WO2016052259A1

WO2016052259A1 - 可動体移動装置

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Publication number: WO2016052259A1
Application number: PCT/JP2015/076688
Authority: WO
Inventors: 上田　敬; 和憲中山
Original assignee: 株式会社椿本チエイン
Priority date: 2014-10-02
Filing date: 2015-09-18
Publication date: 2016-04-07
Also published as: JP6363461B2; JP2016074492A

Abstract

可動体移動装置の噛合チェーン（１８）は、進退可能な一対のチェーン部材（２１，２２）を有し、対をなすチェーン部材（２１，２２）同士が進行方向に移動することで相互に噛み合って一体化される一方、一体化した噛合状態からチェーン部材（２１，２２）同士が退行方向に移動することで噛み合いが外れて分岐する。可動体移動装置は、噛合チェーン（１８）を進退方向へ移動させる駆動機構（２３）と、駆動機構（２３）の駆動に伴い噛合チェーン（１８）と共に進退する可動体（１７）と、可動体（１７）と第１チェーン部材（２１）とを含んだ第１ループ機構（３６ａ）とを備える。第１ループ機構（３６ａ）は、第１チェーン部材（２１）と第２チェーン部材（２２）との噛合部（３４）と、噛み合いが外れた分岐部（３５）とが少なくとも可動体（１７）を介して接続されることにより、環状に構成される。

Description

可動体移動装置

　本発明は、進退可能な噛合チェーンを用いて可動体を移動させる可動体移動装置に関する。

　従来、噛合チェーンによって可動体を移動させる可動体移動装置が知られている。その可動体移動装置は、進退可能な複数対のチェーン部材を備えている。それらのチェーン部材は、進行方向への移動に伴い相互に噛み合って一体化する一方、退行方向への移動に伴い噛み合いが外れて分岐する。そのようなチェーン部材の動作に基づいて、可動体が移動される。例えば、特許文献１を参照されたい。

　こうした装置では、進退可能な噛合チェーンの進行方向側の端部が可動体に連結されている。そのため、チェーン部材が進行方向へ移動すると、噛み合わされた噛合チェーンと共に可動体が進行方向へ移動する。一方、チェーン部材が退行方向へ移動すると、可動体は退行方向へ移動すると共に、噛み合いが外れたチェーン部材は渦巻き状に形成されたレールに沿って収容される。

特開２０１３－１４７３０３号公報

　噛み合いが外れたチェーン部材が移動するとき、直線に沿って移動する場合に比べて、曲線に沿って移動する場合の方が抵抗が大きく、さらに曲率半径が小さくて曲がりの度合いが大きい場合ほど、抵抗が大きく進みづらい。

　したがって、噛み合いが外れたチェーン部材を渦巻き状に収容する場合には、チェーン部材の移動が阻害される。そのため、噛合チェーンを進退方向へ移動させるには、駆動源として駆動力の大きな駆動モータを採用する必要があった。

　本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、チェーン部材の移動を円滑に行うことができる可動体移動装置を提供することにある。

　上記課題を解決するため、本願の可動体移動装置は、進退可能な少なくとも一対のチェーン部材を有し、対をなすチェーン部材同士が進行方向に移動することで相互に噛み合って一体化される一方、一体化した噛合状態から前記チェーン部材同士が退行方向に移動することで噛み合いが外れて分岐する噛合チェーンと、該噛合チェーンを進退方向へ移動させる駆動機構と、該駆動機構の駆動に伴い前記噛合チェーンと共に進退する可動体と、該可動体と前記チェーン部材とにより少なくとも一部が構成されたループ機構とを備えている。前記ループ機構は、前記対をなすチェーン部材の噛合状態における噛合部と、噛み合いが外れた分岐状態における一対の分岐部とが、少なくとも前記可動体を介して接続されることにより、環状に構成される。

