JP2000161461A

JP2000161461A - ボールねじ式リニアアクチュエータ

Info

Publication number: JP2000161461A
Application number: JP10339489A
Authority: JP
Inventors: Mikio Yamaguchi; 幹雄山口
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1998-11-30
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 2000-06-16

Abstract

(57)【要約】【課題】耐久性の向上及び長寿命化を図ると共に、ク
リーンでコンパクトな構造を実現する。【解決手段】複数のボール１２、１２を介してボール
ねじ軸１と螺合したボールナット９と、基端部をこのボ
ールナット９に結合した出力軸部材１７とを、ケーシン
グ２の内側に配置する。上記ボールねじ軸１の一端部を
第一開口部３の内側に設けた転がり軸受４により回転自
在に支持すると共に、上記出力軸部材１７の外周面を第
二開口部２０の内周面に固定した滑り軸受２１により軸
方向移動自在に支持する。上記ケーシング２の内側に潤
滑油を所定量封入し、更に、上記第一開口部３の内周面
と上記ボールねじ軸１の外周面との間、並びに上記第二
開口部２０の内周面と上記出力軸部材１７の外周面との
間を、それぞれオイルシール２３、２３により密閉す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明に係るボールねじ式
リニアアクチュエータは、例えばマシニングセンタ等の
工作機械、射出成形機やプレス機等の成形機械等、各種
機械装置に組み込んで、比較的小さな入力トルクから大
きな直線運動方向の出力を得る為の動力変換装置として
利用する。

【０００２】

【従来の技術】ボールねじの倍力機能を利用する事によ
り、比較的小さな入力トルクから大きな直線運動方向の
出力を得る動力変換装置として、ボールねじ式リニアア
クチュエータが従来から広く使用されている。この様な
ボールねじ式リニアアクチュエータの使用時には、駆動
源である電動モータ等からの比較的小さな入力トルク
を、減速機構を介してボールねじを構成するボールねじ
軸（或はボールナット）に入力し、このボールねじ軸
（或はボールナット）を所望方向に回転させる。そし
て、このボールねじ軸（或はボールナット）の回転運動
を、複数のボールを介してこのボールねじ軸（或はボー
ルナット）と螺合したボールナット（或はボールねじ
軸）の直線運動に変換する。そして、このボールナット
（或はボールねじ軸）の直線運動を、出力軸部材から
（或はボールねじ軸から直接）取り出す。

【０００３】ところで、上述の様なボールねじ式リニア
アクチュエータの場合、上記ボールねじ軸と上記ボール
ナットとの螺合部を潤滑する潤滑剤として、潤滑油かグ
リースを使用する事が多い。このうち、潤滑剤として潤
滑油を使用する場合には、滴下給油や油浴給油等の方法
により、この潤滑油を上記螺合部に供給する。ところ
が、この潤滑油を使用する場合には、この潤滑油が上記
ボールねじ軸（或はボールナット）の回転に伴って周囲
に飛散する為、ボールねじ式リニアアクチュエータを設
置する環境によっては、周囲を汚す等の不都合を生じ
る。従って、この様な不都合を避けるべく、上記潤滑剤
として、上記潤滑油よりも周囲に飛散しにくい、グリー
スを使用する事が多い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、上述の様なボー
ルねじ式リニアアクチュエータの高荷重用途が拡大して
いる。即ち、近年に於ける各種機械装置の電動化に伴
い、例えば射出成形機やプレス機等の場合には、直線運
動方向の大きな動力を得る為に、従来から使用して来た
油圧シリンダに代えて、電動モータを駆動源とするボー
ルねじ式リニアアクチュエータを使用する事が多くなっ
て来ている。例えば、射出成形機の場合には、５０トン
を越える力の制御に上記ボールねじ式リニアアクチュエ
ータを使用している例も見られる。ところで、この様な
射出成形機等に組み込んで使用されるボールねじ式リニ
アアクチュエータの場合、上述した様なボールねじ軸と
ボールナットとの螺合部を潤滑する潤滑剤としては、グ
リースよりも潤滑油を使用する方が好ましい。以下、こ
の理由に就いて説明する。

