重物支撑机构及使用该重物支撑机构的重物装载装置制造方法

重物支撑机构及使用该重物支撑机构的重物装载装置制造方法
【专利摘要】本发明为重物支撑机构及使用该重物支撑机构的重物装载装置。设置当通过配置在固定架与支撑架之间的弹簧部件支撑重物时，把弹簧部件的弹力传递到支撑架的从动部件、对此从动部件的运动加以限制的第1与第2凸轮面、把从动部件朝这些凸轮面压接的加载构件，使此第1凸轮面产生降低重物的影响的摩擦力、使第2凸轮面产生降低弹力的影响的摩擦力，使上述从动部件能朝弹簧的伸缩方向同时朝与其交叉的方向移动，对从动部件与凸轮面的卡合进行控制。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及装载支撑重物或悬吊支撑重物的重物支撑机构，涉及把重物稳定保持 在规定的高度位置的支撑机构的改良。 重物支撑机构及使用该重物支撑机构的重物装载装置

【背景技术】
[0002] 此种的装置一般由装载重物的装载台、把装置设置在地板面上的安装基座、把此 安装基座与装载台在规定的高度位置连结的升降机构构成，作为把重物稳定地设置在规定 的高度位置的装置是已知的。
[0003] 例如，在专利文献1中，公开了一种把监视器装置定位保持在规定的高度位置的 支撑机构。在该文献中，用升降机构把装载监视器等重物的装载桌与支撑在地板面上的安 放架以能调整高度位置的方式在装载桌的高度位置连结，由楔形的凸轮面、对此凸轮面进 行夹压的一对摩擦辊部件、对左右的辊部件进行加载的加载弹簧来保持其高度位置。即，把 装载桌以能升降的方式嵌合支撑在安放架上，由安装在此装载桌上的一对摩擦辊对设置在 安放架上的楔形的凸轮面进行夹压，由此通过摩擦辊与凸轮面之间的摩擦力来调整装载桌 的高度位置。
[0004] 已知有各种如此地把支撑重物的装载台与安放架以能调节高度位置的方式嵌合， 用弹簧等加载构件通过凸轮面与凸轮从动部件（摩擦辊）的摩擦力来支撑重物的机构。
[0005] 在专利文献1中，公开了一种通过制动机构对重物在装载了重物的装载台与安放 架之间在重力作用下朝下落方向下降加以限制地进行位置保持的技术。而且，还已知在支 撑重物的支撑部件与加载弹簧之间夹装凸轮机构对弹力进行增减调整的机构。
[0006] 专利文献1 :日本特开2002 - 303304号公报
[0007] 把重物载置在如上述那样支撑在设置面上的装载台上，把其高度位置保持在规定 的高度的机构采用了各种方法。第1方法，是把安放台与装载台固定在预先设计的高度位 置的放置台机构，第2方法是，以能够自由改变安放台与装载台的高度位置的方式用升降 机构将安放台与装载台连结，用止动器等锁定机构对高度位置加以固定的升降机构，第3 方法，是在放台与装载台夹装弹簧等加载构件，使重物的重量与弹簧的弹力取得平衡而保 持在规定的高度位置的平衡机构。
[0008] 上述第1方法，由于无法调整装载台相对于安放台的高度位置，因此，无法与使用 者的视线或作业高度等相适应。而且第2方法对锁定机构的操作麻烦，例如，一边把大容量 的重物保持在其高度位置一边用锁定机构进行固定的作业麻烦且困难。
[0009] 于是，把重物装载在装载台上，用配置在安放台之间的弹簧的弹力保持在规定的 高度位置的方式，作为比较简单地把重物保持在规定的位置的机构多被采用。
[0010] 然而，当用弹簧等弹力支撑重物时，如果重物的重量与弹力变得不平衡，那么重物 的高度位置变得上下不稳定。此不平衡，当重物的重量因生产时的机体差而不同时，会引起 高度位置变化的问题和因弹簧的弹力与其位移量成比例地变化而使高度位置变得不稳定 的问题。 toon] 例如，如在专利文献1中提出的那样，在把装载台的高度位置通过凸轮面与摩擦 辊产生的制动力进行位置保持的机构中，存在装置大型化的问题。如上述那样，在同一文献 中提出的机构沿在重物的重力作用下进行上下运动的方向配置楔形的凸轮面，由弹簧把摩 擦辊压接在此凸轮面上，通过二者间的摩擦力支撑重物。因此，如果载置的重物变大，就必 须由平缓的倾斜面形成楔形凸轮面，或加大用来把摩擦辊弹压在凸轮面上的弹簧的弹力。
