JP2008517570A - リニアアクチュエータ - Google Patents

Abstract

アクチュエータにおいて、クイックリリースユニットは、作動要素（５）を電動機、及び電動機からクイックリリースユニットまで配置された伝動装置（６）の部分から係合を離脱させるために、作動要素と可逆電動機との間の伝動装置に導入される。このクイックリリースユニットは、軸方向に延びて相互に係合するトルク伝達手段（２１ａ、２１ｂ）を具備した２つの筒状連結部（８、９）を備え、２つの連結部（８、９）は相互に軸方向に変位可能であり、ばね（２５）によって相互係合状態を維持する。２つの連結部は、２つの連結部（８、９）間のトルク伝達接続（２１ａ、２１ｂ）が遮断されるように、リリース機構によってばね（２５）に抗して相互に変位することができる。クイックリリースユニットは、特に筒状部に実質的に受容することのできる側に筒状部を持つウォームホイール（６）に関連して、小型にすることができる。
【選択図】図１

Description

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

アクチュエータのクイックリリースユニットは、作動要素を手動で調整することができるように、伝動装置及び電動機のイナート部（inert part）への接続を一時的に中断するために使用される。クイックリリースユニットが使用される用途の一例としては、病院のベッド、患者昇降装置、非常口又は防火扉などや、作動要素の自発的調整を行なうことができることが不可欠ではないとしても、重要である他の構造物を挙げることができる。

クイックリリース機能を有するアクチュエータは、とりわけ、Linak A/Sの欧州特許第685662号及び国際公開第03/033946号から公知である。これらの２つの文献は、解放可能な連結ばねが巻回された２つの筒状要素に基づくクイックリリースユニットに関係する。該構造は現状では優れているが、部分的に連結ばねが特定の長さを持たなければならないため、かつ部分的にはリリース機構もまた嵩張るため、多少の空間を占有する。

完全を期すために、Linak A/Sの欧州特許第577541号は、角度を成して配置された２つのギヤホイールを持ち、１つのギヤホイールが変位して係合状態から離脱することのできる、別のクイックリリースユニットを開示していることに言及することができる。
欧州特許第685662号 国際公開第03/033946号 欧州特許第577541号

本発明の目的は、伝動装置列内の位置に１列に配置された２つの筒状要素を有するタイプの小型クイックリリースユニットを提供することである。

これは、本発明では、アクチュエータを請求項１に記載するように構成することによって達成される。このように開示される構造は、小型のクイックリリースユニットを提供する可能性を切り開く。

クイックリリースユニットは、一方の筒状連結部が他方の内部に延在するように構成すると、特に小型になる。その場合、長さは最長連結部より大きくはならず、あるいは大幅に大きくはならない。

クイックリリースユニットがギヤホイールと接続して配置構成され、２つの連結部が完全に又は部分的にギヤホイールの中空内に受容される場合、構造はさらにずっと小型にすることができる。ウォームホイールが片側に筒状突起を有するタイプのアクチュエータに関し、これは特に好都合である。

トルク伝達相互係合手段が、２つの連結部を相互に解放するために相互に相手の方向に押圧し合う必要があるように構成されることから、小型化をさらに強化することができる。これは、クイックリリースユニットを解放するために側部に追加空間を必要としないことを意味する。

小型の構造は、それぞれ外側及び内側連結部の鍔間に配設された筒状ばねの使用によってさらに強化される。内側連結部の鍔は、連結部の環状溝と係合して円板によって形成することができる。そうすると、クイックリリースユニットの基本的部分は小型の筒状ユニットのように見えるだけである。

再び、外側連結部のトルク伝達係合手段がその中空内に延びるリブとして構成され、もう１つの連結部が穴を通過できる狭隘な端部を有し、連結部の狭隘端と連結部の外側との間の段に対応するリブが形成される場合、クイックリリースユニットの長さは、最長連結部より大幅に長くはならない。