【０００５】図６は、上記潤滑剤として潤滑油とグリー
スとを使用した場合に於ける、ボールねじ軸の回転速度
と、このボールねじ軸に作用する動摩擦トルク（回転抵
抗）との関係を示している。この図６中、実線ａ〜ｃ
は、一般的に使用されている潤滑油の３例を、同じく破
線ｄは、一般的に使用されているグリースの１例を、そ
れぞれ示している。この図６から明らかな通り、上記ボ
ールねじ軸の始動時及び低速回転時に於ける上記動摩擦
トルクの大きさは、潤滑剤として潤滑油を使用した場合
とグリースを使用した場合とでほぼ等しい。ところが、
上記ボールねじ軸の回転速度が大きくなるのに伴い、上
記動摩擦トルクは、潤滑剤としてグリースを使用した場
合には直線的に増大するのに対し、同じく潤滑油を使用
した場合には殆ど変化しない。従って、上記ボールねじ
軸を高速回転させて使用する場合に、このボールねじ軸
の回転抵抗を小さく抑える為には、上記潤滑剤として潤
滑油を使用する方が好ましい。一方、上述した射出成形
機等に組み込まれるボールねじ式リニアアクチュエータ
の場合、運転時には、この射出成形機等を構成する型の
開閉や押圧を迅速に行なう為、上記ボールねじ軸を高速
で回転させる必要がある。従って、上記射出成形機等に
組み込まれるボールねじ式リニアアクチュエータの場合
には、上記潤滑剤として潤滑油を使用するのが好まし
い。

【０００６】又、上述の様にボールねじ軸を高速で回転
させる場合には、グリースと言えどもこのボールねじ軸
の回転に伴って周囲に飛散する可能性があり、飛散した
場合には、このボールねじ軸に付着させたグリースの量
が少なくなる。一方、上記射出成形機等に組み込まれる
ボールねじ式リニアアクチュエータの場合、使用時に型
の開閉や押圧を繰り返し行なう為、上記ボールねじ軸と
ボールナットとの軸方向に亙る相対変位が短い範囲で往
復して行なわれ、且つ、この往復変位が繰り返される。
従って、上述の様にホールねじ軸に付着させたグリース
の量が少なくなり、このボールねじ軸とボールナットと
螺合部の潤滑が良好に行なわれなくなると、これらボー
ルねじ軸及びボールナットと、これら両部材の間で動力
伝達を行なう複数のボールの寿命が低下する。一方、潤
滑油の場合には、前述した滴下給油や油浴給油等の方法
により、この潤滑油を上記螺合部に連続して補給でき
る。この為、この螺合部の潤滑を長期間に亙り良好に行
なえる。従って、この様な観点からも、上記潤滑剤とし
て潤滑油を使用するのが好ましい。

