(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスト式リフトであって、
マスト基部上に支持されるマストと、
前記マストに移動可能に固定される作業プラットフォームと、
前記作業プラットフォームと前記マストの間に連結され、前記作業プラットフォームの前記マストにおける昇降をもたらすリフトシステムとを備え、
前記リフトシステムは、
前記作業プラットフォームに連結された巻き上げドラムおよびブレーキフレームを介して前記作業プラットフォームと前記マストとの間に連結された少なくとも一本の昇降用ロープと、
前記ブレーキフレームに連結され、且つ、前記ブレーキフレームを係合位置の方に押圧するばねと、
前記ブレーキフレームに連結されたキャリッジラッチフックおよび前記マストに固定されたピンを含むキャリッジラッチアセンブリとを含み、
前記ブレーキフレームは前記係合位置と係合解除位置の間を前記昇降用ロープの張力量に基づいて移動可能であり、
前記ブレーキフレームが前記係合位置に配置されるときに、前記キャリッジラッチフックが前記ピンと係合可能であるマスト式リフト。
【請求項２】
前記リフトシステムが、前記巻き上げドラムに動作可能に連結されるウォーム駆動ギアボックスであって、駆動源と連結可能な駆動シャフトを介して駆動されるウォーム駆動ギアボックスを備える請求項１に記載のマスト式リフト。
【請求項３】
前記駆動源が、電源装置および携帯型パワードリルの一方である請求項２に記載のマスト式リフト。
【請求項４】
前記駆動シャフトが前記係合解除位置の方に付勢されており、それにより前記駆動シャフトが作動するには前記付勢に対して反対の力を必要とする請求項３に記載のマスト式リフト。
【請求項５】
前記リフトシステムは二本の昇降用ロープを備える請求項１に記載のマスト式リフト。
【請求項６】
さらに、前記ブレーキフレームと協働可能であって、前記係合位置と前記係合解除位置の間を前記ブレーキフレームと共に移動可能な遊動ローラを備え、前記遊動ローラは前記係合位置の方に付勢されており、前記昇降用ロープの張力が前記ブレーキフレームを前記係合解除位置に維持するように、前記昇降用ロープは前記遊動ローラと協働可能である請求項１に記載のマスト式リフト。
【請求項７】
前記マスト式リフトが自立型であるように前記マスト基部が構成されている請求項１に記載のマスト式リフト。
【請求項８】
作業プラットフォームとマストの間に連結可能で、前記作業プラットフォームの前記マストにおける昇降をもたらすリフトシステムであって、
前記作業プラットフォームと前記マストの間に連結された少なくとも一本の昇降用ロープと、
前記少なくとも一本の昇降用ロープと協働可能であって、前記マストを係合する係合位置と前記マストを係合解除する係合解除位置の間を、前記昇降用ロープにかかる張力量に基づいて移動可能である緊急ブレーキと、
前記緊急ブレーキと協働可能なキャリッジラッチアセンブリであって、前記作業プラットフォームが最下位置に到達したときに、前記作業プラットフォームを前記マストに自動的にロックするキャリッジラッチアセンブリと、
前記緊急ブレーキに連結され、前記緊急ブレーキと共に前記係合位置と前記係合解除位置の間を移動可能な遊動ローラとを備え、
前記キャリッジラッチアセンブリは、前記遊動ローラに連結されるキャリッジラッチフックおよび前記マストに固定されるピンを含み、前記遊動ローラが前記係合位置に配置されるときに、前記キャリッジラッチフックは前記ピンと係合可能であるリフトシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の参照情報：本願は、２００６年３月２２日に出願された米国仮特許出願第６０／７８４，４７３号の優先権を主張した、２００７年３月２２日に出願されたＰＣＴ国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２００７／００７０６０号の一部継続出願である。これらの出願それぞれの開示全てをここに援用して本文の記載の一部とする。
【０００２】
