JP2008520911A - リニアアクチュエータ - Google Patents

Abstract

リニアアクチュエータ、特に高さ調節可能なテーブル用の伸縮脚は、外部輪郭体（１８）と、外部輪郭体の上端に取り付けられたスピンドル（７）と、スピンドル（７）を可逆電気モータに接続するトランスミッション（８）と、回転しないようにスピンドル（７）に取り付けられたスピンドルナット（１１）と、１端がスピンドルナット（１１）に取り付けられた中間輪郭体（１０）と、外部輪郭体（１８）の下端における中間輪郭体（１０）用のガイドと、外部輪郭体（１８）の下端に固定されかつガイドを介して内部輪郭体（１４）と接続されたコード要素（１２、２０；２６）とを備え、内部輪郭体が中間輪郭体（１０）と共にスピンドルの回転によって入れ子状に外部輪郭体（１８）から外に押し出されたり中に押し込まれるように構成される。内部輪郭体（１４）が回転しないように中間輪郭体（１０）に固定され、スピンドルナット（１１）の回転固定が外部輪郭体（１８）の長手方向ガイドによって構成される場合、それ自体は回転しないように固定されたアクチュエータ、つまり伸縮脚内に適用されたときに、脚を介する回転防止装置を持つ必要の無いアクチュエータが達成される。一般的に、該構造は細長く、よって細い伸縮テーブル脚内に使用することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、請求項１の導入部分に記載された種類のリニアアクチュエータに関する。

最初に、ベッド用の昇降柱と高さ調節可能なテーブル用の昇降柱とは区別されることが認められる。ベッド用の昇降柱はテーブル用の昇降柱よりずっと頑丈であり、しかも後者の設計は、昇降柱がテーブルの脚として役立ち、よってテーブルの外観にかなり影響するので、重要なパラメータである。設計をできるだけ自由にするために、任意のテーブルの脚に直接、または軽微な適応を加えるだけで使用することのできる駆動ユニットが要求される。これはまた、駆動ユニットが細長くかつ全体で占める空間ができるだけ少なく、加えて、２つの伸縮部材と共に昇降柱に使用することができることをも意味する。

本発明は、高さ調節可能なテーブル用の昇降柱に向けられる。現在、そのために様々なリニアアクチュエータが入手可能である。これらは全て、主としてスピンドル技術、すなわち中空スピンドルと中実スピンドルとの協働に基づく。これの１例は、例えばリナック エー／エス（Linak A/S）の国際公開第02/39848号およびオーキン・ゲゼルシャフト・フュア・アントリーブステクニク・ゲーエムベーハー・ウント・コー・カーゲー（Okin Gesellschaft fur Antriebstechnik GmbH & Co. KG)の国際公開第01/78556号に見ることができる。国際公開第03/003876A1号は、トランスミッションを介して電気モータによって駆動されるチェーンに基づく、リニアアクチュエータの個別の例を開示している。２対のチェーンホイール間のチェーンの走路の各々にロッドが固定され、前記ロッドはアクチュエータのそのそれぞれの端から張り出す。該構造は長尺ロッドとして現われるが、総合的に見ると、それは依然としてかなり嵩張る。
国際公開第02/39848号 国際公開第01/78556号 国際公開第03/003876A1号

本発明の目的は、リニアアクチュエータの新規な構造を提供することである。

本発明に係るこの新規なアクチュエータは請求項１に記載するように構成され、中間管および内部輪郭体との間の同時伸縮運動がそれぞれスピンドルおよびコード要素によって引き起こされる。コード要素はここでは、コード、ワイヤ、バンド、テープ、チェーン等を意味するものと解釈される。内部輪郭体は回転しないように中間管およびスピンドルナットに外管を介して固定されるので、ユニット自体は回転しないように固定される。例えば高さ調節可能なテーブル用の円形断面のテーブル脚では、テーブル脚がアクチュエータの回転防止装置としても役立つことを考慮に入れる必要も無いので、かなりの簡素化が達成される。したがって、テーブル脚とアクチュエータとの間の明確な分離が達成される。

コード要素はここでは、コード、ワイヤ、バンド、チェーン等、またはそれらの組合せを意味するものと解釈される。内部輪郭体を延長させるために、案内されるチェーン長さを使用し、その剛性を利用し、内部輪郭体が作動するときにワイヤによるチェーン長さの一定した引込みを確保することができる。

