JPH10110800A - Ball screw type linear actuator - Google Patents

Ball screw type linear actuator

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JPH10110800A
JPH10110800A JP26320296A JP26320296A JPH10110800A JP H10110800 A JPH10110800 A JP H10110800A JP 26320296 A JP26320296 A JP 26320296A JP 26320296 A JP26320296 A JP 26320296A JP H10110800 A JPH10110800 A JP H10110800A
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JP
Japan
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ball nut
worm wheel
pair
ball
notches
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JP26320296A
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Mikio Yamaguchi
幹雄 山口
Hironobu Shiono
浩信 塩野
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NSK Ltd
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NSK Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the length and diameter of a ball screw type actuator by fitting a gear member onto a ball nut, and synchronizing the gear member with the ball nut for free rotation. SOLUTION: A pair of protrusions 37, 37 are engaged with a pair of notches 35, 35, and a worm wheel 31 is synchronized with a ball nut 21 for free rotation. The rotation of the worm wheel 31 is transmitted to the ball nut 21 by the engagement of each pair of the protrusions 37, 37 and the notches 35, 35, and the ball nut 21 rotates in a desired direction. As a result, a ball screw shaft 4 which is screwed through the ball nut 21 and a plurality of balls 9, 9, displaces in a shaft direction. The engagement of each pair of the protrusions 37, 37 and the notches 35, 35 is present at the end part of the worm wheel 31 and the ball nut 21, therefore, it is possible to reduce the length and diameter of a combined part of both the members 31, 21 and obtain a ball screw type linear actuator which is compact and light.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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、重量物を持ち上げる為のジャ
ッキとして、或は各種機械装置に組み込んで小さな入力
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、それぞれ利用できる。
BACKGROUND OF THE INVENTION A ball screw type linear actuator according to the present invention is used as a jack for lifting a heavy object, or is incorporated in various mechanical devices to obtain an output in a large linear motion direction from a small input torque. Available as each.

【0002】[0002]

【従来の技術】ジャッキ等として使用できるボールねじ
式リニアアクチュエータとして従来から、例えば実開昭
63−53058号公報等に記載されたものが知られて
いる。図8〜9は、この公報に記載された構造とは若干
異なるが、従来から使用されているボールねじ式リニア
アクチュエータの要部を示している。このボールねじ式
リニアアクチュエータ1は、図示しない電動モータによ
り減速機構2を介してボールナット3を回転駆動し、こ
のボールナット3の回転をボールねじ軸4の直線運動に
変換するものである。
2. Description of the Related Art A ball screw type linear actuator which can be used as a jack or the like is conventionally known, for example, from Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-53058. 8 and 9 show a main part of a conventionally used ball screw type linear actuator which is slightly different from the structure described in this publication. The ball screw type linear actuator 1 drives a ball nut 3 to rotate by an electric motor (not shown) via a speed reduction mechanism 2, and converts the rotation of the ball nut 3 into a linear motion of a ball screw shaft 4.

【0003】上記減速機2は、回転方向の変換自在な図
示しない電動モータにより回転駆動される入力軸に固定
したウォーム5と、このウォーム5と噛合した、ギヤ部
材であるウォームホイール6とから成る。又、上記ボー
ルねじ軸4の外周面には、断面円弧形の第一螺旋溝7
を、上記ボールナット3の内周面には、やはり断面円弧
形の第二螺旋溝8を、それぞれ形成している。そして、
これら第一螺旋溝7と第二螺旋溝8との間に複数のボー
ル9、9を転動自在に設けて、上記ボールねじ軸4の回
転を上記ボールナット3の直線運動に変換する為のボー
ルねじ機構を構成している。尚、ボールねじ式リニアア
クチュエータ1の使用時には、上記ボールねじ軸4の端
部は非駆動部に結合する為、このボールねじ軸4が回転
する事はない。
The speed reducer 2 includes a worm 5 fixed to an input shaft which is driven to rotate by an electric motor (not shown) capable of changing the direction of rotation, and a worm wheel 6 as a gear member meshed with the worm 5. . The outer peripheral surface of the ball screw shaft 4 has a first spiral groove 7 having an arc-shaped cross section.
On the inner peripheral surface of the ball nut 3, a second spiral groove 8 also having an arc-shaped cross section is formed. And
A plurality of balls 9 are rotatably provided between the first spiral groove 7 and the second spiral groove 8 to convert the rotation of the ball screw shaft 4 into the linear movement of the ball nut 3. It constitutes a ball screw mechanism. When the ball screw type linear actuator 1 is used, the ball screw shaft 4 does not rotate because the end of the ball screw shaft 4 is connected to the non-drive unit.

【0004】又、上記ボールナット3の一部外周面に形
成した第一平坦面12には、それぞれが上記ボール9、
9を通過させる為の、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
ューブにより連通させて、上記第二螺旋溝8の一端部に
まで移動したボール9、9をこの第二螺旋溝8の他端部
に戻し、これら複数のボール9、9を循環させる為の循
環機構を構成している。
A first flat surface 12 formed on a part of the outer surface of the ball nut 3 has the ball 9 and the ball 9, respectively.
The end of a pair of feed holes through which the holes 9 pass are opened. Then, the end openings of these two feed holes are communicated with each other by a circulation tube, and the balls 9, 9 moved to one end of the second spiral groove 8 are returned to the other end of the second spiral groove 8. A circulation mechanism for circulating the plurality of balls 9 is configured.

