JPH07228259A

JPH07228259A - 階段等用走行装置

Info

Publication number: JPH07228259A
Application number: JP6019548A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Kawamorita; 康行川守田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-02-16
Filing date: 1994-02-16
Publication date: 1995-08-29

Abstract

(57)【要約】【目的】比較的簡素な構成で階段等の段差を安全に
昇降することができ、しかも方向転換や平地走行も支障
なく行える階段等用走行装置を提供する。【構成】走行用車輪３の車軸４に対して偏心した位
置に回転中心６を有する１本または複数本の構成アーム
７ａからなる回転アーム７と、この回転アーム７をその
回転中心６の回りに回転させるモータ８とを有する階段
等用走行装置１において、回転アームが所定の回転位置
にきた時にオン状態となって同アームの回転を停止させ
るリミットスイッチ１５と、その停止後一定時間が経過
した時に回転アーム７の回転動作を再開させるタイマ１
１とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、段差を有する階段等の
昇降に適した走行装置に関し、例えばハンドカート、車
椅子、ロボットの走行装置、運搬車等に利用されるもの
である。

【０００２】

【従来の技術】上記ハンドカートや車椅子等は、一般に
平面や傾斜面を走行することを前提に作られていること
から、一定以上の高さを有する段差が連なった階段等を
走行することは不可能である場合が多い。このため、走
行途中に階段等の段差があると、例えば、比較的軽量の
ハンドカートや車椅子の場合は、それらを人手により持
ち上げて昇降しなければならず、またロボットの走行装
置のように比較的重量のあるものでは、昇降を諦めて迂
回しなければならないなどの不便があった。

【０００３】そこで、このような問題に対処する手段と
して、例えば特開昭６２−７７２７９号公報ではクロー
ラ式階段走行装置が提案されている。これは、屈曲可能
な車体フレームに車輪を取り付け、それらの車輪にクロ
ーラを装着したもので、これによれば車椅子のまま同装
置に乗り込むことで階段を昇降することが可能となる。

【０００４】また、クローラ式とは異なる方式で階段等
の昇降を可能とする技術として、特開平２−２７９４５
９号公報には、十字形アームを備えた運搬用台車が開示
されている。これは、荷台の下部に十字形アームを回転
自在に取り付けるとともに、その十字形アームの各先端
部に車輪を取り付けたもので、これによれば、車輪を階
段のステップに当接させるようにして十字形アームを回
転させることで台車全体を階段に沿って昇降させること
が可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
クローラを用いたものでは、段鼻にクローラを引っかけ
て摩擦やわずかな凹凸をたよりに昇降するため、スリッ
プが生じたり装置が不安定になったりする恐れがある。
しかも、装置全体が比較的大掛かりなものとなることか
ら、都会の道路や階段を走行させるには不向きであり、
また速度や騒音の点で問題があるのみならず、階段を損
傷する恐れもある。

【０００６】一方、上述した十字形アームを用いた運搬
用台車においては、平地走行時に同アーム先端に設けら
れた車輪のうち隣合った２つの車輪が前後方向に並んだ
状態で接地することとなるため、自由に方向を変え難い
という問題がある。

【０００７】なお、建物内の各階の間を移動する手段と
しては周知のようにエレベータがあり、また段差を解消
する手段としては段差解消機やスロープがあるが、これ
らを階段や段差のある全ての場所に備えることはレイア
ウトやコスト面からの制約のため実際には不可能であ
る。

【０００８】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たもので、比較的簡素な構成で階段等の段差を安全に昇
降することができ、しかも方向転換や平地走行も支障な
く行える階段等用走行装置を提供することを主たる目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
願の各発明は、車体と、この車体に設けられた左右の走
行用車輪と、この車輪の軸心に対して偏心した位置に回
転中心が設けられ且つ階段等の段差を上がるときに段差
の上面側に先端側を位置させうる一本ないし複数本のア
ームからなる左右の回転アームと、この左右の回転アー
ムを回転中心の回りに同時に回転させるアーム駆動手段
とを有する階段等用走行装置において、それぞれ次のよ
うに構成したことを特徴とする。

【００１０】すなわち、第１発明（請求項１に係る発
明）にあっては、回転アームが所定位置まで回転したこ
とを検出してその回転位置でアーム駆動手段による回転
アームの回転を停止させるスイッチと、その停止後一定
時間が経過したときにアーム駆動手段による回転アーム
の回転を再開させるタイマとを備える。これは、特にハ
ンドカートの場合、回転アームの回転に対して適当なタ
イミングで同カートを踏面の適正な位置まで前進・後退
させる必要があり、ある程度の熟練が必要であるという
問題を特に意識したものである。具体的には、回転アー
ムが適当な位置に来たときに同アームの回転を停止させ
るため、例えば、その構成アームの本数に対応した当た
りを持ったカムを回転アームの中心軸に取り付け、上り
用と下り用に各１個のリミットスイッチを設けるか、あ
るいはカムの形状を工夫して上り・下り兼用の１個のリ
ミットスイッチを設け、回転アームの回転をミリットス
イッチで停止させ、停止後の一定時間をタイマで計時し
て再び起動させる。なお、タイミングを取りやすくする
ため、回転アームの停止（または起動）時にランプを点
灯するか、チャイム等を鳴らすとよい。

【００１１】さらに、第２発明（請求項２に係る発明）
にあっては、段差を上がるときに車体の向きや回転アー
ムの段差への掛かり具合が適正な状態となるように、車
体または回転アームの回転中心寄りに段差への当接部を
設ける。これは、回転アームを踏面の奥側にあまり深く
入れすぎると次の踏面に回転アームを掛けるときに車体
を戻さなければならないことがあり、また車両の向きが
進行方向に大して左右に変わることがあるという問題を
特に意識したものである。この場合、上昇時の回転アー
ムの回転動作の信号を得る手段として、当接部には、段
差を検出して段差検出信号を出力するスイッチを設け、
その段差検出信号を受けてアーム駆動手段が回転アーム
を回転させる構成とするのが望ましい。（請求項３に係
る第３発明）。なお、段差下降時に適正な位置よりも早
く下降動作をすると、当接部が踏面の角部に引っ掛かる
恐れがある。このため、当接部を可動式にして逃すよう
にすればよい。

