JP3980767B2

JP3980767B2 - 自走式階段移動装置

Info

Publication number: JP3980767B2
Application number: JP23785398A
Authority: JP
Inventors: 真人中谷; 真一三田; 敏秀荒谷; 佳裕北村; 清隆出口; 利之高井; 正高畠; 仁美日比野
Original assignee: Daido Kogyo Co Ltd; East Japan Railway Co
Current assignee: Daido Kogyo Co Ltd; East Japan Railway Co
Priority date: 1998-08-24
Filing date: 1998-08-24
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2018-08-24
Also published as: JP2000062658A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駅、公共施設等の階段を、車椅子又は荷物を載置して駆動源の動力により自走して昇降する自走式階段移動装置に係り、詳しくは小型で安定した走行を可能とするクローラ走行装置を有する自走式階段移動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、人が乗った状態の車椅子を搭載して階段を昇降する階段昇降機として、例えば特開平６−２７８６６５号公報に示されたものがある。該階段昇降機は、駆動モータにて駆動されるクローラ走行装置を有する自走体と、該自走体の後端部分に軸により前後回動自在に支持される荷台と、を備え、かつ荷台には保持ハンドルが一体に設けられていると共に、自走体との間に電動シリンダが介在されている。そして、該階段昇降機は、平坦地を移動する場合、前記電動シリンダを収縮位置にして、自走体と荷台を平行状態に保持し、荷台に設けられているキャスタ及び車輪を接地して走行し、また階段を昇降する場合、電動シリンダを伸長して、クローラの接地面が少なくとも階段の２段以上に接地して、自走体が階段傾斜角に沿って傾斜した状態で駆動モータにより走行すると共に、荷台を略々水平状態に保持する。
【０００３】
更に、上記階段昇降機は、自走体から側方に突出してガイド輪を設け、該ガイド輪を階段の側部に設けたガイドレールに嵌挿して、階段昇降機の階段昇降時、自走体の走行の安定を図っている。
【０００４】
一方、例えば特開平８−８０８７９号公報に示されるように、機体左右にそれぞれ一対のクローラ走行装置を有する急傾斜地走行車輌が提案されている。このものは、油圧シャベル等の作業機が組込まれている上部旋回体と、該旋回体を旋回自在に支持した支持フレームと、左右両側にそれぞれ前後一対の合計４個のクローラ走行装置と、を備え、上記支持フレーム前部に、前部クローラ走行装置を揺動自在に連結し、また上記支持フレームと後部クローラ走行装置とを連結リンクの両端部に設けた連結ピンにて揺動自在に連結し、更に上記連結リンクと支持フレーム後端部との間に揺動ジャッキを介在している。
【０００５】
該急傾斜地走行車輌は、作業機に設けられたエンジンからの動力が４個のクローラ走行装置に伝達されて急傾斜地を走行し、かつ前部クローラ走行装置にその前部を揺動自在に支持されている支持フレームは、水平センサからの信号に基づき伸縮される揺動ジャッキにより略々水平状態に保持される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した階段昇降機は、階段傾斜に沿う各段の角部にゴム製クローラのラグを引っ掛けて、昇降するが、階段が濡れていたり、またクローラ走行装置の走行方向と階段が直交状態となっていない場合、クローラのラグが階段角部に引っ掛からず、クローラ走行装置が滑って階段昇降機を斜行し、強いては該昇降機を横向きにしてしまうことがある。なお、上記ガイド輪をガイドレールに嵌挿することにより、昇降機が横向きになることを防止できるとしても、上述したクローラ走行装置の滑りを阻止することはできず、昇降機の安定走行に対しては充分ではない。
【０００７】
また、上記階段昇降機は、少なくとも接地面が階段の２段以上に跨がる長尺のゴム製クローラ走行装置を必要とすると共に、該クローラ走行装置の前方に階段の１段以上の高さを有する傾斜走行面が必要となり、クローラ走行装置が大型化してしまう。
【０００８】
更に、該比較的長いクローラ走行装置を必要とするため、平坦面から階段に移行する場合又は階段から平坦面に移行する場合、クローラ走行装置はその荷重重心が上記移行地点を越えた時点で急激な角度変化を生じ、該急激な自走体の角度変化に電動シリンダは追従することはできず、車椅子の搭乗者は、急に下方に向けられたり上方に向けられたりして、不安感を感じる。特に、階上の平坦面から階段を下降する場合、クローラ走行装置はその荷重中心が最上段角部を越えると、水平状態から階段傾斜角に瞬間的に角度変化するが、この際車椅子は前向きに載置されていることが相俟って、車椅子搭乗者は、瞬間的に下方に向かって振り回される状態となり、心理的に大きな恐怖を感じさせてしまう。
【０００９】
一方、前記４個のクローラ走行装置を有する急傾斜地走行車輌は、階段昇降に用いる場合、上述階段昇降機と同様に、クローラのラグが階段に引っ掛からず、クローラ走行装置がスリップする虞れがある。また、４個のクローラ走行装置は、その前部又は後部クローラ走行装置の一方が階段上にありかつ他方が平坦面にある状態を考慮すると、各クローラ走行装置は、安定走行するためにはそれぞれ階段２段分以上の長さのクローラ接地面を必要とし、更に、各クローラ走行装置の前方に階段の１段以上の高さを有する傾斜走行面が必要となり、装置の大型化は避けられない。
【００１０】
そこで、本発明は、コンパクトなクローラ走行装置を用いると共に、該クローラ走行装置の階段でのスリップ及び斜行を防止し、もって上述した課題を解決した自走式階段移動装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る本発明は、左右２列のクローラ走行装置（Ｌ，Ｒ）及びこれらクローラ走行装置を駆動する駆動源（１３，２０）を有し、前記左右のクローラ走行装置を一体に連結してなる自走部（３）と、
前記自走部を回動自在に連結すると共に荷台（７）を支持する支持フレーム（５ａ，５ｂ）と、
階段の側部に該階段の傾斜角に沿って施設される、凹凸部を有するレール（３１）手段と、を備え、
前記左右のいずれか一方のクローラ走行装置（Ｌ）が前記レール手段（３１）に滑止めされた状態で案内されて走行すると共に、他方のクローラ走行装置（Ｒ）が階段上を走行すること、
を特徴とする自走式階段移動装置にある。
【００１２】
請求項２に係る本発明は（図５，図６，図１１，図１２参照）、前記クローラ走行装置（Ｒ，Ｌ，１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ）は、所定ピッチの歯（３２ａ）を外周面全周に亘り形成したゴム製クローラ（３２）を有し、
前記レール手段（３１）は、前記ゴム製クローラのピッチと同じピッチからなる歯（３３ａ）を有する長尺部材（３３）と、該長尺部材の左右に沿って配置され前記クローラ側面をガイドする蛇行防止ガイド（３５）と、を有してなる、
請求項１記載の自走式階段移動装置にある。
【００１３】
請求項３に係る本発明は（図１１参照）、前記長尺部材は、ゴム製の歯付きオープンベルト（３３）からなる、
請求項２記載の自走式階段移動装置にある。
【００１４】
請求項４に係る本発明は（図１〜図４参照）、前記クローラ走行装置の前記支持フレーム（５ａ，５ｂ）との連結部（６）と同軸状に遊動ローラ（３６）を設け、
前記レール手段（３１）の上方に、該遊動ローラが転接して、前記一方のクローラ走行装置（Ｌ，１ｂ，２ｂ）の前記レール手段からの浮上りを防止するガイドレール（３７）を設けた、
