JP2006206276A - 吊り上げ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】負荷の荷重が変わっても簡単な操作で吊り上げることができ、動力源が不要で簡易な構成の、廉価な吊り上げ装置を提供する。
【解決手段】基台に相当する支柱２、牽索部材に相当するベルト３と吊りロッド３５及び吊り部材３６と、該牽索部材の他端に設けられて該負荷の荷重と逆方向へ作用するバランス手段に相当する錘４と、該ベルトに連結され負荷の荷重と逆方向への作用を入り切りできる第二バランス手段に相当する定荷重ばね５で構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、部品や製品などの移動、及び工具を吊り上げての作業に用いる吊り上げ装置に関し、より詳細にはバランス荷重を用いる吊り上げ装置に関する。

自動車や電気機器などの組立ラインでは、ワークに順次部品を組み付けてゆき製品を完成させている。このとき、比較的大きく重量のある部品や製品の移動には、人手だけに頼らずに吊り上げ装置が用いられる場合が多い。また、ねじを締め付ける電動ドライバーなどの作業工具も、吊り上げ装置で吊り上げて使用できるようになっている。この種の吊り上げ装置は、天井や支柱から吊り下げられたり、移動可能なアームにより支えられて、利用に供されている。そして、吊り上げ装置の使用により、作業の省力化や迅速化などが図られている。

吊り上げ装置には、大別して動力源を用いる駆動方式と動力を用いないバランス方式とがある。駆動方式の吊り上げ装置では、電気や圧縮空気などの動力源を用いて部品や工具などの負荷を吊り上げている。特許文献１に開示される動力工具保持具は、駆動方式の吊り上げ装置の一例であり、外部から導入される気体の圧力によって負荷を垂直方向の任意の位置に保持できるようになっている。

一方、バランス方式の吊り上げ装置では、バランス荷重を負荷の荷重と逆方向へ作用させることによりバランスさせて相殺し、実重量よりも小さな人力で負荷を吊り上げられるようになっている。例えば、移動自在に支持されるベルトの一端に錘が吊り下げられ、ベルトの他端で負荷を吊り上げる装置がある。錘に代えて、引き出し長によらず一定の引っ張り力が生起する定荷重ばねが用いられる場合もある。
特開２０００−９４３６６

ところで、従来の駆動方式の吊り上げ装置は、電気で駆動するモータや圧縮空気で駆動するピストン及びシリンダが必要であり、装置が複雑化し高価になっている。また、パワーを供給するための電線あるいは配管が必要となるため、移動には制約がある。このため、駆動方式の吊り上げ装置は、用途や使用場所が限定されていた。

一方、バランス方式の吊り上げ装置は簡易な構成で廉価であるが、バランス荷重の大きさが固定されている難点があった。すなわち、複数の負荷の荷重が異なる場合に、それぞれの荷重に合わせて多数の吊り上げ装置を設置するため、作業エリアが混雑し、また設備投資費用もかさんでいた。バランス荷重を交換して対応することも考えられるが、作業が煩雑でかつ混乱の一因となり、作業能率が低下するため現実的ではない。

本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、負荷の荷重が変わっても簡単な操作で吊り上げることができ、動力源が不要で簡易な構成の、廉価な吊り上げ装置を提供する。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明の吊り上げ装置は、基台と、該基台に移動自在に支持される牽索部材と、該牽索部材の一端に設けられて負荷を吊る吊り部材と、該牽索部材の他端に設けられて該負荷の荷重と逆方向へ作用するバランス手段と、をもつ吊り上げ装置であって、該牽索部材に連結され、該負荷の荷重と逆方向への作用を入り切りできる第二バランス手段を備えることを特徴とする。

本発明は、バランス方式の吊り上げ装置の改良に関わり、第二バランス手段の入り切り操作によって、負荷の荷重が異なる場合にも対応できるようにすることを要旨としている。

基台は、負荷やバランス手段などの全荷重を支持し、かつ装置を安定させる部位であり、相当の強度を有している。牽索部材は、負荷とバランス手段とを結合して、両者をバランスさせ、負荷を吊り上げる線状の部材である。牽索部材には、ロープやベルト、チェーンなどを、用途に合わせて用いることができる。牽索部材は、基台に移動自在に支持されている。例えば、基台に設けられた滑車やギヤなどの回動自在な支点に支持されて、牽索部材が左右あるいは上下に移動できるように構成されている。

