階段昇降機
【課題】特に複雑な機構を用いることなく、傾斜状態から水平状態、またはその逆の状態に移行する際の揺動を抑え、安定した状態遷移を可能にする階段昇降機を提供する。
【解決手段】階段昇降機１に用いられるクローラベルト３４の軌道を画定する軌道フレーム３０を、前部接地ガイド部３０ＦＧと後部接地ガイド部３０ＢＧと中間部３０Ｃとで構成し、前部接地ガイド部３０ＦＧ並びに後部接地ガイド部３０ＢＧの接地長は、連続する二つの階段の各段鼻を結ぶ最短長Ｌｓより大であり、中間部３０Ｃは、側面視三角形状の屈曲部であって、当該屈曲部の接地面への投影長Ｌｐが、上記最短長Ｌｓより小となるように構成する。
【解決手段】階段昇降機１に用いられるクローラベルト３４の軌道を画定する軌道フレーム３０を、前部接地ガイド部３０ＦＧと後部接地ガイド部３０ＢＧと中間部３０Ｃとで構成し、前部接地ガイド部３０ＦＧ並びに後部接地ガイド部３０ＢＧの接地長は、連続する二つの階段の各段鼻を結ぶ最短長Ｌｓより大であり、中間部３０Ｃは、側面視三角形状の屈曲部であって、当該屈曲部の接地面への投影長Ｌｐが、上記最短長Ｌｓより小となるように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自走式の階段昇降機に関するものであって、自足歩行が困難な者が階段昇降する際に特に好適な階段昇降機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来このような階段昇降機（以後、必要に応じて機体ともいう。）としては、例えば下記特許文献１に記載の車椅子用の階段昇降運搬車１００が知られている。この従来技術を図１を用いて説明する（同図（ａ）は平地移動状態、（ｂ）は階段昇降状態、（ｃ）は、階段の「昇り終わり」または「降り始め」の状態を示す側面図である）。
【０００３】
この階段昇降運搬車１００の主要構成は、車椅子を搭載するフロア（荷台）１０４を備えた車椅子搭載部１０１とクローラ１０３を備えたクローラ駆動部１０２からなり、車椅子搭載部１０１の一端部がクローラ駆動部１０２に対して回動自在に枢支されている。そして、駆動端が車椅子搭載部１０１を支持すると共に固定端がクローラ駆動部１０２で支持された伸縮シリンダ１０８の伸縮動作によって、クローラ駆動部１０２に対して車椅子搭載部１０１を所定の範囲内で傾斜自在な構成となっている。
【０００４】
また、クローラ駆動部１０２におけるクローラ１０３の接地する面側にある軌道フレームの一部は、２つのフレーム（前部そり部１３８、後部そり部１３９）を進行方向に対して前後に連結した構造を有しており、これらフレームの連結軸Ｏを屈曲点として、接地面とは反対の側（荷台側であって、接地面とは離間する方向）に「へ」の字状に屈曲自在となっている。
【０００５】
特許文献１に記載された車椅子用の階段昇降運搬車１００によれば、図１（ｃ）に示す様に、例えば運搬車１００の階段上昇に伴い階段の最上段の段鼻にさしかかって、走行状態が傾斜状態から水平状態に向きを変える場合に、機体が大きく傾動せずに円滑な走行姿勢の変更をなすべく、後部そり部１３９に駆動端部を有する伸縮シリンダ１０７を収縮させて、階段の傾斜面から上階のフロアの水平面（以後、フロア面とも言う。）に沿って後部そり部１３９を屈曲させている。そして、これに沿ってクローラ１０３の接地面が屈曲するのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１２９５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１の階段昇降運搬車１００において階段最上段の段鼻での軌道フレームの揺動を抑えるためには、屈曲点Ｏが階段最上段の段鼻の位置に到達するまで前部そり部１３８と後部そり部１３９とは屈曲の無い直線状の軌道フレームの状態を維持し、屈曲点Ｏが最上段の段鼻の位置に到達した際に伸縮シリンダ１０７を収縮させて屈曲動作に移行するという動作態様となる。
【０００８】
そして、このような動作態様により、例えば傾斜状態から水平状態への移行（階段上昇時）においては、後部そり部１３９の先端が階段最上段の段鼻を越えて連結軸（屈曲点）Ｏが最上段の段鼻の位置にくるまでの間に、後部そり部１３９は、フロア面、傾斜面の何れにも接地しない状態が存在する。同様にフロア面から階段の傾斜面への移動（階段下降）時には、前部そり部１３８がフロア、傾斜面の何れにも接しない状態が存在する。
【０００９】
この様に軌道フレームの一部が非接地となる階段最上段において、階段上昇時においては前部そり部１３８によって、階段下降時には後部そり部１３９によって、それぞれ機体を傾斜面または水平面上で確実に支持することが求められる。
【００１０】
したがって、クローラ駆動部の前部そり部１３８の長さは、階段上において搭乗者が着座した状態の車椅子を含む機体の合成重量を支持する上で最低限必要となる、連続する２段の階段の各段鼻を結ぶ最短長（以後、階段ピッチと言う。）以上の長さが必要となる。
【００１１】
同様に後部そり部１３９も、機体の合成重量を、階段の最上段に続くフロア面上で支持できるだけの長さが求められる。この際、不慮の外乱の発生によっても機体の合成重心の位置が階段上にある前部そり部１３８側に移動することを回避できるだけの十分なマージンを持つ長さが必要であり、特許文献１では、前部そり部１３８と同程度の長さとされている。
【００１２】
このように、特許文献１における従来の階段昇降運搬車においては、傾斜状態から水平状態又はその逆の状態への円滑な移行を行うために前部そり部１３８、後部そり部１３９に階段ピッチ以上の所要の長さが求められる。
【００１３】
一方、前部そり部１３８と後部そり部１３９とによって対応できる屈曲角度（つまりは、階段昇降運搬車１００が円滑な状態変化に対応できる階段の傾斜角度）は、クローラ駆動部の骨格を成す軌道フレームの高さ（接地側のフレームと、対向する非接地側のフレーム間の距離）で制限を受ける。軌道フレームの高さを大きくとることができれば、対応可能な傾斜角度も拡がるが、前部そり部１３８、後部そり部１３９に階段ピッチ以上という所要の長さが必要とされることから、軌道フレームの高さも相応する高さと成らざるを得ず、実用上求められる傾斜角度を有する階段に対応させるためには、機体の大型化が避けられない。
【００１４】
本願発明は、上記の課題に鑑みて成されたもので、その目的は、階段昇降に伴う機体の傾斜状態と水平状態との間における姿勢の移行動作時において、より簡単な構成で機体の揺動を抑えた円滑な移行動作を可能にすると共に、機体の小型化を可能にすることで旋回性能を確保する実用的な階段昇降機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
以上の課題を解決するために、請求項１に記載の階段昇降機は、連続する２段の段鼻を結ぶ最短長がＬｓである階段を昇降する階段昇降機であって、クローラベルトと、当該クローラベルトの軌道を画定する軌道フレームと、をそれぞれ左右一対備え、当該軌道フレームに沿って前記クローラベルトを駆動するクローラ駆動部と、当該クローラ駆動部によって搬送される搭載部と、を備え、前記軌道フレームは、前部接地ガイド部と中間部と後部接地ガイド部とを有し、前記前部接地ガイド部並びに前記後部接地ガイド部の接地長は、前記最短長Ｌｓより大であり、前記中間部は、側面視三角形状の屈曲部からなり、当該屈曲部の接地面への投影長が、前記最短長Ｌｓより小であることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項２に記載の階段昇降機は、請求項１に記載の階段昇降機において、前記側面視三角形状の屈曲部における前記投影長を底辺とした時になす前記三角形の底角である前記後部接地ガイド部側の底角αと前記前部接地ガイド部側の底角βは、傾斜角度γを有する前記階段に対して以下の関係式を満たすことを特徴とする。
γ−α≦β＜９０°−α （但し、α≦γ）
【００１７】
また、請求項３に記載の階段昇降機は、請求項２に記載の階段昇降機において、前記屈曲部が前記階段の最上段の段鼻に位置することを検出する検出手段と、前記軌道フレームから繰り出して当該軌道フレームの前記後部接地ガイド部を支持する後部補助輪と、前記検出手段による検出信号に応じて、前記後部補助輪を繰り出して前記軌道フレームを傾斜せしめる機体傾斜手段と、を備えた。
【００１８】
また、請求項４に記載の階段昇降機は、請求項３に記載の階段昇降機において、前記搭載部は、車椅子を載置する架台を有し、前記クローラ駆動部は、所定の曲率を有するスライドレールを備えた架台ベースであって、前記架台を当該スライドレール上にスライド自在に連結する前記架台ベースを有し、前記架台の水平からの傾斜状態を検出する傾斜検出手段と、検出した前記架台の傾斜状態に応じて、前記架台をスライドさせることにより、前記架台の水平状態を維持する調整手段と、を更に備えたことを特徴とする請求項３に記載の階段昇降機。
【００１９】
また、請求項５に記載の階段昇降機は、請求項４に記載の階段昇降機において、前記クローラ駆動部は、前記架台ベースを前後方向に移動自在に支持する架台フレームを有し、前記機体傾斜手段は、前記後部補助輪の繰り出しに応じて前記架台ベースを後方に移動せしめる。
【００２０】
さらに、請求項６に記載の階段昇降機は、請求項５に記載の階段昇降機において、前記側面視三角形状の屈曲部における前記底角αをなす斜辺の長さは４０ｍｍ以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本願発明の階段昇降機によれば、クローラベルトの軌道を担う軌道フレームは前部接地ガイド部と後部接地ガイド部と中間部とを有し、前部接地ガイド部と後部接地ガイド部の接地長を昇降対象となる階段の連続する２段の段鼻を結ぶ最短長（階段ピッチ）Ｌｓより大とすると共に、側面視三角形状の屈曲部である中間部の接地面への投影長をＬｓより小となるように構成した。この様に構成したことにより、中間部には最上段の階段の段鼻のみが食い込むことになるため、水平状態から傾斜状態へ、またはその逆の状態に機体の姿勢が変遷するに際しては、最上段の段鼻との中間部の接触部と、最上段の階段に続くフロア面と側面視三角形状の中間部における後方端部との接触部と、最上段から一段下の階段の段鼻と前部接地ガイド部との接触部と、の内のいずれか２点により、常に機体が支持された状態を確保できることになり、揺動を抑えた安定した状態遷移を行うことが可能となる。しかも、階段上での常態走行においては、中間部が関与することがなく、階段昇降中における走行姿勢への中間部による影響を受けることがない。この様に、本発明によれば、状態遷移時を含め、常に安定した階段昇降を行うことができる。
【００２２】
また、従来のように、軌道フレームそのものを状態遷移の都度機械的に屈曲させるという大掛かりな機構を用いる必要がなく、従来技術と比較して、全体として小型にすることが可能となり、特に奥行きが狭い階段の踊り場等において、旋回がし易くなり好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来技術である階段昇降運搬車の側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る階段昇降機１の斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係るクローラ駆動部３の斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る階段昇降機１の車椅子搭載時の側面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る階段昇降機１の斜視図である。
【図６】図４における後部ホイール部と架台ベースとを連携する機構を示す図である。
【図７】図４の階段昇降機において、後部フレームを傾斜させた状態を示す側面図である。
【図８】本発明の実施形態に係る階段昇降機１の階段昇降状態を示す図である。
【図９】本発明の実施形態における軌道フレーム３０の外形を示す側面図である。
【図１０】本発明の実施形態における階段昇降機１の階段走行（下降）時の軌道フレーム３０の状態を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態における階段昇降機１の後部補助輪を繰り出した際の側面図である。
【図１２】本発明の実施形態における屈曲部を検知するためのアームレバーと検出スイッチの取付例を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態における搭載重量に対する合成重心位置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、以下の説明では、「前後左右上下」という相対的な方向を示す用語は、特に断りが無い限り、本願発明の階段昇降機に車椅子が載置された状態で搭乗者が着座して正面を向いた状態を基準にした時に定まる方向を示すものとする。つまり、以下の説明における「前」とは機体に着座した搭乗者の正面方向を指し、「後」とは同搭乗者の背面方向を指し、「左」とは同搭乗者の左手方向を指し、「右」とは同搭乗者の右手方向を指すものである。同様に、「上」は同搭乗者の頭頂部の方向を指し、「下」は同搭乗者の足元の方向を指す。
【００２５】
各構成部について図２乃至図６を参照しながら以下に説明する。
