JP2008095790A - Linear actuator - Google Patents
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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。 In medical / nursing care beds, the bed of the bed is moved up and down and the bed of the back and knees is tilted with an electric feed screw linear actuator to reduce the burden of sleeping on the patient. ing.
医療・介護用ベッドに使用される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、雌ねじ部材に連結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、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移動筒が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。 As a linear actuator used in a medical / nursing care bed, a shaft having a male screw part, a worm gear reduction device that transmits the rotation of the motor to the shaft at a reduced speed, and a shaft rotating by screwing into the male screw part of the shaft It is equipped with a female screw member (feed nut) that moves forward and backward by the movement and a moving cylinder that is connected to the female screw member and moves forward and backward with respect to the housing, and is a link that moves the bed bed up and down and tilts the bed bed and knee bed Some of the movable cylinders are configured to be coupled by a coupling tool.
従来のこの種のリニアアクチュエータとして、移動筒のストローク端を検出するリミットスイッチを備えており、移動筒のストローク端をリミットスイッチによって検出することにより、モータの運転を自動的に停止させるように構成されているものがある(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、前記したリニアアクチュエータにおいては、シャフトが回転する際に、スリコギ運動が発生し、このスリコギ運動によってシャフトと一緒に雌ねじ部材が上下左右に揺れながら移動するという現象が引き起こされるために、ストローク端において、雌ねじ部材がリミットスイッチを押し込む際に、雌ねじ部材の位置がリミットスイッチに対して近寄ったり遠のいたりしてしまい、リミットスイッチがONするタイミングが早くなったり遅くなったりしてしまうという問題点があった。 However, in the above-described linear actuator, when the shaft rotates, a sawtooth motion occurs, and this scratch motion causes a phenomenon that the female screw member moves while swinging up and down and left and right together with the shaft. In this case, when the female screw member pushes the limit switch, the position of the female screw member approaches or is far from the limit switch, and the timing at which the limit switch is turned on becomes earlier or later. there were.
本発明の目的は、リミットスイッチがONするタイミングが早くなったり遅くなったりしてしまうのを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 prevent the timing at which a limit switch is turned on from being advanced or delayed.
本願において開示される発明のうち代表的なものは、次の通りである。
(1)モータの駆動力によって回転するシャフトと、このシャフトの回転を受けて直線的に移動する移動体と、この移動体のストローク端を検出するスイッチと、を備えているリニアアクチュエータにおいて、
前記移動体の移動方向と平行に移動自在に設けられたストライカが前記移動体に連係されているとともに、前記スイッチに連係されていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
(2)前記ストライカが前記移動体の移動方向と平行に敷設されたガイドに摺動自在に支持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。
(3)前記ストライカと前記移動体とが、前記移動体の移動方向と直交する方向に配置された凹部と凸部とによって連係されていることを特徴とする前記(1)(2)に記載のリニアアクチュエータ。
Representative inventions disclosed in the present application are as follows.
(1) In a linear actuator including a shaft that is rotated by a driving force of a motor, a moving body that linearly moves in response to the rotation of the shaft, and a switch that detects a stroke end of the moving body,
A linear actuator characterized in that a striker provided so as to be movable in parallel with a moving direction of the moving body is linked to the moving body and linked to the switch.
(2) The linear actuator according to (1), wherein the striker is slidably supported by a guide laid parallel to the moving direction of the moving body.
(3) The striker and the movable body are linked by a concave portion and a convex portion arranged in a direction orthogonal to the moving direction of the movable body. Linear actuator.
本発明によれば、ストライカはスイッチに対して平行移動するので、移動体がスリコギ運動しても、ストライカはスイッチを一定のタイミングにてONさせることができる。 According to the present invention, since the striker moves in parallel with respect to the switch, the striker can turn on the switch at a constant timing even if the moving body performs a sliding motion.
