JP6118132B2

JP6118132B2 - Linear actuator

Info

Publication number: JP6118132B2
Application number: JP2013035105A
Authority: JP
Inventors: 中村　雅人; 雅人中村; 雅紀井上; 正俊鈴木; 祐資田嶋; 悠太鈴木; 真也大木
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2013-02-25
Publication date: 2017-04-19
Anticipated expiration: 2033-02-25
Also published as: JP2014074493A

Description

本発明は、直線的な駆動形態を有するリニアアクチュエータに関し、特に、電動モータを用いた送りねじ式のリニアアクチュエータに関する。 The present invention relates to a linear actuator having a linear drive configuration, and more particularly to a feed screw type linear actuator using an electric motor.

医療・介護の分野では、患者や要介護者の寝食等の負担を軽減するため、ベッドの背ボトムや膝ボトムを傾斜・昇降可能に構成した電動式ベッドが広く使用されている。このような電動式ベッドでは、小型で大きな駆動力が得られることから、電動送りねじ式のリニアアクチュエータが用いられている。例えば、特許文献１,２には、電動モータの回転をウォーム・ウォームホイールにて減速しつつ駆動シャフトに伝達し、その回転をボールねじ機構を用いて直線運動に変換してピストンを伸縮させる図９のようなリニアアクチュエータが記載されている。特許文献１のリニアアクチュエータは、ベッドの背ボトムのリクライニングに使用され、ベッドのリンク機構に接続される。そして、アクチュエータ１０１のピストン１０２が伸びると、リンク機構が広がり、ベッドの背ボトムが起き上がって傾斜状態となる（図１（ｂ）参照）。また、ピストンが縮むと、リンク機構が畳まれ、背ボトムが水平位置に倒されてベッドが平面状態となる（図１（ａ）参照）。 In the medical / nursing care field, an electric bed in which the back bottom and knee bottom of the bed can be tilted and raised is widely used in order to reduce the burden of sleeping and eating on patients and care recipients. In such an electric bed, an electric feed screw type linear actuator is used because it is small and provides a large driving force. For example, in Patent Documents 1 and 2, the rotation of an electric motor is transmitted to a drive shaft while being decelerated by a worm / worm wheel, and the rotation is converted into a linear motion using a ball screw mechanism to expand and contract a piston. A linear actuator such as 9 is described. The linear actuator of patent document 1 is used for reclining the back bottom of the bed, and is connected to the link mechanism of the bed. Then, when the piston 102 of the actuator 101 is extended, the link mechanism is expanded, and the back bottom of the bed is raised to be in an inclined state (see FIG. 1B). When the piston contracts, the link mechanism is folded, the back bottom is brought down to the horizontal position, and the bed is in a flat state (see FIG. 1A).

一方、図９のようなリニアアクチュエータ１０１では、ピストン１０２等が収容されるハウジングが、モータ側フレーム１０３ａと、カバー側フレーム１０３ｂに２分割されている。モータ側フレーム１０３ａには、モータ１０４のアーマチュアシャフト１０５の中間部を支持する軸受１０６が収容され、カバー側フレーム１０３ｂには、同シャフトの一端側を支持する軸受１０７が収容されている。また、モータ１０４のアーマチュアシャフト１０５にはウォーム１０８が形成されている。これに対し、ピストン１０２を伸縮させるためのボールねじ機構のシャフト１０９には、図示しないウォームホイールが取り付けられている。ウォームホイールはウォーム１０８と噛合しており、モータ１０４の回転は、これらのギヤによってシャフト１０９に伝達される。 On the other hand, in the linear actuator 101 as shown in FIG. 9, the housing in which the piston 102 and the like are accommodated is divided into a motor side frame 103a and a cover side frame 103b. The motor side frame 103a accommodates a bearing 106 that supports an intermediate portion of the armature shaft 105 of the motor 104, and the cover side frame 103b accommodates a bearing 107 that supports one end of the shaft. A worm 108 is formed on the armature shaft 105 of the motor 104. On the other hand, a worm wheel (not shown) is attached to a shaft 109 of a ball screw mechanism for expanding and contracting the piston 102. The worm wheel meshes with the worm 108, and the rotation of the motor 104 is transmitted to the shaft 109 by these gears.

特開2007-187279号公報JP 2007-187279 A 特開2005-188534号公報JP 2005-188534 A

ところが、図９のようなリニアアクチュエータ１０１においては、２分割されたフレーム１０３ａ,１０３ｂのそれぞれに軸受１０６,１０７が配置される構造となっているため、各フレームの精度や組み付け時のズレなどにより、軸受１０６,１０７間に芯ズレが生じたり、アーマチュアシャフト１０５の平行度等が低下したりする、という問題があった。軸受間の芯ズレや軸精度の低下が生じると、ウォーム１０８とウォームホイールの間の噛み合せが悪化し、リニアアクチュエータの騒音レベルが悪化したり、周期音や異音等が発生したりするなどの問題があった。 However, the linear actuator 101 as shown in FIG. 9 has a structure in which the bearings 106 and 107 are disposed in the two divided frames 103a and 103b, respectively. There has been a problem that a misalignment occurs between the bearings 106 and 107, and the parallelism of the armature shaft 105 decreases. If there is a misalignment between the bearings or a decrease in shaft accuracy, the meshing between the worm 108 and the worm wheel will deteriorate, the noise level of the linear actuator will deteriorate, periodic noise, abnormal noise, etc. will occur. There was a problem.

また、ウォーム１０８とウォームホイールの噛合により、正逆回転するアーマチュアシャフト１０５には、軸方向にスラスト荷重が発生する。このため、モータ１０４では、ヨーク側の軸受部として、ヨーク端面にスラストプレート１１１を圧入固定すると共に、アーマチュアシャフト１０５の端面にスチールボール１１２を配置し、ヨーク側にかかるスラスト荷重を受けている。また、ウォームギヤ側にかかるスラスト荷重は、軸受１０６のウォームギヤ側に、ワッシャ１１３とスプリングワッシャ１１４を挿入してそれを受けている。しかしながら、各荷重受け部分には、アーマチュアの回転を確保するクリアランスを設けなければならず、正逆転するアーマチュアは回転方向によって荷重方向が変化し、このときに荷重受け部分の部材が当接し、叩き音が発生するという問題もあった。 Further, due to the meshing of the worm 108 and the worm wheel, a thrust load is generated in the axial direction on the armature shaft 105 that rotates forward and backward. Therefore, in the motor 104, the thrust plate 111 is press-fitted and fixed to the end surface of the yoke as a bearing portion on the yoke side, and the steel ball 112 is disposed on the end surface of the armature shaft 105 to receive the thrust load applied to the yoke side. The thrust load on the worm gear side is received by inserting a washer 113 and a spring washer 114 on the worm gear side of the bearing 106. However, each load receiving part must be provided with a clearance to ensure the rotation of the armature, and the armature that rotates forward and reverse changes the load direction depending on the rotation direction. There was also a problem that sound was generated.

本発明の目的は、リニアアクチュエータにおけるモータのアーマチュア軸の取付精度を向上させ、騒音レベルの低下や、周期音・異音等の発生を抑えることにある。また、本発明の他の目的は、モータのスラスト荷重を受ける部分の構成を簡素化し、製造コストの削減を図ると共に、荷重受け部分のクリアランスを小さくし、反転音不具合の発生を抑えることにある。 An object of the present invention is to improve the mounting accuracy of the armature shaft of the motor in the linear actuator, and to suppress the reduction of the noise level and the generation of periodic sounds and abnormal sounds. Another object of the present invention is to simplify the structure of the portion that receives the thrust load of the motor, to reduce the manufacturing cost, and to reduce the clearance of the load receiving portion and to suppress the occurrence of reversal noise problems. .

本発明のリニアアクチュエータは、雄ねじ部を有するシャフトと、該シャフトに対しモータの回転を減速して伝達するウォーム及びウォームホイールと、前記ウォーム及びウォームホイールを収容するハウジングと、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スクリューナットと、該スクリューナットに固定され、前記シャフトの回転に伴って進退するピストンチューブと、を備え、前記シャフトの回転に伴い、前記ピストンチューブが前記スクリューナットと共に軸方向に移動し、該ピストンチューブが前記ハウジングに対して進退するリニアアクチュエータであって、前記ハウジングは、前記モータのアーマチュアシャフトに沿った方向で、かつ、前記ピストンチューブにも平行な方向に沿って該ハウジングを分割して設けられた第１及び第２フレームからなり、前記第１フレームには、前記モータが取り付けられると共に、前記アーマチュアシャフトに接続され前記モータによって回転駆動される回転軸を回転自在に支持する第１軸受と第２軸受が共に配置され、前記第１フレームは、前記ピストンチューブを備えるピストンユニットを収容するピストンユニット収容部と、前記ウォームホイールを備える動力伝達機構を収容する機構収容部を有することを特徴とする
The linear actuator according to the present invention includes a shaft having a male screw portion, a worm and a worm wheel that transmits the rotation of the motor at a reduced speed to the shaft, a housing that houses the worm and the worm wheel, and a threaded engagement with the male screw portion A screw nut that advances and retreats by forward and reverse rotation of the shaft, and a piston tube that is fixed to the screw nut and advances and retreats as the shaft rotates. A linear actuator that moves in the axial direction together with the screw nut, and the piston tube moves forward and backward with respect to the housing, the housing being in a direction along the armature shaft of the motor and parallel to the piston tube. Separating the housing along the direction And a first and a second frame which is provided, wherein the first frame, together with the motor is mounted, the rotatably supports the rotary shaft which is rotatably driven by said motor is connected to the armature shaft 1 bearing and 2nd bearing are arrange | positioned together, and the said 1st flame | frame has a mechanism accommodation part which accommodates the piston unit accommodating part which accommodates the piston unit provided with the said piston tube, and the power transmission mechanism provided with the said worm wheel. Characterized by

本発明にあっては、リニアアクチュエータのハウジングを、モータのアーマチュアシャフトに沿った方向で、かつ、ピストンチューブにも平行な方向に沿って分割して第１フレームと第２フレームを形成し、その第１フレームにモータを取り付けると共に、モータによって回転駆動される回転軸を回転自在に支持する第１軸受と第２軸受を共に第１フレームに配置する。これにより、回転軸は、同じフレーム内に配置される軸受によって支持される形となり、第１フレームと第２フレームを組み付ける際に生じる誤差等によって、軸受間に位置ズレが生ぜず、軸受間の芯ズレや軸精度の低下に伴う騒音レベルの悪化や周期音、異音等の発生が抑えられる。 In the present invention, the linear actuator housing is divided along the direction along the armature shaft of the motor and along the direction parallel to the piston tube to form the first frame and the second frame. A motor is attached to the first frame, and a first bearing and a second bearing that rotatably support a rotating shaft that is driven to rotate by the motor are both disposed on the first frame. As a result, the rotating shaft is supported by a bearing disposed in the same frame, and there is no positional deviation between the bearings due to errors or the like caused when the first frame and the second frame are assembled. It is possible to suppress the deterioration of the noise level and the generation of periodic sounds and abnormal sounds due to the misalignment and the decrease in shaft accuracy.

前記リニアアクチュエータにおいて、前記第１フレームに、前記第１軸受を収容保持する第１軸受取付部と、前記第２軸受を収容保持する第２軸受取付部とを設け、前記第１軸受取付部に、前記第１軸受の軸方向の一方向への移動を規制し、前記ウォームの回転に伴い前記アーマチュアシャフトに加わるスラスト荷重を受け止めるストッパを取り付けても良い。また、前記第１フレームの前記第２フレームとの分割面に、該分割面側から前記ストッパが取り付け可能なストッパ取付部を設けても良い。さらに、当該リニアアクチュエータに、前記第１フレームに固定され前記シャフトの回転角度を検出するポテンショユニットを設けると共に、前記ストッパを前記ポテンショユニットの背後に配置し、前記ポテンショユニットによって前記ストッパを抜け止めするようにしても良い。
In the linear actuator, the first frame is provided with a first bearing mounting portion that houses and holds the first bearing, and a second bearing mounting portion that houses and holds the second bearing, and the first bearing mounting portion includes A stopper that restricts the movement of the first bearing in one axial direction and receives a thrust load applied to the armature shaft as the worm rotates may be attached. Moreover, you may provide the stopper attachment part which can attach the said stopper from this division surface side in the division surface with the said 2nd frame of a said 1st frame. Further, the linear actuator is provided with a potentiometer unit that is fixed to the first frame and detects the rotation angle of the shaft, and the stopper is disposed behind the potentiometer unit, and the stopper prevents the stopper from coming off. You may do it.

