JPH066159Y2 - Pantograph type lifting device - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、パンタグラフ式昇降装置の改良に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an improvement of a pantograph type lifting device.

従来の技術 例えば自動車の組立工程において、オーバーヘッドコン
ベアに支持された車体に対し、その車体の下方から燃料
タンクを取り付けるにあたっては第４図に示すようなパ
ンタグラフ式昇降装置が用いられる（例えば公開技報；
公技番号８６−４２６４号参照）。2. Description of the Related Art For example, in an automobile assembly process, when a fuel tank is attached to a vehicle body supported by an overhead conveyor from below the vehicle body, a pantograph-type lifting device as shown in FIG. 4 is used (for example, open technical report). ;
Refer to official technique number 86-4264).

このパンタグラフ式昇降装置においては、軸１により回
転可能に結合されたＸ字状の一対のリフタアーム２，３
の上端部にリフタプレート４を設け、一方のリフタアー
ム３の下端部をボールスクリュー７により他方のリフタ
アーム２の下端部に対し接近離間させることでリフタプ
レート４を昇降させるよにしたものである。In this pantograph type lifting device, a pair of X-shaped lifter arms 2 and 3 rotatably connected by a shaft 1 are provided.
The lifter plate 4 is provided at the upper end of the lifter arm 3, and the lower end of one lifter arm 3 is moved closer to and away from the lower end of the other lifter arm 2 by the ball screw 7 to lift the lifter plate 4.

一方のリフタアーム３の上端部はリフタプレート４に、
他方のリフタアーム２の下端部はベース８にそれぞれ軸
９，１０にて連結されているのに対し、リフタアーム２
の上端部はローラ１１を介してリフタプレート４下面に
接している。また、リフタアーム３の下端部はボールス
クリュー７のナット６に連結され、このナット６がスク
リューシャフト５に螺合している。１２はスクリューシ
ャフト５を回転駆動させるための電動式のモータ（ブレ
ーキ付モータ）である。The upper end of one lifter arm 3 is on the lifter plate 4,
The lower end of the other lifter arm 2 is connected to the base 8 by shafts 9 and 10, respectively.
The upper end portion of is in contact with the lower surface of the lifter plate 4 via the roller 11. The lower end of the lifter arm 3 is connected to a nut 6 of the ball screw 7, and the nut 6 is screwed onto the screw shaft 5. Reference numeral 12 denotes an electric motor (motor with a brake) for rotating the screw shaft 5.

リフタプレート４上には、直交２軸のモータ駆動式のス
ライドテーブルユニット１３が配設され、このスライド
テーブルユニット１３上に燃料タンクＴが位置決めされ
る。On the lifter plate 4, a motor drive type slide table unit 13 of two orthogonal axes is arranged, and the fuel tank T is positioned on the slide table unit 13.

より詳しくは第５図（Ａ）にも示すように、リフタプレ
ート４の下降限位置で該リフタプレート４上に燃料タン
クＴがセットされると、リフタプレート４は昇降ストロ
ークの途中の中間位置まで上昇する。この中間位置で
は、リフタプレート４に搭載した図示外の視覚装置によ
り車体側の組付基準位置を検出する一方、その情報をス
ライドテーブルユニット１３の駆動系にフィードバック
して、車体と燃料タンクＴとの相対位置決めを行う。More specifically, as shown in FIG. 5A, when the fuel tank T is set on the lifter plate 4 at the lower limit position of the lifter plate 4, the lifter plate 4 moves to an intermediate position in the middle of the lifting stroke. To rise. At this intermediate position, the assembly reference position on the vehicle body side is detected by a visual device (not shown) mounted on the lifter plate 4, and the information is fed back to the drive system of the slide table unit 13 to detect the vehicle body and the fuel tank T. Relative positioning of.

位置決めが完了すると、リフタプレート４が再び上昇限
位置まで上昇して燃料タンクＴを車体側の正規組付位置
に押し付ける。そして、図示外のナットランナが作動し
て取付ボルトを締め込むことにより、燃料タンクＴが車
体側に堅固に固定される。When the positioning is completed, the lifter plate 4 again rises to the rising limit position and pushes the fuel tank T to the regular assembly position on the vehicle body side. Then, a nut runner (not shown) is actuated to tighten the mounting bolt, whereby the fuel tank T is firmly fixed to the vehicle body side.

