JP2016116802A - 荷重支持機構 - Google Patents

Abstract

【課題】追加のロック手段や摩擦力等を用いることなく、物品等の荷重を常に所望の高さに位置決めしかつ保持する荷重支持機構を提供する。【解決手段】物品支持装置１は、物品Ａを取り付ける可動支持部４と、引張コイルばね１０と、それらの間に接続されたバランス装置１２とを備え、該バランス装置は、渦巻状プロフィルのカム面３４を有する巻取りカムディスク１５と巻取りホイール１４とが回転軸１３に一体回転可能に取り付けられ、カム面に巻回したばねワイヤ４０の一端がカム面から引き出されて引張コイルばねの端部に接続され、巻取りホイールが半径方向位置を調整可能な複数のホイールピン２７を有し、該ホイールピンに巻回したリフトワイヤ３８の端部が可動支持部に接続されている。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば物品等の荷重を所望の位置にかつ移動可能に支持する荷重支持機構に関する。

従来より、コンピューターやテレビのモニター装置、ＯＡ机や作業テーブルの天板、重量物等の物品を所望の高さ位置にかつ昇降可能に支持するために、様々な支持機構や昇降装置が提案されている。例えば、テーブルの天板を高さ調節できるように支持するテーブルアセンブリが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特許文献１記載のテーブルアセンブリは、床面に置かれるベース部材から垂直上向きに延在して、天板の下面を支持する支柱アセンブリを備える。支柱アセンブリは、ベース部材に固定された第１支柱部材と、天板に固定されかつ第１支柱部材から上下に伸縮可能な第２支柱部材と、平衡アセンブリと、ロックアセンブリとから構成される。

平衡アセンブリは、その下端を第２支柱部材側に固定して第２支柱部材内に垂直に配置された螺旋状ばねと、第２支柱部材内の下端付近に回動自在に取り付けられた渦巻カムプーリーと、該渦巻カムプーリーを介して螺旋状ばねと第１支柱部材との間に引き回されたケーブルとを有する。渦巻カムプーリーの周面には、ケーブルの中間部分を複数回巻回するために、連続する溝が形成され、該溝は、その回転軸を中心とする半径が、最大かつ一定半径の最外周部から最小半径の内端部まで徐々に小さくなるように渦巻状に形成されている。

ケーブルは、一端が渦巻カムプーリーの最外周部から引き出されて第１支柱部材の上端付近に結合し、他端が渦巻カムプーリーの回転位置に応じて最外周部と内端部との間の位置から引き出されて螺旋状ばねの上端側に結合している。天板が最上位置にあるとき、即ち、第２支柱部材が第１支柱部材から最上位置まで引き上げられているとき、ケーブルは第１支柱部材側の部分が渦巻カムプーリーに巻き取られ、その分、螺旋状ばね側の部分が渦巻カムプーリーから引き出されている。

ここで、天板を押し下げると、ケーブルの第１支柱部材側の部分が渦巻カムプーリーから引き出され、螺旋状ばね側の部分が巻き取られることによって、螺旋状ばねが圧縮される。それにより、第２支柱部材に下向きの移動に抵抗する力が生じるので、天板の重さは操作者にとって実際より軽く感じられる。

このとき螺旋状ばねに生じる付勢力は、該螺旋状ばねの伸長量又は圧縮量に対応して線形に増減する。そこで、ケーブルの螺旋状ばね側の部分が、螺旋状ばねの圧縮量が大きいときは、渦巻カムプーリーの小さい半径の位置から引き出され、螺旋状ばねの圧縮量が小さいときは、大きい半径の位置から引き出されて、天板の高さ位置に拘わらず、螺旋状ばねの付勢力を常に一定の、第２支柱部材を押し上げる向きの力に変換するように、渦巻カムプーリーは、最外周部から内端部までの溝の半径の変化率が設定されている。

また、電子ディスプレイやコンピュータ等の電子機器を移動範囲内で任意の高さ位置に位置決めし、別個のロック手段を用いることなく維持するためのリフト機構が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。特許文献２のリフト機構は、ディスプレイ等を支持するための、支柱部に対して移動可能に取り付けられた取付部と、支柱部内に上端を結合した引張コイルばねからなるエネルギー貯蔵部材と、それらの間に設けられたバランス機構とを備える。

バランス機構は、共通の軸上に一体に回転可能に取り付けられた第１及び第２カムとホイールとを有し、互いに鏡像関係に配置された第１，第２カムには、その回転位置によって半径が外周側から内側に徐々に減少する渦巻き状プロフィルのカム面が設けられている。第１，第２カムには、その外周部に一端を固定したケーブル又はロープである可撓要素が、カム面に沿って外周側から内側に巻回され、該カム面から引き出された他端が、エネルギー貯蔵部材の引張コイルばねの下端に直接、又はプーリーシステムと追加の可撓要素を介して間接的に結合している。