前記第１軸受と前記第２軸受は、前記回転軸に形成された前記ウォームを挟んで、該ウォームの軸方向両側にそれぞれ配置される軸受であっても良い。また、前記第１フレームに前記モータを取り付けたとき、前記回転軸に形成された前記ウォームが、前記第１及び第２フレームの分割面に臨んで配置されるウォーム開口部を前記第１フレームに設けても良い。
The first bearing and the second bearing may be bearings arranged on both sides of the worm in the axial direction with the worm formed on the rotating shaft interposed therebetween. In addition, when the motor is attached to the first frame, the worm opening formed on the rotating shaft is arranged to face the dividing surface of the first and second frames. It may be provided.

本発明のリニアアクチュエータによれば、電動モータを用いた送りねじ式のリニアアクチュエータにおいて、リニアアクチュエータのハウジングを、モータのアーマチュアシャフトに沿った方向で、かつ、ピストンチューブにも平行な方向に沿って分割して第１フレームと第２フレームを形成し、その第１フレームにモータを取り付けると共に、モータによって回転駆動される回転軸を回転自在に支持する第１軸受と第２軸受を共に第１フレームに配置するようにしたので、同じフレーム内の第１及び第２軸受によって回転軸を支持することが可能となる。このため、第１フレームと第２フレームの精度や、両フレームを組み付ける際に生じる誤差等によって、軸受間に位置ズレが生じるという事態を回避することができ、軸受間の芯ズレや軸精度の低下に伴う騒音レベルの悪化や周期音、異音等の発生を抑えることが可能となる。 According to the linear actuator of the present invention, in a feed screw type linear actuator using an electric motor, the housing of the linear actuator is arranged along a direction along the armature shaft of the motor and in a direction parallel to the piston tube. A first frame and a second frame are divided to form a first frame, a motor is attached to the first frame, and a first bearing and a second bearing that rotatably support a rotating shaft that is rotated by the motor are both the first frame. Therefore, the rotary shaft can be supported by the first and second bearings in the same frame. For this reason, it is possible to avoid the occurrence of misalignment between the bearings due to the accuracy of the first frame and the second frame, errors caused when the both frames are assembled, and the like. It becomes possible to suppress the deterioration of the noise level and the generation of periodic sounds, abnormal sounds and the like due to the decrease.

ストッパでアーマチュアシャフトへ固定した軸受を第１フレームの軸受ハウジング端面に押し付ける構造とし、アーマチュアシャフトの軸方向への移動を規制することにより、従来のリニアアクチュエータのように、モータヨークの端面にスラストプレートを設けたり、アーマチュアシャフトの端面にスチールボールを配置したりする必要がなく、部品点数を削減できると共に、スラストプレート圧入のためヨークに施していた平面出し加工や、スチールボールを挿入するためのアーマチュアシャフトへの孔加工を省くことが可能となる。また、従来、スラスト荷重を受けるべく、軸受に隣接して挿入されていたワッシャやスプリングワッシャを廃止でき、スラスト方向のクリアランス調整も省くことができる。このため、部品点数やアクチュエータの組付工数を削減することができ、製品コストの低減を図ることが可能となる。さらに、従来よりもスラスト方向のクリアランスを詰めることもなくすこともでき、スラスト荷重に伴う反転音を低減させることも可能となる。 The bearing fixed to the armature shaft with a stopper is pressed against the end face of the bearing housing of the first frame. By restricting the movement of the armature shaft in the axial direction, the thrust plate is attached to the end face of the motor yoke like a conventional linear actuator. It is possible to reduce the number of parts, and the flattening processing applied to the yoke for thrust plate press-in and the armature to insert the steel ball is not required to install the steel ball on the end face of the armature shaft It becomes possible to omit the drilling of the shaft. Further, conventionally, a washer and a spring washer inserted adjacent to the bearing to receive a thrust load can be eliminated, and a clearance adjustment in the thrust direction can be omitted. For this reason, it is possible to reduce the number of parts and the number of assembly steps of the actuator, and it is possible to reduce the product cost. Furthermore, it is possible to eliminate the clearance in the thrust direction as compared with the conventional case, and it is possible to reduce the reversal sound caused by the thrust load.

本発明の一実施形態であるリニアアクチュエータの使用状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the use condition of the linear actuator which is one Embodiment of this invention. 図１のリニアアクチュエータの全体構造を示す平面図である。It is a top view which shows the whole linear actuator structure of FIG. 図１のリニアアクチュエータの正面図である。It is a front view of the linear actuator of FIG. 図２のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図である。It is an expanded sectional view along the AA line of FIG. スクリューナットとピストンチューブを固定する構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure which fixes a screw nut and a piston tube. 図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the BB line of FIG. モータユニットの組み付け状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the assembly | attachment state of a motor unit. 動力伝達機構の構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of a power transmission mechanism. 従来のリニアアクチュエータの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the conventional linear actuator.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態であるリニアアクチュエータ１の使用状態を示す説明図、図２はリニアアクチュエータ１の全体構造を示す平面図、図３は同正面図、図４は図２のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図である。本発明によるリニアアクチュエータ１は、電動モータを用いた送りねじ式のアクチュエータであり、医療・介護用ベッド２（以下、ベッド２と略記する）の背部の寝床（背ボトム３）を起立・倒伏させるための駆動源として使用される。リニアアクチュエータ１は、ベッド２のフレーム４に取り付けられ、ベッド下に配置される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view showing a use state of a linear actuator 1 according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing the entire structure of the linear actuator 1, FIG. 3 is a front view thereof, and FIG. It is an expanded sectional view along the -A line. The linear actuator 1 according to the present invention is a feed screw type actuator using an electric motor, and stands and lies down on a bed (back bottom 3) on the back of a medical / care bed 2 (hereinafter abbreviated as bed 2). Used as a driving source for. The linear actuator 1 is attached to the frame 4 of the bed 2 and is disposed under the bed.

図２に示すように、リニアアクチュエータ１は、本体ハウジング５と、モータユニット６、及び、ピストンユニット７を備えた構成となっている。リニアアクチュエータ１は、図１に示すように、本体ハウジング５が固定側、ピストンユニット７が自由端側となった状態でベッド２に取り付けられる。本体ハウジング５は、クレビス８を介してフレーム４に取り付けられる。クレビス８は、アクチュエータ支持軸９（以下、支持軸９と略記する）を中心として、フレーム４に対し回転自在に取り付けられている。ピストンユニット７には、ピストンチューブ１０が出没自在に取り付けられている。ピストンチューブ１０は、背ボトム３を起立・倒伏させるためのリンク１１に接続されている。ピストンチューブ１０は、リンク接続軸１２を中心として、リンク１１に対し回転自在に取り付けられている。 As shown in FIG. 2, the linear actuator 1 includes a main body housing 5, a motor unit 6, and a piston unit 7. As shown in FIG. 1, the linear actuator 1 is attached to the bed 2 with the main body housing 5 on the fixed side and the piston unit 7 on the free end side. The main body housing 5 is attached to the frame 4 via a clevis 8. The clevis 8 is rotatably attached to the frame 4 around an actuator support shaft 9 (hereinafter abbreviated as a support shaft 9). A piston tube 10 is attached to the piston unit 7 so as to be able to appear and retract. The piston tube 10 is connected to a link 11 for raising and lowering the back bottom 3. The piston tube 10 is rotatably attached to the link 11 around the link connection shaft 12.

図１（ａ）に示すように、ベッド２は、ピストンチューブ１０が縮んだ状態では、背ボトム３が水平に倒伏されている。一方、ピストンチューブ１０が伸びると、背ボトム３は、図１（ｂ）に示すように、背ボトム３は起立した状態となる。背ボトム３は、ピストンチューブ１０の伸長量に応じて起立傾斜角度が変化する。リニアアクチュエータ１を適宜制御することにより、背ボトム３は任意の角度にて停止・保持可能となっている。ベッドの使用者や介護者は、図示しないスイッチを操作することにより、背ボトム３を所望の角度に調整できる。 As shown in FIG. 1 (a), the bed 2 has the back bottom 3 lying down horizontally when the piston tube 10 is contracted. On the other hand, when the piston tube 10 is extended, the back bottom 3 is in an upright state as shown in FIG. The back tilt angle of the back bottom 3 changes according to the extension amount of the piston tube 10. The back bottom 3 can be stopped and held at an arbitrary angle by appropriately controlling the linear actuator 1. The user or caregiver of the bed can adjust the back bottom 3 to a desired angle by operating a switch (not shown).

図２,３に示すように、本体ハウジング５の側面には、動力源であるモータユニット６が取り付けられている。また、本体ハウジング５の図中右端側には、ピストンユニット７が取り付けられている。さらに、本体ハウジング５の図中左端側には、クレビス８が取り付けられている。クレビス８には軸孔１３が設けられており、この軸孔１３には支持軸９が挿入される。これにより、本体ハウジング５は、フレーム４に回転自在に取り付けられる。また、ピストンチューブ１０の先端部には軸孔１４が設けられている。軸孔１４には、リンク接続軸１２が挿入される。リンク接続軸１２により、ピストンユニット７は、リンク１１に対し回転自在に取り付けられる。 As shown in FIGS. 2 and 3, a motor unit 6 as a power source is attached to the side surface of the main body housing 5. A piston unit 7 is attached to the right end side of the main body housing 5 in the drawing. Furthermore, a clevis 8 is attached to the left end side of the main body housing 5 in the figure. A shaft hole 13 is provided in the clevis 8, and a support shaft 9 is inserted into the shaft hole 13. Thereby, the main body housing 5 is rotatably attached to the frame 4. A shaft hole 14 is provided at the tip of the piston tube 10. The link connection shaft 12 is inserted into the shaft hole 14. The piston unit 7 is rotatably attached to the link 11 by the link connecting shaft 12.

本体ハウジング５は直方体状に形成されている。図３,４に示すように、本体ハウジング５は、ピストンチューブ１０の中心軸方向に沿って、図３において上下方向に二分割されており、本体ハウジング５の下側はモータ側フレーム１５（第１フレーム）、上側はカバー側フレーム１６（第２フレーム）となっている（以下、それぞれフレーム１６，フレーム１５と略記する）。本体ハウジング５は、フレーム１５,１６を組み合わせた構造となっている。フレーム１５,１６は共に合成樹脂にて形成されており、ねじ１８によって締結されている。両フレーム１５,１６の円筒部には、フレーム１５,１６が分離しないように、金属製のフレームリング３７が装着されている。 The main body housing 5 is formed in a rectangular parallelepiped shape. As shown in FIGS. 3 and 4, the main body housing 5 is divided into two in the vertical direction in FIG. 3 along the direction of the central axis of the piston tube 10. 1 frame), the upper side is a cover side frame 16 (second frame) (hereinafter abbreviated as frame 16 and frame 15 respectively). The main body housing 5 has a structure in which the frames 15 and 16 are combined. Both the frames 15 and 16 are made of synthetic resin and fastened by screws 18. A metal frame ring 37 is attached to the cylindrical portions of both the frames 15 and 16 so that the frames 15 and 16 are not separated.

