以下、本発明の実施の形態1について、図面を用いて詳細に説明する。
図1は本発明に係る移動支援装置を前方側から見た斜視図を、図2は図1の移動支援装置を後方側から見た斜視図を、図3は図1の移動支援装置の手元スイッチを示す斜視図を、図4はアッパーフレームを上昇させた状態を示す図2に対応した斜視図をそれぞれ示している。
図1および図2に示すように、移動支援装置1は、自力で移動するのが困難な使用者(患者や要介護者等)を支援して、図示しないベッドから便器等へと移動させるための器具である。移動支援装置1は台車2を備えており、この台車2はボトムフレーム2aを有している。ボトムフレーム2aには、一対の前輪2bおよび一対の後輪2cが設けられている。
ボトムフレーム2aにおける各前輪2bの間には、一対の固定支柱3が設けられている。各固定支柱3は中空パイプよりなり、その軸方向一端側(図中下側)が、ボトムフレーム2aに固定されている。また、各固定支柱3の軸方向一端側および軸方向他端側(図中上側)には、第1橋渡し部3aおよび第2橋渡し部3bが設けられている。これにより、ボトムフレーム2aに対する一対の固定支柱3の固定強度が十分に確保されている。
各固定支柱3にはブレーキ機構4が設けられている。このブレーキ機構4は、移動支援装置1を所定の停止位置で停止させるときに操作するものである。具体的には、ブレーキ機構4は、操作レバー4aと、当該操作レバー4aの操作により上下動される一対のシャフト部材4bとを備えている。そして、操作レバー4aの操作により各シャフト部材4bが床面に押し付けられて、ブレーキ機構4が制動状態となる。
各固定支柱3の軸方向他端側には、一対の可動支柱5が進退自在に設けられている。具体的には、各可動支柱5は、各固定支柱3の軸方向他端側において、各固定支柱3の径方向内側に摺動自在に設けられ、各固定支柱3の軸方向他端側に対して出入り自在となっている。
各可動支柱5の軸方向他端側には、略U字形状に形成されたアッパーフレーム6が固定されている。また、アッパーフレーム6には、略U字形状に形成された緩衝パッド6aが装着されている。緩衝パッド6aは、発泡ウレタン等によって形成され、使用者の肘を保護するようになっている。ここで、アッパーフレーム6および緩衝パッド6aは、本発明における使用者を支持する支持部および肘掛部を構成している。
図1および図2に示すように、ボトムフレーム2aとアッパーフレーム6との間には、略棒状に形成されたリニアアクチュエータ10が設けられている。リニアアクチュエータ10は、一対の固定支柱3および一対の可動支柱5にそれぞれ挟まれた配置スペースSに配置されている。また、リニアアクチュエータ10は、各固定支柱3および各可動支柱5に対して平行に設けられている。
リニアアクチュエータ10は、図4に示すように、駆動機構部20と、当該駆動機構部20により駆動される送りねじ機構部50とを同軸上に配置して形成されている。そして、送りねじ機構部50は、送りねじ機構ケース51に対して出入りするピストンチューブ54を備えており、駆動機構部20の駆動によりピストンチューブ54が送りねじ機構ケース51に対して相対移動(進退)するようになっている。
リニアアクチュエータ10の固定部11(図5参照)は、図2に示すように、第2橋渡し部3bに固定ピンPNを介して回動自在に連結されている。一方、リニアアクチュエータ10の固定部12(図5参照)は、図1に示すように、アッパーフレーム6に固定ピンPNを介して回動自在に連結されている。
また、リニアアクチュエータ10の駆動機構部20は、各固定支柱3および各可動支柱5の軸方向に沿う台車2側に配置されている。これにより、アッパーフレーム6(緩衝パッド6a)に対して、作動音(メカノイズ)を発生する駆動機構部20を遠ざけることができる。よって、使用者にリニアアクチュエータ10の作動音を聞き取り難くさせて、作動音に起因する使用者へのストレスが軽減される。
図1に示すように、ボトムフレーム2aにはコントロールボックス7が固定されている。このコントロールボックス7の内部には、充電式のバッテリ等(図示せず)が収容されている。一方、アッパーフレーム6には手元スイッチ(操作部)8が固定されている。そして、リニアアクチュエータ10,コントロールボックス7および手元スイッチ8は、ケーブル(図示せず)を介してそれぞれ電気的に接続されている。
手元スイッチ8は、図3に示すように、緩衝パッド6aの近傍に配置され、使用者の略目の前の位置に設けられている。手元スイッチ8には、リニアアクチュエータ10を伸縮させるスイッチ8aが設けられている。これにより、図4に示すように、各可動支柱5が各固定支柱3に対して出入りして、アッパーフレーム6(緩衝パッド6a)の高さ位置が調整される。
次に、以上のように形成された移動支援装置1に用いるリニアアクチュエータ10の構造について、図面を用いて詳細に説明する。
図5は図1の移動支援装置のリニアアクチュエータの斜視図を、図6は図5のリニアアクチュエータの長手方向に沿う断面図を、図7は図6のモータ部を拡大して示す拡大断面図を、図8(a)は図6のA−A線に沿う断面図、(b)は図6のB−B線に沿う断面図を、図9は図6の減速機構部を拡大して示す拡大断面図を、図10は送りねじ機構ケース,連結部材および減速機構ケースを示す斜視図をそれぞれ示している。
図5に示すリニアアクチュエータ10は、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であって、略棒状に形成されている。リニアアクチュエータ10の長手方向両端には、固定部11,12がそれぞれ設けられている。そして、各固定部11,12には、図1および図2で示した各固定ピンPNが、回動自在にそれぞれ装着される。
図5に示すように、リニアアクチュエータ10は、駆動機構部20と送りねじ機構部50とを備えており、駆動機構部20および送りねじ機構部50は、それぞれ同軸上に配置され、連結部材60により所定の抜け強度を持って互いに連結されている。
