JP2007187279A - Linear actuator - Google Patents
Linear actuator Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007187279A JP2007187279A JP2006007098A JP2006007098A JP2007187279A JP 2007187279 A JP2007187279 A JP 2007187279A JP 2006007098 A JP2006007098 A JP 2006007098A JP 2006007098 A JP2006007098 A JP 2006007098A JP 2007187279 A JP2007187279 A JP 2007187279A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- linear actuator
- bed
- clutch
- cylinder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Gear Transmission (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
- One-Way And Automatic Clutches, And Combinations Of Different Clutches (AREA)
Abstract
Description
本発明は、リニアアクチュエータに関し、特に、電動送りねじ式リニアアクチュエータに係り、例えば、医療・介護用ベッドの寝床を上下させたり、背部や膝部の寝床を傾斜させたりするのに利用して有効なものに関する。 The present invention relates to a linear actuator, and more particularly to an electric feed screw type linear actuator, and is effective for use in, for example, raising or lowering a bed of a medical / care bed or tilting a bed of a back or knee. About things.
医療・介護用ベッドにおいては患者の寝食の負担を軽減するために、電動送りねじ式リニアアクチュエータによってベッドの寝床を上下させたり、背部や膝部の寝床を傾斜させたりすることが実施されている。
従来のこの種のリニアアクチュエータとして、雄ねじ部を有するシャフトと、このシャフトにモータの回転を減速して伝達するウオーム歯車減速装置と、シャフトの雄ねじ部に螺合してシャフトの回転によって進退する雌ねじ部材(送り用ナット)と、雌ねじ部材に固定されてハウジングに対して進退する移動筒と、を備えており、移動筒がベッドの寝床を上下させたり、背部や膝部の寝床を傾斜させるリンクに連結具によって連結されるように構成されているもの、がある。
In the medical / nursing care bed, in order to reduce the burden of sleeping on the patient, the bed of the bed is moved up and down by the electric feed screw linear actuator, and the bed of the back and knees is inclined. .
As a conventional linear actuator of this type, a shaft having a male screw portion, a worm gear reduction device that transmits the rotation of the motor to the shaft at a reduced speed, and a female screw that is engaged with the male screw portion of the shaft and advances and retreats by the rotation of the shaft A member (feeding nut) and a moving cylinder fixed to the female screw member and moving forward and backward with respect to the housing, and the moving cylinder raises and lowers the bed of the bed and tilts the bed of the back and knees Are configured to be connected by a connector.
このようなリニアアクチュエータが使用された医療・介護用ベッドにおいては、ベッドの下降時にベッドの下に物があったり、背部をフラットにする時に背部とベッドフレームとの間に物が挟まったりすることにより、リニアアクチュエータがロックし、この時に発生する大きなロック推進力がリニアアクチュエータやベッドの構成部品に悪影響を及ぼすという問題点がある。 In a medical / nursing care bed using such a linear actuator, there is an object under the bed when the bed is lowered, or an object is caught between the back and the bed frame when the back is flattened. Therefore, there is a problem that the linear actuator is locked, and a large lock driving force generated at this time adversely affects the linear actuator and the components of the bed.
このロック時の問題点の発生を防止するために、従来から、リニアアクチュエータに過電流検知機構やフリーホイール構造が設置されている。
なお、過電流検知装置が設置されたこの種のリニアアクチュエータを述べている例としては、特許文献1がある。
As an example describing this type of linear actuator provided with an overcurrent detection device, there is Patent Literature 1.
しかしながら、過電流検知機構が設置されたリニアアクチュエータにおいては、過電流検知機構ではロック推進力発生時とその検知時との間にタイムラグがあるために、短時間であっても過大なロック推力が発生してしまい、ロック時の問題点を確実に防止することができない。
また、フリーホイール構造が設置されたリニアアクチュエータにおいては、フリーホイール構造はベッドや背部の下降時だけに働くために、ベッドや背部の上昇時におけるロック時の問題点を防止することができない。
However, in linear actuators with an overcurrent detection mechanism, the overcurrent detection mechanism has a time lag between when the lock thrust is generated and when it is detected. It will occur and the problem at the time of locking cannot be prevented reliably.
Further, in a linear actuator provided with a free wheel structure, the free wheel structure works only when the bed or the back part is lowered, so that it is not possible to prevent problems at the time of locking when the bed or the back part is raised.
本発明の目的は、下降および上昇時にかかわらず、ロック時の問題点を確実に防止することができるリニアアクチュエータを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a linear actuator that can reliably prevent problems at the time of locking regardless of descending and rising.
本発明のうち代表的なものは、次の通りである。
(1)雄ねじ部を有するシャフトと、このシャフトにモータの回転を減速して伝達するウオームおよびウオームホイールと、前記雄ねじ部に螺合して前記シャフトの正逆回転によって進退する雌ねじ部材と、この雌ねじ部材に固定されてハウジングに対して進退する移動筒と、を備えているリニアアクチュエータであって、
前記ウオームホイールに前記シャフトに対してラジアル方向にトルクリミッタが設置されていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
(2)前記ウオームホイールをインナレースとアウタレースとによって構成し、前記インナレースまたは前記アウタレースに保持穴を法線方向に延在するように形成し、前記保持穴にスプリングおよびボールを奥側から順にそれぞれ収容し、前記アウタレースまたは前記インナレースに金属製のクラッチリングを嵌入し、前記クラッチリングに前記ボールが転動自在に嵌入する半円や三角形状等のクラッチ穴を没設することにより、前記トルクリミッタが構成されていることを特徴とする前記(1)に記載のリニアアクチュエータ。
Typical examples of the present invention are as follows.