本発明によるリニアアクチュエータ１では、図９のような従来のリニアアクチュエータ１０１とは、フレームの分割方向が９０°異なっている。すなわち、従来、図２において紙面と垂直な方向（図３においては紙面と平行な方向：図９参照)にハウジングを分割していたのに対し、リニアアクチュエータ１では、ハウジング５を紙面と平行な方向（図３においては紙面と垂直な方向)に分割する形で両フレーム１５,１６を設けている。 The linear actuator 1 according to the present invention differs from the conventional linear actuator 101 as shown in FIG. 9 in the frame dividing direction by 90 °. That is, the housing is conventionally divided in a direction perpendicular to the paper surface in FIG. 2 (direction parallel to the paper surface in FIG. 3; see FIG. 9), whereas in the linear actuator 1, the housing 5 is parallel to the paper surface. Both frames 15 and 16 are provided so as to be divided in a direction (a direction perpendicular to the paper surface in FIG. 3).

クレビス８は、両フレーム１５,１６に挟み込まれる形でクレビス取付部１７に取り付けられている。クレビス８は、正方形状に形成されたフランジ部８ａを有しており、クレビス取付部１７には、このフランジ部８ａが挿入・挟持される。リニアアクチュエータ１では、フランジ部８ａの取付方向を変えることにより、軸孔１３を垂直方向・水平方向の何れにも設定でき、取付自由度の向上が図られている。 The clevis 8 is attached to the clevis attachment portion 17 so as to be sandwiched between the frames 15 and 16. The clevis 8 has a flange portion 8 a formed in a square shape, and the flange portion 8 a is inserted and clamped in the clevis mounting portion 17. In the linear actuator 1, by changing the mounting direction of the flange portion 8a, the shaft hole 13 can be set in either the vertical direction or the horizontal direction, and the degree of mounting freedom is improved.

図４に示すように、本体ハウジング５内には、ピストンユニット収容部１９と機構収容部２０が設けられている。ピストンユニット収容部１９内には、ピストンユニット７の左端側が収容・固定されている。ピストンユニット７は、金属製の補強パイプ２２と、合成樹脂製の支持パイプ２３、及び、ピストンチューブ１０を有している。機構収容部２０には、モータユニット６からの回転動力をピストンチューブ１０に伝達するための動力伝達機構２１が収容されている。動力伝達機構２１は、ウォームホイール４１と、カップリング４２、クラッチケース４３、ワンウエイクラッチ４４（以下、クラッチ４４と略記する）、及び、ブレーキユニット４５を備えている。 As shown in FIG. 4, a piston unit housing portion 19 and a mechanism housing portion 20 are provided in the main body housing 5. In the piston unit housing part 19, the left end side of the piston unit 7 is housed and fixed. The piston unit 7 includes a metal reinforcement pipe 22, a synthetic resin support pipe 23, and the piston tube 10. A power transmission mechanism 21 for transmitting the rotational power from the motor unit 6 to the piston tube 10 is housed in the mechanism housing portion 20. The power transmission mechanism 21 includes a worm wheel 41, a coupling 42, a clutch case 43, a one-way clutch 44 (hereinafter abbreviated as a clutch 44), and a brake unit 45.

ピストンユニット７の補強パイプ２２は円筒状に形成されている。補強パイプ２２の一端側は、両フレーム１５,１６の間に挟み込まれる形で支持・固定されている。補強パイプ２２内には、円筒形の支持パイプ２３が挿入されている。支持パイプ２３の先端部には、合成樹脂製のプラグ２４が装着されている（一体に設けても良い）。プラグ２４の外側には、金属製のキャップ２５が取り付けられている。支持パイプ２３内には、円筒状に形成されたピストンチューブ１０とシャフト２６が収容されている。シャフト２６の左端部には、ベアリングアダプタ２７が取り付けられている。シャフト２６は、ベアリングアダプタ２７を介して、ベアリング２８に取り付けられる。ベアリング２８は、本体ハウジング５内に取り付けられている。シャフト２６は、ベアリング２８によって、本体ハウジング５内に回転自在に支持される。シャフト２６には、ベアリングアダプタ２７の抜け止めとして、ワッシャ７２及びナット７３が取り付けられている。これにより、ピストンチューブ１０が外力で引っ張られても抜け出ない構造となる。 The reinforcing pipe 22 of the piston unit 7 is formed in a cylindrical shape. One end side of the reinforcing pipe 22 is supported and fixed so as to be sandwiched between the frames 15 and 16. A cylindrical support pipe 23 is inserted into the reinforcement pipe 22. A synthetic resin plug 24 is attached to the tip of the support pipe 23 (may be provided integrally). A metal cap 25 is attached to the outside of the plug 24. A piston tube 10 and a shaft 26 that are formed in a cylindrical shape are accommodated in the support pipe 23. A bearing adapter 27 is attached to the left end portion of the shaft 26. The shaft 26 is attached to the bearing 28 via a bearing adapter 27. The bearing 28 is attached in the main body housing 5. The shaft 26 is rotatably supported in the main body housing 5 by a bearing 28. A washer 72 and a nut 73 are attached to the shaft 26 to prevent the bearing adapter 27 from coming off. Thereby, even if the piston tube 10 is pulled by an external force, the structure does not come out.

シャフト２６には雄ねじ部２６ａが形成されている。この雄ねじ部２６ａにはスクリューナット２９が取り付けられている。雄ねじ部２６ａの長さは、従来のアクチュエータと同様の長さになっている。従って、リニアアクチュエータ１は、アクチュエータとしては、従来と同様の機能（背ボトム３の起立・倒伏）を発揮し得るようになっている。スクリューナット２９の内側には、雄ねじ部２６ａと螺合する雌ねじ部３３が形成されている。スクリューナット２９は、シャフト２６の雄ねじ部２６ａに、進退自在に螺合装着される。 The shaft 26 is formed with a male screw portion 26a. A screw nut 29 is attached to the male screw portion 26a. The length of the male thread portion 26a is the same as that of the conventional actuator. Therefore, the linear actuator 1 can exhibit the same function as the conventional actuator (standing up / down of the back bottom 3) as an actuator. Inside the screw nut 29, a female screw portion 33 that is screwed with the male screw portion 26a is formed. The screw nut 29 is screwed to the male thread portion 26a of the shaft 26 so as to be able to advance and retreat.

図５に示すように、スクリューナット２９は、軸方向から装着されるスクリューナットアダプタ３０（以下、アダプタ３０と略記する）によって、ピストンチューブ１０に固定される。アダプタ３０は合成樹脂にて形成されており、同じく合成樹脂製のスクリューナット２９に回り止めされた状態で取り付けられる。アダプタ３０は、リング部３１と、リング部３１から軸方向に突出形成された爪部３２とから構成されている。リング部３１には、アダプタ３０−ピストンチューブ１０間、アダプタ３０−スクリューナット２９間、アダプタ３０−支持パイプ２３間の３つの回り止め部（アダプタ３０−ピストンチューブ１０間の抜け止め部も含む）が一体に形成されている。つまり、アダプタ３０は、アダプタ３０とピストンチューブ１０の間などの回り止めを図りつつ、抜け止めも同時に行えるようになっている。 As shown in FIG. 5, the screw nut 29 is fixed to the piston tube 10 by a screw nut adapter 30 (hereinafter abbreviated as “adapter 30”) mounted from the axial direction. The adapter 30 is made of a synthetic resin and is attached to the screw nut 29 made of the same synthetic resin while being prevented from rotating. The adapter 30 includes a ring portion 31 and a claw portion 32 that is formed so as to protrude from the ring portion 31 in the axial direction. The ring portion 31 includes three detent portions between the adapter 30 and the piston tube 10, between the adapter 30 and the screw nut 29, and between the adapter 30 and the support pipe 23 (including a retaining portion between the adapter 30 and the piston tube 10). Are integrally formed. That is, the adapter 30 can be prevented from coming off at the same time as preventing rotation between the adapter 30 and the piston tube 10.

スクリューナット２９は、フランジ部２９ａとボス部２９ｂを備えている。フランジ部２９ａの外周には凸部８１が形成されている。スクリューナット２９は、フランジ部２９ａがピストンチューブ１０の端部に当接した状態となるように、ピストンチューブ１０内に挿入される。アダプタ３０は、ピストンチューブ１０に取り付けられた状態のスクリューナット２９に軸方向から装着される。リング部３１内周には、凹部８２が形成されている。スクリューナット２９の凸部８１をこの凹部８２に嵌合させることにより、スクリューナット２９の図５中左端部にアダプタ３０が回り止め固定される。 The screw nut 29 includes a flange portion 29a and a boss portion 29b. A convex portion 81 is formed on the outer periphery of the flange portion 29a. The screw nut 29 is inserted into the piston tube 10 so that the flange portion 29a is in contact with the end portion of the piston tube 10. The adapter 30 is attached to the screw nut 29 attached to the piston tube 10 from the axial direction. A recess 82 is formed on the inner periphery of the ring portion 31. By fitting the convex portion 81 of the screw nut 29 into the concave portion 82, the adapter 30 is fixed to the left end portion of the screw nut 29 in FIG.

爪部３２の先端には、突起３２ａが径方向内側に向けて突設されている。これに対し、ピストンチューブ１０の端部には貫通孔１０ａが形成されている。スクリューナット２９にアダプタ３０を装着する際には、貫通孔１０ａに突起３２ａを嵌合させる。これにより、アダプタ３０は、スクリューナット２９に回り止めされつつ、軸方向に抜け止めされる。従って、スクリューナット２９は、アダプタ３０によって、ピストンチューブ１０に回り止め・抜け止めされた状態で接続される。このように、リニアアクチュエータ１では、ピストンチューブ１０とアダプタ３０との間は突起３２ａと貫通孔１０ａによって、また、スクリューナット２９とアダプタ３０との間は凸部８１と凹部８２によって、それぞれ軸方向にずれた位置で別個に固定される。 At the tip of the claw portion 32, a protrusion 32a protrudes radially inward. On the other hand, a through hole 10 a is formed at the end of the piston tube 10. When the adapter 30 is attached to the screw nut 29, the protrusion 32a is fitted into the through hole 10a. Thereby, the adapter 30 is prevented from coming off in the axial direction while being prevented from rotating by the screw nut 29. Therefore, the screw nut 29 is connected to the piston tube 10 by the adapter 30 in a state of being prevented from being rotated or detached. As described above, in the linear actuator 1, the projection 32a and the through hole 10a are provided between the piston tube 10 and the adapter 30, and the projection 81 and the recess 82 are provided between the screw nut 29 and the adapter 30 in the axial direction. It is fixed separately at a position shifted to.

爪部３２の基部には嵌合溝３８が形成されている。嵌合溝３８は、支持パイプ２３
の内周に形成され軸方向に延びる突条部８３と嵌合している。突条部８３は、嵌合溝３８及び爪部３２の外周面３２ｂと摺接する。これにより、アダプタ３０は、支持パイプ２３内に回り止めされた状態で、軸方向に移動自在に配置される。この場合、アダプタ３０は、スクリューナット２９に回り止め固定されている。従って、スクリューナット２９は、アダプタ３０を介して支持パイプ２３内に摺動自在に保持される。 A fitting groove 38 is formed at the base of the claw portion 32. The fitting groove 38 is formed on the support pipe 23.
Is fitted with a protrusion 83 that is formed on the inner periphery and extends in the axial direction. The protruding portion 83 is in sliding contact with the fitting groove 38 and the outer peripheral surface 32 b of the claw portion 32. As a result, the adapter 30 is disposed so as to be movable in the axial direction in a state in which the adapter 30 is prevented from rotating in the support pipe 23. In this case, the adapter 30 is fixed to the screw nut 29 so as not to rotate. Accordingly, the screw nut 29 is slidably held in the support pipe 23 via the adapter 30.

