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JP2009041698A - Linear actuator - Google Patents

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JP2009041698A
JP2009041698A JP2007209232A JP2007209232A JP2009041698A JP 2009041698 A JP2009041698 A JP 2009041698A JP 2007209232 A JP2007209232 A JP 2007209232A JP 2007209232 A JP2007209232 A JP 2007209232A JP 2009041698 A JP2009041698 A JP 2009041698A
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JP
Japan
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mounting frame
linear actuator
bed
shaft
nut
Prior art date
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Pending
Application number
JP2007209232A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidenori Kouchi
秀紀 古内
Takeshi Kumamoto
毅 熊本
Kentaro Furuhira
健太郎 古平
Hiroshi Hiruma
宏 蛭間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsuba Corp
Original Assignee
Mitsuba Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a linear actuator with an accurate parallel movement and a long stroke while restraining cost increase. <P>SOLUTION: In the linear actuator, a lower mounting frame 11 and an upper mounting frame 21 are horizontally arranged facing each other, a lower screw shaft 30 and an upper screw shaft 40 are vertically supported on the lower mounting frame 11 and the upper mounting frame 21, a lower rotary shaft 51 and an upper rotary shaft 61 are rotatably supported on the lower mounting frame 11 and the upper mounting frame 21, a lower nut 55 screwed into the lower screw shaft 30 and an upper nut 65 screwed into the upper screw shaft 40 are respectively fixed on the lower rotary shaft 51 and the upper rotary shaft 61, and the lower rotary shaft 51 and the upper rotary shaft 61 are driven by a worm-wheel reduction gear at a forward and reverse rotation state. The lower mounting frame 11 and the upper mounting frame 21 are connected by a parallel ruler mechanism 12. Cost increase for the linear actuator can be restrained since a guide mechanism having sliding resistance can be saved. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、リニアアクチュエータに関し、特に、電動送りねじ式リニアアクチュエータに係り、例えば、医療・介護用ベッドの寝床を上下させたり、背部や膝部の寝床を傾斜させたりするのに利用して有効なものに関する。   The present invention relates to a linear actuator, and more particularly to an electric feed screw type linear actuator, and is effective for use in, for example, raising or lowering a bed of a medical / care bed or tilting a bed of a back or a knee. About things.

医療・介護用ベッドにおいては患者の寝食の負担を軽減するために、電動送りねじ式リニアアクチュエータによってベッドの寝床を上下させたり、背部や膝部の寝床を傾斜させたりすることが実施されている。
医療・介護用ベッドにおいては、高さが低い方がベッドから下り易く、また、ベッドから落下した際に負傷する危惧がない。他面、高さが高い方が診察や介護等を施し易い。
したがって、医療・介護用ベッドに使用されるリニアアクチュエータは、ストロークが長い方が有利である。
In the medical / nursing care bed, in order to reduce the burden of sleeping on the patient, the bed of the bed is moved up and down and the bed of the back and knees is inclined by an electric feed screw type linear actuator. .
In medical / nursing care beds, the lower the height, the easier it is to descend from the bed, and there is no risk of injury when falling from the bed. On the other side, the higher the height, the easier it is to give medical examinations and care.
Therefore, it is advantageous that the linear actuator used for the medical / care bed has a long stroke.

ストロークを長くした従来のリニアアクチュエータとしては、摺動によって案内するガイド機構により支持されて互いに反対向きに移動自在な一対の移動体と、この一対の移動体にそれぞれ回転自在に支承された一対の回転軸と、この両回転軸を回転させる一つの駆動装置と、前記両回転軸の回転によって前記両移動体を互いに反対向きに移動させる一対の送りねじ軸装置と、を備えたもの、がある。(例えば、特許文献1参照)。
特開2007−92879号公報
As a conventional linear actuator with a long stroke, a pair of movable bodies supported by a sliding guide mechanism and movable in opposite directions, and a pair of rotatably supported on the pair of movable bodies, respectively. There is provided a rotary shaft, one drive device that rotates both rotary shafts, and a pair of feed screw shaft devices that move the moving bodies in opposite directions by rotation of the rotary shafts. . (For example, refer to Patent Document 1).
JP 2007-92879 A

前記したリニアアクチュエータにおいては、ベッドの偏荷重を受ける移動体の平行移動を確保するためには、移動体の移動を摺動によって案内するガイド機構のクリアランスを極力小さくする必要がある。
その要求に応ずるために、ガイド機構部品の加工精度や組付精度を厳格に設定すると、イニシャルコストが増加してしまう。
他方、摺動抵抗に打ち勝つべくガイド機構の駆動装置の駆動力を高く設定すると、消費電力が高くなるために、イニシャルコストおよびランニングコストが増加してしまう。
In the above-described linear actuator, in order to ensure the parallel movement of the moving body that receives an uneven load of the bed, it is necessary to minimize the clearance of the guide mechanism that guides the movement of the moving body by sliding.
If the processing accuracy and assembly accuracy of the guide mechanism parts are strictly set to meet the requirement, the initial cost will increase.
On the other hand, if the driving force of the driving device of the guide mechanism is set to be high in order to overcome the sliding resistance, the power consumption increases and the initial cost and running cost increase.