請求項１ないし３のいずれか記載の自走式階段移動装置にある。
【００１５】
請求項５に係る本発明は（図１，図５，図１３，図１７〜図１９参照）、前記左右２列のクローラ走行装置（Ｌ，Ｒ）は、それぞれ前部クローラ走行装置（１ａ，１ｂ）及び後部クローラ走行装置（２ａ，２ｂ）を有し、
前記自走部（３）は、前記左右の前部クローラ走行装置（１ａ，１ｂ）を、左右駆動輪（９ａ，９ｂ）を連結する駆動軸（１０）及び左右トラックフレーム（１１ａ，１１ｂ）の中央部を連結する連結軸（６）にて互に一体に構成し、かつこれら駆動軸及び連結軸に橋絡して前部電気モータ（１３）を設けると共に該電気モータの出力軸を前記駆動軸（１０）に連動してなる前部自走部（３Ｆ）と、
前記左右の後部クローラ装置（２ａ，２ｂ）を、左右駆動輪（１５ａ，１５ｂ）を連結する駆動軸（１６）及び左右トラックフレーム（１７ａ，１７ｂ）の中央部を連結する連結軸（１９）にて互に一体に構成し、かつこれら駆動軸及び連結軸に橋絡して後部電気モータ（２０）を設けると共に該電気モータの出力軸を前記駆動軸（１６）に連動してなる後部自走部（３Ｒ）と、を有し、
前記支持フレーム（５ａ，５ｂ）が、前記荷台（７）の左右において前記前部自走部（３Ｆ）の連結軸（６）及び前記後部自走部（３Ｒ）の連結軸（１９）に回動自在に支持されてなり、
前記荷台（７）は、前記前部自走部の連結軸（６）に回動自在に支持され、
そして前記荷台（７）を、前記自走部の傾斜角に拘りなく水平状態に保持する水平保持手段（Ｈ₁ ，Ｈ₂ ，Ｈ₃ ）を設けた、
請求項１ないし４のいずれか記載の自走式階段移動装置にある。
【００１６】
請求項６に係る本発明は（図１，図５，図１３参照）、前記クローラ走行装置（１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ）の１個あたりのクローラ接地面の長さが、階段の２段分の長さ以下である、
請求項１ないし５のいずれか記載の自走式階段移動装置にある。
【００１７】
請求項７に係る本発明は（図８（ａ）参照）、前記荷台（７）の下方に、キャスタ（４０ａ）を含む複数の支持車輪（４０）を設け、
これら支持車輪（４０）に対して前記クローラ走行装置（Ｒ，Ｌ，１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ）が下方に突出する位置と上方に退避する位置に切換える操作手段（４１，６３ａ，６３ｂ）を設けた、
請求項１ないし６のいずれか記載の自走式階段移動装置にある。
【００１８】
請求項８に係る本発明は（図８（ｂ）参照）、前記荷台（７）の下方に、キャスタ（４０ａ）を含む複数の支持車輪（４０）を設け、
これら支持車輪（４０）に対して前記前部クローラ走行装置（１ａ，１ｂ）及び後部クローラ走行装置（２ａ，２ｂ）が下方に突出する位置と、上方に退避する位置と、前記キャスタ（４０ａ）に対して前記前部及び後部クローラ走行装置のいずれか一方（１ａ，１ｂ）が上方に退避しかつ前記他の車輪（４０）に対して他方（２ａ，２ｂ）が下方に突出する位置と、に切換える操作手段（４１，４２，６３’，６３ｂ’）を設けた、
請求項５記載の自走式階段移動装置にある。
【００１９】
［作用］
以上構成に基づき、自走式階段移動装置（Ａ）は、荷台（７）に例えば搭乗者を乗せた状態で電動又は人力車椅子（Ｋ）を載置して、電動モータ等の駆動源を駆動し、駆動力を自走部（３）の左右のクローラ走行装置（Ｌ，Ｒ）に伝達する。そして、左右いずれか一方のクローラ走行装置（Ｌ，１ｂ，２ｂ）は、凹凸部を有するレール手段（３１）に滑止めされて案内され、該レール手段の傾斜角に沿って走行する。また、支持フレーム（５ａ，５ｂ）に回動自在に支持され前記一方のクローラ走行装置と一体に揺動する他方のクローラ走行手段（Ｒ，１ａ，２ａ）は、階段の傾斜角に沿って施設された上記レール手段（３１）の傾斜角に沿って傾斜された状態で、階段上を走行する。
【００２０】
この際、一方のクローラ走行装置は、例えば、クローラ（３２）の歯（３２ａ）がレール手段（３１）の長尺部材（３３）の歯（３３ａ）に噛合して、スリップを生じることなく走行すると共に、蛇行防止ガイド（３５）に両側をガイドされて、斜行することなく、階段傾斜に沿って走行する。更に、例えば、遊動ローラ（３６）をガイドレール（３７）に転接して、クローラ走行装置は、レール手段（３１）から浮き上がることを阻止されて走行する。
【００２１】
なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、本発明の構成を何等限定するものではない。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１に係る本発明によると、一方のクローラ走行装置が凹凸部を有するレール手段に滑止めされた状態で案内されて走行するので、クローラ走行装置はスリップ及び斜行を生じることなく、自走式階段移動装置は安定して階段を昇降することができる。また、左右のクローラ走行装置は、一体に連結されて支持フレームに回動自在に支持されているので、他方のクローラ走行装置も、上記レール手段の傾斜角に沿って傾斜された状態で、階段を走行し、従ってクローラ走行装置の前部に階段を乗り越えるための高い傾斜走行面を必要とせず、自走部をコンパクト化することが可能であり、更に階段側部に上記レール手段を設けるだけで、他方のクローラ走行装置のためのレール手段を階段部に設ける必要がなく、階段としての使用勝手を損なうことはない。
【００２３】
請求項２に係る本発明によると、一方のクローラ走行装置は、ゴム製クローラの歯と長尺部材との歯が噛合し、かつクローラ側面を蛇行防止ガイドにてガイドされて走行するので、スリップ及び斜行を確実に防止され、高い安全性と信頼性をもって自走式階段移動装置を走行することができる。
【００２４】
請求項３に係る本発明によると、ゴム製クローラとゴム製の歯付きオープンベルトの噛合により走行するので、静粛性を確保できると共に、オープンベルトをレール手段底面に貼着等にて固定することにより、レール手段の施工を容易にかつ短期間に行うことができる。
【００２５】
請求項４に係る本発明によると、浮上り防止ガイドレールによりクローラ走行装置のレール手段からの浮上りが防止され、荷台に作用するモーメントにより又は階段と平坦面との移行部分等にあってクローラ走行装置に浮上り力が作用しても、クローラは確実にレール手段に接触して、スリップ及び斜行を生じることを防止して、安定した走行を確保することができる。
【００２６】
請求項５に係る本発明によると、左右それぞれに前部クローラ走行装置及び後部クローラ走行装置を設け、かつ荷台を、前部クローラ走行装置を支持フレームに支持する連結軸を中心に揺動自在に支持したので、自走式階段移動装置が平坦面と階段との間を移行する場合も、自走部と荷台との角度変化を緩やかにでき、水平保持手段により荷台を水平状態に確実かつ容易に保持することができる。また、左右の前部及び後部クローラ装置を、それぞれ連結軸及び駆動軸にて互に連結し、かつこれら連結軸及び駆動軸にて前部及び後部電気モータを支持したので、自走部を簡単な構造とすると共に、伝動装置も簡単でコンパクトにでき、更に前後の連結軸に支持フレームを連結することにより、それぞれ一体の前部自走部及び後部自走部を支持フレームにて連結でき、比較的軽量で信頼性の高い自走部を得ることができる。
【００２７】
請求項６に係る本発明によると、クローラ走行装置は、比較的短い長さで足り、自走部をコンパクトに構成することができる。
【００２８】
請求項７に係る本発明によると、平坦面は、キャスタを含む車輪により走行して、階段移動装置を容易に転向して所望の位置に運ぶことができ、かつ階段昇降時には、車輪がクローラ走行装置の上方に退避して、車輪が階段等と干渉してクローラ走行装置の自走を妨げることを確実に防止できる。
【００２９】
