荷重補償機構
【課題】多数の質量に対して容易に対応することのできる荷重補償機構を提供する。
【解決手段】荷重補償機構１は、基台２と、該基台２に一端側が回転軸３で回動可能に取付けられ他端側で被運搬体４を支持する作動アーム５と、該作動アーム５の先端部に一端が固定端９として取付けられているとともに前記作動アーム５の略中央部の基準点１１を経て他端が前記作動アーム５の作用点１０に取付けられているバネ機構６と、を備えていて、前記作動アーム５および被運搬体４のトルクを前記作動アーム５の傾斜角度に拘わらず前記バネ機構６の弾性力により補償する。前記回転軸３から前記作用点１０までの距離ｈを作用点位置移動操作機構２１により増減可能にした。
【解決手段】荷重補償機構１は、基台２と、該基台２に一端側が回転軸３で回動可能に取付けられ他端側で被運搬体４を支持する作動アーム５と、該作動アーム５の先端部に一端が固定端９として取付けられているとともに前記作動アーム５の略中央部の基準点１１を経て他端が前記作動アーム５の作用点１０に取付けられているバネ機構６と、を備えていて、前記作動アーム５および被運搬体４のトルクを前記作動アーム５の傾斜角度に拘わらず前記バネ機構６の弾性力により補償する。前記回転軸３から前記作用点１０までの距離ｈを作用点位置移動操作機構２１により増減可能にした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無重力ホイスト等に使用される荷重補償機構、特に作動アームの傾斜角度に如何に拘わらず作動アームのトルクをバネ機構の弾性力により補償することのできる荷重補償機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記荷重補償機構として、例えば図１７に示すものが知られている。前記荷重補償機構２０１は、基台２０２と、該基台２０２に回転軸２０３で下端側が回動可能に枢着され他端側に被運搬体を支持する作動アーム２０４と、一端が固定端２０５として前記作動アーム２０４の先端部に取付けられているとともに前記作動アーム２０４の略中央部の基準点２０６を経て他端が前記基台２０２の上端側の作用点２０７に取付けられているバネ機構２０８と、を備えている。そして、前記作動アーム２０４および被運搬体のトルクを前記作動アーム２０４の傾斜角度に拘わらず前記バネ機構２０８の弾性力により補償するようになっている。前記荷重補償機構２０１の作用、効果を示す釣り合い式は、ｍｇＬｃｏｓθ＝ｋｐｈｃｏｓθで示される。但し、ｋ：バネ定数、ｐ：回転軸から基準点までの距離、ｈ：回転軸から作用点までの距離、ｍ：作動アームの質量、ｇ：重力加速度、Ｌ：回転軸から作動アームの重心までの距離である。なお、図１７において、固定端２０５は、作動アーム２０４の先端に設けられているが、作動アーム２０４の先端に限らず回転軸２０３から前記ｐ＋バネ機構２０８の長さ以上であれば何処でも良い。また、基準点２０６は、固定端２０５と回転軸２０３の間に位置していれば良く、更に固定端２０５からバネ機構２０８の長さ以上の位置であれば何処でも良い。（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−１８１７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記従来の荷重補償機構においては、釣り合い条件が成立する質量は、ただ１つに限定され、多数の質量に対して対応するのが困難であった。何故ならば、上記釣り合い式を変形すると、ｍ＝ｋｐｈ／（ｇＬ）となり、上記変形式において右辺には調整が可能な変数が存在しないからである。
【０００４】
本発明は、上記従来の荷重補償機構の問題点を解決し、多数の質量に対して容易に対応することのできる荷重補償機構を提供することを目的になされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、基台と、該基台に一端側が回転軸で回動可能に取付けられ他端側で被運搬体を支持する作動アームと、該作動アームに一端が固定端として取付けられているとともに前記作動アームの基準点を経て他端が前記作動アームの作用点に取付けられているバネ機構と、を備え、前記作動アームおよび被運搬体のトルクを前記作動アームの傾斜角度に拘わらず前記バネ機構の弾性力により補償する荷重補償機構において、前記回転軸から前記作用点及び／又は基準点までの距離を作用点位置移動操作機構により増減可能にした。
【０００６】
請求項２の発明は、基台と、該基台に回転軸で一端側が回動可能に取付けられ他端側で被運搬体を支持する作動アームと、一端が固定端となって他部材に取付けられているとともに前記基台の前記回転軸上方の作用点を経て他端が前記作動アームの基準点に取付けられているバネ機構と、を備え、前記作動アームおよび被運搬体のトルクを前記作動アームの傾斜角度に拘わらず前記バネ機構の弾性力により補償する荷重補償機構において、前記回転軸から前記作用点及び／又は基準点までの距離を作用点位置移動操作機構により増減可能にした。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の荷重補償機構において、前記バネ機構に、引張コイルバネを用いた。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１または請求項２に記載の荷重補償機構において、前記バネ機構に、圧縮コイルバネを用いた。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項１〜請求項４の何れかに記載の荷重補償機構において、前記作用点位置移動操作機構を、前記作用点を前記基台に沿って昇降させる昇降操作部と、該昇降操作部を駆動する駆動機構と、で構成した。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項５に記載の荷重補償機構において、前記昇降操作部を、前記作用点を設けた昇降体と、ボールネジと、で構成し、前記駆動機構を、前記ボールネジを回転させるハンドルと、該ハンドルと前記ボールネジの間の介在されていて前記ハンドルの操作で前記ボールネジを回転させる動力伝達部と、で構成した。
【００１１】
請求項７の発明は、請求項５または請求項６に記載の荷重補償機構において、前記駆動機構に、減速機構を設けた。
【００１２】
請求項８の発明は、請求項５〜請求項７の何れかに記載の荷重補償機構において、前記移動操作機構に、前記昇降操作部を所望の位置に停止させた状態で固定するブレーキ機構と、該ブレーキ機構のブレーキを解除するブレーキ解除機構と、を設けた。
【００１３】
請求項９の発明は、請求項８に記載の荷重補償機構において、前記ブレーキ機構を、前記駆動機構の動力伝達部を構成する歯車に係合して該歯車の回転を阻止するストッパと、該ストッパを前記歯車に係合させる重りと、で構成するとともに、前記ブレーキ解除機構を、前記重りの重力に抗して前記ストッパを前記歯車に対する係合位置から非係合位置に移動させるストッパ操作レバーで構成した。
【００１４】
請求項１０の発明は、請求項６〜請求項９の何れかに記載の荷重補償機構において、前記昇降操作部の駆動機構に、前記ハンドルの逆転を阻止するラチェット機構を設けた。
【００１５】
請求項１１の発明は、請求項６〜請求項１０の何れかに記載の荷重補償機構において、前記ボールネジを、前記作用点の昇降に伴うハンドルの操作力の増減を補償する不等ピッチに形成した。
【００１６】
請求項１２の発明は、請求項１〜請求項１１の何れかに記載の荷重補償機構において、前記作用点を作動アームの自重を補償する前記回転軸からの高さ位置と、被運搬物の荷重を含めて補償する前記回転軸からの高さ位置と、の間で移動させる２点間移動機構を設けた。
【００１７】
請求項１３の発明は、基台と、該基台に一端側が回転軸で回動可能に取付けられ他端側で被運搬体を支持する作動アームと、該作動アームに一端が固定端として取付けられているとともに前記作動アームの基準点を経て他端が前記作動アームの作用点に取付けられているバネ機構と、前記作用点及び／又は基準点を移動させる作用点位置移動操作機構と、該作用点位置移動操作機構ごと前記作用点を作動アームの自重を補償する前記回転軸からの高さ位置と、被運搬物の荷重を含めて補償する前記回転軸からの高さ位置と、の間で移動させる２点間移動機構と、を備え、第１，第２の２個の荷重補償機構を直列に配置した荷重補償機構であって、前記第１，第２の荷重補償機構の作用点位置移動操作機構相互間には第１の荷重補償機構の作用点位置移動操作機構を操作したときに第２の荷重補償機構の作用点位置移動操作機構を連動して操作する第１の連動機構を配置するとともに、前記第１，第２の荷重補償機構の２点間移動機構相互間には第１の荷重補償機構の２点間移動機構を操作したときに第２の荷重補償機構の２点間移動機構を連動して操作する第２の連動機構を配置した。
【００１８】
請求項１４の発明は、請求項１３に記載の荷重補償機構において、前記バネ機構に、引張コイルバネを用いた。
【００１９】
請求項１５の発明は、請求項１３に記載の荷重補償機構において、前記バネ機構に、圧縮コイルバネを用いた。
【００２０】
請求項１６の発明は、請求項１３〜請求項１５の何れかに記載の荷重補償機構において、前記第１の連動機構を、前記第１，第２の２点間移動機構により前記作用点が被運搬物の荷重を含めて補償する前記回転軸からの高さ位置に移動させた状態において、前記第１の作用点位置移動操作機構の操作に前記第２の作用点位置移動操作機構を連動させ、前記作用点を作動アームの自重を補償する前記回転軸からの高さ位置に移動させた状態においては、連動を遮断する構成にした。
【００２１】
請求項１７の発明は、請求項１〜請求項１６の何れかに記載の荷重補償機構において、前記基台に、前記作用点の位置における補償荷重を表示する補償荷重表示用の目盛を設けた。
【００２２】
請求項１８の発明は、請求項１〜請求項１７の何れかに記載の荷重補償機構において、前記基台と前記作動アームの間にダンパを設けた。
【００２３】
請求項１９の発明は、請求項１〜請求項１８の何れかに記載の荷重補償機構において、前記作動アームの移動速度が一定値を超えた場合に該作動アームをロックするアームロック機構を設けた。
【発明の効果】
【００２４】
（１）請求項１または請求項２の荷重補償機構は、前記作用点及び／又は基準点の位置を作用点位置移動操作機構により移動させ、前記基台の回転軸から前記作用点及び／又は基準点までの距離を増減させることにより多数の質量の被運搬物に対して荷重補償を可能にする。
（２）請求項３の荷重補償機構は、バネ機構に引張コイルバネを用いたので、その端部に設けられているフック部を利用して、該引張コイルバネの端部を容易に作動アーム等に取付けることができる。
（３）請求項４の荷重補償機構は、上記バネ機構に圧縮コイルバネを用いたので、上記引張コイルバネのフック部が不要となり、従って、上記引張コイルバネを用いた場合に発生するフック部の根元部への応力集中によるバネの折損事故等を無くすことができる。また、フック部が不要となるので、そのぶん上記バネ機構をコンパクトにすることができる。
（４）請求項５の荷重補償機構は、前記作用点を前記基台に沿って昇降させる昇降操作部を前記駆動機構で前記昇降操作部を昇降させることにより前記作用点及び／又は基準点の位置を移動させることができる。
（５）請求項６の荷重補償機構は、動力を要せず前記ハンドルの操作で動力伝達部を介して前記ボールネジを回転させて、該ボールネジの回転により前記作用点及び／又は基準点を移動させることができる。
（６）請求項７の荷重補償機構は、前記動力伝達部に減速歯車機構を設けたので、ギヤの切換により被運搬物の荷重が大の場合でもハンドル操作を容易に行うことができる。
（７）請求項８の荷重補償機構は、前記作用点及び／又は基準点を移動させるとブレーキ機構によって前記作用点及び／又は基準点は、その位置に固定され、ブレーキ解除機構を操作すると前記ブレーキ機構による前記作用点及び／又は基準点の固定が解除されて再び前記作用点及び／又は基準点の移動が可能になる。
