JP2007037348A - Linear actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロッド部材を長手方向に沿って直線的に駆動するリニアアクチュエータに関する。 The present invention relates to a linear actuator that linearly drives a rod member along a longitudinal direction.
電動モータの回転運動をロッド部材の長手方向に沿う直線運動変換するリニアアクチュエータが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、リニアアクチュエータを医療用の電動式ベッドに用いた構成が記載されている。
しかしながら、上記のような従来のリニアアクチュエータでは、電動モータの制御回路や駆動回路の防水について考慮されておらず、また防水構造についての排水については何ら考えられていなかった。このため、湿気が高い環境や被水の恐れのある環境へのリニアアクチュエータの適用は不向きであった。 However, in the conventional linear actuator as described above, waterproofing of the control circuit and driving circuit of the electric motor is not considered, and drainage of the waterproof structure is not considered at all. For this reason, the application of the linear actuator to an environment with high humidity or an environment where there is a risk of getting wet has been unsuitable.
本発明は、上記事実を考慮して、湿気が高い環境や被水の恐れのある環境への適用に適したリニアアクチュエータを得ることが目的である。 In view of the above facts, an object of the present invention is to obtain a linear actuator suitable for application to an environment with high humidity or an environment where there is a risk of being wet.
上記目的を達成するために請求項1記載の発明に係るリニアアクチュエータは、ハウジングケースの壁部に設けられた貫通孔に挿通され、前記貫通孔の縁部に設けられた摺動部と摺動しつつ前記ハウジングケースに対し伸縮可能なロッド部材と、前記ハウジングケース内に配設され、前記ロッド部材を前記ハウジングケースに対し伸縮するように駆動するための駆動機構と、前記ハウジングケース内に配設され、前記駆動機構を作動又は制御するための電気回路とを備え、前記ハウジングは、底板における前記壁部と前記電気回路の配設空間との間から立設された隔壁を有する。 In order to achieve the above object, a linear actuator according to a first aspect of the present invention is inserted into a through hole provided in a wall portion of a housing case, and slides with a sliding portion provided at an edge of the through hole. However, a rod member that can be expanded and contracted with respect to the housing case, a drive mechanism that is disposed in the housing case and that drives the rod member to expand and contract with respect to the housing case, and a rod member that is disposed in the housing case. And an electric circuit for operating or controlling the driving mechanism, and the housing has a partition wall erected from between the wall portion of the bottom plate and a space in which the electric circuit is disposed.
請求項1記載のリニアアクチュエータでは、電気回路によって作動又は制御された駆動機構が、壁部貫通したロッド部材を長手方向に変位させてハウジングケースに対し伸長又は短縮させる。 In the linear actuator according to the first aspect, the drive mechanism operated or controlled by the electric circuit displaces the rod member penetrating the wall portion in the longitudinal direction to extend or shorten the housing case.
ここで、駆動機構及び電気回路は、それぞれハウジングケース内に配設(収納)されているため、高湿度の雰囲気に接したり直接的に被水したりすることが防止される。また、ハウジングケースを構成する壁部の貫通孔の縁部に設けられた摺動部と伸縮ロッドとの間からハウジングケース内に水が浸入しても、この水は、隔壁によって電気回路への接触が防止される。 Here, since the drive mechanism and the electric circuit are respectively disposed (stored) in the housing case, it is possible to prevent the drive mechanism and the electric circuit from being in contact with a high humidity atmosphere or being directly exposed to water. Even if water enters the housing case from between the sliding portion provided at the edge of the through hole of the wall portion constituting the housing case and the telescopic rod, the water is supplied to the electric circuit by the partition wall. Contact is prevented.
このように、請求項1記載のリニアアクチュエータは、湿気が高い環境や被水の恐れのある環境にも適用することができる。なお、本発明における電気回路には、電気回路の構成部品を含むことはいうまでもない。 Thus, the linear actuator according to claim 1 can be applied to an environment with high humidity or an environment where there is a risk of being wet. In addition, it cannot be overemphasized that the electric circuit in this invention contains the component of an electric circuit.
請求項2記載の発明に係るリニアアクチュエータは、請求項1記載のリニアアクチュエータにおいて、前記ハウジングの底板における前記壁部と前記隔壁との間には、水抜き孔が設けられている。 A linear actuator according to a second aspect of the present invention is the linear actuator according to the first aspect, wherein a drainage hole is provided between the wall portion and the partition wall in the bottom plate of the housing.
請求項2記載のリニアアクチュエータでは、壁部の貫通孔の縁部に設けられた摺動部と伸縮ロッドとの間からハウジングケース内に水は、水抜き孔からハウジングケース外に排出される。このため、隔壁と壁部と底板との間の空間に水が滞留することが防止され、滞留した水が隔壁を乗り越えて電気回路の配設空間に至ることがない。 In the linear actuator according to the second aspect, water is discharged into the housing case from between the sliding portion provided at the edge of the through hole of the wall portion and the telescopic rod, and is discharged out of the housing case through the drain hole. For this reason, water is prevented from staying in the space between the partition wall, the wall portion, and the bottom plate, and the stayed water does not get over the partition wall and reach the installation space of the electric circuit.
請求項3記載の発明に係るリニアアクチュエータは、請求項1又は請求項2記載のリニアアクチュエータにおいて、前記隔壁の上端は、水平方向において前記貫通孔の下縁よりも前記電気回路の配設空間側に位置している。 The linear actuator according to a third aspect of the present invention is the linear actuator according to the first or second aspect, wherein the upper end of the partition wall is in the horizontal direction of the electric circuit than the lower edge of the through hole. Is located.
