リニアアクチュエータ
【課題】簡単な構成で回転運動を直動運動に変換することができるリニアアクチュエータを提供すること。
【解決手段】ステータと、ステータの内部に配置され、ステータに対して相対回転するロータと、ロータの回転中心に固定されロータとともに回転す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ボールネジ軸と、ステータおよびロータを収納し、ステータを固定するハウジングと、ハウジングを介してステータに固定され、ボールネジ軸のネジ溝と螺合したナットと、を備えるモータと、ロータをステータに対して相対回転させる制御装置と、を有し、制御装置は、ロータをステータに対して回転させることで、ナットに対してボールネジ軸を回転させ、ボールネジ軸をロータの回転方向に直交する直動方向に移動させる。
【解決手段】ステータと、ステータの内部に配置され、ステータに対して相対回転するロータと、ロータの回転中心に固定されロータとともに回転す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ボールネジ軸と、ステータおよびロータを収納し、ステータを固定するハウジングと、ハウジングを介してステータに固定され、ボールネジ軸のネジ溝と螺合したナットと、を備えるモータと、ロータをステータに対して相対回転させる制御装置と、を有し、制御装置は、ロータをステータに対して回転させることで、ナットに対してボールネジ軸を回転させ、ボールネジ軸をロータの回転方向に直交する直動方向に移動させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの回転運動を直動運動に変換するリニアアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
直動方向に動力を出力するリニアアクチュエータとしては、モータの回転運動を直動運動に変換し、直動方向に動力を出力するリニアアクチュエータがある。例えば、特許文献１および特許文献２には、内周壁にネジ溝を形成したナットをロータとともに回転する状態で保持し、回転を抑制しつつ摺動可能な状態で支持されたボールネジを当該ナットに挿入させたリニアアクチュエータが記載されている。特許文献１および特許文献２に記載のリニアアクチュエータは、ロータが回転することで、ロータとともにナットが回転し、ナットのネジ溝と螺合したボールネジが直動方向に移動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２２０７１５号公報
【特許文献２】特開２０００−２５７６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１および特許文献２に記載のリニアアクチュエータは、ボールネジを回転しない状態で支持し、かつ、ロータと相対回転可能な状態とする。このため、ステータとロータとを相対的に支持するための軸受機構と、ロータとボールネジとを相対的に支持するための軸受機構が必要となり、部品点数が増え、機構が複雑になる。また、軸受部材を配置するための領域が必要となるため、回転軸に直交する方向、つまり径方向の大きさが大きくなる。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡単な構成で回転運動を直動運動に変換することができるリニア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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のリニアアクチュエータは、ステータと、前記ステータの内部に配置され、前記ステータに対して相対回転するロータと、前記ロータの回転中心に固定され前記ロータとともに回転す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ボールネジ軸と、前記ステータおよび前記ロータを収納し、前記ステータを固定するハウジングと、前記ハウジングを介して前記ステータに固定され、前記ボールネジ軸のネジ溝と螺合したナットと、を備えるモータと、前記ロータを前記ステータに対して相対回転させる制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記ロータを前記ステータに対して回転させることで、前記ナットに対して前記ボールネジ軸を回転させ、前記ボールネジ軸を前記ロータの回転方向に直交する直動方向に移動させることを特徴とする。
【０００７】
ここで、前記モータは、前記ナットを２つ備え、一方の前記ナットが前記直動方向において前記ロータの一方の端面と対面し、他方の前記ナットが前記直動方向において前記ロータの他方の端面と対面し、２つの前記ナットが前記ロータを挟み込んで配置されていることが好ましい。
【０００８】
また、前記モータは、前記ボールネジ軸が前記ハウジングに対して回動可能かつ直動方向に摺動可能な状態で、前記ボールネジ軸と前記ハウジングとを連結する軸受部材をさらに備えることが好ましい。
【０００９】
また、前記軸受部材は、アンギュラ玉軸受であることが好ましい。
【００１０】
また、前記モータは、前記ナットが前記直動方向において前記ロータの一方の端面と対面し、前記軸受部材が前記直動方向において前記ロータの他方の端面と対面し、前記ナットと前記軸受部材が前記ロータを挟み込んで配置されていることが好ましい。
【００１１】
また、前記モータは、前記ボールネジ軸の前記ネジ溝が形成されている領域と前記ロータと固定されている領域の境界を含む部分に固定された保護部材をさらに備えることが好ましい。
【００１２】
また、前記ロータは、前記ボールネジ軸の外周に固定されたロータコアと、ロータコアの外周部に設けられて、前記ロータコアの周方向に向かって配列される複数のマグネットと、を有し、前記ステータは、励磁コイルが巻き付けられた分割コアが、前記ロータの外側に所定の間隔を有して環状に配置されていることが好ましい。
【００１３】
また、前記ロータは、前記ボールネジ軸の外周に固定されたコアと整流子とを含み、前記モータは、前記整流子の径方向で対向し前記整流子と接触して設けられるブラシを有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、簡単な構成で回転運動を直動運動に変換することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施形態１に係るモータを備えるリニアアクチュエータの概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、実施形態１に係るモータの構成を示す断面図である。
【図３】図３は、図２に示すナットの概略構成を示す断面図である。
【図４】図４は、図２示すモータの断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、実施形態１に係るモータの動作を説明する説明図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、実施形態１に係るモータの動作を説明する説明図である。
【図６】図６は、変形例に係るモータの構成を示す断面図である。
【図７】図７は、実施形態２に係るモータの構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための形態（以下、実施形態という）によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、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。本実施形態では、本発明に係るリニアアクチュエータが対象部材１４を付勢する場合について説明するが、本発明の適用対象は対象部材１４の付勢に限定されるものではない。本発明のリニアアクチュエータは、直動運動の動力が必要な各種対象部材の駆動、制御に用いることができる。
【００１７】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るモータを備えるリニアアクチュエータの概略構成を示す模式図である。まず、図１を用いて、本実施形態に係るリニアアクチュエータの概要を説明する。図１に示すように、リニアアクチュエータ１０は、モータ１１と制御装置１２とを有する。モータ１１は、ハウジング（筐体）の一部が締結部材９で支持部８に支持されている。なお、締結部材９はネジ、ボルト、ピン等である。これにより、モータ１１は、支持部８に固定される。また、モータ１１は、ロータが回転することで直動方向（モータの回転方向に直交する方向）に移動する可動子であるボールネジ軸２０を有する。モータ１１については後述する。制御装置１２は、モータ１１の駆動を制御する装置である。
【００１８】
制御装置１２は、モータ１１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、モータ１１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。
【００１９】
リニアアクチュエータ１０のモータ１１の直動方向に移動するボールネジ軸２０の先端に対向する位置には、対象部材１４が配置されている。リニアアクチュエータ１０は、制御装置１２によりモータ１１の回転を制御し、モータ１１のボールネジ軸２０を直動方向（図１中矢印方向）に移動させることで、対象部材１４を付勢したり、付勢しなかったりすることができる。
【００２０】
次に、図２から図４を用いてモータ１１の構成について説明する。図２は、本実施形態に係るモータの構成を示す断面図である。図３は、図２に示すナットの概略構成を示す断面図である。図４は、図２に示すモータの断面図である。
【００２１】
