JP2000018361A - Motor-driven linear actuator - Google Patents

Motor-driven linear actuator

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JP2000018361A
JP2000018361A JP10180666A JP18066698A JP2000018361A JP 2000018361 A JP2000018361 A JP 2000018361A JP 10180666 A JP10180666 A JP 10180666A JP 18066698 A JP18066698 A JP 18066698A JP 2000018361 A JP2000018361 A JP 2000018361A
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JP
Japan
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ball
ball nut
shaft
ball screw
linear actuator
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Application number
JP10180666A
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Japanese (ja)
Inventor
Mikio Yamaguchi
幹雄 山口
Hironobu Shiono
浩信 塩野
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide at low cost a structure for preventing sudden displacement of an output shaft when balls are damaged. SOLUTION: A stopper ring 60 is provided between a ball nut 7b to which the rear end portion of an axially freely displaceable output shaft 8 is secured and a ball screw portion 6 provided on a part of a rotating shaft 2. The stopper ring 60 comprises a circular-cross-section wire formed into a spiral shape as a whole, half of its outer periphery being fitted in place inside a ball nut groove 22b formed in the inner peripheral surface of the ball nut 7b. Also, half of its inner periphery is made to advance into a part of a ball screw groove 21 formed in the outer peripheral surface of the ball screw part 6, with a gap intervening therebetween.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明に係る電動式リニアアク
チュエータは、例えば介護用ベッド、昇降テーブル、C
Tスキャナ、トラックのキャビンチルト装置、リフター
等、各種機械装置に組み込んだ状態で使用する。
BACKGROUND OF THE INVENTION An electric linear actuator according to the present invention includes, for example, a nursing bed, an elevating table,
It is used in a state of being incorporated in various mechanical devices such as a T scanner, a truck cabin tilt device, and a lifter.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば介護用の電動ベッド、昇降テーブ
ル、CTスキャナ、トラックのキャビンチルト装置、リ
フター等には電動式リニアアクチュエータを組み込み、
電動モータを駆動源として、これら各種機械装置の角度
調節、位置調節等を自在としている。この様な電動式リ
ニアアクチュエータとして従来から、特開平8−322
189号公報、同9−303514号公報等に記載され
たものが知られている。図9は、このうちの特開平8−
322189号公報に記載された電動式リニアアクチュ
エータを示している。
2. Description of the Related Art For example, electric linear actuators are incorporated in electric beds for nursing care, elevating tables, CT scanners, truck cabin tilt devices, lifters, and the like.
By using an electric motor as a drive source, angle adjustment, position adjustment, and the like of these various mechanical devices can be freely performed. Conventionally, such an electric linear actuator has been disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-322.
Nos. 189, 9-303514 and the like are known. FIG. 9 shows Japanese Patent Application Laid-Open No.
1 shows an electric linear actuator described in JP-A-322189.

【0003】この電動式リニアアクチュエータは、ハウ
ジング1と、軸部材である回転軸2と、図示しない電動
モータと、減速機5と、ボールねじ部6と、ボールナッ
ト7とを備え、例えば、介護用の電動ベッドに使用され
る背もたれの角度調節装置等の様に、使用時に圧縮方向
のスラスト荷重が加わる部分に組み付けられる。上記ハ
ウジング1の内側には、上記回転軸2の基端部(図9の
左端部)を、1対の玉軸受3a、3bにより、回転のみ
自在に支持している。又、上記電動モータは、上記ハウ
ジング1の一部に設けた取付フランジ4に固定してお
り、図示しない駆動軸の正転逆転を自在としている。そ
して、この電動モータの駆動軸と上記回転軸2との間
に、ウォーム10とウォームホイール11とから成る上
記減速機5を設け、この減速機5により上記駆動軸のト
ルクを増大して上記回転軸2に伝達自在としている。
The electric linear actuator includes a housing 1, a rotating shaft 2 as a shaft member, an electric motor (not shown), a speed reducer 5, a ball screw portion 6, and a ball nut 7, for example. Such as a backrest angle adjustment device used in an electric bed for a vehicle, to which a thrust load in the compression direction is applied during use. Inside the housing 1, the base end (the left end in FIG. 9) of the rotary shaft 2 is supported by a pair of ball bearings 3a and 3b so as to rotate only freely. The electric motor is fixed to a mounting flange 4 provided on a part of the housing 1 so that a drive shaft (not shown) can freely rotate forward and reverse. The speed reducer 5 including a worm 10 and a worm wheel 11 is provided between the drive shaft of the electric motor and the rotary shaft 2, and the torque of the drive shaft is increased by the speed reducer 5 to increase the rotational speed. It can be transmitted to the shaft 2 freely.

【0004】一方、上記回転軸2の基端部を除く部分
は、外周面に断面が円弧形で螺旋状のボールねじ溝21
を形成した、上記ボールねじ部6としている。そして、
このボールねじ部6の周囲に上記ボールナット7を、複
数のボール12、12を介して螺合させている。この
為、上記ボールナット7の内周面に、断面が円弧形で螺
旋状のボールナット溝22を形成している。そして、上
記ボールナット7の一部外周面に形成したねじ部に、円
筒状の出力軸8の基端部を螺合固定すると共に、これら
ボールナット7及び出力軸8の周囲を、テーパ円筒状の
カバー13により覆っている。電動式リニアアクチュエ
ータの組み付け状態で上記出力軸8は、先端部を所定部
分に結合する事により、前記ハウジング1に対して軸方
向に亙る変位のみを自在に支持される。
On the other hand, a portion of the rotary shaft 2 other than the base end portion has a helical ball screw groove 21 having an arc-shaped cross section on the outer peripheral surface.
Are formed as the ball screw portion 6 described above. And
The ball nut 7 is screwed around the ball screw portion 6 via a plurality of balls 12. Therefore, a helical ball nut groove 22 having a circular cross section is formed on the inner peripheral surface of the ball nut 7. Then, the base end of the cylindrical output shaft 8 is screwed and fixed to a thread portion formed on a part of the outer peripheral surface of the ball nut 7, and the periphery of the ball nut 7 and the output shaft 8 is formed into a tapered cylindrical shape. Cover 13. In a state where the electric linear actuator is assembled, the output shaft 8 is supported by the axial displacement with respect to the housing 1 only by connecting the distal end to a predetermined portion.

【0005】又、このハウジング1と回転軸2との間
で、上記ウォームホイール11の設置部分と上記ボール
ねじ部6の基端部との間部分には、外径側から順に、一
方向クラッチの一種であるローラクラッチ14と、上記
回転軸2に対する回転を自在とした間筒15と、滑り軸
受16とを、それぞれ設けている。又、上記回転軸2と
共に回転する間座17と、上記間筒15の端面との間に
は、摩擦プレート18を挟持している。上記出力軸8か
ら上記回転軸2、間座17、及び摩擦プレート18を介
して、上記間筒15に加わる圧縮方向のスラスト荷重
は、上記1対の玉軸受3a、3bのうち図9の右側の玉
軸受3bが支承する。このスラスト荷重に基づいて上記
回転軸2が回転する傾向の場合には、上記ローラクラッ
チ14がロックし、逆に、上記スラスト荷重に抗して上
記出力軸2を変位させる際には、上記ローラクラッチ1
4がロックしない様にしている。又、上記間筒15の端
面と上記摩擦プレート18の片面とが摺動した場合で
も、この摩擦プレート18の他面と上記間座17の片面
とは相対変位しない様にしている。
A one-way clutch is provided between the housing 1 and the rotating shaft 2 between the installation portion of the worm wheel 11 and the base end of the ball screw portion 6 in order from the outer diameter side. Are provided with a roller clutch 14 which is a kind of the above, an intermediate cylinder 15 which can freely rotate with respect to the rotary shaft 2, and a sliding bearing 16. A friction plate 18 is sandwiched between the spacer 17 that rotates together with the rotation shaft 2 and the end surface of the cylinder 15. The thrust load applied to the intermediate cylinder 15 from the output shaft 8 via the rotary shaft 2, the spacer 17, and the friction plate 18 in the compression direction is the right one of the pair of ball bearings 3a and 3b in FIG. Ball bearing 3b. When the rotating shaft 2 tends to rotate based on the thrust load, the roller clutch 14 is locked, and conversely, when the output shaft 2 is displaced against the thrust load, the roller clutch 14 is locked. Clutch 1
4 is not locked. Also, even when the end surface of the intermediate cylinder 15 slides on one surface of the friction plate 18, the other surface of the friction plate 18 and one surface of the spacer 17 are not relatively displaced.

【0006】上述の様に構成する電動式リニアアクチュ
エータは、例えば前記ハウジング1の基端部(図9の左
端部)に形成した固定側取付部19を固定軸に、前記出
力軸8の先端部(図9の右端部)に形成した変位側取付
部20を変位軸に、それぞれ枢支する。この様に組み付
けられた状態で、電動式リニアアクチュエータは、上記
電動モータの駆動軸の回転方向に基づいて上記出力軸8
を軸方向に亙り変位させると共に、上記駆動軸を停止さ
せた状態では、上記スラスト荷重に基づいて上記出力軸
8が変位するのを防止する。更に、上記駆動軸を逆転さ
せた状態では、上記回転軸2に、上記スラスト荷重に基
づいて加わるトルクに加えて、上記駆動軸から上記減速
機5を介して伝達されるトルクが加わり、上記間筒15
の端面と上記摩擦プレート18との間の摩擦力に抗して
この回転軸2を回転させる。この際、この摩擦力が上記
駆動軸の回転に対する抵抗となるので、この駆動軸の回
転が急激に行なわれる事が防止される。従って、上記摩
擦プレート18の片面と間筒15の端面との間の摩擦係
数、並びに電動モータの駆動トルクを適正値にすれば、
小型の電動モータで電動式リニアアクチュエータの伸縮
を円滑に行わせる事ができる。
The electric linear actuator constructed as described above has a fixed mounting portion 19 formed at the base end (left end in FIG. 9) of the housing 1 and a distal end of the output shaft 8. The displacement-side mounting portions 20 formed at the right end of FIG. 9 are pivotally supported on displacement axes. In this assembled state, the electric linear actuator operates the output shaft 8 based on the rotation direction of the drive shaft of the electric motor.
Is displaced in the axial direction, and when the drive shaft is stopped, the output shaft 8 is prevented from being displaced based on the thrust load. Further, in a state where the drive shaft is reversed, a torque transmitted from the drive shaft via the speed reducer 5 is applied to the rotating shaft 2 in addition to a torque applied based on the thrust load, and Cylinder 15
The rotating shaft 2 is rotated against the frictional force between the end face of the shaft and the friction plate 18. At this time, since the frictional force becomes a resistance to the rotation of the drive shaft, it is possible to prevent the drive shaft from being rapidly rotated. Therefore, if the friction coefficient between one surface of the friction plate 18 and the end surface of the intermediate cylinder 15 and the driving torque of the electric motor are set to appropriate values,
The expansion and contraction of the electric linear actuator can be smoothly performed with a small electric motor.

