示したベースユニットの要部の一構成例を表す背面図である。 図１に示したベースユニットの要部の一構成例を表す一部断面図である。 図１に示したベースユニットの要部の一構成例を表す他の一部断面図である。 変形例に係るベースユニットの要部の一構成例を表す一部断面図である。

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。

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。

（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。

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。

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。

［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。

［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。

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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
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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