図２に示すようにモータ１１は、ブラシレスモータであり、ボールネジ軸２０と、略円筒形のハウジング２２Ａと、ハウジング２２Ａの一方の開口端部を閉塞する略円板状のフロントブラケット２２Ｂと、フロントブラケット２２Ｂに固定されボールネジ軸２０と螺合するナット２３、ハウジング２２Ａに固定されボールネジ軸２０と螺合するナット２４と、マグネット２５およびロータコア２６を備えボールネジ軸２０とともに回転するロータ３０と、コア２７と励磁コイル２８とを備えハウジング２２Ａに固定されたステータ２９と、ロータ３０を保護する保護部材３５、３６と、を有する。
【００２２】
ボールネジ軸２０は、モータ１１の中心軸Ｚｒに配置された棒状の部材である。ボールネジ軸２０は、棒状の部材の延在方向、つまり中心軸Ｚｒに平行な方向（直動方向）における領域によって形状が異なる。具体的には、ボールネジ軸２０の中心部近傍の中央領域２０Ａは、ネジ溝が形成されていない。また、ボールネジ軸２０の一方の端部近傍（フロントブラケット２２Ｂ近傍）の端部領域２０Ｂと他方の端部近傍の端部領域２０Ｃとはネジ溝が形成されている。なお、端部領域２０Ｂに形成されるネジ溝と端部領域２０Ｃに形成されるネジ溝は、同一の向きに形成されている。
【００２３】
ハウジング２２Ａは、円筒形状であり、かつ、一方の端部（フロントブラケット２２Ｂが設けられた側とは反対側の端部）が、端部を閉塞するように絞られた形状である。また、ハウジング２２Ａは、フロントブラケット２２Ｂが設けられた側とは反対側の端部の中心部分に開口が形成されている。つまり、ハウジング２２Ａは、フロントブラケット２２Ｂが開口となり、底面に開口が形成され側面が円筒となる箱形状である。なお、ハウジング２２Ａを形成する磁性材料としては、例えばＳＰＣＣ（Steel Plate Cold Commercial）等の一般的な鋼材や、電磁軟鉄等が適用できる。
【００２４】
フロントブラケット２２Ｂは、ハウジング２２Ａの一方の開口端部を閉塞する略円板状であり、円板の外周側の一部がハウジング２２Ａよりも外側に突出している。また、フロントブラケット２２Ｂは、円板形状の中心部分に開口が形成されている。フロントブラケット２２Ｂは、ハウジング２２Ａよりも外側（円筒形状の径方向外側）に突出した部分の一部が支持部８と接しており、締結部材９が挿入されている。このようにフロントブラケット２２Ｂは、モータ１１を所望の機器に取り付ける際のフランジの役割を果たしている。
【００２５】
ナット２３は、フロントブラケット２２Ｂの内側であって、フロントブラケット２２Ｂの略中央部分形成された開口に固定されている。ナット２３は、図３に示すように、内周面２３Ａにネジ溝が形成されている。ナット２３は、ボールネジ軸２０が挿入されており、ボールネジ軸２０の端部領域２０Ｂを回転可能に支持する。また、ナット２３は、内周面２３Ａのネジ溝が端部領域２０Ｂのネジ溝と螺合している。
【００２６】
ナット２４は、ハウジング２２Ａの内側であって、ハウジング２２Ａの底部の略中央部分に形成された開口に固定されている。ナット２４もナット２３と同様に内周面にネジ溝が形成されている。ナット２４は、ボールネジ軸２０が挿入されており、ボールネジ軸２０の端部領域２０Ｃを回転可能に支持する。また、ナット２４は、内周面のネジ溝が端部領域２０Ｃのネジ溝と螺合している。ナット２３、２４は、内周面に挿入されたボールネジ軸２０を支持しているので、ナット２３、２４の中心は、ボールネジ軸２０の中心軸と同一の中心軸Ｚｒとなる。なお、ステータ２９およびロータ３０の中心軸のボールネジ軸２０の中心軸と同一の中心軸Ｚｒとなる。また、このように、ボールネジ軸２０は、ハウジング２２Ａの両端部にそれぞれ位置されたナット２３、２４に挿入されているため、端部がハウジング２２Ａの端部から露出する。
【００２７】
次に、ボールネジ軸２０の表面（外周）、具体的にはボールネジ軸２０の中央領域２０Ａには、円柱形状のロータコア２６が固定されている。ロータコア２６は、完全な円柱には限られず、マグネット２５を配置するための溝があってもよい。また、ロータコア２６の側面にマグネット２５の側面を沿わせるための面が形成されて、ロータコア２６の底面が多角形であってもよい。
【００２８】
ロータコア２６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。ロータコア２６は、順送金型の型内において積層され、金型から排出される。ボールネジ軸２０は、ロータコア２６と一体で成型してもよいし、ボールネジ軸２０をロータコア２６に圧入してもよい。ロータコア２６の外周部には、モータ駆動用の複数（２×ｎ個、ｎは整数）のマグネット２５が設けられる。マグネット２５は、ロータコア２６の外周部に取り付けられ、図４に示すように、Ｓ極及びＮ極がロータコア２６の周方向に交互に、かつ等間隔に着磁された永久磁石である。本実施形態において、マグネット２５は、分割形状（セグメント構造）である。
【００２９】
マグネット２５は、円柱をその軸方向を含む平面と平行な平面で切断したときに生じる、底面が略半円形の柱であるが、これには限られない。例えば、マグネット２５は、円管をその軸方向を含む平面で切断したときに生じる曲板であってもよい。マグネット２５の長手方向は、ロータコア２６の中心軸Ｚｒ方向と平行である。本実施形態では、８本のマグネット２５がロータコア２６の外周部に等間隔で配列されている。隣接するマグネット２５の間には、ロータコア２６の側面が表れている。なお、ロータコア２６の側面とは、柱形状であるロータコア２６が、ステータ２９のコア２７と対向する面である。
【００３０】
図４に示すように、ハウジング２２Ａの内周面には、コア２７がその全体が包囲された状態で固定されている。このコア２７には、ロータコア２６の周方向に配列されたマグネット２５を包囲するように、例えば３相の励磁コイル２８がインシュレータ３１を介して集中巻きされている。これらのコア２７及び励磁コイル２８によってモータ１１のステータ２９が構成されている。ステータ２９は、ロータ３０の外側に所定の間隔を有して環状に配置される。
【００３１】
コア２７は、例えば、等分割された複数（本実施形態では１２個）の分割コア２７Ａから構成されている。それぞれの分割コア２７Ａは、組み立てられてコア２７を構成した際に、円筒形のヨーク部となる円弧状の分割ヨーク３７と、この分割ヨーク３７の内周面からロータ３０に向かって延びる１本のティース３８とを備えている。各々の分割コア２７Ａのティース３８には、励磁コイル２８がそれぞれ集中巻きされている。そして、複数の分割コア２７Ａが組み合わされてハウジング２２Ａ内に圧入されて、環状のコア２７を構成する。このように、分割コア２７Ａは、ハウジング２２Ａ内に圧入されて、ハウジング２２Ａに締結されて、コア２７を構成する。なお、コア２７とハウジング２２Ａとは、圧入の他に接着や焼きばめ等によって固定されてもよい。
【００３２】
本実施形態において、コア２７は、分割コア２７Ａを組み合わせて構成されるが、これに限定されるものではない。例えば、コア２７を一体で構成したり、焼結で構成したりしてもよい。励磁コイル２８は、コア２７にインシュレータ３１を取り付けた後に、インシュレータ３１が取り付けられたコア２７に巻き付けられる。ステータ２９の片側端部には端子台が設けられる。端子台に挿入又はインサートモールドされたバスバー（パワーハーネスでもよい）と各層の励磁コイル２８とは、ヒュージングや抵抗溶接等で電気的に接続される。
【００３３】
次に、ボールネジ軸２０の表面（外周）の中央領域２０Ａと端部領域２０Ｂとの境界を含む部分（中央領域２０Ａの端部領域２０Ｂ側の一部および端部領域２０Ｂの中央領域２０Ａ側の一部）、つまりボールネジ軸２０のロータ３０とナット２３との間となる領域には、円柱形状の保護部材３５が固定されている。保護部材３５は、ロータ３０のフロントブラケット２２Ｂ側の端面と隣接している。
【００３４】
ボールネジ軸２０の表面（外周）の中央領域２０Ａと端部領域２０Ｃとの境界を含む部分（中央領域２０Ａの端部領域２０Ｃ側の一部および端部領域２０Ｃの中央領域２０Ａ側の一部）、つまりボールネジ軸２０のロータ３０とナット２４との間となる領域には、円柱形状の保護部材３６が固定されている。保護部材３６は、ロータ３０のハウジング２２Ａの底部側の端面と隣接している。ここで、保護部材３５、３６は、弾性を備える材料または剛性の低い材料で作製することが好ましい。これにより、保護部材３５、３６が他の部材と接触したときに接触により他の部材や自身が損傷することを抑制できる。モータ１１は、以上のような構成である。
【００３５】
次に、図５Ａおよび図５Ｂを用いてリニアアクチュエータ１０およびモータ１１について説明する。図５Ａおよび図５Ｂは、それぞれ実施形態１に係るモータの動作を説明する説明図である。リニアアクチュエータ１０の制御装置１２は、ステータ２９の励磁コイル２８に例えば交流を印加し、励磁コイル２８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２９に対してロータ３０が回転する駆動力を発生させる。モータ１１のロータ３０が回転するとロータ３０に固定されているボールネジ軸２０も回転する。モータ１１は、ボールネジ軸２０のネジ溝とナット２３、２４のネジ溝とが螺合しており、ナット２３、２４がそれぞれフロントブラケット２２Ｂ、ハウジング２２Ａに固定されている。このため、ボールネジ軸２０が回転すると、ボールネジ軸２０のネジ溝がナット２３、２４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２０は、回転することで、ナット２３、２４に対して相対的に直動方向に移動する。本実施形態では、図５Ａに示すように、ボールネジ軸２０を紙面手前の面において上から下に回転させると、ボールネジ軸２０がナット２３、２４に対して左から右に移動する。図５Ｂに示すように、ボールネジ軸２０を紙面手前の面において下から上に回転させると、ボールネジ軸２０がナット２３、２４に対して右から左に移動する。
【００３６】
リニアアクチュエータ１０およびモータ１１は、このように、ボールネジ軸２０をロータ３０に固定して、ロータ３０とボールネジ軸２０とが一体で回転する構成とし、さらに、ボールネジ軸２０に形成されたネジ溝と螺合するナット２３、２４をステータ２９とともに回転しないハウジング２２Ａ、フロントブラケット２２Ｂに固定することで、モータ１１の回転運動をボールネジ軸２０の直動運動に変換することができる。これにより、リニアアクチュエータ１０およびモータ１１は、ボールネジ軸２０を直動運動させることができる。
