JP2724339B2 - 昇降装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、常に一定のばね張力を出力する定荷重ば
ねを利用した昇降装置に関する。この昇降装置は、机の
天板内方に配置されたコンピューター用のディスプレイ
や、床下収納庫等の昇降操作に適用される。

〔従来の技術〕

コンピューター本体およびこれ用の周辺装置の全てを
机に組み込み、とくにディスプレイを、全体が机の天板
内方に収まる収納姿勢と、天板上に突出する姿勢とに昇
降操作できるようにした、コンピューター専用の机は公
知である（文献不詳）。これでは、昇降台を上昇させる
ための動力源として定荷重ばねが用いられている。

定荷重ばねは、回転自在に支持されるプーリに帯状の
ばね体を巻付けた一種の渦巻ばねであるが、そのばね特
性に特徴を有し、ばね体の引き出しストロークとは無関
係に常に一定のばね張力を出力する。この定荷重ばねに
は、プーリから引き出されたばね体が、プーリに巻戻さ
れるときのばね体とプーリとの相対移動を出力として利
用する引張り型と、巻戻し時のプーリの回転動作を出力
として利用する回転型との２種がある。前述のような昇
降装置では、専ら引張り型の定荷重ばねを動力源として
用いていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

例えば、ディスプレイ用の昇降装置においては、２ま
たは４個の引張り型の定荷重ばねユニット（以下単にば
ねユニットと言う）で昇降台を吊下げ支持することが多
い。こうした場合、各ばねユニットに作用する負荷荷重
にばらつきがあると、昇降台の移動をスムーズに行うこ
とができない。昇降台の重量分布の偏りや、ばねユニッ
トの取付位置の違いなどで各ばねユニットに作用する荷
重に違いがあると、昇降台を傾動させるような力が作用
し、その昇降ガイド面で引っ掛かりを生じるからであ
る。

そのため、たとえばメーカや機種の異なるディスプレ
イを昇降台に搭載する場合は、ディスプレイの搭載位置
をずらし、あるいは重量分布を調整する錘りを付加する
などの調整作業が不可欠となり、昇降装置として汎用性
に欠ける不利があった。

この発明は上記に鑑み提案されたものであって、その
目的は、昇降台の重量分布とは無関係に確実にしかもス
ムーズな昇降動作が得られる、汎用性に優れた昇降装置
を得ることにある。

この発明の他の目的は、搭載物の重量の増減に応じ
て、ばねユニットの出力値を変更調整できるようにし、
搭載物の重量が変動する場合でも適正に昇降操作できよ
うにすることにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明では、回転型のばねユニット９を動力源にし
て、その回転動力を出力軸15を介して出力し、これを巻
掛部材17と原動ドラム16とによって直線的な引張力に変
換し、変換された引張力を昇降台４の複数箇所に作用さ
せることにより、重量分布の偏りとは無関係に均等な操
作力で昇降台４を昇降操作するにある。

具体的には、第１図に示すように、昇降台４と、これ
を昇降自在に案内支持するガイド手段８とを備えてお
り、昇降ストロークの一端において昇降台４と対向する
固定壁14に、昇降台４を重力に抗して昇揚操作する回転
型の定荷重ばねユニット９を設け、前記ばねユニット９
の回転動力を出力する出力軸15に複数の原動ドラム16を
同行回転可能に固定し、引き出し端が昇降台４に接続さ
れた複数の巻掛部材17が前記各原動ドラム16に巻付け装
着して昇降装置を構成したものである。

昇降台４が固定壁14の上方空間においてガイド手段８
で昇降自在に支持される昇降装置では、原動ドラム16か
ら引き出された巻掛部材17を変向プーリ27・28で案内し
て、巻掛部材17の引き出し端における巻戻し時の移動方
向を上向きに設定し、巻掛部材17の引き出し端を、ガイ
ド手段８で昇降案内される昇降部材13に接続することが
できる。

好ましくは、原動ドラム16と巻掛部材17の引き出し端
との間の巻掛部材17の走行経路中に、巻掛部材17に走行
抵抗を付与するブレーキ手段10を設け、前記走行抵抗が
大小に変更できるようブレーキ手段10を構成する。