アクチュエータのねじれ安定性を達成するために、内部輪郭体および中間管には、管上で内部輪郭体を案内するための相互手段が構成される。したがって、内部輪郭体は中間管上を案内され、よってねじれが安定する。きわめて単純に言うと、ガイドは、側部が中間管を把持するＵ字状断面を有する内部輪郭体にある。代替的に、ガイドフィンおよび溝、例えばＴ字状フィンを設けることができる。

所望の細長い断面では、これ自体がねじれ安定性を制限する。例えばテーブルを移動するときに、足桁(foot beam)がドア枠または別の固定物体にぶつかった場合、脚はかなりのトルクを受ける。これがアクチュエータに伝搬するのを防止するために、アクチュエータは、足が回転できるように滑り継手(skid coupling)を介して脚に固定される。滑り継手は、許容される以上の運動がアクチュエータに伝達されないように、しかし足を手動で回して元に戻すことができるように適応される。それは、摩擦円板、ばね負荷ボール、ローレット模様等に基づく普通の滑り継手とすることができる。

本発明に係るリニアアクチュエータについて、添付の図面を参照しながら、以下でさらに詳しく説明する。

図面の図１は、各側に伸縮脚または昇降柱を持つ座り／立ちテーブルを示す。天板は透明に図示されていることが認められる。昇降柱は３つの部材、すなわち相互に内側に入れ子状に配設された最外部１、中間部２、および最内部３を有するガイドから構成され、個々の部分の間の間隙に褶動体が配設される。最外部１の下端は足４に固定される一方、最内部３の上端は天板５の下面に固定される。伸縮運動をもたらすための本発明に係る駆動装置は、昇降柱の内部に設けられる。

図２から分かるように、駆動装置は、可逆電気モータおよびトランスミッションを含むモータハウジング６を備えたリニアアクチュエータによって形成される。スピンドル７は、モータハウジングの下面にある凹所に、ブラケット８によって固定される。トランスミッションへの連結のために、スピンドルの端には噛合い継手９の半体が設けられる。スピンドルのためのスピンドルナット１１は、ここでは押出しアルミニウム管１０である中間輪郭体の頂部に固定される。スピンドルをモータによって回転させると、中間輪郭体１０がモータの回転方向に応じてスピンドル上で外または内へ移動し、前記中間輪郭体は回転しないように固定される。

チェーン１２は、中間輪郭体１０の片側に沿って延び、かつ該輪郭体の端を周ってその反対側に沿って延びる。チェーンを案内するために、半円形ガイド片１３を持つブラケットが中間輪郭体に固定される。レールの形の内部輪郭体１４はチェーンの他端に固定される。この目的のために、チェーンにはブラケット１５が具備され、それに内部輪郭体がねじ止めによって固定される。内部輪郭体は、側縁１６が中間輪郭体１０の整合溝内に嵌る状態で案内される。外部輪郭体１８はブラケット１７によってチェーンの外端に固定され、前記外部輪郭体はその上端をモータハウジング６に固定される。

スピンドルが中間輪郭体から外に出る結果、モータハウジング６が上昇すると、外部輪郭体１８はチェーンを随伴し、よって中間輪郭体１０の反対側の内部輪郭体１４は中間輪郭体の端から張り出す。この結果、アクチュエータの各端にストローク長が生じ、つまりストローク長が倍になる。

チェーンを内向きの方向に緊張状態に維持するために、ワイヤ（図示せず）はブラケット１９を介して内部輪郭体１４の上端に固定され、前記ワイヤはスピンドルの近くでスピンドルナット１１の溝内に延び、ブラケット１７によってチェーンの端部に固定される。内向き方向に、外部輪郭体１８はハウジング６を越えてスピンドル１７との確実な接続を介してワイヤを引っ張り、よってチェーンの端部１５を引っ張る。

図面の図３は、トランスミッションおよびモータが省かれているが、組み立てられた状態のアクチュエータの図を示す。ワイヤ２０およびブラケット１９はこの図面ではわずかに見ることができる。

取付けブラケット２１は２個のねじによって内部輪郭体１４の下端に固定され、前記取付けブラケットは、内部輪郭体に固定される部分と昇降柱に固定されるように意図された部分との間に配置された滑り継手を含むという点で、独特である。本例の場合、滑り継手には、ブラケットの相互に対面する２つの面にローレット模様が構成される。