図２は、本発明の実施形態に係る階段昇降機１の斜視図であり、図３は、クローラ駆動部３を示す斜視図である。また、図４は、図２において車椅子Ｋを載置した状態での階段昇降機１の側面図であり、図５（ａ）は階段昇降機１を左上前方からみた斜視図、図５（ｂ）は右下後方から見た斜視図である。また、図６は、図４において後部ホイールＢＷと架台ベース４４とを連係する機構を示す側面図である。
【００２６】
本実施形態における階段昇降機１の主要構成部は、搭乗部２と、クローラ駆動部３とから成り、搭乗部２とクローラ駆動部３とは、クローラ駆動部３の左右の軌道フレーム３０，３０を繋ぐ前後２本のクロスパイプ（連結棒）にそれぞれ設けられた支持フレーム４５，４５で支持された架台フレーム４に取り付けられた架台ベース４４と、車椅子Ｋを搭載するための架台２３とを、レール２４，２４、ハンドルスライダー２７を介してリンクバーＬＢにより連結することで一体化された構造となっている。
以下、各構成部について説明する。
【００２７】
搭乗部２は、車椅子上部固定フレーム２１と、車椅子下部固定フレーム２２と、架台２３と、左右一対のレール２４，２４と、この左右一対のレール２４，２４に固着されるハンドルフォーク２５ｂ，２５ｂと把持部２５ａとを備えたハンドル２５と、階段昇降機１の動作を統合的に制御するコントローラ２６と、クローラ駆動部３に対する搭乗部２の傾斜状態を変える伸縮シリンダＣＹ３とからなる。なお、ハンドル２５並びにコントローラ２６は、本発明の階段昇降機１を操作する操作者（搭乗者の補助者）が主として使用するために設けられている。
【００２８】
車椅子上部固定フレーム２１は、図２において２１ａ，２１ｂ，２１ｃの符号が付された三つのフレームが連結されたＵ字状のフレーム構造を有しており、このＵ字状フレームの開口部（フレーム２１ｂと対向する辺の側）が、搭載される車椅子Ｋに向かう様、フレーム２１ｂがハンドルフォーク２５ｂ，２５ｂにジョイントパイプ２１Ｐ，２１Ｐを介して固着されている。
なお、ジョイントパイプ２１Ｐ,２１Ｐは、車椅子Ｋが車椅子上部固定フレーム２１内に収納された際に、ジョイントパイプ２１Ｐ,２１Ｐが支持するＵ字状フレームの左右のフレーム２１ａ，２１ｃが、車椅子Ｋの左右のアームレストを固定することが可能な高さ位置となるように、ハンドルフォーク２５ｂ，２５ｂに沿って上下方向にスライドさせることによってその高さを調整可能であり、調整された位置で図示しないネジ等によりハンドルフォーク２５ｂ，２５ｂに固定される。
【００２９】
また、この車椅子上部固定フレーム２１の左右のフレーム２１ａ，２１ｃは、車椅子のアームレストを固定するための固定用プレート２１ｆ，２１ｆを備えており、斯かる固定用プレート２１ｆ，２１ｆに設けられた長孔にベルトを通して車椅子Ｋの左右のアームレストに巻きつけて車椅子のアームレストを左右のフレーム２１ａ，２１ｂにそれぞれ締着することができる。
【００３０】
車椅子下部固定フレーム２２は、パンタグラフジャッキ２２ａと、このパンタグラフジャッキ２２ａをジャッキボルトの先端が前側に向くように固定して載置するための下部ブラケット２２ｂと、その一端が下部ブラケット２２ｂの後端にある回動軸２２ｅで回動自在に軸支された上部ブラケット２２ｃと、この上部ブラケット２２ｃの上面の前端において板ばねを二枚重ねて形成された弾性プレートの中間部を溶接等により固着すると共に上部ブラケット２２ｃの左右の端部から所定の傾斜角度を持って左右斜め下方向に延在するように配置された固定用プレート２２ｄからなる。この固定用プレート２２ｄは、車椅子Ｋの骨格の一部をなす左右の下部パイプフレームをそれぞれ二枚の板ばねの間に通すことにより、かかる２枚の板ばねによる付勢力で車椅子のパイプフレームを挾着する構成となっている（図５（ａ）も参照のこと）。
【００３１】
また、上部ブラケット２２ｃの下面（パンタグラフジャッキ２２ａと向き合う面）側には上部ブラケット２２ｃを構成する左右の側面を連結する図示しない連結パイプが設けられており、この連結パイプを介して上部ブラケット２２ｃがパンタグラフジャッキ２２ａのジャッキアップ作用部と連結されている。これにより、パンタグラフジャッキ２２ａがジャッキボルトの回動によりジャッキアップされると、このジャッキアップ量に応じた傾斜角度で、上部ブラケット２２ｃは下部ブラケット２２ｂに対して回動軸２２ｅを支点に傾斜され、ジャッキアップ量が変わらない限りその状態を維持することになる。つまり、上部ブラケット２２ｃ上に載置される車椅子Ｋもこのジャッキアップ量に応じた傾斜角で傾斜した状態を維持するのである。
【００３２】
架台２３は、車椅子下部固定フレーム２２を載置する平坦部２３ａと、後述する架台ベース４４と当接する曲面部２３ｂと、平坦部２３ａの水平からの傾斜角度を検出する傾斜角度センサ２３ｃとを備え、平坦部２３ａにおいて、車椅子下部固定フレーム２２における下部ブラケット２２ｂが図示しないボルト等によって固定されている。
【００３３】
また、架台２３の左右の側面の後端部においてレール２４，２４が固着されており、これにより車椅子上部固定フレーム２１、下部固定フレーム２２、架台２３、レール２４、ハンドル２５とが一体化されている。
【００３４】
また、左右一対のレール２４，２４のレール間を跨ぐ様にハンドルスライダー２７が配されており、斯かるハンドルスライダー２７の前面は、伸縮シリンダＣＹ３の伸縮シャフトの駆動端によって支持されている。ハンドルスライダー２７は、伸縮シリンダＣＹ３の収縮動作に応じてレール２４，２４のレールに沿って上昇し、伸縮シリンダＣＹ３の伸長動作に応じて下降する。斯かる伸縮シリンダＣＹ３の伸縮動作は、架台２３に搭載される車椅子Ｋの水平に対する傾斜状態を所定の角度で一定に維持するために行われるものであるが、この傾斜維持のための制御に関わる説明は後述する。
【００３５】
コントローラ２６は、ハンドル２５の背面であって、伸縮シリンダＣＹ３と干渉しない位置（本実施形態では、操作者が操作し易い様に、よりハンドル２５の把持部に近い位置）に配されており、階段昇降機１の動作電源スイッチや、動作モードの切換えスイッチ等の操作ボタンを備え、操作ボタンを介して入力される指示情報に応じて後述する階段昇降に伴う傾斜制御を含む各動作部の統合的な制御に必要な制御信号を対応する階段昇降機１の各動作部に出力するものである。
以上により搭乗部２が構成されている。
【００３６】
次に、クローラ駆動部３の構成について説明する。
クローラ駆動部３は、クローラベルト３４の軌道を画定する左右一対の軌道フレーム３０，３０を有し、各軌道フレーム３０，３０は、前部フレーム３０Ｆと後部フレーム３０Ｂとで２分割されたフレーム構造となっている。
【００３７】
左右一対の前部フレーム３０Ｆ，３０Ｆは、アルミ等の金属からなる複数のクロスパイプを介して互いに連結されており、斯かるクロスパイプを利用して、駆動モータと減速機とを一体化した減速機ケースＤＭや、架台フレーム４を支持する支持フレーム４５、そして、後部フレーム３０Ｂ，３０Ｂの傾斜制御を成すための第１伸縮シリンダＣＹ１、また、左右に配置された後部ホイールＢＷ，ＢＷをその収納位置と繰り出し位置との間で位置制御するための第２伸縮シリンダＣＹ２，ＣＹ２等が、それぞれ固定的に配置されている。なお、第２伸縮シリンダＣＹ２，ＣＹ２は、架台フレーム４を挟む様にその左右の両サイドに配置される一対の伸縮シリンダである。
【００３８】
減速機ケース（駆動モータ）ＤＭの出力軸である前部駆動軸３１の左右の両端には、それぞれ駆動輪３２，３２が取付られている。さらに、この前部駆動軸３１の左右方向の中央部には、補助輪としての前部ホイールＦＷを支持するブラケットＢＦが、配されている。このブラケットＢＦは、前部ホイールＦＷを設置する設置面ＢＦ１と、この設置面ＢＦ１の左右の両端で立設された側面部ＢＦ２，ＢＦ２とからなり、この両サイドの側面部ＢＦ２，ＢＦ２にそれぞれに設けられた貫通穴を介して前部駆動軸３１に嵌通されている。なお、この側面部ＢＦ２には、後述する後部連結軸３３Ｒにその一端が連結されたシャフトＳＨＴの他端部が、リンク部材を介して連結されている（図５（ａ）も参照のこと）。
【００３９】
一方、前部フレーム３０Ｆ，３０Ｆは、その後端部において、左右フレーム間を連結するクロスパイプである中央部連結軸３３Ｃを備えている（図５（ｂ）も参照のこと）。この中央部連結軸３３Ｃは左右の前部フレーム３０Ｆ，３０Ｆをそれぞれ貫通するように配されており、その先端に左右一対の中央部遊動輪３５Ｃ、３５Ｃが取り付けられている。
【００４０】
また、中央部連結軸３３Ｃには、前部フレーム３０Ｆ,３０Ｆのそれぞれの内側（機体内部）で、図６に示す様に、後部ホイールＢＷをその一端で支持するための「く」の字状のホイールリンクＬＷが、その「く」の字の屈曲点に設けられた貫通穴を介して嵌通されている。このホイールリンクＬＷは、同じ形状を有する一組のリンク部材からなり、この一組のリンク部材により一つの後部ホイールＢＷを挾持する構成となっている。また、このホイールリンクＬＷは、左右それぞれに一組ずつ備えられ、これにより左右一つずつの後部ホイールＢＷを挾持する。そして、ホイールリンクＬＷ，ＬＷにおける他端部（後部ホイールＢＷ，ＢＷの取付端に対向する端部）は、第２伸縮シリンダＣＹ２，ＣＹ２の可動伸縮軸の駆動端とそれぞれ連結されている。これによって、ホイールリンクＬＷ，ＬＷは、第２伸縮シリンダＣＹ２，ＣＹ２の伸縮動作に応じて中央部連結軸３３Ｃ、すなわち、「く」の字状ホイールリンクＬＷの屈曲点を中心に回動自在となっている。
【００４１】
なお、前部フレーム３０Ｆ,３０Ｆは、その接地側において、クローラベルト３４のいわゆる接地ガイドフレームとして機能する前部接地ガイド部３０ＦＧと、接地面に対して上方（接地面から離れる方向）に所定の傾斜角度をもって窪み、後述する走行状態の変遷時以外の常態走行（平地走行または階段昇降）時においては走行面（平地または階段の段鼻と段鼻とを結ぶ仮想の傾斜面）とは接しない側面視三角形状の屈曲部３０Ｃとを有している。この屈曲部３０Ｃは、図４に示すように、軌道フレーム３０の全長に対する略中央部に位置する様に設けられている。この屈曲部３０Ｃについては、後ほど詳述する。
【００４２】
一方、後部フレーム３０Ｂ，３０Ｂには、その中央部において、左右のフレーム間を連結するクロスパイプである後部連結軸３３Ｒが配されている（図５（ｂ）も参照のこと）。そして、この後部連結軸３３Ｒには、上述した、一端を前部フレーム３０Ｆ，３０Ｆのクロスパイプに固着された第１伸縮シリンダＣＹ１の伸縮可動軸の先端が、リンク部材を介して連結されている。
【００４３】
また、後部連結軸３３Ｒには、上述したシャフトＳＨＴの一端がリンク部材を介して連結されており、これにより、第１伸縮シリンダＣＹ１の伸縮動作に連動して、前部ホイールＦＷの収納位置とクローラ外部への繰り出し位置との間での移行動作を行うことが可能となっている。また、後部フレーム３０Ｂ，３０Ｂの後端部にはそれぞれ遊貫軸（支軸）３３Ｂ，３３Ｂが設けられ、この遊貫軸に後部遊動輪３５Ｂ,３５Ｂが取り付けられている。
【００４４】
以上の構成によって、前後２分割されたフレーム構造をなす前部フレーム３０Ｆ，３０Ｆと後部フレーム３０Ｂ,３０Ｂとがその相対的な傾斜状態を伸縮シリンダＣＹ１を介して変えることができる様に一体化されている。これによって、後部フレーム３０Ｂ，３０Ｂは、第１伸縮シリンダＣＹ１の収縮制御（伸縮可動軸の縮小方向への制御）により、例えば図７に示す様に前部フレーム３０Ｆに対してソリ状に傾斜され、階段上昇時においてクローラベルト３４が最初の階段の段鼻をグリップするための傾斜ガイドフレームとして機能する一方で、階段昇降中においては、伸長制御（伸縮可動軸の伸長方向への制御）をすることにより、図４に示す様に前部フレーム３０Ｆと平行状態（前部フレーム３０Ｆとの間で相対的な傾斜の無い状態）とされて階段との接地長を確保するための接地ガイドフレームとしても機能する。
【００４５】
なお、前部フレーム３０Ｆ，３０Ｆの前端部に設けられた左右一対の駆動輪３２，３２と後部フレーム３０Ｂ、３０Ｂの後端部に取り付けられた左右一対の後部遊動輪３５Ｂ、３５Ｂとの間にそれぞれクローラベルト３４，３４が巻装される。各クローラベルト３４は、前部フレーム３０Ｆにより、前部接地ガイド部に案内された後、屈曲部３０Ｃ、中央部遊動輪３５Ｃを介して後部フレーム３０Ｂに案内され、後部遊動輪３５Ｂを介して再び前部フレーム３０Ｆに案内されることで無端駆動する構成となっている。
【００４６】
また、前部フレーム３０Ｆには、その一端が中央部連結軸３３Ｃに回動自在に軸支されると共に、後部フレーム３０Ｂ内に配されたバネ３７によって後部遊動輪３５ｂ側に引っ張られることで、常に中央部遊動輪３５Ｃの方向に付勢されている左右一対の抑えローラ３６，３６が設けられており、この抑えローラ３６と中央部遊動輪３５Ｃとの間にクローラベルト３４をガイドすることによって、クローラベルト３４には常に所望のテンションが加えられた状態とされている。これによって、後部フレーム３０Ｂの傾斜状態によらず、クローラベルト３４は常に一定のテンションで巻装された状態を維持している。
【００４７】
以上の様に構成された搭乗部２とクローラ駆動部３とは、架台フレーム４と、リンクバーＬＢと、ベースリンクＬＡ、ホイールリンクＬＷによって次の様に連結されている。
【００４８】
架台フレーム４は、車体の長手方向（前後方向）に平行に配された２本のレールベース４１，４１と、この２本のレールベースを繋ぐフロント用支持ブラケット４２と、リア用支持ブラケット４３と、上述の架台２３と当接する架台ベース４４と、からなる。
【００４９】
