JPH053082B2

JPH053082B2 -

Info

Publication number: JPH053082B2
Application number: JP58029979A
Authority: JP
Inventors: Matadai Yoshida
Original assignee: Mutoh Industries Ltd
Current assignee: Mutoh Industries Ltd
Priority date: 1983-02-24
Filing date: 1983-02-24
Publication date: 1993-01-14
Also published as: JPS59157904A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、床面に対して垂直な平面内で回転自
在なランプ支持アームが照明器具等の重量によつ
て、落下方向に急回転するのを防止し、ランプ支
持アームを任意の回転角度で安定的に静止し得る
ようにした電気スタンドの平衡装置に関する。

本発明は構造が簡単で小型化に適し、且つラン
プ支持アームを完全平衡状態に設定可能な電気ス
タンドの平衡装置を提供することを目的とするも
のである。

以下に本発明の構成を添付図面に示す実施例に
基いて詳細に説明する。

２は図板であり、これに、万力型固定具４が着
脱可能に固定されている。前記万力型固定具４の
ブロツク４ａにはパイプ状の支持体６が図板２面
に対して垂直な軸線を中心として回転可能に取付
けられている。２６は前記支持体６の上端に、図
板２面に対して水平な軸線を中心として回転自在
に軸２８支されたランプ支持アームであり、該支
持アーム２６の開放端側には、照明器具３０が取
付けられている。３８，３９はアーム２６の一端
部の側面に形成された立ち上り部であり、該立ち
上り部３８，３９にねじ杆４０が、軸方向に移動
しないように、回転自在に取付けられている。前
記ねじ杆４０の一端にはモール４２が固定されて
いる。４８は前記ねじ杆４０に螺合する駒部材で
あり、該駒部材４８は、ねじ杆４０の回転と連動
して回転しないようにアーム２６の側面にスライ
ド自在に当接している。５０はコイルスプリング
であり、これの一端は前記支持体１２にねじ止め
固定されている。５２は支持体１２に回転自在に
軸支されたローププーリから成るロープガイドで
あり、これに屈曲自在な柔軟性のあるワイヤロー
プ５４が掛けられている。前記ワイヤロープ５４
の一端は前記駒部材４８に連結し他端は前記コイ
ルスプリング５０に連結している。前記ワイヤロ
ープ５４とコイルスプリング５０は全体として伸
縮付勢体を構成している。前記伸縮付勢体は駒部
材４８の回動に伴つてロープガイド５２のロープ
規制端Ｅ即ち、回動基点を中心として回動する。
前記ロープ５４の一端５４ａを前記回動基点に移
動させたとき、スプリング５０によるロープ５４
の張力がゼロとなるように、スプリング５０の初
期ゼロ位置が設定されている。前記スプリング５
０は前記支持アーム２６にその回転方向にかかる
荷重に対応したバネ定数を有するものが採用され
ている。

次に本実施例の作用について説明する。

ランプ支持アーム２６は、照明器具３０等の重
量により軸２８を中心として第１図上、時針回転
方向に回転トルクT′が発生する。この回転トル
クT′とスプリング５０の弾力によつて上記アー
ム２６に作用する回転トルクＴの大きさは同一で
ある。従つて、ランプ支持アーム２６は任意の揺
動位置でバランスする。

上記の作用を、第２図の説明図を参照して更に
詳しく説明する。

アーム２６が支持体１２に対して点Ｐを中心に
回転し、アーム２６のロープ連結点Ｃがロープ５
４を介してスプリング５０によつて引張られてい
る状態において、上記Ｃ点とガイド５２のロープ
規制端Ｅとが最短距離にある状態をゼロ度とし
て、アーム２６を角度θ回転させたとき、スプリ
ング５０によつてアーム２６に生じる回転トルク
Ｔを考えてみる。まず、アーム２６が角度θ回転
したときのスプリング５０の強さＦは、ｋをスプ
リング５０のばね定数、ｘをスプリング５０の伸
張量とすると、アーム２６の角度θがゼロ度のと
き、スプリング５０の張力がゼロとなるように設
定した場合Ｆ＝kx＝ｋ（ｌ−ａ）である。

