昇降装置
【課題】設置に際しての省スペース化・スリム化が図れるとともに全方向に対する高剛性を確保することができ、高精度かつスムーズな昇降動作が可能であり、また、製作コストの低減及び製作の容易性の向上を図ることができる昇降装置を提供する。
【解決手段】下部ベース６上に立設され上下方向に伸縮するシリンダ部５と、シリンダ部５の伸縮により昇降する上部ベース１２とを備える昇降装置であって、上部ベース６上に立設される基部側固定子７と、上部ベース１２下面に垂設される昇降部側固定子１１と、基部側固定子７及び昇降部側固定子１１間に配置されるとともにこれら基部側固定子７及び昇降部側固定子１１に対して上下方向に摺動可能に係合する可動部１５とを有し、シリンダ部５の周囲で螺旋面状を構成する螺旋構造体２０を備える構成とした。
【解決手段】下部ベース６上に立設され上下方向に伸縮するシリンダ部５と、シリンダ部５の伸縮により昇降する上部ベース１２とを備える昇降装置であって、上部ベース６上に立設される基部側固定子７と、上部ベース１２下面に垂設される昇降部側固定子１１と、基部側固定子７及び昇降部側固定子１１間に配置されるとともにこれら基部側固定子７及び昇降部側固定子１１に対して上下方向に摺動可能に係合する可動部１５とを有し、シリンダ部５の周囲で螺旋面状を構成する螺旋構造体２０を備える構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、種々の物品を昇降させるための昇降装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、種々の物品を昇降させるための装置としては、油圧シリンダや空圧シリンダ等のシリンダを上下方向に伸縮させることで物品（昇降物）の支持台などを昇降するものや、このようなシリンダ構造に加え、２つのリンクレバーを交差させ、その交点を回動自在に連結し、これを単独でまたは複数結合して用いるいわゆるシザース式のリンク機構を備え、このリンク機構を上下方向に伸縮させることで支持台などを昇降するもの等がある。
【０００３】
また、昇降装置に用いられる構造として、重い負荷の支持などを行うことを可能とする伸縮可能なタワー構造物が特許文献１に示されている。すなわち、本文献においては、互いに嵌め合い結合され螺旋面を形成するように並べられる複数のタワー要素が、順次組み込まれることにより、または順次取り外されることにより伸縮するタワー構造物が示されている。そして、複数のタワー要素が結合するタワー要素複合体に対して、タワー要素を収納するタワー要素マガジンから後続のタワー要素が挿入されることにより、タワー要素複合体が持ち上げられてタワー構造物が伸長する構成となっており、このタワーの先端で重い負荷が支持される。
【特許文献１】特開平５−１２５８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述したような従来のシザース式のリンク機構を備える昇降装置は、リンク機構が折りたたまれることにより支持台などが下降する構造であり、このリンク機構は平面的に折りたたまれる構造となる。このため、該昇降装置を設置するための平面スペースが大きくなる。このように昇降装置の設置スペースが大きくなると、例えば自動車の組立てライン等のように、昇降装置を作業者と共存させる設備へ昇降装置を組み込む場合、作業者による作業スペースが狭くなりその作業を阻害する要因となる。
また、シザース式のリンク機構は、その下部の支持がリンク支持ピン等による支持のみである構造のものが多い。このような構造の場合、該リンク機構において、昇降装置に対して横方向に作用する力を支持するのはリンク支持ピンのみとなるため、昇降装置の上昇時における横剛性が不足することが考えられる。このように横剛性が不足する昇降装置は、昇降の位置合わせに精度を要する場合には適さない。
【０００５】
また、特許文献１に開示されているタワー構造物では、複数のタワー要素が螺旋面を形成するように結合されるタワー要素複合体において、螺旋面の方向に作用するずらしや剪断力が分散されることにより、高い横剛性が得られ重い負荷を安定して支持できると考えられるものの、次のような問題がある。すなわち、該タワー構造物においては、タワー要素を収納するタワー要素マガジンを昇降装置の周囲に配置する必要があり、さらに、該タワー要素マガジン内からタワー要素を取り出すための装置が必要となる。このため、構成部品点数が多くなり、その構成が大掛かりとなるので、製作コストの低減や設置に際しての省スペース化を図るのが困難となる。
また、該タワー構造物においては、タワー要素の組込み及び取外しによりタワー構造物の伸縮が行われるため、その伸縮がタワー要素の大きさによる段階的なものとなり、昇降の位置合わせに精度を要する場合には適さない。
【０００６】
そこで、本発明は、設置に際しての省スペース化・スリム化が図れるとともに全方向に対する高剛性を確保することができ、高精度かつスムーズな昇降動作が可能であり、また、製作コストの低減及び製作の容易性の向上を図ることができる昇降装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、基部上に立設され上下方向に伸縮するシリンダ部と、該シリンダ部の伸縮により昇降する昇降部とを備える昇降装置であって、前記基部上に立設される基部側固定子と、前記昇降部下面に垂設される昇降部側固定子と、前記基部側固定子及び前記昇降部側固定子間に配置されるとともにこれら基部側固定子及び昇降部側固定子に対して上下方向に摺動可能に係合する可動部とを有し、前記シリンダ部の周囲で螺旋面状を構成する螺旋構造体を備えるものである。
【０００９】
請求項２においては、前記可動部を、前記基部側固定子に対して上下方向に摺動可能に係合する下可動子及び前記昇降部側固定子に対して上下方向に摺動可能に係合する上可動子を含む複数の可動子からなる可動子群とし、前記螺旋構造体を、前記昇降部の上昇に伴い、前記昇降部側固定子から前記下可動子にかけて順次螺旋状に伸びる構成としたものである。
【００１０】
請求項３においては、前記可動子群を、前記下可動子、前記上可動子及びこれら両可動子に対して上下方向に摺動可能に係合する中可動子により構成し、前記基部側固定子、前記昇降部側固定子及び前記可動子群を、平面視で略重なることなく配設するとともに、それぞれの上下方向の長さが略同一長さとなるように構成し、前記シリンダ部を、その収縮時の上下方向の長さが、前記略同一長さとなるように複数段に構成したものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１２】
請求項１においては、設置に際しての省スペース化・スリム化が図れるとともに全方向に対する高剛性を確保することができ、高精度かつスムーズな昇降動作が可能となる。
すなわち、シリンダ部の周囲に設けられる螺旋構造体は、昇降装置の基部と昇降部との間の空間内に収まる構成とすることが容易となるので、昇降装置の設置に際しての省スペース化やスリム化を図ることができる。
また、螺旋構造体が、シリンダ部による昇降部の支持に加え、該シリンダ部の周囲にて螺旋面状を構成するように昇降部を支持するので、全方向に対する剛性を高めることができる。つまり、上下方向に対しては、シリンダ部に加え螺旋構造体が昇降部を支持することにより高剛性を得ることができ、水平方向に対しては、螺旋構造体がシリンダ部の周囲で螺旋面状を構成することから、昇降部の上昇時などにおいても、水平方向の全方向に対して高い横剛性を得ることができる。
このように、全方向に対する高剛性が得られることにより、昇降物の重心位置が昇降部上におけるシリンダ部の延長線上にない場合などでも、昇降装置のたわみやねじれを抑制することができるので、たわみ等による影響の少ない高精度かつスムーズな昇降動作が可能となる。これにより、例えば、産業用ロボットを用いる自動組立てライン等における物品の搭載などのような高精度を要する物品の昇降に好適となる。