【００３７】
リニアアクチュエータ１０およびモータ１１は、ボールネジ軸２０をロータ３０に固定することで、つまりボールネジ軸２０とロータ３０とを一体とすることで、ロータ３０の内部にボールネジ軸を挿入し、ボールネジ軸と螺合するナットをロータ３０で回転させる構成とするよりも装置構成を簡単にすることができる。つまり、ナット２３、２４が回転運動を直線運動に変換する変換手段となりかつボールネジ軸２０およびロータ３０を中心軸Ｚｒに支持する軸受部材となる。これにより、モータ１１の回転軸を配置する位置にボールネジ軸２０を配置し、ロータ３０の軸受を配置する位置にナット２３、２４を配置することで、本実施形態のモータ１１を実現することができる。従って、ロータの内部にボールネジ軸を配置し、ボールネジ軸を他の機構で支持する機構よりも径方向の大きさを小さくすることできる。これにより、リニアアクチュエータ１０およびモータ１１をより小型化することができる。また、軸受部材等を少なくできることで、モータの大きさが同一の場合は、ボールネジ軸をより太い径とすることができる。
【００３８】
また、本実施形態のようにモータ１１をブラシレスモータとする場合は、ロータ３０とステータ２９の相対位置を検出するレゾルバを設けることが好ましい。これによりボールネジ軸２０の直動方向の位置をより高精度に制御することができる。
【００３９】
また、リニアアクチュエータ１０およびモータ１１は、ネジ溝のピッチ（リード）を調整することにより、回転運動を直動運動の変換する際の変換率、ロータ３０の一回転でボールネジ軸２０が直動方向に動く距離を種々の値とすることができる。これにより、種々の性能のリニアアクチュエータを簡単な設計変更で作成することができる。
【００４０】
また、モータ１１は、ボールネジ軸２０にあわせてロータ３０が移動する直動方向の領域の全域にステータ２９（コア２７）を設けることが好ましい。これにより、ボールネジ軸２０およびロータ３０の直動方向の位置によって、ロータ３０とステータ２９との間で生じる磁界が変化することを抑制することができる。
【００４１】
本実施形態のように、保護部材３５を、ボールネジ軸２０の外周の、ロータ３０の直動方向の側面、つまりロータ３０とナット２３との間に設けることで、ロータ３０およびボールネジ軸２０を回転させて直動方向に移動させた場合に、ロータ３０がナット２３と接触する前に保護部材３５とナット２３が接触する。保護部材３６も同様にロータ３０がナット２４と接触する前に保護部材３６とナット２４が接触する。以上より、保護部材３５、３６を設けることで、ロータ３０とナット２３、２４とが接触することを抑制できる。
【００４２】
また、保護部材３５を端部領域２０Ｂ（具体的には端部領域２０Ｂの中央領域２０Ａ側の一部）に配置することで、ナット２３がボールネジ軸２０の端部領域２０Ｂに形成されたネジ溝の終端（ネジ溝の中央領域２０Ａ側の端）まで移動することを抑制できる。つまり、ナット２３がネジ溝の終端まで移動する前に、ナット２３と保護部材３５とが接触し、ボールネジ軸２０の回転および直動方向の移動が抑制されるため、ナット２３がネジ溝の終端まで移動することを抑制できる。また、保護部材３６も同様に、端部領域２０Ｃ（具体的には端部領域２０Ｃの中央領域２０Ａ側の一部）に配置することで、ナット２４がボールネジ軸２０の端部領域２０Ｃに形成されたネジ溝の終端（ネジ溝の中央領域２０Ａ側の端）まで移動することを抑制できる。以上より、保護部材３５、３６をネジ溝の終端側の一部に配置することで、ナット２３、２４がボールネジ軸２０のネジ溝の終端まで移動することを抑制でき、ナット２３、２４がボールネジ軸２０に対してロックする恐れを低減することができる。なお、保護部材３５、３６は、ロータ３０の近傍に配置することが好ましい。保護部材３５、３６をロータ３０の近傍に配置することで、ボールネジ軸２０およびロータ３０の直動方向における移動可能な距離を大きくすることができる。つまり、保護部材３５、３６をロータ３０の近傍に配置することで、保護部材３５とナット２３との接触時のロータ３０とナット２３との距離、保護部材３６とナット２４との接触時のロータ３０とナット２４との距離を短くすることができるため、ボールネジ軸２０の直動方向における移動可能な距離を大きくすることができる。
【００４３】
また、本実施形態のようにボールネジ軸２０のロータ３０が配置された中央領域２０Ａにネジ溝を形成しないことで、つまり直動方向において、ロータ３０が配置されている領域とネジ溝が形成されている領域との間に間隔を設けることで、ボールネジ軸２０の直動方向における移動領域を制限することができる。例えば、ナット２３、２４がボールネジ軸２０の保護部材３５、３６が配置されている部分まで移動し、ネジ溝の終端（中央領域２０Ａ側の端部）とナット２３、２４が接触している状態でさらにネジ溝の終端側にボールネジ軸２０を回転させる力が生じてもネジ溝が無いため、ボールネジ軸２０は回転しない。これにより、ボールネジ軸２０を直動方向に移動させた際に、ロータ３０とナット２３、２４とが接触することを抑制できる。これにより、モータ１１を故障しにくくすることができる。
【００４４】
（変形例）
図６は、変形例に係るモータの構成を示す断面図である。図６に示すモータ１１１は、ボールネジ軸１２０の構成と、ナット２４に代えて軸受部材１２４を設けた点を除いて他の構成は、図２に示すモータ１１と同様の構成である。以下、モータ１１１に特有の点を説明する。
【００４５】
ボールネジ軸１２０は、モータ１１の中心軸Ｚｒに配置された棒状の部材である。ボールネジ軸１２０は、中心軸Ｚｒに平行な方向（直動方向）における領域によって形状が異なる。具体的には、ボールネジ軸２０の中心部近傍および他方の端部近傍（ハウジング２２Ａの底部近傍）の領域１２０Ａは、ネジ溝が形成されていない。また、ボールネジ軸２０の一方の端部近傍（フロントブラケット２２Ｂ近傍）の端部領域１２０Ｂはネジ溝が形成されている。つまり、ボールネジ軸１２０は、他方の端部近傍（ハウジング２２Ａの底部近傍）の領域にネジ溝を形成していない点で、ボールネジ軸２０と異なる。
【００４６】
軸受部材１２４は、ハウジング２２Ａの内側であって、ハウジング２２Ａの底部の略中央部分に形成された開口に固定されている。軸受部材１２４は、ボールネジ軸１２０の領域１２０Ａをハウジング２２Ａに対して回動可能かつ直動方向に摺動可能な状態で支持（連結）している部材である。本実施形態の軸受部材１２４は、単列のアンギュラ玉軸受を組み合わせ構成である。軸受部材１２４は、ボールネジ軸１２０をハウジング２２Ａに対して回動可能かつ直動方向に摺動可能な状態で支持できる部材であればよく、単列のアンギュラ玉軸受を組み合わせ構成には限定されない。ボールネジ軸１２０は、ハウジング２２Ａに対して直動方向の双方向に移動するため、軸受部材１２４は、直動方向のいずれの方向に力に対しても対応できる構成とすることが好ましい。
【００４７】
また、モータ１１１は、モータ１１と同様に、ボールネジ軸１２０の表面の領域１２０Ａと端部領域１２０Ｂとの境界を含む部分つまりボールネジ軸１２０のロータ３０とナット２３との間となる領域には、円柱形状の保護部材３５が固定されている。また、モータ１１１は、ボールネジ軸１２０の表面の領域１２０Ａにおいてボールネジ軸１２０のロータ３０とナット２３との間となる領域（ボールネジ軸２０の中央領域２０Ａと端部領域２０Ｃとの境界に対応する位置を含む領域）には、円柱形状の保護部材３６が固定されている。また、保護部材３６は、ハウジング２２Ａの底部側の端面と隣接している。
【００４８】
モータ１１１は、ロータ３０によりボールネジ軸１２０が回転されるとボールネジ軸１２０のネジ溝に沿ってボールネジ軸１２０とナット２３とが相対的に直動方向に移動する。このように、ボールネジ軸１２０のネジ溝と螺合するナット２３を１つのみ設けた構成としても、モータ１１と同様にモータ１１１の回転運動をボールネジ軸１２０の直動運動に変換することができる。また、軸受部材１２４により、ボールネジ軸１２０をハウジング２２Ａに対して支持することで、ボールネジ軸１２０を中心軸Ｚｒ上に適切に支持することができる。なおモータ１１１では、フロントブラケット２２Ｂ側にナット２３を設け、ハウジング２２Ａの底部側に軸受部材１２４を設けた構成としたが、ナット２３と軸受部材１２４の位置は逆にしてもよい。
【００４９】
また、モータ１１１は、ボールネジ軸１２０のロータ３０と軸受部材１２４との間、つまりロータ３０のネジ溝が形成されていない側の側面側に保護部材３６を設けることで、ロータ３０と軸受部材１２４とが接触することを抑制することができる。
【００５０】
ボールネジ軸は、モータ１１およびモータ１１１に示すように、直動方向においてロータ３０を挟んだ両端をナットまたは軸受部材でハウジングに対して（ハウジングを介してロータに対して）支持することが好ましい。これにより、ボールネジ軸の中心軸とモータの中心軸とがずれることを抑制することができる。
【００５１】
（実施形態２）
図７を用いて、実施形態２に係るモータの構成を説明する。図７は、実施形態２に係るモータの構成を示す断面図である。図７に示すモータ２０１は、ブラシモータであり、ボールネジ軸２０と、ハウジング２２Ａと、フロントブラケット２２Ｂと、ナット２３、２４と、整流子（コンミテータ）２０３とコア２１３とを含むロータ（回転子）２０２と、複数のブラシ２０４と、複数のブラシ２０４をそれぞれ保持するブラシ保持手段２０５と、マグネット２０９を含むステータ２１２と、保護部材２３５、２３６と、を有している。なお、ブラシ２０４にはピグテイル（導線）が接続されている。なお、ボールネジ軸２０と、ハウジング２２Ａと、フロントブラケット２２Ｂと、ナット２３、２４とは、上述したブラシレスモータのモータ１１と同様の構成であるので詳細な説明は省略する。
【００５２】
