JPH0942408A - Linear actuator - Google Patents

Linear actuator

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JPH0942408A
JPH0942408A JP19325595A JP19325595A JPH0942408A JP H0942408 A JPH0942408 A JP H0942408A JP 19325595 A JP19325595 A JP 19325595A JP 19325595 A JP19325595 A JP 19325595A JP H0942408 A JPH0942408 A JP H0942408A
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JP
Japan
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rotary shaft
shaft
intermediate cylinder
thrust load
housing
Prior art date
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Pending
Application number
JP19325595A
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Japanese (ja)
Inventor
Mikio Yamaguchi
幹雄 山口
Shoji Oka
昭次 岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0942408A publication Critical patent/JPH0942408A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/22Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
    • F16H25/2204Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H2025/2062Arrangements for driving the actuator
    • F16H2025/2084Perpendicular arrangement of drive motor to screw axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/24Elements essential to such mechanisms, e.g. screws, nuts
    • F16H25/2454Brakes; Rotational locks

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Invalid Beds And Related Equipment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型且つ軽量に構成でき、しかも不用意に全
長が変化しない構造を得る。 【構成】 回転軸2を回転させ、ボールねじ部13と螺
合したボールナット14を介して出力軸17を変位させ
る。回転軸2の周囲に、ローラクラッチ25を介して間
筒22を設ける。この間筒22の端面とハウジング1に
固定した間座24との間に、摩擦プレート23を設け
る。上記間筒22に加わるスラスト荷重は、スラスト玉
軸受4が支承する。スラスト荷重により回転軸2が回転
する傾向の場合には、上記ローラクラッチ25がロック
する。外部から回転軸2を回転させ、上記スラスト荷重
に抗して上記出力軸17を変位させる際には、上記ロー
ラクラッチ25がロックしない。従って、回転軸2は間
筒22の内側で回転し、間筒22及び摩擦プレート23
の存在が抵抗とはならない。
(57) [Abstract] [Purpose] To obtain a structure that can be configured to be small and lightweight and whose length does not change carelessly. [Structure] The rotating shaft 2 is rotated, and the output shaft 17 is displaced through a ball nut 14 screwed with the ball screw portion 13. An intermediate cylinder 22 is provided around the rotary shaft 2 via a roller clutch 25. A friction plate 23 is provided between the end surface of the spacer 22 and the spacer 24 fixed to the housing 1. The thrust ball bearing 4 bears the thrust load applied to the intermediate cylinder 22. When the rotating shaft 2 tends to rotate due to the thrust load, the roller clutch 25 is locked. When the rotating shaft 2 is rotated from the outside and the output shaft 17 is displaced against the thrust load, the roller clutch 25 does not lock. Therefore, the rotary shaft 2 rotates inside the intermediate cylinder 22, and the intermediate cylinder 22 and the friction plate 23 are rotated.
The existence of does not become a resistance.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明に係るリニアアクチュエ
ータは、例えば介護用ベッド、昇降テーブル、リフタ
ー、車載ジャッキ等、各種機械装置に組み込んだ状態で
使用する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The linear actuator according to the present invention is used in a state where it is incorporated in various mechanical devices such as a nursing bed, a lifting table, a lifter, and a vehicle jack.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば介護用ベッド等にはリニアアクチ
ュエータを組み込み、手動ハンドル或は電動モータを駆
動源として、被介護者を寝かせたベッドの角度調節等を
自在としている。この様なリニアアクチュエータには、
次の(1)(2)の機能が要求される。 (1) 手動ハンドル或は電動モータの回転運動を、出力軸
の軸方向運動に変換する機能。 (2) 手動ハンドル或は電動モータの停止時に、スラスト
方向に加わる荷重に拘らず、出力軸が変位しない様にす
る機能。 この(1)(2)の様な機能を得るべく、従来から次の〜
に記載された様なリニアアクチュエータが知られてい
る。
2. Description of the Related Art For example, a nursing care bed or the like incorporates a linear actuator, and a manual handle or an electric motor is used as a drive source to freely adjust the angle of the bed on which the care receiver lies. In such a linear actuator,
The following functions (1) and (2) are required. (1) A function that converts the rotational movement of the manual handle or electric motor into the axial movement of the output shaft. (2) A function to prevent the output shaft from displacing regardless of the load applied in the thrust direction when the manual handle or electric motor is stopped. In order to obtain functions such as (1) and (2), the following
A linear actuator such as that described in US Pat.

【0003】 井沢実著、工業調査会発行の「ボール
ねじとその応用技術」 この刊行物の第134〜136頁には、ボールねじによ
り回転運動を直線運動に変換するアクチュエータに関す
る技術、並びに次の(a) 〜(d) の何れかにより、ボール
ねじの逆転防止を図る技術が記載されている。 (a) 駆動モータにブレーキ作用を持たせる。 (b) 駆動歯車に逆転不能なウォームギヤを使用する。 (c) 駆動歯車軸にブレーキ装置を設ける。 (d) 一方向クラッチ又は両方向クラッチを使用する。
Minoru Izawa, “Ball Screw and Its Applied Technology,” published by the Industrial Research Group, pages 134 to 136 of this publication disclose a technology relating to an actuator for converting a rotary motion into a linear motion by a ball screw, and the following. A technique for preventing the reverse rotation of the ball screw by any one of (a) to (d) is described. (a) Give the drive motor a braking effect. (b) Use a non-reversible worm gear as the drive gear. (c) Provide a brake device on the drive gear shaft. (d) Use a one-way clutch or a two-way clutch.

【0004】 トムソン−サギノー社が発行している
リニアアクチュエータのカタログ 特開昭63−47557号公報 特開昭50−31553号公報 これらの刊行物には、ボールねじその他の送りねじによ
り回転運動を直線運動に変換するアクチュエータに関す
る技術、並びにばねクラッチにより送りねじの逆転防止
を図る技術が記載されている。
Catalog of linear actuators issued by Thomson-Saginaw Co., Ltd. Japanese Patent Laid-Open No. 63-47557, Japanese Patent Laid-Open No. 50-31553, These publications describe rotary motions linearly by a ball screw or other feed screw. A technique relating to an actuator for converting into motion and a technique for preventing reverse rotation of a feed screw by a spring clutch are described.

【0005】 特開昭61−38892号公報 この刊行物には、ボールねじにより回転運動を直線運動
に変換するアクチュエータに関する技術、並びにソレノ
イドへの通電に基づいて断接される電動式のクラッチ及
びブレーキにより駆動軸の回転を規制する技術が記載さ
れている。
Japanese Patent Laid-Open No. 61-38892 discloses a technique relating to an actuator that converts a rotational movement into a linear movement by a ball screw, and an electric clutch and brake that are connected and disconnected based on energization of a solenoid. Describes a technique for restricting the rotation of the drive shaft.

【0006】 実開昭62−63453号公報 この刊行物には、ボールねじにより回転運動を直線運動
に変換するアクチュエータに関する技術、並びにディス
ク状に形成された抵抗体及び一方向クラッチにより、外
部荷重に基づく復帰時の衝撃を緩和する技術が記載され
ている。
[0006] In this publication, a technique relating to an actuator for converting a rotary motion into a linear motion by a ball screw, and a resistor and a one-way clutch formed in a disk shape are applied to an external load. A technique for mitigating the impact at the time of recovery is described.

【0007】 実開昭62−63454号公報 この刊行物には、ボールねじにより回転運動を直線運動
に変換するアクチュエータに関する技術、並びにこのボ
ールねじに予圧を付与する事で、このボールねじに抵抗
を付加し、逆転時の速度を調節する技術が記載されてい
る。
In this publication, a technique relating to an actuator for converting a rotary motion into a linear motion by a ball screw, and a preload is applied to the ball screw so that a resistance is applied to the ball screw. A technique for adding and adjusting the speed during reverse rotation is described.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記〜に記載した
各技術は、それぞれ次に述べる様な解決すべき問題点が
ある。
The techniques described in the above items 1 to 3 have the following problems to be solved.

