(57)【要約】【課題】組込みが容易なトラクション駆動による駆動力伝達機構並びにこれを利用した昇降機構及び立上り補助装置を提供する。【解決手段】駆動力伝達機構１は、一方から他方にトラクション駆動により動力が伝達される第１、第２回転体４、５を備える。第１回転体４は、相互に結合されて双方の側面７により環状Ｖ溝１０を構成する第１、第２円錐台部８、９と、これらを双方の上底面６が任意の間隙を置いて対向するように結合するボルト１３とを備える。第２回転体５は、環状Ｖ溝１０に対応する環状突出部１７を備える。トラクション駆動は、環状Ｖ溝１０と環状突出部１７との間に生じるトラクション力により行われる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に平行な２つの回転軸上にそれぞれ配置されて一方から他方にトラクション駆動により動力が伝達される第１回転体及び第２回転体を備え、
前記第１回転体は、
それぞれが上底面及び側面を有する円錐台状の第１円錐台部及び第２円錐台部であって、相互に結合されて双方の該側面により横断面がＶ字状の環状Ｖ溝を構成する該第１円錐台部及び該第２円錐台部と、
前記第１円錐台部及び前記第２円錐台部を、双方の前記上底面が任意の間隙を置いて対向するように結合する結合部とを備え、
前記第２回転体は、前記環状Ｖ溝に対応して全周に設けられた横断面がΛ字状の環状突出部を備え、
前記トラクション駆動は、前記環状Ｖ溝と前記環状突出部との間に生じるトラクション力により行われることを特徴とする駆動力伝達機構。
【請求項２】
前記第１円錐台部と前記第２円錐台部は、相互に位置決めするための位置決め部を備えることを特徴とする請求項１に記載の駆動力伝達機構。
【請求項３】
前記第１円錐台部及び前記第２円錐台部の各上底の間に配置されるシム材を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動力伝達機構。
【請求項４】
前記結合部は、
前記第１円錐台部及び前記第２円錐台部の双方を貫通し、又は一方を貫通して他方に螺合するボルトと、
前記第１円錐台部及び前記第２円錐台部において前記ボルトに対応して設けられたボルト孔又はタップ穴とで構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の駆動力伝達機構。
【請求項５】
前記ボルト及びこれに対応する前記ボルト孔又は前記タップ穴は、前記第１円錐台部及び前記第２円錐台部の回転軸線から一定距離離れた円周上の少なくとも３以上の箇所に一定間隔で配置されることを特徴とする請求項４に記載の駆動力伝達機構。
【請求項６】
ボールねじと、
前記ボールねじに螺合している昇降部と、
前記昇降部を昇降させる昇降方向に沿って立設され、前記ボールねじの両端部を回転自在に支持するとともに、該昇降部を該昇降方向に案内する案内支持部と、
モータの回転力を減速して前記ボールねじに伝達する駆動部とを備え、
前記駆動部は、請求項１〜５のいずれかの駆動力伝達機構を用いて構成されることを特徴とする昇降機構。
【請求項７】
請求項６の昇降機構と、
一端が前記昇降機構の昇降部に固定され、他端が自由端となっている片持ちバーとを備えることを特徴とする立上り補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動力伝達機構並びにこれを用いた昇降機構及び立上り補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ベースプレートにより直立状態で支持されたスパイラル基軸と、これを回転させるギヤードモータと、スパイラル基軸に螺合して昇降する昇降部材とで構成された昇降機構を備える介護用リフターが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この介護用リフターは、昇降部材に鉤状フックが固定されており、使用に際しては、複数台が相互に組み合わせて用いられ、それぞれの鉤状フックの相互間に要介護者を介護姿勢に維持するための介護補助具が懸架される。
【０００４】
