(57)【要約】【課題】負荷の重量が変わっても簡単な操作で吊り上げることができ、動力源が不要で簡易な構成の、廉価な吊り上げ装置を提供する。【解決手段】荷重を支えるエンドレスベルトと、該エンドレスベルトを移動自在に支持する少なくとも２ヶ所の支点をもつ基台と、該支点により区分された該エンドレスベルトの一方の部分に移動自在に保持されて、負荷を担う吊り上げ手段と、該支点により区分された該エンドレスベルトの他方の部分に移動自在に保持されて、該負荷に対抗する第一バランス手段と、該支点により区分された該エンドレスベルトの該他方の部分に固定されて、該負荷に対抗する第二バランス手段と、該吊り上げ手段と該第一バランス手段とで区画される該エンドレスベルトの２つの連結側部のうち、一方を選択して該基台に固定する固定手段と、を備えることを特徴とする吊り上げ装置。【選択図】図１
2006206222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷重を支えるエンドレスベルトと、
該エンドレスベルトを移動自在に支持する少なくとも２ヶ所の支点をもつ基台と、
該支点により区分された該エンドレスベルトの一方の部分に移動自在に保持されて、負荷を担う吊り上げ手段と、
該支点により区分された該エンドレスベルトの他方の部分に移動自在に保持されて、該負荷に対抗する第一バランス手段と、
該支点により区分された該エンドレスベルトの該他方の部分に固定されて、該負荷に対抗する第二バランス手段と、
該吊り上げ手段と該第一バランス手段とで区画される該エンドレスベルトの２つの連結側部のうち、一方を選択して該基台に固定する固定手段と、
を備えることを特徴とする吊り上げ装置。
【請求項２】
前記２ヶ所の支点は、前記基台に設けられた定滑車である請求項１に記載の吊り上げ装置。
【請求項３】
前記吊り上げ手段は、前記負荷を吊り上げる吊り部材をもつ負荷側動滑車である請求項１または２に記載の吊り上げ装置。
【請求項４】
前記第一バランス手段は、第一バランスウェイトと、該第一バランスウェイトを担うバランス側動滑車と、からなる請求項１〜３のいずれかに記載の吊り上げ装置。
【請求項５】
前記第二バランス手段は、第二バランスウェイトである請求項１〜４のいずれかに記載の吊り上げ装置。
【請求項６】
前記第一及び第二バランスウェイトの少なくとも一方は、所定の質量をもつ錘である請求項４または５に記載の吊り上げ装置。
【請求項７】
前記第一及び第二バランスウェイトの少なくとも一方は、所定の特性をもつ定荷重ばねである請求項４または５に記載の吊り上げ装置。
【請求項８】
前記固定手段は、手動操作により前記エンドレスベルトの前記連結側部の一方を選択して前記基台に固定する切替レバーである請求項１〜７のいずれかに記載の吊り上げ装置。
【請求項９】
前記基台は、回転運動または往復運動可能である請求項１〜８のいずれかに記載の吊り上げ装置。
【請求項１０】
前記負荷を吊り上げて移送する請求項９に記載の吊り上げ装置。
【請求項１１】
前記負荷は作業に用いる工具であり、該工具を吊り上げて作業を省力化する請求項９に記載の吊り上げ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品や製品などの移動、及び工具を吊り上げての省力化作業に用いる吊り上げ装置に関し、より詳細にはバランスウェイトを用い動力を要しない吊り上げ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や電気機器などの組立ラインでは、ワークに順次部品を組み付けてゆき製品を完成させている。このとき、比較的大きく重量のある部品や製品の移動では、人手だけに頼らずに吊り上げ装置が用いられる場合が多い。また、ねじを締め付ける電動ドライバーなどの作業工具も、吊り上げ装置で吊り上げながら使用することができるようになっている。この種の吊り上げ装置は、天井や支柱から吊り下げられたり、移動可能なアームにより支えられて、利用に供されている。そして、吊り上げ装置の使用により、作業の省力化や迅速化などが図られている。
【０００３】