【００１２】また、第４発明（請求項４に係る発明）に
あっては、段差を検出するセンサと、このセンサの出力
に基づいて走行用車輪の回転を停止させるブレーキ装置
とを備える。

【００１３】さらに、第５発明（請求項５に係る発明）
にあっては、階段等の下降時に走行用車輪より前に踏面
から下側に外れることにより前方の段差を検出する小車
輪と、この小車輪が前方の段差を検出したときに走行用
車輪の回転を停止させるブレーキ装置とを備える。その
場合、さらに、小車輪が踏面から下側に外れたときにオ
ン状態となるスイッチと、このスイッチがオン状態とな
ったときに回転アームが回転するようにアーム駆動手段
を制御する制御手段とを備えるのが望ましい（請求項６
に係る第６発明）。

【００１４】以上の第２ないし第６発明は、ハンドカー
トの場合、階段の踏面の適当な位置に同カートを停止さ
せなければ回転アームの回転によって安定して階段を昇
降させること（第５および第６発明の場合は、降りるこ
と）が困難であるため、階段の踏面の適当な位置に同カ
ートを停止させた後、回転アームの回転を起動する必要
があることを特に考慮したものである。

【００１５】また、第７発明（請求項１に係る発明）に
あっては、段差を昇降する際に回転アームが大きなトル
クを必要とする回転位置にあるときには同アームの回転
速度を相対的に遅くする一方、大きなトルクを必要とし
ない回転位置にあるときには同アームの回転速度を相対
的に速くしうるように、回転アームの回転位置に応じて
同アームの回転速度を変化させる変速機構を備える。こ
れは、回転角度により必要なトルクが大きく変化するた
め、トルクの最大位置で回転速度と所要馬力を決定する
と能率が悪く所要馬力が大きくなるという問題を特に意
識したものである。この場合の変速機構としては、例え
ば、オーバル歯車、虫形歯車、組み合わせ歯車など、１
回転中に回転速度が変化する歯車機構があげられる。こ
れらは回転アームの中心軸に取り付けるとよい。

【００１６】また、第８発明（請求項８に係る発明）に
あっては、特に、上記走行用車輪と回転アームとが車体
の前側および後側に備えられた４輪式走行装置におい
て、各回転アームの先端に小車輪をそれぞれ取り付ける
とともに、それら小車輪には、段差を上がるときに前進
方向への同車輪の回転のみを可能とする一方向クラッチ
を設ける。その場合、小車輪の回転を検出する回転検出
手段と、同検出手段によって前側または後側の一方の回
転アームにおける小車輪の回転が検出されたときに当該
回転アームの回転速度を速くするか他方の回転アームの
回転速度を遅くするようにアーム駆動手段を制御する制
御手段とを備えるのが望ましい（請求項９に係る第９発
明）。

【００１７】これら第８および第９発明は、４輪式走行
装置の場合、昇降時に駆動機構に無理がかからないよう
にするとともに、踏面や床面との回転アームの接触部分
に滑りを発生させないようにするためには、それぞれの
回転アームの位置関係に合わせて前後の回転アームの回
転速度を微妙に制御し変化させる必要があることを考慮
したものである。

【００１８】

【作用】本願各発明の階段等用走行装置によれば、次の
ようにして安定した姿勢で階段等を安全確実に昇降する
ことができる。

【００１９】まず、階段を上る場合は、階段等用走行装
置が段差に近づいた状態で、アーム駆動手段によって左
右の回転アームを回転させる。このようにすると、その
左右の回転アームの先端側が段差の上面側（上位側の踏
面）に乗り、その状態で左右の回転アームが回転しよう
とする。この時、回転アームは、その先端側を段差の上
面側に接地させた状態で、走行用車輪の軸心に対して偏
心させて設けられた回転中心の回りに同時に回転するか
ら、これに伴って車体は進行方向斜め上方に向けて安定
した姿勢で移動し、さらに回転アームが所定の位置まで
回転したときに走行用車輪が段差の上面側つまり踏面に
同時に接地する。こうして、この走行装置は、安定した
姿勢で安全確実に階段を上がることができる。

【００２０】次に、階段を下る場合は、階段を上がると
きとは逆方向に回転アームを回転させ、そのアーム先端
側を垂直下方にさせ、この状態で車体を移動させると、
車輪は踏面から外れて回転アームが車体を支える。この
状態から回転アームを回転させれば、先端が踏面に接地
した回転アームの回転動作に伴って車体は持ち上げられ
ながら進行方向斜め下方に移動し、さらに回転アームが
所定の位置まで回転したときに走行用車輪が下方の踏面
に接地する。そして、この場合も回転アームは車体の左
右において同時に回転するから、階段を上がる場合と同
様に安定した姿勢で安全確実に階段を下ることができ
る。

【００２１】一方、平地を走行する場合には、地面や床
面にアーム先端が接触しない位置に回転アームを停止さ
せておく。このようにすると、走行用車輪のみが地面等
に接触することとなるから、容易に走行し方向を転換す
ることができる。

【００２２】以上の場合において、特に第１発明の構成
によれば、回転アームが所定位置まで回転したときに同
アームの回転が停止し、その後タイマによる設定時間が
経過してから再び起動するので、同アームの回転が停止
している間に階段の踏面の適正な位置までハンドカート
等を移動させれば良く、それだけ操作が容易になるとと
もに、安全性も高まる。

