JP7023179B2 - Linear actuator with output screw shaft centering mechanism - Google Patents

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Description

本発明は、出力ネジ軸芯出し機構付リニアアクチュエータに関する。 The present invention relates to a linear actuator with an output screw shaft centering mechanism.

従来、この種のリニアアクチュエータとしては、例えば、特許文献１、特許文献２に示すようなものがある。 Conventionally, as a linear actuator of this kind, for example, there are those shown in Patent Document 1 and Patent Document 2.

特開２００２－３７２１１７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-372117 特開２０１７－７８４６４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-78464

しかしながら、特許文献１は出力軸を案内する機能がないため、出力軸にモーメントやラジアル荷重がかからない様に設置する必要があり、モーメントやラジアル荷重がかかった場合、動きにくくなり、寿命に影響を及ぼす問題点があった。
一例として、図１１（ａ）（ｂ）に示すようにリニアアクチュエータ５１を一般的な直動機器５０に組みつける場合の問題点を説明する。直動機器５０は、ベース板５３上にガイドレール５４があり、ガイドレール５４に案内されているガイドブロック５５と、ガイドブロック５５に固定されている、Ｌ字型のテーブル５６で構成されている。直動機器５０のテーブル５６の一端面にリニアアクチュエータ５１のボールネジ軸４３の先端を結合しており、リニアアクチュエータ５１のボールネジ軸４３が移動するとガイドレール５４に沿ってガイドブロック５５と共にテーブル５６が直動する。
直動機器５０にリニアアクチュエータ５１を組み付ける際、回転中心であるデータムＡに対する出力ネジ軸４３の同軸度、およびリニアアクチュエータ５１とアクチュエータ取付板５２の組付部であるデータムＢに対する出力ネジ軸４３の直角度を、精度良く組み付ける必要がある。データムＡに対する出力ネジ軸４３の同軸度、データムＢに対する出力ネジ軸４３の直角度は、それぞれφ０．０２～０．０５程度に精度よく規制する必要がある。そのためには部品の精度の確保、組み付けの調整をする必要があり、精度確認のための測定も大変手間がかかるという問題点があった。
上記問題点を解決するため、本出願人は、出力用ネジ軸であるボールネジ軸又は滑りネジ軸の外周を案内する機構である、ボールネジ軸サポートガイドをリニアアクチュエータの出力側のフランジの開口穴に圧入して取り付けることにより上記の問題点を解決する特許を出願している（特許文献２）。
しかしながら、特許文献２のボールネジ軸サポートガイドを出力側のフランジの開口穴に圧入して取り付けるため、フランジの開口穴径およびボールネジ軸サポートガイドの外径の精度が必要であり、軸方向に精度良く圧入する手間もかかる。また、ネジ軸に転造ボールネジ軸を採用する場合、ボールネジ軸の外径の公差が大きく、ボールネジ軸サポートガイドの内径との間で若干の隙間が発生してしまう虞があるため、ボールネジ軸サポートガイドの内径を転造ボールネジ軸の公差に合わせて何種類か用意し、現物合わせで組み立てを行う必要があり、組み立ての手間がかかっていた。 However, since Patent Document 1 does not have a function of guiding the output shaft, it is necessary to install it so that a moment or a radial load is not applied to the output shaft. When a moment or a radial load is applied, the movement becomes difficult and the life is affected. There was a problem to affect.
As an example, problems in assembling the linear actuator 51 to a general linear motion device 50 as shown in FIGS. 11A and 11B will be described. The linear motion device 50 has a guide rail 54 on a base plate 53, and is composed of a guide block 55 guided by the guide rail 54 and an L-shaped table 56 fixed to the guide block 55. .. The tip of the ball screw shaft 43 of the linear actuator 51 is coupled to one end surface of the table 56 of the linear actuator 50, and when the ball screw shaft 43 of the linear actuator 51 moves, the table 56 is straight along with the guide block 55 along the guide rail 54. Move.
When assembling the linear actuator 51 to the linear actuator 50, the coaxiality of the output screw shaft 43 with respect to the datum A, which is the center of rotation, and the output screw shaft 43 with respect to the datum B, which is the assembly portion between the linear actuator 51 and the actuator mounting plate 52. It is necessary to assemble the squareness with high accuracy. It is necessary to accurately regulate the coaxiality of the output screw shaft 43 with respect to the datum A and the squareness of the output screw shaft 43 with respect to the datum B to about φ0.02 to 0.05, respectively. For that purpose, it is necessary to secure the accuracy of the parts and adjust the assembly, and there is a problem that the measurement for confirming the accuracy also takes a lot of time and effort.
In order to solve the above problems, the applicant has placed a ball screw shaft support guide, which is a mechanism for guiding the outer circumference of the ball screw shaft or the slip screw shaft, which is the output screw shaft, in the opening hole of the flange on the output side of the linear actuator. We have applied for a patent that solves the above problems by press-fitting and mounting (Patent Document 2).
However, since the ball screw shaft support guide of Patent Document 2 is press-fitted into the opening hole of the flange on the output side to be attached, accuracy of the opening hole diameter of the flange and the outer diameter of the ball screw shaft support guide is required, and the accuracy in the axial direction is high. It also takes time to press in. In addition, when a rolled ball screw shaft is used for the screw shaft, the tolerance of the outer diameter of the ball screw shaft is large, and there is a possibility that a slight gap may be generated between the outer diameter of the ball screw shaft and the inner diameter of the ball screw shaft support guide. It was necessary to prepare several types of guide inner diameters according to the tolerance of the rolled ball screw shaft and assemble them according to the actual product, which was troublesome to assemble.

