JP7576381B2 - 昇降補助装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動工具等の昇降を補助するための昇降補助装置に関する。

自動車の組立工場では、可搬型の電動工具やエア工具を、ワイヤリールやスプリングバランサで吊り下げ保持することがある。この場合、工具が上方に付勢されるため、工具を小さな力で持ち上げることができ、作業者の負担が軽減される。しかし、作業者の上方に工具を吊り下げるための空間が必要になると共に、工場の天井付近にワイヤリール等を固定する支持構造が必要となるため、設置に手間がかかる。

そこで、床面に設置するタイプの工具の昇降補助装置が使用されることがある。例えば、下記の特許文献１に示されている電動工具用補助装置は、ベースプレートに垂直に立てた支柱に上下動可能に設けたハウジングと、ハウジングに水平にスライド可能に取り付けたスライドガイドとを備え、スライドガイドの端部に電動工具が取り付けられる。引き上げ用ワイヤを支柱の上端部に設けたローラに巻きかけて、その一端をハウジングに取り付け、他端を巻き取りバネに取り付ける。これにより、巻き取りバネにより電動工具が常に上方に付勢される。

特許第５３１８０１１号公報

しかし、上記の電動工具用補助装置では、支柱の上端に、引き上げ用ワイヤを巻き掛けるためのローラを設ける必要があるため、その分、装置の高さが嵩む。また、ベースプレートに、巻き取りバネを取り付けるためのスペースが必要となるため、ベースプレートの大型化を招く。

そこで、本発明は、工具等の昇降を補助する床面設置型の昇降補助装置のコンパクト化を図ることを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は、対象物が取り付けられる昇降部と、上端に前記昇降部が取り付けられ、上下方向に伸縮可能な伸縮部と、前記伸縮部を伸長させるように付勢する付勢手段とを備えた昇降補助装置であって、前記伸縮部が、互いに回転可能に取り付けられた４本のリンクを有するパンタグラフ機構を備え、前記付勢手段が前記リンクに取り付けられた昇降補助装置を提供する。

このように、本発明に係る昇降補助装置では、昇降部を昇降させる伸縮部をパンタグラフ機構で構成し、このパンタグラフ機構の隣接する一対のリンクに付勢手段を取り付けた。このように、付勢手段をパンタグラフ機構のリンクに取り付けることで、付勢手段を設置するための別途のスペースが不要になるため、昇降補助装置のコンパクト化が図られる。

上記特許文献１の電動工具補助装置では、電動工具を降下させるほど、巻き取りバネの変形量が大きくなり、弾性反力が強くなる。従って、電動工具を下端付近まで降下させた状態で作業する際は、巻き取りバネの大きな弾性反力に抗して押し下げる必要があるため、作業がやりにくくなる。そこで、上記の付勢手段として、隣接する一対のリンクに両単が取り付けられたバネを設けることが好ましい。これにより、昇降部の降下に伴ってバネの弾性力が増大する一方で、パンタグラフ機構を左右に広げる力が増大するため、昇降部を降下させるために必要な力の増大が抑えられ、昇降部を低い位置まで降下させた状態での作業がやりやすくなる。

以上のように、本発明によれば、床面設置型の昇降補助装置をコンパクト化することができる。

本発明の一実施形態に係る昇降補助装置の正面図である。 図１のＩＩ－ＩＩ線における断面図である。 上記昇降補助装置の正面図であり、昇降部及び工具を降下させた状態を示す。 パンタグラフ機構の模式図である。 パンタグラフ機構の模式図である。 他の実施形態に係るパンタグラフ機構の模式図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１、２に、本発明の一実施形態に係る昇降補助装置１を示す。この昇降補助装置１は、対象物としての可搬型の工具１００（電動工具やエア工具等）の昇降を補助するものである。昇降補助装置１は、床面に設置された基台２と、基台２の上に設けられた回転台３と、回転台３の上に立設された支柱４及びガイド棒５と、回転台３上で昇降可能な昇降部１０と、上下方向に伸縮可能な伸縮部２０と、伸縮部２０を伸長させる付勢手段としてのバネ３０とを備える。

回転台３は、鉛直方向の回転軸３ａを中心に回転可能に設けられる。昇降補助装置１には、回転台３を初期位置に復帰させる復帰手段が設けられる。本実施形態では、復帰手段として、回転台３を両回転方向で付勢するバネ６が設けられる（図２参照）。

昇降部１０は、図１に示すように、昇降プレート１１と、昇降プレート１１に対して、鉛直方向と交差する方向にスライド可能な状態で取り付けられたスライド部１２とを備える。