【００１３】
請求項２においては、設置に際しての省スペース化・スリム化が図れ、低床で高揚程での使用が可能となるとともに、昇降部の上昇端状態などにおいても高い横剛性を得ることができる。また、螺旋構造体が昇降部の上昇に伴い順次螺旋状に伸びるので、高精度かつスムーズな昇降動作が確保できる。
【００１４】
請求項３においては、製作コストの低減及び製作の容易性の向上を図ることができる。つまり、螺旋構造体における各係合部を、多品種市販されているリニアウェイ等を用いて構成することができるので、昇降物の重量などに応じて各種サイズの昇降装置を容易にかつ安価に製作することが可能となる。また、少ない部品点数により構成することができることからも、製作コストの低減及び製作の容易性の向上を図ることができる。
また、昇降部の下降端状態におけるシリンダ部及び螺旋構造体の高さの均一化を図ることにより、より低床でありかつ高揚程での使用が可能となる。つまり、昇降部の下降端状態においては、シリンダ部が収縮するとともに螺旋構造体が略筒状となり、これらが略同一の高さとなって昇降部を支持する一方、昇降部の上昇端状態においては、シリンダ部が伸長するとともに螺旋構造体が螺旋面状となって昇降部を支持するので、省スペース化・スリム化や高剛性化が図れるとともに、より低床で高揚程での使用が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、発明の実施の形態を説明する。
本発明に係る昇降装置は、種々の物品（昇降物）を昇降させるためのものであり、図１に示すように、基部としての下部ベース６上に立設され上下方向に伸縮するシリンダ部５と、該シリンダ部５の伸縮により昇降する昇降部としての上部ベース１２とを備えており、該上部ベース１２上に載置などされる昇降物を昇降させる。
すなわち、シリンダ部５の下端部が下部ベース６に取り付けられるとともに先端部（上端部）が上部ベース１２に取り付けられ、該シリンダ部５が、下部ベース６上で上部ベース１２を支持した状態で伸縮することにより、上部ベース１２上に載置などされる昇降物を昇降させる。
このシリンダ部５は、図示せぬ油圧ポンプや制御弁などを介して供給される油圧により伸縮する油圧シリンダにより構成される。ただし、これに限定するものではなく、例えば、空気圧により伸縮する空圧シリンダ等のその他の流体圧シリンダや電動シリンダ等を用いることができる。
【００１６】
そして、シリンダ部５の周囲には、該シリンダ部５による支持に加え下部ベース６上で上部ベース１２を支持するとともに、該シリンダ部５の周囲で螺旋面状を構成する螺旋構造体２０が設けられている。
この螺旋構造体２０は、基部である下部ベース６上に立設される基部側固定子７と、昇降部である上部ベース１２下面に垂設される昇降部側固定子１１と、基部側固定子７及び昇降部側固定子１１間に配置されるとともにこれら基部側固定子７及び昇降部側固定子１１に対して上下方向に摺動可能に係合する可動部１５とを有する。
【００１７】
前記可動部１５は、単数または複数の可動子により螺旋状に構成されるものであり、下部ベース６と上部ベース１２との間において、前記基部側固定子７及び昇降部側固定子１１とともにシリンダ部５の周囲で螺旋面状を構成する。
そして、基部側固定子７と可動部１５との係合及び可動部１５と昇降部側固定子１１との係合が、それぞれ上下方向に摺動可能であることにより、下部ベース６に対する上部ベース１２の昇降が許容される。
【００１８】
このように、シリンダ部５の周囲で螺旋面状を構成する螺旋構造体２０を備えることにより、設置に際しての省スペース化・スリム化が図れるとともに全方向に対する高剛性を確保することができ、高精度かつスムーズな昇降動作が可能となる。
すなわち、シリンダ部５の周囲に設けられる螺旋構造体２０は、昇降装置の基部である下部ベース６と、昇降部である上部ベース１２との間の空間内に収まる構成とすることが容易となるので、昇降装置の設置に際しての省スペース化やスリム化を図ることができる。
また、螺旋構造体２０が、シリンダ部５による上部ベース１２の支持に加え、該シリンダ部５の周囲にて螺旋面状を構成するように上部ベース１２を支持するので、全方向に対する剛性を高めることができる。つまり、上下方向に対しては、シリンダ部５に加え螺旋構造体２０が上部ベース１２を支持することにより高剛性を得ることができ、水平方向に対しては、螺旋構造体２０がシリンダ部５の周囲で螺旋面状を構成することから、上部ベース１２の上昇時などにおいても、水平方向の全方向に対して高い横剛性を得ることができる。
このように、全方向に対する高剛性が得られることにより、昇降物の重心位置が上部ベース１２上におけるシリンダ部５の延長線上にない場合などでも、昇降装置のたわみやねじれを抑制することができるので、たわみ等による影響の少ない高精度かつスムーズな昇降動作が可能となる。これにより、例えば、産業用ロボットを用いる自動組立てライン等における物品の搭載などのような高精度を要する物品の昇降に好適となる。
【００１９】
前記螺旋構造体２０は、好ましくは次のように構成される。すなわち、螺旋構造体２０を構成する前記可動部１５は、前記基部側固定子７に対して上下方向に摺動可能に係合する下可動子８及び前記昇降部側固定子１１に対して上下方向に摺動可能に係合する上可動子１０を含む複数の可動子からなる可動子群により構成される。
そして、螺旋構造体２０が、上部ベース１２の上昇に伴い、昇降部側固定子１１から下可動子８にかけて順次螺旋状に伸びる構成となる。
つまり、螺旋構造体２０は、上部ベース１２の最も下降した状態（下降端状態）においては、略筒状となってシリンダ部５を包囲するとともに昇降物が載置などされる上部ベース１２を支持し、上部ベース１２の最も上昇した状態（上昇端状態）においては、略螺旋面状となって昇降物が載置などされる上部ベース１２を支持する。
【００２０】
具体的には、螺旋構造体２０は、前述の如く上部ベース１２の下降端状態においてシリンダ部５を包囲する略筒状の状態から、シリンダ部５が伸長されることによる上部ベース１２の上昇により、上部ベース１２に固定される昇降部側固定子１１、該昇降部側固定子１１に対して上下方向に摺動可能に係合する上可動子１０、該上可動子１０及び下可動子８とともに可動子群を構成する中可動子９、基部側固定子７に対して上下方向に摺動可能に係合する下可動子８の順番にそれぞれが順次上昇することにより、略螺旋面状を構成しながら昇降物が載置などされる上部ベース１２を支持する。
【００２１】
このように、螺旋構造体２０を、上部ベース１２の下降端状態時における略筒状の状態から上部ベース１２の上昇に伴い螺旋状に伸びる構成とすることにより、設置に際しての省スペース化・スリム化が図れ、低床で高揚程での使用が可能となるとともに、上部ベース１２の上昇端状態などにおいても高い横剛性を得ることができる。また、螺旋構造体２０が上部ベース１２の上昇に伴い順次螺旋状に伸びるので、高精度かつスムーズな昇降動作が確保できる。
【００２２】
以下、図１〜図４に示す、本発明に係る昇降装置の一実施形態に即して説明する。
本実施形態における昇降装置においては、下部ベース６及び上部ベース１２が、それぞれ略正八角形の盤状に形成され、これらが略同一の大きさに構成される。そして、下部ベース６及び上部ベース１２が平面視で略重なるように配置された状態で、下部ベース６上の略中央部にシリンダ部５が立設される。
【００２３】
シリンダ部５は、前述の如く油圧シリンダにより構成され、下部ベース６上に固設される外筒部５ａと、該外筒部５ａ内に上下方向に摺動可能に収納される内筒部５ｂと、該内筒部５ｂ内に上下方向に摺動可能に収納されるとともにその先端部が上部ベース１２下面に固定されるロッド部５ｃとを有するいわゆる二段のテレスコープシリンダに構成される。