吊り上げ装置には、大別して動力源を用いる駆動方式と動力を用いないバランス方式とがある。駆動方式の吊り上げ装置では、電気や圧縮空気などの動力源を用いて部品や工具などの負荷の重量に対抗し、負荷の把持、吊り上げ、移動などを行っている。特許文献１に開示される動力工具保持具は、駆動方式の吊り上げ装置の一例であり、外部から導入される気体の圧力によって負荷を垂直方向の任意の位置に保持できるようになっている。
【０００４】
一方、バランス方式の吊り上げ装置では、バランスウェイトを用いて負荷の重量を相殺することにより、実重量よりも小さな人力で負荷を吊り上げられるようになっている。例えば、定滑車に支持されるベルトの一端に錘がぶら下げられ、ベルトの他端で負荷を吊り上げる構成が用いられる。錘に代えて、引き出し長によらず一定の引っ張り力が生起する定荷重ばねを用いる場合もある。
【特許文献１】特開２０００−９４３６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の駆動方式の吊り上げ装置は、電気で駆動するモータや圧縮空気で駆動するピストン及びシリンダが必要であり、装置が複雑化し高価になっている。また、電線や配管が必要となるため、移動には制約がある。このため、駆動方式の吊り上げ装置は、用途や使用場所が限定されていた。
【０００６】
一方、バランス方式の吊り上げ装置は簡易な構成で廉価であるが、バランスウェイトの大きさが固定されている難点があった。すなわち、複数の負荷の重量が異なる場合に、それぞれの重量に合わせて多数の吊り上げ装置を設置するため、設備投資費用がかさんでいた。また、バランスウェイトを交換して対応することも考えられるが、作業が煩雑でかつ混乱の一因となり、作業能率が低下するため現実的ではない。
【０００７】
本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、負荷の重量が変わっても簡単な操作で吊り上げることができ、動力源が不要で簡易な構成の、廉価な吊り上げ装置を提供する。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００８】
本発明の吊り上げ装置は、荷重を支えるエンドレスベルトと、該エンドレスベルトを移動自在に支持する少なくとも２ヶ所の支点をもつ基台と、該支点により区分された該エンドレスベルトの一方の部分に移動自在に保持されて、負荷を担う吊り上げ手段と、該支点により区分された該エンドレスベルトの他方の部分に移動自在に保持されて、該負荷に対抗する第一バランス手段と、該支点により区分された該エンドレスベルトの該他方の部分に固定されて、該負荷に対抗する第二バランス手段と、該吊り上げ手段と該第一バランス手段とで区画される該エンドレスベルトの２つの連結側部のうち、一方を選択して該基台に固定する固定手段と、を備えることを特徴としている。
【０００９】
本発明は、固定手段の操作により第二バランス手段の使用または未使用を選択し、負荷に適合するバランスウェイトとすることを要旨としている。
【００１０】
エンドレスベルトは、負荷と第一及び第二バランス手段の荷重を支えられる強度を有することが必要である。エンドレスベルトを支持する少なくとも２ヶ所の支点にも同等の荷重がかかるため、相等の強度が必要である。さらに、支点がエンドレスベルトを移動自在に支持するためには、両者の間が滑らかに摺動するか、あるいは支点が回転して滑動することが好ましい。なお、「エンドレスベルトが移動する」とは、エンドレスベルトの配置が基台に対して変化することを意味し、同じ配置で回転することを意味しない。
【００１１】
エンドレスベルトは、支持される２ヶ所の支点により、２つの部分に区分されている。そして、一方の部分には、移動自在に負荷を担う吊り上げ手段が移動自在に保持されている。また、他方の部分には、負荷の荷重に対抗するように第一バランス手段が移動自在に保持されている。したがって、吊り上げ手段と第一バランス手段とは、エンドレスベルトを介して間接的に対抗しており、一方が移動してエンドレスベルトを引っ張れば、他方が追従して移動するようになっている。さらに、エンドレスベルトの他方の部分には、負荷に対抗する第二バランス手段が固縛されている。この固縛点は、エンドレスベルトの移動に伴い、基台に対して動き得るものである。第一バランス手段と第二バランス手段とは、共に負荷に対抗し、助け合って負荷の荷重を相殺するように作用するものである。
