(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータと、
前記電動モータの回転軸に連結され、２つの遊星歯車機構を同軸上に並設して成る第一減速機構と、
前記第一減速機構を介して得られた前記回転軸の回転力を外部機器に伝達するための第二減速機構と、
少なくとも第一減速機構を収納するギヤハウジングとを備えた電動アクチュエータであって、
前記第一減速機構に設けられた第一出力部と、前記第二減速機構に設けられた第二出力部とを前記電動モータの回転軸と同軸上に配置し、
前記ギヤハウジングのうち、前記第一減速機構と前記第二減速機構との間に位置するケーシングの内側に、前記第一出力部、前記第二出力部、および前記回転軸の外力による逆転を防止するためのブレーキ機構を設け、
前記ブレーキ機構は、
前記第一出力部の回転力が伝達されるカップリングと、
前記カップリングに連係され前記第二減速機構に前記第一出力部の回転力を伝達する伝達部と、
前記伝達部にブレーキ力を付与するブレーキ部とを備えたものであって、
前記伝達部は、
前記第二減速機構に連結された伝達軸と、この伝達軸の外周に固定されるカムとを有し、
前記ブレーキ部は、
前記伝達軸が前記第二減速機構のからの回転を受けて逆転したときに前記カムに当接するように配設された当接部と、
前記当接部の前記ケーシング側に設けられたブレーキ部材とを有し、
前記伝達軸の逆転に伴って前記カムが前記当接部を径方向外側に向かって押圧し、前記ブレーキ部材が前記ケーシングに押圧されることによって生じる摩擦力を、前記伝達軸の逆転を阻害するブレーキ力としたことを特徴とする電動アクチュエータ。
【請求項２】
前記第二減速機構は、
前記第一出力部と連動する連動軸と、
前記連動軸に固定された偏芯カムと、
前記偏芯カムの外周に設けられ、前記偏芯カムと連動する外歯歯車と、
前記外歯歯車の外周に設けられ、前記外歯歯車と噛合う内歯歯車とを有し、
前記内歯歯車と前記第二出力部とが一体成形されていることを特徴とする請求項１に記載の電動アクチュエータ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電動アクチュエータをベッド本体に設け、
前記電動アクチュエータを用いて前記ベッド本体を駆動することを特徴とする電動ベッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動アクチュエータ、およびこれを用いた電動ベッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、病院や在宅介護用の電動ベッドとしては、使用者の乗降を容易にするためにベッドの寝床が昇降したり、上半身を起こすのを支援するためにベッドの寝床の背部などが起伏したりするものがある。この背部などを起伏動作させる動力源には、アクチュエータが用いられる。
【０００３】
この種のアクチュエータは、筒状のハウジング内に電動モータと、この電動モータの回転軸に連結されたウォーム歯車減速装置とを備えている。ウォーム歯車減速装置のウォームホイールには、雄ネジ部を有するシャフトが固定されている。このシャフトの外周には、雄ネジ部に螺合し、かつシャフトの正逆回転により相対的に軸線方向に往復移動するナット部材が設けられている。このナット部材は、電動ベッドに設けられたリンク機構に支持部材を介して連結されている。そして、ナット部材を往復移動させるとリンク機構が駆動し、ベッドの寝床の背部が起伏動作を行う（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１８８５３４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、上述の従来技術にあっては、ベッドの寝床を起伏動作させるために、この寝床の下方にリンク機構を設置するスペースを確保する必要がある。このため、電動ベッドが大型化してしまうという課題がある。
また、ベッドの寝床を駆動させて寝床を所定の位置に停止させるためには、回転軸の逆転を防止する必要がある。これをウォーム歯車減速装置のセルフロック機能を用いて回転軸の逆転を防止しようとするとモータ出力効率が低下してしまい、電動モータが大型化してしまうという課題がある。
【０００５】
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、小型で出力効率を向上させることができる電動アクチュエータ、および電動ベッドを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、電動モータと、前記電動モータの回転軸に連結され、２つの遊星歯車機構を同軸上に並設して成る第一減速機構と、前記第一減速機構を介して得られた前記回転軸の回転力を外部機器に伝達するための第二減速機構と、少なくとも第一減速機構を収納するギヤハウジングとを備えた電動アクチュエータであって、前記第一減速機構に設けられた第一出力部と、前記第二減速機構に設けられた第二出力部とを前記電動モータの回転軸と