特表 2024-502536 回転防止機構付きリニアアクチュエータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-01-22

(54)【発明の名称】回転防止機構付きリニアアクチュエータ

(51)【国際特許分類】

   F16H 19/02 20060101AFI20240115BHJP

【ＦＩ】

F16H19/02 D

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023529089

(86)(22)【出願日】2022-01-11

(85)【翻訳文提出日】2023-05-16

(86)【国際出願番号】 CA2022050030

(87)【国際公開番号】W WO2022150907

(87)【国際公開日】2022-07-21

(31)【優先権主張番号】63/136,310

(32)【優先日】2021-01-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】506427532

【氏名又は名称】ゲスチョン・ラフォレスト・インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＧＥＳＴＩＯＮ ＬＡＦＯＲＥＳＴ ＩＮＣ．

【住所又は居所原語表記】３１８５，ｌｅｒｅ ｒｕｅ，Ｓｔ－Ｈｕｂｅｒｔ，Ｑｕｅｂｅｃ Ｊ３Ｙ ８Ｙ６ ＣＡＮＡＤＡ

(74)【代理人】

【識別番号】110001379

【氏名又は名称】弁理士法人大島特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】フォルト、アラン

(72)【発明者】

【氏名】ゴベイユ、アラン

(72)【発明者】

【氏名】ラフォレスト、ピエール

【テーマコード（参考）】

3J062

【Ｆターム（参考）】

3J062AB21

3J062AC07

3J062CA06

3J062CA33

(57)【要約】

リニアアクチュエータが、細長い第１及び第２のバンドを含み、両バンドは協働して突出と退縮が可能（出没可能）なカラムを形成する。回転可能な第１及び第２のバンドガイド部材は、それぞれ前記第１及び第２のバンドを案内して、両バンドの周回ターン同士を連結係合させる。パワーアクチュエータは、第１及び第２のバンドガイド部材を回転させて、出没可能なカラムを突出・退縮させる。ベース部は、パワーアクチュエータ、第１及び第２のバンド、及び第１及び第２のバンドガイド部材を支持する。回転防止機構は、ベース部に取り付けられた第１の回転防止部材と、第１のバンド及び／または第２のバンドに取り付けられた相補的な第２の回転防止部材とを含み、両回転防止部材が互いに係合してカラム部分のベース部に対する回転を防止する。両回転防止部材の係合はカラムの外周に沿って非点接触的な接触領域において達成される。
【選択図】図６

【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、
細長い第１のバンドと、
細長く、実質的に平坦な第２のバンドであって、前記第１のバンド及び前記第２のバンドは、それぞれの収容部分及びカラム部分を有し、前記第１のバンドと前記第２のバンドのそれぞれの収容部分は互いに離隔され、前記第１のバンドと前記第２のバンドのそれぞれのカラム部分は互いに係合して突出と退縮が可能、すなわち出没可能なカラムを形成し、前記第２のバンドのカラム部分は、長手方向軸を中心に螺旋を形成する、該第２のバンドと、
前記第１のバンドの、螺旋状の延び出しの各周回であるターンを、その前記収容部分からその前記カラム部分へと案内する回転可能な第１のバンドガイド部材と、
前記第２のバンドのターンをその前記収容部分からその前記カラム部分に案内する回転可能な第２のバンドガイド部材と、
前記第１のバンドガイド部材及び第２のバンドガイド部材の回転を引き起こして、前記出没可能なカラムを突出または収容可能とするパワーアクチュエータと、
前記パワーアクチュエータ、前記第１のバンド、前記第２のバンド、前記第１のバンドガイド部材、及び前記第２のバンドガイド部材を支持するベース部と、
前記ベース部に取り付けられた第１の回転防止部材と、前記第１のバンド及び第２のバンドの少なくとも一方に取り付けられた、前記第１の回転防止部材に対して相補的な第２の回転防止部材とを含む回転防止機構であって、前記第１のバンドのカラム部分と前記第２のバンドのカラム部分において、前記第１の回転防止部材及び前記第２の回転防止部材が互いに係合し、前記ベース部に対する前記出没可能なカラムの回転を防止する、該回転防止機構と、を備え、
前記第１の回転防止部材と前記第２の回転防止部材との係合は、前記出没可能なカラムの外周に沿って非点接触的な接触領域において達成される、リニアアクチュエータ。

【請求項2】

請求項１に記載のリニアアクチュエータであって、
前記第１回転防止部材と前記第２の回転防止部材との係合は、前記第１回転防止部材と前記第２の回転防止部材の、前記出没可能なカラムの少なくとも１回の完全なターンにわたる部分での係合を含む、リニアアクチュエータ。

【請求項3】

請求項２に記載のリニアアクチュエータであって、
前記第１回転防止部材及び前記第２の回転防止部材がそれぞれ、前記出没可能なカラムの周方向の各位置において、前記出没可能なカラムの接線方向に互いに当接する第１の衝当部材及び第２の衝当部材を含む、リニアアクチュエータ。

【請求項4】

請求項３に記載のリニアアクチュエータであって、
前記第１回転防止部材及び前記第２の回転防止部材が歯と溝とを有し、前記歯は、
前記ベース部または前記第１のバンド及び前記第２のバンドの少なくとも一方に設けられ、前記溝は、前記ベース部または前記第１のバンド及び前記第２のバンドの他方に設けられ、
前記溝は前記長手方向軸と平行に延び、前記出没可能なカラムが突出または収容されるときに、前記歯は、前記溝内で前記長手方向軸に平行な方向に沿って前記溝に対して相対的に摺動可能であるが、前記歯は前記溝の壁に向けて付勢されることによって前記出没可能なカラムの前記長手方向軸を中心とする回転を阻止する、リニアアクチュエータ。

