(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転運動を生じる駆動手段と、前記駆動手段による回転運動を直線運動に変換する運動変換手段と、前記運動変換手段により変換された直線運動を出力する出力手段と、前記運動変換手段の途中に設けた駆動力制御手段とを備えた電動アクチュエータにおいて、前記運動変換手段の出力手段と反対側に位置する基端側に、運動変換手段と駆動手段及び駆動力制御手段との連結を維持・解除するクラッチ機構と、前記運動変換手段の基端部を収容するカバー体に取付けられて前記クラッチ機構を操作する操作手段とを備え、前記クラッチ機構は、運動変換手段の外周面に減速手段と駆動力制御手段との間にまたがった状態で嵌着した中空円筒状のブッシュと、運動変換手段の出力手段と反対側に位置する基端部に穿孔・形成した中空部と、前記中空部と連通可能に穿孔した複数の連通孔と、前記中空部内に圧縮バネを介して摺動可能に収容される操作杆と、前記連通孔に移動可能に嵌合し、かつ、前記ブッシュの内周面に形成した係合溝に係脱可能に係合する鋼球とを備えて構成したことを特徴とする電動アクチュエータ。
【請求項２】
前記運動変換手段には、ブッシュの内周面と対応する部位において複数箇所に凹溝を凹設し、かつ、前記各凹溝にはゴム製のＯリングを嵌合することにより、クラッチ機構の動作時、前記ブッシュとの間で所定の制動力を発生させる補助制動手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の電動アクチュエータ。
【請求項３】
前記クラッチ機構と操作手段との間には、運動変換手段の基端部を収容するカバー体の内周面にシール部材を介して嵌着したシールブッシュと、前記シールブッシュの内周面にシール部材を介して摺動可能に嵌挿したシールピンと、前記シールピンを所定方向に押圧・付勢する圧縮バネとにより構成したシール手段を介在させたことを特徴とする請求項１記載の電動アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、医療機関等で使用するベットや治療用の椅子等を昇降あるいは起倒駆動させるための駆動源として使用する電動アクチュエータの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、駆動ロッドを直線往復駆動させる装置としては、一般的に油圧シリンダとかエアシリンダが使用されてきた。前者の油圧シリンダはその使用に際して大掛かりな油圧ユニットを必要とし、また、後者のエアシリンダはエア配管を必要とすることはもとより、排気音が大きく、騒音の発生源となることがある等、前記２つのシリンダを例えば、医療機関等で使用するベットや治療用の椅子等を昇降あるいは起倒駆動させるための駆動源として使用するには、設置スペースをはじめ圧力油の漏れや騒音等の問題を考慮すると使用が困難であった。
【０００３】
このため、近年、電動機の回転運動を直線往復運動に変換して、操作対象物と連結する駆動ロッドを直線往復駆動させる電動アクチュエータが使用されるようになってきた。前記電動アクチュエータは駆動源が電動機であるため、小形化が可能となり、狭隘な場所でも使用することができるので大変利便である。そして、前記電動アクチュエータは、電動機及び減速手段からなる駆動手段と、前記駆動手段と駆動可能に連結したねじ軸と、前記ねじ軸にナットを介して螺合した駆動ロッドとを備え、前記駆動手段の減速回転運動をねじ軸に伝達し、前記ねじ軸を右または左方向に回転させることにより、前記駆動ロッドをナットのねじ作用を利用して直線往復駆動させ、操作対象物（ベッドの背部等）を動作させるように構成されている。
【０００４】
また、前記電動アクチュエータは、例えば、これを医療機関等で使用するベッドにおいて、前記ベッドの背部を起倒させたり、ベッド自体を昇降させたりする駆動源として使用するような場合、停電事故等が発生することにより、電動アクチュエータを駆動することができなくなったときでも、ベッドを使用している患者が何らかの発作等を起こした場合に、医師が迅速に処置を行えるよう、人手により駆動ロッドを後退させて、背部の傾倒操作及びベッド自体の下降操作が行えるように構成されているのが一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、前記電動アクチュエータを停電事故等発生時に人手により操作する場合、駆動手段と連結したねじ軸を、操作ハンドル等を連結して操作することにより回動すればよいが、前記ねじ軸を人手により回動させるには、前記駆動手段を構成する減速手段を介して電動機をも回動させなければならず、前記のように、ねじ軸側から電動機を回動させるには回転効率が非常に悪いため、多大な時間と労力が必要となり、迅速・容易に操作を行うことが難しかった。
【０００６】
