リニアアクチュエータ
【課題】 製造コストを低減することができるリニアアクチュエータモータを提供する。
【解決手段】 回転型モータ部１のロータが固定されるロータ固定部１９と、スラストラジアルベアリング９が外周に嵌合され且つネジナット７が固定されるベアリング嵌合部２１とを少なくとも組み合わせて中空状回転軸３を構成する。ロータ固定部１９とベアリング嵌合部２１とを、中空状回転軸３の一端３Ａ側から中空状回転軸３の内部に挿入して、ベアリング嵌合部２１及びロータ固定部１９内を軸線方向に延びる１以上のネジ部材２３により締結する。スラストラジアルベアリング９の内輪９Ａの一端側の端面９Ｃと当接するベアリング嵌合部２１の当接部２１Ｃに、ネジナット７のフランジ部７Ｃを固定する。
【解決手段】 回転型モータ部１のロータが固定されるロータ固定部１９と、スラストラジアルベアリング９が外周に嵌合され且つネジナット７が固定されるベアリング嵌合部２１とを少なくとも組み合わせて中空状回転軸３を構成する。ロータ固定部１９とベアリング嵌合部２１とを、中空状回転軸３の一端３Ａ側から中空状回転軸３の内部に挿入して、ベアリング嵌合部２１及びロータ固定部１９内を軸線方向に延びる１以上のネジ部材２３により締結する。スラストラジアルベアリング９の内輪９Ａの一端側の端面９Ｃと当接するベアリング嵌合部２１の当接部２１Ｃに、ネジナット７のフランジ部７Ｃを固定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空状回転軸と一緒に回転するネジナットの回転運動を、ネジナットに螺合して中空状回転軸内を移動する出力用ネジ軸の直線運動に変換するリニアアクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特開２００２−３７２１１７号公報（特許文献１）、特開２００２−３７２１１８号公報（特許文献２）、特開２０１１−１４１０２７号公報（特許文献３）及び特開２０１１−１４２８０２号公報（特許文献４）には、中空状回転軸２０３を有するモータ部２０１と、中空状回転軸２０３を同軸状に貫通する出力用ネジ軸２０５と、中空状回転軸２０３内に位置して出力用ネジ軸２０５と螺合して中空状回転軸２０３の一端２０３Ａ側から径方向外側に突出するフランジ部２０７Ａを備えたネジナット２０７と、中空状回転軸２０３が回転可能に中空状回転軸２０３の一端２０３Ａ側を支持するスラストラジアルベアリング２０９と、中空状回転軸２０３の一端２０３Ａ側の外周面に螺合されてスラストラジアルベアリング２０９を固定するロックナット２１０と、ネジナット２０７のフランジ部２０７Ｃをロックナット２１０に固定する図示しないボルトとを備えるリニアアクチュエータの構造が開示されている（図３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３７２１１７号公報
【特許文献２】特開２００２−３７２１１８号公報
【特許文献３】特開２０１１−１４１０２７号公報
【特許文献４】特開２０１１−１４２８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のリニアアクチュエータでは、中空状回転軸の一端側の外周面とロックナットとによってスラストラジアルベアリングを確実に固定できる利点があるものの、ロックナットを中空状回転軸の一端側の外周面に螺合させる構造上、ロックナットの締め付け作業性、ロックナットの緩み、中空状回転軸と出力用ネジ軸との間の軸ずれ等を考慮する必要がある。そのため、ロックナットを用いる従来のリニアアクチュエータでは、中空状回転軸とロックナットとの間で高い組み立て精度が要求され、製造コストが高くなるという欠点がある。したがって、ロックナットを用いることなくスラストラジアルベアリングを固定することができるリニアアクチュエータが望ましい。
【０００５】
本発明の目的は、ロックナットを用いる必要のないリニアアクチュエータを提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、ロックナットを用いずにスラストラジアルベアリングを固定する場合でも、組み立てが容易なリニアアクチュエータを提供することにある。
【０００７】
本発明のさらに他の目的は、中空状回転軸と出力用ネジ軸との軸ズレが生じ難いリニアアクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明が改良の対象とするリニアアクチュエータは、中空状回転軸を有する回転型モータ部と、中空状回転軸と同軸的に配置されてこの中空状回転軸内を移動する出力用ネジ軸と、中空状回転軸内に位置して出力用ネジ軸と螺合するネジ部とこのネジ部と一体に設けられて中空状回転軸の軸線方向の一端側から径外方向に突出するフランジ部とを備えたネジナットと、中空状回転軸を一端側において回転自在に支持するスラストラジアルベアリングとを備えている。なお、モータ部には、ステッピングモータ、サーボモータ等の公知のモータを用いることができる。
【０００９】
本発明のリニアアチュエータでは、回転型モータ部のロータが固定されるロータ固定部と、スラストラジアルベアリングが外周に嵌合され且つネジナットが固定されるベアリング嵌合部とが少なくとも組み合わされて中空状回転軸が構成されている。また、ロータ固定部とベアリング嵌合部とは、中空状回転軸の一端側から中空状回転軸の内部に挿入されてベアリング嵌合部及びロータ固定部内を軸線方向に延びる１以上のネジ部材により締結されている。ベアリング嵌合部は、スラストラジアルベアリングの内輪の一端側の端面と当接する当接部を一体に有するように構成されている。そして、ネジナットのフランジ部は当接部に固定されている。
【００１０】
本発明のように、ロータ固定部とベアリング嵌合部とを組み合わせて中空状回転軸を構成すると、ロックナットを用いることなく、中空状回転軸の軸線方向の一端側にスラストラジアルベアリングを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製造コストを大幅に低減することができる。また、ロックナットを用いない構造を採用するため、従来のリニアアクチュエータで生じていた諸問題（ロックナットの締め付け作業性、ロックナットの緩み、中空状回転軸と出力用ネジ軸との間の軸ずれ等）を考慮する必要がない。さらに、ロックナットを用いなくても、ベアリング嵌合部の当接部がスラストラジアルベアリングの内輪の一端側の端面と当接することにより、中空状回転軸とネジナットとの間にスラストラジアルベアリングを確実に固定することができる。
【００１１】
ロータ固定部は、スラストラジアルベアリングの内輪の一端側の端面とは反対側の端面と当接する当接部を一体に有する構成にするのが好ましい。このような構成にすると、スラストラジアルベアリングの内輪の一端側の端面がベアリング嵌合部の当接部に支持された状態で、スラストラジアルベアリングの内輪の反対側の端面がロータ固定部の当接部に支持されるため、ロータ固定部とベアリング嵌合部とを組み合わせた場合におけるスラストラジアルベアリングの移動を阻止することができる。
【００１２】
また、ロータ固定部とベアリング嵌合部との間に継ぎ手部材を配置してもよい。この場合は、継ぎ手部材を、ロータ固定部の一端側の端部が嵌合される第１の嵌合用凹部と、ベアリング嵌合部の一端側とは反対側の端部が嵌合される第２の嵌合用凹部と、第１の嵌合用凹部に嵌合されたロータ固定部と第２の嵌合用凹部に嵌合されたベアリング嵌合部との間に位置する隔壁部とを備えた構造にする。そして、ベアリング嵌合部、継ぎ手部材の隔壁部及びロータ固定部内を軸線方向に延びる１以上のネジ部材により、ベアリング嵌合部、継ぎ手部材及びロータ固定部を締結する。このような継ぎ手部材を用いると、ロータ固定部とベアリング嵌合部との位置決めが容易になる。また、継ぎ手部材を介してロータ固定部とベアリング嵌合部とを確実に組み立てることができるので、組み立てる順番のバリエーションを増やすことができる。