【請求項5】

請求項４に記載のリニアアクチュエータであって、
前記歯は、前記第１のバンド及び前記第２のバンドの一方に設けられ、前記溝は、前記ベース部に設けられる、リニアアクチュエータ。

【請求項6】

請求項５に記載のリニアアクチュエータであって、
前記溝は、前記出没可能なカラムの一部を周方向に外囲するように設けられる回転防止リングに設けられる、リニアアクチュエータ。

【請求項7】

請求項１に記載のリニアアクチュエータであって、
前記第１のバンドガイド部材及び前記第２のバンドガイド部材を支持するロータをさらに含み、
前記ロータは、前記パワーアクチュエータによって前記ロータを回転可能となるように前記パワーアクチュエータに動作可能に結合され、
前記ロータは、前記第１のバンド及び前記第２のバンドを、前記第１のバンドガイド部材及び前記第２のバンドガイド部材とともに支持する、リニアアクチュエータ。

【請求項8】

リニアアクチュエータで使用するための回転防止リングであって、
前記リニアアクチュエータは、細長く、実質的に平坦なバンドであって、
前記バンドは、カラム部分と、収容部分とを有し、
前記バンドは、前記カラム部分においてターンと別のターンとが互いに係合して、前記リニアアクチュエータの長手方向軸を中心に螺旋をなし、それによって突出と退縮が可能、すなわち出没可能なカラムを形成し、前記出没可能なカラムは前記回転防止リングのなかを通すことが可能であるように適合され、
前記バンドは、前記収容部分において各ターンが互いに係合せず離れるように配置される、該バンドと、
前記バンドの、螺旋状の延び出しの各周回であるターンを、その前記収容部分からその前記カラム部分に案内する回転可能なバンドガイド部材と、
前記カラム部分における前記バンドのターンを別のターンと相互連結させる相互連結部材と、
前記バンドガイド部材を回転させ、前記出没可能なカラムを突出または収容させるパワーアクチュエータと、
前記パワーアクチュエータ、前記バンド、及び前記バンドガイド部材を支持するベース部と、
前記出没可能なカラムから突出する歯と、を備え、
前記回転防止リングはさらに、
前記回転防止リングを前記基部に固定するためのアタッチメントと、
前記回転防止リングの内面に前記回転防止リングと同軸に設けられた溝とを含み、
前記溝は、前記リニアアクチュエータの前記歯と協働して、前記歯が前記溝内で前記長手方向軸に平行な方向に前記ベース部に対して移動可能であるが、前記出没可能なカラムの前記長手方向軸を中心とする回転を阻止するように構成され、
前記歯と前記溝との係合が、前記出没可能なカラムの外周に沿って非点接触的な接触領域において達成される、回転防止リング。

【請求項9】

請求項８に記載の回転防止リングであって、
前記歯と前記溝との係合は、前記出没可能なカラムの少なくとも１回の完全なターンの領域において達成される係合を含む、回転防止リング。

【請求項10】

リニアアクチュエータであって、
細長く、実質的に平坦なバンドであって、
前記バンドは、カラム部分と、収容部分とを有し、
前記バンドは、前記カラム部分において、螺旋状の延び出しの各周回であるターンと別のターンとが互いに係合して、前記リニアアクチュエータの長手方向軸を中心に螺旋をなし、それによって突出と退縮が可能、すなわち出没可能なカラムを形成し、
前記バンドは、前記収容部分において各ターンが互いに係合せず離れるように配置される、該バンドと、
前記バンドの、各周回であるターンを、その前記収容部分からその前記カラム部分に案内する回転可能なバンドガイド部材と、
前記カラム部分における前記バンドのターンを別のターンと相互連結させる相互連結部材と、
前記バンドガイド部材を回転させ、前記出没可能なカラムを突出または収容させるパワーアクチュエータと、
前記パワーアクチュエータ、前記バンド、及び前記バンドガイド部材を支持するベース部と、
前記ベース部に取り付けられた第１の回転防止部材と、前記バンドに取り付けられた、前記第１の回転防止部材に対して相補的な第２の回転防止部材とを含む回転防止機構であって、前記バンドのカラム部分において、前記第１の回転防止部材及び前記第２の回転防止部材が互いに係合し、前記ベース部に対する前記出没可能なカラムの回転を防止する、該回転防止機構と、を備え、
前記第１の回転防止部材と前記第２の回転防止部材との係合は、前記出没可能なカラムの外周に沿って非点接触的な接触領域において達成される、リニアアクチュエータ。

【請求項11】

請求項１０に記載のリニアアクチュエータであって、
前記第１回転防止部材と前記第２の回転防止部材との係合は、前記第１回転防止部材と前記第２の回転防止部材の、前記出没可能なカラムの少なくとも１回の完全なターンにわたる部分での係合を含む、リニアアクチュエータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

相互参照データ
本出願は、米国仮特許出願第６３／１３６，３１０号を基礎とする優先権を主張するものである。

【0002】

本発明は、バンドと別のバンドを噛み合わせ係合させて形成される、突出と退縮が可能（出没可能）なカラム（柱状部）を備えるリニアアクチュエータに関し、特に、前記リニアアクチュエータで用いられる回転防止機構に関する。

【背景技術】

【0003】

載せた物の位置を動かす機械として、平坦なバンドを螺旋状に曲げてなる垂直方向に突出と退縮が可能、すなわち出没可能なカラム（柱状部）を形成し、前記カラムの一端に荷重物が係合されるリニアアクチュエータ等が挙げられる。この種の機械は主として荷重物の昇降に使用されるが、用途はそれだけに限定されない。

