JP2020185137A - 昇降装置及び昇降デスク - Google Patents

Abstract

【課題】可動範囲の自由度が高い昇降装置及び昇降デスクを提供する。【解決手段】昇降装置３の一つの態様は、上下方向に延びるレール部材１１と、レール部材に沿って上下方向に昇降する昇降部２０と、を備え、昇降部は、モータ２１と、モータにより回転するウォームギヤ部３０と、ウォームギヤ部により回転するピニオン部２３と、を有し、レール部材は、上下方向に延びるように設けられ、ピニオン部が噛み合うラック部１２を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、昇降装置及び昇降デスクに関する。

下記特許文献１には、昇降支柱を用いることで高さ調整を可能にした家具用支持フレームが開示されている。この家具用支持フレームでは、ねじ駆動によって伸縮部材を軸方向に伸縮させることで昇降装置を構成している。

特表２０１７−５１９５４６号公報

しかしながら、上記家具用支持フレームの昇降装置では、ねじ部の長さに応じて昇降部材の可動範囲が決まるため、可動範囲を容易に変更することが難しく、可動範囲の自由度が低いという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みて、可動範囲の自由度が高い昇降装置及び昇降デスクを提供することを目的とする。

本発明の昇降装置の一つの態様は、上下方向に延びるレール部材と、前記レール部材に沿って前記上下方向に昇降する昇降部と、を備え、前記昇降部は、モータと、前記モータにより回転するウォームギヤ部と、前記ウォームギヤ部により回転する駆動歯車と、を有し、前記レール部材は、前記上下方向に延びるように設けられ、前記駆動歯車が噛み合うラックギヤを有する。

本発明の一つの態様によれば、可動範囲の自由度が高い昇降装置及び昇降デスクが提供される。

図１は一実施形態の昇降デスクの概略構成を示す斜視図である。 図２は昇降装置の要部構成を示す拡大図である。 図３は第１ローラ部の要部構成を示す断面図である。

以下、昇降装置及び昇降デスクの一実施形態について説明する。
図１は本実施形態の昇降デスクの概略構成を示す斜視図である。
以下の説明で使用する図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。ＸＹＺ座標系においてＺ軸方向は、＋Ｚ側を「上側」とし、−Ｚ側を「下側」とする上下方向（鉛直方向）である。また、Ｘ軸方向は、Ｚ軸方向と直交する方向であって、上下方向に昇降する天板の奥行方向であって、＋Ｘ側を「前側」とし、−Ｘ側を「後側」とする前後方向である。また、Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向とＺ軸方向との両方と直交する方向であって、天板の左右方向である。

図１に示すように、昇降デスク１は、天板２と、天板２を上下方向に昇降させる昇降装置３と、を備えている。本実施形態において、昇降装置３は、天板２の左右方向における両端にそれぞれ設けられている。昇降装置３は、昇降デスク１を設置する部屋の壁面に立てかけるように設置される。

図２は昇降装置３の要部構成を示す拡大図である。図２では、昇降装置３の内部構成を示すため、本体ケースを覆うカバー部材を取り外した状態を示している。

図２に示すように、昇降装置３は、上下方向に延びるレール部材１１と、レール部材１１に沿って上下方向に昇降する昇降部２０と、を備えている。レール部材１１は、底板部１１ａと、底板部１１ａの右側の端部に設けられた右側板部１１ｂと、底板部１１ａの左側の端部に設けられた左側板部１１ｃと、上下方向に延びるように底板部１１ａに設けられたラックギヤ（ラック）１２と、ガイド溝１３と、を有する。

ガイド溝１３は、上下方向に昇降する昇降部２０をガイドする溝である。ガイド溝１３は、右側ガイド溝１３ａと左側ガイド溝１３ｂとを含む。

右側板部１１ｂは前側（−Ｙ側）の端部が内側（左側）に折り曲げられることで昇降部２０をガイドする右側ガイド溝１３ａを構成している。また、左側板部１１ｃは前側（＋Ｙ側）の端部が内側（右側）に折り曲げられることで昇降部２０をガイドする左側ガイド溝１３ｂを構成している。

昇降部２０は、モータ２１と、モータ２１により回転するウォームギヤ部２２と、ウォームギヤ部２２により回転する駆動歯車（ピニオン）２３と、本体ケース２４と、ローラ部材２７と、を有する。本体ケース２４は、モータ２１、ウォームギヤ部２２及び駆動歯車２３を保持するとともに昇降部２０の外装を構成する。

