(57)【要約】【課題】階段昇降装置の操作性を向上させる。【解決手段】階段昇降装置１００，２００は、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、を備える。クローラ部４０は、階段を昇降する際に階段と接触する領域を有し、変位機構７０，１７０は、階段を昇降する際、荷物Ｌの重心Ｇが領域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。【選択図】図８
2018001920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
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。
【請求項２】
前記クローラ部の前記接触領域は、前記階段を昇降する際に、昇降方向において少なくとも２カ所で前記階段と接触し、
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。
【請求項３】
前記変位機構は、前記クローラ部と前記車輪部とが共に前記平地に接する際、側面視において前記クローラ部が前記平地に接地する位置と前記車輪部が前記平地に接地する位置との間の接地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または２に記載の階段昇降装置。
【請求項４】
前記変位機構は、前記本体部と前記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、
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。
【請求項５】
前記弾性部材の変位量を検出する変位検出器と、
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。
【請求項６】
前記変位機構は、前記本体部と前記荷台部との間に介装されるアクチュエータと、前記本体部の傾きを検出する傾斜検出器と、前記傾斜検出器の検出値に基づいて前記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、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、階段昇降装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３５５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【発明の効果】
【００１８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る階段昇降装置の自立状態における側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る階段昇降装置の自立状態における背面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る階段昇降装置の自立状態における平面図である。
【図４】図３のIV−IV線に沿う断面を拡大して示した図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る階段昇降装置の平地走行状態における側面図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る階段昇降装置の階段昇降中における側面図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る階段昇降装置の階段上昇開始時または階段下降終了時における側面図である。
【図９】コイルスプリングの特性を示すグラフである。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る階段昇降装置の自立状態における側面図である。
【図１１】アクチュエータの特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
【００２１】
＜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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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）
【００８０】
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。
【００８１】
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）
【００８２】
以上の第１実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
＜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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
以上の第２実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【符号の説明】
【０１１９】
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）
【図１】
2018001920.tif 000003
【図２】
2018001920.tif 000004
【図３】
2018001920.tif 000005
【図４】
2018001920.tif 000006
【図５】
2018001920.tif 000007
【図６】
2018001920.tif 000008
【図７】
2018001920.tif 000009
【図８】
2018001920.tif 000010
【図９】
2018001920.tif 000011
【図１０】
2018001920.tif 000012
【図１１】
2018001920.tif 000013