(57)【要約】【課題】交換すべき電球の取り外しと新たな電球の取り付けを同一工程で連続して行うことができ、電球交換作業の手間を大きく軽減する。【解決手段】電球を把持する把持体９Ａ，９Ｂをそれぞれ先端に備えた第１回転軸７１および第２回転軸７２と、これら回転軸７１，７２を支持しつつ支軸３３回りに回動可能な支持部材６と、第１および第２回転軸７１，７２を互いに反対方向へ回転駆動する駆動モータ４３と、第１および第２回転軸７１，７２を選択的に所定の角度姿勢に位置決めするように支持部材６を正逆回動駆動する駆動モータ４２と、支持部材６を昇降駆動する駆動モータ４１とを備える。【選択図】        図１
2013175364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電球を把持する把持体をそれぞれ先端に備えた第１回転軸および第２回転軸と、これら回転軸を支持しつつ支軸回りに回動可能な支持部材と、前記第１回転軸を回転駆動する第１駆動手段と、前記第２回転軸を第１回転軸とは反対方向へ回転駆動する第２駆動手段と、前記第１および第２回転軸を選択的に所定の角度姿勢に位置決めするように前記支持部材を正逆回動駆動する第３駆動手段と、前記支持部材を進退駆動する第４駆動手段とを具備する電球交換装置。
【請求項２】
前記第１駆動手段と第２駆動手段を単一の駆動手段として、当該単一の駆動手段によって前記第１回転軸と前記第２回転軸を互いに逆方向へ回転駆動するようにした請求項１に記載の電球交換装置。
【請求項３】
交換すべき電球のセードに装着されて装置全体を位置決めする位置決め部材をさらに設けた請求項１又は２に記載の電球交換装置。
【請求項４】
前記各回転軸とこれに設けた把持体との間に、前記把持体を前記回転軸の基端方向へ移動可能に弾性的に支持する緩衝機構を設けた請求項１ないし３のいずれかに記載の電球交換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高所に設置された水銀灯等の電球を交換するのに使用する電球交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
体育館や工場等の水銀灯は高所に設置されているため、これを交換する場合には、高所作業車を使用したり、足場を組む等の大掛かりな作業が必要である。そこで、例えば特許文献１には、多関節式のアームの先端に電動把持機構を設けた電球交換装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００７−５３６７０６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記電球交換装置は、切れる等により交換すべき電球をソケットから外す作業と、新たな電球をソケットに装着する作業をそれぞれ別工程で行う必要があるため、電球交換作業に手間を要するという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、交換すべき電球の取り外しと新たな電球の取り付けを同一工程で連続して行うことができ、電球交換作業の手間を大きく軽減して短時間での電球交換を可能にした電球交換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本第１発明では、電球を把持する把持体（９Ａ，９Ｂ）をそれぞれ先端に備えた第１回転軸(７１)および第２回転軸(７２)と、これら回転軸(７１，７２)を支持しつつ支軸(３３)回りに回動可能な支持部材（６）と、前記第１回転軸(７１)を回転駆動する第１駆動手段（４３）と、前記第２回転軸(７２)を第１回転軸(７１)とは反対方向へ回転駆動する第２駆動手段（４３）と、前記第１および第２回転軸（７１，７２）を選択的に所定の角度姿勢に位置決めするように前記支持部材（６）を正逆回動駆動する第３駆動手段（４２）と、前記支持部材（６）を進退駆動する第４駆動手段（４１）とを具備する。
【０００７】
本第１発明において、第１回転軸の把持体に新しい電球を把持させるとともに、第２回転軸を所定の角度姿勢に位置決めしてその把持体を交換すべき切れた電球に正対させる。この状態で支持部材を進出させて、第２回転軸の把持体で切れた電球を把持し、当該把持体を取り外し方向へ回転させて、切れた電球をソケットから取り外す。その後、一旦支持部材を後退させて、第２回転軸に代えて第１回転軸をソケットに正対させる。第１回転軸は第２回転軸とは反対方向の電球捩じ込み方向へ回転させられるから、再び支持部材を進出させて第２回転軸を回転させると、把持体に把持された新しい電球がソケットに捩じ込まれ取り付けられる。取り付け終了後、新しい電球の把持を解消して、支持部材を後退させる。
