JPH11108143A

JPH11108143A - 電動シリンダ

Info

Publication number: JPH11108143A
Application number: JP27722297A
Authority: JP
Inventors: Kenji Yamano; 健治山野; Hiroshi Tanaka; 広田中; Osamu Otani; 治大谷; Shin Ito; 慎伊藤
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 1997-10-09
Filing date: 1997-10-09
Publication date: 1999-04-20

Abstract

(57)【要約】【課題】推力ナットと推力シャフトとのねじ部の偏ア
タリを防止する、また異常時の衝撃を緩和させる電動シ
リンダを提供すること。【解決手段】本発明の電動シリンダ１は、回転出力を
与える駆動モータ２と、雄ねじを備えフレーム４２内に
回転自在に支持された推力シャフト２１と、駆動モータ
２の回転出力を推力シャフト２１へ伝達する駆動伝達手
段４，６，７と、推力シャフト２１の雄ねじ２１ａに螺
合する雌ねじ２２ａを備えた推力ナット２２と、雄ねじ
２１ａを覆設してフレーム４２から摺動自在に軸方向に
突設された推力ロッド２５とを有し、推力ナット２２が
推力ロッド２５に推力を伝達すべく該推力ロッド２５に
対して保持したものであって、その推力ナット２２の軸
方向直交面にて転動体２７が回転可能に装填したもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】電動モータの回転出力を直線
運動に変換し、エアシリンダと同程度の直線運動を出力
することが可能な電動シリンダに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からモータの回転出力を直線運動に
変換する機構として電動シリンダが広く採用されてい
る。図１３は、従来の電動シリンダを示した一部断面図
である。電動シリンダ１０１は、駆動モータ１０２の回
転出力が直線運動を出力するシリンダ部へ伝達される構
成をなしている。その駆動伝達手段は、駆動軸側スプロ
ケット１０３と被駆動側スプロケット１０４の間にタイ
ミングベルト１０５が張設されている。被駆動側スプロ
ケット１０４は、回転自在に支持された推力シャフト１
０６に固定され、その推力シャフト１０６には雄ねじ１
０６ａが形成されている。その雄ねじ１０６ａは、推力
ナット１０８の雌ねじ１０８ａに螺合され、その推力ナ
ット１０８には推力ロッド１０９が同軸上に固定されて
いる。推力ロッド１０９と推力ナット１０８との間には
カップリング１１０が介在し、両者は、そのカップリン
グ１１０に螺合して固く締結され一体のものとなってい
る。推力シャフト１０６及び推力ロッド１０９はフレー
ム１１１に覆われ、その推力ロッド１０９がブラケット
１１２に摺動自在に支持され、フレーム１１１先端から
突設されている。

【０００３】そして、このような構成の電動シリンダ１
０１では、駆動モータ１０２の駆動によって回転出力が
タイミングベルト１０５を介して推力シャフト１０６へ
伝達され、雄ねじ１０６ａに回転が与えられることとな
る。雄ねじ１０６ａが回転すれば、その雄ねじ１０６ａ
に螺合した推力ナット１０８に推力が与えられ、カップ
リング１１０を介して一体となった推力ロッド１０９が
軸方向に移動することとなる。その移動方向は雄ねじ１
０６ａに与えられる回転方向によって決定される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の電動シリンダ１０１は、推力ナット１０８と
推力ロッド１０９とがともにカップリング１１０に螺合
して固く締結されているため、異音を発したり、油膜切
れによる発熱や異常摩耗が起こり充分な機能を発揮でき
ないといった問題があった。即ち、推力ロッド１０９と
推力ナット１０８とが同軸上で形成されていない場合や
締結面で角度が出ていない場合には、雄ねじ１０６ａと
雌ねじ１０８ａとが、複数あるねじ山の一部しか噛み合
わない、いわゆる偏アタリを起こすこととなるためであ
る。

【０００５】また、従来の電動シリンダ１０１では、推
力ロッド１０９に対し、ストローク動作の際に回転軸に
対して直交方向（以下、「ラジアル方向」と表現する）
に力が及ぶことが多々ある。例えば、新製された直後で
は部品が正確に加工されているため前述した偏アタリの
問題が生じなくても、ユーザが負荷機械にこの電動シリ
ンダ１０１を取り付けた場合に、センタの位置を合わせ
た取り付けが正しく行われないことがあるからである。
そのため、推力ロッド１０９に大きなラジアル方向の力
が作用すれば、ブラケット１１２の内側にあるメタル軸
受１１３やラジアル荷重受１１４に過大な力が加わって
摩耗の進行が早くなり、しかもその摩耗は偏ったものと
なる。

【０００６】そこで、このラジアル方向の力によってメ
タル軸受１１３とラジアル荷重受１１４が摩耗すれば、
負荷機械と電動シリンダ１０１とは、センタがずれたま
まいわゆるナジミがついた状態となってしまう。これで
は、推力ロッド１０９がセンタを外した動作を行うこと
となるため、雄ねじ１０６ａと推力ナット１０８に形成
された雌ねじの噛み合いに偏アタリが生じ、やはり異音
を発したり、油膜切れによる発熱や異常摩耗が起こり充
分な機能を発揮できないといった問題を引き起こすこと
になる。

【０００７】また、電動シリンダ１０１の使用は、通常
の正常状態では高速、低速、そして停止の動作を繰り返
すことになるが、この電動シリンダ１０１が作用する相
手方の負荷機械に異常が起こったり、若しくは電動シリ
ンダ１０１のセンサや制御機器に異常が起こることがあ
る。そのような場合、駆動モータ１０２から駆動トルク
がかけられた高速状態のままで衝突が生じることがあ
り、電動シリンダ１０１内の各構成部品に過大な衝撃力
が加わり、破損したり、或いは耐久性を著しく低下させ
ることとなる。

【０００８】そこで、本発明は、かかる問題点を解決す
べく、推力ナットと推力シャフトとのねじ部の偏アタリ
を防止する電動シリンダを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の電動シリンダ
は、回転出力を与える駆動モータと、雄ねじを備えフレ
ーム内に回転自在に支持された推力シャフトと、前記駆
動モータの回転出力を前記推力シャフトへ伝達する駆動
伝達手段と、前記推力シャフトの雄ねじに螺合する雌ね
じを備えた推力ナットと、前記雄ねじを覆設して前記フ
レームから摺動自在に軸方向に突設された推力ロッドと
を有し、前記推力ナットが前記推力ロッドに推力を伝達
すべく該推力ロッドに対して保持されたものであって、
その推力ナットの軸方向直交面にて転動体が回転可能に
装填されたものであることを特徴とする。

【００１０】よって、駆動モータの回転出力は駆動伝達
手段を介して推力シャフトへ伝達され、推力シャフトに
回転力が与えられる。推力シャフトの回転は、それに形
成された雄ねじと螺合する推力ナットの雌ねじを介して
推力ナットへの推力として伝達される。そのため、駆動
モータの回転によって推力ナットへ推力が伝達され、推
力ナットを介して推力ロッドへの軸方向出力が得られ
る。このとき、推力ナットは、その軸方向直交面に転動
体を回転可能に装填した状態で推力ロッドに対して保持
されているため、推力ロッドと推力シャフトとのセンタ
がずれているような場合でも、推力ナットがラジアル方
向などへ移動（フローティング）することができる。特
に、推力ロッドにかかる荷重が大きい場合にでも、転動
体によって推力ナットをフローティングさせるのに要す
るラジアル方向の力は小さくてすみ、推力ナットと推力
シャフトとのねじ部が良好な噛み合を保って偏アタリが
防止される。