【0005】上記ボールナット3とウォームホイール6
とは、互いの相対回転を不能として、軸方向に亙って互
いに直列に、且つ同心に結合している。即ち、上記ボー
ルナット3の一端部(図8〜9の右端部)に内側円筒部
10を、上記ウォームホイール6の一端部(図8〜9の
左端部)に外側円筒部11を、それぞれ形成し、この外
側円筒部11に上記内側円筒部10を、がたつきなく内
嵌している。又、上記ボールナット3の外周面で、上記
内側円筒部10よりも軸方向中央寄り部分には、互いに
平行な1対の第二平坦面13、13を形成している。一
方、上記ウォームホイール6の一端面(図8〜9の左端
面)には1対の突壁14、14を形成し、これら両突壁
14、14の内周側面を、互いに平行な1対の第三平坦
面15、15としている。これら第三平坦面15、15
同士の間隔は、上記第二平坦面13、13同士の間隔と
同じか僅かに大きくしている。従って、上記内側、外側
両円筒部10、11同士を嵌合させた状態でこれら第
二、第三平坦面13、15同士が係合し、上記ボールナ
ット3とウォームホイール6との相対回転を不能にす
る。上述の様に組み合わされたボールナット3とウォー
ムホイール6とは、ケーシング16の内側に、1対の転
がり軸受17、17により、回転自在に支承している。
[0005] The ball nut 3 and the worm wheel 6
Are connected in series and concentrically with each other in the axial direction, such that relative rotation between them is impossible. That is, an inner cylindrical portion 10 is formed at one end of the ball nut 3 (right end in FIGS. 8 to 9), and an outer cylindrical portion 11 is formed at one end of the worm wheel 6 (left end in FIGS. 8 to 9). The inner cylindrical portion 10 is fitted inside the outer cylindrical portion 11 without play. A pair of second flat surfaces 13, 13 parallel to each other are formed on the outer peripheral surface of the ball nut 3 at a portion closer to the center in the axial direction than the inner cylindrical portion 10. On the other hand, a pair of protruding walls 14, 14 is formed on one end surface (the left end surface in FIGS. 8 and 9) of the worm wheel 6, and the inner peripheral side surfaces of the protruding walls 14, 14 are formed as a pair of parallel walls. Of the third flat surfaces 15, 15. These third flat surfaces 15, 15
The interval between them is equal to or slightly larger than the interval between the second flat surfaces 13 and 13. Accordingly, the second and third flat surfaces 13 and 15 are engaged with each other in a state where the inner and outer cylindrical portions 10 and 11 are fitted to each other, and the relative rotation between the ball nut 3 and the worm wheel 6 is reduced. Disable. The ball nut 3 and the worm wheel 6 combined as described above are rotatably supported inside the casing 16 by a pair of rolling bearings 17.

【0006】上述の様に構成されるボールねじ式リニア
アクチュエータ1の使用時には、電動モータを回転させ
る事により、前記ウォーム5を介して上記ウォームホイ
ール6及びボールナット3を所望方向に回転させる。こ
の結果、このボールナット3と複数のボール9、9を介
して螺合したボールねじ軸4が軸方向に変位する。
When the ball screw type linear actuator 1 constructed as described above is used, the worm wheel 6 and the ball nut 3 are rotated in desired directions via the worm 5 by rotating the electric motor. As a result, the ball screw shaft 4 screwed via the ball nut 3 and the plurality of balls 9, 9 is displaced in the axial direction.

【0007】上述した従来構造の第1例の場合には、ボ
ールナット3とウォームホイール6とを軸方向に亙り直
列に結合している。これに対して、図10に示す様に、
ボールナット3aの周囲にウォームホイール6aを固設
する構造も、従来から知られている。この従来構造の第
2例の場合には、上記ボールナット3aに対する上記ウ
ォームホイール6aの回転防止を図る為に、上記ボール
ナット3aの外周面及びウォームホイール6aの内周面
にキー溝18、19を形成している。そして、これらキ
ー溝18、19に掛け渡す状態でキー20を設け、上記
ボールナット3aとウォームホイール6aとを同期して
回転自在としている。
In the case of the first example of the above-mentioned conventional structure, the ball nut 3 and the worm wheel 6 are connected in series in the axial direction. On the other hand, as shown in FIG.
A structure in which the worm wheel 6a is fixed around the ball nut 3a is also conventionally known. In the case of the second example of the conventional structure, in order to prevent rotation of the worm wheel 6a with respect to the ball nut 3a, key grooves 18, 19 are formed on the outer peripheral surface of the ball nut 3a and the inner peripheral surface of the worm wheel 6a. Is formed. A key 20 is provided so as to extend over the key grooves 18 and 19, and the ball nut 3a and the worm wheel 6a are rotatable in synchronization with each other.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】図8〜9に示した従来
構造の第1例の場合には、ボールナット3とウォームホ
イール6とを軸方向に亙り直列に結合している為、軸方
向に亙る長さが大きくなる事が避けられず、ボールねじ
式アクチュエータ1の長さ寸法が大きくなる。又、図1
0に示した従来構造の第2例の場合には、ウォームホイ
ール6aの内側にキー20を設ける必要上、ボールナッ
ト3aとウォームホイール6aとの厚さ寸法が大きくな
り、ボールねじ式アクチュエータ直径が大きくなる。本
発明は、この様な事情に鑑みて、長さ並びに直径を小さ
くして、小型のボールねじ式リニアアクチュエータを提
供すべく発明したものである。
In the case of the first example of the conventional structure shown in FIGS. 8 and 9, the ball nut 3 and the worm wheel 6 are connected in series in the axial direction. Inevitably, the length of the ball screw actuator 1 increases. Also, FIG.
In the case of the second example of the conventional structure shown in FIG. 0, since the key 20 must be provided inside the worm wheel 6a, the thickness of the ball nut 3a and the worm wheel 6a becomes large, and the diameter of the ball screw type actuator becomes small. growing. In view of such circumstances, the present invention has been devised in order to provide a small ball screw linear actuator with a reduced length and diameter.

【0009】[0009]

