(57)【要約】【課題】物品を所望の位置に変位可能に支持する機構を小型かつ軽量で簡単な構造により実現する。【解決手段】物品支持装置１は、基部部材２、支持部材３、ばね部材４、ばね力伝達部材５、カム部材６及びカムフォロア部材７を備える。カムフォロア部材は、物品の荷重とばね部材のばね力とによって、支持部材の下向きカム面１５、ばね力伝達部材の上向きカム面１８及びカム部材の横向きカム面２２に押圧されている。横向きカム面のカムフォロア部材への押圧力は、支持部材の高さ位置によって垂直方向の成分を含む。各カム面は、カムフォロア部材周りに荷重とばね力と各カム面からカムフォロア部材への押圧力とが平衡するように設計されている。支持部材は、昇降スイッチ３９，４１によりオンオフされる駆動モーター３３によって昇降し、駆動モーターの停止時に所望の位置で静止する。【選択図】図２
2015076867.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の方向に沿って所定の範囲で移動可能な、荷重を支持するための支持部材と、
その一端が固定され、かつ他端が前記荷重に抗して前記支持部材にその移動方向に沿った向きに付勢力を発揮するばね部材と、
前記支持部材と前記ばね部材の前記他端との間で前記荷重及び前記付勢力を伝達しかつそれらと共に前記移動方向に沿って変位するように配置され、前記付勢力の方向に関して所定の角度で傾斜した第１カム面及び前記第１カム面に当接するカムフォロアと、
前記付勢力の方向に関して所定の角度で傾斜し、かつ前記カムフォロアに当接する第２カム面と、
前記荷重及び／又は前記付勢力に対して、前記第１カム面に前記付勢力の方向と直交する向きへの変位を規制する反力を発生する側方支持部と、
前記支持部材を前記移動方向に沿って移動させるための制御可能な駆動機構とを備え、
前記第２カム面の前記カムフォロアへの押圧力が、前記支持部材の移動可能な前記所定の範囲においてその位置によって発生する前記付勢力の方向に沿った第１方向の成分と、少なくとも前記付勢力の方向に直交する第２方向の成分とを含み、
前記第１カム面及び前記第２カム面が、前記駆動機構の停止時において、前記カムフォロア周りに作用する前記荷重と前記ばね部材の付勢力と前記第２カム面の前記カムフォロアへの押圧力と前記側方支持部の前記第１カム面への反力とが、前記支持部材の移動可能な前記所定の範囲において平衡するように設計されていることを特徴とする荷重支持機構。
【請求項２】
前記駆動機構が、前記支持部材の移動の開始、その停止、その向き、又は速度を制御可能であることを特徴とする請求項１に記載の荷重支持機構。
【請求項３】
前記第２カム面が、その前記カムフォロアに対する向きを、異なる大きさの前記荷重に対応して変更可能であり、前記第１カム面及び前記第２カム面が、前記第２カム面の前記カムフォロアに対する向きを変更しても、前記カムフォロア周りに作用する前記力の平衡状態を保持し得るように設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の荷重支持機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、様々な物品等の荷重を支持するための支持機構に関し、特に対象の物品を所望の位置にかつ変位可能に支持するための荷重支持機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、コンピューターやテレビのモニター装置、ＯＡ机や作業テーブルの天板、重量物等の物品を所望の高さ位置にかつ昇降可能に支持するために、様々な支持機構が提案されている。例えば、モニター装置を上下に移動でき、一定の支持力で位置決めできるモニター装置支持機構が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
特許文献１記載のモニター装置支持機構は、少なくとも１つのカムと、少なくとも１つのカム従動部材と、ばね等のエネルギー保存部材と、モニター装置を取り付けるための移動体とを備える。このモニター装置支持機構は、固定された基台に沿って移動体が移動すると、ばねがカムによって圧縮／伸張し、該ばねに保存される弾性エネルギーが増加／減少する。前記ばねのばね力は、カム従動部材に対するカム面からの反力に変換され、この反力には、移動体の移動方向への第１成分と、それに略直交する第２成分とが含まれる。カムの形状は、ばねの圧縮／伸張によって第２成分が増加／減少しても、移動方向への第１成分が一定に保たれ、移動体及びモニター装置に対して略一定の支持力が作用するように設計される。
【０００４】
特許文献１によれば、このようなばねとカム形状との組み合わせによって、移動中の移動体及びモニターをその移動方向に付勢する力は略一定に保たれる。従って、移動体又はモニター装置に手で僅かな力を加えると、モニター装置を簡単に移動でき、前記力を解除すると、移動体及びモニター装置はその新たな支持位置に定位する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３０３３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この種の物品支持機構は、実用上の観点から見て、構造が簡単で部品点数が少なく、小型かつ軽量に構成することが好ましい。ところが、特許文献１に記載のモニター装置支持機構では、エネルギー保存部材のコイルばねが、その軸方向をモニター装置の移動方向と略直交させた向きに配置され、そのばね力で、移動体に回転可能に取り付けられた腕部材の先端のカム従動部材をカム面に押圧している。モニター装置を支持する力は、カム従動部材に対するカム面からの反力の全部ではなく、移動体の移動方向の第１成分によってのみ得られる。
【０００７】
そのため、エネルギー保存部材として、移動体及びモニター装置の重量よりも相当大きいばね力を発揮し得る大型のコイルばねが必要である。しかも、このコイルばねは、カムの前側及び／又は背後に配置されている。その結果、特許文献１のモニター装置支持機構は、装置全体が特に奥行き方向に大型化し、構造が複雑になるから、小型化・軽量化を図ることは困難である。
【０００８】
更に、特許文献１に記載のモニター装置支持機構は、モニター装置の支持力がばねとカム形状との組み合わせによって決定されるから、重量の異なるモニター装置を支持するためには、ばねとカム形状とを取り替えたり支持機構自体を交換することが必要になる。そのため、支持する対象物品の重量毎に個別の支持機構又は構成部品を用意しなければならず、価格も高くなるという問題が生じる。
【０００９】
他方、支持する物品の荷重とばねの押し上げ力とが均衡している状態では、比較的小さい力で物品を静止位置から押し上げたり押し下げることができる。ところが、その反面、物品の重量が大きいと、その移動中に作用する慣性力もそれだけ大きくなるので、却って該物品を停止させるのに大きな力が必要になったり、所望の位置で静止させることが困難になる虞がある。
