Straight regulatory apparatus capable

本発明は、直線的な調節に適するよう構成された装置に関する。 本装置は、直線的な動作または動力の伝達のために使用することができ、以下で更に詳しく説明するように様々な用途で使用できる。 １つの特定の用途では、本装置を歩行器として使用できる。

本発明の一態様によれば、それぞれが長手方向軸線を有する少なくとも２つの本体部分を含む本体を備え、該本体部分が互いに対して軸線方向に直線移動できるように互いに動作可能に接続される、直線的に調節可能な装置が提供される。 装置は、本体部分間の相対的な軸線方向移動を引き起こすために本体に動作可能に取り付けられるリニアアクチュエータを更に備える。 リニアアクチュエータは、駆動源と、駆動源に動作可能に接続される動力伝達機構とを含む。 動力伝達機構は、本体部分のうちの一方に動作可能に接続される長尺のねじ付き部材と、本体部分のうちの他方に動作可能に接続される、長尺ねじ付き部材に協働する協働用のねじ付き部材とを含み、それにより、長尺ねじ付き部材と協働用ねじ付き部材との間の相対的な回転が本体部分の相対的な移動を引き起こす。

一形態では、本体部分が伸縮態様で互いに動作可能に接続される。 本体部分は、少なくとも部分的に管状の形態を成していてもよく、また、円形、正方形、または、任意の他の適した形状であってもよい断面を有する。 本体部分は、プラスチックや金属などの任意の適した材料から形成されてもよい。 一実施形態では、管状形態の２つの本体部分が存在し、一方の本体部分が他方の本体部分の外側断面寸法よりも大きい内側断面寸法を有し、それにより、これらの本体部分は、互いに伸縮自在に嵌合でき、互いに対してスライド可能に移動できる。 隣り合う本体部分は、カラーの形態であってもよいカップリングにより互いに動作可能に接続されてもよく、カラーは本体部分のうちの一方の端部に取り付けられてもよく、他方の本体部分がカラーを通過できる。 本体部分の一方の一端およびカラーは、カラーを本体部分の端部に取り付けることができるようにする協働するねじ部を有してもよい。 カラー内には内部割リングまたは割オリーブ（ｓｐｌｉｔ ｏｌｉｖｅ）が設けられ、割リングまたは割オリーブは、カラーが本体部分にねじ込まれるときに割リングが他方の本体部分の周囲で締まることができるように配置され、それにより、本体部分が通過できるライニングまたはブシュが形成され、シールがもたらされる。

本体部分間の相対的な回転を抑制するための手段が設けられてもよい。 この目的のため、１つ以上の長手方向に延びるスロットが一方の部材の表面に形成されてもよい。 これは、部材間の相対的な回転が抑制されるように戻り止め手段を内部に受けるようになっている複数のスロットを含んでもよい。 各戻り止めは、結合リングまたはカラーの横方向に延びる開口に成形されるボールの形態であってもよい。 各ボールは、スプリングなどの付勢要素によって付勢されて関連するスロットに係合してもよい。 開口キャップまたはグラブねじがスプリングを所定位置に保持してもよい。

本装置は本体部分の一方の一端にハンドルを含んでもよく、該ハンドルによって装置を保持できる。 ハンドルと本体との間に何らかのクッション抵抗を与えるために圧縮スプリングまたはショックアブソーバがハンドル内に配置されてもよい。 ハンドルから離れた本体部材の端部には、アタッチメントが結合されてもよい。 １つの特別であるが非限定的な形態では、本体部分の自由端にゴムブーツが設けられてもよい。 しかしながら、様々な他の用途においては他のアタッチメントが結合されてもよいことは言うまでもない。 ハンドルは、装置の構成要素を内部に位置させることができるようにする中空部材であってもよい。 ハンドルの内部へのアクセスは、任意の適切な態様で行なわれてもよい。 例えば、ハンドルは、互いに取り付けられてねじなどの適切な締結具によって保持される２つの部品を備えてもよい。 ハンドルは、例えば金属、プラスチック、または、木材などの任意の適した材料から形成されてもよい。 ハンドルは、例えば任意の適した形状を成してもよく、略Ｔ形状であってもよい。