【００１１】また、本発明の電動シリンダは、前記転動
体が、前記推力ナットの軸方向直交面と、その直交面に
対面する前記推力ナットを保持すべく前記推力ロッドに
固設された部材の軸方向直交面とに形成された双方の穴
内に装填されたものであることを特徴とする。よって推
力シャフトの回転により推力ナットへ回転方向の力が加
わっても、双方の穴内に装填された転動体が回転止めの
働きをする一方、ラジアル方向に移動する推力ナットの
フローティングをスムーズにし、推力ナットと推力シャ
フトとのねじ部が良好な噛み合を保って偏アタリを防止
する。

【００１２】また、本発明の電動シリンダは、前記転動
体が、前記推力ナットと前記推力ナットを保持すべく前
記推力ロッドに固設された部材との間に配設された保持
部材によって回転可能に保持され、前記推力ナットと前
記推力ロッドに固設された部材との対面する軸方向直交
面に形成された双方の溝内に装填されたものであること
を特徴とする。よって推力シャフトの回転により推力ナ
ットへ回転方向の力が加わっても、双方の溝内に装填さ
れた転動体が回転止めの働きをする一方、ラジアル方向
に移動する推力ナットのフローティングをスムーズに
し、推力ナットと推力シャフトとのねじ部が良好な噛み
合を保って偏アタリを防止する。

【００１３】本発明の電動シリンダは、前記推力ナット
と前記推力ナットを保持すべく前記推力ロッドに固設さ
れた部材との間に中間部材を配設し、前記転動体が、前
記推力ナット、前記推力ロッドに固設された部材及び前
記中間部材の間に配設された保持部材によって回転可能
に保持され、前記推力ナットと前記保持部材との対面す
る軸方向直交面に形成された双方の溝内及び、前記推力
ロッドに固設された部材と前記保持部材との対面する軸
方向直交面に形成された双方の溝内に装填されたもので
あって、前記中間部材の軸方向直交面に形成された各々
の溝が異なる方向に形成されたものであることを特徴と
する。よって推力シャフトの回転により推力ナットへ回
転方向の力が加わっても、溝内に装填された転動体が回
転止めの働きをする一方、ラジアル方向に移動する推力
ナットのフローティングをスムーズにし、推力ナットと
推力シャフトとのねじ部が良好な噛み合を保って偏アタ
リを防止する。

【００１４】また、本発明の電動シリンダは、前記推力
ナットの回転を制限する係止部材を有することを特徴と
する。よって推力シャフトの回転により推力ナットへ回
転方向の力が加わっても、係止部材が回転止めの働きを
する一方、転動体がラジアル方向に移動する推力ナット
のフローティングをスムーズにし、推力ナットと推力シ
ャフトとのねじ部が良好な噛み合を保って偏アタリを防
止する。

【００１５】また、本発明の電動シリンダは、通常運転
時に前記推力ナットにかかる推力より大きな荷重で当該
推力ナットを前記推力ロッドに対して付勢する付勢部材
を有することを特徴とする。よって、電動シリンダ運転
時に推力ナットと推力ロッドとの隙間は見かけ上ゼロと
なり、正確な直線運動出力が得られる。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る電動シリンダ
の一実施の形態について具体的に説明する。図１は、電
動シリンダの第１の実施の形態を示した断面図である。
なお、本実施の形態の電動シリンダ１は、前記従来例の
ものと多くの部分同様な構成をなすものであるが、改め
てその詳細について説明する。電動シリンダ１は、駆動
源としてＮＢブレーキ（無励磁作動形電磁ブレーキ）を
備えた駆動モータ２が使用され、その駆動モータ２には
ロータリエンコーダ３が取り付けられている。そのた
め、駆動モータ２の回転位置の信号を電気的に発信し、
推力ロッドの位置をストローク全域に亘って確認でき、
任意の位置において多点で位置決めできるものである。
そして、その出力軸２ａに駆動側スプロケット４が嵌合
されている。

【００１７】駆動モータ２は、駆動側スプロケット４が
嵌合され、推力シャフト２１に嵌合した被駆動側スプロ
ケット６との間にタイミングベルト７が張設されてい
る。そして、本電動シリンダ１では、被駆動側スプロケ
ット６がスプロケット軸受（ボールベアリング）８，８
によって回転自在に支持されている。その被駆動側スプ
ロケット６内周面には雌スプラインが設けられる一方、
推力シャフト２１の外周面には雄スプラインが設けら
れ、両者が噛み合っている。従って、推力シャフト２１
は、被駆動側スプロケット６に対して回転が制限される
一方、軸方向には移動が自由な状態にある。なお、スプ
ラインは、多角形（例えば６角形）シャフトやスライド
キー付丸シャフトなどとしてもよい。そして、これらは
カバー５とフレーム９によって覆われている。

【００１８】推力シャフト２１は、ボールベアリング１
１，１１によって回転自在に支持され、そのボールベア
リング１１，１１の間には予圧荷重をかけるスプリング
１２が嵌装されている。このスプリング１２による予圧
荷重は、定格推力以上で設定されており、通常の送り動
作において定格推力が発生しているときには、スプリン
グ１２は組付位置以上にたわむことなく正確な位置決め
送りを可能としている。ボールベアリング１１，１１
は、推力シャフト２１の軸方向の移動に対しては内輪と
外輪が共に摺動できるようになっており、特に、推力シ
ャフト２１の段差部及び係止リングによって互いに対向
する方向にのみ摺動するよう構成されている。

【００１９】推力シャフト２１は、雄ねじ２１ａが延設
され、先端はニードルベアリング１３にて回転支持され
ている。雄ねじ２１ａは、ボールねじを構成するもので
あり、推力ナット２２の雌ねじ２２ａ側に保持されたボ
ールが転がるよう螺旋状のＵ字溝が切られている。従っ
て、推力ナット２２は、推力シャフト２１に対してボー
ルねじによって螺合されている。なお、雄ねじ２１ａ及
び雌ねじ２２ａはすべりねじであってもよい。推力ナッ
ト２２は、カップリング２３及び推力ナットホルダ２４
を介して推力ロッド２５に対して結合されている。しか
し、本実施の形態の推力ナット２２は、前述した従来例
のもののようにカップリング２３に螺合して固く締結さ
れたものではなくフローティング構造としたものであ
る。

【００２０】即ち、推力ロッド２５は、カップリング２
３に対しては螺合することによって固く締結される一
方、推力ナット２２は、カップリング２３に螺合した円
筒形状の推力ナットホルダ２４内にフリーな状態で装填
される。推力ナットホルダ２４の寸法は、推力ナット２
２の外径、長さに比して大きく覆うように形成されてい
るため、推力ナット２２にはラジアル方向及び軸方向に
隙間（以下、「フローティング隙間」という）が形成さ
れる。そこで、推力ナット２２は、推力ナットホルダ２
４内に装填された皿ばね２６によって予圧荷重がかけら
れ、カップリング２３に押圧されることで推力ロッド２
５に対して結合される。

