(57)【要約】【課題】回転運動を直動運動に変換すると共に、回転運動及び直動運動を伝達可能なアクチュエータを提供すること。【解決手段】アクチュエータは、励磁コイル及びステータコアを備えるステータと、ステータを固定するハウジングと、ステータの径方向内側に配置され、ステータに対して相対回転する第１ロータと、ロータの回転中心に配置される棒状の部材であり、表面の少なくとも一部にネジ溝が形成されたネジ軸と、第１ロータとともに回転して、第１ロータの回転中心と平行な方向である直動方向にネジ軸を移動させる、ネジ軸のネジ溝と螺合したナットと、ステータの径方向外側に配置され、ステータに対して相対回転する第２ロータと、を含む。【選択図】図２
2015156801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁コイル及びステータコアを備えるステータと、
前記ステータを固定するハウジングと、
前記ステータの径方向内側に配置され、前記ステータに対して相対回転する第１ロータと、
前記第１ロータの回転中心に配置される棒状の部材であり、表面の少なくとも一部にネジ溝が形成されたネジ軸と、
前記第１ロータとともに回転して、前記第１ロータの回転中心と平行な方向である直動方向に前記ネジ軸を移動させる、前記ネジ軸のネジ溝と螺合したナットと、
前記ステータの径方向外側に配置され、前記ステータに対して相対回転する第２ロータと、
前記第２ロータと共に回転する回転体と、
前記ネジ軸に固定されたフランジ部と、前記フランジ部に対して前記第２ロータを回転自在に支持する軸受と、を含み、
前記回転体の前記直動方向の移動を案内する直動案内機構をさらに含み、前記直動案内機構が前記第２ロータと共に回転することで前記回転体が回転するアクチュエータ。 
【請求項２】
励磁コイル及びステータコアを備えるステータと、
前記ステータを固定するハウジングと、
前記ステータの径方向内側に配置され、前記ステータに対して相対回転する第１ロータと、
前記第１ロータの回転中心に配置される棒状の部材であり、表面の少なくとも一部にネジ溝が形成されたネジ軸と、
前記第１ロータとともに回転して、前記第１ロータの回転中心と平行な方向である直動方向に前記ネジ軸を移動させる、前記ネジ軸のネジ溝と螺合したナットと、
前記ステータの径方向外側に配置され、前記ステータに対して相対回転する第２ロータと、を含み、
前記第１ロータの回転中心と前記第２ロータの回転中心とは、平行かつ異なる位置にあるアクチュエータ。 
【請求項３】
励磁コイル及びステータコアを備えるステータと、
前記ステータを固定するハウジングと、
前記ステータの径方向内側に配置され、前記ステータに対して相対回転する第１ロータと、
前記第１ロータの回転中心に配置される棒状の部材であり、表面の少なくとも一部にネジ溝が形成されたネジ軸と、
前記第１ロータとともに回転して、前記第１ロータの回転中心と平行な方向である直動方向に前記ネジ軸を移動させる、前記ネジ軸のネジ溝と螺合したナットと、
前記ステータの径方向外側に配置され、前記ステータに対して相対回転する第２ロータと、を含み、
前記ステータは、周方向に並んだ複数の空隙のスリット部と、前記スリット部の径方向に対して内側の内側バックヨークと、前記スリット部の径方向に対して外側の外側バックヨークと、隣り合う前記スリット部の周方向の間において前記内側バックヨークと前記外側バックヨークとを連結する連結部と、を備える、環状のバックヨークと、前記内側バックヨークから径方向内側に向かって突出し、周方向に設けられた複数の内側ティースと、前記外側バックヨークから径方向外側に向かって突出し、周方向に設けられた複数の外側ティースと、を含み、
前記スリット部は、径方向の延長線上に並ぶ前記内側ティース及び前記外側ティースを前記空隙で分断しており、かつ径方向の延長線上に並ぶ前記内側ティース及び前記外側ティースに隣り合う前記内側ティースまたは前記外側ティースの基部に向かって周方向に延在しているアクチュエータ。 
【請求項４】
励磁コイル及びステータコアを備えるステータと、
前記ステータを固定するハウジングと、
前記ステータの径方向内側に配置され、前記ステータに対して相対回転する第１ロータと、
前記第１ロータの回転中心に配置される棒状の部材であり、表面の少なくとも一部にネジ溝が形成されたネジ軸と、
前記第１ロータとともに回転して、前記第１ロータの回転中心と平行な方向である直動方向に前記ネジ軸を移動させる、前記ネジ軸のネジ溝と螺合したナットと、
前記ステータの径方向外側に配置され、前記ステータに対して相対回転する第２ロータと、を含み、
前記第１ロータの回転中心と前記第２ロータの回転中心とは、平行かつ異なる位置にあり、
前記ステータは、環状のバックヨークと、前記バックヨークから径方向内側に向かって突出し、周方向に設けられた複数の内側ティースと、前記バックヨークから径方向外側に向かって突出し、周方向に設けられた複数の外側ティースと、を含み、
前記外側ティースの径方向最外側の位置を周方向に結んだ外周円弧の中心が前記第１ロータの回転中心及び前記第２ロータの回転中心のうちの一方と一致し、前記内側ティースの径方向最内側の位置を周方向に結んだ内周円弧の中心が前記第１ロータの回転中心及び前記第２ロータの回転中心のうちの他方と一致するアクチュエータ。 
【請求項５】
前記ハウジングに対して前記第１ロータを回転自在に支持する第１軸受と、前記第１ロータに対して前記第２ロータを回転自在に支持する第２軸受と、をさらに含む請求項１から４のいずれか１項に記載のアクチュエータ。 
【請求項６】
前記第１軸受と前記第２軸受とに前記直動方向と平行な方向の予圧を加える予圧機構をさらに含む請求項５に記載のアクチュエータ。 
【請求項７】
前記ハウジングに対して前記第１ロータを回転自在に支持する第１軸受と、前記ハウジングに対して前記第２ロータを回転自在に支持する第２軸受と、をさらに含む請求項１から４のいずれか１項に記載のアクチュエータ。 
【請求項８】
前記第１ロータの回転中心と前記第２ロータの回転中心とは、平行かつ異なる位置にある請求項１または請求項３に記載のアクチュエータ。 
【請求項９】
前記第２ロータと共に回転する回転体と、前記ネジ軸に固定されたフランジ部と、前記フランジ部に対して前記第２ロータを回転自在に支持する第３軸受と、をさらに含む請求項５から請求項７のいずれか１項に記載のアクチュエータ。 
【請求項１０】
前記第２ロータと共に回転する回転体と、前記ネジ軸に固定されたフランジ部と、前記フランジ部に対して前記第２ロータを回転自在に支持する軸受を第３軸受として含み、前記第２軸受の摩擦トルクは、前記第３軸受の摩擦トルクよりも小さい請求項５から請求項７のいずれか１項に記載のアクチュエータ。 
【請求項１１】
前記回転体の前記直動方向の移動を案内する直動案内機構をさらに含み、前記直動案内機構が前記第２ロータと共に回転することで前記回転体が回転する請求項９または１０に記載のアクチュエータ。 
【請求項１２】
前記直動案内機構は、前記ネジ軸が前記直動方向に移動する移動距離に応じて伸縮する請求項１１に記載のアクチュエータ。 
【請求項１３】
前記回転体は、前記第２ロータの回転中心から前記第２ロータの半径よりも大きな半径の円筒部を備え、
前記直動案内機構は、前記円筒部と前記第２ロータの間に配置され、前記円筒部の前記直動方向の移動を案内する請求項１１に記載のアクチュエータ。 
【請求項１４】
前記直動案内機構を第１の直動案内機構とした場合、
前記ネジ軸の前記直動方向の移動を案内する第２の直動案内機構をさらに含み、
前記第１の直動案内機構と前記第２の直動案内機構とは、前記直動方向に前記ステータを挟んだ位置に配置されている請求項１１または請求項１２に記載のアクチュエータ。 
【請求項１５】
前記ハウジングに対して前記ネジ軸を前記直動方向に相対的に移動させる請求項１から１４のいずれか１項に記載のアクチュエータ。 
【請求項１６】
励磁コイル及びステータコアを備えるステータと、
前記ステータを固定するハウジングと、
前記ステータの径方向内側に配置され、前記ステータに対して相対回転する第１ロータと、
前記第１ロータの回転中心に配置される棒状の部材であり、表面の少なくとも一部にネジ溝が形成されたネジ軸と、
前記第１ロータとともに回転して、前記第１ロータの回転中心と平行な方向である直動方向に前記ネジ軸を移動させる、前記ネジ軸のネジ溝と螺合したナットと、
前記ステータの径方向外側に配置され、前記ステータに対して相対回転する第２ロータと、を含み、
前記ハウジングに対して前記第１ロータを回転自在に支持する軸受と、前記第２ロータと共に回転する回転体と、前記ネジ軸に固定されたフランジ部と、前記フランジ部に対して前記第２ロータを回転自在に支持する軸受と、をさらに含み、
前記第２ロータのロータコアの直動方向の長さが前記ステータコアの直動方向の長さよりも長く、かつ前記第２ロータが前記ステータコアに対して直動方向に移動しても回転できるアクチュエータ。 
【請求項１７】
励磁コイル及びステータコアを備えるステータと、
前記ステータを固定するハウジングと、
前記ステータの径方向内側に配置され、前記ステータに対して相対回転する第１ロータと、
前記第１ロータの回転中心に配置される棒状の部材であり、表面の少なくとも一部にネジ溝が形成されたネジ軸と、
前記第１ロータとともに回転して、前記第１ロータの回転中心と平行な方向である直動方向に前記ネジ軸を移動させる、前記ネジ軸のネジ溝と螺合したナットと、
前記ステータの径方向外側に配置され、前記ステータに対して相対回転する第２ロータと、
前記ハウジングに対して前記第１ロータを回転自在に支持する軸受と、
前記第２ロータと共に回転する回転体と、前記ネジ軸の直動方向の移動に応じて前記回転体の前記直動方向の移動を案内する直動案内軸と、
前記フランジ部に対して前記第２ロータを回転自在に支持する軸受と、を含み、
前記ネジ軸の軸線に対して前記直動案内軸の軸線が偏心し、かつ平行に延在しており、
前記直動案内軸が前記第２ロータと共に回転することで、前記第２ロータの回転が前記ネジ軸を回転させる場合、前記第１ロータの回転と前記第２ロータの回転とを逆回転として前記直動方向の前記ネジ軸の移動を抑制しつつ、前記第２ロータの回転運動を伝達するアクチュエータ。 
【請求項１８】
前記ステータは、
周方向に並んだ複数の空隙のスリット部と、前記スリット部の径方向に対して内側の内側バックヨークと、前記スリット部の径方向に対して外側の外側バックヨークと、隣り合う前記スリット部の周方向の間において前記内側バックヨークと前記外側バックヨークとを連結する連結部と、を備える、環状のバックヨークと、
前記内側バックヨークから径方向内側に向かって突出し、周方向に設けられた複数の内側ティースと、
前記外側バックヨークから径方向外側に向かって突出し、周方向に設けられた複数の外側ティースと、
を含む請求項１または請求項２に記載のアクチュエータ。 
【請求項１９】
前記スリット部は、径方向の延長線上に並ぶ前記内側ティース及び前記外側ティースを前記空隙で分断している請求項１８に記載のアクチュエータ。 
【請求項２０】
前記スリット部の周方向の幅は、前記連結部の周方向の幅よりも長い請求項３、請求項１８及び請求項１９のいずれか１項に記載のアクチュエータ。 
【請求項２１】
前記連結部では、前記内側ティースまたは前記外側ティースが生じさせる磁束が飽和している請求項３及び請求項１８から請求項２０のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項２２】
隣り合う前記スリット部の周方向の間に前記ステータを固定するための貫通孔を備えている請求項３及び請求項１８から請求項２１のいずれか１項に記載のアクチュエータ。 
【請求項２３】
前記第１ロータの回転中心と前記第２ロータの回転中心とは、平行かつ異なる位置にあり、
前記ステータは、環状のバックヨークと、前記バックヨークから径方向内側に向かって突出し、周方向に設けられた複数の内側ティースと、前記バックヨークから径方向外側に向かって突出し、周方向に設けられた複数の外側ティースと、を含み、
前記外側ティースの径方向最外側の位置を周方向に結んだ外周円弧の中心が前記第１ロータの回転中心及び前記第２ロータの回転中心のうちの一方と一致し、前記内側ティースの径方向最内側の位置を周方向に結んだ内周円弧の中心が前記第１ロータの回転中心及び前記第２ロータの回転中心のうちの他方と一致する請求項１または請求項２に記載のアクチュエータ。 
【請求項２４】
前記バックヨークの径方向の幅が一定であり、前記内側ティースまたは前記外側ティースの突出長さが周方向に異なる請求項４または請求項２３に記載のアクチュエータ。 
【請求項２５】
前記バックヨークの径方向の幅が周方向に沿って異なり、前記内側ティースまたは前記外側ティースの突出長さが周方向に同じである請求項４または請求項２３に記載のアクチュエータ。 
【請求項２６】
前記バックヨークは、周方向に並んだ複数の空隙のスリット部と、前記スリット部の径方向に対して内側の内側バックヨークと、前記スリット部の径方向に対して外側の外側バックヨークと、隣り合う前記スリット部の周方向の間において前記内側バックヨークと前記外側バックヨークとを連結する連結部と、を備え、前記バックヨークの径方向の幅に応じて前記スリット部の径方向の幅を異ならせる請求項２５に記載のアクチュエータ。 
【請求項２７】
前記回転体の前記直動方向の移動を案内する直動案内軸をさらに含み、
前記ネジ軸の軸線に対して前記直動案内軸の軸線が偏心しながら平行に延在している請求項１から請求項２６のいずれか１項に記載のアクチュエータ。 
【請求項２８】
前記直動案内軸は前記ネジ軸の軸方向の両端部からそれぞれ突出して形成されている請求項２７に記載のアクチュエータ。 
【請求項２９】
前記ネジ軸の軸線と前記直動案内軸の軸線と偏心量は、前記ネジ軸の半径より大きな値に設定されている請求項２７または請求項２８に記載のアクチュエータ。 
【請求項３０】
前記ネジ軸の軸方向の一方の端部及び他方の端部の少なくとも１つに前記ネジ軸の軸線に対して偏心しながら平行に延在する複数の直動案内軸がある請求項２７から請求項２９のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータ、ステータ、モータ、回転直動変換機構及びリニアアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、電動モータの回転を直線運動にボールねじ機構を介して変換し、被駆動機構を動作させるアクチュエータが記載されている。また、特許文献２には、回転運動と直動運動とを同時に行って、回転軸の突出端を任意の経路でスムーズに回転及び直動可能な複合アクチュエータが記載されている。
【０００３】
例えば、特許文献３には、径方向最内側に配置される内側ロータとして永久磁石ロータを採用し、径方向最外側に配置されるステータと内側ロータとの間に配置される外側ロータとして籠形コイルをもつロータを採用するダブルロータモータが記載されている。
【０００４】
また、特許文献４には、環状のステータヨークと、このステータヨークから径方向内側に向かって突出した複数の内側ティースと、この内側ティースと同数でステータヨークから径方向外側に向かって突出した複数の外側ティースと、内側ティースの間に構成された内側スロットと、外側ティースの間に構成された外側スロットとを有するステータコアと、内側スロットと外側スロットの間のステータヨークに巻回され、３相スターまたはデルタ状に結線された複数のコイルと、を備えたステータを有するモータが記載されている。
【０００５】
また、ロボットや搬送装置等の産業機械分野に用いられるリニアアクチュエータとして、モータの回転運動を直動運動に変換し、直動方向に動力を出力する装置がある。例えば、特許文献５のリニアアクチュエータは、内周面にねじを有するナットと、外周面にねじを有してナットに螺合するねじ軸と、ナットから回転力が伝達されると、シャフトの回転を抑制し、且つシャフトの軸方向移動を可能とする運動変換手段とを有する回転直動変換機構を備え、この回転直動変換機構のナットをモータのロータとともに回転させることで、ねじ軸を軸方向に出力させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１９３５７８号公報
【特許文献２】特開平８−２６１２０８号公報
【特許文献３】特開２０１０−０５７２７１号公報
【特許文献４】国際公開第２００７／１２３１０７号
【特許文献５】特開２０００−２２０７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載のアクチュエータは、回転運動を伝達する別の電動モータを必要とする。特許文献２に記載のアクチュエータは、油圧によりピストンがシリンダチューブ内を摺動することにより回転軸が直進運動と回転運動とを行うものであり、電動モータのロータの回転を利用していない。また、特許文献２に記載のアクチュエータは、直進運動と回転運動とを単独で取り出すことは困難である。
【０００８】
特許文献３及び特許文献４に記載のステータでは、外側ティースと内側ティースとが共通のバックヨークに設けられている。この構造によれば、コア部材となるバックヨークを製造する金型が１つですむ利点がある。しかしながら、特許文献３及び特許文献４に記載のステータでは、内側ロータと、外側ロータとを独立して駆動する場合、外側ティースと、内側ティースとを別々に励磁する必要があり、共通のバックヨークを介して、外側ティースと内側ティースとの相互の磁気干渉が生じる可能性がある。特許文献３及び特許文献４に記載のステータでは、磁気干渉に起因して、内側ロータまたは外側ロータの動作精度が低下する可能性がある。
【０００９】
特許文献５のリニアアクチュエータは、ねじ軸の回転を抑制し、且つねじ軸の軸方向移動を支持する直動案内部を必要とし、回転直動変換機構の部品点数が増大し、複雑な機構となる可能性がある。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、回転運動を直動運動に変換すると共に、回転運動及び直動運動を伝達可能なアクチュエータを提供することを、第１の目的とする。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、径方向内側に配置され相対回転する第１ロータの回転精度及び径方向外側に配置され相対回転する第２ロータの回転精度を高めるステータ、モータ及びアクチュエータを提供することを、第２の目的とする。
【００１２】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡便な構成でねじ軸の直動案内をスムーズに行うことができる回転直動変換機構及びリニアアクチュエータを提供することを、第３の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決し、第１の目的を達成するために、アクチュエータは、励磁コイル及びステータコアを備えるステータと、前記ステータを固定するハウジングと、前記ステータの径方向内側に配置され、前記ステータに対して相対回転する第１ロータと、前記第１ロータの回転中心に配置される棒状の部材であり、表面の少なくとも一部にネジ溝が形成されたネジ軸と、前記第１ロータとともに回転して、前記第１ロータの回転中心と平行な方向である直動方向に前記ネジ軸を移動させる、前記ネジ軸のネジ溝と螺合したナットと、前記ステータの径方向外側に配置され、前記ステータに対して相対回転する第２ロータと、を含む。
【００１４】
上記構成により、回転運動を直動運動に変換すると共に、回転運動及び直動運動を伝達することができる。また、アクチュエータは、回転運動を単独で伝達することができる。また、アクチュエータは、直動運動を単独で伝達することができる。回転用の電動モータと、直動用の電動モータの２つを用意する必要がなく、これら２つの電動モータを連結する部品も不要であり、アクチュエータを小型とすることができる。その結果、部品点数が少なくなることで信頼性が向上すると共に、省スペース化にも貢献し、さらにコストを下げることができる。
【００１５】
本発明の望ましい態様として、前記ハウジングに対して前記第１ロータを回転自在に支持する第１軸受と、前記第１ロータに対して前記第２ロータを回転自在に支持する第２軸受と、をさらに含むことが好ましい。
【００１６】
上記構成により、第１ロータと第２ロータとを独立して回転自在とすることができる。
【００１７】
本発明の望ましい態様として、前記第１軸受と前記第２軸受とに前記直動方向と平行な方向の予圧を加える予圧機構をさらに含むことが好ましい。
【００１８】
上記構成により、ネジ軸の直動方向の移動があっても、安定して第１ロータ及び第２ロータを支持することができる。また、単品では予圧構造をとりえない、第１軸受及び第２軸受に単純な単列軸受を使用することができる。
【００１９】
本発明の望ましい態様として、前記ハウジングに対して前記第１ロータを回転自在に支持する第１軸受と、前記ハウジングに対して前記第２ロータを回転自在に支持する第２軸受と、をさらに含むことが好ましい。
【００２０】
上記構成により、第２ロータから受ける反力が第２軸受の起動摩擦トルクとして第１ロータに作用する可能性を抑制することができる。
【００２１】
本発明の望ましい態様として、前記第１ロータの回転中心と前記第２ロータの回転中心とは、平行かつ異なる位置にあることが好ましい。
【００２２】
上記構成により、第２ロータの回転に伴うネジ軸の連れ回りを抑制することができる。このため、アクチュエータは、回転運動を直動運動に変換すると共に、回転運動及び直動運動の少なくとも１つの運動を伝達できる。また、ネジ軸の連れ回りを抑制する部材の部品点数を低減し、コストを削減することができる。
【００２３】
本発明の望ましい態様として、前記第２ロータと共に回転する回転体と、前記ネジ軸に固定されたフランジ部と、前記フランジ部に対して前記第２ロータを回転自在に支持する第３軸受と、をさらに含むことが好ましい。
【００２４】
上記構成により、回転体が回転しながら直動方向に移動することができる。
【００２５】
本発明の望ましい態様として、前記第２軸受の摩擦トルクは、前記第３軸受の摩擦トルクよりも小さいことが好ましい。
【００２６】
上記構成により、回転体の回転によりネジ軸が連れ回る可能性を低減することができる。
【００２７】
本発明の望ましい態様として、前記回転体の前記直動方向の移動を案内する直動案内機構をさらに含み、前記直動案内機構が前記第２ロータと共に回転することで前記回転体が回転することが好ましい。
【００２８】
上記構成により、ネジ軸の直動動作を案内して、第２ロータの回転を回転体に伝達することができる。
【００２９】
本発明の望ましい態様として、前記直動案内機構は、前記ネジ軸が前記直動方向に移動する移動距離に応じて伸縮することが好ましい。
【００３０】
