JP2005185320A - 高さ調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高さ調整可能な構造部分に上向きの調整力の作用させ，より高い位置まで構造部分を容易に変位可能とした高さ調整装置を提案する。
【解決手段】本発明に係る高さ調整装置は，ほぼ垂直に延在して高さを調整すべき構造部分を支持する支柱としてのガスばねを具える。ガスばねは，下端部が装置の固定部分に結合され，内部にピストン（４）が変位可能に配置されたシリンダ（１）を具え，ピストン（４）がシリンダ（１）内を下側シリンダ室（９）及び上側シリンダ室（８）に分割する。ピストンの一側に固定したピストンロッド（５）が，上側シリンダ室（８）内を延在してシリンダ（１）の上端部から外部に突出し，その先端部（７）で前記構造部分を支持する。両シリンダ室（８，９）内に加圧状態で充填されたガスにより，構造部分の重量に対応する上向きの押出力がピストン（４）に及ぼされ，逆止弁により上側シリンダ室（８）から下側シリンダ室（９）へのガス流が許容されると共に逆向きの流れが遮断される。両シリンダ室（８，９）は，手動操作可能な接続弁により互いに接続可能とされている。
【選択図】図１

Description

本発明は，高さを調整すべき構造部分を有する物体，例えばトッププレートを有するテーブル等を対象とする高さ調整装置に関し，特に，ほぼ垂直に延在して前記構造部分を支持する支柱を具え，該支柱がガスばねで構成されている装置に関するものである。

上述した構造の高さ調整装置を設けたテーブルを医療用ベッドに関連させて使用する場合，トッププレートは医療用ベッドの上方に突出する。したがって，ベッドが上昇するとトッププレートの下側に接触し，更に上昇するとテーブル脚部が床面から持ち上げられ，テーブルは転倒しやすくなる。

本発明の課題は，高さを調整すべき構造部分に上向きの調整力を作用させ，より高い位置まで構造部分を容易に変位可能とした高さ調整装置を提案することにある。

この課題を解決するため，本発明は，ほぼ垂直に延在して高さを調整すべき構造部分を支持する支柱を具え，該支柱がガスばねで構成されている高さ調整装置において，ガスばねが，下端部が装置の固定部分に結合され，内部にピストンが変位可能として配置されたシリンダを具え，該ピストンがシリンダ内を下側及び上側のシリンダ室に分割すると共に一側にピストンロッドが結合され，該ピストンロッドが上側シリンダ室内を延在してシリンダの上端部から外部に突出し，その先端部で前記構造部分を支持し，両シリンダ室内に加圧状態で充填されたガスにより，構造部分の重量に対応する上向きの押出力がピストンに及ぼされ，逆止弁により上側シリンダ室から下側シリンダ室へのガス流が許容されると共に逆向きの流れが遮断され，両シリンダ室が手動操作可能な接続弁により互いに接続可能とされていることを特徴とするものである。

本発明において，下側シリンダ室に対向する側におけるピストンの受圧面積に対して，上側シリンダ室に対向する側における受圧面積がピストンロッドの断面積分だけ小さいため，充填ガスの圧力により上向きの押出力がピストンに作用する。この押出力に対抗する重力は，高さ調整可能な構造部分とほぼ同じ値であるため，重力を除いて無負荷状態の構造部分は浮動状態にある。

構造部分がガスばねの引込方向に負荷されると，下側シリンダ室から上側シリンダ室へのガス流が逆止弁により遮断され，構造部分は所定高さ位置に保持される。

ガスばねの押出方向に負荷が生じると，ガスが上側シリンダ室から下側シリンダ室に向けて流れ，構造部分を容易により高い位置まで調整変位させることが可能である。その際，逆止弁の断面積が大きければ，逆止弁の絞り作用による抵抗を十分に回避することができる。