【0009】に記載された従来技術の場合 先ず、(a) の様に、駆動モータにブレーキ作用を持たせ
る場合には、駆動モータのコスト及び重量が嵩む。又、
(b) の様に駆動歯車に逆転不能なウォームギヤを使用す
る場合には、ウォームギヤのリード角を小さくしない限
り、確実な逆転防止を図れない。一方、リード角を小さ
くすると、噛合効率が悪くなって、十分な動作速度を確
保する為には高速で回転する大型の電動モータを使用す
る必要が生じる。又、手動ハンドルによりアクチュエー
タを駆動する場合には、この手動ハンドルを多数回回転
させなければならず、操作が面倒である。更に、(c) の
様に駆動歯車軸にブレーキ装置を設けたり、或は(d) の
様に一方向クラッチ又は両方向クラッチを使用する構造
の場合には、単独で十分な逆転防止を図ろうとすると、
これらブレーキ装置やクラッチとして大型のものを使用
しなければならず、装置全体が大型化する。
In the case of the prior art described in [1] First, when the drive motor has a braking action as in (a), the cost and weight of the drive motor increase. or,
When using a non-reversible worm gear as the drive gear as in (b), reliable reverse rotation cannot be prevented unless the lead angle of the worm gear is reduced. On the other hand, if the lead angle is made small, the meshing efficiency becomes poor, and it becomes necessary to use a large electric motor that rotates at a high speed in order to secure a sufficient operating speed. Further, when the actuator is driven by the manual handle, the manual handle must be rotated many times, which is troublesome to operate. Furthermore, in the case of a structure in which a brake device is provided on the drive gear shaft as in (c), or in the case of a structure using a one-way clutch or a two-way clutch as in (d), it is necessary to independently prevent sufficient reverse rotation. Then,
Large-sized brake devices and clutches must be used, and the entire device becomes large.

【0010】に記載された従来技術の場合 これらの場合には、手動ハンドル或は電動モータにより
送りねじ機構を介して出力軸を変位させる際に、ばねク
ラッチが若干の抵抗となって効率を低下させるだけでな
く、確実な逆転防止効果を得る為には、ばねクラッチと
して相当に大型のものを使用しなければならない。
In the case of the prior art described in (1), in these cases, when the output shaft is displaced by the manual handle or the electric motor through the feed screw mechanism, the spring clutch causes a slight resistance to lower the efficiency. Not only that, but in order to obtain a reliable reverse rotation prevention effect, a considerably large spring clutch must be used.

【0011】に記載された従来技術の場合 この場合には、高価な部品を使用する為にリニアアクチ
ュエータ自体が高価になるだけでなく、手動ハンドル或
は電動モータと連動させて電動式のクラッチ及びブレー
キを制御する制御回路が必要になる等、装置全体が高価
になる事が避けられない。
In the case of the prior art described in (1), in this case, not only the linear actuator itself becomes expensive due to the use of expensive parts, but also an electric clutch and It is inevitable that the entire device will be expensive, such as the need for a control circuit for controlling the brake.

【0012】に記載された従来技術の場合 この場合には、ディスク状に形成された抵抗体及び一方
向クラッチの設置スペースが嵩み、装置全体が大型化す
る。しかも、復帰時の衝撃緩和を目的としている為、確
実な逆転防止効果を得る事はできない。
In the case of the prior art described in [1], in this case, the installation space for the disc-shaped resistor and the one-way clutch becomes large, and the size of the entire apparatus becomes large. Moreover, since the purpose is to reduce the impact at the time of return, it is not possible to obtain a reliable reverse rotation prevention effect.

【0013】に記載された従来技術の場合 この場合には、逆転時の速度を調節する事はできても、
十分な逆転防止を図る事は不可能である。本発明のリニ
アアクチュエータは、この様な不都合を何れも解消すべ
く発明したものである。
In the case of the prior art described in [3] In this case, although the speed at the time of reverse rotation can be adjusted,
It is impossible to prevent sufficient reverse rotation. The linear actuator of the present invention has been invented to eliminate any such inconvenience.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明のリニアアクチュ
エータは、従来から知られているリニアアクチュエータ
と同様に、ハウジングと、このハウジングの内側に回転
のみ自在に支持され、手動ハンドル或は電動モータ等の
駆動手段により回転駆動される回転軸と、この回転軸の
一部に設けられたボールねじ部と、このボールねじ部の
周囲に複数のボールを介して螺合し、上記回転軸の軸方
向に亙る変位のみを自在に支持されたボールナットと、
このボールナットに結合された出力部材とを備えてい
る。上記駆動手段として電動モータを利用する場合に
は、この電動モータの駆動軸と上記回転軸との間に適宜
の減速機を設けるが、この減速機は可逆的なもので良
い。又、上記出力部材としては、筒状の出力軸、或はス
ライダに設けられた結合部等が考えられる。
The linear actuator of the present invention is, like a conventionally known linear actuator, a housing and a rotatably supported inside the housing, such as a manual handle or an electric motor. A rotational shaft driven by the driving means, a ball screw portion provided in a part of the rotational shaft, and a plurality of balls screwed around the ball screw portion, and the axial direction of the rotating shaft. With a ball nut that is freely supported only for displacement over
And an output member connected to the ball nut. When an electric motor is used as the drive means, an appropriate speed reducer is provided between the drive shaft of the electric motor and the rotary shaft, but the speed reducer may be reversible. Also, as the output member, a cylindrical output shaft, a coupling portion provided on a slider, or the like can be considered.

【0015】特に、本発明のリニアアクチュエータに於
いては、上記回転軸の外周面と上記ハウジングの内周面
との間の円筒状空間内に、上記回転軸に加わるスラスト
荷重を支承自在な、転がり軸受等の軸受と、上記ハウジ
ングの内側に回転自在に支持された間筒と、摩擦プレー
トと、上記ハウジングに対して固定された間座とを、上
記スラスト荷重の作用方向に対して互いに直列に、この
スラスト荷重の入力側から順番に配置している。これと
共に、上記間筒の内周面と上記回転軸の外周面との間
に、一方向クラッチを設けている。
Particularly, in the linear actuator of the present invention, the thrust load applied to the rotary shaft can be supported in the cylindrical space between the outer peripheral surface of the rotary shaft and the inner peripheral surface of the housing. A bearing such as a rolling bearing, a spacer that is rotatably supported inside the housing, a friction plate, and a spacer fixed to the housing are connected in series with each other in the acting direction of the thrust load. The thrust loads are arranged in order from the input side. Along with this, a one-way clutch is provided between the inner peripheral surface of the intermediate cylinder and the outer peripheral surface of the rotary shaft.

【0016】上記摩擦プレートは、何れかの面と、この
面が対向する相手面、即ち間筒の端面又は間座の片側面
とを摩擦係合させる。両面間に作用する摩擦力は、上記
出力軸に加わるスラスト荷重に対向して、上記回転軸の
回転を阻止するのに十分な大きさとする。又、上記一方
向クラッチは、上記出力部材に加わるスラスト荷重に基
づいて上記回転軸が回転する傾向となった場合に、この
回転軸の外周面と上記間筒の内周面との回転方向に亙る
変位に基づいてロックする。尚、上記間座は必ずしもハ
ウジングと独立して設ける必要はない。このハウジング
の一部を摩擦プレートと直接当接させ、この一部を間座
として機能させる事もできる。
The friction plate frictionally engages any surface with the opposite surface, that is, the end surface of the spacer cylinder or one side surface of the spacer. The frictional force acting between the two surfaces faces the thrust load applied to the output shaft and is large enough to prevent the rotation of the rotary shaft. Further, the one-way clutch is configured such that, when the rotating shaft tends to rotate based on the thrust load applied to the output member, the one-way clutch is rotated in the rotating direction between the outer peripheral surface of the rotating shaft and the inner peripheral surface of the intermediate cylinder. It locks based on the displacement. The spacer is not necessarily provided independently of the housing. A part of this housing may be brought into direct contact with the friction plate, and this part may function as a spacer.

【0017】[0017]

【作用】上述の様に構成される本発明のリニアアクチュ
エータは、出力部材に対してスラスト荷重が加わる状態
で使用される。この様に組み付けられた状態で本発明の
リニアアクチュエータは、次の様に作用する事により、
駆動手段により回転駆動される回転軸の回転方向に応じ
て、上記出力部材を軸方向に亙り変位させる。
The linear actuator of the present invention constructed as described above is used in a state where a thrust load is applied to the output member. The linear actuator of the present invention assembled in this way operates as follows,
The output member is axially displaced in accordance with the rotation direction of the rotary shaft that is rotationally driven by the drive means.

