JPH0314670B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、階段を走行可能な運搬車に関するも
のである。

［従来の技術］ 従来の階段を走行可能な運搬車には、大きく分
けて２つの方式がある。１つは、リンクを複雑に
構成し、できるだけ人間の歩行に近づけようとす
るものである。これは、ロボツト的なものとな
る。

もう１つは、クローラ型である。

［発明が解決しようとする課題］ 前者は、リンク機構が複雑になればなるほど、
階段の１段の高さ、進みの寸法が決まつたものに
限られるという傾向が強くなる。誤つて踏み外す
と大事故になる。

後者は、踏み外しはないが、本来踏み面の面積
が大きいところに利点がある手段を用いながら、
実際に接触するのは、２，３本の線接触となり、
その利点を活用できない欠点があり、結局、踏み
外しを回避するだけのものとなつており、重量も
大となり、コストが高くなるほど、いろいろの欠
点がある。

本発明は上述の点に鑑みなされたもので、構造
が簡単で、安価に製造でき、平地はもとより、階
段も軽便に走行し、踏み外しのない運搬車を提供
することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するためにこの考案の運搬車
は、ａ車体の下部に平地走行車輪を転動自在に配
設すると共に、該平地走行車輪の前方で車体に対
して階段走行輪を転動自在に配設した運搬車であ
つて、ｂ前記階段走行輪が、階段の踏み面に対す
る接地部を略円弧状にした複数の放射状歯部をも
つ主歯と、各放射状歯部の略円弧状の接地部のほ
ぼ中間位置に所定の範囲で基端が揺動自在に軸支
された棒状の従動歯とを備え、ｃ各従動歯の先端
部より、先端に転輪を有する補助体を張出自在に
且つ先端方向に付勢して突出させ、ｄ前記平地走
行車輪の接地位置付近と前記階段走行輪の階段の
踏み面接地位置付近とに亙る一対の滑走舟を、車
体に対しその幅方向に一定の間隔をあけ且つ階段
の傾斜角度に相応可能に取り付けている。

［作用］ 上記構成を有する本発明の運搬車によつて、平
坦な地上を移動させるには、平地走行車輪によつ
て移動させるが、階段を昇るときには階段走行輪
によつてなめらかに走行させる。すなわち、主歯
が放射状の歯車からなる階段走行輪は階段を昇る
ときに、歯車の主歯に対し従動歯が一定の限度内
で自由に揺動し、かつ従動歯の先端に転輪が付い
ているので、該転輪は階段の踏み面上を転がり、
踏み面と鉛直壁とが交差する奥の直角部に当接し
て、主歯が一つ上の段へ回転する（昇り動作をす
る）際の支点（基点）になる。そして、１つ上の
段の踏み面１に主歯の略円弧状接地部が接地し、
主歯の回転に伴つて略円弧状接地部が踏み面上を
転がつて移動する。続いて、次の主歯に支持され
ている従動歯が、その先端の転輪が階段の踏み面
上を転がり、踏み面と鉛直壁とが交差する奥の直
角部に当接する。以後は上記作用を繰り返すこと
により、階段を１段ずつスムーズに昇る。

一方、階段を降下させる際には、滑走舟を車体
に対し階段の傾斜角度に相応して傾斜させること
により、階段のエツジ部に沿わせて滑り降ろすこ
とができる。

［実施例］ 第１図および第２図において、１は車体から延
設された左右２本の横フレーム、２は左右２本の
フレーム１から吊り下げられ固定されている縦フ
レーム、３は左右の縦フレーム２間に架設されて
いる車軸で、これに後述する階段走行輪４が中央
部に１体取り付けられている。階段走行輪４は２
体とりつけると方向制御性が悪くなるので、１体
である方がよい。操縦棒５はボルト６でパイプ材
などのフレーム１内に収納でき、また、その長短
を調整できる。平地走行車輪７は吊り棒８の下端
部に軸受けで支持され、地面走行のために用いら
れるもので、２輪または３輪とする。９は階段走
行の際に用いられる姿勢安定用の滑走舟で、左右
一対あるのが好ましい。この滑走舟９は、吊り棒
１０で前端部が支持され、後端部は前記吊り棒８
の下端部に支持されるが、ピン部材１１，１２に
より傾動可能なリンク機構を形成すると、階段の
傾きに対応できて好都合である。１３はピン１４
で縦フレーム８に結合される調整杆で、これに開
けた複数の穴（図示せず）選択により、ピン１１
とピン１４との間の長さを変え、滑走舟９の傾斜
角度を調整できるように用いられる。ピン１４を
用いないで、調整杆１３の下端面に山形歯を設
け、フレーム８に設けた噛み合いのストツパに山
形歯を噛み合わせるようにすると、ワンタツチで
調整可能である。また、この調整杆１３は左右に
２本を設け、左右の滑走舟９の傾斜面を、個別に
調整できるようにすると、螺旋状階段で使用する
のに便利である。また、滑走舟９を前方部と後方
部とに分け、両部をピン２８で傾動自在に連結
し、またもう１つのピン１２が通る穴を長穴１５
とし、前半部の後端に車輪を付加することなどに
よつて、滑走舟９の前半部を倒立させるととも
に、後半部を引き上げ前方に押し出して、平地走
行車輪７のほかに２輪を付加し、地面上を走行し
得る４輪の手押し車にすることができる。

