JPH11303966A - 電動シリンダ装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 操作アームの先端部の振れ回わりを防止で
き、ボールねじのねじ軸を大径化してその危険速度や定
格荷重を改善でき、操作アームに十分な機械的強度を確
保でき、部品点数も削減できる電動シリンダ装置を提供
する。 【解決手段】 筒状のシリンダ１と、このシリンダ１の
内部に配置されるボールねじ２０と、シリンダ１の一端
側でボールねじ２０のねじ軸２１と連結されてねじ軸２
１を回転駆動するモータ１１と、シリンダ１の他端側に
設けられた案内手段としてのスプライン外筒４２と、外
筒４２により、ねじ軸２１の軸線に沿ってシリンダ１の
他端側から突出動作可能に支持された操作アームとして
のスプライン軸４１とを具備する電動シリンダ装置にお
いて、スプライン軸４１の一端部の内周に、当該一端部
をボールねじ２０のボールナット２２として機能させる
ためのねじ溝２２ａを一体に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電動シリンダ装置に
係り、特に電動モータとボールねじとを利用して操作ア
ームを伸縮させる電動シリンダ装置およびその製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電動モータとボールねじとを組み合わせ
た電動シリンダ装置は、アクチユエー夕として各種の装
置に用いられている。電動シリンダ装置は、円筒状のシ
リンダ内にボールねじのねじ軸を回転自在に支承すると
ともに、このねじ軸に螺合するボールナットを備えた中
空状の操作アームをねじ軸に被せ、更にこの操作アーム
を上記シリンダに対してスライド自在に支承して構成さ
れている。

【０００３】図８は、従来の電動シリンダ装置の一例を
示す断面図である。図８において、符号１は円筒状のシ
リンダであり、シリンダ１の一端には減速機ハウジング
２が固定されている。減速機ハウジング２には軸受３が
保持されており、この軸受３によってボールねじ４のね
じ軸５が回転自在に支承されている。ねじ軸５の一端
は、プーリ９Ａ，９Ｂ及びベルト１０からなる減速機８
を介して減速機ハウジング２に固定された電動モータ１
１に連結されている。

【０００４】図９及び図１０にも示したように、ボール
ねじ４のねじ軸５には多数のボール６を介してボールナ
ット７が螺合する。また、ボールナット７はボールナッ
ト収容筒１２にボルト１３を利用して固定されている。

【０００５】図８に示すように、シリンダ１の他端には
ボールスプライン１４のスプライン外筒１５が固定され
ている。このスプライン外筒１５の中心部には中空のス
プライン軸１６がボールねじ４のねじ軸５と同軸に取り
付けられている。スプライン軸１６は、スプライン外筒
１５によってシリンダ１に対する回り止めがなされた状
態で軸方向に進退自在である。このスプライン軸１６が
電動シリンダ装置の操作アームとして機能する。スプラ
イン軸１６の一端はシリンダ１内でボールナット収容筒
１２を介してボールナット７に連結され、他端はシリン
ダ１から突出している。スプライン軸１６のシリンダ１
からの突出端部およびハウジング２には、例えばユニバ
ーサルジョイント１７Ａ，１７Ｂが取り付けられる。こ
れらユニバーサルジョイント１７Ａ，１７Ｂを介して電
動シリンダ装置とその駆動対象とが連結される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の電動シ
リンダ装置Ａ０においては、スプライン軸１６とボール
ナット７とを個別に製作し、ボールナット７をスプライ
ン軸１６の一端に固定している。即ち、ボールナット７
をボールナット収容筒１２に収容した後に、ボールナッ
ト７のフランジ部７ａをボルト１３によってボールナッ
ト収容筒１２に固定し、かつボールナット７を固定した
ボールナット収容筒１２をスプライン軸１６に固定して
いる。この構造では、ボールナット７のナット部７ｂお
よびスプライン軸１６の外周にボールナット筒１２が覆
い被さる。従って、ボールナット収容筒１２の外径が大
きくなってねじ軸５とスプライン軸１６との連結部分の
質量が増加するとともに、大径化したナット収容筒１２
を収容するシリンダ１も大きくなって装置全体の質量が
増加する。