請求項８に係る本発明によると、平坦面での移動時にあっても、点字ブロック等の凹凸がある場合、車輪による運搬では重く感じる場合があるが、このような場合、前後一方のクローラ走行装置を接地して、該一方のクローラ走行装置及びキャスタにより自走しつつ所望方向に操縦することが可能となり、荷台に電動式車椅子を乗せた重荷重状態にあっても、１人の操縦者により凹凸面のある平坦面をも容易に搬送することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って本発明の実施の形態について説明する。第１の実施の形態による自走式階段移動装置Ａ₁ は、図１ないし図４に示すように、自走部３、支持フレーム５（ａ，ｂ）、電動又は人力車椅子Ｋ等を載置し得る荷台７及び該荷台７を水平状態に保持する水平保持手段Ｈ₁ を備えている。自走部３は、図５及び図７に示すように左右それぞれに前部クローラ走行装置１ａ，２ａ及び後部クローラ走行装置１ｂ，２ｂを有しており、これら１対の前部及び後部クローラ走行装置にてそれぞれ左右２列のクローラ走行装置Ｌ，Ｒを構成している。
【００３１】
左右の前部クローラ走行装置１ａ，１ｂ及び後部クローラ走行装置２ａ，２ｂは、それぞれその前後中央部分におけるトラックフレーム１１ａ，１１ｂ及び１７ａ，１７ｂが連結軸６，１９にて連結されていると共に、その駆動輪９ａ，９ｂ及び１５ａ，１５ｂが駆動軸１０，１６にて連結され、左右の前部クローラ走行装置１ａ，１ｂ同士及び後部クローラ走行装置２ａ，２ｂは一体に連結されている。更に、前記前後の連結軸６，１９は、左右の支持フレーム５ａ，５ｂに回転自在に支持されており、従って左右の前部及び後部クローラ走行装置１ａ，１ｂ及び２ａ，２ｂはそれぞれその中央部分にて支持フレーム５ａ，５ｂに回転自在に支持されている。
【００３２】
前部の連結軸６及び駆動軸１０に跨って電磁ブレーキ付きＤＣモータからなる前部電気モータ１３が支持されており、該モータ１３の出力軸はケース５０内に収納されている減速歯車を介して駆動軸１０に連動している。これら一体に構成されている電気モータ１３、連結軸６、駆動軸１０及び左右前部クローラ走行装置１ａ，１ｂにて前部自走部３Ｆを構成している。また、後部の連結軸１９及び駆動軸１６に跨って同じ電磁ブレーキ付きＤＣモータからなる後部電気モータ２０が支持されており、該モータ２０の出力軸はケース５１内に収納されている減速歯車を介して駆動軸１６に連動している。これら一体に構成されている電気モータ２０、連結軸１９、駆動軸１６及び左右後部クローラ走行装置２ａ，２ｂにて後部自走部３Ｒを構成している。
【００３３】
更に、前部連結軸６には、図７に示すように、左右ベアリング５２ａ，５２ｂを介して荷台７が揺動自在に支持されている。該荷台７は、図２、図３及び図４に示すように、底板２８の４隅に柱３４が立設されており、これら柱に亘って左右側面及び後面に保護枠２９が設けられていると共に、後部には把手２４に設けられている。また、荷台７の底板前部には、図３及び図９に示すように、左右の渡し板３０，３０が回動自在に支持されており、該渡し板は２枚の板３０ａ，３０ｂを回動自在に連結した折り畳み構造になっていると共に、左右渡し板が連結部分にて横棒３８等により連結されている。更に、左右の前柱３４の上端と左右の支持フランジ５ａ，５ｂとの間にはガススプリング２３が介在設置されており、該スプリングは荷台７に作用するモーメント荷重を受ける。また、上記荷台７の底板２８には、図７に示すように、その下面中央部分にバッテリ５５が搭載されており、また左右の前部及び後部にはそれぞれキャスタ４０ａ，４０ａが、また中央部分には固定車輪４０，４０が設置されている。
【００３４】
そして、左右の前部及び後部の各クローラ走行装置１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂは、図６に示すように、中央部を連結軸６，１９にて回動自在に支持されているトラックフレーム１１ａ，１１ｂ，１７ａ，１７ｂを有しており、該トラックフレームの一端部分に駆動輪９ａ，９ｂ，１５ａ，１５ｂが回転自在に支持されている。また、該トラックフレームの他端部側にはボルト５６及びナット５７により長さ方向に調節自在にスライドフレーム５９が支持されており、該フレーム５９に遊動輪６０が支持されている。更に、トラックフレームの下辺にはガイドレール６１が固定されている。そして、前記駆動輪９ａ，９ｂ，１５ａ，１５ｂ及び遊動輪６０にゴム製クローラ３２が巻き掛けられている。即ち、各クローラ走行装置１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂは、その長さ（前後）方向及び幅（上下）方向の略々中央において連結軸６，１９により回動自在に支持されている。
【００３５】
また、クローラ３２は、その外周面及び内周面の全周に亘り同一ピッチの歯３２ａ，３２ｂが形成されており、かつこれら歯は長手方向に直交するようにクローラ幅一杯に延びている。そして、前記駆動輪９ａ，９ｂ，１５ａ，１５ｂにはタイミングプーリのような歯が形成されていると共に両側外径方向に突出してフランジが設けられており、また前記遊動輪６０は円筒形からなると共に両側にフランジが形成されている。従って、前記クローラ３２は、その内歯３２ｂが駆動輪の歯に噛合して、遊動輪６０との間で回転し、下面がガイドレール６１に支持されながら、接地して走行する。なお、図６中６３ａ，６３ｂは、クローラ走行装置を接地又は接地解除するための傾斜カム片であり、伝動ケース５０，５１の側面に突出して設けられている（図５参照、後に図８にて説明する）。
【００３６】
一方、図１、図４、図５及び図１２に示すように、階段の一側部には下からレール手段３１、浮上がり防止ガイドレール３７及び水平保持用ガイドレール２１が施設されている。レール手段は、階段の傾斜に沿って、即ち階段の角部Ｔを結ぶように設けられていると共に、階段の上下の平坦面上に階段から所定長さに亘って設置されている。該レール手段は、図１１及び図１２（ｂ）に詳示するように、その底面に滑止め用の凸凹部を有しており、具体的には前記クローラ３２の外周面の歯３２ａと同一ピッチの歯３３ａを有する長尺部材３３が固定されている。好ましくは、該長尺部材は、ゴム製の歯付きオープンベルト３３からなり、該長尺の歯付きベルトが底面に貼着する等により固定されている。更に、該レール手段３１は、上記オープンベルト３３の左右に立上がり面を有する蛇行防止ガイド３５が設けられており、該ガイドはクローラ３２の両側面を外れないようにガイドする。
【００３７】
また、前記浮上り防止ガイドレール３７は、上記レール手段の下側平坦面との連結部分を除いて、上記レール手段３１と所定高さ離れて平行に設置されている。一方、前記前部クローラ走行装置１ａ，１ｂ及び後部クローラ走行装置２ａ，２ｂの連結軸６，１９は、図４、図７及び図９に詳示するように、これら走行装置から更に左右に突出して、該突出部分に遊動ローラ３６が回転自在に支持されている。そして、それら遊動ローラ３６の左右いずれか一方（前部及び後部）が、前記ガイドレール３７に下方から転接して、クローラ走行装置の浮上りが防止されている。
【００３８】
前記水平保持用ガイドレール２１は、階段方向に向けて開口している断面コ字状からなり、階段の下側に所定量バイアスして設けられている。一方、荷台７の後方部分所定位置には左右側方に突出して回動ローラ２２が回転自在に支持されている。そして、これら回動ローラ２２の左右いずれか一方が前記ガイドレール２１内を転動する。これらガイドレール２１及び回動ローラ２２が、前記ガススプリング２３と相俟って、水平保持機構Ｈ₁ を構成している。
【００３９】
