JPH0914377A - 座屈防止構造を有するリニアアクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構造により、ねじ軸の座屈を防止でき
るようにしたリニアアクチュエータを提供する。 【構成】 外筒２に対して内筒３が伸縮自在に嵌装され
ており、回転駆動源６によって、ねじ軸４を回転するこ
とで、ナット５が設けられている内筒３が伸縮する。そ
して、内筒３が外筒２に対して伸張限界位置に至ると、
案内部材１８が内筒２の基端の内側の端面と先端支持部
材１３の端面との間に位置決めされて、案内部材１８と
連結部材１６によって一体に連結されている中間支持部
材１５がナット５と外筒２の基端との略中間位置に移動
するように構成されている。ねじ軸４を中間支持部材１
５が支持することによって、内筒３の先端側から受ける
圧縮荷重によってねじ軸４が座屈されることが防止され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転駆動源で回転駆動
されるねじ軸にナットを螺合した駆動機構を備えたリニ
アアクチュエータに関し、特に、前記ねじ軸の座屈を防
止する構造を有するリニアアクチュエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、機械装置の可動部を、進退動作さ
せるための駆動手段として、図４に示すような、ねじ式
の駆動機構を備えたリニアアクチュエータが広く用いら
れている。同図において、リニアアクチュエータ１は、
外筒２の内部に伸縮自在に内筒３が配置されている。内
筒３の先端には、図示しない機械装置の可動部に連結さ
れて、前記可動部を進退動作させるための作動金具１４
を備えている。

【０００３】内筒３は、その基端にスライダ１２が固定
されている。前記スライダ１２は、外筒２の内周面に摺
動自在に嵌装されており、内筒３が外筒２に対して伸縮
動作を行う際に、その基端側を案内している。また、内
筒３の外周面は、外筒２の先端に固定されている先端側
フランジ部９の内筒支持孔９Ａに摺動自在に保持されて
いる。

【０００４】外筒２の基端に固定されている基端側フラ
ンジ部８には、電動機や流体モータ等で構成される回転
駆動源６が取り付けられており、前記回転駆動源６の駆
動軸６Ａには、カップリング７を介して、外筒２の中心
軸線に沿って配置されたねじ軸４の基端が連結されてい
る。前記ねじ軸４は、その基端近傍位置において、基端
側フランジ部８の中心に設けられている軸受部１０によ
って回転自在に支持されている。また、ねじ軸４の先端
側は、内筒３の内周面に摺動自在に嵌装されている先端
支持部材１３に、先端側軸受部１１を介して回転自在に
支持されている。前記先端支持部材１３は、ねじ軸４に
対して軸方向の移動が規制されている。

【０００５】内筒３の基端に固定されているスライダ１
２には、ねじ軸４が螺合されるナット５が一体に連結さ
れており、ねじ軸４の回転によって、前記ナット５を介
して内筒３が外筒２に対して伸縮駆動され、内筒３の先
端の作動金具１４を介して、機械装置の可動部を進退動
作させるように構成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
構成を備えている従来のリニアアクチュエータ１は、外
筒２に対して内筒３が伸張限界位置付近まで伸張された
ときに、基端側フランジ８に設けられている軸受部１０
と、ナット５との間の距離Ｌが増大し、内筒３先端の作
動金具１４からねじ軸４に作用する圧縮荷重が大きくな
ると、ねじ軸４が座屈して破損する恐れがあった。そこ
で、本発明は、前述したような従来のリニアアクチュエ
ータの問題を解決し、簡単な構造により、ねじ軸の座屈
を防止できるようにしたリニアアクチュエータを提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的のため、本発明
の座屈防止構造を有するリニアアクチュエータは、基端
側に回転駆動源が設けられた外筒と、前記外筒の中心軸
線に沿って配置され、前記回転駆動源によって回転駆動
されるねじ軸と、前記外筒に対して伸縮自在に嵌装さ
れ、先端に作動金具が設けられた内筒と、前記内筒の基
端側に設けられ、前記ねじ軸が螺合されるナットと、前
記外筒の基端内側の端面と前記ナットとの間で外筒の内
周面に沿って摺動自在に案内されるとともに、前記ねじ
軸の外周面に摺動自在に嵌装された中間支持部材と、前
記内筒の内周面に沿って移動自在に配置された案内部材
と、前記ねじ軸の先端側に設けられ、前記案内部材の移
動範囲を規制する先端支持部材と、前記内筒の基端部を
軸線方向に貫通して前記中間支持部材と前記案内部材と
を一体に連結する連結部材とを備えている。そして、前
記内筒の外筒に対する伸張限界位置において、前記案内
部材が内筒の基端の内側の端面と前記先端支持部材の端
面との間に位置決めされて、前記中間支持部材が前記ナ
ットと外筒の基端との略中間位置に移動するように構成
されている。

