JP3623380B2 - 電動アクチュエータ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、医療機関等で使用するベット等を昇降あるいは起倒駆動させるための駆動源として使用する電動アクチュエータの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、駆動ロッドを直線往復駆動させる装置としては、一般的に油圧シリンダとかエアシリンダが使用されてきた。前者の油圧シリンダはその使用に際して大掛かりな油圧ユニットを必要とし、また、後者のエアシリンダはエア配管を必要とすることはもとより、排気音が大きく、騒音の発生源となることがある等、前記２つのシリンダを例えば、医療機関等で使用するベット等を昇降あるいは起倒駆動させるための駆動源として使用するには、設置スペースをはじめ圧力油の漏れや騒音等の問題を考慮すると使用が困難であった。
【０００３】
このため、近年、電動機の回転運動を直線往復運動に変換して、操作対象物と連結する駆動ロッドを直線往復駆動させる電動アクチュエータが使用されるようになってきた。この電動アクチュエータは駆動源が電動機であるため、小形化が可能となり狭隘な場所での使用ができるので利便である。そして、前記電動アクチュエータは、電動機及び減速手段からなる駆動手段と駆動可能に連結されて減速回転するねじ軸に、例えば、ポリアセタール樹脂等熱可塑性の合成樹脂からなるナットを介して駆動ロッドを連結し、前記ねじ軸を右または左方向に回転させることにより、前記駆動ロッドを直線往復駆動させるよう構成されている。
【０００４】
つづいて、前記ねじ軸と駆動ロッドとを駆動可能に連結するナットの構成について説明する。図１６，１７で示すように、ナット１０５は、前記ねじ軸の台形ねじが螺合するねじ部１０１を内周面に螺設し、また、外周面には駆動ロッド１０２の取付位置を設定する鍔縁１０３を周設するとともに、前記鍔縁１０３から所定間隔離れた位置に駆動ロッド１０２係止用の凹溝１０４を凹設して構成されている。
【０００５】
次に、前記ナット１０５を駆動ロッド１０２に取付ける場合は、図１６で示すように、ナット１０５を図１６の矢印方向から前記駆動ロッド１０２に嵌挿し、前記ナット１０５の外周に鍔縁１０３と直交して突設したキー１０６を、図１７で示すように、駆動ロッド１０２の開口端側に設けたキー溝１０７に係合させる。
【０００６】
つづいて、図１８で示すように、ナット１０５のねじ部１０１にねじ軸と同一構造の螺軸１０８を螺合し、この状態で、前記ナット１０５外周の凹溝１０４と対応する駆動ロッド１０２周縁の部位を、前記凹溝１０４に、例えば、ロールプレス等の転造手段により圧入し、ナット１０５と駆動ロッド１０２とを固定した固定部Ｘを形成することにより、前記駆動ロッド１０２へのナット１０５の取付けを終了する。
【０００７】
この後、前記駆動ロッド１０２に取付けたナット１０５のねじ部１０１に、電動アクチュエータの図示しないねじ軸の台形ねじを螺合させ、更に、前記駆動ロッド１０２の先端部を図示しない操作対象物に固定した状態で、電動機を起動して前記ねじ軸を右または左方向に回転させることにより、前記ナット１０５を介して駆動ロッド１０２を直線往復駆動させるものである。
【０００８】
【発明が解決するための課題】
しかしながら、前記ねじ軸と駆動ロッド１０２とを連結するナット１０５は、合成樹脂により形成されている関係上剛性が非常に乏しく、電動アクチュエータの駆動時、駆動ロッド１０２の先端部を固定した操作対象物によって、前記駆動ロッド１０２に大きな荷重が加えられると、前記駆動ロッド１０２とナット１０５との固定部Ｘに前記荷重が集中して加わり、この結果、ナット１０５内周に螺設したねじ部１０１の固定部Ｘ近傍部分が、前記荷重に伴う応力の集中によって変形して破損したり、ねじ部１０１と図示しないねじ軸の台形ねじとの間の摩擦力が増大することによりねじ部１０１が過熱して熱変形を起こし、抱き付き現象（焼付き現象）が発生したりするという問題があった。
【０００９】
特に、前記抱き付き現象が電動アクチュエータの運転中に発生すると、電動機はねじ軸を良好に回転させることができなくなり、この結果、電動機がロック状態となって焼損事故を誘発するおそれがあった。また、前記ナット１０５のねじ部１０１による抱き付き現象が発生すると、駆動ロッド１０２の先端部が操作対象物に固定されている関係上、ナット１０５にはその周方向に向かって応力（ねじ軸がナット１０５を一体的に回動させようとする力）が作用し、この応力によって前記ナット１０５に形成したキー１０６が破損すると、前記ナット１０５と駆動ロッド１０２とは周方向の係合が解かれて空転し、駆動ロッド１０２を良好に直線往復駆動させることができなくなるという問題があった。
【００１０】
更に、前記ナット１０５を駆動ロッド１０２に取付ける場合、ナット１０５のねじ部１０１に螺軸１０８を螺合し、この状態で、ロールプレス等の転造手段を使用して、前記ナット１０５の凹溝１０４と対応する部分の駆動ロッド１０２を、前記凹溝１０４に圧入して固定するようにしていたので、その作業には特別な装置を必要とし、しかも、手間と時間がかかるという問題があった。また、前記のようにナット１０５の凹溝１０４に駆動ロッド１０２の周縁部位を圧入して固定するようにした場合、電動アクチュエータのメンテナンス時に簡易に分解することが困難であり、この結果、メンテナンス作業を迅速に行うことができないという問題もあった。
【００１１】
本発明は、前記種々の問題に鑑み、駆動ロッドを介してナットの特定個所に過大な荷重が集中的に加わるのを回避し、かつ、前記ナットの駆動ロッドへの取付け・取外しを迅速・容易に行うことが可能な電動アクチュエータを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の課題を解決するために、回転運動を生じる駆動手段と、この回転運動を直線運動に変換する運動変換手段と、前記運動変換手段により変換された直線運動を出力する出力手段と、前記出力手段及び運動変換手段を駆動可能に連結する駆動力連結手段とを備えて構成した電動アクチュエータにおいて、前記駆動力連結手段は、内側に前記運動変換手段のねじ軸と螺合する第１のねじ部を形成し、かつ、外側に前記出力手段の開口端内側に設けたねじ部の全域と螺合する第２のねじ部を形成したナットからなり、前記ナットの基端側に１８０°の角度間隔を設けて凹設した一対の凹陥部と、前記凹陥部と対応する出力手段の開口端側に形成した一対の嵌合部とを合致させて構成した係止部に、一対の係合部及び前記一対の係合部を連結する薄板状で弾性を具備した連結板からなるＣ字状の回動抑止部材の前記一対の係合部を、連結板の弾性を利用して１動作で着脱可能に係合させ、前記ナットと出力手段とを空転不能に連結するように構成したことを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、ナットの外周に形成した第２のねじ部によって操作対象物の荷重をナット全体に分散させて、ナット内周に螺設したねじ軸と螺合する第１のねじ部が破損したり、前記第１のねじ部とねじ軸との抱き付き現象が生じたりするのを確実に防ぐことができる。また、ナットを出力手段に螺着して凹陥部と嵌合部とを合致させた後、前記凹陥部及び嵌合部からなる係止部に回動抑止部材の係合部を、連結板の弾性を利用して１動作で係合することにより、ナットと出力手段とを空回りを回避した状態で良好に、かつ、迅速・容易に連結することができる。