JP3406142B2 - 電動アクチュエータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、椅子の座席を
昇降させる場合、あるいは、椅子の背板を一定角度傾斜
させる機構を備えた電動駆動する椅子とか、ベットの床
面を任意の高さに昇降させる昇降機構等、常に２つの地
点の構造物を互いに向うように、あるいは、離れる方向
に直線移動させる駆動機構を備えた電動アクチュエータ
の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば駆動ロッドを直線往復駆動
させる装置としては、一般的に油圧シリンダとかエアシ
リンダが使用されてきた。前者の油圧シリンダはその使
用に際して大掛かりな油圧ユニットを必要とし、又、後
者のエアシリンダはエア配管を必要とすることはもとよ
り、排気音が大きく、騒音の発生源となることがある
等、前記２つのシリンダを例えば、医療機関で使用する
ベットとか歯科治療用椅子等を昇降あるいは傾斜駆動さ
せるための駆動源として使用するには、設置スペースを
はじめ圧力油の漏れや騒音等の問題を考慮すると使用が
困難であった。

【０００３】

【発明が解決するための課題】このため、近年電動機の
回転運動を直線往復運動に変換して、操作対象物と連結
する駆動ロッドを直線往復駆動させる電動アクチュエー
タが使用されるようになってきた。この電動アクチュエ
ータは駆動源が電動機であるため、小形化が可能となり
狭隘な場所での使用ができるので利便である。そして、
駆動ロッドを作動させる手段として、例えば、ボールネ
ジ軸のボールナットを駆動ロッドに回転不能に固定し、
この駆動ロッドを前記ボールネジ軸に駆動結合し、電動
機によりボールネジ軸を右又は左方向に回転させること
により、前記ボールネジ軸の回転運動が、直線運動に変
換されて、前記駆動ロッド（この時点では操作対象物に
回転不能に結合されている）を直線往復運動させるよう
構成されている。

【０００４】しかし、前記ボールネジ軸の構造において
は、ボールネジ軸自体の構造が複雑であるとともに、ボ
ールネジ軸とボールとの間が点接触となって高圧力が作
用するため、常に良好な潤滑を維持する必要があり、特
に保守管理を行うに困難な機械装置においては、潤滑不
良に伴うボールねじ部の摩耗やかじり等が生じやすく、
信頼性を損う問題があった。

【０００５】このため、前記ボールネジ軸に代えて例え
ば、電動機により減速装置等を介して減速回転する図示
しないねじ軸にナットを介して駆動ロッドを連結し、こ
の駆動ロッドをねじ軸の回動により直線的に進退させる
電動アクチュエータが使用されるようになってきた。そ
して、前記ナットは図１５で示すように、前記ねじ軸の
台形ねじが螺合するねじ部１０１を内周面に螺設し、外
周面には駆動ロッド１０２の取付位置を設定する鍔縁１
０３と、この鍔縁１０３と所定の間隔を保って周設した
駆動ロッド１０２係止用の凹溝１０４を凹設してナット
１０５を形成し、このナット１０５を駆動ロッド１０２
に取付ける場合は図１４に示すように、はじめにナット
１０５を前記駆動ロッド１０２に嵌挿し、該ナット１０
５の外周に鍔縁１０３と直交して突設したキー１０６
を、駆動ロッド１０２の開口端側に設けたキー溝１０７
に係合させる。

【０００６】つづいて、図１６で示すように、ナット１
０５のねじ部１０１にねじ軸と同一構造の螺軸１０８を
螺合し、この状態で、前記ナット１０５外周の凹溝１０
４と対応する駆動ロッド１０２周縁の部位を、前記凹溝
１０４に、例えば、ロールプレス等の転造手段により圧
入し、駆動ロッド１０２の突条部１０９を前記凹溝１０
４に圧着して、ナット１０５と駆動ロッド１０２とを固
定した固定部Ｘを形成することにより、駆動ロッド１０
２と図示しないねじ軸とを、前記ナット１０５により駆
動連結して、電動アクチュエータを構成していた。

【０００７】電動アクチュエータにボールネジ軸に代え
て、前記ねじ軸の台形ねじにナットを介して駆動ロッド
を止着する方式を採用した場合、前記ボールネジ軸のよ
うに、常に良好な潤滑を維持していなければならないと
いう問題を生じさせることなく、駆動ロッドを直線移動
させることができる反面、前記ナットが金属材料によっ
て形成されていると、ねじ軸と螺合するねじ部や外周の
凹溝等を切削加工する等して製作していたので、製作に
時間がかかるとともに、製作コストを高くする問題があ
った。