シャフト２６の回転に伴って、スクリューナット２９とピストンチューブ１０は一体となって軸方向に移動する。ここでは、ピストンチューブ１０が伸びる（前進する）方向にシャフト２６が回転する場合を「正回転」と称する。また、ピストンチューブ１０が縮む（後退する）方向に回転する場合を「逆回転」と称する。従って、シャフト２６が正回転方向に回転するとピストンチューブ１０が伸長し、シャフト２６が逆回転方向に回転するとピストンチューブ１０が縮小する。 As the shaft 26 rotates, the screw nut 29 and the piston tube 10 move together in the axial direction. Here, the case where the shaft 26 rotates in the direction in which the piston tube 10 extends (advances) is referred to as “forward rotation”. The case where the piston tube 10 rotates in the contracting (retreating) direction is referred to as “reverse rotation”. Accordingly, when the shaft 26 rotates in the forward rotation direction, the piston tube 10 extends, and when the shaft 26 rotates in the reverse rotation direction, the piston tube 10 contracts.

前述のように、本体ハウジング５の側面には、モータ３４が内蔵されたモータユニット６が取り付けられている。モータ３４のアーマチュアシャフト（回転軸）３５は、本体ハウジング５の内部に挿入されており、機構収容部２０内に延びている。アーマチュアシャフト３５の外周にはウォーム３６が形成されている。ウォーム３６は、動力伝達機構２１のウォームホイール４１に噛合している。図６は図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図、図７はモータユニット６の組み付け状態を示す説明図である。図６に示すように、リニアアクチュエータ１では、ウォーム３６を挟んで配置される軸受８５,８６が共にフレーム１５内に設けられている。 As described above, the motor unit 6 including the motor 34 is attached to the side surface of the main body housing 5. An armature shaft (rotating shaft) 35 of the motor 34 is inserted into the main body housing 5 and extends into the mechanism housing portion 20. A worm 36 is formed on the outer periphery of the armature shaft 35. The worm 36 meshes with the worm wheel 41 of the power transmission mechanism 21. 6 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 2, and FIG. 7 is an explanatory view showing an assembled state of the motor unit 6. As shown in FIG. As shown in FIG. 6, in the linear actuator 1, bearings 85 and 86 arranged with the worm 36 interposed therebetween are both provided in the frame 15.

ここで、図９のような従来のリニアアクチュエータ１０１では、前述のように、軸受１０６,１０７が異なるフレーム１０３ａ,１０３ｂに配置されている。これは、従来のリニアアクチュエータは、図２において紙面と垂直な方向にハウジングを切って２つのフレーム１０３ａ,１０３ｂを分割形成しているため、アーマチュアシャフト１０５の軸受を両フレームに分けて配置せざるを得ないからである。このため、フレーム精度や組み付け時のズレなどにより、軸受間に芯ズレが生じる場合があり、騒音や異音などの問題が生じていた。 Here, in the conventional linear actuator 101 as shown in FIG. 9, the bearings 106 and 107 are arranged in different frames 103a and 103b as described above. This is because the conventional linear actuator cuts the housing in a direction perpendicular to the paper surface in FIG. 2 to divide and form the two frames 103a and 103b. Therefore, the bearing of the armature shaft 105 is divided into both frames. It is because it does not get. For this reason, misalignment between the bearings may occur due to frame accuracy, misalignment during assembly, and the like, causing problems such as noise and abnormal noise.

これに対し、本発明によるリニアアクチュエータ１では、ハウジング５を図２において紙面と平行な方向に切っている。すなわち、アーマチュアシャフト３５に沿った方向で、かつ、ピストンチューブ１０にも平行な方向にハウジング５を切ってフレーム１５,１６を分割形成している。このため、軸受１０６,１０７に対応する軸受８５,８６を共にフレーム１５内に配置することができ、両軸受８５,８６間に芯ズレが生じにくい。また、アーマチュアシャフト３５が、同フレーム内の軸受８５,８６に両持ち状態で支持されるため、アーマチュアシャフト３５の平行度等も精度良く確保される。 On the other hand, in the linear actuator 1 according to the present invention, the housing 5 is cut in a direction parallel to the paper surface in FIG. That is, the frames 15 and 16 are divided and formed by cutting the housing 5 in a direction along the armature shaft 35 and in a direction parallel to the piston tube 10. For this reason, both the bearings 85 and 86 corresponding to the bearings 106 and 107 can be arranged in the frame 15, and the misalignment is hardly generated between the both bearings 85 and 86. In addition, since the armature shaft 35 is supported by the bearings 85 and 86 in the same frame in a both-sided manner, the parallelism of the armature shaft 35 is ensured with high accuracy.

これにより、リニアアクチュエータ１では、軸受間の芯ズレや軸精度の低下を防止することが可能となる。従って、軸受間の芯ズレや軸精度の低下により、ウォーム３６とウォームホイール４１の噛み合せ等が悪化してしまうのを防止でき、アクチュエータの騒音レベルの向上が図られると共に、周期音や異音等の発生を抑えることが可能となる。また、噛み合い精度が向上するため、ウォームホイル（樹脂）の耐久性も向上する。 Thereby, in the linear actuator 1, it becomes possible to prevent the misalignment between the bearings and the deterioration of the shaft accuracy. Accordingly, it is possible to prevent the meshing between the worm 36 and the worm wheel 41 from being deteriorated due to the misalignment between the bearings and the shaft accuracy, and the noise level of the actuator can be improved. Can be suppressed. Further, since the meshing accuracy is improved, the durability of the worm foil (resin) is also improved.

一方、フレーム１５には、軸受取付部８７,８８が設けられている。軸受取付部８７（第１軸受取付部）には軸受８５（第１軸受；ベアリング）が挿入され、軸受取付部８８（第２軸受取付部）には軸受８６（第２軸受；メタル軸受）が圧入固定される。また、軸受取付部８７のモータユニット６側には、ベアリングストッパ８９が取り付けられている。図６に示すように、ベアリングストッパ８９は、シャフト２６の回転角度を検出するポテンショユニット（ポテンショセンサ＋ポテンショステー）９０の背後に配置され、図７に示すように、フレーム１５の分割面１５ａに形成されたスリット（ストッパ取付部）９１から圧入される。ベアリングストッパ８９の挿入方向先端側には、凹溝状の凹溝部８９ａが形成されている。スリット９１からベアリングストッパ８９を挿入すると、凹溝部８９ａがアーマチュアシャフト３５を避けて、ベアリング内輪端面へ接合する。 On the other hand, the frame 15 is provided with bearing mounting portions 87 and 88. A bearing 85 (first bearing; bearing) is inserted into the bearing mounting portion 87 (first bearing mounting portion), and a bearing 86 (second bearing; metal bearing) is inserted into the bearing mounting portion 88 (second bearing mounting portion). It is press-fitted and fixed. A bearing stopper 89 is mounted on the bearing unit 87 on the motor unit 6 side. As shown in FIG. 6, the bearing stopper 89 is disposed behind a potentiometer unit (potentiometer sensor + potentiometer stay) 90 that detects the rotation angle of the shaft 26. As shown in FIG. Press-fitted from the formed slit (stopper mounting portion) 91. A concave groove 89a having a concave groove shape is formed on the front end side of the bearing stopper 89 in the insertion direction. When the bearing stopper 89 is inserted from the slit 91, the concave groove 89 a is joined to the bearing inner ring end surface while avoiding the armature shaft 35.

リニアアクチュエータ１では、このベアリングストッパ８９により、軸受８５の軸方向（モータ３４方向）への移動が規制される。一方、軸受８５の反対方向（軸受８６方向）への移動は、軸受取付部８７の底部８７ａによって規制される。これにより、軸受８５は、軸方向への移動が規制された状態で軸受取付部８７内に収容保持される。また、アーマチュアシャフト３５にかかるモータ側へのスラスト荷重もベアリングストッパ８９によって受け止められる。このため、リニアアクチュエータ１においては、従来のリニアアクチュエータ１０１のように、ヨーク端面にスラストプレートを設けたり、アーマチュアシャフトの端面にスチールボールを配置したりする必要がない。すなわち、モータ３４のヨーク９２には、アーマチュアシャフト３５を回転自在に支持する軸受９３（メタル軸受）を設ければ足りる。従って、部品点数そのものを少なくできると共に、スラストプレート圧入のためヨークに施していた平面出し加工や、スチールボールを挿入するためのアーマチュアシャフトへの孔加工を省くことが可能となる。 In the linear actuator 1, the bearing stopper 89 restricts the movement of the bearing 85 in the axial direction (the direction of the motor 34). On the other hand, the movement of the bearing 85 in the opposite direction (direction of the bearing 86) is regulated by the bottom portion 87a of the bearing mounting portion 87. As a result, the bearing 85 is accommodated and held in the bearing mounting portion 87 in a state where movement in the axial direction is restricted. Further, a thrust load on the motor side applied to the armature shaft 35 is also received by the bearing stopper 89. For this reason, in the linear actuator 1, unlike the conventional linear actuator 101, it is not necessary to provide a thrust plate on the yoke end surface or to dispose a steel ball on the end surface of the armature shaft. That is, it is only necessary to provide the yoke 92 of the motor 34 with a bearing 93 (metal bearing) that rotatably supports the armature shaft 35. Therefore, the number of parts itself can be reduced, and it is possible to omit the flattening processing applied to the yoke for thrust plate press-fitting and the hole processing to the armature shaft for inserting the steel ball.

また、ベアリングストッパ８９の採用により、従来、スラスト荷重を受けるべく、軸受に隣接して挿入されていたワッシャやスプリングワッシャを廃止できる。また、軸受のスラスト方向のクリアランスもベアリングストッパ８９にて管理可能なため、その調整も省くことができる。このため、部品点数やアクチュエータの組付工数を削減することができ、製品コストの低減を図ることが可能となる。さらに、従来よりもスラスト方向のクリアランスを詰めることができるため、スラスト荷重に伴う反転音の低減も図られる。 Further, the use of the bearing stopper 89 can eliminate the washer and the spring washer that have been inserted adjacent to the bearing so as to receive the thrust load. Further, since the clearance in the thrust direction of the bearing can be managed by the bearing stopper 89, the adjustment can be omitted. For this reason, it is possible to reduce the number of parts and the number of assembly steps of the actuator, and it is possible to reduce the product cost. Further, since the clearance in the thrust direction can be reduced as compared with the conventional case, the reversal sound accompanying the thrust load can be reduced.

このような構成を備えたリニアアクチュエータ１では、モータユニット６やピストンユニット７等の組み付けは以下の手順にて行われる（図６,７参照）。
（１）まず、図６において上方から軸受８６をフレーム１５内に入れ、軸受取付部８８に圧入固定する。
（２）ブラシホルダ９４をフレーム１５のモータ取付部９５に組み付ける。
（３）軸受８５を備えたアーマチュア９６を、モータ取付部９５からフレーム１５に挿入する。軸受８５は、アーマチュアシャフト３５に予め圧入され、シャフトをカシメて固定されており、軸受取付部８７に挿入される。
（４）ベアリングストッパ８９を図６のＸ方向からスリット９１に圧入する。
（５）モータ取付部９５のモータ取付面９５ａにヨーク９２を取り付ける。モータユニット６は、モータ取付面９５ａに垂直に固定される。以上の状態でモータの特性・異音検査ができ早期組換え作業が可能となる。
（６）ポテンショユニット９０を、Ｘ方向からベアリングストッパ８９上に設置・固定する。ポテンショユニット９０は、フレーム１５に形成された図示しないポテンショユニット取付部に固定され、これにより、ベアリングストッパ８９が抜け止めされる。 In the linear actuator 1 having such a configuration, the motor unit 6 and the piston unit 7 are assembled in the following procedure (see FIGS. 6 and 7).
(1) First, in FIG. 6, the bearing 86 is inserted into the frame 15 from above and is press-fitted and fixed to the bearing mounting portion 88.
(2) The brush holder 94 is assembled to the motor mounting portion 95 of the frame 15.
(3) The armature 96 provided with the bearing 85 is inserted into the frame 15 from the motor mounting portion 95. The bearing 85 is press-fitted into the armature shaft 35 in advance, is fixed by caulking the shaft, and is inserted into the bearing mounting portion 87.
(4) The bearing stopper 89 is press-fitted into the slit 91 from the X direction in FIG.
(5) The yoke 92 is attached to the motor attachment surface 95a of the motor attachment portion 95. The motor unit 6 is fixed perpendicularly to the motor mounting surface 95a. Under these conditions, motor characteristics and noise can be inspected and early recombination can be performed.
(6) The potentiometer unit 90 is installed and fixed on the bearing stopper 89 from the X direction. The potentiometer unit 90 is fixed to a potentiometer unit mounting portion (not shown) formed in the frame 15, thereby preventing the bearing stopper 89 from coming off.