【００１３】
継ぎ手部材は、スラストラジアルベアリングの内輪の一端側の端面とは反対側の端面と当接する当接部を一体に有する構成にするのが好ましい。このような構成にすると、スラストラジアルベアリングの内輪の一端側の端面がベアリング嵌合部の当接部に支持された状態で、スラストラジアルベアリングの内輪の反対側の端面が継ぎ手部材の当接部に支持されるため、継ぎ手部材を用いてロータ固定部とベアリング嵌合部とを組み合わせた場合でも、スラストラジアルベアリングの移動を阻止することができる。
【００１４】
本発明のリニアアクチュエータでは、回転型モータ部が、ステータコア及びステータコアに装着された巻線部からなるステータ部と、ロータ固定部に固定されたロータ部とを備えている。このような回転型モータ部を備える構成では、ステータコアの一端側とは反対側に位置する他端側の端部に嵌合される第１のエンドブラケットと、ステータコアの一端側の端部に嵌合されてスラストラジアルベアリングの外輪が嵌合される中間ブラケットと、中間ブラケットの一端側の端部に嵌合され出力用ネジ軸が貫通する第２のエンドブラケットとを備える構成にするのが好ましい。そして、中間ブラケットの内部には、さらにスラストラジアルベアリングの外輪の他端側の端部と当接する第１の当接部と、スラストラジアルベアリングの外輪の一端側の端部と当接するベアリング押さえ板と当接する第２の当接部とを設けるのが好ましい。このような構成にすると、スラストラジアルベアリングの内輪側がベアリング嵌合部とロータ固定部または継ぎ手部材とにより支持された状態で、さらにスラストラジアルベアリングの外輪側が中間ブラケットとベアリング押さえ板とにより支持されるため、スラストラジアルベアリングの移動を確実に防ぐことができる。また、本発明のようにロックナットを用いない構成を採用した場合でも、上述のようにスラストラジアルベアリングを確実に固定しながら、第１のエンドブラケット、ステータコア、中間ブラケット及び第２のエンドブラケットによってリニアアクチュエータのケーシングを構成することができる。
【００１５】
なお、ステータコアの一端側の端部と中間ブラケットとが嵌合する部分の形状は任意である。例えば、ステータコアの径方向外側の外周面の一端側の端部に段差を設けて、中間ブラケットの一端側とは反対側に位置する他端側の端部をこの段差に嵌合することができる。しかしながら、ステータコアの外壁面側でステータコアと中間ブラケットとを嵌合する嵌合構造では、中空状回転軸の軸芯から径方向に最も離れた場所でステータコアと中間ブラケットとの位置決めがなされるため、中空状回転軸と出力用ネジ軸との間で軸ずれが生じ易くなる。そこで、本発明では、中間ブラケットの他端側の端部に、ステータコアの内周面と接触する基準面を備えた被嵌合部を一体に設けるのが好ましい。この基準面は、中間ブラケットの被嵌合部がステータコア内の磁極部（極歯）に接触しない程度にステータコアの内周面に接触する寸法に定められている。このようなステータコアの内周面側でステータコアと中間ブラケットとを嵌合する嵌合構造を採用すると、中空状回転軸の軸芯から径方向に最も近い場所でステータコアと中間ブラケットとの位置決めをすることができるため、中空状回転軸と出力用ネジ軸との間で軸ずれが生じにくい構造にすることができる。また、ステータコアと中間ブラケットとの接触面を大きくすることができるため、モータの剛性を大きくすることができ、振動及び騒音を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係るリニアアクチュエータの一例を示す半部断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るリニアアクチュエータの他の一例を示す半部断面図である。
【図３】従来のリニアアクチュエータの構造を示す半部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係るリニアアクチュエータの実施の形態について詳細に説明する。図１は、リニアアクチュエータの一例として駆動源として回転型のステッピングモータを用いた実施の形態の半部断面図である。図１に示すように、リニアアクチュエータの主要部は、ステッピングモータからなる回転型モータ部１、中空状回転軸３、出力用ネジ軸５、ネジナット７、及びスラストラジアルベアリング９から構成されている。
【００１８】
回転型モータ部１は、ステータ部１１とロータ部１３とによって構成されている。ステータ部１１は、さらにステータコア１５と、このステータコア１５に装着された巻線部１７とから構成されている。ステータコア１５は、ヨーク１５Ａの内周面に等間隔に配置された図示しない複数の磁極部を備えている。複数の磁極部の磁極面には、図示しない複数の小歯が形成されている。巻線部１７は、インシュレータ１８を介してステータコア１５の各磁極部に実装されている。複数の磁極部の磁極面には、図示しない複数の小歯が形成されている。また、ロータ部１３は、図示しない複数の小歯が外周に所定の角度のピッチでそれぞれ形成された２つのロータスタック１３Ａ及び１３Ｂと、ロータスタック１３Ａ及び１３Ｂの間に配置されて、それぞれの複数の小歯に異なる極性の磁極が現れるように厚み方向に着磁された永久磁石１３Ｃとから構成されている。
【００１９】
中空状回転軸３は、両端（一端３Ａ及び他端３Ｂ）が開口する開口部３Ｃ及び３Ｄを備える中空の円筒形状を有する。中空状回転軸３は、後述の出力用ネジ軸５が軸線に沿って内部を往復移動できる内径寸法を有している。また、中空状回転軸３の外周部３Ｅには、ロータ部１３を固定するための小径部３Ｆと、小径部３Ｆの径寸法よりも大きい径寸法を有しかつ後述のネジナット７のナット本体７Ａが嵌合される大径部３Ｇとを備えている。中空状回転軸３の小径部３Ｆには、ロータ部１３の２つのロータスタック１３Ａ及び１３Ｂが固定されている。中空状回転軸３は、小径部３Ｆがロータ部１３の内周面１３Ｄに嵌合されて、回転型モータ部１に取り付けられている。さらに、中空状回転軸３の他端３Ｂには、中空状回転軸３の他端３Ｂを回転可能に支持するボールベアリング４を嵌合するための段部３Ｈが形成されている。
【００２０】
出力用ネジ軸５は、中空状回転軸３と同軸的に配置されて、リニアアクチュエータの出力軸としてこの中空状回転軸３内を移動する。具体的には、出力用ネジ軸５は、ネジナット７に螺合され、中空状回転軸３の回転により軸線方向に往復直線運動する。
【００２１】
ネジナット７は、中空状回転軸３の開口部３Ｃ内に嵌合されるナット本体７Ａと、中空状回転軸３内に位置して出力用ネジ軸５と螺合するネジ部７Ｂと、このネジ部７Ｂと一体に設けられて中空状回転軸３の軸線方向の一端５Ａ側から径外方向に突出するフランジ部７Ｃとを備えている。
【００２２】
スラストラジアルベアリング９は、環状に構成された内輪９Ａ及び外輪９Ｂと、内輪９Ａ及び外輪９Ｂの間に配置された複数の転動体を備えている。スラストラジアルベアリング９は、中空状回転軸３が軸線方向（スラスト方向）に移動しないようにする構造を介して、中空状回転軸３の一端３Ａ側を回転自在に支持する。具体的には、スラストラジアルベアリング９の内輪９Ａが、中空状回転軸３の一端３Ａ側の大径部３Ｇに固定され、外輪９Ｂが中間ブラケット２７に固定されている。
【００２３】
