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JP7548091B2 - Linear motion devices and actuators - Google Patents
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Description

本発明は、直動装置およびアクチュエータに関する。 The present invention relates to a linear motion device and an actuator.

入力トルクから軸方向の軸力を得るアクチュエータとして、回転運動を直線運動に変換するボールねじを用いた技術がある。このアクチュエータでは、ねじ軸の回転運動をナットの直線運動に変換し、ナットに結合された出力軸から軸力が取り出される。特許文献1には、アクチュエータのナットと出力軸との結合に伝達要素を用いた技術が開示されている。 As an actuator that obtains axial force from input torque, there is a technology that uses a ball screw to convert rotational motion into linear motion. In this actuator, the rotational motion of the screw shaft is converted into linear motion of the nut, and the axial force is extracted from the output shaft connected to the nut. Patent Document 1 discloses a technology that uses a transmission element to connect the nut and output shaft of the actuator.

特開2012-42050号公報JP 2012-42050 A

ナットと出力軸との結合に伝達要素を用いたアクチュエータにおいて、動力伝達系が固着した場合、その固着による影響を回避するために、アクチュエータと出力軸との結合を解除することが望ましい。
そこで、本発明は、コッタを用いた出力軸との結合を解除可能な直動装置およびアクチュエータを提供することを目的とする。
In an actuator that uses a transmission element to connect a nut and an output shaft, if the power transmission system becomes stuck, it is desirable to release the connection between the actuator and the output shaft to avoid the effects of the sticking.
SUMMARY OF THE PRESENT DISCLOSURE In view of the above, an object of the present invention is to provide a linear motion device and an actuator that are capable of releasing the connection with the output shaft using a cotter.

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る直動装置によれば、ねじ軸と、前記ねじ軸の回転運動を前記ねじ軸の軸方向の直線運動に変換するナットと、前記ナットで変換された直線運動に基づいて軸力を出力する出力軸を前記ナットに結合する結合部材と、前記ナットと前記出力軸との結合を解除可能な解除部材とを備える。 In order to solve the above problems, a linear motion device according to one aspect of the present invention includes a screw shaft, a nut that converts the rotational motion of the screw shaft into linear motion in the axial direction of the screw shaft, a coupling member that couples an output shaft that outputs an axial force based on the linear motion converted by the nut to the nut, and a release member that can release the connection between the nut and the output shaft.

これにより、動力伝達系の固着状態または負荷状態などに応じてナットの動きが拘束された場合においても、出力軸の動きがナットを介して拘束されるのを防止することができ、動力伝達系の固着状態または高負荷状態などによる影響を回避することができる。 As a result, even if the movement of the nut is restricted due to a stuck state or a loaded state of the power transmission system, the movement of the output shaft can be prevented from being restricted via the nut, and the effects of a stuck state or a high load state of the power transmission system can be avoided.

また、本発明の一態様に係る直動装置によれば、前記解除部材は、前記ナットと前記出力軸との結合を可逆的に解除可能である。 Furthermore, according to a linear motion device according to one aspect of the present invention, the release member can reversibly release the connection between the nut and the output shaft.

これにより、動力伝達系の固着状態または負荷状態などに応じてナットの動きが拘束された場合においても、直動装置を破壊することなく、出力軸の動きがナットを介して拘束されるのを防止することができる。このため、出力軸からの軸力の出力先の動作が出力軸を介して拘束されるのを防止することができ、動力伝達系の固着状態または高負荷状態などによる影響を回避することができる。 As a result, even if the movement of the nut is restricted due to a stuck state or a loaded state of the power transmission system, the movement of the output shaft can be prevented from being restricted via the nut without destroying the linear motion device. This makes it possible to prevent the movement of the output destination of the axial force from the output shaft from being restricted via the output shaft, and makes it possible to avoid the effects of a stuck state or a high load state of the power transmission system.

また、本発明の一態様に係る直動装置によれば、前記結合部材は、前記ねじ軸の軸方向と直交する方向に前記出力軸を貫通して前記ナットに対して抜き差し可能である。 In addition, according to a linear motion device according to one aspect of the present invention, the coupling member can be inserted into and removed from the nut by passing through the output shaft in a direction perpendicular to the axial direction of the screw shaft.

これにより、結合部材の抜き差しに基づいて、ナットと出力軸を結合したり、ナットと出力軸との結合を解除したりすることができ、ナットと出力軸との結合を解除するために、把持機構またはクラッチ機構などの複雑な構成を用いる必要がなくなる。このため、アクチュエータの大型化および高価格化を抑制しつつ、ナットと出力軸を結合することができる。 This allows the nut and output shaft to be connected or disconnected based on the insertion and removal of the connecting member, eliminating the need to use complex configurations such as a gripping mechanism or clutch mechanism to disconnect the nut and output shaft. This makes it possible to connect the nut and output shaft while preventing the actuator from becoming larger and more expensive.

また、本発明の一態様に係る直動装置によれば、前記解除部材は、前記結合を解除した後に前記結合を復帰可能である。 Furthermore, according to a linear motion device according to one aspect of the present invention, the release member is capable of restoring the connection after releasing the connection.

これにより、ナットと出力軸との結合を解除した後に、結合部材およびナットを交換することなく、直動装置を正常に動作させることができる。このため、アクチュエータのメンテナンス性の低下を抑制しつつ、ナットと出力軸との結合を解除することができる。 As a result, after the connection between the nut and the output shaft is released, the linear motion device can be operated normally without replacing the connecting member and the nut. This makes it possible to release the connection between the nut and the output shaft while suppressing a decrease in the maintainability of the actuator.

また、本発明の一態様に係る直動装置によれば、前記結合部材は、コッタまたはキーである。 In addition, according to a linear motion device according to one aspect of the present invention, the connecting member is a cotter or a key.

これにより、結合部材の抜き差しに基づいて、ナットと出力軸を結合したり、ナットと出力軸との結合を解除したりすることが可能となる。 This makes it possible to connect or disconnect the nut and output shaft by inserting or removing the connecting member.

また、本発明の一態様に係る直動装置によれば、前記コッタは、前記ナットおよび前記出力軸に対し、前記出力軸の周方向に周方向隙間があるように配置され、前記キーは、前記ナットおよび前記出力軸に対し、前記出力軸の軸方向に軸方向隙間があるように配置されている。 In addition, according to a linear motion device of one aspect of the present invention, the cotter is arranged relative to the nut and the output shaft so as to have a circumferential gap in the circumferential direction of the output shaft, and the key is arranged relative to the nut and the output shaft so as to have an axial gap in the axial direction of the output shaft.

これにより、出力軸にコジリが作用した場合においても、その作用を周方向隙間および軸方向隙間で吸収させることができ、ボールねじにコジリが作用しにくくすることができる。このため、直動装置と出力軸の組立時などにミスアライメントが発生した場合においても、直動装置が用いられるアクチュエータの高寿命化を図ることができる。 As a result, even if twisting occurs on the output shaft, the effect can be absorbed by the circumferential and axial gaps, making it difficult for twisting to occur on the ball screw. This makes it possible to extend the life of the actuator that uses the linear motion device, even if misalignment occurs during assembly of the linear motion device and the output shaft.

また、本発明の一態様に係る直動装置によれば、前記解除部材は、前記結合部材を前記ナットから引き抜き可能な電磁石である。 In addition, according to a linear motion device according to one aspect of the present invention, the release member is an electromagnet that can pull the coupling member out of the nut.

これにより、電磁石に流す電流を制御することで、ナットと出力軸を結合したり、ナットと出力軸との結合を解除したりすることができる。このため、ナットと出力軸との結合を解除するために、把持機構またはクラッチ機構などの複雑な構成を用いる必要がなくなり、アクチュエータの構成の複雑化を抑制することができる。 As a result, by controlling the current flowing through the electromagnet, it is possible to connect or disconnect the nut from the output shaft. This eliminates the need to use a complex configuration such as a gripping mechanism or clutch mechanism to disconnect the nut from the output shaft, making it possible to suppress the complexity of the actuator configuration.

また、本発明の一態様に係る直動装置によれば、前記電磁石と前記結合部材との間に設けられ、前記ナットと前記出力軸との結合位置で前記結合部材を抑える弾性部材をさらに備える。 In addition, the linear motion device according to one aspect of the present invention further includes an elastic member provided between the electromagnet and the connecting member, which holds down the connecting member at the connecting position between the nut and the output shaft.

これにより、ナットと出力軸との結合時に結合部材がナットから抜け出すのを防止しつつ、ナットから結合部材を引き抜くことができ、ナットと出力軸との結合を可逆的に解除することができる。 This allows the coupling member to be pulled out of the nut while preventing the coupling member from coming loose when the nut and output shaft are coupled, and allows the coupling member to be reversibly released from the nut and output shaft.

また、本発明の一態様に係る直動装置によれば、前記電磁石は、巻線と、前記巻線が巻回された鉄心を備え、前記鉄心は、前記ナットからの前記結合部材の抜き出しの妨げにならない位置まで前記弾性部材内に延伸されている。 In addition, according to a linear motion device according to one aspect of the present invention, the electromagnet has a winding and an iron core around which the winding is wound, and the iron core is extended into the elastic member to a position where it does not interfere with the removal of the connecting member from the nut.

これにより、直動装置を大型化することなく、電磁石の吸引力を増大させることができ、ナットと出力軸との結合の解除の効率性を向上させることができる。 This allows the attractive force of the electromagnet to be increased without increasing the size of the linear motion device, improving the efficiency of releasing the connection between the nut and the output shaft.

また、本発明の一態様に係る直動装置によれば、前記解除部材は、雄ねじが形成された回転軸を有するモータを備え、前記回転軸は、前記ねじ軸の軸方向と直交する方向に沿って配置され、前記結合部材は、前記雄ねじと噛み合い可能な雌ねじが形成された開口部を備える。 In addition, according to a linear motion device according to one aspect of the present invention, the release member includes a motor having a rotating shaft on which a male thread is formed, the rotating shaft is arranged along a direction perpendicular to the axial direction of the screw shaft, and the coupling member includes an opening on which a female thread capable of engaging with the male thread is formed.

これにより、モータの回転運動に基づいて、回転軸の軸方向に結合部材を直線運動させることができ、モータの回転方向を切り替えることで、ナットと出力軸を結合したり、ナットと出力軸との結合を解除したりすることができる。このため、アクチュエータの構成の複雑化を抑制しつつ、ナットと出力軸との結合を解除することができる。 This allows the coupling member to move linearly in the axial direction of the rotating shaft based on the rotational motion of the motor, and by switching the rotational direction of the motor, the nut and output shaft can be coupled or released from the coupling between the nut and output shaft. This makes it possible to release the coupling between the nut and output shaft while preventing the actuator configuration from becoming too complicated.

また、本発明の一態様に係る直動装置によれば、前記解除部材は、前記結合部材を前記ナットから引き抜き可能ある。 In addition, according to the linear motion device according to one aspect of the present invention, the release member is capable of pulling the connecting member out of the nut.

これにより、アクチュエータを動作させることで、ナットと出力軸を結合したり、ナットと出力軸との結合を解除したりすることができ、ナットと出力軸との結合を解除することができる。 As a result, by operating the actuator, the nut and the output shaft can be connected or disconnected, and the connection between the nut and the output shaft can be disconnected.

また、本発明の一態様に係る直動装置によれば、ねじ軸と、前記ねじ軸の回転運動を前記ねじ軸の軸方向の直線運動に変換するナットと、前記ナットで変換された直線運動に基づいて軸力を出力する出力軸を前記ナットに結合する結合部材と、前記結合部材が前記ナットの凹部に収容される方向に前記結合部材を可逆的に押圧可能な押圧部とを備え、前記結合部材は、前記ねじ軸の軸方向にかかる力に基づいて、前記ナットの凹部に収容された状態から前記ねじ軸の軸方向に移動し、前記ナットの凹部から抜け出し可能なように、前記結合部材および前記凹部の形状が設定される。 In addition, according to one aspect of the present invention, a linear motion device includes a screw shaft, a nut that converts the rotational motion of the screw shaft into linear motion in the axial direction of the screw shaft, a coupling member that couples an output shaft to the nut that outputs an axial force based on the linear motion converted by the nut, and a pressing part that can reversibly press the coupling member in a direction in which the coupling member is accommodated in the recess of the nut, and the shapes of the coupling member and the recess are set so that the coupling member can move in the axial direction of the screw shaft from a state where it is accommodated in the recess of the nut based on a force applied in the axial direction of the screw shaft and can come out of the recess of the nut.

これにより、結合部材を押圧することで、ナットと出力軸を結合させることが可能となるとともに、動力伝達系の固着状態または負荷状態などに応じて軸方向の力が出力軸にかかることで、結合部材を軸方向に移動させ、結合部材を凹部から抜け出させることができる。このため、把持機構またはクラッチ機構などの複雑な構成を用いることなく、ナットと出力軸との結合を解除することができ、アクチュエータの構成の複雑化を抑制しつつ、動力伝達系の固着などによる影響を回避することができる。 As a result, by pressing the connecting member, it is possible to connect the nut and the output shaft, and by applying an axial force to the output shaft depending on the stuck state or load state of the power transmission system, the connecting member can be moved axially and removed from the recess. Therefore, it is possible to release the connection between the nut and the output shaft without using a complex configuration such as a gripping mechanism or clutch mechanism, and it is possible to avoid the effects of sticking of the power transmission system while suppressing the complexity of the actuator configuration.

また、本発明の一態様に係る直動装置によれば、前記結合部材は、先端に向かう方向に窄まる形状を有し、前記凹部は、前記結合部材の形状に対応した形状を有する。 In addition, according to a linear motion device according to one aspect of the present invention, the connecting member has a shape that narrows toward the tip, and the recess has a shape that corresponds to the shape of the connecting member.

