JP2009095174A - 直動アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】回り止め機構部やガイド部を設けることによる軸方向寸法の大型化を抑えた直動アクチュエータを提供すること。
【解決手段】ステータ２０を備えた固定側部材３０と、固定側部材３０に対して軸線周りに回転可能に支持されたロータ１２と、ロータ１２の内側で固定側部材３０に対して軸線方向に移動可能な出力軸５０と、出力軸５０の回転を抑制する回り止め手段を備えてロータ１２の回転を出力軸５０の軸線方向への直進に変換する回転直進変換機構とを有し、固定側部材３０に出力軸５０の一部を収納し出力軸５０の軸線方向への移動を案内する筒状部材３３を設け、回り止め手段として、出力軸５０に形成される係合突起５４と、この係合突起５４と係合する筒状部材３３の内周面に形成された切り欠き部３３１とからなる直動アクチュエータ１とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、直動アクチュエータに関し、更に詳しくは、ロータの回転運動を出力軸の直線運動に変換して出力する直動アクチュエータに関するものである。

ロータの回転運動を出力軸の直線運動として出力する直動アクチュエータとしては、例えば、特許文献１に記載されるものが知られている。この直動アクチュエータは、回転するロータの内周面に形成された雌ネジに、外周面に雄ネジが形成された出力軸が螺合されることにより構成されている。

特開平１０−３２２９６３号公報

一般的に、このような直動アクチュエータは、ロータが回転した際に出力軸が回転しないような回り止め機構部を必要とする。また、これとは別に、出力軸が進退動する際、出力軸の案内となるガイド部も必要となる。つまり、出力軸のストローク量に応じた長さの回り止め機構部およびガイド部を出力軸に沿って設けなければならず、その結果、直動アクチュエータの出力軸方向の寸法が大きくなってしまうという問題があった。

以上の問題に鑑みて、本発明が解決しようとする課題は、回り止め機構部やガイド部を設けることによる軸方向寸法の大型化を抑えた直動アクチュエータを提供することにある。

上記課題を解決するために本発明に係る直動アクチュエータは、ステータを備えた固定側部材と、該固定側部材に対して軸線周りに回転可能に支持されたロータと、該ロータの内側で前記固定側部材に対して軸線方向に移動可能な出力軸と、該出力軸の回転を抑制する回り止め手段を備えて前記ロータの回転を前記出力軸の軸線方向への直進に変換する回転直進変換機構とを有する直動アクチュエータにおいて、前記固定側部材には前記出力軸の一部を収納し前記出力軸の軸線方向への移動を案内する筒状部材が設けられると共に、前記回り止め手段は、前記出力軸に形成される係合部と、該係合部と係合する前記筒状部材の内周面に形成された規制部とからなることを要旨とするものである。

このように構成される本発明によれば、出力軸に形成される係合部と係合し、出力軸を回転不能とする規制部と、出力軸が軸線方向に進退動する際の案内となる筒状部材が一体に形成されているため、直動アクチュエータの軸線方向の大きさを小さくすることができる。また、部品点数が削減されるため、直動アクチュエータの製造コスト低減につながる。

この場合、前記規制部は、前記筒状部材の軸線方向に形成された切り欠き部であれば好適である。このように構成すれば、切り欠き部が出力軸の回り止めとして機能すると共に、係合部が設けられた出力軸を切り欠きによって確実にガイドすることができる。これに加え、直動アクチュエータ駆動時に生じる熱を効果的に放熱することができるため、直動アクチュエータの寿命向上につながる。

また、前記規制部は、前記筒状部材の軸線方向に形成された溝部であってもよい。このような構成とすることで、溝部が出力軸の回り止めとして機能すると共に、係合部が設けられた出力軸を溝によって確実にガイドすることができる。

このとき、前記係合部は、前記出力軸の外周面から突出して形成された係合突起であれば、出力軸の動きを軸線方向に確実に規制することができる。さらに、出力軸は、その外周面から突出した突起部によってその動きが規制されるため、出力軸の外周面と筒状部材の内周面との接触面積を小さくすることができ、出力軸と筒状部材の摩擦抵抗による出力ロスを抑えることが可能となる。