【0018】先ず、上記出力部材を上記スラスト荷重に
抗して変位させる際の作用に就いて説明する。この場合
には、駆動手段により、上記回転軸を所定方向に回転さ
せる。この際、一方向クラッチはロックせず、この回転
軸は間筒に対して回転自在となる。そして、この状態で
は上記回転軸が、間筒と摩擦プレートと間座とは独立し
て回転する。従って、これら各部材の存在がこの回転軸
の回転に対して抵抗とはならない。この結果、上記回転
軸が、上記所定方向に円滑に回転する。そして、この回
転軸のボールねじ部に螺合したボールナットが軸方向に
変位し、上記出力部材を上記スラスト荷重に抗して変位
させる。この際、逆転防止機構の存在が出力部材を変位
させる事に対して抵抗とはならない。
First, the operation of displacing the output member against the thrust load will be described. In this case, the rotating shaft is rotated in a predetermined direction by the driving means. At this time, the one-way clutch is not locked, and the rotating shaft is rotatable with respect to the intermediate cylinder. Then, in this state, the rotary shaft rotates independently of the intermediate cylinder, the friction plate, and the spacer. Therefore, the presence of each of these members does not resist the rotation of the rotary shaft. As a result, the rotary shaft smoothly rotates in the predetermined direction. Then, the ball nut screwed into the ball screw portion of the rotary shaft is displaced in the axial direction, and the output member is displaced against the thrust load. At this time, the existence of the reverse rotation preventing mechanism does not resist the displacement of the output member.

【0019】次に、上記駆動手段から上記回転軸に付与
していた回転駆動力をなくした状態では、上記スラスト
荷重に基づいて出力部材からボールナット、複数のボー
ルを介してボールねじ部に加わる力により、上記回転軸
が上記所定方向とは反対方向に回転する傾向となる。こ
の結果、上記一方向クラッチがロックし、上記間筒が上
記回転軸と共に回転する傾向となる。この状態では、上
記回転軸を回転させる為には、上記摩擦プレートの側面
と相手面とを滑らせる必要がある。従って、これら摩擦
プレートの側面と相手面との間の摩擦係数を設計的に定
められる所望値に規制する事により、上記スラスト荷重
に基づいて上記回転軸が回転する事を防止できる。
Next, in a state where the rotational driving force applied to the rotary shaft from the driving means is eliminated, the thrust load is applied to the ball screw portion from the output member through the ball nut and the plurality of balls. The force tends to rotate the rotating shaft in a direction opposite to the predetermined direction. As a result, the one-way clutch locks, and the intermediate cylinder tends to rotate together with the rotary shaft. In this state, in order to rotate the rotary shaft, it is necessary to slide the side surface of the friction plate and the mating surface. Therefore, it is possible to prevent the rotation shaft from rotating based on the thrust load by limiting the friction coefficient between the side surface of the friction plate and the mating surface to a desired value determined by design.

【0020】更に、上記駆動手段により回転軸を逆転さ
せようとする状態では、この回転軸に、上記スラスト荷
重に基づいて加わるトルクに加えて、これら駆動手段か
ら加えられるトルクが、上記反対方向に加わる。従って
上記回転軸は、上記摩擦プレートの側面と相手面との間
に作用する摩擦力に抗して回転する。この際、この摩擦
力が上記回転軸の回転に対する抵抗となるので、この回
転軸の回転が急激に行なわれる事が防止される。
Further, in the state where the rotating shaft is to be reversed by the driving means, in addition to the torque applied to the rotating shaft based on the thrust load, the torque applied from the driving means is applied in the opposite direction. Join. Therefore, the rotating shaft rotates against the frictional force acting between the side surface of the friction plate and the mating surface. At this time, this frictional force acts as a resistance against the rotation of the rotary shaft, so that abrupt rotation of the rotary shaft is prevented.

【0021】[0021]

【実施例】図1は本発明の第一実施例を示している。本
実施例のリニアアクチュエータは、その使用時に圧縮方
向のスラスト荷重が加わる部分に組み付けられる。ハウ
ジング1は、例えばアルミニウム合金をダイキャスト成
形する事により造られる。このハウジング1の内側には
回転軸2の基端部(図1の左端部)を、ラジアル玉軸受
3とスラスト玉軸受4とにより、回転のみ自在に支持し
ている。これら1対の玉軸受3、4のうち、図1の左側
のラジアル玉軸受3は、主としてラジアル荷重を支承す
る。これに対して、同図右側のスラスト玉軸受4は、主
として上記圧縮方向のスラスト荷重を支承する。この
為、上記スラスト玉軸受4を構成する一方(図1の右
方)の軌道輪5の軸方向片面(図1の右面)内周側半部
は、上記回転軸2の段部6に、当て板7を介して突き当
てている。これら段部6及び当て板7の詳細に就いて
は、後述する。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. The linear actuator of the present embodiment is assembled in a portion to which a thrust load in the compression direction is applied when using the linear actuator. The housing 1 is manufactured, for example, by die casting an aluminum alloy. Inside the housing 1, a base end portion (the left end portion in FIG. 1) of the rotary shaft 2 is supported by a radial ball bearing 3 and a thrust ball bearing 4 so as to be rotatable only. Of the pair of ball bearings 3 and 4, the radial ball bearing 3 on the left side of FIG. 1 mainly supports a radial load. On the other hand, the thrust ball bearing 4 on the right side of the figure mainly supports the thrust load in the compression direction. Therefore, the inner peripheral half of one side (right side in FIG. 1) of the bearing ring 5 constituting the thrust ball bearing 4 on the right side in FIG. It abuts via the pad 7. Details of the step 6 and the pad 7 will be described later.

【0022】尚、上記ラジアル玉軸受3を構成する内輪
28の端面は上記回転軸2の基端部外周面に係止した止
め輪29に、上記スラスト玉軸受4を構成する軌道輪5
の軸方向片面外周側部分は、上記ハウジング1の先端部
(図1の右端部)内周面に係止した止め輪30に、それ
ぞれ突き当てる事で、上記回転軸2の軸方向(図1の左
右方向)に亙る位置決めを図っている。
The end surface of the inner ring 28 which constitutes the radial ball bearing 3 is attached to the retaining ring 29 which is engaged with the outer peripheral surface of the base end portion of the rotary shaft 2, and the race ring 5 which constitutes the thrust ball bearing 4.
The outer peripheral side portion of one axial direction of the rotary shaft 2 is abutted against the retaining ring 30 locked to the inner peripheral surface of the front end portion (right end portion of FIG. 1) of the housing 1 so that the axial direction of the rotary shaft 2 (see FIG. (Horizontal direction of)) is aimed at positioning.

【0023】又、上記ハウジング1の外側面に形成した
取付フランジ8には、正転逆転自在な電動モータ(図示
せず)を固定している。そして、この電動モータの駆動
軸と上記回転軸2との間に減速機9を設け、この駆動軸
のトルクを増大して上記回転軸2に伝達自在としてい
る。図示の実施例の場合には、この減速機9として、ウ
ォーム減速機を使用している。この為に上記回転軸2の
一端部にはウォームホイール10を外嵌固定している。
図示の実施例では、これら回転軸2とウォームホイール
10とをキー11を介して結合する事により、上記回転
軸2に対するウォームホイール10の回転防止を図って
いる。又、上記ハウジング1内にウォーム12を、上記
回転軸2に対して捩れの方向で回転のみ自在に支持し、
このウォーム12と上記ウォームホイール10とを噛合
させて、上記駆動軸の回転をウォーム12に伝達自在と
している。
An electric motor (not shown) capable of rotating in the normal and reverse directions is fixed to a mounting flange 8 formed on the outer surface of the housing 1. A speed reducer 9 is provided between the drive shaft of the electric motor and the rotary shaft 2 so that the torque of the drive shaft can be increased and transmitted to the rotary shaft 2. In the case of the illustrated embodiment, a worm reducer is used as the reducer 9. Therefore, the worm wheel 10 is externally fitted and fixed to one end of the rotary shaft 2.
In the illustrated embodiment, the rotation shaft 2 and the worm wheel 10 are coupled via a key 11 to prevent the worm wheel 10 from rotating with respect to the rotation shaft 2. Further, a worm 12 is supported in the housing 1 so as to be rotatable only in a twisting direction with respect to the rotating shaft 2.
The worm 12 and the worm wheel 10 are meshed with each other so that the rotation of the drive shaft can be transmitted to the worm 12.

