JP4071521B2

JP4071521B2 - リフト装置

Info

Publication number: JP4071521B2
Application number: JP2002099516A
Authority: JP
Inventors: 信行坪井
Original assignee: 信行坪井
Priority date: 2002-04-02
Filing date: 2002-04-02
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2022-04-02
Also published as: JP2003292294A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転動力を直線運動に変換して支持フレームとそれに取付く受け台を効率よく昇降させるスクリュー駆動式の駆動部を内蔵させてなるリフト装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、テーブルなど上面に物体を載せて昇降させる装置としては、一般にリンク機構を備えて、そのリンク機構を油圧シリンダなど直線運動するアクチュエータによって上下方向に変位させ、そのリンク機構によって支持されるテーブルなどを昇降させる形式のテーブルリフトが汎用されている。このようなテーブルリフトは、比較的大まかな昇降動作を行わせ、低位置からある高さ位置までを昇降させるものとして用いられることが多い。それと、かなりの荷重のものを昇降させることや小型から大型のものまで同様の形式で作成されている。
【０００３】
このようなテーブルリフトのほかには、スクリュー軸を回転させて、そのスクリュー軸に螺合する雌ねじを備えた支持部材に取付く受け台を昇降させる形式のリフトやラック・ピニオンの噛み合いによる昇降駆動形式のものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のリフト装置にあっては、その用途にもよるが、多くの問題点がある。
すなわち、前記リンク機構によるテーブルリフトのような装置では、クロスされたリンクを油圧シリンダなど直線運動するアクチュエータによってリンクを起伏させる構成であるので、揚程が大きく（高く）なるとどうしても大型化するとともに、高価なものとなり、設置スペースを広くしなければならないという問題点がある。
【０００５】
また、前記スクリュー軸を用いるリフト装置では、そのスクリュー軸に螺合する雌ネジ構造部材との組合わせにおいて、常時圧縮力が作用することになるのでスクリュー軸との螺合部での摩擦抵抗を低減させることが必須要件となり、加工精度を高めるとともに摩擦抵抗の少ない構造とすることが求められ、非常に高価なものとなる。特に昇降する距離（揚程）が長くなるほど、動力が大になるなど多くの問題点が生じることになる。
【０００６】
さらに、ラック・ピニオンの噛み合いによる昇降駆動形式のものでは、一般的に揚程の高いリフト装置を得ることができる利点があるが、構造上ラックギアのコストが高くなるほか、駆動機により駆動されるピニオンとの噛み合いを維持させるためのガイドと昇降体との組合わせ構造や、駆動力が大きくなるなど、多くの問題点がある。
【０００７】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであって、わずかな駆動力で昇降でき、かつ円滑に昇降させることができる経済的なリフト装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
このような問題点を解決するために、本発明に係るリフト装置は、
縦軸芯線上に伸びる少なくとも二つの構成部材を相対向させてそれらの内側に空間部が形成される支柱と、この支柱の内部空間に同軸芯で駆動機により回転駆動される所要リードのスクリューと、そのスクリューの軸芯線に平行して前記支柱の対向する外側面に一対配設される昇降体のガイドレールと、前記支柱と同軸芯で外嵌して前記ガイドレールに案内されて上下動する昇降体とでなり、前記昇降体には支柱の軸心を通り前記両ガイドレールを結ぶ線に交差する線上位置で、前記スクリューのリードに合わせて所定のピッチでそのスクリューの溝部に係合するように上下方向に多数配設される動力伝達ローラを備え、前記動力伝達ローラが相対向する前記構成部材の両端部間の空隙を通じてスクリューの溝部に常時複数個係合して昇降体が支持されるように構成されることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明によれば、縦軸芯線上に伸びる少なくとも二つの構成部材を相対向させて形成される支柱の内側の空間部で駆動機により回転駆動されるスクリューにより、前記支柱の軸線に平行して一対配置されるガイドレールにて外嵌する昇降体のガイド部を案内させ、その昇降体に多数配設された動力伝達ローラを前記支柱の構成部材の両端部間の空隙を通じて前記スクリューの溝部に係合させてスクリューを回転させることにより、前記動力伝達ローラを介して昇降体が上下移動、言い換えると昇降される。昇降体にはスクリューのリードに合わせたピッチで上下方向に配設される多数の動力伝達ローラを備えていることで、そのスクリューの回転速度を設定することにより各動力伝達ローラが回動して無理なく昇降体を円滑に昇降させることができ、最小限複数の動力伝達ローラがスクリューに係合支持されておれば、必ずしも揚程の全長にスクリューを配することなくして昇降体を昇降させることができる。