　この構成によれば、前記対をなすチェーン部材の噛合状態における噛合部と、噛み合いが外れた分岐状態における一対の分岐部とが、少なくとも前記可動体を介して接続される。チェーン部材が進行方向に向けてループ状に移動する場合、可動体は、チェーン部材の噛合部により押されつつ分岐部に向けて引っ張られるようにチェーン部材と共に移動する。一方、チェーン部材が退行方向に向けてループ状に移動する場合、可動体は、チェーン部材の噛合部を押しつつ分岐部を引っ張るようにチェーン部材と共に移動する。すなわち、収容形態が渦巻き状であるため進退させる際に大きな駆動力が必要とされた従来のチェーン部材とは異なり、可動体と共にループ機構の少なくとも一部を構成するチェーン部材の場合は、小さな駆動力でも可動体と共に進退方向へループ状に移動する。したがって、チェーン部材の移動を円滑に行うことができる。

　前記対をなすチェーン部材の各々は、前記噛合部と前記分岐部とが少なくとも前記可動体を介して接続されることにより環状に構成され、かつ、異なるループ機構の一部を構成することが好ましい。

　この構成によれば、対をなすチェーン部材がそれぞれ異なるループ機構を構成するため、１つのチェーン部材における噛合部と分岐部とが可動体を介して環状に接続されることで１つのループ機構を構成する場合に比べて、より円滑にチェーン部材を移動させることができる。

　前記進退方向と交差する方向において、前記噛合部が接続される前記可動体における接続位置と、前記各チェーン部材が噛み合う噛合位置とを結ぶ線を中心として、線対称となる２つの位置において、前記分岐部が前記可動体にそれぞれ接続されることが好ましい。

　この構成によれば、一対のチェーン部材の分岐部が可動体に接続される位置は、噛合部が接続される位置を中心として線対称である。そのため、可動体を移動させる場合に、可動体の安定した姿勢の維持を容易に行うことができる。

　前記ループ機構は、前記分岐部と前記可動体とを接続する接続部材をさらに備えるのが好ましい。この構成によれば、接続部材を介してチェーン部材の分岐部と可動体とを接続することにより、チェーン部材を直接可動体に接続する場合に比べてチェーン部材を短くすることができる。

　前記ループ機構は、前記噛合部とは異なる位置に接続されたカウンタウェイトをさらに備えるのが好ましい。この構成によれば、つり合いを取るための重りであるカウンタウェイトを噛合部とは異なる位置に接続することにより、可動体の移動を安定させることができる。したがって、可動体の移動に要するエネルギーを小さくすることができる。

　本発明によれば、チェーン部材の移動を円滑に行うことができる可動体移動装置を提供することができる。

実施形態の可動体移動装置を正面から見た斜視図。可動体移動装置を背面から見た斜視図。駆動機構及び噛合チェーンを示す背面図。可動体が下方位置に配置された状態を示す可動体移動装置の正面図。可動体が上方位置に配置された状態を示す可動体移動装置の正面図。変形例の可動体移動装置の斜視図。

　以下、噛合チェーンを用いて可動体を移動させる可動体移動装置の一実施形態について、図を参照して説明する。
　図１，図２に示すように、可動体移動装置１１は、略平行に立設された一対の支柱１２と、一対の支柱１２の上端に架設された梁部１３とを備える。

　各支柱１２は、長手方向と直交する断面の形状がＨ形のＨ形鋼から形成されている。一対の支柱１２は鉛直方向、すなわち、縦方向Ｘに沿って配置され、その縦方向Ｘと直交する横方向Ｙに互いに間隔をおいて配置されている。

　図２に示すように、梁部１３には、一対の上部スプロケット１４ａ，１４ｂが横方向Ｙに間隔をおいて回転自在に設けられている。一対の支柱１２の下端の間には、一対の下部スプロケット１５ａ，１５ｂが横方向Ｙに間隔をおいて回転自在に設けられている。