【0024】一方、上記回転軸2の基端部を除く部分に
は、断面が円弧形の螺旋溝を形成する事により、ボール
ねじ部13としている。そしてこのボールねじ部13の
周囲にボールナット14を、複数のボール15、15を
介して螺合させている。そしてこのボールナット14の
先端部(図1の右端部)に形成した結合筒部16に、出
力部材である円筒状の出力軸17の基端部を螺合固定し
ている。又、上記ボールナット14及び出力軸17の周
囲はテーパ円筒状のカバー18により覆っている。尚、
上記出力軸17及びボールナット14は、この出力軸1
7の先端部(図3参照)を所定部分に結合する事で、回
転防止が図られる。従って、リニアアクチュエータの組
み付け時状態では、上記ボールナット14は上記回転軸
2の周囲に、この回転軸2の軸方向に亙る変位のみを自
在に支持される。尚、上記カバー18は合成樹脂、或は
金属により造られており、その基端部内周面に形成され
た突条19を前記ハウジング1の外周面に形成した凹溝
20に係止する事で、上記ハウジング1に結合固定して
いる。尚、上記カバー18の基端部外周面は、必要に応
じてバンド48(図3参照)により締め付ける。
On the other hand, a ball screw portion 13 is formed by forming a spiral groove having an arc-shaped cross section in a portion other than the base end portion of the rotary shaft 2. A ball nut 14 is screwed around the ball screw portion 13 via a plurality of balls 15, 15. Then, the base end of a cylindrical output shaft 17, which is an output member, is screwed and fixed to a coupling cylinder 16 formed at the tip (right end in FIG. 1) of the ball nut 14. The ball nut 14 and the output shaft 17 are covered with a tapered cylindrical cover 18. still,
The output shaft 17 and the ball nut 14 are the same as the output shaft 1
Rotation can be prevented by connecting the tip portion (see FIG. 3) of 7 to a predetermined portion. Therefore, in the assembled state of the linear actuator, the ball nut 14 is freely supported around the rotary shaft 2 only for displacement in the axial direction of the rotary shaft 2. The cover 18 is made of synthetic resin or metal, and the protrusions 19 formed on the inner peripheral surface of the base end of the cover 18 are locked in the recessed grooves 20 formed on the outer peripheral surface of the housing 1. , Is fixedly connected to the housing 1. The outer peripheral surface of the base end portion of the cover 18 is tightened with a band 48 (see FIG. 3) as necessary.

【0025】又、上記回転軸2の一部で上記ボールねじ
部13の基端部分には、このボールねじ部13側が大径
となった、前記段部6を形成している。そして、この段
部6に、厚肉で円輪形の当て板7の片面(図1の右側
面)内周寄り部分を突き当てている。従って、上記回転
軸2に図1の左方向に加わる圧縮スラスト荷重は、上記
当て板7を介して、前記スラスト玉軸受4の軌道輪5に
伝達される。
At the base end portion of the ball screw portion 13 at a part of the rotary shaft 2, the step portion 6 having a large diameter on the ball screw portion 13 side is formed. Then, the stepped portion 6 is abutted against the inner peripheral portion of one side (the right side surface in FIG. 1) of the thick, circular ring-shaped contact plate 7. Therefore, the compression thrust load applied to the rotary shaft 2 in the leftward direction in FIG. 1 is transmitted to the bearing ring 5 of the thrust ball bearing 4 via the contact plate 7.

【0026】又、前記ハウジング1の内周面で前記ウォ
ームホイール10の一端(図1の右端)周囲部分には、
内向フランジ状の係止部21を形成している。そして、
この係止部21と上記スラスト玉軸受4との間に、厚肉
円筒状の間筒22と、円輪状の摩擦プレート23と、円
輪状の間座24とを、前記圧縮方向のスラスト荷重の作
用方向である、上記スラスト玉軸受4から係止部21に
向けて順番に、互いに直列に配置している。
In addition, on the inner peripheral surface of the housing 1 at a portion around one end (the right end in FIG. 1) of the worm wheel 10,
An inward flange-shaped locking portion 21 is formed. And
A thick-walled cylindrical spacer 22, a circular ring-shaped friction plate 23, and a circular ring-shaped spacer 24 are provided between the locking portion 21 and the thrust ball bearing 4 to prevent the thrust load in the compression direction from being increased. They are arranged in series in this order from the thrust ball bearing 4, which is the direction of action, toward the locking portion 21.

【0027】このうちの間筒22は、上記回転軸2の外
径よりも十分に大きな内径と、上記ハウジング1の内径
よりも僅かに小さな外径とを有する。従ってこの間筒2
2は上記ハウジング1の内側に、大きながたつきなく、
且つ回転自在に(隙間ばめで)嵌合している。又、上記
間座24は、上記回転軸2の外径よりも大きな内径を有
し、この回転軸2は、間座24の内側に緩く挿通されて
いる。但し、この間座24は上記ハウジング1の内側
に、このハウジング1に対して回転しない様に、締まり
ばめ等で固定している。更に、上記摩擦プレート23
は、上記ハウジング1の内径よりも小さい外径と上記回
転軸2の外径よりも大きな内径とを有し、これらハウジ
ング1及び回転軸2に対する相対回転を自在とされてい
る。
The intermediate cylinder 22 has an inner diameter that is sufficiently larger than the outer diameter of the rotary shaft 2 and an outer diameter that is slightly smaller than the inner diameter of the housing 1. Therefore, the tube 2
2 is inside the housing 1 without a large rattling,
And it is fitted rotatably (with a clearance fit). Further, the spacer 24 has an inner diameter larger than the outer diameter of the rotary shaft 2, and the rotary shaft 2 is loosely inserted inside the spacer 24. However, the spacer 24 is fixed to the inside of the housing 1 by an interference fit or the like so as not to rotate with respect to the housing 1. Further, the friction plate 23
Has an outer diameter smaller than the inner diameter of the housing 1 and an inner diameter larger than the outer diameter of the rotary shaft 2, and is rotatable relative to the housing 1 and the rotary shaft 2.

【0028】そして、この摩擦プレート23の両側面の
うちの何れか一方の側面と、上記間座24の側面又は間
筒22の端面とを、所定の摩擦力で滑る様に、摩擦係合
させている。これに対して、この摩擦プレート23の他
方の側面と、上記間筒22の端面又は間座24の側面と
は、上記所定の摩擦力では滑らない様にしている。図示
の実施例では、間座24の片面と摩擦プレート23の片
面との摩擦面積を、この摩擦プレート23の他面と間筒
22の端面との摩擦面積よりも広くする事で、摩擦プレ
ート23の一方の側面と間筒22の端面とが摺動した場
合でも、間座24の片面と摩擦プレート23の他方の側
面とが相対変位しない様にしている。従って、間座24
の片面と摩擦プレート23の他方の側面とは接着しても
良い。
Then, any one of the side surfaces of the friction plate 23 and the side surface of the spacer 24 or the end surface of the spacer cylinder 22 are frictionally engaged with each other so as to slide with a predetermined friction force. ing. On the other hand, the other side surface of the friction plate 23 and the end surface of the spacer cylinder 22 or the side surface of the spacer 24 are not slipped by the predetermined friction force. In the illustrated embodiment, the friction area between the one surface of the spacer 24 and the one surface of the friction plate 23 is made larger than the friction area between the other surface of the friction plate 23 and the end surface of the intermediate cylinder 22. Even if one side surface slides against the end surface of the spacer 22, one side surface of the spacer 24 and the other side surface of the friction plate 23 are prevented from being displaced relative to each other. Therefore, the spacer 24
One surface of the friction plate 23 and the other side surface of the friction plate 23 may be bonded.