連邦政府の支援による研究開発に関する陳述
（適用せず）
【背景技術】
【０００３】
本発明は作業員用リフトに関し、より具体的には、リフトシステムによりマストを昇降する作業プラットフォームを含む、持ち運び可能なリフト機械に関する。このリフト機械は、自立型または非自立型であってよく、一人のユーザによって運搬可能および作動可能であってよい。
【０００４】
梯子の概念は、数千年前から存在する。しかし、現存する梯子は嵩張って扱いにくく、操作が難しいことがある。さらに、従来の梯子は特に、平坦でない地面上で不安定になることがあり、作業領域は作業員の手の届く範囲に限定される。
【０００５】
梯子製造会社は、動力機械製品の開発に消極的である。しかし、梯子の多数の利点（例えば、一人の操作者によって組み立てて用いることができる、軽量であるなど）を達成するとともに、持ち運び可能な動力機械における一層の安定性およびより広い作業領域をもたらす作業員用リフトを開発することが望ましい。
【０００６】
マストクライミング式プラットフォームは知られており、典型的に、自立可能または、壁もしくは他の支持構造により支持可能なマストを含む。しかし、現存するマスト式クライマは、最小の定格荷重が約４５４ｋｇ（１０００ポンド）であり、そのサイズのために、一人のユーザによって持ち運びも操作も不可能である。垂直マスト製品および空中作業プラットフォームは、移動プラットフォームを含み、一般に自立型アセンブリのみである。これらの機械も典型的には、持ち運ぶには非常に大型であり、持ち運び易さ、低コスト、および使い易さに関して、梯子によりもたらされる多数の利点から大変かけ離れている。
【０００７】
持ち運び易さを達成するために、軽量で信頼性の高いリフトシステム機構が、作業員をリフトするデバイスに期待される機能性を備えることが望まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
マスト式リフトは、基部すなわちマストフレームと、作業プラットフォームを支持するキャリッジが移動可能であるマストと、動力源とを含む。動力源は、搭載型電源装置またはパワードリルなどのユーザにより供給される源であってよい。モジュール式の構成部品を様々なモデルに用いることができる場合、これらの種々の構成部分もモジュールシステムの一部として利用することができる。
【０００９】
キャリッジおよびリフトシステムの例示的な特徴は、過負荷クラッチをオーバーランブレーキと組み合わせて用いて、ロープなどのリフト機構が、移動範囲の下点に到達した後または障害物に対面したような場合に、巻き取りドラムから巻き解かれることを防止することを含む。緊急ブレーキは、ロープの張力が低下した場合またはロープの故障の場合に、作業プラットフォームをマストに固定する。移動範囲の下点における緊急ブレーキのマストへの係合は、ドラムからロープがさらに巻き解かれることを阻止するだけでなく、ラッチも提供して、運搬中などにキャリッジを降下位置に保持する働きもある。
【００１０】
プラットフォームとキャリッジの間に、その構造体にかかることがあるピーク荷重を軽減するエネルギー吸収機能を設けてもよい。この機能は、万一、巻上げロープが完全に故障した場合および緊急ブレーキが展開された場合に、ある種の弾性バンパーおよび／または衝撃吸収帯を提供する。
【００１１】
別の例示的な特徴は、伸縮マストのためのバネ式ステップローラである。
【００１２】
例示的な実施形態では、マスト式リフトは、マスト基部上に支持されるマストと、マストに移動可能に固定される作業プラットフォームと、作業プラットフォームとマストの間に連結されるリフトシステムとを含む。リフトシステムは、マストにおける作業プラットフォームの昇降をもたらす。リフトシステムは、ブレーキフレームおよび作業プラットフォームに連結された巻き上げドラムを介して作業プラットフォームとマストとの間に連結された少なくとも一本の昇降用ロープを含み、ブレーキフレームは、係合位置と係合解除位置との間を、昇降用ロープの張力量に基づいて移動可能である。リフトシステムは、さらに、ブレーキフレームに連結され且つブレーキフレームを係合位置の方に押圧するばねと、ブレーキフレームに連結されたキャリッジラッチフックおよびマストに固定されたピンを含むリフトシステムすなわちキャリッジラッチアセンブリとを含む。ブレーキフレームが係合位置に配置されるときに、キャリッジラッチフックはピンと係合可能であり、移動可能なプラットフォームキャリッジとマストの間にラッチを形成する。このラッチシステムは、例えばマストが運搬されるときに、マストに沿ったキャリッジの移動を阻止する。