　可動体移動装置１１は、長手方向の連結端が可動体１７に接続された噛合チェーン１８と、噛合チェーン１８の一対の開放端にそれぞれ接続された一対の接続部材１９ａ，１９ｂとを備える。本実施形態の各接続部材１９ａ，１９ｂは、ローラチェーンであって、長手方向の両端が噛合チェーン１８の開放端と可動体１７とにそれぞれ接続されている。噛合チェーン１８及び接続部材１９ａ，１９ｂは、上部スプロケット１４ａ,１４ｂと下部スプロケット１５ａ，１５ｂとに噛合するように巻き掛けられている。

　図１に示すように、噛合チェーン１８は、少なくとも一対（本実施形態では一対）のチェーン部材２１，２２により構成されている。図２に示すように、可動体移動装置１１は、噛合チェーン１８を進退方向へ移動させる駆動機構２３を備える。

　図１、図２に示すように、可動体１７の背面には、噛合チェーン１８が接続される接続位置を有する第１接続部２５と、各接続部材１９ａ，１９ｂがそれぞれ接続される接続位置を有する第２接続部２６及び第３接続部２７が突出して形成されている。

　可動体１７は、縦方向Ｘ及び横方向Ｙに沿うように設けられた壁部２８と、壁部２８に対して略垂直な台部２９とにより構成されている。すなわち、台部２９は、縦方向Ｘ及び横方向Ｙと交差する奥行方向Ｚに沿って壁部２８の正面側から突出するように形成されている。壁部２８の横方向Ｙにおける両端は、図示しないローラを介して支柱１２に支持されている。したがって、駆動機構２３が噛合チェーン１８を移動させると、噛合チェーン１８が接続された可動体１７は、進退方向、すなわち、縦方向Ｘに沿って噛合チェーン１８と共に移動する。

　図３に示すように、各チェーン部材２１，２２は、プレート３１に鉤状の歯部３２が形成された歯付チェーンである。一方、接続部材１９ａ，１９ｂのプレート３３には歯部が形成されておらず、プレート３３は楕円形状である。

　各チェーン部材２１，２２は、進行方向Ｘ１への移動に伴って歯部３２同士を相互に噛み合わせることで、棒状に一体化されて噛合状態となる。一方、チェーン部材２１，２２は、各チェーン部材２１，２２が退行方向Ｘ２へ移動することに伴って、歯部３２同士の噛み合いが外れることにより、噛合状態から分岐状態に移行する。したがって、噛合チェーン１８は、対をなすチェーン部材２１，２２同士が進行方向Ｘ１に移動することで相互に噛み合って一体化される一方、一体化した噛合状態からチェーン部材２１，２２が退行方向Ｘ２に移動することで、噛み合いが外れて分岐する。

　図３に示すように、第１チェーン部材２１と第２チェーン部材２２とが相互に噛み合って一体化し、剛直になった部分を噛合部３４と称する。一方、第１チェーン部材２１と第２チェーン部材２２との噛み合いが外れて分岐した部分を分岐部３５と称する。

　図２に示すように、噛合部３４は、第１接続部２５に接続されている。図１及び図３に示すように、各分岐部３５は、対応する接続部材１９ａ，１９ｂの第１接続端５１ａ、５２ａに接続されている。さらに、図１に示すように、第１接続部材１９ａの第２接続端５１ｂは、可動体１７の第２接続部２６に接続され、第２接続部材１９ｂの第２接続端５２ｂは、第３接続部２７に接続されている。

　接続部２５～２７は横方向Ｙに並んで設けられ、横方向Ｙにおいて第１接続部２５は可動体１７の略中央に設けられている。第２接続部２６と第１接続部２５との間隔、及び、第３接続部２７と第１接続部２５との間隔は、横方向Ｙにおいて略同じになるように配置されている。すなわち、各チェーン部材２１，２２が噛み合う位置と第１接続部２５とを結ぶ線を中心として、線対称となる２つの位置において、第１、第２接続部材１９ａ，１９ｂが可動体１７に接続される。