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、図2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と、ハウジング11に対して進退する移動体としての移動筒12を備えており、リニアアクチュエータ10の固定端側であるハウジング11がベッド1のフレーム2に枢軸3によって回転自在に枢支され、リニアアクチュエータ10の自由端側である移動筒12の先端が背部の寝床(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。
図1(a)に示されているように、リニアアクチュエータ10の移動筒12が短縮した状態で、寝床4は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12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, as shown in FIG. 2, the
As shown in FIG. 1A, the
図2に示されているように、リニアアクチュエータ10のハウジング11は樹脂が使用されて略円筒形状に形成されており、ハウジング11の一端部(以下、先端部とする。)には、丸パイプ形状に形成された支持筒13の一端部が一体的に成形されている。
支持筒13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14が一対、略全長にわたって敷設されている。両回り止め部14、14は軸方向に一定幅一定高さに延在するキー溝形状に形成されている(図5参照)。
支持筒13の先端開口にはプラグ15が嵌着されている。
As shown in FIG. 2, the housing 11 of the
A pair of
A
支持筒13の筒心上にはシャフト16が軸架されている。シャフト16の支持筒13に対応する領域の外周には送り用の雄ねじ部17が形成されており、雄ねじ部17には雌ねじ部18が螺合された雌ねじ部材としてのナット19が進退自在に装着されている。
ナット19の基端部の外周部にはキー形状に形成された回り止め部20が一対それぞれ形成されており、両回り止め部20、20は支持筒13の両回り止め部14、14に軸方向に摺動自在に嵌合されている(図5参照)。
したがって、ナット19は支持筒13に回り止め部14、20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。
A
A pair of anti-rotation portions 20 formed in a key shape are formed on the outer peripheral portion of the base end portion of the
Accordingly, the
シャフト16の外周におけるナット19の先端側の片脇には、スライダ21が摺動自在に嵌合されており、スライダ21の基端面はナット19の先端面に突合自在になっている。すなわち、スライダ21はナット19の進退に対応して原則的に追従するようになっている。
スライダ21の基端部の外周部には環状溝22が形成されており、環状溝22には移動筒12に固定されたピン23が挿入されている。
ナット19の先端部の外周には、支持筒13よりも長い丸パイプ形状に形成された移動筒12の基端部が出し入れ自在に嵌入されており、移動筒12は環状溝22に挿入されたピン23によってスライダ21に連結されている。
移動筒12の先端部は支持筒13に嵌着されたプラグ15から先方に突き出されており、移動筒12の中間部はプラグ15によって摺動自在に支承された状態になっている。
シャフト16の先端部にはガイドリング24が嵌着されており、ガイドリング24の外周は移動筒12の内周面を軸方向に摺動するようになっている。
A
An
A base end portion of the
The distal end portion of the moving
A
図1に示されているように、移動筒12の先端部には一対の取付孔25が互いに対向するように開設されている。移動筒12の先端開口部には、移動筒12をベッド1のリンク5に連結するための連結具26が嵌入されている。連結具26の先端部には貫通孔27が両取付孔25、25に整合するように開設されている。
枢軸6が両取付孔25、25および貫通孔27に挿入されることにより、移動筒12がリンク5に連結されるようになっている。
As shown in FIG. 1, a pair of
The
図2に示されているように、ハウジング11の基端部にはモータ30が直角に装着されている。モータ30の回転軸31はシャフト16に直交するようにハウジング11に挿入されており、回転軸31の先端部にはウオーム32が形成されている。
シャフト16のウオーム32と交差する部位にはウオームホイール33が一体回転するように嵌合されており、ウオームホイール33にはウオーム32が噛合されている。
ハウジング11におけるシャフト16のウオームホイール33と隣り合う部位には、転がり軸受34が設置されており、転がり軸受34はシャフト16を回転自在に支承している。
ハウジング11における転がり軸受34と隣り合う部位には、ワンウェイクラッチ35が設置されている。ワンウェイクラッチ35はワンウェイクラッチの作用を果たすように構成されている。
As shown in FIG. 2, a
A worm wheel 33 is fitted to a portion of the
