WO2010101176A1

WO2010101176A1 - 多段伸縮装置

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Publication number: WO2010101176A1
Application number: PCT/JP2010/053422
Authority: WO
Inventors: 正雄清宮
Original assignee: 株式会社ディファレンス
Priority date: 2009-03-04
Filing date: 2010-03-03
Publication date: 2010-09-10
Also published as: JP2012121074A

Abstract

本発明の目的は、多段伸縮装置において、各段の外形寸法差を小さくして装置の小型化を図ったり、装置筒状体の意匠自由度をあげたり、装置の剛性を向上させたり、装置内部にある部品の組立保守性を改善した多段伸縮装置を提供することである。最外段筒状体（２１）、中間段筒状体（３１，４１）、最内段筒状体（５１）とからなり、最外段筒状体（５１）内から順次次段の筒状体が出没可能になされた多段伸縮装置において、中間段筒状体（３１，４１）を牽引するワイヤが巻回され、前記中間段筒状体（３１，４１）と一体として移動可能になされたプーリ（３４，４４）が、最内段筒状体内部（５１）に配設されるようにした。

Description

多段伸縮装置

　本発明は、例えば舞台用撮影カメラや医療用Ｘ線照射装置あるいは産業用ロボット等の移動体を昇降させる多段伸縮装置に関する。

　図９は、４段式に構成された従来の多段伸縮装置の一例として、特許文献２に開示された多段伸縮装置を示している。この多段伸縮装置は、それぞれ径の異なる断面矩形の４本の筒状体が、同軸上に遊嵌されるとともに、各筒状体がその一つ外側の筒状体内から下方に出没可能になされたものである。４本の筒状体は外側から順に、最外段筒状体としての１段目筒状体１ａ、中間段筒状体としての２段目筒状体１ｂと３段目筒状体１ｃ、最内段筒状体としての４段目筒状体１ｄにより構成されている。１段目筒状体１ａは、天井３０に固定され、残りの２段目筒状体１ｂ、３段目筒状体１ｃ、４段目筒状体１ｄは、上下方向に移動可能になされ、それぞれひとつ外側の筒状体内から出没可能に構成されている。

　前記２段目筒状体１ｂの下部内側面にはプーリ１０が設けられている。このプーリ１０にはワイヤ１１が巻回されており、このワイヤ１１は、一端が３段目筒状体１ｃの上端部に止着されるとともに、他端が１段目筒状体１ａもしくは天井３０に止着されている。また３段目筒状体１ｃの下部内側面にはプーリ１２が設けられている。このプーリ１２にはワイヤ１３が巻回されており、このワイヤ１３は、一端が４段目筒状体１ｄの上端部に止着されるとともに、他端が２段目筒状体１ｂの上端部に止着されている。

　一方、４段目筒状体１ｄの上端部には、ウインチワイヤ１４の一端が止着されている。このウインチワイヤ１４の他端は図示しないウインチにより、ウインチワイヤ１４を巻き取りあるいは繰り出すことによって４段目筒状体１ｄを上下方向に移動するようになっている。またこれら１段目筒状体１ａから４段目筒状体１ｄ間の各すきまには、レール８ａとベアリング８ｂとからなる案内部材８が設けられている。

　次に以上のように構成された多段伸縮装置の動作について説明する。図９に示す伸長状態から、ウインチを駆動してワイヤ１４を巻き上げて４段目筒状体１ｄを上方向に移動させると、この４段目筒状体１ｄの移動にともなって、３段目筒状体１ｃおよび２段目筒状体１ｂも上方向に移動する。このとき３段目筒状体１ｃに対する４段目筒状体１ｄの移動距離と、２段目筒状体１ｂに対する３段目筒状体１ｃの移動距離とが等しく、かつ２段目筒状体１ｂに対する３段目筒状体１ｃの移動距離と１段目筒状体１ａに対する２段目筒状体１ｂの移動距離とが等しくなる。よって１段目筒状体１ａに対する各筒状体の移動距離の割合は、４段目筒状体１ｄ：３段目筒状体１ｃ：２段目筒状体１ｂ＝３：２：１となる。このようにこれら２段目筒状体１ｂ、３段目筒状体１ｃおよび４段目筒状体１ｄが上記割合で上方向に移動することにより、多段伸縮装置全体として、収縮動作が行われる。

　また逆に多段伸縮装置全体として伸長させる場合には、ウインチを駆動して４段目筒状体１ｄに止着されたワイヤ１４を繰り出せば、４段目筒状体１ｄは自重によって下方向に移動し、この４段目筒状体１ｄの移動にともなって３段目筒状体１ｃおよび２段目筒状体１ｂも下方向に移動する。このとき４段目筒状体１ｄ、３段目筒状体１ｃ、および２段目筒状体１ｂの移動距離の割合は、収縮時と同様である。

特開昭６３－２６９４９７号公報

　しかしながら、従来の多段伸縮装置にはいくつかの問題があった。特許文献１に示される装置の問題は、嵌合する筒状体同士のすきまにプーリやワイヤを配設しなくてはならず、必然的に各段筒状体の外形寸法差が大きくなり、装置小型化の障害となっていた。これは、最内段筒状体の外形寸法は、ねじり剛性や強度の問題からあまり小さくすることができず、したがって段数が増えるごとに、各段のそれぞれの外形寸法差分だけ大きくなり、最外段の外形寸法が増加することによる。

　また筒状体のすきまに、プーリ等が配設されているため、プーリやワイヤをサブユニットとしてとりだすことができず、保守点検がやりづらかった。

　また筒状体の水平断面形状を円形にすると、ワイヤを含むプーリ外周部が、近接する筒状体に干渉しないようにせねばならず、プーリ中心部では、プーリの厚み以上の隙間が必要になるため、スペース効率を考えると筒状体水平断面形状は、円形ではなく直線部を有する多角形に制約され、意匠的な自由度が制限されていた。