【０００８】
本第１発明によれば、切れた電球の取り外しと新たな電球の取り付けを同一工程で連続して行うことができるから、電球交換作業の手間が軽減されて短時間での電球交換が可能になる。
【０００９】
本第２発明では、前記第１駆動手段と第２駆動手段を単一の駆動手段（４３）として、当該単一の駆動手段(４３)によって前記第１回転軸(７１)と前記第２回転軸(７２)を互いに逆方向へ回転駆動する。
【００１０】
本第２発明によれば、回転軸の駆動機構を簡素化することができる。
【００１１】
本第３発明では、交換すべき電球(ＬＢ)のセード(ＬＳ)に装着されて装置全体を位置決めする位置決め部材（２１）をさらに設ける。
【００１２】
本第３発明によれば、電球交換作業時の装置の安定を図ることができる。
【００１３】
本第４発明では、前記各回転軸(７１，７２)とこれに設けた把持体（９Ａ，９Ｂ）との間に、前記把持体（９Ａ，９Ｂ）を前記回転軸(７１，７２)の基端方向へ移動可能に弾性的に支持する緩衝機構（８）を設ける。
【００１４】
本第４発明によれば、取り外し回転時には切れた電球がソケットから進出し、取り付け回転時には新しい電球がソケット内に進入するが、これに応じた把持体の、回転軸軸方向への移動を緩衝機構により吸収することができる。
【００１５】
上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように本発明によれば、交換すべき電球の取り外しと新たな電球の取り付けを同一工程で連続して行うことができ、電球交換作業の手間を大きく軽減して短時間での電球交換が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】電球交換装置の要部斜視図である。
【図２】昇降ラックの駆動部の拡大断面図である。
【図３】支持部材の回動駆動機構の断面図である。
【図４】回転軸の回転駆動機構の断面図である。
【図５】緩衝機構を備えた把持体取付部の拡大断面図である。
【図６】位置決めアーム駆動機構の概略側面図である。
【図７】位置決めアーム駆動部の斜視図である。
【図８】電球交換工程を示す断面図である。
【図９】電球交換工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１には電球交換装置の要部の斜視図を示す。電球交換装置は円形パイプの基筒１を備えており、当該基筒１の上端にこれに直交させて略三角形の基板２が固定されている。基筒１の下端は、家屋の天井等に設置された水銀灯電球に十分届く長さの支持柱（図示略）の先端に連結固定される。上記基板２の中央には開口２１（図２参照）が形成されて基筒１の内空間に連通しており、開口２１内に昇降ラック３１が挿入されている。
【００１９】
昇降ラック３１は開口２１から上方へ延びており、図２に示すように、昇降ラック３１の側面に形成された歯形３１１に、駆動モータ４１（図１）の出力軸４１１に装着された駆動歯車５１が噛合している。昇降ラック３１は上記歯車５１の反対側の側面に当接するアイドル歯車５２、およびその下方の基筒１の周壁の対向位置に設けられて昇降ラック３１の両側面に当接するアイドル歯車５３，５４によって横振れが防止されており、この状態で駆動歯車５１によって基筒１の軸方向（通常は上下方向）で進退（本実施形態では昇降）移動させられる。
【００２０】
図１において、昇降ラック３１の先端（上端）に設けた受け板３２上には、左右のブラケット３２１，３２２（図３）間に支軸３３が回転可能に架設され、当該支軸３３に支持部材６が設けられている。すなわち、支持部材６は平行に立設された略直角三角形（図４）の側壁６１,６２を有し、左右の側壁６１，６２のコーナ部が支軸３３に固定されている。支軸３３には歯車５５（図３）が装着されて、当該歯車５５が駆動モータ４２の出力軸に装着されたウォーム歯車５６に噛合している。これにより、駆動モータ４２を正逆回転させることによって、支持部材６を支軸３３回りに図４の姿勢から９０度反転回動させ、あるいは反転位置から原位置へ戻し回動させることができる。
