(57)【要約】      （修正有）【課題】空気ばねを利用した伸縮機構でありながら、そのフワフワ感を抑制する伸縮機構を提供する。【解決手段】伸縮機構１０は、空気ばね２０と空気シリンダ３０とを並列に接続して構成される。空気ばね２０は、上面板２１と下面板２２の間に弾性体からなる筒状のベローズ２３が配置されている。空気シリンダ３０は、下面板２２に固定されたシリンダスリーブ３１と、ピストンロッド３２がベローズ２３内を通って上面板２１に固定されている。空気ばね２０と空気シリンダ３０には、それぞれ圧縮空気を送るバルブ４１とバルブ４２が設けられ、バルブ４１と４２を閉塞したときに、空気ばね２０の空気室２４と空気シリンダ３０の空気室３６が互いに独立した密閉空間となる。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
弾性体からなる筒状のベローズを上面板と下面板の間に配置して空気室を形成した空気ばねと、
シリンダスリーブが前記下面板に固定され、前記シリンダスリーブ内のピストンヘッドから延長されたピストンロッドが前記ベローズの中心を通って前記上面板に固定された空気シリンダと、
前記空気ばねへ圧縮空気を送るバルブと、
前記空気シリンダへ圧縮空気を送るバルブとを有し、前記２つのバルブを閉塞したときに、前記空気室と前記シリンダスリーブ内の空気室が互いに独立した密閉空間となることを特徴とする伸縮機構。
【請求項２】
請求項１において、前記２つのバルブへの圧縮空気の供給を共通に行う圧縮空気供給源を有することを特徴とする伸縮機構。
【請求項３】
請求項１において、前記空気ばねの空気室から前記空気シリンダの空気室へ至る経路が設けられ、この経路中にチェックバルブが設けられていることを特徴とする伸縮機構。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、伸縮機構に関するものであり、特に清浄室への設置に適したテーブルリフターに用いるのに好適な伸縮機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
テーブルリフターは例えば、特許文献１に示されるように、天板体と底枠との間を、アームによって近接・離間自在に連結する。アームを動作させる手段として、アームの中に配置された油圧シリンダを用い、油圧シリンダを伸縮することにより、天板体を上下させる。しかしながら、油圧シリンダは、オイル経路をつなぐジョイントや、シリンダ内から露出するピストンロッドなどから油が飛散するため、半導体工場などの清浄室に設置することができない。
【０００３】
油圧に代えて空気圧を利用して伸縮動作を行えば油による汚染が抑止できることから、清浄室においては空気圧を利用した空気圧シリンダや、ベローズタイプの空気ばね（例えば、特許文献２）の使用が検討されている。
尚、特許文献３は、地震に対する免振構造に利用される空気ばねに関する技術であるが、空気ばねにおける水平方向のゆれを防止するためにガイドをベローズ内に配置した例を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第３０７６７６５号
【特許文献２】特開２００４−２５６２５６号
【特許文献３】特開平６−４２１５８号
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、空気は圧縮性があるので、あまり大きな力は出せない。また、圧力も油圧ほど高くできないので、空気圧シリンダは油圧シリンダに比べて力が弱く、油圧シリンダを単純に置き換えることができない。一方、特許文献２に示される空気ばねは空気シリンダよりも広い面積で天板体を上昇させるため空気シリンダより力は強いが、空気ばねの空気室は、その体積が大きくかつ、弾性ゴムで空気室全体が作られており横方向にも拡幅もする。このため、振動に対するクッション性が良いが、このクッション性によりフワフワした状態が起こり、静止状態を維持したいテーブルリフターへの使用においてはあまり適切とはいえない。
【０００６】
本考案の目的は、空気ばねを利用した伸縮機構でありながら、そのフワフワ感を抑制した伸縮機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本考案の伸縮機構は、弾性体からなる筒状のベローズを上面板と下面板の間に配置して空気室を形成した空気ばねと、シリンダスリーブが前記下面板に固定され、前記シリンダスリーブ内のピストンヘッドから延長されたピストンロッドが前記ベローズの中心を通って前記上面板に固定された空気シリンダと、前記空気ばねへ圧縮空気を送るバルブと、前記空気シリンダへ圧縮空気を送るバルブとを有し、前記２つのバルブを閉塞したときに、前記空気室と前記シリンダスリーブ内の空気室が互いに独立した密閉空間となること特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】テーブルリフターの斜視図である。
【図２】伸縮機構の断面図である。
【図３】他の実施例の断面図である。
