特開 2024-39529 階段昇降装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024039529

(43)【公開日】2024-03-22

(54)【発明の名称】階段昇降装置

(51)【国際特許分類】

   A61G 5/06 20060101AFI20240314BHJP

   A61G 5/04 20130101ALI20240314BHJP

   B62B 5/02 20060101ALI20240314BHJP

【ＦＩ】

A61G5/06

A61G5/04 707

A61G5/04 701

B62B5/02 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022144148

(22)【出願日】2022-09-09

(71)【出願人】

【識別番号】506310865

【氏名又は名称】ＣＹＢＥＲＤＹＮＥ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002365

【氏名又は名称】弁理士法人サンネクスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高間 正博

(72)【発明者】

【氏名】原 大雅

(72)【発明者】

【氏名】亘理 大樹

【テーマコード（参考）】

3D050

【Ｆターム（参考）】

3D050AA04

3D050DD01

3D050EE08

3D050EE15

3D050FF03

3D050KK04

(57)【要約】      （修正有）

【課題】本発明は、電動車椅子と兼用でき、かつ対象者が着座した状態のまま自らの操作で階段を昇降移動することが可能な階段昇降装置を提案する。
【解決手段】電動車椅子１としての走行状態では、後輪駆動部３３および前輪駆動部４３を制御して、対象者の操作に応じた方向および速度で走行駆動させる一方、走行状態から階段の昇降状態に移行する際、前側回動駆動部４２Ａ、４２Ｂおよび前側直動駆動部４４Ａ、４４Ｂを制御して、第２フレーム１０Ｂの下端が接地しても座部１１を水平に維持するように一対の前輪部４０Ａ、４０Ｂを後方移動させると同時に、昇降駆動部２０を制御して、支持シャフト２１を一対の後側アーム部３１Ａ、３１Ｂおよび一対の後輪部３０Ａ、３０Ｂとともに第３フレーム１０Ｃの上端まで移動させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動車椅子と兼用可能であり、対象者が着座した状態で所望の階段を一段ずつ昇降移動する階段昇降装置において、
前記電動車椅子の座部を水平に支持する第１フレームを基準として、足置き部を支持する第２フレームと、背もたれ部を支持する第３フレームとが、当該第１フレームの前端および後端にそれぞれ所定の傾斜角で固定されたフレーム構造体と、
前記第１フレームの後端に設けられ、前記第３フレームの長手方向に沿ってスライド自在に係合された支持シャフトを、当該第３フレームに対して水平状態を保持しながらスライド移動させる昇降駆動部と、
前記支持シャフトの中心軸を回動中心として、当該支持シャフトの両端に回動自在に接続された一対の後側アーム部の一端を、それぞれ回動駆動する後側回動駆動部と、
前記一対の後側アーム部の他端に設けられた駆動軸を回動中心として、当該一対の後側アーム部の他端に接続された一対の後輪部を、それぞれ回動駆動する後輪駆動部と、
前記一対の後側アーム部はそれぞれ一端を基準に他端が長手方向に沿って延長可能に構成され、当該一対の後側アーム部を、それぞれ対応する前記後輪部とともに延長または短縮するように直動駆動する後側直動駆動部と、
前記後側回動駆動部と同軸方向の回動軸を回動中心として、前記第１フレームの前端両側に接続された一対の前側アーム部の一端を、それぞれ回動駆動する前側回動駆動部と、
前記一対の前側アーム部の他端に設けられた駆動軸を回動中心として、当該一対の前側アーム部の他端に接続された一対の前輪部を、それぞれ回動駆動する前輪駆動部と、
前記一対の前側アーム部はそれぞれ一端を基準に他端が長手方向に沿って延長可能に構成され、当該一対の前側アーム部を、それぞれ対応する前記前輪部とともに延長または短縮するように直動駆動する前側直動駆動部と、
前記昇降駆動部、前記後側回動駆動部、前記後輪駆動部、前記後側直動駆動部、前記前側回動駆動部、前記前輪駆動部および前記前側直動駆動部を統括して制御する統括制御部とを備え、
前記統括制御部は、
前記電動車椅子としての走行状態では、前記後輪駆動部および前記前輪駆動部を制御して、前記対象者の操作に応じた方向および速度で走行駆動させる一方、
前記走行状態から前記階段の昇降状態に移行する際、前記前側回動駆動部および前記前側直動駆動部を制御して、前記第２フレームの下端が接地しても前記座部を水平に維持するように前記一対の前輪部を後方移動させると同時に、前記昇降駆動部を制御して、前記支持シャフトを前記一対の後側アーム部および前記一対の後輪部とともに前記第３フレームの上端まで移動させる
ことを特徴とする階段昇降装置。

【請求項2】

前記第１フレームの後端に設けられ、前記階段の踏み面および蹴上げ面に対する当該第１フレームの後端の近接距離を計測する第１距離計測部を備え、
前記階段の昇段準備時には、前記対象者の操作に応じて後向走行させて、前記一対の後輪部が前記階段の蹴上げ面に当接した状態にあり、
前記統括制御部は、前記第１距離計測部による計測結果に応じて、前記階段の一段ごとの昇降高さを算出しながら、前記第１フレームの下端面が前記階段の踏み面と順次当接するように、前記後側回動駆動部、前記後側直動駆動部、前記前側回動駆動部および前記前側直動駆動部を連動して制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の階段昇降装置。