これにより、結合部材に対し、出力軸の軸方向に力がかかったときに、出力軸の径方向にも力がかかるようにすることができる。このため、出力軸の軸方向への結合部材の移動に伴って結合部材を凹部から抜け出させることができ、アクチュエータの構成の複雑化を抑制しつつ、ナットと出力軸との結合を解除することができる。 This allows the coupling member to be forced in the radial direction of the output shaft when force is applied to the coupling member in the axial direction of the output shaft. As a result, the coupling member can be moved out of the recess as the coupling member moves in the axial direction of the output shaft, and the coupling between the nut and the output shaft can be released while preventing the actuator configuration from becoming too complicated.

また、本発明の一態様に係る直動装置によれば、前記結合部材の先端の形状は楔形である。 In addition, according to one aspect of the linear motion device of the present invention, the tip of the connecting member is wedge-shaped.

これにより、結合部材に対し、出力軸の軸方向に力がかかったときに、出力軸の径方向にも力がかかるようにすることが可能となるとともに、結合部材の構成の複雑化を抑制することができ、アクチュエータの構成の複雑化を抑制しつつ、ナットと出力軸との結合を解除することができる。 This makes it possible to apply force to the connecting member in the radial direction of the output shaft when force is applied to the connecting member in the axial direction of the output shaft, while also preventing the configuration of the connecting member from becoming too complicated. This makes it possible to release the connection between the nut and the output shaft while preventing the configuration of the actuator from becoming too complicated.

また、本発明の一態様に係る直動装置によれば、前記結合部材および前記凹部の形状は、前記出力軸の径方向の軸周りに回転対称である。 In addition, according to one aspect of the linear motion device of the present invention, the shapes of the connecting member and the recess are rotationally symmetric about the radial axis of the output shaft.

これにより、結合部材に対し、出力軸の軸方向に力がかかったときに、出力軸の径方向にも力がかかるようにすることが可能となるとともに、結合部材の加工の簡単化を図ることができる。 This makes it possible to apply force to the connecting member in the radial direction of the output shaft when force is applied to the connecting member in the axial direction of the output shaft, and simplifies the machining of the connecting member.

また、本発明の一態様に係る直動装置によれば、前記押圧部は、前記結合部材の後端側に設けられた空間に密閉可能な圧力媒体と、前記空間内に密閉された前記圧力媒体を解放する解放部とを備える。 In addition, according to a linear motion device according to one aspect of the present invention, the pressing portion includes a pressure medium that can be sealed in a space provided on the rear end side of the connecting member, and a release portion that releases the pressure medium sealed in the space.

これにより、結合部材の後端側に設けられた空間に圧力媒体を導入することで、結合部材を押圧することができ、ナットと出力軸を結合させることが可能となるとともに、その空間から圧力媒体を解放することで、出力軸の軸方向への結合部材の移動を可能とし、動力伝達系の固着状態または負荷状態などに応じて結合部材が軸方向に移動されることで、結合部材を凹部から抜け出させることができる。このため、把持機構またはクラッチ機構などの複雑な構成を用いることなく、ナットと出力軸との結合を解除することができ、アクチュエータの構成の複雑化を抑制しつつ、動力伝達系の固着などによる影響を回避することができる。 By introducing a pressure medium into the space provided on the rear end side of the connecting member, the connecting member can be pressed, and the nut and the output shaft can be connected, and by releasing the pressure medium from the space, the connecting member can be moved in the axial direction of the output shaft, and the connecting member can be moved in the axial direction depending on the stuck state or load state of the power transmission system, and the connecting member can be removed from the recess. Therefore, the connection between the nut and the output shaft can be released without using a complex configuration such as a gripping mechanism or clutch mechanism, and the effects of sticking of the power transmission system can be avoided while suppressing the complexity of the actuator configuration.

また、本発明の一態様に係る直動装置によれば、前記押圧部は、前記結合部材の後端側に設けられたばねである。 In addition, according to a linear motion device according to one aspect of the present invention, the pressing portion is a spring provided on the rear end side of the connecting member.

これにより、結合部材の後端側に圧縮されたばねを設けることで、結合部材を押圧することができ、ナットと出力軸を結合させることが可能となるとともに、出力軸の軸方向への結合部材が移動されることで、ばねをさらに圧縮させながら結合部材を凹部から抜け出させることができる。このため、動力伝達系の固着状態などを検出する検出器、外部から動力を供給する動力部および固着状態などの検出結果に基づいて動力を制御する制御部を設けることなく、ナットと出力軸との結合を解除することができ、アクチュエータの構成の複雑化を抑制しつつ、動力伝達系の固着などによる影響を回避することができる。 By providing a compressed spring on the rear end side of the connecting member, it is possible to press the connecting member, connecting the nut and the output shaft, and by moving the connecting member in the axial direction of the output shaft, the spring is further compressed and the connecting member can be removed from the recess. Therefore, it is possible to release the connection between the nut and the output shaft without providing a detector that detects the stuck state of the power transmission system, a power unit that supplies power from the outside, and a control unit that controls the power based on the detection results of the stuck state, etc., and it is possible to avoid the effects of sticking of the power transmission system while suppressing the complication of the actuator configuration.

また、本発明の一態様に係る直動装置によれば、前記結合部材は、前記ナットまたは前記出力軸のいずれか少なくとも一方に対し、前記出力軸の径方向に隙間があるように配置されている。 In addition, according to a linear motion device according to one aspect of the present invention, the connecting member is arranged with respect to at least one of the nut and the output shaft so that there is a gap in the radial direction of the output shaft.

これにより、出力軸にコジリが作用した場合においても、その作用を結合部材との間の隙間で吸収させることができ、ボールねじにコジリが作用しにくくすることができる。このため、直動装置と出力軸の組立時などにミスアライメントが発生した場合においても、直動装置が用いられるアクチュエータの高寿命化を図ることができる。 As a result, even if the output shaft is subjected to twisting, the action can be absorbed by the gap between the connecting member, making it difficult for twisting to act on the ball screw. Therefore, even if misalignment occurs during assembly of the linear motion device and the output shaft, it is possible to extend the life of the actuator that uses the linear motion device.

また、本発明の一態様に係るアクチュエータによれば、上述したいずれかの直動装置と、前記出力軸とを備える。 An actuator according to one aspect of the present invention includes any one of the linear motion devices described above and the output shaft.

これにより、動力伝達系が固着した場合においても、直動装置を破壊することなく、出力軸からの軸力の出力先の動作が出力軸を介して拘束されるのを防止することができ、動力伝達系の固着状態または高負荷状態などによる影響を回避することができる。 As a result, even if the power transmission system becomes stuck, it is possible to prevent the operation of the output destination of the axial force from the output shaft from being restricted via the output shaft without destroying the linear motion device, and to avoid the effects of a stuck or high load state of the power transmission system.

また、本発明の一態様に係るアクチュエータによれば、前記出力軸は、前記結合を解除可能な位置に前記解除部材を収納する収納部を備える。 In addition, according to an actuator according to one aspect of the present invention, the output shaft includes a storage section that stores the release member in a position where the connection can be released.

これにより、解除部材を出力軸内に収納することが可能となり、出力軸から解除部材が突出するのを防止することができる。このため、アクチュエータの取り扱いおよび設置の困難性の増大を防止しつつ、ナットと出力軸との結合を解除可能なアクチュエータを構成することができる。 This allows the release member to be stored inside the output shaft, preventing it from protruding from the output shaft. This makes it possible to configure an actuator that can release the connection between the nut and the output shaft while preventing increased difficulty in handling and installing the actuator.

また、本発明の一態様に係るアクチュエータによれば、前記収納部は、前記出力軸に設けられた開口部である。 In addition, according to an actuator according to one aspect of the present invention, the storage section is an opening provided in the output shaft.

これにより、出力軸の構成の複雑化を抑制しつつ、解除部材を出力軸内に収納することが可能となるとともに、アクチュエータへの解除部材の取り付けを容易化することができる。 This makes it possible to store the release member inside the output shaft while preventing the output shaft from becoming too complicated in configuration, and also makes it easier to attach the release member to the actuator.

本発明の一つの態様によれば、コッタを用いた出力軸との結合を解除可能な直動装置およびアクチュエータを提供することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a linear motion device and actuator that can release the connection with the output shaft using a cotter.

図1は、第1実施形態に係るアクチュエータの構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of an actuator according to a first embodiment. 図2(a)は、第1実施形態に係るアクチュエータのナットと出力軸との結合状態を示す斜視図、図2(b)は、ナットと出力軸との結合状態を示す断面図、図2(c)は、ナットと出力軸との結合の解除状態を示す斜視図、図2(d)は、ナットと出力軸との結合の解除状態を示す断面図である。FIG. 2(a) is an oblique view showing the connected state between the nut and the output shaft of the actuator in the first embodiment, FIG. 2(b) is a cross-sectional view showing the connected state between the nut and the output shaft, FIG. 2(c) is an oblique view showing the released state between the nut and the output shaft, and FIG. 2(d) is a cross-sectional view showing the released state between the nut and the output shaft. 図3(a)は、第2実施形態に係るアクチュエータのナットと出力軸との結合状態を示す断面図、図3(b)は、ナットと出力軸との結合の解除状態を示す断面図である。FIG. 3(a) is a cross-sectional view showing a connected state between a nut and an output shaft of an actuator according to a second embodiment, and FIG. 3(b) is a cross-sectional view showing a released state between the nut and the output shaft. 図4は、第3実施形態に係るアクチュエータの電磁石の鉄心の構成例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of an iron core of an electromagnet of an actuator according to the third embodiment. 図5は、第4実施形態に係るアクチュエータの構成を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of an actuator according to the fourth embodiment. 図6(a)は、第5実施形態に係るナットと出力軸との結合時のアクチュエータの構成を示す断面図、図6(b)は、図6(a)のコッタの部分を拡大して示す断面図である。FIG. 6(a) is a cross-sectional view showing the configuration of the actuator when the nut and the output shaft are connected in the fifth embodiment, and FIG. 6(b) is a cross-sectional view showing an enlarged view of the cotter portion of FIG. 6(a). 図7(a)は、第5実施形態に係るナットと出力軸との結合の解除時のアクチュエータの構成を示す断面図、図7(b)は、図7(a)のコッタの部分を拡大して示す断面図である。FIG. 7(a) is a cross-sectional view showing the configuration of the actuator when the connection between the nut and the output shaft in the fifth embodiment is released, and FIG. 7(b) is a cross-sectional view showing an enlarged view of the cotter portion in FIG. 7(a). 図8(a)は、第6実施形態に係るナットと出力軸との結合時のアクチュエータの構成を示す断面図、図8(b)は、図8(a)のコッタの部分を拡大して示す断面図である。FIG. 8(a) is a cross-sectional view showing the configuration of the actuator when the nut and the output shaft are connected in the sixth embodiment, and FIG. 8(b) is a cross-sectional view showing an enlarged view of the cotter portion of FIG. 8(a). 図9(a)は、第6実施形態に係るナットと出力軸との結合の解除時のアクチュエータの構成を示す断面図、図9(b)は、図9(a)のコッタの部分を拡大して示す断面図である。FIG. 9(a) is a cross-sectional view showing the configuration of the actuator when the connection between the nut and the output shaft in the sixth embodiment is released, and FIG. 9(b) is a cross-sectional view showing an enlarged view of the cotter portion in FIG. 9(a). 図10(a)は、第7実施形態に係るナットと出力軸との結合時のアクチュエータの構成を示す断面図、図10(b)から図10(d)は、図10(a)のナットと出力軸との結合の解除時のコッタの動きを拡大して示す断面図である。Figure 10(a) is a cross-sectional view showing the configuration of the actuator when the nut and output shaft are connected in the seventh embodiment, and Figures 10(b) to 10(d) are cross-sectional views showing enlarged views of the movement of the cotter when the connection between the nut and output shaft in Figure 10(a) is released. 図11(a)は、図10(a)のコッタの構成の一例を示す斜視図、図11(b)は、図10(a)のコッタの構成のその他の例を示す斜視図である。FIG. 11(a) is a perspective view showing one example of the configuration of the cotter in FIG. 10(a), and FIG. 11(b) is a perspective view showing another example of the configuration of the cotter in FIG. 10(a). 図12は、第8実施形態に係るコッタとナットとの間の隙間の一例を示す側面図である。FIG. 12 is a side view showing an example of a gap between the cotter and the nut according to the eighth embodiment. 図13は、第9実施形態に係るコッタと出力軸との間の隙間の一例を示す側面図である。FIG. 13 is a side view showing an example of a gap between the cotter and the output shaft according to the ninth embodiment. 図14(a)は、第10実施形態に係るナットと出力軸との結合時のアクチュエータの構成を示す断面図、図14(b)から図14(d)は、図14(a)のナットと出力軸との結合の解除時のコッタの動きを拡大して示す断面図である。Figure 14(a) is a cross-sectional view showing the configuration of the actuator when the nut and output shaft are connected in the 10th embodiment, and Figures 14(b) to 14(d) are cross-sectional views showing enlarged views of the movement of the cotter when the connection between the nut and output shaft in Figure 14(a) is released.

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態は本発明を限定するものではなく、実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の構成に必須のものとは限らない。実施形態の構成は、本発明が適用される装置の仕様や各種条件(使用条件、使用環境等)によって適宜修正または変更され得る。本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定され、以下の個別の実施形態によって限定されない。また、以下の説明に用いる図面は、各構成を分かり易くするため、実際の構造と縮尺および形状などを異ならせることがある。 Below, the embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Note that the following embodiments do not limit the present invention, and not all of the combinations of features described in the embodiments are necessarily essential to the configuration of the present invention. The configuration of the embodiments may be modified or changed as appropriate depending on the specifications of the device to which the present invention is applied and various conditions (conditions of use, environment of use, etc.). The technical scope of the present invention is determined by the claims, and is not limited by the individual embodiments below. Also, the drawings used in the following description may differ in scale and shape from the actual structure in order to make each configuration easier to understand.

