JPS60179507A - 流体動力ボールスクリユー式アクチユエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 所業」二の利■しり！ 本発明は一般にらせん形アクチュエータに関し、特に、
流体動力尿−ルスクリュ一式アクチュエータに関する。

３ｉｆｉ坐９−技■Ｌ ｆｉｉｉ　Ｍ’−な線型のピストン・シリンダ駆動機構
から高いＩ・ルク出力を得るために回転式のら−Ｕん形
にスプラインイＮＪすされたアクチｊ−エークが従来か
ら用いられている。しかし、高１−ルク高効率の用途に
対しては、堅固なスプラインイ１きのらゼん形アクチ、
１．エータは不所望に高いＩＹ擦係数を持つとい・）こ
とが従来から認められている。アクチブ、エータはボー
ル及びらせん形ホールレースを用いて４１・Ｙ成されて
おり、ボールの回転摩１！旨がスプラインの滑り摩擦よ
りも小さいとい・うことにより、より高い出力効率を提
供するが、従来のらせん形ボールスクリュ一式アクチュ
エータは、ボールキャリヤがアクチュエータのシリンダ
内で往復運動する際にボールの再循環を必要とする。こ
の再循環により、ボールはボールレース内で比較的拘束
を受＆Ｊないで転動し、」−記レースに沿仙１；−ルの
かじりを避けることができる。

再循環を用いるとボールかじりの問題の大部分が除去さ
れるが、再循環路具（ｉｉｉｆのアクチュエータを作る
ことば困邦であり且つ費用がかかる。また、拘束の全然
無いホールの流れを提供することのできる再循環路は無
い。また、再循環のためには、再循環路がボール担持用
ボールレースにわたって折り返ることが必要であるので
、１１を循環路を受容するために、それだけ巾広にアク
チュエータを作られな＆Ｊればならない。

そのために、再循環路を用いる必要がなく、しかもかし
り問題を除去することのできる流体動力らせん形ポール
スクリコ、一式アクチＪ−エータの開発が強く要望され
ている。

光朝安邂迭ル４う」Ｊシり町削点 本発明は、高トルク、高効率の性能を有し、及び比較的
容易且つ低背□用で製造することのできるものであって
、上記従来の要望を満たし、更にまた他の利点を有する
アクチュエータを提供しようとするものである。

皿苅悦王遥アＪヌ）頂−役 本発明にかかる流体動カポールスクリュ一式アクチュエ
ータは、トルク伝達用の内部の第１のボールレース並び
に第１及び第２の端部を有する外部の長く伸びた本体と
、上記第２の端部へ向かう」−起筆１のボールレースに
沿うボールと係合してその移動を制限するために」−記
本体に対して定置している第１のストップと、上記本体
内に配置されてこれに対して回撃するように支持された
軸とを備え、上記軸はトルク伝達用の第２のボールレー
スを有しており、更に、上記第１の端部へ向かう上記第
２のボールレースに、沿うボールと係合してその移動を
制限するために上記軸に対して定置。

している第２のストップと、上記本体内に往復動可能に
取イ１りられ、且つヘッドを有するピストンとを備えて
おり、上記ヘッドの相対抗する例の一方または他方に流
体圧が印加されて上記ピストンを−ｈ記第１または第２
の端部へ向がって軸方向に移動させるようになっている
。上記ピストンは、・更に、内部に、］二１軸を同軸的
に受入れる長く伸びたスリーブを有し、該スリーブは、
上記第１のボールレースに対応且つ対向して外部チャネ
ルを形成する１−ルク伝達用の第３のボールレース、及
び、上記第２のボールレースに対）ｂ且つ対向して内部
チャネルを形成するトルク伝ｊ＋：用の第４のらせん形
ボールレースを具備している。上記第３及び第４のボー
ルレースは、上記本体内で」１記ピストンがその端部限
界点相互間で往復運動する際に上記外部及び内部のチャ
ネル内のボールの無妨害の回転移動をＢ１０ずように」
二起筆１の端部へ向かって」二起筆１及び第２のストッ
プを越えて突出する上記スリーブの十分な軸方向長さに
わたって延びる。

１つまたはそれ以上の第１のボールが上記外部チャネル
内に上記第２の端部へ向かう上記第１のストップの側に
収容されておって、」二記ヘッドに対する流体圧の印加
によって上記ピストンが軸方向に移動すると上記本体と
上記ビスＩ・ンとの間でトルクを伝達するようになって
おり、また、１つまたはそれ以」二の第２のボールが、
Ｌ記内部チャネル内に上記第２の端部へ向かう」二起筆
２のストップの側に収容されておっ−ζ、上記ヘソＩＳ
の反対側に対する流体圧の印加によって」二記ピストン
が軸方向に移動すると」１記ピストンと上記軸との間で
トルクを伝達゛Ｊるようになっている。

本発明アクチュエータは更に、−１二記ピストンが」二
起筆１の◇；ｉ）部へ向かって移動する際に」１記外部
チャネル内のボールと係合してこれを上記第１のスミ−
ノブへ向かって再集Ｉ：Ｙさせるために」−起筆２の端
部へ向かう」二起筆１のボールの側に上記スリーブに対
し−Ｃ定置している第３のストップと、−］−記ピスト
ンが上記第１の端部へ向かって移動する際に」１記内部
チャネル内のホールと係合してこれを」二起筆２のスミ
−ノブへ向かって再集群させるために」二起筆２の端部
へ向か・つ」二起筆２のボールの側に上記スリーブに対
して定置している第４のストップとをｆｊず。

上記第３及び第４のボールレースは、第１の端部へ向か
う行程のＤ：：：部限界点に位置しているときの上記ピ
ストンと比・＼て、上記本体内の上記ピストンの端から
端までの軸方向行程の距離のほぼ２分の１またはそれ以
上、上記第１及び第２のストップを越えて上記第１のス
トップ−１向かって突出する上記スリーブの軸方向長さ
にわたって延びる。

