JP2012140234A - ガイドローラ式昇降装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来より大きな負荷荷重、横荷重、偏荷重に対応でき、寸法調整、がた調整、メインテナンス作業が容易にできる昇降装置を提供すること。
【解決手段】昇降装置１０は、基台となる内筒１２及び内筒１２を内挿する可動部となる外筒２０、ガイドローラ３４を具備し、ガイドローラ３４は外筒２０の外面に設けられた外筒２０とは別体のガイドローラ取付部３２によって軸支されている。ガイドローラ３４が外筒２０の外面に設けられているため、ガイドローラ３４の径を容易に拡大することができ、従来より大きな負荷荷重、横荷重、偏荷重に対応できる。外筒２０とは別体のガイドローラ取付部３２が着脱可能であるため、ガイドローラ３４のメインテナンス作業が容易にでき、ガイドローラ取付部３２と外筒２０との間に、シム（薄板材）を介挿させ取り付けることにより、容易に寸法調整、がた調整を行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ねじ機構を利用した昇降装置に関し、特に、基台となる筒内部に収納されたねじ機構によって対象物を昇降させる際、ねじ機構と連動して上下動する部材がローラ等によって案内される方式のガイドローラ式昇降装置（以下、単に「昇降装置」という。）に関する。

昇降装置においては、基台となる筒（以下、単に「基台」ということがある。）と上下動可能な部材（以下、単に「可動部」ということがある。）からなり、基台の内部中央に配置された雄ねじ軸を回転させることによってナットを上下に進退動させ、ナットと連動して上下動する可動部によって物を昇降させるものが知られている。
一般に、基台と可動部の間には、ローラ等からなるガイドローラが配設されており、その一例として、特許文献１〜３に示すものがある。

特開２００２−１７４２３５号公報 特開２００２−２１３４４４号公報 特開２００７−８６９６号公報

特許文献１には、ラムの各平面部上を転動するころ状の複数のガイドローラをコラム本体に設けるようにしたガイド装置が開示されている。
特許文献２には、円柱形状のラムの外面上を転動するころ状の複数のガイドローラを円筒形状のコラムに設けるようにしたガイド装置が開示されている。
特許文献３には、ガイドローラがガイドプレートの異なる面に当接するように偏心して軸支されている昇降装置が開示されている。

特許文献１、２に挙げられるように、基台にガイドローラを具えるものや、特許文献３のように、可動部にガイドローラを具えるものが提案されている。これらの昇降装置はガイドローラが昇降装置の内部に配設されているため、組付時のガイドローラとガイドローラ当接面の寸法調整（以下、単に「寸法調整」ということがある。）、使用によりがたが生じた際のガイドローラとガイドローラ当接面の寸法調整（以下、単に「がた調整」ということがある。）が困難である。寸法調整及びがた調整が適切に行なわれていない場合、隙間が生じ、ガイドローラが空転する、また逆に、ガイドローラに過度の応力がかかることとなり、発熱や異音の発生、故障といった問題が発生する。また、ガイドローラが異物を噛み込んだ場合や、ガイドローラの清掃のようなメインテナンス作業をする際、昇降装置の分解が必要となるため、作業が困難であるという問題がある。

ガイドローラの役割として、可動部の案内、スラスト方向の耐負荷荷重（以下、単に「負荷荷重」ということがある。）の増大、ラジアル方向の横荷重（以下、単に「横荷重」ということがある。）、そして負荷荷重と横荷重による複合的な偏荷重（以下、単に「偏荷重」ということがある。）の許容性能の増大が挙げられる。ガイドローラの外径を大きくすることにより円滑な案内が可能になり、大きな負荷荷重、横荷重、偏荷重に対応することが可能になる。しかし、特許文献１〜３の発明では、ガイドローラが昇降装置内部に設けられているため、ガイドローラの外径を大きくする場合には、ガイドローラの外径に合わせて昇降装置自体も大きくしなければならない。また、ガイドローラの配置間隔を広げることにより、横荷重、偏荷重の許容性能を増大させることも可能であるが、特許文献１〜３の発明では、ガイドローラの配置間隔は設計段階で決定され、事後的に配置間隔を調整することができない。

本発明は、前述した従来技術の問題点に鑑み、昇降装置を大きくせずとも、より大きな負荷荷重、横荷重、偏荷重に対応でき、ガイドローラとガイドローラ当接面の間の寸法調整、がた調整が容易にでき、ガイドローラが異物を噛み込んだ場合や、ガイドローラの清掃のようなメインテナンス時の作業を容易に行うことができ、さらに、使用環境によって事後的に横荷重、偏荷重の許容性能を調整できる昇降装置を提供することをその目的とする。

