(57)【要約】 【課題】簡単、安価な構成で小型化することができる重量補助装置を実現する。【解決手段】重量補助装置１は、装置ベース１１、鉛直方向に伸縮可能な伸縮アーム１２、伸縮アーム１２の一方の端部にそれぞれ連結され、伸縮アーム１２を上方に付勢する１組の付勢部材１３、１３、伸縮アーム１２の下端部１２ａ、１２ａに連結され、下端部１２ａ、１２ａの移動を規制する第１規制部材１４、伸縮アーム１２の上端部１２ｂ、１２ｂに連結され、上端部１２ｂ、１２ｂの移動を規制する第２規制部材１５、第２規制部材１５を介して伸縮アーム１２の上端部１２ｂ、１２ｂに連結され、ボルトの締結を行うナットランナーなどの重量物Ｗを固定、載置などして保持する保持部材１６を備えている。【選択図】 図１
0003169656.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
装置ベースと、
重量物を保持する保持部材と、
前記保持部材を鉛直方向に移動させるための複数段のパンタアームからなる伸縮可能な伸縮アームと、
弾性体からなり前記伸縮アームを上方に付勢する付勢部材と、
重量物を保持する保持部材と、
前記装置ベースに設けられ、伸縮アームの下端部の移動を規制する第１の規制部材と、
前記保持部材に設けられ、伸縮アームの上端部の移動を規制する第２の規制部材と、
を備え、
前記第１の規制部材及び第２の規制部材は、それぞれ１組の回動規制部及び一端が回動規制部に固定された連結アームからなり、回動規制部は隣接して設けられ同期して逆回転に同じ角度だけ回動するように互いの回動を規制し、連結アームは他端が鉛直方向に対称の位置になるように回動が規制されるように構成され、
前記伸縮アームの端部には回動支点がそれぞれ設けられ、
前記各回動支点には、前記第１の規制部材の連結アームの他端及び第２の規制部材の連結アームの他端がそれぞれ回動可能に連結され、
前記付勢部材は、前記第１の規制部材および／または第２の規制部材に連結され、
前記重量物または前記保持部材を上下方向に操作すると、前記第１の規制部材及び第２の規制部材により前記伸縮アームの伸縮方向が操作方向の軸線上に規制され、
前記伸縮アームの伸縮に伴い前記回動支点が移動することにより、前記付勢部材が変形し、前記付勢部材の変形に対応して前記伸縮アームを上方に付勢する付勢力が作用することを特徴とする重量補助装置。
【請求項２】
前記付勢部材は長手方向に伸縮可能に構成されており、
前記装置ベースまたは前記保持部材には、前記回動支点に対応して前記付勢部材を連結する第２の回動支点が固定されて設けられ、
前記付勢部材は、各端部が前記回動支点及び前記第２の回動支点にそれぞれ回動可能に連結され、
前記重量物または前記保持部材を上下方向に操作すると、前記伸縮アームの伸縮に伴い前記回動支点が移動することにより、前記付勢部材が伸縮し、前記付勢部材の伸縮に対応して前記伸縮アームを上方に付勢する付勢力が作用することを特徴とする請求項１に記載の重量補助装置。
【請求項３】
前記付勢部材は渦巻きばねからなり、前記第１の規制部材の回動規制部材及び第２の規制部材の回動規制部材の少なくとも１つに取り付けられており、
前記伸縮アームの伸長時に当該規制部材が回動する方向に、付勢力を生じるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の重量補助装置。
【請求項４】
