JP6386959B2 - 昇降装置 - Google Patents

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本発明は、アームの先端に固定された移動対象を基準面に対して垂直に昇降移動させる昇降装置に関する。
上述した種の昇降装置として、特許文献１に記載の移動型Ｘ線撮影装置がある。この装置は、移動台車に、床（基準面）に対して垂直移動可能な支柱部を備え、この支柱部の上部から水平に突出たアームの先端にＸ線管装置（上述の移動対象に該当）を搭載して構成されている。支柱部を電動モータ等の駆動手段により垂直方向に上下動させることによって、Ｘ線管装置を垂直方向に昇降移動させることが可能となっている。
移動型Ｘ線撮影装置には、支柱部が操作者の頭よりも高く、運搬の際に操作者の目線が支柱部で遮られて運搬しづらく危険を伴うものがある。しかし、上述した移動型Ｘ線撮影装置は、支柱部を垂直方向に縮めることが可能なので、運搬する際に支柱部を操作者の目線が遮られない位置まで縮めれば、操作者が前方を見ながら安全に運搬することができる。
特開２０１４−１３８６７３号公報
ところで、特許文献１に記載の移動型Ｘ線撮影装置では、支柱部を上下に移動する際に電動モータ等の駆動手段を用いるので、内蔵バッテリの電力が必要となる。しかし、バッテリの電力が不足したり無くなったり、或いは電気系統の故障が生じると、支柱部を上下動させることができなくなるという問題がある。
また、支柱部を上下動する動作を手動で行なおうとすると、支柱部の内部等にバランス錘、滑車及び紐等を組合せて支柱部を上下に伸縮させる構造が必要となるが、その構造は複雑で実現が容易でないという問題がある。
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、アームの先端に固定された移動対象を基準面に対して垂直に昇降させる動作を、手動で行える簡易な構造で実現することができる昇降装置を提供することを課題とする。
前記した課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、移動対象を基準面に対して垂直に昇降移動させる昇降装置において、前記基準面と平行方向にガイド部が設けられた台車と、前記ガイド部に沿って移動自在に取り付けられたスライド部と、上下方向に平行な上下アームの各基端部が、前記スライド部に前記垂直方向に所定間隔空けて、回転軸中心に回動自在に取り付けられ、当該上下アームの各先端部が前記基端部と同一間隔で前記垂直方向に前記移動対象に取り付けられた平行アームと、アーム基端部が、前記台車の側面の前記平行アームの先端部側に回転軸中心に回動自在に取り付けられ、同アーム先端部が、前記平行アームの上アーム又は下アームの中間位置に回転軸中心に回動自在に取り付けられた回転リンクアームと、弾性力を有し、前記平行アーム先端の前記移動対象の前記垂直方向のストローク範囲において当該移動対象を含む荷重に相反するばね反力を作用させ、このばね反力により当該荷重に対して昇降バランスを取る弾性手段とを備え、前記回転リンクアームは、アーム基端部が、前記台車の側面の前記平行アームの先端部側に回転軸中心に回動自在に取り付けられ、同アーム先端部が、前記平行アームの上アームの中間位置に回転軸中心に回動自在に取り付けられた第１回転リンクアームと、アーム基端部が、前記台車の側面の前記第１回転リンクアームの基端部の取付位置から前記垂直方向に所定長さ離れた位置に、回転軸中心に回動自在に取り付けられ、同アーム先端部が、前記平行アームの下アームの中間位置に回転軸中心に回動自在に取り付けられた第２回転リンクアームとを備えることを特徴とする。
この構成によれば、移動対象と共に平行アームの先端部が上下動すると、これと同時に、平行アームの基端部が、スライド部を介してガイド部に沿った方向に、移動対象方向とこの逆方向とに前後動する。これと同時に、回転リンクアームの基端部が、台車の側面の平行アーム先端部側の回転軸中心に回動自在に取り付けられているので、回転リンクアームの先端部が円弧状に回動する。この回動により、平行アームの先端部は、回転リンクアームの基端部の取付軸中心を通る垂直線に沿って上下動するように規制される。
更に、その上下動は、平行アームの基端部がガイド部に沿った方向（水平方向とする）に前後動することに連動している。つまり、平行アームの基端部の水平方向の直線運動を、平行アームの先端部の前記垂直方向の直線運動に変換して、移動対象が前記垂直方向に上下動することになる。この上下動は、アーム同士の当接する端部が回転軸で貫かれて互いのアームが回転軸中心に回動自在であるといった、アーム等の各部材の回動自在な組合せにより行なわれる。この構造により、移動対象を手動により上下に簡単に移動させることができる。言い換えれば、アーム先端に固定された移動対象を基準面に対して垂直に昇降させる動作を、手動で行える簡易な構造で実現することができる。ここで、基準面とは、水平面、水平な床面、角度が３°等の傾いた平面や床面を定義する。
また、本発明の昇降装置は、平行アーム先端の移動対象の前記垂直方向の長大ストローク範囲において、移動対象を含む荷重に相反する弾性手段のばね反力が働くので、このばね反力で昇降バランスを取りながら、軽い操作力で移動対象を前記垂直方向に移動することができる。
また、２本の回転リンクアームを備えるので、平行アームを支える力が強くなり、移動対象の重量が重い場合でも破損等しないように耐え得ることができる。
請求項２に係る発明は、移動対象を基準面に対して垂直に昇降移動させる昇降装置において、前記基準面と平行方向にガイド部が設けられた台車と、前記ガイド部に沿って移動自在に取り付けられたスライド部と、上下方向に平行な上下アームの各基端部が、前記スライド部に前記垂直方向に所定間隔空けて、回転軸中心に回動自在に取り付けられ、当該上下アームの各先端部が前記基端部と同一間隔で前記垂直方向に前記移動対象に取り付けられた平行アームと、アーム基端部が、前記台車の側面の前記平行アームの先端部側に回転軸中心に回動自在に取り付けられ、同アーム先端部が、前記平行アームの上アーム又は下アームの中間位置に回転軸中心に回動自在に取り付けられた回転リンクアームと、弾性力を有し、平行アーム先端の前記移動対象の前記垂直方向のストローク範囲において当該移動対象を含む荷重に相反するばね反力を作用させ、このばね反力により当該荷重に対して昇降バランスを取る弾性手段とを備え、前記弾性手段は、当該弾性手段の先端部が前記上アームの先端部の近傍に回転軸中心に回動自在に取り付けられ、当該弾性手段の基端部が前記スライド部に回転軸中心に回動自在に取り付けられていることを特徴とする。
この構成によれば、移動対象と共に平行アームの先端部が上下動すると、これと同時に、平行アームの基端部が、スライド部を介してガイド部に沿った方向に、移動対象方向とこの逆方向とに前後動する。これと同時に、回転リンクアームの基端部が、台車の側面の平行アーム先端部側の回転軸中心に回動自在に取り付けられているので、回転リンクアームの先端部が円弧状に回動する。この回動により、平行アームの先端部は、回転リンクアームの基端部の取付軸中心を通る垂直線に沿って上下動するように規制される。
更に、その上下動は、平行アームの基端部がガイド部に沿った方向（水平方向とする）に前後動することに連動している。つまり、平行アームの基端部の水平方向の直線運動を、平行アームの先端部の前記垂直方向の直線運動に変換して、移動対象が前記垂直方向に上下動することになる。この上下動は、アーム同士の当接する端部が回転軸で貫かれて互いのアームが回転軸中心に回動自在であるといった、アーム等の各部材の回動自在な組合せにより行なわれる。この構造により、移動対象を手動により上下に簡単に移動させることができる。言い換えれば、アーム先端に固定された移動対象を基準面に対して垂直に昇降させる動作を、手動で行える簡易な構造で実現することができる。ここで、基準面とは、水平面、水平な床面、角度が３°等の傾いた平面や床面を定義する。