上記構成により、例えば、アクチュエータは、回転体と第２ロータとの間隔の変化に追随することができる。また、アクチュエータの内部空間を有効に活用し、アクチュエータは、省スペース化をはかることができる。
【００３１】
本発明の望ましい態様として、前記回転体は、前記第２ロータの回転中心から前記第２ロータの半径よりも大きな半径の円筒部を備え、前記直動案内機構は、前記円筒部と前記第２ロータの間に配置され、前記円筒部の前記直動方向の移動を案内することが好ましい。
【００３２】
上記構成により、アクチュエータは、回転体の剛性を高め、移動の動作を安定させることができる。また、円筒部の内部空間を有効に活用し、アクチュエータは、省スペース化をはかることができる。
【００３３】
本発明の望ましい態様として、前記直動案内機構を第１の直動案内機構とした場合、前記ネジ軸の前記直動方向の移動を案内する第２の直動案内機構をさらに含み、前記第１の直動案内機構と前記第２の直動案内機構とは、前記直動方向に前記ステータを挟んだ位置に配置されていることが好ましい。
【００３４】
上記構成により、アクチュエータは、第２の直動案内機構が第２ロータの回転に伴うネジ軸の連れ回りを抑制することができる。このため、アクチュエータは、回転運動を直動運動に変換すると共に、回転運動及び直動運動の少なくとも１つの運動を伝達できる。
【００３５】
本発明の望ましい態様として、前記ハウジングに対して前記ネジ軸を前記直動方向に相対的に移動させることが好ましい。
【００３６】
上記構成により、回転運動を直動運動に変換すると共に、ハウジングが移動する直動運動を伝達することができる。
【００３７】
本発明の望ましい態様として、前記ハウジングに対して前記第１ロータを回転自在に支持する第１軸受と、前記第２ロータと共に回転する回転体と、前記ネジ軸に固定されたフランジ部と、前記フランジ部に対して前記第２ロータを回転自在に支持する第３軸受と、をさらに含み、前記第２ロータのロータコアの直動方向の長さが前記ステータコアの直動方向の長さよりも長く、かつ前記第２ロータが前記ステータコアに対して直動方向に移動しても回転できることが好ましい。
【００３８】
上記構成により、アクチュエータは、ロータコアが直動方向に移動しても、回転を続けることができる。また、アクチュエータは、軸受を減らすことで、部品点数を低減することができ製造コストを抑制することができる。
【００３９】
本発明の望ましい態様として、前記ハウジングに対して前記第１ロータを回転自在に支持する軸受と、前記第２ロータと共に回転する回転体と、前記ネジ軸の直動方向の移動に応じて前記回転体の前記直動方向の移動を案内する直動案内軸と、前記フランジ部に対して前記第２ロータを回転自在に支持する軸受と、をさらに含み、前記ネジ軸の軸線に対して前記直動案内軸の軸線が偏心し、かつ平行に延在しており、前記直動案内軸が前記第２ロータと共に回転することで、前記第２ロータの回転が前記ネジ軸を回転させる場合、前記第１ロータの回転と前記第２ロータの回転とを逆回転として直動方向の前記ネジ軸の移動を抑制しつつ、前記第２ロータの回転運動を伝達することが好ましい。
【００４０】
上記構成により、第２ロータの回転がネジ軸を連れ回しても、ネジ軸が直動方向の任意の位置で停止または直動方向の任意の速度で上下移動することができる。
【００４１】
本発明の望ましい態様として、前記ステータは、周方向に並んだ複数の空隙のスリット部と、前記スリット部の径方向に対して内側の内側バックヨークと、前記スリット部の径方向に対して外側の外側バックヨークと、隣り合う前記スリット部の周方向の間において前記内側バックヨークと前記外側バックヨークとを連結する連結部と、を備える、環状のバックヨークと、前記内側バックヨークから径方向内側に向かって突出し、周方向に設けられた複数の内側ティースと、前記外側バックヨークから径方向外側に向かって突出し、周方向に設けられた複数の外側ティースと、を含む。
【００４２】
上記構成により、内側バックヨークと外側バックヨークとの間に空隙を設けることにより、磁気抵抗が大きくなり、内側バックヨークと外側バックヨークとの相互磁気干渉の影響が抑制される。その結果、外側ティースと内側ティースとに励磁される磁界の相互磁気干渉が生じる可能性が抑制される。このため、アクチュエータは、径方向内側に配置され相対回転する第１ロータと、径方向外側に配置され相対回転する第２ロータとを独立して駆動する場合、外側ティースと、内側ティースとを別々に励磁しても相互に影響を与える可能性は低減し、第１ロータの回転精度及び第２ロータの回転精度を高めることができる。
【００４３】
上記構成により、環状のバックヨーク、内側ティース及び外側ティースは、１つの金型で製造することができる。このためアクチュエータのステータは、金型コストを低減することができる。また、上記構成により、ステータの組み立てコストを抑制することができ、ステータの低コスト化を進めることができる。また、１つの金型で製造することができるため、打ち抜き工数の削減も可能である。また、アクチュエータは、外側ティースと内側ティースとが共用するバックヨークを組み付けることで、組み立てることができるので、組み立て工数の低減も可能となる。
【００４４】
上記構成により、スリット部がバックヨークを中空構造体とすることから、ステータを軽量化することができる。また、スリット部が励磁コイルの結線部などの収容部として利用でき、結線部の出っ張りを押さえることができるので、アクチュエータを小型化することができる。
【００４５】
上記構成により、回転運動を直動運動に変換すると共に、回転運動及び直動運動を伝達することができる。また、アクチュエータは、回転運動を単独で伝達することができる。また、アクチュエータは、直動運動を単独で伝達することができる。回転用の電動モータと、直動用の電動モータのステータを２つ用意する必要がなく、これら２つの電動モータを連結する部品も不要であり、アクチュエータを小型化することができる。その結果、部品点数が少なくなることで信頼性が向上すると共に、省スペース化にも貢献し、さらにコストを下げることができる。
【００４６】
本発明の望ましい態様として、前記スリット部は、径方向の延長線上に並ぶ前記内側ティース及び前記外側ティースを前記空隙で分断していることが好ましい。
【００４７】
上記構成により、外側ティースと、内側ティースとを別々に励磁しても空隙で分断しているので相互に影響を与える可能性は低減し、第１ロータの回転精度及び第２ロータの回転精度を高めることができる。
【００４８】
本発明の望ましい態様として、前記スリット部は、径方向の延長線上に並ぶ前記内側ティース及び前記外側ティースに隣り合う前記内側ティースまたは前記外側ティースの基部に向かって周方向に延在していることが好ましい。
【００４９】
上記構成により、外側ティースと、内側ティースとを別々に励磁しても周方向に延在している空隙で分断しているので相互に影響を与える可能性は低減し、第１ロータの回転精度及び第２ロータの回転精度を高めることができる。
【００５０】
本発明の望ましい態様として、前記スリット部の周方向の幅は、前記連結部の周方向の幅よりも長いことが好ましい。
【００５１】
上記構成により、外側ティースと、内側ティースとを別々に励磁しても連結部の周方向の幅が狭いので相互に影響を与える可能性は低減し、第１ロータの回転精度及び第２ロータの回転精度を高めることができる。
【００５２】
本発明の望ましい態様として、前記連結部では、前記内側ティースまたは前記外側ティースが生じさせる磁束が飽和していることが好ましい。
【００５３】
上記構成により、アクチュエータは、外側ティースと、内側ティースとを別々に励磁しても相互に影響を与える可能性は低減し、第１ロータの回転精度及び第２ロータの回転精度を高めることができる。
【００５４】
本発明の望ましい態様として、隣り合う前記スリット部の周方向の間に前記ステータを固定するための貫通孔を備えていることが好ましい。
【００５５】
本発明の望ましい態様として、前記第１ロータの回転中心と前記第２ロータの回転中心とは、平行かつ異なる位置にあり、前記ステータは、環状のバックヨークと、前記バックヨークから径方向内側に向かって突出し、周方向に設けられた複数の内側ティースと、前記バックヨークから径方向外側に向かって突出し、周方向に設けられた複数の外側ティースと、を含み、前記外側ティースの径方向最外側の位置を周方向に結んだ外周円弧の中心が前記第１ロータの回転中心及び前記第２ロータの回転中心のうちの一方と一致し、前記内側ティースの径方向最内側の位置を周方向に結んだ内周円弧の中心が前記第１ロータの回転中心及び前記第２ロータの回転中心のうちの他方と一致することが好ましい。
【００５６】
上記構成により、第２ロータの回転に伴うネジ軸の連れ回りを抑制することができる。このため、アクチュエータは、回転運動を直動運動に変換すると共に、回転運動及び直動運動の少なくとも１つの運動を伝達できる。また、ネジ軸の連れ回りを抑制する部材の部品点数を低減し、コストを削減することができる。
【００５７】
本発明の望ましい態様として、前記バックヨークの径方向の幅が一定であり、前記内側ティースまたは前記外側ティースの突出長さが周方向に異なることが好ましい。
【００５８】
上記構成により、外側ティースの径方向最外側の位置を周方向に結んだ外周円弧の中心が第２ロータの回転中心と一致し、内側ティースの径方向最内側の位置を周方向に結んだ内周円弧の中心が第１ロータの回転中心と一致することができる。
【００５９】
本発明の望ましい態様として、前記バックヨークの径方向の幅が周方向に沿って異なり、前記内側ティースまたは前記外側ティースの突出長さが周方向に同じであることが好ましい。
【００６０】
上記構成により、外側ティースの径方向最外側の位置を周方向に結んだ外周円弧の中心が第２ロータの回転中心と一致し、内側ティースの径方向最内側の位置を周方向に結んだ内周円弧の中心が第１ロータの回転中心と一致することができる。
【００６１】
本発明の望ましい態様として、前記バックヨークは、周方向に並んだ複数の空隙のスリット部と、前記スリット部の径方向に対して内側の内側バックヨークと、前記スリット部の径方向に対して外側の外側バックヨークと、隣り合う前記スリット部の周方向の間において前記内側バックヨークと前記外側バックヨークとを連結する連結部と、を備え、前記バックヨークの径方向の幅に応じて前記スリット部の径方向の幅を異ならせることが好ましい。
【００６２】
上記構成により、スリット部の径方向の幅が、バックヨークの径方向の幅の大きさに応じて変わるため、バックヨークの周方向の磁束の分布を均一にすることができる。このため、第１ロータの回転精度及び第２ロータの回転精度を高めることができる。
【００６３】
上記構成により、外側ティースと、内側ティースとを固定するための貫通孔を共用できるため、バックヨークの径方向の厚みを抑制することができる。そして、ステータを小型化できるため、アクチュエータを小型化することが可能となる。
【００６４】
本発明の望ましい態様として、前記回転体の前記直動方向の移動を案内する直動案内軸をさらに含み、前記ネジ軸の軸線に対して前記直動案内軸の軸線が偏心しながら平行に延在していることが好ましい。
【００６５】
上記構成により、ネジ軸の軸線が直動案内軸の軸線に対して偏心していることから、ナットからネジ軸に回転力が伝達されても、ネジ軸の軸線回りの回転が抑制される。そして、直動案内軸が直動方向に移動自在に支持されているので、ネジ軸は軸方向に直動運動を行うことができる。このためアクチュエータは、部品点数を増大させずにネジ軸の直動案内を行うことができる。
【００６６】
本発明の望ましい態様として、前記直動案内軸は前記ネジ軸の軸方向の両端部からそれぞれ突出して形成されていることが好ましい。
【００６７】
本発明の望ましい態様として、前記ネジ軸の軸線と前記直動案内軸の軸線と偏心量は、前記ネジ軸の半径より大きな値に設定されていることが好ましい。
【００６８】
本発明の望ましい態様として、前記ネジ軸の軸方向の一方の端部及び他方の端部の少なくとも１つに前記ネジ軸の軸線に対して偏心しながら平行に延在する複数の直動案内軸があることが好ましい。
【００６９】
上述した課題を解決し、第２の目的を達成するために、ステータは、周方向に並んだ複数の空隙のスリット部と、前記スリット部の径方向に対して内側の内側バックヨークと、前記スリット部の径方向に対して外側の外側バックヨークと、隣り合う前記スリット部の周方向の間において前記内側バックヨークと前記外側バックヨークとを連結する連結部と、を備える、環状のバックヨークと、前記内側バックヨークから径方向内側に向かって突出し、周方向に設けられた複数の内側ティースと、前記外側バックヨークから径方向外側に向かって突出し、周方向に設けられた複数の外側ティースと、を含む。
【００７０】
上記構成により、内側バックヨークと外側バックヨークとの間に空隙を設けることにより、磁気抵抗が大きくなり、内側バックヨークと外側バックヨークとの相互磁気干渉の影響が抑制される。その結果、外側ティースと内側ティースとに励磁される磁界の相互磁気干渉が生じる可能性が抑制される。このため、径方向内側に配置され相対回転する第１ロータと、径方向外側に配置され相対回転する第２ロータとを独立して駆動する場合、外側ティースと、内側ティースとを別々に励磁しても相互に影響を与える可能性は低減し、第１ロータの回転精度及び第２ロータの回転精度を高めることができる。
【００７１】
上記構成により、環状のバックヨーク、内側ティース及び外側ティースは、１つの金型で製造することができる。このためステータは、金型コストを低減することができる。また、上記構成により、ステータの組み立てコストを抑制することができ、ステータの低コスト化を進めることができる。また、１つの金型で製造することができるため、打ち抜き工数の削減も可能である。
【００７２】
上記構成により、スリット部がバックヨークを中空構造体とすることから、ステータを軽量化することができる。また、スリット部が励磁コイルの結線部などの収容部として利用でき、結線部の出っ張りを押さえることができるので、モータまたはアクチュエータを小型化することができる。
【００７３】
本発明の望ましい態様として、前記スリット部は、径方向の延長線上に並ぶ前記内側ティース及び前記外側ティースを前記空隙で分断していることが好ましい。
【００７４】
上記構成により、外側ティースと、内側ティースとを別々に励磁しても空隙で分断しているので相互に影響を与える可能性は低減し、第１ロータの回転精度及び第２ロータの回転精度を高めることができる。
【００７５】
本発明の望ましい態様として、前記スリット部は、径方向の延長線上に並ぶ前記内側ティース及び前記外側ティースに隣り合う前記内側ティースまたは前記外側ティースの基部に向かって周方向に延在していることが好ましい。
【００７６】
上記構成により、外側ティースと、内側ティースとを別々に励磁しても周方向に延在している空隙で分断しているので相互に影響を与える可能性は低減し、第１ロータの回転精度及び第２ロータの回転精度を高めることができる。
【００７７】
本発明の望ましい態様として、前記スリット部の周方向の幅は、前記連結部の周方向の幅よりも長いことが好ましい。
【００７８】
上記構成により、外側ティースと、内側ティースとを別々に励磁しても連結部の周方向の幅が狭いので相互に影響を与える可能性は低減し、第１ロータの回転精度及び第２ロータの回転精度を高めることができる。
【００７９】
本発明の望ましい態様として、前記連結部では、前記内側ティースまたは前記外側ティースが生じさせる磁束が飽和していることが好ましい。
【００８０】
上記構成により、外側ティースと、内側ティースとを別々に励磁しても相互に影響を与える可能性は低減し、第１ロータの回転精度及び第２ロータの回転精度を高めることができる。
【００８１】
本発明の望ましい態様として、隣り合う前記スリット部の周方向の間に前記ステータを固定するための貫通孔を備えていることが好ましい。
【００８２】
上記構成により、外側ティースと、内側ティースとを固定するための貫通孔を共用できるため、バックヨークの径方向の厚みを抑制することができる。
【００８３】
上述した課題を解決し、第２の目的を達成するために、モータは、励磁コイル及びステータコアを備えるステータと、前記ステータを固定するハウジングと、前記ステータの径方向内側に配置され、前記ステータに対して相対回転する第１ロータと、前記ステータの径方向外側に配置され、前記ステータに対して相対回転する第２ロータと、を含み、前記ステータは、周方向に並んだ複数の空隙のスリット部と、前記スリット部の径方向に対して内側の内側バックヨークと、前記スリット部の径方向に対して外側の外側バックヨークと、隣り合う前記スリット部の周方向の間において前記内側バックヨークと前記外側バックヨークとを連結する連結部と、を備える、環状のバックヨークと、前記内側バックヨークから径方向内側に向かって突出し、周方向に設けられた複数の内側ティースと、前記外側バックヨークから径方向外側に向かって突出し、周方向に設けられた複数の外側ティースと、を含む。
【００８４】
上記構成により、内側バックヨークと外側バックヨークとの間に空隙を設けることにより、磁気抵抗が大きくなり、内側バックヨークと外側バックヨークとの相互磁気干渉の影響が抑制される。その結果、外側ティースと内側ティースとに励磁される磁界の相互磁気干渉が生じる可能性が抑制される。このため、モータは、径方向内側に配置され相対回転する第１ロータと、径方向外側に配置され相対回転する第２ロータとを独立して駆動する場合、外側ティースと、内側ティースとを別々に励磁しても相互に影響を与える可能性は低減し、第１ロータの回転精度及び第２ロータの回転精度を高めることができる。
【００８５】
上記構成により、環状のバックヨーク、内側ティース及び外側ティースは、１つの金型で製造することができる。このためモータのステータは、金型コストを低減することができる。また、上記構成により、ステータの組み立てコストを抑制することができ、ステータの低コスト化を進めることができる。また、１つの金型で製造することができるため、打ち抜き工数の削減も可能である。また、モータは、外側ティースと内側ティースとが共用するバックヨークを組み付けることで、組み立てることができるので、組み立て工数の低減も可能となる。
【００８６】
上記構成により、スリット部がバックヨークを中空構造体とすることから、ステータを軽量化することができる。また、スリット部が励磁コイルの結線部などの収容部として利用でき、結線部の出っ張りを押さえることができるので、モータを小型化することができる。
【００８７】
本発明の望ましい態様として、前記スリット部は、径方向の延長線上に並ぶ前記内側ティース及び前記外側ティースを前記空隙で分断していることが好ましい。
【００８８】
上記構成により、外側ティースと、内側ティースとを別々に励磁しても空隙で分断しているので相互に影響を与える可能性は低減し、第１ロータの回転精度及び第２ロータの回転精度を高めることができる。
【００８９】
本発明の望ましい態様として、前記スリット部は、径方向の延長線上に並ぶ前記内側ティース及び前記外側ティースに隣り合う前記内側ティースまたは前記外側ティースの基部に向かって周方向に延在していることが好ましい。
【００９０】
上記構成により、外側ティースと、内側ティースとを別々に励磁しても周方向に延在している空隙で分断しているので相互に影響を与える可能性は低減し、第１ロータの回転精度及び第２ロータの回転精度を高めることができる。
【００９１】
本発明の望ましい態様として、前記スリット部の周方向の幅は、前記連結部の周方向の幅よりも長いことが好ましい。
【００９２】
上記構成により、外側ティースと、内側ティースとを別々に励磁しても連結部の周方向の幅が狭いので相互に影響を与える可能性は低減し、第１ロータの回転精度及び第２ロータの回転精度を高めることができる。
【００９３】
本発明の望ましい態様として、前記連結部では、前記内側ティースまたは前記外側ティースが生じさせる磁束が飽和していることが好ましい。
【００９４】
上記構成により、モータは、外側ティースと、内側ティースとを別々に励磁しても相互に影響を与える可能性は低減し、第１ロータの回転精度及び第２ロータの回転精度を高めることができる。
【００９５】
本発明の望ましい態様として、隣り合う前記スリット部の周方向の間に前記ステータを固定するための貫通孔を備えていることが好ましい。
【００９６】
上記構成により、外側ティースと、内側ティースとを固定するための貫通孔を共用できるため、バックヨークの径方向の厚みを抑制することができる。そして、ステータを小型化できるため、モータを小型化することができる。
【００９７】
上述した課題を解決し、第３の目的を達成するために、回転直動変換機構は、ねじ軸と、このねじ軸の外周面に内周面が螺合するナットと、前記ねじ軸の軸方向の端部から突出して形成されている直動案内軸と、前記ねじ軸及び前記ナットを内部に収納するケーシングと、前記ケーシングの一部に形成され、前記直動案内軸の軸方向移動を、スラスト軸受部材を介して支持する軸受保持部とを備え、回転駆動部から前記ナットに伝達された回転力を、前記ねじ軸に対して回転を抑制しつつ、直線運動として伝達する回転直動変換機構において、前記ねじ軸の軸線に対して、前記直動案内軸の軸線が偏心しながら平行に延在している。
【００９８】
回転直動変換機構によれば、ねじ軸の軸線が直動案内軸の軸線に対して偏心していることから、ナットからねじ軸に回転力が伝達されても、ねじ軸の軸線回りの回転が抑制されるとともに、直動案内軸がスラスト軸受部材に軸方向移動自在に支持されているので、ねじ軸は軸方向に直線運動を行う。したがって、簡便な構造とし、部品点数を増大させずにねじ軸の直動案内を行うことができる。
【００９９】
本発明の望ましい態様として、回転直動変換機構において、前記直動案内軸は、前記ねじ軸の軸方向の両端部からそれぞれ突出して形成されている。
【０１００】
本発明の望ましい態様として、回転直動変換機構において、前記ねじ軸の軸線と前記直動案内軸の軸線と偏心量は、前記ねじ軸の半径より大きな値に設定されている。
【０１０１】
本発明の望ましい態様として、回転直動変換機構において、前記ねじ軸の軸方向の一方の端部及び他方の端部の何れか一方、或いは両者に、前記ねじ軸の軸線に対して偏心しながら平行に延在する複数の直動案内軸を突出して形成した。
【０１０２】
本発明の望ましい態様として、リニアアクチュエータは、前記回転直動変換機構を備え、前記回転駆動部から前記ナットに伝達された回転運動を、前記直動案内軸の直線運動に変換して出力する。
【０１０３】
リニアアクチュエータによれば、ねじ軸の軸線が直動案内軸の軸線に対して偏心していることから、直動案内軸に径方向の予圧が付与され、ラジアル剛性を高くすることができる。したがって、直動案内軸の直動運動をスムーズに行うことができる。
【発明の効果】
【０１０４】