本発明の目的は、コストアップを抑えつつ高精度の平行移動と長いストロークを有するリニアアクチュエータを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a linear actuator having a highly accurate parallel movement and a long stroke while suppressing an increase in cost.

前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
(1)互いに反対向きに移動自在な一対の移動体と、この一対の移動体にそれぞれ回転自在に支承された一対の回転軸と、この両回転軸を回転させる駆動装置と、前記両回転軸の回転によって前記両移動体を互いに反対向きに移動させる一対の送りねじ軸装置と、前記一対の移動体を相対的に平行移動させる平行定規機構と、を備えていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
(2)前記平行定規機構の平行リンク同士が同期するように伝達機構によって連動されていることを特徴とする前記(1)に記載のリニアアクチュエータ。
Typical means for solving the above-described problems are as follows.
(1) A pair of movable bodies movable in opposite directions, a pair of rotary shafts rotatably supported by the pair of movable bodies, a drive device that rotates the rotary shafts, and the rotary shafts A linear actuator comprising: a pair of feed screw shaft devices that move the moving bodies in opposite directions by rotation of the moving body; and a parallel ruler mechanism that relatively translates the pair of moving bodies. .
(2) The linear actuator according to (1), wherein the parallel links of the parallel ruler mechanism are interlocked by a transmission mechanism so as to synchronize with each other.

前記したリニアアクチュエータによれば、一対の移動体が送りねじ軸装置によって互いに反対向きに移動されるように構成されているために、長いストロークを創出することができる。
一対の移動体は平行定規機構によって平行移動するように連結されているために、摺動摩擦による弊害を回避することができる。
According to the linear actuator described above, since the pair of moving bodies are configured to be moved in directions opposite to each other by the feed screw shaft device, a long stroke can be created.
Since the pair of moving bodies are coupled so as to move in parallel by a parallel ruler mechanism, it is possible to avoid the adverse effects caused by sliding friction.

以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1に示されているように、本実施の形態に係るリニアアクチュエータ10は、医療・介護用ベッド(以下、ベッドという。)1の寝床を水平に昇降させるためのものとして構成されている。
すなわち、図1に示されているように、リニアアクチュエータ10は互いに反対向きに移動自在な一対の移動体としての下側取付枠11と上側取付枠21とを備えており、図1に示されているように、リニアアクチュエータ10の固定端側である下側取付枠11がベッド1のフレーム2に固定され、リニアアクチュエータ10の自由端側である上側取付枠21が寝床(以下、寝床という。)3に連結されている。
図1(a)に示されているように、リニアアクチュエータ10が短縮した状態で、寝床3は下限位置に水平に下降されており、図1(b)に示されているように、リニアアクチュエータ10が伸長すると、寝床3は水平に上昇されるようになっている。
また、一対のリニアアクチュエータ10、10を個々に動かすことにより、寝床3を斜めにすることもできる。
As shown in FIG. 1, a linear actuator 10 according to the present embodiment is configured to move a bed of a medical / care bed (hereinafter referred to as a bed) 1 horizontally.
That is, as shown in FIG. 1, the linear actuator 10 includes a lower mounting frame 11 and an upper mounting frame 21 as a pair of movable bodies that are movable in opposite directions, and is shown in FIG. As shown, the lower mounting frame 11 that is the fixed end side of the linear actuator 10 is fixed to the frame 2 of the bed 1, and the upper mounting frame 21 that is the free end side of the linear actuator 10 is a bed (hereinafter referred to as a bed). ) 3.
As shown in FIG. 1 (a), with the linear actuator 10 shortened, the bed 3 is lowered horizontally to the lower limit position, and as shown in FIG. 1 (b), the linear actuator When 10 is extended, the bed 3 is raised horizontally.
Moreover, the bed 3 can be inclined by moving the pair of linear actuators 10 and 10 individually.

