JP3637414B2

JP3637414B2 - Electric rotationless multistage telescopic pole device and method

Info

Publication number: JP3637414B2
Application number: JP2001298750A
Authority: JP
Inventors: 穂積和雄; 斎藤義夫
Original assignee: 有限会社穂積製作所
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2005-04-13
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: JP2003106395A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、劇場、ホール、室内等のマイク、スピーカ、照明、テレビカメラ等の任意位置決め、無線のアンテナ、風力計等性能測定のための被測定物任意位置決め、原子力等の危険な場所のアーム等の位置決め、有害ガス、放射線発生室内の環境測定、パイプ内部の溶接、亀裂等の内部探傷検査、等をするための装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイク、スピーカ、照明、テレビカメラ、無線のアンテナや風力計等被移動物体の位置決めに適用可能な従来の技術は図１７〜図２０に示す方式が公知であった。
【０００３】
図１７に示す油圧式の伸縮ポールでは多段油圧シリンダ２００〜２０４により移動ヘッド２０５を押し上げる方法である。油圧方式では、上昇時には力が発生するが下降時には自重の重力に頼ることになり床面に設置しマイクやスピーカ等被移動物体を下から上方に押し上げることになる。また油圧を使用するために設備費が大規模となる等の欠点があった。
【０００４】
図１８に示すワイヤロープの巻き上げ式は、巻き取りプーリー３００でワイヤロープ３０１を巻き上げて移動パイプ３０３〜３０５を上方に引き上げる方法である。巻き上げロープを取り扱うためにロープが絡み合ったりして高速に移動できず位置精度もよくない欠点があった。
【０００５】
図１９は、ベルト車またはスプロケット４０１とベルト４０２によりヘッド部４０３を移動させる方式で装置が伸縮しないため不便である。図２０は、スクリュー５０１とナット５０２によりヘッド５０３を上下に移動させる方式である。この方法も全体が伸縮しない不便さがあった。
【０００６】
図面は準備しなかったが、６軸以上のロボットにより任意空間にマイクやスピーカー等被移動物体を移動できるが、このようなロボット装置は、高価であり、且つ、装置設置スペースをとる等の欠点があり天井から吊るす方式が最も優れておりロボットによる方法はここでは考慮しない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
音響機器開発では、無響室でのマイクやスピーカー等被計測物の性能の自動測定が行われる。そのため、マイクやスピーカー等の被計測物を無響室の任意空間に設置する必要がある。また、マイクやスピーカー等の被計測物の支持器材は音響になるべく影響しないような外形がコンパクトであることが必要である。
【０００８】
従来方式で記述したようにスクリュー方式、移動ベルト方式、チーイン方式は装置が伸縮しないため装置が音波の伝播に影響があり、マイクやスピーカー等の被計測物の支持方式として望ましいとはいえない。
【０００９】
この点を改善するにはマイクやスピーカー等の被計測物の位置に追従して伸縮する伸縮ポール方式が望ましい。
【００１０】
伸縮ポール方式としては、従来技術として油圧式やワイヤロープ式があるが、油圧式は上方に押し上げる方式であり床上に設置してマイクやスピーカ等の被計測物を押し上げる方式とならざるを得ない。この方式は、天井から釣り下げる方式に比べて室内のスペースを有効に使用するという立場から不利であり、更に油圧を使用するため維持管理、設備費用も高価になりマイクやスピーカー等の被計測物の位置決め方法としてはあまり実用されていない。
【００１１】
マイクやスピーカー等の被計測物を天井から吊るす方式は、室内の有効活用の点で最も有利である。移動ベルト式やスクリュー式のマイクやスピーカの位置決め方法が従来実用されている。これらの方法は、マイクやスピーカ等の被計測物支持器材の本体部が伸縮しないため音波に影響があり、マイクやスピーカ等の被計測物の上下に伴い支持器材が伸縮し音波に影響する障害物がなるべく無響室のマイクの付近に存在しないことが望ましい。
【００１２】
そのために考案されたのが、ワイヤロープによる巻き上げ方式である。しかし、この方式では、ワイヤロープを取り扱うためロープが絡み合ったり、振動したりして高速に精度よく移動するには問題があった。
【００１３】
