CN103508372A - 工作台升降装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种工作台升降装置，在设置于地板上的基台与货物搭载用的工作台之间夹装有X字形的升降臂，并使工作台平行地升降，在该工作台升降装置中，将电动缸作为驱动源，通过使夹入到内臂的凸轮面与外臂的凸轮面的驱动辊移动而使升降臂上下伸缩，在该结构的情况下存在如下问题：若使电动缸的倾转支点与升降臂的转动中心一致，则电动缸的推力的变动会因凸轮面的形状而增大。本发明的目的在于不修改凸轮面而能够抑制电动缸的推力的变动。通过将电动缸（20）的倾转中心（21）设定于避开升降臂（10）的转动中心（13）的位置，能够变更驱动辊相对于凸轮面（30a、31a）的按压状态从而能够抑制推力的变动。

Description

工作台升降装置

技术领域

本发明涉及一种工作台升降装置，所述工作台升降装置使搭载有升降对象的物品等的工作台相对于基台（基座）平行地升降移动。

背景技术

通常，被称为工作台升降装置的这种升降装置在基台与工作台之间夹装有驱动装置与一对升降臂，其中，该一对升降臂包括内臂与外臂，该内臂与外臂能够相互旋转并结合成X字形，该驱动装置使该一对升降臂同步地进行上下伸缩，对于该驱动装置而言，以往公知有液气压式、电动式等的各种驱动方式的装置。

在下述的专利文献1及专利文献2中公开了有关电动凸轮式的驱动装置的技术。该电动凸轮式的驱动装置具备通过电动马达与螺纹轴机构而能够进行直线动作的所谓的电动缸，该驱动装置具备如下结构：将楔式辊夹入到设置于内臂和外臂的上凸轮板与下凸轮板之间，并利用电动缸使该楔式辊移动，由此使一对升降臂上下伸缩从而使工作台平行地升降。

根据这样的电动凸轮式的驱动装置，由于在液压式驱动装置的情况下不会漏油，因此从这点上来看其维护性优异。

专利文献1：日本实公平4-47191号公报

专利文献2：日本特开平6-9193

然而，关于上述现有的电动凸轮式的驱动装置，存在以下需要解决的问题。上述的文献中公开的驱动装置均是被支承为能够以升降臂的转动中心（内臂与外臂的结合部）为中心而上下倾转的结构，所以该驱动装置的推力P（用于使工作台上升的驱动力）由上凸轮板与下凸轮板的凸轮形状来决定，为了实现工作台的整个升降过程中的推力P的稳定化，需要变更或修改上凸轮板与下凸轮板的凸轮形状，在现实中存在难以得到变动较小的稳定的推力P这样的问题。

发明内容

本发明涉及电动凸轮式的驱动装置，其目的在于能够使上述推力P不取决于凸轮形状且比以往更易于实现稳定化。

通过下述发明来解决上述课题。

第一发明的工作台升降装置是凸轮驱动式的工作台升降装置，在基台与工作台之间具备驱动装置与前后一对升降臂，其中，该前后一对升降臂构成为使内臂与外臂以能够相互旋转的方式结合成X字形，该驱动装置使该升降臂上下伸缩从而使工作台相对于基台平行地升降移动，该驱动装置具备：作为驱动源的电动马达；螺纹轴机构，该螺纹轴机构具有通过电动马达而旋转的螺纹轴以及与螺纹轴啮合的螺母；以及驱动辊，该驱动辊安装于螺母，并以被夹入到设置于内臂与外臂中的一方的上凸轮板和设置于内臂与外臂中的另一方的下凸轮板之间的状态与该螺母一体移动，对该凸轮驱动式的工作台升降装置而言，驱动装置被支承为能够追随着升降臂的伴随于驱动辊的移动的伸缩动作而进行上下倾转，将该驱动装置的倾转中心设定于避开升降臂的转动中心的位置。

