JP2013169023A - Electrically-driven linear actuator - Google Patents

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Masaya Wakita
真弥 脇田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrically-driven linear actuator capable of preventing or suppressing a ball screw nut or mechanical end from being broken even when the ball screw nut runs away while being fitted to a driven component.SOLUTION: An electrically-driven linear actuator includes a ball screw rod 2 having a male screw 21 formed on an outer peripheral surface, a ball screw nut 3 having a female screw 31 capable of threadably engaging the male screw 21 on an inner peripheral surface, and rotation restriction means of restricting the ball screw nut 3 from rotating, and a part of the ball screw rod 2 as a part which is between a limit position of a control stroke range and a mechanical end 6 set more outside the control stroke range than the limit position, and corresponds to the size of the ball screw nut 3 in an axial direction A is set to be a male screw non-formation area 22.

Description

本発明は、例えば電動ベッド、電動テーブル、電動椅子、リフター等の各種機械装置に組み込んだ状態で使用可能であったり、飛行機及びミサイル等の翼の駆動用、あるいはロケットのノズル駆動用として適用可能な電動リニアアクチュエータに関するものである。   The present invention can be used in a state of being incorporated in various mechanical devices such as an electric bed, an electric table, an electric chair, and a lifter, or can be applied for driving wings such as airplanes and missiles, or for driving rocket nozzles. The present invention relates to a simple electric linear actuator.

従来より、ボールスクリューロッドと、ボールスクリューロッドに係合した状態でボールスクリューロッドの軸方向に往復移動可能なボールスクリューナットとを備えた電動リニアアクチュエータが知られている。   Conventionally, an electric linear actuator including a ball screw rod and a ball screw nut capable of reciprocating in the axial direction of the ball screw rod while being engaged with the ball screw rod is known.

このような電動リニアアクチュエータは、電動モータ等によりボールスクリューロッドが回転し、ボールスクリューナットに回転力が伝達されると、適宜の手段で回転が規制されているボールスクリューナットは、ボールスクリューロッドとの係合状態を維持したまま直線方向に往復移動し得る。   In such an electric linear actuator, when the ball screw rod is rotated by an electric motor or the like and the rotational force is transmitted to the ball screw nut, the ball screw nut whose rotation is restricted by an appropriate means is the same as the ball screw rod. It is possible to reciprocate in the linear direction while maintaining the engaged state.

また、例えば電動リニアアクチュエータの開発時等において、制御装置の故障又は誤操作等によりボールスクリューナットが暴走してしまうことがあり得る。この場合、スリーブの両端に皿ばねが設置してあれば、暴走したボールスクリューナットが皿ばねに衝突し、ボールスクリューナットの運動エネルギーと皿ばねが縮んだことによる位置エネルギーが釣り合った位置でボールスクリューナットは停止する。   In addition, for example, during development of an electric linear actuator, the ball screw nut may run away due to a malfunction or erroneous operation of the control device. In this case, if disc springs are installed at both ends of the sleeve, the runaway ball screw nut collides with the disc spring, and the ball energy at the position where the kinetic energy of the ball screw nut and the potential energy due to the disc spring contracting are balanced. The screw nut stops.

しかしながら、皿ばねで吸収可能な運動エネルギーには限界がある。そこで、本出願人は、図3に示すように、外部機器の故障等により、電動リニアアクチュエータ1010の制御が不能になった場合、ボールスクリューロッド102が回転することによって、ボールスクリューナットに形成されたキー溝に干渉する回り止めキー105で回転を拘束されているボールスクリューナット103が同図のa方向に移動した際に、ボールスクリューナット103がメカニカルエンド106に衝突する寸前で、キー溝及び回り止め用キーの干渉状態を解除して、回り止めキー105からボールスクリューナット103が抜けるという構造に基づいて、ボールスクリューナット103の回転拘束を解除する技術を提案している。なお、図3では回り止めキー105をスリーブ104に取り付けている態様を示している。   However, there is a limit to the kinetic energy that can be absorbed by the disc spring. Therefore, as shown in FIG. 3, the present applicant forms a ball screw nut by rotating the ball screw rod 102 when the control of the electric linear actuator 1010 becomes impossible due to a failure of an external device or the like. When the ball screw nut 103 whose rotation is constrained by the non-rotating key 105 that interferes with the key groove moves in the direction a in FIG. Based on the structure in which the ball screw nut 103 is removed from the rotation stop key 105 by releasing the interference state of the rotation stop key, a technology for releasing the rotation restraint of the ball screw nut 103 is proposed. FIG. 3 shows a mode in which the rotation prevention key 105 is attached to the sleeve 104.