本発明は、このような従来の問題点（欠点）に着目してなされたもので、出力用ネジ軸であるボールネジ軸又は滑りネジ軸の出力側の先端部に装着されている抜け止め用ストッパー（セットカラー）に出力用ネジ軸を覆う円筒部を設け、該円筒部の端面をテーパ面とし、出力側のフランジの開口穴を、前記テーパ面を嵌め合うテーパ面にして、前記円筒部の端面のテーパ面と前記フランジの開口穴のテーパ部を嵌め合うことにより、上記の問題点を解決することができる出力ネジ軸芯出し機構付リニアアクチュエータを提供することを目的とする。 The present invention has been made by paying attention to such a conventional problem (defect), and is a stopper for preventing a stopper attached to the tip of a ball screw shaft or a slip screw shaft on the output side, which is an output screw shaft. A cylindrical portion that covers the output screw shaft is provided in (set collar), the end surface of the cylindrical portion is a tapered surface, and the opening hole of the flange on the output side is a tapered surface that fits the tapered surface. It is an object of the present invention to provide a linear actuator with an output screw shaft centering mechanism capable of solving the above-mentioned problems by fitting the tapered surface of the end surface and the tapered portion of the opening hole of the flange.

本発明は、上記課題を可決するため、中空状回転軸を有するモータ部と、該中空状回転軸の軸線上に挿通された出力用ネジ軸と、前記中空状回転軸内に配設されて前記出力用ネジ軸と螺合するネジナットとを備え、前記中空状回転軸の回転運動が前記出力用ネジ軸の直線運動に変換されるように前記ネジナットが設けられており、前記出力用ネジ軸の前進方向の先端部にストッパを設け、該ストッパのアクチュエータ側外周端面をテーパ面とし、前記アクチュエータの前記出力用ネジ軸が出入する開口部が、前記ストッパのアクチュエータ側外周端面のテーパ面と係合するテーパ面に形成されており、前記ストッパは、前記出力用ネジ軸の前進方向の先端部に嵌合して固定される嵌合部の内周面に、圧入部を設け、前記嵌合部の圧入部の圧入方向と反対側に抜け止め部材を構成したことにある。 In order to solve the above problems, the present invention is provided with a motor unit having a hollow rotary shaft, an output screw shaft inserted on the axis of the hollow rotary shaft, and the hollow rotary shaft. The output screw shaft is provided with a screw nut to be screwed, and the screw nut is provided so that the rotary motion of the hollow rotary shaft is converted into the linear motion of the output screw shaft. A stopper is provided at the tip of the stopper in the forward direction, the outer peripheral end surface on the actuator side of the stopper is a tapered surface, and the opening through which the output screw shaft of the actuator enters and exits is engaged with the tapered surface on the outer peripheral end surface on the actuator side of the stopper. The stopper is formed on a tapered surface that fits, and the stopper is provided with a press-fitting portion on the inner peripheral surface of the fitting portion that is fitted and fixed to the tip portion in the forward direction of the output screw shaft, and the fitting portion is provided. The retaining member is configured on the side opposite to the press-fitting direction of the press-fitting portion of the portion .

本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
前記出力用ネジ軸の出力側の先端部に装着されている抜け止め用ストッパ（セットカラー）の円筒部の端面テーパ面とフランジの開口穴テーパ面を係合させることで、前記出力用ネジ軸の芯出しが正確に簡単に行える。この状態で、直動機器にリニアアクチュエータを組み付けることにより、回転中心である出力ネジ軸の同軸度、およびリニアアクチュエータとアクチュエータ取付板の組付部である出力ネジ軸の直角度を、精度良く組み付けることができる。 According to the present invention, the following effects can be obtained.
By engaging the tapered surface of the end surface of the cylindrical portion of the retaining stopper (set collar) mounted on the tip of the output screw shaft on the output side with the tapered surface of the opening hole of the flange, the output screw shaft Can be centered accurately and easily. In this state, by assembling the linear actuator to the linear actuator, the coaxiality of the output screw shaft, which is the center of rotation, and the squareness of the output screw shaft, which is the assembly part between the linear actuator and the actuator mounting plate, are assembled with high accuracy. be able to.

本発明の実施の形態による出力ネジ軸芯出し機構付リニアアクチュエータを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線断面図である。A linear actuator with an output screw shaft centering mechanism according to an embodiment of the present invention is shown, (a) is a front view, and (b) is a sectional view taken along line AA of (a). セットカラーとセットカラーを取り付けるボールネジ軸の斜視図である。It is a perspective view of a set collar and a ball screw shaft which attaches a set collar. ボールネジ軸に取り付けるセットカラーを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は、図３（ａ）のＣ－Ｃ線断面図である。A set collar attached to the ball screw shaft is shown, (a) is a front view, (b) is a side view, and (c) is a sectional view taken along line CC of FIG. 3 (a). （ａ）はボールねじ軸に、セットカラーを嵌合した斜視図、（ｂ１）は、図４（ａ）の正面図、（ｂ２）は、図４（ｂ１）のＤ－Ｄ線断面図である。(A) is a perspective view in which a set collar is fitted to a ball screw shaft, (b1) is a front view of FIG. 4 (a), and (b2) is a sectional view taken along line DD of FIG. 4 (b1). be. [図１]（ａ）のＢ部拡大図である。FIG. 1 is an enlarged view of part B in FIG. 1 (a). 本発明の実施の形態による出力ネジ軸案内機構付リニアアクチュエータの変形例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は、図６（ａ）のＥ－Ｅ線断面図である。A modification of the linear actuator with an output screw shaft guide mechanism according to the embodiment of the present invention is shown, where FIG. 6A is a front view and FIG. 6B is a sectional view taken along line EE of FIG. 6A. ボールネジ軸に負荷を取り付ける際、セットカラーのフライス部をスパナで固定している状態の斜視図である。It is a perspective view of the state where the milling part of a set collar is fixed with a spanner when a load is attached to a ball screw shaft. 図５のフランジ開口穴のテーパ面のテーパの角度を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the taper angle of the taper surface of the flange opening hole of FIG. 本発明の他の実施形態によるセットカラーの断面図である。It is sectional drawing of the set collar by another embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態による（ａ）はボールねじ軸と、セットカラーとを示す斜視図、（ｂ）は、ボールねじ軸に、セットカラーを嵌合した斜視図、（ｃ１）は図１０（ｂ）の正面図、（ｃ２）は、（ｃ１）のＦ－Ｆ線断面図である。According to another embodiment of the present invention, (a) is a perspective view showing a ball screw shaft and a set collar, (b) is a perspective view in which a set collar is fitted to the ball screw shaft, and (c1) is FIG. The front view of (b) and (c2) are sectional views taken along line FF of (c1). 従来のリニアアクチュエータを直動機器に組込む際に、ボールネジ軸にラジアル荷重やモーメントが加わらないように組み付ける形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。When the conventional linear actuator is assembled into a linear motion device, a form is shown in which the ball screw shaft is assembled so that a radial load or a moment is not applied, (a) is a plan view, and (b) is a front view.

