JP4610914B2 - 平行リンク式機器支持装置 - Google Patents

Description

本発明は、一端が固定側支持体に、他端が機器側支持体に、それぞれ枢着されている２つのリンクが平行リンクとして構成され、機器の上下移動の少なくとも一部をこの平行リンクの回動により行う平行リンク式機器支持装置に関する。

近年、主にパソコンやテレビ等のディスプレイとして、薄型の液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等が普及しつつある。このような液晶ディスプレイはこれまでの主流だったＣＲＴ等に比べて薄型であるため、例えばオフィスや家庭における机上で使用しようとする場合においても広いスペースを占有することなく、便利である。

このような液晶ディスプレイを有効に使用するために、照明器具等に使用されるような多関節のアーム装置により、ディスプレイを任意の高さ位置まで安定的に移動させるようにしているものがある。この種の機器支持装置として、角度を変えずに移動できる平行リンク機構を利用したアーム装置が開発されており、本出願人も円滑な操作性を得ることのできる平行リンク式機器支持装置を開発し、既に特許出願している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−１１３９１６号公報（第２頁、第２図）

しかしながら、この種のアーム装置を用いた機器支持装置にあっては、先端に機器が取り付けられたアームを垂直状態から傾けるときに、机等に固定されている側のアームの枢着部に加わるモーメントは、アームが垂直状態から水平状態に近づくに従って大きくなる。そのため、使用者がアームの先端に取り付けられた機器を下げる途中で、枢着部に加わるモーメントの増大によりアームが急に傾いてしまう場合がある。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、アームの先端に取り付けた機器を下げる途中で、アームが急に傾くことを防ぐことができる機器支持装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の平行リンク式機器支持装置は、一端が固定側支持体に、他端が機器側支持体に、各々枢着されている２つのリンクが平行リンクとして構成され、機器の上下移動の少なくとも一部を該平行リンクの回動により行う平行リンク式機器支持装置であって、前記平行リンクの一方のリンクが枢着される固定側支持体側の回動軸周りの円周上に、円周方向において限定した範囲を移動する第１移動軸を設けるとともに、該第１移動軸を弾性付勢する第１付勢手段を設け、前記一方のリンクがやや前方に傾斜した位置から前方の傾斜限界位置までの間、前記一方のリンクが前記第１移動軸に当接することで、前記一方のリンクの前方への回動が抑制され、更に前記回動軸周りの円周上に、円周方向において限定した範囲を移動する第２移動軸を設けるとともに、該第２移動軸を弾性付勢する第２付勢手段を設け、前記一方のリンクが略垂直位置から後方の傾斜限界位置までの間、前記一方のリンクが前記第２移動軸に当接することで、前記一方のリンクの後方への回動が抑制され、前記第１付勢手段と前記第２付勢手段が、側面視略く字形の１枚の板ばねで構成されており、該板ばねの各端をそれぞれ前記第１移動軸と前記第２移動軸の側とし、該板ばねが、前記第１移動軸と前記第２移動軸を互いに円周方向に離間させるように弾性付勢することを特徴としている。
この特徴によれば、機器側支持体側に取り付けられる機器を下方に移動させる際に、平行リンクの一方のリンクが前方の傾斜限界位置に近づいて行くにつれて、この一方のリンクの固定側支持体側の回動軸に加わるモーメントは増大するようになるが、弾性付勢される第１移動軸が傾斜される一方のリンクに当接され、一方のリンクの前方への回動が付勢されるので、回動軸に加わるモーメントの増大に対抗できるようになり、そのため機器を下げる途中で平行リンクが急に傾斜し、機器が急降下するようなことがなくなるとともに、機器を持ち上げる際には、機器の自重が加わることにより持ち上げ難くなるが、第１付勢手段が第１移動軸を介して一方のリンクを後方へ回動させるように抑制するので、機器を持ち上げ易くなる。また機器側支持体に取り付けられる機器を後方に移動させる際に、平行リンクの一方のリンクは、固定側支持体側の回動軸を中心に後方に回動され、このとき回動軸に加わるモーメントは、一方のリンクが略垂直位置から傾斜限界位置に行くに従って増大するようになる。そのため機器を後方へ移動させる途中で、平行リンクが急に後方へ傾く場合があるが、弾性付勢される第２移動軸が傾斜される一方のリンクに当接され、一方のリンクの後方への回動が付勢されるので、回動軸に加わるモーメントの増大に対抗できるようになり、平行リンクが後方へ急に傾くことを防ぐことができる。そして１枚の板ばねによって第１付勢手段と第２付勢手段の両方の機能を与えることができるので、簡単な構造で付勢手段を構成することができる。

