JP2009084041A - ガススプリング式バランサ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大重量の長尺物体の高さ位置を１人で簡単に調節可能な高さ位置調節手段を備えたガススプリング式バランサ装置を提供すること。
【解決手段】吊持手段の吊持部で吊持される上側支持体１２と上側支持体１２の下方に所定間隔あけて平行に対置された下側支持体１６であって、吊持対象の物体９が吊持される下側支持体１６と、上側支持体１２と下側支持体１６の相互に離隔した複数部位に上端部と下端部が夫々連結された複数のバランサ２０であって、上端部と下端部を接近させる方向へ付勢するガススプリング２１を夫々有する複数のバランサ２０と複数のバランサ２０の中間の位置において上側支持体１２と下側支持体１６に連結されて、バランサ２０の付勢力で物体９を吊持した状態で下側支持体１６に少なくとも上方向きの力を作用させることで下側支持体１６と物体９の高さ位置を少なくとも上方へ調節可能な高さ位置調節手段６０とを備えた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ガススプリングを有するバランサを備えたガススプリング式バランサ装置に関し、特に大重量の長尺物体を吊持した状態でも簡単に物体の高さ位置を調節可能にしたものに関する。

従来、工場や倉庫において大重量の物体を、天井クレーン等で移動させたり、搬送用車両に積み込んだり、機械加工に供したりする際に、物体を所定の位置に配置するために、手動或いは電動工具により容易に調節でき、物体を吊持する吊持手段の吊持部に連結されて物体を吊持する種々のバランサ装置が提案され、実用化されている。

一般に、上記のバランサは流体圧により物体の重量を支持する付勢力を発生させるバランサ本体部と、上下１対の吊りピース等を備えている。この種のバランサ装置としては、圧縮ガス、加圧エアや油圧により付勢力を発生させるように構成されている。

例えば、特許文献１のバランサ装置においては、外部の装置から供給される流体圧（加圧エア又は油圧）が導入される伸縮シリンダによりバランス用の付勢力を発生させ、伸縮シリンダの外筒に対するピストンロッドの伸長動作を禁止するロック手段を、伸縮シリンダを覆うテレスコピック形のケース部材を設け、伸長動作を禁止した状態で重量物を安全に搬送移動させ、その搬送移動後にロック手段によるロックを解除し、バランサ装置を機能させるように構成してある。

しかし、上記のバランサ装置は、外部のエア供給源や油圧供給源から伸縮シリンダに加圧エアや油圧を供給するホース等を接続した状態でバランサ装置を使用することになるので、エアや油圧供給用のホースを処理するホースハンドリングが面倒になること、油圧式伸縮シリンダを用いる場合には複雑なバランス制御バルブが必要となり、物体の重量に等しい付勢力を発生させる為のバランス制御バルブの制御が複雑になること、伸縮シリンダに供給する油圧の応答性が鈍くなる等実用性に欠けること等の問題がある。

そこで、上記問題を解決するため、本願出願人は、特許文献２に記載のガススプリング式バランサを既に実用化している。このガススプリング式バランサは、プル型及びプッシュ型ガススプリングが組み込まれたバランサ本体部と、上下１対の吊りピースとで構成された小型なバランサであり、ガススプリングに封入された窒素ガス等の圧縮ガス圧により物体の重量にバランスする付勢力を発生させ、小型で応答性に優れるバランサである。
特開平８−１６５１００号公報 実用新案登録第３１３３２６７号公報

上記ガススプリング式バランサでは、吊持対象の物体の重量に応じた圧力の圧縮ガスを充填したガススプリングを組み込んだバランサを使用することにより、物体の重量にバランスする付勢力を発生させ、見掛け上、無重力状態にして物体を吊持することができる。
物体の重量があまり大きくなく小型なものの場合には、１本のバランサで物体を吊持し、しかもガススプリング内の圧縮ガスのガス圧も高くないので、物体の上下方向位置を１人で簡単に調節することができる。

しかし、数トンもの大重量の長尺物体を吊持する場合では、１本のバランサのみで長尺物体を吊持するには安定性に欠けること、大重量の物体の吊持に対応するため圧縮ガスを高圧に設定するが、それにより調節時の力が過大となり高さ位置の調節が困難になること、吊持した長尺物体の高さ位置の変更を１人で行うには安定性に欠けるので作業には数人の作業者を要するが、それにより経済性が悪化すること、などの問題がある。

本発明の目的は、大重量の長尺物体の高さ位置を１人で簡単に調節可能な高さ位置調節手段を備えたガススプリング式バランサ装置を提供することである。

請求項１のガススプリング式バランサ装置は、物体を吊持する吊持手段の吊持部に連結されて物体を吊持するのに使用されるガススプリング式バランサ装置において、前記吊持手段の吊持部で吊持される上側支持体と、前記上側支持体の下方に所定間隔あけて平行に対置された下側支持体であって、吊持対象の物体が吊持される下側支持体と、前記上側支持体と下側支持体の相互に離隔した複数部位に上端部と下端部が夫々連結された複数のバランサであって、前記上端部と下端部を接近させる方向へ付勢するガススプリングを夫々有する複数のバランサと、前記複数のバランサの中間の位置において上側支持体と下側支持体に連結されて、複数のバランサの付勢力で物体を吊持した状態で、下側支持体に少なくとも上方向きの力を作用させることで、下側支持体と物体の高さ位置を少なくとも上方へ調節可能で且つ増力機能を有する高さ位置調節手段と、を備えたことを特徴としている。