また、駆動手段を構成する減速手段として、ウォーム及びウォームホイールを使用した場合、前記ウォーム及びウォームホイールの特徴として、ウォーム側からはウォームホイールを回転させることができるものの、ウォームホイール側からウォームを回転させることができないという、所謂セルフロック現象が知られており、前記のように、ねじ軸側（ウォームホイール）から電動機（ウォーム）を回転させるには、前記セルフロック現象が発生しないようにウォーム及びウォームホイールの進み角等を特別に調節する必要があり、この結果、ウォーム及びウォームホイールは特殊加工したものを使用しなければならないという問題があった。
【０００７】
本発明は、前記種々の問題に鑑み、停電事故時等において、多大な時間と労力を必要とすることなく、簡易に操作可能な電動アクチュエータを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の課題を解決するために、回転運動を生じる駆動手段と、前記駆動手段による回転運動を直線運動に変換する運動変換手段と、前記運動変換手段により変換された直線運動を出力する出力手段と、前記運動変換手段の途中に設けた駆動力制御手段とを備えた電動アクチュエータにおいて、前記運動変換手段の出力手段と反対側に位置する基端側に、運動変換手段と駆動手段及び駆動力制御手段との連結を維持・解除するクラッチ機構と、前記運動変換手段の基端部を収容するカバー体に取付けられて前記クラッチ機構を操作する操作手段とを備え、前記クラッチ機構は、運動変換手段の外周面に減速手段と駆動力制御手段との間にまたがった状態で嵌着した中空円筒状のブッシュと、運動変換手段の出力手段と反対側に位置する基端部に穿孔・形成した中空部と、前記中空部と連通可能に穿孔した複数の連通孔と、前記中空部内に圧縮バネを介して摺動可能に収容される操作杆と、前記連通孔に移動可能に嵌合し、かつ、前記ブッシュの内周面に形成した係合溝に係脱可能に係合する鋼球とを備えて構成したことを特徴とする。
【００１０】
また、前記運動変換手段には、ブッシュの内周面と対応する部位において複数箇所に凹溝を凹設し、かつ、前記各凹溝にはゴム製のＯリングを嵌合することにより、クラッチ機構の動作時、前記ブッシュとの間で所定の制動力を発生させる補助制動手段を設けたことを特徴とする。
【００１１】
更に、前記クラッチ機構と操作手段との間には、運動変換手段の基端部を収容するカバー体の内周面にシール部材を介して嵌着したシールブッシュと、前記シールブッシュの内周面にシール部材を介して摺動可能に嵌挿したシールピンと、前記シールピンを所定方向に押圧・付勢する圧縮バネとにより構成したシール手段を介在させたことを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、運動変換手段の基端側に簡素な構成のクラッチ機構を備え、前記クラッチ機構を操作手段にて操作することにより、迅速・容易に運動変換手段と駆動手段及び駆動力制御手段との連結を解除し、運動変換手段（ねじ軸）のみを回動させて出力手段（駆動ロッド）を後退させることがができるので、大変利便である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１ないし図１１によって説明する。図１は本発明の電動アクチュエータＡの縦断側面図を示すもので、図１において、１は前記電動アクチュエータＡの駆動手段であり、駆動源として回転運動を発生する電動機２と、前記電動機２の下側（図１の下方）において、電動機２の回転出力を、例えば、縦方向から横方向に変換して減速出力する減速手段３とを備えて構成されている。前記減速手段３は、例えば、図４で示すように、電動機２の回転子軸２ａ先端部に形成したウォーム４と、このウォーム４と噛合するウォームホイール５とからなり、前記電動機２の回転を所定の速度に減速させる。
【００１４】
６は中空筒状のケーシングで、内部には減速手段３及び運動変換手段７を水平方向に直線状に配置して収納するとともに、開口部６ａ（図１の右側）には、中空円筒状の固定筒８の基端部が取外し可能に螺着されている。また、前記開口部６ａと反対側に位置する開口端６ｂ（図１の左側）上には、電動機２が直立状態で取付けられている。
【００１５】
次に、前記運動変換手段７の構成について説明する。前記運動変換手段７は、図１に示すように、先端側に同一リードの台形ねじを螺設することによりねじ部９ａを形成し、かつ、基端側に前記ねじ部９ａより小径な支持部９ｂを形成して構成したねじ軸９と、前記ねじ軸９のねじ部９ａに螺合するナット１０を介して、前記ねじ軸９と駆動結合した中空円筒状の駆動ロッド１１（出力手段）とによって概略構成されている。前記駆動ロッド１１は、駆動手段１によりねじ軸９を所定方向に回転させると、前記ナット１０のねじ作用によって直線方向（図１の左右方向）に進退し、駆動ロッド１１の先端部に連結した操作対象物を動作させる。
【００１６】
