JP2003120778A - 直線作動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ハウジングとモータが当接する端面間の嵌め
合い部の静的精度（幾何精度）に制限されることなく筒
形軸継手の使用が可能な直線作動機を提供する。 【解決手段】 モータ３７のモータ出力軸５８とボール
ねじ軸５６を連結する筒形軸継手６１を備え、ハウジン
グ５２とモータ５７のフランジ５９の当接する端面間に
嵌め合い部が設けられている直線作動機５１において、
この嵌め合い部がハウジング５２の端面に形成された凹
部５２ａと凹部５２ａに対応してモータ５７のフランジ
５９の端面に形成された凸部５９ａで構成され、凹部５
２ａに凸部５９ａが嵌め込まれたとき凹部５２ａと凸部
５９ａ間で半径方向に隙間ｓが形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、ハウジングと、ハ
ウジングに連結された外筒と、外筒内に配置された内筒
と、内筒に連結され内筒とともに外筒内を軸方向にのみ
移動可能なナットと、ナットに螺合し回転可能なねじ軸
と、ハウジングの端面に当接して取り付けられねじ軸を
回転駆動させるモータと、モータのモータ出力軸とねじ
軸を連結する筒形軸継手を備え、ハウジングとモータの
当接する端面間に嵌め合い部が設けられている直線作動
機に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】図４は従来の直線作動機を示し、（Ａ）
はその一部断面正面図、（Ｂ）は（Ａ）における円内の
拡大図である。図４に示す従来の直線作動機１は、ハウ
ジング２と、ハウジング２に連結された外筒３と、外筒
３内に配置された内筒４と、内筒４に連結され内筒４と
ともに外筒３内を軸方向にのみ移動可能なボールねじナ
ットユニット５と、ボールねじナットユニット５に螺合
し回転可能なボールねじ軸６と、ハウジング２の端面に
当接して取り付けられボールねじ軸６を回転駆動させる
モータ７と、モータ７のモータ出力軸８とボールねじ軸
６の軸部６ａを連結するフランジ形たわみ軸継手１１を
備え、ハウジング２とモータ７のモータフランジ９の当
接する端面間に嵌め合い部が設けられている。 【０００３】また、ボールねじ軸６のモータ７側の軸部
６ａは２個の軸受１２，１２により支持されている。２
個の軸受１２，１２はブラケット１３を介してハウジン
グ２と外筒３に支持されている。そして、モータ出力軸
８とボールねじ軸６のモータ７側の軸部６ａは軸端面が
相互に対向するように配置されており、モータ出力軸８
とボールねじ軸６のモータ７側の軸部６ａはフランジ形
たわみ軸継手１１により連結されるようになっている。 【０００４】ハウジング２の端面にモータ７のフランジ
９を当接させて取付けボルト１６によりハウジング２の
端面にモータ７が取付けられている。そして、ハウジン
グ２とモータ７のフランジ９の当接する端面間には、嵌
め合い部（いんろう部）が設けられている。この嵌め合
い部（いんろう部）は、ハウジング２の端面に形成され
た凹部２ａと凹部２ａに対応してモータ７のフランジ９
の端面に形成された凸部９ａで構成され、凹部２ａに凸
部９ａが嵌め込まれたとき凹部２ａと凸部９ａ間で半径
方向に隙間ができないように凹部２ａと凸部９ａは形成
されている。 【０００５】そして、モータ出力軸８とボールねじ軸６
のモータ７側の軸部６ａの連結は、ハウジング２の端面
に形成された凹部２ａにモータ７のフランジ９の端面に
形成された凸部９ａをぴったりと嵌め込んだ後にフラン
ジ形たわみ軸継手１１により連結する。つまり、モータ
出力軸８とボールねじ軸６の心出しは、ハウジング２の
端面に形成された凹部２ａにモータ７のフランジ９の端
面に形成された凸部９ａをぴったりと嵌め込むことによ
り行なわれている。このため、一般的にはハウジング２
の加工精度や静的精度（幾何精度）から避けることので
きない心ずれに対してはフランジ形たわみ軸継手１１を
用いることにより心ずれを許容している。 【０００６】また、図５は別の従来の直線作動機を示
し、（Ａ）はその一部断面正面図、（Ｂ）は（Ａ）にお