【０００７】ここで、ボールナット７、スプライン軸１
６およびねじ軸５の力学的関係を考察してみると、スプ
ライン軸１６はスプライン外筒１５によって片持支持さ
れ、ねじ軸５は軸受３によって片持支持されている。即
ち、ボールナット７とねじ軸５との螺合部は、ねじ軸５
およびスプライン軸１６のいずれにとっても自由端にな
っている。従って、ボールナット収容筒１２の質量が大
きいと、スプライン軸１６の自由端側に大きな荷重が加
わることになり、その結果、ねじ軸５の回転に伴ってボ
ールナット収容筒１２には比較的大きな慣性力が働き、
スプライン軸１６の一端がスプライン外筒１５との嵌合
部（以下、スプライン嵌合部と称する場合がある。）の
中央を支点として振れ回わり運動をする。

【０００８】しかも、従来の装置では、スプライン軸１
６、ボールナット７およびボールナット収容筒１２を相
互に組み合せているため、加工上及び組立上の誤差が積
み重なってスプライン軸１６とボールナット７との軸心
がずれる場合がある。この軸心のずれが生じている場合
には、スプライン軸１６の振れ回りが更に増幅される。
スプライン軸１６やねじ軸５の振れ回りの周期がそれら
の固定振動数に一致した場合には共振が発生し、精度の
劣化等の不都合がさらに拡大する。

【０００９】また、スプライン軸１６の他端に設けられ
たユニバーサルジョイント１７Ａも同様にスプライン嵌
合部の中央を支点として振れ回わり運動をする。この場
合、振れ回わりの振幅は、ボールナット７からスプライ
ン嵌合部の中央までのスパンと、ユニバーサルジョイン
ト１７Ａからスプライン嵌合部の中央までのスパンとの
比率に対応することになり、スプライン軸１６が伸びき
った場合にユニバーサルジョイント１７Ａの振れ回わり
の振幅は最大となる。このように、従来の電動シリンダ
装置は、ユニバーサルジョイント１７Ａが伸長しながら
振れ回わり運動をするので、高精度の直線運動が要求さ
れる装置のアクチュエータとしては使用できないという
間題点があった。

【００１０】さらに、ねじ軸５を片持支持する構造にお
いては、ねじ軸５の危険速度（共振を起こす回転数）が
両端支持等の他の支持構造と比較して低くなるため、こ
れを改善するためにねじ軸５の直径をなるべく大きく設
定することが望ましい。しかしながら、ねじ軸５を大径
化すればボールナット７も大径化し、その結果、ナット
収容筒１２がさらに大きく重くなって上述したスプライ
ン嵌合部の振れ回り運動が生じ易くなる。ボールナット
７やナット収容筒１２が大径化すれば、これらを収容す
るシリンダ１も大きくなり、装置全体の質量がさらに増
加する。これらの事情からねじ軸５の直径が小さい値に
制限され、その結果、ボールねじ４の定格荷重も小さい
値に制限されていた。

【００１１】また、ボールナット７とスプライン軸１６
との固定部は、他の部分より肉厚が薄い部分が存在する
ため、この部分が強度不足になるという問題点がある。
この場合、操作アームとしてのスプライン軸１６には、
座屈荷重、引張荷重及び曲げ荷重が繰り返し作用するた
め、前記薄肉部が直ちに破壊に至ることはなくても、長
期問の使用によって疲労破壊を起こすという問題点があ
った。

【００１２】さらにまた、従来の装置はナット収容筒１
２の存在により部品点数が増加する欠点もある。

【００１３】本発明は上述の事情に鑑みなされたもの
で、操作アームの先端部の振れ回わりを防止して高精度
の直線運動を行なうことができ、装置の大きさや質量の
増加を防止しつつボールねじのねじ軸を大径化してボー
ルねじの危険速度や定格荷重等の物理特性を改善でき、
操作アームに十分な機械的強度を確保でき、部品点数も
削減できる電動シリンダ装置およびそれに適した製造方
法を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】以下、本発明について説
明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図
面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本
発明が図示の形態に限定されるものではない。

【００１５】請求項１の発明は、筒状のシリンダ（１）
と、このシリンダ（１）の内部に配置されるボールねじ
（２０）と、シリンダ（１）の一端側でボールねじ（２
０）のねじ軸（２１）と連結されて当該ねじ軸（２１）
を回転駆動するモータ（１１）と、シリンダ（１）の他
端側に設けられた案内手段（４２）と、案内手段（４
２）により、ねじ軸（２１）の軸線に沿ってシリンダ
（１）の他端側から突出動作可能に支持された操作アー
ム（４１）と、を具備する電動シリンダ装置において、
操作アーム（４１）の一端部の内周に、当該一端部をボ
ールねじ（２０）のボールナット（２２）として機能さ
せるためのねじ溝（２２ａ）が一体に設けられた電動シ
リンダ装置により、上述した課題を解決する。

