JP2003166615A - リニアアクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡便な構成により小型化を達成できるリニア
アクチュエータを提供する。 【解決手段】 本体１に螺合され、軸方向移動可能なス
ピンドル２と、スピンドル２の移動変位量を検出する変
位検出手段５Ｂと、スピンドル２の一端側で、スピンド
ル２と同一軸線上に設けられたモータ３と、モータ３の
回転力をスピンドル２に伝達する伝達機構４とを備え、
伝達機構４は、スピンドル２の一端側に取り付けられ、
スピンドル２と一体回転する第１回動部材４１と、モー
タ３の回転子３１に取り付けられた第２回動部材４２
と、スピンドル２の軸線とは平行で、かつ、スピンドル
２の軸線とは異なる軸線上に配置されているとともに、
第１回動部材４１および第２回動部材４２のいずれか一
方に固定され、かつ、第１回動部材４１および第２回動
部材４２のいずれか他方に軸方向摺動自在に係合され、
第２回動部材４２の回転を第１回動部材に伝達する連結
棒とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はリニアアクチュエー
タに関する。詳しくは、モータ等の駆動源によってスピ
ンドルを移動させ加工対象物を微小位置決めするため等
に用いられるリニアアクチュエータに関する。

【０００２】

【背景技術】光ファイバを含む光関連産業での自動調芯
装置等では、対象加工物を微小位置決めする微小位置決
め装置が用いられている。このような微小位置決め装置
のなかには、駆動部材をモータ等の駆動源によって移動
させるようにしたものが知られている。

【０００３】例えば、モータ等の駆動源によって、スピ
ンドルを移動させるようにしたものが提示されている
（特許文献１、特許文献２）。特許文献１に記載のリニ
アアクチュエータは、マイクロメータヘッドで、本体内
に設けられ、内周に雌ねじを有する円筒状のスピンドル
と、本体に回転自在に支持され前記スピンドルの雌ねじ
に螺合する雄ねじを有する駆動軸と、回転子がスピンド
ルと並列配置されたモータと、このモータの回転子の回
転を駆動軸に伝達する歯車列とを備える。このような構
成において、モータが回転駆動すると、この回転子の回
転が歯車列によって駆動軸に伝達され、この駆動軸の回
転によってスピンドルが軸方向に移動される。

【０００４】特許文献２に記載のリニアアクチュエータ
は、本体と、この本体に螺合され、本体の一端側から軸
線方向に移動可能に設けられたスピンドルと、このスピ
ンドルの他端に回転子が一体回転可能に固定されたモー
タとを備える。本体の内部には軸線方向に溝が設けら
れ、モータにはこの溝に係合する突起部が設けられ、こ
の溝と突起部との係合によって、モータは回転規制され
た状態でスピンドルの軸方向へ移動可能になっている。
このような構成において、モータの回転子が回転すると
スピンドルが回転され、本体とスピンドルの螺合によっ
てスピンドルは軸方向に移動される。

【０００５】

【特許文献１】実開昭６２−３７７０８号

【特許文献２】ＵＳ４４９６８６５号

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の構造では、次のような問題があった。特許文献
１の構造は、スピンドルとモータとが並列配置された構
造であるため、モータの回転子の回転をスピンドルに伝
達するために、歯車機構を備えなければならず、スピン
ドルに対して垂直方向にモータと歯車列を収納するため
の大きな空間を確保しなければならない。その結果、リ
ニアアクチュエータの大型化につながるという問題があ
った。

【０００７】また、特許文献２の構造は、スピンドルと
モータの回転子が直結された構成であるため、モータの
回転を規制するために、本体とモータとを、溝と突起部
によって係合させるなどの構成が必要となるという問題
があった。また、モータもスピンドルと一体となって移
動されるので、モータの移動量分の配線ケーブルを収納
する空間が必要であり、やはり、リニアアクチュエータ
の大型化に繋がるという問題があった。また、この配線
ケーブルはモータの移動に伴って伸縮されるため、損傷
を受けやすいという問題があった。さらに、スピンドル
を回転させる力に加えて、モータ自身を移動させる力も
必要とされるので、モータの出力を大きくしなければな
らないという問題があった。

【０００８】本発明の目的は、このような従来の課題を
解消し、簡便な構成により小型化を達成できるリニアア
クチュエータを提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のリニア
アクチュエータは、本体に螺合され、軸方向移動可能に
設けられた駆動部材と、前記駆動部材の軸方向変位量を
検出する変位検出手段と、前記駆動部材の一端側で、前
記駆動部材と同一軸線上に設けられた回転駆動手段と、
前記回転駆動手段の回転力を前記駆動部材に伝達する伝
達機構とを備え、前記伝達機構は、前記駆動部材の一端
側に取り付けられ、前記駆動部材と一体回転する第１回
動部材と、前記回転駆動手段の回転軸に取り付けられた
第２回動部材と、前記第２回動部材の回転を前記第１回
動部材に伝達する連結棒とを備え、前記連結棒は、前記
駆動部材の軸線とは平行で、かつ、前記駆動部材の軸線
とは異なる軸線上に配置されているとともに、前記第１
回動部材および前記第２回動部材のいずれか一方に固定
され、かつ、前記第１回動部材および前記第２回動部材
のいずれか他方に軸方向摺動自在に係合されていること
を特徴とする。