一つの実施形態では、内側連結部はスピンドルの軸端に固定される一方、外側連結部はスピンドルを駆動するギヤホイールと係合して取り付けられることが好ましい。

作動手段は、ギヤホイールの開口を貫通して突出し、かつギヤホイールに向かって押圧されるときに、外側連結部を押し付けて内側連結部との係合を解放させる、少なくとも１本の脚を有する円板を組み込むことにより、小型にすることができる。円板の移動は偏心器によって実行することができ、それは単に操作ハンドルまで送り出されるシャフトの肥厚部とすることができる。

別の実施形態では、連結部はスピンドルの軸端上の相互の延長部に配設され、それは構造があまり小型ではないが優れた取付台をもたらす。しかし、優れた取付台自体が連結部の長さを低減する可能性をもたらす。

この実施形態では、連結部の対向縁に爪の形のトルク伝達相互係合手段が形成されることが好都合である。クイックリリースユニットの解放後に、それを途中で再び連結したい場合、これは、スピンドルが回転するときに２つの連結部の爪が、相互の端に乗り上げる危険性を伴う。再結合を確実にするために、クイックリリースユニットは、スピンドルの回転中にも爪が係合するような大きさの爪の間に空間が存在するように構成される。

小型版では、ばねは、一つの連結部上の鍔とウォームホイールの側面との間に配設される筒状ばねの形を取り、同時に該連結部はばねに抗してウォームホイールに向かって移動して、２つの連結部間の接続を遮断することができる。

リリース機構の一つの実施形態では、それは、軸を中心に回転自在に構成されかつ静止状態で下部が１対の脚付き連結部の上に落とし込むように嵌合されて、ばねに対向する鍔に寄りかかる傾動要素を備え、それは短い嵌合長に貢献する。

リリース機構の一つの実施形態では、それは、傾動要素の上方傾斜部の凹所内に延びかつケーブルを介して操作ハンドルと接続される、鉤状端部を有する軸方向に変位可能な要素を備え、それも嵌合長の増大を助長しない。

本発明に係るリニアアクチュエータの２〜３の実施例について、以下で添付の図面を参照しながらより詳細に説明する。

図面の図１から明らかになるように、アクチュエータの主要構成部品は、外管５によって包囲されたスラストロッド４（内管）がそこに固定されたスピンドルナット３付きスピンドル２を、ウォームギヤを介して駆動する可逆電動機を有する、２部分キャビネット１ａ、１ｂによって形成される。一般的に、アクチュエータの基本構造は、参照によって本書に援用するLinak A/Sの欧州特許第647799号に開示されたものと同種である。電動機は図面に示されていないことが観察されるが、それはキャビネットの垂直部分１ｃに配置される。シャフト部材は、電動機のフロント部材上に取り付けられたウォームホイール６と係合状態のウォーム内に延入する。スピンドル２は玉軸受７によりキャビネット内に配設されることが観察される。それ以外では、本発明を理解するために必要なアクチュエータの部分だけを説明する。

最初に、図２〜４及び図５〜７の間の違いは、図５〜７のクイックリリースユニットは解放されているが、図２〜４ではそうでないことであることが観察される。

本発明では、２つの連結部８、９を備えたクイックリリースユニットがアクチュエータに設けられ、１つの内側連結部８はＤ溝接続付きのスピンドル２の軸端に取り付けられる一方、もう１つの外側連結部９はウォームホイール６内に取り付けられる。このウォームホイールには、アクチュエータの前端方向を向いた外向きの側面に中空筒状部１０が形成され、外側連結部９は、スプライン接続によってトルク伝達されるように、その中に受容される。

ウォームホイールの後側には、ウォームホイールの開口を貫通して延び、筒状部１０の中空内に突出し、その中の溝内を案内される３つの脚１２付きの円板１１が配設される。脚１２の外端には、中空の壁に向かって内側を向く突起が設けられ、円板を偶発的に引き抜くことができないように、その中の縁と協働する。