【００２３】また、第２および第３発明の構成によれ
ば、当接部が段差に当接したときを回転アームの回転動
作や車体の位置等の目安とすることができるため、操作
がしやすくなる。しかも、段差を当接部に当接させるこ
とにより、段差への回転アームの掛かり具合を適正な状
態とすることができるから、段差に回転アームが深く掛
かり過ぎたり、回転アームの付け根部分が段差の角部に
当たって同アームの先端部分が無理に滑る状態になった
り、あるいは回転アームの段差への掛かり具合が浅すぎ
て転落したりするといった事態を防止することができ
る。さらに、段差に当接部を常に当接させることによ
り、車体の向きが進行方向に対して左右に変わることを
防止することができるので、安定して走行させることが
できる。その場合、特に第３発明の構成によると、段差
に当接部が当接して適正な位置に車体が停止したとき
に、スイッチから出力される段差検出信号に基づいて回
転アームの回転が開始するので、時間的ロスをなくすこ
とができる。

【００２４】また、第４発明においては、段差昇降時に
車体（または走行用車輪）が段差から適当な停止位置に
来たことをセンサが検出すると、ブレーキ装置が作動し
て車輪の回転が止められることにより車体が停止する。
このとき、回転アームの回転を開始させて、車体を持ち
上げ上昇（下降）させる。回転アームが所定の角度回転
し、車輪が一段上（下）に着地すれば、回転アームの回
転は停止するから、その状態で車輪のブレーキを解除し
て、次のブレーキが作動するまで車体を押し進める。こ
のようにして安定して階段を昇降することができるの
で、操作が容易となり、安全性も高められることとな
る。また、車体が昇降動作に入る最も適切な位置に停止
してから回転アームが車体を支えた後に回転して上昇
（下降）動作に入るので、先に回転アームが回転するこ
とにより段差の角部に同アームが当たったり、下降時に
車体を前に進めすぎて踏面から外れる等の不具合を生じ
ない。

【００２５】また、第５および第６発明においては、小
車輪が階段等の下降時に小車輪が走行用車輪よりも先に
踏面から下側に外れたときに、ブレーキ装置が走行用車
輪を停止させるので、第４発明の場合と同じく操作がし
やすく、安全性も高くなる。さらに、適切でない操作を
行った場合でも、１段下へ落ちたりすることを回避する
ことができる。

【００２６】また、第７発明においては、段差を昇降す
る際に回転アームが大きなトルクを必要とする回転位置
（つまり水平の近傍位置）にあるときには、同アームの
回転速度が相対的に遅くされるので、その減速により大
きなトルクが得られる。また、回転アームが大きなトル
クを必要としない回転位置（負荷が小さい鉛直の近傍位
置や、階段と接触していない無負荷の位置）にあるとき
には、同アームは速やかに回転する。したがって、比較
的小さい出力の原動機で能率良く昇降することができ
る。

【００２７】さらに、第８発明においては、回転アーム
の先端に取り付けられた小車輪が、同車輪に設けられた
一方向クラッチの作用により、段差を上がるときに前進
方向にのみ回転するようになっているので、前後の回転
アームの回転状態や回転速度等が異なっているような場
合でも、同アームの小車輪のある踏面への接触面は常に
踏面の奥側にしか移動しなくなり、一層安全性が高めら
れるとともに、駆動機構に無理がかからず、踏面や床面
に対する回転アームの接触部分での滑りも生じなくな
る。また、前後の各回転アームの位置関係に合わせて同
アームの回転速度を微妙に制御し変化させる必要もな
い。

【００２８】また、第９発明においては、第８発明の構
成に加えて、前後いずれか一方の回転アームにおける小
車輪の回転が回転検出手段によって検出されたときに当
該回転アームの回転速度を速くするか他方の回転アーム
の回転速度を遅くするようになっているので、小車輪の
接地₁が大きく移動することがないように制御されるこ
とになる。したがって、接地位置が踏面の奥側へ大きく
移動するために回転アームが踏面の先端に引っ掛かった
りする事態が回避されるから、より安定した状態で昇降
することができる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。〔第１実施例〕この実施例はハンドカートに関するもの
で、図１は同ハンドカートを示す一部省略斜視図であ
る。

【００３０】このハンドカート１は、上端に把手部２ａ
が設けられ且つ下端側に載置部２ｂが形成されてなる側
面形状がＬ状の車体２を有する。この車体２の背面下部
には左右一対の軸受ブラケット３、３が取り付けられて
いるとともに、同ブラケット３、３に車軸４の両端が支
承されており、同車軸４に左右一対の走行用車輪５、５
が回転自在に設けられている。そして、載置部２ｂに荷
物（図示せず）を載せたうえで車体２を傾け、その状態
で前方に押すか後方に引っ張るかして車輪５、５を転動
させることにより、荷物を運搬しうるようになってい
る。

【００３１】また、このハンドカート１においては、段
差昇降用の回転アーム機構が備えられている。この回転
アーム機構は、車幅方向に延び且つ両端側がブラケット
３、３に支持された駆動軸６と、この駆動軸６の両端に
取り付けられた左右一対の回転アーム７、７と、駆動軸
６を介して回転アーム７、７を回転駆動するモータ８
と、車体２の上部内側に設けられたモータ用のスイッチ
９等からなる。また、車体２には、モータ８に電流を供
給する電源１０と、モータ８を介して回転アーム７、７
の回転動作を制御する制御部１１とが備えられており、
上記スイッチ９を操作することによってモータ８に供給
される電流をオン・オフさせうるとともに、その電流の
供給方向を同スイッチ操作により反転させてモータ８を
正転および逆転させうるように構成されている。なお、
車体２の上部には、回転アーム７、７の回転状態や停止
状態を示す表示ランプ１２、１３が設けられている。

【００３２】上記回転アーム７、７の回転中心となる駆
動軸６の軸心は、車輪５、５の車軸４の軸心に対して所
定量だけ偏心した位置に設けられている。具体的には、
階段等の段差を上る姿勢に車体２をセットした状態にお
いて、図２に示すように、走行用車輪５の車軸４の軸心
を通る水平線と垂直線で４つに区分された範囲のうち、
同車軸４の軸心より上方で且つ段差ａの上り側となる範
囲（同図に斜線で示す部分）に上記駆動軸６の軸心が位
置するように構成されている。

