JP5066026B2 - 伸縮体のロック機構 - Google Patents

Description

本発明は、例えば足場台や梯子、脚立等の支柱に対して好適に用いることのできる伸縮体のロック機構に関するものである。

伸縮体とこの伸縮体の伸縮をロックするロック機構とを備えたものとして特許文献１に示す脚立がある。
この脚立の左右一対の支柱（伸縮体）は伸縮自在となっており、各支柱は筒状の支柱本体と、この支柱本体に挿入された脚柱とを有している。脚柱はロック機構によって支柱本体に対して移動不能に固定されるようになっている。

ロック機構は、左右の支柱本体を連結する踏桟部材に揺動自在に支持されて揺動により脚柱に係合するロック部材と、このロック部材を脚柱から離脱揺動させるハンドルとを有しており、ハンドルに手を掛けてロック部材を離脱方向に揺動させることで脚柱に対するロック部材の係合を解除するように構成されている。
また、ハンドルを支持フレームに対して揺動方向と直交する方向に移動自在に支持し、支持フレームとハンドルとの間に、ロック部材が挿入体をロックしているときにハンドルの移動でロック部材の離脱揺動を阻止する掛止手段を設けている。

すなわち、ハンドルを揺動してロック部材を揺動させる操作と、ハンドルを軸方向移動して掛止させる操作との二つの操作をしたうえで、支柱の伸縮をロックさせたり、そのロック状態を解除させたりする構成となっていた。
特開２００６−５２５８１号公報

従来における伸縮体のロック機構において、ロック部材のロック状態をハンドルの揺動を止めることにより維持しており、ハンドルを揺動させる操作と軸方向に移動して掛止させる操作との二つの操作が必要であった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ロック部材によるロック状態をロック部材自体で維持できるようにした伸縮体のロック機構を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は次の手段を講じた。
即ち、本発明に係る伸縮体１０のロック機構１２は、筒体１５に伸縮自在に挿入された挿入体１６を伸縮位置で固定するロック機構であって、前記挿入体１６に係合孔２０を形成し、前記筒体１５に固定の支持フレーム２５にロック部材２７を揺動自在に枢支し、このロック部材２７に前記挿入体１６の係合孔２０に入って内側から係合する係合部４５を形成し、前記係合部４５は、前記係合孔２０の孔上縁２０ａと当接して挿入体１６内からの抜け止めをする作用面４８を有している。

そのうえで、前記作用面４８は、ロック部材２７の揺動方向と沿うように凹面を呈する円弧面に形成されており、この円弧面の曲率中心線Ｒがロック部材２７の揺動支点Ｐ又はその下方Ｐ１を通るように配置されている。
これによれば、ロック部材２７による挿入体１６をロックする状態をロック部材２７自体で維持できる。また、ロック部材２７の係合部４５が挿入体１６の係合孔２０に係合しロック状態にあるときに、筒体１５と挿入体１６とを伸ばすようにすると、ロック部材２７はその作用面４８によって挿入体１６内からの抜け止めがなされる。

加えて、ロック部材２７の作用面４８を凹面の円弧面に形成しているので、ロック部材２７の抜け止めをより確実に行える上に、ロック部材２７を揺動させる時に、作用面４８と係合孔２０の孔上縁２０ａとの当接が強まるようなことは殆どない。
本発明における課題解決のための他の技術的手段は、筒体１５に伸縮自在に挿入された
挿入体１６を伸縮位置で固定するロック機構であって、前記挿入体１６に係合孔２０を形成し、前記筒体１５に固定の支持フレーム２５にロック部材２７を揺動自在に枢支し、このロック部材２７に前記挿入体１６の係合孔２０に入って内側から係合する係合部４５を形成し、前記係合部４５は、前記係合孔２０の孔上縁２０ａと当接して挿入体１６内からの抜け止めをする作用面４８を有している。

そのうえで、前記作用面４８は、前記係合孔２０の孔上縁２０ａと当接する点から挿入体１６内方へ向けて斜め上方へ傾斜する扁平面に形成されており、この扁平面に対する垂線Ｓがロック部材２７の揺動支点Ｐ又はその下方Ｐ１を通るように配置されている。
このようにロック部材２７の作用面４８を扁平面にしても、ロック部材２７の抜け止めをより確実に行える上に、ロック部材２７を揺動させる時に、作用面４８と係合孔２０の孔上縁２０ａとの当接が強まるようなことは殆どない。