【0007】上述の様に構成し作用する、前記公報に記
載された電動式リニアアクチュエータは、ボールねじを
構成するボール12、12が、電動式リニアアクチュエ
ータの使用上の予想を超える様な過大な衝撃荷重等によ
り、万が一、破損した場合に、出力軸8がスラスト荷重
に基づいて急激に変位する可能性がある。この様に出力
軸8が急激に変位するのを防止する為に、ボール12、
12を大径化したり、このボール12、12の個数を多
くしたりする事により、電動式リニアアクチュエータの
安全率を高くする事も考えられるが、この電動式リニア
アクチュエータ全体の大型化を招く為、好ましくない、
又、電動式リニアアクチュエータにボールを使用せず、
角ねじ同士の螺合を利用した構造とする事により、上記
不都合をなくす事も考えられるが、電動式リニアアクチ
ュエータの効率が低下する。この効率低下による電動式
リニアアクチュエータの性能低下を補う為に、電動モー
タを大型化すると、やはり電動式リニアアクチュエータ
全体の大型化を招く。
In the electric linear actuator described in the above-mentioned publication, which is constructed and operates as described above, the balls 12, 12 constituting the ball screw are excessively large so as to exceed the expected use of the electric linear actuator. If the output shaft 8 is broken by an impact load or the like, the output shaft 8 may be rapidly displaced based on the thrust load. In order to prevent the output shaft 8 from being suddenly displaced in this way, the ball 12,
Increasing the diameter of the motor 12 or increasing the number of the balls 12, 12 may increase the safety factor of the electric linear actuator. , Undesirable,
Also, without using a ball for the electric linear actuator,
Although it is possible to eliminate the above-mentioned inconvenience by adopting a structure using the screwing between the square screws, the efficiency of the electric linear actuator is reduced. If the size of the electric motor is increased to compensate for the decrease in performance of the electric linear actuator due to the decrease in efficiency, the size of the entire electric linear actuator also increases.

【0008】[0008]

【本発明に先立ってした発明の説明】そこで、本発明者
は、電動式リニアアクチュエータ全体を大型化する事な
く、万が一のボールの破損によっても、出力軸が軸方向
に亙り急激に変位するのを防止すべく、次の様な発明を
した。図10〜11は、この様な事情で、本発明に先立
って発明した電動式リニアアクチュエータの1例を示し
ている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Prior to the present invention, the inventor of the present invention has found that the output shaft can be rapidly displaced in the axial direction even in the unlikely event that a ball is broken without increasing the size of the entire electric linear actuator. The following invention was made in order to prevent the problem. FIGS. 10 to 11 show an example of the electric linear actuator invented prior to the present invention in such circumstances.

【0009】この先発明に係る電動式リニアアクチュエ
ータでは、回転軸2のボールねじ部6の周囲に複数のボ
ール12、12を介して螺合させるボールナット7a
を、次の様に構成する。即ち、このボールナット7a
は、先半部(図10の右半部)に、基半部(図10の左
半部)よりも内径が大きく、しかも外径が小さい薄肉筒
部24を有する、略円筒状としている。そして、上記ボ
ールナット7aの基半部内周面に、断面が円弧形で全体
が螺旋状のボールナット溝22aを形成している。この
ボールナット溝22aを形成した部分と上記筒部24の
内周面とは、段部25により連続させている。更に、上
記薄肉筒部24は、先半部をこの薄肉筒部24の基半部
よりも外径を小さくすると共に、この先半部の外周面に
ねじ部26を形成している。このねじ部26には、円筒
状の出力軸8(図9参照)の基端部を螺合固定する。
又、この出力軸8及び上記ボールナット7aも、前述し
た従来構造と同様に、この出力軸8の先端部を所定部分
に結合する事で、回転防止を図る。従って、電動式リニ
アアクチュエータの組み付け状態で、上記ボールナット
7aは、上記回転軸2の周囲に、この回転軸2の軸方向
に亙る変位のみを自在に支持される。
In the electric linear actuator according to the prior invention, the ball nut 7a is screwed around the ball screw portion 6 of the rotary shaft 2 through the plurality of balls 12, 12.
Is configured as follows. That is, this ball nut 7a
Has a thin cylindrical portion 24 having a larger inner diameter and a smaller outer diameter in the first half (the right half in FIG. 10) than the base half (the left half in FIG. 10). A ball nut groove 22a having an arc-shaped cross section and a spiral shape as a whole is formed on the inner peripheral surface of the base half of the ball nut 7a. The portion where the ball nut groove 22a is formed and the inner peripheral surface of the cylindrical portion 24 are connected by a step 25. Further, the thin-walled tube portion 24 has a first half whose outer diameter is smaller than that of a base half of the thin-walled cylinder 24, and a thread portion 26 formed on the outer peripheral surface of the first half. The proximal end of the cylindrical output shaft 8 (see FIG. 9) is screwed and fixed to the screw portion 26.
Also, the output shaft 8 and the ball nut 7a are prevented from rotating by connecting the distal end of the output shaft 8 to a predetermined portion, similarly to the aforementioned conventional structure. Therefore, in a state where the electric linear actuator is assembled, the ball nut 7 a is supported around the rotary shaft 2 so as to be freely displaceable only in the axial direction of the rotary shaft 2.

【0010】又、上記ボールナット7aの基半部内に
は、上記ボール12、12を循環させる為のボールチュ
ーブ28を包埋している。図示の例の場合には、このボ
ールチューブ28の周囲にチューブ用バンド29を設
け、このボールチューブ28の抜け止めを図っている。
但し、このボールチューブ28の抜け止めは、ボールナ
ット7aの一部をかしめる等、他の方法により行なって
も良い。尚、図示の例の場合、上記ボールねじ溝21と
ボールナット溝22aとの間に連続した状態で設けるボ
ール12、12は、巻き数を1.5とした螺旋状に配置
している。
A ball tube 28 for circulating the balls 12, 12 is embedded in the base half of the ball nut 7a. In the illustrated example, a tube band 29 is provided around the ball tube 28 to prevent the ball tube 28 from coming off.
However, the ball tube 28 may be prevented from coming off by another method such as caulking a part of the ball nut 7a. In the illustrated example, the balls 12, 12 provided in a continuous state between the ball screw groove 21 and the ball nut groove 22a are helically arranged with 1.5 turns.

【0011】そして、上記ボールナット7aのうち、前
記ボールナット溝22aから外れた部分の内側に、熱処
理された鋼、或は高強度の非鉄金属等から成る、略円筒
状のストッパ部材30を固定している。このストッパ部
材30は、外周面を単なる円筒面とすると共に、内周面
に断面が半円弧形の螺旋状突部31を形成している。そ
して、上記ボールナット7aの内側に、上記ストッパ部
材30を、上記ボールナット7aの内周面に形成した段
部25に突き当てる状態で内嵌する。この状態で、上記
ストッパ部材30を、上記段部25と、上記薄肉筒部2
4の内周面に止着した止め輪32との間で挟持する事に
より、このストッパ部材30の軸方向移動を阻止してい
る。
A substantially cylindrical stopper member 30 made of heat-treated steel or high-strength non-ferrous metal or the like is fixed inside a portion of the ball nut 7a deviated from the ball nut groove 22a. are doing. The stopper member 30 has a helical projection 31 having a semicircular cross section on the inner peripheral surface, while the outer peripheral surface is a simple cylindrical surface. Then, the stopper member 30 is fitted inside the ball nut 7a in such a manner that the stopper member 30 abuts against a step 25 formed on the inner peripheral surface of the ball nut 7a. In this state, the stopper member 30 is connected to the step portion 25 and the thin cylindrical portion 2.
The stopper member 30 is prevented from moving in the axial direction by being sandwiched between a retaining ring 32 fixed to the inner peripheral surface of the stopper member 4.

【0012】又、上記薄肉筒部24に形成したねじ孔3
3に螺合した止めねじ34の端面を上記ストッパ部材3
0の外周面に突き当てて、このストッパ部材30の上記
ボールナット7aに対する回転を阻止している。この
際、上記ストッパ部材30の内周面に形成した螺旋状突
部31は、上記ボールねじ溝21の一部内側に、このボ
ールねじ溝21の内面との間に所定の微小な隙間を介在
させた状態で進入させる。この隙間の幅cは、例えば、
上記各ボール12、12の直径dを3.969mmとし、
上記螺旋状突部31の幅Bを3.5mmとした場合に、
0.23mmとなる。従って、上記螺旋状突部31が前記
ボールナット溝22aの螺旋の延長上に位置する様に、
上記螺旋状突部31のピッチ並びに位相を規制してい
る。
The screw hole 3 formed in the thin cylindrical portion 24
3 is screwed to the stopper member 3
The stopper member 30 is prevented from rotating with respect to the ball nut 7a by abutting against the outer peripheral surface of the ball nut 7a. At this time, the helical projection 31 formed on the inner peripheral surface of the stopper member 30 has a predetermined minute gap between the inner surface of the ball screw groove 21 and a part of the inside of the ball screw groove 21. Let go in the state that was made. The width c of the gap is, for example,
The diameter d of each of the balls 12, 12 is 3.969 mm,
When the width B of the spiral projection 31 is 3.5 mm,
0.23 mm. Therefore, such that the spiral protrusion 31 is located on the extension of the spiral of the ball nut groove 22a,
The pitch and phase of the spiral projection 31 are regulated.

【0013】上述の様に構成する先発明の電動式リニア
アクチュエータによれば、万が一のボール12、12の
破損に拘らず、上記ボールナット7aに固定した出力軸
8が急激に変位するのを防止する事ができる。即ち、上
記ボール12、12の一部が破損して、圧縮方向に亙る
スラスト荷重に基づき、上記出力軸8が変位する傾向と
なった場合には、上記ボールねじ溝21の一部内面と、
前記ストッパ部材30の内周面に設けた螺旋状突部31
の一部とが、軸方向に亙り衝合する。これにより、上記
ストッパ部材30が、上記スラスト荷重に基づいて上記
ボールナット7aが軸方向に亙り変位するのを阻止し、
上記出力軸8が急激に変位するのを防止する。又、この
様なストッパ部材30は、上記ボールナット7aの内側
に設ける為、上記ボール12、12を大径化したり、こ
のボール12、12の個数を多くしたりせずに済み、電
動式リニアアクチュエータ全体を大型化する事はない。
According to the electric linear actuator of the present invention constructed as described above, the output shaft 8 fixed to the ball nut 7a is prevented from suddenly displacing irrespective of the possibility of the balls 12 being damaged. You can do it. That is, when a part of the balls 12, 12 is broken and the output shaft 8 tends to be displaced based on a thrust load in the compression direction, a part of the inner surface of the ball screw groove 21 is formed.
Spiral projection 31 provided on the inner peripheral surface of the stopper member 30
Abuts in the axial direction. Thereby, the stopper member 30 prevents the ball nut 7a from being displaced in the axial direction based on the thrust load,
The output shaft 8 is prevented from being suddenly displaced. Further, since such a stopper member 30 is provided inside the ball nut 7a, it is not necessary to increase the diameter of the balls 12, 12 or to increase the number of the balls 12, 12. The size of the entire actuator is not increased.