根据第一发明，通过将驱动装置的倾转中心设定于升降臂的转动中心以外的适当的部位，能够抑制推力P在工作台升降过程中的变动，进而能够抑制工作台的升降速度的变动。

在该凸轮驱动式的工作台升降装置的情况下，若使驱动装置的上下倾转中心与升降臂的转动支点一致，则所产生的推力P取决于上下凸轮板的凸轮形状，为了抑制推力的变动而需要修改凸轮形状，从而必定耗费时间与较高的成本。

与此相对，根据第一发明所涉及的工作台升降装置，若将驱动装置的倾转中心设定于升降臂的转动中心以外的部位，由于推力P还基于该驱动装置的倾转中心的位置而变动，因此通过使上下凸轮板的凸轮形状维持原样而将该倾转中心设定于适当的部位，能够将该驱动装置的推力P在工作台升降过程中的变动抑制到最小限度，由此，能够获得工作台的稳定的升降动作。

根据第一发明，第二发明的工作台升降装置中的驱动装置在前后升降臂之间并列配置有多组。

根据第二发明，与利用共通的电动马达使多组螺纹轴机构同步运转的结构相比，能够缩短基于链传递机构等的传递距离（动力传递路径的简化），因此能够实现该多组驱动装置的简化。

附图说明

图1是本实施方式所涉及的工作台升降装置的俯视图。该图示出了工作台下降到下降端位置的状态。

图2是本实施方式所涉及的工作台升降装置的主视图。该图示出了工作台处于升降中途的状态。

图3是本实施方式所涉及的工作台升降装置的主视图。该图示出了工作台下降到下降端位置的状态。

图4是示出动作套筒相对于辊支承体的连结状态的俯视图。

图5是本实施方式所涉及的工作台升降装置的主视图，且是示出计算电动缸的推力P的算式的图。

附图标记的说明：

1…工作台升降装置；2…基台；3…工作台；PW…驱动装置；10…升降臂（凸轮驱动式）；11…内臂；12…外臂；13…转动支轴；14、15…结合部件；15a…托架；16…支轴；17…结合部件；17a…引导轮；18…支轴；19…结合部件；19a…引导轮；20…电动缸；21…倾转支轴；22…电动马达；23…螺纹轴机构；23a…螺纹轴；23b…螺母；24…动作套筒；24a…止动凸缘；25…动力传递部；26…辊支承体；26a…穿过孔；27…驱动辊（内臂侧）；28…驱动辊（外臂侧）；29…动力传递销；30…上凸轮板；30a…凸轮面；31…下凸轮板；31a…凸轮面；32…传感器；33…托架；34…同步运转检测部。

具体实施方式

接下来，基于图1～图5对本发明的实施方式进行说明。如图1及图2所示，本实施方式的工作台升降装置1具备：设置于地板F上的基台2；用于搭载货物等的工作台3；夹装于工作台3与基台2之间的前后（在图1中为上下）一对升降臂10、10；以及使两升降臂10、10上下伸缩的电动凸轮式的驱动装置PW。利用驱动装置PW使前后升降臂10、10上下伸缩，从而使得工作台3相对于基台2平行地升降。

前后升降臂10、10分别具备如下结构：将内臂11与外臂12在其长边方向的大致中央经由转动支轴13而连结成旋转自如且结合成X字形。前后升降臂10、10的转动支轴13、13配置成彼此同轴。

前后内臂11、11的左端部之间经由结合部件15而互相结合。如图2所示，前后内臂11、11的左端部经由彼此同轴的支轴18、18而分别以能够上下转动的方式支承于基台2的上表面。两内臂11、11的转动前端部之间（右端部侧）经由结合部件19而互相结合。引导轮19a、19a分别以旋转自如的方式支承于结合部件19的前后两端部。两引导轮19a、19a以能够在左右方向上滚动的方式抵接于工作台3的下表面。两引导轮19a、19a分别随着升降臂10、10的伸缩动作而在工作台3的下表面沿左右方向滚动。