図2〜図7に示されているように、リニアアクチュエータ10の下側取付枠11と上側取付枠21とはいずれも、平面視が略長方形で一主面が開口した枠形状に形成されており、互いに開口面が対向して水平に配置されている。
下側取付枠11と上側取付枠21とは、平行定規機構(parallel rule mechanism )12によって水平を維持しつつ移動するように連結されている。
すなわち、平行縁を有する片の一方である下側取付枠11には、一対の下側リンク13、13の基端部が各ピン14、14によってそれぞれ回動自在に支持されているとともに、平行縁を有する片の他方である上側取付枠21には、一対の上側リンク23、23の基端部が各ピン24、24によってそれぞれ回動自在に支持されており、一対の下側リンク13、13の自由端部と一対の上側リンク23、23の自由端部とは各ピン15、15によって回動自在に連結されている。
一方の下側リンク13と反対側の上側リンク23とが平行リンクをそれぞれ構成しており、一対の下側リンク13、13と一対の上側リンク23、23とは同一の長さにそれぞれ設定されている。
一対の下側リンク13、13はチャンネル型鋼形状に形成されており、開口側が対向するように対称形に配置されている。一対の上側リンク23、23は下側リンク13よりも小さめのチャンネル型鋼形状に形成されており、閉塞側が対向するように対称形に配置されている。
As shown in FIGS. 2 to 7, the lower mounting frame 11 and the upper mounting frame 21 of the linear actuator 10 are both formed into a frame shape having a substantially rectangular shape in plan view and an opening on one main surface. The opening surfaces are arranged horizontally so as to face each other.
The lower mounting frame 11 and the upper mounting frame 21 are connected by a parallel rule mechanism 12 so as to move while maintaining horizontal.
That is, the base end portion of the pair of lower links 13 and 13 is rotatably supported by the pins 14 and 14 on the lower mounting frame 11 which is one of the pieces having parallel edges, and in parallel. On the upper mounting frame 21, which is the other of the pieces having edges, the base end portions of the pair of upper links 23, 23 are rotatably supported by the pins 24, 24, respectively, and the pair of lower links 13, The free ends of 13 and the free ends of the pair of upper links 23 and 23 are rotatably connected by pins 15 and 15, respectively.
One lower link 13 and the opposite upper link 23 form parallel links, and the pair of lower links 13 and 13 and the pair of upper links 23 and 23 are set to the same length. ing.
The pair of lower links 13 and 13 are formed in a channel steel shape, and are arranged symmetrically so that the opening sides face each other. The pair of upper links 23, 23 are formed in a channel-type steel shape smaller than the lower link 13, and are arranged symmetrically so that the closed sides face each other.

一対の下側リンク13、13の基端部には一対の扇歯車16、16が各ピン14、14を中心にして回動するようにそれぞれ固定されており、一対の扇歯車16、16同士は互いに同期するように噛合されている。
一対の上側リンク23、23の基端部には一対の扇歯車26、26が各ピン24、24を中心にして回動するようにそれぞれ固定されており、一対の扇歯車26、26同士は互いに同期するように噛合されている。
A pair of fan gears 16, 16 are fixed to the base end portions of the pair of lower links 13, 13 so as to rotate around the pins 14, 14, respectively. Are meshed so as to be synchronized with each other.
A pair of fan gears 26, 26 are fixed to the base ends of the pair of upper links 23, 23 so as to rotate around the pins 24, 24, respectively. They are meshed so as to be synchronized with each other.

下側取付枠11の底壁上面には、外周に雄ねじ部31を有する下側ねじ軸30が垂直に立脚されて、支持具32によって固定されている。
上側取付枠21の天井壁下面には、外周に雄ねじ部41を有する上側ねじ軸40が垂直に垂下されて、支持具42によって固定されている。
On the upper surface of the bottom wall of the lower mounting frame 11, a lower screw shaft 30 having a male screw portion 31 on the outer periphery is vertically erected and fixed by a support tool 32.
On the lower surface of the ceiling wall of the upper mounting frame 21, an upper screw shaft 40 having an external thread portion 41 on the outer periphery is suspended vertically and fixed by a support tool 42.

下側取付枠11と上側取付枠21との間にはハウジング50が配設されている。
図5に示されているように、ハウジング50における下側ねじ軸30の延長線上には、円筒形状に形成された下側回転軸51が配置されており、下側回転軸51は中間部に配置された転がり軸受52と、上端部および下端部にそれぞれ配置された滑り軸受53、54とによって回転自在に支承されている。
下側回転軸51の下端部内周には下側ナット55が嵌入されて一体回転するように固定されており、下側ナット55は下側ねじ軸30の雄ねじ部31に進退可能に螺合されている。
下側回転軸51の外周における転がり軸受52の上側の隣接位置には、下側ウオームホイール56が嵌合されて、一体回転するように固定されている。
ハウジング50における上側ねじ軸40の延長線上には、円筒形状に形成された上側回転軸61が配置されており、上側回転軸61は中間部に配置された転がり軸受62と、上端部および下端部にそれぞれ配置された滑り軸受63、64とによって回転自在に支承されている。
上側回転軸61の上端部内周には上側ナット65が嵌入されて一体回転するように固定されており、上側ナット65は上側ねじ軸40の雄ねじ部41に進退可能に螺合されている。
上側回転軸61の外周における転がり軸受62の下側の隣接位置には、上側ウオームホイール66が嵌合されて、一体回転するように固定されている。
A housing 50 is disposed between the lower mounting frame 11 and the upper mounting frame 21.
As shown in FIG. 5, a lower rotary shaft 51 formed in a cylindrical shape is disposed on an extension line of the lower screw shaft 30 in the housing 50, and the lower rotary shaft 51 is disposed in the middle portion. It is rotatably supported by the arranged rolling bearing 52 and the sliding bearings 53 and 54 arranged at the upper end portion and the lower end portion, respectively.
A lower nut 55 is fitted on the inner periphery of the lower end of the lower rotary shaft 51 so as to rotate integrally. The lower nut 55 is screwed to the male screw portion 31 of the lower screw shaft 30 so as to be able to advance and retract. ing.
A lower worm wheel 56 is fitted at an upper adjacent position of the rolling bearing 52 on the outer periphery of the lower rotating shaft 51 and is fixed so as to rotate integrally.
On the extension line of the upper screw shaft 40 in the housing 50, an upper rotating shaft 61 formed in a cylindrical shape is disposed. The upper rotating shaft 61 includes a rolling bearing 62 disposed in an intermediate portion, an upper end portion, and a lower end portion. Are rotatably supported by sliding bearings 63 and 64, respectively.
An upper nut 65 is fitted on the inner periphery of the upper end of the upper rotating shaft 61 and is fixed so as to rotate integrally. The upper nut 65 is threadably engaged with the male screw portion 41 of the upper screw shaft 40 so as to advance and retract.
An upper worm wheel 66 is fitted at a position adjacent to the lower side of the rolling bearing 62 on the outer periphery of the upper rotating shaft 61 and is fixed so as to rotate integrally.