図1は、第1実施形態に係るアクチュエータの構成を示す斜視図である。
図1において、アクチュエータEA1は、回転運動に基づいて、軸方向に軸力を出力する。アクチュエータEA1は、ねじ軸1、ナット2、出力軸3およびコッタ4を備える。ねじ軸1およびナット2は、直動装置を構成するボールねじとして用いることができる。ねじ軸1は、モータなどの駆動源から発生された回転力に基づいて回転運動を行う。ナット2は、ねじ軸1の回転運動をねじ軸1の軸方向の直線運動に変換する。出力軸3は、ナット2で変換された直線運動に基づいて軸力を出力する。出力軸3の形状は、例えば、円筒状である。このとき、出力軸3の内周面は、ナット2の外周面に沿うように構成することができる。ナット2は、ねじ軸1の外周面と出力軸3の内周面との間に設けることができる。
FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of an actuator according to a first embodiment.
In FIG. 1, the actuator EA1 outputs an axial force in the axial direction based on a rotational motion. The actuator EA1 includes a screw shaft 1, a nut 2, an output shaft 3, and a cotter 4. The screw shaft 1 and the nut 2 can be used as a ball screw constituting a linear motion device. The screw shaft 1 performs a rotational motion based on a rotational force generated from a driving source such as a motor. The nut 2 converts the rotational motion of the screw shaft 1 into a linear motion in the axial direction of the screw shaft 1. The output shaft 3 outputs an axial force based on the linear motion converted by the nut 2. The shape of the output shaft 3 is, for example, cylindrical. In this case, the inner peripheral surface of the output shaft 3 can be configured to follow the outer peripheral surface of the nut 2. The nut 2 can be provided between the outer peripheral surface of the screw shaft 1 and the inner peripheral surface of the output shaft 3.

コッタ4は、出力軸3をナット2に結合する結合部材として用いられる。コッタ4は、ねじ軸1の軸方向と直交する方向に出力軸3を貫通してナット2に対して抜き差し可能である。コッタ4は、ナット2に挿入された場合、出力軸3側に突出した状態でナット2にて支持される。コッタ4は、ナット2から出力軸3への軸力伝達部材として用いることができる。 The cotter 4 is used as a connecting member that connects the output shaft 3 to the nut 2. The cotter 4 can be inserted and removed from the nut 2, penetrating the output shaft 3 in a direction perpendicular to the axial direction of the screw shaft 1. When the cotter 4 is inserted into the nut 2, it is supported by the nut 2 in a state where it protrudes toward the output shaft 3. The cotter 4 can be used as an axial force transmission member from the nut 2 to the output shaft 3.

ねじ軸1は、ねじ溝1mを備える。ねじ溝1mは、ねじ軸1の外周面に螺旋状に設けられる。ナット2は、ねじ溝2mを備える。ねじ溝2mは、ねじ溝1mに対向するようにナット2の内周面に螺旋状に設けられる。このとき、ねじ溝1m、2mは、ねじ軸1とナット2との間に螺旋状のボール転動路を形成する。 The screw shaft 1 has a screw groove 1m. The screw groove 1m is provided in a spiral shape on the outer peripheral surface of the screw shaft 1. The nut 2 has a screw groove 2m. The screw groove 2m is provided in a spiral shape on the inner peripheral surface of the nut 2 so as to face the screw groove 1m. At this time, the screw grooves 1m and 2m form a spiral ball rolling path between the screw shaft 1 and the nut 2.

ねじ軸1、ナット2および出力軸3の材料は、剛体であれば特に限定されるものでなく、例えば、鉄またはアルミニウム合金などの金属でもよく、セラミックなどの非金属であってもよい。コッタ4の材料は、鉄またはフェライトなどの磁性体である。各ねじ溝1m、2mの断面形状は、例えば、円弧上であってもよいし、ゴシックアーク状であってもよい。 The materials of the screw shaft 1, nut 2, and output shaft 3 are not particularly limited as long as they are rigid, and may be, for example, metals such as iron or aluminum alloys, or nonmetals such as ceramics. The material of the cotter 4 is a magnetic material such as iron or ferrite. The cross-sectional shape of each screw groove 1m, 2m may be, for example, a circular arc or a Gothic arc.

ねじ軸1の一端は、ギア13に接続されている。ギア13は、軸受11を介して回転自在にハウジング12に支持されるとともに、ギア固定ナット14にて軸方向に固定されている。軸受11は、例えば、アンギュラ玉軸受である。 One end of the screw shaft 1 is connected to a gear 13. The gear 13 is rotatably supported by a housing 12 via a bearing 11 and is fixed in the axial direction by a gear fixing nut 14. The bearing 11 is, for example, an angular ball bearing.

モータなどの駆動源から発生された回転力は、ギア13を介してねじ軸1に入力され、ねじ軸1が回転される。ねじ軸1が回転すると、ねじ軸1とナット2との間のボールが不図示のボール循環器を介してボール転動路を循環しつつ、ナット2が直動運動する。そして、ナット2の直動運動に基づく軸力は、コッタ4を介して出力軸3に伝達され、出力軸3を介して出力される。 The rotational force generated by a driving source such as a motor is input to the screw shaft 1 via the gear 13, causing the screw shaft 1 to rotate. When the screw shaft 1 rotates, the balls between the screw shaft 1 and the nut 2 circulate in the ball rolling path via a ball circulator (not shown), while the nut 2 moves linearly. The axial force based on the linear motion of the nut 2 is then transmitted to the output shaft 3 via the cotter 4, and is output via the output shaft 3.

アクチュエータEA1は、例えば、車両などの制振装置に用いることができる。例えば、鉄道車両の制振装置の場合、車体と台車との間にアクチュエータEA1を設置することができる。そして、車体の振動と逆位相の軸力を出力軸3から出力させることにより、車体の振動を低減することができる。 The actuator EA1 can be used, for example, in a vibration control device for a vehicle. For example, in the case of a vibration control device for a railway vehicle, the actuator EA1 can be installed between the car body and the bogie. Then, by outputting an axial force in the opposite phase to the vibration of the car body from the output shaft 3, the vibration of the car body can be reduced.

アクチュエータEA1は、ナット2と出力軸3との結合を可逆的に解除可能である。ここで、アクチュエータEA1は、ナット2と出力軸3との結合を可逆的に解除可能な解除部材として、電磁石5を備える。電磁石5は、コッタ4をナット2から引き抜き可能である。電磁石5は、鉄心5Aおよび巻線5Bを備える。巻線5Bは、鉄心5Aに巻回されている。鉄心5Aの材料は、透磁率が高い材料が好ましく、例えば、純鉄、珪素鋼またはフェライトなどを用いることができる。 The actuator EA1 can reversibly release the connection between the nut 2 and the output shaft 3. Here, the actuator EA1 has an electromagnet 5 as a release member that can reversibly release the connection between the nut 2 and the output shaft 3. The electromagnet 5 can pull the cotter 4 out of the nut 2. The electromagnet 5 has an iron core 5A and a winding 5B. The winding 5B is wound around the iron core 5A. The material of the iron core 5A is preferably a material with high magnetic permeability, and for example, pure iron, silicon steel, or ferrite can be used.

アクチュエータEA1は、バネ6および軸受7をさらに備える。バネ6は、ナット2と出力軸3との結合位置でコッタ4を抑える弾性部材として用いられる。バネ6は、電磁石5とコッタ4との間に設けられる。バネ6は、スプリング、板バネまたは皿バネなどのコッタ4を抑える弾性部材であれば特に限定されない。バネ6の代わりにゴムを用いるようにしてもよい。電磁石5およびバネ6は、出力軸3内に収納することができる。ここで、電磁石5およびバネ6を出力軸3内に収納可能とするために、電磁石5およびバネ6の収納位置の出力軸3の厚みを厚くするようにしてもよい。また、バネ6が縮んだ状態でナット2からコッタ4を引き抜き可能なように、電磁石5とコッタ4との間の間隔を設定することができる。 The actuator EA1 further includes a spring 6 and a bearing 7. The spring 6 is used as an elastic member that holds down the cotter 4 at the joining position between the nut 2 and the output shaft 3. The spring 6 is provided between the electromagnet 5 and the cotter 4. The spring 6 is not particularly limited as long as it is an elastic member that holds down the cotter 4, such as a spring, a leaf spring, or a disc spring. Rubber may be used instead of the spring 6. The electromagnet 5 and the spring 6 can be stored in the output shaft 3. Here, in order to make it possible to store the electromagnet 5 and the spring 6 in the output shaft 3, the thickness of the output shaft 3 at the storage position of the electromagnet 5 and the spring 6 may be made thick. Also, the distance between the electromagnet 5 and the cotter 4 can be set so that the cotter 4 can be pulled out from the nut 2 when the spring 6 is compressed.

軸受7は、出力軸3を内包するハウジングに対して直線運動自在に出力軸3を支持する。軸受7は、例えば、滑り軸受である。軸受7は、出力軸3の外周面に固定することができる。このとき、軸受7は、電磁石5上に配置するようにしてもよい。軸受7の材料は、例えば、樹脂である。軸受7を電磁石5上に配置することで、電磁石5およびバネ6が出力軸3から抜け出るのを防止することができる。 The bearing 7 supports the output shaft 3 so that it can move linearly relative to the housing that contains the output shaft 3. The bearing 7 is, for example, a sliding bearing. The bearing 7 can be fixed to the outer circumferential surface of the output shaft 3. In this case, the bearing 7 may be arranged on the electromagnet 5. The material of the bearing 7 is, for example, resin. By arranging the bearing 7 on the electromagnet 5, the electromagnet 5 and the spring 6 can be prevented from coming off the output shaft 3.

ここで、モータ、ギアまたは直動部品などの動力伝達系の固着状態または負荷状態などに応じてナット2の動きが拘束されたものとする。このとき、動力伝達系の固着状態または高負荷状態が検出されると、電磁石5に電流を流すことにより、バネ6を圧縮しながら、コッタ4がナット2から引き抜かれる位置までコッタ4を電磁石5に引き寄せることができる。コッタ4がナット2から引き抜かれると、ナット2の直動運動に基づく軸力は、コッタ4を介して出力軸3に伝達できなくなり、出力軸3の動きがナット2を介して拘束されるのを防止することができる。このため、出力軸3からの軸力の出力先の動作が出力軸3を介して拘束されるのを防止することができ、動力伝達系の固着状態または高負荷状態などによる影響を回避することができる。 Here, the movement of the nut 2 is restricted according to the stuck state or the loaded state of the power transmission system, such as the motor, gears, or linear motion parts. At this time, when a stuck state or a high load state of the power transmission system is detected, the cotter 4 can be attracted to the electromagnet 5 to a position where the cotter 4 is pulled out from the nut 2 by passing a current through the electromagnet 5, while compressing the spring 6. When the cotter 4 is pulled out from the nut 2, the axial force based on the linear motion of the nut 2 cannot be transmitted to the output shaft 3 via the cotter 4, and the movement of the output shaft 3 can be prevented from being restricted via the nut 2. Therefore, the operation of the output destination of the axial force from the output shaft 3 can be prevented from being restricted via the output shaft 3, and the influence of a stuck state or a high load state of the power transmission system can be avoided.

例えば、鉄道車両の車体と台車との間にアクチュエータEA1が設置されているものとする。このとき、動力伝達系が固着すると、アクチュエータEA1が常に突っ張った状態になり、台車の振動がアクチュエータEA1を介して車体にそのまま伝達され、鉄道車両の乗り心地が低下する。このとき、電磁石5に電流を流し、コッタ4をナット2から引き抜くことにより、ナット2と出力軸3との結合を解除する。これにより、動力伝達系が固着した場合においても、台車の振動がアクチュエータEA1を介して車体にそのまま伝達されるのを防止することができ、鉄道車両の乗り心地を改善することができる。 For example, suppose that actuator EA1 is installed between the car body and bogie of a railway vehicle. If the power transmission system becomes stuck, actuator EA1 will always be in a tensioned state, and vibrations of the bogie will be transmitted directly to the car body via actuator EA1, reducing the ride comfort of the railway vehicle. At this time, a current is passed through electromagnet 5 and the cotter 4 is pulled out from nut 2, thereby releasing the connection between nut 2 and output shaft 3. As a result, even if the power transmission system becomes stuck, it is possible to prevent vibrations of the bogie from being transmitted directly to the car body via actuator EA1, improving the ride comfort of the railway vehicle.

また、電磁石5の電磁力に基づいてナット2からコッタ4を引き抜くことで、ナット2と出力軸3との結合を解除することができる。このため、ナット2と出力軸3との結合を解除するために、ナット2またはコッタ4を破壊する必要がなくなり、アクチュエータEA1のメンテナンス性の低下を抑制することができる。 In addition, the nut 2 and the output shaft 3 can be released from the connection by pulling the cotter 4 out of the nut 2 based on the electromagnetic force of the electromagnet 5. This eliminates the need to destroy the nut 2 or the cotter 4 in order to release the connection between the nut 2 and the output shaft 3, and reduces the deterioration of the maintainability of the actuator EA1.

また、電磁石5に流れる電流を切ることにより、ナット2と出力軸3との結合を復帰可能である。このため、ナット2と出力軸3との結合を解除した場合においても、ナット2およびコッタ4を交換することなく、アクチュエータEA1を正常動作に復帰させることができる。 In addition, the connection between the nut 2 and the output shaft 3 can be restored by cutting off the current flowing through the electromagnet 5. Therefore, even if the connection between the nut 2 and the output shaft 3 is released, the actuator EA1 can be restored to normal operation without replacing the nut 2 and the cotter 4.