このような技術であれば、ボールスクリューナット103の回転拘束が解除されることにより、ボールスクリューナット103はボールスクリューロッド102の回転と同期して回転(連れ回り)するため、ボールスクリューロッド102のイナーシャや、ボールスクリューロッド103に減速ギアG等を介して接続されている電動モータM等のイナーシャが、直線等価質量に換算されなくなる。そして、直線等価質量を小さくすることで、メカニカルエンド106に衝突する際の運動エネルギーを低減することができ、ボールスクリューナット103及びメカニカルエンド106の損傷を防止・抑制することができる。   With such a technique, the ball screw nut 103 is rotated (rotated) in synchronization with the rotation of the ball screw rod 102 by releasing the rotation restraint of the ball screw nut 103. Inertia and inertia such as the electric motor M connected to the ball screw rod 103 via the reduction gear G or the like are not converted into linear equivalent mass. Further, by reducing the linear equivalent mass, the kinetic energy when colliding with the mechanical end 106 can be reduced, and damage to the ball screw nut 103 and the mechanical end 106 can be prevented / suppressed.

特許第3644223号公報Japanese Patent No. 3644223

ところが、図3に示す電動リニアアクチュエータ101のボールスクリューナット103が被駆動部品に結合されている場合では、ボールスクリューナット103が暴走した際に回り止めキー105によるボールスクリューナット103の回転拘束が解除されても、被駆動部品との結合部がボールスクリューナット103の回転を規制する役目を果たし、ボールスクリューナット103の回転が拘束されたままとなる。   However, when the ball screw nut 103 of the electric linear actuator 101 shown in FIG. 3 is coupled to the driven component, the rotation restraint of the ball screw nut 103 by the detent key 105 is released when the ball screw nut 103 runs away. Even so, the coupling portion with the driven component serves to regulate the rotation of the ball screw nut 103, and the rotation of the ball screw nut 103 remains constrained.

その結果、特許文献1記載の構造では、電動リニアアクチュエータが単体でなければ上述した機能を発揮することができず、電動リニアアクチュエータが被駆動部品に取り付けられた状態では上述した機能を発揮できない。   As a result, in the structure described in Patent Document 1, the above-described function cannot be exhibited unless the electric linear actuator is a single unit, and the above-described function cannot be exhibited when the electric linear actuator is attached to the driven component.

本発明は、このような問題に着目してなされたものであって、主たる目的は、被駆動部品に取り付けた状態において、ボールスクリューナットが暴走した場合にもボールスクリューナットやメカニカルエンドの破損を防止・抑制可能な電動リニアアクチュエータを提供することにある。   The present invention has been made paying attention to such problems, and its main purpose is to prevent damage to the ball screw nut and the mechanical end even when the ball screw nut goes out of control while attached to the driven component. An object of the present invention is to provide an electric linear actuator that can be prevented and suppressed.

すなわち本発明は、外周面に雄ネジを形成したボールスクリューロッドと、ボールスクリューロッドに組み付けられ且つ内周面に雄ネジに螺合可能な雌ネジを形成したボールスクリューナットと、ボールスクリューナットの回転を規制する回転規制手段とを備え、ボールスクリューナットをボールスクリューロッドの軸方向に設定した制御ストローク範囲内で進退移動可能に構成した電動リニアアクチュエータに関するものである。ここで、「制御ストローク範囲」は、制御可能なストロークの範囲を意味する。このような電動リニアアクチュエータは、ボールスクリューロッドが回転し、ボールスクリューナットに回転力が伝達されると、ボールスクリューナット自体は、回転規制手段によって回転せず、ボールスクリューロッドとの係合状態を維持したまま制御ストローク範囲内で進退移動(往復移動)し得る。   That is, the present invention includes a ball screw rod having a male screw formed on the outer peripheral surface, a ball screw nut assembled to the ball screw rod and having a female screw that can be screwed to the male screw on the inner peripheral surface, The present invention relates to an electric linear actuator comprising a rotation restricting means for restricting rotation and configured to be able to advance and retract within a control stroke range in which a ball screw nut is set in the axial direction of the ball screw rod. Here, the “control stroke range” means a controllable stroke range. In such an electric linear actuator, when the ball screw rod rotates and the rotational force is transmitted to the ball screw nut, the ball screw nut itself does not rotate by the rotation restricting means, and the engagement state with the ball screw rod is not achieved. It can move forward and backward (reciprocate) within the control stroke range while maintaining it.