【０００７】以上の様に、射出成形機等に組み込んで使
用されるボールねじ式リニアアクチュエータの場合に
は、潤滑性能の面から言えば、上記潤滑剤としてグリー
スよりも潤滑油を使用する方が好ましいと言える。とこ
ろが、前述した通り、上記潤滑剤として潤滑油を使用す
る場合には、上記ボールねじ軸の回転に伴ってこの潤滑
油が周囲に飛散する為、ボールねじ式リニアアクチュエ
ータを設置する環境によっては、周囲を汚す等の不都合
を生じる。この為、このボールねじ式リニアアクチュエ
ータを設置する環境に拘らず、上記潤滑剤として潤滑油
を使用した場合にも、上述の様な不都合を生じない構造
の実現が望まれる。本発明のボールねじ式リニアアクチ
ュエータは、上述の様な事情に鑑みて発明したものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のボールねじ式リ
ニアアクチュエータは、ケーシングと、このケーシング
の軸方向両端部に、それぞれがこのケーシングの内外を
連通する状態で設けた第一、第二開口部と、駆動源から
回転力の伝達を受ける為の一端部をこのうちの第一開口
部を通じて上記ケーシングの外側に突出させた状態で、
このケーシングの内側に回転自在に支持したボールねじ
軸と、このケーシングの内側にこのボールねじ軸を回転
自在に支持する為、上記第一開口部の内周面と上記ボー
ルねじ軸の中間部外周面との間に設けた第一の軸受と、
上記ボールねじ軸の一部でこの第一の軸受よりも上記ケ
ーシングの内側に配置した部分の外周面に形成した断面
円弧形の第一螺旋溝と、内周面に断面円弧形の第二螺旋
溝を有し、上記ケーシングの内側に軸方向に亙る変位自
在に設けたボールナットと、上記第一螺旋溝と上記第二
螺旋溝との間に転動自在に設けた複数のボールと、中心
軸を上記ボールナットの中心軸と一致若しくは平行に配
設した状態で、基端部をこのボールナットに結合する事
により、このボールナットと共に軸方向に亙り変位自在
とし、且つ、この軸方向に亙る変位に伴い上記ケーシン
グから上記第二開口部を通じて出入り自在な出力軸部材
と、このケーシングに対し出力軸部材を、軸方向移動自
在に支持する為、これら第二開口部の内周面と出力軸部
材の外周面との間に設けた第二の軸受と、上記ケーシン
グの内側に、このケーシング内の隙間空間容積よりも少
ない量だけ封入した潤滑油とを備える。更に、上記第一
開口部の内周面と上記ボールねじ軸の中間部外周面との
間部分で上記ケーシングの内側空間に対して上記第一の
軸受よりも外側部分、及び上記第二開口部の内周面と上
記出力軸部材の外周面との間部分で上記ケーシングの内
側空間に対して上記第二の軸受よりも外側部分を、それ
ぞれオイルシールで密閉する事により、上記ケーシング
の内側に封入した潤滑油がこのケーシングの外側に漏洩
するのを防止している。

【０００９】

【作用】上述の様に構成する本発明のボールねじ式リニ
アアクチュエータの場合、ボールねじ軸とボールナット
との螺合部を潤滑する潤滑剤として、ケーシングの内側
に封入した潤滑油を使用する。この為、この螺合部に高
荷重が負荷された状態で上記ボールねじ軸を高速回転さ
せると共に、このボールねじ軸と螺合するボールナット
を、軸方向に亙る短い範囲で往復変位させる場合でも、
上記ボールねじ軸が高速回転する事に対する抵抗（動摩
擦トルク）を小さく抑えると共に、上記螺合部に於ける
潤滑状態を長期間に亙り良好に維持できる。そして、潤
滑状態を良好に維持できる結果、高耐久、長寿命のボー
ルねじ式リニアアクチュエータを実現できる。

【００１０】又、本発明の場合、使用時に回転するボー
ルねじ軸をケーシングにより覆っている。この為、この
ボールねじ軸の回転に伴って上記潤滑油が周囲に飛散す
る事はない。又、上記ケーシングの内外を連通する第一
開口部の内周面とボールねじ軸の外周面との間部分、並
びに上記ケーシングの内外を連通する第二開口部の内周
面と出力軸部材の外周面との間部分は、それぞれオイル
シールにより密閉している。この為、上記ケーシングの
内側に封入した潤滑油がこのケーシング外に漏洩する事
はない。この結果、従来構造で、潤滑剤として潤滑油を
使用する場合に発生する不都合、即ち、設置する環境に
よっては周囲を汚してしまう等と言った不都合を解消で
き、クリーンでコンパクトなボールねじ式リニアアクチ
ュエータを実現できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１〜２は、本発明の実施の形態
の第１例を示している。駆動源である図示しない電動モ
ータからの入力トルクに基づいて回転するボールねじ軸
１は、円筒状のケーシング２の内側に、回転自在に支持
している。即ち、上記ボールねじ軸１は、中間部を上記
ケーシング２の軸方向一端部（図１の左端部）に設けた
第一開口部３に挿通した状態で、その一部をこのケーシ
ング２の内側に配設している。そして、上記ボールねじ
軸１の中間部外周面と上記第一開口部３の内周面との間
に、第一の軸受である転がり軸受４を設けている。この
転がり軸受４を構成する外輪５の外端面（図１の左端
面）は、上記第一貫通孔３の内周面に形成した段差面６
に、同じく内輪７の内端面（図１の右端面）は、上記ボ
ールねじ軸１の一端寄り部外周面に形成した段差面８
に、それぞれ突き当てている。尚、図示の例では上記転
がり軸受４として、ラジアル荷重及びスラスト荷重を支
承自在な、アンギュラ型玉軸受を使用している。