【0029】更に、上記間筒22の内周面と上記回転軸
2の外周面との間に、一方向クラッチの一種であるロー
ラクラッチ25を設けている。即ち、内周面をカム面と
した外輪26を上記間筒22に内嵌固定し、この外輪2
6が間筒22に対して回転しない様にしている。そし
て、この外輪26の内周面と上記回転軸2の中間部外周
面との間に、複数本のローラ27、27を設けている。
周知の様にこれら各ローラ27、27は、図示を省略し
た回転しない保持器との間に設けられたばねにより、円
周方向一方向に弾性的に押圧されている。従って、上記
間筒22が所定方向に回転する場合には上記各ローラ2
7、27が上記カム面に食い込む事なく、この間筒22
の回転が許容される。これに対して、上記間筒22が逆
方向に回転すると、上記各ローラ27、27が上記カム
面に食い込み、上記間筒22がハウジング1の内側で回
転しなくなる。
Further, a roller clutch 25, which is a kind of one-way clutch, is provided between the inner peripheral surface of the intermediate cylinder 22 and the outer peripheral surface of the rotary shaft 2. That is, an outer ring 26 having an inner peripheral surface as a cam surface is fitted in and fixed to the above-mentioned intermediate cylinder 22.
6 does not rotate with respect to the intermediate cylinder 22. A plurality of rollers 27, 27 are provided between the inner peripheral surface of the outer ring 26 and the outer peripheral surface of the intermediate portion of the rotary shaft 2.
As is well known, each of the rollers 27, 27 is elastically pressed in one direction in the circumferential direction by a spring provided between a roller (not shown) and a non-rotating retainer. Therefore, when the intermediate cylinder 22 rotates in a predetermined direction, each roller 2
7 and 27 do not bite into the cam surface,
Is allowed to rotate. On the other hand, when the intermediate cylinder 22 rotates in the opposite direction, the rollers 27, 27 bite into the cam surface, and the intermediate cylinder 22 does not rotate inside the housing 1.

【0030】上述の様に構成される本発明のリニアアク
チュエータは、例えば前記ハウジング1の基端部(図1
の左端部)に形成した固定側取付部31を固定軸に、前
記出力軸17の先端部に形成した変位側取付部32(後
述する図3参照。図1には省略。)を変位軸に、それぞ
れ枢支する。この変位軸は上記固定軸に近づく方向に変
位する傾向となっているので、本実施例のリニアアクチ
ュエータは、上記出力軸17に圧縮方向のスラスト荷重
が加わる状態で使用される。この様に組み付けられた状
態で本発明のリニアアクチュエータは、次の様に作用す
る事により、電動モータの駆動軸の回転方向に基づい
て、上記出力軸17を軸方向に亙って変位させる。
The linear actuator of the present invention configured as described above is, for example, a base end portion of the housing 1 (see FIG. 1).
The left side end portion of the output shaft 17 has a fixed side mounting portion 31 as a fixed shaft, and the displacement side mounting portion 32 (see FIG. 3, which will be described later, omitted in FIG. 1) formed at a tip portion of the output shaft 17 serves as a displacement shaft. , Support each. Since this displacement shaft tends to be displaced in the direction approaching the fixed shaft, the linear actuator of this embodiment is used in a state in which a thrust load in the compression direction is applied to the output shaft 17. The linear actuator of the present invention thus assembled makes the output shaft 17 axially displaced based on the rotation direction of the drive shaft of the electric motor by acting as follows.

【0031】先ず、上記電動モータの駆動軸を正転さ
せ、上記出力軸17を上記スラスト荷重に抗し変位させ
る事で、リニアアクチュエータを伸長させる際の作用に
就いて説明する。この場合には、減速機9を介して回転
軸2が所定方向に回転し、ローラクラッチ25はロック
する事なく、回転軸2は間筒22に対して回転自在であ
る。従ってこの状態では、回転軸2が間筒22と摩擦プ
レート23と間座24とに対して回転し、これら各部材
22、23、24の存在がこの回転軸2の回転に対して
抵抗とはならない。又、ローラクラッチ25はころ軸受
の如く作用して、上記間筒22の回転を許容する。従っ
て、一方向クラッチであるローラクラッチ25の存在
が、回転軸2の回転に対して抵抗となる事もない。
First, the operation of extending the linear actuator by rotating the drive shaft of the electric motor in the forward direction and displacing the output shaft 17 against the thrust load will be described. In this case, the rotary shaft 2 rotates in a predetermined direction via the speed reducer 9, the roller clutch 25 does not lock, and the rotary shaft 2 is rotatable with respect to the intermediate cylinder 22. Therefore, in this state, the rotary shaft 2 rotates with respect to the intermediate cylinder 22, the friction plate 23, and the spacer 24, and the existence of these members 22, 23, and 24 does not provide resistance to the rotation of the rotary shaft 2. I won't. Further, the roller clutch 25 acts like a roller bearing to allow the rotation of the intermediate cylinder 22. Therefore, the existence of the roller clutch 25, which is a one-way clutch, does not resist the rotation of the rotary shaft 2.

【0032】この結果、上記駆動軸の正転に伴って上記
回転軸2が、所定方向に円滑に回転する。そして、この
回転軸2のボールねじ部13に螺合したボールナット1
4が軸方向(図1の右方)に変位し、上記出力軸17を
上記スラスト荷重に抗して変位させる。この際、上述の
様に、逆転防止機構を構成する上記間筒22と摩擦プレ
ート23と間座24とローラクラッチ25との存在が出
力軸17を変位させる事に対して抵抗とはならない。従
って、上記電動モータの駆動力は上記出力軸17を変位
させる事に有効に使われる。この結果、電動モータとし
て特に大型のものを使用したり、或は減速機9の減速比
(トルクの増大比)を大きくしなくても、十分にリニア
アクチュエータを伸長させる事ができる。又、次述する
様に、減速機9は必ずしも逆転不能な構造である必要は
ない。従って、本実施例の様にウォーム減速機を使用す
る場合でも、ウォームギヤのリード角を大きくする事に
より噛合効率を向上させて、小型の電動モータで十分な
動作速度を確保する事ができる。
As a result, the rotary shaft 2 smoothly rotates in a predetermined direction with the normal rotation of the drive shaft. Then, the ball nut 1 screwed into the ball screw portion 13 of the rotating shaft 2
4 is displaced in the axial direction (rightward in FIG. 1) to displace the output shaft 17 against the thrust load. At this time, as described above, the presence of the intermediate cylinder 22, the friction plate 23, the spacer 24, and the roller clutch 25, which constitute the reverse rotation prevention mechanism, does not resist the displacement of the output shaft 17. Therefore, the driving force of the electric motor is effectively used to displace the output shaft 17. As a result, the linear actuator can be sufficiently extended without using a particularly large electric motor or increasing the reduction ratio (torque increase ratio) of the speed reducer 9. Further, as described below, the speed reducer 9 does not necessarily have a structure that cannot be reversed. Therefore, even when a worm gear reducer is used as in the present embodiment, it is possible to improve the meshing efficiency by increasing the lead angle of the worm gear and to secure a sufficient operating speed with a small electric motor.

【0033】次に、上記駆動軸を停止させた状態では、
上記スラスト荷重に基づいて出力軸17からボールナッ
ト14、複数のボール15、15を介してボールねじ部
13に加わる力により、上記回転軸2が上記所定方向と
は反対方向に回転する傾向となる。この結果、上記ロー
ラクラッチ25がロックし、上記間筒22が回転軸2と
共に回転する傾向となる。この状態で、この回転軸2を
回転させる為には、上記摩擦プレート23の側面と相手
面である上記間筒22の端面とを滑らせる必要がある。
従って、これら摩擦プレート23の側面と間筒22の端
面との間の摩擦係数を設計的に定められる所望値に規制
する事により、上記スラスト荷重に基づいて上記回転軸
2が回転する事を防止できる。
Next, in the state where the drive shaft is stopped,
The rotary shaft 2 tends to rotate in a direction opposite to the predetermined direction due to a force applied to the ball screw portion 13 from the output shaft 17 via the ball nut 14 and the plurality of balls 15, 15 based on the thrust load. . As a result, the roller clutch 25 is locked and the intermediate cylinder 22 tends to rotate together with the rotary shaft 2. In order to rotate the rotary shaft 2 in this state, it is necessary to slide the side surface of the friction plate 23 and the end surface of the intermediary cylinder 22, which is the mating surface.
Therefore, by restricting the friction coefficient between the side surface of the friction plate 23 and the end surface of the intermediate cylinder 22 to a desired value determined by design, the rotation shaft 2 is prevented from rotating based on the thrust load. it can.

