(57)【要約】 【課題】  本発明は、小型化を容易にするリニアアクチュエータを提供することをその目的とする。【解決手段】  リニアアクチュエータ１Ａは、ハウジング２に収容されているモータ３と、モータ３のシャフト１４に取り付けられたロータ１６の外周に一端が固定されており、モータ３のロータ１６の外周面に巻き付けられるベルト４と、一端がベルト４の他端に固定されている棒状部５と、ハウジング２に固定されて棒状部５をその長手方向に摺動自在に支持する軸受６と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに収容されているモータと、
前記モータの回転軸に取り付けられた回転部の外周に一端が固定されており、前記モータの前記回転部の外周面に巻き付けられるベルトと、
一端が前記ベルトの他端に固定されている棒状部と、
前記ハウジングに固定されて、前記棒状部をその長手方向に摺動自在に支持する軸受と、
を備えたことを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項２】
前記モータはアウターロータ型モータであり、前記回転部はロータのケース部であることを特徴とする請求項１に記載のリニアリアクチュエータ。
【請求項３】
前記棒状部の前記一端に設けられたエンドストッパと、
前記棒状部の他端と前記軸受との間で前記棒状部の外周に巻回されたバネとを更に備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のリニアアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、光ディスク装置のピックアップレンズの駆動などに利用される小型のリニアアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
リニアアクチュエータが利用された光ディスク装置としては、特開平１１−２３２６５４号公報がある。この公報には、デッキベースと、デッキベースに設けられ、光ディスクに対する情報の記録又は再生をする光ピックアップ装置と、光ピックアップ装置を光ディスクの径方向に沿って移送させるリニアアクチュエータとを備えた光ピックアップ移送装置が記載されている。この公報に記載されたリニアアクチュエータでは、光ピックアップ装置の一側が結合されているリードスクリューが、ステッピングモータに連結されており、リードスクリューに対して平行に第１及び第２のガイドシャフトが装着されている。ステッピングモータによりリードスクリューが回転すると、光ピックアップ装置は、第１及び第２のガイドシャフトにより光ディスクの径方向に沿って移送される。
【特許文献１】特開平１１−２３２６５４号公報
【特許文献２】特開平７−４６７８９号公報
【特許文献３】特開平９−２８７９０２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、上記の特許文献１に記載されたリニアアクチュエータでは、光ピックアップ装置をスムーズに移送させるため、ステッピングモータの回転を直線運動に変換するリードスクリューと、安定した直線運動のための２本のガイドシャフトとが設けられているため、リードスクリュー及び２本のガイドシャフトのためのスペースを確保しなければならず、リニアアクチュエータを小型化することが難しかった。
【０００４】
本発明は、小型化が容易なリニアアクチュエータを提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るリニアアクチュエータは、ハウジングに収容されているモータと、モータの回転軸に取り付けられた回転部の外周に一端が固定されており、モータの回転部の外周面に巻き付けられるベルトと、一端がベルトの他端に固定されている棒状部と、ハウジングに固定されて棒状部をその長手方向に摺動自在に支持する軸受と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
本発明に係るリニアアクチュエータでは、棒状部に固定されているベルトの端部が、モータの回転軸に取り付けられた回転部の外周に固定されており、ベルトは、モータの回転部の外周面に巻き付けられる。よって、モータの回転部の回転がベルトを介して棒状部の運動に変換される。この結果として、本発明はモータの回転を直線運動に変換させるリードスクリューの代用として利用できる。また、棒状部は軸受によりその長手方向に移動させることができるので、ガイドシャフトを利用しなくても、安定して走行させることができ、簡単な構成をもって小型化させることができる。