【００１２】又、上記ケーシング２の内側で上記ボール
ねじ軸１の周囲にボールナット９を、軸方向に亙る変位
自在に設けている。そして、上記ボールねじ軸１の一部
外周面で、上記転がり軸受４よりも上記ケーシング２の
内側に配置した部分に形成した断面円弧形の第一螺旋溝
１０と、上記ボールナット９の内周面に形成した断面円
弧形の第二螺旋溝１１との間に、複数のボール１２、１
２を転動自在に設けて、上記ボールねじ軸１の回転に基
づいて上記ボールナット９を軸方向に変位自在としてい
る。又、上記ボールナット９の外周面の一部には平坦面
１３を形成し、この平坦面１３に、それぞれが上記ボー
ル１２、１２を通過させる為の、図示しない１対の送り
孔の端部を開口させている。そして、これら両送り孔の
端部開口同士を、循環チューブ１４により連通させてい
る。これら１対の送り孔と循環チューブ１４とが、上記
第二螺旋溝１１の一端部にまで移動したボール１２、１
２をこの第二螺旋溝１１の他端部に戻してこれら複数の
ボール１２、１２を循環させる、循環機構を構成する。

【００１３】又、本例の場合、上記ボールナット９は上
記ケーシング２の内側に、これらボールナット９の外周
面とケーシング２の内周面との間に全周に亙る微小隙間
を介した状態で、嵌装している。又、上記ボールナット
９の外周面の円周方向複数個所（図示の例では３個所）
には、軸方向全長に亙る凹溝１５、１５を形成し、これ
ら各凹溝１５、１５と上記ケーシング２の内周面とによ
り囲まれる部分を、通路１６、１６としている。そし
て、上記ボールナット９が軸方向に亙り変位する際に、
後述の様に上記ケーシング２内に封入した潤滑油が、こ
れら各通路１６、１６を通じて上記ボールナット９の両
側に移動できる様にしている。尚、上記循環チューブ１
４を設けた平坦面１３と上記ケーシング２の内周面との
間部分に形成された隙間も、上記潤滑油を流通させる為
の通路１６として機能する。

【００１４】又、上記ボールナット９の一端部（図１の
右端部）には、出力軸部材１７の基端部（図１の左端
部）を結合する事により、この出力軸部材１７を、上記
ボールナット９と共に軸方向に変位させる様にしてい
る。即ち、この出力軸部材１７は、先端（図１の右端）
が塞がれた円筒状に形成しており、基端部外周面に形成
した雄ねじ部１８を、上記ボールナット９の一端部内周
面に形成した雌ねじ部１９に螺合固定している。又、こ
の状態で上記出力軸部材１７の内側に、前記ボールねじ
軸１の一部を進入させている。又、上記出力軸部材１７
の先端側部分は、上記ケーシング２の軸方向他端部（図
１の右端部）に設けた第二開口部２０を通じてこのケー
シング２外に突出させると共に、この出力軸部材１７の
一部外周面を、上記第二貫通孔２０の内周面に固定し
た、第二の軸受である滑り軸受２１により、軸方向に亙
る移動自在に支持している。又、上記出力軸部材１７の
基端寄り部分には、この出力軸部材１７の内周面と外周
面とを連通する通路２２を形成している。そして、この
出力軸部材１７が軸方向に亙り変位する際に、前記潤滑
油がこの通路２２を通じてこの出力軸部材１７の内外を
移動できる様にしている。