【００２４】
また、本実施形態における螺旋構造体２０について、基部である下部ベース６に固定される基部側固定子７は、平面断面視で略Ｔ字状に形成される基部固定ベース７ａを基体として構成され、下部ベース６上においてシリンダ部５の一側（図４における右側）に配置される。基部側固定子７は、その基部固定ベース７ａの一端部に、下可動子８を摺動可能に係合させるための上下方向の案内部としての一段目リニアレール１ａを有している。
【００２５】
一方、昇降部である上部ベース１２に固定される昇降部側固定子１１は、略柱状に形成される昇降部固定ベース１１ａを基体として構成され、上部ベース１２下面においてシリンダ部５に対して基部側固定子７と同じ側（図４における右側）の位置であって該基部側固定子７と平面視で重ならないように配置構成される。昇降部側固定子１１は、その昇降部固定ベース１１ａの一端部に、上可動子１０を摺動可能に係合させるための上下方向の案内部としての四段目リニアレール４ａを有している。
【００２６】
基部側固定子７に対して上下方向に摺動可能に係合する下可動子８は、側面視略平行四辺形状に形成されるとともに（図２参照）、平面断面視略Ｔ字状に形成される板状部材である下可動ベース８ａを基体として構成され（図４参照）、シリンダ部５の他の一側（図４における上側）において、基部側固定子７に対して平面視で略直角となるように隣接配置される。
そして、下可動子８は、その下可動ベース８ａの一端部に、基部側固定子７が有する一段目リニアレール１ａと摺動可能に係合する摺接部としてのリニアベアリング１ｂを有しており、該リニアベアリング１ｂが一段目リニアレール１ａに係合することにより、下可動子８が基部側固定子７に対して上下方向に摺動可能に構成される。
【００２７】
また、昇降部側固定子１１に対して上下方向に摺動可能に係合する上可動子１０は、前記下可動子８と同様にして、下可動ベース８ａと略同一形状である上可動ベース１０ａを基体として構成され、該下可動子８とシリンダ部５に対して略対称となる側（図４における下側）に配置される。つまり、下可動子８と上可動子１０とは、平面視においてシリンダ部５を挟んで対向するように配置される。
そして、上可動子１０は、その上可動ベース１０ａの一端部に、昇降部側固定子１１が有する四段目リニアレール４ａと摺動可能に係合する摺接部としてのリニアベアリング４ｂを有しており、該リニアベアリング４ｂが四段目リニアレール４ａに係合することにより、上可動子１０が昇降部側固定子１１に対して上下方向に摺動可能に構成される。
【００２８】
そして、下可動子８と上可動子１０との間であってシリンダ部５の他側（図４における左側）、即ち平面視において基部側固定子７及び昇降部側固定子１１とシリンダ部５を挟んで反対側には、中可動子９が配置されている。
中可動子９は、略柱状に形成される中可動ベース９ａを基体として構成され、該中可動ベース９ａの下可動子８側の端部に、該下可動子８を摺動可能に係合させるための上下方向の案内部としての二段目リニアレール２ａを有している。一方、中可動ベース９ａの上可動子１０側の端部に、該上可動子１０を摺動可能に係合させるための上下方向の案内部としての三段目リニアレール３ａを有している。これにより、中可動子９は、その一側に配置される下可動子８に対して上下方向に摺動可能に係合するとともに、その他側に配置される上可動子１０に対して上下方向に摺動可能に係合する。
【００２９】
すなわち、下可動子８は、その下可動ベース８ａの中可動子９側に二段目リニアレール２ａと上下方向に摺動可能に係合する摺接部としてのリニアベアリング２ｂを有しており、これら二段目リニアレール２ａ及びリニアベアリング２ｂを介して下可動子８及び中可動子９が互いに摺動可能に構成される。
また、上可動子１０は、その上可動ベース１０ａの中可動子９側に三段目リニアレール３ａと上下方向に摺動可能に係合する摺接部としてのリニアベアリング３ｂを有しており、これら三段目リニアレール３ａ及びリニアベアリング３ｂを介して上可動子１０及び中可動子９が互いに摺動可能に構成される。
つまり、本実施形態においては、複数の可動子からなる可動子群である可動部１５が、下可動子８、上可動子１０及びこれら両可動子８・１０に対して上下方向に摺動可能に係合する中可動子９により構成されている。
【００３０】
このような構成の螺旋構造体２０においては、下側ベース６に固定される基部側固定子７から平面視で反時計回りに（図４に示す底面断面視においては時計周りに）、該基部側固定子７に対して一段目リニアレール１ａ及びリニアベアリング１ｂを介して上下方向に摺動可能に係合する下可動子８、該下可動子８に対して二段目リニアレール２ａ及びリニアベアリング２ｂを介して上下方向に摺動可能に係合する中可動子９、該中可動子９に対して三段目リニアレール３ａ及びリニアベアリング３ｂを介して上下方向に摺動可能に係合する上可動子１０、該上可動子１０に対して四段目リニアレール４ａ及びリニアベアリング４ｂを介して上下方向に摺動可能に係合するとともに上部ベース１２に固定される昇降部側固定子１１が、シリンダ部５を取り囲むように平面視で略重なることなく順に配設されている。
【００３１】
そして、これら基部側固定子７、昇降部側固定子１１及び上・中・下可動子１０・９・８により構成される可動子群は、それぞれの上下方向の長さが略同一長さとなるように構成されている。すなわち、図３に示すように、上部ベース１２の下降端状態においては、基部側固定子７、昇降部側固定子１１及び上・中・下可動子１０・９・８それぞれの上端部が略同じ高さとなり、これらで構成される螺旋構造体２０が下部ベース６上でシリンダ部５を包囲する略筒状を構成する。
【００３２】
また、上部ベース１２の下降端状態において、シリンダ部５も、その収縮時の上下方向の長さが、前記略同一長さとなるように構成される。つまり、前述の如く、基部側固定子７、昇降部側固定子１１及び可動子群の上下方向の長さが略同一長さとなるように構成される螺旋構造体２０に対して、シリンダ部５を、その収縮時の高さが略同じとなるように構成することにより、上部ベース１２の下降端状態におけるシリンダ部５及び螺旋構造体２０の高さの均一化を図っている。
【００３３】
本実施形態においては、シリンダ部５を構成する外筒部５ａ、内筒部５ｂ及びロッド部５ｃを、それぞれ略同一長さ（シリンダ部５の最伸長時の約３分の一の長さ）とすることにより、該シリンダ部５の収縮時の高さが上部ベース１２の下降端状態における螺旋構造体２０の高さと略同一となるように構成されている。
なお、シリンダ部５の構成は、本実施形態に限定するものではなく、上部ベース１２の下降端状態において螺旋構造体２０の高さとの均一化が図れるものであればよい。
【００３４】
また、下部ベース６と上部ベース１２との間であって螺旋構造体２０の外側（本実施形態においては中可動子９の外側）には、昇降装置上方への各種アクチュエータ等の取付けを考慮し、配線や配管などを通すための支持案内部１３が設けられている。つまり、支持案内部１３は中空柱状に構成され、該支持案内部１３の下端部から、あるいは下部ベース６を貫通させて該下部ベース６の下面側から、配線などを支持案内部１３内に通し、該支持案内部１３の上端部、あるいは上部ベース１２を貫通させて該上部ベースの上面側から、配線などを延出させる。
ただし、この支持案内部１３は、上部ベース１２の昇降に追従するとともに、該上部ベース１２の下降端状態においてシリンダ部５及び螺旋構造体２０の高さの均一化の妨げとならないように、収縮可能に複数段（本実施形態においては三段）に構成される。なお、図１においては、便宜上支持案内部１３の図示を省略している。
【００３５】