　さらには、筒状体と筒状体の間に、プーリやワイヤ等が配設されているため、重なり合う外側筒状体の下部内側と内側筒状体の上部外側それぞれに、環状摺動部材をはさんで、筒状体同士を摺接嵌合させ、水平方向の遊びを少なくしたり、剛性を高めたりすることが困難であった。

　そこで本発明では、筒状体各段の外形寸法差を大きくせず、ひいては装置の径方向寸法を大型化せずとも、各段筒状体を連携的に位置決めし、筒状体が急激に落下するような危険を生じさせない多段伸縮装置を提供することを目的とする。
　また、各段筒状体を連携的に伸縮させるための機構部を筒状体ユニットとは別のサブユニットとしてとりだせるようにすることにより組立や保守点検がやりやすい多段伸縮装置を提供することを目的とする。

　また、筒状体同士のすきまをいたずらに増やすことなく、筒状体断面形状を略円形にすることが可能な意匠的自由度をもった多段伸縮装置を提供することを目的とする。
　さらに、重なり合う外側筒状体の下部内側と内側筒状体の上部外側それぞれに、環状摺動部材をはさんで、筒状体同士を摺接嵌合させ、剛性を高めたり、あるいは筒状体の上下方向摺接構造を簡素化できる多段伸縮装置を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するための請求項１に係る発明は、最外段の筒状体、中間段の筒状体、最内段の筒状体を備え、前記最外段の筒状体内から順次次段の筒状体が出没可能になされた多段伸縮装置において、前記中間段の筒状体とともに一体となって移動する索状体ガイドと、前記索状体ガイドに巻回されて前記索状体ガイドを介して前記中端段の筒状体を牽引する索状体と、を備え、前記索状体ガイドが、前記最内段の筒状体の内部に配設された、ことを特徴とする。

　請求項２に係る発明は、請求項１に係る多段伸縮装置項において、前記中間段の筒状体の上端から前記最内段の索状体の内部に垂下されて下端部に前記索状体ガイドが装着された棒状部材を備える、ことを特徴とする。

　請求項３に係る発明は、請求項２に係る多段伸縮装置において、前記索状体は、一端が、前記中間段の筒状体のすぐ外側の筒状体側に止着され、他端が、前記中間段の筒状体のすぐ内側の筒状体側に止着された、ことを特徴とする。

　請求項４に係る発明は、請求項３に係る多段伸縮装置において、前記索状体ガイド、前記索状体、前記棒状部材が、前記最内段の筒状体の内部およびその延長領域に配置されている、ことを特徴とする。

　請求項５に係る発明は、請求項４に係る多段伸縮装置において、前記筒状体は、断面形状が略円形である、ことを特徴とする。

　請求項６に係る発明は、請求項５に係る多段伸縮装置において、重なり合う前記筒状体同士のすきまに、環状摺動部材をはさんだ、ことを特徴とする。

　請求項７に係る発明は、請求項６に係る多段伸縮装置において、前記中間段の筒状体の上端部に組み付けられて前記棒状部材を垂下するキャップ部材を有する、ことを特徴とする。

　請求項８に係る発明は、請求項１ないし７のいずれか１項に係る多段伸縮装置において、前記最内段の筒状体をのぞくいずれかの筒状体の端部に挿通保持されて、最収縮もしくは所定の設定位置に収縮した際の前記最内段の筒状体が当接することで移動する位置検出部材と、前記位置検出部材の移動量を検知するセンサと、を有する収縮位置検出機構を備える、ことを特徴とする。

　請求項９に係る発明は、請求項１ないし７のいずれか１項に係る多段伸縮装置において、前記中間段の筒状体を複数備える、ことを特徴とする。

　請求項１０に係る発明は、請求項１ないし７のいずれか１項に係る多段伸縮装置において、前記最内段の筒状体と前記中間段の筒状体との間に、前記最内段の筒状体の伸長方向の移動に連動させて前記中間段の筒状体を伸長方向に引っ張る付勢機構を設けた、ことを特徴とする。

　請求項１１に係る発明は、請求項１０に係る多段伸縮装置において、前記付勢機構は、前記最内段の筒状体と前記中間段の筒状体とのうちの少なくとも一方に設けられてこれらと一体となって移動するプーリと、前記プーリに巻回されるとともに、一端が、前記プーリが設けられた前記筒状体の２段外側の前記筒状体側に止着され、他端が、前記プーリが設けられた前記筒状体の１段外側の前記筒状体側に止着されたワイヤと、を有する、ことを特徴とする。

　請求項１２に係る発明は、請求項１１に係る多段伸縮装置において、前記付勢機構が、前記最内段の筒状体の内部およびその延長領域に配置されている、ことを特徴とする。

　上述したように本発明の多段伸縮装置は、多重嵌合している筒状体の隙間に、プーリ（索状体ガイド）やワイヤ（索状体）等を配置せず、プーリ、ワイヤをすべて、最内段筒状体およびその延長領域に配置しているため、筒状体各段の外形寸法差を小さくでき、ひいては多段伸縮装置の径方向寸法を大型化することなく中間段筒状体を位置決めし、どの段の筒状体も急激に落下するような危険を生じさせないようにできる。

　また、各段筒状体を完全に分離しなくても、最外段の上端部から２段目以降の上端部を露出する状態にして、各段のキャップ部材を棒状部材、プーリ、ワイヤと共に、それぞれの筒状体から分離すれば、キャップ部材と棒状部材、プーリ、ワイヤが２組以上であっても、一体的に多段伸縮装置の本体から取り外すことやあるいは逆に組み付けることが可能なので、プーリやワイヤまわりの組立作業性や保守点検性を向上することができる。