同軸上に配置し、前記ギヤハウジングのうち、前記第一減速機構と前記第二減速機構との間に位置するケーシングの内側に、前記第一出力部、前記第二出力部、および前記回転軸の外力による逆転を防止するためのブレーキ機構を設け、前記ブレーキ機構は、前記第一出力部の回転力が伝達されるカップリングと、前記カップリングに連係され前記第二減速機構に前記第一出力部の回転力を伝達する伝達部と、前記伝達部にブレーキ力を付与するブレーキ部とを備えたものであって、前記伝達部は、前記第二減速機構に連結された伝達軸と、この伝達軸の外周に固定されるカムとを有し、前記ブレーキ部は、前記伝達軸が前記第二減速機構のからの回転を受けて逆転したときに前記カムに当接するように配設された当接部と、前記当接部の前記ケーシング側に設けられたブレーキ部材とを有し、前記伝達軸の逆転に伴って前記カムが前記当接部を径方向外側に向かって押圧し、前記ブレーキ部材が前記ケーシングに押圧されることによって生じる摩擦力を、前記伝達軸の逆転を阻害するブレーキ力としたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載した発明は、前記第二減速機構は、前記第一出力部と連動する連動軸と、前記連動軸に固定された偏芯カムと、前記偏芯カムの外周に設けられ、前記偏芯カムと連動する外歯歯車と、前記外歯歯車の外周に設けられ、前記外歯歯車と噛合う内歯歯車とを有し、前記内歯歯車と前記第二出力部とが一体成形されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載した発明は、請求項１または請求項２に記載の電動アクチュエータをベッド本体に設け、前記電動アクチュエータを用いて前記ベッド本体を駆動することを特徴とする電動ベッドとした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第一減速機構と第二減速機構の２つの減速機構を介して電動モータの駆動力を外部機器に伝達するので、電動アクチュエータのトルクアップを図ることができ、電動モータを小型化することができる。
これに加え、第一減速機構の第一出力部、および第二減速機構の第二出力部とが電動モータの回転軸と同軸上に配置されている。具体的には、第一減速機構を２つの遊星歯車機構で構成し、第二減速機構を偏芯カム、外歯歯車、および第二出力部に一体成形されている内歯歯車で構成している。このため、電動アクチュエータが径方向に大型化することを防止でき、結果的に電動アクチュエータ全体の大きさを小さく抑えることができる。
【００１２】
また、第一出力部、第二出力部、および回転軸の外力による逆転を防止するブレーキ機構を設けているので、電動モータ駆動時にはブレーキ力を解放して効率よく電動モータの駆動力を外部機器に伝達できる。一方、電動モータ停止時には、確実に外部機器を停止できる。このため、出力効率の優れた電動アクチュエータを提供することが可能になる。
【００１３】
しかも、第一減速機構と第二減速機構との間にブレーキ機構を設けているので、電動モータの回転軸に直接ブレーキ力を付与するのではなく、この回転軸に連結されている第一減速機構の第一出力部にブレーキ力を付与するようになっている。このため、電動モータの回転軸のように高回転している軸とブレーキ機構とが直接接触するのを防止できる。よって、例えば、高回転に伴うブレーキ機構の摩耗を抑制することができ、ブレーキ機構の損傷を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、電動ベッド１は、ベッド本体２と、このベッド本体２を動作させる電動アクチュエータ３と備えたものである。
ベッド本体２はベースフレーム４を有しており、このベースフレーム４の下面の４隅に脚部５がそれぞれ設けられている。
【００１５】
ベースフレーム４の上面には、長手方向両端に一対の台座６ａ，６ｂが設けられている。これら台座６ａ，６ｂは、それぞれ背部と脚部に対応するように配設されている。背部に対応する一方の台座６ａには、長手方向外側端にヘッドボード７が立設されている。また、脚部に対応する他方の台座６ｂには、長手方向外側端にフットボード８が立設されている。
【００１６】
各台座６ａ，６ｂの上面には、レール９が両者６ａ，６ｂに跨るようにして設けられている。レール９上には、ベッドフレーム１０が設けられている。
ベッドフレーム１０は、背フレーム１１と、この背フレーム１１に回動可能に連結された第一脚フレーム１２と、この第一脚フレーム１２に回動可能に連結された第二脚フレーム１３とで構成されている。
【００１７】
背フレーム１１の長手方向略中央には、第一アーム１４の一端が回動自在に取付けられている。この第一アーム１４の他端は、レール９に沿ってスライド自在に取付けられている。また、背フレーム１１の第一脚フレーム１２寄りには、第二アーム１５の一端が回動自在に取付けられている。この第二アーム１５の他端もレール９に沿ってスライド自在に取付けられている。
【００１８】