【００３３】また、各回転アーム７は、この実施例では
２つの構成アーム７ａを有し、階段の段差ａを上る際に
それらの構成アーム先端側を段差ａの上面（上位側の踏
面）ａ₁側に位置させうるように各アーム寸法が設定さ
れている。そして、駆動軸６がモータ８によって駆動さ
れたときに、同駆動軸６の軸心を回転中心として両回転
アーム７、７が回転することにより、車輪接地面ｂの直
ぐ上位側に位置する踏面ａ₁に構成アーム７ａ、７ａの
うちの１つを掛け、その状態からさらに所定方向に回転
アーム７、７が回転することにより車体全体を所定方向
に持ち上げつつ移動させうるようになっている。なお、
図例では各構成アーム７ａの先端部に円柱状の滑り止め
用ゴム７ｂがそれぞれ装着されている。

【００３４】また、この実施例のハンドカート１におい
ては、図１に示すように、上記左右のブラケット３、３
の先端側に段差への当接部３ａ、３ａが形成されてお
り、この当接部３ａ、３ａを段差ａの垂直面に当接させ
ることで、車体２の向きや回転アーム７、７の段差上面
ａ₁への掛かり具合が適正な状態になるように構成され
ている。

【００３５】さらに、以上の構成に加えて、ハンドカー
ト１の駆動軸６には回転アーム７の構成アーム７ａ、７
ａに対応位置する当たり部１４ａ、１４ａを有するカム
１４が取り付けられている。また、カム１４の近傍に、
その当たり部１４ａ、１４ａによってオン・オフされる
リットスイッチ１５が配設されているとともに、制御部
１１には、リミットスイッチ１５の出力により計時を開
始するタイマ（図示せず）が内蔵されている。そして、
回転アーム７、７が適当な位置まで回転したときに、カ
ム１４の当たり部１４ａによってリミットスイッチ１５
がオンされ、同スイッチ１５からの出力に基づいて制御
部１１がモータ８を介して回転アーム７、７の回転を停
止させ、かつ、これと同時に制御部１１内のタイマが計
時を開始して一定時間経過後に回転アーム７、７を再起
動させるようになっている。

【００３６】次に、この実施例の作用を説明する。い
ま、スイッチ９を中立（オフ）にすると、両回転アーム
７、７の先端が車輪５の接地面ｂに接触しないようにし
た状態で平地を走行できる。平地から階段を上る位置に
来たとき、階段の段差ａにハンドカート１を近づける
と、車体背面側の軸受ブラケット３、３に設けられた当
接部３ａ、３ａが段差ａの垂直面に当たる。これによ
り、段差ａへの回転アーム７、７の掛かり具合を適正な
状態とすることができるから、段差ａに回転アーム７、
７が深く掛かり過ぎたり、同アームの付け根部分が段差
ａの角部に当たって同アームの先端部分が無理に滑る状
態になったり、あるいは段差ａへの掛かり具合が浅すぎ
て転落したりすることを防止できる。しかも、上記の当
接作用により、車体２の向きが進行方向に対して左右に
変わることを防止できるので、安定して走行させること
ができる。

【００３７】また、このようにして段差ａに当接部３
ａ、３ａを当接させた状態で、スイッチ９を上りにセッ
トすると、モータ８により駆動軸４が駆動され、これに
伴って左右の回転アーム７、７が回転して、同アームの
先端側が段差ａの上面ａ₁側（上位側の踏面）に乗り、
さらにその状態で左右の回転アーム７、７が回転しよう
とする。この時、両回転アーム７、７は、その先端側を
段差ａの上面ａ₁側に接地させた状態で、車輪５の車軸
４に対して偏心させて設けられた回転中心（駆動軸６）
の回りに同時に回転する。したがって、車体２は両回転
アーム７、７の回転に伴って進行方向斜め上方に向けて
安定した姿勢で移動し、さらに両回転アーム７、７が所
定の位置まで回転したときに車輪５、５が段差ａの上面
ａ₁側つまり踏面に同時に接地する。こうして、このハ
ンドカート１は、安定した姿勢で安全確実に階段の段差
ａを上がることができる。

【００３８】次に、その状態で回転アーム７、７が適当
な位置までさらに回転すると、カム１４の当たり部１４
ａがリミットスイッチ１５に当たる。その結果、リミッ
トスイット１５がオン状態となり、同スイッチ１５から
の出力に基づいて制御部１１がモータ８を停止させるこ
とにより、回転アーム７、７の回転が停止し、同時に制
御部１１内のタイマが計時を開始する。そして、タイマ
による設定時間が経過すると、回転アーム７、７は、再
び回転を開始する。したがって、回転アーム７、７の回
転が停止している間に階段の次の踏面の適正な位置まで
ハンドカート１を移動させれば良く、それだけ操作がし
やすくなるとともに安全性も高まる。

【００３９】一方、階段を下る場合は、ハンドカート１
を段差ａの上角ａ₁の僅か手前に停止させて上記スイッ
チ９を下りにセットすると各回転アーム７は逆方向に回
り、同アームの先端側が接地して車体２が持ち上げら
れ、その各回転アーム７の回転動作に伴って車体２は進
行方向斜め下方に移動し、さらに各回転アーム７が所定
の位置まで回転したときに各車輪５が下方の踏面に接地
する。そして、この場合も回転アーム７、７は車体２の
左右において同時に回転するから、階段を上がる場合と
同様に安定した姿勢で安全確実に階段を下ることができ
る。

【００４０】また、平地を走行する場合には、地面や床
面に構成アーム先端が接触しない位置に両回転アーム
７、７を停止させておく。このようにすると、両車輪
５、５のみが地面等に接触することとなるから、容易に
方向を転換することができる。