【００１０】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、物品等の荷重を静止した状態でかつ変位可能に支持することができる荷重支持機構であって、構造が比較的簡単で部品点数が少なく、容易に小型化を図ることができると共に、物品等を所望の位置に安全かつ確実に移動させることができる荷重支持機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の荷重支持機構は、所定の方向に沿って所定の範囲で移動可能な、荷重を支持するための支持部材と、
その一端が固定され、かつ他端が前記荷重に抗して支持部材にその移動方向に沿った向きに付勢力を発揮するばね部材と、
支持部材とばね部材の前記他端との間で前記荷重及び付勢力を伝達しかつそれらと共に前記移動方向に沿って変位するように配置され、前記付勢力の方向に関して所定の角度で傾斜した第１カム面及び該第１カム面に当接するカムフォロアと、
前記付勢力の方向に関して所定の角度で傾斜し、かつカムフォロアに当接する第２カム面と、
前記荷重及び／又は付勢力に対して、第１カム面に前記付勢力の方向と直交する向きへの変位を規制する反力を発生する側方支持部と、
支持部材をその移動方向に沿って移動させるための制御可能な駆動機構とを備え、
第２カム面のカムフォロアへの押圧力が、支持部材の移動可能な前記所定の範囲においてその位置によって発生する前記付勢力の方向に沿った第１方向の成分と、少なくとも前記付勢力の方向に直交する第２方向の成分とを含み、
第１カム面及び第２カム面が、駆動機構の停止時において、カムフォロア周りに作用する前記荷重とばね部材の付勢力と第２カム面のカムフォロアへの押圧力と側方支持部の第１カム面への反力とが、支持部材の移動可能な前記所定の範囲において平衡するように設計されていることを特徴とする。
【００１２】
ここで、「平衡」とは、本願明細書を通して、或る物体又は部材（例えば、カムフォロア）にいくつかの外力が作用しているときに、それらの合力が０であり、その結果、その物体又は部材が静止している状態にあることをいうものとする。また、前記物体又は部材に作用する外力には、該物体又は部材と他の物体又は部材との間に発生する摩擦力、該物体又は部材に前記外力を作用させる他の物体又は部材において発生する摩擦力が含まれる。
【００１３】
このような構成において、第１カム面からカムフォロアへの押圧力は、前記付勢力の方向に沿った第１方向の成分と、それに直交する第２方向の成分とを含み、この第２方向の成分は側方支持部の第１カムへの反力である。従って、カムフォロア周りに作用する前記力が平衡状態にあるとき、前記付勢力の方向には、前記荷重と、ばね部材の付勢力と、第２カム面のカムフォロアへの押圧力の第１方向の成分とが平衡し、前記付勢力の方向に直交する方向には、側方支持部の第１カム面への反力、即ち第１カムからカムフォロアへの押圧力の第２方向の成分と、第２カム面のカムフォロアへの押圧力の第２方向の成分とが平衡している。
【００１４】
通常、ばね部材の付勢力はその変位によって変動するから、支持部材の位置によって荷重より小さく又は大きくなる。本発明によれば、前記付勢力の方向に前記力が平衡状態にあるとき、第２カム面のカムフォロアへの押圧力の第１方向の成分が、ばね部材の付勢力が荷重より小さい場合は、これを補助する向きに作用し、荷重より大きい場合は、これを削減する向きに作用することになる。従って、荷重を支持した状態で支持部材は、その移動可能な所定の範囲において、所望の位置に保持しかつ少ない力で簡単に移動させることができる。しかも、支持部材の移動は、制御可能な駆動機構によって行われるので、荷重が比較的大きい場合でも、安全にかつ確実に行うことができる。
【００１５】
また、ばね部材は、支持部材の全移動範囲において荷重を超える大きさの付勢力を発揮する必要が無い。従って、比較的小型で軽量なものを採用することが可能であり、装置全体の小型化、軽量化を図ることができる。
【００１６】
或る実施態様では、前記駆動機構が、支持部材の移動の開始、停止、向き又は速度を制御可能である。これによって、荷重の大小や物品の大きさ・形状等に対応して、支持部材の移動をより確実に制御することができる。
【００１７】
別の実施態様では、第２カム面が、そのカムフォロアに対する向きを、異なる大きさの荷重に対応して変更可能であり、第１カム面及び第２カム面が、第２カム面のカムフォロアに対する向きを変更しても、カムフォロア周りに作用する力の平衡状態を保持し得るように設けられている。これにより、支持しようとする荷重の大きさが変わっても、単に第２カム面のカムフォロア部材への向きを変更することによって、支持部材を所望の位置に静止させかつ移動可能に保持するという、本発明の機能を確保することができる。しかも、第１カム面、第２カム面又はばね部材を取り替えたり装置全体を交換する必要がないから、有利である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明による荷重支持機構の実施態様の斜視図である。
【図２】図２は、本実施態様の荷重支持機構を図１の反対側から見た斜視図である。
【図３】図３は、本実施態様の分解斜視図である。
【図４】図４は、標準モードで載置プレートが最上位置にある本実施態様の縦断面図である。
【図５】図５は、図４のＶ-Ｖ線における断面図である。
【図６】図６は、図４のVI-VI線における断面図である。
【図７】図７は、図４における要部間の関係を説明する概略図である。
【図８】図８は、標準モードで載置プレートが中間位置にある場合における要部間の関係を説明する概略図である。
【図９】図９は、標準モードで載置プレートが最下位置にある本実施態様の縦断面図である。
【図１０】図１０は、図９における要部間の関係を説明する概略図である。
【図１１】図１１は、軽量モードで載置プレートが最上位置にある本実施態様の縦断面図である。
【図１２】図１２は、軽量モードで載置プレートが最下位置にある本実施態様の縦断面図である。
【図１３】図１３は、重量モードで載置プレートが最上位置にある本実施態様の縦断面図である。
【図１４】図１４は、重量モードで載置プレートが最下位置にある本実施態様の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、添付図面を参照しつつ、本発明の好適な実施態様を詳細に説明する。尚、添付図面において、本明細書全体を通して類似の構成要素には、同様の参照符号を付して表すこととする。
【００２０】
図１乃至図３は、本発明による荷重支持機構の好適実施態様である物品支持装置１を概略的に示している。同図に示すように、本実施態様の物品支持装置１は、基部部材２と、支持部材３と、圧縮コイルばねからなるばね部材４と、ばね力伝達部材５と、カム部材６と、カムフォロア部材７とを備える。
【００２１】