請求項3記載のリニアアクチュエータでは、その使用状態で隔壁の上端が水平方向において貫通孔(摺動部)の下縁よりも電気回路の配設空間側に位置しているため、換言すれば、隔壁は、摺動部の下縁から鉛直方向に沿って垂下した仮想直線よりも電気回路の配設空間側に張り出しているため、ロッド部材の伸縮方向が水平方向に対し傾斜するように配置される場合に、摺動部の下縁からハウジングケース内に流下又は滴下した水も隔壁によって電気回路側に至ることが防止される。 In the linear actuator according to claim 3, since the upper end of the partition wall is positioned in the horizontal direction in the use space side of the electric circuit with respect to the lower edge of the through hole (sliding portion), in other words, Since the partition wall protrudes from the lower edge of the sliding portion along the vertical direction to the installation space side of the electric circuit, the partition member is disposed so that the expansion and contraction direction of the rod member is inclined with respect to the horizontal direction. In this case, water flowing or dripping from the lower edge of the sliding portion into the housing case is prevented from reaching the electric circuit side by the partition wall.
請求項4記載の発明に係るリニアアクチュエータは、請求項1乃至請求項3の何れか1項記載のリニアアクチュエータにおいて、前記壁部からは、前記貫通孔の下縁から前記隔壁の上端よりも下側部分にかけて、前記隔壁側にリブが突設されている。 A linear actuator according to a fourth aspect of the present invention is the linear actuator according to any one of the first to third aspects, wherein the wall portion is below the lower edge of the through hole and below the upper end of the partition wall. A rib is provided on the side of the partition wall so as to extend toward the side portion.
請求項4記載のリニアアクチュエータでは、壁部の貫通孔の縁部に設けられた摺動部と伸縮ロッドとの間からハウジングケース内に水は、リブに接触して飛散が防止されると共に該リブに案内されて隔壁と壁部との間に空間に導かれる。 In the linear actuator according to claim 4, water is prevented from splashing into the housing case from between the sliding portion provided at the edge portion of the through hole of the wall portion and the telescopic rod, and is prevented from scattering. It is guided by the rib and guided to the space between the partition wall and the wall portion.
請求項5記載の発明に係るリニアアクチュエータは、請求項1乃至請求項4の何れか1項記載のリニアアクチュエータにおいて、前記駆動機構は、前記ハウジングケースにおける前記壁部とは前記伸縮ロッドの伸縮方向の反対側に位置する他の壁部に設けられた貫通孔に挿通された固定部を有しており、前記ハウジングは、底板における前記他の壁部と前記電気回路の配設空間との間から立設された他の隔壁をさらに有する。 The linear actuator according to a fifth aspect of the present invention is the linear actuator according to any one of the first to fourth aspects, wherein the drive mechanism is a direction in which the telescopic rod extends and contracts from the wall portion of the housing case. A fixing portion inserted into a through hole provided in another wall portion located on the opposite side of the base plate, and the housing is provided between the other wall portion of the bottom plate and a space in which the electric circuit is disposed. It further has the other partition erected from.
請求項5記載のリニアアクチュエータでは、ロッド部材をハウジングケースに対し伸縮させるための駆動機構の固定部がハウジングケース外に突出しており、この固定部とハウジングケースにおける他の壁部の貫通孔縁との間から水が浸入する場合がある。この水は、他の隔壁によって電気回路への接触が防止される。なお、他の壁部と他の隔壁との間に水抜き孔を設けることが望ましい。 In the linear actuator according to claim 5, the fixed portion of the drive mechanism for expanding and contracting the rod member with respect to the housing case protrudes outside the housing case, and the fixed portion and the through hole edge of the other wall portion in the housing case Water may enter from between. This water is prevented from contacting the electrical circuit by other partitions. In addition, it is desirable to provide a drain hole between another wall part and another partition.