【００２１】ところで、本実施の形態のように推力ナッ
ト２２に予圧荷重をかけて推力ロッド２５と結合したも
のには、本出願人が先に出願した特願平９―７５８７４
号で開示したように、推力ナットと推力ロッドとを面接
触させ、その箇所のすべり摩擦力によって推力ナットを
回り止めさせ、同時にラジアル方向へは推力ナットをフ
ローティング保持させたものがある。これによれば、通
常運転時に推力ナットが発生する推力より大きな荷重Ｆ
ｐで予圧をかければ、電動シリンダ運転時にでも推力ナ
ットを推力ロッドに対して面接触させたままの状態を維
持して隙間は見かけ上ゼロとなり、正確な直線運動を出
力できる。即ち、予圧荷重Ｆｐの最も望ましい最小値
は、Ｆｐ_min≧通常運転時の推力Ｆである。また、推力ナットを回り止めしておくのに必要
な予圧荷重Ｆｆは、Ｆｆ＝共回りトルクＴｆ／（（摩擦係数μ）×（予圧半
径Ｒ））である。

【００２２】ところが、運転推力Ｆを一定とした時に発
生する共回りトルクＴｆは、ボールねじの場合には、リ
ードが大きくなる程大きくなり、すべりねじの場合に
は、同じリードでも摩擦係数の差によってボールねじの
約１０倍程度の大きさにまでなってしまう。そして、送
り運動をするためには推力ナットの回り止めは不可欠
で、Ｆｆの値はＦｐ_minの値に対して優先する。従っ
て、ねじ回りの摩擦係数μと予圧半径Ｒが一定の場合に
リードの大きいボールねじやすべりねじを使用するに
は、Ｆｐ_minを超えた値でＦｆを設定する必要がある。

【００２３】予圧荷重Ｆｆの値が大きくなれば、それに
比例して推力ナット２２の位置をずらすなど、フロート
させるのに要するラジアル方向の力も何倍或いは１０倍
程度の大きさにまでなってしまうことがある。そのた
め、推力ナットがフロートする際の反力として、推力シ
ャフトにはラジアル方向にも何倍或いは１０倍程度の大
きさの力がかかることになる。その結果、ねじ部にリー
ドの大きいボールネジや、すべりネジを使用した電動シ
リンダでは、このような大きなラジアル方向の力に耐え
得るため推力シャフトの直径を大きくせざるをえなくな
る。だとすれば、推力ナットや推力ロッドなどの構成部
材も大型化する必要が生じ、電動シリンダ自体が大型
化、大重量、更にはコスト高といった悪影響を及ぼすこ
ととなる。

【００２４】そこで、本実施の形態の電動シリンダ１で
は、ねじ部の形状がリードの大きなボールネジの場合や
すべりねじの場合にも推力シャフト２１へかかるラジア
ル方向の力が小さくてすむ構成とした。即ち、図１に示
すように皿ばね２６に予圧荷重がかけられた推力ナット
２２の端面（特許請求の範囲に記載の「軸方向直交面」
に該当する）にボールを介在させるものとした。図２
は、そのボール保持部を示した図であり、図２（Ａ）は
推力ナット２２の前方（図１左側）端面部分、カップリ
ング２３の後方（図１右側）端面部分を示し、図２
（Ｂ）はボール保持器２８を示している。

【００２５】図示するように推力ナット２２の端面とカ
ップリング２３の端面には各々合計６個の座ぐり穴が形
成され、そのうち一対の回転防止穴Ａ，Ａは、他の４個
のスラスト受穴ａ，ａ，ａ，ａに比べて小径に形成され
ている。この回転防止穴Ａ，Ａは、推力ナット２２の回
り止め用に設けられ、スラスト受穴ａ，ａ，ａ，ａは、
推力ナット２２の水平を維持するために設けられてい
る。これら回転防止穴及びスラスト受穴の数や位置は図
示したものに限定されるわけではない。そこで、推力ナ
ット２２及びカップリング２３に形成された回転防止穴
Ａ，Ａ及びスラスト受穴ａ，ａ，ａ，ａに同径のボール
２７，２７…がそれぞれ装填される。このとき、ボール
２７，２７の直径が回転防止穴Ａ，Ａ及びスラスト受穴
ａ，ａ，ａ，ａの深さの２倍以上で形成され、図１に示
すように推力ナット２２とカップリング２３との間に隙
間ｓが空くように構成されている。

【００２６】また、推力ナット２２後方の図２（Ｂ）に
示したものは、リング形状のボール保持器２８であり、
６箇所に均等に貫通穴Ｂ，Ｂ…が開けられている。これ
は、推力ナット２２の水平を維持するために設けられた
もので、貫通穴Ｂ，Ｂ…は少なくとも３箇所以上であれ
ばよい。そして、ボール保持器２８の厚みよりも径の大
きいボール２７…が、各貫通穴Ｂ，Ｂ…に装填されてい
る。このように両端面にボール２７，２７…を介在させ
た推力ナット２２は、ボール受ワッシャ２９を介して後
方から皿ばね２６によって予圧荷重がかけられ、前方の
カップリング２３に対して保持されている。ところで、
電動シリンダ１は、推力ロッド２５が不図示の負荷機械
によって回り止めされているため、回転しないカップリ
ング２３との間に装填されたボール２７…が回り止めピ
ンの役割を果たし、推力ナット２２が推力シャフト２１
と共回りすることを防止している。

【００２７】皿ばね２６は、負荷機械（負荷）から受け
る定格推力を超える予圧荷重がかかるよう設計され、推
力ナット２２の位置決め精度が保たれている。そのた
め、フローティング隙間のうち軸方向隙間は皿ばね２６
及びボール２７，２７…によって見かけ上ゼロとなり、
推力ナット２２と推力ロッド２５との間に皿ばね２６に
よる予圧荷重を超える過大な力が加わらない限り軸方向
隙間は発生しないよう構成されている。推力ロッド２５
の内周面は、ニードルベアリング１３の外周面と緩いは
め合い状態となっており、その推力ロッド２５の外周面
は、図面左右に軽く摺動できるメタル軸受３２によって
支持されている。ニードルベアリング１３は、推力シャ
フト２１と軸心を合わせて保持されている。

【００２８】一方、フレーム９には、ブラケット４１を
介して円筒形状のパイプフレーム４２が固定され、推力
ナット２２、推力ロッド２５及び推力シャフト２１が覆
われている。パイプフレーム４２の先端にもブラケット
４３が固定され、そのブラケット４３を貫通して推力ロ
ッド２５が摺動自在に支持されている。また、推力ロッ
ド２５には、環状のラジアル軸受４４が嵌合され、それ
がパイプフレーム４２内周面に摺接されている。

【００２９】また、ブラケット４３から突出した推力ロ
ッド２５先端には結合金具４５が固定され、その結合金
具４５の出力位置を検出するため推力ロッド２５には永
久磁石４６が取り付けられ、パイプフレーム４２外周の
所定位置には永久磁石４６の位置を検出する磁気センサ
４７ａ，４７ｂが取り付けられている。なお、前後のブ
ラケット４１，４３にはゴムクッション４８，４８が異
常作動時の対応用として取り付けられている。更に、電
動シリンダ１には、推力シャフト２１の軸方向の移動を
検出するための推力値発信磁石５１が推力シャフト２１
端部に固定され、カバー５には推力値発信磁石５１の位
置を検出する磁気センサ５２が装着されている。