ホイールには、その外周部に一端を固定したケーブル又はロープである可撓要素が、半径一定の外周に沿って巻回され、該ホイールから引き出された他端が、プーリーシステムを介して引き回されて取付部に、該取付部を引き上げるように結合している。ホイールの可撓要素と第１，第２カムの可撓要素とは、同軸上で互いに逆向きに巻回されている。従って、取付部を下降させると、ホイールは可撓要素が引き出されて回転し、それにより第１，第２カムが回転して可撓要素が巻き取られ、引張コイルばねを伸張させる。逆に取付部を上昇させると、ホイールは可撓要素が巻き取られて回転し、それにより第１，第２カムが回転して可撓要素が引き出され、引張コイルばねを収縮させる。

このとき、引張コイルばねの付勢力は、常に取付部を引き上げる向きに作用する。この取付部への引き上げ力が、取付部の高さ位置に拘わらず一定となるように、第１，第２カムのカム面は、その回転位置による半径の変化が、引張コイルばねの伸縮によって生じる付勢力の線形的変化に対応するように形成されている。それによって、取付部及びそれに支持された物品は、任意の高さに位置決めすることができる。

米国特許出願公開第２００６／０１３０７１３号 特表２０１３−５３５２８７号公報

上述した従来のバランス機構では、取付部の高さ位置に対応して引張コイルばねの伸縮量によって変化するエネルギー貯蔵部材の付勢力が、実質的に第１，第２カムのカム面の渦巻状プロフィル、即ち第１，第２カムの回転位置に関する半径の変化によって一義的に決定される。カム面の渦巻状プロフィルは１つしかないから、エネルギー貯蔵部材の付勢力は、常に同じ一定の力に変換される。

そのため、取付部に支持される物品の重量が大きく増加すると、取付部及び物品の重量が取付部に作用する引き上げ力を大きく上回る虞がある。逆に、取付部に支持される物品の重量が大きく減少すると、取付部に作用する引き上げ力が取付部及び物品の重量を大きく上回る虞がある。その結果、別個のロック機構を設けたり摩擦力や制動力を追加しないと、取付部及び物品を所望の高さに位置決め、保持できないという不都合を生じる。

特許文献２のリフト機構は、バランスをとるべき重量に応じてエネルギー貯蔵部材の張力を調節するために、引張コイルばねの有効静止長を変化させる調節機構を備えている。しかしながら、同文献に記載されるように、ブラケット付きねじボルト等によってばねの端部位置を変化させる手法では、小さな重量の変化なら兎も角、大きな重量の変化では、引張コイルばねの付勢力を一定の力に変換しきれず、対応することができない。

そこで、本発明の目的は、別個のロック手段や追加の摩擦力、制動力等を用いることなく、支持すべき物品等の荷重を、その変化に対応して、常に所望の高さに位置決めしかつ保持することができる荷重支持機構を提供することにある。

本発明の荷重支持装置は、固定支持部と、
前記固定支持部に関して移動可能な、荷重を受けるための可動支持部と、
前記荷重を支持するための付勢力を発生する付勢手段と、
前記付勢手段と前記可動支持部との間に接続された力伝達手段とを備え、
前記力伝達手段が、外周側から内側に向けて半径が徐々に減少する渦巻状プロフィルを有するカム面を設けた巻取りカムディスクと、全周に亘って半径一定の巻取り部を有する巻取りホイールと、前記巻取りカムディスク及び前記巻取りホイールを一体回転可能に取り付けた回動軸と、一端を前記巻取りカムディスクの外周縁に結合して前記カム面に巻回しかつ該カム面から引き出した他端を前記付勢手段に接続する第１ワイヤと、一端を前記巻取りホイールの外周縁に結合して前記巻取り部に巻回しかつ該巻取り部から引き出した他端を前記可動支持部に接続する第２ワイヤとを有し、
前記力伝達手段が、前記付勢手段の付勢力を、前記巻取りカムディスク、回動軸及び巻取りホイールを介して所定の割合で、前記可動支持部の固定支持部に関する移動範囲内で前記荷重及び可動支持部を支持する一定の力に変換すると共に、前記巻取りカムディスクの回転量に対する前記巻取りホイールによる前記第２ワイヤの巻取り／引出し量を変化させることによって、前記所定の割合を調整可能にしたことを特徴とする。

このように巻取りカムディスク、回動軸及び巻取りホイールからなる力伝達手段を構成することによって、可動支持部が受ける荷重が増減しても、その荷重の変化に対応して、可動支持部の移動量に対する付勢手段の付勢力の増減を調整することができる。これにより、荷重が変化しても、別個のロック手段や追加の摩擦力、制動力等を用いることなく、常に荷重及び可動支持部を所望の位置に位置決めし、かつ保持することができる。