以下本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１（ａ）（ｂ）は、本発明に係るリニアアクチュエータ１を示している。
このリニアアクチュエータ１において、モータ部１０は、ステータ１１とロータ１２と中空シャフト１３とで構成されている。前記ロータ１２は中空シャフト１３の外周面に一体に設けられており、前記ロータ１２の周囲に前記ステータ１１が配設されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 (a) and 1 (b) show a linear actuator 1 according to the present invention.
In this linear actuator 1, the motor unit 10 is composed of a stator 11, a rotor 12, and a hollow shaft 13. The rotor 12 is integrally provided on the outer peripheral surface of the hollow shaft 13, and the stator 11 is arranged around the rotor 12.

前記中空シャフト１３は、反出力側ベアリング１５によって支持された小径部１３ａと、スラスト兼ラジアルベアリング１４によって支持された大径部１３ｂとが軸方向にずらせて設けられている。前記スラスト兼ラジアルベアリング１４の外輪は、ケース１９の内周面に設けられた段差部１９ａによって一端が係止されており、他端がベアリング固定リング１６によって固定されている。前記スラスト兼ラジアルベアリング１４の内輪は、大径部１３ｂの外周面に設けられた段差部１３ｃによって一端が係止されており、他端はロックナット１７が大径部１３ｂの外周面に設けられたネジ部に螺合して固定されている。前記スラスト兼ラジアルベアリング１４は、リニアアクチュエータ１の筒状のケース１９内に内蔵されており、ブラケット２０およびフランジ２１とともにアクチュエータハウジング２２が構成されている。 The hollow shaft 13 is provided with a small diameter portion 13a supported by the counter-output side bearing 15 and a large diameter portion 13b supported by the thrust / radial bearing 14 displaced in the axial direction. One end of the outer ring of the thrust / radial bearing 14 is locked by a step portion 19a provided on the inner peripheral surface of the case 19, and the other end is fixed by a bearing fixing ring 16. One end of the inner ring of the thrust / radial bearing 14 is locked by a step portion 13c provided on the outer peripheral surface of the large diameter portion 13b, and a locknut 17 is provided on the outer peripheral surface of the large diameter portion 13b at the other end. It is fixed by screwing it to the screw part. The thrust / radial bearing 14 is built in a cylindrical case 19 of a linear actuator 1, and an actuator housing 22 is configured together with a bracket 20 and a flange 21.

ボールネジ軸２３は前記中空シャフト１３の中空部１３ｄの軸線上に挿通された出力用ネジ軸で、このボールネジ軸２３のネジ部２３ａには、前記中空シャフト１３の中空部１３ｄに挿入された環状のボールネジナット２４が同心状に螺合して取り付けられている。
ボールネジナット２４には、中空シャフト１３の中空部１３ｄの開口端側の外周面に、フランジ部２４ａが設けられており、このフランジ部２４ａのボールネジ軸２３と同軸方向に形成された開口孔２４ｂに、前記ボールネジ締結ネジ１８が挿通されて前記ロックナット１７に螺着されている。 The ball screw shaft 23 is an output screw shaft inserted on the axis of the hollow portion 13d of the hollow shaft 13, and the screw portion 23a of the ball screw shaft 23 has an annular shape inserted into the hollow portion 13d of the hollow shaft 13. The ball screw nut 24 is concentrically screwed and attached.
The ball screw nut 24 is provided with a flange portion 24a on the outer peripheral surface of the hollow shaft 13 on the opening end side of the hollow portion 13d, and the opening hole 24b formed in the coaxial direction with the ball screw shaft 23 of the flange portion 24a. , The ball screw fastening screw 18 is inserted and screwed to the locknut 17.

ボールネジ軸２３はフランジ２１の開口穴２１ａから一端部が出力軸として外部へ導出されており、図２に示すように、前記ボールネジ軸２３の先端部には、抜け止め用ストッパとしてのセットカラー２８がボールネジ軸２３と同軸に精度良く圧入される圧入部２３Ｃが形成されている。圧入部２３Ｃは軸方向に数ミリ（実施例では５ｍｍ）の円柱状、または、前記円柱状部にフライスカット部を設けたもの、さらに２面フライスを設けたものなど、セットカラー２８の圧入部である頭部２８Ｂの内周２８ａに精度良く圧入固定される形状であれば良い。 One end of the ball screw shaft 23 is led out from the opening hole 21a of the flange 21 as an output shaft, and as shown in FIG. 2, a set collar 28 as a stopper for preventing the ball screw shaft 23 is attached to the tip of the ball screw shaft 23. Is formed so as to have a press-fitting portion 23C which is press-fitted coaxially with the ball screw shaft 23 with high accuracy. The press-fitting portion 23C is a columnar portion of several millimeters (5 mm in the embodiment) in the axial direction, or a press-fitting portion of the set collar 28 having a milling cut portion provided on the columnar portion or a two-sided milling cutter provided. Any shape may be used as long as it is accurately press-fitted and fixed to the inner circumference 28a of the head 28B.