更に、前記回動抑止部材は、その一対の係合部が、連結板の弾性を利用することにより、ナットの凹陥部と出力手段の嵌合部とを合致させて構成した係止部に対して１動作で着脱可能となっているので、電動アクチュエータのメンテナンス時等に、前記出力手段とナットとを簡易に分解して、点検・補修等を行うことができるため、利便である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１ないし図１２によって説明する。図１は本発明の電動アクチュエータＡの縦断側面図を示すもので、図１において、６は前記電動アクチュエータＡの駆動手段であり、駆動源としての電動機１と、前記電動機１の下側（図１の下方）において、電動機１の回転出力を例えば、縦方向から横方向に減速して変換する減速手段３とによって構成されている。前記減速手段３は、例えば、図４で示すように、電動機１の回転子軸１ａ先端に形成したウォーム４と、このウォーム４と噛合するウォームホイール５とからなり、電動機１の回転を所定の速度に減速させる。
【００１８】
７は減速手段３と、前記減速手段３と連結されて減速駆動する運動変換手段９とを直線状（水平方向）に配置して収容した中空筒状のケーシングで、このケーシング７の一方の端部（図１の左側）上には、前記駆動手段６の要部を構成する電動機１が、図１で示すように垂直に直立させた状態で取付けられている。
【００１９】
次に、前記運動変換手段９の構成について説明する。前記運動変換手段９は、図１に示すように、ケーシング７の他方の端部（図１の右側）に形成した筒状の開口部８から突出する部分に同一リードの台形ねじ１０を螺設し、かつ、前記台形ねじ１０を有しない基端側を前記減速手段３のウォームホイール５に軸着したねじ軸１１と、このねじ軸１１の台形ねじ１０と螺合する駆動力連結手段１２を介して駆動結合した中空円筒状の駆動ロッド１３（出力手段）とによって概略構成されている。
【００２０】
１６は前記ねじ軸１１に螺設した台形ねじ１０の終端側（図１の左側）に、係止ピン等を用いて止着されるカラー１５を介して取付けたスラスト軸受である。また、１８は前記ねじ軸１１の台形ねじ１０を有しない基端側に、減速手段３のウォームホイール５と近接して取付けたラジアル軸受で、前記ラジアル軸受１８は、ケーシング７内に嵌着した軸受筐１７に挿入・固定することにより支持される。そして、前記ねじ軸１１は、ラジアル軸受１８と、前記ケーシング７の減速手段３側に開口する開口端に被着したカバー１４に設けた軸受部１４ａとによって回転自在に支承される。
【００２１】
更に、前記ケーシング７の開口部８には、図１で示すように、前記駆動ロッド１３を進退可能に挿入した固定筒８ａの基端部が、取外し可能に螺着されている。そして、前記固定筒８ａに遊合した駆動ロッド１３は、図１で示すように、運動変換手段９のねじ軸１１に駆動力連結手段１２を介して駆動連結され、前記ねじ軸１１を所定方向に回転させると、前記駆動力連結手段１２のねじ作用によって直線方向に進退し、駆動ロッド１３の先端に止着した操作対象物を押動したり、引動したりすることができる。
【００２２】
次に、前記駆動力連結手段１２の構成について説明する。前記駆動力連結手段１２は、図１，１２で示すように、内周面にねじ軸１１の台形ねじ１０と螺合する第１のねじ部２１を螺設し、かつ、外周面に駆動ロッド１３の開口端内側に螺設したねじ部２２と螺合する第２のねじ部２３を螺設した合成樹脂製のナット１９により構成されている。
【００２３】
なお、前記ナット１９の基端側（図６の左側）には図６〜８で示すように、駆動ロッド１３の取付位置を設定するための鍔縁２４（図６の左側）に近接して平坦状の凹陥部２５が、例えば、１８０°の間隔を保って２ヶ所凹設されている。また、前記駆動ロッド１３の開口端には、図６に示すように、ナット１９の凹陥部２５と相対応するように１８０°の間隔を保って、Ｕ字状の嵌合部２６が２ヶ所形成されている。そして、前記凹陥部２５と嵌合部２６とを合致させることにより、一対の係止部Ｙ，Ｙを形成する（図７，８参照）。
【００２４】
図１，５，１２において、２０は前記ナット１９が駆動ロッド１３に対して回動（空転）するのを防ぐための合成樹脂からなる回動抑止部材で、前記ナット１９の凹陥部２５及び駆動ロッド１３の嵌合部２６によって形成される係止部Ｙに係脱自在に係合する一対の係合部２０ａ，２０ａと、前記一対の係合部２０ａ，２０ａを連結する薄板状の弾性（バネ性）を具備した連結板２０ｂとを備えてＣ字状に形成されている。
【００２５】
なお、前記嵌合部２６は、図６で示す如く駆動ロッド１３の開口端をＵ字状に切欠いて形成する代わりに、例えば、図１４（ａ），（ｂ）で示すように、駆動ロッド１３の開口端側に、回動抑止部材２０の係合部２０ａを嵌合することが可能な大きさで、矩形状，円形状等の窓孔を穿孔して、嵌合部２６ａ，２６ｂを形成するようにしてもよい。また、回動抑止部材２０の係合部２０ａの形状は、図５で示すように、矩形状（直方体状）のものに限定することなく、嵌合部２６，２６ａ，２６ｂの形状に合わせて適宜変更するようにしてもよい（図１５に円筒状の係合部２０ｃを形成した例を示す）。
【００２６】
次に、前記ナット１９と駆動ロッド１３とを連結する場合について説明する。まず、図６で示すように、ナット１９の先端側（図６の右側）を、図６の矢印方向から駆動ロッド１３の開口端（図６の左側）内部に嵌挿し、前記ナット１９外周に螺設した第２のねじ部２３と、駆動ロッド１３内周に螺設したねじ部２２とを螺合させる。前記のようにナット１９を駆動ロッド１３に螺合させ、その鍔縁２４が駆動ロッド１３の開口端と当接したら、ナット１９の螺合を一旦停止し、この後、ナット１９の螺合状態を必要に応じて調整することにより、図７，８で示すように、ナット１９の凹陥部２５と駆動ロッド１３の嵌合部２６とを合致させ、係止部Ｙを形成する。
【００２７】
つづいて、前記のようにナット１９を、その凹陥部２５と駆動ロッド１３の嵌合部２６とを合致させた状態で前記駆動ロッド１３に螺合したら、図７，８で示すように、回動抑止部材２０を図７，８の矢印方向から駆動ロッド１３の外周面に当接させ、この状態で、前記回動抑止部材２０を更に駆動ロッド１３側に押圧する。このとき、前記回動抑止部材２０は、図９で示すように、その連結板２０ｂの弾性を利用することにより、開口端側を良好に拡開させることができる。
【００２８】
そして、前記回動抑止部材２０の開口端側を拡開した状態で押圧をつづけ、その係合部２０ａがナット１９の凹陥部２５及び駆動ロッド１３の嵌合部２６からなる係止部Ｙと合致する位置に達すると、図１０〜１２で示すように、前記回動抑止部材２０は、その連結板２０ｂの弾性を利用することにより元の形状に復帰し、係合部２０ａが係止部Ｙに係合する。この結果、前記ナット１９と駆動ロッド１３とは、係止部Ｙに係合した回動抑止部材２０の係合部２０ａの存在により回動（空転）することなく簡易に、かつ、強固に連結することができる。
【００２９】
なお、回動抑止部材２０を係止部Ｙに取付ける場合は、回動抑止部材２０の一方の係合部２０ａを一方の係止部Ｙに係合させた後、前記回動抑止部材２０の他方の係合部２０ａ側を、連結板２０ｂの弾性を利用することにより拡開し、この状態で、前記他方の係合部２０ａを他方の係止部Ｙに係合させるようにしてもよい。
【００３０】