ここで、リフタプレート４を昇降させる手段として、直
立（鉛直）配置のボールスクリューやシリンダを使用せ
ず水平配置のボールスクリューを採用しているのは、直
立姿勢のボールスクリュー等を採用すると、前述した車
体支持用のオーバーヘッドコンベアに高さの制限がある
ために、オーバーヘッドコンベアを改造するか、あるい
はフロア側にピットを設ける必要があるからである。Here, as a means for moving the lifter plate 4 up and down, a ball screw in an upright (vertical) arrangement or a ball screw in a horizontal arrangement without using a cylinder is adopted. Since the height of the overhead conveyor for supporting the vehicle body is limited, it is necessary to modify the overhead conveyor or provide a pit on the floor side.

考案が解決しようとする課題 上記のように重量物を昇降させるための昇降装置におい
ては、滑車とバランスウエイトとを組み合わせたバラン
ス装置や、バランスシリンダを設けて、リフタの負荷荷
重を相殺するようにすることが、駆動モータ１２の負荷
を小さくしてリフタプレート４の昇降動作をスムーズに
する上で有効であることが知られている。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention In the lifting device for lifting and lowering a heavy object as described above, a balance device combining a pulley and a balance weight and a balance cylinder are provided to cancel the load load of the lifter. It is known that this is effective in reducing the load on the drive motor 12 and smoothing the lifting / lowering operation of the lifter plate 4.

しかしながら、前述した自動車の燃料タンク取付システ
ムにおいては、燃料タンク上方に車体が位置することに
なるので、滑車とバランスウエイトとを用いてリフタプ
レートを上方に引き上げるバランス装置は採用すること
ができない。またバランスシリンダについては、リフタ
の負荷荷重を相殺するためには必然的に鉛直姿勢で配置
しなければならないため、前述したようにオーバーヘッ
ドコンベアを改造するか、フロア側にピットを設けない
かぎり採用することができない。However, in the above-described fuel tank mounting system for an automobile, since the vehicle body is located above the fuel tank, it is not possible to employ a balance device that uses the pulley and the balance weight to lift the lifter plate upward. In addition, the balance cylinder must be installed in a vertical position in order to cancel the load of the lifter, so it will be used unless the overhead conveyor is modified or a pit is not provided on the floor side as described above. I can't.

そのため、第４図に示したパンタグラフ式昇降装置で
は、例えばリフタプレート４が昇降ストロークの途中の
中間位置で停止している場合でも所要のモータトルクを
必要とすることから（第５図（Ｂ）参照）、結果的には
モータ使用率が高くなり、能力の大きなモータを必要と
することになる。Therefore, the pantograph-type lifting device shown in FIG. 4 requires a required motor torque even when the lifter plate 4 is stopped at an intermediate position in the middle of the lifting stroke (FIG. 5 (B)). As a result, the motor usage rate becomes high, and a motor with a large capacity is required.

ここで、第４図のガソリンタンクＴやスライドテーブル
ユニット１３の総重量等による下向きの荷重をＷ１と
し、また荷重Ｗ１のためにボールスクリュー７にかかる
水平方向の荷重をＷ２とすると、Ｗ２は（１）式によっ
て求められる。Here, if the downward load due to the total weight of the gasoline tank T and the slide table unit 13 in FIG. 4 is W1, and the horizontal load applied to the ball screw 7 for the load W1 is W2, W2 is ( It is calculated by the equation (1).

そして、W2/W1とＨ／Ｌおよび角度θとの関係は第６図
のようになり、結果的には第５図（Ｂ）に示すようなモ
ータトルクを必要とすることになる。 The relationship between W2 / W1 and H / L and the angle θ is as shown in FIG. 6, and as a result, the motor torque as shown in FIG. 5 (B) is required.

本考案は以上のような問題点に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、バランス装置を設けた場合と
同等の効果が得られ、しかもモータ使用率が小さく、モ
ータサイズの小型化を可能としたパンタグラフ式昇降装
置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above problems,
It is an object of the present invention to provide a pantograph-type lifting device that achieves the same effect as when a balance device is provided, has a small motor usage rate, and enables a reduction in motor size.