また、本発明の昇降装置は、平行アーム先端の移動対象の前記垂直方向の長大ストローク範囲において、移動対象を含む荷重に相反する弾性手段のばね反力が働くので、このばね反力で昇降バランスを取りながら、軽い操作力で移動対象を前記垂直方向に移動することができる。
また、移動対象と共に平行アームの先端部の前記垂直方向の位置及び基端部の水平方向の位置が移動し、平行アームの角度が変わるに応じて弾性手段が伸縮する。この弾性手段の伸縮は、移動対象を含む荷重の重さを軽減するばね反力が作用するように伸縮する。従って、平行アームの角度が変化しても、常時軽い操作力で移動対象を前記垂直方向に移動することができる。
請求項３に係る発明は、請求項１において、前記弾性手段は、当該弾性手段の先端部が前記上アームの先端部の近傍に回転軸中心に回動自在に取り付けられ、当該弾性手段の基端部が前記スライド部に回転軸中心に回動自在に取り付けられていることを特徴とする。
この構成によれば、移動対象と共に平行アームの先端部の前記垂直方向の位置及び基端部の水平方向の位置が移動し、平行アームの角度が変わるに応じて弾性手段が伸縮する。この弾性手段の伸縮は、移動対象を含む荷重の重さを軽減するばね反力が作用するように伸縮する。従って、平行アームの角度が変化しても、常時軽い操作力で移動対象を前記垂直方向に移動することができる。
請求項４に係る発明は、請求項３において、前記弾性手段は、当該弾性手段の基端部が前記上アームの基端部の取付位置から所定長さ前記垂直方向に下がった位置から所定長さ基準面と平行方向に離れた前記スライド部上の第１の位置に取り付けられており、当該弾性手段の先端部が、前記上アームの基端部の取付位置から所定長さ離れた当該上アーム上の第２の位置に取り付けられていることを特徴とする。
この構成によれば、第１及び第２の位置を適正に定めることにより、移動対象を含む荷重に相反する弾性手段のばね反力で昇降バランスを取ることが可能に、弾性手段を取る付けることができる。
請求項５に係る発明は、請求項１〜４の何れか１項において、前記移動対象を含む荷重に相反するばね反力が作用するように更に補助ばねを取り付けたことを特徴とする。
この構成によれば、平行アーム動作時の傾斜角度によっては、移動対象の重量モーメントにバランスを取るための弾性手段のばね反力モーメントが小さくなってバランスが取れなくなるが、補助ばねのばね反力を加算することによって、ばね反力をより大きくすることができるので、バランスを取ることが可能となる。
請求項６に係る発明は、請求項２において、前記回転リンクアームの基端部の回転軸に、当該回転リンクアームの回転力を生成するハンドルを取り付けたことを特徴とする。
この構成によれば、移動対象の昇降時にハンドルを回すことにより、回転リンクアームの回転力が生成されるので、移動対象の昇降動作を制御することが容易となり、これによって、昇降時の距離を微調整することが可能となる。
請求項７に係る発明は、請求項２又は６において、前記平行アームの長手方向の長さと、前記回転リンクアームの長手方向の長さとの比を所定の比率に保持した状態で、当該平行アーム及び当該回転リンクアームの長手方向の長さを可変可能としたことを特徴とする。
この構成によれば、平行アーム及び回転リンクアームの長手方向の長さを、所定の比率に保持した状態で任意に変えることにより、平行アームの各先端部の移動対象の、前記垂直方向の可動範囲を自在に大きく又は小さくすることができる。
本発明によれば、アームの先端に固定された移動対象を基準面に対して垂直に昇降させる動作を、手動で行える簡易な構造で実現することができる昇降装置を提供することができる。
本発明の実施形態に係る昇降装置の構造を示す内部側面図である。 本実施形態の昇降装置の構造を示し、（ａ）は昇降装置の平行アーム先端の移動対象を最上部に移動した様態を示す内部側面図、（ｂ）は昇降装置の平行アーム先端の移動対象を中間位置に移動した様態を示す内部側面図、（ｃ）は昇降装置の平行アーム先端の移動対象を最下部に移動した様態を示す内部側面図である。 本実施形態の昇降装置の回転リンクアームの他の取付構造を示す図である。 本実施形態の昇降装置の昇降機構の動作を示す図である。 本実施形態の昇降装置の昇降機構の幾何学図である。 本実施形態の昇降装置の平行アームの角度状態を示し、（ａ）は平行アームが１６０°の状態の斜視図、（ｂ）は平行アームが１２０°の状態の斜視図、（ｃ）は平行アームが９０°の状態の斜視図である。 本実施形態の昇降装置の平行アームの角度状態を示し、（ａ）は平行アームが６０°の状態の斜視図、（ｂ）は平行アームが３０°の状態の斜視図、（ｃ）は平行アームが２０°の状態の斜視図である。 本実施形態の昇降装置の平行アームのアーム角度θが２０°〜１６０°の場合の、移動対象の重量モーメントと、理想ばね反力モーメントと、実効ばね反力モーメントとの曲線を示す図である。 本実施形態の昇降装置の平行アームのアーム角度θが２０°〜１６０°の場合のモーメント計算結果を示す図である。 本実施形態の昇降装置の補助ばねの取付構造を示し、（ａ）及び（ｂ）は補助ばねとしての一例の圧縮ばねの取付構造を示す図、（ｃ）は補助ばねとしての他例の圧縮ばねの取付構造を示す図である。 本実施形態の昇降装置の回転リンクアームを片側２本取り付けた構造を示す図である。 本実施形態の昇降装置の応用例としての移動型Ｘ線撮影装置の構成を示し、（ａ）はＸ線カメラを最上部に移動した様態を示す内部側面図、（ｂ）はＸ線カメラを中間位置に移動した様態を示す内部側面図、（ｃ）はＸ線カメラを最下部に移動した様態を示す内部側面図である。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
＜実施形態の構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る昇降装置の構造を示す内部側面図である。
本実施形態の昇降装置は、水平方向の直線運動を垂直方向の直線運動に変換するスコットラッセルリンク機構に、平行リンク機構と重量バランスさせるためのばね（弾性手段）を組合せたアーム式垂直昇降バランス機構として構成したものである。この構成により、アーム先端の移動対象の垂直方向の長大ストローク範囲において、移動対象を含む荷重に相反するばね反力で昇降バランスを取りながら、軽い操作力で移動対象を垂直方向に移動することを可能としたものである。なお、移動対象とは、荷重を有する物である。
図１に示すように、昇降装置１０は、複数のキャスタ１１が設けられた箱形の移動台車１２に、移動対象１３を水平な床面（基準面）１４に対して垂直に昇降移動させる昇降機構２０を備えて構成されている。なお、移動台車１２は、移動対象１３の取付側を前方、この前方と反対側を後方、前方側を正面に見て右側を右側面、左側を左側面とする。従って、図１は左側面側から内部を見た側面図である。ここで、請求項記載の基準面としての床面１４は、水平としたが、角度が３°等の傾いた平面である場合も想定できる。
昇降機構２０は、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌと、水平アーム２２ａ及びこの水平アーム２２ａに対して垂直な垂直アーム２２ｂから成るＬ字スライドアーム（スライド部）２２と、回転リンクアーム２４と、弾性手段としてのガスばね（又は、ガススプリング）２５を備えて構成されている。
この構成を図２を参照して説明する。図２は、本発明の実施形態に係る昇降装置の構造を示し、（ａ）は昇降装置の平行アーム先端の移動対象を最上部に移動した様態を示す内部側面図、（ｂ）は昇降装置の平行アーム先端の移動対象を最上部と最下部との中間位置に移動した様態を示す内部側面図、（ｃ）は昇降装置の平行アーム先端の移動対象を最下部に移動した様態を示す内部側面図である。
