JP2007192257A - 螺旋状進退作動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】螺旋状進退作動装置において、筒状構造の剛性を高めるとともに筒状構造を円滑に進退させる。
【解決手段】螺旋状進退作動装置１００は、第１の係合構造１０１ａ，１０１ｂを備えた第１の帯材１０１と、第１の係合構造に係脱可能に構成された第２の係合構造１０２ａ，１０２ｂを備えた第２の帯材１０２が共通の軸線１００Ｘの周りに当該軸線の方向に相互にずれた状態で螺旋状にそれぞれ巻回され、第１の帯材の内面と第２の帯材の外面が軸線の方向に部分的に重なった状態で第１の係合構造と第２の係合構造が相互に係合してなる筒状構造体１００Ａが保持構成され、第１の帯材及び第２の帯材を螺旋状に案内する案内構造により、第１の帯材及び第２の帯材が相互に分離された分離状態と筒状構造体を構成する筒構成状態との間を相互に移行可能になるように構成する帯材案内手段１０４，１０５を具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は螺旋状進退作動装置に係り、特に、コンパクトに収納可能な筒状伸縮体を構成することのできる装置構造に関する。

一般に、繰り出した状態で使用するが、持ち運び時や不要時にはコンパクトに収納することのできる進退作動装置としては、例えば、図６（ａ）に示すパンタグラフ式の進退作動装置が知られている。しかし、このパンタグラフ式の装置では、進退ストロークを大きく確保することが難しく、進退ストロークを大きくするために多段に構成すると各リンク連結点の数が増大して駆動力が大きく減殺されるという問題点がある。

また、図６（ｂ）に示す多段スライド（入れ子）方式の進退作動装置も知られているが、このスライド方式の装置でも、進退ストロークを大きく確保することが難しく、進退ストロークを大きくすると収縮時の長さを短くすることができなくなるという問題点がある。

そこで、従来から、コンパクトに収納することができるとともに、大きな進退ストロークを確保することができる各種の進退作動装置が提案されている。例えば、以下の特許文献１においては、渦巻き状に収納した帯材を螺旋状に巻き上げ、帯材の上縁と下縁に設けた係合構造で上下に隣接する帯材を連結することにより筒状構造体が保持されるようにすることで、この筒状構造体を上方へ繰り出し可能に構成した直線駆動アクチュエータが提案されている。

また、以下の特許文献２においては、下方に積層された状態で収納され、水平なバンド面を備えた第１環状バンドと、第１環状バンドの収納部よりも上方の外周位置に渦巻き状に収納され、垂直なバンド面を備えた第２バンドとを設け、第１環状バンドを徐々に上方へ引き上げて上下間に隙間を設けてから、当該隙間に第２バンドを挿入し、第１環状バンドと第２バンドが螺旋状に交互に配置された状態で上方へ繰り出されるように構成したリフト用ジャッキが提案されている。
特開平３−８４２５２号公報 特許第２５６６１６１号公報

しかしながら、前述の特許文献１に開示されている装置では、一つの帯材を螺旋状に巻き上げて筒状に構成したものであることから、帯材の上縁と下縁を相互に突き合わせるとともに、上縁と下縁にそれぞれ設けた係合構造を相互に係合させることによって筒状構造を保持する必要があるため、筒状構造の剛性を高めることが難しいという問題点がある。特に、上方へ繰り出す状態では軽負荷であれば使用可能と思われるが、側方へ繰り出させる場合には筒状構造を維持することが難しい。また、帯材の上縁と下縁のそれぞれに外周側に突出する係合構造を設ける必要があるので、筒状構造体の外面に突出部が存在することとなるため、このような突出部があっても使用可能な場合に用途が限られるという問題点もある。

一方、前述の特許文献２に開示されている装置では、水平なバンド面を備えた第１環状バンドが螺旋状の第２バンドをスペーサとして上方へ引き出されていく構造を有することから、第２バンドは第１環状バンドとの間の係合構造のみによって半径方向に保持されるため、垂直方向には高い剛性を有するものの側方から受ける力には弱く、物を上方へ持ち上げる場合には適していても、側方へ繰り出す態様で使用する用途には向いていないという問題点がある。まして下向には使用できない。

さらに、上記のいずれの装置においても、帯材若しくは第２バンドが係合構造によって半径方向に保持された構成を有するので、筒状構造の剛性を確保するためには、帯材若しくは第２バンド自体の剛性を高める必要があることから帯材若しくは第２バンドを可撓性の低い素材で構成せざるを得ず、これによって、筒状構造の進退作動の円滑性を確保しにくいという問題点がある。

そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、帯材を螺旋状に巻回させて進退可能な筒状構造を形成してなる螺旋状進退作動装置において、筒状構造の剛性を高めることができるとともに筒状構造を円滑に進退させることのできる構造を実現することにある。