　図１，図２に示すように、可動体１７、チェーン部材２１，２２、及び接続部材１９ａ，１９ｂは、一対のループ機構３６ａ，３６ｂを構成している。すなわち、これらのループ機構３６ａ，３６ｂは、チェーン部材２１，２２において噛合部３４と分岐部３５とが少なくとも可動体１７を介して接続されてそれぞれ環状をなす。換言すると、各チェーン部材２１，２２は、それぞれの噛合部３４と分岐部３５とが少なくとも可動体１７を介して接続されて、それぞれ異なる環状のループ機構３６ａ，３６ｂの一部を構成する。

　第１ループ機構３６ａは、第１接続部材１９ａ、第１チェーン部材２１、及び、可動体１７により構成されている。第１接続部材１９ａは第１上部スプロケット１４ａに巻き掛けられるとともに、第１チェーン部材２１は第１下部スプロケット１５ａに巻き掛けられている。第２ループ機構３６ｂは、第２接続部材１９ｂ、第２チェーン部材２２、及び、可動体１７により構成されている。第２接続部材１９ｂは第２上部スプロケット１４ｂに巻き掛けられるとともに、第２チェーン部材２２は第２下部スプロケット１５ｂに巻き掛けられている。

　図２，図３に示すように、駆動機構２３は、正逆両方向の回転が可能なモータなどの駆動源３８と、駆動源３８の駆動力を駆動軸３９に伝達する伝達機構４０とを備えている。駆動軸３９は、該駆動軸３９と略平行に設けられた従動軸４１と共に支持部４２に軸支されている。

　図３に示すように、駆動軸３９には、駆動歯車４４と駆動スプロケット４５とが駆動軸３９と一体に回転するように設けられている。従動軸４１には、従動歯車４６と従動スプロケット４７とが従動軸４１と一体に回転するように設けられている。そのため、駆動軸３９が回転すると、該駆動軸３９と共に駆動スプロケット４５及び駆動歯車４４が回転し、駆動歯車４４と歯合する従動歯車４６を介して、従動軸４１及び従動スプロケット４７が回転する。駆動源３８、駆動軸３９、伝達機構４０、従動軸４１、駆動歯車４４、駆動スプロケット４５、従動歯車４６、及び、従動スプロケット４７により、駆動機構２３が構成されている。

　本実施形態では、可動体１７を上昇させる際に各チェーン部材２１，２２が移動する方向を進行方向Ｘ１と称し、可動体１７を下降させる際に各チェーン部材２１，２２が移動する方向を退行方向Ｘ２と称している。駆動スプロケット４５及び従動スプロケット４７の回転方向についても、各チェーン部材２１，２２の進行方向Ｘ１及び退行方向Ｘ２に対応して、Ｘ１及びＸ２で表す。

　次に、可動体移動装置１１において、噛合チェーン１８を進退させて、可動体１７を進退方向に移動させる場合の作用について説明する。
　さて、図４に示すように、下方位置に配置された可動体１７を上昇させる場合には、駆動源３８によって駆動軸３９を正転させる。すると、図３の状態において、駆動スプロケット４５及び従動スプロケット４７が進行方向Ｘ１に回転する。このとき噛合部３４の基端（同図では下端）では、第１チェーン部材２１及び第２チェーン部材２２の歯部３２が相互に噛み合い、噛合部３４が上昇する。このとき、噛合チェーン１８の移動に伴って、接続部材１９ａ，１９ｂと噛合チェーン１８との接続部分、すなわち、第１接続端５１ａ、５２ａが下部スプロケット１５ａ，１５ｂへ向かって移動する。

　したがって、図５に示すように、可動体１７は、噛合部３４によって押し上げられると共に、接続部材１９ａ，１９ｂによって引き上げられるように上昇し、上方位置まで移動する。