ハウジング50にはモータ70が水平に設置されており、モータ70はウオーム72が形成されたウオーム軸71を正逆回転駆動するように構成されている。ウオーム軸71は下側ウオームホイール56と上側ウオームホイール66との間に挿入されており、ウオーム72には下側ウオームホイール56と上側ウオームホイール66とが両側からそれぞれ噛合されている。
すなわち、モータ70、ウオーム軸71、下側ウオームホイール56および上側ウオームホイール66は、下側回転軸51と上側回転軸61とを同時に正逆回転させる一つの駆動装置を構成している。
そして、下側回転軸51と一体回転する下側ナット55、上側回転軸61と一体回転する上側ナット65、下側ねじ軸30および上側ねじ軸40は、両回転軸51、61の回転によって下側取付枠11と上側取付枠21とを互いに反対向きに移動させる上下で一対の送りねじ軸装置を構成している。
A motor 70 is horizontally installed in the housing 50, and the motor 70 is configured to drive a worm shaft 71 on which a worm 72 is formed to rotate forward and backward. The worm shaft 71 is inserted between the lower worm wheel 56 and the upper worm wheel 66, and the lower worm wheel 56 and the upper worm wheel 66 are engaged with the worm 72 from both sides, respectively.
That is, the motor 70, the worm shaft 71, the lower worm wheel 56, and the upper worm wheel 66 constitute one drive device that rotates the lower rotation shaft 51 and the upper rotation shaft 61 simultaneously in the forward and reverse directions.
The lower nut 55 that rotates integrally with the lower rotation shaft 51, the upper nut 65 that rotates integrally with the upper rotation shaft 61, the lower screw shaft 30, and the upper screw shaft 40 are lowered by the rotation of both the rotation shafts 51, 61. A pair of feed screw shaft devices are configured at the top and bottom to move the side mounting frame 11 and the upper mounting frame 21 in opposite directions.

ハウジング50にはポテンショメータ80が上向きに設置されており、ポテンショメータ80のセンサ軸81には従動ギヤ82が固定されている。従動ギヤ82は上側回転軸61に固定された原動ギヤ83に噛合されている。
ポテンショメータ80は従動ギヤ82および原動ギヤ83を介して上側回転軸61の回転数を計測することにより、上側取付枠21の位置すなわち寝床3の高さを測定するように構成されている。
A potentiometer 80 is installed upward in the housing 50, and a driven gear 82 is fixed to the sensor shaft 81 of the potentiometer 80. The driven gear 82 is meshed with a driving gear 83 fixed to the upper rotating shaft 61.
The potentiometer 80 is configured to measure the position of the upper mounting frame 21, that is, the height of the bed 3, by measuring the rotational speed of the upper rotating shaft 61 via the driven gear 82 and the driving gear 83.

便宜上、図示は省略するが、リニアアクチュエータ10にはカバーがテレスコープ構造に被せられている。   For convenience, although not shown, the linear actuator 10 is covered with a telescope structure.

次に、作用および効果を説明する。   Next, functions and effects will be described.

図1に示されているように、2台のリニアアクチュエータ10、10がベッド1の頭側と足側とにそれぞれ水平に配置され、両方のリニアアクチュエータ10、10の下側取付枠11がベッド1のフレーム2にそれぞれ据え付けられ、上側取付枠21が寝床3側にそれぞれ連結される。   As shown in FIG. 1, two linear actuators 10 and 10 are horizontally disposed on the head side and the foot side of the bed 1, respectively, and the lower mounting frame 11 of both linear actuators 10 and 10 is a bed. The upper mounting frame 21 is connected to the bed 3 side.