[0012] 于是，如果把配置在重力的作用方向上的倾斜凸轮面做成平缓的形状，那么装置 会沿宽度方向大型化。而且如果把弹簧的弹力设定得大，那么弹簧的弹簧长度就设计得长， 会造成装置的大型化。这样，不限于专利文献1的装置，现有的装置作用在用凸轮面调整弹 簧的弹力来支撑重物的装载部件，因此已知，如果把重物保持在稳定的高度位置且同时重 物变位大容量，则装置存在大型化的问题。。
[0013] 于是，本发明的发明人想到了，使弹簧的弹力不直接作用在支撑重物的装载支撑 部件上，而是通过能够朝与重力的作用方向交叉的方向移动的从动部件进行传递，通过使 此从动部件在凸轮面和对此凸轮面加载的加载力作用下朝重力的作用方向上下运动并同 时朝交叉方向移动，从而通过支撑的重物的重力与凸轮面使弹簧的弹力均一化。
[0014] 本发明的课题是提供一种重物支撑机构，该重物支撑机构，当把支撑在支撑架上 的重物通过弹簧部件的弹力保持在规定的高度位置时，能够在比较长的行程范围取得大致 均一的弹性平衡，由此能够比较自由地设定重物的高度位置。


【发明内容】

[0015] 为了解决上述课题，本发明的特征为，设置当由配置在固定架与支撑架之间的弹 簧部件支撑重物时把弹簧部件的弹力传递到支撑架上的从动部件、对此从动部件的运动进 行限制的第1与第2凸轮面、把从动部件压接到这些凸轮面的加载构件，使此第1凸轮面产 生降低重物的影响的摩擦力、使第2凸轮面产生降低弹力的影响的摩擦力，使上述从动部 件能够朝弹簧的伸缩方向移动并能够朝与其交叉的方向移动，对从动部件与凸轮面的卡合 进行控制。
[0016] 对本发明进行更加详细的说明，具备：固定架1 ;以能相对于固定架相对地接近及 离开的方式配置的支撑架2 ;配置在固定架与支撑架之间、沿支撑架的移动方向伸缩的弹 簧部件3 ;把以能朝与弹簧部件的伸缩方向交叉的方向移动的方式配置的弹簧部件的弹力 朝支撑架传递的从动部件7 ;具有增减调整从弹簧部件对支撑架产生的弹力的作用的凸轮 面9的凸轮部件8 ;和把从动部件压接到凸轮面的加载构件10。
[0017] 而且上述凸轮部件，具有使作用到从动部件的重物的重量与弹簧部件的弹力平衡 的第1凸轮面11a与第2凸轮面11b，使此第1凸轮面11a与从动部件卡合，以产生使重物 的重量对从动部件的影响降低的摩擦力，而且使第2凸轮面lib与从动部件卡合，以产生使 弹力对从动部件的影响降低的摩擦力。此从动部件通过弹簧部件的弹力、加载构件的加载 力、重物的重量沿第1、第2凸轮面朝弹簧部件的伸缩方向移动并同时沿与伸缩方向交叉的 方向移动。
[0018] 本发明，当由固定架与支撑架之间的弹簧部件支撑重物时，用来使弹力作用到重 物的从动部件，通过对弹力进行增减调整的凸轮面和压接到凸轮面的加载力，沿伸缩方向 移动并同时沿与其交叉的方向移动，同时，沿凸轮面在重力的作用方向上进行上下运动，因 此能取得以下的效果。
[0019] 在重物的重力方向上伸缩的弹簧部件的弹力通过从动部件传递到重物的支撑架 上，由于在此从动部件设有加强弹力的第1凸轮面与降低弹力的第2凸轮面，因此，能够不 受重物的重量变化的影响稳定地保持重物，并且能够在某种程度上自由地设定支撑重物的 高度位置。
[0020] 即，当把在重物的重力方向上伸缩的弹簧部件的弹力通过从动部件传递到支撑架 上时，当弹力弱为伸长状态时，在第1凸轮面与从动部件之间产生降低重物的影响的摩擦 力，相反，当弹力强为缩紧状态时，在第2凸轮面与从动部件之间产生减轻弹簧的影响的摩 擦力，因此，即便重物的重量在某种程度上改变，而且支撑重物的支撑架的高度位置在某种 程度上上下变化，也能够比较稳定地支撑重物。
[0021] 而且，由于本发明的凸轮面与弹簧的伸缩方向配置在相同方向，所以，跟把此凸轮 面与弹簧配置在正交的方向的场合相比较，能够达成装置的小型化和紧凑化。

【专利附图】

【附图说明】
[0022] 图1是本发明涉及的重物装载装置（第1实施方式）的说明图，图1(a)表示其整 体结构，图1 (b)表示A - A线截面。
[0023] 图2是图1的装置中的重物支撑机构的说明图，图2(a)是表示凸轮部件的整体结 构的说明图，图2(b)是表示凸轮面与从动部件的卡合关系的说明图。
[0024] 图3是表示图2中的重物支撑机构的动作状态与力的作用关系的说明图，图3(a) 表示与作用在凸轮面上的力的关系，图3(b)表示从动部件在图示Pol位置时，（c)表示从 动部件在图示P〇3位置时的力关系。