【００１０】このような構成によれば、回転駆動手段の
回転力が伝達機構によって駆動部材に伝達され、駆動部
材が回転される。そして、本体と駆動部材の螺合によっ
て駆動部材が軸方向に移動され、この駆動部材の軸方向
変位量が変位検出手段によって検出される。したがっ
て、変位検出手段によって検出された駆動部材の軸方向
変位量を基に、回転駆動手段を制御すれば、駆動部材の
移動を高精度に制御することができる。伝達機構におい
て、回転駆動手段の回転力は、回転軸を介して、第２回
動部材を回転させる。次に、第２回動部材の回転が連結
棒によって第１回動部材に伝達され、第１回動部材が回
転される。続いて、駆動部材と第１回動部材が一体回転
することによって、駆動部材が回転され、本体と駆動部
材の螺合によって、駆動部材が軸方向に移動される。こ
のとき、連結棒は、駆動部材の軸線とは平行で、かつ、
駆動部材の軸線と異なる軸線上に配置されているので、
連結棒は、駆動部材および回転駆動手段の軸線を回転中
心軸として回転される。よって、第２回動部材の回転
は、駆動部材の軸線を中心とした連結棒の回転を介して
第１回動部材、駆動部材に伝達される。

【００１１】連結棒は、第１回動部材および第２回動部
材のいずれか一方に固定され、かつ、いずれか他方に軸
方向摺動可能に係合されているので、第１回動部材と第
２回動部材の間隔が変化したときでも、連結棒の摺動に
よって係合状態は保持される。よって、第１回動部材と
第２回動部材の間隔が変化しても、第２回動部材から第
１回動部材へ、連結棒を介して、回転が伝達される。つ
まり、回転駆動手段の位置は保持された状態で、駆動部
材だけが移動したとしても、回転駆動手段から駆動部材
へ回転を伝達することができる。その結果、回転駆動手
段が駆動部材とともに移動する従来のリニアアクチュエ
ータのように、溝や突起などを設ける必要がない。ま
た、回転駆動手段の移動量分のケーブルを収納する空間
は不要となり、しかも、ケーブルが伸縮されて損傷され
ることもなくなる。

【００１２】従来のリニアアクチュエータにおいては、
本体と回転駆動手段は係合手段で連結されるか、また
は、駆動部材と回転駆動手段が一体化されていたため、
回転駆動手段を取り替えることは不可能もしくは困難で
あった。しかし、本発明によれば、回転駆動手段は第２
回動部材に取り付けられるだけであるので、用途に応じ
て、種々の回転駆動手段に取り替えることが簡便に行え
る。また、手動で駆動部材を回転させるリニアアクチュ
エータに対して、駆動部材に第１回動部材以降（連結
棒、第２回動部材、回転駆動部材)を取り付けるという
簡便なる方法で、回転駆動手段を用いたリニアアクチュ
エータとすることができる。

【００１３】請求項２に記載のリニアアクチュエータ
は、請求項１に記載のリニアアクチュエータにおいて、
前記第１回動部材および前記第２回動部材のいずれか他
方には、前記連結棒が軸方向摺動自在に係合する挿通孔
が設けられていることを特徴とする。

【００１４】このような構成によれば、挿通孔に挿通さ
れた連結棒は軸方向に摺動自在となるので、第１回動部
材と第２回動部材の間隔が変化されたときでも、連結棒
の摺動によって係合状態は保持される。よって、第１回
動部材と第２回動部材の間隔が変化されても、第２回動
部材から第１回動部材へ回転を伝達することができる。

【００１５】請求項３に記載のリニアアクチュエータ
は、請求項１または２に記載のリニアアクチュエータに
おいて、前記回転駆動手段の前記駆動部材と反対側に
は、前記回転駆動手段の前記回転軸と一体回転するつま
み部が設けられていることを特徴とする。

【００１６】このような構成によれば、つまみ部を手動
で回転させることによって、回転駆動手段の回転軸を回
転させると、この回転は伝達機構によって駆動部材に伝
達されるので、手動で駆動部材を移動させることができ
る。回転駆動手段によらず手動でも駆動部材を移動させ
ることができるので、駆動部材の位置を微調節するとき
などに優れた操作性を発揮することができる。

【００１７】請求項４に記載のリニアアクチュエータ
は、請求項１〜３のいずれかに記載のリニアアクチュエ
ータにおいて、前記駆動部材と一体的に移動、かつ、回
転する第３回動部材が設けられ、前記第３回動部材の可
動域に対応した前記本体の側面の一部には、透明な透明
部材が設けられるとともに、前記第３回動部材の移動方
向に目盛りが設けられ、前記第３回動部材の円周側面に
は、目盛りが設けられていることを特徴とする。