本発明の実施形態に係るリニアアクチュエータ装置10について、図1乃至図8に基づいて説明する。先ず、リニアアクチュエータ装置10の概略全体構成を説明し、次いで本発明の要部であるハウジングケース40L、40Rの詳細構成を説明し、その後、リニアアクチュエータ装置10を昇降式便座装置80に適用した例を説明する。なお、説明の便宜上、各図に適宜矢印Aにて示す方向を前方向すなわち昇降式便座装置80の便座86に着座する人の向く方向とし、矢印Bにて示す方向を上方向とし、左右の方向を用いるときは着座者にとっての左右方向を用いることとする。
A
(リニアアクチュエータの全体構成)
図3に示される如く、リニアアクチュエータ装置10は、それぞれ別体で構成された一対のリニアアクチュエータ12L、12Rを有して構成されている。各リニアアクチュエータ12R、12Lは、それぞれ単独で本発明におけるリニアアクチュエータに相当する。
(Overall configuration of linear actuator)
As shown in FIG. 3, the
各リニアアクチュエータ12L、12Rには、図3、図4に示されるように、駆動機構14L、14Rが設けられており、この各駆動機構14L、14Rは、本実施形態では同一構成とされている。駆動機構14L、14Rは、図4、図5に示されるように、駆動モータ16、回転直動変換機構18、出力ロッド20(ロッド)、エンドハウジング22、本体ハウジング24、フロントハウジング26、位置検出基板28を備えている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the linear actuators 12 </ b> L and 12 </ b> R are provided with drive mechanisms 14 </ b> L and 14 </ b> R, and the drive mechanisms 14 </ b> L and 14 </ b> R have the same configuration in this embodiment. . As shown in FIGS. 4 and 5, the drive mechanisms 14 </ b> L and 14 </ b> R include a
駆動モータ16は、例えば、ブラシ付きモータ等のDCモータで構成されており、エンドハウジング22の下端に固定されている。また、駆動モータ16の内部には、回転数検出器17が内蔵されており、この回転数検出器17は、駆動モータ16の一回転毎にパルスを発生する。また、駆動モータ16には、給電用のコネクタ30が設けられている。
The
回転直動変換機構18は、駆動モータ16の回転駆動力を直動駆動力に変換してロッド部材としての出力ロッド20を進退動させるものであり、図5に示されるように、駆動モータ16によって回転させられる回転軸32に形成されたウォーム33と、ウォーム33に噛合されるウォームホイール34と、ウォームホイール34に同軸的かつ一体的に設けられた送りねじ軸36と、送りねじ軸36に螺合されたナット38とを備える。
The rotation / linear
ナット38の外周部に凹設されたガイド溝46には、本体ハウジング24の内周面から略全長に亘り突設されたガイドレール48が軸線方向に摺動可能に入り込んでいる。この実施形態では、ガイド溝46、ガイドレール48は、それぞれ周方向に複数(各3つ)設けられている。これにより、ナット38は、軸線廻りの回転が規制され、軸線方向に沿う往復動のみが許容されるようになっている。また、図5に示される如く、ナット38の上端には、後述する位置検出基板28に設けられた全進出位置検出スイッチ50又は全格納位置検出スイッチ52と当接する当接部21が突設されている。
A
このナット38には、本体ハウジング24の前端を貫通すると共に送りねじ軸36の前端側を同軸的に入り込ませる円筒状に形成された出力ロッド20の後端20Aが固定されている。また、出力ロッド20における常に本体ハウジング24の外側に位置する前端には、後述する昇降式便座装置80(図7、図8参照)に設けられたリンク機構部94L、94Rの第1リンク部材96L、96Rに回動自在に接続固定される可動側接続部23が設けられている。可動側接続部23は、略円柱状に形成されると共に、リンク結合用の連結孔23A、第1リンク部材96L、96Rの逃し用のスリット23Bを有する。
Fixed to the
以上により、回転直動変換機構18では、駆動モータ16が回転するとウォーム33が回転し、ウォーム33の回転によりウォームホイール34及び送りねじ軸36が回転すると、ナット38が出力ロッド20と共に軸線方向に移動するようになっている。この実施形態では、回転直動変換機構18は、駆動モータ16の鉛直方向に沿って配置された回転軸32の回転を、出力ロッド20の略前後方向(水平方向)の直線運動に変換する構成である。
As described above, in the rotation / linear
また、この実施形態で回転直動変換機構18は、駆動モータ16の正転によって出力ロッド20を前進(本体ハウジング24に対し伸長)させ、駆動モータ16の逆転によって出力ロッド20を後退させるようになっている。すなわち、後に詳述するハウジングケース40L、40R内に収納された各駆動機構14L、14Rは、可動側接続部23をハウジングケース40L、40Rの外側に位置させた出力ロッド20を該ハウジングケース40L、40Rに対し伸縮させるようになっている。
Further, in this embodiment, the rotation / linear
なお、回転直動変換機構18では、ナット38の直動を送りねじ軸36の回転に変換することができないセルフロックが生じる設定とされている。また、上記したウォーム33とウォームホイール34とから成るウォームギヤは、増速側の回転伝達を行うことができないセルフロックが生じる設定とされている。
In the rotation / linear
エンドハウジング22は、互いに噛み合わされたウォーム33及びウォームホイール34を収納している。また、エンドハウジング22内には、送りねじ軸36を軸線廻りに回転自在に軸支するベアリング42が収納、保持されている。また、エンドハウジング22には、後述する昇降式便座装置80に設けられた本体ベース部材88の固定脚部90L、90Rに回動自在に接続固定される固定側接続部44が設けられている。固定側接続部44は、固定脚部90L、90Rへのリンク結合用の連結孔44A、相対角変位許容のためのスリット44Bを有する。
The