【００１５】又、上記ケーシング２の内側には、上記ボ
ールねじ軸１と上記ボールナット９との螺合部を潤滑す
る為の潤滑油を、上記ケーシング２内の隙間空間容積よ
りも少ない所定量｛例えば、上記出力軸部材１７の上記
ケーシング２からの突出量を最も小さくした状態（図１
に於いて、上記ボールナット９が上記ケーシング２内で
最も左側に移動した状態）に於ける、このケーシング２
内の隙間空間容積の約６０％分｝だけ封入している。
尚、この様な潤滑油の封入量が多過ぎると、後述する運
転時に、この潤滑油の撹拌抵抗に基づく上記ボールねじ
軸１の動トルク（回転抵抗）が大きくなり、円滑な運転
が行なえなくなるだけでなく、上記出力軸部材１７をケ
ーシング２内に引き込んだ状態で、このケーシング２内
の圧力上昇が著しくなる。この為、上記潤滑油の封入量
は、上記ボールねじ軸１の動トルクが大きくならず、上
記ケーシング２内の圧力変動が著しくならない程度に、
適宜調整して決定する。又、前記第一開口部３の内周面
と上記ボールねじ軸１の一端寄り部外周面との間で前記
転がり軸受４よりも外側（図１の左側）部分、及び前記
第二開口部２０の内周面と上記出力軸部材１７の外周面
との間で上記滑り軸受２１よりも外側（図１の右側）部
分に、それぞれオイルシール２３、２３を設けて、上記
ケーシング２内への異物進入防止と、このケーシング２
内の潤滑油の漏洩防止とを図っている。これら各オイル
シール２３、２３のシール性能と上記潤滑油の封入量と
は、上記出力軸部材１７の変位に伴う、上記ケーシング
２内の圧力変動に拘らず、このケーシング２内への異物
吸い込みや潤滑油漏出を防止できる範囲に設定する。

【００１６】上述の様に構成する本発明のボールねじ式
リニアアクチュエータの使用時には、図示しない電動モ
ータからの入力トルクを直接、或は図示しない減速機構
を介してボールねじ軸１に入力し、このボールねじ軸１
を所望方向に回転させる。この結果、このボールねじ軸
１と複数のボール１２、１２を介して螺合したボールナ
ット９が、軸方向に亙り所望方向に変位する。これによ
り、このボールナット９に結合した出力軸部材１７か
ら、直線運動方向の大きな出力を取り出す事ができる。
又、上述の様にボールナット９と出力軸部材１７とがケ
ーシング２内で軸方向に変位する際、このケーシング２
内に封入した潤滑油が、前記各通路１６、２２を通じて
上記ボールナット９の軸方向両側、及び上記出力軸部材
１７の内外を移動する。これと共に、上記潤滑油が、上
記ボールねじ軸１とボールナット９との螺合部に、軸方
向に関する適宜方向から送り込まれる。この為、この螺
合部の潤滑を適切に行なえる。又、本例の場合、前記第
一開口部３の内側に設けた転がり軸受４を構成する転動
体２４、２４の設置部分、及び上記第二開口部２０の内
側に設けた滑り軸受２１の内周面部分（上記出力軸部材
１７の外周面を摺動支持する部分）も、上記ケーシング
２内に封入した潤滑油により潤滑自在としている。この
為、上記転がり軸受４の転動体２４、２４を設置した空
間よりもケーシング２の中央寄り部分には、シールリン
グを設けていない。

