JP2009280314A - パンタグラフ式リフタ - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で如何なる駆動手段にも適用可能であり、駆動手段の故障等による昇降台の急激な下降を自動的に阻止するとともに、荷重状態にかかわらず所定の下降加速度で確実に安全機構を作動させることができるパンタグラフ式リフタを提供すること。
【解決手段】パンタグラフ機構１１０により昇降移動するパンタグラフ式リフタ１００において、一方のリンク１１１がラック円盤１３４を有するとともに、昇降台１０１が爪部１３３をラック円盤１３４に係合する方向に押圧されたロックアーム１３１を有していること。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数のリンクと複数の関節部からなるパンタグラフ機構により昇降移動する昇降台と、該パンタグラフ機構を駆動する駆動手段とを有するパンタグラフ式リフタに関するものである。

従来、複数のリンクと複数の関節部からなるパンタグラフ機構により昇降移動する昇降台と、該パンタグラフ機構を駆動する駆動手段とを有するパンタグラフ式リフタは周知であり、昇降台の不意な下降を防止するため、固定・解除を切り替えるストッパ機構を備えたパンタグラフ式リフタもまた周知である。
また、駆動手段の故障等による昇降台の急激な下降を自動的に阻止する安全機構を備えたパンタグラフ式リフタが知られている。

これらの安全機構を備えたパンタグラフ式リフタ５００は、図４に示すように、パンタグラフ機構５１０を駆動手段であるシリンダ装置５２１により、基台５０２に対して昇降台５０１を昇降移動するように構成されている。

パンタグラフ機構５１０の第１リンク部材５１１は、その上端が昇降台５０１下面のピン５１４で回動自在に連結されており、また、下端にはガイドローラ５１６が回転自在に取り付けられて、基台５０２の上面を水平方向に変位できるように支持されている。

また、第２リンク部材５１２の上端は、ガイドローラ５１７が回転自在に取り付けられて、ガイドローラ５１７が昇降台５０１の下面を水平方向に変位できるようになっており、第２リンク部材５１２の下端は、基台５０２上面のアンカーピン５１５で回動自在に連結されている。

第１、第２リンク部材５１１、５１２は中間位置で連結ピン５１３によって互いに回動自在に連結され、第２リンク部材５１２のガイドローラ５１６は基台５０２に水平に設けられたシリンダ装置５２１のピストンロッド５２２と安全機構５３０を介して連結されており、シリンダ装置５２１のピストンロッド５２２の伸縮動作により昇降台５０１が昇降する。

安全機構５３０の構造及び動作について説明すると、図５、図６に示すように、シリンダ装置５２１が正常に引張力を付与している際には、ピストンロッド５２２の端部板５２３がバネ５３５を圧縮してストッパカラー５３６がホルダ５３２に着座し、ホルダ５３２にピン結合された連結ロッド５３１を引っ張ることで第１リンク部材のガイドローラ５１６を引っ張り、昇降台５０１の荷重に対抗して昇降動作及び保持動作を行うように構成されている。

そして、ホルダ５３２にはピン５３７を支点として揺動可能にロック用爪５３３が設けられ、その一端は、ホルダ５３２の両側方の基台５０２に固定されたラチェット歯部材５３４に係脱可能とされるとともに、他端はリンクを介して端部板５２３にピン結合されており、シリンダ装置５１５が正常に引張力を付与し、ストッパカラー５３６がホルダ５３２に着座している状態では、ロック用爪５３３はラチェット歯部材５３４には係合せず、シリンダ装置５２１の動作によって昇降台５０１の昇降動作及び保持動作が行われる。

シリンダ装置５２１が何らかの障害により正常な引張力を付加できなくなると、バネ５３５の押圧力によりピストンロッド５２２の端部板５２３が移動し、ストッパカラー５３６がホルダ５３２からの離れる方向に移動することで、連結ロッド５３１の移動を阻止して昇降台の加工を停止させるように構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開昭６０−３６３００号公報（第２乃至４頁、図３、図６、図７）

しかしながら、周知のパンタグラフ式リフタの固定・解除を切り替えるストッパ機構は、人が判断をして操作するか、何らかの検出・制御手段を用いて動作させる必要があり、駆動手段の故障等による昇降台の急激な下降を自動的に阻止することが困難であった。

また、公知の安全機構を備えたパンタグラフ式リフタは、昇降台の荷重が変化するとシリンダ装置の引張力も変化するのに対し設定されるバネ力が一定であるため、昇降台の荷重が大きくなるほど安全機構の作動点が加速度大側にシフトし、最大荷重時にも安全な下降加速度で作動するようにバネ力を設定すると、昇降台の荷重が小さい場合、必要以上に下降加速度が低く抑えられてしまうという問題があった。