【００１６】本発明によれば、操作アーム（４１）の一
端部にボールナット（２２）のねじ溝（２２ａ）を一体
に形成したため、ボールねじ（２０）のボールナット
（２２）と操作アーム（４１）との間から、別部材とし
ての中間部材が排除される。従って、ねじ軸（２１）と
操作アーム（４１）との連結部分に作用する荷重が減少
するとともに、ボールナット（２２）のねじ溝（２２
ａ）と操作アーム（４１）の案内手段（４２）に案内さ
れる部分との間から組立誤差が排除されてねじ軸（２
１）と操作アーム（４１）との同軸度が向上する。従っ
て、ねじ軸（２１）と操作アーム（４１）との連結部分
の慣性力に起因して生ずる操作アーム（４１）の振れ回
わりを最小限に抑えることができる。

【００１７】また、中間部材が省略されたことによりシ
リンダ（１）内に生じるスペースを利用して操作アーム
（４１）およびその一端のボールナット（２２）を外周
側に拡大でき、それに伴ってボールねじ（２０）のねじ
軸（２１）を大径化できる。これにより、ねじ軸（２
１）の危険速度が大きくなり、従来のものよりねじ軸
（２１）を高速で回転させることができる。ねじ軸（２
１）の大径化により、ねじ軸（２１）とボールナット
（２２）との間に介在して荷重を受ける転動体（ボー
ル）の数が増えるので、ボールねじ（２０）の負荷容量
が増加して定格荷重が大きくなる。

【００１８】さらに、操作アーム（４１）の全長に亘っ
て薄肉部が存在することがなく、強度および耐久性をと
もに向上させることができる。ねじ軸（２１）と操作ア
ーム（４１）との間の中間部材の省略により部品点数が
減少する。

【００１９】請求項２の発明は、請求項１記載の電動シ
リンダ装置において、シリンダ（１）の他端側にボール
スプライン（４０）が配置され、そのボールスプライン
の外筒（４２）が前記案内手段として、スプライン軸
（４１）が前記操作アームとしてそれぞれ使用されてい
ることを特徴とする。

【００２０】この発明によれば、スプライン軸（４１）
が外筒（４２）により周方向に回り止めされつつボール
ねじ（２０）のねじ軸（２１）の軸線方向に案内され
る。従って、操作アームの回り止めを別に設ける必要が
ない。また、操作アーム（４１）が案内手段（４２）に
よって周方向に回り止めされるので、操作アーム（４
１）とその駆動対象との間にベアリング等を介在させて
操作アーム（４１）と駆動対象との間の周方向の相対運
動を許容することもできる。

【００２１】請求項３の発明は、請求項２記載の電動シ
リンダ装置において、前記操作アームとしてのスプライ
ン軸（４１）の外周およびスプライン溝（４１ａ）がス
プライン軸（４１）に形成された所定の加工基準部に対
して所定精度に研削加工され、その研削加工された外周
を基準としてねじ溝（２２ａ）が所定精度に研削加工さ
れていることを特徴とする。

【００２２】この発明によれば、スプライン溝（４１
ａ）とねじ溝（２２ａ）との間に組立誤差が介在せず、
両溝の同軸度を向上させることができる。

【００２３】請求項４の発明は、筒状のシリンダ（１）
と、このシリンダ（１）の内部に配置されるボールねじ
（２０）と、シリンダ（１）の一端側でボールねじ（２
０）のねじ軸（２１）と連結されて当該ねじ軸（２１）
を回転駆動するモータ（１１）と、シリンダ（１）の他
端側に設けられた案内手段（４２）と、案内手段（４
２）により、ねじ軸（２１）の軸線に沿ってシリンダ
（１）の他端側から突出動作可能に支持された操作アー
ム（４１）と、を具備し、シリンダ（１）の他端側にボ
ールスプライン（４０）が配置され、そのボールスプラ
インの外筒（４２）が前記案内手段として、スプライン
軸（４１）が前記操作アームとしてそれぞれ使用された
電動シリンダ装置の製造方法において、スプライン軸
（４１）の外周およびスプライン溝（４１ａ）をスプラ
イン軸（４１）に形成された所定の加工基準面に対して
所定精度に研削加工する工程と、スプライン軸（４１）
の一端部の内周に、当該一端部をボールねじ（２０）の
ボールナット（２２）として機能させるためのねじ溝
（２２ａ）を、前記研削加工された外周を基準として所
定精度に研削加工する工程とを含む電動シリンダ装置の
製造方法により、上述した課題を解決する。