以上のように構成される昇降装置における螺旋構造体２０は、上部ベース１２の下降端状態における略筒状の状態から、シリンダ部５の伸長による上部ベース１２の上昇に伴い、次のような態様により螺旋状に伸びて行く。
すなわち、図３に示す上部ベース１２の下降端状態から、シリンダ部５の伸長により上部ベース１２が上昇し始めると、まず、該上部ベース１２に固定されている昇降部側固定子１１が、その四段目リニアレール４ａを上可動子１０のリニアベアリング４ｂに摺動させながら上昇する。
【００３６】
昇降部側固定子１１の次には、上可動子１０が、そのリニアベアリング３ｂを中可動子９の三段目リニアレール３ａに摺動させながら上昇する。ここで、昇降部側固定子１１の四段目リニアレール４ａの下端部には、上可動子１０のリニアベアリング４ｂの下面側に当接するストッパ４ｃが設けられており、該ストッパ４ｃにより昇降部側固定子１１と上可動子１０との摺動範囲が制限されるとともに、該ストッパ４ｃがリニアベアリング４ｂの下面側に当接してからは昇降部側固定子１１の上昇に伴い上可動子１０が上昇する。
【００３７】
上可動子１０の次には、中可動子９が、その二段目リニアレール２ａを下可動子８のリニアベアリング２ｂに摺動させながら上昇する。ここで、中可動子９の三段目リニアレール３ａの上端部には、上可動子１０のリニアベアリング３ｂの上面側に当接するストッパ３ｃが設けられており、該ストッパ３ｃにより上可動子１０と中可動子９との摺動範囲が制限されるとともに、該ストッパ３ｃがリニアベアリング３ｂの上面側に当接してからは上可動子１０の上昇に伴い中可動子９が上昇する。
【００３８】
中可動子９の次には、下可動子８が、そのリニアベアリング１ｂを下部ベース６に固定されている基部側固定子７の一段目リニアレール１ａに摺動させながら上昇する。ここで、中可動子９の二段目リニアレール２ａの下端部には、下可動子８のリニアベアリング２ｂの下面側に当接するストッパ２ｃが設けられており、該ストッパ２ｃにより中可動子９と下可動子８との摺動範囲が制限されるとともに、該ストッパ２ｃがリニアベアリング２ｂの下面側に当接してからは中可動子９の上昇に伴い下可動子８が上昇する。
【００３９】
そして、下可動子８の上昇が停止することにより、上部ベース１２の上昇が停止する。この下可動子８の上昇は、一段目リニアレール１ａの上端部に設けられるストッパ１ｃにより規制される。すなわち、基部側固定子７の一段目リニアレール１ａの上端部には、下可動子８のリニアベアリング１ｂの上面側に当接するストッパ１ｃが設けられており、該ストッパ１ｃにより下可動子８の基部側固定子７に対する摺動範囲が制限されている。
【００４０】
このように、上部ベース１２の上昇に伴い、螺旋構造体２０は、昇降部側固定子１１、上可動子１０、中可動子９、下可動子８の順番で順次上昇することにより、螺旋面状を構成するとともに上部ベース１２を支持する。
逆に、上部ベース１２が、その上昇端状態から下降する場合は、上昇する過程とは逆の順番で螺旋構造体２０が下降して行く。すなわち、上部ベース１２の下降に伴い、下可動子８、中可動子９、上可動子１０、昇降部側固定子１１の順番で順次下部ベース６に当接して行き、上部ベース１２の下降端状態において螺旋構造体２０が略筒状となる。
【００４１】
以上のように構成される本実施形態の昇降装置においては、製作コストの低減及び製作の容易性の向上を図ることができる。つまり、螺旋構造体２０において、案内部としてのリニアレール及び摺接部としてのリニアベアリングにより構成される各係合部を、多品種市販されているリニアウェイ等を用いて構成することができるので、昇降物の重量などに応じて各種サイズの昇降装置を容易にかつ安価に製作することが可能となる。また、少ない部品点数により構成することができることからも、製作コストの低減及び製作の容易性の向上を図ることができる。
また、上部ベース１２の下降端状態におけるシリンダ部５及び螺旋構造体２０の高さの均一化を図ることにより、より低床でありかつ高揚程での使用が可能となる。つまり、上部ベース１２の下降端状態においては、シリンダ部５が収縮するとともに螺旋構造体２０が略筒状となり、これらが略同一の高さとなって上部ベース１２を支持する一方、上部ベース１２の上昇端状態においては、シリンダ部５が伸長するとともに螺旋構造体２０が螺旋面状となって上部ベース１２を支持するので、省スペース化・スリム化や高剛性化が図れるとともに、より低床で高揚程での使用が可能となる。
【００４２】
以上のように構成される本発明に係る昇降装置は、重い負荷の支持を可能とする高い支持剛性を得るため、鉄鋼製であることが好ましいが、例えば強化樹脂製など、その用途などに応じて所望の支持剛性が得られる素材により構成することができる。
【００４３】
なお、螺旋構造体２０における各係合部は、省スペース化・スリム化を図りつつ高い剛性を得るためには、本実施形態のように、基部側固定子７において一段目リニアレール１ａを下部ベース６に一体的に固設し、昇降部側固定子１１において四段目リニアレール４ａを上部ベース１２に一体的に固設することが好ましいが、昇降部側固定子１１、上・中・下可動子１０・９・８、基部側固定子７それぞれが前述の如く摺動可能に構成されればよく、各係合部におけるリニアレールとリニアベアリングとの配置関係などは本実施形態に限定するものではない。
すなわち、例えば、昇降部側固定子１１と上可動子１０との係合部において、四段目リニアレール４ａを上可動子１０に設けるとともに、該四段目リニアレール４ａに係合するリニアベアリング４ｂを昇降部側固定子１１に設けてもよい。この際、低床で高揚程での使用が可能となるように、リニアベアリングを設ける位置やその形状、また、リニアレールのストッパを設ける位置などが適宜決められる。
また、螺旋構造体２０における各係合部を構成するリニアレールやリニアベアリング等は、本実施形態のように、別部材のものを螺旋構造体２０の各構成要素における基体、即ち基部側固定子７における基部固定ベース７ａ等と一体的に設ける構成に限らず、螺旋構造体２０の各構成要素において一体構造物として構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の昇降装置を示す全体鳥瞰図。
【図２】同じく昇降部の上昇端状態を示す側面図。
【図３】同じく昇降部の下降端状態を示す側面図。
【図４】図３におけるＡ−Ａ矢視断面図。
【符号の説明】
【００４５】
１ａ 一段目リニアレール
２ａ 二段目リニアレール
３ａ 三段目リニアレール
４ａ 四段目リニアレール
５ シリンダ部
６ 下部ベース
７ 基部側固定子
８ 下可動子
９ 中可動子
１０ 上可動子
１１ 昇降部側固定子
１２ 上部ベース
１５ 可動部
２０ 螺旋構造体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、種々の物品を昇降させるための昇降装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、種々の物品を昇降させるための装置としては、油圧シリンダや空圧シリンダ等のシリンダを上下方向に伸縮させることで物品（昇降物）の支持台などを昇降するものや、このようなシリンダ構造に加え、２つのリンクレバーを交差させ、その交点を回動自在に連結し、これを単独でまたは複数結合して用いるいわゆるシザース式のリンク機構を備え、このリンク機構を上下方向に伸縮させることで支持台などを昇降するもの等がある。
【０００３】
また、昇降装置に用いられる構造として、重い負荷の支持などを行うことを可能とする伸縮可能なタワー構造物が特許文献１に示されている。すなわち、本文献においては、互いに嵌め合い結合され螺旋面を形成するように並べられる複数のタワー要素が、順次組み込まれることにより、または順次取り外されることにより伸縮するタワー構造物が示されている。そして、複数のタワー要素が結合するタワー要素複合体に対して、タワー要素を収納するタワー要素マガジンから後続のタワー要素が挿入されることにより、タワー要素複合体が持ち上げられてタワー構造物が伸長する構成となっており、このタワーの先端で重い負荷が支持される。