図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、Ｌ字スライドアーム２２の水平アーム２２ａの両端部は、○形状で示す接続部（回転軸）により、移動台車１２の後述する水平ガイド部（ガイド部）１２ａに水平移動自在に係合されている。水平ガイド部１２ａは、移動台車１２の側面上部に、前後方向に水平なスリットを貫通して形成されている。この水平ガイド部１２ａに水平アーム２２ａが係合されたＬ字スライドアーム２２は、水平ガイド部１２ａに沿って水平方向に自在に移動可能となっている。
Ｌ字スライドアーム２２の垂直アーム２２ｂには、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの各基端部ｒ１が垂直方向に所定間隔空けて接続部により接続されている。平行アーム２１Ｕ，２１Ｌは、上述した平行リンク機構を構成するための、上下に平行に配置された同じ長さの２本のアームであり、上側が上アーム２１Ｕ、下側が下アーム２１Ｌとなっている。この平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの各先端部ｔ１は、各基端部ｒ１と同じ垂直方向の間隔で移動対象１３に接続されている。但し、上アーム２１Ｕの基端部ｒ１と、水平アーム２２ａの後端部とは、同一の接続部により互いに接続され、且つ水平ガイド部１２ａに係合されている。なお、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの各基端部ｒ１、各先端部ｔ１に同一符号を付したのは相対的に位置が変化しないためである。
このように垂直アーム２２ｂに接続された平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの基端部ｒ１は、Ｌ字スライドアーム２２と共に水平ガイド部１２ａに沿って水平方向に自在に移動可能となっている。
回転リンクアーム２４は、当該アーム２４の基端部ｒ２が、移動台車１２の側面の平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの先端部ｔ１側の上隅部（以降、前側上隅部という）に接続部で接続され、当該アーム２４の先端部ｔ２が、上アーム２１Ｕの中間位置に接続部で接続されている。また、前側上隅部への基端部ｒ２の接続位置は、水平ガイド部１２ａの水平軸線を延長した線上に位置する。但し、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの長手方向の長さ（Ｌ２１）と、回転リンクアーム２４の長手方向の長さ（Ｌ２４）との比は、２（Ｌ２１）：１（Ｌ２４）とする。
なお、回転リンクアーム２４の先端部ｔ２は、上アーム２１Ｕに代え、図３に示すように、下アーム２１Ｌの中間位置に接続部で接続してもよい。この場合、回転リンクアーム２４の基端部ｒ２は、図１に示した回転リンクアーム２４の基端部ｒ１の移動台車１２の側面への取付位置から、垂直方向へ所定長さ離れた位置に取り付ける。即ち、図３に示すように、９０°傾いた上アーム２１Ｕの先端部ｔ１から垂直方向に所定長さ離れた下アーム２１Ｌの先端部ｔ１に対応する移動台車１２の側面の位置に、回転リンクアーム２４の基端部ｒ２を回転自在に取り付ける。
図１に示すガスばね（ばね）２５は、平行アーム２１Ｕ，２１ＬとＬ字スライドアーム２２との間に配置され、当該ばね２５の基端部ｒ３が、垂直アーム２２ｂにおける下アーム２１Ｌから突出た部分に接続部で接続され、当該ばね２５の先端部ｔ３が、上アーム２１Ｕの先端部ｔ１の近傍に接続されている。詳細には、ばね２５の基端部ｒ３は、図２（ｂ）に示すように、上アーム２１Ｕの基端部接続位置ａ０から所定長さ下方側で、この下方位置から所定長さＢだけ水平方向（床面１４と平行方向）に離れた位置（第１の位置）ｂ１に接続されている。ばね２５の先端部ｔ３は、上アーム２１Ｕの基端部接続位置ａ０から所定長さＬ１だけ前方に離れた上アーム２１Ｕ上の位置（第２の位置）ａ１に接続されている。なお、所定長さ下方側と、所定長さＢ及びＬ１については後述する。
なお、上述した○形状で示す接続部（回転軸）は、ベアリング等の回動又は回転自在な部品を用いたものである。この接続部により接続された各アーム２１Ｕ，２１Ｌ，２２，２４及びガスばね２５は、互いに自在に回動可能となっている。
従って、移動対象１３と共に上アーム２１Ｕの先端部ｔ１が上下動すると同時に、上アーム２１Ｕの基端部ｒ１がＬ字スライドアーム２２でガイドされながら水平方向に前後動する。これと同時に、回転リンクアーム２４の基端部ｒ２が、移動台車１２の側面の前側上隅部に回転軸中心に回動自在に取り付けられているので、アーム２４の先端部ｔ２が、図４に符号ＡＣで示す円弧状に回動する。
この回動により、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの先端部ｔ１は、回転リンクアーム２４の基端部ｒ２の取付軸中心を通る垂直線Ｖｌに沿って上下動するように規制される。更に、その上下動は、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの基端部ｒ１が水平ガイド部１２ａに沿って水平方向に前後動することに連動している。つまり、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの基端部ｒ１の水平方向の直線運動を、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの先端部ｔ１の垂直方向の直線運動に変換して、移動対象１３が垂直方向に上下動するようになっている。
このような構成の昇降装置１０では、手動により、図２（ａ）に示すように、移動対象１３を最上部の位置から下方に向かって下げ、図２（ｂ）に示す中間部の位置を経由して、図２（ｃ）に示す最下部の位置まで移動することができる。この逆方向にも移動することができる。
その移動時の移動対象１３の最大ストローク間隔、言い換えれば、移動対象１３の最上部位置と最下部位置との間隔は、例えば、図４に示すように、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの長さＬ０＝７５０［ｍｍ］とした場合、１４１０［ｍｍ］（＝Ｌ２）となる。つまり、最大ストローク間隔Ｌ２＝１４１０［ｍｍ］である。ここで、移動対象１３の垂直方向の最上部位置をＶ０、中間部位置をＶ１、最下部位置をＶ２で示す。
移動対象１３を最上部位置Ｖ０から最下部位置Ｖ２に移動させた場合の平行アーム２１Ｕ，２１Ｌ及び移動対象１３の垂直移動について詳細に説明する。この説明ではガスばね２５は考慮しない。
回転リンクアーム２４の基端部ｒ２は、上述したように移動台車１２の側面の前側上隅部（図１参照）に取り付けられ、先端部ｔ２は上アーム２１Ｕの中心位置に取り付けられている。また、上アーム２１Ｕの基端部ｒ１は、Ｌ字スライドアーム２２｛図１参照｝と共に水平移動自在に取り付けられている。
図４に示すように、移動対象１３が最上部位置Ｖ０に存在する場合、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌは、水平ガイド部１２ａの水平軸線Ｈｌに対して７０°傾いている。この場合、上アーム２１Ｕの基端部ｒ１は、水平軸線Ｈｌ上の最前方側の水平位置Ｈ０に位置し、先端部ｔ１は最上部位置Ｖ０に位置する。この際、上アーム２１Ｕの中心は円弧ＡＣ上の最上位位置Ｃ０に位置するので、回転リンクアーム２４の先端部ｔ２も同位置Ｃ０に位置する。但し、移動対象１３が最下部位置Ｖ２に存在する場合も、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌは、水平ガイド部１２ａ（図１参照）の水平軸線Ｈｌに対して７０°傾くようになっている。