(1) A shaft having a male threaded portion, a worm and a worm wheel for transmitting and reducing the rotation of the motor to the shaft, a female thread member screwed into the male threaded portion and advanced and retracted by forward and reverse rotation of the shaft, A linear actuator that is fixed to the female screw member and moves forward and backward with respect to the housing,
A linear actuator, wherein a torque limiter is installed in the worm wheel in a radial direction with respect to the shaft.
(2) The worm wheel is constituted by an inner race and an outer race, a holding hole is formed in the inner race or the outer race so as to extend in a normal direction, and a spring and a ball are sequentially inserted into the holding hole from the back side. Each is accommodated, a metal clutch ring is inserted into the outer race or the inner race, and a clutch hole such as a semicircle or a triangle is inserted into the clutch ring so that the ball can freely roll. The linear actuator according to (1) above, wherein a torque limiter is configured.
前記(1)によれば、万一、ロックが発生したとしても、このロック発生時にモータトルクによる大きな推進力が発生するのをトルクリミッタによって防止することができるので、リニアアクチュエータ自身やベッド構造体の故障を未然に防止することができる。
前記(2)によれば、トルクリミッタの作動時にボールがクラッチ穴を叩く音を発生させることができるので、リニアアクチュエータのロックが発生している事態を警報することができる。
According to the above (1), even if a lock occurs, the torque limiter can prevent a large driving force from being generated by the motor torque when the lock is generated. Can be prevented in advance.
According to the above (2), it is possible to generate a sound of the ball hitting the clutch hole when the torque limiter is operated, so that it is possible to warn that the linear actuator is locked.
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示されているように、本実施の形態に係るリニアアクチュエータは医療・介護用ベッド(以下、ベッドという。)の背部の寝床を起伏させるためのものとして構成されている。
すなわち、リニアアクチュエータ10の固定端側になるハウジング11はベッド1のフレーム2に枢軸3によって回転自在に枢支されており、リニアアクチュエータ10の自由端側になる移動筒36の先端は背部の寝床(以下、寝床という。)4を起伏させるためのリンク5に枢軸6によって回転自在に連結されている。
リニアアクチュエータ10の移動筒36が短縮した状態で、寝床4は図1(a)に示されているように水平に倒伏されており、リニアアクチュエータ10の移動筒36が伸長すると、寝床4は図1(b)に示されているように起立されるようになっている。
As shown in FIG. 1, the linear actuator according to the present embodiment is configured to raise and lower the bed on the back of a medical / care bed (hereinafter referred to as a bed).
That is, the housing 11 which is the fixed end side of the
With the moving
図2および図3に示されているように、リニアアクチュエータ10はハウジング11を備えている。
図2に示されているように、ハウジング11はハウジング11自体を軸方向に二分割して成る形状の第一分割体(以下、第一シェルという。)12と第二分割体(以下、第二シェルという。)13とが組み合わされて、略円筒形状に形成されている。
第一シェル12および第二シェル13は樹脂が使用されて大略半円筒形状にそれぞれ成形されており、第一シェル12と第二シェル13とは最中合わせに組み付けられた状態で締結具14(図5参照)によって締結されているとともに、開口部の外周に形成された嵌合部15には金属製のバンド16が嵌着されている。
ハウジング11におけるバンド16の反対側の端部には、円筒形状に形成された連結具17が筒心と直交する方向に挿通されて固定されている。連結具17はリニアアクチュエータ10をベッド1のフレーム2に回転自在に枢支するための枢軸3を水平に軸架し得るように構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
As shown in FIG. 2, the housing 11 includes a first divided body (hereinafter referred to as a first shell) 12 and a second divided body (hereinafter referred to as a first shell) formed by dividing the housing 11 itself in the axial direction. And is formed into a substantially cylindrical shape.
The
At the end of the housing 11 opposite to the
図4で参照されるように、ハウジング11の最中合わせされた第一シェル12と第二シェル13との合わせ面間には、支持部18と機構部19とがそれぞれ形成されている。