本発明によれば、回転運動を直動運動に変換すると共に、回転運動及び直動運動を伝達可能なアクチュエータを提供することができる。また、本発明によれば、径方向内側に配置され相対回転する第１ロータの回転精度及び径方向外側に配置され相対回転する第２ロータの回転精度を高めるステータ、モータ及びアクチュエータを提供することができる。また、本発明によれば、簡便な構成でねじ軸の直動案内をスムーズに行うことができる回転直動変換機構及びリニアアクチュエータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】図１は、実施形態１に係るアクチュエータ装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、回転中心を含む仮想平面で実施形態１のアクチュエータの構成を切って模式的に示す断面図である。
【図３】図３は、図２に示す実施形態１のアクチュエータの構成を回転中心に直交する仮想平面で切って第１ロータ、第２ロータ及びステータを模式的に示す断面図である。
【図４】図４は、図２に示す実施形態１のアクチュエータの変形例の構成を回転中心に直交する仮想平面で切って第１ロータ、第２ロータ及びステータを模式的に示す断面図である。
【図５】図５は、実施形態１に係るアクチュエータの動作を説明する説明図である。
【図６】図６は、回転中心を含む仮想平面で実施形態２のアクチュエータの構成を切って模式的に示す断面図である。
【図７】図７は、回転中心を含む仮想平面で実施形態３のアクチュエータの構成を切って模式的に示す断面図である。
【図８】図８は、回転中心を含む仮想平面で実施形態４のアクチュエータの構成を切って模式的に示す断面図である。
【図９】図９は、回転中心を含む仮想平面で実施形態５のアクチュエータの構成を切って模式的に示す断面図である。
【図１０】図１０は、回転中心を含む仮想平面で実施形態６のアクチュエータの構成を切って模式的に示す断面図である。
【図１１】図１１は、実施形態６に係るアクチュエータの動作を説明する説明図である。
【図１２】図１２は、回転中心を含む仮想平面で実施形態７のアクチュエータの構成を切って模式的に示す断面図である。
【図１３】図１３は、回転中心と平行な方向から実施形態７のアクチュエータの回転体をみた平面図である。
【図１４】図１４は、実施形態７に係るアクチュエータの動作を説明する説明図である。
【図１５】図１５は、回転中心を含む仮想平面で実施形態８のアクチュエータの構成を切って模式的に示す断面図である。
【図１６】図１６は、回転中心を含む仮想平面で実施形態９のアクチュエータの構成を切って模式的に示す断面図である。
【図１７】図１７は、図１６に示すＡ−Ａ断面の一例を示す断面図である。
【図１８】図１８は、図１６に示すＡ−Ａ断面の他の例を示す断面図である。
【図１９】図１９は、回転中心を含む仮想平面で実施形態１０のアクチュエータの構成を切って模式的に示す断面図である。
【図２０】図２０は、回転中心を含む仮想平面で実施形態１１のアクチュエータの構成を切って模式的に示す断面図である。
【図２１】図２１は、図２０に示すＢ−Ｂ断面の一例を示す断面図である。
【図２２】図２２は、回転中心を含む仮想平面で実施形態１２のアクチュエータの構成を切って模式的に示す断面図である。
【図２３】図２３は、図２に示すアクチュエータの構成を回転中心に直交する仮想平面で切って第１ロータ、第２ロータ及びステータを模式的に示す断面図である。
【図２４】図２４は、図２に示すアクチュエータにおいて、回転中心に直交する仮想平面で切って第１ロータ、第２ロータ及びステータを模式的に示す断面図である。
【図２５】図２５は、回転中心を含む仮想平面で実施形態１５のモータの構成を切って模式的に示す断面図である。
【図２６】図２６は、第１ロータの回転中心及び第２ロータの回転中心を含む仮想平面で実施形態１６のアクチュエータの構成を切って模式的に示す断面図である。
【図２７】図２７は、回転中心と平行な方向から実施形態１６のアクチュエータの回転体をみた平面を模式的に示す模式図である。
【図２８】図２８は、図２６に示すアクチュエータの構成を回転中心に直交する仮想平面で切ってステータの一例を模式的に示す断面図である。
【図２９】図２９は、図２６に示すアクチュエータの構成を回転中心に直交する仮想平面で切ってステータの他の例を模式的に示す断面図である。
【図３０】図３０は、実施形態１６に係るアクチュエータの動作を説明する説明図である。
【図３１】図３１は、実施形態１７のリニアアクチュエータを示す断面図である。
【図３２】図３２は、実施形態１８のリニアアクチュエータを示す断面図である。
【図３３】図３３は、実施形態１９のリニアアクチュエータを示す断面図である。
【図３４】図３４は、実施形態２０のリニアアクチュエータを示す断面図である。
【図３５】図３５は、実施形態２１のリニアアクチュエータを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０１０６】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【０１０７】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るアクチュエータ装置の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、アクチュエータ装置１００は、アクチュエータ１と制御装置（モータ制御回路）９０とを含む。アクチュエータ１は、ハウジング（筐体）の一部が締結部材で支持部９５に支持されている。なお、締結部材はネジ、ボルト、ピン等である。これにより、アクチュエータ１は、支持部９５に固定される。また、アクチュエータ１は、回転体（被回転体）１０が回転中心Ｚｒを中心に回転運動すると共に、直動方向（回転中心Ｚｒと平行な方向であるＺ方向）に直動運動する。例えば、アクチュエータ１は、回転体１０を点線の位置から実線の位置に移動することができる。逆に、アクチュエータ１は、回転体１０を実線の位置から点線の位置に移動することができる。アクチュエータ１の構成については後述する。制御装置９０は、アクチュエータ１の駆動を制御する装置である。
【０１０８】
制御装置９０は、アクチュエータ１に供給する電流、電圧の大きさ、周波数、波形を制御することで、アクチュエータ１の回転方向や回転速度を制御し、直動方向に移動する可動子の、直動方向における移動方向や移動速度を制御する。例えば、外部のコンピュータから回転指令ｉが入力されたとき、制御装置９０は、ＣＰＵ(Central  Processing  Unit)９１から３相アンプ（ＡＭＰ：Amplifier）９２に駆動信号を出力し、ＡＭＰ９２からアクチュエータ１に駆動電流Ｍｉが供給される。アクチュエータ１は、駆動電流Ｍｉにより積載台９６が回転し、ワーク９７を移動させるようになっている。積載台９６が回転すると、後述する回転角度を検出したレゾルバ等の角度検出器から検出信号（レゾルバ信号）Ｓｒが出力される。制御装置９０は、検出信号Ｓｒをレゾルバデジタル変換器（ＲＤＣ：Resolver  to  Digital  Converter）９３でデジタル変換する。ＲＤＣ９３からの検出信号Ｓｒのデジタル情報に基づいて、ＣＰＵ９１はワーク９７が指令位置に到達したか否かを判断し、指令位置に到達する場合、ＡＭＰ９２への駆動信号を停止する。
【０１０９】
ワーク９７は、積載台９６を介して回転体１０に配置されている。ワーク９７は、積載台９６を介さず回転体１０に直接配置されていてもよい。アクチュエータ装置１００は、制御装置９０によりアクチュエータ１の動作を制御し、アクチュエータ１の回転体１０を直動方向（図１中矢印Ｚ方向）に移動させることで、ワーク９７または積載台９６を移動させることができる。
【０１１０】
次に、図２及び図３を用いてアクチュエータ１の構成について説明する。図２は、回転中心を含む仮想平面で実施形態１のアクチュエータの構成を切って模式的に示す断面図である。図３は、図２に示す実施形態１のアクチュエータの構成を回転中心に直交する仮想平面で切って第１ロータ、第２ロータ及びステータを模式的に示す断面図である。
【０１１１】
図２に示すように、アクチュエータ１は、いわゆるブラシレスモータであり、ボールネジ軸１５と、静止状態に維持される固定子(以下、ステータという)３０と、ステータ３０に対して回転可能に配置された２つの回転子である第１ロータ５０及び第２ロータ４０と、ステータ３０を固定して上述した支持部９５に取り付けられるハウジング２０と、第１ロータ５０に固定されボールネジ軸１５と螺合するナット５２と、を含む。
【０１１２】
ボールネジ軸１５は、第１ロータ５０の回転中心Ｚｒに配置された棒状の部材である。ボールネジ軸１５は、棒状の部材の延在方向、つまり回転中心Ｚｒに平行な方向（直動方向）における領域によって形状が異なる。具体的には、ボールネジ軸１５の中心部近傍の中央領域にネジ溝が形成されているネジ軸である。また、ボールネジ軸１５のネジ溝はナット５２の回転中心Ｚｒに平行な方向の長さよりも長く形成されている。ボールネジ軸１５の一端には、フランジ部１４が固定され、他端にはストッパ部１６が固定されている。フランジ部１４及びストッパ部１６は、ボールネジ軸１５の移動に追随して、回転中心Ｚｒに平行な方向（直動方向）に移動する。そして、アクチュエータ１は、ボールネジ軸１５とナット５２間で、ボールが転がり運動をするため、摩擦が小さく、回転運動を直線運動とする効率を高めることができる。
【０１１３】
上述した、実施形態１に係るアクチュエータ１は、ボールネジ軸１５を、他の種類のネジ軸としてもよい。他の種類のネジ軸としては、例えば台形ネジ軸、三角ネジ軸がある。ボールネジ軸１５の代わりに、台形ネジ軸、三角ネジ軸等の他のネジ軸を適用する場合、台形ネジ軸、三角ネジ軸のネジ溝がナットと螺合する摩擦力を利用して、ネジ軸の逆作動を抑制することができる。そして、アクチュエータ１は、逆作動を抑制させるために第１ロータ５０に発生させる回転トルクを最小限とすることができる。例えば、アクチュエータ１は、第１ロータ５０に回転トルクを与える励磁コイル３２Ａの励磁を停止しても、ネジ軸の位置を維持することができる。
【０１１４】
フランジ部１４は、径方向外側の外周に、第２ロータ４０を回転自在に支持する第３軸受６１を備えている。ストッパ部１６は、回転中心Ｚｒに平行な方向（直動方向）からみて、径方向外側のハウジング２０と重なり合う位置に、スライダ１７を挿入するリニアブッシュ１８とを備えている。リニアブッシュ１８は、スライダ１７を直線案内することができる。リニアブッシュ１８は、内部に複数条の転動溝を備え、球状の転動体を介してスライダ１７を支持する。リニアブッシュ１８は、多孔質材料に油を含浸した含油軸受などのすべり軸受であってもよい。
【０１１５】
実施形態１に係るアクチュエータ１は、例えば、スライダ１７及びリニアブッシュ１８の組み合わせの直動案内機構をハウジング２０の周方向に４つ配列している。スライダ１７及びリニアブッシュ１８のような、直動案内機構は、ハウジング２０の周方向に１つあればよい。また、直動案内機構が複数配置されている場合は、直動案内機構がハウジング２０の周方向に所定間隔で配列、より好ましくは、ハウジング２０の周方向であって等間隔に複数配列されていることが望ましい。
【０１１６】
なお、実施形態１に係るアクチュエータ１は、ストッパ部１６にスライダ１７が固定され、ハウジング２０にリニアブッシュ１８を備える構成とし、スライダ１７がハウジング２０のリニアブッシュ１８に挿入されているようにしてもよい。
【０１１７】
アクチュエータ１は、第２ロータ４０と共に回転する回転体１０と、ボールネジ軸１５に固定されたフランジ部１４と、フランジ部１４に対して第２ロータ４０を回転自在に支持する第３軸受６１と、を含む。この構造により、アクチュエータ１は、回転体１０を回転させながら直動方向に移動させることができる。
【０１１８】
また、回転体１０は、回転中心が回転中心Ｚｒと同軸に形成されている。実施形態１に係るアクチュエータ１は、回転体１０が円板状のプレート１１であり、外縁の第２ロータブラケット４２と一体となって回転することができる。例えば、アクチュエータ１は、直動方向において、回転体１０がスライドする位置を規制するスライダ４３をさらに含む。スライダ４３は、ボルト等の固定部１２により回転体１０のプレート１１に固定され、第２ロータブラケット４２のリニアブッシュ４４に挿入されている。リニアブッシュ４４は、スライダ４３を直線案内することができる。リニアブッシュ４４は、内部に複数条の転動溝を備え、球状の転動体を介してスライダ４３を支持する。リニアブッシュ４４は、多孔質材料に油を含浸した含油軸受などのすべり軸受であってもよい。
【０１１９】
また、スライダ４３は、第２ロータ４０の第２ロータブラケット４２と共に回転することで回転体１０が回転する。このようにスライダ４３を含み、回転体１０の上述した直動方向の移動を案内する直動案内機構は、第２ロータ４０と共に回転する。この構造により、回転体１０が回転しながら直動方向に移動しても、第２ロータ４０の回転を回転体１０に伝達することができる。
【０１２０】
実施形態１に係るアクチュエータ１は、例えば、スライダ４３及びリニアブッシュ４４の組み合わせの直動案内機構を回転体１０の周方向に４つ配列している。スライダ４３及びリニアブッシュ４４のような、直動案内機構は、回転体１０の周方向に１つあればよい。また、直動案内機構が複数配置されている場合は、直動案内機構が回転体１０の周方向に所定間隔で配列、より好ましくは、回転体１０の周方向であって等間隔に複数配列されていることが望ましい。これにより、回転体１０が回転する場合、回転体１０のバランスを均等に保つことができる。
【０１２１】
なお、実施形態１に係るアクチュエータ１は、第２ロータブラケット４２にスライダ４３が固定され、回転体１０のプレート１１にリニアブッシュ４４を備える構成とし、スライダ４３がプレート１１のリニアブッシュ４４に挿入されているようにしてもよい。
【０１２２】
ハウジング２０、回転体１０、第２ロータ４０及びステータ３０は、いずれも環状の構造体である。回転体１０、第１ロータ５０、第２ロータ４０及びステータ３０は、回転中心Ｚｒを中心に同心状に配置されている。また、アクチュエータ１は、回転中心Ｚｒから径方向外側へボールネジ軸１５、ナット５２、第１ロータ５０、ステータ３０、第２ロータ４０の順に配置されている。アクチュエータ１は、回転体１０、第１ロータ５０、第２ロータ４０及びステータ３０がハウジング２０の上に配置されている。そして、第１ロータ５０は、ステータ３０の径方向内側に配置され、ステータ３０に対して相対回転することができる。また、第２ロータ４０は、ステータ３０の径方向外側に配置され、ステータ３０に対して、相対回転することができる。
【０１２３】
ハウジング２０は、中空かつ略円板状のハウジングベース２１と、ハウジングインナ２２と、ハウジングベース２１の一方の端部（ステータ３０が設けられた側とは反対側の端部）に開けられた凹部２３とを備えている。凹部２３の内部には、スライダ１７を固定している。ハウジングインナ２２は、回転中心Ｚｒを囲むようにハウジングベース２１の内周側であって、凸状に突出した同心円となる突出部である。
【０１２４】
上述したように、ストッパ部１６は、ボールネジ軸１５の移動に追随して、回転中心Ｚｒに平行な方向（直動方向）に移動する。スライダ１７は、リニアブッシュ１８に挿入されているので、直動方向のガタツキを抑制することができる。また、リニアブッシュ１８は、凹部２３に挿入される。凹部２３は、ストッパ部１６の直動方向の動きを妨げないための、リニアブッシュ１８の逃げ穴である。このため、凹部２３は溝でもよい。
【０１２５】
ハウジングベース２１は、ステータ３０を固定している。また、ハウジングインナ２２の中空内壁には、ハウジング２０に対して第１ロータ５０を回転自在に支持する第１軸受６３を固定している。第１軸受６３は、背面組み合わせの第１軸受６３Ａ、６３Ｂで構成されている。ハウジングインナ２２には、ステータ３０を固定する支持部材３５が接続されている。なお、ハウジングベース２１を形成する磁性材料としては、例えばＳＰＣＣ（Steel  Plate  Cold  Commercial）等の一般的な鋼材や、電磁軟鉄等が適用できる。
【０１２６】
第１ロータ５０は、ロータコア５１と、第１ロータブラケット５３と、固定部材５４とを含む。固定部材５４は、ボールネジ軸１５が挿入可能な孔が開けられていると共に、第１ロータブラケット５３の一方の開口端部を閉塞する略円板状の部材であり、第１ロータブラケット５３と、ナット５２とを連結している。固定部材５４は、ナット５２と一体の部材であってもよい。また、第１ロータブラケット５３は、外周にロータコア５１を固定しており、ハウジング２０に対して上述した第１軸受６３に回転自在に支持されている。第１ロータブラケット５３は、ステータ３０と重なり合わない位置で、第２ロータ４０を回転自在に支持する第２軸受６２を備えている。
【０１２７】
アクチュエータ１は、ハウジング２０に対して第１ロータ５０を回転自在に支持する第１軸受６３と、第１ロータ５０に対して第２ロータ４０を回転自在に支持する第２軸受６２と、を含む。この構造により、アクチュエータ１は、第１ロータ５０と第２ロータ４０とを独立して回転自在とすることができる。
【０１２８】
ナット５２は、第１ロータブラケット５３の径方向内側であって、第１ロータブラケット５３の略中央部分に形成された開口に固定されている。ナット５２は、径方向内側の内周面にネジ溝が形成されている。ナット５２には、ボールネジ軸１５が挿入されており、ボールネジ軸１５のネジ溝が形成されている領域を回転可能に支持する。ナット５２は、転動体を循環運動させるため、リターンチューブ式、こま式またはエンドキャップ式とよばれる転動体の循環構造を備えている。そして、ナット５２は、内周面のネジ溝に内在する転動体を介してボールネジ軸１５のネジ溝と螺合している。この構造により、ナット５２は、内周面に挿入されたボールネジ軸１５を支持している。そして、ボールネジ軸１５は、ナット５２に挿入されているため、端部がナット５２の端部から露出している。
【０１２９】
ナット５２の中心は、第１ロータ５０の回転中心と同一の回転中心Ｚｒとなる。なお、ステータ３０、第１ロータ５０及び第２ロータ４０の回転中心と、ナット５２の回転中心とが同一の回転中心Ｚｒと一致する。この構造により、ナット５２は、第１ロータ５０とともに回転して、第１ロータ５０の回転中心Ｚｒと平行な方向である直動方向にボールネジ軸１５を移動させる。
【０１３０】
第２ロータ４０は、ロータコア４１と、第２ロータブラケット４２と、角度検出器７１のレゾルバロータ７３を支持する支持部材４５とを含む。第２ロータブラケット４２と支持部材４５とは、ロータコア４１の回転中心Ｚｒに平行な方向の両端部に固定されている。このため、ロータコア４１の回転に連動して、第２ロータブラケット４２と支持部材４５とが回転する。
【０１３１】
ステータ３０は、筒状のステータコア３１と、励磁コイル３２とを含む。ステータ３０は、ステータコア３１に励磁コイル３２が巻き付けられる。励磁コイル３２は、線状の電線である。励磁コイル３２は、ステータコア３１の外周に、絶縁体のコイルインシュレータ３４を介して巻回される。ステータ３０には、電源からの電力を供給するための配線が接続されており、この配線を通じて励磁コイル３２に対して上述した制御装置９０から電力が供給されるようになっている。なお、励磁コイル３２は、後述するステータコア３１の径方向内側のティースに巻き付けられる励磁コイル３２Ａと、ステータコア３１の径方向外側のティースに巻き付けられる励磁コイル３２Ｂとを含む。
【０１３２】
ステータコア３１、ロータコア４１及びロータコア５１は、電磁鋼板、冷間圧延鋼板などの薄板を、接着、ボス、カシメなどの手段により積層して製造されている。ステータコア３１、ロータコア４１及びロータコア５１は、順次金型の型内において積層され、金型から排出される。なお、ステータコア３１、ロータコア４１及びロータコア５１は、磁性体の粉を固めた圧粉磁心でもよい。
【０１３３】
図３に示すように、第１ロータ５０は、回転中心Ｚｒ側にボールネジ軸１５を包囲するように筒状に設けられる。また、ステータ３０は、回転中心Ｚｒ側に第１ロータ５０を包囲するように筒状に設けられる。また、第２ロータ４０は、回転中心Ｚｒ側にステータ３０を包囲するように筒状に設けられる。
【０１３４】
ステータ３０のステータコア（ステータ磁極）３１は、上述した回転中心Ｚｒを中心とした円周方向にティース（磁極）３６、３８が等間隔で並んで、バックヨーク３７が一体に配置される。ステータ３０は、このような一体コアに限られず、周方向に複数の分割されたステータコア３１が上述した回転中心Ｚｒを中心とした円周方向に等間隔で並んで配置される分割コアであってもよい。そして、図２に示すように、ステータコア３１がハウジングベース２１に固定される。
【０１３５】
ステータコア３１は、表面に切り込みを形成するようにしてもよい。この構造により、ステータコア３１に局部的な磁気飽和を生じさせ、ロータコア４１、ロータコア５１からの磁束の回り込みを抑制することができる。
【０１３６】
図３に示す径方向外側のティース３６と径方向内側のティース３８とには、励磁コイル３２Ａ、３２Ｂが巻回されている。例えば、励磁コイル３２Ｂは、径方向外側のティース３６に、磁束を発生させる。また、励磁コイル３２Ａは、径方向内側のティース３８に、磁束を発生させる。
【０１３７】
例えば、径方向外側のティース３６と径方向内側のティース３８との厚みを変えることで、励磁コイル３２により生じる径方向外側のティース３６の磁束と、径方向内側のティース３８の磁束とを異ならせることができる。その結果、アクチュエータ１は、ロータコア４１、ロータコア５１にそれぞれ所望のトルクを生じさせることができる。
【０１３８】
また、バックヨーク３７を径方向に分割し、径方向外側のティース３６と径方向内側のティース３８とを径方向に分割する分割コアとしてもよい。この構造により、ロータコア４１、ロータコア５１からの磁束の回り込みを抑制することができる。
【０１３９】
ロータコア４１は、内周部に突出する歯部４１ａを備えている。ロータコア５１は、径方向外側の外周部に突出する歯部５１ａを備えている。ロータコア４１及びロータコア５１は、ＶＲ（Variable  Reluctance）型の回転子とよばれる。ロータコア５１は、回転の位置に応じて、リラクタンス（磁気抵抗）が変化することを利用して、励磁コイル３２Ｂがステータコア３１のティース３８に励磁した回転磁界に同期して磁気抵抗が最小となるように回転する。また、ロータコア４１は、回転の位置に応じて、リラクタンス（磁気抵抗）が変化することを利用して、励磁コイル３２Ａがステータコア３１のティース３６に励磁した回転磁界に同期して磁気抵抗が最小となるように回転する。
【０１４０】