このガススプリング式バランサ装置においては、上側支持体に吊持手段の吊持部を連結し、下側支持体に吊持対象の物体を連結し、クレーン等の吊持手段によりこのバランサ装置を介して物体を吊持すると、バランサ装置のガススプリングのガス作動室に充填された圧縮ガスによる付勢力が物体の重量とバランスする位置まで、ガススプリングのロッド部材が移動してバランス状態になる。このバランス状態になると物体の重量が見かけ上は零になる。物体を吊持後に物体の高さ位置を少なくとも上方へ調節する際には、高さ位置調節手段で調節することで、物体の高さ位置を簡単に調節することができる。

請求項２のガススプリング式バランサ装置は、請求項１の発明において、前記高さ位置調節手段は、下側支持体に固定された縦長のケース部材と、このケース部材に滑りクラッチ機構を介して装着された第1ラック部材と、この第1ラック部材に噛み合った鉛直方向へ延びる第2ラック部材と、前記上側支持体に固定され且つ第2ラック部材を介して第1ラック部材とケース部材と下側支持体と吊持された物体とを上下方向へ駆動可能なラック式リニアアクチュエータとを有し、この高さ位置調節手段により、下側支持体と物体の高さ位置を少なくとも上下両方へ調節可能に構成したことを特徴としている。

請求項３のガススプリング式バランサ装置は、請求項１の発明において、前記高さ位置調節手段は電動ホイストからなり、前記高さ位置調節手段により、下側支持体と物体の高さ位置を上方へのみ調節可能に構成したことを特徴としている。

請求項４のガススプリング式バランサ装置は、請求項１〜３の何れかの発明において、前記ガススプリングは、本体ケースと、この本体ケースのシリンダ孔に摺動自在のピストン部とこのピストン部から延び本体ケースのロッド側端壁部を挿通して外部へ延びるロッド部とを有するロッド部材と、前記シリンダ孔内に区画されたガス作動室とを有し、圧縮ガスによりロッド部材を本体ケース内へ退入させる方向へ付勢するプル型ガススプリングであることを特徴としている。

請求項５のガススプリング式バランサ装置は、請求項１〜３の何れかの発明において、前記ガススプリングは、本体ケースと、この本体ケースに装着され本体ケースのロッド側端壁部を挿通して外部へ延びるロッド部と、前記本体ケース内に区画されたガス作動室とを有し、圧縮ガスによりロッド部材を本体ケースから進出させる方向へ付勢するプッシュ型ガススプリングであることを特徴としている。

請求項６のガススプリング式バランサ装置は、請求項５の発明において、前記バランサの外面側を覆うテレスコピック形のケーシングを有することを特徴としている。

請求項１の発明によれば、吊持手段の吊持部で吊持される上側支持体と、前記上側支持体の下方に所定間隔あけて平行に対置された下側支持体であって、吊持対象の物体が吊持される下側支持体と、前記上側支持体と下側支持体の相互に離隔した複数部位に上端部と下端部が夫々連結された複数のバランサであって、前記上端部と下端部を接近させる方向へ付勢するガススプリングを夫々有する複数のバランサと、前記複数のバランサの中間の位置において上側支持体と下側支持体に連結されて、複数のバランサの付勢力で物体を吊持した状態で、下側支持体に少なくとも上方向きの力を作用させることで、下側支持体と物体の高さ位置を少なくとも上方へ調節可能で且つ増力機能を有する高さ位置調節手段を備えたので、次の効果を奏する。

前記複数のバランサにより下側支持体を介して大重量の長尺物体を吊持するので、吊持対象の物体の安定性が向上する。複数のバランサの中間の位置に高さ位置調節手段を設けるので、安定性を維持したまま１人で高さ位置を調節でき物体を搬送することができる。高さ位置調節手段により、上側支持体と下側支持体との間の長さを調節することで、長尺物体であっても、少なくとも上方へ簡単に調節することができる。高さ位置調整手段が増力機能を有するので、圧縮ガスが高圧に設定されていても容易に大重量の物体の高さ位置を調節できる。高さ位置調節手段は手動で駆動してもよく、電動工具で駆動してもよいが、１人で簡単に大重量の長尺物体の高さ位置を調節することができ、作業能率を高めることができるので経済性が改善される。

請求項２の発明によれば、この高さ位置調節手段は、下側支持体に固定された縦長のケース部材と、このケース部材に滑りクラッチ機構を介して装着された第1ラック部材と、この第1ラック部材に噛み合った鉛直方向へ延びる第2ラック部材と、前記上側支持体に固定され且つ第2ラック部材を介して第1ラック部材とケース部材と下側支持体と吊持された物体とを上下方向へ駆動可能なラック式リニアアクチュエータとを有するので、下側支持体と大重量の長尺物体の高さ位置を少なくとも上下両方へ調節可能であり、既存の製品を組み込むことで容易に高さ位置調節可能なバランサ装置を製作することができる。