或る実施態様では、巻取りホイールが、第２ワイヤを巻回する巻取り部の半径を全周に亘って調整可能である。これによって、荷重の変化に対応して、可動支持部の移動量に対する付勢手段の付勢力を無段階に調整することができる。

別の実施態様では、巻取りカムディスクが、渦巻状プロフィルの半径変化率が異なる複数のカム面を有する。これによって、荷重の変化に対応して、可動支持部の移動量に対する付勢手段の付勢力を、カム面の数に対応して多段階に調整することができる。

本発明を適用した物品支持装置の第１実施態様を背面側から見た斜視図。 第１実施態様の中央支柱部の内部を示す図１と同様の斜視図。 第１実施態様の中央支柱部の内部を示す背面図。 第１実施態様のバランス装置を示す拡大分解斜視図。 図４の巻取りホイールを第２外側ディスクの外面側から示す斜視図。 （ａ）、（ｂ）図はホイールピンが小さい半径位置又は最大半径位置にある図４の巻取りホイールをウォームギヤ側から第１外側ディスクを省略して示す図。 図４の巻取りホイールの第１外側ディスクの内面側を、第２外側ディスク及び内側ホイール部材を省略して示す斜視図。 第２実施態様の中央支柱部の内部を示す図２と同様の斜視図。 第２実施態様のバランス装置を示す拡大斜視図。 図９のバランス装置をカムディスク側から示す斜視図。 （ａ）、（ｂ）図はカムディスクの軸方向の移動を説明する図９のバランス装置の側面図。

以下に、添付図面を参照しつつ、本発明の好適な実施態様を詳細に説明する。尚、添付図面において、本明細書全体を通して類似の構成要素には、同様の参照符号を付して表すこととする。

図１に概略的に示すように、本発明を適用した物品支持装置１は、大画面テレビモニター又はディスプレイのような比較的大きい重量物の物品Ａを支持するためのものである。同図に示すように、物品支持装置１は、床面等に移動可能に設置される基台２と、該基台に垂直上向きに固定された中央支柱部３と、該中央支柱部の前面上部に昇降可能に取り付けられた可動支持部４とを備える。

可動支持部４は、図２に示すように、物品Ａを取り外し可能に取り付けるための取付フレーム５ａ，５ｂを垂直な支持板５の左右両端に有し、中央支柱部３の両側板６ａ，６ｂに沿って案内される左右１対のガイド板７ａ，７ｂを前記支持板の背面に有する。前記両ガイド板の間には、上下に水平なガイドロッド８ａ，８ｂが架設されている。中央支柱部３の両側板６ａ，６ｂ上部には、その前面近傍に垂直なガイド溝９が形成され、該ガイド溝に両ガイドロッド８ａ，８ｂを挿通させ、かつ両ガイド板７ａ，７ｂで中央支柱部３を左右から挟み込むように、可動支持部４が取り付けられている。

図２及び図３に示すように、中央支柱部３の内部には、引張コイルばね１０が、その上端を該中央支柱部の上板１１に固定して垂直に吊設されている。更に中央支柱部３の内部には、下部にバランス装置１２が装着されている。

第１実施態様のバランス装置１２は、水平な回転軸１３を有し、該回転軸は、その両端部で中央支柱部３の両側板６ａ，６ｂ間に回動自在に支持されている。回転軸１３は、前記両端部を除く軸部の全長に亘って、所謂Ｄカット面１３ａ，１３ｂが１８０°の回転対称に形成されている。回転軸１３には、巻取りホイール１４と巻取りカムディスク１５とが、該回転軸と一体に回動するように支持される。図３では、回転軸１３の前記両端部が中央支柱部３の側板６ａ，６ｂに直接軸支されているが、別個の支持構造を中央支柱部３内に設けることもできる。

巻取りホイール１４は、図４に示すように、回転軸１３の軸線方向に沿って内側ホイール部材１６と、該内側ホイール部材を挟むように配置された第１，第２外側ディスク１７ａ，１７ｂとからなる。内側ホイール部材１６は、回転軸１３の軸線方向に沿って延在するボス部１８と、前記軸線方向に小さい間隔をもって対向配置された第１，第２内側ディスク部１９ａ，１９ｂとを有する。ボス部１８は、回転軸１３の断面形状に対応する断面の軸線方向孔２０を有し、該軸線方向孔に回転軸１３を挿通して一体回転するように取り付けられる。更に、固定ねじ２１を、巻取りカムディスク１５側のボス部端部１８ａに形成された貫通孔１８ｂを通して、回転軸１３のＤカット面１３ａに螺設されたねじ孔（図示せず）に締め込むことによって、巻取りホイール１４を前記回転軸に固定することができる。