本例のリニアアクチュエータでは、ロータ固定部１９とベアリング嵌合部２１とが組み合わされて中空状回転軸３が構成されている。ロータ固定部１９には、回転型モータ部１のロータ部１３が固定されている。ロータ固定部１９は、さらに、スラストラジアルベアリング９の内輪９Ａの一端側の端面９Ｃとは反対側の端面９Ｄと当接する当接部１９Ａを一体に有する構成を備えている。一方、ベアリング嵌合部２１には、外周部２１Ａにスラストラジアルベアリング９が嵌合され、内周部２１Ｂにネジナット７が固定されている。そして、ロータ固定部１９とベアリング嵌合部２１とが、中空状回転軸３の一端３Ａ側から中空状回転軸３の内部に挿入された状態で、ベアリング嵌合部２１及びロータ固定部１９内を軸線方向に延び且つ周方向に所定の間隔を開けて配置された複数本のネジ部材２３により締結されている。なおネジ部材２３は、少なくとも１本あればよい。ベアリング嵌合部２１は、スラストラジアルベアリング９の内輪９Ａの一端側の端面９Ｃと当接する当接部２１Ｃを一体に有するように構成されている。また、ネジナット７のフランジ部７Ｃは、ベアリング嵌合部２１の当接部２１Ｃに固定されている。
【００２４】
このようにロータ固定部１９とベアリング嵌合部２１とを組み合わせて中空状回転軸３を構成すると、ロックナットを用いることなく、中空状回転軸３の軸線方向の一端３Ａ側にスラストラジアルベアリング９を固定することができる。そのため、図１に示すリニアアクチュエータを用いることにより、製造コストを大幅に低減することができる。また、図１のリニアアクチュエータでは、ロックナットを用いない構造を採用するため、従来のリニアアクチュエータで問題となっていたロックナットの締め付け作業性等を考慮する必要がない。さらに、本例では、ベアリング嵌合部２１の当接部２１Ｃがスラストラジアルベアリング９の内輪９Ａの一端側の端面９Ｃと当接するため、ロックナットを用いなくても、中空状回転軸３とネジナット７との間にスラストラジアルベアリングを確実に固定することができる。特に、本例では、ベアリング嵌合部２１の当接部２１Ｃがスラストラジアルベアリング９の内輪９Ａの一端側の端面９Ｃを支持し、ロータ固定部１９の当接部１９Ａがスラストラジアルベアリング９の内輪９Ａの反対側の端面９Ｄを支持するため、ロータ固定部１９とベアリング嵌合部２１とを組み合わせた状態でスラストラジアルベアリング９が移動するのを阻止することができる。
【００２５】
図１の例では、さらに、第１のエンドブラケット２５、中間ブラケット２７及び第２のエンドブラケット２９が設けられている。第１のエンドブラケット２５は、ボールベアリング４を固定するように、ステータコア１５の一端側とは反対側に位置する他端側の端部１５Ｃに嵌合されている。具体的には、第１のエンドブラケット２５の内壁部２５Ａに一体に形成された円筒部２５Ｂと中空状回転軸３の段部３Ｈとの間に、ボールベアリング４が嵌合されている。なお、第１のエンドブラケット２５の側壁部２５Ｃには、回転型モータ部１に接続して回転型モータ部１に電力を供給するリード線１Ａを外部に引き出すための貫通孔２５Ｄが形成されている。
【００２６】
中間ブラケット２７は、ステータコア１５の一端側の端部１５Ｂに嵌合され、かつスラストラジアルベアリング９の外輪９Ｂに嵌合されている。図１の構成では、ステータコア１５の径方向外側の外周面の一端側の端部１５Ｄに段差１５Ｅが設けられており、この段差１５Ｅに中間ブラケット２７の一端側とは反対側に位置する他端側の端部２７Ｂが嵌合されている。また、中間ブラケット２７の内部には、さらにスラストラジアルベアリング９の外輪９Ｂの他端側の端部９Ｆと当接する第１の当接部２７Ｃと、スラストラジアルベアリング９の外輪９Ｂの一端側の端部９Ｅと当接する金属製のベアリング押さえ板３１と当接する第２の当接部２７Ｄが形成されている。
【００２７】
第２のエンドブラケット２９は、ネジナット７及び出力用ネジ軸５の一部を覆うように、出力用ネジ軸５が貫通する貫通孔２９Ａを備えて、中間ブラケット２７の一端側の端部２７Ａに嵌合されている。第２のエンドブラケット２９は、中間ブラケット２７の四隅に図示しない４本のネジを用いて固定されている。
【００２８】
このような構成により、スラストラジアルベアリング９は、ロータ固定部１９、ベアリング嵌合部２１、中間ブラケット２７及びベアリング押さえ板３１によって支持される。すなわち、スラストラジアルベアリング９の内輪９Ａ側がロータ固定部１９とベアリング嵌合部２１とにより支持された状態で、さらにスラストラジアルベアリング９の外輪９Ｂ側が中間ブラケット２７とベアリング押さえ板３１とにより支持されるため、スラストラジアルベアリング９の移動を確実に防ぐことができる。また、本例のようにロックナットを用いない構成を採用した場合でも、スラストラジアルベアリング９を確実に固定しながら、第１のエンドブラケット２５、ステータコア１５、中間ブラケット２７及び第２のエンドブラケット２９によってリニアアクチュエータ（ステッピングモータ）のケーシングを構成することができる。
【００２９】
図２は、本発明のリニアアクチュエータの他の実施の形態の構成を示す半部断面図である。なお図２では、図１のリニアアクチュエータの構成と共通する部分については、図１に付された符号の数に１００の数を加えた数を付して説明を省略する。この図２の構成では、ロータ固定部１１９とベアリング嵌合部１２１との間に継ぎ手部材１３３が配置されている。継ぎ手部材１３３は、ロータ固定部１１９の一端側の端部１１９Ｂが嵌合される第１の嵌合用凹部１３３Ａと、ベアリング嵌合部１２１の一端側とは反対側（端部１２１Ｃが形成された側と外周部１２１Ａを挟んで反対側）の端部１２１Ｄが嵌合される第２の嵌合用凹部１３３Ｂと、第１の嵌合用凹部１３３Ａに嵌合されたロータ固定部１１９（一端側の端部１１９Ｂ）と第２の嵌合用凹部１３３Ｂに嵌合されたベアリング嵌合部１２１（一端側とは反対側の端部１２１Ｄ）との間に位置する隔壁部１３３Ｃとを備えている。 ベアリング嵌合部１２１、継ぎ手部材１３３及びロータ固定部１１９は、ベアリング嵌合部１２１、継ぎ手部材１３３の隔壁部１３３Ｃ及びロータ固定部１１９内を軸線方向に延び且つ周方向に所定の間隔を開けて配置された複数本のネジ部材１２３により締結されている。このネジ部材１２３も少なくとも１本あればよい。この例のように、継ぎ手部材１３３を用いると、ロータ固定部１１９とベアリング嵌合部１２１との位置決めが容易になる。また、継ぎ手部材１３３を介してロータ固定部１１９とベアリング嵌合部１２１とを確実に組み立てることができるため、リニアアクチュエータを組み立てる順番のバリエーションを増やすことができる。
【００３０】
また、図２の構成では、継ぎ手部材１３３が、スラストラジアルベアリング１０９の内輪１０９Ａの一端側の端面１０９Ｃとは反対側の端面１０９Ｄと当接する当接部１３３Ｄを一体に有するように構成されている。継ぎ手部材１３３にこのような当接部１３３Ｄを設けることにより、スラストラジアルベアリング１０９の内輪１０９Ａの一端側の端面１０９Ｃがベアリング嵌合部１２１の当接部１２１Ｃに支持され、スラストラジアルベアリング１０９の内輪１０９Ａの反対側の端面１０９Ｄが継ぎ手部材１３３の当接部１３３Ｄに支持される。そのため、この他の一例のように継ぎ手部材１３３を用いた場合でも、ロータ固定部１１９とベアリング嵌合部１２１とを組み合わせた状態でスラストラジアルベアリング１０９が移動するのを阻止することができる。
【００３１】
図２の構成では、さらに、中間ブラケット１２７の他端側の端部１２７Ｂに、ステータコア１１５の内周面と接触する基準面１２７Ｅを備えた被嵌合部１２７Ｆが一体に設けられている。この基準面１２７Ｅは、中間ブラケット１２７の被嵌合部１２７Ｆがステータコア１１５内の図示しない磁極部（極歯）に接触しない程度にステータコア１１５の内周面１１５Ｆに接触する寸法に定められている。図２の構成のように、ステータコア１１５の内周面１１５Ｆ側でステータコア１１５と中間ブラケット１２７とを嵌合する嵌合構造を採用すると、中空状回転軸１０３の軸芯から径方向に最も近い場所でステータコア１１５と中間ブラケット１２７との位置決めをすることが可能になる。すなわち、図２の構成を用いることにより、図１に示した構成（中空状回転軸３の軸芯から径方向に最も離れた場所でステータコア１５と中間ブラケット２７との位置決めがなされる場合）に比べて、中空状回転軸１０３と出力用ネジ軸１０５との間で軸ずれを生じ難くすることができる。また、図２の構成を用いると、ステータコア１１５と中間ブラケット１２７との接触面を大きくすることができる。その結果、回転型モータ部１０１のモータ剛性を大きくすることができるため、振動及び騒音が小さくすることができる。
