特許 6768144 リニアアクチュエータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6768144

(24)【登録日】2020年9月24日

(45)【発行日】2020年10月14日

(54)【発明の名称】リニアアクチュエータ

(51)【国際特許分類】

   F16H 25/20 20060101AFI20201005BHJP

   H02K 7/06 20060101ALI20201005BHJP

【ＦＩ】

   F16H25/20 E

   H02K7/06 A

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2019-507679(P2019-507679)

(86)(22)【出願日】2018年3月20日

(86)【国際出願番号】JP2018010929

(87)【国際公開番号】WO2018174039

(87)【国際公開日】20180927

【審査請求日】2020年1月9日

(31)【優先権主張番号】特願2017-54123(P2017-54123)

(32)【優先日】2017年3月21日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】稲垣 正明

【審査官】 岡本 健太郎

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第７４０８２７７（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】 特開平１０−３２２９６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１５５２７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ ２５／２０

Ｈ０２Ｋ ７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハウジングと、
前記ハウジングに回転可能な状態で保持されたロータと、
前記ロータの回転に伴って前記ロータの回転方向とは異なる軸方向に移動可能な出力軸と、
前記ハウジングに設けられた前記軸方向に延在する空間に配置され、前記軸方向と交差する第１の面を有する回り止め部材であって、前記空間の内部を前記軸方向に摺動可能であり、前記出力軸に固定された前記回り止め部材と
を備え、
前記ハウジングには、前記回り止め部材の前記第１の面が接触可能な第２の面が設けられ、
前記回り止め部材は、筒形状を有し、
前記筒形状の外周面が前記空間の内周面に摺動可能な状態とされ、
前記軸方向から見た前記回り止め部材の形状は、前記出力軸を回転中心とした３６０°以外の回転に対して非対称な形状を有するリニアアクチュエータ。

【請求項2】

前記回り止め部材の外周面は、
第１の曲率を有する第１の曲面と、
第２の曲率を有する第２の曲面と、
前記第１の曲面と前記第２の曲面とを直接、あるいは段差を介してつなぐ２つの平面とにより構成されている請求項１に記載のリニアアクチュエータ。

【請求項3】

前記回り止め部材は、樹脂により構成され、
前記出力軸には、前記軸方向に交差する方向に貫通した孔が設けられ、
前記回り止め部材を構成する前記樹脂が前記孔の内部に充填された状態で、前記回り止め部材が前記出力軸に固定され、
前記孔の向きと前記非対称な形状とに特定の関係がある請求項１または２に記載のリニアアクチュエータ。

【請求項4】

前記ロータは第１のねじ構造を備え、
前記出力軸は前記第１のねじ構造と噛み合った第２のねじ構造を備え、
前記出力軸における前記回り止め部材の位置と、
前記第１のねじ構造と前記第２のねじ構造における歯の噛合い位置との関係が特定の関係に設定されている請求項１乃至３のいずれか一項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、リニアアクチュエータに関する。

【背景技術】

【0002】

ロータの回転を出力軸の直線運動に変換する構造のリニアアクチュエータが知られている（例えば、特許文献１参照）。上記のリニアアクチュエータでは、出力軸が軸方向に移動可能で、且つ、回転できない構造とする必要がある。この構造に関して、特許文献１では、出力軸にストップピンを装着し、ストップピンが筐体側の溝の中を摺動する構造が採用されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−２４３６０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に記載された技術では、ストップピンがハウジングのフランジ部分内側に接触することで、出力軸がそれ以上突出できなくなる。この状態において、ストップピンはハウジングのフランジ内側の部分に線接触する。このため、使用を重ねるに従いストップピンが上記のフランジ内側に食い込み、当該フランジ内側の部分の変形や摩耗が生じる。この結果、出力軸の可動範囲にずれが生じ、リニアアクチュエータとしての精度が低下する。

【0005】

上記問題を解決する方法として、金属製のワッシャをストップピンとフランジ内側の位置に配置する方法があるが、部品点数の増加、ワッシャとストップピンの接触に伴う異音の発生、緩和されるとはいえ上記の線接触に起因するワッシャの変形や摩耗の問題がある。