[0025] 图4是表示本发明涉及的重物装载装置（第2实施方式）的整体结构的说明图， 图4(a)表示弹簧部件伸长时的力的关系，图4(b)表示弹簧部件缩紧时的力的关系。
[0026] 图5是表示图4的装置（第2实施方式）中的重物支撑机构的动作状态的力的关 系的说明图，图5(a)表示弹簧部件在伸长了的状态时，图5(b)表示弹簧部件缩紧了的状态 时。

【具体实施方式】
[0027] 以下根据图示的适宜的实施方式详细说明本发明。图1表示采用了本发明的重物 装载装置A的一个实施方式。重物装载装置A由固定架1、支撑架2、弹簧部件3、支撑机构 构成。
[0028] 固定架1通过锚固螺栓等固定在地板面、桌面等设置面5上，或通过脚轮等以能移 动的方式进行载置。此外，固定架相应于构造物（建造物、机械装置等）的结构和用途以适 宜的结构进行安放。图1的固定架1由载置安放在设置面5上的设置部la、弹簧固定部lb、 支撑架嵌合部lc构成。
[0029] 图示的设置部la，以稳定地载置在地板面上的方式构成固定台结构，相应于用途 安装有能移动的脚轮。弹簧固定部lb由对后述的螺旋弹簧部件3的固定端3a进行固定的 嵌合部（凹陷部）构成。而且，嵌合部lc被形成为嵌合支撑后述的支撑架2的筒形。
[0030] 而且固定架1稳定地载置在地板面等设置面5上，在内部固定弹簧部件3,构成为， 以能在重力的作用方向上升降的方式嵌合支撑支撑架2。图示的重物装载装置A由电视监 视器等的载置台构成，所以，支撑架2位于距离地板面等设置面5离开规定的高度H。此高 度位置Η如后述那样以能稳定在规定的高度（H土 δ h)的方式与重物的重量取得弹性平衡。
[0031] 支撑架2被配置成，能够与固定架1相对接近及离开。在图示的实施方式中，上述 固定架1能移动地载置在设置面（地板面）5上，支撑架2能升降地（图1上下方向）嵌合 支撑在此固定架1上。此外，支撑架也可以采用通过不固定在固定架1上的、例如在建造物 或装置架等上与固定架分离的结构以能升降的方式进行支撑的结构。即，即便支撑架2不 与固定架1嵌合连结地以能接近及离开的方式进行支撑，而是安装在与固定架1不同的建 造物构架、装置架等上，只要支撑架2与固定架间能接近及离开就可以。
[0032] 在支撑架2上，设置装载支撑重物6的载置台2a(装载部），和以能在重力的作用 方向（图1上下方向）上升降的方式支撑此载置台的嵌合部2b，此嵌合部与上述固定架1 的嵌合部lc嵌合。即，固定架1与支撑架2彼此呈筒形（图示的为矩形截面），一方形成内 筒、另一方形成外筒，以能彼此接近及离开（能伸缩）的方式嵌合。
[0033] 弹簧部件3由具有弹力的螺旋弹簧构成，在图示实施方式中，表示由压缩螺旋弹 簧构成的场合。此螺旋弹簧最好使用制造比较容易的线形弹簧，但是由非线形弹簧构成也 可以。
[0034] 弹簧部件3,其一端部作为固定端3a固定在固定架1的弹簧固定部lb，另一端（图 1的上端部）的自由端3b通过后述的盖部件4与从动部件（弹力传递部件）7卡合。而且 图示的弹簧部件3具有弹簧长L，按支撑重物6的容许最大重量Wmax的弹性系数进行设计。
[0035] 为了方便说明，弹簧部件3,举例表示了按与位移量（〇 )成比例的弹性系数（k)构 成的场合（此外，弹簧部件也可以由非线形螺旋弹簧构成）。
[0036] 用图2(b)对弹簧部件3进行说明。弹簧部件3把固定端3a支撑在固定架1上， 自由端3b对支撑架2作用弹力。在图示的弹簧部件3上，在其自由端3b嵌合了盖部件4。 [0037] 此盖部件4用来把弹簧自由端3b的伸缩动作传递到下述的从动部件7,具有与从 动部件7的卡合面。
[0038] 图示的盖部件4的卡合面构成后述的加载凸轮面11，此凸轮面（加载凸轮面）把 弹簧部件3的弹力Fb传递到从动部件7。而且，加载凸轮面11被构成为，把弹簧部件3的 弹力作为将从动部件7压接到凸轮部件8的凸轮面9 (控制凸轮面）的加载力进行加载。
[0039] 在上述支撑架2与弹簧部件3之间配置把弹簧部件的弹力Fb传递到支撑架2的 从动部件7(弹簧力传递构件）。此从动部件7由截面为圆形的辊部件、轴（杆）部件、销部 件等构成。图示的从动部件7由轴部件（以下称作"杆部件"）构成。于是，此从动部件7 以能朝弹簧部件的伸缩方向（图1上下）/及与其伸缩方向按规定角度交叉的方向（图示 的为正交方向，图1的左右）移动的方式被支撑。其支撑结构为3点支撑结构，在后文中叙 述。