課題を解決するための手段 本考案は前述したように、Ｘ字状に配置された一対のリ
フタアームの上端部にリフタプレートを設けるととも
に、水平に配置された電動モータ駆動のスクリューシャ
フトにより一方のリフタアームの下端部を他方のリフタ
アームの下端部に対し接近離間させてリフタプレートを
昇降させるようにしたパンタグラフ式昇降装置におい
て、前記スクリューシャフトと、このスクリューシャフ
トを支持しているサポート部材との間に、前記リフタプ
レートの上昇動作時以外に作動して、スクリューシャフ
トの軸直角面を摩擦面としてスクリューシャフトに制動
力を与える摩擦式のブレーキユニットを設けたことを特
徴としている。上記のブレーキユニットの具体的構造と
しては、例えば摩擦式ブレーキとワンウエイクラッチと
を組み合わせたものを使用する。Means for Solving the Problems As described above, the present invention provides a lifter plate at the upper ends of a pair of X-shaped lifter arms, and one lifter arm is driven by a horizontally arranged screw shaft driven by an electric motor. In a pantograph type lifting device for moving the lifter plate up and down by moving the lower end part of the other lifter arm close to and away from the lower end part, between the screw shaft and a support member supporting the screw shaft, It is characterized in that a friction type brake unit is provided which is operated except when the lifter plate is raised and which applies a braking force to the screw shaft by using a surface perpendicular to the axis of the screw shaft as a friction surface. As a specific structure of the brake unit, for example, a combination of a friction brake and a one-way clutch is used.

作用 この構造によると、リフタプレートの下降時および停止
時にブレーキ制動力が作用し、その制動力がボールスク
リューに作用する水平方向の荷重Ｗ２を相殺する。その
結果、第３図から明らかなように、上昇時と下降時のモ
ータ必要トルクが同じになり、第５図（Ｂ）と比べてモ
ータ使用率が著しく小さいものとなる。Action According to this structure, the brake braking force acts when the lifter plate descends and stops, and the braking force cancels the horizontal load W2 that acts on the ball screw. As a result, as is apparent from FIG. 3, the required motor torque during ascending and descending becomes the same, and the motor usage rate becomes significantly smaller than that in FIG. 5B.

実施例 第１図および第２図は本考案の実施例を示すもので、第
４図と実質的同一部分には同一符号を付してある。Embodiment FIG. 1 and FIG. 2 show an embodiment of the present invention, and the substantially same parts as those in FIG. 4 are designated by the same reference numerals.

本実施例においては、駆動モータ３２によって回転駆動
されるスクリューシャフト５と、このスクリューシャフ
ト５を支持しているサポート部材１５との間にブレーキ
ユニット１６を介装した点が従来構造と大きく異なって
いる。The present embodiment is greatly different from the conventional structure in that the brake unit 16 is interposed between the screw shaft 5 that is rotationally driven by the drive motor 32 and the support member 15 that supports the screw shaft 5. There is.

ブレーキユニット１６は第２図に示すように、スクリュ
ーシャフト５の軸心と軸直角な摩擦面をもつブレーキデ
ィスク１７とブレーキシュー１８とからなる摩擦式ブレ
ーキ１９と、ワンウェイクラッチ２０とを組み合わせた
もので、ブレーキディスク１７はスクリューシャフト５
にキー２１にて結合される一方、ブレーキディスク１７
に常時圧接するブレーキシュー１８はワンウェイクラッ
チ２０のインナリング２４にビス２２にて固定されてい
る。As shown in FIG. 2, the brake unit 16 is a combination of a one-way clutch 20 and a friction type brake 19 including a brake disc 17 having a friction surface having a friction surface perpendicular to the axis of the screw shaft 5 and a brake shoe 18. And the brake disc 17 is screw shaft 5
Is connected to the brake disc 17 with the key 21.
The brake shoe 18 that is constantly in pressure contact with is fixed to the inner ring 24 of the one-way clutch 20 with screws 22.

ワンウェイクラッチ２０は周知のように、アウタリング
２３とインナリング２４との間にトルク伝達用のカム
（スプラグ）２５を介装したもので、アウタリング２３
はスクリューシャフト５を軸受支持しているサポート部
材１５に固定され、またインナリング２４はニードルベ
アリング２６を介してスクリューシャフト５に一方向回
転可能に支持されている。２７はラジアルベアリング、
２８はスラストベアリング、２９はカップリング、３０
は手動操作用のハンドルである。As is well known, the one-way clutch 20 includes a cam (sprag) 25 for transmitting torque between an outer ring 23 and an inner ring 24.
Is fixed to a support member 15 that supports the screw shaft 5 as a bearing, and the inner ring 24 is supported by the screw shaft 5 via a needle bearing 26 so as to be rotatable in one direction. 27 is a radial bearing,
28 is a thrust bearing, 29 is a coupling, 30
Is a handle for manual operation.