本発明の請求項２に記載の平行リンク式機器支持装置は、請求項１に記載の平行リンク式機器支持装置であって、前記第１移動軸と前記第２移動軸は、それぞれ独立した円弧溝内を移動することを特徴としている。
この特徴によれば、各々の円弧溝の両端部間の長さを変えることで、リンクの傾斜限界位置を容易に設定できる。

本発明の実施例を以下に説明する。

本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、先ず図１は、本発明の実施例における平行リンク式機器支持装置の全体像を示す斜視図である。図１の符号１は、本発明の適用された平行リンク式機器支持装置であり、この平行リンク式機器支持装置１は、机２の端部を挟持できるホルダ３を介して机２に固定されており、先端に本実施例における機器としての液晶ディスプレイ４が取り付けられている。

図１に示すように、この平行リンク式機器支持装置１は、ホルダ３上に立設された本実施例における固定側支持体としてのベース体１１が、関節部７によって下部アーム６と連結されるとともに、上部アーム５と下部アーム６が、関節部８によって連結されており、上部アーム５の先端には、本実施例における機器側支持体としての取付アーム１２が関節部９によって連結されていて、この取付アーム１２の先端には、関節部１０に設けられたブラケット１３を介して液晶ディスプレイ４が取り付けられる。

アーム５、６、１２が連結される各々の関節部７、８、９、１０は、紙面に垂直な軸まわりに所定角度回動できるようになっており、使用者が液晶ディスプレイ４を上下に移動または前後に移動させる際には、これらの複数の関節部７、８、９、１０が回動されるとともに、下部アーム６のベース体１１が、ホルダ３の垂直軸１４に対して水平方向に回動自在に軸支されており、液晶ディスプレイ４を机２上の任意の位置に移動させて支持できるようになっている。

また、取付アーム１２に連結された関節部１０も、水平方向に回動できるようになっており、液晶ディスプレイ４の向きを水平方向に変えることができる。この関節部１０の回動は、ほぼ１回転（約４００°）の範囲内で回動できるようになっていて、液晶ディスプレイ４の画面を使用者が見やすい向きに変えて使用することができる。

更に、図１に示す上部アーム５と下部アーム６の外側は、カバー体１５、１６で構成されており、このカバー体１５、１６の一部のカバー１５ａ、１６ａは、カバー体１５、１６に着脱自在に取り付けられており、このカバー１５ａ、１６ａを外すことで、液晶ディスプレイ４に接続される電気ケーブル１７をカバー体１５、１６の内部に配設できるようになっている。

また、取付アーム１２に連結された関節部１０の水平方向の回動は、ほぼ１回転（約４００°）の範囲内で回動が規制されており、上部アーム５の先端から液晶ディスプレイ４に延びる電気ケーブル１７が、取付アーム１２に絡まないようになっている。

図２は、平行リンク式機器支持装置１の内部構造を示す側面図であり、以下、図２の右側を前方として説明する。垂直方向に延びる下部アーム６の上端には、略水平をなす上部アーム５が関節部８を介して連結されており、それぞれのアーム５、６の外側はカバー体１５、１６で覆われている。

垂直に立設されている下部アーム６のカバー体１６の内部には、上下方向に延びる２つの棒状のリンク１９、２０が平行に配置されており、関節部８内部には、ジョイントプレート１８が配置されている。下部アーム６のリンク１９、２０の上端は、ジョイントプレート１８に設けられた回動軸２５、２６に各々枢着されているとともに、リンク１９、２０の下端は、ベース体１１に設けられた回動軸２７、２８に各々枢着されている。

図２に示す下部アーム６の２つのリンク１９、２０の間には、コイルばね等で構成された引張りばね２１が配置され、この引張りばね２１の上下端が、前方に配置されているリンク１９の上部と、後方に配置されているリンク２０の下部に掛止されている。２つのリンク１９、２０間に、引張りばね２１が配置されていることによって、下部アーム６が前方へ傾かないように付勢されるようになっている。