[0040] 上述从动部件7把从弹簧部件3承受弹力对重物6进行支撑的支撑架2的位置保 持在规定的高度H。此时，在从动部件7上设有对弹力进行增减调整的凸轮部件8。这是由 于⑴弹簧部件3的弹力与进行伸缩的位移量（ 〇 )成比例地改变，⑵当外力临时作用在 支撑架2的载置台2a上时，载置台的高度位置（Η)反复上下振动等而变得不稳定，（3)重 物6的质量因机体差而变化等的原因，在为了把重物6的位置保持在规定的高度位置（H) 并通过弹簧的弹力取得平衡时存在不稳定的因素。为此，需要凸轮面9,该凸轮面9用来使 弹簧部件3的弹力在预先设定的长度区域中均一化（平滑化）。
[0041] 现有技术中的此弹力的均一化，是通过配置在弹簧侧的凸轮机构或配置在支撑架 侧的凸轮机构来进行，但是，这会造成凸轮面的磨耗、弹簧弹力减弱等，随着时间推移会引 起弹力改变（衰减），重物的下落等事故。
[0042] 本发明通过下述的3点支撑结构来解决磨耗、弹力减弱等问题。配置能够在彼此 相向的重物6的重力与弹簧部件3的弹力之间朝重力方向及与其按规定角度交叉的方向 (图示的为与其正交的水平方向）移动的从动部件7。而且在此从动部件7上作用重物6 的重力与弹簧部件3的弹力，同时使对弹力进行增大、抑制的控制凸轮面9分别从不同方向 与其卡合。
[0043] 如图3(a)、图3(b)、图3(c)所示，在从动部件7上，从不同的3个方向，在作用重 物6的载荷的卡合点pi、把从动部件7朝凸轮面侧加载的加载凸轮面的卡合点p2、凸轮部 件8的凸轮面的卡合点p3作用力。而且重物的卡合点pi与弹力的卡合点p2朝彼此相向 的相反方向进行作用，弹力的卡合点P2在图3(b)中在偏左方向、在同图3(c)中在偏右方 向对峙。而且凸轮面的卡合点p3在图3(b)中在右侧、在图3(c)中从左侧卡合。
[0044] 因此，在从动部件7上，以使弹簧部件3的弹力从重力的作用方向上下与重物的载 荷对抗的方式卡合，同时，在凸轮部件8的凸轮面9上形成以规定的压力压接的3点卡合关 系。而且，从把弹簧部件3的弹力进行分力的载凸轮面11 (后述），赋予把从动部件7压接 到凸轮面9上的加载力。
[0045] 以下，按凸轮构件、加载构件的顺序进行说明。
[0046] "凸轮构件"
[0047] 如上所述，支撑重物6的支撑架2沿重力的作用方向（图1上下方向）以能上下 运动的方式支撑在固定架1上。在此固定架1与支撑架2之间配置上述弹簧部件3,沿其伸 缩方向（图1上下方向）配置具有第1、第2凸轮面9a、9b的凸轮部件8。
[0048] 凸轮部件8配置在固定架1或与此固定架1不同的装置架（未图示）上。图1的 凸轮部件8形成在固定架1上，由具有规定长度（S)的凸轮槽8C形成。此凸轮槽8C由隔 开规定的（槽）间隔D彼此相向的第1凸轮面9a与第2凸轮面9b形成。凸轮槽8C的间 隔D被形成为从动部件7的杆径适合的间隔（D 3 d，d为杆径）。图示的凸轮槽8C的间隔 D在与杆径d之间形成少许的间隙ga(缝隙），成为D = (d+ga)的关系。
[0049] 图示的凸轮槽8C被配置在与水平方向呈角度Θ的方向上，被设定成，使进行卡合 的从动部件7沿弹簧部件3的伸缩方向（图1的上下）上下运动（铅直方向lx)，同时沿 其正交方向（水平方向；y)移动的倾斜角度Θ (0度< Θ <90度）。此角度优选被设定为 30度?45度左右。
[0050] 另外，在此凸轮槽8C上，在弹簧的伸缩方向的下方形成第2凸轮面％、在上方形 成第1凸轮面9a (参照图2 (b))。因此，在弹簧部件3缩紧状态下，从动部件7与第2凸轮 面9b卡合，在弹簧部件3伸长状态下与第1凸轮面9a卡合。在此第1凸轮面9a与第2凸 轮面9b之间夹着中立点S2,第1凸轮面9a把中立点S2夹着配置在行程区域S1、第2凸轮 面9b把中立点S2夹着配置在行程区域S3。后文中对此第1、第2凸轮面9a、9b的作用进 行叙述。
[0051] 另外，凸轮槽8C表示了形成为直线形状的情形，但是不限于直线形状，也可以是 弯曲了的形状（半圆弧形状）。而且凸轮槽8C的形状被形成为使弹簧部件3和重物的重量 (W)平衡的最合适的形状。在此情况下，弹簧部件3的弹力与伸长量成比例地改变，所以，其 变化量由通过凸轮面进行修正的凸轮曲线形成。