ハウジング11の支持部18には補強筒20の一端部が、第一シェル12と第二シェル13との間に挟み込まれて支持されており、補強筒20は機械的強度の大きい材料の一例である鉄が使用されて丸パイプ形状に形成されている。
補強筒20の内周には支持筒21の一端部が挿通されて支持されている。支持筒21は樹脂が使用されて外径が補強筒20の内径と等しい丸パイプ形状に形成されており、補強筒20の内周に外周が嵌入されることにより、補強筒20に強度を補強された状態で支持されている。
As shown in FIG. 4, a
One end of a reinforcing
One end of a
図4および図5に示されているように、支持筒21の内周面には雌ねじ部材を回り止めするための回り止め部22が一対、略全長にわたってそれぞれ敷設されており、両回り止め部22、22は軸方向に一定幅一定高さに延在する細長いキー形状にそれぞれ形成されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, a pair of
図4(b)に示されているように、支持筒21の先端部の外周には鍔部23が突設されており、鍔部23の支持部18側の端面には補強筒20の先端面が対向している。
支持筒21の先端開口部には外周に鍔部を有する円筒形状に形成されたプラグ24が嵌入されており、プラグ24と鍔部23との当接面間にはシールリング25が挟設されている。また、プラグ24の内周面と移動筒36の外周面との摺接面間にもシールリング26が挟設されている。
プラグ24の外側には締結キャップ27が被せ付けられており、締結キャップ27は鍔部23に係合することにより、プラグ24やシールリング25、26を支持筒21に締結するように構成されている。
As shown in FIG. 4 (b), a
A
A
支持筒21の筒心上にはシャフト30が軸架されている。
シャフト30の支持筒21に対応する領域の外周には送り用の雄ねじ部31が形成されており、雄ねじ部31には雌ねじ部32が螺合された雌ねじ部材としてのナット33が進退自在に装着されている。
ナット33の機構部19側の端部における外周部には、キー溝形状に形成された回り止め部34が一対それぞれ没設されており、両回り止め部34、34は支持筒21の内周面の一対の回り止め部22、22に軸方向に摺動自在にそれぞれ嵌合されている。したがって、ナット33は支持筒21に回り止め部22、34によって回り止めされた状態で、軸方向に摺動するようになっている。
ナット33の外周面には連結用雄ねじ部35aが形成されており、ナット33の連結用雄ねじ部35aには、移動筒36の一端部の内周面に形成された連結用雌ねじ部35bが螺合されている。移動筒36は支持筒21よりも長い丸パイプ形状に形成されており、先端部が支持筒21に嵌着されたプラグ24から先方に突き出されている。移動筒36の中間部はプラグ24によって摺動自在に支承された状態になっており、移動筒36の外周面とプラグ24の内周面との間はシールリング26によってシールされている。
A
A
A pair of
A connecting
移動筒36のナット33と反対側の端部には、移動筒36をベッド1のリンク5に連結させるための一対の長孔37、37が互いに対向した位置で軸方向に延在するようにそれぞれ開設されており、移動筒36の先端開口部にはリンク5に連結するための連結具38が摺動自在に嵌入されている。
連結具38は外径が移動筒36の内径と略等しい円柱形状に形成されており、突出側の端部には移動筒36の荷重受け面である先端面に対向するように押圧部としての鍔部39が、移動筒36の外径と略等しい外径を有する円柱形の鍔形状に形成されている。
連結具38の嵌入部には長孔40が軸方向に延在するように径方向に開設されており、長孔40は移動筒36の長孔37、37に対向するように設定されている。連結具38の嵌入側端部にはシールリング41が嵌着されており、シールリング41は連結具38の外周面と移動筒36の内周面との間をシールするように設定されている。
連結具38の突出側端面の中心線上には工具挿入穴42が没設されており、連結具38は工具挿入穴42に挿入された工具によって回転されることにより、長孔40と移動筒36の長孔37、37とを位置合わせされるようになっている。枢軸6が移動筒36の長孔37、37および連結具38の長孔40に移動筒36の外側から挿入されることにより、移動筒36はリンク5に連結される。
A pair of
The
A
A
図4(a)、図5および図6に示されているように、第一シェル12の合わせ面にはシールリング嵌入溝43が機構部19を取り囲むように配されて没設されており、シールリング嵌入溝43にはシールリング44が嵌入されている。シールリング44は機構部19を取り囲むリング形状に形成されているとともに、支持筒21に対応する部位には支持筒21の外径と等しい内径を有する円形リング形状の支持筒用シールリング部45が一体に形成されている。
支持筒用シールリング部45が支持筒21の外周に嵌着された状態で、シールリング嵌入溝43に嵌入されたシールリング44が第一シェル12と第二シェル13との間に挟み込まれると、シールリング44は支持筒用シールリング部45と共に、ハウジング11の機構部19の内側空間を外気からシールした状態になる。
As shown in FIGS. 4A, 5, and 6, a seal
When the
図2および図6に示されているように、第一シェル12の機構部19の中間部にはハウジングと一体に形成されたモータ装着部46が合わせ面と反対方向に突出するように設けられており、モータ装着部46にはモータ47がその中心線が第一シェル12と第二シェル13との合わせ面と直交するように装着されている。すなわち、モータ47のハウジング48はモータ装着部46に合わせ面と反対側から挿入されてビス等によって第一シェル12に締結されている。
モータハウジング48の開口部を閉塞するブラシホルダ49にはターミナル50が、第一シェル12と第二シェル13との合わせ面に直交するように突設されている。ターミナル50は絶縁性を有する樹脂が使用されて形成されたホルダ51と、ホルダ51に保持された複数本のターミナルプレート52とを備えており、ホルダ51はブラシホルダ49に固定されている。
第二シェル13のターミナル50に対向する部位には雌カプラ部53が、合わせ面と反対側に突出するように一体的に形成されており、雌カプラ部53にはターミナル50が嵌入されて露出した状態になっている。このようにターミナル50が雌カプラ部53の内部で露出することにより、ダイレクトカプラ54がリニアアクチュエータ10に一体的に構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 6, a
A terminal 50 is projected from the
A
図6に示されているように、モータ47の回転軸55はハウジング11の機構部19の内部に挿入されており、第一シェル12に配置された第一軸受56と、第二シェル13に配置された第二軸受57とによって両持ち支持されている。
図6および図4(a)に示されているように、回転軸55の外周における第一軸受56と第二軸受57との間にはウオーム58が形成されており、ウオーム58はシャフト30に軸架されたウオームホイール59に噛合されている。ウオームホイール59にはトルクリミッタ60が組み込まれている。