昇降プレート１１には、内周にガイド棒５が挿入された昇降ガイド１３（図２参照）と、スライド部１２のスライドをガイドするスライドガイド１４が固定される。図示例では、図１に示すように、支柱４の両側にガイド棒５が設けられ、昇降プレート１１には、各ガイド棒５が挿入される一対の昇降ガイド１３が設けられる。

スライド部１２は、スライドガイド１４の内周に挿入されるスライド棒１５と、工具１００を取り付ける取付部１６とを有する。図示例では、上下方向に離間した一対のスライド棒１５が設けられる。各スライド棒１５は、昇降プレート１１に固定されたスライドガイド１４の内周に挿入され、スライド棒１５の軸心方向でスライド可能な状態で支持される。スライド棒１５は、水平方向に対して、工具１００側（図１の右側）に行くほど若干上方に傾斜している。一方のスライド棒１５には、ストッパ１７が取り付けられる。取付部１６は、工具１００を所定の姿勢で保持する。例えば、工具１００がナットランナ等の回転工具である場合、回転中心が鉛直方向となるように取付部１６に取り付けられる。

伸縮部２０は、上下方向に並べて設けられた複数（図示例では５つ）のパンタグラフ機構２１を有する。各パンタグラフ機構２１は、互いに回転可能に取り付けられた４本のリンク（一対の上側リンク２２及び一対の下側リンク２３）を有する。一対の上側リンク２２の上端同士、及び、一対の下側リンク２３の上端同士は、回転軸２４を介して連結される。各上側リンク２２の下端と各下側リンク２３の上端とは回転軸２５を介して連結される。各パンタグラフ機構２１の各上側リンク２２と、その上方に隣接するパンタグラフ機構２１の各下側リンク２３とは、一本の直線状のリンクで形成される。これにより、全てのパンタグラフ機構２１が連動して伸縮する。伸縮部２０の下端に設けられた回転軸２４は支柱４に固定される。伸縮部２０の上端に設けられた回転軸２４は、上下方向にスライド可能な状態で支柱４に取り付けられる。伸縮部２０の上端の回転軸２４は、昇降部１０の昇降プレート１１に取り付けられる。これにより、伸縮部２０の伸縮により昇降部１０が昇降する。

バネ３０は、各パンタグラフ機構２１のリンク２２、２３に取り付けられ、各パンタグラフ機構２１を上下に伸ばす方向に付勢する。図示例では、各パンタグラフ機構２１の水平方向で隣接する一対のリンクに、バネ３０が引張状態で取り付けられる。すなわち、各パンタグラフ機構２１の一対の上側リンク２２に上側のバネ３０の両端が引張状態で取り付けられ、各パンタグラフ機構２１の一対の下側リンク２３に下側のバネ３０の両端が引張状態で取り付けられる。

バネ３０により、伸縮部２０が伸長する側に付勢される。このとき、昇降部１０及び工具１００の自重と、バネ３０による伸縮部２０の伸長力とが釣り合うように、バネ３０の数、種類（バネ定数）、リンク２２、２３への取付位置等を調整することが好ましい。昇降部１０及び工具１００の自重と伸縮部２０の伸長力とが釣り合った状態で、一対の上側リンク２２間の角度（＝一対の下側リンク２３間の角度）が７０～１００°の範囲であることが好ましい。

上記の昇降補助装置１に取り付けた工具１００で作業を行う際には、作業者が工具１００を持って所定の位置に配置する。例えば図３に示すように、スライド部１２をスライドさせて工具１００を水平移動させると共に、伸縮部２０を圧縮して工具１００を降下させる。また、必要に応じて、昇降補助装置１の回転台３を回転軸３ａ周りに回転させる。

このとき、バネ３０で上側リンク２２同士、及び、下側リンク２３同士が接近する側に付勢されているため、伸縮部２０が伸長する側に付勢され、この付勢力で工具１００の自重が支持された状態となる。これにより、作業者の負担が軽減される。また、工具１００がナットランナである場合、ナットを締め付ける際の反力による工具１００の回転を昇降補助装置１で規制することができるため、作業者の負担がさらに軽減される。特に、工具１００が、トルクを検知することで締め付け量を制御するナットランナである場合、上記のように工具１００の回転を昇降補助装置１で規制することで、トルクの検知精度が高められ、ナットの締め付け量を高精度に管理できる。