次に、移動対象１３が最上部位置（垂直位置）Ｖ０から下方側の垂直位置Ｖａに移動したとする。この際、上アーム２１Ｕの先端部ｔ１も移動対象１３と同じ距離だけ下方へ移動するので、これと同時に上アーム２１Ｕの基端部ｒ１は、垂直移動距離に対応した水平距離だけ後方側の水平位置Ｈａに移動する。これと同時に、上アーム２１Ｕの中心も円弧ＡＣ上の下方側位置Ｃａに移動し、同時に回転リンクアーム２４の先端部ｔ２も同位置Ｃａに移動する。
以降同様に、移動対象１３が垂直位置Ｖａから下方側の垂直位置Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄ，Ｖｅ，Ｖｆ，Ｖ１に順次移動すると、上アーム２１Ｕの先端部ｔ１も同距離ずつ下方へ移動し、同時に上アーム２１Ｕの基端部ｒ１が、垂直移動距離毎に対応した水平距離ずつ後方側の水平位置Ｈｂ，Ｈｃ，Ｈｄ，Ｈｅ，Ｈｆ，Ｈ１に移動する。同時に、上アーム２１Ｕの中心も円弧ＡＣの下方側位置Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄ，Ｃｅ，Ｃｆ，Ｃ１に順次移動し、同時に回転リンクアーム２４の先端部ｔ２も同位置Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄ，Ｃｅ，Ｃｆ，Ｃ１に順次移動する。
次に、上アーム２１Ｕの基端部ｒ１が水平位置Ｈ１、先端部ｔ１が垂直位置Ｖ１に位置することにより、上アーム２１Ｕが水平線Ｈｌで示す水平状態となった後は、移動対象１３が上述した垂直位置Ｖ０〜Ｖ１の逆順の動作により、垂直位置Ｖ１からＶ２へ向かって下方へ移動する度に、上アーム２１Ｕも次のように移動する。
即ち、上アーム２１Ｕの先端部ｔ１も移動対象１３の移動と同時に下方へ移動し、基端部ｒ１も、先端部ｔ１の垂直移動距離に応じた水平距離だけ前方側へ移動する。最後に、上アーム２１Ｕの先端部ｔ１が最下部位置Ｖ２まで移動し、基端部ｒ１が最前方側の水平位置Ｈ０まで移動する。これと同時に回転リンクアーム２４の先端部ｔ２も、水平状態の上アーム２１Ｕを線分Ｈｌとして、上側位置Ｃ０と線分Ｈｌで線対称の下側位置Ｃ２まで移動する。
この際、下アーム２１Ｌも、上アーム２１Ｕと同様に平行移動する。また、その逆に、移動対象１３が最下部位置Ｖ２から最上部位置Ｖ０まで垂直方向に上方向きに移動する場合も、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌは、上述した下方向きに移動する場合と逆動作で移動する。
次に、上述したように垂直方向に上下動させる際の移動対象１３の重量を、図１に示すガスばね２５の反力（ばね反力）により軽減する場合について説明する。
ガスばね２５は、窒素ガス等のガスが充填されたシリンダ内部に、外部と気密状にピストンが挿通されており、ピストンが外部から内部へ向かって押圧されると、シリンダ内部のガスが圧縮される。この圧縮力が強くなる程に、ピストンの押圧と反対側に、ピストンを内部から外部へ押し出す反力（ばね反力）が上昇するようになっている。
ここで、図１に示した移動対象１３の最大ストローク間隔Ｌ２における平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの角度（アーム角度θ）が後述の２０°〜１６０°であるとする。アーム角度θの２０°〜１６０°は、図５に示すように、水平ガイド部１２ａ｛図２（ａ）参照｝の水平軸線Ｈｌに対して直交する垂直線Ｖｌａの直交点から下端側を０°、上端側を１８０°とした場合の角度である。
図５に示すように、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌが、１６０°の状態の昇降装置１０の斜視図を、図６（ａ）に示す。同様に、１２０°の状態を図６（ｂ）に示し、９０°の状態（平行アーム２１Ｕ，２１Ｌが水平状態）を図６（ｃ）に示し、６０°の状態を図７（ａ）に示し、３０°の状態を図７（ｂ）に示し、２０°の状態を図７（ｃ）に示す。但し、図６及び図７に示す昇降装置１０の移動台車１２は、キャスタ１１（図２）の図示を省略した薄型の直方体形状で示してあり、昇降機構２０のガスばね２５の図示も省略してある。
次に、図８に示す□を結ぶ曲線ｍｏ１は、アーム角度θ＝２０°〜１６０°の移動対象１３の重量モーメントＭｗを表す。◆を結ぶ曲線ｍｏ２は、曲線ｍｏ１の重量モーメントＭｗに対して、所定の抗力（反力）で昇降バランスを取ることが可能な、理想的なばね反力のモーメント（理想ばね反力モーメントＭｓ１）を表す。△を結ぶ曲線ｍｏ３は、アーム角度θ＝２０°〜１６０°における計算で得られるガスばね２５の、実効ばね反力モーメントＭｓ２を表す。但し、移動対象１３の最大ストローク間隔Ｌ２を実現するアーム角度θが２０°〜１６０°であるとする。
ここで、重量モーメントＭｗを示す曲線ｍｏ１と、理想ばね反力モーメントＭｓ１を示す曲線ｍｏ２とは一致しており、アーム角度θが２０°〜１６０°の範囲内であれば、移動対象１３を一定の軽い力で垂直移動することが可能となる。本実施形態では、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌに取り付けられたガスばね２５の実効ばね反力モーメントＭｓ２が、理想ばね反力モーメントＭｓ１に近似するようにした。
＜実施形態のモーメント計算＞
図８に曲線ｍｏ３で示した実効ばね反力モーメントＭｓ２を求める計算について、図５を参照して説明する。図５は昇降装置１０の昇降機構２０（図２参照）の幾何学図である。
図５において、Ｌ０は、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの長さを示す。Ｒは、水平アーム２２ａの垂直方向の間隔を示す。Ｌ１は、上アーム２１Ｕの基端部ｒ１からガスばね２５の先端部ｔ３の取付位置までの長さを示す。
Ａ及びＢは、ガスばね２５の基端部ｒ３の取付位置を示し、Ａは上アーム２１Ｕの基端部ｒ１から、垂直線Ｖｌａ方向のガスばね２５の基端部ｒ３の取付位置の水平線と交わる点までの長さを示し、Ｂはその点からガスばね２５の基端部ｒ３の取付位置までの水平方向の長さを示す。つまり、上アーム２１Ｕの基端部ｒ１から垂直方向に長さＡだけ下がり、この下がった点から水平方向に長さＢだけ先端部ｔ１側へ移動した点が、ガスばね２５の基端部ｒ３の取付位置となる。これは、図２（ｂ）に示したガスばね２５の基端部ｒ３の取付位置ｂ１に対応している。
図５に示すＬａは、ガスばね２５の長さ（ばね長さＬａ）を示す。Ｌｂは、直線状のガスばね２５に対して常時直角となる後述の腕の長さを示す。即ち、移動対象１３を含む重量ｗに対するモーメント（ｃｏｓθ）である重量モーメントＭｗは、この重量モーメントＭｗに見合うガスばね２５のばね反力Ｐでバランスを取るが、このバランスを取るためのモーメントが、腕の長さＬｂとして表される。
腕の長さＬｂには、上述した図８に示す曲線ｍｏ２の理想ばね反力モーメントＭｓ１を実現する理想腕の長さＬｂ１（図９参照）と、曲線ｍｏ３の実効ばね反力モーメントＭｓ２を得る実効腕の長さＬｂ２（図９参照）とがある。図５に示す腕の長さＬｂは、実効腕の長さＬｂ２に対応しているとする。
θは、上述したアーム角度θ（平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの角度）である。
ばね長さＬａは、次式（１）で求められる。
Ｌａ＝√［｛Ｌ１・ｃｏｓ（θ−９０°）−Ｂ｝２
＋｛Ｌ１・ｓｉｎ（θ−９０°）＋Ａ｝２］ …（１）
但し、式（１）は、次式（２）のピタゴラスの定理に基づいている。
Ｌａ２＝｛Ｌ１・ｃｏｓ（θ−９０°）−Ｂ｝２
＋｛Ｌ１・ｓｉｎ（θ−９０°）＋Ａ｝２ …（２）
腕の長さＬｂは、Ｌｂ′：Ｌｂ＝Ｌａ：Ｌ１に基づいて、次式（３）で求められる。
Ｌｂ＝Ｌｂ′×Ｌ１／Ｌａ …（３）