（８）請求項９の荷重補償機構は、前記ブレーキ機構を、前記駆動機構の動力伝達部を構成する歯車等に係合して該歯車の回転を阻止するストッパと、該ストッパを前記歯車に係合させる重りと、で構成したので、前記重りの重力によってストッパが自動的に掛かるのでブレーキの掛け忘れを防止することができる。そして、前記ブレーキ解除機構構成するストッパ操作レバーで、前記重りの重力に抗して前記ストッパを前記歯車に対する係合位置から非係合位置に移動させることによりブレーキを解除することができる。
（９）請求項１０の荷重補償機構は、前記昇降操作部の駆動機構に前記ボールネジ操作用のハンドルの逆転を阻止するラチェット機構を設けたので、被運搬物の荷重が重い場合でも、ハンドル操作中にハンドルが逆転するのを防止し、ハンドルの操作性を向上させることができる。
（１０）請求項１１の荷重補償機構は、前記ボールネジで、前記作用点を上昇させる場合に作用点が高くなるに連れてハンドルの操作力が大になるが、前記ボールネジのピッチを変えること、具体的には前記ボールネジのピッチを小さくすることによりハンドルの操作力を略一定に保つことが可能になる。
（１１）請求項１２の荷重補償機構は、同程度の荷重の被運搬物を運搬する際に、いちいちハンドル操作をして前記作用点の位置を昇降させなくても、前記作用点を２点間切換機構により作動アームの自重を補償する高さ位置と、被運搬物の荷重を含めて補償する高さ位置と、の間で切換を行うことにより、操作性を格段に向上させることができる。（１２）請求項１３の荷重補償機構は、第１の荷重補償機構の作用点位置移動操作機構を操作することにより第１の連動機構を介して第２の荷重補償機構の作用点位置移動操作機構を操作することができる。また、第１の荷重補償機構の２点間移動機構を操作することにより第２の連動機構を介して第２の荷重補償機構の２点間移動機構を操作することができる。
（１３）請求項１４の荷重補償機構は、請求項１３の荷重補償機構において、バネ機構に引張コイルバネを用いたので、その端部に設けられているフック部を利用して、該引張コイルバネの端部を容易に作動アーム等に取付けることができる。
（１４）請求項１５の荷重補償機構は、請求項１３の荷重補償機構において、上記バネ機構に圧縮コイルバネを用いたので、上記引張コイルバネのフック部が不要となり、従って、上記引張コイルバネを用いた場合に発生するフック部の根元部への応力集中によるバネの折損事故等を無くすことができる。また、フック部が不要となるので、そのぶん上記バネ機構をコンパクトにすることができる。
（１５）請求項１６の荷重補償機構は、前記作用点を作動アームの自重を補償する前記回転軸からの高さ位置に移動させた状態においては、連動を遮断して、ハンドルを操作した場合に第２の荷重補償機構の作用点位置移動操作機構が連動するのを防止する。
（１６）請求項１７の荷重補償機構は、ハンドル操作により作用点の位置をどの程度まで昇降させれば良いのかを、基台に設けた補償荷重表示用の目盛によって判断することが可能になるのでハンドル操作が容易になる。
（１７）請求項１８の荷重補償機構は、前記基台と前記作動アームの間に介在させたダンパの緩衝作用により被運搬物の急激な移動を阻止して安全性の向上を図ることができる。
（１８）請求項１９の荷重補償機構は、作動アームから被運搬物が落下し、前記バネ機構のバネ力で前記作動アームが急速で回動した場合に該作動アームをアームロック機構でロックして安全性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１〜図９は、第１の実施の形態を示す。図１に示すように、荷重補償機構１は、基台２と、該基台２に回転軸３で基端側が回動可能に取付けられていて被運搬体４を吊り下げて支持する作動アーム５と、該作動アーム５に起立方向の回動力を付与するバネ機構６と、を備えている。図２に示すように前記作動アーム５の先端にはフック７が設けられていてワイヤ８等を介して前記被運搬体４を吊り下げる構成になっている。そして、前記バネ機構６によって前記作動アーム５の自重や被運搬体４の荷重によって前記作動アーム５に生じるトルクを前記作動アーム５の傾斜角度に拘わらず補償するようになっている。
【００２６】
前記バネ機構６は、一端部が固定端９として前記作動アーム５の先端部に取付けられ、他端部が作用点１０として前記基台２の上端側に取付けられている。前記作動アーム５の中央部には基準点１１となるベアリング内蔵のプーリ１２が設けられている。
【００２７】
前記バネ機構６は、引張コイルバネ１３と、該引張コイルバネ１３の一端部に接続されたワイヤ１４と、からなっている。前記引張コイルバネ１３は、前記固定端９と作用点１０の間に配置されていて、前記ワイヤ１４が前記ベアリング内蔵のプーリ１２に掛けられている。
【００２８】
前記作用点１０の位置、すなわち、回転軸から作用点までの距離ｈは、作用点位置移動操作機構２１により増減可能になっている。前記作用点位置移動操作機構２１は、前記作用点１０を前記基台２に沿って昇降させる昇降操作部２２と、該昇降操作部２２を駆動する駆動機構２３と、で構成されている。
【００２９】
図３に示すように、前記昇降操作部２２は、前記作用点１０が設けられていて前記基台２に沿って昇降する昇降体２４と、該昇降体２４を昇降させるボールネジ２５と、で構成されている。前記昇降体２４は枠２４ａによって回転を阻止された状態になっていて、前記ボールネジ２５を回転させることにより、前記枠２４ａ内を前記基台２に沿って昇降する。一方、前記駆動機構２３は、前記ボールネジ２５を回転させるハンドル２６と、該ハンドル２６と前記ボールネジ２５の間の介在されていて前記ハンドル２６の操作で前記ボールネジ２５を回転させる動力伝達部２７と、で構成されている。前記動力伝達部２７は、傘歯車２８、２９等を利用したギヤトレインで構成されている。そして、前記ハンドル２６を回転させると前記動力伝達部２７を介して前記昇降体２４および該昇降体２４に設けた作用点１０は、前記基台２に沿って昇降する。
【００３０】
前記駆動機構２３には、図示を省略した減速機構が設けられていて、被運搬物の荷重が大の場合には減速することによりハンドル操作を軽く容易に行うことができるようになっている。前記減速機構は、減速ギヤとギヤ切換機構等により形成されている。
【００３１】
図４に示すように、前記作用点位置移動操作機構２１は、前記昇降体２４および作用点１０を所望の位置に停止させた状態で固定（ロック）するブレーキ機構３１と、該ブレーキ機構３１によるブレーキを解除するブレーキ解除機構３２と、を備えている。前記ブレーキ機構３１は、前記昇降操作部２３の動力伝達部２７を構成する傘歯車２９に係合して該傘歯車２９等の回転を阻止するストッパ３３と、該ストッパ３３を前記傘歯車２９に係合させる重り３４と、で構成されている。また、前記ブレーキ解除機構３２は、前記重り３４の重力に抗して前記ストッパ３３を前記傘歯車２９に対する係合位置から非係合位置に移動させるストッパ操作部３５と、該ストッパ操作部３５を操作するストッパ操作レバー３６で構成されている。そして、前記作用点位置移動操作機構２１を操作する場合、前記ストッパ操作レバー３６を操作して前記ストッパ３３と前記傘歯車２９の係合を解除することにより前記昇降操作部２３を回転操作可能な状態にして作用点の調整を行う。前記ストッパ操作レバー３６の操作を解除してフリーな状態にすると前記重り３４の重力で前記ブレーキ機構３１のストッパ３３は前記傘歯車２９に自動的に係合して前記昇降操作部２３を回転不可能な状態にロックする。また、前記ボールネジ２５は、下端側から上端側に行くに従って徐々にピッチが狭くなる不等ピッチに形成されていて、前記作用点１０の昇降に伴う前記ハンドル２６の操作力の増減を補償するようになっている。即ち、前記作用点１０を上昇させる場合に作用点１０の位置が高くなるに連れて前記ハンドル２６の操作力が大になる。そこで、前記ボールネジ２５のピッチを小さくすることによりハンドルの操作力を略一定に保つようになっている。
【００３２】
また、図１に示すように、前記基台２には、前記作用点１０の位置における補償荷重を表示する補償荷重表示用の目盛４１が付されていて、補償荷重に応じて、作用点１０の位置を、どの程度まで昇降させれば良いのかを、前記補償荷重表示用の目盛４１によって容易に判断することができる。
【００３３】
図５に示すように、前記基台２と前記作動アーム５の間にダンパ５１を設け、該ダンパ５１により前記作動アーム５および被運搬物４の急激な移動を阻止して安全性の向上を図った。
【００３４】
図６に示すように、前記ダンパ５１は、作動液としてのオイル５２が充填されたシリンダ５３と、該シリンダ５３内に移動可能に取り付けられたピストン５４と、該ピストン５４に設けられた調圧用の流量調整弁５５と、を備えた所謂オイルダンパとして構成されている。前記ダンパ５１は、シリンダ５２またはピストン５３の何れか一方がロッド５６を介して軸５７により作動アーム５に回動可能に取付けられ、他方がロッド５８を介して軸５９により基台２に回動可能に取付けられている。そして、作動アーム５に大きな力が加わった場合でもその速度に比例した減衰力を発生させて作動アーム５が高速で移動するのを規制するようになっている。
【００３５】
図７は、前記作動アーム５から被運搬物４が落下するなどして、前記作動アーム５がバネ機構６のバネ力で急激に上昇し、その速度が一定値を超えた場合に、前記作動アーム５をロックするアームロック機構６１を示す。このアームロック機構６１は、前記回転軸３の回転速度を増幅する増速機６２と、該増速機６２に回転伝達機構６３を介して連結された回転軸６４と、該回転軸６４に設けられたガバナ６５と、該ガバナ６５により操作される非常停止用のアーム６６と、該非常停止用のアーム６６が係合するストッパ６７と、からなっている。
【００３６】
前記増速機６２は、ギヤ比の異なる大小のギヤ７１，７２を備えている。前記回転伝達機構６３は、前記小径のギヤ７２を取付けた軸７３と、該軸７３に取付けられた第１の傘歯車７４と、該第１の傘歯車７４に噛合させた状態で前記回転軸６４の下端に取付けられた第２の傘歯車７５と、を備えていて、前記小径のギヤ７２を取付けた軸７３の回転を前記第１，第２の傘歯車７４，７５を介して略直角方向に変換して前記回転軸６４を回転させるようになっている。前記ガバナ６５は、重り７６と、該重り７６を一端部に取付けていると共に他端部を前記回転軸６４の上端に開き角度θを変化可能に取り付けられたアーム７７と、前記回転軸６４にスライド可能に設けられた環状のスライダ７８と、前記アーム７７とスライダ７８を連結している連結杆７９と、を備えている。
【００３７】
前記非常停止用のアーム６６は、中央部が支点８０により回動可能に支持されていて一端部が前記スライダ７８に取付けられている。そして、前記回転軸６４が高速で回転すると、その遠心力で前記重り７６、アーム７７、スライダ７８が実線で示す位置から２点鎖線で示す位置に移動して前記非常停止用のアーム６６を操作する。図７に実線で示す状態において前記非常停止用のアーム６６と前記ストッパ６７は非係合状態になっている。前記作動アーム５から被運搬物４が落下するなどして、前記作動アーム５がバネ機構６のバネ力で急激に上昇すると、前記増速機６２により前記回転軸６４が高速で回転し、その遠心力で前記重り７６、アーム７７、スライダ７８が実線で示す位置から２点鎖線で示す位置に移動し、前記非常停止用のアーム６６が支点８０を中心に回動して、該非常停止用のアーム６６の一端側が前記ストッパ６７に係合して前記作動アーム５の回転を阻止する。
【００３８】
図８に示すように、前記ストッパ６７は、前記軸７３の外周に取付けられた円筒状の基部８１と、該円筒状の基部８１から放射状に突出形成された多数の翼片８２からなっていて、これら翼片８２に前記非常停止用のアーム６６の先端が係合して、前記軸７３の回転を阻止するようになっている。
【００３９】
図９、図１０は、前記作用点１０を作動アーム５の自重を補償する高さ位置（図９）と、被運搬物４の荷重を含めて補償する高さ位置（図１０）と、の間で移動させる２点間移動機構９１を設けた場合を示す。前記２点間移動機構９１は、前記作用点位置移動操作機構２１を支持していて該作用点位置移動操作機構２１を前記基台２に沿って昇降させる油圧式の昇降台９２と、該昇降台９２を操作する操作ペダル９３と、を備えている。