同様に、−１−起筆１及び第２のボールレースは、−１
−起筆１の端部へ向かう行程の端部限界点に位置してい
るときの上記ビスＩ・ンと比べて、上記本体内の」１記
ピストンの端から端までの軸方向行程の距百（のほぼ２
分の１またはそれ以上、上記第３及び第４のストップを
それぞれ越えて」二起筆２の端部へ向か・う−１−記本
体及びスリーブの軸方向長さにわたって延びる。本発明
の実施例においては、少なくとも上記外部または内部の
チャネルを形成するボールレースはらせん形である。」
１記内部及び外部のチャネルのり一ト′角は少なくとも
４度である。

上記第１及び第２のボールは、」二記ピストンが上記第
１の端部へ向かうその行程の端部限界点にイ５装置して
いるときに、」二起筆１及び第３のストップの間の上記
外部チャネルを、並びに」二記第２及び第４のストップ
の間の内部チャネルをそれぞれ実質的に満たず。上記第
１及び第２のストップは上記第１及び第２のレース内に
それぞれ突出しており、上記第３のストップは、」１記
スリーブを］Ｆｆに貫通して上記第３及び第４のレース
内に突出するピンである。

本発明の他の実施例においては、上記第１ないし第４の
ボールレースの各々のは複数のボールレースで置換えら
れ、」上記第１ないし第４のストップは上記ボールレー
スと対応する複数のス１ツブで置換えられている。上記
第１または第３の複数のボールレースのうちのボールレ
ース、及び上記第２または第４の複数のボールレースの
うらのボールレースは互いに縦に喰違っており、上記第
１または第３の複数のボールレースの相隣る対、及び上
記第２または第４の複数のボールレースの相隣る対は、
上記本体と上記ピストンとの間の、及び上記ピストンと
上記軸との間の自由遊びを実質的に除去するように対応
のレースに対して十分に喰違っている。

本明細書に開示する本発明のいくつかの実施例において
は、上記第１のボールレースは」二記本体の内側壁上に
形成される。他の実施例においては、上記ボールレース
は、」＝配本体内に配置されてこれに固定的に取付けら
れたインサート上に形成される。」二記インザートはカ
ラーであり、上記第１のボールレースはその内壁上に形
成される。上記カラーは、」１記イン・す・−１・と−
１−記本体との間に縦に延びる複数の周辺間陪保持子に
より、上記本体内に同心的に保持される。この実施例に
おいては、上記第１のスｌツブば、上記第１の端部へ向
かう上記イン４）　−１−の端部と本紀本体との間で上
記本体内に同心的に配置されたリングであり、該リング
は、軸方向に移動しないように保持されており、且つ、
上記インサーＩ−を越えて」二起筆１の端部へ向かう上
記外部チャネル内のボールの移動を阻止するのに十分に
内方へ突出する内部周辺縁部を有している。

本発明の若干の実施例においては、上記諸ストップは上
記ボールレース内のボールの移動を阻止するように突出
するピンであり、上記第２のストップは上記軸にこれと
ともに回転移動するように固定的に取伺げられている。

本発明の他の実施例においては、上記第２のストップは
、本発明アクチュエータの上記第１の端部へ向かう−Ｌ
上記第のボールレースの端部と実質的に当接してボール
の移動を阻止する上記本体の部分である。この実施例に
おい“Ｃは、−１−記輔は、はぼ環状の形状をイｉする
回転可能部刊であり、−に起筆２のボールレースは、該
部材の」−記スリーブに対向する側壁上に形成される。

上記環状部月は相対抗する半径方向に延びる端壁を有し
、上記本体は上記端壁の各々に対向する壁部を（ｊず。

上記端壁及び上記本体の壁部は相対応する円形の’１ｊ
１ｊをイラし、玉軸受がその間に配置され゛（−に記部
祠を上記本体に対し゛Ｃ回転可能に支持するようになっ
ている。」二記ピストンは相対抗する１対のヘッドを有
し、上記スリーブが」１記ヘッド相互間に延びている。

本発明の他の特徴及び利点は、図面を参照して以下に行
なう本発明の実施例の詳細な説明から明らかになる。

天側Ｕ対 本発明は図示の如き流体動力らせん形ボールスクリュ一
式アクチュエータ１０に関するものである。アクチェエ
ータ１０は、第１の９話１部１６及び第２の端部１８を
具備する円筒状側壁１４を有する長く伸びた本体または
ハウジング１２を有している。本体１２内には、回転式
出力軸２０が回転可能に取伺りられてその内部で縦に延
びている。

輔２０の駆動端部２２は本体１２の第２の☆：Ｌ１部１
８を越えて外方へ突出しており、且つ、他の装置（図示
セず）に連結してこれに回転駆動力を与えるノ、二めの
スプライン２４が、ｔｌ、ＬＵられている。ピストン２
６が本体１２内に往復動可能に取ｕＬＪられており、１
１つ、ヘット２８及び長く伸びたスリーブ３０を有して
いる。スリーブ３０は本体１２内で縦に延び、本体側壁
１４の内方に半径方向に配置されている。本体１２の第
１の端部１６の方に向く軸２０の端部３２はスリーブ３
０内に同軸的に受入れられている。

アクチュＪ二一夕１０は、後述するように、ピストン２
６の線形運動を軸２０の回転運動に変換するごとにより
、本体１２と輔２０との間の相対的回転運動を提イハす
る。本発明は、本体の両端において外方へ突出する軸を
有するアクチュエータにおいて実施することのできるも
のであり、この場合には、」立起軸がピストンを・これ
に対して密閉関係に貫通していることが必要である。ま
た、このアクチュエータは、定置されている軸２０の駆
動端部とともに用いることができ、回転駆動力は本体１
２の回転によって提供される。

図示の本発明の実施例においては、本体側壁１４には、
第１の端部１６の方へ向かって配置されており且つピス
トン２Ｇの全行程を受容するのに十分な長さを有する平
滑な内部穴部３４が設６ノられている。内部ら−Ｕん形
ボールレース３８が本体側壁１４の中央部３６に沿って
廷び、その上に一体的に形成されている。本例において
はボールレース３８を側壁１４上に直接形成しであるが
、本体１２の内部に固定的に取（＝Ｊりた硬化インリ”
−ト」二にボールレースを形成してもよい。スリーブ３
０は、本体Ｉ２の内部ボールレース３８に対向且つ対応
する外部らせん形ボールレース４０を有ず。本体１２の
内部ボールレース３８及びスリーブ３０の外部ボールレ
ース４０は、実質的に同じリード及びピンチを有してお
り、ピストン２６か上記本体内で軸方向に移動するとき
に上記２つのボールレースの合致領域によって形成され
る横方向に制限された可変長の外部チャネルを形成する
。