吊り部材は、牽索部材の一端に設けられ、負荷を吊る用途に用いられる。吊り部材は、例えば吊り上げフックのような汎用品でもよく、対象となる負荷に合わせた専用の吊り治具でもよい。牽索部材に相当するロープの端部に負荷を結び付ける場合は、ロープ端部を吊り部材とみなすことができる。バランス手段は、牽索部材の他端に設けられて負荷の荷重と逆方向へ作用するものであり、バランス手段の作用と負荷の荷重はバランスして相殺されるようになっている。

第二バランス手段も、バランス手段と同様に、負荷の荷重と逆方向へ作用するものであり、かつこの作用を入り切りできるようになっている。第二バランス手段は、牽索部材に連結される荷重手段と、荷重手段の逆方向への作用を入り切りする制御手段と、で構成することができる。制御手段は、例えば、荷重手段と牽索部材との連結点を、結合または開放するようにして構成してもよい。この構成によれば、荷重手段が結合された重負荷モードでは、荷重手段はバランス手段と協力して作用して、両者の和に相当する荷重の負荷とバランスすることになる。荷重手段が開放されて作用しない軽負荷モードでは、バランス手段が単独で負荷とバランスすることになる。

また、制御手段には、ラチェット機構のような方向性のある結合手段を用い、これを入り切りするようにしてもよい。この構成によれば、ラチェット機構が働いていないときは通常の結合状態と同じ重負荷モードになる。ラチェット機構が働いているときは、荷重手段の逆方向への作用がロックされて、軽負荷モードになる。

前記第二バランス手段を前記牽索部材に連結する補助牽索部材と、該補助牽索部材のたるみをなくすたるみ防止手段と、を備えるようにしてもよい。補助牽索部材を用いて、第二バランス手段を牽索部材の一箇所に連結することができる。牽索部材と補助牽索部材とを一箇所で連結しても、必ずしも同期して移動するとは限らない。なぜならば、第二バランス手段は軽負荷モードでは作用しないからである。このとき、補助牽索部材の張力がなくなり、たるみの発生する場合がある。たるみがあると、補助牽索部材がスムーズに移動しなかったり、垂れて作業を阻害したりすることが懸念される。

したがって、補助牽索部材のたるみをなくすたるみ防止手段を備えることが好ましい。たるみ防止手段は、例えば、補助牽索部材が移動自在に挿通するリングと、リングを邪魔にならない方向へ引く張力調整部と、で構成することができる。なお、張力調整部がリングを引く張力は、第二バランス手段の荷重に対して無視できるほど小さく、補助牽索部材のたるみを引き延ばせる程度であることが好ましい。たるみ防止手段を設けても、補助牽索部材はリングを挿通して自由に移動でき、荷重のバランスへの影響は生じない。

前記バランス手段及び第二バランス手段の少なくとも一方は、所定の質量をもつ錘であってもよい。また、前記バランス手段及び第二バランス手段の少なくとも一方は、所定の特性をもつ定荷重ばねであってもよい。

負荷の荷重と逆方向へ作用するバランス手段及び第二バランス手段には、錘あるいは定荷重ばねを自由に組み合わせて用いることができる。錘を用いる場合の荷重の方向は鉛直下向きであり、吊り下げられた負荷の荷重も鉛直下向きである。したがって、両方の荷重を逆方向に作用させるために、基台に設ける支点を適宜組み合わせ、牽索部材の両端が下方に向かうようすることが好ましい。定荷重ばねの場合は重力は無関係であり、荷重方向の制約はない。

前記牽索部材の移動を制動する制動手段を備えるようにしてもよい。前記制動手段は、トルク発生器とワンウェイクラッチとからなることでもよい。

制動手段には２つのタイプあり、第一は牽索部材の移動を完全に阻止することのできる停止手段である。停止手段は、例えば牽索部材を周囲から係止する方法により実現することができる。停止手段を付設することにより、負荷を任意の高さに停止させることができ、負荷を吊り上げた状態での作業などに好適である。制動手段の第二は、牽索部材の移動を抑制する抵抗手段である。抵抗手段は、例えば牽索部材と支持材とを摩擦係合させる方法により実現することができる。抵抗手段を付設することにより、負荷の上げ下げに抵抗力が加わるため、急激な上下動が抑制され、安全性、利便性が高まる。反面、抵抗手段は負荷の上げ下げに余分な外力を必要とする。