また、前記係合部は、前記出力軸の外周面に形成された角部であってもよい。このように構成すれば、簡易な出力軸の形状で、出力軸の動きを軸線方向に確実に規制することができる。

また、前記筒状部材は、ロータ内周側に位置していることが好ましい。このように構成すれば、筒状部材により直動アクチュエータの軸線方向の大きさが大きくなってしまうことがなく、直動アクチュエータの小型化に大きく寄与する。

さらに、前記固定側部材の一端にはガイドプレートが設けられ、前記筒状部材は該ガイドプレートの端面から軸線方向に一体的に形成されていれば、例えば固定側部材に筒状部材を形成した場合等と比べて、筒状部材の固定強度が増すため、直動アクチュエータの寿命を向上させることができる。

また、前記固定側部材の他端には前記出力軸が挿通される出力軸受が設けられていれば、出力軸受により直動アクチュエータ駆動中における出力軸の傾倒が防止される。

さらに、前記固定側部材には、前記ステータに形成された位置決め突起に嵌合される係合孔が形成された取付プレートが設けられ、該取付プレートに前記出力軸受が挿入される軸受挿入口が形成されていればよい。このように構成することで、取付プレートとステータの取付精度が向上するため、取付プレートに取り付けられる出力軸受と出力軸との同軸度を高いものとすることができ、トルクロス等の低減につながる。

本発明に係る直動アクチュエータによれば、出力軸に形成される係合部と係合し、出力軸を回転不能とする規制部と、出力軸が軸線方向に進退動する際の案内となる筒状部材が一体に形成されているため、直動アクチュエータの軸線方向の大きさを小さくすることができる。

以下、本発明に係る直動アクチュエータの実施形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明の第一の実施形態に係る直動アクチュエータ１の断面図であり、図２は、直動アクチュエータ１の分解斜視図である。この直動アクチュエータ１は、出力軸５０が所定のストローク量で軸線方向に進退動作（図１に向かって左方向に前進、右方向に後退）するアクチュエータである。なお、以下の説明において、出力軸５０が突出している軸線方向（図１に向かって左方向）を出力側といい、反対の軸線方向（図１に向かって右方向）を反出力側という。

本実施形態に係る直動アクチュエータ１は、ステータ２０を備えた固定側部材３０と、固定側部材３０に対して軸線周りに回転可能に支持されたロータ１２、およびロータ１２の内側で固定側部材に対して軸線方向に移動可能な出力軸５０とを備える。

ロータ１２は、ロータ本体部１４および永久磁石１６とから構成される。具体的には、ロータ本体部１４は、金属または樹脂製の部材であり、その両側面には筒状の突起１４１，１４２が形成されている。そして、反出力側に設けられた第１ロータ軸受１８１に突起１４１が、出力側に設けられた第２ロータ軸受１８２に突起１４２が圧入固定されることで、ロータ本体部１４は、その軸線を中心として回転自在に支持されている。なお、第１ロータ軸受１８１および第２ロータ軸受１８２としては、公知の球軸受を好適に適用することができる。

さらに、ロータ本体部１４の中央には、貫通孔１４３が形成されている。貫通孔１４３の出力側略半分には、後述するネジ部材５２と係合する雌ネジ部１４３ａが形成されている。また、貫通孔１４３の雌ネジ部１４３ａが形成されていない部分（反出力側略半分）には、詳細を後述する筒状部材３３が遊挿可能な直径に形成されている。

また、永久磁石１６は、ロータ本体部１４の外周面に固定されている。永久磁石１６の好適な固定方法としては、ロータ本体部１４が金属の場合は、接着による固定方法が、ロータ本体部１４が樹脂の場合は、インサート成形による固定方法が例示できる。このように固定される永久磁石１６は、Ｎ極とＳ極とが周方向で交互に着磁されている。

ステータ２０は、永久磁石１６に対して外周側で対向する位置に、軸線方向に重ねて配置された第１ステータ組２０１と第２ステータ組２０２によって二相構造に構成されている。

第１および第２ステータ組２０１，２０２は、各々、内ステータコア２４１，２４２と、駆動コイル２６１，２６２が巻回されたコイルボビン２８１，２８２と、コイルボビン２８１，２８２を内ステータコア２４１，２４２との間に挟む外ステータコア２５１，２５２とから構成されている。

