(57)【要約】【課題】リニアアクチュエータにおいて、直動部質量の低減、部品点数や加工工程の低減、接触面圧の低減などにより、高応答化、低コスト化、長寿命化を図る。【解決手段】楔係合機構における傾斜面７ｂ，１１ｂを直動部材１２に形成しない構成と、楔係合阻止機構１７とその駆動装置２６，２７，２１の質量が直動運動を行う部分の質量に追加されないようにする。更に、全ての楔係合機構部において直動部材１２を内周側に配置してその質量を低減し、慣性抵抗を縮小する。また、駆動装置が固定されることでリード線などに変形が生じない。更に、各楔係合阻止機構の保持部材１７を一体化して部品点数を削減する。また各楔係合機構毎に必要な複数の傾斜面７ｂ，１１ｂを共通の球面の一部として形成することで加工工数を削減しし、傾斜面が球面になることに伴い、これと接触する楔部材１３〜１６を球面と線接触できる形状とする。【選択図】図１
2008154396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向の前後に駆動力を発生する往復駆動装置と、前記往復駆動装置により微小振幅の往復運動を行う往復運動部材と、ハウジング部材に固定された固定部材と、前記軸方向の前後に直動運動を行う直動部材と、前記往復運動部材と前記直動部材の間に組み込まれて一方向の軸方向相対変位を許容し他方向の軸方向相対変位を阻止する第１楔係合機構と、前記固定部材と前記直動部材の間に組み込まれて一方向の軸方向相対変位を許容し他方向の軸方向相対変位を阻止する第２楔係合機構と、を備え、
前記第１楔係合機構と前記第２楔係合機構は、前記軸方向に向かって中心軸からの距離が増大する傾斜面および減少する傾斜面からなる傾斜面と、中心軸からの距離が一定である非傾斜面と、前記傾斜面と前記非傾斜面の間に配置された楔部材と、前記傾斜面、前記非傾斜面及び前記楔部材による楔係合を阻止可能とする前記楔部材の保持部材と前記保持部材の駆動部からなる楔係合阻止機構と、を有し、
前記第１楔係合機構における非傾斜面と前記第２楔係合機構における非傾斜面は、前記直動部材に設置されており、前記第１楔係合機構における傾斜面は前記往復運動部材に設置されており、前記第２楔係合機構における傾斜面は前記固定部材に固定されている
ことを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項２】
軸方向の前後に駆動力を発生する往復駆動装置と、前記往復駆動装置により微小振幅の往復運動を行う往復運動部材と、ハウジング部材に固定された固定部材と、前記軸方向の前後に直動運動を行う直動部材と、前記往復運動部材と前記直動部材の間に組み込まれて一方向の軸方向相対変位を許容し他方向の軸方向相対変位を阻止する第１楔係合機構と、前記固定部材と前記直動部材の間に組み込まれて一方向の軸方向相対変位を許容し他方向の軸方向相対変位を阻止する第２楔係合機構と、を備え、
前記第１楔係合機構と前記第２楔係合機構は、前記軸方向に向かって中心軸からの距離が増大する傾斜面および減少する傾斜面からなる傾斜面と、中心軸からの距離が一定である非傾斜面と、前記傾斜面と前記非傾斜面の間に配置された楔部材と、前記傾斜面、前記非傾斜面及び前記楔部材による楔係合を阻止可能とする前記楔部材の保持部材と前記保持部材の駆動部からなる楔係合阻止機構と、を有し、
前記第１楔係合機構においては前記往復運動部材が前記直動部材の外周側に配置され、前記第２楔係合機構においては前記固定部材が前記直動部材の外周側に配置される
ことを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のリニアアクチュエータにおいて、
前記第１楔係合機構と前記第２楔係合機構は、前記中心軸からの距離が減少する順方向傾斜面と増大する逆方向傾斜面の２種類の傾斜面を有し、
前記楔係合阻止機構を選択的位置に作動させ、前記楔部材と共に楔係合を形成する傾斜面を前記２種類の傾斜面から選択するための楔係合方向変換機能を備える
ことを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項４】
請求項１、２または３に記載のリニアアクチュエータにおいて、
前記楔係合阻止機構は、前記楔部材が付勢手段によって前記傾斜面へ接触するのを阻止する保持部材を備え、
前記保持部材は、前記固定部材に固定された保持部材の駆動部により前記軸方向の前後に移動する
ことを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項５】
請求項３に記載のリニアアクチュエータにおいて、
前記第１楔係合機構と前記第２楔係合機構の少なくとも一方は、前記順方向傾斜面と前記楔部材との接触を阻止する保持部材と、前記逆方向傾斜面と前記楔部材との接触を阻止する保持部材とが一体となった共通保持部材を備えることを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項６】
請求項５に記載のリニアアクチュエータにおいて、
前記第１楔係合機構と前記第２楔係合機構の両方が前記共通保持部材を備え、前記共通保持部材同士が一体となることを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項７】
請求項１、２または３に記載のリニアアクチュエータにおいて、
前記第１楔係合機構と前記第２楔係合機構の少なくとも一方は円周方向に配置された楔部材を複数有し、前記複数の楔部材と接触する傾斜面は共通の内周球面で形成されることを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項８】
請求項７に記載のリニアアクチュエータにおいて、
前記第１楔係合機構と前記第２楔係合機構の少なくとも一方における順方向傾斜面と逆方向傾斜面は、共通の内周球面で形成されていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項９】
請求項７または８に記載のリニアアクチュエータにおいて、
前記内周球面の一部で形成された傾斜面に接触する楔部材は、前記球面の大円の一部を輪郭形状とする回転体であり、
前記楔部材と接触する前記直動部材の非傾斜面は、直動部材軸の直角断面における輪郭が前記大円の一部をもつ凹面溝である
ことを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１つの請求項に記載のリニアアクチュエータによりシフトレバーを駆動して変速動作を行う自動変速装置。
【請求項１１】