【００２４】本発明によって製造された電動シリンダ装
置によれば、請求項３の電動シリンダ装置と同様の作用
効果を奏することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１〜図６は本発明の実施形態に
係る電動シリンダ装置を示すものであり、各図において
図８〜図１０の電動シリンダ装置と共通する部分には同
一符号を付してある。

【００２６】図１から明らかなように、本実施形態の電
動シリンダ装置Ａ１は、モータ１１にて発生した回転運
動が減速機構８を介してボールねじ２０のねじ軸２１に
伝達され、そのねじ軸２１の回転がボールナット２２の
直線運動に変換され、その直線運動に応じてボールスプ
ライン４０の中空のスプライン軸４１が軸方向に駆動さ
れる点で、上述した図８の電動シリンダ装置Ａ０と共通
する。しかしながら、従来の装置Ａ０では、ボールナッ
ト７とスプライン軸１６（図８参照）とが別部材として
構成されていたのに対して、本実施形態の電動シリンダ
装置Ａ１は、スプライン軸４１の一端部の内周にねじ溝
２２ａが一体に形成され、それによりスプライン軸４１
の一端部がボールナット２２として機能する。

【００２７】図２はボールナット２２が形成されたスプ
ライン軸４１の一端部を拡大して示す図であり、図３は
その一端部の平面図、図４は軸方向断面図である。これ
らの図から明らかなように、ボールナット２２は、ねじ
軸２１のねじ溝２１ａに対応してスプライン軸４１の内
周面に形成されたねじ溝２２ａと、ねじ軸２１の回転に
伴って両ねじ溝２１ａ、２２ａの間をねじ溝２２ａの一
端まで転走したボール（転動体）６をねじ溝２２ａの他
端へ戻すべくスプライン軸４１に取り付けられたリター
ンチューブ２４と、そのリターンチューブ２４を所定位
置に保持すべくスプライン軸４１の外周の切欠平面部４
１ｂにボルト２５を用いて固定されたチューブホルダ２
６とを有している。また、スプライン軸４１の一端に
は、ねじ軸２１の外周と接触する環状のシール部材２７
が止め輪２８を用いて装着されている。

【００２８】図５および図６はボールスプライン４０の
詳細を示すものである。このボールスプライン４０は、
操作アームとしてのスプライン軸４１の一端部にボール
ナット２２が一体に設けられている点を除き、一般のボ
ールスプラインと同様の構成を有している。すなわち、
スプライン軸４１の外周を３等分する位置には、２条で
一組をなすスプライン溝４１ａがスプライン軸４１の軸
線と平行に形成されており、スプライン外筒４２の内周
にはそれらスプライン溝４１ａと協働してボール４４を
挟み込むボール転走溝４５が形成されている。スプライ
ン外筒４２はシリンダ１の他端側（図１の右端側）の内
周に固定されて案内手段として機能する。スプライン外
筒４２の内周にはスプライン軸４１が抜き取られたとき
のボール４４の脱落を防止するリテーナ４６が挿入さ
れ、そのリテーナ４６は止め輪４７により軸方向に抜け
止めされている。リテーナ４６には、ボール転走溝４５
の一端まで転走したボール４４をボール転走溝４５の他
端まで戻すための戻し路４８が形成されている。止め輪
４７の内周にはスプライン軸４１の外周に接触する環状
のシール部材４９が取り付けられている。

【００２９】以上の構成によれば、スプライン軸４１の
スプライン溝４１ａの内周にボールナット２２のねじ溝
２２ａを一体に設けたので、ボールナット２２とスプラ
イン軸４１との間に、従来の収容筒１２（図８参照）の
ような大径で質量の嵩む中間部材を設ける必要がない。
従って、スプライン軸４１の自由端部に加わる荷重を低
減できる。しかも、ねじ溝２２ａとスプライン溝４１ａ
とを同一部材に加工しているので、これらの間から組立
誤差を排除でき、両者の同軸度を容易に高められる。こ
れにより、スプライン軸４１の自由端に設けられたボー
ルナット２２の振れ回りを最小限に抑え、スプライン軸
４１を高精度に直線運動させることができるとともに、
ボールねじ２０やボールスプライン４０の摩耗や損傷を
抑えてそれらの耐久性を向上させることができる。