なお、「筒体１５」や「挿入体１６」は断面形状が中空の四角形を呈した条材や、断面コ字状の溝型条材を含むものとする。

本発明に係る伸縮体のロック機構では、ロック部材によるロック状態をロック部材自体で維持できる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図１乃至４は本発明に係る伸縮体１０のロック機構を示しており、また図５乃至図７はこのロック機構を具備した足場台１の一例を示している。
図５乃至図７に示すように、足場台１は、互いに所定間隔をおいて配置された一対の梯子２の上部を台板３で連結したもので、各梯子２に固定されたブラケット４と台板３に固定されたブラケット５とをピン６で枢支することにより主構成されている。ブラケット４、５は、ロックレバー７を位置決め孔８ａ、８ｂに選択的に係合させることで互いの回動角度を変更したり変更後に固定したりすることが可能になっており、これにより足場台１として、両梯子２を接地面に立てた使用状態と両梯子２を台板３に折り重ねるように畳んだ折り畳み状態とに変更できるようになっている。

梯子２は、互いに所定間隔をおいて配置された伸縮自在な一対の支柱１０（以下「伸縮体１０」と言う）と、これら両伸縮体１０同士を連結する複数の踏桟部材１１（ステップ）とを有している。全ての伸縮体１０において、最下段の踏桟部材１１と伸縮体１０との連結部分に、ロック機構１２（ロック装置）が設けられている。
なお、以下の説明において、説明の便宜上、図５に示すように台板３の長手方向（図５の紙面左右方向、図６の紙面貫通方向）を前後方向と言い、図６に示すように踏桟部材１１の長手方向（図６の紙面左右方向、図５の紙面貫通方向）を左右方向と言うものとする。

各伸縮体１０は、支柱本体１５（以下「筒体１５」と言う）と、この筒体１５内に挿入された脚柱１６（以下「挿入体１６」と言う）とを有しており、挿入体１６を軸方向（上下方向）にスライドすることによって伸縮体１０は伸縮自在となっていて、挿入体１６はロック機構１２を操作することにより、伸縮させた所定の位置での軸方向移動を不能に固定できるようになっている。

筒体１５はアルミニウム等の金属材で角筒状に形成された条材である。本実施形態では断面コ字状の溝型条材を採用してあり、溝の底に相当する側面を左右方向において外向き、また溝の長手方向に生じた開口を左右方向において内向きにするように配置されている。また、筒体１５の長手方向両端部は開口端とされている。
挿入体１６はアルミニウム等の金属材で角筒状に形成された条材である。本実施形態では筒体１５に採用した溝型条材に対し、その溝内にガタツキなく嵌り込む角筒条材を採用してあり、この嵌め込み状態としたときに筒体１５における溝の開口を塞ぐようになる側面には、複数の係合孔２０が互いに所定間隔をおいて開口形成されている。本実施形態では係合孔２０を横長の角穴としている。挿入体１６の下端部には接地部材２１が装着され、この接地部材２１により梯子２が安定した状態で接地面に接地するようになっている。

踏桟部材１１は、中空台形状の角筒として形成されて、筒体１５を挟持するように固定される連結板２３を介して左右の筒体１５、１５間に架設されている。踏桟部材１１の上面には滑り止め用の凸凹がその長手方向にわたって形成されている。
ロック機構１２は、筒体１５に固定された支持フレーム２５と、この支持フレーム２５の上部寄りに対し前後方向（図１の紙面貫通方向）へ貫通して設けられた枢軸２６を支点としつつ左右方向（図１中のａ方向）に揺動自在に枢支されたロック部材２７と、このロック部材２７を揺動操作させるためのハンドル２８とを有している。

支持フレーム２５は、筒体１５と踏桟部材１１とが連結された隅角部を前後から抱き込むようにして装着されたもので、アルミニウム等の金属板を箱形に折り曲げて形成されている。支持フレーム２５は、前後の周壁部を筒体１５の前後壁及び踏桟部材１１の前後壁にそれぞれ当接させた状態で、リベット等の固定具３０によって固定されている。すなわち、支持フレーム２５は、最下段の踏桟部材１１を筒体１５に連結するブラケットとしての機能を兼ねており、前記連結板２３の使用数削減に繋がっている。

なお、踏桟部材１１の上面には、支持フレーム２５が被さる部分に、踏桟部材１１の長手方向に沿った切欠状の規制口３３（図２参照）が形成されており、ロック部材２７からは下方へ延長するようにして、この規制口３３に嵌る規制片３４が形成されている。この規制片３４は、ロック部材２７の揺動に伴って規制口３３内をガタツキなく振れ動くようになっている。