第一脚フレーム１２の長手方向略中央には、第三アーム１６の一端が回動自在に取付けられている。この第三アーム１６の他端は、レール９に沿ってスライド自在に取付けられている。これによって、背フレーム１１、第一脚フレーム１２、および第二脚フレーム１３がレール９に対して傾動可能に連結された状態になる。
【００１９】
さらに、一方の台座６ａには、ベッドフレーム１０の背フレーム１１を起伏動作させるための電動アクチュエータ３が取付けられている。
電動アクチュエータ３は、電動モータ１８と、電動モータ１８に連結されている第一減速機構１９と、第一減速機構１９に連結されている第二減速機構２０と、第一減速機構１９と第二減速機構２０との間に設けられたブレーキ機構２１とを備え、第二減速機構２０の出力軸２２に作動板２３の基端が固定されている。この作動板２３の先端がベッドフレーム１０の背フレーム１１に係合されており、作動板２３が駆動することによって背フレーム１１が起伏動作するようになっている。
【００２０】
電動モータ１８は、有底筒状のヨーク２４内にアーマチュア２５を回転自在に配置した構成となっている。
ヨーク２４の周壁２６には、内面側に複数のセグメント型の永久磁石３３が磁極が順番になるように配設されている。
【００２１】
ヨーク２４のエンド部（底壁）２７には、中央に軸線方向外側に向かって突出するボス２８が形成され、ここにアーマチュア２５を構成する回転軸２９の一端を軸支するための軸受け３０が圧入固定されている。
また、ヨーク２４の周壁２６には、開口部２６ａに外フランジ部３１が一体成形されており、ここに、電動モータ１８を第一減速機構１９に締結固定するためのボルト孔３２が形成されている。
【００２２】
アーマチュア２５は、回転軸２９と、この回転軸２９に外嵌固定されたアーマチュアコア３４と、アーマチュアコア３４に巻装されたアーマチュアコイル３５と、回転軸２９の他端側に配置されたコンミテータ３６とを備えている。アーマチュアコア３４は、リング状の金属板３７を軸線方向に複数枚積層したものである。
金属板３７の外周部にはＴ字型の複数のティース３８が周方向に沿って等間隔に放射状に形成されている。
【００２３】
複数枚の金属板３７を回転軸２９に外嵌固定することにより、アーマチュアコア３４の外周には、隣接するティース３８間に蟻溝状のスロット３９が形成されている。スロット３９は軸線方向に沿って延びており、周方向に沿って等間隔に複数形成されている。
これらスロット３９間にエナメル被覆の巻線４０を挿通し、ティース３８に巻線４０が巻装される。これにより、アーマチュアコア３４の外周に、複数のアーマチュアコイル３５が形成される。
【００２４】
コンミテータ３６は、回転軸２９の他端寄りに外嵌固定されている。コンミテータ３６の外周面には、導電材で形成されたセグメント４１が複数設けられている。
セグメント４１は軸線方向に長い板状の金属片からなり、互いに絶縁された状態で周方向に沿って等間隔に並列に固定されている。
【００２５】
各セグメント４１には、アーマチュアコア３４側の端部に外径側に折り返す形で折り曲げられたライザ４２が一体成形されている。ライザ４２には、アーマチュアコイル３５の巻き始め端部と巻き終わり端部となる巻線４０が掛け回わされ、巻線４０はヒュージングによりライザ４２に固定されている。これにより、セグメント４１とこれに対応するアーマチュアコイル３５とが導通される。
【００２６】
このように構成されたコンミテータ３６は、第一減速機構１９の第一ギヤハウジング４３に形成されたブラシ収納部４４に臨まされた状態で配設されている。
ブラシ収納部４４は、第一ギヤハウジング４３の電動モータ１８側に凹状に形成されたものである。このブラシ収納部４４には、一対のブラシホルダ４５が内装されている。
【００２７】
ブラシホルダ４５には、それぞれブラシ４６がスプリング（不図示）を介して付勢された状態で出没自在に内装されている。これらブラシ４６の先端部は、スプリングによって付勢され、コンミテータ３６に摺接した状態になっている。
また、ブラシ４６は、この第一減速機構１９側に配設された円盤状の配電ユニット４７を介して不図示の外部電源に接続されている。
【００２８】
ブラシ収納部４４の開口縁には、ヨーク２４に勘合するインロー部４８が突設されている。このインロー部４８にヨーク２４が外嵌することで電動モータ１８の位置決めが行われる。インロー部４８の外周側には、外フランジ部３１に形成されたボルト孔３２に対応する部位に雌ネジ部４９が刻設されている。この雌ネジ部４９とボルト孔３２にボルト５０が螺入することによって、電動モータ１８が第一減速機構１９の第一ギヤハウジング４３に締結固定されるようになっている。
【００２９】
また、ブラシ収納部４４の底壁４４ａには、径方向略中央に回転軸２９の他端側を軸支する軸受け５１が設けられている。回転軸２９の他端は、この軸受け５１を介して底壁４４ａから突出した状態になっている。