リニアアクチュエータの駆動源は、本体部分のうちの一方の内部に配置されるモータを含んでもよい。 例えば再充電可能なバッテリの形態であってもよい電源が、モータに動作可能に接続されて、ハンドル内に都合よく取り付けられてもよい。 モータを作動させるために１つ以上のアクチュエータスイッチが設けられてもよい。 一形態では、装置に供給される電力を有効にするために、または無効にするために第１のスイッチが設けられてもよい。 他の形態では、部材の動きの選択を可能にする他のアクチュエータスイッチが設けられてもよい。 他の形態では、部材の移動速度の可変制御を可能にする他のアクチュエータスイッチが設けられてもよい。 他の実施形態において、アクチュエータスイッチは、第１の中立位置と、ねじ付き部材の一方向の回転を生じさせる第２の位置と、ねじ付き部材の他方向の回転を生じさせる第３の位置とを含む３位置トグル圧力スイッチの形態であってもよい。 スイッチは、モータからの電力を制御するために圧力感度が良くてもよい。

バッテリをバッテリチャージャーに接続できるようにするためにピンソケットの形態であってもよいコネクタがハンドルに設けられてもよい。

動力伝達機構の長尺のねじ付き部材は、モータに動作可能に接続されて略軸線方向に延びる本体内に配置されるロッドの形態であってもよい。 協働するねじ付き部材は、本体部材のうちの一方に動作可能に接続され、長尺ねじ付き部材と協働するようになっているねじ開口を含むブロックを備え、それにより、長尺ねじ付き部材の回転が該ねじ付き部材に沿うブロックの動きを引き起こす。 １つの例において、ねじは、高い強度、積極的な動力伝達、および、有利な荷重下での自動ロックをもたらすアクメ型ねじ形状を成す。 しかしながら、ＵＮＣねじ、ウォーム駆動平行ねじ、および、ボールねじなどの他のねじ構成が可能であることは言うまでもない。 他の形態のねじ構成が荷重下で自動ロックできないことが分かっている。 本体部分間の相対的な回転を抑制するために、協働用ピンおよび長尺チャンネルまたは溝が本体部分に設けられてもよい。

長尺ねじ付き部材と駆動モータとの間にクラッチが設けられてもよい。 また、必要に応じてギヤトレインが設けられてもよい。 モータ駆動シャフトと長尺ねじ付き部材との間には、トルク伝達を制限するようになっているカップリングが設けられてもよい。 １つの構成において、カップリングは、高荷重下でせん断するようになっているせん断ピンを有するスリーブ・スピゴットアセンブリを含んでもよい。 他の構成において、カップリングは、高いトルクで解放するボール戻り止めアセンブリを含んでもよい。

２つの部品間の相対的な直線移動を制限するために、長尺ねじ付き部材の端部にストッパが更に設けられてもよい。

ハンドルは、ハンドルから離れた本体の端部の周囲の領域を照明するようになっているＬＥＤライト等の形態であってもよい照明要素を更に含んでもよい。 ＬＥＤライトが随意的であることは言うまでもない。

他の広い態様では、直線的に調節可能な装置と共に用いるためのハンドルが提供され、該ハンドルは本体を含み、本体は、ユーザがハンドルを掴むことができるようにするための横方向部材を形成する、本体を貫通する開口を有し、横方向部材は、ユーザがハンドル内に収容される電気部品を介して直線的に調節可能な装置を選択的に制御できるようにするために開口内で横方向部材から延びる作動スイッチを含む。

前述したように、１つの特定の用途では、装置が歩行器として使用される。 この特定の用途において、装置形状は、その一端にハンドルを有する歩行器の支持ポストである。

以下、添付図面を参照して典型的な実施形態について説明する。

本発明に係る装置の概略側面図である。

図１に示される装置の一部の側断面図である。

装置の更なる例の更なる側断面図である。

本発明の実施形態の特徴を示す図面において、同様の参照符号は、図面の全体にわたって同様の部分を特定するために使用されるものとする。

図面を参照すると、２つの長尺な管状体部分１４、１６を含む支持構造を設けた本体１２を備える直線的な調節が可能である装置１０が示されており、管状体部分１４、１６は、それらが互いに対してスライド動作できるように互いに伸縮自在に取り付けられる。 これらの２つの本体部材間には、２つの構成要素のためのブシュおよびシールを形成する結合リングまたはカラー１８および関連する割リング（または割オリーブ）６２が設けられる。