【0004】

このようなリニアアクチュエータは、地面に固定されたベース部上に回転可能に搭載された中空の概ね円筒形のロータを備える。モータがロータを選択的に作動させる。第１の水平バンドは、螺旋状に垂直に積み重ねられ、第１のバンドマガジンに収められており、第２の垂直バンドは螺旋状に水平に積み重ねられ、ロータの周りに同軸に位置する第２のバンドマガジンに収められる。各バンドの下端は常にそれぞれのマガジンに位置し、各バンドの上端は、持ち上げられる荷重物の下に係合する耐荷重プラットフォームに固定的に取り付けられている。ロータが回転すると、螺旋状に延び上がる垂直バンドの各周回すなわち各ターンは、水平バンドの垂直方向に連続する２つのターンの間に案内されて螺旋状に配置され、徐々に垂直方向に突出可能なカラムを形成する。より詳細には、カラムによって支持される荷重物の荷重は、交互に配置されている垂直及び水平バンドの連続するターンを介して、水平バンドを支持するロータに伝達され、最後にボールベアリングを介して概ね全体を支持するベース部及び地面に伝達される。

【0005】

このような装置は、水平バンドと垂直バンドを相互連結させる相互連結機構を提供することによって改良された。具体的には、第１のバンドは歯を含み、第２のバンドは開口部を含み、第１のバンドの歯が第２のバンドの開口部に係合して第１及び第２のバンドを相互連結できるようにする構成である。この構成は、カラムを形成するバンドの連続するターンの係合解除を防止するのに役立ち、またこの構成により、リニアアクチュエータを、その長手方向に延びる軸が垂直でない状態で使用できるようになり、例えば、リニアアクチュエータを地面に水平な方向に延びた状態にすることが可能となる。

【0006】

以上の２種類のリニアアクチュエータの構成のいずれにおいても、ロータが、第１及び第２のバンドの周囲を回転し、かつガイドを備えており、このガイドは、第１及び第２のバンドの連続するターンを、垂直カラムの形状にするべく離散的な（間隔をおいた）配置で相互連結するように強制するガイドを担持する。リニアアクチュエータのロータによって運ばれるガイドは、第１ガイド部材と第２ガイド部材とを備え、第１ガイド部材は、第１のバンドマガジンから第１のバンドのターンを垂直カラムとなるようにガイドする、例えばロータのヘリカル溝であり、第２ガイド部材は、第２のバンドマガジンからの第２のバンドのターンを垂直カラムとなるようにガイドする、第２のバンドの外面に摺動可能に接触する部材、例えば挿入パッドである。

【0007】

ロータが、それに担持された第１及び第２のガイド部材とともに回転する間、垂直カラム自体は回転しない。垂直カラムが回転可能であった場合を考えると、第１及び第２のバンドは強制的に相互係合されないので垂直カラムは形成されず、荷重物は持ち上げられないことになる。

【0008】

垂直カラムを形成する第１及び第２のバンドの回転を防止するために、リニアアクチュエータの荷重物支持台、すなわち第１及び第２のバンドの上端が固定され、かつ持ち上げられる荷重物もそれに載せて固定される荷重物支持台を固定し、同時に荷重物が回転しないようにする構成が公知である。例えば、リニアアクチュエータで持ち上げる荷重物が劇場舞台の場合、劇場舞台を垂直レールに沿ってガイドされるように配置し、垂直方向の移動は可能だが、回転はできない構成にすることができる。

【0009】

つまり、バンドが噛み合わせ係合された従来のリニアアクチュエータは、持ち上げられる荷重物を取り付ける必要があり、持ち上げられる荷重物をカラムの回転防止の手段として利用する必要がある。

【0010】

従来技術のリニアアクチュエータのなかには、カラムの回転を防止するために荷重を利用する必要をなくす解決策を提供するものがある。この従来技術のリニアアクチュエータでは、リニアアクチュエータの固定されたベース部にマウントされ、縦方向に間隔をおいて配置された回転防止ローラのリングを有し、第１のバンドに設けられた歯と協働して垂直カラムの回転を防止している。歯は、第２のバンドの開口部を挿通して延び、第２のバンドの連続するターンとターンとを相互連結するとともにカラムの外壁面を越えて突出する。垂直カラムの突出または退縮時にカラムの歯が上下に動くと、歯は回転防止ローラの間の空間内で摺動する。こうして歯は上下方向に自由に動くことが可能である一方、対応するローラに点接触的な接触部分において当接することになる。その結果、リニアアクチュエータによって持ち上げられる荷重物の回転が防止されない構成の場合、またはリニアアクチュエータがその上端で荷重物に固定されていない場合であっても、この突出カラムに関連する回転防止装置により、カラムの回転を防止して、カラムを意図したように形成できる。

【0011】

このようなシステムの問題の１つは、回転防止ローラのリングが、カラムの長手方向に延びる軸に垂直な平面内に設けられ、歯と回転防止ローラとの当接が、点接触的であること、すなわち、１つの歯が、カラムの外周上のある１箇所で１つのローラと接触するか、ごく少数の歯が、カラムの外周上の実質的に１箇所で、ごく少数のローラに接触していることである。カラムを形成するとき、歯とローラの点接触的な接触部分の位置は垂直カラムの外周において移動し、連続して各ローラが回転防止の手段として作用する。歯とローラが接線方向へ当接する場合、カラムの周方向に沿って当接する領域の一様な広がりがなく、常に本質的に点接触的であるため、理想的な形態とは言えない。点接触的な当接部分の垂直カラムの周方向の一様な広がりがないため、カラムに対して望ましくない接線方向及び径方向の機械的応力が発生する不都合がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