A rolling bearing 34 is installed in a portion of the housing 11 adjacent to the worm wheel 33 of the
A one-
図1および図3〜図5に示されているように、支持筒13の外周の一部には、断面が長方形の角筒形状のスイッチアッシー設置筒40が全長にわたって一体的に形成されており、スイッチアッシー設置筒40の中空部によってスイッチアッシー設置室41が形成されている。
図4に示されているように、スイッチアッシー設置筒40の先端開口にはキャップ42がスイッチアッシー設置室41を閉塞するように被せられている。キャップ42には取付長さ調整ボルト43が挿入される貫通孔44と、ストローク調整ボルト45が挿入される貫通孔46とが開設されている。
キャップ42には取付長さ調整ボルト43およびストローク調整ボルト45を覆うキャップ47が着脱自在に取り付けられている。
As shown in FIG. 1 and FIGS. 3 to 5, a switch
As shown in FIG. 4, a
A
スイッチアッシー設置室41内には図6に示されたスイッチアッシー50が長手方向に摺動自在に収納されている。
スイッチアッシー50は鋼板等が使用されて断面が略正方形の細長い筒形状に形成されたホルダ51を備えている。ホルダ51はスイッチアッシー設置室41と略同形に形成されており、スイッチアッシー設置室41内に収納された状態で、長手方向に摺動し得るようになっている。
ホルダ51は一つの側壁と一つの端面壁とがそれぞれ開口されている。
ホルダ51の閉塞壁52には取付長さ調整ボルト43が螺入される雌ねじ孔53と、ストローク調整ボルト45が挿入される貫通孔54とが開設されている(図4参照)。
互いに対向する一対の側壁55、55には一対のガイドレール56、56がそれぞれ敷設されている。
A
The
In the
The closed
A pair of
ホルダ51内には図7に示されたスイッチユニット60が一対、基端側と先端側とにそれぞれ配置されており、一対のスイッチユニット60、60は両ガイドレール56、56によって長手方向に摺動自在に支持されている。
基端側のスイッチユニット(以下、区別する必要がある場合には、基端側スイッチユニット60Aという。)と、先端側のスイッチユニット(同様に、先端側スイッチユニット60Bという。)とは、対称形に配置されている。
In the
The proximal-side switch unit (hereinafter referred to as the proximal-
ここで、スイッチユニットの構成を図7に即して説明する。
図7に示されているように、スイッチユニット60はスイッチステー61を備えており、スイッチステー61はホルダ51の幅よりも狭い矩形の大略舟形状に形成されている。スイッチステー61の一方の主面(以下、上面とする。)には、一対の端子62、62やダイオード63が実装されており、複数本のリード線64が敷設されている。
スイッチステー61の下面にはリミットスイッチ65が、検出子66が下向きになるように配置されて固定されている。リミットスイッチ65にはリード線64が電気的に接続されている。
Here, the configuration of the switch unit will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 7, the switch unit 60 includes a
A
図3に示されているように、ホルダ51の基端部に配置された基端側スイッチユニット60Aはリード線67によってカプラ68に電気的に接続されており、ホルダ51に位置決めされた状態になっている。
図4に示されているように、ホルダ51の先端部に配置された先端側スイッチユニット60Bのホルダ51の閉塞壁52に対向する側壁には、ストローク調整ボルト45が螺入される雌ねじ孔69が開設されている。
As shown in FIG. 3, the proximal end side switch unit 60 </ b> A disposed at the proximal end portion of the
As shown in FIG. 4, a
図3〜図5に示されているように、スイッチアッシー50の下にはガイド70がスイッチアッシー50と平行に敷設されている。ガイド70はホルダ51と略等しい長さの細長い枠形状に形成されており、互いに対向する長辺の内側側面には一対のガイドレール71、71がそれぞれ形成されている。
図3および図4に示されているように、両ガイドレール71、71の間にはストライカ72が長手方向に摺動自在に跨設されており、ストライカ72はスイッチアッシー50に設置された一対のリミットスイッチ65、65の検出子66、66にそれぞれ接衝することにより、両リミットスイッチ65、65をONさせるようになっている。
ストライカ72には凹部73が開設されている。
他方、ナット19の外周の一部には突出部74が径方向外向きに突設されており、突出部74のストライカ72側との対向面には凸部75が突設されている。ナット19の凸部75はストライカ72の凹部73にリミットスイッチ65に接近離反する方向に変位可能なように挿入されている。
As shown in FIGS. 3 to 5, a
As shown in FIG. 3 and FIG. 4, a
The
On the other hand, a protruding
次に、作用および効果を説明する。 Next, functions and effects will be described.