コイルボビン２８１，２８２の内周側には、内ステータコア２４１，２４２と外ステータコア２５１，２５２のそれぞれに形成された複数の極歯２９が交互に入り組むように形成されている。したがって、本実施形態では、第１ステータ組２０１の内ステータコア２４１と外ステータコア２５１における各極歯２９の外周には、コイルボビン２８１を介して円環状の駆動コイル２６１が配置されている。同様に、第２ステータ組２０２の内ステータコア２４２と外ステータコア２５２における各極歯２９の外周には、コイルボビン２８２を介して円環状の駆動コイル２６２が配置されている。これら駆動コイル２６１，２６２の表面全体には、絶縁膜が形成されている。

一方、内ステータコア２４１の外周縁には、端子ピン４１ａ〜４１ｃが設けられた端子台３８１が固定されている。一方、外ステータコア２５２の外周縁には、端子ピン４２ａ〜４２ｃが設けられた端子台３８２が固定されている。端子ピン４１ａ〜４１ｃ，４２ａ〜４２ｃは、金属製であり、端子台３８１，３８２に圧入あるいはインサート成形により固定されている。また、端子台３８１，３８２は、内ステータコア２４１および外ステータコア２５２の外周縁にインサート成形や圧入等により固定されている。

このように構成されるステータ２０は、固定側部材３０に固定されている。固定側部材３０は、プレス絞り加工により円筒形状に形成された金属製の部材であり、ステータ２０が発生する磁束の通路となる内ステータコア２４１，２４２、外ステータコア２５１，２５２、およびステータ２０を保護するケースとしての役割を担う。さらに、底面（反出力側端面）には、凹部３０１が形成されており、この凹部３０１に上述の第１ロータ軸受１８１が圧入固定されている。また、この凹部３０１の中央には、穴３０１ａが形成されている。

また、固定側部材３０の外周面には切り欠き３０２が形成されている。ステータ２０が固定側部材３０に固定されると、上記端子台３８１および端子台３８２が切り欠き３０２に嵌り込む。したがって、端子台３８１，３８２に取り付けられた端子ピン４１ａ〜４１ｃ，４２ａ〜４２ｃは、固定側部材３０の外周面より突出した状態となる。

さらに、固定側部材３０の反出力側端面には、ガイドプレート３２が溶接等により固定されている。ガイドプレート３２は、プレス絞り加工により形成された金属製の部材であり、その中央には反出力側に窪んだ凹部３２１が形成されている。このガイドプレート３２の凹部３２１は、固定側部材３０の凹部３０１より大きく形成されており、ガイドプレート３２の凹部３２１内に固定側部材３０の凹部３０１が収まるように構成されている。

また、ガイドプレート３２の凹部３２１の中央には、筒状部材３３が出力側に突出して形成されている。この筒状部材３３は、出力軸５０の進退動作に際して案内となる部材である。図２に示されるように、その外周面には、軸線方向に二つの切り欠き部３３１（本発明でいう規制部に相当する。）が形成されている。切り欠き部３３１は、筒状部材３３の先端（出力側）から形成され、筒状部材３３の基端（反出力側）手前（ガイドプレート３２の凹部３２１の手前）まで形成されている。なお、この切り欠き部３３１の軸線方向長さは、出力軸５０のストローク量に基づいて決定される。

また、筒状部材３３の内径は、所定のクリアランスをもって出力軸５０が挿通可能な大きさに形成されている。一方、その外径は、ロータ本体部１４に形成された貫通孔１４３との間に所定のクリアランスをもって筒状部材３３が挿通可能な大きさに形成されている。そして、図１から分かるように、ガイドプレート３２が固定側部材３０に固定されると、筒状部材３３は、固定側部材３０に形成された穴３０１ａから挿通され、ロータ本体部１４の内周側（ロータ本体部１４の貫通孔１４３内）に位置する。

このように、本実施形態では、出力軸５０の案内となる筒状部材３３を、ロータ本体部１４から突出させず、その内周側に設けることで、直動アクチュエータ１の軸線方向の寸法の大型化を抑制している。