上述の抵抗手段を改良したものが、トルク発生器とワンウェイクラッチとからなる制動手段である。トルク発生器は、ばね部材などを用いることにより、負荷を吊り上げる方向のトルクを発生するものである。トルクの大きさは固定式でも可変式でも適用できる。ワンウェイクラッチは、牽索部材とトルク発生器との係合を制御するものである。そして、負荷が上昇するとき、牽索部材はトルク発生器を滑って自由に移動するようになっている。また、負荷が下降しようとするとき、牽索部材はトルク発生器と係合し、トルクは負荷の下降を阻止するように作用する。結局、トルク発生器には、エネルギーを発生して負荷を吊り上げる能動的な作用はないが、吊り上げられた負荷の高さを保持する働きがある。これにより、適用できる負荷の荷重範囲を広げることができ、トルクの大きさを可変式にすれば荷重のバランスをとることが容易になる。

前記基台は、回転運動または往復運動可能であってもよい。前記負荷を吊り上げて移送するようにしてもよい。また、前記負荷は作業に用いる工具であり、該工具を吊り上げて作業を省力化するようにしてもよい。

本発明の吊り上げ装置の基台は固定式でもよいが、回転運動または往復運動可能な可動式であってもよい。可動式の基台であれば、負荷を吊り上げた後に別の場所に移動して降ろすことにより、負荷を移送することができる。工具を吊り上げて作業を行う場合にも、移動できる方が作業が容易であり、作業終了時には吊り上げ装置を邪魔にならない位置へ待避させる効果も生じる。

本発明の吊り上げ装置は、第二バランス手段の入り切り操作によって重負荷モードと軽負荷モードとを選択し、負荷の荷重とバランスをとることができるので、負荷の荷重が変わっても簡単な操作で吊り上げることができる。補助牽索部材のたるみをなくすたるみ防止手段を備える構成では、補助牽索部材はスムーズに移動し、垂れて作業を阻害することもなく、より確実に吊り上げ作業を行うことができる。制動手段を備える構成では、適用できる負荷の荷重範囲を広げることができる。さらに、本発明は動力源が不要で、かつ構成は簡易であり、廉価な吊り上げ装置を提供することができる。

本発明を実施するための最良の形態を、図１〜図６を参考にして詳細に説明する。図１は本発明の実施例の吊り上げ装置１を示す説明図である。実施例の吊り上げ装置１は、基台に相当する支柱２、牽索部材に相当するベルト３と吊りロッド３５及び吊り部材３６、バランス手段に相当する錘４、第二バランス手段に相当する定荷重ばね５、補助牽索部材に相当する補助ベルト５１、たるみ防止手段に相当する張力調整器６、制動手段７、で構成されている。

支柱２は、主柱２１と、アーム２２と、吊り上げ柱２３とで構成されている。主柱２１は鉛直方向に延び、吊り上げ装置１全体を支えている。主柱２１の下端は床面に固定されてもよいし、台車などに移動可能に設けられてもよい。主柱２１の途中には、水平方向に延びるアーム２２が設けられている。アーム２２の一端（図１の右側）から鉛直上方に向けて吊り上げ柱２３が立設されている。吊り上げ柱２３の長さは、負荷９を吊り上げる動作ストロークよりも大とされている。

吊り上げ柱２３の上端部の前側面には、水平方向に軸支される滑車２４が設けられている。また、アーム２２の他端（図１の左側）の前側面にも、水平方向に軸支される滑車２５が設けられている。アーム２２の吊り上げ柱２３よりも中央寄り上面には取付板２６が設けられ、取付板２６の前面に、張力調整器６の張力調整部６２と制動手段７とが配設されている。