【０００８】このため、最近では前記ナットを金属材料
で製作する代りに、例えば、ポリアセタール樹脂等熱可
塑性の合成樹脂を成形加工する等して製作していた。こ
の場合、ナットは合成樹脂を用いて成形加工すればよい
ので、簡易に、しかも、経済的に製作でき利便である反
面、使用材料が合成樹脂であるため剛性は非常に乏し
い。この結果、図１５において、ナット１０５自体を前
記の合成樹脂によって製作した場合、電動アクチュエー
タの駆動時、駆動ロッド１０２の先端に取付けた操作対
象物によって、前記駆動ロッド１０２に大きな荷重が負
荷されると、この駆動ロッド１０２の基端部に固定さ
れ、かつ、図示しないねじ軸の台形ねじと螺合するナッ
ト１０５の前記駆動ロッド１０２と固定される固定部Ｘ
のみに、過大な荷重（負荷）が集中して加わることにな
る。

【０００９】前記ナット１０５の固定部Ｘ等に過大な荷
重が集中して加えられると、合成樹脂製のナット１０５
は金属材料に比べて剛性の点で問題があるため、ナット
１０５のねじ部１０１の固定部Ｘ近傍部分のみが、前記
荷重に伴う応力の集中によって変形して破損したり、図
示しないねじ軸の台形ねじに圧着された状態で、抱き付
き現象が生じて構造的に変形してしまい、ねじとしての
機能を全く果し得なくなる場合があった。この結果、電
動機を駆動してもねじ軸が回動せず、駆動ロッド１０２
を直線移動させることが困難となったり、逆に、ナット
１０５の破損により駆動ロッド１０２がナット１０５と
の螺合が解けて不意に駆動して重大事故を招くという問
題があった。

【００１０】特に、前記のナット１０５のねじ軸に対す
る抱き付き現象は、電動アクチュエータを連続運転して
いるときに生じやすい。これは、ナット１０５の固定部
Ｘが応力集中を受けると、その部位の摩擦力が増大して
過熱し、この過熱によりナット１０５のねじ部分１０１
が熱変形を起して抱き付き現象（焼付き現象）が発生す
るものと考えられる。この結果、電動アクチュエータの
運転中に、前記の抱き付き現象が生じると、電動機はト
ルクアップをはからない限り、過大な負荷に耐え切れ
ず、その駆動が急停止して焼損事故を誘発する要因にな
るとともに、電動アクチュエータに連接されている操作
対象物の作動も停止するため、操作対象物の利用者に多
大な迷惑をかけるという問題もあった。

【００１１】本発明は、前記の問題に鑑み、ねじ軸と駆
動ロッドとを駆動結合するナットに、過大な応力が集中
するのを分散・回避させて、ねじ軸を円滑・良好に回動
させることにより、駆動ロッドの円滑な直線移動を可能
とした電動アクチュエータを提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するために、駆動手段としての電動機と、この電動
機の回転出力を例えば、縦方向から横方向に変換して減
速する減速手段と、前記回転運動を直線運動に変換する
運動変換手段と、前記運動変換手段に内蔵されて該運動
変換手段の駆動力を制御する駆動力制御手段（制動手
段）と、前記運動変換手段（ねじ軸）に駆動可能に連結
した出力手段（駆動ロッド）と、更に、前記運動変換手
段と出力手段とを駆動結合する駆動力連結手段とからな
る。

【００１３】そして、前記運動変換手段と駆動ロッドと
を連結する駆動力連結手段は、合成樹脂製のナットと、
該ナットの内，外側にそれぞれ螺設されて運動変換手段
のねじ軸と螺合する第１のねじ部と、前記駆動ロッドの
開口端内側に螺設したねじ部と螺合する第２のねじ部
と、前記ナット外周の第２のねじ部に所定の間隔を保っ
てねじ部分の一部を凹設して形成した係止部と、前記駆
動ロッド側においては、前記ナットの第２のねじ部と螺
合するねじ部前方の開口端に、前記ナットの平坦状な係
止部と対応する位置において舌片状の係止片を形成する
ことによって構成する。

【００１４】

【作用】運動変換手段と駆動ロッドとを前記の駆動力連
結手段によって連結する場合、即ち、ナットを駆動ロッ
ドの一方の開口端に取付ける場合は、最初にナットを駆
動ロッドの開口端に、平坦状の係止部を駆動ロッドの開
口端から遠ざかる方向に位置させて挿入し、ナット外周
の第２のねじ部と駆動ロッドの開口端内側に設けたねじ
部とを螺合させてナットを駆動ロッドに螺着する。ナッ
トを駆動ロッドに螺着する際、駆動ロッドの開口端に形
成した係止片が、ナット外周の平坦状な係止部と一致す
るように、ナットと駆動ロッドとを螺着させることは言
うまでもない。ナットの螺着後、駆動ロッド側に設けた
係止片をナットの平坦な係止部側に押圧して、前記係止
片を係止部に係合することによりナットの駆動ロッドへ
の取付けを終える。