ウオームホイール59は同心円に配置されたインナレース59aとアウタレース59bとを備えており、インナレース59aおよびアウタレース59bは樹脂によってそれぞれ一体的に成形されている。
インナレース59aの軸孔の内周面には雌スプライン60aが刻設されており、雌スプライン60aはシャフト30の外周面に刻設された雄スプライン60bにスプライン結合している。インナレース59aの外周にはトルクリミッタ60の保持穴60cが複数個、周方向に等間隔に配置されて法線方向に延在するように形成されている。各保持穴60cにはトルクリミッタ60のスプリング60dおよびボール60eが、奥側から順にそれぞれ収容されている。スプリング60dはボール60eを保持穴60cから突出させる方向に常時付勢するようになっており、ボール60eは保持穴60の先端部において半分程度が保持穴60cの開口から突出した状態で保持されている。
アウタレース59bの外周面にはウオーム58に噛合する歯列が一体的に形成されている。アウタレース59bの内周には耐摩耗性や靱性を有する焼結金属製のクラッチリング60gが嵌入されており、アウタレース59aとクラッチリング60gとは境界面に打ち込まれた固定ピン60fによって固定されている。なお、クラッチリング60gはアウタレース59aにインサート成形によって固定してもよい。
クラッチリング60gの内周面には三角形や半円形の溝形状等のクラッチ穴60hが複数条、周方向に等間隔に配置されて没設されており、各クラッチ穴60hにはボール60eが転動自在に嵌入するようになっている。
As shown in FIG. 6, the
As shown in FIG. 6 and FIG. 4A, a
The
A
A tooth row meshing with the
A plurality of
図4(a)に示されているように、ハウジング11の機構部19におけるシャフト30のウオームホイール59よりも連結具17寄りの部位には、軸受設置部61が形成されており、軸受設置部61には深溝玉軸受62が設置されている。シャフト30は深溝玉軸受62によって回転自在に支承されている。
深溝玉軸受62はシャフト30のラジアル荷重だけでなくシャフト30のスラスト荷重も支承し得るようにサイズが大きめに設定されており、軸受設置部61は深溝玉軸受62のアウタレースの外周面を摺動させる構造に構成されている。
As shown in FIG. 4 (a), a bearing installation portion 61 is formed in a portion of the
The deep groove ball bearing 62 is set to be large in size so that it can support not only the radial load of the
ハウジング11における軸受設置部61に隣接する部位には、ワンウエイクラッチ設置部63が軸受設置部61と連続して形成されており、ワンウエイクラッチ設置部63にはワンウエイクラッチ64が設置されている。
ワンウエイクラッチ64は有底円筒形状のクラッチケース65と、クラッチケース65にシャフト30の外周面に転動自在に当接するように収納された複数本のローラ66とを備えており、ローラ66がクラッチケース65の内周面とシャフト30の外周面とに楔状に噛合することにより、シャフト30の一方向の回転時にクラッチケース65とシャフト30とを連結するように構成されている。ワンウエイクラッチ64のクラッチケース65は深溝玉軸受62のアウタレースのみに接している。
ハウジング11におけるワンウエイクラッチ設置部63と隣接する部位には、ブレーキプレート設置部67が形成されており、ブレーキプレート設置部67にはベースプレート68A、ブレーキプレート68Bおよびブレーキワッシャ68Cが連結具17側から順に設置されている。
ベースプレート68Aは略円形リング形状に形成されており、外周に突設された一対の係合部がブレーキプレート設置部67にそれぞれ係合されることにより、ブレーキプレート設置部67に回り止めされている。
ブレーキプレート68Bはベースプレート68Aよりも小径の略円形リング形状に形成されており、ベースプレート側主面に突設された複数の係合凸部がベースプレート68Aの各係合凹部にそれぞれ係合されることにより、ベースプレート68Aすなわちブレーキプレート設置部67に回り止めされている。
ブレーキワッシャ68Cは外形が略八角形で中心にシャフト挿通孔を有する平板形状に形成されており、ワンウエイクラッチ64のクラッチケース65のブレーキプレート側主面に没設された収容穴に嵌入されることにより、クラッチケース65に回り止めされている。したがって、ブレーキプレート68Bとブレーキワッシャ68Cとの合わせ面によって制動面が構成されている。
A one-way
The one-way clutch 64 includes a bottomed cylindrical clutch case 65 and a plurality of
A portion of the housing 11 adjacent to the one-way
The base plate 68 </ b> A is formed in a substantially circular ring shape, and the pair of engaging portions projecting on the outer periphery are engaged with the brake plate installing portion 67, thereby being prevented from rotating around the brake plate installing portion 67. .
The
The
図4(a)および図7に示されているように、ハウジング11の機構部19におけるウオーム58の軸受設置部61と反対側の片脇には、ポテンショセンサ設置部69が形成されており、ポテンショセンサ設置部69にはポテンショセンサ70がシャフト30と平行方向に設置されている。ポテンショセンサ70のセンサ軸71はウオーム58に対向されており、センサ軸71にはドリブンギヤ72が一体回転するように固定されている。
ハウジング11の機構部19におけるポテンショセンサ70のシャフト30側の部位には、リダクションギヤ軸73が平行に軸架されており、リダクションギヤ軸73には互いに一体的に回転する大径リダクションギヤ74および小径リダクションギヤ75が回転自在に支承されている。
小径リダクションギヤ75にはドリブンギヤ72が噛合されており、大径リダクションギヤ74にはシャフト30と一体回転するピニオン76が噛合されている。ピニオン76はウオームホイール59に同軸に配置されて一体成形されており、シャフト30にスプライン結合されている。したがって、シャフト30の回転はピニオン76、大径リダクションギヤ74、小径リダクションギヤ75、ドリブンギヤ72を経由してセンサ軸71に伝達される。ポテンショセンサ70はセンサ軸71の回転量を直線運動に変換して、電圧の大きさに変換するように構成されている。
As shown in FIG. 4A and FIG. 7, a
A
A driven
次に、通常時の作用を説明する。 Next, the normal operation will be described.