【００３２】
ここで、図２に示すリニアアクチュエータ（ステッピングモータ）を組み立てる方法の一例について順番に説明する。
【００３３】
（Ａ）ベアリング嵌合部１２１にスラストラジアルベアリング１０９を嵌合する。
【００３４】
（Ｂ）ベアリング嵌合部１２１及びスラストラジアルベアリング１０９に継ぎ手部材１３３を嵌合する。
【００３５】
（Ｃ）スラストラジアルベアリング１０９及び継ぎ手部材１３３に中間ブラケット１２７を嵌合する。
【００３６】
（Ｄ）ベアリング嵌合部１２１と中間ブラケット１２７との間にベアリング押さえ板１３１を嵌合する。
【００３７】
（Ｅ）ロータ固定部１１９にロータ部１１３を嵌合する。
【００３８】
（Ｆ）ロータ固定部１１９にロータ部１１３を固定した状態でさらにボールベアリング１０４を嵌合する。
【００３９】
（Ｇ）ネジ部材１２３によりベアリング嵌合部１２１、継ぎ手部材１３３及びロータ固定部１１９を締結する。
【００４０】
（Ｈ）第１のエンドブラケット１２５をステータ部１１１に嵌合して、図示しないネジ部材により固定する。
【００４１】
（Ｉ）出力用ネジ軸１０５をネジナット１０７に螺合した構造物を中空状回転軸１０３内に嵌合する。
【００４２】
（Ｊ）第２のエンドブラケット１２９を中間ブラケット１２７に固定する。
【００４３】
従来のリニアアクチュエータでは、リニアアクチュエータの主要部（回転モータ部、中空状回転軸、出力用ネジ軸、ネジナット、及びスラストラジアルベアリング）が組み合わされた完成品に近い段階でしか、ロックナットによるスラストラジアルベアリングの固定ができなかったため、リニアアクチュエータを組み立てる順番のバリエーションが限られていた。これに対して、図２のリニアアクチュエータを製造する場合は、回転型モータ部１０１を実装する時期に拘わらず（回転型モータ部１０１を実装する前でも後でも）、スラストラジアルベアリング１０９を固定することができるので、リニアアクチュエータ（ステッピングモータ）を組み立てる順番のバリエーションを増やすことができる。この効果は、図２の構成のように継ぎ手部材１３３を採用することによってはじめて実現することができる。
【００４４】
以上、本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で変更が可能であるのは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明によれば、ロータ固定部とベアリング嵌合部とを組み合わせて中空状回転軸を構成するため、ロックナットを用いることなく、中空状回転軸の軸線方向の一端側にスラストラジアルベアリングを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製造コストを大幅に低減することができる。また、ロックナットを用いない構造を採用するので、従来のリニアアクチュエータで生じていたロックナットの締め付け作業性等の問題を考慮する必要がなくなる。さらに、ロックナットを用いなくても、ベアリング嵌合部の当接部がスラストラジアルベアリングの内輪の一端側の端面と当接することにより、中空状回転軸とネジナットとの間にスラストラジアルベアリングを確実に固定することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１ 回転型モータ部
３ 中空状回転軸
５ 出力用ネジ軸
７ ネジナット
９ スラストラジアルベアリング
１１ ステータ部
１３ ロータ部
１５ ステータコア
１７ 巻線部
１９ ロータ固定部
２１ ベアリング嵌合部
２３ ネジ部材
２５ 第１のエンドブラケット
２７ 中間ブラケット
２９ 第２のエンドブラケット
３１ ベアリング押さえ板
１３３ 継ぎ手部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空状回転軸と一緒に回転するネジナットの回転運動を、ネジナットに螺合して中空状回転軸内を移動する出力用ネジ軸の直線運動に変換するリニアアクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特開２００２−３７２１１７号公報（特許文献１）、特開２００２−３７２１１８号公報（特許文献２）、特開２０１１−１４１０２７号公報（特許文献３）及び特開２０１１−１４２８０２号公報（特許文献４）には、中空状回転軸２０３を有するモータ部２０１と、中空状回転軸２０３を同軸状に貫通する出力用ネジ軸２０５と、中空状回転軸２０３内に位置して出力用ネジ軸２０５と螺合して中空状回転軸２０３の一端２０３Ａ側から径方向外側に突出するフランジ部２０７Ａを備えたネジナット２０７と、中空状回転軸２０３が回転可能に中空状回転軸２０３の一端２０３Ａ側を支持するスラストラジアルベアリング２０９と、中空状回転軸２０３の一端２０３Ａ側の外周面に螺合されてスラストラジアルベアリング２０９を固定するロックナット２１０と、ネジナット２０７のフランジ部２０７Ｃをロックナット２１０に固定する図示しないボルトとを備えるリニアアクチュエータの構造が開示されている（図３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３７２１１７号公報
【特許文献２】特開２００２−３７２１１８号公報
【特許文献３】特開２０１１−１４１０２７号公報
【特許文献４】特開２０１１−１４２８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のリニアアクチュエータでは、中空状回転軸の一端側の外周面とロックナットとによってスラストラジアルベアリングを確実に固定できる利点があるものの、ロックナットを中空状回転軸の一端側の外周面に螺合させる構造上、ロックナットの締め付け作業性、ロックナットの緩み、中空状回転軸と出力用ネジ軸との間の軸ずれ等を考慮する必要がある。そのため、ロックナットを用いる従来のリニアアクチュエータでは、中空状回転軸とロックナットとの間で高い組み立て精度が要求され、製造コストが高くなるという欠点がある。したがって、ロックナットを用いることなくスラストラジアルベアリングを固定することができるリニアアクチュエータが望ましい。
【０００５】
本発明の目的は、ロックナットを用いる必要のないリニアアクチュエータを提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、ロックナットを用いずにスラストラジアルベアリングを固定する場合でも、組み立てが容易なリニアアクチュエータを提供することにある。
【０００７】
本発明のさらに他の目的は、中空状回転軸と出力用ネジ軸との軸ズレが生じ難いリニアアクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明が改良の対象とするリニアアクチュエータは、中空状回転軸を有する回転型モータ部と、中空状回転軸と同軸的に配置されてこの中空状回転軸内を移動する出力用ネジ軸と、中空状回転軸内に位置して出力用ネジ軸と螺合するネジ部とこのネジ部と一体に設けられて中空状回転軸の軸線方向の一端側から径外方向に突出するフランジ部とを備えたネジナットと、中空状回転軸を一端側において回転自在に支持するスラストラジアルベアリングとを備えている。なお、モータ部には、ステッピングモータ、サーボモータ等の公知のモータを用いることができる。
