JP2008290873A - 昇降ジャッキ - Google Patents

Abstract

【課題】多段のネジを全て同時に駆動させることができる昇降ジャッキを得る。
【解決手段】一端が減速機３に固定され、外周面に軸方向に延びる溝４ａを有し、減速機３から伝達された回転によって回転するスプライン４と、スプライン４の外側に配設され、一端が減速機３の筐体に固定され、他端にナット７ａを有するシリンダ７と、中空円筒状を形成し、外周部にナット７ａと螺合するネジ溝と、一端の内周部に溝４ａと噛合する溝５ａと、他端にナット５ｂとを有し、スプライン４の回転に伴って回転して軸方向に移動可能なアイドラネジ５と、外周部にナット５ｂと螺合するネジ溝を有し、回転方向の動きが固定され、アイドラネジ５の回転に伴い軸方向にネジ送りされるネジ棒６とを備えた。
【選択図】図１

Description

この発明は、荷物を上昇及び下降させる昇降ジャッキに関するものである。

従来の昇降ジャッキでは、電動モータとネジ棒によって昇降させ、省スペース、且つ長い昇降ストロークを確保するために多段のネジ構造を有するものがある。例えば特許文献１の昇降ジャッキでは、３段のシリンダである小シリンダ、中シリンダ及び大シリンダと、２段のスクリューである小スクリューと大スクリューを有しており、小スクリュー及び大スクリューの軸心と一致され配置された大シリンダが固定され、大シリンダ内には中シリンダが遊嵌され、中シリンダ内には小シリンダが遊嵌されている。小スクリューには、小フローティングナットが螺合され、小シリンダと大スクリューには大フローティングナットが固定または螺合されている。

ジャッキを伸ばす動作を行う場合、モータの回転が小スクリューに伝達されると、小スクリューが回転して小スクリューに螺合している小フローティングナットに回転が伝達される。小フローティングナットの回転は、大フローティングナットと大スクリューの螺合による抵抗により規制され、小スクリューに沿って小フローティングナットが軸方向に下降移動する。これに伴い、大スクリュー、大フローティングナット、中シリンダ及び小シリンダが一体的に軸方向に下降移動する。

特開平７−１７２７８３号公報

従来の昇降ジャッキは以上のように構成されているので、例えば、複数の昇降ジャッキを連動させて大型の荷物などを昇降させる場合、複数の昇降ジャッキ全ての速度を制御する必要があり、昇降ジャッキの製造交差やジャッキを設置する地面の状態によって各昇降ジャッキの長さが異なったり、多段のネジ構造の各段のネジが回転し始めるタイミングにズレが生じた場合には、ネジ径による速度差を補正する必要があるという課題があった。

また、ネジ径による速度差を補正するために、複数の速度及び位置センサや複雑な制御系を設ける必要や、各ネジのリードを合わせるなど等速可能な構造とする必要があり、制御系の複雑化を招き、さらにネジの規格上の制限などにより、強度剛性を確保し、駆動力を得るために必要以上にネジ径を大きくせざるを得ないという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ネジ径の違いなどによる送り速度の変化が生じず、同時に多段のネジを全て駆動させることができる昇降ジャッキを得ることを目的とする。

この発明に係る昇降ジャッキは、回転体に回転を与える駆動モータと、前記駆動モータの回転を減速して伝達する減速機と、一端が前記減速機に固定され、外周面に軸方向に延びる第１の溝を有し、前記減速機から伝達された回転によって回転するスプラインと、前記スプラインの外側に配設され、一端が前記減速機の筐体に固定され、他端に第１のナット部を有するシリンダと、中空円筒状を形成し、外周部に前記第１のナット部と螺合する第１のネジ部と、一端の内周部に前記第１の溝と噛合する第２の溝と、他端に第２のナット部とを有し、前記スプラインの回転に伴って回転して軸方向に移動可能なアイドラネジと、外周部に前記第２のナット部と螺合する第２のネジ部を有し、回転方向の動きが固定され、前記アイドラネジの回転に伴い軸方向にネジ送りされるネジ棒と、前記シリンダ、前記アイドラネジ及び前記ネジ棒の外側に互いに入れ子状に格納される複数の筒部材と、前記複数の筒部材の回転方向の動きを阻止すると共に、軸方向に摺動可能に固定する複数のキーとを備えたものである。