次に、図１において、２８はねじ軸１１に取付けた状態で運動変換手段９の軸受筐１７とスラスト軸受１６との間に取付けたホルダー２９に固定したワンウェイクラッチである。３０は前記ホルダー２９の端部（図１の左側）に止着したブレーキシューで、軸受筐１７の端部（図１の右側）に前記ブレーキシュー３０と相対応させて取付けた金属製のブレーキディスク３１に常時摺接されている。
【００３１】
そして、前記ワンウェイクラッチ２８は、回転する対象物（本例ではねじ軸１１）に対して、一方向は対象物と一体となって回転し、他方向は対象物を自由に回転させるように構成されているので、本例ではワンウェイクラッチ２８を図１に示すねじ軸１１に取付けるに場合は、駆動ロッド１３の進出方向にねじ軸１１を回転させようとするときはこれを自由に回転させ、逆に、ねじ軸１１を駆動ロッド１３の後退方向に回転させようとするときはねじ軸１１と一体となって回転するように取付けられている。
【００３２】
従って、駆動ロッド１３を後退させる方向にねじ軸１１を駆動手段６により回動させるときは、前記ワンウェイクラッチ２８を固定したホルダー２９をねじ軸１１と一体的に回動させることにより、前記ホルダー２９に止着したブレーキシュー３０とブレーキディスク３１との間に制動力を発生させながらねじ軸１１の回動を行うもので、この場合、ねじ軸１１は大きな制動力が付与されてその回動を抑制することになる。
【００３３】
更に、図１において、３２はケーシング７の減速手段３を収容する方向に開口した開口端の内側に嵌着されて、軸受筐１７の抜脱を阻止するＣ形リングからなる止輪等の固定部材である。図２において、３３，３３はケーシング７の軸方向と直交する方向に、前記ケーシング７と一体的に形成して突設した電動アクチュエータＡの枢支軸で、中心部には電動アクチュエータＡを枢支するためのねじ孔等の取付孔３４，３４が穿設されている。また、図１において、３５は駆動ロッド１３の先端に設けた取付孔である。
【００３４】
次に、電動アクチュエータＡの動作について説明する。図１３により、電動アクチュエータＡの使用可能な適用例を示す。電動アクチュエータＡは使用に際してその基端側に設けた枢支軸３３，３３を例えば、床面等の固定場所に設けた支持座３６に当接し、この支持座３６からケーシング７に設けた枢支軸３３，３３の取付孔３４に枢支ピン３７を挿着して、電動アクチュエータＡを支持座３６に回動自在に枢支する。また、電動アクチュエータＡ先端の駆動ロッド１３の先端は、操作対象物（例えば、ベッドの背板等）Ｂの枢支部ｆ上端の連結金具３８に、駆動ロッド１３先端の取付孔３５を利用して枢軸３９を挿入することにより駆動可能に連結されている。
【００３５】
電動アクチュエータＡを前記のようにセットして、操作対象物Ｂを図１３に実線で示す傾斜状態から、枢支部ｆを支点として図１３に２点鎖線で示すように垂直に起す場合、駆動ロッド１３とねじ軸１１とを連結するナット１９には、前記駆動ロッド１３を介して、該駆動ロッド１３とナット１９との螺合部（ねじ部２２，２３）に操作対象物Ｂのほぼ全荷重が加わることになる。前記螺合部はナット１９の外周において、その軸方向の全域に形成されているため、前記駆動ロッド１３に加わる荷重は、ナット１９との螺合部において均等に分散されて、部分的に応力の集中を受けることなく良好に受け止めることができる。
【００３６】
このため、前記ナット１９の第１のねじ部２１に台形ねじ１０を介して螺合するねじ軸１１には、ナット１９との螺合部（ねじ部１０，２１）において、駆動ロッド１３に加えられる荷重が直接伝達されるものの、前記のように、ナット１９と駆動ロッド１３との螺合部（ねじ部２３，２２）に前記荷重が均等に分散されて加えられている関係上、ねじ軸１１とナット１９との螺合部全域に、前記荷重に伴う応力が均等に分散した状態で加わることになる。
【００３７】
従って、ナット１９自体が金属に比べて剛性に乏しい合成樹脂により形成されていても、その第１のねじ部２１全域には前記荷重に伴う応力が均等に加わるため、前記第１のねじ部２１はねじ軸１１の台形ねじ１０に対して、応力の集中を回避して前記応力集中に伴う破損及び抱き付き現象を抑制した状態で良好に螺合状態を維持することができる。
【００３８】
電動アクチュエータＡにより、操作対象物Ｂを図１３に実線で示す傾斜状態から、図１３に２点鎖線で示すように垂直に起こすために、駆動手段６の電動機１を起動すると、電動機１の回転は減速手段３にて所定の速度に減速された状態で、前記減速手段３のウォームホイール５に軸着したねじ軸１１に伝達され、前記ねじ軸１１を駆動ロッド１３が進出する方向に回動する。
【００３９】
この場合、即ち、電動機１が起動する前は、操作対象物Ｂからの荷重がねじ軸１１と駆動ロッド１３とを連結するナット１９に加わり、ねじ軸１１の台形ねじ１０とナット１９の第１のねじ部２１との螺合部を密結合しているが、前記電動機１の起動によってねじ軸１１を回転させると、前記ナット１９と駆動ロッド１３とはその螺合部（ねじ部２３，２２）において、駆動ロッド１３から加わる荷重の応力を均等に分散させて、前記螺合部の１点に応力が集中するのを良好に回避して螺合されているので、電動機１からの出力は回転子の回転数が低下するものの、そのまま運動変換手段９のねじ軸１１に低速回転の状態で確実に伝達されてこれを回動し、ナット１９をねじ軸１１の先端側に移動させて駆動ロッド１３を徐々に進出させ、操作対象物Ｂをその枢支点ｆを中心として時計方向に押動し、図１３に実線で示す傾斜状態から、図１３に２点鎖線で示すように垂直状態に起す。
【００４０】
前記のように駆動ロッド１３を進出させる際、前記駆動ロッド１３とねじ軸１１とを駆動連結するナット１９は、駆動ロッド１３に対して、凹陥部２５及び嵌合部２６からなる係止部Ｙに係合する回動抑止部材２０によって回動（空転）不能に取付けられているので、前記駆動ロッド１３が操作対象物Ｂに固定されている状態でも、前記ナット１９は空転することなく、確実にねじ軸１１の回転運動を直線運動に変換して駆動ロッド１３に伝達し、前記駆動ロッド１３を良好に進出させることができる。
【００４１】
また、前記電動機１の起動によって回動するねじ軸１１は、駆動ロッド１３の進出時においてはワンウェイクラッチ２８の機能により制動力を受けないように設定されているので、前記ねじ軸１１は円滑に回動させることができる。
【００４２】
次に、操作対象物Ｂを図１３に２点鎖線で示す垂直状態から、図１３に実線で示すように傾斜させる場合は、電動アクチュエータＡの駆動手段６（電動機１）を前記とは逆方向に回転させればよいが、この場合も前記駆動ロッド１３を進出させるときと同様に、駆動ロッド１３には操作対象物Ｂの荷重が加わっているため、前記ナット１９とねじ軸１１とは、密結合の状態で螺合している。
【００４３】
そして、電動機１を起動してねじ軸１１を回転させると、前記同様にナット１９と駆動ロッド１３とは、駆動ロッド１３に加わる応力を螺合部（ねじ部２３，２２）にて集中するのを効果的に分散させるように螺合されているので、電動機１の起動時、該電動機１の回転数が一時的に低下しても、電動機１の出力はねじ軸１１に低速回転の状態で伝達されてこれを回動し、駆動ロッド１３を図１３に実線で示すように、電動アクチュエータＡ側に後退させ、操作対象物Ｂをその枢支点ｆを中心として反時計方向に引動し、図１３に２点鎖線で示す垂直状態から、図１３に実線で示すように傾斜させる。
【００４４】