そして、スクリューシャフト５が右ねじで、かつリフタ
プレート４下降時のスクリューシャフト５の回転方向を
正転とすれば、ワンウェイクラッチ２０はスクリューシ
ャフト５の正転時（第２図のＡ方向からみて時計回り方
向回転時）にのみトルクを伝達するようになっている。If the screw shaft 5 is a right-hand screw and the rotation direction of the screw shaft 5 when the lifter plate 4 descends is normal rotation, the one-way clutch 20 will rotate when the screw shaft 5 rotates normally (as viewed from the direction A in FIG. 2). The torque is transmitted only when rotating clockwise.

したがって、リフタプレート４が上昇する際にはスクリ
ューシャフト５の回転方向は逆転となることから、ブレ
ーキディスク１７，ブレーキシュー１８およびインナリ
ング２４の三者はスクリューシャフト５と一体となって
回転する。Therefore, when the lifter plate 4 rises, the rotation direction of the screw shaft 5 is reversed, so that the brake disc 17, the brake shoe 18, and the inner ring 24 rotate together with the screw shaft 5.

一方、リフタプレート４が下降する際にはスクリューシ
ャフト５の回転方向は正転となることからワンウェイク
ラッチ２０がはたらき、インナリング２４およびブレー
キシュー１８は回転不能となる。その結果、ブレーキデ
ィスク１７とブレーキシュー１８の間の摩擦力が抵抗と
なって制動力が作用し、その制動力がスクリューシャフ
ト５にかかる荷重Ｗ２を相殺する。これは、リフタプレ
ート４が昇降ストロークの任意位置で停止している場合
も同様である。On the other hand, when the lifter plate 4 descends, the screw shaft 5 rotates in the normal direction, so that the one-way clutch 20 operates and the inner ring 24 and the brake shoe 18 cannot rotate. As a result, the frictional force between the brake disc 17 and the brake shoe 18 becomes a resistance and the braking force acts, and the braking force cancels the load W2 applied to the screw shaft 5. This is the same when the lifter plate 4 is stopped at an arbitrary position during the lifting stroke.

ここで、荷重Ｗ２によるスクリューシャフト５の回転ト
ルクをＴ１とし、また荷重Ｗ２によるブレーキトルクを
Ｔ２とすると、Ｔ１およびＴ２はそれぞれ次式（２），
（３）によって求められる。Assuming that the rotational torque of the screw shaft 5 due to the load W2 is T1 and the braking torque due to the load W2 is T2, T1 and T2 are respectively given by the following equation (2),
It is obtained by (3).

Ｔ２＝μ・ｒ・Ｗ２(kg・ｍ)‥‥‥(3) ｌ：ボールスクリューのリード μ：ブレーキの摩擦係数 ｒ：ブレーキの有効半径 故に、Ｔ１＝Ｔ２にすることによって荷重Ｗ２とブレー
キ制動力とをつり合わせて荷重Ｗ２を相殺できる。 T2 = μ ・ r ・ W2 (kg ・ m) (3) l: Lead of ball screw μ: Friction coefficient of brake r: Effective radius of brake Therefore, by setting T1 = T2, load W2 and brake control The load W2 can be offset by balancing the power.

本実施例では、動摩擦係数と静摩擦係数との差を考慮し
てＴ２＝２×Ｔ１に設定した。その結果、第３図に示す
ようにリフタプレート４の上昇時と下降時とでは駆動モ
ータ３２の必要トルクが同じになるとともに、第５図と
比べてモータ休止時間が増えてモータ使用率が大幅に小
さくなる。In this embodiment, T2 = 2 × T1 is set in consideration of the difference between the dynamic friction coefficient and the static friction coefficient. As a result, as shown in FIG. 3, the required torque of the drive motor 32 is the same when the lifter plate 4 is raised and when the lifter plate 4 is lowered, and the motor idle time is increased compared with FIG. Becomes smaller.

また、駆動モータ３２による自動運転に先立って、リフ
タプレート４の停止位置等を微調整する必要がある場合
には、ハンドル３０を手動操作することによって行う。
この場合には、ハンドル操作を停止すれば直ちにブレー
キがはたらくので、従来のようにモータ側のブレーキを
完全に切った状態で作業者等がリフタプレートを支えな
がら作業を行うのと比べ、容易に、しかもより安全に作
業を行うことができる。Further, when it is necessary to finely adjust the stop position of the lifter plate 4 prior to the automatic operation by the drive motor 32, the handle 30 is manually operated.
In this case, the brake works immediately when the handle operation is stopped, so it is easier to perform the work while supporting the lifter plate while the operator or the like keeps the brake on the motor side completely turned off as in the past. Moreover, the work can be performed more safely.