この発明によればスプラインの回転に伴ってアイドラネジが回転して軸方向に移動すると共に、アイドラネジの回転に伴ってアイドラネジに螺合しているネジ棒が軸方向にネジ送りされるように構成したので、ネジ径の違いなどによる送り速度の変化を発生させることなく、多段のネジを同時に駆動させることができる。そのため、ネジ径の違いによる速度差を補正する多数のセンサや複雑な制御系を設けたり、ネジ規格などによる制約を受けることがなくなり、システムの小型軽量化、低コストを実現することができる。また、センサや複雑な制御系を設ける必要がないため、昇降ジャッキの故障部位の削減や操作系の単純化が可能となり、昇降ジャッキの故障や誤操作などによる事故を防止することができる。

実施の形態１．
図１及び図２は、この発明の実施の形態１に係る昇降ジャッキの構成を示す断面図である。図１（ａ）は昇降ジャッキの最短状態を示す断面図であり、図１（ｂ）は昇降ジャッキの最短状態を示す部分断面図である。図２（ａ）は昇降ジャッキの最長状態を示す断面図であり、図２（ｂ）は昇降ジャッキの最長状態を示す部分断面図である。図３は、この発明の実施の形態１に係る昇降ジャッキの構成を示す部分断面図である。図３（ａ）は昇降ジャッキが最短状態の場合のスプラインとアイドラネジを示し、図３（ｂ）は昇降ジャッキが最長状態の場合のスプラインとアイドラネジを示している。

昇降ジャッキ１は、駆動源である電動モータ（駆動モータ）２を有し、該電動モータ２の出力軸２ａには減速ギア列を内蔵する減速機３が取り付けられている。減速ギア列は、減速ギア３ａ，３ｂ，３ｃを備え、減速ギア３ａは出力軸２ａに固定され、減速ギア３ｃは減速ギア３ｂと噛合し、回転自在に支持されたスプライン４に固定される。スプライン４は、図３に示すように外側に軸方向に設けられた複数の溝（第１の溝）４ａを有し、図１（ｂ）及び図２（ｂ）に示すように内部にネジ棒６が収納可能な中空部４ｂを有している。
また、スプライン４は、減速機３からの回転力をアイドラネジ５に伝達する。

スプライン４に接続されたアイドラネジ５は、図１（ｂ）、図２（ｂ）及び図３に示すように、一端の内周部にスプライン４の溝４ａと噛合する溝（第２の溝）５ａ、他端にはナット５ｂ、溝５ａとナット５ｂの間にはスプライン４を収納可能な中空部５ｃが設けられ、ナット５ｂによりネジ棒６を支持している。また、アイドラネジ５の外側にはネジ溝（第１のネジ部）が切られており、該ネジ溝は後述するナット７ａのネジピッチに対応している。アイドラネジ５のナット５ｂに螺合しているネジ棒６は、外周部にナット５ｂのネジピッチに対応したネジ溝（第２のネジ部）が切られており、一端は外側に設けられたシリンダ（筒部材）１０に固定されている。

スプライン４、アイドラネジ５及びネジ棒６の外側には、複数のシリンダが設けられている。スプライン４の外側には、シリンダ７及びシリンダ（筒部材）８が設けられている。シリンダ７は、一端が減速機３に固定され、他端にはアイドラネジ５を固定するナット７ａが設けられている。さらに、シリンダ７の内部にはアイドラネジ５を収納可能な中空部７ｂが形成されている。シリンダ８は、一端が減速機３に固定され、他端にはシリンダ９（筒部材）を固定するキー８ａが設けられ、内部にはシリンダ９を収納可能な中空部８ｂが形成されている。さらにシリンダ８の外側には、ペイロード取付具１１を介してペイロード１２が取り付けられている。

シリンダ９は、シリンダ８に設けられたキー８ａにより、シリンダ８に対して回転が阻止されると共に軸方向に摺動可能に設けられている。また、シリンダ９の一端には、シリンダ１０を固定するキー９ａが設けられ、内部にはシリンダ１０を収納可能な中空部９ｂが形成されている。シリンダ１０は、シリンダ９に設けられたキー９ａにより、シリンダ９に対して回転が阻止されると共に軸方向に摺動可能に設けられている。また、シリンダ１０の内部にはシリンダ７を収納可能な中空部１０ｂが形成されている。

