(57)【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ステータハウジングと、
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ロータハウジングと、を含み、
前記ロータハウジングは、
前記第２ロータの回転中心を軸心として前記ネジ軸の前記直動方向の一方端側に配置される略円板状のプレート部と、
前記プレート部の径方向外側端部から前記直動方向に延びて前記第２ロータの径方向外側に形成される外筒部と、を有し、
前記ステータハウジングは、
前記第２ロータの回転中心を軸心として前記ネジ軸の前記直動方向の他方端側に配置される略円板状のハウジングベース部と、
前記ハウジングベース部の径方向外側端部から前記直動方向に延びて前記外筒部の径方向内側に形成され、第１の間隙を隔てて前記外筒部と径方向に重なるシール部を構成する内筒部と、
前記ハウジングベース部に形成され、前記ロータハウジングと前記ステータハウジングとで囲われた内部の空気を吸引排気するための排気孔と、
を有する、アクチュエータ。
【請求項２】
前記ステータハウジングは、
前記第２ロータの回転中心を軸心として前記ハウジングベース部の前記内筒部側の面に形成された略円環状の溝部と、
内径が前記溝部の内径よりも小さく、外径が前記溝部の外径よりも大きく、前記溝部を直動方向に覆う略円環状の部材であり、第２の間隙を隔てて前記ハウジングベース部の前記内筒部側の面と前記直動方向に重なる絞り部を形成する円環部材と、
をさらに有し、
前記排気孔は、前記溝部の外径側の壁面から径方向の一方向に延びて前記ハウジングベース部を貫通して形成された、請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記円環部材は、前記溝部の内径に沿って前記ハウジングベース部と接続する接続部と、前記接続部を含まない非接続部とを有する、請求項２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記円環部材は、前記溝部の外径に沿って前記ハウジングベース部と接続する接続部と、前記接続部を含まない非接続部とを有する、請求項２に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記円環部材は、前記ハウジングベース部と対向する面において、前記接続部と前記非接続部との間に前記第２の間隙に相当する段差が設けられている、請求項３又は請求項４に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記ハウジングベース部は、前記円環部材と対向する面において、前記溝部の内径よりも径方向内側の面と前記溝部の外径よりも径方向外側の面との間に前記第２の間隙に相当する段差が設けられている、請求項３又は請求項４に記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記溝部の内径に沿って前記円環部材と前記ハウジングベース部とを接続する接続部材をさらに含み、前記接続部材は、前記直動方向の幅が前記第２の間隙に相当する、請求項２に記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記溝部の外径に沿って前記円環部材と前記ハウジングベース部とを接続する接続部材をさらに含み、前記接続部材は、前記直動方向の幅が前記第２の間隙に相当する、請求項２に記載のアクチュエータ。
【請求項９】
前記シール部は、前記直動方向の最大幅が前記ロータハウジングの前記直動方向の移動範囲よりも大きい、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項１０】
前記ステータ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、をさらに含み、
前記第１軸受及び前記第２軸受は、転がり軸受あるいはすべり軸受である、請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項１１】
前記ステータ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、前記ステータ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、をさらに含み、  前記第１軸受及び前記第２軸受は、転がり軸受あるいはすべり軸受である、請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項１２】
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３軸受は、転がり軸受あるいはすべり軸受である、請求項１１に記載のアクチュエータ。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載のアクチュエータを備える、工作機械。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載のアクチュエータを備える、測定装置。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載のアクチュエータを備える、半導体製造装置。
【請求項１６】
請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載のアクチュエータを備える、フラットディスプレイ製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータ、工作機械、測定装置、半導体製造装置、及びフラットディスプレイ製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、２つのロータを有する１つのモータで回転運動を直線運動に変換すると共に、回転運動及び直線運動をそれぞれ単独あるいは双方を伝達可能なアクチュエータが記載されている。この特許文献１に記載されたアクチュエータは、小型化かつ信頼性の向上が可能であり、省スペース化や低コスト化に貢献することができる。
【０００３】
工作機械や測定装置、あるいは、半導体製造装置やフラットパネルディスプレイ製造装置に用いられるアクチュエータは、高い信頼性が要求される。また、半導体やフラットパネルディスプレイ等の製造においては、製造物へのダスト混入を避けるため、クリーン環境下における製造工程が必要となる。このようなクリーン環境下で用いられるアクチュエータは、高い信頼性を確保するためにアクチュエータの内部への異物の侵入を防ぐと共に、アクチュエータの内部で発生する発塵が外部に流出するのを防ぐ必要がある。
【０００４】
例えば、特許文献２には、２つのフランジ部の間の空気室から空気を吸引することにより、フランジ部と動作軸との間の隙間から空気が吸引されクリーン環境内に非クリーン環境からのゴミが侵入することを防止するシール装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２３００７６号公報
【特許文献２】特開平０９−２９６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に記載のシール装置は、クリーン環境側のフランジ部と動作軸との間の隙間と、非クリーン環境側のフランジ部と動作軸との間の隙間との双方から空気を吸引するものであり、空気室内に圧力分布が生じることが考えられる。また、クリーン環境側と非クリーン環境側とで圧力差がある場合には、非クリーン環境側からクリーン環境側に空気が漏れ出し、クリーン環境を汚染する可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、内部への異物の侵入を防ぐと共に、内部で発生する発塵が外部に流出するのをより確実に防ぐことができるアクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、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ステータハウジングと、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ロータハウジングと、を含み、前記ロータハウジングは、前記第２ロータの回転中心を軸心として前記ネジ軸の前記直動方向の一方端側に配置される略円板状のプレート部と、前記プレート部の径方向外側端部から前記直動方向に延びて前記第２ロータの径方向外側に形成される外筒部と、を有し、前記ステータハウジングは、前記第２ロータの回転中心を軸心として前記ネジ軸の前記直動方向の他方端側に配置される略円板状のハウジングベース部と、前記ハウジングベース部の径方向外側端部から前記直動方向に延びて前記外筒部の径方向内側に形成され、第１の間隙を隔てて前記外筒部と径方向に重なるシール部を構成する内筒部と、前記ハウジングベース部に形成され、前記ロータハウジングと前記ステータハウジングとで囲われた内部の空気を吸引排気するための排気孔と、を有する。
【０００９】
