JPH09163533A - バランス支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業者の負担を軽減し、作業能率を向上でき
るようにする。 【解決手段】 バランス支持装置１０は、フック部１４
を介して作業車両のバケット１２に取り付けられる。バ
ランス支持装置１０の支持アーム２６は、旋回ブロック
２２に枢着してあって、水平面内で旋回できるととも
に、上下方向に揺動可能となっている。旋回ブロック２
２と支持アーム２６との間には、第１のガススプリング
３４が配設してあって、支持アームに作用する回転モー
メントに応じた反対方向の回転モーメントを支持アーム
に与えて支持アーム２６を任意の揺動位置でバランス支
持できるようにしてある。支持アーム２６の先端部には
操作棒３２が揺動可能に取り付けてある。支持アーム２
６と操作棒３２との間には、第２のガススプリング８
２、８４が設けてあって、操作棒３２を任意の傾動位置
で支持できるようにしてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工具等を操作する
操作棒などの被支持物を任意の姿勢でバランス支持する
バランス支持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電力用架線ケーブルの工事を行う場合、
作業車両に搭載したバケットに作業者が乗り込んでケー
ブルの切断や接続等を行っている。そして、近年は、工
事現場周囲の家庭や病院、工場などへの影響を考慮し、
送電をしている状態、いわゆる活線状態で工事が行われ
るようになっている。この活線状態の工事においては、
長尺の絶縁体からなるホットスティックと称する操作棒
の先端に工具を取り付け、操作棒の基端部に設けた操作
ハンドルなどを操作してケーブルの絶縁被覆を剥いだ
り、ケーブルの接続等を行うようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、操作棒は、
工具の駆動源などを内蔵させているため、５〜６ｋｇ程
度の重量を有する。しかも、長尺の操作棒の先端に３〜
１０ｋｇ程度の重量を有する工具を装着するため、作業
者は約１０ｋｇ以上のものを支持しながら工具の操作を
行う必要があり、長時間の作業が困難であるばかりでな
く、操作棒先端の工具を作業目的に適した所定の動作を
行わせることも容易でない。特に、操作棒を傾斜させた
状態で作業する場合、先端に重い工具が取り付けてある
ため、操作棒を所定の角度に維持することが極めて困難
となる。このため、作業者の操作棒を支持する負担を軽
減し、作業を容易に行うことができるような装置の開発
が望まれていた。

【０００４】本発明は、上記の要請に鑑みてなされても
ので、作業者の負担を軽減し、作業能率を向上できるよ
うにすることを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、操作棒などの被支持物に作用する回転
モーメントに対応した反対方向の回転モーメントを被支
持物に与えて被支持物をバランス支持し、作業者にほと
んど負荷が作用しないように構成している。すなわち、
本発明に係るバランス支持装置は、支持部に基端部が上
下方向揺動可能に取り付けられて、先端部に傾動可能に
取り付けた被支持物を支持する支持アームと、この支持
アームと前記支持部とに結合され、支持アームに作用す
る回転モーメントに応じた反対方向の回転モーメントを
前記支持アームに与えてバランス支持する第１バランス
力発生手段と、前記支持アームと前記被支持物とに結合
され、被支持物に作用する回転モーメントに応じた反対
方向の回転モーメントを前記被支持物に与えてバランス
支持する第２バランス力発生手段と、を有する構成とな
っている。

【０００６】第２バランス力発生手段は、被支持物を直
立させたときに、支持アームと被支持物とへの結合位置
が被支持物の揺動支点と同一直線上に位置するように取
り付ける。また、第２バランス力発生手段は、支持アー
ムと被支持物とへの結合位置が、前記の直線上において
変えることができるように形成することが望ましい。そ
して、第１、第２のバランス力発生手段は、密閉空間を
形成するシリンダと、このシリンダ内を２つの室に区画
するとともに、シリンダ内を摺動可能なピストンと、一
端がこのピストンに固定され、他端がシリンダの外部に
露出したロッドと、シリンダの各室に封入され、ロッド
を介して摺動させられたピストンによって圧縮され、圧
縮量に応じた力を発生する高圧気体とを有するように構
成することができる。

【０００７】また、本発明に係るバランス支持装置は、
作業者が乗込む作業バケットに装着する支持部に基端部
を上下方向揺動可能に取り付けた支持アームと、この支
持アームの先端部に傾動可能に取り付けたれ、先端に工
具が装着される操作棒と、前記支持アームと平行に配置
されるとともに、支持アームと前記支持部とに係合さ
れ、支持アームに作用する回転モーメントに応じた反対
方向の回転モーメントを前記支持アームに与えてバラン
ス支持する第１のガススプリングと、前記支持アームと
前記操作棒とに結合され、操作棒に作用する回転モーメ
ントに応じた反対方向の回転モーメントを前記操作棒に
与える第２のガススプリングと、前記支持アームと前記
第１のガススプリングとの間に設けられ、第１のガスス
プリングを前記支持アームの長て方向と直交した方向に
移動させて支持アームとの間隔を変化させるレバー長さ
変更手段と、両端が前記支持アームと前記支持部とに取
り付けられ、前記工具による作業に伴う、前記操作棒を
介して前記支持アームに作用する反力に抗して支持アー
ムをバランス支持位置に保持するブレーキ手段と、を有
する構成となっている。