架台ベース４４は、レールベース４１，４１と当接して、後述する後部ホイールＢＷ，ＢＷの繰り出し動作に連動してこのレールベース４１，４１上をスライド移動するベース平坦部４４ａと、架台２３の曲面部２３ｂと当接し、当該曲面部２３ｂの曲率と同じ曲率を有して、後述する機体の傾斜に応じて架台２３がスライド移動するためのガイド部となるベース曲面部４４ｂと、架台ベース４４の左右の側面の前端部に設けられ、架台２３のスライド移動を補助するためのローラ４４ｃ,４４ｃと、架台ベース４４の後端部の側面においてリンクバーＬＢの一端と連結するベースブラケット４４ｄと、ベース平坦部４４ａの左右両サイドの側面を嵌通して設けられているロックパイプの端部（以後、ロックパイプ端部と言う。）４４ｅ，４４ｅと、からなる（図３も参照のこと）。
【００５０】
なお、ベースブラケット４４ｄは、リンクバーＬＢの一の端部に設けられた回転軸を両側面で支持する構成を有し、これによりリンクバーＬＢの一の端部を回動自在に支持している。そして、このリンクバーＬＢの他端は、上述したハンドルスライダー２７の背面においてベースブラケット４４ｄと同様のベースブラケットを介して回動自在に支持されている。
【００５１】
この様に構成することで、例えば、伸縮シリンダＣＹ３(以後、第３伸縮シリンダＣＹ３と称する。)の伸縮シャフトの伸縮状態に応じて、架台ベース４４に対する架台２３の相対的位置が、ベース曲面部４４ｂの曲面に沿って変化する。
【００５２】
つまり、リンクバーＬＢによって架台ベース４４とハンドルスライダー２７とが連結された状態で第３伸縮シリンダＣＹ３の伸縮シャフトが伸長すると、ハンドルスライダー２７がレール２４，２４に沿って架台２３の方向に向かって移動しようとするが、架台ベース４４がクローラ駆動部３に対して固定され、またリンクバーＬＢの一端が、この固定された架台ベース４４上にあるベースブラケット４４ｄと連結されていることから、ハンドルスライダー２７は、リンクバーＬＢの長さ以上の移動が妨げられることになり、斯かるリンクバーＬＢは、ハンドルスライダー２７の移動をロックする部材として機能することになる。したがって、第３伸縮シリンダＣＹ３の伸長動作によってハンドルスライダー２７に加えられる力は、レール２４を可動体として、架台２３を架台ベース４４のベース曲面部４４ｂに沿ってベースブラケット４４ｄ側に引き寄せる力として働くことになる。
【００５３】
同様に、第３伸縮シリンダＣＹ３の縮小動作においても、リンクバーＬＢの一端が、クローラ駆動部３に固定された架台ベース４４上にあるベースブラケット４４ｄと連結されていることから、リンクバーＬＢの長さ以上の移動が妨げられることになり、リンクバーＬＢがハンドルスライダー２７の移動をロックする部材として機能する。したがって、第３伸縮シリンダＣＹ３の縮小動作によってハンドルスライダー２７に加えられる力は、レール２４を可動体として、ベース曲面部４４ｂに沿って架台２３をベースブラケット４４ｄから遠ざける力として働く（図２における架台２３と架台ベース４４の位置関係を参照のこと）。
【００５４】
この際、第３伸縮シリンダＣＹ３の伸縮量並びに架台ベース４４のベース曲面部４４ｂの曲率を、クローラ駆動部３の水平に対する傾斜角度に応じたものとなるように設定することで、架台２３の水平に対する傾斜角度を常に一定とすることが可能となる。
【００５５】
具体的には、例えば第３伸縮シリンダＣＹ３を最も伸長させた状態をクローラ駆動部３の水平状態、つまり、傾斜角度０度の状態に対応させ、第３伸縮シリンダＣＹ３を最も収縮させた状態を、階段昇降機１として想定している昇降可能な階段の最大傾斜角度の状態に対応させ、これら両極端の状態においても架台２３の曲面部２３ｂが架台ベース４４のベース曲面部４４ｂから逸脱することがないことを条件に、第３伸縮シリンダＣＹ３の伸縮可動軸の伸縮量と架台２３の円周に沿った移動量とが一致するように架台ベース４４のベース曲面部４４ｂ及び架台２３の曲面部２３ｂの曲率を決定するのである。
【００５６】
そして、伸縮可動軸の最大伸縮量と、想定する最大傾斜角度との比をとることにより、傾斜角１度あたりの伸縮量（以後、単位伸縮量と言う。）を求めることができる。
【００５７】
コントローラ２６は、この単位伸縮量と、架台２３の平坦部２３ａに設けられた傾斜角度センサ２３ｃから得られる架台２３の水平からの傾斜角度（目標値０°からの角度差となる。）とに基づいて、第３伸縮シリンダＣＹ３に伸縮動作をなさしめるための伸縮量（角度差を０とするための制御量）を演算し、その伸縮量に応じた伸縮制御を常時行うことにより、架台２３が常に水平となるように制御するのである。なお、傾斜センサ２３ｃをクローラ駆動部３に配し、クローラ駆動部３の水平からの傾斜状態に応じてこの傾斜角度を相殺する方向に平坦部２３ａを駆動させて、平坦部２３ａが常に水平となる様に制御してもよい。要するに架台２３の水平からの傾斜状態を検知し、これに基づいて架台を水平状態に制御する機構であればよい。
【００５８】
このように制御することで、架台２３は、クローラ駆動部３の傾斜状態に関係なく水平状態を維持できるため、斯かる架台２３に搭載される車椅子Ｋを水平に対して常に一定の角度（この角度は、車椅子下部固定フレーム２２のパンタグラフジャッキ２２ａを介して調整された角度であって、例えば５度である。）とすることができる。この様に、この架台２３に搭載される車椅子を常に一定の角度（例えば５度）で維持しながら階段の昇降が可能になるのである。このように、常に車椅子Ｋが水平に対して若干後傾姿勢となるように傾斜をつけることにより、車椅子にはハンドル２５側に付勢する力が働くため、車椅子Ｋの搭載状態が安定すると共に、車椅子の搭乗者は、階段昇降時に常に一定した角度で斜め上方向に視線を向ける姿勢となるため、階段昇降時において、転倒や転落等の心理的な不安を緩和させることが期待できる。なお、傾斜角度センサをクローラ駆動部３の傾斜状態を
【００５９】
一方、架台ベース４４には、ベース平坦部４４ａの左右両サイドの側面を嵌通したロックパイプ端部４４ｅ，４４ｅが設けられており、かかるロックパイプ端部４４ｅ,４４ｅは、左右にあるベースリンクＬＡ，ＬＡの一端でそれぞれ支持されている。そして、このベースリンクＬＡ，ＬＡの他端は、上述した左右のホイールリンクＬＷ，ＬＷにおける他端部（後部ホイールＢＷ，ＢＷの取付端に対向する端部）と共に、左右の対応する第２伸縮シリンダＣＹ２，ＣＹ２の伸縮可動軸の駆動端と連結されている（図６も参照のこと）。
【００６０】
したがって、第２伸縮シリンダＣＹ２，ＣＹ２の伸縮動作によって印加される力が、ベースリンクＬＡを介して架台ベース４４に伝えられ、架台ベース４４は、架台フレーム４上をスライド移動することになる。
【００６１】
この様に構成することで、架台ベース４４は、後部ホイールＢＷの繰り出し制御に連動して架台フレーム４、つまりは、クローラ駆動部３上の相対的位置を変えることができる。
【００６２】
後部ホイールＢＷ，ＢＷの繰り出し制御は、後述する階段昇降に伴う機体１の状態変化時に行うものである。架台ベース４４をこの後部ホイールＢＷの繰り出し制御に連動してその位置を変化せしめるのは、機体１の傾斜状態から水平状態、またはその逆の状態への状態変化時において車椅子Ｋ並びに搭乗者を含む搭乗部２の合成重心がクローラ駆動部３における軌道フレーム３０の上述した屈曲部３０Ｃ上（より正確には、側面視三角形状の屈曲部３０Ｃの後部斜辺上）に位置するように制御するためである。
【００６３】
以上の様に、本発明の実施形態における階段昇降機１は、搭乗部２とクローラ駆動部３とを架台フレーム４、ベースリンクＬＡ、リンクバーＬＢ、ホイールリンクＬＷによって一体化されている。
【００６４】
次に、傾斜状態（階段上）から水平状態（踊り場上）、或いは、水平状態から傾斜状態への状態変化を円滑に行うために用いられる、軌道フレーム３０における屈曲部３０Ｃ、前部接地ガイド部３０ＦＧ、後部接地ガイド部３０ＢＧの構成について説明する。
【００６５】
なお、以後の説明では、図９（ａ）に示す様に、側面視三角形状の屈曲部３０Ｃをなす各頂点に対応する端点を前側からＡ，Ｂ，Ｃとする。また、前部接地ガイド部３０ＦＧにおいて、駆動軸３１から接地面方向に延びる垂線と接地面との交点をＥとする。そして、斯かる交点Ｅと上記頂点Ａ（屈曲部３０Ｃの前部斜辺の始点）との長さ（線分ＥＡ）を前部接地ガイド部３０ＦＧの有効接地長とする。同様に、後部接地ガイド部３０ＢＧにおいて、後部遊動輪３５Ｂの遊貫軸３３Ｂから接地面方向に延びる垂線と接地面との交点をＤとして、この交点Ｄと上記端点Ｃ（屈曲部３０Ｃの後部斜辺の始点）との長さ（線分ＣＤ）を後部接地ガイド部３０ＢＧの有効接地長とする。なお、線分ＡＣは、機体１を水平面上に置いた状態での屈曲部３０Ｃの接地面への投影長Ｌｐとなる（必要に応じて開口長Ｌｐとも言う）。
【００６６】
まず、本実施形態に示す、軌道フレーム３０の接地ガイド側に屈曲部３０Ｃを有する機体１が、階段の常態走行（傾斜状態での移動）をする際に、屈曲部３０Ｃによる揺動の影響を受けない条件について説明する。
【００６７】
階段昇降中においては、前部接地ガイド部３０ＦＧと後部接地ガイド部３０ＢＧとにより少なくとも２段の階段の段鼻で機体１が支持される状態を常に維持することができれば、屈曲部３０Ｃが階段の仮想の傾斜面、つまりは、仮想の傾斜面をなす各階段の段鼻と接することがない。したがって、各階段の段鼻が屈曲部３０Ｃの傾斜に沿った移動を行うことがないため、屈曲部３０Ｃによる機体の揺動は起こらない。例えば、図８に示す様に、前部接地ガイド部３０ＦＧの線分ＥＡと後部接地ガイド部３０ＢＧの線分ＣＤがそれぞれ階段のピッチＬｓ以上であれば、前部接地ガイド部３０ＦＧと、後部接地ガイド部３０ＢＧとが、それぞれ少なくとも一の階段の段鼻を必ずグリップする状態となるため、機体の前後にある、これら接地ガイド部３０ＦＧ、３０ＢＧで機体１を支持した状態を維持して階段の昇降が可能となる。このように、各接地ガイド部を階段ピッチＬｓ以上の長さに設定すれば、屈曲部３０Ｃの開口長（線分ＡＣ）に関係すること無く、階段昇降中に屈曲部３０Ｃが階段の段鼻に接することは無い。
【００６８】
以上から、階段昇降中に揺動を起こすことの無い接地ガイドフレームとしての最低条件は、
ＥＡ≧階段ピッチＬｓ、ＣＤ≧階段ピッチＬｓ、
ＥＤ≧階段ピッチＬｓの２倍＋投影長Ｌｐ
である。
但し、車椅子Ｋ並びに搭乗者Ｋ１を含む搭乗部２の合成重心からの鉛直方向が、線分ＥＤの接地点間に存在していることが前提となる。
【００６９】
次に屈曲部３０Ｃの構成について図９を用いて説明する。なお、以下の説明で用いる図９、図１０については、説明の便宜上、軌道フレーム３０の外形側面のみを模式的に表わしている。
屈曲部３０Ｃは、傾斜状態から水平状態、或いは、その逆の状態変化をできるだけ円滑に行うために設けられたものである。
【００７０】
具体的には、図９（ａ）に示す様に、前部接地ガイド部３０ＦＧから角度β（＝∠ＢＡＣ；以後、前部傾斜角という。）の傾斜角度で続く前部傾斜部ＡＢと、屈曲点Ｂから角度α（＝∠ＢＣＡ；以後、後部傾斜角と言う。）の傾斜角度で後部接地ガイド部３０ＢＧに続く後部傾斜部ＢＣとを備えており、Ａ，Ｂ，Ｃの３つの頂点からなる側面視三角形状の屈曲部３０Ｃにおける接地面への投影長Ｌｐ（線分ＡＣ）が、階段のピッチＬｓよりも小となるように設定されている。また、後部傾斜角αは、例えば想定する階段の最大傾斜角度とすることができ、図９（ｂ）に示すように、機体１の状態変化を伴う移動に応じて、後部傾斜部ＢＣが階段の最上段の面に接すると共に屈曲部３０Ｃの屈曲点Ｂが最上段の段鼻Ｐ０に位置する際に、屈曲部３０Ｃの端点Ａが最上段から一段下の階段の段鼻Ｐ１より屈曲点Ｂ側に位置し、前部接地ガイド部３０ＦＧが段鼻Ｐ１と接する状態となる様に、角度βが設定されている。
【００７１】
このように構成することにより、機体１の状態変化に応じて以下の様な動作態様となる。なお、ここでは機体１が階段を下降する場合（水平状態から傾斜状態への移行）について図１０を用いて説明する。
（１） 最上段の段鼻Ｐ０に前部傾斜部ＡＢの端点Ａが到達するまで、前部接地ガイド部３０ＦＧと後部接地ガイド部３０ＢＧとにより水平移動が行われる（図１０（ａ））。
（２） 最上段の段鼻Ｐ０に前部傾斜部ＡＢの端点Ａが到来すると、以後、前部傾斜部ＡＢが段鼻Ｐ０をグリップして移動を続ける。つまり、機体１は、前部傾斜部ＡＢに沿って階段下降方向に向けて傾斜を始める。この際、機体１は、前部傾斜部ＡＢ上の段鼻Ｐ０との接触部と屈曲部３０Ｃの端点Ｃの２点で支持される（図１０（ｂ））。
（３） 屈曲部３０Ｃの屈曲点Ｂが段鼻Ｐ０の位置に到達すると、後部傾斜部ＢＣが最上段の水平面と接触した状態になると共に、前部接地ガイド部３０ＦＧが一段下の階段の段鼻Ｐ１と接触した状態となる。これにより、機体１は、後部傾斜部ＢＣの端点Ｃが段鼻Ｐ０に到達するまでの間、前部接地ガイド部３０ＦＧ上の段鼻Ｐ１との接触部と、後部傾斜部ＢＣの端点Ｃ（このケースにおいては、後部傾斜部ＢＣと最上段の水平面との接触部）とにより支持される（図１０（ｃ））。
（４） 後部傾斜部ＢＣの端点Ｃが段鼻Ｐ０を通過すると、以後、段鼻Ｐ０は後部接地ガイド部３０ＢＧによりグリップされる。前部接地ガイド部３０ＦＧと後部接地ガイド部３０ＢＧとがいずれも階段ピッチＬｓ以上に設定されていることから、以後、前部接地ガイド部３０ＦＧと後部接地ガイド部３０ＢＧとにより少なくとも２段の階段の段鼻がグリップされた状態を維持しながら階段を下降する（図１０（ｄ））。
【００７２】