前記各回動規制部は同形状の歯車からなり、隣接する回動規制部は、それぞれの歯車が水平方向に並んで配置され、互いに逆方向に同期して回転するようにかみ合って構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の重量補助装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、作業者が重量物を安全に操作するために、重量物を移動するための力を補助する重量補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、重量物の搬送、操作などの作業を安全に行うために、重量物の移動方向へ付勢し、移動するための力を補助するパワーアシスト装置などの重量補助装置が用いられてきた（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−６５５８号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、これらのパワーアシスト装置は、エアーコンプレッサやモーターなど補助力を発生させる動力源及びその制御装置を必要し、構成が複雑になるとともに、安価に製造することが困難である。また、スプリングバランサーなどの補助機構を用いた重量補助装置では、補助機構が大きく小型化が困難である。
【０００５】
そこで、本考案は、簡単、安価な構成で小型化することができる重量補助装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本考案は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の考案では、重量補助装置において、装置ベースと、重量物を保持する保持部材と、前記保持部材を鉛直方向に移動させるための複数段のパンタアームからなる伸縮可能な伸縮アームと、弾性体からなり前記伸縮アームを上方に付勢する付勢部材と、重量物を保持する保持部材と、前記装置ベースに設けられ、伸縮アームの下端部の移動を規制する第１の規制部材と、前記保持部材に設けられ、伸縮アームの上端部の移動を規制する第２の規制部材と、を備え、前記第１の規制部材及び第２の規制部材は、それぞれ１組の回動規制部及び一端が回動規制部に固定された連結アームからなり、回動規制部は隣接して設けられ同期して逆回転に同じ角度だけ回動するように互いの回動を規制し、連結アームは他端が鉛直方向に対称の位置になるように回動が規制されるように構成され、前記伸縮アームの端部には回動支点がそれぞれ設けられ、前記各回動支点には、前記第１の規制部材の連結アームの他端及び第２の規制部材の連結アームの他端がそれぞれ回動可能に連結され、前記付勢部材は、前記第１の規制部材および／または第２の規制部材に連結され、前記重量物または前記保持部材を上下方向に操作すると、前記第１の規制部材及び第２の規制部材により前記伸縮アームの伸縮方向が操作方向の軸線上に規制され、前記伸縮アームの伸縮に伴い前記回動支点が移動することにより、前記付勢部材が変形し、前記付勢部材の変形に対応して前記伸縮アームを上方に付勢する付勢力が作用する、という技術的手段を用いる。
【０００７】
請求項１に記載の考案によれば、重量物または保持部材を上下方向に操作すると、前記第１の規制部材及び第２の規制部材により前記伸縮アームの伸縮方向を操作方向の軸線上に規制することができるため、伸縮アームの伸縮方向を操作方向に規制するためのリニアガイドなどを設ける必要がなく、重量補助装置の構造を簡単にすることができる。
また、弾性体からなる付勢部材を用い、伸縮アームの伸縮動作に対応して付勢部材が変形し、重量物を操作するときに適切な付勢力を付与することができる。付勢部材は動力源を用いない簡単な構造であり、重量補助装置を簡単、安価な構成で小型化することができる。
【０００８】
請求項２に記載の考案では、請求項１に記載の重量補助装置において、前記付勢部材は長手方向に伸縮可能に構成されており、前記装置ベースまたは前記保持部材には、前記回動支点に対応して前記付勢部材を連結する第２の回動支点が固定されて設けられ、前記付勢部材は、各端部が前記回動支点及び前記第２の回動支点にそれぞれ回動可能に連結され、前記重量物または前記保持部材を上下方向に操作すると、前記伸縮アームの伸縮に伴い前記回動支点が移動することにより、前記付勢部材が伸縮し、前記付勢部材の伸縮に対応して前記伸縮アームを上方に付勢する付勢力が作用する、という技術的手段を用いる。