（７）ピストンユニット７と動力伝達機構２１が一体となったアッセンブリをＸ方向からフレーム１５に組み付ける。この場合、フレーム１５にはウォーム開口部９７が設けられており、アーマチュアシャフト３５に形成されたウォーム３６が、このウォーム開口部９７を介して、フレーム１６の分割面１５ａに臨んで配置されている。そこで、このウォーム開口部９７を介して、動力伝達機構２１のウォームホイール４１をウォーム３６に噛合させ、ピストンユニット７や動力伝達機構２１を一体的にフレーム１５に組み込む。
（８）フレーム１６をＸ方向から組み付け、固定する。 (7) The assembly in which the piston unit 7 and the power transmission mechanism 21 are integrated is assembled to the frame 15 from the X direction. In this case, a worm opening 97 is provided in the frame 15, and the worm 36 formed in the armature shaft 35 is disposed so as to face the dividing surface 15 a of the frame 16 through the worm opening 97. . Therefore, the worm wheel 41 of the power transmission mechanism 21 is engaged with the worm 36 through the worm opening 97, and the piston unit 7 and the power transmission mechanism 21 are integrally incorporated in the frame 15.
(8) The frame 16 is assembled and fixed from the X direction.

ここで、リニアアクチュエータ１においては、フレーム１５側に軸受取付部８７,８８や、ベアリングストッパ８９を取り付けるためのスリット９１が設けられており、それぞれが開口した状態となっている。このため、各部材を容易にフレーム１５内に組み付けることができ、特に、ベアリングストッパ８９やポテンショユニット９０、ピストンユニット７、動力伝達機構２１などは、全てＸ方向から分割面１５ａに取り付けることができる。すなわち、同一方向から複数の部材を組み付けることができるので、フレーム１５を移動・回転させることなく、組み付け作業を行うことができ、作業効率の向上が図られる。 Here, in the linear actuator 1, the slits 91 for attaching the bearing attaching portions 87 and 88 and the bearing stopper 89 are provided on the frame 15 side, and each of them is in an open state. For this reason, each member can be easily assembled in the frame 15, and in particular, the bearing stopper 89, the potentiometer unit 90, the piston unit 7, the power transmission mechanism 21, etc. can all be attached to the dividing surface 15 a from the X direction. . That is, since a plurality of members can be assembled from the same direction, the assembling work can be performed without moving and rotating the frame 15, and the working efficiency can be improved.

また、フレーム１５側に全部品の取り付けを集約させ、モータユニット６やピストンユニット７等を組み付けた後にフレーム１６を組み付ける構成のため、作業性が良く、生産性も向上する。特に、ウォーム３６とウォームホイール４１の組み付けに関しては、ウォーム３６の歯面がウォーム開口部９７に臨んで配置されているため、従来のアクチュエータのように、ウォームホイール４１を回転させつつウォーム３６を送り込むような作業が不要となり、両者を対向状態にて組み付けることができ、作業性が大幅に改善される。 In addition, since all the components are attached to the frame 15 side and the frame 16 is assembled after the motor unit 6 and the piston unit 7 are assembled, workability is improved and productivity is improved. In particular, with regard to the assembly of the worm 36 and the worm wheel 41, since the tooth surface of the worm 36 faces the worm opening 97, the worm 36 is fed while rotating the worm wheel 41 like a conventional actuator. Such a work is not necessary, and both can be assembled in a facing state, and workability is greatly improved.

さらに、リニアアクチュエータ１では、フレーム１５,１６を縦方向（図６のＹ方向：モータ取付面９５ａと垂直な方向）で分割する構成とし、フレーム１５単体にてアーマチュアシャフト３５を保持している。このため、アーマチュアシャフト３５の先端を保持する軸受８６と、アーマチュアシャフト３５にカシメ固定された軸受８５、及び、軸受８５の抜け止めをするベアリングストッパ８９を全てフレーム１５上に配置できる。すなわち、軸受８５や、ベアリングストッパ８９、軸受８６が同一のフレーム１５上に配置される。従って、フレーム１５,１６を組み付ける際に生じる誤差等によって、軸受間に位置ズレが生ぜず、軸受間の芯ズレや軸精度の低下に伴う騒音レベルの悪化や周期音、異音等の発生を抑えることができる。 Further, in the linear actuator 1, the frames 15 and 16 are divided in the longitudinal direction (Y direction in FIG. 6: a direction perpendicular to the motor mounting surface 95a), and the armature shaft 35 is held by the frame 15 alone. Therefore, the bearing 86 that holds the tip of the armature shaft 35, the bearing 85 that is caulked and fixed to the armature shaft 35, and the bearing stopper 89 that prevents the bearing 85 from coming off can all be disposed on the frame 15. That is, the bearing 85, the bearing stopper 89, and the bearing 86 are disposed on the same frame 15. Therefore, there are no positional deviations between the bearings due to errors or the like that occur when the frames 15 and 16 are assembled. Can be suppressed.

図８は、動力伝達機構２１の構成を示す分解斜視図である。前述のように、動力伝達機構２１は、ウォームホイール４１と、カップリング４２、クラッチケース４３、クラッチ４４、及び、ブレーキユニット４５とから構成されている。動力伝達機構２１では、ウォーム３６からの回転入力は、ウォームホイール４１からカップリング４２を介してシャフト２６に伝達される。そして、シャフト２６が正回転するとピストンチューブ１０が押し出され、背ボトム３が起立する。このとき、動力伝達機構２１内のクラッチ４４はフリー状態（ＯＦＦ状態）となっており、ピストンチューブ１０は、ブレーキユニット４５によるブレーキ作用を伴うことなく前進する。 FIG. 8 is an exploded perspective view showing the configuration of the power transmission mechanism 21. As described above, the power transmission mechanism 21 includes the worm wheel 41, the coupling 42, the clutch case 43, the clutch 44, and the brake unit 45. In the power transmission mechanism 21, rotational input from the worm 36 is transmitted from the worm wheel 41 to the shaft 26 via the coupling 42. When the shaft 26 rotates forward, the piston tube 10 is pushed out and the back bottom 3 stands up. At this time, the clutch 44 in the power transmission mechanism 21 is in a free state (OFF state), and the piston tube 10 moves forward without a brake action by the brake unit 45.

一方、シャフト２６が逆回転するとピストンチューブ１０が引き込まれ、背ボトム３が倒伏する。この場合は、正回転時と異なり、クラッチ４４はロック状態（ＯＮ状態）となる。すなわち、シャフト２６の回転がブレーキユニット４５内の部材に伝達され、ブレーキ作用が生じる。このため、ピストンチューブ１０は、ブレーキ作用を伴いつつ後退する。このブレーキ作用により、背ボトム３を水平側に倒す際（ピストン短縮時）、背ボトム３の自重や使用者の体重（以下、使用者の体重等と略記する）によって動きが増速してしまうのを防止できる。また、モータ３４をＯＦＦし、背ボトム３を傾斜状態で停止させたとき、使用者の体重等によって、背ボトム３が倒れてしまうことも防止できる。 On the other hand, when the shaft 26 rotates in the reverse direction, the piston tube 10 is drawn, and the back bottom 3 falls. In this case, unlike the forward rotation, the clutch 44 is in a locked state (ON state). That is, the rotation of the shaft 26 is transmitted to the members in the brake unit 45, and a braking action occurs. For this reason, the piston tube 10 moves backward with a brake action. Due to this braking action, when the back bottom 3 is tilted to the horizontal side (when the piston is shortened), the movement increases due to the weight of the back bottom 3 and the weight of the user (hereinafter abbreviated as the weight of the user). Can be prevented. Further, when the motor 34 is turned off and the back bottom 3 is stopped in an inclined state, it is possible to prevent the back bottom 3 from falling due to the weight of the user or the like.

図８に示すように、ウォームホイール４１は有底円筒形状に形成されている。ウォームホイール４１の一端側はカップ状に開口し、他端側には小ギヤ４６が形成されている。小ギヤ４６は、図示しないリダクションギヤ等を介して、回転検出用のポテンショセンサ（図示せず）に接続されている。ウォームホイール４１の開口端側は、円筒孔状のカップリング嵌合部４７となっている。カップリング嵌合部４７の内周部には、嵌合凹部４８が周方向に沿って複数個等分に形成されている。カップリング嵌合部４７には、金属製（例えば、鉄系焼結合金）のカップリング４２が挿入状態で取り付けられる。カップリング４２内には、クラッチケース４３とクラッチ４４が収容されている。 As shown in FIG. 8, the worm wheel 41 is formed in a bottomed cylindrical shape. One end side of the worm wheel 41 opens in a cup shape, and a small gear 46 is formed on the other end side. The small gear 46 is connected to a potentiometer (not shown) for detecting rotation through a reduction gear or the like (not shown). The opening end side of the worm wheel 41 is a coupling fitting portion 47 having a cylindrical hole shape. On the inner peripheral portion of the coupling fitting portion 47, a plurality of fitting recesses 48 are equally formed along the circumferential direction. A coupling 42 made of metal (for example, an iron-based sintered alloy) is attached to the coupling fitting portion 47 in an inserted state. A clutch case 43 and a clutch 44 are accommodated in the coupling 42.

このように、リニアアクチュエータ１では、ウォームホイール４１の形状をカップ状とし、その内部にクラッチ４４等を収容した構成を採用している。これにより、ウォームホイール４１とクラッチ４４を軸方向に直列配置した図１０のような従来のアクチュエータに比して、装置全体の長さを短縮することが可能となる。従って、前述同様、装置の小型化を図りつつ、ピストンストロークを確保することが可能となる。 Thus, the linear actuator 1 employs a configuration in which the shape of the worm wheel 41 is cup-shaped and the clutch 44 and the like are accommodated therein. As a result, the overall length of the apparatus can be reduced as compared with the conventional actuator shown in FIG. 10 in which the worm wheel 41 and the clutch 44 are arranged in series in the axial direction. Therefore, as described above, it is possible to ensure the piston stroke while reducing the size of the apparatus.

カップリング４２の内周側には、ボス部５１が突出形成されている。ボス部５１には、シャフト孔５２が軸方向に貫通形成されている。シャフト孔５２の内周面には、セレーション５３が形成されている。図４に示すように、シャフト２６の左端側外周にもセレーション５４が形成されている。カップリング４２は、両セレーション５３,５４が噛合した状態でシャフト２６に取り付けられる。これにより、カップリング４２は、シャフト２６に回り止めされた状態で取り付けられ、ウォームホイール４１は、カップリング４２を介してシャフト２６と一体化される。 On the inner peripheral side of the coupling 42, a boss portion 51 is formed to protrude. A shaft hole 52 is formed through the boss portion 51 in the axial direction. A serration 53 is formed on the inner peripheral surface of the shaft hole 52. As shown in FIG. 4, serrations 54 are also formed on the outer periphery of the left end side of the shaft 26. The coupling 42 is attached to the shaft 26 in a state where both the serrations 53 and 54 are engaged with each other. Thereby, the coupling 42 is attached to the shaft 26 while being prevented from rotating, and the worm wheel 41 is integrated with the shaft 26 via the coupling 42.