そして、本発明の電動リニアアクチュエータは、ボールスクリューロッドのうち、制御ストローク範囲の限界位置と限界位置よりも制御ストローク範囲の外側に設定したメカニカルエンドとの間に対応する部分であり且つ少なくとも軸方向に沿ったボールスクリューナットの寸法に相当する部分を、雄ネジを形成していない雄ネジ非形成領域に設定していることを特徴としている。   The electric linear actuator of the present invention is a portion corresponding to the limit position of the control stroke range between the ball screw rod and the mechanical end set outside the control stroke range from the limit position and at least in the axial direction. A portion corresponding to the dimension of the ball screw nut along the line is set in a male screw non-forming region where no male screw is formed.

このような電動リニアアクチュエータであれば、ボールスクリューナットをボールスクリューロッドの軸方向に沿って雌ネジと雄ネジとの螺合状態を維持したまま制御ストローク範囲内で進退移動させることでストローク長を調整することができる一方で、仮にボールスクリューナットが暴走して制御ストローク範囲の限界位置を超え、メカニカルエンドに向かって移動し得る場合には、ボールスクリューロッドのうち制御ストローク範囲の限界位置とメカニカルエンドとの間に対応する部分であって且つ軸方向に沿ったボールスクリューナットの寸法に相当する部分を雄ネジ非形成領域に設定しているため、ボールスクリューナットがメカニカルエンドに衝突するよりも前の時点で雌ネジと雄ネジとの螺合状態を確実に解除することでき、ボールスクリューロッド及びボールスクリューナットを何れも空転させることができる。   With such an electric linear actuator, the stroke length can be increased by moving the ball screw nut back and forth within the control stroke range while maintaining the screwed state of the female screw and the male screw along the axial direction of the ball screw rod. On the other hand, if the ball screw nut runs out of control stroke range limit position and can move toward the mechanical end while it can be adjusted, the control stroke range limit position and mechanical position of the ball screw rod Since the part corresponding to the dimension of the ball screw nut along the axial direction is set in the male screw non-formation region, the ball screw nut does not collide with the mechanical end. The screwed state of the female screw and the male screw can be reliably released at the previous time point, Both the Lumpur screw rod and the ball screw nut can be idle.

したがって、本発明の電動リニアアクチュエータであれば、被駆動部品に接続されている状態であっても、ボールスクリューナットが制御ストローク範囲の限界位置を越えてメカニカルエンドに衝突する際の運動エネルギーを小さくすることができ、ボールスクリューナットやメカニカルエンドの損傷を防止・抑制することができる。   Therefore, the electric linear actuator of the present invention reduces the kinetic energy when the ball screw nut collides with the mechanical end beyond the limit position of the control stroke range even when connected to the driven component. It is possible to prevent / suppress damage to the ball screw nut and the mechanical end.