そして、エンドハウジング22の前端には、本体ハウジング24が図示しないビス等の固着具によって固定されており、本体ハウジング24のエンドハウジング22と反対側には、フロントハウジング26が固着具27によって固定されている。フロントハウジング26は、出力ロッド20を挿通させる貫通孔26Aを有しており、該貫通孔26Aの孔縁において出力ロッド20を軸線方向に摺動可能に支持している。なお、本体ハウジング24とエンドハウジング22と固定にビスを用いる場合、本体ハウジング24の各ガイドレール48にビス孔を設けることが好ましい。
A
また、本体ハウジング24内は、後端がエンドハウジング22に保持された送りねじ軸36が挿通しており、送りねじ軸36の前端は、ベアリング49(図5参照)を介して出力ロッド20の内周面に接している。すなわち、送りねじ軸36の前端は、ベアリング49、出力ロッド20を介してフロントハウジング26に支持されている。本体ハウジング24の内側には、上記の通りナット38のガイド溝46と係合するガイドレール48が長手方向に沿って形成されている。
Further, a
位置検出基板28は、出力ロッド20の全進出位置と全格納位置とを検知するものであり、出力ロッド20の全進出時にナット38の当接部21と当接する全進出位置検出スイッチ50を前端近傍に備えると共に、出力ロッド20の全格納時に当接部21と当接する全格納位置検出スイッチ52を後端近傍に備えている。位置検出基板28は、本体ハウジング24内における送りねじ軸36の上方に配置されており、その一端がエンドハウジング22によって支持されると共に、その他端がフロントハウジング26によって支持されている。
The
図5に示される如く、本体ハウジング24内には、ナット38が往復動する空間24Aと位置検出基板28の配設空間24Bとを連通する連通部24Cが形成されており、この連通部24Cに全進出位置検出スイッチ50又は全格納位置検出スイッチ52を通すことで、位置検出基板28を本体ハウジング24に組み込むことができる。また、この連通部24Cは、ナット38の当接部21が移動して全進出位置検出スイッチ50又は全格納位置検出スイッチ52に接触するための空間とされている。
As shown in FIG. 5, a
また、位置検出基板28における全格納位置検出スイッチ52の後側には、全進出位置検出スイッチ50、全格納位置検出スイッチ52の検出信号を後述する制御回路基板66に出力するためのコネクタ31が設けられている。図4及び図5に示される如く、コネクタ31は、エンドハウジング22の上端に一体に形成されたコネクタハウジング部22Aから露出している。
In addition, on the rear side of the all-storage
図3に示される如く、リニアアクチュエータ12Rのハウジングケース40R内には、電源回路部54が収納されている。電源回路部54は、外部電源60(図6参照)からの電源供給(例えば、AC100V)を受けて一対のリニアアクチュエータ12L、12Rすなわち各駆動モータ16のそれぞれの駆動に必要な電源(例えば、DC24V)を生成するように構成されている。
As shown in FIG. 3, a power
本実施形態の電源回路部54には、図6に示されるように、電源回路が設けられた電源回路基板56が設けられており、電源回路基板56には、各コネクタ58A〜58Dが設けられている。コネクタ58Aには、外部電源60から延びる電源ケーブル62が接続されており、これにより、外部電源60から電源回路基板56が電源供給を受けるようになっている。
As shown in FIG. 6, the power
さらに、電源回路部54には、外部電源60から供給された電圧を変圧するためのトランス64が設けられており、このトランス64から延びる配線部材は、電源回路基板56にコネクタ58C、58Dを介して接続されている。本実施形態では、このトランス64も、ハウジングケース40R内に配置されている。
Further, the power
一方、リニアアクチュエータ12Lのハウジングケース40L内には、図3に示されるように、制御回路が設けられた制御回路基板66が収納されている。制御回路基板66の制御回路(以下、単に制御回路基板66という)は、電源回路部54からの電源供給に基づいて一対のリニアアクチュエータ12L、12Rのそれぞれを制御するように構成されている。
On the other hand, a
制御回路基板66には、図6に示されるように、各コネクタ68A〜68Gが設けられている。コネクタ68Aは、モータ出力用であり、リニアアクチュエータ12Rの駆動モータ16に設けられたコネクタ30に接続ケーブル72を介して接続される。また、コネクタ68Bは、位置検出信号入力用であり、リニアアクチュエータ12Rの位置検出基板28に設けられたコネクタ31に接続ケーブル72を介して接続される。なお、本実施形態において、接続ケーブル72は、図3に示されるように、電源回路部54の電源回路基板56と制御回路基板66とを接続する1本のワイヤハーネスとして構成されている。
As shown in FIG. 6, the
コネクタ68Cは、モータ出力用であり、図6に示されるように、リニアアクチュエータ12Lの駆動モータ16に設けられたコネクタ30に接続ケーブル73Aを介して接続され、コネクタ68Dは、位置検出信号入力用であり、リニアアクチュエータ12Lの位置検出基板28に設けられたコネクタ31に接続ケーブル73Bを介して接続される。
The
また、コネクタ68Eは、電源入力用であり、電源回路部54のコネクタ58Bに接続ケーブル72を介して接続され、コネクタ68F、68Gは、操作信号入力用であり、それぞれハンドスイッチ70A、フットスイッチ70Bに接続される。
The connector 68E is for power supply input and is connected to the connector 58B of the power
制御回路基板66による制御については、昇降式便座装置80の構成と共に後述する。
Control by the
(ハウジングケースの詳細構成)
図1には、ハウジングケース40Rが側断面図にて示されており、図2には、ハウジングケース40Lが側断面図にて示されている。
(Detailed configuration of housing case)
1 shows the
図1乃至図3に示される如く、ハウジングケース40R、40Lは、それぞれ上向きに開口する直方体容器状に形成されたハウジング本体118と、直方体容器状に形成されハウジング本体118の開口端に分離可能に嵌合して該開口端を閉止するカバーハウジング120とを備えている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
ハウジング本体118は、平面視で略矩形底板状に形成された底板110の周縁から、前壁112、後壁114、左右一対の側壁116が立設されて構成されている。各ハウジングケース40R、40Lの前壁112の上側開口端には、略半円弧状に切り欠かれた切欠部112Aが形成されており、この切欠部112Aは、カバーハウジング120に対称に形成された切欠部120Aとで出力ロッド20を挿通させる貫通孔122を形成している。