図6に示すように、駆動機構部20は、モータ部30と減速機構部40とから形成されている。モータ部30は、磁性材料により略円筒形状に形成されたモータケース(第1ケース)31を備えている。モータケース31の長手方向に沿う減速機構部40寄りの内壁には、断面が略円弧形状に形成された一対の永久磁石32(図示では1つのみ示す)が固定されている。ここで、永久磁石32の配置関係を判り易くするために、図示においては、永久磁石32に網掛けを施している。
各永久磁石32の径方向内側には、所定隙間(エアギャップ)を介して、コイル33が巻装されたアーマチュア(回転子)34が回転自在に設けられている。また、アーマチュア34の回転中心には、アーマチュア軸(回転軸)35が貫通して固定されている。このように、モータケース31の内部には、アーマチュア34およびアーマチュア軸35が回転自在に収容されている。
アーマチュア軸35のアーマチュア34よりも固定部11寄りの部分には、一対のブラシ36が摺接する整流子37が設けられている。また、整流子37には、コイル33の端部が電気的に接続されている。これにより、ブラシ36および整流子37を介して、アーマチュア34のコイル33に駆動電流が供給される。よって、アーマチュア34に電磁力が発生して、アーマチュア34はアーマチュア軸35とともに、所定の回転方向および回転数で回転する。ここで、各永久磁石32,コイル33,アーマチュア34,アーマチュア軸35,各ブラシ36,整流子37によって、本発明のモータを構成している。
図1に示すように、駆動機構部20の側方には、外部コネクタ(図示せず)が接続されるコネクタ接続部21が設けられている。そして、外部コネクタからは、手元スイッチ8からのスイッチ8a(図3参照)の操作信号に加えて、モータ部30(図6参照)を駆動するための駆動電流がコントロールボックス7(図1参照)から供給されるようになっている。なお、コネクタ接続部21は、モータケース31の軸方向一側を閉塞するカバー部材38に固定されている。また、カバー部材38の軸方向一側に、固定部11が一体に設けられている。
図6に示すように、アーマチュア軸35の軸方向一側(図中右側)は、第1軸受部材(玉軸受)39によって回動自在に支持されている。第1軸受部材39は、カバー部材38に固定されている。これにより、アーマチュア軸35の軸方向一側は、モータケース31の内部でがたつくこと無くスムーズに回転することができる。
アーマチュア軸35の軸方向他側(図中左側)は、減速機構部40を形成する減速機構ケース(第1ケース)41の内部にまで延ばされている。そして、アーマチュア軸35の軸方向他側は、第1減速機構43のサンギヤ43a(図9参照)を介して、減速機構ケース41に装着された第2軸受部材(玉軸受)42によって回動自在に支持されている。これにより、アーマチュア軸35の軸方向他側も、モータケース31の内部でがたつくこと無くスムーズに回転することができる。
ここで、モータケース31,減速機構ケース41およびカバー部材38は、一対の締結ボルトBTにより一体に組み付けられている。なお、一対の締結ボルトBTは、モータケース31の内側でかつ径方向外側に配置され、さらにモータケース31内に対向するように設けられた一対の永久磁石32の間に配置されている。これにより、モータケース31が径方向に大型化(大径化)するのを抑制している。
減速機構ケース41の内部で、かつ長手方向に沿う第2軸受部材42寄りの部分には、遊星歯車減速機よりなる第1減速機構(減速機構)43および第2減速機構(減速機構)44が収容されている。ここで、本実施の形態においては、所定の減速比に設定された第1減速機構43および第2減速機構44を2段に重ねることで、減速機構全体の径方向への大型化を抑えつつ、大きな減速比が得られるようにしている。これにより、モータ部30および減速機構部40の径方向への大型化を抑制して、駆動機構部20の径方向寸法を送りねじ機構部50の径方向寸法と略同じになるようにして、リニアアクチュエータ10の全体形状を、段差を無くしてストレート形状としている。
図8(a)および図9に示すように、第1減速機構43は、アーマチュア軸35の軸方向他側に固定されたサンギヤ43aと、サンギヤ43aに噛合してサンギヤ43aの周囲を転動する3つのプラネタリギヤ43bと、各プラネタリギヤ43bを支持するキャリア43cと、減速機構ケース41の内壁に形成され、各プラネタリギヤ43bが噛合されるリングギヤ43dとを備えている。これにより、アーマチュア軸35の回転(モータの回転)が減速されるとともに高トルク化され、キャリア43cから第2減速機構44に向けて出力される。
また、図8(b)および図9に示すように、第2減速機構44は、第1減速機構43のキャリア43cに一体に設けたサンギヤ44aと、サンギヤ44aに噛合してサンギヤ44aの周囲を転動する3つのプラネタリギヤ44bと、各プラネタリギヤ44bを支持するキャリア(出力部材)44cと、減速機構ケース41の内壁に形成され、各プラネタリギヤ44bが噛合されるリングギヤ44dとを備えている。これにより、第1減速機構43のキャリア43cの回転が減速されるとともに高トルク化され、キャリア44cから送りねじ機構部50に向けて出力される。
ここで、第1減速機構43のリングギヤ43dおよび第2減速機構44のリングギヤ44dは、いずれも同じ大きさ(同じモジュール)の歯を備えている。したがって、減速機構ケース41の内壁に対してリングギヤ43d,44dを同時に成形することができ、リングギヤ43d,44dの成形作業が煩雑化することは無い。
図6に示すように、減速機構ケース41の内部で、かつ長手方向に沿う送りねじ機構部50寄りの部分には、第3軸受部材(出力部材用軸受)45と第4軸受部材(軸部材用軸受)46とが同軸上に設けられている。
第3軸受部材45は、外輪45a,内輪45bおよび複数の鋼球45cを有する玉軸受となっている。第3軸受部材45の外輪45aは、減速機構ケース41に装着されている。また、第3軸受部材45の内輪45bは、第2減速機構44のキャリア44cに固定されている。つまり、第3軸受部材45は、第2減速機構44のキャリア44cを回動自在に支持している。