【0006】

また、別の問題として、ストッピンがハウジング内側の溝内を摺動する際に、棒状のストップピンが溝の内側に点接触し、このストップピンによって溝の内側が削られる問題がある。ストップピンが摺動する溝の内側が削られると、その削られた分、出力軸が回転できるクリアランスが生じる。このクリアランスは、モータの回転角が出力軸の進出長に正確に反映されない要因となり、リニアアクチュエータの精度が低下する。

【0007】

このような背景において、本発明は、ロータの回転を出力軸の直線運動に変換する構造のリニアアクチュエータにおいて、出力軸の回転を防止し、且つ、軸方向に可動させる構造における出力軸の可動精度を高くできる技術の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、ハウジングと、前記ハウジングに回転可能な状態で保持されたロータと、前記ロータの回転に伴って前記ロータの回転方向とは異なる軸方向に移動可能な出力軸と、前記ハウジングに設けられた前記軸方向に延在する空間に配置され、前記軸方向と交差する第１の面を有する回り止め部材であって、前記空間の内部を前記軸方向に摺動可能であり、前記出力軸に固定された前記回り止め部材とを備え、前記ハウジングには、前記回り止め部材の前記第１の面が接触可能な第２の面が設けられたリニアアクチュエータである。

【0009】

本発明において、前記回り止め部材は、筒形状を有し、前記筒形状の外周面が前記空間の内周面に摺動可能な状態とされ、前記軸方向から見た前記回り止め部材の形状は、前記出力軸を回転中心とした３６０°以外の回転に対して非対称な形状を有する形態が挙げられる。

【0010】

本発明において、前記回り止め部材の外周面は、第１の曲率を有する第１の曲面と、第２の曲率を有する第２の曲面と、前記第１の曲面と前記第２の曲面とを直接、あるいは段差を介してつなぐ２つの平面とにより構成されている形態が挙げられる。

【0011】

本発明において、前記回り止め部材は、樹脂により構成され、前記出力軸には、前記軸方向に交差する方向に貫通した孔が設けられ、前記回り止め部材を構成する前記樹脂が前記孔の内部に充填された状態で、前記回り止め部材が前記出力軸に固定され、前記孔の向きと前記非対称な形状とに特定の関係がある形態が挙げられる。

【0012】

本発明において、前記ロータは第１のねじ構造を備え、前記出力軸は前記第１のねじ構造と噛み合った第２のねじ構造を備え、前記出力軸における前記回り止め部材の位置と、前記第１のねじ構造と前記第２のねじ構造における歯の噛合い位置との関係が特定の関係に設定されている形態が挙げられる

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、ロータの回転を出力軸の直線運動に変換する構造のリニアアクチュエータにおいて、出力軸の回転を防止し、且つ、軸方向に可動させる構造における出力軸の可動精度を高くできる技術が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施形態のリニアアクチュエータの斜視図である。

【図2】実施形態のリニアアクチュエータの分解斜視図である。

【図3】実施形態のリニアアクチュエータの断面図である。

【図4A】実施形態におけるボビンの斜視図である。

【図4B】実施形態における他のボビンの斜視図である。

【図5A】実施形態におけるステータ構造体にフロントプレート装着した状態を示す斜視図である。

【図5B】実施形態におけるステータ構造体にフロントプレート装着した状態を示す正面図である。

【図6A】実施形態のフロントハウジングの斜視図である。

【図6B】実施形態のフロントハウジングの正面図である。

【図7A】回り止め部材を装着したシャフトの斜視図である。

【図7B】回り止め部材を装着したシャフトの側断面図である。

【図8】回り止め部材を固定したシャフトの断面図である。

【図9】ハウジングを構成する内側柱状空間の拡大図である。

【図10】回り止め部材を装着したシャフトの側断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

（構成）
図１には、実施形態のリニアアクチュエータ１００が示されている。図２には、リニアアクチュエータ１００の斜視分解図が示されている。図３には、リニアアクチュエータ１００の断面図（軸に沿って切断した断面の図）が示されている。

