JP4928600B2 - マスト式リフト及びマスト式リフトシステム - Google Patents

Description

関連出願の参照情報：本出願は、２００６年３月２２日に出願された米国仮特許出願第６０／７８４，４７３号の優先権を主張しており、この仮出願の開示全てをここに援用して本文の記載の一部とする。

本発明は作業員用リフトに関し、より具体的には、リフトシステムによりマストを昇降する作業プラットフォームを含む、持ち運び可能なリフト機械に関する。このリフト機械は、自立型又は非自立型であってよく、一人のユーザーによって運搬可能及び作動可能であってよい。

梯子の概念は、数千年前から存在する。しかし、現存する梯子は嵩張って扱いにくく、操作が難しいことがある。さらに、従来の梯子は特に、平坦でない地面上で不安定になることがあり、作業領域は作業員の手の届く範囲に限定される。

梯子製造会社は、動力機械製品の開発に消極的である。しかし、梯子の多数の利点（例えば、一人の操作者によって組み立てて用いることができる、軽量であるなど）を達成するとともに、持ち運び可能な動力機械における一層の安定性及びより広い作業領域をもたらす作業員用リフトを開発することが望ましい。

マストクライミング式プラットフォームは知られており、典型的に、自立可能又は、壁もしくは他の支持構造により支持可能なマストを含む。しかし、現存するマスト式クライマは、最小の定格荷重が約４５４ｋｇ（１０００ポンド）であり、そのサイズのために、一人のユーザーによって持ち運びも操作も不可能である。垂直マスト製品及び空中作業プラットフォームは、移動プラットフォームを含み、一般に自立型アセンブリのみである。これらの機械も典型的には、持ち運ぶには非常に大型であり、持ち運び易さ、低コスト、及び使い易さに関して、梯子によりもたらされる多数の利点から大変かけ離れている。

持ち運び易さを達成するために、軽量で信頼性の高いリフトシステム機構が、作業員をリフトするデバイスに期待される機能性を備えることが望まれる。

マスト式リフトは、基部又はマストフレームと、作業プラットフォームを支持するキャリッジが移動可能であるマストと、動力源とを含む。動力源は搭載型電源装置、又はパワードリルなどのユーザーにより供給される源であってよい。モジュール式の構成部品を様々なモデルに用いることができる場合、これらの種々の構成部分もモジュールシステムの一部として利用することができる。

キャリッジ及びリフトシステムの例示的な特徴は、過負荷クラッチをオーバーランブレーキと組み合わせて用いて、ロープなどのリフト機構が、移動範囲の下点に到達した後又は障害物に対面したような場合に、巻き取りドラムから巻き解かれることを防止することを含む。緊急ブレーキは、ロープの故障の場合に作業プラットフォームを固定する。移動範囲の下点におけるロープの動きは、ドラムから巻き解かれることを阻止するだけでなく、ラッチも提供して、運搬中などにキャリッジを降下位置に保持する働きもある。

プラットフォームとキャリッジの間に、その構造体にかかるピーク荷重を軽減するエネルギー吸収機能を設けてもよい。この機能は、万一、ホイストシステム及びブレーキが完全に故障した場合に、ある種の衝撃吸収帯を提供する。

別の例示的な特徴は、伸縮マストのためのバネ式ステップローラである。

本発明の例示的な実施形態では、マスト式リフトは、マスト基部上に支持されるマストと、マストに移動可能に固定される作業プラットフォームと、作業プラットフォームとマストの間に連結されるリフトシステムとを含む。リフトシステムは、マストにおける作業プラットフォームの昇降をもたらす。リフトシステムは、リフトシステムの過負荷及び移動範囲の端部への到達の少なくとも一つが発生した場合にスリップする過負荷クラッチと、リフトシステムが最大降下位置をこえて動かないようにするオーバーランブレーキと、緊急ブレーキとを含む。また、オーバーランブレーキは、プラットフォームが停止したときに、リフトシステムが動くことを防止してもよい。