ロータ２０２とブラシ２０４とは、磁性材料で形成された略円筒形のハウジング２２Ａ内に収められている。ロータ２０２は、整流子２０３と、コア２１３と、コイル２１４とを備えている。ハウジング２２Ａの一端には、この端部を閉塞するようにハウジング２２Ａと一体に底部が設けられている。底部に対して反対側の一端には、開口部が設けられている。この開口部は、フロントブラケット２２Ｂにより閉塞される。なお、ロータ２０２を形成する磁性材料としては、例えばＳＰＣＣ（Steel Plate Cold Commercial）等の一般的な鋼材や、電磁軟鉄等が適用できる。
【００５３】
ハウジング２２Ａの内側面には、ハウジング２２Ａの内部に収納されたロータ２０２のコア２１３に対向するように、ステータ２１２となる２個のマグネット２０９が互いに極性を逆にして配置され、マグネットボルダ２１０により固定されている。２個のマグネット２０９の表面にはマグネット飛散防止カバーが取り付けられる。マグネット飛散防止カバーは、２個のマグネット２０９を押さえることにより、２個のマグネット２０９の万一の飛散を防止する。
【００５４】
ロータ２０２は、ボールネジ軸２０の表面（外周）に固定されている。ロータ２０２は、直動方向において、ボールネジ軸２０のネジ溝が形成されていない領域に固定されている。ロータ２０２のコア２１３部分は、複数のスロット（溝）を有する。コイル２１４は、前記スロットに巻き回されている。コア２１３は、磁性材料を用いて形成される。コア２１３は、例えば、磁性材料としてケイ素鋼板を用い、これを積層して形成される。整流子２０３は、絶縁体で形成された円柱状の絶縁部の側面に、導電体で形成された複数の導電部２１５が等間隔で平行に配置されているものである。コイル２１４の一端は、一つの導電部２１５に接続されており、他端は別の導電部２１５に接続されている。整流子２０３も、ボールネジ軸２０の表面（外周）に固定されている。
【００５５】
ブラシ２０４は、ハウジング２２Ａ内で、整流子２０３の径方向で整流子２０３と対向する位置に複数設けられる。ブラシ２０４は、略角柱、好ましくは四角柱状の多面体である。より好ましくは、ブラシ２０４は、整流子２０３と対向する面に含まれる４つの頂点のうち、フロントブラケット２２Ｂ側ではなく、コア２１３側にある２つ頂点のいずれかが突出する形状である。ブラシ２０４は、この突出している頂点が整流子２０３と接する。このような構造により、モータ２０１は、ブラシ２０４と整流子２０３とが接触する位置が明確となる。その結果、モータ２０１は、ブラシ２０４から整流子２０３への電力の供給が安定する。
【００５６】
ブラシ２０４は、接触抵抗が小さく機械的衝撃に耐えられる材料により構成される。例えば、ブラシ２０４は、黒鉛により構成される。ブラシ２０４は、底部を有する角筒状のブラシケース２１８の内部に摺動可能に収められている。ブラシケース２１８は、絶縁体で形成された基板２１９に固定されている。ブラシ保持手段２０５は、ブラシケース２１８と、基板２１９とを含んで構成されている。ブラシ２０４は、ブラシケース２１８の底部に設置されたバネ２２０によって整流子２０３へ向かう力、すなわち、ブラシケース２１８からブラシ２０４が出る方向の力が付勢され、整流子２０３に押し付けられる。バネ２２０として、つるまきバネを図示しているが、バネ２２０は板バネやその他の弾性体であってもよい。ブラシ２０４とブラシケース２１８とは、固定されておらず、ブラシ２０４がブラシケース２１８との間で摺動できるようにブラシ２０４とブラシケース２１８との間には間隔が設けられている。基板２１９は、フロントブラケット２２Ｂに固定され、軸１２０と直交するようにハウジング２２Ａ内に収納される。したがって、基板２１９に固定されたブラシケース２１８に収められたブラシ２０４は、基板２１９と平行な面が軸１２０と直交する。
【００５７】
ブラシ２０４には、ピグテイル（導線）が電気的に接続されており、ピグテイルは、さらに基板２１９に埋設されたバスバーを経由して、電力供給部材２２２と電気的に接続される。なお、電力供給部材は、制御装置の端子と接続され、制御装置により制御された電流値の電力が制御装置から直接供給される。
【００５８】
ブラシ２０４にピグテイルを通じて制御装置から供給された電流は、ブラシ２０４と接触する整流子２０３の導電部２１５を通ってコイル２１４を流れ、整流子２０３の別の導電部２１５に至り、別のブラシ２０４に流入する。モータ２０１は、コイル２１４を電流が流れることによって磁界が発生し、この磁界と、マグネット２０９の磁界との相互作用によりロータ２０２が回転する。
【００５９】
次に、ボールネジ軸２０の表面（外周）の中央領域と一方の端部領域との境界を含む部分（中央領域の端部領域側の一部および端部領域の中央領域側の一部）、つまりボールネジ軸２０の整流子２０３とナット２３との間となる領域には、円柱形状の保護部材２３５が固定されている。保護部材２３５は、整流子２０３のフロントブラケット２２Ｂ側の端面と隣接している。
【００６０】
ボールネジ軸２０の表面（外周）の中央領域と他方の端部領域との境界を含む部分（中央領域の端部領域側の一部および端部領域の中央領域側の一部）、つまりボールネジ軸２０のロータ２０２とナット２４との間となる領域には、円柱形状の保護部材２３６が固定されている。保護部材２３６は、ロータ２０３のハウジング２２Ａの底部側の端面と隣接している。
【００６１】
モータ２０１のように、モータをブラシモータとした場合でもロータ２０２をボールネジ軸２０に固定し、ボールネジ軸２０とナット２３、２４を螺合させることで、モータ１１と同様の効果を得ることができる。また、モータ２０１のように、モータをブラシモータとした場合とすることで、駆動の制御をより簡単にすることができる。
【００６２】
モータ２０１のように、ブラシモータとした場合は、ボールネジ軸２０にあわせてロータ３０が移動する直動方向の領域の全域で整流子（コンミテータ）２０３と、ブラシ２０４とが接触するように、整流子２０３の長さをボールネジ軸２０の直動方向の移動可能領域よりも長くする。また、ブラシ２０４は、ボールネジ軸２０が直動方向の移動可能領域のどの位置にいても整流子２０３と接触する位置に配置する。これにより、ボールネジ軸２０およびロータ３０の直動方向の位置が位置でも、ブラシ２０４から整流子２０３に電流を供給することができる。
【００６３】
また、保護部材２３５、２３６を、ボールネジ軸２０に固定され、ボールネジ軸２０とともに回転するロータ２０２と整流子２０３の直動方向の端部に配置することで、ハウジング２２Ａの内部に配置されて、ボールネジ軸２０とものに直動方向に移動する部品（モータ１１を回転させる機構）がナット２３、２４と接触することを抑制することができる。
【符号の説明】
【００６４】
８ 支持部
９ 締結部材
１０ リニアアクチュエータ
１１ モータ
１２ 制御装置
１４ 対象部材
２０ ボールネジ軸（回転軸）
２２Ａ ハウジング
２２Ｂ フロントブラケット
２３、２４ ナット
２５ マグネット
２６ ロータコア
２７ コア
２７Ａ 分割コア
２８ 励磁コイル
２９ ステータ
３０ ロータ
３１ インシュレータ
３５、３６、２３５、２３６ 保護部材
３７ 分割ヨーク
３８ ティース
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの回転運動を直動運動に変換するリニアアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
直動方向に動力を出力するリニアアクチュエータとしては、モータの回転運動を直動運動に変換し、直動方向に動力を出力するリニアアクチュエータがある。例えば、特許文献１および特許文献２には、内周壁にネジ溝を形成したナットをロータとともに回転する状態で保持し、回転を抑制しつつ摺動可能な状態で支持されたボールネジを当該ナットに挿入させたリニアアクチュエータが記載されている。特許文献１および特許文献２に記載のリニアアクチュエータは、ロータが回転することで、ロータとともにナットが回転し、ナットのネジ溝と螺合したボールネジが直動方向に移動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２２０７１５号公報
【特許文献２】特開２０００−２５７６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１および特許文献２に記載のリニアアクチュエータは、ボールネジを回転しない状態で支持し、かつ、ロータと相対回転可能な状態とする。このため、ステータとロータとを相対的に支持するための軸受機構と、ロータとボールネジとを相対的に支持するための軸受機構が必要となり、部品点数が増え、機構が複雑になる。また、軸受部材を配置するための領域が必要となるため、回転軸に直交する方向、つまり径方向の大きさが大きくなる。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡単な構成で回転運動を直動運動に変換することができるリニア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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のリニアアクチュエータは、ステータと、前記ステータの内部に配置され、前記ステータに対して相対回転するロータと、前記ロータの回転中心に固定され前記ロータとともに回転す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ボールネジ軸と、前記ステータおよび前記ロータを収納し、前記ステータを固定するハウジングと、前記ハウジングを介して前記ステータに固定され、前記ボールネジ軸のネジ溝と螺合したナットと、を備えるモータと、前記ロータを前記ステータに対して相対回転させる制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記ロータを前記ステータに対して回転させることで、前記ナットに対して前記ボールネジ軸を回転させ、前記ボールネジ軸を前記ロータの回転方向に直交する直動方向に移動させることを特徴とする。
【０００７】