【0016】

リニアアクチュエータ１００は、軸方向に端面１１５ａを有するステータヨーク１１５と、ステータヨーク１１５の内側に配置され、コイル１１１が巻かれたボビン１１３（図４Ａ参照）と、ステータヨーク１１５の端面１１５ａに固定されたフロントプレート１２０と、フロントプレート１２０と結合したフロントハウジング１５０とを備え、ボビン１１３にはフロントプレート１２０に設けられた孔１２１（図２，図５Ａ参照）に挿入されるボス部１４が設けられ、フロントハウジング１５０にはフロントプレート１２０に設けられた孔１２３に挿入されるボス部１５２（図６Ａ及び図６Ｂ参照）が設けられ、ボス部１５２の先端がステータヨーク１１５の端面１１５ａに接触している構造を有する。なお、軸方向というのは、図のＺ軸の方向であり、後述するシャフト１４０の延在方向として定義される。

【0017】

以下、リニアアクチュエータ１００について詳細に説明する。図２に示すように、リニアアクチュエータ１００は、ステータ構造体１１０、フロントプレート１２０、ロータ１３０、シャフト１４０、フロントハウジング１５０、先端部１４２を有している。

【0018】

ステータ構造体１１０は、略円筒形状を有し、クローポール型のステッピングモータのステータ構造を有している。ステータ構造体１１０は、コイル１１１および１１２（図３参照）、ボビン１１３および１１４、電磁鋼板等の軟磁性金属材料で構成されたステータヨーク１１５，１１７およびステータヨーク１１６および１１８を備え、内部の隙間に樹脂１１９（図３，図５Ａ参照）が充填され一体化されている。ここで、ステータヨーク１１５と１１７が組となり第１のクローポール型モータのステータヨークを構成し、ステータヨーク１１６と１１８が組となり第２のクローポール型モータのステータヨークを構成する。一般にステータヨーク１１５と１１６が外ヨーク、ステータヨーク１１７と１１８が内ヨークと呼ばれる。

【0019】

コイル１１１は、界磁コイルを構成し、樹脂製のボビン１１３（図４Ａ参照）に巻かれている。コイル１１１が巻かれたボビン１１３は、ステータ構造体１１０（ステータヨーク１１５）の内側に収納されている。ボビン１１３は、樹脂を用いた射出成法により製造されており、円筒部１１（図４Ａ参照）、円筒部１１の軸方向両端の縁から径外側方向に延在したフランジ部１２，１３を備えている。

【0020】

一方のフランジ部１２には、軸方向に突出する突状の部分である３つのボス部１４が設けられている。ボス部１４は、等角度間隔（１２０°毎）の位置に設けられている。ボス部１４は、射出成形法によりボビン１１３と同時にボビン１１３の一部として形成されている。ボビン１１３の上部には、端子ピン１２５（図３参照）を固定する穴１５が形成されている。穴１５に固定された端子ピン１２５（図３参照）にコイル１１１から引き出されたリード線が接続される。

【0021】

ステータヨーク１１５は、外側円筒部、内側歯部、外側円筒部と内側歯部をつなぐ板状の平板リング部（この平板リング部の裏面がステータヨーク１１５の端面１１５ａである）を有している。上記外側円筒部と内側歯部の間にコイル１１１が巻かれたボビン１１３が収容されている。ステータヨーク１１５の内側歯部は、軸方向（エンドハウジング１７０の方向）に延在する複数の第１の歯１１５ｂ（図３，図５Ａ参照）を有している。

【0022】

ステータヨーク１１７は、ステータヨーク１１５と組みとなる部材であり、板状の平板リング部、この平板リング部の内縁から軸方向に延在する複数の第２の歯１１７ｂ（図５Ａ参照：図３では見えていない）を備えている。図５Ａに示すように、複数の第１の歯１１５ｂと複数の第２の歯１１７ｂは、互いに逆方向に延在し、且つ、互い違いに隙間を有した状態で噛合う位置関係とされている。この点は、通常のクローポール型のモータの場合と同じである。第１の歯１１５ｂと第２の歯１１７ｂの隙間は、ステータ構造体１１０の内部に充填された樹脂１１９により埋められている。

【0023】

ボビン１１４も樹脂製であり、コイル１１２が巻かれている。ステータヨーク１１６と１１８は、ステータヨーク１１５の側と同様に、内周側において、複数の歯が互い違いに隙間を有した状態で噛合う位置関係の構造を有している。ステータヨーク１１６の歯とステータヨーク１１８の歯の間は、ステータ構造体１１０の内部に充填された樹脂１１９により埋められている。