【００１３】
好ましくは、リフトシステムは、巻き上げドラムに動作可能に連結されるウォーム駆動ギアボックスを含み、このギアボックスは、駆動源と連結可能な駆動シャフトを介して駆動される。リフトシステムは、二本またはそれより多くの昇降用ロープを含んでいてもよい。ある構成では、マスト式リフトは、ブレーキフレームと協働可能であって、ブレーキフレームと共に係合位置と係合解除位置の間を移動可能な遊動ローラをさらに含む。遊動ローラは係合位置の方に付勢されており、昇降用ロープの張力がブレーキフレームを係合解除位置に維持するように、昇降用ロープは遊動ローラと協働可能である。
【００１４】
駆動源は、電源装置または携帯型パワードリルの一方であってよい。この状況下で、駆動シャフトは係合解除位置の方に付勢されていてもよく、それにより駆動シャフトが作動するには付勢に対して反対の力を必要とする。
【００１５】
マスト基部は、マスト式リフトが自立型であるように構成されているのが好ましいが、マスト式リフトは自立型または立て掛け型であることができる。
【００１６】
別の例示的な実施形態では、作業プラットフォームとマストの間に連結可能なリフトシステムは、マストにおける作業プラットフォームの昇降をもたらす。リフトシステムは、作業プラットフォームとマストの間に連結された少なくとも一本の昇降用ロープと、少なくとも一本の昇降用ロープと協働可能であって、キャリッジをマストに係合する係合位置とキャリッジをマストから係合解除する係合解除位置の間を、昇降用ロープにかかる張力量に基づいて移動可能である緊急ブレーキと、緊急ブレーキと協働可能なキャリッジラッチアセンブリであって、作業プラットフォームが最下位置に到達したときに、作業プラットフォームをマストに自動的にロックするキャリッジラッチアセンブリとを含む。リフトシステムは、さらに、緊急ブレーキに連結され、緊急ブレーキと共に係合位置と係合解除位置の間を移動可能な、遊動ローラなどのロープ張力検知デバイスを含んでもよい。
【００１７】
ある構成では、キャリッジラッチアセンブリは、遊動ローラに連結されるキャリッジラッチフックおよびマストに固定されるピンを含む。遊動ローラが係合位置に配置されるときに、キャリッジラッチフックはマストにおけるピンまたは複数のピンと係合可能である。種々の高さの多様なピンがあってよく、マストの片側または両側にあることができる。別の構成では、キャリッジラッチアセンブリは、リフト張力が昇降用ロープに加えられたときに、作業プラットフォームを自動的に解放するよう構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
本発明のこれらの態様および利点と他の態様および利点を、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【図１】図１は、例示的な構成によるマスト式リフトの斜視図である。
【図２】図２は、マスト式リフトのリフトシステムの正面斜視図である。
【図３】図３は、リフトシステムの背面斜視図である。
【図４】図４は、リフトシステムの側面図である。
【図５】図５は、マストにおけるリフトシステムの側面図である。
