JP6429654B2 - 支柱ロック装置及び物品支持装置 - Google Patents

Description

本発明は、支柱をその軸線方向に沿って昇降可能に保持する支柱ロック装置及び、この支柱ロック装置を備えた物品支持装置に関するものである。

照明器具やスピーカ、その他の電気機器の使用に際し、その方向を変えたい場合が多く存在する。しかしながら、それら電気機器が高所に設置されている場合、その向きを変えることは容易ではない。この問題点に関し、本願発明者らは支柱の上端部に電気機器を設置する台枠を設けるとともに、支柱内部に電気機器のピッチ角を調整するピッチ角調整ロッドと電気機器のヨー角を調整するヨー角調整ロッドとを挿通して、これらピッチ角調整ロッド、ヨー角調整ロッドを支柱の下端側で操作することが可能な下記［特許文献１］に記載の支持装置に関する発明を行った。

また、この［特許文献１］には、支柱をその軸線方向に沿って昇降可能に保持するガイド筒と、そのガイド筒に設けられ支柱の軸線方向への移動を規制するロック装置と、を備えた支持装置に関する発明が開示されている。そしてこのロック装置により、電気機器を使用する際には支柱を上昇させ所定の位置でロックして保持し、不使用時には支柱を下げて収容することが可能となる。

特許第５４３３６１３号公報

しかしながら、［特許文献１］に記載の発明のロック装置は振動等によって徐々に緩む可能性が有り、更なる改善が望まれる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、支柱の保持と解除が容易で且つ振動に際しても保持状態が緩まない支柱ロック装置及び、この支柱ロック装置を備えた物品支持装置を提供することを目的とする。

本発明は、
（１）所定の長さを有するとともに断面外形が楕円形状の支柱３０と、前記支柱３０が可動な状態で嵌入する断面が長方形の角孔３２を備えたガイド筒３４と、前記角孔３２の四隅に配置された樹脂パイプ３６と、を有し、
前記支柱３０が回転して、前記支柱３０の周面が前記角孔３２の長辺と当接した時に、前記支柱３０の長径方向は前記角孔３２の略対角線方向にあり、前記略対角線方向に位置する前記樹脂パイプ３６が前記支柱３０を押圧して前記支柱３０の上下動をロックすることを特徴とする支柱ロック装置８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（２）前記支柱３０の長径方向が前記角孔３２の対角線方向を若干過ぎた位置で、前記支柱３０の周面が前記角孔３２の長辺と当接することを特徴とする上記（１）記載の支柱ロック装置８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（３）支柱３０の断面外形の扁平度が０．０７±０．０１であり、
角孔３２の長辺寸法が前記支柱３０の長径寸法よりも０．５〜１．５％大きく、
前記支柱３０の長径寸法と短径寸法との差をΔＬとしたときに、
前記角孔３２の短辺寸法が前記支柱３０の長径寸法よりも小さく且つ短径寸法よりも（ΔＬ／２）以上大きいことを特徴とする上記（１）または（２）に記載の支柱ロック装置８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（４）所定の長さを有する支柱３０と、前記支柱３０の上端部に設けられた台枠２と、前記支柱３０の軸線に直交する支点軸３により前記台枠２に結合されて前記支点軸３を中心に上下方向に揺動可能に支持された物品保持枠４と、を備え、
前記支柱３０は、当該支柱３０内に回転可能に設けられたピッチ角調整ロッド１２を有し、
前記ピッチ角調整ロッド１２の上端部と前記物品保持枠４との間には、前記ピッチ角調整ロッド１２の所定の回転角度範囲内における正逆の回転運動を、前記支点軸３を中心とする前記物品保持枠４の揺動運動に変換する伝動機構８が介在され、
前記ピッチ角調整ロッド１２の下端部は、当該ピッチ角調整ロッド１２を正逆に回転させて前記物品保持枠４を前記支点軸３回りに揺動させるためのピッチング操作部（ハンドル１２ａ）として前記支柱３０の下端より突出し、
さらに前記支柱３０は、前記支柱３０内において前記ピッチ角調整ロッド１２とは別に単独での回転が可能に設けられたヨー角調整ロッド１３を有し、当該ヨー角調整ロッド１３の上端部に前記台枠２が固定され、前記ヨー角調整ロッド１３の下端部は、当該ヨー角調整ロッド１３を中心に前記台枠２を回動させるためのヨーイング操作部（ハンドル１３ａ）として前記支柱３０の下端より突出した、物品支持装置１００において、
前記支柱３０の断面外形が楕円形状であるとともに、前記支柱３０をその軸方向に沿って昇降可能に保持する上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の支柱ロック装置８０を備えたことを特徴とする物品支持装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。