本発明によれば，僅かな持ち上げ力により構造部分を上昇させることが可能であり，新たな高さ位置までの無段階的な調整変位が可能となる。少数の構造部分で簡単な構成を実現するためには，ピストンの外周面に下側シリンダ室と接続する環状溝を形成する。この環状溝内に，環状溝よりも軸線方向寸法の短いゴム弾性シールリングを軸線方向に変位可能に配置する。このシールリングにより，環状溝と上側シリンダ室との接続を遮断することができる。

シールリングの外径がシリンダ内径にほぼ一致させれば，シールリングによりシリンダ内壁に対してピストンをシール接触させることが可能である。

簡単な構造を実現するために，環状溝と上方シリンダ室との接続部は，環状溝の上側シリンダ室に対向する側で，ピストンの外周面とシリンダの内壁との間に位置する環状スリットとするのが好適である。

ガスばねの引込運動に際し，シールリングには，下側シリンダ室のガス圧力による軸線方向力のみならず，半径方向の外方に向かう力も作用するため，逆止弁を確実に閉鎖することが可能である。

充填ガスが開放状態の逆止弁を支障なく流れて構造部分を容易に上昇させるため，下側シリンダ室に接続する環状スペースを，環状溝の底部とシールリングの内周面との間に形成するのが好適である。

環状溝は，少なくとも１本又の接続チャンネルを経て下側シリンダ室に接続可能とするのが好適である。

高さ調整可能な構造部分を手動操作で降下させるため，接続弁をピストン内に配置し，かつ，ピストンロッドに設けた同軸孔内をピストンロッドの先端まで延在する手動操作可能な逆止弁操作部材により開放可能とするのが好適である。

逆止弁操作部材を手動操作することにより，接続弁が開放する。構造部分に引込方向の僅かな力が作用すると，ガスが下側シリンダ室から上側シリンダ室に流入するので，ピストンが降下する。

接続弁は，好適には，下側シリンダ室の圧力が閉鎖方向に及ぼされる閉鎖部材を有する。高さ調整可能な構造部分を引込方向に負荷することにより，接続弁の閉鎖力が向上すると共に，構造部分は到達位置に確実に維持される。

シリンダの上端部を，ピストンロッドをシール状態で変位可能に案内するためのシールガイドユニットにより閉鎖するのが好適である。

シリンダの下端部は底壁により閉鎖するのが好適である。高さ調整装置をテーブル，調整可能な構造部分をトッププレートとする場合，シリンダの下端部は脚部と結合するのが好適である。

以下，本発明を図示の実施形態について更に具体的に説明する。

図示のガスばねは，テーブルの支柱として構成されている。支柱はシリンダ１を具え，下端部が底壁２により閉鎖され，テーブル脚部（図示せず）を固定するための固定素子３を有する。

シリンダ１内にピストン４を変位可能に配置し，ピストン４の一側にピストンロッド５を固定する。ピストンロッド５の先端部は，シリンダ１の上端部を閉鎖するシールガイドユニット６を気密に貫通して外部に突出する。

ピストンロッド５の上端部７には，図示しないテーブルのトッププレートを固定する。シリンダ１の内部スペースをピストン４により上側シリンダ室８と下側シリンダ室９とに分割し，両シリンダ室８，９には加圧ガスを充填する。

ピストン４の受圧面積は，下側シリンダ室９に対向する側よりも，上側シリンダ室８に対向する側においてピストンロッド５の断面積分だけ小さい。したがって，ガスばねによる上向き押出力がピストン４に作用する。

この上向きの押出力に抗して，トッププレートの重量が下向きに作用する。その重量は押出力にほぼ一致するため，ピストン４と無負荷状態のトッププレートが浮動状態となる。

図２及び図３は，図１における部分“X”における逆止弁を示している。ピストン４の外周面に環状溝１０を設け，この環状溝１０内に，その軸線方向寸法より短いゴム弾性シールリング１１を軸線方向に可動に配置する。