【請求項3】

前記第２フレームの下端に設けられ、前記階段の踏み面および蹴上げ面に対する当該第２フレームの下端の近接距離を計測する第２距離計測部を備え、
前記階段の降段時には、前記対象者の操作に応じて前向走行させて、前記第２フレームの下端が前記階段の段鼻の手前に位置する状態にあり、
前記統括制御部は、前記第１距離計測部および前記第２距離計測部による計測結果に応じて、前記階段の一段ごとの昇降高さを算出しながら、前記第１フレームの下外面が前記階段の踏み面と順次当接するように、前記後側回動駆動部、前記後側直動駆動部、前記前側回動駆動部および前記前側直動駆動部を連動して制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の階段昇降装置。

【請求項4】

前記第１フレームの水平状態を検出する角度検出部をさらに備え、
前記統括制御部は、前記階段の昇降時には、前記角度検出部の検出結果に基づいて、前記第１フレームが前記階段の踏み面と常に平行関係を保つように、前記後側回動駆動部、前記後側直動駆動部、前記前側回動駆動部および前記前側直動駆動部を独立して制御する
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の階段昇降装置。

【請求項5】

前記統括制御部は、前記階段の昇降時に、前記第１フレームの下端面が前記階段の踏み面と当接した着床状態から次段の踏み面に移行する際、前記一対の後輪部および前記一対の前輪部をすべて当該踏み面から離着させるように、前記後側回動駆動部、前記後側直動駆動部、前記前側回動駆動部および前記前側直動駆動部を制御する
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の階段昇降装置。

【請求項6】

前記昇降駆動部、前記後側回動駆動部、前記後側直動駆動部、前記前側回動駆動部および前記前側直動駆動部は、それぞれロック機構を有し、前記昇降状態において装置全体が給電オフになっても、当該各ロック機構により、前記支持シャフト、前記一対の後側アーム部および前記一対の前側アーム部が給電オフ時の姿勢で固定保持される
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の階段昇降装置。

【請求項7】

前記一対の後輪部は、駆動輪および少なくとも１以上の従動輪に無端ベルトが掛け渡された無限軌道体からそれぞれ構成され、
前記後輪駆動部は、前記一対の後側アーム部の他端に設けられた前記駆動軸を回動中心として、当該一対の後側アーム部の他端に接続された前記一対の駆動輪を、それぞれ回動駆動するようにして、前記一対の無限軌道体を走行駆動させる
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の階段昇降装置。

【請求項8】

前記一対の前輪部は、駆動輪および少なくとも１以上の従動輪に無端ベルトが掛け渡された無限軌道体からそれぞれ構成され、
前記前輪駆動部は、前記一対の前側アーム部の他端に設けられた前記駆動軸を回動中心として、当該一対の前側アーム部の他端に接続された前記一対の駆動輪を、それぞれ回動駆動するようにして、前記一対の無限軌道体を走行駆動させる
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の階段昇降装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動車椅子と兼用可能であり、対象者が着座した状態で所望の階段を一段ずつ昇降移動する階段昇降装置を提案しようとするものである。

【背景技術】

【0002】

従来、対象者を搭載して階段を昇降可能な階段昇降機が多数提案されている。例えば、螺旋階段でもガイドレールが不要で昇降可能な階段昇降装置が提案されている（特許文献１参照）。

【0003】

この階段昇降装置では、階段の踏み板面に対して水平方向の二次元平面内に回転移動および平行移動が可能なアーム機構を有し、直線状の階段のみならず、螺旋階段のように経路が曲がった階段においても、階段昇降を行い得るようになされている。

【0004】

また、人や物の階段昇降を支援や補助する階段昇降装置も提案されている（特許文献２参照）。この階段昇降装置では、搭載部と昇降部とが相対的に軌跡に沿って循環する並進運動を行うことが可能な循環移動機構を有し、階段の踏み面から面で支持しながら左右方向のみならず前後方向も安定して安全に昇降し得るようになされている。

【0005】

さらに、折畳み可能な支持棒を上下に揺動させるようにして無限軌道のように階段を昇降するようになされた電動車椅子も提案されている（特許文献３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１０－２３５２２９号公報

【特許文献2】特開２０１９－１２７１９７号公報

【特許文献3】特開２０２２－９５２７７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、上述の特許文献１の階段昇降装置は、螺旋階段のような螺旋状に昇降する階段においても昇降可能であるが、前後の直動装置による支持部材の垂直高さを揃える必要があるため、一段ごとの昇降高さが不揃いな階段に対しては適用することが非常に困難となる。さらに一段ずつ前後の直動装置をボールねじ駆動により昇降させるため、階段昇降に要する時間が著しく長くかかるという問題も生じる。

【0008】

また、上述の特許文献２の階段昇降装置では、循環移動機構が単一駆動源により所定の閉じられた軌跡に沿って移動する移動体を有しており、この移動体と搭載部が連結されて当該軌跡に沿って相対移動する構成であるため、運動軌跡の形状および長さによって移動範囲が制限されるのみならず、棒状アームを支点とする支持構造のために装置全体に対する荷重割合が偏っており、安全性の面で実用上不十分である。

【0009】

さらに、上述の特許文献３の電動車椅子では、無限軌道の代わりに支持棒による階段昇降機構を有しているが、座部を傾斜させながら支持棒を階段の段鼻に押し当てて滑らせるため、座部に着座する対象者の安全性を確保することが十分でない問題が残る。