操作対象物Ｂを駆動ロッド１３の後退により図１３に実線で示すように傾斜させる際、前記駆動ロッド１３には操作対象物Ｂの全荷重が加わってこれを急速に後退させようとする。しかし、駆動ロッド１３は前記のように大きな負荷が加えられると、その荷重はナット１９を介してねじ軸１１に伝達され、これを図１において左方向に押動し、ブレーキシュー３０をブレーキディスク３１側に強固に押圧するとともに、ねじ軸１１に付設したワンウェイクラッチ２８はホルダー２９をねじ軸１１と一体的に回動させ、前記ホルダー２９に止着したブレーキシュー３０とブレーキディスク３１との間に制動力を発生させるので、駆動ロッド１３は操作対象物Ｂの全荷重を受けても急速に後退せず、制動力が加えられた状態で後退して、操作対象物Ｂを円滑・安全に傾斜させることができる。
【００４５】
また、前記のように駆動ロッド１３を後退させる場合も、前記駆動ロッド１３を進出させるときと同様、ナット１９が回動抑止部材２０を用いて駆動ロッド１３に回動（空転）不能に固定されていることにより、ねじ軸１１の回転運動は前記ナット１９を介して駆動ロッド１３に直線運動として確実に伝達され、前記駆動ロッド１３を良好に後退させることができる。
【００４６】
次に、電動アクチュエータＡのメンテナンス等に際して、前記駆動ロッド１３とナット１９との連結を解除する（分解する）場合は、はじめに、固定筒８ａの基端部とケーシング７との螺合を解いて、前記固定筒８ａを駆動ロッド１３に沿ってケーシング７の開口部８から引抜くことにより、回動抑止部材２０及び係止部Ｙ（即ち、ナット１９の基端側）を現出させる。なお、図１で示すように、ナット１９の基端側（図１の左側）がケーシング７の開口部８内に収容されている場合は、ナット１９とねじ軸１１との螺合状態を調整することにより、ナット１９の基端側をケーシング７の開口部８の外側に現出させる。
【００４７】
つづいて、回動抑止部材２０の開口端側（係合部２０ａ，２０ａ側）を、連結板２０ｂの弾性を利用して拡開することにより、係止部Ｙと係合部２０ａとの係合を１動作で解除し、この状態で、駆動ロッド１３とナット１９との螺合を解くことによって、前記駆動ロッド１３とナット１９とを、簡単・容易に分解することができる。このように、本発明においては、駆動ロッド１３とナット１９とを簡易に分解して、点検・補修等を行うことできるので、大変利便である。
【００４８】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように、ねじ軸と駆動ロッドとをナットにて駆動連結する際、前記ナットはその内側のねじ部でねじ軸と螺合し、駆動ロッドとは外側のねじ部にて螺合させることにより、ねじ軸と駆動ロッドとを駆動連結するように構成したので、駆動ロッドに加わる操作対象物の荷重は、ナットと駆動ロッドとの螺合部全域で受け止めて、この螺合部の特定個所に荷重による応力が集中するのを避けて分散させることが可能となり、この結果、前記応力の集中によってナットの一部が破損したり、ナットの内側のねじ部が前記荷重によってねじ軸の台形ねじに抱き付き現象を生じたりするという問題を良好に抑制・回避することができる。その上、前記のように抱き付き現象が生じるのを回避することができるので、電動アクチュエータの運転中に電動機がロック状態となって焼損事故を誘発するという問題を確実に解決することができる。
【００４９】
しかも、前記のようにナットと駆動ロッドとを、それぞれに螺設したねじ部同士を螺合することにより連結した場合でも、凹陥部と嵌合部とからなる係止部に回動抑止部材を係合させることにより、前記ナットと駆動ロッドとが空転（回動）するのを良好に防ぐことが可能となり、この結果、ナットと駆動ロッドとの螺合が解除されることもないので、ねじ軸の回転運動を前記ナットを介して確実に駆動ロッドに伝達し、前記駆動ロッドを直線往復駆動させることができる。
【００５０】
また、ナットと駆動ロッドとを連結する場合、前記ナットを駆動ロッドに螺合し、凹陥部と嵌合部とを合致させた状態で、前記凹陥部及び嵌合部からなる係止部に、回動抑止部材の係合部を連結板の弾性を利用して１動作で係合させることにより、特別な装置を使用することなく、迅速・容易にナットと駆動ロッドとを空転不能に連結することができる。
【００５１】
更に、本発明の回動抑止部材は、その一対の係合部が、連結板の弾性を利用することにより、ナットの凹陥部と駆動ロッドの嵌合部とを合致させて構成した係止部に対して１動作で着脱可能となっているので、電動アクチュエータのメンテナンス作業等を行うにあたり、前記ナットと駆動ロッドとを分解する場合、従来のように、ナットと駆動ロッドとを簡易に分解することが困難であるという問題が生じることはなく、前記係合部と係止部との係合状態を連結板の弾性を利用して１動作で解除することで、前記ナットと駆動ロッドとを簡易に分解して点検・補修等を行うことができるため、利便である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電動アクチュエータにおいて、駆動ロッドを後退させた状態を示す縦断側面図である。
【図２】電動アクチュエータの平面図である。
【図３】本発明の電動アクチュエータにおいて、駆動ロッドを進出させた状態を示す縦断側面図である。
【図４】駆動手段の要部を切り欠いて示す断面図である。
【図５】回動抑止部材の斜視図である。
【図６】本発明の駆動力連結手段を構成するナットと駆動ロッドとを分解して示す説明図である。
【図７】ナットを駆動ロッドに螺合した状態を示す斜視図である。
【図８】係止部に回動抑止部材を取付ける状態を示す縦断正面図である。
【図９】係止部に回動抑止部材を取付ける途中の状態を示す縦断正面図である。
【図１０】係止部に回動抑止部材を取付けた状態を示す斜視図である。
【図１１】同じく、係止部に回動抑止部材を取付けた状態を示す縦断正面図である。
【図１２】同じく、係止部に回動抑止部材を取付けた状態を示す横断平面図である。
【図１３】電動アクチュエータの適用例を示す説明図である。
【図１４】駆動ロッドの開口端側に形成した嵌合部の他の例を示す縦断側面図である。
【図１５】回動抑止部材の他の例を示す斜視図である。
【図１６】従来の駆動力連結手段を構成するナットと駆動ロッドとを分解して示す説明図である。
【図１７】従来のナットを駆動ロッドに取付ける途中を示す断面図である。
【図１８】従来のナットを駆動ロッドに取付けた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 電動機
３ 減速手段
１１ ねじ軸
１２ 駆動力連結手段
１３ 駆動ロッド
１９ ナット
２０ 回動抑止部材
２０ａ，２０ｃ 係合部
２０ｂ 連結板
２１ 第１のねじ部
２２ ねじ部
２３ 第２のねじ部
２５ 凹陥部
２６，２６ａ，２６ｂ 嵌合部
Ａ 電動アクチュエータ
Ｙ 係止部
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、医療機関等で使用するベット等を昇降あるいは起倒駆動させるための駆動源として使用する電動アクチュエータの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、駆動ロッドを直線往復駆動させる装置としては、一般的に油圧シリンダとかエアシリンダが使用されてきた。前者の油圧シリンダはその使用に際して大掛かりな油圧ユニットを必要とし、また、後者のエアシリンダはエア配管を必要とすることはもとより、排気音が大きく、騒音の発生源となることがある等、前記２つのシリンダを例えば、医療機関等で使用するベット等を昇降あるいは起倒駆動させるための駆動源として使用するには、設置スペースをはじめ圧力油の漏れや騒音等の問題を考慮すると使用が困難であった。