昇降部２０は、天板２を支持する支持面を有している。本実施形態において、本体ケース２４の上面は天板２を支持する支持面２４ａを構成し、天板２は例えばねじ部材（不図示）を介して支持面２４ａに固定される。支持面２４ａは平面である。

モータ２１はＺ軸に平行な回転軸Ｏの周りに回転するシャフト２１ａを有する。ウォームギヤ部２２は、ウォームギヤ３０と、減速部３１と、第１軸受３２ａと、第２軸受３２ｂと、を有する。ウォームギヤ３０は、第１軸受３２ａ及び第２軸受３２ｂにより回転軸Ｏ周りに回転可能に支持される。第１軸受３２ａ及び第２軸受３２ｂは、ウォームギヤ３０にスラスト荷重が生じた場合でも、該ウォームギヤ３０を安定して支持する。ウォームギヤ３０は、カップリング部材３３を介してモータ２１のシャフト２１ａと連結され、シャフト２１ａと同軸上を回転する。

減速部３１は、ウォームギヤ３０に噛み合う第１歯車３１ａと、第１歯車３１ａに噛み合う第２歯車３１ｂと、第２歯車３１ｂ及び駆動歯車２３に噛み合う第３歯車３１ｃと、を有する。なお、第１歯車３１ａ、第２歯車３１ｂ及び第３歯車３１ｃは不図示のベアリング部材を介して本体ケース２４に保持されている。

減速部３１における減速比は、天板２を上下方向にスムーズに昇降可能とする所定のトルクを得る値に設置されている。すなわち、減速部３１における歯車の数は上記に限定されることはなく、例えば、歯車の数、各歯車の歯数、或いは各歯車の外径は上記減速比に応じて適切に設計される。

このような構成に基づき、昇降部２０は、ウォームギヤ部２２によりモータ２１の回転数を所定の減速比で減速させることで駆動歯車２３の出力を向上させる。駆動歯車２３はレール部材１１内に上下方向に延びるように設けられたラックギヤ１２に噛み合うことで、ラック・アンド・ピニオン機構を構成する。

図２に示したように、昇降部２０はローラ部材２７を介してレール部材１１に接続されている。ローラ部材２７はガイド溝１３内を移動する部材である。本実施形態の昇降部２０はローラ部材２７を備えることで、重力方向に逆らう上方向においてもレール部材１１から脱落することなく移動可能である。

ローラ部材２７は第１ローラ部２５と第２ローラ部２６とを含む。第１ローラ部２５は昇降部２０における上下方向の上側をレール部材１１に取り付ける部位である。第２ローラ部２６は昇降部２０における上下方向の下側をレール部材１１に取り付ける部位である。第１ローラ部２５及び第２ローラ部２６は上下方向において離間した状態で本体ケース２４に設けられている。

具体的に第１ローラ部２５は本体ケース２４の上側（＋Ｚ側）におけるレール部材１１と対向する部分の端部に取り付けられる。第１ローラ部２５は、第１土台部２５ａと、第１右側ローラ２５ｂと、第１左側ローラ２５ｃと、を有する。第１右側ローラ２５ｂ及び第１左側ローラ２５ｃは、第１土台部２５ａに取り付けられている。

図３は第１ローラ部２５の要部構成を示す断面図である。図３は第１ローラ部２５におけるＸＹ平面に平行な面に沿う断面である。
図３に示すように、第１土台部２５ａはラックギヤ１２と平面的に重なる位置に配置される。第１土台部２５ａには切欠き２５ａ１が設けられており、該切欠き２５ａ１によってラックギヤ１２と第１土台部２５ａとの干渉が回避される。第１右側ローラ２５ｂはレール部材１１の右側ガイド溝１３ａ内に配置される。第１左側ローラ２５ｃはレール部材１１の左側ガイド溝１３ｂ内に配置される。

第１ローラ部２５の横幅は、底板部１１ａの横幅（右側板部１１ｂの内面と左側板部１１ｃの内面との距離）と同等若しくは僅かに小さい。右側ガイド溝１３ａの横幅は、第１右側ローラ２５ｂの横幅と同等若しくは僅かに大きい。右側ガイド溝１３ａの前後方向の高さは、第１右側ローラ２５ｂの外径と同等若しくは僅かに大きい。右側ガイド溝１３ａの前後方向の高さは、第１右側ローラ２５ｂの外径と同等若しくは僅かに大きい。これにより、第１右側ローラ２５ｂは、右側ガイド溝１３ａ内において前後方向及び左右方向の位置が制限された状態で上下方向に移動可能とされる。