本発明に係る支柱ロック装置及び物品支持装置は、支柱の外形を楕円形状にするとともに、この支柱が挿通する角孔を支柱の楕円寸法と対応した長方形とし、さらに角孔の四隅に樹脂パイプを配置することで、支柱のロックと解除とを簡単に行うことができる。また、ロック状態において樹脂パイプが変形し、このときの樹脂パイプの弾性力によって支柱を押圧保持するため、支柱の保持に緩み等が生じることはない。

本発明に係る支柱ロック装置の斜視図である。 本発明に係る支柱ロック装置のロック状態を示す図である。 本発明に係る支柱ロック装置の解除状態を示す図である。 本発明に係る物品支持装置を示す図である。 本発明に係る物品支持装置の支柱ロック装置を示す斜視図である。 本発明に係る物品支持装置の伝達機構を説明する図である。

本発明に係る支柱ロック装置８０及びこれを備えた物品支持装置１００の実施の形態について図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る支柱ロック装置８０の斜視図である。また、図２は本発明に係る支柱ロック装置８０のロック状態を示す上面図であり、図３は解除状態を示す上面図である。

本発明に係る支柱ロック装置８０は、図１〜図３に示すように、所定の長さを有するとともに断面の外形が楕円形状の支柱３０と、この支柱３０が可動な状態で嵌入する断面が長方形の角孔３２を備えたガイド筒３４と、このガイド筒３４の角孔３２の四隅に配置された樹脂パイプ３６と、を有している。

支柱ロック装置８０を構成するガイド筒３４は、内層３４ａと表層３４ｂとで構成することが好ましく、角孔３２が形成される内層３４ａには成形及び加工が容易な合成樹脂を用い、表層３４ｂにはある程度の強度を有するアルミ等の金属を用いることが好ましい。特に内層３４ａに使用する合成樹脂としてはポリアセタールのコポリマーであるデュラコン（登録商標）を用いることが好ましい。そして、ガイド筒３４は例えば取付部材４０を介して消防車両、工事車両等の特殊車両や設備、備品、建築物等に固定される。

また、支柱３０は前述のように断面外形が楕円形状を呈している。尚、支柱３０を後述の物品支持装置１００に用いる場合、支柱３０は貫通孔３０ａを有するパイプ状として、この貫通孔３０ａ内に図５に示すようにピッチ角調整ロッド１２とヨー角調整ロッド１３とを挿入する。この場合、貫通孔３０ａは円形とすることが好ましい。また、支柱３０の外形の楕円の扁平度は、さほど大きくせず０．０７±０．０１程度とすることが好ましい。ここで、扁平度を０．０７±０．０１とし、支柱３０の長径寸法Ｌ１を仮に４３．５ｍｍとした場合、短径寸法Ｌ２は４０．０２ｍｍ〜４０．８９ｍｍとなる。