このように、第1減速機構43のサンギヤ43aを第2軸受部材42に回動自在に支持させ、第2減速機構44のキャリア44cを第3軸受部材45に回動自在に支持させることで、減速機構ケース41の内部において、第1減速機構43および第2減速機構44(2段減速機構)を形成する歯車の噛み合いを滑らかにしている。よって、2段減速機構の作動音の低減や長寿命化が図れるとともに、モータ部30から送りねじ機構部50への動力伝達のロスが最小限に抑えられる。
第4軸受部材46は、外輪46a,内輪46bおよび複数の鋼球46cを有する玉軸受となっている。第4軸受部材46の外輪46aは、減速機構ケース41に装着されている。また、第4軸受部材46の内輪46bは、送りねじ機構部50を形成するシャフト52の軸方向一側、つまりシャフト52の軸方向に沿うキャリア44c側に固定されている。より具体的には、内輪46bは、シャフト52の軸方向一側にある小径装着部52aに固定されている。つまり、第4軸受部材46は、シャフト52の軸方向に沿うキャリア44c側を回動自在に支持している。
これにより、リニアアクチュエータ10の作動時において、シャフト52の軸方向一側の回転振れが効果的に抑制される。よって、リニアアクチュエータ10をスムーズに作動させることができ、当該リニアアクチュエータ10から発生する作動音が低減される。
ここで、シャフト52の軸方向一側には、インボリュートセレーション52bが設けられ、当該インボリュートセレーション52bは、第2減速機構44のキャリア44cに対して回転力を伝達可能に嵌合されている。これにより、キャリア44cからの駆動力が、シャフト52に効率良く伝達される。
図6に示すように、送りねじ機構部50は、中空パイプよりなる送りねじ機構ケース(第2ケース)51を備えている。送りねじ機構ケース51は、モータケース31および減速機構ケース41に対して同軸上に設けられ、図5に示すように、モータケース31よりも長い長さ寸法とされている。具体的には、送りねじ機構ケース51の長さ寸法は、ピストンチューブ54の伸縮量によって決まる。
図6に示すように、送りねじ機構ケース51の軸方向一側には、減速機構ケース41の小径本体部41aに嵌合される嵌合部51aが設けられている。ここで、嵌合部51aの厚み寸法t1は、減速機構ケース41の大径本体部41bと小径本体部41aとによって形成される段差寸法t2(図10参照)よりも若干小さい寸法に設定されている(t1<t2)。これにより、送りねじ機構ケース51と減速機構ケース41とを連結した際に、リニアアクチュエータ10の全体形状を略ストレート形状にできる。
図6に示すように、送りねじ機構ケース51の内部には、第2減速機構44のキャリア44cによって回転されるシャフト(軸部材)52が回転自在に収容されている。シャフト52の外周部分には、雄ねじ部52cが形成されており、当該雄ねじ部52cには、スクリューナット(雌ねじ部材)53がねじ結合されている。つまり、スクリューナット53は、シャフト52の回転に伴って、シャフト52の軸方向に移動するようになっている。具体的には、シャフト52を正転させると、スクリューナット53は図中右側へ移動して、ひいてはリニアアクチュエータ10が縮小される。一方、シャフト52を逆転させると、スクリューナット53は図中左側へ移動して、ひいてはリニアアクチュエータ10が伸張される。
ここで、スクリューナット53の外周部分には、その軸方向に延びる凹溝(図示せず)が形成されている。一方、送りねじ機構ケース51の内周部分には、その軸方向に延びる凸部(図示せず)が形成されている。そして、スクリューナット53の凹溝と送りねじ機構ケース51の凸部とを、互いに摺動自在に凹凸係合させることで、シャフト52の回転によりスクリューナット53は回転せず、当該スクリューナット53はその軸方向のみに移動するようになっている。
スクリューナット53には、中空パイプよりなるピストンチューブ(ピストン)54の軸方向一側が固定されている。ピストンチューブ54は、送りねじ機構ケース51とシャフト52との間に設けられ、当該ピストンチューブ54は、送りねじ機構ケース51に対して出入り自在となっている。ここで、シャフト52,スクリューナット53およびピストンチューブ54によって、送りねじ機構を構成している。
ピストンチューブ54の外周側は、送りねじ機構ケース51の軸方向他側に固定されたチューブガイド55によって移動自在に支持されている。チューブガイド55は、固定キャップ56によって、送りねじ機構ケース51の軸方向他側に抜け止めされた状態で固定されている。
シャフト52の軸方向他側には、ピストンチューブ54の内周側に摺接する環状の摺接部材57が設けられている。この摺接部材57は、シャフト52とともにピストンチューブ54の内部で回転するようになっている。ここで、摺接部材57の外周部分には、ピストンチューブ54に対する滑りをスムーズにする滑りリング(図示せず)が設けられている。なお、この滑りリングとしては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)製のものが用いられる。また、摺接部材57は、ピストンチューブ54の軸心に対してシャフト52の軸心がずれないようにして、シャフト52の軸方向他側の回転振れを抑える機能も備えている。
ピストンチューブ54の軸方向他側には、当該ピストンチューブ54の軸方向他側を閉塞するプラグ58が挿入されており、当該プラグ58はピストンチューブ54に対して相対回転不能に固定されている。プラグ58は固定部12を備えており、当該固定部12には介護用ベッドのフレームや底板に設けられた固定ピンが装着されるようになっている。
図9および図10に示すように、連結部材60は、鋼板よりなる管材を所定の長さに切断して筒状に形成され、その長さ寸法は、第1減速機構43および第2減速機構44を2段に重ねた長さ寸法よりも若干短い長さ寸法に設定されている。連結部材60は、減速機構ケース41と送りねじ機構ケース51とを連結するもので、連結部材60の軸方向一側には、当該連結部材60の径方向から対向するようにして2つの第1係合爪(係合爪)61が設けられている。