【０００８】

【作用】前記の構成において、回転駆動源によってねじ
軸が回転されると、ねじ軸に螺合しているナットが進退
し、前記ナットと一体となっている内筒の外筒に対する
伸縮動作が行われる、その結果、内筒の先端に設けられ
ている作動金具に連結されている機械装置の可動部が駆
動される。そして、内筒が前記伸張限界位置に至ると、
ねじ軸の基端からナットまでの距離が最大となるが、前
記伸張限界位置では、案内部材が内筒の基端の内側の端
面とねじ軸先端側に設けられている先端支持部材の端面
との間に位置決めされ、連結部材を介して案内部材と連
結されている中間支持部材は、ナットと外筒の基端との
略中間位置に移動してねじ軸の外周面を支持し、内筒の
先端側から受ける圧縮荷重による、ねじ軸の座屈を防止
する。

【０００９】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。図１に示すリニアアクチュエータ１は、基本的な
部分の構造については、前述した図４に示すものと共通
しているため、図４中の部材と同一機能をもつ部材に対
しては、同一の番号で示している。また、基本的なリニ
アアクチュエータ１の伸縮動作に関しては、前述した図
４のリニアアクチュエータ１と同様であるので、その説
明は省略する。

【００１０】図１に示す、本発明のリニアアクチュエー
タ１においては、外筒２の基端内側の端面を形成してい
る基端側フランジ部８の端面と、ナット５との間に、中
間支持部材１５が配置されている。前記中間支持部材１
５は、その外周面が外筒２の内周面に摺動自在に嵌装さ
れているとともに、中心部にねじ軸４の外周面を摺動自
在に保持する貫通孔１５Ａが形成されている。

【００１１】一方、内筒３の内側には、その内周面に摺
動自在に案内部材１８が嵌装されており、前記案内部材
１８の中心部に形成された貫通孔１８Ａには、ねじ軸４
の外周面が摺動自在に貫通されている。そして、前記外
筒２の内周面に嵌装されている中間支持部材１５と、内
筒３の内周面に嵌装されている案内部材１８とは、スラ
イダ１２とナット５とに亘って形成されている貫通孔１
７を貫通して設けられている連結部材１６によって、一
体に連結されている。

【００１２】図１は、リニアアクチュエータ１の内筒３
が外筒２内に完全に収納された収縮限界位置を示してお
り、前記位置においては、中間支持部材１５は、基端側
フランジ部８の端面とナット５の端面との間に挟み込ま
れた状態となっている。そして、中間支持部材１５と連
結部材１６によって一体に連結されている案内部材１８
は、内筒３内の略中間に位置している。

【００１３】前記位置から、内筒３を伸張させる方向に
回転駆動源６を回転駆動すると、回転駆動源６の回転
は、カップリング７を介して軸受部１０と先端側軸受部
１１間に支持されているねじ軸４を回転させる。そうす
ると、ねじ軸４に螺合されているナット５は、ねじ軸４
に沿ってその先端側に移動を開始する。

【００１４】図２は、ナット５の移動によって、内筒３
が外筒２の先端から僅かに突出した状態を示すものであ
る。同図に示す内筒３の位置では、基端側フランジ部８
の端面とナット５の端面との間の間隔は、中間支持部材
１５の厚みよりも大きくなっているため、連結部材１６
によって一体に連結されている中間支持部材１５と案内
部材１８とは、それぞれ、図２の１５’と１５’’との
間、及び１８’と１８’’との間の範囲において自由に
遊動できるようになっている。

【００１５】次に、ねじ軸４がさらに回転して、図３に
示す、外筒２から内筒３が長く突き出た状態まで伸張す
る過程で、内筒３内の案内部材１８は、内筒３の内側の
基端に押されてねじ軸４の先端側に移動する。そうする
と、案内部材１８に連結部材１６で連結されている中間
支持部材１５は、ねじ軸４の先端側に移動する。