図４は、図２に示す実施形態１のアクチュエータの変形例の構成を回転中心に直交する仮想平面で切って第１ロータ、第２ロータ及びステータを模式的に示す断面図である。ロータコア４１は、マグネットが第２ロータ４０の内周表面に沿って貼り付けられ、複数設けられている。ロータコア５１は、マグネットが第１ロータ５０の径方向外側の外周表面に沿って貼り付けられ、複数設けられている。マグネットは、永久磁石であり、Ｓ極及びＮ極がロータコア４１、５１の円周方向に交互に等間隔で配置される。このようなロータコア４１及びロータコア５１は、ＰＭ（Permanent  Magnet）型の回転子とよばれる。ロータコア５１は、励磁コイル３２Ｂがステータコア３１のティース３８に励磁した回転磁界に応じて回転する。また、ロータコア４１は、励磁コイル３２Ａがステータコア３１のティース３６に励磁した回転磁界に応じて回転する。
【０１４１】
そして、アクチュエータ装置１００の制御装置９０は、ＣＰＵ(Central  Processing  Unit)９１から３相アンプ（ＡＭＰ：Amplifier）９２に駆動信号を出力し、ＡＭＰ９２からアクチュエータ１に駆動電流Ｍｉが供給される。アクチュエータ１は、駆動電流Ｍｉに応じて、上述した図３または図４に示す励磁コイル３２Ａ、３２Ｂを独立駆動させる。その結果、制御装置９０は、第１ロータ５０の駆動または停止を第２ロータ４０の駆動または停止と独立して制御することができる。同様に、制御装置９０は、第２ロータ４０の駆動または停止を第１ロータ５０の駆動または停止と独立して制御することができる。そして、制御装置９０は、第２ロータ４０の回転数及び回転方向と、第１ロータ５０の回転数及び回転方向とを、互いに独立して制御することができる。
【０１４２】
また、アクチュエータ１は、角度検出器７１、７４を備えることが好ましい。角度検出器７１、７４は、例えば、レゾルバである。角度検出器７１は、第２ロータ４０の回転位置を高精度に検出することができる。角度検出器７４は、第１ロータ５０の回転位置を高精度に検出することができる。以下、角度検出器７１、７４がレゾルバである場合について説明するが、角度検出器は他のセンサ、エンコーダであってもよく、検出器の種類に限定されない。
【０１４３】
角度検出器７１、７４は、静止状態に維持されるレゾルバステータ７２、７５と、レゾルバステータ７２、７５と所定のギャップを隔てて対向配置され、レゾルバステータ７２、７５に対して回転可能なレゾルバロータ７３、７６を備えている。レゾルバステータ７２、７５は、ハウジングベース２１に配設されている。また、レゾルバロータ７３は、第２ロータ４０の支持部材４５に配設されている。レゾルバロータ７６は、第１ロータ５０の第１ロータブラケット５３に配設されている。
【０１４４】
そして、ステータ３０の励磁コイル３２が励磁され、第１ロータ５０及び第２ロータ４０が回転駆動すると、レゾルバロータ７３、７６が同時に回転駆動する。
【０１４５】
レゾルバステータ７２、７５は、複数のステータ磁極が円周方向に等間隔に形成された環状の積層鉄心を有し、各ステータ磁極にレゾルバコイルが巻回されている。各レゾルバコイルには、検出信号（レゾルバ信号）Ｓｒが出力される配線が接続されている。
【０１４６】
レゾルバロータ７３、７６は、中空環状の積層鉄心により構成されている。角度検出器７１、７４の配設位置は、第１ロータ５０及び第２ロータ４０の回転を検出することが可能であれば特に限定されず、ハウジング２０の形状に応じて任意の位置へ配設することができる。
【０１４７】
角度検出器７１、７４は、レゾルバロータ７３、７６と、レゾルバステータ７２、７５との間のリラクタンスが連続的に変化する。角度検出器７１、７４は、リラクタンスの変化を検出し、ＲＤＣ９３によって上述した検出信号Ｓｒをデジタル信号に変換する。アクチュエータ１を制御する制御装置９０のＣＰＵ９１は、ＲＤＣ９３の電気信号に基づいて、単位時間当たりのレゾルバロータ７３、７６と連動する回転体１０及びボールネジ軸１５の位置や回転角度を演算処理することができる。その結果、アクチュエータ１を制御する制御装置９０は、回転体１０の回転状態(例えば、回転速度、回転方向あるいは回転角度など)及びボールネジ軸１５の直動方向の移動位置を計測することが可能となる。
【０１４８】
上述した角度検出器７１、７４は、第１ロータ５０または第２ロータ４０の１回転につき、リラクタンス変化の基本波成分が１周期となる単極レゾルバ信号を出力する、いわゆる単極レゾルバと、第１ロータ５０または第２ロータ４０の１回転につき、リラクタンス変化の基本波成分が多周期となる多極レゾルバ信号を出力する、いわゆる多極レゾルバとを組み合わせることが好ましい。
【０１４９】
このように、アクチュエータ１は、第１ロータ５０または第２ロータ４０の１回転につき、リラクタンス変化の基本波成分の周期が異なる角度検出器を備えることにより、第１ロータ５０または第２ロータ４０の絶対位置を把握することができ、また、第１ロータ５０または第２ロータ４０の回転状態(例えば、回転速度、回転方向あるいは回転角度など)を計測する精度を高めることができる。また、アクチュエータ１は、一相通電による極検知動作、または原点復帰動作を行う必要がなく、位置決めを行うことができる。
【０１５０】
なお、上述した励磁コイル３２Ａは、複数の巻線回路を含み、それぞれの巻線回路を駆動するタイミングをパルス駆動により変えるようにしてもよい。また、上述した励磁コイル３２Ｂは、複数の巻線回路を含み、それぞれの巻線回路を駆動するタイミングをパルス駆動により変えるようにしてもよい。これにより、ロータコア４１及びロータコア５１は、励磁コイル３２Ａ、３２Ｂがパルス駆動され、このパルス駆動に同期して独立して回転する、いわゆるステッピングモータが内側と外側とに配列された状態となる。そして、上述した制御装置９０は、駆動電流Ｍｉのパルスを制御することにより、第１ロータ５０の駆動または停止を第２ロータ４０の駆動または停止と独立して制御することができる。その結果、アクチュエータ１は、角度検出器７１、７４を備えなくても、第１ロータ５０及び第２ロータ４０の位置決めをすることができる。そして、アクチュエータ１は、部品点数の削減により省スペースをはかり、コストを低減することができる。また、アクチュエータ１は、部品点数の削減により信頼性を向上させることができる。
【０１５１】
次に、図１、図２及び図５を用いてアクチュエータ装置１００およびアクチュエータ１について説明する。図５は、実施形態１に係るアクチュエータの動作を説明する説明図である。アクチュエータ装置１００の制御装置９０は、ステータ３０の励磁コイル３２に例えば交流を印加し、励磁コイル３２に印加する電圧を所定の周期で切り換えることで、ステータ３０に対して第１ロータ５０及び第２ロータ４０が回転する駆動力を発生させる。
【０１５２】
アクチュエータ１の第１ロータ５０が回転すると第１ロータブラケット５３に固定されているナット５２も回転する。アクチュエータ１は、ボールネジ軸１５のネジ溝とナット５２のネジ溝とが螺合している。このため、ナット５２が回転すると、ボールネジ軸１５のネジ溝がナット５２のネジ溝に沿って直動方向に移動する。これにより、ボールネジ軸１５は、ナット５２が回転することで、ナット５２に対して相対的に直動方向に移動する。アクチュエータ装置１００は、本実施形態において、図５に示すように、ナット５２の回転に応じてボールネジ軸１５を紙面手前の面において下から上に移動することができる。アクチュエータ装置１００は、図５に示す動作とは逆に、ナット５２の逆回転に応じてボールネジ軸１５を紙面手前の面において上から下に移動することができる。
【０１５３】
アクチュエータ１の第１ロータ５０が回転する回転動作とは独立して、第２ロータ４０も回転する。第２ロータ４０が回転すると、ロータコア４１の回転に連動して、第２ロータブラケット４２と支持部材４５とが回転する。また、スライダ４３は、第２ロータ４０の第２ロータブラケット４２と共に回転することで回転体１０が回転する。回転体１０は、第３軸受６１によりフランジ部１４に回転自在に支持されている。図５に示すように、フランジ部１４は、ボールネジ軸１５の移動に応じて、紙面手前の面において下から上に移動する。そして、回転体１０は、回転中心Ｚｒを中心にフランジ部１４の回りを回転する。
【０１５４】
第２軸受６２の摩擦トルクは、第３軸受６１の摩擦トルクよりも小さいことが好ましい。この構成により、アクチュエータ１は、第１ロータ５０が回転する場合、第２ロータ４０の連れ回りを抑制することができる。
【０１５５】
第１軸受６３Ａ、６３Ｂの摩擦トルクは、第２軸受６２の摩擦トルクよりも大きいことが好ましい。この構成により、回転体１０は、回転中心Ｚｒを中心にフランジ部１４の回りを回転しても、ナット５２を連れ回してボールネジ軸１５に意図しない直動運動を与える可能性を抑制することができる。
【０１５６】
軸受の摩擦トルクを大きくするには、転動体の大きさを大きくする方法、クロスローラのような摩擦の大きな軸受を使用する方法、または軸受に予圧を与える方法がある。
【０１５７】
アクチュエータ装置１００およびアクチュエータ１は、アクチュエータ１の第１ロータ５０の回転運動をボールネジ軸１５の直動運動に変換することができる。アクチュエータ装置１００およびアクチュエータ１は、ボールネジ軸１５を直動運動させると共に、回転体１０を回転させることができる。これにより、アクチュエータ装置１００およびアクチュエータ１は、図１に示すワーク９７を、直動運動させると共に回転運動させることができる。
【０１５８】
また、アクチュエータ装置１００およびアクチュエータ１は、ネジ溝のピッチ（リード）を調整することにより、回転運動を直動運動に変換する際の変換率、第１ロータ５０の一回転でボールネジ軸１５が直動方向に動く距離を種々の値とすることができる。これにより、種々の性能のアクチュエータを簡単な設計変更で作成することができる。
【０１５９】
以上説明したように、実施形態１に係るアクチュエータ１は、ステータ３０と、ハウジング２０と、第１ロータ５０と、ボールネジ軸１５と、ナット５２と、第２ロータ４０とを含む。ステータ３０は、励磁コイル３２及びステータコア３１を備える。ハウジング２０は、ステータ３０を固定する。第１ロータ５０は、ステータ３０の径方向内側に配置され、ステータ３０に対して相対回転する。ボールネジ軸１５は、第１ロータ５０の回転中心Ｚｒに配置される棒状の部材であり、表面の少なくとも一部にネジ溝が形成される。ナット５２は、ボールネジ軸１５のネジ溝と螺合する。また、ナット５２は、第１ロータ５０とともに回転して、第１ロータ５０の回転中心Ｚｒと平行な方向である直動方向（Ｚ方向）にボールネジ軸１５を移動させる。そして第２ロータ４０は、ステータ３０の径方向外側に配置され、ステータ３０に対して相対回転する。
【０１６０】
この構造により、アクチュエータ１は、第１ロータ５０の回転運動を直動運動に変換すると共に、この直動運動と第２ロータ４０の回転運動を伝達することができる。また、アクチュエータ１は、第１ロータ５０の回転運動を直動運動に変換すると共に、この直動運動を単独で伝達することができる。アクチュエータ１は、第１ロータ５０の回転運動を停止して、第２ロータ４０の回転運動を単独で伝達することができる。このように、アクチュエータ１は、第１ロータ５０による直動運動と、第２ロータ４０の回転運動とを独立して伝達することができる。アクチュエータ１は、第１ロータ５０による直動運動と、第２ロータ４０の回転運動とを個々に、または同時に伝達することで、ワーク９７または積載台９６の負荷体に複雑な動作を加えることができる。これにより、例えば、回転用の電動モータと、直動用の電動モータの２つを用意する必要がなく、これら２つの電動モータを連結する部品も不要であり、アクチュエータ自体を小型とすることができる。その結果、アクチュエータ装置１００及びアクチュエータ１は、部品点数が少なくなることで信頼性が向上すると共に、省スペース化にも貢献し、さらにコストを下げることができる。
【０１６１】
（実施形態２）
図６は、回転中心を含む仮想平面で実施形態２のアクチュエータの構成を切って模式的に示す断面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【０１６２】
実施形態２に係るアクチュエータ１ａは、第１軸受６３と第２軸受６２とに回転中心Ｚｒに平行な方向（直動方向）と平行な方向の予圧を加える予圧機構をさらに含む。予圧機構は、磁性体６４と、磁石６５とを含む。磁性体６４は、例えば電磁軟鉄である。なお、磁性体６４を磁石としてもよい。予圧機構は、磁石６５のハウジングベース２１の外周端に沿って配置され、磁性体６４が磁石６５の直動方向に対向するように、支持部材４５に取り付けられている。
【０１６３】
予圧機構は、磁石６５に磁性体６４が引き寄せられることにより、第１軸受６３と第２軸受６２とに直動方向と平行な方向の予圧を加える。これにより、ボールネジ軸１５の直動方向の移動があっても安定して第１ロータ５０及び第２ロータ４０を支持することができる。また、単品では予圧構造をとりえない、第１軸受６３及び第２軸受６２に単純な単列軸受を使用することができる。
【０１６４】
本実施形態の第１軸受６３は、第１ロータブラケット５３に取り付けられた固定フランジ５５により固定されている。なお、本実施形態の第３軸受６１は、背面組み合わせの第３軸受６１Ａ、６１Ｂにより構成されている。
【０１６５】
（実施形態３）
図７は、回転中心を含む仮想平面で実施形態３のアクチュエータの構成を切って模式的に示す断面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【０１６６】
実施形態３に係るアクチュエータ１ｂは、第１軸受６３が第１ロータブラケット５３に取り付けられた固定フランジ５５Ａにより固定されている。なお、固定フランジ５５Ａは、角度検出器７４Ａを支持する。角度検出器７４Ａは、上述した角度検出器７４のレゾルバステータ７５及びレゾルバロータ７６と同じ、レゾルバステータ７５Ａ及びレゾルバロータ７６Ａを備えるが取り付け位置が異なる。第１軸受６３は、第１ロータブラケット５３に対して角度検出器７４Ａよりも遠くなるように固定フランジ５５Ａに取り付けられる。これにより、ナット５２が回転するモーメント剛性が向上する。また、第１軸受６３は、ハウジング２０の外部からメンテナンスしやすい位置に配置される。
【０１６７】
（実施形態４）
図８は、回転中心を含む仮想平面で実施形態４のアクチュエータの構成を切って模式的に示す断面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【０１６８】
実施形態４に係るアクチュエータ１ｃは、回転体１０が、第２ロータブラケット４２Ａ自体となっている。第２ロータブラケット４２Ａは、ロータコア４１の回転中心Ｚｒに平行な方向の端部に固定され、第３軸受６１を介してフランジ部１４の回りを回転自在となっている。
【０１６９】
アクチュエータ１ｃの第１ロータ５０が回転すると第１ロータブラケット５３に固定されているナット５２も回転する。アクチュエータ１ｃは、ボールネジ軸１５のネジ溝とナット５２のネジ溝とが螺合している。このため、ナット５２が回転すると、ボールネジ軸１５のネジ溝がナット５２のネジ溝に沿って直動方向に移動する。これにより、ボールネジ軸１５は、ナット５２が回転することで、ナット５２に対して相対的に直動方向に移動する。
【０１７０】
アクチュエータ１ｃの第１ロータ５０が回転する回転動作とは独立して、第２ロータ４０も回転する。第２ロータ４０が回転すると、ロータコア４１の回転に連動して、第２ロータブラケット４２Ａと支持部材４５とが回転する。回転体１０である第２ロータブラケット４２Ａもボールネジ軸１５の直動方向の移動に合わせて移動する。このため、実施形態４に係るアクチュエータ１ｃは、直動方向のストロークを考慮し、ロータコア４１の直動方向の長さＬｒがステータコア３１の直動方向の長さＬｓよりも長くしてある。これにより、ロータコア４１が直動方向に移動しても、回転を続けることができる。
【０１７１】
実施形態４に係るアクチュエータ１ｃは、第３軸受６１と、第１軸受６３により、第１ロータ５０と、第２ロータ４０の回転を支持することができる。これにより、実施形態４に係るアクチュエータ１ｃは、実施形態１に係るアクチュエータ１と比較して軸受を減らすことで、部品点数を低減することができ製造コストを抑制することができる。このため、実施形態４に係るアクチュエータ１ｃは、実施形態１に係るアクチュエータ１と比較して信頼性を向上させることができる。なお、直動方向のストロークを考慮し、レゾルバロータ７３の直動方向の長さを長くしておくことがより好ましい。
【０１７２】
（実施形態５）
図９は、回転中心を含む仮想平面で実施形態５のアクチュエータの構成を切って模式的に示す断面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【０１７３】
実施形態５に係るアクチュエータ１ｄは、回転体１０と、第２ロータ４０との間の隙間を覆うベローズ８５を第２ロータ４０の径方向外側の外周に沿って取り付けている。第２ロータ４０の第２ロータブラケット４２Ｂは、内周側にロータコア４１を備えるようにしており、第２ロータブラケット４２Ｂがロータコア４１の周囲を覆う構造となっている。例えば、図４に示すように、ロータコア４１は、マグネットが第２ロータ４０の内周表面に沿って貼り付けられ、複数設けられている。
【０１７４】
図４に示す径方向外側のティース３６と径方向内側のティース３８とには、図９に示す励磁コイル３２Ａ、３２Ｂが巻回されている。例えば、励磁コイル３２Ｂは、図４に示す径方向外側のティース３６に、磁束を発生させる。また、励磁コイル３２Ａは、径方向内側のティース３８に、磁束を発生させる。この構造により、励磁コイル３２により生じる径方向外側のティース３６の磁束と、径方向内側のティース３８の磁束とを異ならせることができる。その結果、アクチュエータ１ｄは、ロータコア４１、ロータコア５１にそれぞれ所望のトルクを生じさせることができる。
【０１７５】
実施形態５に係るアクチュエータ１ｄは、アクチュエータ１ｄの第１ロータ５０が回転すると第１ロータブラケット５３に固定されているナット５２も回転する。アクチュエータ１ｄは、ボールネジ軸１５のネジ溝とナット５２のネジ溝とが螺合している。このため、ナット５２が回転すると、ボールネジ軸１５のネジ溝がナット５２のネジ溝に沿って直動方向に移動する。これにより、ボールネジ軸１５は、ナット５２が回転することで、ナット５２に対して相対的に直動方向に移動する。
【０１７６】
このため、回転体１０と、第２ロータ４０との間の隙間が拡大することがあるが、ベローズ８５は、伸縮できるので、回転体１０と、第２ロータ４０との間の隙間を覆い続けることができる。このように、ベローズ８５は、ボールネジ軸１５が直動方向に移動する距離に応じて伸縮できる。その結果、実施形態５に係るアクチュエータ１ｄは、異物の混入を防止することができるため信頼性を向上することができる。また、例えば、実施形態５に係るアクチュエータ１ｄは、防水が求められる環境でも動作することができる。
【０１７７】
ベローズ８５は、剛性が高い素材または厚みのある素材で構成すれば、回転体１０の回転方向の移動を規制することができる。これにより、アクチュエータ１ｄはスライダ４３及びリニアブッシュ４４の組み合わせの直動案内機構を省略することができる。つまり、スライダ４３及びリニアブッシュ４４の組み合わせの直動案内機構を省略した場合、剛性の高いベローズ８５がプレート１１の回転方向の位置を維持することができる。そして、剛性の高いベローズ８５は、回転体１０の上述した直動方向の移動を案内する直動案内機構として、第２ロータ４０と共に回転する。このため、アクチュエータ１ｄの内部の空間を有効に活用し、省スペース化をはかることができる。その結果、実施形態５に係るアクチュエータ１ｄは、部品点数の削減と信頼性の向上をはかることができる。
【０１７８】
アクチュエータ１ｄの第１ロータ５０が回転する回転動作とは独立して、第２ロータ４０も回転する。第２ロータ４０が回転すると、ロータコア４１の回転に連動して、第２ロータブラケット４２Ｂと支持部材４５とが回転する。このため、実施形態５に係るアクチュエータ１ｄは、支持部材４５とハウジング２０のハウジングベース２１との間の隙間を摺動可能なオイルシール８４を備えていることがより好ましい。
【０１７９】
また、回転体１０のプレート１１にＯリング８１を介して封止した蓋１１Ａを設けるようにしてもよい。また第２ロータブラケット４２Ｂと支持部材４５との間もＯリング８３を介して固定することが好ましい。また、ハウジング２０は、上述した支持部９５と、ハウジングベース２１の下側面とは、Ｏリング８２を介して、封止されることがより好ましい。実施形態５に係るアクチュエータ１ｄは、部材間の境界に、Ｏリング８１、８２、８３を配置して、より防水性能を高めることができる。
【０１８０】
（実施形態６）
図１０は、回転中心を含む仮想平面で実施形態６のアクチュエータの構成を切って模式的に示す断面図である。図１１は、実施形態６に係るアクチュエータの動作を説明する説明図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【０１８１】
実施形態６に係るアクチュエータ１ｅは、ボールネジ軸１５と連動して直動方向に移動する回転体１０がない。
【０１８２】
アクチュエータ１ｅの第１ロータ５０が回転すると第１ロータブラケット５３に固定されているナット５２も回転する。アクチュエータ１ｅは、ボールネジ軸１５のネジ溝とナット５２のネジ溝とが螺合している。このため、ナット５２が回転すると、ボールネジ軸１５のネジ溝がナット５２のネジ溝に沿って直動方向に移動する。これにより、ボールネジ軸１５は、ナット５２が回転することで、ナット５２に対して相対的に直動方向に移動する。
【０１８３】
そして、実施形態６に係るアクチュエータ１ｅは、ハウジング２０に対して第１ロータ５０の回転中心Ｚｒと平行な方向である直動方向に、ボールネジ軸１５を相対的に移動させる。このため、ボールネジ軸１５に固定されたストッパ部１６Ａを上述した支持部９５に固定する場合、ハウジング２０がボールネジ軸１５に対して、直動方向に移動することができる。
【０１８４】
アクチュエータ１ｅの第１ロータ５０が回転する回転動作とは独立して、第２ロータ４０も回転する。第２ロータ４０が回転すると、ロータコア４１の回転に連動して、第２ロータブラケット４２と支持部材４５とが回転する。第２ロータブラケット４２が、ボールネジ軸１５の直動方向の移動に合わせたハウジング２０に伴って移動する。アクチュエータ装置１００は、本実施形態おいて、図１１に示すように、ナット５２の回転に応じてハウジング２０自体を紙面手前の面において下から上に移動することができる。アクチュエータ装置１００は、図１１に示す動作とは逆に、ナット５２の逆回転に応じてハウジング２０を紙面手前の面において上から下に移動することができる。つまり、実施形態６に係るアクチュエータ１ｅは、回転運動を直動運動に変換すると共に、ハウジング２０が移動する直動運動を伝達することができる。