このように、機体１における傾斜状態の変化時において現れる上記（１）〜（４）のどのフェーズにおいても必ず２点以上の支点によって機体１が支持された状態が維持されるので、常に安定した状態で移行ができる。つまり、状態変化による最上段の段鼻Ｐ０を支点とする機体の揺動を抑えた円滑な移行となるのである。
【００７３】
なお、上記説明においては、後部傾斜角αで規定される最大傾斜角度を有する階段の下降時での状態の移行について説明したものであるが、最大傾斜角より緩い傾斜角度の階段においては、上記（３）の態様において、図１０（ｅ）に示す様に常に端点Ｃと前部接地ガイド部３０ＦＧとにより機体１を支持した状態を維持しながら、（４）の前部接地ガイド部３０ＦＧと後部接地ガイド部３０ＢＧとによる支持態様に移行する。この場合においても常に２点の支点により機体１を支持する態様に変わりが無く、揺動の無い安定した移行が可能である。
【００７４】
また、上記説明においては、階段を下降する場合について説明したが、階段上昇時における最上段の段鼻での状態の移行については、上記とは逆の態様を辿るものであり、その説明は省略する。
【００７５】
このように、本発明の実施形態によれば、機体１の状態変化を伴う移動に応じて屈曲点Ｂが階段最上段の段鼻Ｐ０に到達すると同時かそれ以前に一段下の階段の段鼻Ｐ１に前部接地ガイド部３０ＦＧが接触することになるので、この段鼻Ｐ１により機体１が支持されて、後部傾斜部ＢＣの端点Ｃとの２点以上の支点が確保されることになり、機体１は安定な状態を維持しながら状態の移行ができるのである。この安定状態において各傾斜角は、階段傾斜角度をγとして、以下の条件を満たす。
α≦γ かつ γ−α≦β＜９０°−α
【００７６】
この様な条件を満たす屈曲部３０Ｃであれば、階段傾斜角度γより緩やかな傾斜角を有する階段である限り、状態変化時において機体の揺動の無い、円滑な移行が可能となる。
【００７７】
なお、βは小さいほど、そして、前部傾斜部ＡＢは長いほど前方への回転モーメントを抑えることができ、状態変化が円滑に行われることが経験的に判っている。このため、上記条件内において、前部傾斜角βは可及的に小さい角度を採用することが好ましい。
【００７８】
また、屈曲部３０Ｃの投影長Ｌｐを階段のピッチＬｓより小とするのは、屈曲部３０Ｃの開口内に同時に２つ以上の階段の段鼻を存在させない様にするためである。この際、想定する階段ピッチがばらつき等による幅を持つ場合には、その幅における最小の階段ピッチよりも小となるように設定するのが好ましい。
【００７９】
ところで、このように屈曲部３０Ｃの投影長Ｌｐを階段ピッチよりも小とする必要があることから、前部傾斜角βをより小さくし、また前部傾斜部ＡＢの長さを大きくとることには限界がある。換言すると、機体１が揺動無しに状態を移行できる階段の最大傾斜角に限界を持つ。
【００８０】
そこで、本実施形態では、図１０（ｂ）の状態において、屈曲部３０Ｃに最上段の段鼻Ｐ０が到達したこと（端点Ａを通過したこと）を検知して、後部ホイールＢＷを繰り出す制御機構を有している（図１１を参照のこと）。この機構によれば、後部ホイールＢＷの繰り出しにより、屈曲部３０Ｃと最上段の段鼻Ｐ０との当接点を支点としてクローラ駆動部３全体を傾斜させることができるので、斯かる当接点と後部ホイールＢＷとの２点により機体を支持した状態で前部接地ガイド部３０ＦＧを一段下の階段の段鼻Ｐ１に到達させることが可能となる。そして、以後、最上段の段鼻Ｐ０を屈曲部３０Ｃが通り過ぎるまで、段鼻Ｐ１に当接した前部接地ガイド部３０ＦＧの当接点と後部ホイールＢＷとで傾斜面に沿った移行動作を行う。つまり、段鼻Ｐ１と当接した前部接地ガイド部３０ＦＧの当接点と、後部ホイールＢＷを支持する中央部連結軸３３Ｃと、後部ホイールＢＷの最上段の階段に続くフロア面上の支点とにより、新たな屈曲部を形成することになり、斯かる新たな屈曲部による見掛け上の前部傾斜角が屈曲部３０Ｃの前部傾斜角βに比べて緩やかになると共に同じく見掛け上の前部傾斜部を長くできるのである。したがって、屈曲部３０Ｃで対応できる後部傾斜角αで規定される最大傾斜角度以上の傾斜を有する階段においても最上段の段鼻による機体の揺動を抑えることが可能となる。
【００８１】
なお、屈曲部３０Ｃの開口部に食い込むことが出来る段鼻は、最上段の段鼻Ｐ０のみであるため、これを利用して、屈曲部３０Ｃが最上段の段鼻Ｐ０に位置していることを検知することができる。具体的には、図１２に示すように屈曲部３０Ｃの仮想の底辺ＡＣに沿って検出スイッチを押下するためのアームレバーを機体の内側に配置する。斯かるアームレバーを押下できるのは最上段の段鼻Ｐ０のみであることから、この検出スイッチが押下されているか否かを判定することで、屈曲部３０Ｃ内に最上段の段鼻が食い込んだ状態にあることが判るのである。この判定結果を用いて、後部ホイールＢＷの繰り出し／収納制御を行うことができる。
【００８２】
一方、上記説明においては、搭乗者Ｋ並びに車椅子Ｋ１を含む搭乗部２の合成重心の位置が以下に説明する位置にあることを前提にしている。つまり、図１０（ａ）においては、屈曲部３０Ｃの開口長内に、図１０（ｂ）の状態においては段鼻Ｐ０と端点Ｃの間に、図１０（ｃ）においては、一段下の段鼻Ｐ１と端点Ｃの間に、図１０（ｄ）においては前部接地ガイド部３０ＦＧと後部接地ガイド部３０ＢＧのそれぞれの階段の段鼻との接触点の間に存在するものとしている。
【００８３】
このような条件が揃わない場合には、例えば図１０（ｂ）において最上段の段鼻Ｐ０上にある重心のバランス点を境に段鼻Ｐ０を支点に前方への回転モーメントが発生し、前方に転倒する虞がある。
【００８４】
そこで、搭乗部２の合成重心は図１０（ａ）の状態において、屈曲部３０Ｃにおける後部傾斜部ＢＣ上に位置するように設定する必要がある。搭乗者の体重によって合成重心位置が異なることが考えられるが、本発明者は、一定の架台上で一定の車椅子に着座した者の体重を変えることにより、合成重心の位置がどの様に変動するかを実験により測定している。具体的には、重さ３０ｋｇの車椅子搭載フロアにＪＩＳ規格番号９２０１に準拠する重さ１５ｋgの車椅子を載置し、この車椅子に、２４ｋｇから１３５ｋｇのダミー人形を搭載したときの合成重心を測定した。図１３（ａ）に測定結果としての重心位置の変動位置を黒丸で示している。
【００８５】
この測定結果によれば、重心位置の変動は、鉛直方向での変動が支配的であって、前後左右方向への変動は４０ｍｍ以内の変動であることが判った。したがって、状態移行時において合成重心が屈曲部３０Ｃにおける後部傾斜部ＢＣ上に位置するようにするためには、後部傾斜部ＢＣの水平面上への投影長を４０ｍｍ以上確保すればよい（図１３（ｂ）を参照のこと）。
【００８６】
ところで、本実施形態においては、機体１の傾斜状態に係わらず、架台上に搭載された車椅子の傾斜角度を水平に対して一定（例えば５度）に維持する機構（搭乗部２における架台２４、リンクバーＬＢ、ハンドルスライダー２７、第３伸縮シリンダＣＹ３による傾斜維持機構）により、機体１の傾斜角度が急に成るほど、第３伸縮シリンダＣＹ３を収縮させてクローラ駆動部３に対する搭乗部２の傾斜をつける（寝かせる状態となる）ように制御するため、架台２４は架台ベース４４に対して前方に押し出される。これに加えて上記した後部ホイールＢＷを繰り出すことで機体が傾斜されるため、合成重心位置は前方に移動することになり、合成重心のバランス点（重心の鉛直方向に支持体が存在し、重心による回転モーメントと釣り合う点）が一気にクローラ駆動部で支持できる範囲を越える可能性がある。つまり、搭乗部２の合成重心が極端に前側に移動するため、前のめりの転倒を引き起こす可能性が高くなる。
【００８７】
そこで、本実施形態においては、後部ホイールＢＷの繰り出しに応じて、架台ベース４４を、つまり、搭乗部２の合成重心を、機体の後方に移動させる機構（架台ベース４４，ロックパイプ端部４４ｅ，ベースリンクＬＡ，ホイールリンクＬＷ、第２伸縮シリンダＣＹ２）、を採用している（図６を参照のこと）。
【００８８】
この機構によれば、第２伸縮シリンダＣＹ２，ＣＹ２の伸長動作によって印加される力が、ホイールリンクＬＷを介して後部ホイールＢＷに伝えられる。後部ホイールＢＷは、第２伸縮シリンダＣＹ２, ＣＹ２による可動伸縮軸の伸長量に応じて機体外部に繰り出され、機体を傾斜させる。伸長量と機体の傾斜角度は、「く」の字状のホイールリンクＬＷの屈曲角度と各辺の長さにより決められている。
【００８９】
一方、第２伸縮シリンダＣＹ２,ＣＹ２の伸長動作によって印加される力は、ベースリンクＬＡを介して架台ベース４４にも同時に伝えられる。架台ベース４４は、伸縮シリンダの伸長量、すなわち、後部ホイールＢＷによる機体の傾斜量（角度）に応じて架台フレーム４上を後方に向かってスライド移動することになる。後部ホイールＢＷ，ＢＷの繰り出し量、つまり機体の傾斜角度と架台ベースの後方への送り量とを調整することにより、後部ホイールＢＷの繰り出し制御に連動して合成重心が屈曲部３０Ｃの後部斜辺ＢＣ上に位置するように制御されるのである。
【００９０】
以上によって、階段を下降するために後部ホイールＢＷ，ＢＷを繰り出して、機体を傾斜させながら最上段の段鼻Ｐ０に向かって進入しても屈曲部３０Ｃの後部斜辺ＢＣ上に合成重心が位置するように制御されるので、機体１は、常に安定した状態を維持しながら段鼻Ｐ０を越えて階段の傾斜に沿った移動に移行することが可能になるのである。
【００９１】
なお、後部ホイールＢＷは、屈曲部３０Ｃから最上段の段鼻Ｐ０が離れたことを検知すると、機体１内へ収納するため、第２伸縮シリンダＣＹ２の収縮方向への制御がなされる。これに応じて架台ベース４４も後方から前方に向けてスライド移動する。
【００９２】
以上説明した通り、本発明の階段昇降機によれば、軌道フレーム３０の接地側フレームに側面視三角形状の屈曲部を設けるという極めて単純な構成にも拘らず、階段昇降動作に伴う水平状態から傾斜状態に、又はその逆の状態変化の際に、最上段の階段の段鼻を支点とする軌道フレームの揺動を抑えた安定した移動を行うことが可能となる。
【００９３】
なお、上記実施形態において、搭乗部２は、架台２３に車椅子を搭載する例について説明したが、これに限定されるものではない。搭乗部２として車椅子ではなく、直接着座可能な座席を架台２３上に設けてもよい。この際、必要に応じてパンタグラフジャッキによる傾斜調整ができるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９４】
１ 階段昇降機
２ 搭乗部
２２ａ パンタグラフジャッキ
２２ｂ 下部ブラケット
２２ｃ 上部ブラケット
２２ｅ 回動軸
２３ 架台
２３ａ 平坦部
２３ｂ 曲面部
２４ レール
２６ コントローラ
３ クローラ駆動部
３０ 軌道フレーム
３０ＢＧ 後部接地ガイド部
３０Ｃ 中間部（屈曲部）
３０ＦＧ 前部接地フレーム
３４ クローラベルト
４ 架台フレーム
４１ レールベース
４４ 架台ベース
４４ａ ベース平坦部
４４ｂ ベース曲面部
ＢＷ 後部ホイール
ＣＹ１ 第１伸縮シリンダ
ＣＹ２ 第２伸縮シリンダ
ＣＹ３ 第３伸縮シリンダ
Ｋ 車椅子
ＬＡ ベースリンク
ＬＢ リンクバー
Ｌｐ 投影長
Ｌｓ 階段ピッチ
ＬＷ ホイールリンク
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自走式の階段昇降機に関するものであって、自足歩行が困難な者が階段昇降する際に特に好適な階段昇降機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来このような階段昇降機（以後、必要に応じて機体ともいう。）としては、例えば下記特許文献１に記載の車椅子用の階段昇降運搬車１００が知られている。この従来技術を図１を用いて説明する（同図（ａ）は平地移動状態、（ｂ）は階段昇降状態、（ｃ）は、階段の「昇り終わり」または「降り始め」の状態を示す側面図である）。
【０００３】
この階段昇降運搬車１００の主要構成は、車椅子を搭載するフロア（荷台）１０４を備えた車椅子搭載部１０１とクローラ１０３を備えたクローラ駆動部１０２からなり、車椅子搭載部１０１の一端部がクローラ駆動部１０２に対して回動自在に枢支されている。そして、駆動端が車椅子搭載部１０１を支持すると共に固定端がクローラ駆動部１０２で支持された伸縮シリンダ１０８の伸縮動作によって、クローラ駆動部１０２に対して車椅子搭載部１０１を所定の範囲内で傾斜自在な構成となっている。
【０００４】
また、クローラ駆動部１０２におけるクローラ１０３の接地する面側にある軌道フレームの一部は、２つのフレーム（前部そり部１３８、後部そり部１３９）を進行方向に対して前後に連結した構造を有しており、これらフレームの連結軸Ｏを屈曲点として、接地面とは反対の側（荷台側であって、接地面とは離間する方向）に「へ」の字状に屈曲自在となっている。
【０００５】
特許文献１に記載された車椅子用の階段昇降運搬車１００によれば、図１（ｃ）に示す様に、例えば運搬車１００の階段上昇に伴い階段の最上段の段鼻にさしかかって、走行状態が傾斜状態から水平状態に向きを変える場合に、機体が大きく傾動せずに円滑な走行姿勢の変更をなすべく、後部そり部１３９に駆動端部を有する伸縮シリンダ１０７を収縮させて、階段の傾斜面から上階のフロアの水平面（以後、フロア面とも言う。）に沿って後部そり部１３９を屈曲させている。そして、これに沿ってクローラ１０３の接地面が屈曲するのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１２９５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１の階段昇降運搬車１００において階段最上段の段鼻での軌道フレームの揺動を抑えるためには、屈曲点Ｏが階段最上段の段鼻の位置に到達するまで前部そり部１３８と後部そり部１３９とは屈曲の無い直線状の軌道フレームの状態を維持し、屈曲点Ｏが最上段の段鼻の位置に到達した際に伸縮シリンダ１０７を収縮させて屈曲動作に移行するという動作態様となる。