さらに、ナット2と出力軸3との結合にコッタ4を用いることにより、コッタ4の抜き差しに基づいて、ナット2と出力軸3を結合したり、ナット2と出力軸3との結合を解除したりすることができ、ナット2と出力軸3との結合を解除するために、把持機構またはクラッチ機構などの複雑な構成を用いる必要がなくなる。このため、アクチュエータEA1の大型化および高価格化を抑制しつつ、ナット2と出力軸3を結合することができる。 Furthermore, by using the cotter 4 to connect the nut 2 to the output shaft 3, the nut 2 can be connected to the output shaft 3 or released from the connection between the nut 2 and the output shaft 3 by inserting and removing the cotter 4, and there is no need to use a complex configuration such as a gripping mechanism or clutch mechanism to release the connection between the nut 2 and the output shaft 3. Therefore, the nut 2 can be connected to the output shaft 3 while preventing the actuator EA1 from becoming larger and more expensive.

以下、電磁石5を用いたナット2と出力軸3との結合の解除動作について、詳細に説明する。
図2(a)は、第1実施形態に係るアクチュエータのナットと出力軸との結合状態を示す斜視図、図2(b)は、ナットと出力軸との結合状態を軸方向に切断して示す断面図、図2(c)は、ナットと出力軸との結合の解除状態を示す斜視図、図2(d)は、ナットと出力軸との結合の解除状態を軸方向に切断して示す断面図である。
The operation of releasing the connection between the nut 2 and the output shaft 3 using the electromagnet 5 will now be described in detail.
Figure 2(a) is an oblique view showing the connected state between the nut and the output shaft of the actuator in the first embodiment, Figure 2(b) is a cross-sectional view showing the connected state between the nut and the output shaft cut in the axial direction, Figure 2(c) is an oblique view showing the released state between the nut and the output shaft, and Figure 2(d) is a cross-sectional view showing the released state between the nut and the output shaft cut in the axial direction.

図2(a)および図2(b)において、ナット2は、凹部2Aを備える。凹部2Aは、コッタ4の先端部を収容する。凹部2Aの平面形状は、コッタ4の先端の平面形状に対応させることができる。凹部2Aは、ナット2の外周面上に設けることができる。 In Figures 2(a) and 2(b), the nut 2 has a recess 2A. The recess 2A accommodates the tip of the cotter 4. The planar shape of the recess 2A can correspond to the planar shape of the tip of the cotter 4. The recess 2A can be provided on the outer peripheral surface of the nut 2.

出力軸3は、貫通孔3Aおよび開口部3B~3Dを備える。貫通孔3Aおよび開口部3B~3Dは、出力軸3の側面に設けることができる。このとき、貫通孔3Aおよび開口部3B~3Dを介してコッタ4の先端部を凹部2Aに収容可能である。貫通孔3Aは、コッタ4の後端部を収容する。開口部3Bは、電磁石5とコッタ4の間にバネ6を収容する。開口部3Cは、出力軸3の径方向にコッタ4と間隔を空けて電磁石5を収容する。開口部3Dは、電磁石5を覆うように軸受7を収容する。 The output shaft 3 has a through hole 3A and openings 3B to 3D. The through hole 3A and openings 3B to 3D can be provided on the side of the output shaft 3. In this case, the tip end of the cotter 4 can be accommodated in the recess 2A via the through hole 3A and openings 3B to 3D. The through hole 3A accommodates the rear end of the cotter 4. The opening 3B accommodates the spring 6 between the electromagnet 5 and the cotter 4. The opening 3C accommodates the electromagnet 5 at a distance from the cotter 4 in the radial direction of the output shaft 3. The opening 3D accommodates the bearing 7 so as to cover the electromagnet 5.

コッタ4と間隔を空けて電磁石5を出力軸3内に支持するために、開口部3B、3C間に段差を設けるようにしてもよい。そして、ケース8に収容された電磁石5を開口部3B、3C間の段差に設置することで、コッタ4と間隔を空けて電磁石5を出力軸3内に支持することができる。 In order to support the electromagnet 5 in the output shaft 3 with a gap between it and the cotter 4, a step may be provided between the openings 3B and 3C. Then, by placing the electromagnet 5 housed in the case 8 in the step between the openings 3B and 3C, the electromagnet 5 can be supported in the output shaft 3 with a gap between it and the cotter 4.

ナット2と出力軸3との結合状態では、コッタ4の後端部が貫通孔3A内に突出した状態で凹部2Aに嵌め込まれる。そして、コッタ4は、凹部2Aから抜け出さないようにバネ6にて押圧される。このとき、バネ6は、コッタ4と電磁石5との間で圧縮途中の状態に維持される。すなわち、ナット2と出力軸3との結合状態では、バネ6は、コッタ4を押圧しつつ、さらに縮むことが可能な状態に維持される。 When the nut 2 and output shaft 3 are connected, the rear end of the cotter 4 is fitted into the recess 2A with the rear end protruding into the through hole 3A. The cotter 4 is pressed by the spring 6 so that it does not slip out of the recess 2A. At this time, the spring 6 is maintained in a partially compressed state between the cotter 4 and the electromagnet 5. In other words, when the nut 2 and output shaft 3 are connected, the spring 6 is maintained in a state in which it can further compress while pressing the cotter 4.

ナット2と出力軸3との結合状態において、動力伝達系が固着し、ナット2の動きが拘束されたものとする。このとき、動力伝達系の固着状態が検出され、電磁石5に電流を流すと、バネ6が圧縮されながら、コッタ4が電磁石5に引き寄せられる。そして、図2(c)および図2(d)に示すように、コッタ4がナット2から引き抜かれ、コッタ4の先端部が貫通孔3A内に至ると、出力軸3は、ナット2の拘束から解放される。 When the nut 2 and output shaft 3 are connected, the power transmission system is stuck and the movement of the nut 2 is restricted. At this time, when the stuck state of the power transmission system is detected and a current is passed through the electromagnet 5, the cotter 4 is attracted to the electromagnet 5 while the spring 6 is compressed. Then, as shown in Figures 2(c) and 2(d), when the cotter 4 is pulled out of the nut 2 and the tip of the cotter 4 reaches the through hole 3A, the output shaft 3 is released from the constraint of the nut 2.

ここで、電磁石5を収容する収容部として、出力軸3に開口部3Cを設けることにより、出力軸3の構成の複雑化を抑制しつつ、電磁石5を出力軸3内に収納することが可能となるとともに、アクチュエータEA1への電磁石5の取り付けを容易化することができる。 Here, by providing an opening 3C in the output shaft 3 as a housing for housing the electromagnet 5, it is possible to house the electromagnet 5 within the output shaft 3 while preventing the configuration of the output shaft 3 from becoming too complicated, and it is also possible to easily attach the electromagnet 5 to the actuator EA1.

また、開口部3B、3C間に段差を設けることにより、バネ6を開口部3B内に収容した後、電磁石5を開口部3B、3C間の段差に設置することで、コッタ4と間隔を空けて電磁石5を出力軸3内に支持することが可能となる。このため、出力軸3の構成の複雑化を抑制しつつ、ナット2と出力軸3との結合を可逆的に解除可能となるとともに、アクチュエータEA1へのバネ6と電磁石5の取り付けを容易化することができる。 In addition, by providing a step between the openings 3B and 3C, the spring 6 is accommodated in the opening 3B, and then the electromagnet 5 is placed in the step between the openings 3B and 3C, making it possible to support the electromagnet 5 in the output shaft 3 with a gap between it and the cotter 4. This makes it possible to reversibly release the connection between the nut 2 and the output shaft 3 while preventing the configuration of the output shaft 3 from becoming complicated, and also makes it easier to attach the spring 6 and the electromagnet 5 to the actuator EA1.

図3(a)は、第2実施形態に係るアクチュエータのナットと出力軸との結合状態を軸方向に切断して示す断面図、図3(b)は、ナットと出力軸との結合の解除状態を軸方向に切断して示す断面図である。
図3(a)および図3(b)において、このアクチュエータは、図2(b)および図2(d)の電磁石5の代わりに電磁石5´を備える。電磁石5´は、図2(b)および図2(d)の鉄心5Aの代わりに鉄心5A´を備える。鉄心5A´は、巻線5Bからコッタ4側に突出し、ナット2からのコッタ4の抜き出しの妨げにならない位置までバネ6内に延伸されている。
FIG. 3(a) is a cross-sectional view taken along the axial direction to show the connected state between the nut and the output shaft of the actuator according to the second embodiment, and FIG. 3(b) is a cross-sectional view taken along the axial direction to show the released state between the nut and the output shaft.
3(a) and 3(b), this actuator has an electromagnet 5' instead of the electromagnet 5 of FIG. 2(b) and 2(d). The electromagnet 5' has an iron core 5A' instead of the iron core 5A of FIG. 2(b) and 2(d). The iron core 5A' protrudes from the winding 5B toward the cotter 4 and is extended into the spring 6 to a position where it does not interfere with the removal of the cotter 4 from the nut 2.

これにより、アクチュエータを大型化することなく、電磁石5´の吸引力を増大させることができ、ナット2と出力軸3との結合の解除の効率性を向上させることができる。 This allows the attractive force of the electromagnet 5' to be increased without increasing the size of the actuator, improving the efficiency of releasing the connection between the nut 2 and the output shaft 3.

図4は、第3実施形態に係るアクチュエータの電磁石の鉄心の構成例を円周方向に切断して示す断面図である。
図4において、このアクチュエータは、図2(b)および図2(d)の電磁石5の代わりに電磁石5´´を備える。電磁石5´´は、図2(b)および図2(d)の鉄心5Aの代わりに鉄心5A´´を備える。出力軸3を円周方向において、鉄心5A´´の外周面は、軸受7の内周面に沿うように構成される。例えば、鉄心5A´´の外周面の曲率は、軸受7の内周面の曲率と等しくすることができる。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of an iron core of an electromagnet of an actuator according to a third embodiment, cut in the circumferential direction.
In Fig. 4, this actuator has an electromagnet 5" instead of the electromagnet 5 in Figs. 2(b) and 2(d). The electromagnet 5" has an iron core 5A" instead of the iron core 5A in Figs. 2(b) and 2(d). In the circumferential direction of the output shaft 3, the outer circumferential surface of the iron core 5A" is configured to follow the inner circumferential surface of the bearing 7. For example, the curvature of the outer circumferential surface of the iron core 5A" can be made equal to the curvature of the inner circumferential surface of the bearing 7.

これにより、アクチュエータを大型化することなく、鉄心5A´´と軸受7との接触面積を増大させることができ、軸受7の装着時に電磁石5´´が円周方向に抜けるのを防止することができる。 This makes it possible to increase the contact area between the iron core 5A'' and the bearing 7 without increasing the size of the actuator, and prevents the electromagnet 5'' from coming loose in the circumferential direction when the bearing 7 is attached.

図5は、第4実施形態に係るアクチュエータの構成を示す斜視図である。
図5において、このアクチュエータEA2は、図1のナット2および出力軸3の代わりにナット2´および出力軸3´を備える。また、このアクチュエータEA2は、図1のアクチュエータEA1にキー4´、電磁石5´およびバネ6´が追加されている。
FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of an actuator according to the fourth embodiment.
5, this actuator EA2 includes a nut 2' and an output shaft 3' instead of the nut 2 and the output shaft 3 in Fig. 1. Also, this actuator EA2 includes a key 4', an electromagnet 5' and a spring 6' in addition to the actuator EA1 in Fig. 1.

ナット2´は、ねじ軸1の回転運動をねじ軸1の軸方向の直線運動に変換する。出力軸3´は、ナット2´で変換された直線運動に基づいて軸力を出力する。ここで、ナット2´と出力軸3´との結合には、コッタ4だけでなく、キー4´も用いられる。キー4´は、出力軸3´の円周方向にコッタ4と間隔を空けて配置することができる。 The nut 2' converts the rotational motion of the screw shaft 1 into linear motion in the axial direction of the screw shaft 1. The output shaft 3' outputs an axial force based on the linear motion converted by the nut 2'. Here, not only a cotter 4 but also a key 4' is used to connect the nut 2' and the output shaft 3'. The key 4' can be arranged at a distance from the cotter 4 in the circumferential direction of the output shaft 3'.

キー4´は、出力軸3をナット2に結合する結合部材として用いられる。キー4´は、ねじ軸1の軸方向と直交する方向に出力軸3を貫通してナット2に対して抜き差し可能である。キー4´は、ナット2に挿入された場合、出力軸3側に突出した状態でナット2にて支持される。キー4´の材料は、鉄またはフェライトなどの磁性体である。キー4´は、ナット2に対する出力軸3の回り止め部材として用いることができる。 The key 4' is used as a connecting member that connects the output shaft 3 to the nut 2. The key 4' can be inserted into and removed from the nut 2, penetrating the output shaft 3 in a direction perpendicular to the axial direction of the screw shaft 1. When the key 4' is inserted into the nut 2, it is supported by the nut 2 in a state where it protrudes toward the output shaft 3. The key 4' is made of a magnetic material such as iron or ferrite. The key 4' can be used as a member that prevents the output shaft 3 from rotating relative to the nut 2.

このとき、コッタ4の長手方向は出力軸3の円周方向に設定されるのに対し、キー4´の長手方向は出力軸3の軸方向に設定することができる。また、コッタ4の先端が収納されるナット2´の凹部は、コッタ4にかかる軸力を受けるように構成されるのに対し、キー4´の先端が収納されるナット2´の凹部は、キー4´にかかる回転力を受けるように構成される。例えば、コッタ4の先端が収納されるナット2´の凹部は、円周方向に沿ってナット2´に設けられた溝であってもよいし、キー4´の先端が収納されるナット2´の凹部は、軸方向に沿ってナット2´に設けられた溝であってもよい。 At this time, the longitudinal direction of the cotter 4 is set in the circumferential direction of the output shaft 3, while the longitudinal direction of the key 4' can be set in the axial direction of the output shaft 3. Also, the recess of the nut 2' in which the tip of the cotter 4 is housed is configured to receive the axial force applied to the cotter 4, while the recess of the nut 2' in which the tip of the key 4' is housed is configured to receive the rotational force applied to the key 4'. For example, the recess of the nut 2' in which the tip of the cotter 4 is housed may be a groove provided in the nut 2' along the circumferential direction, and the recess of the nut 2' in which the tip of the key 4' is housed may be a groove provided in the nut 2' along the axial direction.