【０１８５】
（実施形態７）
図１２は、回転中心を含む仮想平面で実施形態７のアクチュエータの構成を切って模式的に示す断面図である。図１３は、回転中心と平行な方向から実施形態７のアクチュエータの回転体をみた平面図である。図１４は、実施形態７に係るアクチュエータの動作を説明する説明図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【０１８６】
実施形態７に係るアクチュエータ１ｆは、回転体１１Ｂと、フランジ部１４に固定された直動部材１４Ａと、を含む。回転体１１Ｂは、第２ロータブラケット４２に固定されている。このため、第２ロータ４０が回転する場合、回転体１１Ｂは、回転中心Ｚｒを中心に回転運動する。
【０１８７】
図１２及び図１３に示すように、直動部材１４Ａは、回転中心Ｚｒと平行な方向に延在する棒状の部材である。回転体１１Ｂには、回転中心Ｚｒに平行な方向（直動方向）からみて、直動部材１４Ａと重なり合う位置に、リニアブッシュ４４Ａを備えている。図１３に示すように、実施形態７に係るアクチュエータ１ｆは、例えば、直動部材１４Ａ及びリニアブッシュ４４Ａの組み合わせの直動案内機構を回転体１１Ｂの周方向に４つ配列している。直動部材１４Ａは、回転中心Ｚｒと異なる位置、つまり回転中心Ｚｒの径方向外側に配置されている。このため、回転体１１Ｂが回転する場合、連動して直動部材１４Ａも回転する。
【０１８８】
実施形態７に係るアクチュエータ１ｆは、実施形態１に係るアクチュエータ１と比較して、第３軸受６１に相当する軸受装置を省略している。このため、例えば、第２ロータ４０の回転運動は、回転体１１Ｂ、直動部材１４Ａ及びリニアブッシュ４４Ａの組み合わせの直動案内機構、ボールネジ軸１５及びナット５２を介して、第１ロータ５０に伝達されてしまう。つまり、回転体１１Ｂの回転と、直動部材１４Ａの直動方向の移動距離とが一定の比率で連動する。このため、実施形態７に係るアクチュエータ１ｆは、第２ロータ４０と、第１ロータ５０とが駆動する組み合わせにより、４つの回転運動と直動運動の組み合わせによる動作モードで回転体１１Ｂ及び直動部材１４Ａを制御できる。
【０１８９】
＜第１の動作モード＞
第１の動作モードは、直動部材１４Ａが回転中心Ｚｒに平行な方向（直動方向）に移動するが、回転体１１Ｂは回転運動を行わない。この場合、実施形態７に係るアクチュエータ１ｆは、第２ロータ４０を停止し、第１ロータ５０を回転させる。第１ロータ５０の回転によって、ナット５２が回転する。ボールネジ軸１５は、ナット５２が回転することで、ナット５２に対して相対的に直動方向に移動する。そして、実施形態７に係るアクチュエータ１ｆは、ボールネジ軸１５の移動に伴ってフランジ部１４が直動方向に移動する。そして、回転体１１Ｂが第２ロータブラケット４２に固定されているので、フランジ部１４の移動に応じて、直動部材１４Ａが回転体１１Ｂを貫通して突出する長さを変える。そして、アクチュエータ１ｆは、第１ロータ５０による直動運動を独立して、図１に示すワーク９７または積載台９６の負荷体に伝達することができる。このように、アクチュエータ１ｆは、第２ロータ４０の駆動を停止し、第１ロータ５０による直動部材１４Ａの直動運動を独立してワーク９７または積載台９６の負荷体に伝達することができる。
【０１９０】
＜第２の動作モード＞
第２の動作モードは、直動部材１４Ａが回転中心Ｚｒに平行な方向（直動方向）に移動せず停止した状態とし、回転体１１Ｂが回転運動を行う。回転体１１Ｂが回転する場合、連動して直動部材１４Ａも回転する。回転体１１Ｂの回転に応じて、ボールネジ軸１５が連れ回る。この場合、実施形態７に係るアクチュエータ１ｆは、第２ロータ４０と第１ロータ５０とをそれぞれ逆向きの同回転数の回転になるように駆動する。これにより、実施形態７に係るアクチュエータ１ｆは、ボールネジ軸１５がナット５２に対して、回転中心Ｚｒに平行な方向（直動方向）の相対的な位置を変えない。このため、直動部材１４Ａは、回転体１１Ｂとともに回転しながら、回転中心Ｚｒに平行な方向（直動方向）に、直動部材１４Ａが停止したようにすることができる。そして、第２ロータ４０の回転がボールネジ軸１５を連れ回しても、ボールネジ軸１５が直動方向の任意の位置で停止することができる。
【０１９１】
＜第３の動作モード＞
第３の動作モードは、回転体１１Ｂが回転運動すると共に、回転体１１Ｂの回転と一定の比率で連動する移動距離で、直動部材１４Ａが回転中心Ｚｒに平行な方向である、Ｚ方向（直動方向）に移動する。この場合、実施形態７に係るアクチュエータ１ｆは、第１ロータ５０の駆動を停止し、第２ロータ４０を回転する。第２ロータ４０の回転により回転体１１Ｂが回転する場合、連動して直動部材１４Ａも回転する。そして、回転体１１Ｂの回転に応じて、ボールネジ軸１５が連れ回る。
【０１９２】
アクチュエータ１ｆは、ボールネジ軸１５のネジ溝とナット５２のネジ溝とが螺合している。このため、ボールネジ軸１５が回転すると、ボールネジ軸１５のネジ溝がナット５２のネジ溝に沿って一定の比率で直動方向に移動する。第３の動作モードでは、ボールネジ軸１５がナット５２に対して回転するため、ナット５２に対してボールネジ軸１５が直動方向に移動する。そして、回転している回転体１１Ｂが第２ロータブラケット４２に固定されているので、ボールネジ軸１５と連動するフランジ部１４の移動に応じて、直動部材１４Ａが回転体１１Ｂを貫通して突出する長さを変える。
【０１９３】
＜第４の動作モード＞
第４の動作モードは、回転体１１Ｂが回転運動すると共に、回転体１１Ｂの回転とは連動しない比率の移動距離で、直動部材１４Ａが回転中心Ｚｒに平行な方向（直動方向）に移動する。この場合、実施形態７に係るアクチュエータ１ｆは、第２ロータ４０と第１ロータ５０とを回転させるが、それぞれの回転数が異なるように駆動する。
【０１９４】
実施形態７に係るアクチュエータ１ｆは、第２ロータ４０と第１ロータ５０を回転数が異なるように駆動し、第２ロータ４０と第１ロータ５０との回転数差によって生じるボールネジ軸１５とナット５２との回転差分をボールネジ軸１５の直動方向への直動運動とすることができる。そして、回転している回転体１１Ｂが第２ロータブラケット４２に固定されているので、ボールネジ軸１５と連動するフランジ部１４の移動に応じて、直動部材１４Ａが回転体１１Ｂを貫通して突出する長さを変える。第２ロータ４０の回転がボールネジ軸１５を連れ回しても、ボールネジ軸１５が直動方向の任意の速度で移動し、上下することができる。
【０１９５】
アクチュエータ装置１００は、上述した第１の動作モード、第２の動作モード、第３の動作モード及び第４の動作モードのいずれか１つを順に切り換えることで、回転体１１Ｂの回転運動と、直動部材１４Ａの直動運動をワーク９７または積載台９６の負荷体に伝達することができる。例えば、アクチュエータ装置１００は、図１４に示すように、上述した第１の動作モード、第３の動作モード及び第４の動作モードにおいて、直動部材１４Ａを紙面手前の面において下から上に移動することができる。アクチュエータ装置１００は、図１４に示す動作とは逆に上述した第１の動作モード、第３の動作モード及び第４の動作モードにおいて、直動部材１４Ａを紙面手前の面において上から下に移動することができる。
【０１９６】
なお、図１４に示すように、直動部材１４Ａの中心を示す軸線Ｐ１１は、回転中心Ｚｒと平行の方向に延びている。実施形態７に係るアクチュエータ１ｆは、直動部材１４Ａが直動案内軸となり、軸線Ｐ１１が回転中心Ｚｒの軸線に対して偏心量ｅ１１で偏心している。ボールネジ軸１５の軸線（回転中心Ｚｒ）と直動部材１４Ａの軸線Ｐ１１との偏心量ｅ１１は、ボールネジ軸１５の半径より大きい。また、直動部材１４Ａは、ボールネジ軸１５の軸線（回転中心Ｚｒ）に対して偏心しながら平行に延在する複数の直動案内軸である。ナット５２から回転力が伝達されたボールネジ軸１５は、回転中心Ｚｒ回りの回転が抑制されながら、直動部材１４Ａがリニアブッシュ４４Ａ内を通過または摺動することで回転中心Ｚｒと平行な方向であるＺ方向の直線運動を行う。
【０１９７】
アクチュエータ１ｆは、第２ロータ４０の回転がボールネジ軸１５を回転させる場合、第１ロータ５０の回転と第２ロータ４０の回転とを逆回転として直動方向のボールネジ軸１５の移動を抑制しつつ、第２ロータ４０の回転運動を回転体１１Ｂに伝達することができる。以上説明したように、アクチュエータ１ｆは、第２ロータ４０の回転がボールネジ軸１５を連れ回しても、ボールネジ軸１５が直動方向の任意の位置で停止または直動方向の任意の速度で上下移動することができる。
【０１９８】
（実施形態８）
図１５は、回転中心を含む仮想平面で実施形態８のアクチュエータの構成を切って模式的に示す断面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【０１９９】
実施形態８に係るアクチュエータ１ｇは、実施形態１に係るアクチュエータ１と比較して、ボールネジ軸１５が回転中心Ｚｒと平行に開けられた中空の孔部１３を備えている。実施形態８のアクチュエータ１ｇでは、孔部１３は、回転中心Ｚｒと同軸上のフランジ部１４及びストッパ部１６にも延びており、貫通孔となっている。これにより、実施形態８に係るアクチュエータ１ｇは、中空の孔部１３に、配線または配管を通すことができる。
【０２００】
フランジ部１４は、径方向外側の外周に、第２ロータ４０を回転自在に支持する第３軸受６１を備えている。回転体１０のプレート１１が上昇する場合、プレート１１と第２ロータブラケット４２との間隔が広がり、外部から到来する可能性のある異物から第３軸受６１を保護する方がよい場合もある。このため、実施形態８のアクチュエータ１ｇでは、第３軸受６１の回転体１０のプレート１１側に、回転中心Ｚｒに平行な方向（直動方向）からみて、第３軸受６１の少なくとも一部が重なり合う位置にカバー５３ａ、カバー４２ａを備えている。
【０２０１】
カバー５３ａは、第３軸受６１の内輪固定部材５３Ａから延びている。カバー５３ａは、回転中心Ｚｒを中心とした円環状の板部材であることが好ましい。また、カバー４２ａは、第２ロータブラケット４２の外輪固定部４２ｂから延びている。カバー４２ａは、回転中心Ｚｒを中心とした円環状の板部材であることが好ましい。実施形態８に係るアクチュエータ１ｇは、カバー５３ａとカバー４２ａとのどちらか１つあれば、外部から到来する可能性のある異物から第３軸受６１を保護することができる。また、回転中心Ｚｒに平行な方向（直動方向）からみて、カバー５３ａ及びカバー４２ａは、カバー５３ａとカバー４２ａとの少なくとも一部が重なり合うと共に、高さ位置（直動方向の位置）を異ならせ互い違いに配置したラビリンス構造となっていることがより好ましい。
【０２０２】
（実施形態９）
図１６は、回転中心を含む仮想平面で実施形態９のアクチュエータの構成を切って模式的に示す断面図である。図１７は、図１６に示すＡ−Ａ断面の一例を示す断面図である。図１８は、図１６に示すＡ−Ａ断面の他の例を示す断面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【０２０３】
実施形態９に係るアクチュエータ１ｈは、直動案内機構１９を備えている。図１７に示すように、ストッパ部１６の外周は、非円形断面形状、例えば矩形である。このストッパ部１６の外周を案内するため、直動案内機構１９は、ストッパ部１６の外周が接触しないような大きさで、かつストッパ部１６の外周の非円形断面形状に沿った所定のクリアランスをあけた貫通孔を備えている。直動案内機構１９は、上述したボールネジ軸１５が仮に、連れ回りを生じた場合でも、ストッパ部１６の外周と、直動案内機構１９とが接触して、ボールネジ軸１５の連れ回りを抑制することができる。
【０２０４】
図１８に示すように、他の直動案内機構１９は、いわゆるボールスプライン構造であってもよい。ストッパ部１６の外周と、直動案内機構１９との間は、ボール１６ａを介して点接触している。このためストッパ部１６は、直動方向の摩擦は小さいが、回転中心Ｚｒを中心として回転する回転方向は規制されている。この構造により実施形態９に係るアクチュエータ１ｈは、ボールネジ軸１５の連れ回りを抑制することができる。
【０２０５】
（実施形態１０）
図１９は、回転中心を含む仮想平面で実施形態１０のアクチュエータの構成を切って模式的に示す断面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【０２０６】
実施形態１０に係るアクチュエータ１ｉは、直動案内機構４６を備えている。図１９に示すように、直動案内機構４６は、アーム部４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７ｄと、回動部４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄ、４８ｅを備え、回転体１０のプレート１１が第２ロータブラケット４２Ｂに対して直動方向に移動する距離に応じて、伸縮するリンク機構である。このリンク機構は、ボールネジ軸１５が直動方向に移動する距離に応じて伸縮できる。
【０２０７】
回動部４８ａは、プレート１１の第２ロータブラケット４２Ｂ側に固定されており、アーム部４７ａの一端と連結している。回動部４８ｂは、アーム部４７ａの他端と連結すると共に、アーム部４７ｂの一端と連結している。回動部４８ｃは、アーム部４７ｂの他端と連結すると共に、アーム部４７ｃの一端と連結している。回動部４８ｄは、アーム部４７ｃの他端と連結すると共に、アーム部４７ｄの一端と連結している。回動部４８ｅは、第２ロータブラケット４２Ｂのプレート１１側に固定されており、アーム部４７ｄの他端と連結している。そして、回動部４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄ、４８ｅは、アーム部４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７ｄの端部を回転自在に支持する。
【０２０８】
アクチュエータ１ｉの第１ロータ５０が回転すると第１ロータブラケット５３に固定されているナット５２も回転する。アクチュエータ１ｉは、ボールネジ軸１５のネジ溝とナット５２のネジ溝とが螺合している。このため、ナット５２が回転すると、ボールネジ軸１５のネジ溝がナット５２のネジ溝に沿って直動方向に移動する。これにより、ボールネジ軸１５は、ナット５２が回転することで、ナット５２に対して相対的に直動方向に移動する。そして、プレート１１と共に回動部４８ａもボールネジ軸１５の直動方向の移動に合わせて移動する。その結果、回転体１０のプレート１１と第２ロータブラケット４２Ｂとの距離が変化する。
【０２０９】
直動案内機構４６は、回転体１０のプレート１１と第２ロータブラケット４２Ｂとの距離が変化した場合、回動部４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄ、４８ｅを支点としてアーム部４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７ｄの位置が変化して、伸縮する。
【０２１０】
また、アクチュエータ１ｉは、第１ロータ５０が回転する回転動作とは独立して、第２ロータ４０も回転する。第２ロータ４０が回転すると、ロータコア４１の回転に連動して、第２ロータブラケット４２Ｂと支持部材４５とが回転する。
【０２１１】
また、直動案内機構４６は、回動部４８ｅが第２ロータ４０の第２ロータブラケット４２Ｂと共に回転することで回転体１０が回転する。直動案内機構４６は、回転体１０が回転しながら直動方向に移動しても、第２ロータ４０の回転を回転体１０に伝達することができる。
【０２１２】
また、直動案内機構４６は、上述した実施形態において説明する、スライダ４３及びリニアブッシュ４４の組み合わせの直動案内機構を省略することができる。このため、アクチュエータ１ｉの内部空間を有効に活用し、省スペース化をはかることができる。なお、アクチュエータ１ｉは、リニアブッシュ１８及びスライダ１７の組み合わせの直動案内機構を直動案内機構４６に置き換えて構成してもよい。
【０２１３】
（実施形態１１）
図２０は、回転中心を含む仮想平面で実施形態１１のアクチュエータの構成を切って模式的に示す断面図である。図２１は、図２０に示すＢ−Ｂ断面の一例を示す断面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【０２１４】
実施形態１１に係るアクチュエータ１ｊは、直動案内機構１９を備えている。図２０及び図２１に示すように、ストッパ部１６Ａの中心を示す軸線Ｐ１０は、ボールネジ軸１５の軸線である回転中心Ｚｒと平行な方向に延びている。つまり、ボールネジ軸１５の軸方向（直動方向）の一方の端部にボールネジ軸１５の軸線である回転中心Ｚｒに対して偏心しながら平行に延在する直動案内軸である、ストッパ１６Ａを備えている。ストッパ部１６Ａの外周は、図２０に示すＢ−Ｂ断面の図２１に示すように、例えば円形である。このストッパ部１６Ａの外周を案内するため、直動案内機構１９は、ストッパ部１６Ａの外周が接触しないような大きさで、かつストッパ部１６Ａの外周に沿った所定のクリアランスをあけた貫通孔を備えている。
【０２１５】
ストッパ部１６Ａは直動案内軸となり、軸線Ｐ１０が回転中心Ｚｒの軸線に対して偏心量ｅ１０で偏心している。ナット５２から回転力が伝達されたボールネジ軸１５は、回転中心Ｚｒ回りの回転が抑制されながら、ストッパ部１６Ａが直動案内機構１９内を通過または摺動することで回転中心Ｚｒと平行な方向の直線運動を行う。直動案内機構１９は、上述したボールネジ軸１５が仮に、連れ回りを生じた場合でも、ストッパ部１６Ａの外周と、直動案内機構１９とが接触して、ボールネジ軸１５の連れ回りを抑制することができる。なお、直動案内機構１９は、リニアブッシュでもよい。
【０２１６】
（実施形態１２）
図２２は、回転中心を含む仮想平面で実施形態１２のアクチュエータの構成を切って模式的に示す断面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【０２１７】
実施形態１２に係るアクチュエータ１ｋは、実施形態７に係るアクチュエータ１ｆの構成に、実施形態１１に係るアクチュエータ１ｊのストッパ部１６Ａを備えている。このため、実施形態１２に係るアクチュエータ１ｋは、実施形態７に係るアクチュエータ１ｆと同様に、第２ロータ４０と、第１ロータ５０とが駆動する組み合わせにより、上述した第１の動作モード、第２の動作モード、第３の動作モード及び第４の動作モードである、４つの回転運動と直動運動の組み合わせによる動作モードで回転体１１Ｂ及び直動部材１４Ａを制御できる。
【０２１８】
直動部材１４Ａは、回転中心Ｚｒと平行な方向に延在する棒状の部材である。回転体１１Ｂには、回転中心Ｚｒに平行な方向（直動方向）からみて、直動部材１４Ａと重なり合う位置に、リニアブッシュ４４Ａを備えている。図１３に示すアクチュエータ１ｆと同様に、実施形態１２に係るアクチュエータ１ｋは、例えば、直動部材１４Ａ及びリニアブッシュ４４Ａの組み合わせの直動案内機構を回転体１１Ｂの周方向に４つ配列している。直動部材１４Ａは、回転中心Ｚｒと異なる位置、つまり回転中心Ｚｒの径方向外側に配置されている。このため、回転体１１Ｂが回転する場合、連動して直動部材１４Ａも回転する。
【０２１９】
直動部材１４Ａの中心を示す軸線Ｐ１１は、回転中心Ｚｒと平行の方向に延びている。実施形態１２に係るアクチュエータ１ｋは、直動部材１４Ａが直動案内軸となり、軸線Ｐ１１が回転中心Ｚｒの軸線に対して偏心量ｅ１１で偏心している。偏心量ｅ１１は、ボールネジ軸１５の半径より大きな値である。ナット５２から回転力が伝達されたボールネジ軸１５は、回転中心Ｚｒ回りの回転が抑制されながら、直動部材１４Ａがリニアブッシュ４４Ａ内を通過または摺動することで回転中心Ｚｒと平行な方向であるＺ方向の直線運動を行う。
【０２２０】
しかしながら、実施形態１２に係るアクチュエータ１ｋは、ストッパ部１６Ａが直動案内軸となり、Ｂ−Ｂ断面の図２１に示すように、軸線Ｐ１０が回転中心Ｚｒの軸線に対して偏心量ｅ１０で偏心している。つまり、アクチュエータ１ｋは、ボールネジ軸１５の軸方向（直動方向）のそれぞれの両端部にボールネジ軸１５の軸線である回転中心Ｚｒに対して偏心しながら平行に延在する複数の直動案内軸である、ストッパ１６Ａ及び直動部材１４Ａを備えている。ナット５２から回転力が伝達されたボールネジ軸１５は、回転中心Ｚｒ回りの回転が抑制されながら、ストッパ部１６Ａが直動案内機構１９内を通過または摺動することで回転中心Ｚｒと平行な方向の直線運動を行う。このため、ストッパ部１６Ａが直動案内軸となり、直動案内機構１９に挿入された場合には、実施形態１２に係るアクチュエータ１ｋは、直動部材１４Ａが回転中心Ｚｒに平行な方向（直動方向）に移動するが、回転体１１Ｂは回転運動を行わない第１の動作モードに動作が規制される。実施形態１２に係るアクチュエータ１ｋは、ストッパ部１６Ａの直動方向の長さを調整することで、上述した第１の動作モード、第２の動作モード、第３の動作モード及び第４の動作モードのうち、ストッパ部１６Ａが直動案内機構１９に挿入された場合には第１の動作モードに動作を規制することができる。
【０２２１】
（実施形態１３）
図２３は、図２に示すアクチュエータの構成を回転中心に直交する仮想平面で切って第１ロータ、第２ロータ及びステータを模式的に示す断面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【０２２２】
図２３に示すように、第１ロータ５０は、回転中心Ｚｒ側にボールネジ軸１５を包囲するように筒状に設けられる。また、ステータ３０は、回転中心Ｚｒ側に第１ロータ５０を包囲するように筒状に設けられる。また、第２ロータ４０は、回転中心Ｚｒ側にステータ３０を包囲するように筒状に設けられる。
【０２２３】
ステータ３０のステータコア（ステータ磁極）３１は、上述した回転中心Ｚｒを中心とした円周方向に外側ティース（磁極）３６、内側ティース（磁極）３８が等間隔で並んで、バックヨーク３７が一体に配置される。そして、ステータコア３１は、図２３に示すバックヨーク３７のボルト固定孔３５Ｈに挿入されたボルト等の固定部材により、図２に示すように支持部材３５に固定され、ステータコア３１がハウジングベース２１に固定される。なお、ボルト固定孔３５Ｈは、バックヨーク３７に設けられ、回転中心Ｚｒと平行な方向に貫通する貫通孔である。
【０２２４】
このように、ステータ３０は、環状のバックヨーク３７と、バックヨーク３７から径方向内側に向かって突出し、周方向に設けられた複数の内側ティース３８と、バックヨーク３７から径方向外側に向かって突出し、周方向に設けられた複数の外側ティース３６と、を含む。バックヨーク３７には、周方向に並んだ複数のスリット部３９Ａを備えている。
【０２２５】