ベルト３は、吊り上げ柱２３の上端部の滑車２４と、アーム２２の他端の滑車２５と、の２箇所で移動自在に支持され、制動手段７に係合している。ベルト３は、中央部の結合点３１で継がれており、半分ずつ交換できるようになっている。ベルトの吊り上げ柱２３側の一端３２には、吊りロッド３５が吊り下げられている。吊りロッド３５は垂直方向に延びる棒材であり、アーム２２の一端に設けられロッド保持部２７によって上下動自在に保持されている。吊りロッド３５の下端には、吊り部材３６が付設され。負荷９を吊り下げられるようになっている。

錘４は、ベルト３の他端３３に吊り下げられている。錘４は、低負荷モードにおけるバランス荷重となるため、吊り上げを想定する負荷９のうち軽量のものにあわせて選定されている。

定荷重ばね５は、アーム２２の他端の上面に配設されている。定荷重ばね５の出力は補助ベルト５１を用いて、ベルト３の結合点３１に結合されている。定荷重ばね５の出力にはラチェット機構が付設されており、吊りロッド３５の下端付近に設けられたレバー５２から制御線５３を経由して遠隔制御できるようになっている。そして、レバー５２が操作されない常態で、ラチェット機構が働くように構成されている。ラチェット機構が働くと、補助ベルト５１を定荷重以上の外力で引き出すことができるが、戻る方向への移動はロックされて引き出されたままの状態となる。レバー５２が操作されると、ラチェット機構が解除され、補助ベルト５１は荷重の大小により双方向に移動し得る状態となる。

張力調整器６は、リング６１と張力調整部６２とで構成されている。リング６１は、補助ベルト５１を移動自在に挿通保持しており、張力調整部６２はリング６１を移動自在に引っ張っている。張力調整部６２がリング６１を引っ張る力は、補助ベルト５１のたるみを引き延ばせる程度の弱い力とされている。これにより、補助ベルト５１は常にリング６１に引っ張られて、たるみが生じないようになっている。

制動手段７は、トルク発生器とワンウェイクラッチとで構成されている。トルク発生器は、ばね部材などを用いることにより、負荷９を吊り上げる方向（図１では右回り）のトルクを発生するものである。なお、トルクの大きさは、調整機構により可変になっている。ワンウェイクラッチは、ベルト３とトルク発生器との係合を制御するものである。そして、負荷９が上昇するとき、ベルト３はトルク発生器を滑って自由に図１の左方向に移動するようになっている。また、負荷９が下降しようとするとき、ベルト３はトルク発生器と係合し、トルクは負荷９の下降を阻止するように作用する。

次に、上述のように構成された吊り上げ装置１の操作方法及び作用について説明する。図２は吊り上げ装置１の初期状態を簡略化して示す説明図である。初期状態では、吊り部材３６に負荷９が吊り下げられておらず、ベルト３の他端３３が錘４の荷重に引かれて下がっている状態となる。補助ベルト５１は引き出された状態でラチェット機構によりロックされている。補助ベルト５１の遊んでいる分は、リング６１により保持されて張力調整部６２に引かれているため、たるみは生じない。

図２の状態で作業者が吊り部材３６（あるいは吊りロッド３５）を押し下げ、戴置台９１上の負荷９を掛けると図３の状態に移行する。この操作では、補助ベルト５１は遊んでいるため定荷重ばね５は作用しない。また、制動手段７もトルクをゼロに設定しておけば、制動作用は生じない。したがって、作業者は錘４の荷重Ｆ１のみに相当する小さな力で吊り部材３６を押し下げることができる。なお、ベルト３の結合点３１の移動に伴い、リング６１も張力調整部６２に引かれて移動するため、補助ベルト５１はスムーズに、かつたるまないように延びてゆく。

図３の状態から軽い負荷９を吊り上げるとき、作業者は吊り部材３６を持ち上げる。この操作に必要な操作力は、負荷９の実重量から錘４の荷重Ｆ１を差し引いた小さな力だけでよいため、容易に吊り上げることができる。重い負荷９を吊り上げるときは、図４に示すように、作業者はレバー５２を操作する。すると、定荷重ばね５は、ラチェット機構が解除されて補助ベルト５１を引っ張るようになる。定荷重ばね５の荷重Ｆ２と錘４の荷重Ｆ１とは、協力して負荷９を吊り上げる方向に作用する。これにより、重い負荷９でもバランスして、容易に吊り上げることができ、図５の状態に移行する。図５の状態では、負荷９が吊り上げられ、錘４は下降し、補助ベルト５１は定荷重ばね５に巻き取られている。