斯かる実情に鑑み、本発明の螺旋状進退作動装置は、第１の係合構造を備えた第１の帯材と、前記第１の係合構造に係脱可能に構成された第２の係合構造を備えた第２の帯材と、を具備し、前記第１の帯材と前記第２の帯材が共通の軸線の周りに当該軸線の方向に相互にずれた状態で螺旋状にそれぞれ巻回されて、前記第１の帯材の内面と前記第２の帯材の外面が前記軸線の方向に部分的に重なった状態で前記第１の係合構造と前記第２の係合構造が相互に係合してなる筒状構造体が保持構成され、前記第１の帯材及び前記第２の帯材を螺旋状に案内する案内構造により、前記第１の帯材及び前記第２の帯材が相互に分離された分離状態と前記筒状構造体を構成する筒構成状態との間を相互に移行可能になるように構成する帯材案内手段をさらに具備することを特徴とする。

この発明によれば、帯材案内手段の案内構造によって第１の帯材及び第２の帯材が案内され、分離状態と筒構成状態との間を移行するように構成することにより、筒状構造体を軸線の方向に進退作動させることができる。この場合に、筒状構造体において第１の帯材と第２の帯材は軸線の方向に部分的に重なった状態で係合しているため、筒状構造体の剛性を充分に確保することができ、しかも、第１の帯材と第２の帯材の可撓性を高くして筒状構造体を円滑に進退させることができる。また、第１の帯材及び第２の帯材の可撓性を高めることが可能になるため、両帯材をコンパクトに収納することが可能になる。

本発明において、前記案内構造は筒状の内側案内面を有し、前記帯材案内手段は前記第１の帯材及び前記第２の帯材を前記内側案内面に巻き付けることが好ましい。これによれば、第１の帯材と第２の帯材とが共通の内側案内面に巻き付けられることにより、簡易な構造で筒状構造体を確実に形成することができる。

本発明において、前記案内構造は前記内側案内面に対向する筒状の外側案内面を備えた外筒壁をさらに有し、該外筒壁には、前記第１の帯材及び前記第２の帯材を前記内側案内面と前記外側案内面の間に導入するための、前記第１の帯材及び前記第２の帯材の断面形状に対応したスリット形状の導入口がそれぞれ設けられていることが好ましい。これによれば、第１の帯材と第２の帯材はそれぞれスリット形状の導入口から内側案内面と外側案内面の間に導入されるので、当該導入口の位置や内側案内面と外側案内面の対向間隔を適切に設定することにより、内側案内面に対する第１の帯材と第２の帯材の巻き付けを簡易な構造で達成でき、また、筒状構造体を確実に形成することができる。

本発明において、前記導入口は、前記筒状構造体の繰出側にある開口端が前記第１の帯材及び前記第２の帯材の螺旋形状に沿って前記筒状構造体側にずれるように、前記案内構造の案内方向と直交する方向に対して傾斜したスリット形状を備えていることが好ましい。これによれば、第１の帯材及び第２の帯材の導入口が案内方向と直交する方向に対して傾斜したスリット形状を有することにより、案内構造の外筒壁による第１の帯材及び第２の帯材の規制範囲の端部位置が筒状構造体の繰出側の縁部においては反対側の縁部に比べて螺旋形状に沿った筒状構造体側にずれることとなるので、筒状構造体において第１の帯材及び第２の帯材に螺旋形状に対応する所定のリード角が存在しても、第１の帯材及び第２の帯材における分離状態にある部分の傾斜角度を低減し、好ましくは螺旋形状の軸線と直交する仮想平面上に沿って分離状態にある第１の帯材及び第２の帯材を配置することが可能になる。したがって、分離状態にある第１の帯材及び第２の帯材をコンパクトに収納することが可能になる。

本発明において、前記帯材案内手段は、前記第１の帯材及び前記第２の帯材における前記分離状態と前記筒構成状態との間の移行領域において、前記第１の帯材及び前記第２の帯材の前記筒状構造体の繰出側の縁部を反対側の縁部よりも外周側に広げる態様で案内することが好ましい。これによれば、筒状構造体において第１の帯材及び第２の帯材に螺旋ピッチに対応する所定のリード角が存在しても、第１の帯材及び第２の帯材における分離状態にある部分の傾斜角度を低減し、好ましくは螺旋形状の軸線と直交する仮想平面上に沿って分離状態にある第１の帯材及び第２の帯材を配置することが可能になる。したがって、分離状態にある第１の帯材及び第２の帯材をコンパクトに収納することが可能になる。