このアクチュエータEA2も、図1のアクチュエータEA1と同様に、モータなどの駆動源から発生された回転力は、ギア13を介してねじ軸1に入力され、ねじ軸1が回転される。ねじ軸1が回転すると、ねじ軸1とナット2´との間のボールが不図示のボール循環器を介してボール転動路を循環しつつ、ナット2´が直動運動する。そして、ナット2´の直動運動に基づく軸力は、コッタ4´を介して出力軸3´に伝達され、出力軸3´を介して出力される。 In this actuator EA2, similar to the actuator EA1 in FIG. 1, the rotational force generated by a drive source such as a motor is input to the screw shaft 1 via the gear 13, causing the screw shaft 1 to rotate. When the screw shaft 1 rotates, the balls between the screw shaft 1 and the nut 2' circulate in the ball rolling path via a ball circulator (not shown), causing the nut 2' to perform linear motion. The axial force based on the linear motion of the nut 2' is then transmitted to the output shaft 3' via the cotter 4' and output via the output shaft 3'.

このアクチュエータEA2は、ナット2´と出力軸3´との結合を可逆的に解除可能である。ここで、このアクチュエータEA2は、ナット2´と出力軸3´との結合を可逆的に解除可能な解除部材として、図1の電磁石5に加え、電磁石5´を備える。また、このアクチュエータEA2は、ナット2´と出力軸3´との結合位置でキー4´を抑える弾性部材として、バネ6´を備える。バネ6´は、電磁石5´とキー4´との間に設けられる。バネ6´は、スプリング、板バネまたは皿バネなどのキー4´を抑える弾性部材であれば特に限定されない。電磁石5´およびバネ6´は、出力軸3´内に収納することができる。ここで、電磁石5´およびバネ6´を出力軸3´内に収納可能とするために、電磁石´5およびバネ6´の収納位置の出力軸3´の厚みを厚くするようにしてもよい。また、バネ6´が縮んだ状態でナット2´からキー4´を引き抜き可能なように、電磁石5´とキー4´との間の間隔を設定することができる。 This actuator EA2 can reversibly release the connection between the nut 2' and the output shaft 3'. Here, this actuator EA2 is provided with an electromagnet 5' in addition to the electromagnet 5 in FIG. 1 as a release member capable of reversibly releasing the connection between the nut 2' and the output shaft 3'. Also, this actuator EA2 is provided with a spring 6' as an elastic member that holds down the key 4' at the connection position between the nut 2' and the output shaft 3'. The spring 6' is provided between the electromagnet 5' and the key 4'. The spring 6' is not particularly limited as long as it is an elastic member that holds down the key 4', such as a spring, a leaf spring, or a disc spring. The electromagnet 5' and the spring 6' can be stored in the output shaft 3'. Here, in order to make it possible to store the electromagnet 5' and the spring 6' in the output shaft 3', the thickness of the output shaft 3' at the storage position of the electromagnet 5 and the spring 6' may be made thicker. In addition, the distance between the electromagnet 5' and the key 4' can be set so that the key 4' can be pulled out of the nut 2' when the spring 6' is compressed.

ここで、モータ、ギアまたは直動部品などの動力伝達系の固着状態または負荷状態などに応じてナット2´の動きが拘束されたものとする。このとき、動力伝達系の固着状態または高負荷状態が検出され、電磁石5、5´に電流を流すと、バネ6、6´が圧縮されながら、コッタ4およびキー4´がナット2´から引き抜かれる位置までコッタ4およびキー4´を各電磁石5、5´に引き寄せることができる。コッタ4およびキー4´がナット2´から引き抜かれると、ナット2´の運動は、コッタ4およびキー4´を介して出力軸3´に伝達できなくなり、出力軸3´の動きがナット2´を介して拘束されるのを防止することができる。このため、出力軸3´の接続先の動作が出力軸3´を介して拘束されるのを防止することができ、動力伝達系の固着状態または高負荷状態などによる影響を回避することができる。 Here, the movement of the nut 2' is restricted according to the stuck state or the loaded state of the power transmission system such as the motor, gear, or linear motion parts. At this time, when the stuck state or the high load state of the power transmission system is detected and a current is passed through the electromagnets 5, 5', the springs 6, 6' are compressed and the cotter 4 and the key 4' can be attracted to the electromagnets 5, 5' to a position where the cotter 4 and the key 4' are pulled out from the nut 2'. When the cotter 4 and the key 4' are pulled out from the nut 2', the movement of the nut 2' cannot be transmitted to the output shaft 3' via the cotter 4 and the key 4', and the movement of the output shaft 3' can be prevented from being restricted via the nut 2'. Therefore, the operation of the connection destination of the output shaft 3' can be prevented from being restricted via the output shaft 3', and the influence of the stuck state or the high load state of the power transmission system can be avoided.

また、電磁石5、5´の電磁力に基づいてコッタ4およびキー4´をナット2´から引き抜くことで、ナット2´と出力軸3´との結合を解除することができる。このため、ナット2´と出力軸3´との結合を解除するために、ナット2を破壊したり、コッタ4およびキー4´を破壊したりする必要がなくなり、アクチュエータEA2のメンテナンス性の低下を抑制することができる。 In addition, the cotter 4 and key 4' can be pulled out of the nut 2' using the electromagnetic force of the electromagnets 5, 5' to release the connection between the nut 2' and the output shaft 3'. This eliminates the need to destroy the nut 2 or the cotter 4 and key 4' to release the connection between the nut 2' and the output shaft 3', and reduces the deterioration of the maintainability of the actuator EA2.

また、電磁石5、5´に流れる電流を切ることにより、ナット2´と出力軸3´との結合を復帰可能である。このため、ナット2´と出力軸3´との結合を解除した場合においても、ナット2´、コッタ4およびキー4´を交換することなく、アクチュエータEA2を正常動作に復帰させることができる。 In addition, the connection between the nut 2' and the output shaft 3' can be restored by cutting off the current flowing through the electromagnets 5, 5'. Therefore, even if the connection between the nut 2' and the output shaft 3' is released, the actuator EA2 can be restored to normal operation without replacing the nut 2', cotter 4, and key 4'.

さらに、ナット2´と出力軸3´との結合にコッタ4およびキー4´を用いることにより、コッタ4およびキー4´の抜き差しに基づいて、ナット2´と出力軸3´を結合したり、ナット2´と出力軸3´との結合を解除したりすることができ、ナット2´と出力軸3´との結合を解除するために、把持機構またはクラッチ機構などの複雑な構成を用いる必要がなくなる。このため、アクチュエータEA2の大型化および高価格化を抑制しつつ、ナット2´と出力軸3´を結合することができる。 Furthermore, by using the cotter 4 and key 4' to connect the nut 2' to the output shaft 3', the nut 2' to the output shaft 3' can be connected or released by inserting and removing the cotter 4 and key 4', and there is no need to use a complex configuration such as a gripping mechanism or clutch mechanism to release the connection between the nut 2' and the output shaft 3'. Therefore, the nut 2' to the output shaft 3' can be connected while preventing the actuator EA2 from becoming larger and more expensive.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments and includes various modified examples. For example, it is possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Furthermore, it is possible to add, delete, or replace part of the configuration of each embodiment with other configurations.

例えば、上述した実施形態では、ナットと出力軸との結合時にコッタまたはキーを抑えるために、バネを用いた例を示したが、コッタまたはキーを抑えられれば、バネを用いた構成に限定されない。例えば、コッタまたはキーを永久磁石(例えば、ネオジム磁石)で構成するか、またはコッタまたはキーの表面に永久磁石を埋め込んだり、貼り付けたりするようにしてもよい。そして、ナットと出力軸との結合時には、電磁石と永久磁石との間に反発力が働くようにすることで、コッタまたはキーをナット内に抑え、ナットと出力軸との結合の解除時には、電磁石と永久磁石との間に吸引力を働かせることで、コッタまたはキーがナットから引き抜かれるようにしてもよい。 For example, in the above embodiment, a spring is used to hold down the cotter or key when the nut and the output shaft are coupled, but as long as the cotter or key can be held down, the configuration is not limited to using a spring. For example, the cotter or key may be made of a permanent magnet (e.g., a neodymium magnet), or a permanent magnet may be embedded or attached to the surface of the cotter or key. When the nut and the output shaft are coupled, a repulsive force may be applied between the electromagnet and the permanent magnet to hold the cotter or key inside the nut, and when the nut and the output shaft are released from the coupling, an attractive force may be applied between the electromagnet and the permanent magnet to pull the cotter or key out of the nut.

図6(a)は、第5実施形態に係るナットと出力軸との結合時のアクチュエータの構成を示す断面図、図6(b)は、図6(a)のコッタの部分を拡大して示す断面図、図7(a)は、第5実施形態に係るナットと出力軸との結合の解除時のアクチュエータの構成を示す断面図、図7(b)は、図7(a)のコッタの部分を拡大して示す断面図である。 Figure 6(a) is a cross-sectional view showing the configuration of the actuator when the nut and output shaft are connected according to the fifth embodiment, Figure 6(b) is a cross-sectional view showing an enlarged view of the cotter portion of Figure 6(a), Figure 7(a) is a cross-sectional view showing the configuration of the actuator when the nut and output shaft are released from the connection according to the fifth embodiment, and Figure 7(b) is a cross-sectional view showing an enlarged view of the cotter portion of Figure 7(a).

図6(a)、図6(b)、図7(a)および図7(b)において、アクチュエータEA3は、図1のアクチュエータEA1の出力軸3、コッタ4、電磁石5およびバネ6の代わりに、出力軸13、コッタ4Aおよびモータ21を備える。 In Figures 6(a), 6(b), 7(a) and 7(b), the actuator EA3 has an output shaft 13, a cotter 4A and a motor 21, instead of the output shaft 3, the cotter 4, the electromagnet 5 and the spring 6 of the actuator EA1 in Figure 1.

出力軸13は、ナット2で変換された直線運動に基づいて軸力を出力する。出力軸13は、貫通孔13Aおよび開口部13C、13Dを備える。貫通孔13Aおよび開口部13C、13Dは、出力軸13の側面に設けることができる。このとき、貫通孔13Aおよび開口部13C、13Dを介してコッタ4Aの先端部を凹部2Aに収容可能である。貫通孔13Aは、コッタ4Aの後端部を収容する。開口部13Cは、出力軸13の径方向にコッタ4Aと間隔を空けてモータ21を収容する。開口部13Dは、モータ21を覆うように軸受7を収容する。 The output shaft 13 outputs an axial force based on the linear motion converted by the nut 2. The output shaft 13 has a through hole 13A and openings 13C and 13D. The through hole 13A and openings 13C and 13D can be provided on the side of the output shaft 13. In this case, the tip of the cotter 4A can be accommodated in the recess 2A via the through hole 13A and openings 13C and 13D. The through hole 13A accommodates the rear end of the cotter 4A. The opening 13C accommodates the motor 21 at a distance from the cotter 4A in the radial direction of the output shaft 13. The opening 13D accommodates the bearing 7 so as to cover the motor 21.

コッタ4Aは、出力軸13をナット2に結合する結合部材として用いられる。コッタ4Aは、ねじ軸1の軸方向と直交する方向に出力軸13を貫通してナット2に対して抜き差し可能である。コッタ4Aは、出力軸13の径方向に形成された開口部KAを備える。開口部KAは、出力軸13の径方向に貫通する貫通孔であってもよい。開口部KAは、モータ21の回転軸JAの外周面に形成された雄ねじと噛み合い可能な雌ねじを備える。 The cotter 4A is used as a connecting member that connects the output shaft 13 to the nut 2. The cotter 4A penetrates the output shaft 13 in a direction perpendicular to the axial direction of the screw shaft 1 and can be inserted into and removed from the nut 2. The cotter 4A has an opening KA formed in the radial direction of the output shaft 13. The opening KA may be a through hole that penetrates the output shaft 13 in the radial direction. The opening KA has a female thread that can mesh with a male thread formed on the outer circumferential surface of the rotating shaft JA of the motor 21.

アクチュエータEA3は、ナット2と出力軸13との結合を可逆的に解除可能である。ここで、アクチュエータEA3は、ナット2と出力軸13との結合を可逆的に解除可能な解除部材として、モータ21を備える。モータ21は、コッタ4Aを凹部2Aに挿入したり、凹部2Aから引き抜いたりすることができる。モータ21は、雄ねじが形成された回転軸JAを有する。モータ21の回転軸JAは、コッタ4Aの開口部KAに挿入される。このとき、回転軸JAの雄ねじと開口部KAの雌ねじが噛み合わされ、回転軸JAの回転運動がコッタ4Aの直線運動に変換される。 The actuator EA3 can reversibly release the connection between the nut 2 and the output shaft 13. Here, the actuator EA3 is equipped with a motor 21 as a release member that can reversibly release the connection between the nut 2 and the output shaft 13. The motor 21 can insert the cotter 4A into the recess 2A and pull it out from the recess 2A. The motor 21 has a rotating shaft JA on which a male thread is formed. The rotating shaft JA of the motor 21 is inserted into the opening KA of the cotter 4A. At this time, the male thread of the rotating shaft JA and the female thread of the opening KA are engaged, and the rotational motion of the rotating shaft JA is converted into linear motion of the cotter 4A.