　一方、上方位置に配置された可動体１７を下降させる場合には、駆動源３８によって駆動軸３９を逆転させる。すると、図３の状態において、駆動スプロケット４５及び従動スプロケット４７が退行方向Ｘ２に回転する。このとき噛合部３４の基端では、チェーン部材２１，２２の噛み合いが外れ、分岐部３５に移行する。

　したがって、図４に示すように、可動体１７は、噛合部３４の退行方向Ｘ２への移動に伴って下降し、下方位置へ向かって移動する。さらに、可動体１７が下方へ移動すると、接続部材１９ａ，１９ｂが可動体１７に引かれるように移動する。したがって、分岐部３５は、接続部材１９ａ，１９ｂに引き上げられるように移動する。このように、可動体１７は、縦方向Ｘにおいて上部スプロケット１４ａ，１４ｂと下部スプロケット１５ａ，１５ｂの間で進退する。

　上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
　（１）第１チェーン部材２１は、第２チェーン部材２２と噛み合った噛合部３４と、第２チェーン部材２２との噛み合いが外れた分岐部３５とを備え、噛合部３４及び分岐部３５が少なくとも可動体１７を介して接続されている。第１チェーン部材２１が進行方向Ｘ１に向けてループ状に移動する場合、可動体１７は、第１チェーン部材２１の噛合部３４により押されつつ、分岐部３５に向けて引っ張られるように、第１チェーン部材２１と共に移動する。一方、第１チェーン部材２１が退行方向Ｘ２に向けてループ状に移動する場合、可動体１７は、第１チェーン部材２１の噛合部３４を押しつつ、分岐部３５を引っ張るように第１チェーン部材２１と共に移動する。すなわち、収容形態が渦巻き状であるため進退させる際に大きな駆動力が必要とされた従来のチェーン部材とは異なり、可動体１７と共にループ機構３６ａの少なくとも一部を構成する第１チェーン部材２１の場合は、小さな駆動力でも可動体１７と共に進退方向に沿ってループ状に移動する。したがって、第１チェーン部材２１の移動を円滑に行うことができる。

　（２）対をなすチェーン部材２１，２２がそれぞれ異なる２つのループ機構３６ａ，３６ｂを構成するため、１つのチェーン部材における噛合部と分岐部とが可動体を介して環状に接続されることで１つのループ機構を構成する場合に比べて、より円滑に可動体１７及びチェーン部材２１，２２を移動させることができる。

　（３）一対のチェーン部材２１，２２の分岐部３５が可動体１７に接続される位置は、噛合部３４が可動体１７に接続される位置を中心として線対称に設定されている。そのため、可動体１７を移動させる場合に、可動体１７の安定した姿勢を維持しやすくすることができる。

　（４）接続部材１９ａ，１９ｂを介してチェーン部材２１，２２の分岐部３５と可動体１７とを接続することにより、チェーン部材２１，２２を直接可動体１７に接続する場合に比べてチェーン部材２１，２２を短くすることができる。

　なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
　・図６の変形例に示すように、チェーン部材２１，２２と接続部材１９ａ，１９ｂとの間にカウンタウェイト５０を設けてもよい。すなわち、カウンタウェイト５０は、縦方向Ｘにおいて上部スプロケット１４ａ，１４ｂと下部スプロケット１５ａ，１５ｂとの間に位置するように設けられる。

　この変形例によれば、つり合いを取るための重りであるカウンタウェイト５０を噛合部３４とは異なる位置に接続することにより、可動体１７の移動を安定化することができる。したがって、可動体１７の昇降移動に要するエネルギーを小さくすることができる。

　上記変形例において、カウンタウェイト５０を設ける位置はチェーン部材２１，２２の分岐部３５もしくは接続部材１９ａ，１９ｂの長手方向に延びる部分であってもよい。さらに、１つのループ機構３６ａ，３６ｂに複数のカウンタウェイト５０を設けてもよい。