請求項１ないし９のいずれか１つの請求項に記載のリニアアクチュエータにより可変動弁機構を駆動する可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用を初めとした各種機器の駆動源として活用されるリニアアクチュエータに係わり、特に、軸方向の前後に駆動力を発生する往復駆動源による微小振幅の往復運動から一方向運動を累積させて直動運動を作り出すリニアアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用の変速ギアの組み合わせを切換えるためのシフトレバーを人手に変わって電動で駆動する自動変速装置（自動ＭＴ）や、エンジンのバルブのリフト量や開口期間を運転状態に応じて最適な状態にコントロールする可変動弁装置などの機器は、自動車の快適性向上と燃費改善の両立を実現するものであり今後利用の拡大が期待されている。モータなどの回転アクチュエータで直接駆動され連続的に所定の動作を繰り返す他のより一般的な機械と異なり、それらの機器は周囲の状況に応じて最適位置に直接制御されるものであり、回転アクチュエータに代わって直動運動を出力とするリニアアクチュエータによって駆動される。
【０００３】
したがって、自動変速装置や可変動弁装置のような機器においてはリニアアクチュエータの性能が機器全体の性能を支配することになる。例えば高速で応答するリニアアクチュエータがあればこれを用いた機器も高速で機能することが出来、小型高推力のリニアアクチュエータがあればこれを組み込んだ機器全体もコンパクトにまとめることが出来る。自動車において刻々変化する車速やエンジン負荷などの運転状況の急変に対して、変速比やバルブ動作などの制御対象の制御遅れを最小にして常に最適な状態に維持するには、特に上述した高速応答という特性が重要である。
【０００４】
リニアアクチュエータとしては、従来、モータの回転運動からボールねじやウォームギアによって直動運動を作り出す構成の物が用いられてきたが、限られたモータトルクで直動の大推力を発生させるためには、モータを高速で回して出力を確保し、これを直動化の段階で減速して大推力を発生させるという考え方がとられている。したがって、直動の高速化を図るにはモータの高速回転化が必至となる。一方、リニアアクチュエータの高速性は静止状態から所定のストロークだけ動くのに要する時間の短さで評価される。これは、従来のモータ駆動によるリニアアクチュエータでは回転系を短時間で高速回転状態にする必要があるためモータの出力が回転系の運動エネルギを増大させるのに消費されてしまうことを示している。言い換えると、リニアアクチュエータの始動時に大きな慣性抵抗が作用していると言える。従来タイプのリニアアクチュエータではこの慣性抵抗が高速化の障壁になると考えられる。
【０００５】
この高速化の障壁を回避する手段としては、磁歪素子などの軸方向の前後に駆動力を発生する往復駆動源による微小振幅の往復運動から一方向運動を累積させて直動運動を作り出すリニアアクチュエータが知られている。一般に往復駆動源は微小な振幅しか得られないものの大きな推力を発生させることが出来るので、高速での往復動させた後に減速して推力を拡大させる必要がなく、慣性抵抗が小さくなることが期待できる。
【０００６】
磁歪素子を用いた往復駆動源によるリニアアクチュエータの従来技術として、例えば、特許文献１に記載されているように、逆止弁を用いて流体圧をピストンに作用させて直動運動を発生させるものが提案されている。磁歪素子による微小な振幅の往復運動を行う部材の端部に油圧室を構成し、吸入弁と吐出弁として機能する２つの逆止弁によって流体を一方向に圧送し、その流体圧をピストンに作用させて直動の駆動力を発生させるものとして開示されている。
【０００７】
また、他の従来技術として、特許文献２に記載されているように、一方の軸方向相対運動のみを許容する楔機構を用いて直動運動を発生させるものが提案されている。これによってもやはり、磁歪素子による微小な振幅の往復運動を行う往復運動部材を有し、この往復運動部材と直動運動を行う出力部材との間に一方の軸方向相対運動のみを許容する第１の楔機構を配し、更に、この出力部材と固定されたフレーム部材との間に一方の軸方向相対運動のみを許容する第２の楔機構を配し、その楔機構の組み合わせで往復運動の一方向運動を累積させて直動運動を発生させるものとして開示されている。
【特許文献１】特開平９−３０３４５１号公報
【特許文献２】特開２００５−３３９７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に開示された従来技術では、流体圧を介して直動運動のための駆動力を伝達する構成となっており、用いられている作動油などが圧力差によって外部に徐々に漏洩する可能性がある。したがって、その補充のためのメンテナンスが必要であったり漏洩した油による汚染を嫌う周囲環境では使えないなどの制約があるといった課題があった。
【０００９】
上記特許文献２に開示した従来技術では、減速によって推力を拡大させる必要がなく駆動源を始動時に高速まで加速することによる慣性抵抗の増大は回避できるが、以下に示す慣性抵抗を増大させる他の要因が残されているなどの課題がある。まず、各機器を制御するためのリニアアクチュエータとしては、一方向の直動運動を行うだけでなくその直動方向を切換える機能（一方向か逆方向かを切り換える）が不可欠となる場合があるが、上記特許文献２に示す従来技術では、その切換え機能のための機構部材やこれを駆動する駆動装置が直動運動を行う出力部材に装着される構成となっており、それらの質量が加算されることにより慣性抵抗が増大するという課題があった。また、直動方向の切換え機構部の駆動装置が直動運動を行うので、これに電源を供給するためのリード線などがアクチュエータの作動に伴って変形を繰り返し、耐久性上の課題もあった。
【００１０】
また、上記特許文献２に示す従来技術では、直動運動を行う出力部材が往復駆動源によって微小な振幅の往復運動を行う往復運動部材の外周に配置されているため径が大きくなり、出力部材自身の質量が大きくなることにより慣性抵抗が増大するという課題もあった。
【００１１】
さらに、上記特許文献２に示す従来技術では、直動運動を行う出力部材と往復運動部材の間と出力部材とフレーム部材の間に楔係合機構を有しており、また、それぞれにおいて軸方向の一方と他方の相対運動を阻止するための２系統の楔係合機構を有しており、更に各系統の楔係合機構が円周方向に複数配置されることで、多数の楔係合機構とそれぞれに対応した多数の切換え機構部とその駆動装置が必要になっている。これに伴い各構成部品の数や楔係合機構における傾斜面部分などの加工工数が増大してコストアップの原因になるという課題があった。
【００１２】