前后外臂12、12的左端部之间经由结合部件14而互相结合。前后外臂12、12的左端部经由彼此同轴的支轴16、16而分别以能够上下转动的方式支承于工作台3的下表面左端部。两外臂12、12的转动前端部之间经由结合部件17而互相结合。引导轮17a、17a分别以能够旋转的方式支承于结合部件17的前后两端部。两引导轮17a、17a以能够在左右方向上滚动的方式抵接于基台2的上表面。两引导轮17a、17a分别随着升降臂10、10的伸缩动作而在基台2的上表面沿左右方向滚动。

在图2中，前后外臂12、12使其引导轮17a、17a沿着基台2的上表面朝左侧滚动且以支轴16、16为中心一体地朝顺时针方向转动，因此前后内臂11、11使其引导轮19a、19a沿着工作台3的下表面朝左侧滚动且以支轴18、18为中心一体地朝逆时针方向转动，由此使得前后升降臂10、10一体地朝上方伸长。因前后升降臂10、10朝上方伸长而使得工作台3朝上方平行移动。

相反，前后外臂12、12使其引导轮17a、17a沿着基台2的上表面朝右侧滚动且以支轴16、16为中心一体地朝逆时针方向转动，因此前后内臂11、11使其引导轮19a、19a沿着工作台3的下表面朝右侧滚动且以支轴18、18为中心一体地朝顺时针方向转动，由此使得前后升降臂10、10一体地朝下方收缩。因前后升降臂10、10朝下方收缩而使得工作台3朝下方平行移动。

如图1所示，在前后一对升降臂10、10之间配置有凸轮驱动式的驱动装置PW。在本实施方式中，驱动装置PW具备并列配置于两升降臂10、10之间的两组电动缸20、20。两电动缸20、20分别处于避开升降臂10、10的转动中心（转动支轴13）的部位，两电动缸20、20经由倾转支轴21而以能够上下倾转的方式支承于设置在结合部件15的托架15a。两电动缸20、20具备相同的结构。该电动缸20具备：作为驱动源的电动马达22；以及通过该电动马达22而进行动作的螺纹轴机构23。电动马达22的旋转动力经由内置有包括长度较短的链的链传递机构的动力传递部25而朝螺纹轴机构23传递。

螺纹轴机构23具备：螺纹轴23a，其经由动力传递部25并借助电动马达22而进行旋转；以及螺母23b，其与该螺纹轴23a啮合。具有较长的筒体形状的动作套筒24与螺母23b同轴地结合。螺纹轴23a在该动作套筒24的内周侧前进后退。螺纹轴23a经由动力传递部25而与电动马达22的马达轴线平行地配置。该动力传递部25经由倾转支轴21而与托架15a结合。

两动作套筒24、24的右端侧与架设于前后升降臂10、10之间的辊支承体26连结。辊支承体26是形成为截面呈矩形的长条棒形的结合部件，在其前后两端部分别具备两个驱动辊27、28。两驱动辊27、28被支承为在同轴上独立且旋转自如。内侧的驱动辊27、27分别抵接于在内臂11所设置的上凸轮板30的凸轮面30a。外侧的驱动辊28、28分别抵接于在外臂12所设置的下凸轮板31的凸轮面31a。因此，实质上，两驱动辊27、28形成为被夹入到上凸轮板30的凸轮面30a与下凸轮板31的凸轮面31a之间的状态，并作为所谓的“楔式辊”而发挥功能。

这样，在左右一对升降臂10、10中，形成为作为楔式辊的驱动辊27、28分别被夹入到内臂11侧的上凸轮板30与外臂12侧的下凸轮板31之间的状态，在该夹入状态下，当利用电动缸20使两驱动辊27、28朝左侧移位时，升降臂10朝上方伸长而使得工作台3平行地上升，当使两驱动辊27、28朝右侧移位时，升降臂10朝下方收缩而使得工作台3平行地下降。

在本实施方式中，内臂11侧的上凸轮板30与外臂12侧的下凸轮板31是具有相同形状的板凸轮，以彼此进行上下反转的状态被安装。因此，上凸轮板30的凸轮面30a与下凸轮板31的凸轮面31a具有相同的形状（凸轮曲线）。