キャビネットの上方部分１ｂは、操作ハンドル（図示せず）につながるケーブル（図示せず）用入口３１を有する筐体１４内に、リリース機構１３を収容する。リリース機構は、円板１１の背後で下行するシャフト部材１５を備える。シャフト部材の端には、円板をウォームホイールに向かって前方に押圧するように、シャフト部材の回転によって円板１１と接触するボス１６がある。シャフト部材は、ばね１７によって非作動位置、すなわちボス１６が円板１１と接触しない位置にばね偏倚される。リング１８はシャフトの上端に固定され、操作ハンドルにつながるケーブルの端はこのリングに固定される。筐体の円形凹所は蓋１９及びリング２０によって閉鎖される。

前方で、ウォームホイール内に受容される外側連結部９は、スプライン接続２１ａの１つの部分の形の内部トルク伝達係合手段を有する。鍔２２の形の当接部が、ウォームホイールとのスプライン接続の前の前端で連結部９の外側に設けられる。

前方で、内側連結部８は、外側連結部９に存在するスプライン接続２１の部分の開口を通過することのできる狭隘部２３を有する。スプライン接続２１ｂのもう１つの部分には、狭隘端２３と連結部の外側との間に段が付けられる。当接部を形成する円板２４用の溝が狭隘部２３に存在する。開口内に、円板は２つの直径方向に配置された突起を有し、それらは、円板がその中で回転しそれによって固定される溝に通じる、２つの対応するスロット内に嵌合する。

外側連結部９の鍔２２と、内側連結部８の当接部２４との間にねじばね２５が配設される。ばねはスプライン接続２１ａ、２１ｂを介して、２つの連結部を相互に係合させる。ウォームホイール６からのトルクは、ウォームホイールの筒状部の中空及び連結部の外側のスプライン接続を介して外側連結部９に伝達される。トルクはスプライン接続２１ａ、２１ｂを介して外側連結部９から内側連結部８へ伝達され、かつそこからさらにＤ溝を介してスピンドル２に伝達される。

クイックリリースユニットは、リリース機構を操作することによってシャフト部材１５上のボス１６が回転して円板１１と接触し、それによって円板が前方に押圧されることにより、作動する。それによって外側連結部は、円板１１の脚１２により前方に押圧される。連結部９は、中空内に突出する脚の突起２６に後縁が接触する状態で静止する。そうすると、外側連結部９と内側連結部８との間のスプライン接続２１ａ、２１ｂは遮断され、それによりスピンドルは、伝動装置及び電動機とは関係なく自由に回転することができる。そうすると、アクチュエータのスラストロッド４、及びそれによってそれと接続される要素は手動で調整することができるようになる。

完全を期して、内側連結部８上の当接円板２４が玉軸受７の後側に寄りかかり、それによって軸方向移動ができないように固定されることが観察される。リリース機構のハンドルが再び解放されると、ばね２５は、内側連結部８とのスプライン接続が再確立されるまで、外側連結部９を後方に押圧する。

図面の図８〜１３は、本発明に係るアクチュエータの第２実施形態を示す。同一部品は、上記で使用したのと同じ参照番号で示されている。アクチュエータの基本構造は、参照によって本書に援用するLinak A/Sの国際出願公開第02/29284号の図１〜８に示し、かつ７頁２３行から１１頁１４行に記載されたものと同種である。

クイックリリースユニットは再び２つの連結部８’、９’を備え、１つの連結部８’はスピンドル２’の軸端に固定的に取り付けられ、もう１つの連結部９’は、ここではスピンドルの軸端に取り付けられたウォームホイール６’上に取り付けられる。ウォームホイール６’には、アクチュエータの前端方向を向いた外向きの側面に筒状部２７が形成され、連結部９’は回転できないように固定されるが、スプライン接続により筒状部２７上に軸方向に変位可能に取り付けられる。さらに、連結部９’にはばね輪の形の鍔２２’が設けられ、ばね２５’はこの鍔２２’とウォームホイール６の側面との間に設けられ、前記ばねは前記連結部９’をスピンドルの軸端２ａの連結部８’と係合状態に維持する。２つの連結部８’、９’の対向縁には、ここでは爪２１ａ’、２１ｂ’の形のトルク伝達相互係合手段が形成される。