【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、前述した従来のボールねじ式リ
ニアアクチュエータと同様に、外周面に断面円弧形の第
一螺旋溝を形成したボールねじ軸と、内周面に断面円弧
形の第二螺旋溝を形成したボールナットと、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、これら複数のボールを循環させる為の循環機
構と、上記ボールナットに外嵌する円筒部及びこの円筒
部の外周面に固設したギヤを有するギヤ部材と、このギ
ヤ部材を含んで構成され、入力軸の回転に伴って上記ギ
ヤ部材を回転させる減速機構とを備える。特に、本発明
のボールねじ式リニアアクチュエータに於いては、上記
ボールナットとギヤ部材とのうちの何れか一方の部材の
端部に形成した1対の切り欠きと、上記ボールナットと
ギヤ部材とのうち、上記1対の切り欠きを形成しない側
の部材の端部に、これら1対の切り欠きと同じ位相で形
成した1対の突起とを備える。そして、上記ギヤ部材を
上記ボールナットに外嵌した状態でこれら1対の突起と
上記1対の切り欠きとを係合させる事により、上記ギヤ
部材を上記ボールナットと同期して回転自在としてい
る。
A ball screw type linear actuator according to the present invention has a ball screw shaft having a first spiral groove having a circular cross section on the outer peripheral surface, similarly to the above-mentioned conventional ball screw type linear actuator. A ball nut having a second spiral groove having an arc-shaped cross section formed on an inner peripheral surface thereof; a plurality of balls rotatably provided between the first spiral groove and the second spiral groove; A circulating mechanism for circulating the ball, a gear member having a cylindrical portion externally fitted to the ball nut and a gear fixed to the outer peripheral surface of the cylindrical portion, and a gear member including the gear member. A speed reduction mechanism for rotating the gear member with the rotation. In particular, in the ball screw linear actuator of the present invention, a pair of cutouts formed at an end of one of the ball nut and the gear member, the ball nut and the gear member, Of these, a pair of protrusions formed in the same phase as the pair of notches is provided at the end of the member on which the pair of notches is not formed. The pair of projections and the pair of cutouts are engaged with the gear member being fitted to the ball nut so that the gear member is rotatable in synchronization with the ball nut. .

【0010】[0010]

【作用】上述の様に構成される本発明のボールねじ式リ
ニアアクチュエータによれば、ボールナットとギヤ部材
とを組み合わせた部分の長さ並びに直径を小さくでき
て、小型且つ軽量なボールねじ式リニアアクチュエータ
を実現できる。
According to the ball screw type linear actuator of the present invention configured as described above, the length and diameter of the portion where the ball nut and the gear member are combined can be reduced, and the ball screw type linear actuator is small and lightweight. An actuator can be realized.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1〜3は、本発明の実施の形態
の第1例を示している。ボールナット21の両端部はケ
ーシング16aの内側に、1対の転がり軸受17、17
により、回転自在に支持している。即ち、上記ボールナ
ット21の両端部に小径の段部24、24を形成し、こ
れら両段部24、24と上記ケーシング16aの内周面
との間に上記転がり軸受17、17を設けている。これ
ら両転がり軸受17、17のうち、一方(図1の右方)
の転がり軸受17を構成する外輪25の外端面(図1の
右端面)は、上記ケーシング16aの一部内側面に突き
当て、他方(図1の左方)の転がり軸受17を構成する
外輪25の外端面(図1の左端面)は、上記ケーシング
16a内に設けた円輪板26の片側面(図1の右側面)
外周寄り部分に突き当てている。
1 to 3 show a first embodiment of the present invention. Both ends of the ball nut 21 are provided inside the casing 16a with a pair of rolling bearings 17,17.
, So that it is rotatably supported. That is, small-diameter steps 24, 24 are formed at both ends of the ball nut 21, and the rolling bearings 17, 17 are provided between both steps 24, 24 and the inner peripheral surface of the casing 16a. . One of the two rolling bearings 17 (right side in FIG. 1)
The outer end face (the right end face in FIG. 1) of the outer ring 25 that constitutes the rolling bearing 17 abuts against a part of the inner surface of the casing 16a, and the outer ring 25 that constitutes the other (the left side in FIG. 1) the rolling bearing 17. The outer end surface (the left end surface in FIG. 1) is on one side surface (the right side surface in FIG. 1) of the circular plate 26 provided in the casing 16a.
Butted against the outer edge.

【0012】更に、上記円輪板26の他側面(図1の左
側面)内周寄り部分には、覆いチューブ27の基端縁
(図1の右端縁)を突き当てている。この覆いチューブ
は、その基端部外周面に形成した雄ねじ28を上記ケー
シング16aに形成したねじ孔29に螺合し、更にロッ
クナット30を緊締する事により、上記ケーシング16
aに固定している。この様にケーシング16aに固定し
た状態で上記覆いチューブ27の基端縁は、上記円輪板
26を上記他方の転がり軸受17を構成する外輪25の
外端面に向け押圧し、上記1対の転がり軸受17、17
に所望の予圧を付与する。尚、図示の例ではこの転がり
軸受17、17として、大きなラジアル荷重及びスラス
ト荷重を支承自在な、テーパころ軸受を使用している。
Further, the base end edge (right end edge in FIG. 1) of the covering tube 27 abuts against the inner peripheral portion of the other side surface (left side surface in FIG. 1) of the annular plate 26. The cover tube is formed by screwing a male screw 28 formed on the outer peripheral surface of a base end portion thereof into a screw hole 29 formed in the casing 16a, and further tightening a lock nut 30.
a. In the state fixed to the casing 16a in this way, the base end of the covering tube 27 presses the annular plate 26 toward the outer end surface of the outer ring 25 constituting the other rolling bearing 17, and the pair of rolling members Bearing 17, 17
To the desired preload. In the illustrated example, tapered roller bearings capable of supporting a large radial load and a thrust load are used as the rolling bearings 17.

【0013】上記ボールナット21の内側にはボールね
じ軸4を挿通し、このボールねじ軸4の一部を、上記覆
いチューブ27内に挿入している。そして、このボール
ねじ軸4の外周面に形成した断面円弧形の第一螺旋溝7
と、上記ボールナット21の内周面に形成した断面円弧
形の第二螺旋溝8との間に複数のボール9、9を転動自
在に設けて、上記ボールナット21の回転に基づいて上
記ボールねじ軸4を軸方向に変位自在としている。又、
上記ボールナット21の外周面の一部には第一平坦面1
2を形成し、この第一の平坦面12に、それぞれが上記
ボール9、9を通過させる為の、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23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23とが、上記第二螺旋溝
8の一端部にまで移動したボール9、9をこの第二螺旋
溝8の他端部に戻してこれら複数のボール9、9を循環
させる、循環機構を構成する。
The ball screw shaft 4 is inserted inside the ball nut 21, and a part of the ball screw shaft 4 is inserted into the cover tube 27. The first spiral groove 7 having an arc-shaped cross section formed on the outer peripheral surface of the ball screw shaft 4.
A plurality of balls 9, 9 are provided so as to be able to roll between a second spiral groove 8 having an arc-shaped cross section formed on the inner peripheral surface of the ball nut 21, and based on the rotation of the ball nut 21. The ball screw shaft 4 can be displaced in the axial direction. or,
The first flat surface 1 is provided on a part of the outer peripheral surface of the ball nut 21.
The first flat surface 12 has the ends of a pair of feed holes for allowing the balls 9 to pass therethrough. The end openings of both feed holes are communicated with each other by a circulation tube 23. The pair of feed holes and the circulation tube 23 return the balls 9, 9 moved to one end of the second spiral groove 8 to the other end of the second spiral groove 8, and return the plurality of balls 9, 9. A circulation mechanism for circulating 9 is constituted.