本発明の目的は、往復駆動源により駆動されるリニアアクチュエータにおいて、メンテナンスや周囲環境の制約を無くし、出力部材とともに直動運動を行う質量を軽量化して高応答性の効果を一層引き出し、構成部品や加工工数の低減による低コスト化を実現し、更に、耐久性を確保して、実用性に優れた高性能リニアアクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。ここでは、図面に示した具体的構成例との対応関係を示すが、本発明がこの構成例に限らないことは当然である。  
軸方向の前後に駆動力を発生する往復駆動装置（１，３５）と、前記往復駆動装置により微小振幅の往復運動を行う往復運動部材（７，４１）と、ハウジング部材（９，４２）に固定された固定部材（１１，３４，４３）と、前記軸方向の前後に直動運動を行う直動部材（１２，４４）と、前記往復運動部材と前記直動部材の間に組み込まれて一方向の軸方向相対変位を許容し他方向の軸方向相対変位を阻止する第１楔係合機構と、前記固定部材と前記直動部材の間に組み込まれて一方向の軸方向相対変位を許容し他方向の軸方向相対変位を阻止する第２楔係合機構と、を備え、
前記第１楔係合機構と前記第２楔係合機構は、前記軸方向に向かって中心軸からの距離が増大する傾斜面（例、図１で７ｂの内の左傾斜面）および減少する傾斜面（例、図１で７ｂの内の右傾斜面）からなる傾斜面（７ｂ，１１ｂ，３４ｂ，４１ｂ，４３ｂ）と、中心軸からの距離が一定である非傾斜面（１２ａ，４４ａ）と、前記傾斜面と前記非傾斜面の間に配置された楔部材（１３〜１６，４５〜４８）と、前記傾斜面、前記非傾斜面及び前記楔部材による楔係合を阻止可能とする前記楔部材の保持部材（１７，４９，５０）と前記保持部材の駆動部（２６，２７，２２，２３，２１，６１，６２）からなる楔係合阻止機構と、を有し、
前記第１楔係合機構における非傾斜面（１２ａ，４４ａ）と前記第２楔係合機構における非傾斜面（１２ａ，４４ａ）は、前記直動部材（１２，４４）に設置されており、前記第１楔係合機構における傾斜面（７ｂ，４１ｂ）は前記往復運動部材（７，４１）に設置されており、前記第２楔係合機構における傾斜面（１１ｂ，３４ｂ，４３ｂ）は前記固定部材（１１，３４，４３）に固定されているリニアアクチュエータ。
【００１４】
また、軸方向の前後に駆動力を発生する往復駆動装置と、前記往復駆動装置により微小振幅の往復運動を行う往復運動部材と、ハウジング部材に固定された固定部材と、前記軸方向の前後に直動運動を行う直動部材と、前記往復運動部材と前記直動部材の間に組み込まれて一方向の軸方向相対変位を許容し他方向の軸方向相対変位を阻止する第１楔係合機構と、前記固定部材と前記直動部材の間に組み込まれて一方向の軸方向相対変位を許容し他方向の軸方向相対変位を阻止する第２楔係合機構と、を備え、
前記第１楔係合機構と前記第２楔係合機構は、前記軸方向に向かって中心軸からの距離が増大する傾斜面および減少する傾斜面からなる傾斜面と、中心軸からの距離が一定である非傾斜面と、前記傾斜面と前記非傾斜面の間に配置された楔部材と、前記傾斜面、前記非傾斜面及び前記楔部材による楔係合を阻止可能とする前記楔部材の保持部材と前記保持部材の駆動部からなる楔係合阻止機構と、を有し、
前記第１楔係合機構においては前記往復運動部材が前記直動部材の外周側に配置され、前記第２楔係合機構においては前記固定部材が前記直動部材の外周側に配置されるリニアアクチュエータ。
【００１５】
また、前記リニアアクチュエータにおいて、前記第１楔係合機構と前記第２楔係合機構は、前記中心軸からの距離が減少する順方向傾斜面と増大する逆方向傾斜面の２種類の傾斜面を有し、前記楔係合阻止機構を選択的位置に作動させ、前記楔部材と共に楔係合を形成する傾斜面を前記２種類の傾斜面から選択するための楔係合方向変換機能を備える構成とする。さらに、前記リニアアクチュエータにおいて、前記楔係合阻止機構は、前記楔部材が付勢手段によって前記傾斜面へ接触するのを阻止する保持部材を備え、前記保持部材は、前記固定部材に固定された保持部材の駆動部により前記軸方向の前後に移動する構成とする。さらに、前記リニアアクチュエータにおいて、前記第１楔係合機構と前記第２楔係合機構の少なくとも一方は、前記順方向傾斜面と前記楔部材との接触を阻止する保持部材と、前記逆方向傾斜面と前記楔部材との接触を阻止する保持部材とが一体となった共通保持部材を備える構成とする。さらに、前記リニアアクチュエータにおいて、前記第１楔係合機構と前記第２楔係合機構の両方が前記共通保持部材を備え、前記共通保持部材同士が一体となる構成とする。
【００１６】
また、前記リニアアクチュエータにおいて、前記第１楔係合機構と前記第２楔係合機構の少なくとも一方は円周方向に配置された楔部材を複数有し、前記複数の楔部材と接触する傾斜面は共通の内周球面で形成される構成とする。さらに、前記リニアアクチュエータにおいて、前記第１楔係合機構と前記第２楔係合機構の少なくとも一方における順方向傾斜面と逆方向傾斜面は、共通の内周球面で形成されている構成とする。さらに、前記リニアアクチュエータにおいて、前記内周球面の一部で形成された傾斜面に接触する楔部材は、前記球面の大円の一部を輪郭形状とする回転体であり、前記楔部材と接触する前記直動部材の非傾斜面は、直動部材軸の直角断面における輪郭が前記大円の一部をもつ凹面溝である構成とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、まず、往復駆動源により駆動されるリニアアクチュエータを流体圧を介さずに構成し、メンテナンスや周囲環境の制約を無くすることが出来る。次に、出力部材とともに直動運動を行う質量を軽量化して高応答化の効果を一層引き出すことが出来る。また、構成部品や加工工数の低減して低コスト化を実現することが出来る。
【００１８】
さらに、リード線などの繰り返し変形を回避し部品間接触部のヘルツ応力を緩和して長寿命化を実現することができる。それらの結果、実用性に優れた高性能リニアアクチュエータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の第１、第２、及び第３の実施形態に係るリニアアクチュエータについて、図１〜図１０、図１１、及び図１２〜図１４を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２０】
「第１の実施形態」
本発明の第１の実施形態に係るリニアアクチュエータについて、図１ないし図１０により説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係るリニアアクチュエータの出力軸が停止状態の側断面図であって、図２〜図５におけるＡ−Ａ断面図である。図２は図１におけるＢ−Ｂ断面による横断面図である。図３は図１におけるＣ−Ｃ断面による横断面図である。図４は図１におけるＤ−Ｄ断面による横断面図である。図５は図１におけるＥ−Ｅ断面による横断面図である。