リリース機構１３’は、軸２８ｃを中心に回転自在に配設されかつ静止状態で下部２８ａが１対の脚を持つ連結部９’の上に落とし込むように嵌め込まれ、ばね２５’に対向する鍔２２’に寄りかかる、傾動要素２８を備える。傾動要素２８は、アクチュエータ内のＵ字形筐体３１内に配設される。軸方向に変位可能な要素２９は同時にガイドとして働く開口を通して嵌合され、前記要素２９は、傾動要素の上方傾斜部２８ｂの凹所内に延入し、さらにケーブルを介して操作ハンドルと接続される、鉤状端部を有する。ケーブルは要素２９の頂部に固定され、アクチュエータの実際の筐体に固定された外部筐体１４’の開口３１を通して曲線を描いて外に出る。変位可能な要素２９は、要素２９の開口の縁部に乗る頂部の固締用円板３２に、たるまないように固定される。ハンドルを操作すると、要素２９が軸方向に引き上げられ、それによって傾動要素２８がその軸２８ｃを中心に回転し、次いで脚が鍔２２’に押し付けられ、それによって連結部９’がウォームホイール６’に向かって押圧されて連結部８’との係合が外れ、それによりスピンドル４’が伝動装置及び電動機から解放される。アクチュエータのスラストロッドはそれにより手動で調整することができ、スピンドルが自動ロックしない場合、荷重がスピンドルを回転させる。操作ハンドルが再び解放されると、ばね２５’は再び連結部９’を連結部８’と係合するように押圧する。爪２１ａ’、２１ｂ’が比較的大きい相互離間距離を有し、それはスピンドルの回転中に爪が相互に相手の上に乗り上げないことを確実にするので、途中で再連結することが可能である。

したがって、本発明は、アクチュエータの嵌合長を増大させない、小型構造のクイックリリースユニットを持つアクチュエータを提供する。

アクチュエータの分解組立図である。 アクチュエータの下部の平面図である。 図２の線Ａ−Ａに沿った断面図である。 図２の線Ｂ−Ｂに沿った縦断面図である。 アクチュエータの最下部の平面図である。 図５の線Ａ−Ａに沿った断面図である。 図５の線Ｂ−Ｂに沿った縦断面図である。 アクチュエータの第２実施形態の縦断面図である。 図８のアクチュエータの平面図である。 クイックリリースユニット、ギヤホイール、及び軸受を上方から見た斜視図である。 図１０と同じものを下方から見た斜視図である。 リリース機構を除いたクイックリリースユニットの斜視図である。 クイックリリースユニットの断面図である。 リリース機構の斜視図である。 スピンドルの軸端にあるクイックリリースユニットの斜視図である。

Claims (16)