【００１０】
前記支柱は、断面角形筒状に形成して、その構成部材の相反する二外側面にガイドレールを設けるようにし、それら二つの構成部材間に所要幅の間隙が軸方向に形成されており、この支柱の内部に前記スクリューを支持する駆動軸が回転自在に支持配設するようにされる。このようにすることで、支持体の内部空間を利用して昇降体を昇降作動させるスクリューを回転可能に配設することができ、前記ガイドレールによって昇降体を案内させるとともに、間隙部分で動力伝達ローラをそのスクリューに係合させて昇降を安定状態で行えるようにすることで、合理的にリフト装置を構成できるという効果を奏する。
【００１１】
前記発明において、前記昇降体は、上下移動フレームと負荷支持部材とからなり、その上下移動フレームが前記支柱に外嵌するように配されて、この上下移動フレームに、前記支柱に付設のガイドレールと当接して案内される複数のガイドローラが取付けられ、かつ動力伝達ローラが前記支柱内部にて回転駆動されるスクリューの溝部に前記支柱の構成部材間の空隙を通じ係合して複数個縦軸方向に軸心線を挟んで両内側に配設されており、かかる上下移動フレームの上端または側部適所に負荷支持部材が取付けられているのがよい（第２発明）。なお、前記上下移動フレームの上端に設けられる負荷支持部材はテーブルであるのがよい（第３発明）。
【００１２】
このような第２発明によれば、負荷支持部材を備える昇降体の上下移動フレームが、駆動体であるスクリューに内蔵された支柱に外嵌させて、その支柱付設のガイドレールに上下移動フレーム付設のガイドローラが案内され、かつその上下移動フレームに配設される複数の動力伝達ローラを前記スクリューと係合させることにより昇降されるので、平衡維持されて円滑に昇降できるのである。そして、第３発明によれば、前記上下移動フレームの上端にテーブルを取り付けることで、テーブルリフトとして最小限のスペースで効果的に設置できるという利点がある。
【００１３】
前記支柱内に設けられるスクリューは、その駆動軸の上端または下端部にモータと減速機とを有する駆動部が設けられているのがよい（第４発明）。このようにすれば、全体的にコンパクト化され、設置スペースを最小限にすることが可能になる。なお、スクリューの駆動軸の上端に駆動部を設けると、リフト装置の設置に際してピットなどを設ける場合、駆動部が湿気による影響を受けることから回避できるという利点がある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるリフト装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
図１には、第１実施形態のテーブルリフト装置としての要部を断面で表わした正面図が示されている。図２には、図１のＡ−Ａ視断面図が、図３には図１のＢ-Ｂ視断面図が、図４にはスクリュー単体の一部を断面にして表わす正面図（ａ）とその平面図（ｂ）と底面図（ｃ）が、それぞれ示されている。
【００１６】
この実施形態のテーブルリフト装置１は、所要面積を有する平板状の固定板３（ベースプレート）中央に立設される所要高さの支柱２と、この支柱２の内部で同軸芯にて上下を軸受７，７にて支持される駆動軸８に取付くスクリュー６と、そのスクリュー６を回転駆動する駆動機１０と、前記支柱２の相反する外側面に軸線方向に沿わせて付設される一対のガイドレール４，４と、前記支柱２と同軸芯となって外嵌されるとともに前記ガイドレール４，４に案内されて昇降可能な上頂部にテーブル１５が取付けられる上下移動フレーム１６、およびこの上下移動フレーム１６に上下方向で所定の間隔にて配列されて前記スクリュー６に係合する複数の動力伝達ローラ２０とで構成され、スクリュー６を回転させることによりテーブル１６を昇降できるようになされている。
【００１７】
前記支柱２は、鋼板を所要寸法の断面コ字形に屈曲形成された所要長さの支柱構成部材２ａ，２ａを相対向させて、所要内容積を有する角筒状の断面構成となるようにされ、その下端を固定板３（ベース板）の中央に固着して立設され、上端部と中間の適所位置で支持部材５，５’によって一体的に接続されている。
【００１８】