本発明は、内筒と、該内筒を受け入れる外筒と、該外筒に設けられた開口部を通じて前記内筒に当接するように前記外筒の外面に配設されたガイドローラを具備し、前記内筒又は外筒を昇降させるねじ機構が前記外筒又は内筒に内設される昇降装置であって、
少なくとも上下一対の前記ガイドローラが対面するように配設され、前記内筒又は外筒の昇降を案内することを特徴とするガイドローラ式昇降装置によって前記課題を解決した。

また、請求項２のように、内筒にねじ機構が内設され、内筒が固定され、外筒が内筒に対して上下動する構成がひとつの代表的実施形態である。

また、請求項３のように、外筒にねじ機構が内設され、外筒が固定され、内筒が外筒に対して上下動する構成も、もう一つの好適実施形態である。

また、請求項４のように、請求項１から３のいずれかの発明において、外筒とは別体のガイドローラを軸支するガイドローラ取付部を、外筒に着脱可能にした構成とすることが好ましい。
そして、請求項５のように、ガイドローラ取付部には、複数のガイドローラを取付けることができる。

また、請求項６のように、請求項１〜５のいずれかの発明において、複数のガイドローラが１つの支点を中心に揺動する構造とすることも好適である。

さらに、請求項７のように、内筒及び外筒が横断面四角形の角筒であって、ガイドローラが外筒の外面の四面に配設される構成が好ましい実施形態である。

請求項１〜３によれば、少なくとも上下一対のガイドローラが対面するように配設されているため、横荷重、偏荷重に対応することができる。

また、少なくとも上下一対でガイドローラが配設されているため、１個のガイドローラが配設される構成に比べて、ガイドローラの接触応力を分散させることができ、より大きな横荷重、偏荷重を許容することが可能となる。

請求項４によれば、ガイドローラ及びガイドローラ取付部がガイドローラユニットとして着脱可能なため、ガイドローラが異物を噛み込んだ場合や、ガイドローラの清掃といったメインテナンス時の作業を、昇降装置を分解することなく容易に行うことができ、また、ガイドローラユニットを他の開口部へ装着し、ガイドローラの配置関係を変更することにより、使用環境によって変動する横荷重、偏荷重に事後的に対応することが可能である。
また、ガイドローラ取付部を外筒に装着させる際、ガイドローラ取付部と外筒の間にシム（薄板材）を挿入することにより、ガイドローラとガイドローラ当接面の寸法調整、がた調整を容易に行うことができる。このことにより、ガイドローラによる円滑な案内を容易に実現できることとなり、空転や発熱、異音の発生、故障を防止することができる。
そして、請求項５は、ガイドローラ取付け部に複数のガイドローラを取付けて、接触応力の分散を図る構成である。

そして、請求項６によれば、複数のガイドローラが１つの支点を中心に揺動する構造であるため、当接する内筒が傾斜した際にも、複数のガイドローラが当接する内筒の傾斜に追従することにより、ガイドローラの接触応力を確実に分散させることができる。

さらに、請求項７によれば、ガイドローラが横断面四角形状の外筒の外面の四面に配設されているため、全方向の横荷重、偏荷重に対応することができる。このため、本発明において、最大の効果を奏することが可能となる。

本発明の第一実施形態の正面図。 図１の２−２線方向の横断面図。但し、ガイドローラには、陰影を施している。 本発明の第二実施形態の正面図。 図３の縦断面図。 本発明の第三実施形態の正面図。 図５の縦断面図。 ２個のガイドローラを一組として並設した場合の要部拡大縦断面図。 揺動する構造とした２個一組のガイドローラの拡大図。 本発明の第四実施形態の正面図。

本発明の実施例を図１〜９を参照して説明する。但し、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。また、図面では本発明の昇降装置の筒は横断面が四角形であるが、これに限らず、他の多角形や、場合によっては、円筒にも、本発明は適用可能である。

図１において、昇降装置１０は、ハウジング４０を有する基台となる内筒１２及び内筒１２を内挿する可動部となる外筒２０、ガイドローラ３４を具備し、ガイドローラ３４は外筒２０の外面に設けられた外筒２０とは別体のガイドローラ取付部３２によって軸支されている。内筒１２の外面には、ガイドプレート１４が設けられている。図１、２に示すように、上下で一対のガイドローラ３４は、外筒２０の外面に設けられた開口部２５を通じて内筒のガイドプレート１４に当接している。このような構造とすることで、ガイドローラ３４の径を拡大、縮小したとしても、昇降装置１０の大きさに影響を与えることがない。このため、従来技術に比して容易にガイドローラの径を変更することができ、昇降装置の大きさを変えることなく、負荷荷重、横荷重、偏荷重の許容性能を増大させることができる。