本発明において、前記第１の帯材の前記分離状態にある部分を渦巻き状に収容する第１収容部と、前記第２の帯材の前記分離状態にある部分を渦巻き状に収容する第２収容部とをさらに具備することが好ましい。このように第１の帯材及び第２の帯材の分離状態にある部分を第１収容部及び第２収容部においてそれぞれ渦巻き状に収容することによって、筒状構造体を短くした場合でも、第１の帯材及び第２の帯材をコンパクトに収納することができる。

本発明において、前記第１収容部と前記第２収容部は共に前記筒状構造体の前記軸線に対して前記筒状構造体の半径方向位置よりも外周側に構成されていることが好ましい。これによれば、第１収容部及び第２収容部が筒状構造体の半径方向位置よりも軸線に対して外周側に配置されることで、第１の帯材及び第２の帯材の分離状態にある部分が長い場合でも支障なくコンパクトに収納することが可能になる。

本発明において、前記第１収容部は前記第２収容部の前記筒状構造体側に配置されていることが好ましい。これによれば、第２収容部から第２の帯材を引き出して螺旋状に巻回した後に、その筒状構造体の側において、第１収容部から第１の帯材を引き出して第２の帯材の外側において螺旋状に巻回させることができるため、帯材案内手段に対して無駄がなく適正な位置に両収容部をコンパクトに構成することができる。

本発明において、前記第１の帯材及び前記第２の帯材を前記帯材案内手段に対して前記軸線の周りに相対的に回転駆動する駆動手段をさらに具備することが好ましい。これによれば、駆動手段によって第１の帯材及び第２の帯材を帯材案内手段に対して軸線周りに回転駆動することができるので、第１の帯材及び第２の帯材の巻取りや巻き戻しが可能になり、これにより筒状構造体の軸線方向の長さを変えて進退作動させることが可能になる。ここで、駆動手段は、第１の帯材及び第２の帯材を回転駆動するものであってもよく、或いは、帯材案内手段を回転駆動するものであってもよい。

［第１実施形態］
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。図１は本発明に係る螺旋状進退作動装置の第１実施形態の構造を示す概略縦断面図、図２は第１実施形態の装置の主要部品の分解斜視図、図３は第１実施形態の装置の各帯材の巻回態様を示す平面説明図（ａ）及び正面説明図（ｂ）である。

本実施形態の装置１００は、それぞれ帯状に構成された第１の帯材１０１と第２の帯材１０２とを含み、これらの帯材１０１、１０２が軸線１００Ｘの周りに軸線１００Ｘの方向に相互にずれた位置で螺旋状に巻回されることによって筒状構造体１００Ａが構成されるようになっている。このとき、筒状構造体１００Ａにおいて、第１の帯材１０１は第２の帯材１０２の外側に巻回される。具体的には、第１の帯材１０１の上縁側の部分がそれより上方に配置される第２の帯材１０２の下縁側の部分に外側から重なり、この第２の帯材１０２の上縁側の部分がそれより上方に配置される第１の帯材１０１の下縁側の部分に内側から重なっている。すなわち、筒状構造体１００Ａは、それぞれ螺旋状に巻回された第１の帯材１０１と第２の帯材１０２が交互に軸線１００Ｘの方向に部分的に重なりあうことにより構成されている。

第１の帯材１０１及び第２の帯材１０２は、例えば、適宜の可撓性及び弾性を有する帯材（ベルト）で構成されている。この帯材の構成材料としては、好ましくは、金属板や硬質合成樹脂板等といった剛性の比較的高い素材が選ばれ、このような素材を薄く形成することによって上記筒状構造体１００Ａを構成可能な湾曲状態が容易に得られる所定の可撓性が確保される。

第１の帯材１０１の上縁側の部分と下縁側の部分には、それぞれ係合ピン１０１ａ、１０１ｂが内面上に突出するように設けられており、これらの係合ピン１０１ａ、１０１ｂは第１の帯材１０１の延長方向に適宜の間隔で好ましくは周期的に複数形成されている。図示例の場合には、係合ピン１０１ａ，１０１ｂの基部は帯材１０１を貫通した状態でカシメ、溶接、溶着、接着等により固定されている。

第２の帯材１０２の上縁側の部分と下縁側の部分には、上記係合ピン１０１ａ、１０２ａと対応する位置に、上記係合ピン１０１ａ、１０２ａに係脱可能に構成された係合孔１０２ａ，１０２ｂが設けられている。これらの係合孔１０２ａ，１０２ｂもまた、上記係合ピンと同様に、第２の帯材１０２の延長方向に適宜の間隔で好ましくは周期的に複数形成されている。