介護補助具は、ギヤードモータでスパイラル基軸を回転させることにより、昇降部材及び鉤状フックを介して上下動される。したがって、介護用リフターは、介護補助具を適宜選択することによって、要介護者の上半身を起こしたり、姿勢を変化させたりするために用いることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２９９８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１の介護用リフターの昇降機構によれば、ギヤードモータの発する駆動音が比較的大きく、また、ギヤードモータの駆動時の振動も比較的大きい。そこで、このような昇降機構については、騒音や振動がより少ないトラクション駆動を適用することも考えられる。
【０００７】
しかし、トラクション駆動によれば、駆動力を伝達する側のローラの駆動面と伝達される側のローラの従動面との間の間隙の幅、例えば０．２μｍの幅を精度良く設定する必要がある。このため、このようなローラの組合せを複数用いて昇降機構を構成する場合には、昇降機構に対するローラの加工精度が要求され、生産性も低下する。
【０００８】
本発明の目的は、かかる従来技術の課題に鑑み、組込みが容易なトラクション駆動による駆動力伝達機構並びにこれを利用した昇降機構及び立上り補助装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１発明に係る駆動力伝達機構は、
相互に平行な２つの回転軸上にそれぞれ配置されて一方から他方にトラクション駆動により動力が伝達される第１回転体及び第２回転体を備え、
前記第１回転体は、
それぞれが上底面及び側面を有する円錐台状の第１円錐台部及び第２円錐台部であって、相互に結合されて双方の該側面により横断面がＶ字状の環状Ｖ溝を構成する該第１円錐台部及び該第２円錐台部と、
前記第１円錐台部及び前記第２円錐台部を、双方の前記上底面が任意の間隙を置いて対向するように結合する結合部とを備え、
前記第２回転体は、前記環状Ｖ溝に対応して全周に設けられた横断面がΛ字状の環状突出部を備え、
前記トラクション駆動は、前記環状Ｖ溝と前記環状突出部との間に生じるトラクション力により行われることを特徴とする。
【００１０】
第１発明によれば、第１回転体及び第２回転体を任意の装置に組み込む際に、相互の位置関係が固定された２つの回転軸上にそれぞれ第１円錐台部と第２円錐台部及び第２回転体が配置された状態において、結合部により第１円錐台部及び第２円錐台部を結合するときに、双方の上底面間の間隙が任意に設定される。
【００１１】
すなわち、この結合により形成される第１回転体の環状Ｖ溝と、第２回転体の環状突出部との間の間隙を、２つの回転軸間の位置関係が固定されているにも拘らず、任意に設定することができる。したがって、第１回転体及び第２回転体の組込みを容易に高い精度で行うことができる。これにより、環状Ｖ溝と環状突出部との間に所望のトラクション力を生じさせることができる。
【００１２】
第２発明に係る駆動力伝達機構は、第１発明において、
前記第１円錐台部と前記第２円錐台部は、相互に位置決めするための位置決め部を備えることを特徴とする。
【００１３】
第２発明によれば、第１円錐台部と第２円錐台部との結合を、正確かつ容易に行うことができる。
【００１４】
第３発明に係る駆動力伝達機構は、第１又は第２発明において、
前記第１円錐台部及び前記第２円錐台部の各上底の間に配置されるシム材を備えることを特徴とする。
【００１５】
第３発明によれば、シム材の厚さを適宜選択することにより、結合部による第１円錐台部及び第２円錐台部の結合に際して、これらの上底面間の間隙の幅を正確に設定することができる。
【００１６】
第４発明に係る駆動力伝達機構は、第１〜第３発明において、
前記結合部は、
前記第１円錐台部及び前記第２円錐台部の双方を貫通し、又は一方を貫通して他方に螺合するボルトと、
前記第１円錐台部及び前記第２円錐台部において前記ボルトに対応して設けられたボルト孔又はタップ穴とで構成されることを特徴とする。
【００１７】
第４発明によれば、第１円錐台部及び第２円錐台部にボルト孔やタップ穴を設けるだけで結合部を容易に構成するとともに、第１円錐台部及び第２円錐台部を容易に結合することができる。
【００１８】
第５発明に係る駆動力伝達機構は、第４発明において、
前記ボルト及びこれに対応する前記ボルト孔又は前記タップ穴は、前記第１円錐台部及び前記第２円錐台部の回転軸線から一定距離離れた円周上の少なくとも３以上の箇所に一定間隔で配置されることを特徴とする。
【００１９】
第５発明によれば、ボルトによる第１円錐台部及び第２円錐台部の締結を適切に行うことができる。
【００２０】
第６発明に係る昇降機構は、
ボールねじと、
前記ボールねじに螺合している昇降部と、
