(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リニアアクチュエータであって、
両方向回転出力を生じさせるための出力シャフトを備えたモータと、
前記モータに近位端部のところで連結されたケーシングであって、前記ケーシングは、接合面を備えた内部キャビティを有し、前記ケーシングと、
前記ケーシングの前記内部キャビティ内に設けられたねじ山付きシャフトと、
前記内部キャビティ内に前記ケーシングの近位部分に隣接して設けられた少なくとも１つの軸受と、
前記モータの前記出力シャフトを前記ねじ山付きシャフトに結合するカップリング組立体であって、前記カップリング組立体は、前記モータからの前記回転出力を受け取る少なくとも第１のカップリングコンポーネント及び前記回転出力を前記ねじ山付きシャフトに伝達するよう前記第１のカップリングコンポーネントに結合された少なくとも第２のカップリングコンポーネントを含み、前記第１のカップリングコンポーネントと前記第２のカップリングコンポーネントとの間のカップリングの相当な部分が前記少なくとも１つの軸受の近位表面及び遠位表面によって画定された前記リニアアクチュエータの軸方向区分内に位置している、前記カップリング組立体と、
前記ケーシングの前記内部キャビティと摺動関係をなして配置されていて、前記ケーシングに対して並進運動を行う摺動管であって、前記摺動管の遠位端部のところに設けられていて、前記摺動管を運動プラットフォーム台座又は地面に固定する連結手段を有する、前記摺動管と、
前記摺動管に連結されていて前記摺動管と一緒に動くトラベリングナットであって、前記トラベリングナットは、前記ねじ山付きシャフトの回転運動を前記摺動管の並進に変換するよう前記ねじ山付きシャフトに作動的に係合している、前記トラベリングナットとを有する、リニアアクチュエータ。
【請求項２】
前記第１のカップリングコンポーネントは、前記カップリング内に設けられた雄型コネクタを有し、前記第２のカップリングコンポーネントは、前記カップリング内に設けられた雌型コネクタである、請求項１記載のリニアアクチュエータ。
【請求項３】
前記第２のカップリングコンポーネントは、前記ねじ山付きシャフトと共に回転するよう前記ねじ山付きシャフトの近位端部に連結されている、請求項１又は２記載のリニアアクチュエータ。
【請求項４】
第２のカップリングコンポーネントは、円筒形ヘッドを有し、前記円筒形ヘッドの円筒形周囲は、前記軸受の内レースの表面に当接している、請求項１〜３のうちいずれか一に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項５】
前記円筒形ヘッドは、近位側に開かれていて前記第１のカップリングコンポーネントの一部分を受け入れる内部キャビティを有する、請求項４記載のリニアアクチュエータ。
【請求項６】
前記カップリングは、前記第１のカップリングコンポーネント内に設けられた１対のフィンガを含み、前記１対のフィンガは、前記内部キャビティ内に突き出ている、請求項５記載のリニアアクチュエータ。
【請求項７】
前記カップリングは、前記１対のフィンガと前記内部キャビティ内に設けられた１対の突起との間に十字形のインターフェースを含む、請求項６記載のリニアアクチュエータ。
【請求項８】
前記十字形インターフェースは、前記フィンガの硬度及び前記突起の硬度よりも低い硬度を有する、請求項７記載のリニアアクチュエータ。
【請求項９】
前記キャビティ及び前記フィンガの相当な部分が前記少なくとも１つの軸受の近位表面及び遠位表面によって画定された前記リニアアクチュエータの軸方向区分内に位置している、請求項６〜８のうちいずれか一に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項１０】
前記円筒形ヘッドの遠位端部のところに設けられたフランジ及び前記円筒形ヘッドの近位端部に隣接して位置したチャネルを更に有し、保持リングが前記チャネル内に解除可能に受け入れられ、前記少なくとも１つの軸受は、前記フランジと前記保持リングとの間に保持されている、請求項４〜９のうちいずれか一に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項１１】