リニアアクチュエータ10がベッド1に組み付けられた後に、操作者が寝床3を上昇させるべく正回転側の操作ボタンを押すことにより、図1(a)の状態から、モータ70が正方向に回転運転されると、モータ70の駆動力が同一のウオーム軸71のウオーム72によって下側ウオームホイール56と上側ウオームホイール66とに同時に伝達され、下側ウオームホイール56に固定された下側回転軸51と、上側ウオームホイール66に固定された上側回転軸61とがそれぞれ正方向に同時に回転されるために、下側回転軸51に固定された下側ナット55と、上側回転軸61に固定された上側ナット65がそれぞれ正方向に同時に回転される。   After the linear actuator 10 is assembled to the bed 1, the operator presses the operation button on the positive rotation side to raise the bed 3, so that the motor 70 is rotated in the forward direction from the state of FIG. Then, the driving force of the motor 70 is simultaneously transmitted to the lower worm wheel 56 and the upper worm wheel 66 by the worm 72 of the same worm shaft 71, and the lower rotating shaft 51 fixed to the lower worm wheel 56; Since the upper rotating shaft 61 fixed to the upper worm wheel 66 is simultaneously rotated in the forward direction, a lower nut 55 fixed to the lower rotating shaft 51 and an upper nut fixed to the upper rotating shaft 61 are provided. 65 are simultaneously rotated in the positive direction.

下側ナット55と上側ナット65とがそれぞれ正方向に同時に回転すると、下側ナット55および上側ナット65は下側ねじ軸30および上側ねじ軸40にそれぞれ上下方向に進退自在に螺合されているために、下側ナット55は下側ねじ軸30の雄ねじ部31によって上昇し、上側ナット65は上側ねじ軸40の雄ねじ部41によって上昇する。
下側ナット55が下側ねじ軸30に対して上昇するとともに、上側ナット65が上側ねじ軸40に対して上昇すると、下側ナット55と上側ナット65とが設置されたハウジング50は下側ナット55と上側ナット65との上昇に追従して上昇することになる。すなわち、下側取付枠11と上側取付枠21との間隔が開いて行く。
この際に、下側取付枠11および上側取付枠21は平行定規機構12によって案内されているので、平行移動する。しかも、平行定規機構12の平行リンク13と23、13と23は扇歯車16、26によって同期されているので、横(水平)方向にずれることなく垂直に移動する。
そして、下側取付枠11はベッド1のフレーム2に固定され、上側取付枠21はベッド1の寝床3に連結されているために、図1(b)に示されているように、寝床3は上昇して行く。
When the lower nut 55 and the upper nut 65 are simultaneously rotated in the forward direction, the lower nut 55 and the upper nut 65 are respectively screwed to the lower screw shaft 30 and the upper screw shaft 40 so as to advance and retract in the vertical direction. Therefore, the lower nut 55 is raised by the male screw portion 31 of the lower screw shaft 30, and the upper nut 65 is raised by the male screw portion 41 of the upper screw shaft 40.
When the lower nut 55 rises with respect to the lower screw shaft 30 and the upper nut 65 rises with respect to the upper screw shaft 40, the housing 50 in which the lower nut 55 and the upper nut 65 are installed becomes the lower nut. 55 and the upper nut 65 follow the rise. That is, the space between the lower mounting frame 11 and the upper mounting frame 21 increases.
At this time, since the lower mounting frame 11 and the upper mounting frame 21 are guided by the parallel ruler mechanism 12, they move in parallel. Moreover, since the parallel links 13 and 23, 13 and 23 of the parallel ruler mechanism 12 are synchronized by the fan gears 16 and 26, they move vertically without shifting in the lateral (horizontal) direction.
Since the lower mounting frame 11 is fixed to the frame 2 of the bed 1 and the upper mounting frame 21 is connected to the bed 3 of the bed 1, as shown in FIG. Goes up.

ここで、この際の寝床3の上昇ストロークは下側ナット55の上昇ストロークと上側ナット65の上昇ストロークとの和であるので、本実施の形態に係るリニアアクチュエータ10が寝床3を上昇させ得る最大ストロークは、下側ねじ軸30の有効長さと上側ねじ軸40の有効長さとの和となる。
すなわち、本実施の形態に係るリニアアクチュエータ10の最大ストロークは、一本のねじ軸を備えた通常のリニアアクチュエータの最大ストロークの二倍になる。
また、駆動部を各ねじ軸の略中央部に置いてあることや、通常のリニアアクチュエータのように駆動部がリニアアクチュエータの全長に含まれないため、同一の最大ストロークに設定した場合には、本実施の形態に係るリニアアクチュエータ10の短縮時の全高は、一本のねじ軸を備えた通常のリニアアクチュエータの全高の半分以下になる。
例えば、通常のリニアアクチュエータと比較すると、1/2、1/4となる。
Here, since the rising stroke of the bed 3 at this time is the sum of the rising stroke of the lower nut 55 and the rising stroke of the upper nut 65, the linear actuator 10 according to the present embodiment can raise the bed 3 to the maximum. The stroke is the sum of the effective length of the lower screw shaft 30 and the effective length of the upper screw shaft 40.
That is, the maximum stroke of the linear actuator 10 according to the present embodiment is twice the maximum stroke of a normal linear actuator having one screw shaft.
In addition, because the drive unit is placed at the approximate center of each screw shaft, and the drive unit is not included in the total length of the linear actuator like a normal linear actuator, when setting the same maximum stroke, The total height when the linear actuator 10 according to the present embodiment is shortened is less than half of the total height of a normal linear actuator having one screw shaft.
For example, compared with a normal linear actuator, it becomes 1/2 and 1/4.