ここで、モータ21は、回転軸JAの回転方向を切り替えることで、図6(a)および図6(b)に示すように、コッタ4Aを凹部2Aに挿入したり、図7(a)および図7(b)に示すように、コッタ4Aを凹部2Aから引き抜いたりすることができる。このため、回転軸JAの回転方向を切り替えることで、ナット2と出力軸13とを結合させたり、ナット2と出力軸13との結合を解除することができる。この結果、ナット2と出力軸13との結合を解除するために、ナット2またはコッタ4Aを破壊する必要がなくなり、動力伝達系の固着状態が解消された後、アクチュエータEA3を交換することなく、アクチュエータEA3を正常動作に復帰させることができる。また、モータ21を設置するスペースを出力軸13に確保することで、ナット2と出力軸13との結合を解除させることができ、アクチュエータEA3の構成の複雑化および大型化を抑制しつつ、動力伝達系の固着状態による影響を回避させることができる。 Here, the motor 21 can insert the cotter 4A into the recess 2A as shown in FIG. 6(a) and FIG. 6(b) by switching the rotation direction of the rotating shaft JA, or can pull out the cotter 4A from the recess 2A as shown in FIG. 7(a) and FIG. 7(b). Therefore, by switching the rotation direction of the rotating shaft JA, the nut 2 and the output shaft 13 can be coupled or released from the coupling between the nut 2 and the output shaft 13. As a result, it is no longer necessary to destroy the nut 2 or the cotter 4A in order to release the coupling between the nut 2 and the output shaft 13, and after the stuck state of the power transmission system is eliminated, the actuator EA3 can be restored to normal operation without replacing the actuator EA3. In addition, by securing a space for installing the motor 21 on the output shaft 13, the coupling between the nut 2 and the output shaft 13 can be released, and the influence of the stuck state of the power transmission system can be avoided while suppressing the complexity and size of the configuration of the actuator EA3.

図8(a)は、第6実施形態に係るナットと出力軸との結合時のアクチュエータの構成を示す断面図、図8(b)は、図8(a)のコッタの部分を拡大して示す断面図、図9(a)は、第6実施形態に係るナットと出力軸との結合の解除時のアクチュエータの構成を示す断面図、図9(b)は、図9(a)のコッタの部分を拡大して示す断面図である。 Figure 8(a) is a cross-sectional view showing the configuration of the actuator when the nut and output shaft are connected according to the sixth embodiment, Figure 8(b) is a cross-sectional view showing an enlarged view of the cotter portion of Figure 8(a), Figure 9(a) is a cross-sectional view showing the configuration of the actuator when the nut and output shaft are released from the connection according to the sixth embodiment, and Figure 9(b) is a cross-sectional view showing an enlarged view of the cotter portion of Figure 9(a).

図8(a)、図8(b)、図9(a)および図9(b)において、アクチュエータEA4は、図1のアクチュエータEA1の出力軸3、コッタ4、電磁石5およびバネ6の代わりに、出力軸23、コッタ4Bおよびアクチュエータ31を備える。 In Figures 8(a), 8(b), 9(a) and 9(b), actuator EA4 has an output shaft 23, a cotter 4B and an actuator 31, instead of the output shaft 3, cotter 4, electromagnet 5 and spring 6 of actuator EA1 in Figure 1.

出力軸23は、ナット2で変換された直線運動に基づいて軸力を出力する。出力軸23は、貫通孔23Aおよび開口部23C、23Dを備える。貫通孔23Aおよび開口部23C、23Dは、出力軸23の側面に設けることができる。このとき、貫通孔23Aおよび開口部23C、23Dを介してコッタ4Bの先端部を凹部2Aに収容可能である。貫通孔23Aは、コッタ4Bの後端部を収容する。開口部23Cは、出力軸23の径方向にコッタ4Bと間隔を空けてアクチュエータ31を収容する。開口部23Dは、アクチュエータ31を覆うように軸受7を収容する。 The output shaft 23 outputs an axial force based on the linear motion converted by the nut 2. The output shaft 23 has a through hole 23A and openings 23C and 23D. The through hole 23A and the openings 23C and 23D can be provided on the side of the output shaft 23. At this time, the tip of the cotter 4B can be accommodated in the recess 2A via the through hole 23A and the openings 23C and 23D. The through hole 23A accommodates the rear end of the cotter 4B. The opening 23C accommodates the actuator 31 at a distance from the cotter 4B in the radial direction of the output shaft 23. The opening 23D accommodates the bearing 7 so as to cover the actuator 31.

コッタ4Bは、出力軸23をナット2に結合する結合部材として用いられる。コッタ4Bは、ねじ軸1の軸方向と直交する方向に出力軸23を貫通してナット2に対して抜き差し可能である。 The cotter 4B is used as a connecting member that connects the output shaft 23 to the nut 2. The cotter 4B can be inserted and removed from the nut 2 by passing through the output shaft 23 in a direction perpendicular to the axial direction of the screw shaft 1.

アクチュエータEA4は、ナット2と出力軸23との結合を可逆的に解除可能である。ここで、アクチュエータEA4は、ナット2と出力軸23との結合を可逆的に解除可能な解除部材として、アクチュエータ31を備える。アクチュエータ31は、出力軸JBを有する。アクチュエータ31の出力軸JBは、コッタ4Bに結合される。アクチュエータ31は、出力軸23の径方向に出力軸JBを直線運動させ、コッタ4Bを凹部2Aに挿入したり、凹部2Aから引き抜いたりすることができる。アクチュエータ31は、油圧アクチュエータであってもよいし、空圧アクチュエータであってもよいし、電動アクチュエータであってもよい。 The actuator EA4 can reversibly release the connection between the nut 2 and the output shaft 23. Here, the actuator EA4 includes an actuator 31 as a release member that can reversibly release the connection between the nut 2 and the output shaft 23. The actuator 31 has an output shaft JB. The output shaft JB of the actuator 31 is connected to the cotter 4B. The actuator 31 linearly moves the output shaft JB in the radial direction of the output shaft 23, and can insert the cotter 4B into the recess 2A or pull it out from the recess 2A. The actuator 31 may be a hydraulic actuator, a pneumatic actuator, or an electric actuator.

ここで、アクチュエータ31は、出力軸JBを前進させることで、図8(a)および図8(b)に示すように、コッタ4Bを凹部2Aに挿入したり、出力軸JBを後退させることで、図9(a)および図9(b)に示すように、コッタ4Bを凹部2Aから引き抜いたりすることができる。このため、出力軸JBの進行方向を切り替えることで、ナット2と出力軸23とを結合させたり、ナット2と出力軸23との結合を解除することができる。この結果、ナット2と出力軸23との結合を解除するために、ナット2またはコッタ4Bを破壊する必要がなくなり、動力伝達系の固着状態が解消された後、アクチュエータEA4を交換することなく、アクチュエータEA4を正常動作に復帰させることができる。また、アクチュエータ31を設置するスペースを出力軸23に確保することで、ナット2と出力軸23との結合を解除させることができ、アクチュエータEA4の構成の複雑化および大型化を抑制しつつ、動力伝達系の固着状態による影響を回避させることができる。 Here, the actuator 31 can insert the cotter 4B into the recess 2A as shown in FIG. 8(a) and FIG. 8(b) by advancing the output shaft JB, or can pull out the cotter 4B from the recess 2A as shown in FIG. 9(a) and FIG. 9(b) by retracting the output shaft JB. Therefore, by switching the advancing direction of the output shaft JB, the nut 2 and the output shaft 23 can be coupled, or the coupling between the nut 2 and the output shaft 23 can be released. As a result, it is no longer necessary to destroy the nut 2 or the cotter 4B in order to release the coupling between the nut 2 and the output shaft 23, and after the stuck state of the power transmission system is eliminated, the actuator EA4 can be restored to normal operation without replacing the actuator EA4. In addition, by securing a space for installing the actuator 31 on the output shaft 23, the coupling between the nut 2 and the output shaft 23 can be released, and the influence of the stuck state of the power transmission system can be avoided while suppressing the complexity and size of the configuration of the actuator EA4.

なお、上述したアクチュエータEA1~EA4において、特開2012-42050号公報に開示されているように、コッタは軸力伝達要素、キーは回転力伝達要素として用いることができる。このとき、コッタの軸方向両端面はナットおよび出力軸と接し、コッタの周方向両端面はナットおよび出力軸との間に周方向隙間を有してもよい。また、キーの周方向両端面はナットおよび出力軸と接し、キーの軸方向両端面はナットおよび出力軸との間に軸方向隙間を有してもよい。 In the actuators EA1 to EA4 described above, as disclosed in JP 2012-42050 A, the cotter can be used as an axial force transmission element and the key can be used as a rotational force transmission element. In this case, both axial end faces of the cotter may be in contact with the nut and the output shaft, and both circumferential end faces of the cotter may have a circumferential gap between the nut and the output shaft. Also, both circumferential end faces of the key may be in contact with the nut and the output shaft, and both axial end faces of the key may have an axial gap between the nut and the output shaft.

これにより、出力軸にコジリが作用した場合においても、その作用を周方向隙間および軸方向隙間で吸収させることができ、ボールねじにコジリが作用しにくくすることができる。このため、直動装置と出力軸の組立時などにミスアライメントが発生した場合においても、直動装置が用いられるアクチュエータの高寿命化を図ることができる。 As a result, even if twisting occurs on the output shaft, the effect can be absorbed by the circumferential and axial gaps, making it difficult for twisting to occur on the ball screw. This makes it possible to extend the life of the actuator that uses the linear motion device, even if misalignment occurs during assembly of the linear motion device and the output shaft.

図10(a)は、第7実施形態に係るナットと出力軸との結合時のアクチュエータの構成を示す断面図、図10(b)から図10(d)は、図10(a)のナットと出力軸との結合の解除時のコッタの動きを拡大して示す断面図である。 Figure 10(a) is a cross-sectional view showing the configuration of the actuator when the nut and output shaft are connected according to the seventh embodiment, and Figures 10(b) to 10(d) are enlarged cross-sectional views showing the movement of the cotter when the connection between the nut and output shaft in Figure 10(a) is released.

図10(a)および図10(b)から図10(d)において、アクチュエータEA5は、図1のアクチュエータEA1のナット2、出力軸3、コッタ4、電磁石5およびバネ6の代わりに、ナット42、出力軸43およびコッタ4Cを備える。 In Fig. 10(a) and Fig. 10(b) to Fig. 10(d), the actuator EA5 has a nut 42, an output shaft 43 and a cotter 4C instead of the nut 2, the output shaft 3, the cotter 4, the electromagnet 5 and the spring 6 of the actuator EA1 in Fig. 1.

ナット42は、ねじ軸1の回転運動をねじ軸1の軸方向の直線運動に変換する。ナット42は、図2(b)の凹部2Aの代わりに凹部42Aを備える。凹部42Aは、ねじ軸1の軸方向にコッタ4Cにかかる力に基づいて、ナット42の凹部42Aに収容された状態からコッタ4Cがねじ軸1の軸方向に移動し、ナット42の凹部42Aから抜け出し可能なような形状に設定される。このとき、コッタ4Cに対して、出力軸43の軸方向に力がかかったときに、出力軸43の径方向にも力がかかるようにするために、ナット42の凹部42Aは、傾斜面MAを備えることができる。また、凹部42Aの形状は、コッタ4Cの先端の形状に対応するように設定される。例えば、コッタ4Cの先端の形状が円錐状である場合、凹部42Aの形状はすり鉢状に形成することができる。 The nut 42 converts the rotational motion of the screw shaft 1 into linear motion in the axial direction of the screw shaft 1. The nut 42 has a recess 42A instead of the recess 2A in FIG. 2(b). The recess 42A is set to a shape such that the cotter 4C moves in the axial direction of the screw shaft 1 from a state accommodated in the recess 42A of the nut 42 based on the force applied to the cotter 4C in the axial direction of the screw shaft 1 and can come out of the recess 42A of the nut 42. At this time, in order to apply a force to the cotter 4C in the radial direction of the output shaft 43 when a force is applied to the cotter 4C in the axial direction of the output shaft 43, the recess 42A of the nut 42 can have an inclined surface MA. In addition, the shape of the recess 42A is set to correspond to the shape of the tip of the cotter 4C. For example, if the shape of the tip of the cotter 4C is conical, the shape of the recess 42A can be formed into a mortar shape.

出力軸43は、ナット42で変換された直線運動に基づいて軸力を出力する。出力軸43は、貫通孔43Aおよび開口部23Dを備える。貫通孔43Aおよび開口部23Dは、出力軸43の側面に設けることができる。このとき、貫通孔43Aおよび開口部23Dを介してコッタ4Cの先端部を凹部42Aに収容可能である。貫通孔43Aは、コッタ4Cの後端部を収容する。このとき、貫通孔43Aの高さは、コッタ4Cが凹部42Aに収容されたときに、コッタ4Cの後端側に空間43Cが形成されるように設定される。空間43Cの高さは、コッタ4Cを凹部42Aから抜け出させるのに必要な高さに設定することができる。開口部23Dは、軸受7が空間43C上に位置するように軸受7を収容する。 The output shaft 43 outputs an axial force based on the linear motion converted by the nut 42. The output shaft 43 has a through hole 43A and an opening 23D. The through hole 43A and the opening 23D can be provided on the side of the output shaft 43. At this time, the tip of the cotter 4C can be accommodated in the recess 42A through the through hole 43A and the opening 23D. The through hole 43A accommodates the rear end of the cotter 4C. At this time, the height of the through hole 43A is set so that a space 43C is formed on the rear end side of the cotter 4C when the cotter 4C is accommodated in the recess 42A. The height of the space 43C can be set to a height required to allow the cotter 4C to come out of the recess 42A. The opening 23D accommodates the bearing 7 so that the bearing 7 is located above the space 43C.