前記円筒形ヘッドから遠位側に突き出た管状シャフト支持体を更に有し、前記管状シャフト支持体は、前記ねじ山付きシャフトの近位端部を受け入れる、請求項４〜１０のうちいずれか一に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項１２】
前記管状シャフト支持体を前記ねじ山付きシャフトの前記近位端部に回転可能にロックするピンを更に有する、請求項１１記載のリニアアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、例えば、プラットホームの１人又は複数の乗員を一連のビデオ画像と同期して変位させる（位置をずらす）よう運動シミュレータに用いられ又は運動シミュレーションの際に用いられるリニアアクチュエータに関する。
【０００２】
〔関連出願の説明〕
本願は、２０１２年１１月３０日に出願された米国特許仮出願第６１／７３１，５７８号の優先権主張出願である。
【背景技術】
【０００３】
ビデオ及びテレビ放映娯楽業界では、ビューワ又は視聴者の視聴して得られる実感又は体感を高めるための要求が増大している。したがって、視聴の際の画像及び音声を改良するための多くの革新的技術が登場している。運動シミュレーションも又、運動プラットホーム（例えば、シート（座席）、椅子）の運動を視聴の一連の画像と同期して生じさせるよう開発された。例えば、米国特許第６，５８５，５１５号明細書及び同第７，９３４，７７３号明細書は、運動をシートに与え、視聴して得られる実感又は体感を高めるよう創り出されたシステムの２つの例である。
【０００４】
電気機械式リニアアクチュエータは、通常、かかる運動プラットホームで用いられている。これらリニアアクチュエータは、多数回のストロークについて低い又は中程度の振動数で低い及び中程度の振幅の出力を生じさせることができなければならない場合が多い。さらに、これらリニアアクチュエータは、プラットホーム及びその乗員の重量の一部分を支えなければならない。幾つかの要素、例えば駆動源付きシートでは、リニアアクチュエータは、シートと地面との間の空間が規格の範囲内にあるので、垂直寸法が制限される。その結果、これらリニアアクチュエータは、嵩張っていて故障しがちでありしかもストロークが制限される場合が多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６，５８５，５１５号明細書
【特許文献２】米国特許第７，９３４，７７３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の目的は、先行技術と関連した問題に取り組むリニアアクチュエータを提供することにある。
【０００７】
したがって、本発明によれば、リニアアクチュエータであって、リニアアクチュエータは、両方向回転出力を生じさせるための出力シャフトを備えたモータと、モータに近位端部のところで連結されたケーシングとを有し、ケーシングは、接合面を備えた内部キャビティを有し、リニアアクチュエータは、ケーシングの内部キャビティ内に設けられたねじ山付きシャフトと、内部キャビティ内にケーシングの近位部分に隣接して設けられた少なくとも１つの軸受と、モータの出力シャフトをねじ山付きシャフトに結合するカップリング組立体とを更に有し、カップリング組立体は、モータからの回転出力を受け取る少なくとも第１のカップリングコンポーネント及び回転出力をねじ山付きシャフトに伝達するよう第１のカップリングコンポーネントに結合された少なくとも第２のカップリングコンポーネントを含み、第１のカップリングコンポーネントと第２のカップリングコンポーネントとの間のカップリングの相当な部分が少なくとも１つの軸受の近位表面及び遠位表面によって画定されたリニアアクチュエータの軸方向区分内に位置し、リニアアクチュエータは更に、ケーシングの内部キャビティと摺動関係をなして配置されていて、ケーシングに対して並進運動を行う摺動管と、摺動管に連結されていて摺動管と一緒に動くトラベリングナットとを有し、トラベリングナットは、ねじ山付きシャフトの回転運動を摺動管の並進に変換するようねじ山付きシャフトに作動的に係合していることを特徴とするリニアアクチュエータが提供される。