モータ70の運転が停止されると、ベッド1の寝床3の荷重(患者の体重等)が下側ねじ軸30および上側ねじ軸40に下側ナット55および上側ナット65を逆方向に回転させる力として作用する状態になるために、下側ナット55が固定された下側回転軸51および上側ナット65が固定された上側回転軸61には、所謂負荷側逆回転作用力が作用する状態になる。
本実施の形態においては、下側回転軸51および上側回転軸61はウオーム軸71のウオーム72に噛合した下側ウオームホイール56および上側ウオームホイール66にそれぞれ固定されているために、下側回転軸51および上側回転軸61が負荷側逆回転作用力によって逆回転されることはない。なぜならば、回転軸のリードと摩擦係数をバランスよく選定しているからである。
したがって、リニアアクチュエータ10は寝床3の荷重を持ち上げたままの状態で支持することができる。
When the operation of the motor 70 is stopped, the load of the bed 3 of the bed 1 (the patient's weight, etc.) forces the lower screw shaft 30 and the upper screw shaft 40 to rotate the lower nut 55 and the upper nut 65 in the reverse direction. Therefore, a so-called load-side reverse rotation force is applied to the lower rotary shaft 51 to which the lower nut 55 is fixed and the upper rotary shaft 61 to which the upper nut 65 is fixed. .
In the present embodiment, since the lower rotary shaft 51 and the upper rotary shaft 61 are respectively fixed to the lower worm wheel 56 and the upper worm wheel 66 that mesh with the worm 72 of the worm shaft 71, the lower rotary shaft 51 and the upper rotary shaft 61 are not reversely rotated by the load-side reverse rotational force. This is because the lead of the rotating shaft and the friction coefficient are selected with a good balance.
Therefore, the linear actuator 10 can be supported with the load of the bed 3 being lifted.

その後、操作者が寝床3を倒伏させるべく逆回転側の操作ボタンを押すことにより、モータ70が逆方向に回転運転されると、モータ70の駆動力が同一のウオーム軸71のウオーム72によって下側ウオームホイール56と上側ウオームホイール66とに同時に伝達され、下側ウオームホイール56に固定された下側回転軸51と、上側ウオームホイール66に固定された上側回転軸61とがそれぞれ逆方向に同時に回転されるために、下側回転軸51に固定された下側ナット55と、上側回転軸61に固定された上側ナット65がそれぞれ逆方向に同時に回転される。
このことは、モータのアーマチュアシャフトに軸方向の力が発生せず、モータ内のスラスト軸受が不要となり、効率の向上をもたらす。
Thereafter, when the operator presses the operation button on the reverse rotation side to lie down on the bed 3 and the motor 70 is rotated in the reverse direction, the driving force of the motor 70 is lowered by the worm 72 of the same worm shaft 71. The lower rotating shaft 51 fixed to the lower worm wheel 56 and the upper rotating shaft 61 fixed to the upper worm wheel 66 are simultaneously transmitted to the side worm wheel 56 and the upper worm wheel 66 simultaneously in the opposite directions. In order to rotate, the lower nut 55 fixed to the lower rotating shaft 51 and the upper nut 65 fixed to the upper rotating shaft 61 are simultaneously rotated in opposite directions.
This does not generate an axial force on the armature shaft of the motor, eliminates the need for a thrust bearing in the motor, and improves efficiency.

下側ナット55は上側ナット65とがそれぞれ逆方向に同時に回転すると、下側ナット55および上側ナット65は下側ねじ軸30および上側ねじ軸40にそれぞれ上下方向に進退自在に螺合されているために、下側ナット55は下側ねじ軸30の雄ねじ部31によって下降し、上側ナット65は上側ねじ軸40の雄ねじ部41によって下降する。
下側ナット55が下側ねじ軸30に対して下降するとともに、上側ナット65が上側ねじ軸40に対して下降すると、下側ナット55と上側ナット65とが設置されたハウジング50は下側ナット55と上側ナット65との下降に追従して下降することになる。すなわち、下側取付枠11と上側取付枠21との間隔が閉じて行く。
そして、下側取付枠11はベッド1のフレーム2に固定され、上側取付枠21はベッド1の寝床3に連結されているために、図1(a)に示されているように、寝床3は下降して行く。
When the lower nut 55 and the upper nut 65 are simultaneously rotated in the opposite directions, the lower nut 55 and the upper nut 65 are respectively screwed to the lower screw shaft 30 and the upper screw shaft 40 so as to be able to advance and retract in the vertical direction. Therefore, the lower nut 55 is lowered by the male screw portion 31 of the lower screw shaft 30, and the upper nut 65 is lowered by the male screw portion 41 of the upper screw shaft 40.
When the lower nut 55 is lowered with respect to the lower screw shaft 30 and the upper nut 65 is lowered with respect to the upper screw shaft 40, the housing 50 in which the lower nut 55 and the upper nut 65 are installed becomes the lower nut. It follows that 55 and the upper nut 65 descend, and descends. That is, the interval between the lower mounting frame 11 and the upper mounting frame 21 is closed.
Since the lower mounting frame 11 is fixed to the frame 2 of the bed 1 and the upper mounting frame 21 is connected to the bed 3 of the bed 1, as shown in FIG. Goes down.