また、角孔３２の長辺寸法Ｌ３、短辺寸法Ｌ４も支柱３０の長径寸法Ｌ１、短径寸法Ｌ２に応じて適切な値に設定される。特に、角孔３２の長辺寸法Ｌ３は長径寸法Ｌ１よりも若干、具体的には０．５〜１．５％程度大きくすることが好ましい。ここで、支柱３０の長径寸法Ｌ１を仮に４３．５ｍｍとした場合、角孔３２の長辺寸法Ｌ３は４３．７１ｍｍ〜４４．１５ｍｍとなる。また、角孔３２の短辺寸法Ｌ４は、支柱３０の長径寸法Ｌ１よりも小さく、且つ短径寸法Ｌ２よりも大きい値に設定する。特に、支柱３０の長径寸法Ｌ１と短径寸法Ｌ２との差をΔＬとしたときに、短辺寸法Ｌ４を長径寸法Ｌ１よりも小さく、且つ短径寸法Ｌ２よりも（ΔＬ／２）以上大きくすることが好ましい。ここで、支柱３０の長径寸法Ｌ１を仮に４３．５ｍｍ、短径寸法Ｌ２を４０．５ｍｍとした場合、（ΔＬ／２）＝１．５ｍｍとなり、短辺寸法Ｌ４は４３．５ｍｍ＞Ｌ４≧４２ｍｍとなる。尚、上記の条件を満たす最も好ましい支柱３０、角孔３２の寸法比率としては、支柱３０の扁平度が０．０７、角孔３２の長辺寸法Ｌ３＝Ｌ１×１．００９、短辺寸法Ｌ４＝Ｌ２＋（ΔＬ×０．７３）であり、この場合、支柱３０の長径寸法Ｌ１を４３．５ｍｍとすると、短径寸法Ｌ２は４０．５ｍｍ、角孔３２の長辺寸法Ｌ３は４３．９ｍｍ、短辺寸法Ｌ４は４２．７ｍｍとなる。

また、樹脂パイプ３６はある程度の硬度を有するとともに、支柱３０の回転による押圧で弾性的に変形する周知の合成樹脂製のパイプを用いる。尚、樹脂パイプ３６の径は対角に位置する樹脂パイプ３６の周面から周面までの距離が支柱３０の長径寸法Ｌ１よりも若干小さくなるような値とする。このような径とすることで、支柱３０の長径方向が角孔３２の略対角線方向となった時に、支柱３０が対角に位置する樹脂パイプ３６を押圧して変形させると同時に、変形した樹脂パイプ３６が支柱３０を押圧保持する。尚、支柱３０の長径寸法Ｌ１が４３．５ｍｍ、角孔３２の長辺寸法Ｌ３が４３．９ｍｍ、短辺寸法Ｌ４が４２．７ｍｍのとき、樹脂パイプ３６の径はφ７．６ｍｍとすることが好ましい。

次に、本発明に係る支柱ロック装置８０の動作を説明する。先ず、支柱ロック装置８０がロック状態にあるとき、支柱３０は図２（ａ）もしくは図２（ｂ）に示すように、支柱３０の長径方向（Ｌ１）が角孔３２の特定の略対角線方向に位置すると同時に、支柱３０の特定の周面が角孔３２の長辺と当接する。そして、このロック状態においては、対角に位置する樹脂パイプ３６が弾性変形して支柱３０を押圧保持し、支柱３０の上下方向への移動を防止する。

次に、このロック状態を解除する場合、作業員等のユーザが支柱３０を持って、本例では図２における反時計回り方向に捻る。これにより、図３に示すように、支柱３０の長径方向（Ｌ１）が角孔３２の短辺方向側に回転し、支柱３０の短径方向（Ｌ２）が角孔３２の長辺方向側に回転する。これにより、支柱３０の長径方向、短径方向が、角孔３２の長辺方向、短辺方向と略同等な方向となり、支柱３０と角孔３２とが当接しないフリー状態となる。これにより、ロック状態は解除される。

次に、ユーザは支柱３０を要求される高さに移動する。これにより、支柱３０はガイド筒３４の角孔３２内をスライドして所定の高さ位置に移動する。次に、ユーザは支柱３０を捻る。尚、本例では図３における時計回り方向に捻る例を示すが、支柱３０の回転方向は時計回り、反時計回りのどちらでも良い。ただし、時計回りに回転してロック状態とした場合には、このロック状態の解除方向は反時計回りとなる。反対に反時計回りに回転してロック状態とした場合には、このロック状態の解除方向は時計回りとなる。