【図６】図６は、エネルギー吸収部材を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１を参照すると、ここに示すマスト式リフトは一般に、マスト１４を支持する基部すなわちマストフレーム１２を含み、マスト１４において、作業プラットフォーム１３が、キャリッジアセンブリすなわちリフトシステム１５を介して、降下位置（図１に示す）と上昇位置との間を移動可能である。これらの構成部品はモジュール式が好ましく、それによって、機械を迅速且つ確実に組み立てることおよび分解することが可能になり、一人による運搬が容易となる。平均的な当業者が構成部品の組み立てに要する時間は、典型的には３０秒未満である。このモジュールシステムにおいても、異なる種類のマストおよび基部の設計に種々の構成部品を用いることが可能になるので、製品の多用途性を向上させる。代替的な実施形態では、マスト１４は伸縮部を含み、より高いマストが運搬のために収縮されて一層小型にできるようになる。図１に示すマスト式リフトは、自立型マスト式リフトである。すなわちこの機械は、独立した支持および位置決めが可能である。後述するリフト構造の構成部品は、非自立型機械に同様に適用でき、本発明は、例示的に図示した自立型リフトの実施形態に必ずしも限定されるものではない。
【００２０】
基部すなわちマストフレーム１２は、一方向格納キャスタシステムを備える。これは、ユーザがプラットフォーム上にいる場合、プラットフォームへのばね付きキャスタによる支持がないようにする。ユーザがプラットフォーム上にいない場合、簡単な動作でキャスタを効果的に用いて、リフトの位置換えを容易にする。
【００２１】
作業プラットフォーム１３は、キャリッジすなわちリフトシステム１５に、取付けピン、フック、およびラッチを介して固定され、それらすべては簡単な組み立て作業を通して係合する。組み立て作業は１０秒未満で安全に完了し、危険なやり方で、不正確な組み立てを容易に行うことはできない。図２〜図５を参照すると、一本または好ましくは二本の昇降用ロープ１、２が、張力均一化ループ（図示せず）を介してマスト１４の頂部で連結される。張力均一化ループは、各ロープにおける張力を均一にするとともに、マスト１４の頂部で独立したロープ終端を維持する。ロープ１、２は、マスト１４の前方に沿って延在し、キャリッジ１５に入る。ローラ１８は、マスト１４にキャリッジ１５を取り付け、また、プラットフォーム１３がマスト１４の周りを回転しないようにもする。ローラ１８は、ステップ式およびばね荷重式であり、伸縮変化に基づいて作用することが好ましい。
【００２２】
ロープ１、２は、主要巻き上げドラム４上に巻き付けられる前に、緊急ブレーキを解除する遊動ローラ３にかけ渡されることが好ましい。プラットフォームをリフトすることは、ウォーム駆動ギアボックス８が、巻き上げドラム４を回転させて昇降用ロープ１、２を巻き付けることにより達成される。好ましい実施形態では、巻き上げドラム４に溝をつけ、ロープ１、２がドラムの中央部に達するまでドラム４上に一定直径の第１層で巻きつき、その後、ロープ１、２はそれらの上に巻き取られて第２層を形成し得ることを確実に支援する。
【００２３】
ウォーム駆動ギアボックス８は、駆動シャフト１０を介して駆動される。駆動シャフト１０はモジュール式電源装置によって、または代替的に、携帯型パワードリルなどを介して作動され得る。駆動ドライブシャフト１０は二段階の動作（two-action operation）を備え、シャフトが押し下げられてウォーム駆動ギアボックス８と係合し、そして回転されることを必要とする。携帯型パワードリルを用いる場合、操作者がシャフトを押し下げ、そしてドリルのトリガーを引いてプラットフォーム１３を動かすという二段階の動作が必要である。操作者が第二動作をし損ねるならば、過負荷クラッチを介して操作者は過度のバックラッシトルクから保護される。過負荷クラッチは、第二動作が適切に完了されない場合にスリップする。電源装置の場合は、電源装置を駆動シャフト１０に固定することで、駆動シャフトを作動のための押し下げ位置に固定する。ギアボックス８はまた、操作者が正常に操作できなくなった場合に下から手動降下を可能にするために、底部側にインプットを有することが好ましい。
【００２４】