【００１８】このような構成によれば、駆動部材が軸方
向に回転しながら移動したとき、第３回動部材も一体的
に移動、かつ、回転される。このとき、第３回動部材の
可動域に対応して本体の側面には透明部材が設けられて
いるので、この透明部材を通して第３回動部材の移動を
確認することで、駆動部材の移動を目視できるととも
に、本体に設けられた目盛りによって駆動部材の移動変
位量を読み取ることができる。さらに、第３回動部材の
円周側面に設けられた目盛りから駆動部材の回転量を読
み取ることができ、駆動部材の回転量はねじのピッチか
ら軸方向の移動変位量に換算されるので、本体の目盛り
に加えて、第３回動部材の目盛りによって、駆動部材の
微小変位を読み取ることができる。

【００１９】請求項５に記載のリニアアクチュエータ
は、請求項１〜４のいずれかに記載のリニアアクチュエ
ータにおいて、前記伝達機構は、前記回転駆動手段の回
転軸と前記駆動部材の軸との偏芯を吸収する偏芯吸収手
段を備えていることを特徴とする。

【００２０】このような構成によれば、回転駆動手段の
回転力が伝達機構により駆動部材に伝達される際に、回
転駆動手段の回転軸と駆動部材の駆動軸との偏芯が偏芯
吸収手段により吸収される。すると、回転駆動手段の回
転力のみが駆動部材に伝達され、例えば駆動部材の駆動
軸に対して交差する方向のトルクなどは偏芯吸収手段に
て吸収される。よって、駆動部材に駆動軸に交差する方
向のトルクが作用せず、駆動部材はなめらかに本体との
螺合によって進退される。また、回転駆動手段の回転軸
に対しても回転軸に交差するトルクが作用しないので、
回転駆動手段の回転が安定する。

【００２１】請求項６に記載のリニアアクチュエータ
は、請求項５に記載のリニアアクチュエータにおいて、
前記偏芯吸収手段として、前記第２回動部材は、前記回
転駆動手段の回転軸に取付けられた回転軸側回動部材
と、前記連結棒が固定または係合された連結棒側回動部
材と、一端が前記回転軸側回動部材に取付けられ他端が
前記連結棒側回動部材に取付けられ前記回転軸に交差す
る方向に弾性変形する板ばねとを備えて構成されている
ことを特徴とする。

【００２２】このような構成によれば、回転駆動手段の
回転力により回転軸側回動部材が回転する。すると、板
ばねが回転軸側回動部材と一体になって回転する。板ば
ねの回転により連結棒側回動部材も回転する。このと
き、板ばねは回転駆動手段の回転軸に交差する方向には
弾性変形可能である。よって、仮に、回転駆動手段の回
転軸と駆動部材の駆動軸との偏芯に起因して回転軸側回
動部材と連結棒側回動部材とが偏芯していたとしても、
この偏芯は板ばねの弾性変形より吸収される。その結
果、駆動部材に駆動軸に交差する方向のトルクが作用せ
ず、駆動部材はなめらかに本体との螺合によって進退
し、また、回転駆動手段の回転軸に対しても回転軸に交
差するトルクが作用せず、回転駆動手段の回転が安定す
る。

【００２３】請求項７に記載のリニアアクチュエータ
は、請求項５に記載のリニアアクチュエータにおいて、
前記偏芯吸収手段として、前記第１回動部材は、前記駆
動部材と一体回転する駆動側回動部材と、前記連結棒が
固定または係合された連結棒側回動部材と、一端が前記
連結棒側回動部材に取り付けられ他端が前記駆動側回動
部材に取付けられ前記駆動部材の軸線とは交差する方向
に弾性変形する板ばねとを備えて構成されていることを
特徴とする。

【００２４】このような構成によれば、回転駆動手段の
回転力により連結棒側回動部材が回転する。すると、板
ばねが連結棒側回動部材と一体になって回転する。板ば
ねの回転により駆動側回動部材も回転する。このとき、
板ばねは回転駆動手段の回転軸に交差する方向には弾性
変形する。よって、仮に、回転駆動手段の回転軸と駆動
部材の駆動軸との偏芯に起因して回転軸側回動部材と連
結棒側回動部材とが偏芯していたとしても、この偏芯は
板ばねの弾性変形より吸収される。その結果、駆動部材
に駆動軸に交差する方向のトルクが作用せず、駆動部材
はなめらかに本体との螺合によって進退し、また、回転
駆動手段の回転軸に対しても回転軸に交差するトルクが
作用せず、回転駆動手段の回転が安定する。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例と共に説明する。 （第１実施形態）本発明における第１実施形態に係るリ
ニアアクチュエータは、図１に示されるように、マイク
ロメータヘッドのスピンドル２をモータ駆動したもので
あり、図２に示されるように、本体１と、この本体１に
螺合され、軸方向移動可能に設けられた駆動部材として
のスピンドル２と、スピンドル２の一端側でスピンドル
２と同一軸線上に設けられた回転駆動手段としてのステ
ッピングモータ３と、このステッピングモータ３とスピ
ンドル２の間に設けられた伝達機構４と、スピンドル２
の移動変位量を読み取る変位検出手段５とを備える。