【特許文献１】特開平５−１２５８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述したような従来のシザース式のリンク機構を備える昇降装置は、リンク機構が折りたたまれることにより支持台などが下降する構造であり、このリンク機構は平面的に折りたたまれる構造となる。このため、該昇降装置を設置するための平面スペースが大きくなる。このように昇降装置の設置スペースが大きくなると、例えば自動車の組立てライン等のように、昇降装置を作業者と共存させる設備へ昇降装置を組み込む場合、作業者による作業スペースが狭くなりその作業を阻害する要因となる。
また、シザース式のリンク機構は、その下部の支持がリンク支持ピン等による支持のみである構造のものが多い。このような構造の場合、該リンク機構において、昇降装置に対して横方向に作用する力を支持するのはリンク支持ピンのみとなるため、昇降装置の上昇時における横剛性が不足することが考えられる。このように横剛性が不足する昇降装置は、昇降の位置合わせに精度を要する場合には適さない。
【０００５】
また、特許文献１に開示されているタワー構造物では、複数のタワー要素が螺旋面を形成するように結合されるタワー要素複合体において、螺旋面の方向に作用するずらしや剪断力が分散されることにより、高い横剛性が得られ重い負荷を安定して支持できると考えられるものの、次のような問題がある。すなわち、該タワー構造物においては、タワー要素を収納するタワー要素マガジンを昇降装置の周囲に配置する必要があり、さらに、該タワー要素マガジン内からタワー要素を取り出すための装置が必要となる。このため、構成部品点数が多くなり、その構成が大掛かりとなるので、製作コストの低減や設置に際しての省スペース化を図るのが困難となる。
また、該タワー構造物においては、タワー要素の組込み及び取外しによりタワー構造物の伸縮が行われるため、その伸縮がタワー要素の大きさによる段階的なものとなり、昇降の位置合わせに精度を要する場合には適さない。
【０００６】
そこで、本発明は、設置に際しての省スペース化・スリム化が図れるとともに全方向に対する高剛性を確保することができ、高精度かつスムーズな昇降動作が可能であり、また、製作コストの低減及び製作の容易性の向上を図ることができる昇降装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、基部上に立設され上下方向に伸縮するシリンダ部と、該シリンダ部の伸縮により昇降する昇降部とを備える昇降装置であって、前記基部上に立設される基部側固定子と、前記昇降部下面に垂設される昇降部側固定子と、前記基部側固定子及び前記昇降部側固定子間に配置されるとともにこれら基部側固定子及び昇降部側固定子に対して上下方向に摺動可能に係合する可動部とを有し、前記シリンダ部の周囲で螺旋面状を構成する螺旋構造体を備えるものである。
【０００９】
請求項２においては、前記可動部を、前記基部側固定子に対して上下方向に摺動可能に係合する下可動子及び前記昇降部側固定子に対して上下方向に摺動可能に係合する上可動子を含む複数の可動子からなる可動子群とし、前記螺旋構造体を、前記昇降部の上昇に伴い、前記昇降部側固定子から前記下可動子にかけて順次螺旋状に伸びる構成としたものである。
【００１０】
請求項３においては、前記可動子群を、前記下可動子、前記上可動子及びこれら両可動子に対して上下方向に摺動可能に係合する中可動子により構成し、前記基部側固定子、前記昇降部側固定子及び前記可動子群を、平面視で略重なることなく配設するとともに、それぞれの上下方向の長さが略同一長さとなるように構成し、前記シリンダ部を、その収縮時の上下方向の長さが、前記略同一長さとなるように複数段に構成したものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１２】
請求項１においては、設置に際しての省スペース化・スリム化が図れるとともに全方向に対する高剛性を確保することができ、高精度かつスムーズな昇降動作が可能となる。
すなわち、シリンダ部の周囲に設けられる螺旋構造体は、昇降装置の基部と昇降部との間の空間内に収まる構成とすることが容易となるので、昇降装置の設置に際しての省スペース化やスリム化を図ることができる。
また、螺旋構造体が、シリンダ部による昇降部の支持に加え、該シリンダ部の周囲にて螺旋面状を構成するように昇降部を支持するので、全方向に対する剛性を高めることができる。つまり、上下方向に対しては、シリンダ部に加え螺旋構造体が昇降部を支持することにより高剛性を得ることができ、水平方向に対しては、螺旋構造体がシリンダ部の周囲で螺旋面状を構成することから、昇降部の上昇時などにおいても、水平方向の全方向に対して高い横剛性を得ることができる。
このように、全方向に対する高剛性が得られることにより、昇降物の重心位置が昇降部上におけるシリンダ部の延長線上にない場合などでも、昇降装置のたわみやねじれを抑制することができるので、たわみ等による影響の少ない高精度かつスムーズな昇降動作が可能となる。これにより、例えば、産業用ロボットを用いる自動組立てライン等における物品の搭載などのような高精度を要する物品の昇降に好適となる。
【００１３】
請求項２においては、設置に際しての省スペース化・スリム化が図れ、低床で高揚程での使用が可能となるとともに、昇降部の上昇端状態などにおいても高い横剛性を得ることができる。また、螺旋構造体が昇降部の上昇に伴い順次螺旋状に伸びるので、高精度かつスムーズな昇降動作が確保できる。
【００１４】
請求項３においては、製作コストの低減及び製作の容易性の向上を図ることができる。つまり、螺旋構造体における各係合部を、多品種市販されているリニアウェイ等を用いて構成することができるので、昇降物の重量などに応じて各種サイズの昇降装置を容易にかつ安価に製作することが可能となる。また、少ない部品点数により構成することができることからも、製作コストの低減及び製作の容易性の向上を図ることができる。
また、昇降部の下降端状態におけるシリンダ部及び螺旋構造体の高さの均一化を図ることにより、より低床でありかつ高揚程での使用が可能となる。つまり、昇降部の下降端状態においては、シリンダ部が収縮するとともに螺旋構造体が略筒状となり、これらが略同一の高さとなって昇降部を支持する一方、昇降部の上昇端状態においては、シリンダ部が伸長するとともに螺旋構造体が螺旋面状となって昇降部を支持するので、省スペース化・スリム化や高剛性化が図れるとともに、より低床で高揚程での使用が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、発明の実施の形態を説明する。
本発明に係る昇降装置は、種々の物品（昇降物）を昇降させるためのものであり、図１に示すように、基部としての下部ベース６上に立設され上下方向に伸縮するシリンダ部５と、該シリンダ部５の伸縮により昇降する昇降部としての上部ベース１２とを備えており、該上部ベース１２上に載置などされる昇降物を昇降させる。
すなわち、シリンダ部５の下端部が下部ベース６に取り付けられるとともに先端部（上端部）が上部ベース１２に取り付けられ、該シリンダ部５が、下部ベース６上で上部ベース１２を支持した状態で伸縮することにより、上部ベース１２上に載置などされる昇降物を昇降させる。
このシリンダ部５は、図示せぬ油圧ポンプや制御弁などを介して供給される油圧により伸縮する油圧シリンダにより構成される。ただし、これに限定するものではなく、例えば、空気圧により伸縮する空圧シリンダ等のその他の流体圧シリンダや電動シリンダ等を用いることができる。