【０００８】
さらに本発明によれば、第１のカップリングコンポーネントは、カップリング内に設けられた雄型コネクタを有し、第２のカップリングコンポーネントは、カップリング内に設けられた雌型コネクタである。
【０００９】
さらに又、本発明によれば、第２のカップリングコンポーネントは、ねじ山付きシャフトと共に回転するようねじ山付きシャフトの近位端部に連結されている。
【００１０】
さらに又、本発明によれば、第２のカップリングコンポーネントは、円筒形ヘッドを有し、円筒形ヘッドの円筒形周囲は、軸受の内レースの表面に当接している。
【００１１】
さらに又、本発明によれば、円筒形ヘッドは、近位側に開かれていて第１のカップリングコンポーネントの一部分を受け入れる内部キャビティを有する。
【００１２】
さらに又、本発明によれば、カップリングは、第１のカップリングコンポーネント内に設けられた１対のフィンガを含み、１対のフィンガは、内部キャビティ内に突き出ている。
【００１３】
さらに又、本発明によれば、カップリングは、１対のフィンガと内部キャビティ内に設けられた１対の突起との間に十字形のインターフェースを含む。
【００１４】
さらに又、本発明によれば、十字形インターフェースは、フィンガの硬度及び突起の硬度よりも低い硬度を有する。
【００１５】
さらに又、本発明によれば、キャビティ及びフィンガの相当な部分が少なくとも１つの軸受の近位表面及び遠位表面によって画定されたリニアアクチュエータの軸方向区分内に位置している。
【００１６】
さらに又、本発明によれば、フランジが円筒形ヘッドの遠位端部のところに設けられると共にチャネルがフランジ及び円筒形ヘッドの近位端部に隣接して位置し、保持リングがチャネル内に解除可能に受け入れられ、少なくとも１つの軸受は、フランジと保持リングとの間に保持されている。
【００１７】
さらに又、本発明によれば、管状シャフト支持体が円筒形ヘッドから遠位側に突き出ており、管状シャフト支持体は、ねじ山付きシャフトの近位端部を受け入れる。
【００１８】
さらに又、本発明によれば、ピンが管状シャフト支持体をねじ山付きシャフトの近位端部に回転可能にロックする。
【００１９】
さらに又、本発明によれば、摺動管を台座又は地面に固定するための連結手段が摺動管の遠位端部のところに設けられている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の運動シミュレータ用リニアアクチュエータの分解組立て図である。
【図２】引っ込み状態にある図１のリニアアクチュエータの部分断面図である。
【図３】図１のリニアアクチュエータの構造的群及び被動群の断面図である。
【図４】伸長状態にある図１のリニアアクチュエータの部分断面図である。
【図５】図１のリニアアクチュエータの構造的群及び被動群の分解組立て図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図面を参照し、特に図１及び図２を参照すると、運動シミュレータに用いられる形式のリニアアクチュエータが符号１０で示されている。リニアアクチュエータ１０は、地面と運動プラットホーム（即ち、支持面、椅子、シート、フライトシミュレータ／コンパートメント等）との間に用いられて運動プラットホームを一連の画像及び音声、例えば映画、テレビ放映イベント、ビデオ、ビデオゲーム、シミュレーション、触覚イベント等の一部と同期して変位させるのに好適である。図示の実施形態のリニアアクチュエータ１０は、運動コントローラ又は運動信号（例えば、メディアプレーヤ、Ｄシネマプロジェクタ、インターネット等）、即ち、実施されるべき特定の運動を表すコードの任意他の適当な且つ適応型の源によって駆動される電気機械式リニアアクチュエータである。運動信号は、リニアアクチュエータ１０のモータを駆動するよう適当なフォーマットでリニアアクチュエータ１０に送られる。一実施形態では、アクチュエータ１０のうちの少なくとも２つは、シートを支持してこれを地面に対して変位させるよう同時に用いられる。したがって、リニアアクチュエータ１０は、この軸方向に沿って並進出力を生じさせる。以下、軸方向に言及する場合、これは、別段の指定がなければ、リニアアクチュエータ１０の長手方向軸線を意味している。