第１，第２内側ディスク部１９ａ，１９ｂには、それぞれ半径方向に延長する同一寸法形状の細溝からなる複数のピン挿通孔２２ａ，２２ｂが、周方向に一定間隔でかつ両前記内側ディスク部間で対応する位置に貫設されている。更に巻取りホイール１４には、その軸線を中心として同一寸法形状の複数の円弧溝２３が、ピン挿通孔２２ａ，２２ｂよりも半径方向内側に周方向に一定間隔で貫設されている。

第１，第２外側ディスク１７ａ，１７ｂは、内側ホイール部材１６を挟んで左右対称に同一の構造を有する。前記第１，第２外側ディスクの内面、即ち内側ホイール部材１６に対向する各面には、それぞれ外周縁から半径方向内側へ同じ向きの斜めに延長する同一寸法形状の細溝からなる複数のピン位置調整溝２４ａ，２４ｂが、周方向に一定間隔で凹設されている。ピン位置調整溝２４ａ，２４ｂは、内側ホイール部材１６のピン挿通孔２２ａ，２２ｂと同数に設けられる。更に第１，第２外側ディスク１７ａ，１７ｂは、前記内側ホイール部材のボス部１８の外径に対応する内径の中心孔２５ａ，２５ｂを有し、その半径方向外側の同じ位置に、同一寸法の複数の連結孔２６ａ，２６ｂが周方向に一定間隔で貫設されている。

第１，第２外側ディスク１７ａ，１７ｂは、回転軸１３に取り付けられた内側ホイール部材１６に、それぞれ中心孔２５ａ，２５ｂをボス部１８に外嵌して、相対回転可能に取り付けられる。このとき、前記第１，第２外側ディスクは、それぞれのピン位置調整溝２４ａ，２４ｂが周方向に互いに対応する位置にあるように、かつ周方向に対応する位置にある前記内側ホイール部材のピン挿通孔２２ａ，２２ｂと互いに交差するように位置決めされる。

これにより、前記内側ホイール部材を挟んで前記第１，第２外側ディスクの間には、それぞれ対応するピン位置調整溝２４ａ，２４ｂの間にピン挿通孔２２ａ，２２ｂを貫通して回転軸１３の軸線方向と平行に延長する連通孔が画定される。このようにして画定される前記各連通孔内を挿通させて、回転軸１３の軸線方向と平行に延長する丸棒状のホイールピン２７が、対応するピン挿通孔２２ａ，２２ｂ及びピン位置調整溝２４ａ，２４ｂ内に各１本ずつ配置される。

更に、第１外側ディスク１７ａ、内側ホイール部材１６及び第２外側ディスク１７ｂの間には、対応する連結孔２６ａ，２６ｂ間に円弧溝２３を貫通して回転軸１３の軸線方向と平行に延長する連通孔が画定される。これらの連通孔に、連結孔２６ａ，２６ｂの内径と同じ外径の連結シャフト２８をそれぞれ挿通させる。各連結シャフト２８の両端面に形成されたねじ孔２８ａに、それぞれ前記第１，第２外側ディスクの外面側から座金付きねじ２９ａ，２９ｂを堅く締め付ける。これによって、第１，第２外側ディスク１７ａ，１７ｂを互いに一体に、かつ内側ホイール部材１６に対して相対的に周方向に円弧溝２３の範囲内で回転可能に結合させることができる。

図５に示すように、巻取りカムディスク１５と反対側にある第２外側ディスク１７ｂの外面には、ウォーム３０が、両端を取付部３１により回動自在に支持されて、半径方向と直交する向きに延長するように装着されている。第２外側ディスク１７ｂの外面から突出する内側ホイール部材１６のボス部１８ｂの外周部には、ウォーム３０に噛合するウォームホイール３２が一体に設けられている。ウォーム３０とウォームホイール３２とからなるウォームギアによって、前記内側ホイール部材に対する前記第１，第２外側ディスクの回転位置を決定することができる。

本実施態様では、取付部３１の外側に位置するウォーム３０の一方の端面に、六角レンチ孔（図示せず）が形成されている。この六角レンチ孔に、例えば中央支柱部３側面の開口から六角レンチ３３を差し込んで嵌合させ、操作してウォーム３０をいずれかの向きに回転させるによって、前記内側ホイール部材に対する前記第１，第２外側ディスクの回転位置を変化させることができる。

前記内側ホイール部材と前記第１，第２外側ディスクとの相対的な回転位置によって、ピン挿通孔２２ａ，２２ｂとピン位置調整溝２４ａ，２４ｂとの半径方向の交差位置が変化し、その交差位置によってホイールピン２７がピン挿通孔２２ａ，２２ｂに沿って半径方向に移動する。例えば、図６（ａ）はホイールピン２７が小さい半径位置にある場合を、図６（ｂ）はホイールピン２７が最大半径位置にある場合を示している。前記ホイールピンは、その全部が常に同じ半径位置をとるように設定されている。