したがって、本発明の目的は、従来技術のシステムの不都合を解消するリニアアクチュエータにおける回転防止システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明によれば、リニアアクチュエータであって、
細長い第１のバンドと、
細長く、実質的に平坦な第２のバンドであって、前記第１のバンド及び前記第２のバンドは、それぞれの収容部分及びカラム部分を有し、前記第１のバンドと前記第２のバンドのそれぞれの収容部分は互いに離隔され、前記第１のバンドと前記第２のバンドのそれぞれのカラム部分は互いに係合して突出と退縮が可能、すなわち出没可能なカラムを形成し、前記第２のバンドのカラム部分は、長手方向軸を中心に螺旋を形成する、該第２のバンドと、
前記第１のバンドの、螺旋状の延び出しの各周回であるターンを、その前記収容部分からその前記カラム部分へと案内する回転可能な第１のバンドガイド部材と、
前記第２のバンドのターンをその前記収容部分からその前記カラム部分に案内する回転可能な第２のバンドガイド部材と、
前記第１のバンドガイド部材及び第２のバンドガイド部材の回転を引き起こして、前記出没可能なカラムを突出または収容可能とするパワーアクチュエータと、
前記パワーアクチュエータ、前記第１のバンド、前記第２のバンド、前記第１のバンドガイド部材、及び前記第２のバンドガイド部材を支持するベース部と、
前記ベース部に取り付けられた第１の回転防止部材と、前記第１のバンド及び第２のバンドの少なくとも一方に取り付けられた、前記第１の回転防止部材に対して相補的な第２の回転防止部材とを含む回転防止機構であって、前記第１のバンドのカラム部分と前記第２のバンドのカラム部分において、前記第１の回転防止部材及び前記第２の回転防止部材が互いに係合し、前記ベース部に対する前記出没可能なカラムの回転を防止する、該回転防止機構と、を備え、
前記第１の回転防止部材と前記第２の回転防止部材との係合は、前記出没可能なカラムの外周に沿って非点接触的な接触領域において達成される、リニアアクチュエータが提供される。

【0014】

一実施形態では、前記第１回転防止部材と前記第２の回転防止部材との係合は、前記第１回転防止部材と前記第２の回転防止部材の、前記出没可能なカラムの少なくとも１回の完全なターンにわたる部分での係合を含む。

【0015】

一実施形態では、前記第１回転防止部材及び前記第２の回転防止部材がそれぞれ、前記出没可能なカラムの周方向の各位置において、前記出没可能なカラムの接線方向に互いに当接する第１の衝当部材及び第２の衝当部材を含む。

【0016】

一実施形態では、前記第１回転防止部材及び前記第２の回転防止部材が歯と溝とを有し、前記歯は、前記ベース部または前記第１のバンド及び前記第２のバンドの少なくとも一方に設けられ、前記溝は、前記ベース部または前記第１のバンド及び前記第２のバンドの他方に設けられ、前記溝は前記長手方向軸と平行に延び、前記出没可能なカラムが突出または収容されるときに、前記歯は、前記溝内で前記長手方向軸に平行な方向に沿って前記溝に対して相対的に摺動可能であるが、前記歯は前記溝の壁に向けて付勢されることによって前記出没可能なカラムの前記長手方向軸を中心とする回転を阻止する。

【0017】

一実施形態では、前記歯は、前記第１のバンド及び前記第２のバンドの一方に設けられ、前記溝は、前記ベース部に設けられる。

【0018】

一実施形態では、前記溝は、前記出没可能なカラムの一部を周方向に外囲するように設けられる回転防止リングに設けられる。

【0019】

一実施形態では、前記第１のバンドガイド部材及び前記第２のバンドガイド部材を支持するロータをさらに含み、前記ロータは、前記パワーアクチュエータによって前記ロータを回転可能となるように前記パワーアクチュエータに動作可能に結合され、前記ロータは、前記第１のバンド及び前記第２のバンドを、前記第１のバンドガイド部材及び前記第２のバンドガイド部材とともに支持する。

【0020】

また、本発明によれば、リニアアクチュエータで使用するための回転防止リングであって、
前記リニアアクチュエータは、細長く、実質的に平坦なバンドであって、
前記バンドは、カラム部分と、収容部分とを有し、
前記バンドは、前記カラム部分においてターンと別のターンとが互いに係合して、前記リニアアクチュエータの長手方向軸を中心に螺旋をなし、それによって突出と退縮が可能、すなわち出没可能なカラムを形成し、前記出没可能なカラムは前記回転防止リングのなかを通すことが可能であるように適合され、
前記バンドは、前記収容部分において各ターンが互いに係合せず離れるように配置される、該バンドと、
前記バンドの、螺旋状の延び出しの各周回であるターンを、その前記収容部分からその前記カラム部分に案内する回転可能なバンドガイド部材と、
前記カラム部分における前記バンドのターンを別のターンと相互連結させる相互連結部材と、
前記バンドガイド部材を回転させ、前記出没可能なカラムを突出または収容させるパワーアクチュエータと、
前記パワーアクチュエータ、前記バンド、及び前記バンドガイド部材を支持するベース部と、
前記出没可能なカラムから突出する歯と、を備え、
前記回転防止リングはさらに、
前記回転防止リングを前記基部に固定するためのアタッチメントと、
前記回転防止リングの内面に前記回転防止リングと同軸に設けられた溝とを含み、
前記溝は、前記リニアアクチュエータの前記歯と協働して、前記歯が前記溝内で前記長手方向軸に平行な方向に前記ベース部に対して移動可能であるが、前記出没可能なカラムの前記長手方向軸を中心とする回転を阻止するように構成され、
前記歯と前記溝との係合が、前記出没可能なカラムの外周に沿って非点接触的な接触領域において達成される、回転防止リングが提供される。