上記筒状構造体１００Ａにおいて、第１の帯材１０１の上縁側の部分と、当該部分の上方に配置された第２の帯材１０２の下縁側の部分とが重なりあっている領域では、上記の係合ピン１０１ａと係合孔１０２ｂとが係合し、第２の帯材１０２の上縁側の部分と、当該部分の上方に配置された第１の帯材１０１の下縁側の部分とが重なり合っている領域では、上記係合孔１０２ａと係合ピン１０１ｂとが係合している。これによって、第１の帯材１０１と第２の帯材１０２とは重なりあった面上の全方位に関して相互に固定され、これによって筒状構造体１００Ａの形状が保持されるようになっている。このように、筒状構造体１００Ａは、相互に隣接する第１の帯材１０１と第２の帯材１０２が全て部分的に重なり合って、この重なり合った面部分同士が係合構造により固定されているため、一体の円筒部材に近い高い剛性を有するものとなる。

装置の下部には基台１０３が設けられ、この基台１０３上に円筒状の内側案内面１０４ａを備えた内側案内部材１０４が固定されている。この内側案内面１０４ａは内側案内部材１０４の円筒状の外周面で構成される。図２に示すように、内側案内面１０４ａには螺旋状の案内リブ１０４ｂ及び案内溝１０４ｃが設けられている。図示例では、それぞれ２条の螺旋状の案内リブ１０４ｂ、１０４ｂ及び案内溝１０４ｃ、１０４ｃが内側案内面１０４ａ上に形成されている。案内リブ１０４ｂは第２の帯材１０２の上縁１０２ｕ及び下縁１０２ｄに係合し、第２の帯材１０２を螺旋状に案内する。また、第１の帯材１０１の内面に突設された上記係合ピン１０１ａ、１００ｂが上記係合孔１０２ａ，１０２ｂを通して案内溝１０４ｃに係合し、これによって第１の帯材１０１が第２の帯材１０２とともに螺旋状に案内される。

また、基台１０３上には円筒状の外側案内面１０５ａを備えた外筒壁１０５が固定されている。この外側案内面１０５ａは外筒壁１０５の円筒状の内周面で構成される。外側案内面１０５ａは上記内側案内部材１０４の内側案内面１０４ａと対向配置されている。内側案内面１０４ａと外側案内面１０５ａの対向間隔は第１の帯材１０１及び第２の帯材１０２を重ねて収容可能で、しかも、上記係合ピン１０１ａ，１０１ｂが係合孔１０２ａ，１０２ｂに嵌合した状態が保持され得る寸法とされている。

外筒壁１０５には、図２に示すように、第１の帯材１０１を上記対向間隔内に導入するための導入口１０５ｂと、第２の帯材１０２を上記対向間隔内に導入するための導入口１０５ｃが形成されている。これらの導入口１０５ｂ、１０５ｃは、上記第１の帯材１０１及び第２の帯材１０２が挿通可能となるようにこれらの断面形状に対応した開口断面を有するスリット形状とされている。

また、この導入口１０５ｂ、１０５ｃは、それぞれ、筒状構造体１００Ａの繰出側（図示上側）の開口縁が筒状構造体１００Ａの第１の帯材１０１及び第２の帯材１０２の螺旋状の巻回方向に沿った筒状構造体１００Ａ側に向けてずれるように、上記筒状構造体１００Ａ上において第１の帯材１０１及び第２の帯材１０２の螺旋状の巻回方向と直交する基準方位１００Ｙに対して傾斜したスリット形状となっている。このように導入口１０５ｂ、１０５ｃを構成することにより、例えば、第１の帯材１０１及び第２の帯材１０２が導入口１０５ｂ、１０５ｃから外筒壁１０５の内側に移動して筒状構造体１００Ａの一部となっていく過程を考えると、第１の帯材１０１及び第２の帯材１０２の下縁１０１ｄ、１０２ｄが上縁１０１ｕ、１０２ｕよりも先に導入口１０５ｂ、１０５ｃから外筒壁１０５の内部に導入されて螺旋状に巻回され、その後、しばらくして上縁１０１ｕ、１０２ｕが導入口１０５ｂ、１０５ｃから外筒壁１０５の内部に導入されて螺旋状に巻回されることとなる。すなわち、第１の帯材１０１及び第２の帯材１０２が巻回されて筒状構造体１００Ａを構成していく過程では、下縁１０１ｄ、１０１ｕが先に外筒壁１０５によって規制され、その後、遅れて上縁１０１ｕ、１０２ｕが規制されることとなる。