ここで、ボールスクリューロッドの軸方向において設定される制御ストローク範囲は、ストローク長が最大となる最大ストローク限界位置と、ストローク長が最小となる最小ストローク限界位置とによって規定されるものであり、各限界位置よりも制御ストローク範囲から外れた位置にそれぞれメカニカルエンドが設定されるが、本発明の電動リニアアクチュエータは、少なくとも何れか一方の限界位置とその限界位置よりも制御ストローク範囲から外れた位置のメカニカルエンドとの間であって少なくとも軸方向に沿ったボールスクリューナットの寸法に相当する部分にのみ、雄ネジ非形成領域を設定したものであってもよいし、各限界位置とそれぞれの限界位置よりも制御ストローク範囲から外れた位置のメカニカルエンドとの間であって少なくとも軸方向に沿ったボールスクリューナットの寸法に相当する部分に、それぞれ雄ネジ非形成領域を設定したものであってもよい。つまり、本発明の電動リニアアクチュエータは、ボールスクリューロッドにおける1箇所にだけ雄ネジ非形成領域を設定した構成、及びボールスクリューロッドにおける2箇所に雄ネジ非形成領域を設定した構成の何れも包含するものである。   Here, the control stroke range set in the axial direction of the ball screw rod is defined by the maximum stroke limit position where the stroke length is maximum and the minimum stroke limit position where the stroke length is minimum. The mechanical end is set at a position outside the control stroke range from the limit position, but the electric linear actuator of the present invention has at least one limit position and a position outside the control stroke range from the limit position. A male screw non-formation region may be set only at a portion between the mechanical end and corresponding to the dimension of the ball screw nut along at least the axial direction, or each limit position and each limit position. Between the mechanical end and the position outside the control stroke range. A portion corresponding to the dimensions of the ball screw nut along at least the axial direction, may be obtained by setting the male screw formed area, respectively. That is, the electric linear actuator of the present invention includes both a configuration in which a male screw non-formation region is set only at one place in the ball screw rod and a configuration in which a male screw non-formation region is set at two locations in the ball screw rod. Is.

本発明の電動リニアアクチュエータであれば、被駆動部品に接続されている状態で使用した場合に、ボールスクリューナットが制御ストローク範囲を超えてメカニカルエンドに衝突する前の時点でボールスクリューナットをボールスクリューロッドの雄ネジ非形成領域に到達させることで、ボールスクリューロッド及びボールスクリューナットの両方を空回りさせることができる。その結果、ボールスクリューナットがメカニカルエンドに衝突する際の運動エネルギーが小さくなり、ボールスクリューナット及びメカニカルエンドの損傷を防止・抑制することが可能である。   If the electric linear actuator of the present invention is used in a state where it is connected to a driven component, the ball screw nut is inserted into the ball screw nut before the ball screw nut collides with the mechanical end beyond the control stroke range. By reaching the male screw non-formation region of the rod, both the ball screw rod and the ball screw nut can be idled. As a result, the kinetic energy when the ball screw nut collides with the mechanical end is reduced, and damage to the ball screw nut and the mechanical end can be prevented and suppressed.

本発明の一実施形態に係る電動リニアアクチュエータの断面模式図。The cross-sectional schematic diagram of the electric linear actuator which concerns on one Embodiment of this invention. 同実施形態に係る電動リニアアクチュエータにおいてボールスクリューナットが雄ネジ非形成領域に到達している状態の図1対応図。FIG. 1 is a view corresponding to FIG. 1 in a state where a ball screw nut has reached a male screw non-formation region in the electric linear actuator according to the embodiment. 従来の電動リニアアクチュエータの断面模式図。The cross-sectional schematic diagram of the conventional electric linear actuator.

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施形態に係る電動リニアアクチュエータ1は、図1及び図2に示すように、外周面に雄ネジ21を形成したボールスクリューロッド2と、雄ネジ21に螺合可能な雌ネジ31を内周面に形成したボールスクリューナット3と、ボールスクリューナットの回転を規制する回転規制手段5とを備えたものである。本実施形態のリニアアクチュエータ1は、ボールスクリューロッド2及びボールスクリューナット3を覆うスリーブ4を備え、このスリーブ4に取り付けられ且つボールスクリューナット3に設けたキー溝の中に配置している回り止め用キー5によって回転規制手段を構成している。   As shown in FIGS. 1 and 2, the electric linear actuator 1 according to this embodiment includes a ball screw rod 2 having a male screw 21 formed on the outer peripheral surface and a female screw 31 that can be screwed into the male screw 21. A ball screw nut 3 formed on the surface and a rotation restricting means 5 for restricting the rotation of the ball screw nut are provided. The linear actuator 1 of this embodiment includes a sleeve 4 that covers the ball screw rod 2 and the ball screw nut 3, and is attached to the sleeve 4 and is disposed in a key groove provided in the ball screw nut 3. The key 5 constitutes a rotation restricting means.