【００１５】前記ナットを固定したら、このナットの第
１のねじ部に運動変換手段のねじ軸を螺合し、この運動
変換手段と出力手段（駆動ロッド）とを駆動連結する。
この状態で、電動アクチュエータを起動させると、駆動
ロッドに連接した操作対象物の荷重が駆動ロッドを介し
てナットとねじ軸の台形ねじとの螺合部に加えられるこ
とになるが、ナット自体は、その外周全域に設けたねじ
部によって駆動ロッドに螺着されている関係上、前記駆
動ロッドに加えられる操作対象物の荷重は、実質的にナ
ットと駆動ロッドとの螺合部に加えられることになる。

【００１６】この結果、前記ナットはその外周全域に形
成したねじ部によって操作対象物の荷重を受け止めるこ
とになり、即ち、操作対象物の荷重をナット全体に分散
して受け止めることができるので、前記ナットとねじ軸
との螺合部にも、操作対象物の荷重による応力が１ケ所
に集中するのを良好に抑制することが可能となる。従っ
て、ねじ軸を起動する場合、ねじ軸とナットとの螺合部
には応力が螺合部全体に均等に加えられることになる結
果、電動機を備えた駆動手段はそのトルク変動が少なく
なり、起動時トルク変動によってねじ軸が起動できなく
なるという問題が抑制可能となり、電動アクチュエータ
を長期間にわたり良好に駆動させることができ、これに
より、操作対象物の駆動操作を円滑・良好に行うことが
できる。

【００１７】又、ナット自体はその内，外側に第１，第
２のねじ部を形成することにより、ねじ軸と駆動ロッド
との結合部に加わる応力の集中を容易に分散して緩和さ
せることができるとともに、その結合が簡易に行い得、
しかも、駆動ロッド自体はナットに螺着した後、舌片状
の係止片をナット外周の一部に形成した平坦部に係合さ
せることによって、ナットとの空回りを回避してナット
自体との固着を簡単に行うことができるので、電動アク
チュエータの製造工程が簡素化でき、経済的な製作が可
能となる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図９によ
って説明する。図１は本発明の電動アクチュエータＡの
縦断面図を示すもので、図１において、１は電動アクチ
ュエータの駆動源となる電動機、３は電動機１の下側
（図１の下方）において、電動機１の回転出力を例え
ば、縦方向から横方向に減速して変換する減速手段で、
例えば図４で示すように、電動機１から突出する回転子
軸（図示せず）に連結したウオーム４と、このウオーム
４と噛合するウオームホイール５とからなり、電動機１
を所定の回転数で減速回転させる。そして、前記電動機
１と、この電動機１に駆動連結された減速手段３によっ
て、電動アクチュエータＡの駆動手段６を構成する。

【００１９】７は前記電動機１に駆動連結する減速手段
３と、減速手段３と連動されて減速駆動する運動変換手
段９とを直線状（水平方向）に配置して収容した中空筒
状のケーシングで、このケーシング７の一方の端部（図
１の左側）上には、前記駆動手段６の要部を構成する電
動機１が、図１で示すように垂直に直立されて前記減速
手段３と駆動回転可能に取付けられている。

【００２０】次に前記運動変換手段９の構成について説
明する。この運動変換手段９は図１に示すように、前記
ケーシング７の他方の端部（図１の右側）に形成した筒
状の開口部８から突出する部分に同一リードの台形ねじ
１０を螺設し、前記台形ねじ１０を有しない基端側を前
記減速手段３のウオームホイール５に軸着したねじ軸１
１と、このねじ軸１１の台形ねじ１０と螺合する駆動力
連結手段（ナット）１２を介して駆動結合した中空状の
出力手段としての駆動ロッド１３とによって概略構成さ
れている。

【００２１】一方、前記ねじ軸１１の開口部８内側のケ
ーシング７内に位置する部位には、前記ケーシング７の
開口部８内側の底部側（図１の右側）に位置するねじ軸
１１に、係止ピン等を用いて止着されるカラー１４ａを
介して挿着したスラスト軸受１５と、減速手段３側にお
いてねじ軸１１に嵌着した軸受筐１６内に挿入したラジ
アル軸受１７とを備え、前記ねじ軸１１は、ラジアル軸
受１７と、前記ケーシング７の減速手段３側に開口する
開口端に被着したカバー１４に設けた軸受部１４ｂによ
って回転自在に支承されている。

【００２２】更に、前記ケーシング７の開口部８には図
１で示すように、前記出力手段としての駆動ロッド１３
を進退可能に挿入した固定筒８ａの基端部が、抜脱不能
に嵌着されている。そして、前記固定筒８ａに遊合した
駆動ロッド１３は、図１で示すように、運動変換手段９
のねじ軸１１に駆動力連結手段１２を介して駆動連結し
て、前記ねじ軸１１を所定方向に回転させると、前記駆
動力連結手段１２のねじ作用によって直線方向に進退
し、駆動ロッド１３の先端に止着した部材を押動した
り、引戻したりすることができる。

