JP2016193786A - 昇降装置 - Google Patents

Abstract

【課題】設置床面積と高さ方向のコンパクト性と高剛性を実現した昇降装置を提供すること。【解決手段】昇降装置１０は、ねじ軸２２が、支柱３０の中心Ｐと支柱４０の中心Ｑを結ぶ想定線Ｘに対して水平方向に直交し、且つ、支柱３０，４０の中心Ｐ，Ｑに対して等間隔の位置に配設され、ワーク取付ベース２１が、支柱３０，４０の中心Ｐ，Ｑを結ぶ想定線に対してねじ軸２２と反対側の垂直方向に面し、支柱３０，４０の双方にワーク取付ベース２１を案内するガイド部材５０が設けられ、支柱３０，４０のそれぞれの範囲外にねじ軸２２に連結されるギアボックスＧが設置されているから、コンパクト性と高剛性の両立を実現した昇降装置とすることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、対象物を昇降させるための昇降装置に関し、特に、支柱と並行して配設されたねじ軸をモータ等で回転させ、ボールねじ機構等の進退動を利用して対象物を昇降させ、その昇降をガイド部材で案内するという昇降装置に関する。

このような昇降装置は、主に、支柱、モータ等の駆動部、ボールねじ機構等の昇降機構、及び昇降を案内するガイド部材で構成されており、その例として、特許文献１，２に示すものがある。

特開２００９−９１０９３号公報 特開２０１３−１２７２７５号公報

特許文献１は、コ字形の支柱の内側にボールねじ機構が配設され、ボールねじ機構のねじ軸に沿って、支柱内側面に直線ガイドが設けられ、支柱の下部にねじ軸と連結するギアボックスを具え、そのギアボックスにモータが連結されるという昇降装置を開示する。

特許文献１の昇降装置は、設置床面積が小さく、この点でコンパクト化を実現している。しかし、モータとギアボックスからなる駆動機構が設置される駆動部ベースが支柱の範囲内（直下）に配設されているという構成であるため、昇降装置の長手方向（高さ方向）寸法が大きくなる傾向にある。

一方、特許文献２には、支柱の内側に、ボールねじ機構のねじ軸と直線ガイドが並設され、ねじ軸を駆動するモータも、これらに並設されている昇降装置が開示されている。この構成によれば、特許文献１の昇降装置に比べて、昇降装置の高さ方向寸法を小さくすることができる。また、直線ガイドの長手方向寸法が比較的長いため、特許文献１の昇降装置のような、直線ガイドとねじ軸の長手方向寸法がほぼ一致しているものに比べて、昇降部材の昇降を案内できる範囲が広い。

しかしながら、特許文献２の昇降装置は、薄型の昇降装置を実現するためのもので、モータ、ねじ軸、ガイド部材が一列に並ぶように配置されているため、対象物による負荷が昇降装置に対して偏って掛かり易いという問題もある。昇降装置には、設置床面積と高さ方向のコンパクト性だけでなく、高い剛性も求められているため、これらの両立を図った昇降装置が望まれている。

そこで、本発明は、前述した従来技術の問題点及びニーズに鑑み、設置床面積と高さ方向のコンパクト性を両立し、且つ、高剛性を実現した昇降装置を提供することを目的とする。

本発明は、一対の支柱と、
前記両支柱の中心を結ぶ想定線に対して水平方向に直交し、且つ、前記両支柱の中心に対して等間隔の位置に配設されるねじ軸と、
前記両支柱のそれぞれの範囲外に位置し、前記ねじ軸に連結され、駆動装置からトルクが伝達されるギアボックスと、
前記ねじ軸の回転により該ねじ軸上を進退動する昇降部材と、
前記両支柱の間を通る連結部材によって前記昇降部材に連結され、前記想定線に対し前記ねじ軸と反対側の垂直方向に面するワーク取付ベースと、
前記ワーク取付ベースの昇降を前記両支柱の面上でそれぞれ案内する一対のガイド部材を具えることを特徴とする昇降装置によって前記課題を解決した。