また、連結部材60の軸方向他側には、当該連結部材60の径方向から対向するようにして2つの第2係合爪(係合爪)62が設けられている。これらの第1,第2係合爪61,62は、連結部材60の板厚方向にプレス加工を施すことで、連結部材60の一部を切り起こして形成されている。
各第1係合爪61は、連結部材60の軸方向に沿う送りねじ機構ケース51側に向けて突出されている。一方、各第2係合爪62は、連結部材60の軸方向に沿う減速機構ケース41側に向けて突出されている。つまり、第1,第2係合爪61,62の先端側は、連結部材60の軸方向に沿って互いに向き合わされている。また、第1,第2係合爪61,62の先端側は、第1,第2係合爪61,62を形成する際に、連結部材60の径方向内側に予め折り曲げられている。
そして、リニアアクチュエータ10を組み立てた状態のもとで、各第1係合爪61は、減速機構ケース41の大径本体部41bの外周部分に形成された第1環状溝(溝部)41cに係合される。一方、各第2係合爪62は、送りねじ機構ケース51の嵌合部51aの外周部分に形成された第2環状溝(溝部)51bに係合される。
次に、以上のように形成したリニアアクチュエータ10の組み立て手順について、特に、連結部材60を用いた駆動機構部20と送りねじ機構部50との連結手順について、図面を用いて詳細に説明する。
図11(a),(b),(c)は連結部材の減速機構ケースへの組付手順を説明する部分拡大断面図を、図12(a),(b),(c)は連結部材が組み付けられた減速機構ケースに対する送りねじ機構の組付手順を説明する部分拡大断面図をそれぞれ示している。
図11(a)の破線矢印M1に示すように、まず、連結部材60の各第1係合爪61側を、減速機構ケース41の大径本体部41bに臨ませる。次いで、図11(b)に示すように、連結部材60の軸心と減速機構ケース41の軸心とを一致させた状態のもとで、連結部材60を大径本体部41bに嵌合させていく。これにより、破線矢印M2に示すように各第1係合爪61が弾性変形され、当該状態のもとで連結部材60が大径本体部41bに嵌合されていく。
その後、図11(c)に示すように、両者の嵌合を継続して進めていくことで、連結部材60の軸方向一側が、減速機構ケース41の第1ストッパ壁41dに当接する。これに伴い、大径本体部41bにより弾性変形されていた各第1係合爪61が、破線矢印M3に示すように元に戻って第1環状溝41cに係合される。これにより、連結部材60の減速機構ケース41(駆動機構部20)への組み付けが完了する。
これにより、減速機構ケース41に対して連結部材60を一方向からスライドさせるだけで、減速機構ケース41に連結部材60をワンタッチで組み付けることができる。また、各第1係合爪61の先端側が、連結部材60の減速機構ケース41に対する抜け方向に対し、突っ張るようにして第1環状溝41cに係合するので、十分な抜け強度を確保することができる。
次に、図12(a)の破線矢印M4に示すように、連結部材60が組み付けられた減速機構ケース41に対して、送りねじ機構ケース51の嵌合部51aを臨ませる。このとき、送りねじ機構部50の軸心と減速機構ケース41との軸心とを一致させた状態としつつ、減速機構ケース41の小径本体部41aと連結部材60との間の環状隙間CSに、嵌合部51aを挿入するようにする。これにより、図12(b)の破線矢印M5に示すように、各第2係合爪62が弾性変形され、当該状態のもとで嵌合部51aが小径本体部41aに嵌合されていく。
その後、図12(c)に示すように、両者の嵌合を継続して進めていくことで、嵌合部51aの軸方向一側が、減速機構ケース41の第2ストッパ壁41eに当接する。これに伴い、嵌合部51aにより弾性変形されていた各第2係合爪62が、破線矢印M6に示すように元に戻って第2環状溝51bに係合される。これにより、駆動機構部20と送りねじ機構部50との連結が完了する。
これにより、減速機構ケース41に対して送りねじ機構ケース51を一方向からスライドさせるだけで、減速機構ケース41に送りねじ機構ケース51をワンタッチで組み付けることができる。また、各第2係合爪62の先端側が、送りねじ機構ケース51の減速機構ケース41に対する抜け方向に対し、突っ張るようにして第2環状溝51bに係合するので、十分な抜け強度を確保することができる。
次に、リニアアクチュエータ10の使用時において、当該リニアアクチュエータ10に作用する外力Fについて、図面を用いて詳細に説明する。
図13はリニアアクチュエータ(最縮小時)を屈曲させる外力Fが作用したときの状態を示す平面図を、図14はリニアアクチュエータ(最伸張時)を屈曲させる外力Fが作用したときの状態を示す拡大断面図をそれぞれ示している。
図13に示すように、リニアアクチュエータ10は長尺物であり、かつリニアアクチュエータ10の長手方向両側には、各固定部11,12を介して各固定ピンPN(図1および図2参照)がそれぞれ回動自在に装着される。したがって、リニアアクチュエータ10を、最縮小状態から伸張動作させるときに、各固定部11,12には、屈曲中心Oを中心としてリニアアクチュエータ10を屈曲させる方向に外力(曲げモーメント)Fが負荷される。ここで、リニアアクチュエータ10の屈曲中心Oは、駆動機構部20と送りねじ機構部50との連結部分、つまり連結部材60がある部分に設けられる。
本実施の形態においては、連結部材60の各第1係合爪61および各第2係合爪62は、屈曲中心Oの軸方向と直交する方向に延びる直交規準線DRの延在方向に配置されている。これにより、外力Fによって、屈曲中心Oを中心として駆動機構部20と送りねじ機構部50とが、例えば、相対角度α°で屈曲されると、各第1係合爪61および各第2係合爪62には、それぞれ比較的大きな負荷が掛かる。しかしながら、本実施の形態においては、上述のように連結部材60によって十分な抜け強度が確保されているため、駆動機構部20と送りねじ機構部50との連結状態が外れることは無い。
