(57)【要約】【課題】軸線方向に駆動される可動体自身に軸線周りの回転を回避しなければならない光学素子などを搭載した場合でも、かかる光学素子などを回転させずに軸線方向に駆動可能な直動アクチュエータを提供すること。【解決手段】  直動アクチュエータ１は、ステータ１０を備えた固定側部材５０と、固定側部材５０に対して軸線周りに回転可能に支持された円筒状のロータ２０と、ロータ２０の内側で固定側部材５に対して軸受６により軸線方向に移動可能に支持された可動体３０と、ロータ２０の回転を可動体３０の軸線方向への直進に変換する回転直進変換機構とを有している。可動体３０は、ロータ２０の内側に位置する軸部２と、光学素子などを搭載可能なテーブル部３５とを備え、軸部３２のＤカット部分３４と第１のホルダ５０のＤ字形状の開口部５１との干渉により軸線周りの回転が阻止されている。【選択図】図１
2007159184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動体と、該可動体を軸線方向に移動可能に支持する固定側部材と、該固定側部材に対して前記可動体を軸線方向に駆動するための駆動機構とを有する直動アチュエータにおいて、
前記可動体は、前記固定側部材に支持された軸部と、該軸部から半径方向外側に拡径したテーブル部とを備え、
前記可動体と前記固定側部材との間には、前記可動体の軸線周りの回転を阻止する回転阻止機構が構成されていることを特徴とする直動アクチュエータ。
【請求項２】
請求項１において、前記固定側部材から起立する支軸を有し、
前記可動体の軸部には、反出力側で開口して前記支軸が嵌った軸穴が形成され、
前記可動体は、前記支軸により軸線方向に移動可能に支持されていることを特徴とする直動アクチュエータ。
【請求項３】
請求項１または２において、前記回転阻止機構は、前記可動体の一方側および他方側への回転を当該可動体と前記固定側部材との間の干渉により阻止する干渉部を備えていることを特徴とする直動アクチュエータ。
【請求項４】
請求項１または２において、前記回転阻止機構は、前記可動体の一方側の回転を当該可動体と前記固定側部材との干渉により阻止する干渉部と、前記可動体と前記固定側部材との間で前記可動体の他方側への回転に抗力を発生させる付勢部とを備えていることを特徴とする直動アクチュエータ。
【請求項５】
請求項１または２において、前記回転阻止機構は、前記可動体と前記固定側部材との間で前記可動体の一方側および他方側への回転に抗力を発生させる付勢部を備えていることを特徴とする直動アクチュエータ。
【請求項６】
請求項４または５において、前記付勢部は、前記可動体を軸線方向に直交する方向の付勢力を当該可動体に印加していることを特徴とする直動アクチュエータ。
【請求項７】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記可動体と前記固定側部材との間で前記可動体に対して軸線方向と直交する方向の側圧を印加する付勢部を有していることを特徴とする直動アクチュエータ。
【請求項８】
請求項４ないし７のいずれかにおいて、前記付勢部は、前記テーブル部と前記固定側部材との間に構成されていることを特徴とする直動アクチュエータ。
【請求項９】
請求項４ないし７のいずれかにおいて、前記付勢部は、前記可動体と前記固定側部材との間に配置されたばねであることを特徴とする直動アクチュエータ。
【請求項１０】
請求項４ないし７のいずれかにおいて、前記付勢部は、前記可動体または前記固定側部材の一部を加工して形成したばねであることを特徴とする直動アクチュエータ。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかにおいて、前記駆動機構は、前記固定側部材側のステータと、前記固定側部材に対して軸線周りに回転可能に支持された円筒状のロータと、該ロータの回転を前記可動体の軸線方向への直進に変換する回転直進変換機構とを有していることを特徴とする直動アクチュエータ。
【請求項１２】
請求項１１において、前記ステータは、円環状の駆動コイルと、該駆動コイルを軸線方向の両側から挟む円環状のステータコアを備え、
前記ステータコアは、前記ロータが配置されたロータ配置穴の内周面に沿って周方向に並ぶ複数の極歯を備え、
前記ロータは、外周面でＳ極とＮ極とが周方向で交互に並ぶロータマグネットを備えていることを特徴とする直動アクチュエータ。
【請求項１３】
請求項１１または１２において、前記回転直進変換機構は、前記ロータの軸線方向の移動を阻止するロータ支持機構と、前記ロータの回転を前記可動体に伝達して当該可動体を直動させる伝達機構と備え、
前記可動体は、前記回転阻止機構によって前記ロータとの供回りが阻止されていることを特徴とすることを特徴とする直動アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動体を往復駆動させる直動アクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
出力軸を軸線方向に往復駆動する直動アクチュエータとしては、ロータを回転させて出力軸を回転させて出力軸を軸線方向に駆動するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平３−２３５６４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に開示の装置は、出力軸によって、例えば、光学素子を搭載したテーブルなどを駆動する場合には、テーブルも出力軸に連動して回転するため、光学素子として回転しても動作に支障のないものしか搭載できないという制約がある。従って、テーブル上に撮像素子などを搭載した場合には、テーブルと出力軸との間に、出力軸の回転をテーブルに伝達されないようにする機構を別途、追加しければならないという問題点がある。
【０００４】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、軸線方向に駆動される可動体自身に軸線周りの回転を回避しなければならない光学素子などを搭載した場合でも、かかる光学素子などを回転させずに軸線方向に駆動可能な直動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】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明では、可動体と、該可動体を軸線方向に移動可能に支持する固定側部材と、該固定側部材に対して前記可動体を軸線方向に駆動するための駆動機構とを有する直動アチュエータにおいて、前記可動体は、前記固定側部材に支持された軸部と、該軸部から半径方向外側に拡径したテーブル部とを備え、前記可動体と前記固定側部材との間には、前記可動体の軸線周りの回転を阻止する回転阻止機構が構成されていることを特徴とする。
【０００６】
本発明では、可動体自身にテーブル部が形成されているため、このテーブル部自身に光学素子などを搭載し、軸線方向に駆動することができる。ここで、可動体は、出力軸とテーブル部とが一体となって構成されているが、可動体にはその軸線周りの回転を阻止する回転阻止機構が構成されているため、可動体が軸線方向に駆動された際、テーブル部は回転しない。それ故、テーブル部には、撮像素子などといった回転が許容されないものを搭載することができる。
【０００７】
本発明において、前記固定側部材から起立する支軸を有し、前記可動体の軸部には、反出力側で開口して前記支軸が嵌った軸穴が形成され、前記可動体は、前記支軸により軸線方向に移動可能に支持されていることが好ましい。このように構成すると、可動体を安定した姿勢で支持する場合でも、軸線方向で離間する２箇所に軸受を配置する必要がないので、２つの軸受間の同軸度のズレを吸収するために可動体と軸受との間にクリアランスを設ける必要がなく、このクリアランスに起因する可動体のがたつきや振れを防止することができる。従って、本発明を適用した直動アクチュエータは、可動体のがたつきや振れが問題となる用途にも適用することができる。また、本発明では、可動体の外周面を支持する構成の軸受ではなく、固定側部材から起立する支軸と、可動体の軸穴とにより軸受を構成したため、可動体の外周面にねじ溝、カム溝、突起などを形成した場合でも、これらの形成位置を避けた位置で可動体を支持する必要がない。それ故、可動体を軸線方向で長い距離にわたって支持して可動体の可動距離を延した場合でも直動アクチュエータの軸線方向の寸法を圧縮できる。