さらに、公知の安全機構を備えたパンタグラフ式リフタは、安全装置自体の構造が複雑であるとともに安全機構が荷重を受けるメンバーであることから、大型で強度の高い構成とする必要があり、装置の小型化を阻害するという問題があるとともに、例えば関節部で軸を直接回転させるタイプの駆動手段の場合は適用できないという問題があった。

本発明は、前述したような従来技術の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、簡単な構造で如何なる駆動手段にも適用可能であり、駆動手段の故障等による昇降台の急激な下降を自動的に阻止するとともに、荷重状態にかかわらず所定の下降加速度で確実に安全機構を作動させることができるパンタグラフ式リフタを提供することである。

本請求項１に係る発明は、複数のリンクと複数の関節部からなるパンタグラフ機構により昇降移動する昇降台と、前記パンタグラフ機構を駆動する駆動手段とを有するパンタグラフ式リフタにおいて、前記複数の関節部の少なくとも一つの関節部の一方のリンクがラック円盤を有するとともに、他方のリンクがロックアームを有しており、該ロックアームが、先端に前記ラック円盤と係合する爪部を有し、後端に錘部を有し、中間部を支点として揺動可能に軸支されるとともに、前記爪部がラック円盤と係合する方向に押圧されていることにより、前記課題を解決するものである。

本請求項２に係る発明は、請求項１に記載されたパンタグラフ式リフタの構成に加えて、前記他方のリンクが、前記錘部を受けるストッパを有するとともに、該ストッパが、前記錘部を上方に押圧するバネを有することにより、前記課題をさらに解決するものである。

本請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載されたパンタグラフ式リフタの構成に加えて、前記ラック円盤が、前後非対称な形状の歯を有し、前記ロックアームの爪部が、前記ラック円盤の前後非対称な形状の歯と協働してラチェット機構を構成する形状であることにより、前記課題をさらに解決するものである。

本請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載されたパンタグラフ式リフタの構成に加えて、前記他方のリンクが、昇降台であることにより、前記課題をさらに解決するものである。

本請求項１に係る発明のパンタグラフ式リフタは、複数のリンクと複数の関節部からなるパンタグラフ機構により昇降移動する昇降台と、パンタグラフ機構を駆動する駆動手段とを有するパンタグラフ式リフタにおいて、複数の関節部の少なくとも一つの関節部の一方のリンクがラック円盤を有するとともに、他方のリンクがロックアームを有しており、該ロックアームが、先端にラック円盤と係合する爪部を有し、後端に錘部を有し、中間部を支点として揺動可能に軸支されるとともに、爪部がラック円盤と係合する方向に押圧されていることにより、ロックアームに係る押圧力と錘部に係る重力により位置決めされているロックアームに対して、昇降時の他方のリンクの加速により錘部に係る力が重畳されることでロックアームを揺動させて、爪部とラック円盤を係合させて関節部の動作を止めることができるため、駆動手段とは全く別個に構成された簡単な構造で如何なる駆動手段にも適用可能であり、駆動手段の故障等による昇降台の急激な下降を自動的に阻止するとともに、荷重状態にかかわらず所定の下降加速度で確実に安全機構を作動させることができる。

そして、本請求項２に係る発明のパンタグラフ式リフタは、請求項１に係るパンタグラフ式リフタが奏する効果に加えて、他方のリンクが、錘部を受けるストッパを有するとともに、該ストッパが、錘部を上方に押圧するバネを有することにより、ストッパによってロックアームの初期位置決めを行うことができるとともに、バネによる押圧力を錘部に係る重力未満に設定して所定の加速度以下では揺動しないように構成できるため、爪部とラック円盤の間隔をごく僅かとなるように初期位置決めして、所定の加速度を超えて揺動すると即座に爪部とラック円盤が係合することで、より確実に安全機構を作動させることができる。

そして、本請求項３に係る発明のパンタグラフ式リフタは、請求項１または請求項２に係るパンタグラフ式リフタが奏する効果に加えて、ラック円盤が、前後非対称な形状の歯を有し、ロックアームの爪部が、ラック円盤の前後非対称な形状の歯と協働してラチェット機構を構成する形状であることにより、逆方向にわずかに駆動して爪部とラック円盤の係合を解除することができるため、係合解除のための構成を追加する必要がなく、さらに簡単な構造とすることができる。