輔２０の６ｔｊｔ部３２にもまた外部らせん形ボールレ
ース４２が設けられている。スリーブ３０は、軸２０の
ボールレース４２に対向且つ対応する内部らせん形ボー
ルレース４４を有す。スリーブ３０の内部ボールレース
４４及び輔２０の外部ボールレース４２は、実質的に同
しリード及びピンチを有しており、ピストン２６が本体
１２内で横方向に移動するときに」−記２つのボールレ
ースの合致領域によっ゛ζ形成される横方向に制限され
た可変長の内部チャネルを形成する。本体側壁１４の中
央部３６、スリーブ３０、及び軸２０の端部３２は、−
１−記外部及び内部のチャネルとのボールレース接触を
増大し珪つぞの内部に支持されたボールによる１−ルク
伝達を促進するために、及びアクチュエータ１０の軸方
向１′目１１１支持能力を増大するために、最小の相互
間隔を提供するように直径的大きさに作られている。

第１のスＩ・ツブ４６が本体■２に取にＪりられて該本
体の内部ボールレース３８内に突出し、ボールレース３
８及び４０によって形成された外部チャネルを通るボー
ルに係合してその移動を制限するようになっている。第
１のストップ４Ｇは本体１２に対し７て定置しており、
−１−記外部チャネルを通って第１の端部１６へ向かっ
て移動するボールが平滑な穴部３４とスリーブ３０との
間の空所に入ることを妨げるように本体側壁１４の平滑
な穴部３４に隣接して配置されている。同様に配置され
た第２のストップ４８が輔２０の端部３２に取（＝Ｊり
られて該軸の外部ボールレース４２内に突出し、ボール
レース４２及び４４によって形成された内部チャネルを
通るボールに係合してその移動を制限するようになって
いる。第２のストップ４８は輔２０に対して定置してお
り、上記内部チャネルを通って第１の端部１　（ｉへ向
かって移動するボールがスリーブ３０の内部空所に入る
ことを妨げるように」立起軸とともに回転する。

ストップビン５０が、ヘッド２８から遠いスリーブ３０
の端部５１において該スリーブを横に貫通し、その２つ
の自由端部をスリーブ３０の外部ボールレース４０及び
内部ボールレース４４内に突出させている。ピン５０は
スリーブ３０に対して定置しておってこれとともに移動
し、ピストン２６が第１の端部１Ｇへ向かって移動する
ときに、」立起外部及び内部のチャネル内のボールと係
合してこれを寄せ集めて該ボールを第１及び第２のスト
ップ４Ｇ及び４８へ向かってそれぞれ再集群させるよう
になっている。ビン５０は、ピストン２６が第１の端部
１Ｇへの行程を終ったときに上記ボールがストップ４６
及び４８へ完全に戻っていない場合に、」立起チャネル
内の上記ボールを」二記ストップへ向かって再集群させ
る働きをなすのみのものである。以上においてはストッ
プ４６．４８及び５０を」立起種々のボールレース内に
突出するピンまたは他の別々の部月として図示且つ説明
しであるが、−１−記ストップは、例えば上記レースの
端壁を用いることによって上記レースと一体に構成した
ものであって−もよい。

ねじ山（＝Ｊきの第１の端部キャンプ５２が本体１２の
第１の端部１（ｉに配置されており、ねじ山イ」きの第
２の６：１１部キャップ５４が本体の第２の端部１８に
配置されている。軸２０は第２の端部：１−ヤソプ５４
内の孔５５を貫通している。輔２０には、第２のｑπＨ
＋ｒＨａ・ヤソプ５４の内面５８と本体１２の半径方向
に延びるストップ肩部（ｉ　０で所定位置に保持された
保持リング５９との間に配置された半径方向に延びるフ
ランジ５Ｇが設ＬＪられており、これにより、」立起本
体内での上記軸の軸方向移動を妨げるようになっている
。スラスト軸受６２が、輔フランジ５Ｇの洛側に、第２
の端部キャップ５４と保持リング５９吉の間に配置され
ており、これにより、−１＝記本体内での上記軸の回転
運動を容易ならしめている。

第１図ないし第３図に示す本発明の実施例においては、
ピストン２６は、径大の二個構成ヘッド、スリーブ３０
と一体に形成された雌ねじ山（＝Ｊきリング６４、及び
このリングに受入れられた雄ねじ山イ」きプラグ６６を
有ず。普通のシール６８が上述の種々の構成部月間に設
りら４′Ｉ７、ピストンヘソド２８の各側に対する１対
の流体密隔室７０及び７２を提供しており、該隔室の一
つは第１の端部１６の力に、他の一つは第２の端部１８
の方にそれぞれ向い゛（いる。低ｊｒ擦ピストンリング
軸受７４がビス１ンヘツド２８と本体側壁１４の平滑な
穴部３４との間に配置されている。

？、ｌｔＧのボール７Ｇが第１のスト・ノブ４６とピン
５０との間の上記外部チャネル内に収容されてこれと転
勤係合しており、複数のボール７８が第２のスｊ・ツブ
４′８とピン５０との間２上記内部チャネル内に収容さ
れてこれと転勤保合している。アクチュエータＩＯに対
する流体圧（くＪ与によっ゛Ｃピストン２Ｇが移動する
と、上記外部チャネル内のボール７６は本体１２とピス
トン２Ｇとの間で１−ルクを伝達し、上記内部チートネ
ル内のボール７８は上記ピストンと軸２０との間でトル
クを伝達する。