【００２３】次に、前記駆動力連結手段１２の構成を図
６ないし９によって説明する。この駆動力連結手段１２
は図６で示すように、ナット１８と、このナット１８を
螺合・止着する駆動ロッド１３の止着部分とによって構
成されており、前記ナット１８は図１，６で示すよう
に、その内側にはねじ軸１１の台形ねじ１０と螺合する
第１のねじ部１９が、外周には駆動ロッド１３の開口端
内側に螺設したねじ部２０と螺合する第２のねじ部２１
がそれぞれ螺設されている。又、前記ナット１８の第２
のねじ部２１には図７，８で示すように、駆動ロッド１
３の取付位置を設定するための鍔縁２２（図７の左側）
に近接して平坦状の係止部２３が、例えば、１８０°の
間隔を保って２ケ所凹設されている。更に、前記駆動ロ
ッド１３の開口端には、図６に示すように、ナット１８
の係止部２３に係合保持される舌片状の係止片２４が、
ナット１８の係止部２３と相対応するよう１８０°の間
隔を保って形成されている。

【００２４】前記ナット１８を駆動ロッド１３に螺合・
止着する場合は、図６のように、ナット１８の後端側
（図６の右側）を、駆動ロッド１３の開口端側（図６の
左側）に位置させて、ナット１８を駆動ロッド１３に螺
合する。ナット１８外周の第２のねじ部２１を駆動ロッ
ド１３のねじ部２０に螺合して、その鍔縁２２が図８で
示すように、駆動ロッド１３の開口端と当接したらナッ
ト１８の螺合を停止する。このあと、ナット１８はその
螺合を少し戻して駆動ロッド１３の係止片２４がナット
１８の係止部２３と合致する位置で停止させる。

【００２５】ナット１８の螺合を終えたら図８に示すよ
うに、駆動ロッド１３側に形成した係止片２４を押圧プ
レス等にて図の矢印方向から押圧して、図９のように係
止片２４を、ナット１８の第２のねじ部２１に凹設した
平坦状の係止部２３に、回転不能に係合・止着する。こ
の結果、ナット１８はその係止部２３に係合保持される
係止片２４によって回動（空転）することなく、駆動ロ
ッド１３に簡易に、かつ、強固に取付けることができ
る。

【００２６】次に図１において、２５は運動変換手段９
の軸受筐１６とスラスト軸受１５との間においてねじ軸
１１の回転を機械的に制御する駆動力制御手段（制動手
段）であり、この駆動力制御手段２５は例えば、ワンウ
エイクラッチ２６によって構成されている。図１及び図
５はワンウエイクラッチ２６の取付けとその構成の一例
を示すもので、図中ａはアウタレース，ｃはローラ，ｄ
は前記ねじ軸１１の回転方向に向うに従って深さを増し
た転動溝，ｅはスプリングを示し、前記ねじ軸１１が逆
方向に回転するのを阻止するように構成されている。そ
して、このワンウエイクラッチ２６はねじ軸１１に取付
けた状態で、前記軸受筐１６とスラスト軸受１５との間
に取付けたホルダー２７に固定支持されている。即ち、
ワンウエイクラッチ２６のアウターレースａを図１に示
すホルダー２７に圧入固定することにより取付けるもの
である。

【００２７】なお、図１に示すように、ワンウエイクラ
ッチ２６を固定支持するホルダー２７の一方の端部に
は、スラスト軸受１５がカラー１４ａとの間で挟持され
ており、又、反対側の端部にはブレーキシュ２８が止着
されている。更に、前記ブレーキシュ２８と相対応する
軸受筐１６の端部には、金属製のブレーキデイスク２９
が取付けられており、これらブレーキシュ２８とブレー
キデイスク２９は常に摺接保持されている。

【００２８】このように、このワンウエイクラッチ２６
はねじ軸１１が正方向に回転するときは前記ねじ軸１１
を自由に回転させ、逆方向に回転しようとするときは、
前記ホルダー２７をねじ軸１１と一体的に回転させるよ
うに構成されているので、本例ではワンウエイクラッチ
２６を図１に示す軸受筐１６とスラスト軸受１５との間
においてねじ軸１１に取付けるに当たっては、駆動ロッ
ド１３の進出方向にねじ軸１１を回転させようとすると
きはこれを可能とし、逆に、ねじ軸１１を前記と逆方向
に回転させようとするときは、ねじ軸１１が回転するの
を阻止するように取付ける。従って、駆動ロッド１３を
後退させる方向にねじ軸１１を駆動手段６により回動さ
せるときは、前記ワンウエイクラッチ２６を固定支持す
るホルダー２７をねじ軸１１と一体的に回動させること
により、前記ホルダー２７に止着したブレーキシュ２８
とブレーキデイスク２９との間に制動力を発生させなが
らねじ軸１１の回動を行うもので、この場合、ねじ軸１
１は大きな制動力が付与されてその回動を抑制すること
になる。