【００２２】
リニアアクチュエータ１０は、３つの群（即ち、３つの部分、３つのサブアセンブリ等）、即ち、モータ群（motor group ）１２、構造的群（structural group）１４、及び被動群（driven group）１６の組立体である。
【００２３】
モータ群１２は、運動信号を電気フォーマットで受け取り、そして受け取った運動信号に対応した回転運動を生じさせる。したがって、モータ群１２は、運動信号の源又は同様な電子機器に接続されている。
【００２４】
構造的群１４は、被動群１６を収容すると共にモータ群１２を被動群１６に作動的に連結している。さらに、構造的群１４は、図示の実施形態の場合のように、リニアアクチュエータ１０と運動プラットホームとの間のインターフェースであるのが良い。
【００２５】
被動群１６は、モータ群１２からの回転運動を直線運動に変換し、この被動群は、リニアアクチュエータ１０の出力である。被動群１６は、図示の実施形態の場合のように、リニアアクチュエータ１０と地面又は台座との間のインターフェースであるのが良い。
【００２６】
モータ群１２
【００２７】
図１及び図２を参照すると、モータ群１２のコンポーネントが詳細に示されている。分かりやすくする目的で、モータ群１２のコンポーネントは、２０〜２５の符号が付けられている。
【００２８】
モータ群１２は、電気モータ２０を含む。電気モータ２０は、信号を電気運動信号に比例した回転出力でいずれかの円形方向にダイレクトドライブ方式で変換するよう電気運動信号を受け取る形式の両方向モータである。したがって、電気モータ２０は、出力シャフト２１を備えている。一例を挙げると、電気モータ２０は、考えられるオプションのうちで、ダナハー（Danaher ）モータである。この種の電気モータは、一例として提供されており、任意他の適当な形式のモータを使用することができる。出力シャフト２１は、軸方向に突き出るのが良い。
【００２９】
モータ２０の本体は、出力シャフト２１に隣接して位置する連結フランジ２２を有している。連結フランジ２２は、貫通ボア２３（例えば、ねじ立て貫通ボア）を備え、締結具、例えばボルト（図示せず）、ワッシャ等がかかる貫通ボアを通って用いられてモータ２０を構造的群１４に連結することができる。任意適当な形式の連結手段をフランジ２２及び締結具の代替手段として用いることができる。
【００３０】
図示の実施形態では、カップリングコンポーネント、即ち、モータカプラ２４が出力シャフト２１と一体となるように（例えば、止めねじ等によって）出力シャフト２１に連結されている。それ故、モータカプラ２４は、出力シャフト２１と一緒に回転する。モータカプラ２４は、以下に説明するように被動群１６に結合されるが、或いは、変形例として、被動群１６の一部であっても良い。カプラ２４は、結合のため、軸方向に突き出た１対のフィンガ２５を有している。フィンガ２５は、カプラ２４を被動群１６に結合する上で考えられる一形態である。
【００３１】
構造的群１４
【００３２】
図１〜図５を参照すると、構造的群１４のコンポーネントが詳細に示されている。分かりやすくする目的で、構造的群１４のコンポーネントは、符号４０〜４９が付けられている。
【００３３】