【0014】尚、図示の例は、軸部材を、ハウジング1
の内側に回転のみを自在に支持した回転軸2とし、ボー
ルナット7aをこの回転軸2に対して軸方向に亙る変位
のみを自在に支持し、出力軸8の軸方向に亙る変位を自
在とした構造の1例を示した。但し、電動式リニアアク
チュエータは、軸部材自体をハウジングに対して軸方向
に亙る変位のみを自在に支持した出力軸とし、ボールナ
ットを上記ハウジングの内側に回転のみを自在に支持
し、電動モータのトルクを減速機を介して上記ボールナ
ットに伝達する構造とする場合もある。この場合には、
上記ボールナットに対して軸方向に亙り変位自在な軸部
材の先端部を所定部分に結合する事により、この所定部
分を変位させる。上記ストッパ部材30は、この様な構
造を有する電動式リニアアクチュエータにも用いる事が
できる。
In the illustrated example, the shaft member is connected to the housing 1.
And a ball nut 7a that freely supports only a displacement in the axial direction with respect to the rotary shaft 2 so that the output shaft 8 can freely displace in the axial direction. An example of such a structure is shown. However, in the electric linear actuator, the shaft member itself is used as an output shaft that freely supports only displacement in the axial direction with respect to the housing, and the ball nut is supported only inside the housing so as to freely rotate only, so that the electric motor has an electric motor. In some cases, the torque may be transmitted to the ball nut via a speed reducer. In this case,
The predetermined portion is displaced by connecting the tip of a shaft member which is displaceable in the axial direction with respect to the ball nut to a predetermined portion. The stopper member 30 can also be used for an electric linear actuator having such a structure.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】上述の様に構成し作用
する、先発明の電動式リニアアクチュエータの場合、安
全装置を構成する為のストッパ部材30は、その内周面
に設ける螺旋状突部31の形状寸法を高精度に加工する
事が要求される為、製造作業が面倒である。又、この様
なストッパ部材30をボールナット7aに固定する為に
部品点数が多くなる。更には、上記ストッパ部材30の
螺旋状突部31とボールねじ溝21との位相を合わせる
作業も面倒である。この結果、電動式リニアアクチュエ
ータ全体の製造コストが嵩む事が避けられない。本発明
は、上述の様な事情に鑑みて、電動式リニアアクチュエ
ータ全体を大型化する事なく、万が一のボールの破損に
より、軸方向に亙り変位自在な出力軸又は軸部材が急激
に変位するのを防止する構造を、安価に実現すべく考え
たものである。
In the case of the electric linear actuator of the prior invention, which is constructed and operates as described above, the stopper member 30 for constituting the safety device has a helical projection provided on the inner peripheral surface thereof. Since it is required to process the shape and dimensions of the 31 with high precision, the manufacturing operation is troublesome. Further, since such a stopper member 30 is fixed to the ball nut 7a, the number of parts increases. Further, the operation of adjusting the phases of the spiral protrusion 31 of the stopper member 30 and the ball screw groove 21 is troublesome. As a result, it is inevitable that the manufacturing cost of the entire electric linear actuator increases. In view of the above-described circumstances, the present invention does not increase the size of the entire electric linear actuator, and suddenly displaces the output shaft or the shaft member that can be displaced in the axial direction due to breakage of the ball. This is intended to realize a structure for preventing the inexpensive problem.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明の電動式リニアア
クチュエータは、前述した先発明の電動式リニアアクチ
ュエータと同様に、ハウジングと、このハウジングの内
側に、回転のみ又は軸方向に亙る変位のみを自在に支持
された軸部材と、上記ハウジングに固定された正転逆転
自在な電動モータと、上記軸部材の一部に設けられた、
外周面に断面が円弧形で全体が螺旋状のボールねじ溝を
有するボールねじ部と、このボールねじ部の周囲に軸方
向に亙る変位のみ又は回転のみを自在に設けられた、内
周面に断面が円弧形で全体が螺旋状のボールナット溝を
有し、上記ボールねじ溝と複数のボールを介して螺合す
るボールナットと、上記電動モータの駆動軸と上記軸部
材との間、又はこの駆動軸と上記ボールナットとの間に
設けられ、この駆動軸のトルクを増大して上記軸部材又
は上記ボールナットに伝達する減速機と、上記ボールが
破損した場合に、上記ボールナットと上記軸部材とが軸
方向に亙り相対的に変位するのを阻止する安全装置とを
備える。
The electric linear actuator of the present invention, like the above-mentioned electric linear actuator of the above-mentioned invention, has a housing and a housing in which only rotation or only displacement in the axial direction is provided inside the housing. A shaft member freely supported, a forward-reverse rotating electric motor fixed to the housing, and a part of the shaft member;
A ball screw portion having an arc-shaped cross section on the outer peripheral surface and having a helical ball screw groove as a whole, and an inner peripheral surface provided around the ball screw portion so as to be free only for displacement or rotation only in the axial direction. A ball nut groove having an arc-shaped cross section and having a spiral shape as a whole, and a ball nut screwed into the ball screw groove through a plurality of balls, and a drive shaft of the electric motor and the shaft member. Or a speed reducer provided between the drive shaft and the ball nut to increase the torque of the drive shaft and transmit the torque to the shaft member or the ball nut; and, if the ball is broken, the ball nut And a safety device for preventing the shaft member from being relatively displaced in the axial direction.

【0017】特に、本発明の電動式リニアアクチュエー
タに於いては、断面が円形のワイヤを全体を螺旋状に形
成して成るストッパリングを備え、このストッパリング
の外周側半部を上記ボールナット溝の一部に内嵌固定
し、同じく内周側半部を上記ボールねじ溝の一部内側
に、このボールねじ溝面との間に隙間を介在させた状態
で進入させる事により上記安全装置を構成している。
In particular, the electric linear actuator of the present invention includes a stopper ring formed by spirally forming a wire having a circular cross section, and the outer peripheral half of the stopper ring is formed in the ball nut groove. The safety device is inserted into and fixed to a part of the ball screw groove, and the inner half of the ball is inserted into a part of the ball screw groove with a gap interposed between the ball screw groove surface. Make up.

【0018】[0018]

【作用】上述の様に構成する本発明の電動式リニアアク
チュエータにより、電動モータの駆動軸の回転方向に応
じてボールナットに結合した出力軸又は軸部材を軸方向
に亙って変位させる作用は、前述した従来の電動式リニ
アアクチュエータと同様である。又、安全装置が、電動
式リニアアクチュエータ全体を大型化する事なく、万が
一のボールの破損により、上記出力軸又は軸部材が急激
に変位するのを防止する作用は、前述した先発明の電動
式リニアアクチュエータの場合と同様である。特に、本
発明の電動式リニアアクチュエータの場合、上記安全装
置を構成する為に、断面が円形のワイヤを全体を螺旋状
に形成して成るストッパリングを設けている。そして、
このストッパリングの外周側半部を上記ボールナット溝
の一部に内嵌固定し、同じく内周側半部を上記ボールね
じ溝の一部内側に、このボールねじ溝面との間に隙間を
介在させた状態で進入させる事により、上記安全装置を
構成している。この様なストッパリングを造るのは、所
定の径を有するワイヤを所定の長さ分切断し、螺旋状に
形成するのみで良く、高精度の加工作業を要求されな
い。更に、上記ストッパリングを上記ボールナットに固
定するのに、部品点数が増える事はない。従って、電動
式リニアアクチュエータ全体の製造コストが嵩む事がな
い。この結果、本発明によれば、電動式リニアアクチュ
エータ全体を大型化する事なく、万が一のボールの破損
により、軸方向に亙り変位自在な出力軸又は軸部材が急
激に変位するのを防止する構造を、安価に実現する事が
できる。
With the electric linear actuator of the present invention constructed as described above, the output shaft or shaft member connected to the ball nut is displaced in the axial direction in accordance with the rotation direction of the drive shaft of the electric motor. This is the same as the above-described conventional electric linear actuator. Further, the safety device prevents the output shaft or the shaft member from being suddenly displaced due to the breakage of the ball without increasing the size of the entire electric linear actuator. This is similar to the case of the linear actuator. In particular, in the case of the electric linear actuator of the present invention, in order to constitute the above-mentioned safety device, a stopper ring formed by spirally forming a wire having a circular cross section is provided. And
The outer peripheral half of the stopper ring is internally fitted and fixed in a part of the ball nut groove. Similarly, the inner peripheral half is partially in the ball screw groove, and a gap is formed between the stopper ring and the ball screw groove surface. The above-described safety device is configured by entering the vehicle with the vehicle interposed therebetween. To form such a stopper ring, it is only necessary to cut a wire having a predetermined diameter by a predetermined length and form it into a spiral shape, and high-precision processing is not required. Further, fixing the stopper ring to the ball nut does not increase the number of parts. Therefore, the manufacturing cost of the entire electric linear actuator does not increase. As a result, according to the present invention, it is possible to prevent the output shaft or the shaft member that can be displaced in the axial direction from being suddenly displaced due to the breakage of the ball without increasing the size of the entire electric linear actuator. Can be realized at low cost.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】図1〜5は、本発明の実施の形態
の第1例を示している。本発明の電動式リニアアクチュ
エータは、前述の先に発明した電動式リニアアクチュエ
ータと同様に、ハウジング1と、軸部材である回転軸2
と、電動モータ9と、減速機5と、ボールねじ部6と、
ボールナット7bと、安全装置とを備え、使用時に圧縮
方向のスラスト荷重が加わる部分に組み付けられる。上
記ハウジング1は、例えばアルミニウム合金をダイキャ
スト成形する事により造る。このハウジング1の内側に
は上記回転軸2の基端部(図1の左端部)を、それぞれ
が深溝型である1対の玉軸受3a、3bにより、回転の
み自在に支持している。これら1対の玉軸受3a、3b
のうち、図1の左側の玉軸受3aは、主としてラジアル
荷重を支承する。これに対して、同図右側の玉軸受3b
は、ラジアル荷重の他、上記圧縮方向のスラスト荷重も
支承する。この為、この右側の玉軸受3bを構成する外
輪35の軸方向片端面(図1の左端面)は、上記ハウジ
ング1の内周面に止着した止め輪36に突き当ててい
る。
1 to 5 show a first embodiment of the present invention. The electric linear actuator of the present invention comprises a housing 1 and a rotating shaft 2 as a shaft member, similarly to the electric linear actuator invented earlier.
, An electric motor 9, a speed reducer 5, a ball screw portion 6,
It has a ball nut 7b and a safety device, and is attached to a portion where a thrust load in the compression direction is applied during use. The housing 1 is manufactured by, for example, die-casting an aluminum alloy. Inside the housing 1, the base end (the left end in FIG. 1) of the rotary shaft 2 is supported by a pair of ball bearings 3a and 3b each of which is a deep groove type so as to be rotatable only. These pair of ball bearings 3a, 3b
Among them, the ball bearing 3a on the left side in FIG. 1 mainly supports a radial load. On the other hand, the ball bearing 3b on the right side of FIG.
Supports not only the radial load but also the thrust load in the compression direction. For this reason, one axial end surface (the left end surface in FIG. 1) of the outer ring 35 constituting the right ball bearing 3 b abuts against a retaining ring 36 fixed to the inner peripheral surface of the housing 1.