〔作用〕

各巻掛部材17には、昇降台４の重量分布に応じた負荷
荷重が作用する。しかし、仮りに軽負荷側の巻掛部材17
が原動ドラム16に巻き取られようとした場合でも、この
動作は出力軸15を介して他の原動ドラム16にも同時に伝
えられるので、各巻掛部材17は常に均等な巻戻し力で等
量ずつ原動ドラム16に巻戻され、あるいは等量ずつ原動
ドラム16から引き出される。つまり、重量分布の偏り
は、複数の原動ドラム16が同時に回動することで吸収さ
れてしまう。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明の昇降装置では、回転型のばね
ユニット９の回転動力を、出力軸15とこれに固定される
複数の原動ドラム16、および各ドラム16から引き出され
た巻掛部材17を介して昇降台４に作用させるようにした
ので、昇降台４上における重量分布に偏りがあった場合
でも、これを原動ドラム16が同時に回転することで吸収
でき、各巻掛部材17に常に均等なばね力を作用させるこ
とができる。これにより、昇降台４上の搭載物の重心位
置が偏っていたり、搭載位置が極端に偏っているようば
場合でも、昇降台４を確実にしかもスムーズに昇降移動
させることができ、重量分布を適正化するための調整作
業を省略できる。とくに、コンピューター用のディスプ
レイ５を搭載対象とする昇降装置の場合は、メーカや機
種の違いに留意する必要がなく、全重量が所定範囲内に
ありさえすれば、常にディスプレイ５を昇降台４に載置
するだけで、直ちに使用でき、昇降装置の汎用性を向上
できる。

昇降台４を固定壁14より上方空間に配置するもので
は、巻掛部材17を昇降台４に設けられた変向プーリ27・
28で変向案内し、その引き出し端を昇降台４と一体の昇
降部材13に接続して、昇降台４より下方に設けられたば
ねユニット９で昇降台４を上向きに引き上げ付勢できる
ようにするので、例えばコンピューター用のディスプレ
イを机上にせり上げ移動させるような場合に、ばねユニ
ット９や出力軸15、および原動ドラム16などの主要機器
を、昇降空間の内底に無理なくコンパクトに組み込め
る。

巻掛部材17の走行経路中に調整可能なブレーキ手段10
を設けたので、昇降台４上の搭載物の重量に応じて巻掛
部材17に走行抵抗を付与し、巻掛部材17を介して出力さ
れるばね力を大小に変更調整でき、搭載物の重量が変動
する場合でも、昇降台４の移動速度や加速度を常に適正
にできる。

〔第１実施例〕 第１図ないし第14図はこの発明をコンピューター専用
机に適用した第１実施例を示す。

第14図において、コンピューター専用机１は、天板２
の左半部内方に上向きに開口する角箱状のケース３を有
する。このケース３内に設けた昇降装置で昇降台４を昇
降操作することにより、昇降台４上に搭載されたブラウ
ン管型のディスプレイ（搭載物）５を、これが天板２上
に突出する使用姿勢と、前記ケース３内に格納される収
納姿勢とに昇降操作できる。この机は、ディスプレイ５
を格納した後、図外の蓋でケース３の開口を塞ぐと、通
常の事務机として使用できる。なお、机１の内部には必
要に応じてコンピューター本体やキーボード６、および
外部記憶装置などの周辺機器が組み込まれる。

第２図ないし第４図において、昇降装置は前記昇降台
４と、これをケース３内においてスライド昇降自在に案
内支持するガイド手段８と、回転型の定荷重ばねユニッ
ト９を駆動源とする動力機構と、動力機構の出力調整を
行うブレーキ手段10と、昇降台４の収納姿勢を保持する
ストッパ手段11などを含む。

昇降台４は四角形の板状体からなり、その四隅の下面
側にブラケット12を介してスライダ（昇降部材）13が一
体に固定されている。各スライダ13のそれぞれに対応し
て、４個のガイド手段８がケース３の内面四隅部に設け
られている。ガイド手段８は断面コ字形の条材からな
り、そのガイド溝8a内に嵌め込んだスライダ13を上下に
のみスライド自在に案内支持する。第３図に示すよう
に、昇降台４の右側および左側において、それぞれ前後
で対を為すガイド手段８・８は、後述する動力機構の動
力伝達系路に合致して、左右にずれた状態で配設する。

第１図および第２図において、動力機構はケース内底
の固定壁14に定荷重ばねユニット９を設け、その回動動
力を出力軸15と、出力軸15の左右両端に設けた４個の原
動ドラム16を介して出力し、巻掛部材17を介して昇降台
４に伝動する。

前記ばねユニット９は、渦巻ばね状にくせ付けされた
帯状のばね体19を蓄力体として、これを巻取ドラム20に
巻付装着し、巻取ドラム20から引き出したばね体19を出
力ドラム21で反転状に巻取るようにしたものである。巻
取ドラム20はブラケット22を介して回転自在に支持す
る。出力ドラム21は出力軸15上に固定し、出力軸15と軸
受ブラケット23を介して回転可能に支持する。