本発明によれば、一対の支柱が配設され、ギアボックスが両支柱のそれぞれの範囲外に位置し、ねじ軸が、両支柱の中心を結ぶ想定線に対し水平方向に直交し、且つ、両支柱の中心に対して等間隔の位置に配設されている。また、ねじ軸上を進退動する昇降部材に両支柱の間を通る連結部材によって連結されるワーク取付ベースが、当該想定線に対し、ねじ軸と反対側の垂直方向に面しており、且つ、一対のガイド部材によって両支柱のそれぞれの面上で案内されるという構成であるため、以下の効果を奏する。すなわち、第一に、ねじ軸を中心として支柱が対称に配設され、両方の支柱にガイド部材が設けられているため、対象物による負荷を両支柱で均等に受けることができ、結果として、昇降装置の剛性を高めることができる。これにより、ガイド部材を比較的小型にできるため、その分、昇降装置をコンパクトにすることもできる。第二に、支柱の一端を設置面に近付けることができるため、ガイド部材が支柱の上部から設置面近くの下部まで全部に亘ってワーク取付ベースの昇降を案内することができる。これにより、ワーク取付ベースの昇降をスムーズに、且つ、安定させることができる。また、昇降装置の高さ方向寸法を比較的コンパクトにできる。第三に、スペースを効率的に使用した支柱及びねじ軸の配置であるため、剛性を高めながら、設置床面積を最小限に抑えることができる。すなわち、本発明によれば、高剛性とコンパクト性の両立を実現した昇降装置とすることができる。

また、ねじ軸の中心が両支柱の間の範囲内に位置している構成とすれば、ねじ軸の中心と負荷の中心との距離を縮めることができ、ねじ軸が許容できる荷重が増すため、ガイド部材に掛かる負荷を軽減することができる。

また、ギアボックスが傘歯車機構を内蔵し、複数の入出力軸を有する構成とすれば、複数の昇降装置を軸で連結し、１つの駆動装置で連動させることができる。

また、支柱を横断面Ｈ形状又はコ字状とすれば、同形状の市販品の鋼材を支柱として使用することができるので、生産性を高めることができる。

本発明の第一実施形態の昇降装置のトッププレートを外した状態の平面図。 本発明の第一実施形態の昇降装置の一部透視の側面図。 本発明の第二実施形態の昇降装置のトッププレートを外した状態の平面図。 本発明の第二実施形態の昇降装置の側方縦断面図。 本発明の第二実施形態の昇降装置の側面図。 本発明の第三実施形態の昇降装置のバリエーションを示す平面図（トッププレートを外した状態）。 本発明の第四実施形態の昇降装置のトッププレートを外した状態の平面図。 本発明の第四実施形態の昇降装置を連結した状態を示す正面図。

本発明の実施例を、図１〜８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。

図１に示す昇降装置１０は、ベースプレート１２上に配設された一対の支柱３０，４０と、ねじ軸２２及びねじ軸２２上を進退動する昇降部材（昇降ナット）２４を具えるボールねじ機構２０を有する。ねじ軸２２は、支柱３０の中心Ｐと支柱４０の中心Ｑを結ぶ想定線Ｘに対して水平方向に直交し、且つ、支柱３０，４０の中心Ｐ，Ｑに対して等間隔の位置に配設されている。ワーク取付ベース２１は、支柱３０，４０の中心Ｐ，Ｑを結ぶ想定線に対してねじ軸２２と反対側の垂直方向に面しており、ワーク取付ベース２１と昇降部材２４は、支柱３０，４０の間を通る連結部材２６によって連結されている。図示しての説明は省略するが、ワーク取付ベース２１には、対象物を載せる荷受部材（図３の符号２５を参照。）が取付けられる。

図２に示すように、支柱４０とねじ軸２２の上部にはトッププレート１６が取付けられており、支柱４０はトッププレート１６とベースプレート１２により挟持され、ねじ軸２２はトッププレート１６とベースプレート１２上に設けられる駆動部ベース１４によって回転可能に挟持されるようにして固定されている。駆動部ベース１４は、ねじ軸２２とベースプレート１２の間に、後述するギアボックスＧ１が挿入される程度の空間を設けることができるように構成される。ねじ軸２２は、ギアボックスＧ１の出力軸と連結するために、駆動部ベース１４を貫通している。

駆動部ベース１４とベースプレート１２の間の空間には、ギアが内蔵されたギアボックスＧ１が挿入され、ギアボックスＧ１は、その出力軸（図示省略。）とねじ軸２２が連結された状態で駆動部ベース１４に固定される。ギアボックスＧ１は、図１に示すように、モータＭに連結されており、かくして、モータＭのトルクはギアボックスＧ１内のギアを介してねじ軸２２に伝達される。ギアボックスＧ１の内部構成は既に知られているものを適用すればよい。