【0010】

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、電動車椅子と兼用でき、かつ対象者が着座した状態のまま自らの操作で階段を昇降移動することが可能な階段昇降装置を提案しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

かかる課題を解決するため本発明においては、電動車椅子と兼用可能であり、対象者が着座した状態で所望の階段を一段ずつ昇降移動する階段昇降装置において、電動車椅子の座部を水平に支持する第１フレームを基準として、足置き部を支持する第２フレームと、背もたれ部を支持する第３フレームとが、当該第１フレームの前端および後端にそれぞれ所定の傾斜角で固定されたフレーム構造体と、第１フレームの後端に設けられ、第３フレームの長手方向に沿ってスライド自在に係合された支持シャフトを、当該第３フレームに対して水平状態を保持しながらスライド移動させる昇降駆動部と、支持シャフトの中心軸を回動中心として、当該支持シャフトの両端に回動自在に接続された一対の後側アーム部の一端を、それぞれ回動駆動する後側回動駆動部と、一対の後側アーム部の他端に設けられた駆動軸を回動中心として、当該一対の後側アーム部の他端に接続された一対の後輪部を、それぞれ回動駆動する後輪駆動部と、一対の後側アーム部はそれぞれ一端を基準に他端が長手方向に沿って延長可能に構成され、当該一対の後側アーム部を、それぞれ対応する後輪部とともに延長または短縮するように直動駆動する後側直動駆動部と、後側回動駆動部と同軸方向の回動軸を回動中心として、第１フレームの前端両側に接続された一対の前側アーム部の一端を、それぞれ回動駆動する前側回動駆動部と、一対の前側アーム部の他端に設けられた駆動軸を回動中心として、当該一対の前側アーム部の他端に接続された一対の前輪部を、それぞれ回動駆動する前輪駆動部と、一対の前側アーム部はそれぞれ一端を基準に他端が長手方向に沿って延長可能に構成され、当該一対の前側アーム部を、それぞれ対応する前輪部とともに延長または短縮するように直動駆動する前側直動駆動部と、昇降駆動部、後側回動駆動部、後輪駆動部、後側直動駆動部、前側回動駆動部、前輪駆動部および前側直動駆動部を統括して制御する統括制御部とを備え、統括制御部は、電動車椅子としての走行状態では、後輪駆動部および前輪駆動部を制御して、対象者の操作に応じた方向および速度で走行駆動させる一方、走行状態から階段の昇降状態に移行する際、前側回動駆動部および前側直動駆動部を制御して、第２フレームの下端が接地しても座部を水平に維持するように一対の前輪部を後方移動させると同時に、昇降駆動部を制御して、支持シャフトを一対の後側アーム部および一対の後輪部とともに第３フレームの上端まで移動させるようにした。

【0012】

この結果、階段昇降装置では、電動車椅子に乗っている対象者が階段に差し掛かった際、当該対象者は着座した状態のまま自らの操作で階段の昇降準備に移行することができる。

【0013】

また本発明においては、第１フレームの後端に設けられ、階段の踏み面および蹴上げ面に対する当該第１フレームの後端の近接距離を計測する第１距離計測部を備え、階段の昇段準備時には、対象者の操作に応じて後向走行させて、一対の後輪部が階段の蹴上げ面に当接した状態にあり、統括制御部は、第１距離計測部による計測結果に応じて、階段の一段ごとの昇降高さを算出しながら、第１フレームの下端面が階段の踏み面と順次当接するように、後側回動駆動部、後側直動駆動部、前側回動駆動部および前側直動駆動部を連動して制御するようにした。この結果、階段昇降装置では、対象者は着座した状態のまま階段を一段ずつ昇降移動することができる。

【0014】

さらに本発明においては、第２フレームの下端に設けられ、階段の踏み面および蹴上げ面に対する当該第２フレームの下端の近接距離を計測する第２距離計測部を備え、階段の降段時には、対象者の操作に応じて前向走行させて、第２フレームの下端が階段の段鼻の手前に位置する状態にあり、統括制御部は、第１距離計測部および第２距離計測部による計測結果に応じて、階段の一段ごとの昇降高さを算出しながら、第１フレームの下外面が階段の踏み面と順次当接するように、後側回動駆動部、後側直動駆動部、前側回動駆動部および前側直動駆動部を連動して制御するようにした。この結果、階段昇降装置では、対象者は着座した状態のまま階段を一段ずつ降段移動することができる。

【0015】

さらに本発明においては、第１フレームの水平状態を検出する角度検出部をさらに備え、統括制御部は、階段の昇降時には、角度検出部の検出結果に基づいて、第１フレームが階段の踏み面と常に平行関係を保つように、後側回動駆動部、後側直動駆動部、前側回動駆動部および前側直動駆動部を独立して制御するようにした。この結果、階段昇降装置では、階段の昇降時において座面が常に平坦に保たれるため、対象者は安定した状態で着座したまま階段を昇降移動することができる。

【0016】

さらに本発明においては、統括制御部は、階段の昇降時に、第１フレームの下端面が階段の踏み面と当接した着床状態から次段の踏み面に移行する際、一対の後輪部および一対の前輪部をすべて当該踏み面から離着させるように、後側回動駆動部、後側直動駆動部、前側回動駆動部および前側直動駆動部を制御するようにした。