　また、筒状体同士のすきまをいたずらに増やすことなく、筒状体断面形状を略円形状にした多段伸縮装置を提供することもできる。

　さらに、重なり合う筒状体同士のすきまに、環状摺動部材をはさみ、筒状体同士を摺動部材を介して摺接嵌合させ、水平方向の遊びを少なくしたり、剛性を高めたり、あるいは筒状体の上下方向摺接構造を簡素化することができる。

　さらに装置の側面に突起物を突出することなく、装置が最収縮もしくは所定の設定位置に収縮したことを検出することができる。

　さらに、最内段の筒状体と中間段の筒状体との間に、付勢機構を設ければ、最内段の筒状体と中間段の筒状体との間、あるいは中間段の筒状体と最外段の筒状体との間の摩擦力が、長期間メンテナンスをせずに使用されて増大し、中間段の筒状体がその自重だけでは伸長方向に移動しにくいような場合であっても、中間段の筒状体は、最内段の筒状体の伸長方向の移動に伴って付勢機構を介して伸長方向に引っ張られるので、最内段の筒状体の伸長方向の移動に連動（同期）して連続的に徐々に伸長方向に移動する。これにより、中間段が突然移動を開始して落下することを防止し、また、索状体が弛んだり急激に引っ張られたりして損傷することを防止したりすることができる。

　さらに、付勢機構を、最内段の内側およびその延長領域内に設ければ、付勢機構の追加に伴って、多段伸縮装置の占有スペースを増加させることがない。

本発明の多段伸縮装置を、天井懸垂４段伸縮式の移動体位置決め装置に適用した１実施例の外観を示す正面図である。同実施例の、筒状体多段伸縮部の内部構造を示す正面断面図である。同実施例の、内部構造を示す斜視図である。同実施例の、筒状体多段伸縮部の収縮位置検出部を表す断面図である。同実施例の、筒状体多段伸縮部が最収縮したときの位置検出部を表す部分断面詳細図である。付勢機構を説明する、図２に相当する図である。付勢機構を説明する、図３に相当する図である。別な付勢機構を説明する、図２に相当する図である。従来の天井懸垂式多段伸縮装置の内部を示す正面断面図である。

　以下、本発明の多段伸縮装置を、撮影カメラを位置決めする天井懸垂４段伸縮装置に応用した例について、図１から図５を用いて説明する。

　図１は天井懸垂４段伸縮式の撮影カメラを位置決めする装置の１実施例の全体を示す正面図である。本実施例では、天井もしくは天井に固定されたレール上を移動する台車に一体的に構成された取付ベース部材１に、多段伸縮装置の最外段筒状体としての１段目筒状体２１が鉛直方向に組み付けられている。１段目筒状体２１の下端内側から、中間段筒状体としての２段目筒状体３１と３段目筒状体４１、および最内段筒状体としての４段目筒状体５１が出入りし、４段目筒状体５１の下端部に取り付けられた撮影カメラ９を昇降移動させる。これら１段目筒状体２１、２段目筒状体３１，３段目筒状体４１、４段目筒状体５１は、中心軸Ｃを基準に同心状に配設されている。１段目筒状体２１の上部には、モータ４やギヤボックス３などにより駆動されるウインチ２が設けられており、ウインチ２に巻きつけられたウインチワイヤ６の一端は、本多段伸縮装置の内部を通して、４段目筒状体５１の下部に止着されている。

　図２は、本発明の内部機構を示す断面図であって、図１の全体図から、取付ベース部材１、ウインチ２、ギヤボックス３、モータ４、撮影カメラ９を取り除いたものである。１段目筒状体２１の内部に２段目筒状体３１が、嵌合されており、同様に２段目筒状体３１の内部に３段目筒状体４１が、３段目筒状体４１の内部に４段目筒状体５１が嵌合されており、それぞれが上下方向に摺動可能になっている。また本実施例の、各段筒状体２１、３１、４１、５１の断面形状は略円形であるが、鉛直軸まわりの回転規制のため図示しない回転止めを設けてある。

　２段目筒状体３１の上端部には２段目キャップ部材３２が組み付けられており、２段目キャップ部材３２から２段目棒状部材３３が垂下している。２段目棒状部材３３の下端部には、２段目プーリ３４と２段目ワイヤ脱落防止部材３５が装着されている。２段目プーリ３４には、図示していないワイヤが巻回されており、当該ワイヤの一端は、２段目、３段目、４段目各キャップ部材３２、４２、５２の貫通穴を通って、１段目筒状体２１の上部にあるウインチベース板２ａに止着されるとともに、もう一端は４段目キャップ部材５２の貫通孔を通って３段目キャップ部材４２に止着されている。

　同様に３段目筒状体４１の上端部には３段目キャップ部材４２が組み付けられており、３段目キャップ部材４２から３段目棒状部材４３が垂下している。３段目棒状部材４３の下端部には、３段目プーリ４４と３段目ワイヤ脱落防止部材４５が装着されている。３段目プーリ４４には、図示されていないワイヤが巻回されており、当該ワイヤの一端は、３段目と４段目のキャップ部材４２、５２の貫通穴を通って、２段目キャップ部材３２に止着されるとともに、もう一端は４段目キャップ部材５２に止着されている。

　１段目筒状体２１の上部に設けられたウインチ２から下方にひきだされたウインチワイヤ６は、２段目、３段目、４段目各キャップ部材３２、４２、５２の中心部に設けられた長穴を貫通して４段目筒状体５１の下部に組みつけられた４段目ベースキャップ部材５３に止着されている。

　すなわち、図２に示すように、下方にひきだされたウインチワイヤ６は、図３に示すそれぞれ略円形の２段目、３段目、４段目各キャップ部材３２、４２、５２の中心を通って径方向に延びるウインチワイヤ貫通穴３２ｄ、４２ｄ、５２ｄを上から下に貫通し、さらに下方に延びて、図２に示すように、その下端が４段目ベースキャップ部材５３に止着されている。

