(57)【要約】  【課題】緊急時にベッドをフラットにできるリニアアクチュエータを提供する。  【解決手段】雄ねじ部１７を有するシャフト１６と、シャフト１６にモータ４０の回転を伝達するウオーム歯車減速装置と、雄ねじ部１７に螺合しシャフト１６の正逆回転で進退するナット１９と、ナット１９に固定されハウジング１１に対し進退する移動筒１２とを備えたリニアアクチュエータ１０において、ウオーム歯車減速装置に連動するサブシャフト５２と、サブシャフト５２にスプライン結合したインナレース５９と、インナレース５９とシャフト１６のカラー５５の間に介設され係合自在の係合雄部８２および係合雌部８３と、ハウジング１１外周に回転自在に嵌合する操作リング６６と、操作リング６６の回転を軸方向移動に変換しインナレース５９に伝達する作動リング７２とを設ける。緊急時に係合雄部と係合雌部との係合を解除することでシャフト１６を回転自由にできる。【選択図】図１０
2008249051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
雄ねじ部を有するシャフトを回転自在に支承したハウジングと、前記雄ねじ部に螺合して前記シャフトの正逆回転によって進退する雌ねじ部材と、この雌ねじ部材に固定されて前記ハウジングに対して進退する移動筒と、前記シャフトにモータの回転を伝達する入力軸と、この入力軸と前記シャフトとの連結および解除を実行するクラッチと、前記ハウジングの外周に回転自在に嵌合された操作リングと、この操作リングの回転を軸方向の移動に変換して前記クラッチに伝達する作動リングと、を備えていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項２】
前記クラッチは、前記入力軸に摺動自在に嵌合されたスリーブと、前記スリーブと前記シャフトとの間に設けられ互いに係合および係合解除する係合雄部および係合雌部と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項３】
前記係合雄部の周方向の長さは、前記係合雌部の周方向の長さよりも短く設定されていることを特徴とする請求項２に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項４】
前記係合雄部および係合雌部は、３以上６以下ずつ設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項５】
前記係合雄部および係合雌部は、回転対称形に配置されていることを特徴とする請求項２、３または４に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】
本発明は、リニアアクチュエータに関し、特に、電動送りねじ式リニアアクチュエータに係り、例えば、医療・介護用ベッドの寝床を上下させたり、背部や膝部の寝床を傾斜させたりするのに利用して有効なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
医療・介護用ベッドにおいては患者の寝食の負担を軽減するために、電動送りねじ式リニアアクチュエータによってベッドの寝床を上下させたり、背部や膝部の寝床を傾斜させたりすることが実施されている。
【０００３】
このような医療・介護用ベッドにおいては、ＣＰＲ機構と呼ばれるものが装備される場合がある。ＣＰＲ機構とは、心肺蘇生施術等の緊急時にベッドをフラットにする機構である。
ＣＰＲ機構は、どのような状況下であっても素早い確実な作動が要求され、他方、通常のベッドの使用時におけるリニアアクチュエータの作動に対しては制約を及ぼさないことが要求される。
このようなＣＰＲ機構を備えた介護用ベッドとしては、背もたれ板の裏面に設けられた操作レバーと、リニアアクチュエータの逆転防止機構部の作動を解除するための解除レバーとがケーブルによって連結されており、操作レバーを把持して背もたれ板を一旦持ち上げて逆転防止機構部に作用している負荷を除去することにより、解除レバーを簡単に解除方向に回転させることができるように構成されているものがある（特許文献１参照）。
また、ＣＰＲ機構を備えたリニアアクチュエータとしては、ワンウエイクラッチの操作扞を操作レバーによって押動することにより、ワンウエイクラッチの連結を強制的に解除するように構成されているものがある（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−５２７６２号公報
【特許文献２】特開２０００−２５３６１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記した介護用ベッドおよびリニアアクチュエータにおいては、外力がワイヤや操作レバーに誤って加わった場合に逆転防止機構部またはワンウエイクラッチが解除され易いために、ベッドが意図せずに水平になってしまうという問題点がある。
【０００５】
本発明の目的は、ベッドが意図せずに水平になってしまうのを防止することができるリニアアクチュエータを提供することにある。
本発明の他の目的は、ＣＰＲ機構の作動時にベッド側面からワイヤまたはロッド等によって最短距離で操作力を伝達することができるリニアアクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るリニアアクチュエータは、雄ねじ部を有するシャフトを回転自在に支承したハウジングと、前記雄ねじ部に螺合して前記シャフトの正逆回転によって進退する雌ねじ部材と、この雌ねじ部材に固定されて前記ハウジングに対して進退する移動筒と、前記シャフトにモータの回転を伝達する入力軸と、この入力軸と前記シャフトとの連結および解除を実行するクラッチと、前記ハウジングの外周に回転自在に嵌合された操作リングと、この操作リングの回転を軸方向の移動に変換して前記クラッチに伝達する作動リングと、を備えていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