また、図８に示すように、荷台７の後部分にはクローラ走行装置接地解除用操作杵４１が枢支ピン６５により前後方向操作自在に設けられている。該操作杵４１の先端は、荷台７の底板下方に摺動自在に支持されている移動杵６６に連結されており、該移動杵には下方に突出している２箇所ラグにローラ６７ａ，６７ｂが回転自在に支持されている。一方、前述したように、前部走行部３Ｆ及び後部走行部３Ｒの伝動ケース５０，５１には側方に突出して傾斜カム片６３ａ，６３ｂが設けられており、前記ローラ６７ａ，６７ｂが上記傾斜カム片に転接し得る。なお、図中４２は、荷台７の下部に設けられたトグルクランプであり、支持フランジ５ａ，５ｂの後部連結部近傍のフック６９を引掛けて、後部走行部３Ｒの上部保持をより確実に行うためのものである。
【００４０】
また、図２及び図７における７０は、荷台７の後部に設けられた制御盤であり、該制御盤にコードで連結しているペンダントスイッチ（図示せず）を操縦者が操作することにより、本自走式階段移動装置Ａ₁ は走行操作される。また、７１は、荷台７の後方下部に設けられた足踏み式の駐機ブレーキである。
【００４１】
ついで、上述した第１の実施の形態による自走式階段移動装置Ａ₁ の作用について説明する。荷台７に搭乗者がいる状態で車椅子Ｋを載置し、本自走式階段移動装置Ａ₁ を、例えば図１に示すように、階段の下方から上方に移動する場合について説明する。階段の下方平坦面にて左の前部クローラ走行装置１ｂ及び後部クローラ走行装置２ｂをレール手段３１に合わせると共に、回動ローラ２２をガイドレール２１に嵌挿する。この際、前部及び後部転動ローラ３６，３６もガイドレール３７の下面に転接する。
【００４２】
この状態で、操作杵４１を後方に操作して、自走部３と荷台７との連牽を解き、かつペンダントスイッチにより前部及び後部電気モータ１３，２０を駆動する。これにより、左右列の前部及び後部クローラ走行装置１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂがすべて同速で走行するが、左列のクローラ走行装置１ｂ，２ｂは、レール手段３１上を案内されて走行する。即ち、ゴム製クローラ３２の外周面の歯３２ａがオープンベルト３３の歯３３ａに噛合して、スリップを生じることなく走行し、かつ該クローラ３２の両側面がガイド３５，３５に案内されて蛇行を防止され、前部及び後部クローラ走行装置１ｂ，２ｂは進行し、そして階段傾斜に沿って設置されているレール手段３１の部分にあっても、上述した通り、歯による噛合い及びガイドによる案内により、左列のクローラ走行装置１ｂ，２ｂはスリップすることなくかつ蛇行（斜行）することなく進行する。
【００４３】
一方、右列の前部及び後部クローラ走行クローラ装置１ａ，２ａは、平坦面及び階段上を走行するが、左右の前部クローラ走行装置１ａ，１ｂからなる前部走行部３Ｆ及び左右の後部クローラ走行装置２ａ，２ｂからなる後部走行部３Ｒは、それぞれ一体に構成され、かつ支持フレーム５ａ，５ｂに連結軸６，１９により回動自在に支持されているので、図１の左側（上方）の状態に示すように、前部走行部３Ｆが階段の登り口に入る際、左列の前部クローラ走行装置１ｂがレール手段３１に案内されて傾斜するのと同じ角度で右列の前部クローラ走行装置１ａも傾斜し、前方に大きな傾斜走行面を備えていなくても、右列クローラ走行装置１ａは階段の角部Ｔ上に乗り上がり、クローラ３２の歯を引っ掛けて階段上を走行する。同様に、右列後部クローラ走行装置２ａも、左列後部クローラ走行装置２ｂのレール手段３１による傾斜に応じて一体に傾斜し、階段上を走行する。
【００４４】
上記階段の登り口部分にあっては、前部クローラ走行装置１ａ，１ｂが１段目の高さに掛け渡されるように徐々に水平に対する傾斜角を増大し、この状態にあっても、後部クローラ走行装置２ａ，２ｂは平坦面にあり、従って両連結軸６，６を結ぶ線、即ち走行部３（支持フレーム５ａ，５ｂ）の角度変化は緩やかであり、更に自走部が前進して、前部及び後部クローラ走行装置（即ち自走部）が完全に階段傾斜に沿うレール手段３１の傾斜面に乗って、自走部の傾斜角が該階段傾斜に一致するまでその角度を増大するが、その変化率（角速度）は小さく、そして自走部が階段傾斜角に一致した後は、該角度に維持されて角度変化率（角速度）は０となる。
【００４５】
この際、荷台７は、支持フレーム５ａ，５ｂと前部クローラ走行装置１ａ，１ｂとを連結する連結軸６を中心に揺動自在に支持されていると共に、該荷台７の所定位置に配置された回動ローラ２２がガイドレール２１に転動・案内されており、これにより該荷台７は、支持フレーム５ａ，５ｂ及び自走部３の傾斜変化に拘わらず、幾何学的に常に水平状態に保持されている。
【００４６】
この状態では、図１０に示すように、荷台７に作用する荷重（荷台自重＋積載荷重）Ｗ１は、連結軸６を介して前部クローラ装置１ａ，１ｂに直接作用すると共に、回動ローラ２２を介してガイドレール２１に荷重Ｗ２として作用する。前部クローラ走行装置は、上記荷台７からの荷重に該走行装置の自重を加算した荷重Ｗ３が作用する。また、回動ローラ２２のガイドレール２１に沿う方向の分力Ｓ２は、ガススプリング２３の圧縮力Ｆとして支持フレーム５ａ，５ｂに作用し、更にモーメント荷重として後部クローラ走行装置２ａ，２ｂに作用し、該後部クローラ走行装置は、上記ガススプリングを介してのモーメント荷重に該走行装置の自重を加算した荷重Ｗ４が作用する。従って、荷台７の荷重は、前部クローラ走行装置、後部クローラ走行装置及びガイドレール２１に分散して作用し、かつ両クローラ走行装置は、充分なレール手段３１への押圧力Ｖ３，Ｖ４を作用する。これにより、クローラ３２の歯３２ａとレール手段３１のオープンベルト３３の歯３３ａとの接触圧を確保し、滑らかに噛合する圧力角からなる歯形を採用しても、クローラ走行装置の推力Ｓ３，Ｓ４による浮上りを防止できる。
【００４７】
そして、図１の右側（上方）に示すように、前部クローラ走行装置１ａ，１ｂが階段上端部に至り、回動中心でありかつ荷重作用点である連結軸６が最上段角部Ｔ₁ を越えると、該走行装置は、実線から鎖線で示すように階段傾斜角から上部平坦面に沿う水平状態に瞬間的に変化する。しかしこの状態でも、荷台７の揺動中心でもある連結軸６の高さは変化せず、荷台７は水平状態に保持されている。
【００４８】
更に、自走部３が前進して、前部クローラ走行装置１ａ，１ｂがレール手段の水平部３１ａ及び平坦面上を走行すると共に、後部クローラ走行装置２ａ，２ｂがレール手段３１の階段傾斜部を走行することにより、支持フレーム５ａ，５ｂの両連結軸６，１９を結ぶ線（自走部３）は、徐々に水平に近づくように角度変化をする。該角度変化は、後部クローラ走行装置２ａ，２ｂがレール手段水平部３１ａ及び平坦面上に位置するまで続くが、その変化率（角速度）は小さい。
【００４９】
上記自走部３の前進に伴い、荷台７は、その前部を連結軸６に揺動自在に支持されつつ、回動ローラ２２がガイドレール２１に案内されることにより、水平状態を保持されているが、上述したように、自走部３の角度変化が緩やかであるため、該荷台７との角度変化率も小さく、荷台７は確実に水平状態に保持される。
【００５０】
上述した自走式階段移動装置Ａ₁ の移動に際して、例えば下側平坦面から階段に移行する際、前部クローラ走行装置に対して後部クローラ走行装置の水平方向移動速度が速くなること、又は階段昇降中において加速又は減速方向の加速度が作用すること、等によりクローラ走行装置に浮上り力が作用する場合が生じたとしても、連結軸６，１９に支持された遊動ローラ３６，３６がガイドレール３７の下面に転接しているので、前部クローラ走行装置及び後部クローラ走行装置はレール手段３１からの浮上りが確実に防止されている。これにより、クローラ３２は、その歯３２ａのオープンベルト３３の歯３３ａへの噛合及びその側面の蛇行防止ガイド３５による案内を確保され、両クローラ走行装置は確実に走行する。
【００５１】
なお、上述説明は、階段を下方から上方へ登る場合について説明したが、階段を上方から下方へ下る場合も、車椅子が進行方向に向けて図面とは逆の状態に載置されることを除き、同様に作用する。即ち、自走部は、後部を前方にして進行し（後進）、一方のクローラ走行装置がレール手段にすべりのない状態で走行すると共に、他方のクローラ走行装置が一体に揺動して階段上を走行し、かつ平坦面と階段の移動部分にあっても、前部及び後部クローラ走行装置からなる自走部の角度変化は少なく、荷台７は、回動ローラ２２がガイドレール２１に案内されることにより水平状態に保持されて走行する。