また、本請求項４に係る発明のパンタグラフ式リフタは、請求項１乃至請求項３のいずれかに係るパンタグラフ式リフタが奏する効果に加えて、他方のリンクが、昇降台であることにより、錘部に係る力を発生させる加速度を、昇降台の下降加速度そのものとすることができるため、より確実に安全機構を作動させることができる。

本発明のパンタグラフ式リフタは、複数のリンクと複数の関節部からなるパンタグラフ機構により昇降移動する昇降台と、パンタグラフ機構を駆動する駆動手段とを有するパンタグラフ式リフタにおいて、複数の関節部の少なくとも一つの関節部の一方のリンクがラック円盤を有するとともに、他方のリンクがロックアームを有しており、該ロックアームが、先端にラック円盤と係合する爪部を有し、後端に錘部を有し、中間部を支点として揺動可能に軸支されるとともに、爪部がラック円盤と係合する方向に押圧されており、簡単な構造で如何なる駆動手段にも適用可能であり、駆動手段の故障等による昇降台の急激な下降を自動的に阻止するとともに、荷重状態にかかわらず所定の下降加速度で確実に安全機構を作動させることができるという効果を発揮するものであれば、その具体的な実施態様は如何なるものであっても何ら構わない。

すなわち、本発明のパンタグラフ式リフタの駆動手段は、油圧や空気圧により駆動されても良く、モータにより駆動されても良い。
また、本発明のパンタグラフ式リフタの一方のリンク及び他方のリンク、昇降台あるいは基台であっても良い。

また、本発明のパンタグラフ式リフタは、基台と昇降台の間に一組のリンク部材を用いたパンタグラフ式リフタでも良く、基台と昇降台の間に上下に複数組を連結して昇降距離を大きくしたパンタグラフ式リフタであっても良い。

以下に、本発明のパンタグラフ式リフタの実施例について、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施例であるパンタグラフ式リフタの側面図であり、図２は、本発明の一実施例であるパンタグラフ式リフタの安全機構の側面図であり、図３は、本発明の一実施例であるパンタグラフ式リフタの安全機構の動作時の側面図であり、図４は、本発明の一実施例であるパンタグラフ式リフタの錘部に加わる力の説明図である。

本発明の一実施例であるパンタグラフ式リフタ１００は、図１に示すように、パンタグラフ機構１１０を駆動手段であるシリンダ装置１２１により、基台１０２に対して昇降台１０１を昇降移動するように構成されている。

パンタグラフ機構１１０の第１リンク部材１１１は、その上端が昇降台１０１下面のピン１１４で回動自在に連結されており、また、下端にはガイドローラ１１６が回転自在に取り付けられて、基台１０２の上面を水平方向に変位できるように支持されている。

また、第２リンク部材１１２の上端は、ガイドローラ１１７が回転自在に取り付けられて、ガイドローラ１１７が昇降台１０１の下面を水平方向に変位できるようになっており、第２リンク部材１１２の下端は、基台１０２上面のアンカーピン１１５で回動自在に連結されている。

第１、第２リンク部材１１１、１１２は中間位置で連結ピン１１３によって互いに回動自在に連結され、第１リンク部材１１１の下端のガイドローラ１１６と第２リンク部材１１２の連結ピン１１３のやや上方に設けられた押圧ピン１１８にそれぞれシリンダ装置１２１及びそのピストンロッド１２２の両端が回動可能に結合され、シリンダ装置１２１のピストンロッド１２２の伸縮動作により第１、第２リンク部材１１１、１１２が相対的に回動して昇降台５０１が昇降動作を行うように構成されている。

なお、パンタグラフ機構１１０の第１、第２リンク部材１１１、１１２は、図１の表裏方向に、並列に２組設けられており、シリンダ装置１２１及びそのピストンロッド１２２は並列に設けられた第１、第２リンク部材１１１、１１２の表裏方向の中間に設けられ、ガイドローラ１１６のシリンダ装置１２１取り付け部分及び押圧ピン１１８のピストンロッド１２２取り付け部分は並列に設けられた表裏方向を結ぶものである。

そして、第１リンク部材１１１と昇降台１０１が相対回動するピン１１４部分に安全機構１３０が設けられている。
安全機構１３０は、図２、図３に示すように、第１リンク部材１１１に固定されたラック円盤１３４と、昇降台１０１の揺動軸１３４の周りに揺動可能に軸支されたロックアーム１３１で構成されている。