加圧された液体または空気か、室７０と連通している第
１の０：）１部キャンプ５２内の第１の出入口８０を通
るか、）Ｖたは室７２と連通しているピストン２６の他
の側に対する本体側壁Ｉ４内の第２の出入１」８２を通
って流入するときに、本体１２内でのピストン２Ｇの往
復運動が生ずる。ピストン２６、及び該ピストンの一部
を形成するスリーブ３０が本体１−２内で軸方向に直線
的に往復運動すると、本体１２の内部ボールレース３８
及び上記スリーブの外部ボールレース４０の共働作用を
介してボール７６によってトルクが伝達されて一上記ス
リーブを回転させる。スリーブ３０の上記直線的及び回
転的運動は、輔２０の夕１部ボールレース４２及びスリ
ーブ３０の内部ボールレース４４の共働作用を介してボ
ール７８によって伝達され、１−ルクを−に記軸に伝達
し一部ごれを回転ざ−Ｕる。軸２０の横方向移動は制限
されているから、ピストン２６の軸方向運動は本体１２
と−に記輔との間の相対的回転運動に変換される。

第１の端部ｌＧへ向かう本体１２内でのピストン２Ｇの
軸方向移動は第１の端：１卜１−ヤソブ５２の内面８４
と係合するピストンヘッド２８によって制限され、第２
の端部１Ｂへ向かう移動は保持リング５９と係合する第
２の端部１８へ向かうスリーブ３０の半径方向端壁８Ｇ
によって制限される。

ビス］・ン２Ｇが、第２図に示すように、第１の端部１
６へ向かう行程の端部限界点に位置していると、上記外
部及び内部のチャネルは、ストップ４６．４８及び５０
間のチャネルを実質的に満たずのに十分なハ１のボール
７６及び７８を内部に有す。第２図及び第３図のアクチ
ュエータ１０は後で詳述する二条ボールレースを用いて
いるが、その作動原理は第１図の一条式アクチュエータ
と同しであり、その構成部材には第１図のアクチュエー
タの構成部材と対応する番号を伺しζある。

山び、第１の端部１６へ向かう行程の端部１１ｆＪ界点
に位置しているときのピストン２６と比べて、スリーブ
３０の外部ボールレース４０及び内部ボールレース４４
は、第１及び第２のストップ４６及び４８をそれぞれ越
えて第１の端部１６へ向かっ“ζ突出する上記ストップ
の軸方向長さにわたって延びる。即ぢ、上記スリーブは
、本体１２内でのピストン２６の端から端までの軸方向
行程の少なくとも２分の１の距ｉ：：Ｉ［だり、第１の
端部］に・＼向かって突出する。ピストン２６を、第１
の端部−１′ヤソブ５２に隨接する行程の一方の端部限
界点から第２の端部１８へ向かう行程の他方の端部限界
点まで移動さ−Ｕると、−上記内部及び外部のチャネル
内に収容されているボール７６及び７８は、本体１２及
び軸２０に対してそれぞれ走行するスリーブ３０の距離
の約２分の１の距１１１１を転動しながら上記チャネル
に沿って移動する。ボール７６及び７８のもっと遅い移
動を受容するには、第２図及び第３１２１に見られるア
クチュエータＩＯの如く、スリーブ３０のボールレース
４０及び４４が該スリーブの十分な部分にわたってスト
ップ４６及び４８の右へ延びて、ピストンの全行程中に
上記外部及び内部の・ｙ−ヤネル内のボールの自由転勤
を、Ｉラシ、これにより、上記ボールのかしりを避りる
ようにすることが必要である。要すれば、ボールレース
　４０及び４４はストップ４Ｇ及び４８を越えて更に延
ひてもよく、また、第１及び第２のスＩ・ツブ４Ｇ及び
４８が十分に突出してボールレース４０及び４４にそれ
ぞれ入り込んでいるならば、上記ボールレースは、少な
くともピストン２　（ｉの端から！Ｉ：ｉｉまでの軸方
向行程の距離だけ第１の端部１６へ向かって上記第１及
び第２のストップを越えるスリーブ３０の軸方向長さに
わたって延びることが必要であり、または、他の凹み手
段を設りて、第２の端部１８へ向かう」−記ピストンの
走行を妨げる上記第１及び第２のストップを避りるよう
にすることが必要である。

上述と同様の理由で、ピストン２６が第１の端部１６へ
向かう行程の端部限界点に位置している場合を考えると
、本体１２の内部ボールレース３８及び軸２０の外部ボ
ールレース４２は、上記本体内でのピストン２６のＯ：
１１から端までの軸方向行程距離１の少なくとも２分の
１だけ第２の端部１８へ向かってピン５０を越える上記
本体及び軸の軸方向長さにわたって延びる。事実、］二
立起部及び内部のチャネルは、ピストン２６がその行程
の端部限界点和瓦間で移動ずろにつれて伸縮する。

要すれば、ボールレース３８及び４２ばピン５０を越え
Ｃ更に延びてもよく、また、ピン５０が十分に突出して
ボールレース３８及び４２に入り込んでいるならば、上
記ボールレースは、少なくともピストン２６の９：ミ１
から端までの軸方向行程距離たり第２の端部１８へ向か
って上記ピンを、成える本体１２及び軸２０の軸方向長
ざにわたって延びることが必要であり、または、他の凹
め手段を設けて、第２の端部１８へ向かう上記ピストン
の走行を妨げる１−記ピンを避げるようにすることか必
要である。

上記外部及び内部のチャネルを形成するボールレース３
８．４０．４２及び４４は同じ手即ち傾斜方向または角
度的方向を有し、ビス１ン２６の軸方向移動から生ずる
スリーブ３０と軸２０との間の差動回転に基づく本体１
２と軸２０との間の相対的回転運動を提供する。例えば
、室７０に対する流体圧の印加による第１の端部１６か
ら第２の端部１８へ向かうピストン２６の行程中に、ス
リーブ３０ば本体１２に対して該本体の第２の端部から
見て反時計方向に回転し、輔２０は」立起スリーブに対
して時計方向に回転する。その結果化ずる本体１２に対
する軸２０の回転は、これら互いに反対の回転のｍ間の
差である。ボールレース３８及び４０（ｊｚ記外部チャ
ネルを形成する）並びにボールＬ／−ス４２及σ４４　
（−１−記内部チャネルを形成する）のリードの選定に
より　（ここに、「リード」とは、ボールがボールレー
スに沿って完全１回転するときに該ボールが進む軸方向
距離である）、及び差動回転の使用により、輔２０の回
転の方向及び■を、アクチュエータ１０の設計中に、注
意深く選定することができる。