【０００３】
このため、近年、電動機の回転運動を直線往復運動に変換して、操作対象物と連結する駆動ロッドを直線往復駆動させる電動アクチュエータが使用されるようになってきた。この電動アクチュエータは駆動源が電動機であるため、小形化が可能となり狭隘な場所での使用ができるので利便である。そして、前記電動アクチュエータは、電動機及び減速手段からなる駆動手段と駆動可能に連結されて減速回転するねじ軸に、例えば、ポリアセタール樹脂等熱可塑性の合成樹脂からなるナットを介して駆動ロッドを連結し、前記ねじ軸を右または左方向に回転させることにより、前記駆動ロッドを直線往復駆動させるよう構成されている。
【０００４】
つづいて、前記ねじ軸と駆動ロッドとを駆動可能に連結するナットの構成について説明する。図１６，１７で示すように、ナット１０５は、前記ねじ軸の台形ねじが螺合するねじ部１０１を内周面に螺設し、また、外周面には駆動ロッド１０２の取付位置を設定する鍔縁１０３を周設するとともに、前記鍔縁１０３から所定間隔離れた位置に駆動ロッド１０２係止用の凹溝１０４を凹設して構成されている。
【０００５】
次に、前記ナット１０５を駆動ロッド１０２に取付ける場合は、図１６で示すように、ナット１０５を図１６の矢印方向から前記駆動ロッド１０２に嵌挿し、前記ナット１０５の外周に鍔縁１０３と直交して突設したキー１０６を、図１７で示すように、駆動ロッド１０２の開口端側に設けたキー溝１０７に係合させる。
【０００６】
つづいて、図１８で示すように、ナット１０５のねじ部１０１にねじ軸と同一構造の螺軸１０８を螺合し、この状態で、前記ナット１０５外周の凹溝１０４と対応する駆動ロッド１０２周縁の部位を、前記凹溝１０４に、例えば、ロールプレス等の転造手段により圧入し、ナット１０５と駆動ロッド１０２とを固定した固定部Ｘを形成することにより、前記駆動ロッド１０２へのナット１０５の取付けを終了する。
【０００７】
この後、前記駆動ロッド１０２に取付けたナット１０５のねじ部１０１に、電動アクチュエータの図示しないねじ軸の台形ねじを螺合させ、更に、前記駆動ロッド１０２の先端部を図示しない操作対象物に固定した状態で、電動機を起動して前記ねじ軸を右または左方向に回転させることにより、前記ナット１０５を介して駆動ロッド１０２を直線往復駆動させるものである。
【０００８】
【発明が解決するための課題】
しかしながら、前記ねじ軸と駆動ロッド１０２とを連結するナット１０５は、合成樹脂により形成されている関係上剛性が非常に乏しく、電動アクチュエータの駆動時、駆動ロッド１０２の先端部を固定した操作対象物によって、前記駆動ロッド１０２に大きな荷重が加えられると、前記駆動ロッド１０２とナット１０５との固定部Ｘに前記荷重が集中して加わり、この結果、ナット１０５内周に螺設したねじ部１０１の固定部Ｘ近傍部分が、前記荷重に伴う応力の集中によって変形して破損したり、ねじ部１０１と図示しないねじ軸の台形ねじとの間の摩擦力が増大することによりねじ部１０１が過熱して熱変形を起こし、抱き付き現象（焼付き現象）が発生したりするという問題があった。
【０００９】
特に、前記抱き付き現象が電動アクチュエータの運転中に発生すると、電動機はねじ軸を良好に回転させることができなくなり、この結果、電動機がロック状態となって焼損事故を誘発するおそれがあった。また、前記ナット１０５のねじ部１０１による抱き付き現象が発生すると、駆動ロッド１０２の先端部が操作対象物に固定されている関係上、ナット１０５にはその周方向に向かって応力（ねじ軸がナット１０５を一体的に回動させようとする力）が作用し、この応力によって前記ナット１０５に形成したキー１０６が破損すると、前記ナット１０５と駆動ロッド１０２とは周方向の係合が解かれて空転し、駆動ロッド１０２を良好に直線往復駆動させることができなくなるという問題があった。
【００１０】
更に、前記ナット１０５を駆動ロッド１０２に取付ける場合、ナット１０５のねじ部１０１に螺軸１０８を螺合し、この状態で、ロールプレス等の転造手段を使用して、前記ナット１０５の凹溝１０４と対応する部分の駆動ロッド１０２を、前記凹溝１０４に圧入して固定するようにしていたので、その作業には特別な装置を必要とし、しかも、手間と時間がかかるという問題があった。また、前記のようにナット１０５の凹溝１０４に駆動ロッド１０２の周縁部位を圧入して固定するようにした場合、電動アクチュエータのメンテナンス時に簡易に分解することが困難であり、この結果、メンテナンス作業を迅速に行うことができないという問題もあった。
【００１１】
本発明は、前記種々の問題に鑑み、駆動ロッドを介してナットの特定個所に過大な荷重が集中的に加わるのを回避し、かつ、前記ナットの駆動ロッドへの取付け・取外しを迅速・容易に行うことが可能な電動アクチュエータを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の課題を解決するために、回転運動を生じる駆動手段と、この回転運動を直線運動に変換する運動変換手段と、前記運動変換手段により変換された直線運動を出力する出力手段と、前記出力手段及び運動変換手段を駆動可能に連結する駆動力連結手段とを備えて構成した電動アクチュエータにおいて、前記駆動力連結手段は、内側に前記運動変換手段のねじ軸と螺合する第１のねじ部を形成し、かつ、外側に前記出力手段の開口端内側に設けたねじ部の全域と螺合する第２のねじ部を形成したナットからなり、前記ナットの基端側に１８０°の角度間隔を設けて凹設した一対の凹陥部と、前記凹陥部と対応する出力手段の開口端側に形成した一対の嵌合部とを合致させて構成した係止部に、一対の係合部及び前記一対の係合部を連結する薄板状で弾性を具備した連結板からなるＣ字状の回動抑止部材の前記一対の係合部を、連結板の弾性を利用して１動作で着脱可能に係合させ、前記ナットと出力手段とを空転不能に連結するように構成したことを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、ナットの外周に形成した第２のねじ部によって操作対象物の荷重をナット全体に分散させて、ナット内周に螺設したねじ軸と螺合する第１のねじ部が破損したり、前記第１のねじ部とねじ軸との抱き付き現象が生じたりするのを確実に防ぐことができる。また、ナットを出力手段に螺着して凹陥部と嵌合部とを合致させた後、前記凹陥部及び嵌合部からなる係止部に回動抑止部材の係合部を、連結板の弾性を利用して１動作で係合することにより、ナットと出力手段とを空回りを回避した状態で良好に、かつ、迅速・容易に連結することができる。更に、前記回動抑止部材は、その一対の係合部が、連結板の弾性を利用することにより、ナットの凹陥部と出力手段の嵌合部とを合致させて構成した係止部に対して１動作で着脱可能となっているので、電動アクチュエータのメンテナンス時等に、前記出力手段とナットとを簡易に分解して、点検・補修等を行うことができるため、利便である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１ないし図１２によって説明する。図１は本発明の電動アクチュエータＡの縦断側面図を示すもので、図１において、６は前記電動アクチュエータＡの駆動手段であり、駆動源としての電動機１と、前記電動機１の下側（図１の下方）において、電動機１の回転出力を例えば、縦方向から横方向に減速して変換する減速手段３とによって構成されている。前記減速手段３は、例えば、図４で示すように、電動機１の回転子軸１ａ先端に形成したウォーム４と、このウォーム４と噛合するウォームホイール５とからなり、電動機１の回転を所定の速度に減速させる。