好ましくは、リフトシステムは、巻き上げドラムに動作可能に連結されるウォーム駆動ギアボックスをさらに含み、このギアボックスは、駆動源と連結可能な駆動シャフトを介して駆動される。少なくとも１本の昇降用ロープ、好ましくは２本の昇降用ロープを、一端から巻き上げドラムに巻くことができ、反対端ではマストに固定する。補助ブレーキ又は慣性装置が、ウォーム駆動ギアボックスと直列に含まれていてもよい。

一実施形態では、緊急ブレーキは係合位置の方に付勢されており、昇降用ロープの張力が緊急ブレーキを係合解除位置に維持するように、昇降用ロープは緊急ブレーキと協働可能である。エネルギー吸収部材を、作業プラットフォームとマスト基部の間に取り付けてもよい。

駆動源は、電源装置又は手持ち式パワードリルの一つであってよい。駆動シャフトは係合解除位置の方に付勢されているのが好ましく、それにより駆動シャフトが作動するには付勢に対して反対の力を必要とし得る。

オーバーランブレーキは、噛み合いクラッチと協働可能なブレーキレバーを備えることが好ましく、昇降用ロープの張力が低下する際に、ブレーキレバーが噛み合いクラッチを変位させてウォーム駆動に係合させることにより、ウォーム駆動ギアボックスを止めさせる。この状況において、噛み合いクラッチは、プラットフォームの上昇を許容するがプラットフォームの降下を防止する一方向噛み合いクラッチであってよい。

リフトシステムの重量は、約１４ｋｇ（約３０ポンド）が好ましい。

一実施形態では、マスト式リフトが自立型であるように、マスト基部を構成する。

本発明におけるこれら及び他の態様と、本発明における利点について、添付の図面を参照して以下に説明する。

図１を参照すると、ここに示すマスト式リフトは一般に、マスト１４を支持する基部又はマストフレーム１２を含み、マスト１４において、作業プラットフォーム１３が、キャリッジアセンブリ又はリフトシステム１５を介して、降下位置（図１に示す）と上昇位置との間を移動可能である。これらの構成部品はモジュール式が好ましく、それによって、機械を迅速且つ確実に組み立てること及び分解することが可能になり、一人による運搬が容易となる。平均的な当業者が構成部品の組み立てに要する時間は、典型的には３０秒未満である。このモジュールシステムにおいても、異なる種類のマスト及び基部の設計に種々の構成部品を用いることが可能になるので、製品の多用途性を向上させる。代替的な実施形態では、マスト１４は伸縮部を含み、より高いマストが運搬のために収縮されて一層小型にできるようになる。図１に示すマスト式リフトは、自立型マスト式リフトである。すなわちこの機械は、独立した支持及び位置決めが可能である。後述するリフト構造の構成部品は、非自立型機械に同様に適用でき、本発明は、例示的に図示した自立型リフトの実施形態に必ずしも限定されるものではない。

基部又はマストフレーム１２は、一方向格納キャスタシステムを備える。これは、ユーザーがプラットフォーム上にいる場合、キャスタのばね効果がないようにする。プラットフォームが空の場合、簡単な動作でキャスタを動作させて、作業位置へのリフトの移動を容易にする。

作業プラットフォーム１３は、キャリッジ又はリフトシステム１５に、取付けピン、フック及びラッチを介して固定され、それらすべては簡単な組み立て作業で係合する。組み立て作業は１０秒未満で安全に完了し、危険なやり方で、不正確な組み立てを容易に行うことはできない。図２及び図３を参照すると、１本又は好ましくは２本の昇降用ロープ１、２が、張力均一化ループ（図示せず）を介してマスト１４の頂部で連結される。張力均一化ループは、各ロープにおける張力を均一にするとともに、マスト１４の頂部で独立したロープ終端を維持する。ロープ１、２は、マスト１４の前方に沿って延在し、キャリッジ１５に入る。ローラ１８は、マスト１４にキャリッジ１５を取り付け、また、プラットフォーム１３がマスト１４の周りを回転しないようにもする。ローラ１８は、ステップ式及びばね荷重式であり、伸縮変化に基づいて作用することが好ましい。