【００２６】本体１は、貫通孔を有し、スピンドル２の
他端側方向を覆う前部フレーム１１と、前部フレーム１
１の一端側に外側から嵌合し、一端側に開口している後
部フレーム１２とから構成されている。前部フレーム１
１には、他端側開口部に設けられ、スピンドル２をガイ
ドするための円筒状のステム１１１と、一端側開口部内
に螺合され、内周にスピンドル２と螺合する雌ねじ１１
２Ａを有するねじ筒１１２とを備える。ねじ筒１１２の
貫通孔内には、一端側から他端側に向かう途中に、拡径
するテーパ１１２Ｂが設けられていて、径が大きい一端
側の内周に雌ねじ１１２Ａが設けられている。

【００２７】ステム１１１は、前部フレーム１１の他端
側開口部に圧入された前部ステム１１１Ａと、前部ステ
ム１１１Ａに対してねじ１１１Ｃでねじ止めされた後部
ステム１１１Ｂとからなる。また、前部フレーム１１の
側面には、デジタル表示部１１３が設けられ、このデジ
タル表示部１１３から外部にデータを出力するための出
力ケーブル１１３Ａが設けられている。後部フレーム１
２は、ねじ筒１１２に対してその一端側を覆うように嵌
合され、止めねじ１２１の螺合によってねじ筒１１２に
固定されている。後部フレーム１２の側面には、透明部
材１２２が設けられるとともに、スピンドル２の軸方向
に、図１に示されるように、目盛り１２３が刻まれてい
る。

【００２８】スピンドル２は、前部フレーム１１の長さ
より長く、一端側は後部フレーム１２内に突出し、他端
側は外部に突出していて、前述の通り、中央から他端側
はステム１１１によってガイドされている。スピンドル
２には、その中央から一端側に向かう途中で拡径するテ
ーパ２１を有し、この径が大きい一端側の外周に軸方向
に沿って雄ねじ２２が設けられ、この雄ねじ２２が前部
フレーム１１のねじ筒１１２の雌ねじ１１２Ａに螺合さ
れている。また、スピンドル２の中央部には、軸方向に
沿って一定の長さのＶ溝２３が設けられている。

【００２９】ステッピングモータ３は、回転軸としてそ
の両側に回転子３１を有し、後部フレーム１２の一端側
の開口部を塞ぎ、回転子３１がスピンドル２と同一回転
軸を有するように設けられている。ステッピングモータ
３の一端側には、回転子３１と一体回転するつまみ部３
２が設けられ、また、ステッピングモータ３には、外部
に伸びるケーブル３３が設けられている。

【００３０】伝達機構４は、後部フレーム１２の内部で
スピンドル２の一端側に設けられ、図３に示されるよう
に、スピンドル２と一体回転する短円柱状の第１回動部
材４１と、ステッピングモータ３の他端側に設けられ、
ステッピングモータ３の回転子３１と一体回転する第２
回動部材４２と、第２回動部材４２と第１回動部材４１
とをつなぐ連結棒４３とを備える。第１回動部材４１
は、中心に貫通孔を有する短円柱状で、この貫通孔とス
ピンドル２の他端側がテーパ４１２で嵌合され、さら
に、スピンドル２の他端側からナット２４が螺合され、
スピンドル２と第１回動部材４１は一体的に固定されて
いる。また、第１回動部材４１には、短円柱軸に沿って
二箇所の切欠き４１１が設けられるとともに、外周を覆
う第３回動部材としての円環４４が嵌められている。

【００３１】円環４４には円周に沿って目盛り４４１が
設けられているとともに、スピンドル２の位置を後部フ
レーム１２の目盛り１２３に対して指示する基線４４２
が円周に沿って設けられている。この円環４４の移動範
囲に合わせて、前述した後部フレーム１２に透明部材１
２２が設けられている。ここに、後部フレーム１２の透
明部材１２２および目盛り１２３と円環４４の目盛り４
４１および基線４４２より、第１の変位検出手段５Ａが
構成されている。第２回動部材４２は、短円柱状で、そ
の中心にステッピングモータ３の他端側の回転子３１が
挿入されて固定されている。連結棒４３は二本設けら
れ、その長さは、第１回動部材４１と第２回動部材４２
との間隔にスピンドル２が軸方向に移動できる作動距離
を加えたものより長い。連結棒４３の一端が第２回動部
材４２に嵌め込まれるとともに、他端が第１回動部材４
１の切欠き４１１に挿通され、スピンドル２の軸線とは
異なる軸線上で、かつ、スピンドル２の軸線に平行に設
けられている。