前記昇降部を昇降させる昇降方向に沿って立設され、前記ボールねじの両端部を回転自在に支持するとともに、該昇降部を該昇降方向に案内する案内支持部と、
モータの回転力を減速して前記ボールねじに伝達する駆動部とを備え、
前記駆動部は、上記第１〜第５発明のいずれかの駆動力伝達機構を用いて構成されることを特徴とする。
【００２１】
第６発明によれば、駆動部は、上述の駆動力伝達機構を用いて構成されるので、容易に組み立てることができるとともに、昇降機構の駆動時における駆動部が発する音や振動を小さくすることができる。
【００２２】
第７発明に係る立上り補助装置は、
上記第６発明の昇降機構と、
一端が前記昇降機構の昇降部に固定され、他端が自由端となっている片持ちバーとを備えることを特徴とする。
【００２３】
第７発明によれば、被補助者が立ち上がる際に、被補助者が、下方に位置する片持ちバーを把持し、片持ちバーを昇降機構により上昇させることにより、被補助者が立ち上がるのを補助することができる。その際に、昇降機構の駆動部が発する音や振動が小さいので、被補助者に与える影響を最小限に留めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る駆動力伝達機構の主要部を示す断面図である。
【図２】図２Ａは、図１の駆動力伝達機構の第１円錐台部を上底面側から見た様子を示す平面図であり、図２Ｂは、第２円錐台部を上底面側から見た様子を示す平面図である。
【図３】図１の駆動力伝達機構を用いて構成した昇降機構を用いた立上り補助装置を示す斜視図である。
【図４】図２の立上り補助装置の駆動部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る駆動力伝達機構を示す。図１に示すように、この駆動力伝達機構１は、相互に平行な第１回転軸２及び第２回転軸３上にそれぞれ配置され、一方から他方にトラクション駆動により動力が伝達される第１回転体４及び第２回転体５を備える。
【００２６】
第１回転体４は、それぞれが上底面６及び側面７を有する円錐台状の第１円錐台部８及び第２円錐台部９で構成される。第１円錐台部８及び第２円錐台部９は、相互に結合されて双方の側面７により横断面がＶ字状の環状Ｖ溝１０を構成する。
【００２７】
第１円錐台部８と第２円錐台部９は、相互に結合する際に第１円錐台部８と第２円錐台部９とを相互に位置決めする位置決め部を備える。位置決め部は、例えば、第１円錐台部８に設けた凸部１１と、これが嵌合するように第２円錐台部９に設けた凹部１２とで構成することができる。
【００２８】
第１円錐台部８及び第２円錐台部９は、双方の上底面６同士が任意の寸法の間隙を置いて対向するように、結合部により結合される。結合部は、第１円錐台部８を貫通し、第２円錐台部９に螺合するボルト１３を用いて構成される。結合部は、第１円錐台部８及び第２円錐台部９の双方を貫通するボルトと、これに螺合するナットを用いて構成してもよい。
【００２９】
結合部による結合に際して第１円錐台部８及び第２円錐台部９の上底面６同士が一定幅の間隙、例えば０．２μｍ程度の幅の間隙を有して対向するように上底面６同士の間にシム材１４が配置される。シム材１４としては、例えば、円盤状又はリング状のものを用いることができる。
【００３０】
図２Ａ及び図２Ｂは、それぞれ第１円錐台部８及び第２円錐台部９を上底面６側から見た様子を示す。これらの図に示すように、第１円錐台部８には、ボルト１３を通して貫通させるボルト孔１５が設けられる。第２円錐台部９には、ボルト孔１５が螺合するタップ穴１６が設けられる。
【００３１】
ボルト１３及びこれに対応するボルト孔１５及びタップ穴１６は、第１円錐台部８及び第２円錐台部９の回転中心から一定距離だけ離れた円周上の少なくとも３以上の箇所に一定間隔で設けられる。本実施形態では、８箇所に設けられている。
【００３２】
図１に示すように、第２回転体５は、環状Ｖ溝１０に対応して全周に設けられた横断面がΛ字状の環状突出部１７を備える。駆動力伝達機構１におけるトラクション駆動は、この環状突出部１７と第１回転体４の環状Ｖ溝１０との間に生じるトラクション力により実現される。
【００３３】
駆動力伝達機構１を任意の装置に組み込む際には、第２回転体５が取り付けられた第２回転軸３が、装置の軸受け部により支持される。また、第１円錐台部８及び第２円錐台部９がこれらの間にシム材１４を挟みながらボルト１３により仮止めされて取り付けられた第１回転軸２が、装置の軸受け部により支持される。
【００３４】