【００４０】
前記操作ペダル９３をつま先等で押圧操作する前は、図９に示すように前記昇降台９２および作用点位置移動操作機構２１は、所定の位置まで下降した状態になっていて、前記作用点１０は、作動アーム５の自重を補償する高さ位置に在る。そして、前記操作ペダル９３をつま先等で押圧すると、油圧により前記油圧式の昇降台９２が油圧により上昇し、該昇降台９２によって前記作用点位置移動操作機構２１全体が押し上げられて、図１０に示すように、前記作用点１０を一挙に被運搬物４の荷重を含めて補償する高さ位置に移動させる。従って、同程度の荷重の被運搬物を運搬する際に、いちいち前記ハンドル２６を操作して前記作用点１０の位置を昇降させなくても済むので前記作用点１０の位置移動効率を格段に向上させることができる。
【００４１】
第１の実施の形態の荷重補償機構１は、上述のような構成であって、前記作用点位置移動操作機構２１により作用点１０の位置を移動させて、前記回転軸３までの距離ｈを増減できる。従って、前記釣り合い式、ｍｇＬｃｏｓθ＝ｋｐｈｃｏｓθの変形式、ｍ＝ｋｐｈ／（ｇＬ）において、変数ｈの調整が可能になり、前記変数ｈを変化させることにより、多数の質量に対して対応可能な荷重補償機構になる。なお、上記実施例では作用点１０を移動させる構成にしたが、基準点１１を移動させて距離ｐを増減させる構成にしてもよい。
【００４２】
図１１は、第２の実施の形態を示す。第２の実施の形態と前記第１の実施の形態の主たる相違点は、前記第１の実施の形態においては、図１等に示したように、前記バネ機構６に引張コイルバネ１３を使用しているのに対して、この第２の実施の形態においては、前記バネ機構６に圧縮コイルバネ１３Ａを使用している。
【００４３】
前記圧縮コイルバネ１３Ａは、前記作動アーム５に固定された有底の筒体１５内に収容されている。
【００４４】
前記圧縮コイルバネ１３Ａの内側にはロッド１６が挿入されていて、該ロッド１６の一端部は、前記筒体１５の底面１５ａに設けた孔１５ｂから筒体１５の外部に突出し、該突出した部分にワイヤ１４の端部が接続されている。また、前記ロッド１６の他端部には、前記圧縮コイルバネ１３Ａの上端部を押えるバネ押え部１７が設けられている。
前記ワイヤ１４は、圧縮コイルバネ１３Ａを圧縮させ、圧縮された圧縮コイルバネ１３Ａによるワイヤ１４を引張る力が前記引張コイルバネ１３の引張力と同等になるように取り付けられている。その他の構成は第１の実施の形態の場合と略同じであるので重複する説明は省略する。
【００４５】
第２の実施の形態の荷重補償機構は、上述のような構成であって、作動アーム５がＡ方向に動作すると、ワイヤ１４によってロッド１６が引張られ、該ロッド１６の端部に設けたバネ押え部１７によって圧縮コイルバネ１３Ａが圧縮されることで、第１の実施の形態の引張コイルバネ１３と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
更に、圧縮コイルバネ１３Ａを使用した場合には、引張コイルバネ１３を使用した場合に較べて以下のような効果を得ることができる。即ち、引張コイルバネ１３を使用する場合には、図１２に示すように、引張コイルバネ１３の端部を作動アーム５の固定端９に取り付けるためのフック部１３ａが必要になる。
【００４７】
前記引張コイルバネ１３が引張られたときの応力は、前記フック部１３ａの付け根部分１３ｂに集中し、該付け根部分１３ｂの折損事故が発生し易い。（前記引張コイルバネ１３の折損事故は、殆どの場合に付け根部分１３ｂで発生している）。
【００４８】
付け根部分１３ｂの折損事故を防止するためには、引張コイルバネ１３の線径ｄを応力集中に耐え得るように太くしたりする必要がある。また、フック部１３ａを設けた場合に、引張コイルバネ１３の長さＬ１には、フック部１３ａの長さＬ２が加算されるために、引張コイルバネ１３の長さＬ１が大になり、コンパクト化の障害になる。
【００４９】
これに対して、圧縮コイルバネ１３Ａを使用した場合には、フック部１３ａが不要になるので、フック部１３ａの付け根部分１３ｂの折損事故を無くすことができる。また、フック部１３ａが不要になるので、そのぶん圧縮コイルバネ１３Ａを短くしてコンパクト化を図ることができる。
【００５０】
図１３は、第３の実施の形態を示す。第３の実施の形態と前記第１の実施の形態の主たる相違点は、前記第１の実施の形態においては、図１等に示したように、前記バネ機構６は、一端が固定端９として作動アーム５の先端部に取付けられ、前記作動アーム５の略中央部の基準点１１を経て他端が前記基台２の作用点１０に取付けられているのに対して、この第２の実施の形態においては、バネ機構６は、一端が固定端９として他部材２０に取付けられ前記基台２の作用点１０を経て他端が前記作動アーム５の基準点１１に取付けられている。その他の構成、作用、効果は前記第１の実施の形態の場合と同様であるので重複する説明は省略する。
【００５１】
図１４、図１５は、第４の実施の形態の荷重補償機構を示す。この実施の形態において荷重補償機構１は、第１の荷重補機構１０１の作動アーム５の先端部に第２の荷重補償機構１０２を直列に配置するとともに、前記第１，第２の荷重補償機構１０１，１０２の作用点位置移動操作機構２１，１３１間には第１の荷重補償機構１０１の作用点位置移動操作機構（以下、第１の作用点位置移動操作機構と称する）２１を操作したときに第２の荷重補償機構１０２の作用点位置移動操作機構（以下、第２の作用点位置移動操作機構と称する）１３１を連動して操作する第１の連動機構１０３を配置し、前記第１，第２の荷重補償機構１０１，１０２の２点間移動機構９１，１６１間には、第１の荷重補償機構１０１の２点間移動機構９２を操作したときに第２の荷重補償機構１０２の２点間移動機構１６１を連動して操作する第２の連動機構１０４を配置することにより形成されている。
【００５２】
前記第１の荷重補償機構１０１は、前記第１の実施の形態の荷重補償機構１と略同様に、基台２と、該基台２に回転軸３で基端側が回動可能に取付けられた作動アーム５と、該作動アーム５に起立方向の回動力を付与するバネ機構６と、を備えている。前記バネ機構６は、一端部が固定端９として前記作動アーム５に取付けられ、他端部が作用点１０として前記基台２の上端側に取付けられている。また、前記作動アーム５には基準点１１となるベアリング内蔵のプーリ１２が設けられている。前記バネ機構６は、前記ベアリング内蔵のプーリ１２により前記固定端９と作用点１０の間で折り曲げられている。
【００５３】
前記バネ機構６は、引張コイルバネ１３と、該引張コイルバネ１３の一端部に接続されたワイヤ１４と、からなっている。前記引張コイルバネ１３は、前記固定端９と作用点１０の間に配置されていて、前記ワイヤ１４が前記ベアリング内蔵のプーリ１２に掛けられている。
【００５４】
前記作用点１０は、第１の作用点位置移動操作機構２１により前記回転軸３までの距離ｈが増減可能になっている。前記第１の作用点位置移動操作機構２１は、前記作用点１０を前記基台２に沿って昇降させる昇降操作部２２と、該昇降操作部２２を駆動する駆動機構２３と、で構成されている。
【００５５】
前記昇降操作部２２は、図３に示したように、前記作用点１０が設けられていて前記基台２に沿って昇降する昇降体２４と、該昇降体２４を昇降させるボールネジ２５と、で構成されている。一方、前記駆動機構２３は、前記ボールネジ２５を回転させるハンドル２６と、該ハンドル２６と前記ボールネジ２５の間の介在されていて前記ハンドル２６の操作で前記ボールネジ２５を回転させる動力伝達部２７と、で構成されている。前記動力伝達部２７は、傘歯車２８、２９等を利用したギヤトレインで構成されている。そして、前記ハンドル２６を回転させると前記動力伝達部２７を介して前記昇降体２４および該昇降体２４に設けた作用点１０を前記基台２に沿って昇降させるようになっている。
【００５６】
前記第１の荷重補償機構１０１は、前記作用点１０を作動アーム５の自重及び作動アーム５の自重を含めて補償する高さ位置（図１５）と、作動アーム５の自重、作動アーム１１３の自重及び被運搬物４の荷重を補償する高さ位置（図１４）と、の間で移動させる２点間移動機構９１を備えている。前記２点間移動機構９１は、前記第１の作用点位置移動操作機構２１を支持していて該第１の作用点位置移動操作機構２１を前記基台２に沿って昇降させる油圧式の昇降台９２と、該昇降台９２を操作する操作ペダル９３と、を備えている。
【００５７】
前記操作ペダル９３をつま先等で押圧操作する前は、図１５に示すように前記昇降台９２および第１の作用点位置移動操作機構２１は、所定の位置まで下降した状態になっていて前記作用点１０は、作動アーム５の自重及び作動アーム１１３の自重を補償する高さに位置している。そして、前記操作ペダル９３をつま先等で押圧操作して、前記油圧式の昇降台９２によって前記第１の作用点位置移動操作機構２１全体を上昇させて、図１４に示すように、前記作用点１０を、作動アーム５の自重、作動アーム１１３の自重及び被運搬物４の荷重を補償する高さ位置に移動させる。
【００５８】
一方、前記第２の荷重補償機構１０２は、前記第１の荷重補償機構１０１と略同様に、第２の基台１１１と、該第２の基台１１１に第２の回転軸１１２により回動可能に取付けられた第２の作動アーム１１３と、該第２の作動アーム１１３に起立方向の回動力を付与する第２のバネ機構１１４と、を備えている。前記第２のバネ機構１１４は、一端部が固定端１１５として前記第２の作動アーム１１３に取付けられ、他端部が第２の作用点１１６として前記第２の基台１１１の上端側に取付けられている。また、前記第２の作動アーム１１３には第２の基準点１１７となるベアリング内蔵のプーリが設けられている。前記第２のバネ機構１１４は、前記ベアリング内蔵のプーリにより前記固定端１１５と第２の作用点１１６の間で折り曲げられている。
【００５９】
前記第２のバネ機構１１４は、引張コイルバネ１２１と、該引張コイルバネ１２１の一端部に接続されたワイヤ１２２と、からなっている。前記引張コイルバネ１２１は、前記固定端１１５と第２の基準点１１７の間に配置されている。
【００６０】
前記第２の作用点１１６は、第２の作用点位置移動操作機構１３１により前記第２の回転軸１１２からの距離ｈが増減可能になっている。前記第２の点位置移動操作機構１３１は、前記第２の作用点１１６を前記第２の基台１１１に沿って昇降させる昇降操作部１３２と、該昇降操作部１３２を駆動する駆動機構１３３と、で構成されている。
【００６１】
前記昇降操作部１３２は、前記第２の作用点１１６が設けられていて前記第２の基台１１１に沿って昇降する昇降体１３４と、該昇降体１３４を昇降させるボールネジ１３５と、で構成されている。一方、前記駆動機構１３３は、前記ボールネジ１３５の下端に取付けられた第１の傘歯車１３６、該第１の傘歯車１３６と噛合している第２の傘歯車１３７、該第２の傘歯車１３７を取付けた軸１３８と、該軸１３８に取付けられたギヤ１３９と、を備えている。そして、図１４の状態において、前記第１の荷重補償機構１０１のハンドル２６を操作することにより前記第１の連動機構１０３および前記駆動機構１３３を介して前記昇降体１３４を昇降させる。
【００６２】
前記第１の連動機構１０３は、前記駆動機構１３３のギヤ１３９と噛合するギヤ１４０と、該ギヤ１４０の軸１４１に取付けられた第１の傘歯車１４２と、該第１の傘歯車１４２に噛合する第２の傘歯車１４３と、該第２の傘歯車１４３を上端側に取付けていて下端側に設けた傘歯車（図示省略）等を介して前記第２の回転軸１１２を回転させる軸１４４と、前記第２の回転軸１１２の端部と前記第１の回転軸３の端部にそれぞれプーリ１４５ａ，１４５ｂを介して回転自在に懸掛されたエンドレスベルト１４５と、前記第１の回転軸３の回転により傘歯車（図示省略）等を介して回転する軸１４６と、該軸１４６の上端に取付けられた傘歯車１４７と、該傘歯車１４７に噛合する傘歯車１４８と、該傘歯車１４８を取付けた軸１４９と、該軸１４９に取付けられたギヤ１５０と、を備えている。前記ギヤ１５０は、図１４に示すように、前記２点間移動機構９１により前記第１の作用点位置移動操作機構２１を上方に移動させることで前記駆動機構２３を構成する傘歯車２８の軸１５１に取付けられているギヤ１５２と噛合するようにしてある。