また、大重量の物体を吊持した際、所定の力（高さ位置調節に必要な力）以上の負荷が下側支持体を介して高さ位置調節手段に掛かるが、高さ位置調節手段に滑りクラッチ機構が組み込まれているので、ケース部材と第１ラック部材との間が滑り、ケース部材に対する第１ラック部材の位置が自動的に変更されることで、高さ位置調節手段の上下方向の長さを上側支持体と下側支持体との間の長さに対応して自動的に調節すると共に高さ位置調節手段の破損を防止することができる。

請求項３の発明によれば、この高さ位置調節手段は、電動ホイストからなるので、下側支持体と物体の高さ位置を上方へのみ調節可能であり、既存の製品を組み込むことで容易に高さ位置調節可能なバランサ装置を製作することができる。また、手動では調節が困難な数トンの大重量の物体をバランサ装置に吊持しても、物体の高さ位置調節するための力を極力小さくすることができるため、小型で安価な電動ホイストが使用できる。

請求項４の発明によれば、このガススプリングが圧縮ガスによりロッド部材を本体ケースへ退入させる方向へ付勢するプル型ガススプリングであるので、バランサの構造を簡単化、小型化することができ、安価に製作することができる。

請求項５の発明によれば、このガススプリングが圧縮ガスによりロッド部材を本体ケースから進出させる方向へ付勢するプッシュ型ガススプリングであるので、ガススプリングのガス作動室の周辺のシール箇所を少なくし、ガス作動室に充填封入した圧縮ガスのリークを少なくすることができ、圧縮ガスの充填などのメンテナンス費用を低減できる。

請求項６の発明によれば、外面側を覆うテレスコピック形のケーシングを有するので、バランサの外観を向上させると共に、バランサの伸縮動作時における、枠体間に挟まれるなどの事故を防止することができる。

以下、本発明を実施する最良の形態について図面に基づいて説明する。
本発明のガススプリング式バランサ装置は、工場や倉庫、搬送用車両の周辺等において、物体を吊持する吊持手段の吊持部に連結されて物体を吊持するのに使用するものであり、特に例えば１トン以上の大重量の長尺物体の吊持に好適なものである。

図１に示すように、建物の天井側に設置される天井クレーン１（吊持手段に相当する）は、運転部２と本体３とトロリ４とワイヤ５とフック６（吊持部に相当する）等を有し、トロリ４から下方へ延びるワイヤ５の下端にフック６が設けられ、大重量の長尺物体９とフック６との間にガススプリング式バランサ装置１０がワイヤ７を介して吊持され、物体９はワイヤ８を介してバランサ装置１０に吊持され、天井クレーン１によりバランサ装置１０を介して物体９が吊持され、搬送される。

天井クレーン１によりバランサ装置１０を介して、物体９を吊持した状態では、バランサ２０に組み込まれたガススプリング２１のガス作動室３７の圧縮ガスにより物体９の重量とバランスする付勢力が発生するまで、ガススプリング２１のロッド部材３３が退入して圧縮ガスのガス圧が自動的に調節され、上記付勢力と物体９の重量がバランス状態になり、見かけ上は物体９の重量が零になる。このバランス状態で、高さ位置調節手段６０により上下両方の高さ位置が調節される。

図２，３に示すように、ガススプリング式バランサ装置１０は、上側支持体１２と、下側支持体１６と、２本のバランサ２０と、高さ位置調節手段６０とを備えている。上側支持体１２は、天井クレーン１のフック６で吊持され、下側支持体１６は、上側支持体１２の下方に所定間隔空けて平行に対置された下側支持体１６であって、吊持対象の物体９が吊持されている。

上側支持体１２は、角柱状に形成され水平向きに配置されている。その上面の両端には、連結部１２ａが夫々螺着され、天井クレーン１のフック６にワイヤ７を介して連結されている。下面の両端には、連結部１２ｂが夫々螺着され、バランサ２０の上端部がワイヤ１４を介して吊持されている。上側支持体１２の側面中心部には、ガス圧確認及び充填などの操作をするコントロールユニット５５が装着され、下面中心部には、高さ位置調整手段６０のラック式アクチュエータ７４が付設されている。

下側支持体１６は、上側支持体１２と同様の角柱状に形成され水平向きに配置されている。その上面の両端には、連結部１６ａが夫々螺着され、バランサ２０の下端部にワイヤ１８を介して連結されている。下面には、５つの連結部１６ｂが所定の間隔をあけて螺着され、物体９がワイヤ８を介して吊持されている。上面中心部には、支持部１６ｃが設けられ、ケース部材６１に固着された連結棒６３の下端部が連結されている。

次に、バランサ２０について説明するが、左右２本のバランサ２０は同一の構成要素を有するので、ここでは左側のバランサ２０についてのみ説明する。
このバランサ２０には、ガススプリング２１と、枠体４０と、第１の吊りピース５１と、第２の吊りピース５２と、外面側を覆うケーシング５４とを備え、上側支持体１２と下側支持体１６の相互に離隔した２箇所の連結部１２ｂ，１６ａに上端部と下端部が夫々連結され、上端部と下端部を接近させる方向へ付勢されている。

図４に示すように、ガススプリング２１は、本体ケース２２と、この本体ケース２２に装着され本体ケース２２のロッド側端壁部２５を挿通して外部へ延びるロッド部材３３と、前記本体ケース２２内に区画されたガス作動室３７とを有し、圧縮ガス（例えば、５〜１５ＭＰａの圧縮窒素ガス）によりロッド部材３３を本体ケース２２から下方へ進出させる方向へ付勢するプッシュ型ガススプリング２０である。