ロープ１、２は、主要巻き上げドラム４上に巻き付けられる前に、緊急ブレーキを解除するアイドラローラ３にかけ渡される。プラットフォームをリフトすることは、ウォーム駆動ギアボックス８が、巻き上げドラム４を回転させて２つの昇降用ロープ１、２を巻き付けることにより達成される。好ましい実施形態では、巻き上げドラム４に溝をつけ、ロープ１、２がドラムの中央部に達するまでドラム４上に一定直径で巻きつくようにして、その後、ロープ１、２はそれらの上に巻き取られることを確実に支援する。

ウォーム駆動ギアボックス８は、駆動シャフト１０を介して駆動される。駆動シャフト１０はモジュール式電源装置によって、又は代替的に、手持ち式パワードリルなどを介して作動され得る。駆動ドライブシャフト１０は二段階の動作（two-action operation）を備え、シャフトが押し下げられてウォーム駆動ギアボックス８と係合し、そして回転されることを必要とする。手持ち式パワードリルを用いる場合、操作者がシャフトを押し下げ、そしてドリルのトリガーを引いてプラットフォーム１３を動かすという二段階の動作が必要である。操作者が第二動作をし損ねるならば、過負荷クラッチを介して操作者は過度のバックラッシュから保護される。過負荷クラッチは、第二動作が適切に完了されない場合にスリップする。電源装置の場合は、電源装置を駆動シャフト１０に固定することで、駆動シャフトを作動のための押し下げ位置に固定する。好ましくは、ギアボックス８はまた、操作者が正常に操作できなくなった場合に下から手動降下を可能にするために、底部側にアウトプットを有することが好ましい。

昇降用ロープ１、２にかかる張力は、アイドラローラ３を通してベルクランク１７に力を及ぼす。ベルクランク１７は、緊急ブレーキフレーム５及びその取り付けリンク１１と協働して動作し、ブレーキシュー６をマスト１４から離して、張力が昇降用ロープ１、２に残っている間は、ブレーキシュー６をマスト１４から離したままにする。このようにして、この構成によって、正常の使用においてキャリッジ１５が自由に動くことを可能にする。

昇降用ロープ１、２の張力が低下する場合、頂部前方ローラ１８の車軸とブレーキフレーム５の間にリンク１１を介して取り付けられたばねは、ブレーキシュー６をマスト１４に接触させる。ブレーキシュー６とマスト１４の間に生じた高い摩擦によって、前方及び後方ブレーキシューの横方向の締結力がマスト１４の周囲に生じ、そしてマスト１４に緊急ブレーキフレーム５が係合される。その時にはプラットフォーム１３上の負荷は、もはやロープ１、２の張力によって支持されているのではなく、むしろ取り付けリンク１１と、緊急ブレーキフレーム５と、ブレーキシュー６とを介して支持されている。

このシステムは、昇降用ロープ１、２の張力が低下した後に、非常に小さな降下量の範囲内で緊急ブレーキが係合するように設計されており、緊急ブレーキの作動による衝撃力を最小化するのを助ける。ブレーキが緊急に係合する際に加えられることになる高いピーク力を仮定すると、自己動力式のブレーキが緊急に係合することによって発生する急な減速によるエネルギーは、機械に損傷を与える恐れがある。ここに記載される構成は、キャリッジ１５とプラットフォーム１３の間に設けられる、エネルギー吸収ゴムばねなどの図４に示すようなエネルギー吸収部材２０を組み込むことによって、ピーク荷重の大きさを最小化する。この設計の他の特徴とエネルギー吸収ゴムばね２０が組み合わされた場合における付加的な利益は、突発的な故障が発生した場合に、ユーザーにかかる最大のＧ力を抑制する衝撃吸収帯効果である（現代の自動車における衝撃吸収帯に類似する）。