前記ねじ軸９の支持部９ｂには、図１，５で示すように、その右端側において、ねじ部９ａとの間にカラー１２を介在させた状態でスラスト軸受１３が取付けられており、また、そのほぼ中央にはラジアル軸受１４が、ケーシング６内に嵌着した軸受筐１５に挿入・固定した状態で支持されており、更に、前記スラスト軸受１３と軸受筐１５との間には、駆動力制御手段１６が配置されている。なお、図１において、１７は前記軸受筐１５がケーシング６内から抜脱するのを阻止するための止輪等からなる固定部材である。また、１８は前記ケーシング６の開口端６ｂ（図１の左側）に被着したカバー体１８で、前記ねじ軸９の支持部９ｂは、前記カバー体１８に設けた軸受部１８ａとラジアル軸受１４とによって回転自在に支持される。
【００１７】
次に、前記駆動力制御手段１６について説明する。前記駆動力制御手段１６は、図１，５で示すように、軸受筐１５とスラスト軸受１３との間に取付けたホルダー１９と、前記ホルダー１９に圧入・固定したワンウェイクラッチ２０と、前記ホルダー１９の左端部に止着したブレーキシュー２１と、前記軸受筐１５の右端側に前記ブレーキシュー２１と常時摺接する状態で取付けた金属製のブレーキディスク２２とを備えて構成されている。なお、前記ブレーキディスク２２は、図５で示すように、その外周の一部に突設形成した係合突起２２ａを、ケーシング６内周面の前記係合突起２２ａと対応する位置に形成した係合溝６ｃに係合させることにより、回動不能となして取付けられている。
【００１８】
そして、前記ワンウェイクラッチ２０は、回転する対象物（本例ではねじ軸９）に対して、一方向は対象物と一体となって回転し、他方向は対象物を自由に回転させるように構成されているので、本例ではワンウェイクラッチ２０を図１に示すねじ軸９に取付ける場合は、駆動ロッド１１の進出方向にねじ軸９を回転させようとするときはこれを自由に回転させ、逆に、ねじ軸９を駆動ロッド１１の後退方向に回転させようとするときはねじ軸９と一体となって回転するように取付けられている。
【００１９】
従って、駆動ロッド１１を後退させる方向にねじ軸９を駆動手段１の電動機２により回動させるときは、前記ワンウェイクラッチ２０を固定したホルダー１９をねじ軸９と一体的に回動させることにより、前記ホルダー１９に止着したブレーキシュー２１とブレーキディスク２２との間に制動力を発生させながらねじ軸９の回動を行うもので、この場合、ねじ軸９には所定の制動力が付与されるため、その回動が大きく抑制されることになる。
【００２０】
次に、図５において、２３は前記ねじ軸９の支持部９ｂに嵌着した金属製の中空円筒状のブッシュで、駆動力制御手段１６のワンウェイクラッチ２０と、減速手段３のウォームホイール５との間にまたがって配置されており、前記ウォームホイール５，ワンウェイクラッチ２０及びラジアル軸受１４はブッシュ２３を介してねじ軸９の支持部９ｂに取付けられている。なお、前記ブッシュ２３の左端（図５の左端）内周面には、後述する鋼球２９が係合する係合溝２３ａが、図８で示すように、所定の角度間隔及び長さ寸法で、例えば、３ヶ所に形成されている。２４は前記ウォームホイール５を複数箇所においてブッシュ２３に締着・固定するための止ねじである（図５には１ヶ所のみ図示）。
【００２１】
図５，７において、２５は前記ねじ軸９の支持部９ｂ基端（図５の左側）内部に、所定の深さ寸法で穿孔・形成した中空部で、その深さ方向（図５の右方向）の中央付近には段部２５ａが設けられている（図７参照）。また、前記中空部２５の段部２５ａと先端部（図５の右端）との中間位置には、前記中空部２５の内，外を連通する連通孔２５ｂが、図７で示すように所定の角度間隔で例えば、３ヶ所に穿孔されている。
【００２２】
図５，６において、２６は前記中空部２５内に摺動可能に挿通される操作杆で、その長さ方向のほぼ中央には鍔部２６ａが形成されている。前記鍔部２６ａの右側（図５の右方向）には、第１，第２の膨出部２６ｂ，２６ｃ及び凹陥部２６ｄが形成されており、前記第１の膨出部２６ｂと凹陥部２６ｄとは、図５，６で示すように、所定の傾斜角度を有する斜面２６ｅによって連結されている。２６ｆは前記鍔部２６ａの左側（図５の左方向）に形成した操作ピンである。
【００２３】
２７は前記中空部２５に設けた段部２５ａと操作杆２６の鍔部２６ａとの間に介挿した圧縮バネで、図５で示すように、操作杆２６の第１の膨出部２６ｂとねじ軸９の連通孔２５ｂとを合致させた状態で前記操作杆２６を、中空部２５の開口端（図５の左端）に嵌着した止輪等からなる固定部材２８側に、常時押圧・付勢している。２９は前記ねじ軸９の連通孔２５ｂに嵌合した鋼球で、ブッシュ２３内周面に形成した係合溝２３ａと係脱可能に係合することにより、ねじ軸９と前記ブッシュ２３に取付けた駆動手段１（ウォームホイール５）及び駆動力制御手段１６とを連結する。
【００２４】