【００３２】変位検出手段５は、前述の第１の変位検出
手段５Ａと、スピンドル２の回転を電気的に検出し、ス
ピンドル２の移動変位量として出力する第２の変位検出
手段５Ｂとから構成されている。変位検出手段５Ｂは、
スピンドル２のＶ溝２３に係合したビス５３と、このビ
ス５３を介して一体回転するロータ５２と、このロータ
５２の回転を読み取るステータ５１とを備える。ステー
タ５１は、固定ねじ５４の螺合によってねじ筒１１２に
固定され、このステータ５１とは独立回転可能にロータ
５２が設けられている。ロータ５２の回転量をステータ
５１で読み取る方式としては、静電容量変化を用いた方
式が用いられているが、これに限られない。ステータ５
１によって読み取られたロータ５２の回転量は、ケーブ
ル５１１を介して、デジタル表示部１１３に送られ、ス
ピンドル２の移動変位量に変換されて表示される。

【００３３】使用に際しては、ステッピングモータ３を
駆動させることにより、被測定対象に合わせてスピンド
ル２を移動させるか、または、対象物の設定位置に合わ
せて所定量だけスピンドル２を移動させる。このとき、
スピンドル２の移動変位量は、デジタル表示部１１３に
表示されるとともに、後部フレーム１２に設けられた透
明部材１２２を通して、円環４４に設けられた基線４４
２の位置と目盛り１２３、４４１から読み取ることがで
きる。

【００３４】このような構成からなるリニアアクチュエ
ータによれば、ステッピングモータ３を駆動させると、
ステッピングモータ３の回転子３１の回転によって第２
回動部材４２が回転される。次に、第２回動部材４２と
第１回動部材４１に連結された連結棒４３が、スピンド
ル２の軸線を中心として回転されるので、第２回動部材
４２から第１回動部材４１に回転が伝達される。続い
て、スピンドル２と第１回動部材４１が一体回転するこ
とによって、スピンドル２が回転され、ねじ筒１１２の
雌ねじ１１２Ａとスピンドル２の雄ねじ２２の螺合によ
って、スピンドル２が軸方向に移動される。

【００３５】スピンドル２が回転されて軸方向に移動し
たとき、スピンドル２のＶ溝２３に係合したビス５３に
よってロータ５２が回転される。このとき、Ｖ溝２３は
一定の長さをもって設けられていることから、スピンド
ル２が軸方向に移動したときでもビス５３とＶ溝２３の
係合は保持される。そして、ロータ５２の回転をステー
タ５１で読み取ることによって、デジタル表示部１１３
にスピンドル２の移動変位量が表示される。

【００３６】また、連結棒４３は、第２回動部材４２に
固定されているが、第１回動部材４１に対しては軸方向
摺動可能に係合されているので、第１回動部材４１と第
２回動部材４２の間隔が変化されたときでも、図３およ
び図４に示されるように、連結棒４３の摺動によって連
結棒４３と第１回動部材４１の係合状態は保持され、第
２回動部材４２から第１回動部材４１へ回転が伝達され
る。つまり、ステッピングモータ３の位置は保持された
状態で、スピンドル２だけが移動したとしても、ステッ
ピングモータ３からスピンドル２へ回転が伝達される。
よって、回転駆動手段がスピンドル２とともに移動する
従来のリニアアクチュエータのように、ステッピングモ
ータ３のケーブル３３を収納する空間を設ける必要がな
いので、小型化を図ることができ、ケーブル３３が伸縮
されないので、ケーブル３３の損傷を防ぐことができ
る。

【００３７】後部フレーム１２の側面には、透明部材１
２２と、軸方向に刻まれた目盛り１２３が設けられてお
り、第１回動部材４１の外周に嵌合された円環４４には
スピンドル２の位置を指示する基線４４２と、回転角か
らスピンドル２の移動変位量を示す目盛り４４１が設け
られているので、スピンドル２の移動変位量を読み取る
ことができる。このとき、後部フレーム１２は前部フレ
ーム１１とは別体で、止めねじ１２１によって前部フレ
ーム１１のねじ筒１１２に固定されているだけなので、
使用の態様に応じて後部フレーム１２を回して、目盛り
１２３、４４１が読み取り易い位置に透明部材１２２を
移動させることができる。

【００３８】ステッピングモータ３の回転子３１にはつ
まみ部３２が設けられていて、外部から手動でこのつま
み部３２を回すことで、ステッピングモータ３の回転子
３１を回転させ、手動でスピンドル２を移動させること
ができる。よって、ステッピングモータ３の駆動によら
ず手動でもスピンドル２を移動させることができるの
で、スピンドル２の位置を微調節するときなどに優れた
操作性を発揮することができる。

【００３９】従来のリニアアクチュエータにおいては、
本体１と回転駆動手段との間に、係合手段が設けられた
り、歯車列が設けられていたことから、本体１と回転駆
動手段は一体不可分なものとなっていた。そのため、回
転駆動手段を交換することは不可能であるか、または困
難なものとなっていた。しかし、本第１実施形態におい
ては、ステッピングモータ３は、本体１とは別体で、本
体１とはなんら係合されず、第２回動部材４２に取り付
けられているだけなので、用途に応じて、簡便に種々の
回転駆動手段に交換することができる。