【００１６】同図に示すように、案内部材１８は、内筒
３の基端側の内側の端面と先端支持部材１３の端面との
間に位置しているため、連結部材１６によって一体に連
結されている中間支持部材１５と案内部材１８とは、そ
れぞれ、図３の１５’と１５’’との間、及び１８’と
１８’’との間の範囲内に移動できる位置が規制され
る。

【００１７】その結果、基端側フランジ部８の端面とナ
ット５の端面との間の間隔が拡がっても、中間支持部材
１５が、基端側フランジ部８とナット５との中間位置付
近に移動してねじ軸４を支持するため、ねじ軸４の座屈
が防止される。

【００１８】図３の位置から内筒３がさらに伸張して、
伸張限界位置に至ると、案内部材１８は、内筒３の基端
側の内側の端面と先端支持部材１３の端面との間に挟ま
れた状態となって位置決めされる。前記の案内部材１８
の位置において、中間支持部材１５は、ナット５と、外
筒２の基端を構成している基端側フランジ部８との略中
間位置に移動するように前記連結部材１６の長さが選択
されている。

【００１９】なお、前述した実施例においては、案内部
材１８は、中間支持部材１５同様に、ねじ軸４の外周面
を支持するように構成しているが、ナット５より先端側
では、ねじ軸４には内筒３からの圧縮荷重は加わらない
ので、案内部材１８は、必ずしもねじ軸４が貫通する構
造でなくてもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の座屈防止
構造を有するリニアアクチュエータによれば、外筒に対
する内筒の伸張限界位置において、案内部材が内筒の基
端の内側の端面と、ねじ軸先端側に設けられている先端
支持部材の端面との間に位置決めされ、連結部材を介し
て案内部材と連結されている中間支持部材は、ナットと
外筒の基端との略中間位置に移動してねじ軸の外周面を
支持するように構成されているため、内筒の先端側から
受ける圧縮荷重によって、ねじ軸が座屈することが防止
できる。また、従来構造のリニアアクチュエータの外筒
と内筒の内部の空いているスペースに、中間支持部材、
案内部材、及び、連結部材を組み込んだ簡単な構造によ
ってねじ軸の座屈を防止しているため、従来のリニアア
クチュエータに大幅な設計上の変更を施す必要がなく、
容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の座屈防止構造を有するリニアアクチ
ュエータの内筒が外筒内に収縮された状態を示す断面図
である。

【図２】 本発明の座屈防止構造を有するリニアアクチ
ュエータの内筒が外筒から僅かに突出した状態を示す断
面図である。

【図３】 本発明の座屈防止構造を有するリニアアクチ
ュエータの内筒が外筒から長く突出した状態を示す断面
図である。

【図４】 従来のリニアアクチュエータの伸張限界の状
態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ リニアアクチュエータ ２
外筒 ３ 内筒 ４
ねじ軸 ５ ナット ６
回転駆動源 ６Ａ 駆動軸 ７
カップリング ８ 基端側フランジ部 ９
先端側フランジ部 ９Ａ 内筒支持孔 １０，１１
軸受部 １２ スライダ １３
先端支持部材 １４ 作動金具 １５
中間支持部材 １５Ａ 貫通孔 １６
連結部材 １７ 貫通孔 １８
案内部材 １８Ａ 貫通孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基端側に回転駆動源が設けられた外筒
   と、前記外筒の中心軸線に沿って配置され、前記回転駆
   動源によって回転駆動されるねじ軸と、 前記外筒に対して伸縮自在に嵌装され、先端に作動金具
   が設けられた内筒と、 前記内筒の基端側に設けられ、前記ねじ軸が螺合される
   ナットと、 前記外筒の基端内側の端面と前記ナットとの間で外筒の
   内周面に沿って摺動自在に案内されるとともに、前記ね
   じ軸の外周面に摺動自在に嵌装された中間支持部材と、 前記内筒の内周面に沿って移動自在に配置された案内部
   材と、 前記ねじ軸の先端側に設けられ、前記案内部材の移動範
   囲を規制する先端支持部材と、 前記内筒の基端部を軸線方向に貫通して前記中間支持部
   材と前記案内部材とを一体に連結する連結部材とを備
   え、 前記内筒の外筒に対する伸張限界位置において、前記案
   内部材が内筒の基端の内側の端面と前記先端支持部材の
   端面との間に位置決めされて、前記中間支持部材が前記
   ナットと外筒の基端との略中間位置に移動するように構
   成されていることを特徴とする座屈防止構造を有するリ
   ニアアクチュエータ。