【発明の効果】
【０００７】
前記した手段によれば、操作リングの回転が作動リングによって直線運動に変換された上で、クラッチが入力軸とシャフトとの連結を解除するように構成されているために、外力がワイヤや操作レバーに誤って加わった場合であっても、クラッチの連結は解除され難いために、ベッドが意図せずに水平になってしまうのを防止することができる。
また、外力が操作レバーからワイヤまたはロッド等により、複雑な引き回し構造なしでクラッチの連結を解除することができるため、信頼性を向上させることができるとともに、コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
【０００９】
図１に示されているように、本実施の形態に係るリニアアクチュエータは、医療・介護用ベッド（以下、ベッドという。）の背部の寝床を起伏させるためのものとして構成されている。
すなわち、図２および図３に示されているように、リニアアクチュエータ１０はハウジング１１と、ハウジング１１に対して進退する移動筒１２を備えており、図１に示されているように、リニアアクチュエータ１０の固定端側であるハウジング１１がベッド１のフレーム２に枢軸３によって回転自在に枢支され、リニアアクチュエータ１０の自由端側である移動筒１２の先端が背部の寝床（以下、寝床という。）４を起伏させるためのリンク５に枢軸６によって回転自在に連結されている。
図１（ａ）に示されているように、リニアアクチュエータ１０の移動筒１２が短縮した状態で、寝床４は水平に倒伏されており、リニアアクチュエータ１０の移動筒１２が伸長すると、寝床４は図１（ｂ）に示されているように起立されるようになっている。
【００１０】
図２〜図５に示されているように、リニアアクチュエータ１０のハウジング１１は樹脂が使用されて略円筒形状に形成されており、図４および図５に示されているように、ハウジング１１の一端部（以下、先端部とする。）には、支持筒１３の一端部が嵌入されて支持されている。支持筒１３は外径がハウジング１１の内径と等しい丸パイプ形状に形成されている。ハウジング１１の先端開口にはプラグ１１Ａが嵌入されている。
支持筒１３の内周面には雌ねじ部材を回り止めするための回り止め部１４が一対、略全長にわたってそれぞれ敷設されており、両回り止め部１４、１４は軸方向に一定幅一定高さに延在する細長いキー形状にそれぞれ形成されている。
図４（ｂ）および図５（ｂ）に示されているように、支持筒１３の先端開口部には外周に鍔部を有する円筒形状に形成されたプラグ１５が嵌入されている。
【００１１】
支持筒１３の筒心上にはシャフト１６が軸架されている。シャフト１６の支持筒１３に対応する領域の外周には送り用の雄ねじ部１７が形成されており、雄ねじ部１７には雌ねじ部１８が螺合された雌ねじ部材としてのナット１９が進退自在に装着されている。
ナット１９の基端部の外周部には、キー溝形状に形成された回り止め部２０が一対それぞれ形成されており、両回り止め部２０、２０は支持筒１３の内周面の一対の回り止め部１４、１４に軸方向に摺動自在にそれぞれ嵌合されている。したがって、ナット１９は支持筒１３に回り止め部１４、２０によって回り止めされた状態で、軸方向に摺動するようになっている。
【００１２】
シャフト１６の外周におけるナット１９の先端側の片脇には、スライダ２１が摺動自在に嵌入されており、スライダ２１の基端面はナット１９の先端面に突合自在になっている。すなわち、スライダ２１はナット１９の進退に対応して原則的に追従するようになっている。
スライダ２１の基端部の外周部には、キー溝形状に形成された回り止め部２２が一対それぞれ形成されており、両回り止め部２２、２２は支持筒１３の内周面の一対の回り止め部１４、１４に軸方向に摺動自在にそれぞれ嵌合されている。したがって、スライダ２１は支持筒１３に回り止め部１４、２２によって回り止めされた状態で、軸方向に摺動するようになっている。
スライダ２１の先端部の外周には移動筒１２の基端部が嵌入されており、移動筒１２はスライダ２１に固定部２３によって固定されている。移動筒１２は支持筒１３よりも長い丸パイプ形状に形成されている。
移動筒１２の先端部は支持筒１３に嵌着されたプラグ１５から先方に突き出されており、移動筒１２の中間部はプラグ１５によって摺動自在に支承された状態になっている。
【００１３】
図４（ｂ）および図５（ｂ）に示されているように、移動筒１２の先端部には、移動筒１２をベッド１のリンク５に連結するための連結具２５の基端部２６が嵌入されており、連結具２５は移動筒１２の先端開口部に形成されたかしめ部２４によって移動筒１２に固定されている。
連結具２５の先端部には取付孔２７が開設されており、枢軸６が取付孔２７に挿入されることにより、移動筒１２がリンク５に連結されるようになっている。
【００１４】
図２〜図６に示されているように、ハウジング１１の基端側の端面にはサブハウジング３０が当接されている。サブハウジング３０は外径がハウジング１１の外径と同一でハウジング１１と反対側の端面が開口した大略四角形筒形状に形成されており、その開口部にはハウジング１１をベッド１のフレーム２に連結するための連結具３２の閉塞部３３が被せられている。サブハウジング３０および連結具３２の閉塞部３３はハウジング１１に、複数本のビス２９によって一緒に締結されている。