[0052] "加载构件"
[0053] 如上所述，本发明的目的是通过弹簧部件3使重物6的重量平衡而把重物的位置 保持在规定的高度位置，通过配置在重物与弹簧部件3之间的从动部件7 (弹力传递构件） 与凸轮面9之间的摩擦力来对载荷量的变化、高度位置的变化进行调整（平滑化）。为此， 需要把从动部件7压接到上述凸轮部件8的凸轮面9 (9a、9b)的加载构件。以下对图示的 加载构件10进行说明。
[0054] 在图1的实施方式中，表示了由形成在弹簧部件3的盖部件4的加载凸轮面11形 成加载构件10的情形。此加载凸轮面11被构成为，把弹簧部件3的弹力Fb的分力沿与弹 簧伸缩方向正交的方向赋予到从动部件7。
[0055] 图2表示加载构件10的详细结构，图3表示作用在凸轮面上的力的关系。如图2 所示，盖部件4与弹簧部件3的自由端3b嵌合，在其表面沿与弹簧的伸缩方向交叉的方向 (图示为正交的水平方向）形成凸轮面（图2附图标记11)。此凸轮面11把弹簧部件3的 弹力朝把从动部件7对上述凸轮部件8的凸轮面9加载的方向分支（偏向）。以下把与此 弹簧部件3-体化了的凸轮面称作加载凸轮面11 (lla、llb)，把上述凸轮部件8的凸轮面称 作控制凸轮面9(9a、9b)。
[0056] 上述加载凸轮面11被形成在安装在弹簧部件3的自由端3b的盖部件4上，由与 从动部件7卡合的凸轮面11a与凸轮面lib构成。凸轮面11a沿把从动部件7压接到第1 凸轮面9a的方向施力、凸轮面lib沿把从动部件7压接到第2凸轮面9b的方向施力。此 压接力作为弹力从弹簧部件3传递到从动部件7。此加载凸轮面11形成如后述那样从与凸 轮面11a和凸轮面lib不同的方向对从动部件7赋予压接力的凸轮曲线。
[0057] 用图2和图3对以上的结构中的从动部件7的支撑机构进行说明。
[0058] 从动部件7由截面为大致圆形的杆部件构成，由弹簧部件3的弹力Fb、凸轮面9的 阻力N、加载构件10的加载力Fw从不同的3个方向夹持。而且从动部件7 -边沿弹簧的 伸缩方向（图3箭头X)和与此伸缩方向交叉的方向（图3箭头y)进行位移一边沿凸轮面 9在上限位置（Hmax)与下限位置（Hmin)之间沿重力的作用方向（图1上下方向）上下运 动。
[0059] 第1凸轮面9a被设定在当弹力Fb比载荷Fw(重物的重量，下同）小时由弹力与 摩擦力（凸轮面与从动部件7之间的摩擦力）对载荷Fw进行支撑来取得力的平衡（均衡） 的区域。即，当从动部件7处于图3(a)所示P 〇2位置时，从动部件7与凸轮面9a以角度 α (切线角度）进行卡合，凸轮面9a沿推升（推上）的角度方向对从动部件7进行支撑。
[0060] 而且第2凸轮面9b被设定在当弹力Fb比载荷Fw大时由摩擦力对弹力Fb进行抑 制而取得载荷Fw与弹力的平衡的区域。即，当从动部件7处于图3 (a)所示P〇3位置时，从 动部件7与凸轮面9a以角度λ (切线角度）进行卡合，凸轮面9a沿推降（对弹力进行抑 制）的角度方向对从动部件7进行支撑。另外，在本发明中，把从动部件7压接到凸轮面9 的加载构件10也可以为与盖部件4形成一体的倾斜面。
[0061] "作用在从动部件上的力的关系"
[0062] 通过图3对作用在与凸轮部件8嵌合的从动部件7上的力的作用关系进行说明。 当蓄积在弹簧部件3中的能量小时（装载部2a处于高的位置时，图3的Pol位置）。此时， 如图3 (b)所示，加载凸轮面1 la在p2位置，沿其法线方向对从动部件7赋予弹簧部件3的 弹力的分力。而且控制凸轮面9a与重物的载荷在pi位置进行作用。而且，如同图所示，以 重物的载荷作用的pl点为顶点，加载凸轮面11a的作用点p2与控制凸轮面9a的作用点p3 形成三角形。而且，其力的关系为，对从动部件7产生使其朝图3(a)右方（与凸轮面压接 的方向）移动的力，此力由W · tan δ表示。
[0063] 被上述W · tan δ的力推压到第1凸轮面9a的从动部件7,朝沿着控制凸轮面9a 的倾斜（倾斜角度ε )上行的方向进行作用，其上方的力的成份由W ?tan δ X(l/tan ε )表 /_J、1 ο
[0064] 因此，对具备装载部2a的支撑架2作用的力成为以下那样。