【０００８】

【作用】上記のごとく構成した本発明は、例えば工具を
操作する操作棒などの被支持物を、被支持物を支持して
いる支持アームに設けた第２バランス力発生手段によっ
てバランス支持し、また支持アーム自体を、支持部と支
持アームとに結合した第１バランス力発生手段によって
バランス支持するため、作業者の被支持物を支持するた
めの労力を非常に小さくすることができ、作業者の負担
が大幅に軽減させる。しかも、作業者は、被支持物の荷
重をほとんど受けることがないため、支持アームに支持
させた被支持物の操作を容易、的確に行うことができ、
作業能率を大幅に向上することができる。また、第２バ
ランス力発生手段の結合位置を可変にすると、被支持物
の重量、すなわち被支持物に作用する回転モーメントの
大きさに応じて第２バランス力発生手段の取付け位置を
変えることにより、被支持物のバランス支持を容易、確
実に行うことができる。そして、第１、第２バランス力
発生手段を高圧気体内蔵型の、いわゆるガススプリング
を使用すると、バランス支持のための高圧源や配管等を
必要とせず、装置を小型化することができる。

【０００９】さらに、第４項に記載の発明においては、
第１のガススプリングが支持アームの長て方向に直交し
て移動可能となっているため、支持アームに作用する荷
重などが変化した場合であっても、支持アームと第１ガ
ススプリングとの間の距離を変えることにより、第１ガ
ススプリングの出力を変えることなく支持アームをバラ
ンス支持することができる。また、支持アームと支持部
との間にブレーキ手段を配置すると、工具による作業を
した際の反力によって支持アームが動くのを防止すると
ができ、作業者が反力に抗して支持アームを保持する労
力をなくすことができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明に係るバランサ支持装置の
好ましい実施の形態を、添付図面に従って詳細に説明す
る。図１は、本発明の実施形態に係るバランス支持装置
の説明図であって、架線工事に適用した例を示したもの
である。

【００１１】図１において、バランス支持装置１０は、
高所作業車両のバケット１２に取り付けるためのフック
部１４を有していて、このフック部１４をバケット１２
の上端縁に掛止させることにより、バランス支持装置１
０をバケット１２に取り付けることができるようにして
ある。そして、フック部１４には、バケット１２の内面
に沿って上下方向に配置可能な昇降レール１６が固定し
てあって、この昇降レール１６に嵌合させた昇降ブロッ
ク１８を矢印２０のように上下方向に移動させることが
できるようになっている。また、昇降ブロック１８の上
部には、支持アーム２６を支持する支持部である旋回ブ
ロック２２が設けてあって、旋回ブロック２２を矢印２
４のように旋回させることにより、旋回ブロック２２に
取り付けた支持アーム２６を水平面内で回転させること
ができるようにしてある。

【００１２】支持アーム２６の先端には、詳細を後述す
る揺動支持部３０が直立させて設けてあって、この揺動
支持部３０に操作棒３２が傾動可能に取り付けてある。
そして、支持アーム２６は、詳細を後述する姿勢支持機
構を有していて、基端部が旋回ブロック２２に固定した
軸２７に枢着してあり、矢印２８のように上下方向に揺
動することにより、揺動支持部３０を介して取り付けた
操作棒３２を、姿勢を変えずに上下動させることができ
るようにしてある。また、支持アーム２６の基端部近く
には、第１バランス力発生手段である第１のガススプリ
ング３４が設けてあって、作業者３６が手によって支持
アーム２６を上下方向に揺動させて手を離した際に、支
持アーム２６をその揺動位置にバランス支持できるよう
になっている。

【００１３】第１ガススプリング３４は、図２に示した
ように、ロッドを下方に向けた状態でシリンダヘッド部
が支持アーム２６の基端部近くに枢着してある。また、
ガススプリング３４のロッドの先端（下端）部には、ピ
ン３８が両側に突出して設けてあって、このピン３８が
ガイドブロック４０に水平方向に設けたガイド溝４２に
挿入してある。このガイドブロック４０は、旋回ブロッ
ク２２の下部に旋回ブロック２２と一体に形成したＬ字
状ブラケット４４の水平部４３に固定してある。そし
て、第１のガススプリング３４は、ブラケット４４の垂
直部４５と平行に配置され、シリンダが支持アーム２６
と平行なリンク４６を介して垂直部４５の上部と連結し
てある。このため、ブラケット４４の垂直部４５を含む
旋回ブロック２２、支持アーム２６、ガススプリング３
４とは平行リンクを形成しており、支持アーム２６が矢
印２８のように揺動すると、ガススプリング３４のロッ
ドに設けたピン３８がガイド溝４２に沿って図２の左右
方向に移動することにより、ガススプリング３４が平行
移動するとともに、ガススプリング３４のロッドが伸縮
し、ロッドの伸縮量に応じた力を支持アーム２６に与え
て支持アーム２６をその回動位置に保持する。