【0020】又、上記ハウジング1の外側面に形成した
取付フランジ4には、正転逆転自在な上記電動モータ9
を固定している。そして、この電動モータ9の駆動軸3
7の先端部を、上記ハウジング1内に挿入している。こ
の駆動軸37と上記回転軸2との間には上記減速機5を
設けて、この駆動軸37のトルクを増大して上記回転軸
2に伝達自在としている。図示の場合には、この減速機
5として、ウォーム減速機を使用している。この為、上
記回転軸2の一端部にはウォームホイール11を外嵌
し、更にナット61により抑え付ける事により、固定し
ている。尚、これら回転軸2の外周面の一部とウォーム
ホイール11の内周面の一部とに、互いに係合する平坦
面を形成する事により、上記回転軸2に対するウォーム
ホイール11の回転防止を図っている。
The electric motor 9 which can rotate forward and reverse is mounted on a mounting flange 4 formed on the outer surface of the housing 1.
Is fixed. The drive shaft 3 of the electric motor 9
7 is inserted into the housing 1. The speed reducer 5 is provided between the drive shaft 37 and the rotary shaft 2 so that the torque of the drive shaft 37 is increased so that the torque can be transmitted to the rotary shaft 2. In the illustrated case, a worm speed reducer is used as the speed reducer 5. For this reason, the worm wheel 11 is externally fitted to one end of the rotating shaft 2 and further fixed by a nut 61 to be fixed. By forming flat surfaces that engage with each other on a part of the outer peripheral surface of the rotating shaft 2 and a part of the inner peripheral surface of the worm wheel 11, rotation of the worm wheel 11 with respect to the rotating shaft 2 is prevented. I'm trying.

【0021】又、上記ハウジング1内にウォーム10
を、1対の玉軸受38a、38bにより、上記回転軸2
に対して捩れの方向で回転のみ自在に支持し、このウォ
ーム10と上記ウォームホイール11とを噛合させてい
る。深溝型である一方の玉軸受38aを構成する外輪3
9には板ばね40の外周縁部を突き当てて、上記ウォー
ム10と上記1対の玉軸受38a、38bとに予圧を付
与している。従って、この噛合部にはがたつきがない。
又、上記板ばね40の中央部には、上記ハウジング1の
壁部に形成したねじ孔に螺合したスタッド41の端面を
突き当て、上記予圧を調節自在としている。42はロッ
クナットである。上記ウォーム10の基端面(図2の右
端面)には直径方向に亙り長い突片43を、上記駆動軸
37の先端面には直径方向に亙り長い切り欠き44を、
それぞれ形成している。そして、これら突片43と切り
欠き44とを係合させる事により、上記駆動軸37の回
転をウォーム10に伝達自在としている。
A worm 10 is provided in the housing 1.
Is rotated by the pair of ball bearings 38a and 38b.
The worm 10 and the worm wheel 11 are meshed with each other so as to be rotatable only in the torsional direction. Outer ring 3 forming one ball bearing 38a of a deep groove type
9, a preload is applied to the worm 10 and the pair of ball bearings 38a, 38b by abutting an outer peripheral edge of a leaf spring 40. Therefore, there is no play in the meshing portion.
Further, the end of a stud 41 screwed into a screw hole formed in the wall of the housing 1 is brought into contact with the center of the leaf spring 40 to adjust the preload freely. 42 is a lock nut. A protruding piece 43 extending in the diametric direction is provided on the base end surface (the right end surface in FIG. 2) of the worm 10, and a notch 44 extending in the diametric direction is provided on the distal end surface of the drive shaft 37.
Each is formed. The rotation of the drive shaft 37 can be transmitted to the worm 10 by engaging the projections 43 with the notches 44.

【0022】一方、前記回転軸2の基端部を除く部分
は、外周面に断面が円弧形で螺旋状のボールねじ溝21
を形成した、前記ボールねじ部6としている。そして、
このボールねじ部6の周囲に前記ボールナット7bを、
複数のボール12、12を介して螺合させている。この
ボールナット7bは、図3に詳示する様に、基半部(図
1、3の左半部)を大径筒部45とし、先端部(図1〜
2の右端部)をこの大径筒部45よりも外径が小さく、
且つ、外周面にねじ部46を形成した小径筒部47とし
ている。そして、このねじ部46に、円筒状の出力軸8
の基端部を螺合固定している。
On the other hand, a portion of the rotary shaft 2 excluding the base end portion has a helical ball screw groove 21 having an arc-shaped cross section on its outer peripheral surface.
Is formed, and the ball screw portion 6 is formed. And
Around the ball screw portion 6, the ball nut 7b is
The plurality of balls 12 are screwed together. As shown in detail in FIG. 3, the ball nut 7b has a base half (left half in FIGS. 1 and 3) as a large-diameter cylindrical portion 45 and a distal end (FIGS. 1 to 3).
2 has a smaller outer diameter than the large-diameter cylindrical portion 45,
Further, a small-diameter cylindrical portion 47 having a screw portion 46 formed on the outer peripheral surface is provided. The cylindrical output shaft 8 is connected to the screw portion 46.
Is screwed and fixed.

【0023】又、上記ボールナット7bの内周面に軸方
向全長に亙り、断面が円弧形の螺旋状のボールナット溝
22bを形成している。そして、このボールナット溝2
2bと上記ボールねじ溝21との間で上記大径筒部45
の軸方向中間部分に、複数のボール12、12を、隣り
合うボール12、12同士を近接若しくは当接させた状
態で介在させている。本例の場合、これら複数のボール
12、12は、巻き数を2.5とした螺旋状に設けてい
る。又、これらボール12、12を循環させる為に、上
記大径筒部45の一部に、ボールチューブ49を設けて
いる。この為、上記大径筒部45の外周面一部に形成し
た凹部50内にチューブ用クランプ52を、止めねじ5
1、51により固定し、このチューブ用クランプ52に
より、上記ボールチューブ49を上記ボールナット7b
に対し固定している。
A spiral ball nut groove 22b having an arc-shaped cross section is formed on the inner peripheral surface of the ball nut 7b over the entire length in the axial direction. And this ball nut groove 2
2b and the ball screw groove 21 between the large-diameter cylindrical portion 45
A plurality of balls 12, 12 are interposed in an axially intermediate portion of the ball in a state in which adjacent balls 12, 12 are brought close to or in contact with each other. In the case of this example, the plurality of balls 12, 12 are provided in a spiral shape with a winding number of 2.5. In order to circulate the balls 12, 12, a ball tube 49 is provided in a part of the large-diameter cylindrical portion 45. For this reason, the tube clamp 52 is inserted into the concave portion 50 formed in a part of the outer peripheral surface of the large-diameter cylindrical portion 45 and the set screw 5
1 and 51, and the ball tube 49 is fixed to the ball nut 7b by the tube clamp 52.
It is fixed against.

【0024】又、上記ボールナット7bの大径筒部45
の外周面は、それぞれが半円筒状である1対の素子同士
を組み合わせて成るカバー53により覆っている。又、
上記ボールナット7b及び出力軸8の周囲は、テーパ円
筒状のカバー13により覆っている。尚、上記出力軸8
及びボールナット7bは、電動式リニアアクチュエータ
の組み込みに伴って、この出力軸8の先端部を、図示し
ない被駆動部に結合する事により、回転防止を図られ
る。従って、電動式リニアアクチュエータの組み付け状
態では、上記ボールナット7bは上記回転軸2の周囲
に、この回転軸2の軸方向に亙る変位のみ自在に支持さ
れる。
The large-diameter cylindrical portion 45 of the ball nut 7b
Is covered with a cover 53 formed by combining a pair of elements each having a semi-cylindrical shape. or,
The periphery of the ball nut 7b and the output shaft 8 is covered by a tapered cylindrical cover 13. The output shaft 8
The rotation of the ball nut 7b is prevented by connecting the distal end of the output shaft 8 to a driven portion (not shown) with the installation of the electric linear actuator. Therefore, in the assembled state of the electric linear actuator, the ball nut 7b is supported around the rotary shaft 2 so as to be freely displaceable only in the axial direction of the rotary shaft 2.

【0025】又、上記カバー13の基端部と先端部とに
はそれぞれリミットスイッチ23a、23b(図8参
照)を設けている。そして、上記ボールナット7bが移
動方向端部に移動した状態で、何れかのリミットスイッ
チ23a、23bがON、OFFする様にしている。即
ち、基端部に設けたリミットスイッチ23aは、上記ボ
ールナット7bが上記ボールねじ部6の基端部に移動
し、電動式リニアアクチュエータが縮み切った状態でO
N、OFFする。これに対して先端部に設けたリミット
スイッチ23bは、上記ボールナット7bがボールねじ
部6の先端部に移動し、電動式リニアアクチュエータが
伸び切った状態でON、OFFする。前記電動モータ9
への通電は、これら各リミットスイッチ23a、23b
の検出信号に基づいて制御される。即ち、電動式リニア
アクチュエータが縮み切った状態から更に縮ませる方向
に通電したり、或は伸び切った状態から更に伸ばす方向
に通電する事を防止する。尚、上記カバー13は合成樹
脂、或は金属により造られており、その基端部内周面に
形成された突条54を前記ハウジング1の外周面に形成
した凹溝55に係止し、更にバンド56により締め付け
る事で、上記ハウジング1に結合固定している。
Further, limit switches 23a and 23b (see FIG. 8) are provided at the base end and the front end of the cover 13, respectively. Then, one of the limit switches 23a and 23b is turned ON and OFF while the ball nut 7b is moved to the end in the moving direction. That is, the limit switch 23a provided at the base end is turned on when the ball nut 7b is moved to the base end of the ball screw portion 6 and the electric linear actuator is fully contracted.
N, turn OFF. On the other hand, the limit switch 23b provided at the distal end is turned on and off when the ball nut 7b moves to the distal end of the ball screw section 6 and the electric linear actuator is fully extended. The electric motor 9
The energization to these limit switches 23a, 23b
Is controlled based on the detection signal. That is, it is possible to prevent the electric linear actuator from being energized in the direction of further contraction from the fully contracted state, or prevented from being energized in the direction of further extension from the fully extended state. The cover 13 is made of a synthetic resin or a metal, and the protrusions 54 formed on the inner peripheral surface of the base end are engaged with the concave grooves 55 formed on the outer peripheral surface of the housing 1. By fastening with the band 56, it is fixedly connected to the housing 1.