【0021】

さらに本発明によれば、リニアアクチュエータであって、
細長く、実質的に平坦なバンドであって、
前記バンドは、カラム部分と、収容部分とを有し、
前記バンドは、前記カラム部分において、螺旋状の延び出しの各周回であるターンと別のターンとが互いに係合して、前記リニアアクチュエータの長手方向軸を中心に螺旋をなし、それによって突出と退縮が可能、すなわち出没可能なカラムを形成し、
前記バンドは、前記収容部分において各ターンが互いに係合せず離れるように配置される、該バンドと、
前記バンドの、各周回であるターンを、その前記収容部分からその前記カラム部分に案内する回転可能なバンドガイド部材と、
前記カラム部分における前記バンドのターンを別のターンと相互連結させる相互連結部材と、
前記バンドガイド部材を回転させ、前記出没可能なカラムを突出または収容させるパワーアクチュエータと、
前記パワーアクチュエータ、前記バンド、及び前記バンドガイド部材を支持するベース部と、
前記ベース部に取り付けられた第１の回転防止部材と、前記バンドに取り付けられた、前記第１の回転防止部材に対して相補的な第２の回転防止部材とを含む回転防止機構であって、前記バンドのカラム部分において、前記第１の回転防止部材及び前記第２の回転防止部材が互いに係合し、前記ベース部に対する前記出没可能なカラムの回転を防止する、該回転防止機構と、を備え、
前記第１の回転防止部材と前記第２の回転防止部材との係合は、前記出没可能なカラムの外周に沿って非点接触的な接触領域において達成される、リニアアクチュエータが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】図１は、本発明による回転防止装置を備えたリニアアクチュエータの正面図である。

【図2】図２は、図１に示すリニアアクチュエータを示す一部切欠き透視図であり、ベース部、ロータ、第２のバンド及び回転防止装置の一部が内部要素を示すため一部切欠きされて示されており、垂直カラムの大部分が収容状態である第１の位置にある場合を示す図である。

【図3】図３は、図１に示すリニアアクチュエータを示す一部切欠き透視図であり、ベース部、ロータ、第２のバンド及び回転防止装置の一部が、内部要素を示すため一部切欠きされて示されており、垂直カラムが、図２の位置の状態から部分的に延び上がる突出状態にある場合を示す図である。

【図4】図４は、図１のリニアアクチュエータのケーシングを拡大して示す一部切欠き上側斜視図であり、回転防止リングと、回転防止リングをケーシングに取り付けるための取り付けプレートとともに示す図である。

【図5】図５は、図４の要素を分解図として示す下側斜視図である。

【図6】図６は、図１のリニアアクチュエータの回転防止リングを、突出カラムを形成している第１及び第２のバンドの延び出し形態の１～２回の周回（ターン）とともに、拡大して示す一部切欠き斜視図である。

【図7】図７は、図１のリニアアクチュエータの回転防止装置を、突出カラムを形成している第１のバンドの１～２回のターンとともに拡大して示す一部切欠き斜視図である（図８と併せて回転防止装置に対する第１のバンドの上下動を表している）。

【図8】図８は、図１のリニアアクチュエータの回転防止装置を、突出カラムを形成している第１のバンドの１～２回のターンとともに拡大して示す一部切欠き斜視図である（図７と併せて回転防止装置に対する第１のバンドの上下動を表している）。

【発明を実施するための形態】

【0023】

図１～図３は、長手方向に延びる軸Ａに沿って荷重物（図示せず）を変位させるために使用される本発明によるリニアアクチュエータ１０を示す。大部分の用途において、軸Ａは垂直であり、リニアアクチュエータ１０は荷重物を垂直に昇降させるために使用されるが、以下に説明するように、リニアアクチュエータ１０を形成する複数のバンドが相互連結されているため、軸Ａは非垂直であってもよい。簡略化のため、以下の説明では、軸Ａが垂直であると仮定することがあるが、この軸の方向は限定的ではないことを理解されたい。

【0024】

リニアアクチュエータ１０は地面に配置され、固定されたベース部１４の上に回転可能に担持された中空のロータ１２を含む。ベース部１４は、平坦なベースプレート１６と、ベースプレート１６から直立した中央ポスト１８とを含む。高耐荷重ベアリング２０、２２により、ロータ１２は中央ポスト１８によって回転可能に担持される。

【0025】

ベース部１４は、ベースプレート１６に固定され、そこから直立して延びるケーシング３２を含む。具体的には、図４及び図５に示すように、ケーシング３２は、４つの間隔をおいて配置された側壁３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、及び３２ｄを含み、これらの側壁は上壁３２ｅを担持し、上壁３２ｅには、ケーシング中央円形開口部３２ｆが形成されている。ケーシング３２は、ベースプレート１６の上方でロータ１２から間隔をおいて延びるとともに、ロータ１２を部分的に外囲する。ケーシング３２は、図に示すものとは異なる形態を有してもよく、例えば、間隔をおいて配置された側壁３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄの代わりに連続的に延びる完全な周壁を有するものでもよく、また当業者に明らかなように他の種々の変更を含み得る。

【0026】

リニアアクチュエータ１０は、パワーアクチュエータを含む。パワーアクチュエータは、制御盤２６を備えたモータ２４を含み、モータ２４及びロータ１２にそれぞれが取り付けられた一対の相互に結合されたギアホイール２８、３０によって、ロータ１２を選択的に回転させる。ベース部１４は、ケーシング３２によって担持されたモータ支持体３１を含み、モータ支持体３１はモータ２４を担持する。

【0027】

リニアアクチュエータ１０は、第１のバンド３４及び第２のバンド３８によって、バンドの連結による延び上がりとバンドの収容による退縮が可能なカラム（柱状部）、すなわち出没可能なカラム３３を形成し、カラムにおいては、第１のバンド３４が、第２のバンド３８の連続するターンを相互連結させ、第２のバンド３８のあるターンから次のターンに荷重を伝達するために用いられる。