【０００９】
請求項２に記載の考案のように長手方向に伸縮可能な付勢部材を用いて、重量物または前記保持部材を上下方向に操作すると、付勢部材が伸縮し、付勢部材の伸縮に対応して伸縮アームを上方に付勢する付勢力が作用する構成を採用することができる。
【００１０】
請求項３に記載の考案では、請求項１に記載の重量補助装置において、前記付勢部材は渦巻きばねからなり、前記第１の規制部材の回動規制部材及び第２の規制部材の回動規制部材の少なくとも１つに取り付けられており、前記伸縮アームの伸長時に当該規制部材が回動する方向に、付勢力を生じるように構成されている、という技術的手段を用いる。
【００１１】
請求項３に記載の考案のように、付勢部材に渦巻きばねを用いる構成を採用すると、付勢部材を小型化することができる。
【００１２】
請求項４に記載の考案では、請求項１ないし請求項３のいずれか１つに請求項１に記載の重量補助装置において、前記各回動規制部は同形状の歯車からなり、隣接する回動規制部は、それぞれの歯車が水平方向に並んで配置され、互いに逆方向に同期して回転するようにかみ合って構成されている、という技術的手段を用いる。
【００１３】
請求項４に記載の考案のように回動規制部を構成すると、回動規制部の剛性を高くし、回動規制部が駆動する際の遊びを小さくすることができるため、重量物を操作する際にがたつきなどが生じにくくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本考案の重量補助装置の構造を示す説明図である。図１（Ａ）は図１（Ｂ）を図中上方から見た側面図、図１（Ｂ）は重量補助装置の正面図、図１（Ｃ）は図１（Ｂ）を図中下方から見た側面図である。
【図２】重量補助装置の使用方法を示す説明図である。図２（Ａ）は重量物を下降させたときの重量補助装置の状態、図２（Ｂ）は重量物を上昇させたときの重量補助装置の状態を示す説明図である。
【図３】本考案の重量補助装置の変更例を示す説明図である。
【図４】本考案の重量補助装置のその他の変更形態を示す拡大説明図である。
【考案を実施するための形態】
【００１５】
本考案の重量補助装置について、図を参照して説明する。なお、図１において、右方向が鉛直上方、左方向が鉛直下方であり、図１（Ｂ）における上下方向を幅方向とする。
【００１６】
本考案の重量補助装置１は、装置ベース１１、鉛直方向に伸縮可能な伸縮アーム１２、伸縮アーム１２の一方の端部にそれぞれ連結され、伸縮アーム１２を上方に付勢する１組の付勢部材１３、１３、伸縮アーム１２の下端部１２ａ、１２ａに連結され、下端部１２ａ、１２ａの移動を規制する第１規制部材１４、伸縮アーム１２の上端部１２ｂ、１２ｂに連結され、上端部１２ｂ、１２ｂの移動を規制する第２規制部材１５、第２規制部材１５を介して伸縮アーム１２の上端部１２ｂ、１２ｂに連結され、ボルトの締結を行うナットランナーなどの重量物Ｗを固定、載置などして保持する保持部材１６を備えている。
【００１７】
伸縮アーム１２は、複数段のパンタアーム、本実施形態では２段のパンタアーム、からなり、Ｘ状に組み合わされたアームの交差角を変化させることにより鉛直方向に伸縮可能に構成されている。伸縮アーム１２の下端部１２ａには回動支点２２が、上端部１２ｂには回動支点２３がそれぞれ設けられている。
【００１８】
付勢部材１３は、弾性体からなり伸縮アーム１２を鉛直上方に付勢する部材である。作業者が重量物Ｗを操作する速度に応じて付勢し、急激な変位の変化などが生じないような部材が好ましい。本実施形態では伸縮可能に構成されたガススプリングを採用する。
【００１９】
付勢部材１３は、重量物Ｗの移動範囲において長手方向に付勢し、伸縮アーム１２を鉛直上方へ付勢するように調整、設置されている。付勢力に応じて配置する個数を変えることができる。
【００２０】