ここで、仮に、駆動機構部20と送りねじ機構部50との連結状態が緩むようなことがあったとしても、リニアアクチュエータ10には、当該リニアアクチュエータ10を縮小させる方向への負荷、つまりアッパーフレーム6(図1参照)の重量等が掛かっているので、駆動機構部20と送りねじ機構部50との連結状態が外れることは無い。
また、図14の破線矢印M7に示すように、リニアアクチュエータ10の伸張動作により、ピストンチューブ54の殆どの部分が送りねじ機構ケース51から突出されると、図13で示した外力Fによって、ピストンチューブ54の軸方向一側が、破線矢印M8に示すように傾斜される。これに伴い、シャフト52の軸方向一側は、破線矢印M9に示すように傾斜される。ここで、図14に示す太い破線は、ピストンチューブ54およびシャフト52が傾斜されたイメージを示している。
このように、シャフト52には、当該シャフト52を傾斜させる方向に外力Fが負荷されるが、シャフト52の軸方向一側にある小径装着部52aは、第4軸受部材46によって支持されている。また、シャフト52の軸方向一側にあるインボリュートセレーション52bは、第2減速機構44のキャリア44cを介して第3軸受部材45によって支持されている。
よって、シャフト52の軸方向一側の傾斜が確実に抑制されるため、第2減速機構44を抉るようなことが無く、駆動機構部20のスムーズな動作が確保される。また、ピストンチューブ54の送りねじ機構ケース51からのスムーズな出入りが確保される。このように、本実施の形態に係るリニアアクチュエータ10は、駆動部分の静粛性に優れており、移動支援装置1(図1参照)に用いて好適な仕様となっている。
以上詳述したように、本実施の形態に係る移動支援装置1によれば、台車2とアッパーフレーム6(各緩衝パッド6a)との間に、各固定支柱3に対して各可動支柱5を進退させるリニアアクチュエータ10を設けたので、使用者等への負荷を軽減しつつ、アッパーフレーム6を容易に昇降させることができる。よって、使用者の身長差に依らず、かつ自力で移動するのが困難な場合であっても、アッパーフレーム6の高さ調整を容易に行うことが可能となる。
また、本実施の形態に係る移動支援装置1によれば、使用者がベッドや椅子等(図示せず)に座った状態から、アッパーフレーム6(緩衝パッド6a)に乗り掛かり、当該状態のもとでアッパーフレーム6を上昇させれば、立ち上がりの補助を行うこともできる。つまり、軽度の使用者(軽度者)においては、自ら立ち上がり動作を行うこともでき、自立心の向上が図れ、かつ介護者の負担軽減となる。
さらに、本実施の形態に係る移動支援装置1によれば、リニアアクチュエータ10は、モータを有する駆動機構部20と当該駆動機構部20により駆動される送りねじ機構部50とを同軸上に配置して形成され、かつ各固定支柱3および各可動支柱5に対して平行に設けられている。これにより、リンク機構等を介さずにアッパーフレーム6を昇降させることができるので、移動支援装置1の構造を簡素化することができる。
また、本実施の形態に係る移動支援装置1によれば、駆動機構部20は、各固定支柱3および各可動支柱5の軸方向に沿う台車2側に設けられている。これにより、作動音を発生する駆動機構部20を、使用者の顔がある部分から遠ざけることができる。よって、リニアアクチュエータ10の作動音を使用者に聞き取り難くさせて、ひいては使用者へのストレスを軽減できる。
さらに、本実施の形態に係る移動支援装置1によれば、アッパーフレーム6は、使用者の肘が載せられる肘掛部であり、アッパーフレーム6の台車2の走行方向に沿う前方側に、リニアアクチュエータ10を作動させる手元スイッチ8が設けられている。これにより、使用者が各緩衝パッド6aに肘を載せた状態のもとで、手元スイッチ8を容易に操作することができる。この点からも、使用者への負荷を軽減することができる。
また、本実施の形態に係る移動支援装置1によれば、リニアアクチュエータ10は、筒状の連結部材60に設けた第1,第2係合爪61,62を、第1,第2環状溝41c,51bに係合させることで、減速機構ケース41および送りねじ機構ケース51の互いの抜け止めを行っている。これにより十分な抜け強度を確保することができる。
さらに、連結部材60を鋼板よりなる管材等で形成しつつ、連結部材60の一部を切り起こして第1,第2係合爪61,62を形成したので、連結部材60がある部分において、リニアアクチュエータ10の太さが太くなるのを抑制することができる。よって、リニアアクチュエータ10の全体形状を、段差を無くしてストレート形状にしつつ、その太さを細くして、ひいては汎用性を高めることができる。
また、本実施の形態に係る移動支援装置1によれば、リニアアクチュエータ10のキャリア44cが、減速機構ケース41に装着された第3軸受部材45に回動自在に支持されるので、シャフト52に作用する曲げモーメント(外力F)を第1,第2減速機構43,44に伝達させないようにできる。これにより、リニアアクチュエータ10のスムーズな動作および低騒音化を実現できる。さらに、第1,第2減速機構43,44には大きな抉り力が掛からないため、第1,第2減速機構43,44の異常摩耗等を確実に抑制して、ひいてはリニアアクチュエータ10の長寿命化を図ることができる。
さらに、本実施の形態に係る移動支援装置1によれば、リニアアクチュエータ10のシャフト52の軸方向に沿うキャリア44c側を、減速機構ケース41に装着した第4軸受部材46に回動自在に支持させたので、シャフト52に作用する曲げモーメント(外力F)を第1,第2減速機構43,44に、より確実に伝達させないようにできる。
次に、本発明の実施の形態2について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態1と同様の機能を有する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図15は実施の形態2の移動支援装置を後方側から見た斜視図を示している。