本実施形態の電動リニアアクチュエータ1は、ボールスクリューロッド2に減速ギアG等を介して電動モータMを接続し、この電動モータMからの回転力を回り止め用キー5によってボールスクリューナット3を直線移動させる推力に変換することで、ボールスクリューロッド2の軸方向Aに設定した所定の制御ストローク範囲内においてボールスクリューナット3を進退移動(往復移動)させて、ストローク長を変更するものである。図2では、制御ストローク範囲内においてボールスクリューロッド2の雄ネジ21とボールスクリューナット3の雌ネジ31が螺合している状態を示している。ここで、制御ストローク範囲は、制御可能なストロークの範囲であって且つボールスクリューロッド2の全長(機械的ストローク範囲)よりも短い範囲であり、本実施形態の電動リニアアクチュエータ1では、この制御ストロークの限界位置よりも制御ストローク範囲の外側にメカニカルエンド6を設けている。   In the electric linear actuator 1 of the present embodiment, an electric motor M is connected to a ball screw rod 2 via a reduction gear G or the like, and the rotational force from the electric motor M is straightened by a key 5 for preventing rotation. By converting to a thrust to be moved, the ball screw nut 3 is moved back and forth (reciprocated) within a predetermined control stroke range set in the axial direction A of the ball screw rod 2 to change the stroke length. FIG. 2 shows a state where the male screw 21 of the ball screw rod 2 and the female screw 31 of the ball screw nut 3 are screwed together within the control stroke range. Here, the control stroke range is a controllable stroke range and a range shorter than the total length (mechanical stroke range) of the ball screw rod 2. In the electric linear actuator 1 of the present embodiment, this control stroke range is used. The mechanical end 6 is provided outside the control stroke range from the limit position.

本実施形態では、変更可能なストローク長の最大値を規定する制御ストロークの限界位置(最大ストローク限界位置)にのみ対応させてメカニカルエンド6を設けている。なお、電動リニアアクチュエータ1のストローク長の最小値を規定する制御ストロークの限界位置(最小ストローク限界位置)及び最大ストローク限界位置のそれぞれに対応させてメカニカルエンドを設けてもよい。   In this embodiment, the mechanical end 6 is provided corresponding to only the limit position (maximum stroke limit position) of the control stroke that defines the maximum value of the changeable stroke length. A mechanical end may be provided corresponding to each of the limit position (minimum stroke limit position) and the maximum stroke limit position of the control stroke that defines the minimum stroke length of the electric linear actuator 1.

そして、本実施形態に係る電動リニアアクチュエータ1は、ボールスクリューロッド2のうち、最大ストローク限界位置とこの最大ストローク限界位置よりも制御ストローク範囲の外側に設定したメカニカルエンド6との間に対応する部分であり且つ軸方向Aに沿ったボールスクリューナット3の寸法(ボールスクリューナット3の幅寸法)に相当する部分を、雄ネジ21を形成していない雄ネジ非形成領域22に設定している。つまり、ボールスクリューロッド2のうち、一方の端部近傍領域を雄ネジ非形成領域22に設定している。   And the electric linear actuator 1 which concerns on this embodiment is a part corresponding to between the maximum stroke limit position and the mechanical end 6 set outside the control stroke range from this maximum stroke limit position in the ball screw rod 2. The portion corresponding to the dimension of the ball screw nut 3 along the axial direction A (the width dimension of the ball screw nut 3) is set in the male screw non-forming region 22 where the male screw 21 is not formed. That is, in the ball screw rod 2, a region near one end is set as the male screw non-forming region 22.

本実施形態では、ボールスクリューロッド2やボールスクリューナット3の公差を考慮し、ボールスクリューロッド2のうち、制御ストローク範囲の最大ストローク限界位置よりも公差分だけ制御ストローク範囲の外側に変位させた位置からボールスクリューロッド2の端部に亘る領域であって且つボールスクリューナット3の幅寸法に相当する領域(図示例ではボールスクリューナット3の幅寸法よりも所定寸法分だけ大きい領域)を雄ネジ非形成領域22に設定している。また、本実施形態の電動リニアアクチュエータ1では、ボールスクリューロッド2のうち雄ネジ非形成領域22の外径を、雄ネジ21を形成している領域のネジ溝谷径と同径に設定している。   In the present embodiment, the tolerance of the ball screw rod 2 and the ball screw nut 3 is taken into consideration, and the position of the ball screw rod 2 that is displaced outside the control stroke range by the tolerance from the maximum stroke limit position of the control stroke range. To the end of the ball screw rod 2 and an area corresponding to the width dimension of the ball screw nut 3 (in the illustrated example, an area larger than the width dimension of the ball screw nut 3 by a predetermined dimension) The formation area 22 is set. In the electric linear actuator 1 of the present embodiment, the outer diameter of the male screw non-forming region 22 of the ball screw rod 2 is set to the same diameter as the thread groove valley diameter of the region where the male screw 21 is formed. .

