JP4251789B2 - Linear actuator - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ部の中空状回転軸と共に回転するネジナットを出力用ネジ軸に螺合させて、上記ネジナットの回転運動を上記出力用ネジ軸の直線運動に変換する機能を有するリニアアクチュエータに関する。
【0002】
【従来の技術】
図3は、従来のリニアアクチュエータの一例を示した縦断面図である。このリニアアクチュエータにおいて、モータ部101は、中空状回転軸103と、この中空状回転軸103の小径部103aに取付けられた回転子105と、該回転子105の周囲に設けられた固定子107とを有し、通電に伴なって中空状回転軸103が回転動作する。
【0003】
中空状回転軸103は、その大径部103bがスラストラジアルベアリング109によって回転可能に支持されている。このスラストラジアルベアリング109は、中空状回転軸103の大径部103b側の端部外周面に螺合するダブルロックナット111a,111bによって締着固定されている。
出力用ネジ軸113は、中空状回転軸103の中空部を同軸状に貫通し、該中空状回転軸103の大径部103b内に位置されたネジナット115に螺合している。
【0004】
ネジナット115は、中空状回転軸103の大径部103b側の開口端から径外方向に突出するフランジ部115aを有し、このフランジ部115aを中空状回転軸103の軸線に沿うボルト117を介して上記ロックナット111bに固定してある。
【0005】
このリニアアクチュエータによれば、ネジナット115が中空状回転軸103と一体に回転するので、このネジナット115に螺合する出力用ネジ軸113が図3における左右方向に直線運動する。すなわち、中空状回転軸103の回転運動が出力用ネジ軸113の直線運動に変換される。なお、出力用ネジ軸113は、適宜な回り止め手段によりその軸線を中心とする回転が防止されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のリニアアクチュエータにおいては、ロックナット111bが中空状回転軸103の大径部103b側の開口端からはみ出しているので、換言すれば、該開口端とネジナット115のフランジ部115aとが離間しているので、ロックナット111としてダブルナット111a,111bを使用しているにもかかわらず、ネジナット115の回転に伴なって生じる慣性力の影響でロックナット111が緩み、その結果、スラストラジアルベアリング109にガタ付きが発生することがある。スラストラジアルベアリング109にガタ付きが発生すると、騒音が生じるとともに、中空状回転軸103の円滑な回転が望めなくなる。
【0007】
また、上記従来のリニアアクチュエータは、ロックナット111としてダブルナット111a,111bを使用しているので、その全長が大きくなるという欠点がある。なお、ロックナットして緩み止め付のナットを使用することも可能であるが、この緩み止め付のナットは、径方向の寸法が大きいので、そのためのスペースを確保しなければならず、しかも、高価である。
【0008】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、スラストラジアルベアリングを固定するためのロックナットの弛みを防止し、かつ、小型、低コスト化を図ることができるリニアアクチュエータを提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、中空状回転軸を有するモータ部と、該中空状回転軸を同軸状に貫通する出力用ネジ軸と、前記中空状回転軸内に位置して前記出力用ネジ軸と螺合し、かつ前記中空状回転軸の一方の開口端から径外方向に突出するフランジ部を設けたネジナットと、前記中空状回転軸を前記一方の開口端側において支持するスラストラジアルベアリングとを備え、前記スラストラジアルベアリングを前記中空状回転軸の一方の開口端側の外周面に螺合するロックナットの締着力によって固定するとともに、前記ネジナットのフランジ部をボルトによって前記ロックナットに固定するようにしたリニアアクチュエータであって、前記ネジナットのフランジ部を前記中空状回転軸の一方の開口端に当接させ、かつ、前記フランジ部と前記ロックナットとの間に空間を設けた構成を有する。
【0010】
この発明によれば、上記ボルトの締付け力がネジナットのフランジ部とロックナットとの間の空間を圧縮する方向、つまり、該フランジ部とロックナットが互いに引き合う方向に作用する。それゆえ、上記フランジ部が上記回転軸の大径部開口端に極めて強く圧接されるとともに、ロックナットにその軸線に沿った方向の力が作用する。
【0011】
前記ネジナットのフランジ部は、このネジナットの本体部にネジ止めされていても良い。
また、前記出力用ネジ軸としてボールネジ軸を使用し、前記ネジナットとしてボールネジナットを使用しても良い。
さらに、前記出力用ネジ軸として滑りネジ軸を使用し、前記ネジナットとして滑りネジナットを使用することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明に係るリニアアクチュエータの実施の形態を示している。このリニアアクチュエータにおいて、モータ部1は、中空状の回転軸3と、該回転軸3の外周面に一体形成した回転子5と、該回転子5の周囲に設けた固定子7とを備えている。
【0013】