差動回転を用いると、アクチュエータ１０の回転出力を
不所望に増大さセることなしにより太きなリード角具備
のボールレースを用いることができるという利点が更に
得られる。「リード角」が大きいほど（ここに、「リー
ド角」とは、ボールレースのり一ト°の逆正接を、ボー
ルレースのピッチ・直径のｐｌ　（Ｕの積で除したもの
である）、流体圧によってアクチュエータ１０に加えら
れるより多くのエネルギーが、無効スラストとならずに
、トルクに変換される。しかし、本発明は差動回転に限
定されるものではなく、上記外部及び内部のチャネルは
、より大きな出力回転が欲しい場合には、反対の手方向
または角度的方向を有して本体１２及び軸２０の複合回
転運動を提Ｉハするごともできる。更にまた、本発明の
実施に際して、上記外部または内部のチャネルのうちの
一方だりのボールレースをらせん形となし、他方のチャ
ネルのボールレースを縦に直状となして回転に寄与しな
いものとしてもよい。

ボールレースの全体的ジー１角を更に増すために、第２
図及び第３図に示す本発明の実施例は二条関係にあるボ
ールレースの対を用いており、一つの対のレースはいず
れも実質的に等しいリード角を有す。即ち、第２図に示
すように、レース３８．４０．４２及び４４ば各々が１
対の二条ボールレースからなっており、この二条ボール
レースを、」立起ボールレースを示す参照番号に文字ｒ
ａＪ及びｒｂＪをイ１加して示しである。上述した第１
、第２及び第３のストップ４Ｇ、４８及び５０に対応す
るストップも設けられており、これらストップを、上記
対のボールレースのうちのどの一つが含まれているかに
応じて、文字ｒａＪ及びｒｂＪを上記参照番号に（１加
して示しである。

ｊつの一条ボールレースの代りに１対の二条ボールレー
スを用いることにより、使用するボールの総数を減少さ
せることなしにボールレースに対するリード角を倍増す
ることができる。ボールはまたアクチュエータ構成部材
４（ｌ瓦間の半径方向距離を保持するために横方向軸受
面を提供する作用をなすので、及び、各ボールを通じて
より小さなトルクを伝達させなげればならないので、最
小限数のボールを保持することが望ましい。実際上は、
４ないし６度以上のり−１・”角が望ましく、約１５度
のリード角が好ましい。

内部に収容したボールよりも大きい直径を有するボール
レースを用いることの結果として角度的遊びを生ずるバ
ンクラッシュの問題を避＆Ｊるには、次々に続くボール
レース相互間に均一のビソヂ（第４図に文字ｒＸＪで示
す）を与えるために一様な縦間隔を有する一方の部材の
二条ボールレースを用い、及び、隣りのボールレース上
の次々に続く対応点相互間に交番ピンチ（文字「Ｙ」及
びｒＺＪで示ず）を与えるために縦に喰違った間隔をイ
ｊする対向部材の対向二条ボールレースを用いてアクチ
ュエータ１０を作る。内部にボール７６′がある外部チ
ャネルを形成するボールレース３８ａ及び３８ｂ並びに
４０ａ及び４０ｂのための本体１２及びスリーブ３０に
対するかかる構造を第４図に示す。上記喰違い間隔は、
第４図に示すレースの対の如く、相隣るボールレース４
０ａ及び４０ｂの外部側壁と、相隣るボールレース３８
ａ及び３８ｂの内部側壁との間にボール７６を拘束する
ことによって本体１２とスリーブ３０との間の自由遊び
を実質的に除去するように選定される。

この同じ手法は、−条よりも多いボールレースを有する
アクチュエータにおいて用いることができるものであり
、偶数条のボールレースを有するアクチュエータに最も
好適する。

本発明の他の実施例を第５図に示す。この実施例は、−
条ボールレース３８．４０．４２及び４４を用いており
、その軸２０ば、へシト２８を通り、第１の端部キャン
プ５２内の孔９０を通ってこれを越えて延びる径小の軸
端部８８を有ず。

軸端部８８は、回転指示または制御を与えるための位置
感知手段（図示せず）の取付けのために用いられる。こ
の実施例アクチュエータ１０ば、着脱式の端部キャンプ
の代りに、該アクチュエータの第２の端部１８において
半径方向内方へ延びる端壁９２を具備する本体１２を有
ず。端壁９２の内方に配置された半径方向内方へ延びる
ストップ肩部９４が設けられており、軸２０のフランジ
５６と係合し、第２の端部１８へ向かう上記軸の軸方向
移動を制限するようになっている。スラストリング９　
（ｉ及びスラスト軸受９８がソランジ５６とストップ肩
部９４との間に配置されている。

間にスラスト軸受１０２がある１対のスラスＩ・リング
１００が、第１の端部キャップ５２に隣る第１の端部１
６・＼向かってａｊ↓りられており、軸２０上に形成さ
れて径小の軸端部８８を限定するストップＪｉＪ部１０
４と係合し、−１−起筆１の端部へ向かう上記軸の軸方
向移動を制限するようになっている。

更に他の実施例を第６図に示す。この実施例においＣは
、軸２０　＆、Ｌ中空内部１０６を有し、該軸はヘッド
２８を通って延び、且つ第１及び第２の端部キャップ５
２及び５４に通っているがこれを越えてらＩいない。こ
の実施例のアクチＪ−エータ１０は端Ｂトトヤップ５２
．５４及び軸２０の各々に形成された相対応する’７ｒ
’ｉ　Ｉ　０８を用いており、該ｌ？ｌは玉軸受１１０
を内蔵し、上記軸の軸方向移動を制限し、旧つ横方向支
持を提供して該軸を本体Ｉ２内に回転自在に保持するよ
うになっζいる。