【０００９】
本発明のリニアアチュエータでは、回転型モータ部のロータが固定されるロータ固定部と、スラストラジアルベアリングが外周に嵌合され且つネジナットが固定されるベアリング嵌合部とが少なくとも組み合わされて中空状回転軸が構成されている。また、ロータ固定部とベアリング嵌合部とは、中空状回転軸の一端側から中空状回転軸の内部に挿入されてベアリング嵌合部及びロータ固定部内を軸線方向に延びる１以上のネジ部材により締結されている。ベアリング嵌合部は、スラストラジアルベアリングの内輪の一端側の端面と当接する当接部を一体に有するように構成されている。そして、ネジナットのフランジ部は当接部に固定されている。
【００１０】
本発明のように、ロータ固定部とベアリング嵌合部とを組み合わせて中空状回転軸を構成すると、ロックナットを用いることなく、中空状回転軸の軸線方向の一端側にスラストラジアルベアリングを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製造コストを大幅に低減することができる。また、ロックナットを用いない構造を採用するため、従来のリニアアクチュエータで生じていた諸問題（ロックナットの締め付け作業性、ロックナットの緩み、中空状回転軸と出力用ネジ軸との間の軸ずれ等）を考慮する必要がない。さらに、ロックナットを用いなくても、ベアリング嵌合部の当接部がスラストラジアルベアリングの内輪の一端側の端面と当接することにより、中空状回転軸とネジナットとの間にスラストラジアルベアリングを確実に固定することができる。
【００１１】
ロータ固定部は、スラストラジアルベアリングの内輪の一端側の端面とは反対側の端面と当接する当接部を一体に有する構成にするのが好ましい。このような構成にすると、スラストラジアルベアリングの内輪の一端側の端面がベアリング嵌合部の当接部に支持された状態で、スラストラジアルベアリングの内輪の反対側の端面がロータ固定部の当接部に支持されるため、ロータ固定部とベアリング嵌合部とを組み合わせた場合におけるスラストラジアルベアリングの移動を阻止することができる。
【００１２】
また、ロータ固定部とベアリング嵌合部との間に継ぎ手部材を配置してもよい。この場合は、継ぎ手部材を、ロータ固定部の一端側の端部が嵌合される第１の嵌合用凹部と、ベアリング嵌合部の一端側とは反対側の端部が嵌合される第２の嵌合用凹部と、第１の嵌合用凹部に嵌合されたロータ固定部と第２の嵌合用凹部に嵌合されたベアリング嵌合部との間に位置する隔壁部とを備えた構造にする。そして、ベアリング嵌合部、継ぎ手部材の隔壁部及びロータ固定部内を軸線方向に延びる１以上のネジ部材により、ベアリング嵌合部、継ぎ手部材及びロータ固定部を締結する。このような継ぎ手部材を用いると、ロータ固定部とベアリング嵌合部との位置決めが容易になる。また、継ぎ手部材を介してロータ固定部とベアリング嵌合部とを確実に組み立てることができるので、組み立てる順番のバリエーションを増やすことができる。
【００１３】
継ぎ手部材は、スラストラジアルベアリングの内輪の一端側の端面とは反対側の端面と当接する当接部を一体に有する構成にするのが好ましい。このような構成にすると、スラストラジアルベアリングの内輪の一端側の端面がベアリング嵌合部の当接部に支持された状態で、スラストラジアルベアリングの内輪の反対側の端面が継ぎ手部材の当接部に支持されるため、継ぎ手部材を用いてロータ固定部とベアリング嵌合部とを組み合わせた場合でも、スラストラジアルベアリングの移動を阻止することができる。
【００１４】
本発明のリニアアクチュエータでは、回転型モータ部が、ステータコア及びステータコアに装着された巻線部からなるステータ部と、ロータ固定部に固定されたロータ部とを備えている。このような回転型モータ部を備える構成では、ステータコアの一端側とは反対側に位置する他端側の端部に嵌合される第１のエンドブラケットと、ステータコアの一端側の端部に嵌合されてスラストラジアルベアリングの外輪が嵌合される中間ブラケットと、中間ブラケットの一端側の端部に嵌合され出力用ネジ軸が貫通する第２のエンドブラケットとを備える構成にするのが好ましい。そして、中間ブラケットの内部には、さらにスラストラジアルベアリングの外輪の他端側の端部と当接する第１の当接部と、スラストラジアルベアリングの外輪の一端側の端部と当接するベアリング押さえ板と当接する第２の当接部とを設けるのが好ましい。このような構成にすると、スラストラジアルベアリングの内輪側がベアリング嵌合部とロータ固定部または継ぎ手部材とにより支持された状態で、さらにスラストラジアルベアリングの外輪側が中間ブラケットとベアリング押さえ板とにより支持されるため、スラストラジアルベアリングの移動を確実に防ぐことができる。また、本発明のようにロックナットを用いない構成を採用した場合でも、上述のようにスラストラジアルベアリングを確実に固定しながら、第１のエンドブラケット、ステータコア、中間ブラケット及び第２のエンドブラケットによってリニアアクチュエータのケーシングを構成することができる。
【００１５】
なお、ステータコアの一端側の端部と中間ブラケットとが嵌合する部分の形状は任意である。例えば、ステータコアの径方向外側の外周面の一端側の端部に段差を設けて、中間ブラケットの一端側とは反対側に位置する他端側の端部をこの段差に嵌合することができる。しかしながら、ステータコアの外壁面側でステータコアと中間ブラケットとを嵌合する嵌合構造では、中空状回転軸の軸芯から径方向に最も離れた場所でステータコアと中間ブラケットとの位置決めがなされるため、中空状回転軸と出力用ネジ軸との間で軸ずれが生じ易くなる。そこで、本発明では、中間ブラケットの他端側の端部に、ステータコアの内周面と接触する基準面を備えた被嵌合部を一体に設けるのが好ましい。この基準面は、中間ブラケットの被嵌合部がステータコア内の磁極部（極歯）に接触しない程度にステータコアの内周面に接触する寸法に定められている。このようなステータコアの内周面側でステータコアと中間ブラケットとを嵌合する嵌合構造を採用すると、中空状回転軸の軸芯から径方向に最も近い場所でステータコアと中間ブラケットとの位置決めをすることができるため、中空状回転軸と出力用ネジ軸との間で軸ずれが生じにくい構造にすることができる。また、ステータコアと中間ブラケットとの接触面を大きくすることができるため、モータの剛性を大きくすることができ、振動及び騒音を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係るリニアアクチュエータの一例を示す半部断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るリニアアクチュエータの他の一例を示す半部断面図である。
【図３】従来のリニアアクチュエータの構造を示す半部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係るリニアアクチュエータの実施の形態について詳細に説明する。図１は、リニアアクチュエータの一例として駆動源として回転型のステッピングモータを用いた実施の形態の半部断面図である。図１に示すように、リニアアクチュエータの主要部は、ステッピングモータからなる回転型モータ部１、中空状回転軸３、出力用ネジ軸５、ネジナット７、及びスラストラジアルベアリング９から構成されている。
【００１８】
回転型モータ部１は、ステータ部１１とロータ部１３とによって構成されている。ステータ部１１は、さらにステータコア１５と、このステータコア１５に装着された巻線部１７とから構成されている。ステータコア１５は、ヨーク１５Ａの内周面に等間隔に配置された図示しない複数の磁極部を備えている。複数の磁極部の磁極面には、図示しない複数の小歯が形成されている。巻線部１７は、インシュレータ１８を介してステータコア１５の各磁極部に実装されている。複数の磁極部の磁極面には、図示しない複数の小歯が形成されている。また、ロータ部１３は、図示しない複数の小歯が外周に所定の角度のピッチでそれぞれ形成された２つのロータスタック１３Ａ及び１３Ｂと、ロータスタック１３Ａ及び１３Ｂの間に配置されて、それぞれの複数の小歯に異なる極性の磁極が現れるように厚み方向に着磁された永久磁石１３Ｃとから構成されている。