この支柱３０の回転により、支柱３０の長径周面が樹脂パイプ３６と当接し、樹脂パイプ３６を押圧変形させる。これにより、支柱３０の回転抵抗は増大する。さらに支柱３０を回転させ、支柱３０の長径方向が角孔３２の特定の略対角線方向に位置すると、支柱３０の周面が角孔３２の長辺と当接してロック位置となり回転が停止する。このとき、この対角線方向に位置する樹脂パイプ３６は支柱３０の押圧によって変形するとともに、この変形によって生じる弾性力によって支柱３０を押圧する。この樹脂パイプ３６の押圧により、支柱３０は確実に保持されて、支柱ロック装置８０に継続的な振動等が加わった場合でも、この樹脂パイプ３６が弾性体として振動を吸収し保持状態に緩み等が生じることはない。

尚、支柱３０のロック位置としては、図２（ｂ）に示すように、支柱３０の長径方向が角孔３２の対角線方向を若干（角度として数°〜１０°程度）過ぎたときに、支柱３０と角孔３２とが当接することが特に好ましい。この構成によれば、支柱３０の回転抵抗は角孔３２の対角線方向でピークを取り、その後、支柱３０は樹脂パイプ３６の弾性力によってほぼ自動的に当接位置まで回転し保持される。よって、この構成では支柱３０をロック位置に確実に位置させることができる他、ユーザは支柱３０の回転抵抗の増減により支柱３０が確実にロック状態となったことを体感することができる。また、支柱３０と角孔３２との当接時の衝突によりクリック音を発生するようにすれば、ユーザは聴覚的にもロック状態となったことを確認することができる。さらに、この構成ではロック状態を解除するために、樹脂パイプ３６の頂点で生じる最大の回転抵抗力以上の力で支柱３０を回転させる必要があり、上記の振動や偶発的な現象による支柱３０の緩みをほぼ確実に防止することができる。

次に、本発明に係る支柱ロック装置８０を備えた物品支持装置１００に関して説明する。図４に示す本発明に係る物品支持装置１００は、支柱ロック装置８０を構成する所定の長さの支柱３０を有しており、この支柱３０の上端部には金属板を屈曲して構成した凹字形の台枠２が設置されている。そして、この台枠２の内側には、支柱３０の軸線に直交する支点軸３を中心として上下方向に揺動可能な物品保持枠４が設けられており、その物品保持枠４に電気機器５が固定されている。尚、ここでは電気機器５に照明器具（投光器）を設けた例を示すが、電気機器５としては照明器具の他に集音マイク、ビデオカメラ、画像表示装置等、如何なる電気機器を設置しても良い。また、支柱３０は前述のように断面外形が楕円形状で内部に貫通孔３０ａを有するパイプであり、図５に示すように、内部にピッチ角調整ロッド１２とヨー角調整ロッド１３とがそれぞれ個別に回転可能なように挿入されている。そして、支柱３０は支柱ロック装置８０を構成するガイド筒３４の角孔３２に可動な状態で挿入される。また、ガイド筒３４にはこの物品支持装置１００を取付けるための取付部材４０が固定されている。

ピッチ角調整ロッド１２は支柱３０の貫通孔３０ａと同心状に配置された金属製の中空軸（丸パイプ）で、その上下両端部は支柱３０より外方に突出している。そして、ピッチ角調整ロッド１２の上端部は台枠２を貫通し、伝動機構８を介して物品保持枠４の底部に連結されており、その伝動機構８によってピッチ角調整ロッド１２の正逆の回転運動が支点軸３を中心とする物品保持枠４の上下の揺動運動に変換される。また、ピッチ角調整ロッド１２の下端部には外周にローレット加工を施した円筒状のハンドル１２ａが固定している。そして、このハンドル１２ａが物品保持枠４を支点軸３回りに揺動させるためのピッチング操作部を構成する。尚、ピッチ角調整ロッド１２の内部には、一端が電気機器５に接続した図示しないケーブルが通されており、そのケーブルを通じて電気機器５に対する電力供給や各種信号の通信等が行われる。