また、少なくとも上下一対のガイドローラ３４が対面するように配置されていることで、横荷重、偏荷重への対応が可能となる。モーメント付きの荷重が加わったときは、対面する全部で少なくとも４個のガイドローラのうち、対角線の位置にある２個のガイドローラが荷重を支えることになる。

図１に示す昇降装置１０は、全ての開口部２５にガイドローラ３４が配設されているから、ガイドローラ３４の配置を事後的に変更することはできないが、開口部２５の数を必要最小限にすることで、昇降装置１０の剛性を低下させることがない利点がある。

次に、図３において、昇降装置１０ａは、ハウジング４０を有する基台となる内筒１２及び内筒１２を内挿し可動部となる外筒２０、ガイドローラ３４とそれを軸支する外筒２０とは別体のガイドローラ取付部３２からなるガイドローラユニット３０を具備し、内筒１２の外面１３の全面にガイドプレート１４を有しており、外筒２０の外面２３の全面には各３個の開口部２５が設けられている。また、外筒２０の外面２３の各面にはそれぞれ２個のガイドローラユニット３０が、図示しないねじ等により外筒２０の外面２３に設けられているガイドローラユニット取付座２９に装着されており、ガイドローラ３４は開口部２５を通じてガイドプレート１４と当接している。このように、ガイドローラユニット３０を着脱可能とすることにより、ガイドローラ３４が異物を噛み込んだ場合や、ガイドローラ３４の清掃といった、メインテナンス時の作業を容易に行うことができる。

次に、図４に示すように、内筒１２の内部の中心には、回転自在に配設された雄ねじ軸４５を具え、内筒１２内部の底部に雄ねじ軸を回転させる駆動部４３を具え、雄ねじ軸４５の底部には雄ねじ軸４５に螺合されたナット４７の下死点となる固定部材４４が配設されている。また、雄ねじ軸４５の上端部にはナット４７の上死点となるエンドプレート４６が配設されている。ナット４７は雄ねじ軸４５を受入れ可能な中空のロッド４８と連結され、ロッド４８は金具４９によって筒２０の内側の先端上部中心に連結されている。ねじ機構４２としては、ボールねじ機構が代表的であるが、台形ねじ等のすべりねじ機構であってもよい。

この昇降装置１０ａにおいて、駆動部４３が回転することにより、駆動部４３のトルクが変速機等を通じて雄ねじ軸４５に伝わり、雄ねじ軸４５が回転することによってナット４７が上下に進退動し、ナット４７に連動してロッド４８によって連結されている外筒２０が上下動する。外筒２０が上下動する際、外筒２０の外面に取付けられたガイドローラユニット３０のガイドローラ３４が内筒１２のガイドプレート１４上を転動し、外筒２０の上下動を案内する。外筒２０とは別体のガイドローラ取付部３２とガイドローラユニット取付座２９の間に図示しないシム（薄板材）を介挿することにより、ガイドローラ３４とガイドプレート２４との寸法調整、がた調整を容易に行うことができるため、スムーズな案内を容易に実現することができ、空転や発熱、異音の発生、故障を防止することができる。また、シム（薄板材）の厚さを変更することによる微調整も可能である。外筒２０の外面には各３個の開口部２５が設けられており、着脱可能なガイドローラユニット３０を任意の開口部に装着することができる。このため、ガイドローラユニットの配置間隔や組合わせを変更することによって、使用環境に適切な横荷重、偏荷重の許容性能とする調整を事後的に行うことができる。ガイドローラを大径化した場合であっても、昇降装置１０ａの大きさに影響を与えることがないということは、前述の通りであるなお、開口部を３つ以上設ける替わりに、上下方向に長孔にしてもよい。

さらに、図５、６に示す昇降装置１０ｂは、ハウジング４０を有する基台となる外筒１２及び外筒１２に内挿され可動部となる内筒２０、ガイドローラ３４とそれを軸支する外筒１２とは別体のガイドローラ取付部３２からなるガイドローラユニット３０を具備し、内筒２０の外面２３の全面にガイドプレート２４を有しており、外筒１２の外面１３の全面には各３個の開口部１５が設けられている。また、外筒１２の外面１３の各面にはそれぞれ２個のガイドローラユニット３０が図示しないねじ等により外筒１２の外面１３に設けられているガイドローラユニット取付座１９に装着されており、ガイドローラ３４は開口部１５を通じてガイドプレート２４と当接している。