【００２９】更に、図１において、３０はケーシング７
の減速手段３を収容する方向に開口した開口端の内側に
嵌着されて、軸受筐１６の抜脱を阻止するＣ形リングか
らなる止輪等の固定部材である。図２において、３１，
３１はケーシング７の軸方向と直交する方向に、前記ケ
ーシング７と一体的に形成して突設した電動アクチュエ
ータＡの枢支軸で、中心部には電動アクチュエータＡを
枢支するためのねじ孔等の取付孔３２，３２が穿設され
ている。又、３３は駆動ロッド１３の先端に設けた取付
孔である。なお、ねじ軸１１はケーシング７内において
ラジアル軸受１７とカバー１４に設けた軸受部１４ｂと
によって回転自在に支承されているものの実質的にはラ
ジアル軸受１７と、前記軸受部１４ｂと、駆動力連結手
段１２のナット１８とによって水平状態を維持して回転
自在に支承されていることはいうまでもない。

【００３０】次に、電動アクチュエータＡの動作につい
て説明する。図１０，１１により、電動アクチュエータ
Ａの使用可能な適用例を示す。電動アクチュエータＡは
使用に際してその基端側に設けた枢支軸３１，３１を例
えば、床面等の固定場所に設けた支持座３４に当接し、
この支持座３４からケーシング７に設けた枢支軸３１，
３１の取付孔３２に枢支ピン３５を挿着して、電動アク
チュエータＡの基端を支持座３４に回動自在に枢支す
る。又、電動アクチュエータＡ先端の出力手段となる駆
動ロッド１３の先端は、操作対象物（例えば、治療用椅
子の座席等）Ｂの枢支部ｆ上端の連結金具３６に、駆動
ロッド１３先端の取付孔３３を利用して枢軸３７を挿入
することにより駆動可能に連結されている。

【００３１】電動アクチュエータＡを前記のようにセッ
トして操作対象物Ｂを図１１で示すように、枢支部ｆを
支点として傾斜状態から垂直に起す場合、前記駆動ロッ
ド１３には、即ち、運動変換手段９と出力手段とを連結
する駆動力連結手段１２に操作対象物Ｂのほぼ全荷重が
加わることになり、この荷重は最初に図９で示す駆動ロ
ッド１３の基端に螺着した駆動力連結手段１２のナット
１８と該駆動ロッド１３との螺合部２１，２０に伝達さ
れる。前記の荷重が螺合部２１，２０に伝達されると、
螺合部２１，２０はナット１８の外周において、その軸
方向の全域に形成されているため、前記駆動ロッド１３
に加わる荷重は、ナット１８との螺合部２１，２０にお
いて均等に分散されて、部分的に応力の集中を受けるこ
となく良好に受け止めることができる。

【００３２】このため、前記ナット１８の第１のねじ部
１９に台形ねじ１０を介して螺合するねじ軸１１には、
ナット１８との螺合部１０，１９において、駆動ロッド
１３に加えられる荷重が直接伝達されるものの、前記の
ように、ナット１８と駆動ロッド１３との螺合部２１，
２０に前記荷重が均等に分散されて加えられている関係
上、ねじ軸１１とナット１８との螺合部１０，１９全域
に、前記荷重に伴う応力が均等に分散した状態で加わる
ことになる。従って、ナット１８自体が金属に比べて剛
性に乏しい合成樹脂により形成されていても、その第１
のねじ部１９全域には前記荷重に伴う応力が均等に加わ
るため、前記第１のねじ部１９はねじ軸１１の台形ねじ
１０に対して、応力の集中を回避して前記応力集中に伴
う破損及び抱き付き現象を抑制した状態で良好に螺合状
態を維持することができる。

【００３３】電動アクチュエータＡを前記のようにして
操作対象物Ｂに取付けたら、最初に、図１１において駆
動ロッド１３を押動して操作対象物Ｂを傾斜した状態か
ら垂直に起す場合は、駆動手段６を駆動して電動機１を
起動すると、電動機１からの出力は減速手段３を経て運
動変換手段９のねじ軸１１を駆動ロッド１３が進出する
方向（例えば右方向）に回動する。

【００３４】この場合、即ち、駆動手段６が駆動する前
は、操作対象物Ｂからの荷重が運動変換手段９と出力手
段を構成する駆動ロッド１３とを連結する駆動力連結手
段１２に加わり、ねじ軸１１の台形ねじ１０とナット１
８の第１のねじ部１９との螺合部を密結合するが、この
密結合状態は、ナット１８の第２のねじ部２１全域に駆
動ロッド１３のねじ部２０が螺合しているので、操作対
象物Ｂからの荷重に伴う応力を均一に受けて密結合状態
を維持している。