【００４０】従来のリニアアクチュエータにおいて、変
位検出手段は、スピンドル２の移動変位量を直接読み取
るものではなく、駆動軸やモータの回転子３１の回転を
読み取るものであったため、スピンドル２の移動変位量
とは誤差を生じやすかった。しかし、本実施形態では、
スピンドル２にＶ溝２３が設けられ、Ｖ溝２３とビス５
３の係合によってロータ５２を回転させるので、スピン
ドル２の回転量を直接読み取ることができ、スピンドル
２の移動変位量と誤差を生じることはない。

【００４１】また、デジタル表示部１１３から外部にデ
ータを出力するための出力ケーブル１１３Ａと、ステッ
ピングモータ３から外部に伸びるケーブル３３が設けら
れているので、変位検出手段５によって測定されたスピ
ンドル２の移動変位量のデータを出力ケーブル１１３Ａ
によって外部装置に出力し、このデータをもとに外部装
置からケーブル３３を通してステッピングモータ３をフ
ィードバック制御することも可能である。

【００４２】スピンドル２が他端側に進み過ぎると、第
１回動部材４１と連結棒４３の係合が外れてしまう可能
性があるが、ねじ筒１１２とスピンドル２にはテーパ１
１２Ｂ、２１が設けられ、このテーパ１１２Ｂ、２１に
よってスピンドル２の他端側への過剰な移動を規制でき
るので、スピンドル２が他端側に進みすぎて、第１回動
部材４１と連結棒４３の係合が外れてしまうのを防ぐこ
とができる。

【００４３】（第２実施形態）本発明に係る第２実施形
態を図５、図６、図７に示す。図５は第２実施形態の斜
視図である。図６は第２実施形態の正面図であり、図７
は側面図である。第２実施形態の基本的構成は第１実施
形態と同様であるが、第２実施形態が第１実施形態と異
なる点は、偏芯吸収手段６として、第２回動部材４２
が、ステッピングモータ３の回転子３１に取付けられた
回転軸側回動部材６１と、連結棒４３が固定された連結
棒側回動部材６２と、一端が回転軸側回動部材６１に取
付けられ他端が連結棒側回動部材６２に取付けられ回転
子３１に交差する方向に弾性変形する板ばね６３とを備
えて構成されている点である。

【００４４】回転軸側回動部材６１は、略短円柱状で、
側面に平坦部６１１を有している。平坦部６１１は、円
柱軸方向から見て互いに１８０度反対に形成されてい
る。連結棒側回動部材６２は、回転軸側回動部材６１と
略同形であり、略短円柱状で、側面に平坦部６２１を有
している。連結棒側回動部材６２には、連結棒４３が二
本取付けられるが、このとき連結棒４３を互いに結ぶ線
が平坦部６２１の平面と平行になるように取付けられ
る。回転軸側回動部材６１と連結棒側回動部材６２とは
互いに円柱の上面または下面を対向させた状態で配置さ
れている。板ばね６３は、平板状であり、２枚設けられ
ている。それぞれの板ばね６３は、回転軸側回動部材６
１と連結棒側回動部材６２とに跨って配置され、平坦部
６１１、６２１に対してねじ止め６４される。

【００４５】このような第２実施形態のリニアアクチュ
エータの動作について説明する。ステッピングモータ３
が回転駆動すると、回転子３１の回転により、回転軸側
回動部材６１が回転する。回転軸側回動部材６１ととも
に板ばね６３が回転され、板ばね６３の回転により連結
棒側回動部材６２が回転する。このとき、板ばね６３
は、回転子３１と交差する方向に弾性変形し、回転子３
１とスピンドル２との偏芯に起因して回転軸側回動部材
６１と連結棒側回動部材６２とに生じる偏芯を吸収す
る。連結棒側回動部材６２の回転により連結棒４３が回
転され、この連結棒４３の回転によりスピンドル２が回
転される点は第１実施形態と同様である。

【００４６】このような第２実施形態によれば、次の効
果を奏することができる。板ばね６３の弾性変形によ
り、回転子３１に交差する偏芯は吸収される。よって、
スピンドル２に対して駆動軸方向に交差する方向のトル
クが作用せず、スピンドル２はなめらかに本体１との螺
合によって進退する。

【００４７】板ばね６３の弾性変形により、連結棒側回
動部材６２がスピンドル２の駆動軸方向と交差する方向
に移動できる。すると、連結棒側回動部材６２の移動に
より、連結棒４３とスピンドル２とが同軸に位置するこ
とができる。連結棒４３とスピンドル２とが同軸である
ので、第１回動部材４１の切欠き４１１と連結棒４３と
が摺動するに際して摩擦力を小さくできる。切欠き４１
１と連結棒４３との間の摩擦が小さく、第１回動部材４
１や連結棒４３等に余計な力が作用しないので、部品の
損傷を防ぐことができる。