【0024】

ステータヨーク１１５の端面１１５ａには、ボビン１１３のボス部１４が挿入され貫通する３つの孔１１５ｃ（図３参照）が設けられ、この３つの孔１１５ｃにボス部１４が挿入されている。孔１１５ｃに挿入されたボス部１４の先端は、孔１１５ｃからフロントハウジング１５０の側に突出している。

【0025】

図５Ａおよび図５Ｂには、ステータヨーク１１５（ステータ構造体１１０）にフロントプレート１２０を取りつけた状態が示されている。フロントプレート１２０は、金属製であり、ステータヨーク１１５に溶接により固定されている。

【0026】

フロントプレート１２０は、ステータヨーク１１５から軸方向に突出した３つのボス部１４が嵌る３つの孔１２１が設けられている。３か所のボス部１４が３か所の孔１２１に嵌ることで、ステータヨーク１１５に対するフロントプレート１２０の位置決めが行われている。

【0027】

フロントプレート１２０は、先端に開口１２２ａのある固定用腕部１２２を３か所に備えている。固定用腕部１２２は、フロントプレート１２０とフロントハウジング１５０とを結合させる部材であり、フロントプレート１２０にフロントハウジング１５０を支持させる支持部として機能する。図１に示すように、固定用腕部１２２を変形させてフロントハウジング１５０の突起１５１に開口１２２ａ（図２参照）を係合させることで、フロントプレート１２０がフロントハウジング１５０に結合している。

【0028】

フロントハウジング１５０の斜視図を図６Ａに、正面図を図６Ｂにそれぞれ示す。フロントハウジング１５０は、樹脂製であり、射出成形法によって形成されている。フロントハウジング１５０には、軸方向に突出する突状の部分である３つのボス部１５２が設けられている。ボス部１５２は、樹脂を用いた射出成形法により製造されるが、この製造時にボス部１５２もフロントハウジング１５０の一部として同時に形成される。

【0029】

ボス部１５２は、フロントプレート１２０に設けられた孔１２３に挿入され、孔１２３の内側を通過している。孔１２３の底の部分はステータヨーク１１５の軸方向の端面１１５ａが露呈しており（図５Ａ参照）、ボス部１５２の先端がステータヨーク１１５の軸方向の端面１１５ａに接触する。この構造により、フロントハウジング１５０とステータ構造体１１０との軸方向における相対位置関係が決められている。なお、ボビン１１３に設けられたボス部１４の突出長は、その先端がフロントハウジング１５０と接触しない寸法に設定されている。この例で、孔１２１から先端が突出しない寸法にボス部１４のボビン１１３端面からの突出長が設定されている。

【0030】

図２および図３に示すように、ステータ構造体１１０の内側には、ロータ１３０が回転可能な状態で保持されている。ロータ１３０は、内側円筒部材１３１、内側円筒部材１３１の外側に固定された円筒形状のロータマグネット１３２、内側円筒部材１３１の内側に固定された内周に雌ねじ構造が形成された円筒形状の雌ねじ１３３を有している。ロータマグネット１３２は、周方向に沿って交互にＮＳＮＳ・・と着磁された永久磁石である。雌ねじ１３３は、細長い円柱形状のシャフト１４０の外周に形成された雄ねじ構造１４１に噛合っている。

【0031】

ロータ１３０を構成する内側円筒部材１３１は、玉軸受１３４，１３５により回転自在な状態で保持されている。より詳細には、玉軸受１３４の外輪は、ステータヨーク１１６に固定されたエンドハウジング１７０に固定されており、玉軸受１３４の内輪は、ロータ１３０を構成する内側円筒部材１３１に固定されている（玉軸受１３４の外輪は、エンドハウジング１７０に接触しているが、ロータ１３０には接触していない）。玉軸受１３５の外輪は、フロントハウジング１５０に固定されており、玉軸受１３５の内輪は、ロータ１３０を構成する内側円筒部材１３１に固定されている（玉軸受１３５の外輪は、フロントハウジング１５０に接触しているが、ロータ１３０には接触していない）。すなわち、ロータ１３０は、エンドハウジング１７０とフロントハウジング１５０に対して玉軸受１３４，１３５により回転自在な状態で保持されている。