【００１７】上述の様に構成し作用する本例のボールね
じ式リニアアクチュエータの場合、ボールねじ軸１とボ
ールナット９との螺合部を潤滑する潤滑剤として、ケー
シング２内に封入した潤滑油を使用している。この為、
本例のボールねじ式リニアアクチュエータを、前述した
様な射出成形機等に組み込んだ状態で使用する場合等、
上記ボールねじ軸１とボールナット９との螺合部に高荷
重が負荷した状態でこのボールねじ軸１を高速回転させ
ると共に、このボールねじ軸１と螺合するボールナット
９を、軸方向に亙る短い範囲で往復変位させる場合で
も、上記ボールねじ軸１が高速回転する事に対する抵抗
（動摩擦トルク）を小さく抑えると共に、上記螺合部に
於ける潤滑状態を長期間に亙り良好に維持できる。この
様に潤滑状態を良好に維持する結果、高耐久、長寿命の
ボールねじ式リニアアクチュエータを実現できる。

【００１８】又、本発明の場合、使用時に回転するボー
ルねじ軸１は、上記ケーシング２により覆っている。こ
の為、このボールねじ軸１の回転に伴って上記潤滑油が
周囲に飛散する事はない。又、上記ケーシング２の内外
を連通する第一開口部３の内周面とボールねじ軸１の外
周面との間部分、並びに上記ケーシング２の内外を連通
する第二開口部２０の内周面と出力軸部材１７の外周面
との間部分は、それぞれオイルシール２３、２３により
密閉している。この為、上記ケーシング２の内側に封入
した潤滑油が、このケーシング２の外側に漏洩する事は
ない。この結果、従来構造で、上記潤滑剤として潤滑油
を使用する場合に発生する不都合、即ち、設置する環境
によっては周囲を汚しまうと言った不都合を解消でき、
クリーンでコンパクトなボールねじ式リニアアクチュエ
ータを実現できる。

【００１９】次に、図３〜４は、本発明の実施の形態の
第２例を示している。本例の場合、ボールナット９の一
端面に、それぞれが出力軸部材である、１対のロッド２
５、２５の基端部（図３の左端部）を結合固定してい
る。更に、これら各ロッド２５、２５の先端部を、ケー
シング２の他端部（図３の右端部）に形成した１対の第
二開口部２０、２０を通じて、このケーシング２外に突
出させ、これら各ロッド２５、２５の先端部同士を、連
結板２６により連結している。そして、この連結板２６
により、スラスト方向の荷重を支承自在としている。
又、本例の場合も、上記各ロッド２５、２５の外周面
は、上記各第二貫通孔２０、２０の内周面に固定した、
第二の軸受である滑り軸受２１、２１により、軸方向移
動自在に支持すると共に、これら各第二開口部２０、２
０の内周面と各ロッド２５、２５の外周面との間で、上
記各滑り軸受２１、２１よりも外側部分を、オイルシー
ル２３、２３により密閉している。

【００２０】一方、ボールねじ軸１の他端部（図３の右
端部）は、上記ケーシング２の他端開口を塞ぐ塞ぎ板２
７の内面中央部に形成した受孔２８内に、滑り軸受２９
を介して回転自在に支持している。又、上記ボールねじ
軸１の一端部（図３の左端部）で上記ケーシング２から
突出した部分に、段付プーリ、歯車等の回転伝達部材３
０を、キー結合、非円形嵌合等により、上記ボールねじ
軸１に対する回転不能に外嵌固定している。この様な回
転伝達部材３０の外周面には、駆動源である図示しない
電動モータからの入力トルクを伝達する、図示しない段
付ベルトを掛け渡すか、駆動歯車を噛合させる。この様
に構成する本例の場合も、上述した第１例の場合と同様
の作用により、１対のロッド２５、２５の先端部同士を
連結した連結板２６から、直線運動方向の大きな出力を
取り出せる。その他の構成及び作用は、上述した第１例
の場合と同様である。