本体ケース２２は、シリンダ本体２３と、ヘッド側端壁部２４と、ロッド側端壁部２５とで構成されている。シリンダ本体２３は、複数のボルトにより第２板部材４４の下面に固定されている。ロッド側端壁部２５は貫通孔２７を有し、この貫通孔２７にロッド部材３３のロッド部３５が上下方向に摺動自在に挿通されている。ロッド側端壁部２５は、シリンダ本体２３の上端部にＣ形リング部材３０を介して内嵌固定されている。

ロッド側端壁部２５の外周部には、シリンダ本体２３との間をガス密にシールする環状シール部材３１ａが装着され、ロッド側端壁部２５の内周部にはロッド部３５との間の摺動隙間をガス密にシールする環状シール部材３１ｂが装着されている。環状シール部材３１ｂの下方には、ロッドガイドリング３２ａとダストシール３２ｂが装着されている。

ロッド部材３３は、鍔部３４と、この鍔部３４と一体形成され且つロッド側端壁部２５を挿通して外部へ延びるロッド部３５とを備えている。このロッド部３５は、圧縮ガス圧によりロッド側端壁部２５を挿通して外部へ下方へ延び、ロッド部３５の先端面が第３板部材４５の上端面に当接されている。

ガス作動室３７はシリンダ本体２３の内部に形成され、このガス作動室３７内へは、ヘッド側端壁部２４に設けられたガス充填孔３８と、このガス充填孔３８に装着されたガス充填バルブ３９を介して圧縮ガスが充填される。

枠体４０は、第１の枠体４１と、第２の枠体４２とで、ガススプリング２１の長手方向に伸縮可能に構成されている。この枠体４０には、ガススプリング２１が組み込まれ、ケーシング５４により外面側を覆われている。

ガススプリング２１の一端側には、第１，第２板部材４３，４４が、上側から順に、ガススプリング２１の軸心と直交状に配設されている。ガススプリング２１の他端側には、第３，第４板部材４５，４６が、ガススプリング２１から順にガススプリング２１の軸心と直交状に配設されている。ガススプリング２１は第２，第３板部材間４４，４５にロッド部材３３が最大限進出した状態で介装され、本体ケース２２が第２板部材４４の下面に固定され、ロッド部材３３の先端が第３板部材４５の上面に当接している。

第１の枠体４１は、第１板部材４３と、第３板部材４５と、第２板部材４４を摺動自在に挿通して第１，第３板部材４３，４５を連結する４本の第１タイロッド４７とで構成されている。第２の枠体４２は、第２板部材４４と、第４板部材４６と、第３板部材４５を摺動自在に挿通して第２，第４板部材４４，４６を連結する４本の第２タイロッド４８とで構成されている。

第１タイロッド４７の上端部が第１板部材４３を貫通してナットにより固定され、第１タイロッド４７の下端小径部が第３板部材４５を貫通してナットにより固定されている。第２タイロッド４８の上端部が第２板部材４４を貫通してナットにより固定され、第２タイロッド４８の下端部が第４板部材４６を貫通してナットにより固定されている。

第１板部材４３に第１の吊りピース５１のボルト部が螺合され、第４板部材４６に第２の吊りピース５２のボルト部が螺合されている。第１の吊りピース５１に上側支持台１２が連結され、第２の吊りピース５２に下側支持体１６に連結され、物体９は、バランサ装置１０を介して天井クレーン１に吊持される。第２板部材４４の上面と、第３板部材４５の下面には、合成ゴム部材４４ａ，４５ａが夫々装着され、バランサ２０が最大限収縮したときの第１，第２板部材４３，４４間及び第３，第４板部材４５，４６間の接触による衝撃を緩和している。また、第３板部材４５の上面には、合成ゴム部材４５ｂが装着され、バランサ２０が最大限伸長したときの第３板部材４５と本体ケース２２の下面の接触による衝撃を緩和している。

ケーシング５４は、底付きの円筒状の第１部材５４ａと第２部材５４ｂとを有し、ガススプリング２１と枠体４０の外面側を覆うテレスコピック形に構成されている。第１部材５４ａの底面は、第１板部材４３と第１の吊りピース５１との間に配置され、第１の吊りピース５１が第１板部材４３に螺合され固定されている。第２部材５４ｂの底面は、第４板部材４６と第２の吊りピース５２との間に配置され、第２の吊りピース５２が第４板部材４６に螺合され固定されている。第１部材５４ａの円筒部分に第２部材５４ｂの円筒部分が摺動自在に挿入されているため、枠体４０が伸縮動作するとケーシング５４も伸縮動作することができる。

ケーシング５４の側面には、縦長のスリットが設けられ、ガス充填バルブ３９が突出されている。このガス充填バルブ３９には、ガスホース５９の一端が接続され、ガスホース５９の他端が、コントロールユニット５５に接続されている。バランサ２０が伸縮動作する際は、ガス充填バルブ３９は縦長のスリットに沿って上下方向に移動自在である。