【００４１】なお、この実施例では、車体背面側の軸受
ブラケット３、３に段差への当接部３ａ、３ａを形成し
たが、図３に示すように回転アーム２７の中心（駆動軸
２６）寄りに段差ａへの当接部２７ｃ、２７ｃを設けて
もよい。

【００４２】また、段差を昇降する際に回転アームが大
きなトルクを必要とする回転位置にあるときには同アー
ムの回転速度を相対的に遅くする一方、大きなトルクを
必要としない回転位置にあるときには同アームの回転速
度を相対的に速くするために、図４に示すように、回転
アーム３７の駆動軸３６にオーバル歯車３８等からなる
変速機構３９を設け、この変速機構３９を介してモータ
が駆動軸３６つまり回転アーム３７を回転駆動する構成
としてもよい。このようにすると、段差ａを昇降する際
に回転アーム３７が大きなトルクを必要とする水平の近
傍位置（図示の状態）にあるときには、同アーム３７の
回転速度が相対的に遅くされるので、その減速により大
きなトルクが得られるとともに、回転アーム３７が大き
なトルクを必要としない、例えば負荷の小さい鉛直の近
傍位置や、階段と接触していない無負荷の位置にあると
きには、同アーム３７は速やかに回転することとなる。
したがって、比較的小さい出力の原動機で能率良く昇降
することができる。

【００４３】また、この実施例では、水平方向の移動は
人力によっているが、例えばマイクロコンピュータから
なる制御手段を別途設け、その制御手段に上述のような
動作を行わせるためのプログラミングを予め記憶させて
おくとともに、両車輪５、５を駆動するためのモータ等
からなる車輪駆動機構（車輪駆動手段）を設けておけ
ば、回転アーム７、７のみならず車輪５の回転をも上記
制御手段によって制御することが可能となる。〔第２実施例〕図５に本実施例の階段等用４輪式走行装
置を示す。

【００４４】この走行装置４１は、車体４２と、その下
部の前後に配置された軸受４３、４３’にそれぞれ設け
られた左右各一対の走行用車輪４５・・・４５と、同軸
受等に支承された前後の駆動軸４６、４６と、各駆動軸
４６の両端にそれぞれ取り付けられた左右一対の回転ア
ーム４７、４７とを有する。これらの回転アーム４７、
４７の回転中心となる各駆動軸４６、４６は、第１実施
例の場合と同じく車輪４５、４５の車軸４４、４４に対
して偏心した位置にそれぞれ設けられている。

【００４５】ここで、図面において右側にある軸受４
３’は、車体下面に設けられたブラケット４８に平行リ
ンク４９、４９を介して連結されている。言い換える
と、軸受け４３’とブラケット４８と平行リンク４９、
４９とにより平行リンク機構を構成している。そして、
ブラケット４８と軸受４３’との間に駆動シリンダ５０
が設けられており、この駆動シリンダ５０によって軸受
４３’を変位させることにより、図示のように階段昇降
時において車体４２をほぼ水平状態に維持しうるように
なっている。

【００４６】また、この走行装置４１においては、本実
施例の特徴部分として、各回転アーム４７の先端に小車
輪５１がそれぞれ取り付けられており、その各小車輪５
１には、図６に示すように、段差を上がるときに前進方
向への同車輪５１の回転のみを可能とする一方向クラッ
チ（カムクラッチ等）５２が設けられ、さらには各小車
輪５１の近傍位置に、同車輪５１の回転を検出する回転
検出器（回転検出手段）５３が設けられている。そし
て、回転検出器５３が前側または後側の一方の回転アー
ム４７における小車輪５１の回転を検出したときに、別
途備えられた制御手段が回転アーム駆動用モータ等（い
ずれも図示せず）の回転を制御することより、当該回転
アーム４７の回転速度を速くするか他方の回転アーム４
７の回転速度を遅くするようになっている。

【００４７】このように構成された走行装置４１におい
ては、前後の回転アーム４７、４７の回転状態や回転速
度等が互いに異なっているような場合でも、各回転アー
ム４７、４７の小車輪５１のある踏面への接触側は一方
向クラッチ５２の作用により常に段差踏面の奥側にしか
移動しなくなるから、一層安全性が高められるととも
に、駆動機構に無理がかからず、踏面や床面に対する回
転アーム４７、４７の接触部分での滑りも生じなくな
る。しかも、前後いずれか一方の回転アーム４７におけ
る小車輪５１の回転が回転検出器５３によって検出され
たときに当該回転アーム４７の回転速度を速くするか他
方の回転アーム４７の回転速度を遅くするようになって
いるので、小車輪５１の接地部が大きく移動しないよう
に制御されることになる。したがって、前後の回転アー
ム４７、４７の回転位置（位相角）の相違により例えば
回転アーム４７が踏面の上角に引っ掛かったりすること
を防止でき、より安定した状態で昇降することができ
る。

【００４８】また、階段等の段差を走行する際に平行リ
ンク４９、４９等により車体４２をほぼ水平に保つこと
ができるので、図示のような４輪車でも乗用であれば乗
り心地良く、運搬用であれば荷くずれの恐れがなく、安
全確実に階段等を昇降することができる。なお、図例で
は、平行リンク機構等の車体水平維持手段は車体４２の
一側（右側）にしか設けられていないが、両側に設けて
もよいことは勿論である。ただし、乗用の場合でも操縦
席を回転自在とすることで、水平維持手段を一方のみと
することが可能である。その場合、階段や段差のある側
と上りと下りの方向が限定されるので、本実施例のよう
に回転アームの形状を放射状ではなく回転中心に対して
偏心させれば、回転アームの直径を小さくすることがで
き、それだけ装置のコンパクト化を図ることができる。〔第３実施例〕図７および図８は、本発明をハンドカー
トに適用した第３実施例を示す。