第一ギヤハウジング４３のブラシ収納部４４とは反対側（図３における左側）には、第一減速機構１９とブレーキ機構２１とを収納するギヤ収納部５２が形成されている。すなわち、ブラシ収納部４４の底壁４４ａは、ブラシ収納部４４とギヤ収納部５２とを区分けする隔壁の役割を有している。ギヤ収納部５２は、第一減速機構１９を収納する第一収納部５２ａと、この収納部５２ａよりも第二減速機構２０側に段差によって拡径形成され、ブレーキ機構２１を収納する第二収納部５２ｂとで構成されている。この第二収納部５２ｂは、ブレーキ機構２１のケーシングの役割を有する。
【００３０】
図３、図４に示すように、第一減速機構１９は、第一遊星歯車機構５３と第二遊星歯車機構５４の２つの遊星歯車機構５３，５４を同軸上に並設して成るものである。
第一遊星歯車機構５３は、電動モータ１８の回転軸２９に外嵌固定され回転軸２９と共回りする太陽歯車５５と、太陽歯車５５に噛合い、太陽歯車５５を中心に公転可能に形成された３つの遊星歯車５６と、３つの遊星歯車５６を連結する遊星キャリア５７と、遊星歯車５６の外周側に設けられた環状の外輪歯車５８とを有している。
【００３１】
外輪歯車５８の外周部は、ギヤ収納部５２の第一収納部５２ａに圧入固定されている。一方、外輪歯車５８の内周部には、遊星歯車５６と噛合う内歯が形成されている。
遊星キャリア５７は、３つの遊星歯車５６を挟み込む形で配設された１対の円板５９ａ，５９ｂを有している。これら円板５９ａ，５９ｂによって３つの遊星歯車５６の軸線方向の移動が規制されている。
【００３２】
一対の円板５９ａ，５９ｂのうち、電動モータ１８側に配設された円板５９ａには、径方向略中央に太陽歯車５５と摺動可能な孔６０が形成されている。一方、第二遊星歯車機構５４側に配設された円板５９ｂには、径方向略中央に回転軸２９に摺動可能な孔６１が形成されている。また、円板５９ｂには、３つの遊星歯車５６に対応する部位に遊星歯車５６を軸支する支軸６２がそれぞれ一体成形されている。これら支軸６２の先端は円板５９ａを貫通しており、これによって一対の円板５９ａ，５９ｂが一体となって回転するようになっている。
【００３３】
第二遊星歯車機構５４は、電動モータ１８の回転軸２９に摺動可能に形成された太陽歯車６３と、太陽歯車６３に噛合い、太陽歯車６３を中心に公転可能に形成された３つの遊星歯車６４と、３つの遊星歯車６４を連結する遊星キャリア６５と、遊星歯車６４の外周側に設けられた環状の外輪歯車５８とを有している。
【００３４】
ここで、外輪歯車５８は、第一遊星歯車機構５３と共有されている。また、太陽歯車６３は、第一遊星歯車機構５３を構成する遊星キャリア５７の円板５９ｂに一体成形されており、第一遊星歯車機構５３の遊星キャリア５７が回転することによって、第二遊星歯車機構５４の太陽歯車６３が回転するようになっている。
【００３５】
遊星キャリア６５は、３つの遊星歯車６４を挟み込む形で配設され遊星歯車６４の軸線方向の移動を規制する１対の円板６６ａ，６６ｂを有している。これら一対の円板６６ａ，６６ｂのうち、第一遊星歯車機構５３側に配設された円板６６ａには、径方向略中央に太陽歯車６３と摺動可能な孔６７が形成されている。一方、ブレーキ機構２１側に配設された円板６６ｂは、径方向略中央にフランジブッシュ６８が設けられ、このフランジブッシュ６８を介して回転軸２９の他端に軸支されている。
【００３６】
また、円板６６ｂには、３つの遊星歯車６４に対応する部位に遊星歯車６４を軸支する支軸６９がそれぞれ一体成形されている。これら支軸６９の先端は円板６６ａを貫通しており、これによって一対の円板６６ａ，６６ｂが一体となって回転するようになっている。すなわち、第二遊星歯車機構５４の遊星キャリア６５が第一減速機構１９の出力部として機能している。
【００３７】
ここで、図３、図６、図７に示すように、円板６６ｂには、ブレーキ機構２１側（図３における左側）に向かって３つの凸部７０，７１，７２が形成されており、ブレーキ機構２１のカップリング７３として機能している。
ブレーキ機構２１は、カップリング７３と、このカップリング７３に係合して第二減速機構２０にカップリング７３の回転力を伝達する伝達部７４と、伝達部７４にブレーキ力を付与するブレーキ部７５とで構成されている。
【００３８】
カップリング７３に設けられた３つの凸部７０，７１，７２、すなわち、第一凸部７０、第二凸部７１、および第三凸部７２は、それぞれ平面視略扇状に形成されており、各々内周壁７０ａ，７１ａ，７２ａと、これら内周壁７０ａ，７１ａ，７２ａから径方向外側に向かって徐々に広がるように形成された斜壁７０ｂ，７１ｂ，７２ｂと、外周壁７０ｃ，７１ｃ，７２ｃとを有している。
【００３９】
これら凸部７０，７１，７２のうち、第一凸部７０と第二凸部７１は、回転軸２９を中心に対向配置されている。そして、第三凸部７２は、２つの凸部７０，７１よりもやや小さめに形成されており、第二凸部７１から周方向に角度θずれて配置されている。
【００４０】
伝達部７４は、電動モータ１８の回転軸２９と同軸上に配置された伝達軸７６と、この伝達軸７６に外嵌固定されているカム７７とで構成されている。伝達軸７６の一端には、段差によって縮径された縮径部７６ａが形成されており、ここにフランジ付ナット１２２が締結固定されている。このフランジ付ナット１２２によって、カム７７の軸線方向の移動が規制されるようになっている。