【００１８】
７は減速手段３と、前記減速手段３と連結されて減速駆動する運動変換手段９とを直線状（水平方向）に配置して収容した中空筒状のケーシングで、このケーシング７の一方の端部（図１の左側）上には、前記駆動手段６の要部を構成する電動機１が、図１で示すように垂直に直立させた状態で取付けられている。
【００１９】
次に、前記運動変換手段９の構成について説明する。前記運動変換手段９は、図１に示すように、ケーシング７の他方の端部（図１の右側）に形成した筒状の開口部８から突出する部分に同一リードの台形ねじ１０を螺設し、かつ、前記台形ねじ１０を有しない基端側を前記減速手段３のウォームホイール５に軸着したねじ軸１１と、このねじ軸１１の台形ねじ１０と螺合する駆動力連結手段１２を介して駆動結合した中空円筒状の駆動ロッド１３（出力手段）とによって概略構成されている。
【００２０】
１６は前記ねじ軸１１に螺設した台形ねじ１０の終端側（図１の左側）に、係止ピン等を用いて止着されるカラー１５を介して取付けたスラスト軸受である。また、１８は前記ねじ軸１１の台形ねじ１０を有しない基端側に、減速手段３のウォームホイール５と近接して取付けたラジアル軸受で、前記ラジアル軸受１８は、ケーシング７内に嵌着した軸受筐１７に挿入・固定することにより支持される。そして、前記ねじ軸１１は、ラジアル軸受１８と、前記ケーシング７の減速手段３側に開口する開口端に被着したカバー１４に設けた軸受部１４ａとによって回転自在に支承される。
【００２１】
更に、前記ケーシング７の開口部８には、図１で示すように、前記駆動ロッド１３を進退可能に挿入した固定筒８ａの基端部が、取外し可能に螺着されている。そして、前記固定筒８ａに遊合した駆動ロッド１３は、図１で示すように、運動変換手段９のねじ軸１１に駆動力連結手段１２を介して駆動連結され、前記ねじ軸１１を所定方向に回転させると、前記駆動力連結手段１２のねじ作用によって直線方向に進退し、駆動ロッド１３の先端に止着した操作対象物を押動したり、引動したりすることができる。
【００２２】
次に、前記駆動力連結手段１２の構成について説明する。前記駆動力連結手段１２は、図１，１２で示すように、内周面にねじ軸１１の台形ねじ１０と螺合する第１のねじ部２１を螺設し、かつ、外周面に駆動ロッド１３の開口端内側に螺設したねじ部２２と螺合する第２のねじ部２３を螺設した合成樹脂製のナット１９により構成されている。
【００２３】
なお、前記ナット１９の基端側（図６の左側）には図６〜８で示すように、駆動ロッド１３の取付位置を設定するための鍔縁２４（図６の左側）に近接して平坦状の凹陥部２５が、例えば、１８０°の間隔を保って２ヶ所凹設されている。また、前記駆動ロッド１３の開口端には、図６に示すように、ナット１９の凹陥部２５と相対応するように１８０°の間隔を保って、Ｕ字状の嵌合部２６が２ヶ所形成されている。そして、前記凹陥部２５と嵌合部２６とを合致させることにより、一対の係止部Ｙ，Ｙを形成する（図７，８参照）。
【００２４】
図１，５，１２において、２０は前記ナット１９が駆動ロッド１３に対して回動（空転）するのを防ぐための合成樹脂からなる回動抑止部材で、前記ナット１９の凹陥部２５及び駆動ロッド１３の嵌合部２６によって形成される係止部Ｙに係脱自在に係合する一対の係合部２０ａ，２０ａと、前記一対の係合部２０ａ，２０ａを連結する薄板状の弾性（バネ性）を具備した連結板２０ｂとを備えてＣ字状に形成されている。
【００２５】
なお、前記嵌合部２６は、図６で示す如く駆動ロッド１３の開口端をＵ字状に切欠いて形成する代わりに、例えば、図１４（ａ），（ｂ）で示すように、駆動ロッド１３の開口端側に、回動抑止部材２０の係合部２０ａを嵌合することが可能な大きさで、矩形状，円形状等の窓孔を穿孔して、嵌合部２６ａ，２６ｂを形成するようにしてもよい。また、回動抑止部材２０の係合部２０ａの形状は、図５で示すように、矩形状（直方体状）のものに限定することなく、嵌合部２６，２６ａ，２６ｂの形状に合わせて適宜変更するようにしてもよい（図１５に円筒状の係合部２０ｃを形成した例を示す）。
【００２６】
次に、前記ナット１９と駆動ロッド１３とを連結する場合について説明する。まず、図６で示すように、ナット１９の先端側（図６の右側）を、図６の矢印方向から駆動ロッド１３の開口端（図６の左側）内部に嵌挿し、前記ナット１９外周に螺設した第２のねじ部２３と、駆動ロッド１３内周に螺設したねじ部２２とを螺合させる。前記のようにナット１９を駆動ロッド１３に螺合させ、その鍔縁２４が駆動ロッド１３の開口端と当接したら、ナット１９の螺合を一旦停止し、この後、ナット１９の螺合状態を必要に応じて調整することにより、図７，８で示すように、ナット１９の凹陥部２５と駆動ロッド１３の嵌合部２６とを合致させ、係止部Ｙを形成する。
【００２７】
つづいて、前記のようにナット１９を、その凹陥部２５と駆動ロッド１３の嵌合部２６とを合致させた状態で前記駆動ロッド１３に螺合したら、図７，８で示すように、回動抑止部材２０を図７，８の矢印方向から駆動ロッド１３の外周面に当接させ、この状態で、前記回動抑止部材２０を更に駆動ロッド１３側に押圧する。このとき、前記回動抑止部材２０は、図９で示すように、その連結板２０ｂの弾性を利用することにより、開口端側を良好に拡開させることができる。
【００２８】
そして、前記回動抑止部材２０の開口端側を拡開した状態で押圧をつづけ、その係合部２０ａがナット１９の凹陥部２５及び駆動ロッド１３の嵌合部２６からなる係止部Ｙと合致する位置に達すると、図１０〜１２で示すように、前記回動抑止部材２０は、その連結板２０ｂの弾性を利用することにより元の形状に復帰し、係合部２０ａが係止部Ｙに係合する。この結果、前記ナット１９と駆動ロッド１３とは、係止部Ｙに係合した回動抑止部材２０の係合部２０ａの存在により回動（空転）することなく簡易に、かつ、強固に連結することができる。
【００２９】
なお、回動抑止部材２０を係止部Ｙに取付ける場合は、回動抑止部材２０の一方の係合部２０ａを一方の係止部Ｙに係合させた後、前記回動抑止部材２０の他方の係合部２０ａ側を、連結板２０ｂの弾性を利用することにより拡開し、この状態で、前記他方の係合部２０ａを他方の係止部Ｙに係合させるようにしてもよい。
【００３０】
次に、図１において、２８はねじ軸１１に取付けた状態で運動変換手段９の軸受筐１７とスラスト軸受１６との間に取付けたホルダー２９に固定したワンウェイクラッチである。３０は前記ホルダー２９の端部（図１の左側）に止着したブレーキシューで、軸受筐１７の端部（図１の右側）に前記ブレーキシュー３０と相対応させて取付けた金属製のブレーキディスク３１に常時摺接されている。
【００３１】