図４に示すように、カムディスク１５の巻取りホイール１４と反対側の片面には、半径方向外向きに面した渦巻状プロフィルのカム面３４が設けられている。カム面３４の渦巻状プロフィルは、半径が外周側から内側に向けて所定の変化率で減少するように設定されている。カムディスク１５は、そのボス部３５に回転軸１３の断面形状に対応する断面の軸線方向孔３６を有し、該軸線方向孔に回転軸１３を挿通して一体回転するように取り付けられる。更に、固定ねじ３７を、ボス部３５周面に形成された貫通孔３５ａを通して、回転軸１３のＤカット面１３ａに螺設されたねじ孔１３ｃに締め込むことによって、カムディスク１５を前記回転軸に固定することができる。

巻取りホイール１４には、リフトワイヤ３８が、一方の端部３８ａを第１，第２内側ディスク部１９ａ，１９ｂの間で、図７に示すようにホイールピン２７から選択した特定の１本のホイールピン２７ａに固定して、前記ホイールピンの外側に巻回されている。リフトワイヤ３８の他方の端部３８ｂは、巻取りホイール１４から引き出されて中央支柱部３の内部を垂直上向きに延長し、該中央支柱部の上板１１から釣支されたプーリー３９に巻き掛けられて下向きに延長し、可動支持部４の上側のガイドロッド８ａに、該可動支持部を引き上げるように固定されている。別の実施態様では、リフトワイヤ３８の端部３８ａを第１又は第２内側ディスク部１９ａ，１９ｂの内面に固設された取付ピンに結合することもできる。

カムディスク１５には、ばねワイヤ４０が、カム面３４を形成した前記片面の外周部に突設した取付ピン４１に一方の端部４０ａを固定して、カム面３４に沿って外側から内側に向けて巻回されている。ばねワイヤ４０の他方の端部４０ｂは、カム面３４から引き出されて中央支柱部３の内部を垂直上向きに延長し、引張コイルばね１０の下端に結合されている。

リフトワイヤ３８とばねワイヤ４０とは、回転軸１３に関して互いに逆向きに巻回されている。従って、巻取りホイール１４が回転してリフトワイヤ３８が巻き取られると、カムディスク１５が同じ向きに回転してばねワイヤ４０が引き出される。逆に、リフトワイヤ３８が巻取りホイール１４から引き出されると、ばねワイヤ４０がカムディスク１５に巻き取られる。

図１に示すように、物品Ａを取り付けた可動支持部４が中央支柱部３のガイド溝９の最上位置にあるとき、リフトワイヤ３８は巻取りホイール１４に最大に巻き取られ、ばねワイヤ４０はカムディスク１５から最大に引き出されている。このとき、引張コイルばね１０は、その自由長から或る長さだけ伸張し、ばねワイヤ４０を引き上げる上向きの付勢力を発生している。この付勢力は、ばねワイヤ４０からカムディスク１５に伝達されて回転軸１３にトルクを発生し、それが巻取りホイール１４を介してリフトワイヤ３８に伝達され、物品Ａ及び可動支持部４を引き上げ、前記最上位置に保持している。

この状態から可動支持部４を押し下げると、リフトワイヤ３８が巻取りホイール１４から引き出されて、ばねワイヤ４０がカムディスク１５に巻き取られ、引張コイルばね１０が伸張して、上向きの付勢力が増加する。このとき、ばねワイヤ４０からカムディスク１５、回転軸１３及び巻取りホイール１４を介してリフトワイヤ３８に伝達される、物品Ａ及び可動支持部４への引き上げ力が、可動支持部４の高さ位置に拘わらず、前記最上位置のときと実質的に同じであるように、カム面３４の渦巻状プロフィルの半径変化率が設定されている。これにより、別個のロック手段や追加の摩擦力、制動力等を用いることなく、物品Ａ及び可動支持部４を所望の高さ位置に位置決めし、かつ保持することができる。

物品Ａの重量が増減した場合には、それに対応して物品Ａ及び可動支持部４への引き上げ力を増減させる必要がある。本実施態様では、巻取りホイール１４のホイールピン２７の半径位置を調整することにより、カムディスク１５の回転量に対するリフトワイヤ３８の巻取り／引出し量を変化させることによって、対応することができる。

例えば、物品Ａの重量が増加する場合、上述したように前記ウォームギヤを操作してホイールピン２７の半径方向位置を内側へ移動させ、リフトワイヤ３８の同じ引出し量に対して巻取りホイール１４及びカムディスク１５の回転量を増加させる。これにより、可動支持部４の同じ移動量に対して、引張コイルばね１０の伸張量を大きくしてその付勢力を大きくし、物品Ａの重量増加に対応した一定の引き上げ力に調整することができる。その結果、同様に物品Ａ及び可動支持部４を所望の高さ位置に位置決めし、かつ保持することができる。