【００４９】この実施例では、車体（図示せず）の下部
に、段差検出用センサと、走行用車輪を停止させてロッ
クするためのブレーキ装置とが備えられている。段差検
出用センサとしては、車体または走行用車輪６５が上り
側および下り側の段差ａ、ｃに対して適当な停止位置に
来たことをそれぞれ示す上昇側センサ６８ａおよび下降
側センサ６８ｂの２つのセンサがあり、これらは、例え
ば、車体（図示せず）の車幅方向中央部における段差検
出に適した位置（図７の状態では回転アーム６７の駆動
軸６６の左斜め下方と走行用車輪６５の車軸６４の右斜
め下方）に配置されている。一方、ブレーキ装置６９と
しては、図例では走行用車輪６５に連結され且つ同車輪
と一体的に回転するディスク部６９ａをパッド部６９ｂ
で挟むことにより同車輪の回転を止めるディスクブレー
キが採用されている。そして、階段上昇時（下降時）に
上昇側（下降側）センサ６８ａ（６８ｂ）が上り側（下
り側）の段差ａ（ｃ）を検出したときに、そのセンサか
らの出力に基づいてブレーキ装置６９が作動して車輪６
５の回転を停止させロックするように構成されている。

【００５０】この実施例のハンドカートは次のように動
作する。段差昇降時に車体（または走行用車輪６５）が
段差ａ（ｃ）から適当な停止位置に来たことをセンサ６
８ａ（６８ｂ）が検出すると、ブレーキ装置６９が作動
して車輪６５の回転を止め車体を停止させる。このと
き、回転アーム６７の回転を開始させて、車体を持ち上
げ上昇（下降）させる。回転アーム６７が所定の角度回
転し、車輪が一段上（下）に着地すれば、回転アーム６
７の回転は停止するから、その状態で車輪６５のブレー
キを解除して、次のブレーキが作動するまで車体を押し
進める。このようにして安定して階段を昇降することが
できる。〔第４実施例〕図９および図１０は、本発明をハンドカ
ートに適用した第４実施例を示す。

【００５１】この実施例では、段差検出用の小車輪８０
と、走行用車輪７５の回転を停止させてロックするため
のブレーキ装置８１と、小車輪８０による段差検出時に
回転アーム（図示せず）を回転させるためのリミットス
イッチ８２とが備えられている。

【００５２】すなわち、車体７２の下部において走行用
車輪７５の車軸７４と回転アームの駆動軸７６とを支承
する軸受ブラケット７３が設けられ、この軸受ブラケッ
ト７３の内面側には、所定位置に上記リッミットスイッ
チ８２が取り付けられているとともに、上記ブレーキ装
置８１を構成するほぼＬ状ないＶ状の揺動アーム８３が
ピン８４を介して取り付けられている。

【００５３】揺動アーム８３は、ピン８４を中心として
揺動可能とされており、その一端部８３ａに上記小車輪
８０が回転可能に設けられている。また、揺動アーム８
３の他端部８３ｂには軸受ブラケット７３との間に引張
バネ８５が装着されており、このバネ８５によって揺動
アーム８３はピン８４を中心として図９の状態で時計方
向に常に付勢されている。また、揺動アーム８３の他端
部８３ｂの内面側には、走行用車輪７５と一体回転する
ブレーキドラム７５ａに対して押し付け可能なブレーキ
シュー８６が設けられている。本実施例におけるブレー
キ装置８１は、以上のブレーキシュー８６、ブレーキド
ラム７５ａ、引張バネ８５および揺動アーム８３等によ
って構成される。

【００５４】そして、階段下降時に小車輪８０が階段の
踏面ａ₁から外れて図９の鎖線状態から実線状態となっ
たときに、揺動アーム８３が引張バネ８５の力によりピ
ン８４を中心として同図の時計方向に揺動し、これに伴
って当初は同図の鎖線位置にあったブレーキシュー８６
が同図の実線で示すようにブレーキドラム７５ａに押し
付けられることにより、走行用車輪７５の回転を停止さ
せロックする一方、揺動アーム８３の一端部８３ｂがリ
ミットスイッチ８２に接触して同スイッチがオンとな
り、その出力に基づいて回転アーム（駆動軸７６）の回
転が開始されるようになっている。

【００５５】このような構成によると、階段下降時に小
車輪８０によって段差ａが検出された時には、ブレーキ
装置８１が作動して走行用車輪７５の回転が停止・ロッ
クされる一方、リミットスイッチ８２がオン状態となっ
て回転アーム（駆動軸７６）が回転しはじめるので、車
体７２を階段の踏面ａ₁の適当な位置で停止させた状態
で回転アームの回転により安定して階段を降りることが
できる。また、適切でない操作を行った場合でも、走行
用車輪７５が段差ａの手前側で停止・ロックされること
より、車体７２が１段下へ落ちる事態を回避することが
できる。〔その他の実施例〕次に、本発明のその他の実施例を列
挙する。

【００５６】図１１は、上記第４実施例におけるブレー
キ装置に代えて差動ブレーキ装置を採用した第５実施例
を示す。この実施例においては、軸受ブラケット９３に
ピン１０４を介して揺動可能に取り付けられた揺動アー
ム１０３の揺動中心（ピン１０４）を挟む位置にブレー
キバンド１０６の両端１０６ａ、１０６ｂが固定されて
いる。そして、揺動アーム１０６の一端部１０３ａに取
り付けられた小車輪１００が階段の踏面ａ₁から外れた
ときに、引張バネ１０５の力で揺動アーム１０３がピン
１０４の回りに所定量だけ揺動し、これに伴って走行用
車輪側のブレーキドラム９５ａの外周面がブレーキバン
ド１０６によって締め付けられることにより走行用車輪
９５の回転が止められる一方、軸受ブラケット９３に設
けられたリミットスイッチ１０２に揺動アーム１０３の
他端部１０３ｂが接触して、回転アーム（図示せず）が
駆動軸９６とともに所定方向に回転するようになってい
る。したがって、この実施例でも、上記第４実施例と同
様の効果が得られる。