【0026】又、前記回転軸2の一部で上記ボールねじ
部6の基端部分には、このボールねじ部6側が大径とな
った段部57を形成している。そして、この段部57
に、厚肉で円輪形の間座17の片面(図1の右側面)内
周寄り部分を突き当てている。従って、上記回転軸2に
図1の左方向に加わる、圧縮方向のスラスト荷重は、上
記間座17に伝達される。又、この間座17の内周縁は
上記回転軸2の外周面に、締り嵌めにより嵌合している
か、或は非円形周面同士で嵌合している。従って上記間
座17は、上記回転軸2と共に回転する。
A step 57 having a large diameter on the ball screw portion 6 side is formed at a base end portion of the ball screw portion 6 in a part of the rotary shaft 2. And this step 57
One side (the right side surface in FIG. 1) of the thick, ring-shaped spacer 17 is abutted against the inner periphery. Therefore, a thrust load in the compression direction applied to the rotating shaft 2 in the leftward direction in FIG. 1 is transmitted to the spacer 17. The inner peripheral edge of the spacer 17 is fitted to the outer peripheral surface of the rotating shaft 2 by interference fit or is fitted to the non-circular peripheral surfaces. Therefore, the spacer 17 rotates together with the rotation shaft 2.

【0027】又、上記回転軸2の逆転防止機構を構成す
る為に、この回転軸2の一部で、前記ウォームホイール
11の設置部分と上記ボールねじ部6の基端部との間部
分には、厚肉円筒状の間筒15を、滑り軸受16を介し
て回転自在に支持している。そして、この間筒15の外
周面と前記ハウジング1の内周面との間に、一方向クラ
ッチの一種であるローラクラッチ14を設けている。即
ち、内周面をカム面とした外輪58を上記ハウジング1
に内嵌固定し、この外輪58がハウジング1に対し回転
しない様にしている。そして、この外輪58の内周面と
上記間筒15の外周面との間に、複数本のローラ59、
59を設けている。周知の様にこれら各ローラ59、5
9は、図示を省略した回転しない保持器との間に設けら
れたばねにより、円周方向一方向に弾性的に押圧されて
いる。従って、上記間筒15が所定方向に回転する場合
には、上記各ローラ59、59が上記カム面に食い込む
事がなく、この間筒15の回転が許容される。これに対
して、上記間筒15が逆方向に回転すると、上記各ロー
ラ59、59が上記カム面に食い込み、上記間筒15が
ハウジング1の内側で回転しなくなる。
Further, in order to constitute a mechanism for preventing the rotation of the rotating shaft 2 from rotating, a part of the rotating shaft 2 is provided between the installation portion of the worm wheel 11 and the base end of the ball screw portion 6. Supports a thick cylindrical intermediate cylinder 15 rotatably via a slide bearing 16. A roller clutch 14, which is a kind of one-way clutch, is provided between the outer peripheral surface of the intermediate tube 15 and the inner peripheral surface of the housing 1. That is, the outer ring 58 having the inner peripheral surface as a cam surface is
, So that the outer ring 58 does not rotate with respect to the housing 1. A plurality of rollers 59 are provided between the inner peripheral surface of the outer ring 58 and the outer peripheral surface of the intermediate cylinder 15.
59 are provided. As is well known, each of these rollers 59, 5
9 is elastically pressed in one circumferential direction by a spring provided between the holder and a non-rotating retainer (not shown). Therefore, when the intermediate cylinder 15 rotates in a predetermined direction, the rollers 59, 59 do not bite into the cam surface, and the rotation of the intermediate cylinder 15 is allowed. On the other hand, when the intermediate cylinder 15 rotates in the opposite direction, the rollers 59, 59 bite into the cam surface, and the intermediate cylinder 15 stops rotating inside the housing 1.

【0028】更に、上記間筒15の軸方向一端面(図1
の右端面)と上記間座17との間には、摩擦プレート1
8を挟持している。この摩擦プレート18は、少なくと
も両側面を摩擦係数の大きな材料により造られて、相手
面である上記間座17の片面及び上記間筒15の端面と
摩擦係合する。但し、摩擦係合状態を一定にする為、間
座17と間筒15とが相対回転した状態では、何れか一
方の摩擦係合面が摺動(相対変位)し、他方の摩擦係合
面が相対変位する事のない様にする事が好ましい。従っ
て、一方の対向面(例えば、間座17の片面と摩擦プレ
ート18の片面)は接着しても良い。
Further, one end surface of the intermediate tube 15 in the axial direction (FIG. 1)
Between the spacer 17 and the spacer 17.
8 is pinched. The friction plate 18 has at least both side surfaces made of a material having a large friction coefficient, and frictionally engages with one surface of the spacer 17 and the end surface of the spacer 15 which are mating surfaces. However, in order to keep the frictional engagement state constant, when the spacer 17 and the intermediate cylinder 15 are relatively rotated, one of the frictional engagement surfaces slides (relative displacement) and the other frictional engagement surface moves. Is preferably not displaced relative to each other. Therefore, one opposing surface (for example, one surface of the spacer 17 and one surface of the friction plate 18) may be bonded.

【0029】特に、本発明の電動式リニアアクチュエー
タの場合、万が一のボール12、12の破損により、前
記出力軸8が急激に変位するのを防止する為の前記安全
装置を構成する為に、図4に詳示する様なストッパリン
グ60を、前記ボールナット7bの内側に設けている。
このストッパリング60は、所定の径を有する断面が円
形のワイヤ(鋼線)を、所定長さ分切断した後、全体を
螺旋状に形成する様に曲げ加工を施して成る。上記スト
ッパリング60を構成するワイヤの断面の曲率半径は、
前記ボールねじ溝21及びボールナット溝22bの断面
の曲率半径よりも、少し小さくしている。尚、本例の場
合、上記ストッパリング60は、巻き数を1.5とした
螺旋状に形成している。そして、このストッパリング6
0の外周側半部を、上記ボールナット溝22bの一部
で、上記ボール12、12を設けた部分から外れた部分
(図1、3ではボールナット7bの右端寄り部分)に内
嵌固定している。一方、上記ストッパリング60の内周
側半部は、上記ボールねじ溝21の一部内側に、このボ
ールねじ溝21の表面との間に微小な隙間を介在させた
状態で進入させる。この隙間の幅cは、例えば、0.2
〜0.3mm程度とする。
In particular, in the case of the electric linear actuator of the present invention, the safety device for preventing the output shaft 8 from being suddenly displaced due to the breakage of the balls 12, 12 must be configured as shown in FIG. 4, a stopper ring 60 is provided inside the ball nut 7b.
The stopper ring 60 is formed by cutting a wire (steel wire) having a predetermined diameter and having a circular cross section by a predetermined length, and then bending the wire so as to form a spiral as a whole. The radius of curvature of the cross section of the wire constituting the stopper ring 60 is
The radius of curvature of the cross section of the ball screw groove 21 and the ball nut groove 22b is slightly smaller. In the case of this example, the stopper ring 60 is formed in a spiral shape with 1.5 turns. And this stopper ring 6
The outer half of the ball nut 7 is internally fitted and fixed to a part of the ball nut groove 22b which deviates from the part where the balls 12, 12 are provided (in FIGS. 1 and 3, a part near the right end of the ball nut 7b). ing. On the other hand, the inner peripheral half portion of the stopper ring 60 is made to enter a part of the inside of the ball screw groove 21 with a minute gap interposed between the stopper ring 60 and the surface of the ball screw groove 21. The width c of this gap is, for example, 0.2
About 0.3 mm.

【0030】上述の様に構成する本発明の電動式リニア
アクチュエータは、例えば前記ハウジング1の基端部
(図1の左端部)に形成した固定側取付部19を固定軸
に、前記出力軸8の先端部(図1の右端部)に形成した
変位側取付部20を変位軸に、それぞれ枢支する。この
変位軸は上記固定軸に近づく方向に変位する傾向となっ
ているので、この電動式リニアアクチュエータは、上記
出力軸8に圧縮方向のスラスト荷重が加わる状態で使用
される。この様に組み付けられた状態でこの電動式リニ
アアクチュエータは、次の様に作用する事により、電動
モータ9の駆動軸37の回転方向に基づいて上記出力軸
8を軸方向に亙って変位させる。
The electric linear actuator of the present invention constructed as described above has a fixed mounting portion 19 formed at the base end (the left end in FIG. 1) of the housing 1, for example, with the output shaft 8 as the fixed shaft. 1 are pivotally supported on a displacement axis with a displacement-side mounting portion 20 formed at the tip (the right end in FIG. 1). Since the displacement shaft tends to be displaced in a direction approaching the fixed shaft, the electric linear actuator is used in a state where a thrust load in the compression direction is applied to the output shaft 8. In this assembled state, the electric linear actuator operates as follows to displace the output shaft 8 in the axial direction based on the rotation direction of the drive shaft 37 of the electric motor 9. .

【0031】先ず、上記電動モータ9の駆動軸37を正
転させ、上記出力軸8を上記スラスト荷重に抗し変位さ
せる事で、電動式アクチュエータを伸長させる際の作用
に就いて説明する。この場合には、減速機5を介して回
転軸2が所定方向に回転し、ローラクラッチ14はロッ
クする事なく、間筒15はハウジング1に対して回転自
在である。従ってこの状態では、間筒15と摩擦プレー
ト18と間座17とは回転軸2と共に回転し、これら各
部材15、18、17の存在がこの回転軸2の回転に対
して抵抗となる事はない。又、ローラクラッチ14はこ
ろ軸受の如く作用して、上記間筒15の回転を許容す
る。従って、一方向クラッチであるローラクラッチ14
の存在が、回転軸2の回転に対して抵抗となる事もな
い。
First, the operation of extending the electric actuator by rotating the drive shaft 37 of the electric motor 9 forward and displacing the output shaft 8 against the thrust load will be described. In this case, the rotating shaft 2 rotates in a predetermined direction via the speed reducer 5, and the intermediate cylinder 15 is rotatable with respect to the housing 1 without locking the roller clutch 14. Therefore, in this state, the intermediate cylinder 15, the friction plate 18, and the spacer 17 rotate together with the rotary shaft 2, and the presence of these members 15, 18, 17 does not cause resistance to the rotation of the rotary shaft 2. Absent. Further, the roller clutch 14 acts like a roller bearing, and permits the rotation of the intermediate cylinder 15. Therefore, the roller clutch 14 which is a one-way clutch
Does not become a resistance to the rotation of the rotating shaft 2.