この支持は、第２回転体５の環状突出部１７が第１円錐台部８及び第２円錐台部９の各側面７にほぼ接するように行われる。その後、ボルト１３が本締めされ、各側面７により環状Ｖ溝１０が形成される。この本締めに際しては、環状突出部１７と環状Ｖ溝１０とが全周にわたってトラクション駆動に適した間隙を有して対峙するように、各ボルト１３の対応するタップ穴１６に対する螺合量又は締め付けトルクが調整される。
【００３５】
このようにして組み込まれた駆動力伝達機構１の環状Ｖ溝１０及び環状突出部１７には、これらの間に弾性流体潤滑（ＥＨＬ）による油膜が形成されるように、グリースや潤滑油が供給され、駆動力伝達機構１としての機能が発揮される。
【００３６】
図３は、駆動力伝達機構１を用いて構成される昇降機構を利用した立上り補助装置を示す。図３では、一部を破断して示している。図３に示すように、この立上り補助装置１８は、上述の駆動力伝達機構１を用いて構成される昇降機構１９と、昇降機構１９により昇降される片持ちバー２０とを備える。
【００３７】
昇降機構１９は、ボールねじ２１と、ボールねじ２１に螺合している昇降部２２と、昇降部２２を昇降させる昇降方向に沿って立設された案内支持部２３と、モータの回転力を減速してボールねじ２１に伝達する後述の駆動部とを備える。駆動部は、駆動部収容筐体２５に収容されている。案内支持部２３は、駆動部収容筐体２５の上面にねじ止めされた固定部２３ａを介して駆動部収容筐体２５上に立設される。
【００３８】
案内支持部２３は、ボールねじ２１の両端部を回転自在に支持する下端側軸受部２６及び上端側軸受部２７と、昇降部２２を昇降方向に案内する案内部とを備える。案内部は、昇降部２２の側面２２ａを昇降方向に沿って案内する案内面２８により構成される。
【００３９】
片持ちバー２０は、昇降部２２に対して回動軸２０ａを介して回動可能に取り付けらており、使用時における水平に延びた姿勢と、不使用時における案内支持部２３に沿った姿勢との間で回動させることができる。
【００４０】
図４は、ボールねじ２１を回転させる駆動部２９を示す斜視図である。図４に示すように、駆動部２９は、モータ２４の回転力をボールねじ２１に伝達するために、上述の駆動力伝達機構１を用いて構成される。
【００４１】
すなわち、駆動部２９は、モータ２４の回転力を、複数の回転軸３０に固定された第１回転体４及び第２回転体５の複数の組を用いてボールねじ２１に伝達するようにして構成される。各回転軸３０の下端部及び上端部は、駆動部収容筐体２５の底面及び上面にそれぞれ固定された下部軸受３１及び上部軸受３２により回転自在に支持される。
【００４２】
例えば、モータ２４により回転される回転軸３０ａ上の第２回転体５ａと、回転軸３０ａの隣の回転軸３０ｂ上の第１回転体４ａにより、第１回転体４及び第２回転体５の最初の１組が構成される。また、回転軸３０ｂ上の第２回転体５ｂと、これに接する第１回転体４ｂにより、次の１組の第１回転体４及び第２回転体５が構成される。
【００４３】
この場合、モータ２４の回転は第２回転体５ａから第１回転体４ａに伝達され、伝達された回転は、さらに第２回転体５ｂから第１回転体４ｂに伝達される。このようにして、順次、複数の組の第１回転体４及び第２回転体５を経て、モータ２４の回転がボールねじ２１に伝達される。
【００４４】
第１回転体４及び第２回転体５の組の数や、第１回転体４及び第２回転体５の半径は、モータ２４の回転数[ｒｐｍ]が減小されてボールねじ２１の回転数が適切な値となるように設定される。各組の第１回転体４の環状Ｖ溝１０及び第２回転体５の環状突出部１７には、これらの間にトラクション力が生じるように、潤滑油やグリースが供給される。
【００４５】
片持ちバー２０は、一端が昇降機構１９の昇降部２２に固定され、他端が自由端となっている。片持ちバー２０には、被補助者が片持ちバー２０を把持すると、モータ２４の電源をオン状態に移行させる駆動スイッチ３３が組み込まれている。駆動スイッチ３３としては、例えば感圧センサや接触センサなどを利用したものが使える。
【００４６】
案内支持部２３の所定の上方位置及び下方位置には、モータ２４の電源をオフ状態に切り替えるための上部リミットスイッチ３４及び下部リミットスイッチ３５がそれぞれ設けられる。
【００４７】
この構成において、立上り補助装置１８の近傍に腰かけている被補助者が立ち上がるために、案内支持部２３の下端側に位置する片持ちバー２０を把持すると、片持ちバー２０に組み込まれた駆動スイッチ３３により駆動部２９のモータ２４の電源がオン状態となる。モータ２４の回転力は、駆動部２９を構成する各第１回転体４及び第２回転体５を経て減速されてボールねじ２１に伝達され、ボールねじ２１を回転させる。