連結具３２の外側端面にはブラケット３４が突設されており、ブラケット３４には取付孔３５が開設されている。枢軸３が取付孔３５に挿入されることにより、リニアアクチュエータ１０の基端部がフレーム２に連結されるようになっている。
【００１５】
図３、図５（ａ）および図６に示されているように、サブハウジング３０における開口部３１と直角の位置にはモータ装着部３６が突設されており、モータ装着部３６にはモータ４０が、回転軸４１がサブハウジング３０の中心線方向と直交するように配されて装着されている。モータ４０の回転軸４１の一端部はサブハウジン３０の内部に挿入されて
おり、回転軸４１の中間部はモータ装着部３６に設置された玉軸受３７によって回転自在に支承されている。
【００１６】
回転軸４１のサブハウジング３０内の挿入部分の外周には、互いに反対向きの捩れを有する一対のウオーム（以下、右捩れウオームおよび左捩れウオームということがある。）４２、４３がそれぞれ一体的に形成されている。サブハウジング３０の両ウオーム４２、４３にそれぞれ対向する位置であって回転軸４１の互いに反対側の位置には、一対の支持軸４４、４５がサブハウジング３０の中心線方向と平行にそれぞれ植設されている。
両支持軸４４、４５には一対のウオームホイール４６、４７がそれぞれ嵌合されて回転自在に支承されており、両ウオームホイール４６、４７は右捩れウオーム４２および左捩れウオーム４３にそれぞれ噛合されている。両ウオームホイール４６、４７には中間ギヤ４８、４９が軸芯合わせされて一体的にそれぞれ連設されており、両中間ギヤ４８、４９は同一の駆動ギヤ５０にそれぞれ噛合されている。
【００１７】
図５（ａ）に示されているように、駆動ギヤ５０はサブハウジング３０からハウジング１１にわたって軸架されたサブシャフト５２に滑りキー結合されることにより、軸方向に摺動自在で一体的に回転するように結合されている。
すなわち、サブハウジング３０にはサブシャフト５２がシャフト１６の延長線上に配されて回転自在に支承されており、駆動ギヤ５０はサブハウジング３０内においてサブシャフト５２の一端部の外周に嵌合されている。駆動ギヤ５０の一端面にはキー溝５１ａが没設され、サブシャフト５２にはキー５１ｂが植設されており、キー溝５１ａとキー５１ｂとが滑りキー結合されている。
このように駆動ギヤ５０をサブシャフト５２に軸方向に摺動自在で一体的に回転するように結合することにより、サブシャフト５２に加わる軸方向（スラスト方向）の荷重（力）が駆動ギヤ５０に伝達されるのを防止することができる。
但し、駆動ギヤ５０はサブシャフト５２に一体成形してもよい。
【００１８】
図４（ａ）および図５（ａ）に示されているように、ハウジング１１のサブハウジング３０に隣接する部分には軸受設置部５３が形成されており、軸受設置部５３には深溝玉軸受５４が設置されている。深溝玉軸受５４のインナレースはシャフト１６の基端部の外周にカラー５５を介して嵌合されており、シャフト１６の基端部は深溝玉軸受５４によって回転自在に支承されている。
深溝玉軸受５４はシャフト１６のラジアル荷重だけでなくシャフト１６のスラスト荷重も支承し得るようにサイズが大きめに設定されており、軸受設置部５３は深溝玉軸受５４のアウタレースの外周面を摺動させる構造に構成されている。
このようにシャフト１６を回転自在に支承するラジアル転がり軸受をサイズが大きめの深溝玉軸受５４によって構成し、外周面で摺動し得るように設定することにより、シャフト１６のスラスト荷重を支承するスラスト軸受を省略することができる。
【００１９】
ハウジング１１における軸受設置部５３に隣接する部位には、ワンウエイクラッチ設置部５６が軸受設置部５３と連続して形成されており、ワンウエイクラッチ設置部５６にはワンウエイクラッチ５７が設置されている。
ワンウエイクラッチ５７は、互いに対になるアウタレース５８およびインナレース５９と、アウタレース５８とインナレース５９との間に転動自在に挟設された複数本のローラ６０とを備えており、ローラ６０がアウタレース５８の内周面とインナレース５９の外周面とに楔状に噛合することにより、シャフト１６の一方向の回転時にアウタレース５８とシャフト１６とを連結するように構成されている。
ワンウエイクラッチ５７のアウタレース５８は深溝玉軸受５４のアウタレースのみに接している。
【００２０】
ハウジング１１におけるサブハウジング３０と隣接する部位には、ブレーキプレート設置部６１が形成されており、ブレーキプレート設置部６１にはベースプレート６２が設置されている。
ベースプレート６２は略円形リング形状に形成されており、サブシャフト５２の外周に嵌合されている。ベースプレート６２はサブハウジング３０側の端面に突設された一対の係合部がサブハウジング３０の対向面の係合穴にそれぞれ係合されることにより、回り止めされている。
ブレーキプレート６３はベースプレート６２よりも小径の略円形リング形状に形成されている。ブレーキプレート６３はワンウエイクラッチ５７のアウタレース５８に回り止めされて嵌合されており、ブレーキプレート６３とベースプレート６２との合わせ面によって制動面が構成されている。
【００２１】
本実施の形態においては、シャフト１６にモータ４０の回転を伝達する入力軸としてのサブシャフト５２とシャフト１６との間にはＣＰＲ機構６５が介設されている。ＣＰＲ機構６５は通常のベッド１の使用時にはシャフト１６とサブシャフト５２とを連結しておき、心肺蘇生術を施す時等の緊急時にはシャフト１６とサブシャフト５２との連結を解除するクラッチとして構成されている。
【００２２】