【００１６】
そして、シリンダ部５の周囲には、該シリンダ部５による支持に加え下部ベース６上で上部ベース１２を支持するとともに、該シリンダ部５の周囲で螺旋面状を構成する螺旋構造体２０が設けられている。
この螺旋構造体２０は、基部である下部ベース６上に立設される基部側固定子７と、昇降部である上部ベース１２下面に垂設される昇降部側固定子１１と、基部側固定子７及び昇降部側固定子１１間に配置されるとともにこれら基部側固定子７及び昇降部側固定子１１に対して上下方向に摺動可能に係合する可動部１５とを有する。
【００１７】
前記可動部１５は、単数または複数の可動子により螺旋状に構成されるものであり、下部ベース６と上部ベース１２との間において、前記基部側固定子７及び昇降部側固定子１１とともにシリンダ部５の周囲で螺旋面状を構成する。
そして、基部側固定子７と可動部１５との係合及び可動部１５と昇降部側固定子１１との係合が、それぞれ上下方向に摺動可能であることにより、下部ベース６に対する上部ベース１２の昇降が許容される。
【００１８】
このように、シリンダ部５の周囲で螺旋面状を構成する螺旋構造体２０を備えることにより、設置に際しての省スペース化・スリム化が図れるとともに全方向に対する高剛性を確保することができ、高精度かつスムーズな昇降動作が可能となる。
すなわち、シリンダ部５の周囲に設けられる螺旋構造体２０は、昇降装置の基部である下部ベース６と、昇降部である上部ベース１２との間の空間内に収まる構成とすることが容易となるので、昇降装置の設置に際しての省スペース化やスリム化を図ることができる。
また、螺旋構造体２０が、シリンダ部５による上部ベース１２の支持に加え、該シリンダ部５の周囲にて螺旋面状を構成するように上部ベース１２を支持するので、全方向に対する剛性を高めることができる。つまり、上下方向に対しては、シリンダ部５に加え螺旋構造体２０が上部ベース１２を支持することにより高剛性を得ることができ、水平方向に対しては、螺旋構造体２０がシリンダ部５の周囲で螺旋面状を構成することから、上部ベース１２の上昇時などにおいても、水平方向の全方向に対して高い横剛性を得ることができる。
このように、全方向に対する高剛性が得られることにより、昇降物の重心位置が上部ベース１２上におけるシリンダ部５の延長線上にない場合などでも、昇降装置のたわみやねじれを抑制することができるので、たわみ等による影響の少ない高精度かつスムーズな昇降動作が可能となる。これにより、例えば、産業用ロボットを用いる自動組立てライン等における物品の搭載などのような高精度を要する物品の昇降に好適となる。
【００１９】
前記螺旋構造体２０は、好ましくは次のように構成される。すなわち、螺旋構造体２０を構成する前記可動部１５は、前記基部側固定子７に対して上下方向に摺動可能に係合する下可動子８及び前記昇降部側固定子１１に対して上下方向に摺動可能に係合する上可動子１０を含む複数の可動子からなる可動子群により構成される。
そして、螺旋構造体２０が、上部ベース１２の上昇に伴い、昇降部側固定子１１から下可動子８にかけて順次螺旋状に伸びる構成となる。
つまり、螺旋構造体２０は、上部ベース１２の最も下降した状態（下降端状態）においては、略筒状となってシリンダ部５を包囲するとともに昇降物が載置などされる上部ベース１２を支持し、上部ベース１２の最も上昇した状態（上昇端状態）においては、略螺旋面状となって昇降物が載置などされる上部ベース１２を支持する。
【００２０】
具体的には、螺旋構造体２０は、前述の如く上部ベース１２の下降端状態においてシリンダ部５を包囲する略筒状の状態から、シリンダ部５が伸長されることによる上部ベース１２の上昇により、上部ベース１２に固定される昇降部側固定子１１、該昇降部側固定子１１に対して上下方向に摺動可能に係合する上可動子１０、該上可動子１０及び下可動子８とともに可動子群を構成する中可動子９、基部側固定子７に対して上下方向に摺動可能に係合する下可動子８の順番にそれぞれが順次上昇することにより、略螺旋面状を構成しながら昇降物が載置などされる上部ベース１２を支持する。
【００２１】
このように、螺旋構造体２０を、上部ベース１２の下降端状態時における略筒状の状態から上部ベース１２の上昇に伴い螺旋状に伸びる構成とすることにより、設置に際しての省スペース化・スリム化が図れ、低床で高揚程での使用が可能となるとともに、上部ベース１２の上昇端状態などにおいても高い横剛性を得ることができる。また、螺旋構造体２０が上部ベース１２の上昇に伴い順次螺旋状に伸びるので、高精度かつスムーズな昇降動作が確保できる。
【００２２】
以下、図１〜図４に示す、本発明に係る昇降装置の一実施形態に即して説明する。
本実施形態における昇降装置においては、下部ベース６及び上部ベース１２が、それぞれ略正八角形の盤状に形成され、これらが略同一の大きさに構成される。そして、下部ベース６及び上部ベース１２が平面視で略重なるように配置された状態で、下部ベース６上の略中央部にシリンダ部５が立設される。
【００２３】
シリンダ部５は、前述の如く油圧シリンダにより構成され、下部ベース６上に固設される外筒部５ａと、該外筒部５ａ内に上下方向に摺動可能に収納される内筒部５ｂと、該内筒部５ｂ内に上下方向に摺動可能に収納されるとともにその先端部が上部ベース１２下面に固定されるロッド部５ｃとを有するいわゆる二段のテレスコープシリンダに構成される。
【００２４】
また、本実施形態における螺旋構造体２０について、基部である下部ベース６に固定される基部側固定子７は、平面断面視で略Ｔ字状に形成される基部固定ベース７ａを基体として構成され、下部ベース６上においてシリンダ部５の一側（図４における右側）に配置される。基部側固定子７は、その基部固定ベース７ａの一端部に、下可動子８を摺動可能に係合させるための上下方向の案内部としての一段目リニアレール１ａを有している。
【００２５】
一方、昇降部である上部ベース１２に固定される昇降部側固定子１１は、略柱状に形成される昇降部固定ベース１１ａを基体として構成され、上部ベース１２下面においてシリンダ部５に対して基部側固定子７と同じ側（図４における右側）の位置であって該基部側固定子７と平面視で重ならないように配置構成される。昇降部側固定子１１は、その昇降部固定ベース１１ａの一端部に、上可動子１０を摺動可能に係合させるための上下方向の案内部としての四段目リニアレール４ａを有している。
【００２６】
基部側固定子７に対して上下方向に摺動可能に係合する下可動子８は、側面視略平行四辺形状に形成されるとともに（図２参照）、平面断面視略Ｔ字状に形成される板状部材である下可動ベース８ａを基体として構成され（図４参照）、シリンダ部５の他の一側（図４における上側）において、基部側固定子７に対して平面視で略直角となるように隣接配置される。
そして、下可動子８は、その下可動ベース８ａの一端部に、基部側固定子７が有する一段目リニアレール１ａと摺動可能に係合する摺接部としてのリニアベアリング１ｂを有しており、該リニアベアリング１ｂが一段目リニアレール１ａに係合することにより、下可動子８が基部側固定子７に対して上下方向に摺動可能に構成される。
【００２７】
また、昇降部側固定子１１に対して上下方向に摺動可能に係合する上可動子１０は、前記下可動子８と同様にして、下可動ベース８ａと略同一形状である上可動ベース１０ａを基体として構成され、該下可動子８とシリンダ部５に対して略対称となる側（図４における下側）に配置される。つまり、下可動子８と上可動子１０とは、平面視においてシリンダ部５を挟んで対向するように配置される。
そして、上可動子１０は、その上可動ベース１０ａの一端部に、昇降部側固定子１１が有する四段目リニアレール４ａと摺動可能に係合する摺接部としてのリニアベアリング４ｂを有しており、該リニアベアリング４ｂが四段目リニアレール４ａに係合することにより、上可動子１０が昇降部側固定子１１に対して上下方向に摺動可能に構成される。