また、水平をなす上部アーム５のカバー体１５の内部にも、前述した下部アーム６と同様に、前後方向に延びる２つの棒状のリンク２２、２３が平行に配置されており、これらのリンク２２、２３の間には、引張りばね２４が配置され、この引張りばね２４の前後端が、下方に配置されているリンク２３の前部と、上方に配置されているリンク２２の後部に掛止されている。２つのリンク２２、２３間に、引張りばね２４が配置されていることによって、上部アーム５が下方へ傾かないように付勢されるようになっている。

更に図２を用いて平行リンク機構について下部アーム６を例に詳述すると、下部アーム６内部に配置されている前方のリンク１９と後方のリンク２０が、各々枢着されるベース体１１の回動軸２７、２８と、ジョイントプレート１８の回動軸２５、２６とを結ぶ線間は等距離に構成されており、回動軸２７、２８及び回動軸２５、２６間で連結される２つのリンク１９、２０によって平行四辺形が形成されるようになっている。

引張りばね２１の上端が前方のリンク１９の上部に固着され、引張りばね２１の下端が後方のリンク２０の下部に固着されており、この引張りばね２１の付勢力によってジョイントプレート１８の回動軸２５と、ベース体１１の回動軸２８とが互いに引き合うように付勢されている。

下部アーム６が前方へ傾斜されると、ジョイントプレート１８における２つの回動軸２５、２６の相対的な上下及び前後位置、及びベース体１１における２つの回動軸２７、２８の相対的な上下及び前後位置は、それぞれ変わらずに前方のリンク１９と後方のリンク２０が傾斜されるため、引張りばね２１の付勢力によって下部アーム６は前方に傾き難くなっている。

そのため、下部アーム６の上端に連結されている上部アーム５や液晶ディスプレイ４の荷重に対抗することができ、下部アーム６が前方に倒れ込まないとともに、液晶ディスプレイ４を前方へ移動させる際には、ジョイントプレート１８における回動軸２５、２６の相対的な上下及び前後位置が変化されないので、上部アーム５が下方へ傾斜されずに略水平を保ったまま前方へ移動することができる。

ベース体１１について図３及び図４を用いて詳述すると、図３は、下部アーム６が垂直状態のときのベース体１１を示す側面図であり、図４は、図３におけるベース体１１のＡ−Ａ断面図であり、以下、図３の右側を前方として説明する。図３に示すように、関節部７内部に設けられているベース体１１の上部は略円形状をなし、この円形の中心部に本実施例における一方のリンクとしての前方のリンク１９の下部が枢着される回動軸２７が配置されており、ベース体１１の後部には、後方のリンク２０の下端が枢着される回動軸２８が設けられている。

そして図３に示すように、ベース体１１における前方のリンク１９が枢着される回動軸２７の前方の上下には、本実施例における円弧溝としての２つの案内孔２９、３０が形成されており、上下の案内孔２９、３０にガイドされる２つの移動軸３１、３２が、ベース体１１に挿設されている。案内孔２９、３０はベース体１１の中央に配置されている回動軸２７を中心とした略円弧状をしており、上方の案内孔２９は前方のリンク１９が枢着される回動軸２７より上方に配置されるとともに、下方の案内孔３０は前方のリンク１９が枢着される回動軸２７より下方に配置されている。これらの案内孔２９、３０は、それぞれに挿設されている移動軸３１、３２を、回動軸２７を中心として円周方向に摺動案内することができるようになっている。

図４に示すように、前方のリンク１９は２本で１組として構成されており、これら前方のリンク１９はベース体１１の外側の左右に配置されており、ベース体１１の上下に離間されて配置された２本の移動軸３１、３２は、ベース体１１の左右に突出されており、前方のリンク１９が前後に回動されると移動軸３１、３２に当接されるようになっている。

更に図４に示すベース体１１の内部には、本実施例における第１付勢手段及び第２付勢手段としての１枚の板ばね３３が配置されており、図３に示すように、この板ばね３３は側面視で略く字形をなし、中央の屈曲部が回動軸２７の外周に沿うように配置されていて、板ばね３３の上端はベース体１１の上方に配置されている本実施例における第１移動軸としての移動軸３１の下部に接合されているとともに、板ばね３３の下端は、ベース体１１の下方に配置されている本実施例における第２移動軸としての移動軸３２の上部に接合されている。この板ばね３３は上方の移動軸３１と下方の移動軸３２を互いに上下方向に離間させる方向に付勢することができるとともに、簡易な構造で第１付勢手段と第２付勢手段を構成することができ、付勢手段に用いる部品点数を減らせるようになっている。