【0032】

シャフト１４０の先端には、先端部１４２がピン１４４によって固定されている。図７Ａ及び図７Ｂには、出力軸となるシャフト１４０が示されている。シャフト１４０には、回り止め部材１４３が固定されている。回り止め部材１４３は、略筒形状を有し、樹脂製で射出成形によりシャフト１４０に一体成型により組み付けられている。シャフト１４０には、軸方向に垂直な方向に貫通する孔１４０ａが設けられ、この孔１４０ａの中に回り止め部材１４３を構成する樹脂１４３ｄが入り込むように、回り止め部材１４３が形成されている。こうすることで、簡素な構造でありながら、シャフト１４０に回り止め部材１４３が強固に固定される。
なお、回り止め部材１４３を構成する材料は樹脂に限られたものではなく、例えば、図１０において後述する焼結部材であっても構わない。

【0033】

回り止め部材１４３の軸方向における一方側の端部が面状の端面１４３ｂ（第１の面）とされており、他方側の端部が端面１４３ｃとされている。端面１４３ｂ、１４３ｃは、軸方向に垂直な平面である。この構造では、端面１４３ｂが内側フランジ部１５４の接触面１５４ａ（第２の面）に接触することで、シャフト１４０がそれ以上フロントハウジング１５０から突出しない状態となる。端面１４３ｂに軸方向で対向する内側フランジ部１５４の接触面１５４ａも軸方向に垂直な平面であり、上記の端面１４３ｂと内側フランジ部１５４の接触面１５４ａとの接触は面での接触となる。

【0034】

図７Ｂには、シャフト１４０に取りつけられた状態の回り止め部材１４３の軸方向に垂直な断面の形状が示されている。図８には、軸方向から見た回り止め部材１４３の形状が、シャフト１４０を回転中心とした３６０°以外の回転に対して非対称な形状の一例が示されている。この例における回り止め部材１４３の外周面は、上側曲面１６１、下側曲面１６２、上側曲面１６１と下側曲面１６２をつなぐ２つの側面１６３，１６４により構成されている。上側曲面１６１と下側曲面１６２は、曲率が異なる円筒曲面の一部であり、側面１６３，１６４は平面である。

【0035】

ここで、側面１６３，１６４と下側曲面１６２とは直接、側面１６３，１６４と上側曲面１６１とは段差を介して、それぞれつながっている。なお、下側曲面１６２及び上側曲面１６１の双方ともが側面１６３，１６４と直接つながって、側面１６３と側面１６４とが平行になっていなくても構わない。その場合には、後述する柱状空間１５３の内面の断面形状を、回り止め部材１４３の断面形状に対応した形状とすればよい。

【0036】

フロントハウジング１５０は、軸方向に延在する円筒部１５６を有し、円筒部１５６の内側には、シャフト１４０および回り止め部材１４３が収まる柱形状の空間である柱状空間１５３が設けられている。柱状空間１５３は、軸方向に垂直な断面が、回り止め部材１４３の断面形状に対応した形状に設定されている。図９には、軸方向から見た柱状空間１５３の断面の形状が示されている。図９に示すように、軸方向から見た柱状空間１５３の内面は、上側曲面１７１、下側曲面１７２、上側曲面１７１と下側曲面１７２をつなぐ平面である２つの側面１７３，１７４で構成されている。

【0037】

上側曲面１７１は、回り止め部材１４３の上側曲面１６１に摺動可能な状態で接触する、あるいは上側曲面１７１と上側曲面１６１とは、所定の間隔を隔てて離間している。下側曲面１７２は、回り止め部材１４３の下側曲面１６２に摺動可能な状態で接触する、あるいは上側曲面１７２と上側曲面１６２とは、所定の間隔を隔てて離間している。側面１７３は、回り止め部材１４３の側面１６３に摺動可能な状態で接触する。側面１７４は、回り止め部材１４３の側面１６４に摺動可能な状態で接触する。すなわち、回り止め部材１４３の寸法と柱状空間１５３の寸法は、回り止め部材１４３が柱状空間１５３内で回転できず、且つ、摺動しつつ軸方向に移動できる関係に設定されている。