　図３は、本発明の内部機構を示す断面図であって、図２の断面図から、各段の筒状体２１，３１，４１，５１を取り除いた斜視図である。この図を用いて３段目ワイヤ４６の経路をさらに詳細に説明する。３段目筒状体４１の上端部には３段目キャップ部材４２が組み付けられており、３段目キャップ部材４２から３段目棒状部材４３が垂下している。

　３段目棒状部材４３の下端部に装着された３段目プーリ４４には、３段目ワイヤ４６が巻回されており、当該ワイヤの一端は、４段目キャップ部材５２に設けられた３段ワイヤ貫通穴５２ｃと３段目キャップ部材４２に設けられた３段ワイヤ貫通穴４２ａを通って、２段目キャップ部材３２に設けられた３段ワイヤ止着部３２ａに止着され、前記３段目ワイヤ４６のもう一端は、４段目キャップ部材５２の３段ワイヤ止着部５２ａに止着される。同様のしくみが、２段目棒状部材３３の下端部に装着された２段目プーリ３４に巻回された２段目ワイヤ３６も適用される。なお２段目ワイヤ３６の一端は、１段目筒状体上端部の代わりとなるウインチベース板２ａに止着される。

　すなわち、２段目プーリ３４に巻回された２段目ワイヤ３６の一端は、４段目キャップ部材５２に設けられた２段ワイヤ貫通穴５２ｃと３段目キャップ部材４２に設けられた２段ワイヤ貫通穴４２ｃと２段目キャップ部材３２に設けられた２段ワイヤ貫通穴３２ｃを通って、ウインチベース板２ａに止着され、前記２段目ワイヤ３６のもう一端は、４段目キャップ部材５２の別の２段ワイヤ貫通穴（不図示）を通って、３段目キャップ部材４２の２段ワイヤ止着部（不図示）に止着される。

　なお、４段目キャップ部材５２には、３段目棒状部材４３および２段目棒状部材３３がそれぞれ上下方向に貫通する棒状部材貫通穴５２ｂ、５２ｂが穿設され、また、３段目キャップ部材４２には、上述の一方の棒状部材貫通穴５２ｂに対応する位置に、２段目棒状部材３３が上下方向に貫通する棒状部材貫通穴４２ｂが穿設されている。

　図４は、本発明の多段収縮装置が最収縮もしくは所定の位置にあることを検出するための位置検出部材３７を説明する断面図である。本断面図は、位置検出部材３７の中心を通る面で断面化されており、図２とは異なる断面である。図４において、２段目キャップ部材３２には、位置検出部材３７を摺接する位置検出部材摺接穴３２ｅが設けられており、当該摺接穴３２ｅに摺接して上下方向に有限距離移動自在に位置検出部材３７が組み付けられている。位置検出部材３７の移動距離制限は、位置検出部材３７が、キャップ部材３２から脱落するのを防止するものであり、位置検出部材３７の下端側には、キャップ部材４２の位置検出部材貫通逃げ穴４２ａが設けられている。また当該位置検出部材貫通逃げ穴４２ａの下側には、４段目筒状体５１の上端部か４段目キャップ部材５２の一部が位置検出部材３７の下端延長上にあり、位置検出部材当接部５２ｅを形成している。

　次に本発明の動作について説明する。図２において、１段目筒状体２１は、図示していない取付ベース部材１に固定されている。４段目筒状体５１は、１段目筒状体２１の上部に設けられた図示されていないウインチ２から下方に繰り出されたウインチワイヤ６によって懸垂されている。モータ４やギヤボックス３を使って、前記ウインチ２を駆動することにより、ウインチワイヤ６の下端位置が上下に移動し、すなわち４段目筒状体５１の位置を制御できる。

　図２に示す伸長状態から、ウインチ２を駆動してウインチワイヤ６を巻き上げ４段目筒状体５１を上方向に移動させると、４段目筒状体５１の移動にともなって、３段目筒状体筒状体４１および２段目筒状体３１も上方向に移動する。このとき３段目筒状体４１に対する４段目筒状体５１の移動距離と、２段目筒状体３１に対する３段目筒状体４１の移動距離とが等しく、かつ２段目筒状体３１に対する３段目筒状体４１の移動距離と１段目筒状体２１に対する２段目筒状体３１の移動距離とが等しくなる。よって１段目筒状体２１に対する各筒状体の移動距離の割合は、４段目筒状体５１：３段目筒状体４１：２段目筒状体３１＝３：２：１となる。このようにこれら２段目筒状体３１、３段目筒状体４１および４段目筒状体５１が上記割合で上方向に移動することにより、多段伸縮装置全体として、収縮動作が行われる。

　また逆に多段伸縮装置全体として伸長動作をさせる場合には、ウインチ２を駆動して４段目筒状体５１に止着されたウインチワイヤ６を繰り出せば、４段目筒状体５１は自重によって下方向に移動し、この４段目筒状体５１の移動にともなって３段目筒状体４１および２段目筒状体３１も下方向に移動する。このとき４段目筒状体５１、３段目筒状体４１、および２段目筒状体３１の移動距離の割合は、収縮時と同様である。

　これらの作用により、各筒状体の伸縮位置はバランスよく決定されるので、特定の筒状体の位置が不定になり、落下したりする恐れがない。

　さらに図２において示されているように、固定側の１段目筒状体２１とウインチワイヤ６により位置が決定される４段目筒状体５１以外の中間段筒状体３１，４１の伸縮位置を制御するための、プーリ３４，４４やプーリ３４，４４に巻回されたワイヤ３６，４６（図３参照）、プーリ３４，４４を保持する棒状部材３３，４３をすべて、最内段の筒状体である４段目筒状体５１の内部か、その移動領域（延長領域）に配設したので、各段筒状体のすきまには、プーリ３４，４４やワイヤ３６，４６を配設する必要がない。したがって、各段筒状体のすきまを小さくすることができ、すなわち、各段筒状体の外形寸法差を小さくすることができる。