そして、図５で示すように、操作杆２６を圧縮バネ２７を介して中空部２５内に挿通するとともに、前記中空部２５の内，外を連通する連通孔２５ｂに鋼球２９を嵌合し、前記鋼球２９をブッシュ２３の内周面に形成した係合溝２３ａと係脱可能に係合させることにより、ねじ軸９と駆動手段１及び駆動力制御手段１６とを連結したり、前記連結を解除したりするクラッチ機構３０を構成する。
【００２５】
３１は前記クラッチ機構３０を操作するための操作手段で、図１，２，５で示すように、ケーシング６の開口端６ｂ（図５の左端）に止着したカバー体１８の筒状部１８ｂに、ねじ等の締付部材を用いて締着・固定した支持枠体３２と、前記支持枠体３２に枢支軸３３を介して回動可能に取付けた操作レバー３４と、前記操作レバー３４の下端部に取付けた引張ワイヤー３５とを備えて構成されており、前記引張ワイヤー３５は、電動アクチュエータＡを駆動源として使用する機器（例えば、ベッド等）の所定位置まで引出される。
【００２６】
前記操作レバー３４は、図１，５で示すように、常時クラッチ機構３０を構成する操作杆２６の操作ピン２６ｆに当接した状態となっており、前記操作杆２６を必要に応じて操作レバー３４によって操作することにより、クラッチ機構３０を動作させ、ねじ軸９と駆動手段１及び駆動力制御手段１６とを連結したり、前記連結を解除したりすることができる。
【００２７】
次に、３６はねじ軸９の支持部９ｂのブッシュ２３内周面と対応する部位に設けた補助制動手段で、図５，７で示すように、前記ブッシュ２３の内周面と対応するねじ軸９の支持部９ｂの外周面に凹溝３７を複数箇所（図５，７においては４ヶ所）周設し、この複数の凹溝３７にそれぞれゴム製のＯリング３８を嵌着することにより構成されており、クラッチ機構３０を動作させ、駆動手段１及び駆動力制御手段１６との連結を解除してねじ軸９を回転させる際、前記Ｏリング３８がブッシュ２３内周面と摺接しながら回転することにより、ねじ軸９に制動力を付与する。
【００２８】
なお、図２において、３９，３９はケーシング６の軸方向と直交する方向に、前記ケーシング６と一体的に形成して突設した電動アクチュエータＡの枢支軸で、中心部には電動アクチュエータＡを枢支するためのねじ孔等の取付孔４０，４０が穿設されている。また、図１において、４１は駆動ロッド１１の先端に設けた取付孔である。
【００２９】
次に、電動アクチュエータＡの動作について説明する。図１１に電動アクチュエータＡの使用可能な適用例を示す。電動アクチュエータＡは使用に際して、そのケーシング６に設けた枢支軸３９を所定の固定場所に設けた支持座４２に当接し、この支持座４２から枢支軸３９の取付孔４０に枢支ピン４３を挿着して、電動アクチュエータＡを支持座４２に回動自在に枢支する。また、電動アクチュエータＡの駆動ロッド１１の先端部は、操作対象物（例えば、ベッドの背部等）Ｂの連結金具４４に、駆動ロッド１１先端の取付孔４１を利用して枢軸４５を挿入することにより駆動可能に連結する。
【００３０】
つづいて、前記操作対象物Ｂを電動アクチュエータＡを駆動することにより、図１１に実線で示す倒伏状態（水平状態）から、枢支部４６を中心として、２点鎖線で示すように所定角度傾斜させる場合について説明する。前記電動アクチュエータＡの駆動手段１を構成する電動機２を起動すると、前記電動機２の回転は減速手段３にて所定の速度に減速された状態で、前記減速手段３のウォームホイール５を嵌着したねじ軸９に伝達され、前記ねじ軸９を駆動ロッド１１が進出する方向に回動させる。
【００３１】
このとき、ねじ軸９と駆動手段１及び駆動力制御手段１６とを連結するクラッチ機構３０は、図５及び図９（ａ）で示すように、ねじ軸９の連通孔２５ｂと合致する位置に操作杆２６の第１の膨出部２６ｂが存在しており、前記連通孔２５ｂに嵌合する鋼球２９の頂部が連通孔２５ｂから突出し、ブッシュ２３内周面に形成した係合溝２３ａと係合して、ねじ軸９と前記ブッシュ２３に取付けた駆動手段１及び駆動力制御手段１６との連結状態を維持しているので、前記駆動手段１の減速回転はねじ軸９に良好に伝達され、前記ねじ軸９を回動させることができる。
【００３２】
前記ねじ軸９の回動により、ねじ軸９と螺合するナット１０は、ねじ作用により図３で示すように、ねじ軸９の先端側に移動して、前記ナット１０に取付けた駆動ロッド１１を固定筒８から徐々に進出させ、その先端部に連結した操作対象物Ｂの連結金具４４を図１１の左方向に押動し、前記操作対象物Ｂを枢支部４６を中心として、図１１に実線で示す倒伏（水平）状態から、図１１に２点鎖線で示すように所定角度傾斜させる。
【００３３】
なお、前記のように、ねじ軸９を回動して駆動ロッド１１を進出させる場合、前記ねじ軸９は、ワンウェイクラッチ２０の機能により制動力を受けないように設定されているので、前記ねじ軸９は円滑に回動させることができる。また、駆動ロッド１１の進出を途中で停止したとき（駆動手段１を停止させたとき）、駆動ロッド１１は操作対象物Ｂに加わる荷重により、ねじ軸９を逆方向に回動させようとするが、駆動力制御手段１６を構成するブレーキシュー２１がブレーキディスク２２に、前記荷重により押圧された状態で摺接して制動力が発生するので、駆動ロッド１１は前記制動力を受けて逆行することなく停止する。