【００１４】支持アーム２６は、図３に示したように、
アーム本体となるケース４８を有していて、このケース
４８の先端部に軸受５０を介して支持軸５２が回転自在
に取り付けてある。この支持軸５２の周面には、歯車５
４が固定してある。そして、歯車５４には、旋回ブロッ
ク２２に固定した軸２７に回転自在に設けた歯車（図示
せず）との間に巻掛けした歯付きベルト５６が巻掛けし
てある。また、軸２７に設けた図示しない歯車と歯車５
４とは、外径と歯数とが等しく形成してある。これらの
支持軸５２、歯車５４、歯付きベルト５６等は、支持ア
ーム２６が揺動したときに、操作棒３２を姿勢を変えず
に上下させる姿勢保持機構を構成していて、支持アーム
２６が揺動すると、歯付きベルト５６が回転させられ、
この歯付きベルト５６の回転が歯車５４を介して支持軸
５２を回転させ、支持軸５２に取り付けた揺動支持部３
０を垂直状態に保持して上下させる。

【００１５】揺動支持部３０は、下部支持部材５８と上
部円筒体６０とからなっていて、下部支持部材５８の側
面下部にレール状のスライダ６２が水平方向に取り付け
てある。そして、このスライダ６２は、ケース４８を貫
通させた支持軸５２の先端に設けた装着部６３に固定し
た凹状スライドガイド６４に嵌合してある。従って、支
持部３０を支持アーム２６の長手方向に移動させると、
スライダ６２がスライドガイド６４を摺動移動し、揺動
支持部３０の支持アーム２６に対する取り付け位置を変
更できるようにしてある。

【００１６】上部円筒体６０は、下部支持部材５８に軸
受６６を介して取り付けてあり、下部支持部材５８との
間で相対回転可能となっている。さらに、下部支持部材
５８の側部には、図４に示したように、板状のアーム６
８が一体に形成してあって、このアーム６６の先端部上
面に止め金具７０が固定してある。そして、止め金具７
０は、上部円筒体６０の下端部に螺着する止めねじ７２
を螺合させることにより、下部支持部材５８と上部円筒
体６０との相対回転を阻止できるようにしてある。

【００１７】上部円筒体６０の周面には、軸方向および
周方向に等間隔で複数の凸部７４が形成してある（図４
参照）。そして、上部円筒体６０の外周面には、第２バ
ランス力発生手段である第２のガススプリング８２、８
４を取り付けるための取付リング７６が嵌合している。
この取付リング７６は、内周面に、上部円筒体６０の上
下方向に隣接した凸部７４間の溝７７に嵌まる突起７８
を備えている（図３参照）。この取付リング７６の突起
７８は、周方向に間欠的に形成してあって、周方向の幅
が上部円筒体６０の周方向に隣接する凸部７４間の間隙
ａより狭くなっていて、突起７８を間隙ａと対応した位
置に合せることにより、取付リング７６を上下方向に移
動させることができるようにしてある。また、取付リン
グ７６の外周面には、一対の軸部８０が一体に突出形成
してある。これら軸部８０は、取付リング７６の直径方
向両側に形成してあって、各軸部８０に第２ガススプリ
ング８２、８４のロッド８６の先端部が枢着結合してあ
る。

【００１８】第２ガススプリング８２、８４は、基本構
造が支持アーム２６をバランス支持する第１ガススプリ
ング３４と同様の構造となっていて、本体シリンダ８８
の外周面にねじ部（図示せず）が形成してある。そし
て、本体シリンダ８８の下部には、ロッド８６の上部を
挿入したカバーシリンダ９０が螺着してあって、内部に
高圧気体が封入してある。一方、ロッド８６は、カバー
シリンダ９０に挿入した部分に抜けを防止するストッパ
９２が取り付けてあるとともに、上端に、シリンダ内を
摺動するとともに、シリンダ内をヘッド側室９４とロッ
ド側室９６とに区画するピストン９８が固定してある。
このピストン９８には、軸方向に図示しない細孔が形成
してあって、この細孔を介してヘッド側室９４とロッド
側室９６とが連通され、ロッド８６の初期位置を変える
ことができるようになっている。