【０００８】
本発明において、前記回転阻止機構は、例えば、前記可動体の一方側および他方側への回転を当該可動体と前記固定側部材との間の干渉により阻止する干渉部を備えている構成を採用することができる。
【０００９】
本発明において、前記回転阻止機構は、前記可動体の一方側の回転を当該可動体と前記固定側部材との干渉により阻止する干渉部と、前記可動体と前記固定側部材との間で前記可動体の他方側への回転に抗力を発生させる付勢部とを備えている構成を採用してもよい。
【００１０】
本発明において、前記回転阻止機構は、前記可動体と前記固定側部材との間で前記可動体の一方側および他方側への回転に抗力を発生させる付勢部を備えている構成を採用してもよい。
【００１１】
この場合、前記付勢部は、前記可動体を軸線方向に直交する方向の付勢力を当該可動体に印加していることが好ましい。
【００１２】
本発明において、前記回転阻止機構とは別に、前記可動体と前記固定側部材との間で前記可動体に対して軸線方向と直交する方向の側圧を印加する付勢部を有している構成を採用してもよい。
【００１３】
本発明において、前記付勢部は、前記テーブル部と前記固定側部材との間に構成されていることが好ましい。
【００１４】
本発明において、前記付勢部は、前記可動体と前記固定側部材との間に配置されたばねを用いることができる。
【００１５】
本発明において、前記付勢部は、前記可動体または前記固定側部材の一部を加工して形成したばねを用いてもよい。
【００１６】
本発明において、前記駆動機構としては、前記固定側部材側のステータと、前記固定側部材に対して軸線周りに回転可能に支持された円筒状のロータと、該ロータの回転を前記可動体の軸線方向への直進に変換する回転直進変換機構とを有している構成を採用することができる。この場合、ステータおよびロータからなる電磁機構としては各種モータ構造を採用することができるが、可動体の位置制御を高い精度で行うという観点からすれば、ステッピングモータ構造を採用することが好ましい。このようなステッピングモータ構造を採用した場合、前記ステータは、円環状の駆動コイルと、該駆動コイルを軸線方向の両側から挟む円環状のステータコアを備え、前記ステータコアは、前記ロータが配置されたロータ配置穴の内周面に沿って周方向に並ぶ複数の極歯を備え、前記ロータは、外周面でＳ極とＮ極とが周方向で交互に並ぶロータマグネットを備えている構成を採用することになる。
【００１７】
本発明において、前記回転直進変換機構は、前記ロータの軸線方向の移動を阻止するロータ支持機構と、前記ロータの回転を前記可動体に伝達して当該可動体を直動させる伝達機構と備え、前記可動体は、前記回転阻止機構によって前記ロータとの供回りが阻止されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、可動体自身にテーブル部が形成されているため、このテーブル部自身に光学素子などを搭載し、軸線方向に駆動することができる。ここで、可動体は、出力軸とテーブル部とが一体となって構成されているが、可動体にはその軸線周りの回転を阻止する回転阻止機構が構成されているため、可動体が軸線方向に駆動された際、テーブル部は回転しない。それ故、テーブル部には、撮像素子などといった回転が許容されないものを搭載することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図面を参照して、本発明を適用した直動アクチュエータを説明する。
【００２０】
［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る直動アクチュエータの概略縦断面図である。図１において、本形態の直動アクチュエータ１は、円筒状のステータ１０を備えた固定側部材５と、ステータ１０の内側中央に同軸状に配置された円筒状のロータ２０と、このロータ２０の内側に同軸状に配置された出力軸としての可動体３０とを有している。本形態において、固定側部材５は、ステータ１０と、ステータ１０の出力側に配置された樹脂製の第１のホルダ５０と、ステータ１０の反出力側に配置された樹脂製の第２のホルダ６０とを備えている。
【００２１】
ここで、可動体３０は、ロータ２０の内側に位置する軸部３２と、この軸部３２の出力側端部で拡径する略円盤状のテーブル部３５とを備えている。
【００２２】
このように構成した直動アクチュエータにおいて、本形態では、以下の構造を採用して可動体３０を軸線方向に往復駆動するようになっている。
【００２３】
まず、第１のホルダ５０は、ステータ１０の出力側端面に固定された円環状の平板部分５２と、この平板部分５２の内周縁から断面円形の外周形状をもって反出力側に向かって延びた円筒状の筒部５５とを備えている。平板部分５２の中央位置には可動体３０を貫通させる開口部５１が形成されており、筒部５５は、開口部５１の周囲からロータ２０の内穴に入り込んでロータ２０を回転可能に支持している。開口部５１は、略円形の開口形状を有しているが、一部が弦に相当する直線部分を備えたＤ字形状の開口形状を有している。
【００２４】
第２のホルダ６０は、ステータ１０の反出力側端面に固定された環状の平板部分６２と、この平板部分６２の内周縁から反出力側に向かって突出する有底の円筒部６５とを備えている。円筒部６５には、その周壁を貫通する空気穴６５０が形成されている。
【００２５】
本形態において、円筒部６５の底部６６の中央には固定穴６７が形成されており、この固定穴６７には、ロータ２０の内側で出力側に向かって起立する支軸４０の基端部が固定されている。一方、可動体３０には、その反出力端面で開口する軸穴３１が形成されており、この軸穴３１に支軸４０が嵌っている。このようにして、本形態では、軸穴３１と支軸４０とにより形成された軸受６によって、可動体３０は、軸線方向に移動可能に固定側部材５に支持されている。ここで、軸穴３１は、可動体３０の出力側では閉塞しており、可動体３０には、軸穴３１の出力側部分に連通する空気穴３０１が形成されている。
【００２６】
このような構成の可動体３０を軸線方向に往復駆動するための駆動源として、本形態では、ステータ１０およびロータ２０により構成されたステッピングモータ構造が用いられている。すなわち、ステータ１０は、Ａ相およびＢ相に対応する第１および第２のステータ組１１、１２を備えており、各ステータ組１１、１２は各々、軸線方向の外側に位置する円環状の外ステータコア１５、１６と、軸線方向の内側に位置する円環状の内ステータコア１７、１８と、外ステータコア１５、１６と内ステータコア１７、１８との間に配置された環状の駆動コイル１３、１４とを備えている。外ステータコア１５、１６、および円環状の内ステータコア１７、１８は、各々の内周縁で軸線方向に屈曲する極歯を備えており、ステータ１０のロータ配置穴では、その周方向に沿って外ステータコア１５、１６の極歯と、内ステータコア１７、１８の極歯とが交互に並んでいる。なお、本形態では、外ステータコア１５、１６の外周壁部分によってハウジングの側面部が構成され、ホルダ５０、６０によってハウジングの端面が構成されている。
【００２７】
ここで、駆動コイル１３、１４は、ボビンレスの空芯コイルであり、駆動コイル１３、１４と内ステータコア１７、１８の間にはスペーサとして可撓性基板８１、８２が挿入されている。この可撓性基板８１、８２において、駆動コイル１３、１４と内ステータコア１７、１８との間に位置する部分は円環状であり、駆動コイル１３、１４と内ステータコア１７、１８からの引き出し部分には、駆動コイル１３、１４からの引き出し部分が接続されるランド部が形成されている。これに対して、駆動コイル１３、１４と外ステータコア１５、１６との間には絶縁シートが挿入されている。可撓性基板８１、８２の円環状の部分は連結部を繋がっていてもよく、この場合、連結部分で折り返すことにより各円環状の部分を駆動コイル１３、１４と内ステータコア１７、１８との間に配置すればよい。
【００２８】
ロータ２０は、周方向にＳ極とＮ極が交互に着磁された円筒形の永久磁石からなるロータマグネット２１と、このロータマグネット２１と一体のスリーブ状樹脂部２２とからなる。スリーブ状樹脂部２２は、その反出力側端部に内側に突出する環状突起２２０を備えており、この環状突起２２０の内周面には雌ねじ２３が形成されている。本形態では、ロータマグネット２１とスリーブ状樹脂部２２とは接着により固定された構成を採用しているが、一体成形でされている構成であってもよい。