【0028】

詳細には、第１のバンド３４は、螺旋状に積層され、ロータ１２の下部１２ａの内部に形成された環状空間である第１のバンドマガジン３６に収容される収容部分３４ａを有する。第１のバンドの収容部分３４ａは、図２～３に示すように、ロータ１２の底壁１２ｄに載置される（ロータ１２が回転する間にその上を摺動する）か、ロータ１２の底壁１２ｄの上に懸吊される。第２のバンド３８は、水平方向に螺旋状に積層された収容部分３８ａを有し、ロータ１２とケーシング３２との間で、ロータ１２の環状の上壁部１２ｂの径方向外側に形成された環状空間である第２のバンドマガジン４０に収容される。第２のバンドの収容部分３８ａは、ロータ１２の水平支持壁部１２ｃに載置され、ロータ１２が回転する間にその上を摺動する。ロータ１２の上壁部１２ｂには開口部１２ｅが形成され、第２のバンド３８はこの開口部１２ｅを通って上壁部１２ｂの径方向内側にある空間へと延びている。

【0029】

第１のバンド３４及び第２のバンド３８は、以下に詳述するように、出没可能なカラム３３を形成するカラム部分３４ｂ、３８ｂを有する。カラム３３が徐々に突出または退縮すると、第１のバンド及び第２のバンドのそれぞれのカラム部分３４ｂ、３８ｂの長さは、それらの収容部分３４ａ、３８ａの長さの変化と逆比例して変化する。

【0030】

第１及び第２のバンド３４、３８の各々の上端は、変位させるべき荷重物に係合する荷重物係合部材４２に固定的に取り付けられる。リニアアクチュエータ１０が、軸Ａが垂直となるように地面に配置されている場合（通常の場合）、変位させるべき荷重物はリニアアクチュエータ１０によって昇降され、結果として荷重物係合部材４２はこの荷重の重量を支えることになる。プラットフォームまたは他の中間構造（図示せず）が、荷重物係合部材４２と荷重物との間で荷重物係合部材４２に固定される場合もある。

【0031】

ロータ１２は、ロータ１２の内の壁部４６に形成された螺旋状の溝４４の形態である第１のバンドガイド部材を含む。ロータ１２はまた、ロータ１２によって担持される第２のバンド用の挿入パッド４８の形態の第２のバンドガイド部材を含む。ロータ１２がカラム３３を突出させるべくモータ２４によって第１の方向に回転されると、第２のバンド３８の各ターンは、第２のバンド用の挿入パッド４８によって第２のバンドマガジン４０から、ロータの開口部１２ｅを通ってカラム３３をなすように案内される。カラムにおいては第２のバンド３８は、その連続するターンの各々の上側縁部が上方に隣接するターンの下側縁部に重なるように、螺旋状に配置される。同時に、第１のバンド３４の各ターンは、第１のバンドマガジン３６から螺旋状の溝４４を通ってカラム３３をなすように案内され、カラム３３では、第１のバンド３４の外周に設けられた歯５０が、第２のバンド３８の、２つのターンが重なり合う領域である上下の縁にそれぞれ設けられた開口部５２、５４に係合して、第２のバンド３８のカラム部分３８ｂの連続する各２ターンを相互連結する。このようにして、カラム３３の壁が、カラム部分３８ｂの第２のバンド３８によって形成され、第１のバンド３４の歯５０は、相互連結部材として第２のバンド３８の開口部５２、５４と協働し、この相互連結部材は、第２のバンド３８のカラム部分３８ｂの連続するターンを総合連結させ、第２のバンド３８の連続するターンにそれぞれ荷重を伝達するために使用される（図６参照）。

【0032】

リニアアクチュエータ１０によって変位した荷重物（例えば、軸Ａが垂直である場合に上側に支持される物品）の荷重は、より詳細には、荷重物係合部材４２に伝達され、次に第１及び第２のバンドのカラム部分３４ｂ、３８ｂのそれぞれの連続するターンを通して伝達され、次に第１のバンド３４が螺旋状の溝４４に載置されているロータ１２へ伝達され、ベアリング２０、２２を介してベース部１４へ伝達され、最後にベースプレート１６が載置されている地面へと、順次伝達される。

【0033】

またモータ２４は、ロータ１２を第１の方向とは反対の第２の方向に回転させて、カラム３３を退縮させることができる。このとき、第１及び第２のバンドガイド部材（螺旋状の溝４４、挿入パッド４８）は、第１及び第２のバンド３４、３８のターンを、カラム３３から徐々に離れさせ、それぞれ第１及び第２のバンドマガジン３６、４０に案内する。

【0034】

以上の説明は、従来の構造のリニアアクチュエータの標準的な動作に関するものである。

【0035】

本発明によれば、図１～図８に示すように、カラム３３が変位する荷重物がこの回転を阻止する手段の一部として用いられなくても、すなわち荷重物係合部材４２が回転を防止されていなくても、カラム３３の回転を防止する回転防止機構が提供される。

【0036】

リニアアクチュエータ１０の回転防止機構は、ベース部１４（より詳細にはケーシング３２）に取り付けられた第１の回転防止部材６０と、後述のように第１の回転防止部材と協働する第１のバンドの歯５０の突出端の形態の第２の回転防止部材とからなる。

【0037】

第１の回転防止部材６０は、下部に環状の肩部８０を有するリング６２を含み、肩部８０はケーシング３２の円形開口部３２ｆに嵌合され、ケーシング３２の上壁３２ｅの上に載置される。肩部８０の下に位置するリング６２の下壁部８３の周縁には凹部８２が形成され、この凹部８２は、円形開口部３２ｆ内でケーシング上壁３２ｅから径方向内方に突出するタブ８４に係合される。

【0038】

環状の溝８６は、肩部８０の下方でリング６２の下壁部８３に形成されている。溝８６は、リング６２が肩部８０とともに上壁３２ｅに載置されるとき、ケーシング上壁３２ｅの下方に位置する。一対の取り付けプレート８８、９０が、ケーシング上壁３２ｅの下方で溝８６に係合され、このときケーシング上壁３２ｅがリングの肩部８０と取り付けプレート８８、９０の間に挟まれ、ボルト９２によって取り付けプレート８８、９０はケーシング上壁３２ｅに固定される。