上記構成により、ハウジングベース部に形成された排気孔に吸引排気装置を接続して吸引排気装置を作動させることにより、絞り部からアクチュエータの内部の空気が均一に吸い出される。これにより、アクチュエータの内部への異物の侵入を防止すると共に、アクチュエータの内部で発生する発塵が外部に流出するのを確実に防ぐことができる。
【００１０】
また、望ましい態様として、前記ステータハウジングは、前記第２ロータの回転中心を軸心として前記ハウジングベース部の前記内筒部側の面に形成された略円環状の溝部と、内径が前記溝部の内径よりも小さく、外径が前記溝部の外径よりも大きく、前記溝部を直動方向に覆う略円環状の部材であり、第２の間隙を隔てて前記ハウジングベース部の前記内筒部側の面と前記直動方向に重なる絞り部を形成する円環部材と、をさらに有し、前記排気孔は、前記溝部の外径側の壁面から径方向の一方向に延びて前記ハウジングベース部を貫通して形成されているのが好ましい。
【００１１】
上記構成により、少ない排気量で効果的にシール部を機能させることができ、アクチュエータの内部で発生する発塵が外部に流出するのをより確実に防ぐことができる。また、絞り部の第２の間隙の精度を管理するための管理項目が少なくて済み、その結果、アクチュエータの製造の際の歩留まりを向上することができる。
【００１２】
また、前記円環部材は、前記溝部の内径に沿って前記ハウジングベース部と接続する接続部と、前記接続部を含まない非接続部とを有しても良い。
【００１３】
また、前記円環部材は、前記溝部の外径に沿って前記ハウジングベース部と接続する接続部と、前記接続部を含まない非接続部とを有しても良い。
【００１４】
また、前記円環部材は、前記ハウジングベース部と対向する面において、前記接続部と前記非接続部との間に前記第２の間隙に相当する段差が設けられていても良い。
【００１５】
また、前記ハウジングベース部は、前記円環部材と対向する面において、前記溝部の内径よりも径方向内側の面と前記溝部の外径よりも径方向外側の面との間に前記第２の間隙に相当する段差が設けられていても良い。
【００１６】
また、前記溝部の内径に沿って前記円環部材と前記ハウジングベース部とを接続する接続部材をさらに含み、前記接続部材は、前記直動方向の幅が前記第２の間隙に相当する構成であっても良い。
【００１７】
また、前記溝部の外径に沿って前記円環部材と前記ハウジングベース部とを接続する接続部材をさらに含み、前記接続部材は、前記直動方向の幅が前記第２の間隙に相当する構成であっても良い。
【００１８】
また、望ましい態様として、前記シール部は、前記直動方向の最大幅が前記ロータハウジングの前記直動方向の移動範囲よりも大きいことが好ましい。
【００１９】
上記構成により、ロータハウジングの直動方向の移動範囲の全域においてシール部が形成される。
【００２０】
また、望ましい態様として、前記ステータ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、をさらに含み、前記第１軸受及び前記第２軸受は、転がり軸受あるいはすべり軸受であるのが好ましい。
【００２１】
上記構成により、第１軸受及び第２軸受を駆動するための外部駆動源が不要となる。
【００２２】
また、望ましい態様として、前記ステータ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、前記ステータ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、をさらに含み、前記第１軸受及び前記第２軸受は、転がり軸受あるいはすべり軸受であるのが好ましい。
【００２３】
上記構成により、第１軸受及び第２軸受を駆動するための外部駆動源が不要となる。
【００２４】
また、望ましい態様として、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３軸受は、転がり軸受あるいはすべり軸受であるのが好ましい。
【００２５】
上記構成により、第３軸受を駆動するための外部駆動源が不要となる。
【００２６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、工作機械は、前述したアクチュエータを備える。これにより、クリーン環境下での使用に適した工作機械を得ることができる。
【００２７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、測定装置は、前述したアクチュエータを備える。これにより、クリーン環境下での使用に適した測定装置を得ることができる。
【００２８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、半導体製造装置は、前述したアクチュエータを備える。これにより、クリーン環境下での使用に適した半導体製造装置を得ることができる。
【００２９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、フラットディスプレイ製造装置は、前述したアクチュエータを備える。これにより、クリーン環境下での使用に適したフラットディスプレイ製造装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、内部への異物の侵入を防ぐと共に、内部で発生する発塵が外部に流出するのをより確実に防ぐことができる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】
【００３１】
【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、実施形態１のアクチュエータの構成を第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切って模式的に示す断面図である。
【図３】図３は、実施形態１のアクチュエータのロータハウジングを回転中心と平行な方向からみた平面を模式的に示す模式図である。
【図４】図４は、図２に示す実施形態１に係るアクチュエータのステータハウジングのハウジングベース部と内筒部とを回転中心と平行な方向からみた平面を模式的に示す模式図である。
【図５】図５は、図４に示すハウジングベース部に取り付けられる円環部材を回転中心と平行な方向からみた平面を模式的に示す模式図である。
【図６】図６は、図２に示す実施形態１に係るアクチュエータにおける一点鎖線枠内の拡大図である。
【図７】図７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ステータの一例を模式的に示す断面図である。
【図８】図８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ステータの他の例を模式的に示す断面図である。
【図９】図９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１０】図１０は、実施形態１の変形例に係るアクチュエータの構成を第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切って模式的に示す断面図である。
【図１１】図１１は、図１０に示す実施形態１の変形例に係るアクチュエータのステータハウジングのハウジングベース部と内筒部とを回転中心と平行な方向からみた平面を模式的に示す模式図である。
【図１２】図１２は、図１１に示すハウジングベース部に取り付けられる円環部材を回転中心と平行な方向からみた平面を模式的に示す模式図である。
【図１３】図１３は、図１０に示す実施形態１の変形例に係るアクチュエータにおける一点鎖線枠内の拡大図である。
【図１４】図１４は、実施形態２に係るアクチュエータの構成を第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切って模式的に示す断面図である。
【図１５】図１５は、図１４に示す実施形態２に係るアクチュエータのステータハウジングのハウジングベース部と内筒部とを回転中心と平行な方向からみた平面を模式的に示す模式図である。
【図１６】図１６は、図１５に示すハウジングベース部に取り付けられる円環部材を回転中心と平行な方向からみた平面を模式的に示す模式図である。
【図１７】図１７は、図１４に示す実施形態２に係るアクチュエータにおける一点鎖線枠内の拡大図である。
【図１８】図１８は、実施形態２の変形例に係るアクチュエータの構成を第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切って模式的に示す断面図である。
【図１９】図１９は、図１８に示す実施形態２の変形例に係るアクチュエータのステータハウジングのハウジングベース部と内筒部とを回転中心と平行な方向からみた平面を模式的に示す模式図である。
【図２０】図２０は、図１９に示すハウジングベース部に取り付けられる円環部材を回転中心と平行な方向からみた平面を模式的に示す模式図である。
【図２１】図２１は、図１８に示す実施形態２の変形例に係るアクチュエータにおける一点鎖線枠内の拡大図である。
【図２２】図２２は、実施形態３に係るアクチュエータの構成を第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切って模式的に示す断面図である。
【図２３】図２３は、図２２に示す実施形態２に係るアクチュエータのステータハウジングのハウジングベース部と内筒部とを回転中心と平行な方向からみた平面を模式的に示す模式図である。