第２図に示すモータ１６はバツテリーで駆動さ
れ、そのモータ１６と車軸３とはウオームギヤで
連結するが、連結、離脱をクラツチで行い、ま
た、ブレーキなどを設けておくと、階段走行時の
安定性を確保できるなどの利点がある。

階段走行輪４は、これを抜き出して示す第３図
にみられるように、複数の放射状歯部から成る主
歯４Ａを備える。実施例は主歯４Ａが５歯である
が、５歯に限られることはない。そして、放射状
歯部４Ａの階段のステツプ面（踏み面）の接地部
は、略円弧状に形成され、その接地部のほぼ中間
位置に、棒状の従動歯４Ｂが取り付けてある。従
動歯４Ｂはその基端が主歯４Ａに対してピン部材
１７などの手段で揺動自在に支持されるが、後述
する手段により、その揺動の範囲を所定角度に定
めている。主歯４Ａの数を多くするときは、２つ
の主歯４Ａに１つの従動歯４Ｂを対応させること
があるが、５歯であるのが設計上都合がよいの
で、この場合、主歯１つに従動歯１つが対応して
いる。

主歯４Ａが階段の踏み面Ｓを踏みつける接地部
１８は略円弧状の曲面になつている。この曲面は
インボリユート歯型などを変形した形状であり、
車軸３が直線的に進行するようにする機能と、車
軸３が直線的でなくともできるだけ直線的に進行
しつつ滑らかな曲面を軌跡とするようにするため
の機能とがある。即ち、この歯車４は、階段をラ
ツクに見立て、ラツクに対する歯車にみたてたも
のである。なお歯型は、サイクロイドその他の歯
型が利用されうる。

主歯４Ａが立ち上がつたとき先端部がとがつて
いるときは滑らず強い前進力を与えるが、階段面
Ｓを傷つけやすいので、略円弧状の接地部１８に
干渉せずその尖端を外周が通る転輪（図示せず）
を尖端部に取付けることがある。

従動歯４Ｂの先端部には、階段の奥の直角部に
ちようど当接するような直角形状１９が与えられ
ている。このような直角形状を与えると、第５図
に示すように、従動歯４Ｂの先端が階段の鉛直面
にちようど当接することとなり、従動歯４Ｂから
主歯４Ａへ重量移転する位置の基準が定まるの
で、踏み外しがなく、つぎのステツプの位置の基
準も定まる。なお、直角形状の頂点を通る転輪２
９を第８図に示すように取付けることがある。

第７図に示すように、従動歯４Ｂは、たとえ
ば、両側板２０と蓋板２１等とから成り、主歯４
Ａにかぶさりピン部材１７で揺動自由であるが、
ピン１７の近辺の蓋板２１は欠如して窓２２が開
いており、そこにストツパ２３があり、このスト
ツパ２３は、従動歯４Ｂが前後いづれに揺動して
も主歯４Ａに突き当たるので、従動歯４Ｂは主歯
４Ａに対して一定の角度範囲内でしか揺動しな
い。

また、従動歯４Ｂは半径方向に伸縮自在であ
る。たとえば、第８図に示すように、従動半径４
Ｂは主体４Ｂ１と４Ｂ２とに分かれ、補助体４Ｂ
２は主体４Ｂ１に対してスプリング２４によつて
放射方向に向かう力を与えられている。その限界
はストツパ２５で定められている。補助体４Ｂ２
の先端は転輪２６であり、滑りやすくしてある。

さらに、従動半径４Ｂの主体４Ｂ１の先端部に
は、直角形状１９に続いてほぼ円形２７に近い曲
線形状が与えられており、降下後退のときの円滑
さを与える。

第３図は階段の１段の高さがほぼ最大限となる
場合のものを示しているが、１段の高さがもつと
高くなるときは、主歯はもつと細いものにする。
たとえば、接地部１８の形状は変えず、その必要
な部分の端から急に車軸３の方に向かうように曲
げる。