上記のとおり、昇降装置１０のねじ軸２２は、支柱３０の中心Ｐと支柱４０の中心Ｑを結ぶ想定線Ｘに対して水平方向に直交し、且つ、支柱３０，４０の中心Ｐ，Ｑに対して等間隔の位置に配設されている。よって、ねじ軸２２を中心として支柱３０，４０が対称に配設されるという構成が実現される。そして、上記のとおり、支柱３０，４０の双方にワーク取付ベース２１を案内するガイド部材５０が設けられているため、対象物による負荷を両方の支柱３０，４０で均等に受けることができ、昇降装置１０の剛性を高めることができる。これにより、ガイド部材５０を従来に比べて小型にすることもできるため、その分、昇降装置１０をコンパクトにすることができる。また、昇降装置１０のような支柱３０，４０及びねじ軸２２の配置によれば、スペースを効率的に使用できるため、設置床面積を最小限に抑えることができる。

また、支柱３０，４０のそれぞれの範囲外にギアボックスＧが設置されているため、特許文献１のような、ギアボックスが支柱の範囲内に設置されており、ねじ軸と支柱の長手方向寸法が同じ昇降装置に比べて、支柱の長手方向寸法を大きくすることができる。また、支柱の一端を設置面に近付けることができる。換言すれば、特許文献１の昇降装置の支柱と同等の寸法とした場合、昇降装置１０の長手方向寸法を比較的コンパクトにできるということである（図２参照。）。これにより、昇降装置の低床化を図ることもでき、その場合、昇降装置の上部に作業者がアクセスし易くなるため、メインテナンス性を向上させることができる。

ワーク取付ベース２１の昇降を案内するガイド部材５０は、直線ガイド５２と直線ガイド５２上を図示しない転動体が転動して転がり案内する、上下一対のスライド部材５４から構成されている。スライド部材５４は、昇降ベース３１，４１を介してワーク取付ベース２１と連結されている。直線ガイド５２は、図２に示されているように、支柱４０の長手方向の略全てに亘って設けられているため（支柱３０も同様。）、ワーク取付ベース２１の昇降を支柱４０の上端から設置面近くの下端まで全範囲に亘って案内することができる。よって、ワーク取付ベース２１の昇降をスムーズに、且つ、安定させることができる。

図１に示すように、昇降装置１０の支柱３０，４０は、フランジ３２，４２，３６，４６とウェブ３４，４４を有する横断面Ｈ形状のものである。支柱３０，４０は、ワーク取付ベース２１が一方のフランジ３２，４２の外側に位置するように配設されているが、支柱３０，４０の向きは適宜変更することができる。また、昇降装置１０の直線ガイド５２は、ウェブ３４，４４に取付ける以外に、フランジ３２，４２，３６，４６の内外面のいずれに取付けてもよい。

支柱３０，４０には、支柱３０，４０及びねじ軸２２を囲うカバー２８，３８，４８が取付けられている。これにより、ボールねじ機構２０とガイド部材５０へ粉塵等の異物が侵入することを防ぐことができる。

図３は、本発明の第二実施形態の昇降装置１０ａを示す平面図である。昇降装置１０ａの基本的な構成は昇降装置１０と同様である。昇降装置１０ａのように、横断面コ字状の支柱３０ａ，４０ａを用いることもできる。ギアボックスＧは、昇降装置１０と同様に、支柱３０ａ，４０ａのそれぞれの範囲外に設置されている。図３，４に示すように、連結部材２６ａと昇降ベース３１ａの形状は、支柱３０ａ，４０ａの形状、及びこれらに取付けられるガイド部材５０の位置によって適宜変更される。また、ガイド部材５０は、図５に示すように、上下一対のスライド部材５４，５４を具えている。