本発明のリニアアクチュエータ１では、このようにウォームホイール４１とシャフト２６との間に金属製のカップリング４２を内蔵配置し、カップリング４２を介して、ウォームホイールの回転力をシャフト２６に伝達する。このため、カップリング４２によってウォームホイール４１の強度を確保することができ、ウォームホイール４１の厚さ（軸方向長）を薄くすることができる。従来のアクチュエータでは、合成樹脂製のウォームホイールとシャフトをセレーション結合しているため、結合強度を確保すべく、結合部を長く取る必要がある。これに対し、本発明のリニアアクチュエータ１では、金属製のカップリング４２とシャフト２６をセレーション結合するため、従来に比して結合部の長さを短くすることができ、装置全体の長さを短縮することが可能となる。従って、装置の小型化を図りつつ、ピストンストロークも確保できる。 In the linear actuator 1 of the present invention, the metal coupling 42 is disposed between the worm wheel 41 and the shaft 26 as described above, and the rotational force of the worm wheel is transmitted to the shaft 26 via the coupling 42. . For this reason, the strength of the worm wheel 41 can be ensured by the coupling 42, and the thickness (length in the axial direction) of the worm wheel 41 can be reduced. In the conventional actuator, since the worm wheel made of synthetic resin and the shaft are serrated and connected, it is necessary to take a long connecting portion in order to ensure the bonding strength. On the other hand, in the linear actuator 1 of the present invention, since the metal coupling 42 and the shaft 26 are serrated and coupled, the length of the coupling portion can be shortened compared to the conventional one, and the overall length of the apparatus can be reduced. It can be shortened. Accordingly, the piston stroke can be ensured while reducing the size of the apparatus.

また、ウォームホイール４１内にカップリング４２を配することにより、ウォームホイール４１の歯部４１ａの内側が金属部材によって補強される。このため、ウォームホイール４１の外径を大きくしなくとも歯部４１ａの強度を確保でき、ウォームホイール４１の小径化が可能となり、装置の厚みを小さくすることができる。ベッド用のリニアアクチュエータは、通常、ベッド下に配置されるため、ベッドの低床化に応じて装置の薄型化も求められており、本発明のリニアアクチュエータ１によれば、このような要求にも応えることが可能となる。 Further, by providing the coupling 42 in the worm wheel 41, the inside of the tooth portion 41a of the worm wheel 41 is reinforced by the metal member. For this reason, the strength of the tooth portion 41a can be ensured without increasing the outer diameter of the worm wheel 41, the worm wheel 41 can be reduced in diameter, and the thickness of the apparatus can be reduced. Since a linear actuator for a bed is usually arranged under the bed, it is required to reduce the thickness of the apparatus in accordance with the lower floor of the bed. According to the linear actuator 1 of the present invention, such a requirement is met. Can also respond.

さらに、従来のアクチュエータでは、全体が合成樹脂にて形成されたウォームホイールを使用しているため、軸方向長を小さくすると、シャフトとの結合強度が落ちるのみならず、ギヤ歯の噛み合いによってウォームホイールが歪み、噛み合いが浅くなってしまうおそれがある。噛み合いが浅くなると、動作時に異音が生じたり、歯部の摩耗が大きくなったりするなどの問題が生じる。この点、リニアアクチュエータ１では、内側に金属部材が配されているため、ウォームホイールが歪みにくく、ウォーム３６とウォームホイール４１との間の噛み合いも安定する。従って、動作時の異音や異常摩耗が抑えられ、ベッドの使用感向上や、アクチュエータの耐久性向上を図ることが可能となる。 Furthermore, since the conventional actuator uses a worm wheel formed entirely of synthetic resin, reducing the axial length not only reduces the coupling strength with the shaft, but also causes the worm wheel to engage with the gear teeth. May be distorted and the meshing may become shallow. If the meshing is shallow, problems such as abnormal noise during operation and increased wear on the teeth occur. In this regard, in the linear actuator 1, since the metal member is arranged on the inner side, the worm wheel is not easily distorted, and the meshing between the worm 36 and the worm wheel 41 is stabilized. Therefore, abnormal noise and abnormal wear during operation can be suppressed, and it is possible to improve the feeling of use of the bed and improve the durability of the actuator.

カップリング４２の内筒部５５には、金属製（例えば、アルミダイカスト製）のクラッチケース４３が挿入されている。クラッチケース４３は、両端が開口した円筒形状となっている。クラッチケース４３の一端側には、フランジ状のリング部５６が拡径形成されている。リング部５６の外周には、突起部５７が径方向外側に向かって突出形成されている。突起部５７は、フレーム１５,１６に設けられた係止部７４と係合しており、フレーム１５,１６に対して回り止めされた状態で配置される。クラッチケース４３の内側には、クラッチ４４の外周（外輪側）が圧入固定されている。クラッチ４４には、複数本のローラ（図示せず）を備えたワンウエイクラッチが使用され、内外輪間にて一方向の回転のみ他方に伝達する。クラッチ４４は、シャフト２６が正回転している場合はフリー状態、シャフト２６が逆回転している場合はロック状態となるよう設定されている。 A metal (for example, aluminum die-cast) clutch case 43 is inserted into the inner cylinder portion 55 of the coupling 42. The clutch case 43 has a cylindrical shape with both ends opened. On one end side of the clutch case 43, a flange-shaped ring portion 56 is formed with an enlarged diameter. On the outer periphery of the ring portion 56, a protruding portion 57 is formed to protrude outward in the radial direction. The projecting portion 57 is engaged with a locking portion 74 provided on the frames 15 and 16, and is disposed in a state of being prevented from rotating with respect to the frames 15 and 16. The outer periphery (outer ring side) of the clutch 44 is press-fitted and fixed inside the clutch case 43. As the clutch 44, a one-way clutch provided with a plurality of rollers (not shown) is used, and only rotation in one direction is transmitted to the other between the inner and outer rings. The clutch 44 is set so as to be in a free state when the shaft 26 is rotating forward and in a locked state when the shaft 26 is rotating backward.

クラッチ４４の内周側（内輪側）には、ブレーキユニット４５のブレーキプレートホルダ６１の円筒部６２が挿入されている。円筒部６２は、カップリング４２のボス部５１と共に、クラッチ内輪とシャフト２６との間に配された介在部材となっている。クラッチ４４は、ボス部５１と円筒部６２を介してシャフト２６上に配置される。リニアアクチュエータ１では、ボス部５１や円筒部６２の径を調整することにより、クラッチ４４のサイズを変更でき、所望のロック力に応じてクラッチ４４を選択可能となっている。 A cylindrical portion 62 of the brake plate holder 61 of the brake unit 45 is inserted on the inner peripheral side (inner ring side) of the clutch 44. The cylindrical portion 62 is an interposition member disposed between the inner ring of the clutch and the shaft 26 together with the boss portion 51 of the coupling 42. The clutch 44 is disposed on the shaft 26 via the boss portion 51 and the cylindrical portion 62. In the linear actuator 1, the size of the clutch 44 can be changed by adjusting the diameters of the boss portion 51 and the cylindrical portion 62, and the clutch 44 can be selected according to a desired locking force.

ブレーキユニット４５は、金属製のブレーキプレートホルダ６１と、合成樹脂製（例えば、ポリアミド）のブレーキプレート６３、金属製のブレーキワッシャ６４ａ,６４ｂ（２枚）とから構成されている。ブレーキワッシャ６４ａ,６４ｂの軸孔６５ａ,６５ｂには、セレーション６６が形成されている。セレーション６６は、シャフト２６のセレーション５４に噛合し、ブレーキワッシャ６４ａ,６４ｂは、シャフト２６に回り止めされた状態で取り付けられる。ブレーキワッシャ６４ａ,６４ｂは、ブレーキプレート６３の軸方向両側に、ブレーキプレート６３を挟むように配置される。 The brake unit 45 includes a metal brake plate holder 61, a synthetic resin (for example, polyamide) brake plate 63, and metal brake washers 64a and 64b (two). Serrations 66 are formed in the shaft holes 65a and 65b of the brake washers 64a and 64b. The serration 66 meshes with the serration 54 of the shaft 26, and the brake washers 64 a and 64 b are attached to the shaft 26 while being prevented from rotating. The brake washers 64a and 64b are arranged on both sides of the brake plate 63 in the axial direction so as to sandwich the brake plate 63.

ブレーキプレートホルダ６１は、両端が開口した円筒形状となっている。ブレーキプレートホルダ６１の一端側には、フランジ部６７が形成されている。フランジ部６７には、軸方向沿って４個の凸部６８が等分に突設されている。凸部６８の間はホルダ凹部６９となっている。ホルダ凹部６９には、ブレーキプレート６３の外周に形成されたプレート凸部７０（４個）が嵌合する。この嵌合により、ブレーキプレート６３とブレーキプレートホルダ６１は一体となって回転する。ブレーキプレート６３の両端面には、凹凸形状の圧接部７１が形成されている。圧接部７１は、ブレーキワッシャ６４ａ,６４ｂと摺接可能な状態で圧接される。ブレーキワッシャ６４ａ,６４ｂと圧接部７１との間には、異種材摺接による異音防止も兼ね、グリスが塗布される。 The brake plate holder 61 has a cylindrical shape with both ends opened. A flange portion 67 is formed on one end side of the brake plate holder 61. On the flange portion 67, four convex portions 68 are provided so as to protrude equally along the axial direction. Between the convex portions 68 is a holder concave portion 69. Plate convex portions 70 (four pieces) formed on the outer periphery of the brake plate 63 are fitted into the holder concave portion 69. Due to this fitting, the brake plate 63 and the brake plate holder 61 rotate together. Concave and convex press-contact portions 71 are formed on both end surfaces of the brake plate 63. The pressure contact portion 71 is pressure contacted with the brake washers 64a and 64b in a slidable state. Grease is applied between the brake washers 64a and 64b and the pressure contact portion 71 to prevent abnormal noise caused by sliding with different materials.

このようなブレーキユニット４５では、シャフト２６が正回転するとき、クラッチ４４がフリー状態となるように設定されている。ブレーキユニット４５では、シャフト２６と共にブレーキワッシャ６４ａ,６４ｂが回転する。ブレーキワッシャ６４ａ,６４ｂが回転すると、圧接部７１に生じる摩擦力により、ブレーキプレート６３も連れ回りする。ブレーキプレート６３とブレーキプレートホルダ６１は、プレート凸部７０とホルダ凹部６９の嵌合により一体となって回転する。この際、ブレーキユニット４５は、シャフト正回転時にクラッチがフリーとなる設定のため、ブレーキプレートホルダ６１は、クラッチ４４内にて空転状態となる。すなわち、ブレーキプレートホルダ６１の回転はクラッチケース４３側には伝わらず、ブレーキユニット４５全体がクラッチケース４３内にて空転する。従って、シャフト２６が正回転するときは、ブレーキプレートホルダ６１とブレーキプレート６３が正回転し、それと共にブレーキワッシャ６４ａ,６４ｂやベアリング内輪２８ａも正回転するため、ブレーキユニット４５にはブレーキ作用は生じない。 In such a brake unit 45, the clutch 44 is set in a free state when the shaft 26 rotates forward. In the brake unit 45, brake washers 64 a and 64 b rotate with the shaft 26. When the brake washers 64a and 64b are rotated, the brake plate 63 is also rotated by the frictional force generated in the pressure contact portion 71. The brake plate 63 and the brake plate holder 61 rotate together by fitting the plate convex portion 70 and the holder concave portion 69. At this time, since the brake unit 45 is set so that the clutch is free during the forward rotation of the shaft, the brake plate holder 61 is idled in the clutch 44. That is, the rotation of the brake plate holder 61 is not transmitted to the clutch case 43 side, and the entire brake unit 45 is idled in the clutch case 43. Therefore, when the shaft 26 rotates in the forward direction, the brake plate holder 61 and the brake plate 63 rotate in the forward direction, and the brake washers 64a and 64b and the bearing inner ring 28a also rotate in the forward direction. Absent.