ハンドル２８は枢軸２６と一体回転可能に連結されている。またハンドル２８には、枢軸２６の下方で、この枢軸２６と軸心を平行させるようにして支持フレーム２５を前後方向に貫通する揺動ガイド３５が設けられている。従って、ハンドル２８を揺動させるとこの揺動ガイド３５は枢軸２６を支点として一緒に揺動（円弧移動）することになる。なお、図６に示すように、ハンドル２８には足場台１を外観した状態で見えやすい位置に、操作方向を示す表示（図例ではハンドル２８の下端を矢印の形状にすると共にその表面に「解除」の文字を付している）が立体表示されている。

これに対して支持フレーム２５には、揺動ガイド３５の両端部を貫通させるガイド孔３６が形成されている。これらガイド孔３６は、揺動ガイド３５がハンドル２８と一緒に揺動するときの揺動（円弧動）を許容させるように、枢軸２６を中心とする円弧形を呈する長孔として開口形成されている。
ロック部材２７には揺動ガイド３５に対して上から嵌合するガイド受け部３７が設けられている。図例のガイド受け部３７は、開口部を下向きにした半円状の溝形に形成している。すなわち、ロック部材２７は上部寄りを枢軸２６が貫通した状態とされ、且つ下部側に設けられたガイド受け部３７で揺動ガイド３５に嵌合することになるので、ハンドル２８が枢軸２６を支点として揺動するときには、このハンドル２８（揺動ガイド３５）と一体的に（このロック部材２７も）揺動することになる。

枢軸２６にはその先端部（ハンドル２８とは反対側の端部）に突起部３８が形成されており、支持フレーム２５の後部壁からの脱出が防止されているため、枢軸２６をはじめ、ロック部材２７やハンドル２８が支持フレーム２５から外れてしまうことはない。
また枢軸２６には、揺動ガイド３５を挿入体１６へ近接させる向きに付勢する係合付勢具４０が装着されている。本実施形態において係合付勢具４０にはコイルバネを採用してあり、コイルバネの両端部には支持フレーム２５の内部奥面に当接する突出脚４１を設けると共に、コイルバネの中央部には揺動ガイド３５と係合するコ字状の折曲脚４２を設けてある。

すなわち、これら突出脚４１と折曲脚４２との両者間では、コイルバネを巻回方向でねじったときの復元力として、これに反発するバネ力が発生するようになっており、このバネ力を利用して支持フレーム２５の内部奥面と揺動ガイド３５とを相互離反させるものである。その結果、ロック部材２７及びハンドル２８は係合付勢具４０により揺動ガイド３５を介して枢軸２６まわりの揺動付勢作用を受け、ロック部材２７が挿入体１６へ押し付けられるような状態になる。

ロック部材２７には、揺動することによって挿入体１６の係合孔２０に挿脱自在であり
かつ係合孔２０に挿入して係合したり離脱したりする係合部４５が設けられている。係合孔２０は図７に示したように、挿入体１６に長手方向に沿って複数形成された角穴であり、係合部４５は角穴に挿脱できるように平面視して角形を呈する突起として形成されたものを示してある。

図３及び図４に示すように、係合部４５には、係合孔２０と係合した状態で筒体１５及び挿入体１６の内部上方へ突出するようになる爪部４６が設けられており、この爪部４６の上縁面により、カム作用をする作用面４８が形成されている。この作用面４８は、ロック部材２７の揺動方向と沿うように凹面を呈する円弧面に形成されており、この円弧面の曲率中心線Ｒがロック部材２７の揺動支点Ｐを通るように配置されている。

本実施形態では、係合部４５の作用面４８が係合孔２０の孔上縁２０ａに当接する当接点Ｑとロック部材２７の揺動支点Ｐとの相互間距離Ｌに対し、作用面４８（円弧面）の曲率中心線Ｒが同じ長さである場合（Ｌ＝Ｒ）を示している。そのため、ロック部材２７を揺動させたとき、上記当接点Ｑは、揺動支点Ｐから一定距離を保ったまま作用面４８上を移動することになり、ロック部材２７の揺動に対して摺動抵抗が増加するようなことはない。

このような構成であると、係合部４５が係合孔２０に係合した状態（要するにロック部材２７によるロック状態）で、伸縮体１０において筒体１５と挿入体１６とを伸ばすようにしたとしても、当接点Ｑは作用面４８に対しては不動となる。そのため、ロック部材２７に対し、係合部４５を係合孔２０からの離脱方向へ揺動させるような回転モーメントは生じず、ロック部材２７は揺動しない。