したがって、図３に示すように、第１の帯材１０１及び第２の帯材１０２が水平面上において渦巻き状に収容されている分離状態から螺旋状に巻回されて筒状構造体１００Ａを構成する筒構成状態へと移行するとき、分離状態から筒構成状態への移行領域１０１Ｃ、１０２Ｃでは、第１の帯材１０１及び第２の帯材１０２の下縁１０１ｄ、１０２ｄが先に外筒壁１０５によって規制されて内周側に引き寄せられ、この時点では上縁１０１ｕ、１０２ｕは下縁よりも外周側に広がり、その後、上縁１０１ｕ、１０２ｕが遅れて内周側へ引き寄せられることにより、最終的に軸線方向に所定のリード角を有する螺旋形状に巻き取られることとなる。

すなわち、本実施形態では、分離状態と筒構成状態との間の移行領域１０１Ｃ、１０２Ｃにおいて、一時的に第１の帯材１０１及び第２の帯材１０２の下縁１０１ｄ、１０２ｄよりも上縁１０１ｕ、１０２ｕが外周側に広がるように案内することにより、筒状構造体１００Ａにおいて第１の帯材１０１及び第２の帯材１０２が所定の螺旋形状に対応するリード角を備えていても、分離状態の第１の帯材１０１及び第２の帯材１０２が水平方向に伸びるように配置することが可能になり、その結果、図示例のように第１の帯材１０１及び第２の帯材１０２を水平面に沿って渦巻き状に収納することが可能とされている。

再び図１に戻って説明を続ける。上記外筒壁１０５のさらに外周側には、上記基台１０３に固定された基部ケース１０６が設けられている。この基部ケース１０６の内側には基部ケース１０６の内部を上下２段に仕切る仕切体１０７が軸線１００Ｘの周りに回転可能に収容されている。そして、基部ケース１０６と仕切体１０７とによって上部の第１収容部１０７Ａと下部の第２収容部１０７Ｂが構成されている。第１収容部１０７Ａには第１の帯材１０１の分離状態にある部分が渦巻き状に収納され、第２収容部１０７Ｂには第２の帯材１０２の分離状態にある部分が渦巻き状に収納されている。また、仕切体１０７と基部ケース１０６の内周面との間には軸状のコロ１０８が配置され、これによって仕切体１０７が基部ケース１０６内において小さな抵抗で容易に回転できるように構成されている。

また、筒状構造体１００Ａの上端は先端保持部材１０９に固定されている。すなわち、この先端保持部材１０９は筒状構造体１００Ａにおける第１の帯材１０１及び第２の帯材１０２の上端部を共に保持している。先端保持部材１０９は筒状構造体１００Ａとともに回転することになるため、回転しない先端作用部を得るために、図示例のように、先端保持部材１０９に対して軸受部材１０９ａを介して回転自在に取り付けられた先端作用部材１０９ｂを設けてもよい。

基部ケース１０６には外周側へ張り出したフランジ部１０６ｆが設けられ、このフランジ部１０６ｆに電動モータ等からなる原動機１１０が固定されている。原動機１１０の回転軸はプーリ１１１に固定され、このプーリ１１０と上記筒状構造体１００Ａとに歯付ベルト等からなる駆動ベルト１１２が架け渡されている。駆動ベルト１１２の筒状構造体１００Ａに対する架け渡し部位は、上記内側案内部材１０４が外筒壁１０５の上端よりも上方へ突出してなる部位とされる。これによって、駆動ベルト１１２に駆動される第１の帯材１０１及び第２の帯材１０２の被動部位は内側案内部材１０４によって内側から支持されていることとなるので、駆動ベルト１１２から筒状構造体１００Ａへの駆動力の伝達を支障なく行うことが可能になる。

以上説明した本実施形態の螺旋状進退作動装置１００においては、原動機１１０の回転出力がプーリ１１１及び駆動ベルト１１２を介して筒状構造体１００Ａに伝達されることによって、筒状構造体１００Ａが軸線１００Ｘの周りに回転駆動される。一方、内側案内部材１０４及び外筒壁１０５からなる帯材案内手段は基台１０３に固定されているので、筒状構造体１００Ａが回転駆動されることで、第１収容部１０７Ａ及び第２収容部１０７Ｂ内に配置された第１の帯材１０１及び第２の帯材１０２の分離状態にある部分が帯材案内手段によって巻き上げられて筒構成状態とされたり、これとは逆に、筒状構造体１００Ａを構成する第１の帯材１０１及び第２の帯材１０２の筒構成状態にある部分が帯材案内手段で巻き戻されて分離状態にされたりする。そして、第１の帯材１０１及び第２の帯材１０２の分離状態にある部分が筒構成状態に移行していくことにより、筒状構造体１００Ａは伸張してその先端部は上方へ繰り出される。一方、筒構成状態にある部分が分離状態に移行していくことにより、筒状構造体１００Ａは短くなってその先端部は下方へ後退する。