引き続き図２及び図３を参照すると、過負荷クラッチ９は駆動シャフト１０で動作して、巻き上げドラムが、最大定格荷重にわずかなマージンを加えた分だけしかリフトできないようにする。好ましい実施形態の概念では、過負荷クラッチ９は駆動シャフト１０を介してギアボックス８に加わるトルクで動作するが、同様の結果を達成するために、駆動チェーンの別の部分に組み込まれ得る。いずれの好適なデバイスを過負荷クラッチ９に用いることができ、本発明は、特定の設計に限定されるものではない。ある構成では、オイルバスにおける一連のワッシャなどが過負荷クラッチとして機能し、それにおいて所定の負荷（トルク）が加えられると、ワッシャは互いに相対的に滑りあう。

オーバーランブレーキ７がまた駆動トレインに組み込まれる。オーバーランブレーキ７は、この機械が移動範囲の下点まで完全に降下しているとき、また、万一プラットフォーム１３が下方へ移動する間に障害物で止められる場合においても、昇降用ロープ１、２がドラム４から巻き解かれないように作動する。オーバーランブレーキ７は、レバーアーム７ａに作用するピン１９を介して、緊急ブレーキ機構における張力の低下を感知する。レバーアーム７ａはばね荷重されて、緊急ブレーキフレーム５に係合している。ロープ１、２における張力が低下すると（通常は移動範囲の下点への到達によってのみ低下するのであるが）、緊急ブレーキフレーム５が動いて、それによりオーバーランブレーキレバー７ａが噛み合いクラッチ７ｂを駆動シャフト１０上にと降下させ、その結果、駆動シャフト１０が止められる。駆動モータからの動力は次いで、過負荷クラッチ９に吸収され、それによってノイズが発生されて、モータの操作をやめるように操作者を導くであろう。

噛み合いクラッチ７ｂは、作動時にはリフトアップ方向への移動を許容し、且つ作動時にはリフトダウン方向への移動を防止する一方向噛み合いクラッチ装置が好ましく、それによりロープ１、２が出しつくされないようにするか又はドラム４端部に巻きついていないようにする。この設計は、オーバーランブレーキ７が係合される位置から、操作者がリフトアップできることを示しており、このことがロープ１、２に張力を与えて、その張力が緊急ブレーキを解除しオーバーランブレーキ７を解除する。

アイドラローラ３の動きは、緊急ブレーキの動きに関連する。移動範囲の下点で、アイドラローラ取付け台を利用して、キャリッジ１５を降下位置でマスト１４にラッチする。これによって、マストがキャリッジを保持して基部からリフトされるとき、キャリッジが動かないことが確実になるという追加の利益がもたらされる。また、運搬中に、キャリッジがマストに沿って動かないようにもする。

この設計の全体的な結果により、マストを昇ることができ、且つ、２本の昇降用ロープ、さらに緊急ブレーキ、さらに過負荷制御、移動範囲端部制御、オーバーラン制御、及び移動範囲の下点における自動オン／オフロックダウンラッチを備えるキャリッジが得られる。このシンプルな機構は、全てのこれらの特徴を含むにもかかわらず、重さは約１４Ｋｇ（約３０ポンド）しかない。

説明したように、この構成は、いかなる電気又は電気デバイスを用いることなく、これらの重要な安全性及び動作機能を達成することにより、コスト、重量、メインテナンスの観点から、設計をシンプルに保つ。しかし、当業者にとって明らかであるように、電気又は電気デバイスを用いてこれらの機能を実行することは可能であり、本発明は記載された構成に必ずしも限定されるものではない。

本発明は、最も実用的であり好ましい実施形態であると現在考えられるものに関連して記載したが、本発明は開示された実施形態に限定されないこと、それとは逆に、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲内に含まれる種々の改変及び等価な構成を包含するように意図されたものであることを理解すべきである。

図１は、例示的な構成によるマスト式リフトの斜視図である。 図２は、マスト式リフトのリフトシステムの正面斜視図である。 図３は、リフトシステムの背面斜視図である。 図４は、エネルギー吸収部材を示す図である。