【0039】

リング６２は、カラム３３がぴったりと収まる直径に構成され、リング６２の内壁９４には、軸Ａに平行な多数の直線状の溝７０が形成される。第１のバンド３４には、外側縁部から第２のバンド３８の重なる縁部を越えて突出する歯５０が設けられているが、溝７０の各々は１つの歯５０、または軸Ａに平行に整列している数個の歯５０がぴったりと収まり長手方向に摺動可能に係合するような深さと幅を有するように構成される。

【0040】

使用中、多数の歯５０は、カラム３３が延び上がり突出または退縮する間、それぞれ対応する１つの溝７０に摺動可能に係合する。より詳細には、図７及び図８に示すように、歯５０は、軸Ａに平行な方向に溝７０内で摺動して、第１のバンド３４を軸Ａに平行に移動させるように強制する。実際、こうして溝７０に係合する間、歯５０は、リング６２の溝７０の側壁にカラムの接線方向に当接し、カラム３３の回転を防止する。リング６２は、ケーシング３２に取り付けられ、特に凹部８２内のタブ８４が係合していることによって、回転が防止される。したがって、歯５０は、第１のバンド３４と第２のバンド３８の相互連結係合を可能にすることに加えて、第１の回転防止部材６０と協働して軸Ａを中心とするカラム３３の回転を防止する第２の回転防止部材としても機能する。

【0041】

一実施形態（図示せず）では、第１のバンドは、第２のバンドの外側に配置され、歯が内側に突出するように構成してもよい。このような実施形態では、第２のバンドの内側に配置された回転防止装置が、その外面に設けられた溝内に内側に突出する歯を受容することになる。

【0042】

別の実施形態（図示せず）では、カラムは、第１の実施形態の第２のバンドに類似する単一のバンドで形成されるが、前記第２のバンドと異なり単一のバンドの上側または下側縁部の一方に歯が設けられ、他方の縁部には、歯に対応する開口部が設けられる。この実施形態では、カラム部におけるバンドのターンを相互連結させる相互連結部材は、例えば、バンド自身の開口部に係合するバンドの歯となり得る。また、歯がカラムの内側または外側のいずれに延びるかにかかわらず、その歯が係合する溝を有する回転防止装置が、カラムの回転を防止するために使用され得る。

【0043】

別の実施形態（図示せず）では、第１及び第２のバンドのいずれか一方に、相互連結する歯とは異なる複数の回転防止ピンが設けられる。これらの回転防止ピンが回転防止装置と係合するように構成される。

【0044】

さらに、２つのバンド間に相互連結のための歯がないリニアアクチュエータ（図示せず）を提供することも可能である。その場合、２つのバンドは相互に載置される。各載置は従来技術として知られている。このような実施形態では、歯またはピンは、回転防止を目的としてのみバンドの一方に設けられ、相互連結機能はない。

【0045】

全ての実施形態において、本発明によれば、回転防止装置と歯またはピンが協働して、非点接触的な接触領域における係合を達成する回転防止機構を形成する。平面的なリング状の回転防止ローラのセットを用いて、ローラとローラの間で歯がローラのリングの周方向に沿って点接触的に係合する従来技術と異なり、本発明は、回転防止装置の複数の溝に複数の歯が係合する、非点接触的な接触による係合を可能にする。

【0046】

図面に示す実施形態では、回転防止リング６２の長さは、第１のバンド３４の少なくとも１ターン全体が歯５０を溝７０に係合させ、この際、歯５０の溝７０への回転防止ための接線方向の当接点がカラム３３の周縁部の全周に分布してカラム３３の機械的応力を低減させるために、十分な長さである。図面に示すように、リング６２に係合する歯５０を有するバンドのターンの数を２以上とすることも可能である。

【0047】

また、リング６２の長手方向の長さは、リング６２内にカラム３３がぴったりと係合することにより、カラム３３の撓みを含むカラムに加わる径方向の力に抵抗するのを助ける長さである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【手続補正書】

【提出日】2022-05-11

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【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、
細長い第１のバンドと、
細長く、実質的に平坦な第２のバンドであって、前記第１のバンド及び前記第２のバンドは、それぞれの収容部分及びカラム部分を有し、前記第１のバンドと前記第２のバンドのそれぞれの収容部分は互いに離隔され、前記第１のバンドと前記第２のバンドのそれぞれのカラム部分は互いに係合して突出と退縮が可能、すなわち出没可能なカラムを形成し、前記第２のバンドのカラム部分は、長手方向軸を中心に螺旋を形成する、該第２のバンドと、
前記第１のバンドの、螺旋状の延び出しの各周回であるターンを、その前記収容部分からその前記カラム部分へと案内する回転可能な第１のバンドガイド部材と、
前記第２のバンドのターンをその前記収容部分からその前記カラム部分に案内する回転可能な第２のバンドガイド部材と、
前記第１のバンドガイド部材及び第２のバンドガイド部材の回転を引き起こして、前記出没可能なカラムを突出または収容可能とするパワーアクチュエータと、
前記パワーアクチュエータ、前記第１のバンド、前記第２のバンド、前記第１のバンドガイド部材、及び前記第２のバンドガイド部材を支持するベース部と、
前記ベース部に取り付けられた第１の回転防止部材と、前記第１のバンド及び第２のバンドの少なくとも一方に取り付けられた、前記第１の回転防止部材に対して相補的な第２の回転防止部材とを含む回転防止機構であって、前記第１のバンドのカラム部分と前記第２のバンドのカラム部分において、前記第１の回転防止部材及び前記第２の回転防止部材が互いに係合し、前記ベース部に対する前記出没可能なカラムの回転を防止する、該回転防止機構と、を備え、
前記第１の回転防止部材と前記第２の回転防止部材との相互の係合は、常に、前記出没可能なカラムの外周に沿って少なくとも１回の完全なターンにわたる接触領域において達成される、リニアアクチュエータ。