【００３５】従って、前記駆動手段６の駆動によってね
じ軸１１を回転させると、前記ナット１８と駆動ロッド
１３はその螺合部２１，２０において、駆動ロッド１３
から加わる荷重の応力を均等に分散させて、前記螺合部
２１，２０の１点に応力が集中するのを良好に回避して
螺合されているので、電動機１からの出力、即ち、駆動
手段６からの出力は回転子の回転数が低下するものの、
そのまま運動変換手段９のねじ軸１１に低速回転の状態
で確実に伝達されてこれを回動し、ナット１８をねじ軸
１１の先端側に移動させて駆動ロッド１３を徐々に押し
出し、操作対象物Ｂをその枢支点ｆを中心として時計方
向に押動し、図１１に示す傾斜状態から、図１０に示す
ように垂直状態に起す。

【００３６】前記電動機１の起動によって回動するねじ
軸１１は、駆動ロッド１３の進出時においてはワンウエ
イクラッチ２６の機能により駆動力制御手段２５の制動
力を受けないように設定されているので、ねじ軸１１は
駆動力制御手段２５の制動を受けることなく円滑に回動
させることができる。なお、駆動ロッド１３の進出を途
中で中止したとき（駆動手段６を停止したとき）、駆動
ロッド１３は操作対象物Ｂの荷重によりブレーキシュ２
８がブレーキデイスク２９に強固に押圧されて制動力が
働き、駆動力制御手段２５を動作させる。この結果、前
記駆動ロッド１３は前記ブレーキシュ２８の制動力によ
って逆行することなく、駆動力制御手段２５により制動
を受けて停止する。

【００３７】そして、前記停止の状態から、駆動手段６
を再び起動させ駆動ロッド１３の進出により操作対象物
Ｂを更に垂直方向に押動する際、操作対象物Ｂの負荷は
駆動ロッド１３→駆動力連結手段１２→ねじ軸１１→カ
ラー１４ａ→スラスト軸受１５→ホルダー２７→軸受筐
１６を経て固定部材３０によって受止められるため、操
作対象物Ｂの荷重により減速手段３と電動機１との駆動
結合が不円滑となって、駆動手段６からの出力が運動変
換手段９に良好に伝達されるのを阻害するということは
全くなく、駆動手段６の出力を円滑に伝達することがで
きる。

【００３８】次に、例えば操作対象物Ｂを図１０に示す
垂直状態から図１１で示すように、電動アクチュエータ
Ａ側に後退させる場合は、電動アクチュエータＡの駆動
手段６を前記とは逆方向に回転させればよいが、この場
合も前記駆動ロッド１３を進出させるときと同様に、駆
動ロッド１３には操作対象物Ｂの荷重が加えられている
ため、前記駆動力連結手段１２のナット１８と運動変換
手段９のねじ軸１１とは、密結合の状態で螺合してい
る。

【００３９】このため、駆動手段６を起動してねじ軸１
１を回転させると、前記同様にナット１８と駆動ロッド
１３とは、駆動ロッド１３に加わる応力を螺合部２１，
２０にて集中するのを効果的に分散させるように螺合さ
れているので、駆動手段６の起動時電動機１の回転数が
一時的に低下しても電動機１の出力は、駆動手段６から
運動変換手段９のねじ軸１１に低速回転の状態で伝達さ
れてこれを回動し、駆動ロッド１３を図１１で示すよう
に、電動アクチュエータＡ側に後退させ、操作対象物Ｂ
をその枢支点ｆを中心として反時計方向に引き戻し、図
１０に示す垂直状態から図１１で示すように傾倒させ
る。

【００４０】操作対象物Ｂが図１１で示すように傾斜し
ながら後退すると、駆動ロッド１３には操作対象物Ｂの
全荷重が加わってこれを急速に後退させようとする。し
かし、駆動ロッド１３は前記のように大きな負荷が加え
られると、その荷重は駆動力連結手段１２のナット１８
を介してねじ軸１１に伝達され、これを図１において左
方向に押動し、ブレーキシュ２８をブレーキデイスク２
９側に強固に押圧するとともに、ねじ軸１１に付設した
ワンウエイクラッチ２６はホルダー２７をねじ軸１１と
一体的に回動させ、前記ホルダー２７に止着したブレー
キシュ２８とブレーキデイスク２９との間に制動力を発
生させるので、駆動ロッド１３は操作対象物Ｂの全荷重
を受けても急速に後退せず、制動力が加えられた状態で
後退することができる。