【００５２】
また、上述実施の形態は、回動ローラ２２を荷台７の後方部分に配置したため、下側平坦面におけるガイドレール２１の突出量が大きくなっているが、これは、回動ローラを荷台の前方に設置することにより、上記ガイドレールの突出を少なくするか又はなくすことができる。
【００５３】
ついで、本自走式階段移動装置Ａ₁ （後述する他の実施の形態によるものも同様）の平坦面での移送について説明する。操作杵４１が後方にある場合（図８（ａ）の鎖線位置及び図１の状態）、移動杵６６は前方位置にあって、前後のローラ６７ａ，６７ｂは伝動ケース５０，５１に設置された傾斜カム片６３ａ，６３ｂに当接していない。この状態では、自走体３と荷台７とは連結軸６で揺動自在に連結された非連牽状態にあり、前述したように荷台７と自走体３とは角度を変更して走行される。荷台７がガイドレール２１等で拘束状態にない場合、荷台の積載荷重によっても異なるが、一般に、ガススプリング２３の圧縮力により、前部走行クローラ走行装置１ａ，１ｂはその後部（駆動輪１５ａ，１５ｂ側）のみが接地した状態にあり、後部走行クローラ走行装置２ａ，２ｂは全面接地した状態にある。
【００５４】
この状態から、図８（ａ）に示すように、操縦者が、操作杵４１を前方（鎖線位置から実線位置）に操作すると、移動杵６６は後方に移動し、その前後ラグ部分に回転自在に支持されているローラ６７ａ，６７ｂも一体に移動する。すると、伝動ケース５０，５１の側方に突出して設けられている傾斜カム片６３ａ，６３ｂ（図５、図６参照）に前記ローラ６７ａ，６７ｂが接触して、該カム片に沿って移動し、伝動ケース５０，５１を上方に持上げる。これにより、前部走行部３Ｆ及び後部走行部３Ｒは持上げられ、左右の前部及び後部クローラ走行装置は平坦面Ｇから離れて、荷台７の下部に設けられた左右２列の前後キャスタ４０ａ，４０ａ及び中央固定輪４０が接地する。更に、左右のトグルクランプ４２をフック６９に引掛けて回動し、後部クローラ走行装置２ａ，２ｂを上方位置に確実に保持する。
【００５５】
この状態で、操縦者は、把手２４を持って押すことにより、前後キャスタ４０ａ，４０ａにより自由に転向しつつ平坦面を任意の場所に移動し得る。これにより、荷台７に車椅子Ｋを乗せた状態で、レール手段３１上に左右一方のクローラ走行装置を合わせると共に、転動ローラ２２をガイドレール２１に嵌合する等の階段移動装置の位置合わせを容易かつ素早く行うことができる。更に、下側の平坦面、階段中央の踊り場、上側平坦面、地下通路及び跨線橋等の渡り部分も、車椅子を乗せたままで方向転換しつつ自由に移動し得る。
【００５６】
ついで、一部変更した実施例について説明する。平坦面にあっても、点字ブロック等の凹凸がある場合、特に該凹凸部から階段移動装置を始動する場合、荷台上に電動車椅子等を載置している重荷重状態にあっては、人力による階段移動装置の移動が過重になることが考えられる。この場合、前後一方のクローラ走行装置を接地して、該クローラ走行装置の動力走行をアシストして用いることが好ましい。一例としては、後部の傾斜カム片６３ｂを緩傾斜面又は水平面、更には該カム片６３ｂ自体をなくすことにより、操作杵４１の操作では、専ら前部クローラ走行装置１ａ，１ｂを持上げて接地解除する。これにより、後部クローラ走行装置２ａ，２ｂを接地した状態で、前部クローラ走行装置１ａ，１ｂを持上げ、操縦者は、前方キャスタ４０ａにより自由に転向しつつ、後部クローラ走行装置の電気モータ２０による駆動力にアシストされて、上述した点字ブロック等の凹凸面で重荷重状態にあっても、１人の操縦者により容易に移動し得る。なお、後部クローラ走行装置を持上げて接地解除する場合、トグルクランプ４２を操作することにより、持上げ位置に保持できる。
【００５７】
更に、図８（ｂ）に沿って、他の実施例について説明する。本実施例では、前後の傾斜カム片６３ａ’，６３ｂ’の形状を変更すると共に、操作杵４１を３位置に操作・固定可能とする。即ち、前部傾斜カム片６３ａ’の下部に平坦部ａを設け、また後部傾斜カム片６３ｂ’の上部に平坦部ｂを設ける。これにより、操作杵４１の解放位置（図８（ａ）の鎖線位置）から１段前方位置において、前ローラ６７ａは前部傾斜カム片６３ａ’の傾斜面に沿って平坦面ａの境まで移動し、かつ後ローラ６７ｂは後部傾斜カム片６３ｂ’の平坦部ｂにそって傾斜面の境まで移動する。この状態では、前述と同様に、前部自走体３Ｆは持上げられて前キャスタ４０ａが接地するが、後部自走体３Ｒは持上げられず、後部クローラ走行装置は接地状態にある。更に、操作杵４１をもう１段前方に操作すると、前ローラ６７ａは前部傾斜カム片６３ａ’の平坦面ａに沿って移動し、前部自走部を持上げ状態に維持し、かつ後ローラ６７ｂは後部傾斜カム片６３ｂ’の傾斜面に沿って移動し、後部自走部を持上げて、後キャスタ４０ａ及び中央固定輪４０を接地する。
【００５８】
また、図３に示すように、平坦面の所定位置において荷台７に車椅子を昇降するには、足踏みブレーキ７１を踏んで駐機した状態で、荷台前方の渡し板３０を、ラッチを外して下方に回動し、かつ上端横棒３８を接地しつつ折り畳状の２板の板３０ａ，３０ｂを延ばして、比較的長い左右渡し板を構成する。これにより、該渡し板３０ａ，３０ｂにより容易に車椅子Ｋは荷台７に乗り込み又は荷台から降りることができる。なおこの際、車椅子Ｋは、自走式階段移動装置の前進方向に向けて乗り込み、階段の昇降に拘わらず、車椅子搭乗者は常に前進方向を向いている。
【００５９】
ついで、図１３ないし図１６に沿って、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、先に説明した実施の形態を同じ部分については、同一符号を付して説明を省略する。上述した実施の形態にあっては、階段側部にレール手段３１の外、荷台７の水平保持機構Ｈ₁ 用のガイドレール２１を必要とする。該ガイドレールは、階段の上下端の平坦面に所定長さを延出されるため、階段の通常の使用勝手を損なうことがあり、特に駅のようにラッシュアワーがある場合、通行の障害となることがある。そこで、本実施の形態にあっては、ガイドレールを用いないで荷台の水平を保持する水平保持機構Ｈ₂ を用いることを特徴とする。
【００６０】
支持フレーム５ａ，５ｂにブラケット７５を固設し、該ブラケット７５にはそれぞれ左右の電動シリンダ装置２６の先端部２６ａが回動自在に連結される。また、該左右の電動シリンダ装置２６は、そのモータ２６ｂを有する基端端が荷台７の所定位置に回動自在に連結されている。一方、荷台７の後方下部には、ガスレートジャイロ、振動ジャイロ又は重垂等による水平センサ（水平検出手段）２５が配設されており、該水平センサは、角加速度（又は角速度）により又は直接に、荷台７の水平度、具体的には連結軸６による水平角（０度）からの傾斜角を検出し得る。
【００６１】
そして、制御盤７０内の制御部は、水平センサ２５からの信号を受信して自走部３（及び支持フレーム５ａ）の角度変化に拘わらず、荷台７が水平状態を保持するよう、前記電動シリンダ装置２６に所定信号を出力する。
【００６２】
従って、本実施の形態によると、自走部３の駆動により、左右の一方のクローラ走行装置がガイドレール３１の歯に噛合しつつ案内されて走行すると共に、それと一体の左右他方のクローラ走行装置が階段を昇降する。この際、図１３の左側（下方）に示すように、平坦面から階段の登り口に移行する場合、まず前部クローラ走行装置１ａ，１ｂが１段目に渡るように傾斜して、レール手段３１の傾斜面に乗かり、階段移動装置Ａ₂ の進行に伴い、自走部３（及び支持フレーム５ａ，５ｂ）の傾斜角を徐々に増加するが、その変化率は小さい。このため、上記水平センサ２５からの信号に基づき収縮制御される電動シリンダ装置２６の回転速度をゆっくりで良く、水平センサ２５からの信号に対応して荷台７を水平状態に保持し得る。