【００２９】
また、本形態の直動アクチュエータ１は、前記のステッピングモータを駆動源とする駆動機構を有しており、この駆動機構は、ロータ２０の回転を可動体３０の軸線方向への直進に変換する回転直進変換機構を有している。ここで、回転直進変換機構は、ロータ２０の軸線方向の移動を阻止するロータ支持機構と、可動体３０の軸線周りの回転を阻止する回転阻止機構と、ロータ２０の回転力を可動体３０に伝達して可動体３０を直動させる伝達機構とを備えている。
【００３０】
まず、伝達機構として、ロータ２０のスリーブ状樹脂部２２の環状突起２２０の内周面に形成した雌ねじ２３と、可動体３０の外周面において軸線方向の所定の範囲にわたって形成された雄ねじ３３とからなるねじ機構７が採用されている。
【００３１】
また、ロータ支持機構では、ロータ２０の出力側端面が第１のホルダ５０の平板部分５２に当接することにより、ロータ２０の出力側への移動が規制されている。また、支軸４０の周りには、円筒部６５の底部６６および可動体３０の反出力端部に当接するコイルばね７０が装着されており、このコイルばね７０は、雌ねじ２３と雄ねじ３３とのバックラッシュを解消するとともに、可動体３０を介してロータ２０を出力側に付勢し、ロータ２０の反出力側への移動を規制している。
【００３２】
本形態において、回転阻止機構としては、第１のホルダ５０と可動体３０との干渉が利用されている。すなわち、本形態では、前記したように、開口部５１（干渉部）は、Ｄ字形状の開口形状を有している一方、可動体３０は、開口部５１内に位置する部分を含む軸線方向の所定の範囲にわたって、外周面の断面形状がＤ字形状にカットされたＤカット部３４（干渉部）を備えており、Ｄカット部３４と開口部５１の内周縁との干渉により、可動体３０の軸線周りの回転が阻止されている。
【００３３】
（動作）
このように構成した直動アクチュエータ１において、図１に示す状態でステータ１０の駆動コイル１３、１４に所定の信号を印加すると、ロータ２０が軸線周りに回転し、その回転力は、雄ねじ３３および雌ねじ２３からなるねじ機構７（伝達機構）を介して、可動体３０に伝達される。ここで、ロータ２０は軸線方向の移動が阻止され、かつ、可動体３０は軸線周りの回転が阻止されているため、ロータ２０の回転は、可動体３０を軸線方向に沿って直動させる力に変換され、可動体３０は、支軸４０および軸穴３１からなる軸受６に支持されたまま、矢印Ｌ２で示すように、反出力側に向けて直線的に移動する。また、反出力側に移動した状態でステータ１０の駆動コイル１３、１４に所定の信号を印加すると、上記動作とは逆に、可動体３０は、矢印Ｌ１に示すように、出力側に向けて直線的に移動する。このような動作を行う際、コイルばね７０は、可動体３０の変位に応じて伸縮する。また、可動体３０の移動に伴い、Ｄカット部３４の位置も変化するが、Ｄカット部３４は、可動体３０の可動距離に相当する長さ範囲にわたって形成されているので、可動体３０はいずれの位置にあっても軸線周りの回転は阻止される。また、可動体３０の軸穴３１の出力側部分、および第２のホルダ６０の円筒部６５の内部は、略密閉空間になっているが、可動体３０および円筒部６５には空気穴３０１、６５０が形成されているので、可動体３０の移動に伴って軸穴３１および円筒部６５の内容積が変化しても可動体３０の移動を妨げることがない。
【００３４】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の直動アクチュエータ１では、可動体３０自身にテーブル部３５が形成されているため、このテーブル部３５に光学素子などを搭載し、軸線方向に駆動することができる。ここで、可動体３０は、軸部３２とテーブル部３５とが一体となって構成されているが、可動体３０にはその軸線周りの回転を阻止する回転阻止機構が構成されているため、可動体３０が軸線方向に駆動された際、テーブル部３５は回転しない。それ故、テーブル部３５には、撮像素子などといった回転が許容されないものを搭載することができ、この撮像素子に対する直線駆動により撮像装置でのフォーカス動作やズーム動作などを行うことができる。
【００３５】
また、本形態では、固定側部材５から支軸４０を起立させる一方、可動体３０の側に、支軸４０が嵌る軸穴３１を形成することにより、可動体３０を軸線方向に移動可能に支持する軸受６を構成している。このため、軸線方向で離間する２箇所に軸受を配置する必要がないので、２つの軸受間の同軸度のズレを吸収するために可動体３０と軸受との間にクリアランスを設ける必要がなく、このクリアランスに起因する可動体３０のがたつきや振れを防止することができる。従って、本形態の直動アクチュエータ１は、光学装置など、可動体３０のがたつきや振れが問題となる用途にも適用することができる。
【００３６】
さらに、本形態では、可動体３０の外周面を支持する構成の軸受ではなく、固定側部材５から起立する支軸４０と、可動体３０の軸穴３１とにより軸受６を構成したため、可動体３０の外周面に雄ねじ３３を形成した場合でも、これらの形成位置を避けた位置で可動体３０を支持する必要がない。従って、本形態のように、可動体３０を軸線方向で長い距離にわたって支持する構成を採用した場合でも、直動アクチュエータ１の軸線方向の寸法を圧縮できる。
【００３７】
なお、第１のホルダ５０、第２のホルダ６０、支軸４０および可動体３０は各々、金属あるいは樹脂成形品で構成できるが、本形態では、支軸４０はＳＵＳ製であり、可動体３０は樹脂製である。支軸４０および可動体３０の双方を樹脂成形品で構成した場合、軸穴３１の内周面と支軸４０の外周面とのクリアランスを極めて小さくできるので、可動体３０のがたつきや振れを抑制できるという利点がある。
【００３８】
（実施の形態１の変形例）
上記実施の形態１においては、軸受６を構成するにあたって、支軸４０を第２のホルダ６０の固定穴６７で固定した構成を採用したが、実施の形態１および以下に説明する実施の形態において、図２に示すように、固定側部材５において反出力側の端面を構成する第２のホルダ６０と支軸４０とを樹脂成形により一体に形成してもよい。このように構成すると、使用部品点数の削減を図ることができる。
【００３９】
また、実施の形態１において、可動体３０の軸線周りの回転を阻止する回転阻止機構を構成するにあたって、第１のホルダ５０と可動体３０との干渉を利用したが、例えば、支軸４０と軸穴３１との干渉を利用してもよい。また、可動体３０から反出力側に突起を形成し、この突起を第２のホルダ６０の底部６６に形成した穴を貫通させて可動体３０と第２のホルダ６０との干渉を利用してもよい。
【００４０】
また、上記形態の回転直進変換機構では、ロータ２０の回転力を可動体３０に伝達して可動体３０を直動させる伝達機構として、ロータ２０の雌ねじ２３と、可動体３０の雄ねじ３３とからなるねじ機構７を採用したが、実施の形態１および以下に説明する実施の形態において、伝達機構としては、ねじ機構７に代えて、カム溝と突起とが係合するカム機構や、ねじ溝と突起とが噛み合う送りねじ機構を採用することもできる。
【００４１】
さらに、実施の形態１では、可動体３０に対して軸線方向に直交する方向の側圧を印加する付勢部（ばね）を配置することが好ましい。このように構成すると、可動体３０のががたつきや振れを防止できるので、テーブル部３５上に搭載した光学素子のがたつきや振れを防止することができる。
【００４２】
さらにまた、実施の形態１および以下に説明する実施の形態において、可動体３０において、テーブル部３５は軸部３２の先端部に形成されている構成であってもよい。
【００４３】
［実施の形態２］
（全体構成）
図３（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態２に係る直動アクチュエータの概略縦断面図、およびこの直動アクチュエータから出力側からみたときの平面図である。図３（ａ）において、上半部は可動体が出力側に前進した状態を示し、下半部は可動体が反出力側に後退した状態を示してある。図４（ａ）、（ｂ）は、本形態の直動アクチュエータから可動体を取り外した状態の固定側部材を出力側からみた平面図、および底面図である。なお、本形態の直動アクチュエータの基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示することにして、それらの詳細な説明を省略する。