次に下部アーム６が回動されるときの前方のリンク１９と板ばね３３について、図３及び図５から図７を用いて詳述すると、図５は、下部アーム６がやや前方に傾斜されたときのベース体１１を示す側面図であり、図６は、下部アーム６が前方の限界位置まで傾斜されたときのベース体１１を示す側面図であり、図７は、下部アーム６が後方の限界位置まで傾斜されたときのベース体１１を示す側面図であり、以下、図５から図７の右側を前方として説明する。

図３に示すように、下部アーム６が垂直状態のときには、回動軸２７の下方に延びる前方のリンク１９の下端が、下方の移動軸３２に当接されており、上方の移動軸３１は案内孔２９の上端に当接されていて、このとき略く字形状の板ばね３３は平衡を保っている。

下部アーム６がやや前方に傾斜されると、図５に示すように、前方のリンク１９の回動軸２７よりも上方の部位が、ベース体１１の上方に配置されている移動軸３１に当接される。このとき下方の移動軸３２は下方の案内孔３０の途中にあるが、前方のリンク１９が回動されると、移動軸３２は下方の案内孔３０の下端に当接し、板ばね３３が上方から押圧されて屈曲されるようになり、この板ばね３３が有している弾性によって上方の移動軸３１が、前方のリンク１９の回動軸２７よりも上方の部位を上方に向って付勢するので、前方のリンク１９の前方への回動が抑制されるようになる。

更に前方のリンク１９が前方へ回動されると、図６に示すように、上方の移動軸３１は案内孔２９の円弧に沿って下方に移動されるとともに、板ばね３３は更に屈曲されて付勢力が増大して行く。下部アーム６が前方の傾斜限界位置まで傾斜されると、前方のリンク１９が当接される移動軸３１が上方の案内孔２９の下端に当接されるので、下部アーム６の前方への回動が停止される。

下部アーム６が前方に傾斜されるに従って下部アーム６のリンク１９、２０が枢着される回動軸２７、２８に加わるモーメントは増大するようになる。しかしながら、板ばね３３の付勢力は、板ばね３３が屈曲されて変形されるほど強く働くようになるので、下部アーム６が垂直状態から前方の傾斜限界位置に近づくにしたがって、板ばね３３の付勢力がモーメントの増大に対抗できるようになっており、液晶ディスプレイ４を下げる途中で下部アーム６が急に傾斜し、液晶ディスプレイ４が急降下するようなことがなくなる。

また、液晶ディスプレイ４を持ち上げる際には、液晶ディスプレイ４の荷重が加わることにより持ち上げ難くなるが、板ばね３３が上方の移動軸３１を介して前方のリンク１９を後方へ回動させるように付勢するので、下部アーム６が後方へ回動し易くなり、液晶ディスプレイ４が持ち上げ易くなっている。

図３に示す垂直状態の下部アーム６が後方へ傾斜されるときには、前方のリンク１９における回動軸２７より下方の部位が当接されている下方の移動軸３２が、前方のリンク１９の回動とともに、下方の案内孔３０に沿って上方へ移動される。下方の移動軸３２の移動に伴い板ばね３３が回動しようとするが、上方の移動軸３１は案内孔２９の上方端に当接しているので板ばね３３の回動が規制される。

従って、図７に示すように、前方のリンク１９が後方へ回動されると、下方の移動軸３２の移動に伴なって板ばね３３が下方から押圧されて屈曲されるようになり、この板ばね３３が有している弾性によって、当接される下方の移動軸３２が、前方のリンク１９の回動軸２７より下方の部位を、押し戻す方向に付勢するで、前方のリンク１９の後方への回動が抑制されるようになる。下部アーム６が後方の傾斜限界位置まで傾斜されると、前方のリンク１９が当接されている移動軸３２が下方の案内孔３０の上端に当接されるので、下部アーム６の後方への回動が停止される。

図７に示す下部アーム６は、内部に配置されている２つのリンク１９、２０の間に張設されている引張りばね２１の弾性によって、液晶ディスプレイ４などの荷重によって、下部アーム６が不用意に前方へ傾かないようになっている。下部アーム６が後方へ傾けられると引張りばね２１の付勢力によって、下部アーム６が傾斜の途中において急に後方へ傾く場合がある。