図15に示すように、実施の形態2の移動支援装置100は、実施の形態1の移動支援装置1(図2参照)に比して、リニアアクチュエータ10の取り付ける向きが上下逆になっている点のみが異なっている。つまり、リニアアクチュエータ10の固定部11(図5参照)が、アッパーフレーム6の底部側に固定ピンPN(図1参照)を介して回動自在に連結されている。一方、リニアアクチュエータ10の固定部12(図5参照)は、第2橋渡し部3bに固定ピンPNを介して回動自在に連結されている。これにより、リニアアクチュエータ10の駆動機構部20が、各固定支柱3および各可動支柱5の軸方向に沿うアッパーフレーム6(各緩衝パッド6a)側に配置されている。
以上のように形成した実施の形態2の移動支援装置100においても、実施の形態1と略同様の作用効果を奏することができる。これに加えて、実施の形態2においては、リニアアクチュエータ10の軸方向に沿うコネクタ接続部21側(図15の上側)に、各ブラシ36(図6参照)の摩耗粉が堆積することを防止できる。よって、コネクタ接続部21側にある図示しない電子部品(複数の接続端子やコンデンサ等)が短絡するのを、より確実に防止することができる。
ここで、実施の形態2においては、リニアアクチュエータ10の作動音を聞き取り難くさせるという点では、実施の形態1に比して若干不利になる。しかしながら、上述したように駆動機構部20は静粛性に優れているため、それほど問題にはならない。
次に、本発明の実施の形態3について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態1と同様の機能を有する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図16は実施の形態3の移動支援装置を後方側から見た斜視図を、図17は図16の移動支援装置に設けられるサドル機構の斜視図をそれぞれ示している。
図16に示すように、実施の形態3の移動支援装置110は、実施の形態1の移動支援装置1(図2参照)に比して、アッパーフレーム6と一緒に昇降されるサドル機構111を設けた点のみが異なっている。ここで、図16においては、リニアアクチュエータ10の作動によって昇降される部品を明確にするために、当該昇降される部品に網掛けを施している。
移動支援装置110の各可動支柱5には、サドル機構111が取り付けられている。具体的には、サドル機構111を形成する取付ステー112が、各可動支柱5の軸方向に沿うアッパーフレーム6寄りの部分に固定されている。これにより、リニアアクチュエータ10を作動させることで、図中破線矢印UP,DOWNに示すように、アッパーフレーム6と一緒にサドル機構111が昇降される。
図17に示すように、サドル機構111は、一対の管材を屈曲して所定形状に形成された取付ステー112を備えている。この取付ステー112は、各可動支柱5(図16参照)を挟持する一対の挟持部112aと、リニアアクチュエータ10のピストンチューブ54(図16参照)が非接触の状態で貫通する貫通部112bと、を備えている。そして、取付ステー112は、複数の固定ボルト113(合計4つ)によって、各可動支柱5に固定されている。
各固定ボルト113には、管材よりなる一対の支持柱114の一端部が固定されている。これらの支持柱114の他端部には、支持板115が溶接等によって固定されている。この支持板115の長手方向に沿う中央部分には、断面が略U字形状に形成されたサドル支持ベース116の長手方向一側(図中上側)が、溶接等によって固定されている。
サドル支持ベース116の長手方向一側には、平行リンク117の一端部が揺動自在に連結されている。一方、サドル支持ベース116の長手方向他側(図中下側)には、サドル機構111を各可動支柱5(図16参照)に固定した状態のもとで、サドル118と各緩衝パッド6a(図16参照)との間の距離を調整するサドル位置調整部材119の一端部が揺動自在に連結されている。
また、平行リンク117の他端部およびサドル位置調整部材119の他端部には、サドル118が固定されたサドル固定部118aが揺動自在に連結されている。そして、サドル位置調整部材119は、それ自身の長さが調整可能となっている。具体的には、サドル位置調整部材119の長手方向に沿って設けられた複数の差し込み孔119aのうちの任意の差し込み孔を選択し、差し込みピン119bを差し込むことで、サドル118と各緩衝パッド6aとの間の距離を調整することができる。このとき、平行リンク117により、サドル118の水平状態は保持される。
ただし、上述のような手動のサドル位置調整部材119に換えて、当該箇所に他のリニアアクチュエータ10を設けることもできる。この場合、使用者の体格に合わせてよりきめ細かくサドル118の位置調整が可能となる。
ここで、サドル118は、本発明における使用者が着座する座部を構成しており、サドル固定部118a,サドル位置調整部材119,平行リンク117,サドル支持ベース116,支持板115,各支持柱114,各固定ボルト113および取付ステー112を介して、各可動支柱5に固定されている。
以上のように形成した実施の形態3の移動支援装置110においても、実施の形態1と略同様の作用効果を奏することができる。これに加えて、実施の形態3においては、各可動支柱5にサドル118を有するサドル機構111を取り付けたので、自力で立つのが困難な使用者にも容易に使用できるようになる。
次に、本発明の実施の形態4について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態1と同様の機能を有する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図18は実施の形態4の移動支援装置を前方側から見た斜視図を示している。
図18に示すように、実施の形態4の移動支援装置120は、実施の形態1の移動支援装置1(図2参照)に比して、アッパーフレーム6と一緒に昇降されるスリングシート121を設けた点と、アッパーフレーム6(各緩衝パッド6a)の長さ寸法およびボトムフレーム2aの長さ寸法を長くした点とが異なっている。