【００３０】このような構成からなる本実施の形態の電
動シリンダ１は、次のように動作することとなる。電動
シリンダ１は、駆動モータ２が駆動して出力軸２ａが回
転すると、その回転が駆動側スプロケット４からタイミ
ングベルト７を介して被駆動側スプロケット６へ伝達さ
れる。被駆動側スプロケット６へ伝達された回転出力
は、直接推力シャフト２１の回転となる。このとき、推
力シャフト２１に与えられる回転は、駆動モータ２の回
転出力が駆動側スプロケット４と被駆動側スプロケット
６との歯数比によって、被駆動側スプロケット６におい
て減速しトルクを増大させたもの（増速しトルクを減少
させる場合もある）である。

【００３１】回転が与えられた推力シャフト２１は、ボ
ールベアリング１１，１１及びニードルベアリング１３
によって支持されて回転する。推力シャフト２１が回転
すれば、それに形成された雄ねじ２１ａも回転し、また
雄ねじ２１ａが回転すれば、これに螺合した雌ねじ２２
ａを有する推力ナット２２へ推力が与えられることとな
る。このように推力シャフト２１に回転トルクが与えら
れると、推力ナット２２には推力に変換された直線方向
の力が加わり、一方で分力として推力ナット２２を回転
させる方向の力も加わる。しかし、推力ナット２２及び
カップリング２３の回転防止穴Ａ，Ａに装填されたボー
ル２７，２７が、回転しようとする推力ナット２２と非
回転状態のカップリング２３との間に入って回転防止ピ
ンの役割を果たしている。

【００３２】即ち、回転防止穴Ａ，Ａは、スラスト受穴
ａ，ａ，ａ，ａに比べて小径に形成されているため、推
力ナット２２に回転方向の分力がかかった場合、推力ナ
ット２２の回転によって図３に示すように推力ナット２
２及びカップリング２３の回転防止穴Ａ，Ａの互いの側
面が装填されたボール２７に当たり、推力ナット２２と
カップリング２３との間にはわずかな回転ずれが生じる
のみである。そのため、雄ねじ２１ａの回転力が雌ねじ
２２ａとの螺合によって軸方向の力として推力ナット２
２へ与えられることとなる。

【００３３】このように、回転防止穴Ａ，Ａ内のボール
２７，２７が回り止め作用をしている時（図３）、ボー
ル２７，２７に加わるせん断力がそのボール２７，２７
の自由な運動を制限することになる。しかし、回転防止
穴Ａ，Ａの側面に回転方向から挟み込まれたボール２
７，２７は、図３に示すようにその回転軸Ｌがラジアル
方向に直交するため、ボール２７，２７に加わるせん断
力は、そのボール２７，２７がラジアル方向に転がるこ
とに抵抗となる作用を殆ど及ぼさない。従って、回転防
止穴Ａ，Ａの形成には、推力ナット２２及びカップリン
グ２３においてラジアル方向の対称位置に設けるように
するのが好ましい。一方、回転防止穴Ａ，Ａより大径の
スラスト受穴ａ，ａ，ａ，ａ及びボール保持器２８の貫
通穴Ｂ，Ｂ…内に装填されたボール２７，２７…は、回
転方向及びラジアル方向にゆとりをもって転がる。

【００３４】推力シャフト２１へ所定方向の回転が与え
られることによって、推力ナット２２が図面左方へ推進
する。推力ナット２２の推力は推力ロッド２３へ伝達さ
れ、推力ロッド２３が軸方向へ移動し、結合金具２４に
結合された不図示の負荷機械へは図面左方への直線運動
が出力されることとなる。このとき、推力ナット２２に
は皿ばね２６によって定格推力を超える予圧荷重がかけ
られているので、皿ばね２６が組付位置以上にたわむこ
とは無く、軸方向の隙間は見かけ上ゼロである。また、
推力シャフト２１へ逆回転が与えられれば推力ナット２
２は図面右方へ推進し、皿ばね２６にかかる推力によっ
て推力ナットホルダ２４が右方へ押される。このとき
も、推力ナット２２には皿ばね２６によって定格推力を
超える予圧荷重がかけられているので、皿ばね２６が組
付位置以上たわむことは無く、軸方向に隙間は見かけ上
ゼロである。そこで、推力ロッド２５が軸方向へ移動
し、結合金具４５に結合された不図示の負荷機械へは図
面右方への直線運動が出力されることとなる。

【００３５】ところで、結合金具４５を負荷機械に締結
させた場合、多くのケースではストローク全域において
負荷機械と推力シャフト２１のセンタを合わせることが
困難である。そのため、推力ロッド２５には往復運動す
る動作中に絶えずラジアル方向に力が加わり、メタル軸
受３２及びラジアル軸受４４が摩耗することとなる。そ
して、摩耗が止まって安定したレベル、いわゆるナジミ
がついた状態では、負荷機械と推力シャフト２１とのセ
ンタにずれが生じるところまで摩耗が進行した状態にな
ってしまう。

【００３６】しかしこのような場合でも、本実施の形態
の電動シリンダ１では、推力ナット２２がカップリング
２３に対しラジアル方向には小さい力で保持したフロー
ティング状態にあるため、カップリング２３と推力ナッ
ト２２との位置がずれるだけで、推力ナット２２の雌ね
じ２２ａと推力シャフト２１の雄ねじ２１ａの噛み合い
は良好な状態が保たれる。特に、本実施の形態の電動シ
リンダ１では、皿ばね２６によって予圧荷重がかけられ
る推力ナット２２の軸方向両端にボール２７，２７…が
装填されているため、容易に推力ナット２２の位置ず
れ、即ちフローティングが行われる。推力シャフト２１
のセンタに追従して推力ナット２２がフローティングす
るときには、回転防止穴Ａ，Ａ内のボール２７，２７が
ラジアル方向に転がって軽い力で動くことになる。

【００３７】従って、前述したように推力シャフト２１
と推力ナット２２とのねじ部（２１ａ，２２ａ）のリー
ドが大きいことによりラジアル方向に大きな力が加わる
場合にも抵抗を小さくすることができる。なお、小径で
形成した回転防止穴Ａ，Ａは、推力ナット２２がラジア
ル方向にずれるズレ量として十分であるものとする。高
度の位置決め精度を必要とする場合には、ラジアル方向
に長い楕円穴とする。また、推力ロッド２５の角度が微
少量ずれたときも皿ばね２６が非対称にたわんで角度の
ずれを補正することでも、推力ナット２２の雌ねじ２２
ａと推力シャフト２１の雄ねじ２１ａの噛み合いは良好
な状態が保たれる。

【００３８】また、例えば、部品の機械加工精度がでな
い場合に生ずる推力シャフト２１と推力ロッド２５との
センタのずれや微少な角度ずれも同様に補正される。従
って、センタずれや微少な角度ずれが生じた場合、従来
の電動シリンダでは異音や異常発熱を引き起こすねじ部
の偏アタリによって耐久性能が著しく低下したが、本実
施の形態の電動シリンダ１では、良好な噛み合いによっ
て高い耐久性能を得ることができる。特に、電動シリン
ダでは、ねじの噛み合い部が耐久性能を決定するため、
本電動シリンダ１は高い信頼性を得ることができるもの
である。