【０００８】
そして、このような動作態様により、例えば傾斜状態から水平状態への移行（階段上昇時）においては、後部そり部１３９の先端が階段最上段の段鼻を越えて連結軸（屈曲点）Ｏが最上段の段鼻の位置にくるまでの間に、後部そり部１３９は、フロア面、傾斜面の何れにも接地しない状態が存在する。同様にフロア面から階段の傾斜面への移動（階段下降）時には、前部そり部１３８がフロア、傾斜面の何れにも接しない状態が存在する。
【０００９】
この様に軌道フレームの一部が非接地となる階段最上段において、階段上昇時においては前部そり部１３８によって、階段下降時には後部そり部１３９によって、それぞれ機体を傾斜面または水平面上で確実に支持することが求められる。
【００１０】
したがって、クローラ駆動部の前部そり部１３８の長さは、階段上において搭乗者が着座した状態の車椅子を含む機体の合成重量を支持する上で最低限必要となる、連続する２段の階段の各段鼻を結ぶ最短長（以後、階段ピッチと言う。）以上の長さが必要となる。
【００１１】
同様に後部そり部１３９も、機体の合成重量を、階段の最上段に続くフロア面上で支持できるだけの長さが求められる。この際、不慮の外乱の発生によっても機体の合成重心の位置が階段上にある前部そり部１３８側に移動することを回避できるだけの十分なマージンを持つ長さが必要であり、特許文献１では、前部そり部１３８と同程度の長さとされている。
【００１２】
このように、特許文献１における従来の階段昇降運搬車においては、傾斜状態から水平状態又はその逆の状態への円滑な移行を行うために前部そり部１３８、後部そり部１３９に階段ピッチ以上の所要の長さが求められる。
【００１３】
一方、前部そり部１３８と後部そり部１３９とによって対応できる屈曲角度（つまりは、階段昇降運搬車１００が円滑な状態変化に対応できる階段の傾斜角度）は、クローラ駆動部の骨格を成す軌道フレームの高さ（接地側のフレームと、対向する非接地側のフレーム間の距離）で制限を受ける。軌道フレームの高さを大きくとることができれば、対応可能な傾斜角度も拡がるが、前部そり部１３８、後部そり部１３９に階段ピッチ以上という所要の長さが必要とされることから、軌道フレームの高さも相応する高さと成らざるを得ず、実用上求められる傾斜角度を有する階段に対応させるためには、機体の大型化が避けられない。
【００１４】
本願発明は、上記の課題に鑑みて成されたもので、その目的は、階段昇降に伴う機体の傾斜状態と水平状態との間における姿勢の移行動作時において、より簡単な構成で機体の揺動を抑えた円滑な移行動作を可能にすると共に、機体の小型化を可能にすることで旋回性能を確保する実用的な階段昇降機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
以上の課題を解決するために、請求項１に記載の階段昇降機は、連続する２段の段鼻を結ぶ最短長がＬｓである階段を昇降する階段昇降機であって、クローラベルトと、当該クローラベルトの軌道を画定する軌道フレームと、をそれぞれ左右一対備え、当該軌道フレームに沿って前記クローラベルトを駆動するクローラ駆動部と、当該クローラ駆動部によって搬送される搭載部と、を備え、前記軌道フレームは、前部接地ガイド部と中間部と後部接地ガイド部とを有し、前記前部接地ガイド部並びに前記後部接地ガイド部の接地長は、前記最短長Ｌｓより大であり、前記中間部は、側面視三角形状の屈曲部からなり、当該屈曲部の接地面への投影長が、前記最短長Ｌｓより小であることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項２に記載の階段昇降機は、請求項１に記載の階段昇降機において、前記側面視三角形状の屈曲部における前記投影長を底辺とした時になす前記三角形の底角である前記後部接地ガイド部側の底角αと前記前部接地ガイド部側の底角βは、傾斜角度γを有する前記階段に対して以下の関係式を満たすことを特徴とする。
γ−α≦β＜９０°−α （但し、α≦γ）
【００１７】
また、請求項３に記載の階段昇降機は、請求項２に記載の階段昇降機において、前記屈曲部が前記階段の最上段の段鼻に位置することを検出する検出手段と、前記軌道フレームから繰り出して当該軌道フレームの前記後部接地ガイド部を支持する後部補助輪と、前記検出手段による検出信号に応じて、前記後部補助輪を繰り出して前記軌道フレームを傾斜せしめる機体傾斜手段と、を備えた。
【００１８】
また、請求項４に記載の階段昇降機は、請求項３に記載の階段昇降機において、前記搭載部は、車椅子を載置する架台を有し、前記クローラ駆動部は、所定の曲率を有するスライドレールを備えた架台ベースであって、前記架台を当該スライドレール上にスライド自在に連結する前記架台ベースを有し、前記架台の水平からの傾斜状態を検出する傾斜検出手段と、検出した前記架台の傾斜状態に応じて、前記架台をスライドさせることにより、前記架台の水平状態を維持する調整手段と、を更に備えたことを特徴とする請求項３に記載の階段昇降機。
【００１９】
また、請求項５に記載の階段昇降機は、請求項４に記載の階段昇降機において、前記クローラ駆動部は、前記架台ベースを前後方向に移動自在に支持する架台フレームを有し、前記機体傾斜手段は、前記後部補助輪の繰り出しに応じて前記架台ベースを後方に移動せしめる。
【００２０】
さらに、請求項６に記載の階段昇降機は、請求項５に記載の階段昇降機において、前記側面視三角形状の屈曲部における前記底角αをなす斜辺の長さは４０ｍｍ以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本願発明の階段昇降機によれば、クローラベルトの軌道を担う軌道フレームは前部接地ガイド部と後部接地ガイド部と中間部とを有し、前部接地ガイド部と後部接地ガイド部の接地長を昇降対象となる階段の連続する２段の段鼻を結ぶ最短長（階段ピッチ）Ｌｓより大とすると共に、側面視三角形状の屈曲部である中間部の接地面への投影長をＬｓより小となるように構成した。この様に構成したことにより、中間部には最上段の階段の段鼻のみが食い込むことになるため、水平状態から傾斜状態へ、またはその逆の状態に機体の姿勢が変遷するに際しては、最上段の段鼻との中間部の接触部と、最上段の階段に続くフロア面と側面視三角形状の中間部における後方端部との接触部と、最上段から一段下の階段の段鼻と前部接地ガイド部との接触部と、の内のいずれか２点により、常に機体が支持された状態を確保できることになり、揺動を抑えた安定した状態遷移を行うことが可能となる。しかも、階段上での常態走行においては、中間部が関与することがなく、階段昇降中における走行姿勢への中間部による影響を受けることがない。この様に、本発明によれば、状態遷移時を含め、常に安定した階段昇降を行うことができる。
【００２２】
また、従来のように、軌道フレームそのものを状態遷移の都度機械的に屈曲させるという大掛かりな機構を用いる必要がなく、従来技術と比較して、全体として小型にすることが可能となり、特に奥行きが狭い階段の踊り場等において、旋回がし易くなり好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来技術である階段昇降運搬車の側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る階段昇降機１の斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係るクローラ駆動部３の斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る階段昇降機１の車椅子搭載時の側面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る階段昇降機１の斜視図である。
【図６】図４における後部ホイール部と架台ベースとを連携する機構を示す図である。
【図７】図４の階段昇降機において、後部フレームを傾斜させた状態を示す側面図である。
【図８】本発明の実施形態に係る階段昇降機１の階段昇降状態を示す図である。
【図９】本発明の実施形態における軌道フレーム３０の外形を示す側面図である。
【図１０】本発明の実施形態における階段昇降機１の階段走行（下降）時の軌道フレーム３０の状態を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態における階段昇降機１の後部補助輪を繰り出した際の側面図である。
【図１２】本発明の実施形態における屈曲部を検知するためのアームレバーと検出スイッチの取付例を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態における搭載重量に対する合成重心位置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、以下の説明では、「前後左右上下」という相対的な方向を示す用語は、特に断りが無い限り、本願発明の階段昇降機に車椅子が載置された状態で搭乗者が着座して正面を向いた状態を基準にした時に定まる方向を示すものとする。つまり、以下の説明における「前」とは機体に着座した搭乗者の正面方向を指し、「後」とは同搭乗者の背面方向を指し、「左」とは同搭乗者の左手方向を指し、「右」とは同搭乗者の右手方向を指すものである。同様に、「上」は同搭乗者の頭頂部の方向を指し、「下」は同搭乗者の足元の方向を指す。
【００２５】
各構成部について図２乃至図６を参照しながら以下に説明する。
図２は、本発明の実施形態に係る階段昇降機１の斜視図であり、図３は、クローラ駆動部３を示す斜視図である。また、図４は、図２において車椅子Ｋを載置した状態での階段昇降機１の側面図であり、図５（ａ）は階段昇降機１を左上前方からみた斜視図、図５（ｂ）は右下後方から見た斜視図である。また、図６は、図４において後部ホイールＢＷと架台ベース４４とを連係する機構を示す側面図である。
【００２６】
本実施形態における階段昇降機１の主要構成部は、搭乗部２と、クローラ駆動部３とから成り、搭乗部２とクローラ駆動部３とは、クローラ駆動部３の左右の軌道フレーム３０，３０を繋ぐ前後２本のクロスパイプ（連結棒）にそれぞれ設けられた支持フレーム４５，４５で支持された架台フレーム４に取り付けられた架台ベース４４と、車椅子Ｋを搭載するための架台２３とを、レール２４，２４、ハンドルスライダー２７を介してリンクバーＬＢにより連結することで一体化された構造となっている。
以下、各構成部について説明する。
【００２７】
搭乗部２は、車椅子上部固定フレーム２１と、車椅子下部固定フレーム２２と、架台２３と、左右一対のレール２４，２４と、この左右一対のレール２４，２４に固着されるハンドルフォーク２５ｂ，２５ｂと把持部２５ａとを備えたハンドル２５と、階段昇降機１の動作を統合的に制御するコントローラ２６と、クローラ駆動部３に対する搭乗部２の傾斜状態を変える伸縮シリンダＣＹ３とからなる。なお、ハンドル２５並びにコントローラ２６は、本発明の階段昇降機１を操作する操作者（搭乗者の補助者）が主として使用するために設けられている。
【００２８】
車椅子上部固定フレーム２１は、図２において２１ａ，２１ｂ，２１ｃの符号が付された三つのフレームが連結されたＵ字状のフレーム構造を有しており、このＵ字状フレームの開口部（フレーム２１ｂと対向する辺の側）が、搭載される車椅子Ｋに向かう様、フレーム２１ｂがハンドルフォーク２５ｂ，２５ｂにジョイントパイプ２１Ｐ，２１Ｐを介して固着されている。
なお、ジョイントパイプ２１Ｐ,２１Ｐは、車椅子Ｋが車椅子上部固定フレーム２１内に収納された際に、ジョイントパイプ２１Ｐ,２１Ｐが支持するＵ字状フレームの左右のフレーム２１ａ，２１ｃが、車椅子Ｋの左右のアームレストを固定することが可能な高さ位置となるように、ハンドルフォーク２５ｂ，２５ｂに沿って上下方向にスライドさせることによってその高さを調整可能であり、調整された位置で図示しないネジ等によりハンドルフォーク２５ｂ，２５ｂに固定される。
【００２９】
また、この車椅子上部固定フレーム２１の左右のフレーム２１ａ，２１ｃは、車椅子のアームレストを固定するための固定用プレート２１ｆ，２１ｆを備えており、斯かる固定用プレート２１ｆ，２１ｆに設けられた長孔にベルトを通して車椅子Ｋの左右のアームレストに巻きつけて車椅子のアームレストを左右のフレーム２１ａ，２１ｂにそれぞれ締着することができる。
【００３０】
車椅子下部固定フレーム２２は、パンタグラフジャッキ２２ａと、このパンタグラフジャッキ２２ａをジャッキボルトの先端が前側に向くように固定して載置するための下部ブラケット２２ｂと、その一端が下部ブラケット２２ｂの後端にある回動軸２２ｅで回動自在に軸支された上部ブラケット２２ｃと、この上部ブラケット２２ｃの上面の前端において板ばねを二枚重ねて形成された弾性プレートの中間部を溶接等により固着すると共に上部ブラケット２２ｃの左右の端部から所定の傾斜角度を持って左右斜め下方向に延在するように配置された固定用プレート２２ｄからなる。この固定用プレート２２ｄは、車椅子Ｋの骨格の一部をなす左右の下部パイプフレームをそれぞれ二枚の板ばねの間に通すことにより、かかる２枚の板ばねによる付勢力で車椅子のパイプフレームを挾着する構成となっている（図５（ａ）も参照のこと）。