図４（ａ）、図５（ａ）、図７および図８に示されているように、ＣＰＲ機構６５は円形リング形状に形成されてハウジング１１の外周に嵌合された操作リング６６を備えている。操作リング６６は径方向に半割りに形成されており、二組の締結具６７、６７によって円形リング形状に組み立てられた状態で、ハウジング１１の外周に周方向に摺動自在に嵌着されている。
操作リング６６の外周には一対の環状溝６８、６８が互いに平行に没設されている。両環状溝６８、６８には一対のコントロールワイヤ６９、６９の一端部のそれぞれが巻き掛けられて係止されるようになっている。
一対のコントロールワイヤ６９、６９の他端のそれぞれはベッド１の左右両側に配線され、ベッド１の左右に設置された操作レバー（図示せず）にそれぞれ係止される。したがって、緊急時に、左右のコントロールワイヤ６９、６９の他端部を操作レバーによってそれぞれ引っ張ることにより、操作リング６６はベッド１の左右のいずれの側からもベッド１をフラットに倒すことができる。
【００２３】
操作リング６６の内周における周方向に互いに１８０度離間した位置には、一対の平行ピン７０、７０が径方向内向きにそれぞれ突設されており、両平行ピン７０、７０はハウジング１１のそれぞれ対向する部位に開設されたカム孔７１、７１にそれぞれ挿通されている。
図８に示されているように、両カム孔７１、７１はハウジング１１の軸心の直交面に対して傾斜されている。したがって、両平行ピン７０、７０は操作リング６６の周方向への摺動（回動）に伴って両カム孔７１、７１に倣うことにより、軸方向に移動するようになっている。
【００２４】
ハウジング１１のワンウエイクラッチ設置部５６内には、操作リング６６の回転を軸方向の移動に変換してＣＰＲ機構６５のクラッチのスリーブを兼用したインナレース５９に伝達するための作動リング７２が設置されており、作動リング７２はワンウエイクラッチ５７のアウタレース５８の外周に摺動自在に嵌合されている。
作動リング７２の外周面には環状溝７３が没設されており、環状溝７３にはカム孔７１に挿通された一対の平行ピン７０、７０の先端部がそれぞれ挿入されている。作動リング７２は操作リング６６の回動に伴う平行ピン７０の軸方向への移動により、軸方向へ移動されるようになっている。
アウタレース５８の外周におけるサブハウジング３０側の端部には、スプリングシート７４が嵌着されており、スプリングシート７４と作動リング７２のサブハウジング３０側の端面との間には、リターンスプリング７５が圧縮状態で介設されている。リターンスプリング７５は作動リング７２をサブハウジング３０と反対側の方向に常時付勢するようになっている。
【００２５】
作動リング７２におけるワンウエイクラッチ５７のローラ６０と干渉しない位置には、ＣＰＲ機構６５のクラッチの係合ピンである一対の係合ピン７６、７６が径方向内向きにそれぞれ突設されており、両係合ピン７６、７６はアウタレース５８にローラ６０に干渉しないように開設された一対の挿通孔７７、７７にそれぞれ挿通されている。
ワンウエイクラッチ５７のインナレース５９の外周面には環状溝７８が没設されており、環状溝７８には挿通孔７７に挿通された一対の係合ピン７６、７６の先端部がそれぞれ挿入されている。インナレース５９は操作リング６６に追従した作動リング７２の軸方向への移動により係合ピン７６、７６および環状溝７８を介して軸方向へ移動されるようになっている。
アウタレース５８の内周におけるサブハウジング３０側の端部には、スプリングシート７９が嵌着されており、スプリングシート７９とインナレース５９のサブハウジング３０側の端面との間には、リターンスプリング８０が圧縮状態で介設されている。リターンスプリング８０はインナレース５９をサブハウジング３０と反対側の方向に常時付勢するようになっている。
【００２６】
インナレース５９の内周にはサブシャフト５２とシャフト１６とが両端から嵌入されており、サブシャフト５２はスプライン結合されている。すなわち、インナレース５９の内周には雌スプライン８１ａが形成され、サブシャフト５２の外周には雄スプライン８１ｂが形成されており、雌スプライン８１ａと雄スプライン８１ｂとが軸方向に摺動自在に嵌合されている。つまり、インナレース５９はサブシャフト５２に回り止めされた状態で、軸方向へ摺動し得るようになっており、シャフト１６に対しては周方向へも軸方向へも摺動自在になっている。
【００２７】
インナレース５９のシャフト１６側の端面には、同一形状の３個の係合雄部８２、８２、８２がそれぞれ形成されており、３個の係合雄部８２、８２、８２は周方向に等間隔すなわち互いに１２０度離間した位置に配置されている。
３個の係合雄部８２、８２、８２は、シャフト１６にピン８４によって固定されたカラー５５のサブシャフト５２側の端面に形成された３個の係合雌部８３、８３、８３にそれぞれ係合および係合解除するように構成されている。３個の係合雌部８３、８３、８３も互いに同一形状に形成されており、周方向に等間隔すなわち互いに１２０度離間した位置に配置されている。
係合雄部８２の周方向の長さは、係合雌部８３の周方向の長さよりも短く設定されている。
係合雄部８２の周方向の長さをＬ１、係合雌部８３の周方向の長さをＬ２とすると、係合雄部８２の周方向の長さと係合雌部８３の周方向の長さとは次式を満足するように設定することが好ましい。
Ｌ１／Ｌ２≦１／２
インナレース５９がリターンスプリング８０によって押し戻されている通常の状態においては、３個の係合雄部８２、８２、８２は３個の係合雌部８３、８３、８３にサブシャフト５２側からそれぞれ進入して係合した状態になっており、インナレース５９が操作リング６６に追従した作動リング７２の軸方向への移動によって軸方向へ移動された時には、３個の係合雄部８２、８２、８２は３個の係合雌部８３、８３、８３からサブシャフト５２側へ離脱して係合を解除するようになっている。