中空状回転軸3は、ベアリング4によって支持された小径部3aと、スラストラジアルベアリング9によって支持された大径部3bとを有している。スラストラジアルベアリング9は、中空状回転軸3の大径部3b側の端部外周面に螺合するロックナット11によって該端部外周面にそのインナーが締着固定されている。
モータ部1は、上記のような構成を有するので、通電に伴なって中空状回転軸3が回転する。
【0014】
中空状回転軸3は、中空部に出力用ネジ軸13を同軸状に貫通させるとともに、その大径中空部内にネジナット15を同軸状に挿入して、これを上記出力用ネジ軸13に螺合させてある。ネジナット15は、回転軸3の大径部3b側の開口端から径外方向に突出するフランジ部15aを有し、このフランジ部15aを回転軸3の軸線に沿うボルト17を介して上記ロックナット11に固定してある。したがって、ネジナット15は、中空状回転軸3と共に回転することができる。
【0015】
出力用ネジ軸13は、適宜な回り止め手段によりその軸線を中心とする回転が防止されているので、ネジナット15の回転に伴なって図1における左右方向に直線運動する。すなわち、このアクチュエータによれば、中空状回転軸3の回転運動が出力用ネジ軸13の直線運動に変換される。
【0016】
ところで、上記の構成を有するこのリニアアクチュエータは、ロックナット11におけるスラストラジアルベアリング9側とは反対の側の端面が回転軸3の大径部3b側の開口端よりもスラストラジアルベアリング9側に位置している。また、ネジナット15のフランジ部15aを除く部位が回転軸3の大径部3b内に収納された状態にある。
したがって、ネジナット15のフランジ部15aをボルト17でロックナット11に締付けた場合、このフランジ部15aとロックナット11間に環状の隙間19が形成され、かつ、フランジ部15aが上記回転軸3の大径部3b側の開口端に圧接されることになる。
【0017】
ボルト17の締付け力は、上記隙間を圧縮する方向、つまり、フランジ部15aとロックナット11が互いに引き合う方向に作用する。それゆえ、上記フランジ部15aが上記大径部3bの開口端に極めて強く圧接されるとともに、ロックナットにその軸線に沿った方向の力が作用し、その結果、ネジナット15の慣性力に基づくロックナット11の緩みが防止される。また、ボルト17に圧縮反力が作用するので、このボルト17の緩みも防止される。
【0018】
このように、この実施の形態に係るリニアアクチュエータによれば、ダブルロックナットや緩み止めナットを使用した場合でも防止し得えなかったロックナットの緩みを確実に防止することができる。しかも、高価でかつ形状の大きなダブルロックナットや緩み止めナットが不要になるので、コストの低減と小型化を図ることが可能になる。
【0019】
なお、出力用ネジ軸13としてボールネジ軸を使用する場合には、ネジナット15としてボールネジナットが使用され、また、出力用ネジ軸13として滑りネジ軸を使用する場合には、ネジナット15として滑りネジナットが使用される。
【0020】
上記アクチュエータで使用されているネジナット15は、本体部15aとフランジ部15aが一体形成されているが、図2に示すように、フランジ部15aをボルト21によって本体部15aに固定した構成のネジナット15′を使用する場合においても、本発明は有効である。
【0021】
【発明の効果】
本発明によれば、ネジナットのフランジ部をモータ部の中空状回転軸の一方の開口端に当接させ、かつ、スラストラジアルベアリングをロックするロックナットと上記フランジ部との間に空間を設けた構成を有するので、上記フランジをロックナットに固定するためのボルトの締付け力が上記空間を圧縮する方向、つまり、該フランジ部とロックナットが互いに引き合う方向に作用する。
この結果、上記フランジ部が上記回転軸の大径部開口端に極めて強く圧接されるとともに、ロックナットにその軸線に沿った方向の力が作用するので、ネジナットの慣性力に基づくロックナットの緩みが防止される。また、上記ボルトに上記空間の圧縮に伴なう反力が作用するので、このボルトの緩みも防止される。
その上、本発明によれば、高価でかつ形状の大きなダブルロックナットや緩み止めナットが不要になるので、コストの低減と小型化を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るリニアアクチュエータの実施の形態を示す縦断面図。
【図2】フランジ部が本体部と別体に形成されたネジナットを備える本発明に係るリニアアクチュエータを示す縦断面図。
【図3】従来のリニアアクチュエータの構造を示す縦断面図。
【符号の説明】
1 モータ部
3 中空状回転軸
3a 小径部
3b 大径部
5 回転子
7 固定子
9 スラストラジアルベアリング
11 ロックナット
13 出力用ネジ軸
15,15′ ネジナット
17 ボルト
19 隙間
20 ボルト[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a linear actuator having a function of converting a rotational motion of the screw nut into a linear motion of the output screw shaft by screwing a screw nut that rotates together with a hollow rotational shaft of a motor portion into an output screw shaft.