構造的群１４は、カバー、ハウジング等とも呼ばれるケーシング４０を含む。図示の実施形態では、ケーシング４０は、モノリシック（継ぎ目のない一体となっている）部品である。ケーシング４０は、これがモータ群１２を被動群１６にインターフェースすると共に更にリニアアクチュエータ１０を運動プラットホームにインターフェースすることができるので、リニアアクチュエータ１０の主要な構造コンポーネントである。図５で分かるように、ねじ立て連結ボア４１がケーシング４０の端フェースのところに設けられており、これらねじ立て連結ボアは、モータ２０が図２に示された仕方でケーシング４０の近位端部に連結されると、電気モータ２０の貫通ボア２３と整列するよう円周方向に互いに間隔を置いて配置されている。ケーシング４０は、運動プラットホームとのリニアアクチュエータ１０のインターフェースである場合があるので、他の連結手段、例えばねじ立てボア４２Ａやねじ部品（ねじ山付き締結具）とナット４２Ｂがケーシング４０の表面に設けられるのが良い。
【００３４】
図２〜図５を参照すると、ケーシング４０は、被動群１６の一部を収容する内部キャビティ４３を備えている。内部キャビティ４３は、種々の区分の状態にセグメント化されているのが良い。かかる一区分は、継手４４及びケーシング４０の開放遠位端部４４Ａによって画定されている。接合面４４は、被動群１６の可動コンポーネントを摺動させる表面である。
【００３５】
次の区分は、クリアランス表面４５によって画定されると共にクリアランス肩４５Ａによって接合面４４から隔てられている。クリアランス表面４５は、障害物のない状態で被動群１６のコンポーネントを移動させることができる空所を形成している。
【００３６】
さらに別の次の区分が受座表面４６によって画定されると共に受座肩４６Ａによってクリアランス表面４５から隔てられている。受座表面４６は、以下に説明するように被動群１６の軸受のための受座を形成している。
【００３７】
最終の区分は、ケーシング４０の近位端部に向かって開いており、この最終区分は、別のクリアランス表面４７によって画定されている。クリアランス表面４７は、クリアランス肩４７Ａによって受座表面４６から隔てられている。観察されることとして、４つの互いに異なる区分は、最も遠位側の区分、即ち接合面４４の区分から最も近位側の区分、即ちクリアランス表面４７の区分まで直径が順次増大しており、それにより、内部キャビティ４３を単一の端部（シングルエンド）のところに挿入されたツール類から機械加工可能である。さらに、これら区分は、互いに同心であるのが良い。
【００３８】
図２〜図４を参照すると、スリーブ４８が以下に説明するように被動群１６の摺動コンポーネントのインターフェースとして作用するよう接合面４４に嵌められるのが良い。それ故、スリーブ４８は、比較的低い摩擦係数について比較的高い硬度を有する材料、例えばIgus（登録商標）又はIglide（登録商標）材料（例えば、Ａ−５００）で作られる。案内４９が接合面４４を貫通して内部キャビティ４３内に突き出ている。案内４９の端部は、ケーシング４０の内部キャビティ４３内に位置し、これら端部は、直線運動を保証するよう、即ち被動群１６の摺動コンポーネントについて回転防止案内としての役目を果たすよう被動群１６の摺動コンポーネントのための案内として役立つ。さらに、案内４９は、リニアアクチュエータ１０のストロークを制限するストッパとして働くことが可能ではあるが、図示の実施形態では、そのようになってはいない。図示の実施形態では、案内４９は、ケーシング４０の外部から接近可能なボルト頭を備えたボルトである。
【００３９】
被動群１６
【００４０】
図１〜図５を参照すると、被動群１６のコンポーネントが詳細に示されている。分かりやすくする目的で、被動群１６のコンポーネントは、６０を超える符号が付けられている。
【００４１】
被動群１６は、ピストンとも呼ばれる摺動管６０を含む。摺動管６０は、被動群の主要な可動コンポーネントである。摺動管６０は、ケーシング４０の内部キャビティ４３内に嵌め込まれており、この摺動管は、接合面４４上のスリーブ４８と摺動接触関係をなすよう寸法決めされている。それ故、摺動管６０は、ケーシング４０の内部キャビティ４３内で軸方向に動くことができ、その結果、摺動管６０の遠位端部が可変距離だけケーシング４０の遠位端部から突き出ることができるようになっている。例えば、図２では、摺動管６０は、リニアアクチュエータ１０の引っ込み状態では、ケーシング４０内に引っ込められ、これに対し、摺動管６０は、リニアアクチュエータ１０の伸長状態では、図４においてケーシング４０から完全に伸長されている。