本発明の第１の目的は、無饗室において、マイクやスピーカーを天井から吊るし任意の高さを得るための使い勝手のよいコンパクトな伸縮ポールを得ることである。第２の目的は、高さ変更時に垂直位置は、計算機制御プログラムにて行えることであり、高速且つ精度よく行えることである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の目的は、移動機能を受け持つ複数のスクリュー機構を複数の移動パイプ内に収納することにより達成できる。スクリュー機構を採用しているのでロープのような絡み合いや振動が発生することがなく取り扱いが容易であり、移動機構はすべて固定パイプと複数の移動パイプ内に収納されているので外形形状もコンパクトである。
【００１５】
第２の目的は、本発明特有の多段のスクリュー機構により達成できる。
【００１６】
すなわち、第１段軸の回転は、第１段軸端に固定されたキーを介して第２の中空軸に伝えられる。第２軸には該キーに嵌まり合うキー溝があり、そのキー溝は、軸方向に長く、２つの軸間では回転を伝達され、軸方向には自在に移動できるようになっている。第２軸端にもキーが固定されており、このキーにおより第３軸に回転が伝えられる。このようにして複数本の軸に順次第１段軸の回転が伝達されるのである。
【００１７】
一方、固定パイプは、マイクの向きを変える時には回転を与えられるが、通常は、固定である。
【００１８】
第１の移動パイプは、両端の回転止めローラにより固定パイプに対して回転できないようになっている。固定ローラの内面には回転止めローラがちょうど嵌まり合うような突起が軸方向に作成してある。また、第１移動パイプの外周にも、回転止めローラがちょうど嵌まり合うような突起が軸方向に作成してある。このため、固定パイプと第１移動パイプは、この２つの突起と回転止めローラの作用により軸方向への移動は自由であるが、相対的な回転はできないようになっている。
【００１９】
第２移動パイプ、第３パイプには、内面と外面それぞれに突起がついており、第４のパイプには、外面のみに突起がついている。これらの突起と回転止めローラの作用により、各パイプ間は、軸方向の移動は、自由であるが、相対的に回転は制限されることになる。
【００２０】
このように構成されているので、第１軸にモーター等で回転を与えると先端部分は、各スクリューの累積効果で高速に移動することになる。しかも、スクリュー機構には精度の高い梯形ネジを採用しているので位置精度は高く第２の目的が容易に達成できるのである。
【００２１】
【発明の実施形態１】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。
【００２２】
図1は、本発明の一実施形態に係る伸縮ポールの構成図で本図は最短縮した形態を示す。この伸縮ポールは、本発明の一実施形態に係る固定パイプ１、第1の移動パイプ２、第2の移動パイプ３、第３の移動パイプ４、移動パイプの回転止めローラ８，９，１０，１１，１２，１３、ナット１４、１５、１０等からなる。
【００２３】
最大に伸ばした時の伸縮ポールの詳細を図２、図５、図７に示す。
【００２４】
図2は、最大に伸ばした時の固定パイプ１と第1の移動パイプ部分の詳細である。固定パイプ１は、ベアリング２３を介して、他の構造体３７に固定されている。第1の移動パイプ2は、固定パイプ１に回転止めローラ８と１１により支持され相対的な回転は生じないようになっているが、軸方向には自由に相対的に移動できるようになっている。第1軸５は、固定パイプ１に、スリーブ３１、ベアリング３０、エンドブラケット２９、ベアリング押えプレート２４等を介して固定されているので、自由に回転できるが軸方向には固定された状態となっている。第1軸はの外周部には、リード２ｍｍの梯形ネジが切られておりナット１４とネジ嵌合している。ナット１４は第1の移動パイプに固定されているので、モータ３４の回転は、第1軸５に伝達され、ナット１４により第1の移動パイプ２を２ｍｍ／回転だけ軸方向に移動させることになる。第1軸の回転は、キー１７により第2軸６に伝達される。
【００２５】
図3は図２のＡ部詳細図である。第1軸５は外形部にネジが切られておりナット１４と嵌合している。ナット１４は、エンドプレート４１に、エンドプレート４１は第1移動パイプ２に固定されている。第1軸の左端にはキー１７が固定されている。キー１７は、第2軸６の溝部で軸方向に摺動し、第1軸の回転を第2軸に伝える役割をする。第2軸の左端はスラスト受けリング２５が固定されている。スラスト受けリング２５は、パイプエンドプレート４１内に押さえプレート２６で軸方向に移動できなくしてある。エンドプレート４１とスラストリング２５間には2個のベアリング２５を設けられておりこれにより摺動がスムースにできるようにしてある。このようであるから第1移動パイプ２と第2軸は、軸方向には相対的に同一位置を保つが回転は自由にできる。回転止めローラ１１は、第1移動パイプの左端にローラ受け４６を介して固定されている。
【００２６】
図４は、図３のＸＸ矢視図である。回転止めローラ１１は、全周で３個も受けてある。固定パイプ１の内周部には、突起５１が軸方向に設けられている。突起５１に回り止めローラ１１の外周部の凹部が嵌まり合うので、固定パイプ１と第1移動パイプ２は容易に軸方向に総体的に移動できるのである。固定パイプ１の右端の回り止めローラ８も第1移動パイプの外周部の突起に沿って軸方向に移動できるようになっている。このように第1移動パイプ２は、２つの移動止めローラ８と１１によって固定パイプに取り付けられており軸方向には自在に移動できるが相対的な回転はできないようになっている。