【0034】更に、上記駆動軸を逆転させた状態で上記
回転軸2には、上記スラスト荷重に基づいて加わるトル
クに加え、上記駆動軸から減速機9を介して伝達される
トルクが、上記反対方向に加わる。従って上記回転軸2
は、上記摩擦プレート23の側面と間筒22の端面との
間に作用する摩擦力に抗して回転する。この際、この摩
擦力が上記回転軸2の回転に対する抵抗となるので、こ
の回転軸2の回転が急激に行なわれる事が防止される。
従って、上記摩擦プレート23の側面と間筒22の端面
との間の摩擦係数、並びに電動モータの駆動トルクを適
正値にすれば、小型の電動モータで、リニアアクチュエ
ータの伸長だけでなく収縮も円滑に行なわせる事ができ
る。
Furthermore, in addition to the torque applied to the rotary shaft 2 based on the thrust load in the state where the drive shaft is reversed, the torque transmitted from the drive shaft through the speed reducer 9 is opposite to the above-mentioned opposite. Join in the direction. Therefore, the rotating shaft 2
Rotates against the frictional force acting between the side surface of the friction plate 23 and the end surface of the intermediate cylinder 22. At this time, this frictional force acts as a resistance against the rotation of the rotary shaft 2, so that the rapid rotation of the rotary shaft 2 is prevented.
Therefore, if the friction coefficient between the side surface of the friction plate 23 and the end surface of the intermediate cylinder 22 and the drive torque of the electric motor are set to appropriate values, the linear electric actuator can be smoothly expanded and contracted with a small electric motor. Can be done by.

【0035】次に、上記摩擦プレート23の側面と間筒
22の端面との間の摩擦係数の設定方法に就いて説明す
る。尚、以下の説明で使用する符号の意味は、それぞれ
次の通りである。又、減速機9が逆転防止に寄与する程
度は無視する事と(減速機9に逆転防止機能は全くない
と仮定)した。 F : 出力軸17に圧縮方向に加わるスラスト荷重 μ : 摩擦プレート23の側面と間筒22の端面との
間の摩擦係数 D : 摩擦プレート23の側面と間筒22の端面との
接触部の平均直径 L : ボールねじのリード T : リニアアクチュエータを伸長させる為に、回転
軸2に加えるべき作動トルク T´: 圧縮方向のスラスト荷重に基づいて回転軸2に
加わるトルク Tb : 摩擦プレート23の側面と間筒22の端面との
間の摩擦に基づくブレーキトルク η : 回転軸2の正転時に於けるボールねじの伝達効
率 η´: 回転軸2の逆転時に於けるボールねじの伝達効
Next, a method of setting the coefficient of friction between the side surface of the friction plate 23 and the end surface of the intermediate cylinder 22 will be described. The symbols used in the following description have the following meanings. Further, it is assumed that the degree to which the speed reducer 9 contributes to the reverse rotation prevention is ignored (the speed reducer 9 has no reverse rotation prevention function). F: Thrust load applied to the output shaft 17 in the compression direction μ: Friction coefficient between the side surface of the friction plate 23 and the end surface of the intermediate cylinder 22 D: Average of the contact portion between the side surface of the friction plate 23 and the end surface of the intermediate cylinder 22 the diameter L: the ball screw lead T: in order to extend the linear actuator, actuation torque T'be added to the rotary shaft 2 on the basis of the thrust load in the compression direction applied to the rotating shaft 2 torque T b: the side surface of the friction plate 23 Brake torque based on friction between the rotor and the end face of the intermediate cylinder 22 η: Ball screw transmission efficiency when the rotary shaft 2 rotates forward η ′: Ball screw transmission efficiency when the rotary shaft 2 rotates reversely

【0036】 T=(F・L)/(2・π・η) −−− (1) であり、 T´=(F・L・η´)/(2・π) −−− (2) であり、 Tb =(μ・F・D)/2 −−− (3) である。電動モータへの通電停止時にもリニアアクチュ
エータの全長がスラスト荷重により縮まらない為には、 Tb >T´ −−− (4) である必要がある。又、電動モータとして、駆動トルク
ができるだけ小さいものを使用可能にする為には、リニ
アアクチュエータの全長を収縮させる際に駆動軸に要求
する駆動トルクを、伸長させる際に駆動軸に要求する駆
動トルク以下にする事が好ましい。又、リニアアクチュ
エータの収縮時に回転軸2に付与すべきトルクは、(T
b −T´)である。従って、 T≧(Tb −T´) −−− (5) である事が好ましい。(4)(5)式をまとめると、 T+T´≧Tb >T´ −−− (6) となる。更にこの(6)式に前記(1)〜(3)式を代
入すると、 (L/π・D)・{η´+(1/η)}≧μ>(L・η´)/(π・D) −−− (7) となる。例えば、電動式の介護ベッドに組み込まれるリ
ニアアクチュエータの場合には、L≒5mm、D≒16m
m、η≒η´≒0.9程度のものが造られる。この条件
を上記(7)式に代入すると、 0.20≧μ>0.09 −−− (8) とする事により、小型の電動モータを使用して伸縮可能
で、しかも電動モータへの非通電時に収縮する事のない
リニアアクチュエータを構成できる事が分る。
T = (F · L) / (2 · π · η) −−− (1) and T ′ = (F · L · η ′) / (2 · π) −−− (2) And T b = (μ · F · D) / 2 −−− (3). For the total length of the linear actuator even when energization is stopped to the electric motor is not Chijimara the thrust load is required to be a T b>T'--- (4) . In order to use an electric motor with a drive torque as small as possible, the drive torque required for the drive shaft when contracting the entire length of the linear actuator is the drive torque required for the drive shaft when expanding. The following is preferable. The torque to be applied to the rotary shaft 2 when the linear actuator contracts is (T
b- T '). Therefore, it is preferable that T ≧ (T b −T ′) −− (5). When the expressions (4) and (5) are summarized, T + T ′ ≧ T b > T ′ −−− (6). Further, substituting the equations (1) to (3) into the equation (6), (L / π · D) · {η ′ + (1 / η)} ≧ μ> (L · η ′) / (π -D) --- (7). For example, in the case of a linear actuator incorporated in an electric care bed, L≈5 mm, D≈16 m
Those with m, η≈η′≈0.9 are produced. Substituting this condition into the above formula (7), 0.20 ≧ μ> 0.09 --- (8), so that it can be expanded and contracted using a small electric motor. It turns out that a linear actuator that does not contract when energized can be constructed.

【0037】尚、回転軸2の回転駆動は、必ずしも電動
モータによらず、手動ハンドルにより直接或は減速機を
介して行なう事もできる。又、電動モータにより回転軸
2を回転駆動する場合であっても、例えばケーブルワイ
ヤ等で回転力を伝達し、このケーブルワイヤの先端部で
前記ウォーム12を回転駆動する構造を採用する事もで
きる。この様な構造にすれば、電動モータをリニアアク
チュエータから離れた部分に設置できるので、限られた
スペースへの設置の自由度が高くなる。
The rotary shaft 2 may be rotationally driven not only by an electric motor but also by a manual handle directly or through a speed reducer. Further, even when the rotating shaft 2 is rotationally driven by an electric motor, it is possible to adopt a structure in which, for example, a rotational force is transmitted by a cable wire or the like, and the worm 12 is rotationally driven by the tip portion of this cable wire. . With such a structure, the electric motor can be installed in a portion apart from the linear actuator, so that the degree of freedom of installation in a limited space is increased.