但し、式（３）の関係は、ＬｂがＬ１に対応しており、Ｌｂ′がＬａに対応しているので、Ｌｂ′が、腕の長さＬｂの相似形であるとすると、次式（４）で求められる。なお、相似形Ｌｂ′を図９に示す。
Ｌｂ′＝Ｃ×ｓｉｎ（１８０−θ＋α） …（４）
この式（４）のＣは、図５に示すＡ，Ｂ，Ｃから成る直角三角形の１辺Ｃであり、次式（５）のピタゴラスの定理に基づいている。
Ｃ＝√（Ｂ２＋Ａ２） …（５）
また、上式（４）のαは、図５に示す水直線Ｖｌａと、上アーム２１Ｕの基端部ｒ１と、ガスばね２５の基端部ｒ３の取付位置（Ｂの位置）とを結ぶ線分との間の角度であり、次式（６）から求められる。
α＝ａｓｉｎ（Ｂ／Ｃ） …（６）
式（６）において、ａｓｉｎは、アークｓｉｎである。
移動対象１３の自重によるモーメント、即ち、重量モーメントＭｗは、次式（７）により求められる。
Ｍｗ＝ｗ・Ｌ０・ｃｏｓ（θ−９０°） …（７）
実効ばね反力モーメントＭｓ２は、次式（８）により求められる。
Ｍｓ２＝Ｐ×Ｌｂ …（８）
Ｐは、上述のガスばね２５のばね反力である。
このような計算式（１）〜（８）により、アーム角度θが２０°〜１６０°の場合に得られる実効ばね反力モーメントＭｓ２の数値等を記載したモーメント計算表を図９に示し、その説明を行う。但し、図９に示すモーメント計算表は、上記のアーム角度θ＝２０°〜１６０°が含まれるアーム角度θ＝１０°〜１７０°の場合の計算結果を１０°毎に示している。アーム角度θ＝９０°が、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌが水平な状態である。
また、計算に当たって、移動対象１３の重量と平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの重量とを加算した重量ｗ＝３５ｋｇとし、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの長さＬ０＝８００［ｍｍ］、上アーム２１Ｕの基端部ｒ１からガスばね２５の先端部ｔ３までの長さＬ１＝７５０［ｍｍ］、α＝１０．４３°、Ｃ＝１２７．１０［ｍｍ］、Ａ＝１２５［ｍｍ］、Ｂ＝２３．０［ｍｍ］、平行アーム幅Ｒ＝１２０［ｍｍ］と定めた。
まず、図６（ａ）に示すように、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌのアーム角度θが１６０°の場合は、図９に示すように、重量モーメントＭｗ＝９５７７、実効ばね反力モーメントＭｓ２＝１０７１２［ｋｇｆｍｍ］であり、モーメント比Ｍｓ（＝Ｍｓ２）／Ｍｗ＝１．１１９［ｋｇｆｍｍ］である。この際、ばね反力Ｐ＝１９１．３［ｋｇｆ］、ばねストロークＳ＝８．２［ｍｍ］、実効腕の長さＬｂ２＝５６．０［ｍｍ］、ばね長さＬａ＝８６２．０［ｍｍ］、ばね長さＬａに対する相似形Ｌｂ′＝６４．４［ｍｍ］である。更に、実効値に対する比較対象としては、理想ばね反力モーメントＭｓ１＝９５７７［ｋｇｆｍｍ］であり、理想腕の長さＬｂ１＝５０．１［ｍｍ］である。この理想ばね反力モーメントＭｓ１と実効ばね反力モーメントＭｓ２との関係は、図８に示した曲線ｍｏ２と曲線ｍｏ３とに対応している。但し、図９に示す理想腕の長さＬｂ１は、重量モーメントＭｗをばね反力Ｐで除算（Ｍｗ／Ｐ）して求めている。
図９に示すように、重量モーメントＭｗは、アーム角度θが、図６（ａ）〜（ｃ）で示すように、θ＝１６０°から９０°へ向かって小さくなる程に、大きくなり、９０°の場合にＭｗ＝２８０００［ｋｇｆｍｍ］で最大となる。更に、重量モーメントＭｗは、アーム角度θが９０°から図７（ａ）〜（ｃ）で示すように、θ＝６０°，３０°，２０°と小さくなる程に、小さくなる。
理想ばね反力モーメントＭｓ１は、図８に曲線ｍｏ２で示したように、曲線ｍｏ１の重量モーメントＭｗに対して、所定の抗力で理想的な昇降バランスを取るモーメントなので、図９に示すように重量モーメントＭｗの各数値と同じ値となっている。
これに対して、実機における実効ばね反力モーメントＭｓ２は、重量モーメントＭｗの各数値と同じ値では無いが、近似する値となっている。即ち、実効ばね反力モーメントＭｓ２は、アーム角度θ＝８０°の場合に、Ｍｓ２＝２８９５５［ｋｇｆｍｍ］と最大であり、θ＝９０°の場合は、それに近似するＭｓ１＝２８７０１［ｋｇｆｍｍ］となっている。つまり、実効ばね反力モーメントＭｓ２は、アーム角度θが略９０°の場合に最大となっている。
実効ばね反力モーメントＭｓ２の算出に必要な実効腕の長さＬｂ２は、アーム角度θ＝１６０°〜２０°において、実効ばね反力モーメントＭｓ２と同傾向の数値となっている。但し、実効腕の長さＬｂ２は、アーム角度θ＝９０°の場合が１２７．０９［ｍｍ］と最大となっている。また、実効腕の長さＬｂ２の算出に必要な相似形Ｌｂ′は、実効腕の長さＬｂ２と同傾向の数値となっているが、アーム角度θ＝１００°の場合が１２７．１［ｍｍ］と最大となり、θ＝９０°の場合は１２５．０［ｍｍ］とその最大値に近似している。つまり、相似形Ｌｂ′も、アーム角度θが略９０°の場合に最大となっている。
また、理想腕の長さＬｂ１は、アーム角度θ＝１６０°〜２０°において、理想ばね反力モーメントＭｓ１と同傾向の数値となっているが、θ＝１００°の場合に最大値の１２５．５となり、θ＝９０°の場合は１２４．０［ｍｍ］とその最大値に近似している。つまり、理想腕の長さＬｂ１も、アーム角度θが略９０°の場合に最大となっている。
ばね反力Ｐ及びばねストロークＳは、アーム角度θが１６０°から２０°へ向かって小さくなる程に、ガスばね２５が圧縮され大きくなっている。この逆に、ばね長さＬａは、アーム角度θが１６０°から２０°へ向かって小さくなる程に、圧縮され小さくなっている。
モーメント比Ｍｓ／Ｍｗは、重量モーメントＭｗに対する実効ばね反力モーメントＭｓ２の比である。実効ばね反力モーメントＭｓ２は、移動対象１３の重量モーメントＭｗに対して、ばね反力Ｐで昇降バランスを取るモーメントなので、重量モーメントＭｗの各数値と同じ値が理想的である。従って、モーメント比Ｍｓ／Ｍｗは、「１」が理想的であるが、アーム角度θが１６０°付近の場合と、２０°付近の場合とに、「１」と比較してやや乖離がある。
特に、２０°付近の場合に「１」との乖離が大きい。これは、図８に示す重量モーメントＭｗの曲線ｍｏ１と、実効ばね反力モーメントＭｓ２の曲線ｍｏ３との関係から分かる。即ち、２０°付近で重量モーメントＭｗに対して実効ばね反力モーメントＭｓ２が小さくなっている。その乖離を少なくするために、次のように補助ばねを設けてもよい。
補助ばねは、例えば図１０（ａ）に示すように圧縮ばね４０であり、この圧縮ばね４０の先端にプレート４０ａが固定され、基端が移動台車１２の側面に固定されている。この固定位置は、アーム角度θが略３０°になった場合の水平ガイド部１２ａから垂直方向Ｖｌｂに所定長さ下がった位置とする。この理由は、図８に曲線ｍｏ３で示す実効ばね反力モーメントＭｓ２が、曲線ｍｏ１で示す重量モーメントＭｗに対して乖離して行く位置がアーム角度θ＝略３０°であり、この位置から圧縮ばね４０でガスばね２５のばね反力Ｐを補助するためである。
図１０（ａ）に示すように、下アーム２１Ｌが３０°よりもやや鈍角では、圧縮ばね４０の先端のプレート４０ａに当たっておらず、図１０（ｂ）に示す下アーム２１Ｌ角度の２０°に向かうに従い、下アーム２１Ｌがプレート４０ａに当接して圧縮ばね４０を圧縮することになる。この圧縮時のばね反力が、ガスばね２５のばね反力Ｐに加わってばね反力Ｐを強める。これにより、アーム角度θが３０°付近から、重量モーメントＭｗに対して乖離する実効ばね反力モーメントＭｓ２を強めて、重量モーメントＭｗに略一致させることができる。