また、ステータ２０の出力側端面には、取付プレート３４が溶接等により固定されている。取付プレート３４の固定に際し、取付プレート３４の鍔部３４１に形成された係合孔３４１ａに、外ステータコア２５２の出力側端面に形成された位置決め突起２５２ａが係合されて両者は位置決めされる。このように取付プレート３４が固定されることでステータ２０と取付プレート３４との位置精度を向上させることができる。なお、取付プレート３４の上端縁には、切り欠き３４３が形成されている。取付プレート３４を取り付けると、この切り欠き３４３には、端子台３８２が嵌り込む。

また、取付プレート３４の中央には、凹部３４２が形成されており、この凹部３４２内に第２ロータ軸受１８２が取り付けられている。ここで、凹部３４２の直径は、第２ロータ軸受１８２が、凹部３４２内で摺動可能な大きさに形成されている。また、凹部３４２の底面と、第２ロータ軸受１８２の間には、バネ座金３５が介在されている。つまり、ロータ本体部１４は、第２ロータ軸受１８２を介してバネ座金３５により反出力側に付勢されるため、第１ロータ軸受１８１および第２ロータ軸受１８２の間に挟まれて、その軸線方向への動きが規制された状態で取り付けられる。

また、凹部３４２の底面には、軸受取付孔３４２ａが形成されている。この軸受取付孔３４２ａには、出力軸５０を回転自在に支持するための含油軸受である出力軸受３６が圧入固定されている。

ここで、上述のように、取付プレート３４は、係合孔３４１ａに、外ステータコア２５２の出力側端面に形成された位置決め突起２５２ａが係合されることで、取付位置精度が高められて固定されている。換言すると、本実施形態によれば、取付プレート３４に固定される第２ロータ軸受１８２および出力軸受３６の取付位置精度を高いものとすることができるため、第２ロータ軸受１８２に支持されるロータ本体部１４の傾き、出力軸受３６に支持される出力軸５０の軸線に対する傾きが抑制される。

出力軸５０は、金属製の棒材である。出力軸５０の反出力側には、ネジ部材５２が圧入固定されている。ネジ部材５２の外周面には、ロータ本体部１４の貫通孔１４３に形成された雌ネジ部１４３ａと螺合する雄ネジ部５２ａが形成されている。出力軸５０は、このネジ部材５２を介して、ロータ本体部１４と同軸線上に取り付けられている。

また、出力軸５０のネジ部材５２が取り付けられた位置からさらに反出力側の所定の位置には、係合突起５４（本発明でいう係合部に相当する。）が相対する位置に二個所設けられている。出力軸５０は、その一部が筒状部材３３に収納され、係合突起５４が筒状部材３３の切り欠き部３３１に係合された状態でロータ本体部１４に取り付けられている。したがって、本実施形態では、出力軸５０に形成した係合突起５４と、この係合突起５４に係合する筒状部材３３の切り欠き部３３１からなる規制部とによって、出力軸５０の回転を抑制する回り止め手段を構成している。

以下、このように構成される直動アクチュエータ１の動作について説明する。

図１は、出力軸５０が最も後退した状態、すなわち出力軸５０が後退端に位置する状態を示している。

この状態から、電源より駆動電力が供給されると、駆動コイル２６１，２６２から所定の回転磁界が生ずる。この回転磁界により、永久磁石１６が固定されたロータ本体部１４が回転する。

ロータ本体部１４が回転すると、その貫通孔１４３にネジ部材５２を介して螺合している出力軸５０は、ロータ本体部１４と同じ回転方向の力を受ける。しかし、出力軸５０は、係合突起５４が筒状部材３３の切り欠き部３３１に係合されているため、回転方向の動きは規制されている。よって、ロータ本体部１４が回転すると、ロータ本体部１４にネジ部材５２を介して螺合している出力軸５０は、筒状部材３３によってガイドされながらその軸線方向に前進動作することとなる。

このように、ロータ本体部１４の回転に伴って出力軸５０は前進し、所定量ロータ本体部１４が回転すると、図３に示されるように、出力軸５０は、最も前進した状態、すなわち前進端まで移動することとなる。