コントロールユニット５５は、操作パネル５６と、各ガス作動室３７のガス圧を測定するガス圧力計５７と、図示外の所定のガス充填手段からガスが供給される充填口と、ガスを排出する排出口などを有し、各バランサ２０のガス充填バルブ３９にホース５９を介して接続されている。これにより、各ガス作動室３７におけるガス圧の状態を確認でき、物体９の重量に応じてガス充填及び排出の制御を行うことができる。尚、ガス充填口には、常時ガス充填手段が接続されているわけではなく、必要に応じて接続され、ガスの充填及び排出をするようにしても良い。

ここで、高さ位置調節手段６０について説明する。
高さ位置調節手段６０は、縦長のケース部材６１と、滑りクラッチ機構６５と、第１ラック部材７１と、第２ラック部材７２と、ラック式リニアアクチュエータ７４とを有し、左右２本のバランサ２０の中間の位置において、上側支持体１２と下側支持体１６に連結されて、バランサ２０の付勢力で物体９を吊持した状態で、下側支持体１６に上下両方の力を作用させることで、下側支持体１６と物体９の高さ位置を少なくとも上下両方へ調節可能に構成されている。

図２と図５に示すように、縦長のケース部材６１の内部には、滑りクラッチ機構６５を介して第１ラック部材７１が装着され、第２ラック部材７２が第１ラック部材７１に噛み合い鉛直方向に装着されている。ケース部材６１の下端部には、図６に示すように、連結棒６３の上端が螺着され、下端の把持部６３ａが下側支持体１６の支持部１６ｃに遊嵌状に連結されている。このため、物体９が大きく揺れたとしても、遊嵌状に支持されているため振動を緩和することができる。

滑りクラッチ機構６５は、摩擦調整用のネジ部材６６とバネ部材６７と、固定用の摩擦板６８とを有し、ケース部材６１の側部に設けられた装着部に装着されている。バネ部材６７により摩擦板６８が付勢され、第１ラック部材７１の側面に押圧されている。このため、ケース部材６１及び摩擦板６８と第１ラック部材７１との間に発生する摩擦抵抗により、第１ラック部材７１がケース部材６１に強力固定されている。バネ部材６７による付勢力はネジ部材６８により調整可能である。

第１ラック部材７１は、ケース部材６１の半分以下の長さの角柱状に形成され、一側面に係合溝７１ａを有し、第２ラック部材７２の下端部のギア溝７２ａに噛合されている。この第１ラック部材７１は、ケース部材６１に押圧され一体となって上下方向へ移動可能であるが、所定の力（例えば、２００Kｇｆの力）以上の負荷がケース部材６１に掛かる場合は、ケース部材６１と第１ラック部材７１との間が滑るように滑りクラッチ機構６５により調整されている。

第２ラック部材７２は、円柱状に形成され、外周部の一部分にギア溝７２ａを有している。第２ラック部材７２は、ケース部材６１の内部から上部を貫通し上方へ延び、上側支持体１２に付設されたラック式リニアアクチュエータ７４のピニオン７７にギア溝７２ａが噛合されている。第２ラック部材７２の上端部は、上側支持体１２を貫通して上方に突出されている。

ラック式リニアアクチュエータ７４は、ケース部材７５と、ハンドル軸７６と、ハンドル軸７６と一体的に形成されケース部材７５内部に収容されたピニオン７７と、ハンドル軸７６に連結されピニオン７７半径より大きい半径を持つハンドル７８から構成され、上側支持体１２に固定されている。手動でハンドル７８を回転させ、ハンドル軸７６を介してピニオン７７を回転運動させることで、増力機能を有するピニオンラック機構により上下方向の直線運動に変換することができ、第２ラック部材７２を上下方向へ駆動できる。ハンドル軸７６を回転させるのは、電動ドライバーなどの電動工具を使用して直接ハンドル軸７６を回転させても良い。

このラック式リニアアクチュエータ７４により、第2ラック部材７２を介して第1ラック部材７１とケース部材６１と下側支持体１６と吊持された物体９とを、上下方向へ駆動可能である。尚、このラック式リニアアクチュエータ７４は、ハンドル軸７６を操作した場合のみ、第２ラック部材７２を上下方向へ駆動できるロック手段を有している。

次に、このガススプリング式バランサ装置１０の作用及び効果について説明する。
このバランサ装置１０の上側支持体１２の連結部１２ａに天井クレーン１のフック６をワイヤ７を介して係合させて天井クレーン１に吊持する。物体９を天井クレーン１で吊持しない状態では、各ガス作動室２７内に充填された圧縮ガスの付勢力によりロッド部材３３は本体ケース２２から最大限進出した状態になる。このとき、このバランサ装置１０は複数のガススプリング２１により上側支持体１２と下側支持体１６との間が最大限収縮した状態になる。

下側支持体１６の連結部１６ｂにワイヤ８を介して物体９を連結し、物体９を天井クレーン１で吊持すると物体９はバランサ装置１０を介して吊持され、下側支持体１６を介して第２の枠体４２に物体９の重量が夫々作用する。第１の枠体４１が上側支持体１２を介して天井クレーン１に支持されているため、下側支持体１６を介して第２の枠体４２が下降し、ロッド部材３３が本体ケース２２に対して退入移動し、各ガス作動室２７内の圧縮ガスのガス圧が自動的に調節されて、圧縮ガスによる付勢力と物体９の重量とが等しくなる。このバランス状態では、物体９の重量が見かけ上は零になる。