【００２１】
図６は図１において円周方向に配置された楔係合機構部を平面上に展開した図である。図７は第１の実施形態に係るリニアアクチュエータの出力軸が図中右方向に駆動される状態の側断面図である。図８は図７において円周方向に配置された楔係合機構部を平面上に展開した図である。図９は第１の実施形態に係るリニアアクチュエータの出力軸が図中左方向に駆動される状態の側断面図である。図１０は図９において円周方向に配置された楔係合機構部を平面上に展開した図である。
【００２２】
図１において、往復駆動装置１は固定鉄心２、フレーム３、コイル４、可動鉄心５、および、板バネ６などで構成されている。可動鉄心５には板バネ６と往復運動部材である振動リング７がナット８により共締で固定されている。板バネ６の外周部とハウジング部材９とが外周ナット１０によりフレーム３に共締めで固定されている。ハウジング部材９には固定リング１１が固定されている。
【００２３】
振動リング７のリング部（環状部）７ａと固定リング１１のリング部（環状部）１１ａの内周側には直動部材である直動ロッド１２が配置され、その直動ロッド１２とリング部７ａとの間にはＢ−Ｂ断面で示される軸方向位置の円周方向に３個のローラ（i）１３が図２のように配置され、Ｃ−Ｃ断面で示される軸方向位置の円周方向に３個のローラ（ii）１４が図３のように配置されている。また、直動ロッド１２とリング部１１ａとの間にはＤ−Ｄ断面で示される軸方向位置の円周方向に３個のローラ（iii）１５が図４のように配置され、Ｅ−Ｅ断面で示される軸方向位置の円周方向に３個のローラ（iv）１６が図５のように配置されている。
【００２４】
ローラ１３，１４，１５，１６は楔部材としての機能するものであるが、それらは図６の展開図に示されるように保持部材１７によって円周方向に相当する上下方向に配列され、また、それぞれ保持部材１７の各軸方向端面と若干の隙間を有している。付勢バネ（ii）１８は振動リング７とローラ（ii）１４との間に配置されローラ（ii）１４を図中の右に向かって軸方向に付勢している。付勢バネ（i−iv）１９はローラ（i）１３とローラ（iv）１６との間に配置され、それらのローラを互いに逆の軸方向に付勢している。付勢バネ（iii）２０は固定リング１１とローラ（iii）１５との間に配置されローラ（iii）１５を図中の左に向かって軸方向に付勢している。
【００２５】
振動リング７のリング部７ａと固定リング１１のリング部１１ａの各内周面にはそれぞれ球面部７ｂと球面部１１ｂが形成されている。各ローラの外径部分の輪郭形状は、球面部７ｂあるいは球面部１１ｂにおける球面の大円（球の中心を通る平面で切った断面の円）とほぼ同じ曲率で形成され、各ローラが球面部７ｂあるいは球面部１１ｂにほぼ線接触で接触できるようになっている（図１と図２に示すローラ１３〜１６の形状から分かるように、ローラはどんぐりの両端部を切断した形状であり（又は、胴中央部が膨らんだ太鼓の形状）、その両切断面を通る中心軸が図２の紙面に並行して配置されるものであり、この中心軸の垂直面からみた形状が図１に示すローラの円形形状となる）。直動ロッド１２は図２〜図５に示されるような断面形状をしており、各ローラの外径部分が接触する部分にやはり前記球面の大円とほぼ同じ曲率の凹面溝１２ａが形成されている。球面部７ｂと球面部１１ｂは同じ大きさの球面であり、各ローラの外径部分の輪郭形状は全て同一になっている。この結果、ローラ（i）とローラ（iv）はそれらが接触する凹面溝１２ａを共用でき、ローラ（ii）とローラ（iii）もそれらが接触する凹面溝１２ａを共用できる。
【００２６】
各ローラは、それぞれ球面部７ｂあるいは球面部１１ｂの球心から軸方向（出力軸３１）に偏位した位置で各球面に接触しており（図１の紙面でローラ１３とローラ１４は紙面左右に偏位して配置）、その接触部における球面部分はそれぞれ軸方向に向かって傾斜した面となっている（図１で球面部７ｂはテーパー形状）。ローラ（i）１３とローラ（ii）１４は、球心から互いに逆の軸方向に偏位した位置で球面部７ｂに接触しているので、それらが接触する球面部分の傾斜方向は互いに逆方向である。ローラ（iii）１５とローラ（iv）１６も、球心から互いに逆の軸方向に偏位した位置で球面部１１ｂに接触しているので、それらが接触部する球面の傾斜方向も互いに逆方向である。直動ロッド１２には横断面形状が一定の部分が形成されており、その部分に存在する凹面溝１２ａは軸方向には傾斜しない非傾斜面となっている（図１で直動ロッド１２がローラ１３〜１６と接する面は出力軸３１の軸方向において傾斜していない）。
【００２７】
図１における保持部材１７の軸方向位置は、その各軸方向端面と全てのローラとの間に若干の隙間を有する位置にあるので（図６において、全てのローラは保持部材１７の出力軸３１軸方向の端面と若干の隙間が形成されていることを図示している）、どのローラも保持部材１７によって軸方向移動を阻止されず、付勢バネ（ii）１８、付勢バネ（i−iv）１９、付勢バネ（iii）２０の各付勢力によって球面部７ｂあるいは球面部１１ｂと凹面溝１２ａの間に挟まれ楔係合を形成している。ここでは、球面部７ｂあるいは球面部１１ｂが楔係合を形成する傾斜面に相当し、ローラ（i）１３〜（iv）１６が楔部材に相当し、凹面溝１２ａが非傾斜面に相当する。
【００２８】
図１における保持部材１７の右方向端部付近には３個の連結ピン２１が固定されており、固定リング１１に形成された開口部１１ｃから外周側に突出し、その突出部分がスライド部材（i）２２に固定されている。更に、スライド部材（i）２２の右方向端部付近には磁性体で作られたディスク２３が固定されている。スライド部材（i）２２は、また、付勢バネ（v）２４により図中右方向に付勢されている。ディスク２３の左側には「コ」の字形の磁性体ケース（i）２５のなかに収められたコイル（i）２６が固定されており、コイル（i）２６に通電することでディスク２３と磁性体ケース（i）２５で磁気回路を形成し、ディスク２３を左方向に吸引することができる。
【００２９】
スライド部材（i）２２の右方向にはスライド部材（ii）２７が配置されており、ディスク２３の右側には「コ」の字形の磁性体ケース（ii）２８のなかに収められたコイル（ii）２９が固定リング１１のノーズ部１１ｄに固定されている。スライド部材（ii）２７は付勢バネ（v）２４よりも大きな付勢力を持つ付勢バネ（vi）３０によって図中の左方向に付勢されているが、ノーズ部１１ｄに固定された磁性体ケース（ii）２８に当接して左方向への移動を制限される。コイル（ii）２９に通電することでディスク２３と磁性体ケース（ii）２８で磁気回路を形成し、ディスク２３を右方向に吸引することができる。直動ロッド１２のノーズ部１２ｂの先端には出力軸３１がナット３２を用いて固定されている。