この前進端に位置した状態から、ロータ本体部１４を上記とは逆回転に回転させると、前進する場合と同様に、回転軸５０の回転方向への動きは規制されているため、回転軸５０は筒状部材３３に案内されながら軸線方向に後退する。そして、係合突起５４が切り欠き部３３１の後端に当接するまで所定量ロータ本体部１４を回転させると、出力軸５０は再び後退端に位置することとなる（図１）。

このように、本実施形態では、ロータ１２の回転動力を直線動力に変換して出力軸５０に伝達する回転直進変換機構を備えているため、出力軸５０を所定のストローク量で軸線方向に進退動させることができる。

ここで、上記動作説明において述べたように、出力軸５０の回転方向の動きは、筒状部材３３の切り欠き部３３１によって規制されている。また、出力軸５０の進退動作において、筒状部材３３は、出力軸５０を軸線方向に案内する役割を果たす。つまり、本実施形態によれば、出力軸５０の回転を規制するための規制部と、出力軸を軸線方向に案内するためのガイド部材とが、筒状部材３３に一体的に設けられているため、それぞれを別部材として構成した場合と比較し、直動アクチュエータの大きさ（特に軸線方向の大きさ）を大幅に小さくすることができる。

また、筒状部材３３に形成された切り欠き部３３１は、出力軸５０の回転を規制するための規制部としてのみならず、次のような作用をも生じさせる。

すなわち、筒状部材３３は、切り欠き部３３１によって、外気との接触面積が大きくなるため、高い放熱性を有する。つまり、直動アクチュエータの駆動時に、切り欠き部３３１と係合突起５４との摩擦や、駆動コイル２６１，２６２への通電等により生じた熱を、効率的よく外部に放熱することができる。その結果、筒状部材３３や出力軸５０といった構成部品における熱変形等の不具合の発生を抑え、直動アクチュエータ１の寿命を大きく向上させることができる。

また、筒状部材３３に形成された切り欠き部３３１は、空気の逃げ道としても作用する。つまり、切り欠き部３３１が形成されていない場合、出力軸５０が後退する際に、筒状部材３３内で圧縮され、かつ暖められて膨張した空気の反発力が出力軸５０に対して負荷されてしまう。これに対し、本実施形態では、切り欠き部３３１から空気が直動アクチュエータ１外部に逃がされるため、効率よく出力軸５０を進退動作させることができる。

さらに、出力軸５０は、筒状部材３３の内周面との間に所定のクリアランスを隔てた状態で筒状部材３３の内周側を進退動作する。したがって、この出力軸５０の進退動作中における出力軸５０の外周面と筒状部材３３の内周面との摩擦抵抗はほとんど無い。すなわち、本実施形態においては、出力軸５０に形成された係合突起５４と、筒状部材３３に形成された切り欠き部３３１との摩擦が、出力軸５０の進退動作の抵抗となるものの、出力軸５０の外周面と筒状部材３３の内周面との摩擦抵抗はほとんど無いため、出力軸の進退動作におけるロータ１２のトルクロスを大幅に低減することができる。

また、このように進退動作する出力軸５０は、その反出力側端部において、係合突起５４が切り欠き部３３１に係合されることで支持されている。また、係合突起５４が形成された位置よりやや出力側において、ネジ部材５２を介してロータ本体部１４に支持されている。さらに、出力側において、出力軸受３６で支持されている。つまり、出力軸５０は三個所で支持されているため、直動アクチュエータ１の軸線に対して傾いた状態で進退動作することがない。したがって、出力軸５０を効率よく進退動作させることが可能となる。

なお、筒状部材３３は、ガイドプレート３２ではなく、固定側部材３０に形成してもよい。ただし、本実施形態のように、別部材であるガイドプレート３２に形成することで、筒状部材３３の固定強度が増すため、直動アクチュエータの寿命が向上する。また、一枚の金属板からプレス絞り加工によって形成することができるため、筒状部材３３等の寸法精度のばらつきが少ない。

さらには、筒状部材３３を固定側部材３０に形成した場合、第２ロータ軸受１８２の凹部３０１への圧入作業において、筒状部材３３が邪魔となってしまう。これに対し、本実施形態では、筒状部材３３は、別部材であるガイドプレート３２に形成されているため、第２ロータ軸受１８２の圧入作業の効率を向上させることができる。