【図２４】図２４は、図２３に示すハウジングベース部に接続部材を介して取り付けられる円環部材を回転中心と平行な方向からみた平面を模式的に示す模式図である。
【図２５】図２５は、図２２に示す実施形態３に係るアクチュエータにおける一点鎖線枠内の拡大図である。
【図２６】図２６は、実施形態３の変形例に係るアクチュエータの構成を第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切って模式的に示す断面図である。
【図２７】図２７は、図２６に示す実施形態３の変形例に係るアクチュエータのステータハウジングのハウジングベース部と内筒部とを回転中心と平行な方向からみた平面を模式的に示す模式図である。
【図２８】図２８は、図２７に示すハウジングベース部に取り付けられる円環部材を回転中心と平行な方向からみた平面を模式的に示す模式図である。
【図２９】図２９は、図２６に示す実施形態３の変形例に係るアクチュエータにおける一点鎖線枠内の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
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。
【００３３】
（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（ステータハウジング２０）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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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、実施形態１のアクチュエータの構成を第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切って模式的に示す断面図である。図３は、実施形態１のアクチュエータのロータハウジングを回転中心と平行な方向からみた平面を模式的に示す模式図である。
【００３７】
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に取り付けられるステータハウジング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。
【００３８】
実施形態１に係るアクチュエータ１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１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。
【００３９】
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。具体的には、回転中心Ｚｒに平行な方向（直動方向）にネジ溝が形成されているネジ軸である。ボールネジ軸１５の一端には、フランジ部１４Ａが固定されている。フランジ部１４Ａ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。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は、回転中心Ｚｒを中心に回転する。そして、アクチュエータ１は、ボールネジ軸１５とナット５２との間で、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。
【００４０】
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。
【００４１】
また、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（以下、「ロータハウジング」という）１０と、ボールネジ軸１５に固定されたフランジ部１４Ａと、フランジ部１４Ａ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、ロータハウジング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。
【００４２】
ボールネジ軸１５は、直動方向の端部近傍にボールネジ軸１５のフランジ部１４Ａを構成する直動伝達部材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１５が直動方向に移動する場合、ボールネジ軸１５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１５が直動伝達部材１４Ｂを貫通している。図３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、ロータハウジング１０を回転自在に支持する第３軸受６１を備えている。
【００４３】
図２に示すように、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。
【００４４】
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を固定している。
【００４５】
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、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。また、支持部材４５の径方向内側の壁面には、ステータ３０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の外輪が固定されている。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。第２ロータブラケット４２は、第２ロータブラケット４２の外周側に固定され、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。
【００４６】
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。
【００４７】
ロータハウジング１０は、第２ロータ４０の回転中心を軸心としてボールネジ軸１５の直動方向の一方端側に配置されるプレート部１１１と、内径がロータコア４１及び第２ロータブラケット４２よりも大きい略円筒形状の外筒部１１２を有している。外筒部１１２は、プレート部１１１と一体となっており、プレート部１１１の径方向外側端部から直動方向に延びて第２ロータ４０の径方向外側に形成され、ロータコア４１の回転に連動して、プレート部１１１と外筒部１１２とが回転する。また、ロータハウジング１０は、アクチュエータ１の内部への異物の侵入及びアクチュエータ１の内部で発生する発塵の外部への流出を防ぐ蓋部材１１を備えている。また、ロータハウジング１０は、外筒部１１２の径方向内側の内周には、案内レール１１４を摺動するスライダ１１６が固定されている。スライダ１１６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。なお、ロータハウジング１０は、外筒部１１２を構成する略円筒形状の部材とプレート部１１１を構成する略円板状の部材とを組み合わせた構成であってもよい。
【００４８】
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１１６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１１６は、スライダ１１６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１１６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を備え、案内レール１１４及びスライダ１１６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１１６は、案内レール１１４のレール長手方向に自在に移動できる。
【００４９】
スライダ１１６及び案内レール１１４は、直動案内機構であって、スライダ１１６に力が加わって案内レール１１４を中心に回転モーメントが加わっても、案内レール１１４がスライダ１１６に支持される。このため、外筒部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１の直動案内機構は、外筒部１１２にスライダ１１６を備え、内筒部材１１５に案内レール１１４を備えているが、外筒部１１２に案内レール１１４を備え、内筒部材１１５にスライダ１１６を備えてもよい。
【００５０】
スライダ１１６は、同じ案内レール１１４に複数取り付けられていてもよい。スライダ１１６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１１６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が分散されて受け止められる。このため、外筒部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。
【００５１】