カラー１８は、ねじ付き結合リングを構成し、このねじ付き結合リングは、対応するねじを有する本体部分１４に螺合して結合され得る。 装置１０の他の例を示す図３を特に参照すると、結合リング１８は、結合リング１８が本体部分１４に螺合されるときに本体部分１６の周囲で締まる割リング６２を含む。 部材１６の外面には、部材１４、１６の長手方向軸線と略平行に延びるスロット６４が設けられる。 結合リング１８は、結合リング１８の開口内に取り付けられるボール５４の形態である複数の被付勢部材を含む。 ボール５４は付勢され、部材１４、１６の長手方向軸線へ向けて径方向内側に付勢される。 この場合、スロット６４は、被付勢ボール５４の一部を内部に受けるようになっている。

ボール５４は、摩耗部材５６を介してボール５４をそれぞれのスロット６４に付勢する開口内に収容されるスプリング６０の形態である付勢要素によって付勢されてもよい。 グラブねじ５８は結合リング１８の構成要素を一括して保持する。 ボール５４が付勢されてスロット６４と係合するため、部材１４に対する部材１６の回転動作が制限される。 割リング６２は、それが部材１４から延び引き出されるため、部材１６に対して付加的な案内をもたらす。 言うまでもなく、部材１４、１６が互いに対して移動すると、ボール５４は、部材の互いに対する回転動作を制限しつつスロット６４内で回転できる。 伸縮スクリュードライバなどの他の用途では、部材１４、１６間の回転動作が必要とされ、したがって、回転動作が必要とされる特定の用途においては、前述した構成が随意的であってもよいことは言うまでもない。

本体部分のうちの一方１４の一端にはハンドル２０が存在し、他方の本体部分１６の遠位端にはゴムブーツ２５が存在する。 ハンドル２０は、中空であり、本体部分１４の端部を内部に受けるようになっているソケット部分を含む。

装置１０は、駆動モータ３２（標準的な可逆モータの形態であってもよい）と、ギヤトレイン３５（インライン遊星ギヤ機構の形態であってもよい）と、クラッチ３６と、協働するねじ付き部材３７、３８とを含むリニアアクチュエータ３０を更に含む。 言うまでもなく、モータはブラシ付きモータまたはブラシレスモータであってもよい。 また、モータ３２がＡＣ用であってもよく、またはＤＣ用であってもよいことは言うまでもない。 駆動モータ３２は、図３に示されるようにモータブラケット５２により支持されてもよい。 ねじ付き部材３７は、アクメねじ形態であるねじをその外面に有する長尺ロッドの形態である。 他方のねじ付き部材３８は、本体部分１６の端部に嵌入するスピンドルブシュ３８などのブロックの形態である。 本体部分１６の溝またはチャンネル内に受け入れ可能なピン（図示せず）が開口３１、３３内に配置されることにより部品間の相対的な回転が抑制されてもよい。 ピンは開口３１、３３内に螺合可能に受けられてもよい。 ストッパ３９がロッド３７の端部に取り付けられる。 図示のように、モータ３２、ギヤトレイン３５、および、クラッチ３６は、軸線方向に延びるねじ付き部材３７を用いて管状体部分１４内に取り付けられる。

図２、３から分かるように、駆動モータ３２、ギヤトレイン３５、および、ねじ付き部材３７、３８は、これらの構成要素が一列となるように同軸である。 これらの構成要素の同軸構造は、重くて大きい扱いにくい他のタイプのリニアアクチュエータにおける重大な不都合を克服する。

再充電可能なバッテリパック２８の形態である電源がハンドル２０内に取り付けられ、また、作動スイッチ３３がモータ３２の駆動、したがってねじ付きロッド３７の駆動を引き起こす。 装置１０のハンドル２０は、図３に示されるように、外部電源（図示せず）への電気接続部を受けるためのポート６６を含んでもよい。 ポート６６はバッテリパック２８に電気的に結合され、それにより、バッテリパック２８を再充電することができる。

作動時に本体の遠位端の周囲の領域のための光源を形成するＬＥＤライト２９がハンドル２０の一端に設けられる。

特に図３を参照すると、装置１０のハンドル２０の更に詳しい断面が示されている。 ハンドル２０は、部材１４の一端を内部で固定するための空洞部を含む。 また、ハンドル２０は、ユーザの指が横方向に延びる部材２２を包み込むことができるようにするための開口も含む。 ハンドルは、電気部品を内部に収容する保護シェルの形態を成して設けられてもよい。 ハンドル２０はバッテリパック２８を内部に収容する。