The
また、各ハウジングケース40R、40Lは、前壁112及びカバーハウジング120における貫通孔122の孔縁からそれぞれ突設された半体124A、124Bを接合して構成されるボス部124を備えており、ボス部124にはリング状に形成されたシール部材126が脱落しないように保持されている。シール部材126は、ゴム材等にて構成されており、その内周面に出力ロッド20の外周面が軸線方向の摺動可能に接触している。
Each
同様に、各ハウジング本体118の後壁114の上側開口端には、略板円弧状に切り欠かれた切欠部114Aが形成されており、この切欠部114Aは、カバーハウジング120に対称に形成された切欠部120Bとで出力ロッド20を挿通させる貫通孔128を形成している。
Similarly, a
そして、各ハウジングケース40R、40Lは、後壁114及びカバーハウジング120における貫通孔128の孔縁からそれぞれ突設された半体130A、130Bを接合して構成されるボス部130を備えており、ボス部130にはリング状に形成されたシール部材132を介して固定側接続部44が嵌合している。シール部材132は、ゴム材等にて構成されている。
Each
以上により、各ハウジングケース40R、40Lには、駆動機構14L、14Rが支持されている。したがって、駆動モータ16が正転又は逆転すると、上記の通り出力ロッド20がハウジングケース40R、40Lに対し伸縮するようになっている。
As described above, the
また、図1に示される如く、ハウジングケース40Rのハウジング本体118には、前方から順に3つの隔壁134、136、138が設けられている。各隔壁134は、それぞれ底板110から立設されると共に、左右の側壁116を架け渡しており、ハウジング本体118内の下部を区画している。前壁112と最前に配置された第1隔壁134との間には、排水空間Rdが形成されている。
Further, as shown in FIG. 1, the
また、第1隔壁134と中央の第2隔壁136との間には、トランス64が配設されるトランス配設空間Rtが形成されており、第2隔壁136と最後に配置された第3隔壁138との間には、電源回路基板56が配設される基板配設空間Rbが形成されている。さらに、第3隔壁138と後壁114との間には、駆動モータ16の下部が配設されるモータ配設空間Rmが形成されている。底板110におけるトランス配設空間Rtの底部を構成する部分からは、トランス64を支持するための台座リブ139が突設されている。また、底板110における基板配設空間Rbの底部を構成する部分からは、電源回路基板56を支持するための支持リブ137が突設されている。
Further, a transformer disposition space Rt in which the
そして、ハウジングケース40Rのハウジング本体118における排水空間Rdを構成する底板110には、水抜き孔140が形成されている。この実施形態では、水抜き孔140は、その後縁が第1隔壁134の前面と略一致するように排水空間Rdの後部に配置されると共に、該排水空間Rdの左右方向中央部に配置されている。また、このハウジング本体118は、底板110における水抜き孔140よりも前側部分と前壁112とに跨って縦リブ142が突設されている。縦リブ142の上端は切欠部112Aの下縁近傍に至っている。この実施形態では、縦リブ142は、切欠部112Aの左右幅範囲内において左右方向に沿って複数本(例えば3本)並列して形成されている。
And the
また、ハウジングケース40Rのハウジング本体118におけるモータ配設空間Rmを構成する底板110には、水抜き孔144が形成されている。この実施形態では、水抜き孔144は、その前縁が第3隔壁138の後面と略一致するようにモータ配設空間Rmの最前部に配置されると共に、該モータ配設空間Rmの左右方向中央部に配置されている。さらに、このハウジング本体118は、底板110における後端部分と後壁114とに跨って縦リブ146が突設されている。縦リブ146の上端は切欠部114Aの下縁近傍に至っている。この実施形態では、縦リブ146は、切欠部114Aの左右幅範囲内において左右方向に沿って複数本(例えば2本)並列して形成されている。
Further, a
また、モータ配設空間Rmの下部には、駆動モータ16の下端を支持するモータ支持部148が底板110から突設されており、モータ支持部148は、平面視円枠状に形成されて駆動モータ16の下端を全周に亘り覆うようになっている。また、底板110には、接続ケーブル72の末端に設けられたコネクタを導入する平面視で矩形枠状のコネクタ導入部150が突設されている。これにより、モータ配設空間Rmの下部におけるモータ支持部148、コネクタ導入部150の外側には、駆動モータ16等の電気部品に接触しないように所定量の水を滞留可能な滞留空間Rsが形成されている。
Further, a
一方、ハウジングケース40Lのハウジング本体118には、前方から順に2つの隔壁134、138が設けられている。このハウジング本体118におけるハウジングケース40Rのハウジング本体118とは異なる部分を説明する。ハウジングケース40Lのハウジング本体118内には、制御回路基板66が配設される基板配設空間Rcが配設されており、基板配設空間Rcは、第1隔壁134によって排水空間Rdと区画されている。したがって、基板配設空間Rcは、基板配設空間Rbとトランス配設空間Rtとが連設された如くして構成されている。また、ハウジングケース40Lの底板110からは、台座リブ139、支持リブ137は突設されず、制御回路基板66を支持するための支持リブ152が突設されている。
On the other hand, the housing
この実施形態では、各隔壁134、136、138は、それぞれ前壁112の切欠部112Aの下縁、後壁114の切欠部114Aの下縁よりも低位とされている。したがって、前壁112における切欠部112Aの下縁と隔壁134の上端とを結ぶ仮想直線L1は、水平方向に傾斜している。同様に、後壁114における切欠部114Aの下縁と隔壁138の上端とを結ぶ仮想直線L2は、水平方向に対し仮想直線L1とは反対に傾斜している。
In this embodiment, each of the
そして、ハウジングケース40R、40Lは、仮想直線L1が鉛直方向に一致する角度未満まで後傾して配置されても、重力によって流下又は滴下される水のトランス配設空間Rt又は基板配設空間Rcへの侵入を隔壁134によって防止することができる。また、ハウジングケース40R、40Lは、仮想直線L2が鉛直方向に一致する角度未満まで前傾して配置されても、重力によって流下又は滴下される水の基板配設空間Rb又は基板配設空間Rcへの侵入を隔壁138によって防止することができる。