ステータハウジング２０は、ハウジングベース部２１と、外径が外筒部１１２よりも小さい略円筒形状の内筒部２１１とを有している。内筒部２１１は、ハウジングベース部２１と一体となっており、ハウジングベース部２１の径方向外側端部から直動方向に延びて外筒部１１２の径方向内側に形成されている。ハウジングベース部２１及び外筒部１１２を形成する材料としては、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。また、ステータハウジング２０は、ハウジングインナ２２と、円環部材２３とを備えている。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。ハウジングベース部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。
【００５２】
ハウジングインナ２２の径方向内側の壁面には、ステータハウジング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、支持部材３５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。
【００５３】
ハウジングインナ２２の径方向外側の壁面には、ステータハウジング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、支持部材３５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１は、ステータハウジング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、ステータハウジング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、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。
【００５４】
また、図２に示す例において、第１軸受６３Ｂ及び第２軸受６２は、アクチュエータ１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、アクチュエータ１の直動方向の高さを低くすることができる。なお、第１軸受６３Ｂ及び第２軸受６２等の軸受の配置はこれに限らず、例えば、第１ロータ５０及び第２ロータ４０の磁石の取り付け位置の誤差等で径方向に第１ロータ５０及び第２ロータ４０が引っ張られる力が働いた際に、軸受にモーメント力が働かないような配置とするのが好ましい。例えば、軸受をステータコア３１の直動方向の両端に配置することで、軸受に働くモーメント力を抑制することができ、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。さらに、ステータコア３１の直動方向の両端に配置した軸受間の直動方向の中心位置と、第１ロータ５０及び第２ロータ４０の磁石の直動方向の中心位置とが回転中心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構成とすることで、軸受に働くモーメント力をより抑制することができ、第１ロータ５０及び第２ロータ４０の回転をより安定させることができる。
【００５５】
次に、図１、図４、図５、図６を用いて、本実施形態に係るアクチュエータ１のロータハウジング１０とステータハウジング２０とについて詳細に説明する。図４は、図２に示す実施形態１に係るアクチュエータのステータハウジングのハウジングベース部と内筒部とを回転中心と平行な方向からみた平面を模式的に示す模式図である。図５は、図４に示すハウジングベース部に取り付けられる円環部材を回転中心と平行な方向からみた平面を模式的に示す模式図である。図６は、図２に示す実施形態１に係るアクチュエータにおける一点鎖線枠内の拡大図である。
【００５６】
図２及び図４に示すように、ステータハウジング２０は、第２ロータ４０の回転中心を軸心としてボールネジ軸１５の直動方向の他方端側に配置される略円板状のハウジングベース部２１と、外径がロータハウジング１０の外筒部１１２の内径よりも小さい略円筒形状の内筒部２１１と、ハウジングインナ２２が接続される略円環状の凸部２１２と、凸部２１２の外径よりも内径が大きく、第２ロータ４０の回転中心を軸心としてハウジングベース部２１の内筒部２１１側の面に形成された略円環状の溝部２１３と、溝部２１３の外径側の壁面から径方向の一方向に延びてハウジングベース部２１を貫通して穿孔され、ロータハウジング１０とステータハウジング２０とで囲われた内部の空気を吸引排気装置９８により吸引排気するための排気孔２１４とを有している。そして、ハウジングベース部２１の溝部２１３の内径よりも径方向内側の面２１６と溝部２１３の外径よりも径方向外側の面２１５とは、直動方向の位置が等しい同一の平面上にある。
【００５７】
内筒部２１１は、ハウジングベース部２１の径方向外側端部から直動方向に延びてロータハウジング１０の外筒部１１２の径方向内側に形成されており、ロータハウジング１０の外筒部１１２とハウジングベース部２１の内筒部２１１とが、例えば０．１ｍｍ乃至０．５ｍｍ程度の間隙（以下、「第１の間隙」という）２１８を隔てて径方向に重なるシール部２１７が形成される。
【００５８】
図２及び図５に示すように、円環部材２３は、内径がハウジングベース部２１に形成された溝部２１３の内径よりも小さく、外径が溝部２１３の外径よりも大きい略円環状の部材である。
【００５９】
円環部材２３は、溝部２１３の内径に沿ってハウジングベース部２１に接する略円環状の接続部２３１と、接続部２３１を含まない非接続部２３２とを有している。そして、図２及び図６に示すように、円環部材２３は、ハウジングベース部２１と円環部材２３とを組み合わせた際に、円環部材２３と溝部２１３の外径に沿うハウジングベース部２１の溝部２１３の外径よりも径方向外側の面２１５とが、例えば数μｍ乃至数十μｍ程度の間隙（以下、「第２の間隙」という）２３４を隔てて直動方向に重なる絞り部２３３が形成されるように、接続部２３１と非接続部２３２との間に、第２の間隙２３４に相当する段差が設けられている。
【００６０】
なお、ハウジングベース部２１と円環部材２３とは、例えば、複数のネジ等の締結部材を用いて接続しても良いし、ハウジングベース部２１と円環部材２３の接続部２３１とを接着あるいは溶接して接続しても良い。
【００６１】
図７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ステータの一例を模式的に示す断面図である。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。
【００６２】
上述したように、アクチュエータ１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７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。
【００６３】
図７に示すように、アクチュエータ１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１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。
【００６４】
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１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。
【００６５】
図８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ステータの他の例を模式的に示す断面図である。図８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１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。
【００６６】
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。
【００６７】
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１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。
【００６８】
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２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。
【００６９】
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。
【００７０】
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、ハウジングベース部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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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、ステータハウジング２０の形状に応じて任意の位置へ配設することができる。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