基部部材２は、垂直方向に延長しかつ上向きに開口する矩形筒状の固定コラム８と、物品支持装置１を床面や作業台面に設置するために固定コラム８の下端に一体に設けられたベースプレート９とを有する。固定コラム８の対向する１対の側面８ａには、固定コラム８の長手方向に延長する比較的大きい１対の開口部１０が対向位置に形成されている。
【００２２】
支持部材３は、垂直方向に延長しかつ下向きに開口する矩形筒状の可動コラム１１と、所望の物品を載置するために可動コラム１１の上端に一体に設けられた載置プレート１２とを有する。載置プレート１２の上面中央には、前記物品を位置決めするための位置決めピン１３が突設されている。可動コラム１１の対向する１対の側面１１ａには、可動コラム１１の長手方向に関して斜めに、該可動コラムの略全幅に亘って延長する同一形状かつ寸法の１対の第１カム溝１４が、対向位置に形成されている。各第１カム溝１４は、可動コラム１１の中心軸に関して所定の角度で直線状に傾斜する内周上側の端面からなる下向きカム面１５を有する。
【００２３】
ばね力伝達部材５は、垂直方向に延長しかつ下向きに開口する短い八角形筒状のスライド部１６と、該スライド部の上端に一体に設けられた同一形状かつ寸法の１対のカム１７とを有する。カム１７は、互いにかつスライド部１６の対向する或る１対の側面１６ａと平行に、該スライド部の中心軸に関して鏡面対称に配置された平板カムである。各カム１７は、スライド部１１の略全幅に亘って延長し、該スライド部の中心軸に関して所定の角度で直線状に傾斜する上端面からなる上向きカム面１８を有する。
【００２４】
図４及び図５に示すように、支持部材３の可動コラム１１の内孔１１ｂ内には、ばね力伝達部材５が、内孔１１ｂの各内面にスライド部１６の隣接する外側面を摺接させて、上下方向に相対的に摺動可能に挿入されている。ばね力伝達部材５は、可動コラム１１の中心軸に関して、各カム１７とそれに対応する前記可動コラムの第１カム溝１４とがそれぞれ同じ側になるように配置される。このとき、下向きカム面１５と上向きカム面１８とは、互いに傾斜方向を逆向きにして対向するように配置される。
【００２５】
カム部材６は、所定の間隔をもって平行に対向配置された同一形状かつ寸法の１対のカムプレート１９を有する。両カムプレート１９は、それらの片側の上部側縁で連結プレート２０により、図面上方から見てコ字状に一体に構成されている。各カムプレート１９には、それぞれ上下方向に延長する同一形状かつ寸法の第２カム溝２１が、対向位置に形成されている。第２カム溝２１は、その内周の図４において左側、即ち上向きカム面１８及び下向きカム面１５を向いた側の端面からなる横向きカム面２２を有する。横向きカム面２２は、その上端から下端まで全長に亘って又は部分的に接線方向の傾きが変化するように、図中右向きに即ち上向きカム面１８及び下向きカム面１５を向いて凸状に湾曲している。
【００２６】
各カムプレート１９の下端付近には、その幅方向に延長する下向き凸の弧状をなすカム位置調整溝２３が形成され、該溝に沿ってその下側に目盛り２４が付されている。更に、各カムプレート１９の連結プレート２０とは反対側の側縁上端に、カム部材６を揺動可能に枢支するための軸孔２５が形成されている。
【００２７】
カムフォロア部材７は、例えば金属製の真直ぐな円形ロッドからなり、その外周には、前記ロッドの軸線方向に沿って複数の同一外径の転がり軸受が嵌装されている。これにより、カムフォロア部材７は、後述するように前記各軸受を上向きカム面１８、下向きカム面１５及び横向きカム面２２にそれぞれ当接させて円滑に転動することができる。別の実施例では、前記軸受を省略することもできる。
【００２８】
基部部材２の固定コラム８の内孔８ｂ内には、ばね部材４が配置され、その下端が該内孔の底面に当接させて固定されている。ばね力伝達部材５を内孔１１ｂ内に装着した可動コラム１１は、固定コラム８の内孔８ｂ内に上下方向に相対的に移動可能に挿入される。ばね部材４の上端には、ばね力伝達部材５が、前記上端をスライド部１５の内孔１５ａ上端面に当接させて上向きに付勢されるように装着されている。
【００２９】
固定コラム８の上端には、左右１対のガイドローラー２６が、可動コラム１１の第１カム溝１４を設けた側面１１ａに直交する他の対向する１対の側面１１ｂに当接するように設けられている。更に可動コラム１１の下端の各角部には、ガイドローラー２７が、それぞれ側面１１ｂに隣接する固定コラム８の内孔８ｂの内面に当接するように設けられている。これらのガイドローラー２６，２７を介して、可動コラム１１は固定コラム８によって左右方向に両側から支持されるので、該固定コラムに対して左右にガタついたり変位することなく、上下方向に円滑に移動することができる。
【００３０】
カム部材６は、図３に示すように、固定コラム８にその側方から、該固定コラムの開口部１０を設けた各側面８ａにそれぞれカムプレート１９を重ねるように被せて、各軸孔２４にそれぞれ枢支ピン２８を挿通しかつ該枢支ピンを固定コラム８上端のねじ孔に螺着させて取り付けられる。これにより、カム部材６は、図１に想像線で示すように、前記枢支ピンを中心に揺動可能に保持される。更にカム部材６には、位置決めねじ２９がカム位置調整溝２３に外側から挿通され、その背後の固定コラム８の側面８ａに突設したカムプレート固定部３０に螺着される。位置決めねじ２９を締め付けることによって、カム部材６即ち各カムプレート１９が固定コラム８に対して所望の回転位置で固定される。
【００３１】
本実施態様では、カム位置調整溝２３の下側の目盛り２４に、１．５、２、２．５の３つの数字が記されており、物品支持装置１に載置可能な物品の荷重が、１．５〜２．５ｋｇの範囲内であることを示している。図４の実施態様では、位置決めねじ２９が目盛り２４の数字「２」に合わされ、荷重２ｋｇの物品を支持するように設定されている。物品の荷重が１．５ｋｇのとき、カムプレート１９は、図１において想像線１９’で示す位置に配置され、物品の荷重が２．５ｋｇのとき、想像線１９″で示す位置まで回転させて固定される。
【００３２】
カムフォロア部材７は、第１カム溝１４、第２カム溝２２及び固定コラム８の開口部１０を挿通してカム１７の上側に水平に配置され、その外周面が下向きカム面１５、上向きカム面１８及び横向きカム面２２と当接するように装着される。このとき、カムフォロア部材７の前記ロッドに嵌装される前記転がり軸受は、下向きカム面１５に対して転がり軸受７１、上向きカム面１８に対して転がり軸受７２、及び横向きカム面２２に対して転がり軸受７３をそれぞれ配置し、対応する前記カム面に個別に当接させる。また、第２カム溝２２からカムプレート１９の外側に突出するカムフォロア部材７の両端には、適当な止め輪を装着して抜け止めすることが好ましい。
【００３３】
本実施態様では、第２カム溝２１におけるカムフォロア部材７の上下方向の移動範囲が、支持部材３即ち載置プレート１２の上下ストロークである。この範囲内で、載置プレート１２上の物品Ａを昇降し、所望の高さ位置で静止させかつその位置に保持することができる。
【００３４】