次に、図１及び図２を用いてこの実施の形態１に係る昇降ジャッキの動作について説明する。まず、図１から図２の状態に向かう昇降ジャッキを伸ばす動作について説明する。
電動モータ２の電源がＯＮ状態となると、電動モータ２の回転は出力軸２ａ及び減速機３の減速ギア３ａ，３ｂ，３ｃを介してスプライン４に伝達され、昇降ジャッキ１の伸長方向にスプライン４が回転する。スプライン４の回転により、スプライン４の溝４ａと噛合する溝５ａを有するアイドラネジ５が回転する。アイドラネジ５は、外側に設けられたネジ溝がシリンダ７の下端に設けられたナット７ａに螺合しているため、回転することにより軸方向に上昇移動する。

上記移動と同時に、アイドラネジ５の回転により、アイドラネジ５の下端に設けられたナット５ｂの回転が開始する。ナット５ｂの回転により、ナット５ｂに螺合しているネジ棒６が送り出されて軸方向に上昇移動する。また、アイドラネジ５及びネジ棒６の上昇移動に伴いシリンダ９及びシリンダ１０も上昇移動する。アイドラネジ５、ネジ棒６、シリンダ９及びシリンダ１０の上昇移動は、シリンダ８に設けられたキー８ａ及びシリンダ９に設けられたキー９ａにより規制される位置まで行われる。

次に、図２から図１の状態に向かう昇降ジャッキを縮める動作について説明する。電動モータ２の電源がＯＮ状態となると、電動モータ２の回転は出力軸２ａ及び減速機３の減速ギア３ａ，３ｂ，３ｃを介してスプライン４に伝達され、伸長させる場合とは逆方向にスプライン４が回転する。スプライン４の回転により、スプライン４の溝４ａと噛合する溝５ａを有するアイドラネジ５が回転する。アイドラネジ５は、外側に設けられたネジ溝がシリンダ７の下端に設けられたナット７ａに螺合しているため、回転することにより軸方向に下降移動する。

上記移動と同時に、アイドラネジ５の回転により、アイドラネジ５の下端に設けられたナット５ｂの回転が開始する。ナット５ｂの回転により、ナット５ｂに螺合しているネジ棒６が送り出されて軸方向に下降移動する。また、アイドラネジ５及びネジ棒６の下降移動に伴いシリンダ９及びシリンダ１０も下降移動する。アイドラネジ５、ネジ棒６、シリンダ９及びシリンダ１０の下降移動は、シリンダ８に設けられたキー８ａ及びシリンダ９に設けられたキー９ａにより規制される位置まで行われる。このように、スプライン４、アイドラネジ５及びネジ棒６の多段のネジを全て同時に駆動させることができるので、各ネジ径の違いなどによる送り速度の変化が生じることがなく、常に一定速度でジャッキを伸縮させることができる。

また、ナット７ａとアイドラネジ５のネジピッチ及びナット５ｂとネジ棒６のネジピッチは、例えば、１ｍのアイドラネジ５が、ナット７ａに対して１回転すると５ｃｍ進むように構成されている場合には、ナット５ｂに対して１回転すると４ｃｍ進むネジ棒６は８０ｃｍになるように構成する。

以上のように、この実施の形態１によれば、減速機に取り付けられ外側に溝を有したスプラインと、減速機の筐体に固定されて下端にナットを有するシリンダと、スプラインの溝と噛合する溝を内側に有し、外側にシリンダのナットに螺合するネジ溝を有することにより回転力を伝達するアイドラネジと、アイドラネジの回転によって、アイドラネジ自体が送り出されると同時に、アイドラネジの下端に設けられたナットを介して接続されているネジ棒を送り出すように構成したので、多段のネジを全て同時に駆動させることができ、ネジ径の違いなどによる送り速度の変化が発生しない。そのため、ネジ径の違いによる速度差を補正する多数のセンサまたは複雑な制御系を設ける必要がなくなり、また、ネジ規格などによる制約を受けることもなくなり、システムの小型軽量化、低コストを実現することができる。また、センサまたは複雑な制御系を設ける必要がないため、昇降ジャッキの故障部位を削減することや操作系を単純化することが可能となり、昇降ジャッキの故障や誤操作などによる事故を防ぐことができる。