【００６３】
また、前記第２の荷重補償機構１０２は、第１の荷重補償機構１０１と同様、前記第２の作用点１１６を第２の作動アーム１１３の自重を補償する高さ位置（図１５）と、被運搬物４の荷重を含めて補償する高さ位置（図１４）と、の間で移動させる第２の２点間移動機構１６１を備えている。前記２点間移動機構１６１は、前記第２の作用点位置移動操作機構１３１を支持し、これを前記第２の基台１１１に沿って昇降させる油圧式の昇降台１６２、前記第２の連動機構１０４等で構成されている。
【００６４】
前記連動機構１０４は、油圧パイプで前記第１の荷重補償機構１０１の昇降台９２と前記第２の荷重補償機構１０２の昇降台１６２を連結することにより構成されている。そして、図１５の状態において、前記第１の荷重補償機構１０１のペダル９３を押圧操作すると、図１４に示すように前記第１の荷重補償機構１０１の昇降台９２と前記第２の荷重補償機構１０２の昇降台１６２が同時に上昇して、作用点１０，１１６が上昇する。前記ペダル９３の押圧操作により作動アーム５の自重、作動アーム１１３の自重及び被運搬物４の荷重を補償する。また、前記昇降台９２，１６２の上昇により、前記第１の作用点位置移動操作機構２１のギヤ１５２が前記第１の連動機構１０３のギヤ１５０に噛合するとともに、前記第２の作用点位置移動操作機構１３１のギヤ１３９が前記第１の連動機構１０３のギヤ１４０に噛合する。従って、前記ボールネジ操作用のハンドル２６を回転操作すると、該ハンドル２６の回転は、前記動力伝達部２７を介して前記昇降体２４および該昇降体２４に設けた作用点１０を前記基台２に沿って昇降させるとともに、前記ハンドル２６の回転は、前記第１の連動機構１０３を介して前記第２の荷重補償機構１０２側に伝達され、前記動力伝達部１３３を介して前記昇降体１３２および該昇降体１３２に設けた第２の作用点１１６を前記第２の基台１１１に沿って昇降させる。このハンドル２６の操作により、被運搬物４の荷重を補償する。
【００６５】
前記第１の荷重補償機構１０１のペダル９３を押圧操作を解除すると、前記第１の荷重補償機構１０１の昇降台９２と前記第２の荷重補償機構１０２の昇降台１６２が同時に下降して、図１５に示すように、前記第１の作用点位置移動操作機構２１のギヤ１５２と前記第１の連動機構１０３のギヤ１５０の噛合を解除するとともに、前記第２の点位置移動操作機構１３１のギヤ１３９と前記第１の連動機構１０３のギヤ１４０の噛合が解除される。
【００６６】
第４の実施の形態の荷重補償機構は、上述のような構成であって、図１６に示すように従来の単一の作動アームを使用した場合には基台の根元に在る被運搬物４の移動が困難な場合があるが、第３の実施の形態の荷重補償機構においては、２つの作動アームを接続しているので、基台の根元に在る被運搬物４の移動も容易に行うことができ、被運搬物の移動範囲を拡大することができるという効果がある。
【００６７】
なお、第３の実施の形態および第４の実施の形態においては、バネ機構に引張コイルバネを用いた場合を示したが、圧縮コイルバネを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】第１の実施の形態の荷重補償機構を概念的に示す側面図。
【図２】作動アームに被運搬物を吊り下げている状態を示す側面図。
【図３】作用点位置移動操作機構の概念を示す説明図。
【図４】ストッパ機構の概念を示す説明図。
【図５】ダンパを設けた荷重補償機構の側面図。
【図６】ダンパの説明図。
【図７】アームロック機構の概念を示す説明図。
【図８】ストッパ部分の断面図。
【図９】作用点位置移動操作機構の説明図。
【図１０】作用点位置移動操作機構の説明図。
【図１１】第２の実施の形態の荷重補償機構を概念的に示す側面図。
【図１２】引張コイルバネの問題点を示す説明図。
【図１３】第３の実施の形態の荷重補償機構を概念的に示す側面図。
【図１４】第４の実施の形態の荷重補償機構を概念的に示す側面図。
【図１５】第４の実施の形態の荷重補償機構を概念的に示す側面図。
【図１６】単一の作動アームを使用した場合の問題点を示す説明図。
【図１７】従来の荷重補償機構を概念的に示す側面図。
【符号の説明】
【００６９】
１…荷重補償機構
２…基台
３…回転軸
４…被運搬物
５…作動アーム
６…バネ機構
９…固定端
１０…作用点
１１…基準点
１３…引張コイルバネ
１３Ａ…圧縮コイルバネ
１４…ワイヤ
１５…筒体
１６…ロッド
１７…バネ押さえ部
２１、１３１…作用点位置移動操作機構
２２，１３２…昇降操作部
２３，１３３…駆動機構
２４…昇降体
２５…ボールネジ
２６…ハンドル
２７…動力伝達部
３１…ブレーキ機構
３２…ブレーキ解除機構
３３…ストッパ
３４…重り
３６…ストッパ操作レバー
４１…補償荷重表示用の目盛
５１…ダンパ
６１…アームロック機構
９１，１６１…２点間移動機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無重力ホイスト等に使用される荷重補償機構、特に作動アームの傾斜角度に如何に拘わらず作動アームのトルクをバネ機構の弾性力により補償することのできる荷重補償機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記荷重補償機構として、例えば図１７に示すものが知られている。前記荷重補償機構２０１は、基台２０２と、該基台２０２に回転軸２０３で下端側が回動可能に枢着され他端側に被運搬体を支持する作動アーム２０４と、一端が固定端２０５として前記作動アーム２０４の先端部に取付けられているとともに前記作動アーム２０４の略中央部の基準点２０６を経て他端が前記基台２０２の上端側の作用点２０７に取付けられているバネ機構２０８と、を備えている。そして、前記作動アーム２０４および被運搬体のトルクを前記作動アーム２０４の傾斜角度に拘わらず前記バネ機構２０８の弾性力により補償するようになっている。前記荷重補償機構２０１の作用、効果を示す釣り合い式は、ｍｇＬｃｏｓθ＝ｋｐｈｃｏｓθで示される。但し、ｋ：バネ定数、ｐ：回転軸から基準点までの距離、ｈ：回転軸から作用点までの距離、ｍ：作動アームの質量、ｇ：重力加速度、Ｌ：回転軸から作動アームの重心までの距離である。なお、図１７において、固定端２０５は、作動アーム２０４の先端に設けられているが、作動アーム２０４の先端に限らず回転軸２０３から前記ｐ＋バネ機構２０８の長さ以上であれば何処でも良い。また、基準点２０６は、固定端２０５と回転軸２０３の間に位置していれば良く、更に固定端２０５からバネ機構２０８の長さ以上の位置であれば何処でも良い。（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−１８１７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記従来の荷重補償機構においては、釣り合い条件が成立する質量は、ただ１つに限定され、多数の質量に対して対応するのが困難であった。何故ならば、上記釣り合い式を変形すると、ｍ＝ｋｐｈ／（ｇＬ）となり、上記変形式において右辺には調整が可能な変数が存在しないからである。
【０００４】
本発明は、上記従来の荷重補償機構の問題点を解決し、多数の質量に対して容易に対応することのできる荷重補償機構を提供することを目的になされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、基台と、該基台に一端側が回転軸で回動可能に取付けられ他端側で被運搬体を支持する作動アームと、該作動アームに一端が固定端として取付けられているとともに前記作動アームの基準点を経て他端が前記作動アームの作用点に取付けられているバネ機構と、を備え、前記作動アームおよび被運搬体のトルクを前記作動アームの傾斜角度に拘わらず前記バネ機構の弾性力により補償する荷重補償機構において、前記回転軸から前記作用点及び／又は基準点までの距離を作用点位置移動操作機構により増減可能にした。
【０００６】
請求項２の発明は、基台と、該基台に回転軸で一端側が回動可能に取付けられ他端側で被運搬体を支持する作動アームと、一端が固定端となって他部材に取付けられているとともに前記基台の前記回転軸上方の作用点を経て他端が前記作動アームの基準点に取付けられているバネ機構と、を備え、前記作動アームおよび被運搬体のトルクを前記作動アームの傾斜角度に拘わらず前記バネ機構の弾性力により補償する荷重補償機構において、前記回転軸から前記作用点及び／又は基準点までの距離を作用点位置移動操作機構により増減可能にした。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の荷重補償機構において、前記バネ機構に、引張コイルバネを用いた。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１または請求項２に記載の荷重補償機構において、前記バネ機構に、圧縮コイルバネを用いた。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項１〜請求項４の何れかに記載の荷重補償機構において、前記作用点位置移動操作機構を、前記作用点を前記基台に沿って昇降させる昇降操作部と、該昇降操作部を駆動する駆動機構と、で構成した。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項５に記載の荷重補償機構において、前記昇降操作部を、前記作用点を設けた昇降体と、ボールネジと、で構成し、前記駆動機構を、前記ボールネジを回転させるハンドルと、該ハンドルと前記ボールネジの間の介在されていて前記ハンドルの操作で前記ボールネジを回転させる動力伝達部と、で構成した。
【００１１】
請求項７の発明は、請求項５または請求項６に記載の荷重補償機構において、前記駆動機構に、減速機構を設けた。
【００１２】
請求項８の発明は、請求項５〜請求項７の何れかに記載の荷重補償機構において、前記移動操作機構に、前記昇降操作部を所望の位置に停止させた状態で固定するブレーキ機構と、該ブレーキ機構のブレーキを解除するブレーキ解除機構と、を設けた。
【００１３】
請求項９の発明は、請求項８に記載の荷重補償機構において、前記ブレーキ機構を、前記駆動機構の動力伝達部を構成する歯車に係合して該歯車の回転を阻止するストッパと、該ストッパを前記歯車に係合させる重りと、で構成するとともに、前記ブレーキ解除機構を、前記重りの重力に抗して前記ストッパを前記歯車に対する係合位置から非係合位置に移動させるストッパ操作レバーで構成した。
【００１４】
請求項１０の発明は、請求項６〜請求項９の何れかに記載の荷重補償機構において、前記昇降操作部の駆動機構に、前記ハンドルの逆転を阻止するラチェット機構を設けた。
【００１５】
請求項１１の発明は、請求項６〜請求項１０の何れかに記載の荷重補償機構において、前記ボールネジを、前記作用点の昇降に伴うハンドルの操作力の増減を補償する不等ピッチに形成した。
【００１６】
請求項１２の発明は、請求項１〜請求項１１の何れかに記載の荷重補償機構において、前記作用点を作動アームの自重を補償する前記回転軸からの高さ位置と、被運搬物の荷重を含めて補償する前記回転軸からの高さ位置と、の間で移動させる２点間移動機構を設けた。
【００１７】
請求項１３の発明は、基台と、該基台に一端側が回転軸で回動可能に取付けられ他端側で被運搬体を支持する作動アームと、該作動アームに一端が固定端として取付けられているとともに前記作動アームの基準点を経て他端が前記作動アームの作用点に取付けられているバネ機構と、前記作用点及び／又は基準点を移動させる作用点位置移動操作機構と、該作用点位置移動操作機構ごと前記作用点を作動アームの自重を補償する前記回転軸からの高さ位置と、被運搬物の荷重を含めて補償する前記回転軸からの高さ位置と、の間で移動させる２点間移動機構と、を備え、第１，第２の２個の荷重補償機構を直列に配置した荷重補償機構であって、前記第１，第２の荷重補償機構の作用点位置移動操作機構相互間には第１の荷重補償機構の作用点位置移動操作機構を操作したときに第２の荷重補償機構の作用点位置移動操作機構を連動して操作する第１の連動機構を配置するとともに、前記第１，第２の荷重補償機構の２点間移動機構相互間には第１の荷重補償機構の２点間移動機構を操作したときに第２の荷重補償機構の２点間移動機構を連動して操作する第２の連動機構を配置した。