ごの実施例においては、軸２０が定置しておれば、流体
出入にｌ　８０及び８２は好都合に上記軸の中空内部を
通って上記本体の内部へ延びることができ、そして、十
記出入口に連結された流体路線は上記軸のいずれかの端
部を通って出てくることができる。輔２０は、その中空
内部に沿っ゛Ｃ第１のＯ：１．ｊ部１６へ向かって形成
されたキー？７’ｊ　１０９を有して該軸を他の装置（
図示せず）に連結できるようになっており、また、第２
の端部１８へ向かうねじ山付き凹部１１１を有して他の
装置に連結できるようになっている。第１のストップ４
６はねじ１１２によって所定粒；ξに保持されたピンで
ある。

本発明の更に他の実施例を第７図に示す。この実施例に
おいては、軸２０は中空であり、そして、ヘッド２８を
通って延び、そして第１及び第２の端部キャップ５２及
び５４に通るがこれを越えてはいない。輔２０は第１の
端部キャップ５２にねじ付けられており、」二起筆１の
端部キャップは上記軸とともに回転できるように止ねじ
１１３によって固定されている。本体１２は半径方向内
方へ延びるストップ肩部１１４を有し、該ストップ肩部 第２の☆：１．１部１　＋１へ向かう上記軸の軸方向移
動を制限するために−に起筆１の端部キートップと保合
するようになっている。ラジアル軸受１２０が第１のＤ
：：ｒ部キャノゾ５２の側！Ｌ（と本体１２との間Ｇこ
配置されている。保持リング１１６及びスラスト軸受１
　］　８か第１の端部キャップ５２と１１部１１４との
間に配置されている。

輔２（）及び第２の端部キャップ５４は、該第２の端部
：１−ヤソプを該軸ととも回転させるよ・うに係合し゛
（いる相対応するスプライン１２２を有す。

ラジアル軸受１２３が第２の端部キャップ５４の側壁と
本体Ｉ２との間に配置されている。第２の端部キャップ
５４は、第２の端部において軸２゜）ｏｉｉｉ部１２　
Ｇにねしく＝Ｊりられたナツト１２４により、第２の端
部１８において所定位置に保持されている。ナソＩ−１
２４は第２の端６１＋　＝＋−ヤソブ５４の内面５８を
輔２０の半径方向内刃へ延びる肩部１２５に対向さ・ｌ
て保持している。アクチュエータ１０を外部装置または
支持フレーム（図示せず）に取４＝Ｊりるために、ねじ
１１百スＪき凹部１２Ｇが第２の端部キャップ５４に設
りられている。

第７図の実施例においては、第１のボールレース３８は
硬化インサート１２８上に形成されており、本体１２４
Ｊ例えばアルミニウノ、で作られている。インサート１
２８はカラー形であり、第１のボールレース３８は内ｖ
、、１３０−にに形成されている。カラー形インザート
１２８は、該インサートと上記本体との間に縦に延びる
複数の周辺間隔ピン１３２により、本体１２内に同心的
に配置されて定置保持されている。第２の端部１８の方
へ向く本体１２の内壁上に形成された半径方向内方へ延
びる１部１３４が、イン・リ−−１−１２８を、第１の
端部１６へ向かって軸方向に移動しないように保持して
いる。リング１３６が、Ｊｉ４部１３４と第１の端部１
６の方に向くインサート１２８の端壁１３８との間に配
置されている。リング１３６は本体１２内に同心的に配
置され、インサーＨ２Ｂ及び肩部１３４によって軸方向
に移動することのないように、及び該リングを貫通ずる
ビン１．３２によって回転することのないように所定位
置に保持されている。リング１３６の周辺内縁部は内方
へ十分に突出して第１のストップ４６を形成し、第１の
端部１６へ向かう上記外部チャネル内のボール７〔；の
移動を制限するよ・うになっているが、スリーブ３０上
乙こ形成されたボールレース４０に入り込むほどには突
出していない。

第２の端部１８へ向かうインサー１−１２８の軸方向移
動は第２のＧｊｉｊ部：１−ヤソゾ５４の内壁によって
制限される。スラスト軸受１４０が、第２の端部Ｉ８の
力へ向く・イン′す′−ト１２Ｅ（の◇：！；壁１４２
と第２の端＋１＋　＝＋−ヤソプ５４の内面５８との間
に配置されている。第１の端部１６へ向かう軸２０の軸
方向移動は、上記インサートの端壁１４２と係合する第
２の端部４−ヤソブ５４の内面５８にまって制限され、
」二起筆２の端部キャンプは、ナツト１２４により、」
立起軸に対して固定位置に保持されている。

第８図に示す本発明の更に他の実施例においてば、軸２
０は、その長さが本体１２の軸方向長さよりも短かく、
中空内部１０６を有して環状部材を形成している。本体
１２は２つの円形Ｏｊｊ、ｊ部フレーム１４４及び１４
６で形成され、円筒状側壁１４ば、相互間に硬化中央部
分１５２を有する２つの側壁部分１４８及び１５０で形
成されている。

側壁部分１４８及び１５０並びに中央部分１５２ば、タ
イＩ」ソド１５４により、端部フレーム１４４と１４６
との間の所定位置に挟持されており、上記夕・イロソド
は、上記中火部分の外壁内の縦Ｙｌｌｌに嵌入し、該中
央部分が本体Ｉ２の残部に対して回転することを妨げて
いる。第１のボールレース３８は中火部分１５２の内壁
１５５」二に形成されている。

端部フレーム１４４及び１４６は、各々が、円筒状側壁
１４から半径方向内方に配置された内方へ突出する円形
の内壁１５６を有ず。内壁１５Ｇは、各々が、他方の内
壁の面から間陥をおく半径方向に延び゛る対向面１５８
を有し、円形の溝がこれに形成されている。環状の軸２
０はこれらの間に配置されており、本体内壁１５６の面
１５８に面を向ＬＪる半径方向に延びる対向０；ｊ、；
壁Ｉａ　Ｏをｆｌず。軸の☆１Ｔ１ｉ璧１６０は、上記
本体の面１５８のｌｌＩ′Ｆに対向且つ対応する円形の
ンＲを有しており、スラスト玉軸受１６２がごれらの間
に配置されて輔２０を本体１２に対して回転可能に支持
している。