また、ヨー角調整ロッド１３も支柱３０の貫通孔３０ａと同心状に配置された金属製の中空軸（丸パイプ）で、その内径はピッチ角調整ロッド１２の外径よりも大きく、その内部にピッチ角調整ロッド１２が挿入されている。また、ヨー角調整ロッド１３もその上下両端部が支柱３０より外方に突出し、その上端部には台枠２が固定されている。また、ヨー角調整ロッド１３の下端部には外周にローレット加工を施したリング状のハンドル１３ａが固定している。そして、このハンドル１３ａがヨー角調整ロッド１３を中心に台枠２を回動させるためのヨーイング操作部を構成する。

ここで、図６を用いて物品支持装置１００の好適な伝動機構８の構成について説明する。この伝動機構８は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、旋回アーム８１と、両端に自在継手８２、８２を備えたリンク８３と、を有している。そして、旋回アーム８１はピッチ角調整ロッド１２に直交して一端がピッチ角調整ロッド１２の上端部に固定され、旋回アーム８１の他端は自在継手８２を介してリンク８３の一端と接続している。また、自在継手８２は、ボール受け８２ａと、このボール受け８２ａにより転動自在に保持されたボール部８２ｂとを有するボールジョイントであり、このボールジョイント（自在継手８２）がリンク８３の両端に固定されている。そして、一方のボール受け８２ａで保持されたボール部８２ｂは軸部８２ｃを介して旋回アーム８１の先端に取り付けられ、他方のボール受け８２ａで保持されたボール部８２ｂは軸部８２ｃを介して物品保持枠４の底部に取り付けられる。

そして、上記構成の伝動機構８は、ピッチ角調整ロッド１２を所定の回転角度範囲内で正逆に回転させたとき、その回転運動を物品保持枠４に対し支点軸３回りの揺動運動に変換して伝達する。従って、物品保持枠４のピッチ角（仰角ならびに俯角）の変化により、物品保持枠４に固定された電気機器５の方向を図６（ｃ）に示すように上向き（本例において最大仰角θは４０度程度）にしたり、図６（ｄ）に示すように下向き（本例において最大俯角ωは５５度程度）にしたりすることができる。さらに、台枠２は鉛直軸（ヨー角調整ロッド１３）回りに回動可能であり、そのヨー角（方位角）が変化することにより、電気機器５の方向を前後左右方向に変化させることができる。

尚、図６（ａ）のように、支点軸３は台枠２の両端部あって物品保持枠４を上下方向に揺動可能に支持しているが、この支点軸３はその軸線が物品保持枠４と電気機器５とを合わせた構成体の重心を通る位置に設けることが好ましい。この構成では、図６（ｃ）、（ｄ）に示す電気機器５の姿勢に拘らず物品保持枠４側からピッチ角調整ロッド１２側に回転モーメントが作用しないので、物品保持枠４および電気機器５が自重により揺動することはなく、ハンドル１２ａから手を離しても電気機器５を設定したピッチ角に維持することができる。

そして、上記の投光器としての電気機器５が設置された物品支持装置１００は、例えば消防車などのレスキュー車両の車体に取付部材４０を介して固定され、夜間での救助活動に際しては支柱３０をガイド筒３４に沿って所定の位置まで上昇させ、前述のように支柱３０を捻ってロック状態とし、ハンドル１２ａ、１３ａの回転操作を行って目的の場所に光を照射する。

以上のように、本発明に係る支柱ロック装置８０は、支柱３０の外形を楕円形状にするとともに、この支柱３０が挿通する角孔３２を支柱３０の楕円寸法と対応した長方形とし、さらに角孔３２の四隅に樹脂パイプ３６を配置することで、ユーザは支柱３０を捻るだけで支柱３０のロックと解除とを簡単に行うことができる。また、本発明に係る支柱ロック装置８０は、ロック状態において樹脂パイプ３６が変形し、このときの樹脂パイプ３６の弾性力によって支柱３０を押圧保持する。よって、支柱ロック装置８０に継続的な振動等が加わった場合でもこの樹脂パイプ３６が振動を吸収し、保持状態に緩み等が生じることはない。