本実施形態では、筒状構造体１００Ａにおいて第１の帯材１０１と第２の帯材１０２とが軸線方向に部分的に重なり合い、この重なり合い状態が係合構造によって保持されることにより、各帯材１０１、１０２の可撓性を確保しつつ、筒状構造体１００Ａの剛性を高めることが可能になる。したがって、従来の進退装置に比べて広い用途に用いることが可能になるとともに、高い駆動性能や案内性能を確保することができる。

また、第１の帯材１０１と第２の帯材１０２を係合保持するための係合構造としては、上記の係合ピン１０１ａ，１０１ｂと係合孔１０２ａ，１０２ｂに限らず、両帯材間の重ね合わせ状態を保持することができるものであればよいが、本実施形態では特に両帯材間の重ね合わせ面上に係合構造が設けられていることによって、筒状構造体の外面上に突出部が形成されることもなく、コンパクトに構成できるとともに、両帯材を確実に係合保持することができるという利点を有する。

［第２実施形態］
次に、図４を参照して本発明に係る螺旋状進退作動装置の第２実施形態について説明する。なお、本実施形態において、先の第１実施形態と実質的に同一に構成された部分には同一符号を付し、当該部分についての説明は省略する。

本実施形態の装置１００′は、第１実施形態の各部と同様に構成された第１の帯材１０１及び第２の帯材１０２を螺旋状に案内する帯材案内手段を有するが、この帯材案内手段を構成する内側案内部材１０４′及び外筒壁１０５′が基台１０３に対して回転可能に構成され、これらの内側案内部材１０４′及び外筒壁１０５′が原動機１１０の回転出力でプーリ１１１及び駆動ベルト１１２を介して回転駆動されるようになっている点で第１実施形態とは異なる。ここで、内側案内部材１０４′及び外筒壁１０５′の上記以外の構造は第１実施形態と同様であり、内側案内部材１０４′には内側案内面１０４ａ、案内リブ（図示せず）、案内溝１０４ｃが設けられ、外筒壁１０５′には外側案内面１０５ａ、導入口１０５ｂ、１０５ｃが設けられている。

また、本実施形態では、基台１０３に固定された固定案内部材１０６′が設けられている。この固定案内部材１０６′は、内側案内部材１０４′と同軸に構成され、内側案内部材１０４′の内側案内面１０４ａに対して軸線１００Ｘの方向にずれた位置に配置され、好ましくは内側案内面１０４ａに対して連続するように構成された内側案内面１０６ａ′を備えている。この内側案内面１０６ａ′には軸線１００Ｘの方向に伸びる案内溝１０６ｂ′が設けられている。この案内溝１０６ｂ′には筒状構造体１００Ａの内面に突出した係合ピン１０１ａ、１０１ｂが係合し、これによって筒状構造体１００Ａは回転することなく軸線１００Ｘに沿って直線的に移動するように規制されている。

さらに、第１実施形態の基部ケース１０６と仕切体１０７を合わせた機能を有する収容ケース１０７′が上記内側案内部材１０４′及び外筒壁１０５′とともに回転するように構成されている。この収容ケース１０７′には第１実施形態と同様の第１収容部１０７Ａ及び第２収容部１０７Ｂが構成されている。収容ケース１０７′は基台１０３に軸支された複数の回転支持軸１０８′によって回転自在に軸支された状態となっている。

本実施形態においては、原動機１１０の回転出力により内側案内部材１０４′、外筒壁１０５′及び収容ケース１０７′が軸線１００Ｘの周りを回転する。このとき、第１の帯材１０１及び第２の帯材１０２は固定案内部材１０６′によって軸線１００Ｘの周りには回転しないように規制されているが、軸線１００Ｘの方向には移動可能に構成されているので、第１の帯材１０１及び第２の帯材１０２は内側案内部材１０４′及び外筒壁１０５′の回転動作によって巻き上げられたり、巻き戻されたりし、その結果、筒状構造体１００Ａは先端保持部材１０９とともに繰り出したり引き戻されたりする。

本実施形態では、筒状構造体１００Ａが軸線１００Ｘの周りに回転せず、その代わりに、第１の帯材１０１及び第２の帯材１０２を案内する内側案内部材１０４′及び外筒壁１０５′が軸線１００Ｘの周りを回転するように構成されている。したがって、筒状構造体１００Ａ及び先端保持部材１０９で図示しない他の部材を駆動しようとするときも、当該他の部材に対して軸線１００Ｘ周りの回転力を与えずに軸線１００Ｘの方向にのみ駆動力を及ぼすことが可能になる。

［第３実施形態］
次に、図５を参照して、本発明に係る螺旋状進退作動装置の第３実施形態について説明する。この実施形態でも、第１及び第２実施形態と実質的に同一の部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。