【００２７】
図５は、最大に伸ばした時の第1の移動パイプ２と第２の移動パイプ３部分の詳細である。第２の移動パイプ３は、第1の移動パイプ２に回転止めローラ８と１２により支持され相対的な回転は生じないようになっているが、軸方向には自由に相対的に移動できるようになっている。第2軸６の右端にはキー１８が固定されている。キー１８は第3軸７の軸方向に切られた溝部を摺動できるようになっている。これにより第2軸６の回転は、第3軸７に伝達できるのである。
【００２８】
図５のＢ部詳細を図６に示す。第2軸６の外周部には、リード２ｍｍの梯形ネジが切られておりナット１５とネジ嵌合している。ナット１５はエンドプレート４２に、エンドプレート４２は第2の移動パイプ３に固定されている。第2軸６の回転により第2の移動パイプ７はナット１６と一体となって移動することがわかる。第３軸７の左端には、スラスト受けリング２７が固定されている。スラスト受けリング２７は、エンドプレート４２内に押えプレート２８により軸方向移動が制限されている。エンドプレート４２とスラストプレート２７間の摺動をスムースにするためにベアリング５７を設けてある。このようであるから、第2軸６の回転は、第３軸７にのみ伝達される。第２軸６の軸方向移動とその回転によるナット１５による軸方向の移動が、第3軸７及び第2移動パイプ３に伝達されることがわかる。
【００２９】
図７は、最大に伸ばした時の第２の移動パイプ３と第３の移動パイプ４部分の詳細である。第3の移動パイプ４は、第2の移動パイプ３に回り止めローラー１０、１３により保持されている。
【００３０】
図８は、図７のＣ部詳細である。ナット１６は、第3の移動パイプ４に固定されている。第3の軸７の回転により第3の移動パイプ４が、軸方向に移動させられることがわかる。第3軸７の右端には、振れ止めリング２１が取り付けられている。伸縮パイプが短縮された時にナット１６と第３軸右端が離れた時にも第3軸が第3の移動パイプ内で振れを生じないようにしてある。第3のパイプ４の左端には、ローラー受け４９によりローラー１３が取り付けてある。
【００３１】
図９は、第1軸５の詳細図である。スリーブ３１は、第1軸５の左端にピン３８で固定してある。第1軸５の外周部にはネジが切ってあり、ナット１４とネジ嵌合してある。第1軸の右端にはキー１７が固定されている。また、第1軸の右端には振れ止めリング１９が取り付けてある。
【００３２】
図１０は、第2軸６の詳細図である。第2軸の左端には、スラスト受けリング２５が固定してあり、左端部には、キー１８が固定されている、更に、振れ止めリング２０が取り付けられている。第2軸６の外周部にはネジが切られておりナット１５とネジ嵌合している。第2軸６には、軸方向に溝５０が切ってあり、この溝に第1軸５左端に固定されたキー１７が軸方向に摺動できるようになっている。これにより第１軸５の回転が第2軸に伝えることが可能となるのである。
【００３３】
図１１は、固定パイプ１の詳細である。固定パイプ１の左端にはベアリング保持リング２２が固定されている。固定パイプ１の内周には、３条の突起５１が作成してある。この突起５１が、回転止めローラ１１の外周部の溝に嵌合し、第1の移動パイプ２の左端部を保持すると同時に回転止めの役割をするのである。
【００３４】
図１２は、第１の移動パイプ２の詳細図である。第1の移動パイプの外周には３条の突起５２が、外周には３条の突起５３が作成してある。外周の突起５２は、回転止めローラ８の外周の溝に、内周の突起５３は、回転止めローラ１２の外周の溝に嵌合する。回転止めローラ８と１２はそれぞれ全周に３個も受けてある。この２つの回転止めローラ８，１２により第1の移動パイプ２は保持され、且つ回転を制限しながら固定パイプ１と軸方向に相対的に移動できるようにしてある。
【００３５】
図１３は、第2の移動移動パイプ３の詳細図である。構造は第1の移動パイプ２と同様である。外周部に３条の突起５４が、内周部に突起５５があり、それぞれ回転止めローラ９および１３と接し、第2の移動パイプ３を保持すると共に軸方向に自由に移動可能としている。
【００３６】
図1４は、第3の移動パイプ４の詳細である。第3の移動パイプ４の左端の内周部にはナット１６が固定される。更に、右端部には、エンドブッシュ４７とエンドバー４８が取り付けてある。第3の移動パイプ４の左端には回転止めローラ１３が取り付けてある。２つの回転止めローラ１３および１０により第3の移動パイプ４は保持されると同時に、第2の移動パイプに対して、回転は制限されるが軸方向には自由に移動できる構造となっている。第1軸５は、ベルト車３２、ベルト３３を介してモータ３４の回転を伝達されるようになっている。この回転により伸縮ポールは、伸縮するのである。
【００３７】
すなわち、モータ３４がｎ回転した場合を考える。この時の各部の回転と軸方向の移動量は表１に示すようになることがわかる。すなわち、軸方向の本装置の移動量は、
軸方向の移動量＝ｎ×（LEDAD1+LEDAD2+LEDAD3）（１）
ただし、各軸とナットのネジのリード値をそれぞれLEAD1,LEAD2,LEAD3とする。
【表１】