1. 少なくとも１つのギヤホイール（６、６’）を持つ伝動装置を介して、軸端（２ａ）を持つスピンドル（２、２’）を駆動する可逆電動機（３０）を有する外部筐体（１ａ、１ｂ；１ａ’、１ｂ’）と、前記スピンドルを取り付けるために軸端にある軸受（７）と、スピンドルに付いており、回転しないように固定された状態で前記電動機の回転方向に応じて前記スピンドルに入出するように移動するスピンドルナット（３）と、前記スピンドルナットに接続された作動要素（４）と、前記作動要素と前記可逆電動機との間の前記伝動装置内に配置されたクイックリリースユニットと、を備え、前記クイックリリースユニットは、前記作動要素（４）を前記電動機及び前記電動機から当該クイックリリースユニットまで配置された前記伝動装置（６）の部分から切り離すように構成されるとともに、２つの筒状連結部（８、９；８’、９’）を備え、かつリリース機構（１３）によって作動するように構成されたリニアアクチュエータにおいて、前記クイックリリースユニットがギヤホイール（６, ６’）に配置されること、及び前記２つの筒状連結部（８、９；８’、９’）が、軸方向に延び相互に係合するトルク伝達手段（２１ａ、２１ｂ；２１ａ’、２１ｂ’）を具備し、かつ前記２つの連結部（８、９；８’、９’）が相互に軸方向に変位可能であり、ばね（２５）によって相互に係合し続けており、リリース機構によって、前記２つの連結部（８、９；８’、９’）の間の前記トルク伝達接続（２１ａ、２１ｂ；２１ａ’、２１ｂ’）が遮断されるように、ばね（２５）に抗して変位することができることを特徴とするリニアアクチュエータ。
2. 前記１つの筒状連結部（８）がもう１つの筒状連結部（９）の内部に延入することを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
3. 前記２つの連結部（８、９）が前記ギヤホイール（６）の中空内に完全に又は部分的に受容されることを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータ。
4. 前記２つの連結部が相互に解放するために相互に相手の方向に押圧し合うように、前記トルク伝達相互係合手段（２１ａ、２１ｂ）を構成することを特徴とする請求項１又は２に記載のアクチュエータ。
5. 前記ばねがそれぞれ前記外側及び前記内側連結部（９、８）の鍔（２２、２４）の間に配設された筒状ばね（２５）であることを特徴とする、請求項２、又は３、又は４に記載のアクチュエータ。
6. 前記内側連結部（８）の前記鍔が、前記連結部の環状溝と係合する円板（２４）によって形成されることを特徴とする請求項５に記載のアクチュエータ。
7. 前記外側連結部（９）の前記トルク伝達係合手段（２１ａ）がその中空内にリブ（２１ａ）として構成されること、及びもう１つの連結部（８）が、前記リブ （２１ａ）によって画定される開口内を通過することができる狭隘端（２３）を有すること、及び前記狭隘端と前記連結部の外側との間の段に対応するリブ（２１ｂ）が形成されることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
8. 前記内側連結部（８）がスピンドル（２）の端に固定されること、及び前記外側連結部（９）が前記ギヤホイール（６）と係合すること特徴とする請求項３に記載のアクチュエータ。
9. 前記ギヤホイール（６）の開口を貫通して突出し、かつ前記ギヤホイールの方向に押圧されたときに前記外側連結部（９）を押して前記連結部（８）との係合を解除させる、少なくとも１つの脚（１２）を持つ円板（１１）を、前記リリース機構が備えることを特徴とする請求項３又は７に記載のアクチュエータ。
10. 前記リリース機構が前記円板（１１）と接続した偏心器（１５、１６）を備えることを特徴とする請求項８に記載のアクチュエータ。
11. 前記連結部（８’、９’）が、前記スピンドル（２’）の前記軸端（２ａ）上に相互の延長部に配設されることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
12. 前記連結部（８’、９’）の対向縁に爪（２１ａ’、２１ｂ’）の形のトルク伝達相互係合手段が形成されることを特徴とする請求項１１に記載のアクチュエータ。
13. 前記爪（２１ａ’、２１ｂ’）の間に、前記スピンドルの回転中にも前記爪が係合する大きさの空間が存在するように、前記クイックリリースユニットを構成することを特徴とする請求項１２に記載のアクチュエータ。
14. 前記ばねが前記連結部（９’）の鍔（２２’）と前記ウォームホイール（６’）の側面との間に配設された筒状ばね（２５）であること、及び前記連結部（９’）をばねに抗してウォームホイールの方向に変位させて、２つの連結部（８’、９’）の間の接続を遮断させることができることを特徴とする請求項１１に記載のアクチュエータ。
15. 軸（２８ｃ）を中心に回転可能に構成され、かつ静止状態で下部（２８ａ）が１対の脚付き連結部（９’）の上に落とし込むように嵌合されて、前記ばね（２５’）に対向する鍔（２２’）に寄りかかる傾動要素（２８）を、前記リリース機構が備えることを特徴とする請求項１４に記載のアクチュエータ。
16. 前記傾動要素の上方傾斜部（２８ｂ）の凹所内に延入し、かつケーブルを介して操作ハンドルと接続される鉤状端部を持つ軸方向に変位可能な要素（２９）を、前記リリース機構が備えることを特徴とする請求項１５に記載のアクチュエータ。

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