次に、図１、図２、図３及び図９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９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。
【００７９】
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。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。図２及び図９に示すように、アクチュエータ１は、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。図９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。図２及び図９に示すように、直動伝達部材１４Ｂ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、または上から下に移動する。ロータハウジング１０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、ロータハウジング１０は、直動方向に上下する。
【００８０】
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、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１１６に摺動される案内レール１１４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ロータハウジング１０が回転する。
【００８１】
上述したように、ロータハウジング１０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２に示すロータハウジング１０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。ロータハウジング１０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ネジ軸１５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１５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１５を回転しようとする回転力が、ボールネジ軸１５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１５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１は、ロータハウジング１０の回転に伴うボールネジ軸１５の連れ回りを抑制できる。
【００８２】
上述した実施形態１に係るアクチュエータ１は、例えば、工作機械や測定装置、あるいは、半導体製造装置やフラットパネルディスプレイ製造装置に用いられることが想定される。このような用途で用いられるアクチュエータ１には、高い信頼性が要求される。また、半導体素子やフラットパネルディスプレイ等の製造においては、製造物へのダスト混入を避けるため、クリーン環境下における製造工程が必要となる。このようなクリーン環境下で用いられるアクチュエータは、高い信頼性を確保するためにアクチュエータの内部への異物の侵入を防ぐと共に、アクチュエータの内部で発生する発塵が外部に流出するのを防ぐ必要がある。
【００８３】
アクチュエータ内部で発生する発塵としては、各種軸受、直動案内機構、及びボールネジ等から発生する潤滑グリースの発塵が考えられる。潤滑グリースから発生する発塵粒子は、半導体素子やフラットパネルディスプレイのクリーン環境下での製造工程における汚染源となり、製品価値を失うような欠陥を生じる要因となる。このため、半導体素子やフラットパネルディスプレイ等の製造工程で用いられるアクチュエータでは、各種軸受、直動案内機構、及びボールネジ等に使用する潤滑グリースとして、発塵性が低い低発塵グリースが用いられるのが一般的である。
【００８４】
実施形態１に係るアクチュエータ１は、上述したように、ロータハウジング１０の外筒部１１２とハウジングベース部２１の内筒部２１１とが、径方向に例えば０．１ｍｍ乃至０．５ｍｍ程度の第１の間隙２１８を隔てて重なるシール部２１７が形成される。このシール部２１７がロータハウジング１０の直動方向の移動範囲の全域において形成されることにより、アクチュエータ１の内部への異物の侵入を防ぐことができる。
【００８５】
図２及び図９に示すように、シール部２１７の直動方向の幅は、ロータハウジング１０を直動方向に上下させたときに変化する。言い換えれば、ロータハウジング１０が直動方向の最下部にあるとき、シール部２１７の直動方向の幅が最大となり、ロータハウジング１０が直動方向の最上部にあるとき、シール部２１７の直動方向の幅が最小となる。
【００８６】
ロータハウジング１０の直動方向の移動範囲は、案内レール１１４に対するスライダ１１６の移動範囲で規制される。この案内レール１１４に対するスライダ１１６の移動範囲は、ナット５２に対する直動伝達部材１４Ｂの相対的な直動方向の位置関係で決まる。すなわち、ロータハウジング１０の直動方向の移動範囲は、ナット５２に対する直動伝達部材１４Ｂの相対的な直動方向の位置が取り得る直動方向の最小位置と最大位置とで規制された範囲となる。
【００８７】
ここで、シール部２１７の直動方向の最大幅がロータハウジング１０の直動方向の移動範囲よりも小さいと、ロータハウジング１０が直動方向の位置の最上部において、ロータハウジング１０の外筒部１１２とハウジングベース部２１の内筒部２１１とが径方向に重ならなくなる。したがって、本実施形態に係るアクチュエータ１では、シール部２１７の直動方向の最大幅がロータハウジング１０の直動方向の移動範囲よりも大きくなるように構成する必要がある。
【００８８】
実施形態１に係るアクチュエータ１は、上述したように、ハウジングベース部２１に、第２ロータ４０の回転中心を軸心とする略円環状の溝部２１３と、溝部２１３の外壁から径方向の一方向に延びてハウジングベース部２１を貫通して穿孔された排気孔２１４とが形成されると共に、内径がハウジングベース部２１に形成された溝部２１３の内径よりも小さく、外径が溝部２１３の外径よりも大きい略円環状の円環部材２３を備え、ハウジングベース部２１と円環部材２３とを組み合わせた際に、円環部材２３と、溝部２１３の外径に沿うハウジングベース部２１の溝部２１３の外径よりも径方向外側の面２１５とが、ロータハウジング１０の直動方向に例えば数μｍ乃至数十μｍ程度の第２の間隙２３４を隔てて重なる絞り部２３３が形成されている。
【００８９】
本実施形態では、上述した構成において、ハウジングベース部２１に設けられた排気孔２１４に、例えば真空ポンプ等である吸引排気装置９８を接続することを想定している。そして、吸引排気装置９８を作動させると、排気孔２１４、溝部２１３、絞り部２３３を介してアクチュエータ１の内部の空気が吸い出される。
【００９０】
実施形態１に係るアクチュエータ１では、絞り部２３３が周方向の全周に亘り形成されており、この絞り部２３３の第２の間隙２３４が数μｍ乃至数十μｍ程度と極めて小さいので、吸引排気装置９８の空気の吸引力が小さく、排気量が少なくても、溝部２１３内の空気の圧力が平滑化される。このため、絞り部２３３の周方向の全周に亘り、アクチュエータ１の内部の空気が均一に吸い出される。これにより、アクチュエータ１の内部の周方向の圧力差が抑制される。
【００９１】
上述したように、実施形態１に係るアクチュエータ１では、シール部２１７の第１の間隙２１８が例えば０．１ｍｍ乃至０．５ｍｍ程度であり、絞り部２３３の第２の間隙２３４よりも大きいが、上述した絞り部２３３によりアクチュエータ１の内部の周方向の圧力差が抑制されるので、シール部２１７の第１の間隙２１８が例えば０．１ｍｍ乃至０．５ｍｍ程度と比較的大きくても、シール部２１７の周方向の全周に亘り、アクチュエータ１の内部に均一に空気が吸い込まれる。すなわち、実施形態１に係るアクチュエータ１では、アクチュエータ１の内部に、シール部２１７の周方向の全周に亘って均一に空気が流入することで、絞り部２３３によりアクチュエータ１の内部の周方向の圧力差が抑制されるので、アクチュエータ１の内部で発生する発塵が外部に流出するのを確実に防ぐことができる。このように、実施形態１に係るアクチュエータ１は、少ない排気量で効果的にシール部２１７を機能させることができる。
【００９２】
また、アクチュエータ１の内部で発生する発塵がシール部２１７から外部に流出するのを防ぐことができるので、実施形態１に係るアクチュエータ１においては、第１軸受６３（６３Ａ，６３Ｂ）、第２軸受６２、及び第３軸受６１として、例えば転がり軸受や滑り軸受等のように、電源や圧縮空気のような外部動力源を必要としない機械式の軸受を用いることができる。
【００９３】