　あるいは、各段筒状体のすきまに、プーリ３４，４４を配設する必要がないので、各段筒状体のすきまに直線部分がなくてもよい。あるいはプーリ３４，４４の直径が収まるだけのすきま領域を確保する必要がない。
　したがって、各段筒状体の断面形状を略円形状にする意匠的な自由度が得られる。

　さらに、各段筒状体の断面形状を略円形にできると、断面形状が、例えば、正方形，矩形（長方形），六角形等の多角形である場合と比較して、各段筒状体の加工性度及び組立精度を格段に高めることができる。これにより、多段伸縮装置の伸縮時の動きの精度を高めて、動作信頼性を向上させることができる。

　さらに各段筒状体の断面形状が略円形であれば、筒状体同士の摺動ガイドとして、特別なレールや転がり軸受けを使用せずに、樹脂等の摺動材料で形成された、図２に示す環状摺動部材７ａ、７ｂを筒状体同士の隙間にはさんでやれば、省スペースで簡素な摺動機構を構成することが可能になる。

　また、環状摺動部材をすべり軸受けで構成すれば、ボールベアリングを使った摺動機構にくらべて取付面積を広くできることにより、横荷重に対する剛性の向上が期待できる。

　さらに図２の多段伸縮装置において、次のような手順で１台分のプーリ３３，３４やワイヤ３６，４６類を一体的に伸縮装置本体から取り出すことができる。

　すなわち、まず取付ベース部材１に止着された２段目プーリ３４に巻回されたワイヤ３６の一端をとりはずし、図２の状態にする。

　次に１段目筒状体２１の上部から２段目筒状体３１の上部を引き出すと、２段目筒状体３１から２段目キャップ部材３２を分離することが可能である。

　さらに２段目筒状体３１の上部から３段目筒状体４１の上部を引き出すと、３段目キャップ部材４２を３段目筒状体４１から分離することが可能である。

　さらに３段目筒状体４１の上部から４段目筒状体５１の上部を引き出すと、４段目キャップ部材５２を４段目筒状体５１から分離することが可能である。以上の手順により、図３に示すような各段のキャップ部材３２、４２、５２、棒状部材３３，４３、プーリ３４，４４、ワイヤ３６，４６からなるサブ組部品が、多段伸縮装置の本体側から取り出すことができる。

　図３に示すサブ組部品の状態でプーリ３４，４４やワイヤ３６，４６の動作確認や点検作業を行うことができるので、従来各段筒状体のすきまや内側に個別に設けられていた多段伸縮装置にくらべて、組立確認や保守点検時の作業性を向上させることができる。

　さらに本実施例では、図４に示すとおり、２段目キャップ部材３２の位置検出部材摺接穴３２ｅに、位置検出部材３７が挿通されている。本多段伸縮装置が最収縮状態になると、２段目キャップ部材３２、３段目キャップ部材４２、４段目キャップ部材５２が接近ないし当接する結果、前記位置検出部材３７は、位置検出部材貫通逃げ穴４２ａを通して、４段目筒状体上部の位置検出部５２ｅに接触し、上方向に押し上げられる。

　その結果、図５に示すとおり、２段目キャップ部材３２に挿通された位置検出部材３７は、２段目キャップ部材３２に対して図５に示された移動量Ｌだけもちあげられ、１段目筒状体２１の上部にあるウインチベース部材２ａから、前記位置検出部材３７の移動量Ｌを、光センサ、近接センサ、マイクロスイッチ等で検出することにより、本多段伸縮装置が最収縮もしくは所定の収縮位置に収縮したことを検出できる。図４、図５に示される位置検出機構は、図示しないセンサ部も含めて、装置の内部および１段目筒状体２１の上部の領域しか占拠しない。すなわち装置側面に突起物やセンサ、配線コードが露出しないため、装置の美観を損なうことがなく、通常の利用者が触れることが可能な位置に突起物がないことにより、安全性向上も期待できるものである。

　次に、図６，図７を参照して、上述の構成の多段伸縮装置に、さらに付勢機構Ａを追加して、各段筒状体３１，４１，５１の伸長動作が円滑に行われるようにした例を説明する。

　上述の多段伸縮装置においては、各段筒状体２１，３１，４１，５１の、隣接するもの相互の間に環状摺動部材７ａ，７ｂをはさんで（介装して）、各段筒状体３１，４１，５１の伸縮動作の円滑化を図るようにしている。

　ところが、環状摺動部材７ａ，７ｂを介装した場合でも、各段筒状体３１，４１，５１の伸縮動作が円滑に行われないことがある。例えば、長期間メンテナンスをせずに使用されていた場合には、各段筒状体２１，３１，４１，５１と環状摩擦部材７ａ，７ｂとの間の摩擦力が増大する。この結果、伸縮動作が円滑に行われなかったり、極端な場合には、撮影カメラ９等の大きな自重Ｗ（重心Ｇに作用）が作用しない、２段目筒状体３１や３段目筒状体４１の伸長動作が行われなかったりすることがある。このような場合には、それまで移動しなかった２段目筒状体３１や３段目筒状体４１が突然、落下に近い状態で移動するおそれがある。また、２段目ワイヤ３６や３段目ワイヤ４６が弛んだり急激に緊張されたりするため、これら２段目ワイヤ３６、３段目ワイヤ４６の損傷にもつながる。

