JP5778894B2

JP5778894B2 - 昇降装置

Info

Publication number: JP5778894B2
Application number: JP2010093111A
Authority: JP
Inventors: 栄吉田
Original assignee: 株式会社吉田鉄工所
Priority date: 2010-04-14
Filing date: 2010-04-14
Publication date: 2015-09-16
Anticipated expiration: 2030-04-14
Also published as: JP2011219261A; CN102020221A

Description

本発明は、物体を昇降させる昇降装置に関する。

従来、リンクを利用した昇降装置、ねじ駆動による昇降装置、機械式ジャッキによる昇降装置等様々な構成の昇降装置が知られている。

このような昇降装置の中で、歯車を介してスイングアームシャフトに動力を伝達する機構を有する特開２００６−２１９２７の昇降装置がある。

特開２００６−２１９２７

特開２００６−２１９２７の昇降装置では、長期間に渡って安定した昇降を実現するために歯車の耐久性が求められる。そのため、歯車の耐久性を向上させるべく、例えば浸炭、焼入れ等の熱処理を行う必要となるという問題がある。このような熱処理で排出せざるを得ないＣＯ２によって環境負荷が大きくなってしまう可能性もある。

上記点より本発明は、歯車を使用することなく、長期間に渡って安定した昇降を実現できる昇降装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため請求項１の昇降装置は、筒体の上端面の一部がカム面となっており、前記筒体の軸線回りに回動自在となっているカム部材と、前記カム部材の筒体の内側に配置される本体とこの本体から放射状に延出し前記カム面と接触するフォロアとを有する従動部材とを備え、従動部材が最も低い位置にあるときは、従動部材の本体がカム部材である回動自在の筒体の内側に収容された状態となる。

この請求項１の昇降装置によれば、カム部材と従動部材とからなる構成で歯車を使用することなく、長期間に渡って安定した昇降を実現できる。

また、従動部材の本体がカム部材である回動自在の筒体の内側に配置されるようになっているので、従動部材が最も低い位置にあるときは、従動部材の本体がカム部材である回動自在の筒体の内側に収容された状態となる。したがって、従動部材が最も低い位置にある時における昇降装置の全高を小さくすることができる。

さらに、従動部材の本体がカム部材である回動自在の筒体の内側に配置されるようになっているので、昇降装置を設置する際に占有するスペースも小さくすることができる。

請求項２の昇降装置は、前記昇降装置は、前記従動部材を昇降方向に案内するガイド機構を備える。

請求項２の昇降装置によれば、請求項１に記載の昇降装置と同様に作用する上、ガイド機構によって従動部材の昇降が安定する。

請求項３の昇降装置は、請求項１又は２に記載の昇降装置において、カム部材の横断面である円の中心と前記従動部材の重心とが上面視で同一位置にある。

請求項３の昇降装置によれば、請求項１又は２に記載の昇降装置と同様に作用する上、前記カム部材の横断面である円の中心はカム部材の回動中心であり、このカム部材の回動中心と前記従動部材の本体の重心とが上面視で同一位置にあることによって、安定した昇降が可能となる。

請求項４の昇降装置は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の昇降装置において、前記筒体の上端面は、始点と終点とを有するカム面が複数回繰り返された形状となっており、前記従動部材は、前記カム面の繰り返し回数と同数のフォロアを有し、一つのカム面に一つのフォロアが接触するようになっている。

請求項４の昇降装置によれば、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の昇降装置と同様に作用する上、従動部材の複数のフォロアがそれぞれカム面と接触しているので、従動部材の荷重を複数のフォロアに分散させることができ安定した昇降が可能となる。

また、従動部材の荷重を複数のフォロアに分散させることができるとともに、一つのカム面に一つのフォロアが接触するようになっていることによって、カム面及びフォロアの磨耗を低減することができる。

請求項５の昇降装置は、請求項４に記載の昇降装置において、複数の前記カム面の始点は、上面視でカム部材の横断面である円の中心回りに、３６０度を前記カム面の繰り返し回数で割った角度ごとに位置するようになっており、複数の前記フォロアは、上面視で前記従動部材の重心回りに前記角度ごとに本体から延出するように設けられている。

請求項５の昇降装置によれば、請求項４に記載の昇降装置と同様に作用する上、上記のような構成となっていることによって、３６０度を前記カム面の繰り返し回数で割った角度分だけカム部材を回動させることによって昇降させることが可能となっている。

請求項１乃至５のいずれかの発明によれば、カム部材と従動部材とからなる構成で歯車を使用することなく、長期間に渡って安定した昇降を実現できるとともに環境負荷が小さい製品を製造することができる。