【００３９】このように、推力ナット２２が常に推力シ
ャフト２１に適切に螺合し、駆動モータ２の回転によっ
て推力ナット２２が推進し、負荷機械などへ直線運動が
出力されるが、異常が起こって高速運転のまま衝突が起
こったときには、推力ロッド２５の直線運動が強制的に
止められる。即ち、推力ナット２２は、軸方向の移動が
制限されるため推力シャフト２１と共回りしようとする
が、前述したようにカップリング２５に対して所定量だ
け回転すべりしたところで、ボール２７，２７によって
回転が制限される。一方、推力シャフト２１は、駆動モ
ータ２の駆動トルクと、駆動系に蓄えられていた運動エ
ネルギによって更に回転しようとする力が働く。

【００４０】そこで、電動シリンダ１では、軸方向に摺
動するボールベアリング１１，１１に支持された推力シ
ャフト２１が、回転が制限された推力ナット２２内を螺
進することとなる。このとき回転数とねじリード分だけ
推力シャフト２１が軸方向へ移動するため、一方のボー
ルベアリング１１がその分だけ押されて摺動し、スプリ
ング１２がたわめられることとなる。そして、推力シャ
フト２１が軸方向へ移動することにより、磁気センサ５
２が推力値発信磁石５１の動きに感応してＯＮ信号が発
信され、駆動モータ２がＯＦＦされてＮＢブレーキによ
って停止される。

【００４１】よって、高速度運転のまま相手機械やワー
クに衝突するなどした場合、推力ロッド２５の運動が制
限されることによって生じる各箇所の衝撃力が、慣性吸
収弾性体であるスプリング１２によって吸収することで
衝撃力のピーク値が抑制される。そして、推力シャフト
２１の回転が、推力ナット２２内を螺旋運動として消費
されるため、各動力伝達機構への負担も軽減されて破損
が回避されることとなる。また、相手機械やワークに衝
突しないでクッション４８に衝突したケースでは、クッ
ション４８によっても大きな衝撃が緩和され、より破損
防止効果が高められている。

【００４２】更に、本電動シリンダ１では、位置決めの
みでなく押し当て（引きつけ）動作も可能である。即
ち、ロータリエンコーダ３の信号によって駆動モータ２
の回転角を制御し、高速でワークに近寄せ近接したら低
速に切換え、ワークに推力ロッド２５を押し当て（引き
つけ）てそのまま駆動トルクをかける。ワークから受け
る反力によって推力ロッド２５は停止し、先に示したと
同様推力シャフト２１が軸方向に移動してスプリング１
２をたわませる。所定のたわみ状態で推力値発信磁石５
１に感応した磁気センサ５２がＯＮ信号を発信する。そ
して、駆動モータ２は、このＯＮ信号によって先にＮＢ
ブレーキがかけられ、ブレーキが効いてからＯＦＦして
停止することとなる。この状態では、スプリング１２の
復元しようとする弾拡力によって推力ロッド２５はワー
クに対して押しつけられ（引きつけられ）、その弾性体
のひずみ力によって無通電でも押しつけ（引きつけ）推
力が発生されることとなる。

【００４３】よって、以上の本電動シリンダ１では、皿
ばね２６によって付勢したフローティング構造の推力ナ
ット２２は、推力ロッド２５が負荷機械からラジアル方
向への力を受けたとしても、カップリング２３が推力ナ
ット２２に対してボール２７，２７…を介してずれるだ
けで、雌ねじ２２ａと雄ねじ２１ａの噛み合い状態は良
好に保たれる。また、負荷機械と推力シャフト２１との
センタにずれが生じていても、皿ばね２６が非対称にた
わんで角度のずれを補正することで、推力ナット２２と
推力シャフト２１とのボールねじが偏アタリ起こしてこ
じれることなく、スムーズな推力が発生される。そのた
め、良好な噛み合いによって高い耐久性能を得、また高
い信頼性を得ることができるものとなる。

【００４４】また、本実施の形態の電動シリンダ１は、
皿ばね２６の予圧荷重をボール２７，２７…を介して推
力ナット２２に加えるようにしたので、推力ロッド２５
に固定されたカップリング２３とはラジアル方向にはこ
ろがり摩擦係数で結合された状態となっている。そのた
め、前述のごとくねじ部（２１ａ，２２ａ）にリードの
大きいボールねじ又はすべりねじを使用し、予圧荷重を
大きくしなければならない場合にでも、推力ナット２２
をフローティングさせるのに要するラジアル方向の力は
小さくてすむ。従って、ねじ部にリードの大きいボール
ネジや、すべりネジを使用した電動シリンダの場合で
も、大きなラジアル力に耐え得るために推力シャフトの
直径を大きくする必要はなく、推力ナットや推力ロッド
などの構成部材の大型化による電動シリンダ自体の大型
化、大重量、更にはコスト高、といった悪影響を回避す
ることができる。

【００４５】次に、本発明の電動シリンダにかかる第２
の実施の形態について説明する。図４は、本実施の形態
の電動シリンダを示した一部断面図である。本実施の形
態の電動シリンダは、基本構造を前記第１の実施の形態
のものと同様とし、推力ナットのフローティング構造に
変更を加えたものである。従って、図面には同様な構成
には同一の符号を付して示して説明は省略する本実施の
形態の推力ナット６１も前記第１の実施の形態のものと
同様に皿ばね２６による予圧荷重がかけられ、ボール２
７，２７…を介して保持されている。しかし、本実施の
形態の推力ナット６１にはボール保持用の座ぐり穴は形
成されておらず、ボール保持器６２が設けられている。
ボール保持器６２は、推力ナット６１とカップリング６
３に接触しない厚さのリング形状をなしたものであり、
図５に示すようにラジアル方向に一対の貫通穴Ｃ，Ｃが
開けられている。

【００４６】また、推力ナット６１及びカップリング６
３には、対向する端面においてそれぞれ図６に示すよう
なラジアル方向に沿った回転防止溝Ｄが形成されてい
る。回転防止溝Ｄは、断面Ｖ字形の溝が形成されてい
る。そこで、推力ナットホルダ２４内に保持された推力
ナット６１は、前記第１の実施の形態と同様軸方向両端
にボール保持器６２，２８によって保持されたボール２
７，２７…が装填され、ボール受ワッシャ２９を介して
皿ばね２６によって予圧荷重がかけられている。このと
き、ボール保持器６２の貫通穴Ｃ，Ｃ内のボール２７，
２７は、図７に示すように推力ナット６１及びカップリ
ング６３端面に形成された回転防止溝Ｄ，Ｄ内にはめ込
まれ、その回転防止溝Ｄ，Ｄの溝面に対し４箇所で当接
して位置決めされている。

【００４７】従って、本電動シリンダは、推力シャフト
２１の回転により推力ナット６１に推力が発生し、推力
ロッド２５からは直線運動が出力される。そして、推力
ナット６１は、皿ばね２６及びボール２７，２７…によ
って見かけ上軸方向に隙間なく構成されているため送り
精度は維持される（図４では、ボール２７は回転防止溝
Ｄの斜面に当接している）。即ち、推力シャフト２１に
回転トルクが与えられると、推力ナット６１には推力に
変換された直線方向の力が加わり、その一方で推力ナッ
ト６１を回転させる方向の力も加わる。しかし、推力ナ
ット６１及びカップリング６３に形成された回転防止溝
Ｄ，Ｄに装填されたボール２７が、回転しようとする推
力ナット６１に対し回転防止ピンの役割を果し、推力ナ
ット６１が推力シャフト２１と共回りすることを防止す
る。この時、Ｖ字形溝に挟まれたボール２７は、回転方
向に対して隙間はない。そのため、前記第１の実施の形
態のように回転方向に微少な隙間も生じないため、バッ
クラッシュが無くより正確な位置決め送りが可能とな
る。