出力軸15の回転動作を上下動作に変換するために、出
力軸15の左右両端のそれぞれに２個ずつ原動ドラム16・
16を並べて固定し、それぞれステンレステープからなる
巻掛部材17を巻き付け装着する。第７図に示すように、
出力軸15は原動ドラム16の両側を挟む軸受ブラケット26
によっても支持されている。

原動ドラム16から引き出された４本の巻掛部材17は、
ケース３の左右側壁の上端寄りに設けた一群の変向プー
リ27・28を介してケース３の四隅へと案内され、その引
き出し端がスライダ13に固定されている。第４図に示す
ように、巻掛部材17はスライダ13とこれにビス止めされ
る挟着板13aとで挟持固定する。

第２図および第３図において、変向プーリ27・28は各
巻掛部材17に対応して２個を一組として設ける。詳しく
は、左右４個の各原動ドラム16の上方に第１の変向プー
リ27をそれぞれ配置し、各ガイド手段８の上方に第２の
変向プーリ28をそれぞれ配置する。原動ドラム16の上方
で隣接する第１の変向プーリ27・28は、１個の中心軸29
によってそれぞれが独立回転できるよう支持する。この
中心軸29の中心位置は、原動ドラム16における巻掛部材
17の引き出し始端の真上に設定する。四隅に位置する第
２の変向プーリ28は、それぞれがケース３の内面に固定
された支軸30で回転自在に支持されている。第２図に示
すように、各巻掛部材17は、第１の変向プーリ27で前ま
たは後向きに案内され、第２の変向プーリ28によって下
向きに案内される。これにより、ばねユニット９の回転
出力は、巻掛部材17の引き出し端（スライダ13との連結
端）において上向きの付勢力として作用する。

ばねユニット９は、出力ドラム21に巻き取られたばね
体19が巻取ドラム20側に巻戻されるときに回転動力を出
力し、この動力によって巻掛部材17を原動ドラム16に巻
取り、昇降台４を上昇移動させる。つまり、ばねユニッ
ト９の出力トルクは、昇降台４とディスプレイ５の重量
に打ち勝って、これらを上昇操作し得る値とされる。

ディスプレイ５の重量の変動に応じて前記トルク出力
を調整するために、第１の変向プーリ27を利用してブレ
ーキ手段10をケース３内の左右に設ける。第５図および
第６図において、そのブレーキ手段10は、巻掛部材17を
介して各変向プーリ27の上面に外接するブレーキローラ
32と、両ブレーキローラ32を軸33を介して回転自在に支
持するローラ枠34と、ローラ枠34を変向プーリ27に向か
って押圧付勢する圧縮ばね35と、ばね受枠36を介して圧
縮ばね35のたわみ量を変更する調整ねじ37などで構成す
る。これらの各部材は変向プーリ27を支持するフレーム
38に組み込まれている。ローラ枠34は、上下方向にのみ
移動可能であり、そのためにローラ枠34の上面に固定し
た２個の軸39をばね受枠36で摺動案内するとともに、第
６図のようにローラ枠34の両側をフレーム38の間隔保持
軸40で挟み保持している。

調整ねじ37は、ケース３の開口周縁に通設した調整口
41を介して天板２側から調整操作することができ、これ
をねじ込んで圧縮ばね35の張力を増すと、ブレーキロー
ラ32が巻掛部材17を強く押し付けて、その走行抵抗を増
やす。逆に調整ねじ37を緩めると、巻掛部材17の走行抵
抗は減少する。

第２図および第７図に示すように、昇降台４の下面前
端寄りの左右両側に固定される箱形ケース43の内部と、
昇降軌跡の下端部において箱形ケース43と対向するケー
ス側壁との双方にわたって、ストッパ手段11が設けられ
ている。ストッパ手段11は、収納状態において昇降台４
を上昇移動不能に保持し、この状態から昇降台４をさら
に押し下げ操作すると、ロック状態が解除されて昇降台
４を上方移動できる。

第８図および第９図において、箱形ケース43の内部に
はラッチ44と、ロック解除時にラッチ44の進出を規制す
るロック解除部材45とが組み込んである。また、ケース
側壁側には、ラッチ44に対応して鋸刃状の係合ブロック
46と、ロック解除部材45を待機状態に戻すための切換え
レバー47とが設けられている。

ラッチ44は、ケース内底に固定したガイド枠48で左右
スライド自在に案内支持され、ガイド枠48の前後に設け
たラッチばね49でケース外に向かって進出付勢されてい
る。ラッチ44の進出限界を規定するために、そのケース
内端側の前後にピン50を固定し、これをガイド枠48の前
後壁に通設したガイド溝51で移動規制している。ラッチ
44の中途部には、上下に貫通する逃げ溝52が形成されて
いる（第10図参照）。