次に、本発明の第二および第三の実施形態に係る直動アクチュエータ２および３について説明する。この直動アクチュエータ２および３は、第一の実施形態と同様に、出力軸５０が所定のストローク量で進退動作するアクチュエータであり、出力軸５０の回転を規制するための構造のみが第一の実施形態と異なる。したがって、その異なる構造を中心に以下説明する。なお、図４および図５において、第一の実施形態と同じ構成部品には同じ符号を付した。

図４は、第二の実施形態に係る直動アクチュエータ２を構成する出力軸５０、およびガイドプレート６０（筒状部材６２）の外観斜視図である。

出力軸５０には、第一の実施形態と同様に、ロータ本体部１４の雌ネジ部１４３ａと螺合する雄ネジ部５２ａが形成されたネジ部材５２、および係合突起５４が固定されている。

一方、ガイドプレート６０は、中央の凹部６０１に形成された筒状部材６２の形状が第一の実施形態と異なる。具体的には、筒状部材６２の内周面に溝部６２１（本発明でいう規制部に相当する。）が形成されている。溝部６２１は、筒状部材３３の先端（出力側）から形成され、筒状部材３３の基端（反出力側）手前（ガイドプレート３２の凹部３２１の手前）まで形成されている。なお、溝部６２１の軸線方向長さは、出力軸５０のストローク量に基づいて決定される。

直動アクチュエータ２において、出力軸５０は、この溝部６２１に係合突起５４を係合させた状態でロータ本体部１４に取り付けられる。このように構成することで、出力軸５０は、その回転方向の動きが規制される。すなわち、ロータ本体部１４を回転駆動させると、ロータ本体部１４に螺合された出力軸５０も回転方向への力を受けるが、溝部６２１によって回転動作が規制されているため、軸線方向に進退動作することとなる。したがって、本実施形態では、出力軸５０に形成した係合突起５４と、この係合突起５４に係合する筒状部材３３の切り欠き部６２１からなる規制部とによって、出力軸５０の回転を抑制する回り止め手段を構成している。

このように、本実施形態では、出力軸５０の回転方向への動きが溝部６２１によって規制される回転直進変換機構を備えているため、確実に出力軸５０の移動を軸線方向に限定することができる。また、出力軸５０の回転を規制する規制部として切り欠き部を形成した場合等と比較し、筒状部材６２の加工が容易なため、直動アクチュエータ２の製造コスト低減につながる。

図５は、第三の実施形態に係る直動アクチュエータ２を構成する出力軸７０、およびガイドプレート８０（筒状部材８２）の外観斜視図である。

出力軸７０は、断面が四角形状に形成され、ロータ本体部１４の雌ネジ部１４３ａと螺合する雄ネジ部５２ａが形成されたネジ部材５２が固定されている。また、第一および第二の実施形態と異なり、係合突起５４は設けられていない。

一方、ガイドプレート８０は、中央の凹部８０１に形成された筒状部材８２の内周面８２ａが、断面四角形状に形成されている。この内周面８２ａの断面は、出力軸７０の断面より若干大きく形成されている。

直動アクチュエータ３において、出力軸７０は、その一部を筒状部材８２に挿通させた状態でロータ本体部１４に取り付けられる。このように構成することで、出力軸７０は、その回転方向の動きが規制される。具体的には、ロータ本体部１４を回転駆動させると、ロータ本体部１４に螺合された出力軸７０も回転方向への力を受けるが、図６（出力軸７０を筒状部材８２に挿通した状態での断面図）に示されるように、出力軸７０の角部７０Ｃ（本発明でいう係合部に相当する。）が筒状部材８２の内周面８２ａ（本発明でいう規制部に相当する。）に当接した状態となり、回転動作が規制される。したがって出力軸７０は、その軸線方向に進退動作することとなる。つまり、本実施形態では、出力軸５０の角部７０Ｃからなる係合部と、この角部７０Ｃに係合する筒状部材３３の内周面８２ａからなる規制部とによって、出力軸５０の回転を抑制する回り止め手段を構成している。