つまり、インナレース５９は入力軸としてのサブシャフト５２とシャフト１６との連結および解除を実行するクラッチを構成している。
【００２８】
以上のように構成されたＣＰＲ機構６５によれば、心肺蘇生施術時に緊急にベッドをフラットにする際に、ベッド１の左右のいずれかのコントロールワイヤ６９が引っ張られると、操作リング６６が回動されることにより、作動リング７２がリターンスプリング７５の付勢力に抗してサブハウジング３０の方向に移動され、この作動リング７２の移動によってインナレース５９がサブハウジング３０の方向に移動され、このインナレース５９の移動によって各係合雄部８２が各係合雌部８３との係合を解除するために、サブシャフト５２とシャフト１６との連結を迅速に解除することができる。
サブシャフト５２との連結解除により、シャフト１６は自由に回転可能な状態になるために、ベッド１の寝床４は緊急に倒れることが可能な状態になる。
【００２９】
図４（ａ）、図５（ａ）および図９に示されているように、ハウジング１１における深溝玉軸受５４のワンウエイクラッチ設置部５６と反対側の片脇には、ポテンショセンサ設置部８５が構成されている。ポテンショセンサ設置部８５におけるシャフト１６の外周にはウオームホイール８６が一体回転するように嵌合されている。
ハウジング１１の内部におけるポテンショセンサ設置部８５には、ウオーム軸８８がシャフト１６の軸方向と直交する方向に配置されて、滑り軸受８７によって回転自在に支持されている。ウオーム軸８８の両端部には第一ウオーム８９と第二ウオーム９０とがそれぞれ刻設されており、第一ウオーム８９はウオームホイール８６に噛合されている。
ハウジング１１の外部におけるポテンショセンサ設置部８５にはポテンショセンサ９１が、ポテンショセンサ９１のセンサ軸９２がウオーム軸８８およびシャフト１６に直交する方向になるように設置されている。センサ軸９２にはドリブンギヤ９３が一体回転するように固定されている。
ポテンショセンサ設置部８５におけるポテンショセンサ９１の片脇には、リダクションギヤ軸９４が平行に軸架されており、リダクションギヤ軸９４には互いに一体的に回転する大径リダクションギヤ９５および小径リダクションギヤ９６が回転自在に支承されている。小径リダクションギヤ９６にはドリブンギヤ９３が噛合されており、大径リダクションギヤ９５には第二ウオーム９０が噛合されている。
したがって、シャフト１６の回転はウオームホイール８６、第一ウオーム８９、第二ウオーム９０、大径リダクションギヤ９５、小径リダクションギヤ９６、ドリブンギヤ９３を経由してセンサ軸９２に伝達される。
ポテンショセンサ９１はセンサ軸９２の回転量を直線運動に変換して、電圧の大きさに変換するように構成されている。
【００３０】
次に、作用および効果を説明する。
予め、リニアアクチュエータ１０はベッド１に図１に示されているように組み付けられる。すなわち、枢軸３がベッド１のフレーム２に挿通されてリニアアクチュエータ１０の連結具３２に挿通されることにより、リニアアクチュエータ１０は枢軸３によってベッド１のフレーム２に回転自在に枢支され、寝床４側の枢軸６がリニアアクチュエータ１０の移動筒１２側の連結具２５に挿通されることにより、リニアアクチュエータ１０は寝床４に枢軸６によって回転自在に連結される。
【００３１】
リニアアクチュエータ１０がベッド１に組み付けられた後に、操作者が寝床４を起立させるべく正回転側の操作ボタンを押すことにより、図１（ａ）の状態から、モータ４０が正方向に回転運転されると、回転軸４１の駆動力が一対のウオーム４２、４３、ウオームホイール４６、４７、中間ギヤ４８、４９および駆動ギヤ５０を介してサブシャフト５２に伝達される。サブシャフト５２の正回転はインナレース５９の係合雄部８２およびシャフト１６の係合雌部８３を介してシャフト１６に伝達される。
このシャフト１６の正回転時にはワンウエイクラッチ５７とシャフト１６との連結が解除されるために、シャフト１６のみが正回転する。この際には、ワンウエイクラッチ５７のアウタレース５８に嵌合されたブレーキプレート６３とベースプレート６２との間の制動力は、起こらない。
ここで、モータ４０の回転軸４１の駆動力がサブシャフト５２すなわちシャフト１６に伝達される際に、回転軸４１のトルクが一対のウオームホイール４６、４７に二分されるので、一対のウオームホイール４６、４７の外径を小さく設定することができる。
ウオームホイールの外径を小さく設定することにより、リニアアクチュエータ１０を小型化することができる。
例えば、１００００Ｎのリニアアクチュエータの設計において、従来はリニアアクチュエータの外径が直径１１０ｍｍになるところ、本実施の形態に係るリニアアクチュエータにおいては、直径９０ｍｍに小型化することができた。
【００３２】
シャフト１６がモータ４０によって正回転されると、ナット１９は支持筒１３に沿って前進される状態になるために、ナット１９に連結された移動筒１２は支持筒１３から押し出されて行く。この際、ナット１９は樹脂製の支持筒１３の回り止め部１４に沿って摺動する。
なお、回り止め機構はリニアアクチュエータ１０がベッド１に取り付けられていない時に移動筒１２が回ってしまい、ポテンショセンサ９１と移動筒１２との位置関係に狂いが出てしまうのを防止するためのものであり、リニアアクチュエータ１０がベッド１に取り付いてしまうと、移動筒１２がベッド１に固定された状態になるので、不要になる。