考案の効果 以上のように本考案の昇降装置によれば、リフタプレー
トの上昇動作時以外に作動して、スクリューシャフトに
制動力を与えるブレーキユニットを設けたことにより、
バランス装置を設けた場合と同等の効果が得られること
はもちろんのこと、モータの使用率を著しく小さくで
き、その結果、モータの発熱が少なくなることによって
モータサイズを小型化できる。Effects of the Invention As described above, according to the lifting device of the present invention, by providing the brake unit that applies a braking force to the screw shaft, which operates when the lifter plate is not moving up,
The same effect as in the case where the balance device is provided can be obtained, and the usage rate of the motor can be remarkably reduced. As a result, the heat generation of the motor is reduced, so that the motor size can be reduced.

また、リフタプレートが任意位置に停止しても直ちにブ
レーキ制動力がはたらくので、万一モータの電源が切れ
てもリフタプレートが自重で下降するようなことはな
く、安全性の高いものとなるほか、手動ハンドルによる
リフタプレートの高さ位置調整等も容易に行える。In addition, even if the lifter plate stops at any position, the brake braking force immediately works, so even if the motor power is cut off, the lifter plate will not descend due to its own weight, which is highly safe. The height position of the lifter plate can be easily adjusted with the manual handle.

さらに、ブレーキ制動力はブレーキディスクの摩擦面の
押付力すなわちリフタプレートの高さ位置によって変化
してボールスクリューに作用する水平方向の荷重によっ
て決定されるので、軽負荷時に必要以上のモータトルク
を必要とせず、上記のモータサイズを一段と小型化でき
る。In addition, the braking force is determined by the pressing force of the friction surface of the brake disc, that is, the horizontal load that acts on the ball screw by changing the height position of the lifter plate. Therefore, the motor size can be further reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図は本考案の実施例を示す構成説明図、第２図は第
１図の要部拡大断面図、第３図は第１図の駆動モータの
トルク特性図、第４図は従来のパンタグラフ式昇降装置
の一例を示す構成説明図、第５図は第４図の昇降装置の
リフトサイクルとモータトルクとの関係を示す特性図、
第６図は第４図の昇降装置の高さ変化と荷重変化との関
係を示す特性図である。 ２，３……リフタアーム、４……リフタプレート、５…
…スクリューシャフト、７……ボールスクリュー、１５
……サポート部材、１６……ブレーキユニット、１７…
…ブレーキディスク、１８……ブレーキシュー、１９…
…摩擦式ブレーキ、２０……ワンウェイクラッチ、３２
……駆動モータ。FIG. 1 is a structural explanatory view showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged sectional view of an essential part of FIG. 1, FIG. 3 is a torque characteristic diagram of the drive motor of FIG. 1, and FIG. FIG. 5 is a configuration explanatory view showing an example of a pantograph type lifting device, FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between a lift cycle and a motor torque of the lifting device of FIG.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the height change and the load change of the lifting device of FIG. 2, 3 ... Lifter arm, 4 ... Lifter plate, 5 ...
… Screw shaft, 7 …… Ball screw, 15
…… Support member, 16 …… Brake unit, 17…
Brake disc, 18 Brake shoe, 19
… Friction brake, 20 …… One-way clutch, 32
...... Drive motor.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項１】Ｘ字状に配置された一対のリフタアームの
上端部にリフタプレートを設けるとともに、水平に配置
された電動モータ駆動のスクリューシャフトにより一方
のリフタアームの下端部を他方のリフタアームの下端部
に対し接近離間させてリフタプレートを昇降させるよう
にしたパンタグラフ式昇降装置において、前記スクリュ
ーシャフトと、このスクリューシャフトを支持している
サポート部材との間に、前記リフタプレートの上昇動作
時以外に作動して、スクリューシャフトの軸直角面を摩
擦面としてスクリューシャフトに制動力を与える摩擦式
のブレーキユニットを設けたことを特徴とするパンタグ
ラフ式昇降装置。1. A lifter plate is provided on the upper ends of a pair of X-shaped lifter arms, and the lower end of one lifter arm is connected to the lower end of the other lifter arm by a screw shaft driven horizontally by an electric motor. In a pantograph-type lifting device in which the lifter plate is moved up and down by moving the lifter plate closer to and away from the screw shaft, the lifter plate is operated between the screw shaft and a support member supporting the screw shaft except when the lifter plate is moved up. Then, a pantograph-type lifting device is characterized in that a frictional brake unit for applying a braking force to the screw shaft is provided by using the axis-perpendicular surface of the screw shaft as a friction surface.