付勢部材１３は、伸縮アーム１２の下方に配置され、下端部が装置ベース１１に設けられた回動支点２１において、上端部が回動支点２２において伸縮アーム１２の下端部１２ａにそれぞれ回動可能に支持されている。
【００２１】
第１規制部材１４は、１組の回動規制部１４ａ及び連結アーム１４ｂからなり、連結アーム１４ｂは回動規制部１４ａに、ともに回動するように固定されている。
【００２２】
回動規制部１４ａは、装置ベース１１に設けられた取付部１１ａに回動可能に取り付けられており、連結アーム１４ｂ、１４ｂは回動支点２２、２２において伸縮アーム１２の下端部１２ａ、１２ａと互いに回動可能に連結されている。
【００２３】
隣接する回動規制部１４ａは、同期して逆回転に同じ角度だけ回動するように互いの回動を規制し、連結アーム１４ｂ、１４ｂは、鉛直方向に対する開き角が幅方向で等しくなるように回動規制部１４ａ、１４ａを中心に回動する。つまり、連結アーム１４ｂ、１４ｂは、互いに鉛直方向に対して対称となるように回動し、回動支点２２、２２は、鉛直方向に互いに同じ高さを保ちながら移動する。
【００２４】
本実施形態では、回動規制部１４ａ、１４ａは同形状の歯車が幅（水平）方向に並んで配置され、互いにかみ合って構成されている。これによれば、回動規制部１４ａは剛性が高く、回動規制部１４ａ、１４ａが駆動する際の遊びを小さくすることができるため、重量物Ｗを操作する際にがたつきなどが生じにくい。
ここで、回動規制部１４ａは、同じ角度だけ逆回転に回動するように互いの回動を規制できればよく、例えば、同一径の円板をたすき掛けにしたベルトで同期させるような構成を採用することもできる。
【００２５】
第２規制部材１５は、第１規制部材１４と同様の構成、作用であり、回動規制部１５ａ、連結アーム１５ｂがそれぞれ回動規制部１４ａ、連結アーム１４ｂに対応する。
回動規制部１５ａは、保持部材１６の下端に回動可能に取り付けられており、連結アーム１５ｂ、１５ｂは回動支点２３、２３において伸縮アーム１２の上端部１２ｂ、１２ｂと互いに回動可能に連結されている。
【００２６】
保持部材１６は、重量物Ｗを固定、載置などして保持するための部材であり、重量物Ｗの形状、重量、用途などに応じて設けられる。
【００２７】
なお、本実施形態では、安全のため、伸縮アーム１２など可動部材を覆うカバー１７が設けられている。
【００２８】
重量補助装置１では、動力源を用いない簡単な構造で重量を補助する付勢部材１３が、伸縮アーム１２の下方に配置されており、簡単、安価な構成で小型化することができる。本実施形態では、重量補助装置１の幅は、伸縮アーム１２が折りたたまれた状態の幅程度に小型化することができる。
【００２９】
次に、重量補助装置１の使用方法について、重量物Ｗを操作する場合を例に説明する。なお、図２において、細部を把握しやすいように、図２（Ａ）は、図２（Ｂ）より拡大した図となっている。
【００３０】
図２（Ａ）に示すように、重量物Ｗが操作前で下方に位置している状態では、伸縮アーム１２は鉛直方向に折りたたまれ、下端部１２ａ、１２ａが幅方向に大きく離間している。これに伴い、回動支点２２は幅方向に大きく離間し、付勢部材１３の上端も幅方向に大きく離間しており、第１規制部材１４の連結アーム１４ｂ、１４ｂは上方に向かって水平に近い大きな角度で開いた状態である。
【００３１】
伸縮アーム１２の上端部１２ｂ、１２ｂも同様に幅方向に大きく離間し、回動支点２３は幅方向に大きく離間し、第２規制部材１５の連結アーム１５ｂ、１５ｂは下方に向かって水平に近い大きな角度で開いた状態である。
【００３２】
このとき、重量物Ｗの重量により回動支点２１と回動支点２２との距離が短くなり、付勢部材１３に圧縮力が付与され、この圧縮力と付勢部材１３からの付勢力とが釣り合っている。
【００３３】
次に、作業者が重量物Ｗを操作するために、図２（Ｂ）に示すように重量物Ｗを上方へ操作すると、伸縮アーム１２が伸長し、アームの交差角が小さくなる。伸縮アーム１２の下端部１２ａ、１２ａ、上端部１２ｂ、１２ｂはそれぞれ幅方向に接近する方向に移動し、それに伴い、回動支点２２、２２間の距離、回動支点２３、２３間の距離の間隔がそれぞれ小さくなっていく。