【００３８】
このように、本発明の伸縮ポールでは、モータ回転によるネジのリードの３倍の移動量が得られ高速に移動可能である。また、移動は精密なネジ機構を使用しており高精度な位置決めが可能である。
【００３９】
第1〜第3のスクリューとナットのリードの値は同じでもよいし、異なってもよいのである。
【００４０】
さらに、固定パイプ１は、図示ないがもう１台のモータの回転をウオームギヤ機構３６を介して伝達される。この回転により伸縮ポール全体を回転する。この機構はエンドバーに取り付けたマイク等の向きを変更するために有効な機構である。
【００４１】
図１５に本発明の伸縮ポールの応用例を示す。無響室の天井付近に設けた２軸移動機構上に本発明の伸縮ポールが垂直に設置してある。１０３は、台車を左右方向に移動するためのレールである。１１０は、左右方向に移動する移動体で、１０１は、移動体１１０上を前後に移動する伸縮ポール台車である。伸縮ポール全体は、台車１０１により無響室の任意の２次元平面上に移動されるようになっている。この位置制御は計算機１００にて無段階に位置決めを行う。１０２は、左右方向移動機構である。１０８は、台車を前後に移動するための機構である。伸縮ポールの先端のエンドバーには、マイクまたはスピーカが取り付けてある。このような構成になっているのでマイクやスピーカを無饗室の任意の３次元位置に高速に高精度に位置決めできるのである。
【００４２】
図１６は、制御用計算機１００の処理内容を示す。
【００４３】
【発明の実施形態２】
実施形態１では、伝達軸、ナット、移動パイプを３組使用した例を示したが、モータ回転に対して更に高速に移動したい場合には、伝達軸、ナット、移動パイプを４組またはそれ以上使用する。
m組の伝達軸（ボルト側）、ナット、移動パイプの組を使用する場合の装置の字句方向の移動量は次式のようになる。
軸方向の移動量＝ｎ×（LEDAD1+LEDAD2+LEDAD3+………+LEDADm）（２）
このようにすることによりより大きな移動量が得られる効果があるのである。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の伸縮ポールは、以下のような効果がある。
（１）従来の移動ベルト方式やチェーン方式に比較して、装置が伸縮するので、装置による音波への影響を最小限に押さえることができる。
（２）従来のワイヤロープ方式のようにワイヤロープの絡み合いや振れ等の問題がない。
（３）移動機構全体を固定パイプと移動パイプ内に収容するので全体がコンパクトで使い勝手がよい。
（４）多段のスクリュー機構を使用しているのでモータ回転に対して高速移動ができる。
（５）高精度の梯形ネジを使用することにより高精度な位置決めができる。
（６）伝達軸、ナット、移動パイプの組を適当に増やすことにより更に高速化ができる。
（７）計算機制御により任意位置に無段階に位置決めできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】最短に短縮した時の伸縮ポールの全体構成図である。
【図２】最大に伸ばした時の伸縮ポールのパイプ１とパイプ２部分の詳細図である。
【図３】Ａ部（図３）の詳細である。
【図４】ＸＸ矢視図（図３）である。
【図５】最大に伸ばした時の伸縮ポールのパイプ２とパイプ３部分の詳細図である。
【図６】Ｂ部（図５）の詳細である。
【図７】最大に伸ばした時の伸縮ポールのパイプ３とパイプ４部分の詳細図である。
【図８】Ｃ部（図７）の詳細である。
【図９】第１軸５の詳細図である。
【図１０】第２軸６の詳細図である。
【図１１】パイプ１の詳細形状である。
【図１２】パイプ２の詳細形状である。
【図１３】パイプ３の詳細形状である。
【図１４】パイプ４の詳細形状である。
【図１５】伸縮ポールの応用例である。
【図１６】伸縮ポールの制御の一例である。
【図１７】従来の油圧式の伸縮ポールの例である。
【図１８】従来のワイヤロープ式の伸縮ポールの例である。
【図１９】従来の移動ベルト式又はチェーン式の伸縮ポールの例である。
【図２０】従来のスクリュー式の伸縮ポールの例である。
【符号の説明】
１…固定パイプ、２…第１の移動パイプ、３…第２の移動パイプ、４…第３の移動パイプ、５…第１軸、６…第２軸、７…第３軸、８…回転止めローラ、９…回転止めローラ、１０…回転止めローラ、１１…回転止めローラ、１２…回転止めローラ、１３…回転止めローラ、１４…ナット、１５…ナット、１６…ナット、１７…キー、１８…キー、１９…振れ止めリング、２０…振れ止めリング、２１…振れ止めリング、２３…ベアリング、３０…ベアリング[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention includes arbitrary positioning of microphones, speakers, lighting, television cameras, etc. in theaters, halls, indoors, etc., arbitrary positioning of objects to be measured for performance measurement such as wireless antennas, anemometers, etc. Arms in dangerous places such as nuclear power The present invention relates to an apparatus and a method for positioning, etc., measuring environment of harmful gas, radiation generating chamber, welding inside pipe, internal inspection of cracks, etc.
[0002]
[Prior art]
As conventional techniques applicable to positioning of a moving object such as a microphone, a speaker, illumination, a television camera, a wireless antenna, an anemometer, etc., the systems shown in FIGS.
[0003]
In the hydraulic telescopic pole shown in FIG. 17, the moving head 205 is pushed up by the multistage hydraulic cylinders 200 to 204. In the hydraulic system, force is generated when ascending, but when descending, it depends on the gravity of its own weight, and it is installed on the floor and pushes a moving object such as a microphone or speaker upward from below. In addition, the use of hydraulic pressure has disadvantages such as a large equipment cost.
[0004]
The wire rope winding type shown in FIG. 18 is a method in which the wire rope 301 is wound up by the winding pulley 300 and the moving pipes 303 to 305 are pulled upward. In order to handle the hoisting rope, the ropes were entangled and could not move at high speed, and the position accuracy was not good.
[0005]
FIG. 19 is inconvenient because the apparatus does not expand and contract in a system in which the head unit 403 is moved by the belt wheel or sprocket 401 and the belt 402. FIG. 20 shows a system in which the head 503 is moved up and down by a screw 501 and a nut 502. This method also has the inconvenience that the whole does not expand and contract.
[0006]
Although the drawing was not prepared, a moving object such as a microphone or a speaker can be moved to an arbitrary space by a robot with 6 axes or more. However, such a robotic device is expensive and has a disadvantage of taking up a space for installing the device. The method of hanging from the ceiling is the best and the robot method is not considered here.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the development of acoustic equipment, automatic measurement of the performance of objects to be measured such as microphones and speakers in an anechoic room is performed. Therefore, it is necessary to install an object to be measured such as a microphone and a speaker in an arbitrary space of an anechoic room. In addition, it is necessary that the outer support material of the object to be measured such as a microphone or a speaker has a compact outer shape that does not affect the sound as much as possible.
[0008]