物品支持装置１は、支持部材３を基部部材２に対して昇降させるための駆動装置３１を備えている。駆動装置３１は、駆動モーター３２と、その駆動力を支持部材３の可動コラム１１に伝達する駆動力伝達機構とから構成される。駆動モーター３２は、図２に示すように、カム部材６の連結プレート２０とは反対側の固定コラム８の側面上端に、取付ステー３３を用いて取り付けられている。
【００３５】
前記駆動力伝達機構は、可動コラム１１の一方の側面に沿って一体に設けられたラック３４と、該ラックに歯合しかつ取付ステー３３に回動自在に枢支されたピニオン３５とから構成される。ラック３４は、可動コラム１１の上端付近から垂直に、図６に示すように載置プレート１２が最上位置のときにピニオン３５と歯合する位置まで延長している。ピニオン３５は、駆動モーター３２の回転軸の先端に取り付けられた駆動歯車３６と歯合している。駆動モーター３２は、外部の電源３７と電源ケーブル３８で接続されている。別の実施例では、電源３７に代えて内蔵バッテリーを用いることもできる。
【００３６】
駆動モーター３２をオンオフ制御するために、第１昇降スイッチ３９が可動コラム１１の側面に設けられている。第１昇降スイッチ３９は上昇ボタン４０ａと下降ボタン４０ｂとを有する。更に、第２昇降スイッチ４１が載置プレート１２の下側に設けられている。第２昇降スイッチ４１は、そのスイッチボックスから水平方向に延出し、その先端で上げ下げ可能な１つのスイッチレバー４２を有する。
【００３７】
次に、物品支持装置１の動作及び機能について説明する。以下の説明では、前記物品支持装置が支持する物品の荷重が２ｋｇの場合を標準モード、最小使用荷重１．５ｋｇの場合を軽量モード、最大使用荷重２．５ｋｇの場合を重量モードとする。
【００３８】
また、第２カム溝２１の横向きカム面２２は、カムフォロア部材７との当接位置によって次の３つの領域は分けられる。第１領域Ｓ1は、カムフォロア部材７との接点における法線方向が水平方向に関して上向きの領域である。第２領域Ｓ2は、前記カムフォロア部材との接点における法線方向が実質的に水平方向の領域である。別言すれば、第２領域Ｓ2は、前記カムフォロア部材との接点における接線方向が実質的に垂直方向の領域である。ここで、実質的とは、完全な水平方向よりも僅かに上向き又は下向きであるが、その程度は、本発明の作用効果上又は本実施態様の物品支持装置１の動作もしくは機能上無視できるほどに小さく、水平方向と見なし得る場合を含むという意味である。また、第３領域Ｓ3は、カムフォロア部材７との接点における法線方向が水平方向に関して下向きの領域である。
【００３９】
図４は、標準モードにおいて、荷重Ｗの物品Ａを載せた載置プレート１２が最上位置にある場合を示している。カムフォロア部材７は、横向きカム面２２の第１領域Ｓ1の上限位置で静止している。
【００４０】
図７は、この上限位置においてカムフォロア部材７、固定コラム８、可動コラム１１、ばね力伝達部材５及びカムプレート１９からなる系に作用する力の平衡状態を模式的に示している。尚、説明を簡単化するため、支持部材３及びばね力伝達部材５の荷重、可動コラム１１と固定コラム８及び前記ばね力伝達部材との間の摩擦力は省略する。実際の設計では、これらの要素を考慮しなければならないことは言うまでもなく、前記支持部材及びばね力伝達部材の荷重を、前記カムフォロア部材、固定コラム、可動コラム、ばね力伝達部材及びカムプレートからなる系に作用する力に加え、それらの合力が、前記可動コラムと固定コラム及び前記ばね力伝達部材との間で発生する摩擦力、及び場合によっては駆動装置３１において又はそれにより生じる摩擦や抵抗等より小さければ、前記平衡状態は保たれる。
【００４１】
ここで、ばね定数ｋの圧縮コイルばねからなるばね部材４のばね力Ｆsは、前記圧縮コイルばねの軸方向の変位ｘ（ばねの自由長即ち無負荷状態の長さからの変位：ここでは、圧縮方向に正とする）についてＦs＝ｋ・ｘで表される。物品Ａを最上位置で支持できるように、前記ストロークの上限位置において、前記圧縮コイルばねは、自由長から所定の初期変位量ｘ0だけ予め圧縮され、既に垂直方向上向きに初期ばね力（Ｆs0＝ｋ・ｘ0）を発揮しているように構成されている。これは、支持する荷重に合わせて、カムプレート１９を回転させてその固定位置を変化させた場合も同様である。
【００４２】
図７において、カムフォロア部材７と下向きカム面１５との接点Ｐaでは、物品Ａの荷重Ｗと、カムフォロア部材７から下向きカム面１５の法線方向に作用する反力Ｒaと、固定コラム８から可動コラム１１に作用する水平方向の反力Ｒd1とが平衡している。反力Ｒaの垂直方向成分Ｒa1の大きさは荷重Ｗの大きさに等しく、水平方向成分Ｒa2の大きさは固定コラム８からの反力Ｒd1に等しい。下向きカム面１５からカムフォロア部材７を押圧する力Ｆaは、荷重Ｗと反力Ｒd1との合力である。
【００４３】
カムフォロア部材７と上向きカム面１８との接点Ｐbでは、ばね部材４のばね力Ｆsと、カムフォロア部材７から上向きカム面１８の法線方向に作用する反力Ｒbと、固定コラム８から可動コラム１１を介してばね力伝達部材５に水平方向に作用する反力Ｒd2とが平衡している。反力Ｒbの垂直方向成分Ｒb1の大きさはばね力Ｆsに等しく、水平方向成分Ｒb2の大きさは固定コラム８の反力Ｒd2に等しい。上向きカム面１８からカムフォロア部材７を押圧する力Ｆbは、ばね力Ｆsと反力Ｒd2との合力である。
【００４４】
カムフォロア部材７と横向きカム面２２との接点Ｐcでは、カムフォロア部材７に下向きカム面１５及び上向きカム面１８から作用する力Ｆa、Ｆbと、横向きカム面２２から法線方向に作用する反力Ｒcとが平衡している。カムフォロア部材７は横向きカム面２２の第１領域Ｓ1内にあるので、反力Ｒcは上向きの垂直方向成分Ｒc1を有する。反力Ｒcの水平方向成分Ｒc2の大きさは、可動コラム１１及びばね力伝達部材５が固定コラム８から受ける反力Ｒd1と反力Ｒd2との合計である。
【００４５】
カムフォロア部材７が横向きカム面２２上の或る位置で静止しているとき、荷重Ｗとばね力Ｆsと反力Ｒcの垂直方向成分Ｒc1との間には、力の作用方向を垂直方向上向き正として、次の関係が理論上常に成立する。
Ｗ＋Ｆs＋Ｒc1＝０
尚、実際の設計では、前述したように各部材間等で摩擦や抵抗が発生し、この関係式で表す合力が０でなく、僅かに値を持っていたとしても、その合力が前記摩擦及び抵抗よりも小さければ、平衡状態が保たれる。
【００４６】
図４の場合、ばね部材４のばね力Ｆsが最小の初期ばね力（Ｆs0＝ｋ・ｘ0）であり、荷重Ｗの大きさよりも小さい。そこで、ばね力Ｆsに、横向きカム面２２から上向きに作用している反力Ｒcの垂直方向成分Ｒc1をアシスト力として加えることによって、垂直方向に荷重Ｗとの平衡を実現している。この状態では、物品Ａ又は載置プレート１２に下向きの力を加えると、その力が荷重Ｗに付加されて、前記平衡が崩れるため、比較的小さい力でも該物品を簡単に下降させることができる。
【００４７】