この他、補助ばねとして、図１０（ｃ）に示すように、ガスばね２５内部の基端部ｒ３側の底面に圧縮ばね４１を設けてもよい。アーム角度θが３０°よりもやや鈍角では、ガスばね２５のロッド２５ａのピストン２５ｂは、圧縮ばね４１に当接せず、アーム角度θが３０°付近から鋭角になるに従って、圧縮ばね４１に当接して圧縮する構造とする。これによっても、その圧縮時のばね反力が、ガスばね２５のばね反力Ｐに加わってばね反力Ｐを強めるので、実効ばね反力モーメントＭｓ２を重量モーメントＭｗに略一致させることができる。
このように補助ばねによって、アーム角度θが２０°付近の場合でも、モーメント比Ｍｓ／Ｍｗを「１」に近づける補正が可能となる。
＜実施形態の最適なガスばね及びその取付位置の選定方法＞
次に、上述した実効ばね反力モーメントＭｓ２を実現するための、最適なガスばね２５の選定、及びガスばね２５の取付位置の選定方法について説明する。これは、図８に示した曲線ｍｏ１の重量モーメントＭｗに、曲線ｍｏ３の実効ばね反力モーメントＭｓ２を近似させる方法である。この方法は次の（１）〜（４）の順に実行される。
（１）平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの長さＬ０を決定する。これは、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの長さＬ０を、昇降装置１０の使用用途に応じて、必要な昇降ストローク量（＝最大ストローク間隔Ｌ２）に見合ったアームの長さＬ０とする。本実施形態では、図４に示すようにＬ２＝１４１０［ｍｍ］であり、Ｌ０＝７５０［ｍｍ］である。アームの長さＬ０を、変数１とする。
（２）ガスばね２５の先端部ｔ３の取付位置を決定する。この際、ガスばね２５の先端部ｔ３は、上アーム２１Ｕの任意の位置Ｌ１とする。Ｌ１は、上述したように、図２（ｂ）に示した上アーム２１Ｕの基端部接続位置ａ０から所定長さＬ１だけ離れた位置ａ１である。即ち、ばね長さＬａを考慮して、上アーム２１Ｕの先端部ｔ１が最上部位置Ｖ０（図４参照）の場合に、ばねストロークＳが０又は０に近い値となる上アーム２１Ｕの位置に、先端部ｔ３を取り付けるのがよい。ガスばね２５の先端部ｔ３の取付位置を、変数２とする。
（３）ガスばね２５の基端部ｒ３の取付位置を決定する。基端部ｒ３は、上述したようにＬ字スライドアーム２２の垂直アーム２２ｂの長さＡ及びＢに規制される位置に取り付けられている。このようなガスばね２５の基端部ｒ３の取付位置を、上述したように、長さＡ及びＢを任意に選定し、上述した式（８）のＭｓ２＝ばね反力Ｐ×実効腕の長さＬｂ２によって、実効ばね反力モーメントＭｓ２を求め、重量モーメントＭｗに近似させる。つまり、図９の計算表に示すように近似させることである。この際、ばね力Ｐも、製作可能範囲で任意に選定しながら、重量モーメントＭｗに近似させる。
ここで、ガスばね２５の基端部ｒ３の取付位置を、変数３とする。ばね反力Ｐを、変数４とする。なお、基端部ｒ３は、移動台車１２の側面上の下アーム２１Ｌの基端部ｒ１の近傍に取り付けてもよい。
（４）上述した変数１〜４を変えながらシミュレーションにより、重量モーメントＭｗに実効ばね反力モーメントＭｓ２を、最適に近似できるアームの長さＬ０、ばね２５の基端部ｒ３及び先端部ｔ３の取付位置、ばね反力Ｐ（ばね仕様）を決定する。
＜実施形態の効果＞
このような本実施形態の昇降装置１０は、移動対象１３を基準面である床面１４に対して垂直に昇降移動させる装置である。本実施形態の特徴は、昇降装置１０が、水平方向に水平ガイド部１２ａが設けられた移動台車１２と、水平ガイド部１２ａに水平移動自在に取り付けられたＬ字スライドアーム２２とを備える。更に、平行な上アーム２１Ｕ及び下アーム２１Ｌの各基端部ｒ１が、Ｌ字スライドアーム２２に垂直方向に所定間隔空けて、回転軸中心に回動自在に取り付けられ、上アーム２１Ｕ及び下アーム２１Ｌの各先端部ｔ１が基端部ｒ１と同一間隔で垂直方向に移動対象１３に取り付けられた平行アーム２１Ｕ，２１Ｌを備える。
更に、昇降装置１０は、アームの基端部ｒ２が、移動台車１２の側面の平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの先端部ｔ１側に回動自在に取り付けられ、同アームの先端部ｔ２が、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの上アーム２１Ｕ又は下アーム２１Ｌの中間位置に回動自在に取り付けられた回転リンクアーム２４と、弾性力を有し、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの先端の移動対象１３の垂直方向のストローク範囲において当該移動対象１３を含む荷重に相反するばね反力を作用させ、このばね反力により当該荷重に対して昇降バランスを取る弾性手段としてのガスばね２５とを備える構成とした。
この構成によれば、移動対象１３と共に平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの先端部が上下動すると、これと同時に、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの上アーム２１Ｕの基端部ｒ１が、Ｌ字スライドアーム２２を介して水平ガイド部１２ａに沿って水平方向に前後動する。これと同時に、回転リンクアーム２４の基端部が、移動台車１２の側面の平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの先端部ｔ１側に回転軸中心に回動自在に取り付けられているので、回転リンクアーム２４の先端部が円弧状に回動する。この回動により、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの先端部は、回転リンクアーム２４の基端部の取付軸中心を通る垂直線Ｖｌａ（図５）に沿って上下動するように規制される。
更に、その上下動は、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの基端部ｒ１が水平ガイド部１２ａに沿って水平方向に前後動することに連動している。つまり、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの基端部ｒ１の水平方向の直線運動を、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの先端部ｔ１の垂直方向の直線運動に変換することにより、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの先端部ｔ１の移動対象１３が垂直方向に上下動することになる。この上下動は、アーム同士の当接する端部が回転軸で貫かれて互いのアームが回転軸中心に回動自在であるといった、アーム等の各部材の回動自在な組合せにより行なわれる。この構造により、手動により移動対象１３を上下に動かすことで簡単に実行することができる。言い換えれば、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの先端部ｔ１に固定された移動対象１３を基準面に対して垂直に昇降させる動作を、手動で行える簡易な構造で実現することができる。
また、本発明の昇降装置１０は、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌ先端の移動対象１３の垂直方向の長大のストローク範囲において、移動対象１３を含む荷重に相反するガスばね２５のばね反力Ｐが働くので、このばね反力Ｐで昇降バランスを取りながら、軽い操作力で移動対象１３を垂直方向に移動することができる。
更に、本発明の昇降装置１０は、バランス錘を用いた重錘式のようにバランス錘を用いないので、軽量化を図ることができると共に、装置全体の小型化を図ることができる。