【００４４】
図３（ａ）、（ｂ）において、本形態の直動アクチュエータ１は、円筒状のステータ１０を備えた固定側部材５と、ステータ１０の内側中央に同軸状に配置された円筒状のロータ２０と、このロータ２０の内側に少なくとも一部が同軸状に配置された可動体３０とを有している。固定側部材５は、ステータ１０と、ステータ１０の出力側に配置された樹脂製の第１のホルダ５０と、ステータ１０の反出力側に配置された樹脂製の第２のホルダ６０とを備えている。
【００４５】
本形態において、可動体３０は、実施の形態１と同様、出力軸としての軸部３２と、この軸部３２の出力側端部において半径方向に拡径する円盤状のテーブル部３５とを備えており、軸部３２はロータ２０の内側に同軸状に配置されている。ここで、軸部３２は、実施の形態１と違って、丸棒状であり、Ｄカット部を備えていない。
【００４６】
本形態でも、軸部３２には、反出力側端面で開口する軸穴３１が形成されている。ここで、軸穴３１は、可動体３０の出力側では閉塞しており、可動体３０には、軸穴３１の出力側部分に連通する空気穴３０１が形成されている。
【００４７】
テーブル部３５は、撮像素子その他の光学素子などを搭載可能に構成されており、その外周縁には、中心を挟んだ両側位置に略矩形の第１の切り欠き３６および第２の切り欠き３７が形成されている。また、テーブル部３５において、切り欠き３６、３７を結ぶ直線と直交する延長線上には、半径方向の略中央位置にばね押さえ３８が形成されており、後述する線ばね７５の一方の端部を固定している。
【００４８】
このように構成した直動アクチュエータにおいて、本形態では、以下の構造を採用して可動体３０を軸線方向に往復駆動するようになっている。
【００４９】
まず、図３（ａ）、（ｂ）および図４（ａ）に示すように、第１のホルダ５０は、ステータ１０の出力側端面に固定される平板部分５２と、この平板部分５２の出力側端面で突出する２本の円柱状のストッパ５６、５７とを備えており、ストッパ５６、５７は各々、フランジ部３５の切り欠き３６、３７内に位置している。
【００５０】
平板部分５２は、中央に可動体３０の軸部３２を貫通させる開口部５１が形成された円環状部分５３と、この円環状部分５３から互いに半径方向の反対側に向けて延びた第１および第２の突板部５８、５９とを備えており、ストッパ５６、５７は、突板部５８、５９の外周端付近に形成されている。ここで、開口部５１は、実施の形態１と違って、Ｄ字形の開口形状ではなく、円形の開口形状を備えている。
【００５１】
図３（ａ）、（ｂ）および図４（ｂ）に示すように第２のホルダ６０は、ステータ１０の出力側端面に固定される平板部分５２を備えており、この平板部分５２は、円環状部分６３と、この円環状部分６３から互いに半径方向の反対側に向けて延びた第１および第２の突板部６８、６９とを備えている。円環状部分６３には、その内周縁から反出力側に向かって突出する有底の円筒部６５が形成されており、円筒部６５には、その周壁を貫通する空気穴６５０が形成されている。
【００５２】
図３（ａ）、（ｂ）および図４（ａ）、（ｂ）において、円筒部６５の底部６６の中央には固定穴６７が形成されており、この固定穴６７には、ロータ２０の内側で出力側に向かって起立する支軸４０の基端部が固定されている。一方、可動体３０には、その反出力端面で開口する軸穴３１が形成されており、この軸穴３１に支軸４０が嵌っている。このようにして、本形態では、軸穴３１と支軸４０とにより形成された軸受６によって、可動体３０は、軸線方向に移動可能に固定側部材５に支持されている。
【００５３】
第２のホルダ６０において、円環状部分６３の内周縁には、断面円形の外周形状をもって出力側に向かって延びた円筒状の筒部６４が形成されており、この筒部６４を軸受としてロータ２０が回転可能に支持されている。
【００５４】
このような構成の可動体３０を軸線方向に往復駆動するための駆動源として、ステッピングモータ構造が用いられている。かかるステッピングモータ構造において、ステータは、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００５５】
ロータ２０は、周方向にＳ極とＮ極が交互に着磁された円筒形の永久磁石からなるロータマグネット２１と、このロータマグネット２１の内側においてロータマグネット２１と一体のスリーブ状樹脂部２２とからなる。スリーブ状樹脂部２２は、その出力側端部に内側に突出する環状突起２２０を備えており、この環状突起２２０の内周面には雌ねじ２３が形成されている。本形態では、ロータマグネット２１とスリーブ状樹脂部２２とは接着により固定された構成を採用しているが、一体成形したものであってもよい。
【００５６】
また、本形態の直動アクチュエータ１には、前記のステッピングモータを駆動源とする駆動機構を有しており、この駆動機構は、ロータ２０の回転を可動体３０の軸線方向への直進に変換する回転直進変換機構を有している。ここで、回転直進変換機構は、ロータ２０の軸線方向の移動を阻止するロータ支持機構と、可動体３０の軸線周りの回転を阻止する回転阻止機構と、ロータ２０の回転力を可動体３０に伝達して可動体３０を直動させる伝達機構とを備えている。
【００５７】
まず、伝達機構として、ロータ２０に対しては、前記したように、スリーブ状樹脂部２２の環状突起２２０の内周面に形成した雌ねじ２３と、可動体３０の外周面において軸線方向の所定の範囲にわたって形成された雄ねじ３３とからなるねじ機構７が採用されている。
【００５８】
また、ロータ支持機構では、ロータ２０の出力側端面が第１のホルダ５０の円環状部分５３に当接することにより、ロータ２０の出力側への移動が規制されている。また、支軸４０の周りには、円筒部６５の底部６６および可動体３０の反出力端部に当接するコイルばね７０が装着されており、このコイルばね７０は、雌ねじ２３と雄ねじ３３とのバックラッシュを解消するとともに、可動体３０を介してロータ２０を出力側に付勢し、ロータ２０の反出力側への移動を規制している。
【００５９】
本形態において、回転阻止機構としては、可動体３０の反時計周りＣＣＷの回転を可動体３０と固定側部材５との干渉により阻止する干渉部と、可動体３０と固定側部材５との間で可動体３０の時計周りＣＷへの回転に抗力を発生させる付勢部が利用されている。すなわち、本形態では、図３（ｂ）から分かるように、第１のホルダ５０に形成されたストッパ５６（干渉部）は、可動体３０のテーブル部３５に形成された切り欠き３６の内側でその時計周りＣＷの側に位置する側壁３６１（干渉部）に当接して、可動体３０の反時計周りＣＣＷの回転を阻止している。また、テーブル部３５のばね押さえ３８に固定された線ばね７５（付勢部）の先端部は、第１のホルダ５０に形成されたストッパ５７に当接しており、可動体３０が時計周りＣＷに回転しようとしたときに抗力を発生させ、可動体３０の時計周りＣＷの回転を阻止している。
【００６０】
しかも、線ばね７５は、ストッパ５７を付勢することによる反力で可動体３０に対して軸線方向に直交する方向成分の付勢力を発生させており、可動体３０には、軸線方向に直交する方向成分をもつ側圧が印加されている。このため、可動体３０は、その軸線方向に直交するがたつきや振れが防止されている。
【００６１】
（動作）
このように構成した直動アクチュエータ１においても、ステータ１０の駆動コイル１３、１４に所定の信号を印加すると、ロータ２０が軸線周りに回転し、その回転力は、雄ねじ３３および雌ねじ２３からなるねじ機構７（伝達機構）を介して、可動体３０に伝達される。ここで、ロータ２０は軸線方向の移動が阻止され、かつ、可動体３０は軸線周りの回転が阻止されているため、ロータ２０の回転は、可動体３０を軸線方向に沿って直動させる力に変換され、可動体３０は、支軸４０および軸穴３１からなる軸受６に支持されたまま、矢印Ｌ２で示すように、反出力側に向けて直線的に移動する。また、反出力側に移動した状態でステータ１０の駆動コイル１３、１４に所定の信号を印加すると、上記動作とは逆に、可動体３０は、矢印Ｌ１に示すように、出力側に向けて直線的に移動する。このような動作を行う際、コイルばね７０は、可動体３０の変位に応じて伸縮する。また、テーブル部３５の移動に伴い、線ばね７５および切り欠き３６、３７の位置も変化するが、ストパ５６、５７は、可動体３０の可動距離に相当する高さ寸法をもって起立しているので、可動体３０はいずれの位置にあっても軸線周りの回転は阻止される。また、可動体３０の軸穴３１の出力側部分、および第２のホルダ６０の円筒部６５の内部は、略密閉空間になっているが、可動体３０および円筒部６５には空気穴３０１、６５０が形成されているので、可動体３０の移動に伴って軸穴３１および円筒部６５の内容積が変化しても可動体３０の移動を妨げることがない。