【0038】

側面１７３と側面１６３の接触および側面１７４と側面１６４の接触の状態には、面接触となる第１の場合とそうでない第２の場合とがある。第１の場合、側面１７３と側面１６３は面接触し、両者は相対的に摺動可能な状態にある。同様に、側面１７４と側面１６４は面接触し、両者は相対的に摺動可能な状態にある。この場合、高い寸法精度が要求される。

【0039】

第２の場合、側面１７３と側面１６３の間、および側面１７４と側面１６４の間には、数μｍ〜数十μｍ幅程度の僅かな隙間が設けられ、柱状空間１５３に対して、回り止め部材１４３が移動可能な状態が実現される。この場合、回転しようとする回り止め部材１４３の外周面と柱状空間１５３の内周面とは、面の縁の部分での接触となるので、基本的に線接触となる。

【0040】

上側曲面１６１の曲率と下側曲面１６２の曲率は異なる値に設定されている。これに対応して、上側曲面１７１の曲率と下側曲面１７２の曲率も異なる。この構造では、上側曲面１６１と１７１が対向し、下側曲面１６２と１７２が対向した状態でないと、回り止め部材１４３が柱状空間１５３内に収容できない。

【0041】

フロントハウジング１５０からは、柱状空間１５３の一部を構成する円筒部１５６が延在しており、円筒部１５６の先端には内側フランジ部１５４が形成されている。内側フランジ部１５４の中心には孔が設けられ、この孔から出力軸であるシャフト１４０が外部に突出している。柱状空間１５３の一端側（図３の左側）は、内側フランジ部１５４で定義され、他端側（図３の右側）は、玉軸受１３５が収容される軸受収容空間１３５aで定義されている。軸受収容空間１３５aには、フロントハウジング１５０に形成された溝１５５が形成されている。この溝１５５は、玉軸受１３５の内輪の端面（図３の左側）が、フロントハウジング１５０に接触しないように、フロントハウジング１５０に形成されている。先端部１４２の外側方向（図３の左方向）への稼働範囲は、回り止め部材１４３が柱状空間１５３の内側フランジ部１５４に当たる事で決まり、内側方向（図３の右方向）への可動範囲は、先端部１４２が柱状空間１５３の内側フランジ部１５４に当たる事で決まる。

【0042】

（動作）
コイル１１１と１１２に電流を流すと、ステータヨーク１１５とステータヨーク１１７の歯の間、すなわち図５Ａにおける複数の第１の歯１１５ｂと複数の第２の歯１１７ｂの間に周方向の成分を有する磁界が発生する。また、同様にステータヨーク１１６とステータヨーク１１８の歯の間に周方向の成分を有する磁界が発生する。そして上記の駆動電流の正負を特定のタイミングで切り替えると上記の磁界の向きが周期的に切り替わり、ロータマグネット１３２を回転させる駆動力が発生する。

【0043】

上記の駆動力によりロータ１３０と雌ねじ１３３が一体となって回転する。ここで、シャフト１４０は回り止め部材１４３によって回転できず、他方で軸方向には移動可能であるので、雌ねじ１３３が回転することで、雌ねじ１３３と噛み合った雄ねじ構造１４１を有するシャフト１４０は、軸方向に進退する。シャフト１４０の移動方向は、ロータ１３０の回転方向によって決まる。シャフト１４０が軸方向に動くことで、先端部１４２が軸方向に動く。

【0044】

（特徴的な構造１）
リニアアクチュエータ１００は、フロントハウジング１５０と、フロントハウジング１５０に回転可能な状態で保持され、内側に雌ねじ１３３を有した筒形状のロータ１３０と、雌ねじ１３３と噛み合った雄ねじ構造を外周に備えたシャフト１４０と、フロントハウジング１５０に設けられた軸方向に延在する柱状空間１５３に納められ、フロントハウジング１５０に対して回転できず、且つ、柱状空間１５３の内部を軸方向（Ｚ軸方向）に摺動可能であり、シャフト１４０に固定された回り止め部材１４３とを備え、フロントハウジング１５０には、回り止め部材１４３の軸方向における端面１４３ｂが接触可能な接触面１５４ａが設けられ、シャフト１４０の突出が最大となった状態で、回り止め部材１４３の軸方向における端面１４３ｂがフロントハウジング１５０の接触面１５４ａに面接触する。