係合ブロック46の内側端面には、上方から順に係合ガ
イド面54と、ラッチ44が落ち込み係合する係合凹部55
と、解除ガイド面56とが形成されている。両ガイド面54
・56は、ラッチ44をラッチばね49の付勢力に抗してケー
ス内方へ押し込み移動させる。第７図はラッチ44が係合
凹部55内に落ち込んだロック状態を示す。

ロック解除部材45は、箱形ケースの前後壁に支持され
る軸57と、この軸57の前後に固定される受動レバー58お
よび牽制レバー59と、受動レバー58を反時計回転方向に
回動付勢するリターンばね60とからなる。受動レバー58
は箱形ケース43の側壁に通設した上下方向の長穴61から
ケース外に突出する。牽制レバー59はラッチ44の真上に
位置しており、その遊端がガイド枠48の上壁に通設した
窓穴62を介してラッチ44の上面に接当している。

切換えレバー47はブラケット64にピン67を介して上下
揺動自在に支持され、その上面に掛け止めたリターンば
ね65で反時計回転方向に揺動付勢されている。ブラケッ
ト64の突端上面には、切換えレバー47の上方揺動限界を
規定するストッパー壁66を設けてあり、この壁66によっ
て切換えレバー47を水平姿勢で待機状態に保持する。

第９図ないし第13図によって、ストッパ手段11の動作
を説明する。なお、第10図ないし第13図においては、各
部材を簡略化して描いている。

昇降台４を定荷重ばねユニット９の出力に抗して押し
込み操作すると、ラッチ44が係合ブロック46に接当し、
その係合ガイド面54に押されて後退する。第10図のよう
に係合ガイド面54の下端を乗り越えてしまうと、ラッチ
44はラッチばね49の付勢力によって進出し、係合凹部55
内に落ち込んで昇降台４の上方移動を阻止する。このと
き、牽制レバー59はラッチ44の上面に接当しているの
で、その姿勢は変わらない。受動レバー58は切換えレバ
ー47に接当して、これをリターンばね65に抗して同行揺
動させる。

この状態から、第７図の想像線で示すように昇降台４
を更に押し下げ操作すると、ラッチ44と係合凹部55の係
合が解除される。第11図の想像線で示すように、昇降台
４の下降に伴って受動レバー58はほぼ水平の突出姿勢の
まま下降するか、受動レバー58が一定高さ以下に下がる
と、切換えレバー47の揺動先端と受動レバー58の先端と
の係合が解除され、切換えレバー47はリターンばね65で
引き戻されて水平姿勢に復帰する。この間、ラッチ44は
解除ガイド面56でケース内方へ押し込まれ、実線で示す
ように解除ガイド面56の下端寄りにおいて、その逃げ溝
52が牽制レバー59の遊端を越えて内方に移動すると、牽
制レバー59が逃げ溝52内に落ち込む。同時に受動レバー
58も揺動するが、その中途部上面が長穴61の上端に接当
するので、これ以上は傾斜しない。この切換わり状態
は、切換えレバー47と受動レバー58の打接音で知ること
ができる。

前記打接音を聞いた後、あるいはガイド手段８で規定
された下降限界まで昇降台４を押し下げ操作した後、押
し下げ力を開放すると、昇降台４は上昇し始める。この
上昇時に、ラッチ44が再び係合凹部55と係合するのを受
動レバー58と牽制レバー59とで阻止している。

第12図において、受動レバー58は長穴61によって上方
への揺動が阻止されている。そのため、ラッチ44はラッ
チばね49の付勢力によって進出しようとするが、その逃
げ溝52内に落ち込んだ牽制レバー59で受け止められ、ケ
ース内に退入した状態が維持される。従って、ラッチ44
は係合凹部55と係合することなく、係合可能な上下範囲
を通過して係合ガイド面54側へ上方移動する。

昇降台４の上昇に伴って、受動レバー58が切換えレバ
ー47の下面に接当する。このとき、切換えレバー47はス
トッパ壁66に受け止められて、上方への揺動が規制され
ている。そのため受動レバー58および牽制レバー59は、
リターンばね60の付勢力とラッチ44の進出力に抗して、
反時計回転方向へ強制的に回動され、第13図に示すよう
にラッチ44が係合ガイド面54の下端寄りに対向する位置
まで上昇したとき、牽制レバー59が逃げ溝52から抜け出
て、ラッチ44の動作規制を解除する。つまり、ラッチ44
は通常の進出状態に復帰し、ロック解除部材45も待機状
態にリセットされる。なお、受動レバー58は、切換えレ
バー47を乗り越えるまでの間は下向きに揺動し、この後
はリターンばね60で第９図に示すように元の姿勢に戻
る。