バランス状態に移行する間、高さ位置調節手段６０では、物体９を吊持した瞬間は下側支持体１２に連結されているケース部材６１に物体９の数トンもの大重量が掛かり、滑りクラッチ機構６５によりケース部材６１と第１ラック部材７１との間が滑る。その後、バランス状態に近づくと、滑りクラッチ機構６５による摩擦力が作用し、第１ラック部材７１がケース部材６１に摩擦固定されることで滑りが停止し、上側支持体１２と下側支持体１６との間が固定されることで、高さ位置調節手段の上下方向の長さが上側支持体と下側支持体との間の長さに対応して自動的に調節される。

この際、物体９に不意な衝撃が付加されバランサ装置１０が揺れ動いても、連結棒６３と下側支持体１６とが遊嵌状に連結されているため、高さ位置調節手段６０への振動を緩和することができ、ケース部材６１や、上側支持体１２に固定された第２ラック部材７２などの破損を防止することができる。

物体９の高さ位置調節６５を行うには、物体９がバランス状態のときにラック式リニアアクチュエータ７４のハンドル７８を手動で回転操作し、ピニオン７７に噛合された第２ラック部材７２を上方或いは下方へ移動させる。ここで、ハンドル７８の半径がピニオン７７の半径より大径に形成されているため手動の力を増力する効果を奏する。第２ラック部材７２は第１ラック部材７１に噛合され、第１ラック部材７１が滑りクラッチ機構６５によりケース部材６１に摩擦固定されているので、ケース部材６１も第２ラック部材７２と共に上下方向へ駆動可能となり、下側支持体１６と共に物体９の上下両方への高さ位置の調節を容易にすることができる。また、ラック式リニアアクチュエータ７４という既存の製品を組み込むことで容易に高さ位置調節可能なバランサ装置を製作することができる。

このように、２本のバランサ２０により下側支持体１６を介して大重量の長尺物体９を吊持するので、吊持対象の物体９の安定性が向上する。２本のバランサ２０の中間の位置に高さ位置調節手段６５を設けるので、安定性を維持したまま１人で高さ位置を調節でき、物体９を搬送することができる。高さ位置調節手段６０により、上側支持体１２と下側支持体１６との間の長さを調節することで、長尺物体９であっても、物体９の高さ位置を簡単に調節することができる。高さ位置調整手段６０が増力機能を有するので、圧縮ガスが高圧に設定されていても容易に大重量の物体９の高さ位置を調節できる。高さ位置調節手段６０は手動で駆動してもよく、電動工具で駆動してもよいが、１人で簡単に大重量の長尺物体の高さ位置を調節することができ、作業能率を高めることができるので経済性が改善される。

また、物体９が吊持された際に、所定の力（約２００Ｋｇｆ）以上の負荷が下側支持体１６を介して高さ位置調節手段６０に掛かるが、高さ位置調節手段６０に滑りクラッチ機構６５が組み込まれているので、ケース部材６１と第１ラック部材７１との間が滑り、ケース部材６１に対する第１ラック部材７１の位置が自動的に変更されるため、高さ位置調節手段６０の破損を防止することができる。

さらに、コントロールユニット５５が装着されているため、ガス圧力計により各ガス作動室２７のガス圧を常時確認できるので、圧縮ガスが僅かに漏出しガス圧が徐々に低下してきても、それを直ぐに確認できガス充填手段により充填口からガスを充填することができる。また、バランサ装置１０の用途に応じてガス圧を低下させたい場合、排出口からガスを排出させることでガス圧を低下させ、ガスによる付勢力を調整することができる。

このバランサ装置１０に使用されるガススプリング２１が圧縮ガスによりロッド部材３３を本体ケース２２から進出させる方向へ付勢するプッシュ型ガススプリングであるので、ガススプリング２１のガス作動室２７の周辺のシール箇所を少なくし、ガス作動室２７に充填封入した圧縮ガスのリークを少なくすることができ、圧縮ガスの充填などのメンテナンス費用を低減できる。

次に、ガススプリング式バランサ装置１０Ａの高さ位置調節手段６０Ａについて図面に基づいて説明する。但し、前記実施例１の構成要素と同一の構成要素には同一符号を付し説明を省略し異なる構成についてのみ説明する。
この高さ位置調節手段６０Ａは、電動ホイスト８０からなり、この電動ホイスト８０により、下側支持体１６と物体９の高さ位置を上方へのみ調節可能に構成されている。

図７に示すように、電動ホイスト８０は、電動アクチュエータによる増力機能を有し、フレーム８１と、駆動部８２と、チェーン部材８３と、チェーン部材収容部８４と、フック８５から構成され、フレーム８１が上側支持体１２の中心部に螺着された連結部１２ｃにワイヤ８６を介して吊持されている。

フレーム８１の内部には、滑りクラッチ機構が内蔵されており、前記実施例１と同様に所定の力（約２００Ｋｇｆ）以上の負荷がチェーン部材８３に掛かった場合にチェーン部材８３がフレーム８１から滑り出すように構成されている。チェーン部材８３は、駆動部８２により上方に巻き上げられ、巻き上げられたチェーン部材８３の余剰長さ分がチェーン部材収容部８４に収容される。