【００６２】
（製造方法）
図４〜図１３を参照して、本形態の直動アクチュエータ１の製造方法を説明しながら、直動アクチュエータに用いた各部材の構成を詳述する。図５は、本形態の直動アクチュエータの製造工程の一部を示す工程図である。図６（ａ）、（ｂ）は、本形態の直動アクチュエータに用いた２枚の第１のプレートを出力側からみた平面図、および断面図である。図７は、本形態の直動アクチュエータに用いた第１のホルダを出力側からみた平面図、底面図、および断面図である。図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本形態の直動アクチュエータに用いた外ステータコアを極歯の屈曲方向と反対側からみたときの平面図、底面図、および断面図である。図９（ａ）、（ｂ）は、本形態の直動アクチュエータに用いた内ステータコアを極歯の屈曲側からみたときの平面図および断面図である。図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本形態の直動アクチュエータに用いた第２のホルダを反出力側からみた平面図、底面図、および断面図である。図１１（ａ）、（ｂ）は、本形態の直動アクチュエータに用いた第２のプレートを反出力側からみた平面図および断面図である。
【００６３】
本形態の直動アクチュエータ１を製造するには、図４および図５に示すように、図７に示す第１のホルダ５０を間に挟んで、図６に示す半月状の２枚の金属製の第１のプレート９０、９１と図８に示す外ステータコア１５とをスポット溶接することにより、出力側アセンブリ２を構成する。また、図１０に示す第２のホルダ６０に支軸４０を取り付けた後、この第２のホルダ６０を間に挟んで、図１１に示すリング状の第２のプレート９５と図８に示す外ステータコア１６とをスポット溶接することにより、反出力側アセンブリ３を構成する。
【００６４】
一方、図９に示す２枚の内ステータコア１７、１８については、極歯１７８、１８８を互いに反対側に向けてスポット溶接により貼り合わせておく。このため、内ステータコア１７、１８において極歯１７８、１８８が屈曲している側とは反対側の端面には、スポット溶接用突起１７１、１８１が２個ずつ形成されている。
【００６５】
そして、反出力側から出力側に向かって、反出力側アセンブリ３、駆動コイル１４、内ステータコア１８、内ステータコア１７、駆動コイル１３、出力側アセンブリ２がこの順に重なった状態とした後、反出力側アセンブリ３の外ステータコア１６、内ステータコア１８、内ステータコア１７、出力側アセンブリ２の外ステータコア１５の外周部分を溶接し、固定側部材５を組み立てる。その際、内側にロータ２０を配置する。
【００６６】
しかる後に、出力側からロータ２０の内側に対して可動体３０を回転させながら軸部３２をロータ２０の内側に挿入する。その際、テーブル部３５のばね押さえ３８に固定された線ばね７５の先端部を第１のホルダ５０に形成されたストッパ５７に当接させる。
【００６７】
このような製造方法を採用するにあたって、本形態では、図６〜図８に示すように、２枚の第１のプレート９０、９１には各々、ピン挿入穴９０１、９１１が２つずつ形成されている一方、外ステータコア１５の円環部１５１には、ピン挿入穴９０１、９１１と重なる位置に計４つのピン挿入穴１５４が形成されている。また、外ステータコア１５には計４つのスポット溶接用突起１５５が形成されており、２枚の第１のプレート９０、９１において、スポット溶接用突起１５５と重なる位置がスポット溶接箇所９０２、９１２となる。
【００６８】
また、外ステータコア１５の内周縁には極歯１５８が形成されている箇所の間に半径方向に凹む位置決め用切り欠き１５３が例えば、１０個、等角度間隔に形成されている一方、第１のホルダ５０の円環状部分５３の外周縁には半径方向外側に向けて突出する位置決め突部５３１が、例えば１０個、等角度間隔に形成されている。ここで、位置決め突部５３１は、外ステータコア１５と同等厚の薄板状であって、円環状部分５３から外側に張り出している。このため、第１のホルダ５０の位置決め突部５３１が外ステータコア１５の位置決め用切り欠き１５３に嵌るように第１のホルダ５０と外ステータコア１５とを重ねた状態で、位置決め突部５３１に重なるように第１のプレート９０、９１を第１のホルダ５０に重ね、第１のプレート９０、９１のピン挿入穴９０１、９１１から外ステータコア１５のピン挿入穴１５４に位置決めピン（図示せず）を差し込めば、外ステータコア１５、第１のホルダ５０、および第１のプレート９０、９１の位置合わせを行うことができる。このような位置合わせをした後、第１のプレート９０、９１に外ステータコア１５のスポット溶接用突起１５５を押し付けた状態で通電し、第１のプレート９０、９１と外ステータコア１５とをスポット溶接すれば出力側アセンブリ２を組み立てることができる。
【００６９】
また、本形態では、図８〜図１１に示すように、第２のプレート９５にはピン挿入穴９５１が計４つ形成されている一方、外ステータコア１６の円環部１６１には、ピン挿入穴９５１と重なる位置に計４つのピン挿入穴１６４が形成されている。また、外ステータコア１６には計４つのスポット溶接用突起１６５が形成されており、第２のプレート９５において、スポット溶接用突起１６５と重なる位置がスポット溶接箇所９５２となる。
【００７０】
また、出力側と同様、外ステータコア１６の内周縁には極歯１６８が形成されている箇所の間に、半径方向に凹む位置決め用切り欠き１６３が例えば、１０個、等角度間隔に形成されている一方、第２のホルダ６０の円環状部分６３には半径方向外側に向けて突出する位置決め突部６３１が、例えば１０個、等角度間隔に形成されている。ここで、位置決め突部６３１は、ステータコア１６と同等厚の薄板状であって、円環状部分６３から外側に張り出している。このため、第２のホルダ６０の位置決め突部６３１が外ステータコア１６の位置決め用切り欠き１６３に嵌るように第２のホルダ６０と外ステータコア１６とを重ねた状態で、位置決め突部６３１に重なるように第２のプレート９５を第２のホルダ６０に重ね、第２のプレート９５のピン挿入穴９５１から外ステータコア１６のピン挿入穴１６４に位置決めピン（図示せず）を差し込めば、外ステータコア１６、第２のホルダ６０、および第２のプレート９５の位置合わせを行うことができる。このような位置合わせをした後、第２のプレート９５に外ステータコア１６のスポット溶接用突起１６５を押し付けた状態で通電し、第２のプレート９５と外ステータコア１６とをスポット溶接すれば反出力側アセンブリ３を組み立てることができる。
【００７１】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の直動アクチュエータ１でも、実施の形態と同様、可動体３０自身にテーブル部３５が形成されているため、このテーブル部３５自身に光学素子などを搭載し、軸線方向に駆動することができる。ここで、可動体３０は、軸部３２とテーブル部３５とが一体となって構成されているが、可動体３０にはその軸線周りの回転を阻止する回転阻止機構が構成されているため、可動体３０が軸線方向に駆動された際、テーブル部３５は回転しない。それ故、テーブル部３５には、撮像素子などといった回転が許容されないものを搭載することができ、この撮像素子に対する直線駆動により撮像装置でのフォーカス動作やズーム動作などを行うことができるなど、実施の形態１と同様な効果を奏する。
【００７２】
また、本形態では、可動体３０の軸線周りの回転を素子する回転阻止機構に用いた線ばね７５により、可動体３０には、軸線方向に直交する方向成分をもつ側圧が印加されている。このため、側圧印加のために部材を追加することなく、可動体３０のがたつきや振れを確実に防止することができる。
【００７３】
さらに、ばね７５は、可動体３０のうち、テーブル部３５を直接、付勢して、可動体の軸線周りの回転を阻止するとともに、側圧を印加している。このため、ばね７５は、軸部３２を付勢する場合と比較して、比較的小さな力で回転を確実に阻止でき、かつ、適正な側圧を印加することができる。