コッタ4Cは、出力軸43をナット42に結合する結合部材として用いられる。コッタ4Cは、ねじ軸1の軸方向と直交する方向に出力軸43を貫通してナット42に対して抜き差し可能である。コッタ4Cは、ねじ軸1の軸方向にコッタ4Cにかかる力に基づいて、ナット42の凹部42Aに収容された状態からコッタ4Cがねじ軸1の軸方向に移動し、ナット42の凹部42Aから抜け出し可能なような形状に設定される。このとき、コッタ4Cに対して、出力軸43の軸方向に力がかかったときに、出力軸43の径方向にも力がかかるようにするために、コッタ4C先端部は、傾斜面MCを備えることができる。例えば、コッタ4Cの形状は、先端に向かう方向に窄まる形状を有することができ、凹部42Aは、コッタ4Cの形状に対応した形状を有することができる。このとき、コッタ4Cの傾斜面MCは、凹部42Aの傾斜面MAに接することができる。 The cotter 4C is used as a connecting member that connects the output shaft 43 to the nut 42. The cotter 4C can be inserted into and removed from the nut 42 by penetrating the output shaft 43 in a direction perpendicular to the axial direction of the screw shaft 1. The cotter 4C is set to a shape such that the cotter 4C can move from a state accommodated in the recess 42A of the nut 42 in the axial direction of the screw shaft 1 based on the force applied to the cotter 4C in the axial direction of the screw shaft 1 and can be removed from the recess 42A of the nut 42. At this time, the tip of the cotter 4C can be provided with an inclined surface MC so that when a force is applied to the cotter 4C in the axial direction of the output shaft 43, a force is also applied in the radial direction of the output shaft 43. For example, the shape of the cotter 4C can have a shape that narrows in the direction toward the tip, and the recess 42A can have a shape corresponding to the shape of the cotter 4C. At this time, the inclined surface MC of the cotter 4C can be in contact with the inclined surface MA of the recess 42A.

アクチュエータEA5は、ナット42と出力軸43との結合を可逆的に解除可能である。ここで、アクチュエータEA5は、ナット42と出力軸43とを結合させるために、空間43Cに密閉可能な圧力媒体PBを備える。圧力媒体PBは、オイルなどの液体であってもよいし、空気などの気体であってもよい。アクチュエータEA5は、ナット42と出力軸43との結合を解除させるために、圧力媒体PBを解放可能である。アクチュエータEA5は、圧力媒体PBを解放させる解放部として、配管52および制御弁53を備える。配管52は、空間51に接続されるとともに、出力軸43の外部に引き出される。制御弁53は、配管52の通路を閉じたり、開いたりする。 The actuator EA5 can reversibly release the connection between the nut 42 and the output shaft 43. Here, the actuator EA5 has a pressure medium PB that can be sealed in the space 43C to connect the nut 42 and the output shaft 43. The pressure medium PB may be a liquid such as oil, or a gas such as air. The actuator EA5 can release the pressure medium PB to release the connection between the nut 42 and the output shaft 43. The actuator EA5 has a pipe 52 and a control valve 53 as a release part that releases the pressure medium PB. The pipe 52 is connected to the space 51 and is drawn out to the outside of the output shaft 43. The control valve 53 closes and opens the passage of the pipe 52.

ここで、図10(b)に示すように、制御弁53が配管52の通路を開き、圧力媒体PBを空間43Cに導入した後、制御弁53が配管52の通路を閉じることにより、圧力媒体PBを空間43C内に密閉することができる。このとき、圧力媒体PBはコッタ4Cを押圧し、コッタ4Cの先端を凹部42Aに収容させることにより、ナット42と出力軸43とを結合させることができる。 As shown in FIG. 10(b), the control valve 53 opens the passage of the pipe 52, introduces the pressure medium PB into the space 43C, and then closes the passage of the pipe 52, sealing the pressure medium PB within the space 43C. At this time, the pressure medium PB presses the cotter 4C, and the tip of the cotter 4C is accommodated in the recess 42A, thereby connecting the nut 42 and the output shaft 43.

そして、動力伝達系が固着し、アクチュエータEA5が常に突っ張った状態になったものとする。このとき、制御弁53が配管52の通路を開くことにより、空間43C内に密閉された圧力媒体PBが解放され、コッタ4Cの後端部にかかる押圧力が低減される。そして、図10(c)および図10(d)に示すように、コッタ4Cに対し、出力軸43の軸方向に力がかかると、傾斜面MA,MCを介して出力軸43の径方向にも力がかかる。このため、出力軸43の軸方向へのコッタ4Cの移動に伴ってコッタ4Cを凹部42Aから抜け出させることができ、ナット42と出力軸43との結合を解除することができる。この結果、ナット42と出力軸43との結合を解除するために、ナット42またはコッタ4Cを破壊する必要がなくなり、動力伝達系の固着状態が解消された後、アクチュエータEA5を交換することなく、アクチュエータEA5を正常動作に復帰させることができる。また、コッタ4Cを凹部42Aから抜け出させるのに必要な空間43Bを出力軸43に確保することで、ナット42と出力軸43との結合を解除させることができ、アクチュエータEA5の構成の複雑化および大型化を抑制しつつ、動力伝達系の固着状態による影響を回避させることができる。 Then, the power transmission system is fixed, and the actuator EA5 is always in a tensioned state. At this time, the control valve 53 opens the passage of the piping 52, releasing the pressure medium PB sealed in the space 43C, and the pressing force applied to the rear end of the cotter 4C is reduced. Then, as shown in Figures 10(c) and 10(d), when a force is applied to the cotter 4C in the axial direction of the output shaft 43, a force is also applied in the radial direction of the output shaft 43 via the inclined surfaces MA and MC. Therefore, the cotter 4C can be removed from the recess 42A as the cotter 4C moves in the axial direction of the output shaft 43, and the connection between the nut 42 and the output shaft 43 can be released. As a result, it is no longer necessary to destroy the nut 42 or the cotter 4C in order to release the connection between the nut 42 and the output shaft 43, and after the stuck state of the power transmission system is eliminated, the actuator EA5 can be restored to normal operation without replacing the actuator EA5. In addition, by providing the space 43B required for the cotter 4C to slip out of the recess 42A in the output shaft 43, the connection between the nut 42 and the output shaft 43 can be released, preventing the actuator EA5 from becoming too complicated and large in size, while avoiding the effects of a stuck power transmission system.

図11(a)は、図10(a)のコッタの構成の一例を示す斜視図、図11(b)は、図10(a)のコッタの構成のその他の例を示す斜視図である。
図11(a)において、コッタ4Dは、傾斜面MDを備える。傾斜面MDは、コッタ4Dに対して、出力軸43の軸方向に力がかかったときに、出力軸43の径方向にも力がかかるようにすることができる。このとき、コッタ4Dの先端の形状は、楔形とすることができる。
FIG. 11(a) is a perspective view showing one example of the configuration of the cotter in FIG. 10(a), and FIG. 11(b) is a perspective view showing another example of the configuration of the cotter in FIG. 10(a).
11(a), the cotter 4D has an inclined surface MD. The inclined surface MD can apply a force to the cotter 4D in the radial direction of the output shaft 43 when the force is applied to the cotter 4D in the axial direction of the output shaft 43. In this case, the shape of the tip of the cotter 4D can be wedge-shaped.

これにより、コッタ4Dに対し、出力軸43の軸方向に力がかかったときに、出力軸43の径方向にも力がかかるようにすることが可能となり、ナット42と出力軸43との結合を解除することが可能となるともに、コッタ4Dに傾斜面MCを設けるという簡易な加工でナット42と出力軸43との結合の解除を可能とすることができ、アクチュエータEA5の構成の複雑化を抑制し、アクチュエータEA5の大型化およびコストアップを抑制することができる。 This makes it possible to apply force to the cotter 4D in the radial direction of the output shaft 43 when force is applied to the cotter 4D in the axial direction of the output shaft 43, making it possible to release the connection between the nut 42 and the output shaft 43, and also makes it possible to release the connection between the nut 42 and the output shaft 43 by simply providing an inclined surface MC on the cotter 4D, thereby preventing the configuration of the actuator EA5 from becoming too complicated and preventing the actuator EA5 from becoming too large and expensive.

図11(b)において、コッタ4Eは、傾斜面MEを備える。傾斜面MEは、コッタ4Eに対して、出力軸43の軸方向に力がかかったときに、出力軸43の径方向にも力がかかるようにすることができる。このとき、コッタ4Eの先端の形状は、出力軸43の径方向の軸周りに回転対称とすることができ、例えば、円錐形とすることができる。 In FIG. 11(b), the cotter 4E has an inclined surface ME. The inclined surface ME can be configured so that when a force is applied to the cotter 4E in the axial direction of the output shaft 43, a force is also applied in the radial direction of the output shaft 43. In this case, the shape of the tip of the cotter 4E can be rotationally symmetric about the radial axis of the output shaft 43, and can be, for example, conical.

これにより、コッタ4Eに対し、出力軸43の軸方向に力がかかったときに、出力軸43の径方向にも力がかかるようにすることが可能となり、ナット42と出力軸43との結合を解除することが可能となるともに、簡易な加工でコッタ4Eに傾斜面MEを設けることができ、アクチュエータEA5の構成の複雑化を抑制し、アクチュエータEA5の大型化およびコストアップを抑制することができる。 This makes it possible to apply force to the cotter 4E in the radial direction of the output shaft 43 when force is applied to the cotter 4E in the axial direction of the output shaft 43, making it possible to release the connection between the nut 42 and the output shaft 43, and also allows the inclined surface ME to be provided on the cotter 4E with simple processing, preventing the configuration of the actuator EA5 from becoming too complicated and preventing the actuator EA5 from becoming too large and expensive.

図12は、第8実施形態に係るコッタとナットとの間の隙間の一例を示す側面図である。
図12において、アクチュエータEA6は、図10(a)のアクチュエータEA5のコッタ4Cの代わりに、コッタ4Fを備える。コッタ4Fの後端側には、段差HCが設けられている。また、出力軸43の貫通孔43Aには、段差HCを受け止め可能な段差DAが設けられている。そして、コッタ4Fは、段差HC、DAが互いに接触したときに、コッタ4Fの傾斜面MCと凹部42Aの傾斜面MAとの間に隙間Ccがあるように構成することができる。
FIG. 12 is a side view showing an example of a gap between the cotter and the nut according to the eighth embodiment.
In Fig. 12, the actuator EA6 includes a cotter 4F instead of the cotter 4C of the actuator EA5 in Fig. 10(a). A step HC is provided on the rear end side of the cotter 4F. A step DA capable of receiving the step HC is provided in the through hole 43A of the output shaft 43. The cotter 4F can be configured such that, when the steps HC and DA come into contact with each other, a gap Cc is provided between the inclined surface MC of the cotter 4F and the inclined surface MA of the recess 42A.

これにより、出力軸43にコジリが作用した場合においても、その作用を傾斜面MA、MC間の隙間Ccで吸収させることができ、ボールねじにコジリが作用しにくくすることができる。このため、直動装置と出力軸43の組立時などにミスアライメントが発生した場合においても、直動装置が用いられるアクチュエータEA6の高寿命化を図ることができる。 As a result, even if twisting occurs on the output shaft 43, the action can be absorbed by the gap Cc between the inclined surfaces MA and MC, making it difficult for twisting to occur on the ball screw. Therefore, even if misalignment occurs during assembly of the linear motion device and the output shaft 43, it is possible to extend the life of the actuator EA6, which uses the linear motion device.

図13は、第9実施形態に係るコッタと出力軸との間の隙間の一例を示す側面図である。
図13(a)および図13(b)において、アクチュエータEA7は、図10(a)のアクチュエータEA5のコッタ4Cの代わりに、コッタ4Gを備える。コッタ4Gの後端側には、段差HCが設けられている。また、出力軸43の貫通孔43Aには、段差HCを受け止め可能な段差DAが設けられている。そして、コッタ4Gは、コッタ4Gの傾斜面MCと凹部42Aの傾斜面MAが互いに接触したときに、段差HC、DAとの間に隙間Cdがあるように構成することができる。
FIG. 13 is a side view showing an example of a gap between the cotter and the output shaft according to the ninth embodiment.
13(a) and 13(b), the actuator EA7 includes a cotter 4G instead of the cotter 4C of the actuator EA5 in FIG. 10(a). A step HC is provided on the rear end side of the cotter 4G. A step DA capable of receiving the step HC is provided in the through hole 43A of the output shaft 43. The cotter 4G can be configured such that a gap Cd is provided between the steps HC and DA when the inclined surface MC of the cotter 4G and the inclined surface MA of the recess 42A come into contact with each other.

これにより、出力軸43にコジリが作用した場合においても、その作用を段差HC、DA間の隙間Cdで吸収させることができ、ボールねじにコジリが作用しにくくすることができる。このため、直動装置と出力軸43の組立時などにミスアライメントが発生した場合においても、直動装置が用いられるアクチュエータEA7の高寿命化を図ることができる。 As a result, even if twisting occurs on the output shaft 43, the action can be absorbed by the gap Cd between the steps HC and DA, making it difficult for twisting to occur on the ball screw. Therefore, even if misalignment occurs during assembly of the linear motion device and the output shaft 43, it is possible to extend the life of the actuator EA7, which uses the linear motion device.

図14(a)は、第10実施形態に係るナットと出力軸との結合時のアクチュエータの構成を示す断面図、図14(b)から図14(d)は、図14(a)のナットと出力軸との結合の解除時のコッタの動きを拡大して示す断面図である。
図14(a)および図14(b)から図14(d)において、アクチュエータEA8は、図10のアクチュエータEA5の出力軸43および圧力媒体PBの代わりに、出力軸63およびばね61を備える。
Figure 14(a) is a cross-sectional view showing the configuration of the actuator when the nut and output shaft are connected in the 10th embodiment, and Figures 14(b) to 14(d) are cross-sectional views showing enlarged views of the movement of the cotter when the connection between the nut and output shaft in Figure 14(a) is released.
14(a) and 14(b) to 14(d), the actuator EA8 includes an output shaft 63 and a spring 61 instead of the output shaft 43 and pressure medium PB of the actuator EA5 in FIG.