【００４２】
したがって、図示の実施形態では、インターフェース６１がケーシング４０の外側で摺動管６０の遠位端部のところに設けられている。インターフェース６１が下方に向いた状態でリニアアクチュエータ１０が差し向けられる場合、インターフェース６１は、地面又は台座インターフェースであるのが良い。例えば、インターフェース６１は、地面の上に直接位置しても良く又は継手の一部であっても良い。変形例として、インターフェース６１が上方に向けられた状態でリニアアクチュエータ１０が差し向けられる場合、インターフェース６１は、例えば継手によって運動プラットホームに連結される（例えば、受座又は受座フレームの下側に）。インターフェース６１は、継手の一部として、地面上に直接、運動プラットホームに対して直接用いられるべき任意適当なコンポーネントを受け入れるようになったねじ立てボアを備えたキャップ６２を有するものとして図示されている。キャップ６２は、支持プラグ６３の端部のところに位置している。支持プラグ６３は、摺動管６０の内部キャビティ６４内に部分的に受け入れられ、この支持プラグは、側方のねじ等によって摺動管６０に固定されるのが良い。キャップ６２及び支持プラグ６３は、とりわけ、摺動管６０の端部のところのインターフェース６１として使用できる一解決手段である。
【００４３】
図２〜図４を参照すると、内部キャビティ６４は、摺動管６０の全長を伸長させた状態で示されている。内壁６５が内部キャビティ６４の内側に設けられており、この内壁は、軸方向に対して横方向平面内に位置している。中央ボア６６が内壁６５内の中央に配置されている。中央ボア６６は、ねじ立てされたものとして示されている。
【００４４】
摺動管６０の外面には、案内チャネル６７が形成されている。案内チャネル６７は、軸方向に平行である。作動にあたり、案内４９の端部が案内チャネル６７内に受け入れられる。図示の実施形態では、摺動管６０は、単一の案内チャネル６７を備えている。しかしながら、これよりも多い数の案内チャネル６７を用いることができ、この場合、対応した数の案内４９が設けられる。
【００４５】
摺動管６０は、その近位端部のところに位置したフランジ６８を備えるのが良い。作動中、フランジ６８は、クリアランス表面４５によって画定された区分内で内部キャビティ４３内に配置される。フランジ６８の外径は、クリアランス表面４５のところの内部キャビティ４３の内径よりも小さい。したがって、一実施形態では、クリアランス表面４５とフランジ６８とは接触しない。フランジ６８は、例えば案内４９を取り外した場合に、摺動管６０がケーシング４０から不用意に取り出されるのを阻止することができる。フランジ６８は又、ケーシング４０に対する摺動管６０の伸長を制限するようクリアランス肩４５Ａに遠位方向に当接し、また、ケーシング４０内への摺動管６０の引っ込みを制限するよう被動群１６の固定コンポーネントに近位方向に当接することができる。
【００４６】
トラベリングナット６９が摺動管６０に固定されている。図示の実施形態では、トラベリングナット６９は、ねじ山付き端部を有し、このトラベリングナットは、摺動管６０と一体に動くようこのねじ山付き端部によって摺動管６０の内壁６５のねじ立てボアにねじ連結されている。トラベリングナット６９は、親ねじ（即ち、ねじ山付きシャフト）の回転を摺動管６０の並進に変換するよう親ねじと一緒に作動する任意適当な形式の機構体であって良い。例えば、トラベリングナット６９は、ボールねじユニットである。適当なボールねじユニットの１つは、戻り管を備えたＮＳＫ転動ボールねじ、例えば、ＲＮＣＴ型ボールナットである。しかしながら、転動ボールねじの代替手段として、他の多くの形式のトラベリングナット６９が考えられる。例えば、トラベリングナットは、摺動管６０の一体形部分（例えば、モノリシック機械加工部品）であるのが良い。
【００４７】