【００７４】
さらにまた、本形態の製造方法によれば、外ステータコア１５、１６に形成した位置決め用切り欠き１５３、１６３に第１および第２のホルダ５０、６０に形成した位置決め用突部５３１、６３１を嵌めることにより、第１および第２のホルダ５０、６０と外ステータコア１５、１６との位置決めを行う。このため、軸受用の支軸４０およびロータ２０に対する軸受として機能する筒部６４を備えた第２のホルダ６０をステータ１０に対して高い精度で位置決めすることができる。また、可動体３０に対するストッパ５７、５８を備えた第１のホルダ５０をステータ１０に対して高い精度で位置決めすることができる。
【００７５】
また、外ステータコア１５、１６に形成したピン挿入穴１５４、１６４と第１および第２のプレート９０、９１、９５に形成したピン挿入穴９０１、９１１、９５１に位置決めピンを挿入するだけでプレート９０、９１、９５と外ステータコア１５、１６との位置決めも容易に行うことができる。
【００７６】
［実施の形態３］
図１２（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態３に係る直動アクチュエータの概略縦断面図、およびこの直動アクチュエータから出力側からみたときの平面図である。図１２（ａ）において、上半部は可動体が出力側に前進した状態を示し、下半部は可動体が反出力側に後退した状態を示してある。なお、本形態の直動アクチュエータの基本的な構成は、実施の形態２と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示することにして、それらの詳細な説明を省略する。
【００７７】
図１２（ａ）、（ｂ）において、本形態の直動アクチュエータ１は、円筒状のステータ１０を備えた固定側部材５と、ステータ１０の内側中央に同軸状に配置された円筒状のロータ２０と、このロータ２０の内側に同軸状に配置された可動体３０とを有している。本形態において、固定側部材５は、ステータ１０と、ステータ１０の出力側に配置された第１のホルダ５０と、ステータ１０の反出力側に配置された第２のホルダ６０とを備えている。
【００７８】
本形態において、可動体３０は、出力軸としての軸部３２と、この軸部３２の出力側端部において半径方向に拡径する円盤状のテーブル部３５とを備えており、軸部３２には、反出力側端面で開口する軸穴３１が形成されている。軸部３２は、実施の形態２と同様、丸棒状であり、テーブル部３５の外周縁には、その中心を挟んだ両側位置に略矩形の第１の切り欠き３６および第２の切り欠き３７が形成されている。また、テーブル部３５には、その一部を細い薄板状に加工した線ばね７５が形成されており、この線ばね７５は、切り欠き３７内で半径方向外側に延びている。
【００７９】
このように構成した直動アクチュエータ１において、第１のホルダ５０は、実施の形態２と同様、出力側に突出する２本の円柱状のストッパ５６、５７とを備えており、ストッパ５６、５７は各々、テーブル部３５の切り欠き３６、３７内に位置している。また、第１のホルダ５０の開口部５１は、実施の形態２と同様、円形の開口形状を備えている。
【００８０】
第２のホルダ６０において、有底の円筒部６５の底部６６からは支軸４０が起立しており、支軸４０は、軸穴３１に嵌って可動体３０を軸線方向に移動可能に支持する軸受６を構成している。また、第２のホルダ６０は、平板部分６２の内周縁から断面円形の外周形状をもって出力側に向かって延びた円筒状の筒部６４を備えており、この筒部６４にロータ２０が回転可能に支持されている。
【００８１】
本形態の直動アクチュエータ１においても、ロータ２０の回転を可動体３０の軸線方向への直進に変換する回転直進変換機構では、伝達機構として、実施の形態２と同様、スリーブ状樹脂部２２の環状突起２２０の内周面に形成した雌ねじ２３と、可動体３０の外周面において軸線方向の所定の範囲にわたって形成された雄ねじ３３とからなるねじ機構７が採用されている。また、ロータ支持機構では、ロータ２０の出力側端面が第１のホルダ５０の円環状部分５３に当接することにより、ロータ２０の出力側への移動が規制されている。また、第１のホルダ５０の平板部分５２とテーブル部３５との間には、軸部３２の周りにコイルばね７１が装着されており、コイルばね７１は、雌ねじ２３と雄ねじ３３とのバックラッシュを解消するとともに、可動体３０を介してロータ２０を出力側に付勢し、ロータ２０の反出力側への移動を規制している。
【００８２】
本形態において、可動体３０に対する回転阻止機構としては、可動体３０の反時計周りＣＣＷの回転を可動体３０と固定側部材５との干渉により阻止する干渉部と、可動体３０と固定側部材５との間で可動体３０の時計周りＣＷへの回転に抗力を発生させる付勢部が利用されている。すなわち、本形態では、第１のホルダ５０に形成されたストッパ５６（干渉部）は、可動体３０のテーブル部３５に形成された切り欠き３６の内側でその時計周りＣＷの側に位置する側壁３６１（干渉部）に当接して、可動体３０の反時計周りＣＣＷの回転を阻止している。また、テーブル部３５と一体に形成された線ばね７５（付勢部）の先端部は、第１のホルダ５０に形成されたストッパ５７に当接しており、可動体３０が時計周りＣＷに回転しようとしたときに抗力を発生させ、可動体３０の時計周りＣＷの回転を阻止している。しかも、線ばね７５は、ストッパ５７を付勢することによる反力で可動体３０に対して軸線方向に直交する方向成分の付勢力を発生させており、可動体３０には、軸線方向に直交する方向成分をもつ側圧が印加されている。
【００８３】
このように構成した直動アクチュエータ１でも、第１のホルダ５０および第２のホルダ６０は、実施の形態２と同一な構成を備えているため、図４〜図１１を参照して説明した構成、および方法と同一な構成および方法で本形態の直動アクチュエータ１を製造することができる。
【００８４】
なお、本形態では、ばね（線ばね７５）を可動体３０の一部を加工することにより形成したが、固定側部材５の一部を加工してばねを形成してもよい。
【００８５】
［実施の形態４］
図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本発明の実施の形態４に係る直動アクチュエータの概略縦断面図、この直動アクチュエータから出力側からみたときの平面図、および側面図である。図１４（ａ）、（ｂ）は、本形態の直動アクチュエータから可動体を取り外した状態の固定側部材を出力側からみた平面図、および底面図である。図１３（ａ）において、上半部は可動体が出力側に前進した状態を示し、下半部は可動体が反出力側に後退した状態を示してある。なお、本形態の直動アクチュエータの基本的な構成は、実施の形態２と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示することにして、それらの詳細な説明を省略する。
【００８６】
図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および図１４（ａ）、（ｂ）において、本形態の直動アクチュエータ１は、円筒状のステータ１０を備えた固定側部材５と、ステータ１０の内側中央に同軸状に配置された円筒状のロータ２０と、このロータ２０の内側に同軸状に配置されたとしての可動体３０とを有している。本形態において、固定側部材５は、ステータ１０と、ステータ１０の出力側に配置された第１のホルダ５０と、ステータ１０の反出力側に配置された第２のホルダ６０とを備えている。可動体３０は、出力軸としての軸部３２と、この軸部３２の出力側端部において半径方向に拡径する円盤状のテーブル部３５とを備えており、軸部３２には、反出力側端面で開口する軸穴３１が形成されている。
【００８７】
本形態において、軸部３２は、実施の形態２と同様、丸棒状である。本形態では、テーブル部３５の外周縁に切り欠き３６が１つ形成されている。また、テーブル部３５には、ばね押さえ３８に線ばね７５の一方の端部が保持され、この線ばね７５は、半径方向外側に延びて先端が切り欠き３６内に位置している。
【００８８】
このように構成した直動アクチュエータ１において、第１のホルダ５０は、ステータ１０の出力側端面に固定される円環状部分５３と、この円環状部から３方に延びた突板部５９１、５９２、５９３とを備えている。突板部５９１には、出力側に突出する円柱状のストッパ５６を備えており、ストッパ５６は、テーブル部３５の切り欠き３６内に位置している。また、第１のホルダ５０の開口部５１は、実施の形態２と同様、円形の開口形状を備えている。