以上に述べたこと以外に、いろいろの変形、改
善例が考えられる。主歯４Ａと従動歯４Ｂとの間
にスプリングを介設し、重力によらず外力がない
場合には常時、第３図で、の位置にあるように
する。このようにすると、第６図の状態で踏み面
Ｓに与えられることがある花模様の溝に転輪２６
がひつかかりやすくなる恐れがあるので、転輪２
６の径を大きくする。前記主歯４Ａと従動歯４Ｂ
との間にスプリングを介設していると、第４図で
の位置の従動歯４Ｂがもう少し回動して第５図
のの位置へ倒れるときの衝撃又は衝撃音の発生
を回避できる。

滑走舟９をクローラタイプにすることもある
が、この改良は、滑走舟９が階段の角を傷つける
ことを防止するためであり、浮いている無限帯ベ
ルトは駆動力を与えるためのものではない。モー
タ１６を中央に置きバランスをとるのがよいが、
部材の配置関係の都合次第では、バランスウエイ
トを設ける。

主歯４Ａと従動歯４Ｂとは一体化されている
が、車軸３に独立にとりつけても、位相関係を一
定に維持しておけばそれでよい。両歯の回転面の
同一性は、両歯を一体に考えたときのことをい
う。

階段の１段の進み幅がほぼ一定であり、従動歯
４Ｂの先端の滑りがよいときには、出没転輪２６
は省略できるが、従動歯４Ｂに車体の殆どの重量
が移つたときの滑りを出来るだけ少なくする必要
があるから、この点からも、出没転輪２６は省略
しない方がよい。

なお、滑走舟９や平地走行車輪７をレバー操作
で階段走行輪４に対し昇降、収納できるようにす
ることも考えられるが、平地走行車輪７に関して
は、車輪７が階段走行輪４より下位にあつても、
階段昇降時には邪魔にならない。また、操縦杆５
の操縦に慣れると滑走舟９は省略できる。滑走舟
９を省略すると、階段走行輪４の回転力の反力を
受けて車体が逆向きに回動する恐れは、車体全体
を重くすることによつて解消することができ、車
輪７で反力を支持することもできる。

駆動源としてバツテリーを用いたのは、騒音を
避けるためであるから、バツテリーに代えて長い
コードで交流電源を利用することは勿論考えられ
る。クラツチでモータを車輪７に連結、離脱をす
るようにすることは容易にできる。全体に折り畳
み式として小さい嵩のものとし、自動車の荷台か
ら容易におろせるようにすると好都合である。

上記構成の運搬車は、手を離しても、自動的に
階段を昇ることができるが、左右の操縦杆５を左
右の手で持つて、操向制御、軸３のまわりの昇降
制御をすれば、昇降の安全性は確実に保証され
る。バランスを与えておけば、その制御のために
は、ほとんど力を要しない。荷物を載せてもほと
んどバランスは崩れない。特に、少し押し加減に
して運転すれば、従動歯４Ｂの機能が確実に、十
分に活かされる。

次に、歯車４の機能を説明する。

第３図から第５図までの動きは、順に繰り返さ
れる。第３図は、従動歯４Ｂの補助体４Ｂ２が縮
んで、その主体４Ｂ１が主歯４Ａに対して逆転方
向の限界位置まで回動し切つており、一方、主歯
４Ａは矢印方向に回転力を受けているから、車体
の重量は従動歯４Ｂで支持している状態を示して
いる。従つて歯車４は全体に従動歯４Ｂの先端を
中心に回動する。この状態では、主歯４Ａは１つ
上段の踏み面に当接していない。昇る際に第４図
の状態は原則的にない。第５図の状態は、手で全
体を前に押したときに起こり得るが、手で押さな
くても、歯車４の回転力の反力で車体全体が逆回
動し、それまで浮いていた滑走舟が階段に当たつ
た場合に起こる。しかし、この状態も原則として
起きない。第３図の状態からは、原則として、主
歯４Ａが次の踏み面Ｓ２に当たつた位置から主歯
４Ａが踏み面を滑走し、第３図の相対位置関係を
維持し、従動歯４Ｂ１が鋭直当たり面Ｗ１に接す
るまで進む。そうなると、歯車４は、主歯４Ａの
接地部１８と面Ｓ２の接触点を中心に回転せざる
を得ない。わずかの回動角進む間に、車体の重量
が従動歯４Ｂから主歯４Ａに移り、回動している
間に、１つ次に続く従動歯４Ｂから突出している
補助体４Ｂ１の転輪２６が面Ｓ２に当接するまで
歯車４はその部分１８の面を面Ｓ２に接触させて
滑動することなく転動し、第６図の状態となる。
さらに転動する間に、転輪２６が第２壁Ｗ２に到
達し（この間において、第６図の∠OP₁P₂は拡大
する）、さらに転動して、∠OP₁P₂が最大となつ
たときには、すでに主体４Ｂ１が踏み面Ｓ２に当
接している。∠OP₁P₂が最大角となつたのちに
は、再び従動歯４Ｂの先端を中心に歯車全体が回
動するが、そのとき、主歯４Ａの部分１９は滑動
する。あるいは、そのときに、主歯４Ａが踏み面
Ｓ２からちようど離脱するようにすることができ
る。そうすることは、階段のピツチに影響なく可
能である。わずかでも滑動を避けるためには、部
分１９の終末部に転輪の外形線を少し出して重ね
ておけばよい。