【００６３】
そして、後部クローラ走行装置２ａ，２ｂもレール手段３１の傾斜部に完全に乗り込むと、自走部３の傾斜角は、階段傾斜角に沿った一定角度となり、原則として水平センサ２５による角度変化の検知はなくなり、電動シリンダ装置２６は一定位置に保持される。
【００６４】
更に、図１３の右側（上方）に示すように、前部クローラ走行装置１ａ，１ｂが階段の最上部に至り、回動中心でありかつ荷台７の揺動中心でもある連結軸６が最上角部を越えると、該前部クローラ走行装置は瞬間的に階段傾斜角から水平状態に変化するが、支持フレーム５ａ，５ｂと荷台７との角度関係は変化せず、電動シリンダ装置２６は一定長さにあって、荷台７は水平状態を維持している。更に、階段移動装置Ａ₂ の進行に伴い、自走部（支持フレーム）の角度は徐々に水平方向に近づくように変化するが、その変化率（角速度）は小さく、水平センサ２５からの信号に対応して電動シリンダ装置２６は比較的ゆっくりと伸長して、荷台７を水平状態に保持する。そして、後部クローラ走行装置２ａ，２ｂも完全に平坦面に位置して、自走部３（支持フレーム５ａ，５ｂ）が水平になると、電動シリンダ装置２６の伸長も停止され、荷台７は水平に維持される。
【００６５】
なお、前記図１０に沿って述べているが、電動シリンダ装置２６を介してのモーメント荷重等により、前部クローラ走行装置１ａ，１ｂ及び後部クローラ走行装置２ａ，２ｂは、レール手段３１に押付ける力Ｖ３，Ｖ４が常に作用しているので、浮上がり防止ガイド３７はなくてもよく、本実施の形態の場合、水平保持機構としてのガイドレール２１を省略する以上、上記浮上がり防止ガイド３７も省略することが好ましく、従って転動ローラ２２及び遊動ローラ３６も省略される。なお、階段傾斜面に位置する浮上り防止ガイド３７は、邪魔になることはないので、この部分は、該ガイドを設け、平坦面に対応する部分のみを省略してもよい。更に、レール手段３１は、平坦面からの突出を少なくするか又はなくすことが好ましく、従って平坦面にておいて溝内にオープンベルト３２を設置し、蛇行防止ガイド３５の上端を平坦面に面一にするか又はその突出高さを低く押えることが好ましい。更に、平坦面部分のみ、蛇行防止ガイド３５を低くするか又は該ガイド自体をなくしてもよい。また、レール手段３１自体を、平坦面部分の長さを傾斜面との境から前部又は後部クローラ走行装置の長さに相当する長さ、即ち上記境から階段２段分以下の長さにして、自走時、レール手段傾斜面にかかるクローラ走行装置のみがレール手段に噛合するようにしてもよい。
【００６６】
また、クローラ走行装置１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂの接地解除を前述した操作杵４１等により行ってもよいが、特に後部クローラ走行装置の接地解除を、制御盤７０から延びているペンダントスイッチ（図示せず）により、電動シリンダ装置２６を伸縮制御して行ってもよい。即ち、電動シリンダ装置２６を、荷台７が略々水平状態にあってかつ後部クローラ走行装置２ａ，２ｂが接地する位置に保持して、上述した平坦面状でのクローラ走行（前部をキャスタ４０ａにて後部をクローラ走行装置２ａ，２ｂの駆動による移動）を行い、更に該電動シリンダ装置２６を僅かに収縮して後部クローラ走行装置を持上げ、後部キャスタ４０ａ及び固定輪４０を接地して、人力による階段移動装置の移動を行う。
【００６７】
ついで、図１７ないし図１９に沿って、更に変更した第３の実施の形態について説明する。
【００６８】
本実施の形態は、信頼性の高いポテンショメータ等の検出手段を用いたプログラム制御により、簡単で遅れ及びハンチングのない荷台の水平保持機構Ｈ₃ の制御を行うことを特徴とする。
【００６９】
本実施の形態による水平保持機構Ｈ₃ は、図１７に示すように、前記電動シリンダ装置２６と、自走部３の電気モータの回転数を検出する手段４５と、支持フレーム５ａに対する前部クローラ走行装置１ａの連結軸６まわりの回転角を検出する手段４６と、同じく支持フレーム５ａに対する後部クローラ走行装置２ａの連結軸１９まわりの回転角を検出する手段４７と、前記各手段（階段位置検出手段）４５，４６，４７から信号を入力して、予め設定（格納）されているプログラムに沿って前記電動シリンダ装置２６に出力する制御部Ｕと、を備えている。
【００７０】
前記検出手段４５は、前部走行部３Ｆ及び後部走行部３ＲのブラシレスＤＣモータ等の電気モータ１３，２０の両方又は一方の出力軸の回転数を検出すべく、前記制御盤の電気パルスを検出するセンサか、又は前記モータ出力軸若しくは駆動軸１０，１６の回転数を検出する回転計からなる。また、前部及び後部クローラ走行装置の回転角を検出する前部及び後部角度検出手段４６，４７は、左右いずれか一方に設けられ、支持フレーム５ａに設置されたポテンショメータ４６ａ，４７ａと、前部及び後部のトラックフレーム１１ａ，１７ａに一端を固定されて前記フレーム方向に延びているセンサバー４６ｂ，４７ｂと、を有し、これらセンサバーの先端屈曲部を各ポテンショメータ４６ａ，４７ａのアーム４６ｃ，４７ｃに形成された係合溝に摺動自在に嵌合してなる。
【００７１】
ついで、本水平保持機構Ｈ₃ を用いた自走式階段移動装置の作用について、図１８、図１９に示すフローチャートに沿って説明する。まず、操縦者の操作により階段移動装置の進行が前進方向（階段の登り方向）か後進方向（階段の降り方向）かを判断し（Ｓ１）、前進方向であれば、前後の走行用電気モータ１３，２０を前進（正）方向に（Ｓ２）、また後進方向であれば、上記電気モータを後進（逆）方向に回転して（Ｓ３）、前部及び後部クローラ走行装置１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂを走行する。
【００７２】
前進方向に走行する場合、前部クローラ走行装置１ａ，１ｂの先端がレール手段３１の傾斜面にかかると、前後方向に短くかつその中央の連結軸６を中心に回動する該クローラ走行装置は、支持フレーム５ａの後部連結軸１９を中心した回動に比して大きな回動角にて回動して、支持フレーム５ａに対してプラス（図中反時計）方向に相対的に回動する。該回動変化は、トラックフレーム１１ａに固定されているセンサバー４６ｂ及びアーム４６ｃを介してポテンショメータ４６ａにより検出される（Ｓ４）。すると、検出手段４５により検出されている走行用電気モータ１３，２０の回転数の積算が、上記ポテンショメータ４６ａ（即ち前部角度検出手段４６）の角度変化を検出した時点から開始され（Ｎ＝０；Ｓ５）、更に該電気モータの回転数に応じた速度で同期電動機、ステッピングモータ等の電気モータ（２６ｂ）を回転して電動シリンダ装置２６が収縮を開始する（Ｓ６）。
【００７３】
一般に、本自走式階段移動装置は、駅等の定められた場所にて用いられ、駅等で各ホームへの階段が多数あるとしても、階段傾斜角は概ね一定に設計されている。従って、予め、制御盤７０内で階段傾斜角は設定されており、該設定により、走行用電気モータ１３，２０の回転数と、水平制御用電動シリンダ装置２６のモータ２６ｂの回転数とが関連づけられている（リンクされている）。これにより、クローラ３２とレール手段３１の噛合により滑ることなく進行する自走部３の移動量に対応して、電動シリンダ装置２６は収縮することに基づき、支持フレーム５ａ（自走部３）が傾斜するにも拘わらず、荷台７は常に水平状態に保持される。
【００７４】
上記電動シリンダ装置の駆動は、前記走行用電気モータの積算回転数Ｎが所定数Ｕ１、即ち前部クローラ走行装置１ａ，１ｂの接地面先端部がレール手段３１の傾斜面に乗り上げを開始した時点から、後部クローラ走行装置２ａ，２ｂの接地面後端部がレール手段傾斜面に乗り上げて、自走部３（支持フレームの両連結軸６，１９を結ぶ線）がレール手段傾斜角に一致するまでの距離に相当する所定積算回転数Ｕ１を越えるまで（Ｎ＞Ｕ１）続けられる（Ｓ７）。そして、上記積算回転数Ｎが上記所定数を越えた時点で、上記電動シリンダ装置の収縮駆動は停止される（Ｓ８）。更に、階段傾斜角に沿った自走部３の走行（上昇）は続けられ、この際、上記電動シリンダ装置２６は停止状態にあって、荷台７は水平状態に安定保持されている。