【００３０】
図１は、上記のコイル（i）２６にもコイル（ii）２９にも通電されていない状態を示している。この時、ディスク２３には磁気吸引力がどちらの軸方向にも作用しないので、スライド部材（i）２２とスライド部材（ii）２７はそれらの付勢バネの力関係によって、その軸方位置が定められる。スライド部材（i）２２とスライド部材（ii）２７は付勢バネ（v）２４と付勢バネ（vi）３０によって反対方向から付勢され互いに押付け合うが、付勢バネ（vi）３０の付勢力のほうが大きいため全体として左方向に移動し、スライド部材（ii）２７が磁性体ケース（ii）２８に当接して止まる。ディスク２３は、この時に磁性体ケース（i）２５と磁性体ケース（ii）２８のほぼ中間位置に来るようにスライド部材（i）２２に固定されている。また、図６に示されるように、保持部材１７も、その時に各軸方向端面と全てのローラとの間に若干の軸方向隙間を有する軸方向位置に来るように、連結ピン２１を介してスライド部材（i）２２に連結されている。
【００３１】
以上の構成により、本発明の第１の実施形態ではコイル（i）２６にもコイル（ii）２９にも通電しないことにより保持部材１７の軸方向位置を中間位置に保持し、直動ロッド１２と両方向の傾斜面との間で楔係合を形成し、外力によって軸方向に移動しないように直動ロッド１２とこれに固定された出力軸３１を固定することができる。
【００３２】
図７は、上記のコイル（i）２６のみに通電した状態を示している。この時、ディスク２３には磁気吸引力が左方向に作用し、スライド部材（i）２２はディスク２３が磁性体ケース（i）２５に当接するまで左方向に移動する。この時、連結ピン２１を介して連結された保持部材１７と各ローラとの軸方向位置関係は、図８に示されるようになる。
【００３３】
図８においては、保持部材１７がスライド部材（i）２２と共に左方向に移動して来たことにより、右側に保持部材１７の軸方向端面があるローラ（ii）１４とローラ（iv）１６が保持部材１７に接触して左方向に押し出されている状態が示されている。すなわち、ローラ（ii）１４とローラ（iv）１６は付勢バネ（ii）１８や付勢バネ（i−iv）１９によって右方向へ付勢されても、保持部材１７の軸方向端面に阻止されて楔係合を行うことができない。この結果、図７におけるＢ−Ｂ断面（図２）とＤ−Ｄ断面（図４）における楔係合のみが可能な状態となる。なお、Ｂ−Ｂ断面とＤ−Ｄ断面における楔係合はいずれも軸の右方向に向かって中心軸（直動ロッド又は出力軸）からの距離が増大する傾斜面による楔係合である。
【００３４】
ここで、コイル４への通電とその遮断を繰り返した場合を考える。通電時には固定鉄心２とフレーム３と可動鉄心５で磁気回路が構成され、可動鉄心５が固定鉄心２に吸引され板バネ６を変形させながら左方向に駆動される。遮断時には上記の吸引力がなくなり可動鉄心５は板バネ６の復元力により右方向に駆動される。板バネ６の剛性を十分大きくすれば、微小な振幅で左右に大きな力で駆動される往復運動を可動鉄心５に行わせることができる。なお、図７に示す板バネ６の状態は、左右移動における中立位置であることを図示している。
【００３５】
次に、図７の状態で可動鉄心５に固定された振動リング７が往復運動をした場合を考える。振動リング７の球面部７ｂが右方向に移動している過程のとき（移動最中のとき）には、Ｂ−Ｂ断面図における楔係合の傾斜面が左方向に向かって中心軸からの距離が減少する方向の傾斜面であるので、直動ロッド１２は振動リング７に対して左方向に移動することが出来ない。一方、Ｄ−Ｄ断面図における固定リング１１の球面部１１ｂによる楔係合の傾斜面は、右方向に向かって中心軸からの距離が増大する方向の傾斜面であるので、直動ロッド１２は固定リング１１に対して右方向に移動することを許容される。すなわち、直動ロッド１２は振動リング７と共に右方向に移動する。
【００３６】
一方、振動リング７の球面部７ｂが左方向に移動している過程のとき（移動最中のとき）には、直動ロッド１２は振動リング７に対して右方向に移動することができ、固定リング１１に対して左方向に移動することができないので（ローラ１５の楔結合によって）、直動ロッド１２は固定リング１１と共に静止して振動リング７のみが左方向に戻っていく。
【００３７】
結局、保持部材１７が図７の位置にある時には、直動ロッド１２は右方向への間欠的な移動を繰り返し（振動リング７の右動とともに）、一回の移動量は微小であってもこれを累積させて右方向へ十分大きなストロークの直動運動を行うことができる。
【００３８】
図９は、上記のコイル（ii）２９のみに通電した状態を示している。この時、ディスク２３には磁気吸引力が右方向に作用し、ディスク２３が固定されたスライド部材（i）２２は付勢バネ（v）２４の付勢力と上記磁気吸引力が足しあわされた右方向力により、付勢バネ（vi）３０の左方向力に打ち勝って右方向に移動する。スライド部材（i）２２はディスク２３が磁性体ケース（ii）２８に当接するまで右方向に移動する。この時、連結ピン２１を介して連結された保持部材１７と各ローラとの軸方向位置関係は、図１０に示されるようになる。
【００３９】
図１０においては、保持部材１７がスライド部材（i）２２と共に右方向に移動して来たことにより、左側に保持部材１７の軸方向端面があるローラ（i）１３とローラ（iii）１５が保持部材１７に接触して右方向に押し出されている状態が示されている。すなわち、ローラ（i）１３とローラ（iii）１５は付勢バネ（i−iv）１９や付勢バネ（iii）２０によって左方向へ付勢されても、保持部材１７の軸方向端面に阻止されて楔係合を行うことができない。この結果、図９におけるＣ−Ｃ断面（図３）とＥ−Ｅ断面（図５）における楔係合のみが可能な状態となる。なお、Ｃ−Ｃ断面とＥ−Ｅ断面における楔係合はいずれも軸の右方向に向かって中心軸からの距離が減少する傾斜面による楔係合である。
【００４０】
次に、図９の状態で、可動鉄心５に固定された振動リング７がコイル４への通電とその遮断の繰り返しによって往復運動をした場合を考える。振動リング７の球面部７ｂが右方向に移動している過程のとき（移動最中のとき）には、Ｃ−Ｃ断面図における楔係合の傾斜面が右方向に向かって中心軸からの距離が減少する方向の傾斜面であるので、直動ロッド１２は振動リング７に対して左方向に移動することができる。Ｅ−Ｅ断面図における固定リング１１の球面部１１ｂによる楔係合の傾斜面は、右方向に向かって中心軸からの距離が減少する方向の傾斜面であるので、直動ロッド１２は固定リング１１に対して右方向に移動することができない。すなわち、直動ロッド１２は、固定リング１１と共に静止して振動リング７のみが右方向に移動する。
【００４１】