スリングシート121は、使用者HMを包み込み、介助者等によって使用者HMを移動する際に用いられるバッグ状のもので、本実施の形態においては、頭を支える必要が無い場合に用いられる、所謂ローバック型のスリングシートとなっている。スリングシート121は、本発明における使用者が着座する座部を構成しており、使用者の臀部を含む体全体を包み込む本体部121aと、アッパーフレーム6の開口側(図中右側)に引っ掛けられる(取り付けられる)複数の引っ掛け部121bとを備えている。
そして、スリングシート121は、当該スリングシート121に使用者を包み込んだ状態のもとで、アッパーフレーム6に引っ掛けられるようになっている。そのため、アッパーフレーム6(各緩衝パッド6a)の長さ寸法と、ボトムフレーム2aの長さ寸法とを長くして、移動支援装置120の重量バランスを良好なものにしている。
ただし、本実施の形態においては、使用者が自力で立ったり起きたりすることができない場合に適用されるため、リニアアクチュエータ10の操作は、介助者によって行われる。
以上のように形成した実施の形態4の移動支援装置120においても、実施の形態1と略同様の作用効果を奏することができる。これに加えて、実施の形態4においては、アッパーフレーム6にスリングシート121を引っ掛けるようにしたので、自力で立ったり起きたりするのが困難な使用者にも容易に適用することができる。また、実施の形態4においては、移動支援装置120を、例えば、使用者をベッドから車椅子へ移動させるときに用いる介助用リフトとして利用することもできる。
次に、本発明の実施の形態5について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態1と同様の機能を有する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図19は実施の形態5のリニアアクチュエータを示す平面図を示している。
図19に示すように、実施の形態5においては、実施の形態1に比して、連結部材60に設けた第1,第2係合爪61,62が、リニアアクチュエータ10の屈曲中心Oの軸方向に配置されている点のみが異なっている。つまり、実施の形態5における連結部材60の第1,第2係合爪61,62は、実施の形態1における連結部材60の第1,第2係合爪61,62(図13参照)に対して、連結部材60の周方向に90°ずれた位置に配置されている。
以上のように形成した実施の形態5においても、上述した実施の形態1と同様の作用効果を奏することができる。これに加えて、実施の形態5においては、第1,第2係合爪61,62が、リニアアクチュエータ10の屈曲中心Oの軸方向に配置されているので、実施の形態1に比して、第1,第2係合爪61,62に掛かる負荷を軽減することができる。よって、駆動機構部20と送りねじ機構部50との連結部分にがたつきが生じるのを確実に防止して、より静粛性を向上させることができる。
次に、本発明の実施の形態6に係るリニアアクチュエータについて、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態1と同様の機能を有する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図20は実施の形態6のリニアアクチュエータを示す部分拡大断面図を示している。
図20に示すように、実施の形態6に係るリニアアクチュエータ70は、実施の形態1に係るリニアアクチュエータ10(図6参照)に比して、連結部材をモータケースに一体に設けた点と、これに伴い減速機構ケース41の第1環状溝41cを省略した点のみが異なっている。
具体的には、リニアアクチュエータ70は、モータケース(第1ケース)71を備えている。そして、モータケース71の長手方向に沿う減速機構部40寄りの部分には、筒状の連結部材72が一体に設けられている。連結部材72の長手方向他側(図中左側)には、当該連結部材72の径方向から対向するようにして2つの係合爪73が設けられている。これらの係合爪73は、連結部材72の板厚方向にプレス加工を施すことで、連結部材72の一部を切り起こして形成されている。
各係合爪73は、連結部材72の軸方向に沿うモータ部30側に向けて突出されている。つまり、各係合爪73の突出方向は、実施の形態1における第2係合爪62の突出方向と同じ方向となっている。また、各係合爪73の先端側は、各係合爪73を形成する際に、連結部材72の径方向内側に予め折り曲げられている。そして、リニアアクチュエータ70を組み立てた状態のもとで、各係合爪73は、送りねじ機構ケース51の嵌合部51aの外周部分に形成された第2環状溝51bに係合される。
ここで、各係合爪73は、送りねじ機構ケース51によって弾性変形されることで、モータケース71および送りねじ機構ケース51が互いに近接するのを許容するようになっている。また、各係合爪73は、第2環状溝51bに係合することで、モータケース71および送りねじ機構ケース51が互いに離間するのを規制するようになっている。これにより、モータケース71に対して送りねじ機構ケース51を一方向からスライドさせるだけで、駆動機構部20と送りねじ機構部50との連結が完了し、リニアアクチュエータ70の組み立てが完了する。
以上のように形成した実施の形態6においても、上述した実施の形態1と同様の作用効果を奏することができる。これに加えて、実施の形態6においては、連結部材72をモータケース71に一体に設けたので、連結部材72に設ける係合爪73の数を、実施の形態1に比して半分にできる。よって、駆動機構部20と送りねじ機構部50との連結部分から発生するがたつきの量も半分にでき、より静粛性を向上させることが可能となる。また、別体の連結部材が不要となるので、部品管理の合理化と、組み立て工程の簡素化を図ることができる。さらに、リニアアクチュエータ70の外観をスッキリさせることができ、見栄えを向上させることができる。