【００７５】
そして、前部クローラ走行装置１ａ，１ｂの連結軸６部分が階段上端部に至ると（図１及びず１３の右側（上方）部分参照）、前部クローラ走行装置が連結軸６を中心にマイナス（図面時計）方向に瞬間的に大きく回動する（Ｓ９）。すると、前述と同様に、支持フレーム５ａに対して前部クローラ走行装置が回動変化し、該回動変化がポテンショメータ４６ａ（前部角度検出手段４６）により検出され、かつ前記Ｓ５と同様に、走行用電気モータの回転数の積算が開始されると共に（Ｎ＝０；Ｓ１０）、電動シリンダ装置２６が伸長方向に駆動開始される（Ｓ１１）。該電動シリンダ装置の駆動は、前述と同様に、走行用電気モータの回転数に応じた速度に設定されており、支持フレーム５ａ（自走部３）が徐々に水平方向に近づくように角度変化するのに合わせて、所定速度で伸長し、荷台７は常に水平状態に保持される。
【００７６】
更に、自走部３が前進して後部クローラ走行装置２ａ，２ｂの連結軸１９が階段上端角部を越えて、該クローラ走行装置も水平状態に回動して自走部が水平状態になると、該前部及び後部クローラ走行装置の両連結軸６，１９の距離に相当するように走行用電気モータの回転数の所定積算値Ｕ２が設定されているため、電気モータの回転数積算値が上記所定値を越え（Ｎ＞Ｕ２；Ｓ１２）、電動シリンダ装置２６の駆動は停止される（Ｓ１３）。この状態にあっては、自走部３と荷台７とは略々平行にあって荷台は平行状態に保持されている。
【００７７】
そして、後部クローラ走行装置の後端が階段の上端角部から外れ、更に安全が確保される所定量前進するように、所定時間又は所定積算回転数走行用電気モータの駆動を継続した後、該電気モータは停止され（Ｓ１４）、階段上昇の制御は終了する。
【００７８】
一方、前記ステップＳ１にて後進（階段の降り方向）と判断された場合、走行用電気モータ１３，２０は、後進（逆）方向に駆動されて自走部３を後進する（Ｓ３）。そして、後部クローラ走行装置２ａ，２ｂの連結軸１９が階段上端角部を越えて、該走行装置が連結軸１９を中心にプラス（反時計）方向に回動すると、該回動変化が後部角度検出手段４７により検出される（Ｓ２１）。即ち、後部自走部の回転により、トラックフレーム１７ａは、連結軸１９を中心に回動し、それと一体のセンサバー４７ｂは、アーム４７ｃを介して支持フレーム５ａに設置されているポテンショメータ４７ａを回動し、該回動変化が制御部Ｕに送信される。
【００７９】
すると同時に、走行用電気モータの回転数の積算が開始され（Ｎ＝０；Ｓ２２）、更に電動シリンダ装置２６が伸長方向に駆動開始される（Ｓ２３）。該電動シリンダ装置の駆動は、走行用電気モータの回転数に連動しており、階段降り方向にあっては、荷台７上の荷重及び階段移動装置の自重が進行方向に助勢するので、該荷重が負荷として作用する階段登り方向に比して走行用電気モータの回転数も速くなり、その分電動シリンダ装置の移動も速くなる。
【００８０】
そして、前記電気モータ回転数の積算値Ｎが、前部及び後部クローラ走行装置の両連結軸６，１９の距離に略々相当する所定積算値Ｄ１（≒Ｕ２）を越えると（Ｎ＞Ｄ１；Ｓ２４）、電動シリンダ装置２６が停止される（Ｓ２５）。この状態は、前部クローラ走行装置１ａ，１ｂも階段傾斜部に位置して、自走部３が該一定の傾斜角になっており、荷台７は水平状態に保持された状態で、自走部３が階段降り方向に進行（後進）する。
【００８１】
そして、後部クローラ走行装置２ａ，２ｂの接地先端部が階段下方の平坦面（レール手段の平坦面）に至ると、支持フレーム５ａの回動変化に比して大きい変化量にて後部クローラ走行装置２ａ，２ｂは回動する。即ち、支持フレーム５ａが後部連結軸６を中心に回動するのに対し、後部クローラ走行装置はその中央の連結軸１９を中心に回動し、両者の相対角度変化が、ポテンショメータ４７ａ（後部角度検出手段４７）によりマイナス（時計）方向の角度変化として検出される（Ｓ２６）。すると、走行用電気モータの回転数の積算が開始される（Ｎ＝０；Ｓ２７）と共に、電動シリンダ装置２６が収縮方向に駆動開始される（Ｓ２８）。該電動シリンダ装置の駆動は、走行用電気モータの回転数に連動して制御され、自走部３（支持フレーム５ａ）の角度変化に拘わらず、荷台７は常に水平状態を保持される。
【００８２】
更に、自走部が進行して、走行用電気モータの回転数積算量が、後部クローラ走行装置の接地前端部（進行方向前端）から前部クローラ走行装置の接地後端部までの距離に略々相当する所定値Ｄ２（≒Ｕ１）を越えると（Ｎ＞Ｄ２；Ｓ２９）、電動シリンダ装置の駆動が停止され（Ｓ３０）、更に所定時間又は所定積算回転数走行用電気モータの駆動が維持されて、階段下端から所定距離離れた所で該電気モータも停止され（Ｓ３１）、階段下降の制御は終了する。
【００８３】
なお、階段と平坦面との移行部分において、階段上端側と下端側では、移動部分の距離が相違するので、走行用電気モータと水平保持用電動シリンダ装置モータとを関連する係数が異なっており、更に該移行部分の各位置において、自走部の進行速度と支持フレーム（自走部）傾斜角変化率（角速度）とはリニアにならないので、走行用電気モータの積算回転数に基づき、自走部の各位置において荷台が水平になるように制御部にて演算するか又はマップを格納しておき、移行部分の各位置に拘わらず、常に荷台が水平になるように予めプログラムしておく。
【００８４】
以上説明した水平保持機構Ｈ₃ によると、前部角度検出手段４６又は後部角度検出手段４７の角度変化検出及び走行用電気モータ回転検出手段（４５）により、自走部３の階段に対する関係、電動シリンダ装置２６を制御するので、フィードバックを行うことなく、予め設定されたプログラムに沿って制御することにより、ハンチング等を生じることなく、正確かつ確実に荷台７を水平状態に保持して、車椅子搭乗者に不安感を与えることはない。更に、前部又は後部角度検出手段４６，４７のプラス方向又はマイナス方向の回動変化により、電動シリンダ装置の移動方向を変えてあるので、誤作動を生じることがなく、信頼性の高いポテンショメータ等の角度検出手段と相俟って、安全性の高い確実な制御を行うことができる。
【００８５】
なお、上記ポテンショメータによる角度変化検出は、所定不感帯幅を有しており、階段傾斜面上にあって、クローラの歯とレール手段の歯との噛合関係等による僅かな角度変化によりステップＳ４，Ｓ９，Ｓ２１，Ｓ２６等の信号を出力することはない。また前部及び後部角度検出手段は、上述したようにポテンショメータに限らず、例えば各２枚のセンサカムとリミットスイッチにより、階段下端部及び階段上端部の角度変化を検出してもよい。
【００８６】
また、上述実施の形態では、上記階段と平坦面の移行終了を、走行用電気モータの積算回転数により判定したが、これに限らず、進行方向後側となるクローラ走行装置の角度変化がなくなることを前部又は後部角度検出手段４６，４７にて検出することにより判断してもよい。即ち、ステップＳ７，Ｓ１２を後部角度変化が０となる、またステップＳ２４，Ｓ２９を前部角度変化が０となる、に変更してもよい。また、電動シリンダ装置の駆動開始を、進行方向前側の角度変化により行っているが、これは、進行方向後側のクローラ走行装置の角度変化により行ってもよい。
【００８７】
更に、上記進行方向後側となるクローラ走行装置の角度変化を安全装置として用い、進行方向前側となる角度変化（即ちＳ２，Ｓ９；Ｓ２１，Ｓ２６）からの走行用電気モータの所定積算回転数幅内に後側の角度変化が０となる場合以外、走行用電気モータ及び電動シリンダ装置用モータを停止するようにすると好ましい。例えば、走行用電気モータ積算回転数Ｎを上記Ｕ１，Ｕ２，Ｄ１，Ｄ２よりも前後方向に僅かに大きく設定した所定積算回転数幅を予め設定しておき、クローラ走行装置がスリップしつつ移動するような場合、電動シリンダ装置がその移動を完了した状態にあっても、進行方向後側となる角度検出手段が角度変化を続けて検出することになり、上記所定積算回転数幅を越えても依然として角度変化を検出する場合は、異常と判断して、直ちに走行用電気モータを停止して電磁ブレーキを作動し、階段移動装置を停止する。