一方、振動リング７の球面部７ｂが左方向に移動している過程のとき（移動最中のとき）には、直動ロッド１２は振動リング７に対して右方向に移動することができず、固定リング１１に対して左方向に移動することができるので、直動ロッド１２がローラ１４の楔結合作用で振動リング７と共に左方向に移動する。
【００４２】
結局、保持部材１７が図９の位置にある時には、直動ロッド１２は左方向への間欠的な移動を繰り返し、一回の移動量は微小であってもこれを累積させて左方向へ十分大きなストロークの直動運動を行うことができる。
【００４３】
第１の実施形態の構造では、楔係合機構における傾斜面はすべて微小振幅の往復動のみを行う球面部７ｂと固定部材である球面部１１ｂに形成されているので、楔係合阻止機構とその駆動装置である保持部材１７やコイル（i）２６やコイル（ii）２９などの質量が直動ロッド１２とともに移動しない。また、楔係合機構において、往復運動部材である球面部７ｂとハウジングに固定された球面部１１ｂが直動ロッド１２の外周側に配置されており、直動ロッド１２は小径となって質量が小さくなる。これらの構造と配置によって、リニアアクチュエータとしての慣性抵抗が縮小される。また、楔係合阻止機構である保持部材１７は直動ロッド１２の動きとともには可動せず、コイル（i）２６やコイル（ii）２９などは固定されており、それらに通電するためのリード線がリニアアクチュエータの作動に伴い変形することはない。
【００４４】
また、ローラ（i）１３に接触する傾斜面とローラ（ii）１４に接触する傾斜面とは互いに逆方向に傾斜した面であり（図１の図示構造において、ローラ１３に対面する傾斜面は右方向で中心軸から離れる傾斜であり、ローラ１４に対面する傾斜面は右方向で中心軸に接近する傾斜である）、ローラ（iii）１５に接触する傾斜面とローラ（iv）１６に接触する傾斜面も互いに逆方向に傾斜した面である。それぞれ２種類の傾斜面も持つことで楔係合を形成する傾斜面を選択して切換えることができ、直動方向を切替えて直動ロッド１２を両方向に直動させることができる。
【００４５】
また、各楔係合機構に含まれる楔係合阻止機構は、軸方向（直動ロッド１２又は出力軸３１）という共通の方向に移動する保持部材１７で作動するので、保持部材１７は複数の楔係合阻止機構の保持部材を兼ねることができる。実際に複数の楔係合阻止機構の保持部材が単一の保持部材１７として一体化されており、これに伴い保持部材１７の駆動装置を構成するスライド部材（i）２２、ディスク２３、付勢バネ（v）２４、磁性体ケース（i）２５、コイル（i）２６、スライド部材（ii）２７、磁性体ケース（ii）２８、コイル（ii）２９、付勢バネ（vi）３０なども１セットあれば良く、部品点数が削減されている。第１の実施形態では楔係合部が楔部材であるローラ（i）１３、ローラ（ii）１４、ローラ（iii）１５、ローラ（iv）１６、の合計数である１２箇所あるにも係わらず、その楔係合阻止機構における保持部材１７とその駆動装置はどちらも１セットで済んでいる。
【００４６】
また、第１の実施形態の楔部材であるローラ（i）１３、ローラ（ii）１４、ローラ（iii）１５、ローラ（iv）１６は、円周方向に配列されたそれぞれ３個のローラのセットになっているが、各セットが球面部７ｂあるいは球面部１１ｂという円周方向に連続な共通の球面と接触する構成であるので、円周方向に配列された楔部材の数だけ傾斜面を形成する必要がなくなっている。
【００４７】
更に、球面部７ｂはローラ（i）１３のセットに対応する傾斜面とローラ（ii）１４のセットに対応する傾斜面という互いに逆方向に傾斜した２種類の傾斜面を兼ねており、合計６個の楔部材に対応する傾斜面が１個の球面で形成されている。ローラ（iii）１５のセットとローラ（iv）１６のセットに対する球面部１１ｂも同様である。
【００４８】
また、楔部材であるローラ（i）１３、ローラ（ii）１４、ローラ（iii）１５、ローラ（iv）１６の外周面の輪郭が、球面部７ｂあるいは球面部１１ｂの大円の曲率で形成されており、各ローラとの接触する直動ロッド１２の凹面溝１２ａ（図１と図２を参照）も同じ曲率で形成されているので、楔係合の際に各部が全て線接触で接触するようになっている。いわゆるヘルツ応力を緩和している。
【００４９】
第１の実施形態は流体圧を介して直動運動を生成する方式でないので作動油の漏れによるメンテナンスの必要性や周囲環境の制約がなく、上述した構成を採用することで、更に、出力部材とともに直動運動を行う質量を軽量化して高応答化の効果を一層引き出すことが出来る。また、構成部品や加工工数の低減して低コスト化を実現することが出来る。更に、リード線などの繰り返し変形を回避し部品間接触部のヘルツ応力を緩和して長寿命化を実現することができる。それらの結果、実用性に優れた高性能リニアアクチュエータを提供することができる。
【００５０】
「第２の実施形態」
本発明の第２の実施形態に係るリニアアクチュエータについて、図１１を参照しながら以下説明する。図１１は第２の実施形態に係るリニアアクチュエータの出力軸が図中左方向に駆動される状態の側断面図である。
【００５１】
図１１において、第２の実施形態では、第１の実施形態におけるスライド部材（ii）２７、磁性体ケース（ii）２８、コイル（ii）２９、付勢バネ（vi）３０等が無く、代わりに一体化されたスライド部材（i）２２とディスク２３が右方向に移動するのを規制するストッパ３３が組み込まれている。この結果、保持部材１７はコイル（i）２６へ通電されているか否かによって左右方向に移動して図８または図１０の状態となり、図６のような中立位置にある状態はない。すなわち、コイル２６をオンすると図８と同様な状態（出力軸右方向移動）、コイル２６をオフすると図１０と同様な状態（出力軸左方向移動）となる。
【００５２】
リニアアクチュエータが停止した状態で出力軸３１に作用する外力が左右に変動する交番荷重でなく一方向荷重の場合には、第２の実施形態でも図８または図１０の状態のどちらかを選択して外力によって出力軸３１が動かされるのを防止できるので、構成が簡素化できる。出力軸３１を左右に駆動する場合は、第１の実施形態と同様に、保持部材１７を図８または図１０の状態として往復駆動装置１を起動すれば良い。
【００５３】
「第３の実施形態」
本発明の第３の実施形態に係るリニアアクチュエータについて、図１２、図１３及び図１４を参照しながら以下詳細に説明する。図１２は第３の実施形態に係るリニアアクチュエータの側断面図である。図１３は図１２において円周方向に配置された２つの楔係合機構部の内の一方をそれぞれ平面上に展開した図である。図１４は図１２において円周方向に配置された２つの楔係合機構部の内の他方をそれぞれ平面上に展開した図である。
【００５４】