昇降用ロープ１、２にかかる張力は、いずれの好適なデバイスによって感知される。ある構成では、昇降用ロープの張力は、遊動ローラ３を通してベルクランク１７に力を及ぼす。ベルクランク１７は、緊急ブレーキフレームすなわち遊動ローラフレーム５およびその取り付けリンク１１と協働して動作し、ブレーキシュー６をマスト１４から離して、張力が昇降用ロープ１、２に残っている間は、ブレーキシュー６をマスト１４から離したままにする。このようにして、この構成によって、正常の使用においてキャリッジ１５が自由に動くことを可能にする。
【００２５】
遊動ローラ３は、昇降用ロープ１、２の張力が低下したときに係合され且つ昇降用ロープの張力によって係合解除される揺動ブレーキフレーム５を使用することによって除かれ得る。つまり、昇降用ロープ１、２の張力が低下する場合、頂部前方ローラ１８の車軸とブレーキフレーム５の間にリンク１１を介して取り付けられたばね２９は、ブレーキシュー６をマスト１４に接触させる。ブレーキシュー６とマスト１４の間に生じた高い摩擦によって、およびリンク１１を介して緊急ブレーキフレーム５の前方に加えられたプラットフォームの重量によって、緊急ブレーキフレーム５の横方向の締結力がマスト１４の周囲に生じ、それによって緊急ブレーキフレーム５をマスト１４に固定する。その時にはプラットフォーム１３上の負荷は、もはやロープ１、２の張力によって支持されているのではなく、むしろ取り付けリンク１１と、緊急ブレーキフレーム５と、ブレーキシュー６とを介して、マスト１４によって支持されている。
【００２６】
このシステムは、昇降用ロープ１、２の張力が低下した後に、非常に小さな降下量の範囲内で緊急ブレーキが係合するように設計されており、緊急ブレーキの作動による衝撃力を最小化するのを助ける。ブレーキが緊急に係合する際に加えられることになる高いピーク力を仮定すると、自己動力式の緊急ブレーキが係合することによって発生する急な減速によるエネルギーは、機械に損傷を与える恐れがある。ここに記載される構成は、図６に示すような、キャリッジ１５とプラットフォーム１３の間に設けられるエネルギー吸収ゴムばねなどのエネルギー吸収部材２０を組み込むことによって、ピーク荷重の大きさを最小化する。この設計の他の特徴とエネルギー吸収ゴムばね２０が組み合わされた場合における付加的な利益は、突発的な故障が発生した場合に、ユーザにかかる最大のＧ力を抑制する衝撃吸収帯効果である（現代の自動車における衝撃吸収帯に類似する）。
【００２７】
引き続き図２〜図５を参照すると、過負荷クラッチ９は駆動シャフト１０で動作して、巻き上げドラム４が、最大定格荷重にわずかなマージンを加えた分だけしかリフトできないようにする。好ましい実施形態の概念では、過負荷クラッチ９は駆動シャフト１０を介して駆動トルクをギアボックス８内に伝えるが、同様の結果を達成するために、過負荷クラッチ９は駆動チェーンの別の部分に組み込まれることができる。いずれの好適なデバイスを過負荷クラッチ９に用いることができ、本発明は、特定の設計に限定されるものではない。ある構成では、オイルバスにおいて直列に交互に配置されたばね荷重式ワッシャ（interleaved spring-loaded washers）などが過負荷クラッチとして機能し、それにおいて所定の負荷（トルク）が加えられると、ワッシャは互いに相対的に滑りあう。
【００２８】
オーバーランブレーキ７もまた駆動トレインに組み込まれる。オーバーランブレーキ７は、この機械が移動範囲の下点まで完全に降下しているとき、また、万一プラットフォーム１３が下方へ移動する間に障害物で止められる場合においても、昇降用ロープ１、２がドラム４から巻き解かれないように作動する。オーバーランブレーキ７は、レバーアーム７ａに作用するピン１９または他の係合部品を介して緊急ブレーキ機構５により、ロープ１、２の張力の低下を感知する。レバーアーム７ａはばね荷重されて、緊急ブレーキフレーム５に係合している。ロープ１、２における張力が低下すると（通常は移動範囲の下点への到達によってのみ低下するのであるが）、緊急ブレーキフレーム５がその係合位置まで動いて、それによりオーバーランブレーキレバー７ａが噛み合いクラッチ７ｂを駆動シャフト１０上にと降下させ、その結果、駆動シャフト１０がさらに回転するのを防ぐ。駆動モータからの動力は次いで、過負荷クラッチ９を滑らせることによって吸収され、それによって滑りながらノイズが発生されて、モータの操作をやめるように操作者を導くであろう。