【００８９】
第２のホルダ６０は、円環状部分６３と、円環状部分６３から３方に延びた突板部６９１、６９２、６９３とを備えており、円環状部分６３からは反出力側に向かって有底の円筒部６５が突出している。円筒部６５の底部６６の中央からは支軸４０が起立しており、支軸４０は、軸穴３１に嵌って可動体３０を軸線方向に移動可能に支持する軸受６を構成している。また、第２のホルダ６０は、平板部分６２の内周縁から断面円形の外周形状をもって出力側に向かって延びた円筒状の筒部６４を備えており、この筒部６４にロータ２０が回転可能に支持されている。
【００９０】
本形態の直動アクチュエータ１においても、ロータ２０の回転を可動体３０の軸線方向への直進に変換する回転直進変換機構では、可動体３０に対する回転阻止機構として、可動体３０の反時計周りＣＣＷの回転を可動体３０と固定側部材５との干渉により阻止する干渉部と、可動体３０と固定側部材５との間で可動体３０の時計周りＣＷへの回転に抗力を発生させる付勢部が利用されている点では、実施の形態２と同様である。すなわち、線ばね７５の構成は相違するが、本形態でも、実施の形態２と同様、第１のホルダ５０に形成されたストッパ５６は、可動体３０のテーブル部３５に形成された切り欠き３６の内側でその時計周りＣＷの側に位置する側壁３６１に当接して、可動体３０の反時計周りＣＣＷの回転を阻止している。また、テーブル部３５と一体に形成された線ばね７５の先端部は、第１のホルダ５０に形成されたストッパ５６に当接しており、可動体３０が時計周りＣＷに回転しようとしたときに抗力を発生させ、可動体３０の時計周りＣＷの回転を阻止している。しかも、線ばね７５は、ストッパ５７を付勢することによる反力で可動体３０に対して軸線方向に直交する方向成分の付勢力を発生させており、可動体３０には、軸線方向に直交する方向成分をもつ側圧が印加されている。
【００９１】
なお、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、第１のホルダ５０および第２のホルダ６０は、実施の形態２と平面形状などが相違しており、第１のホルダ５０を固定するのに１枚の円環状のプレート９３が使用され、第２のホルダ６０を固定するのに３方に切り欠き部分が延びた円環状のプレート９５が使用されているが、それらの基本的な構成は、実施の形態２と同様である。このため、そのスポット溶接箇所９３２、９５２を示すように、図５〜図１０を参照して説明した構成、および方法と同一な構成および方法で本形態の直動アクチュエータ１を製造することができる。
【００９２】
［実施の形態５］
図１５（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態５に係る直動アクチュエータの概略縦断面図、およびこの直動アクチュエータから出力側からみたときの平面図である。図１５（ａ）において、上半部は可動体が出力側に前進した状態を示し、下半部は可動体が反出力側に後退した状態を示してある。なお、本形態の直動アクチュエータの基本的な構成は、実施の形態２と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示することにして、それらの詳細な説明を省略する。
【００９３】
図１５（ａ）、（ｂ）において、本形態の直動アクチュエータ１は、円筒状のステータ１０を備えた固定側部材５と、ステータ１０の内側中央に同軸状に配置された円筒状のロータ２０と、このロータ２０の内側に同軸状に配置された可動体３０とを有している。固定側部材５は、ステータ１０と、ステータ１０の出力側に配置された第１のホルダ５０と、ステータ１０の反出力側に配置された第２のホルダ６０とを備えている。可動体３０は、出力軸としての軸部３２と、この軸部３２の出力側端部において半径方向に拡径する円盤状のテーブル部３５とを備えており、軸部３２には、反出力側端面で開口する軸穴３１が形成されている。
【００９４】
本形態において、軸部３２は、実施の形態２と同様、丸棒状であり、テーブル部３５の外周縁には、２つの切り欠き３６、３７が形成されている。また、テーブル部３５において、切り欠き３７にはばね押さえ３８が形成され、このばね押さえ３８により、線ばね７５の一方の端部が保持されている。ここで、線ばね７５は、可動体３０の軸部３２の根元部分を周回した後、半径方向外側に延びて先端が切り欠き３６内に位置している。
【００９５】
このように構成した直動アクチュエータ１において、第１のホルダ５０は、出力側に突出する円柱状のストッパ５６を備えており、ストッパ５６は、テーブル部３５の切り欠き３６内に位置している。また、第１のホルダ５０の開口部５１は、実施の形態２と同様、円形の開口形状を備えている。
【００９６】
第２のホルダ６０では、有底の円筒部６５の底部６６から支軸４０が起立しており、支軸４０は、軸穴３１に嵌って可動体３０を軸線方向に移動可能に支持する軸受６を構成している。
【００９７】
また、本形態の直動アクチュエータ１においても、実施の形態２と同様、ロータ２０の回転を可動体３０の軸線方向への直進に変換する回転直進変換機構では、可動体３０に対する回転阻止機構として、可動体３０の反時計周りＣＣＷの回転を可動体３０と固定側部材５との干渉により阻止する干渉部と、可動体３０と固定側部材５との間で可動体３０の時計周りＣＷへの回転に抗力を発生させる付勢部が利用されている。すなわち、線ばね７５の構成は相違するが、本形態でも、実施の形態２と同様、第１のホルダ５０に形成されたストッパ５６は、可動体３０のテーブル部３５に形成された切り欠き３６の内側でその時計周りＣＷの側に位置する側壁３６１に当接して、可動体３０の反時計周りＣＣＷの回転を阻止している。また、テーブル部３５と一体に形成された線ばね７５の先端部は、第１のホルダ５０に形成されたストッパ５６に当接しており、可動体３０が時計周りＣＷに回転しようとしたときに抗力を発生させ、可動体３０の時計周りＣＷの回転を阻止している。しかも、線ばね７５は、ストッパ５７を付勢することによる反力で可動体３０に対して軸線方向に直交する方向成分の付勢力を発生させており、可動体３０には、軸線方向に直交する方向成分をもつ側圧が印加されている。
【００９８】
このように構成した直動アクチュエータ１でも、第１のホルダ５０および第２のホルダ６０は、実施の形態２と同一な構成を備えているため、図４〜図１１を参照して説明した構成、および方法と同一な構成および方法で本形態の直動アクチュエータ１を製造することができる。
【００９９】
［実施の形態６］
図１６（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態６に係る直動アクチュエータの概略縦断面図、およびこの直動アクチュエータから出力側からみたときの平面図である。なお、本形態の直動アクチュエータの基本的な構成は、実施の形態２と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示することにして、それらの詳細な説明を省略する。
【０１００】
図１６（ａ）、（ｂ）において、本形態の直動アクチュエータ１は、円筒状のステータ１０を備えた固定側部材５と、ステータ１０の内側中央に同軸状に配置された円筒状のロータ２０と、このロータ２０の内側に同軸状に配置された可動体３０とを有している。固定側部材５は、ステータ１０と、ステータ１０の出力側に配置された円盤状の第１のホルダ５０と、ステータ１０の反出力側に配置された第２のホルダ６０とを備えている。可動体３０は、出力シャフトとしての軸部３２と、この軸部３２の出力側端部において半径方向に拡径する円盤状のテーブル部３５とを備えており、軸部３２には、反出力側端面で開口する軸穴３１が形成されている。本形態において、軸部３２は、実施の形態２と同様、丸棒状である。また、第１のホルダ５０の開口部５１は、実施の形態２と同様、円形の開口形状を備えている。第２のホルダ６０では、有底の円筒部６５の底部６６から支軸４０が起立しており、支軸４０は、軸穴３１に嵌って可動体３０を軸線方向に移動可能に支持する軸受６を構成している。
【０１０１】