予め、図3〜図5に示されているように、スイッチアッシー50がスイッチアッシー設置室41内に設置されるとともに、移動筒12のストロークを規定する基端側スイッチユニット60Aと先端側スイッチユニット60Bとの間隔がストローク調整ボルト45によって調整される。
すなわち、先端側スイッチユニット60Bの雌ねじ孔69に螺入されたストローク調整ボルト45を回転させて、先端側スイッチユニット60Bをスイッチアッシー50のガイドレール56に沿って進退させることにより、基端側スイッチユニット60Aと先端側スイッチユニット60Bとの間隔が予め設定された寸法に調整される。
As shown in FIGS. 3 to 5 in advance, the
That is, by rotating the
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のハウジング11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側のリンク5の枢軸6がリニアアクチュエータ10の移動筒12側の取付孔25および連結具26の貫通孔27に挿入されることにより、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, when the
この際、移動筒12のリンク5に対する取付位置に変動があった場合には、移動筒12の零点を規定するスイッチアッシー50の取付長さが取付長さ調整ボルト43によって調整される。
すなわち、スイッチアッシー50の雌ねじ孔53に螺入された取付長さ調整ボルト43を回転させて、スイッチアッシー50をスイッチアッシー設置室41の内周面に沿って進退させることにより、スイッチアッシー50のスイッチアッシー設置室41に対する位置が調整される。
なお、調整後に、キャップ47によって取付長さ調整ボルト43およびストローク調整ボルト45を覆うことにより、誤操作を防止することができる。
At this time, when the mounting position of the
That is, by rotating the mounting
Note that, after the adjustment, the attachment
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30が正方向に回転運転されると、回転軸31の駆動力がウオーム32およびウオームホイール33を介してシャフト16に伝達される。
シャフト16がモータ30によって正回転されると、ナット19は支持筒13に沿って前進される状態になるため、ナット19に連結された移動筒12は支持筒13から押し出されて行く。
移動筒12の前進によって移動筒12の連結具26に連結されたベッド1の寝床4が起立されて行く。
After the
When the
As the moving
図3および図5(a)に示されているように、ベッド1の倒伏時に基端側スイッチユニット60Aのリミットスイッチ65の検出子66を押していたストライカ72が、ナット19の突出部74に凹部73と凸部75とによって連係していることにより、ナット19の前進の開始に伴って、リミットスイッチ65の検出子66から離れるので、リミットスイッチ65のスプリング(図示せず)によって検出子66は復帰作動する(図4の想像線参照)。
この検出子66の復帰作動によって、リミットスイッチ65がOFFすることにより、モータ30は回転を継続することになる。
As shown in FIGS. 3 and 5A, the
By the return operation of the
ナット19がシャフト16に沿って移動して行き、ナット19の突出部74に連係したストライカ72がベッド1の倒伏時に突出している先端側スイッチユニット60Bのリミットスイッチ65の検出子66に接衝して押し込むと、先端側スイッチユニット60Bのリミットスイッチ65がONするために、モータ30は自動的に停止することになる。
この際に、シャフト16にスリコギ運動が作用してナット19の突出部74が上下左右に遊動しても、ストライカ72はガイドレール71、71に案内されて平行移動することにより、突出部74の遊動に影響されないために、ストライカ72は先端側スイッチユニット60Bのリミットスイッチ65の検出子66に常に一定の状態で接衝することができる。したがって、先端側スイッチユニット60Bのリミットスイッチ65は常に一定の条件でONすることになる。
The
At this time, even if the sawtooth motion is applied to 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30が逆方向に回転運転されると、回転軸31の逆回転駆動力はウオーム32およびウオームホイール33を介してシャフト16に伝達される。
シャフト16がモータ30によって逆回転されると、ナット19は支持筒13に沿って後退される状態になるため、ナット19に連結された移動筒12は支持筒13に引き込まれて行く。
移動筒12の後退によって移動筒12の連結具26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
As the moving
前述したように、ベッド1の起立時に先端側スイッチユニット60Bのリミットスイッチ65の検出子66を押していたストライカ72が、ナット19の突出部74に凹部73と凸部75とによって連係していることにより、ナット19の後退の開始に伴って、リミットスイッチ65の検出子66から離れるので、リミットスイッチ65のスプリング(図示せず)によって検出子66は復帰作動する(図4の想像線参照)。