ロックアーム１３１は、先端にラック円盤１３４と係合する爪部１３３を有し、後端には錘部１３２を有しており、該錘部１３２は、昇降台１０１に設けられたストッパ１３６に着座して下方を支えられるとともに、錘部１３２のストッパ１３６側に開放するバネ穴内に挿入されたバネ１３７により上方に押圧されている。

ラック円盤１３４は、ロックアーム１３１の先端の爪部１３３と係合可能なラック歯１３５を有しており、該ラック歯１３５は前後非対称な形状に形成され、爪部１３３がラック歯１３５側に進入した時に、ロックアーム１３１の先端の爪部１３３と協働して、昇降台１０１下降時のラック円盤１３４の回転に対しては係合し、上昇時のラック円盤１３４の回転に対しては係合しないラチェット機構を構成している。

なお、安全機構１３０は、図１の表裏方向に並列に２組設けられた第１リンク部材１１１の内の一方のみに設けられても良く、両方に設けられても良い。

次に、以上のように構成されたパンタグラフ式リフタ１００の安全機構１３０の動作について、図２乃至図４に基づいて説明する。
錘部１３２は、図４に示すように、重力加速度ｇ及びパンタグラフ式リフタ１００の昇降時の上下方向の加速度ａ（ａは下方向を正とする）によって下方にＦ＝ｍ（ｇ−ａ）の力を受けるとともに、バネ１３７により上方にＦｓの力を受ける（ｍは錘部１３２の質量、ロックアーム１３１の揺動軸１３４の周りのモーメント分の影響も含む。）。
バネ１３７による上方への押圧力Ｆｓは、正常動作として許容される最大の加速度をａｓとし、Ｆｓ＝ｍ（ｇ−ａｓ）に設定されている。

まず、バネ昇降台１０１が停止あるいは一定速で昇降している場合は、ａ＝０であるからＦ＝ｍｇ＞Ｆｓ＝ｍ（ｇ−ａｓ）となり、錘部１３２はストッパ１３６に着座した状態で、図２に示すように、ロックアーム１３１の先端の爪部１３３はラック歯１３５と係合しない位置にある。

次いで、バネ昇降台１０１が正常な動作で下降方向に加速をした場合、すなわち、下降開始時に下降速度を増加する、あるいは、上昇停止時に上昇速度を減少した場合の下方向の加速度をａとすると、Ｆ＝ｍ（ｇ−ａ）となる。
この時、ａ≦ａｓであるかあら、Ｆ＝ｍ（ｇ−ａ）≧Ｆｓ＝ｍ（ｇ−ａｓ）となり、錘部１３２はストッパ１３６に着座した状態を維持し、ロックアーム１３１の先端の爪部１３３とラック歯１３５と係合せず、パンタグラフ式リフタ１００は正常に昇降動作を行うことができる。

そして、駆動手段の故障等により昇降台が急激な下降を始め下方向の加速度ａが許容される最大加速度ａｓより大きくなる、すなわちａ＞ａｓになると、Ｆ＝ｍ（ｇ−ａ）＜Ｆｓ＝ｍ（ｇ−ａｓ）となり、図３に示すように、錘部１３２はストッパ１３６から離れる方向に動き、ロックアーム１３１の先端の爪部１３３がラック歯１３５に進入して係合して昇降台１０１と第１リンク部材１１１の相対回転を阻止することで、パンタグラフ式リフタ１００に昇降動作を停止させることができる。

なお、昇降台１０１の上昇動作中に駆動手段の故障等が発生した場合は、最初に上昇速度の急激な減少でａ＞ａｓとなり、錘部１３２はストッパ１３６から離れる方向に動くが、ロックアーム１３１の先端の爪部１３３が昇降台１０１下降時のラック円盤１３４の回転に対しては係合し、上昇時のラック円盤１３４の回転に対しては係合しないラチェット機構を構成しているため、昇降台１０１が下降に転じた時に、ロックアーム１３１の先端の爪部１３３がラック歯１３５に係合してパンタグラフ式リフタ１００の動作を停止させることができる。

また、ラチェット機構を採用することで、ロックアーム１３１の先端の爪部１３３がラック歯１３５に係合している状態でも、昇降台１０１を上昇させることで係合を自動的に解除することができ、解除後も再び急激な下降加速度が生じた場合は、再び自動的にロックアーム１３１の先端の爪部１３３がラック歯１３５に係合してパンタグラフ式リフタ１００の動作を停止させることができるため、例えば、障害回復時の再起動時や、再度の障害の発生に対しても、何ら操作を行うことなく自動的に、確実に安全機構の解除・動作が行われる。