【0017】

この結果、階段昇降装置では、座部を支持する第１フレームが階段の踏み面に接地した安定状態において、一対の後輪部および一対の前輪部をすべて階段の踏み面から離着させることにより、対象者の荷重を階段の踏み面にかける分、昇降駆動時の負荷をその分だけ減少させることができ、駆動効率を格段と向上させることができる。

【0018】

さらに本発明においては、昇降駆動部、後側回動駆動部、後側直動駆動部、前側回動駆動部および前側直動駆動部は、それぞれロック機構を有し、昇降状態において装置全体が給電オフになっても、当該各ロック機構により、支持シャフト、一対の後側アーム部および一対の前側アーム部が給電オフ時の姿勢で固定保持されるようにした。この結果、階段昇降装置では、階段昇降時に給電オフ状態になっても常に対象者の安全性を確保することができる。

【0019】

さらに本発明においては、一対の後輪部は、駆動輪および少なくとも１以上の従動輪に無端ベルトが掛け渡された無限軌道体からそれぞれ構成され、後輪駆動部は、一対の後側アーム部の他端に設けられた駆動軸を回動中心として、当該一対の後側アーム部の他端に接続された一対の駆動輪を、それぞれ回動駆動するようにして、一対の無限軌道体を走行駆動させるようにした。

【0020】

この結果、階段昇降装置では、一対の後輪部を車輪の点接触から無電軌道体の面接触に変更することにより、階段の昇降時（特に昇段移動時）における踏み面に対する後輪部の滑り可能性を格段と低減することができる。

【0021】

さらに本発明においては、一対の前輪部は、駆動輪および少なくとも１以上の従動輪に無端ベルトが掛け渡された無限軌道体からそれぞれ構成され、前輪駆動部は、一対の前側アーム部の他端に設けられた駆動軸を回動中心として、当該一対の前側アーム部の他端に接続された一対の駆動輪を、それぞれ回動駆動するようにして、一対の無限軌道体を走行駆動させるようにした。

【0022】

この結果、階段昇降装置では、一対の前輪部を車輪の点接触から無電軌道体の面接触に変更することにより、階段の昇降時（特に降段移動）における踏み面に対する前輪部の滑り可能性を格段と低減することができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、対象者が着座した状態のまま自らの操作で安全かつ安定した階段昇降をすることが可能な階段昇降装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本実施の形態による階段昇降装置の外観構成を示す斜視図である。

【図2】本実施の形態による階段昇降装置の内部構成を示すブロック図である。

【図3】図１に示す階段昇降装置の走行状態および階段の昇降状態を示す略線図である。

【図4】階段昇降装置による階段の昇段時の動作の説明に供する略線図である。

【図5】階段昇降装置による階段の昇段時の動作の説明に供する略線図である。

【図6】階段昇降装置による階段の昇段時の動作の説明に供する略線図である。

【図7】階段昇降装置による階段の降段時の動作の説明に供する略線図である。

【図8】階段昇降装置による階段の降段時の動作の説明に供する略線図である。

【図9】階段昇降装置による階段の降段時の動作の説明に供する略線図である。

【図10】他の実施の形態による階段昇降装置の外観構成を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

【0026】

（１）本実施の形態による階段昇降装置の構成
図１（Ａ）および（Ｂ）に本実施の形態による階段昇降装置１の外観構成を示す。階段昇降装置１は、対象者の操作に応じて床面を走行する四輪駆動型の電動車椅子と兼用可能であり、対象者が着座した状態で所望の階段を一段ずつ昇降移動することが可能である。

【0027】

階段昇降装置１は、第１フレーム１０Ａ、第２フレーム１０Ｂおよび第３フレーム１０Ｃが一体化するように接続されたフレーム構造体１０を有する。このフレーム構造体１０は、電動車椅子の座部１１を水平に支持する第１フレーム１０Ａを基準として、足置き部１２を支持する第２フレーム１０Ｂと、背もたれ部１３を支持する第３フレーム１０Ｃとが、当該第１フレーム１０Ａの前端および後端にそれぞれ所定の傾斜角で固定されている。

【0028】

第１フレーム１０Ａの後端には、昇降駆動部２０が設けられ、第３フレーム１０Ｃの長手方向に沿ってスライド自在に係合された支持シャフト２１を、当該第３フレーム１０Ｃに対して水平状態を保持しながらスライド移動させるようになされている。

【0029】

昇降駆動部２０は、駆動用アクチュエータ（図示せず）を有し、当該駆動用アクチュエータの出力軸に係合されたボールねじ（図示せず）の回転運動を支持シャフト２１の直線運動に変換させながら、当該支持シャフト２１を第３フレーム１０Ｃの長手方向に沿ってスライド移動させる。

【0030】

支持シャフト２１の両端には、第３フレーム１０Ｃを間に挟むように、先端に後輪部３０Ａ、３０Ｂが設けられた一対の後側アーム部３１Ａ、３１Ｂが、それぞれ対応する駆動機構系（後側回動駆動部３２Ａ、３２Ｂ、後輪駆動部３３Ａ、３３Ｂ（図２参照）、後側直動駆動部３４Ａ、３４Ｂ）と一体となって係合されている。

【0031】

後側回動駆動部３２Ａ、３２Ｂは、支持シャフト２１の中心軸を回動中心として、当該支持シャフト２１の両端に回動自在に接続された一対の後側アーム部３１Ａ、３１Ｂの一端を、それぞれ回動駆動する。