第３の実施形態では往復駆動装置３５がリアケース３６、ケース３７、コイル３８、磁歪素子３９および皿バネ４０で構成されており、往復運動部材である振動リング４１に軸方向の往復運動を与える。磁歪素子３９は、コイル３８に通電することで発生する磁界によって軸方向に延びて振動リング４１を右方向に駆動し、通電を遮断すると磁界の消滅によってもとの寸法に収縮する。その際、振動リング４１は皿バネ４０によって左方向に駆動される。このようにコイル３８への通電と遮断を繰り返すことで振動リング４１が軸方向に往復駆動される。本発明では往復駆動装置としては種々の形態が適用でき、第１の実施形態におけるソレノイドを用いても、第２の実施形態における磁歪素子を用いても、更にピエゾ素子のように電圧の印加によって寸法の変化する電歪素子を用いても良い。
【００５５】
また、第３の実施形態では第１の実施形態および第２の実施形態と異なり、第１楔係合機構における保持部材（i）４９と第２楔係合機構における保持部材（ii）５０が別部材となっており、それぞれ磁性体のディスク（i）５１とディスク（ii）５２が固定されて一体になっている。また、それぞれ付勢バネ（xi）５３と付勢バネ（xii）５４によって図の右方向と左方向に付勢されている。いずれもディスク（i）５１とディスク（ii）５２がハウジング４２の内周側突出部４２ａに当接するまで付勢バネによって軸方向に移動できる。ディスク（i）５１とディスク（ii）５２の左右にはそれぞれ磁性体ケース（iii）５９と磁性体ケース（iv）６０が固定され、各磁性体ケースのなかには、それぞれコイル（iii）６１とコイル（iv）６２が固定されている。
【００５６】
コイル（iii）６１に通電することでディスク（i）５１を左方向に吸引し、コイル（iv）６２に通電することでディスク（ii）５２を右方向に吸引することができる。図１２においてはこれらの中のコイル（iii）６１のみに通電されており、保持部材（i）４９はディスク（i）５１と共に磁力で左方向に吸引され、保持部材（ii）５０はディスク（ii）５２と共に付勢バネ（xii）５４によって図の左方向に付勢されている。
【００５７】
図１３と図１４に保持部材（i）４９と保持部材（ii）５０を平面上に展開した図を示す。互いに軸方向位置の異なる円周上にそれぞれ３個ずつ配置されたローラ（v）４５、ローラ（vi）４６、ローラ（vii）４７、ローラ（viii）４８の各ローラの中で、右側に保持部材４９，５０の軸方向端面が隣接するローラ（vi）４６とローラ（viii）４８が保持部材（i）４９と保持部材（ii）５０の左方向移動によって押し出され楔係合できない状態となっている。第１楔係合機構と第２楔係合機構において、残りのローラ（v）４５とローラ（vii）４７のみが楔係合出来る状態は、第１の実施形態においては図７あるいは図８の状態であり、第１の実施形態で説明した原理、動作で直動ロッド４４と出力軸３１は往復駆動装置３５により図の右方向に駆動される。それらを左方向に駆動したい場合には、逆にコイル（iv）６２のみに通電すれば良い。
【００５８】
なお、第３の実施形態の保持部材（i）４９はローラ（v）４５を含む楔係合を阻止するための保持部材とローラ（vi）４６を含む楔係合を阻止するための保持部材を一体化した共通保持部材であり、保持部材（ii）５０はローラ（vii）４７を含む楔係合を阻止するための保持部材とローラ（viii）４８を含む楔係合を阻止するための保持部材を一体化した共通保持部材である。因みに、第１の実施形態はこれらの共通保持部材同士を更に一体化したものである。
【００５９】
第３の実施形態では部分的であっても一体化を行うことで、保持部材の数やこれを駆動するための部品数をある程度減らすことができる。なお、第３の実施形態の特有の効果としては、コイル（iii）６１とコイル（iv）６２の両方に通電しないか両方に通電することで、互いに逆方向の傾斜面による楔係合が機能する状態とし（両コイル６１，６２を通電又は非通電とすると、直動ロッド４４はいずれの方向にも可動できない）、第１の実施形態のように保持部材を中立位置（図１に示す停止状態）の保持する機構が無くても、リニアアクチュエータ停止中の交番に変化する外力に対して出力軸３１を固定できる、ということが挙げられる。
【００６０】
以上説明したように、本発明の実施形態に係るリニアアクチュエータの主たる特徴は、次のような従来技術の課題を解決するために創出されたものであって従来技術に無い特有の効果を奏するものである。すなわち、往復駆動源による往復運動の一方向運動を累積させて直動運動を作り出す従来のリニアアクチュエータでは、直動運動を行う部分の質量が大きくなり、慣性抵抗が大きくなって応答速度の向上を阻害するという課題があり、さらに、直動方向の切換え機能のための駆動装置が動くためにリード線などの動力供給径路が頻繁に変形し耐久上の課題もあった。また、従来技術では多数の楔係合機構を有し、それぞれに対応させて多数の楔係合阻止機構とその駆動装置が必要になっていて、各構成部品の数や楔係合機構における傾斜面部分の加工工数が増大してコストアップの原因になるという課題も生じていた。
【００６１】
そこで、本発明の実施形態では、往復駆動源による往復運動の一方向運動を累積させて直動運動を作り出すリニアアクチュエータにおいて、直動部質量の低減、部品点数や加工工程の低減、接触面圧の低減などにより、高応答化、低コスト化、長寿命化を可能にすることを主たる課題解決の趣旨とする。そして、この課題を解決するための具体化について、楔係合機構における傾斜面を直動部材側に形成しない構成として、楔係合阻止機構とその駆動装置の質量が直動運動を行う部分の質量に追加されないようにし、更に、全ての楔係合機構部において直動部材を内周側に配置してその質量を低減し、これらによって慣性抵抗を縮小した。また、楔係合阻止機構の駆動装置を固定することによってリード線などに変形が生じないようにする。
【００６２】
更に、各楔係合機構に含まれる楔係合阻止機構の構成部品である保持部材を一体化できる構成として部品点数を削減し、これに伴いその駆動装置の数も削減した。また、各楔係合機構毎に必要な複数の傾斜面を共通の球面の一部として形成することで加工工数を削減する。傾斜面が球面になることに伴い、これに接触する楔部材を球面と線接触できる形状とし、更に非傾斜部材の楔部材との接触部形状を線接触が可能な形状とする。これによって、点接触によって大きな応力が発生して疲労寿命が低下することを回避することができる。
【００６３】