そして、前記ワンウェイクラッチ２８は、回転する対象物（本例ではねじ軸１１）に対して、一方向は対象物と一体となって回転し、他方向は対象物を自由に回転させるように構成されているので、本例ではワンウェイクラッチ２８を図１に示すねじ軸１１に取付けるに場合は、駆動ロッド１３の進出方向にねじ軸１１を回転させようとするときはこれを自由に回転させ、逆に、ねじ軸１１を駆動ロッド１３の後退方向に回転させようとするときはねじ軸１１と一体となって回転するように取付けられている。
【００３２】
従って、駆動ロッド１３を後退させる方向にねじ軸１１を駆動手段６により回動させるときは、前記ワンウェイクラッチ２８を固定したホルダー２９をねじ軸１１と一体的に回動させることにより、前記ホルダー２９に止着したブレーキシュー３０とブレーキディスク３１との間に制動力を発生させながらねじ軸１１の回動を行うもので、この場合、ねじ軸１１は大きな制動力が付与されてその回動を抑制することになる。
【００３３】
更に、図１において、３２はケーシング７の減速手段３を収容する方向に開口した開口端の内側に嵌着されて、軸受筐１７の抜脱を阻止するＣ形リングからなる止輪等の固定部材である。図２において、３３，３３はケーシング７の軸方向と直交する方向に、前記ケーシング７と一体的に形成して突設した電動アクチュエータＡの枢支軸で、中心部には電動アクチュエータＡを枢支するためのねじ孔等の取付孔３４，３４が穿設されている。また、図１において、３５は駆動ロッド１３の先端に設けた取付孔である。
【００３４】
次に、電動アクチュエータＡの動作について説明する。図１３により、電動アクチュエータＡの使用可能な適用例を示す。電動アクチュエータＡは使用に際してその基端側に設けた枢支軸３３，３３を例えば、床面等の固定場所に設けた支持座３６に当接し、この支持座３６からケーシング７に設けた枢支軸３３，３３の取付孔３４に枢支ピン３７を挿着して、電動アクチュエータＡを支持座３６に回動自在に枢支する。また、電動アクチュエータＡ先端の駆動ロッド１３の先端は、操作対象物（例えば、ベッドの背板等）Ｂの枢支部ｆ上端の連結金具３８に、駆動ロッド１３先端の取付孔３５を利用して枢軸３９を挿入することにより駆動可能に連結されている。
【００３５】
電動アクチュエータＡを前記のようにセットして、操作対象物Ｂを図１３に実線で示す傾斜状態から、枢支部ｆを支点として図１３に２点鎖線で示すように垂直に起す場合、駆動ロッド１３とねじ軸１１とを連結するナット１９には、前記駆動ロッド１３を介して、該駆動ロッド１３とナット１９との螺合部（ねじ部２２，２３）に操作対象物Ｂのほぼ全荷重が加わることになる。前記螺合部はナット１９の外周において、その軸方向の全域に形成されているため、前記駆動ロッド１３に加わる荷重は、ナット１９との螺合部において均等に分散されて、部分的に応力の集中を受けることなく良好に受け止めることができる。
【００３６】
このため、前記ナット１９の第１のねじ部２１に台形ねじ１０を介して螺合するねじ軸１１には、ナット１９との螺合部（ねじ部１０，２１）において、駆動ロッド１３に加えられる荷重が直接伝達されるものの、前記のように、ナット１９と駆動ロッド１３との螺合部（ねじ部２３，２２）に前記荷重が均等に分散されて加えられている関係上、ねじ軸１１とナット１９との螺合部全域に、前記荷重に伴う応力が均等に分散した状態で加わることになる。
【００３７】
従って、ナット１９自体が金属に比べて剛性に乏しい合成樹脂により形成されていても、その第１のねじ部２１全域には前記荷重に伴う応力が均等に加わるため、前記第１のねじ部２１はねじ軸１１の台形ねじ１０に対して、応力の集中を回避して前記応力集中に伴う破損及び抱き付き現象を抑制した状態で良好に螺合状態を維持することができる。
【００３８】
電動アクチュエータＡにより、操作対象物Ｂを図１３に実線で示す傾斜状態から、図１３に２点鎖線で示すように垂直に起こすために、駆動手段６の電動機１を起動すると、電動機１の回転は減速手段３にて所定の速度に減速された状態で、前記減速手段３のウォームホイール５に軸着したねじ軸１１に伝達され、前記ねじ軸１１を駆動ロッド１３が進出する方向に回動する。
【００３９】
この場合、即ち、電動機１が起動する前は、操作対象物Ｂからの荷重がねじ軸１１と駆動ロッド１３とを連結するナット１９に加わり、ねじ軸１１の台形ねじ１０とナット１９の第１のねじ部２１との螺合部を密結合しているが、前記電動機１の起動によってねじ軸１１を回転させると、前記ナット１９と駆動ロッド１３とはその螺合部（ねじ部２３，２２）において、駆動ロッド１３から加わる荷重の応力を均等に分散させて、前記螺合部の１点に応力が集中するのを良好に回避して螺合されているので、電動機１からの出力は回転子の回転数が低下するものの、そのまま運動変換手段９のねじ軸１１に低速回転の状態で確実に伝達されてこれを回動し、ナット１９をねじ軸１１の先端側に移動させて駆動ロッド１３を徐々に進出させ、操作対象物Ｂをその枢支点ｆを中心として時計方向に押動し、図１３に実線で示す傾斜状態から、図１３に２点鎖線で示すように垂直状態に起す。
【００４０】
前記のように駆動ロッド１３を進出させる際、前記駆動ロッド１３とねじ軸１１とを駆動連結するナット１９は、駆動ロッド１３に対して、凹陥部２５及び嵌合部２６からなる係止部Ｙに係合する回動抑止部材２０によって回動（空転）不能に取付けられているので、前記駆動ロッド１３が操作対象物Ｂに固定されている状態でも、前記ナット１９は空転することなく、確実にねじ軸１１の回転運動を直線運動に変換して駆動ロッド１３に伝達し、前記駆動ロッド１３を良好に進出させることができる。
【００４１】
また、前記電動機１の起動によって回動するねじ軸１１は、駆動ロッド１３の進出時においてはワンウェイクラッチ２８の機能により制動力を受けないように設定されているので、前記ねじ軸１１は円滑に回動させることができる。
【００４２】
次に、操作対象物Ｂを図１３に２点鎖線で示す垂直状態から、図１３に実線で示すように傾斜させる場合は、電動アクチュエータＡの駆動手段６（電動機１）を前記とは逆方向に回転させればよいが、この場合も前記駆動ロッド１３を進出させるときと同様に、駆動ロッド１３には操作対象物Ｂの荷重が加わっているため、前記ナット１９とねじ軸１１とは、密結合の状態で螺合している。
【００４３】
そして、電動機１を起動してねじ軸１１を回転させると、前記同様にナット１９と駆動ロッド１３とは、駆動ロッド１３に加わる応力を螺合部（ねじ部２３，２２）にて集中するのを効果的に分散させるように螺合されているので、電動機１の起動時、該電動機１の回転数が一時的に低下しても、電動機１の出力はねじ軸１１に低速回転の状態で伝達されてこれを回動し、駆動ロッド１３を図１３に実線で示すように、電動アクチュエータＡ側に後退させ、操作対象物Ｂをその枢支点ｆを中心として反時計方向に引動し、図１３に２点鎖線で示す垂直状態から、図１３に実線で示すように傾斜させる。
【００４４】
操作対象物Ｂを駆動ロッド１３の後退により図１３に実線で示すように傾斜させる際、前記駆動ロッド１３には操作対象物Ｂの全荷重が加わってこれを急速に後退させようとする。しかし、駆動ロッド１３は前記のように大きな負荷が加えられると、その荷重はナット１９を介してねじ軸１１に伝達され、これを図１において左方向に押動し、ブレーキシュー３０をブレーキディスク３１側に強固に押圧するとともに、ねじ軸１１に付設したワンウェイクラッチ２８はホルダー２９をねじ軸１１と一体的に回動させ、前記ホルダー２９に止着したブレーキシュー３０とブレーキディスク３１との間に制動力を発生させるので、駆動ロッド１３は操作対象物Ｂの全荷重を受けても急速に後退せず、制動力が加えられた状態で後退して、操作対象物Ｂを円滑・安全に傾斜させることができる。