本実施形態の装置１００″では、第２実施形態と同様に、内側案内部材１０４′及び外筒壁１０５′が基台１０３及び固定案内部材１０６′に対して回転可能に構成されている。したがって、機構上は第２実施形態と実質的に同じ構造を有することとなるが、本実施形態では、原動機等の駆動源を自身に備えておらず、外力によって筒状構造体１００Ａ及び先端保持部材１０９が軸線１００Ｘの方向に進退するように構成されている。

すなわち、先端保持部材１０９を把持して軸線１００Ｘの方向に応力を加えることにより、筒状構造体１００Ａから内部案内部材１０４′及び外筒壁１０５′に回転駆動力が加わり、これらが回転することによって筒状構造体１００Ａが軸線１００Ｘの方向に伸縮するようになっている。

なお、本実施形態では、内側案内部材１０４′及び外筒壁１０５′の回転抵抗を低減するために、玉軸受等の軸受部材１０３ｘ、１０４ｘ（図示例ではスラスト軸受を構成している。）を、基台１０３と外筒壁１０５′との間及び内側案内部材１０４′と固定案内部材１０６′との間に形成している。

また、本実施形態では、筒状構造体１００Ａ及び先端保持部材１０９に対して軸線１００Ｘの方向に応力を加えたときに、内側案内部材１０４′及び外筒壁１０５′がスムーズに回転するように、第１の帯材１０１及び第２の帯材１０２の筒状構造体１００Ａを構成する部分の螺旋形状のリード角が大きくなるように構成してある。これによって、筒状構造体１００Ａに対して軸線１００Ｘの方向に力が加わったときの内側案内部材１０４′及び外筒壁１０５に対する回転駆動力が大きくなるので、帯材案内手段をスムーズに回転させることができ、これによって筒状構造体１００Ａの軸線１００Ｘの方向の動作抵抗が低減される。

本実施形態では、先の第２実施形態よりも、筒状構造体１００Ａの直径Ｄと、第１の帯材１０１及び第２の帯材１０２の幅Ｗとの比が小さくなるように構成することにより、上記のようにリード角を大きくしても、筒状構造体１００Ａにおいて第１の帯材１０１と第２の帯材１０２が相互に重なり合うようにしている。具体的には、上記の関係をＤ<Ｗとなるように構成している。これによって、筒状構造体１００Ａの軸線１００Ｘの方向の動作抵抗を低減しつつ、筒状構造体１００Ａの剛性を確保することができる。

本実施形態の装置１００″は、図示しない他の部材を軸線１００Ｘの方向に案内するための案内装置として用いることができる。例えば、ステージ上の天井部に設置することによって、手動で上下に移動させることのできるライト等の照明器具やマイク等の音響機器を構成するための、上下方向への案内機構として用いることが可能である。

尚、本発明の螺旋状進退作動装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記の各実施形態では、いずれも筒状構造体において第１の帯材及び第２の帯材が係合ピン及び係合孔の係合によって重なり面上の全ての方位に対して固定されているが、第１の帯材と第２の帯材が相互に重なりあった状態で何らかの係合構造によって相互に係脱可能に保持されていればよい。

また、第１の帯材と第２の帯材間の係合状態は、重なりあった面内のいずれかの方向にのみ係止されていればよい。例えば、第１の帯材の内面及び第２の帯材の外面に軸線１００Ｘの方向に、相互に対応する凹凸構造が形成され、その結果、第１の帯材と第２の帯材とが軸線１００Ｘの方向にのみ係止されるように構成されていたり、或いは、軸線１００Ｘと直交する方向（軸線１００Ｘの周りを周回する方向）若しくは帯材の延長方向に、相互に対応する凹凸構造が形成され、その結果、第１の帯材と第２の帯材とが軸線１００Ｘと直交する方向若しくは帯材の延長方向にのみ係止されるように構成されていてもよい。

さらに、上記の係合構造は両帯材間の重ね合わせ面上に設けられているが、本発明においては、両帯材の重ね合わせ状態を保持することができるものであればよく、例えば、重ね合わせ面から外れた位置で係合する構造となっていても構わない。

また、上記各実施形態では、いずれも、帯材案内手段を構成する内側案内部材と外筒壁との間に第１の帯材及び第２の帯材を巻き込んで螺旋状に案内するように構成してあるが、案内構造としては、第１の帯材と第２の帯材とが相互に軸線方向に重なり合って筒状構造体を構成することができるように案内するものであればいかなる構造であってもよく、例えば、螺旋形状の内側と外側の少なくともいずれか一方にガイドローラを螺旋状に配列させてなる案内構造を備えていてもよい。