【００４１】
カム７７は、円盤状に形成されているカム本体７８と、カム本体７８から径方向に突出する一対のアーム７９，７９とで構成されている。カム本体７８は、周方向の一部に径方向外側に向かって突出する突出部７８ａが形成されている。また、カム本体７８は、伝達軸７６の一端からフランジ付ナット１２２の長さ分だけ軸線方向にずれた位置に外嵌固定されている。一対のアーム７９，７９は、伝達軸７６を中心に対向配置されている。
【００４２】
ブレーキ部７５は、ブレーキ本体８０と、ブレーキ本体８０と伝達軸７６とを連結するリンク部８１とで構成されており、カップリング７３に設けられている各凸部７０，７１，７２のうちの第三凸部７２上に配設されている。
ブレーキ本体８０は、金属板を折り曲げて断面略コの字状に形成すると共に、平面視略長円形状に形成された支持部材８２を有している。支持部材８２の短手方向外側には、断面略矩形のブレーキ部材８５が取付けられている。このブレーキ部材８５は、例えば、ゴムなどから成る弾性部材や樹脂部材で形成されている。
【００４３】
支持部材８２の長手方向一端には、ベアリング８３が設けられている。このベアリング８３は、支持部材８２を厚さ方向に貫通する支軸８４ａによって軸支されている。支持部材８２の長手方向他端には、リンク部８１に連結するための支軸８４ｂが設けられている。この支軸８４ｂは、支持部材８２を厚さ方向に貫通するように設けられている。
【００４４】
リンク部８１は、金属板からプレス加工などによって平面視長円形に形成したものである。リンク部８１の長手方向一端には、バーリング加工などによって伝達軸７６を挿通可能に形成した伝達軸挿通孔８６が設けられている。リンク部８１の長手方向他端には、バーリング加工などによってブレーキ部７５の支軸８４ｂを挿通可能に形成した支軸挿通孔８７が設けられている。
【００４５】
ここで、カップリング７３に設けられている各凸部７０，７１，７２は、内周壁７０ａ，７１ａ，７２ａがカム本体７８との干渉を避けるように形成されている。
また、各凸部７０，７１，７２のうちの第一凸部７０、および第二凸部７１の高さＨ１，Ｈ２は、カム７７に形成されているアーム７９，７９に当接可能な高さに設定されている。一方、第三凸部７２の高さＨ３は、ブレーキ本体８０の支持部材８２との干渉を避けるように設定されている。
【００４６】
すなわち、第三凸部７２の高さＨ３は、伝達軸７６の一端に設けられたフランジ付ナット１２２の長さと略一致する程度に設定されている。これに対し、第一凸部７０、および第二凸部７１の高さＨ１，Ｈ２は、第三凸部７２の高さＨ３とブレーキ本体８０の支持部材８２の厚さ方向の高さとを合わせた高さよりもやや大きくなる程度に設定されている。
したがって、ブレーキ機構２１は、各パーツを組立てた状態であっても、ブレーキ部７５のリンク部８１が伝達軸７６を中心にして回動可能になっていると共に、ブレーキ本体８０が支軸８４ｂを中心にして回動可能になっている。
【００４７】
図３に示すように、第一ギヤハウジング４３には、第二減速機構２０側の開口部５２ｃにギヤ収納部５２を閉塞する隔壁８８が嵌め込まれている。この隔壁８８は、略円盤状に形成されたものであって、径方向略中央にブレーキ機構２１の伝達軸７６を挿通可能な挿通孔８９が形成されている。この挿通孔８９には、フランジブッシュ９０が設けられている。すなわち、隔壁８８はフランジブッシュ９０を介して伝達軸７６を回転自在に支持している。隔壁８８に回転自在に支持されている伝達軸７６の他端は隔壁８８から突出し、第二減速機構２０に介在するように形成されている。この他に、第一ギヤハウジング４３には、電動アクチュエータ３をベッド本体２に取付けるための取付けブラケット１００，１００が２箇所設けられている。
【００４８】
図３、図８に示すように、第一減速機構１９の隔壁８８よりも外側には、第二減速機構２０が設けられている。第二減速機構２０は、有底筒状の第二ギヤハウジング１０１の内側に収納されている。第二ギヤハウジング１０１は、エンド部（底壁）１０１ａが外側を向くように配置され、ボルト１０２によって第一ギヤハウジング４３に締結固定されている。
【００４９】
第二減速機構２０は、ブレーキ機構２１の伝達軸７６の他端側に外嵌固定されている偏芯カム１０３と、偏芯カム１０３の外周に設けられた外歯歯車１０４と、外歯歯車１０４の外周に設けられ外歯歯車１０４と噛合う内歯歯車１０５とを備えている。
偏芯カム１０３の基端側には、ボールベアリング１０６，１０６が２つ外嵌固定されている一方、偏芯カム１０３の先端側には、滑り軸受け１０７が固定されている。
【００５０】
外歯歯車１０４は略円筒状に形成されており、この内周面は、偏芯カム１０３に設けられたボールベアリング１０６，１０６、および滑り軸受け１０７に外嵌可能な段付形状を有している。また、外歯歯車１０４の内周面には、基端側にＣ型止め輪１０８が設けられている。すなわち、外歯歯車１０４は、内周面に設けられた段差部１０４ａとＣ型止め輪１０８とによって、２つのボールベアリング１０６，１０６の外輪（アウターレース）１０６ａを挟持した状態になっている。