【００３０】また、従来の収容筒１２に相当する部材が
省略されるため、それによってシリンダ１内に生じたス
ペースを利用してスプライン軸４１およびその一端のボ
ールナット２２を拡大できる。これにより、ねじ軸２１
を大径化してその危険速度を増加させ、ねじ軸２１を従
来よりも高速で回転させることができる。また、ねじ軸
２１およびボールナット２２の大径化によって、それら
の間に介在して荷重を受けるボール６の数が増加する。
このため、ボールねじ２０の負荷容量が増えてその定格
荷重が大きくなる。ねじ軸２１の座屈荷重に対する強さ
も増す。

【００３１】さらに、ボールねじ２０とスプライン軸４
１との間に中間部材が存在しないため、部品点数が減少
するとともに、その中間部材を取り付けるロスや、強度
を保持するためのロスがなくなり、電動シリンダ装置の
長さを短縮でき、その結果装置のコンパクト化が可能と
なる。

【００３２】また、上記の電動シリンダ装置によれば、
ねじ溝２２ａをスプライン軸４１の内周に直接形成して
いるので、スプライン軸４１の内径とボールナット２２
のねじ溝２２ａの内径とを近似させることができ、この
点でもねじ軸２１を大径化できる。さらに、スプライン
軸４１をその全長に亘ってほぼ均一な断面に形成できる
ので、スプライン軸４１に作用する軸方向の圧縮や引張
荷重、あるいは軸方向と直交する曲げ荷重に対するスプ
ライン軸４１の強さを高めてその疲労強度を向上させる
ことができる。

【００３３】次に、スプライン軸４１の製造手順の一例
を図７により説明する。この手順では、まずスプライン
軸４１の素材となる棒材またはパイプ材の内周および外
周を粗加し（ステップＳ１）、次いでその素材の両端に
センタ穴を加工する（ステップＳ２）。その後、加工さ
れたセンタ穴を基準として外周を仕上げ加工し（ステッ
プＳ３）、その仕上げ加工された外周を基準としてねじ
溝２２ａが形成される部分を仕上げ加工する（ステップ
Ｓ４）。続いて、仕上げ加工された外周を基準として素
材の内周にねじ溝２２ａを粗加工し（ステップＳ５）、
さらにセンタ穴を基準として外周にスプライン溝４１ａ
を加工する（ステップＳ６）。

【００３４】その後、ボールナット２２を設けるために
必要な部位、例えば切欠平面部４１ｂやリターンチュー
ブ２４を取り付ける穴を、既に形成されたねじ溝２２ａ
に合わせて加工し（ステップＳ７）、続いてねじ溝２２
ａおよびスプライン溝４１ａの両者に対して焼き入れ焼
戻しの熱処理を行なう（ステップＳ８）。

【００３５】熱処理後は研削による仕上げ工程に移行
し、まずセンタ穴を研削加工する（ステップＳ９）。続
いて、研削されたセンタ穴を基準として素材の外周を研
削仕上げし（ステップＳ１０）、さらにセンタ穴を基準
としてスプライン溝４１ａを研削仕上げする（ステップ
Ｓ１１）。次に、外周の研削面を基準としてねじ溝２２
ａが形成された部分の内周を研削仕上げし（ステップＳ
１２）、その後、外周の研削面を基準としてねじ溝２２
ａを研削仕上げする（ステップＳ１３）。以上により加
工工程を終了し、その後、リターンチューブ２４やチュ
ーブホルダ２６を組み付ける（ステップＳ１４）。これ
によりスプライン軸４１が完成する。

【００３６】以上の製造手順はあくまで一例であり、適
宜変更、省略、追加が可能である。例えばステップＳ１
０とステップＳ１１は同一個所を基準として研削してい
るので、順番を入れ替えてもよい。ステップＳ１２とス
テップＳ１３についても順番を変更可能である。スプラ
イン溝４１ａとねじ溝２２ａとの同軸度を向上させるた
めには、ステップＳ８、ステップＳ９、ステップＳ１１
およびステップＳ１３が特に重要である。