【0032】

後輪駆動部３３Ａ、３３Ｂは、一対の後側アーム部３１Ａ、３１Ｂの他端に設けられた駆動軸を回動中心として、当該一対の後側アーム部３１Ａ、３１Ｂの他端に接続された一対の後輪部３０Ａ、３０Ｂを、それぞれ回動駆動する。

【0033】

一対の後側アーム部３１Ａ、３１Ｂは、それぞれ一端を基準に他端が長手方向に沿って延長可能に構成されている。後側直動駆動部３４Ａ、３４Ｂは、一対の後側アーム部３１Ａ、３１Ｂを、それぞれ対応する後輪部３０Ａ、３０Ｂとともに延長または短縮するように直動駆動する。

【0034】

第１フレーム１０Ａの前端両側には、当該第１フレーム１０Ａを間に挟むように、先端に前輪部４０Ａ、４０Ｂが設けられた一対の前側アーム部４１Ａ、４１Ｂが、それぞれ対応する駆動機構系（前側回動駆動部４２Ａ、４２Ｂ、前輪駆動部４３Ａ、４３Ｂ（図２参照）、前側直動駆動部４４Ａ、４４Ｂ）と一体となって係合されている。

【0035】

前側回動駆動部４２Ａ、４２Ｂは、上述した後側回動駆動部３２Ａ、３２Ｂと同軸方向の回動軸を回動中心として、第１フレーム１０Ａの前端両側に接続された一対の前側アーム部４１Ａ、４１Ｂの一端を、それぞれ回動駆動する。

【0036】

前輪駆動部４３Ａ、４３Ｂは、一対の前側アーム部４１Ａ、４１Ｂの他端に設けられた駆動軸を回動中心として、当該一対の前側アーム部４１Ａ、４１Ｂの他端に接続された一対の前輪部４０Ａ、４０Ｂを、それぞれ回動駆動する。

【0037】

一対の前側アーム部４１Ａ、４１Ｂは、それぞれ一端を基準に他端が長手方向に沿って延長可能に構成されている。前側直動駆動部４４Ａ、４４Ｂは、一対の前側アーム部４１Ａ、４１Ｂを、それぞれ対応する前輪部４０Ａ、４０Ｂとともに延長または短縮するように直動駆動する。

【0038】

なお、フレーム構造体１０における第２フレーム１０Ｂは、第１フレーム１０Ａに対して所定の傾斜角で固定されているが、第１フレーム１０Ａとの接続部から下端までの長さを階段の蹴上げ面に合わせて伸縮自在に調整することができるとともに、当該下端に支持されている足置き部１２を階段の踏み面に合わせて回転自在に可動することができるようになされている。

【0039】

ここで図２に階段昇降装置１の制御系に関する回路構成を示す。階段昇降装置１には、第３フレーム１０Ｃ内部にＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリが搭載された ＭＣＭ（Multi-Chip Module）からなる統括制御部５０が内蔵され、昇降駆動部２０、後側回動駆動部３２Ａ、３２Ｂ、後輪駆動部３３Ａ、３３Ｂ、後側直動駆動部３４Ａ、３４Ｂ、前側回動駆動部４２Ａ、４２Ｂ、前輪駆動部４３Ａ、４３Ｂおよび前側直動駆動部４４Ａ、４４Ｂを統括して制御するようになされている。

【0040】

昇降駆動部２０、後側回動駆動部３２Ａ、３２Ｂ、後輪駆動部３３Ａ、３３Ｂ、後側直動駆動部３４Ａ、３４Ｂ、前側回動駆動部４２Ａ、４２Ｂ、前輪駆動部４３Ａ、４３Ｂおよび前側直動駆動部４４Ａ、４４Ｂは、それぞれ駆動用アクチュエータ（図示せず）を有し、統括制御部５０による制御に応じて各駆動用アクチュエータを駆動させて出力を伝達させるようになされている。

【0041】

統括制御部５０は、図３（Ａ）に示すような電動車椅子としての走行状態では、一対の後輪駆動部３３Ａ、３３Ｂおよび一対の前輪駆動部４３Ａ、４３Ｂをそれぞれ独立して制御して、後輪部３０Ａ、３０Ｂおよび前輪部４０Ａ、４０Ｂの前進回転または後進回転によって前進または後進し、対象者の操作に応じて後輪部３０Ａ、３０Ｂおよび前輪部４０Ａ、４０Ｂの前進方向を所望方向に向けることによって所望の速度で前進しつつ右あるいは左に走行する。

【0042】

また統括制御部５０は、図３（Ｂ）に示すような走行状態から階段の昇降状態に移行する際、前側回動駆動部４２Ａ、４２Ｂおよび前側直動駆動部４４Ａ、４４Ｂを制御して、第２フレーム１０Ｂの下端が接地しても座部を水平に維持するように一対の前輪部４０Ａ、４０Ｂを後方移動させると同時に、昇降駆動部２０を制御して、支持シャフト２１を一対の後側アーム部３１Ａ、３１Ｂおよび一対の後輪部３０Ａ、３０Ｂとともに第３フレーム１０Ｃの上端まで移動させる。

【0043】

このように階段昇降装置１では、電動車椅子に乗っている対象者が階段に差し掛かった際、当該対象者は着座した状態のまま自らの操作で階段の昇降準備に移行することができる。