As described in the conventional method, the screw method, moving belt method, and chee-in method do not expand and contract, so the device has an effect on the propagation of sound waves, and it is desirable as a method for supporting objects to be measured such as microphones and speakers. Absent.
[0009]
To improve this point, it is desirable to use a telescopic pole system that expands and contracts following the position of the measurement object such as a microphone or speaker.
[0010]
There are two types of telescopic pole methods: hydraulic and wire rope as conventional technologies.Hydraulic is a method that pushes upward, and it must be installed on the floor to push up the object to be measured such as a microphone or speaker. I don't get it. This method is disadvantageous from the standpoint of using indoor space more effectively than the method of hanging down from the ceiling, and because it uses hydraulic pressure, maintenance and equipment costs are also increased, and objects such as microphones and speakers are measured. As a positioning method, it is not so practical.
[0011]
The method of suspending measured objects such as microphones and speakers from the ceiling is most advantageous in terms of effective use in the room. Conventionally, a moving belt type or screw type microphone or speaker positioning method has been put into practical use. These methods have an effect on sound waves because the main body of the measurement object support device such as a microphone or speaker does not expand or contract. It is desirable that objects do not exist as close as possible to the microphone in the anechoic chamber.
[0012]
For this purpose, a wire rope winding method has been devised. However, this method has a problem in that the ropes are entangled or vibrated to handle the wire rope and move at high speed with high accuracy.
[0013]
A first object of the present invention is to obtain a compact telescopic pole that is easy to use for suspending a microphone or a speaker from a ceiling and obtaining an arbitrary height in a non-occupied room. The second purpose is that the vertical position can be set by a computer control program when the height is changed, and it can be done at high speed and with high accuracy.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The first object of the present invention can be achieved by housing a plurality of screw mechanisms responsible for a moving function in a plurality of moving pipes. The screw mechanism makes it easy to handle without entanglement and vibrations like ropes, and the moving mechanism is housed in a fixed pipe and multiple moving pipes, so the outer shape is also It is compact.
[0015]
The second object can be achieved by a multistage screw mechanism unique to the present invention.
[0016]
That is, the rotation of the first stage shaft is transmitted to the second hollow shaft through the key fixed to the end of the first stage shaft. The second shaft has a key groove that fits into the key. The key groove is long in the axial direction, is transmitted with rotation between the two shafts, and can move freely in the axial direction. A key is also fixed to the end of the second shaft, and rotation is transmitted to the third shaft by this key. In this way, the rotation of the first stage shaft is sequentially transmitted to the plurality of shafts.
[0017]
The fixed pipe, on the other hand, is rotated when changing the direction of the microphone, but is usually fixed.
[0018]
The first moving pipe is prevented from rotating with respect to the fixed pipe by the anti-rotation rollers at both ends. On the inner surface of the fixed roller, a protrusion is made in the axial direction so that the anti-rotation roller just fits. A projection is also formed in the axial direction on the outer periphery of the first moving pipe so that the anti-rotation roller just fits. For this reason, the fixed pipe and the first moving pipe are free to move in the axial direction by the action of the two protrusions and the anti-rotation roller, but cannot be rotated relative to each other.
[0019]
The second moving pipe and the third pipe have protrusions on the inner surface and the outer surface, respectively, and the fourth pipe has a protrusion only on the outer surface. Due to the action of these protrusions and the anti-rotation roller, the axial movement between the pipes is free, but the rotation is relatively limited.
[0020]
Since it is configured in this manner, when the first shaft is rotated by a motor or the like, the tip portion moves at high speed due to the cumulative effect of each screw. In addition, since the screw mechanism employs a highly accurate trapezoidal screw, the positional accuracy is high and the second purpose can be easily achieved.
[0021]
First Embodiment of the Invention
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0022]
FIG. 1 is a configuration diagram of a telescopic pole according to an embodiment of the present invention, and this figure shows the shortest form. The telescopic pole includes the fixed pipe 1, the first moving pipe 2, the second moving pipe 3, the third moving pipe 4, and the