【0032】この結果、上記駆動軸37の正転に伴って
上記回転軸2が、所定方向に円滑に回転する。そして、
この回転軸2のボールねじ部6に螺合したボールナット
7bが軸方向(図1、3の右方)に変位し、上記出力軸
8を上記スラスト荷重に抗して変位させる。この際、上
述の様に、逆転防止機構を構成する上記間筒15と摩擦
プレート18と間座17とローラクラッチ14との存在
が出力軸8を変位させる事に対して抵抗とはならない。
従って、上記電動モータ9の駆動力は上記出力軸8を変
位させる事に有効に使われる。この結果、電動モータ9
として特に大型のものを使用したり、或は減速機5の減
速比(トルクの増大比)を大きくしなくても、十分に電
動式リニアアクチュエータを伸長させる事ができる。
又、この際、前記ストッパリング60の内周寄り部分と
上記ボールねじ溝21の表面との間には、cなる幅の隙
間を介在させている為、これらストッパリング60とボ
ールねじ溝21とが、上記回転軸2の回転に伴って擦れ
合う事はない。従って、上記ストッパリング60の存在
が、上記回転軸2の回転に基づいて上記ボールナット7
bが軸方向に亙り変位する際の妨げとなる事はない。
As a result, the rotation shaft 2 rotates smoothly in a predetermined direction with the forward rotation of the drive shaft 37. And
The ball nut 7b screwed into the ball screw portion 6 of the rotating shaft 2 is displaced in the axial direction (to the right in FIGS. 1 and 3), and displaces the output shaft 8 against the thrust load. At this time, as described above, the presence of the intermediate cylinder 15, the friction plate 18, the spacer 17, and the roller clutch 14, which constitute the reverse rotation preventing mechanism, does not become a resistance against displacing the output shaft 8.
Therefore, the driving force of the electric motor 9 is effectively used for displacing the output shaft 8. As a result, the electric motor 9
Therefore, the electric linear actuator can be sufficiently extended without using a particularly large one or increasing the reduction ratio (torque increase ratio) of the speed reducer 5.
At this time, since a gap having a width of c is interposed between the inner peripheral portion of the stopper ring 60 and the surface of the ball screw groove 21, the stopper ring 60 and the ball screw groove 21 However, there is no rubbing with the rotation of the rotating shaft 2. Therefore, the presence of the stopper ring 60 determines whether the ball nut 7
There is no hindrance when b is displaced in the axial direction.

【0033】次に、上記駆動軸37を停止させた状態で
は、上記スラスト荷重に基づいて上記出力軸8からボー
ルナット7b、複数のボール12、12を介してボール
ねじ部6に加わる力により、上記回転軸2が上記所定方
向とは反対方向に回転する傾向になる。同時に上記間筒
15が、この回転軸2と同方向に回転する傾向になる。
この結果、上記ローラクラッチ14がロックし、上記間
筒15がハウジング1に対して回転しなくなる。この状
態では、上記回転軸2を回転させる為には、上記摩擦プ
レート18の側面と相手面である上記間筒15の端面と
を滑らせる必要がある。従って、これら摩擦プレート1
8の側面と間筒15の端面との間の摩擦係数を設計的に
定められる所望値に規制する事により、上記スラスト荷
重に基づいて上記回転軸2が回転する事を防止して、出
力軸8の軸方向に亙る変位を防止する事ができる。
Next, in a state where the drive shaft 37 is stopped, a force applied to the ball screw portion 6 from the output shaft 8 via the ball nut 7b and the plurality of balls 12 based on the thrust load is obtained. The rotating shaft 2 tends to rotate in a direction opposite to the predetermined direction. At the same time, the intermediate cylinder 15 tends to rotate in the same direction as the rotating shaft 2.
As a result, the roller clutch 14 is locked, and the intermediate cylinder 15 does not rotate with respect to the housing 1. In this state, in order to rotate the rotating shaft 2, it is necessary to slide the side surface of the friction plate 18 and the end surface of the intermediate cylinder 15 which is the mating surface. Therefore, these friction plates 1
By restricting the coefficient of friction between the side surface of the shaft 8 and the end surface of the intermediate cylinder 15 to a desired value determined in design, the rotation shaft 2 is prevented from rotating based on the thrust load, and the output shaft is prevented. 8 can be prevented from being displaced in the axial direction.

【0034】更に、上記出力軸8を上記スラスト荷重の
作用方向に変位させる場合には、前記電動モータの駆動
軸37を逆転させる。この様に駆動軸37を逆転させた
状態で前記回転軸2には、上記スラスト荷重に基づいて
加わるトルクに加えて、上記駆動軸37から減速機5を
介して伝達されるトルクが、上記所定方向と反対方向に
加わる。従って上記駆動軸37及び回転軸2は、上記摩
擦プレート18の側面と間筒15の端面との間に作用す
る摩擦力に抗して回転する。この際、この摩擦力が上記
駆動軸37及び回転軸2の回転に対する抵抗になるの
で、これら駆動軸37及び回転軸2の回転が急激に行な
われる事が防止される。従って、上記摩擦プレート18
の側面と間筒15の端面との間の摩擦係数、並びに電動
モータ9の駆動トルクを適正値にすれば、小型の電動モ
ータ9で電動式リニアアクチュエータの伸長だけでなく
収縮も円滑に行なわせる事ができる。
Further, when the output shaft 8 is displaced in the direction in which the thrust load acts, the drive shaft 37 of the electric motor is reversed. When the drive shaft 37 is rotated in the reverse direction, the torque transmitted from the drive shaft 37 via the speed reducer 5 is applied to the rotating shaft 2 in addition to the torque applied based on the thrust load. Join in the opposite direction. Therefore, the drive shaft 37 and the rotary shaft 2 rotate against the frictional force acting between the side surface of the friction plate 18 and the end surface of the intermediate cylinder 15. At this time, since the frictional force becomes a resistance to the rotation of the drive shaft 37 and the rotation shaft 2, the rotation of the drive shaft 37 and the rotation shaft 2 is prevented from being rapidly performed. Therefore, the friction plate 18
If the friction coefficient between the side surface of the inner cylinder and the end surface of the intermediate cylinder 15 and the driving torque of the electric motor 9 are set to appropriate values, the small-sized electric motor 9 can smoothly perform not only the extension but also the contraction of the electric linear actuator. Can do things.

【0035】特に、本発明の電動式リニアアクチュエー
タの場合、万が一のボール12、12の破損により、上
記スラスト荷重に基づいて上記出力軸8が急激に変位す
るのを防止する安全装置を構成する為に、断面が円形の
ワイヤを全体を螺旋状に形成して成るストッパリング6
0を備えている。そして、このストッパリング60の外
周側半部を上記ボールナット溝22bの一部に内嵌固定
し、同じく内周側半部を上記ボールねじ溝21の一部内
側に、このボールねじ溝21の表面との間に隙間を介在
させた状態で進入させる事により、上記安全装置を構成
している。即ち、上記ボール12、12の全部又は一部
が、万が一破損して、圧縮方向に亙るスラスト荷重に基
づき、上記出力軸8が変位する傾向となった場合には、
上記ボールねじ溝21の一部表面と、上記ストッパリン
グ60の内周側半部とが、軸方向に亙り衝合する。この
ストッパリング60は、前記ボールナット溝22bの内
面との間に働く大きな摩擦力により回転せず、このボー
ルナット溝22bと上記ボールねじ溝21との間に、噛
み合った状態で掛け渡される。従って、万が一、上記ボ
ール12、12が破損しても、上記スラスト荷重に基づ
いて上記ボールナット7bが軸方向に亙り変位するのを
阻止して、上記出力軸8が急激に変位するのを阻止でき
る。
In particular, in the case of the electric linear actuator of the present invention, a safety device is provided for preventing the output shaft 8 from being suddenly displaced based on the thrust load due to the breakage of the balls 12 and 12. A stopper ring 6 formed by spirally forming a wire having a circular cross section as a whole.
0 is provided. Then, the outer peripheral half of the stopper ring 60 is internally fitted and fixed to a part of the ball nut groove 22 b, and the inner peripheral half is also partially inside the ball screw groove 21. The above-described safety device is configured by entering the vehicle with a gap interposed between the surface and the surface. That is, if all or a part of the balls 12, 12 is broken by any chance and the output shaft 8 tends to be displaced based on the thrust load in the compression direction,
A partial surface of the ball screw groove 21 and an inner peripheral half of the stopper ring 60 abut in the axial direction. The stopper ring 60 does not rotate due to a large frictional force acting between the ball nut groove 22b and the inner surface of the ball nut groove 22b, and is engaged with the ball nut groove 22b and the ball screw groove 21 in a meshing state. Therefore, even if the balls 12, 12 are damaged, the ball nut 7b is prevented from being displaced in the axial direction based on the thrust load, and the output shaft 8 is prevented from being rapidly displaced. it can.

【0036】上記ストッパリング60は、上記ボールナ
ット7bの内側に設ける為、上記ボール12、12を大
径化したり、このボール12、12の個数を多くしたり
せずに済み、電動式リニアアクチュエータ全体を大型化
する事はない。更に、この様なストッパリング60を造
るのには、所定の径を有するワイヤを所定の長さ分切断
し、螺旋状に形成するのみで良く、高精度の加工作業を
要求されない。更に、上記ストッパリング60を上記ボ
ールナット7bに固定する作業は、上記ボールナット溝
22bの一部に、このボールナット溝22bの直径(図
1の上下方向の寸法)よりも少し大きな直径を有する上
記ストッパリング60を、直径を弾性的に縮めつつ押し
込むのみで良く、部品点数が増える事はない。しかも、
このストッパリング60を上記ボールナット溝22bに
押し込めば、このストッパリング60と上記ボールねじ
溝21との位相は、自動的に合わされ、このストッパリ
ング60自体の弾力に基づいて動く事がなくなる。従っ
て、電動式リニアアクチュエータ全体の製造コストが嵩
む事を防止できる。この結果、本発明の電動式リニアア
クチュエータによれば、電動式リニアアクチュエータ全
体を大型化する事なく、万が一のボールの破損により、
出力軸が急激に変位するのを防止する構造を、安価に実
現できる。
Since the stopper ring 60 is provided inside the ball nut 7b, it is not necessary to increase the diameter of the balls 12, 12 or to increase the number of the balls 12, 12. The whole is not enlarged. Further, in order to form such a stopper ring 60, it is only necessary to cut a wire having a predetermined diameter by a predetermined length and form a spiral shape, and a high-precision processing operation is not required. Further, in the operation of fixing the stopper ring 60 to the ball nut 7b, a part of the ball nut groove 22b has a diameter slightly larger than the diameter of the ball nut groove 22b (the vertical dimension in FIG. 1). It is only necessary to push the stopper ring 60 while elastically reducing its diameter, and the number of parts does not increase. Moreover,
When the stopper ring 60 is pushed into the ball nut groove 22b, the phase of the stopper ring 60 and the phase of the ball screw groove 21 are automatically adjusted, and the stopper ring 60 does not move based on the elasticity of the stopper ring 60 itself. Therefore, it is possible to prevent the manufacturing cost of the entire electric linear actuator from increasing. As a result, according to the electric linear actuator of the present invention, the ball can be broken by any chance without increasing the size of the entire electric linear actuator.
A structure for preventing sudden displacement of the output shaft can be realized at low cost.