また、ガスばね２５は、当該ガスばね２５の先端部ｔ３が上アーム２１Ｕの先端部ｔ１の近傍に回転軸中心に回動自在に取り付けられ、当該ガスばね２５の基端部ｒ１がＬ字スライドアーム２２に回転軸中心に回動自在に取り付けられている構成とした。
この構成によれば、移動対象１３と共に平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの先端部ｔ１の垂直方向の位置及び基端部ｒ１の水平方向の位置が移動し、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの角度が変わるに応じてガスばね２５が伸縮する。このガスばね２５の伸縮は、移動対象１３を含む荷重の重さを軽減するばね反力Ｐが作用するように伸縮する。従って、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの角度が変化しても、常時軽い操作力で移動対象１３を垂直方向に移動することができる。
また、ガスばね２５は、当該ガスばね２５の基端部ｒ３が上アーム２１Ｕの基端部ｒ１の取付位置から所定長さＡだけ垂直方向に下がった位置から所定長さＢだけ水平方向に離れたＬ字スライドアーム２２上の第１の位置に取り付けられている。更に、ガスばね２５の先端部ｔ３は、上アーム２１Ｕの基端部ｒ１の取付位置から所定長さＬ１離れた当該上アーム２１Ｕ上の第２の位置に取り付けられている構成とした。
この構成によれば、、第１及び第２の位置を適正に定めることにより、移動対象１３を含む荷重に相反するガスばね２５のばね反力で昇降バランスを取ることが可能に、ガスばね２５を取る付けることができる。
また、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの基端部ｒ１に、当該平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの先端部ｔ１へ向かって弾性力が作用するように補助ばね（図示せず）を取り付ける構成とした。
この構成によれば、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌ動作時の傾斜角度によっては、移動対象１３の重量モーメントにバランスを取るためのガスばね２５のばね反力モーメントが小さくなってバランスが取れなくなるが、補助ばねのばね反力を加算することによって、ばね反力をより大きくすることができるので、バランスを取ることが可能となる。
この他、回転リンクアーム２４は、前述したように、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの各先端部ｔ１を垂直方向に規制するが、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの長さ（Ｌ２１）と、回転リンクアーム２４の長さ（Ｌ２４）との比を、２（Ｌ２１）：１（Ｌ２４）に保持したまま、双方のアーム２１Ｕ，２１Ｌと回転リンクアーム２４との長さを長くする程に、図１に示す移動対象１３の垂直方向の可動範囲Ｌ２を大きくすることができる。
例えば、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌと回転リンクアーム２４との長さを可変可能な構造としてもよい。これは、図１に示した昇降機構２０において、回転リンクアーム２４を、長さを可変可能な入れ子にした２本のアームを任意長さでロックが可能な構造とする。これと同様に、上アーム２１Ｕを、回転リンクアーム２４の先端部ｔ２の取付位置と基端部ｒ１との間、並びに、先端部ｔ２の取付位置と先端部ｔ１との間を入れ子にして、任意長さでロックが可能な構造とする。更に、下アーム２１Ｌも、入れ子にして任意長さでロックが可能な構造とする。この構造によって、上述した比を、２（Ｌ２１）：１（Ｌ２４）に保持したまま、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌ及び回転リンクアーム２４の長手方向の長さを任意に変えることにより、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの先端部ｔ１に取り付けられた移動対象１３の垂直方向の可動範囲Ｌ２を、自在に大きく又は小さくすることができる。
更にこの他、回転リンクアーム２４を、図１１に示すように、第１回転リンクアーム２４Ｕと第２回転リンクアーム２４Ｌとの２本の構成としてもよい。これは、移動台車１２の片面側のみの場合である。
第１回転リンクアーム２４Ｕは、基端部ｒ２が、移動台車１２（図１参照）の側面の上アーム２１Ｕの先端部ｔ１側（前方上隅部）に、○形状で示す接続部により回転軸中心に回動自在に取り付けられ、先端部ｔ２が、上アーム２１Ｕの中間位置に接続部により回転軸中心に回動自在に取り付けられる。
第２回転リンクアーム２４Ｌは、基端部ｒ２が、移動台車１２（図１参照）の側面の第１回転リンクアーム２４Ｕの基端部ｒ２の取付位置から垂直方向に所定長さ離れた位置に、接続部により回転軸中心に回動自在に取り付けられ、先端部ｔ２が、下アーム２１Ｌの中間位置に接続部により回転軸中心に回動自在に取り付けられる。
このような第１及び第２回転リンクアーム２４Ｕ，２４Ｌを備えても、図１１に示すように、移動対象１３を、前述したと同様にアーム角度θ＝２０°〜１６０°に対応する垂直ストローク範囲で移動させることができる。この場合、片側２本の回転リンクアーム２４Ｕ，２４Ｌを備える構造としたので、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌを支える力が強くなり、移動対象１３の重量が重い場合でも破損等しないように耐え得ることができる。
＜実施形態の応用例＞
本実施形態の昇降装置１０を、移動型Ｘ線撮影装置に適用した場合の応用例を、図１２を参照して説明する。図１２（ａ）〜（ｃ）は、移動型Ｘ線撮影装置１０Ａの構成を示す図である。但し、図１２（ａ）〜（ｃ）は、図２（ａ）〜（ｃ）に示す昇降装置１０に対応しているので、同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
図１２に示す移動型Ｘ線撮影装置１０Ａは、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの各先端部ｔ１に移動対象１３（図２参照）に代え、直方体形状のカメラ固定部１３Ａが取り付けてある。つまり、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの各先端部ｔ１が、各基端部ｒ１と同じ垂直方向の間隔でカメラ固定部１３Ａに接続されている。カメラ固定部１３Ａの上面には、垂直方向の回転軸Ｖｙを中心に、矢印Ｙ１で示すように水平方向に回転可能な第１カメラアーム部１３Ｂが取り付けられている。第１カメラアーム部１３Ｂには、双方向矢印Ｙ２で示すように、前後方向に移動可能な第２カメラアーム部１３Ｃが取り付けられ、第２カメラアーム部１３Ｃの下面側にＸ線カメラ１３Ｄが撮影方向を下方に向けて取り付けられている。
このような構成の移動型Ｘ線撮影装置１０Ａにおいては、図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、Ｘ線カメラ１３Ｄを手動により容易に垂直方向に移動させることができる。移動の際に所望位置で停止させる場合、図示せぬ操作部の停止ボタンを押すことにより、図示せぬ電磁ブレーキ機構により電磁ブレーキが掛かって停止し、この停止位置で固定されるようになっている。なお、電磁ブレーキではなく、機械的なロック機構により手動で所望位置でロックを掛け、停止固定させるようにしてもよい。
このような構成の移動型Ｘ線撮影装置１０Ａによれば、移動型Ｘ線撮影装置１０Ａを運搬する際に、図１２（ｂ）に示すように、Ｘ線カメラ１３Ｄを下方に移動して平行アーム２１Ｕ，２１Ｌ及びＸ線カメラ１３Ｄを、運搬者の目線が遮られない水平位置に固定すればよい。この場合、運搬者の目線が遮られないので、前方を見ながら安全に運搬することができる。