ここで、前記モータは、前記ナットを２つ備え、一方の前記ナットが前記直動方向において前記ロータの一方の端面と対面し、他方の前記ナットが前記直動方向において前記ロータの他方の端面と対面し、２つの前記ナットが前記ロータを挟み込んで配置されていることが好ましい。
【０００８】
また、前記モータは、前記ボールネジ軸が前記ハウジングに対して回動可能かつ直動方向に摺動可能な状態で、前記ボールネジ軸と前記ハウジングとを連結する軸受部材をさらに備えることが好ましい。
【０００９】
また、前記軸受部材は、アンギュラ玉軸受であることが好ましい。
【００１０】
また、前記モータは、前記ナットが前記直動方向において前記ロータの一方の端面と対面し、前記軸受部材が前記直動方向において前記ロータの他方の端面と対面し、前記ナットと前記軸受部材が前記ロータを挟み込んで配置されていることが好ましい。
【００１１】
また、前記モータは、前記ボールネジ軸の前記ネジ溝が形成されている領域と前記ロータと固定されている領域の境界を含む部分に固定された保護部材をさらに備えることが好ましい。
【００１２】
また、前記ロータは、前記ボールネジ軸の外周に固定されたロータコアと、ロータコアの外周部に設けられて、前記ロータコアの周方向に向かって配列される複数のマグネットと、を有し、前記ステータは、励磁コイルが巻き付けられた分割コアが、前記ロータの外側に所定の間隔を有して環状に配置されていることが好ましい。
【００１３】
また、前記ロータは、前記ボールネジ軸の外周に固定されたコアと整流子とを含み、前記モータは、前記整流子の径方向で対向し前記整流子と接触して設けられるブラシを有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、簡単な構成で回転運動を直動運動に変換することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施形態１に係るモータを備えるリニアアクチュエータの概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、実施形態１に係るモータの構成を示す断面図である。
【図３】図３は、図２に示すナットの概略構成を示す断面図である。
【図４】図４は、図２示すモータの断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、実施形態１に係るモータの動作を説明する説明図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、実施形態１に係るモータの動作を説明する説明図である。
【図６】図６は、変形例に係るモータの構成を示す断面図である。
【図７】図７は、実施形態２に係るモータの構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための形態（以下、実施形態という）によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、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。本実施形態では、本発明に係るリニアアクチュエータが対象部材１４を付勢する場合について説明するが、本発明の適用対象は対象部材１４の付勢に限定されるものではない。本発明のリニアアクチュエータは、直動運動の動力が必要な各種対象部材の駆動、制御に用いることができる。
【００１７】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るモータを備えるリニアアクチュエータの概略構成を示す模式図である。まず、図１を用いて、本実施形態に係るリニアアクチュエータの概要を説明する。図１に示すように、リニアアクチュエータ１０は、モータ１１と制御装置１２とを有する。モータ１１は、ハウジング（筐体）の一部が締結部材９で支持部８に支持されている。なお、締結部材９はネジ、ボルト、ピン等である。これにより、モータ１１は、支持部８に固定される。また、モータ１１は、ロータが回転することで直動方向（モータの回転方向に直交する方向）に移動する可動子であるボールネジ軸２０を有する。モータ１１については後述する。制御装置１２は、モータ１１の駆動を制御する装置である。
【００１８】
制御装置１２は、モータ１１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、モータ１１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。
【００１９】
リニアアクチュエータ１０のモータ１１の直動方向に移動するボールネジ軸２０の先端に対向する位置には、対象部材１４が配置されている。リニアアクチュエータ１０は、制御装置１２によりモータ１１の回転を制御し、モータ１１のボールネジ軸２０を直動方向（図１中矢印方向）に移動させることで、対象部材１４を付勢したり、付勢しなかったりすることができる。
【００２０】
次に、図２から図４を用いてモータ１１の構成について説明する。図２は、本実施形態に係るモータの構成を示す断面図である。図３は、図２に示すナットの概略構成を示す断面図である。図４は、図２に示すモータの断面図である。
【００２１】
図２に示すようにモータ１１は、ブラシレスモータであり、ボールネジ軸２０と、略円筒形のハウジング２２Ａと、ハウジング２２Ａの一方の開口端部を閉塞する略円板状のフロントブラケット２２Ｂと、フロントブラケット２２Ｂに固定されボールネジ軸２０と螺合するナット２３、ハウジング２２Ａに固定されボールネジ軸２０と螺合するナット２４と、マグネット２５およびロータコア２６を備えボールネジ軸２０とともに回転するロータ３０と、コア２７と励磁コイル２８とを備えハウジング２２Ａに固定されたステータ２９と、ロータ３０を保護する保護部材３５、３６と、を有する。
【００２２】
ボールネジ軸２０は、モータ１１の中心軸Ｚｒに配置された棒状の部材である。ボールネジ軸２０は、棒状の部材の延在方向、つまり中心軸Ｚｒに平行な方向（直動方向）における領域によって形状が異なる。具体的には、ボールネジ軸２０の中心部近傍の中央領域２０Ａは、ネジ溝が形成されていない。また、ボールネジ軸２０の一方の端部近傍（フロントブラケット２２Ｂ近傍）の端部領域２０Ｂと他方の端部近傍の端部領域２０Ｃとはネジ溝が形成されている。なお、端部領域２０Ｂに形成されるネジ溝と端部領域２０Ｃに形成されるネジ溝は、同一の向きに形成されている。
【００２３】
ハウジング２２Ａは、円筒形状であり、かつ、一方の端部（フロントブラケット２２Ｂが設けられた側とは反対側の端部）が、端部を閉塞するように絞られた形状である。また、ハウジング２２Ａは、フロントブラケット２２Ｂが設けられた側とは反対側の端部の中心部分に開口が形成されている。つまり、ハウジング２２Ａは、フロントブラケット２２Ｂが開口となり、底面に開口が形成され側面が円筒となる箱形状である。なお、ハウジング２２Ａを形成する磁性材料としては、例えばＳＰＣＣ（Steel Plate Cold Commercial）等の一般的な鋼材や、電磁軟鉄等が適用できる。
【００２４】
フロントブラケット２２Ｂは、ハウジング２２Ａの一方の開口端部を閉塞する略円板状であり、円板の外周側の一部がハウジング２２Ａよりも外側に突出している。また、フロントブラケット２２Ｂは、円板形状の中心部分に開口が形成されている。フロントブラケット２２Ｂは、ハウジング２２Ａよりも外側（円筒形状の径方向外側）に突出した部分の一部が支持部８と接しており、締結部材９が挿入されている。このようにフロントブラケット２２Ｂは、モータ１１を所望の機器に取り付ける際のフランジの役割を果たしている。
【００２５】
ナット２３は、フロントブラケット２２Ｂの内側であって、フロントブラケット２２Ｂの略中央部分形成された開口に固定されている。ナット２３は、図３に示すように、内周面２３Ａにネジ溝が形成されている。ナット２３は、ボールネジ軸２０が挿入されており、ボールネジ軸２０の端部領域２０Ｂを回転可能に支持する。また、ナット２３は、内周面２３Ａのネジ溝が端部領域２０Ｂのネジ溝と螺合している。
【００２６】
ナット２４は、ハウジング２２Ａの内側であって、ハウジング２２Ａの底部の略中央部分に形成された開口に固定されている。ナット２４もナット２３と同様に内周面にネジ溝が形成されている。ナット２４は、ボールネジ軸２０が挿入されており、ボールネジ軸２０の端部領域２０Ｃを回転可能に支持する。また、ナット２４は、内周面のネジ溝が端部領域２０Ｃのネジ溝と螺合している。ナット２３、２４は、内周面に挿入されたボールネジ軸２０を支持しているので、ナット２３、２４の中心は、ボールネジ軸２０の中心軸と同一の中心軸Ｚｒとなる。なお、ステータ２９およびロータ３０の中心軸のボールネジ軸２０の中心軸と同一の中心軸Ｚｒとなる。また、このように、ボールネジ軸２０は、ハウジング２２Ａの両端部にそれぞれ位置されたナット２３、２４に挿入されているため、端部がハウジング２２Ａの端部から露出する。
【００２７】
次に、ボールネジ軸２０の表面（外周）、具体的にはボールネジ軸２０の中央領域２０Ａには、円柱形状のロータコア２６が固定されている。ロータコア２６は、完全な円柱には限られず、マグネット２５を配置するための溝があってもよい。また、ロータコア２６の側面にマグネット２５の側面を沿わせるための面が形成されて、ロータコア２６の底面が多角形であってもよい。
【００２８】
ロータコア２６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。ロータコア２６は、順送金型の型内において積層され、金型から排出される。ボールネジ軸２０は、ロータコア２６と一体で成型してもよいし、ボールネジ軸２０をロータコア２６に圧入してもよい。ロータコア２６の外周部には、モータ駆動用の複数（２×ｎ個、ｎは整数）のマグネット２５が設けられる。マグネット２５は、ロータコア２６の外周部に取り付けられ、図４に示すように、Ｓ極及びＮ極がロータコア２６の周方向に交互に、かつ等間隔に着磁された永久磁石である。本実施形態において、マグネット２５は、分割形状（セグメント構造）である。