このように、筒体１５と挿入体１６とを伸ばす動作がロック部材２７の離脱揺動に繋がることはないので、係合部４５と係合孔２０との係合が外れることは無い。むしろ作用面４８には係合孔２０の孔上縁２０ａとの当接を強めるようなカム作用が生じ、これがロック部材２７によるロック状態をより確実に維持することになるので、筒体１５と挿入体１６とが伸びることはない。

従って、ハンドル２８を揺動操作しない限り、ロック部材２７を離脱揺動させる（係合孔２０から係合部４５を離脱させる）ことはできないということになり、また一方で、ハンドル２８は、ロックのために１回揺動させるだけでよいということになる。これらの結果として、ハンドル２８の操作は簡易となる。
なお、図４に示すように、筒体１５と挿入体１６とを伸ばすときに当接点Ｑに作用する外力をＦとおくとき、当接点Ｑでは、作用面４８（円弧面の接線方向と仮定）に対して垂直な分力Ｆ１が発生することになる。この分力Ｆ１がロック部材２７を離脱揺動させる回転モーメントになるのを防止するため、作用面４８について凹面を呈する円弧面に形成することや、この円弧面の曲率中心線Ｒをロック部材２７の揺動支点Ｐ又はその下方を通るように配置するものである。

次に、本発明に係る伸縮体１０のロック機構１２を具備した足場台１において、その使用状況を簡単に説明する。ハンドル２８をロック状態としてあるときには、ロック部材２７の係合部４５と挿入体１６の係合孔２０とが係合しており、係合部４５の作用面４８と係合孔２０の孔上縁２０ａとが当接している。このロック状態にあるとき、伸縮体１０において筒体１５と挿入体１６とを伸ばすようなことをしても、上記したように係合部４５と係合孔２０との係合が離脱することはない。従ってロック状態は確実に維持される。

一方、伸縮体１０において筒体１５と挿入体１６とを伸ばす必要があるときには、ハンドル２８をロック解除方向へ向けて１回だけ揺動操作する。このハンドル２８の揺動は係合付勢具４０のバネ力に抗して行うものであり、このハンドル２８の揺動に伴ってロック部材２７も揺動ガイド３５を介して一体となって揺動することになる。このようにロック部材２７がハンドル２８からの操作力を受けて揺動するときに、はじめて係合部４５が係合孔２０から離脱する動作が可能になる。

係合部４５が係合孔２０から離脱した状態としたまま、伸縮体１０において筒体１５と挿入体１６とを伸ばしたり、又は反対に縮めたりし、その後、ハンドル２８への操作力を緩めれば、ハンドル２８は係合付勢具４０のバネ力によって揺動操作前の状態に戻される
ようになる。
従って、ハンドル２８と一体となってロック部材２７も揺動前の状態へと戻されるようになり、ロック部材２７の係合部４５と挿入体１６の係合孔２０とが係合して、係合部４５の作用面４８と係合孔２０の孔上縁２０ａとが当接するロック状態へ戻る。上記したように、このロック状態では伸縮体１０において筒体１５と挿入体１６とを伸ばすようなことをしても、ロック状態は確実に維持されるから、ハンドル２８に対してはそれ以上、ロック状態を確実化させるための操作をする必要はない。

図８及び図９は、ロック部材２７の別実施形態を示している。この実施形態のロック部材２７に形成された作用面４８は、ロック部材２７の揺動方向と沿うように凹面を呈する円弧面に形成されており、この円弧面の曲率中心線Ｒが、ロック部材２７の揺動支点Ｐより下方（Ｐ１）を通るように配置されている。すなわち、当接点Ｑと揺動支点Ｐとを結ぶ直線Ｑ−Ｐに対し、Ｑ−Ｐ１との間にできる角度θが０＜θとなっている。

本実施形態では、係合部４５の作用面４８が係合孔２０の孔上縁２０ａに当接する当接点Ｑとロック部材２７の揺動支点Ｐとの相互間距離Ｌに対し、作用面４８（円弧面）の曲率中心線Ｒが短い場合（Ｌ＞Ｒ）を示している。なお、Ｌ＝Ｒとしてもよい。また、Ｒ＜Ｌで且つθ＝０としてもよい。
このような構成であると、係合部４５が係合孔２０に係合した状態（要するにロック部材２７によるロック状態）にあるときに、伸縮体１０において筒体１５と挿入体１６とを伸ばすようにしたとき、作用面４８には係合孔２０の孔上縁２０ａとの当接を強めるようなカム作用が生じることになる。