【０００７】
また、モータはアウターロータ型モータであり、回転部はロータのケース部であることが好適である。アウターロータ型モータは、内側のステータにコイルが、外側のロータに磁石がそれぞれ配置され、ロータが回転する。このようなアウターロータ型モータでは、ロータのケース部を回転部として利用することができるので、ロータのケース部の外周にベルトを直接固定することができる。そのため、リニアアクチュエータの薄型化及び構成の簡素化を図ることができる。
【０００８】
また、棒状部の一端に設けられたエンドストッパと、棒状部の他端と軸受との間で棒状部の外周に巻回されたバネとを更に備えることが好適である。このようなリニアアクチュエータでは、エンドストッパがハウジングの一部（例えば、軸受を収容している部分）に当接すると棒状部が停止する。そのため、リニアアクチュエータの原点位置を容易に定めることができ、正確な位置制御を行うことができる。また、バネは、棒状部を突出させる方向に付勢しているので、モータへの通電を停止させると、バネ力によって棒状部を原点位置に瞬時にセットすることができる。更に、バネの弾性復元力を用いて棒状部を原点位置に戻すことができるので、リニアアクチュエータの制御が容易になる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、小型化が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明に係るリニアアクチュエータの好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
図１〜図３に示すように、リニアアクチュエータ１Ａは、光ディスク装置のピックアップレンズの駆動に利用され、扁平なハウジング２と、ハウジング２に収容されているモータ３と、モータ３の外周面に一端が固定されている金属又は樹脂製のベルト４と、ベルト４の他端に固定されている断面円形の棒状部５と、棒状部５をその長手方向に摺動自在に支持する軸受６とを備えている。
【００１２】
偏平なハウジング２は、略円筒状のモータ収容部２ａと、モータ収容部２ａの外周面から接線方向に突出した突出部２ｂとを有している。ハウジング２は、その底板をなすベース部７と、ベース部７の周縁に立設された外周壁８と、外周壁８で囲まれた空間を閉鎖するようにベース部７に対して設けられた天板部９とから構成されている。突出部２ｂの先端には、外周壁８の前壁８ａから内方に向けて陥没した軸受収容部２ｃが設けられ、この軸受収容部２ｃは、直方体形状をなして、ハウジング２の一部として形成されている。また、軸受収容部２ｃの底部２ｅには、棒状部５の軸線Ｃ１を中心軸線とする円形の孔部２ｄが形成されている。
【００１３】
図４に示すように、モータ３は扁平なアウターロータ型ブラシレスモータであり、ベース部材１０上には、フラックスプレート１１と、フラックスプレート１１上に設けられた回路基板１２とが設けられている。ここで、フラックスプレート１１とは、後述するロータ１６がスムーズに始動するように、後述するステータコイル１５に対する後述するマグネット１８の停止位置を規制するものである。回路基板１２上には、ホール素子（磁気変換素子）、モータ駆動用素子などが搭載されている。
【００１４】
ベース部材１０の中央部には円筒状のシャフト保持部１０ａが立設されており、シャフト保持部１０ａに圧入されたラジアル軸受１３によって、シャフト１４は回転可能に支持されている。回路基板１２上には、ステータコイル１５が固定されており、シャフト１４の上端には、シャフト１４と一体的に回動するロータ１６が固定されている。
【００１５】
ロータ１６は、ヨークをなすカップ状のケース部１７と、回路基板１２上に配置されたステータコイル１５と対面するようにケース部１７の内周面に接着剤を介して固定されたリング状のマグネット１８とからなる。マグネット１８としては、フェライト焼結磁石、希土類焼結磁石等の永久磁石が用いられる。
【００１６】