また、第１軸受６３（６３Ａ，６３Ｂ）、第２軸受６２、第３軸受６１、スライダ１１６及び案内レール１１４を含む直動案内機構、及びボールネジ軸１５のネジ溝とナット５２のネジ溝との嵌合部等の可動部を潤滑する潤滑グリースとして、発塵性が低い低発塵グリースを用いる必要がなく、駆動条件に応じて最適な潤滑グリースを使用することが可能である。
【００９４】
なお、本実施形態に係るアクチュエータ１の構成において、ハウジングベース部２１に形成される溝部２１３、排気孔２１４、ロータハウジング１０の外筒部１１２とステータハウジング２０の内筒部２１１とで形成されるシール部２１７、円環部材２３、及びハウジングベース部２１と円環部材２３とで形成される絞り部２３３を除く構成については、上述した構成に限らず他の構成であっても適用可能である。
【００９５】
また、本実施形態に係るアクチュエータ１の構成において、絞り部２３３の第２の間隙２３４の精度を管理するためには、ハウジングベース部２１の面２１５及び面２１６の平面度、ハウジングベース部２１の面２１５及び面２１６に対向する円環部材２３の接続部２３１の面及び非接続部２３２の面の平面度及び段差を管理項目として設けていれば良く、部品精度の管理項目が少なくて済むという利点がある。その結果、歩留まりが向上する。
【００９６】
（変形例）
図１０は、実施形態１の変形例に係るアクチュエータの構成を第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切って模式的に示す断面図である。図１１は、図１０に示す実施形態１の変形例に係るアクチュエータのステータハウジングのハウジングベース部と内筒部とを回転中心と平行な方向からみた平面を模式的に示す模式図である。図１２は、図１１に示すハウジングベース部に取り付けられる円環部材を回転中心と平行な方向からみた平面を模式的に示す模式図である。図１３は、図１０に示す実施形態１の変形例に係るアクチュエータにおける一点鎖線枠内の拡大図である。なお、上述した実施形態１に係るアクチュエータ１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。
【００９７】
上述した実施形態１に係るアクチュエータ１のステータハウジング２０では、円環部材２３のハウジングベース部２１と対向する面において、接続部２３１と非接続部２３２との間に第２の間隙２３４に相当する段差を設ける例を示したが、実施形態１の変形例に係るアクチュエータ１ａのステータハウジング２０ａでは、図１０乃至図１３に示すように、接続部２３１ａと非接続部２３２ａとの間には段差を設けず、ハウジングベース部２１ａの溝部２１３の内径よりも径方向内側の面２１６ａと溝部２１３の外径よりも径方向外側の面２１５ａとの間に第２の間隙２３４に相当する段差を設け、絞り部２３３ａを形成している。
【００９８】
この変形例において、絞り部２３３ａの第２の間隙２３４の精度を管理するためには、ハウジングベース部２１ａの面２１５ａ及び面２１６ａの平面度及び段差、ハウジングベース部２１ａの面２１５ａ及び面２１６ａに対向する円環部材２３ａの接続部２３１ａの面及び非接続部２３２ａの面の平面度を管理項目として設けていれば良く、上述した例と同様に、部品精度の管理項目が少なくて済むという利点がある。その結果、歩留まりが向上する。
【００９９】
なお、ハウジングベース部２１ａと円環部材２３ａとは、上述した例と同様に、例えば、複数のネジ等の締結部材を用いて接続しても良いし、ハウジングベース部２１ａと円環部材２３ａの接続部２３１ａとを接着あるいは溶接して接続しても良い。
【０１００】
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、ステータハウジング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、ロータハウジング１０とを含む。ロータハウジング１０は、第２ロータ４０の回転中心を軸心としてボールネジ軸１５の直動方向の一方端側に配置される略円板状のプレート部１１１と、プレート部１１１の径方向外側端部から直動方向に延びて第２ロータ４０の径方向外側に形成される外筒部１１２とを有する。ステータハウジング２０は、第２ロータ４０の回転中心を軸心としてボールネジ軸１５の直動方向の他方端側に配置される略円板状のハウジングベース部２１と、ハウジングベース部２１の径方向外側端部から直動方向に延びて外筒部１１２の径方向内側に形成され、第１の間隙２１８を隔てて外筒部１１２と径方向に重なるシール部２１７を構成する内筒部２１１と、ロータハウジング１０とステータハウジング２０とで囲われた内部の空気を吸引排気装置９８により吸引排気するための排気孔２１４とを有する。
【０１０１】
この構造において、ハウジングベース部２１に設けられた排気孔２１４に吸引排気装置９８を接続して吸引排気装置９８を作動させることにより、排気孔２１４からアクチュエータ１の内部の空気が均一に吸い出され、シール部２１７からアクチュエータ１の内部に均一に空気が吸い込まれる。これにより、アクチュエータ１の内部への異物の侵入を防止すると共に、アクチュエータ１の内部で発生する発塵が外部に流出するのを確実に防ぐことができる。
【０１０２】
また、第２ロータ４０の回転中心を軸心としてハウジングベース部２１の内筒部２１１側の面に形成された略円環状の溝部２１３と、内径が溝部２１３の内径よりも小さく、外径が溝部２１３の外径よりも大きく、溝部２１３を直動方向に覆う略円環状の部材であり、第２の間隙２３４を隔ててハウジングベース部２１の内筒部２１１側の面と直動方向に重なる絞り部２３３を形成する円環部材２３とをさらに有し、排気孔２１４は、溝部２１３の外径側の壁面から径方向の一方向に延びてハウジングベース部２１を貫通して形成されることで、少ない排気量で効果的にシール部２１７を機能させることができ、アクチュエータ１の内部で発生する発塵が外部に流出するのをより確実に防ぐことができる。また、絞り部２３３の第２の間隙２３４の精度を管理するための管理項目が少なくて済み、その結果、アクチュエータ１の製造の際の歩留まりを向上することができる。
【０１０３】
また、アクチュエータ１は、転がり軸受や滑り軸受等のように、電源や圧縮空気のような外部動力源を必要としない機械式の軸受を用いることができる。
【０１０４】
また、アクチュエータ１は、可動部を潤滑する潤滑グリースとして、発塵性が低い低発塵グリースを用いる必要がなく、駆動条件に応じて最適な潤滑グリースを使用することが可能である。
【０１０５】
（実施形態２）
図１４は、実施形態２に係るアクチュエータの構成を第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切って模式的に示す断面図である。図１５は、図１４に示す実施形態２に係るアクチュエータのステータハウジングのハウジングベース部と内筒部とを回転中心と平行な方向からみた平面を模式的に示す模式図である。図１６は、図１５に示すハウジングベース部に取り付けられる円環部材を回転中心と平行な方向からみた平面を模式的に示す模式図である。図１７は、図１４に示す実施形態２に係るアクチュエータにおける一点鎖線枠内の拡大図である。なお、上述した実施形態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。
【０１０６】
図１４及び図１５に示すように、ステータハウジング２０ｂは、実施形態１と同様に、第２ロータ４０の回転中心を軸心としてボールネジ軸１５の直動方向の他方端側に配置される略円板状のハウジングベース部２１ｂと、外径がロータハウジング１０の外筒部１１２の内径よりも小さい略円筒形状の内筒部２１１と、ハウジングインナ２２が接続される略円環状の凸部２１２と、凸部２１２の外径よりも内径が大きく、第２ロータ４０の回転中心を軸心としてハウジングベース部２１ｂの内筒部２１１側の面に形成された略円環状の溝部２１３と、溝部２１３の外径側の壁面から径方向の一方向に延びてハウジングベース部２１ｂを貫通して穿孔され、ロータハウジング１０とステータハウジング２０ｂとで囲われた内部の空気を吸引排気装置９８により吸引排気するための排気孔２１４とを有している。そして、ハウジングベース部２１ｂの溝部２１３の内径よりも径方向内側の面２１６ｂと溝部２１３の外径よりも径方向外側の面２１５ｂとは、直動方向の位置が等しい同一の平面上にある。
【０１０７】
内筒部２１１は、ハウジングベース部２１ｂの径方向外側端部から直動方向に延びてロータハウジング１０の外筒部１１２の径方向内側に形成されており、ロータハウジング１０の外筒部１１２とハウジングベース部２１ｂの内筒部２１１とが、例えば０．１ｍｍ乃至０．５ｍｍ程度の第１の間隙２１８を隔てて径方向に重なるシール部２１７が形成される。
【０１０８】
図１４及び図１６に示すように、円環部材２３ｂは、実施形態１と同様に、内径がハウジングベース部２１ｂに形成された溝部２１３の内径よりも小さく、外径が溝部２１３の外径よりも大きい略円環状の部材である。
【０１０９】
円環部材２３ｂは、溝部２１３の外径に沿ってハウジングベース部２１ｂに接する略円環状の接続部２３１ｂと、接続部２３１ｂを含まない非接続部２３２ｂとを有している。そして、図１４及び図１７に示すように、円環部材２３ｂは、ハウジングベース部２１ｂと円環部材２３ｂとを組み合わせた際に、円環部材２３ｂと溝部２１３の内径に沿うハウジングベース部２１ｂの溝部２１３の内径よりも径方向内側の面２１６ｂとが、例えば数μｍ乃至数十μｍ程度の第２の間隙２３４を隔てて直動方向に重なる絞り部２３３ｂが形成されるように、接続部２３１ｂと非接続部２３２ｂとの間に、第２の間隙２３４に相当する段差が設けられている。