バックヨーク３７は、スリット部３９Ａにより、スリット部３９Ａの径方向に対して内側の内側バックヨーク３７Ａと、スリット部３９Ａの径方向に対して外側の外側バックヨーク３７Ｂとに区画されている。また、スリット部３９Ａは、バックヨーク３７の径方向の内側と外側との間に設けられ、周方向に沿って延びる空隙である。この空隙は、バックヨーク３７に設けられ、回転中心Ｚｒと平行な方向に貫通する貫通孔である。
【０２２６】
隣り合うスリット部３９Ａの周方向の間には、連結部３９Ｂがあり、連結部３９Ｂは、内側バックヨーク３７Ａと外側バックヨーク３７Ｂとを連結し一体にしている。連結部３９Ｂは、周方向に隣り合うスリット部３９Ａの間に設けられている。実施形態１３において、連結部３９Ｂは、スリット部３９Ａとボルト固定孔３５Ｈとの間に設けられている。ステータ３０は、隣り合うスリット部３９Ａの周方向の間にステータ３０を固定するための貫通孔であるボルト固定孔３５Ｈを備えているので、ボルト固定孔３５Ｈを外側ティース３６と内側ティース３８とを固定するために共用することができる。このため、ステータ３０は、バックヨーク３７の径方向の厚みを抑制することができる。そして、ステータ３０を小型化できるため、アクチュエータ１を小型化することができる。なお、ボルト固定孔３５Ｈが隣り合うスリット部３９Ａの間にない場合、連結部３９Ｂは、隣り合うスリット部３９Ａの間の周方向の距離となる。
【０２２７】
スリット部３９Ａの空隙は、径方向の延長線上に並ぶ内側ティース３８及び外側ティース３６の間に位置している。そして、径方向の延長線上に並ぶ内側ティース３８及び外側ティース３６は、径方向にスリット部３９Ａの空隙を介した内側バックヨーク３７Ａと外側バックヨーク３７Ｂとにそれぞれ接続している。このため、スリット部３９Ａは、径方向の延長線上に並ぶ内側ティース３８及び外側ティース３６をスリット部３９Ａの空隙で分断している。この構造により、径方向の延長線上に並ぶ外側ティース３６と内側ティース３８とはスリット部３９Ａの空隙で磁気的に分断される。このため、外側ティース３６と内側ティース３８とが相互に影響を与える可能性が低減され、第１ロータ５０の回転精度及び第２ロータ４０の回転精度を高めることができる。
【０２２８】
そして、スリット部３９Ａは、径方向の延長線上に並ぶ内側ティース３８及び外側ティース３６に隣り合う内側ティース３８または外側ティース３６の基部に向かって周方向に延在している。この構造により、外側ティース３６と内側ティース３８とを別々に励磁しても周方向に延在している空隙で分断しているので、外側ティース３６と内側ティース３８とが相互に影響を与える可能性が低減され、第１ロータ５０の回転精度及び第２ロータ４０の回転精度を高めることができる。
【０２２９】
スリット部３９Ａの周方向の幅は、連結部３９Ｂの周方向の幅よりも長い。この構造により、外側ティース３６と内側ティース３８とを別々に励磁しても連結部３９Ｂの周方向の幅が狭いので、外側ティース３６と内側ティース３８とが相互に影響を与える可能性が低減され、第１ロータ５０の回転精度及び第２ロータ４０の回転精度を高めることができる。
【０２３０】
連結部３９Ｂの周方向の幅は、励磁コイル３２Ａまたは励磁コイル３２Ｂの励磁により発生する磁束が飽和する長さとなっていることがより好ましい。これにより、ステータ３０は、連結部３９Ｂが外側ティース３６と内側ティース３８とが生じさせる磁束が相互に干渉し合う可能性を抑制する。そして、この構造により、ロータコア４１、ロータコア５１からの磁束の回り込みを抑制することができる。
【０２３１】
図２３に示す径方向外側の外側ティース３６と径方向内側の内側ティース３８とには、励磁コイル３２Ａ、３２Ｂが巻回されている。例えば、励磁コイル３２Ｂは、径方向外側の外側ティース３６に、磁束を発生させる。また、励磁コイル３２Ａは、径方向内側の内側ティース３８に、磁束を発生させる。また、例えば、励磁コイル３２Ｂは、コイルを直接巻くコイル直巻方式で巻回されており、励磁コイル３２Ａは、予めボビンに巻かれたコイルを内側ティース３８に、挿入するボビン挿入方式で巻回されている。励磁コイル３２Ａ、励磁コイル３２Ｂが巻回されている方式は同じでもよく、励磁コイル３２Ｂがコイル直巻方式で巻回されており、励磁コイル３２Ａがボビン挿入方式で巻回されていてもよい。このように、励磁コイル３２Ａ、励磁コイル３２Ｂが巻回されている方式は問わない。
【０２３２】
実施形態１３において、励磁コイル３２Ｂが巻回された外側ティース３６のステータスロットの周方向の数は、１８スロット（１８個）である。そして、励磁コイル３２Ａが巻回された内側ティース３８のステータスロットの周方向の数は、１２スロット（１２個）である。ステータスロットの周方向の数は、上述した数に限るものではなく、適宜、適切な数が配置される。
【０２３３】
ロータコア４１は、内周部に突出する歯部４１ａを備えている。ロータコア５１は、径方向外側の外周部に突出する歯部５１ａを備えている。実施形態１３においては、ロータコア４１の内周部の周方向に６０個の歯部４１ａが備えられている。そして、ロータコア５１の外周部の周方向に８個の歯部５１ａが備えられている。歯部４１ａ及び歯部５１ａが周方向に備えられる数は、上述した数に限るものではなく、適宜、適切な数が配置される。なお、径方向外側のティース３６にも、径方向外側の外周部に突出する歯部３６ａを備えていてもよい。
【０２３４】
なお、図２に示すロータコア５１と第１ロータブラケット５３とは、図２３に示すボルト固定孔５１Ｈに挿入されたボルト等の固定部材により、固定されている。そして、図２に示すロータコア４１と第２ロータブラケット４２とは、図２３に示すボルト固定孔４１Ｈに挿入されたボルト等の固定部材により、固定されている。
【０２３５】
ロータコア４１及びロータコア５１は、ＶＲ（Variable  Reluctance）型の回転子とよばれる。ロータコア５１は、回転の位置に応じて、リラクタンス（磁気抵抗）が変化することを利用して、励磁コイル３２Ｂがステータコア３１の内側ティース３８に励磁した回転磁界に同期して磁気抵抗が最小となるように回転する。また、ロータコア４１は、回転の位置に応じて、リラクタンス（磁気抵抗）が変化することを利用して、励磁コイル３２Ａがステータコア３１の外側ティース３６に励磁した回転磁界に同期して磁気抵抗が最小となるように回転する。実施形態１３に係るアクチュエータ１は、例えば、励磁コイル３２Ａ、３２Ｂを励磁させてえられる回転磁界を３相として、駆動する３相バリアブルリラクタンスモータとする。そして、実施形態１３に係るアクチュエータ１は、励磁コイル３２Ａ、３２Ｂを励磁させてえられる回転磁界を２相としてもよく、または５相としてもよく、相数に限定されない。
【０２３６】
以上説明したように、ステータ３０は、環状のバックヨーク３７と、内側ティース３８と、外側ティース３６と、を含む。環状のバックヨーク３７は、周方向に並んだ複数の空隙のスリット部３９Ａと、スリット部３９Ａの径方向に対して内側の内側バックヨーク３７Ａと、スリット部３９Ａの径方向に対して外側の外側バックヨーク３７Ｂと、隣り合うスリット部３９Ａの周方向の間において内側バックヨーク３７Ａと外側バックヨーク３７Ｂとを連結する連結部３９Ｂと、を備える。内側ティース３８は、内側バックヨーク３７Ａから径方向内側に向かって突出し、周方向に複数設けられ、外側ティース３６は、外側バックヨーク３７Ｂから径方向外側に向かって突出し、周方向に複数設けられている。
【０２３７】
内側バックヨーク３７Ａと外側バックヨーク３７Ｂとの間に空隙を設けることにより、磁気抵抗が大きくなり、内側バックヨーク３７Ａと外側バックヨーク３７Ｂとの相互磁気干渉の影響が抑制される。その結果、外側ティース３６と内側ティース３８とに励磁される磁界の相互磁気干渉が生じる可能性が抑制される。このため、径方向内側に配置され相対回転する第１ロータ５０と、径方向外側に配置され相対回転する第２ロータ４０とを独立して駆動する場合、外側ティース３６と、内側ティース３８とを別々に励磁しても相互に影響を与える可能性は低減され、第１ロータ５０の回転精度及び第２ロータ４０の回転精度を高めることができる。
【０２３８】
上述した構成により、環状のバックヨーク３７、内側ティース３８及び外側ティース３６は、１つの金型で製造することができる。このためステータ３０は、金型コストを低減することができる。また、上記構成により、組み立てコストを抑制することができ、ステータ３０の低コスト化を進めることができる。また、１つの金型で製造することができるため、打ち抜き工数の削減も可能である。
【０２３９】
上述した構成により、スリット部３９Ａがバックヨーク３７を中空構造体とすることから、ステータ３０を軽量化することができる。また、スリット部３９Ａが励磁コイル３２Ａ、３２Ｂの結線部などの収容部として利用でき、結線部の出っ張りを押さえることができるので、アクチュエータ１を小型化することができる。
【０２４０】
そして、アクチュエータ装置１００の制御装置９０は、ＣＰＵ９１からＡＭＰ９２に駆動信号を出力し、ＡＭＰ９２からアクチュエータ１に駆動電流Ｍｉが供給される。アクチュエータ１は、駆動電流Ｍｉに応じて、上述した図２３に示す励磁コイル３２Ａ、３２Ｂを独立駆動させる。その結果、制御装置９０は、第１ロータ５０の駆動または停止を第２ロータ４０の駆動または停止と独立して制御することができる。同様に、制御装置９０は、第２ロータ４０の駆動または停止を第１ロータ５０の駆動または停止と独立して制御することができる。そして、制御装置９０は、第２ロータ４０の回転数及び回転方向と、第１ロータ５０の回転数及び回転方向とを、互いに独立して制御することができる。
【０２４１】
（実施形態１４）
図２４は、図２に示すアクチュエータにおいて、回転中心に直交する仮想平面で切って第１ロータ、第２ロータ及びステータを模式的に示す断面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【０２４２】
ロータコア４１ｃは、マグネット４１ｐが第２ロータ４０のロータコア４１ｃの内周表面に沿って貼り付けられ、複数設けられている。ロータコア５１は、マグネット５１ｐが第１ロータ５０のロータコア５１ｃの径方向外側の外周表面に沿って貼り付けられ、複数設けられている。マグネットは、永久磁石であり、Ｓ極及びＮ極がロータコア４１、５１の円周方向に交互に等間隔で配置される。本実施形態では、ロータコア４１は、いわゆる表面貼り付け磁石型のモータロータであるが、この実施形態に限られず、適宜変更できる。例えば、ロータコア４１は、マグネット４１ｐが第２ロータ４０のロータコア４１ｃの内部に埋め込まれ、複数設けられている埋め込み磁石型であってもよい。
【０２４３】
図２４に示す径方向外側の外側ティース３６と径方向内側の内側ティース３８とには、励磁コイル３２Ａ、３２Ｂが巻回されている。例えば、励磁コイル３２Ｂは、径方向外側の外側ティース３６に、磁束を発生させる。また、励磁コイル３２Ａは、径方向内側の内側ティース３８に、磁束を発生させる。
【０２４４】
実施形態１４において、励磁コイル３２Ｂが巻回された外側ティース３６のステータスロットの周方向の数は、１８スロット（１８個）である。そして、励磁コイル３２Ａが巻回された内側ティース３８のステータスロットの周方向の数は、１２スロット（１２個）である。ステータスロットの周方向の数は、上述した数に限るものではなく、適宜、適切な数が配置される。
【０２４５】
励磁コイル３２Ａは、３相励磁するため励磁コイル３２ＡＵ、励磁コイル３２ＡＶ、励磁コイル３２ＡＷを含む。本実施形態の励磁コイル３２ＡＵ、励磁コイル３２ＡＶ、励磁コイル３２ＡＷは、いわゆるＹ結線とされている。励磁コイル３２ＡＵ、励磁コイル３２ＡＶ、励磁コイル３２ＡＷは、デルタ結線とされてもよい。そして、励磁コイル３２ＡＵ、励磁コイル３２ＡＶ、励磁コイル３２ＡＷには、各々１２０度位相がずれた駆動信号がＡＭＰ９２から出力され、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルとして機能する。
【０２４６】
同様に、励磁コイル３２Ｂは、３相励磁するため励磁コイル３２ＢＵ、励磁コイル３２ＢＶ、励磁コイル３２ＢＷを含む。本実施形態の励磁コイル３２ＢＵ、励磁コイル３２ＢＶ、励磁コイル３２ＢＷは、いわゆるＹ結線とされている。励磁コイル３２ＢＵ、励磁コイル３２ＢＶ、励磁コイル３２ＢＷは、デルタ結線されてもよい。そして、励磁コイル３２ＢＵ、励磁コイル３２ＢＶ、励磁コイル３２ＢＷには、各々１２０度位相がずれた駆動信号がＡＭＰ９２から出力され、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルとして機能する。
【０２４７】
実施形態１４において、励磁コイル３２ＢＵが巻回された外側ティース３６は、ステータスロットの周方向に３スロット（３個）並んでいる。また、励磁コイル３２ＢＶが巻回された外側ティース３６は、ステータスロットの周方向に３スロット（３個）並んでいる。さらに、励磁コイル３２ＢＷが巻回された外側ティース３６は、ステータスロットの周方向に３スロット（３個）並んでいる。そして、各３スロット毎の励磁コイル３２ＢＵ、励磁コイル３２ＢＶ、励磁コイル３２ＢＷは、例えば周方向であってかつ時計方向に順次配置されている。
【０２４８】
励磁コイル３２ＡＵが巻回された内側ティース３８は、ステータスロットの周方向に２スロット（２個）並んでいる。また、励磁コイル３２ＡＶが巻回された内側ティース３８は、ステータスロットの周方向に２スロット（２個）並んでいる。さらに、励磁コイル３２ＡＷが巻回された内側ティース３８は、ステータスロットの周方向に２スロット（２個）並んでいる。そして、各２スロット毎の励磁コイル３２ＡＵ、励磁コイル３２ＡＶ、励磁コイル３２ＡＷは、例えば周方向であってかつ時計方向に順次配置されている。
【０２４９】
連結部３９Ｂは、周方向に配置されている３スロット毎の、励磁コイル３２ＢＵ、励磁コイル３２ＢＶ、励磁コイル３２ＢＷの間に、周方向に均等に設けられている。このため、連結部３９Ｂは、周方向に配置されている３スロット毎の、励磁コイル３２ＢＵ、励磁コイル３２ＢＶ、励磁コイル３２ＢＷに対して、周方向に同じ関係となるように均等に設けられている。連結部３９Ｂは、周方向に配置されている２スロット毎の、励磁コイル３２ＡＵ、励磁コイル３２ＡＶ、励磁コイル３２ＡＷに対して、周方向に同じ関係となるように均等に設けられている。以上の構造により、連結部３９Ｂは、内側ティース３８及び外側ティース３６が各々励磁されるＵ相、Ｖ相、Ｗ相のうち、ある特定相で磁気干渉することが抑制される。このため、ステータ３０は、第１ロータ５０の回転精度及び第２ロータ４０の回転精度を高めることができる。
【０２５０】
実施形態１４においては、ロータコア４１の内周部の周方向に２０個のマグネット４１ｐが備えられて、極数は２０である。そして、ロータコア５１の外周部の周方向に１０個のマグネット５１ｐが備えられて、極数は１０極である。マグネット４１ｐ及びマグネット５１ｐが周方向に備えられる極数は、上述した数に限るものではなく、適宜、適切な数が配置される。
【０２５１】
このようなロータコア４１及びロータコア５１は、ＰＭ（Permanent  Magnet）型の回転子とよばれる。ロータコア５１は、励磁コイル３２Ａがステータコア３１の内側ティース３８に励磁した回転磁界に応じて回転する。また、ロータコア４１は、励磁コイル３２Ｂがステータコア３１の外側ティース３６に励磁した回転磁界に応じて回転する。
【０２５２】
そして、アクチュエータ装置１００の制御装置９０は、ＣＰＵ９１からＡＭＰ９２に駆動信号を出力し、ＡＭＰ９２からアクチュエータ１に駆動電流Ｍｉが供給される。アクチュエータ１は、駆動電流Ｍｉに応じて、上述した図２４に示す励磁コイル３２Ａ、３２Ｂを独立駆動させる。その結果、制御装置９０は、第１ロータ５０の駆動または停止を第２ロータ４０の駆動または停止と独立して制御することができる。同様に、制御装置９０は、第２ロータ４０の駆動または停止を第１ロータ５０の駆動または停止と独立して制御することができる。そして、制御装置９０は、第２ロータ４０の回転数及び回転方向と、第１ロータ５０の回転数及び回転方向とを、互いに独立して制御することができる。
【０２５３】
なお、上述した励磁コイル３２Ａは、複数の巻線回路を含み、それぞれの巻線回路を駆動するタイミングをパルス駆動により変えるようにしてもよい。また、上述した励磁コイル３２Ｂは、複数の巻線回路を含み、それぞれの巻線回路を駆動するタイミングをパルス駆動により変えるようにしてもよい。これにより、ロータコア４１及びロータコア５１は、励磁コイル３２Ａ、３２Ｂがパルス駆動され、このパルス駆動に同期して独立して回転する、いわゆるステッピングモータが内側と外側とに配列された状態となる。そして、上述した制御装置９０は、駆動電流Ｍｉのパルスを制御することにより、第１ロータ５０の駆動または停止を第２ロータ４０の駆動または停止と独立して制御することができる。その結果、アクチュエータ１は、角度検出器７１、７４を備えなくても、第１ロータ５０及び第２ロータ４０の位置決めをすることができる。そして、アクチュエータ１は、部品点数の削減により省スペースをはかり、コストを低減することができる。また、アクチュエータ１は、部品点数の削減により信頼性を向上させることができる。
【０２５４】
また、実施形態１３または実施形態１４に記載のロータコア４１及びロータコア５１を組み合わせてもよい。例えば、ロータコア４１がＶＲ型の回転子であって、ロータコア５１がＰＭ型の回転子であってもよい。または、ロータコア５１がＶＲ型の回転子であって、ロータコア４１がＰＭ型の回転子であってもよい。これらの構造によってもロータコア５１は、励磁コイル３２Ａがステータコア３１の内側ティース３８に励磁した回転磁界に応じて回転する。また、ロータコア４１は、励磁コイル３２Ｂがステータコア３１の外側ティース３６に励磁した回転磁界に応じて回転する。
【０２５５】
（実施形態１５）
図２５は、回転中心を含む仮想平面で実施形態１５のモータの構成を切って模式的に示す断面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【０２５６】
実施形態１５に係るモータ１Ａは、第１ロータ５０の回転運動と第２ロータ４０の回転運動とを伝達することができる、いわゆるダブルロータモータである。モータ１Ａは、ハウジング２０のハウジングベース２１が、図１に示す支持部９５に固定されている。モータ１Ａは、上述したボールネジ軸１５及びナット５２を備えていない。
【０２５７】
第１ロータ５０は、ロータコア５１と、第１ロータブラケット５３と、固定部材５４とを含む。固定部材５４は、第１ロータブラケット５３の一方の開口端部を閉塞する略円板状の部材であり、第１ロータブラケット５３と、中心回転体５２Ａを連結している。中心回転体５２Ａは、回転中心Ｚｒを中心に回転可能に第１軸受６３に支持されている。そして、実施形態１５に係るモータ１Ａは、中心回転体５２Ａに同軸で固定されたプレート１１１を第２回転体１０１として備えている。
【０２５８】
モータ１Ａは、第１ロータ５０が回転すると第１ロータブラケット５３に固定されている中心回転体５２Ａも回転する。モータ１Ａは、中心回転体５２Ａが回転すると、第２回転体１０１のプレート１１１も回転する。
【０２５９】
上述したアクチュエータ１と同様に、モータ１Ａは、第１ロータ５０が回転する回転動作とは独立して、第２ロータ４０も回転する。第２ロータ４０が回転すると、ロータコア４１の回転に連動して、第２ロータブラケット４２と支持部材４５とが回転する。モータ１Ａは、第１軸受６３と第２軸受６２とに回転中心Ｚｒに平行な方向（直動方向）と平行な方向の予圧を加える予圧機構をさらに含む。予圧機構は、磁性体６４と、磁石６５とを含む。磁性体６４は、例えば電磁軟鉄である。なお、磁性体６４を磁石としてもよい。予圧機構は、磁石６５のハウジングベース２１の外周端に沿って配置され、磁性体６４が磁石６５の直動方向に対向するように、支持部材４５に取り付けられている。
【０２６０】
予圧機構は、磁石６５に磁性体６４が引き寄せられることにより、第１軸受６３と第２軸受６２とに直動方向と平行な方向の予圧を加える。これにより、安定して第１ロータ５０及び第２ロータ４０を支持することができる。また、単品では予圧構造をとりえない、第１軸受６３及び第２軸受６２に単純な単列軸受を使用することができる。
【０２６１】
以上説明したモータ１Ａは、上述した実施形態１３及び実施形態１４に記載したステータ３０、第１ロータ５０及び第２ロータ４０を備えている。図２３または図２４に示すように、ステータ３０は、環状のバックヨーク３７と、内側ティース３８と、外側ティース３６と、を含む。環状のバックヨーク３７は、周方向に並んだ複数の空隙のスリット部３９Ａと、スリット部３９Ａの径方向に対して内側の内側バックヨーク３７Ａと、スリット部３９Ａの径方向に対して外側の外側バックヨーク３７Ｂと、隣り合うスリット部３９Ａの周方向の間において内側バックヨーク３７Ａと外側バックヨーク３７Ｂとを連結する連結部３９Ｂと、を備える。内側ティース３８は、内側バックヨーク３７Ａから径方向内側に向かって突出し、周方向に複数設けられ、外側ティース３６は、外側バックヨーク３７Ｂから径方向外側に向かって突出し、周方向に複数設けられている。
【０２６２】
内側バックヨーク３７Ａと外側バックヨーク３７Ｂとの間に空隙を設けることにより、磁気抵抗が大きくなり、内側バックヨーク３７Ａと外側バックヨーク３７Ｂとの相互磁気干渉の影響が抑制される。その結果、外側ティース３６と内側ティース３８とに励磁される磁界の相互磁気干渉が生じる可能性が抑制される。このため、径方向内側に配置され相対回転する第１ロータ５０と、径方向外側に配置され相対回転する第２ロータ４０とを独立して駆動する場合、外側ティース３６と、内側ティース３８とを別々に励磁しても相互に影響を与える可能性は低減され、第１ロータ５０の回転精度及び第２ロータ４０の回転精度を高めることができる。
【０２６３】
上述した構成により、環状のバックヨーク３７、内側ティース３８及び外側ティース３６は、１つの金型で製造することができる。このためステータ３０は、金型コストを低減することができる。また、上記構成により、組み立てコストを抑制することができ、ステータ３０の低コスト化を進めることができる。また、１つの金型で製造することができるため、打ち抜き工数の削減も可能である。
【０２６４】
上述した構成により、スリット部３９Ａがバックヨーク３７を中空構造体とすることから、ステータ３０を軽量化することができる。また、スリット部３９Ａが励磁コイル３２Ａ、３２Ｂの結線部などの収容部として利用でき、結線部の出っ張りを押さえることができるので、モータ１Ａを小型化することができる。
【０２６５】
（実施形態１６）
図２６は、第１ロータの回転中心及び第２ロータの回転中心を含む仮想平面で実施形態１６のアクチュエータの構成を切って模式的に示す断面図である。図２７は、回転中心と平行な方向から実施形態１６のアクチュエータの回転体をみた平面を模式的に示す模式図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【０２６６】