【００３３】
移動筒１２の前進によって移動筒１２の連結具２５に連結されたベッド１の寝床４が、図１（ｂ）に示されているように起立されて行く。
【００３４】
他方、シャフト１６の正回転は第一ウオーム８９、第二ウオーム９０、大径リダクションギヤ９５、小径リダクションギヤ９６、ドリブンギヤ９３を経由してセンサ軸９２に減速されて伝達される。センサ軸９２の回転数はポテンショセンサ９１によって電圧値に変換されて、ベッド１の作動を制御するコントローラ（図示せず）に送信される。
所定の上限位置に対応するポテンショ電圧を検出すると、コントローラはモータ４０を自動的に止める。
ここで、シャフト１６の回転をポテンショセンサ９１のセンサ軸９２に伝達するのに、ウオームホイール８６およびウオーム軸８８すなわちウオーム歯車減速装置を使用しているので、ポテンショセンサ９１をシャフト１６から離れた位置に配置することができ、ポテンショセンサ９１の設置場所の自由度を高めることができる。
また、ウオーム歯車減速装置を使用することにより、減速比を大きく設定することができるので、大径リダクションギヤ９５、小径リダクションギヤ９６、ドリブンギヤ９３の減速比を大きく設定しなくても済む。
なお、ウオーム軸８８の第二ウオーム９０は大径リダクションギヤ９５や中間ギヤ等に置き換えてもよい。
【００３５】
モータ４０の運転が停止されると、ベッド１の寝床４の荷重（患者の体重等）がナット１９へ、ナット１９を後退させる方向の力として移動筒１２を介して作用する状態になるために、シャフト１６には移動筒１２すなわち負荷側から逆回転させようとする負荷側逆回転作用力が、ナット１９の雌ねじ部１８およびシャフト１６の送り用雄ねじ部１７の作用によって加わる。
この負荷側逆回転作用力はアウタレース５８とシャフト１６とを連結させるように作用するために、ワンウエイクラッチ５７のアウタレース５８に嵌合されたブレーキプレート６３とベースプレート６２との合わせ面によって制動面が形成され、シャフト１６は逆回転を阻止される。したがって、リニアアクチュエータ１０は寝床４の荷重を持ち上げたままの状態で支持することができる。
【００３６】
その後、操作者が寝床４を倒伏させるべく逆回転側の操作ボタンを押すことにより、モータ４０が逆方向に回転運転されると、回転軸４１の逆回転駆動力は一対のウオーム４２、４３、ウオームホイール４６、４７、中間ギヤ４８、４９および駆動ギヤ５０を介してサブシャフト５２に伝達される。サブシャフト５２の逆回転はインナレース５９の係合雄部８２およびシャフト１６の係合雌部８３を介してシャフト１６に伝達される。
シャフト１６がモータ４０によって逆回転されると、ナット１９は支持筒１３に沿って後退される状態になるために、ナット１９に連結された移動筒１２は支持筒１３に引き込まれて行く。移動筒１２の後退によって移動筒１２の連結具２５に連結されたベッド１の寝床４が倒されて行く。
この際にはシャフト１６が逆回転するために、ワンウエイクラッチ５７のアウタレース５８とインナレース５９とはローラ６０によって連結した状態になるが、ブレーキプレート６３とアウタレース５８との間の制動力は、モータ４０のシャフト１６に対する駆動力よりも小さく設定されているので、ワンウエイクラッチ５７はハウジング１１に対して空回りすることにより、シャフト１６のハウジング１１に対する逆回転を許容する。
つまり、シャフト１６がハウジング１１に対して逆回転することにより、ナット１９を支持筒１３に沿って後退させるので、ナット１９に連結された移動筒１２を支持筒１３に引き込み、移動筒１２の連結具２５に連結されたベッド１の寝床４を倒して行く。
【００３７】
他方、シャフト１６の逆回転は第一ウオーム８９、第二ウオーム９０、大径リダクションギヤ９５、小径リダクションギヤ９６、ドリブンギヤ９３を経由してセンサ軸９２に減速されて伝達される。センサ軸９２の回転数はポテンショセンサ９１によって電圧値に変換されて、ベッド１の作動を制御するコントローラ（図示せず）に送信される。
所定の下限位置に対応するポテンショ電圧を検出すると、コントローラはモータ４０を自動的に止める。
【００３８】
モータ４０の運転が停止されると、寝床４の荷重（患者の体重等）はベッド１のフレーム２によって機械的に支持されることにより、移動筒１２にはナット１９に後退させる方向の力が作用する状態にならないために、負荷側逆回転作用力がシャフト１６に作用することはない。
但し、寝床４が倒伏した状態で、負荷側逆回転力がシャフト１６に常に加わったとしても、シャフト１６の逆回転は前述した作用によって防止されることになる。
【００３９】
次に、ＣＰＲ機構６５の緊急時の作動を、図１０に即して説明する。
心肺蘇生術の実施等の緊急時に、図１（ｂ）に示されているように、寝床４が起立された状態から寝床４を迅速にフラットにさせる際に、ベッド１の左右のいずれかのコントロールワイヤ６９が操作レバーへの操作によって引っ張られると、図１０（ａ）に示されているように、操作リング６６が回動される。
操作リング６６が回動されると、図１０（ｂ）に示されているように、作動リング７２がリターンスプリング７５の付勢力に抗してサブハウジング３０の方向に移動され、この作動リング７２の移動によってインナレース５９がサブハウジング３０の方向に移動される。
このインナレース５９の移動によって各係合雄部８２が各係合雌部８３から離脱することにより、各係合雌部８３との係合を解除するために、サブシャフト５２とシャフト１６との連結は解除した状態になる。
このシャフト１６とサブシャフト５２との連結解除により、シャフト１６はインナレース５９の内周で回転自由な状態になる。