【００１９】上部円筒体６０の上端部には、揺動円筒体
１００が枢着してあり、ガススプリング８２、８４と同
方向に、すなわち図３の紙面と直交した方向に揺動（傾
動）できるようになっている。そして、揺動円筒体１０
０は、上端に操作棒３２が軸受１０２を介して回転自在
に取り付けられるとともに、操作棒３２の先端に装着し
た図示しない工具を駆動させる油圧モータ１０４を内蔵
している。また、揺動円筒体１００の上部外周面には、
上部円筒体６０の凸部７４と同様の凸部１０６が上下方
向と周方向とに等間隔で形成してある。これらの凸部１
０６の上下方向と周方向との形成ピッチは、上部円筒体
６０の凸部７４と同じにしてある。そして、揺動円筒体
１００の上部外周面には、第２ガススプリング８２、８
４の上端部であるヘッド部を支持する取付リング１０８
が外嵌している。この取付リング１０８は、内周面に揺
動円筒体１００の上下方向の隣接した凸部１０６によっ
て形成される溝１１０に嵌まる突起１１２を有してい
る。この突起１１２は、周方向の幅が揺動円筒体１００
の周方向の隣接した凸部１０６間の間隙ｂより狭くなっ
ていて、突起１１２を間隙ｂと対応した位置に合せるこ
とにより、取付リング１０８を上下方向に移動させるこ
とができるようにしてある。

【００２０】取付リング１０８の外周面の直径方向両側
には、一対の枢支部１１４が突出して設けてある。これ
ら枢支部１１４は、図５に示したように、取付リング１
０８の本体１１６に突出形成した一対の突出片１１７
と、この突出片１１７の先端に螺着するコ字状の取付け
片１１８とからなっているとともに、突出片１１７と取
付け片１１８によって、ガススプリング８２、８４のヘ
ッド部に螺着したサポートリング１２０を受入れる長穴
状貫通孔１２２が形成してある。そして、サポートリン
グ１２０には、第２ガススプリング８２、８４の直径方
向両側に一対の軸部１２４が形成してあり、これらの軸
部１２４が本体１１６と取付片１１８とに設けた枢支孔
１２６に嵌合し、サポートリング１２０が取付リング１
０８に回動自在に支持されている。

【００２１】上記のごとく構成した実施の形態において
は、操作棒３２の先端に装着する工具の重量に応じて第
２ガススプリング８２、８４の取付け位置を上下させ、
操作棒３２に作用する回転モーメントに応じた反対方向
の回転モーメントを揺動円筒体１００に与えて操作棒３
２をバランス支持できるようにする。すなわち、バラン
ス支持装置１０を作業車両のバケット１２に取り付ける
前、または取り付けた状態において、図３に示したよう
に、揺動円筒体１００を直立させてガススプリング８
２、８４を張力０の伸び切った状態にする。そして、取
付けリング７６、１０８を周方向に回転させて突起７
８、１１２の位置を、上部円筒体６０と揺動円筒体１０
０の周方向の隣接した凸部７４、１０６間の間隙ａ、ｂ
とに対応した位置に移動せる。

【００２２】突起７８、１１２が間隙ａ、ｂと対応した
位置となったならば、ガススプリング８２、８４を揺動
円筒体１００に沿って上下させ、ガススプリング８２、
８４により揺動円筒体１００に与える回転モーメント
が、予め求めてある操作棒３２に作用する回転モーメン
トに見合ったものとなる位置にする。その後、取付けリ
ング７６、１０８を周方向に回転させ、これらの内周面
に設けた突起７８、１１２を上下方向に隣接した凸部６
０、１０６間の溝７７、１１０に挿入し、ねじやピン打
ち等によって取付けリング７６、１０８を上部円筒体６
０と揺動円筒体１００とに固定する。このとき、取付け
リング７６、１０８の軸部８０、１２４の軸線と、揺動
円筒体１００の揺動中心の軸線とが平行となるようにす
る。

【００２３】操作棒３２が直立した状態においては、第
２ガススプリング８２、８４が伸び切った状態となって
いて、ガススプリング８２、８４の張力は０であり、操
作棒３２は揺動円筒体１００を介して支持部材３０の上
部円筒体６０に支持されている。そして、操作棒３２が
傾斜すると、ガススプリング８２、８４が操作棒３２に
作用する回転モーメントに見合った反対方向の回転モー
メントを揺動円筒体１００に与えて操作棒３２をバラン
ス支持する。

【００２４】すなわち、図６に模式的に示したように、
揺動円筒体１００と図示しない工具を含めた操作棒３２
との合計重量がＷであり、操作棒３２が直立状態からθ
だけ傾斜したとする。このとき、操作棒３２に作用する
回転モーメントＭｗは、

【数１】Ｍｗ＝Ｗ×Ｂ となる。ただし、Ｂは、操作棒３２の揺動中心、すなわ
ち揺動円筒体１００の枢着点と操作棒３２の質量中心Ｐ
との間の水平方向距離である。この質量中心Ｐは、揺動
円筒体１００の重量と長さ、操作棒３２の重量と長さ、
操作棒３２に装着した工具の重量とその大きさが既知で
あれば、計算によって容易に求められる。従って、操作
棒３２の傾斜角度θがわかれば距離Ｂを求めることがで
きる。