【0045】

上記構造では、シャフト１４０が最大伸長時に回り止め部材１４３とフロントハウジング１５０の内側フランジ部１５４とが面接触するので、接触部分の摩耗や変形の発生が抑制される。なお、本実施形態の構造では、回り止め部材１４３と内側フランジ部１５４との間の耐久性を上げるためのワッシャは不要であるが、当該ワッシャの利用を排除するものではない。

【0046】

（特徴的な構造２）
回り止め部材１４３は、全体として筒形状を有し、この筒形状の外周面が柱状空間１５３の内周面に対して相対的に摺動可能な状態とされ、軸方向から見た回り止め部材１４３の形状は、シャフト１４０を回転中心とした３６０°の回転に対して対称で、３６０°以外の回転に対して非対称な形状を有する。特に、前記回り止め部材１４３の外周面は、第１の曲率を有する上側曲面１６１と、上側曲面１６１と曲率が異なる第２の曲率を有する下側曲面１６２と、上側曲面１６１と下側曲面１６２とを直接乃至段差を介してつなぐ２つの平面１６３，１６４とにより構成されている。

【0047】

上記の構造では、シャフト１４０の軸方向への進退時に回り止め部材１４３の外周面と、円筒部１５６の内周面（柱状空間１５３の内周面）とが接触し、この状態で回り止め部材１４３が円筒部１５６の内周面に対して摺動する。この際の接触は、面接触または線接触であり、当該摺動の際に、特定の部分に強い力が加わることがなく、円筒部１５６の内周面および回り止め部材１４３の一方または両方に摩耗が生じ難い。このため、円筒部１５６と回り止め部材１４３の間の摩耗に起因する隙間が生じ難い。この隙間が生じると、僅かであるが回り止め部材１４３の回転が許容され、リニアアクチュエータとしての精度が低下する。しかしながら、上記構成によれば、上記の隙間の発生が抑制されるので、精度の低下が抑えられる。

【0048】

例えば、側面１７３と側面１６３の間、および側面１７４と側面１６４の間の状態が面接触または面接触とみなせる場合、接触面積が大きいので、上述した円筒部１５６の内周面および回り止め部材１４３の一方または両方に摩耗が生じ難い。

【0049】

また、側面１７３と側面１６３の間、および側面１７４と側面１６４の間に隙間が設けられている場合、側面１７３と側面１６３および側面１７４と側面１６４とは基本的に線接触となるが、従来のストップピンによるハウジング内側への点による接触に比較すれば、接触面積は大きく、円筒部１５６の内周面および回り止め部材１４３の一方または両方における摩耗が抑えられる。

【0050】

（特徴的な構造３）
回り止め部材１４３は、樹脂により構成され、シャフト１４０には、軸に垂直な方向に貫通した孔１４０ａが設けられ、回り止め部材１４３を構成する樹脂が孔１４０ａの内部に充填された状態で、回り止め部材１４３がシャフト１４０に固定され、孔１４０ａの向きと回り止め部材１４３の非対称な形状とに特定の関係がある。

【0051】

軸方向から見た回り止め部材１４３の形状が上下非対称であるので、柱状空間１５３への挿入時における回り止め部材１４３の上下（Ｙ軸）方向の向きが一義的に決まる。つまり、回り止め部材１４３は、上下でひっくり返して（軸回りに１８０°回転させて）柱状空間１５３に挿入することはできない。すなわち、シャフト１４０を柱状空間１５３へ挿入する際に、予め決められた方向とは異なる方向にシャフト１４０が柱状空間１５３に挿入されてしまうという心配がない。

【0052】

仮に、シャフト１４０に取りつけた状態で回り止め部材１４３を上下でひっくり返して柱状空間１５３に挿入できる場合、雄ねじ構造１４１のねじ山半ピッチ分のずれが生じる。つまり、組み立て方によっては、ねじ山半ピッチ分の設定誤差が生じる。０．１ｍｍ単位といった精密な制御が要求される場合、上記の設定誤差が無視できない。図８の構造では、柱状空間１５３に挿入する際の上下の方向の向きが一義的に決まるので、上記のねじ山半ピッチ分の設定誤差が生じる問題が生じない。また、上記非対称な形状は、孔の向きで決まるので、孔の向きにより、このシャフトの回転位置が決まり、組み立て時の誤差の発生が抑えられる。