【００２８】
そして、下可動子８と上可動子１０との間であってシリンダ部５の他側（図４における左側）、即ち平面視において基部側固定子７及び昇降部側固定子１１とシリンダ部５を挟んで反対側には、中可動子９が配置されている。
中可動子９は、略柱状に形成される中可動ベース９ａを基体として構成され、該中可動ベース９ａの下可動子８側の端部に、該下可動子８を摺動可能に係合させるための上下方向の案内部としての二段目リニアレール２ａを有している。一方、中可動ベース９ａの上可動子１０側の端部に、該上可動子１０を摺動可能に係合させるための上下方向の案内部としての三段目リニアレール３ａを有している。これにより、中可動子９は、その一側に配置される下可動子８に対して上下方向に摺動可能に係合するとともに、その他側に配置される上可動子１０に対して上下方向に摺動可能に係合する。
【００２９】
すなわち、下可動子８は、その下可動ベース８ａの中可動子９側に二段目リニアレール２ａと上下方向に摺動可能に係合する摺接部としてのリニアベアリング２ｂを有しており、これら二段目リニアレール２ａ及びリニアベアリング２ｂを介して下可動子８及び中可動子９が互いに摺動可能に構成される。
また、上可動子１０は、その上可動ベース１０ａの中可動子９側に三段目リニアレール３ａと上下方向に摺動可能に係合する摺接部としてのリニアベアリング３ｂを有しており、これら三段目リニアレール３ａ及びリニアベアリング３ｂを介して上可動子１０及び中可動子９が互いに摺動可能に構成される。
つまり、本実施形態においては、複数の可動子からなる可動子群である可動部１５が、下可動子８、上可動子１０及びこれら両可動子８・１０に対して上下方向に摺動可能に係合する中可動子９により構成されている。
【００３０】
このような構成の螺旋構造体２０においては、下側ベース６に固定される基部側固定子７から平面視で反時計回りに（図４に示す底面断面視においては時計周りに）、該基部側固定子７に対して一段目リニアレール１ａ及びリニアベアリング１ｂを介して上下方向に摺動可能に係合する下可動子８、該下可動子８に対して二段目リニアレール２ａ及びリニアベアリング２ｂを介して上下方向に摺動可能に係合する中可動子９、該中可動子９に対して三段目リニアレール３ａ及びリニアベアリング３ｂを介して上下方向に摺動可能に係合する上可動子１０、該上可動子１０に対して四段目リニアレール４ａ及びリニアベアリング４ｂを介して上下方向に摺動可能に係合するとともに上部ベース１２に固定される昇降部側固定子１１が、シリンダ部５を取り囲むように平面視で略重なることなく順に配設されている。
【００３１】
そして、これら基部側固定子７、昇降部側固定子１１及び上・中・下可動子１０・９・８により構成される可動子群は、それぞれの上下方向の長さが略同一長さとなるように構成されている。すなわち、図３に示すように、上部ベース１２の下降端状態においては、基部側固定子７、昇降部側固定子１１及び上・中・下可動子１０・９・８それぞれの上端部が略同じ高さとなり、これらで構成される螺旋構造体２０が下部ベース６上でシリンダ部５を包囲する略筒状を構成する。
【００３２】
また、上部ベース１２の下降端状態において、シリンダ部５も、その収縮時の上下方向の長さが、前記略同一長さとなるように構成される。つまり、前述の如く、基部側固定子７、昇降部側固定子１１及び可動子群の上下方向の長さが略同一長さとなるように構成される螺旋構造体２０に対して、シリンダ部５を、その収縮時の高さが略同じとなるように構成することにより、上部ベース１２の下降端状態におけるシリンダ部５及び螺旋構造体２０の高さの均一化を図っている。
【００３３】
本実施形態においては、シリンダ部５を構成する外筒部５ａ、内筒部５ｂ及びロッド部５ｃを、それぞれ略同一長さ（シリンダ部５の最伸長時の約３分の一の長さ）とすることにより、該シリンダ部５の収縮時の高さが上部ベース１２の下降端状態における螺旋構造体２０の高さと略同一となるように構成されている。
なお、シリンダ部５の構成は、本実施形態に限定するものではなく、上部ベース１２の下降端状態において螺旋構造体２０の高さとの均一化が図れるものであればよい。
【００３４】
また、下部ベース６と上部ベース１２との間であって螺旋構造体２０の外側（本実施形態においては中可動子９の外側）には、昇降装置上方への各種アクチュエータ等の取付けを考慮し、配線や配管などを通すための支持案内部１３が設けられている。つまり、支持案内部１３は中空柱状に構成され、該支持案内部１３の下端部から、あるいは下部ベース６を貫通させて該下部ベース６の下面側から、配線などを支持案内部１３内に通し、該支持案内部１３の上端部、あるいは上部ベース１２を貫通させて該上部ベースの上面側から、配線などを延出させる。
ただし、この支持案内部１３は、上部ベース１２の昇降に追従するとともに、該上部ベース１２の下降端状態においてシリンダ部５及び螺旋構造体２０の高さの均一化の妨げとならないように、収縮可能に複数段（本実施形態においては三段）に構成される。なお、図１においては、便宜上支持案内部１３の図示を省略している。
【００３５】
以上のように構成される昇降装置における螺旋構造体２０は、上部ベース１２の下降端状態における略筒状の状態から、シリンダ部５の伸長による上部ベース１２の上昇に伴い、次のような態様により螺旋状に伸びて行く。
すなわち、図３に示す上部ベース１２の下降端状態から、シリンダ部５の伸長により上部ベース１２が上昇し始めると、まず、該上部ベース１２に固定されている昇降部側固定子１１が、その四段目リニアレール４ａを上可動子１０のリニアベアリング４ｂに摺動させながら上昇する。
【００３６】
昇降部側固定子１１の次には、上可動子１０が、そのリニアベアリング３ｂを中可動子９の三段目リニアレール３ａに摺動させながら上昇する。ここで、昇降部側固定子１１の四段目リニアレール４ａの下端部には、上可動子１０のリニアベアリング４ｂの下面側に当接するストッパ４ｃが設けられており、該ストッパ４ｃにより昇降部側固定子１１と上可動子１０との摺動範囲が制限されるとともに、該ストッパ４ｃがリニアベアリング４ｂの下面側に当接してからは昇降部側固定子１１の上昇に伴い上可動子１０が上昇する。
【００３７】
上可動子１０の次には、中可動子９が、その二段目リニアレール２ａを下可動子８のリニアベアリング２ｂに摺動させながら上昇する。ここで、中可動子９の三段目リニアレール３ａの上端部には、上可動子１０のリニアベアリング３ｂの上面側に当接するストッパ３ｃが設けられており、該ストッパ３ｃにより上可動子１０と中可動子９との摺動範囲が制限されるとともに、該ストッパ３ｃがリニアベアリング３ｂの上面側に当接してからは上可動子１０の上昇に伴い中可動子９が上昇する。
【００３８】
中可動子９の次には、下可動子８が、そのリニアベアリング１ｂを下部ベース６に固定されている基部側固定子７の一段目リニアレール１ａに摺動させながら上昇する。ここで、中可動子９の二段目リニアレール２ａの下端部には、下可動子８のリニアベアリング２ｂの下面側に当接するストッパ２ｃが設けられており、該ストッパ２ｃにより中可動子９と下可動子８との摺動範囲が制限されるとともに、該ストッパ２ｃがリニアベアリング２ｂの下面側に当接してからは中可動子９の上昇に伴い下可動子８が上昇する。
【００３９】
そして、下可動子８の上昇が停止することにより、上部ベース１２の上昇が停止する。この下可動子８の上昇は、一段目リニアレール１ａの上端部に設けられるストッパ１ｃにより規制される。すなわち、基部側固定子７の一段目リニアレール１ａの上端部には、下可動子８のリニアベアリング１ｂの上面側に当接するストッパ１ｃが設けられており、該ストッパ１ｃにより下可動子８の基部側固定子７に対する摺動範囲が制限されている。