より単純な構成のアクチュエータを図面の図４に示す。ここでは、中間輪郭体１０は単なる四辺形のスチール管であり、内部輪郭体１４および外部輪郭体１８は、側部が管に対面した状態で案内されるＵ字状レールである。アクチュエータはここではモータハウジング無しで図示される。

図面の図５〜９は、本発明に係るアクチュエータの第２実施形態を示す。上記で使用したものと同一部品には、同一参照番号が使用される。中間輪郭体１０および外部輪郭体１８はここでは円形断面を持つ管であり、長手方向リブ３５が外部輪郭体１８の内側に配設され、前記リブは回転しないようにそれを固定するために、スピンドルナット１１の溝２２内に嵌合される。外部輪郭体１８の下端には、中間輪郭体１０用の貫通ガイド穴付きの端部プラグ２３があり、内部輪郭体１４用の貫通穴も設けられる。内部輪郭体１４は、内部輪郭体１４の対応する溝２４に受容されかつ同時にそれを回転しないように固定する長手方向Ｔ字状ガイドフィン２３を持つ、中間輪郭体１０の側面上を案内される。中間管１０の下端には、略四角形の断面を有する内部輪郭体１４用の貫通ガイド穴を持つ、円筒状プラグ２５が固定される。

上記とは対照的に、内部輪郭体１４は、中間輪郭体１０上を相互に反対側に延びる２つの走路２６ａ、２６ｂを有するワイヤによって移動する。頂部でワイヤは、スピンドルナット１１内に取り付けられた１対の偏向ホイール２７上を走り、ワイヤの底部では、内部輪郭体１４の端のプラグ２５に取り付けられた別の１対の偏向ホイール２８の周りを走る。ワイヤはさらに、内部輪郭体１４の上端に固定された端部プラグ２９内の上部および下部ガイド面２９ａ、２９ｂの周りを走る。ワイヤの両端は、ここではワイヤ緊張装置として構成される、外部輪郭体の端部プラグ２３に固定される。端部プラグは２つの部分２３ａ、２３ｂから構成され、その１つの部分２３ａには、かえしが構成された脚３０が設けられ、もう１つの部分２３ｂには、第１部分２３ａの脚を受容するスロット３１が設けられる。スロットの側壁には同様に、脚のかえしと協働するためのかえしが設けられる。加えて、スロット３１の側壁は、部分２３ａの脚と確実に係合するために、相互に相手の方向に自由に上向きに弾性的に突出するように構成される。部分２３ａを脚もろとも、部分２３ｂに向かって押し上げると、結果的にワイヤが緊張する。ワイヤは１本だけ設けられ、それはループ内の様々な偏向ホイールおよびガイド面の周りにわたされることが認められる。

スピンドル７の回転は中間輪郭体１０を延長させ、ワイヤは中間輪郭体の外端で偏向ホイール２８の周囲を回って内部輪郭体１４の上端２９付近まで走るので、これは同時に延長される。戻りの運動では、中間輪郭体１０が押し上げられ、第２ワイヤが内部輪郭体１４の上端２９の周囲を回って最上部の偏向ホイール２７付近まで走り、上向きに移動するときに内部輪郭体１４を一緒に引き上げる。

昇降柱の３つの部分は、次の通りアクチュエータに固定される。最外部１はモータハウジングに固定される一方、中間部２は、アクチュエータの外部輪郭体１８の直径方向に配置された長手方向スロット３４を介して、２個のねじによってスピンドルナット１１に固定され、該ねじはねじ穴３２に受容される。最内部３は中間輪郭体１０の端でプラグ２５に固定され、それはねじによってねじ穴３３内に行なわれる。