図２〜図５を同時に参照すると、ねじ山付きシャフト７０（即ち、親ねじ、ボルト）がトラベリングナット６９と作動係合状態にある。ねじ山付きシャフト７０は、電気モータ２０の回転出力を摺動管６０に伝達するよう電気モータ２０に結合されている。ねじ山付きシャフト７０は、トラベリングナット６９と適合性のある螺旋軌道を有する。トラベリングナット６９は、摺動管６０に固定されているので、しかも摺動管６０が案内４９と案内チャネル６７との相互作用に起因して並進運動に制限されているので、ねじ山付きシャフト７０の回転の結果として、トラベリングナット６９の並進が生じる。
【００４８】
ねじ山付きシャフト７０は、並進運動しないよう保持された状態で、その長手方向軸線（実質的に軸方向に平行である）回りに回転するようケーシング４０に回転可能に連結されている。したがって、軸受７１が受座表面４６によって画定されたケーシング４０の区分内に嵌め込まれており、軸受７１は、例えば軸受７１と肩４６Ａとの間にスペーサリング７１Ａが設けられた状態で肩４６Ａに当てられている。軸受７１は、玉軸受けであっても良く転がり軸受であっても良く玉なし軸受であっても良く、任意適当な形式の軸受であっても良い。
【００４９】
シャフト支持体７２がシャフト７０を軸受７１に相互連結している。図示の実施形態では、シャフト支持体７２は、鋳造され成形されると共に／或いは機械加工されたモノリシック金属片であるのが良い。シャフト支持体７２は、シャフト７０の近位端部を受け入れる環状本体を有する。シャフト支持体７２は、例えばシャフト７０とシャフト支持体７２との間に半径方向に配置された止めねじ又はロールドピン７２Ａによってシャフト７０に固定され、それによりシャフト支持体７２は、シャフト７０と一緒に回転する。シャフト支持体７２は、遠位フランジ７３及び近位ヘッド７４を有している。ヘッド７４は、軸受７１の内レースの内径に一致した外径を有する別のカップリングコンポーネントであり、軸受７１は、ヘッド７４に取り付けられた状態でフランジ７３に当接する。ヘッド７４の寸法設定は、軸受７１とシャフト支持体７２との間の遊びを減少させ又はなくすよう軸受７１と適当な嵌まり具合（例えば、締り嵌め、圧力嵌め）を実現するよう選択される。
【００５０】
ヘッド７４は、近位側に開かれていて、モータカプラ２４に結合されるようにするためのシャフトカプラを形成したキャビティ７５を有している。１対の突起７６が開放キャビティ７５内に設けられており、これら突起は、電気モータ２０からの回転出力をシャフト７０に伝達するために電気モータ２０のモータカプラ２４のフィンガ２５に結合される。
【００５１】
継手インターフェース７７が開放キャビティ７５内に受け入れられている。継手インターフェース７７は、十字形であり、それ故、４つのクリアランスを構成しており、これらクリアランスのうちの２つは、フィンガ２５を受け入れ、クリアランスのうちの他の２つは、突起７６を受け入れる。継手インターフェース７７の４つのクリアランスは、フィンガ３５及び突起７６との遊びを最小限に抑え又はゼロにするよう寸法決めされている。しかしながら、継手インターフェース７７は、比較的硬質の材料で作られるが、その硬度は、モータカプラ２４及びシャフト支持体７２に用いられる金属材料の硬度よりは低い。例えば、継手インターフェース７７は、高密度ポリマー材料で作られる。リニアアクチュエータ１０が図１〜図５に示されている仕方で組み立てられると、継手インターフェース７７は、モータカプラ２４とヘッド７４との間で開放キャビティ７５内に捕捉状態に保持されるが、これらモータカプラ及びヘッドのいずれにも固定されない。それ故、継手インターフェース７７は、例えばモータ２０の出力シャフト２１とねじ山付きシャフト７０が完全に同軸状に整列していない場合であってもモータカプラ２４とヘッド７４との間に或る程度の整列の自由度の実現を可能にする。それ故、継手インターフェース７７は、モータカプラ２４とシャフト支持体７２との間にユニバーサル（自在）状の継手を形成する。ヘッド７４は、雌型コネクタとして働き、モータカプラ２４は、雄型コネクタであり、但し、逆のセットアップを用いることが考えられる。
【００５２】