【００５１】
これによって、外歯歯車１０４の軸線方向の移動が規制されるようになっている。また、外歯歯車１０４は、偏芯カム１０３にボールベアリング１０６，１０６、および滑り軸受け１０７を介して外嵌されている、つまり、偏芯カム１０３に対して回転自在に固定されている。このため、伝達軸７６の軸心に対する偏芯カム１０３の偏芯量の分だけ旋回運動することになる。
【００５２】
外歯歯車１０４の外周面には、内周面の段差に対応するように、大径外歯１０９ａと小径外歯１０９ｂの２段の外歯１０９ａ，１０９ｂが形成されている。内歯歯車１０５は、外歯歯車１０４の２段の外歯１０９ａ，１０９ｂにそれぞれ対応するように第一内歯歯車１１０と第二内歯歯車１１１の２つの内歯歯車で構成されている。
【００５３】
第一内歯歯車１１０は略円筒状に形成されたものであって、この内歯１１２は、外歯歯車１０４の大径外歯１０９ａの旋回運動を許容可能に形成されている。また、内歯１１２の歯数は、外歯歯車１０４の大径外歯１０９ａの歯数よりも多く設定されている。すなわち、第一内歯歯車１１０の内歯１１２と外歯歯車１０４の大径外歯１０９ａは、偏芯方向では噛合った状態になっている一方、偏芯方向以外の部分では内歯１１２と大径外歯１０９ａとが互いに離反した状態になっている。
【００５４】
第一内歯歯車１１０の外周面と、第二ギヤハウジング１０１の第一内歯歯車１１０に対応する部位には、それぞれスプラインが形成されており、互いにスプライン嵌合されている。また、第一内歯歯車１１０の外周面には基端側に外フランジ部１１０ａが形成されていると共に、第二ギヤハウジング１０１の開口縁に、外フランジ部１１０ａを受け入れる段差部１１４が形成されている。これによって、第一内歯歯車１１０が第二ギヤハウジング１０１に対して軸線方向に位置決め固定されるようになっている。
【００５５】
第二内歯歯車１１１は有底筒状に形成されたものであって、このエンド部（底部）１１１ａが先端側（図３における左側）に向くように配置されている。第二内歯歯車１１１の内歯１１５は、外歯歯車１０４の小径外歯１０９ｂの旋回運動を許容可能に形成されている。また、内歯１１５の歯数は、外歯歯車１０４の小径外歯１０９ｂの歯数よりも多く設定されている。すなわち、第二内歯歯車１１１の内歯１１５と外歯歯車１０４の小径外歯１０９ｂは、偏芯方向では噛合った状態になっている一方、偏芯方向以外の部分では内歯１１５と小径外歯１０９ｂとが互いに離反した状態になっている。
【００５６】
第二ギヤハウジング１０１には、第二内歯歯車１１１に対応する部位に滑り軸受け１１６が圧入固定されている。これによって、第二内歯歯車１１１は、第二ギヤハウジング１０１に摺動可能に支持された状態になっている。
第二内歯歯車１１１のエンド部（底部）１１１ａには、出力軸２２が一体成形されている。この出力軸２２は、第二ギヤハウジング１０１のエンド部（底部）１０１ａに形成された挿通孔１１７にフランジブッシュ１１８を介して軸支され、電動モータ１８の回転軸２９と同軸上に配置された状態になっている。
【００５７】
出力軸２２の基端には、ブレーキ機構２１から延出している伝達軸７６の他端を受け入れる凹部１１９が形成されている。この凹部１１９には、フランジブッシュ１２０が設けられている。これによって、伝達軸７６の他端が回転自在に支持されている。また、フランジブッシュ１２０と第二ギヤハウジング１０１のエンド部（底部）１０１ａに設けられたフランジブッシュ１１８によって、第二内歯歯車１１１、および出力軸２２の軸線方向の移動が規制されるようになっている。
【００５８】
出力軸２２の軸線方向略中央には、作動板２３がスプライン嵌合されている。また、出力軸２２の先端には、作動板２３を軸線方向で固定するファインナット１２１が螺合されている。これによって、第二内歯歯車１１１、および出力軸２２の回動に伴って作動板２３が周方向に移動し（例えば、図２の矢印参照）、ベッドフレーム１０の背フレーム１１が起伏動作する（図１参照）。ここで、作動板２３が図２に示す矢印方向に移動すると、背フレーム１１は起上する方向に向かって移動することになる。
この他に、第二ギヤハウジング１０１には、電動アクチュエータ３をベッド本体２に取付けるための取付けブラケット１２３，１２３が２箇所設けられている。
【００５９】
次に、図３〜図５、図８、図９に基づいて電動アクチュエータ３の動作について説明する。
まず、電動モータ１８を駆動し、回転軸２９を回転させると、回転軸２９に外嵌固定されている第一遊星歯車機構５３の太陽歯車５５が回転する。すると、この太陽歯車５５に噛合う３つの遊星歯車５６が太陽歯車５５を中心に公転する。
このとき、遊星歯車５６の外周側に設けられ遊星歯車５６に噛合う外輪歯車５８が第一ギヤハウジング４３に固定されているので、遊星歯車５６の公転に伴って遊星キャリア５７が回転する。この遊星キャリア５７の回転速度は、回転軸２９よりも減速されている。
【００６０】
第一遊星歯車機構５３の遊星キャリア５７が回転することによって、これに一体成形されている第二遊星歯車機構５４の太陽歯車６３が回転する。なお、第二遊星歯車機構５４の機構と、第一遊星歯車機構５３の基本的構成は同じなので、ここでは、第二遊星歯車機構５４の動作についての説明を省略する。