【００１９】
中空状回転軸３は、両端（一端３Ａ及び他端３Ｂ）が開口する開口部３Ｃ及び３Ｄを備える中空の円筒形状を有する。中空状回転軸３は、後述の出力用ネジ軸５が軸線に沿って内部を往復移動できる内径寸法を有している。また、中空状回転軸３の外周部３Ｅには、ロータ部１３を固定するための小径部３Ｆと、小径部３Ｆの径寸法よりも大きい径寸法を有しかつ後述のネジナット７のナット本体７Ａが嵌合される大径部３Ｇとを備えている。中空状回転軸３の小径部３Ｆには、ロータ部１３の２つのロータスタック１３Ａ及び１３Ｂが固定されている。中空状回転軸３は、小径部３Ｆがロータ部１３の内周面１３Ｄに嵌合されて、回転型モータ部１に取り付けられている。さらに、中空状回転軸３の他端３Ｂには、中空状回転軸３の他端３Ｂを回転可能に支持するボールベアリング４を嵌合するための段部３Ｈが形成されている。
【００２０】
出力用ネジ軸５は、中空状回転軸３と同軸的に配置されて、リニアアクチュエータの出力軸としてこの中空状回転軸３内を移動する。具体的には、出力用ネジ軸５は、ネジナット７に螺合され、中空状回転軸３の回転により軸線方向に往復直線運動する。
【００２１】
ネジナット７は、中空状回転軸３の開口部３Ｃ内に嵌合されるナット本体７Ａと、中空状回転軸３内に位置して出力用ネジ軸５と螺合するネジ部７Ｂと、このネジ部７Ｂと一体に設けられて中空状回転軸３の軸線方向の一端５Ａ側から径外方向に突出するフランジ部７Ｃとを備えている。
【００２２】
スラストラジアルベアリング９は、環状に構成された内輪９Ａ及び外輪９Ｂと、内輪９Ａ及び外輪９Ｂの間に配置された複数の転動体を備えている。スラストラジアルベアリング９は、中空状回転軸３が軸線方向（スラスト方向）に移動しないようにする構造を介して、中空状回転軸３の一端３Ａ側を回転自在に支持する。具体的には、スラストラジアルベアリング９の内輪９Ａが、中空状回転軸３の一端３Ａ側の大径部３Ｇに固定され、外輪９Ｂが中間ブラケット２７に固定されている。
【００２３】
本例のリニアアクチュエータでは、ロータ固定部１９とベアリング嵌合部２１とが組み合わされて中空状回転軸３が構成されている。ロータ固定部１９には、回転型モータ部１のロータ部１３が固定されている。ロータ固定部１９は、さらに、スラストラジアルベアリング９の内輪９Ａの一端側の端面９Ｃとは反対側の端面９Ｄと当接する当接部１９Ａを一体に有する構成を備えている。一方、ベアリング嵌合部２１には、外周部２１Ａにスラストラジアルベアリング９が嵌合され、内周部２１Ｂにネジナット７が固定されている。そして、ロータ固定部１９とベアリング嵌合部２１とが、中空状回転軸３の一端３Ａ側から中空状回転軸３の内部に挿入された状態で、ベアリング嵌合部２１及びロータ固定部１９内を軸線方向に延び且つ周方向に所定の間隔を開けて配置された複数本のネジ部材２３により締結されている。なおネジ部材２３は、少なくとも１本あればよい。ベアリング嵌合部２１は、スラストラジアルベアリング９の内輪９Ａの一端側の端面９Ｃと当接する当接部２１Ｃを一体に有するように構成されている。また、ネジナット７のフランジ部７Ｃは、ベアリング嵌合部２１の当接部２１Ｃに固定されている。
【００２４】
このようにロータ固定部１９とベアリング嵌合部２１とを組み合わせて中空状回転軸３を構成すると、ロックナットを用いることなく、中空状回転軸３の軸線方向の一端３Ａ側にスラストラジアルベアリング９を固定することができる。そのため、図１に示すリニアアクチュエータを用いることにより、製造コストを大幅に低減することができる。また、図１のリニアアクチュエータでは、ロックナットを用いない構造を採用するため、従来のリニアアクチュエータで問題となっていたロックナットの締め付け作業性等を考慮する必要がない。さらに、本例では、ベアリング嵌合部２１の当接部２１Ｃがスラストラジアルベアリング９の内輪９Ａの一端側の端面９Ｃと当接するため、ロックナットを用いなくても、中空状回転軸３とネジナット７との間にスラストラジアルベアリングを確実に固定することができる。特に、本例では、ベアリング嵌合部２１の当接部２１Ｃがスラストラジアルベアリング９の内輪９Ａの一端側の端面９Ｃを支持し、ロータ固定部１９の当接部１９Ａがスラストラジアルベアリング９の内輪９Ａの反対側の端面９Ｄを支持するため、ロータ固定部１９とベアリング嵌合部２１とを組み合わせた状態でスラストラジアルベアリング９が移動するのを阻止することができる。
【００２５】
図１の例では、さらに、第１のエンドブラケット２５、中間ブラケット２７及び第２のエンドブラケット２９が設けられている。第１のエンドブラケット２５は、ボールベアリング４を固定するように、ステータコア１５の一端側とは反対側に位置する他端側の端部１５Ｃに嵌合されている。具体的には、第１のエンドブラケット２５の内壁部２５Ａに一体に形成された円筒部２５Ｂと中空状回転軸３の段部３Ｈとの間に、ボールベアリング４が嵌合されている。なお、第１のエンドブラケット２５の側壁部２５Ｃには、回転型モータ部１に接続して回転型モータ部１に電力を供給するリード線１Ａを外部に引き出すための貫通孔２５Ｄが形成されている。
【００２６】
中間ブラケット２７は、ステータコア１５の一端側の端部１５Ｂに嵌合され、かつスラストラジアルベアリング９の外輪９Ｂに嵌合されている。図１の構成では、ステータコア１５の径方向外側の外周面の一端側の端部１５Ｄに段差１５Ｅが設けられており、この段差１５Ｅに中間ブラケット２７の一端側とは反対側に位置する他端側の端部２７Ｂが嵌合されている。また、中間ブラケット２７の内部には、さらにスラストラジアルベアリング９の外輪９Ｂの他端側の端部９Ｆと当接する第１の当接部２７Ｃと、スラストラジアルベアリング９の外輪９Ｂの一端側の端部９Ｅと当接する金属製のベアリング押さえ板３１と当接する第２の当接部２７Ｄが形成されている。
【００２７】
第２のエンドブラケット２９は、ネジナット７及び出力用ネジ軸５の一部を覆うように、出力用ネジ軸５が貫通する貫通孔２９Ａを備えて、中間ブラケット２７の一端側の端部２７Ａに嵌合されている。第２のエンドブラケット２９は、中間ブラケット２７の四隅に図示しない４本のネジを用いて固定されている。
【００２８】
このような構成により、スラストラジアルベアリング９は、ロータ固定部１９、ベアリング嵌合部２１、中間ブラケット２７及びベアリング押さえ板３１によって支持される。すなわち、スラストラジアルベアリング９の内輪９Ａ側がロータ固定部１９とベアリング嵌合部２１とにより支持された状態で、さらにスラストラジアルベアリング９の外輪９Ｂ側が中間ブラケット２７とベアリング押さえ板３１とにより支持されるため、スラストラジアルベアリング９の移動を確実に防ぐことができる。また、本例のようにロックナットを用いない構成を採用した場合でも、スラストラジアルベアリング９を確実に固定しながら、第１のエンドブラケット２５、ステータコア１５、中間ブラケット２７及び第２のエンドブラケット２９によってリニアアクチュエータ（ステッピングモータ）のケーシングを構成することができる。
【００２９】