本発明の一実施形態の昇降装置の斜視図である。本発明の一実施形態の昇降装置の斜視図であり、図１の状態からカム部材が回動した状態を示す。本発明の一実施形態の昇降装置の斜視図であり、図２の状態からカム部材がさらに回動した状態を示す。

以下、本発明の一実施形態の昇降装置１について図面に基づいて説明する。

昇降装置１は、ベース１１とこのベース１１上に回動自在に設けられているカム部材２と、このカム部材２の回動によって昇降自在となっている従動部材３とを備える。

ベース１１には、後述する従動部材３のガイド３６が遊嵌した状態となっているガイドレール１２，１２が設けられている。ガイドレール１２，１２は従動部材３の昇降方向に立設している。ガイドレール１２，１２と後述するガイド３６が、従動部材３を昇降方向に案内するガイド機構となっている。

カム部材２は、横断面が円形の筒体２１であり、筒体２１の軸線回りに回動自在となっている。カム部材２は、筒体２１の上端面の一部がカム面２２，２３，２４，２５となっている。

筒体２１の上端面は、同一形状のカム面２２〜２５が４回繰り返された形状となっている。それぞれのカム面２２〜２５は始点２２ａ〜２５ａと終点２２ｂ〜２５ｂとを有する。始点２２ａ〜２５ａは、上面視でカム部材２の横断面である円の中心回りに、３６０度をカム面２２〜２５の繰り返し回数である４で割った角度である９０度ごとに位置するようになっている。

それぞれのカム面２２〜２５においては、始点２２ａと終点２２ｂとの間、始点２３ａと終点２３ｂとの間、始点２４ａと終点２４ｂとの間及び始点２５ａと終点２５ｂとの間が傾斜面となっている。カム面２２の始点２２ａとカム面２５の終点２５ｂとの間、カム面２３の始点２３ａとカム面２２の終点２２ｂとの間、カム面２４の始点２４ａとカム面２３の終点２３ｂとの間及びカム面２５の始点２５ａとカム面２４の終点２４ｂとの間に立ち上がり部２６が形成されている。

従動部材３は、カム部材２の筒体２１の内側に配置される本体３１と、この本体３１から放射状に延出するフォロア３２，３３，３４，３５（フォロア３４，３５は斜視図のため見えず）と、本体３１を昇降方向に案内するガイド３６，３６とを有する。

カム部材２の横断面である円の中心と従動部材３の重心とが上面視で同一位置にある。したがって、従動部材３の重心からの放射方向は、上面視でカム部材２の横断面である円の半径方向と一致するようになっている。

フォロア３２〜３５は、カム面２２〜２５と同数となっており、それぞれ一つのカム面に一つのフォロアがそれぞれ接触するようになっている。斜視図では見えないが、フォロア３４はカム面２４に接触しており、フォロア３５はカム面２５に接触している。フォロア３２〜３５は、上面視で従動部材３の重心回りに９０度ごとに本体３１から延出するように設けられている。

フォロア３２〜３５は、ローラフォロアであって、そのローラフォロアの回転軸が上面視で従動部材３の重心からの放射方向と一致するようになっている。

ガイド３６は、本体３１から前述のガイドレール１２に向って延出する腕部３６ａと、腕部３６ａの先端に設けられている板部３６ｂと、ガイドレール１２を挟む位置に板部３６ｂに回動自在に設けられている２個のガイドローラ３６ｃ（図の向って右側のガイド３６では、ガイドローラ３６ｃは一方が見えるが他方は斜視図のため見えず、図の向って左側のガイド３６では両方のガイドローラが見えず）とを備える。２個のガイドローラ３６ｃがガイドレール１２を挟むことによって、従動部材３のガイド３６がガイドレール１２と遊嵌した状態となっている。

以下、昇降装置１の昇降動作について説明する。

まずは、従動部材３を上昇させる動作について説明する。図１では、フォロア３２〜３５がそれぞれカム面２２〜２５の始点近傍に位置している。図１の状態からカム部材２が時計回り方向に回動すると従動部材３の自重によってフォロア３２〜３５がカム面２２〜２５の傾斜面に常に当接しつつ、フォロア３２〜３５がカム面２２〜２５と当接する位置が変わっていくことになる。フォロア３２〜３５はカム面２２〜２５の傾斜面に押し上げられ、従動部材３全体が上昇して図２の状態になる。図２の状態からさらにカム部材２が時計回り方向に回動するとフォロア３２〜３５がそれぞれカム面２２〜２５の終点２２ｂ〜２５ｂ近傍に到達し、さらに従動部材３全体が上昇した図３の状態となる。カム部材２の回動が止まることによって従動部材３の上昇が止まるようになっている。