如图4所示，动作套筒24能够穿过的圆形的穿过孔26a、26a以贯通其对置的左右两侧面之间的方式而设置于辊支承体26。两动作套筒24、24分别穿过该穿过孔26a。在两动作套筒24、24的、辊支承体26的左侧一体地设置有止动凸缘24a。比该止动凸缘24a靠前端侧（右侧）的部位穿过该穿过孔26a。

两动作套筒24、24的右端部分别经由插通孔26a而从辊支承体26朝右侧突出。动力传递销29分别在径向上贯通安装于该突出部分。动力传递销29的两端部朝动作套筒24的径向两侧突出。

如图4所示，对两动作套筒24、24而言，分别在止动凸缘24a与辊支承体26的左侧面抵接、且动力传递销29与辊支承体26的右侧面抵接的范围内以能够沿轴向（左右方向）进行相对变位的方式穿过该穿过孔26a内。

利用同步运转检测部34、34来检测两动作套筒24、24相对于辊支承体26的相对位移。两同步运转检测部34、34分别具备上述动力传递销29与传感器（限位开关）32。该传感器32安装于辊支承体26的上表面。利用该传感器32来检测动力传递销29的位移，由此而间接地检测动作套筒24相对于辊支承体26的相对位移。

利用同步运转检测部34、34来检测前后的动力传递销29、29相对于辊支承体26的相对位移的偏差，由此而检测前后的电动缸20、20的同步运转状态。在本实施方式中，在前后的动力传递销29、29中的一方与辊支承体26的右侧面分离而使得传感器断开的情况下，判断为前后的电动缸20、20并未进行同步运转，从而使该电动缸20、20停止运转，由此能够避免工作台3倾斜，进而能够实现该工作台升降装置1的耐久性。

本实施方式的工作台升降装置1的特征在于，将具备作为驱动源的独立的电动马达22的两组电动缸20、20作为驱动装置PW，并且，两电动缸20、20的倾转支点（倾转支轴21）设定于避开升降臂10的转动支点（转动支轴13）的部位。因两电动缸20、20的倾转支点偏离升降臂10的转动支点，故此能够抑制电动缸20在工作台3的升降过程中的推力P的变动。以下，针对此点进行说明。

能够以如下方式求得电动缸20的推力P。能够由图5中的算式（1）及算式（2）来表示电动缸20的推力P、驱动辊27从上凸轮板30的凸轮面30a受到的反作用力R2以及驱动辊27从下凸轮板31的凸轮面31a受到的反作用力R1之间的关系。另外，能够由图5中的算式（3）来表示工作台3的积载载荷W与电动缸20的推力P、凸轮反作用力R1、R2之间的关系。根据算式（1）～（3）能够获得图5中算式（4）的关系。

此外，在图5中，“α”表示反作用力R1的作用方向相对于螺纹轴23a的轴线所成的角度，“β”表示反作用力R2的作用方向相对于螺纹轴23a的轴线所成的角度，“S1”表示反作用力R1的作用方向距升降臂10的转动中心（转动支轴13）的距离，“S2”表示反作用力R2的作用方向距升降臂10的转动中心的距离，“S3”表示推力P的作用方向相对于升降臂10的转动中心的距离。

通过使电动缸20、20的倾转中心（倾转支轴21）变位到适当的位置而能够改变算式（4）中的α、β、S3。据此能够理解为：工作台3主要处于下降端及上升端的电动缸20的推力P并不取决于上凸轮板30的凸轮面30a、下凸轮板31的凸轮面31a的形状，而是取决于电动缸20的倾转中心的位置。因此，通过适当地设定、变更电动缸20的倾转中心的位置，能够容易地将工作台上升时及下降时的电动缸20的推力P设定为均等，从而能够减小工作台3的升降速度的变动而实现恒定速度化。