【0037】次に、本発明の電動式リニアアクチュエー
タに使用するストッパリング60に就いて、実際の強度
(剪断強度)を計算した例を、ボール12、12の場合
と比較しつつ説明する。これらボール12、12に関し
て、例えば、それぞれの直径dを3.969mmとし、ピ
ッチ径dp を20.5mmとし、巻き数を2.5とした。
この場合に、各ボール12、12を0.01%分永久変
形させる静定格荷重は、2150kgf となる。そして、
これら各ボール12、12を破損させる破損荷重F
12は、この静定格荷重の5倍である、凡そ10750kg
f となる。
Next, an example of calculating the actual strength (shear strength) of the stopper ring 60 used in the electric linear actuator of the present invention will be described in comparison with the case of the balls 12 and 12. For these balls 12, 12, for example, the diameter d was 3.969 mm, the pitch diameter d p was 20.5 mm, and the number of turns was 2.5.
In this case, the static rated load for permanently deforming each of the balls 12, 12 by 0.01% is 2150 kgf. And
Breakage load F that damages each of these balls 12, 12
12 is 5 times this static rated load, about 10750 kg
f.

【0038】一方、上記ストッパリング60の強度F60
は、次式で表される。 F60=π×dp ×D×N×τ −−− (1) 例えば、上記ストッパリング60を、剪断応力τが10
0kgf /mm2 である材料により造った、断面の直径Dが
3.5mmである鋼線(ピアノ線)により、巻き数Nが
1.5である螺旋状に形成した場合に、上記(1)式
に、上記各数値を代入すると、上記強度F60は3380
0kgf となる。
On the other hand, the strength F 60 of the stopper ring 60
Is represented by the following equation. F 60 = π × d p × D × N × τ (1) For example, when the stopper ring 60 has a shear stress τ of 10
When a spiral wire having a winding number N of 1.5 is formed from a steel wire (piano wire) having a sectional diameter D of 3.5 mm made of a material having a weight of 0 kgf / mm 2 , the above (1) By substituting the above numerical values into the equation, the intensity F 60 is 3380
It becomes 0 kgf.

【0039】これらの結果から、巻き数を1.5とした
螺旋状のストッパリング60の強度F60(≒33800
kgf)は、巻き数を2.5とした螺旋状のボール12、1
2の破損荷重F19(≒10750 kgf)の3倍以上(F
60>3・F19)に相当する事が分かる。従って、巻き数
を1.5とした螺旋状のストッパリング60を使用する
代わりに、ボール12、12のみを使用して、上記スト
ッパリング60と同程度の強度を得る為には、巻き数を
このストッパリング60の巻き数(1.5)の3倍以上
である、4.5以上としたボール12、12を設ける必
要がある。これに対して、本発明の場合には、ストッパ
リング60を使用している為、ボール12、12のみを
使用する場合に比べて巻き数を少なく(巻き数1.5
と)して、ボールナット7bの全長を短縮する事ができ
る。
From these results, the strength F 60 (≒ 33800) of the spiral stopper ring 60 with the number of windings set to 1.5 is obtained.
kgf) is a helical ball 12, 1 having 2.5 turns.
3 times or more of the failure load F 19 (≒ 10750 kgf)
60 > 3 · F 19 ). Therefore, in order to obtain the same strength as the stopper ring 60 by using only the balls 12 and 12 instead of using the spiral stopper ring 60 having the number of turns of 1.5, the number of turns is reduced. It is necessary to provide the balls 12, 12 which are at least 4.5 times, which is at least three times the number of turns (1.5) of the stopper ring 60. On the other hand, in the case of the present invention, since the stopper ring 60 is used, the number of turns is smaller (1.5 turns) than when only the balls 12 are used.
And the overall length of the ball nut 7b can be reduced.

【0040】次に、図6〜7は、本発明の実施の形態の
第2例を示している。本例の場合には、上述した第1例
の場合に設けた、圧縮方向のスラスト荷重に基づき回転
軸2が逆回転するのを防止する為の、ローラクラッチ1
4と、間座17と、間筒15と、摩擦プレート18(図
1、9参照)とを省略している。その代わりに、本例の
場合には、電動モータ9aとしてブレーキ機構を内蔵し
たものを使用して、この電動モータ9aの駆動軸37a
の停止時に、上記スラスト荷重に基づき上記回転軸2が
回転するのを防止している。この様なブレーキ機構を内
蔵した電動モータに就いては、従来から周知である為、
この電動モータに就いての詳細な説明は省略する。尚、
図示の例の場合、ウォーム10の基端面(図7の左端
面)に設けた直径方向に亙り長い切り欠き62と、上記
駆動軸37aの先端面に設けた直径方向に亙り長い突部
63とを係合させる事により、上記駆動軸37aの回転
を上記ウォーム10に伝達自在としている。
FIGS. 6 and 7 show a second embodiment of the present invention. In the case of this example, the roller clutch 1 provided in the case of the above-described first example, for preventing the rotation shaft 2 from rotating in the reverse direction based on the thrust load in the compression direction.
4, the spacer 17, the spacer 15, and the friction plate 18 (see FIGS. 1 and 9) are omitted. Instead, in the case of this example, a motor having a built-in brake mechanism is used as the electric motor 9a, and the drive shaft 37a of the electric motor 9a is used.
When the rotation is stopped, the rotation shaft 2 is prevented from rotating based on the thrust load. Electric motors with such a built-in brake mechanism have been known for a long time.
A detailed description of this electric motor will be omitted. still,
In the case of the illustrated example, a notch 62 long in the diameter direction provided on the base end surface (the left end surface in FIG. 7) of the worm 10 and a protrusion 63 long in the diameter direction provided on the front end surface of the drive shaft 37a. Is engaged, the rotation of the drive shaft 37a can be transmitted to the worm 10.

【0041】又、ハウジング1aの一部内周面に設けた
段部64と、上記回転軸2の一部でボールねじ部6の基
端部に設けた段部57との間には、一端にフランジ65
を設けた間筒66と、スラスト玉軸受67とを、軸方向
に亙り互いに直列に設け、これら各部材66、67によ
り、上記回転軸2に加わる圧縮方向のスラスト荷重を支
承自在としている。従って、本例の場合には、ウォーム
ホイール11の軸方向両側に設ける1対の玉軸受3a、
3aは、何れもラジアル荷重のみを支承する。
One end is provided between a step 64 provided on a part of the inner peripheral surface of the housing 1a and a step 57 provided at a base end of the ball screw 6 on a part of the rotary shaft 2. Flange 65
Are provided in series in the axial direction with each other, and a thrust load in the compression direction applied to the rotary shaft 2 can be supported by these members 66 and 67. Therefore, in the case of this example, a pair of ball bearings 3a provided on both axial sides of the worm wheel 11,
3a supports only a radial load.

【0042】更に、本例の場合、ボールナット7cの外
周面を単なる円筒面とすると共に、このボールナット7
cの外周面の円周方向複数個所に、凹孔68、68を設
けている。そして、円筒状の出力軸8aの基端部に形成
したねじ孔69、69を外径側から内径側に螺合した複
数本のボルト70、70の先端部を、上記各凹孔68、
68に挿入する事により、上記ボールナット7cと上記
出力軸8aとを結合固定している。その他の構成及び作
用は、前述した第1例と同様である為、同等部分には同
一符号を付して重複する説明並びに図示を省略する。
Further, in the case of the present embodiment, the outer peripheral surface of the ball nut 7c is simply a cylindrical surface, and the ball nut 7c
A plurality of concave holes 68 are provided at a plurality of positions in the circumferential direction on the outer peripheral surface of c. Then, the distal ends of a plurality of bolts 70, 70 in which screw holes 69, 69 formed in the base end of the cylindrical output shaft 8 a are screwed from the outer diameter side to the inner diameter side are connected to the respective concave holes 68, 70.
68, the ball nut 7c and the output shaft 8a are connected and fixed. Other configurations and operations are the same as those of the above-described first example. Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals, and overlapping description and illustration are omitted.

【0043】尚、前記電動モータ9aの駆動軸37aの
停止時に、圧縮方向のスラスト荷重に基づき上記回転軸
2が逆回転するのを防止する為に、減速機を構成するウ
ォーム10のリード角を小さくする事により、上記駆動
軸37aを逆回転(スラスト荷重に基づいて回転)しに
くくする事も可能である。
When the drive shaft 37a of the electric motor 9a is stopped, the lead angle of the worm 10 constituting the speed reducer is set to prevent the rotation shaft 2 from rotating in the reverse direction based on the thrust load in the compression direction. By making it smaller, it is possible to make it difficult for the drive shaft 37a to rotate in the reverse direction (rotate based on the thrust load).

【0044】又、上述した各例は、何れも電動式リニア
アクチュエータの使用時に圧縮方向のスラスト荷重が作
用する構造に就いて説明したが、本発明は、使用時に引
っ張り方向のスラスト荷重が作用する構造でも実施可能
である。この場合、ストッパリング60は、万が一のボ
ール12、12の破損により、出力軸8、8aが急激に
変位して電動式リニアアクチュエータの全長が急激に伸
張するのを防止する。
In each of the above-described examples, the structure in which the thrust load in the compression direction acts when the electric linear actuator is used has been described. However, in the present invention, the thrust load in the tension direction acts in use. It can also be implemented with a structure. In this case, the stopper ring 60 prevents the output shafts 8 and 8a from being suddenly displaced due to the breakage of the balls 12 and 12, so that the total length of the electric linear actuator is suddenly extended.

【0045】又、上述した各例は、軸部材を、ハウジン
グ1、1aの内側に回転のみを自在に支持した回転軸2
とし、ボールナット7b、7cをこの回転軸2に対して
軸方向に亙る変位のみを自在に支持し、出力軸8、8a
の軸方向に亙る変位を自在とした構造に、本発明を適用
した場合に就いて説明した。但し、図8に、本発明の実
施の形態の第3例として示す様に、軸部材をハウジング
1bに対して軸方向に亙る変位のみを自在に支持した出
力軸71とし、ボールナット7dを上記ハウジング1b
の内側に回転のみを自在に支持し、電動モータ9、9a
(図2、7参照)の出力を減速機5aを介して上記ボー
ルナット7dに伝達する構造でも、本発明を実施でき
る。この場合には、上記ボールナット7dに対して軸方
向に亙り変位自在な出力軸71の先端部(図8の右端
部)に相手部材を結合する事により、上記電動モータ
9、9aの回転に基づいて上記相手部材を変位させる事
ができる。そして、上記ボールナット7dの内周面に設
けたボールナット溝22bの一部にストッパリング60
の一部を圧入固定し、このストッパリング60が、万が
一のボール12、12の破損により上記出力軸71が急
激に変位するのを防止する。
Also, in each of the above-described examples, the rotating member 2 is a rotating member that supports the shaft member only inside the housings 1 and 1a so as to freely rotate.
And the ball nuts 7b and 7c are freely supported only in the axial direction with respect to the rotary shaft 2, and the output shafts 8 and 8a
The case where the present invention is applied to a structure in which the displacement in the axial direction can be freely described has been described. However, as shown in FIG. 8 as a third embodiment of the present invention, the shaft member is an output shaft 71 that freely supports only the displacement in the axial direction with respect to the housing 1b, and the ball nut 7d is Housing 1b
Only the rotation is freely supported inside the electric motors 9 and 9a.
The present invention can also be implemented with a structure in which the output of (see FIGS. 2 and 7) is transmitted to the ball nut 7d via the reduction gear 5a. In this case, by connecting a mating member to the tip (the right end in FIG. 8) of the output shaft 71 which can be displaced in the axial direction with respect to the ball nut 7d, the rotation of the electric motors 9 and 9a is reduced. The above-mentioned partner member can be displaced based on this. A stopper ring 60 is provided on a part of the ball nut groove 22b provided on the inner peripheral surface of the ball nut 7d.
The stopper ring 60 prevents the output shaft 71 from being suddenly displaced due to breakage of the balls 12 and 12.