この種の電動リニアアクチュエータ1では、開発試験時や被駆動部品Hに取り付けた使用時などに電動モータMの故障等で制御不能な状態に陥り、ボールスクリューナット3が暴走するケースが想定される。   In this type of electric linear actuator 1, it is assumed that the ball screw nut 3 runs out of control due to a failure of the electric motor M or the like during a development test or use attached to the driven component H. .

本実施形態の電動リニアアクチュエータ1において、ボールスクリューナット3が暴走し、制御ストローク範囲の最大ストローク限界位置を越えてメカニカルエンド6に向かって移動した場合、図1に示すように、ボールスクリューナット3は、メカニカルエンド6に衝突するよりも前の時点でボールスクリューロッド2の雄ネジ非形成領域22に到達する。この雄ネジ非形成領域22は、ボールスクリューロッド2のうちボールスクリューナット3の幅寸法に相当する部分に亘って連続して形成したものであるため、ボールスクリューナット3のうち暴走する方向の先端部がメカニカルエンド6に衝突する前の時点で、ボールスクリューナット3全体が雄ネジ非形成領域22に到達し、雄ネジ21と雌ネジ31との螺合を介したボールスクリューロッド2及びボールスクリューナット3の係合状態は解除される。その結果、ボールスクリューナット3全体が雄ネジ非形成領域22に到達した時点で、ボールスクリューナット3がボールスクリューロッド2の回転に連動して回転(連れ回り)することはなく、ボールスクリューロッド2及びボールスクリューナット3は何れも空転する。   In the electric linear actuator 1 of this embodiment, when the ball screw nut 3 runs away and moves toward the mechanical end 6 beyond the maximum stroke limit position of the control stroke range, as shown in FIG. Arrives at the male screw non-formation region 22 of the ball screw rod 2 before the collision with the mechanical end 6. Since the male screw non-formation region 22 is formed continuously over a portion corresponding to the width of the ball screw nut 3 in the ball screw rod 2, the tip of the ball screw nut 3 in the runaway direction is formed. Before the portion collides with the mechanical end 6, the entire ball screw nut 3 reaches the male screw non-formation region 22, and the ball screw rod 2 and the ball screw via the male screw 21 and the female screw 31 are engaged. The engaged state of the nut 3 is released. As a result, when the entire ball screw nut 3 reaches the male screw non-forming region 22, the ball screw nut 3 does not rotate (rotate) in conjunction with the rotation of the ball screw rod 2. And the ball screw nut 3 is idled.

そして、ボールスクリューロッド2及びボールスクリューナット3がそれぞれ空転することにより、ボールスクリューロッド2自体のイナーシャや、ボールスクリューロッド2に減速ギアG等を介して接続されている電動モータM等のイナーシャが、直線等価質量に換算されず、直線方向の慣性質量はボールスクリューナット3単体の質量のみとなり、メカニカルエンド6に衝突する時の運動エネルギーは低減し、メカニカルエンド6及びボールスクリューナット3の損傷を防止・抑制することができる。   When the ball screw rod 2 and the ball screw nut 3 are idled, the inertia of the ball screw rod 2 itself and the inertia of the electric motor M connected to the ball screw rod 2 through the reduction gear G or the like are generated. The inertial mass in the linear direction is only the mass of the ball screw nut 3 alone, and the kinetic energy when colliding with the mechanical end 6 is reduced, and the mechanical end 6 and the ball screw nut 3 are damaged. It can be prevented / suppressed.

このような電動リニアアクチュエータ1は、ボールスクリューナット3を被駆動部品Hに結合した状態で使用した場合において、たとえボールスクリューナット3と被駆動部品Hとの結合部分が回り止めキーの役目を果たしてボールスクリューナット3の回転が拘束されたままであっても、制御ストローク範囲の最大ストローク限界位置を越えて雄ネジ非形成領域22に到達したボールスクリューナット3を確実に空転させることができ、上述したように、メカニカルエンド6に衝突する時の運動エネルギーは低減し、メカニカルエンド6及びボールスクリューナット3の損傷を防止・抑制することができる。   When such an electric linear actuator 1 is used in a state where the ball screw nut 3 is coupled to the driven component H, the coupling portion between the ball screw nut 3 and the driven component H serves as a detent key. Even if the rotation of the ball screw nut 3 remains constrained, the ball screw nut 3 that has reached the male screw non-formation region 22 beyond the maximum stroke limit position of the control stroke range can be reliably idled. Thus, the kinetic energy when colliding with the mechanical end 6 is reduced, and damage to the mechanical end 6 and the ball screw nut 3 can be prevented and suppressed.