シールリング１１の外径は，シリンダ１の内径にほぼ一致する。

環状溝１０の底部１２とシールリング１１の内周面との間に環状スペース１３を配置する。この環状スペース１３は，ピストン４内に設けた接続チャンネル１４を経て下側シリンダ室９に接続する。

環状溝１０と上側シリンダ室８との接続部は，上側シリンダ室８に対向する環状溝１０の側で，ピストン４の外周面とシリンダ１の内壁１６との間に環状スリット１５として形成する。

上側シリンダ室８に対向する側壁１７は，底壁２に対向する領域１８において上方シリンダ室８に向けて傾斜させる。

ピストンロッド５にトッププレートの重量だけが作用する場合，逆止弁は図３の位置を占める。

環状スペース１３は，接続チャンネル１４を経て下側シリンダ室９に接続するだけでなく，環状スリット１５を経て上側シリンダ室８にも接続する。したがって，両シリンダ室８，９も互いに接続されることとなる。ピストン４及びトッププレートは浮動状態にある。トッププレート及びピストン４は，極めて僅かでも上向きの力が与えられる際に容易に上方へ移動する。ガスが上側シリンダ室８から環状スリット１５，環状スペース１３及び接続チャンネル１４を経て下側シリンダ室９に流入可能となるからである。

したがって，トッププレートを容易に持ち上げることが可能となり，このテーブルを医療用ベッドに関連させて使用し，トッププレートがベッドの上方に突出する場合には特に有利である。医療用ベッドが持ち上げられ，下方からトッププレートに衝突すると，トッププレートは殆ど抵抗なく上方へ移動する。テーブルは傾倒せず，トッププレート上に置かれた物体は変位しない。

トッププレート上に置かれた物体は，その自重が下方シリンダ室９の上向き押出力に対する反力となる。この重力により，トッププレート及びピストン４との変位運動が始まり，ガスが下側シリンダ室９から上側シリンダ室８へ流れようとする。ピストン４の運動が始まり，ガスが流れ始めると，直ちにシールリング１１が図３に示した位置から図２に示した位置まで移動して環状スリット１５を閉鎖する。したがって，ガスが下側シリンダ室９から上側シリンダ室８に流れることはなく，ピストン４及びトッププレートの降下が実現する。その動作が迅速に進行するため，トッププレートの降下を実際に確認することはできない。

シールリング１１は，下側シリンダ室９内の圧力上昇により側壁１７に対して軸線方向に押圧されると共に，側壁１７の傾斜領域１８によりシリンダ１の内壁１６に対して半径方向外方に押圧されて弾性変形する。その結果，環状スリット１５が確実に閉鎖される。

トッププレートを意図的に降下させる場合，外部からの手動操作で逆止弁操作部材１９に軸線方向の力を与える。逆止弁操作部材１９は，ピストンロッド５内の同軸孔を貫通し，手動操作のためにピストンロッド５の先端部７から突出する。

逆止弁操作部材１９の下端部は，ピストン４内に配置した図示しない接続弁に当接し，この接続弁により逆止弁通路を開放する。

ガスが下側シリンダ室９から上側シリンダ室８まで流入可能となり，ピストン４及びトッププレートは降下することができる。

下側シリンダ室９の圧力が閉鎖方向で接続弁の閉鎖部材に作用するため，逆止弁操作部材１９が手動操作されないと直ちに接続弁が閉鎖する。

本発明に係る高さ調整装置のガスばねを示す縦断面図である。 図１の部分“X”を，逆止弁の閉鎖位置で示す拡大図である。 図１の部分“X”を，逆止弁の開放状態で示す拡大図である。

符号の説明

１ シリンダ
２ 底壁
３ 固定素子
４ ピストン
５ ピストンロッド
６ シールガイドユニット
７ 先端部
８ 上側シリンダ室
９ 下側シリンダ室
１０ 環状溝
１１ シールリング
１２ 底部
１３ 環状スペース
１４ 接続チャンネル
１５ 環状スリット
１６ 内壁
１７ 側壁
１８ 領域
１９ 逆止弁操作部材