【0014】又、上記ボールナット21の周囲には、ギ
ヤ部材であるウォームホイール31を、このボールナッ
ト21と共に回転自在に設けている。このウォームホイ
ール31は、上記ボールナット21にがたつきなく外嵌
自在な円筒部32と、この円筒部32の中間部外周面に
一体に設けられたギヤ部33とから成る。これらボール
ナット21とウォームホイール31とを同期して回転自
在とする為に、上記ボールナット21の一端部(図1、
3の左端部)外周面には、外向フランジ状の鍔部34を
形成すると共に、この鍔部34の直径方向反対側2個所
位置に、1対の切り欠き35、35を形成している。
又、上記ボールナット21の外周面の直径方向反対側2
個所位置で、これら1対の切り欠き35、35と整合す
る位置には、それぞれ凹溝36、36を、上記ボールナ
ット21の全長に亙って形成している。又、これら各凹
溝36、36と上記各切り欠き35、35の幅とは、互
いに一致させている。従って、上記各凹溝36、36の
一端部(図1、3の左端部)は、上記各切り欠き35、
35の奥端部と一致している。
A worm wheel 31, which is a gear member, is provided around the ball nut 21 so as to be rotatable together with the ball nut 21. The worm wheel 31 includes a cylindrical portion 32 that can be fitted onto the ball nut 21 without looseness, and a gear portion 33 that is integrally provided on an outer peripheral surface of an intermediate portion of the cylindrical portion 32. One end of the ball nut 21 (FIG. 1,
An outer flange-shaped flange portion 34 is formed on the outer peripheral surface of the left end portion 3, and a pair of cutouts 35 are formed at two positions on the diametrically opposite side of the flange portion 34.
Also, the outer circumferential surface of the ball nut 21 on the opposite side 2 in the diameter direction.
At positions corresponding to the pair of cutouts 35, 35, concave grooves 36, 36 are formed over the entire length of the ball nut 21, respectively. The width of each of the concave grooves 36, 36 and the width of each of the notches 35, 35 are made to coincide with each other. Therefore, one end (the left end in FIGS. 1 and 3) of each of the concave grooves 36, 36 is connected to each of the notches 35,
It matches with the back end of 35.

【0015】一方、上記ウォームホイール31の軸方向
一端面(図1、3の左端面)の直径方向反対側2個所位
置には、1対の突起37、37を、それぞれ上記軸方向
一端面から軸方向に突出する状態で形成している。又、
これら各突起37、37の内径側側面は、上記ウォーム
ホイール31の内周面よりも直径方向内方に、少し突出
している。これら各突起37、37の幅W37は、上記各
凹溝36、36及び各切り欠き35、35の幅W36より
も僅かに小さく(W37<W36)して、これら各突起3
7、37が、上記各凹溝36、36及び各切り欠き3
5、35にがたつきなく係合する様にしている。
On the other hand, a pair of projections 37, 37 are respectively provided at two positions on the diametrically opposite side of one end face in the axial direction (left end faces in FIGS. 1 and 3) of the worm wheel 31 from the one end face in the axial direction. It is formed so as to protrude in the axial direction. or,
The inner diameter side surface of each of the projections 37, 37 slightly projects radially inward from the inner peripheral surface of the worm wheel 31. The width W 37 of each of the projections 37 , 37 is slightly smaller than the width W 36 of each of the concave grooves 36, 36 and the notches 35, 35 (W 37 <W 36 ).
7 and 37 are the concave grooves 36 and 36 and the notches 3 respectively.
5, 35 are engaged without play.

【0016】ボールねじ式リニアアクチュエータ1aを
構成すべく、上記ウォームホイール31を構成する円筒
部32を上記ボールナット21に外嵌した状態で、上記
1対の突起37、37と上記1対の切り欠き35、35
とが係合する。そして、上記ウォームホイール31と上
記ボールナット21とが同期して回転自在となる。これ
らウォームホイール31とボールナット21とを組み合
わせるのに本例の場合には、先ず、上記各突起37、3
7の内径側端部を上記各凹溝36、36の他端(図1、
3の右端)開口部から係合させる。そして、これら各凹
溝36、36に沿って上記各突起37、37を摺動させ
つつ、上記ウォームホイール31を上記ボールナット2
1に外嵌すれば、上記各突起37、37と上記各切り欠
き35、35とを容易に係合させる事ができる。
In order to constitute the ball screw type linear actuator 1a, the cylindrical portion 32 constituting the worm wheel 31 is fitted on the ball nut 21 and the pair of projections 37, 37 and the pair of cuts are formed. Chip 35, 35
Are engaged. Then, the worm wheel 31 and the ball nut 21 are rotatable in synchronization with each other. In the case of combining the worm wheel 31 and the ball nut 21 in this embodiment, first, the protrusions 37, 3
7 is connected to the other end of each of the concave grooves 36, 36 (FIG. 1,
3 right end) Engage from the opening. Then, the worm wheel 31 is connected to the ball nut 2 while sliding the projections 37 along the concave grooves 36.
If it fits outside, the projections 37 can be easily engaged with the cutouts 35.