Even when the
なお、ハウジングケース40R、40L(ハウジング本体118、カバーハウジング120)はそれぞれ合成樹脂にて構成されており、被水等によって劣化し難い構成とされている。また、各駆動機構14R、14Lにおける少なくともハウジングケース40R、40Lの外側に位置する構成部品、具体的には出力ロッド20及び固定側接続部44が形成されたエンドハウジング22は、合成樹脂にて構成されている。
The
(昇降式便座装置への適用例)
次いで、図7、図8を参照しながら、上記構成からなるリニアアクチュエータ装置10を昇降式便座装置80に適用した例について説明する。
(Example of application to a liftable toilet seat device)
Next, an example in which the
本実施形態に係る昇降式便座装置80は、例えば、洋式の便器82に好適に使用されるものであり、昇降機構84を備えている。そして、この昇降機構84を作動させて被駆動部材としての便座86を昇降させるための駆動装置として、上述のリニアアクチュエータ装置10が用いられている。
The elevating
昇降式便座装置80には、左右一方側から他方側へ跨る本体ベース部材88が設けられている。本体ベース部材88は、便器82に対して固定状態とされており、この本体ベース部材88の左右端からそれぞれ垂下されて便器82の左右方向外側に位置する固定脚部90L、90Rには、リニアアクチュエータ装置10のリニアアクチュエータ12L、12Rに設けられた固定側接続部44がそれぞれ左右方向に沿う軸線廻りに回動自在に接続されている。そして、本実施形態では、固定側接続部44に接続固定されたリニアアクチュエータ12L、12Rにおける各出力ロッド20の進退動方向が同一とされている。
The elevating
また、本実施形態の昇降式便座装置80には、便座86が載置される載置台92と、リニアアクチュエータ装置10に備えられた左右一対のリニアアクチュエータ12L、12Rの作動により載置台92を昇降させる左右一対のリンク機構部94L、94Rが備えられている。このリンク機構部94L、94Rは、第1リンク部材96L、96R及び第2リンク部材98L、98Rを含んでそれぞれ構成されている。また、載置台92の左右端からは、それぞれ便器82の左右方向外側に位置する脚板部100L、100Rが垂下されている。脚板部100L、100Rは、それぞれの後上部を側面視で固定脚部90L、90Rにオーバラップさせている。
Further, in the liftable
便座86の左側面に設けられたリンク機構部94Lでは、第1リンク部材96Lは、リニアアクチュエータ12Lの出力ロッド20の可動側接続部23に左右方向に沿う軸線廻りに回動自在に接続されると共に、本体ベース部材88の固定脚部90L及び載置台92の脚板部100Lにそれぞれ左右方向に沿う軸線廻りに回動自在に接続されている。また、第2リンク98Lは、長手方向両端が本体ベース部材88の固定脚部90L、載置台92の脚板部100Lにそれぞれ左右方向に沿う軸線廻りに回動自在に接続されている。
In the
同様に、便座86の右側面に設けられたリンク機構部94Rでは、第1リンク部材96Rは、リニアアクチュエータ12Rの出力ロッド20に左右方向に沿う軸線廻りに回動自在に接続されると共に、本体ベース部材88の固定脚部90R及び載置台92の脚板部100Rにそれぞれ左右方向に沿う軸線廻りに回動自在に接続されている。また、第2リンク98Rは、長手方向両端が本体ベース部材88の固定脚部90R、載置台92の脚板部100Rにそれぞれ左右方向に沿う軸線廻りに回動自在に接続されている。
Similarly, in the
また、図示は省略するが、ハンドスイッチ70Aは脚板部100L、100Rの何れか一方(便座86と共に上下動する部分)に取り付けられており、フットスイッチ70Bは、便器82が設置された床上に配設されている。
Although not shown, the
そして、上記構成からなる昇降式便座装置80では、ハンドスイッチ70A又はフットスイッチ70Bが上昇方向に操作されると、制御回路基板66がリニアアクチュエータ12L、12Rの各出力ロッド20をハウジングケース40L、40Rから進出する方向(矢印X1方向)に同時にスライドさせるように各駆動モータ16への給電を行う(各駆動モータ16を正転させる)ように構成されている。
In the liftable
また、昇降式便座装置80では、左右の出力ロッド20が同時に矢印X1方向にスライドすると、リンク機構部94L、94Rの第1リンク部材96L、96R及び第2リンク部材98L、98RがR1、R2方向にそれぞれ回動し、これにより、図8に想像線で示される如く、載置台92と共に便座86が上昇するようになっている。このとき、リニアアクチュエータ12L、12Rは、全体として前傾するように固定側接続部44の接続点廻りに回動するようになっている。
In the liftable
さらに、制御回路基板66は、左右の全進出位置検出スイッチ50の何れかから全進出位置検出信号を検出した場合に、一対の駆動機構14L、14Rの各駆動モータ16の全進出側への回転を停止させるように構成されている。
Furthermore, when the
一方、昇降式便座装置80では、ハンドスイッチ70A又はフットスイッチ70Bが降下方向に操作されると、制御回路基板66が左右の出力ロッド20をハウジングケース40L、40Rに格納される方向(矢印X2方向)に同時にスライドさせるように各駆動モータ16への給電を行う(各駆動モータ16を逆転させる)ように構成されている。また、昇降式便座装置80では、各出力ロッド20が矢印X2方向に同時にスライドすると、上気した上昇の場合とは逆の動作によって便座86を降下させるようになっている。
On the other hand, in the liftable
そして、この降下動作に際に制御回路基板66は、各駆動モータ16を、それぞれ対応する全格納位置検出スイッチ52からの信号によって全格納位置検出信号を検出するまで全格納側へ回転させるようになっている。すなわち、制御回路基板66は、便座86の上昇動作の終了時には各駆動モータ16への給電を同時に停止し、降下動作の終了時には各駆動モータ16への給電を、それぞれ対応する全格納位置検出スイッチ52からの信号に基づいて独立して停止するように構成されている。
In this lowering operation, the