上記ｌは次の式によつて求めることができる。

ｌ＝｛（rsinθ）²＋（ｒ−ａ−rsosθ²）｝^1/2＝［r
²sin²θ＋｛ｒ（１−cosθ）＋ａ｝²］^1/2＝｛r²sin²θ＋r²（１−2cosθ＋cos²θ）＋2ra（１−cosθ＋a²｝^1/2 ＝｛（r²sin²θ＋r²−2r²cosθ＋r²cos²θ＋2ra−2
racosθ＋a²｝^1/2 ＝｛r²（sin²θ＋cos²θ）＋r²−2r²cosθ＋2ra（
ｌ−cosθ）＋a²｝^1/2 ＝｛2r²−2r²cosθ＋2ra（１−cosθ）＋a²｝^1/2＝
｛2r²1−cosθ＋2ra（１ −cosθ＋a²｝^1/2＝｛（１−cosθ）（2r²＋2ra）
＋a²｝^1/2 また、ロープ５４の張力によつて、取付体を回
転させるために必要とされる回転半径ＲはＲ＝
（ａ＋ｒ）sinαとして求めることができるこれを変形すると、Ｒ＝（ａ＋ｒ）rsinθ／ｌスプリング５０の伸びによるアーム２６を回転
ささせるトルクＴは、Ｔ＝Ｆ×Ｒなのでこの式に
上記ＦとＲの値を入れると。

Ｔ＝ｋ（ｌ−ａ）（ａ＋ｒ）ｒ・sinθ／ｌとなる。

ａ＝０のときは、Ｔ＝krsinθとなる。krは一定であり、この式か
らＴはsinθの関数であることが判る。ここで、第
３図に示す如く、ｗをアーム側の重心Ｇに、アー
ム２６を回転させる方向にかかる、照明器具３０
の重量等による荷重、r′を重心Ｇとアーム２６の
回転中心との距離とすると、アーム２６を図板面
に対して略垂直になるまで上方向に回転して、荷
重ｗがアーム２６に回転トルクとして作用しない
アームの状態をゼロ度としたとき、アームをθ度
回転したときの、荷重ｗによつて生じる回転トル
クT′は T′＝wr′sinθで求められる。

wr′の値は一定であり、これからトルクT′は
sinθの関数であることが判る。

このことは、ａ＝０の場合、アーム２６の正逆
方向の回転トルクＴ，T′を完全バランスさせる
ことができることを示している。また、第４図に
示す如く、上記ｒを、短くしたときのトルク変化
は、上記ｌ＝｛（１−cosθ）（2r²＋2r・ａ）＋a²｝^1/2 を変化させると、ｌ＝｛（１−cosθ）（2rs²＋2rsb）＋b²｝^1/2 となる。

尚rsはアーム２６の回転中心とロープ連結点Ｃ
との距離、ｂはアーム２６がゼロ度のときのガイ
ド５２のロープ規制端とロープ連結点C′との距離
である。尚、ロープ連結点ＣをＤ点に移動する
と、ロープ５４の張力がゼロとなる。この点Ｄと
ガイド５２のロープ規制端Ｅとの距離をａ、点Ｄ
と上記ロープ連結点C′との距離をｄとすると、上記ｂは、ｂ＝（ａ＋ｄ）で表わされる。

実際のスプリング７８の伸びlrは、 lr＝（ｌ−ｂ）＋ｄスプリング５０の強さＦはＦ＝Ｋ（ｌ−ｂ＋ｄ）となる。

また回転トルク発生要素としての、アーム上に
想定される回転半径Ｒは、Ｒ＝（ａ＋ｒ）sinα ＝（ａ＋ｒ）rs・sinθ／ｌよつて、スプリング５０によつてアーム２６に
生じる回転トルクＴは、Ｔ＝Ｆ×Ｒ＝ｋ（ｌ−ｂ＋ｄ）（ａ＋ｒ）rs・sinθ／ｌとなる。

ｌの値は、アーム２６の回転角度によつて変化
するので、スプリング５０によつてアーム２６に
生じる回転トルクＴの変化特性は、sinθのカーブ
を形成しない。しかるに、照明市器具の重量によ
つてアーム２６に生じる回転トルクT′のアーム
の回転に伴う変化特性はsinθのカーブを形成する
ため、アーム２６に生じる正逆方向の回転トルク
をバランスさせることができない。しかしなが
ら、第４図において、アーム２６上のロープ連結
点Ｃを、ロープガイド５２のロープ規制端Ｅに持
ち来たしたとき、スプリング５０の張力がゼロと
なるように設定すれば、スプリング５０のばね力
ＦはＦ＝klで求めることができる。