[0065] (作用在重物装载部上的力）=(弹簧部件的弹力）+ (W · tan δ X (Ι/tan ε ))
[0066] 另外，W为重物的重量、δ为支撑架相对于从动部件的卡合切线与加载凸轮面的 卡合切线之间的角度、ε为与从动部件卡合的控制凸轮面的切线方向角度（图3的角度 Θ)。
[0067] (2)当蓄积在弹簧部件中的能量大时（装载部2a处于低位置时，图3的Ρ〇3位置） 装载部2a处于低位置时，从动部件7的位置移动，与凸轮面9的接触角度改变。在图3中， 相对于水平朝下侧以角度β (即，相对于之前的角度α，角度β不同的方向）接触。因此， 即便装载部2a处于低位置时，也与处于高位置时一样，对从动部件7作用使其朝水平方向 左方移动的力，以W· tan λ朝凸轮面9a推压。其推压力沿凸轮面9a的倾斜（倾斜角ε) 朝下行的方向作用，其力的朝下方的成份由W · tanA X(l/tan ε )表示。
[0068] 因此，对具备装载部2a的支撑架2作用的力成为以下那样。
[0069] (作用在重物装载部的力）=(弹簧部件的弹力）一（W · tan λ X (Ι/tan ε ))
[0070] 另外，W为重物的重量、λ为从动部件与支撑架的卡合面之间的角度、ε为与从动 部件卡合的控制凸轮面的切线方向角度。
[0071] 如上所述，本发明把弹簧部件3的弹力通过从动部件7传递到具有装载部2a的支 撑架2。此时，凸轮从动部件7沿着使弹簧部件3的弹力与重物的载荷平衡的凸轮面9 (9a、 9b)朝弹簧的伸缩方向同时朝与此伸缩方向交叉的方向任意地移动而进行上下运动。而且 在凸轮面9上形成使弹力Fb增大的第1凸轮面9a(行程区域S1)和使弹力降低的第2凸 轮面9b (行程区域S3)，在第1凸轮面9a按凸轮面把从动部件7推升的角度方向进行卡合， 此凸轮面与弹力的作用协同动作阻止从动部件7的下落。而且在第2凸轮面9b按凸轮面 把从动部件7下压的角度方向进行卡合，此凸轮面抑制弹力、阻止从动部件7朝上升方向移 动。
[0072] 而且，中立点S2设定在位于行程区域S1与S3的中间的转移点，此中立点实际上 是重物的载荷与弹簧部件3的弹力对峙的位置（不受凸轮面的影响的力关系），当外力朝推 升支撑架2的方向作用时向第1凸轮面9a转移，相反，当外力朝把支撑架2下压的方向作 用时向第2凸轮面9b转移。
[0073] 而且，在第1凸轮面9a，即便由于弹簧部件3伸长而降低弹力，也能通过凸轮面9a 的作用（图3 :Pol位置）保持在该位置，在第2凸轮面9b，即便由于弹簧部件3缩紧而增大 弹力，也能通过凸轮面的作用（图3:P〇3位置）保持在该位置。因此，借助凸轮面的形状， 尤其通过设定上述角度ε的凸轮曲线，可以把重物保持在任意高度位置。
[0074] 另外，在本发明中，对于弹簧部件3,说明了配置沿作用在重物W上的重力的方向 (铅直方向）伸缩的螺旋弹簧的实施方式，但是，此弹簧也可以配置成相对于铅直方向以规 定角度倾斜地进行伸缩。在此情况下，为了取得螺旋弹簧的弹力的铅直方向成份与重物W 的重量平衡的力关系，最好设定成水平方向成份把从动部件7朝凸轮面压接的力关系。 [0075](第2实施方式）
[0076] 下面对图4所示重物装载装置Α进行说明。在上述第1实施方式中，表示了由把加 载构件10设置在弹簧部件3的自由端的加载凸轮面11构成的场合，但是把此加载凸轮面 形成为在彼此相向的弹簧部件侧形成把加载凸轮面、在支撑架侧形成加压凸轮面也可以， 对该方式进行说明。
[0077] 如图4所示，在建造物的顶棚、机械装置的顶板等安置面上固定固定架16。固定架 16被构成为空心筒形的构架框结构，设有嵌合部16a。支撑架17的嵌合部17a与此嵌合部 16a嵌合，固定架16与支撑架17被构成为能够朝重力的作用方向（铅直方向）伸缩。
[0078] 在上述固定架16上设有弹簧固定部16b，固定螺旋弹簧18的固定端18a。而且盖 部件18c与螺旋弹簧18的自由端18b (图4上端部）嵌合，此盖部件以能升降的方式支撑 在固定架内部。
[0079] 另一方面，在支撑架17上设有载置部17a，从而对重物W进行载置支撑。即，支撑 在支撑架17上的重物W，在其重量与弹簧部件18的弹力平衡的状态下，保持其高度位置。