本発明の実施形態に係るリニアアクチュエータにおける作用乃至効果をさらに説明すると次のようになる。すなわち、楔係合機構を用いて往復運動部材の往復運動から直動部材の直動運動を発生させる機構において、楔係合機構における傾斜面が直動部材には一切形成されて居らず、ハウジング部材に固定された固定部材や微小振幅で往復運動のみを行う往復動部材に形成されている。楔係合機構における楔係合を阻止するために楔係合阻止機構を装着する場合を考えると、楔係合阻止機構は楔係合部に対して軸方向に移動してしまう非傾斜面に対してでなく楔係合部に必ず存在する傾斜面に対して固定されていなければならない。
【００６４】
本実施形態では、傾斜面が形成されていない直動部材には楔係合阻止機構やそれを駆動するためのソレノイドなどの駆動装置を装着する必要がなく、出力として直動運動をする部分の質量増大を防止することができる。したがって、リニアアクチュエータとして機能する際の慣性抵抗を小さくして高速で応答させることが可能となる。また、楔係合阻止機構の駆動装置を固定部材に装着することが出来るので、これにリード線を介して電力を供給する場合にアクチュエータの作動に伴って変形による応力が繰り返し作用することがなく、その耐久性を確保することができる。
【００６５】
また、本実施形態によれば、出力部材である直動部材がアクチュエータの全体構成の中で中心軸寄りに配置されることになり、中心軸から小さな径の範囲に収めることができる。したがって、直動部材自体の質量を小さくすることが出来るので、リニアアクチュエータとして機能する際の慣性抵抗を小さして更に高速で応答させることが可能となる。
【００６６】
また、本実施形態によれば、順方向と逆方向の２種類の傾斜面から楔係合を形成する傾斜面を選択して切換えることができるので、楔係合における傾斜面の傾斜方向に左右される直動方向を切替えて直動部材を両方向に直動させることができる。さらに、各楔係合阻止機構の作動のための各保持部材が共通の軸方向に移動することで作動するので、保持部材同士を一体化することが可能になる。さらに、順方向傾斜面と楔部材との接触を阻止する保持部材と逆方向傾斜面と楔部材との接触を阻止する保持部材とを一体とすることで部品点数が削減され、更に、共通の保持部材駆動機構でそれらを駆動することが可能となるので、リニアアクチュエータの低コスト化が図れる。
【００６７】
また、本実施形態によれば、リニアアクチュエータ全体の保持部材とその保持部材駆動機構がそれぞれ１個で済むので、更にリニアアクチュエータの低コスト化が図れる。さらに、円周方向に配置された複数の楔部材のそれぞれに対して楔係合のための傾斜面を形成する必要がなく、全周連続した球面を１つ形成するだけになる。さらに、球面自体が回転体形状で加工しやすい形状であるため、リニアアクチュエータの低コスト化が図れる。
【００６８】
また、本実施形態によれば、順方向傾斜面と逆方向傾斜面も別々の傾斜面として形成する必要がなくなり、共通の内周球面で形成できるの、更にリニアアクチュエータの低コスト化が図れる。さらに、低コスト化のために傾斜面を円周方向に連続した球面で形成しても、楔部材と傾斜面との接触部および楔部材と非傾斜面との接触部において点接触を回避して線接触とすることができ、接触部に発生するヘルツ応力で進行する材料疲労を緩和してフレーキング寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るリニアアクチュエータの出力軸が停止状態の側断面図であって、図２〜図５におけるＡ−Ａ断面図である。
【図２】図１におけるＢ−Ｂ断面による横断面図である。
【図３】図１におけるＣ−Ｃ断面による横断面図である。
【図４】図１におけるＤ−Ｄ断面による横断面図である。
【図５】図１におけるＥ−Ｅ断面による横断面図である。
【図６】図１において円周方向に配置された楔係合機構部を平面上に展開した図である。
【図７】第１の実施形態に係るリニアアクチュエータの出力軸が図中右方向に駆動される状態の側断面図である。
【図８】図７において円周方向に配置された楔係合機構部を平面上に展開した図である。
【図９】第１の実施形態に係るリニアアクチュエータの出力軸が図中左方向に駆動される状態の側断面図である。
【図１０】図９において円周方向に配置された楔係合機構部を平面上に展開した図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係るリニアアクチュエータの出力軸が図中左方向に駆動される状態の側断面図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係るリニアアクチュエータの側断面図である。
【図１３】図１２において円周方向に配置された２つの楔係合機構部の内の一方をそれぞれ平面上に展開した図である。
【図１４】図１２において円周方向に配置された２つの楔係合機構部の内の他方をそれぞれ平面上に展開した図である。
【符号の説明】
【００７０】
１…往復駆動装置、２…固定鉄心、３…フレーム、４…コイル、５…可動鉄心、６…板バネ、７…振動リング、７ａ…リング部、７ｂ…球面部、８…ナット、９…ハウジング部材、１０…外周ナット、１１…固定リング、１１ａ…リング部、１１ｂ…球面部、１１ｃ…開口部、１１ｄ…ノーズ部、１２…直動ロッド、１２ａ…凹面溝、１２ｂ…ノーズ部、１３…ローラ（i）、１４…ローラ（ii）、１５…ローラ（iii）、１６…ローラ（iv）、１７…保持部材、１８…付勢バネ（ii）、１９…付勢バネ（i−iv）、２０…付勢バネ（iii）、２１…連結ピン、２２…スライド部材（i）、２３…ディスク、２４…付勢バネ（v）、２５…磁性体ケース（i）、２６…コイル（i）、２７…スライド部材（ii）、２８…磁性体ケース（ii）、２９…コイル（ii）、３０…付勢バネ（vi）、３１…出力軸、３２…ナット、３３…ストッパ、３４…固定リング、３４ａ…リング部、３４ｂ…球面部、３４ｃ…開口部、３４ｄ…ノーズ部、３５…往復駆動装置、３６…リアケース、３７…ケース、３８…コイル、３９…磁歪素子、４０…皿バネ、４１…振動リング、４１ａ…リング部、４１ｂ…球面部、４２…ハウジング、４２ａ…内周側突出部，４３…固定リング、４３ａ…リング部、４３ｂ…球面部、４４…直動ロッド、４４ａ…凹面溝、４５…ローラ（v）、４６…ローラ（vi）、４７…ローラ（vii）、４８…ローラ（viii）、４９…保持部材（i）、５０…保持部材（ii）、５１…ディスク（i）、５２…ディスク（ii）、５３…付勢バネ（xi）、５４…付勢バネ（xii）、５５…付勢バネ（vii）、５６…付勢バネ（viii）、５７…付勢バネ（iv）、５８…付勢バネ（x）、５９…磁性体ケース（iii）、６０…磁性体ケース（iv）、６１…コイル（iii）、６２…コイル（iv）
【図１】
2008154396.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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