このような支柱２を形成する両支柱構成部材２ａ，２ａの長辺側の外側面中央部には、それぞれ軸線方向にガイドレール４，４が沿設されている。
【００１９】
前記支柱２の内部に設けられるスクリュー６は、前記支柱構成部材２ａ，２ａを接続する支持部材５，５’の平面視中心部に設けられる軸受７，７により回転自在に支持される駆動軸８に固着されて、比較的捻り角αが小さい角形ねじ山６ａで形成される螺旋筒である。そして、このスクリュー６は、その下端部に下部の支持部材５’に吊設されるブレーキ付減速モータ１０（以下、単にモータ１０という）により駆動される歯車伝達機構１１を備えている。また、その歯車伝達機構１１としては、例えば図示されるようにスクリュー６の下端に内歯車１２が取付けられ、モータ１０の出力軸に取付くギア１３を前記内歯車１２に噛み合わせて駆動するような構成が採用される。なお、前記スクリュー６が取付く駆動軸８を回転自在に支持する軸受７，７は、上下の支持部材５，５’に設けられるボス部が相対向する側に突出されており、下側の支持部材５’の下面にモータ１０が直接取付けられるようにされている。
【００２０】
前記スクリュー６としては、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）に示されるように、駆動軸が一体的に形成されたものを用いるようにしてもよい。この形式を採用する場合、全体が一体であるので、その軸芯部から適宜寸法の半径で描く円周上に複数個の貫通孔６ｃを配して強度的に低下させることなく軽量化を図ったものを用いることができる。このようにすると、直径の大きいスクリューであっても取扱いを容易にすることができる。なお、加工上の問題もあるがスクリュー６の長さは短くして、必要な揚程に応じてそのスクリューネジ山６ａのピッチに対応させて多数の動力伝達ローラ２０を上下軸線方向に配置すればよい。また、スクリュー最下位の位置には前述のように、スクリュー６の谷部６ｂ直径よりやや小さい外形で内歯車２１が取付けられてモータ１０からの動力を受けて回転するようにされる。また、このスクリュー６は、鋳鉄，ステンレス鋳物あるいは機械的強度の高い合成樹脂（例えば熱硬化性樹脂、ＭＣナイロンなど）で成型されたものが用いられる。
【００２１】
一方、上頂部にテーブル１５が固着される上下動フレーム１６は、前記支柱２に同軸芯で外嵌する角筒状のものであり、その内側面には、図２，図３で示されるように、前記支柱２に付設される二本のガイドレール４，４にそれぞれ当接して案内されるガイドローラ１７，１７の対が少なくとも所要間隔で上下二箇所にてそれぞれ取付けられている。
【００２２】
また、前記ガイドレール４に対するガイドローラ対１７の配設される位置からほぼ９０度変位した位置で、相対向する面にはそれぞれ軸線方向に角形中空のローラ取付部材１９，１９が固着され、これらローラ取付部材１９，１９の求心方向の面には、前記動力伝達ローラ２０が上下方向に複数個、前記スクリュー６のリードに対応させて所要の間隔でそれぞれ配設されている。なお、支柱２側の支持部材５，５’には、前記ローラ取付部材１９，１９と、それに支持される動力伝達ローラ２０が通過できるように切込み部５ａが対称に設けられており、上下移動フレーム１６の昇降を妨げないようにされている。
【００２３】
この動力伝達ローラ２０は、前記スクリュー６の角形ねじ山６ａ間に形成される谷部６ｂに収まって、スクリュー６の回転に応じて上下移動フレーム１６に昇降の動力を伝達できるように支持軸（図示せず）にて前記ローラ取付部材１９に支持されている。なお、この動力伝達ローラ２０は、前記スクリュー６のリードピッチに対して一ピッチおきに係合するように配設されている。また、スクリュー６としても許容される範囲で短いものを使用している。
【００２４】
このように構成されるリフト装置１は、テーブルリフトで、図１に実線で表わされる状態がテーブル１５を最下位に下ろした状態である。この状態で固定板３を所要位置に設置して必要に応じてアンカーボルト（図示せず）にて固定する。支柱2の下部内側に位置するモータ１０に電源を接続して駆動可能な状態とされ、別途設置の制御盤にてモータ１０の駆動を制御する。
【００２５】
モータ１０が駆動されると、歯車伝達機構１１であるモータ出力軸上のギア１３から内歯車１２に回転力が伝達され、スクリュー６が正回転される。すると、このスクリュー６のねじ山６ａに当接係合している動力伝達ローラ２０が、そのスクリュー６の回転によってねじ山６ａの変位に伴い順次持ち上げられ、その動力伝達ローラ２０が取付く上下移動フレーム１６を上昇される。したがって、テーブル１５が持ち上げられることになる。
【００２６】