【図４】他の実施例の断面図である。
【図５】他の実施例の断面図である。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図を参照しながら実施例を説明する。
図１は、本実施例に係るテーブルリフター１の斜視図である。
テーブルリフター１は、天板体２と、この天板体２に対向して設けられる底枠3とを、アーム４によって近接・離間自在に連結している。アーム４は、枠型のリンク５とリンク６をそれらの中央位置において回転軸７により連結したものである。リンク５の一端５ａは天板体2を軸支し、他端５ｂは底枠３上を転がるコロ８ａが設けられている。一方、リンク６の一端６ａは天板体２をコロ８ｂにより支持し、他端６ｂは底枠3を軸支している。
【００１０】
リンク６の長さ途中において、リンク６の左右をロッド９ａが結んでおり、伸縮機構１０の頭部１０ａロッド９ａを支軸としてリンク６を軸支している。伸縮機構１０の基底部１０ｂは、リンク５の端部５ｂに渡された梁９ｂに設けられた軸受け９ｃに軸支されている。伸縮機構１０が、頭部１０ａと基底部１０ｂの間隔を変化させることにより、リンク５とリンク６とが回転軸７を中心に互いに逆方向に回転し、天板体２を上昇、下降させる。
【００１１】
伸縮機構１０は、空気ばね２０の中心に空気シリンダ３０を挿入した複合体であり、空気ばね２０と空気シリンダ３０が並列に頭部１０ａと基底部１０ｂの間を存在している。図２に、伸縮機構１０の断面を示す。空気ばね２０は、円形状の上面板２１と下面板２２の間に弾性ゴムによる筒状のベローズ２３が設けられ空気室２４を形成している。ベローズ２３の長さ途中には、中間リング２５が設けられてベローズ２３の拡幅が規制され、蛇腹状の外見を有している。中間リング２５が設けられないものもあり、この場合は専らスリーブ状である。空気室２４への圧縮空気は、下面板２２に設けられた給気口２６を介して注入される。一方、空気シリンダ３０は、金属製のシリンダスリーブ３１が下面板２２の中心に対して垂直に固着されており、シリンダスリーブ３１の内径は、下面板２２の径よりも小さい。シリンダスリーブ３１内のピストンヘッド３３から延長されたピストンロッド３２が筒状のベローズ２３の中心を通って上面板２１の中心に固着されている。シリンダスリーブ３１内の空気室３６に配置されるピストンヘッド３３には、リングシール３４が二重に設けられている。空気シリンダ３０には、空気ばね２０の給気口２６とは別に給気口３５が設けられている。上面板２１には、ロッド８を支軸とする軸孔ｈを有する頭部１０ａが固定されている。頭部１０ａは荷重を受けるものであるため、その位置は、ピストンロッド３２の延長上に配する。また、シリンダスリーブ３１の下には軸受け９ｃ（図１）に支軸される軸孔ｇを有する基底部１０ｂが固定されている。従って、空気シリンダ３０は、荷重の加わる作用点（頭部１０ａ）と、支点（基底部１０ｂ）との間を結ぶ直線上に位置される。空気ばね２０も、空気シリンダ３０が空気ばね２０の中心を通ることから、当該直線上に配置される。図２中、Ｐは圧縮空気の発生源であり、ピストンロッド３２が上昇した状態を示している。
【００１２】
空気ばね２０と空気シリンダ３０の各給気口２６、３５には、夫々別々のバルブ４１、４２が設けられ、共通の圧縮空気発生源Ｐに接続されている。バルブ４１、４２は、通常時に閉塞状態であり、圧縮空気を空気ばね２０或いは空気シリンダ３０へ注入する給気状態と、空気ばね２０或いは空気シリンダ３０から圧縮空気を大気に排出する排気状態の3つの状態を取ることができる。シリンダスリーブ３１の空気室３６において、ピストンヘッド３３より上に位置する空間は大気に開放されている。図中、バルブ４１、４２は共通の圧縮空気発生源Ｐに接続しているが、別の発生源Ｐ’であっても良い。この場合、空気ばね２０及び空気シリンダ３０に空気を注入する際には、空気室２４と空気室３６とが別々の圧縮空気発生源Ｐ、Ｐ’に接続され、異なる圧縮空気を供給が供給される。いずれの場合であっても、閉塞状態においては、空気室２４と空気室３６とが互いに独立した密閉空間であることが必要である。
【００１３】
バルブ４１、４２を閉塞状態から給気状態に変化させると、圧縮空気発生源Ｐから空気が空気ばね２０と空気シリンダ３０に送り込まれる。空気ばね２０及び空気シリンダ３０は下面部２２と上面部２１の間の間隔を等しく広げてゆく。リンク６及び７が起立してゆき、天板体２が上昇する。この際、空気ばね２０の空気室２４は、空気シリンダ３０の空気室３６よりも容量が大きいため、天板体２の上昇は専ら、空気ばね２０の上昇力によるものである。空気シリンダ３０のピストンヘッド３３が上限高さに至ると、バルブ４１、４２を閉塞状態にする。閉塞状態にすることにより、大きな容量を持つ空気ばね２０の空気室２４と、これよりも狭い容量を有する空気シリンダ３０の空気室３６は互いに独立した空間となる。
【００１４】