【００５７】図１２および図１３は、一端に小車輪１２
０が取り付けられた揺動アーム１２３の他端にブレーキ
シュー部１２６を設けた第６実施例（ハンドカート）を
示す。

【００５８】この実施例では、小車輪１２が階段の踏面
ａ₁から外れたときに、揺動アーム１２３におけるブレ
ーキシュー部１２６が走行用車輪１１５の外周に直接押
し付けられてその回転が止められるようになっている
が、それ以外の例えばリミットスイッチ１２２等の作用
は上記第４または第５実施例に準ずるので、それらの説
明については省略する。

【００５９】図１４および図１５は、第６実施例の構成
に加えて、さらに上り側の段差検出用リミットスイッチ
１４２を組み込んでなる可動式当接部１４３を設けた第
７実施例を示す。

【００６０】この場合の可動式当接部１４３は、軸受ブ
ラケット１３３に取り付けピン１４４を介して同ピンの
回りに回動可能に設けられており、その段差ａへの当接
面がバネによって前方に付勢されたゴム部材１４３ａに
よって形成されているとともに、そのゴム部材１４３ａ
の背後に形成された空間には、ゴム部材１４３ａが段差
ａに当接して後方に変位したときに同部材によって押さ
れてオンとなる上記リミットスイッチ１４２が組み込ま
れている。また、軸受ブラケット１３３には、図１４の
実線で示す所定位置において当接部１４３の回動を規制
するストッパ１３３ａが設けられている。そして、同実
線で示すような状態で当接部１４３が段差ａに当接した
ときに、リミットスイッチ１４２がオンとなって回転ア
ーム（図示せず）がその駆動軸１３６を中心にして回転
し、同アームによって車体１３２が段差ａを上昇する。
また、下降時にたまたま回転アームの先端が踏面の適正
な位置より手前側（奥側）で接地して回転し、踏面の上
角が当接部１４３に当たった場合でも、当接部１４３が
同図の鎖線で示すように後方に回動して逃げることによ
り、当接部１４３に無理な力が作用しないようになって
いる。

【００６１】なお、図１４および図１５において、符号
１４０は下降時における段差検出用の小車輪、符号１３
５は走行用車輪、符号１４６ｂは走行用車輪停止・ロッ
ク用のブレーキシュー部をそれぞれ示す。

【００６２】

【発明の効果】以上のように、本願各発明の階段等用走
行装置によれば、車輪の軸心に対して偏心した位置に回
転アームが設けられていることにより、装置全体を大掛
かりなものとしないでも、階段等の段差を安全に昇降す
ることができ、しかも方向転換や平地走行も支障なく行
えることとなる。

【００６３】特に第１発明によれば、回転アームが所定
位置で停止している間に階段の踏面の適正な位置までハ
ンドカート等を移動させることができるから、それだけ
操作が容易になるとともに、安全性も高まる。

【００６４】また、第２および第３発明によれば、当接
部が段差に当接したときを回転アームの回転動作や車体
の位置等の目安とすることができるため、操作がしやす
くなるとともに、段差への回転アームの掛かり具合を適
正な状態とすることができる。また、車体の向きが進行
方向に対して左右に変わることを防止することができる
ので、安定して走行させることができる。特に、第３発
明によれば、階段昇降時に車体が適正な位置で停止した
ときに回転アームの回転が開始するので、時間的ロスを
なくすことができる。

【００６５】また、特に第４発明によると、車体が昇降
動作に入る最も適切な位置に停止してから回転アームが
車体を支えた後に回転して上昇（下降）動作に入るの
で、段差の角部に回転アームが当たったり、不用意に走
行させたため一段下に転落したりする等の不具合を防止
することができる。

【００６６】また、特に第５および第６発明によれば、
小車輪が階段等の下降時に小車輪が走行用車輪よりも先
に踏面から下側に外れたときに、ブレーキ装置が走行用
車輪を停止させるので、第４発明の場合と同じく操作が
しやすく、安全性も高くなる。さらに、適切でない操作
を行った場合でも、１段下へ落ちたりすることを回避す
ることができる。

【００６７】また、特に第７発明によれば、段差を昇降
する際に回転アームが大きなトルクを必要とするときに
は大きなトルクが得られ、それ以外は同アームを速やか
に回転させるので、比較的小さい出力の原動機で能率良
く昇降することができる。

【００６８】また、特に第８発明によれば、回転アーム
の小車輪のある踏面への接触面が常に踏面の奥側にしか
移動しないので、安全性が一層高められるとともに、駆
動機構に無理がかからず、踏面や床面に対する回転アー
ムの接触部分での滑りも生じなくなる。

【００６９】また、特に第９発明によると、前後の回転
アームの回転状態が適正に制御されることにより、前後
の回転アームの回転位置（位相角）の相違により例えば
回転アームが踏面の上角に引っ掛かったりする事態が回
避されるから、より安定した状態で昇降することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る階段等用走行装置
（ハンドカート）を示す一部省略斜視図