さらに、支柱３０のロック位置を支柱３０の長径方向が角孔３２の対角線方向を若干過ぎた位置とした構成では、樹脂パイプ３６の弾性力が支柱３０をロック位置まで回転させるため支柱３０をロック位置に確実に位置させることができる。また、ユーザは支柱３０の回転抵抗の増減により支柱３０が確実にロック状態となったことを確認することができる。さらに、この構成では樹脂パイプ３６の頂点で生じる最大の回転抵抗力以上の力で支柱３０を回転させなければロック状態が解除しないため、振動や偶発的な現象による支柱３０の緩みをほぼ確実に防止することができる。

尚、本例で示した支柱ロック装置８０、物品支持装置１００の各部の構成、形状、動作機構、寸法等は一例であり、本発明は本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。

２ 台枠
３ 支点軸
４ 物品保持枠
８ 伝動機構
１２ ピッチ角調整ロッド
１３ ヨー角調整ロッド
３０ 支柱
３２ 角孔
３４ ガイド筒
３６ 樹脂パイプ
８０ 支柱ロック装置
１００ 物品支持装置

Claims (4)

1. 所定の長さを有するとともに断面外形が楕円形状の支柱と、
   前記支柱が可動な状態で嵌入する断面が長方形の角孔を備えたガイド筒と、
   前記角孔の四隅に配置された樹脂パイプと、を有し、
   前記支柱が回転して、前記支柱の周面が前記角孔の長辺と当接した時に、前記支柱の長径方向は前記角孔の略対角線方向にあり、前記略対角線方向に位置する前記樹脂パイプが前記支柱を押圧して前記支柱の上下動をロックすることを特徴とする支柱ロック装置。
2. 前記支柱の長径方向が前記角孔の対角線方向を若干過ぎた位置で、前記支柱の周面が前記角孔の長辺と当接することを特徴とする請求項１記載の支柱ロック装置。
3. 支柱の断面外形の扁平度が０．０７±０．０１であり、
   角孔の長辺寸法が前記支柱の長径寸法よりも０．５〜１．５％大きく、
   前記支柱の長径寸法と短径寸法との差をΔＬとしたときに、
   前記角孔の短辺寸法が前記支柱の長径寸法よりも小さく且つ短径寸法よりも（ΔＬ／２）以上大きいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の支柱ロック装置。
4. 所定の長さを有する支柱と、前記支柱の上端部に設けられた台枠と、前記支柱の軸線に直交する支点軸により前記台枠に結合されて前記支点軸を中心に上下方向に揺動可能に支持された物品保持枠と、を備え、
   前記支柱は、当該支柱内に回転可能に設けられたピッチ角調整ロッドを有し、
   前記ピッチ角調整ロッドの上端部と前記物品保持枠との間には、前記ピッチ角調整ロッドの所定の回転角度範囲内における正逆の回転運動を、前記支点軸を中心とする前記物品保持枠の揺動運動に変換する伝動機構が介在され、
   前記ピッチ角調整ロッドの下端部は、当該ピッチ角調整ロッドを正逆に回転させて前記物品保持枠を前記支点軸回りに揺動させるためのピッチング操作部として前記支柱の下端より突出し、
   さらに前記支柱は、前記支柱内において前記ピッチ角調整ロッドとは別に単独での回転が可能に設けられたヨー角調整ロッドを有し、当該ヨー角調整ロッドの上端部に前記台枠が固定され、前記ヨー角調整ロッドの下端部は、当該ヨー角調整ロッドを中心に前記台枠を回動させるためのヨーイング操作部として前記支柱の下端より突出した、物品支持装置において、
   前記支柱の断面外形が楕円形状であるとともに、前記支柱をその軸方向に沿って昇降可能に保持する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の支柱ロック装置を備えたことを特徴とする物品支持装置。

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