図１〜３に示すように、ロータ１６のケース部１７の外周面には、ベルト４の一端が接着剤を介して固定されている。ベルト４は、薄い樹脂フィルム又は金属の薄板によって形成されている。ベルト４の他端には円柱状の棒状部５の一端が固定されている。また、棒状部５の他端には、ピックアップ部１９が設けられている。棒状部５は、軸受収容部２ｃの円形の孔部２ｄを貫通すると共に、軸受収容部２ｃの凹部に圧入された軸受６によって摺動自在に支持されている。また、ピックアップ部１９にはピックアップレンズ２０が固定され、ピックアップレンズ２０は、その中心を通る光軸Ｃ２と棒状部５の軸線Ｃ１とが交差するように配置されている。
【００１７】
以下、リニアアクチュエータ１Ａの動作について説明する。
【００１８】
ステータコイル１５に適切な電流を流すと、ステータコイル１５とマグネット１８との間に発生する励磁力によりカップ状のロータ１６は、シャフト１４を中心に所定の速度で回転する。
【００１９】
ロータ１６が回転すると、ロータ１６のケース部１７の外周に一端が固定されたベルト４は、ロータ１６の回転角度分だけケース部１７の外周面に巻き付く。その際、ベルト４の他端に固定されている棒状部５は、ベルト４がケース部１７に巻き付く分だけ引き込まれる。また、この棒状部５の直線運動に伴い、棒状部５の他端に固定されているピックアップ部１９は、ディスクの径方向に沿って移送される。
【００２０】
このリニアアクチュエータ１Ａでは、棒状部５に固定されているベルト４の一端がケース部１７の外周に固定されており、ロータ１６が回転すると、ベルト４はロータ１６の回転角度分だけケース部１７の外周面に巻き付けられる。よって、ケース部１７の回転がベルト４を介して棒状部５の運動に変換される。その結果として、リニアアクチュエータ１Ａはモータ３の回転を直線運動に変換させるリードスクリューの代用として利用できる。また、棒状部５は、軸受６によりその長手方向に移動させることができるので、ガイドシャフトを利用しなくても、安定して走行させることができ、簡単な構成をもって小型化を図ることができる。
【００２１】
また、モータ３は、内側のステータにステータコイル１５が、外側のケース部１７の内周面にステータコイル１５と対面するようにマグネット１８が、それぞれ配置され、ロータ１６が回転する扁平なアウターロータ型ブラシレスモータである。このようなアウターロータ型モータでは、ロータ１６のケース部１７を回転部として利用することができるので、ケース部１７の外周にベルト４を直接固定することができる。そのため、リニアアクチュエータ１Ａの薄型化及び構成の簡素化を図ることができる。
【００２２】
また、本実施形態において、正確な位置及び速度の制御を可能にするために、ベルト４として、平滑性に優れて歪みも生じにくい薄い樹脂フィルム又は金属の薄板が用いられている。
【００２３】
（第２実施形態）
図５〜図７に示すように、第２実施形態に係るリニアアクチュエータ１Ｂは、棒状部５の後端に設けられたエンドストッパ２１と、棒状部５の先端側に設けられたバネ座２２と軸受６との間で棒状部５の外周を巻回する圧縮バネ２３とを更に備える点で、第１実施形態のリニアアクチュエータ１Ａと相違する。その他の構成は、リニアアクチュエータ１Ａの構成と同等であるため、同一符号を付して重複説明を省略する。
【００２４】
エンドストッパ２１は、棒状部５と一体化された円板の形状を有している。棒状部５のバネ座２２と軸受６との間の圧縮バネ２３は弾性復元力により棒状部５を突出させる方向に付勢する。そのため、モータ３への供電停止時に、圧縮バネ２３の力により、棒状部５のエンドストッパ２１は、軸受６を収容している軸受収容部２ｃの底部２ｅに当接する。
【００２５】
本実施形態においては、棒状部５のエンドストッパ２１が軸受収容部２ｃに当接した状態がピックアップレンズ２０の原点である（図６参照）。なお、光ディスクに対する情報の記録又は再生の終了に伴ってモータ３の電流の供給が停止されて、圧縮バネ２３の弾性復元力によってロータ１６が逆転することで、瞬時にピックアップレンズ２０は原点位置に戻される。
【００２６】
リニアアクチュエータ１Ｂは、棒状部５の後端に設けられたエンドストッパ２１と、棒状部５の先端側に設けられたバネ座２２と軸受６との間で棒状部５の外周に巻回された圧縮バネ２３とを更に備える構成を採用しているため、第１実施形態と同様な効果が得られるほか、ピックアップレンズ２０を原点位置に素早く復帰させることができ、ピックアップレンズ２０の正確な位置制御を行うことができる。すなわち、リニアアクチュエータ１Ｂでは、モータ３が通電されていないときは、圧縮バネ２３の弾性復元力によりエンドストッパ２１が軸受収容部２ｃに当接して棒状部５が停止し、その停止位置をピックアップレンズ２０の原点位置として一義的に定めることができる。