この状態で、天板体２の荷重が変動すると、空気ばね２０はベローズ２３の周囲の拡幅や大きな容積をもつことによる内部空気の体積変動により、荷重変動による沈み込み或いは浮き上がりが起こる。この量は、ごくわずかであるが、所謂フワフワ感の原因となる。一方、空気シリンダ３０の空気室３６は、容量が小さいため内部空気の体積変動は空気ばね２０と比べると小さく、また金属製のシリンダスリーブ３１の拡幅は起こらないので、空気ばね２０より硬い状態であるので、空気ばね２０によるフワフワ感を抑制する。
これに加えて、空気シリンダ３０がガイドとなり、空気ばね２０の水平方向への振れが抑制される。
【００１５】
天板体２に荷重を載せていない状態で上昇させて、その後荷重をかけると、空気ばね２０はベローズ２３の周囲の拡幅および体積変動により沈み込もうとするが、空気シリンダ３０によりこの動作が抑制され、沈み込みは空気ばね２０のみを使用したときよりも低減する。
【００１６】
一方、荷重をかけた状態で上昇させて荷重を取り除く場合、ピストンヘッド３３がシリンダの上限に達しているため、荷重を失うことによる跳ね上がりは生じない。バルブ４１、４２を排気状態にすると、空気ばね２０及び空気シリンダ３０内の気体は大気に開放されて、天板体２は下降する。
【００１７】
アーム４のリンク６及び７は、回転軸７の軸周りにおいて、上下同じ長さであり天板体２は底枠３に対して常に平行に動かされることになる。また、空気ばね２０と空気シリンダ３０が、荷重の加わる作用点と支点とを結ぶ直線状に並列に配置されるため、空気ばね２０と空気シリンダ３０とが同様に荷重を支えることができ、また設置に要する範囲も空気ばね２０に必要とされる範囲でよい。
【００１８】
上記実施例においては、弾性体からなる筒状のベローズを上面板と下面板の間に配置して空気室を形成した空気ばねと、シリンダスリーブが前記下面板に固定され、前記シリンダスリーブ内のピストンヘッドから延長されたピストンロッドが前記ベローズの中心を通って前記上面板に固定された空気シリンダと、前記空気ばねへ圧縮空気を送るバルブと、前記空気シリンダへ圧縮空気を送るバルブとを有し、前記空気ばねへ圧縮空気を送るバルブと前記空気シリンダへ圧縮空気を送るバルブとを並列に配置し、前記２つのバルブを閉塞したときに、前記空気室と前記シリンダスリーブ内の空気室が互いに独立した密閉空間とした。
しかしながら、前記空気ばねへ圧縮空気を送るバルブと前記空気シリンダへ圧縮空気を送るバルブとを直列に配置しても、前記空気室と前記シリンダスリーブ内の空気室が互いに独立した密閉空間とすることができる。
【００１９】
図３は、このように実施例を示すものである。図２と共通するものは説明を省略する。図２の実施例との相違点は、バルブ４１を空気ばね２０の空気口２６とバルブ４２に接続している点である。本実施例においては、圧縮空気を注入する際には、空気ばね２０の空気室２４と空気シリンダ３０の空気室３６が共通に接続され、バルブ４１と４２が閉塞したときに、空気室が互いに独立した密閉空間となることは共通である。
【００２０】
図４は、さらに別の実施例を示すものであり、下面板２２に圧縮空気の給気口２６ａ、排気口２６ｂを設けて、バルブ４１から給気口２６ａへ、空気室２４から排気口２６ｂを経由して空気シリンダ３０の空気室３６へ至るように圧縮空気の経路を設けている。このように、一旦、空気ばね２０の空気室２４を圧縮空気が経由した後に空気室３６へ導入しても良い。本実施例においても、バルブ４１と４２が閉塞したときに、空気室２４と３６とが互いに独立した密閉空間となることは共通である。
【００２１】
図５は、一旦、空気室２４へ圧縮空気を取り込んだ後、そのまま空気シリンダ３０の空気室３６へ導入する実施例である。本実施例においては、空気室２４と空気室３６を直接結ぶ経路が設けられている。この経路内には、バルブ４２に代えてチェックバルブ（逆止弁）４２’が、空気室２４と空気シリンダ３０の給気口３５ｂとの間に設けられている。また、バルブ４１が圧縮空気を導入するのみの機能を持つバルブ４１’に変更されている。本実施例においては、圧縮空気が給気口２６を経由して空気室２４に導入されている間は、空気ばね２０の空気室２４と空気シリンダ３０の空気室３６とが共通に接続され、チェックバルブ４２’により空気室２４から空気室３６へ圧縮空気が送られる。バルブ４１’が閉塞すると、チェックバルブ４２’もまた閉塞して、空気室２４と３６とが互いに独立した密閉空間となる。チェックバルブ４２’により、空気室３６から空気室２４への空気の逆流が抑止される。尚、バルブ４３は、空気シリンダ３０の排気口３５ａから圧縮空気を排気するバルブである。本実施例においては、バルブ４１’は、排気機能を有するバルブ４１を用いても良い。
【符号の説明】
【００２２】
１  テーブルリフター２  天板体３  底枠１０  伸縮機構２０  空気ばね２１  上面板２２  下面板２３  ベローズ２４  空気室３０  空気シリンダ３１  シリンダスリーブ３２  ピストンロッド４１  バルブ４２  バルブ
【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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