また、左側ガイド溝１３ｂの横幅は、第１左側ローラ２５ｃの横幅と同等若しくは僅かに大きい。左側ガイド溝１３ｂの前後方向の高さは、第１左側ローラ２５ｃの外径と同等若しくは僅かに大きい。これにより、第１左側ローラ２５ｃは、左側ガイド溝１３ｂ内において前後方向及び左右方向の位置が制限された状態で上下方向に移動可能とされる。

図２に示すように、第２ローラ部２６は本体ケース２４の下側（−Ｚ側）におけるレール部材１１と対向する部分の端部に取り付けられる。第２ローラ部２６は、第２土台部２６ａと、第２右側ローラ２６ｂと、第２左側ローラ２６ｃと、を有する。第２右側ローラ２６ｂ及び第２左側ローラ２６ｃは、第２土台部２６ａに取り付けられている。

第２土台部２６ａはラックギヤ１２と平面的に重なる位置に配置されている。第２土台部２６ａには切欠き２６ａ１が設けられており、該切欠き２６ａ１によってラックギヤ１２と第２土台部２６ａとの干渉が回避される。第２右側ローラ２６ｂはレール部材１１の右側ガイド溝１３ａ内に配置される。第２左側ローラ２６ｃはレール部材１１の左側ガイド溝１３ｂ内に配置される。

第２ローラ部２６及びレール部材１１の寸法関係は、第１ローラ部２５及びレール部材１１の寸法関係と同じである。すなわち、第２ローラ部２６の横幅は、底板部１１ａの横幅（右側板部１１ｂの内面と左側板部１１ｃの内面との距離）と同等若しくは僅かに小さい。右側ガイド溝１３ａの横幅は、第２右側ローラ２６ｂの横幅と同等若しくは僅かに大きい。右側ガイド溝１３ａの前後方向の高さは、第２右側ローラ２６ｂの外径と同等若しくは僅かに大きい。これにより、第２右側ローラ２６ｂは、右側ガイド溝１３ａ内において前後方向及び左右方向の位置が制限された状態で上下方向に移動可能とされる。

また、左側ガイド溝１３ｂの横幅は、第２左側ローラ２６ｃの横幅と同等若しくは僅かに大きい。左側ガイド溝１３ｂの前後方向の高さは、第２左側ローラ２６ｃの外径と同等若しくは僅かに大きい。これにより、第２左側ローラ２６ｃは、左側ガイド溝１３ｂ内において前後方向及び左右方向の位置が制限された状態で上下方向に移動可能とされる。

以上のように第１ローラ部２５及び第２ローラ部２６はレール部材１１のガイド溝１３に沿って上下方向に移動可能である。すなわち、本実施形態の昇降部２０は、ローラ部材２７（第１ローラ部２５及び第２ローラ部２６）を備えることで上下方向に移動可能となるようにレール部材１１に取り付けられている。

本実施形態において、ローラ部材２７は、第１ローラ部２５及び第２ローラ部２６を本体ケース２４の上下方向における両端に配置することで、第１ローラ部２５及び第２ローラ部２６とレール部材１１との接触部分（支点）間の距離を延ばすことで接触部分にかかる荷重を低減している。これにより、昇降部２０及びレール部材１１の接続部分に生じる負荷を低減することで故障や動作不良等といった不具合の発生を抑制できる。

本実施形態において、図２に示すように昇降部２０は上下方向の上側から下側に向かって、モータ２１、ウォームギヤ部２２及び駆動歯車２３が順に配置されている。この構成によれば、最も下側に駆動歯車２３が配置されるので、駆動歯車２３に動力を伝達する各歯車同士は上側から下側に向かって配置される。そのため、駆動歯車２３に動力を伝達する各歯車は、下側部分がそれぞれ噛み合った状態となるので、ギヤ抜けの発生が抑制される。

また、駆動歯車２３を上側に配置する場合に比べて、駆動歯車２３を下側に配置することで駆動歯車２３にかかる荷重を増やすことができる。これにより、駆動歯車２３とラックギヤ１２とを良好にかみ合わせることができる。