【００２９】
マグネット２５は、円柱をその軸方向を含む平面と平行な平面で切断したときに生じる、底面が略半円形の柱であるが、これには限られない。例えば、マグネット２５は、円管をその軸方向を含む平面で切断したときに生じる曲板であってもよい。マグネット２５の長手方向は、ロータコア２６の中心軸Ｚｒ方向と平行である。本実施形態では、８本のマグネット２５がロータコア２６の外周部に等間隔で配列されている。隣接するマグネット２５の間には、ロータコア２６の側面が表れている。なお、ロータコア２６の側面とは、柱形状であるロータコア２６が、ステータ２９のコア２７と対向する面である。
【００３０】
図４に示すように、ハウジング２２Ａの内周面には、コア２７がその全体が包囲された状態で固定されている。このコア２７には、ロータコア２６の周方向に配列されたマグネット２５を包囲するように、例えば３相の励磁コイル２８がインシュレータ３１を介して集中巻きされている。これらのコア２７及び励磁コイル２８によってモータ１１のステータ２９が構成されている。ステータ２９は、ロータ３０の外側に所定の間隔を有して環状に配置される。
【００３１】
コア２７は、例えば、等分割された複数（本実施形態では１２個）の分割コア２７Ａから構成されている。それぞれの分割コア２７Ａは、組み立てられてコア２７を構成した際に、円筒形のヨーク部となる円弧状の分割ヨーク３７と、この分割ヨーク３７の内周面からロータ３０に向かって延びる１本のティース３８とを備えている。各々の分割コア２７Ａのティース３８には、励磁コイル２８がそれぞれ集中巻きされている。そして、複数の分割コア２７Ａが組み合わされてハウジング２２Ａ内に圧入されて、環状のコア２７を構成する。このように、分割コア２７Ａは、ハウジング２２Ａ内に圧入されて、ハウジング２２Ａに締結されて、コア２７を構成する。なお、コア２７とハウジング２２Ａとは、圧入の他に接着や焼きばめ等によって固定されてもよい。
【００３２】
本実施形態において、コア２７は、分割コア２７Ａを組み合わせて構成されるが、これに限定されるものではない。例えば、コア２７を一体で構成したり、焼結で構成したりしてもよい。励磁コイル２８は、コア２７にインシュレータ３１を取り付けた後に、インシュレータ３１が取り付けられたコア２７に巻き付けられる。ステータ２９の片側端部には端子台が設けられる。端子台に挿入又はインサートモールドされたバスバー（パワーハーネスでもよい）と各層の励磁コイル２８とは、ヒュージングや抵抗溶接等で電気的に接続される。
【００３３】
次に、ボールネジ軸２０の表面（外周）の中央領域２０Ａと端部領域２０Ｂとの境界を含む部分（中央領域２０Ａの端部領域２０Ｂ側の一部および端部領域２０Ｂの中央領域２０Ａ側の一部）、つまりボールネジ軸２０のロータ３０とナット２３との間となる領域には、円柱形状の保護部材３５が固定されている。保護部材３５は、ロータ３０のフロントブラケット２２Ｂ側の端面と隣接している。
【００３４】
ボールネジ軸２０の表面（外周）の中央領域２０Ａと端部領域２０Ｃとの境界を含む部分（中央領域２０Ａの端部領域２０Ｃ側の一部および端部領域２０Ｃの中央領域２０Ａ側の一部）、つまりボールネジ軸２０のロータ３０とナット２４との間となる領域には、円柱形状の保護部材３６が固定されている。保護部材３６は、ロータ３０のハウジング２２Ａの底部側の端面と隣接している。ここで、保護部材３５、３６は、弾性を備える材料または剛性の低い材料で作製することが好ましい。これにより、保護部材３５、３６が他の部材と接触したときに接触により他の部材や自身が損傷することを抑制できる。モータ１１は、以上のような構成である。
【００３５】
次に、図５Ａおよび図５Ｂを用いてリニアアクチュエータ１０およびモータ１１について説明する。図５Ａおよび図５Ｂは、それぞれ実施形態１に係るモータの動作を説明する説明図である。リニアアクチュエータ１０の制御装置１２は、ステータ２９の励磁コイル２８に例えば交流を印加し、励磁コイル２８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２９に対してロータ３０が回転する駆動力を発生させる。モータ１１のロータ３０が回転するとロータ３０に固定されているボールネジ軸２０も回転する。モータ１１は、ボールネジ軸２０のネジ溝とナット２３、２４のネジ溝とが螺合しており、ナット２３、２４がそれぞれフロントブラケット２２Ｂ、ハウジング２２Ａに固定されている。このため、ボールネジ軸２０が回転すると、ボールネジ軸２０のネジ溝がナット２３、２４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２０は、回転することで、ナット２３、２４に対して相対的に直動方向に移動する。本実施形態では、図５Ａに示すように、ボールネジ軸２０を紙面手前の面において上から下に回転させると、ボールネジ軸２０がナット２３、２４に対して左から右に移動する。図５Ｂに示すように、ボールネジ軸２０を紙面手前の面において下から上に回転させると、ボールネジ軸２０がナット２３、２４に対して右から左に移動する。
【００３６】
リニアアクチュエータ１０およびモータ１１は、このように、ボールネジ軸２０をロータ３０に固定して、ロータ３０とボールネジ軸２０とが一体で回転する構成とし、さらに、ボールネジ軸２０に形成されたネジ溝と螺合するナット２３、２４をステータ２９とともに回転しないハウジング２２Ａ、フロントブラケット２２Ｂに固定することで、モータ１１の回転運動をボールネジ軸２０の直動運動に変換することができる。これにより、リニアアクチュエータ１０およびモータ１１は、ボールネジ軸２０を直動運動させることができる。
【００３７】
リニアアクチュエータ１０およびモータ１１は、ボールネジ軸２０をロータ３０に固定することで、つまりボールネジ軸２０とロータ３０とを一体とすることで、ロータ３０の内部にボールネジ軸を挿入し、ボールネジ軸と螺合するナットをロータ３０で回転させる構成とするよりも装置構成を簡単にすることができる。つまり、ナット２３、２４が回転運動を直線運動に変換する変換手段となりかつボールネジ軸２０およびロータ３０を中心軸Ｚｒに支持する軸受部材となる。これにより、モータ１１の回転軸を配置する位置にボールネジ軸２０を配置し、ロータ３０の軸受を配置する位置にナット２３、２４を配置することで、本実施形態のモータ１１を実現することができる。従って、ロータの内部にボールネジ軸を配置し、ボールネジ軸を他の機構で支持する機構よりも径方向の大きさを小さくすることできる。これにより、リニアアクチュエータ１０およびモータ１１をより小型化することができる。また、軸受部材等を少なくできることで、モータの大きさが同一の場合は、ボールネジ軸をより太い径とすることができる。
【００３８】
また、本実施形態のようにモータ１１をブラシレスモータとする場合は、ロータ３０とステータ２９の相対位置を検出するレゾルバを設けることが好ましい。これによりボールネジ軸２０の直動方向の位置をより高精度に制御することができる。
【００３９】
また、リニアアクチュエータ１０およびモータ１１は、ネジ溝のピッチ（リード）を調整することにより、回転運動を直動運動の変換する際の変換率、ロータ３０の一回転でボールネジ軸２０が直動方向に動く距離を種々の値とすることができる。これにより、種々の性能のリニアアクチュエータを簡単な設計変更で作成することができる。
【００４０】
また、モータ１１は、ボールネジ軸２０にあわせてロータ３０が移動する直動方向の領域の全域にステータ２９（コア２７）を設けることが好ましい。これにより、ボールネジ軸２０およびロータ３０の直動方向の位置によって、ロータ３０とステータ２９との間で生じる磁界が変化することを抑制することができる。
【００４１】
本実施形態のように、保護部材３５を、ボールネジ軸２０の外周の、ロータ３０の直動方向の側面、つまりロータ３０とナット２３との間に設けることで、ロータ３０およびボールネジ軸２０を回転させて直動方向に移動させた場合に、ロータ３０がナット２３と接触する前に保護部材３５とナット２３が接触する。保護部材３６も同様にロータ３０がナット２４と接触する前に保護部材３６とナット２４が接触する。以上より、保護部材３５、３６を設けることで、ロータ３０とナット２３、２４とが接触することを抑制できる。
【００４２】
また、保護部材３５を端部領域２０Ｂ（具体的には端部領域２０Ｂの中央領域２０Ａ側の一部）に配置することで、ナット２３がボールネジ軸２０の端部領域２０Ｂに形成されたネジ溝の終端（ネジ溝の中央領域２０Ａ側の端）まで移動することを抑制できる。つまり、ナット２３がネジ溝の終端まで移動する前に、ナット２３と保護部材３５とが接触し、ボールネジ軸２０の回転および直動方向の移動が抑制されるため、ナット２３がネジ溝の終端まで移動することを抑制できる。また、保護部材３６も同様に、端部領域２０Ｃ（具体的には端部領域２０Ｃの中央領域２０Ａ側の一部）に配置することで、ナット２４がボールネジ軸２０の端部領域２０Ｃに形成されたネジ溝の終端（ネジ溝の中央領域２０Ａ側の端）まで移動することを抑制できる。以上より、保護部材３５、３６をネジ溝の終端側の一部に配置することで、ナット２３、２４がボールネジ軸２０のネジ溝の終端まで移動することを抑制でき、ナット２３、２４がボールネジ軸２０に対してロックする恐れを低減することができる。なお、保護部材３５、３６は、ロータ３０の近傍に配置することが好ましい。保護部材３５、３６をロータ３０の近傍に配置することで、ボールネジ軸２０およびロータ３０の直動方向における移動可能な距離を大きくすることができる。つまり、保護部材３５、３６をロータ３０の近傍に配置することで、保護部材３５とナット２３との接触時のロータ３０とナット２３との距離、保護部材３６とナット２４との接触時のロータ３０とナット２４との距離を短くすることができるため、ボールネジ軸２０の直動方向における移動可能な距離を大きくすることができる。
【００４３】