本形態の直動アクチュエータ１において、可動体３０の軸線周りの回転を阻止する回転阻止機構では、可動体３０の時計周りＣＷの回転、および可動体３０の反時計周りＣＣＷの回転に抗力を発生させる付勢部が利用されている。すなわち、第１のホルダ５０とテーブル部３５との間には、板ばね状の渦巻きばね７６が配置されており、この渦巻きばね７６の外周側端部７６１は、第１のホルダ５０の外周端部に固定されている一方、渦巻きばね７６の円環状の内周側端部７６２は、テーブル部３５の反出力側端面において軸部３２の連結部分に固定されている。このため、渦巻きばね７６は、可動体３０が時計周りＣＷに回転しようとしたときに抗力を発生させ、可動体３０の時計周りＣＷの回転を阻止し、可動体３０が反時計周りＣＣＷに回転しようとしたときに抗力を発生させ、可動体３０の反時計周りＣＣＷの回転を阻止している。
【０１０２】
このように構成した直動アクチュエータ１でも、第２のホルダ６は、実施の形態２と同一な構成を備えているため、図４〜図１１を参照して説明した構成、および方法と同一な構成および方法で本形態の直動アクチュエータ１を製造することができる。
【０１０３】
なお、本形態では、渦巻きばね７６によって可動体３０の回転を阻止したが、ここに用いるばねの形状については渦巻き状に限らず、各種形状のものを用いることができる。この場合、ばねにより、可動体３０を軸線方向に直交する方向の側圧を印加する形状のものが好ましい。また、ばねについては、１本に限らず、可動体３０が時計周りＣＷに回転しようとしたときに抗力を発生させる第１のばねと、可動体３０が反時計周りＣＣＷに回転しようとしたときに抗力を発生させる第２のばねとを用いてもよい。さらには、可動体３０あるいは固定側部材５の一部を加工して形成したばねを、可動体３０の回転を阻止する付勢部として利用してもよい。
【０１０４】
［その他の実施の形態］
上記実施の形態２〜５においては、軸受６を構成するにあたって、支軸４０を第２のホルダ６０の固定穴６７で固定した構成を採用したが、固定側部材５において反出力側の端面を構成する第２のホルダ６０と支軸４０とを樹脂成形により一体に形成してもよい。
【０１０５】
上記形態において、ロータ２０は、円筒状のロータマグネット２１の内周側のみにスリーブ状樹脂部２２を有する構成であったが、円筒状のロータマグネット２１とスリーブ状樹脂部２２とを一体成形する場合には、スリーブ状樹脂部２２は、円筒状のロータマグネット２１の出力側端面および反出力側端面のうちの少なくとも一方の端面に被さるように形成することが好ましい。さらには、図１７（ａ）、（ｂ）に示すように、ロータマグネット２１の出力側端面および反出力側端面の少なくとも一方側の端面には、軸線方向に突出する凸部２１１を形成しておき、スリーブ状樹脂部２２においてこの端面に被さる樹脂部分が凸部２１１あるいは凹部２１２に食い込ませることが好ましい。このように構成すると、凸部２１１あるいは凹部２１２は、スリーブ状樹脂部２２とロータマグネット２１との固着強度を高める補強部として機能する。すなわち、本形態において、ロータ２０では、外周面を構成するロータマグネット２１が回転力を発生させ、ロータ２０の内周面を構成するスリーブ状樹脂部２２が可動体３０を直動させる力を発生させるので、ロータマグネット２１とスリーブ状樹脂部２２との間には大きな力が加わるが、ロータマグネット２１に凸部２１１あるいは凹部２１２からなる補強部を形成しておくと、ロータマグネット２１とスリーブ状樹脂部２２との間に位置ずれや剥離などの不具合が発生しない。
【０１０６】
さらに上記形態では、駆動源としてステッピングモータ構造を用いたが、ステッピングモータ構造に限らず、各種モータを利用してもよい。この場合、ステータ１０は、ロータ２０に対して半径方向外側する対向する構成、あるいは軸線方向で対向する構成のいずれであってもよい。
【０１０７】
また、可動体３０に対する駆動機構として、ロータ２０の回転を可動体３０の軸線方向への直進に変換する構成を採用したが、電磁石などを備えた電磁機構を利用して可動体３０を軸線方向に直動させる直動アクチュエータに本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る直動アクチュエータの概略縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１の変形例に係る直動アクチュエータの概略縦断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態２に係る直動アクチュエータの概略縦断面図、およびこの直動アクチュエータから出力側からみたときの平面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、図３に示す直動アクチュエータから可動体を取り外した状態の固定側部材を出力側からみた平面図、および底面図である。
【図５】図３に示す直動アクチュエータの製造工程の一部の工程を示す工程図である。
【図６】図３に示す直動アクチュエータに用いた２枚の第１のプレートを出力側からみた平面図、および断面図である。
【図７】図３に示す直動アクチュエータに用いた第１のホルダを出力側からみた平面図、底面図、および断面図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図３に示す直動アクチュエータに用いた外ステータコアを極歯の屈曲方向と反対側からみたときの平面図、底面図、および断面図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）は、図３に示す直動アクチュエータに用いた内ステータコアを極歯の屈曲側からみたときの平面図および断面図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図３に示す直動アクチュエータに用いた第２のホルダを反出力側からみた平面図、底面図、および断面図である。
【図１１】（ａ）、（ｂ）は、図３に示す直動アクチュエータに用いた第２のプレートを反出力側からみた平面図および断面図である。
【図１２】（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態３に係る直動アクチュエータの概略縦断面図、およびこの直動アクチュエータから出力側からみたときの平面図である。
【図１３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本発明の実施の形態４に係る直動アクチュエータの概略縦断面図、この直動アクチュエータから出力側からみたときの平面図、および側面図である。
【図１４】（ａ）、（ｂ）は、図１３に示す直動アクチュエータから可動体を取り外した状態の固定側部材を出力側からみた平面図、および底面図である。
【図１５】（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態５に係る直動アクチュエータの概略縦断面図、およびこの直動アクチュエータから出力側からみたときの平面図である。
【図１６】（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態６に係る直動アクチュエータの概略縦断面図、およびこの直動アクチュエータから出力側からみたときの平面図である。
【図１７】（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した直動アクチュエータに用いられるロータの改良を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１  直動アクチュエータ
５  固定側部材
６  軸受
７  ねじ機構
１０  ステータ
２０  ロータ
２１  ロータマグネット
２２  スリーブ状樹脂部
２３  雌ねじ
３０  可動体
３１  軸穴
３３  雄ねじ
３４  Ｄカット部
３５  テーブル部
３６、３７  切り欠き
４０  支軸
５０  第１のホルダ
５５、６４  筒部
５６、５７  ストッパ
６０  第２のホルダ
７５  線ばね（付勢部）
７６  螺旋ばね（付勢部）
７７  コイルばね
１５３、１６３  位置決め用切り欠き
５３１、６３１  位置決め用突部
１５４、１６４、９０１、９１１、９５１  ピン挿入穴
【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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