なお、第３図では、階段の１段の高さが最大値
であることを想定してあるが、高さがもつと高い
場合、あるいは、高さが同じであれば、主歯４Ａ
をもつと細くすることによつて、主歯４Ａと踏み
面との滑りを解消することができる。

上記で、もし、従動歯４Ｂがないと、歯車４の
１ピツチの幅は定まつており、やがて歯車４が階
段にぶつかるか、踏み外すしかないが、この発明
では、従動歯４Ｂが主歯４Ａに対して傾動して主
歯４Ａと踏み面との接触点よりも先に進行して補
助体４Ｂ２の有無に係らず、壁Ｗに当たるまで伸
び、伸び切つたところが基準となつて次のステツ
プに移るから、自動修正によつて、踏み外しもぶ
つかりもない。この場合、補助体４Ｂ２が先導役
として実際に伸びるから、ますます、運動が確実
となつている。

また、この先導役のついた従動歯４Ｂがある
と、自動的にクルクル昇つてゆかせるための幾何
学的条件がきわめて緩和される。階段の１段のピ
ツチ、高さがかなり変動しても、車体を斜めから
上昇させることができる。即ち、歩幅を変えられ
る２本足屈伸歩行となつているからである。操縦
杆５の操作によつて、ますます、幾何学的条件は
緩和される。

この運搬車は、主として、エレベータのない低
層階集合往宅において、特に、酒屋さんなどの宅
配業者によつて利用される。重いものを荷揚げす
るために用いられるものであるから、降りるとき
は、モータをフリーとして用いる。降下の際は、
主として滑走舟９によつて階段の傾斜するエツジ
部に沿つて滑らせるように降下させることができ
るが、このとき平地走行車輪７を併用して、滑走
舟９だけ滑らせて降下させるだけではなく、ま
た、階段走行輪４を車輪として用いるだけでもな
く、あくまで、車輪７及び滑走舟９後端の転輪を
併用すれば、一層好ましい。とくに、クローラタ
イプにしておくと、降下の際、特に便利である。

［発明の効果］ 本発明によると、２本足屈伸歩行によつて次の
効果がある。

(1) 階段の傾斜角度やピツチや段差に関係なく、
１段ごとに基準位置を自動的に設定するから、
踏み外したり、鉛直面にぶつかつたりしないの
で、安全で、円滑に階段を走行する。

(2) 車体が短くでき、軽量化を図れ、構造が簡単
で、製造コストが安い。

(3) 階段の走行（昇降）がスムーズで、振動が少
なく、したがつて、壊れたり割れたりし易い荷
物の運搬も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の運搬車の実施例を示す正面
図、第２図は同平面図、第３図〜第６図はそれぞ
れ階段走行輪の回転状態を説明するための正面
図、第７図は主歯に対する従動歯の取り付け状態
を示す断面図、第８図は従動歯の構造を示す正面
図である。 １…横フレーム、２…縦フレーム、３…車軸、
４…階段走行輪、４Ａ…主歯、４Ｂ…従動歯、４
Ｂ２…補助体、７…平地走行車輪、１８…略円弧
状の接地部、２６…転輪。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車体の下部に平地走行車輪を転動自在に配設
   すると共に、該平地走行車輪の前方で車体に対し
   て階段走行輪を転動自在に配設した運搬車であつ
   て、 前記階段走行輪が、階段の踏み面に対する接地
   部を略円弧状にした複数の放射状歯部をもつ主歯
   と、各放射状歯部の略円弧状の接地部のほぼ中間
   位置に所定の範囲で揺動自在に基端が軸支された
   棒状の従動歯とを備え、 各従動歯の先端部から先端方向に向けて、先端
   に転輪を有する補助体を張出自在に且つ先端方向
   に付勢して突出させ、 前記平地走行車輪の接地位置付近と前記階段走
   行輪の階段の踏み面接地位置付近とに亙る一対の
   滑走舟を、車体に対しその幅方向に一定の間隔を
   あけ且つ階段の傾斜角度に相応可能に取り付けた
   ことを特徴とする運搬車。