【００３７】図１の電動シリンダ装置Ａ０においては、
スプライン軸４１の先端部（図１の右端部）およびハウ
ジング２にはユニバーサルジョイント５１，５２がそれ
ぞれ取り付けられる。これらのユニバーサルジョイント
５１，５２は、例えば図１１の６軸パラレルリンク機構
１００に電動シリンダ装置Ａ０を組み込む場合に使用さ
れる。

【００３８】図１１の６軸パラレルリンク機構１００
は、一対のフレーム１０１，１０２と、６本の電動シリ
ンダ装置Ａ０…とを有しており、各フレーム１０１，１
０２にはそれぞれ３本のアーム１０１ａ…，１０２ａ…
が設けられている。下部フレーム１０１の各アーム１０
１ａには、それぞれ二本の電動シリンダ装置Ａ０のハウ
ジング２がユニバーサルジョイント５２を介して連結さ
れる。そして、同一のアーム１０１ａ上に取り付けられ
た二本の電動シリンダ装置Ａ０のスプライン軸４１は、
ユニバーサルジョイント５１を介して上側フレーム１０
２の異なるアーム１０２ａに連結される。

【００３９】このパラレルリンク機構１００では、電動
シリンダ装置Ａ０のスプライン軸４１の伸縮に応じてフ
レーム１０１，１０２とハウジング２およびスプライン
軸４１との連結点に種々の方向の回転変位が生じる。そ
のためにユニバーサルジョイント５１，５２が必要とな
る。

【００４０】図１に示すユニバーサルジョイント５１
は、スプライン軸４１をその軸線の回りに回転自在に支
持するスラストベアリング５３およびラジアルベアリン
グ５４が組み込まれている点で、ハウジング２側のユニ
バーサルジョイント５２と異なっている。これらのベア
リング５３，５４は、上述した６軸パラレルリンク機構
１００でスプライン軸４１とフレーム１０２との間に生
じるねじり変位を許容するために設けられたものであ
る。なお、図１１の使用例の場合、ユニバーサルジョイ
ント５１に代えて球面軸受けを利用してもよい。

【００４１】以上の実施形態では、ボールスプライン４
０のスプライン軸４１を操作アームとして、スプライン
外筒４２を操作アームに対する案内手段としてそれぞれ
使用したが、本発明はボールスプラインを使用する例に
限定されない。すなわち、操作アームはそれと連結され
る駆動対象によって回り止めされる場合があり、そのよ
うな場合には案内手段としてボールブッシュやすべりブ
ッシュ等の回り止め機能を有しないものを利用し、操作
アームをそれらブッシュと嵌合する中空軸として構成で
きる。図１のユニバーサルジョイント５１や球面軸受け
が使用される場合のように、駆動対象によって操作アー
ムを回り止めできない場合でも、ボールブッシュやすべ
りブッシュと操作アームとの間にすべりキー等を追加し
て操作アームを回り止めすることもできる。

【００４２】本発明において、操作アームは必ずしも単
一材料にて構成される必要はない。例えば操作アームの
一端部に別部材からなる筒体を焼き嵌めや圧入等の固着
手段を用いて脱着不能に嵌合させ、その後に操作アーム
の外周形状やねじ溝をそれぞれ加工してもよい。要は、
操作アームの案内手段にて案内される部分と、ねじ溝が
それらの加工後の組立工程を経ることなく一体化されて
いる構成であれば、本発明でいう「ねじ溝が一体に設け
られた」概念に含まれる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、操
作アームの一端部の内周にボールナットのねじ溝を一体
に設けたため、操作アームの自由端部に加わる荷重を低
減できるとともに、ボールナットのねじ溝と操作アーム
の案内手段にて案内される部分との間の組立誤差を排除
してねじ軸と操作アームとの同軸度を高めることがで
き、その結果、操作アームの振れ回わりを最小限に抑え
ることができる。したがって、スプライン軸の高度な直
線運動を確保することができるとともに、ボールねじお
よびボールスプラインの摩耗や損傷を防いでそれらの耐
久性を向上させることができる。

【００４４】また、ボールナットと操作アームとの間か
ら両者を連結するための中間部材が省略され、それに伴
ってシリンダ内に生じたスペースを利用して操作アーム
およびボールナットを拡大してねじ軸を大径化できるの
で、ねじ軸の危険速度を増加させてねじ軸を従来よりも
高速で回転させることができるとともに、ねじ軸とボー
ルナットとの間に介在して荷重を受ける転動体の数を増
やしてボールねじの負荷容量を増大させ、それによりボ
ールねじの定格荷重を従来よりも大きくできる。ねじ軸
の大径化によってその座屈強度も増加させることができ
る。