以上のように、本発明のパンタグラフ式リフタによれば、簡単な構造で如何なる駆動手段にも適用可能であり、駆動手段の故障等による昇降台の急激な下降を自動的に阻止するとともに、荷重状態にかかわらず所定の下降加速度で確実に安全機構を作動させることができるなど、その効果は甚大である。

なお、錘部１３２をストッパ１３６に着座させずに、圧縮バネの特性を応用して、停止時及び一定速運動時はＦｓ＝ｍｇとなる点でバランスさせ、下降加速度ａが発生した際にバネが伸びることによりＦｓ自体が小さくなることでロックアーム１３１の揺動量が下降加速度ａに応じて一義的に決まるように設定することにより、許容される最大の加速度がａｓを超えた時にロックアーム１３１の先端の爪部１３３がラック歯１３５に係合するようにしてもよい。

また、上記実施例では昇降台１０１にロックアーム１３１、第１リンク部材１１１のピン１１４部分にラック円盤１３４を設けたが、第２リンク部材１１２にロックアーム１３１、第１リンク部材１１１の連結ピン１１３部分にラック円盤１３４を設けてもよい。
この場合、第２リンク部材１１２の回動に伴って、錘部１３２に対する重力方向とバネ力の方向が変化するとともに、昇降台１０１の下降加速度と錘部１３２の第２リンク部材１１２の回動方向の加速度の関係が変化するが、この範囲内で有効に動作するようロックアーム１３１の初期位置を決めるストッパ１３６の位置やバネ力を与える方向を適宜設定し、許容される最大加速度を昇降台１０１の高さ位置に応じた最適な設定とすることも可能である。

本発明の一実施例であるパンタグラフ式リフタの側面図。 本発明の一実施例であるパンタグラフ式リフタの安全機構の側面図。 本発明の一実施例であるパンタグラフ式リフタの安全機構の動作時の側面図。 本発明の一実施例であるパンタグラフ式リフタの錘部に加わる力の説明図。 従来のパンタグラフ式リフタの側面図。 従来のパンタグラフ式リフタの安全機構の側面図。 従来のパンタグラフ式リフタの安全機構の動作時の側面図。

符号の説明

１００、５００ ・・・ パンタグラフ式リフタ
１０１、５０１ ・・・ 昇降台
１０２、５０２ ・・・ 基台
１１０、５１０ ・・・ パンタグラフ機構
１１１、５１１ ・・・ 第１リンク部材
１１２、５１２ ・・・ 第２リンク部材
１１３、５１３ ・・・ 連結ピン
１１４、５１４ ・・・ ピン
１１５、５１５ ・・・ アンカーピン
１１６、５１６ ・・・ ガイドローラ
１１７、５１７ ・・・ ガイドローラ
１１８ ・・・ 押圧ピン
１２１、５２１ ・・・ シリンダ装置
１２２、５２２ ・・・ ピストンロッド
５２３ ・・・ 端部板
１３０、５３０ ・・・ 安全機構
１３１ ・・・ ロックアーム
１３４ ・・・ ラック円盤
１３８ ・・・ 揺動軸
５３１ ・・・ 連結ロッド
５３２ ・・・ ホルダ
５３３ ・・・ ロック用爪
５３４ ・・・ ラチェット歯部材
５３５ ・・・ バネ
５３６ ・・・ ストッパカラー
５３７ ・・・ ピン

Claims (4)

1. 複数のリンクと複数の関節部からなるパンタグラフ機構により昇降移動する昇降台と、前記パンタグラフ機構を駆動する駆動手段とを有するパンタグラフ式リフタにおいて、
   前記複数の関節部の少なくとも一つの関節部の一方のリンクがラック円盤を有するとともに、他方のリンクがロックアームを有しており、
   該ロックアームが、先端に前記ラック円盤と係合する爪部を有し、後端に錘部を有し、中間部を支点として揺動可能に軸支されるとともに、前記爪部がラック円盤と係合する方向に押圧されていることを特徴とするパンタグラフ式リフタ。
2. 前記他方のリンクが、前記錘部を受けるストッパを有するとともに、
   該ストッパが、前記錘部を上方に押圧するバネを有することを特徴とする請求項１に記載のパンタグラフ式リフタ。
3. 前記ラック円盤が、前後非対称な形状の歯を有し、
   前記ロックアームの爪部が、前記ラック円盤の前後非対称な形状の歯と協働してラチェット機構を構成する形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパンタグラフ式リフタ。
4. 前記他方のリンクが、昇降台であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のパンタグラフ式リフタ。

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