【００３１】
また、上部ブラケット２２ｃの下面（パンタグラフジャッキ２２ａと向き合う面）側には上部ブラケット２２ｃを構成する左右の側面を連結する図示しない連結パイプが設けられており、この連結パイプを介して上部ブラケット２２ｃがパンタグラフジャッキ２２ａのジャッキアップ作用部と連結されている。これにより、パンタグラフジャッキ２２ａがジャッキボルトの回動によりジャッキアップされると、このジャッキアップ量に応じた傾斜角度で、上部ブラケット２２ｃは下部ブラケット２２ｂに対して回動軸２２ｅを支点に傾斜され、ジャッキアップ量が変わらない限りその状態を維持することになる。つまり、上部ブラケット２２ｃ上に載置される車椅子Ｋもこのジャッキアップ量に応じた傾斜角で傾斜した状態を維持するのである。
【００３２】
架台２３は、車椅子下部固定フレーム２２を載置する平坦部２３ａと、後述する架台ベース４４と当接する曲面部２３ｂと、平坦部２３ａの水平からの傾斜角度を検出する傾斜角度センサ２３ｃとを備え、平坦部２３ａにおいて、車椅子下部固定フレーム２２における下部ブラケット２２ｂが図示しないボルト等によって固定されている。
【００３３】
また、架台２３の左右の側面の後端部においてレール２４，２４が固着されており、これにより車椅子上部固定フレーム２１、下部固定フレーム２２、架台２３、レール２４、ハンドル２５とが一体化されている。
【００３４】
また、左右一対のレール２４，２４のレール間を跨ぐ様にハンドルスライダー２７が配されており、斯かるハンドルスライダー２７の前面は、伸縮シリンダＣＹ３の伸縮シャフトの駆動端によって支持されている。ハンドルスライダー２７は、伸縮シリンダＣＹ３の収縮動作に応じてレール２４，２４のレールに沿って上昇し、伸縮シリンダＣＹ３の伸長動作に応じて下降する。斯かる伸縮シリンダＣＹ３の伸縮動作は、架台２３に搭載される車椅子Ｋの水平に対する傾斜状態を所定の角度で一定に維持するために行われるものであるが、この傾斜維持のための制御に関わる説明は後述する。
【００３５】
コントローラ２６は、ハンドル２５の背面であって、伸縮シリンダＣＹ３と干渉しない位置（本実施形態では、操作者が操作し易い様に、よりハンドル２５の把持部に近い位置）に配されており、階段昇降機１の動作電源スイッチや、動作モードの切換えスイッチ等の操作ボタンを備え、操作ボタンを介して入力される指示情報に応じて後述する階段昇降に伴う傾斜制御を含む各動作部の統合的な制御に必要な制御信号を対応する階段昇降機１の各動作部に出力するものである。
以上により搭乗部２が構成されている。
【００３６】
次に、クローラ駆動部３の構成について説明する。
クローラ駆動部３は、クローラベルト３４の軌道を画定する左右一対の軌道フレーム３０，３０を有し、各軌道フレーム３０，３０は、前部フレーム３０Ｆと後部フレーム３０Ｂとで２分割されたフレーム構造となっている。
【００３７】
左右一対の前部フレーム３０Ｆ，３０Ｆは、アルミ等の金属からなる複数のクロスパイプを介して互いに連結されており、斯かるクロスパイプを利用して、駆動モータと減速機とを一体化した減速機ケースＤＭや、架台フレーム４を支持する支持フレーム４５、そして、後部フレーム３０Ｂ，３０Ｂの傾斜制御を成すための第１伸縮シリンダＣＹ１、また、左右に配置された後部ホイールＢＷ，ＢＷをその収納位置と繰り出し位置との間で位置制御するための第２伸縮シリンダＣＹ２，ＣＹ２等が、それぞれ固定的に配置されている。なお、第２伸縮シリンダＣＹ２，ＣＹ２は、架台フレーム４を挟む様にその左右の両サイドに配置される一対の伸縮シリンダである。
【００３８】
減速機ケース（駆動モータ）ＤＭの出力軸である前部駆動軸３１の左右の両端には、それぞれ駆動輪３２，３２が取付られている。さらに、この前部駆動軸３１の左右方向の中央部には、補助輪としての前部ホイールＦＷを支持するブラケットＢＦが、配されている。このブラケットＢＦは、前部ホイールＦＷを設置する設置面ＢＦ１と、この設置面ＢＦ１の左右の両端で立設された側面部ＢＦ２，ＢＦ２とからなり、この両サイドの側面部ＢＦ２，ＢＦ２にそれぞれに設けられた貫通穴を介して前部駆動軸３１に嵌通されている。なお、この側面部ＢＦ２には、後述する後部連結軸３３Ｒにその一端が連結されたシャフトＳＨＴの他端部が、リンク部材を介して連結されている（図５（ａ）も参照のこと）。
【００３９】
一方、前部フレーム３０Ｆ，３０Ｆは、その後端部において、左右フレーム間を連結するクロスパイプである中央部連結軸３３Ｃを備えている（図５（ｂ）も参照のこと）。この中央部連結軸３３Ｃは左右の前部フレーム３０Ｆ，３０Ｆをそれぞれ貫通するように配されており、その先端に左右一対の中央部遊動輪３５Ｃ、３５Ｃが取り付けられている。
【００４０】
また、中央部連結軸３３Ｃには、前部フレーム３０Ｆ,３０Ｆのそれぞれの内側（機体内部）で、図６に示す様に、後部ホイールＢＷをその一端で支持するための「く」の字状のホイールリンクＬＷが、その「く」の字の屈曲点に設けられた貫通穴を介して嵌通されている。このホイールリンクＬＷは、同じ形状を有する一組のリンク部材からなり、この一組のリンク部材により一つの後部ホイールＢＷを挾持する構成となっている。また、このホイールリンクＬＷは、左右それぞれに一組ずつ備えられ、これにより左右一つずつの後部ホイールＢＷを挾持する。そして、ホイールリンクＬＷ，ＬＷにおける他端部（後部ホイールＢＷ，ＢＷの取付端に対向する端部）は、第２伸縮シリンダＣＹ２，ＣＹ２の可動伸縮軸の駆動端とそれぞれ連結されている。これによって、ホイールリンクＬＷ，ＬＷは、第２伸縮シリンダＣＹ２，ＣＹ２の伸縮動作に応じて中央部連結軸３３Ｃ、すなわち、「く」の字状ホイールリンクＬＷの屈曲点を中心に回動自在となっている。
【００４１】
なお、前部フレーム３０Ｆ,３０Ｆは、その接地側において、クローラベルト３４のいわゆる接地ガイドフレームとして機能する前部接地ガイド部３０ＦＧと、接地面に対して上方（接地面から離れる方向）に所定の傾斜角度をもって窪み、後述する走行状態の変遷時以外の常態走行（平地走行または階段昇降）時においては走行面（平地または階段の段鼻と段鼻とを結ぶ仮想の傾斜面）とは接しない側面視三角形状の屈曲部３０Ｃとを有している。この屈曲部３０Ｃは、図４に示すように、軌道フレーム３０の全長に対する略中央部に位置する様に設けられている。この屈曲部３０Ｃについては、後ほど詳述する。
【００４２】
一方、後部フレーム３０Ｂ，３０Ｂには、その中央部において、左右のフレーム間を連結するクロスパイプである後部連結軸３３Ｒが配されている（図５（ｂ）も参照のこと）。そして、この後部連結軸３３Ｒには、上述した、一端を前部フレーム３０Ｆ，３０Ｆのクロスパイプに固着された第１伸縮シリンダＣＹ１の伸縮可動軸の先端が、リンク部材を介して連結されている。
【００４３】
また、後部連結軸３３Ｒには、上述したシャフトＳＨＴの一端がリンク部材を介して連結されており、これにより、第１伸縮シリンダＣＹ１の伸縮動作に連動して、前部ホイールＦＷの収納位置とクローラ外部への繰り出し位置との間での移行動作を行うことが可能となっている。また、後部フレーム３０Ｂ，３０Ｂの後端部にはそれぞれ遊貫軸（支軸）３３Ｂ，３３Ｂが設けられ、この遊貫軸に後部遊動輪３５Ｂ,３５Ｂが取り付けられている。
【００４４】
以上の構成によって、前後２分割されたフレーム構造をなす前部フレーム３０Ｆ，３０Ｆと後部フレーム３０Ｂ,３０Ｂとがその相対的な傾斜状態を伸縮シリンダＣＹ１を介して変えることができる様に一体化されている。これによって、後部フレーム３０Ｂ，３０Ｂは、第１伸縮シリンダＣＹ１の収縮制御（伸縮可動軸の縮小方向への制御）により、例えば図７に示す様に前部フレーム３０Ｆに対してソリ状に傾斜され、階段上昇時においてクローラベルト３４が最初の階段の段鼻をグリップするための傾斜ガイドフレームとして機能する一方で、階段昇降中においては、伸長制御（伸縮可動軸の伸長方向への制御）をすることにより、図４に示す様に前部フレーム３０Ｆと平行状態（前部フレーム３０Ｆとの間で相対的な傾斜の無い状態）とされて階段との接地長を確保するための接地ガイドフレームとしても機能する。
【００４５】
なお、前部フレーム３０Ｆ，３０Ｆの前端部に設けられた左右一対の駆動輪３２，３２と後部フレーム３０Ｂ、３０Ｂの後端部に取り付けられた左右一対の後部遊動輪３５Ｂ、３５Ｂとの間にそれぞれクローラベルト３４，３４が巻装される。各クローラベルト３４は、前部フレーム３０Ｆにより、前部接地ガイド部に案内された後、屈曲部３０Ｃ、中央部遊動輪３５Ｃを介して後部フレーム３０Ｂに案内され、後部遊動輪３５Ｂを介して再び前部フレーム３０Ｆに案内されることで無端駆動する構成となっている。
【００４６】
また、前部フレーム３０Ｆには、その一端が中央部連結軸３３Ｃに回動自在に軸支されると共に、後部フレーム３０Ｂ内に配されたバネ３７によって後部遊動輪３５ｂ側に引っ張られることで、常に中央部遊動輪３５Ｃの方向に付勢されている左右一対の抑えローラ３６，３６が設けられており、この抑えローラ３６と中央部遊動輪３５Ｃとの間にクローラベルト３４をガイドすることによって、クローラベルト３４には常に所望のテンションが加えられた状態とされている。これによって、後部フレーム３０Ｂの傾斜状態によらず、クローラベルト３４は常に一定のテンションで巻装された状態を維持している。
【００４７】
以上の様に構成された搭乗部２とクローラ駆動部３とは、架台フレーム４と、リンクバーＬＢと、ベースリンクＬＡ、ホイールリンクＬＷによって次の様に連結されている。
【００４８】
架台フレーム４は、車体の長手方向（前後方向）に平行に配された２本のレールベース４１，４１と、この２本のレールベースを繋ぐフロント用支持ブラケット４２と、リア用支持ブラケット４３と、上述の架台２３と当接する架台ベース４４と、からなる。
【００４９】
架台ベース４４は、レールベース４１，４１と当接して、後述する後部ホイールＢＷ，ＢＷの繰り出し動作に連動してこのレールベース４１，４１上をスライド移動するベース平坦部４４ａと、架台２３の曲面部２３ｂと当接し、当該曲面部２３ｂの曲率と同じ曲率を有して、後述する機体の傾斜に応じて架台２３がスライド移動するためのガイド部となるベース曲面部４４ｂと、架台ベース４４の左右の側面の前端部に設けられ、架台２３のスライド移動を補助するためのローラ４４ｃ,４４ｃと、架台ベース４４の後端部の側面においてリンクバーＬＢの一端と連結するベースブラケット４４ｄと、ベース平坦部４４ａの左右両サイドの側面を嵌通して設けられているロックパイプの端部（以後、ロックパイプ端部と言う。）４４ｅ，４４ｅと、からなる（図３も参照のこと）。
【００５０】
なお、ベースブラケット４４ｄは、リンクバーＬＢの一の端部に設けられた回転軸を両側面で支持する構成を有し、これによりリンクバーＬＢの一の端部を回動自在に支持している。そして、このリンクバーＬＢの他端は、上述したハンドルスライダー２７の背面においてベースブラケット４４ｄと同様のベースブラケットを介して回動自在に支持されている。
【００５１】
この様に構成することで、例えば、伸縮シリンダＣＹ３(以後、第３伸縮シリンダＣＹ３と称する。)の伸縮シャフトの伸縮状態に応じて、架台ベース４４に対する架台２３の相対的位置が、ベース曲面部４４ｂの曲面に沿って変化する。
【００５２】
つまり、リンクバーＬＢによって架台ベース４４とハンドルスライダー２７とが連結された状態で第３伸縮シリンダＣＹ３の伸縮シャフトが伸長すると、ハンドルスライダー２７がレール２４，２４に沿って架台２３の方向に向かって移動しようとするが、架台ベース４４がクローラ駆動部３に対して固定され、またリンクバーＬＢの一端が、この固定された架台ベース４４上にあるベースブラケット４４ｄと連結されていることから、ハンドルスライダー２７は、リンクバーＬＢの長さ以上の移動が妨げられることになり、斯かるリンクバーＬＢは、ハンドルスライダー２７の移動をロックする部材として機能することになる。したがって、第３伸縮シリンダＣＹ３の伸長動作によってハンドルスライダー２７に加えられる力は、レール２４を可動体として、架台２３を架台ベース４４のベース曲面部４４ｂに沿ってベースブラケット４４ｄ側に引き寄せる力として働くことになる。
【００５３】
同様に、第３伸縮シリンダＣＹ３の縮小動作においても、リンクバーＬＢの一端が、クローラ駆動部３に固定された架台ベース４４上にあるベースブラケット４４ｄと連結されていることから、リンクバーＬＢの長さ以上の移動が妨げられることになり、リンクバーＬＢがハンドルスライダー２７の移動をロックする部材として機能する。したがって、第３伸縮シリンダＣＹ３の縮小動作によってハンドルスライダー２７に加えられる力は、レール２４を可動体として、ベース曲面部４４ｂに沿って架台２３をベースブラケット４４ｄから遠ざける力として働く（図２における架台２３と架台ベース４４の位置関係を参照のこと）。
【００５４】
この際、第３伸縮シリンダＣＹ３の伸縮量並びに架台ベース４４のベース曲面部４４ｂの曲率を、クローラ駆動部３の水平に対する傾斜角度に応じたものとなるように設定することで、架台２３の水平に対する傾斜角度を常に一定とすることが可能となる。
【００５５】