図２は、本発明のリニアアクチュエータの他の実施の形態の構成を示す半部断面図である。なお図２では、図１のリニアアクチュエータの構成と共通する部分については、図１に付された符号の数に１００の数を加えた数を付して説明を省略する。この図２の構成では、ロータ固定部１１９とベアリング嵌合部１２１との間に継ぎ手部材１３３が配置されている。継ぎ手部材１３３は、ロータ固定部１１９の一端側の端部１１９Ｂが嵌合される第１の嵌合用凹部１３３Ａと、ベアリング嵌合部１２１の一端側とは反対側（端部１２１Ｃが形成された側と外周部１２１Ａを挟んで反対側）の端部１２１Ｄが嵌合される第２の嵌合用凹部１３３Ｂと、第１の嵌合用凹部１３３Ａに嵌合されたロータ固定部１１９（一端側の端部１１９Ｂ）と第２の嵌合用凹部１３３Ｂに嵌合されたベアリング嵌合部１２１（一端側とは反対側の端部１２１Ｄ）との間に位置する隔壁部１３３Ｃとを備えている。 ベアリング嵌合部１２１、継ぎ手部材１３３及びロータ固定部１１９は、ベアリング嵌合部１２１、継ぎ手部材１３３の隔壁部１３３Ｃ及びロータ固定部１１９内を軸線方向に延び且つ周方向に所定の間隔を開けて配置された複数本のネジ部材１２３により締結されている。このネジ部材１２３も少なくとも１本あればよい。この例のように、継ぎ手部材１３３を用いると、ロータ固定部１１９とベアリング嵌合部１２１との位置決めが容易になる。また、継ぎ手部材１３３を介してロータ固定部１１９とベアリング嵌合部１２１とを確実に組み立てることができるため、リニアアクチュエータを組み立てる順番のバリエーションを増やすことができる。
【００３０】
また、図２の構成では、継ぎ手部材１３３が、スラストラジアルベアリング１０９の内輪１０９Ａの一端側の端面１０９Ｃとは反対側の端面１０９Ｄと当接する当接部１３３Ｄを一体に有するように構成されている。継ぎ手部材１３３にこのような当接部１３３Ｄを設けることにより、スラストラジアルベアリング１０９の内輪１０９Ａの一端側の端面１０９Ｃがベアリング嵌合部１２１の当接部１２１Ｃに支持され、スラストラジアルベアリング１０９の内輪１０９Ａの反対側の端面１０９Ｄが継ぎ手部材１３３の当接部１３３Ｄに支持される。そのため、この他の一例のように継ぎ手部材１３３を用いた場合でも、ロータ固定部１１９とベアリング嵌合部１２１とを組み合わせた状態でスラストラジアルベアリング１０９が移動するのを阻止することができる。
【００３１】
図２の構成では、さらに、中間ブラケット１２７の他端側の端部１２７Ｂに、ステータコア１１５の内周面と接触する基準面１２７Ｅを備えた被嵌合部１２７Ｆが一体に設けられている。この基準面１２７Ｅは、中間ブラケット１２７の被嵌合部１２７Ｆがステータコア１１５内の図示しない磁極部（極歯）に接触しない程度にステータコア１１５の内周面１１５Ｆに接触する寸法に定められている。図２の構成のように、ステータコア１１５の内周面１１５Ｆ側でステータコア１１５と中間ブラケット１２７とを嵌合する嵌合構造を採用すると、中空状回転軸１０３の軸芯から径方向に最も近い場所でステータコア１１５と中間ブラケット１２７との位置決めをすることが可能になる。すなわち、図２の構成を用いることにより、図１に示した構成（中空状回転軸３の軸芯から径方向に最も離れた場所でステータコア１５と中間ブラケット２７との位置決めがなされる場合）に比べて、中空状回転軸１０３と出力用ネジ軸１０５との間で軸ずれを生じ難くすることができる。また、図２の構成を用いると、ステータコア１１５と中間ブラケット１２７との接触面を大きくすることができる。その結果、回転型モータ部１０１のモータ剛性を大きくすることができるため、振動及び騒音が小さくすることができる。
【００３２】
ここで、図２に示すリニアアクチュエータ（ステッピングモータ）を組み立てる方法の一例について順番に説明する。
【００３３】
（Ａ）ベアリング嵌合部１２１にスラストラジアルベアリング１０９を嵌合する。
【００３４】
（Ｂ）ベアリング嵌合部１２１及びスラストラジアルベアリング１０９に継ぎ手部材１３３を嵌合する。
【００３５】
（Ｃ）スラストラジアルベアリング１０９及び継ぎ手部材１３３に中間ブラケット１２７を嵌合する。
【００３６】
（Ｄ）ベアリング嵌合部１２１と中間ブラケット１２７との間にベアリング押さえ板１３１を嵌合する。
【００３７】
（Ｅ）ロータ固定部１１９にロータ部１１３を嵌合する。
【００３８】
（Ｆ）ロータ固定部１１９にロータ部１１３を固定した状態でさらにボールベアリング１０４を嵌合する。
【００３９】
（Ｇ）ネジ部材１２３によりベアリング嵌合部１２１、継ぎ手部材１３３及びロータ固定部１１９を締結する。
【００４０】
（Ｈ）第１のエンドブラケット１２５をステータ部１１１に嵌合して、図示しないネジ部材により固定する。
【００４１】
（Ｉ）出力用ネジ軸１０５をネジナット１０７に螺合した構造物を中空状回転軸１０３内に嵌合する。
【００４２】
（Ｊ）第２のエンドブラケット１２９を中間ブラケット１２７に固定する。
【００４３】
従来のリニアアクチュエータでは、リニアアクチュエータの主要部（回転モータ部、中空状回転軸、出力用ネジ軸、ネジナット、及びスラストラジアルベアリング）が組み合わされた完成品に近い段階でしか、ロックナットによるスラストラジアルベアリングの固定ができなかったため、リニアアクチュエータを組み立てる順番のバリエーションが限られていた。これに対して、図２のリニアアクチュエータを製造する場合は、回転型モータ部１０１を実装する時期に拘わらず（回転型モータ部１０１を実装する前でも後でも）、スラストラジアルベアリング１０９を固定することができるので、リニアアクチュエータ（ステッピングモータ）を組み立てる順番のバリエーションを増やすことができる。この効果は、図２の構成のように継ぎ手部材１３３を採用することによってはじめて実現することができる。
【００４４】
以上、本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で変更が可能であるのは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明によれば、ロータ固定部とベアリング嵌合部とを組み合わせて中空状回転軸を構成するため、ロックナットを用いることなく、中空状回転軸の軸線方向の一端側にスラストラジアルベアリングを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製造コストを大幅に低減することができる。また、ロックナットを用いない構造を採用するので、従来のリニアアクチュエータで生じていたロックナットの締め付け作業性等の問題を考慮する必要がなくなる。さらに、ロックナットを用いなくても、ベアリング嵌合部の当接部がスラストラジアルベアリングの内輪の一端側の端面と当接することにより、中空状回転軸とネジナットとの間にスラストラジアルベアリングを確実に固定することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１ 回転型モータ部
３ 中空状回転軸
５ 出力用ネジ軸
７ ネジナット
９ スラストラジアルベアリング
１１ ステータ部
１３ ロータ部
１５ ステータコア
１７ 巻線部
１９ ロータ固定部
２１ ベアリング嵌合部
２３ ネジ部材
２５ 第１のエンドブラケット
２７ 中間ブラケット
２９ 第２のエンドブラケット
３１ ベアリング押さえ板
１３３ 継ぎ手部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空状回転軸を有する回転型モータ部と、
前記中空状回転軸と同軸的に配置されて該中空状回転軸内を移動する出力用ネジ軸と、
前記中空状回転軸内に位置して前記出力用ネジ軸と螺合するネジ部と該ネジ部と一体に設けられて前記中空状回転軸の軸線方向の一端側から径外方向に突出するフランジ部とを備えたネジナットと、
前記中空状回転軸を前記一端側において回転自在に支持するスラストラジアルベアリングとを備えてなるリニアアクチュエータであって、
前記中空状回転軸は、前記回転型モータ部のロータが固定されるロータ固定部と、前記スラストラジアルベアリングが外周に嵌合され且つ前記ネジナットが固定されるベアリング嵌合部とが少なくとも組み合わされて構成されており、