ける円内の拡大図である。図５に示す従来の直線作動機
３１は、図４に示す従来の直線作動機１のフランジ形た
わみ軸継手１１に代えて筒形軸継手４１を使用した点で
のみ図４に示す従来の直線作動機１と相違する。したが
って、同一部品には同一符号を付して重複する説明を省
略する。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
示す従来の直線作動機１においては、フランジ形たわみ
軸継手１１がフランジ部を有するために、大幅なサイズ
アップとフランジ部のボルト１１ａを締めるための大き
なスペースを要し、直線作動機１がサイズアップすると
いう問題点があり、さらに、フランジ形たわみ軸継手１
１により回転部の慣性が大きくなるため、直線作動機１
の動特性が低下するという問題点があった。 【０００８】また、図５に示す別の従来の直線作動機３
１においては、モータ出力軸８とボールねじ軸６の心出
しを、ハウジング２の端面に形成された凹部２ａにモー
タ７のフランジ９の端面に形成された凸部９ａをぴった
りと嵌め込むことにより行なう場合、ハウジング２の加
工精度や静的精度（幾何精度）から避けることのできな
い心ずれに対しては、筒形軸継手４１を使用しているた
め、フランジ形たわみ軸継手１１を使用した場合のよう
に許容できない。したがって、サーボモータ等による高
速回転はできないことや大きなトルクを伝達できないた
めに、直線作動機の高速化と大出力化ができないという
問題点があった。 【０００９】そこで、本発明は、前述したような従来の
問題点を解消し、ハウジングとモータが当接する端面間
の嵌め合い部の静的精度（幾何精度）に制限されること
なく筒形軸継手の使用が可能な直線作動機を提供するこ
とを目的とするものである。 【００１０】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ハウジングと、該ハウジングに連結され
た外筒と、該外筒内に配置された内筒と、該内筒に連結
され該内筒とともに前記外筒内を軸方向にのみ移動可能
なナットと、該ナットに螺合し回転可能なねじ軸と、前
記ハウジングの端面に当接して取り付けられ前記ねじ軸
を回転駆動させるモータと、該モータのモータ出力軸と
前記ねじ軸を連結する筒形軸継手を備え、前記ハウジン
グと前記モータの当接する端面間に嵌め合い部が設けら
れている直線作動機において、前記嵌め合い部は半径方
向に隙間が形成されているものである。 【００１１】 【作用】ハウジングとモータが当接する端面間の嵌め合
い部に半径方向の隙間が形成されていることにより、モ
ータのモータ出力軸とねじ軸を連結する筒形軸継手の使
用が可能である。 【００１２】 【発明の実施の形態】本発明の実施の形態に係る直線作
動機を図１，２，３を参照して説明する。図１は本発明
の実施の形態に係る直線作動機を示し、（Ａ）はその一
部断面正面図、（Ｂ）は（Ａ）における円内の拡大図で
ある。図２は図１に示す直線作動機に使用される筒形軸
継手を示し、（Ａ）はその断面正面図、（Ｂ）はその左
側面図、（Ｃ）はその右側面図である。図３は図１に示
す直線作動機のモータ出力軸とボールねじ軸の心出し方
法を説明するための正面図である。 【００１３】図１，２，３に示す直線作動機５１は、ハ
ウジング５２と、ハウジング５２に連結された外筒５３
と、外筒５３内に配置された内筒５４と、内筒５４に連
結され内筒５４とともに外筒５３内を軸方向にのみ移動
可能なボールねじナットユニット５５と、ボールねじナ
ットユニット５５に螺合し回転可能なボールねじ軸５６
と、ハウジング５２の端面に当接して取り付けられボー
ルねじ軸５６を回転駆動させるモータ５７と、モータ５
７のモータ出力軸５８とボールねじ軸５６の軸部５６ａ
を連結する筒形軸継手６１を備え、ハウジング５２とモ
ータ５７のフランジ５９の当接する端面間に嵌め合い部
が設けられている。 【００１４】また、ボールねじ軸５６のモータ５７側の
軸部５６ａは２個の軸受６２，６２により支持されてい
る。２個の軸受６２，６２はブラケット６３を介してハ
ウジング５２と外筒５３に支持されている。そして、モ
ータ出力軸５８とボールねじ軸５６のモータ５７側の軸