逆に物品Ａの重量が減少する場合、逆向きに前記ウォームギヤを操作してホイールピン２７の半径方向位置を外側へ移動させ、リフトワイヤ３８の同じ引出し量に対して巻取りホイール１４及びカムディスク１５の回転量を減少させる。これにより、可動支持部４の同じ移動量に対して、引張コイルばね１０の伸張量を小さくしてその付勢力を小さくし、物品Ａの重量減少に対応した一定の引き上げ力に調整することによって、同様に物品Ａ及び可動支持部４を所望の高さ位置に位置決めし、かつ保持することができる。

可動支持部４に物品Ａを取り付けていない無負荷の状態では、可動支持部４の重量を支持することが必要かつ十分である。従って、かかる無負荷の状態で、ホイールピン２７が最大の半径方向位置にあるように設定することが好ましい。

また、引張コイルばね１０は、支持しようとする物品Ａの荷重の大小に合わせて、その初期撓み即ち初期荷重を調整することができる。その調整は、例えば、引張コイルばね１０の上端位置を中央支柱部３の上板１１に関して維持しつつ、引張コイルばね１０の下端位置をばねワイヤの端部４０ａに関して上下に変動させることによって、又は、引張コイルばね１０の下端位置をばねワイヤの端部４０ａに関して維持しつつ、引張コイルばね１０の上端位置を前記中央支柱部上板に関して上下に変動させることによって、行うことができる。

これに併せて、バランス装置１２を調整し、引張コイルばね１０の付勢力を同様に、常に一定の引き上げ力に変換できるようにすることが好ましい。バランス装置１２は、巻取りホイール１４のホイールピン２７の半径方向位置を変更することによって、調整することができる。

図８，図９は、物品支持装置１に装着された第２実施態様のバランス装置５０を示している。バランス装置５０は、第１実施態様と同様に、その両端部で中央支柱部３の両側板６ａ，６ｂ間に回動自在に支持された水平な回転軸５１を有する。回転軸５１は、第１実施態様と同様に、前記両端部を除く軸部の全長に亘って、所謂Ｄカット面５１ａ，５１ｂが１８０°の回転対称に形成されている。回転軸５１には、巻取りホイール５２と巻取りカムディスク５３とが、該回転軸と一体に回転するように支持される。添付図面では、回転軸５１の両端が中央支柱部３の側板６ａ，６ｂに直接軸支されているが、別個の支持構造を中央支柱部３内に設けることもできる。

巻取りホイール５２の外周面には、後述するリフトワイヤを巻回するために半径一定の凹溝５２ａが形成されている。巻取りホイール５２は、回転軸５１の軸線方向に沿って巻取りカムディスク５３と反対側に延在するボス部５４に、前記回転軸の断面形状に対応する断面の軸線方向孔を有し、該軸線方向孔に回転軸５１を挿通して一体回転するように取り付けられる。図１０に示すように、固定ねじ５５を、ボス部５４の周面に形成された貫通孔５４ａを通して、回転軸５１のＤカット面５１ａに螺設されたねじ孔（図示せず）に締め込むことによって、巻取りホイール５２を前記回転軸に固定することができる。

巻取りカムディスク５３は、回転軸５１の軸線方向に沿って１つのディスク部材の巻取りホイール５２と反対側の面に第１カム面５６ａが、巻取りホイール５２側の面に第２カム面５６ｂがそれぞれ形成されている。第１，第２カム面５６ａ，５６ｂは、それぞれ半径方向外側に面した渦巻状プロフィルを有する。前記第１，第２カム面の渦巻状プロフィルは、回転軸５１に関して同じ向きに回転するように、かつ外周側から内側に向けて減少する半径の変化率が互いに異なるように設定されている。

巻取りカムディスク５３は、回転軸５１の軸線方向に沿って巻取りホイール５２と反対側に延在するボス部５７に、前記回転軸の断面形状に対応する断面の軸線方向孔５７ａを有し、該軸線方向孔に回転軸５１を挿通して一体回転するように、かつ該回転軸に沿って軸線方向にスライド可能に取り付けられる。別の実施態様では、それぞれ片面にカム面を形成した２つのディスク部材を、前記カム面を互いに逆向きに配置して貼り合わせることにより、前記巻取りカムディスクを形成することもできる。

図１０に示すように、巻取りカムディスク５３の外周縁には、その一部を円弧状に切除して、直線状の切欠き部５８が形成されている。第１，第２カム面５６ａ，５６ｂは、それぞれ外周端が切欠き部５８の中央付近から開始するように設けられている。切欠き部５８の中央には、回転軸５１の軸線方向と平行に断面半円状の溝５８ａが凹設されている。巻取りカムディスク５３の巻取りカムディスク５３との対向面には、切欠き部５８の溝５８ａ内を通過するように回転軸５１の軸線方向に延長するピン５９が突設されている。