Claims (12)

1. 高さを調整すべき構造部分を有する物品，例えばトッププレートを有するテーブル等を対象とする高さ調整装置であって，ほぼ垂直に延在して前記構造部分を支持する支柱を具え，該支柱がガスばねで構成されている装置において，前記ガスばねが，下端部が装置の固定部分に結合され，内部にピストン（４）が変位可能として配置されたシリンダ（１）を具え，該ピストン（４）がシリンダ（１）内を下側シリンダ室（９）及び上側シリンダ室（８）に分割すると共に一側にピストンロッド（５）が結合され，該ピストンロッド（５）が上側シリンダ室（８）内を延在してシリンダ（１）の上端部から外部に突出し，その先端部（７）で前記構造部分を支持し，両シリンダ室（８，９）内に加圧充填されたガスにより，構造部分の重量に対応する上向きの押出力がピストン（４）に及ぼされ，逆止弁により上側シリンダ室（８）から下側シリンダ室（９）へのガス流が許容されると共に逆向きの流れが遮断され，両シリンダ室（８，９）が，手動操作可能な接続弁により互いに接続可能とされていることを特徴とする高さ調整装置。
2. 請求項１記載の装置において，前記ピストン（４）が，下側シリンダ室（９）と接続する環状溝（１０）を外周面に有し，該環状溝（１０）内に，それよりも軸線方向寸法の短いゴム弾性シールリング（１１）が軸線方向に可動に配置され，該シールリング（１１）により，環状溝（１０）と上側シリンダ室（８）との接続が遮断可能とされていることを特徴とする高さ調整装置。
3. 請求項２記載の装置において，前記シールリング（１１）の外径が，シリンダ（１）の内径とほぼ等しいことを特徴とする高さ調整装置。
4. 請求項３記載の装置において，環状溝（１０）及び上側シリンダ室（８）の接続部が，環状溝（１０）の上側シリンダ室（８）に対向する側でピストン（４）の外周面とシリンダ（１）の内壁（１６）との間に位置する環状スリット（１５）であることを特徴とする高さ調整装置。
5. 請求項４記載の装置において，環状溝（１０）の上側シリンダ室（８）に対向する側壁（１７）が，上側シリンダ室（８）に向けて全体的又は部分的に傾斜していることを特徴とする高さ調整装置。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載の装置において，環状溝（１０）の底部（１２）とシールリング（１１）の内周面との間に，下側シリンダ室（９）に接続する環状スペース（１３）を有することを特徴とする高さ調整装置。
7. 請求項２〜５の何れか一項に記載の装置において，環状溝（１０）が少なくとも１本の接続チャンネル（１４）を経て下側シリンダ室（９）に接続されていることを特徴とする高さ調整装置。
8. 請求項１〜７の何れか一項に記載の装置において，前記接続弁がピストン（４）内に配置され，かつ，ピストンロッド（５）に設けた同軸孔内をピストンロッド（５）の先端まで延在する手動操作可能な逆止弁操作部材（１９）により開放可能とされていることを特徴とする高さ調整装置。
9. 請求項１〜８の何れか一項に記載の装置において，接続弁は下方シリンダ室（９）の圧力が閉鎖方向に及ぼされる閉鎖部材を有することを特徴とする高さ調整装置。
10. 請求項１〜９の何れか一項に記載の装置において，シリンダ（１）の上端部が，ピストンロッド（５）をシール状態で変位可能に案内するためのシールガイドユニット（６）により閉鎖されていることを特徴とする高さ調整装置。
11. 請求項１〜１０の何れか一項に記載の装置において，シリンダ（１）の下端部が底壁（２）により閉鎖されていることを特徴とする高さ調整装置。
12. 請求項１〜１１の何れか一項に記載の装置において，シリンダ（１）の下端部が脚部に結合されていることを特徴とする高さ調整装置。

Images