ここで、Ｈをロープ規制端Ｅとアームの回転中
心Ｐとの距離、rsをロープ連結点ＣとＰとの距離
とすると、スプリング５０の伸びｌは、ｌ＝√²＋−2・・となる。

スプリング５０による回転トルク発生要素とし
ての、回転半径ＲはＲ＝Ｈ・sinα そしてｘ＝ｌ・sinα＝rs・sinθ であるから、Ｒ＝Ｈ・rs・sinθ／ｌこれからスプリング５０のばね力によつてアー
ム２６に生じる回転トルクＴは、Ｔ＝kl×Ｒ＝kl×Ｈ・rs・sinθ／ｌ＝ｋ・Ｈ・rs・sinθ これにより、スプリング５０による回転トルク
Ｔは、sinθ×定数となりSINカーブとなる。上記
式から、ロープ端をガイド５２のロープ規制端Ｅ
に移動した時、スプリング５０の張力がゼロとな
るように設定すれば、スプリング連結点Ｃをアー
ム２６の第１図上、回転中心から左側の任意の位
置に設定してもスプリング５０によつてアーム２
６に生じる回転トルクＴの変化特性をSINカーブ
とすることができることが判る。尚、第５図に示
す如く、ロープガイドを設けない場合、ロープガ
イドがアームに対して無限に遠い所にあると仮定
すると、スプリングのばね力＝ｋ（rs−rs・cosθ）＝krs（ｌ−cosθ）で求めることができる。また、ばねによる回転ト
ルク発生要素としての回転半径ＲはＲ＝rs・sinθであるからスプリングの引張力によ
つてアームに生じる回転トルクＴは、Ｔ＝krs（ｌ−cosθ）×rs・sinθ ＝ｋ・rs・sinθ（ｌ−cosθ）従つて、回転トルクＴの変化特性は、第６図に
示す如く、sinのカーブを形成しない。

次に、上記回転半径Ｒを調整する動作について
説明する。

モール４２を回転するとねじ軸４０が回転す
る。これにより駒部材４８がねじ軸４０に沿つて
移動し、ロープ端子は、駒部材４８と連動してア
ーム２６上を、その延長方向に移動する。上記ロ
ープ端子の移動によつてアーム２６の回転中心に
対する、ロープ連結点Ｃの距離が変化する。従つ
て、図板２を傾斜したときは、モール４２を回転
調整することによつて、前記荷重Ｗによつてアー
ム２６に生じる回転トルクT′に対して、スプリ
ング５０の引張荷重Ｆによつてアーム２６に生じ
る回転トルクＴの大きさを一致させることができ
る。尚、第７図及び第８図に示す如く、筒体６０
を支持体１２に回転自在に軸６２支し、コイルス
プリング６６によつて付勢されたロツド６４の先
端６４ａをアーム２６の偏心部に回転自在に連結
して、ロツド６４の引張力によつてアーム２６を
反時針回転方向に付勢するようにしても良い。こ
の構成の場合は、ロツド６４の先端６４ａを筒体
６０の回転中心に移動すると、コイルスプリング
６６の弾発力がゼロとなるようにスプリングの初
期弾力を設定する。

また、第９図に示す如く、両端部７０ａと７０
ｂを重ね合わせた状態のとき弾力がゼロとなるよ
うに設定された曲げばね７０の一端７０ａを支持
体１２に回転自在に取付け、他端７０ｂをアーム
２６の偏心部に回転自在に連結するようにして
も、上記実施例のように、ランプ支持アームの完
全バランスを図ることができる。尚、上記ロツド
６４、曲げばね７０は伸縮付勢体を構成してい
る。

本発明は上述の如く構成したので、簡単な構成
でランプ支持アームの平衡を正確に設定すること
ができる効果が存する。

【図面の簡単な説明】

第１図は側面図、第２図は説明図、第３図は説
明図、第４図は説明図、第５図は説明図、第６図
は説明図、第７図は他の実施例を示す側面図、第
８図は同、説明図、第９図は他の実施例を示す側
面図である。２……図板、６……支持体、２６……図板支持
アーム、５０……スプリング、５４……ワイヤロ
ープ。

Claims

【特許請求の範囲】

１支持体と、該支持体に回転自在に連結するラ
ンプ支持アームと、該ランプ支持アームに取り付
けられた照明器具とから成る電気スタンドにおい
て、前記支持体側に伸縮付勢体の一方の回転自在
に支持せしめ、前記ランプ支持アームの回転中心
から離れた位置に、該ランプ支持アームの前記照
明器具等の重量による回転方向とは逆方向に前記
伸縮付勢体の付勢力が作用するように、前記伸縮
付勢体の他方側を、回転自在に連結し、前記伸縮
付勢体を、その他方端を前記支持アームから外し
て前記伸縮付勢体の前記支持体上の回動基点に移
動した場合に前記伸縮付勢体のたわみ量がほぼゼ
ロとなるように設定したことを特徴とする電気ス
タンドの平衡装置。