リニアアクチュエータ10はベッド1に図1に示されているように組み付けられる。
すなわち、枢軸3がベッド1のフレーム2に挿通されてリニアアクチュエータ10の連結具17に挿通されることにより、リニアアクチュエータ10は枢軸3によってベッド1のフレーム2に回転自在に枢支され、寝床4側の枢軸6がリニアアクチュエータ10の移動筒36側の連結具38に挿通されることにより、リニアアクチュエータ10は寝床4に枢軸6によって回転自在に連結される。
The
That is, the
リニアアクチュエータ10がベッド1に組み付けられた後に、操作者が寝床4を起立させるべく正回転側の操作ボタンを押すことにより、図1(a)の状態から、モータ47が正方向に回転運転されると、回転軸55の駆動力がウオーム58およびウオームホイール59を介してシャフト30に伝達される。
この正回転時にはワンウエイクラッチ64とシャフト30との連結が解除されるために、シャフト30のみが正回転する。この際には、ワンウエイクラッチ64に固定されたブレーキワッシャ68Cとブレーキプレート68Bとの間の制動力は、起こらない。
シャフト30がモータ47によって正回転されると、ナット33は支持筒21に沿って前進される状態になるために、ナット33に連結された移動筒36は支持筒21から押し出されて行く。
After the
Since the connection between the one-way clutch 64 and the
When the
移動筒36の前進によって移動筒36の連結具37に連結されたベッド1の寝床4が、図1(b)に示されているように起立されて行く。
The
シャフト30の正回転はピニオン76、大径リダクションギヤ74、小径リダクションギヤ75、ドリブンギヤ72を経由してセンサ軸71に減速されて伝達される。
センサ軸71の回転数はポテンショセンサ70によって電圧値に変換されて、ベッド1の作動を制御するコントローラ(図示せず)に送信される。
所定の上限位置に対応するポテンショ電圧を検出すると、コントローラはモータ47を自動的に止める。
The forward rotation of the
The rotation speed of the sensor shaft 71 is converted into a voltage value by the
When the potentiometer voltage corresponding to the predetermined upper limit position is detected, the controller automatically stops the
モータ47の運転が停止されると、ベッド1の寝床4の荷重(患者の体重等)がナット33へ、ナット33を後退させる方向の力として移動筒36を介して作用する状態になるために、シャフト30には移動筒36すなわち負荷側から逆回転させようとする負荷側逆回転作用力が、ナット33の雌ねじ部32およびシャフト30の送り用雄ねじ部31の作用によって加わる。
この負荷側逆回転作用力はクラッチケース65とシャフト30とを連結させるように作用するために、ワンウエイクラッチ64のクラッチケース65の底面に回り止めされたブレーキワッシャ68Cとハウジング11に固定のベースプレート68Aに回り止めされたブレーキプレート68Bとの合わせ面によって制動面が形成され、シャフト30は逆回転を阻止される。したがって、リニアアクチュエータ10は寝床4の荷重を持ち上げたままの状態で支持することができる。
When the operation of the
This load-side reverse rotational force acts so as to connect the clutch case 65 and the
その後、操作者が寝床4を倒伏させるべく逆回転側の操作ボタンを押すことにより、モータ47が逆方向に回転運転されると、回転軸55の逆回転駆動力はウオーム58およびウオームホイール59を介してシャフト30に伝達される。
シャフト30がモータ47によって逆回転されると、ナット33は支持筒21に沿って後退される状態になるために、ナット33に連結された移動筒36は支持筒21に引き込まれて行く。移動筒36の後退によって移動筒36の連結具37に連結されたベッド1の寝床4が倒されて行く。
Thereafter, when the operator presses the operation button on the reverse rotation side to lie down on the
When the
この際にはシャフト30が逆回転するために、ワンウエイクラッチ64はシャフト30と噛み合うが、ブレーキプレート68Bとブレーキワッシャ68Cとの間の制動力は、モータ47のシャフト30に対する駆動力よりも小さく設定されているので、ワンウエイクラッチ64はハウジング11に対して空回りすることにより、シャフト30のハウジング11に対する逆回転を許容する。
つまり、シャフト30がハウジング11に対して逆回転することにより、ナット33を支持筒21に沿って後退させるので、ナット33に連結された移動筒36を支持筒21に引き込み、移動筒36の連結具37に連結されたベッド1の寝床4を倒させて行く。
At this time, since the
That is, when the
シャフト30の逆回転はピニオン76、大径リダクションギヤ74、小径リダクションギヤ75、ドリブンギヤ72を経由してセンサ軸71に減速されて伝達される。
センサ軸71の回転数はポテンショセンサ70によって電圧値に変換されて、ベッド1の作動を制御するコントローラ(図示せず)に送信される。
所定の下限位置に対応するポテンショ電圧を検出すると、コントローラはモータ47を自動的に止める。
The reverse rotation of the
The rotation speed of the sensor shaft 71 is converted into a voltage value by the
When the potentiometer voltage corresponding to the predetermined lower limit position is detected, the controller automatically stops the
モータ47の運転が停止すると、寝床4の荷重(患者の体重等)はベッド1のフレーム2によって機械的に支持されることにより、移動筒36にはナット33に後退させる方向の力が作用する状態にならないために、負荷側逆回転作用力がシャフト30に作用することはない。但し、寝床4が倒伏した状態で、負荷側逆回転力がシャフト30に常に加わったとしても、シャフト30の逆回転は前述した作用によって防止されることになる。
When the operation of the
ところで、前述した背部4の上昇時において、背部4に想定外の過大な荷重が加わった場合には、移動筒36の前進が阻止された状態(ロック状態)になるために、例えば、モータ47やリニアアクチュエータおよびベッドの構成部品に故障が発生する。
しかし、本実施の形態に係るリニアアクチュエータ10においては、このような場合には、トルクリミッタ60が自動的に作動するので、このような故障の発生を未然に防止することができる。
すなわち、移動筒36の前進が阻止された状態になると、ウオームホイール59のインナレース59bが移動筒36、ナット33、シャフト30およびスプライン結合部を通じてロックした状態になるが、ウオームホイール59のアウタレース59aつまりクラッチリング60gはモータ47の回転軸55によってウオーム58を通じて回転される状態になる。