しかしながら、ベース体１１の内部に配置されている板ばね３３の弾性によって、下方の移動軸３２が、前方のリンク１９の回動軸２７より下方の部位を押し戻す方向に押圧するので、前方のリンク１９の後方への回動が抑制されるようになっている。また、下部アーム６が傾斜されるに連れて前方のリンク１９のベース体１１に枢着されている回動軸２７、２８に加わるモーメントは増大するが、前方のリンク１９が傾斜されるに連れて板ばね３３の付勢力も増大されるので、回動軸２７、２８に加わるモーメントの増大に対抗できるようになる。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、上記実施例では、１枚の板ばねが第１付勢手段及び第２付勢手段を構成していたが、本発明はこれに限定されるものではなく、コイルばね等の付勢手段を用いて２つの付勢手段を上下各々の移動軸に対応させて設けることで、上下の移動軸を互いに離間される方向に弾性付勢させてもよい。

また、上記実施例では、下部アーム内部の前方のリンクが当接される移動軸が、前方のリンクが枢着されるベース体における回動軸の前方側に設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ベース体における回動軸の後方側に設けてもよい。

更に、上記実施例では、下部アーム内部の前方のリンクが移動軸に当接されて回動が抑制されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、下部アーム内部の後方のリンクが移動軸に当接されて回動が付勢されるようにしてもよい。

更に、上記実施例では、上部アームと下部アームが関節部を介して２組の平行リンクで構成された平行リンク式機器支持装置で説明したが、下部アームだけで構成された平行リンク式機器支持装置にも適用できることは言うまでもない。

本発明の実施例における平行リンク式機器支持装置の全体像を示す斜視図である。 平行リンク式機器支持装置の内部構造を示す側面図である。 下部アームが垂直状態のときのベース体を示す側面図である。 図３におけるベース体のＡ−Ａ断面図である。 下部アームがやや前方に傾斜されたときのベース体を示す側面図である。 下部アームが前方の限界位置まで傾斜されたときのベース体を示す側面図である。 下部アームが後方の限界位置まで傾斜されたときのベース体を示す側面図である。

符号の説明

１ 平行リンク式機器支持装置
２ 机
３ ホルダ
４ 液晶ディスプレイ
５ 上部アーム
６ 下部アーム
７、８、９、１０ 関節部
１１ ベース体
１２ 取付アーム
１３ ブラケット
１４ 垂直軸
１５、１６ カバー体
１５ａ、１６ａ カバー
１７ 電気ケーブル
１８ ジョイントプレート
１９、２０ リンク
２１ 引張りばね
２２、２３ リンク
２４ 引張りばね
２５、２６ 回動軸
２７、２８ 回動軸
２９、３０ 案内孔
３１、３２ 移動軸
３３ 板ばね

Claims (2)

1. 一端が固定側支持体に、他端が機器側支持体に、各々枢着されている２つのリンクが平行リンクとして構成され、機器の上下移動の少なくとも一部を該平行リンクの回動により行う平行リンク式機器支持装置であって、前記平行リンクの一方のリンクが枢着される固定側支持体側の回動軸周りの円周上に、円周方向において限定した範囲を移動する第１移動軸を設けるとともに、該第１移動軸を弾性付勢する第１付勢手段を設け、前記一方のリンクがやや前方に傾斜した位置から前方の傾斜限界位置までの間、前記一方のリンクが前記第１移動軸に当接することで、前記一方のリンクの前方への回動が抑制され、更に前記回動軸周りの円周上に、円周方向において限定した範囲を移動する第２移動軸を設けるとともに、該第２移動軸を弾性付勢する第２付勢手段を設け、前記一方のリンクが略垂直位置から後方の傾斜限界位置までの間、前記一方のリンクが前記第２移動軸に当接することで、前記一方のリンクの後方への回動が抑制され、前記第１付勢手段と前記第２付勢手段が、側面視略く字形の１枚の板ばねで構成されており、該板ばねの各端をそれぞれ前記第１移動軸と前記第２移動軸の側とし、該板ばねが、前記第１移動軸と前記第２移動軸を互いに円周方向に離間させるように弾性付勢することを特徴とする平行リンク式機器支持装置。
2. 前記第１移動軸と前記第２移動軸は、それぞれ独立した円弧溝内を移動する請求項１に記載の平行リンク式機器支持装置。

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