次いで、従動部材３を下降させる動作について説明する。図３の状態からカム部材２が反時計周りに回動すると従動部材３の自重によってフォロア３２〜３５がカム面２２〜２５の傾斜面に常に当接しつつ、フォロア３２〜３５がカム面２２〜２５と当接する位置が変わっていくことになる。フォロア３２〜３５はカム面２２〜２５の傾斜面に追随して下がっていき、従動部材３全体が下降して図２の状態になる。図２の状態からさらにカム部材２が反時計回り方向に回動すると、フォロア３２〜３５がそれぞれカム面２２〜２５の始点２２ａ〜２５ａ近傍に到達し、さらに従動部材３全体が下降した図１の状態となる。

本発明は一組のカム部材と従動部材で昇降が可能となっている。複数組のカムと従動部材を有する機構ではカムの回転を同期させる必要となるが、本発明は同期させる必要がないので同期に必要な部品を減らすことができたり、電気的な制御を必要としない。

また、本発明はカム面の傾斜に沿って従動部材を昇降させるので、例えばラックとピニオンを利用した昇降装置に比べて、出力の小さい動力源でも昇降可能となり、省エネを実現できる。さらに、本発明は、同出力の動力源であれば、例えばラックとピニオンを利用した昇降装置より重い物体を昇降させることができる。

上記実施形態では、筒体２１の上端面は、同一形状のカム面２２，２３，２４，２５が４回繰り返された形状となっている場合について説明したが、これに限定されることなく、同一形状のカム面が４回繰り返された回数は、例えば２回、３回、５回等の４回以外の複数回であってもよい。

上記実施形態では、隣り合うカム面、例えばカム面２２とカム面２５においては、カム面２２の始点２２ａとカム面２５の終点２５ｂとの間に立ち上がり部２６が形成されている場合について説明したが、これに限定されることなく、一方のカム面の始点と他方のカム面の終点との間が傾斜面であってもよい。

また、カム面の始点近傍及び終点近傍にはフォロアの移動を制限するストッパー等が設けられていてもよい。

上記実施形態では、フォロア３２〜３５は、ローラフォロアである場合について説明したが、これに限定されることなく、平板状あるいは曲面上の接触子であってもよい。

上記実施形態では、ガイド３６及びガイドレール１２が二組の場合について説明したが、これに限定されることなく、ガイド３６及びガイドレール１２の組数は一組や三組，四組等の複数個であってもよい。

上記実施形態では、図中ではガイドレール１２がカム部材２の外側にあるが、これに限定されることなく、カム部材２の内側に設けられてもよい。

上記実施形態では、ガイド機構がガイド３６及びガイドレール１２からなる場合について説明したが、これに限定されることなく、例えば従動部材の本体に穴が形成されており、その穴を貫通するガイド棒が設けられているなどといった他のガイド機構によって従動部材を案内してもよい。

１昇降装置
２カム部材
３従動部材
１１ベース
１２ガイドレール
２１筒体
２２〜２５カム面
２２ａ〜２５ａ始点
２２ｂ〜２５ｂ終点
２６立ち上がり部
３１本体
３２〜３４フォロア
３６ガイド
３６ａ腕部
３６ｂ板部
３６ｃガイドローラ

Claims

横断面が円形の筒体であり、その筒体の上端面の一部がカム面となっており、前記筒体の軸線回りに回動自在となっているカム部材と、
前記カム部材の筒体の内側に配置される本体とこの本体から放射状に延出し前記カム面と接触するフォロアとを有する従動部材とを備え、
従動部材が最も低い位置にあるときは、従動部材の本体がカム部材である回動自在の筒体の内側に収容された状態となることを特徴とする昇降装置。
前記昇降装置は、前記従動部材を昇降方向に案内するガイド機構を備えることを特徴とする請求項１に記載の昇降装置。
前記カム部材の横断面である円の中心と前記従動部材の重心とが上面視で同一位置にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の昇降装置。
前記筒体の上端面は、始点と終点とを有するカム面が複数回繰り返された形状となっており、
前記従動部材は、前記カム面の繰り返し回数と同数のフォロアを有し、
一つのカム面に一つのフォロアが接触するようになっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の昇降装置。
複数の前記カム面の始点は、上面視でカム部材の横断面である円の中心回りに、３６０度を前記カム面の繰り返し回数で割った角度ごとに位置するようになっており、
複数の前記フォロアは、上面視で前記従動部材の重心回りに前記角度ごとに本体から延出するように設けられていることを特徴とする請求項４に記載の昇降装置。