これに対し、シャフト２６が逆回転すると、クラッチ４４がロック状態となる。すなわち、ブレーキプレートホルダ６１の回転がクラッチケース４３側に伝わり、クラッチケース４３が回転しようとする。ところが、前述のように、クラッチケース４３は回り止めされた状態でフレーム１５,１６内に配置されているため、クラッチケース４３自体は回転しない。つまり、シャフト２６の回転に対し、クラッチ４４を介して回転力が伝わるクラッチケース４３が非回転状態となる。このため、摩擦力によって結合しているブレーキプレート６３とブレーキワッシャ６４ａ,６４ｂの間にすべりが生じ、圧接部７１の摩擦力によって回転抵抗力が生じる。すなわち、シャフト２６が逆回転するときは、ブレーキプレートホルダ６１とブレーキプレート６３が非回転状態となる一方、ブレーキワッシャ６４ａ,６４ｂやベアリング内輪２８ａは逆回転する。従って、逆回転時には、圧接部７１の摩擦力により、ブレーキユニット４５にブレーキ作用（制動力）が生じる。 On the other hand, when the shaft 26 rotates in the reverse direction, the clutch 44 is locked. That is, the rotation of the brake plate holder 61 is transmitted to the clutch case 43 side, and the clutch case 43 tries to rotate. However, as described above, since the clutch case 43 is disposed in the frames 15 and 16 in a state of being prevented from rotating, the clutch case 43 itself does not rotate. That is, the clutch case 43 to which the rotational force is transmitted via the clutch 44 with respect to the rotation of the shaft 26 is in a non-rotating state. For this reason, a slip occurs between the brake plate 63 and the brake washers 64a and 64b that are coupled by the frictional force, and a rotational resistance force is generated by the frictional force of the pressure contact portion 71. That is, when the shaft 26 rotates in the reverse direction, the brake plate holder 61 and the brake plate 63 are not rotated, while the brake washers 64a and 64b and the bearing inner ring 28a rotate in the reverse direction. Therefore, at the time of reverse rotation, a braking action (braking force) is generated in the brake unit 45 due to the frictional force of the pressure contact portion 71.

なお、リニアアクチュエータ１では、シャフト２６とクラッチ４４は直接結合しておらず、クラッチ４４の内側には、ブレーキプレートホルダ６１が配されている。また、ブレーキプレートホルダ６１の内側には、カップリング４２のボス部５１が配されている。さらに、カップリング４２のボス部５１の内側には、シャフト２６が配されている。一般に、ワンウエイクラッチでは、クラッチ径が大きいほどロック力が大きく、従来のアクチュエータのように、クラッチをシャフトに直接取り付けると、クラッチ径が小さくなり、ロック力が不足するおそれがある。これに対し、本発明によるリニアアクチュエータ１では、シャフト２６とクラッチ４４の間に他の介在部材が存在しているため、シャフト径に関係なく、クラッチ４４のサイズを調整することができる。従って、所望のロック力に合わせてクラッチ４４を選択することができ、設計の自由度が増大すると共に、製品信頼性の向上も図られる。 In the linear actuator 1, the shaft 26 and the clutch 44 are not directly coupled, and a brake plate holder 61 is disposed inside the clutch 44. A boss 51 of the coupling 42 is disposed inside the brake plate holder 61. Further, the shaft 26 is disposed inside the boss portion 51 of the coupling 42. In general, in a one-way clutch, the larger the clutch diameter, the greater the locking force. When the clutch is directly attached to the shaft as in the conventional actuator, the clutch diameter may be reduced and the locking force may be insufficient. On the other hand, in the linear actuator 1 according to the present invention, since another interposed member exists between the shaft 26 and the clutch 44, the size of the clutch 44 can be adjusted regardless of the shaft diameter. Therefore, the clutch 44 can be selected in accordance with a desired locking force, the degree of freedom in design is increased, and the product reliability is improved.

次に、本発明によるリニアアクチュエータ１の動作について説明する。リニアアクチュエータ１では、操作者が背ボトム３を起立させるべく操作ボタンを押すと、モータ３４が正回転する。モータ３４の回転は、ウォーム３６から、ウォームホイール４１、カップリング４２と伝わり、シャフト２６が正方向に回転する。シャフト２６が正回転すると、スクリューナット２９が前進し、スクリューナット２９に連結されたピストンチューブ１０が押し出されて行く。そして、ピストンチューブ１０の前進に伴い、背ボトム３は、図１（ｂ）に示すように起立状態となる。なお、正回転時には、クラッチ４４がフリー状態となるため、シャフト２６のみが正回転し、ブレーキユニット４５によるブレーキ作用は生じない。 Next, the operation of the linear actuator 1 according to the present invention will be described. In the linear actuator 1, when the operator presses the operation button to raise the back bottom 3, the motor 34 rotates forward. The rotation of the motor 34 is transmitted from the worm 36 to the worm wheel 41 and the coupling 42, and the shaft 26 rotates in the forward direction. When the shaft 26 rotates forward, the screw nut 29 moves forward, and the piston tube 10 connected to the screw nut 29 is pushed out. Then, as the piston tube 10 moves forward, the back bottom 3 becomes upright as shown in FIG. At the time of forward rotation, the clutch 44 is in a free state, so that only the shaft 26 rotates forward and no braking action by the brake unit 45 occurs.

また、シャフト２６の正回転は、小ギヤ４６から回転検出用のポテンショセンサに伝達される。ポテンショセンサは、シャフト２６の回転角度に応じた電圧値を出力し、当該ベッド２の動作を制御するコントローラ（図示せず）に送信される。コントローラは、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、モータ３４を自動的に停止させる。 Further, the normal rotation of the shaft 26 is transmitted from the small gear 46 to a rotation detecting potentiometer. The potentiometer outputs a voltage value corresponding to the rotation angle of the shaft 26 and is transmitted to a controller (not shown) that controls the operation of the bed 2. When the controller detects a potentio voltage corresponding to the predetermined upper limit position, the controller automatically stops the motor 34.

モータ３４が停止すると、背ボトム３の荷重（使用者の体重等）がピストンチューブ１０に作用し、スクリューナット２９にもそれを後退させる方向の力が加わる。この後退方向の力は、シャフト２６を逆回転させる力であり、シャフト２６は、背ボトム３の荷重によって逆回転される。一方、シャフト２６が逆回転すると、クラッチ４４がロック状態となり、ブレーキユニット４５にブレーキ作用が生じる。すなわち、ブレーキプレート６３に対し、ブレーキワッシャ６４ａ,６４ｂが荷重を受けたまま回転し、圧接部７１の摩擦力によって制動力が生じる。これにより、シャフト２６の逆回転が阻止され、背ボトム３は、荷重を受けた状態にて静止・保持される。 When the motor 34 stops, the load of the back bottom 3 (such as the weight of the user) acts on the piston tube 10, and a force in the direction of retreating the screw nut 29 is also applied. The force in the backward direction is a force that reversely rotates the shaft 26, and the shaft 26 is reversely rotated by the load of the back bottom 3. On the other hand, when the shaft 26 rotates in the reverse direction, the clutch 44 is locked, and a brake action is generated in the brake unit 45. That is, the brake washers 64 a and 64 b rotate with respect to the brake plate 63 while receiving a load, and a braking force is generated by the frictional force of the press contact portion 71. Thereby, the reverse rotation of the shaft 26 is prevented, and the back bottom 3 is stationary and held in a state where a load is received.

ここで、リニアアクチュエータ１では、図４,５に示すように、ベアリング２８をナット７３とブレーキワッシャ６４ａの間に配置している。また、ベアリングアダプタ２７を使用することにより、ベアリング２８には、シャフト２６のスラスト荷重をも受け得るような大きめのサイズの深溝玉軸受が使用されている。このため、本発明のリニアアクチュエータ１においては、シャフト２６に加わる軸方向の力をベアリング２８の内輪２８ａにて受けることができる。つまり、リニアアクチュエータ１では、シャフト２６に加わる軸方向の力は、シャフト２６の段部２６ｂから、カップリング４２、ブレーキワッシャ６４ｂ、ブレーキプレート６３、ブレーキワッシャ６４ａ、そして、ベアリング２８の内輪２８ａへと伝達される。このため、従来のアクチュエータで使用されていた荷重受け用のベースプレートを廃することができ、このベースプレートの厚みの分だけ、装置全体の長さを短縮することが可能となる。 Here, in the linear actuator 1, as shown in FIGS. 4 and 5, the bearing 28 is disposed between the nut 73 and the brake washer 64a. Further, by using the bearing adapter 27, a deep groove ball bearing having a large size capable of receiving the thrust load of the shaft 26 is used for the bearing 28. For this reason, in the linear actuator 1 of the present invention, the axial force applied to the shaft 26 can be received by the inner ring 28 a of the bearing 28. That is, in the linear actuator 1, the axial force applied to the shaft 26 is transferred from the step portion 26b of the shaft 26 to the coupling 42, the brake washer 64b, the brake plate 63, the brake washer 64a, and the inner ring 28a of the bearing 28. Communicated. For this reason, the load receiving base plate used in the conventional actuator can be eliminated, and the entire length of the apparatus can be shortened by the thickness of the base plate.

また、構造上、シャフト２６と共に回転するのはベアリング２８の内輪２８ａであり、外輪２８ｂは回転しない。このため、フレーム１５,１６とベアリング外輪２８ｂが摺動することによる異音の発生も防止できる。従来のアクチュエータでは、ベアリング外輪の回転に伴う異音発生を防止するため、ベアリング外輪と本体ハウジングの間にグリスを塗布していた。しかしながら、本案のアクチュエータでは、ベアリング２８の外輪２８ｂが回転しないため、ベアリング外輪２８ｂと本体ハウジング５の間にグリスを塗布する必要がなく、異音発生も抑えられる。 Further, structurally, it is the inner ring 28a of the bearing 28 that rotates together with the shaft 26, and the outer ring 28b does not rotate. For this reason, generation | occurrence | production of the noise by the frames 15 and 16 and the bearing outer ring | wheel 28b sliding can also be prevented. In conventional actuators, grease is applied between the bearing outer ring and the main body housing in order to prevent the generation of noise due to rotation of the bearing outer ring. However, in the actuator of the present invention, since the outer ring 28b of the bearing 28 does not rotate, it is not necessary to apply grease between the bearing outer ring 28b and the main body housing 5, and generation of abnormal noise can be suppressed.

一方、操作者が背ボトム３を倒伏させるべく操作ボタンを押すと、モータ３４が逆回転する。モータ３４の回転は前述同様に伝わり、シャフト２６は逆回転する。シャフト２６が逆回転すると、スクリューナット２９が後退し、ピストンチューブ１０が引き込まれて行く。そして、ピストンチューブ１０の後退に伴い、背ボトム３は、図１（ａ）に示すように倒伏状態となる。シャフト２６の逆回転もまた、小ギヤ４６から回転検出用のポテンショセンサに伝達され、ピストンチューブ１０の位置を検出する。そして、コントローラが、所定の下限位置に対応するポテンショ電圧、又は、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、モータ３４を自動的に停止させる。 On the other hand, when the operator presses the operation button to lie down on the back bottom 3, the motor 34 rotates in the reverse direction. The rotation of the motor 34 is transmitted in the same manner as described above, and the shaft 26 rotates in the reverse direction. When the shaft 26 rotates in the reverse direction, the screw nut 29 moves backward and the piston tube 10 is drawn. Then, as the piston tube 10 moves backward, the back bottom 3 is in a lying state as shown in FIG. The reverse rotation of the shaft 26 is also transmitted from the small gear 46 to the rotation detecting potentiometer, and the position of the piston tube 10 is detected. When the controller detects a potentio voltage corresponding to a predetermined lower limit position or a potentio voltage corresponding to a predetermined upper limit position, the motor 34 is automatically stopped.