【００８８】
また、例えば階段登り状態にあって、前部クローラ走行装置はレール手段に案内されるが、後部クローラ走行装置がレール手段から外れている場合、前部クローラ走行装置の角度変化により電動シリンダ装置が移動を開始するが、後部クローラ走行装置の先端が階段最下段に当って自走部が停止し、この状態では、上記所定積算回転数幅に至らない前に後部角度検出手段による角度変化量が０となり、直ちに電動シリンダ装置の駆動を停止すると共に、走行用電気モータを停止する。
【００８９】
また、前部及び後部角度検出手段４６，４７が、所定範囲以上、即ち平坦面とレール手段の傾斜面との角度以上の角度変化を検出した場合、直ちに走行用電気モータ及び電動シリンダ装置を停止するように構成すると好ましい。即ち、階段下降時、例えば前部クローラ走行装置がレール手段から外れている場合、該走行装置の前後長は階段２段以上ないので、その連結軸６が階段角部を越えると、前部クローラ走行装置は、その先端が１段下の階段に当たるまで大きく回動する。同様に、後部クローラ走行装置がレール手段から外れている場合も、該走行装置は上記所定範囲以上に回転する。この状態では、電動シリンダ装置（前部クローラ走行装置がレール手段から外れている場合はまだ駆動されていないが）を停止すると共に、走行用電気モータを停止して電磁ブレーキを作動し、階段移動装置をその状態で直ちに停止する。
【００９０】
以上説明したように、前部及び後部角度検出手段を用いることにより、異常時は自動的に停止して、安全性をも向上することができ、ガイドレールを用いないものにあっても、高い信頼性と安全性を確保することができる。
【００９１】
なお、上述実施の形態は、左側のクローラ走行装置をレール手段に噛合した場合を説明したが、本自走式階段移動装置は、左右対称に構成されおり、階段の左右いずれの側にレール手段、ガイドレール等があっても、同様に適用できる。また、上述実施の形態は、荷台７に車椅子を載置した場合について説明したが、これに限らず、荷台７に新聞、雑誌等荷物を載置してもよい。
【００９２】
なお、上述実施の形態は、左右それぞれに前部クローラ走行装置及び後部クローラ走行装置を設けているが、本発明は、左右それぞれに１個のクローラ走行装置を有するものにも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した第１の実施の形態の作動を示す全体側面図。
【図２】その自走式階段移動装置の平面図。
【図３】その側面図。
【図４】その後面図。
【図５】自走部を示す斜視図。
【図６】クローラ走行装置（前部及び後部自走部）を示す側面図。
【図７】自走部を示す平面図。
【図８】（ａ）は、クローラ走行装置の接地を解除する操作手段を示す側面図、（ｂ）は、一部変更した実施例を示す図。
【図９】自走式階段移動装置の正面図。
【図１０】自走式階段移動装置の荷重状態を示す図。
【図１１】クローラ走行装置とレール手段の噛合を示す図。
【図１２】第１の実施の形態に適用される階段模形を示す図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図。
【図１３】本発明を適用した第２の実施の形態の作動を示す全体側面図。
【図１４】その自走式階段移動装置の平面図。
【図１５】その側面図。
【図１６】その後面図。
【図１７】本発明の第３の実施の形態による水平保持機構を示す概略側面図。
【図１８】その作用を示すフローチャート。
【図１９】上記図１８の続きを示すフローチャート。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ前部クローラ走行装置
２ａ，２ｂ後部クローラ走行装置
３自走部
３Ｆ前部自走部
３Ｒ後部自走部
５ａ，５ｂ支持フレーム
６（前部）連結軸
７荷台
９ａ，９ｂ駆動輪
１０駆動軸
１１ａ，１１ｂトラックフレーム
１３駆動源（前部電気モータ）
１５ａ，１５ｂ駆動輪
１６駆動軸
１７ａ，１７ｂトラックフレーム
１９連結軸
２０駆動源（後部電気モータ）
３１レール手段
３２ゴム製クローラ
３２ａ歯
３３長尺部材（歯付きオープンベルト）
３３ａ歯
３７ガイドレール
４０支持車輪
４０ａキャスタ
４１，４２操作手段（杵）
Ａ₁，Ａ₂ 自走式階段移動装置
Ｈ₁，Ｈ₂，Ｈ₃ 水平保持機構
Ｌ，Ｒ左右のクローラ走行装置

Claims

左右２列のクローラ走行装置及びこれらクローラ走行装置を駆動する駆動源を有し、前記左右のクローラ走行装置を一体に連結してなる自走部と、
前記自走部を回動自在に連結すると共に荷台を支持する支持フレームと、
階段の側部に該階段の傾斜角に沿って施設される、凹凸部を有するレール手段と、を備え、
前記左右のいずれか一方のクローラ走行装置が前記レール手段に滑止めされた状態で案内されて走行すると共に、他方のクローラ走行装置が階段上を走行すること、
を特徴とする自走式階段移動装置。
前記クローラ走行装置は、所定ピッチの歯を外周面全周に亘り形成したゴム製クローラを有し、
前記レール手段は、前記ゴム製クローラのピッチと同じピッチからなる歯を有する長尺部材と、該長尺部材の左右に沿って配置され前記クローラ側面をガイドする蛇行防止ガイドと、を有してなる、
請求項１記載の自走式階段移動装置。
前記長尺部材は、ゴム製の歯付きオープンベルトからなる、
請求項２記載の自走式階段移動装置。
前記クローラ走行装置の前記支持フレームとの連結部と同軸状に遊動ローラを設け、
前記レール手段の上方に、該遊動ローラが転接して、前記一方のクローラ走行装置の前記レール手段からの浮上りを防止するガイドレールを設けた、
請求項１ないし３のいずれか記載の自走式階段移動装置。
前記左右２列のクローラ走行装置は、それぞれ前部クローラ走行装置及び後部クローラ走行装置を有し、
前記自走部は、前記左右の前部クローラ走行装置を、左右駆動輪を連結する駆動軸及び左右トラックフレームの中央部を連結する連結軸にて互に一体に構成し、かつこれら駆動軸及び連結軸に橋絡して前部電気モータを設けると共に該電気モータの出力軸を前記駆動軸に連動してなる前部自走部と、
前記左右の後部クローラ装置を、左右駆動輪を連結する駆動軸及び左右トラックフレームの中央部を連結する連結軸にて互に一体に構成し、かつこれら駆動軸及び連結軸に橋絡して後部電気モータを設けると共に該電気モータの出力軸を前記駆動軸に連動してなる後部自走部と、を有し、
前記支持フレームが、前記荷台の左右において前記前部自走部の連結軸及び前記後部自走部の連結軸に回動自在に支持されてなり、
前記荷台は、前記前部自走部の連結軸に回動自在に支持され、
そして前記荷台を、前記自走部の傾斜角に拘りなく水平状態に保持する水平保持手段を設けた、
請求項１ないし４のいずれか記載の自走式階段移動装置。
前記クローラ走行装置の１個あたりのクローラ接地面の長さが、階段の２段分の長さ以下である、
請求項１ないし５のいずれか記載の自走式階段移動装置。
前記荷台の下方に、キャスタを含む複数の支持車輪を設け、
これら支持車輪に対して前記クローラ走行装置が下方に突出する位置と上方に退避する位置に切換える操作手段を設けた、
請求項１ないし６のいずれか記載の自走式階段移動装置。
前記荷台の下方に、キャスタを含む複数の支持車輪を設け、
これら支持車輪に対して前記前部クローラ走行装置及び後部クローラ走行装置が下方に突出する位置と、上方に退避する位置と、前記キャスタに対して前記前部及び後部クローラ走行装置のいずれか一方が上方に退避しかつ前記他の支持車輪に対して他方が下方に突出する位置と、に切換える操作手段を設けた、
請求項５記載の自走式階段移動装置。