軸２０の中空内部１０（ｉは、外部装置のスプライン付
き軸１６１に対する連結のためにスプラインイ」む］さ
れている。

゛ｒクヂュエータＩＯはまた、環状軸２０及び中央ｉ）
５分１５２の位置を逆にして作ることもできる。

即ち、中火部分１５２を本体１２の内壁１５Ｇ相互間に
挾持し、環状軸２０を側壁１４の側壁部分１４Ｂと１５
０との間に玉軸受１６２によゲζ回転可能に支持する。

この実施例におい′（は、環状軸？Ｏは、外部装置に対
する取（＝Ｊりのための外方へ突出する外部リムを具６
（（１する円形フランジの形状を有している。

第８図の実施例においては、ピストン２Ｇは、本体側壁
１４と内壁１５６との間に形成された環状室内に往復運
動可能に配置され、そして２つの対向ヘソ１−２８をイ
ｊし、スリーブ３０はこれらの間に延びている。普通の
シール１６３が、ピストンのヘッド２８並びに側壁１４
のそれぞれの側壁部分１４８及び１５０並びに内壁１５
６の間に配置されておって隔室７０及び７２を形成して
おり、該隔室に流体圧が加えられてピストン２Ｇを移動
させる。このようにすると、ホールレース３８．４０．
４２及び４４で形成されたチャネルを加圧する必要がな
く、そして、上記ホールレースのチャネルにグリースを
与えるための取イ」部品（図示せず）を設けることがで
き、上記チャネルは玉軸受１（ｉ２を内蔵する」立起７
１１１と連通しておってこれにグリースを与えるように
なっている。

第１のス１ッゾ４　［ｉは、第１の、、：ｉｔ部１Ｇへ
向かう第１のボールレース３才（の０１４１部と当接す
る側壁部分１４８の傾斜した内壁部分によって形成され
る。同様に、第２のストップ４８は、第１の０１１１部
１６へ向かう第２のボールレース４２の端部と当接する
内壁１５６の傾斜した内壁部分によって形成される。