【００３４】
次に、操作対象物Ｂを図１１に２点鎖線で示す傾斜状態から、図１１に実線で示すように水平な状態に倒伏させる場合について説明する。この場合、電動アクチュエータＡの駆動手段１を構成する電動機２を先程とは逆方向に起動（回転）させればよく、前記電動機２を起動し、その回転を減速手段３により所定の速度に減速させた状態でねじ軸９に伝達して、前記ねじ軸９を駆動ロッド１１を後退させる方向に回動させると、ねじ軸９に螺合するナット１０は、ねじ作用により図１で示すように、ねじ軸９の基端側に移動して、前記ナット１０に取付けた駆動ロッド１１を徐々に後退させ、その先端部に連結した操作対象物Ｂの連結金具４４を図１１の右方向に引動し、前記操作対象物Ｂをその枢支部４６を中心として図１１に２点鎖線で示す傾斜状態から、図１１に実線で示すように水平な状態に倒伏させる。
【００３５】
前記操作対象物Ｂを、駆動ロッド１１を後退させることにより、図１１に実線で示すように倒伏させる際、前記駆動ロッド１１には操作対象物Ｂの全荷重が加わってこれを急速に後退させようとする。しかし、駆動ロッド１１に加わる荷重はナット１０を介してねじ軸９に伝達され、前記ねじ軸９を図１において左方向に押動し、ブレーキシュー２１をブレーキディスク２２側に強固に押圧するとともに、ねじ軸９に付設したワンウェイクラッチ２０はホルダー１９をねじ軸９と一体的に回動させ、前記ホルダー１９に止着したブレーキシュー２１とブレーキディスク２２との間に制動力を発生させるので、駆動ロッド１１は操作対象物Ｂの全荷重を受けても急速に後退せず、制動力が加えられた状態で後退して、操作対象物Ｂを円滑・安全に倒伏させることができる。
【００３６】
なお、このとき、ねじ軸９と駆動手段１及び駆動力制御手段１６とを連結するクラッチ機構３０は、図５及び図９（ａ）で示すように、ねじ軸９の連通孔２５ｂと合致する位置に操作杆２６の第１の膨出部２６ｂが存在しており、前記連通孔２５ｂに嵌合する鋼球２９の頂部が連通孔２５ｂから突出し、ブッシュ２３内周面に形成した係合溝２３ａと係合して、ねじ軸９と前記ブッシュ２３に取付けた駆動手段１及び駆動力制御手段１６との連結状態を維持しているので、前記駆動手段１の減速回転はねじ軸９に良好に伝達され、前記ねじ軸９を回動させることができるとともに、駆動力制御手段１６も、ねじ軸９と一体的に回動して制動力を発生させるので、操作対象物Ｂを安全に倒伏させることができる。
【００３７】
次に、停電事故等が発生したとき等に、操作対象物Ｂを手動により、図１１に２点鎖線で示すように所定角度で傾斜させた状態から、実線で示すように水平な状態に倒伏させる場合について説明する。この場合、操作手段３１を介してクラッチ機構３０を操作することにより、容易に駆動ロッド１１を後退させることが可能となる。
【００３８】
即ち、図５において、操作手段３１の引張ワイヤー３５を図の右方向に引動することにより、操作レバー３４を枢支軸３３を中心として反時計方向に回動させ、前記操作レバー３４に当接する操作杆２６の操作ピン２６ｆを図の右方向に押動する。この結果、前記操作杆２６は、圧縮バネ２７の弾性力に抗して、図１０で示すように、その凹陥部２６ｄがねじ軸９の連通孔２５ｂと合致する位置まで移動する。
【００３９】
前記のように操作杆２６が押動され、前記操作杆２６の凹陥部２６ｄとねじ軸９の連通孔２５ｂとが合致すると、前記連通孔２５ｂに嵌合されている鋼球２９は、操作杆２６の第１の膨出部２６ｂによる支持から解放されて凹陥部２６ｄに移動し、ブッシュ２３に形成した係合溝２３ａとの係合が解除される（図９（ｂ）及び図１０参照。ただし、ねじ軸９の下部側に穿孔した連通孔２５ｂに嵌合する鋼球２９は、凹陥部２６ｄと係合溝２３ａとの高さ位置の関係から、凹陥部２６ｄ側へ移動可能な状態で係合溝２３ａと係合している）。
【００４０】
この結果、前記ねじ軸９は、ブッシュ２３との係合が解除される、即ち、前記ブッシュ２３に取付けた駆動手段１の減速手段３を構成するウォームホイール５及びねじ軸９の後退時に制動力を発生する駆動力制御手段１６との連結が解除されることとなり、ねじ軸９のみを容易に回動させることができる。
【００４１】
前記のように、ねじ軸９とウォームホイール５及び駆動力制御手段１６との連結が解除されると、前記ねじ軸９は、駆動ロッド１１→ナット１０を介して伝達される操作対象物Ｂの荷重によって徐々に回動を開始する（図９（ｂ）における時計方向）。このとき、図９（ｂ）で示すように、ねじ軸９下部側の連通孔２５ｂに嵌合する鋼球２９は、操作杆２６の凹陥部２６ｄとブッシュ２３に形成した係合溝２３ａとの高さ位置の関係から、係合溝２３ａに係合しているものの、操作杆２６の第１の膨出部２６ｂによる支持からは解放された状態であり、ねじ軸９が回動を開始すると、図９（ｃ）で示すように、係合溝２３ａとの係合が解除され、かつ、ブッシュ２３の内周面に押圧されて凹陥部２６ｄ側に移動するので、ねじ軸９の回動には何等支障をきたすことなく、良好にねじ軸９を回動させることができる。