また、ハンドル２０は複数の作動スイッチを含む。 ハンドル２０は、装置１０に供給される電力を有効および無効にするための第１のアクチュエータスイッチ７２を含む。 また、ハンドル２０は、部材１６が部材１４に対して引き伸ばされるか、または引き込まれるべきかどうかを選択するための第２のアクチュエータスイッチ７４も含む。 アクチュエータスイッチ７２、７４はハンドル２０の端部に配置されており、それにより、使用中、ユーザの親指によってスイッチを相対的に容易に作動させることができる。 ハンドル２０は、部材１６を部材１４に対して引き伸ばし、または引き込むために作動可能なトリガの形態である第３のスイッチアクチュエータ３３を更に含む。 ユーザは、トリガが作動される深さによって、部材１６が部材１４に対して引き伸ばされ、または引き込まれる速度を制御できる。 例えば、トリガ３３が僅かに作動されれば、部材１６が部材１４に対してゆっくりと移動し、これに対し、トリガ３３がユーザによって十分に作動されると、部材１４がより速い速度で伸長し、または収縮する。 また、ハンドル２０は、トリガ３３を動作させてハンドル２０を掴むためにハンドルの横方向に延びる部材から開口７６内に延びてユーザの指先間に障壁を形成する突出部材７８も含む。 発光ダイオード２９の動作を行なわせるために更なる第４のアクチュエータスイッチがハンドル２０に設けられてもよい。 言うまでもなく、複数のアクチュエータスイッチがバッテリパック２８と電気的に通信する。

ハンドル２０は、プロセッサの形態で設けられ得る電子制御ユニット６８を更に収容できる。 制御ユニット６８は、ＰＣＭＩＡカードバスとほぼ同様のサイズを有する。 また、ハンドル２０は、更なる機能性を与えるための付加的な電子機器７０を収容してもよい。 制御ユニット６８をバッテリパック２８および複数のアクチュエータスイッチのうちの１つ以上に動作可能に結合させることができ、それにより、制御ユニット６８は、部材１４、１６の動きを制御するためにアクチュエータスイッチを介して入力を受けることができる。

一形態において、制御ユニット６８は、プロセッサで実行可能な命令を記憶するためのメモリを含んでもよい。 メモリは、該メモリから読み取りおよび／またはメモリに書き込むためにプロセッサと電気的に通信する。 また、制御ユニットは、取り外し可能な記憶媒体を受けるための取り外し可能なストレージインタフェースを含んでもよい。 この場合、取り外し可能な記憶媒体は、プロセッサで実行可能な命令をその上に、またはその内部に記憶する。 取り外し可能なストレージインタフェースは、取り外し可能な記憶媒体からデータを読み取りおよび／または取り外し可能な記憶媒体にデータを書き込むことができるようにするためにプロセッサと電気的に通信する。 取り外し可能な記憶媒体が取り外し可能なストレージインタフェース内に受けられると、プロセッサは、取り外し可能なストレージインタフェースを介して取り外し可能な記憶媒体と電気的に通信する。 制御ユニットのプロセッサは、メモリに記憶されるおよび／または取り外し可能な記憶媒体からのプロセッサ実行可能命令を実行して、装置の様々な態様を制御することができる。 例えば、プロセッサ実行可能命令は、ねじ構造を移動できる最大速度などの特性を規定してもよい。 言うまでもなく、制御ユニットに動作可能に結合される構成要素の機能は、制御ユニットのプロセッサにより実行されるプロセッサ実行可能命令のカスタマイズにより変更されてもよい。

制御ユニット６８は、部材１４内に収容されるエンコーダユニット５０と電気的に通信できる。 エンコーダ５０は、モータ３２に動作可能に結合されて、モータ３２が作動されるときにアクメスピンドル３７の回転数をカウントする。 エンコーダ５０は、アクチュエータスイッチを介したユーザからの入力に起因してモータ３２によりアクメスピンドル３７に適用される回転量を正確に制御するべく装置１０により使用される。

動作時、ユーザはハンドル２０を掴むことができ、また、前述した特定の用途では、装置１０を歩行器として使用できる。 スイッチ３３の作動はねじ付き部材３７の回転を生じさせ、また、ねじ付き部材３８に対するねじ付き部材３７の相対的な回転は、スイッチ３３がどの位置をとるかに応じて本体１２の全長の伸長または収縮をもたらす。