また、Ｘ線カメラ１３Ｄは、手動で容易に上下動できるので、例えば人をＸ線撮影する際に、所定の位置まで下げて固定することができる。
ここで、移動型Ｘ線撮影装置１０Ａの回転リンクアーム２４の基端部ｒ３の回転軸に、図１２に破線で示す昇降高さ調整用の環状のハンドル３１を取り付けてもよい。このハンドル３１は、回転リンクアーム２４の回転力を補助するものであり、例えば右回転時にＸ線カメラ１３Ｄを上昇させ、左回転時に下降させる回転力が作用するようになっている。このようにハンドル３１を取り付けることにより、Ｘ線カメラ１３Ｄと人の撮影面との距離を微調整することが可能となるので、より適正にＸ撮影を行うことができる。また、Ｘ線カメラ１３Ｄの上下動に電気を使用しないので、内蔵バッテリの電力を本来必要なＸ線撮影等に有効に利用することができる。
また、ハンドル３１に代え、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの昇降動作を減速させるギア減速機構（図示せず）を設けて、上下移動の微調整が行えるようにしてもよい。つまり、この構成によれば、移動対象１３の昇降時に、ギア減速機構によって移動対象１３の昇降動作を制御することが容易となり、これによって、昇降時の距離を微調整することが可能となる。
但し、ハンドル３１やギア減速機構は、上述した実施形態の昇降装置１０に、移動型Ｘ線撮影装置１０Ａと同様に取り付けてもよい。また、上述した電磁ブレーキ機構や、手動による機械的なロック機構も、同様に、昇降装置１０に設けてもよい。
なお、昇降装置１０は、移動型Ｘ線撮影装置１０Ａ以外にも、荷物の積み上げ積み下ろし用の装置等の昇降動作が必要な装置に適用することができる。
その他、具体的な構成について、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
上述した実施形態では、弾性手段としてガスばね２５を引例に挙げたが、この他、コイルばね等の弾力性を有する弾性部材によるばねを適用してもよい。
また、水平ガイド部１２ａは、移動台車１２に水平なスリットを貫通して形成したが、水平なカーテンレールのようなレールを移動台車１２に取り付け、レールに水平移動するランナ等の移動部品を取り付け、この移動部品にＬ字スライドアーム２２を取り付けてもよい。この構成によっても、Ｌ字スライドアーム２２がレールに沿って水平自在に移動するので、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌの各基端部ｒ１を水平自在に移動させることが可能となる。
更に、平行アーム２１Ｕ，２１Ｌは、平行な２本のアームを有する構成であったが、３本以上の平行なアームを有する構成であってもよい。アームの本数が増える程に、移動対象１３の荷重を支持する強度を高くすることができる。
１０ 昇降装置
１１ キャスタ
１２ 移動台車（台車）
１３ 移動対象
１４ 床面（基準面）
２０ 昇降機構
２１Ｕ，２１Ｌ 平行アーム（上アーム，下アーム）
２２ａ 水平アーム
２２ｂ 垂直アーム
２２ Ｌ字スライドアーム（スライド部）
２４ 回転リンクアーム
２５ ガスばね（弾性手段）
３１ ハンドル
１０Ａ 移動型Ｘ線撮影装置
１３Ｄ Ｘ線カメラ

Claims (7)

  1. 移動対象を基準面に対して垂直に昇降移動させる昇降装置において、
    前記基準面と平行方向にガイド部が設けられた台車と、
    前記ガイド部に沿って移動自在に取り付けられたスライド部と、
    上下方向に平行な上下アームの各基端部が、前記スライド部に前記垂直方向に所定間隔空けて、回転軸中心に回動自在に取り付けられ、当該上下アームの各先端部が前記基端部と同一間隔で前記垂直方向に前記移動対象に取り付けられた平行アームと、
    アーム基端部が、前記台車の側面の前記平行アームの先端部側に回転軸中心に回動自在に取り付けられ、同アーム先端部が、前記平行アームの上アーム又は下アームの中間位置に回転軸中心に回動自在に取り付けられた回転リンクアームと、
    弾性力を有し、平行アーム先端の前記移動対象の前記垂直方向のストローク範囲において当該移動対象を含む荷重に相反するばね反力を作用させ、このばね反力により当該荷重に対して昇降バランスを取る弾性手段とを備え、
    前記回転リンクアームは、
    アーム基端部が、前記台車の側面の前記平行アームの先端部側に回転軸中心に回動自在に取り付けられ、同アーム先端部が、前記平行アームの上アームの中間位置に回転軸中心に回動自在に取り付けられた第１回転リンクアームと、
    アーム基端部が、前記台車の側面の前記第１回転リンクアームの基端部の取付位置から前記垂直方向に所定長さ離れた位置に、回転軸中心に回動自在に取り付けられ、同アーム先端部が、前記平行アームの下アームの中間位置に回転軸中心に回動自在に取り付けられた第２回転リンクアームとを備える
    ことを特徴とする昇降装置。
  2. 移動対象を基準面に対して垂直に昇降移動させる昇降装置において、
    前記基準面と平行方向にガイド部が設けられた台車と、
    前記ガイド部に沿って移動自在に取り付けられたスライド部と、
    上下方向に平行な上下アームの各基端部が、前記スライド部に前記垂直方向に所定間隔空けて、回転軸中心に回動自在に取り付けられ、当該上下アームの各先端部が前記基端部と同一間隔で前記垂直方向に前記移動対象に取り付けられた平行アームと、
    アーム基端部が、前記台車の側面の前記平行アームの先端部側に回転軸中心に回動自在に取り付けられ、同アーム先端部が、前記平行アームの上アーム又は下アームの中間位置に回転軸中心に回動自在に取り付けられた回転リンクアームと、
    弾性力を有し、平行アーム先端の前記移動対象の前記垂直方向のストローク範囲において当該移動対象を含む荷重に相反するばね反力を作用させ、このばね反力により当該荷重に対して昇降バランスを取る弾性手段とを備え、
    前記弾性手段は、当該弾性手段の先端部が前記上アームの先端部の近傍に回転軸中心に回動自在に取り付けられ、当該弾性手段の基端部が前記スライド部に回転軸中心に回動自在に取り付けられている
    ことを特徴とする昇降装置。
  3. 前記弾性手段は、当該弾性手段の先端部が前記上アームの先端部の近傍に回転軸中心に回動自在に取り付けられ、当該弾性手段の基端部が前記スライド部に回転軸中心に回動自在に取り付けられている
    ことを特徴とする請求項１に記載の昇降装置。
  4. 前記弾性手段は、当該弾性手段の基端部が前記上アームの基端部の取付位置から所定長さ前記垂直方向に下がった位置から所定長さ基準面と平行方向に離れた前記スライド部上の第１の位置に取り付けられており、当該弾性手段の先端部が、前記上アームの基端部の取付位置から所定長さ離れた当該上アーム上の第２の位置に取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載の昇降装置。
  5. 前記移動対象を含む荷重に相反するばね反力が作用するように更に補助ばねを取り付けたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の昇降装置。
  6. 前記回転リンクアームの基端部の回転軸に、当該回転リンクアームの回転力を生成するハンドルを取り付けたことを特徴とする請求項２に記載の昇降装置。
  7. 前記平行アームの長手方向の長さと、前記回転リンクアームの長手方向の長さとの比を所定の比率に保持した状態で、当該平行アーム及び当該回転リンクアームの長手方向の長さを可変可能としたことを特徴とする請求項２又は６に記載の昇降装置。
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