【００４５】
また、前記のように駆動ロッド１３を後退させる場合も、前記駆動ロッド１３を進出させるときと同様、ナット１９が回動抑止部材２０を用いて駆動ロッド１３に回動（空転）不能に固定されていることにより、ねじ軸１１の回転運動は前記ナット１９を介して駆動ロッド１３に直線運動として確実に伝達され、前記駆動ロッド１３を良好に後退させることができる。
【００４６】
次に、電動アクチュエータＡのメンテナンス等に際して、前記駆動ロッド１３とナット１９との連結を解除する（分解する）場合は、はじめに、固定筒８ａの基端部とケーシング７との螺合を解いて、前記固定筒８ａを駆動ロッド１３に沿ってケーシング７の開口部８から引抜くことにより、回動抑止部材２０及び係止部Ｙ（即ち、ナット１９の基端側）を現出させる。なお、図１で示すように、ナット１９の基端側（図１の左側）がケーシング７の開口部８内に収容されている場合は、ナット１９とねじ軸１１との螺合状態を調整することにより、ナット１９の基端側をケーシング７の開口部８の外側に現出させる。
【００４７】
つづいて、回動抑止部材２０の開口端側（係合部２０ａ，２０ａ側）を、連結板２０ｂの弾性を利用して拡開することにより、係止部Ｙと係合部２０ａとの係合を１動作で解除し、この状態で、駆動ロッド１３とナット１９との螺合を解くことによって、前記駆動ロッド１３とナット１９とを、簡単・容易に分解することができる。このように、本発明においては、駆動ロッド１３とナット１９とを簡易に分解して、点検・補修等を行うことできるので、大変利便である。
【００４８】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように、ねじ軸と駆動ロッドとをナットにて駆動連結する際、前記ナットはその内側のねじ部でねじ軸と螺合し、駆動ロッドとは外側のねじ部にて螺合させることにより、ねじ軸と駆動ロッドとを駆動連結するように構成したので、駆動ロッドに加わる操作対象物の荷重は、ナットと駆動ロッドとの螺合部全域で受け止めて、この螺合部の特定個所に荷重による応力が集中するのを避けて分散させることが可能となり、この結果、前記応力の集中によってナットの一部が破損したり、ナットの内側のねじ部が前記荷重によってねじ軸の台形ねじに抱き付き現象を生じたりするという問題を良好に抑制・回避することができる。その上、前記のように抱き付き現象が生じるのを回避することができるので、電動アクチュエータの運転中に電動機がロック状態となって焼損事故を誘発するという問題を確実に解決することができる。
【００４９】
しかも、前記のようにナットと駆動ロッドとを、それぞれに螺設したねじ部同士を螺合することにより連結した場合でも、凹陥部と嵌合部とからなる係止部に回動抑止部材を係合させることにより、前記ナットと駆動ロッドとが空転（回動）するのを良好に防ぐことが可能となり、この結果、ナットと駆動ロッドとの螺合が解除されることもないので、ねじ軸の回転運動を前記ナットを介して確実に駆動ロッドに伝達し、前記駆動ロッドを直線往復駆動させることができる。
【００５０】
また、ナットと駆動ロッドとを連結する場合、前記ナットを駆動ロッドに螺合し、凹陥部と嵌合部とを合致させた状態で、前記凹陥部及び嵌合部からなる係止部に、回動抑止部材の係合部を連結板の弾性を利用して１動作で係合させることにより、特別な装置を使用することなく、迅速・容易にナットと駆動ロッドとを空転不能に連結することができる。
【００５１】
更に、本発明の回動抑止部材は、その一対の係合部が、連結板の弾性を利用することにより、ナットの凹陥部と駆動ロッドの嵌合部とを合致させて構成した係止部に対して１動作で着脱可能となっているので、電動アクチュエータのメンテナンス作業等を行うにあたり、前記ナットと駆動ロッドとを分解する場合、従来のように、ナットと駆動ロッドとを簡易に分解することが困難であるという問題が生じることはなく、前記係合部と係止部との係合状態を連結板の弾性を利用して１動作で解除することで、前記ナットと駆動ロッドとを簡易に分解して点検・補修等を行うことができるため、利便である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電動アクチュエータにおいて、駆動ロッドを後退させた状態を示す縦断側面図である。
【図２】電動アクチュエータの平面図である。
【図３】本発明の電動アクチュエータにおいて、駆動ロッドを進出させた状態を示す縦断側面図である。
【図４】駆動手段の要部を切り欠いて示す断面図である。
【図５】回動抑止部材の斜視図である。
【図６】本発明の駆動力連結手段を構成するナットと駆動ロッドとを分解して示す説明図である。
【図７】ナットを駆動ロッドに螺合した状態を示す斜視図である。
【図８】係止部に回動抑止部材を取付ける状態を示す縦断正面図である。
【図９】係止部に回動抑止部材を取付ける途中の状態を示す縦断正面図である。
【図１０】係止部に回動抑止部材を取付けた状態を示す斜視図である。
【図１１】同じく、係止部に回動抑止部材を取付けた状態を示す縦断正面図である。
【図１２】同じく、係止部に回動抑止部材を取付けた状態を示す横断平面図である。
【図１３】電動アクチュエータの適用例を示す説明図である。
【図１４】駆動ロッドの開口端側に形成した嵌合部の他の例を示す縦断側面図である。
【図１５】回動抑止部材の他の例を示す斜視図である。
【図１６】従来の駆動力連結手段を構成するナットと駆動ロッドとを分解して示す説明図である。
【図１７】従来のナットを駆動ロッドに取付ける途中を示す断面図である。
【図１８】従来のナットを駆動ロッドに取付けた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 電動機
３ 減速手段
１１ ねじ軸
１２ 駆動力連結手段
１３ 駆動ロッド
１９ ナット
２０ 回動抑止部材
２０ａ，２０ｃ 係合部
２０ｂ 連結板
２１ 第１のねじ部
２２ ねじ部
２３ 第２のねじ部
２５ 凹陥部
２６，２６ａ，２６ｂ 嵌合部
Ａ 電動アクチュエータ
Ｙ 係止部
Claims (1)
- 回転運動を生じる駆動手段と、この回転運動を直線運動に変換する運動変換手段と、前記運動変換手段により変換された直線運動を出力する出力手段と、前記出力手段及び運動変換手段を駆動可能に連結する駆動力連結手段とを備えて構成した電動アクチュエータにおいて、前記駆動力連結手段は、内側に前記運動変換手段のねじ軸と螺合する第１のねじ部を形成し、かつ、外側に前記出力手段の開口端内側に設けたねじ部の全域と螺合する第２のねじ部を形成したナットからなり、前記ナットの基端側に１８０°の角度間隔を設けて凹設した一対の凹陥部と、前記凹陥部と対応する出力手段の開口端側に形成した一対の嵌合部とを合致させて構成した係止部に、一対の係合部及び前記一対の係合部を連結する薄板状で弾性を具備した連結板からなるＣ字状の回動抑止部材の前記一対の係合部を、連結板の弾性を利用して１動作で着脱可能に係合させ、前記ナットと出力手段とを空転不能に連結するように構成したことを特徴とする電動アクチュエータ。
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