【００１８】
請求項１４の発明は、請求項１３に記載の荷重補償機構において、前記バネ機構に、引張コイルバネを用いた。
【００１９】
請求項１５の発明は、請求項１３に記載の荷重補償機構において、前記バネ機構に、圧縮コイルバネを用いた。
【００２０】
請求項１６の発明は、請求項１３〜請求項１５の何れかに記載の荷重補償機構において、前記第１の連動機構を、前記第１，第２の２点間移動機構により前記作用点が被運搬物の荷重を含めて補償する前記回転軸からの高さ位置に移動させた状態において、前記第１の作用点位置移動操作機構の操作に前記第２の作用点位置移動操作機構を連動させ、前記作用点を作動アームの自重を補償する前記回転軸からの高さ位置に移動させた状態においては、連動を遮断する構成にした。
【００２１】
請求項１７の発明は、請求項１〜請求項１６の何れかに記載の荷重補償機構において、前記基台に、前記作用点の位置における補償荷重を表示する補償荷重表示用の目盛を設けた。
【００２２】
請求項１８の発明は、請求項１〜請求項１７の何れかに記載の荷重補償機構において、前記基台と前記作動アームの間にダンパを設けた。
【００２３】
請求項１９の発明は、請求項１〜請求項１８の何れかに記載の荷重補償機構において、前記作動アームの移動速度が一定値を超えた場合に該作動アームをロックするアームロック機構を設けた。
【発明の効果】
【００２４】
（１）請求項１または請求項２の荷重補償機構は、前記作用点及び／又は基準点の位置を作用点位置移動操作機構により移動させ、前記基台の回転軸から前記作用点及び／又は基準点までの距離を増減させることにより多数の質量の被運搬物に対して荷重補償を可能にする。
（２）請求項３の荷重補償機構は、バネ機構に引張コイルバネを用いたので、その端部に設けられているフック部を利用して、該引張コイルバネの端部を容易に作動アーム等に取付けることができる。
（３）請求項４の荷重補償機構は、上記バネ機構に圧縮コイルバネを用いたので、上記引張コイルバネのフック部が不要となり、従って、上記引張コイルバネを用いた場合に発生するフック部の根元部への応力集中によるバネの折損事故等を無くすことができる。また、フック部が不要となるので、そのぶん上記バネ機構をコンパクトにすることができる。
（４）請求項５の荷重補償機構は、前記作用点を前記基台に沿って昇降させる昇降操作部を前記駆動機構で前記昇降操作部を昇降させることにより前記作用点及び／又は基準点の位置を移動させることができる。
（５）請求項６の荷重補償機構は、動力を要せず前記ハンドルの操作で動力伝達部を介して前記ボールネジを回転させて、該ボールネジの回転により前記作用点及び／又は基準点を移動させることができる。
（６）請求項７の荷重補償機構は、前記動力伝達部に減速歯車機構を設けたので、ギヤの切換により被運搬物の荷重が大の場合でもハンドル操作を容易に行うことができる。
（７）請求項８の荷重補償機構は、前記作用点及び／又は基準点を移動させるとブレーキ機構によって前記作用点及び／又は基準点は、その位置に固定され、ブレーキ解除機構を操作すると前記ブレーキ機構による前記作用点及び／又は基準点の固定が解除されて再び前記作用点及び／又は基準点の移動が可能になる。
（８）請求項９の荷重補償機構は、前記ブレーキ機構を、前記駆動機構の動力伝達部を構成する歯車等に係合して該歯車の回転を阻止するストッパと、該ストッパを前記歯車に係合させる重りと、で構成したので、前記重りの重力によってストッパが自動的に掛かるのでブレーキの掛け忘れを防止することができる。そして、前記ブレーキ解除機構構成するストッパ操作レバーで、前記重りの重力に抗して前記ストッパを前記歯車に対する係合位置から非係合位置に移動させることによりブレーキを解除することができる。
（９）請求項１０の荷重補償機構は、前記昇降操作部の駆動機構に前記ボールネジ操作用のハンドルの逆転を阻止するラチェット機構を設けたので、被運搬物の荷重が重い場合でも、ハンドル操作中にハンドルが逆転するのを防止し、ハンドルの操作性を向上させることができる。
（１０）請求項１１の荷重補償機構は、前記ボールネジで、前記作用点を上昇させる場合に作用点が高くなるに連れてハンドルの操作力が大になるが、前記ボールネジのピッチを変えること、具体的には前記ボールネジのピッチを小さくすることによりハンドルの操作力を略一定に保つことが可能になる。
（１１）請求項１２の荷重補償機構は、同程度の荷重の被運搬物を運搬する際に、いちいちハンドル操作をして前記作用点の位置を昇降させなくても、前記作用点を２点間切換機構により作動アームの自重を補償する高さ位置と、被運搬物の荷重を含めて補償する高さ位置と、の間で切換を行うことにより、操作性を格段に向上させることができる。（１２）請求項１３の荷重補償機構は、第１の荷重補償機構の作用点位置移動操作機構を操作することにより第１の連動機構を介して第２の荷重補償機構の作用点位置移動操作機構を操作することができる。また、第１の荷重補償機構の２点間移動機構を操作することにより第２の連動機構を介して第２の荷重補償機構の２点間移動機構を操作することができる。
（１３）請求項１４の荷重補償機構は、請求項１３の荷重補償機構において、バネ機構に引張コイルバネを用いたので、その端部に設けられているフック部を利用して、該引張コイルバネの端部を容易に作動アーム等に取付けることができる。
（１４）請求項１５の荷重補償機構は、請求項１３の荷重補償機構において、上記バネ機構に圧縮コイルバネを用いたので、上記引張コイルバネのフック部が不要となり、従って、上記引張コイルバネを用いた場合に発生するフック部の根元部への応力集中によるバネの折損事故等を無くすことができる。また、フック部が不要となるので、そのぶん上記バネ機構をコンパクトにすることができる。
（１５）請求項１６の荷重補償機構は、前記作用点を作動アームの自重を補償する前記回転軸からの高さ位置に移動させた状態においては、連動を遮断して、ハンドルを操作した場合に第２の荷重補償機構の作用点位置移動操作機構が連動するのを防止する。
（１６）請求項１７の荷重補償機構は、ハンドル操作により作用点の位置をどの程度まで昇降させれば良いのかを、基台に設けた補償荷重表示用の目盛によって判断することが可能になるのでハンドル操作が容易になる。
（１７）請求項１８の荷重補償機構は、前記基台と前記作動アームの間に介在させたダンパの緩衝作用により被運搬物の急激な移動を阻止して安全性の向上を図ることができる。
（１８）請求項１９の荷重補償機構は、作動アームから被運搬物が落下し、前記バネ機構のバネ力で前記作動アームが急速で回動した場合に該作動アームをアームロック機構でロックして安全性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１〜図９は、第１の実施の形態を示す。図１に示すように、荷重補償機構１は、基台２と、該基台２に回転軸３で基端側が回動可能に取付けられていて被運搬体４を吊り下げて支持する作動アーム５と、該作動アーム５に起立方向の回動力を付与するバネ機構６と、を備えている。図２に示すように前記作動アーム５の先端にはフック７が設けられていてワイヤ８等を介して前記被運搬体４を吊り下げる構成になっている。そして、前記バネ機構６によって前記作動アーム５の自重や被運搬体４の荷重によって前記作動アーム５に生じるトルクを前記作動アーム５の傾斜角度に拘わらず補償するようになっている。
【００２６】
前記バネ機構６は、一端部が固定端９として前記作動アーム５の先端部に取付けられ、他端部が作用点１０として前記基台２の上端側に取付けられている。前記作動アーム５の中央部には基準点１１となるベアリング内蔵のプーリ１２が設けられている。
【００２７】
前記バネ機構６は、引張コイルバネ１３と、該引張コイルバネ１３の一端部に接続されたワイヤ１４と、からなっている。前記引張コイルバネ１３は、前記固定端９と作用点１０の間に配置されていて、前記ワイヤ１４が前記ベアリング内蔵のプーリ１２に掛けられている。
【００２８】
前記作用点１０の位置、すなわち、回転軸から作用点までの距離ｈは、作用点位置移動操作機構２１により増減可能になっている。前記作用点位置移動操作機構２１は、前記作用点１０を前記基台２に沿って昇降させる昇降操作部２２と、該昇降操作部２２を駆動する駆動機構２３と、で構成されている。
【００２９】
図３に示すように、前記昇降操作部２２は、前記作用点１０が設けられていて前記基台２に沿って昇降する昇降体２４と、該昇降体２４を昇降させるボールネジ２５と、で構成されている。前記昇降体２４は枠２４ａによって回転を阻止された状態になっていて、前記ボールネジ２５を回転させることにより、前記枠２４ａ内を前記基台２に沿って昇降する。一方、前記駆動機構２３は、前記ボールネジ２５を回転させるハンドル２６と、該ハンドル２６と前記ボールネジ２５の間の介在されていて前記ハンドル２６の操作で前記ボールネジ２５を回転させる動力伝達部２７と、で構成されている。前記動力伝達部２７は、傘歯車２８、２９等を利用したギヤトレインで構成されている。そして、前記ハンドル２６を回転させると前記動力伝達部２７を介して前記昇降体２４および該昇降体２４に設けた作用点１０は、前記基台２に沿って昇降する。
【００３０】
前記駆動機構２３には、図示を省略した減速機構が設けられていて、被運搬物の荷重が大の場合には減速することによりハンドル操作を軽く容易に行うことができるようになっている。前記減速機構は、減速ギヤとギヤ切換機構等により形成されている。
【００３１】
図４に示すように、前記作用点位置移動操作機構２１は、前記昇降体２４および作用点１０を所望の位置に停止させた状態で固定（ロック）するブレーキ機構３１と、該ブレーキ機構３１によるブレーキを解除するブレーキ解除機構３２と、を備えている。前記ブレーキ機構３１は、前記昇降操作部２３の動力伝達部２７を構成する傘歯車２９に係合して該傘歯車２９等の回転を阻止するストッパ３３と、該ストッパ３３を前記傘歯車２９に係合させる重り３４と、で構成されている。また、前記ブレーキ解除機構３２は、前記重り３４の重力に抗して前記ストッパ３３を前記傘歯車２９に対する係合位置から非係合位置に移動させるストッパ操作部３５と、該ストッパ操作部３５を操作するストッパ操作レバー３６で構成されている。そして、前記作用点位置移動操作機構２１を操作する場合、前記ストッパ操作レバー３６を操作して前記ストッパ３３と前記傘歯車２９の係合を解除することにより前記昇降操作部２３を回転操作可能な状態にして作用点の調整を行う。前記ストッパ操作レバー３６の操作を解除してフリーな状態にすると前記重り３４の重力で前記ブレーキ機構３１のストッパ３３は前記傘歯車２９に自動的に係合して前記昇降操作部２３を回転不可能な状態にロックする。また、前記ボールネジ２５は、下端側から上端側に行くに従って徐々にピッチが狭くなる不等ピッチに形成されていて、前記作用点１０の昇降に伴う前記ハンドル２６の操作力の増減を補償するようになっている。即ち、前記作用点１０を上昇させる場合に作用点１０の位置が高くなるに連れて前記ハンドル２６の操作力が大になる。そこで、前記ボールネジ２５のピッチを小さくすることによりハンドルの操作力を略一定に保つようになっている。
【００３２】
また、図１に示すように、前記基台２には、前記作用点１０の位置における補償荷重を表示する補償荷重表示用の目盛４１が付されていて、補償荷重に応じて、作用点１０の位置を、どの程度まで昇降させれば良いのかを、前記補償荷重表示用の目盛４１によって容易に判断することができる。
【００３３】
図５に示すように、前記基台２と前記作動アーム５の間にダンパ５１を設け、該ダンパ５１により前記作動アーム５および被運搬物４の急激な移動を阻止して安全性の向上を図った。
【００３４】