この際に、図8に示されているように、インナレース59bのボール60eがクラッチリング60gのクラッチ穴60から脱出しつつクラッチリング60gの内周面よってスプリング60dの付勢力に抗して保持穴60cに押し込まれることにより、クラッチリング60gすなわちアウタレース59aの回転を許容し、その間、ポテンショメータの出力がないために、コントローラがロック検知し、電流を遮断するために、モータ47やリニアアクチュエータおよびベッドの構成部品の故障を未然に防止することができる。
By the way, when an unexpected excessive load is applied to the
However, in the
That is, when the moving
At this time, as shown in FIG. 8, the
また、前述した背部4の下降時において、例えば、背部4とフレーム2との間に物が挟まると、移動筒36の後退が阻止された状態(ロック状態)になるために、例えば、モータ47やリニアアクチュエータおよびベッドの構成部品に故障が発生する。
しかし、本実施の形態に係るリニアアクチュエータ10においては、このような場合にも、上昇時と同様に作用することにより、トルクリミッタ60が自動的に作動するので、このような故障を未然に防止することができる。
なお、トルクリミッタ60の作動トルク(リミットトルク)と各トルクとの関係は、次の通りである。
負荷による逆転トルク(負荷側逆回転作用力)<ブレーキプレートの制動力<負荷による逆転トルク+モータトルク<リミットトルク<モータトルク
Further, when the
However, in the
The relationship between the operating torque (limit torque) of the
Reverse torque due to load (load-side reverse rotation force) <braking force of brake plate <reverse torque due to load + motor torque <limit torque <motor torque
前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。 According to the embodiment, the following effects can be obtained.
1) 万一、移動筒のロックが発生したとしても、このロック発生時にモータトルクによる大きな推進力が発生するのをトルクリミッタによって防止することができるので、例えば、モータやリニアアクチュエータおよびベッドの構成部品の故障を未然に防止することができる。 1) Even if the moving cylinder is locked, the torque limiter can prevent a large driving force from being generated by the motor torque when this lock is generated. For example, the configuration of the motor, linear actuator and bed It is possible to prevent component failures.
2) リニアアクチュエータの構成部品の強度をトルクリミッタの作動トルク(リミットトルク)に対応させることにより、リニアアクチュエータを小型化することができる。 2) The linear actuator can be miniaturized by making the strength of the components of the linear actuator correspond to the operating torque (limit torque) of the torque limiter.
3) 過電流検知装置を省略することにより、リニアアクチュエータおよびベッドのコストを低減することができる。 3) By omitting the overcurrent detection device, the cost of the linear actuator and the bed can be reduced.
4) ベッドの背部をリニアアクチュエータの移動筒の前進によって上昇させる際のロック発生時においても、モータトルクによる大きな推進力の発生を防止することができるので、リニアアクチュエータのベッドへの使用の安全性を高めることができる。 4) Even when a lock occurs when the back of the bed is raised by moving the moving cylinder of the linear actuator, it is possible to prevent the generation of a large propulsive force due to the motor torque. Can be increased.
5) ウオーム歯車減速装置のウオームホイールにシャフトに対してラジアル方向にトルクリミッタを設置することにより、ウオームホイールの厚さがシャフト方向に増加するのを回避することができるので、リニアアクチュエータが大型化するのを防止することができる。 5) By installing a torque limiter on the worm wheel of the worm gear reducer in the radial direction with respect to the shaft, it is possible to avoid an increase in the thickness of the worm wheel in the shaft direction, so the linear actuator becomes larger. Can be prevented.
6) ウオームホイールをインナレースとアウタレースとによって構成し、インナレースの外周に保持穴を法線方向に延在するように形成し、保持穴にスプリングおよびボールを奥側から順にそれぞれ収容し、アウタレースの内周に金属製のクラッチリングを嵌入し、クラッチリングの内周面にボールが転動自在に嵌入するクラッチ穴を没設して、トルクリミッタを構成することにより、トルクリミッタの作動時にボールがクラッチ穴を叩く音を発生させることができるので、リニアアクチュエータのロックが発生している事態を警報することができる。 6) The worm wheel is composed of an inner race and an outer race, a holding hole is formed on the outer periphery of the inner race so as to extend in the normal direction, and a spring and a ball are accommodated in the holding hole in order from the back side. A metal clutch ring is inserted into the inner circumference of the clutch ring, and a clutch hole into which the ball is rotatably fitted is embedded in the inner circumferential surface of the clutch ring to constitute a torque limiter. Can generate a sound of hitting the clutch hole, so that it is possible to warn that the linear actuator is locked.