【００２５】操作棒３２がθだけ傾斜すると、ガススプ
リング８２、８４は、操作棒３２の傾斜とともに傾斜
し、ロッド８６がシリンダ内にδＬだけ押し込まれて角
度βだけ傾斜する。このロッド８６の押し込まれる量δ
Ｌと傾斜角度βは、取付けリング７６の軸部８０と揺動
円筒体１００の枢着点間の距離、揺動円筒体１００の枢
着点とサポートリング１１６の軸部１２４との間の距離
および操作棒３２の傾斜角度θに基づいて計算によって
求めることができる。そして、ガススプリング８２、８
４は、ロッド８６がδＬ押し込まれることにより、ヘッ
ド側室９４の容積が小さくなって封入してあるガスが圧
縮され、その反発力によってそれぞれＦの力を発生す
る。従って、ガススプリング８２、８４による鉛直上方
に向う力Ｆｎは、

【数２】Ｆｎ＝２×Ｆｃｏｓβ となる。そして、このＦｎによる揺動円筒体１００に与
える回転モーメントＭｃは、

【数３】Ｍｃ＝Ｄ×Ｆｎ＝Ｄ×２Ｆｃｏｓβ となる。ただし、Ｄは、上下の軸部８０、１２４間の水
平方向の距離である。

【００２６】従って、

【数４】Ｍｃ＝Ｍｗ となる力Ｆを発生するガススプリング８２、８４を選択
することにより、ガススプリング８２、８４によって操
作棒３２をバランス支持することができる。

【００２７】一方、支持アーム２６を上下方向に揺動さ
せると、リンク４６が支持アーム２６と一体に揺動す
る。リンク４６は、支持アーム２６とともに平行リンク
を構成しているため、ガススプリング３４を水平方向に
平行移動させる。そして、ガススプリング３４は、直立
した状態で平行移動するとともに、ロッドが伸縮して支
持アーム２６をバランス支持する一定の力を発生する。

【００２８】このため、作業者３６は、操作棒３２を作
業に必要な所定の角度に保持するための労力を必要とせ
ず、操作棒３２の先端に設けた工具を容易、的確に操作
することができ、作業者の負担を軽減できるとともに、
作業を迅速に行うことができる。

【００２９】図７は、他の実施の形態を示したものであ
る。この実施形態においては、姿勢保持機構として平行
リンク機構が用いられている。すなわち、揺動可能な操
作棒３２を支持している支持アーム１３０は、操作棒３
２を取り付けた水平な先端アーム１３２と、この先端ア
ーム１３２の基端部と旋回ブロック２２とを連結するリ
ンクアーム１３４から構成してある。リンクアーム１３
４は、等長の補助リンク１３６と主リンク１３８とを平
行に配置してその基端部を旋回ブロック２２に枢着し、
その先端部を先端アーム１３２に枢着してある。また、
リンクアーム１３４の下方には、第１のガススプリング
１４０が配設してある。このガススプリング１４０は、
リンクアーム１３４と平行に配置してあって、ヘッド部
が旋回ブロック２２に枢着してあり、ロッドの先端部が
先端アーム１３２の下部に設けたブラケット１４２に枢
着してある。他の構成は、前記の実施形態と同様になっ
ている。

【００３０】この実施形態においては、リンクアーム１
３４が上下方向に揺動すると、先端アーム１３２が水平
に保持されたまま上下動し、先端アーム１３２が支持し
ている操作棒３２を姿勢を変えることなく上下させるこ
とができる。そして、本実施形態においては、第１のガ
ススプリング１４０を横向きに設置しているため、図７
に示してあるように、支持アーム１３０をバケット１２
の外部に旋回させることができ、作業範囲を広くするこ
とができる。

【００３１】図８、図９は、図７に示した実施の形態に
おいて、リンクアーム１３４とガススプリング１４０と
の上下方向の相対位置、すなわちレバー長さを変更でき
る機構を示したものである。これらの図において、リン
クアーム１３４を構成している主リンク１３８は、一対
の板状リンク１３８ａ、１３８ｂからなっていて、これ
らの板状リンク１３８ａ、１３８ｂが第１ガススプリン
グ１４０の両側に配置してある（図８参照）。そして、
板状リンク１３８ａ、１３８ｂの先端部は、板状リンク
１３８ｂを貫通している枢支軸１５０に枢着してある。
また、板状リンク１３８ａ、１３８ｂ間の枢支軸１５０
には、連結リンク１５２の下端部が枢着してある。さら
に、連結リンク１５２の上部には、板状リンク１３８
ａ、１３８ｂの中間上部に配置してある補助リンク１３
６の先端部がピンを介して回動可能に取り付けてある。

【００３２】板状リンク１３８ａ、１３８ｂの基端部
は、ブラケット１５４を介して旋回ブロック２２に回動
自在に取り付けてある。また、補助リンク１３６の基端
部もブラケット１５６を介して旋回ブロック２２に枢着
してある。この旋回ブロック２２には、上下方向にガイ
ド溝１５８が形成してあり、このガイド溝１５８に移動
ブラケット１６０が摺動可能に嵌合してある（図９参
照）。そして、移動ブラケット１６０には、第２ガスス
プリング１４０のヘッド側を軸方向に移動可能に挿入し
た案内ブラケット１６１が枢着してある。また、ガスス
プリング１４０のロッド１６２には、スライダ１６４が
枢着してある。このスライダ１６４は、板状リンク１３
８ａ、１３８ｂ間に架設したビーム１６６に、上下方向
に延在させて設けたレール１６８に摺動自在に嵌合させ
てある。従って、第２のガススプリング１４０は、案内
ブラケット１６１によって軸方向移動可能に支持される
とともに、移動ブラケット１６０とスライダ１６４とを
介して、旋回ブロック１２２のガイド溝１５８とレール
１６８とに案内されて上下方向に平行移動可能となって
いる。なお、ビーム１６６は、第２ガススプリング１４
０の出力を主リンク１３４に伝達するレバーの役割をな
している。