【0044】

また上述の図２において、第１距離計測部６０は、第１フレーム１０Ａの後端に設けられ、階段の踏み面および蹴上げ面に対する当該第１フレーム１０Ａの後端の近接距離を計測する。第２距離計測部６１は、第２フレーム１０Ｂの下端に設けられ、階段の踏み面および蹴上げ面に対する当該第２フレーム１０Ｂの下端の近接距離を計測する。さらに、角度検出部６２は、第１フレーム１０Ａの水平状態を検出する。

【0045】

さらに階段昇降装置１は、二次電池またはキャパシタからなる比較的大容量の駆動用バッテリ６３を第１フレーム（座部１１の下方）１０Ａに内蔵しており、昇降駆動部２０、後側回動駆動部３２Ａ、３２Ｂ、後輪駆動部３３Ａ、３３Ｂ、後側直動駆動部３４Ａ、３４Ｂ、前側回動駆動部４２Ａ、４２Ｂ、前輪駆動部４３Ａ、４３Ｂおよび前側直動駆動部４４Ａ、４４Ｂの各駆動用アクチュエータに対する電力供給が可能である。

【0046】

（２）階段昇降装置による階段の昇段時の動作
階段昇降装置１において、電動車椅子としての走行状態から階段の昇段準備状態を経て、階段を一段ずつ昇段移動する動作を説明する。

【0047】

階段昇降装置１において、統括制御部５０は、対象者の操作に応じて後向走行させて、一対の後輪部３０Ａ、３０Ｂが階段の１段目の蹴上げ面に当接した状態となるように、走行状態から階段の昇段準備をする（図４（Ａ））。

【0048】

統括制御部５０は、前側回動駆動部４２Ａ、４２Ｂおよび前側直動駆動部４４Ａ、４４Ｂを制御して、第２フレーム１０Ｂの下端が接地しても座部１１を水平に維持するように一対の前輪部４０Ａ、４０Ｂを後方移動させて、階段の１段目の蹴上げ面に当接させると同時に、昇降駆動部２０を制御して、支持シャフト２１を一対の後側アーム部３１Ａ、３１Ｂおよび一対の後輪部３０Ａ、３０Ｂとともに第３フレーム１０Ｃの上端まで移動させる（図４（Ｂ））。

【0049】

続いて、統括制御部５０は、第１距離計測部６０による計測結果に応じて、階段の一段ごとの昇降高さを算出しながら、前側回動駆動部４２Ａ、４２Ｂおよび前側直動駆動部４４Ａ、４４Ｂを連動して制御するようにして、一対の前輪部４０Ａ、４０Ｂをほぼ同等の高さ位置に相当する数段目の蹴上げ面に当接させる（図４（Ｃ））。

【0050】

一対の後輪部３０Ａ、３０Ｂおよび一対の前輪部４０Ａ、４０Ｂによる４点支持状態において、統括制御部５０は、第１フレーム１０Ａの下端面がほぼ同等の高さ位置に相当する階段の踏み面と当接するように、後側回動駆動部３２Ａ、３２Ｂ、後側直動駆動部３４Ａ、３４Ｂ、前側回動駆動部４２Ａ、４２Ｂおよび前側直動駆動部４４Ａ、４４Ｂを連動して制御する（図５（Ａ））。

【0051】

階段の最初の踏み面（１段目）に着床した後、２段目以降は、統括制御部５０は、第１距離計測部６０による計測結果に応じて、階段の一段ごとの昇降高さを算出しながら、第１フレーム１０Ａの下端面が階段の踏み面と順次当接するように、後側回動駆動部３２Ａ、３２Ｂ、後側直動駆動部３４Ａ、３４Ｂ、前側回動駆動部４２Ａ、４２Ｂおよび前側直動駆動部４４Ａ、４４Ｂを連動して制御する（図５（Ｂ）から図６（Ｂ）まで）。

【0052】

このような階段の昇段時に、第１フレーム１０Ａの下端面が階段の踏み面と当接した着床状態から次段の踏み面に移行する際、統括制御部５０は、一対の後輪部３０Ａ、３０Ｂおよび一対の前輪部４０Ａ、４０Ｂをすべて当該踏み面から離着させるように（４点支持でのリフトアップ状態となるように）、後側回動駆動部３２Ａ、３２Ｂ、後側直動駆動部３４Ａ、３４Ｂ、前側回動駆動部４２Ａ、４２Ｂおよび前側直動駆動部４４Ａ、４４Ｂを制御する（図５（Ｂ）および図６（Ｂ））。

【0053】

この結果、階段昇降装置１では、座部１１を支持する第１フレーム１０Ａが階段の踏み面に接地した安定状態において、一対の後輪部３０Ａ、３０Ｂおよび一対の前輪部４０Ａ、４０Ｂをすべて階段の踏み面から離着させることにより、対象者の荷重を階段の踏み面にかける分、昇降駆動時の負荷をその分だけ減少させることができ、駆動効率を格段と向上させることができる。

【0054】

また階段の昇段時には、統括制御部５０は、角度検出部６２の検出結果に基づいて、第１フレーム１０Ａが階段の踏み面と常に平行関係を保つように、後側回動駆動部３２Ａ、３２Ｂ、後側直動駆動部３４Ａ、３４Ｂ、前側回動駆動部４２Ａ、４２Ｂおよび前側直動駆動部４４Ａ、４４Ｂを独立して制御する（図４（Ｃ）、図５（Ｂ）および図６（Ｂ））。この結果、階段昇降装置１では、階段の昇段時において座面が常に平坦に保たれるため、対象者は安定した状態で着座したまま階段を昇段移動することができる。