以１−２本発明をその実ｈ１１例について説明したが、
本発明の精神及び範囲を逸脱することなしに種々の変形
を行な・うごとか可能であり、本発明は一１ｊホの実施
例に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる一条形の流体動力差動式らゼん
形ボールスクリュ一式アクチュエータの縦１すｉ斜視図
、第２図は二条ボールレースを用いておってピストンが
最右位置にあるときの状態を示す本発明の他の実施例の
縦断側面図、第３図はビスＩ・ンが最左位置にあるとき
の状態を示す第２図のアクチュエータの縦１す１側面図
、第４図は１゛目１１遊びを除去するために１対のレー
スが縦に喰違っている対向二条ボールレースを示す第２
図のアクチュエータの拡大部分縦断側面図、第５図は回
転軸が１）ｔ１部−１−ヤソブ及びピストンヘソドを貫
通している本発明の第２の他の実施例の縦１ｔＪｉ　４
叱Ｔｉ１１ｇ、第６図は中空軸を有する本発明の第３の
他の実施例の縦の中心線のハ側の部分を示す部分縦断側
面図、第７図は中空軸及びボールレース具０ｉｉｆの本
体イン−リートを有する木発すＬの第４の他の実施例の
３１１の中心線の片側の部分を示す部分Ｈａｔ断側面図
、第８図は本体内壁相互間に玉軸受に、１、って回転可
能に支持された短尺の中空軸をイ１する本発明の第５の
他の実施例の１（ｔの中心線の片側の部分を示す部分縦
断側面図である。 １２・・・本体、１６．１８・・・本体端部、２０・・
・軸、２６・・・ピストン、３０・・・スリーブ、３ｆ
ｌ、３８ａ、３１１ｂ、４０．４０ａ。 ４０ｂ、４２．４２ａ、４２Ｊ　４４，４４ａ。 ４４ｂ−・−ボールレース、４　Ｇ、４６　ａ、４６ｂ
。 ４８．４８ａ、４８ｂ・−−ストノブ、５０゜５０ａ、
５Ｑｂ・・・ストップピン、７６．７８・・・ボール、
１２８・・・インサート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、トルク伝達用の第１のボールレース並びに第１及び
   第２の端部を有する本体と、 上記第１の端部へ向かう上記第１のボールレースに沿う
   ボールと係合してその走行を制限するために」１記本体
   に対して軸方向に定；６している第１のストップと、 上記本体に対して回転するように支持された回転可能部
   材とを備え、上記部材はトルク伝達用の第２のボールレ
   ースをイラしており、更に、上記第１の端部へ向かう上
   記第２のボールレースに沿うボールと係合してその走行
   を制限するために」二記１’？Ｂ　４４に対して軸方向
   に定置している第２のストップと、 相対抗する一方または他方の側に流体圧が印加されて上
   記第１または第２の端部へ向かって軸方向移動さ−Ｕら
   れるように上記本体内に往復動可能に取（＝Ｊりられた
   ピストンとを備え、上記ピストンは、上記第１のボール
   レースに相応且つ対向して第１のチャネルを形成する１
   〜ルク伝達用の第３のボールレース、及び」−起筆２の
   ボールレースに対応且つ対向して第２のチャネルを形成
   するトルク伝達用の第４のボールレースを具備する長く
   伸びたスリーブを有し、上記第１及び第２のチャネルの
   うちの少なくとも一つばらせん形であり、」−起筆３及
   び第４のボールレースは、」二記ビスＩ・ンが上記本体
   内で該ピストンの端部限界位置相互間で往復運動する際
   に上記第１及び第２のチャネル内でのボールの実質的に
   無妨害ｄ伺転移動を許すために上記第１の端部へ向かっ
   て上記第１及び第２のストップをそれぞれ越えて突出す
   る」二記スリーブの軸方向長さにわたって延びており、
   更に、 上記ビスＩ−ンに対する流体圧の印加よって上記ピスト
   ンが軸方向に移動するときにＬ記本体と上記ピストンと
   の間でトルクを伝達するために上記第１のチャネル内に
   上記第２の端部へ向かう上記第１のストップの側に収容
   された１つまたはそれ以上の第１のボールと、 上記ピストンに対する流体圧の印加によって」二記ピス
   トンが軸方向に移動するときに上記ピストンと」二記部
   祠との間でトルクを伝達するために上記第２のチャネル
   内に上記第２の端部−＼向か・う上記第２のストップの
   側に収容された１つまたはそれ以上の第２のボールとを
   （ｒｉｆｔえて成る流体動カポールスクリュ一式アクチ
   ュエータ。 ２、　ピストンが第１の端部におりるその行程の端部限
   界点から第２の端部におけるその行程の＜１ｉｉｉ部限
   界点まで走行する際に上記第２の０１１．１部へ向かう
   第１及び第２のチャネル内の第１及び第２のボールの無
   妨害の回転移動を許すのに十分な本体及び回転ｉｉＪ能
   部祠の軸方向長さにわたって第１及び第２のボールレー
   スがそれぞれ延びる特許請求の範囲第１項記載のアクチ
   ュエータ。 ３、　第１の端部へ向かう行程の端部限界点に位置して
   いるときのピストンと比べて、第３及び第４のボールレ
   ースが第１及び第２のス１ヘソブをそれぞれ越えて上記
   第１の端部へ向かって、本体内の上記ピストンの端から
   端までの軸方向行程の距離のほぼ２分の１またはそれ以
   上、延びる特許請求の範囲第１項記載のアクチュエータ
   。 ４、　更に、ピストンが第１の端部へ向かって走行する
   際に第１のチャネル内のボールと係合してこれを第１の
   ストップへ向かって再集群さセるために第２の端部へ向
   かう１つまたはそれ以上の第１のボールの側に配置され
   たスリーブに対して軸方向に定置している第３のストッ
   プと、上記ピストンが上記第１の端部へ向かって走行す
   る際に第２のチャネル内のボールと係合してこれを第２
   のストップへ向かって再集群させるために」二起筆２の
   ０ｉｉｉ部へ向かう１つまたはそれ以上の第２のボール
   の側に上記スリーブに対して軸方向に定置している第４
   のストップとを含んでいる特許請求の範囲第１項記載の
   アクチュエータ。 ５、第１の端部へ向かう行程の端部限界点に位置してい
   るときのピストンと比べて、第１及び第２のボールレー
   スが、第３及び第４のストップをそれぞれ越えて第２の
   端部へ向かう本体及び輔の軸方向長さにわたって、上記
   本体内の上記ピストンの端から端までの軸方向行程の距
   月１のほぼ２分の１またはそれ以上延びる特許請求の範
   囲第４項記載のアクチュエータ。 ６、　第１及び第２のボールが、ピストンが第１の端部
   へ向かうその行程の端部限界点に位置するときに、第１
   及び第３のストップ間の第１のチャネル並びに第２及び
   第４のストップ間の第２のチャネルを実質的に満たずの
   に十分な数のボールを含んでいる特ｉ’ｌ請求の範囲第
   ４項記載のアクチュエータ。 ７、　ら−ｌん形の第１または第２のチャネルの少なく
   とも一つが少なくとも４度のり−ト角を有している特許
   請求の範囲第１項記載のアクチュエータ。 ８、　第１及び第２のチャネルがらせん形である特許請
   求の範囲第１項記載のアクチュエータ。 ９、　第１のボールレースが本体の内部側壁上に形成さ
   れている’ｌ−〒許請求の範囲第１項記載のアクチュエ
   ータ。 １０、第１のボールレースか、本体内に配；〃されて固
   定的に取イ；［りられたインサート上に形成されている
   ！Ｉ；’１３′＋請求の範囲第１項記載のアクチュエー
   タ。 １１、イン・す−トが、内壁−１−に形成された第１の
   ボールレース具備のカラーであり、上記カラーは、」−
   記インザートと本体との間に縦に延びる複数の周辺間隔
   保持子によって」二記本体内に同心的に保持されている
   特許請求の範囲第１０項記載のアクチュエータ。 １２、第１のスＩ−ツブが、本体内Ｇこ第１の端部へ向
   かうインサー１〜のθ；Ｌ１部と上記本俸との間に同心
   的に配置されたリングであり、」−記リングは、上記本
   体内で軸方向に移動しないよう←保持され、且ツ、」１
   記イン４ノートを越えて上記第１の端部へ向かう第１の
   チャネル内の１つまたはそれ以上の第１のボールの移動
   を阻止するのに十分な内方へ突出する周辺内縁部を有し
   ている特許請求の範囲第１Ｏ項記載のアクチュエータ。 １３０回転可能部祠か、本体内に配置された軸である特
   許請求の範囲第１項記載のアクチュエータ。 １４、第２のスＩ−ツブが、軸にこれとともに回転移動
   するように固定的に取付ＬＳＩられたストップ部材であ
   る特許請求の範囲第１２項記載のアクヂプーコニ　−夕
   　。 １５、ストップ部材が、第２のボールレース内の１つま
   たはそれ以」二の第２のボールの移動を阻止するのに十
   分に輔から突出しているピンである特許請求の範囲第１
   ４項記載のアクチュエータ。 １６、第２のストップが、第１の端部へ向かう第２のホ
   ールレースの端部と実質的に当接する本体の端部であり
   、」−記本体端部は上記第２のボールレースの−に記端
   部を越える１つまたはそれ以上の第２のボールの走行を
   阻止するように配置されている特許請求の範囲第１項記
   載のアクチュエータ。 １７、回転可能部材がほぼ環状の形状であり、その側壁
   上に形成された第２のボールレースがスリーブに対向し
   ている特許請求の範囲第１項記載のアクチュエータ。 １８、環状部月が相対向する半径方向に延びる端壁を有
   し、本体が−に記端壁の各々に対向する壁部分を有して
   おり、」１記端壁及び壁部分は内部に相対応する円形１
   １！１を有し、これらの間に玉軸受が配置されて」二記
   部祠を」−記本体に対して回転ｉｉＪ能に支１，１シて
   いる’Ｒ１’　ａ’ｌ請求の範囲第１７項記載のアクチ
   ュエータ。 １９、ピストンが、流体圧が印加される１対の対抗ヘッ
   ドを有し、スリーブが」１記ヘッド相互間に延びている
   特許請求の範囲第１項記載のアクチュエータ。