【００２９】
噛み合いクラッチ７ｂは、作動時にはリフトアップ方向への移動を許容し、且つ作動時にはリフトダウン方向への移動を防止する一方向噛み合いクラッチ装置が好ましく、それによりロープ１、２が、弛んでしまうか、出しつくされないようにするか、またはドラム４端部に巻きつかないようにする。この設計は、オーバーランブレーキ７が係合される位置から、操作者をリフトアップできるようにしており、このことがロープ１、２に張力を与えて、その張力が緊急ブレーキ（およびマストをラッチするキャリッジ）を解除して、オーバーランブレーキ７を解除する。
【００３０】
遊動ローラ３は、ロープ１、２が低張力下にあるときの緊急ブレーキ係合位置と、ロープ１、２が荷を積んだプラットフォームの重量を支持しているときの緊急ブレーキ係合解除位置との間を移動可能である。移動範囲の下点では、プラットフォームは基部に載るので、ロープ１、２の張力を低下させる。そのことは、遊動ローラ取付け台すなわちベルクランク１７を、緊急ブレーキ係合位置に一致して回転させる。ベルクランク１７はこの位置で使用されて、プラットフォームが完全に降下位置にあるときに、キャリッジ１５をマスト１４にラッチする。つまり、図３〜図４に示すように、ロープ１、２の張力が低下したときに（典型的には移動範囲の下点に到達したことによるが）、緊急ブレーキフレーム５が、好ましくは頂部前方ローラ１８の車軸とブレーキフレーム５の間に取り付けられた（ばねはどこからでもキャリッジ上に取り付けることができるが）ばね２９の動作によって枢動される（図３の時計回り方向）。このことにより、ベルクランク１７に取り付けられたキャリッジラッチフック３０を含むキャリッジラッチアセンブリ３０、３２（図３に概略的に示す）が、マスト１４の中心に向かって内側に揺動する。キャリッジが移動範囲の下点にあるときに、この動きは、キャリッジラッチフック３０を、マスト１４に設置されているアセンブリのピンまたは複数のピン３２の下にもたらす。従って、移動範囲の下点において、キャリッジは自動的にマスト１４にラッチされる。操作者がプラットフォーム１３をマスト１４の上方へ駆動するときに、ロープ１、２の張力は緊急ブレーキフレーム５をばね２９の力に逆らって動かす（図３の反時計回り方向）。このことは、キャリッジラッチフック３０を解除する。この構造により、マストがキャリッジを保持して基部からリフトされるとき、キャリッジが動かないことが確実になるという追加の利益がもたらされる。また、運搬中に、キャリッジがマストに沿って動かないようにもする。
【００３１】
この設計の全体的な結果により、マストを昇ることができ、一本またはそれより多くの好ましくは二本の昇降用ロープ、さらに緊急ブレーキ、さらに過負荷制御、移動範囲端部制御、オーバーラン制御、および移動範囲の下点における自動オン／オフロックダウンラッチを備えるキャリッジが得られる。このシンプルな機構は、全てのこれらの特徴を含むにもかかわらず、重さは約１４Ｋｇ（約３０ポンド）しかない。
【００３２】
説明したように、この構成は、いかなる電気または電気デバイスを用いることなく、これらの重要な安全性および動作機能を達成することにより、コスト、重量、メンテナンスの観点から、設計をシンプルに保つ。しかし、当業者にとって明らかであるように、電気または電気デバイスを用いてこれらの機能を実行することは可能であり、本発明は記載された構成に必ずしも限定されるものではない。
【００３３】
本発明は、最も実用的であり好ましい実施形態であると現在考えられるものに関連して記載したが、本発明は開示された実施形態に限定されないこと、それとは逆に、添付の特許請求の範囲の精神および範囲内に含まれる種々の改変および等価な構成を包含するように意図されたものであることを理解すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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