本実施形態の昇降デスク１は、天板２の高さ調整を行う際、昇降装置３を駆動させる。具体的に、昇降装置３は、昇降部２０におけるモータ２１を駆動させることでウォームギヤ部２２のウォームギヤ３０を所定方向に回転させることで減速部３１に連結される駆動歯車２３を回転させる。昇降部２０は、駆動歯車２３を回転させることでラックギヤ１２に沿って上下方向に移動する。本実施形態の昇降デスク１は、昇降部２０が上下方向に移動することで、昇降部２０（本体ケース２４の支持面２４ａ）に取り付けられた天板２を上下方向に移動させる。

本実施形態の昇降装置３において、昇降部２０及び天板２を合わせた重量に相当する荷重が駆動歯車２３にかかっている。そのため、昇降部２０の動作を行わない場合であっても、上記重量による荷重によって駆動歯車２３が回転し始めることで、昇降部２０がレール部材１１に対して動き出すおそれもある。

これに対し、本実施形態のウォームギヤ部２２はセルフロック機能を有している。ここで、セルフロック機能とは、機械的又は電気的なブレ−キ機構を設けることなく、出力側（駆動歯車２３）から入力側（ウォームギヤ３０）を回転できなくすることをいう。

すなわち、本実施形態の昇降装置３によれば、機械的又は電気的なブレ−キ機構を設けることなく、ウォームギヤ部２２のセルフロック機能を利用することで天板２の上下方向における高さを維持することができる。

また、本実施形態の昇降装置３は、昇降部２０がレール部材１１に沿って上下方向に自走する構造を採用するため、レール部材１１（ラックギヤ１２）の長さを変更することで昇降部２０における上下方向の可動範囲を容易に変更することができる。よって、本実施形態の昇降装置３は、従来の伸縮方式を採用した昇降装置に比べて可動範囲の自由度が高いため、種々な用途に適用することができる。
したがって、本実施形態の昇降デスク１によれば、可動範囲の自由度が高い上記昇降装置３を備えるので、種々な用途に適用可能な付加価値の高いデスクとなる。

また、本実施形態の昇降装置３において、昇降部２０は本体ケース２４内にモータ２１、ウォームギヤ部２２及び駆動歯車２３を収容した構造を持つため、本体ケース２４の外部に部材が飛び出ることがなく、デザイン性を損なうことがない。

以上に、本発明の一実施形態を説明したが、実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。例えば、上記実施形態の昇降装置３では天板２を昇降させる昇降装置３を２つ備える場合を例に挙げたが、昇降装置３を１つのみ備える構成でもよい。

また、上記実施形態の昇降装置３では、駆動歯車２３とラックギヤ１２とをかみ合わせることでラック・アンド・ピニオン機構を構成する場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されない。すなわち、所定間隔で複数のピンを配置したピンラックをラック部として用い、該ピンラックの複数のピンに噛み合うスプロケットをピニオン部として用いることで、昇降部２０を昇降させるラック・アンド・ピニオン機構を構成するようにしてもよい。

１…昇降デスク、２…天板、３…昇降装置、１１…レール部材、１２…ラックギヤ（ラック部）、１３…ガイド溝、２０…昇降部、２１…モータ、２２…ウォームギヤ部、２３…駆動歯車（ピニオン部）、２４…本体ケース、２７…ローラ部材、３０…ウォームギヤ。

Claims (6)

1. 上下方向に延びるレール部材と、
   前記レール部材に沿って前記上下方向に昇降する昇降部と、を備え、
   前記昇降部は、モータと、前記モータにより回転するウォームギヤ部と、前記ウォームギヤ部により回転するピニオン部と、を有し、
   前記レール部材は、前記上下方向に延びるように設けられ、前記ピニオン部が噛み合うラック部を有する
   昇降装置。
2. 前記ウォームギヤ部は、セルフロック機能を有する
   請求項１に記載の昇降装置。
3. 前記レール部材は、前記上下方向に昇降する前記昇降部をガイドするガイド溝を有し、
   前記昇降部は、前記ガイド溝内を移動するローラ部材を有する
   請求項１又は２に記載の昇降装置。
4. 前記昇降部は、前記モータ、前記ウォームギヤ部及び前記ピニオン部を保持する本体ケースを有しており、
   前記本体ケースの上面は平面である
   請求項１乃至３のいずれ一項に記載の昇降装置。
5. 前記昇降部は、前記上下方向における上側から下側に向かって、前記モータ、前記ウォームギヤ部及び前記ピニオン部が順に配置されている
   請求項４に記載の昇降装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の昇降装置と、
   前記昇降装置の前記昇降部に取り付けられる天板と、を備える
   昇降デスク。

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