　そこで、図６，図７に示すように、３段目付勢プーリ４７、３段目付勢ワイヤ４８、４段目付勢プーリ５７、４段目付勢ワイヤ５８等を備える付勢機構Ａを設けて、各段筒状体３１，４１，５１の伸長動作が連続的に円滑に行われるようにした。なお、各段筒状体３１，４１，５１の短縮動作については、上述のウインチワイヤ６によって４段目筒状体５１を引き上げるのに伴い、２段目筒状体３１及び３段目筒状体４１に対してこれらを引き上げる力が作用するので、上述の摩擦力が大きい場合であっても、短縮することが可能である。これに対して、伸長動作の場合は、多段伸縮装置の構造上、２段目筒状体３１及び３段目筒状体４１は、これらの自重で伸長するため、摩擦力が大きいと、伸長しなくなる。そこで、付勢機構Ａを設けることで、これら２段目筒状体３１、３段目筒状体４１に、４段目筒状体５１を介して、重量物である撮影カメラ９の自重Ｗが作用するようにして、これらの伸長を助長するようにした。

　付勢機構Ａは、最内段の筒状体（４段目筒状体）５１と中間段の筒状体（３段目筒状体）４１とのうちの少なくとも一方に設けられてこれらと一体となって移動するプーリ５７，４７と、プーリ５７，４７に巻回されるとともに、一端が、プーリ５７，４７が設けられた筒状体５１，４１の２段外側の筒状体３１，２１に止着され、他端が、プーリ５７，４７が設けられた筒状体５１，４１の１段外側の筒状体４１，３１に止着されたワイヤ５８，４８と、を有している。

　以下、図６，図７を参照して、付勢機構Ａについてさらに詳述する。なお、図７では、その上端に図示されているウインチベース部材２ａは、説明に必要なその一部のみを図示している。

　図６，図７に示すように、付勢機構Ａは、３段目付勢プーリ４７、３段目付勢ワイヤ４８、４段目付勢プーリ５７、４段目付勢ワイヤ５８等を備えている。３段目付勢プーリ４７は、３段目棒状部材４３の下端部に固着された３段目付勢プーリ支持部材４９によって回転自在に支持されている。３段目付勢ワイヤ４８は、その中間部が３段目付勢プーリ４７に巻回されており、その一方の端部が、上方に向かって延びて、下方から４段目キャップ部材５２、３段目キャップ部材４２、２段目キャップ部材３２を貫通して、ウインチベース部材２ａの３段目付勢ワイヤ止着部２ｆに止着されるとともに、他方の端部が、上方に延びて、２段目棒状部材３３の下端部に固着された固定部材３３ｂの３段目付勢ワイヤ止着部３３ａに止着されている。

　４段目付勢プーリ５７は、４段目ベースキャップ部材５３に固着された４段目付勢プーリ支持部材５９によって回転自在に支持されている。４段目付勢ワイヤ５８は、その中間部が４段目付勢プーリ５７に巻回されており、その一方の端部が上方に延びて、下方から４段目キャップ部材５２、３段目キャップ部材４２を貫通して２段目キャップ部材３２の４段目付勢ワイヤ止着部３２ｆに止着されるとともに、他方の端部が、上方に延びて上述の３段目付勢プーリ支持部材４９の４段目付勢ワイヤ止着部４３ａに止着されている。

　以上のように、付勢機構Ａは、３段目付勢プーリ４７、３段目付勢ワイヤ４８、３段目付勢プーリ支持部材４９、４段目付勢プーリ５７、４段目付勢ワイヤ５８、４段目付勢プーリ支持部材５９を備えて構成されている。

　上述構成の付勢機構Ａによると、例えば、２段目筒状体３１を基準として、４段目筒状体５１が相対的に距離２Ｘ分だけ下降すると、滑車の原理により、２段目筒状体３１に対して３段目筒状体４１が相対的に距離Ｘ分だけ強制的に下降させられる。また、１段目筒状体２１を基準として、３段目筒状体４１が相対的に距離２Ｘ分だけ下降すると、滑車の原理により、１段目筒状体２１に対して２段目筒状体３１が相対的に距離Ｘ分だけ強制的に下降させられる。

　ここで、４段目筒状体５１は、その下端部に重量物である撮影カメラ９が固定されているために、ウインチワイヤ６を介して高さ位置を確実にコントロールすることができる。多段伸縮装置を短縮するべく、４段目筒状体５１をウインチワイヤ６で引き上げる場合はもちろん、多段伸縮装置を伸長すべく、４段目筒状体５１をウインチワイヤ６で重量を支えながら下降させる場合も、同様に確実にコントロールすることが可能である。このため、上述のように、４段目筒状体５１と一体に４段目付勢プーリ５７を設けて、この４段目付勢プーリ５７に巻回した４段目付勢ワイヤ５８の一方の端部と他方の端部とをそれぞれ２段目筒状体３１、３段目筒状体４１に固定（止着）することにより、２段目筒状体３１に対して４段目筒状体５１が相対距離２Ｘ分だけ伸長（下降）すると、２段目筒状体３１に対して３段目筒状体４１が相対距離Ｘ分だけ強制的に伸長される。同様に、３段目筒状体４１と一体に３段目付勢プーリ４７を設けて、この３段目付勢プーリ４７に巻回した３段目付勢ワイヤ４８の一方の端部と他方の端部とをそれぞれ１段目筒状体２１、２段目筒状体３１に固定（止着）することにより、１段目筒状体２１に対して３段目筒状体４１が相対距離２Ｘ分だけ伸長（下降）すると、１段目筒状体２１に対して２段目筒状体３１が相対距離Ｘ分だけ強制的に伸長される。

　したがって、例えば、各段筒状体２１，３１，４１，５１と環状摺動部材７ａ，７ｂとの間の摩擦抵抗が増大した場合であっても、各段筒状体３１，４１，５１を、ウインチワイヤ６の制御により、４段目筒状体５１の動作に同期（連動）させて確実に伸長及び短縮することができる。