rotation stoppers

8, 9, 10, 11, 12, 13,

nuts

14, 15, 10 and the like.
[0023]
Details of the telescopic pole when it is fully extended are shown in FIGS.
[0024]
FIG. 2 shows details of the fixed pipe 1 and the first moving pipe portion when they are fully extended. The fixed pipe 1 is fixed to another structure 37 via a bearing 23. The first moving pipe 2 is supported on the fixed pipe 1 by the anti-rotation rollers 8 and 11 so that relative rotation does not occur. However, the first moving pipe 2 can move freely in the axial direction. Yes. Since the first shaft 5 is fixed to the fixed pipe 1 via the sleeve 31, the bearing 30, the end bracket 29, the bearing retainer plate 24, etc., the first shaft 5 can freely rotate but is fixed in the axial direction. ing. A trapezoidal screw with a lead of 2 mm is cut on the outer periphery of the first shaft, and the nut 14 is screw-fitted. Since the nut 14 is fixed to the first moving pipe, the rotation of the motor 34 is transmitted to the first shaft 5, and the nut 14 moves the first moving pipe 2 in the axial direction by 2 mm / rotation. Become. The rotation of the first shaft is transmitted to the second shaft 6 by the key 17.
[0025]
FIG. 3 is a detailed view of part A in FIG. The first shaft 5 has a threaded outer shape and is fitted with a nut 14. The nut 14 is fixed to the end plate 41, and the end plate 41 is fixed to the first moving pipe 2. A key 17 is fixed to the left end of the first axis. The key 17 slides in the axial direction in the groove portion of the second shaft 6 and plays a role of transmitting the rotation of the first shaft to the second shaft. A thrust receiving ring 25 is fixed to the left end of the second shaft. The thrust receiving ring 25 cannot be moved in the axial direction by the pressing plate 26 in the pipe end plate 41. Two bearings 25 are provided between the end plate 41 and the thrust ring 25 so that sliding can be performed smoothly. As a result, the first moving pipe 2 and the second shaft maintain the same relative position in the axial direction, but can rotate freely. The rotation prevention roller 11 is fixed to the left end of the first moving pipe via a roller receiver 46.
[0026]
4 is a view taken in the direction of arrow XX in FIG. Three anti-rotation rollers 11 are received on the entire circumference. A protrusion 51 is provided in the axial direction on the inner periphery of the fixed pipe 1. Since the concave portion of the outer peripheral portion of the anti-rotation roller 11 is fitted to the protrusion 51, the fixed pipe 1 and the first moving pipe 2 can be easily moved in the axial direction as a whole. The detent roller 8 at the right end of the fixed pipe 1 is also movable in the axial direction along the protrusion on the outer peripheral portion of the first moving pipe. In this way, the first moving pipe 2 is attached to the fixed pipe by the two detent rollers 8 and 11, and can move freely in the axial direction, but cannot rotate relative thereto.
[0027]
FIG. 5 shows details of the first moving pipe 2 and the second moving pipe 3 when they are fully extended. The second moving pipe 3 is supported on the first moving pipe 2 by the rotation-preventing rollers 8 and 12 so that relative rotation does not occur. However, the second moving pipe 3 can move freely in the axial direction. It has become. A key 18 is fixed to the right end of the second shaft 6. The key 18 can slide in a groove cut in the axial direction of the third shaft 7. Thereby, the rotation of the second shaft 6 can be transmitted to the third shaft 7.
[0028]
FIG. 6 shows details of part B of FIG. A trapezoidal screw with a lead of 2 mm is cut on the outer peripheral portion of the second shaft 6 and is screwed into the nut 15. The nut 15 is fixed to the end plate 42, and the end plate 42 is fixed to the second moving pipe 3. It can be seen that the second moving pipe 7 moves together with the nut 16 by the rotation of the second shaft 6. A thrust receiving ring 27 is fixed to the left end of the third shaft 7. The axial movement of the thrust receiving ring 27 is restricted by the presser plate 28 in the end plate 42. A bearing 57 is provided for smooth sliding between the end plate 42 and the thrust plate 27. As such, the rotation of the second shaft 6 is transmitted only to the third shaft 7. It can be seen that the axial movement of the second shaft 6 and the axial movement of the nut 15 due to the rotation thereof are transmitted to the third shaft 7 and the second moving pipe 3.
[0029]
FIG. 7 shows details of the second moving pipe 3 and the third moving pipe 4 when they are extended to the maximum. The third moving pipe 4 is held on the second moving pipe 3 by

non-rotating rollers

10 and 13.
[0030]
FIG. 8 is a detailed view of part C of FIG. The nut 16 is fixed to the third moving pipe 4. It can be seen that the third moving pipe 4 is moved in the axial direction by the rotation of the third shaft 7. A steady ring 21 is attached to the right end of the third shaft 7. Even when the nut 16 and the right end of the third shaft are separated when the telescopic pipe is shortened, the third shaft is prevented from wobbling in the third moving pipe. A roller 13 is attached to the left end of the third pipe 4 by a roller receiver 49.
[0031]
FIG. 9 is a detailed view of the first shaft 5. The sleeve 31 is fixed to the left end of the first shaft 5 with a pin 38. A screw is cut on the outer peripheral portion of the first shaft 5 and is screwed to the nut 14. A key 17 is fixed to the right end of the first shaft. A steady ring 19 is attached to the right end of the first shaft.
[0032]
FIG. 10 is a detailed view of the second shaft 6. A thrust receiving ring 25 is fixed to the left end of the second shaft, a key 18 is fixed to the left end, and a steady ring 20 is attached. The outer periphery of the second shaft 6 is threaded and is fitted to the nut 15. A groove 50 is cut in the second shaft 6 in the axial direction, and a key 17 fixed to the left end of the first shaft 5 can slide in the groove in the axial direction. As a result, the rotation of the first shaft 5 can be transmitted to the second shaft.
[0033]
FIG. 11 shows details of the fixed pipe 1. A bearing holding ring 22 is fixed to the left end of the fixed pipe 1. Three protrusions 51 are formed on the inner periphery of the fixed pipe 1. This protrusion 51 fits into the groove on the outer peripheral portion of the rotation stop roller 11 and holds the left end portion of the first moving pipe 2 and at the same time serves as a rotation stop.
[0034]
FIG. 12 is a detailed view of the first moving pipe 2. Three protrusions 52 are formed on the outer periphery of the first moving pipe, and three protrusions 53 are formed on the outer periphery. The outer peripheral protrusion 52 is engaged with the outer peripheral groove of the rotation prevention roller 8, and the inner peripheral protrusion 53 is engaged with the outer peripheral groove of the rotation prevention roller 12. Three anti-rotation rollers 8 and 12 are also received around the entire circumference. The first moving pipe 2 is held by these two anti-rotation rollers 8 and 12, and is capable of moving relative to the fixed pipe 1 in the axial direction while restricting rotation.
[0035]
FIG. 13 is a detailed view of the second moving and moving pipe 3. The structure is the same as that of the first moving pipe 2. There are three protrusions 54 on the outer peripheral portion and protrusions 55 on the inner peripheral portion, which are in contact with the rotation-preventing rollers 9 and 13, respectively, to hold the second moving pipe 3 and to be freely movable in the axial direction.
[0036]
FIG. 14 shows details of the third moving pipe 4. A nut 16 is fixed to the inner peripheral portion at the left end of the third moving pipe 4. Further, an end bush 47 and an end bar 48 are attached to the right end. An anti-rotation roller 13 is attached to the left end of the third moving pipe 4. The third moving pipe 4 is held by the two rotation-preventing