[0080] 而且，在固定架16上配置有沿弹簧18的伸缩方向（铅直方向）具有凸轮面19的 凸轮构件20。此凸轮面19用来使由弹簧部件18支撑的重物W的高度位置稳定化（其作用 与上述第1实施方式相同）。
[0081] 上述凸轮面19由沿伸缩方向具有第1凸轮面19a、中立点S2、第2凸轮面19b的凸 轮槽构成，通过后述的从动部件21对支撑重物W的弹簧部件18的弹力进行强弱调整。第1 凸轮面19a被形成为在弹簧部件18伸长的状态下作用大的弹力的凸轮面，第2凸轮面19b 设定成在弹簧部件18缩紧的状态下作用小的弹力的凸轮面。而且中立点S2被设定在位于 第1凸轮面19a与第2凸轮面19b的中间的转移点（点或区域）。构成此第1、第2凸轮面 的凸轮槽20的结构与第1实施方式相同。
[0082] 在上述第1凸轮面19a，基于弹簧部件18的弹力与凸轮面19a的摩擦力协同动作 对重物的载荷进行支撑，在第2凸轮面19b，凸轮面以使基于弹簧部件18的弹力降低的方 式进行作用。即，当弹簧部件18伸长、弹力弱时，从动部件21与第1凸轮面19a卡合，与弹 簧部件18 -起支撑重物。而且当弹簧部件18缩紧、弹力强时，从动部件21与第2凸轮面 19b卡合，使弹力降低地对重物进行支撑。而且在中立点S2,形成基于弹簧部件18的弹力 与重物Μ的重力彼此相向、均衡的状态。上述第1凸轮面19a及第2凸轮面19b的凸轮面 的作用与上述第1实施方式相同，因此省略其说明。
[0083] 于是，对用来产生把从动部件21压接到第1、第2凸轮面19a、19b的摩擦力的加载 构件22进行说明。在上述弹簧部件18上，在其自由端18b嵌合盖部件18c，在此盖部件上 形成加载凸轮面23。此加载凸轮面23的结构与第1实施方式相同。
[0084] 上述加载凸轮面23形成在被安装在弹簧部件18的自由端18b的盖部件18c上， 由与从动部件21卡合的凸轮面23a和凸轮面23b构成。凸轮面23a朝着把从动部件21与 第1凸轮面19a压接的方向施力、凸轮面23b朝着把从动部件21与第2凸轮面19b压接的 方向施力。此压接力作为弹力从弹簧部件18朝从动部件21传递。
[0085] 此加载凸轮面23如后述那样形成为从与凸轮面23a和凸轮面23b不同的方向对 从动部件21赋予压接力的凸轮曲线。
[0086] 弹簧部件18的弹力从加载凸轮面22传递到上述从动部件21，而且，从支撑架17 传递重物的载荷，当此弹力与载荷平衡时，支撑架被保持在该位置。于是，在图示的实施方 式中，在支撑架17上形成有加压凸轮面24a、24b。
[0087] 对其结构和作用进行说明。图5(a)表示弹簧部件18伸长的状态，表示对支撑架 17或重物作用了朝上方抬升的外力的场合。此时，从动部件21被加载凸轮面23a和加压凸 轮面24a从上下夹住，受到图示箭头方向（右方）的力。由此产生从动部件21被压接到第 1凸轮面19a的摩擦力。由于此摩擦力朝着对重物在重力作用下的下落加以阻止的方向作 用，因此重物在弹簧部件18的弹力与凸轮面的摩擦力作用下保持在该位置。
[0088] 图5(b)表示弹簧部件18缩紧的状态，表示作用了支撑架17或重物的朝下方下压 的外力。此时，从动部件21被加载凸轮面23b和加压凸轮面24b从上下夹住，受到图示箭 头方向（左方）的力。由此，产生从动部件21朝第2凸轮面19b被压接的摩擦力。此摩擦 力朝着对弹力使从动部件21朝上方移动的情形加以阻止的方向作用。为此，重物不会因弹 簧部件18的弹力而朝上方移动，被保持在该位置。
[0089] 在以上的结构中，用图5(a)、图5(b)对从动部件21的支撑机构进行了说明。从动 部件21由截面大致为圆形的杆部件构成，由弹簧部件18的弹力Fb、凸轮面19的阻力、加载 构件22的加载力Fw从不同的3方向进行夹持。而且从动部件21 -边朝弹簧的伸缩方向 (图3箭头X)、与此伸缩方向交叉的方向（图3箭头y)位移一边沿凸轮面19在上限位置 (Hmax)与下限位置（Hmin)之间在重力的作用方向（图1上下方向）上进行上下运动。
[0090] 工业上的可利用性
[0091] 本发明涉及通过配置在支撑重物的支撑架与固定架之间的弹簧部件的弹力来支 撑重物的机构，具有工业上的可利用性。
[0092] 另外，本发明请求作为参照在此援引的日本专利申请号2013年92162号的优先 权。