既述の通り、テーブルの足は、滑り継手として構成された取付けブラケット２１を介して内部輪郭体１４に取り付けられる。取付けブラケットは、側壁の１部分に４つのボス３６が構成された円板の形の第１部２１ａと、ボスのある部分が弾性的に撓むことができるように後向きに設けられた凹所３７を備える。この部分２１ａは、取付けブラケットの第２部分２１ｂの端の円形ウェル３８に受容される。ウェル３８の側壁は、ブラケットの第１部分２１ａのボス３６に密嵌する波形３９を有する。第１部分２１ａの下面には、足の穴に受容されるように４つのタワー４０が設けられる。第１部分２１ａは穴４１により、第２部分２１のハブ４２を中心にして第２部分内にセンタリングされ、この目的のために意図されたねじ穴４３を有するハブ内にねじにより維持される。テーブルの足に障害物がぶつかると、滑り継手がクリッキング(clicking)を開始するので、トルクはアクチュエータの致命的な部分まで伝達されない。その後、足は再び適位置に戻すことができる。言うまでもなく、これは、テーブルの長手軸と正確に垂直な位置とは異なる足の位置が望ましい場合に、足を調節するためにも利用することができる。

こうして本発明は、倍のストローク長を持つ、特に単純かつ細長い構造のアクチュエータを提供する。アクチュエータ自体はねじれ安定であるため、該構造は直接、またはモータハウジングのすぐ下の脚の頂部にごく単純なアダプタを用いて、円形断面を含め任意の断面の伸縮脚に使用することができる。

透明な天板を持つ状態で示された座り／立ちテーブルを示す図である。 本発明に係るアクチュエータの実施形態の組立分解図である。 組み立てられた状態の図２のアクチュエータの斜視図である。 モータハウジングが省かれた状態で示された、図２および３のアクチュエータのわずかに変形された構成の斜視図である。 本発明に係るアクチュエータの第２実施形態が設けられたテーブル用の伸縮脚の縦断面図である。 伸縮脚の断面図である。 外部輪郭体およびモータハウジングが省かれた状態の図５のアクチュエータを示す図である。 図７のアクチュエータの部分組立分解図である。 アクチュエータの下端の取付けブラケットと滑り継手の組立分解図である。

Claims (22)