【００４５】さらに、ボールナットと操作アームとの間
に中間部材が存在しないため、部品点数が減少するとと
もに、その中間部材を取り付けるロスや、強度を保持す
るためのロスがなくなり、電動シリンダ装置の長さを短
縮でき、その結果装置のコンパクト化が可能となる。

【００４６】スプライン軸を全長に亘って略均一な断面
とすることができ、スプライン軸に加わる各種の荷重に
対して充分な強度を確保することができるとともに疲労
強度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る電動シリンダ装置の
シリンダ軸線に沿った断面図。

【図２】図１の電動シリンダ装置に設けられたボールね
じとボールスプラインとの連結部分を拡大して示す図。

【図３】図２の矢印III方向からの平面図。

【図４】図３のIV−IV線に沿った断面図。

【図５】図１の電動シリンダ装置に設けられたボールス
プラインを一部破断して示した斜視図。

【図６】図５のボールスプラインの外筒を一部破断して
示した正面図。

【図７】図１のボールスプライン軸の製造手順を示す工
程図。

【図８】従来の電動シリンダ装置のシリンダ軸線に沿っ
た断面図。

【図９】図８の電動シリンダ装置に設けられたボールね
じとボールスプラインとの連結部分を拡大して示す図。

【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿った断面図。

【図１１】図１の電動シリンダ装置を使用した６軸パラ
レルリンク機構の斜視図。

【符号の説明】

１ シリンダ １１ モータ ２０ ボールねじ ２１ ねじ軸 ２１ａ ねじ軸のねじ溝 ２２ ボールナット ２２ａ ボールナットのねじ溝 ２４ リターンチューブ ２６ チューブホルダ ４０ ボールスプライン ４１ スプライン軸（操作アーム） ４１ａ スプライン溝 ４２ スプライン外筒（案内手段） ５１，５２ ユニバーサルジョイント

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状のシリンダと、 このシリンダの内部に配置されるボールねじと、 前記シリンダの一端側で前記ボールねじのねじ軸と連結
   されて当該ねじ軸を回転駆動するモータと、 前記シリンダの他端側に設けられた案内手段と、 前記案内手段により、前記ねじ軸の軸線に沿って前記シ
   リンダの他端側から突出動作可能に支持された操作アー
   ムと、 を具備する電動シリンダ装置において、 前記操作アームの一端部の内周に、当該一端部を前記ボ
   ールねじのボールナットとして機能させるためのねじ溝
   が一体に設けられたことを特徴とする電動シリンダ装
   置。
2. 【請求項２】 前記シリンダの他端側にボールスプライ
   ンが配置され、そのボールスプラインの外筒が前記案内
   手段として、スプライン軸が前記操作アームとしてそれ
   ぞれ使用されていることを特徴とする請求項１記載の電
   動シリンダ装置。
3. 【請求項３】 前記操作アームとしての前記スプライン
   軸の外周および前記スプライン溝が前記スプライン軸に
   形成された所定の加工基準部に対して所定精度に研削加
   工され、その研削加工された外周を基準として前記ねじ
   溝が所定精度に研削加工されていることを特徴とする請
   求項２記載の電動シリンダ装置。
4. 【請求項４】 筒状のシリンダと、このシリンダの内部
   に配置されるボールねじと、前記シリンダの一端側で前
   記ボールねじのねじ軸と連結されて当該ねじ軸を回転駆
   動するモータと、前記シリンダの他端側に設けられた案
   内手段と、前記案内手段により、前記ねじ軸の軸線に沿
   って前記シリンダの他端側から突出動作可能に支持され
   た操作アームとを具備し、前記シリンダの他端側にボー
   ルスプラインが配置され、そのボールスプラインの外筒
   が前記案内手段として、スプライン軸が前記操作アーム
   としてそれぞれ使用された電動シリンダ装置の製造方法
   において、 前記スプライン軸の外周および前記スプライン溝を前記
   スプライン軸に形成された所定の加工基準部に対して所
   定精度に研削加工する工程と、 前記スプライン軸の一端部の内周に、当該一端部を前記
   ボールねじのボールナットとして機能させるためのねじ
   溝を、前記研削加工された外周を基準として所定精度に
   研削加工する工程と、を含むことを特徴とする電動シリ
   ンダ装置の製造方法。