さらに重い負荷９の場合には、吊り部材３６を負荷９に掛けた図３の状態で、制動手段７のトルクを大きな値に設定してやる。すると、トルクは、錘４の荷重Ｆ１及び定荷重ばね５の荷重Ｆ２と協力して、負荷９の吊り上げ高さを維持する作用がある。つまり、負荷９を吊り上げるときには実荷重からＦ１及びＦ２を差し引いた操作力が必要であるが、高さを維持している間はトルクも重畳して作用するため操作力は不要となる。したがって、負荷を吊り上げた状態での作業や負荷を移動する作業を、容易に行うことができる。

図５の状態から負荷を下げてくると図６の状態に移行する。このときには、レバー５２の操作は不要である。図６の状態では、負荷９は下降し、錘４は上昇し、補助ベルト５１は定荷重ばね５から引き出されている。

ここで、負荷９をはずした後に作業者が離れると、錘４の作用により、吊り上げ装置１は自然に図２の初期状態に戻る。このとき、定荷重ばね５のラチェット機構は復帰しているため、補助ベルト５１は定荷重ばね５には巻き取られないで遊んだ状態となる。

以上説明したように、実施例の吊り上げ装置１は、錘４と定荷重ばね５と制動手段７との協働により、負荷９の荷重とバランスして相殺し、負荷９の吊り上げを容易にしている。

本発明の実施例の吊り上げ装置を示す説明図である。 図１の実施例で、初期状態を説明する図である。 図１の実施例で、吊り上げ装置に負荷を掛ける状態を説明する図である。 図１の実施例で、重い負荷を吊り上げるときの状態を説明する図である。 図１の実施例で、負荷を吊り上げたときの状態を説明する図である。 図１の実施例で、負荷を降ろすときの状態を説明する図である。

符号の説明

１：吊り上げ装置
２：支柱
２１：主柱 ２２：アーム ２３：吊り上げ柱
２４、２５：滑車 ２６：取付板 ２７：ロッド保持部
３：ベルト
３１：結合点 ３２：一端 ３３：他端
３５：吊りロッド ３６：吊り部材
４：錘
５：定荷重ばね
５１：補助ベルト ５２：レバー ５３：制御線
６：張力調整器
６１：リング ６２：張力調整部
７：制動手段
９：負荷 ９１：戴置台

Claims (9)

1. 基台と、該基台に移動自在に支持される牽索部材と、該牽索部材の一端に設けられて負荷を吊る吊り部材と、該牽索部材の他端に設けられて該負荷の荷重と逆方向へ作用するバランス手段と、をもつ吊り上げ装置であって、
   該牽索部材に連結され、該負荷の荷重と逆方向への作用を入り切りできる第二バランス手段を備えることを特徴とする吊り上げ装置。
2. 前記第二バランス手段を前記牽索部材に連結する補助牽索部材と、該補助牽索部材のたるみをなくすたるみ防止手段と、を備える請求項１に記載の吊り上げ装置。
3. 前記バランス手段及び第二バランス手段の少なくとも一方は、所定の質量をもつ錘である請求項１または２に記載の吊り上げ装置。
4. 前記バランス手段及び第二バランス手段の少なくとも一方は、所定の特性をもつ定荷重ばねである請求項１または２に記載の吊り上げ装置。
5. 前記牽索部材の移動を制動する制動手段を備える請求項１〜４のいずれかに記載の吊り上げ装置。
6. 前記制動手段は、トルク発生器とワンウェイクラッチとからなる請求項５に記載の吊り上げ装置。
7. 前記基台は、回転運動または往復運動可能である請求項１〜６のいずれかに記載の吊り上げ装置。
8. 前記負荷を吊り上げて移送する請求項１〜７のいずれかに記載の吊り上げ装置。
9. 前記負荷は作業に用いる工具であり、該工具を吊り上げて作業を省力化する請求項１〜７のいずれかに記載の吊り上げ装置。

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