【0017】尚、上記ウォームホイール31はボールナ
ット21に、所定の締め代で圧入嵌合させ、ギヤ部33
とウォーム5との噛合に基づいて上記ウォームホイール
31に加わるスラスト荷重に拘らず、このウォームホイ
ール31が上記ボールナット21に対して軸方向にずれ
る事を防止している。但し、上記ボールナット21の中
間部外周面で上記ギヤ部33の直径方向内側に存在する
部分には小径部45を形成し、上記ギヤ部33が、圧入
嵌合に基づいて変形する事を防止している。
The worm wheel 31 is press-fitted to the ball nut 21 with a predetermined interference.
The worm wheel 31 is prevented from shifting in the axial direction with respect to the ball nut 21 irrespective of the thrust load applied to the worm wheel 31 based on the engagement between the worm 5 and the worm 5. However, a small-diameter portion 45 is formed in a portion existing on the radially inner side of the gear portion 33 on the outer peripheral surface of the intermediate portion of the ball nut 21 to prevent the gear portion 33 from being deformed due to press-fitting. doing.

【0018】上述の様にしてボールナット21に外嵌固
定したウォームホイール31のギヤ部33には、ウォー
ム5を噛合させて、減速機構2を構成している。このウ
ォーム5をその中間部に設けた入力軸39は、上記ウォ
ームホイール31の中心軸に対して捩れの位置関係で配
置され、1対の転がり軸受38、38により、前記ケー
シング16aの内側に、回転自在に支持している。図示
の例では、上記各転がり軸受38、38としてアンギュ
ラ型玉軸受を使用している。そして、これら両転がり軸
受38、38を構成する内輪49、49の互いに対向す
る端面を、上記入力軸39の端部或は中間部外周面に形
成した鍔部40、40に突き当てている。又、上記両転
がり軸受38、38を構成する外輪41、41の互いに
反対側端面は、上記ケーシング16aに固定した固定蓋
42、或はこのケーシング16aに螺着したねじ蓋43
の一部に突き当てている。このねじ蓋43は、上記固定
蓋42との間で上記1対の外輪41、41を、互いに近
づく方向に押圧して、上記1対の転がり軸受38、38
に所定の予圧を付与している。
The worm 5 is meshed with the gear portion 33 of the worm wheel 31 which is externally fitted and fixed to the ball nut 21 as described above, thereby constituting the speed reduction mechanism 2. An input shaft 39 provided with the worm 5 at an intermediate portion thereof is disposed in a torsional positional relationship with respect to the center axis of the worm wheel 31, and is provided inside the casing 16a by a pair of rolling bearings 38, 38. It is rotatably supported. In the illustrated example, angular contact ball bearings are used as the rolling bearings 38, 38. End faces of the inner races 49, 49 constituting the two rolling bearings 38, 38 oppose each other against flanges 40, 40 formed on the end of the input shaft 39 or the outer peripheral surface of the intermediate portion. The opposite end faces of the outer races 41, 41 constituting the two rolling bearings 38, 38 are fixed to the fixed lid 42 fixed to the casing 16a or the screw lid 43 screwed to the casing 16a.
To a part of. The screw lid 43 presses the pair of outer races 41, 41 between the fixed lid 42 and the pair of outer races 41, in a direction approaching each other, and the pair of rolling bearings 38, 38.
Is given a predetermined preload.

【0019】上述の様に構成される本発明のボールねじ
式リニアアクチュエータ1aの使用時には、図示しない
電動モータ、或はやはり図示しないハンドルを手で回転
させる事により、上記ウォーム5を介して上記ウォーム
ホイール31を所望方向に回転させる。このウォームホ
イール31の回転は、前記1対ずつの突起37、37と
切り欠き35、35との係合部によりボールナット21
に伝わり、このボールナット21が上記所望方向に回転
する。この結果、このボールナット21と複数のボール
9、9を介して螺合したボールねじ軸4が軸方向に変位
する。特に、本発明のボールねじ式リニアアクチュエー
タ1aの場合には、上記1対ずつの突起37、37と切
り欠き35、35との係合部が、上記ウォームホイール
31及びボールナット21の端部に存在する為、これら
両部材31、21を組み合わせた部分の長さ並びに直径
を小さくできる。そして、小型且つ軽量なボールねじ式
リニアアクチュエータ1aを実現できる。
When the ball screw type linear actuator 1a of the present invention having the above-described structure is used, the electric motor (not shown) or the handle (not shown) is rotated by hand, so that the worm 5 The wheel 31 is rotated in a desired direction. The rotation of the worm wheel 31 is performed by the engagement between the pair of projections 37, 37 and the notches 35, 35, and the ball nut 21 is rotated.
And the ball nut 21 rotates in the desired direction. As a result, the ball screw shaft 4 screwed via the ball nut 21 and the plurality of balls 9, 9 is displaced in the axial direction. In particular, in the case of the ball screw type linear actuator 1a of the present invention, the engagement portions between the pair of projections 37, 37 and the notches 35, 35 are provided at the ends of the worm wheel 31 and the ball nut 21. Due to the presence, the length and diameter of the part combining these two members 31, 21 can be reduced. And the small and lightweight ball screw type linear actuator 1a can be realized.

【0020】次に、図4〜5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21a
の一端部外周面には特に鍔部34(図1、3)等は形成
せず、代わりに、このボールナット21aの一端縁部
(図4〜5の左端縁部)の直径方向反対側2個所位置
に、直接切り欠き35a、35aを形成している。一
方、ウォームホイール31aを構成する円筒部32aの
一端縁部(図4〜5の左端縁部)の直径方向反対側2個
所位置には、軸方向及び直径方向内方に突出する突起3
7a、37aを形成している。これら両突起37a、3
7aの幅W37a は、上記各切り欠き35a、35aの幅
35a よりも僅かに小さく(W37a <W35a )して、上
記両突起37a、37aが上記各切り欠き35a、35
aにがたつきなく係合自在としている。又、上記ウォー
ムホイール31aの一端部で上記各切り欠き35a、3
5aの開口端部に対応する部分の外周面には係止溝44
を、これら各切り欠き35a、35a部分を除く全周に
亙って形成し、この係止溝44にストップリング46を
係止している。
FIGS. 4 and 5 show a second embodiment of the present invention. In the case of this example, the ball nut 21a
No flange 34 (FIGS. 1 and 3) is formed on the outer peripheral surface of one end of the ball nut 21a. Instead, one end edge of the ball nut 21a (the left end in FIGS. Notches 35a, 35a are formed directly at the positions. On the other hand, protrusions 3 projecting inward in the axial direction and in the diametrical direction are provided at two positions on the diametrically opposite side of one edge (the left edge in FIGS. 4 and 5) of the cylindrical portion 32 a constituting the worm wheel 31 a.
7a and 37a are formed. These projections 37a, 3
The width W 37a of 7a is slightly smaller than the width W 35a of each of the notches 35a, 35a (W 37a <W 35a ), so that the two protrusions 37a, 37a are each of the notches 35a, 35.
a can be freely engaged without rattling. Further, the notches 35a, 3a, 3d are formed at one end of the worm wheel 31a.
A locking groove 44 is provided on the outer peripheral surface of the portion corresponding to the open end of the opening 5a.
Are formed over the entire circumference except for these notches 35a, 35a, and a stop ring 46 is locked in the locking groove 44.