この状態において、ベッド１の寝床４の荷重（患者の体重等）がナット１９へ、ナット１９を後退させる方向の力として移動筒１２を介して作用する状態になるために、シャフト１６には移動筒１２すなわち負荷側から逆回転させようとする負荷側逆回転作用力が、ナット１９の雌ねじ部１８およびシャフト１６の送り用雄ねじ部１７の作用によって加わっている。
この負荷側逆回転作用力により、シャフト１６はインナレース５９の内周で逆回転されるために、寝床４は自重によって倒れることができる。
【００４０】
ところで、ＣＰＲ機構６５の操作レバーが引かれると、寝床４は直ちに下降するが、操作レバーが途中で離されると、その位置で直ちに停止する必要がある。すなわち、ＣＰＲ機構６５は操作レバーが離されると、自動的に元の状態に復帰し、ベッドの通常の起伏作動を確保することができる状態に復帰する必要がある。
本実施の形態においては、サブシャフト５２側のインナレース５９とシャフト１６側のカラー５５との連結および解除の制御が、３個の係合雄部８２と３個の係合雌部８３とによって実行されるために、ＣＰＲ機構６５の操作レバーが途中で離された場合であっても、確実に元の状態に戻ることができる。
【００４１】
次に、係合雄部と係合雌部の係合および係合解除の作動を図１１によって説明する。
ベッドの通常の起伏作動時においては、インナレース５９の係合雄部８２とカラー５５の係合雌部８３とは、図１１（ａ）に示されているように係合している。
図１１（ａ）において、実線矢印Ａ１はベッド上昇作動時のインナレース５９の回転方向を示しており、破線矢印Ａ２は負荷側逆転作用力の方向を示している。
ＣＰＲ機構６５の操作レバーが引かれると、図１１（ｂ）に矢印Ａ３で示された方向にインナレース５９がＣＰＲ機構６５によって移動されることにより、係合雄部８２は係合雌部８３との係合を解除するために、カラー５５すなわちシャフト１６は負荷側逆転作用力の矢印Ａ２の方向に回転する。
寝床４が下限に達する前の途中で、ＣＰＲ機構６５の操作レバーが離されると、図１１（ｃ）に矢印Ａ４で示された方向にインナレース５９がＣＰＲ機構６５によって移動されるために、係合雄部８２は係合雌部８３と係合する元の位置に戻る。
このとき、図１１（ｃ）に示されているように、係合雄部８２が隣り合う係合雌部８３、８３の隔壁部８３ａと突き当たる可能性が極僅かであるが有る。
本実施の形態においては、万一、係合雄部８２が隔壁部８３ａと突き当たったとしても、係合雄部８２の周方向の長さが係合雌部８３の周方向の長さよりも短く設定されており、かつ、カラー５５は負荷側逆転作用力によって矢印Ａ２の方向に高速度で回転されているために、図１１（ｄ）示されているように、係合雄部８２は係合雌部８３に相対的に落ち込むことにより、係合雄部８２は係合雌部８３と係合する元の位置に確実に戻る。
【００４２】
本実施の形態によれば、次のような効果を得ることができる。
【００４３】
1)  モータの回転が伝達されるサブシャフト５２と移動筒１２を進退させるためのナット１９が螺合されたシャフト１６との間にサブシャフト５２とシャフト１６との連結および解除を実行するクラッチ（ＣＰＲ機構）を介設することにより、ベッドの通常の使用時にはクラッチの連結によってモータの駆動力を移動筒１２に確実に伝達することができるので、リニアアクチュエータの正常な作動を確保することができ、通常のベッドの使用を実現することができる。
【００４４】
2)  心肺蘇生術の実施等の緊急時にはクラッチ（ＣＰＲ機構）の連結を解除させることにより、シャフト１６を回転自由な状態に迅速に移行させることができるので、ベッド１の寝床４を自重によって迅速に倒すことができる。
【００４５】
3)  ハウジング１１の外周に回転自在に嵌合する操作リング６６と、操作リング６６の回転を軸方向の移動に変換してクラッチ（ＣＰＲ機構）に伝達する作動リング７２とを設け、操作リングの回転を作動リングによって直線運動に変換した上で、クラッチがサブシャフト５２とシャフト１６との連結を解除するように構成することにより、外力がワイヤや操作レバーに誤って加わった場合であっても、クラッチの連結は解除され難いために、ベッドが意図せずに水平になってしまうのを防止することができる。
また、操作レバーの力が方向転換せずに伝わるので、シンプルで確実な操作を実現することができる。
【００４６】
4)  サブシャフト５２側のインナレース５９に係合雄部８２を設けるとともに、シャフト１６側のカラー５５に係合雌部８３を設け、係合雄部８２の周方向の長さを係合雌部８３の周方向の長さよりも短く設定することにより、サブシャフト５２側のインナレース５９とシャフト１６側のカラー５５との連結および解除の制御を係合雄部８２と係合雌部８３とによって実行させることができるので、ＣＰＲ機構６５の操作レバーが途中で離された場合であっても、係合雄部８２を係合雌部８３と係合する元の位置に確実に戻すことができる。
【００４７】
5)  ＣＰＲ機構６５の操作レバーが途中で離された場合であっても、係合雄部８２を係合雌部８３と係合する元の位置に確実に戻すことができるので、ベッドの寝床４を操作レバーの解除によって指定された位置に直ちに、かつ、適正に急停止させることができる。
【００４８】
6)  サブシャフト５２側のインナレース５９に係合雄部８２を設けるとともに、シャフト１６側のカラー５５に係合雌部８３を設け、係合雄部８２の周方向の長さを係合雌部８３の周方向の長さよりも短く設定することにより、係合雄部８２の高さを低く設定しても係合雄部８２と係合雌部８３とを確実に係合および解除させることができるので、サブシャフト５２とシャフト１６とを連結および解除するクラッチのストロークを短縮することができる。