このような逆回転動作の際は、クラッチ４４がロック状態となり、シャフト２６の回転はクラッチケース４３側に伝達される。前述のように、このときブレーキユニット４５では、圧接部７１に滑りが生じ、その摩擦力によって制動力が発生する。但し、この制動力は、モータ３４によるシャフト２６の駆動力よりも小さく設定されている。このため、シャフト２６は、ブレーキユニット４５による制動力を受けつつ逆回転する。そして、ピストンチューブ１０の縮小と共に、背ボトム３が倒されて行く。この際、シャフト２６には前述の制動力が働くため、使用者の体重等によって倒伏動作が増速してしまうのを防止でき、操作の安全性も確保される。 During such reverse rotation operation, the clutch 44 is locked, and the rotation of the shaft 26 is transmitted to the clutch case 43 side. As described above, in the brake unit 45 at this time, the pressure contact portion 71 slips, and a braking force is generated by the frictional force. However, this braking force is set smaller than the driving force of the shaft 26 by the motor 34. For this reason, the shaft 26 rotates in reverse while receiving a braking force from the brake unit 45. Then, as the piston tube 10 is reduced, the back bottom 3 is brought down. At this time, since the above-described braking force is applied to the shaft 26, it is possible to prevent the falling operation from being accelerated due to the weight of the user or the like, and the safety of the operation is ensured.

このように、リニアアクチュエータ１は、各部材間の距離（アクチュエータの構造部の長さ）を短くする構造となっており、ピストンストロークを短くすることなく、アクチュエータ全体の長さを短くすることが可能となる。従って、前述同様、装置の小型化を図りつつ、ピストンストロークを確保することが可能となる。また、各機能部品自体は小さくなっていないことから、部品強度も低下せず、アクチュエータの推力の低下もない。このため、装置の小型化を図りつつ、従来のアクチュエータと同様の機能を確保できる。さらに、装置の小型化に伴い、ベッドへの取り付けレイアウトの自由度も向上する。 Thus, the linear actuator 1 has a structure in which the distance between the members (the length of the actuator structure) is shortened, and the overall length of the actuator can be shortened without shortening the piston stroke. It becomes possible. Therefore, as described above, it is possible to ensure the piston stroke while reducing the size of the apparatus. In addition, since each functional component itself is not small, the component strength does not decrease and the thrust of the actuator does not decrease. For this reason, the function similar to the conventional actuator can be ensured, achieving size reduction of an apparatus. Further, as the apparatus is downsized, the degree of freedom of the layout for mounting on the bed is improved.

本発明は前記実施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変更可能であることは言うまでもない。
例えば、前述の実施形態では、モータ３４によって回転駆動される回転軸としてアーマチュアシャフト３５のみを用いた例を示したが、アーマチュアシャフトとは別に回転軸を設けても良い。すなわち、例えば、アーマチュアシャフトによってギヤ駆動される回転軸を別途設け、この回転軸にウォームを形成した構成のリニアアクチュエータにも本発明は適用可能である。 It goes without saying that 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.
For example, in the above-described embodiment, the example in which only the armature shaft 35 is used as the rotation shaft that is rotationally driven by the motor 34 has been described, but a rotation shaft may be provided separately from the armature shaft. That is, for example, the present invention is also applicable to a linear actuator having a configuration in which a rotary shaft that is gear-driven by an armature shaft is separately provided and a worm is formed on the rotary shaft.

一方、前述の実施形態では、本発明のリニアアクチュエータを医療・介護用ベッドの動作部に使用した例を示したが、その適用対象はベッドには限定されず、他の医療用機器や自動車、家電製品等、作動部位を有する各種機械・装置に広く適用可能である。また、ベッド２は、リニアアクチュエータ１のピストンチューブ１０の伸長によって背ボトム３が起立するような、いわゆる押し勝手の構成には限られず、ピストンチューブ１０の短縮によって背ボトム３が起立するようないわゆる引き勝手の構成のものでも良い。さらに、前述の実施形態では、リニアアクチュエータ１を背ボトム３の駆動に使用した場合について説明したが、リニアアクチュエータ１を膝ボトムの駆動に使用することも可能である。また、リニアアクチュエータ１を、ベッドボトムの高さを調整するために使用することも可能である。さらに、リニアアクチュエータ１における動力伝達機構２１の構成も前述のものには限定されない。 On the other hand, in the above-described embodiment, an example in which the linear actuator of the present invention is used for an operation part of a medical / nursing bed is shown, but the application target is not limited to a bed, and other medical devices, automobiles, It can be widely applied to various machines and devices having operating parts such as home appliances. Further, the bed 2 is not limited to the so-called push-up configuration in which the back bottom 3 stands by the extension of the piston tube 10 of the linear actuator 1, but is so-called that the back bottom 3 stands by the shortening of the piston tube 10. A configuration with a puller may be used. Furthermore, although the case where the linear actuator 1 is used for driving the back bottom 3 has been described in the above-described embodiment, the linear actuator 1 can also be used for driving the knee bottom. The linear actuator 1 can also be used to adjust the height of the bed bottom. Furthermore, the configuration of the power transmission mechanism 21 in the linear actuator 1 is not limited to that described above.

１リニアアクチュエータ
２医療・介護用ベッド
３背ボトム
４フレーム
５本体ハウジング
６モータユニット
７ピストンユニット
８クレビス
８ａフランジ部
９アクチュエータ支持軸
１０ピストンチューブ
１０ａ貫通孔
１１リンク
１２リンク接続軸
１３軸孔
１４軸孔
１５モータ側フレーム（第１フレーム）
１５ａ分割面
１６カバー側フレーム（第２フレーム）
１７クレビス取付部
１８ねじ
１９ピストンユニット収容部
２０機構収容部
２１動力伝達機構
２２補強パイプ
２３支持パイプ
２４プラグ
２５キャップ
２６シャフト
２６ａ雄ねじ部
２６ｂ段部
２７ベアリングアダプタ
２８ベアリング
２８ａ内輪
２８ｂ外輪
２９スクリューナット
２９ａフランジ部
２９ｂボス部
３０スクリューナットアダプタ
３１リング部
３２爪部
３２ａ突起
３２ｂ外周面
３３雌ねじ部
３４モータ
３５アーマチュアシャフト（回転軸）
３６ウォーム
３７フレームリング
３８嵌合溝
４１ウォームホイール
４１ａ歯部
４２カップリング
４３クラッチケース
４４ワンウエイクラッチ
４５ブレーキユニット
４６小ギヤ
４７カップリング嵌合部
４８嵌合凹部
４９嵌合凸部
５１ボス部
５２シャフト孔
５３セレーション
５４セレーション
５５内筒部
５６リング部
５７突起部
６１ブレーキプレートホルダ
６２ボス部
６３ブレーキプレート
６４ａ,６４ｂブレーキワッシャ
６５ａ,６５ｂ軸孔
６６セレーション
６７フランジ部
６８凸部
６９ホルダ凹部
７０プレート凸部
７１圧接部
７２ワッシャ
７３ナット
７４係止部
８１凸部
８２凹部
８３突条部
８５軸受（第１軸受）
８６軸受（第２軸受）
８７軸受取付部（第１軸受取付部）
８７ａ底部
８８軸受取付部（第２軸受取付部）
８９ベアリングストッパ
８９ａ凹溝部
９０ポテンショユニット
９１スリット（ストッパ取付部）
９２ヨーク
９３軸受
９４ブラシホルダ
９５モータ取付部
９５ａモータ取付面
９６アーマチュア
９７ウォーム開口部
１０１リニアアクチュエータ
１０２ピストン
１０３ａ,１０３ｂフレーム
１０４モータ
１０５アーマチュアシャフト
１０６軸受
１０７軸受
１０８ウォーム
１０９シャフト
１１１スラストプレート
１１２スチールボール
１１３ワッシャ
１１４スプリングワッシャ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Linear actuator 2 Medical / care bed 3 Back bottom 4 Frame 5 Main body housing 6 Motor unit 7 Piston unit 8 Clevis 8a Flange 9 Actuator support shaft 10 Piston tube 10a Through-hole 11 Link 12 Link connection shaft 13 Shaft hole 14 Shaft hole 15 Motor side frame (first frame)
15a Dividing surface 16 Cover side frame (second frame)
17 Clevis mounting portion 18 Screw 19 Piston unit housing portion 20 Mechanism housing portion 21 Power transmission mechanism 22 Reinforcement pipe 23 Support pipe 24 Plug 25 Cap 26 Shaft 26a Male thread portion 26b Step portion 27 Bearing adapter 28 Bearing 28a Inner ring 28b Outer ring 29 Screw nut 29a Flange part 29b Boss part 30 Screw nut adapter 31 Ring part 32 Claw part 32a Projection 32b Outer peripheral surface 33 Female thread part 34 Motor 35 Armature shaft (rotating shaft)
36 Worm 37 Frame ring 38 Fitting groove 41 Worm wheel 41a Tooth part 42 Coupling 43 Clutch case 44 One-way clutch 45 Brake unit 46 Small gear 47 Coupling fitting part 48 Fitting concave part 49 Fitting convex part 51 Boss part 52 Shaft Hole 53 Serration 54 Serration 55 Inner cylinder part 56 Ring part 57 Projection part 61 Brake plate holder 62 Boss part 63 Brake plate 64a, 64b Brake washer 65a, 65b Shaft hole 66 Serration 67 Flange part 68 Projection part 69 Holder recess part 70 Projection part 71 pressure contact part 72 washer 73 nut 74 locking part 81 convex part 82 concave part 83 protrusion 85 bearing (first bearing)
86 Bearing (second bearing)
87 Bearing mounting part (first bearing mounting part)
87a Bottom 88 Bearing mounting portion (second bearing mounting portion)
89 Bearing stopper 89a Concave groove portion 90 Potentiometer unit 91 Slit (stopper mounting portion)
92 Yoke 93 Bearing 94 Brush holder 95 Motor mounting portion 95a Motor mounting surface 96 Armature 97 Worm opening 101 Linear actuator 102 Piston 103a, 103b Frame 104 Motor 105 Armature shaft 106 Bearing 107 Bearing 108 Worm 109 Shaft 111 Thrust plate 112 Steel ball 113 Washer 114 Spring washer

Claims

A shaft having a male thread portion;
A worm and a worm wheel for decelerating and transmitting the rotation of the motor to the shaft;
A housing for housing the worm and the worm wheel;
A screw nut that is screwed into the male screw portion and moves forward and backward by forward and reverse rotation of the shaft;
A piston tube fixed to the screw nut and moving forward and backward with rotation of the shaft,
As the shaft rotates, the piston tube moves in the axial direction together with the screw nut, and the piston tube moves forward and backward with respect to the housing,
The housing includes first and second frames provided by dividing the housing in a direction along the armature shaft of the motor and in a direction parallel to the piston tube,
The first frame is attached with the motor, and a first bearing and a second bearing that are rotatably connected to the armature shaft and driven to rotate by the motor are arranged together ,
The first frame is
A piston unit housing portion for housing a piston unit including the piston tube;
A linear actuator comprising: a mechanism housing portion that houses a power transmission mechanism including the worm wheel .

The linear actuator according to claim 1,
The first frame has a first bearing mounting portion that houses and holds the first bearing, and a second bearing mounting portion that houses and holds the second bearing,
The first bearing mounting portion is provided with a stopper for restricting movement of the first bearing in one axial direction and receiving a thrust load applied to the armature shaft as the worm rotates. Linear actuator.

The linear actuator according to claim 2, wherein
The linear actuator , wherein the first frame has a stopper mounting portion on a split surface with the second frame, to which the stopper can be attached from the split surface side .

The linear actuator according to claim 2 or 3 ,
The linear actuator includes a potentiometer unit fixed to the first frame and detecting a rotation angle of the shaft.
The linear actuator , wherein the stopper is disposed behind the potentiometer unit and is prevented from being detached by the potentiometer unit .

In the linear actuator of any one of Claims 1-4,
The linear actuator, wherein the first bearing and the second bearing are respectively disposed on both sides of the worm in the axial direction with the worm formed on the rotating shaft interposed therebetween.

In the linear actuator of any one of Claims 1-5,
The first frame has a worm opening in which the worm formed on the rotating shaft faces the dividing surface of the first and second frames when the motor is attached to the first frame. A linear actuator characterized by that.