【００２１】
支持部材６の上記側壁６１，６２間には、側壁６１，６２の各辺に沿って、互いに９０度をなす角度位置にそれぞれ回転軸７１，７２が支持されている（図４）。各回転軸７１，７２の基端には歯車５７，５８が装着されており、これら歯車５７，５８は駆動モータ４３（図３）の出力軸４３１（図４）に装着された一つのウォーム歯車５９に、異なる周方向位置で噛合している。そして、これら回転軸７１，７２は上記ウォーム歯車５９によって互いに反対方向へ回転させられている。
【００２２】
支持部材６から、本実施形態においては水平方向と垂直上方へ互いに９０度の角度をおいてそれぞれ突出する上記各回転軸７１，７２の先端には、緩衝機構８（図１）を介して把持体９Ａ，９Ｂが装着されている。把持体９Ａは図５に示すように樹脂製等の把持片９１を周方向へ間隔をおいて多数設けて、水銀灯電球の外形に沿って湾曲する花びら状としたものである。把持体９Ａの開口内へ紡錘状の水銀灯電球の一端を相対的に押し込むと、把持片９１が押し拡げられた後、その弾性力で原形復帰して、水銀灯電球を把持するようにその外周面に把持片９１が適度な摩擦力を生じて圧接する。把持体９Ｂも同様の構造である。なお、把持体の構造はこれに限られるものではなく、電球の形状によってこれを好適に把持できるように適宜変形可能である。把持力を付与するのに駆動モータ等を使用することもできる。
【００２３】
緩衝機構８は図５（１）に示すように、回転軸７１の先端に固定された固定板８１と、これと平行に対向する可動板８２を備え、可動板８２に把持体９Ａの基端軸９２が固定されている。固定板８１には板面の三箇所にガイドピン８３が立設されて、これらガイドピン８３が可動板８２に形成された相対的に大径のガイド穴８２１内に挿通されている。各ガイドピン８３の外周にはコイルバネ８４が配設されて、可動板８２を固定板８１から離間する方向へ付勢しており、可動板８２はガイドピン８３に装着された大径リング８３１に当接して固定板８１からのそれ以上の離間が規制されている。
【００２４】
図１において、基板２の各コーナ部上には、電球交換装置を水銀灯のセード直下で位置決めするための３本の位置決めアーム２１が設けられている。位置決めアーム２１は基端が基板２の開口を下方へ貫通しているとともに、当該アーム２１の先端は上方へ大きく延出している。上記アーム２１の下端に近い中間部は、図６（１）に示すように基板２に設けたブラケット２２に軸支されて垂直面内で傾動可能となっている。位置決めアーム２１と基板２の間にはバネ２３が張設してあって、位置決めアーム２１を起立姿勢に付勢している。
【００２５】
各位置決めアーム２１の基端にはリンクアーム２４の一端が連結されており、リンクアーム２４の他端は基筒１の外周に摺動可能に装着された移動リング２５に連結されている。移動リング２５は後述する駆動機構９によって基筒１に沿って正逆移動させられる。そして、移動リング２５を駆動機構９によって基筒１に沿って下方へ摺動させると、リンクアーム２４を介して各位置決めアーム２１が図６（２）に示すようにバネ２３のバネ力に抗して外方へ傾倒させられて、上方へ開放した状態になる。なお、各位置決めアーム２１の先端には、電球セードの外周に沿うように湾曲させた保持片２１１が装着されている。
【００２６】
図７には駆動機構９の一例を示す。駆動機構９は基板２の下面に固定される本体枠９１を備えており、本体枠９１の下半には左右位置に上下方向へ延びる長穴状のガイド穴９１１が形成されている。そして各ガイド穴９１１内にこれに沿って上下動可能に円形の摺動部材９２が配設されている。左右の摺動部材９２の間に水平姿勢のリンク板９３が架設されており、リンク板９３の中央に上記移動リング２５に結合される操作片９４の基端が固定されている。左右の摺動部材９２にはそれぞれ斜め上方へ延びるリンク板９５の下端が連結されている。
【００２７】
本体枠９１の上半には左右位置に歯車体９６，９７が設けられている。歯車体９６は、本体枠９１の背後に設置された駆動モータ４４の出力軸４４１に装着されており、他方の歯車体９７は本体枠９１に支持された回転軸９１１に装着されている。そして、これら歯車体９６，９７は互いの対向する周面に形成された歯形９６１，９７１が噛合している。これにより、駆動モータ４４によって歯車体９６が一定量回動させられると、歯車体９７も反対方向へ同量回動させられる。
【００２８】