【0021】ボールねじ式リニアアクチュエータを構成
すべく、上記ウォームホイール31aを構成する円筒部
32aを上記ボールナット21aに外嵌した状態で、上
記1対の突起37a、37aと上記1対の切り欠き35
a、35aとが係合する。そして、上記ウォームホイー
ル31aと上記ボールナット21aとが同期して回転自
在となる。これらウォームホイール31aとボールナッ
ト21aとを組み合わせるのに本例の場合には、先ず、
上記ストップリング46を装着する以前に上記円筒部3
2aを上記ボールナット21aに外嵌し、上記各突起3
7a、37aと上記各切り欠き35a、35aとを係合
させる。その後、上記ストップリング46を上記係止溝
44に係止し、上記各突起37a、37aが上記各切り
欠き35a、35aから抜け出るのを防止する。
In order to form a ball screw type linear actuator, the cylindrical portion 32a constituting the worm wheel 31a is externally fitted to the ball nut 21a, and the pair of projections 37a, 37a and the pair of notches are formed. 35
a and 35a are engaged. Then, the worm wheel 31a and the ball nut 21a are rotatable in synchronization with each other. To combine the worm wheel 31a and the ball nut 21a, in the case of this example, first,
Before attaching the stop ring 46, the cylindrical portion 3
2a is fitted over the ball nut 21a, and each of the projections 3
7a and 37a are engaged with the respective notches 35a and 35a. Thereafter, the stop ring 46 is locked in the locking groove 44 to prevent the projections 37a, 37a from falling out of the notches 35a, 35a.

【0022】本例の場合には、上記ウォームホイール3
1aがボールナット21aに対して軸方向にずれるの
を、上記各突起37a、37aと上記各切り欠き35
a、35aとの係合、並びに上記ストップリング46と
上記各係止突起37a、37aの先端面との係合に基づ
いて阻止している。従って、上記ウォームホイール31
aとボールナット21aとの嵌合部に締め代を持たせる
必要がなく、特に案内用の溝(図1〜3に示した第1例
の凹溝36、36)等を設けなくても、上記各突起37
a、37aと上記各切り欠き35a、35aとを係合さ
せる作業を容易に行なえる。上述の様に構成され組み合
わされるウォームホイール31aとボールナット21a
とは、前述した第1例の構造と同様に他の構成部材と組
み合わせて、ボールねじ式アクチュエータを構成する。
In the case of this embodiment, the worm wheel 3
The deviation of 1a from the ball nut 21a in the axial direction is caused by the protrusions 37a, 37a and the notches 35.
a, 35a, and the stop ring 46 is engaged with the distal end surfaces of the locking projections 37a, 37a. Therefore, the worm wheel 31
It is not necessary to provide an interference in the fitting portion between the a and the ball nut 21a, and even if the guide grooves (the concave grooves 36, 36 in the first example shown in FIGS. 1 to 3) are not provided. Each of the protrusions 37
The work for engaging the notches 35a, 35a with the notches 35a, 35a can be easily performed. Worm wheel 31a and ball nut 21a configured and combined as described above
Means that a ball screw actuator is configured by combining with other constituent members in the same manner as in the structure of the first example described above.

【0023】次に、図6は、本発明の実施の形態の第3
例を示している。本例の場合には、ウォームホイール3
1bを構成する円筒部32bの一端縁(図6の左端縁)
の直径方向反対側2個所位置に形成した突起37bの内
周側面を、上記円筒部32bの内周面と単一の円筒面上
に位置させている。又、ボールナット21bの一端部
(図6の左端部)外周面には鍔部34aを形成し、この
鍔部34aの直径方向反対側2個所位置に、それぞれ切
り欠き35bを形成している。そして、これら各切り欠
き35bと上記各突起37bとを係合させている。又、
上記ウォームホイール31bの他端部(図6の右端部)
外周面に形成した係止溝44aにストップリング46a
を係止している。
FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention.
An example is shown. In the case of this example, the worm wheel 3
One end of the cylindrical portion 32b that constitutes 1b (left end in FIG. 6)
The inner peripheral side surface of the projection 37b formed at two positions on the opposite side in the diameter direction is located on a single cylindrical surface with the inner peripheral surface of the cylindrical portion 32b. A flange 34a is formed on the outer peripheral surface of one end (the left end in FIG. 6) of the ball nut 21b, and cutouts 35b are formed at two positions on the opposite side in the diameter direction of the flange 34a. Each of the notches 35b is engaged with each of the projections 37b. or,
The other end of the worm wheel 31b (right end in FIG. 6)
Stop ring 46a is inserted into locking groove 44a formed on the outer peripheral surface.
Is locked.

【0024】本例の場合には、上記ウォームホイール3
1bがボールナット21bに対して軸方向にずれるの
を、上記鍔部34aと上記各円筒部32bの一端縁との
係合、並びに上記ストップリング46aと上記円筒部3
2bの他端縁(図6の右端縁)との係合に基づいて阻止
している。従って、上記ウォームホイール31bとボー
ルナット21bとの嵌合部に締め代を持たせる必要がな
く、特に案内用の溝等を設けなくても、上記各突起37
b、37bと上記各切り欠き35b、35bとを係合さ
せる作業を容易に行なえる。上述の様に構成され組み合
わされるウォームホイール31bとボールナット21b
とは、前述した第1例の構造と同様に他の構成部材と組
み合わせて、ボールねじ式アクチュエータを構成する。
In the case of this embodiment, the worm wheel 3
1b is displaced in the axial direction with respect to the ball nut 21b by the engagement between the flange 34a and one end of each of the cylindrical portions 32b, and the stop ring 46a and the cylindrical portion 3a.
2b is blocked based on engagement with the other edge (right edge in FIG. 6). Therefore, there is no need to provide a fitting allowance at the fitting portion between the worm wheel 31b and the ball nut 21b, and the projections 37 can be provided without providing a guide groove or the like.
The work for engaging the notches 35b, 35b with the notches 35b, 35b can be easily performed. Worm wheel 31b and ball nut 21b configured and combined as described above
Means that a ball screw actuator is configured by combining with other constituent members in the same manner as in the structure of the first example described above.