チェーン部材８３の先端に装着された鍵付きフック８５は、下側支持体１６の上面中心付近の２箇所に螺着された連結部１６ｄにワイヤ８７を介して連結し、下側支持体１６を介して物体９を吊持している。
それ以外の構成要素は、前記実施例１と同様であるので説明は省略する。

次に、ガススプリング式バランサ装置１０Ａの作用及び効果について説明する。
このバランサ装置１０Ａを天井クレーン１に吊持し、物体９をバランサ装置１０Ａに連結すると物体９はバランサ装置１０Ａを介して吊持され、前記実施例１と同様にロッド部材３３が本体ケース３８に退入移動し物体９がバランス状態になる。このバランス状態に移行する間、大重量の物体９により下側支持体１６が下降することで上側支持体１２と下側支持体１６との間が長くなる。電動ホイスト８０には滑りクラッチ機構が内蔵されているので、電動ホイスト８０のチェーン部材８３がフレーム８１から自動的に滑り出す。

バランス状態に移行し、物体９の高さ位置調節を行うには、電動ホイスト８０の駆動部８２を駆動させ、チェーン部材８３を巻き上げることで、下側支持体１２と物体９を上方へ引き上げることができ、容易に物体９を上方へのみ高さ位置を調節することができる。

但し、この高さ位置調整手段６０Ａでは、大重量の物体を吊持し、バランサのロッド部材３３が最大限退入してしまった状態（フルストローク状態）の際、電動ホイスト８０に掛かる物体の重量の割合が高くなるため、滑りクラッチ機構によるクラッチが解除され、電動ホイスト８０を巻き上げ、物体９を上方へ移動させても、電動ホイスト８０を緩めると物体９の自重でチェーン部材８３が滑り、物体９が下降してしまう。

このため、このフルストローク状態で高さ位置調節を行う場合、電動ホイスト８０で巻き上げることで上方へ調節可能であると共に、電動ホイスト８０を緩めると物体９の自重により下降することで下方へも調節可能となるので、上下両方への高さ位置調節が可能となる。

さらに、電動ホイスト８０が、上側支持体１２と下側支持体１６との間にワイヤ８６，８７で介装されているため、物体９に衝撃が付加され振動しても、振動が緩和されるので電動ホイスト８０の破損を防止することができる。

既存の製品である電動ホイスト８０を組み込むことで、容易に高さ位置調節可能なバランサ装置１０Ａを製作することができる。また、手動では調節が困難な数トンの大重量の物体９をバランサ装置１０Ａに吊持しても、物体９の高さ位置調節するための力をバランサ２０により極力小さくすることができるため、小型で安価な電動ホイスト８０が使用できる。
それ以外の効果は前記実施例１と略同様の効果を奏するので、説明は省略する。

次に、バランサ２０Ａについて図面に基づいて説明する。但し、前記実施例１の構成要素と同一の構成要素には同一符号を付し説明を省略し異なる構成についてのみ説明する。
図８に示すように、このバランサ２０Ａは、プル型ガススプリング９１と、ケース部材９２と、第１の吊りピース５１と、第２の吊りピース５２とを有する。

先ず、プル型ガススプリング９１について説明する。
プル型ガススプリング９１は、シリンダ孔９２と、ロッド部材９５と、ガス作動室９９とを有する。このロッド部材９５は、ガス作動室９９に充填された圧縮ガスによりシリンダ孔９２へ退入する方向へ付勢されている。

シリンダ孔９２を形成する本体ケース９３は、円筒部材１０７に内嵌されて、円筒部材１０７に例えば接着剤で強力に接着されている。本体ケースの９３上端部には、ロッド部材９５が上限位置に達したときに、ピストン部９６を係止する環状の係止部９３ａが形成されている。

ロッド部材９５は、ピストン部９６と、延長部９７と、ロッド部９８とを有する。ピストン部９６には環状シール部材９６ａが装着されている。ピストン部９６から上方へ連なる延長部９７は、係止部９３ａを挿通して上方へ延びている。ロッド部９８は、ロッド側端壁部１００と下蓋部材１０９を挿通してシリンダ孔９２の外部へ延びている。ロッド部９５の下端部分は段付き部を境にして小径に形成され、その先端部に第２の吊りピース５２が固着されている。

ガス作動室９９は、シリンダ孔９２内に区画され、ガス充填孔１００に装着されたガス充填バルブ１０１により、このガス作動室９９には圧縮ガスが充填封入されている。ガス作動室９９内の下端部には、圧縮ガスがリークしないようにシールするための潤滑油を少量収容しておくことが望ましい。

ロッド側端壁部１０２は、Ｃ形リング部材１０３を介して本体ケース９３に内嵌固定されている。外周面には、本体ケース９３との間の隙間をガス密にシールする環状シール部材１０４ａが装着され、内周面には、ロッド部との間の摺動隙間をガス密にシールする環状シール部材１０４ｂが装着されている。環状シール部材１０４ｂの下方には、ロッドガイドリング１０５ａとダストシール１０５ｂが装着されている。

ケース部材１０６は、円筒部材１０７と、円筒部材１０７の上部と下部を夫々塞ぐ上蓋部材１０８と下蓋部材１０９とで構成されている。上蓋部材１０８の軸心部に、第１の吊りピース５１のボルト部が螺合されている。下蓋部材１０９の中心側部分に貫通孔が形成され、ロッド部材９８が上下方向へ移動自在に挿通されている。それ以外の構成は前記実施例１と同様の構成を有するので説明は省略する。