このように、本実施形態に係る電動リニアアクチュエータ1では、ボールスクリューナット3が制御ストローク範囲の最大ストローク限界位置を越えてメカニカルエンド6に衝突し得る事態に直面した際、ボールスクリューロッド2のうち最大ストローク限界位置からメカニカルエンド6までの領域であって且つボールスクリューナット3の幅寸法に相当する領域を雄ネジ非形成領域22に設定しているため、ボールスクリューロッド2とボールスクリューナット3をそれぞれ空回りさせることができ、被駆動部品Hを取り付けた状態においても、メカニカルエンド6に衝突する際の運動エネルギーを小さくすることができ、ボールスクリューナット3やメカニカルエンド6の損傷を防止・抑制することができる。   Thus, in the electric linear actuator 1 according to the present embodiment, when the ball screw nut 3 faces the situation where it can collide with the mechanical end 6 beyond the maximum stroke limit position of the control stroke range, Since the region from the maximum stroke limit position to the mechanical end 6 and corresponding to the width dimension of the ball screw nut 3 is set as the male screw non-forming region 22, the ball screw rod 2 and the ball screw nut 3 are Each can be idle, and even when the driven component H is attached, the kinetic energy when colliding with the mechanical end 6 can be reduced, and damage to the ball screw nut 3 and the mechanical end 6 can be prevented and suppressed. be able to.

このような機能を有し、作用効果を奏する本実施形態に係る電動リニアアクチュエータ1は、例えばロケットのノズル駆動用や、航空機及びミサイル等の翼の駆動用として好適に使用することが可能である。また、本実施形態に係る電動リニアアクチュエータ1は、例えば電動ベッド、電動テーブル、電動椅子、リフター等の各種機械装置に組み込んだ状態でも好適に使用することが可能である。   The electric linear actuator 1 according to the present embodiment having such functions and effects can be suitably used, for example, for driving a rocket nozzle or for driving a wing such as an aircraft and a missile. . Moreover, the electric linear actuator 1 according to the present embodiment can be suitably used even in a state where the electric linear actuator 1 is incorporated in various mechanical devices such as an electric bed, an electric table, an electric chair, and a lifter.

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態では、ボールスクリューロッドのうち、制御ストローク範囲の最大ストローク限界位置と最大ストローク限界位置よりも制御ストローク範囲外に設けたメカニカルエンドとの間であって且つボールスクリューの幅寸法に相当する領域のみを雄ネジ非形成領域に設定した態様を例示したが以下の態様であってもよい。つまり、ボールスクリューロッドのうち、制御ストローク範囲の最大ストローク限界位置と最大ストローク限界位置よりも制御ストローク範囲外に設けたメカニカルエンドとの間であって且つボールスクリューの幅寸法に相当する領域と、制御ストローク範囲の最小ストローク限界位置と最小ストローク限界位置よりも制御ストローク範囲外に設けたメカニカルエンドとの間であって且つボールスクリューの幅寸法に相当する領域とをそれぞれ雄ネジ非形成領域に設定した態様や、ボールスクリューロッドのうち、制御ストローク範囲の最小ストローク限界位置と最小ストローク限界位置よりも制御ストローク範囲外に設けたメカニカルエンドとの間であって且つボールスクリューの幅寸法に相当する領域のみを雄ネジ非形成領域に設定した態様を採用することもできる。前者の態様であれば、ボールスクリューロッドの2箇所(例えば両端部乃至両端部近傍部分)に雄ネジ非形成領域が形成されることになる。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above. For example, in the above-described embodiment, the ball screw rod is located between the maximum stroke limit position of the control stroke range and the mechanical end provided outside the control stroke range from the maximum stroke limit position and the width dimension of the ball screw. Although the aspect which set only the area | region corresponded to as an external thread non-formation area was illustrated, the following aspects may be sufficient. That is, in the ball screw rod, a region between the maximum stroke limit position of the control stroke range and the mechanical end provided outside the control stroke range than the maximum stroke limit position and corresponding to the width dimension of the ball screw, The area between the minimum stroke limit position of the control stroke range and the mechanical end provided outside the control stroke range from the minimum stroke limit position and corresponding to the ball screw width dimension is set as the male screw non-formation area. Or the area of the ball screw rod between the minimum stroke limit position of the control stroke range and the mechanical end provided outside the control stroke range from the minimum stroke limit position and corresponding to the width dimension of the ball screw Only set in male thread non-formation area It is also possible to employ the like. If it is the former aspect, a male screw non-formation area will be formed in two places (for example, both ends or near both ends) of a ball screw rod.