図１０及び図１１は、ロック部材２７の更に別の実施形態を示している。この実施形態のロック部材２７に形成された作用面４８は、係合部４５が係合孔２０に係合したときに係合孔２０の孔上縁２０ａと当接する点（当接点Ｑ）から筒体１５や挿入体１６の内方へ向けて斜め上方へ傾斜する扁平面に形成されており、この扁平面に対する垂線Ｓが、ロック部材２７の揺動支点Ｐの下方（Ｐ１）を通るように配置されている。すなわち０＜θとなっている。

これによれば、ロック部材の作用面を扁平面として形成できることから構造の簡潔化及び低コスト化が図れる利点がある。
なお、作用面４８の扁平面に対する垂線Ｓがロック部材２７の揺動支点Ｐを通るように配置することもできる。
本発明は、上記した各実施形態に限定されるものではない。例えば本発明に係る伸縮体１０のロック機構１２は、伸縮可能な支柱を有する足場台１だけでなく、伸縮可能な支柱を有する梯子や脚立等に適用しても良い。

また、伸縮体１０は支柱本体と脚柱とで構成される支柱に限定されず、伸縮体１０は筒状の部材内に挿入体が挿入されて全体として伸縮する部材であればよい。筒体１５は挿入体１６を挿入可能なものであればよく、筒体１５は、例えば、コの字形のチャンネル材やソリッド材を含むものとする。
ロック部材２７の係合部４５は、先端をＬ字状の鉤形状に形成しておいて、鉤形状先端を挿入体１６の係合孔２０から入れて挿入体１６の内面と当接させ、それにより係合部４５を挿入体１６の内側から係合孔２０と係合させて、それ自体で抜け止めをするように構成してもよい。この場合、係合部４５の先端には係合部４５を挿入体１６内へ引き入れるカム作用は奏功しない。

踏桟部材１１の上面に規制口３３を設け、ロック部材２７にはこの規制口３３に嵌る規制片３４を設けたが、これらは省略することもできる。
係合孔２０は角穴以外の開口形状としてもよく、同様に、係合部４５についても係合孔２０の開口形状に応じて、平面視形状を適宜変更可能である。

本発明の実施形態の要部を示していて図２のＤ−Ｄ線断面図である。 図６のＣ−Ｃ線断面図である。 ロック機構のロック部材を示した側面図である。 図３のＸ部拡大図である。 脚立の側面図である。 図５のＡ−Ａ線矢視拡大図に相当する正面図である。 図６のＢ−Ｂ線矢視図である。 ロック部材の別実施形態を示した側面図である。 図８のＹ部拡大図である。 ロック部材の更に別の実施形態を示した側面図である。 図１０のＺ部拡大図である。

１２ ロック機構
１５ 筒体
１６ 挿入体
２０ 係合孔
２５ 支持フレーム
２７ ロック部材
２８ ハンドル
４５ 係合部
４８ 作用面

Claims (2)

1. 筒体（１５）に伸縮自在に挿入された挿入体（１６）を伸縮位置で固定するロック機構であって、
   前記挿入体（１６）に係合孔（２０）を形成し、前記筒体（１５）に固定の支持フレーム（２５）にロック部材（２７）を揺動自在に枢支し、
   このロック部材（２７）に前記挿入体（１６）の係合孔（２０）に入って内側から係合する係合部（４５）を形成し、
   前記係合部（４５）は、前記係合孔（２０）の孔上縁（２０ａ）と当接して挿入体（１６）内からの抜け止めをする作用面（４８）を有し、
   前記作用面（４８）は、ロック部材（２７）の揺動方向と沿うように凹面を呈する円弧面に形成されており、この円弧面の曲率中心線（Ｒ）がロック部材（２７）の揺動支点（Ｐ）又はその下方（Ｐ１）を通るように配置されている
   ことを特徴とする伸縮体のロック機構。
2. 筒体（１５）に伸縮自在に挿入された挿入体（１６）を伸縮位置で固定するロック機構であって、
   前記挿入体（１６）に係合孔（２０）を形成し、前記筒体（１５）に固定の支持フレーム（２５）にロック部材（２７）を揺動自在に枢支し、
   このロック部材（２７）に前記挿入体（１６）の係合孔（２０）に入って内側から係合する係合部（４５）を形成し、
   前記係合部（４５）は、前記係合孔（２０）の孔上縁（２０ａ）と当接して挿入体（１６）内からの抜け止めをする作用面（４８）を有し、
   前記作用面（４８）は、前記係合孔（２０）の孔上縁（２０ａ）と当接する点から挿入体（１６）内方へ向けて斜め上方へ傾斜する扁平面に形成されており、この扁平面に対する垂線（Ｓ）がロック部材（２７）の揺動支点（Ｐ）又はその下方（Ｐ１）を通るように配置されている
   ことを特徴とする伸縮体のロック機構。

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