実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２に係る昇降ジャッキの構成を示す断面図である。図４（ａ）は昇降ジャッキの最長状態を示す断面図であり、図４（ｂ）は昇降ジャッキの最長状態を示す部分断面図である。図１に示した実施の形態１に係る昇降ジャッキと異なる点は、電動モータ及び減速機が下方に配置されている点である。このように、実施の形態２においては、電動モータや減速機などの整備または交換が必要な構成品を下方に配置する例を示す。また、実施の形態１に係る昇降ジャッキの構成要素と同一の部分には、実施の形態１で使用した符号と同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。

スプライン４、アイドラネジ５及びネジ棒６の外側には、複数のシリンダが設けられている。ネジ棒６の外側には、シリンダ１０が設けられている。シリンダ１０の一端はネジ棒６を固定しており、他端にはシリンダ９を固定するキー１０ａが設けられている。さらに、シリンダ１０の内部にはシリンダ９を収納可能な中空部１０ｂが形成されている。シリンダ１０の外側には、ペイロード取付具１１を介してペイロード１２が取り付けられている。シリンダ９は、シリンダ１０に設けられたキー１０ａにより、シリンダ１０に対して回転が阻止されると共に軸方向に摺動可能に設けられている。また、シリンダ９の一端には、シリンダ８を固定するキー９ａが設けられ、内部にはシリンダ８を収納可能な中空部９ｂが形成されている。

スプライン４の外側には、シリンダ７及びシリンダ８が設けられている。シリンダ７は、一端が減速機３に固定され、他端にはアイドラネジ５を固定するナット７ａが設けられている。さらに、シリンダ７の内部にはアイドラネジ５を収納可能な中空部７ｂが形成されている。シリンダ８は、シリンダ９に設けられたキー９ａにより、シリンダ９に対して回転が阻止されると共に軸方向に摺動可能に設けられている。また、シリンダ８の一端は減速機３に固定され、内部には中空部８ｂが形成されている。

次に、図４を用いてこの実施の形態２に係る昇降ジャッキの動作について説明する。まず、昇降ジャッキを延ばす動作について説明する。
電動モータ２の電源がＯＮ状態となると、電動モータ２の回転は出力軸２ａ及び減速機３の減速ギア３ａ，３ｂ，３ｃを介してスプライン４に伝達され、昇降ジャッキ１の伸長方向にスプライン４が回転する。スプライン４の回転により、スプライン４の溝４ａと噛合する溝５ａを有するアイドラネジ５が回転する。アイドラネジ５は、外側に設けられたネジ溝がシリンダ７の上端に設けられたナット７ａに螺合しているため、回転することにより軸方向に上昇移動する。

上記移動と同時に、アイドラネジ５の回転により、アイドラネジ５の上端に設けられたナット５ｂの回転が開始する。ナット５ｂの回転により、ナット５ｂに螺合しているネジ棒６が送り出されて軸方向に上昇移動する。また、アイドラネジ５及びネジ棒６の上昇移動に伴いシリンダ９及びシリンダ１０も上昇移動する。アイドラネジ５、ネジ棒６、シリンダ９及びシリンダ１０の上昇移動は、シリンダ９に設けられたキー９ａ及びシリンダ１０に設けられたキー１０ａにより規制される位置まで行われる。

次に、昇降ジャッキを縮める動作について説明する。電動モータ２の電源がＯＮ状態となると、電動モータ２の回転は出力軸２ａ及び減速機３の減速ギア３ａ，３ｂ，３ｃを介してスプライン４に伝達され、伸長させる場合とは逆方向にスプライン４が回転する。スプライン４の回転により、スプライン４の溝４ａと噛合する溝５ａを有するアイドラネジ５が回転する。アイドラネジ５は、外側に設けられたネジ溝がシリンダ７の上端に設けられたナット７ａに螺合しているため、回転することにより軸方向に下降移動する。