【００４９】
7)  サブシャフト５２側のインナレース５９に係合雄部８２を設けるとともに、シャフト１６側のカラー５５に係合雌部８３を設け、係合雄部８２の周方向の長さを係合雌部８３の周方向の長さよりも短く設定することにより、係合雄部８２と係合雌部８３とを確実に係合および解除させることができるので、サブシャフト５２とシャフト１６とを連結および解除するクラッチの信頼性を向上させることができる。
【００５０】
なお、本発明は前記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に変更が可能であることはいうまでもない。
【００５１】
例えば、係合雄部および係合雌部は３個ずつ設けるに限らず、４個以上６個以下設けてもよい。
その場合、複数個の係合雄部が複数個の係合雌部の隔壁に偏って突合しないように、回転対称形に配置することが望ましい。
【００５２】
前記実施の形態では、ベッドの背部の寝床を起伏させる場合について説明したが、本発明に係るリニアアクチュエータは、ベッドの床面を上下させるように構成してもよい。
床面を上下させるように構成した場合には、緊急時に床面を直ちに下降させることができるという効果を奏することができる。
【００５３】
前記実施の形態においては、リニアアクチュエータが医療・介護用ベッドに使用される場合について説明したが、本発明に係るアクチュエータはこれに限らず、自動車電装品等の用途にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施の形態であるリニアアクチュエータが使用された医療・介護用ベッドの要部を示す正面図であり、（ａ）は倒伏状態を、（ｂ）は起立状態を示している。
【図２】本発明の一実施の形態であるリニアアクチュエータを示す正面図である。
【図３】平面図である。
【図４（ａ）】基端部を示す正面断面図である。
【図４（ｂ）】先端部を示す正面断面図である。
【図５（ａ）】基端部を示す平面断面図である。
【図５（ｂ）】先端部を示す平面断面図である。
【図６】図４（ａ）のVI−VI線に沿う側面断面図である。
【図７】（ａ）は図４（ａ）のＶIIａ−ＶIIａ線に沿う側面断面図、（ｂ）は図４（ａ）のＶIIｂ−ＶIIｂ線に沿う側面断面図である。
【図８】ＣＲＰ機構を示す一部省略分解斜視図である。
【図９】（ａ）は図４（ａ）のIXａ−IXａ線に沿う側面断面図、（ｂ）は図３のIXｂ−IXｂ線に沿う一部切断矢視図である。
【図１０】ＣＰＲ機構の緊急時の作動を示しており、（ａ）は図７（ｂ）に相当する側面断面図、（ｂ）は図４（ａ）に相当する正面断面図である。
【図１１】係合雄部と係合雌部の係合および係合解除の作動を説明するための各展開図である。
【符号の説明】
【００５５】
１…ベッド（医療・介護用ベッド）、２…フレーム、３…枢軸、４…寝床、５…リンク、６…枢軸、
１０…リニアアクチュエータ、１１…ハウジング、１２…移動筒、１３…支持筒、１４…回り止め部、１５…プラグ、１６…シャフト、１７…雄ねじ部、１８…雌ねじ部、１９…ナット（雌ねじ部材）、２０…回り止め部、２１…スライダ、２２…回り止め部、２３…固定部、２４…かしめ部、
２５…連結具、２６…基端部、２７…取付孔、
２９…ビス、３０…サブハウジング、３１…開口部、３２…連結具、３３…閉塞部、３４…ブラケット、３５…取付孔、３６…モータ装着部、３７…玉軸受、
４０…モータ、４１…回転軸、４２、４３…ウオーム、４４、４５…支持軸、４６、４７…ウオームホイール、４８、４９…中間ギヤ、５０…駆動ギヤ、
５１ａ…キー溝、５１ｂ…キー、５２…サブシャフト、５３…軸受設置部、５４…深溝玉軸受（スラスト軸受兼用ラジアル転がり軸受）、５５…カラー、
５６…ワンウエイクラッチ設置部、５７…ワンウエイクラッチ、５８…アウタレース、５９…インナレース（ＣＰＲ機構のクラッチのスリーブ）、６０…ローラ、
６１…ブレーキプレート設置部、６２…ベースプレート、６３…ブレーキプレート、
６５…ＣＰＲ機構、６６…操作リング、６７…締結具、６８…環状溝、６９…コントロールワイヤ、７０…平行ピン、７１…カム孔、７２…作動リング、７３…環状溝、７４…スプリングシート、７５…リターンスプリング、７６…係合ピン、７７…挿通孔、７８…環状溝、７９…スプリングシート、８０…リターンスプリング、
８１ａ…雌スプライン、８１ｂ…雄スプライン、８２…係合雄部、８３…係合雌部、８３ａ…隔壁部、８４…ピン、
８５…ポテンショセンサ設置部、８６…ウオームホイール、８７…滑り軸受、８８…ウオーム軸、８９…第一ウオーム、９０…第二ウオーム、９１…ポテンショセンサ、９２…センサ軸、９３…ドリブンギヤ、９４…リダクションギヤ軸、９５…大径リダクションギヤ、９６…小径リダクションギヤ。
【図１】
2008249051.tif 000003
【図２】
2008249051.tif 000004
【図３】
2008249051.tif 000005
【図４（ａ）】
2008249051.tif 000006
【図４（ｂ）】
2008249051.tif 000007
【図５（ａ）】
2008249051.tif 000008
【図５（ｂ）】
2008249051.tif 000009
【図６】
2008249051.tif 000010
【図７】
2008249051.tif 000011
【図８】
2008249051.tif 000012
【図９】
2008249051.tif 000013
【図１０】
2008249051.tif 000014
【図１１】
2008249051.tif 000015