【００４２】
また、前記ねじ軸９は、駆動力制御手段１６との連結が解除されていることにより、操作対象物Ｂの荷重が加わると、急速に回動しようとするが、前記ねじ軸９の支持部９ｂのブッシュ２３内周面と対応する部位に、補助制動手段３６が設けてあるので、前記補助制動手段３６のゴム製のＯリング３８が前記ブッシュ２３内周面と摺接し、ブッシュ２３との間に摩擦力を発生することにより、所定の制動力を受けながら回動させることができる。
【００４３】
前記ねじ軸９が回動を開始すると、ねじ軸９と螺合するナット１０は、ねじ作用によりねじ軸９の基端側に移動して、前記ナット１０に取付けた駆動ロッド１１を徐々に後退させ、その先端部に連結金具４４を介して連結した操作対象物Ｂを、枢支部４６を中心として図１１に２点鎖線で示す傾斜状態から、図１１に実線で示すように水平な状態に倒伏させる。
【００４４】
前記のように、本発明においては、停電事故等が発生することにより電動アクチュエータＡを駆動することができなくなった場合でも、操作手段３１を介して電動アクチュエータＡのクラッチ機構３０を操作することにより、容易にねじ軸９と駆動手段１及び駆動力制御手段１６との連結を解除して、ねじ軸９を回動させることが可能となり、この結果、操作対象物Ｂに加わる荷重を利用してねじ軸９を回動させることにより駆動ロッド１１を後退させ、操作対象物Ｂを図１１に２点鎖線で示す所定角度傾斜した状態から、実線で示すように水平な状態に倒伏させることができる。
【００４５】
しかも、ねじ軸９と駆動手段１及び駆動力制御手段１６との連結を解除した状態で、ねじ軸９を回動させて駆動ロッド１１を後退させる場合、前記ねじ軸９は急速に回動することなく、補助制動手段３６により所定の制動力を受けながら回動して、駆動ロッド１１を後退させることができるので、その先端部に連結した操作対象物Ｂを安全に倒伏動作させることができる。
【００４６】
次に、前記ねじ軸９と駆動手段１及び駆動力制御手段１６との連結を復帰させる場合は、図１０において、引張ワイヤー３５の引動を解除することにより、操作レバー３４による操作杆２６の操作ピン２６ｆの押圧を解除する。
【００４７】
これにより、前記操作杆２６は圧縮バネ２７の弾性力により図１０の左方向に押圧・付勢されて原位置に復帰する。このとき、操作杆２６の凹陥部２６ｄに位置している鋼球２９は、前記凹陥部２６ｄと第１の膨出部２６ｂとを連結する斜面２６ｅを利用することにより、容易に第１の膨出部２６ｂ上に移動して連通孔２５ｂから突出し、図５で示すように、ブッシュ２３に形成した係合溝２３ａと係合して、ねじ軸９と前記ブッシュ２３に取付けた駆動手段１及び駆動力制御手段１６とを連結する。
【００４８】
前記のように、凹陥部２６ｄに存在している鋼球２９は、操作杆２６が原位置に復帰する際、前記凹陥部２６ｄと第１の膨出部２６ｂとを連結する斜面２６ｅを利用することにより、凹陥部２６ｄと第１の膨出部２６ｂとの段差の影響を受けることなく、前記第１の膨出部２６ｂ上にスムーズに移動して連通孔２５ｂから突出し、容易にブッシュ２３内周面の係合溝２３ａと係合させることができる。
【００４９】
なお、ねじ軸９と駆動手段１及び駆動力制御手段１６との連結を復帰させる際、前記ねじ軸９の連通孔２５ｂとブッシュ２３内周面の係合溝２３ａとが合致していない場合は、操作レバー３４による操作杆２６の押圧を解除した状態で、駆動手段１の電動機２を起動して減速手段３を取付けたブッシュ２３を回動させることにより、前記ブッシュ２３内周面の係合溝２３ａと連通孔２５ｂとを合致させればよく、この結果、前記連通孔２５ｂに嵌合している鋼球２９は、連通孔２５ｂから突出してブッシュ２３内周面の係合溝２３ａと係合し、ねじ軸９と駆動手段１及び駆動力制御手段１６との連結を復帰させる。
【００５０】
次に、図１２により、本発明の第２実施例について説明する。なお、図１２で示す第２実施例において、図５，１０で示す第１実施例と同一部材は同一符号により説明する。第１実施例と第２実施例との相違点は、操作手段３１とクラッチ機構３０との間にシール手段５０を介在させた点にある。
【００５１】
図１２において、５１は前記シール手段５０の一方を構成するシールブッシュで、ケーシング６の開口端６ｂ（図１２の左側）に被着したカバー体１８の筒状部１８ｂ内に、前記筒状部１８ｂの内周面との間にＯリング等からなるシール部材５２を介挿した状態で嵌着されている。前記シールブッシュ５１は、前記カバー体１８の筒状部１８ｂ内に突出するねじ軸９の支持部９ｂ基端を収容する収容部５１ａと、後述するシールピン５３が嵌合する嵌合部５１ｂとを備えて構成されている。