【0055】

なお、階段昇降装置１において、昇降駆動部２０、後側回動駆動部３２Ａ、３２Ｂ、後側直動駆動部３４Ａ、３４Ｂ、前側回動駆動部４２Ａ、４２Ｂおよび前側直動駆動部４４Ａ、４４Ｂは、それぞれロック機構（図示せず）を有し、昇段状態において装置全体が給電オフになっても、当該各ロック機構により、支持シャフト２１、一対の後側アーム部３１Ａ、３１Ｂおよび一対の前側アーム部４１Ａ、４１Ｂが給電オフ時の姿勢で固定保持される。この結果、階段昇降装置１では、階段昇段時に給電オフ状態になっても常に対象者の安全性を確保することができる。

【0056】

このように階段昇降装置１では、電動車椅子としての走行状態から階段の昇段準備状態を経て、対象者は着座した状態のまま階段を一段ずつ昇段移動することができる。

【0057】

（３）階段昇降装置による階段の降段時の動作
階段昇降装置１において、電動車椅子としての走行状態から階段の降段準備状態を経て、階段を一段ずつ降段移動する動作を説明する。

【0058】

階段昇降装置１において、統括制御部５０は、対象者の操作に応じて前向走行させて、第２フレーム１０Ｂの下端が階段の段鼻の手前に位置する状態となるように、走行状態から階段の降段準備をする（図７（Ａ））。

【0059】

統括制御部５０は、前側回動駆動部４２Ａ、４２Ｂおよび前側直動駆動部４４Ａ、４４Ｂを制御して、第２フレーム１０Ｂの下端が接地しても座部１１を水平に維持するように一対の前輪部４０Ａ、４０Ｂを前方かつ下方移動させて、階段の１段目の踏み面に当接させる（図７（Ｂ））。

【0060】

続いて、統括制御部５０は、前側回動駆動部４２Ａ、４２Ｂおよび前側直動駆動部４４Ａ、４４Ｂを制御して、第２フレーム１０Ｂの下端が接地しても座部１１を水平に維持するように一対の前輪部４０Ａ、４０Ｂを後方移動させて、階段の１段目の蹴上げ面に当接させると同時に、昇降駆動部２０を制御して、支持シャフト２１を一対の後側アーム部３１Ａ、３１Ｂおよび一対の後輪部３０Ａ、３０Ｂとともに第３フレーム１０Ｃの上端まで移動させる（図７（Ｃ））。

【0061】

続いて、統括制御部５０は、第１距離計測部６０および第２距離計測部６１による計測結果に応じて、階段の一段ごとの昇降高さを算出しながら、前側回動駆動部４２Ａ、４２Ｂおよび前側直動駆動部４４Ａ、４４Ｂを連動して制御するようにして、一対の前輪部４０Ａ、４０Ｂを一段下の踏み面に当接させる（図８（Ａ））。これと同時に、統括制御部５０は、後側直動駆動部３４Ａ、３４Ｂを制御して、一対の後側アーム部３１Ａ、３１Ｂを伸長させて一対の後輪部３０Ａ、３０Ｂを接地させる（同図）。

【0062】

床面に着床した後、１段目以降は、統括制御部５０は、第１距離計測部６０および第２距離計測部６１による計測結果に応じて、階段の一段ごとの昇降高さを算出しながら、後側回動駆動部３２Ａ、３２Ｂ、後側直動駆動部３４Ａ、３４Ｂ、前側回動駆動部４２Ａ、４２Ｂおよび前側直動駆動部４４Ａ、４４Ｂを連動して制御するようにして、一対の前輪部４０Ａ、４０Ｂをさらに一段下の踏み面に当接させるとともに、一対の後輪部３０Ａ、３０Ｂを階段の段鼻の手前に位置させる（図８（Ｂ））。

【0063】

一対の後輪部３０Ａ、３０Ｂおよび一対の前輪部４０Ａ、４０Ｂによる４点支持状態において、統括制御部５０は、第１フレーム１０Ａの下端面がほぼ同等の高さ位置に相当する階段の踏み面と当接するように、後側回動駆動部３２Ａ、３２Ｂ、後側直動駆動部３４Ａ、３４Ｂ、前側回動駆動部４２Ａ、４２Ｂおよび前側直動駆動部４４Ａ、４４Ｂを連動して制御する（図９（Ａ）および（Ｂ））。

【0064】

このような階段の降段時に、第１フレーム１０の下端面が階段の踏み面と当接した着床状態から次段の踏み面に移行する際、統括制御部５０は、一対の後輪部３０Ａ、３０Ｂおよび一対の前輪部４０Ａ、４０Ｂをすべて当該踏み面から離着させるように（４点支持でのリフトアップ状態となるように）、後側回動駆動部３２Ａ、３２Ｂ、後側直動駆動部３４Ａ、３４Ｂ、前側回動駆動部４２Ａ、４２Ｂおよび前側直動駆動部４４Ａ、４４Ｂを制御する（図９（Ａ））。

【0065】

この結果、階段昇降装置１では、座部１１を支持する第１フレーム１０Ａが階段の踏み面に接地した安定状態において、一対の後輪部３０Ａ、３０Ｂおよび一対の前輪部４０Ａ、４０Ｂをすべて階段の踏み面から離着させることにより、対象者の荷重を階段の踏み面にかける分、昇降駆動時の負荷をその分だけ減少させることができ、駆動効率を格段と向上させることができる。