【0025】次に、図7は、本発明の実施の形態の第4
例を示している。本例の場合には、ウォームホイール3
1cを構成する円筒部32cの一端縁(図7の左端縁)
の直径方向反対側2個所位置に形成した突起37cの内
周側面を、上記円筒部32cの内周面よりも直径方向外
側に位置させている。又、上記ウォームホイール31c
の他端部(図7の右端部)内周面には、小径部47を形
成している。一方、ボールナット21cの一端部(図7
の左端部)外周面には、大径部48を形成している。
又、この大径部48の外半側に位置する上記ボールナッ
ト21cの一端縁部には鍔部34bを形成し、この鍔部
34bの直径方向反対側2個所位置に、それぞれ切り欠
き35cを形成している。そして、これら各切り欠き3
5cと上記各突起37cとを係合させている。
FIG. 7 shows a fourth embodiment of the present invention.
An example is shown. In the case of this example, the worm wheel 3
One edge of the cylindrical portion 32c that constitutes 1c (left edge in FIG. 7)
The inner peripheral side surface of the projection 37c formed at two positions on the diametrically opposite side is positioned diametrically outer than the inner peripheral surface of the cylindrical portion 32c. Also, the worm wheel 31c
A small diameter portion 47 is formed on the inner peripheral surface at the other end (right end in FIG. 7). On the other hand, one end of the ball nut 21c (FIG. 7)
A large diameter portion 48 is formed on the outer peripheral surface.
A flange 34b is formed at one end edge of the ball nut 21c located on the outer half side of the large diameter portion 48, and cutouts 35c are formed at two positions on the opposite side of the flange 34b in the diameter direction. Has formed. And these notches 3
5c is engaged with each of the protrusions 37c.

【0026】本例の場合には、上記ウォームホイール3
1cがボールナット21cに対して軸方向にずれるの
を、上記小径部47の内周面と上記ボールナット21c
の他端部(図7の右端部)外周面との締まり嵌めによる
嵌合、並びに上記大径部48の外周面と上記ウォームホ
イール31cの一端部内周面との締まり嵌めによる嵌合
に基づいて阻止している。上記各突起37cの長さL
37c は、上記小径部47と上記ボールナット21cの他
端部との嵌合部の幅W47、並びに上記鍔部34bの内側
面から上記大径部48の内端縁までの距離L48よりも大
きく(L37c >W47、L37c >L48)している。
In the case of this example, the worm wheel 3
1c is displaced in the axial direction with respect to the ball nut 21c by the inner peripheral surface of the small diameter portion 47 and the ball nut 21c.
Of the large-diameter portion 48 and the inner peripheral surface of one end of the worm wheel 31c by interference fit with the outer peripheral surface of the other end (the right end in FIG. 7). It is blocking. Length L of each projection 37c
37c, from the distance L 48 in width W 47 of the fitting portion of the other end portion of the small-diameter portion 47 and the ball nut 21c, as well as from the inner surface of the collar portion 34b to the inner edge of the large diameter portion 48 (L 37c > W 47 , L 37c > L 48 ).

【0027】従って、上記ウォームホイール31cをボ
ールナット21cに外嵌する際には、上記ウォームホイ
ール31cの一端部が上記大径部48に、上記小径部4
7が上記ボールナット21cの他端部に、それぞれ外嵌
する以前に、上記各突起37cの先端部が上記各切り欠
き35cに挿入される。この為、特に案内用の溝等を設
けなくても、上記各突起37c、37cと上記各切り欠
き35c、35cとを係合させる作業を容易に行なえ
る。上述の様に構成され組み合わされるウォームホイー
ル31cとボールナット21cとは、前述した第1例の
構造と同様に他の構成部材と組み合わせて、ボールねじ
式アクチュエータを構成する。
Therefore, when the worm wheel 31c is externally fitted to the ball nut 21c, one end of the worm wheel 31c is attached to the large-diameter portion 48 and the small-diameter portion 4c.
Before each of 7 is fitted to the other end of the ball nut 21c, the tip of each of the projections 37c is inserted into each of the notches 35c. Therefore, the work of engaging the projections 37c, 37c with the notches 35c, 35c can be easily performed without providing a guide groove or the like. The worm wheel 31c and the ball nut 21c configured and combined as described above form a ball screw actuator by combining with other constituent members similarly to the structure of the first example described above.

【0028】尚、上述した各例は何れも、ボールナット
の側に切り欠きを形成し、ウォームホイールの側に突起
を形成している。但し、本発明を実施する場合には、こ
れとは逆に、ボールナットの側に突起を形成し、ウォー
ムホイールの側に切り欠きを形成する事もできる。
In each of the above-described examples, a notch is formed on the ball nut side, and a projection is formed on the worm wheel side. However, when implementing the present invention, conversely, a projection may be formed on the ball nut side and a notch may be formed on the worm wheel side.

【0029】[0029]

【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、小型且つ軽量のボールねじ式リニアアクチ
ュエータの実現に寄与できる。
Since the present invention is constructed and operates as described above, it can contribute to the realization of a small and lightweight ball screw type linear actuator.

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

【図1】本発明の実施の形態の第1例の全体構成を示す
断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing an overall configuration of a first example of an embodiment of the present invention.

【図2】図1のA−A断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図3】第1例の構造に組み込むボールナットとウォー
ムホイールとを、一部を省略して示す分解斜視図。
FIG. 3 is an exploded perspective view showing a ball nut and a worm wheel to be incorporated in the structure of the first example, with a part thereof being omitted.