【００４０】
このように、上部ベース１２の上昇に伴い、螺旋構造体２０は、昇降部側固定子１１、上可動子１０、中可動子９、下可動子８の順番で順次上昇することにより、螺旋面状を構成するとともに上部ベース１２を支持する。
逆に、上部ベース１２が、その上昇端状態から下降する場合は、上昇する過程とは逆の順番で螺旋構造体２０が下降して行く。すなわち、上部ベース１２の下降に伴い、下可動子８、中可動子９、上可動子１０、昇降部側固定子１１の順番で順次下部ベース６に当接して行き、上部ベース１２の下降端状態において螺旋構造体２０が略筒状となる。
【００４１】
以上のように構成される本実施形態の昇降装置においては、製作コストの低減及び製作の容易性の向上を図ることができる。つまり、螺旋構造体２０において、案内部としてのリニアレール及び摺接部としてのリニアベアリングにより構成される各係合部を、多品種市販されているリニアウェイ等を用いて構成することができるので、昇降物の重量などに応じて各種サイズの昇降装置を容易にかつ安価に製作することが可能となる。また、少ない部品点数により構成することができることからも、製作コストの低減及び製作の容易性の向上を図ることができる。
また、上部ベース１２の下降端状態におけるシリンダ部５及び螺旋構造体２０の高さの均一化を図ることにより、より低床でありかつ高揚程での使用が可能となる。つまり、上部ベース１２の下降端状態においては、シリンダ部５が収縮するとともに螺旋構造体２０が略筒状となり、これらが略同一の高さとなって上部ベース１２を支持する一方、上部ベース１２の上昇端状態においては、シリンダ部５が伸長するとともに螺旋構造体２０が螺旋面状となって上部ベース１２を支持するので、省スペース化・スリム化や高剛性化が図れるとともに、より低床で高揚程での使用が可能となる。
【００４２】
以上のように構成される本発明に係る昇降装置は、重い負荷の支持を可能とする高い支持剛性を得るため、鉄鋼製であることが好ましいが、例えば強化樹脂製など、その用途などに応じて所望の支持剛性が得られる素材により構成することができる。
【００４３】
なお、螺旋構造体２０における各係合部は、省スペース化・スリム化を図りつつ高い剛性を得るためには、本実施形態のように、基部側固定子７において一段目リニアレール１ａを下部ベース６に一体的に固設し、昇降部側固定子１１において四段目リニアレール４ａを上部ベース１２に一体的に固設することが好ましいが、昇降部側固定子１１、上・中・下可動子１０・９・８、基部側固定子７それぞれが前述の如く摺動可能に構成されればよく、各係合部におけるリニアレールとリニアベアリングとの配置関係などは本実施形態に限定するものではない。
すなわち、例えば、昇降部側固定子１１と上可動子１０との係合部において、四段目リニアレール４ａを上可動子１０に設けるとともに、該四段目リニアレール４ａに係合するリニアベアリング４ｂを昇降部側固定子１１に設けてもよい。この際、低床で高揚程での使用が可能となるように、リニアベアリングを設ける位置やその形状、また、リニアレールのストッパを設ける位置などが適宜決められる。
また、螺旋構造体２０における各係合部を構成するリニアレールやリニアベアリング等は、本実施形態のように、別部材のものを螺旋構造体２０の各構成要素における基体、即ち基部側固定子７における基部固定ベース７ａ等と一体的に設ける構成に限らず、螺旋構造体２０の各構成要素において一体構造物として構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の昇降装置を示す全体鳥瞰図。
【図２】同じく昇降部の上昇端状態を示す側面図。
【図３】同じく昇降部の下降端状態を示す側面図。
【図４】図３におけるＡ−Ａ矢視断面図。
【符号の説明】
【００４５】
１ａ 一段目リニアレール
２ａ 二段目リニアレール
３ａ 三段目リニアレール
４ａ 四段目リニアレール
５ シリンダ部
６ 下部ベース
７ 基部側固定子
８ 下可動子
９ 中可動子
１０ 上可動子
１１ 昇降部側固定子
１２ 上部ベース
１５ 可動部
２０ 螺旋構造体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部上に立設され上下方向に伸縮するシリンダ部と、該シリンダ部の伸縮により昇降する昇降部とを備える昇降装置であって、
前記基部上に立設される基部側固定子と、前記昇降部下面に垂設される昇降部側固定子と、前記基部側固定子及び前記昇降部側固定子間に配置されるとともにこれら基部側固定子及び昇降部側固定子に対して上下方向に摺動可能に係合する可動部とを有し、前記シリンダ部の周囲で螺旋面状を構成する螺旋構造体を備えることを特徴とする昇降装置。
【請求項２】
前記可動部を、前記基部側固定子に対して上下方向に摺動可能に係合する下可動子及び前記昇降部側固定子に対して上下方向に摺動可能に係合する上可動子を含む複数の可動子からなる可動子群とし、
前記螺旋構造体を、前記昇降部の上昇に伴い、前記昇降部側固定子から前記下可動子にかけて順次螺旋状に伸びる構成としたことを特徴とする請求項１記載の昇降装置。
【請求項３】
前記可動子群を、前記下可動子、前記上可動子及びこれら両可動子に対して上下方向に摺動可能に係合する中可動子により構成し、
前記基部側固定子、前記昇降部側固定子及び前記可動子群を、平面視で略重なることなく配設するとともに、それぞれの上下方向の長さが略同一長さとなるように構成し、
前記シリンダ部を、その収縮時の上下方向の長さが、前記略同一長さとなるように複数段に構成したことを特徴とする請求項２記載の昇降装置。
【請求項１】
基部上に立設され上下方向に伸縮するシリンダ部と、該シリンダ部の伸縮により昇降する昇降部とを備える昇降装置であって、
前記基部上に立設される基部側固定子と、前記昇降部下面に垂設される昇降部側固定子と、前記基部側固定子及び前記昇降部側固定子間に配置されるとともにこれら基部側固定子及び昇降部側固定子に対して上下方向に摺動可能に係合する可動部とを有し、前記シリンダ部の周囲で螺旋面状を構成する螺旋構造体を備えることを特徴とする昇降装置。
【請求項２】
前記可動部を、前記基部側固定子に対して上下方向に摺動可能に係合する下可動子及び前記昇降部側固定子に対して上下方向に摺動可能に係合する上可動子を含む複数の可動子からなる可動子群とし、
前記螺旋構造体を、前記昇降部の上昇に伴い、前記昇降部側固定子から前記下可動子にかけて順次螺旋状に伸びる構成としたことを特徴とする請求項１記載の昇降装置。
【請求項３】
前記可動子群を、前記下可動子、前記上可動子及びこれら両可動子に対して上下方向に摺動可能に係合する中可動子により構成し、
前記基部側固定子、前記昇降部側固定子及び前記可動子群を、平面視で略重なることなく配設するとともに、それぞれの上下方向の長さが略同一長さとなるように構成し、
前記シリンダ部を、その収縮時の上下方向の長さが、前記略同一長さとなるように複数段に構成したことを特徴とする請求項２記載の昇降装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−２９０５８７（Ｐ２００６−２９０５８７Ａ）
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１１５８８８（Ｐ２００５−１１５８８８）
【出願日】平成１７年４月１３日（２００５．４．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月１３日（２００５．４．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
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