巻取りホイール５２には、リフトワイヤ６０が、一方の端部６０ａを前記巻取りホイールの外周縁にねじ６１で固定して、外周面の凹溝５２ａに沿って巻回されている。リフトワイヤ６０の他方の端部６０ｂは、巻取りホイール５２から引き出されて中央支柱部３の内部を垂直上向きに延長し、該中央支柱部の上板１１から釣支されたプーリー３９に巻き掛けられて下向きに延長し、可動支持部４の上側のガイドロッド８ａに、該可動支持部を引き上げるように固定されている。

巻取りカムディスク５３には、ばねワイヤ６２が、一方の端部６２ａをピン５９の先端に例えばねじ止めにより固定し、第１，第２カム面５６ａ，５６ｂのいずれか一方に沿って外側から内側に向けて巻回されるようになっている。ばねワイヤ６２の他方の端部６２ｂは、第１又は第２カム面５６ａ又は５６ｂから引き出されて中央支柱部３の内部を垂直上向きに延長し、引張コイルばね１０の下端に結合されている。

本実施態様では、巻取りカムディスク５３を回転軸５１上で巻取りホイール５２に接近又は離反させる向きに移動させることによって、ばねワイヤ６２が第１カム面５６ａ又は第２カム面５６ｂに選択的に巻回されるようになっている。そのために、巻取りカムディスク５３のボス部５７の巻取りホイール５２と反対側の端面には、ディスク位置調整用のねじ孔６３が設けられ、該ねじ孔に調整ねじ６４が螺着されている。

調整ねじ６４は、軸線方向に比較的長い円柱状の頭部６４ａを有し、その端面には、六角レンチ孔６４ｂが設けられている。調整ねじ６４は、回転軸５１のＤカット面５１ａ上にねじ固定される取付具６５によって、該取付具内に頭部６４ａが回動可能にかつ軸線方向に移動を制限されるように保持される。

従って、六角レンチ６６を頭部６４ａの六角レンチ孔６４ｂに差し込んで調整ねじ６４を回転させると、調整ねじ６４の回転方向によって、巻取りカムディスク５３が回転軸５１上を軸線方向に移動する。これによって、ばねワイヤ６２を第１カム面５６ａと第２カム面５６ｂとの間で切り換えて巻回させることができる。

調整ねじ６４をねじ孔６３からねじ出す向きに回転させると、巻取りカムディスク５３は、巻取りホイール５２に接近する。これにより、図１１（ａ）に示すように、ピン５９の先端が切欠き部５８の溝５８ａから０僅かに突出し、それによって、ばねワイヤ６２は第１カム面５６ａに巻取り可能な位置に配置される。逆に、調整ねじ６４をねじ孔６３にねじ込む向きに回転させると、巻取りカムディスク５３は、巻取りホイール５２から離反する。これにより、図１１（ｂ）に示すように、ピン５９の先端が切欠き部５８の溝５８ａから僅かに引き出され、それによって、ばねワイヤ６２は第２カム面５６ｂに巻取り可能な位置に配置される。

第１実施態様と同様に、リフトワイヤ６０とばねワイヤ６２とは、回転軸５１に関して互いに逆向きに巻回されている。従って、巻取りホイール５２が回転してリフトワイヤ６０が巻き取られると、巻取りカムディスク５３が同じ向きに回転してばねワイヤ６２が引き出される。逆に、リフトワイヤ６０が巻取りホイール５２から引き出されると、ばねワイヤ６２が巻取りカムディスク５３に巻き取られる。

図１に示すように、物品Ａ及び可動支持部４が中央支柱部３のガイド溝９の最上位置にあるとき、リフトワイヤ６０は巻取りホイール５２に最大に巻き取られ、ばねワイヤ６２は巻取りカムディスク５３から最大に引き出されている。このとき、引張コイルばね１０は、その自由長から或る長さだけ伸張し、ばねワイヤ６２を引き上げる上向きの付勢力を発生している。この付勢力は、ばねワイヤ６２から巻取りカムディスク５３に伝達されて回転軸５１にトルクを発生し、それが巻取りホイール５２を介してリフトワイヤ６０に伝達され、物品Ａ及び可動支持部４を引き上げ、前記最上位置に保持している。

この状態から可動支持部４を押し下げると、リフトワイヤ６０が巻取りホイール５２から引き出されて、ばねワイヤ６２が巻取りカムディスク５３に巻き取られ、引張コイルばね１０が伸張して、上向きの付勢力が増加する。この増加した引張コイルばね１０の付勢力が、ばねワイヤ６２から巻取りカムディスク５３、回転軸５１及び巻取りホイール５２を介して可動支持部４の高さ位置に拘わらず、前記最上位置のときと実質的に同じであるように変換され、リフトワイヤ６０に伝達される。