載置プレート１２を下降させると、カムフォロア部材７は、前記横向きカム面、下向きカム面及び上向きカム面に沿って左右方向に変位しながら、下方に移動する。カムフォロア部材７が横向きカム面２２の第１領域Ｓ1の範囲内にある間、反力Ｒcの上向きの垂直方向成分Ｒc1がばね力Ｆsを、荷重Ｗと平衡させるように作用する。
【００４８】
本実施態様では、駆動モーター３２をオンにして可動コラム１１を下向きに駆動することによって、物品Ａを載せた載置プレート１２を下降させることができる。駆動モーター３２は、第１昇降スイッチ３９又は第２昇降スイッチ４１のいずれからでもオンオフ制御することができる。
【００４９】
第１昇降スイッチ３９には、例えば上昇ボタン４０ａ又は下降ボタン４０ｂを押している間だけ通電し、その押圧力で接点の抵抗値が連続的に変化する感圧スイッチを用いることができる。この場合、前記下降ボタンを押している間、駆動モーター３２はオン状態になって、図６に矢印で示す反時計方向に回転し、載置プレート１２が下降する。前記下降ボタンを離すと、前記駆動モーターはオフ状態になり、前記載置プレートはその位置で静止させることができる。また、下降ボタン４０ｂを強く押せば、前記駆動モーターの回転数が高くなって、載置プレート１２は早く下降する。逆に、前記下降ボタンを軽く押せば、前記駆動モーターの回転数は低く、載置プレート１２はゆっくりと下降する。
【００５０】
第２昇降スイッチ４１は、例えば歪みゲージや抵抗シートを利用して、スイッチレバー４２の上げ下げの向き及び歪量を検出し、それに基づいて駆動モーター３２を制御するタイプを用いることができる。スイッチレバー４２を押し下げている間、駆動モーター３２はオン状態になって、図６に矢印で示す反時計方向に回転し、載置プレート１２が下降する。前記スイッチレバーを離して元の水平位置に戻すと、前記駆動モーターはオフ状態になり、前記載置プレートはその位置で静止させることができる。また、スイッチレバー４２を押し下げる力が強いと、前記駆動モーターの回転数が高くなって、載置プレート１２は早く下降する。逆に、前記スイッチレバーを軽く押し下げれば、前記駆動モーターの回転数は低く、載置プレート１２はゆっくりと下降する。
【００５１】
このような第１昇降スイッチ３９及び第２昇降スイッチ４１には、広く市販のスイッチを利用することができる。また、前記昇降スイッチは、単に前記駆動モーターをオンオフするだけのもので、その回転速度を制御できるようなものでなくてもよい。更に前記昇降スイッチにロック機能を設けて、誤って操作することがないようにすることもできる。
【００５２】
上述したように、物品Ａを載せた載置プレート１２でも比較的小さい力で動かすことができるので、駆動モーター３２の出力は、荷重Ｗの大きさに応じて比較的小さいものであってよい。従って、物品支持装置１の小型化が容易である。
【００５３】
また、駆動モーター３２が電磁ブレーキ付きのものであれば、物品Ａや載置プレート１２に外力が作用しても、簡単には回転しないので、載置プレート１２をより安全に所望の高さ位置に保持することができる。駆動モーター３２がそのようなブレーキ機能を有しない場合、載置プレート１２は手で押し下げることもできる。
【００５４】
ばね部材４のばね力Ｆsは、カムフォロア部材７に押圧されてばね力伝達部材５が下方に移動し、前記圧縮コイルばねの変位が大きくなるのに対応して増大する。ばね力Ｆsの増大に伴って、横向きカム面２２からの反力Ｒcの垂直方向成分Ｒc1によるアシスト力も小さくて済むようになる。従って、横向きカム面２２の接線方向の垂直方向に対する傾きも、下方に行くほど小さくなる。
【００５５】
下向きカム面１５及び上向きカム面１８からの押圧力によってカムフォロア部材７が横向きカム面２２を水平方向に押圧する力が大きくなるほど、反力Ｒcの水平方向成分Ｒc2が大きくなり、従って反力Ｒc及びその垂直方向成分Ｒc1が大きくなる。反力Ｒd1及び反力Ｒd2は、それぞれ下向きカム面１５及び上向きカム面１８の垂直方向に対する傾きを小さくすれば大きくなり、大きくすれば小さくなる。下向きカム面１５及び上向きカム面１８の垂直方向に対する傾きを調整することによって、横向きカム面２２に対する適当な押圧力が得られる。
【００５６】
別言すれば、横向きカム面２２の反力Ｒcは、該横向きカム面に対する水平方向の押圧力が大きいと、前記横向きカム面の垂直方向に対する傾きを小さくしても、同じ大きさの垂直方向成分Ｒc1、即ちばね力Ｆsへの垂直方向上向きのアシスト力が得られる。横向きカム面２２は、垂直方向に対する傾きが小さくなると、それだけ緩い即ち湾曲の小さい横向き凸形状に設計することができる。
【００５７】
逆に、下向きカム面１５及び／又は上向きカム面１８の垂直方向に対する傾きを大きくしたり、下向きカム面１５又は上向きカム面１８の一方を省略することによって、横向きカム面２２に対する水平方向の押圧力が小さくなると、それだけ横向きカム面２２の反力Ｒcは小さくなる。ここで、同じ大きさの上向き垂直方向成分Ｒc1を得るためには、横向きカム面２２の垂直方向に対する傾きを大きくしなければならず、それだけきつい即ち湾曲の大きい横向き凸形状になる。
【００５８】
標準モードにおいて、荷重Ｗの物品Ａを載せた載置プレート１２を図４の最上位置から中間位置まで下降させたとき、カムフォロア部材７は、図４に想像線で示すように、横向きカム面２２の第２領域Ｓ2の範囲内に位置する。図８は、この中間位置において、カムフォロア部材７、固定コラム８、可動コラム１１、ばね力伝達部材５及びカムプレート１９からなる系に作用する力の平衡状態を模式的に示している。同様に簡単化のため、支持部材３及びばね力伝達部材５の荷重、可動コラム１１と固定コラム８及び前記ばね力伝達部材との間の摩擦力は省略して説明する。
【００５９】
図７の場合と同様に、カムフォロア部材７と下向きカム面１５との接点Ｐaでは、物品Ａの荷重Ｗと、カムフォロア部材７から下向きカム面１５の法線方向に作用する反力Ｒaと、固定コラム８から可動コラム１１に作用する水平方向の反力Ｒd1とが平衡している。反力Ｒaの垂直方向成分Ｒa1の大きさは荷重Ｗと等しく、水平方向成分Ｒa2の大きさは固定コラム８の反力Ｒd1と等しい。カムフォロア部材７に下向きカム面１５から作用する力Ｆaは、荷重Ｗと反力Ｒd1との合力である。
【００６０】
カムフォロア部材７と上向きカム面１８との接点Ｐbでは、ばね部材４のばね力Ｆsと、カムフォロア部材７から上向きカム面１８の法線方向に作用する反力Ｒbと、固定コラム８から可動コラム１１を介してばね力伝達部材５に作用する水平方向の反力Ｒd2とが平衡している。反力Ｒbの垂直方向成分Ｒb1の大きさはばね力Ｆsと等しく、水平方向成分Ｒb2の大きさは固定コラム８の反力Ｒd2と等しい。カムフォロア部材７に上向きカム面１８から作用する力Ｆbは、ばね力Ｆsと反力Ｒd2との合力である。
【００６１】