【００４８】ステッピングモータ３の回転子３１に対し
ても回転子３１に交差するトルクが作用せず、ステッピ
ングモータ３の回転が安定する。板ばね６３が設けられ
ることにより、ステッピングモータ３の回転子３１とス
ピンドル２との偏芯が吸収されるので、ステッピングモ
ータ３の回転子３１とスピンドル２とを精密に同軸配置
する必要がない。よって、組立工程を簡略化することに
より、製造効率を向上させ、また製造コストを削減する
ことができる。

【００４９】なお、板ばね６３の取付け構造から、板ば
ね６３は主として二本の連結棒４３を結ぶ方向と交差す
る方向に弾性変形するところ、連結棒４３を結ぶ線と平
行方向の偏芯は吸収しにくい可能性があるが、連結棒４
３を結ぶ線と平行方向の偏芯は第１回動部材４１の切欠
き４１１に対して連結棒４３が平行移動することにより
吸収される。

【００５０】（第３実施形態）本発明に係る第３実施形
態は、図５に示されるように、外側マイクロメータのス
ピンドル２をステッピングモータ３によって駆動するも
のである。基本的な構成は第１実施形態と同様である
が、本体１にアーム１１４が設けられ、アーム１１４の
先端に、スピンドル２の軸線上でスピンドル２に対向す
る位置にアンビル１１４Ａが設けられている。また、ス
テッピングモータ３駆動用のスイッチ１１４Ｂが設けら
れるとともに、ステッピングモータ３駆動用の電池が内
臓されている。

【００５１】このような構成によれば、スピンドル２と
アンビル１１４Ａを被測定物の被測定部位に当接させる
ことによって、被測定部位の寸法を測定することができ
る。また、ステッピングモータ３駆動用のスイッチ１１
４Ｂが設けられ、電池が内蔵されていることから、片手
で、コード（１１３Ａ、３３等）に束縛されることなく
測定することができる。

【００５２】第１実施形態ないし第３実施形態において
明らかなように、本発明の伝達機構４は、スピンドル２
の他端に第１回動部材４１を固定すれば良いだけの簡便
な構成であるので、既存のマイクロメータヘッドや外側
マイクロメータを簡便にモータ駆動化できる。

【００５３】ステッピングモータ３を使用していること
から、ステッピングモータ３を駆動させる駆動信号に基
づく回転子３１の回転位相とロータ５２の回転位相との
差を検出することによって、ステッピングモータ３にか
かる負荷を計測できるので、ステッピングモータ３をフ
ィードバック制御して、スピンドルを前進させる力、つ
まり測定力を所定値の範囲内とすることができる。

【００５４】尚、本発明のリニアアクチュエータは、上
述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要
旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ること
は勿論である。リニアアクチュエータとしては、マイク
ロメータヘッドまたは外側マイクロメータに限られず、
駆動部材を回転によって移動させるものであればよい。
本実施形態において、本体１は、前部フレーム１１と後
部フレーム１２から構成されているが、本体１を一体で
構成してもよい。また、回転駆動手段はステッピングモ
ータ３に限らず、種々のモータを使用してもよい。

【００５５】本実施形態では、伝達機構４において、連
結棒４３は第２回動部材４２に固定され、第１回動部材
４１に摺動自在に係合されているが、逆に、第１回動部
材４１に固定され、第２回動部材４２に摺動自在に係合
されてもよい。また、第１回動部材４１の挿通孔は、円
柱軸に平行に設けられた切欠き４１１でなく、貫通孔で
あってもよい。本実施形態では、第３回動部材は円環４
４状で、第１回動部材４１に嵌合しているが、円柱状の
回転体を第１回動部材４１には別個に設けてもよい。

【００５６】第２実施形態において、偏芯吸収手段６と
して、第２回動部材４２が回転軸側回動部材６１と連結
棒側回動部材６２と板ばね６３とで構成されるとした
が、その他、第１回動部材４１が、スピンドル２と一体
回転する駆動側回動部材と、連結棒４３が固定または係
合される連結棒側回動部材と、一端が連結棒側回動部材
に取り付けられ他端が駆動側側回動部材に取付けられス
ピンドルの軸線とは交差する方向に弾性変形する板ばね
とを備えて構成されていてもよい。このような構成によ
っても第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
回転軸側回動部材６１と連結棒側回動部材６２とを連結
する板ばね６３を対向させず、例えば、９０度で配置す
るようにしてもよい。また、回転軸側回動部材６１と連
結棒側回動部材６２との間に中間回動部材を設けて、回
転軸側回動部材６１と中間回動部材とを対向する板ばね
で連結し、中間回動部材と連結棒側回動部材６２とを先
の回転軸側回動部材６１と中間回動部材とを連結する板
ばねの対向方向と９０度の対向方向を有する対向する板
ばねで連結するようにしてもよい。また、板ばね６３に
代えて、例えば、板状の金属板の数箇所を切欠いて弾性
をもたせるようにした弾性ヒンジなどでもよい。偏芯吸
収手段としては、第２実施形態の構成に限定されず、回
転力を伝達し偏芯を吸収できるものであればよい。