1. 外部輪郭体（１８）と、
   前記外部輪郭体の上端に取り付けられたスピンドル（７）と、
   前記スピンドル（７）を可逆電気モータと接続するトランスミッション（８）と、
   回転しないように前記スピンドル（７）に固定されたスピンドルナット（１１）と、
   １端を前記スピンドルナット（１１）に取り付けられた中間輪郭体（１０）と、
   前記外部輪郭体（１８）の下端にある前記中間輪郭体（１０）用のガイドと、
   前記スピンドルの回転によって内部輪郭体が前記中間輪郭体と一緒に入れ子状に前記外部輪郭体（１８）から外に押出されたり中に押し込まれるように、前記外部輪郭体（１８）の下端に固定されかつガイドを介して前記内部輪郭体（１４）と接続されたコード要素（１２、２０；２６）と、を備えたリニアアクチュエータであって、
   前記内部輪郭体（１４）が回転しないように前記中間輪郭体（１０）に固定され、かつ
   前記スピンドルナットと前記中間輪郭体（１４）が前記スピンドルの回転によって前記スピンドル（７）上を移動するように、前記スピンドルナット（１１）の回転固定が前記外部輪郭体（１８）の長手方向ガイドによって構成される、ことを特徴とするリニアアクチュエータ。
2. 前記コード要素がチェーン（１２）であることを特徴とする請求項１に記載のリニアアクチュエータ。
3. 前記チェーンのためのガイドとして、湾曲形状片（１３）が前記中間輪郭体（１０）の下端に固定されることを特徴とする請求項１に記載のリニアアクチュエータ。
4. 前記内部輪郭体（１４）に前記中間輪郭体（１０）上を案内させるための相互手段が、前記内部輪郭体（１４）および前記中間輪郭体（１０）に構成されることを特徴とする請求項１に記載のリニアアクチュエータ。
5. チェーンが固定された前記中間輪郭体（１０）の端にロッドが固定され、前記ロッドが管上を案内されることを特徴とする請求項１または４に記載のリニアアクチュエータ。
6. 前記中間輪郭体（１０）および前記外部輪郭体（１８）が円形断面の管であることを特徴とする請求項１に記載のリニアアクチュエータ。
7. 前記外部輪郭体（１８）の内部に長手方向リブ（３５）が設けられ、前記リブが回転しないようにそれを固定するために前記スピンドルナット（１１）の溝（２２）に嵌合されることを特徴とする請求項１に記載のリニアアクチュエータ。
8. 前記外部輪郭体（１８）の下端に、前記中間輪郭体（１０）のための貫通ガイド穴を有する端部プラグ（２３）があり、かつ前記内部輪郭体（１４）用の貫通穴もあることを特徴とする請求項１または７に記載のリニアアクチュエータ。
9. 前記内部輪郭体（１４）が、前記中間輪郭体（１０）の側面上をそこにある長手方向Ｔ字状ガイドフィン（２３）により案内され、それが前記内部輪郭体（１４）にある対応する溝（２４）に受容され、かつ同時にそれが回転しないように固定することを特徴とする請求項１または７に記載のリニアアクチュエータ。
10. 筒形プラグ（２５）が前記中間管（１０）の下端に固定され、前記筒形プラグが、実質的略矩形断面を有する前記内部輪郭体（１４）用の貫通ガイド穴を有することを特徴とする請求項１または７に記載のリニアアクチュエータ。
11. 前記内部輪郭体（１４）が、前記中間輪郭体（１０）の相互に反対側に延びる２つの走路（２６ａ、２６ｂ）を有するワイヤによって移動することを特徴とする請求項１に記載のリニアアクチュエータ。
12. 頂部で前記ワイヤが、前記スピンドルナット（１１）に取り付けられた１対の偏向ホイール（２７）の周りを走り、かつ下部で前記ワイヤが、前記内部輪郭体（１４）の端で前記プラグ（２５）に取り付けられた別の１対の偏向ホイールの周りを走ることを特徴とする請求項１１に記載のリニアアクチュエータ。
13. 前記ワイヤがさらに、前記内部輪郭体（１４）の上端に固定された端部プラグ（２９）の上部および下部ガイド面（２９ａ、２９ｂ）の周りを移動することを特徴とする請求項１１または１２に記載のリニアアクチュエータ。
14. 前記外部輪郭体（１８）の前記端部プラグ（２３）がワイヤ緊張装置として構成されることを特徴とする請求項１、１１、１２または１３に記載のリニアアクチュエータ。
15. 前記端部プラグが２つの部分（２３ａ、２３ｂ）から構成され、そのうちの１つの部分（２３ａ）に、かえしが設けられた脚（３０）が構成され、もう１つの部分（２３ｂ）には、前記第１の部分（２３ａ）の脚を受容するためのスロット（３１）が設けられ、前記（３１）の側壁にも同様に、前記脚（３０）のかえしと協働するようにかえしが設けられることを特徴とする請求項１４に記載のリニアアクチュエータ。
16. 前記スロット（３１）の前記側壁が、前記部分（２３ａ）の脚と確実に係合するために、上向きに自由にかつ相互に相手に向かって弾性的に突出するように構成されることを特徴とする請求項１５に記載のリニアアクチュエータ。
17. 伸縮脚の最外部（１）がモータハウジングに固定される一方、中間部（２）が、前記外部輪郭体（１８）の直径方向に配置された長手方向スロット（３４）を介して、ねじによって前記スピンドルナット（１１）に固定され、最内部（３）が前記中間輪郭体（１０）の端で前記プラグ（２５）に固定されることを特徴とする請求項１に記載のリニアアクチュエータ。
18. 伸縮脚を固定するためのブラケット（２１）が内部輪郭体（１４）の自由端に固定され、滑り継手がブラケットの前記内部輪郭体（１４）に固定される部分と前記伸縮脚に固定される部分との間で前記ブラケットに一体化されることを特徴とする請求項１に記載のリニアアクチュエータ。
19. 前記滑り継手が、ボスおよび波形壁をそれぞれ構成された第１部分（２１ａ）および第２部分（２１ｂ）を備え、前記ボスが相互に係合され、相互に弾性的に撓むことができることを特徴とする請求項１８に記載のリニアアクチュエータ。
20. 前記第１部分が円板であり、その外面にボス（３６）が設けられ、この部分（２１ａ）が第２部分（２１ａ）の端の円形ウェル（３８）に受容され、前記ウェル（３８）の側壁に波形が設けられることを特徴とする請求項１９に記載のリニアアクチュエータ。
21. 前記ボス（３６）が前記円板の弾性部分に設けられることを特徴とする請求項２０に記載のリニアアクチュエータ。
22. 前記第１部分（２１ａ）が穴（４１）により、前記第２部分（２１ｂ）のハブ（４２）を中心に第２部分内でセンタリングされることを特徴とする請求項２１に記載のリニアアクチュエータ。

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