【００３３】案内ブラケット１６１の枢着部と、ガスス
プリング１４０の本体シリンダの先端側を軸方向移動可
能に支持している支持リング１６９とには、レバー長さ
変更手段を構成しているリンク１７０、１７２の基端側
が枢着してある。また、リンク１７０、１７２は、同じ
長さを有していて、先端側に略三角形をなす揺動板１７
４、１７６の１つの頂点部が枢着してある。さらに、リ
ンク１７０、１７２は、相互に平行となるように配置さ
れ、基端側の枢着点を結ぶ線が主リンク１３８の基端部
と先端部との枢着点を結ぶ線と平行している。

【００３４】揺動板１７４と揺動板１７６とは、一対ず
つ設けてあって図８に示したようにガススプリング１４
０の両側に配置され、それぞれが１つの頂点部において
板状リンク１３８ａ、１３８ｂに回転可能に取り付けて
ある。そして、揺動板１７６は、先端側を枢着したリン
ク１７２を介して、ガススプリング１４０が貫通してい
る支持リング１９６を支持している。また、揺動板１７
４と揺動板１７６との他の頂点部には、板状の連結杆１
７８が枢着してあって、連結杆１７８によって相互に連
結してあり、後述するように、連結杆１７８によって板
状リンク１３８ａ、１３８ｂへの枢着点１８０、１８２
を中心に一体に回動するようになっている。

【００３５】主リンク１３８の基端側の一対の揺動板１
７４、１７４間の、連結杆１７８を枢着した部分には、
図示しない連結ロッドが取り付けてあって、この連結ロ
ッドによって一対の揺動板１７４が相互に連結されてい
る。そして、連結ロッドの長て方向中央部には、雌ねじ
部が形成してあって、この雌ねじ部に、旋回ブロック２
２を横方向に貫通している軸１８４に設けた雄ねじ部が
螺合している。軸１８４は、基端部側が外周面を球面状
に形成された球面軸受１８６を介して旋回ブロック２２
に回転自在に支持されているとともに、旋回ブロック２
２から露出した基端部にノブ１８８が固定してあって、
ノブ１８８を図９の矢印１９０のように回転することに
より、軸１８４を回転することができるようになってい
る。また、ノブ１８８は、軸１８４が球面軸受１８６を
介して旋回ブロック２２に支持されているため、図９の
矢印１９２に示すように、軸１８４と一体に任意の方向
に傾斜できるようになっている。そして、ノブ１８８
は、軸１８４、連結杆１７８、揺動板１７４、１７６、
リンク１７０１７２などとともにレバー長さ変更機構を
構成しており、後述するように、ノブ１８８を回転する
ことにより、第２のガスシリンダ１４が軸線と直交した
方向に移動し、レバーとなるビーム１６６へのガススプ
リング１４０の作用点を変化させることができるように
してある。

【００３６】板状リンク１３８ａの外側には、操作棒３
２の先端に装着した工具による作業をする際の反力によ
る支持アーム１３０の変位を防止するブレーキシリンダ
（ブレーキ手段）１９４が設けてある。このブレーキシ
リンダ１９４は、シリンダ本体１９６の両端部にロッド
１９８、２００を備えていて、ロッド２００が板状リン
ク１３８ａの基端部を枢着したブラケット１５４にピン
２０２を介して枢着してある。また、ロッド１９８は、
板状リンク１３８ａに揺動板１７６を枢着させているピ
ンと、板状リンク１３８ａに固定したブラケット２０４
に設けたピンとの間に渡した円筒軸２０６を、この軸２
０６の軸線に直交させて貫通させてある。そして、この
ブレーキシリンダ１９４は、図９に示したように、先端
側となるロッド１９８側をやや上方に向けた状態で取り
付けられていて、通常の支持アーム１３０を操作すると
きには油圧が作用しておらず、操作棒３２に装着した工
具による作業をする際にバルブにより油圧ロックされ、
ロッド２００による突っ張り力によって支持アーム１３
０をバランス支持された所定の角度に保持できるように
してある。

【００３７】なお、板状リンク１３８ｂを貫通している
枢支軸１５０の先端には、図３において説明した装着部
６３と同様の装着部６３が設けてあって、この装着部６
３に固定したスライドガイド６４にスライダとなる先端
アーム１３２が嵌合させてあって、先端アーム１３２を
長て方向に摺動案内できるようになっている。また、図
９に示した符号２１０は、操作棒３２や操作棒３２の先
端に装着した工具を操作する操作レバーである。