【0046】尚、図示の例では、上記ボールナット7d
を玉軸受73aにより、上記ハウジング1bの内側に回
転のみ自在に支持している。又、この電動式リニアアク
チュエータの使用時には、上記出力軸71に対して、図
8の左方向に圧縮方向のスラスト荷重が加えられる。
又、上記減速機5aを構成する為のウォームホイール1
1aは、上記ボールナット7dの外周面に締り嵌めによ
り外嵌固定し、更に必要に応じてキー等により、このボ
ールナット7dに対する回転を不能としている。そし
て、このボールナット7dの基端部(図8の左端部)周
囲に間筒15aの先端部(図8の右端部)を、滑り軸受
72を介して、回転自在に支持している。又、上記間筒
15aとハウジング1bとの間で軸方向に亙り離隔した
部分には、ローラクラッチ14と玉軸受73bとを、そ
れぞれ設け、更に、上記間筒15aの先端部に形成した
鍔部75の片面と、上記ボールナット7bの中間部外周
面に形成した段部74との間に、間座17と摩擦プレー
ト18とを、それぞれ設けている。この構成により、上
記電動モータ9、9aの駆動軸37、37a(図2、7
参照)の停止時に、上記スラスト荷重に基づき上記ボー
ルナット7bが逆回転するのを防止する逆転防止機構を
構成している。
In the illustrated example, the ball nut 7d
Is rotatably supported inside the housing 1b by a ball bearing 73a. When the electric linear actuator is used, a thrust load in the compression direction is applied to the output shaft 71 in the leftward direction in FIG.
A worm wheel 1 for constituting the reduction gear 5a
1a is externally fitted and fixed to the outer peripheral surface of the ball nut 7d by interference fit, and further, if necessary, cannot be rotated with respect to the ball nut 7d by a key or the like. The distal end (right end in FIG. 8) of the sleeve 15a is rotatably supported via a slide bearing 72 around the base end (left end in FIG. 8) of the ball nut 7d. Further, a roller clutch 14 and a ball bearing 73b are provided at portions axially separated between the intermediate cylinder 15a and the housing 1b, and a flange formed at a tip end of the intermediate cylinder 15a. A spacer 17 and a friction plate 18 are provided between one side of the ball nut 75 and a step 74 formed on the outer peripheral surface of the intermediate portion of the ball nut 7b. With this configuration, the drive shafts 37, 37a of the electric motors 9, 9a (FIGS. 2, 7)
(See FIG. 3), a reverse rotation preventing mechanism for preventing reverse rotation of the ball nut 7b based on the thrust load.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明は以上に述べた通り構成され作用
するので、電動式リニアアクチュエータ全体を大型化し
たり組立作業を複雑化する事なく、万が一のボールの破
損により、出力軸又は軸部材が急激に変位するのを防止
する構造を、安価に実現する事ができる。
Since the present invention is constructed and operates as described above, the output shaft or shaft member may be damaged due to the breakage of the ball without increasing the size of the entire electric linear actuator or complicating the assembly operation. A structure for preventing sudden displacement can be realized at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態の第1例を示す部分断面
図。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a first example of an embodiment of the present invention.

【図2】図1のA−A断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図3】一部を省略して示す、図1のB部拡大図。FIG. 3 is an enlarged view of a part B of FIG.

【図4】第1例に使用するストッパリングを示す斜視
図。
FIG. 4 is a perspective view showing a stopper ring used in the first example.

【図5】図3のC部拡大図。FIG. 5 is an enlarged view of a portion C in FIG. 3;

【図6】本発明の実施の形態の第2例を示す、図1と同
様の図。
FIG. 6 is a view similar to FIG. 1, showing a second example of the embodiment of the present invention.

【図7】図6のD−D断面図。FIG. 7 is a sectional view taken along line DD of FIG. 6;

【図8】本発明の実施の形態の第3例を示す断面図。FIG. 8 is a sectional view showing a third example of the embodiment of the present invention.

【図9】従来構造の1例を示す断面図。FIG. 9 is a sectional view showing an example of a conventional structure.

【図10】本発明に先立ってした発明の1例を一部を省
略して示す、図9のE部に相当する拡大断面図。
FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view corresponding to a portion E in FIG. 9, showing an example of the invention prior to the present invention with a part thereof omitted;

【図11】図10のF部拡大図。FIG. 11 is an enlarged view of a portion F in FIG. 10;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、1a、1b ハウジング 2 回転軸 3a、3b 玉軸受 4 取付フランジ 5、5a 減速機 6 ボールねじ部 7、7a、7b、7c,7d ボールナット 8、8a 出力軸 9、9a 電動モータ 10 ウォーム 11、11a ウォームホイール 12 ボール 13 カバー 14 ローラクラッチ 15、15a 間筒 16 滑り軸受 17 間座 18 摩擦プレート 19 固定側取付部 20 変位側取付部 21 ボールねじ溝 22、22a、22b ボールナット溝 23a、23b リミットスイッチ 24 薄肉筒部 25 段部 26 ねじ部 28 ボールチューブ 29 チューブ用バンド 30 ストッパ部材 31 螺旋状突部 32 止め輪 33 ねじ孔 34 止めねじ 35 外輪 36 止め輪 37、37a 駆動軸 38a、38b 玉軸受 39 外輪 40 板ばね 41 スタッド 42 ロックナット 43 突片 44 切り欠き 45 大径筒部 46 ねじ部 47 小径筒部 49 ボールチューブ 50 凹部 51 止めねじ 52 チューブ用クランプ 53 カバー 54 突条 55 凹溝 56 バンド 57 段部 58 外輪 59 ローラ 60 ストッパリング 61 ナット 62 切り欠き 63 突部 64 段部 65 フランジ 66 間筒 67 スラスト玉軸受 68 凹孔 69 ねじ孔 70 ボルト 71 出力軸 72 滑り軸受 73a、73b 玉軸受 74 段部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a, 1b Housing 2 Rotating shaft 3a, 3b Ball bearing 4 Mounting flange 5, 5a Reduction gear 6 Ball screw part 7, 7a, 7b, 7c, 7d Ball nut 8, 8a Output shaft 9, 9a Electric motor 10 Worm 11 , 11a Worm wheel 12 Ball 13 Cover 14 Roller clutch 15, 15a Inter tube 16 Slide bearing 17 Spacer 18 Friction plate 19 Fixed side mounting portion 20 Displacement side mounting portion 21 Ball screw groove 22, 22a, 22b Ball nut groove 23a, 23b Limit switch 24 Thin wall section 25 Step section 26 Screw section 28 Ball tube 29 Tube band 30 Stopper member 31 Spiral projection 32 Retaining ring 33 Screw hole 34 Set screw 35 Outer ring 36 Retaining ring 37, 37a Drive shaft 38a, 38b Ball Bearing 39 Outer ring 40 Leaf spring 41 Star Head 42 Lock nut 43 Protrusion 44 Notch 45 Large diameter cylinder 46 Screw 47 Small diameter cylinder 49 Ball tube 50 Recess 51 Set screw 52 Tube clamp 53 Cover 54 Protrusion 55 Recessed groove 56 Band 57 Step 57 Outer ring 59 Roller 60 Stopper ring 61 Nut 62 Notch 63 Projection 64 Step 65 Flange 66 Intermediate tube 67 Thrust ball bearing 68 Concave hole 69 Screw hole 70 Bolt 71 Output shaft 72 Slide bearing 73a, 73b Ball bearing 74 Step

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ハウジングと、このハウジングの内側
に、回転のみ又は軸方向に亙る変位のみを自在に支持さ
れた軸部材と、上記ハウジングに固定された正転逆転自
在な電動モータと、上記軸部材の一部に設けられた、外
周面に断面が円弧形で全体が螺旋状のボールねじ溝を有
するボールねじ部と、このボールねじ部の周囲に軸方向
に亙る変位のみ又は回転のみを自在に設けられた、内周
面に断面が円弧形で全体が螺旋状のボールナット溝を有
し、上記ボールねじ溝と複数のボールを介して螺合する
ボールナットと、上記電動モータの駆動軸と上記軸部材
との間、又はこの駆動軸と上記ボールナットとの間に設
けられ、この駆動軸のトルクを増大して上記軸部材又は
上記ボールナットに伝達する減速機と、上記ボールが破
損した場合に、上記ボールナットと上記軸部材とが軸方
向に亙り相対的に変位するのを阻止する安全装置とを備
えた電動式リニアアクチュエータに於いて、断面が円形
のワイヤを全体を螺旋状に形成して成るストッパリング
を備え、このストッパリングの外周側半部を上記ボール
ナット溝の一部に内嵌固定し、同じく内周側半部を上記
ボールねじ溝の一部内側に、このボールねじ溝面との間
に隙間を介在させた状態で進入させる事により上記安全
装置を構成した事を特徴とする電動式リニアアクチュエ
ータ。
1. A housing, a shaft member supported inside the housing so as to freely rotate or only displace in an axial direction, an electric motor fixed to the housing and capable of normal rotation and reverse rotation, and the shaft. A ball screw portion provided on a part of the member and having an arc-shaped cross section on the outer peripheral surface and having a helical ball screw groove as a whole, and only displacement or rotation only in the axial direction around the ball screw portion. A ball nut groove, which is freely provided, has an arc-shaped cross section on the inner peripheral surface and is entirely helical, and is screwed with the ball screw groove via a plurality of balls; and A speed reducer provided between the drive shaft and the shaft member, or between the drive shaft and the ball nut, for increasing the torque of the drive shaft and transmitting the torque to the shaft member or the ball nut; If the An electric linear actuator having a safety nut for preventing relative displacement between the nut and the shaft member in the axial direction, wherein a stopper having a wire having a circular cross section formed entirely in a spiral shape. The stopper ring has an outer peripheral half portion fixedly fitted in a part of the ball nut groove, and an inner peripheral half portion partially inside the ball screw groove, and a ball screw groove surface. An electric linear actuator, characterized in that the above-mentioned safety device is constituted by entering with a gap interposed therebetween.
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