ボールネジ軸２３の抜け止め用のストッパおよびボールネジ軸の芯出し機能としてのセットカラー２８（以下、セットカラーと呼ぶ。）は、図２のように、前記ボールネジ軸２３の先端部に形成された圧入部２３Ｃに圧入固定する頭部２８Ｂとボールネジ軸２３を覆う円筒部２８Ａで構成されている。 The stopper for preventing the ball screw shaft 23 from coming off and the set collar 28 (hereinafter referred to as a set collar) as a centering function of the ball screw shaft are press-fitted formed at the tip of the ball screw shaft 23 as shown in FIG. It is composed of a head portion 28B press-fitted and fixed to the portion 23C and a cylindrical portion 28A covering the ball screw shaft 23.

図３にセットカラー２８の図を示す。図３（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は、図３（ａ）のＣ－Ｃ線断面図である。セットカラー２８の頭部２８Ｂは、図３に示すように、ボールネジ軸２３を覆う円筒部２８Ａよりも大径の円筒状で、外周２８ｂは平行に２面にカット部２８ｂ１が形成されている。セットカラー２８の頭部２８Ｂの内周２８ａは、前記ボールネジ軸２３の先端部に形成した圧入部２３Ｃに嵌合圧入する形状の穴（円状、フライスカット状、２面フライスカット状）が形成されている。 FIG. 3 shows a diagram of the set collar 28. 3A is a front view, FIG. 3B is a side view, and FIG. 3C is a sectional view taken along line CC of FIG. 3A. As shown in FIG. 3, the head portion 28B of the set collar 28 has a cylindrical shape having a diameter larger than that of the cylindrical portion 28A covering the ball screw shaft 23, and the outer peripheral portion 28b has cut portions 28b1 formed on two surfaces in parallel. The inner circumference 28a of the head 28B of the set collar 28 is formed with a hole (circular, milling cut, two-sided milling cut) having a shape to be fitted and press-fitted into the press-fitting portion 23C formed at the tip of the ball screw shaft 23. Has been done.

図４（ａ）、（ｂ１）、（ｂ２）に示すように、前記セットカラー２８の円筒部２８Ａの内周は、前記ボールネジ軸２３を覆うように、ボールネジ軸２３の先端部から挿入していき、セットカラー２８の頭部２８Ｂの内周２８ａが、ボールネジ軸２３の先端部に形成された圧入部２３Ｃに嵌合固定されている。さらに、前記セットカラー２８の頭部２８Ｂの外周２８ｂには、ねじ穴２８ｂ２が形成され、止めねじ２９により、ボールネジ軸２３の圧入部２３Ｃに締結されている。または、圧入のみで十分に強度が保証できるのであれば、止めねじ２９を使用しなくても良い。 As shown in FIGS. 4A, 4B1 and 2B, the inner circumference of the cylindrical portion 28A of the set collar 28 is inserted from the tip end portion of the ball screw shaft 23 so as to cover the ball screw shaft 23. Suddenly, the inner circumference 28a of the head 28B of the set collar 28 is fitted and fixed to the press-fitting portion 23C formed at the tip of the ball screw shaft 23. Further, a screw hole 28b2 is formed in the outer peripheral portion 28b of the head portion 28B of the set collar 28, and is fastened to the press-fitting portion 23C of the ball screw shaft 23 by a set screw 29. Alternatively, if the strength can be sufficiently guaranteed only by press-fitting, the set screw 29 may not be used.

このセットカラー２８の円筒部２８Ａの端面２８Ａ１は、図３（ｂ）のように一定角度のテーパ面にしている。図５は、図１のＢ部を拡大したものである。前記フランジ２１の開口穴２１ａは、図５に示すように、前記セットカラー２８の円筒部２８Ａの端面２８Ａ１のテーパ面と嵌め合うようなテーパ面２１ａ１となっている。 The end surface 28A1 of the cylindrical portion 28A of the set collar 28 is a tapered surface having a constant angle as shown in FIG. 3 (b). FIG. 5 is an enlarged view of part B in FIG. As shown in FIG. 5, the opening hole 21a of the flange 21 is a tapered surface 21a1 that fits with the tapered surface of the end surface 28A1 of the cylindrical portion 28A of the set collar 28.

前記ブラケット２０の上部にはモータリード線を引き出すためのモータリード線用コネクタ３０が内蔵されている。 A motor lead wire connector 30 for pulling out the motor lead wire is built in the upper portion of the bracket 20.