【００１２】
また、エンドレスベルトは、吊り上げ手段と第一バランス手段とにより、両者を結ぶ２つの連結側部が区画されている。そして、第二バランス手段の固縛点をもたない側を第一連結側部と呼称し、第二バランス手段の固縛点をもつ側を第二連結側部と呼称する。なお、各連結側部はそれぞれ支点で支持されている。
【００１３】
固定手段は、第一連結側部と第二連結側部とのいずれか一方を選択して基台に固定するように構成されている。これにより、軽負荷モードと重負荷モードの２つの動作モードを選択することができる。すなわち、第二連結側部が基台に固定される軽負荷モードでは、第二バランス手段の固縛点は基台に対して固定され、負荷に対抗し得なくなる。この結果、第一バランス手段の荷重に相当する軽い負荷が吊り上げ手段に担われたときにバランスする。
【００１４】
第一連結側部が基台に固定される重負荷モードでは、第一バランス手段と第二バランス手段の両方が移動自在な状態となり、共に負荷に対抗する。この結果、両方の荷重の和に相当する重い負荷が吊り上げ手段に担われたときにバランスする。
【００１５】
第一バランス手段及び第二バランス手段の荷重の大きさは、吊り上げる負荷の荷重の大きさをあらかじめ考慮して、選定しておくことが好ましい。なぜなら、両者の大きさが完全に一致しなくても、差分に相当する小さな外力を加えれば、負荷を吊り上げることができるからである。
【００１６】
上述の本発明の解決手段によれば、負荷の荷重の大きさに応じて、固定手段によりエンドレスベルトの固定箇所を選択して、第二バランス手段の使用または未使用を選択することができる。これにより、軽負荷モードと重負荷モードを選択することができ、負荷の重量が変わってもわずかな外力を加えるだけで吊り上げることができる。
【００１７】
次に、上述の解決手段をより具体的に説明する。
【００１８】
前記２ヶ所の支点は、前記基台に設けられた定滑車であってもよい。前記吊り上げ手段は、前記負荷を吊り上げる吊り部材をもつ負荷側動滑車であってもよい。前記第一バランス手段は、第一バランスウェイトと、該第一バランスウェイトを担うバランス側動滑車と、からなることでもよい。また、前記第二バランス手段は、第二バランスウェイトであってもよい。
【００１９】
上述のように複数の滑車とバランスウェイトとを組み合わせて、本発明を構成することができる。支点に相当する定滑車は、回転することによりエンドレスベルトを滑動させ、移動自在に保持することができる。吊り上げ手段に相当する負荷側動滑車は、エンドレスベルトに回転自在に保持され、かつ回転しない軸体に吊り部材、例えば吊り上げフックなどを設けることにより、負荷を吊り下げることができる。第一バランス手段を構成するバランス側動滑車も、エンドレスベルトに回転自在に保持され、回転しない軸体に第一バランスウェイトを担うことができる。また、第二バランス手段は、エンドレスベルトに固縛される第二バランスウェイトであってもよい。なお、滑車とエンドレスベルトの組み合わせは、同じ作用の歯車とエンドレスチェーンの組み合わせに置き換えることもできる。
【００２０】
前記第一及び第二バランスウェイトの少なくとも一方は、所定の質量をもつ錘であってもよい。前記第一及び第二バランスウェイトの少なくとも一方は、所定の特性をもつ定荷重ばねであってもよい。第一及び第二バランスウェイトには、錘あるいは定荷重ばねを自由に組み合わせて構成することができる。錘の荷重の方向は鉛直下向きであり、同様に吊り下げられた負荷の荷重も鉛直下向きである。したがって、両方の荷重を対抗させるために、エンドレスベルトの支点により区分された両方の部分が上下に移動するように、複数の滑車で支持してやればよい。
【００２１】
前記固定手段は、手動操作により前記エンドレスベルトの前記連結側部の一方を選択して前記基台に固定する切替レバーであることが好ましい。これにより、簡単な操作でエンドレスベルトの固定箇所を変更することができる。
【００２２】
前記基台は、回転運動または往復運動可能であってもよい。前記負荷を吊り上げて移送するようにしてもよい。また、前記負荷は作業に用いる工具であり、該工具を吊り上げて作業を省力化するようにしてもよい。
【００２３】