図２に示す実施形態１に係るアクチュエータ１では、上述したように、スライダ４３を含み、回転体１０の直動方向の移動を案内する第１の直動案内機構は、第２ロータ４０と共に回転する。また、実施形態１に係るアクチュエータ１は、スライダ１７及びリニアブッシュ１８の組み合わせの第２の直動案内機構を備え、第１の直動案内機構と第２の直動案内機構とは、直動方向においてステータ３０を間に挟む位置に配置されている。ボールネジ軸１５Ａの直動方向の移動長さは、第１の直動案内機構及び第２の直動案内機構が許容する長さに規制される。このため、ボールネジ軸１５Ａの直動方向の移動長さを長くする場合、第１の直動案内機構及び第２の直動案内機構の両方の案内する距離を長くする必要があり、アクチュエータ１の直動方向の大きさが大きくなってしまう。そこで、第２の直動案内機構を省略した場合、アクチュエータ１は、回転体１０のプレート１１の回転に伴うボールネジ軸１５Ａの連れ回りを抑制する必要がある。
【０２６７】
図２６に示すように実施形態１６に係るアクチュエータ１ｌは、第１ロータ５０が回転中心Ｚｒを中心に回転し、第２ロータ４０が回転中心Ｚｒと平行かつ回転中心Ｚｒとは異なる位置にある回転中心ＺＲを中心に回転する。このように、アクチュエータ１ｌは、ステータ３０に対して回転可能に配置された２つの回転子である第１ロータ５０及び第２ロータ４０の回転中心が同軸ではなく、第２ロータ４０の回転中心ＺＲが回転中心Ｚｒに対して偏心している。
【０２６８】
第１ロータ５０に固定されボールネジ軸１５Ａと螺合するナット５２は、回転中心Ｚｒを中心に回転する。また、ボールネジ軸１５Ａは、回転中心Ｚｒと平行に開けられた中空の孔部１３を備えている。孔部１３は、回転中心Ｚｒと平行な方向に延びており、貫通孔となっている。これにより、実施形態１６に係るアクチュエータ１ｌは、中空の孔部１３に、配線または配管を通すことができる。
【０２６９】
ボールネジ軸１５Ａは、直動方向の端部近傍にボールネジ軸１５Ａのフランジ部となる直動伝達部材１４Ｂが環状の固定部材１４Ｃで固定されている。このため、ボールネジ軸１５Ａが直動方向に移動する場合、ボールネジ軸１５Ａとともに直動伝達部材１４Ｂも移動する。直動伝達部材１４Ｂは、円盤状の板部材であり、ボールネジ軸１５Ａが直動伝達部材１４Ｂを貫通している。図２７に示すように、直動伝達部材１４Ｂの径方向外側の外周は、円形である。そして、直動伝達部材１４Ｂの径方向外側の外周の中心は、第２ロータ４０の回転中心ＺＲと一致する。直動伝達部材１４Ｂは、径方向外側の外周に、プレート１１を回転自在に支持する第３軸受６１を備えている。
【０２７０】
図２６に示すように、回転体１０は、プレート１１の径方向外周に、ロータコア４１及び第２ロータブラケット４２よりも大きな半径の円筒形状の部材である外筒部材１１２を備えている。外筒部材１１２は、プレート１１の外縁に沿って一端が固定された円筒部１１３と、円筒部１１３の内周側に固定され、かつ周方向に複数配列された直動方向に延びる案内レール１１４と、を備えている。案内レール１１４は、例えば周方向に均等に４つ配列されている。案内レール１１４の周方向の数は、上述した数に限るものではなく、適宜、適切な数が配置される。
【０２７１】
第２ロータ４０は、ロータコア４１と、ロータコア４１の径方向外側を覆う円筒形状の部材である内筒部材１１５とを含む。内筒部材１１５は、第２ロータブラケット４２と、角度検出器７１のレゾルバロータ７３を支持する支持部材４５とを含む。支持部材４５は、第２ロータブラケット４２と一体となっており、ロータコア４１の回転に連動して、第２ロータブラケット４２と支持部材４５とが回転する。なお、支持部材４５は、第２ロータブラケット４２とは別体の部材であって、連結されていてもよい。内筒部材１１５の径方向外側の外周には、案内レール１１４を摺動するスライダ１１６Ａ、１１６Ｂが固定されている。スライダ１１６Ａ、１１６Ｂは、周方向に複数配列された案内レール１１４の数と同じ数だけ周方向に複数配列されている。
【０２７２】
上述した案内レール１１４は、一対の側面にレール長手方向に沿うボール転動用軌道溝を備えている。案内レール１１４に跨がるように取り付けられたＵ字形状のスライダ１１６Ａ、１１６Ｂは、案内レール１１４のボール転動用軌道溝と対向する、ボール転動用軌道溝を備えている。スライダ１１６Ａ、１１６Ｂは、スライダ１１６Ａ、１１６Ｂをレール長手方向に貫くボール帰還用穿通孔及びスライダの端面に固定されたエンドキャップに設けられた半円弧状のボール通路と、を含む無限循環路に多数のボール備え、案内レール１１４及びスライダ１１６Ａ、１１６Ｂのボール転動用軌道溝間の転動路に流通させる多数のボールを循環させている。これにより、スライダ１１６Ａ、１１６Ｂは、案内レール１１４のレール長手方向に自在に移動できる。
【０２７３】
スライダ１１６Ａ、１１６Ｂ及び案内レール１１４は、直動案内機構であって、案内レール１１４に力が加わってスライダ１１６Ａ、１１６Ｂを中心に回転モーメントが加わっても、スライダ１１６Ａ、１１６Ｂが案内レール１１４を支持する。このため、外筒部材１１２が内筒部材１１５に対して相対的に移動した場合、回転体１０の剛性が高く、移動の動作を安定させることができる。なお、実施形態１６の直動案内機構は、外筒部材１１２に案内レール１１４を備え、内筒部材１１５にスライダ１１６Ａ、１１６Ｂを備えているが、外筒部材１１２にスライダ１１６Ａ、１１６Ｂを備え、内筒部材１１５に案内レール１１４を備えてもよい。
【０２７４】
スライダ１１６Ａ、１１６Ｂは、同じ案内レール１１４にどちらか１つ取り付けられていてもよい。スライダ１１６Ａ、１１６Ｂのように、スライダが同じ案内レール１１４に複数取り付けられている場合、スライダ１１６Ａ、１１６Ｂは、直動方向に異なる位置に配置され、案内レール１１４に加わるモーメントを分散させて受け止めることができる。このため、外筒部材１１２が内筒部材１１５に対して相対的に移動した場合の回転体１０の剛性を高め、移動の動作を安定させることができる。
【０２７５】
ハウジングインナ２２には、ステータ３０を固定する支持部材３５が接続されている。そして、ハウジングベース２１は、ハウジングインナ２２及び支持部材３５を介してステータ３０を固定している。また、支持部材３５の径方向内側の壁面には、ハウジング２０に対して第１ロータ５０及び第１ロータブラケット５３を回転自在に支持する第１軸受６３を固定している。または、ハウジングインナ２２の径方向内側の壁面に、第１軸受６３が固定されていてもよい。なお、第１軸受６３は、背面組み合わせの第１軸受６３Ａ、６３Ｂで構成されている。
【０２７６】
支持部材３５の径方向外側の壁面には、ハウジング２０に対して内筒部材１１５及び第２ロータ４０を回転自在に支持する第２軸受６２を固定している。または、ハウジングインナ２２の径方向外側の壁面に、第２軸受６２が固定されていてもよい。このように、アクチュエータ１ｌは、ハウジング２０に対して第１ロータ５０を回転自在に支持する第１軸受６３と、ハウジング２０に対して第２ロータ４０を回転自在に支持する第２軸受６２と、を含む。そして、第２軸受６２は、上述した実施形態１のアクチュエータ１と異なり、第１ロータブラケット５３を支持していない。このため、第２ロータ４０が回転開始した場合、第２ロータ４０から受ける反力が第２軸受６２の起動摩擦トルクとして第１ロータブラケット５３に作用して、意図しない第１ロータ５０の回転を引き起こす可能性を抑制することができる。
【０２７７】
また、第１軸受６３Ｂ及び第２軸受６２は、アクチュエータ１ｌの構成を回転中心Ｚｒ（回転中心ＺＲ）に直交する仮想平面で切った同一平面にある。このため、第１ロータ５０及び第１ロータブラケット５３を支持する位置と、内筒部材１１５及び第２ロータ４０を支持する位置の差が低減され、第１ロータ５０及び第２ロータ４０の回転を安定させることができる。
【０２７８】
＜ステータ＞
図２８は、図２６に示すアクチュエータの構成を回転中心に直交する仮想平面で切ってステータの一例を模式的に示す断面図である。図２４と同様に、第１ロータ５０は、回転中心Ｚｒ側にボールネジ軸１５Ａを包囲するように筒状に設けられる。また、ステータ３０は、回転中心Ｚｒ側に第１ロータ５０を包囲するように筒状に設けられる。また、第２ロータ４０は、回転中心Ｚｒ側にステータ３０を包囲するように筒状に設けられる。
【０２７９】
上述したように、アクチュエータ１ｌは、第１ロータ５０が回転中心Ｚｒを中心に回転し、第２ロータ４０が回転中心Ｚｒと平行かつ回転中心Ｚｒとは異なる回転中心ＺＲを中心に回転する。このため、ステータ３０のステータコア３１は、外側ティース３６の径方向最外側の位置を周方向に結んだ外周円弧ＯＴの中心を、回転中心ＺＲと一致させている。また、ステータコア３１は、内側ティース３８の径方向最内側の位置を周方向に結んだ内周円弧ＩＴの中心を、回転中心Ｚｒと一致させている。図２８に示すステータコア３１は、環状のバックヨーク３７の径方向の幅ＢＨを一定とし、バックヨーク３７から径方向内側に向かって突出し、周方向に設けられた複数の内側ティース３８の突出長さを同じＩＨとする。なお、スリット部３９Ａの径方向の幅ＳＨも、周方向に設けられたスリット部３９Ａにおいて同じである。そして、ステータコア３１は、バックヨーク３７から径方向外側に向かって突出し、周方向に設けられた複数の外側ティース３６の突出長さを、外周円弧ＯＴの中心が回転中心ＺＲと一致するように変え、異ならせている。
【０２８０】
図２８に示すように、アクチュエータ１ｌの構成を回転中心Ｚｒに直交する仮想平面でみて、回転中心Ｚｒと回転中心ＺＲとを結ぶ仮想直線上の外側ティース３６の突出長さＯＨ１と、外側ティース３６の突出長さＯＨ２とは、長さが異なる。外側ティース３６の突出長さＯＨ１は、外側ティース３６の突出長さのうち周方向で最小の長さとなる。また、外側ティース３６の突出長さＯＨ２は、外側ティース３６の突出長さのうち周方向で最大の長さとなる。この構造により、ステータコア３１は、外周円弧ＯＴの中心と内周円弧ＩＴの中心とを偏心させる。そして、第１ロータ５０の回転中心と第２ロータ４０の回転中心とが平行かつ異なる位置となり、アクチュエータ１ｌは、第２ロータ４０の回転に伴うネジ軸の連れ回りを抑制することができる。
【０２８１】
変形例として、ステータコア３１は、周方向に設けられた複数の外側ティース３６の突出長さを同じとし、外周円弧ＯＴの中心を、回転中心Ｚｒと一致させてもよい。この変形例の場合、バックヨーク３７から径方向外側に向かって突出し、周方向に設けられた複数の内側ティース３８の突出長さを、内周円弧ＩＴの中心が回転中心ＺＲと一致するように変え、外周円弧ＯＴの中心と内周円弧ＩＴの中心とを偏心させてもよい。この構造により、アクチュエータ１ｌは、第１ロータ５０が回転中心ＺＲを中心に回転し、第２ロータ４０が回転中心Ｚｒを中心に回転する。
【０２８２】
図２９は、図２６に示すアクチュエータの構成を回転中心に直交する仮想平面で切ってステータの他の例を模式的に示す断面図である。図２９に示すステータコア３１は、環状のバックヨーク３７の径方向外側の外周側円弧３７ＯＢの中心を回転中心ＺＲと一致させ、バックヨーク３７の径方向内側の内周側円弧３７ＩＢの中心を回転中心Ｚｒと一致させ、バックヨーク３７の径方向の幅を周方向に変える。アクチュエータ１ｌの構成を回転中心Ｚｒに直交する仮想平面でみて、回転中心Ｚｒと回転中心ＺＲとを結ぶ仮想直線上のバックヨーク３７の径方向の幅ＢＨ１と、バックヨーク３７の径方向の幅ＢＨ２とは、長さが異なる。バックヨーク３７の径方向の幅ＢＨ１は、バックヨーク３７の径方向の幅のうち周方向で最小の幅となる。また、バックヨーク３７の径方向の幅ＢＨ２は、バックヨーク３７の径方向の幅のうち周方向で最大の幅となる。
【０２８３】
スリット部３９Ａの径方向の幅は、バックヨーク３７の径方向の幅の大きさに応じて、大きくなる。例えば、バックヨーク３７の径方向の幅ＢＨ１に含まれるスリット部３９Ａの径方向の幅ＳＨ１は、スリット部３９Ａの径方向の幅のうち周方向で最小の幅となる。同様に、バックヨーク３７の径方向の幅ＢＨ２に含まれるスリット部３９Ａの径方向の幅ＳＨ２は、スリット部３９Ａの径方向の幅のうち周方向で最大の幅となる。スリット部３９Ａの径方向の幅が、バックヨーク３７の径方向の幅の大きさに応じて変わるため、バックヨーク３７の周方向の磁束の分布を均一にすることができる。この構造により、径方向の延長線上に並ぶ外側ティース３６と内側ティース３８とはスリット部３９Ａの空隙で磁気的に分断される。そして、スリット部３９Ａの径方向に対して内側の内側バックヨークと、スリット部３９Ａの径方向に対して外側の外側バックヨークとは、それぞれ周方向に同じ径方向の幅となるようにスリット部３９Ａの空隙で磁気的に分断される。このため、外側ティース３６と内側ティース３８とが相互に影響を与える可能性が低減され、第１ロータ５０の回転精度及び第２ロータ４０の回転精度を高めることができる。
【０２８４】
ステータコア３１は、バックヨーク３７から径方向内側に向かって突出し、周方向に設けられた複数の内側ティース３８の突出長さを同じＩＨとする。そして、ステータコア３１は、バックヨーク３７から径方向外側に向かって突出し、周方向に設けられた複数の外側ティース３６の突出長さを、同じＯＨとする。このため、外周円弧ＯＴは、半径が外周側円弧３７ＯＢよりも大きく、外周側円弧３７ＯＢ及び外周円弧ＯＴの中心が回転中心ＺＲと一致する。また、内周円弧ＩＴは、半径が内周側円弧３７ＩＢよりも小さく、内周側円弧３７ＩＢ及び内周円弧ＩＴの中心が回転中心Ｚｒと一致する。この構造により、ステータコア３１は、外周円弧ＯＴの中心と内周円弧ＩＴの中心とを偏心させる。そして、第１ロータ５０の回転中心と第２ロータ４０の回転中心とが平行かつ異なる位置となり、アクチュエータ１ｌは、第２ロータ４０の回転に伴うネジ軸の連れ回りを抑制することができる。
【０２８５】
次に、図１、図２６、図２７及び図３０を用いてアクチュエータ装置１００およびアクチュエータ１について説明する。図３０は、実施形態１６に係るアクチュエータの動作を説明する説明図である。図１に示すアクチュエータ装置１００の制御装置９０は、ステータ３０の励磁コイル３２に例えば交流を印加し、励磁コイル３２に印加する電圧を所定の周期で切り換えることで、ステータ３０に対して第１ロータ５０及び第２ロータ４０が回転する駆動力を発生させる。
【０２８６】
アクチュエータ１ｌの第１ロータ５０が回転すると第１ロータブラケット５３に固定されているナット５２も回転する。ナット５２が回転すると、ボールネジ軸１５Ａのネジ溝がナット５２のネジ溝に沿って直動方向に移動する。これにより、ボールネジ軸１５Ａは、ナット５２が回転することで、ナット５２に対して相対的に直動方向に移動する。図２６及び図３０に示すように、アクチュエータ１ｌは、ナット５２の回転に応じてボールネジ軸１５Ａを紙面手前の面において下から上に移動することができる。図３０に示す動作とは逆に、ナット５２の逆回転に応じてボールネジ軸１５Ａを紙面手前の面において上から下に移動することができる。図２６及び図３０に示すように、直動伝達部材１４Ｂは、ボールネジ軸１５Ａの移動に応じて、紙面手前の面において下から上、または下から上に移動する。回転体１０のプレート１１は、第３軸受６１により直動伝達部材１４Ｂに回転自在に支持される。このため、直動伝達部材１４Ｂの移動に応じて、回転体１０のプレート１１は、直動方向に上下する。
【０２８７】
アクチュエータ１ｌの第１ロータ５０が回転する回転動作とは独立して、第２ロータ４０も回転する。第２ロータ４０が回転すると、ロータコア４１の回転に連動して、内筒部材１１５、第２ロータブラケット４２及び支持部材４５が回転する。また、スライダ１１６Ａ、１１６Ｂは、内筒部材１１５（第２ロータ４０の第２ロータブラケット４２）と共に回転することで外筒部材１１２が回転する。外筒部材１１２の回転に連動して、プレート１１が回転する。
【０２８８】
上述したように、回転体１０のプレート１１は、第３軸受６１により直動伝達部材１４Ｂに回転自在に支持されている。第２ロータ４０が回転すると、ロータコア４１の回転に連動して、図２７に示す回転体１０のプレート１１が回転中心ＺＲを中心に直動伝達部材１４Ｂの回りを回転する。プレート１１の回転が第３軸受６１を介して直動伝達部材１４Ｂを連れ回す力は、回転中心ＺＲを中心に直動伝達部材１４Ｂを回転しようとする。このため、直動伝達部材１４Ｂに固定されたボールねじ軸１５Ａには回転中心ＺＲを中心に回転しようとする回転力が加わる。ここで、ボールネジ軸１５Ａと螺合するナット５２の回転中心は、回転中心Ｚｒと一致している。回転中心Ｚｒと回転中心ＺＲのずれが大きいほど、回転中心ＺＲを中心にボールねじ軸１５Ａを回転しようとする回転力が、ボールネジ軸１５Ａを回転させナット５２を回転させる回転力に変換されないため、大きな抵抗力をボールネジ軸１５Ａと螺合するナット５２との間に生じさせる。その結果、アクチュエータ１ｌは、回転体１０のプレート１１の回転に伴うボールネジ軸１５Ａの連れ回りを抑制できる。
【０２８９】
実施形態１６に係るアクチュエータ１ｌは、上述した実施形態１に係るアクチュエータ１のように第１の直動案内機構及び第２の直動案内機構が回転中心と平行な方向にステータ３０を間に挟む位置に配置されている構造ではない。このため、アクチュエータ１ｌは、部品点数の削減により省スペースをはかり、コストを低減することができる。また、アクチュエータ１は、部品点数の削減により信頼性を向上させることができる。
【０２９０】
また、アクチュエータ１ｌは、外筒部材１１２が内筒部材１１５に対して相対的に移動させる、スライダ１１６Ａ、１１６Ｂ及び案内レール１１４を含む直動案内機構を備えている。このため、アクチュエータ１ｌは、外筒部材１１２が内筒部材１１５の周囲を覆うことで、ボールネジ軸１５Ａの直動方向の移動長さ（可動範囲）を大きくすることができる。外筒部材１１２が内筒部材１１５の周囲を覆う状態のアクチュエータ１ｌは、直動方向の大きさが抑制され小型とすることができる。
【０２９１】
例えば、ボールネジ軸１５Ａが回転中心Ｚｒと平行に開けられた中空の孔部１３を備え、励磁コイル３２Ａの巻き線スペースの減少に伴う第１ロータ５０のトルク減少を抑制するため、上述したステータコア３１、ロータコア４１及びロータコア５１の直動方向の厚みを増加させる。ステータコア３１、ロータコア４１及びロータコア５１は、電磁鋼板、冷間圧延鋼板などの薄板を、積層する数を増やし、直動方向の厚みを増加させる。アクチュエータ１ｌは、直動方向の大きさが抑制され小型とすることができるため、ステータコア３１、ロータコア４１及びロータコア５１の直動方向の厚みを増加させるスペースを確保することができる。また、励磁コイル３２Ａの巻き線スペースの減少に伴う第１ロータ５０のトルク減少を抑制するため、第１ロータ５０の径方向外側の外周表面に沿って貼り付けられる、図２４に示すマグネットの半径を大きくするようにしてもよい。
【０２９２】
（実施形態１７）
図３１は、実施形態１７のリニアアクチュエータを示す断面図である。図３１は、ロボットや搬送装置等の産業機械に採用される実施形態１７のリニアアクチュエータ３０２を示すものである。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。このリニアアクチュエータ３０２は、ケーシング３０４内に回転直動変換機構３０６が収容され、回転直動変換機構３０６の一部にケーシング３０４の外部から入り込んだ回転駆動部３０８が連結している。
【０２９３】
ケーシング３０４は、略円筒形状の第１ケーシング分割体３１０と、一端側が閉塞されている略円筒形状の第２ケーシング分割体３１２とで構成されており、互いの大径開口部３１０ａ、３１２ａの周縁同士がボルト等の締結手段（不図示）により結合されている。第１ケーシング分割体３１０には、大径開口部３１０ａに対向する軸方向の一端側に、筒状の軸受保持部３１０ｂが形成されている。
【０２９４】
回転直動変換機構３０６は、外周面に螺旋溝３１４ａを形成したボールねじ軸３１４と、内周面に螺旋溝３１６ａを形成したボールねじナット３１６と、ボールねじ軸３１４及びボールねじナット３１６の互いに対向する両螺旋溝３１４ａ、３１６ａの間に設けたボール転動路を転動する多数のボール（不図示）と、ボールねじ軸３１４の軸方向一端側から突出している直動案内軸３１８と、ケーシング３０４（第１ケーシング分割体３１０）の内面及びボールねじナット３１６の外周の間に配置されてボールねじナット３１６を回転自在に支持するラジアル軸受３２０と、第１ケーシング分割体３１０の軸受保持部３１０ｂ内に装着され、直動案内軸３１８を軸方向に摺動自在に支持している直動案内ブッシュ３２２とを備えている。
【０２９５】
ここで、図３１の符号Ｐ１はボールねじ軸３１４の軸線、符号Ｐ２は直動案内軸３１８の軸線であり、ボールねじ軸３１４及び直動案内軸３１８は、互いの軸線Ｐ１、Ｐ２が平行に偏心量ｅ１で偏心して一体化されている。ここで、偏心量ｅ１は、ボールねじ軸３１４の半径より小さな値である。回転駆動部３０８は、ボールねじナット３１６の外周に固定された従動プーリ３２４と、この従動プーリ３２４と回転駆動源（不図示）に設けた駆動プーリ（不図示）との間に掛け渡されている無端ベルト３２６とを備えている。
【０２９６】
なお、本発明に係るねじ軸がボールねじ軸３１４に対応し、本発明に係るナットがボールねじナット３１６に対応し、本発明に係るスラスト軸受部材が直動案内ブッシュ３２２に対応している。本実施形態のリニアアクチュエータ３０２は、回転駆動部３０８の回転駆動源で回転力が発生すると、無端ベルト３２６、従動プーリ３２４を介してボールねじナット３１６に回転力が伝達される。ボールねじ軸３１４の軸線Ｐ１は、直動案内ブッシュ３２２に支持されている直動案内軸３１８の軸線Ｐ２に対して偏心しているので、ボールねじナット３１６から回転力が伝達されたボールねじ軸３１４は、軸線Ｐ１回りの回転が抑制されながら、直動案内軸３１８が直動案内ブッシュ３２２内を摺動することで軸方向（図３１の矢印方向）の直線運動を行う。
【０２９７】
したがって、本実施形態のリニアアクチュエータ３０２は、回転駆動部３０８の回転駆動源から伝達された回転を直動案内軸３１８の直線運動として出力することができる。また、本実施形態のリニアアクチュエータ３０２は、ボールねじ軸３１４と、その端部に設けた直動案内軸３１８とを軸線Ｐ１、Ｐ２が平行に偏心するように一体化し、直動案内軸３１８を直動案内ブッシュ３２２を介してケーシング３０４（軸受保持部３１０ｂ）で支持することで、ボールねじ軸３１４の軸線Ｐ１回りの回転が抑制され、同時に軸方向移動が可能とされるので、簡便な構造であり、しかも部品点数を増大させずにボールねじ軸３１４の直動案内を行うことができる。
【０２９８】