【０１１０】
なお、ハウジングベース部２１ｂと円環部材２３ｂとは、実施形態１と同様に、例えば、複数のネジ等の締結部材を用いて接続しても良いし、ハウジングベース部２１ｂと円環部材２３ｂの接続部２３１ｂとを接着あるいは溶接して接続しても良い。
【０１１１】
この実施形態２において、絞り部２３３ｂの第２の間隙２３４の精度を管理するためには、ハウジングベース部２１ｂの面２１５ｂ及び面２１６ｂの平面度、ハウジングベース部２１ｂの面２１５ｂ及び面２１６ｂに対向する円環部材２３ｂの接続部２３１ｂの面及び非接続部２３２ｂの面の平面度及び段差を管理項目として設けていれば良く、実施形態１と同様に、部品精度の管理項目が少なくて済むという利点がある。その結果、歩留まりが向上する。
【０１１２】
本実施形態と実施形態１との相違点は、実施形態１では、絞り部２３３が径方向外側に向けて開口しているのに対し、本実施形態では、絞り部２３３ｂが径方向内側に向けて開口している点にある。本実施形態に係るアクチュエータ１ｂの構成において、ハウジングベース部２１ｂに形成される溝部２１３、排気孔２１４、ロータハウジング１０の外筒部１１２とステータハウジング２０ｂの内筒部２１１とで形成されるシール部２１７、円環部材２３ｂ、及びハウジングベース部２１ｂと円環部材２３ｂとで形成される絞り部２３３ｂを除く構成については、実施形態１と同様に、上述した構成に限らず他の構成であっても適用可能であり、実施形態１における溝部２１３、排気孔２１４、シール部２１７、円環部材２３、及び絞り部２３３を除く構成部の配置、あるいは、実施形態２における溝部２１３、排気孔２１４、シール部２１７、円環部材２３ｂ、及び絞り部２３３ｂを除く構成部の配置、より具体的には、発塵の発生要因となる各種軸受、直動案内機構、及びボールネジ等の配置に応じて、絞り部の開口方向を選択するようにすれば良い。
【０１１３】
（変形例）
図１８は、実施形態２の変形例に係るアクチュエータの構成を第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切って模式的に示す断面図である。図１９は、図１８に示す実施形態２の変形例に係るアクチュエータのステータハウジングのハウジングベース部と内筒部とを回転中心と平行な方向からみた平面を模式的に示す模式図である。図２０は、図１９に示すハウジングベース部に取り付けられる円環部材を回転中心と平行な方向からみた平面を模式的に示す模式図である。図２１は、図１８に示す実施形態２の変形例に係るアクチュエータにおける一点鎖線枠内の拡大図である。なお、上述した実施形態２に係るアクチュエータ１ｂ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。
【０１１４】
上述した実施形態２に係るアクチュエータ１ｂのステータハウジング２０ｂでは、円環部材２３ｂのハウジングベース部２１ｂと対向する面において、接続部２３１ｂと非接続部２３２ｂとの間に第２の間隙２３４に相当する段差を設ける例を示したが、実施形態２の変形例に係るアクチュエータ１ｃのステータハウジング２０ｃでは、図１８乃至図２１に示すように、接続部２３１ｃと非接続部２３２ｃとの間には段差を設けず、ハウジングベース部２１ｃの溝部２１３の内径よりも径方向内側の面２１６ｃと溝部２１３の外径よりも径方向外側の面２１５ｃとの間に第２の間隙２３４に相当する段差を設け、絞り部２３３ｃを形成している。
【０１１５】
なお、ハウジングベース部２１ｃと円環部材２３ｃとは、上述した例と同様に、例えば、複数のネジ等の締結部材を用いて接続しても良いし、ハウジングベース部２１ｃと円環部材２３ｃの接続部２３１ｃとを接着あるいは溶接して接続しても良い。
【０１１６】
この変形例において、絞り部２３３ｃの第２の間隙２３４の精度を管理するためには、ハウジングベース部２１ｃの面２１５ｃ及び面２１６ｃの平面度及び段差、ハウジングベース部２１ｃの面２１５ｃ及び面２１６ｃに対向する円環部材２３ｃの接続部２３１ｃの面及び非接続部２３２ｃの面の平面度を管理項目として設けていれば良く、上述した例と同様に、部品精度の管理項目が少なくて済むという利点がある。その結果、歩留まりが向上する。
【０１１７】
（実施形態３）
図２２は、実施形態３に係るアクチュエータの構成を第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切って模式的に示す断面図である。図２３は、図２２に示す実施形態２に係るアクチュエータのステータハウジングのハウジングベース部と内筒部とを回転中心と平行な方向からみた平面を模式的に示す模式図である。図２４は、図２３に示すハウジングベース部に接続部材を介して取り付けられる円環部材を回転中心と平行な方向からみた平面を模式的に示す模式図である。図２５は、図２２に示す実施形態３に係るアクチュエータにおける一点鎖線枠内の拡大図である。なお、図２５に示す例では、ハウジングベース部２１ｄと接続部材２４と円環部材２３ｄとを、例えばネジである締結部材２５を用いて接続した例を示している。また、上述した実施形態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。
【０１１８】
実施形態３に係るアクチュエータ１ｄにおいて、円環部材２３ｄは、図２２、図２４、図２５に示すように、接続部材２４を介して取り付けられる。
【０１１９】
図２２及び図２３に示すように、ステータハウジング２０ｄは、実施形態１と同様に、第２ロータ４０の回転中心を軸心としてボールネジ軸１５の直動方向の他方端側に配置される略円板状のハウジングベース部２１ｄと、外径がロータハウジング１０の外筒部１１２の内径よりも小さい略円筒形状の内筒部２１１と、ハウジングインナ２２が接続される略円環状の凸部２１２と、凸部２１２の外径よりも内径が大きく、第２ロータ４０の回転中心を軸心としてハウジングベース部２１ｄの内筒部２１１側の面に形成された略円環状の溝部２１３と、溝部２１３の外径側の壁面から径方向の一方向に延びてハウジングベース部２１を貫通して穿孔され、ロータハウジング１０とステータハウジング２０とで囲われた内部の空気を吸引排気装置９８により吸引排気するための排気孔２１４とを有している。そして、ハウジングベース部２１ｄの溝部２１３の内径よりも径方向内側の面２１６ｄと溝部２１３の外径よりも径方向外側の面２１５ｄとは、直動方向の位置が等しい同一の平面上にある。
【０１２０】
内筒部２１１は、ハウジングベース部２１ｄの径方向外側端部から直動方向に延びてロータハウジング１０の外筒部１１２の径方向内側に形成されており、ロータハウジング１０の外筒部１１２とハウジングベース部２１ｄの内筒部２１１とが、例えば０．１ｍｍ乃至０．５ｍｍ程度の第１の間隙２１８を隔てて径方向に重なるシール部２１７が形成される。
【０１２１】
図２２及び図２４に示すように、円環部材２３ｄは、内径がハウジングベース部２１ｄに形成された溝部２１３の内径よりも小さく、外径が溝部２１３の外径よりも大きい略円環状の部材である。また、接続部材２４は、外径がハウジングベース部２１ｄの溝部２１３の内径に沿う略円環状の部材であり、ハウジングベース部２１ｄと円環部材２３ｄとの間に接続部材２４を介在させて組み合わせた際に、円環部材２３ｄと溝部２１３の外径に沿うハウジングベース部２１ｄの溝部２１３の外径よりも径方向外側の面２１５ｄとが、例えば数μｍ乃至数十μｍ程度の第２の間隙２３４を隔てて直動方向に重なる絞り部２３３ｄが形成されるように、直動方向の幅が設定されている。
【０１２２】
なお、図２５に示す例では、ハウジングベース部２１ｄと接続部材２４と円環部材２３ｄとを、例えばネジである締結部材２５を用いて接続した例を示したが、ハウジングベース部２１ｄと接続部材２４と円環部材２３ｄとは、上述した他の実施形態と同様に、例えば接着あるいは溶接して接続しても良い。
【０１２３】
また、ハウジングベース部２１ｄと接続部材２４と円環部材２３ｄとを接続する締結部材２５として、ネジあるいはボルトを用いる場合、接続部材２４は、ネジあるいはボルトと同数の平座金形状の部材であっても良い。
【０１２４】
この実施形態３において、絞り部２３３ｄの第２の間隙２３４の精度を管理するためには、ハウジングベース部２１ｄの面２１５ｄ及び面２１６ｄの平面度、円環部材２３ｄのハウジングベース部２１ｄに対向する面の平面度、接続部材２４のハウジングベース部２１ｄに対向する面及び円環部材２３ｄに対向する面の平面度及び直動方向の幅を管理項目として設けていれば良く、上述した他の実施形態と同様に、部品精度の管理項目が少なくて済むという利点がある。その結果、歩留まりが向上する。
【０１２５】
なお、本実施形態に係るアクチュエータ１ｄの構成において、ハウジングベース部２１ｄに形成される溝部２１３、排気孔２１４、ロータハウジング１０の外筒部１１２とステータハウジング２０ｄの内筒部２１１とで形成されるシール部２１７、円環部材２３ｄ、及びハウジングベース部２１ｄと円環部材２３ｄとで形成される絞り部２３３ｄを除く構成については、実施形態１及び実施形態２と同様に、上述した構成に限らず他の構成であっても適用可能である。