図６に示すように、前記ダンパ５１は、作動液としてのオイル５２が充填されたシリンダ５３と、該シリンダ５３内に移動可能に取り付けられたピストン５４と、該ピストン５４に設けられた調圧用の流量調整弁５５と、を備えた所謂オイルダンパとして構成されている。前記ダンパ５１は、シリンダ５２またはピストン５３の何れか一方がロッド５６を介して軸５７により作動アーム５に回動可能に取付けられ、他方がロッド５８を介して軸５９により基台２に回動可能に取付けられている。そして、作動アーム５に大きな力が加わった場合でもその速度に比例した減衰力を発生させて作動アーム５が高速で移動するのを規制するようになっている。
【００３５】
図７は、前記作動アーム５から被運搬物４が落下するなどして、前記作動アーム５がバネ機構６のバネ力で急激に上昇し、その速度が一定値を超えた場合に、前記作動アーム５をロックするアームロック機構６１を示す。このアームロック機構６１は、前記回転軸３の回転速度を増幅する増速機６２と、該増速機６２に回転伝達機構６３を介して連結された回転軸６４と、該回転軸６４に設けられたガバナ６５と、該ガバナ６５により操作される非常停止用のアーム６６と、該非常停止用のアーム６６が係合するストッパ６７と、からなっている。
【００３６】
前記増速機６２は、ギヤ比の異なる大小のギヤ７１，７２を備えている。前記回転伝達機構６３は、前記小径のギヤ７２を取付けた軸７３と、該軸７３に取付けられた第１の傘歯車７４と、該第１の傘歯車７４に噛合させた状態で前記回転軸６４の下端に取付けられた第２の傘歯車７５と、を備えていて、前記小径のギヤ７２を取付けた軸７３の回転を前記第１，第２の傘歯車７４，７５を介して略直角方向に変換して前記回転軸６４を回転させるようになっている。前記ガバナ６５は、重り７６と、該重り７６を一端部に取付けていると共に他端部を前記回転軸６４の上端に開き角度θを変化可能に取り付けられたアーム７７と、前記回転軸６４にスライド可能に設けられた環状のスライダ７８と、前記アーム７７とスライダ７８を連結している連結杆７９と、を備えている。
【００３７】
前記非常停止用のアーム６６は、中央部が支点８０により回動可能に支持されていて一端部が前記スライダ７８に取付けられている。そして、前記回転軸６４が高速で回転すると、その遠心力で前記重り７６、アーム７７、スライダ７８が実線で示す位置から２点鎖線で示す位置に移動して前記非常停止用のアーム６６を操作する。図７に実線で示す状態において前記非常停止用のアーム６６と前記ストッパ６７は非係合状態になっている。前記作動アーム５から被運搬物４が落下するなどして、前記作動アーム５がバネ機構６のバネ力で急激に上昇すると、前記増速機６２により前記回転軸６４が高速で回転し、その遠心力で前記重り７６、アーム７７、スライダ７８が実線で示す位置から２点鎖線で示す位置に移動し、前記非常停止用のアーム６６が支点８０を中心に回動して、該非常停止用のアーム６６の一端側が前記ストッパ６７に係合して前記作動アーム５の回転を阻止する。
【００３８】
図８に示すように、前記ストッパ６７は、前記軸７３の外周に取付けられた円筒状の基部８１と、該円筒状の基部８１から放射状に突出形成された多数の翼片８２からなっていて、これら翼片８２に前記非常停止用のアーム６６の先端が係合して、前記軸７３の回転を阻止するようになっている。
【００３９】
図９、図１０は、前記作用点１０を作動アーム５の自重を補償する高さ位置（図９）と、被運搬物４の荷重を含めて補償する高さ位置（図１０）と、の間で移動させる２点間移動機構９１を設けた場合を示す。前記２点間移動機構９１は、前記作用点位置移動操作機構２１を支持していて該作用点位置移動操作機構２１を前記基台２に沿って昇降させる油圧式の昇降台９２と、該昇降台９２を操作する操作ペダル９３と、を備えている。
【００４０】
前記操作ペダル９３をつま先等で押圧操作する前は、図９に示すように前記昇降台９２および作用点位置移動操作機構２１は、所定の位置まで下降した状態になっていて、前記作用点１０は、作動アーム５の自重を補償する高さ位置に在る。そして、前記操作ペダル９３をつま先等で押圧すると、油圧により前記油圧式の昇降台９２が油圧により上昇し、該昇降台９２によって前記作用点位置移動操作機構２１全体が押し上げられて、図１０に示すように、前記作用点１０を一挙に被運搬物４の荷重を含めて補償する高さ位置に移動させる。従って、同程度の荷重の被運搬物を運搬する際に、いちいち前記ハンドル２６を操作して前記作用点１０の位置を昇降させなくても済むので前記作用点１０の位置移動効率を格段に向上させることができる。
【００４１】
第１の実施の形態の荷重補償機構１は、上述のような構成であって、前記作用点位置移動操作機構２１により作用点１０の位置を移動させて、前記回転軸３までの距離ｈを増減できる。従って、前記釣り合い式、ｍｇＬｃｏｓθ＝ｋｐｈｃｏｓθの変形式、ｍ＝ｋｐｈ／（ｇＬ）において、変数ｈの調整が可能になり、前記変数ｈを変化させることにより、多数の質量に対して対応可能な荷重補償機構になる。なお、上記実施例では作用点１０を移動させる構成にしたが、基準点１１を移動させて距離ｐを増減させる構成にしてもよい。
【００４２】
図１１は、第２の実施の形態を示す。第２の実施の形態と前記第１の実施の形態の主たる相違点は、前記第１の実施の形態においては、図１等に示したように、前記バネ機構６に引張コイルバネ１３を使用しているのに対して、この第２の実施の形態においては、前記バネ機構６に圧縮コイルバネ１３Ａを使用している。
【００４３】
前記圧縮コイルバネ１３Ａは、前記作動アーム５に固定された有底の筒体１５内に収容されている。
【００４４】
前記圧縮コイルバネ１３Ａの内側にはロッド１６が挿入されていて、該ロッド１６の一端部は、前記筒体１５の底面１５ａに設けた孔１５ｂから筒体１５の外部に突出し、該突出した部分にワイヤ１４の端部が接続されている。また、前記ロッド１６の他端部には、前記圧縮コイルバネ１３Ａの上端部を押えるバネ押え部１７が設けられている。
前記ワイヤ１４は、圧縮コイルバネ１３Ａを圧縮させ、圧縮された圧縮コイルバネ１３Ａによるワイヤ１４を引張る力が前記引張コイルバネ１３の引張力と同等になるように取り付けられている。その他の構成は第１の実施の形態の場合と略同じであるので重複する説明は省略する。
【００４５】
第２の実施の形態の荷重補償機構は、上述のような構成であって、作動アーム５がＡ方向に動作すると、ワイヤ１４によってロッド１６が引張られ、該ロッド１６の端部に設けたバネ押え部１７によって圧縮コイルバネ１３Ａが圧縮されることで、第１の実施の形態の引張コイルバネ１３と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
更に、圧縮コイルバネ１３Ａを使用した場合には、引張コイルバネ１３を使用した場合に較べて以下のような効果を得ることができる。即ち、引張コイルバネ１３を使用する場合には、図１２に示すように、引張コイルバネ１３の端部を作動アーム５の固定端９に取り付けるためのフック部１３ａが必要になる。
【００４７】
前記引張コイルバネ１３が引張られたときの応力は、前記フック部１３ａの付け根部分１３ｂに集中し、該付け根部分１３ｂの折損事故が発生し易い。（前記引張コイルバネ１３の折損事故は、殆どの場合に付け根部分１３ｂで発生している）。
【００４８】
付け根部分１３ｂの折損事故を防止するためには、引張コイルバネ１３の線径ｄを応力集中に耐え得るように太くしたりする必要がある。また、フック部１３ａを設けた場合に、引張コイルバネ１３の長さＬ１には、フック部１３ａの長さＬ２が加算されるために、引張コイルバネ１３の長さＬ１が大になり、コンパクト化の障害になる。
【００４９】
これに対して、圧縮コイルバネ１３Ａを使用した場合には、フック部１３ａが不要になるので、フック部１３ａの付け根部分１３ｂの折損事故を無くすことができる。また、フック部１３ａが不要になるので、そのぶん圧縮コイルバネ１３Ａを短くしてコンパクト化を図ることができる。
【００５０】
図１３は、第３の実施の形態を示す。第３の実施の形態と前記第１の実施の形態の主たる相違点は、前記第１の実施の形態においては、図１等に示したように、前記バネ機構６は、一端が固定端９として作動アーム５の先端部に取付けられ、前記作動アーム５の略中央部の基準点１１を経て他端が前記基台２の作用点１０に取付けられているのに対して、この第２の実施の形態においては、バネ機構６は、一端が固定端９として他部材２０に取付けられ前記基台２の作用点１０を経て他端が前記作動アーム５の基準点１１に取付けられている。その他の構成、作用、効果は前記第１の実施の形態の場合と同様であるので重複する説明は省略する。
【００５１】
図１４、図１５は、第４の実施の形態の荷重補償機構を示す。この実施の形態において荷重補償機構１は、第１の荷重補機構１０１の作動アーム５の先端部に第２の荷重補償機構１０２を直列に配置するとともに、前記第１，第２の荷重補償機構１０１，１０２の作用点位置移動操作機構２１，１３１間には第１の荷重補償機構１０１の作用点位置移動操作機構（以下、第１の作用点位置移動操作機構と称する）２１を操作したときに第２の荷重補償機構１０２の作用点位置移動操作機構（以下、第２の作用点位置移動操作機構と称する）１３１を連動して操作する第１の連動機構１０３を配置し、前記第１，第２の荷重補償機構１０１，１０２の２点間移動機構９１，１６１間には、第１の荷重補償機構１０１の２点間移動機構９２を操作したときに第２の荷重補償機構１０２の２点間移動機構１６１を連動して操作する第２の連動機構１０４を配置することにより形成されている。
【００５２】
前記第１の荷重補償機構１０１は、前記第１の実施の形態の荷重補償機構１と略同様に、基台２と、該基台２に回転軸３で基端側が回動可能に取付けられた作動アーム５と、該作動アーム５に起立方向の回動力を付与するバネ機構６と、を備えている。前記バネ機構６は、一端部が固定端９として前記作動アーム５に取付けられ、他端部が作用点１０として前記基台２の上端側に取付けられている。また、前記作動アーム５には基準点１１となるベアリング内蔵のプーリ１２が設けられている。前記バネ機構６は、前記ベアリング内蔵のプーリ１２により前記固定端９と作用点１０の間で折り曲げられている。
【００５３】
前記バネ機構６は、引張コイルバネ１３と、該引張コイルバネ１３の一端部に接続されたワイヤ１４と、からなっている。前記引張コイルバネ１３は、前記固定端９と作用点１０の間に配置されていて、前記ワイヤ１４が前記ベアリング内蔵のプーリ１２に掛けられている。
【００５４】
前記作用点１０は、第１の作用点位置移動操作機構２１により前記回転軸３までの距離ｈが増減可能になっている。前記第１の作用点位置移動操作機構２１は、前記作用点１０を前記基台２に沿って昇降させる昇降操作部２２と、該昇降操作部２２を駆動する駆動機構２３と、で構成されている。
【００５５】
前記昇降操作部２２は、図３に示したように、前記作用点１０が設けられていて前記基台２に沿って昇降する昇降体２４と、該昇降体２４を昇降させるボールネジ２５と、で構成されている。一方、前記駆動機構２３は、前記ボールネジ２５を回転させるハンドル２６と、該ハンドル２６と前記ボールネジ２５の間の介在されていて前記ハンドル２６の操作で前記ボールネジ２５を回転させる動力伝達部２７と、で構成されている。前記動力伝達部２７は、傘歯車２８、２９等を利用したギヤトレインで構成されている。そして、前記ハンドル２６を回転させると前記動力伝達部２７を介して前記昇降体２４および該昇降体２４に設けた作用点１０を前記基台２に沿って昇降させるようになっている。
【００５６】
前記第１の荷重補償機構１０１は、前記作用点１０を作動アーム５の自重及び作動アーム５の自重を含めて補償する高さ位置（図１５）と、作動アーム５の自重、作動アーム１１３の自重及び被運搬物４の荷重を補償する高さ位置（図１４）と、の間で移動させる２点間移動機構９１を備えている。前記２点間移動機構９１は、前記第１の作用点位置移動操作機構２１を支持していて該第１の作用点位置移動操作機構２１を前記基台２に沿って昇降させる油圧式の昇降台９２と、該昇降台９２を操作する操作ペダル９３と、を備えている。
【００５７】