第二遊星歯車機構５４の太陽歯車６３が回転すると、第二遊星歯車機構５４の遊星キャリア６５が回転する。
【００６１】
ここで、図９（ａ）に示すように、第二遊星歯車機構５４の遊星キャリア６５、つまり、ブレーキ機構２１のカップリング７３が反時計回り方向（図９（ａ）における矢印Ｅ方向）に向かって回転する場合、カップリング７３に設けられている第一凸部７０の斜壁７０ｂと第二凸部７１の斜壁７１ｂとがカム７７のアーム７９に当接する。また、第三凸部７２の斜壁７２ｂがブレーキ部７５の支軸８４ｂに当接する。
【００６２】
すると、カップリング７３の回転に同期して、それぞれカム７７とブレーキ部７５とが共回りする。これによって、カップリング７３の回転力にブレーキ力が付与されることなく、カム７７に内嵌固定されている伝達軸７６が回転する。なお、カップリング７３の反時計回り方向への回転は、ベッドフレーム１０の背フレーム１１を起上する方向に向かって移動させる（図１、図２参照）。
【００６３】
一方、図９（ｂ）に示すように、ブレーキ機構２１のカップリング７３が時計回り方向（図９（ｂ）における矢印Ｆ方向）に向かって回転、つまり、背フレーム１１を倒伏する方向に向かって移動させる場合、カップリング７３に設けられた第二凸部７１の斜壁７１ｂがブレーキ部７５の支軸８４ｂに当接する。そして、その他第一凸部７０、および第三凸部７２は、他の部品に当接しない状態になる。
【００６４】
すると、ブレーキ部７５とカップリング７３とが時計回り方向に向かって回転する。このとき、ブレーキ部７５は、この支軸８４ｂが第二凸部７１に押されている状態であるため、ブレーキ部７５のブレーキ部材８５を僅かに第一ギヤハウジング４３に押し付けながら、カム７７と共回りすることになる。したがって、背フレーム１１を倒伏する方向に向かって電動モータ１８を駆動させる場合にあっては、カップリング７３の回転力に僅かにブレーキ力を付与した状態で伝達軸７６が回転する。
なお、伝達軸７６には、背フレーム１１の自重や使用者の体重などの外力が作動板２３、および第二減速機構２０を介して作用することにより、時計回り方向への回転力が付与される。このため、ブレーキ部７５のベアリング８３とカム７７のアーム７９が接触することなく、カップリング７３やブレーキ部７５とカム７７は、恰も互いに同期している状態で時計回り方向に回転することになる。
【００６５】
これに対して、図９（ｃ）に示すように、外力によって背フレーム１１を倒伏させる方向に向かって荷重がかかる場合、つまり、例えば、背フレーム１１を所定の場所に移動させた状態で使用者がベッド本体２に横たわった場合、伝達軸７６は、作動板２３、および第二減速機構２０を介して時計回り方向（図９（ｃ）における矢印Ｇ方向）に向かって逆転しようとする。このとき、カップリング７３は停止状態にあるので、カム７７のアーム７９，７９がカップリング７３の第一凸部７０の斜壁７０ｂ、および第二凸部７１の斜壁７１ｂに当接する。また、これと同時にカム本体７８の突出部７８ａがブレーキ部７５のベアリング８３に当接する。
【００６６】
すると、ベアリング８３に径方向外側に向かう力が作用し、ブレーキ部７５のブレーキ本体８０が支軸８４ｂを中心にして外側に向かって回動しようとする。ブレーキ本体８０が外側に向かって回動すると、ブレーキ部材８５が第一ギヤハウジング４３（第二収納部５２ｂ）側に向かって押圧され、摩擦力が生じる。このため、伝達軸７６にブレーキ力が付与され、背フレーム１１が倒伏する方向に移動することがない。
【００６７】
図３、図８に示すように、ブレーキ機構２１の伝達軸７６が回転すると、これに伴って第二減速機構２０の偏芯カム１０３が回転する。すなわち、ブレーキ機構２１の伝達軸７６は、第一減速機構１９の出力部である遊星キャリア６５と連動する連動軸としての機能を有している。
偏芯カム１０３が回転すると、これ連動して外歯歯車１０４が旋回運動する。すると、外歯歯車１０４の大径外歯１０９ａと第一内歯歯車１１０の内歯１１２との噛合い位置が順次移動し、外歯歯車１０４が伝達軸７６よりも減速した状態で回転する。
【００６８】
外歯歯車１０４が回転すると、この小径外歯１０９ｂと第二内歯歯車１１１の内歯１１５との噛合い位置が順次移動する。すると、第二内歯歯車１１１が回転する。第二内歯歯車１１１が回転することにより、これと一体成形されている出力軸２２が回転する。そして、出力軸２２とスプライン嵌合している作動板２３が周方向に移動し、これによって、ベッドフレーム１０の背フレーム１１が起伏動作する。
【００６９】
したがって、上述の実施形態によれば、第一減速機構１９と第二減速機構２０の２つの減速機構１９，２０を介して電動モータ１８の駆動力をベッド本体２に伝達することができる。このため、電動アクチュエータ３のトルクアップを図ることができ、この結果、電動モータ１８を小型化することができる。