【００５７】

【発明の効果】以上、説明したように本発明のリニアア
クチュエータによれば、簡便な構成により小型化される
リニアアクチュエータを提供するという優れた効果を奏
し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態のリニアアクチュエータ
を示す側面図である。

【図２】前記実施形態の断面図である。

【図３】前記実施形態の要部の斜視図である。

【図４】前記実施形態の要部の斜視図である。

【図５】本発明の第２実施形態のリニアアクチュエータ
において、偏芯吸収手段を示す斜視図である。

【図６】前記第２実施形態において、偏芯吸収手段の正
面図である。

【図７】前記第２実施形態において、偏芯吸収手段の側
面図である。

【図８】本発明の第３実施形態のリニアアクチュエータ
を示す側面図である。

【符号の説明】

１ 本体 ２ スピンドル（駆動部材） ３ ステッピングモータ（回転駆動手段） ４ 伝達機構 ６ 偏芯吸収手段 ３２ つまみ部 ４１ 第１回動部材 ４２ 第２回動部材 ４３ 連結棒 ４４ 円環（第３回動部材） ６１ 回転軸側回動部材 ６２ 連結棒側回動部材 ６３ 板ばね １２２ 透明部材 １２３ 後部フレームに設けられた目盛り ４１１ 切欠き（挿通孔） ４４１ 円環に設けられた目盛り

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 齋藤 修 神奈川県川崎市高津区坂戸１−20−１ 株 式会社ミツトヨ内 Ｆターム(参考） 3J062 AA21 AB21 AC07 BA12 CD02

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体に螺合され、軸方向移動可能に設け
   られた駆動部材と、前記駆動部材の移動変位量を検出す
   る変位検出手段と、前記駆動部材の一端側で、前記駆動
   部材と同一軸線上に設けられた回転駆動手段と、前記回
   転駆動手段の回転力を前記駆動部材に伝達する伝達機構
   とを備え、 前記伝達機構は、前記駆動部材の一端側に取り付けら
   れ、前記駆動部材と一体回転する第１回動部材と、前記
   回転駆動手段の回転軸に取り付けられた第２回動部材
   と、前記第２回動部材の回転を前記第１回動部材に伝達
   する連結棒とを備え、 前記連結棒は、前記駆動部材の軸線とは平行で、かつ、
   前記駆動部材の軸線とは異なる軸線上に配置されている
   とともに、前記第１回動部材および前記第２回動部材の
   いずれか一方に固定され、かつ、前記第１回動部材およ
   び前記第２回動部材のいずれか他方に軸方向摺動自在に
   係合されていることを特徴とするリニアアクチュエー
   タ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のリニアアクチュエータ
   において、 前記第１回動部材および前記第２回動部材のいずれか他
   方には、前記連結棒が軸方向摺動自在に係合する挿通孔
   が設けられていることを特徴とするリニアアクチュエー
   タ。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載のリニアアクチ
   ュエータにおいて、 前記回転駆動手段の前記駆動部材と反対側には、前記回
   転駆動手段の前記回転軸と一体回転するつまみ部が設け
   られていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載のリニア
   アクチュエータにおいて、 前記駆動部材と一体的に移動、かつ、回転する第３回動
   部材が設けられ、前記第３回動部材の可動域に対応した
   前記本体の側面の一部には、透明な透明部材が設けられ
   るとともに、前記第３回動部材の移動方向に目盛りが設
   けられ、前記第３回動部材の円周側面には、目盛りが設
   けられていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載のリニア
   アクチュエータにおいて、 前記伝達機構は、前記回転駆動手段の回転軸と前記駆動
   部材の軸との偏芯を吸収する偏芯吸収手段を備えている
   ことを特徴とするリニアアクチュエータ。
6. 【請求項６】 請求項５に記載のリニアアクチュエータ
   において、 前記偏芯吸収手段として、 前記第２回動部材は、前記回転駆動手段の回転軸に取付
   けられた回転軸側回動部材と、前記連結棒が固定または
   係合された連結棒側回動部材と、一端が前記回転軸側回
   動部材に取付けられ他端が前記連結棒側回動部材に取付
   けられ前記回転軸に交差する方向に弾性変形する板ばね
   とを備えて構成されていることを特徴とするリニアアク
   チュエータ。
7. 【請求項７】 請求項５に記載のリニアアクチュエータ
   において、 前記偏芯吸収手段として、 前記第１回動部材は、前記駆動部材と一体回転する駆動
   側回動部材と、前記連結棒が固定または係合された連結
   棒側回動部材と、一端が前記連結棒側回動部材に取り付
   けられ他端が前記駆動側回動部材に取付けられ前記駆動
   部材の軸線とは交差する方向に弾性変形する板ばねとを
   備えて構成されていることを特徴とするリニアアクチュ
   エータ。