次に上記実施の形態による出力ネジ軸案内機構付リニアアクチュエータの作用を説明する。
リニアアクチュエータ１はモータ部１０のロータ１２が中空シャフト１３の小径部１３ａに締結してあり、中空シャフト１３の大径部１３ｂにスラスト兼ラジアルベアリング１４の内輪をロックナット１７で固定してある。
中空シャフト１３の大径部１３ｂ内にボールネジナット２４を配設して、ロックナット１７にボールネジナット締結ネジ１８によりボールネジナット２４のフランジ部２４ａを締結してある。そのためステータ１１の図示しない巻線の励磁を切りかえることによりロータ１２が回転し、ロータ１２と同期してボールネジナット２４も回転する。ボールネジ軸２３は、ボールネジナット２４に螺合しており、ボールネジナット２４の先端を、直動させる図示しない負荷に回り止めとなるように固定することで、ボールネジ軸２３はボールネジナット２４が回転することにより直動する。
前記ボールネジ軸２３の先端部に締結した前記セットカラー２８を前記フランジ２１の方向に直動させていくと、図５に示すように、前記セットカラー２８の円筒部２８Ａの端面のテーパ面２８Ａ１が、前記フランジ２１の開口穴２１ａのテーパ面２１ａ１と係合して嵌め合い、停止する。
前記セットカラー２８の円筒部２８Ａは、前記ボールネジ軸２３と同軸となるように圧入締結されているので、前記セットカラー２８の円筒部２８Ａの端面のテーパ面２８Ａ１が、前記フランジ２１の開口穴２１ａのテーパ面２１ａ１と係合して嵌め合い、固定された状態は、回転中心である前記ボールネジ軸２３の同軸度、および前記フランジ２１と前記ボールネジ軸２３の直角度の精度が確保された状態となる。 Next, the operation of the linear actuator with the output screw shaft guide mechanism according to the above embodiment will be described.
In the linear actuator 1, the rotor 12 of the motor portion 10 is fastened to the small diameter portion 13a of the hollow shaft 13, and the inner ring of the thrust / radial bearing 14 is fixed to the large diameter portion 13b of the hollow shaft 13 with a locknut 17.
The ball screw nut 24 is arranged in the large diameter portion 13b of the hollow shaft 13, and the flange portion 24a of the ball screw nut 24 is fastened to the lock nut 17 by the ball screw nut fastening screw 18. Therefore, the rotor 12 rotates by switching the excitation of the winding of the stator 11 (not shown), and the ball screw nut 24 also rotates in synchronization with the rotor 12. The ball screw shaft 23 is screwed to the ball screw nut 24, and by fixing the tip of the ball screw nut 24 to a load (not shown) that moves directly so as to prevent rotation, the ball screw nut 24 rotates on the ball screw shaft 23. By doing so, it moves directly.
When the set collar 28 fastened to the tip of the ball screw shaft 23 is directly moved in the direction of the flange 21, the tapered surface 28A1 of the end surface of the cylindrical portion 28A of the set collar 28 becomes as shown in FIG. , Engages with the tapered surface 21a1 of the opening hole 21a of the flange 21 to fit and stop.
Since the cylindrical portion 28A of the set collar 28 is press-fitted and fastened so as to be coaxial with the ball screw shaft 23, the tapered surface 28A1 of the end surface of the cylindrical portion 28A of the set collar 28 is the opening hole 21a of the flange 21. The state in which the ball screw shaft 23, which is the center of rotation, is engaged with and fitted to the tapered surface 21a1 is secured, and the accuracy of the squareness between the flange 21 and the ball screw shaft 23 is ensured. Become.

図６（ａ）（ｂ）は、図１と同一部分は同符号を付して示す、本発明の他の実施の形態であり、前記セットカラー２８の円筒部２８Ａの端面のテーパ面２８Ａ１が、前記フランジ２１の開口穴２１ａのテーパ面２１ａ１と係合して嵌め合い停止した状態で、リニアアクチュエータ３１を一般的な直動機器４０に組み込んだ状態を示したものである。 6 (a) and 6 (b) are other embodiments of the present invention in which the same portions as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the tapered surface 28A1 of the end surface of the cylindrical portion 28A of the set collar 28 is shown. The linear actuator 31 is incorporated into a general linear motion device 40 in a state where the flange 21 is engaged with the tapered surface 21a1 of the opening hole 21a to be fitted and stopped.

次に直動機器４０の構成を説明すると、リニアアクチュエータ３１はアクチュエータ取付板３２に組み付けられ、ベース板３３に直角に固定されている。ベース板３３上にガイドレール３４があり、ガイドブロック３５はガイドレール３４に案内されて直動する。ガイドブロック３５には、Ｌ字型のテーブル３６が固定されており、ガイドブロック３５に固定されていないテーブル３６の面とリニアアクチュエータ３１のボールネジ軸２３の先端を結合している。リニアアクチュエータ３１のボールネジ軸２３が移動するとガイドレール３４に沿ってガイドブロック３５と共にテーブル３６が直動する。 Next, the configuration of the linear motion device 40 will be described. The linear actuator 31 is assembled to the actuator mounting plate 32 and fixed to the base plate 33 at a right angle. There is a guide rail 34 on the base plate 33, and the guide block 35 is guided by the guide rail 34 and moves directly. An L-shaped table 36 is fixed to the guide block 35, and the surface of the table 36 not fixed to the guide block 35 is connected to the tip of the ball screw shaft 23 of the linear actuator 31. When the ball screw shaft 23 of the linear actuator 31 moves, the table 36 moves linearly along with the guide block 35 along the guide rail 34.

この場合、図６（ａ）（ｂ）に示すように、セットカラー２８の円筒部２８Ａの端面のテーパ面２８Ａ１が、フランジ２１の開口穴２１ａのテーパ面２１ａ１と係合して嵌め合い停止した状態で組み付けと調整を行えば、端面のテーパ面２８Ａ１とフランジ２１の開口穴２１ａのテーパ面２１ａ１と係合して嵌め合うことで、ボールネジ軸２３の同軸度と出力側のフランジ２１とアクチュエータ取付板３２の取付面に対するボールネジ軸２３の直角度が確保され、寿命的に問題ない組み付けが出来る。そのため精度良く取り付けることができたかの測定をする必要が無くなり、大きな手間が省ける。 In this case, as shown in FIGS. 6A and 6B, the tapered surface 28A1 of the end surface of the cylindrical portion 28A of the set collar 28 engages with the tapered surface 21a1 of the opening hole 21a of the flange 21 and stops fitting. If the assembly and adjustment are performed in this state, the tapered surface 28A1 of the end surface and the tapered surface 21a1 of the opening hole 21a of the flange 21 are engaged and fitted to each other, whereby the coaxiality of the ball screw shaft 23 and the flange 21 on the output side and the actuator are attached. The squareness of the ball screw shaft 23 with respect to the mounting surface of the plate 32 is secured, and assembly without problems in terms of life is possible. Therefore, it is not necessary to measure whether or not it can be installed with high accuracy, and a large amount of time and effort can be saved.