この昇降装置１０ｂは昇降装置１０ａと構成は異なるが、昇降装置１０ａと基本的に同一の作用、効果が得られるため、作用、効果についての詳細な説明は省略する。なお、この実施形態では、ガイドローラが固定側にあるため、その分、ねじ機構への荷重を減らすことができる。

なお、図７に示すように、ガイドローラ３４ａ、３４ｂを一組として外筒の外面２３に並設することによって、ガイドローラ単体を配設する場合に比べてガイドプレート１４との接触応力を分散させることができ、より大きな横荷重、偏荷重に対応することが可能となる。なお、図７ではガイドローラを２個一組として並設しているが、一組とするガイドローラの数は２個に限られない。

また、図８に示すように、支点３２ａを中心に軸支された揺動板３６によってガイドローラ３４ａ、３４ｂを軸支する構造とすれば、ガイドローラが当接する内筒が使用によって傾斜した場合でも、ガイドローラがその傾斜に追従して当接することができるため、いずれかのガイドローラが空転するという事態を防ぎ、接触応力を確実に分散させることが可能となる。

最後に、図９に示すようにガイドローラを配設する部分をカバー３８によって覆うことにより、防水性や防塵性を具えた仕様とすることもできる。

以上説明したように、ガイドローラを昇降装置の外筒の外面に設けることにより、昇降装置の大きさを変更しなくともガイドローラの外径を変更でき、横荷重、偏荷重の許容性能を増大させることができる。
また、ガイドローラを着脱可能なガイドローラ取付部に軸支させることにより、ガイドローラが異物を噛み込んだ場合や、ガイドローラの清掃といったメインテナンス時の作業を容易に行うことができ、ガイドローラの配置間隔を調整することで、使用環境に適した横荷重、偏荷重の許容性能に調整することができる。さらに、ガイドローラユニットとガイドローラユニット取付座の間にシム（薄板材）を介挿することにより、容易に、寸法調整、がた調整を行うことができる。
また、複数のガイドローラを一組として並設することにより、ガイドローラ単体の場合に比べて、ガイドローラの接触応力を低減でき、より大きな横荷重、偏荷重に対応することが可能となる。さらに、並設した複数のガイドローラを１個の支点を中心に揺動できる構造とすることにより、ガイドローラが当接する内筒が何らかの理由によって傾斜した場合でも、その傾斜にガイドローラが追従して当接することができるため、いずれかのガイドローラが空転するという事態を防ぎ、接触応力を確実に分散させることができる。

１０ 第一実施形態の昇降装置
１０ａ 第二実施形態の昇降装置
１０ｂ 第三実施形態の昇降装置
１０ｃ 第四実施形態の昇降装置
１２ 内筒(外筒)
１５，２５ 開口部
１９，２９ ガイドローラユニット取付座
２０ 外筒（内筒）
３０ ガイドローラユニット
３２ ガイドローラ取付部
３４ ガイドローラ
４２ ねじ機構

Claims (7)

1. 内筒と、該内筒を受け入れる外筒と、該外筒に設けられた開口部を通じて前記内筒に当接するように前記外筒の外面に配設されたガイドローラを具備し、前記内筒又は外筒を昇降させるねじ機構が前記外筒又は内筒に内設される昇降装置であって、
   少なくとも上下一対の前記ガイドローラが対面するように配設され、前記内筒又は外筒の昇降を案内することを特徴とする、
   ガイドローラ式昇降装置。
2. 前記ねじ機構が内設された内筒が固定され、前記外筒が内筒に対して昇降する、請求項１のガイドローラ式昇降装置。
3. 前記外筒にねじ機構が内設された外筒が固定され、前記内筒が外筒に対して昇降する、請求項１のガイドローラ式昇降装置。
4. 前記外筒とは別体の前記ガイドローラを軸支するガイドローラ取付部が、該外筒の外面に着脱可能とされた、請求項１から３のいずれかのガイドローラ式昇降装置。
5. 前記ガイドローラ取付部に複数のガイドローラが取付けられた、請求項５のガイドローラ式昇降装置。
6. 複数の前記ガイドローラが１つの支点を中心に揺動する構造とされた、請求項１から５のいずれかのガイドローラ式昇降装置。
7. 前記内筒及び外筒が横断面四角形の角筒であって、前記ガイドローラが前記外筒の外面の四面に配設されている、請求項１から６のいずれかのガイドローラ式昇降装置。

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