この検出子66の復帰作動によって、リミットスイッチ65がOFFすることにより、モータ30は回転を継続することになる。
As described above, the
By the return operation of the
ナット19がシャフト16に沿って後退して行き、ナット19の突出部74に連係したストライカ72がベッド1の起立時に突出している基端側スイッチユニット60Aのリミットスイッチ65の検出子66に接衝して押し込むと、基端側スイッチユニット60Aのリミットスイッチ65がONするために、モータ30は自動的に停止することになる。
この際に、シャフト16にスリコギ運動が作用してナット19の突出部74が上下左右に遊動しても、ストライカ72はガイドレール71、71に案内されて平行移動することにより、突出部74の遊動に影響されないために、ストライカ72は基端側スイッチユニット60Aのリミットスイッチ65の検出子66に常に一定の状態で接衝することができる。したがって、基端側スイッチユニット60Aのリミットスイッチ65は常に一定の条件でONすることになる。
The
At this time, even if the sawtooth motion is applied to the
モータ30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)はベッド1のフレーム2によって機械的に支持される。
When the operation of the
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、スイッチはリミットスイッチを使用するに限らず、近接スイッチ等を使用してもよい。 For example, the switch is not limited to a limit switch, and a proximity switch or the like may be used.
1…ベッド(医療・介護用ベッド)、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…移動筒、13…支持筒、14…回り止め部、15…プラグ、16…シャフト、17…雄ねじ部、18…雌ねじ部、19…ナット(雌ねじ部材)、20…回り止め部、21…スライダ、22…環状溝、23…ピン、24…ガイドリング、25…取付孔、26…連結具、27…貫通孔。
30…モータ、31…回転軸、32…ウオーム、33…ウオームホイール、34…転がり軸受、35…ワンウェイクラッチ。
40…スイッチアッシー設置筒、41…スイッチアッシー設置室、42…キャップ、43…取付長さ調整ボルト、44…貫通孔、45…ストローク調整ボルト、46…貫通孔、47…キャップ。
50…スイッチアッシー、51…ホルダ、52…閉塞壁、53…雌ねじ孔、54…貫通孔、55…側壁、56…ガイドレール。
60…スイッチユニット、60A…基端側スイッチユニット、60B…先端側スイッチユニット、61…スイッチステー、62…端子、63…ダイオード、64…リード線、65…リミットスイッチ(スイッチ)、66…検出子、67…リード線、68…カプラ、69…雌ねじ孔。
70…ガイド、71…ガイドレール、72…ストライカ、73…凹部、74…突出部、75…凸部。
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
60 ... Switch unit, 60A ... Base end side switch unit, 60B ... Front end side switch unit, 61 ... Switch stay, 62 ... Terminal, 63 ... Diode, 64 ... Lead wire, 65 ... Limit switch (switch), 66 ... Detector , 67 ... lead wire, 68 ... coupler, 69 ... female screw hole.
70 ... guide, 71 ... guide rail, 72 ... striker, 73 ... concave, 74 ... projection, 75 ... convex.
Claims (3)
前記移動体の移動方向と平行に移動自在に設けられたストライカが前記移動体に連係されているとともに、前記スイッチに連係されていることを特徴とするリニアアクチュエータ。 In a linear actuator comprising a shaft that is rotated by a driving force of a motor, a moving body that linearly moves in response to the rotation of the shaft, and a switch that detects a stroke end of the moving body,
A linear actuator characterized in that a striker provided so as to be movable in parallel with a moving direction of the moving body is linked to the moving body and linked to the switch.
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Legal Events
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120131 |