さらに、上記各実施形態では、外筒壁に設けた斜めに傾斜した導入口によって、第１の帯材及び第２の帯材が水平に巻回されて渦巻状に収納されてなる分離状態と、第１の帯材及び第２の帯材が所定のリード角で螺旋状に巻回されて筒状構造体を構成してなる筒構成状態との間の移行がスムーズに行われるように構成している。しかし、分離状態と筒構成状態の移行領域において第１の帯材及び第２の帯材の上縁が下縁よりも外周側に広がるように連続的に案内する構造、例えば、螺旋形状に沿った曲面から上縁部が外周側へ滑らかに倒れる案内面と、この案内面に対して帯材を圧接させるためのガイドローラ群など、を設けることによっても、上記と同様にスムーズな移行を実現することができる。このような構造としては、上記の帯材案内手段の案内構造と同様に各種の構造を用いることができる。

第１実施形態の螺旋状進退作動装置の全体構成を示す概略縦断面図。 実施形態の装置における帯材の構造、内部案内部材の部分構造、及び、外筒壁の構造を示す分解斜視図。 実施形態の装置における分離状態と筒構成状態との間の帯材の移行領域の案内態様を示す概略説明平面図（ａ）及び概略説明正面図。 第２実施形態の螺旋状進退作動装置の全体構成を示す概略縦断面図。 第３実施形態の螺旋状進退作動装置の全体構成を示す概略縦断面図。 従来の進退作動装置の例を示す概略説明図（ａ）及び（ｂ）。

符号の説明

１００、１００′、１００″…螺旋状進退作動装置、１０１…第１の帯材、１０２…第２の帯材、１０３…基台、１０４、１０４′…内側案内部材、１０５、１０５′…外筒壁、１０６…基部ケース、１０６′…固定案内部材、１０７…仕切体、１０７′…収容ケース、１０９…先端保持部材、１１０…原動機、１１１…プーリ、１１２…駆動ベルト

Claims (9)

1. 第１の係合構造を備えた第１の帯材と、前記第１の係合構造に係脱可能に構成された第２の係合構造を備えた第２の帯材と、を具備し、
   前記第１の帯材と前記第２の帯材が共通の軸線の周りに当該軸線の方向に相互にずれた状態で螺旋状にそれぞれ巻回されて、前記第１の帯材の内面と前記第２の帯材の外面が前記軸線の方向に部分的に重なった状態で前記第１の係合構造と前記第２の係合構造が相互に係合してなる筒状構造体が保持構成され、
   前記第１の帯材及び前記第２の帯材を螺旋状に案内する案内構造により、前記第１の帯材及び前記第２の帯材が相互に分離された分離状態と前記筒状構造体を構成する筒構成状態との間を相互に移行可能になるように構成する帯材案内手段をさらに具備することを特徴とする螺旋状進退作動装置。
2. 前記案内構造は筒状の内側案内面を有し、前記帯材案内手段は前記第１の帯材及び前記第２の帯材を前記内側案内面に巻き付けることを特徴とする請求項１に記載の螺旋状進退作動装置。
3. 前記案内構造は前記内側案内面に対向する筒状の外側案内面を備えた外筒壁をさらに有し、該外筒壁には、前記第１の帯材及び前記第２の帯材を前記内側案内面と前記外側案内面の間に導入するための、前記第１の帯材及び前記第２の帯材の断面形状に対応したスリット形状の導入口がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項２に記載の螺旋状進退作動装置。
4. 前記導入口は、前記筒状構造体の繰出側にある開口端が前記第１の帯材及び前記第２の帯材の螺旋形状に沿って前記筒状構造体側にずれるように、前記案内構造の案内方向と直交する方向に対して傾斜したスリット形状を備えていることを特徴とする請求項３に記載の螺旋状進退作動装置。
5. 前記帯材案内手段は、前記第１の帯材及び前記第２の帯材における前記分離状態と前記筒構成状態との間の移行領域において、前記第１の帯材及び前記第２の帯材の前記筒状構造体側の縁部を反対側の縁部よりも外周側に広げる態様で案内することを特徴とする請求項２に記載の螺旋状進退作動装置。
6. 前記第１の帯材の前記分離状態にある部分を渦巻き状に収容する第１収容部と、前記第２の帯材の前記分離状態にある部分を渦巻き状に収容する第２収容部とをさらに具備することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の螺旋状進退作動装置。
7. 前記第１収容部と前記第２収容部は共に前記筒状構造体の前記軸線に対して前記筒状構造体の半径方向位置よりも外周側に構成されていることを特徴とする請求項６に記載の螺旋状進退作動装置。
8. 前記第１収容部は前記第２収容部の前記筒状構造体側に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の螺旋状進退作動装置。
9. 前記第１の帯材及び前記第２の帯材を前記帯材案内手段に対して前記軸線の周りに相対的に回転駆動する駆動手段をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の螺旋状進退作動装置。
   

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