次に、セットカラー２８の頭部２８Ｂの外周２８ｂには、図３（ａ）に示すように平行になる２面にカット部２８ｂ１が設けられている。これについて説明する。直動機器４０のテーブル３６の面とリニアアクチュエータ３１のボールネジ軸２３の先端を結合する際は、ボールネジ軸２３の先端のねじ穴２３ｄを利用して取り付ける。テーブル３６に形成した取付穴とボールネジ軸２３の先端のねじ穴２３ｄにボルト４２で締結する際、ボールネジ軸２３が回転しないように固定して取り付ける必要がある。具体的には、図７に示すように、セットカラー２８の外周の２面に設けられたカット部２８ｂ１をスパナ４１で回転しないように固定してボールねじ軸２３の先端のねじ穴２３ｄを利用してボルト４２を介してテーブル３６を取り付ける。 Next, on the outer circumference 28b of the head 28B of the set collar 28, cut portions 28b1 are provided on two parallel surfaces as shown in FIG. 3A. This will be explained. When connecting the surface of the table 36 of the linear motion device 40 to the tip of the ball screw shaft 23 of the linear actuator 31, the screw hole 23d at the tip of the ball screw shaft 23 is used for mounting. When fastening the mounting hole formed in the table 36 and the screw hole 23d at the tip of the ball screw shaft 23 with the bolt 42, it is necessary to fix and mount the ball screw shaft 23 so as not to rotate. Specifically, as shown in FIG. 7, the cut portions 28b1 provided on the two outer peripheral surfaces of the set collar 28 are fixed by the spanner 41 so as not to rotate, and the screw hole 23d at the tip of the ball screw shaft 23 is used. Then, the table 36 is attached via the bolt 42.

図８に示すように、フランジ２１の開口穴２１ａのテーパ面２１ａ１のテーパの角度θは、５０～７５°に規定するのが好ましい。セットカラー２８の円筒部２８Ａの端面のテーパ面２８Ａ１も同様の角度となる（図５参照）。 As shown in FIG. 8, the taper angle θ of the tapered surface 21a1 of the opening hole 21a of the flange 21 is preferably specified to be 50 to 75 °. The tapered surface 28A1 on the end surface of the cylindrical portion 28A of the set collar 28 has the same angle (see FIG. 5).

発明者は、前記セットカラー２８の円筒部２８Ａの端面のテーパ面２８Ａ１と前記フランジ２１の開口穴２１ａのテーパ面２１ａ１のテーパの角度θを、３０°、４５°、７０°としたサンプルを作成し実験を行った。前記サンプルで、セットカラー２８の円筒部２８Ａの端面のテーパ面２８Ａ１が、フランジ２１の開口穴２１ａのテーパ面２１ａ１と係合して嵌め合い停止したときの状態を確認したところ、テーパの角度が４５°以下の場合は、セットカラー２８のテーパ面２８Ａ１とフランジ２１の開口穴２１ａのテーパ面２１ａ１と嵌め合いした状態でも、ボールネジ軸２３にラジアル方向に力を加えると、ボールネジ軸２３が振れてしまうことが確認できた。前記サンプルにおいては、テーパの角度θを７０°としたもので嵌め合いした状態は、ボールネジ軸２３は振れることはなく、本発明の効果があることが確認できた。 The inventor created a sample in which the taper angle θ between the tapered surface 28A1 of the end surface of the cylindrical portion 28A of the set collar 28 and the tapered surface 21a1 of the opening hole 21a of the flange 21 was set to 30 °, 45 °, and 70 °. The experiment was conducted. In the above sample, when the tapered surface 28A1 of the end surface of the cylindrical portion 28A of the set collar 28 was engaged with the tapered surface 21a1 of the opening hole 21a of the flange 21 to be fitted and stopped, the angle of the taper was confirmed. When the temperature is 45 ° or less, the ball screw shaft 23 swings when a force is applied to the ball screw shaft 23 in the radial direction even when the tapered surface 28A1 of the set collar 28 and the tapered surface 21a1 of the opening hole 21a of the flange 21 are fitted. I was able to confirm that it would end up. In the sample, it was confirmed that the ball screw shaft 23 did not swing and the effect of the present invention was obtained in the state of being fitted with the taper angle θ set to 70 °.

さらに、テーパの角度θを７０°を基準として、確認したところ、テーパの角度θが５０°以上であれば、セットカラー２８のテーパ面２８Ａ１とフランジ２１の開口穴２１ａのテーパ面２１ａ１と嵌め合いした状態で、ボールネジ軸２３にラジアル方向に力を加えても、ボールネジ軸２３が振れることはなく、本発明の効果があることが確認できた。逆に、テーパの角度θが７５°以上になると、セットカラー２８の円筒部２８Ａが、フランジ２１の開口穴２１ａに圧入された状態になってしまい、リニアアクチュエータ１を駆動しようとしても、ボールネジ軸２３が直動できなくなってしまう虞があることが確認できた。 Further, when the taper angle θ was confirmed with reference to 70 °, if the taper angle θ was 50 ° or more, the taper surface 28A1 of the set collar 28 and the tapered surface 21a1 of the opening hole 21a of the flange 21 were fitted. Even if a force is applied to the ball screw shaft 23 in the radial direction in this state, the ball screw shaft 23 does not swing, and it has been confirmed that the effect of the present invention is obtained. On the contrary, when the taper angle θ becomes 75 ° or more, the cylindrical portion 28A of the set collar 28 is press-fitted into the opening hole 21a of the flange 21, and even if an attempt is made to drive the linear actuator 1, the ball screw shaft It was confirmed that there is a risk that the 23 cannot move directly.