また、衝突エネルギー吸収用の緩衝部材(例えば皿ばね等)をメカニカルエンドの近傍に配置することもできる。   In addition, a buffer member for absorbing collision energy (for example, a disc spring or the like) can be disposed in the vicinity of the mechanical end.

また、回り止め用キーを、制御ストローク範囲を外れた領域においてボールスクリューナットから外れるように配置することもできる。さらに、上述した実施形態ではスリーブに取り付けた回り止めキーによってボールスクリューナットの回転を規制する回転規制手段を構成した態様を例示したが、他の部材や構造を用いて回転規制手段を構成することもできる。例えば、スリーブを有さずに、ボールスクリューナットやボールスクリューロッドの一部が外部に露出している電動リニアアクチュエータであれば、ボールスクリューナットと被駆動部品との結合部分を回転規制手段として機能させることが可能である。   Further, the detent key can be disposed so as to be disengaged from the ball screw nut in a region outside the control stroke range. Furthermore, in the above-described embodiment, the aspect in which the rotation restricting means for restricting the rotation of the ball screw nut is configured by the detent key attached to the sleeve is illustrated, but the rotation restricting means is configured by using other members and structures. You can also. For example, if it is an electric linear actuator that does not have a sleeve and a part of the ball screw nut or ball screw rod is exposed to the outside, the coupling part between the ball screw nut and the driven part functions as a rotation restricting means. It is possible to make it.

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。   In addition, the specific configuration of each part is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

1…電動リニアアクチュエータ
2…ボールスクリューロッド
21…雄ネジ
22…雄ネジ非形成領域
3…ボールスクリューナット
5…回転規制部材(回り止め用キー)
6…メカニカルエンド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric linear actuator 2 ... Ball screw rod 21 ... Male screw 22 ... Male screw non-formation area | region 3 ... Ball screw nut 5 ... Rotation restriction member (Key for rotation prevention)
6 ... Mechanical end

Claims (1)

外周面に雄ネジを形成したボールスクリューロッドと、前記ボールスクリューロッドに組み付けられ且つ内周面に前記雄ネジに螺合可能な雌ネジを形成したボールスクリューナットと、前記ボールスクリューナットの回転を規制する回転規制手段とを備え、前記ボールスクリューナットを前記ボールスクリューロッドの軸方向に設定した制御ストローク範囲内で進退移動可能に構成した電動リニアアクチュエータであって、
前記ボールスクリューロッドのうち、前記制御ストローク範囲の限界位置と当該限界位置よりも前記制御ストローク範囲の外側に設定したメカニカルエンドとの間に対応する部分であり且つ少なくとも前記軸方向に沿った前記ボールスクリューナットの寸法に相当する部分を、前記雄ネジを形成していない雄ネジ非形成領域に設定していることを特徴とする電動リニアアクチュエータ。
A ball screw rod having a male screw formed on the outer peripheral surface, a ball screw nut assembled to the ball screw rod and having a female screw that can be screwed to the male screw on the inner peripheral surface, and rotation of the ball screw nut An electric linear actuator configured to be capable of moving forward and backward within a control stroke range in which the ball screw nut is set in the axial direction of the ball screw rod.
Of the ball screw rod, the ball corresponding to a portion between a limit position of the control stroke range and a mechanical end set outside the control stroke range from the limit position and at least along the axial direction An electric linear actuator characterized in that a portion corresponding to a dimension of a screw nut is set in a male screw non-formation region where the male screw is not formed.
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