カムフォロア部材７と横向きカム面２２との接点Ｐcでは、カムフォロア部材７に下向きカム面１５及び上向きカム面１８から作用する力Ｆa、Ｆbと、横向きカム面２２から法線方向に作用する反力Ｒcとが平衡している。この場合、カムフォロア部材７は横向きカム面２２の第２領域Ｓ2内にあるので、反力Ｒcは、実質的に水平方向成分だけであり、垂直方向成分を有していない。反力Ｒcの大きさは、可動コラム１１及びばね力伝達部材５に固定コラム８から作用する反力Ｒd1と反力Ｒd2との合計である。
【００６２】
このようにカムフォロア部材７が横向きカム面２２の第２領域Ｓ2の範囲に位置するとき、垂直方向にばね部材４のばね力Ｆsと荷重Ｗとが実質的に平衡している。従って、ばね力Ｆsは、横向きカム面２２からの反力Ｒcによるアシスト力を必要としない。この状態でも、駆動モーター３２をオンにして比較的小さい駆動力を加えるだけで、その力が荷重Ｗ又はばね力Ｆsに付加されて、前記平衡が崩れるため、物品Ａ又は載置プレート１２を簡単に昇降させることができる。
【００６３】
本実施態様において、物品Ａを載せた載置プレート１２を上昇させる場合、駆動モーター３２をオンにして可動コラム１１を上向きに駆動すればよい。駆動モーター３２は、第１昇降スイッチ３９又は第２昇降スイッチ４１のいずれからでもオンオフ制御することができる。
【００６４】
駆動モーター３２は、第１昇降スイッチ３９の上昇ボタン４０ａを押している間、オン状態になって、図６において時計方向に回転し、載置プレート１２が上昇する。前記上昇ボタンを離すと、前記駆動モーターはオフ状態になり、前記載置プレートはその位置で静止させることができる。また、上昇ボタン４０ａを強く押せば、前記駆動モーターの回転数が高くなって、載置プレート１２は早く上昇する。逆に、前記上昇ボタンを軽く押せば、前記駆動モーターの回転数は低く、載置プレート１２はゆっくりと上昇する。
【００６５】
また駆動モーター３２は、第２昇降スイッチ４１のスイッチレバー４２を押し上げている間、オン状態になって、同じく図６において時計方向に回転し、載置プレート１２が上昇する。前記スイッチレバーを離して元の水平位置に戻すと、前記駆動モーターはオフ状態になり、前記載置プレートはその位置で静止させることができる。また、スイッチレバー４２を押し下げる力が強いと、前記駆動モーターの回転数が高くなって、載置プレート１２は早く上昇する。逆に、前記スイッチレバーを軽く押し上げれば、前記駆動モーターの回転数は低く、載置プレート１２はゆっくりと上昇する。
【００６６】
図９は、同じく標準モードにおいて、荷重Ｗの物品Ａを載せた載置プレート１２が最下位置まで下降した場合を示している。カムフォロア部材７は、横向きカム面２２の第３領域Ｓ3の下限位置で静止している。
【００６７】
図１０は、この下限位置においてカムフォロア部材７、固定コラム８、可動コラム１１、ばね力伝達部材５及びカムプレート１９からなる系に作用する力の平衡状態を模式的に示している。同様に簡単化のため、支持部材３及びばね力伝達部材５の荷重、可動コラム１１と固定コラム８及び前記ばね力伝達部材との間の摩擦力は省略して説明する。
【００６８】
同図において、カムフォロア部材７と下向きカム面１５との接点Ｐaでは、物品Ａの荷重Ｗと、カムフォロア部材７から下向きカム面１５の法線方向に作用する反力Ｒaと、固定コラム８から可動コラム１１に水平方向に作用する反力Ｒd1とが平衡している。反力Ｒaの垂直方向成分Ｒa1の大きさは荷重Ｗと等しく、水平方向成分Ｒa2の大きさは固定コラム８の反力Ｒd1と等しい。下向きカム面１５からカムフォロア部材７を押圧する力Ｆaは、荷重Ｗと反力Ｒd1との合力である。
【００６９】
カムフォロア部材７と上向きカム面１８との接点Ｐbでは、ばね部材４のばね力Ｆsと、上向きカム面１８の法線方向にカムフォロア部材７からの反力Ｒbと、固定コラム８から可動コラム１１を介してばね力伝達部材５に水平方向に作用する反力Ｒd2とが平衡している。反力Ｒbの垂直方向成分Ｒb1の大きさはばね力Ｆsと等しく、水平方向成分Ｒb2の大きさは固定コラム８の反力Ｒd2と等しい。上向きカム面１８からカムフォロア部材７を押圧する力Ｆbは、ばね力Ｆsと反力Ｒd2との合力である。
【００７０】
カムフォロア部材７と横向きカム面２２との接点Ｐcでは、カムフォロア部材７に下向きカム面１５及び上向きカム面１８から作用する力Ｆa、Ｆbと、横向きカム面２２から法線方向に作用する反力Ｒcとが平衡している。カムフォロア部材７は横向きカム面２２の第３領域Ｓ3内にあるので、反力Ｒcは下向きの垂直方向成分Ｒc1を有する。反力Ｒcの水平方向成分Ｒc2の大きさは、可動コラム１１及びばね力伝達部材５が固定コラム８から受ける反力Ｒd1と反力Ｒd2との合計である。
【００７１】
図９の場合、ばね部材４の変位が最大で、ばね力Ｆsが最大であり、その大きさは荷重Ｗよりも大きい。そこで、横向きカム面２２から下向きに作用している反力Ｒcの垂直方向成分Ｒc1が、ばね力Ｆsによる上向きの付勢力即ち押し上げ力を削減する向きに作用することによって、垂直方向に荷重Ｗとの平衡を実現している。
【００７２】
この状態でも、物品Ａ又は載置プレート１２は、駆動モーター３２を上述したようにオンにして比較的小さい駆動力を加えるだけで、その力がばね力Ｆsに付加されて、前記平衡が崩れるため、簡単に上昇させることができる。載置プレート１２を上昇させると、カムフォロア部材７は、横向きカム面２２、下向きカム面１５及び上向きカム面１８に沿って左右方向に変位しながら、上方へ移動する。カムフォロア部材７が横向きカム面２２の第３領域Ｓ3の範囲内にある間、反力Ｒcの下向きの垂直方向成分Ｒc1は、ばね部材４のばね力Ｆsによる押し上げ力を減じて荷重Ｗと平衡させる向きに作用する。
【００７３】
ばね部材４のばね力Ｆsは、カムフォロア部材７に抗してばね力伝達部材５が上方に移動し、前記圧縮コイルばねの変位が小さくなるのに対応して減少する。これに伴って、カムプレート１９からの反力Ｒcの垂直方向成分Ｒc1も、小さくて済むようになる。従って、横向きカム面２２の接線方向の垂直方向に対する傾きも、上方に行くほど小さくなる。
【００７４】
第３領域Ｓ3においても、下向きカム面１５及び上向きカム面１８からの押圧力によってカムフォロア部材７が横向きカム面２２を水平方向に押圧する力が大きくなるほど、反力Ｒcの水平方向成分Ｒc2が大きくなり、従って反力Ｒc及びその垂直方向成分Ｒc1が大きくなる。同様に、反力Ｒd1及び反力Ｒd2は、それぞれ下向きカム面１５及び上向きカム面１８の垂直方向に対する傾きを小さくすれば大きくなり、大きくすれば小さくなる。下向きカム面１５及び上向きカム面１８の垂直方向に対する傾きを調整することによって、横向きカム面２２に対する適当な押圧力が得られる。
【００７５】
別言すれば、横向きカム面２２の反力Ｒcは、該横向きカム面に対する水平方向の押圧力が大きいと、前記横向きカム面の垂直方向に対する傾きを小さくしても、同じ大きさの垂直方向成分Ｒc1、即ち前記押し上げ力を削減する垂直方向下向きの力が得られる。横向きカム面２２は、垂直方向に対する傾きが小さくなると、それだけ緩い即ち湾曲の小さい横向き凸形状に設計することができる。
【００７６】