次に、バランサ２０Ａが装着されたガススプリング式バランサ装置１０の作用及び効果について説明する。
このバランサ２０Ａは、前記実施例１とほぼ同様の効果を奏するが、このバランサ２０Ａに組み込まれたガススプリング９１が、圧縮ガスによりロッド部材９５を本体ケース９３へ退入させる方向へ付勢するプル型ガススプリングであるので、バランサ２０Ａの構造を簡単化、小型化することができ、安価に製作することができる。

次に、前記実施例を部分的に変更する変更例について説明する。
１）実施例１〜３に係るガススプリング式バランサ装置１０，１０Ａは、必ずしも２本のバランサ２０，２０Ａだけで構成する必要は無く、それ以上の複数のバランサを有する構成であっても良い。
２）実施例１〜３に係るコントロールユニット５５が、バランサ装置１０，１０Ａに設けられているが、コントロールユニット５５は必ずしも必要ではなく、圧縮ガスが充填された複数のバランサのみを設ける構成であっても良い。
３）実施例１，２に係る高さ位置調整手段６０，６０Ａは、ラック式リニアアクチュエータ６５や電動ホイスト８０に限らず、増力機能を有する構成のものであれば良い。
４）その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において前記実施例に種々の変形を付加した形態で実施することができる。

本発明の実施例１に係るガススプリング式バランサ装置１０の略全体図である。 ガススプリング式バランサ装置１０の正面図である。 ガススプリング式バランサ装置１０のバランス状態の縦断面図である。 バランサ２０のバランス状態の縦断面図である。 高さ位置調節手段６０のケース部材６１の横断面図である。 下側支持体１６とケース部材６１の要部拡大図である。 実施例２に係るガススプリング式バランサ装置１０Ａの略全体図である。 実施例３に係るバランサ２０Ａの縦断面図である。

符号の説明

１ 天井クレーン
９ 物体
１０，１０Ａ ガススプリング式バランサ装置
１２ 上側支持体
１６ 下側支持体
２０，２０Ａ ガススプリング式バランサ
２１ プッシュ型ガススプリング
６０，６０Ａ 高さ位置調節手段
６１ 縦長のケース部材
６５ 滑りクラッチ機構
７１ 第１ラック部材
７２ 第２ラック部材
７４ ラック式リニアアクチュエータ
８０ 電動ホイスト
９１ プル型ガススプリング

Claims (6)

1. 物体を吊持する吊持手段の吊持部に連結されて物体を吊持するのに使用されるガススプリング式バランサ装置において、
   前記吊持手段の吊持部で吊持される上側支持体と、
   前記上側支持体の下方に所定間隔あけて平行に対置された下側支持体であって、吊持対象の物体が吊持される下側支持体と、
   前記上側支持体と下側支持体の相互に離隔した複数部位に上端部と下端部が夫々連結された複数のバランサであって、前記上端部と下端部を接近させる方向へ付勢するガススプリングを夫々有する複数のバランサと、
   前記複数のバランサの中間の位置において上側支持体と下側支持体に連結されて、複数のバランサの付勢力で物体を吊持した状態で、下側支持体に少なくとも上方向きの力を作用させることで、下側支持体と物体の高さ位置を少なくとも上方へ調節可能で且つ増力機能を有する高さ位置調節手段と、
   を備えたことを特徴とするガススプリング式バランサ装置。
2. 前記高さ位置調節手段は、下側支持体に固定された縦長のケース部材と、このケース部材に滑りクラッチ機構を介して装着された第1ラック部材と、この第1ラック部材に噛み合った鉛直方向へ延びる第2ラック部材と、前記上側支持体に固定され且つ第2ラック部材を介して第1ラック部材とケース部材と下側支持体と吊持された物体とを上下方向へ駆動可能なラック式リニアアクチュエータとを有し、
   この高さ位置調節手段により、下側支持体と物体の高さ位置を少なくとも上下両方へ調節可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載のガススプリング式バランサ装置。
3. 前記高さ位置調節手段は電動ホイストからなり、前記高さ位置調節手段により、下側支持体と物体の高さ位置を上方へのみ調節可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載のガススプリング式バランサ装置。
4. 前記ガススプリングは、本体ケースと、この本体ケースのシリンダ孔に摺動自在のピストン部とこのピストン部から延び本体ケースのロッド側端壁部を挿通して外部へ延びるロッド部とを有するロッド部材と、前記シリンダ孔内に区画されたガス作動室とを有し、
   圧縮ガスによりロッド部材を本体ケース内へ退入させる方向へ付勢するプル型ガススプリングであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のガススプリング式バランサ装置。
5. 前記ガススプリングは、本体ケースと、この本体ケースに装着され本体ケースのロッド側端壁部を挿通して外部へ延びるロッド部と、前記本体ケース内に区画されたガス作動室とを有し、
   圧縮ガスによりロッド部材を本体ケースから進出させる方向へ付勢するプッシュ型ガススプリングであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のガススプリング式バランサ装置。
6. 前記バランサの外面側を覆うテレスコピック形のケーシングを有することを特徴とする請求項５に記載のガススプリング式バランサ装置。