前記ロータ固定部と前記ベアリング嵌合部とは、前記中空状回転軸の前記一端側から前記中空状回転軸の内部に挿入されて前記ベアリング嵌合部及び前記ロータ固定部内を軸線方向に延びる１以上のネジ部材により締結されており、
前記ベアリング嵌合部は、前記スラストラジアルベアリングの内輪の前記一端側の端面と当接する当接部を一体に有しており、
前記ネジナットの前記フランジ部が前記当接部に固定されていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項２】
前記ロータ固定部は前記スラストラジアルベアリングの内輪の前記一端側の端面とは反対側の端面と当接する当接部を一体に有している請求項１に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項３】
前記ロータ固定部と前記ベアリング嵌合部との間に継ぎ手部材が配置されており、
前記継ぎ手部材は、前記ロータ固定部の前記一端側の端部が嵌合される第１の嵌合用凹部と、前記ベアリング嵌合部の前記一端側とは反対側の端部が嵌合される第２の嵌合用凹部と、前記第１の嵌合用凹部に嵌合された前記ロータ固定部と前記第２の嵌合用凹部に嵌合された前記ベアリング嵌合部との間に位置する隔壁部とを備えており、
前記１以上のネジ部材が、前記ベアリング嵌合部、前記継ぎ手部材の前記隔壁部及び前記ロータ固定部内を軸線方向に延びて、前記ベアリング嵌合部、前記継ぎ手部材及び前記ロータ固定部が前記１以上のネジ部材により締結されている請求項１に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項４】
前記継ぎ手部材は、前記スラストラジアルベアリングの内輪の前記一端側の端面とは反対側の端面と当接する当接部を一体に有している請求項１に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項５】
前記回転型モータ部は、ステータコア及び前記ステータコアに装着された巻線部からなるステータ部と、前記ロータ固定部に固定されたロータ部とからなり、
前記ステータコアの前記一端側とは反対側に位置する他端側の端部に嵌合される第１のエンドブラケットと、
前記ステータコアの前記一端側の端部に嵌合されて前記スラストラジアルベアリングの外輪が嵌合される中間ブラケットと、
前記中間ブラケットの前記一端側の端部に嵌合され前記出力用ネジ軸が貫通する第２のエンドブラケットとを備え、
前記中間ブラケットの内部には前記スラストラジアルベアリングの外輪の前記他端側の端部と当接する第１の当接部と、前記スラストラジアルベアリングの外輪の前記一端側の端部と当接するベアリング押さえ板と当接する第２の当接部とが設けられている請求項１〜４のいずれか１項に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項６】
前記中間ブラケットの前記他端側の端部には、前記ステータコアの内周面と接触する基準面を備えた被嵌合部が一体に設けられている請求項５に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項１】
中空状回転軸を有する回転型モータ部と、
前記中空状回転軸と同軸的に配置されて該中空状回転軸内を移動する出力用ネジ軸と、
前記中空状回転軸内に位置して前記出力用ネジ軸と螺合するネジ部と該ネジ部と一体に設けられて前記中空状回転軸の軸線方向の一端側から径外方向に突出するフランジ部とを備えたネジナットと、
前記中空状回転軸を前記一端側において回転自在に支持するスラストラジアルベアリングとを備えてなるリニアアクチュエータであって、
前記中空状回転軸は、前記回転型モータ部のロータが固定されるロータ固定部と、前記スラストラジアルベアリングが外周に嵌合され且つ前記ネジナットが固定されるベアリング嵌合部とが少なくとも組み合わされて構成されており、
前記ロータ固定部と前記ベアリング嵌合部とは、前記中空状回転軸の前記一端側から前記中空状回転軸の内部に挿入されて前記ベアリング嵌合部及び前記ロータ固定部内を軸線方向に延びる１以上のネジ部材により締結されており、
前記ベアリング嵌合部は、前記スラストラジアルベアリングの内輪の前記一端側の端面と当接する当接部を一体に有しており、
前記ネジナットの前記フランジ部が前記当接部に固定されていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項２】
前記ロータ固定部は前記スラストラジアルベアリングの内輪の前記一端側の端面とは反対側の端面と当接する当接部を一体に有している請求項１に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項３】
前記ロータ固定部と前記ベアリング嵌合部との間に継ぎ手部材が配置されており、
前記継ぎ手部材は、前記ロータ固定部の前記一端側の端部が嵌合される第１の嵌合用凹部と、前記ベアリング嵌合部の前記一端側とは反対側の端部が嵌合される第２の嵌合用凹部と、前記第１の嵌合用凹部に嵌合された前記ロータ固定部と前記第２の嵌合用凹部に嵌合された前記ベアリング嵌合部との間に位置する隔壁部とを備えており、
前記１以上のネジ部材が、前記ベアリング嵌合部、前記継ぎ手部材の前記隔壁部及び前記ロータ固定部内を軸線方向に延びて、前記ベアリング嵌合部、前記継ぎ手部材及び前記ロータ固定部が前記１以上のネジ部材により締結されている請求項１に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項４】
前記継ぎ手部材は、前記スラストラジアルベアリングの内輪の前記一端側の端面とは反対側の端面と当接する当接部を一体に有している請求項１に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項５】
前記回転型モータ部は、ステータコア及び前記ステータコアに装着された巻線部からなるステータ部と、前記ロータ固定部に固定されたロータ部とからなり、
前記ステータコアの前記一端側とは反対側に位置する他端側の端部に嵌合される第１のエンドブラケットと、
前記ステータコアの前記一端側の端部に嵌合されて前記スラストラジアルベアリングの外輪が嵌合される中間ブラケットと、
前記中間ブラケットの前記一端側の端部に嵌合され前記出力用ネジ軸が貫通する第２のエンドブラケットとを備え、
前記中間ブラケットの内部には前記スラストラジアルベアリングの外輪の前記他端側の端部と当接する第１の当接部と、前記スラストラジアルベアリングの外輪の前記一端側の端部と当接するベアリング押さえ板と当接する第２の当接部とが設けられている請求項１〜４のいずれか１項に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項６】
前記中間ブラケットの前記他端側の端部には、前記ステータコアの内周面と接触する基準面を備えた被嵌合部が一体に設けられている請求項５に記載のリニアアクチュエータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−９６４４１（Ｐ２０１３−９６４４１Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３７２０１（Ｐ２０１１−２３７２０１）
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００１８００２５）山洋電気株式会社 (170)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００１８００２５）山洋電気株式会社 (170)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]