本発明の吊り上げ装置の基台は固定式でもよいが、回転運動または往復運動可能な可動式であってもよい。可動式の基台であれば、負荷を吊り上げた後に別の場所に移動して降ろすことにより、負荷を移送することができる。工具を吊り上げて作業を行う場合にも、移動できる方が作業性が良好な場合があり、作業終了時には吊り上げ装置を邪魔にならない位置へ待避させることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明を実施するための最良の形態を、図１〜図５を参考にして詳細に説明する。図１は本発明の実施例の吊り上げ装置を示す説明図である。実施例の吊り上げ装置は、エンドレスベルト１０と、基台に相当する垂直支柱２１及びアーム２２と、吊り上げ手段に相当する負荷側動滑車３０と、第一バランス手段に相当するバランス側動滑車４０及び４ｋｇスプリングバランサ５０と、第二バランス手段に相当する８ｋｇスプリングバランサ６０と、固定手段に相当する切替レバー７０と、で構成されている。
【００２５】
垂直支柱２１は鉛直方向に延び、吊り上げ装置全体を支えている。垂直支柱２１は、床面に固定されてもよいし、台車などに移動可能に設けられてもよい。垂直支柱２１の途中には、水平方向に延びるアーム２２が固定されている。アーム２２の一端側（図１の右側）の上部には第一定滑車２３が軸支され、その左下には第二定滑車２４が軸を平行に軸支されている。エンドレスベルト１０は、２つの定滑車２３、２４の上側に支持され、支持点よりも右側の一方の部分１１は下方に垂れ、左側の他方の部分１２は左方向に延びている。
【００２６】
エンドレスベルト１０の一方の部分１１の下端には、負荷側動滑車３０が回転自在に保持されている。負荷側動滑車３０の回転しない軸体には吊り部材３１が設けられ、負荷９０が吊り下げられるようになっている。また、負荷側動滑車３０の回転しない軸体には、鉛直方向に延びるガイドロッド３２が設けられている。ガイドロッド３２は、アーム２２の一端（図１の右端）に設けられたロッド座２５により、上下動可能に保持されている。したがって、負荷側動滑車３０は、ガイドロッド３２に案内されて上下のみに動き、左右にはふらつかないようになっている。一方、エンドレスベルト１０の他方の部分１２の左端には、バランス側動滑車４０が回転自在に保持されている。
【００２７】
アーム２２の他端側（図１の左側）の上部には８ｋｇスプリングバランサ６０が設けられ、下部には４ｋｇスプリングバランサ５０が設けられている。２つのバランサ５０、６０には定荷重ばねが用いられている。したがって、それぞれの引き出し線５１、５２は、引き出された長さに依存せず常に一定の４ｋｇ及び８ｋｇの荷重でバランサ内に引っ張られている。そして、４ｋｇスプリングバランサ５０の引き出し線５１は、バランス側動滑車４０の回転しない軸体に結線され、バランス側動滑車４０を４ｋｇの荷重で左方向に引っ張っている。８ｋｇスプリングバランサ６０の引き出し線６１は、エンドレスベルト１０の第一定滑車２３とバランス側動滑車４０との間の固縛点１３に結線され、固縛点１３を８ｋｇの荷重で左方向に引っ張っている。
【００２８】
エンドレスベルト１０のうち、負荷側動滑車３０から第二定滑車２４を経てバランス側動滑車４０までの部分が第一連結側部１６である。また、エンドレスベルト１０のうち、負荷側動滑車３０から第一定滑車２３及び固縛点１３を経てバランス側動滑車４０までの部分が第二連結側部１７である。
【００２９】
アーム２２の中央右寄りには、切替レバー７０が軸支されている。切替レバー７０が下方に操作される重負荷モードでは、エンドレスベルト１０の第一連結側部１６の一箇所が、アーム２２に堅く固定されるようになっている。また、切替レバー７０が上方に操作される軽負荷モードでは、エンドレスベルト１０の第二連結側部１７の固縛点１３付近が、アーム２２に堅く固定されるようになっている。
【００３０】