【0053】

（特徴的な構造４）
回り止め部材１４３がフロントハウジング１５０（内側フランジ部１５４）の接触面１５４ａに接触した状態において、シャフト１４０における回り止め部材１４３の位置と、雄ねじ構造１４１と雌ねじ１３３における歯の噛合い位置との関係が特定の関係に設定されている。

【0054】

上述したように、回り止め部材１４３を取り付けたシャフト１４０の軸回りの回転位置が一義的であるので、回り止め部材１４３がフロントハウジング１５０の接触面１５４ａに接触した状態において、雄ねじ構造１４１と雌ねじ１３３における歯の噛合い位置と軸方向における回り止め部材１４３の位置の関係を精密に決めることができる。

【0055】

上記の優位性を具体的な例を挙げて説明する。本発明の基本構造を有するリニアアクチュエータの位置決め精度を追求した形態として、先端部１４２が特定の位置にある場合に、ステータヨークの歯（１１５ｂ、１１７ｂ）とロータマグネット１３２の磁極の位置を一致させた構造とする形態がある。この場合、各部の設計パラメータを調整し、組み上げた際に上記の条件が満たされるようにする。

【0056】

この際、回り止め部材１４３の上下をひっくり返しても、つまり１８０°回転させても柱状空間１５３に挿入できると、上記の設定に雄ネジ構造１４１のネジ山半ピッチ分の設定誤差が生じる。つまり、同じ製造条件であっても、位置決め精度に雄ネジ構造１４１のネジ山半ピッチ分の差があるものが含まれてしまう。

【0057】

これに対して、本実施形態の回り止め部材１４３を取り付けたシャフト１４０の軸回りの回転位置が一義的である構造では、上記ネジ山半ピッチ分の差が生じず、高い位置決め精度を持った製品が製造できる。

【0058】

（その他）
図１０には、シャフト１４０に回り止め部材１６０をピン１６１により固定した構造の例が示されている。ここで、回り止め部材１６０の外形形状は、回り止め部材１４３と同じである。回り止め部材１６０を構成する材料は、焼結部材である。

【0059】

シャフト１４０を回転中心とした３６０°以外の回転に対して非対称な形状としては、台形や、三角形、五角形、七角形等の奇数角形（正多角形を除く）等が挙げられる。また、円、楕円、正多角形等のように図形自体が回転対称性を有していても、シャフト１４０が中心からずれた位置を貫通していれば、３６０°以外の回転に対して非対称な形状に相当する。

【符号の説明】

【0060】

１１…円筒部、１２…フランジ部、１３…フランジ部、１４…ボス部、１５…穴、１００…リニアアクチュエータ、１１０…ステータ構造体、１１１…コイル、１１２…コイル、１１３…ボビン、１１４…ボビン、１１５…ステータヨーク、１１５ａ…端面、１１５ｂ…ステータヨーク１１５の歯、１１６…ステータヨーク、１１７…ステータヨーク、１１７ｂ…ステータヨーク１１７の歯、１１８…ステータヨーク、１１９…充填された樹脂、１２０…フロントプレート、１２１…孔、１２２…固定用腕部、１２３…孔、１２５…端子ピン、１３０…ロータ、１３１…内側円筒部材、１３２…ロータマグネット、１３３…雌ねじ、１３４…玉軸受、１３５…玉軸受、１３５a…軸受収容空間、１４０…シャフト、１４１…雄ねじ構造、１４２…先端部、１４３…回り止め部材、１４３ｂ…端面、１４４…ピン、１５０…フロントハウジング、１５１…突起、１５２…ボス部、１５３…柱状空間、１５４…内側ハウジング部、１５４ａ…接触面、１５５…溝、１５６…円筒部、１６１…上側曲面、１６２…下側曲面、１６３…側面、１６４…側面、１７１…上側曲面、１７２…下側曲面、１７３…側面、１７４…側面、１７０…エンドハウジング。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】

【図10】