【００４１】即ち、電動アクチュエータＡによって操作
対象物Ｂを後退させて図１１に示すように傾斜させる場
合は、運動変換手段９内に設けたワンウエイクラッチ２
６と、このワンウエイクラッチ２６と軸受筐１６との間
に形成したブレーキシュ２８とブレーキデイスク２９と
からなる制動手段によって、駆動ロッド１３は操作対象
物Ｂを負荷を有効利用して円滑・安全に後退操作するこ
とができる。

【００４２】本発明においては、駆動力制御手段２５を
図１で示すように、減速手段３側に設置した例について
説明したが、これに限定することなく、例えば、図１２
で示すように、ワンウエイクラッチ２６からなる駆動力
制御手段２５を、ケーシング７の開口部８側に設置して
電動アクチュエータＡを使用してもよいことは勿論であ
る。この場合、駆動力制御手段２５の取付けについては
図１で説明した場合と同様であるので省略するが、その
使用は例えば、図１３で示すように、電動アクチュエー
タＡの基端を操作対象物Ｂの枢支点ｆより上部側で支持
座３４に枢支し、逆に、操作対象物Ｂは下部側に設置
し、この操作対象物Ｂを、その枢支点ｆを中心として電
動アクチュエータＡ側に向けて、即ち、昇降させる場合
に使用するもので、例えば、操作対象物Ｂ上の重量物Ｗ
を降下させたときは、図１２において駆動ロッド１３を
進出させて、図１３に示す操作対象物Ｂを実線位置まで
降下させる。

【００４３】即ち、操作対象物Ｂを図１３の２点鎖線で
示す位置から実線で示す位置まで降下させる場合は、駆
動ロッド１３を降下（図１２では進出）させることにな
る。この結果、ワンウエイクラッチ２６が作動してホル
ダー２７をねじ軸１１と一体的に回動させ、前記ホルダ
ー２７に止着したブレーキデイスク２９による制動を受
けてねじ軸１１は回動する。従って、ねじ軸１１には駆
動ロッド１３を介して操作対象物Ｂの全荷重が加わるた
め、操作対象物Ｂの降下時において、ホルダー２７に設
けたブレーキシュ２８とケーシング７の開口部８側の底
板に設けたブレーキデイスク２９とが常時摺接して制動
力が付与されているので、操作対象物Ｂは安全・確実に
降下させることができるものである。

【００４４】又、逆に操作対象物Ｂを図１３の実線位置
から２点鎖線で示す位置まで引き上げる場合、ねじ軸１
１はワンウエイクラッチ２６の制動力を受けることなく
円滑に回動して操作対象物Ｂを図１３の２点鎖線で示す
方向に移動（上昇）させる。そして、途中でねじ軸１１
の回動を停止すると、ワンウエイクラッチ２６側に設け
たブレーキシュ２８と、駆動ロッド１３側に位置するケ
ーシング７の底板側に取付けたブレーキデイスク２９と
が、操作対象物Ｂの全荷重を受けて常時摺接しているこ
とにより制動力が付与されるため、前記ねじ軸１１の停
止時に制動力不足によって操作対象物Ｂが逆行（降下）
するのを良好に防ぐことができる。これは、図１２にお
いて、駆動力制御手段２５が駆動ロッド１３の進出方向
において常に機能するように設置されているので、駆動
ロッド１３が操作対象物Ｂの荷重によって引っ張られる
のを制動力をかけて良好に防ぐことができるからに他な
らない。

【００４５】なお、本発明は駆動手段６の電動機１をケ
ーシング７の一方の端部上に直立させて取付けた例につ
いて説明したが、本発明はこれに限定することなく、例
えば、電動機１をケーシング７の上側においてケーシン
グ７と平行に並設し、電動機１の回転力をウオームとウ
オームホイールとからなる減速手段と、この減速手段の
出力を一対の傘歯車を介してねじ軸に伝達してねじ軸を
回転させるとともに、前記電動機１はその起動時、減速
手段と結合する反対側の部位を揺動可能に支着する。そ
して、電動機１はその起動時、揺動可能に取付けた部位
が揺動することにより、その揺動に伴い発生する衝撃力
を減速手段→一対の傘歯車→ねじ軸に伝達し、ねじ軸と
ナットとの密結合を前記衝撃力により緩和してねじ軸の
起動を良好に行わせるようにしても、本発明は成立する
ものである。

【００４６】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、次に示すような効果を有する。 （１）本発明は、運動変換手段のねじ軸と出力手段の駆
動ロッドとをナットからなる駆動力連結手段にて駆動連
結する際、前記ナットにはその内側のねじ部でねじ軸と
螺合し、駆動ロッドとは外側のねじ部により螺合させて
運動変換手段と出力手段とを駆動連結するように構成し
たので、出力手段に加わる操作対象物の荷重は、ナット
と駆動ロッドとの螺合部全域で受け止めて、この螺合部
に荷重による応力が特定個所に集中するのを避けて分散
させるように構成したので、前記応力の集中によってナ
ットの一部が破損したり、ナットの内側のねじ部が前記
荷重によってねじ軸の台形ねじの特定部位に集中して密
着螺合するという問題が良好に抑制・回避することがで
きるため、電動アクチュエータはその起動時トルクの大
きい電動機によりトルクアップをはかって起動させる必
要がないので、この種の電動アクチュエータを小形・軽
量に製作することができる。