また、本実施形態のようにボールネジ軸２０のロータ３０が配置された中央領域２０Ａにネジ溝を形成しないことで、つまり直動方向において、ロータ３０が配置されている領域とネジ溝が形成されている領域との間に間隔を設けることで、ボールネジ軸２０の直動方向における移動領域を制限することができる。例えば、ナット２３、２４がボールネジ軸２０の保護部材３５、３６が配置されている部分まで移動し、ネジ溝の終端（中央領域２０Ａ側の端部）とナット２３、２４が接触している状態でさらにネジ溝の終端側にボールネジ軸２０を回転させる力が生じてもネジ溝が無いため、ボールネジ軸２０は回転しない。これにより、ボールネジ軸２０を直動方向に移動させた際に、ロータ３０とナット２３、２４とが接触することを抑制できる。これにより、モータ１１を故障しにくくすることができる。
【００４４】
（変形例）
図６は、変形例に係るモータの構成を示す断面図である。図６に示すモータ１１１は、ボールネジ軸１２０の構成と、ナット２４に代えて軸受部材１２４を設けた点を除いて他の構成は、図２に示すモータ１１と同様の構成である。以下、モータ１１１に特有の点を説明する。
【００４５】
ボールネジ軸１２０は、モータ１１の中心軸Ｚｒに配置された棒状の部材である。ボールネジ軸１２０は、中心軸Ｚｒに平行な方向（直動方向）における領域によって形状が異なる。具体的には、ボールネジ軸２０の中心部近傍および他方の端部近傍（ハウジング２２Ａの底部近傍）の領域１２０Ａは、ネジ溝が形成されていない。また、ボールネジ軸２０の一方の端部近傍（フロントブラケット２２Ｂ近傍）の端部領域１２０Ｂはネジ溝が形成されている。つまり、ボールネジ軸１２０は、他方の端部近傍（ハウジング２２Ａの底部近傍）の領域にネジ溝を形成していない点で、ボールネジ軸２０と異なる。
【００４６】
軸受部材１２４は、ハウジング２２Ａの内側であって、ハウジング２２Ａの底部の略中央部分に形成された開口に固定されている。軸受部材１２４は、ボールネジ軸１２０の領域１２０Ａをハウジング２２Ａに対して回動可能かつ直動方向に摺動可能な状態で支持（連結）している部材である。本実施形態の軸受部材１２４は、単列のアンギュラ玉軸受を組み合わせ構成である。軸受部材１２４は、ボールネジ軸１２０をハウジング２２Ａに対して回動可能かつ直動方向に摺動可能な状態で支持できる部材であればよく、単列のアンギュラ玉軸受を組み合わせ構成には限定されない。ボールネジ軸１２０は、ハウジング２２Ａに対して直動方向の双方向に移動するため、軸受部材１２４は、直動方向のいずれの方向に力に対しても対応できる構成とすることが好ましい。
【００４７】
また、モータ１１１は、モータ１１と同様に、ボールネジ軸１２０の表面の領域１２０Ａと端部領域１２０Ｂとの境界を含む部分つまりボールネジ軸１２０のロータ３０とナット２３との間となる領域には、円柱形状の保護部材３５が固定されている。また、モータ１１１は、ボールネジ軸１２０の表面の領域１２０Ａにおいてボールネジ軸１２０のロータ３０とナット２３との間となる領域（ボールネジ軸２０の中央領域２０Ａと端部領域２０Ｃとの境界に対応する位置を含む領域）には、円柱形状の保護部材３６が固定されている。また、保護部材３６は、ハウジング２２Ａの底部側の端面と隣接している。
【００４８】
モータ１１１は、ロータ３０によりボールネジ軸１２０が回転されるとボールネジ軸１２０のネジ溝に沿ってボールネジ軸１２０とナット２３とが相対的に直動方向に移動する。このように、ボールネジ軸１２０のネジ溝と螺合するナット２３を１つのみ設けた構成としても、モータ１１と同様にモータ１１１の回転運動をボールネジ軸１２０の直動運動に変換することができる。また、軸受部材１２４により、ボールネジ軸１２０をハウジング２２Ａに対して支持することで、ボールネジ軸１２０を中心軸Ｚｒ上に適切に支持することができる。なおモータ１１１では、フロントブラケット２２Ｂ側にナット２３を設け、ハウジング２２Ａの底部側に軸受部材１２４を設けた構成としたが、ナット２３と軸受部材１２４の位置は逆にしてもよい。
【００４９】
また、モータ１１１は、ボールネジ軸１２０のロータ３０と軸受部材１２４との間、つまりロータ３０のネジ溝が形成されていない側の側面側に保護部材３６を設けることで、ロータ３０と軸受部材１２４とが接触することを抑制することができる。
【００５０】
ボールネジ軸は、モータ１１およびモータ１１１に示すように、直動方向においてロータ３０を挟んだ両端をナットまたは軸受部材でハウジングに対して（ハウジングを介してロータに対して）支持することが好ましい。これにより、ボールネジ軸の中心軸とモータの中心軸とがずれることを抑制することができる。
【００５１】
（実施形態２）
図７を用いて、実施形態２に係るモータの構成を説明する。図７は、実施形態２に係るモータの構成を示す断面図である。図７に示すモータ２０１は、ブラシモータであり、ボールネジ軸２０と、ハウジング２２Ａと、フロントブラケット２２Ｂと、ナット２３、２４と、整流子（コンミテータ）２０３とコア２１３とを含むロータ（回転子）２０２と、複数のブラシ２０４と、複数のブラシ２０４をそれぞれ保持するブラシ保持手段２０５と、マグネット２０９を含むステータ２１２と、保護部材２３５、２３６と、を有している。なお、ブラシ２０４にはピグテイル（導線）が接続されている。なお、ボールネジ軸２０と、ハウジング２２Ａと、フロントブラケット２２Ｂと、ナット２３、２４とは、上述したブラシレスモータのモータ１１と同様の構成であるので詳細な説明は省略する。
【００５２】
ロータ２０２とブラシ２０４とは、磁性材料で形成された略円筒形のハウジング２２Ａ内に収められている。ロータ２０２は、整流子２０３と、コア２１３と、コイル２１４とを備えている。ハウジング２２Ａの一端には、この端部を閉塞するようにハウジング２２Ａと一体に底部が設けられている。底部に対して反対側の一端には、開口部が設けられている。この開口部は、フロントブラケット２２Ｂにより閉塞される。なお、ロータ２０２を形成する磁性材料としては、例えばＳＰＣＣ（Steel Plate Cold Commercial）等の一般的な鋼材や、電磁軟鉄等が適用できる。
【００５３】
ハウジング２２Ａの内側面には、ハウジング２２Ａの内部に収納されたロータ２０２のコア２１３に対向するように、ステータ２１２となる２個のマグネット２０９が互いに極性を逆にして配置され、マグネットボルダ２１０により固定されている。２個のマグネット２０９の表面にはマグネット飛散防止カバーが取り付けられる。マグネット飛散防止カバーは、２個のマグネット２０９を押さえることにより、２個のマグネット２０９の万一の飛散を防止する。
【００５４】
ロータ２０２は、ボールネジ軸２０の表面（外周）に固定されている。ロータ２０２は、直動方向において、ボールネジ軸２０のネジ溝が形成されていない領域に固定されている。ロータ２０２のコア２１３部分は、複数のスロット（溝）を有する。コイル２１４は、前記スロットに巻き回されている。コア２１３は、磁性材料を用いて形成される。コア２１３は、例えば、磁性材料としてケイ素鋼板を用い、これを積層して形成される。整流子２０３は、絶縁体で形成された円柱状の絶縁部の側面に、導電体で形成された複数の導電部２１５が等間隔で平行に配置されているものである。コイル２１４の一端は、一つの導電部２１５に接続されており、他端は別の導電部２１５に接続されている。整流子２０３も、ボールネジ軸２０の表面（外周）に固定されている。
【００５５】
ブラシ２０４は、ハウジング２２Ａ内で、整流子２０３の径方向で整流子２０３と対向する位置に複数設けられる。ブラシ２０４は、略角柱、好ましくは四角柱状の多面体である。より好ましくは、ブラシ２０４は、整流子２０３と対向する面に含まれる４つの頂点のうち、フロントブラケット２２Ｂ側ではなく、コア２１３側にある２つ頂点のいずれかが突出する形状である。ブラシ２０４は、この突出している頂点が整流子２０３と接する。このような構造により、モータ２０１は、ブラシ２０４と整流子２０３とが接触する位置が明確となる。その結果、モータ２０１は、ブラシ２０４から整流子２０３への電力の供給が安定する。
【００５６】
ブラシ２０４は、接触抵抗が小さく機械的衝撃に耐えられる材料により構成される。例えば、ブラシ２０４は、黒鉛により構成される。ブラシ２０４は、底部を有する角筒状のブラシケース２１８の内部に摺動可能に収められている。ブラシケース２１８は、絶縁体で形成された基板２１９に固定されている。ブラシ保持手段２０５は、ブラシケース２１８と、基板２１９とを含んで構成されている。ブラシ２０４は、ブラシケース２１８の底部に設置されたバネ２２０によって整流子２０３へ向かう力、すなわち、ブラシケース２１８からブラシ２０４が出る方向の力が付勢され、整流子２０３に押し付けられる。バネ２２０として、つるまきバネを図示しているが、バネ２２０は板バネやその他の弾性体であってもよい。ブラシ２０４とブラシケース２１８とは、固定されておらず、ブラシ２０４がブラシケース２１８との間で摺動できるようにブラシ２０４とブラシケース２１８との間には間隔が設けられている。基板２１９は、フロントブラケット２２Ｂに固定され、軸１２０と直交するようにハウジング２２Ａ内に収納される。したがって、基板２１９に固定されたブラシケース２１８に収められたブラシ２０４は、基板２１９と平行な面が軸１２０と直交する。
【００５７】
ブラシ２０４には、ピグテイル（導線）が電気的に接続されており、ピグテイルは、さらに基板２１９に埋設されたバスバーを経由して、電力供給部材２２２と電気的に接続される。なお、電力供給部材は、制御装置の端子と接続され、制御装置により制御された電流値の電力が制御装置から直接供給される。
【００５８】
ブラシ２０４にピグテイルを通じて制御装置から供給された電流は、ブラシ２０４と接触する整流子２０３の導電部２１５を通ってコイル２１４を流れ、整流子２０３の別の導電部２１５に至り、別のブラシ２０４に流入する。モータ２０１は、コイル２１４を電流が流れることによって磁界が発生し、この磁界と、マグネット２０９の磁界との相互作用によりロータ２０２が回転する。
【００５９】
