JPH0942408A - リニアアクチュエータ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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 Ｔ_b ： 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
率

【００３６】 Ｔ＝（Ｆ・Ｌ）／（２・π・η） −−− （１） であり、 Ｔ´＝（Ｆ・Ｌ・η´）／（２・π） −−− （２） であり、 Ｔ_b ＝（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、 Ｔ_b ＞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≧（Ｔ_b −Ｔ´） −−− （５） である事が好ましい。（４）（５）式をまとめると、 Ｔ＋Ｔ´≧Ｔ_b ＞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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例を示す要部断面図。

【図２】本発明の第二実施例を示す要部断面図。

【図３】同第三実施例を示す断面図。

【図４】同第四実施例を示す要部断面図。

【図５】同第五実施例を示す要部断面図。

【符号の説明】

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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【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。