外部保持リング７８がヘッド７４の外面に設けられたチャネル７９内に受け入れられている。チャネル７９は、軸受７１をフランジ７３と外部保持リング７８との間に実質的に軸方向遊びがない状態で軸方向に捕捉状態に保持するようフランジ７３から間隔を置いて配置されている。外部保持リング７８は、軸受７１をシャフト支持体７２に固定して一体形ユニットの状態にする上で想定される数種類の解決手段のうちの１つであり、他の解決手段は、ねじ立てリング、ナット等である。
【００５３】
図３で最も良く理解されるように、軸受７１、ヘッド７４及びその開放キャビティ７５、並びにモータ２０の出力シャフト２１とねじ山付きシャフト７０との間に継手を形成する種々のコンポーネント、即ちモータカプラ２４のフィンガ２５、突起７６及び継手インターフェース７７は全て、受座表面４６によって（又は、軸受７１の近位表面及び遠位表面によって）画定されたケーシング４０の軸方向区分内に位置している。換言すると、第１のカップリングコンポーネントと第２のカップリングコンポーネントとの間、即ち、カプラ２４とヘッド７４との間の雄型／雌型カップリングは、軸受７１の内レースの中に位置し、その結果、軸受及びカップリングが同じ軸方向に位置していないアクチュエータと比較してスペースの最適化が得られる。この軸方向区分は、比較的幅が狭い。というのは、この軸方向区分は、軸受７１の厚さにほぼ等しいからである。さらに、フィンガ２５、軸受７１、突起７６及び継手インターフェース７７は全て、リニアアクチュエータ１０の軸方向に対して横方向である共通の平面内に位置している。フィンガ２５、ヘッド７４、突起７６及び継手インターフェース７７は全て、軸受７１の中央内に配置されている。
【００５４】
端リング８０が被動群１６の近位端部のところに配置され、この端リングは、軸受７１の外レースに当接している。端リング８０は、被動群１６の種々のコンポーネントをケーシング４０内に捕捉状態に保持する。締結具８１、例えばボルトの頭は、クリアランス表面４７によって画定されたケーシング４０の区分内に位置すると共に肩４７Ａに当接している。締結具８１の頭は、端リング８１が動いてケーシング４０から軸方向に出るのを妨げる。
【００５５】
リニアアクチュエータ１０の種々のコンポーネントの構成を説明したからには、その作用について説明する。
【００５６】
この作用は、インターフェース６１が地面に向いているように差し向けられたものとしてのリニアアクチュエータ１０について行う。
【００５７】
摺動管６０の位置がケーシング４０に対して既知なので、リニアアクチュエータ１０を最初に較正する。これは、任意適当な方法によって実施でき、かかる方法としては、リニアアクチュエータ１０をターンオンしたときにプラットホームコントローラによって制御される較正運動が挙げられる。
【００５８】
電気モータ２０は、運動信号を受け取り、それ故、選択された方向に運動信号に比例した回転出力を生じさせる。回転出力は、出力シャフト２１を通って出力シャフトとねじ山付きシャフト７０との間の結合を介してねじ山付きシャフト７０に伝達される。
【００５９】
摺動管６０及びトラベリングナット６９は、ねじ山付きシャフト７０の回転を軸方向に沿う摺動管６０の並進に変換する。摺動管６０は、地面又は台座に連結されているので、結果として生じる作用は、地面又は台座に対するモータ２０及びケーシング４０の並進運動であろう。運動プラットホームは、モータ２０又はケーシング４０に連結されているので、運動プラットホームは、モータ２０及びケーシング４０と共に動くことになる。例えば運動プラットホームと地面／台座とリニアアクチュエータ１０との間の継手の存在によって、地面／台座とモータ２０／ケーシング４０と摺動管６０のうちの任意のもの相互間には追加の自由度が存在する場合のあることが指摘される。
【００６０】
場合によっては、摺動管６０は、運動プラットホームに連結され、一方、モータ２０及びケーシング４０は、地面又は台座に固定される。かかる場合、運動プラットホームは、摺動管６０と共に動くことになる。
【図１】
0006450322.tif 000002
【図２】
0006450322.tif 000003
【図３】
0006450322.tif 000004
【図４】
0006450322.tif 000005
【図５】
0006450322.tif 000006