これに加え、第一減速機構１９を２つの遊星歯車機構５３，５４を同軸上に並設して構成する一方、第二減速機構２０を偏芯カム１０３と、偏芯カム１０３の外周に設けられた外歯歯車１０４と、外歯歯車１０４の外周に設けられ出力軸２２を一体成形した内歯歯車１０５とで構成している。このため、電動アクチュエータ３が各減速機構１９，２０によって径方向に大型化することなく、全体の大きさを小さく抑えることができる。
【００７０】
また、第一減速機構１９と第二減速機構２０との間にブレーキ機構２１を設け、このブレーキ機構２１によって、外力による伝達軸７６の逆転を防止している。そして、伝達軸７６の逆転を防止することによって、電動モータ１８の回転軸２９、第一減速機構１９の遊星キャリア６５、および第二減速機構２０の出力軸２２の外力による逆転を防止している。すなわち、電動モータ１８の回転軸２９に直接ブレーキ力を付与するのではなく、第一減速機構１９の伝達軸７６にブレーキ力を付与するようになっている。このため、電動モータ１８の回転軸２９のように高回転している軸とブレーキ機構２１とが直接接触するのを防止できる。よって、例えば、高回転に伴うブレーキ機構２１の摩耗を抑制することができ、ブレーキ機構の損傷を防止することができる。
【００７１】
さらに、ブレーキ機構２１は、電動モータ１８を駆動させる場合には、ブレーキ力が解放するように構成されている一方、外力によって伝達軸７６が逆転する場合には、ブレーキ力が確実に付与されるように構成されている。このため、出力効率の優れた電動アクチュエータ３を提供することが可能になる。
これに加え、ブレーキ機構２１は、ベッドフレーム１０の背フレーム１１を起上する方向に向かって移動させるときは、ブレーキ力を完全に解放するように構成されている一方、背フレーム１１を倒伏する方向に向かって移動させるときは、僅かにブレーキ力を付与させるように構成されている。このため、ベッド本体２に使用者が横たわることによってかかる外力に伴い、背フレーム１１が所望するスピード以上の速さで倒伏移動することを防止できる。よって、快適な電動ベッド１を提供することが可能になる。
【００７２】
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、電動アクチュエータ３をベッドフレーム１０の背フレーム１１の起伏動作に用いた場合について説明したが、これに限られるものではなく、第一脚フレーム１２、および第二脚フレーム１３の起伏動作を行うために別途電動アクチュエータ３を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施形態における電動ベッドの斜視図である。
【図２】本発明の実施形態における電動アクチュエータの斜視図である。
【図３】本発明の実施形態における電動アクチュエータの縦断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図６】本発明の実施形態におけるブレーキ機構の斜視図である。
【図７】本発明の実施形態におけるブレーキ機構の分解斜視図である。
【図８】図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図９】図３のＤ−Ｄ線に沿う断面を示し、（ａ）は背フレームを起上する方向に向かって移動する場合の動作説明図、（ｂ）は背フレームを倒伏する方向に向かって移動する場合の動作説明図、（ｃ）は電動アクチュエータにブレーキ力を付与する場合の動作説明図である。
【符号の説明】
【００７４】
１  電動ベッド
２  ベッド本体（外部機器）
３  電動アクチュエータ
１８  電動モータ
１９  第一減速機構
２０  第二減速機構
２１  ブレーキ機構
２２  出力軸（第二出力部）
２９  回転軸
４３  第一ギヤハウジング（ギヤハウジング）
５２  ギヤ収納部
５２ａ  第一収納部
５２ｂ  第二収納部（ケーシング）
５３  第一遊星歯車機構
５４  第二遊星歯車機構
５５，６３  太陽歯車
５６，６４  遊星歯車
５７  遊星キャリア
５８  外輪歯車
６５  遊星キャリア（第一出力部）
７０  第一凸部
７１  第二凸部
７２  第三凸部
７３  カップリング
７４  伝達部
７５  ブレーキ部
７６  伝達軸（連動軸）
７７  カム
７８  カム本体
７８ａ  突出部
７９  アーム
８０  ブレーキ本体（当接部）
８１  リンク部
８２  支持部材
８３  ベアリング
８４ａ，８４ｂ  支軸
８５  ブレーキ部材
１０１  第二ギヤハウジング
１０３  偏芯カム
１０４  外歯歯車
１０５  内歯歯車
１０９ａ  大径外歯
１０９ｂ  小径外歯
１１０  第一内歯歯車
１１１  第二内歯歯車
１１２，１１５  内歯
【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】
0005080993.tif 000007
【図７】
0005080993.tif 000008
【図８】
0005080993.tif 000009
【図９】
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