【0038】次に、図2は本発明の第二実施例を示して
いる。本実施例の場合は、引っ張り方向のスラスト荷重
が加わる部分に使用される。この為に本実施例の場合に
は、ハウジング1の先端部(図2の右端部)内周面に形
成した内向フランジ状の係止部33と間筒22の先端面
(図2の右端面)との間に摩擦プレート23と間座24
とを、間筒22の側から順に設けている。又、回転軸2
は、1対の深溝型の玉軸受34a、34bによりハウジ
ング1の内側に、回転自在に支持している。これら両玉
軸受34a、34bは、ラジアル荷重だけでなくスラス
ト荷重も支承する。特に、間筒22に対向する玉軸受3
4bは大型のものを使用して、十分に大きなスラスト荷
重を支承できる様にしている。又、上記間筒22の外周
面には滑り軸受36を設けて、ハウジング1の内側での
間筒22の回転が、がたつきなく、しかも円滑に行なわ
れる様にしている。
Next, FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. In the case of this embodiment, it is used in a portion to which a thrust load in the pulling direction is applied. Therefore, in the case of the present embodiment, the inward flange-shaped locking portion 33 formed on the inner peripheral surface of the front end portion (right end portion in FIG. 2) of the housing 1 and the front end surface of the intermediary cylinder 22 (right end surface in FIG. 2). ) Between the friction plate 23 and the spacer 24
And are sequentially provided from the side of the intermediate cylinder 22. Also, the rotating shaft 2
Is rotatably supported inside the housing 1 by a pair of deep groove type ball bearings 34a and 34b. Both ball bearings 34a and 34b support not only radial load but also thrust load. In particular, the ball bearing 3 facing the intermediate cylinder 22
4b is a large one so that a sufficiently large thrust load can be supported. A slide bearing 36 is provided on the outer peripheral surface of the intermediate cylinder 22 so that the intermediate cylinder 22 can be smoothly rotated inside the housing 1 without rattling.

【0039】上述の様に構成される本実施例のリニアア
クチュエータの使用時に、上記回転軸2に対して引っ張
り方向に加わるスラスト荷重は、この回転軸2の基端部
に係止した止め輪29、玉軸受34aの内輪28、ウォ
ームホイール10、玉軸受34bを介して、上記間筒2
2に加えられる。本実施例の場合には、スラスト荷重が
圧縮方向から引っ張り方向に変わった事に伴い、ローラ
クラッチ25がロックする方向を変え(回転軸2が引っ
張り方向のスラスト荷重により回転する傾向となった場
合にロックする様にし)ている。それ以外の、基本的な
構成及び作用は、上述した第一実施例とほぼ同様であ
る。
When the linear actuator of the present embodiment constructed as described above is used, the thrust load applied to the rotary shaft 2 in the pulling direction is the retaining ring 29 locked to the base end of the rotary shaft 2. Through the inner ring 28 of the ball bearing 34a, the worm wheel 10, and the ball bearing 34b.
Added to 2. In the case of the present embodiment, as the thrust load changes from the compression direction to the pulling direction, the direction in which the roller clutch 25 is locked is changed (when the rotating shaft 2 tends to rotate due to the thrust load in the pulling direction). It locks to. Other than that, the basic configuration and operation are almost the same as those of the first embodiment described above.

【0040】次に、図3は本発明の第三実施例を示して
いる。本実施例の場合は、前述した第一実施例の場合と
同様に、圧縮方向のスラスト荷重が加わる部分に使用さ
れる。本実施例の場合には、回転軸2を、手動式の駆動
ハンドル37により、自在継手38を介して回転駆動す
る様に構成している。この為に本実施例は、前述した第
一実施例からハウジング1の基半部(図1の左半部)を
省略し、この部分に上記自在継手38を配置した如き構
成を有する。
Next, FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. In the case of this embodiment, as in the case of the first embodiment described above, it is used in the portion to which the thrust load in the compression direction is applied. In the case of this embodiment, the rotary shaft 2 is configured to be rotationally driven by a manual drive handle 37 via a universal joint 38. For this reason, this embodiment has a structure in which the base half portion (left half portion in FIG. 1) of the housing 1 is omitted from the first embodiment described above, and the universal joint 38 is arranged in this portion.

【0041】又、圧縮方向のスラスト荷重を支承する軸
受としては、深溝型の玉軸受39を使用している。そし
て、この玉軸受39を構成する内輪40の外端面(図3
の右端面)を回転軸2に形成した段部6に突き当て、外
輪41の内端面(図3の左端面)を間筒22の先端面に
突き当てている。従って、上記回転軸2に加わる圧縮方
向のスラスト荷重は、上記玉軸受39から間筒22に伝
達され、この間筒22の基端面と摩擦プレート23の片
側面(図3の右面)とを摩擦係合させる。その他の構成
及び作用は、前述した第一実施例とほぼ同様である。
A deep groove type ball bearing 39 is used as a bearing for supporting the thrust load in the compression direction. Then, the outer end surface of the inner ring 40 that constitutes the ball bearing 39 (see FIG.
The right end surface of the outer ring 41 is abutted against the stepped portion 6 formed on the rotary shaft 2, and the inner end surface of the outer ring 41 (the left end surface of FIG. 3) is abutted against the tip surface of the intermediate cylinder 22. Therefore, the thrust load in the compressing direction applied to the rotary shaft 2 is transmitted from the ball bearing 39 to the intermediate cylinder 22, and the base end surface of the intermediate cylinder 22 and one side surface of the friction plate 23 (the right surface in FIG. 3) are frictionally engaged. To combine. Other configurations and operations are almost the same as those of the first embodiment described above.

【0042】次に、図4は本発明の第四実施例を示して
いる。本実施例は、圧縮、引っ張り、両方向のスラスト
荷重が加わる可能性がある部分に使用される。この為に
本実施例の場合には、間座24a、24bと間筒22
a、22bとローラクラッチ25a、25bと摩擦プレ
ート23a、23bとを、それぞれ2組ずつ設けてい
る。両ローラクラッチ25a、25bをロックさせる為
の回転方向は互いに逆である。即ち、一方のローラクラ
ッチ25a(25b)がロックする状態では他方のロー
ラクラッチ25b(25a)は回転自在となる。回転軸
2の基端部には、上記1対の間筒22a、22bを軸方
向両側から挟む状態で、1対の当て板42a、42bを
固定している。そして、これら各当て板42a、42b
と間筒22aの先端面及び間筒22aの基端面との間
に、それぞれスラストころ軸受43a、43bを設けて
いる。
Next, FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention. This embodiment is used in a portion where compression, tension, and thrust loads in both directions may be applied. Therefore, in the case of this embodiment, the spacers 24a and 24b and the spacer 22
Two sets of a and 22b, two roller clutches 25a and 25b, and two friction plates 23a and 23b are provided. The rotation directions for locking both roller clutches 25a and 25b are opposite to each other. That is, when one roller clutch 25a (25b) is locked, the other roller clutch 25b (25a) is rotatable. A pair of contact plates 42a and 42b are fixed to the base end of the rotary shaft 2 in a state of sandwiching the pair of intermediate cylinders 22a and 22b from both sides in the axial direction. Then, each of these contact plates 42a, 42b
Thrust roller bearings 43a and 43b are provided between the front end surface of the intermediate cylinder 22a and the base end surface of the intermediate cylinder 22a, respectively.

【0043】この様に構成される本実施例の場合、圧縮
方向のスラスト荷重が加わる場合には、一方(図4の右
方)の間座24aと間筒22aとローラクラッチ25a
と摩擦プレート23aとが前述した第一実施例と同様に
作用する。これに対して引っ張り方向にスラスト荷重が
加わる場合には、他方(図4の左方)の間座24bと間
筒22bとローラクラッチ25bと摩擦プレート23b
とが前述した第二実施例と同様に作用する。尚、本実施
例の場合、電動モータ或は手動ハンドルにより回転軸2
を回転させる場合に、必ず何れかのローラクラッチ25
a(25b)がロックする。但し、スラスト荷重を受け
ない間筒22a(22b)に対応するローラクラッチ2
5a(25b)がロックしても、当該間筒22a(22
b)の端面と摩擦プレート23a(23b)との間に作
用する摩擦力は極く小さい為、当該間筒22a(22
b)はハウジング1の内側で軽い力で回転する。従っ
て、回転軸2を回転させる際に要する駆動トルクは、殆
ど大きくはならない。
In the case of this embodiment constructed as described above, when a thrust load in the compression direction is applied, one side (the right side of FIG. 4) of the spacer 24a, the spacer 22a and the roller clutch 25a.
And the friction plate 23a act in the same manner as in the first embodiment described above. On the other hand, when a thrust load is applied in the pulling direction, the other spacer (left side in FIG. 4), the spacer 22b, the spacer 22b, the roller clutch 25b, and the friction plate 23b.
And operate in the same manner as in the second embodiment described above. In the case of this embodiment, the rotary shaft 2 is driven by an electric motor or a manual handle.
When rotating the
a (25b) locks. However, the roller clutch 2 corresponding to the cylinder 22a (22b) that does not receive the thrust load
Even if 5a (25b) is locked, the intermediate cylinder 22a (22b)
Since the frictional force acting between the end surface of b) and the friction plate 23a (23b) is extremely small, the intermediate cylinder 22a (22b)
b) rotates with a light force inside the housing 1. Therefore, the drive torque required to rotate the rotary shaft 2 hardly increases.