【００４８】
ボールねじ２１が回転すると、これに螺合している昇降部２２が、案内支持部２３の案内面２８により案内されながら、片持ちバー２０とともに上昇する。昇降部２２が上部リミットスイッチ３４に対応する位置に達したとき、又は被補助者が片持ちバー２０の把持を解除したときには、上部リミットスイッチ３４又は駆動スイッチ３３によりモータ２４の電源がオフ状態とされ、片持ちバー２０が停止する。
【００４９】
この間の片持ちバー２０の上昇により、片持ちバー２０を把持していた被補助者は、腰かけていた状態から容易に立ち上がることができる。
【００５０】
なお、片持ちバー２０が停止した後は、一定の時間を経た後、片持ちバー２０を下部リミットスイッチ３５に対応する位置まで下降させてもよい。あるいは、片持ちバー２０をその停止した状態に維持し、被補助者が片持ちバー２０を再度把持した場合には、駆動スイッチ３３によりこれを検知してモータ２４を逆回転させ、片持ちバー２０を下降させてもよい。これにより、被補助者が立った状態から腰かけた状態に移行するのを補助することができる。
【００５１】
以上のように、本実施形態の駆動力伝達機構１は、上述の第１回転体４及び第２回転体５により構成されるので、容易に任意の装置に組み込むことができる。
【００５２】
また、第１円錐台部８及び第２円錐台部９は、凸部１１及び凹部１２で構成される位置決め部を有するので、第１円錐台部８及び第２円錐台部９との結合を、正確かつ容易に行うことができる。
【００５３】
また、第１円錐台部８及び第２円錐台部９との結合に際してシム材１４を配置するようにしたので、第１円錐台部８及び第２円錐台部９の上底面６同士を容易に一定の間隙を置いて対向させることができる。
【００５４】
また、第１円錐台部８及び第２円錐台部９をボルト１３で結合するようにしたので、これらを容易に結合することができるとともに、結合部を容易に構成することができる。
【００５５】
また、ボルト１３による結合部を、第１円錐台部８及び第２円錐台部９の回転中心から一定距離離れた円周上の少なくとも３以上の箇所に一定間隔で設けたので、第１円錐台部８及び第２円錐台部９の結合を適切に行うことができる。
【００５６】
また、昇降機構１９の駆動部２９は、駆動力伝達機構１を用いて構成されるので、ギアを用いて駆動部２９を構成する場合に比べて、容易に構成できるとともに、駆動部２９が発する音や振動を小さくすることができる。
【００５７】
また、立上り補助装置１８を、昇降機構１９と片持ちバー２０とで構成したので、被補助者の意志に応じて、被補助者が立ち上がるのを適切の補助することができる。その際に、昇降機構の駆動部が発する音や振動が小さいので、被補助者に与える心理的、身体的影響を最小限に留めることができる。
【００５８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ボルト１３による結合部は、円周上に等間隔で配置することには限られず、分散させて配置するようにしてもよい。また、駆動力伝達機構１は、立上り補助装置１８に限らず、静粛性及び組込みの容易性が要求される他の装置に適用してもよい。また、昇降機構１９は、立上り補助装置１８に限らず、介護用の用具などを昇降させるために用いてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１…駆動力伝達機構、２…第１回転軸、３…第２回転軸、４、４ａ、４ｂ…第１回転体、５、５ａ、５ｂ…第２回転体、６…上底面、７…側面、８…第１円錐台部、９…第２円錐台部、１０…環状Ｖ溝、１１…凸部、１２…凹部、１３…ボルト、１４…シム材、１５…ボルト孔、１６…タップ穴、１７…環状突出部、１８…立上り補助装置、１９…昇降機構、２０…片持ちバー、２０ａ…回動軸、２１…ボールねじ、２２…昇降部、２３…案内支持部、２４…モータ、２５…駆動部収容筐体、２６…下端側軸受部、２７…上端側軸受部、２８…案内面、２９…駆動部、３０、３０ａ、３０ｂ…回転軸、３１…下部軸受、３２…上部軸受、３３…駆動スイッチ、３４…上部リミットスイッチ、３５…下部リミットスイッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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