【０１２６】
（変形例）
図２６は、実施形態３の変形例に係るアクチュエータの構成を第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切って模式的に示す断面図である。図２７は、図２６に示す実施形態３の変形例に係るアクチュエータのステータハウジングのハウジングベース部と内筒部とを回転中心と平行な方向からみた平面を模式的に示す模式図である。図２８は、図２７に示すハウジングベース部に取り付けられる円環部材を回転中心と平行な方向からみた平面を模式的に示す模式図である。図２９は、図２６に示す実施形態３の変形例に係るアクチュエータにおける一点鎖線枠内の拡大図である。なお、図２９に示す例では、ハウジングベース部２１ｅと接続部材２４ａと円環部材２３ｅとを、上述した実施形態３に係るアクチュエータ１ｄと同様に、例えばネジである締結部材２５を用いて接続した例を示している。また、上述した実施形態３に係るアクチュエータ１ｄ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。
【０１２７】
実施形態３の変形例に係るアクチュエータ１ｅにおいて、円環部材２３ｅは、図２６、図２８、図２９に示すように、接続部材２４ａを介して取り付けられる。
【０１２８】
図２６及び図２７に示すように、ステータハウジング２０ｅは、上述した実施形態３に係るステータハウジング２０ｄと同様に、第２ロータ４０の回転中心を軸心としてボールネジ軸１５の直動方向の他方端側に配置される略円板状のハウジングベース部２１ｅと、外径がロータハウジング１０の外筒部１１２の内径よりも小さい略円筒形状の内筒部２１１と、ハウジングインナ２２が接続される略円環状の凸部２１２と、凸部２１２の外径よりも内径が大きく、第２ロータ４０の回転中心を軸心としてハウジングベース部２１の内筒部２１１側の面に形成された略円環状の溝部２１３と、溝部２１３の外径側の壁面から径方向の一方向に延びてハウジングベース部２１ｅを貫通して穿孔され、ロータハウジング１０とステータハウジング２０とで囲われた内部の空気を吸引排気装置９８により吸引排気するための排気孔２１４とを有している。そして、ハウジングベース部２１ｅの溝部２１３の内径よりも径方向内側の面２１６ｅと溝部２１３の外径よりも径方向外側の面２１５ｅとは、直動方向の位置が等しい同一の平面上にある。
【０１２９】
内筒部２１１は、ハウジングベース部２１ｅの径方向外側端部から直動方向に延びてロータハウジング１０の外筒部１１２の径方向内側に形成されており、ロータハウジング１０の外筒部１１２とハウジングベース部２１ｅの内筒部２１１とが、例えば０．１ｍｍ乃至０．５ｍｍ程度の第１の間隙２１８を隔てて径方向に重なるシール部２１７が形成される。
【０１３０】
図２７及び図２９に示すように、円環部材２３ｅは、上述した実施形態３に係る円環部材２３ｄと同様に、内径がハウジングベース部２１ｅに形成された溝部２１３の内径よりも小さく、外径が溝部２１３の外径よりも大きい略円環状の部材である。また、接続部材２４ａは、内径がハウジングベース部２１ｅの溝部２１３の外径に沿う略円環状の部材であり、ハウジングベース部２１ｅと円環部材２３ｅとの間に接続部材２４ａを介在させて組み合わせた際に、円環部材２３ｅと溝部２１３の内径に沿うハウジングベース部２１ｅの溝部２１３の内径よりも径方向内側の面２１６ｅとが、例えば数μｍ乃至数十μｍ程度の第２の間隙２３４を隔てて直動方向に重なる絞り部２３３ｅが形成されるように、直動方向の幅が設定されている。
【０１３１】
なお、図２９に示す例では、ハウジングベース部２１ｅと接続部材２４ａと円環部材２３ｅとを、例えばネジである締結部材２５を用いて接続した例を示したが、ハウジングベース部２１ｅと接続部材２４ａと円環部材２３ｅとは、上述した実施形態３に係るアクチュエータ１ｄと同様に、例えば接着あるいは溶接して接続しても良い。
【０１３２】
この変形例においても、絞り部２３３ｅの第２の間隙２３４の精度を管理するためには、ハウジングベース部２１ｅの面２１５ｅ及び面２１６ｅの平面度、円環部材２３ｅのハウジングベース部２１ｅに対向する面の平面度、接続部材２４ａのハウジングベース部２１ｅに対向する面及び円環部材２３ｅに対向する面の平面度及び直動方向の幅を管理項目として設けていれば良く、上述した他の実施形態と同様に、部品精度の管理項目が少なくて済むという利点がある。その結果、歩留まりが向上する。
【０１３３】
また、ハウジングベース部２１ｅと接続部材２４ａと円環部材２３ｅとを接続する締結部材２５として、ネジあるいはボルトを用いる場合、接続部材２４ａは、上述した実施形態３と同様に、ネジあるいはボルトと同数の平座金形状の部材であっても良い。
【０１３４】
実施形態３の変形例と実施形態３との相違点は、実施形態３では、絞り部２３３ｄが径方向外側に向けて開口しているのに対し、本実施形態では、絞り部２３３ｅが径方向内側に向けて開口している点にある。実施形態３の変形例に係るアクチュエータ１ｅの構成において、ハウジングベース部２１ｅに形成される溝部２１３、排気孔２１４、ロータハウジング１０の外筒部１１２とステータハウジング２０ｅの内筒部２１１とで形成されるシール部２１７、円環部材２３ｅ、接続部材２４ａ、及びハウジングベース部２１ｅと接続部材２４ａと円環部材２３ｅとで形成される絞り部２３３ｅを除く構成については、実施形態３と同様に、上述した構成に限らず他の構成であっても適用可能であり、実施形態３における溝部２１３、排気孔２１４、シール部２１７、円環部材２３ｄ、接続部材２４、及び絞り部２３３ｄを除く構成部の配置、あるいは、実施形態３の変形例における溝部２１３、排気孔２１４、シール部２１７、円環部材２３ｅ、接続部材２４ａ及び絞り部２３３ｅを除く構成部の配置、より具体的には、発塵の発生要因となる各種軸受、直動案内機構、及びボールネジ等の配置に応じて、絞り部の開口方向を選択するようにすれば良い。
【０１３５】
なお、上述した実施形態に係るアクチュエータは、工作機械、測定装置、半導体製造装置、フラットパネルディスプレイ製造装置に用いることで、クリーン環境下での使用に適した工作機械、測定装置、半導体製造装置、フラットパネルディスプレイ製造装置を得ることが可能である。
【符号の説明】
【０１３６】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ  アクチュエータ
１０  ロータハウジング（回転体）
１１  蓋部材
１４Ａ  フランジ部
１４Ｂ  直動伝達部材
１４Ｃ  固定部材
１５  ボールネジ軸
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ  ステータハウジング
２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ  ハウジングベース部
２２  ハウジングインナ
２３，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ  円環部材
２４，２４ａ  接続部材
２５  締結部材
３０  ステータ
３１  ステータコア
３２，３２Ａ，３２Ｂ  励磁コイル
３５  支持部材
３６  外側ティース
３７  バックヨーク
３８  内側ティース
３９Ａ  スリット部
４０  第２ロータ
４１，５１  ロータコア
４２  第２ロータブラケット
４５  支持部材
５０  第１ロータ
５２  ナット
５３  第１ロータブラケット
５４  固定部材
６１  第３軸受
６２  第２軸受
６３，６３Ａ，６３Ｂ  第１軸受
７１，７４  角度検出器
７２，７５  レゾルバステータ
７３，７６  レゾルバロータ
９０  制御装置
９５  支持部
９６  積載台
９７  ワーク
９８  吸引排気装置
１００  アクチュエータ装置
１１１  プレート部
１１２  外筒部
１１４  案内レール
１１６  スライダ
２１１  内筒部
２１２  凸部
２１３  溝部
２１４  排気孔
２１５，２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃ，２１５ｄ，２１５ｅ  面
２１６，２１６ａ，２１６ｂ，２１６ｃ，２１６ｄ，２１６ｅ  面
２１７  シール部
２１８  第１の間隙
２３１，２３１ａ，２３１ｂ，２３１ｃ，２３１ｄ  接続部
２３２，２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｃ，２３２ｄ  非接続部
２３３，２３３ａ，２３３ｂ，２３３ｃ，２３３ｄ，２３３ｅ  絞り部
２３４  第２の間隙
ＩＴ  内周円弧
ＯＴ  外周円弧
Ｚｒ，ＺＲ  回転中心
【図１】
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【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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【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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