rollers

13 and 10, and at the same time, the rotation is limited with respect to the second moving pipe, but the structure can move freely in the axial direction. . The rotation of the motor 34 is transmitted to the first shaft 5 via the belt wheel 32 and the belt 33. This rotation causes the telescopic pole to expand and contract.
[0037]
That is, consider the case where the motor 34 has rotated n times. It can be seen that the rotation of each part and the amount of movement in the axial direction are as shown in Table 1. That is, the amount of movement of the device in the axial direction is
Axial travel = n x (LEDAD1 + LEDAD2 + LEDAD3) (1)
However, the lead values of each shaft and nut screw are LEAD1, LEAD2, and LEAD3, respectively.
[Table 1]

[0038]
As described above, the telescopic pole of the present invention can move at a high speed by obtaining a movement amount three times that of the lead of the screw by rotating the motor. In addition, the movement uses a precise screw mechanism, enabling high-accuracy positioning.
[0039]
The values of the first to third screw and nut leads may be the same or different.
[0040]
Further, although not shown, the stationary pipe 1 transmits the rotation of another motor via a worm gear mechanism 36. This rotation rotates the entire telescopic pole. This mechanism is an effective mechanism for changing the orientation of the microphone attached to the end bar.
[0041]
FIG. 15 shows an application example of the telescopic pole of the present invention. The telescopic pole of the present invention is vertically installed on a biaxial moving mechanism provided near the ceiling of the anechoic chamber. Reference numeral 103 denotes a rail for moving the carriage in the left-right direction. Reference numeral 110 denotes a moving body that moves in the left-right direction, and 101 denotes an extendable pole carriage that moves back and forth on the moving body 110. The entire telescopic pole is moved on an arbitrary two-dimensional plane of the anechoic chamber by the carriage 101. This position control is performed steplessly by the computer 100. Reference numeral 102 denotes a horizontal direction moving mechanism. Reference numeral 108 denotes a mechanism for moving the carriage back and forth. A microphone or speaker is attached to the end bar at the tip of the telescopic pole. With such a configuration, the microphone and the speaker can be positioned at high speed and with high accuracy at any three-dimensional position in the room.
[0042]
FIG. 16 shows the processing contents of the control computer 100.
[0043]
Second Embodiment of the Invention
In the first embodiment, an example in which three pairs of transmission shafts, nuts, and moving pipes are used is shown. However, when it is desired to move at a higher speed with respect to motor rotation, four or more pairs of transmission shafts, nuts, and moving pipes are used. use.
The amount of movement in the lexical direction of the device when using m pairs of transmission shafts (bolt side), nuts, and moving pipes is as follows.
Axial travel = n x (LEDAD1 + LEDAD2 + LEDAD3 + ……… LEDADm) (2)
By doing so, there is an effect that a larger movement amount can be obtained.
[0044]
【The invention's effect】
The telescopic pole of the present invention has the following effects.
(1) Compared to the conventional moving belt method and chain method, the device expands and contracts, so that the influence of the device on sound waves can be minimized.
(2) There are no problems such as entanglement or wobbling of the wire rope as in the conventional wire rope system.
(3) Since the entire moving mechanism is housed in the fixed pipe and the moving pipe, the whole is compact and easy to use.
(4) Since a multistage screw mechanism is used, it can move at high speed with respect to motor rotation.
(5) High-precision positioning can be performed by using a high-precision trapezoidal screw.
(6) The speed can be further increased by appropriately increasing the number of transmission shafts, nuts, and moving pipes.
(7) It can be continuously positioned at an arbitrary position by computer control.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a telescopic pole when shortened to the shortest.
FIG. 2 is a detailed view of the pipe 1 and pipe 2 portions of the telescopic pole when extended to the maximum.
FIG. 3 is a detail of part A (FIG. 3).
FIG. 4 is a view on arrow XX (FIG. 3).
FIG. 5 is a detailed view of the pipe 2 and pipe 3 portions of the telescopic pole when extended to the maximum.
FIG. 6 is a detail of part B (FIG. 5).
FIG. 7 is a detailed view of the pipe 3 and pipe 4 portions of the telescopic pole when extended to the maximum.
FIG. 8 is a detail of C section (FIG. 7).
9 is a detailed view of the first shaft 5. FIG.
10 is a detailed view of the second shaft 6. FIG.
11 is a detailed shape of the pipe 1. FIG.
12 is a detailed shape of the pipe 2. FIG.
13 is a detailed shape of the pipe 3. FIG.
14 is a detailed shape of a pipe 4. FIG.
FIG. 15 is an application example of a telescopic pole.
FIG. 16 is an example of control of the telescopic pole.
FIG. 17 is an example of a conventional hydraulic telescopic pole.
FIG. 18 is an example of a conventional wire rope type telescopic pole.
FIG. 19 is an example of a conventional movable belt type or chain type telescopic pole.
FIG. 20 is an example of a conventional screw-type telescopic pole.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fixed pipe, 2 ... 1st movement pipe, 3 ... 2nd movement pipe, 4 ... 3rd movement pipe, 5 ... 1st axis | shaft, 6 ... 2nd axis | shaft, 7 ... 3rd axis | shaft, 8 ... rotation Stop roller 9 ... Rotation stop roller 10 ... Rotation stop roller 11 ... Rotation stop roller 12 ... Rotation stop roller 13 ... Rotation stop roller 14 ... Nut 15 ... Nut 16 ... Nut 17 ... Key 18 ... key, 19 ... steady ring, 20 ... steady ring, 21 ... steady ring, 23 ... bearing, 30 ... bearing