部５６ａは軸端面が相互に対向するように配置されてお
り、モータ出力軸５８とボールねじ軸５６のモータ５７
側の軸部５６ａは筒形軸継手６１により連結されるよう
になっている。 【００１５】また、外筒５３に先端部には内筒５４を支
持する筒受６４が取り付けられており、内筒５４の先端
部には先端金具６５が取り付けられている。さらに、先
端金具６５には図示しない被作動部材が連結されるよう
になっている。 【００１６】筒形軸継手６１は、図２に示すように、略
円筒形をしており、その全長Ｌは軸孔６１ａの内径ｄの
２〜４倍に形成されている。筒形軸継手６１の一端側に
２個の止めねじ用ねじ穴６１ｂ，６１ｃが半径方向に軸
孔６１ａまで貫通するように形成されている。なお、止
めねじ用ねじ穴６１ｂと止めねじ用ねじ穴６１ｃは円周
方向に９０度離れた位置に形成されている。筒形軸継手
６１の他端側にも同様に２個の止めねじ用ねじ穴６１
ｄ，６１ｅが半径方向に軸孔６１ａまで貫通するように
形成されている。なお、止めねじ用ねじ穴６１ｄと止め
ねじ用ねじ穴６１ｅも円周方向に９０度離れた位置に形
成されている。そして、各止めねじ用ねじ穴６１ｂ，６
１ｃ，６１ｄ，６１ｅには図示しない止めねじが螺合さ
れている。筒形軸継手６１の軸孔６１ａに嵌め込まれた
モータ出力軸５８及びボールねじ軸５６の軸部５６ａが
この止めねじにより筒形軸継手６１に連結される。ま
た、筒形軸継手６１の軸孔６１ａとモータ出力軸５８及
びボールねじ軸５６の軸部５６ａはめあいはＨ７／ｈ７
の中間ばめとなっている。 【００１７】ハウジング５２の端面にモータ５７のフラ
ンジ５９を当接させて取付けボルト６６によりハウジン
グ５２の端面にモータ５７が取付けられている。そし
て、ハウジング５２とモータ５７のフランジ５９の当接
する端面間には、嵌め合い部が設けられている。この嵌
め合い部は、ハウジング５２の端面に形成された凹部５
２ａと凹部５２ａに対応してモータ５７のフランジ５９
の端面に形成された凸部５９ａで構成され、凹部５２ａ
に凸部５９ａが嵌め込まれたとき凹部５２ａと凸部５９
ａ間で半径方向に隙間ｓが形成されている。 【００１８】次に、図１に示す直線作動機５１のモータ
出力軸５８とボールねじ軸５６の心芯出し方法を図３を
参照して以下に説明する。図３は図１に示す直線作動機
５１のモータ出力軸５８とボールねじ軸５６の心出し方
法を説明するための正面図である。まず、モータ出力軸
５８とボールねじ軸５６の軸部５６ａを筒形軸継手６１
の軸孔６１ａに挿入し、図示しない止めねじを締め込ん
でモータ出力軸５８とボールねじ軸５６の軸部５６ａを
筒形軸継手６１により連結する。このとき、図示しない
止めねじはいずれも同じ位相にあるので、モータ出力軸
５８とボールねじ軸５６の軸心はずれることなく一致す
る。その後、先端金具６４を鉛直下方に手で軽く引っ張
り、荷重Ｐを加えて内筒５４を引き出す。内筒５４を引
き出すとボールねじ軸５６も鉛直下方に変位し、筒形軸
継手６１によりボールねじ軸５６に連結されたモータ出
力軸５８も下方に引っ張られる。このとき、ハウジング
５２の端面にモータ５７を取り付ける取付けボルト６６
は図３に示すように未だ締結されていない状態であり、
かつ、ハウジング５２の端面に形成された凹部５２ａと
モータ５７のフランジ５９の端面に形成された凸部５９
ａ間には半径方向に隙間ｓが形成されているので、モー
タ出力軸５８とボールねじ軸５６の軸部５６ａの心出し
すなわちセンタリングが可能である。その後、取付けボ
ルト６６を締め込むことによりモータ５７のフランジ５
９をハウジング５２の端面に取り付ける。 【００１９】本発明の実施の形態に係る直線作動機５１
によれば、次のような効果を有する。 （１）従来、直線作動機のねじ軸とモータ出力軸の２軸
突き合わせの場合に、ハウジングの部品精度と嵌め合い
部（いんろう部）の静的精度（幾何精度）を吸収できな
い筒形軸継手の使用には無理があったが、嵌め合い部を
構成する凹部５２ａと凸部５９ａ間で半径方向に隙間ｓ
が形成されていることにより筒形軸継手６１の使用が可
能になり、大幅な機構の簡素化と省スペース化を得るこ
とが可能になる。 （２）その結果、直線作動機５１として大幅なコンパク