この上昇駆動に際して、スクリュー６は、定置される支柱２の内部で回転運動を行うのに対して、上下移動フレーム１６は、支柱２に付設されるガイドレール４，４にガイドローラ１７対が案内され、かつ多数所定のピッチで配設されている動力伝達ローラ２０がスクリュー６のねじ山６ａと順次係合するとともに、移動によって下方に外れて、それら動力伝達ローラ２０が、いわゆる雌ねじの役目を果たし、かつスクリュー６に対して動力伝達ローラ２０側が転動係合するので、きわめて小さい摩擦抵抗で移動させることができる。したがって、円滑に無理なく上昇させることができる。
【００２７】
しかも、スクリュー６におけるねじ山６ａの螺旋角αを小さく（例えば１０度以内）にとっておけば、動力伝達ローラ２０とねじ山６ａの転がり抵抗が著しく小さくなり、減速駆動することで特別な安全装置を付設しなくとも安全運転が行える。なお、図示省略してあるが支柱２側に上昇下降のリミットスイッチを設けておき、上下移動フレーム１６が限界に達する位置でそのリミットスイッチの作動によって停止させることにより、上下限を規制することができる。
【００２８】
テーブル１５の下降に際しては、モータ１０を逆回転させてスクリュー６を前記上昇時と逆回転させることにより、上下移動フレーム１６に付設の各動力伝達ローラ２０を下降方向に順次係合させて降下させる。
【００２９】
本実施形態のリフト装置１は、一般的なテーブルリフトについて説明したが、その揚程に応じて可能な範囲で高くしたり、低くすることもできる。揚程を高くする場合には、前述のスクリュー６の上側に突き出す駆動軸端８’に継手（図示せず）でもって前記スクリュー６（ただし内歯車を有しないもの）を直結して接続するとともに、支柱２を相応する高さ寸法に延長することで目的を達成することができる。
【００３０】
以上の説明においては、支柱２として二個の支柱構成部材２ａ，２ａを比較的近接させて配置する断面構成のものについて述べたが、支柱断面係数を高める必要がある場合、図示省略するがその支柱構成部材２ａ，２ａを適宜間隔で離して配置し、支持部材で両支柱構成部材２ａ，２ａを接続するようにして、その間にスクリュー６を配する構成とすることができる。
【００３１】
本発明によれば、その揚程に応じて上述のようなテーブルリフト形式のもののみならず、テーブルに代えて上下移動フレームの上端に適宜取付部材を取り付けて、その取付部材によって他の部材を接続搭載するように構成すれば、例えばベッド状のものを昇降させる装置として、あるいはタラップを併設して高所位置へのアクセス装置など、上下動を必要とする機器の昇降駆動部として使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のテーブルリフト装置としての要部を断面で表わした正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ視断面図である。
【図３】図１のＢ-Ｂ視断面図である。
【図４】スクリュー単体の一部を断面にして表わす正面図（ａ）とその平面図（ｂ）および底面図（ｃ）である。
【符号の説明】
１リフト装置
２支柱
２ａ支柱構成部材
３固定板（ベース板）
４ガイドレール
５，５′ 支持部材
６スクリュー
６ａねじ山
６ｂスクリューの谷部
７軸受
８駆動軸
１０モータ
１１歯車減速機構
１２内歯車
１３ギア
１５テーブル
１６上下移動フレーム
１９ローラ取付部材
２０動力伝達ローラ

Claims

縦軸芯線上に伸びる少なくとも二つの構成部材を相対向させてそれらの内側に空間部が形成される支柱と、この支柱の内部空間に同軸芯で駆動機により回転駆動される所要リードのスクリューと、そのスクリューの軸芯線に平行して前記支柱の対向する外側面に一対配設される昇降体のガイドレールと、前記支柱と同軸芯で外嵌して前記ガイドレールに案内されて上下動する昇降体とでなり、前記昇降体には支柱の軸心を通り前記両ガイドレールを結ぶ線に交差する線上位置で、前記スクリューのリードに合わせて所定のピッチでそのスクリューの溝部に係合するように上下方向に多数配設される動力伝達ローラを備え、前記動力伝達ローラが相対向する前記構成部材の両端部間の空隙を通じてスクリューの溝部に常時複数個係合して昇降体が支持されるように構成されることを特徴とするリフト装置。
前記昇降体は、上下移動フレームと負荷支持部材とからなり、その上下移動フレームが前記支柱に外嵌するように配されて、この上下移動フレームに、前記支柱に付設のガイドレールと当接して案内される複数のガイドローラが取付けられ、かつ動力伝達ローラが前記支柱内部にて回転駆動されるスクリューの溝部に前記支柱の構成部材間の空隙を通じ係合して複数個縦軸方向に軸心線を挟んで両内側に配設されており、かかる上下移動フレームの上端または側部適所に負荷支持部材が取付けられている請求項１に記載のリフト装置。
前記上下移動フレームの上端に設けられる負荷支持部材はテーブルである請求項２に記載のリフト装置。
前記支柱内に設けられるスクリューは、その駆動軸の上端または下端部にモータと減速機とを有する駆動部が設けられている請求項１または２に記載のリフト装置。