【００２７】
また、圧縮バネ２３は、棒状部５を突出させる方向に付勢しているので、モータ３への通電を停止させると、バネ力によって棒状部５を原点位置に瞬時にセットすることができる。更に、圧縮バネ２３の弾性復元力を用いて棒状部５を原点位置に戻すことができるので、リニアアクチュエータ１Ｂの制御が容易になる。
【００２８】
（第３実施形態）
図８に示すように、第３実施形態に係るリニアアクチュエータ１Ｃは、ロータ１６の回転位置を検出する回転位置検出部２４を有する点で、第１実施形態のリニアアクチュエータ１Ａと相違する。その他の構成は、リニアアクチュエータ１Ａの構成と同等であるため、同一符号を付して重複説明を省略する。
【００２９】
回転位置検出部２４は、いわゆるアブソリュート型のロータリエンコーダであり、上面の中心に円状の孔部を有するスケール板２５を備える。スケール板２５は、ロータ１６のケース部１７の上面に固定されている。
【００３０】
また、スケール板２５の外縁部には、等角度毎にスリット部２６が複数形成され、光透過部（スリット）と光遮断部とはスケール板２５上で交互に配置されることになる。この光透過部は光を透過することによって光を伝播し、光遮断部は光を吸収又は反射することによって光を伝播しない。
【００３１】
また、回転位置検出部２４は、スリット部２６に向けて平行光を投光するＬＥＤ（光源）２７と、スケール板２５を挟んでＬＥＤ２７に対向するように配置されたプロファイルセンサー２８とを更に備えている。プロファイルセンサー２８は、ＬＥＤ２７から投光された光のうちスリット部２６の光透過部を透過した光を受光する。プロファイルセンサー２８によるパルス型の受光量データに基づいてスケール板２５の動作角度が算出され、また算出されたスケール板２５の動作角度がロータ１６の回転位置に変換される。
【００３２】
前述したリニアアクチュエータ１Ｃは、第１実施形態と同様な効果が得られるほか、回転位置検出部２４を更に備えているため、ケース部１７の回転位置の正確な制御が可能となる。また、これに伴い、ピックアップレンズ２０の正確な位置制御が可能となる。
【００３３】
本発明は、前述した種々の実施形態に限定されるものではない。本実施形態に係るモータ３は、アウターロータ型ブラシレスモータとして説明したが、ブラシレスモータに限定されない。また、ステッピングモータを適用してもよく、薄型化が実現されるならばインナーロータ型であっても適用可能である。また、本実施形態のリニアアクチュエータ１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、ピックアップ２０の駆動に用いられているが、これに限定されるものではなく、撮影に用いるレンズの駆動等に用いられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るリニアアクチュエータの斜視図である。
【図２】図１に示されたリニアアクチュエータの断面図である。
【図３】図１に示されたリニアアクチュエータの断面図である。
【図４】図３のIV−IV線に沿う断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るリニアアクチュエータの斜視図である。
【図６】図５に示されたリニアアクチュエータの断面図である。
【図７】図５に示されたリニアアクチュエータの断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係るリニアアクチュエータの斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１Ａ〜１Ｃ…リニアアクチュエータ、２…ハウジング、３…モータ、４…ベルト、５…棒状部、６…軸受、１４…シャフト、１６…ロータ、１７…ケース部（回転部）、１８…マグネット、２１…エンドストッパ、２３…圧縮バネ。
【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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