逆に、下向きカム面１５及び／又は上向きカム面１８の垂直方向に対する傾きを大きくしたり、下向きカム面１５又は上向きカム面１８の一方を省略することによって、横向きカム面２２に対する水平方向の押圧力が小さくなると、それだけ横向きカム面２２の反力Ｒcは小さくなる。ここで、同じ大きさの下向き垂直方向成分Ｒc1を得るためには、横向きカム面２２の垂直方向に対する傾きを大きくしなければならず、それだけきつい即ち湾曲の大きい横向き凸形状になる。
【００７７】
横向きカム面２２全体を見ると、垂直方向に対して傾斜した下向きカム面１５と上向きカム面１８とによって、カムフォロア部材７が横向きカム面２２を水平方向に押圧する力を適当な大きさに設定することにより、必要かつ十分な大きさの垂直方向成分Ｒc1を確保しつつ、第１〜第３領域Ｓ1〜Ｓ3を通して緩やかな即ち湾曲の小さい横向き凸形状にすることができる。これによって、第２カム溝２１及びカムプレート１９の水平方向の寸法を比較的小さくすることができ、物品支持装置１自体の小型化が図られる。また、図１に示すように、カム部材６を枢支ピン２８を中心揺動させたときも、固定コラム８から側方へのはみ出しを少なくできるので、有利である。
【００７８】
本実施態様によれば、駆動装置３１が停止しているとき、横向きカム面２２の全領域で、カムフォロア部材７、固定コラム８、可動コラム１１、ばね力伝達部材５及びカムプレート１９からなる系に作用する物品Ａの荷重Ｗ、ばね部材４のばね力Ｆs、固定コラム８からの反力、及びカムプレート１９からの反力が、カムフォロア部材７の周りで平衡している。それにより、物品Ａを載せた載置プレート１２をその上下ストロークの範囲において、所望の高さ位置に静止させかつその位置を保持することができ、また比較的出力の小さい駆動モーター３２で簡単に昇降させることができる。
【００７９】
また、実際には、載置プレート１２を昇降させる際に、上記説明で省略した可動コラム１１と固定コラム８及びばね力伝達部材５との間に摩擦等の抵抗が発生する。本実施態様では、固定コラム８の上端に設けたガイドローラー２６と、可動コラム１１の下端の各角部に設けたガイドローラー２７とによって、可動コラム１１と固定コラム８間の摩擦による抵抗を少なくし、それが載置プレート１２の昇降動作に及ぼし得る影響を解消又は緩和して、円滑な動作を確保している。
【００８０】
図１１及び図１２は、軽量モードに設定された物品支持装置１を示している。軽量モードは、カムプレート１９を枢支ピン２８を中心に図中時計回りに回転させ、位置決めねじ２９を目盛り２４の数字「１．５」に合わせて締め付けて固定することによって設定される。図４の標準モードの場合と同様に、横向きカム面２２は、カムフォロア部材７との接点における法線方向が水平方向に関して上向きの第１領域Ｓ1と、前記接線方向が実質的に垂直方向の第２領域Ｓ2と、前記法線方向が水平方向に関して下向きの第３領域Ｓ3とに分けられる。
【００８１】
図１１は、物品Ａを載せた載置プレート１２が最上位置にある場合を示している。カムフォロア部材７は、横向きカム面２２の第１領域Ｓ1の上限位置で静止している。この位置において、駆動装置３１が停止している状態で、カムフォロア部材７、固定コラム８、可動コラム１１、ばね力伝達部材５及びカムプレート１９からなる系には、物品Ａの荷重Ｗ、ばね部材４のばね力Ｆs、固定コラム８からの反力、及びカムプレート１９からの反力が作用し、カムフォロア部材７の周りで平衡している。
【００８２】
第１領域Ｓ1では、標準モードについて図７に関連して説明したように、ばね部材４の変位が小さく、そのばね力Ｆsは物品Ａの荷重Ｗより小さい。カムフォロア部材７に横向きカム面２２から作用する反力Ｒcは、上向きの垂直方向成分を含んでいる。この反力Ｒcの上向き垂直方向成分をアシスト力としてばね力Ｆsに加えることによって、垂直方向に荷重Ｗとの平衡を実現している。
【００８３】
物品Ａを載せた載置プレート１２を図１１の最上位置から中間位置まで下降させたとき、カムフォロア部材７は、同図に想像線で示すように、横向きカム面２２の第２領域Ｓ2の範囲内に位置する。この中間位置でも、駆動装置３１が停止している状態で、カムフォロア部材７、固定コラム８、可動コラム１１、ばね力伝達部材５及びカムプレート１９からなる系には、物品Ａの荷重Ｗ、ばね部材４のばね力Ｆs、固定コラム８からの反力、及びカムプレート１９からの反力が作用し、カムフォロア部材７の周りで平衡している。
【００８４】
第２領域Ｓ2では、標準モードについて図８に関連して説明したように、横向きカム面２２からの反力Ｒcは実質的に水平方向成分だけであり、垂直方向成分を有していない。垂直方向には、ばね部材４のばね力Ｆsと荷重Ｗとが実質的に平衡している。
【００８５】
図１２は、物品Ａを載せた載置プレート１２が最下位置にある場合を示している。カムフォロア部材７は、横向きカム面２２の第３領域Ｓ3の下限位置で静止している。この位置でも、駆動装置３１が停止している状態で、カムフォロア部材７、固定コラム８、可動コラム１１、ばね力伝達部材５及びカムプレート１９からなる系には、物品Ａの荷重Ｗ、ばね部材４のばね力Ｆs、固定コラム８からの反力、及びカムプレート１９からの反力が作用し、カムフォロア部材７の周りで平衡している。
【００８６】
第３領域Ｓ3では、標準モードについて図１０に関連して説明したように、ばね部材４の変位が大きく、そのばね力Ｆsは物品Ａの荷重Ｗより大きい。カムフォロア部材７に横向きカム面２２から作用する反力Ｒcは、下向きの垂直方向成分を含んでいる。この反力Ｒcの下向き垂直方向成分が、ばね力Ｆsによる押し上げ力を削減する向きに作用することによって、垂直方向に荷重Ｗとの平衡を実現している。
【００８７】
図１３乃至図１４は、重量モードに設定された物品支持装置１を示している。重量モードは、カムプレート１９を枢支ピン２８を中心に図中反時計回りに回転させ、位置決めねじ２９を目盛り２４の数字「２．５」に合わせて締め付けて固定することにより設定される。図４の標準モードの場合と同様に、横向きカム面２２は、カムフォロア部材７との接点における法線方向が水平方向に関して上向きの第１領域Ｓ1と、前記接線方向が実質的に垂直方向の第２領域Ｓ2と、前記法線方向が水平方向に関して下向きの第３領域Ｓ3とに分けられる。
【００８８】
図１３は、物品Ａを載せた載置プレート１２が最上位置にある場合を示している。カムフォロア部材７は、横向きカム面２２の第１領域Ｓ1の上限位置で静止している。この位置において、駆動装置３１が停止している状態で、カムフォロア部材７、固定コラム８、可動コラム１１、ばね力伝達部材５及びカムプレート１９からなる系には、物品Ａの荷重Ｗ、ばね部材４のばね力Ｆs、固定コラム８からの反力、及びカムプレート１９からの反力が作用し、カムフォロア部材７の周りで平衡している。
【００８９】
第１領域Ｓ1では、標準モード及び軽量モードについて上述したように、ばね部材４の変位が小さく、そのばね力Ｆsは物品Ａの荷重Ｗより小さい。カムフォロア部材７に横向きカム面２２から作用する反力Ｒcは、上向きの垂直方向成分を含んでいる。この反力Ｒcの上向き垂直方向成分をアシスト力としてばね力Ｆsに加えることによって、垂直方向に荷重Ｗとの平衡を実現している。