【００３８】このように構成したレバー長さ変更機構に
おいては、ノブ１８８を矢印１９０のように回転させる
と、軸１８４がノブ１８８と一体に回転し、軸１８４の
先端部が螺合させてある、一対の揺動板１７４、１７４
を相互に連結している図示しない連結ロッドが図９の左
右方向に移動する。このため、揺動板１７４は、板状リ
ンク１３８ｂへの枢着点１８０を中心に矢印２１２のよ
うに回動する。そして、揺動板１７４の回動は、連結杆
１７８を介して揺動板１７６に伝達され、揺動板１７６
を板状リンク１３８ｂへの枢着点１８２を中心に、矢印
２１４のように揺動板１７４と一体に回転させる。この
ため、揺動板１７４、１７６に他端側を枢着したリンク
１７０、１７２が揺動板１７４、１７６の回動に伴って
回動し、主リンク１３８の基端側と先端側との枢着点を
結ぶと、リンク１７０の案内ブラケット１６１への枢着
点とリンク１７２の支持リング１６９への枢着点とを結
ぶ線との間隔ｂが変化し、レバー長さ（ビーム１６６へ
のガススプリング１４０の作用点）を変化させることが
できる。

【００３９】従って、先端アーム１３２に作用する荷重
が変化したり、先端アーム１３２をスライドガイド６４
に沿って前後方向に移動させたとしても、上記の間隔ｂ
を変化させることにより、ガススプリング１４０の出力
を変化させることなく、主リンク１３８に作用する負荷
（荷重）に見合ったバランス力を発生させることができ
る。すなわち、図１０に模式的に示したように、主リン
ク１３８の先端に荷重Ｇが作用したときに、ガススプリ
ング１４０が出力ｆによって主リンク１３８をバランス
支持する場合、荷重Ｇによる主リンク１３８の基端枢着
点１８０における下向きのモーメントＭ_d と、Ｑ点にお
けるガススプリング１４０の出力ｆによる上向きのモー
メントＭ_u とが吊り合う必要がある。

【００４０】荷重Ｇによる枢着点１８０のおけるモーメ
ントＭ_d は、主リンク１３８の長さをＬ、主リンク１３
８の傾きをθとした場合、

【数５】Ｍ_d ＝Ｇ・Ｌｃｏｓα である。また、ガススプリング１４０の出力ｆによるＱ
点におけるモーメントＭ u は、

【数６】Ｍ_u ＝ｄ・ｆｃｏｓα である。

【００４１】従って、釣り合いの条件は、Ｍ_d ＝Ｍ_u で
あるから、

【数７】Ｇ・Ｌｃｏｓα＝ｄ・ｆｃｏｓα すなわち、ガススプリング１４が出力すべきバランス力
ｆは、

【数８】ｆ＝（Ｌ／ｄ）Ｇ となり、荷重Ｇが変化した場合であっても、間隔ｄを変
えることにより、出力ｆを変化させずにバランス支持す
ることができる。

【００４２】なお、前記の実施形態においては、バラン
ス力発生手段としてガススプリングを用いた場合につい
て説明したが、バランス力発生手段として油圧シリンダ
やエアシリンダなどを用いもよい。また、前記実施の形
態においては、被支持物が架線工事用の工具を取り付け
る操作棒である場合について説明したが、被支持物は工
具自体や溶接のトーチ、旗竿などであってもよい。そし
て、前記実施形態においては、バランス装置を作業車両
のバケット１２に取り付けた場合について説明したが、
これに限定されず、例えば人に装備させてもよい。さら
に、前記実施の形態においては、操作棒３２に応じた回
転モーメントを発生させるために、第２のガススプリン
グ８２、８４の全体を上下させる場合について説明した
が、ロッド側またはヘッド側の位置だけを変えてもよ
い。また、ブレーキシリンダ１９４は、図１に示した装
置にも適用うることができる。

【００４３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、被支持物を支持している支持アームに設けた第２バ
ランス力発生手段によってバランス支持し、また支持ア
ームを、固定部に取り付ける取付け部に第１バランス力
発生手段を介してバランス支持されるため、作業者の被
支持物を支持するための労力を非常に小さくすることが
でき、作業者の負担が大幅に軽減され、被支持物に取り
付けた工具等の操作を容易、的確に行うことができ、作
業能率を大幅に向上することができる。また、第２バラ
ンス力発生手段の結合位置を可変にしたことにより、被
支持物の重量、すなわち被支持物に作用する回転モーメ
ントの大きさに応じて第２バランス力発生手段の取付け
位置を変えて被支持物のバランス支持を容易、確実に行
うことができる。そして、第１、第２バランス力発生手
段を高圧気体内蔵型の、いわゆるガススプリングを使用
しているため、バランス支持のための高圧源や配管等を
必要とせず、装置を小型化することができる。