【００４８】一方、回転防止溝Ｄ，Ｄはラジアル方向に
溝切りされているため、ボール２７，２７はラジアル方
向には拘束されずに転がることができる。そのため、推
力シャフト２１と推力ロッド２５とのセンタずれが生じ
ても推力ナット６１とカップリング６３とはラジアル方
向に位置がずれて、推力ナット６１の雌ねじ６１ａと推
力シャフト２１の雄ねじ２１ａの噛み合いは良好な状態
が保たれる。よって、推力ナット６１と推力シャフト２
１とのボールねじが偏アタリ起こしてこじれることな
く、高い耐久性能を得、また高い信頼性を得ることがで
きる。また、推力ナット６１がラジアル方向に位置ずれ
する場合、推力シャフト２１と推力ナット６１とのねじ
部（６１ａ，２１ａ）のリードが大きいなどのため予圧
荷重を大きくしなければならないときでも、推力ナット
６１をフローティングさせるのに要するラジアル方向の
力は小さくてすむ。

【００４９】また、シーケンサ等の異常により高速回転
のまま衝突が起きた場合、推力ナット６１の回転を制限
しているボール２７，２７は皿ばね２６の予圧力で単に
回転防止溝Ｄ，Ｄ内に挟み込まれているだけのため、過
大な回転力に対してはトルクの伝達を制限するトルクリ
ミット作用を持ち、過大な異常力を抑制する。即ち、異
常事態で過大なトルクが推力ナット６１に生じた場合、
皿ばね２６は予圧力相当によりたわみを増して軸方向に
押し縮められる。そのため、推力ナット６１とカップリ
ング６３との距離が開き、ボール２７，２７が回転防止
溝Ｄ，Ｄから乗り出して回転防止機能を失い、推力ナッ
ト６１が推力シャフト２１と共回りすることとなる。従
って、推力ナット６１には、推力をある値以上には発生
させない作用がある。このリミット値を定める要素は、
皿ばね２６による予圧力、ばね係数、ボール２７の直
径、回転防止溝Ｄ，Ｄの角度である。

【００５０】このようなトルクリミット作用のためボー
ル２７，２７が回転防止溝Ｄ，Ｄから外れた場合には、
推力シャフト２１に対して外部からの力（人力またはモ
ータ）を加え正転或いは逆転方向に回転させる。する
と、ボール２７，２７が推力ナット６１及びカップリン
グ６３の端面を滑り再び回転防止溝Ｄ，Ｄに挟み込まれ
て原状へ復帰する。なお、異常状態でボール２７，２７
が回転防止溝Ｄ，Ｄから外れてしまっても、ボール保持
器６２によって保持されているため、ボール２７，２７
の位置関係は失われず、また散失してしまうこともな
い。

【００５１】従って、本実施の形態の電動シリンダで
も、ねじ部にリードの大きいボールネジやすべりネジを
使用した電動シリンダの場合でも、大きなラジアル方向
の力に耐え得るために推力シャフトの直径を大きくする
必要はなく、推力ナットや推力ロッドなどの構成部材の
大型化による電動シリンダ自体が大型化、大重量、更に
はコスト高といった悪影響を回避することができる。ま
た、本実施の形態の電動シリンダでは、簡易な構成によ
ってトルクリミット機構を構成することができ、そのリ
ミット値も皿ばね２６による予圧力、ばね係数、ボール
２７，２７の直径、回転防止溝Ｄ，Ｄの角度といった簡
易な設計変更によって達成することができる。また、前
記第１の実施の形態では、衝突時に発生する衝撃力を吸
収する慣性吸収弾性体であるスプリング１２（図１）を
必要とするが、本第２の実施の形態では不要となりコス
トを下げることができる。

【００５２】次に、本発明の電動シリンダにかかる第３
の実施の形態について説明する。図８は、本実施の形態
の電動シリンダを示した一部断面図である。本実施の形
態の電動シリンダも、基本構造を前記第１の実施の形態
のものと同様とし、推力ナットのフローティング構造に
変更を加えたものである。従って、図面の同様な構成に
は同一の符号を付して示して説明は省略する本実施の形
態の電動シリンダは、材料として市販され入手容易なフ
ランジ付きの推力ナット７１を使用し、そのフランジ部
７１ｂの両端面（特許請求の範囲に記載の「軸方向直交
面」に該当する）にころがり摩擦支持用のボール２７，
２７…を装填するよう座ぐり穴を形成したものである。
即ち、フランジ前方（図面左方）にはラジアル方向に一
対の回転防止穴Ｅ，Ｅが形成され、対向するカップリン
グ７２の端面にも回転防止穴Ｅ，Ｅが形成されている。
また、フランジ後方（図面右方）には、推力ナット７１
をころがり摩擦支持するためのボール２７，２７…を装
填するためのスラスト受穴Ｆ，Ｆ…が６箇所に均等に開
けられている。なお、スラスト受穴Ｆは、少なくとも３
個以上あればよい。

【００５３】そして、このような推力ナット７１は、回
転防止穴Ｅ，Ｅ…及びスラスト受穴Ｆ，Ｆ…にボール２
７，２７…を装填したフランジ部７１ｂが、カップリン
グ７２及び推力ナットホルダ７３によって挟み込まれる
ようにして構成されている。但し、フランジ部７１ｂに
は軸方向に隙間ｒが空けられるよう寸法が取られている
が、ボール２７，２７…が抜け落ちることはない。この
隙間ｒは、目標とする位置決め精度にみあう微少な値で
ある。

【００５４】そこで、推力シャフト２１に回転が与えら
れると、雄ねじ２１ａに螺合した雌ねじ７１ａを有する
推力ナット７１へ推力が与えられることとなる。即ち、
第１の実施の形態のものと同様に、推力シャフト２１に
回転トルクが与えられると、推力ナット７１には推力に
変換された直線方向の力が加わる。その一方で推力ナッ
ト７１には回転方向の力も分力として加わるが、推力ナ
ット７１及びカップリング２３の回転防止穴Ａ，Ａに装
填されたボール２７，２７が、回転しようとする推力ナ
ット７１と非回転状態のカップリング２３との間に入っ
て回転防止ピンの役割を果たす。そのため、推力ナット
７１は推力シャフト２１の回転によって推進し、推力ロ
ッド２５から負荷機械へ直線運動が出力されることとな
る。

【００５５】よって、本実施の形態の電動シリンダは、
前記第１の実施の形態のものと同様に、フローティング
構造をなす推力ナット７１によって雌ねじ７１ａと雄ね
じ２１ａの噛み合いは良好な状態が保たれるものであ
り、推力ナット７１と推力シャフト２１とのボールねじ
が偏アタリ起こしてこじれることなく、スムーズな推力
が発生される。そのために、良好な噛み合いによって高
い耐久性能を得、また高い信頼性を得ることができる。
また、本実施の形態の電動シリンダでは、フランジ付き
の推力ナット７１を使用し、そのフランジ部７１ｂにボ
ール２７，２７…を装填するよう構成したので、市販の
ものを推力ナットの材料としてそのまま使えるのでコス
トを下げることができ、更に軸方向寸法を短くすること
で電動シリンダ自体を小型化することができる。