[0093] 附图标记说明
[0094] A重物装载装置
[0095] 1固定架
[0096] la设置部
[0097] lb弹簧固定部
[0098] lc嵌合部
[00"] 2支撑架
[0100] 2a载置台
[0101] 2b嵌合部
[0102] 3弹簧部件
[0103] 3a固定端
[0104] 3b自由端
[0105] 4盖部件
[0106] 7从动部件（弹力传递部件）
[0107] 9控制凸轮面
[0108] 9a第1凸轮面
[0109] 9b第2凸轮面
[0110] 10加载构件
[0111] 11 加载凸轮面（lla、llb)
[0112] pi重物的卡合点
[0113] p2弹力的卡合点
[0114] p3凸轮面的卡合点
[0115] 23a、23b加载凸轮面
[0116] 24a、24b加压凸轮面
【权利要求】
1. 一种重物支撑机构，所述重物支撑机构由配置在支撑重物的支撑架与固定架之间的 弹簧部件的弹力对重物进行支撑，其特征在于，具备： 固定架； 支撑架，该支撑架以能够相对于所述固定架相对地接近和分离的方式配置； 弹簧部件，该弹簧部件配置在所述固定架与支撑架之间，沿支撑架的移动方向伸缩； 从动部件，该从动部件把以能在与所述弹簧部件的伸缩方向交叉的方向上移动的方式 配置的弹簧部件的弹力朝所述支撑架传递； 凸轮部件，该凸轮部件具有增减调整从所述弹簧部件对所述支撑架产生的弹力的作用 的凸轮面，和 加载构件，该加载构件把所述从动部件压接到所述凸轮面， 所述凸轮部件具有使作用到述从动部件上的重物的重量与弹簧部件的弹力平衡的第1 凸轮面与第2凸轮面， 所述第1凸轮面与所述从动部件卡合，以产生使重物的重量对从动部件的影响降低的 摩擦力， 所述第2凸轮面与所述从动部件卡合，以产生使弹力对从动部件的影响降低的摩擦 力， 此从动部件在所述弹簧部件的弹力、所述加载构件的加载力与所述重物的重量的作用 下沿所述第1、第2凸轮面朝所述弹簧部件的伸缩方向移动并同时朝与伸缩方向交叉的方 向移动。
2. 如权利要求1所述的重物支撑机构，其特征在于，所述凸轮部件由凸轮槽构成，所述 凸轮槽配置在所述固定架上并且具有沿与所述弹簧部件的伸缩方向以规定角度交叉的方 向倾斜的行程长度；在所述凸轮槽上，所述第1凸轮面与第2凸轮面形成为隔开间隔相向的 面。
3. 如权利要求1或2所述的重物支撑机构，其特征在于，所述加载构件由安装在所述弹 簧部件的自由端的加载凸轮构成；在所述加载凸轮上，在与所述弹簧部件的伸缩方向交叉 的方向上形成有加载凸轮面，而且，此加载凸轮面通过弹簧部件的弹力对所述从动部件施 加与伸缩方向交叉的方向的加载力。
4. 如权利要求1?3中的任意一项所述的重物支撑机构，其特征在于，所述从动部件形 成大致圆形剖面，所述重物的重量作用的载荷负载面、所述弹簧部件的弹力作用的弹簧加 压面、所述加载构件的加载力作用的加载面分别以具有不同切线角度的接触面与此从动部 件卡合，所述载荷负载面配置在所述支撑架上、所述弹簧加压面配置在所述弹簧部件上、所 述加载面配置在所述加载构件上。
5. 如权利要求1所述的重物支撑机构，其特征在于，所述第1、第2凸轮面，相对于所述 弹簧部件的伸缩方向，按使弹力的作用降低的第2凸轮面、使重物的重量的作用降低的第1 凸轮面的顺序配置；使作用到所述从动部件上的重物的重量与弹簧部件的弹力平衡。
6. 如权利要求1?5中的任意一项所述的重物支撑机构，其特征在于，分别在所述固定 架上形成固定所述弹簧部件的弹簧固定部，在所述支撑架上形成装载支撑重物或装载重物 的重量支撑部；所述固定架与所述支撑架通过以能相互滑动的方式嵌合的嵌合部连结。
7. -种重物装载装置，其特征在于：所述重物装载装置由装载支撑重物的重量支撑部 件，和通过弹簧部件的弹力把所述重量支撑部件支撑在规定的高度位置的重物支撑机构构 成， 所述重物支撑机构由权利要求1?6中的任意一项所述的重物支撑机构构成， 所述弹簧部件被配置成能够沿对重物作用的重力方向伸缩。
【文档编号】F16M11/06GK104121457SQ201410169236
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年4月25日 优先权日:2013年4月25日
【发明者】青柳达三 申请人:立志凯株式会社