Claims

At least fixed pipe (1), first, second and third moving pipes (2, 3, 4), first, second and third transmission shafts (5, 6, 7), three screw fittings In the telescopic pole device composed of the part, moving pipe rotation stop, shaft rotation transmission key,
The first moving pipe (2) is incorporated inside the hollow fixed pipe (1), and the rotation of the moving pipe is restricted relative to the fixed pipe (1) and the movement in the axial direction is prevented. The second moving pipe (3) is incorporated inside the hollow first moving pipe (2), and the rotation of the second moving pipe (3) is limited with respect to the first moving pipe (2) by the rotation stop of the moving pipe. Free to move in the direction,
The third moving pipe (4) is incorporated inside the hollow second moving pipe (3), and the rotation of the third moving pipe (3) is restricted with respect to the second moving pipe (3) by the movement pipe rotation stop. The movement of the direction is free,
The first transmission shaft (5) is incorporated inside the hollow portion of the hollow second shaft (6), and the rotation of the first shaft (5) is caused by the shaft rotation transmission key fixed at the coaxial end to the second shaft ( 6), and the second transmission shaft (6) is incorporated inside the hollow portion of the hollow third shaft (7), and the rotation of the second shaft (6) is moved to the coaxial end. By enabling transmission to the third shaft (7) by the fixed shaft rotation transmission key, when rotation is applied to the first transmission shaft (5) as the first drive shaft, the second shaft (6) And the rotation is transmitted to the third shaft (7),
The first transmission shaft (5) has an axial movement fixed to the fixed pipe (1), and the second transmission shaft (6) has an end plate (fixed to the first movement pipe (2)). 41), and the third transmission shaft (7) is rotatably held by an end plate (42) fixed to the second moving pipe (3).
The external thread formed on the outer portion of the first transmission shaft (5) is screwed into the nut portion (14) fixed to the first moving pipe (2), and the second transmission shaft (6). A male screw formed on the outer shape of the second screw is fitted into a nut portion (15) fixed to the second moving pipe (3) and formed on the outer shape of the third transmission shaft (7). The male screw is screwed into the nut portion (16) fixed to the third moving pipe (4),
When rotation is given to the first transmission shaft (5) which is the first drive shaft, the first moving pipe (2) is moved in the axial direction, and the rotation is transmitted to the second transmission shaft (6). Expansion and contraction configured to move the second moving pipe (3) in the axial direction and transmit the rotation to the third transmission shaft (7) to move the third moving pipe (4) in the axial direction. Pole device.

At least fixed pipe (1), first, second and third moving pipes (2, 3, 4), first, second and third transmission shafts (5, 6, 7), three screw fittings Part, moving pipe rotation stop, shaft rotation transmission key configured to move the telescopic pole,
The first moving pipe (2) is incorporated inside the hollow fixed pipe (1), and the rotation of the moving pipe is restricted relative to the fixed pipe (1) and the movement in the axial direction is prevented. The second moving pipe (3) is incorporated inside the hollow first moving pipe (2), and the rotation of the second moving pipe (3) is limited with respect to the first moving pipe (2) by the rotation stop of the moving pipe. Free to move in the direction,
The third moving pipe (4) is incorporated inside the hollow second moving pipe (3), and the rotation of the third moving pipe (3) is restricted with respect to the second moving pipe (3) by the movement pipe rotation stop. The movement of the direction is free,
The first transmission shaft (5) is incorporated inside the hollow portion of the hollow second shaft (6), and the rotation of the first shaft (5) is caused by the shaft rotation transmission key fixed at the coaxial end to the second shaft ( 6), and the second transmission shaft (6) is incorporated inside the hollow portion of the hollow third shaft (7), and the rotation of the second shaft (6) is moved to the coaxial end. By enabling transmission to the third shaft (7) by the fixed shaft rotation transmission key, when rotation is applied to the first transmission shaft (5) as the first drive shaft, the second shaft (6) And the rotation is transmitted to the third shaft (7),
The first transmission shaft (5) has an axial movement fixed to the fixed pipe (1), and the second transmission shaft (6) has an end plate (fixed to the first movement pipe (2)). 41), and the third transmission shaft (7) is rotatably held by an end plate (42) fixed to the second moving pipe (3).
The external thread formed on the outer portion of the first transmission shaft (5) is screwed into the nut portion (14) fixed to the first moving pipe (2), and the second transmission shaft (6). A male screw formed on the outer shape of the second screw is fitted into a nut portion (15) fixed to the second moving pipe (3) and is formed on the outer shape of the third transmission shaft (7). When the male screw is screwed into the nut portion (16) fixed to the third moving pipe (4),
When rotation is given to the first transmission shaft (5) which is the first drive shaft, the first moving pipe (2) is moved in the axial direction, and the rotation is transmitted to the second transmission shaft (6). Movement of the telescopic pole for moving the second moving pipe (3) in the axial direction and transmitting the rotation to the third transmission shaft (7) to move the third moving pipe (4) in the axial direction Method.

The expansion / contraction method of the expansion / contraction pole according to claim 2, wherein each of the moving pipe, the transmission shaft, the nut and the like has four or more sets.