【請求項2】

請求項１に記載のリニアアクチュエータであって、
前記第１回転防止部材及び前記第２の回転防止部材がそれぞれ、前記出没可能なカラムの周方向の各位置において、前記出没可能なカラムの接線方向に互いに当接する第１の衝当部材及び第２の衝当部材を含む、リニアアクチュエータ。

【請求項3】

請求項２に記載のリニアアクチュエータであって、
前記第１回転防止部材及び前記第２の回転防止部材が歯と溝とを有し、前記歯は、
前記ベース部または前記第１のバンド及び前記第２のバンドの少なくとも一方に設けられ、前記溝は、前記ベース部または前記第１のバンド及び前記第２のバンドの他方に設けられ、
前記溝は前記長手方向軸と平行に延び、前記出没可能なカラムが突出または収容されるときに、前記歯は、前記溝内で前記長手方向軸に平行な方向に沿って前記溝に対して相対的に摺動可能であるが、前記歯は前記溝の壁に向けて付勢されることによって前記出没可能なカラムの前記長手方向軸を中心とする回転を阻止する、リニアアクチュエータ。

【請求項4】

請求項３に記載のリニアアクチュエータであって、
前記歯は、前記第１のバンド及び前記第２のバンドの一方に設けられ、前記溝は、前記ベース部に設けられる、リニアアクチュエータ。

【請求項5】

請求項４に記載のリニアアクチュエータであって、
前記溝は、前記出没可能なカラムの一部を周方向に外囲するように設けられる回転防止リングに設けられる、リニアアクチュエータ。

【請求項6】

請求項１に記載のリニアアクチュエータであって、
前記第１のバンドガイド部材及び前記第２のバンドガイド部材を支持するロータをさらに含み、
前記ロータは、前記パワーアクチュエータによって前記ロータを回転可能となるように前記パワーアクチュエータに動作可能に結合され、
前記ロータは、前記第１のバンド及び前記第２のバンドを、前記第１のバンドガイド部材及び前記第２のバンドガイド部材とともに支持する、リニアアクチュエータ。

【請求項7】

リニアアクチュエータで使用するための回転防止リングであって、
前記リニアアクチュエータは、細長く、実質的に平坦なバンドであって、
前記バンドは、カラム部分と、収容部分とを有し、
前記バンドは、前記カラム部分においてターンと別のターンとが互いに係合して、前記リニアアクチュエータの長手方向軸を中心に螺旋をなし、それによって突出と退縮が可能、すなわち出没可能なカラムを形成し、前記出没可能なカラムは前記回転防止リングのなかを通すことが可能であるように適合され、
前記バンドは、前記収容部分において各ターンが互いに係合せず離れるように配置される、該バンドと、
前記バンドの、螺旋状の延び出しの各周回であるターンを、その前記収容部分からその前記カラム部分に案内する回転可能なバンドガイド部材と、
前記カラム部分における前記バンドのターンを別のターンと相互連結させる相互連結部材と、
前記バンドガイド部材を回転させ、前記出没可能なカラムを突出または収容させるパワーアクチュエータと、
前記パワーアクチュエータ、前記バンド、及び前記バンドガイド部材を支持するベース部と、
前記出没可能なカラムから突出する歯と、を備え、
前記回転防止リングはさらに、
前記回転防止リングを前記基部に固定するためのアタッチメントと、
前記回転防止リングの内面に前記回転防止リングと同軸に設けられた溝とを含み、
前記溝は、前記リニアアクチュエータの前記歯と協働して、前記歯が前記溝内で前記長手方向軸に平行な方向に前記ベース部に対して移動可能であるが、前記出没可能なカラムの前記長手方向軸を中心とする回転を阻止するように構成され、
前記歯と前記溝との係合が、前記出没可能なカラムの外周に沿って非点接触的な接触領域において達成される、回転防止リング。

【請求項8】

請求項７に記載の回転防止リングであって、
前記歯と前記溝との係合は、前記出没可能なカラムの少なくとも１回の完全なターンの領域において達成される係合を含む、回転防止リング。

【請求項9】

リニアアクチュエータであって、
細長く、実質的に平坦なバンドであって、
前記バンドは、カラム部分と、収容部分とを有し、
前記バンドは、前記カラム部分において、螺旋状の延び出しの各周回であるターンと別のターンとが互いに係合して、前記リニアアクチュエータの長手方向軸を中心に螺旋をなし、それによって突出と退縮が可能、すなわち出没可能なカラムを形成し、
前記バンドは、前記収容部分において各ターンが互いに係合せず離れるように配置される、該バンドと、
前記バンドの、各周回であるターンを、その前記収容部分からその前記カラム部分に案内する回転可能なバンドガイド部材と、
前記カラム部分における前記バンドのターンを別のターンと相互連結させる相互連結部材と、
前記バンドガイド部材を回転させ、前記出没可能なカラムを突出または収容させるパワーアクチュエータと、
前記パワーアクチュエータ、前記バンド、及び前記バンドガイド部材を支持するベース部と、
前記ベース部に取り付けられた第１の回転防止部材と、前記バンドに取り付けられた、前記第１の回転防止部材に対して相補的な第２の回転防止部材とを含む回転防止機構であって、前記バンドのカラム部分において、前記第１の回転防止部材及び前記第２の回転防止部材が互いに係合し、前記ベース部に対する前記出没可能なカラムの回転を防止する、該回転防止機構と、を備え、
前記第１の回転防止部材と前記第２の回転防止部材との相互の係合は、常に、前記出没可能なカラムの外周に沿って少なくとも１回の完全なターンにわたる接触領域において達成される、リニアアクチュエータ。

【国際調査報告】