【００４７】（２）又、本発明は、ナットと駆動ロッド
との結合は、ねじ部と駆動ロッドの開口端に形成した係
止片を前記ナットの外周に凹設した係止部に係合させる
だけで簡単に取付けることができるので、駆動力連結手
段は外部からの荷重を良好に分散させて受け止めること
ができることと相まって、簡単な構造で迅速・確実に組
立ることができ至便である。

【００４８】（３）更に、本発明は、駆動力連結手段の
改良と相まって、出力手段の駆動を制御する駆動力制御
手段が、駆動ロッドに加わる荷重の方向に対応して、任
意に運動変換手段の特定場所に設置することができる構
造となっているので、電動アクチュエータは駆動力制御
手段の取付位置を変更することによって、駆動ロッドに
加わる荷重の方向が２方向に分れる操作対象物において
も容易に対処することができるので利便である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電動アクチュエータにおいて、駆動ロ
ッドを後退させた状態を示す縦断面図である。

【図２】電動アクチュエータの平面図である。

【図３】本発明の電動アクチュエータにおいて、駆動ロ
ッドを進出させた状態を示す縦断面図である。

【図４】減速手段の要部を切り欠いて示す断面図であ
る。

【図５】ワンウエイクラッチの要部を示す断面図であ
る。

【図６】駆動力連結手段を分解して示す斜視図である。

【図７】同じく駆動力連結手段のナットと駆動ロッドと
の結合関係を分解して示す説明図である。

【図８】駆動力連結手段の組立途中を示す縦断面図であ
る。

【図９】駆動力連結手段の断面図である。

【図１０】電動アクチュエータの適用例を示す説明図で
ある。

【図１１】同じく電動アクチュエータの他の適用例を示
す説明図である。

【図１２】本発明の電動アクチュエータの第２実施例を
示す縦断面図である。

【図１３】同じく第２実施例に示す電動アクチュエータ
の適用例の説明図である。

【図１４】従来の駆動力連結手段を構成するナットと駆
動ロッドとを分解して示す説明図である。

【図１５】従来の駆動力連結手段の組立途中を示す断面
図である。

【図１６】従来の駆動力連結手段を組立た状態を示す断
面図である。

【符号の説明】

１ 電動機 ３ 減速手段 ６ 駆動手段 ７ ケーシング ９ 運動変換手段 １０ 台形ねじ １１ ねじ軸 １２ 駆動力連結手段 １３ 駆動ロッド １８ ナット １９ 第１のねじ部 ２０ ねじ部 ２１ 第２のねじ部 ２３ 係止部 ２４ 係止片 ２５ 駆動力制御手段 ２６ ワンウエイクラッチ ３０ 固定部材 Ａ 電動アクチュエータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 7/00 - 7/20 F16H 19/00 - 37/16 F16H 49/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転運動を生じる駆動手段と、この回転
   運動を直線運動に変換する運動変換手段と、前記運動変
   換手段とこの運動変換手段により変換された直線運動を
   出力する出力手段とを外部から加わる荷重を分散させて
   駆動連結させる駆動力連結手段と、この駆動力連結手段
   と前記運動変換手段との途中に、前記出力手段の駆動力
   を制御する駆動力制御手段を配置したことを特徴とする
   電動アクチュエータ。
2. 【請求項２】 前記駆動力連結手段は、内側に運動変換
   手段のねじ軸と螺合する第１のねじ部を有し、外側には
   出力手段となる駆動ロッドの開口端内側に設けたねじ部
   の全域と螺合する第２のねじ部を備え、前記外側の第２
   のねじ部の端部には、平坦状の係止部を所定数凹設した
   ナットからなり、このナットの各係止部と対応して出力
   手段となる駆動ロッドの開口端に係止片を形成し、前記
   ナットの第１のねじ部に運動変換手段のねじ軸を、第２
   のねじ部には前記駆動ロッドをそれぞれ螺合し、更に、
   前記駆動ロッドの係止片をナット外周の係止部に嵌合・
   止着して、運動変換手段と出力手段とを駆動可能に連結
   したことを特徴とする請求項１記載の電動アクチュエー
   タ。
3. 【請求項３】 前記駆動力制御手段は、出力手段に加え
   られる荷重によって前記出力手段が押圧される方向、あ
   るいは、出力手段が引張られる方向に、前記出力手段を
   制動力を付与しつつ進退できるように配置したことを特
   徴とする請求項１記載の電動アクチュエータ。