また、便座86の昇降に伴う各ハウジングケース40R、40Lの回動範囲は、ハウジングケース40R、40Lにおいて、上記仮想直線L1、L2が鉛直方向に一致する傾斜角未満の範囲に設定されている。換言すれば、ハウジングケース40R、40Lの隔壁134、138の底板110からの立設高は、便座86の昇降に伴う各ハウジングケース40R、40Lの回動範囲において、該ハウジングケース40R、40Lに浸入した水がトランス配設空間Rt、基板配設空間Rc流下又は滴下することを防止し得る設定とされている。
In addition, the rotation range of each
さらに、昇降式便座装置80では、リニアアクチュエータ装置10の回転直動変換機構18、ウォーム33とウォームホイール34とから成るウォームギヤとが共にセルフロックを生じる設定とされているため、便座86への着座に伴う負荷によって便座86が上下動してしまうなどの不具合が防止されている。また、食い違い軸歯車であるウォームギヤを用いることで、ナット38を介して出力ロッド20から送りねじ軸36に軸方向荷重が入力された場合でも、この荷重が駆動モータ16の軸線方向に作用することが防止され、出力ロッド20に軸線方向への荷重が加わっている間もウォーム33及び駆動モータ16の回転を円滑に維持できる。また、駆動モータ16側に配設した回転数検出器17によって、精度良く駆動モータ16の回転速度(パルス)を検出することができる。
Further, in the liftable
次に、上記構成からなる昇降式便座装置80及びリニアアクチュエータ装置10の作用及び効果について説明する。
Next, operations and effects of the liftable
本実施形態に係る昇降式便座装置80では、使用者又は介助者がハンドスイッチ70A又はフットスイッチ70Bを上昇側に操作すると、リニアアクチュエータ装置10の一対の出力ロッド20が矢印X1方向に同時にスライドし、便座86が上昇する。この便座86に使用者が着座した状態でハンドスイッチ70A又はフットスイッチ70Bが降下側に操作されると、リニアアクチュエータ装置10の一対の出力ロッド20が矢印X2方向に同時にスライドし、便座86が着座状態の使用者を支持しつつ降下する。
In the elevating
さらに、使用者の着座状態でハンドスイッチ70A又はフットスイッチ70Bが上昇側に操作されると、リニアアクチュエータ装置10の一対の出力ロッド20が矢印X1方向に同時にスライドし、便座86が座状態の使用者を支持しつつ上昇する。そして、使用者が便座86から離れた後にハンドスイッチ70A又はフットスイッチ70Bが降下側に操作されると、リニアアクチュエータ装置10の一対の出力ロッド20が矢印X2方向に同時にスライドし、便座86が降下して初期位置に復帰する。
Further, when the
以上により、本発明の実施形態に係るリニアアクチュエータ装置10が適用された昇降式便座装置80では、使用者の便座86への着座動作、便座86からの起立動作が補助され、これらの動作が容易になる。
As described above, in the liftable
ここで、リニアアクチュエータ装置10では、各リニアアクチュエータ12L、12Rの駆動機構14L、14R、電源回路部54、制御回路基板66がそれぞれハウジングケース40内に収納されているため、これら駆動機構14L、14R、電源回路部54、制御回路基板66が直接的に被水したり、高湿度の空気に晒されたりすること防止される。
Here, in the
そして、リニアアクチュエータ装置10では、各ハウジングケース40R、40Lにおける貫通孔122が形成された前壁112(排水空間Rd)と電気回路が配設されるトランス配設空間Rt又は基板配設空間Rcとの間に第1隔壁134が立設されているため、シール部材126と出力ロッド20との摺動部からハウジングケース40R、40L内に浸入した水がトランス配設空間Rt又は基板配設空間Rcに至ることが防止される。すなわち、ハウジングケース40R、40L内に侵入し前壁112を伝って排水空間に導かれた水は、第1隔壁134によってトランス64、制御回路基板66への接触が防止される。
In the
また、底板110における排水空間Rdを構成する部分には、水抜き孔140が設けられているため、ハウジングケース40R、40L内に侵入した水は、排水空間Rdを経由して水抜き孔140から外部に排出される。これにより、排水空間Rdに水が滞留してトランス配設空間Rt又は基板配設空間Rc側に溢出することが防止される。
Moreover, since the
さらに、リニアアクチュエータ装置10では、後壁114(モータ配設空間Rm)と基板配設空間Rb、Rcとの間に第3隔壁138が立設されているため、固定側接続部44とシール部材132との間から侵入した水が基板配設空間Rb、Rcに至ることが防止される。すなわち、ハウジングケース40R、40L内に侵入し後壁114を伝ってモータ配設空間Rmに導かれた水は、第1隔壁134によってトランス64、制御回路基板66への接触が防止される。また、このモータ配設空間Rmの下部(滞留空間)における底板110には水抜き孔144が設けられているため、ハウジングケース40R、40L内に侵入した水は、モータ配設空間Rmを経由して水抜き孔144から外部に排出される。
Further, in the
特に、前壁112には、縦リブ142が立設されているため、シール部材126と出力ロッド20との摺動部からハウジングケース40R、40L内に浸入した水は、縦リブ142に接触して飛散が防止されると共に該縦リブ142に案内されて排水空間Rdに導かれ、水抜き孔140から排出される。また、後壁114には、縦リブ146が立設されているため、シール部材132と固定側接続部44との間からハウジングケース40R、40L内に浸入した水は、縦リブ146に接触して飛散が防止されると共に該縦リブ142に案内されてモータ配設空間Rmの下部(滞留空間)に導かれ、水抜き孔144から排出される。
In particular, since the
さらに、各リニアアクチュエータ12L、12Rは、便座86の昇降に伴って固定側接続部44の接続点廻りに回動するが、最大の回動角においても隔壁134、138がハウジングケース40R、40Lに侵入した水のトランス配設空間Rt、基板配設空間Rb、RCへの流下又は滴下を防止する。
Further, the
このように、本実施形態に係るリニアアクチュエータ装置10、リニアアクチュエータ装置10を構成する各リニアアクチュエータ12L、12Rは、湿気が高い環境や被水の恐れのある環境にも適用することができる。具体的には、リニアアクチュエータ装置10を水洗式の便器82の便座86を昇降するための昇降式便座装置80に公的に適用することができる。
As described above, the
なお、上記実施形態では、送りねじ機構によって駆動モータ16の回転を出力ロッド20の直動に変換するリニアアクチュエータ12R、12Lを例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ボールねじ機構やラックアンドピニオン機構などによって駆動モータ16の回転を出力ロッド20の直動に変換するように構成しても良い。