[0002]
[Prior art]
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional linear actuator. In this linear actuator, the
[0003]
The hollow
The
[0004]
The
[0005]
According to this linear actuator, since the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional linear actuator, the
[0007]
In addition, the conventional linear actuator uses the
[0008]
The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a linear actuator that can prevent a lock nut for securing a thrust radial bearing from loosening and can be reduced in size and cost. The purpose is that.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a motor unit having a hollow rotary shaft, an output screw shaft that passes coaxially through the hollow rotary shaft, and screwed with the output screw shaft that is located in the hollow rotary shaft. And a screw nut provided with a flange portion protruding radially outward from one open end of the hollow rotary shaft, and a thrust radial bearing for supporting the hollow rotary shaft on the one open end side, A linear bearing in which a thrust radial bearing is fixed by a tightening force of a lock nut screwed to an outer peripheral surface on one opening end side of the hollow rotary shaft, and a flange portion of the screw nut is fixed to the lock nut by a bolt. An actuator, wherein a flange portion of the screw nut is brought into contact with one open end of the hollow rotary shaft, and the flange portion and the lock nut Having a structure in which a space between.
[0010]
According to the present invention, the tightening force of the bolt acts in the direction in which the space between the flange portion of the screw nut and the lock nut is compressed, that is, in the direction in which the flange portion and the lock nut attract each other. Therefore, the flange portion is extremely pressed against the opening end of the large-diameter portion of the rotating shaft, and a force in the direction along the axis acts on the lock nut.
[0011]
The flange portion of the screw nut may be screwed to the main body portion of the screw nut.
A ball screw shaft may be used as the output screw shaft, and a ball screw nut may be used as the screw nut.
Furthermore, a sliding screw shaft can be used as the output screw shaft, and a sliding screw nut can be used as the screw nut.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an embodiment of a linear actuator according to the present invention. In this linear actuator, the motor unit 1 includes a hollow rotating
[0013]
The hollow
Since the motor unit 1 has the above-described configuration, the hollow rotating
[0014]
The hollow rotating
[0015]
Since the
[0016]
By the way, in this linear actuator having the above-described configuration, the end surface of the
Therefore, when the
[0017]
The tightening force of the
[0018]
As described above, according to the linear actuator of this embodiment, it is possible to reliably prevent the lock nut from being loosened which could not be prevented even when a double lock nut or a locking nut is used. In addition, since an expensive and large double lock nut or locking nut is not required, the cost can be reduced and the size can be reduced.
[0019]
When a ball screw shaft is used as the
[0020]
The
[0021]
【The invention's effect】
According to the present invention, the flange portion of the screw nut is brought into contact with one open end of the hollow rotary shaft of the motor portion, and a space is provided between the lock nut that locks the thrust radial bearing and the flange portion. Since it has the structure, the tightening force of the bolt for fixing the flange to the lock nut acts in the direction in which the space is compressed, that is, the direction in which the flange portion and the lock nut attract each other.
As a result, the flange portion is pressed extremely strongly against the opening end of the large-diameter portion of the rotary shaft, and a force in the direction along the axis acts on the lock nut, so that the lock nut is loosened based on the inertial force of the screw nut. Is prevented. Further, since the reaction force accompanying the compression of the space acts on the bolt, loosening of the bolt is also prevented.
In addition, according to the present invention, an expensive and large-sized double lock nut or a locking nut is not required, so that the cost can be reduced and the size can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a linear actuator according to the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a linear actuator according to the present invention having a screw nut with a flange portion formed separately from a main body portion.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the structure of a conventional linear actuator.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記スラストラジアルベアリングを前記中空状回転軸の一方の開口端側の外周面に螺合するロックナットの締着力によって固定するとともに、前記ネジナットのフランジ部に貫通させた前記中空状回転軸に沿うボルトを前記ロックナットに螺合して、前記フランジ部を前記ロックナットに固定するようにしたリニアアクチュエータであって、
前記ネジナットのフランジ部を前記中空状回転軸の一方の開口端に当接させ、かつ、前記フランジ部と前記ロックナットとの間に空間を設けたことを特徴とするリニアアクチュエータ。A motor portion having a hollow rotary shaft; an output screw shaft coaxially passing through the hollow rotary shaft; and being screwed into the output screw shaft located in the hollow rotary shaft; A screw nut provided with a flange projecting radially outward from one open end of the cylindrical rotary shaft, and a thrust radial bearing for supporting the hollow rotary shaft on the one open end side,
The thrust bearing is fixed by a fastening force of a lock nut that is screwed to the outer peripheral surface of one open end of the hollow rotary shaft, and is a bolt along the hollow rotary shaft that is passed through the flange portion of the screw nut. Is a linear actuator that is screwed into the lock nut to fix the flange portion to the lock nut,
A linear actuator, wherein a flange portion of the screw nut is brought into contact with one open end of the hollow rotary shaft, and a space is provided between the flange portion and the lock nut.
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