　これにより、２段目ワイヤ３６、３段目ワイヤ４６に不要な弛みや急激な緊張が発生すること防止してこれらの寿命を延長することができる。
　なお、上述の付勢機構Ａは、４段目筒状体（最内段の筒状体）５１の内部およびその延長領域（移動領域）に配置されているので、付勢機構Ａを付加することにより、多段伸縮装置全体の占有スペースが増加することはない。

　図８を参照して、付勢機構Ｂの別な例を説明する。図示例では、付勢機構Ｂは、引きこみばね装置６０によって構成されている。引きこみばね装置６０は、ゼンマイばね（不図示）を使用して引きこみワイヤ６０ａを引きこみ方向に巻き取る装置であり、装置の大きさに比して、長い引きこみストロークを確保することができる。引きこみばね装置６０は、４段目ベースキャップ部材５３の上面に固定されていて、引きこみワイヤ６０ａの端部を、３段目棒状部材４３の下端に設けた引きこみワイヤ端止着部４３ｃに止着している。なお、３段目筒状体４１の３段目棒状部材４３または４段目ベースキャップ部材５３の上面と２段目筒状体３１の２段目棒状部材３３との間にも、同様に引きこみばね装置６０を設けるものとする。

　この構成によれば、ウインチワイヤ６の操作により４段目筒状体５１が下降すると、引きこみばね装置６０、３段目棒状部材４３を介して、３段目筒状体４１が下方に付勢され、さらに、３段目筒状体４１が下降すると、引きこみばね装置６０、２段目棒状部材３３を介して、２段目筒状体３１が可能に付勢されるので、４段目筒状体５１の下降（伸長）に同期させて３段目筒状体４１、２段目筒状体３１の相対位置を、より確実に制御することができる。

　これにより、３段目筒状体４１や２段目筒状体３１を懸架している３段目ワイヤ４６や２段目ワイヤ３６が不要に弛んだり急激に緊張したりすることを防止できるので、これら３段目ワイヤ４６、２段目ワイヤ３６の損傷を抑制して寿命を延長することが可能となる。

　本発明において、直接外部から駆動されない筒状体の位置決めする手段を、ワイヤ３６，４６を巻回させたプーリ３４，４４として説明してきたが、ワイヤ３６，４６とプーリ３４，４４に置き換え可能なものであれば、他のものでもよく、例えば、チェーンとスプロケット、ベルトとプーリ、紐と紐をすべらせてＵターンさせる案内ピンや案内溝でもよい。

　すなわち、直接外部から駆動されない筒状体の位置決めする手段を、ワイヤ３６，４６、チェーン、紐等の索状体と、プーリ３４，４４、スプロケット、案内ピン、案内溝等の索状体ガイドとによって構成することが可能である。

　ここで、チェーン、ベルト、紐は、索状体の例示であり、また、スプロケット、プーリ、案内ピン、案内溝は、索状体ガイドの一例である。もちろん、索状体、索状体ガイドとも、これらに限定されるものではなく、これらと同等のものであれば他のものも使用することが可能である。ただし、本実施形態においては、重量、動作の確実性、静音性等を考慮すると、上述のワイヤとプーリとの組み合わせが好適である。

　ここで、直接外部から駆動されない筒状体とは、直接外部から駆動される４段目筒状体５１および固定された１段目筒状体２１以外の筒状体である２段目筒状体３１、３段目筒状体４１のことをいう。これらはいわゆる中間段筒状体であり、上述では、中間段筒状体が２本である場合を説明した。なお、本発明は、原理的には、中間筒状体が１本あるいは３本以上である構成にも、適用することが可能である。この場合、中間筒状体が１本追加されるごとに、棒状部材，プーリ，ワイヤ，ワイヤ脱落防止部材等が１組追加されることになるが、その構成については、上述と同様である。

　また本実施例において、１段目筒状体２１の上部には、モータ４やギヤボックス３などを使って回転させることのできるウインチ２が設けられており、ウインチ２に巻きつけられたウインチワイヤ６の一端は、本多段伸縮装置の内部を通して、４段目筒状体の下部に止着されているとしたが、ウインチ２の位置を上下逆に入れ替えてもよい。

　すなわち、４段目筒状体５１の下部には、モータやギヤボックスなどを使って回転させることのできるウインチ２が設けられており、ウインチ２に巻きつけられたウインチワイヤ６の一端は、本多段伸縮装置の内部を通して、１段目筒状体の上部側に止着されていてもよい。

　さらに、本実施例では、懸垂式４段伸縮装置において、外部からの駆動力をウインチ２とウインチワイヤ６によって最内段筒状体５１に伝えるとして説明したが、外部からの駆動力を伝える手段は、ばねやおもりといったエネルギ源とプーリとワイヤ、スプロケットとチェーン、プーリとベルトといった伝達手段を組み合わせたものであってもよい。あるいはエネルギ源と伝達手段とが一体化された、電動送りねじや油空圧のシリンダであってもよい。

　さらに、本実施例では、多段伸縮装置が縦向き（筒状体の伸縮方向が上下方向）である場合について説明したが、本発明は、横向きに配設した多段伸縮装置に適用することも可能である。ただし、この場合には、最内段筒状体に対して、縦向きの場合の重力に相当する付勢力を筒状体の伸縮方向に付加する部材を追加配設するものとする。

　以上本発明の多段伸縮装置を、撮影カメラの位置決め装置に適用した例について説明したが、本発明は、広く昇降位置決めを目的とする装置に適用することが可能である。例えば医療用Ｘ線撮影装置やマニピュレータに適用すれば、多段伸縮装置の外形寸法が小形化されることにより、前記位置決め対象物を、多段伸縮装置の中心軸に近づけることができるから、より作業室内空間の有効利用が可能になる。