【００５２】
５３は前記シール手段５０の他方を構成するシールピンで、シールブッシュ５１の嵌合部５１ｂに、前記嵌合部５１ｂの内周面との間にＯリング等からなるシール部材５４を介挿した状態で摺動可能に嵌挿されている。前記シールピン５３の一方端（図１２の左端）には、操作手段３１の操作レバー３４と当接する押圧ピン５３ａが突設されており、また、他方端側（図１２の右側）には、操作杆２６の操作ピン２６ｆを押圧する押圧部５３ｂが突出形成されている。
【００５３】
５５はシールブッシュ５１の嵌合部５１ｂと、シールピン５３の他方端側に凹設した凹部５３ｃとの間に介挿した圧縮バネで、前記シールピン５３は、この圧縮バネ５５の弾性力により、その一部（図１２の左側）を嵌合部５１ｂに嵌合させた状態で、カバー体１８の筒状部１８ｂ開口端側（図１２の左側）に止着した止輪等からなる固定部材５６側にワッシャ５７を介して押圧・付勢される。
【００５４】
次に、第２実施例の動作について説明する。図１２（ａ）で示す状態において、引張ワイヤー３５を図の右方向に引動し、操作レバー３４を枢支軸３３を中心として反時計方向に回動させると、前記操作レバー３４と押圧ピン５３ａを介して当接しているシールピン５３が、圧縮バネ５５の弾性力に抗して図の右方向に移動する。
【００５５】
前記シールピン５３の移動により、シールピン５３の他方端側に突出形成した押圧部５３ｂは、シールブッシュ５１の嵌合部５１ｂ内に突出する操作杆２６の操作ピン２６ｆと当接してこれを押圧し、圧縮バネ２７の弾性力に抗して操作杆２６を、図１２（ａ）の右方向に移動させる。
【００５６】
そして、図１２（ｂ）で示すように、前記操作杆２６が、その凹陥部２６ｄとねじ軸９の連通孔２５ｂとが合致する位置まで移動すると、前記連通孔２５ｂに嵌合している鋼球２９が凹陥部２６ｄに移動し、ブッシュ２３に形成した係合溝２３ａとの係合が解除される。この結果、前記ねじ軸９は、ブッシュ２３に取付けた駆動手段１及び駆動力制御手段１６との連結が解除され、自由に回動させることが可能となり、停電事故が発生した場合等においても、電動アクチュエータＡを駆動源としている機器を、容易に動作させることができる。
【００５７】
また、前記ねじ軸９と駆動手段１及び駆動力制御手段１６との連結を復帰させる場合は、図１２（ｂ）において、引張ワイヤー３５の引動を解除することにより、操作レバー３４によるシールピン５３の押圧を解除する。
【００５８】
これにより、前記シールピン５３は圧縮バネ５５の弾性力により図１２（ｂ）の左方向に押圧・付勢されて原位置に復帰する。また、これに伴って、操作杆２６も圧縮バネ２７の弾性力により図１２（ｂ）の左方向に移動する。このとき、操作杆２６の凹陥部２６ｄに位置している鋼球２９は、前記凹陥部２６ｄと第１の膨出部２６ｂとを連結する斜面２６ｅを利用することにより、容易に第１の膨出部２６ｂ上に移動して連通孔２５ｂから突出し、図１２（ａ）で示すように、ブッシュ２３に形成した係合溝２３ａと係合して、ねじ軸９と前記ブッシュ２３に取付けた駆動手段１及び駆動力制御手段１６とを連結する。
【００５９】
前記のように、第２実施例においては、ねじ軸９の支持部９ｂ基端が突出するカバー体１８の筒状部１８ｂ内に、シールブッシュ５１及びシールピン５３からなるシール手段５０を設けるとともに、操作レバー３４により前記シールピン５３を介して操作杆２６を操作することにより、前記カバー体１８の筒状部１８ｂ内の気密性を保った状態で、良好にねじ軸９と駆動手段１及び駆動力制御手段１６との連結の解除及び復帰を行うことができる。
【００６０】
また、前記カバー体１８の筒状部１８ｂ内は、前記シール手段５０によって、良好に気密性を保つことが可能となり、この結果、例えば、電動アクチュエータＡを備えたベッド等の機器を洗浄するような場合においても、前記電動アクチュエータＡをベッド等から取外すことなく、水分のケーシング６内への浸入を防いだ状態で洗浄することができるとともに、塵埃等の侵入も合わせて防ぐことができる。
【００６１】
なお、本発明の電動アクチュエータＡは、操作対象物Ｂを水平な状態から所定の角度傾斜させたり、傾斜した状態から水平な状態に戻したりする場合に使用する例により説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、操作対象物Ｂを昇降させる場合等にも使用することができることはいうまでもない。また、本発明において、駆動手段１を構成する電動機２は、ケーシング６の開口端６ｂ上に直立状態で取付けるようにした例により説明したが、これに限定することなく、例えば、電動機をケーシングの上側において、前記ケーシングと平行に配置し、前記電動機の回転をウォーム及びウォームホイールからなる減速手段と、この減速手段の出力側に設けた一対の傘歯車等を介してねじ軸に伝達し、前記ねじ軸を回転させるようにしてもよい。
【００６２】