出力軸63は、ナット4で変換された直線運動に基づいて軸力を出力する。出力軸63は、貫通孔63Aを備える。貫通孔63Aは、出力軸63の側面に設けることができる。このとき、貫通孔63Aを介してコッタ4Cの先端部を凹部42Aに収容可能である。貫通孔63Aは、コッタ4Cの後端部を収容する。このとき、貫通孔63Aの高さは、コッタ4Cが凹部42Aに収容されたときに、コッタ4Cの後端側に空間63Cが形成されるように設定される。空間63Cの高さは、コッタ4Cを凹部42Aから抜け出させるのに必要な高さに設定することができる。 The output shaft 63 outputs an axial force based on the linear motion converted by the nut 4. The output shaft 63 has a through hole 63A. The through hole 63A can be provided on the side of the output shaft 63. At this time, the tip of the cotter 4C can be accommodated in the recess 42A via the through hole 63A. The through hole 63A accommodates the rear end of the cotter 4C. At this time, the height of the through hole 63A is set so that a space 63C is formed on the rear end side of the cotter 4C when the cotter 4C is accommodated in the recess 42A. The height of the space 63C can be set to a height required to allow the cotter 4C to slip out of the recess 42A.

アクチュエータEA8は、ナット42と出力軸63との結合を可逆的に解除可能である。ここで、アクチュエータEA8は、ナット42と出力軸63とを結合させるために、コッタ4Cを押圧するばね61を備える。
ばね61は、図14(b)に示すように、空間63C内に設置され、コッタ4Cの後端面に接するように配置することができる。このとき、ばね61の圧縮力は、アクチュエータEA8の正常動作時にナット42の接触面MAとコッタ4Cの接触面MCとの接触状態が維持されるように設定することができる。また、ばね61は、ナット42と出力軸63との結合時の収縮圧態から、コッタ4Cが凹部42Aから完全に抜けるまでにさらに収縮可能なように構成することができる。
The actuator EA8 can reversibly release the connection between the nut 42 and the output shaft 63. Here, the actuator EA8 includes a spring 61 that presses the cotter 4C to connect the nut 42 and the output shaft 63.
14B, the spring 61 can be disposed in the space 63C so as to contact the rear end surface of the cotter 4C. At this time, the compressive force of the spring 61 can be set so that the contact state between the contact surface MA of the nut 42 and the contact surface MC of the cotter 4C is maintained when the actuator EA8 is operating normally. In addition, the spring 61 can be configured so as to be capable of further contracting from the contracted pressure state when the nut 42 and the output shaft 63 are coupled until the cotter 4C is completely removed from the recess 42A.

そして、動力伝達系が固着し、アクチュエータEA8が常に突っ張った状態になったものとする。このとき、図14(c)および図14(d)に示すように、コッタ4Cに対し、出力軸63の軸方向に力がかかると、傾斜面MA,MCを介して出力軸63の径方向にも力がかかる。このため、出力軸63の軸方向へのコッタ4Cの移動に伴ってコッタ4Cを凹部42Aから抜け出させることができ、ナット42と出力軸63との結合を解除することができる。このため、ナット42と出力軸63との結合を解除するために、ナット42またはコッタ4Cを破壊する必要がなくなり、動力伝達系の固着状態が解消された後、アクチュエータEA8を交換することなく、アクチュエータEA8を正常動作に復帰させることができる。また、ナット42と出力軸63との結合を解除するために、動力伝達系の固着状態などを検出する検出器、外部から動力を供給する動力部および固着状態などの検出結果に基づいて動力を制御する制御部を設ける必要がなくなり、アクチュエータEA8の構成の複雑化を抑制しつつ、動力伝達系の固着などによる影響を回避させることができる。さらに、コッタ4Cを凹部42Aから抜け出させるのに必要な空間63Cを出力軸63に確保することで、ナット42と出力軸63との結合を解除させることができ、アクチュエータEA8の構成の複雑化および大型化を抑制しつつ、動力伝達系の固着状態による影響を回避させることができる。 Then, the power transmission system is fixed, and the actuator EA8 is always in a tensioned state. At this time, as shown in FIG. 14(c) and FIG. 14(d), when a force is applied to the cotter 4C in the axial direction of the output shaft 63, a force is also applied in the radial direction of the output shaft 63 via the inclined surfaces MA and MC. Therefore, the cotter 4C can be removed from the recess 42A as the cotter 4C moves in the axial direction of the output shaft 63, and the connection between the nut 42 and the output shaft 63 can be released. Therefore, it is no longer necessary to destroy the nut 42 or the cotter 4C in order to release the connection between the nut 42 and the output shaft 63, and after the stuck state of the power transmission system is resolved, the actuator EA8 can be restored to normal operation without replacing the actuator EA8. In addition, in order to release the connection between the nut 42 and the output shaft 63, it is no longer necessary to provide a detector that detects the stuck state of the power transmission system, a power unit that supplies power from the outside, and a control unit that controls the power based on the detection result of the stuck state, etc., and it is possible to avoid the influence of the stuck state of the power transmission system while suppressing the complexity of the configuration of the actuator EA8. Furthermore, by securing the space 63C necessary for the cotter 4C to come out of the recess 42A in the output shaft 63, it is possible to release the connection between the nut 42 and the output shaft 63, and it is possible to avoid the influence of the stuck state of the power transmission system while suppressing the complexity and size of the configuration of the actuator EA8.

1 ねじ軸、2 ナット、3 出力軸、4 コッタ、5 電磁石、5A 鉄心、5B 巻線、6 バネ、7、11 軸受、12 ハウジング、13 ギア、14 ギア固定ナット 1 Screw shaft, 2 Nut, 3 Output shaft, 4 Cotter, 5 Electromagnet, 5A Iron core, 5B Winding, 6 Spring, 7, 11 Bearing, 12 Housing, 13 Gear, 14 Gear fixing nut

Claims (18)

ねじ軸と、
前記ねじ軸の回転運動を前記ねじ軸の軸方向の直線運動に変換するナットと、
前記ナットで変換された直線運動に基づいて軸力を出力する出力軸を前記ナットに結合する結合部材と、
前記ナットと前記出力軸との結合を解除可能な解除部材とを備え
前記解除部材は、前記結合部材を前記ナットから引き抜き可能な電磁石であることを特徴とする直動装置。
A screw shaft,
A nut that converts the rotational motion of the screw shaft into a linear motion in the axial direction of the screw shaft;
a coupling member for coupling an output shaft, which outputs an axial force based on the linear motion converted by the nut, to the nut;
a release member capable of releasing the connection between the nut and the output shaft ,
The linear motion device according to claim 1, wherein the release member is an electromagnet capable of pulling the coupling member out of the nut .
前記電磁石と前記結合部材との間に設けられ、前記ナットと前記出力軸との結合位置で前記結合部材を抑える弾性部材をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の直動装置。2. The linear motion device according to claim 1, further comprising an elastic member provided between the electromagnet and the connecting member, for holding the connecting member at a connecting position between the nut and the output shaft. 前記電磁石は、The electromagnet is
巻線と、A winding;
前記巻線が巻回された鉄心を備え、a core around which the winding is wound,
前記鉄心は、前記ナットからの前記結合部材の抜き出しの妨げにならない位置まで前記弾性部材内に延伸されていることを特徴とする請求項2に記載の直動装置。3. The linear motion device according to claim 2, wherein the iron core extends into the elastic member to a position where it does not hinder removal of the coupling member from the nut.
ねじ軸と、A screw shaft,
前記ねじ軸の回転運動を前記ねじ軸の軸方向の直線運動に変換するナットと、A nut that converts the rotational motion of the screw shaft into a linear motion in the axial direction of the screw shaft;
前記ナットで変換された直線運動に基づいて軸力を出力する出力軸を前記ナットに結合する結合部材と、a coupling member for coupling an output shaft, which outputs an axial force based on the linear motion converted by the nut, to the nut;
前記ナットと前記出力軸との結合を解除可能な解除部材とを備え、a release member capable of releasing the connection between the nut and the output shaft,
前記解除部材は、雄ねじが形成された回転軸を有するモータを備え、The release member includes a motor having a rotating shaft on which a male screw is formed,
前記回転軸は、前記ねじ軸の軸方向と直交する方向に沿って配置され、The rotation axis is arranged along a direction perpendicular to the axial direction of the screw shaft,
前記結合部材は、前記雄ねじと噛み合い可能な雌ねじが形成された開口部を備えることを特徴とする直動装置。The linear motion device, wherein the coupling member has an opening having a female thread that can mesh with the male thread.
前記モータは、前記結合部材を前記ナットから引き抜き可能であることを特徴とする請求項4に記載の直動装置。5. The linear motion device according to claim 4, wherein the motor is capable of pulling the connecting member out of the nut. 前記解除部材は、前記ナットと前記出力軸との結合を可逆的に解除可能であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の直動装置。 6. The linear motion device according to claim 1 , wherein the release member is capable of reversibly releasing the connection between the nut and the output shaft. 前記結合部材は、前記ねじ軸の軸方向と直交する方向に前記出力軸を貫通して前記ナットに対して抜き差し可能であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の直動装置。 7. The linear motion device according to claim 1 , wherein the coupling member is capable of passing through the output shaft in a direction perpendicular to an axial direction of the screw shaft and being inserted into and removed from the nut. 前記解除部材は、前記結合を解除した後に前記結合を復帰可能であることを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の直動装置。 7. The linear motion device according to claim 1, wherein the release member is capable of returning the connection to its original state after releasing the connection. 前記結合部材は、コッタまたはキーであることを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の直動装置。 9. The linear motion device according to claim 1, wherein the coupling member is a cotter or a key. 前記結合部材は、コッタおよびキーを有し、
前記コッタは、前記ナットおよび前記出力軸に対し、前記出力軸の周方向に周方向隙間があるように配置され、
前記キーは、前記ナットおよび前記出力軸に対し、前記出力軸の軸方向に軸方向隙間があるように配置されていることを特徴とする請求項に記載の直動装置。
The coupling member has a cotter and a key,
the cotter is disposed relative to the nut and the output shaft such that a circumferential gap is present in a circumferential direction of the output shaft,
The linear motion device according to claim 9 , wherein the key is disposed with an axial gap with respect to the nut and the output shaft in the axial direction of the output shaft.
ねじ軸と、
前記ねじ軸の回転運動を前記ねじ軸の軸方向の直線運動に変換するナットと、
前記ナットで変換された直線運動に基づいて軸力を出力する出力軸を前記ナットに結合する結合部材と、
前記結合部材が前記ナットの凹部に収容される方向に前記結合部材を可逆的に押圧可能な押圧部とを備え、
前記結合部材は、前記ねじ軸の軸方向にかかる力に基づいて、前記ナットの凹部に収容された状態から前記ねじ軸の軸方向に移動し、前記ナットの凹部から抜け出し可能なように、前記結合部材および前記凹部の形状が設定され
前記結合部材は、先端に向かう方向に窄まる形状を有し、前記凹部は、前記結合部材の形状に対応した形状を有し、
前記結合部材の先端の形状は楔形であることを特徴とする動装置。
A screw shaft,
A nut that converts the rotational motion of the screw shaft into a linear motion in the axial direction of the screw shaft;
a coupling member for coupling an output shaft, which outputs an axial force based on the linear motion converted by the nut, to the nut;
a pressing portion capable of reversibly pressing the connecting member in a direction in which the connecting member is accommodated in the recess of the nut,
The shapes of the coupling member and the recess are set so that the coupling member can move from a state in which it is accommodated in the recess of the nut in the axial direction of the screw shaft based on a force applied in the axial direction of the screw shaft and can be removed from the recess of the nut ,
The coupling member has a shape narrowing in a direction toward a tip thereof, and the recess has a shape corresponding to the shape of the coupling member,
A linear motion device, characterized in that the tip of the connecting member is wedge-shaped.
前記結合部材および前記凹部の形状は、前記出力軸の径方向の軸周りに回転対称であることを特徴とする請求項11に記載の直動装置。 The linear motion device according to claim 11 , wherein the shapes of the coupling member and the recess are rotationally symmetric about an axis in the radial direction of the output shaft. 前記押圧部は、
前記結合部材の後端側に設けられた空間に密閉可能な圧力媒体と、
前記空間内に密閉された前記圧力媒体を解放する解放部とを備えることを特徴とする請求項11または12に記載の直動装置。
The pressing portion is
a pressure medium capable of being sealed in a space provided on the rear end side of the coupling member;
The linear motion device according to claim 11 or 12, further comprising: a release portion that releases the pressure medium sealed in the space.
前記押圧部は、前記結合部材の後端側に設けられたばねであることを特徴とする請求項11または12に記載の直動装置。 13. The linear motion device according to claim 11 , wherein the pressing portion is a spring provided on a rear end side of the connecting member. 前記結合部材は、前記ナットまたは前記出力軸のいずれか少なくとも一方に対し、前記出力軸の径方向に隙間があるように配置されていることを特徴とする請求項11から14のいずれか1項に記載の直動装置。 15. The linear motion device according to claim 11, wherein the connecting member is arranged with a gap in a radial direction of the output shaft with respect to at least one of the nut and the output shaft. 請求項1から15のいずれか1項に記載の直動装置と、
前記出力軸とを備えることを特徴とするアクチュエータ。
A linear motion device according to any one of claims 1 to 15 ;
An actuator comprising the output shaft.
請求項1から10のいずれか1項に記載の直動装置と、
前記出力軸とを備え、
前記出力軸は、前記結合を解除可能な位置に前記解除部材を収納する収納部を備えることを特徴とするクチュエータ。
A linear motion device according to any one of claims 1 to 10;
The output shaft,
An actuator , wherein the output shaft has a storage portion for storing the release member at a position where the connection can be released.
前記収納部は、前記出力軸に設けられた開口部であることを特徴とする請求項17に記載のアクチュエータ。 18. The actuator according to claim 17 , wherein the storage portion is an opening provided in the output shaft.
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