上記移動と同時に、アイドラネジ５の回転により、アイドラネジ５の上端に設けられたナット５ｂの回転が開始する。ナット５ｂの回転により、ナット５ｂに螺合しているネジ棒６が送り出されて軸方向に下降移動する。アイドラネジ５、ネジ棒６、とシリンダ９及びシリンダ１０の下降移動は、シリンダ９に設けられたキー９ａ及びシリンダ１０に設けられたキー１０ａにより規制される位置まで行われる。このように、スプライン４、アイドラネジ５及びネジ棒６の多段のネジを全て同時に駆動させることができるので、各ネジ径の違いなどによる送り速度の変化が生じることがなく、常に一定速度でジャッキを伸縮させることができる。

以上のように、この実施の形態２によれば、電動モータ及び減速機を下方に配置するように構成したので、電動モータの交換や減速機の整備などが発生した際に作業を容易に行うことができる。

実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３に係る昇降ジャッキを示す断面図である。この昇降ジャッキは、図４に示した実施の形態２に係る昇降ジャッキに手動ハンドルを追加して設けている。以下では、実施の形態２に係る昇降ジャッキと同一の部分には実施の形態２で使用した符号と同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。

昇降ジャッキ１は、駆動源であるモータ２２を有し、該モータ２２の両端には２つの出力軸２２ａ及び２２ｂが設けられている。出力軸２２ａは、減速機３の減速ギア３ａに連結され、モータ２２の回転を伝達する。出力軸（手動ハンドル連結部）２２ｂには手動ハンドル１３が接続可能である。モータ２２を手動回転させる場合には、出力軸２２ｂに手動ハンドル１３を差し込み、手動により回転させる。昇降ジャッキの動作は実施の形態２と同様である。

以上のように、この実施の形態３によれば、出力軸を２つ有するモータを設け、一方の出力軸を手動ハンドル接続可能に構成したので、モータが電動で使用できない場合でも、手動によりモータを駆動させて昇降ジャッキを動作させることができる。

この発明の実施の形態１に係る昇降ジャッキを示す断面図である。 この発明の実施の形態１に係る昇降ジャッキを示す断面図である。 この発明の実施の形態１に係る昇降ジャッキを示す拡大断面図である。 この発明の実施の形態２に係る昇降ジャッキを示す断面図である。 この発明の実施の形態３に係る昇降ジャッキを示す断面図である。

符号の説明

１ 昇降ジャッキ、２ 電動モータ、２ａ，２２ａ，２２ｂ 出力軸、３ 減速機、３ａ，３ｂ，３ｃ 減速ギア、４ スプライン、４ａ，５ａ 溝、５ アイドラネジ、５ｂ，７ａ ナット、４ｂ，５ｃ，７ｂ，８ｂ，９ｂ，１０ｂ 中空部、６ ネジ棒、７，８，９，１０ シリンダ、８ａ，９ａ，１０ａ キー、１１ ペイロード取付具、１２ ペイロード、１３ 手動ハンドル、２２ モータ。

Claims (2)

1. 回転体に回転を与える駆動モータと、
   前記駆動モータの回転を減速して伝達する減速機と、
   一端が前記減速機に固定され、外周面に軸方向に延びる第１の溝を有し、前記減速機から伝達された回転によって回転するスプラインと、
   前記スプラインの外側に配設され、一端が前記減速機の筐体に固定され、他端に第１のナット部を有するシリンダと、
   中空円筒状を形成し、外周部に前記第１のナット部と螺合する第１のネジ部と、一端の内周部に前記第１の溝と噛合する第２の溝と、他端に第２のナット部とを有し、前記スプラインの回転に伴って回転して軸方向に移動可能なアイドラネジと、
   外周部に前記第２のナット部と螺合する第２のネジ部を有し、回転方向の動きが固定され、前記アイドラネジの回転に伴い軸方向にネジ送りされるネジ棒と、
   前記シリンダ、前記アイドラネジ及び前記ネジ棒の外側に互いに入れ子状に格納される複数の筒部材と、
   前記複数の筒部材の回転方向の動きを阻止すると共に、軸方向に摺動可能に固定する複数のキーとを備えたことを特徴とする昇降ジャッキ。
2. 駆動モータ及び減速機を下方に配置し、
   前記駆動モータに、手動ハンドル連結部と、前記手動ハンドル連結部に着脱可能に取り付けられ、前記駆動モータを回転させる手動ハンドルとを備えたことを特徴とする請求項１記載の昇降ジャッキ。

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