【0044】次に、図5は本発明の第五実施例を示して
いる。本実施例の場合も、前述した第一実施例及び第三
実施例の場合と同様に、圧縮方向のスラスト荷重が加わ
る部分に使用される。本実施例の場合には、上記スラス
ト荷重を支承する軸受として、スラストころ軸受44を
使用している。そして、一方向クラッチであるローラク
ラッチ25に、ラジアルころ軸受としての機能を合わせ
持たせている(上述した第四実施例の場合も同様)。こ
の為に本実施例では、間筒22の端部外周面に外向フラ
ンジ部45を形成し、この外向フランジ部45の片側面
(図5の右側面)と、回転軸2の段部6に突き当て固定
したスラスト軌道輪46との間に、上記スラストころ軸
受44を設けている。又、摩擦プレート23及び間座2
4は、上記外向フランジ部45の他側面(図5の左側
面)と、ハウジング1の内周面に形成した段部47との
間に挟持している。
Next, FIG. 5 shows a fifth embodiment of the present invention. Also in the case of the present embodiment, as in the case of the first and third embodiments described above, it is used in the portion to which the thrust load in the compression direction is applied. In the case of this embodiment, a thrust roller bearing 44 is used as a bearing for supporting the thrust load. The roller clutch 25, which is a one-way clutch, also has a function as a radial roller bearing (the same applies to the fourth embodiment described above). Therefore, in this embodiment, the outward flange portion 45 is formed on the outer peripheral surface of the end portion of the intermediate cylinder 22, and one side surface of the outward flange portion 45 (the right side surface in FIG. 5) and the step portion 6 of the rotary shaft 2 are formed. The thrust roller bearing 44 is provided between the thrust bearing ring 46 fixed by butting. Also, the friction plate 23 and the spacer 2
4 is sandwiched between the other side surface (left side surface in FIG. 5) of the outward flange portion 45 and a step portion 47 formed on the inner peripheral surface of the housing 1.

【0045】本実施例の場合には、回転軸2に加わるス
ラスト荷重を支承自在な軸受であるスラストころ軸受4
4と、間筒22の一部である外向フランジ部45と、摩
擦プレート23と、間座24とが、上記回転軸2に加わ
る圧縮方向のスラスト荷重に対して互いに直列に配置さ
れている。又、ローラクラッチ25を構成する外輪26
の両端部を軸方向に延長し、延長部の内周面を円筒面状
の外輪軌道としている。そして、この外輪軌道と回転軸
2の外周面との間にころ49、49を設けて、ラジアル
ころ軸受を構成している。その他の構成及び作用は、第
一、第三実施例とほぼ同様である。
In the case of this embodiment, the thrust roller bearing 4 which is a bearing capable of supporting the thrust load applied to the rotary shaft 2
4, the outward flange portion 45, which is a part of the intermediate cylinder 22, the friction plate 23, and the spacer 24 are arranged in series with respect to the thrust load in the compression direction applied to the rotary shaft 2. In addition, the outer ring 26 that constitutes the roller clutch 25
Both ends of the extension are extended in the axial direction, and the inner peripheral surface of the extension is a cylindrical outer ring raceway. Then, rollers 49, 49 are provided between the outer ring raceway and the outer peripheral surface of the rotary shaft 2 to form a radial roller bearing. Other configurations and operations are almost the same as those of the first and third embodiments.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明は以上に述べた通り構成され作用
するので、小型且つ軽量で、しかも小さな力で駆動でき
るリニアアクチュエータを安価に提供できる。
Since the present invention is constructed and operates as described above, it is possible to inexpensively provide a linear actuator that is small in size and lightweight and can be driven with a small force.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第一実施例を示す要部断面図。FIG. 1 is a sectional view of a main part showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第二実施例を示す要部断面図。FIG. 2 is a sectional view of a main part showing a second embodiment of the present invention.

【図3】同第三実施例を示す断面図。FIG. 3 is a sectional view showing the third embodiment.

【図4】同第四実施例を示す要部断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part showing the fourth embodiment.

【図5】同第五実施例を示す要部断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part showing the fifth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ハウジング 2 回転軸 3 ラジアル玉軸受 4 スラスト玉軸受 5 軌道輪 6 段部 7 当て板 8 取付フランジ 9 減速機 10 ウォームホイール 11 キー 12 ウォーム 13 ボールねじ部 14 ボールナット 15 ボール 16 結合筒部 17 出力軸 18 カバー 19 突条 20 凹溝 21 係止部 22、22a、22b 間筒 23、23a、23b 摩擦プレート 24、24a、24b 間座 25、25a、25b ローラクラッチ 26 外輪 27 ローラ 28 内輪 29、30 止め輪 31 固定側取付部 32 変位側取付部 33 係止部 34a、34b 玉軸受 36 滑り軸受 37 駆動ハンドル 38 自在継手 39 玉軸受 40 内輪 41 外輪 42a、42b 当て板 43a、43b、44 スラストころ軸受 45 外向フランジ部 46 スラスト軌道輪 47 段部 48 バンド 49 ころ 1 Housing 2 Rotating Shaft 3 Radial Ball Bearing 4 Thrust Ball Bearing 5 Bearing Ring 6 Step 7 Contact Plate 8 Mounting Flange 9 Speed Reducer 10 Worm Wheel 11 Key 12 Worm 13 Ball Screw 14 Ball Nut 15 Ball 16 Coupling Tube 17 Output Shaft 18 Cover 19 Protrusion 20 Groove 21 Locking part 22, 22a, 22b Space cylinder 23, 23a, 23b Friction plate 24, 24a, 24b Spacer 25, 25a, 25b Roller clutch 26 Outer ring 27 Roller 28 Inner ring 29, 30 Retaining ring 31 Fixed side mounting part 32 Displacement side mounting part 33 Locking part 34a, 34b Ball bearing 36 Sliding bearing 37 Drive handle 38 Universal joint 39 Ball bearing 40 Inner ring 41 Outer ring 42a, 42b Abutment plate 43a, 43b, 44 Thrust roller bearing 45 Outward flange 46 Thrust track Wheel 47 Step 48 Band 49 Roller

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ハウジングと、このハウジングの内側に
回転のみ自在に支持された回転軸と、この回転軸の一部
に設けられたボールねじ部と、このボールねじ部の周囲
に複数のボールを介して螺合し、上記回転軸の軸方向に
亙る変位のみを自在に支持されたボールナットと、この
ボールナットに結合された出力部材とを備えたリニアア
クチュエータに於いて、上記回転軸の外周面と上記ハウ
ジングの内周面との間の円筒状空間内に、上記回転軸に
加わるスラスト荷重を支承自在な軸受と、上記ハウジン
グの内側に回転自在に支持された間筒と、摩擦プレート
とを、上記スラスト荷重の作用方向に対して互いに直列
に配置すると共に、上記間筒の内周面と上記回転軸の外
周面との間に一方向クラッチを設けた事を特徴とするリ
ニアアクチュエータ。
1. A housing, a rotary shaft rotatably supported inside the housing, a ball screw portion provided on a part of the rotary shaft, and a plurality of balls around the ball screw portion. A linear actuator equipped with a ball nut that is screwed in via a shaft and is supported only for displacement in the axial direction of the rotary shaft, and an output member connected to the ball nut. A bearing capable of supporting a thrust load applied to the rotary shaft in a cylindrical space between the surface and the inner peripheral surface of the housing, an intermediary cylinder rotatably supported inside the housing, and a friction plate. Are arranged in series with each other in the acting direction of the thrust load, and a one-way clutch is provided between the inner peripheral surface of the intermediate cylinder and the outer peripheral surface of the rotary shaft. .
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