【図２】上記装置における回転アームの回転中心の位置
する範囲を示す説明図

【図３】上記回転アームの他の例を示す単体側面図

【図４】本発明の他の実施例で用いられる変速機構の一
例を示す側面図

【図５】本発明の第２実施例に係る階段等用走行装置を
示す側面図

【図６】その装置に備えられる小車輪の周辺部分の拡大
断面図

【図７】本発明の第３実施例を示す走行用車輪周辺部の
簡略側面図

【図８】その正面図

【図９】本発明の第４実施例を示す走行用車輪周辺部の
簡略側面図

【図１０】その正面図

【図１１】本発明の第５実施例を示す走行用車輪周辺部
の簡略側面図

【図１２】本発明の第６実施例を示す走行用車輪周辺部
の簡略側面図

【図１３】その正面図

【図１４】本発明の第７実施例を示す走行用車輪周辺部
の簡略側面図

【図１５】その走行用車輪の前方に配置された当接部周
辺の平面図

【符号の説明】

１、４１・・・階段等用走行装置（１・・・ハンドカー
ト）２、４２、７２、１３２・・・車体３ａ、２７ｃ、１４３・・・当接部５、４５、６５、７５、９５、１１５、１３５・・・走
行用車輪６、２６、３６、４６、６６、７６、９６、１３６・・
・駆動軸７、２７、３７、４７、６７・・・回転アーム８・・・アーム駆動手段（モータ）１１・・・タイマ（制御部）１５、８２、１０２、１２２、１４２・・・スイッチ
（リミットスイッチ）５１・・・小車輪５２・・・一方向クラッチ６９、８１、９５ａ、１０４、１０６、１２３、１２
６、１４６ｂ・・・ブレーキ装置６８ａ、６８ｂ・・・段差検出用センサ８０、１００、１２０、１４０・・・段差検出用小車輪

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車体と、この車体に設けられた左右の走
行用車輪と、この車輪の軸心に対して偏心した位置に回
転中心が設けられ且つ階段等の段差を上がるときに段差
の上面側に先端側を位置させうる一本ないし複数本の構
成アームからなる左右の回転アームと、この左右の回転
アームを回転中心の回りに同時に回転させるアーム駆動
手段とを有する階段等用走行装置であって、回転アーム
が所定位置まで回転したことを検出してその回転位置で
アーム駆動手段による回転アームの回転を停止させるス
イッチと、その停止後一定時間が経過したときにアーム
駆動手段による回転アームの回転を再開させるタイマと
が備えられていることを特徴とする階段等用走行装置。
【請求項２】車体と、この車体に設けられた左右の走
行用車輪と、この車輪の軸心に対して偏心した位置に回
転中心が設けられ且つ階段等の段差を上がるときに段差
の上面側に先端側を位置させうる一本ないし複数本の構
成アームからなる左右の回転アームと、この左右の回転
アームを回転中心の回りに同時に回転させるアーム駆動
手段とを有する階段等用走行装置であって、段差を上が
るときに車体の向きや回転アームの段差への掛かり具合
が適正な状態となるように、車体または回転アームの回
転中心寄りに段差への当接部が設けられていることを特
徴とする階段等用走行装置。
【請求項３】当接部には、段差を検出して段差検出信
号を出力するスイッチが設けられており、その段差検出
信号を受けてアーム駆動手段が回転アームを回転させる
よう構成されていることを特徴とする請求項２に記載の
階段等用走行装置。
【請求項４】車体と、この車体に設けられた左右の走
行用車輪と、この車輪の軸心に対して偏心した位置に回
転中心が設けられ且つ階段等の段差を上がるときに段差
の上面側に先端側を位置させうる一本ないし複数本の構
成アームからなる左右の回転アームと、この左右の回転
アームを回転中心の回りに同時に回転させるアーム駆動
手段とを有する階段等用走行装置であって、段差を検出
するセンサと、このセンサの出力に基づいて走行用車輪
の回転を停止させるブレーキ装置とが備えられているこ
とを特徴とする階段等用走行装置。
【請求項５】車体と、この車体に設けられた左右の走
行用車輪と、この車輪の軸心に対して偏心した位置に回
転中心が設けられ且つ階段等の段差を上がるときに段差
の上面側に先端側を位置させうる一本ないし複数本の構
成アームからなる左右の回転アームと、この左右の回転
アームを回転中心の回りに同時に回転させるアーム駆動
手段とを有する階段等用走行装置であって、階段等の下
降時に走行用車輪より前に踏面から下側に外れることに
より前方の段差を検出する小車輪と、この小車輪が前方
の段差を検出したときに走行用車輪の回転を停止させる
ブレーキ装置とが備えられていることを特徴とする階段
等用走行装置。
【請求項６】小車輪が踏面から下側に外れたときにオ
ン状態となるスイッチと、このスイッチがオン状態とな
ったときに回転アームが回転するようにアーム駆動手段
を制御する制御手段とが備えられていることを特徴とす
る請求項５の階段等用走行装置。
【請求項７】車体と、この車体に設けられた左右の走
行用車輪と、この車輪の軸心に対して偏心した位置に回
転中心が設けられ且つ階段等の段差を上がるときに段差
の上面側に先端側を位置させうる一本ないし複数本の構
成アームからなる左右の回転アームと、この左右の回転
アームを回転中心の回りに同時に回転させるアーム駆動
手段とを有する階段等用走行装置であって、段差を昇降
する際に回転アームが大きなトルクを必要とする回転位
置にあるときには同アームの回転速度を相対的に遅くす
る一方、大きなトルクを必要としない回転位置にあると
きには同アームの回転速度を相対的に速くしうるよう
に、回転アームの回転位置に応じて同アームの回転速度
を変化させる変速機構が備えられていることを特徴とす
る階段等用走行装置。
【請求項８】車体と、この車体の前側および後側に設
けられた左右の走行用車輪と、この車輪の軸心に対して
偏心した位置に回転中心が設けられ且つ階段等の段差を
上がるときに段差の上面側に先端側を位置させうる一本
ないし複数本の構成アームからなる前側および後側の左
右の回転アームと、この回転アームを回転中心の回りに
回転させるアーム駆動手段とを有する階段等用走行装置
であって、上記各回転アームの先端に小車輪がそれぞれ
取り付けられているとともに、それら小車輪には、段差
を上がるときに前進方向への同車輪の回転のみを可能と
する一方向クラッチが設けられていることを特徴とする
階段等用走行装置。
【請求項９】小車輪の回転を検出する回転検出手段
と、同検出手段によって前側または後側の一方の回転ア
ームにおける小車輪の回転が検出されたときに当該回転
アームの回転速度を速くするか他方の回転アームの回転
速度を遅くするようにアーム駆動手段を制御する制御手
段とが備えられていることを特徴とする請求項８に記載
の階段等用走行装置。