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。 Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
例えば、ベッド1はリニアアクチュエータ10の移動筒36の伸長によって寝床4が起立されるように(所謂押し勝手に)構成するに限らず、リニアアクチュエータ10の移動筒36の短縮によって寝床4が起立されるように(所謂引き勝手に)構成してもよい。
所謂引き勝手に構成した場合であっても、移動筒のロック発生時にモータトルクによる大きな推進力が発生するのをトルクリミッタによって防止することができるので、モータやリニアアクチュエータおよびベッドの構成部品の故障を未然に防止することができる。つまり、リニアアクチュエータをベッドへ引き勝手構造に取り付けることが可能となる。
このようにリニアアクチュエータをベッドへ引き勝手構造で取付可能とすることにより、ベッドの設計の自由度を高めることができる。
For example, the bed 1 is not limited to the configuration in which the
Even in the case of so-called pulling, the torque limiter can prevent a large driving force from being generated due to the motor torque when the movable cylinder is locked, so failure of the motor, linear actuator and bed components Can be prevented in advance. That is, it becomes possible to attach the linear actuator to the bed in a hand-held structure.
In this way, the linear actuator can be attached to the bed with a pulling structure so that the degree of freedom in designing the bed can be increased.
トルクリミッタはインナレースの外周に保持穴を法線方向に延在するように形成し、アウタレースの内周に金属製のクラッチリングを嵌入して構成するに限らず、アウタレースの内周に保持穴を法線方向に延在するように形成し、インナレースの外周に金属製のクラッチリングを嵌合してト構成してもよい。 The torque limiter is not limited to a structure in which a holding hole is formed on the outer periphery of the inner race so as to extend in the normal direction, and a metal clutch ring is fitted on the inner periphery of the outer race. May be formed so as to extend in the normal direction, and a metal clutch ring may be fitted to the outer periphery of the inner race.
前記実施の形態においては、リニアアクチュエータが医療・介護用ベッドに使用される場合について説明したが、本発明に係るアクチュエータはこれに限らず、他の医療用機器や自動車電装品等の用途にも適用することができる。 In the above-described embodiment, the case where the linear actuator is used for a medical / nursing bed has been described. However, the actuator according to the present invention is not limited to this, and may be used for other medical devices, automotive electrical components, and the like. Can be applied.
1…医療・介護用ベッド(負荷)、2…フレーム、3…枢軸、4…寝床、5…リンク、6…枢軸、10…リニアアクチュエータ、11…ハウジング、12…第一シェル、13…第二シェル、14…締結具、15…嵌合部、16…バンド、17…連結具、18…支持部、19…機構部、20…補強筒、21…支持筒、22…回り止め部、23…鍔部、24…プラグ、25、26…シールリング、27…締結キャップ、30…シャフト、31…雄ねじ部、32…雌ねじ部、33…ナット(雌ねじ部材)、34…回り止め部、35a…連結用雄ねじ部、35b…連結用雌ねじ部、36…移動筒、37…長孔、38…連結具、39…鍔部、40…長孔、41…シールリング、42…工具挿入穴、43…シールリング嵌入溝、44…シールリング、45…支持筒用シールリング部、46…モータ装着部、47…モータ、48…ハウジング、49…ブラシホルダ、50…ターミナル、51…ホルダ、52…ターミナルプレート、53…雌カプラ部、54…ダイレクトカプラ、55…回転軸、56…第一軸受、57…第二軸受、58…ウオーム、59…ウオームホイール、59a…インナレース、59b…アウタレース、60…トルクリミッタ、60a…雌スプライン、60b…雄スプライン、60c…保持穴、60d…スプリング、60e…ボール、60f…固定ピン、60g…クラッチリング、60h…クラッチ穴、61…軸受設置部、62…深溝玉軸受、63…ワンウエイクラッチ設置部、64…ワンウエイクラッチ、65…クラッチケース、66…ローラ、67…ブレーキプレート設置部、68A…ベースプレート、68B…ブレーキプレート、68C…ブレーキワッシャ、69…ポテンショセンサ設置部、70…ポテンショセンサ、71…センサ軸、72…ドリブンギヤ、73…リダクションギヤ軸、74…大径リダクションギヤ、75…小径リダクションギヤ、76…ピニオン。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Bed for medical care (load), 2 ... Frame, 3 ... Pivot, 4 ... Bed, 5 ... Link, 6 ... Pivot, 10 ... Linear actuator, 11 ... Housing, 12 ... First shell, 13 ... Second Shell, 14 ... Fastener, 15 ... Fitting part, 16 ... Band, 17 ... Connector, 18 ... Supporting part, 19 ... Mechanism part, 20 ... Reinforcing cylinder, 21 ... Supporting cylinder, 22 ... Non-rotating part, 23 ...鍔 part, 24 ... plug, 25, 26 ... seal ring, 27 ... fastening cap, 30 ... shaft, 31 ... male screw part, 32 ... female screw part, 33 ... nut (female screw member), 34 ... non-rotating part, 35a ... coupling Male screw part, 35b ... female screw part for connection, 36 ... moving cylinder, 37 ... long hole, 38 ... coupling tool, 39 ... collar part, 40 ... long hole, 41 ... seal ring, 42 ... tool insertion hole, 43 ... seal Ring insertion groove, 44 ... seal ring, 45 Seal ring part for supporting cylinder, 46 ... Motor mounting part, 47 ... Motor, 48 ... Housing, 49 ... Brush holder, 50 ... Terminal, 51 ... Holder, 52 ... Terminal plate, 53 ... Female coupler part, 54 ... Direct coupler, 55 ... Rotating shaft, 56 ... First bearing, 57 ... Second bearing, 58 ... Worm, 59 ... Worm wheel, 59a ... Inner race, 59b ... Outer race, 60 ... Torque limiter, 60a ... Female spline, 60b ... Male spline, 60c ... Holding hole, 60d ... Spring, 60e ... Ball, 60f ... Fixed pin, 60g ... Clutch ring, 60h ... Clutch hole, 61 ... Bearing installation part, 62 ... Deep groove ball bearing, 63 ... One-way clutch installation part, 64 ... One-way Clutch, 65 ... clutch case, 66 ... roller, 67 ... brake