また、他の実施例を、図９及び図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ１）、（ｃ２）に示す。図９はセットカラー１２８の断面図である。ボールネジ軸１２３を覆う円筒部１２８Ａと頭部１２８Ｂで構成される。円筒部１２８Ａの端面１２８Ａ１はフランジ２１の開口部２１ａのテーパ部２１ａ１と嵌め合うテーパ部形状となっている。セットカラー１２８の円筒部１２８Ａの内周は、先端部が、ボールネジ軸１２３を覆う部分１２８ａ２となっていて、セットカラー頭部１２８Ｂと円筒部１２８Ａとの境の部分に、ボールネジ軸１２３の先端に形成された円柱状の圧入部１２３Ｃを圧入する圧入部１２８ａ１が形成されている。セットカラー頭部１２８Ｂの内周１２８ａ３は、圧入部１２８ａ１よりも大きい径となっている。 Further, other examples are shown in FIGS. 9 and 10 (a), (b), (c1), and (c2). FIG. 9 is a cross-sectional view of the set collar 128. It is composed of a cylindrical portion 128A covering the ball screw shaft 123 and a head 128B. The end face 128A1 of the cylindrical portion 128A has a tapered portion shape that fits with the tapered portion 21a1 of the opening portion 21a of the flange 21. The inner circumference of the cylindrical portion 128A of the set collar 128 has a tip portion 128a2 that covers the ball screw shaft 123, and is located at the boundary between the set collar head 128B and the cylindrical portion 128A at the tip of the ball screw shaft 123. A press-fitting portion 128a1 for press-fitting the formed columnar press-fitting portion 123C is formed. The inner circumference 128a3 of the set collar head 128B has a diameter larger than that of the press-fitting portion 128a1.

図１０（ａ）に示すように、ボールネジ軸１２３の先端の圧入部１２３Ｃは、ボールネジ軸１２３のネジ部の径より若干小さい径の円柱状になっている。前記ボールネジ軸１２３の先端をセットカラー１２８の円筒部１２８Ｂに挿入していき、セットカラー１２８の圧入部１２８ａ１にボールネジ軸１２３の圧入部１２３Ｃを圧入固定する。
さらに、セットカラー１２８の圧入部１２８ａ１はボールネジ軸１２３の圧入部１２３Ｃの周囲に嵌合する。そして、セットカラー１２８の頭部１２８Ｂの内周１２８ａ３には抜け止め部材であるリング１２９を圧入する。セットカラー１２８の頭部１２８Ｂの外周１２８ｂには、ねじ穴１２８ｂ２が形成され、止めねじ２９により、周面を固定してリング１２９が締結されている。図１０（ｂ）は、セットカラー１２８がリング１２９により固定された図であり、図１０（ｃ１）は、図１０（ｂ）の正面図である。図１０（ｃ２）は、図１０（ｃ１）のＦ－Ｆ線断面図である。 As shown in FIG. 10A, the press-fitting portion 123C at the tip of the ball screw shaft 123 has a cylindrical shape having a diameter slightly smaller than the diameter of the screw portion of the ball screw shaft 123. The tip of the ball screw shaft 123 is inserted into the cylindrical portion 128B of the set collar 128, and the press-fit portion 123C of the ball screw shaft 123 is press-fitted and fixed to the press-fit portion 128a1 of the set collar 128.
Further, the press-fitting portion 128a1 of the set collar 128 fits around the press-fitting portion 123C of the ball screw shaft 123. Then, the ring 129, which is a retaining member, is press-fitted into the inner circumference 128a3 of the head 128B of the set collar 128. A screw hole 128b2 is formed in the outer peripheral 128b of the head 128B of the set collar 128, and the peripheral surface is fixed by the set screw 29 and the ring 129 is fastened. 10 (b) is a view in which the set collar 128 is fixed by the ring 129, and FIG. 10 (c1) is a front view of FIG. 10 (b). 10 (c2) is a sectional view taken along line FF of FIG. 10 (c1).

上記実施例においては、抜け止め部材であるリング１２９でセットカラー１２８をボールネジ軸２３の先端方向にずれないように固定しているので、セットカラー１２８が想定以上の速度で、強くフランジ２１に当った際でも、セットカラー１２８がずれたり、外れたりすることを防止できる。 In the above embodiment, since the set collar 128 is fixed by the ring 129, which is a retaining member, so as not to shift toward the tip of the ball screw shaft 23, the set collar 128 strongly hits the flange 21 at a speed higher than expected. Even in such a case, it is possible to prevent the set collar 128 from shifting or coming off.

上記実施の形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
抜け止め用ストッパであるセットカラー２８は、出力用ネジ軸としてのボールネジ軸の前進方向の先端部に嵌合して固定される頭部２８Ｂと出力用ネジ軸２３を覆う円筒部２８Ａで構成され、該円筒部２８Ａの前記リニアアクチュエータ側外周端面にテーパ面を形成したので、セットカラー２８の円筒部２８Ａは、前記ボールネジ軸２３と同軸となるように圧入締結されていることから、前記セットカラー２８の円筒部２８Ａの端面のテーパ面２８Ａ１が、前記フランジ２１の開口穴２１ａのテーパ面２１ａ１と係合して嵌め合い、固定された状態は、回転中心である前記ボールネジ軸２３の同軸度、および前記フランジ２１と前記ボールネジ軸２３の直角度の精度が確保された状態となる。 According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
The set collar 28, which is a stopper for retaining the output, is composed of a head portion 28B that is fitted and fixed to the tip portion of the ball screw shaft as an output screw shaft in the forward direction and a cylindrical portion 28A that covers the output screw shaft 23. Since a tapered surface is formed on the outer peripheral end surface of the cylindrical portion 28A on the linear actuator side, the cylindrical portion 28A of the set collar 28 is press-fitted and fastened so as to be coaxial with the ball screw shaft 23. The tapered surface 28A1 on the end surface of the cylindrical portion 28A of the 28 is engaged with and fitted to the tapered surface 21a1 of the opening hole 21a of the flange 21, and the fixed state is the coaxiality of the ball screw shaft 23 which is the center of rotation. The accuracy of the squareness between the flange 21 and the ball screw shaft 23 is ensured.