各歯車体９６，９７からはそれぞれ外方へリンク部９６２，９７２が延出しており、各リンク部９６２，９７２の先端に上記各リンク板９５の上端が連結されている。このような構造により、駆動モータ４４によって歯車体９６，９７を互いに反対方向へ同量正逆回動させると、これに伴ってリンク板９５が上下方向へ移動し、リンク板９５および操作片９４を介して移動リング２５が基筒１に沿って正逆移動させられる。
【００２９】
なお、上記各駆動モータ４１〜４４の駆動は、基筒１が連結される支持柱の基端部等に設けられた操作ボックスの押釦スイッチを押すことによって当該操作ボックス内の制御回路によって制御される。
【００３０】
以上のような構造の電球交換装置で電球を交換する工程を以下に説明する。電球を交換する際には図８（１）に示すように、転倒姿勢にある回転軸７１（図４）の先端の保持体９Ａに新たな電球ＬＡを押し込んで保持させ、この状態で支持柱を立てて電球交換装置を、交換すべき電球ＬＢの下方に位置させる。そして駆動モータ４４により移動リング２５を下方へ移動させて位置決めアーム２１を傾倒開放状態にし、さらに支持柱を持ち上げて開放状態の位置決めアーム２１をセードＬＳの外周に対向させる。その後、駆動モータ４４への通電を停止すると、三本の位置決めアーム２１はバネ２３の付勢力で起立閉鎖方向へ回動させられて、周方向の三方からセードＬＳの外周に当接する。これにより、起立する回転軸７２に設けられた把持体９Ｂが電球ＬＢの直下に位置決めされる。なお、以下、図中の符号Ｒは天井を示す。
【００３１】
この状態で駆動モータ４１によって昇降ラック３１を上昇させ、起立した回転軸７２の先端の把持体９Ｂ内に、電球ＬＢを相対進入させて把持体９Ｂによって把持させる（図８（２））。続いて駆動モータ４３によって回転軸７１，７２を回転させる。この際、回転軸７２は電球ＬＢをソケットＳＫから取り外す方向へ回転し、一方、回転軸７１はこれと反対方向へ回転する。下方からは把持体９Ａの回転が視認できるから、これによって、同時回転している把持体９Ｂの回転が確認できる。
【００３２】
交換すべき電球ＬＢは、回転に伴ってソケットＳＫから下方へ抜け出し進出してくるが、これは緩衝機構８の可動板８２がコイルバネ８４のバネ力に抗して固定板８１へ向け下方へ移動することによって吸収される。電球ＬＢがソケットＳＫから取り外されたことを確認した後は、回転軸７１，７２の回転を停止して昇降ラック３１を下げ（図８（３））、この後、駆動モータ４２によって支持部材６を９０度反転させて、起立姿勢の回転軸７２を傾倒姿勢に転倒させるとともに転倒していた回転軸７１を起立させて、新たな電球ＬＡを保持した把持体９ＡをソケットＳＫの直下に位置させる（図９（１））。
【００３３】
この状態で駆動モータ４１によって昇降ラック３１を上昇させ（図９（２））、新たな電球ＬＡの口金がソケットＳＫの開口に当接して可動板８２が押し下げられた状態で再び駆動モータ４３によって回転軸７１，７２を回転させる。回転軸７１はソケットＳＫ内に電球を捩じ込む方向に回転しているから、新たな電球ＬＡはソケットＳＫ内に捩じ込まれ取り付けられる。この場合の把持体９Ａの回転は、同時回転している、傾倒した回転軸７２の把持体９Ｂの回転を視認することで確認できる。
【００３４】
新たな電球ＬＡをソケットＳＫに捩じ込み取り付けた後、昇降ラック３１を下降させると（図９（３））、新たな電球ＬＡは把持体９Ａ内から上方へ脱出させられる。この後、駆動モータ４４により移動リング２５を下方へ移動させて位置決めアーム２１を傾倒開放させる。その後、支持柱を下げてこれを横倒しにして古い電球ＬＢを把持体９Ｂから抜き出す。
【００３５】
上記実施形態において、回転軸はそれぞれ個別の駆動モータで駆動しても良い。電球は水銀灯に限られないし、必ずしも垂直姿勢で直下へ向いている必要はない。
【符号の説明】
【００３６】
２１…位置決めアーム（位置決め部材）、３３…支軸、４１…駆動モータ（第４駆動手段）、４２…駆動モータ（第３駆動手段）、４３…駆動モータ（第１駆動手段、第２駆動手段）、６…支持部材、７１，７２…回転軸、８…緩衝機構、９Ａ，９Ｂ…把持体、ＬＡ…新しい電球、ＬＢ…交換すべき電球、ＬＳ…セード。
【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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