　・図６に示すように、縦方向Ｘに沿って噛合部３４を支持する支持部材５１を設けてもよい。この支持部材５１は、両側方から噛合部３４を支持し、噛合部３４の座屈を抑制する。支持部材５１の縦方向Ｘの長さは任意に変更することができる。例えば、支持部材５１の長さは、可動体１７が上方位置に配置されたときに噛合部３４の全体を支持できるような長さに設定してもよい。

　・上記実施形態において、接続部材１９ａ，１９ｂを省略し、チェーン部材２１，２２の分岐部３５を可動体１７に直接接続してもよい。接続部材１９ａ，１９ｂは、綱、縄、索、環状の複数の部材を繋げた鎖、テープやリボンなどの帯状の部材、針金や紐など、各分岐部３５と可動体１７とを接続可能であれば、任意に選択することができる。さらに、上部スプロケット１４ａ，１４ｂ及び下部スプロケット１５ａ，１５ｂは、回転自在なローラや回転不能の固定部材と置き換えてもよい。固定部材は例えば円筒形状をなし、曲面で接続部材１９ａ，１９ｂやチェーン部材２１，２２と摺接することが望ましい。

　・上記実施形態において、第２接続部２６と第３接続部２７は、第１接続部２５との間隔が異なっていてもよい。各接続部２５～２７は、奥行方向Ｚにおいて互いに偏位していてもよい。接続部材１９ａ，１９ｂを第１接続部２５に接続してもよい。

　・上記実施形態において、一対のチェーン部材２１，２２のうち、一方のチェーン部材の分岐部３５のみを可動体１７に接続してもよい。すなわち、可動体移動装置１１のループ機構を１つとしてもよい。

　１１…可動体移動装置、１７…可動体、１８…噛合チェーン、１９ａ，１９ｂ…接続部材、２１，２２…チェーン部材、２３…駆動機構、２５…第１接続部、３４…噛合部、３５…分岐部、３６ａ，３６ｂ…ループ機構、３８…駆動機構、５０…カウンタウェイト、Ｘ…縦方向、Ｘ１…進行方向、Ｘ２…退行方向。

Claims

進退可能な少なくとも一対のチェーン部材を有し、対をなすチェーン部材同士が進行方向に移動することで相互に噛み合って一体化される一方、一体化した噛合状態から前記チェーン部材同士が退行方向に移動することで噛み合いが外れて分岐する噛合チェーンと、
　該噛合チェーンを進退方向へ移動させる駆動機構と、
　該駆動機構の駆動に伴い前記噛合チェーンと共に進退する可動体と、
　該可動体と前記チェーン部材とにより少なくとも一部が構成されたループ機構と
を備え、
　前記ループ機構は、前記対をなすチェーン部材の噛合状態における噛合部と、噛み合いが外れた分岐状態における一対の分岐部とが、少なくとも前記可動体を介して接続されることにより、環状に構成される可動体移動装置。
前記対をなすチェーン部材の各々は、前記噛合部と前記分岐部とが少なくとも前記可動体を介して接続されることにより環状に構成され、かつ、異なるループ機構の一部を構成する請求項１に記載の可動体移動装置。
前記進退方向と交差する方向において、前記噛合部が接続される前記可動体における接続位置と、前記各チェーン部材が噛み合う噛合位置とを結ぶ線を中心として、線対称となる２つの位置において、前記分岐部が前記可動体にそれぞれ接続される請求項２に記載の可動体移動装置。
前記ループ機構は、前記分岐部と前記可動体とを接続する接続部材をさらに備える請求項１～請求項３のうち何れか一項に記載の可動体移動装置。
前記ループ機構は、前記噛合部とは異なる位置に接続されたカウンタウェイトをさらに備える請求項１～請求項４のうち何れか一項に記載の可動体移動装置。