次に、ボールネジ軸２０の表面（外周）の中央領域と一方の端部領域との境界を含む部分（中央領域の端部領域側の一部および端部領域の中央領域側の一部）、つまりボールネジ軸２０の整流子２０３とナット２３との間となる領域には、円柱形状の保護部材２３５が固定されている。保護部材２３５は、整流子２０３のフロントブラケット２２Ｂ側の端面と隣接している。
【００６０】
ボールネジ軸２０の表面（外周）の中央領域と他方の端部領域との境界を含む部分（中央領域の端部領域側の一部および端部領域の中央領域側の一部）、つまりボールネジ軸２０のロータ２０２とナット２４との間となる領域には、円柱形状の保護部材２３６が固定されている。保護部材２３６は、ロータ２０３のハウジング２２Ａの底部側の端面と隣接している。
【００６１】
モータ２０１のように、モータをブラシモータとした場合でもロータ２０２をボールネジ軸２０に固定し、ボールネジ軸２０とナット２３、２４を螺合させることで、モータ１１と同様の効果を得ることができる。また、モータ２０１のように、モータをブラシモータとした場合とすることで、駆動の制御をより簡単にすることができる。
【００６２】
モータ２０１のように、ブラシモータとした場合は、ボールネジ軸２０にあわせてロータ３０が移動する直動方向の領域の全域で整流子（コンミテータ）２０３と、ブラシ２０４とが接触するように、整流子２０３の長さをボールネジ軸２０の直動方向の移動可能領域よりも長くする。また、ブラシ２０４は、ボールネジ軸２０が直動方向の移動可能領域のどの位置にいても整流子２０３と接触する位置に配置する。これにより、ボールネジ軸２０およびロータ３０の直動方向の位置が位置でも、ブラシ２０４から整流子２０３に電流を供給することができる。
【００６３】
また、保護部材２３５、２３６を、ボールネジ軸２０に固定され、ボールネジ軸２０とともに回転するロータ２０２と整流子２０３の直動方向の端部に配置することで、ハウジング２２Ａの内部に配置されて、ボールネジ軸２０とものに直動方向に移動する部品（モータ１１を回転させる機構）がナット２３、２４と接触することを抑制することができる。
【符号の説明】
【００６４】
８ 支持部
９ 締結部材
１０ リニアアクチュエータ
１１ モータ
１２ 制御装置
１４ 対象部材
２０ ボールネジ軸（回転軸）
２２Ａ ハウジング
２２Ｂ フロントブラケット
２３、２４ ナット
２５ マグネット
２６ ロータコア
２７ コア
２７Ａ 分割コア
２８ 励磁コイル
２９ ステータ
３０ ロータ
３１ インシュレータ
３５、３６、２３５、２３６ 保護部材
３７ 分割ヨーク
３８ ティース
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータと、
前記ステータの内部に配置され、前記ステータに対して相対回転するロータと、
前記ロータの回転中心に固定され前記ロータとともに回転す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ボールネジ軸と、
前記ステータおよび前記ロータを収納し、前記ステータを固定するハウジングと、
前記ハウジングを介して前記ステータに固定され、前記ボールネジ軸のネジ溝と螺合したナットと、を備えるモータと、
前記ロータを前記ステータに対して相対回転させる制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記ロータを前記ステータに対して回転させることで、前記ナットに対して前記ボールネジ軸を回転させ、前記ボールネジ軸を前記ロータの回転方向に直交する直動方向に移動させる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、前記ナットを２つ備え、一方の前記ナットが前記直動方向において前記ロータの一方の端面と対面し、他方の前記ナットが前記直動方向において前記ロータの他方の端面と対面し、２つの前記ナットが前記ロータを挟み込んで配置されていることを特徴とする請求項１に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項３】
前記モータは、前記ボールネジ軸が前記ハウジングに対して回動可能かつ直動方向に摺動可能な状態で、前記ボールネジ軸と前記ハウジングとを連結する軸受部材をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項４】
前記軸受部材は、アンギュラ玉軸受であることを特徴とする請求項３に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項５】
前記モータは、前記ナットが前記直動方向において前記ロータの一方の端面と対面し、前記軸受部材が前記直動方向において前記ロータの他方の端面と対面し、前記ナットと前記軸受部材が前記ロータを挟み込んで配置されていることを特徴とする請求項３または４に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項６】
前記モータは、前記ボールネジ軸の前記ネジ溝が形成されている領域と前記ロータと固定されている領域の境界を含む部分に固定された保護部材をさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項７】
前記ロータは、前記ボールネジ軸の外周に固定されたロータコアと、ロータコアの外周部に設けられて、前記ロータコアの周方向に向かって配列される複数のマグネットと、を有し、
前記ステータは、励磁コイルが巻き付けられた分割コアが、前記ロータの外側に所定の間隔を有して環状に配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項８】
前記ロータは、前記ボールネジ軸の外周に固定されたコアと整流子とを含み、
前記モータは、前記整流子の径方向で対向し前記整流子と接触して設けられるブラシを有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項１】
ステータと、
前記ステータの内部に配置され、前記ステータに対して相対回転するロータと、
前記ロータの回転中心に固定され前記ロータとともに回転す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ボールネジ軸と、
前記ステータおよび前記ロータを収納し、前記ステータを固定するハウジングと、
前記ハウジングを介して前記ステータに固定され、前記ボールネジ軸のネジ溝と螺合したナットと、を備えるモータと、
前記ロータを前記ステータに対して相対回転させる制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記ロータを前記ステータに対して回転させることで、前記ナットに対して前記ボールネジ軸を回転させ、前記ボールネジ軸を前記ロータの回転方向に直交する直動方向に移動させる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、前記ナットを２つ備え、一方の前記ナットが前記直動方向において前記ロータの一方の端面と対面し、他方の前記ナットが前記直動方向において前記ロータの他方の端面と対面し、２つの前記ナットが前記ロータを挟み込んで配置されていることを特徴とする請求項１に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項３】
前記モータは、前記ボールネジ軸が前記ハウジングに対して回動可能かつ直動方向に摺動可能な状態で、前記ボールネジ軸と前記ハウジングとを連結する軸受部材をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項４】
前記軸受部材は、アンギュラ玉軸受であることを特徴とする請求項３に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項５】
前記モータは、前記ナットが前記直動方向において前記ロータの一方の端面と対面し、前記軸受部材が前記直動方向において前記ロータの他方の端面と対面し、前記ナットと前記軸受部材が前記ロータを挟み込んで配置されていることを特徴とする請求項３または４に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項６】
前記モータは、前記ボールネジ軸の前記ネジ溝が形成されている領域と前記ロータと固定されている領域の境界を含む部分に固定された保護部材をさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項７】
前記ロータは、前記ボールネジ軸の外周に固定されたロータコアと、ロータコアの外周部に設けられて、前記ロータコアの周方向に向かって配列される複数のマグネットと、を有し、
前記ステータは、励磁コイルが巻き付けられた分割コアが、前記ロータの外側に所定の間隔を有して環状に配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項８】
前記ロータは、前記ボールネジ軸の外周に固定されたコアと整流子とを含み、
前記モータは、前記整流子の径方向で対向し前記整流子と接触して設けられるブラシを有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のリニアアクチュエータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−５４９１（Ｐ２０１３−５４９１Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３１３５２（Ｐ２０１１−１３１３５２）
【出願日】平成２３年６月１３日（２０１１．６．１３）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１３日（２０１１．６．１３）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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