工具１００を降下させる際には、バネ３０の付勢力に抗して、昇降部１０を押し下げる必要がある。具体的には、図４に示すように、各パンタグラフ機構２１の上下端の回転軸２４を力Ｆ１で上下方向に圧縮することで、リンク２３、２４が回転しながら左右端の回転軸２５が左右に広がり、バネ３０が伸びる。このとき、パンタグラフ機構２１を上下に圧縮する力Ｆ１の分力Ｆ１ａが各リンク２２、２３を介して左右端の回転軸２５に伝わり、この力Ｆ２ａの合力Ｆ２により左右端の回転軸２５が左右に広げられる。このパンタグラフ機構２１を左右に広げる力Ｆ２が、バネ３０の弾性力Ｆ３によりパンタグラフ機構２１を左右に縮める力よりも大きくなると、バネ３０が伸びて伸縮部２０が上下に圧縮され、昇降部１０及び工具１００が降下する。

昇降部１０を降下させて伸縮部２０が圧縮されると、図５に示すように、各パンタグラフ機構２１の上側リンク２２間の角度θ（＝下側リンク２３間の角度）が大きくなる。この場合、バネ３０の伸び量が大きくなるため、バネ３０の弾性力Ｆ３が大きくなる。一方、上側リンク２２間の角度θが大きいことで、パンタグラフ機構２１を上下に圧縮する力Ｆ１が図４と同じ大きさであっても、パンタグラフ機構２１を左右に広げる力Ｆ２が図４よりも大きくなる。このように、昇降部１０を降下させるほど、バネ３０の弾性力Ｆ３が大きくなるため、昇降部１０を押し下げにくくなるが、これと同時にパンタグラフ機構２１を左右に広げる力Ｆ２も大きくなる。この場合、バネ３０の弾性力Ｆ３の増大が、パンタグラフ機構２１を左右に広げる力Ｆ２の増大で吸収されるため、昇降部１０を押し下げる力Ｆ１の増大が抑えられ、昇降部１０を低い位置まで降下させた状態での作業がやりやすくなる。

作業が完了し、作業者が工具１００から手を離す（あるいは力を緩める）と、バネ３０の弾性力により伸縮部２０が伸長して、昇降部１０及び工具１００が上端位置（昇降部１０及び工具１００の自重とバネ３０の弾性力とが釣り合う高さ）まで上昇する。また、工具１００及びスライド部１２の自重により、スライド部１２及び工具１００が傾斜方向下方側（図１の左側）にスライドしてストッパ１７とスライドガイド１４とが当接し、図１に示す初期位置に復帰する。また、バネ６の弾性力により回転台３が回転軸３ａ周りに回転して、図２に示す初期位置に復帰する。

本発明は、上記の実施形態に限られない。例えば、図６に示すように、バネ３０の両端を、上下に隣接するリンク２２、２３に取り付けてもよい。バネ３０の一端が上側リンク２２に取り付けられ、バネ３０の他端が、その下方に隣接する下側リンク２３に取り付けられる。バネ３０は、圧縮状態で上下のリンク２２、２３に取り付けられ、伸縮部２０を上下に伸ばす方向に付勢する。この他、伸縮部２０を伸長させる付勢手段として、隣接するリンクの連結部（回転軸）に、回転量に応じて弾性力が増大するバネ（ねじりコイルバネ、板バネ等）を取り付けてもよい。

本発明の昇降補助装置は、工具以外の対象物の昇降を補助する装置に適用することもできる。

１ 昇降補助装置
２ 基台
３ 回転台
４ 支柱
５ ガイド棒
６ バネ
１０ 昇降部
１１ 昇降プレート
１２ スライド部
２０ 伸縮部
２１ パンタグラフ機構
２２、２３ リンク
２４、２５ 回転軸
３０ バネ（付勢手段）
１００ 工具（対象物）

Claims (1)

1. 可搬型工具が取り付けられる昇降部と、上端に前記昇降部が取り付けられ、上下方向に伸縮可能な伸縮部と、前記伸縮部を伸長させるように付勢する付勢手段とを備え、作業者が前記可搬型工具を持って昇降させる動作を補助するための昇降補助装置であって、
   前記伸縮部が、互いに回転可能に取り付けられた一対の上側リンク及び一対の下側リンクからなる４本のリンクを有するパンタグラフ機構を備え、
   前記付勢手段が前記リンクに取り付けられ、
   前記付勢手段が、隣接する一対のリンクに両端が取り付けられたバネであり、
   前記昇降部及び前記可搬型工具の自重と前記バネによる前記伸縮部の伸長力とが釣り合った状態で、前記一対の上側リンク間の角度が７０～１００°の範囲である昇降補助装置。

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