更に、操作手段３１を構成する引張ワイヤー３５の途中に、前記引張ワイヤー３５の引動操作を維持するための係止手段を設け、一旦引動操作を行った後は引張ワイヤー３５から手を離しても、ねじ軸９と駆動手段１及び駆動力制御手段１６との連結解除状態を維持できるようにしてもよい。
【００６３】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように、運動変換手段を構成するねじ軸の支持部基端側に、前記ねじ軸と駆動手段及び駆動力制御手段との連結を維持・解除するクラッチ機構と、前記クラッチ機構を操作する操作手段を設けたので、前記クラッチ機構及び操作手段は、電動アクチュエータのデッドスペースを有効利用して設けることが可能となり、この結果、電動アクチュエータを大形化することなく構成することができる。
【００６４】
また、前記クラッチ機構は、ねじ軸の外周面に減速手段と駆動力制御手段との間にまたがった状態で嵌着したブッシュと、前記ねじ軸の基端に穿孔・形成した中空部と、前記中空部に摺動可能に嵌挿される操作杆と、前記中空部の内，外を連通する連通孔と、前記連通孔に移動可能に嵌合し、かつ、前記ブッシュ内周面に形成した係合溝と係脱可能に係合する鋼球とによって簡素に構成されており、操作手段の操作レバーに取付けた引張ワイヤーにより前記操作レバーを操作して、操作杆を動作させることにより、連通孔に嵌合した鋼球とブッシュ内周面の係合溝との係合を解除させ、ねじ軸と前記ブッシュに取付けた駆動手段及び駆動力制御手段との連結を解除することができるので、従来のように、多大な時間と労力を必要とすることなく、容易にねじ軸を回動させて駆動ロッドを後退させることができる。
【００６５】
更に、操作杆の第１の膨出部と凹陥部とは、所定の傾斜角度を有する斜面によって連結されているので、ねじ軸と駆動手段及び駆動力制御手段との連結を復帰させる場合は、前記操作杆が圧縮バネの弾性力により原位置に復帰する際に、ねじ軸の連通孔に嵌合し、かつ、前記凹陥部の位置にある鋼球を、前記斜面を利用することにより、前記操作杆の第１の膨出部と凹陥部との段差の影響を受けることなく、スムーズに第１の膨出部上に移動させて前記連通孔から突出させ、ブッシュ内周面に形成した係合溝に係合させることが可能となり、この結果、ねじ軸と駆動手段及び駆動力制御手段とを円滑、かつ、確実に連結させることができる。
【００６６】
また、ねじ軸のブッシュ内周面と対応する部位には、凹溝と該凹溝に嵌合したＯリングからなる補助制動手段を設けたので、クラッチ機構を動作させて、ねじ軸と駆動手段及び駆動力制御手段との連結を解除した状態で駆動ロッドを後退させる場合、前記駆動ロッドがその先端部に連結した操作対象物に加わる荷重により急速に後退しようとしても、前記Ｏリングとブッシュとを摺接させて所定の制動力を発生させた状態でねじ軸を回動させることができるので、前記駆動ロッドをの先端部に連結した操作対象物を、安全に動作させることが可能となる。
【００６７】
更に、クラッチ機構と操作手段との間に、シール手段を介在させたことにより、ケーシング内への塵埃の侵入を確実に防ぐことができるとともに、例えば、電動アクチュエータを駆動源として備えたベッド等の機器を洗浄するような場合でも、前記電動アクチュエータをベッド等から取外すことなく、水分がケーシング内に浸入するのを良好に防いだ状態で洗浄することができるため、利便である。しかも、前記クラッチ機構は、操作手段を操作することにより、シール手段のシールピンを介して気密性を保った状態で良好に操作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電動アクチュエータにおいて、駆動ロッドを後退させた状態を示す縦断側面図である。
【図２】電動アクチュエータの平面図である。
【図３】本発明の電動アクチュエータにおいて、駆動ロッドを進出させた状態を示す縦断側面図である。
【図４】駆動手段の要部を切り欠いて示す断面図である。
【図５】クラッチ機構の要部を切り欠いて示す断面図である。
【図６】操作杆の斜視図である。
【図７】ねじ軸の要部を切り欠いて示す斜視図である。
【図８】ブッシュの斜視図である。
【図９】クラッチ機構の動作を説明するための要部切欠断面図である。
【図１０】クラッチ機構を操作した状態を示す要部切欠断面図である。
【図１１】電動アクチュエータの適用例を示す説明図である。
【図１２】本発明の第２実施例を示す要部切欠断面図である。
【符号の説明】
１  駆動手段
９  ねじ軸
１１  駆動ロッド
１６  駆動力制御手段
３０  クラッチ機構
３１  操作手段
３６  補助制動手段
５０  シール手段
Ａ  電動アクチュエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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