モータ70の運転が停止されると、寝床3の荷重(患者の体重等)はベッド1のフレーム2によって機械的に支持される。
なお、寝床3が下降した状態で、前述した負荷側逆回転力が下側回転軸51および上側回転軸61に加わったとしても、下側回転軸51および上側回転軸61の逆回転は前述した作用によって防止されることになる。
When the operation of the motor 70 is stopped, the load (the patient's weight and the like) of the bed 3 is mechanically supported by the frame 2 of the bed 1.
Even if the load-side reverse rotational force described above is applied to the lower rotary shaft 51 and the upper rotary shaft 61 while the bed 3 is lowered, the reverse rotation of the lower rotary shaft 51 and the upper rotary shaft 61 has been described above. It will be prevented by the action.

本実施の形態によれば、次のような効果を得ることができる。   According to the present embodiment, the following effects can be obtained.

(1)相対的に昇降自在な下側取付枠および上側取付枠と、下側取付枠および上側取付枠にそれぞれ回転自在に支承された一対の回転軸と、この両回転軸を回転させるためのモータと、両回転軸の回転によって下側取付枠および上側取付枠を相対的に昇降させる上下で一対の送りねじ軸装置を設けることにより、リニアアクチュエータの最大ストロークを一対の回転軸の有効長さの和に設定することができるので、通常のリニアアクチュエータの最大ストロークの二倍に延長することができる。他方、同一の最大ストロークに設定した場合には、リニアアクチュエータの短縮時の全高を通常のリニアアクチュエータの全高の半分以下に縮小することができる。 (1) A lower mounting frame and an upper mounting frame that are relatively movable up and down, a pair of rotating shafts rotatably supported on the lower mounting frame and the upper mounting frame, and for rotating both the rotating shafts By providing a motor and a pair of feed screw shaft devices that move the lower mounting frame and the upper mounting frame relatively up and down by rotation of both rotating shafts, the maximum stroke of the linear actuator can be reduced to the effective length of the pair of rotating shafts. Therefore, it can be extended to twice the maximum stroke of a normal linear actuator. On the other hand, when the same maximum stroke is set, the total height when the linear actuator is shortened can be reduced to half or less of the total height of the normal linear actuator.

(2)前記(1)により、本実施の形態に係るリニアアクチュエータを医療・介護用ベッドを使用した場合には、医療・介護用ベッドの初期高さを低く設定することができるので、患者がベッドから下り易くなり、また、両方の踵が床に着くので、背の低い人でも立ち上がり易くなる。 (2) According to the above (1), when the medical / nursing care bed is used for the linear actuator according to the present embodiment, the initial height of the medical / nursing care bed can be set low. It is easy to get down from the bed, and both heels get to the floor, so even a short person can get up easily.

(3)他方、本実施の形態に係るリニアアクチュエータの最大ストロークによれば、診療時や介護時の医療・介護用ベッドの高さを充分に確保することができるので、医師や介護者は診察や介護等を施し易くなる。 (3) On the other hand, according to the maximum stroke of the linear actuator according to the present embodiment, it is possible to sufficiently secure the height of the bed for medical / nursing care at the time of medical care or nursing care. It becomes easy to give and care.

(4)上側取付枠と下側取付枠とを平行定規機構によって連結することにより、上側取付枠すなわち寝床を水平を維持した状態で垂直に昇降させることができるので、上側取付枠の垂直移動を案内するガイド機構を省略することができる。 (4) By connecting the upper mounting frame and the lower mounting frame with a parallel ruler mechanism, the upper mounting frame, that is, the bed, can be moved up and down vertically while maintaining the level, so that the upper mounting frame can be moved vertically. The guide mechanism for guiding can be omitted.

(5)ガイド機構を省略することにより、ガイド機構の持つ摺動抵抗による弊害を回避することができるので、リニアアクチュエータひいては医療・介護用ベッドのイニシャルコストおよびランニングコストを低減することができる。 (5) By omitting the guide mechanism, it is possible to avoid the adverse effects caused by the sliding resistance of the guide mechanism, so that the initial cost and the running cost of the linear actuator and thus the medical / care bed can be reduced.

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。   Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

例えば、回転軸側に送りねじ軸装置のナットを配設するに限らず、回転軸側に送りねじ軸装置のねじ軸を配設してもよい。   For example, the nut of the feed screw shaft device is not limited to the rotation shaft side, and the screw shaft of the feed screw shaft device may be disposed on the rotation shaft side.