　あるいは直立させた長尺パイプの内径加工や内径検査装置に適用すれば、より内径が小さいパイプの加工や検査が可能である。

　さらに、本発明の多段伸縮装置を、舞台装置撮影カメラや集音マイクの位置決め装置に適用すれば、多段伸縮する筒状体断面形状を略円形にできることにより、舞台装置機材としての意匠性向上が期待できる。

　すなわち本発明は、各段筒状体の外形寸法差や装置の最大外形寸法を小さくし、また一方で筒状体断面の意匠自由度を大きくすることにより、より使い勝手を向上させた様々な多段伸縮装置に適用することができるものである

　１　取付ベース部材
　１ａ　従来技術の１段目筒状体
　１ｂ　従来技術の２段目筒状体
　１ｃ　従来技術の３段目筒状体
　１ｄ　従来技術の４段目筒状体
　２　ウインチ
　２ａ　ウインチベース部材
　３　ギヤボックス
　４　モータ
　６　ウインチワイヤ
　７　環状摺動部材
　８　従来技術の案内部材
　８ａ　従来技術のレール
　８ｂ　従来技術のベアリング
　９　撮影カメラ
　１０　従来技術の２段目プーリ
　１１　従来技術の２段目ワイヤ
　１２　従来技術の３段目プーリ
　１３　従来技術の３段目ワイヤ
　１４　従来技術のウインチワイヤ
　２１　１段目筒状体
　３０　従来技術の天井
　３１　２段目筒状体
　３２　２段目キャップ部材
　３２ａ　３段ワイヤ止着部
　３２ｃ　２段ワイヤ貫通穴
　３２ｄ　ウインチワイヤ貫通穴
　３２ｅ　位置検出部材摺接穴
　３３　２段目棒状部材
　３４　２段目プーリ
　３５　２段目ワイヤ脱落防止部材
　３６　２段目ワイヤ
　３７　位置検出部材
　４１　３段目筒状体
　４２　３段目キャップ部材
　４２ａ　３段ワイヤ貫通穴
　４２ｃ　２段ワイヤ貫通穴
　４２ｅ　位置検出部材貫通逃げ穴
　４３　３段目棒状部材
　４４　３段目プーリ
　４５　３段目ワイヤ脱落防止部材
　４６　３段目ワイヤ
　４８　３段目付勢ワイヤ（ワイヤ）
　４９　３段目付勢プーリ（プーリ）
　５８　４段目付勢ワイヤ（ワイヤ）
　５９　４段目付勢プーリ（プーリ）
　５１　４段目筒状体
　５２　４段目キャップ部材
　５２ａ　３段ワイヤ止着部
　５２ｃ　２段ワイヤ貫通穴
　５２ｄ　ウインチワイヤ貫通穴
　５２ｅ　位置検出部材当接部
　５３　４段目ベースキャップ部材
　Ａ　付勢機構
　Ｂ　付勢機構
　

Claims

　最外段の筒状体、中間段の筒状体、最内段の筒状体を備え、前記最外段の筒状体内から順次次段の筒状体が出没可能になされた多段伸縮装置において、
　前記中間段の筒状体とともに一体となって移動する索状体ガイドと、
　前記索状体ガイドに巻回されて前記索状体ガイドを介して前記中端段の筒状体を牽引する索状体と、を備え、
　前記索状体ガイドが、前記最内段の筒状体の内部に配設された、
　ことを特徴とする多段伸縮装置。
　前記中間段の筒状体の上端から前記最内段の索状体の内部に垂下されて下端部に前記索状体ガイドが装着された棒状部材を備える、
　ことを特徴とする請求項１に記載の多段伸縮装置。
　前記索状体は、一端が、前記中間段の筒状体のすぐ外側の筒状体側に止着され、他端が、前記中間段の筒状体のすぐ内側の筒状体側に止着された、
　ことを特徴とする請求項２に記載の多段伸縮装置。
　前記索状体ガイド、前記索状体、前記棒状部材が、前記最内段の筒状体の内部およびその延長領域に配置されている、
　ことを特徴とする請求項３に記載の多段伸縮装置。
　前記筒状体は、断面形状が略円形である、
　ことを特徴とする請求項４に記載の多段伸縮装置。
　重なり合う前記筒状体同士のすきまに、環状摺動部材をはさんだ、
　ことを特徴とする請求項５に記載の多段伸縮装置。
　前記中間段の筒状体の上端部に組み付けられて前記棒状部材を垂下するキャップ部材を有する、
　ことを特徴とする請求項６に記載の多段伸縮装置。
　前記最内段の筒状体をのぞくいずれかの筒状体の端部に挿通保持されて、最収縮もしくは所定の設定位置に収縮した際の前記最内段の筒状体が当接することで移動する位置検出部材と、前記位置検出部材の移動量を検知するセンサと、を有する収縮位置検出機構を備える、
　ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の多段伸縮装置。
　前記中間段の筒状体を複数備える、
　ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の多段伸縮装置。
　前記最内段の筒状体と前記中間段の筒状体との間に、前記最内段の筒状体の伸長方向の移動に連動させて前記中間段の筒状体を伸長方向に引っ張る付勢機構を設けた、
　ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の多段伸縮装置。
　前記付勢機構は、
　前記最内段の筒状体と前記中間段の筒状体とのうちの少なくとも一方に設けられてこれらと一体となって移動するプーリと、
　前記プーリに巻回されるとともに、一端が、前記プーリが設けられた前記筒状体の２段外側の前記筒状体側に止着され、他端が、前記プーリが設けられた前記筒状体の１段外側の前記筒状体側に止着されたワイヤと、を有する、
　ことを特徴とする請求項１０に記載の多段伸縮装置。
　前記付勢機構が、前記最内段の筒状体の内部およびその延長領域に配置されている、
　ことを特徴とする請求項１１に記載の多段伸縮装置。