具体的には、例えば第３伸縮シリンダＣＹ３を最も伸長させた状態をクローラ駆動部３の水平状態、つまり、傾斜角度０度の状態に対応させ、第３伸縮シリンダＣＹ３を最も収縮させた状態を、階段昇降機１として想定している昇降可能な階段の最大傾斜角度の状態に対応させ、これら両極端の状態においても架台２３の曲面部２３ｂが架台ベース４４のベース曲面部４４ｂから逸脱することがないことを条件に、第３伸縮シリンダＣＹ３の伸縮可動軸の伸縮量と架台２３の円周に沿った移動量とが一致するように架台ベース４４のベース曲面部４４ｂ及び架台２３の曲面部２３ｂの曲率を決定するのである。
【００５６】
そして、伸縮可動軸の最大伸縮量と、想定する最大傾斜角度との比をとることにより、傾斜角１度あたりの伸縮量（以後、単位伸縮量と言う。）を求めることができる。
【００５７】
コントローラ２６は、この単位伸縮量と、架台２３の平坦部２３ａに設けられた傾斜角度センサ２３ｃから得られる架台２３の水平からの傾斜角度（目標値０°からの角度差となる。）とに基づいて、第３伸縮シリンダＣＹ３に伸縮動作をなさしめるための伸縮量（角度差を０とするための制御量）を演算し、その伸縮量に応じた伸縮制御を常時行うことにより、架台２３が常に水平となるように制御するのである。なお、傾斜センサ２３ｃをクローラ駆動部３に配し、クローラ駆動部３の水平からの傾斜状態に応じてこの傾斜角度を相殺する方向に平坦部２３ａを駆動させて、平坦部２３ａが常に水平となる様に制御してもよい。要するに架台２３の水平からの傾斜状態を検知し、これに基づいて架台を水平状態に制御する機構であればよい。
【００５８】
このように制御することで、架台２３は、クローラ駆動部３の傾斜状態に関係なく水平状態を維持できるため、斯かる架台２３に搭載される車椅子Ｋを水平に対して常に一定の角度（この角度は、車椅子下部固定フレーム２２のパンタグラフジャッキ２２ａを介して調整された角度であって、例えば５度である。）とすることができる。この様に、この架台２３に搭載される車椅子を常に一定の角度（例えば５度）で維持しながら階段の昇降が可能になるのである。このように、常に車椅子Ｋが水平に対して若干後傾姿勢となるように傾斜をつけることにより、車椅子にはハンドル２５側に付勢する力が働くため、車椅子Ｋの搭載状態が安定すると共に、車椅子の搭乗者は、階段昇降時に常に一定した角度で斜め上方向に視線を向ける姿勢となるため、階段昇降時において、転倒や転落等の心理的な不安を緩和させることが期待できる。なお、傾斜角度センサをクローラ駆動部３の傾斜状態を
【００５９】
一方、架台ベース４４には、ベース平坦部４４ａの左右両サイドの側面を嵌通したロックパイプ端部４４ｅ，４４ｅが設けられており、かかるロックパイプ端部４４ｅ,４４ｅは、左右にあるベースリンクＬＡ，ＬＡの一端でそれぞれ支持されている。そして、このベースリンクＬＡ，ＬＡの他端は、上述した左右のホイールリンクＬＷ，ＬＷにおける他端部（後部ホイールＢＷ，ＢＷの取付端に対向する端部）と共に、左右の対応する第２伸縮シリンダＣＹ２，ＣＹ２の伸縮可動軸の駆動端と連結されている（図６も参照のこと）。
【００６０】
したがって、第２伸縮シリンダＣＹ２，ＣＹ２の伸縮動作によって印加される力が、ベースリンクＬＡを介して架台ベース４４に伝えられ、架台ベース４４は、架台フレーム４上をスライド移動することになる。
【００６１】
この様に構成することで、架台ベース４４は、後部ホイールＢＷの繰り出し制御に連動して架台フレーム４、つまりは、クローラ駆動部３上の相対的位置を変えることができる。
【００６２】
後部ホイールＢＷ，ＢＷの繰り出し制御は、後述する階段昇降に伴う機体１の状態変化時に行うものである。架台ベース４４をこの後部ホイールＢＷの繰り出し制御に連動してその位置を変化せしめるのは、機体１の傾斜状態から水平状態、またはその逆の状態への状態変化時において車椅子Ｋ並びに搭乗者を含む搭乗部２の合成重心がクローラ駆動部３における軌道フレーム３０の上述した屈曲部３０Ｃ上（より正確には、側面視三角形状の屈曲部３０Ｃの後部斜辺上）に位置するように制御するためである。
【００６３】
以上の様に、本発明の実施形態における階段昇降機１は、搭乗部２とクローラ駆動部３とを架台フレーム４、ベースリンクＬＡ、リンクバーＬＢ、ホイールリンクＬＷによって一体化されている。
【００６４】
次に、傾斜状態（階段上）から水平状態（踊り場上）、或いは、水平状態から傾斜状態への状態変化を円滑に行うために用いられる、軌道フレーム３０における屈曲部３０Ｃ、前部接地ガイド部３０ＦＧ、後部接地ガイド部３０ＢＧの構成について説明する。
【００６５】
なお、以後の説明では、図９（ａ）に示す様に、側面視三角形状の屈曲部３０Ｃをなす各頂点に対応する端点を前側からＡ，Ｂ，Ｃとする。また、前部接地ガイド部３０ＦＧにおいて、駆動軸３１から接地面方向に延びる垂線と接地面との交点をＥとする。そして、斯かる交点Ｅと上記頂点Ａ（屈曲部３０Ｃの前部斜辺の始点）との長さ（線分ＥＡ）を前部接地ガイド部３０ＦＧの有効接地長とする。同様に、後部接地ガイド部３０ＢＧにおいて、後部遊動輪３５Ｂの遊貫軸３３Ｂから接地面方向に延びる垂線と接地面との交点をＤとして、この交点Ｄと上記端点Ｃ（屈曲部３０Ｃの後部斜辺の始点）との長さ（線分ＣＤ）を後部接地ガイド部３０ＢＧの有効接地長とする。なお、線分ＡＣは、機体１を水平面上に置いた状態での屈曲部３０Ｃの接地面への投影長Ｌｐとなる（必要に応じて開口長Ｌｐとも言う）。
【００６６】
まず、本実施形態に示す、軌道フレーム３０の接地ガイド側に屈曲部３０Ｃを有する機体１が、階段の常態走行（傾斜状態での移動）をする際に、屈曲部３０Ｃによる揺動の影響を受けない条件について説明する。
【００６７】
階段昇降中においては、前部接地ガイド部３０ＦＧと後部接地ガイド部３０ＢＧとにより少なくとも２段の階段の段鼻で機体１が支持される状態を常に維持することができれば、屈曲部３０Ｃが階段の仮想の傾斜面、つまりは、仮想の傾斜面をなす各階段の段鼻と接することがない。したがって、各階段の段鼻が屈曲部３０Ｃの傾斜に沿った移動を行うことがないため、屈曲部３０Ｃによる機体の揺動は起こらない。例えば、図８に示す様に、前部接地ガイド部３０ＦＧの線分ＥＡと後部接地ガイド部３０ＢＧの線分ＣＤがそれぞれ階段のピッチＬｓ以上であれば、前部接地ガイド部３０ＦＧと、後部接地ガイド部３０ＢＧとが、それぞれ少なくとも一の階段の段鼻を必ずグリップする状態となるため、機体の前後にある、これら接地ガイド部３０ＦＧ、３０ＢＧで機体１を支持した状態を維持して階段の昇降が可能となる。このように、各接地ガイド部を階段ピッチＬｓ以上の長さに設定すれば、屈曲部３０Ｃの開口長（線分ＡＣ）に関係すること無く、階段昇降中に屈曲部３０Ｃが階段の段鼻に接することは無い。
【００６８】
以上から、階段昇降中に揺動を起こすことの無い接地ガイドフレームとしての最低条件は、
ＥＡ≧階段ピッチＬｓ、ＣＤ≧階段ピッチＬｓ、
ＥＤ≧階段ピッチＬｓの２倍＋投影長Ｌｐ
である。
但し、車椅子Ｋ並びに搭乗者Ｋ１を含む搭乗部２の合成重心からの鉛直方向が、線分ＥＤの接地点間に存在していることが前提となる。
【００６９】
次に屈曲部３０Ｃの構成について図９を用いて説明する。なお、以下の説明で用いる図９、図１０については、説明の便宜上、軌道フレーム３０の外形側面のみを模式的に表わしている。
屈曲部３０Ｃは、傾斜状態から水平状態、或いは、その逆の状態変化をできるだけ円滑に行うために設けられたものである。
【００７０】
具体的には、図９（ａ）に示す様に、前部接地ガイド部３０ＦＧから角度β（＝∠ＢＡＣ；以後、前部傾斜角という。）の傾斜角度で続く前部傾斜部ＡＢと、屈曲点Ｂから角度α（＝∠ＢＣＡ；以後、後部傾斜角と言う。）の傾斜角度で後部接地ガイド部３０ＢＧに続く後部傾斜部ＢＣとを備えており、Ａ，Ｂ，Ｃの３つの頂点からなる側面視三角形状の屈曲部３０Ｃにおける接地面への投影長Ｌｐ（線分ＡＣ）が、階段のピッチＬｓよりも小となるように設定されている。また、後部傾斜角αは、例えば想定する階段の最大傾斜角度とすることができ、図９（ｂ）に示すように、機体１の状態変化を伴う移動に応じて、後部傾斜部ＢＣが階段の最上段の面に接すると共に屈曲部３０Ｃの屈曲点Ｂが最上段の段鼻Ｐ０に位置する際に、屈曲部３０Ｃの端点Ａが最上段から一段下の階段の段鼻Ｐ１より屈曲点Ｂ側に位置し、前部接地ガイド部３０ＦＧが段鼻Ｐ１と接する状態となる様に、角度βが設定されている。
【００７１】
このように構成することにより、機体１の状態変化に応じて以下の様な動作態様となる。なお、ここでは機体１が階段を下降する場合（水平状態から傾斜状態への移行）について図１０を用いて説明する。
（１） 最上段の段鼻Ｐ０に前部傾斜部ＡＢの端点Ａが到達するまで、前部接地ガイド部３０ＦＧと後部接地ガイド部３０ＢＧとにより水平移動が行われる（図１０（ａ））。
（２） 最上段の段鼻Ｐ０に前部傾斜部ＡＢの端点Ａが到来すると、以後、前部傾斜部ＡＢが段鼻Ｐ０をグリップして移動を続ける。つまり、機体１は、前部傾斜部ＡＢに沿って階段下降方向に向けて傾斜を始める。この際、機体１は、前部傾斜部ＡＢ上の段鼻Ｐ０との接触部と屈曲部３０Ｃの端点Ｃの２点で支持される（図１０（ｂ））。
（３） 屈曲部３０Ｃの屈曲点Ｂが段鼻Ｐ０の位置に到達すると、後部傾斜部ＢＣが最上段の水平面と接触した状態になると共に、前部接地ガイド部３０ＦＧが一段下の階段の段鼻Ｐ１と接触した状態となる。これにより、機体１は、後部傾斜部ＢＣの端点Ｃが段鼻Ｐ０に到達するまでの間、前部接地ガイド部３０ＦＧ上の段鼻Ｐ１との接触部と、後部傾斜部ＢＣの端点Ｃ（このケースにおいては、後部傾斜部ＢＣと最上段の水平面との接触部）とにより支持される（図１０（ｃ））。
（４） 後部傾斜部ＢＣの端点Ｃが段鼻Ｐ０を通過すると、以後、段鼻Ｐ０は後部接地ガイド部３０ＢＧによりグリップされる。前部接地ガイド部３０ＦＧと後部接地ガイド部３０ＢＧとがいずれも階段ピッチＬｓ以上に設定されていることから、以後、前部接地ガイド部３０ＦＧと後部接地ガイド部３０ＢＧとにより少なくとも２段の階段の段鼻がグリップされた状態を維持しながら階段を下降する（図１０（ｄ））。
【００７２】
このように、機体１における傾斜状態の変化時において現れる上記（１）〜（４）のどのフェーズにおいても必ず２点以上の支点によって機体１が支持された状態が維持されるので、常に安定した状態で移行ができる。つまり、状態変化による最上段の段鼻Ｐ０を支点とする機体の揺動を抑えた円滑な移行となるのである。
【００７３】
なお、上記説明においては、後部傾斜角αで規定される最大傾斜角度を有する階段の下降時での状態の移行について説明したものであるが、最大傾斜角より緩い傾斜角度の階段においては、上記（３）の態様において、図１０（ｅ）に示す様に常に端点Ｃと前部接地ガイド部３０ＦＧとにより機体１を支持した状態を維持しながら、（４）の前部接地ガイド部３０ＦＧと後部接地ガイド部３０ＢＧとによる支持態様に移行する。この場合においても常に２点の支点により機体１を支持する態様に変わりが無く、揺動の無い安定した移行が可能である。
【００７４】
また、上記説明においては、階段を下降する場合について説明したが、階段上昇時における最上段の段鼻での状態の移行については、上記とは逆の態様を辿るものであり、その説明は省略する。
【００７５】
このように、本発明の実施形態によれば、機体１の状態変化を伴う移動に応じて屈曲点Ｂが階段最上段の段鼻Ｐ０に到達すると同時かそれ以前に一段下の階段の段鼻Ｐ１に前部接地ガイド部３０ＦＧが接触することになるので、この段鼻Ｐ１により機体１が支持されて、後部傾斜部ＢＣの端点Ｃとの２点以上の支点が確保されることになり、機体１は安定な状態を維持しながら状態の移行ができるのである。この安定状態において各傾斜角は、階段傾斜角度をγとして、以下の条件を満たす。
α≦γ かつ γ−α≦β＜９０°−α
【００７６】
この様な条件を満たす屈曲部３０Ｃであれば、階段傾斜角度γより緩やかな傾斜角を有する階段である限り、状態変化時において機体の揺動の無い、円滑な移行が可能となる。
【００７７】
なお、βは小さいほど、そして、前部傾斜部ＡＢは長いほど前方への回転モーメントを抑えることができ、状態変化が円滑に行われることが経験的に判っている。このため、上記条件内において、前部傾斜角βは可及的に小さい角度を採用することが好ましい。
【００７８】
また、屈曲部３０Ｃの投影長Ｌｐを階段のピッチＬｓより小とするのは、屈曲部３０Ｃの開口内に同時に２つ以上の階段の段鼻を存在させない様にするためである。この際、想定する階段ピッチがばらつき等による幅を持つ場合には、その幅における最小の階段ピッチよりも小となるように設定するのが好ましい。
【００７９】
ところで、このように屈曲部３０Ｃの投影長Ｌｐを階段ピッチよりも小とする必要があることから、前部傾斜角βをより小さくし、また前部傾斜部ＡＢの長さを大きくとることには限界がある。換言すると、機体１が揺動無しに状態を移行できる階段の最大傾斜角に限界を持つ。
【００８０】
そこで、本実施形態では、図１０（ｂ）の状態において、屈曲部３０Ｃに最上段の段鼻Ｐ０が到達したこと（端点Ａを通過したこと）を検知して、後部ホイールＢＷを繰り出す制御機構を有している（図１１を参照のこと）。この機構によれば、後部ホイールＢＷの繰り出しにより、屈曲部３０Ｃと最上段の段鼻Ｐ０との当接点を支点としてクローラ駆動部３全体を傾斜させることができるので、斯かる当接点と後部ホイールＢＷとの２点により機体を支持した状態で前部接地ガイド部３０ＦＧを一段下の階段の段鼻Ｐ１に到達させることが可能となる。そして、以後、最上段の段鼻Ｐ０を屈曲部３０Ｃが通り過ぎるまで、段鼻Ｐ１に当接した前部接地ガイド部３０ＦＧの当接点と後部ホイールＢＷとで傾斜面に沿った移行動作を行う。つまり、段鼻Ｐ１と当接した前部接地ガイド部３０ＦＧの当接点と、後部ホイールＢＷを支持する中央部連結軸３３Ｃと、後部ホイールＢＷの最上段の階段に続くフロア面上の支点とにより、新たな屈曲部を形成することになり、斯かる新たな屈曲部による見掛け上の前部傾斜角が屈曲部３０Ｃの前部傾斜角βに比べて緩やかになると共に同じく見掛け上の前部傾斜部を長くできるのである。したがって、屈曲部３０Ｃで対応できる後部傾斜角αで規定される最大傾斜角度以上の傾斜を有する階段においても最上段の段鼻による機体の揺動を抑えることが可能となる。