Claims (12)

1. マスト式リフトであって、
   マスト基部上に支持されるマストと、
   上記マストに移動可能に固定される作業プラットフォームと、
   上記作業プラットフォームと上記マストの間に連結され、上記作業プラットフォームの上記マストにおける昇降をもたらすリフトシステムとを備え、
   上記リフトシステムは、上記リフトシステムの過負荷及び上記リフトシステムが移動範囲の端部にあることの少なくとも一つが起こったときにスリップする過負荷クラッチと、上記リフトシステムが最大降下位置をこえて動くことを防止するオーバーランブレーキと、係合位置の方に付勢されている緊急ブレーキと、一端から巻き上げドラムに巻くことができ、且つ上記マストの他端で固定される少なくとも１本の昇降用ロープと、上記緊急ブレーキに連結され、且つ上記マストの上記他端と上記巻き上げドラムとの間に配置されるアイドラローラであって、上記昇降用ロープの張力が上記アイドラローラを動かして上記緊急ブレーキを係合解除位置に維持するように、上記少なくとも１本の昇降用ロープと協働して係合可能な上記アイドラローラを含むマスト式リフト。
2. 上記リフトシステムが、上記巻き上げドラムに動作可能に連結されるウォーム駆動ギアボックスであって、駆動源と連結可能な駆動シャフトを介して駆動される上記ウォーム駆動ギアボックスを備える請求項１に記載のマスト式リフト。
3. 上記リフトシステムは２本の昇降用ロープを備える請求項１に記載のマスト式リフト。
4. 上記作業プラットフォームと上記マスト基部の間に取り付けられたエネルギー吸収部材をさらに備える請求項１に記載のマスト式リフト。
5. 上記駆動源は、電源装置及び手持ち式パワードリルの一方である請求項２に記載のマスト式リフト。
6. 上記駆動シャフトが係合解除位置の方に付勢されており、それにより上記駆動シャフトが作動するには前記付勢に対して反対の力を必要とする請求項５に記載のマスト式リフト。
7. 上記オーバーランブレーキは噛み合いクラッチと協働可能なブレーキレバーを備え、上記昇降用ロープの張力が低下する際に、上記ブレーキレバーは上記噛み合いクラッチを変位させて上記ウォーム駆動ギアボックスに係合させることによって、上記ウォーム駆動ギアボックスを止めさせる請求項２に記載のマスト式リフト。
8. 上記噛み合いクラッチは、上記作業プラットフォームの上昇を許容するが、上記作業プラットフォームの降下を防止する一方向噛み合いクラッチを含む請求項７に記載のマスト式リフト。
9. 上記リフトシステムの重量は、約１４ｋｇである請求項１に記載のマスト式リフト。
10. 上記マスト式リフトが自立型であるように上記マスト基部が構成されている請求項１に記載のマスト式リフト。
11. 上記作業プラットフォームが停止された場合に、上記リフトシステムが動くことを防止するように、上記オーバーランブレーキが構成されている請求項１に記載のマスト式リフト。
12. 作業プラットフォームとマストの間に連結可能で、上記作業プラットフォームの上記マストにおける昇降をもたらすリフトシステムであって、
    上記リフトシステムは、上記リフトシステムの過負荷及び上記リフトシステムの移動範囲の端部への到達の少なくとも一つが起こったときにスリップする過負荷クラッチと、上記リフトシステムが最大降下位置をこえて動くことを防止するオーバーランブレーキと、係合位置の方に付勢されている緊急ブレーキと、一端から巻き上げドラムに巻くことができ、且つ上記マストの他端で固定可能な少なくとも１本の昇降用ロープと、上記緊急ブレーキに連結されるアイドラローラであって、上記昇降用ロープの張力が上記アイドラローラを動かして上記緊急ブレーキを係合解除位置に維持するように、上記少なくとも１本の昇降用ロープと協働して係合可能な上記アイドラローラとを含むリフトシステム。

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