モータの回転を一対の回転軸に伝達する駆動力伝達装置としては、ウオーム歯車減速装置を使用するに限らず、遊星歯車減速装置等を使用してもよい。   The driving force transmission device that transmits the rotation of the motor to the pair of rotating shafts is not limited to the worm gear reduction device, and a planetary gear reduction device or the like may be used.

前記実施の形態においては、リニアアクチュエータが医療・介護用ベッドに使用される場合について説明したが、本発明に係るアクチュエータはこれに限らず、自動車電装品等の用途にも適用することができる。   In the above-described embodiment, the case where the linear actuator is used for a medical / care bed has been described. However, the actuator according to the present invention is not limited to this and can be applied to applications such as automobile electrical components.

本発明の一実施の形態であるリニアアクチュエータが使用された医療・介護用ベッドの要部を示す側面図であり、(a)は下降状態を示しており、(b)は上昇状態を示している。It is a side view which shows the principal part of the bed for medical care which used the linear actuator which is one embodiment of this invention, (a) has shown the falling state, (b) has shown the raising state Yes. 本発明の一実施の形態であるリニアアクチュエータを示す下降状態の正面図である。It is a front view of the descent state which shows the linear actuator which is one embodiment of this invention. その側面図である。It is the side view. (a)は平面図、(b)はウオーム軸を通る部分断面図である。(A) is a top view, (b) is a fragmentary sectional view which passes along a worm axis. 図4のV−V線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the VV line of FIG. 上昇状態を示す正面図である。It is a front view which shows a raise state. その側面図である。It is the side view.

符号の説明Explanation of symbols

1…ベッド(医療・介護用ベッド)、2…フレーム、3…寝床、
10…リニアアクチュエータ、11…下側取付枠(移動体)、12…平行定規機構、
13…下側リンク、14…ピン、15…ピン、16…扇歯車、
21…上側取付枠(移動体)、23…上側リンク、24…ピン、26…扇歯車、
30…下側ねじ軸、31…雄ねじ部、32…支持具、
40…上側ねじ軸、41…雄ねじ部、42…支持具、
50…ハウジング、51…下側回転軸、52…転がり軸受、53、54…滑り軸受、55…下側ナット、56…下側ウオームホイール、
61…上側回転軸、62…転がり軸受、63、64…滑り軸受、65…上側ナット、66…上側ウオームホイール、
70…モータ、71…ウオーム軸、72…ウオーム、
80…ポテンショメータ、81…センサ軸、82…従動ギヤ、83…原動ギヤ。
1 ... Bed (medical / care bed), 2 ... Frame, 3 ... Sleeping bed,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Linear actuator, 11 ... Lower side attachment frame (moving body), 12 ... Parallel ruler mechanism,
13 ... Lower link, 14 ... Pin, 15 ... Pin, 16 ... Fan gear,
21 ... Upper mounting frame (moving body), 23 ... Upper link, 24 ... Pin, 26 ... Fan gear,
30 ... Lower screw shaft, 31 ... Male screw part, 32 ... Supporting tool,
40 ... Upper screw shaft, 41 ... Male screw part, 42 ... Supporting tool,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 50 ... Housing, 51 ... Lower rotating shaft, 52 ... Rolling bearing, 53, 54 ... Sliding bearing, 55 ... Lower nut, 56 ... Lower worm wheel,
61 ... Upper rotating shaft, 62 ... Rolling bearing, 63, 64 ... Sliding bearing, 65 ... Upper nut, 66 ... Upper worm wheel,
70 ... motor, 71 ... worm shaft, 72 ... worm,
80 ... Potentiometer, 81 ... Sensor shaft, 82 ... Driven gear, 83 ... Drive gear.

Claims (2)

互いに反対向きに移動自在な一対の移動体と、この一対の移動体にそれぞれ回転自在に支承された一対の回転軸と、この両回転軸を回転させる駆動装置と、前記両回転軸の回転によって前記両移動体を互いに反対向きに移動させる一対の送りねじ軸装置と、前記一対の移動体を相対的に平行移動させる平行定規機構と、を備えていることを特徴とするリニアアクチュエータ。   A pair of moving bodies that are movable in opposite directions, a pair of rotating shafts rotatably supported by the pair of moving bodies, a drive device that rotates the rotating shafts, and rotation of the rotating shafts. A linear actuator comprising: a pair of feed screw shaft devices that move the two moving bodies in opposite directions; and a parallel ruler mechanism that relatively translates the pair of moving bodies. 前記平行定規機構の平行リンク同士が同期するように伝達機構によって連動されていることを特徴とする請求項1に記載のリニアアクチュエータ。   The linear actuator according to claim 1, wherein the parallel links of the parallel ruler mechanism are interlocked by a transmission mechanism so as to synchronize with each other.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106253567A (en) * 2016-08-23 2016-12-21 哈尔滨工大服务机器人有限公司 A kind of linear moving push-pull device

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