【００８１】
なお、屈曲部３０Ｃの開口部に食い込むことが出来る段鼻は、最上段の段鼻Ｐ０のみであるため、これを利用して、屈曲部３０Ｃが最上段の段鼻Ｐ０に位置していることを検知することができる。具体的には、図１２に示すように屈曲部３０Ｃの仮想の底辺ＡＣに沿って検出スイッチを押下するためのアームレバーを機体の内側に配置する。斯かるアームレバーを押下できるのは最上段の段鼻Ｐ０のみであることから、この検出スイッチが押下されているか否かを判定することで、屈曲部３０Ｃ内に最上段の段鼻が食い込んだ状態にあることが判るのである。この判定結果を用いて、後部ホイールＢＷの繰り出し／収納制御を行うことができる。
【００８２】
一方、上記説明においては、搭乗者Ｋ並びに車椅子Ｋ１を含む搭乗部２の合成重心の位置が以下に説明する位置にあることを前提にしている。つまり、図１０（ａ）においては、屈曲部３０Ｃの開口長内に、図１０（ｂ）の状態においては段鼻Ｐ０と端点Ｃの間に、図１０（ｃ）においては、一段下の段鼻Ｐ１と端点Ｃの間に、図１０（ｄ）においては前部接地ガイド部３０ＦＧと後部接地ガイド部３０ＢＧのそれぞれの階段の段鼻との接触点の間に存在するものとしている。
【００８３】
このような条件が揃わない場合には、例えば図１０（ｂ）において最上段の段鼻Ｐ０上にある重心のバランス点を境に段鼻Ｐ０を支点に前方への回転モーメントが発生し、前方に転倒する虞がある。
【００８４】
そこで、搭乗部２の合成重心は図１０（ａ）の状態において、屈曲部３０Ｃにおける後部傾斜部ＢＣ上に位置するように設定する必要がある。搭乗者の体重によって合成重心位置が異なることが考えられるが、本発明者は、一定の架台上で一定の車椅子に着座した者の体重を変えることにより、合成重心の位置がどの様に変動するかを実験により測定している。具体的には、重さ３０ｋｇの車椅子搭載フロアにＪＩＳ規格番号９２０１に準拠する重さ１５ｋgの車椅子を載置し、この車椅子に、２４ｋｇから１３５ｋｇのダミー人形を搭載したときの合成重心を測定した。図１３（ａ）に測定結果としての重心位置の変動位置を黒丸で示している。
【００８５】
この測定結果によれば、重心位置の変動は、鉛直方向での変動が支配的であって、前後左右方向への変動は４０ｍｍ以内の変動であることが判った。したがって、状態移行時において合成重心が屈曲部３０Ｃにおける後部傾斜部ＢＣ上に位置するようにするためには、後部傾斜部ＢＣの水平面上への投影長を４０ｍｍ以上確保すればよい（図１３（ｂ）を参照のこと）。
【００８６】
ところで、本実施形態においては、機体１の傾斜状態に係わらず、架台上に搭載された車椅子の傾斜角度を水平に対して一定（例えば５度）に維持する機構（搭乗部２における架台２４、リンクバーＬＢ、ハンドルスライダー２７、第３伸縮シリンダＣＹ３による傾斜維持機構）により、機体１の傾斜角度が急に成るほど、第３伸縮シリンダＣＹ３を収縮させてクローラ駆動部３に対する搭乗部２の傾斜をつける（寝かせる状態となる）ように制御するため、架台２４は架台ベース４４に対して前方に押し出される。これに加えて上記した後部ホイールＢＷを繰り出すことで機体が傾斜されるため、合成重心位置は前方に移動することになり、合成重心のバランス点（重心の鉛直方向に支持体が存在し、重心による回転モーメントと釣り合う点）が一気にクローラ駆動部で支持できる範囲を越える可能性がある。つまり、搭乗部２の合成重心が極端に前側に移動するため、前のめりの転倒を引き起こす可能性が高くなる。
【００８７】
そこで、本実施形態においては、後部ホイールＢＷの繰り出しに応じて、架台ベース４４を、つまり、搭乗部２の合成重心を、機体の後方に移動させる機構（架台ベース４４，ロックパイプ端部４４ｅ，ベースリンクＬＡ，ホイールリンクＬＷ、第２伸縮シリンダＣＹ２）、を採用している（図６を参照のこと）。
【００８８】
この機構によれば、第２伸縮シリンダＣＹ２，ＣＹ２の伸長動作によって印加される力が、ホイールリンクＬＷを介して後部ホイールＢＷに伝えられる。後部ホイールＢＷは、第２伸縮シリンダＣＹ２, ＣＹ２による可動伸縮軸の伸長量に応じて機体外部に繰り出され、機体を傾斜させる。伸長量と機体の傾斜角度は、「く」の字状のホイールリンクＬＷの屈曲角度と各辺の長さにより決められている。
【００８９】
一方、第２伸縮シリンダＣＹ２,ＣＹ２の伸長動作によって印加される力は、ベースリンクＬＡを介して架台ベース４４にも同時に伝えられる。架台ベース４４は、伸縮シリンダの伸長量、すなわち、後部ホイールＢＷによる機体の傾斜量（角度）に応じて架台フレーム４上を後方に向かってスライド移動することになる。後部ホイールＢＷ，ＢＷの繰り出し量、つまり機体の傾斜角度と架台ベースの後方への送り量とを調整することにより、後部ホイールＢＷの繰り出し制御に連動して合成重心が屈曲部３０Ｃの後部斜辺ＢＣ上に位置するように制御されるのである。
【００９０】
以上によって、階段を下降するために後部ホイールＢＷ，ＢＷを繰り出して、機体を傾斜させながら最上段の段鼻Ｐ０に向かって進入しても屈曲部３０Ｃの後部斜辺ＢＣ上に合成重心が位置するように制御されるので、機体１は、常に安定した状態を維持しながら段鼻Ｐ０を越えて階段の傾斜に沿った移動に移行することが可能になるのである。
【００９１】
なお、後部ホイールＢＷは、屈曲部３０Ｃから最上段の段鼻Ｐ０が離れたことを検知すると、機体１内へ収納するため、第２伸縮シリンダＣＹ２の収縮方向への制御がなされる。これに応じて架台ベース４４も後方から前方に向けてスライド移動する。
【００９２】
以上説明した通り、本発明の階段昇降機によれば、軌道フレーム３０の接地側フレームに側面視三角形状の屈曲部を設けるという極めて単純な構成にも拘らず、階段昇降動作に伴う水平状態から傾斜状態に、又はその逆の状態変化の際に、最上段の階段の段鼻を支点とする軌道フレームの揺動を抑えた安定した移動を行うことが可能となる。
【００９３】
なお、上記実施形態において、搭乗部２は、架台２３に車椅子を搭載する例について説明したが、これに限定されるものではない。搭乗部２として車椅子ではなく、直接着座可能な座席を架台２３上に設けてもよい。この際、必要に応じてパンタグラフジャッキによる傾斜調整ができるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９４】
１ 階段昇降機
２ 搭乗部
２２ａ パンタグラフジャッキ
２２ｂ 下部ブラケット
２２ｃ 上部ブラケット
２２ｅ 回動軸
２３ 架台
２３ａ 平坦部
２３ｂ 曲面部
２４ レール
２６ コントローラ
３ クローラ駆動部
３０ 軌道フレーム
３０ＢＧ 後部接地ガイド部
３０Ｃ 中間部（屈曲部）
３０ＦＧ 前部接地フレーム
３４ クローラベルト
４ 架台フレーム
４１ レールベース
４４ 架台ベース
４４ａ ベース平坦部
４４ｂ ベース曲面部
ＢＷ 後部ホイール
ＣＹ１ 第１伸縮シリンダ
ＣＹ２ 第２伸縮シリンダ
ＣＹ３ 第３伸縮シリンダ
Ｋ 車椅子
ＬＡ ベースリンク
ＬＢ リンクバー
Ｌｐ 投影長
Ｌｓ 階段ピッチ
ＬＷ ホイールリンク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続する２段の段鼻を結ぶ最短長がＬｓである階段を昇降する階段昇降機であって、
クローラベルトと、当該クローラベルトの軌道を画定する軌道フレームと、をそれぞれ左右一対備え、当該軌道フレームに沿って前記クローラベルトを駆動するクローラ駆動部と、
当該クローラ駆動部によって搬送される搭載部と、
を備え、
前記軌道フレームは、前部接地ガイド部と中間部と後部接地ガイド部とを有し、
前記前部接地ガイド部並びに前記後部接地ガイド部の接地長は、前記最短長Ｌｓより大であり、
前記中間部は、側面視三角形状の屈曲部からなり、当該屈曲部の接地面への投影長が、前記最短長Ｌｓより小であることを特徴とする階段昇降機。
【請求項２】
前記側面視三角形状の屈曲部における前記投影長を底辺とした時になす前記三角形の底角である前記後部接地ガイド部側の底角αと前記前部接地ガイド部側の底角βは、 傾斜角度γを有する前記階段に対して以下の関係式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の階段昇降機。
γ−α≦β＜９０°−α （但し、α≦γ）
【請求項３】
前記屈曲部が前記階段の最上段の段鼻に位置することを検出する検出手段と、
前記軌道フレームから繰り出して当該軌道フレームの前記後部接地ガイド部を支持する後部補助輪と、
前記検出手段による検出信号に応じて、前記後部補助輪を繰り出して前記軌道フレームを傾斜せしめる機体傾斜手段と、
を備えた請求項２に記載の階段昇降機
【請求項４】
前記搭載部は、車椅子を載置する架台を有し、
前記クローラ駆動部は、所定の曲率を有するスライドレールを備えた架台ベースであって、前記架台を当該スライドレール上にスライド自在に連結する前記架台ベースを有し、
前記架台の水平からの傾斜状態を検出する傾斜検出手段と、
検出した前記架台の傾斜状態に応じて、前記架台をスライドさせることにより、前記架台の水平状態を維持する調整手段と、を更に備えたことを特徴とする請求項３に記載の階段昇降機。
【請求項５】
前記クローラ駆動部は、前記架台ベースを前後方向に移動自在に支持する架台フレームを有し、前記機体傾斜手段は、前記後部補助輪の繰り出しに応じて前記架台ベースを後方に移動せしめる請求項４に記載の階段昇降機。
【請求項６】
前記側面視三角形状の屈曲部における前記底角αをなす斜辺の長さは、４０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項５に記載の階段昇降機。
【請求項１】
連続する２段の段鼻を結ぶ最短長がＬｓである階段を昇降する階段昇降機であって、
クローラベルトと、当該クローラベルトの軌道を画定する軌道フレームと、をそれぞれ左右一対備え、当該軌道フレームに沿って前記クローラベルトを駆動するクローラ駆動部と、
当該クローラ駆動部によって搬送される搭載部と、
を備え、
前記軌道フレームは、前部接地ガイド部と中間部と後部接地ガイド部とを有し、
前記前部接地ガイド部並びに前記後部接地ガイド部の接地長は、前記最短長Ｌｓより大であり、
前記中間部は、側面視三角形状の屈曲部からなり、当該屈曲部の接地面への投影長が、前記最短長Ｌｓより小であることを特徴とする階段昇降機。
【請求項２】
前記側面視三角形状の屈曲部における前記投影長を底辺とした時になす前記三角形の底角である前記後部接地ガイド部側の底角αと前記前部接地ガイド部側の底角βは、 傾斜角度γを有する前記階段に対して以下の関係式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の階段昇降機。
γ−α≦β＜９０°−α （但し、α≦γ）
【請求項３】
前記屈曲部が前記階段の最上段の段鼻に位置することを検出する検出手段と、
前記軌道フレームから繰り出して当該軌道フレームの前記後部接地ガイド部を支持する後部補助輪と、
前記検出手段による検出信号に応じて、前記後部補助輪を繰り出して前記軌道フレームを傾斜せしめる機体傾斜手段と、
を備えた請求項２に記載の階段昇降機
【請求項４】
前記搭載部は、車椅子を載置する架台を有し、
前記クローラ駆動部は、所定の曲率を有するスライドレールを備えた架台ベースであって、前記架台を当該スライドレール上にスライド自在に連結する前記架台ベースを有し、
前記架台の水平からの傾斜状態を検出する傾斜検出手段と、
検出した前記架台の傾斜状態に応じて、前記架台をスライドさせることにより、前記架台の水平状態を維持する調整手段と、を更に備えたことを特徴とする請求項３に記載の階段昇降機。
【請求項５】
前記クローラ駆動部は、前記架台ベースを前後方向に移動自在に支持する架台フレームを有し、前記機体傾斜手段は、前記後部補助輪の繰り出しに応じて前記架台ベースを後方に移動せしめる請求項４に記載の階段昇降機。
【請求項６】
前記側面視三角形状の屈曲部における前記底角αをなす斜辺の長さは、４０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項５に記載の階段昇降機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１９２７７４（Ｐ２０１２−１９２７７４Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５６７９１（Ｐ２０１１−５６７９１）
【出願日】平成２３年３月１５日（２０１１．３．１５）
【出願人】（０００１０６６３４）株式会社サンワ (6)
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１５日（２０１１．３．１５）
【出願人】（０００１０６６３４）株式会社サンワ (6)
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