このように、本実施形態では、出力軸７０の断面を四角形状に形成することで、出力軸７０の回転方向への動きが、四角形状に形成された筒状部材８２の内周面８２ａによって規制される回転直進変換機構を備えているため、確実に出力軸７０の移動を軸線方向に限定することができる。

なお、本実施形態では、出力軸７０および筒状部材８２の内周面８２ａの断面を四角形状にすることで、出力軸７０の回転方向の動きを規制することを説明したが、断面形状は四角形状に限られず、その他の多角形状であっても、同様の効果が期待できる。

また、筒状部材８２の形状の変形例として以下のようなものが例示できる。例えば、図７（ａ）の断面図に示されるように、筒状部材８２に規制部として切り欠き部８２１を形成し、この切り欠き部８２１に出力軸７０の角部７０Ｃを係合させることで回り止め手段を構成して、出力軸７０の回転方向の動きを規制してもよい。

また、図７（ｂ）の断面図に示されるように、筒状部材８２に規制部として溝部８２２を形成し、この溝部８２２に出力軸７０の角部７０Ｃを係合させることで回り止め手段を構成して、出力軸７０の回転方向の動きを規制してもよい。

このように、本実施形態に係る直動アクチュエータによれば、出力軸５０（７０）に形成される係合部（係合突起や角部）と係合し、出力軸を回転不能とする規制部（切り欠き部や溝部）と、出力軸５０（７０）が軸線方向に進退動する際の案内となる筒状部材３３（６２、８２）が一体に形成されているため、直動アクチュエータの軸線方向の大きさを小さくすることができる。また、部品点数が削減されるため、直動アクチュエータの製造コスト低減につながる。

また、出力軸５０（７０）は、係合部（係合突起や角部）によってその動きが規制されるため、出力軸５０（７０）と筒状部材３３（６２、８２）の接触面積を小さくし、出力軸５０（７０）と筒状部材３３（６２、８２）の摩擦抵抗による出力ロスを抑えることができる。

また、第一および第二の実施形態に係る直動アクチュエータ１、２のように、筒状部材３３、６２に形成される切り欠き部３３１や、溝部６２１によって、出力軸５０の回転方向への動きを確実に規制することができる。

さらに、第三の実施形態に係る直動アクチュエータ３によれば、出力軸７０の外周面に形成された角部７０Ｃにより、出力軸７０の回転方向の動きが規制可能である。したがって、出力軸７０の形状を簡易なものとすることができる。

また、本実施形態に係る直動アクチュエータにおいて、筒状部材３３（６２、８２）は、ロータ本体部１４の内周側に位置しているため、筒状部材３３（６２、８２）により直動アクチュエータの軸線方向の大きさが大きくなってしまうことがなく、直動アクチュエータの小型化に大きく寄与する。

さらに、筒状部材３３（６２、８２）はガイドプレート３２（６０、８０）の端面から軸線方向に一体的に形成されているため、例えば固定側部材３０に筒状部材３３（６２、８２）を形成した場合等と比べて、筒状部材３３（６２、８２）の固定強度が増し、直動アクチュエータの寿命を向上させることができる。

また、固定側部材３０の他端には、出力軸５０（７０）が挿通される出力軸受３６が設けられているため、直動アクチュエータ駆動中における出力軸５０（７０）の傾きが防止される。

さらに、固定側部材３０には、外ステータコア２５２に形成された位置決め突起２５２ａに嵌合される係合孔３４１ａが形成された取付プレート３４が設けられ、この取付プレート３４に出力軸受３６が挿入される軸受挿入口３４２ａが形成されており、取付プレート３４とステータ２０の取付精度が向上する。その結果、取付プレート３４に取り付けられる出力軸受３６の取付精度も向上し、出力軸受３６と出力軸５０（７０）との同軸度を高いものとすることができ、トルクロス等の低減につながる。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

例えば、上記実施形態では、出力軸５０（７０）に、ロータ本体部１４と螺合するネジ部材５２が取り付けられることで、ロータ１２の回転動力が出力軸５０（７０）の進退動作に変換されることを説明したが、ネジ部材５２を用いず、出力軸５０（７０）の外周面を雄ネジ加工することで、出力軸５０（７０）をロータ本体部１４に螺合させてもよい。