【００３４】
ここで、回動支点２２、２２は、第１規制部材１４の回動規制部１４ａ、１４ａを回動する連結アーム１４ｂ、１４ｂにより円弧上に移動が規制され、互いに鉛直方向に対して対称となるように接近しながら上方に向かって移動する。
【００３５】
同様に、回動支点２３、２３は、第２規制部材１５の回動規制部１５ａ、１５ａを回動する連結アーム１５ｂ、１５ｂにより円弧上に移動が規制され、互いに鉛直方向に対して対称となるように接近しながら上方に向かって移動する。
【００３６】
回動支点２１の位置は変わらないため、回動支点２２が上方内側に移動すると、回動支点２１と回動支点２２との距離が大きくなる。そして、付勢部材１３は、回動支点２１を中心に回動しながら伸長する。
【００３７】
付勢部材１３が伸長し圧縮力が開放されると、それに対応した付勢力が長手方向に作用する。これにより、付勢部材１３から回動支点２２を上方に付勢する付勢力が作用し、伸縮アーム１２が上方に付勢されるため、伸縮アーム１２、第２規制部材１５を介して保持部材１６に上方に付勢する付勢力が伝達される。これにより、重量物Ｗを操作する方向に付勢力を作用させることができ、作業者は小さな力で重量物を安全に操作することができる。
【００３８】
重量物Ｗを下方に移動する場合にも、付勢部材１３からの付勢力により作業者が重量物Ｗの重量をそのまま感じることはなく、任意の位置で安全に操作することができる。
【００３９】
ここで、回動支点２２、２２は第１規制部材１４により、回動支点２３、２３は第２規制部材１５により、それぞれが鉛直方向に対称に同じ高さを維持しながら鉛直方向に移動するため、保持部材１６は幅方向にぶれることなく鉛直方向に安定して移動する。これにより、伸縮アーム１２の伸縮方向を鉛直方向に規制するためのリニアガイドなどを設ける必要がなく、構造を簡単にすることができるとともに滑らかな操作が可能である。
【００４０】
図２（Ａ）に示すような重量物Ｗが下方に位置する状態では、付勢部材１３は収縮量が大きく、付勢部材１３自体が長手方向に付勢する力は大きいが、伸縮アーム１２と交差する角度が大きいため、伸縮アーム１２を鉛直方向に付勢する力は鉛直方向の成分となり過大な付勢力が作用することはない。
一方、図２（Ｂ）に示すように重量物Ｗが上方に位置し付勢部材１３が伸長した状態では、付勢部材１３の収縮が解放されて付勢する力は図２（Ａ）の状態に比べて小さくなるが、伸縮アーム１２と交差する角度が小さくなるため、付勢力が有効に伸縮アーム１２に伝達され、十分な付勢力を付与することができる。
【００４１】
このように、重量補助装置１によれば、伸縮アーム１２の伸縮動作に対応して付勢部材１３が伸縮し、重量物Ｗの移動範囲全域において、適切な付勢力を付与することができるため、作業者は重量物Ｗを小さな力で安全に操作することができる。
【００４２】
（変更例）
本実施形態では、付勢部材１３は、左右対称に配置したが、重量物Ｗの操作に必要な付勢力を付与することができれば、左右の一方がない構成とすることもできる。この場合においても、第１規制部材１４及び第２規制部材１５により、回動支点２２、２２、回動支点２３、２３はそれぞれが鉛直方向に対称に同じ高さを維持しながら鉛直方向に移動するため、保持部材１６は幅方向にぶれることなく鉛直方向に安定して移動する。
【００４３】
また、図３に示すように、保持部材１６の下面に回動支点２１を設けて、付勢部材１３を回動支点２１及び回動支点２２においてそれぞれ回動可能に支持し、設けることもできる。この構成においても、上述した実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００４４】
重量補助装置１は重量物Ｗを斜め上方に動かす構成とすることもできる。また、装置ベース１１に車輪などを設け、移動可能な構成とすることもできる。