本発明は、この用途では、ユーザによって自動的に伸長または収縮させることができ、伸長中に十分な力を与えて、座っている、または横たわっている姿勢から立つために使用時に更なるサポートを必要とする場合があるユーザの手助けをすることができる歩行器を提供する。 これは、脚の変形性関節症などの障害を患う人にとって特に重要である。 また、装置１０は、伸長および収縮中に荷重を受けて一定した接地をもたらす。 また、本発明は、階段、歩道の縁石、または、他の平らでない地面状態などの状況でのユーザの制限も克服する。

言うまでもなく、装置１０のハンドル２０および本体部分１２は分離可能であってもよく、したがって、何らかの形態の伸縮可能部材を必要とする様々な他の用途において装置１０の本体部分１２が使用されてもよい。 ハンドル２０を機械的機構１２と無関係にすることができることは言うまでもない。

歩行器としての使用に関して本発明を説明してきた。 しかしながら、装置１０を使用できる他の用途が存在することは言うまでもない。

例えば、本発明は、プローブ、コーキングガム、動物人工授精器、潜望鏡、または、工具あるいは他の物品のためのキャリッジとしての使用に適合され得る手持ち式調節可能アームとしての使用に適し得る。

他の用途において、装置１０は、ユーザが起立でき、上り下りでき、立つことができ、および／または、歩くことができるような支援に用いられてもよい。 他の用途において、装置１０は、個人支援医療装置、自動制御される歩行杖、スケーリングのために物体を結合するためのフック状要素を有するバイオニックエクステンダ工具、可変リーチを含むパワードリル、可変リーチを有するパワードライバ、パワーハンマードリル、ジプロックリフターガン／フィクサ、ドレンカバーリフター、弾性剪定ばさみ、カッター、または、ノコギリ装置のためのリニアエクステンダ、警察官、消防士、および、レスキュー隊などの特定の業務用の緊急「マンジャッキ」、手持ち式ジャッキ、および／または、手持ち式リニアアクチュエータとして役立つことができる。 言うまでもなく、部材１６の端部のアタッチメント手段を使用して、複数のアタッチメントを異なる作業のために交換できるようにバイオニックエクスタンダアタッチメントを取り付けることができる。

前述したように、ハンドル２０は、様々な他の形態の電子機器および回路を含んでもよい。 この目的を達成するため、ハンドル２０は、携帯電話、ＧＰＳナビゲーションユニット、広帯域送信器および受信器（２Ｇ／３Ｇ）、ブルートゥース送信器および受信器、音声プロンプトを発するための外部スピーカを含むオーディオプロプタ、オーディオレコーダ、再生できる音楽などのデータを記憶するための電子メモリ、フラッシュライトの形態である１つ以上のライト、デジタルカメラ、ラジオ、ソナー、または、他の位置地球物理検出手段、１つ以上のセキュリティ警告装置、遠隔制御装置、地面、地形、または、深さ感知装置、地下レーダ、または、検出感知装置、ハンドバッグ、および／または、非常用位置指示無線標識（ＥＰＩＲＢ）を収容してもよい。 他の形態において、ハンドルは、自動ナビゲーションを可能にするためにＧＰＳユニットに動作可能に接続されるボール歩数計「マウス」要素などの歩数計を含んでもよい。

また、装置１０は、定速または変速下で本体部分に対して伸長または収縮する駆動源または伝動リニア二重管装置を形成するため、他の更なる用途を有することができることは言うまでもない。 例えば、装置１０は、直線方向または平面方向に行き来する一定の荷重を移動できる能力に起因して電子的に作動されるジャッキとして機能することができる。 触覚または無線制御される遠隔制御によってリニアアクチュエータが制御されてもよいことは言うまでもない。 同様の用途が他の類似する分野にも存在する。 その場合、装置は、足場ライザまたは支柱機構、リニアアクチュエータ（例えば、液圧支柱、直線機械ウォームドライブ、ボールスクリュードライブに代わる有用な手段として）、任意の複雑な機械装置（例えば、椅子、ベッドなど）のための直線駆動源、ジャッキを伸長位置と収縮位置との間で作動させるために車両内に配置されるスイッチにより作動させることができる現場「組み込み」車両ジャッキ、ロックを作動させるためにキーの隆起部材をキー穴に延ばすために装置を使用できるキー、ドレーンまたはパイプ洗浄装置、授精等のための獣医用装置、および／または、ポンプ装置として使用されてもよい。

最後に、本発明の思想または範囲から逸脱することなく様々な変更、改良、および／または、付加が部品の様々な構造および配置に組み入れられてもよいことは言うまでもない。