关于这点，如上述专利文献1、2所示，在使电动缸的倾转中心与升降臂的转动中心一致的现有结构的情况下，由于该倾转中心固定而无法变更，因此电动缸的推力P取决于上下凸轮板的凸轮面形状。将α=β、S3=0代入上述的算式（4）、且在上下凸轮面具有彼此相同的形状的情况下将S1=S2代入算式（4）能够获得算式（5），根据该算式（5）能够理解上述这点。算式（5）中的α（β）以及S1（S2）由上下凸轮板的凸轮面形状来决定。因此，为了使电动缸的推力P在工作台的升降过程中均等化，需要变更或改变上下凸轮板的凸轮面形状，从而在现实中除非更换上下凸轮板，否则极难实现推力P的均等化。

如上说明那样，根据本实施方式的工作台升降装置1，通过适当地设定或变更电动缸20、20的倾转中心（倾转支轴21）的位置，能够容易地使工作台3上升、下降时的电动缸20的推力P实现均等化。为了变更两电动缸20、20的倾转中心，通过变更托架15a、15a相对于结合部件15围绕轴的安装位置而能够容易地实现。另外，通过变更倾转支轴21、21相对于托架15a、15a的结合位置也能够容易地变更或改变两电动缸20、20的倾转中心。

另外，根据举例示出的工作台升降装置1，由于构成为分别将具备作为驱动源的独立的电动马达22的两组电动缸20、20作为驱动装置PW，因此与采用将共通的电动马达作为驱动源的两组电动缸的现有结构相比，能够缩短基于链传递机构的传递路径，由此能够实现驱动装置PW的结构的简化。

进而，驱动装置PW具备同步运转检测部34、34。根据该同步运转检测部34、34，当在两组电动缸20、20的各自的电动马达22、22动作状态下因产生偏差而未实现其同步时，在工作台3产生倾斜之前，能够使该工作台升降装置1停止，从而能够预先防止各部的损伤等。

因此，根据举例示出的驱动装置PW，不采用昂贵的伺服马达等作为电动缸20、20的电动马达22、22，能够采用廉价且易于获得的感应马达，由此能够实现该工作台升降装置1的低成本化。

能够对以上说明的实施方式施加各种变更。例如，虽然举例示出了作为驱动装置PW而具备两组电动缸20、20的结构，但是同样也能够适用于具备一组电动缸或三组以上的电动缸的情况。

另外，虽然作为各电动气缸20的动力传递部25举例示出了内置有链传递机构的结构，但是也能够应用内置有基于齿轮啮合的动力传递机构的电动缸。进而，可以构成为利用将螺纹轴与内置有减速齿轮列的电动马达（齿轮传动马达）直接连结而得的电动缸。无论是何种方式的电动缸，通过将其倾转支点设置于避开升降臂的转动支点的部位，均能够得到同样的作用效果。

另外，虽然举例示出了将限位传感器用作同步运转检测部34的传感器32并利用该传感器32来检测动作套筒的相对位置的结构，但是也可以采用光传感器等其它方式的传感器，另外，还可以构成为并非直接检测动作套筒24而是直接检测例如工作台3的倾斜，并由此来判断驱动装置PW的同步运转状态。

Claims (2)

1.一种工作台升降装置，其是凸轮驱动式的工作台升降装置，在基台与工作台之间具备驱动装置与前后一对升降臂，其中，该前后一对升降臂构成为使内臂与外臂以能够相互旋转的方式结合成X字形，该驱动装置通过使该升降臂上下伸缩而使得所述工作台相对于所述基台平行地进行升降移动，

该驱动装置具备：作为驱动源的电动马达；螺纹轴机构，该螺纹轴机构具有通过该电动马达而旋转的螺纹轴以及与该螺纹轴啮合的螺母；以及驱动辊，该驱动辊安装于所述螺母，并以被夹入到设置于所述内臂及所述外臂中的一方的上凸轮板与设置于所述内臂及所述外臂中的另一方的下凸轮板之间的状态而与该螺母一体移动，其中，

所述驱动装置被支承为能够追随着所述升降臂的伴随于所述驱动辊的移动的伸缩动作而进行上下倾转，将该驱动装置的倾转中心设定于避开所述升降臂的转动中心的位置。

2.根据权利要求1所述的工作台升降装置，其特征在于，

所述驱动装置在所述前后升降臂之间并列配置有多组。

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