ここで、図19に示した実施の形態5の構成と同様に、実施の形態6の各係合爪73を、屈曲中心Oの軸方向に配置することもできる。この場合、各係合爪73に掛かる負荷を軽減することができる。したがって、駆動機構部20と送りねじ機構部50との連結部分にがたつきが生じるのを、さらに確実に抑制することができ、さらに静粛性を向上させることが可能となる。
また、連結部材を送りねじ機構ケース51に一体に設けることもできる。この場合、送りねじ機構ケース51に設けた連結部材には、実施の形態1における第1係合爪61と同じ突出方向および形状の係合爪を設けるようにする。さらに、例えば、減速機構ケース41の小径本体部41aに、係合爪が係合する溝部を設けるようにする。
次に、本発明の実施の形態7に係るリニアアクチュエータについて、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態1と同様の機能を有する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図21は実施の形態7のリニアアクチュエータを示す部分拡大断面図を示している。
図21に示すように、実施の形態7に係るリニアアクチュエータ80は、実施の形態1に係るリニアアクチュエータ10(図14参照)に比して、第2減速機構44のキャリア44cを支持する第3軸受部材45を省略するとともに、シャフト52の小径装着部52aに第5軸受部材(軸部材用軸受)81を追加して装着した点のみが異なっている。つまり、小径装着部52aには、第4軸受部材46および第5軸受部材81の合計2つが装着されている。ここで、第5軸受部材81は第4軸受部材46と同じものを用いており、減速機構ケース41に装着されるとともに、第4軸受部材46に接触するように直ぐ隣に並べて配置されている。これに伴い、小径装着部52aの軸方向長さが、実施の形態1に比して2倍の長さになっている。
以上のように形成した実施の形態7においても、上述した実施の形態1と同様の作用効果を奏することができる。これに加えて、実施の形態7においては、同じ仕様の第4軸受部材46および第5軸受部材81によって、シャフト52の軸方向一側の回転振れを抑えるので、第2減速機構44に対するシャフト52の振動伝達を、より確実に抑制できる。
ただし、図21の想像線(二点鎖線)に示すように、キャリア44cを支持する第3軸受部材(出力部材用軸受)45を、追加して設けることもできる。この場合、駆動機構部20をさらにスムーズに動作させることができ、さらに静粛性に優れたリニアアクチュエータを実現できる。
次に、本発明の実施の形態8に係るリニアアクチュエータについて、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態1と同様の機能を有する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図22は実施の形態8のリニアアクチュエータを示す部分拡大断面図を示している。
図22に示すように、実施の形態8に係るリニアアクチュエータ90は、実施の形態1に係るリニアアクチュエータ10(図14参照)に比して、第2減速機構44のキャリア44cを支持する第3軸受部材45を省略するとともに、シャフト52の小径装着部52aに第6軸受部材(軸部材用軸受)91を追加して装着した点が異なっている。また、第6軸受部材91と第4軸受部材46との間には、円筒状のカラー部材(カラー)92を介在させている。つまり、小径装着部52aには、第4軸受部材46,カラー部材92および第6軸受部材91が、この順番で装着されている。ここで、第6軸受部材91は第4軸受部材46と同じものを用いており、減速機構ケース41に装着されるとともに、第4軸受部材46に対して離間距離Lを持って並べて離間している。これに伴い、小径装着部52aの軸方向長さが、実施の形態1に比して略4倍の長さになっている。
以上のように形成した実施の形態8においても、上述した実施の形態1と同様の作用効果を奏することができる。また、実施の形態7に比して、より確実にシャフト52の軸方向一側の回転振れを抑えることができ、第2減速機構44に対するシャフト52の振動伝達を、さらに確実に抑制できる。
ただし、図14の想像線(二点鎖線)に示すように、キャリア44cを支持する第3軸受部材(出力部材用軸受)45を、追加して設けることもできる。この場合、駆動機構部20をさらにスムーズに動作させることができ、さらに静粛性に優れたリニアアクチュエータを実現できる。
本発明は上記各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変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記各実施の形態においては、連結部材60,72の周方向に、それぞれ2つの第1係合爪61,第2係合爪62,係合爪73を180°間隔で設けたものを示したが、本発明はこれに限らず、連結部材の周方向に1つあるいは3つ以上の係合爪を設けることもできる。なお、3つ以上の係合爪を設ける場合には、それらの間隔は、連結部材の周方向に等間隔でも良いし不等間隔でも良い。要するに、リニアアクチュエータに必要とされる抜け強度等(リニアアクチュエータの仕様)に合わせて、係合爪を任意に設定することができる。
さらに、上記実施の形態6以外のものにおいては、連結部材60を、減速機構ケース41に先に組み付けたものを示したが、本発明はこれに限らず、連結部材60を、送りねじ機構ケース51に先に組み付けるようにしても良い。
また、上記実施の形態7,8においては、シャフト52の小径装着部52aに、2つの軸部材用軸受(第4軸受部材46および第5軸受部材81,第4軸受部材46および第6軸受部材91)を設けたものを示したが、本発明はこれに限らず、3つ以上の軸部材用軸受を、小径装着部52aに設けることもできる。要は、シャフト52の軸方向に沿うキャリア44c側に必要とされる剛性に応じて、軸部材用軸受の数を増やすことができる。