【００２１】次に、図５は、本発明の実施の形態の第３
例を示している。本例の場合、ケーシング２の内側に、
それぞれがボールねじ軸１とボールナット９と複数のボ
ール１２、１２とから成る、１対のボールねじ機構を、
互いに並列に設けている。即ち、上記ケーシング２の内
側に互いに平行に配設した１対のボールねじ軸１、１の
周囲に、それぞれ複数のボール１２、１２を介してボー
ルナット９、９を螺合している。又、これら各ボールナ
ット９、９の軸方向の位相を一致させると共に、これら
両ボールナット９、９同士を、連結板３１により結合し
ている。即ち、これら各ボールナット９、９の一端部
（図５の右端部）外周面に設けた外向フランジ状の鍔部
３２、３２の一端面に上記連結板３１を、これら両鍔部
３２、３２同士の間に掛け渡す状態で固定している。

【００２２】又、上記連結板３１の中央部に、円柱状の
出力軸部材１７ａの基端部（図５の左端部）を結合固定
している。図示の例では、この出力軸部材１７ａの基端
部に形成した雄ねじ部３３を、上記連結板３１の中央部
に形成したねじ孔３４に螺合固定している。これによ
り、上記連結板３１の中央部と出力軸部材１７ａの基端
部とを結合している。又、この様な出力軸部材１７ａの
中間部は、上記ケーシング２の他端部（図５の右端部）
に設けた第二開口部２０に挿通すると共に、この出力軸
部材１７ａの外周面を、この第二開口部２０の内周面に
固定した、第二の軸受である滑り軸受２１により軸方向
移動自在に支持している。又、本例の場合も、上記第二
開口部２０の内周面と上記出力軸部材１７ａの外周面と
の間で、上記滑り軸受２１よりも外側（図５の右側）部
分を、オイルシール２３により密閉している。

【００２３】又、本例の場合、前記各ボールねじ軸１、
１の一端寄り部は、それぞれ第一開口部３の内側に設け
た１対の転がり軸受４、４により、回転自在に支持して
いる。又、図示の例では、これら各転がり軸受４、４
を、それぞれアンギュラ型玉軸受としている。そして、
これら各アンギュラ型玉軸受を背面組み合わせで組み付
ける事により、上記各ボールねじ軸１、１に作用する両
方向のスラスト荷重を支承自在としている。図示の例で
は、上記各転がり軸受４、４を構成する外輪５、５を、
上記第一開口部３の内端部（図５の右端部）に形成した
段差面３５と、この第一開口部３の外端部（図５の左端
部）内周面に螺合したホルダ３６の内端面（図５の右端
面）との間で、同じく内輪７、７を、上記ボールねじ軸
１の一端寄り部に形成した段差面８と、同じくこのボー
ルねじ軸１の一端寄り部外周面に全周に亙り形成した係
止溝３７に係止した、欠円環状の止め輪３８との間で、
それぞれ挟持している。

【００２４】尚、上述の様に係止溝３７に止め輪３８を
係止した状態で、上記各転がり軸受４、４を構成する複
数の転動体２４、２４に適切な予圧が付与される様に、
上記係止溝３７の形成位置と上記止め輪３８の厚さ寸法
とを規制する。又、上記ホルダ３６、３６の内周面と上
記ボールねじ軸１、１の中間部外周面との間に、それぞ
れオイルシール２３を設け、上記ケーシング２内への異
物進入防止とこのケーシング２内の潤滑油の漏洩防止と
を図っている。尚、上記ホルダ３６、３６の外端面（図
５の左端面）には、これら各ホルダ３６、３６を緊締す
る為の工具の先端部を係合自在な六角孔３９を設けてい
る。