【図4】本発明の実施の形態の第2例の構造に組み込む
ボールナットとウォームホイールとストップリングと
を、一部を省略して示す分解斜視図。
FIG. 4 is an exploded perspective view showing a ball nut, a worm wheel, and a stop ring incorporated in a structure of a second example of the embodiment of the present invention, with a part thereof being omitted;

【図5】第2例の構造に組み込むボールナットとウォー
ムホイールとストップリングとを、組み立てた状態で示
す半部断面図。
FIG. 5 is a half sectional view showing a ball nut, a worm wheel, and a stop ring incorporated in the structure of the second example in an assembled state.

【図6】本発明の実施の形態の第3例の構造に組み込む
ボールナットとウォームホイールとストップリングと
を、組み立てた状態で示す半部断面図。
FIG. 6 is a half sectional view showing a ball nut, a worm wheel, and a stop ring incorporated in a structure of a third example of the embodiment of the present invention in an assembled state.

【図7】本発明の実施の形態の第4例の構造に組み込む
ボールナットとウォームホイールとを、組み立てた状態
で示す半部断面図。
FIG. 7 is a half sectional view showing an assembled state of a ball nut and a worm wheel to be incorporated in the structure of the fourth example of the embodiment of the present invention.

【図8】従来構造の第1例を示す部分断面図。FIG. 8 is a partial sectional view showing a first example of a conventional structure.

【図9】従来構造の第1例に組み込むボールナットとウ
ォームホイールとを、一部を省略して示す分解斜視図。
FIG. 9 is an exploded perspective view showing a ball nut and a worm wheel incorporated in the first example of the conventional structure, with a part thereof omitted.

【図10】従来構造の第2例の構造に組み込むボールナ
ットとウォームホイールとを、組み立てた状態で示す半
部断面図。
FIG. 10 is a half sectional view showing an assembled state of a ball nut and a worm wheel to be incorporated in the structure of the second example of the conventional structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、1a ボールねじ式アクチュエータ 2 減速機構 3、3a ボールナット 4 ボールねじ軸 5 ウォーム 6、6a ウォームホイール 7 第一螺旋溝 8 第二螺旋溝 9 ボール 10 内側円筒部 11 外側円筒部 12 第一平坦面 13 第二平坦面 14 突壁 15 第三平坦面 16、16a ケーシング 17 転がり軸受 18、19 キー溝 20 キー 21、21a、21b ボールナット 22 平坦部 23 循環チューブ 24 段部 25 外輪 26 円輪板 27 覆いチューブ 28 雄ねじ 29 ねじ孔 30 ロックナット 31、31a、31b、31c ウォームホイール 32、32a、32b、32c 円筒部 33 ギヤ部 34、34a、34b 鍔部 35、35a、35b、35c 切り欠き 36 凹溝 37、37a、37b 突起 38 転がり軸受 39 入力軸 40 鍔部 41 外輪 42 固定蓋 43 ねじ蓋 44、44a 係止溝 45 小径部 46、46a ストップリング 47 小径部 48 大径部 49 内輪 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a Ball screw type actuator 2 Reduction mechanism 3, 3a Ball nut 4 Ball screw shaft 5 Worm 6, 6a Worm wheel 7 First spiral groove 8 Second spiral groove 9 Ball 10 Inner cylindrical part 11 Outer cylindrical part 12 First flat Surface 13 Second flat surface 14 Protruding wall 15 Third flat surface 16, 16a Casing 17 Rolling bearing 18, 19 Key groove 20 Key 21, 21a, 21b Ball nut 22 Flat portion 23 Circulation tube 24 Stepped portion 25 Outer ring 26 Round plate 27 Cover tube 28 Male screw 29 Screw hole 30 Lock nut 31, 31a, 31b, 31c Worm wheel 32, 32a, 32b, 32c Cylindrical part 33 Gear part 34, 34a, 34b Flange part 35, 35a, 35b, 35c Notch 36 recess Groove 37, 37a, 37b Projection 38 Rolling bearing 39 Power shaft 40 flange portion 41 the outer race 42 fixed cover 43 screw cap 44,44a locking groove 45 the small diameter portion 46,46a stop ring 47 the small diameter portion 48 large diameter portion 49 the inner ring

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 外周面に断面円弧形の第一螺旋溝を形成
したボールねじ軸と、内周面に断面円弧形の第二螺旋溝
を形成したボールナットと、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、これ
ら複数のボールを循環させる為の循環機構と、上記ボー
ルナットに外嵌する円筒部及びこの円筒部の外周面に固
設したギヤを有するギヤ部材と、このギヤ部材を含んで
構成され、入力軸の回転に伴って上記ギヤ部材を回転さ
せる減速機構とを備えたボールねじ式リニアアクチュエ
ータに於いて、上記ボールナットとギヤ部材とのうちの
何れか一方の部材の端部に形成した1対の切り欠きと、
上記ボールナットとギヤ部材とのうち、上記1対の切り
欠きを形成しない側の部材の端部に、これら1対の切り
欠きと同じ位相で形成した1対の突起とを備え、上記ギ
ヤ部材を上記ボールナットに外嵌した状態でこれら1対
の突起と上記1対の切り欠きとを係合させる事により、
上記ギヤ部材を上記ボールナットと同期して回転自在と
した事を特徴とするボールねじ式リニアアクチュエー
タ。
1. A ball screw shaft having an arc-shaped first spiral groove formed on an outer peripheral surface, a ball nut having an arc-shaped second spiral groove formed on an inner peripheral surface, and the first spiral groove A plurality of balls rotatably provided between the first and second spiral grooves, a circulation mechanism for circulating the plurality of balls, a cylindrical portion externally fitted to the ball nut, and an outer peripheral surface of the cylindrical portion A ball screw linear actuator comprising: a gear member having a gear fixed to the gear member; and a reduction mechanism configured to include the gear member and rotate the gear member as the input shaft rotates. A pair of notches formed at an end of one of the nut and the gear member;
The gear member further includes a pair of projections formed in the same phase as the pair of notches at an end of a member of the ball nut and the gear member on which the pair of notches is not formed. By engaging the pair of projections with the pair of notches in a state in which the
A ball screw linear actuator, wherein the gear member is rotatable in synchronization with the ball nut.
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