前記操作ペダル９３をつま先等で押圧操作する前は、図１５に示すように前記昇降台９２および第１の作用点位置移動操作機構２１は、所定の位置まで下降した状態になっていて前記作用点１０は、作動アーム５の自重及び作動アーム１１３の自重を補償する高さに位置している。そして、前記操作ペダル９３をつま先等で押圧操作して、前記油圧式の昇降台９２によって前記第１の作用点位置移動操作機構２１全体を上昇させて、図１４に示すように、前記作用点１０を、作動アーム５の自重、作動アーム１１３の自重及び被運搬物４の荷重を補償する高さ位置に移動させる。
【００５８】
一方、前記第２の荷重補償機構１０２は、前記第１の荷重補償機構１０１と略同様に、第２の基台１１１と、該第２の基台１１１に第２の回転軸１１２により回動可能に取付けられた第２の作動アーム１１３と、該第２の作動アーム１１３に起立方向の回動力を付与する第２のバネ機構１１４と、を備えている。前記第２のバネ機構１１４は、一端部が固定端１１５として前記第２の作動アーム１１３に取付けられ、他端部が第２の作用点１１６として前記第２の基台１１１の上端側に取付けられている。また、前記第２の作動アーム１１３には第２の基準点１１７となるベアリング内蔵のプーリが設けられている。前記第２のバネ機構１１４は、前記ベアリング内蔵のプーリにより前記固定端１１５と第２の作用点１１６の間で折り曲げられている。
【００５９】
前記第２のバネ機構１１４は、引張コイルバネ１２１と、該引張コイルバネ１２１の一端部に接続されたワイヤ１２２と、からなっている。前記引張コイルバネ１２１は、前記固定端１１５と第２の基準点１１７の間に配置されている。
【００６０】
前記第２の作用点１１６は、第２の作用点位置移動操作機構１３１により前記第２の回転軸１１２からの距離ｈが増減可能になっている。前記第２の点位置移動操作機構１３１は、前記第２の作用点１１６を前記第２の基台１１１に沿って昇降させる昇降操作部１３２と、該昇降操作部１３２を駆動する駆動機構１３３と、で構成されている。
【００６１】
前記昇降操作部１３２は、前記第２の作用点１１６が設けられていて前記第２の基台１１１に沿って昇降する昇降体１３４と、該昇降体１３４を昇降させるボールネジ１３５と、で構成されている。一方、前記駆動機構１３３は、前記ボールネジ１３５の下端に取付けられた第１の傘歯車１３６、該第１の傘歯車１３６と噛合している第２の傘歯車１３７、該第２の傘歯車１３７を取付けた軸１３８と、該軸１３８に取付けられたギヤ１３９と、を備えている。そして、図１４の状態において、前記第１の荷重補償機構１０１のハンドル２６を操作することにより前記第１の連動機構１０３および前記駆動機構１３３を介して前記昇降体１３４を昇降させる。
【００６２】
前記第１の連動機構１０３は、前記駆動機構１３３のギヤ１３９と噛合するギヤ１４０と、該ギヤ１４０の軸１４１に取付けられた第１の傘歯車１４２と、該第１の傘歯車１４２に噛合する第２の傘歯車１４３と、該第２の傘歯車１４３を上端側に取付けていて下端側に設けた傘歯車（図示省略）等を介して前記第２の回転軸１１２を回転させる軸１４４と、前記第２の回転軸１１２の端部と前記第１の回転軸３の端部にそれぞれプーリ１４５ａ，１４５ｂを介して回転自在に懸掛されたエンドレスベルト１４５と、前記第１の回転軸３の回転により傘歯車（図示省略）等を介して回転する軸１４６と、該軸１４６の上端に取付けられた傘歯車１４７と、該傘歯車１４７に噛合する傘歯車１４８と、該傘歯車１４８を取付けた軸１４９と、該軸１４９に取付けられたギヤ１５０と、を備えている。前記ギヤ１５０は、図１４に示すように、前記２点間移動機構９１により前記第１の作用点位置移動操作機構２１を上方に移動させることで前記駆動機構２３を構成する傘歯車２８の軸１５１に取付けられているギヤ１５２と噛合するようにしてある。
【００６３】
また、前記第２の荷重補償機構１０２は、第１の荷重補償機構１０１と同様、前記第２の作用点１１６を第２の作動アーム１１３の自重を補償する高さ位置（図１５）と、被運搬物４の荷重を含めて補償する高さ位置（図１４）と、の間で移動させる第２の２点間移動機構１６１を備えている。前記２点間移動機構１６１は、前記第２の作用点位置移動操作機構１３１を支持し、これを前記第２の基台１１１に沿って昇降させる油圧式の昇降台１６２、前記第２の連動機構１０４等で構成されている。
【００６４】
前記連動機構１０４は、油圧パイプで前記第１の荷重補償機構１０１の昇降台９２と前記第２の荷重補償機構１０２の昇降台１６２を連結することにより構成されている。そして、図１５の状態において、前記第１の荷重補償機構１０１のペダル９３を押圧操作すると、図１４に示すように前記第１の荷重補償機構１０１の昇降台９２と前記第２の荷重補償機構１０２の昇降台１６２が同時に上昇して、作用点１０，１１６が上昇する。前記ペダル９３の押圧操作により作動アーム５の自重、作動アーム１１３の自重及び被運搬物４の荷重を補償する。また、前記昇降台９２，１６２の上昇により、前記第１の作用点位置移動操作機構２１のギヤ１５２が前記第１の連動機構１０３のギヤ１５０に噛合するとともに、前記第２の作用点位置移動操作機構１３１のギヤ１３９が前記第１の連動機構１０３のギヤ１４０に噛合する。従って、前記ボールネジ操作用のハンドル２６を回転操作すると、該ハンドル２６の回転は、前記動力伝達部２７を介して前記昇降体２４および該昇降体２４に設けた作用点１０を前記基台２に沿って昇降させるとともに、前記ハンドル２６の回転は、前記第１の連動機構１０３を介して前記第２の荷重補償機構１０２側に伝達され、前記動力伝達部１３３を介して前記昇降体１３２および該昇降体１３２に設けた第２の作用点１１６を前記第２の基台１１１に沿って昇降させる。このハンドル２６の操作により、被運搬物４の荷重を補償する。
【００６５】
前記第１の荷重補償機構１０１のペダル９３を押圧操作を解除すると、前記第１の荷重補償機構１０１の昇降台９２と前記第２の荷重補償機構１０２の昇降台１６２が同時に下降して、図１５に示すように、前記第１の作用点位置移動操作機構２１のギヤ１５２と前記第１の連動機構１０３のギヤ１５０の噛合を解除するとともに、前記第２の点位置移動操作機構１３１のギヤ１３９と前記第１の連動機構１０３のギヤ１４０の噛合が解除される。
【００６６】
第４の実施の形態の荷重補償機構は、上述のような構成であって、図１６に示すように従来の単一の作動アームを使用した場合には基台の根元に在る被運搬物４の移動が困難な場合があるが、第３の実施の形態の荷重補償機構においては、２つの作動アームを接続しているので、基台の根元に在る被運搬物４の移動も容易に行うことができ、被運搬物の移動範囲を拡大することができるという効果がある。
【００６７】
なお、第３の実施の形態および第４の実施の形態においては、バネ機構に引張コイルバネを用いた場合を示したが、圧縮コイルバネを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】第１の実施の形態の荷重補償機構を概念的に示す側面図。
【図２】作動アームに被運搬物を吊り下げている状態を示す側面図。
【図３】作用点位置移動操作機構の概念を示す説明図。
【図４】ストッパ機構の概念を示す説明図。
【図５】ダンパを設けた荷重補償機構の側面図。
【図６】ダンパの説明図。
【図７】アームロック機構の概念を示す説明図。
【図８】ストッパ部分の断面図。
【図９】作用点位置移動操作機構の説明図。
【図１０】作用点位置移動操作機構の説明図。
【図１１】第２の実施の形態の荷重補償機構を概念的に示す側面図。
【図１２】引張コイルバネの問題点を示す説明図。
【図１３】第３の実施の形態の荷重補償機構を概念的に示す側面図。
【図１４】第４の実施の形態の荷重補償機構を概念的に示す側面図。
【図１５】第４の実施の形態の荷重補償機構を概念的に示す側面図。
【図１６】単一の作動アームを使用した場合の問題点を示す説明図。
【図１７】従来の荷重補償機構を概念的に示す側面図。
【符号の説明】
【００６９】
１…荷重補償機構
２…基台
３…回転軸
４…被運搬物
５…作動アーム
６…バネ機構
９…固定端
１０…作用点
１１…基準点
１３…引張コイルバネ
１３Ａ…圧縮コイルバネ
１４…ワイヤ
１５…筒体
１６…ロッド
１７…バネ押さえ部
２１、１３１…作用点位置移動操作機構
２２，１３２…昇降操作部
２３，１３３…駆動機構
２４…昇降体
２５…ボールネジ
２６…ハンドル
２７…動力伝達部
３１…ブレーキ機構
３２…ブレーキ解除機構
３３…ストッパ
３４…重り
３６…ストッパ操作レバー
４１…補償荷重表示用の目盛
５１…ダンパ
６１…アームロック機構
９１，１６１…２点間移動機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、該基台に一端側が回転軸で回動可能に取付けられ他端側で被運搬体を支持する作動アームと、該作動アームに一端が固定端として取付けられているとともに前記作動アームの基準点を経て他端が前記基台の作用点に取付けられているバネ機構と、を備え、前記作動アームおよび被運搬体のトルクを前記作動アームの傾斜角度に拘わらず前記バネ機構の弾性力により補償する荷重補償機構において、
前記作用点及び／又は基準点は、点位置移動操作機構により前記回転軸からの距離が増減可能になっていることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項２】
基台と、該基台に一端側が回転軸で回動可能に取付けられ他端側で被運搬体を支持する作動アームと、一端が固定端となって他部材に取付けられているとともに前記基台の前記回転軸上方の作用点を経て他端が前記作動アームの基準点に取付けられているバネ機構と、を備え、前記作動アームおよび被運搬体のトルクを前記作動アームの傾斜角度に拘わらず前記バネ機構の弾性力により補償する荷重補償機構において、
前記作用点及び／又は基準点は、点位置移動操作機構により前記回転軸からの距離が増減可能になっていることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の荷重補償機構において、
前記バネ機構には、引張コイルバネが用いられていることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の荷重補償機構において、
前記バネ機構には、圧縮コイルバネが用いられていることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れかに記載の荷重補償機構において、
前記点位置移動操作機構は、前記作用点を前記基台に沿って昇降させる昇降操作部と、該昇降操作部を駆動する駆動機構と、を備えていることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項６】
請求項５に記載の荷重補償機構において、
前記昇降操作部は、前記作用点を設けた昇降体と、ボールネジと、で構成され、前記駆動機構は、前記ボールネジを回転させるハンドルと、該ハンドルと前記ボールネジの間の介在されていて前記ハンドルの操作で前記ボールネジを回転させる動力伝達部と、で構成されていることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の荷重補償機構において、
前記駆動機構は、減速機構を備えていることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項８】
請求項５〜請求項７の何れかに記載の荷重補償機構において、
前記点位置移動操作機構は、前記昇降操作部を所望の位置に停止させた状態で固定するブレーキ機構と、該ブレーキ機構のブレーキを解除するブレーキ解除機構と、を備えていることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項９】
請求項８に記載の荷重補償機構において、
前記ブレーキ機構は、前記駆動機構の動力伝達部を構成する歯車に係合して該歯車の回転を阻止するストッパと、該ストッパを前記歯車に係合させる重りと、を備え、
前記ブレーキ解除機構は、前記重りの重力に抗して前記ストッパを前記歯車に対する係合位置から非係合位置に移動させるストッパ操作ハンドルを備えていることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項１０】