【００９０】
物品Ａを載せた載置プレート１２を図１３の最上位置から中間位置まで下降させたとき、カムフォロア部材７は、同図に想像線で示すように、横向きカム面２２の第２領域Ｓ2の範囲内に位置する。この中間位置でも、駆動装置３１が停止している状態で、カムフォロア部材７、固定コラム８、可動コラム１１、ばね力伝達部材５及びカムプレート１９からなる系には、物品Ａの荷重Ｗ、ばね部材４のばね力Ｆs、固定コラム８からの反力、及びカムプレート１９からの反力が作用し、カムフォロア部材７の周りで平衡している。
【００９１】
第２領域Ｓ2では、標準モード及び軽量モードについて上述したように、横向きカム面２２からの反力Ｒcは実質的に水平方向成分だけであり、垂直方向成分を有していない。垂直方向には、ばね部材４のばね力Ｆsと荷重Ｗとが実質的に平衡している。
【００９２】
図１４は、物品Ａを載せた載置プレート１２が最下位置にある場合を示している。カムフォロア部材７は、横向きカム面２２の第３領域Ｓ3の下限位置で静止している。この位置において、駆動装置３１が停止している状態で、カムフォロア部材７、固定コラム８、可動コラム１１、ばね力伝達部材５及びカムプレート１９からなる系には、物品Ａの荷重Ｗ、ばね部材４のばね力Ｆs、固定コラム８からの反力、及びカムプレート１９からの反力が作用し、カムフォロア部材７の周りで平衡している。
【００９３】
第３領域Ｓ3では、標準モード及び軽量モードについて上述したように、ばね部材４の変位が大きく、そのばね力Ｆsは物品Ａの荷重Ｗより大きい。カムフォロア部材７に横向きカム面２２から作用する反力Ｒcは、下向きの垂直方向成分を含んでいる。この反力Ｒcの下向き垂直方向成分が、ばね力Ｆsによる押し上げ力を削減する向きに作用することによって、垂直方向に荷重Ｗとの平衡を実現している。
【００９４】
図１１及び図１２を図４及び図９と対比すると、軽量モードでは、第１〜第３領域Ｓ1〜Ｓ3が全体として、標準モードの場合よりも上方にシフトしている。そのため、標準モードよりも第１領域Ｓ1は狭く、第３領域Ｓ3は広くなっている。
【００９５】
図１３及び図１４を図４及び図９と対比すると、重量モードでは、第１〜第３領域Ｓ1〜Ｓ3が全体として、標準モードの場合よりも下方にシフトしている。そのため、標準モードよりも第１領域Ｓ1は広く、第３領域Ｓ3は狭くなっている。
【００９６】
軽量モードでは、標準モードよりも物品Ａの荷重Ｗが小さいのに、標準モードと同じばね部材４を使用しているので、相対的に物品Ａを押し上げる力が大きくなっている。そのため、横向きカム面２２において、ばね部材４の変位が小さい上方の領域で、垂直方向に荷重Ｗと平衡させるためにばね力Ｆに必要なアシスト力が、標準モードの場合よりも小さくてよい。更に、標準モードの場合よりも上方の位置から、アシスト力無しで垂直方向にばね力Ｆsと荷重Ｗとを平衡させることができる。逆に、ばね部材４の変位が大きい下方の領域では、前記押し上げ力を削減するために、下向きの力を標準モードの場合よりも上方の位置から作用させる必要がある。
【００９７】
これに対し、重量モードでは、標準モードよりも物品Ａの荷重Ｗが大きいのに、標準モードと同じばね部材４を使用しているので、相対的に物品Ａを押し上げる力が小さくなっている。そのため、横向きカム面２２において、ばね部材４の変位が小さい上方の領域では、垂直方向に荷重Ｗと平衡させるためにばね力Ｆsに必要なアシスト力が、標準モードの場合よりも大きい。更に、標準モードの場合よりも下方の位置で、アシスト力無しで垂直方向にばね力Ｆsを荷重Ｗと平衡させることができる。逆に、ばね部材４の変位が大きい下方の領域で、前記押し上げ力を削減する下向きの力は、標準モードの場合よりも小さくてよい。
【００９８】
本実施態様では、上述したようにカムプレート１９を回転させて、カムフォロア部材７に対する横向きカム面２２全体の向きを変更することによって、前記カムプレート即ちカム部材６を取り替えることなく、軽量モード又は重量モードに対応して、第１〜第３領域Ｓ1〜Ｓ3を図１１又は図１３に示すように上方又は下方へシフトすることを実現している。しかも、横向きカム面２２のカムプロフィールは、第１〜第３領域Ｓ1〜Ｓ3をシフトさせても、その全領域で物品を載せた載置プレート１２を所望の高さで静止させ得るように設計され形成されている。
【００９９】
上記説明は、本実施態様において物品の荷重Ｗが１．５ｋｇ、２ｋｇ、２．５ｋｇの場合についてなされたものであるが、本実施態様は、当然ながら、物品支持装置１に載置可能な物品の荷重範囲で同様に適用することができる。横向きカム面２２は、支持する荷重に合わせてカムプレート１９を所定の位置に固定したとき、その全領域で物品を載せた載置プレート１２を所望の高さで静止させ得るカムプロフィールに設計され形成されている。
【０１００】
以上、本発明の好適な実施態様について説明したが、本発明は、上記実施態様に限定されるものでなく、その技術的範囲内において様々な変形又は変更を加えて実施することができる。例えば、可動コラムの下向きカム面及びカムプレートの横向きカム面は、上述したカム溝の内周縁以外に、公知の様々な形態により形成することができる。また、物品支持装置１の使用可能な荷重範囲は様々に設定することができ、それに対応して、前記可動コラムの下向きカム面、前記ばね力伝達部材の上向きカム面、及び前記カムプレートの横向きカム面は、様々なカムプロフィールに設計することができる。駆動装置には、電動モーター以外に、公知の様々な駆動手段を用いることもできる。更に、ばね部材は、上述した圧縮コイルばね以外に、板ばね、渦巻きばね等の異なる形状のものや、空気ばね等の流体ばね、ゴム等の弾性材料や他の非金属材料からなるもの等、公知の様々なばねを適用することができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１      物品支持装置
２      基部部材
３      支持部材
４      ばね部材
５      ばね力伝達部材
６      カム部材
７      カムフォロア部材
８      固定コラム
９      ベースプレート
１１    可動コラム
１２    載置プレート
１４    第１カム溝
１５    下向きカム面
１６    スライド部
１７    カム
１８    上向きカム面
１９    カムプレート
２１    第２カム溝
２２    横向きカム面
２３    カム位置調整溝
３１    駆動装置
３２    駆動モーター
３４    ラック
３５    ピニオン
３９    第１昇降スイッチ
４１    第２昇降スイッチ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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