【0066】

また階段の降段時には、統括制御部５０は、角度検出部６２の検出結果に基づいて、第１フレーム１０Ａが階段の踏み面と常に平行関係を保つように、後側回動駆動部３２Ａ、３２Ｂ、後側直動駆動部３４Ａ、３４Ｂ、前側回動駆動部４２Ａ、４２Ｂおよび前側直動駆動部４４Ａ、４４Ｂを独立して制御する（図９（Ａ））。この結果、階段昇降装置１では、階段の降段時において座面が常に平坦に保たれるため、対象者は安定した状態で着座したまま階段を降段移動することができる。

【0067】

なお、階段昇降装置１において、昇降駆動部２０、後側回動駆動部３２Ａ、３２Ｂ、後側直動駆動部３４Ａ、３４Ｂ、前側回動駆動部４２Ａ、４２Ｂおよび前側直動駆動部４４Ａ、４４Ｂは、それぞれロック機構（図示せず）を有し、降段状態において装置全体が給電オフになっても、当該各ロック機構により、支持シャフト２１、一対の後側アーム部３１Ａ、３１Ｂおよび一対の前側アーム部４１Ａ、４１Ｂが給電オフ時の姿勢で固定保持される。この結果、階段昇降装置１では、階段降段時に給電オフ状態になっても常に対象者の安全性を確保することができる。

【0068】

このように階段昇降装置１では、電動車椅子としての走行状態から階段の降段準備状態を経て、対象者は着座した状態のまま階段を一段ずつ降段移動することができる。

【0069】

（４）他の実施の形態
なお上述のように本実施の形態においては、一対の後輪部３０Ａ、３０Ｂおよび一対の前輪部４０Ａ、４０Ｂをそれぞれ回動駆動が可能な車輪から構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、電動車椅子としての走行機能を有すれば、車輪以外の種々の走行機構を適用するようにしてもよい。

【0070】

例えば、図１（Ａ）および（Ｂ）との対応部分に同一符号を付した図１０（Ａ）および（Ｂ）に示すように、階段昇降装置７０は、一対の後輪部８０Ａ、８０Ｂおよび一対の前輪部９０Ａ、９０Ｂを、駆動輪および少なくとも１以上の従動輪に無端ベルトが掛け渡された無限軌道体からそれぞれ構成するようにしてもよい。

【0071】

一対の後輪部８０Ａ、８０Ｂを無限軌道体から構成したことに対応して、後輪駆動部３３Ａ、３３Ｂは、一対の後側アーム部３１Ａ、３１Ｂの他端に設けられた駆動軸を回動中心として、当該一対の後側アーム部３１Ａ、３１Ｂの他端に接続された一対の駆動輪を、それぞれ回動駆動するようにして、一対の無限軌道体（８０Ａ、８０Ｂ）を走行駆動させる。

【0072】

同様に、一対の前輪部９０Ａ、９０Ｂを無限軌道体から構成したことに対応して、前輪駆動部４３Ａ、４３Ｂは、一対の前側アーム部４１Ａ、４１Ｂの他端に設けられた駆動軸を回動中心として、当該一対の前側アーム部４１Ａ、４１Ｂの他端に接続された一対の駆動輪を、それぞれ回動駆動するようにして、一対の無限軌道体（９０Ａ、９０Ｂ）を走行駆動させる。

【0073】

このように階段昇降装置７０では、一対の後輪部８０Ａ、８０Ｂおよび一対の前輪部９０Ａ、９０Ｂを車輪の点接触から無電軌道体の面接触に変更することにより、階段の昇降時における踏み面に対する後輪部８０Ａ、８０Ｂおよび前輪部９０Ａ、９０Ｂの滑り可能性を格段と低減することができる。

【0074】

なお、図１０（Ａ）および（Ｂ）においては、一対の後輪部８０Ａ、８０Ｂおよび一対の前輪部９０Ａ、９０Ｂをすべて無限軌道体から構成するようにした場合について述べたが、一対の後輪部８０Ａ、８０Ｂのみを無限軌道体から構成して一対の前輪部４０Ａ、４０Ｂは車輪から構成するようにしてもよく、また一対の前輪部９０Ａ、９０Ｂのみを無限軌道体から構成して一対の後輪部３０Ａ、３０Ｂは車輪から構成するようにしてもよい。さらに、車輪と無限軌道体とをユニット交換可能に構成するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0075】

１、７０…階段昇降装置、１０…フレーム構造体、１０Ａ…第１フレーム、１０Ｂ…第２フレーム、１０Ｃ…第３フレーム、１１…座部、１２…足置き部、１３…背もたれ部、２０…昇降駆動部、２１…支持シャフト、３０Ａ、３０Ｂ、８０Ａ、８０Ｂ…後輪部、３１Ａ、３１Ｂ…後側アーム部、３２Ａ、３２Ｂ…後側回動駆動部、３３Ａ、３３Ｂ…後輪駆動部、３４Ａ、３４Ｂ…後側直動駆動部、４０Ａ、４０Ｂ、９０Ａ、９０Ｂ…前輪部、４１Ａ、４１Ｂ…前側アーム部、４２Ａ、４２Ｂ…前側回動駆動部、４３Ａ、４３Ｂ…前輪駆動部、４４Ａ、４４Ｂ…前側直動駆動部、５０…統括制御部、６０…第１距離計測部、６１…第２距離計測部、６２…角度検出部、６３…駆動用バッテリ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】