また、ボールねじナット３１６からボールねじ軸３１４に回転力が伝達されると、ボールねじ軸３１４の軸線Ｐ１に対して軸線Ｐ２が一致していない直動案内軸３１８に径方向の予圧が付与される。これにより、径方向の予圧が付与された直動案内軸３１８は、直動案内ブッシュ３２２に対する径方向のガタが減少するので、ラジアル剛性を高くすることができる。なお、直動案内軸３１８を軸方向に摺動自在に支持する部材として直動案内ブッシュ３２２を採用せず、リニアボールベアリングを採用してもよい。
【０２９９】
（実施形態１８）
次に、図３２は、実施形態１８のリニアアクチュエータを示す断面図である。図３２に示すものは、実施形態１８のリニアアクチュエータ３３０を示すものである。なお、上述した実施形態で示した構成と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。本実施形態のリニアアクチュエータ３３０は、ケーシング３０４を構成する第２ケーシング分割体３１２に、大径開口部３１２ａに対向する軸方向の一端側に、筒状の軸受保持部３１２ｂが形成されている。
【０３００】
また、ボールねじ軸３１４の軸方向の両端部から一対の直動案内軸３３２ａ、３３２ｂが突出している。一方の直動案内軸３３２ａの軸線Ｐ３は、ボールねじ軸３１４の軸線Ｐ１に対して平行に偏心量ｅ２で偏心している。また、他方の直動案内軸３３２ｂの軸線Ｐ４は、ボールねじ軸３１４の軸線Ｐ１に対して平行に偏心量ｅ３で偏心している。ここで、偏心量ｅ２、ｅ３は、ボールねじ軸３１４の半径より小さな値である。
【０３０１】
そして、回転直動変換機構３０６は、第１ケーシング分割体３１０の軸受保持部３１０ｂ内に装着され、直動案内軸３３２ａを軸方向に摺動自在に支持している直動案内ブッシュ３３４と、第２ケーシング分割体３１２の軸受保持部３１２ｂ内に装着され、直動案内軸３３２ｂを軸方向に摺動自在に支持している直動案内ブッシュ３３６とを備えている。なお、本発明に係るねじ軸がボールねじ軸３１４に対応し、本発明に係るナットがボールねじナット３１６に対応し、本発明に係るスラスト軸受部材が直動案内ブッシュ３３４、３３６に対応している。
【０３０２】
本実施形態のリニアアクチュエータ３３０は、回転駆動部３０８の回転駆動源で回転力が発生すると、無端ベルト３２６、従動プーリ３２４を介してボールねじナット３１６に回転力が伝達される。ボールねじ軸３１４の軸線Ｐ１は、直動案内ブッシュ３３４、３３６に支持されている直動案内軸３３２ａ、３３２ｂの軸線Ｐ３、Ｐ４に対して偏心しているので、ボールねじナット３１６から回転力が伝達されたボールねじ軸３１４は、軸線Ｐ１回りの回転が抑制されながら、直動案内軸３３２ａ、３３２ｂが直動案内ブッシュ３３４、３３６内を摺動することで軸方向（図３２の矢印方向）の直線運動を行う。
【０３０３】
本実施形態のリニアアクチュエータ３３０は、実施形態１７のリニアアクチュエータ３０２と同様に、ボールねじ軸３１４の軸線Ｐ１回りの回転抑制を簡便な構造で行うことができる。また、ボールねじナット３１６からボールねじ軸３１４に回転力が伝達されると、ボールねじ軸３１４の軸線Ｐ１に対して軸線Ｐ３、Ｐ４が一致していない直動案内軸３３２ａ、３３２ｂに径方向の予圧が付与される。径方向の予圧が付与された直動案内軸３３２ａ、３３２ｂは、互いに軸方向に離間して配置されているので、さらにラジアル剛性を高くすることができ、ボールねじ軸３１４の軸方向移動をスムーズに行うことができる。
【０３０４】
なお、本実施形態の偏心量ｅ２、ｅ３は、同一の偏心量に設定する必要はない。また、直動案内軸３３２ａ、３３２ｂを軸方向に摺動自在に支持する部材として直動案内ブッシュ３３４、３３６を採用せず、リニアボールベアリングを採用してもよい。
【０３０５】
（実施形態１９）
次に、図３３は、実施形態１９のリニアアクチュエータを示す断面図である。図３３に示すものは、実施形態１９のリニアアクチュエータ３４０を示すものである。なお、上述した実施形態で示した構成と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
【０３０６】
本実施形態のリニアアクチュエータ３４０は、ケーシング３０４として構成された第１ケーシング分割体３４２と第２ケーシング分割体３４４との間に、回転駆動部としてのブラシレスモータ３４６が配置されている。第１ケーシング分割体３４２は、大径開口部３４２ａに対向する軸方向の一端側に、筒状の軸受保持部３４２ｂが形成されている。第２ケーシング分割体３４４も、大径開口部３４４ａに対向する軸方向の一端側に、筒状の軸受保持部３４４ｂが形成されている。
【０３０７】
ブラシレスモータ３４６は、第１ケーシング分割体３４２の大径開口部３４２ａ側の開口縁部及び第２ケーシング分割体３４４の大径開口部３４４ａ側の開口縁部の間に取り付けられた略円筒状のステータ３４８と、ステータ３４８の内周側に配置したロータ３５０とで構成されている。ステータ３４８は、例えば金属製のコアプレート（不図示）を積層したステータコア（不図示）を有し、ステータコアの内周側にインシュレータ（不図示）を介して複数相のコイル（不図示）を巻装した構造とされている。
【０３０８】
ロータ３５０は、ボールねじナット３１６の外周にスプライン結合されたロータコア３５２と、ロータコア３５２の外周に固定されたマグネット３５４と、マグネット３５４の外周面を覆うロータカバー３５６とを備えている。また、本実施形態の回転直動変換機構３０６は、実施形態１８と同様に、ボールねじ軸３１４の軸方向の両端部から一対の直動案内軸３３２ａ、３３２ｂが突出し、一方の直動案内軸３３２ａの軸線Ｐ３は、ボールねじ軸３１４の軸線Ｐ１に対して平行に偏心量ｅ２だけ偏心し、他方の直動案内軸３３２ｂの軸線Ｐ４は、ボールねじ軸３１４の軸線Ｐ１に対して平行に偏心量ｅ３だけ偏心している。
【０３０９】
軸受保持部３４２ｂの開放端側（図３３の左側）には、直動案内軸３３２ａに向けて延在する仕切板３５８が一体に形成されており、この仕切板３５８の直動案内軸３３２ａを挿通する挿通孔３５８ａの内周面に、Ｏリング装着溝３５８ｂが形成されている。そして、Ｏリング装着溝３５８ｂに、弾性変形しながら直動案内軸３３２ａに密着するＯリング３６０が装着されている。
【０３１０】
また、軸受保持部３４４ｂの開放端側（図３３の右側）には、直動案内軸３３２ｂに向けて延在する仕切板３６２が一体に形成されており、この仕切板３６２の直動案内軸３３２ｂを挿通する挿通孔３６２ａの内周面に、Ｏリング装着溝３６２ｂが形成されている。そして、Ｏリング装着溝３６２ｂに、弾性変形しながら直動案内軸３３２ｂに密着するＯリング３６４が装着されている。
【０３１１】
なお、本発明に係るねじ軸がボールねじ軸３１４に対応し、本発明に係るナットがボールねじナット３１６に対応し、本発明に係るスラスト軸受部材が直動案内ブッシュ３３４、３３６に対応している。本実施形態のリニアアクチュエータ３４０は、ブラシレスモータ３４６のステータ３４８の複数相のコイルにモータ駆動電流が供給されると、ステータ３４８の回転磁界の発生によりロータ３５０が回転駆動し、ボールねじナット３１６に回転力が伝達される。
【０３１２】
本実施形態も、ボールねじ軸３１４の軸線Ｐ１が、直動案内ブッシュ３３４、３３６に支持されている直動案内軸３３２ａ、３３２ｂの軸線Ｐ３、Ｐ４に対して偏心しているので、ボールねじナット３１６から回転力が伝達されたボールねじ軸３１４は、軸線Ｐ１回りの回転が抑制されながら、直動案内軸３３２ａ、３３２ｂが直動案内ブッシュ３３４、３３６内を摺動することで軸方向の直線運動を行う。
【０３１３】
したがって、本実施形態のリニアアクチュエータ３４０は、図３２で示した実施形態１８と同様に、ボールねじ軸３１４の軸線Ｐ１回りの回転抑制を簡便な構造で行うことができるとともに、径方向の予圧が付与された直動案内軸３３２ａ、３３２ｂが互いに軸方向に離間して配置されているので、ラジアル剛性を高くすることができ、ボールねじ軸３１４の軸方向移動をスムーズに行うことができる。
【０３１４】
また、ブラシレスモータ３４６内部のコイル、絶縁部品、結線部品を除いた部品を鉄系部材に統一すると、異材組合せ構造による各部品の熱膨張の違いによって生じる熱変形の悪影響を少なくすることができる。さらに、直動案内軸３３２ａ及び軸受保持部３４２ｂの仕切板３５８の間にはＯリング３６０が装着され、直動案内軸３３２ｂ及び軸受保持部３４４ｂの仕切板３６２の間にはＯリング３６４が装着されているので、リニアアクチュエータ３４０の内部への防水機能を確保することができる。
【０３１５】
なお、本実施形態の偏心量ｅ２、ｅ３も、同一の偏心量に設定する必要はない。また、直動案内軸３３２ａ、３３２ｂを軸方向に摺動自在に支持する部材として直動案内ブッシュ３３４、３３６を採用せず、リニアボールベアリングを採用してもよい。
【０３１６】
（実施形態２０）
次に、図３４は、実施形態２０のリニアアクチュエータを示す断面図である。図３４に示すものは、実施形態２０のリニアアクチュエータ３７０を示すものである。なお、上述した実施形態で示した構成と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
【０３１７】
本実施形態のリニアアクチュエータ３７０は、ケーシング３０４として構成された第１ケーシング分割体３７２と第２ケーシング分割体３７４との間に、回転駆動部としてのブラシレスモータ３６８が配置されている。第１ケーシング分割体３７２は、大径開口部３７２ａに対向する軸方向の一端側に、筒状の軸受保持部３７２ｂが形成されている。第２ケーシング分割体３７４も、大径開口部３７４ａに対向する軸方向の一端側に、筒状の軸受保持部３７４ｂが形成されている。
【０３１８】
ブラシレスモータ３６８は、第１ケーシング分割体３７２の大径開口部３７２ａ側の開口縁部及び第２ケーシング分割体３７４の大径開口部３７４ａ側の開口縁部の間に取り付けられた略円筒状のステータ３４８と、ステータ３４８の内周側に配置したロータ３５０とで構成されており、図３３のブラシレスモータ３４６と同一の構成部材で構成されている。本実施形態の回転直動変換機構３０６は、ボールねじ軸３１４の軸方向の一端部から直動案内軸３７６が突出し、ボールねじ軸３１４の軸方向の他端部から偏心部材３７８を介して直動案内軸３８０が突出している。
【０３１９】
一方の直動案内軸３７６の軸線Ｐ５は、ボールねじ軸３１４の軸線Ｐ１に対して平行に偏心量ｅ４だけ偏心している。ここで、偏心量ｅ４は、ボールねじ軸３１４の半径より小さな値である。偏心部材３７８は、ボールねじ軸３１４の他端部から軸線Ｐ１に直交する方向に延在した部材であり、偏心部材３７８の先端側に他方の直動案内軸３８０が固定されている。直動案内軸３８０の軸線Ｐ６は、ボールねじ軸３１４の軸線Ｐ１に対して平行に偏心量ｅ５だけ偏心している。ここで、偏心量ｅ５は、ボールねじ軸３１４の半径より大きく、直径より小さな値である。また、直動案内軸３８０の外径寸法は、ボールねじ軸３１４の外径寸法より大きい。
【０３２０】
そして、第１ケーシング分割体３７２の軸受保持部３７２ｂ内に装着した直動案内ブッシュ３８２が直動案内軸３７６を軸方向に摺動自在に支持し、第２ケーシング分割体３７４の軸受保持部３７４ｂ内に装着した直動案内ブッシュ３８４が直動案内軸３８０を軸方向に摺動自在に支持している。そして、軸受保持部３７２ｂの開放端側（図３４の左側）には、直動案内軸３７６に向けて延在する仕切板３８６が一体に形成されており、この仕切板３８６の直動案内軸３７６を挿通する挿通孔３８６ａの内周面に、Ｏリング装着溝３８６ｂが形成されている。そして、Ｏリング装着溝３８６ｂに、弾性変形しながら直動案内軸３７６に密着するＯリング３８８が装着されている。
【０３２１】
また、軸受保持部３７４ｂの開放端側（図３４の右側）には、直動案内軸３８０に向けて延在する仕切板３９０が一体に形成されており、この仕切板３９０の直動案内軸３８０を挿通する挿通孔３９０ａの内周面に、Ｏリング装着溝３９０ｂが形成されている。そして、Ｏリング装着溝３９０ｂに、弾性変形しながら直動案内軸３８０に密着するＯリング３９２が装着されている。
【０３２２】
なお、本発明に係るねじ軸がボールねじ軸３１４に対応し、本発明に係るナットがボールねじナット３１６に対応し、本発明に係るスラスト軸受部材が直動案内ブッシュ３８２、３８４に対応している。本実施形態のリニアアクチュエータ３７０は、ブラシレスモータ３６８のステータ３４８の複数相のコイルにモータ駆動電流が供給されると、ステータ３４８の回転磁界の発生によりロータ３５０が回転駆動し、ボールねじナット３１６に回転力が伝達される。
【０３２３】
本実施形態も、ボールねじ軸３１４の軸線Ｐ１が、直動案内ブッシュ３８２、３８４に支持されている直動案内軸３７６、３８０の軸線Ｐ５、Ｐ６に対して偏心しているので、ボールねじナット３１６から回転力が伝達されたボールねじ軸３１４は、軸線Ｐ１回りの回転が抑制されながら、直動案内軸３７６、３８０が直動案内ブッシュ３８２、３８４内を摺動することで軸方向の直線運動を行う。
【０３２４】
ここで、本実施形態のリニアアクチュエータ３７０が他の実施形態と異なる構成は、直動案内軸３８０の軸線Ｐ６が、ボールねじ軸３１４の軸線Ｐ１に対して、ボールねじ軸３１４の半径より大きく、直径より小さな値の偏心量ｅ５で平行に偏心している。このように、直動案内軸３８０の軸線Ｐ６とボールねじ軸３１４の軸線Ｐ１との間に大きな偏心量ｅ５を設けると、直動案内軸３８０には大きな径方向の予圧が付与されるので、さらにラジアル剛性が高くなり、ボールねじ軸３１４の軸方向移動をスムーズに行うことができる。
【０３２５】
また、ボールねじ軸３１４の軸方向の他端部からボールねじ軸３１４の軸線Ｐ１に直交する方向に偏心部材３７８を設け、この偏心部材３７８の先端部に直動案内軸３８０を設けたことで、ボールねじ軸３１４の軸線Ｐ１に対して大きく偏心した位置に直線運動の出力部を設けることができ、直線運動の出力部の位置を容易に変更できるリニアアクチュエータ３７０を提供することができる。
【０３２６】
なお、直動案内軸３７６、３８０を軸方向に摺動自在に支持する部材として直動案内ブッシュ３８２、３８４を採用せず、リニアボールベアリングを採用してもよい。
【０３２７】
（実施形態２１）
図３５は、実施形態２１のリニアアクチュエータを示す断面図である。図３５に示すものは、実施形態２１のリニアアクチュエータ３９４を示すものである。なお、上述した実施形態で示した構成と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。本実施形態のリニアアクチュエータ３９４は、ケーシング３０４を構成する第２ケーシング分割体３７４に、大径開口部３７４ａに対向する軸方向の一端側に、一対の軸受保持部３７４ｂ１、３７４ｂ２が形成されている。
【０３２８】
本実施形態の回転直動変換機構３０６は、ボールねじ軸３１４の軸方向の他端部から軸線Ｐ１に直交する方向に偏心部材３９６が延在し、この偏心部材３９６に一対の直動案内軸３８０ａ、３８０ｂが突出して設けられている。一方の直動案内軸３８０ａの軸線Ｐ７は、ボールねじ軸３１４の軸線Ｐ１に対して平行に偏心量ｅ６だけ偏心している。ここで、偏心量ｅ６は、ボールねじ軸３１４の半径より大きな値である。また、直動案内軸３８０ａの外径寸法は、ボールねじ軸３１４の外径寸法より大きい。
【０３２９】
他方の直動案内軸３８０ｂの軸線Ｐ８は、一方の直動案内軸３８０ａに対してボールねじ軸３１４の軸線Ｐ１を中心とした線対称位置であり、ボールねじ軸３１４の軸線Ｐ１に対して平行に偏心量ｅ７だけ偏心している。ここで、偏心量ｅ７も、ボールねじ軸３１４の半径より大きな値である。また、直動案内軸３８０ｂの外径寸法も、ボールねじ軸３１４の外径寸法より大きい。
【０３３０】
なお、本発明に係るねじ軸がボールねじ軸３１４に対応し、本発明に係るナットがボールねじナット３１６に対応し、本発明に係るスラスト軸受部材が直動案内ブッシュ３８２、３８４ａ、３８４ｂに対応している。本実施形態のリニアアクチュエータ３９４は、ブラシレスモータ３６８のステータ３４８の複数相のコイルにモータ駆動電流が供給されると、ステータ３８４の回転磁界の発生によりロータ３５０が回転駆動し、ボールねじナット３１６に回転力が伝達される。
【０３３１】
本実施形態も、ボールねじ軸３１４の軸線Ｐ１が、直動案内ブッシュ３８２、３８４ａ、３８４ｂに支持されている直動案内軸３７６、３８０ａ、３８０ｂの軸線Ｐ５、Ｐ７、Ｐ８に対して偏心しているので、ボールねじナット３１６から回転力が伝達されたボールねじ軸３１４は、軸線Ｐ１回りの回転が抑制されながら、直動案内軸３７６、３８０ａ、３８０ｂが直動案内ブッシュ３８２、３８４ａ、３８４ｂ内を摺動することで軸方向の直線運動を行う。
【０３３２】
本実施形態によると、ボールねじ軸３１４の軸方向の他端部に、一対の直動案内軸３８０ａ、３８０ｂが設けられており、それら直動案内軸３８０ａ、３８０ｂの軸線Ｐ７、Ｐ８とボールねじ軸３１４の軸線Ｐ１との間に大きな偏心量ｅ６、ｅ７を設けると、直動案内軸３８０ａ、３８０ｂには大きな径方向の予圧が付与されるので、さらにラジアル剛性が高くなり、ボールねじ軸３１４の軸方向移動をスムーズに行うことができる。
【０３３３】
また、ボールねじ軸３１４の軸方向の他端部からボールねじ軸３１４の軸線Ｐ１に直交する方向に偏心部材３９６を設け、この偏心部材３９６の先端部に直動案内軸３８０ａ、３８０ｂを設けたことで、ボールねじ軸３１４の軸線Ｐ１に対して大きく偏心した位置に直線運動の出力部を設けることができ、直線運動の出力部の位置を容易に変更できるリニアアクチュエータ３９４を提供することができる。
【０３３４】
なお、本実施形態の偏心量ｅ６、ｅ７は、同一の偏心量に設定する必要はない。ここで、各実施形態の回転直動変換機構３０６は、外周面に螺旋溝３１４ａを形成したボールねじ軸３１４と、内周面に螺旋溝３１６ａを形成したボールねじナット３１６と、ボールねじ軸３１４及びボールねじナット３１６の互いに対向する両螺旋溝３１４ａ、３１６ａの間に設けたボール転動路を転動する多数のボールとを備えた構造としたが、外周に雄ねじを形成したシャフトと、内周面に雌ねじを形成したナットで回転直動変換機構を構成してもよい。
【０３３５】
また、各実施形態のボールねじナット３１６、ボールねじ軸３１４及びボールねじ軸３１４の端部に一体化された直動案内軸３１８、３３２ａ、３３２ｂ、３７６、３８０、３８０ａ、３８０ｂを予圧構造とすることで、ガタの無い剛性のある回転直動変換機構３０６を得ることができる。さらに、直動案内軸３７６、３８０ａ、３８０ｂを軸方向に摺動自在に支持する部材として直動案内ブッシュ３８２、３８４ａ、３８４ｂを採用せず、リニアボールベアリングを採用してもよい。さらにまた、各実施形態では直動案内軸３７６、３８０ａ、３８０ｂを円形断面形状として説明したが、用途により他の形状、例えば楕円形状であってもよい。
【符号の説明】
【０３３６】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｉ、１ｊ、１ｋ、１ｌ  アクチュエータ
１Ａ  モータ
１０、１１Ｂ  回転体
１１Ａ  蓋
１１、１１１  プレート
１２  固定部
１３  孔部
１４  フランジ部
１４Ａ  直動部材
１５、１５Ａ  ボールネジ軸
１６、１６Ａ  ストッパ部
１７、４３  スライダ
１８、４４、４４Ａ  リニアブッシュ
１９  直動案内機構
２０  ハウジング
２１  ハウジングベース
２２  ハウジングインナ
２３  凹部
３０  ステータ
３１  ステータコア
３２、３２Ａ、３２Ｂ  励磁コイル
３４  コイルインシュレータ
３５Ｈ  ボルト固定孔
３５  支持部材
３６  外側ティース
３６ａ  歯部
３７  バックヨーク
３７Ａ  内側バックヨーク
３７Ｂ  外側バックヨーク
３８  内側ティース
３９Ａ  スリット部
３９Ｂ  連結部
４０  第２ロータ
４１、４１ｃ、５１、５１ｃ  ロータコア
４１Ｈ  ボルト固定孔
４１ｐ  マグネット
４１ａ、５１ａ  歯部
４２、４２Ａ、４２Ｂ  第２ロータブラケット
４５  支持部材
４６  直動案内機構
５０  第１ロータ
５１Ｈ  ボルト固定孔
５１ｐ  マグネット
５１ａ  歯部
５２Ａ  中心回転体
５２  ナット
５３  第１ロータブラケット
５４  固定部材
５５、５５Ａ  固定フランジ
６１、６１Ａ、６１Ｂ  第３軸受
６２  第２軸受
６３、６３Ａ、６３Ｂ  第１軸受
６４  磁性体
６５  磁石
７１、７４、７４Ａ  角度検出器
７２、７５、７５Ａ  レゾルバステータ
７３、７６、７６Ａ  レゾルバロータ
９０  制御装置
９５  支持部
９６  積載台
９７  ワーク
１００  アクチュエータ装置
１０１  第２回転体
３０２、３３０、３４０、３７０、３９４  リニアアクチュエータ
３０４  ケーシング
３０６  回転直動変換機構
３０８  回転駆動部
３１０、３４２、３７２  第１ケーシング分割体
３１０ａ、３１２ａ、３４２ａ、３４４ａ、３７２ａ、３７４ａ  大径開口部
３１０ｂ、３１２ｂ、３４２ｂ、３４４ｂ、３７２ｂ、３７４ｂ、３７４ｂ１、３７４ｂ２  軸受保持部
３１２、３４４、３７４  第２ケーシング分割体
３１４  ボールねじ軸
３１４ａ  螺旋溝
３１６  ボールねじナット
３１６ａ  螺旋溝
３１８、３３２ａ、３３２ｂ、３７６、３８０、３８０ａ、３８０ｂ  直動案内軸
３２０  ラジアル軸受
３２２、３３４、３３６、３８２、３８４、３８４ａ、３８４ｂ  直動案内ブッシュ
３２４  従動プーリ
３２６  無端ベルト
３４６、３６８  ブラシレスモータ
３４８  ステータ
３５０  ロータ
３５２  ロータコア
３５４  マグネット
３５６  ロータカバー
３５８、３６２、３８６、３９０  仕切板
３５８ａ、３６２ａ、３６２ｂ、３８６ａ、３９０ａ  挿通孔
３５８ｂ、３６２ｂ、３８６ｂ、３９０ｂ  Ｏリング装着溝
３６０、３６４、３８８、３９２  Ｏリング
３７８、３９６  偏心部材
ｅ１〜ｅ７、ｅ１０、ｅ１１  偏心量
Ｐ１〜Ｐ８、Ｐ１０、Ｐ１１  軸線
ＩＴ  内周円弧
ＯＴ  外周円弧
Ｚｒ  回転中心
【図１】
2015156801.tif 000003
【図２】
2015156801.tif 000004
【図３】
2015156801.tif 000005
【図４】
2015156801.tif 000006
【図５】
2015156801.tif 000007
【図６】
2015156801.tif 000008
【図７】
2015156801.tif 000009
【図８】
2015156801.tif 000010
【図９】
2015156801.tif 000011
【図１０】
2015156801.tif 000012
【図１１】
2015156801.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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