【００５６】また、推力ナット７１は、軸方向に微少な
隙間を持った状態のカップリング７２と推力ナットホル
ダ７３とに挟み込まれ、ラジアル方向にはころがり摩擦
状態で保持されているだけなので、推力ナット７１をフ
ローティングさせるのに要するラジアル方向の力は少な
くてすむ。従って、本実施の形態の電動シリンダでも、
ねじ部にリードの大きいボールネジやすべりネジを使用
した電動シリンダの場合でも、大きなラジアル方向の力
に耐え得るために推力シャフトの直径を大きくする必要
はなく、推力ナットや推力ロッドなどの構成部材の大型
化による電動シリンダ自体が大型化、大重量、更にはコ
スト高といった悪影響を回避することができる。

【００５７】次に、本発明の電動シリンダにかかる第４
の実施の形態について説明する。図９は、本実施の形態
の電動シリンダを示した一部断面図である。本実施の形
態の電動シリンダも、基本構造を前記第１の実施の形態
のものと同様とし、推力ナットのフローティング構造に
変更を加えたものである。従って、図面の同様な構成に
は同一の符号を付して示して説明は省略する本実施の形
態は、前記第３の実施の形態のものと同様にフランジ付
きの推力ナット８１を採用したものである。推力ロッド
２５に螺合したカップリング８２には、軸方向にショル
ダボルト８３が固定される一方、推力ナット８１のフラ
ンジ部８１ｂには貫通孔８１ｃが穿設され、そのショル
ダボルト８３が遊嵌されている。また、推力ナット８１
のフランジ部８１ｂにはリング形状のボール受リング８
４が設けられ、ショルダボルト８３は、そのボール受リ
ング８４に穿設された貫通孔８４ａにも遊嵌されてい
る。

【００５８】一方、推力ナット８１のフランジ部８１ｂ
を挟んだカップリング８２及びボール受リング８４に
は、座ぐり穴、即ちスラスト受穴Ｇ，Ｇ…が複数形成さ
れ、そこへボール２７，２７…が装填されている。即
ち、ショルダボルト８３は、推力ナット８１の回転防止
のために設けられ、スラスト受穴Ｇ，Ｇ…及びそこに装
填されたボール２７，２７…が推力ナット８１をころが
り摩擦支持するために設けられている。

【００５９】そこで、推力シャフト２１に回転が与えら
れると、雄ねじ２１ａに螺合した雌ねじ８１ａを有する
推力ナット８１へ推力が与えられることとなる。即ち、
第１の実施の形態のものと同様に、推力シャフト２１に
回転トルクが与えられると、分力の一部は推力ナット８
１の回転方向となるが、推力ナット８１ショルダボルト
８３によって回転が制限されるため推力ナット８１には
直線力が発生することとなる。

【００６０】よって、本実施の形態の電動シリンダで
は、前記第１の実施の形態のものと同様に、フローティ
ング構造をなす推力ナット８１によって雌ねじ８１ａと
雄ねじ２１ａの噛み合いは良好な状態が保たれ、推力ナ
ット８１と推力シャフト２１とのボールねじが偏アタリ
起こしてこじれることなく、スムーズな推力が発生され
る。そのために、良好な噛み合いによって高い耐久性能
を得、また高い信頼性を得ることができる。また、材料
として市販のフランジ付きの推力ナット８１を使用し、
そのフランジ部８１ｂにボール２７，２７…を装填する
よう構成したので、電動シリンダのコストを下げ、軸方
向寸法を短くすることで電動シリンダ自体を小型化する
ことができる。また、フランジ部８１ｂのボール２７，
２７…によって推力ナット８１をフローティングさせる
のに要するラジアル方向の力は小さくしたので、ねじ部
にリードの大きいボールネジやすべりネジを使用した電
動シリンダの場合でも、大きなラジアル方向の力に耐え
得るために推力シャフトの直径を大きくする必要はな
く、推力ナットや推力ロッドなどの構成部材の大型化に
よる電動シリンダ自体が大型化、大重量、更にはコスト
高といった悪影響を回避することができる。

【００６１】次に、本発明の電動シリンダにかかる第５
の実施の形態について説明する。図１０は、本実施の形
態の電動シリンダを示した一部断面図である。本実施の
形態の電動シリンダも、基本構造を前記第１の実施の形
態のものと同様とし、推力ナットのフローティング構造
に変更を加えたものである。従って、図面には同様な構
成には同一の符号を付して示して説明は省略する本実施
の形態も、前記第３の実施の形態のものと同様にフラン
ジ付きの推力ナット９１を採用したものである。推力ナ
ット９１のフランジ部９１ｂには、ラジアル方向に一対
の貫通孔９１ｃが穿設され、２箇所にカムフォロ９３が
固定されている（図面では上方のみを示す）。一方、カ
ップリング９２には、図１１（Ａ）に示すようにＵ字形
状の一対のカム溝９２ａ，９２ａが形成されている。

【００６２】そして、そのカム溝９２ａ，９２ａを通る
カムフォロ９３は、そのカムフォロ外径が回転方向でカ
ム溝９２ａ，９２ａ側面に接するようはめ込まれてい
る。また、推力ナットホルダ９４内に皿ばね２６によっ
て予圧荷重がかけられたボール受リング９６には、図１
１（Ｂ）に示すように一対のナット逃げ穴９６ａ，９６
ａが形成されている。更に、そのカップリング９２及び
ボール受リング９６には座ぐり穴、即ちスラスト受穴
Ｈ，Ｈ…が複数形成され、そこへボール２７，２７…が
装填されている。即ち、カムフォロ９３は、推力ナット
９１の回転防止のために設けられ、スラスト受穴Ｈ，Ｈ
…及びそこに装填されたボール２７，２７…が推力ナッ
ト９１をころがり摩擦支持するために設けられている。

【００６３】そこで、推力シャフト２１に回転が与えら
れると、雄ねじ２１ａに螺合した雌ねじ９１ａを有する
推力ナット９１へ推力が与えられることとなる。即ち、
第１の実施の形態のものと同様に、推力シャフト２１に
回転トルクが与えられると、その力の一部は推力ナット
９１の回転方向となるが、推力ナット９１はカムフォロ
９３によって回転が制限されるため推力ナット９１には
直線力が発生することとなる。

【００６４】よって、本実施の形態の電動シリンダで
は、前記第１の実施の形態のものと同様に、皿ばね２６
によって予圧荷重がかけられてフローティング構造をな
す推力ナット９１によって雌ねじ９１ａと雄ねじ２１ａ
の噛み合いは良好な状態が保たれ、推力ナット９１と推
力シャフト２１とのボールねじが偏アタリ起こしてこじ
れることなく、スムーズな推力が発生される。そのため
に、良好な噛み合いによって高い耐久性能を得、また高
い信頼性を得ることができる。また、本実施の形態の電
動シリンダは、皿ばね２６の予圧荷重をボール２７，２
７…を介して推力ナット９１に加えるようにしたので、
推力ロッド２５に固定されたカップリング９２とはころ
がり摩擦支持状態となっている。従って、ねじ部（９１
ａ，２１ａ）のリードが大きいために予圧荷重を大きく
しなければならない場合にでも、推力ナット２２をフロ
ートさせるのに要するラジアル力は小さくてすむ。