また、抜け止め用ストッパであるセットカラー１２８は、前記ボールネジ軸１２３の前進方向の先端部に嵌合して固定される嵌合部の内周面に、圧入部１２８ａ１を設け、前記嵌合部の圧入部１２８ａ１の圧入方向と反対側に抜け止め部材であるリング１２９を構成したので、リング１２９が圧入部１２３Ｃに密着してセットカラー１２８の抜け止めを図ることができる。
前記テーパ面の角度は、５０～７５°であることが好ましい。セットカラー２８のテーパ面２８Ａ１とフランジ２１の開口穴２１ａのテーパ面２１ａ１と嵌め合いした状態で、ボールネジ軸２３にラジアル方向に力を加えても、ボールネジ軸２３が振れることはなく好ましい結果を得ることができる。 Further, the set collar 128, which is a stopper for preventing the ball screw, is provided with a press-fitting portion 128a1 on the inner peripheral surface of the fitting portion to be fitted and fixed to the tip portion of the ball screw shaft 123 in the forward direction, and the fitting portion is provided. Since the ring 129, which is a retaining member, is configured on the side opposite to the press-fitting direction of the press-fitting portion 128a1, the ring 129 can be brought into close contact with the press-fitting portion 123C to prevent the set collar 128 from coming off.
The angle of the tapered surface is preferably 50 to 75 °. Even if a force is applied to the ball screw shaft 23 in the radial direction while the tapered surface 28A1 of the set collar 28 and the tapered surface 21a1 of the opening hole 21a of the flange 21 are fitted, the ball screw shaft 23 does not swing and a favorable result is obtained. be able to.

なお、本発明は、上記実施の形態のみに限定されず、上記実施の形態では、出力用ネジ軸としてボールネジ軸を用いたが、滑りネジ軸でも良く、さらにネジナットとしてはボールネジナットを用いたが、滑りネジナットでも良いなど、本発明の技術的範囲を変更しない範囲内で適宜変更して実施し得ることは言うまでもない。 The present invention is not limited to the above embodiment, and in the above embodiment, the ball screw shaft is used as the output screw shaft, but a slip screw shaft may be used, and a ball screw nut is used as the screw nut. Needless to say, the present invention can be appropriately modified and implemented within a range that does not change the technical scope of the present invention, such as a sliding screw nut.

１，３１ リニアアクチュエータ
１０ モータ部
１１ ステータ
１２ ロータ
１３ 中空シャフト（中空状回転軸）
１３ａ 小径部
１３ｂ 大径部
１４ スラスト兼ラジアルベアリング
１５ 反出力側ベアリング
２１ フランジ
２１ａ フランジ開口穴（開口部）
２１ａ１ フランジ開口穴のテーパ面
２２ アクチュエータハウジング
２３ ボールネジ軸
２４ ボールネジナット（ネジナット）
２８，１２８ セットカラー（抜け止め用のストッパ）
２８Ａ，１２８Ａ セットカラー円筒部
２８Ａ１，１２８Ａ１ セットカラー円筒部のテーパ状端面
２８Ｂ，１２８Ｂ セットカラー頭部 1,31 Linear actuator 10 Motor part 11 Stator 12 Rotor 13 Hollow shaft (hollow rotary shaft)
13a Small diameter part 13b Large diameter part 14 Thrust and radial bearing 15 Non-output side bearing 21 Flange 21a Flange opening hole (opening)
21a1 Tapered surface of flange opening hole 22 Actuator housing 23 Ball screw shaft 24 Ball screw nut (screw nut)
28,128 set collar (stopper to prevent slipping out)
28A, 128A Set collar cylindrical part 28A1, 128A1 Set collar cylindrical part tapered end face 28B, 128B Set collar head

Claims (1)

中空状回転軸を有するモータ部と、該中空状回転軸の軸線上に挿通された出力用ネジ軸と、前記中空状回転軸内に配設されて前記出力用ネジ軸と螺合するネジナットとを備え、前記中空状回転軸の回転運動が前記出力用ネジ軸の直線運動に変換されるように前記ネジナットが設けられており、
前記出力用ネジ軸の前進方向の先端部にストッパを設け、該ストッパのアクチュエータ側外周端面をテーパ面とし、前記アクチュエータの前記出力用ネジ軸が出入する開口部が、前記ストッパのアクチュエータ側外周端面のテーパ面と係合するテーパ面に形成されており、
前記ストッパは、前記出力用ネジ軸の前進方向の先端部に嵌合して固定される嵌合部の内周面に、圧入部を設け、前記嵌合部の圧入部の圧入方向と反対側に抜け止め部材を構成したことを特徴とする出力ネジ軸芯出し機構付リニアアクチュエータ。
A motor unit having a hollow rotating shaft, an output screw shaft inserted on the axis of the hollow rotating shaft, and a screw nut disposed in the hollow rotating shaft and screwed with the output screw shaft. The screw nut is provided so that the rotary motion of the hollow rotary shaft is converted into the linear motion of the output screw shaft.
A stopper is provided at the tip of the output screw shaft in the forward direction, the actuator-side outer peripheral end surface of the stopper is a tapered surface, and the opening through which the output screw shaft of the actuator enters and exits is the actuator-side outer peripheral end surface of the stopper. It is formed on the tapered surface that engages with the tapered surface of
The stopper is provided with a press-fitting portion on the inner peripheral surface of the fitting portion that is fitted and fixed to the tip end portion of the output screw shaft in the forward direction, and is on the side opposite to the press-fitting direction of the press-fitting portion of the fitting portion. A linear actuator with an output screw shaft centering mechanism, which is characterized by having a retaining member .
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