また、上記実施形態では、ガイドプレート３２（６０、８０）〔筒状部材３３（６２、８２）〕が反出力側に設けられていることを説明したが、ガイドプレート３２（６０、８０）を出力側に設け、取付プレート３４（出力軸受３６）を反出力側に設けてもよい。

さらに、上記実施形態におけるロータ１２の回転の制御方法としては、周知のステッピングモータのような制御方法が好適であるが、その他のモータ、例えばＤＣモータのような制御方法を採用してもよい。

本発明の第一の実施形態に係る直動アクチュエータの断面図である（出力軸が後退端に位置している状態）。 図１に示した直動アクチュエータの分解斜視図である。 本発明の第一の実施形態に係る直動アクチュエータの断面図である（出力軸が前進端に位置している状態）。 本発明の第二の実施形態に係る直動アクチュエータを構成する出力軸およびガイドプレート（筒状部材）の外観斜視図である。 本発明の第三の実施形態に係る直動アクチュエータを構成する出力軸およびガイドプレート（筒状部材）の外観斜視図である。 図５に示した直動アクチュエータの出力軸が筒状部材により回転が規制された状態を説明するための断面図である。 図５に示した直動アクチュエータの変形例を説明するための断面図であり、（ａ）は規制部として筒状部材に切り欠き部が形成された変形例、（ｂ）は規制部として筒状部材に溝部が形成された変形例である。

符号の説明

１（２、３） 直動アクチュエータ
１２ ロータ
１４ ロータ本体部
２０ ステータ
２５２ａ 位置決め突起
３０ 固定側部材
３２（６０、８０） ガイドプレート
３３（６２、８２） 筒状部材
３３１（８２１） 切り欠き部（規制部）
３４ 取付プレート
３４１ａ 係合孔
３６ 出力軸受
５０（７０） 出力軸
５２ ネジ部材
５４ 係合突起（係合部）
６２１（８２２） 溝部（規制部）
７０Ｃ 角部（係合部）

Claims (9)

1. ステータを備えた固定側部材と、該固定側部材に対して軸線周りに回転可能に支持されたロータと、該ロータの内側で前記固定側部材に対して軸線方向に移動可能な出力軸と、該出力軸の回転を抑制する回り止め手段を備えて前記ロータの回転を前記出力軸の軸線方向への直進に変換する回転直進変換機構とを有する直動アクチュエータにおいて、
   前記固定側部材には前記出力軸の一部を収納し前記出力軸の軸線方向への移動を案内する筒状部材が設けられると共に、前記回り止め手段は、前記出力軸に形成される係合部と、該係合部と係合する前記筒状部材の内周面に形成された規制部とからなることを特徴とする直動アクチュエータ。
2. 請求項１に記載の直動アクチュエータにおいて、前記規制部は、前記筒状部材の軸線方向に形成された切り欠き部であることを特徴とする直動アクチュエータ。
3. 請求項１に記載の直動アクチュエータにおいて、前記規制部は、前記筒状部材の軸線方向に形成された溝部であることを特徴とする直動アクチュエータ。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の直動アクチュエータにおいて、前記係合部は、前記出力軸の外周面から突出して形成された係合突起であることを特徴とする直動アクチュエータ。
5. 請求項１から３のいずれかに記載の直動アクチュエータにおいて、前記係合部は、前記出力軸の外周面に形成された角部であることを特徴とする直動アクチュエータ。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の直動アクチュエータにおいて、前記筒状部材は、ロータ内周側に位置していることを特徴とする直動アクチュエータ。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の直動アクチュエータにおいて、前記固定側部材の一端にはガイドプレートが設けられ、前記筒状部材は該ガイドプレートの端面から軸線方向に一体的に形成されていることを特徴とする直動アクチュエータ。
8. 請求項７に記載の直動アクチュエータにおいて、前記固定側部材の他端には、前記出力軸が挿通される出力軸受が設けられていることを特徴とする直動アクチュエータ。
9. 請求項８に記載の直動アクチュエータにおいて、前記固定側部材には、前記ステータに形成された位置決め突起に嵌合される係合孔が形成された取付プレートが設けられ、該取付プレートに前記出力軸受が挿入される軸受挿入口が形成されていることを特徴とする直動アクチュエータ。

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