Claims (2)
前記ウオームホイールに前記シャフトに対してラジアル方向にトルクリミッタが設置されていることを特徴とするリニアアクチュエータ。 A shaft having a male threaded portion, a worm and a worm wheel for transmitting and reducing the rotation of the motor to the shaft, a female threaded member that engages with the male threaded part and advances and retreats by forward and reverse rotation of the shaft, and a female threaded member A linear actuator that is fixed and has a movable cylinder that moves forward and backward with respect to the housing,
A linear actuator, wherein a torque limiter is installed in the worm wheel in a radial direction with respect to the shaft.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006007098A JP2007187279A (en) | 2006-01-16 | 2006-01-16 | Linear actuator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006007098A JP2007187279A (en) | 2006-01-16 | 2006-01-16 | Linear actuator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007187279A true JP2007187279A (en) | 2007-07-26 |
Family
ID=38342581
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006007098A Pending JP2007187279A (en) | 2006-01-16 | 2006-01-16 | Linear actuator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007187279A (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101135813B1 (en) | 2009-09-29 | 2012-04-16 | 해밀턴 선드스트랜드 코포레이션 | Linear actuator and method of absorbing energy therein |
WO2014013870A1 (en) | 2012-07-18 | 2014-01-23 | 株式会社ミツバ | Linear actuator |
JP2014188317A (en) * | 2013-03-28 | 2014-10-06 | Mitsuba Corp | Drive control device and control method for linear actuator for bed |
CN104753243A (en) * | 2013-12-30 | 2015-07-01 | 何少敦 | Telescopic electric push rod |
WO2017154794A1 (en) * | 2016-03-07 | 2017-09-14 | Ntn株式会社 | Power transmission device |
US10605342B2 (en) | 2018-02-02 | 2020-03-31 | Aries Engineering Company, Inc. | Linear actuator with torque limiter mounted to a driven sprocket |
DE112018002225B4 (en) | 2017-04-28 | 2023-05-04 | Aisin Corporation | LINEAR ACTUATOR AND CLUTCH ACTUATOR |
-
2006
- 2006-01-16 JP JP2006007098A patent/JP2007187279A/en active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101135813B1 (en) | 2009-09-29 | 2012-04-16 | 해밀턴 선드스트랜드 코포레이션 | Linear actuator and method of absorbing energy therein |
WO2014013870A1 (en) | 2012-07-18 | 2014-01-23 | 株式会社ミツバ | Linear actuator |
JP2014023277A (en) * | 2012-07-18 | 2014-02-03 | Mitsuba Corp | Linear actuator |
US9653964B2 (en) | 2012-07-18 | 2017-05-16 | Mitsuba Corporation | Linear actuator |
TWI589099B (en) * | 2012-07-18 | 2017-06-21 | Mitsuba Corp | Electric bed with a linear actuator |
JP2014188317A (en) * | 2013-03-28 | 2014-10-06 | Mitsuba Corp | Drive control device and control method for linear actuator for bed |
CN104753243A (en) * | 2013-12-30 | 2015-07-01 | 何少敦 | Telescopic electric push rod |
WO2017154794A1 (en) * | 2016-03-07 | 2017-09-14 | Ntn株式会社 | Power transmission device |
DE112018002225B4 (en) | 2017-04-28 | 2023-05-04 | Aisin Corporation | LINEAR ACTUATOR AND CLUTCH ACTUATOR |
US10605342B2 (en) | 2018-02-02 | 2020-03-31 | Aries Engineering Company, Inc. | Linear actuator with torque limiter mounted to a driven sprocket |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4633355B2 (en) | Linear actuator | |
JP5097551B2 (en) | Linear actuator | |
JP5225599B2 (en) | Linear actuator for bed | |
JP2007187279A (en) | Linear actuator | |
US20050160846A1 (en) | Linear actuator | |
TWI522551B (en) | Actuator with quick-release mechanism | |
JP2009284714A (en) | Electric linear actuator | |
JP5185278B2 (en) | Linear actuator | |
TW201413137A (en) | Linear actuator | |
KR102481749B1 (en) | motorized clamping device | |
CN111043184A (en) | Brake device of linear actuator and linear actuator | |
JP2007154954A (en) | Linear actuator | |
JP2014029190A (en) | Linear actuator | |
JP4585761B2 (en) | Linear actuator | |
JP2005163922A (en) | Actuator | |
JP4578801B2 (en) | Linear actuator | |
JP4480998B2 (en) | Linear actuator | |
JP5123121B2 (en) | Linear actuator | |
JP6227900B2 (en) | Electric clamp device | |
CN211715582U (en) | Brake device of linear actuator and linear actuator | |
JP5049932B2 (en) | Linear actuator | |
JP2005188535A (en) | Linear actuator | |
JP2005188561A (en) | Linear actuator | |
JP6118132B2 (en) | Linear actuator | |
JP2010065771A (en) | Linear actuator |