【００６５】以上、本発明にかかる電動シリンダの実施
の形態を示したが、本発明はこれらのものに限定される
わけではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更
が可能である。例えば、前記第１及び第２の実施の形態
では、推力ロッド２５に対して保持された推力ナット２
２，６１を皿ばね２６で付勢するようにしたが、第３の
実施の形態のように付勢部材を設けることなく、目標と
する位置決め精度にみあう微少な隙間ｒ（図８）によっ
てボール２７が抜け落ちないよう装填する構成としたも
のであってもよい。

【００６６】また、前記第２の実施の形態では、図４に
示すように推力ナット６１とカップリング６３との対面
する軸方向直交面に形成された双方の回転防止溝Ｄ，Ｄ
にボール２７を直接装填するようにした。この場合、推
力ナット６１は回転防止溝Ｄが形成された方向にしか移
動できないが、例えば推力ナット６１とカップリング６
３との間に図１２に示すような中間部材６６を設け、ラ
ジアル方向の移動に自由度をもたせるようにしてもよ
い。即ち、中間部材６６両端の軸方向直交面に対して異
なる方向（直交方向）に断面Ｖ字形の回転防止溝Ｄ１，
Ｄ２を形成する。そして、それぞれ対面する軸方向直交
面に形成された中間部材６６の回転防止溝Ｄ１，Ｄ２と
推力ナット６１とカップリング６３との回転防止溝Ｄ，
Ｄにボール２７を装填するようにする。更に、中間部材
を追加させれば異なるラジアル方向への移動が可能とな
る。また、前記各実施の形態において転動体としてボー
ル２７を挙げて説明したが、例えば第２の実施の形態に
おける回転防止溝へはそろばん玉状の転動体を装填する
ようにしてもよい。

【００６７】また、第１の実施の形態では、皿ばね２６
を使用してフローティング状態にある推力ナット２２の
保持を行ったが、他の付勢部材、例えばゴムなどの弾性
材を挿入するようにしてもよい。また、皿ばねなどの付
勢部材によって推力ナット２２を推力ロッド２５側へ付
勢するようにしたが、反対側へ挿入して逆方向に付勢す
るようにしてもよいし、若しくは両側へ挿入するように
してもよい。また、前記実施の形態では、推力ロッドの
位置検出に磁気センサを使用したが、その他の光学式、
或いは機械式のもの等であってもよい。また、前記実施
の形態では、回り止めを分担するボールやカムフォロは
最も効果的にフローティングを行うように２個とした
が、若干のラジアル方向力が増加する３個以上としても
よい。

【００６８】

【発明の効果】本発明は、回転出力を与える駆動モータ
と、雄ねじを備えフレーム内に回転自在に支持された推
力シャフトと、駆動モータの回転出力を推力シャフトへ
伝達する駆動伝達手段と、推力シャフトの雄ねじに螺合
する雌ねじを備えた推力ナットと、雄ねじを覆設してフ
レームから摺動自在に軸方向に突設された推力ロッドと
を有し、推力ナットが推力ロッドに推力を伝達すべく該
推力ロッドに対して軸方向に荷重を受けて保持されたも
のであって、その荷重を受ける推力ナットの軸方向直交
面にて転動体が回転可能に装填した構成としたので、軽
い力で推力ナットがフローティングでき、推力シャフト
への応力を小さな値に抑え、且つ推力ナットと推力シャ
フトとのねじ部が良好な噛み合を保って偏アタリを防止
する電動シリンダを提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる電動シリンダの第１の実施の形
態を示した断面図である。

【図２】ボール保持部を示した図である。

【図３】回転防止穴Ａ，Ａとボール２７による回転止め
状態を示した概念図である。

【図４】本発明にかかる電動シリンダの第２の実施の形
態を示した一部断面図である。

【図５】ボール保持器６２を示した図である。

【図６】推力ナット６１及びカップリング６３の端面を
示した図である。

【図７】ボール保持部を示した断面図である。

【図８】本発明にかかる電動シリンダの第３の実施の形
態を示した一部断面図である。

【図９】本発明にかかる電動シリンダの第４の実施の形
態を示した一部断面図である。

【図１０】本発明にかかる電動シリンダの第５の実施の
形態を示した一部断面図である。

【図１１】カップリング９２及びボール受リング９６を
示した図である。

【図１２】中間部材を示した外観斜視図である。

【図１３】従来の電動シリンダを示した断面図である。

【符号の説明】

１電動シリンダ２駆動モータ４駆動側スプロケット６被駆動側スプロケット７タイミングベルト２１推力シャフト２１ａ雄ねじ部２２推力ナット２２ａ雌ねじ２３カップリング２５推力ロッド２４推力ナットホルダ２６皿ばね２７ボール２８ボール保持器２９ボール受ワッシャＡ回転防止穴ａスラスト受穴

フロントページの続き (72)発明者伊藤慎愛知県小牧市大字北外山字早崎3005番地シーケーディ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転出力を与える駆動モータと、雄ねじを備えフレーム内に回転自在に支持された推力シ
ャフトと、前記駆動モータの回転出力を前記推力シャフトへ伝達す
る駆動伝達手段と、前記推力シャフトの雄ねじに螺合する雌ねじを備えた推
力ナットと、前記雄ねじを覆設して前記フレームから摺動自在に軸方
向に突設された推力ロッドとを有し、前記推力ナットが前記推力ロッドに推力を伝達すべく該
推力ロッドに対して保持されたものであって、その推力
ナットの軸方向直交面にて転動体が回転可能に装填され
たものであることを特徴とする電動シリンダ。
【請求項２】請求項１に記載の電動シリンダにおい
て、前記転動体が、前記推力ナットの軸方向直交面と、その
直交面に対面する前記推力ナットを保持すべく前記推力
ロッドに固設された部材の軸方向直交面とに形成された
双方の穴内に装填されたものであることを特徴とする電
動シリンダ。
【請求項３】請求項１に記載の電動シリンダにおい
て、前記転動体が、前記推力ナットと前記推力ナットを保持
すべく前記推力ロッドに固設された部材との間に配設さ
れた保持部材によって回転可能に保持され、前記推力ナ
ットと前記推力ロッドに固設された部材との対面する軸
方向直交面に形成された双方の溝内に装填されたもので
あることを特徴とする電動シリンダ。
【請求項４】請求項１に記載の電動シリンダにおい
て、前記推力ナットと前記推力ナットを保持すべく前記推力
ロッドに固設された部材との間に中間部材を配設し、前記転動体が、前記推力ナット、前記推力ロッドに固設
された部材及び前記中間部材の間に配設された保持部材
によって回転可能に保持され、前記推力ナットと前記保持部材との対面する軸方向直交
面に形成された双方の溝内及び、前記推力ロッドに固設
された部材と前記保持部材との対面する軸方向直交面に
形成された双方の溝内に装填されたものであって、前記中間部材の軸方向直交面に形成された各々の溝が異
なる方向に形成されたものであることを特徴とする電動
シリンダ。
【請求項５】請求項１に記載の電動シリンダにおい
て、前記推力ナットの回転を制限する係止部材を有すること
を特徴とする電動シリンダ。
【請求項６】請求項１乃至請求項５のいずれかに記載
の電動シリンダにおいて、通常運転時に前記推力ナットにかかる推力より大きな荷
重で当該推力ナットを前記推力ロッドに対して付勢する
付勢部材を有することを特徴とする電動シリンダ。