次に、上述のように構成された実施例の吊り上げ装置の作用について説明する。図２は、切替レバー７０が上方に操作された軽負荷モードにおける、荷重の釣り合い条件を示す説明図である。切替レバー７０により第二連結側部１７の固縛点１３付近がアーム２２に固定されているため、固縛点１３を引っ張る８ｋｇスプリングバランサ６０の荷重は、釣り合いには関与しない。４ｋｇスプリングバランサ５０は、４ｋｇの荷重でバランス側動滑車４０を左方向に引っ張り、第一連結側部１６及び第二連結側部１７には、それぞれＦ１＝２ｋｇの張力が発生する。この第一連結側部１６の張力は、エンドレスベルト１０を伝わって負荷側動滑車３０にまで到達し、４ｋｇの負荷９０と対抗できる。このため、軽負荷モードにおいては、外力を加えないでも４ｋｇまでの負荷を吊り上げることができる。さらに４ｋｇを超過する負荷でも、４ｋｇは相殺されて超過分に相当する外力を加えれば吊り上げることができる。
【００３１】
図３は、切替レバー７０が下方に操作された重負荷モードにおける、荷重の釣り合い条件を示す説明図である。切替レバー７０により第一連結側部１６の一箇所がアーム２２に固定されている。このとき、４ｋｇスプリングバランサ５０は、４ｋｇの荷重でバランス側動滑車４０を左方向に引っ張り、第一連結側部１６及び第二連結側部１７には、それぞれ２ｋｇの張力が発生する。さらに固縛点１３を引っ張る８ｋｇスプリングバランサ６０の荷重が重畳して、第二連結側部１７にはＦ２＝１０ｋｇの張力が発生する。この第二連結側部１７の張力は、エンドレスベルト１０を伝わって負荷側動滑車３０にまで到達し、２０ｋｇの負荷９０と対抗できる。このため、重負荷モードにおいては、外力を加えないでも２０ｋｇまで負荷を吊り上げることができる。さらに、２０ｋｇを超過する負荷でも、２０ｋｇは相殺されて超過分に相当する外力を加えれば吊り上げることができる。
【００３２】
結局、本発明の吊り上げ装置は、図４に示す荷重の釣り合い特性を有している。図４の横軸は負荷の実荷重、縦軸は所要外力を示し、２本のグラフはそれぞれ軽負荷モードと重負荷モードにおける特性を示している。例えば、重負荷モードにおいては、負荷が２０ｋｇ丁度であれば外力を要せず、２０ｋｇを超過する場合には超過分に相当する引き上げ力を加えればよく、２０ｋｇに満たない場合には不足分に相当する引き下げ力を加えればよい。なお、実施例においてスプリングバランサ５０、６０の荷重の大きさは４ｋｇ及び８ｋｇとしたが、対象となる複数の負荷に応じて選定すべきであることは当然である。
【００３３】
図５は、本発明の吊り上げ装置の別の実施例である。図５の実施例では、２つのスプリングバランサ５０、６０に代えて、錘８０、８１を用いている。そして、錘８０、８１の鉛直下方への荷重が負荷９０と対抗できるように、定滑車２７、２８を用いてエンドレスベルト１０の他方の部分１２を下方に向けている。同様に、定滑車２９を用いて、錘８１を固縛点１３に固縛する連結線８２を下方に向けている。この実施例においても、作用及び効果は図１〜図４での説明と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施例の吊り上げ装置を示す説明図である。
【図２】図１の実施例で、軽負荷モードにおける荷重の釣り合い条件を示す説明図である。
【図３】図１の実施例で、重負荷モードにおける荷重の釣り合い条件を示す説明図である。
【図４】図１の実施例における荷重の釣り合い特性を示す図である。
【図５】本発明の別の実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０：エンドレスベルト
１１：一方の部分          １２：他方の部分      １３：固縛点
１６：第一連結側部        １７：第二連結側部
２１：垂直支柱                    ２２：アーム
２３：第一定滑車                  ２４：第二定滑車      ２５：ロッド座
２７、２８、２９：定滑車
３０：負荷側動滑車                ３１：吊り部材
３２：ガイドロッド
４０：バランス側動滑車
５０：４ｋｇスプリングバランサ    ５１：引き出し線
６０：８ｋｇスプリングバランサ    ６１：引き出し線
７０：切替レバー
８０、８１：錘                    ８２：連結線
９０：負荷
【図１】
2006206222.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006206222.tif 000007