図３に示すように、ねじ軸２２は、支柱３０ａの中心Ｐ´と支柱４０ａの中心Ｑ´を結ぶ想定線Ｘ´に対して水平方向に直交し、且つ、支柱３０ａ，４０ａの中心Ｐ´，Ｑ´に対して等間隔の位置に配設されており、さらに、ねじ軸２２の中心は、支柱３０ａ，４０ａの間の範囲内に位置している。この構成により、ワーク取付ベース２１に取付けられるワーク２５上に載せられる対象物の負荷の中心Ｌとねじ軸２２との距離を縮めることができ、ねじ軸２２が許容できる荷重が増すため、ガイド部材５０に掛かる負荷を軽減することができる。よって、ガイド部材５０を一層コンパクトにすることができ、その分、昇降装置全体としてもコンパクト化を図ることができる。

図６は、本発明の第三実施形態の昇降装置１０ｂ〜１０ｅを示す平面図である。昇降装置１０ｂ〜１０ｅは、図１に示されている昇降装置１０と同様に、トッププレート１６（図２参照。）が外されている状態である。

昇降装置１０ｂ〜１０ｅの支柱３０ｂ〜ｅ，４０ｂ〜ｅのように、支柱の向きは適宜決定することができる。また、ワーク取付ベース２１の昇降を案内するガイド部材５０の支柱に対する位置も適宜決定することができ、ガイド部材５０の位置に応じて、昇降ベース３１，４１の形状を変更すればよい。

以上に説明した昇降装置１０〜１０ｅのように、支柱として横断面Ｈ形状又はコ字状というような市販されている形鋼を使用すれば、昇降装置の生産性を高めることができる。なお、横断面Ｈ形状又はコ字状以外の形状の支柱を採用することができることは言うまでもない。

図７は、本発明の第四実施形態の昇降装置１０ｆを示す。基本的な構造は、昇降装置１０と同様であるため、その部分については説明を省略する。昇降装置１０ｆのギアボックスＧ２は、傘歯車機構（図示省略。）を内蔵しており、２つの入出力軸６２，６４（但し、ねじ軸２２に連結される出力軸を除く。）を有する。これにより、例えば、入出力軸６２にモータ等の駆動装置（図示省略。）を接続し、入出力軸６４に、図８に示すような、軸６６を取付けて、別の昇降装置１０ｆのギアボックスＧ２の入出力軸６２と連結することができる。図８に示すように、例えば、３つの昇降装置１０ｆを並列させて連結すれば、縦長の対象物を昇降することにも対応することができる。なお、ギアボックスの入出力軸は、昇降装置の部品に干渉しないようにして、３つ以上に増やすことも可能である。

本発明の昇降装置のガイド機構は、上記に説明した直線ガイド５２とスライド部材５４から構成されるもの以外に、ローラやメタル軸受を用いたものでもよい。また、ボールねじ機構の他に台形ねじ機構等の昇降機構を適用することもできる。

以上に説明したとおり、本発明によれば、高剛性とコンパクト性の両立を実現した昇降装置を提供することができる。

Ｍ 駆動装置（モータ）
Ｇ１，Ｇ２ ギアボックス
Ｘ 想定線
Ｐ，Ｑ 支柱の中心
１０〜１０ｆ 昇降装置
２１ ワーク取付ベース
２２ ねじ軸
２４ 昇降部材
２６ 連結部材
３０，４０ 支柱
５０ ガイド部材
６２，６４ 入出力軸

Claims (5)

1. 一対の支柱と、
   前記両支柱の中心を結ぶ想定線に対して水平方向に直交し、且つ、前記両支柱の中心に対して等間隔の位置に配設されるねじ軸と、
   前記両支柱のそれぞれの範囲外に位置し、前記ねじ軸に連結され、駆動装置からトルクが伝達されるギアボックスと、
   前記ねじ軸の回転により該ねじ軸上を進退動する昇降部材と、
   前記両支柱の間を通る連結部材によって前記昇降部材に連結され、前記想定線に対し前記ねじ軸と反対側の垂直方向に面するワーク取付ベースと、
   前記ワーク取付ベースの昇降を前記両支柱の面上でそれぞれ案内する一対のガイド部材を具えることを特徴とする、
   昇降装置。
2. 前記ねじ軸の中心が前記両支柱の間の範囲内に位置している、請求項１の昇降装置。
3. 前記ギアボックスが傘歯車機構を内蔵し、複数の入出力軸を有する、請求項１の昇降装置。
4. 前記両支柱が横断面Ｈ形状である、請求項１から３のいずれかの昇降装置。
5. 前記両支柱が横断面コ字状である、請求項１から３のいずれかの昇降装置。

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