【００４４】さらに、第４項に記載の発明においては、
第１のガススプリングが支持アームの長て方向と直交し
た方向に移動可能となっているため、支持アームに作用
する荷重などが変化した場合であっても、支持アームと
第１ガススプリングとの間の距離を変えることにより、
第１ガススプリングの出力を変えることなく支持アーム
をバランス支持することができる。また、支持アームと
支持部との間にブレーキ手段を配置したことにより、工
具により作業をした際の反力によって支持アームが動く
のを防止するとができ、作業者が作業による反力に抗し
て支持アームを保持する労力をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るバランス支持装置の
説明図である。

【図２】実施の形態に係る第１バランス力発生手段の取
り付け状態の説明図である

【図３】実施の形態に係る第２バランス力発生手段の取
り付け状態の詳細を示す断面図である。

【図４】実施の形態に係る第２バランス力発生手段の取
り付け状態を示す側面図である。

【図５】図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図６】実施の形態に係る第２バランス力発生手段の作
用の説明図である。

【図７】本発明の他の実施形態の説明図である。

【図８】実施の形態に係るレバー長さ変更機構を示す平
面図である。

【図９】実施の形態に係るレバー長さ変更機構を示す側
面図である。

【図１０】実施の形態に係るレバー長さ変更機構の作用
を説明する模式図である。

【符号の説明】

１０ バランス支持装置 １４ フック部 １６ 昇降レール １８ 昇降ブロック ２２ 支持部（旋回ブロック） ２６ 支持アーム ２７、５２、５４、５６ 姿勢保持機構（軸、支持軸、
歯車、歯付きベルト） ３０ 揺動支持部 ３２ 被支持物（操作棒） ３４、１４０ 第１バランス力発生手段（第１のガスス
プリング） ７６、１０８ 取付けリング ８２、８４ 第２バランス力発生手段（第２のガスス
プリング） １００ 揺動円筒体 １３４ 姿勢保持機構（リンクアーム） １３６ 補助リンク １３８ 主リンク １７０、１７２、１７４、１７６、１７８、１８４、１
８８ レバー長さ変更手段（リンク、揺動板、連結
杆、軸、ノブ） １９４ ブレーキ手段（ブレーキシリンダ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大橋 弘隆 東京都中央区築地５丁目６番４号 三井造 船株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持部に基端部が上下方向揺動可能に取
   り付けられて、先端部に傾動可能に取り付けた被支持物
   を支持する支持アームと、 この支持アームと前記支持部とに結合され、支持アーム
   に作用する回転モーメントに応じた反対方向の回転モー
   メントを前記支持アームに与えてバランス支持する第１
   バランス力発生手段と、 前記支持アームと前記被支持物とに結合され、被支持物
   に作用する回転モーメントに応じた反対方向の回転モー
   メントを前記被支持物に与えてバランス支持する第２バ
   ランス力発生手段と、 を有することを特徴とするバランス支持装置。
2. 【請求項２】 前記第２バランス力発生手段は、前記被
   支持物が直立したときに、前記支持アームと前記被支持
   物とへの結合位置と前記被支持物の揺動支点とが同一直
   線上となるように取り付けられ、かつ前記支持アームと
   前記被支持物とへの結合位置を前記直線上で可変にして
   あることを特徴とする請求項１に記載のバランス支持装
   置。
3. 【請求項３】 前記第１、第２のバランス力発生手段
   は、密閉空間を形成するシリンダと、このシリンダ内を
   ２つの室に区画するとともに、シリンダ内を摺動可能な
   ピストンと、一端がこのピストンに固定され、他端が前
   記シリンダの外部に露出したロッドと、前記シリンダの
   各室に封入され、前記ロッドを介して摺動させられた前
   記ピストンによって圧縮され、圧縮量に応じた力を発生
   する高圧気体とを有していることを特徴とする請求項１
   または２に記載のバランス支持装置。
4. 【請求項４】 作業者が乗込む作業バケットに装着する
   支持部に基端部を上下方向揺動可能に取り付けた支持ア
   ームと、 この支持アームの先端部に傾動可能に取り付けたれ、先
   端に工具が装着される操作棒と、 前記支持アームと平行に配置されるとともに、支持アー
   ムと前記支持部とに係合され、支持アームに作用する回
   転モーメントに応じた反対方向の回転モーメントを前記
   支持アームに与えてバランス支持する第１のガススプリ
   ングと、 前記支持アームと前記操作棒とに結合され、操作棒に作
   用する回転モーメントに応じた反対方向の回転モーメン
   トを前記操作棒に与える第２のガススプリングと、 前記支持アームと前記第１のガススプリングとの間に設
   けられ、第１のガススプリングを前記支持アームの長て
   方向と直交した方向に移動させて支持アームとの間隔を
   変化させるレバー長さ変更手段と、 両端が前記支持アームと前記支持部とに取り付けられ、
   前記工具による作業に伴う、前記操作棒を介して前記支
   持アームに作用する反力に抗して支持アームをバランス
   支持位置に保持するブレーキ手段と、 を有していることを特徴とするバランス支持装置。