以上のようにした昇降装置によれば、昇降台４上にお
ける重量分布に偏りがある場合でも、常に四個の原動ド
ラム16が同時に回転して、ばねユニット９の出力を均等
に昇降台４に作用させることができるので、昇降台４を
確実にしかもスムーズに昇降移動できる。また、ディス
プレイ５の搭載位置を、昇降台４の範囲内で自由に変更
することができる。

調整ねじ37を操作して巻掛部材17の走行抵抗を大小に
変更することにより、ばねユニット９の出力トルクを適
正に調節できるので、ディスプレイ５の重量が変わって
も、常に適正な移動速度および加速度の下で昇降台４を
昇降操作することができる。必要があれば、使用者の好
みに応じた昇降速度や操作力を自由に調節できることに
なる。

昇降台４を常に押し下げ操作することで、自動的に昇
降台４を上昇不能にロックでき、さらにロック状態から
押し下げ操作するとロック状態を自動的に解除できるの
で、簡単な操作でディスプレイ５を出し入れでき、使い
勝手が良い。

〔第２実施例〕 第15図は本発明の第２実施例を示す。これでは、昇降
台４の昇降空間の上壁（固定壁）14に動力機構を設け、
原動ドラム16から繰り出した２個の巻掛部材17で、昇降
台４を吊下げ支持するよう昇降装置を変更した。この昇
降装置は、例えば壁と壁との間の空間を利用する収納ラ
ックや、天井空間を利用する収納具などに利用できる。
なお、第15図において第１実施例と同等の部材には同一
符号を符してその説明を省略した。また、ブレーキ手段
10およびストッパ手段11は図示省略した。

〔別実施態様例〕

巻掛部材17としては、ワイヤーロープを用いることも
できる。また、昇降部材13はローラ構造にしてもよい。

ガイド手段８を軸体で形成し、これに外嵌するようス
ライダ13を設けることもできる。

出力軸15と出力ドラム21との間に、ギヤも増減速機構
を設けることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第14図は本発明に係る昇降装置の第１実施
例を示しており、 第１図は本発明を原理的に説明する斜視図、 第２図は第３図におけるＡ−Ａ線断面図、 第３図は全体平面図、 第４図はガイド構造を示す平面図である。 第５図は第２図におけるＢ−Ｂ線断面図、 第６図は第５図におけるＣ−Ｃ線断面図、 第７図はストッパ手段を示すケース内要部の正面図、 第８図は第９図におけるＤ−Ｄ線断面図、 第９図は縦断正面図、 第10図ないし第13図はそれぞれストッパ手段の動作説明
図、 第14図はコンピューター専用机の斜視図である。 第15図は本発明に係る昇降装置の第２実施例を示す縦断
正面図である。 １……コンピューター専用机、３……ケース、４……昇
降台、５……ディスプレイ、８……ガイド手段、９……
定荷重ばねユニット、10……ブレーキ手段、13……昇降
部材（スライダ）、14……固定壁、15……出力軸、16…
…原動ドラム、17……巻掛部材、27・28……変向プー
リ。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】昇降台４と、これを昇降自在に案内支持す
   るガイド手段８とを備えており、 昇降ストロークの一端において昇降台４と対向する固定
   壁14に、昇降台４を重力に抗して昇揚操作する回転型の
   定荷重ばねユニット９を設け、 前記ばねユニット９の回転動力を出力する出力軸15に複
   数の原動ドラム16を同行回転可能に固定し、 引き出し端が昇降台４に接続された複数の巻掛部材17が
   前記各原動ドラム16に巻き付け装着してある昇降装置。
2. 【請求項２】昇降台４が固定壁14の上方空間においてガ
   イド手段８で昇降自在に支持されており、 原動ドラム16から引き出された巻掛部材17を変向プーリ
   27・28で案内して、巻掛部材17の引き出し端における巻
   戻し時の移動方向を上向きに設定し、 巻掛部材17の引き出し端をガイド手段８で昇降案内され
   る昇降部材13に接続した請求項１記載の昇降装置。
3. 【請求項３】原動ドラム16と巻掛部材17の引き出し端と
   の間の巻掛部材17の走行経路中に、巻掛部材17に走行抵
   抗を付与するブレーキ手段10を設け、前記走行抵抗が大
   小に変更できるようブレーキ手段10を構成した請求項１
   または２記載の昇降装置。