ト化と同時に高速化、大出力化を達成できる。 （３）また、直線作動機５１の動特性の低下も防ぐこと
が可能になる。 【００２０】なお、本発明の実施の形態に係る直線作動
機５１は、ボールねじナットユニット５５とボールねじ
軸５６を使用しているが、本発明に係る直線作動機はこ
れらに限定されるものではなく、ボールねじナットユニ
ット５５とボールねじ軸５６に代えて台形ねじナットと
台形ねじ軸を使用するものであってもよい。 【００２１】また、本発明の実施の形態に係る直線作動
機５１は、ハウジング５２とモータ５７のフランジ５９
の当接する端面間の嵌め合い部がハウジング５２の端面
に形成された凹部５２ａとこの凹部５２ａに対応してモ
ータのフランジ５９の端面に形成された凸部５９ａで構
成されているが、本発明に係る直線作動機は嵌め合い部
がハウジング５２の端面に形成された凸部とこの凸部に
対応してモータのフランジ５９の端面に形成された凹部
で構成されていてもよい。 【００２２】 【発明の効果】本発明に係る直線作動機は、次のような
効果を奏する。 （１）従来、直線作動機のねじ軸とモータ出力軸の２軸
突き合わせの場合に、ハウジングの部品精度と嵌め合い
部（いんろう部）の静的精度（幾何精度）を吸収できな
い筒形軸継手の使用には無理があったが、嵌め合い部に
おいて半径方向に隙間が形成されていることにより、筒
形軸継手の使用が可能になり、大幅な機構の簡素化と省
スペース化を得ることが可能になる。 （２）その結果、直線作動機として大幅なコンパクト化
と同時に高速化、大出力化を達成できる。 （３）また、直線作動機の動特性の低下も防ぐことが可
能になる。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明の実施の形態に係る直線作動機を示
し、（Ａ）はその一部断面正面図、（Ｂ）は（Ａ）にお
ける円内の拡大図である。 【図２】 図１に示す直線作動機に使用される筒形軸継
手を示し、（Ａ）はその断面正面図、（Ｂ）はその左側
面図、（Ｃ）はその右側面図である。 【図３】 図１に示す直線作動機のモータ出力軸とボー
ルねじ軸の心出し方法を説明するための正面図である。 【図４】 従来の直線作動機を示し、（Ａ）はその一部
断面正面図、（Ｂ）は（Ａ）における円内の拡大図であ
る。 【図５】 別の従来の直線作動機を示し、（Ａ）はその
一部断面正面図、（Ｂ）は（Ａ）における円内の拡大図
である。 【符号の説明】 ５１・・・直線作動機 ５２・・・ハウジング ５２ａ・・・凹部 ５３・・・外筒 ５４・・・内筒 ５５・・・ボールねじナットユニット ５６・・・ボールねじ軸 ５６ａ・・・軸部 ５７・・・モータ ５８・・・モータ出力軸 ５９・・・モータのフランジ ５９ａ・・・凸部 ６１・・・筒形軸継手 ６１ａ・・・軸孔 ６１ｂ・・・止めねじ用ねじ穴 ６１ｃ・・・止めねじ用ねじ穴 ６１ｄ・・・止めねじ用ねじ穴 ６１ｅ・・・止めねじ用ねじ穴 ６２・・・軸受 ６３・・・ブラケット ６４・・・筒受 ６５・・・先端金具 ６６・・・取付けボルト ｓ・・・隙間 ｄ・・・軸孔の内径 Ｌ・・・筒形軸継手の全長 Ｐ・・・荷重

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前島 克己 大阪府大阪市中央区城見２丁目１番61号 株式会社椿本チエイン内 Ｆターム(参考） 3J062 AA60 AB22 AC07 BA12 CD22

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ハウジングと、該ハウジングに連結され
   た外筒と、該外筒内に配置された内筒と、該内筒に連結
   され該内筒とともに前記外筒内を軸方向にのみ移動可能
   なナットと、該ナットに螺合し回転可能なねじ軸と、前
   記ハウジングの端面に当接して取り付けられ前記ねじ軸
   を回転駆動させるモータと、該モータのモータ出力軸と
   前記ねじ軸を連結する筒形軸継手を備え、前記ハウジン
   グと前記モータの当接する端面間に嵌め合い部が設けら
   れている直線作動機において、 前記嵌め合い部は半径方向に隙間が形成されていること
   を特徴とする直線作動機。