第２実施態様においても、支持しようとする物品Ａの荷重の大小に合わせて、引張コイルばね１０の初期撓み即ち初期荷重を調整することができる。その調整は、同様に引張コイルばね１０の上端位置を中央支柱部上板１１に関して維持しつつ、引張コイルばね１０の下端位置をばねワイヤの端部４０ａに関して上下に変動させることによって、又は、引張コイルばね１０の下端位置をばねワイヤの端部４０ａに関して維持しつつ、引張コイルばね１０の上端位置を前記中央支柱部上板に関して上下に変動させることによって、行割れる。

これに併せて、バランス装置５０を調整し、引張コイルばね１０の付勢力を同様に、常に一定の引き上げ力に変換できるようにすることが好ましい。例えば、バランス装置５０の調整は、巻取りカムディスク５３の第１カム面５６ａと第２カム面５６ｂとの間で切り換えることによって可能である。

本実施態様では、第１，第２カム面５６ａ，５６ｂの渦巻状プロフィルの半径変化率が互いに異なるように設定されている。従って、物品Ａ及び可動支持部４の重量の変化に対して、２段階で対応することができる。別の実施例では、巻取りカムディスクを、それぞれに半径変化率が異なる渦巻状カムプロフィルのカム面を有する３つ又はそれ以上のカムディスクを組み合わせて構成することができる。

以上、本発明の好適な実施態様について説明したが、本発明は、上記実施態様に限定されるものでなく、その技術的範囲内において様々な変形又は変更を加えて実施することができる。例えば、第１実施態様の巻取りホイールと第２実施態様の巻取りカムディスクとを組み合わせることができる。また、物品を引き上げ力を発生するために、引張コイルばねに変えて様々な公知の付勢手段を用いることができる。

１ 物品支持装置
２ 基台
３ 中央支柱部
４ 可動支持部
５ 支持板
５ａ，５ｂ 取付フレーム
６ａ，６ｂ 側板
７ａ，７ｂ ガイド板
８ａ，８ｂ ガイドロッド
９ ガイド溝
１０ 引張コイルばね
１１ 上板
１２，５０ バランス装置
１３，５１ 回転軸
１４，５２ 巻取りホイール
１５，５３ 巻取りカムディスク
１６ 内側ホイール部材
１７ａ，１７ｂ 第１，第２外側ディスク
１８，３５，５４，５７ ボス部
１９ａ，１９ｂ 第１，第２内側ディスク部
２０ 軸線方向孔
２１ 固定ねじ
２２ａ，２２ｂ ピン挿通孔
２３ 円弧溝
２４ａ，２４ｂ ピン位置調整溝
２５ａ，２５ｂ 中心孔
２６ａ，２６ｂ 連結孔
２７ ホイールピン
２８ 連結シャフト
３０ ウォーム
３１ 取付部
３２ ウォームホイール
３３ 六角レンチ
３４ カム面
３８ リフトワイヤ
３９ プーリー
４０ ばねワイヤ
４１ 取付ピン
５２ａ 凹溝
５６ａ，５６ｂ 第１，第２カム面
５８ 切欠き部
５９ ピン
６０ リフトワイヤ
６２ ばねワイヤ
６３ ねじ孔
６４ 調整ねじ
６５ 取付具
６６ 六角レンチ

Claims (3)

1. 固定支持部と、
   前記固定支持部に関して移動可能な、荷重を受けるための可動支持部と、
   前記荷重を支持するための付勢力を発生する付勢手段と、
   前記付勢手段と前記可動支持部との間に接続された力伝達手段とを備え、
   前記力伝達手段が、外周側から内側に向けて半径が徐々に減少する渦巻状プロフィルを有するカム面を設けた巻取りカムディスクと、全周に亘って半径一定の巻取り部を有する巻取りホイールと、前記巻取りカムディスク及び前記巻取りホイールを一体回転可能に取り付けた回動軸と、一端を前記巻取りカムディスクの外周縁に結合して前記カム面に巻回しかつ該カム面から引き出した他端を前記付勢手段に接続する第１ワイヤと、一端を前記巻取りホイールの外周縁に結合して前記巻取り部に巻回しかつ該巻取り部から引き出した他端を前記可動支持部に接続する第２ワイヤとを有し、
   前記力伝達手段が、前記付勢手段の付勢力を、前記巻取りカムディスク、前記回動軸及び前記巻取りホイールを介して所定の割合で、前記可動支持部の前記固定支持部に関する移動範囲内で前記荷重及び前記可動支持部を支持する一定の力に変換すると共に、前記巻取りカムディスクの回転量に対する前記巻取りホイールによる前記第２ワイヤの巻取り／引出し量を変化させることによって、前記所定の割合を調整可能にした荷重支持装置。
2. 前記巻取りホイールが、前記第２ワイヤを巻回する前記巻取り部の半径を全周に亘って調整可能である請求項１に記載の荷重支持装置。
3. 前記巻取りカムディスクが、前記渦巻状プロフィルの半径変化率が異なる複数の前記カム面を有する請求項１に記載の荷重支持装置。

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