In the above embodiment, the
また、本発明は、2つのリニアアクチュエータ12R、12Lを備える構成に限定されることはなく、単独で機能するリニアアクチュエータ12Rに本発明を適用しても良いことはいうまでもない。
Further, the present invention is not limited to the configuration including the two
さらに、本発明に係るリニアアクチュエータ12R等の用途が昇降式便座装置80に限定されることはなく、各種用途に用いることができる。特に、リニアアクチュエータ装置10、リニアアクチュエータ12R、又はリニアアクチュエータ12Lは、トイレ等の水廻り、屋外等での用途にも好適に適用される。
Furthermore, the application of the
12L、12R・・・リニアアクチュエータ、14L、14R・・・駆動機構、20・・・出力ロッド(ロッド部材)、40L、40R・・・ハウジングケース、44・・・固定側接続部(固定部)、54・・・電源回路部(電気回路)、66・・・制御回路基板(電気回路)、110・・・底板、112・・・前壁(壁部)、114・・・後壁(他の壁部)、122・・・貫通孔、126・・・シール部材(摺動部)、128・・・貫通孔、134・・・第1隔壁(隔壁)、138・・・第3隔壁(他の隔壁)、140・・・水抜き孔、142・・・縦リブ(リブ)、Rb・・・基板配設空間(電気回路の配設空間)、Rc・・・基板配設空間(電気回路の配設空間)、Rt・・・トランス配設空間(電気回路の配設空間) 12L, 12R ... Linear actuator, 14L, 14R ... Drive mechanism, 20 ... Output rod (rod member), 40L, 40R ... Housing case, 44 ... Fixed side connection part (fixed part) 54 ... Power supply circuit (electric circuit), 66 ... Control circuit board (electric circuit), 110 ... Bottom plate, 112 ... Front wall (wall), 114 ... Back wall (others) , 122 ... through hole, 126 ... sealing member (sliding part), 128 ... through hole, 134 ... first partition (partition), 138 ... third partition ( Other partition walls), 140 ... drain holes, 142 ... vertical ribs (ribs), Rb ... substrate arrangement space (electric circuit arrangement space), Rc ... substrate arrangement space (electricity) Circuit placement space), Rt ... Transformer placement space (Electric circuit placement space)
Claims (5)
前記ハウジングケース内に配設され、前記ロッド部材を前記ハウジングケースに対し伸縮するように駆動するための駆動機構と、
前記ハウジングケース内に配設され、前記駆動機構を作動又は制御するための電気回路とを備え、
前記ハウジングは、底板における前記壁部と前記電気回路の配設空間との間から立設された隔壁を有するリニアアクチュエータ。 A rod member that is inserted into a through hole provided in a wall portion of the housing case, and that can be expanded and contracted with respect to the housing case while sliding with a sliding portion provided at an edge of the through hole;
A drive mechanism disposed in the housing case for driving the rod member to extend and contract with respect to the housing case;
An electrical circuit disposed in the housing case for operating or controlling the drive mechanism;
The said housing is a linear actuator which has the partition erected from between the said wall part in the baseplate, and the arrangement | positioning space of the said electric circuit.
前記ハウジングは、底板における前記他の壁部と前記電気回路の配設空間との間から立設された他の隔壁をさらに有する請求項1乃至請求項4の何れか1項リニアアクチュエータ。 The drive mechanism has a fixing portion inserted through a through hole provided in another wall portion located on the opposite side of the expansion / contraction direction of the telescopic rod from the wall portion in the housing case,
5. The linear actuator according to claim 1, wherein the housing further includes another partition wall erected from between the other wall portion of the bottom plate and a space in which the electric circuit is disposed.
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