【００４５】
［実施形態の効果］
本考案の重量補助装置１によれば、重量物Ｗまたは保持部材を上下方向に操作すると、第１規制部材１４及び第２規制部材１５により伸縮アーム１２の伸縮方向を操作方向の軸線上に規制することができるため、伸縮アーム１２の伸縮方向を操作方向に規制するためのリニアガイドなどを設ける必要がなく、重量補助装置１の構造を簡単にすることができる。
また、伸縮可能に構成された弾性体からなる付勢部材１３を用い、伸縮アーム１２の伸縮動作に対応して付勢部材１３が伸縮し、重量物Ｗを操作するときに適切な付勢力を付与することができる。付勢部材１３は動力源を用いない簡単な構造であり、重量補助装置１を簡単、安価な構成で小型化することができる。
【００４６】
［その他の実施形態］
付勢部材は、弾性体からなり伸縮アーム１２を上方に付勢することができれば各種構成を採用することができる。
例えば、図４に示すように、渦巻きばね３１を用いることができる。図４には、渦巻きばね３１が第１規制部材１４の回動規制部１４ａに取り付けられた構成を拡大して示す。
【００４７】
渦巻きばね３１は、一端３１ａが回動規制部１４ａの回動中心である回動中心部１５ｃに、一端３１ｂが装置ベース１１の取付部１１ａにそれぞれ固定されている。一端３１ａは回動規制部１４ａの回動に伴って回動する。
【００４８】
渦巻きばね３１は、伸縮アーム１２の伸長時に第１規制部材１５が回動する方向、つまり、Ａ方向に一端３１ａが回動すると弾性力が開放され、逆のＢ方向に一端３１ａが回動すると弾性変形による復元力が大きくなるように取り付けられている。つまり、伸縮アーム１２の伸長時に第１規制部材１５が回動する方向に付勢力を生じるように構成されている。
【００４９】
作業者が重量物Ｗを上方へ操作すると、伸縮アーム１２が伸長し、第１規制部材１５はＡ方向に回動する。
これにより、渦巻きばね３１の復元力が開放され、それに対応した付勢力がＡ方向に生じる。Ａ方向へ回動するための付勢力は、連結アーム１５ｂを介して回動支点２２を上昇される力に変換され、上方への付勢力として伸縮アーム１２に伝達される。
【００５０】
このように、付勢部材に渦巻きばね３１を用いた構成によれば、伸縮アーム１２の伸縮動作に対応して渦巻きばね３１が変形し、重量物Ｗの移動範囲全域において、適切な付勢力を付与することができるため、作業者は重量物Ｗを小さな力で安全に操作することができる。また、付勢部材を小型化することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１…重量補助装置
１１…装置ベース
１２…伸縮アーム
１２ａ…下端部
１２ｂ…上端部
１３…付勢部材
１４…第１規制部材（第１の規制部材）
１４ａ…回動規制部、
１４ｂ…連結アーム
１５…第２規制部材（第２の規制部材）
１５ａ…回動規制部
１５ｂ…連結アーム
１６…保持部材
２１…回動支点（第２の回動支点）
２２…回動支点
２３…回動支点
３１…渦巻きばね
【図１】
0003169656.tif 000003
【図２】
0003169656.tif 000004
【図３】
0003169656.tif 000005
【図４】
0003169656.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成23年6月20日(2011.6.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項４に記載の考案では、請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の重量補助装置において、前記各回動規制部は同形状の歯車からなり、隣接する回動規制部は、それぞれの歯車が水平方向に並んで配置され、互いに逆方向に同期して回転するようにかみ合って構成されている、という技術的手段を用いる。