【００２５】上述の様に構成する本例のボールねじ式リ
ニアアクチュエータの使用時には、図示しない電動モー
タに通電し、１対のボールねじ軸１、１を同方向に、且
つ互いに同期して回転させる。この結果、これら各ボー
ルねじ軸１、１と複数のボール１２、１２を介して螺合
した各ボールナット９、９が、軸方向に亙り同位相で、
所望方向に変位する。これにより、これら各ボールナッ
ト９、９に固定した連結板３１に結合した出力軸部材１
７ａから、直線運動方向の大きな出力を取り出す事がで
きる。特に、本例の場合には、電動モータからの入力ト
ルクを直線運動方向の出力に変換するボールねじ機構を
１対設けている。この為、上記出力軸部材１７ａから取
り出せる出力を、上述した第１〜２例の場合よりも大き
くできる。その他の構成及び作用は、前述した第１例の
場合と同様である。

【００２６】

【発明の効果】本発明のボールねじ式リニアアクチュエ
ータは、以上の様に構成され作用する為、耐久性の向上
と長寿命化とを図れるだけでなく、ボールねじ軸とボー
ルナットとの螺合部を潤滑する潤滑油により周囲を汚す
事のない、クリーンでコンパクトな構造を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図。

【図３】同第２例を示す断面図。

【図４】図３のＢ−Ｂ断面図。

【図５】本発明の実施の形態の第３例を示す断面図。

【図６】潤滑剤の種類がボールねじ軸の回転速度と動摩
擦トルクとの関係に及ぼす影響を示す線図。

【符号の説明】

１ボールねじ軸２ケーシング３第一開口部４転がり軸受５外輪６段差面７内輪８段差面９ボールナット１０第一螺旋溝１１第二螺旋溝１２ボール１３平坦面１４循環チューブ１５凹溝１６通路１７、１７ａ出力軸部材１８雄ねじ部１９雌ねじ部２０第二開口部２１滑り軸受２２通路２３オイルシール２４転動体２５ロッド２６連結板２７塞ぎ板２８受孔２９滑り軸受３０回転伝達部材３１連結板３２鍔部３３雄ねじ部３４ねじ孔３５段差面３６ホルダ３７係止溝３８止め輪３９六角孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケーシングと、このケーシングの軸方向
両端部に、それぞれがこのケーシングの内外を連通する
状態で設けた第一、第二開口部と、駆動源から回転力の
伝達を受ける為の一端部をこのうちの第一開口部を通じ
て上記ケーシングの外側に突出させた状態で、このケー
シングの内側に回転自在に支持したボールねじ軸と、こ
のケーシングの内側にこのボールねじ軸を回転自在に支
持する為、上記第一開口部の内周面と上記ボールねじ軸
の中間部外周面との間に設けた第一の軸受と、上記ボー
ルねじ軸の一部でこの第一の軸受よりも上記ケーシング
の内側に配置した部分の外周面に形成した断面円弧形の
第一螺旋溝と、内周面に断面円弧形の第二螺旋溝を有
し、上記ケーシングの内側に軸方向に亙る変位自在に設
けたボールナットと、上記第一螺旋溝と上記第二螺旋溝
との間に転動自在に設けた複数のボールと、中心軸を上
記ボールナットの中心軸と一致若しくは平行に配設した
状態で、基端部をこのボールナットに結合する事によ
り、このボールナットと共に軸方向に亙り変位自在と
し、且つ、この軸方向に亙る変位に伴い上記ケーシング
から上記第二開口部を通じて出入り自在な出力軸部材
と、このケーシングに対し出力軸部材を、軸方向移動自
在に支持する為、これら第二開口部の内周面と出力軸部
材の外周面との間に設けた第二の軸受と、上記ケーシン
グの内側に、このケーシング内の隙間空間容積よりも少
ない量だけ封入した潤滑油とを備え、上記第一開口部の
内周面と上記ボールねじ軸の中間部外周面との間部分で
上記ケーシングの内側空間に対して上記第一の軸受より
も外側部分、及び上記第二開口部の内周面と上記出力軸
部材の外周面との間部分で上記ケーシングの内側空間に
対して上記第二の軸受よりも外側部分を、それぞれオイ
ルシールで密閉する事により、上記ケーシングの内側に
封入した潤滑油がこのケーシングの外側に漏洩するのを
防止しているボールねじ式リニアアクチュエータ。