請求項６〜請求項９の何れかに記載の荷重補償機構において、
前記昇降操作部の駆動機構は、前記ボールネジ操作用のハンドルの逆転を阻止するラチェット機構を備えていることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項１１】
請求項６〜請求項１０の何れかに記載の荷重補償機構において、
前記ボールネジは、前記作用点が昇降に伴うハンドルの操作力の増減を補償する不等ピッチに形成されていることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１の何れかに記載の荷重補償機構において、
前記作用点を作動アームの自重を補償する前記回転軸からの高さ位置と、被運搬物の荷重を含めて補償する前記回転軸からの高さ位置と、の間で移動させる２点間移動機構を備えていることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項１３】
基台と、該基台に一端側が回転軸で回動可能に取付けられ他端側で被運搬体を支持する作動アームと、該作動アームに一端が固定端として取付けられているとともに前記作動アームの基準点を経て他端が前記作動アームの作用点に取付けられているバネ機構と、前記作用点及び／又は基準点を移動させる点位置移動操作機構と、該点位置移動操作機構ごと前記作用点を作動アームの自重を補償する前記回転軸からの高さ位置と、被運搬物の荷重を含めて補償する前記回転軸からの高さ位置と、の間で移動させる２点間移動機構と、を備えた第１，第２の２個の荷重補償機構を直列に配置し、前記第１，第２の荷重補償機構の点位置移動操作機構相互間には第１の荷重補償機構の点位置移動操作機構を操作したときに第２の荷重補償機構の点位置移動操作機構を連動して操作する第１の連動機構を配置するとともに、前記第１，第２の荷重補償機構の２点間移動機構相互間には第１の荷重補償機構の２点間移動機構を操作したときに第２の荷重補償機構の２点間移動機構を連動して操作する第２の連動機構を配置したことを特徴とする荷重補償機構。
【請求項１４】
請求項１３に記載の荷重補償機構において、
前記バネ機構には、引張コイルバネが用いられていることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項１５】
請求項１３に記載の荷重補償機構において、
前記バネ機構には、圧縮コイルバネが用いられていることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項１６】
請求項１３〜請求項１５の何れかに記載の荷重補償機構において、
前記第１の連動機構は、前記第１，第２の２点間移動機構により前記作用点が被運搬物の荷重を含めて補償する前記回転軸からの高さ位置に移動させた状態において、前記第１の点位置移動操作機構の操作に前記第２の点位置移動操作機構を連動させることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項１７】
請求項１〜請求項１６の何れかに記載の荷重補償機構において、
前記基台は、前記作用点の位置における補償荷重を表示する補償荷重表示用の目盛を備えていることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項１８】
請求項１〜請求項１７の何れかに記載の荷重補償機構において、
前記基台と前記作動アームの間にダンパを備えていることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項１９】
請求項１〜請求項１８の何れかに記載の荷重補償機構において、
前記作動アームの移動速度が一定値を超えた場合に該作動アームをロックするアームロック機構を備えていることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項１】
基台と、該基台に一端側が回転軸で回動可能に取付けられ他端側で被運搬体を支持する作動アームと、該作動アームに一端が固定端として取付けられているとともに前記作動アームの基準点を経て他端が前記基台の作用点に取付けられているバネ機構と、を備え、前記作動アームおよび被運搬体のトルクを前記作動アームの傾斜角度に拘わらず前記バネ機構の弾性力により補償する荷重補償機構において、
前記作用点及び／又は基準点は、点位置移動操作機構により前記回転軸からの距離が増減可能になっていることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項２】
基台と、該基台に一端側が回転軸で回動可能に取付けられ他端側で被運搬体を支持する作動アームと、一端が固定端となって他部材に取付けられているとともに前記基台の前記回転軸上方の作用点を経て他端が前記作動アームの基準点に取付けられているバネ機構と、を備え、前記作動アームおよび被運搬体のトルクを前記作動アームの傾斜角度に拘わらず前記バネ機構の弾性力により補償する荷重補償機構において、
前記作用点及び／又は基準点は、点位置移動操作機構により前記回転軸からの距離が増減可能になっていることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の荷重補償機構において、
前記バネ機構には、引張コイルバネが用いられていることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の荷重補償機構において、
前記バネ機構には、圧縮コイルバネが用いられていることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れかに記載の荷重補償機構において、
前記点位置移動操作機構は、前記作用点を前記基台に沿って昇降させる昇降操作部と、該昇降操作部を駆動する駆動機構と、を備えていることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項６】
請求項５に記載の荷重補償機構において、
前記昇降操作部は、前記作用点を設けた昇降体と、ボールネジと、で構成され、前記駆動機構は、前記ボールネジを回転させるハンドルと、該ハンドルと前記ボールネジの間の介在されていて前記ハンドルの操作で前記ボールネジを回転させる動力伝達部と、で構成されていることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の荷重補償機構において、
前記駆動機構は、減速機構を備えていることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項８】
請求項５〜請求項７の何れかに記載の荷重補償機構において、
前記点位置移動操作機構は、前記昇降操作部を所望の位置に停止させた状態で固定するブレーキ機構と、該ブレーキ機構のブレーキを解除するブレーキ解除機構と、を備えていることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項９】
請求項８に記載の荷重補償機構において、
前記ブレーキ機構は、前記駆動機構の動力伝達部を構成する歯車に係合して該歯車の回転を阻止するストッパと、該ストッパを前記歯車に係合させる重りと、を備え、
前記ブレーキ解除機構は、前記重りの重力に抗して前記ストッパを前記歯車に対する係合位置から非係合位置に移動させるストッパ操作ハンドルを備えていることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項１０】
請求項６〜請求項９の何れかに記載の荷重補償機構において、
前記昇降操作部の駆動機構は、前記ボールネジ操作用のハンドルの逆転を阻止するラチェット機構を備えていることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項１１】
請求項６〜請求項１０の何れかに記載の荷重補償機構において、
前記ボールネジは、前記作用点が昇降に伴うハンドルの操作力の増減を補償する不等ピッチに形成されていることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１の何れかに記載の荷重補償機構において、
前記作用点を作動アームの自重を補償する前記回転軸からの高さ位置と、被運搬物の荷重を含めて補償する前記回転軸からの高さ位置と、の間で移動させる２点間移動機構を備えていることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項１３】
基台と、該基台に一端側が回転軸で回動可能に取付けられ他端側で被運搬体を支持する作動アームと、該作動アームに一端が固定端として取付けられているとともに前記作動アームの基準点を経て他端が前記作動アームの作用点に取付けられているバネ機構と、前記作用点及び／又は基準点を移動させる点位置移動操作機構と、該点位置移動操作機構ごと前記作用点を作動アームの自重を補償する前記回転軸からの高さ位置と、被運搬物の荷重を含めて補償する前記回転軸からの高さ位置と、の間で移動させる２点間移動機構と、を備えた第１，第２の２個の荷重補償機構を直列に配置し、前記第１，第２の荷重補償機構の点位置移動操作機構相互間には第１の荷重補償機構の点位置移動操作機構を操作したときに第２の荷重補償機構の点位置移動操作機構を連動して操作する第１の連動機構を配置するとともに、前記第１，第２の荷重補償機構の２点間移動機構相互間には第１の荷重補償機構の２点間移動機構を操作したときに第２の荷重補償機構の２点間移動機構を連動して操作する第２の連動機構を配置したことを特徴とする荷重補償機構。
【請求項１４】
請求項１３に記載の荷重補償機構において、
前記バネ機構には、引張コイルバネが用いられていることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項１５】
請求項１３に記載の荷重補償機構において、
前記バネ機構には、圧縮コイルバネが用いられていることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項１６】
請求項１３〜請求項１５の何れかに記載の荷重補償機構において、
前記第１の連動機構は、前記第１，第２の２点間移動機構により前記作用点が被運搬物の荷重を含めて補償する前記回転軸からの高さ位置に移動させた状態において、前記第１の点位置移動操作機構の操作に前記第２の点位置移動操作機構を連動させることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項１７】
請求項１〜請求項１６の何れかに記載の荷重補償機構において、
前記基台は、前記作用点の位置における補償荷重を表示する補償荷重表示用の目盛を備えていることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項１８】
請求項１〜請求項１７の何れかに記載の荷重補償機構において、
前記基台と前記作動アームの間にダンパを備えていることを特徴とする荷重補償機構。
【請求項１９】
請求項１〜請求項１８の何れかに記載の荷重補償機構において、
前記作動アームの移動速度が一定値を超えた場合に該作動アームをロックするアームロック機構を備えていることを特徴とする荷重補償機構。
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００７−１１９２４９（Ｐ２００７−１１９２４９Ａ）
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２５８３９３（Ｐ２００６−２５８３９３）
【出願日】平成１８年９月２５日（２００６．９．２５）
【出願人】（０００００６１０５）株式会社明電舎 (1,739)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月２５日（２００６．９．２５）
【出願人】（０００００６１０５）株式会社明電舎 (1,739)
【Ｆターム（参考）】
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