JP2003343684A - モータ駆動型直線アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動体がフレームの対向端面に当接した場合
でも、モータが過負荷状態となるのを防止することにあ
る。 【解決手段】 移動体４が一方の側に移動してフレーム
２の対向端面２Ｂａに当接した状態において、雄ねじ部
３１のねじ山が円弧状雌ねじ部４１ａのねじ山と螺合す
る数が０．１〜４となるように、スクリュシャフト３の
端部に円弧状雌ねじ部４１ａが螺合しない逃げ部３３を
設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直線的な駆動力を
付与するためのモータ駆動型直線アクチュエータに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のモータ駆動型直線アクチュエー
タとしては、例えば特開平１０−３３６９４０号に示す
ものが知られている。このアクチュエータは、ステッピ
ングモータ（モータ）によって回転駆動され、両端部が
フレームに回転自在に支持されたスクリュシャフトと、
このスクリュシャフトに螺合する移動体とを備えた構成
になっている。

【０００３】このように構成されたモータ駆動型直線ア
クチュエータにおいては、モータによってスクリュシャ
フトを回転駆動することにより、移動体をスクリュシャ
フトに沿って直線駆動することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記モータ
駆動型直線アクチュエータにおいては、ステッピングモ
ータによって移動体の位置が正確に制御されている場合
には問題ないが、例えば手動等でステッピングモータを
介して移動体を駆動するような場合は、当該移動体がフ
レームの対向端面（この従来例の場合は軸受けの端面）
に当接して、ステッピングモータが過負荷状態となるお
それがある。

【０００５】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
のであり、移動体がフレームの対向端面に当接した場合
でも、モータが過負荷状態となるのを防止することので
きるモータ駆動型直線アクチュエータを提供することを
課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、モータによって回転駆動
され、両端部がフレームに回転自在に支持されたスクリ
ュシャフトと、このスクリュシャフトの雄ねじ部に周方
向に部分的に螺合する円弧状雌ねじ部を有し、かつ上記
円弧状雌ねじ部が上記雄ねじ部から浮き上がるのを弾性
力をもって防止する弾性支持部を有する移動体と、この
移動体が上記スクリュシャフトとともに回るのを防止す
る案内手段とを備えてなり、上記スクリュシャフトにお
ける少なくとも一方の端部には、上記移動体が上記一方
の側に移動して上記フレームの対向端面に当接した状態
において、上記円弧状雌ねじ部の軸方向の一方の側との
螺合を避ける逃げ部が形成されていることを特徴として
いる。

【０００７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、上記逃げ部は、上記雄ねじ部のねじ山
と上記円弧状雌ねじ部のねじ山とが噛み合う数が０．１
〜４となるように、軸方向の長さが設定されていること
を特徴としている。

【０００８】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の発明において、上記雄ねじ部における上記逃
げ部側の端部は、上記逃げ部側に向けて漸次縮径するテ
ーパ部によって形成されていることを特徴としている。

【０００９】請求項４に記載の発明は、モータによって
回転駆動され、両端部がフレームに回転自在に支持され
たスクリュシャフトと、このスクリュシャフトの雄ねじ
部に周方向に部分的に螺合する円弧状雌ねじ部を有し、
かつ上記円弧状雌ねじ部が上記雄ねじ部から浮き上がる
のを弾性力をもって防止する弾性支持部を有する移動体
と、この移動体が上記スクリュシャフトとともに回るの
を防止する案内手段とを備えてなり、上記スクリュシャ
フトにおける少なくとも一方の端部には、上記移動体が
上記一方の側に移動して上記フレームの対向端面に当接
した状態において、上記弾性支持部が上記弾性力を付与
するために当接する位置に細径部が形成されていること
を特徴としている。

【００１０】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の発明において、上記細径部における上記雄ねじ部側の
端部は、上記雄ねじ部側に向けて漸次拡径するテーパ部
によって形成されていることを特徴としている。

【００１１】請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の
何れかに記載の発明において、上記移動体には、上記円
弧状雌ねじ部およびその近傍部分が上記フレームの対向
端面に当たる前に、当該フレームの対向端面に当接する
ストッパが設けられていることを特徴としている。

【００１２】上記のように構成された請求項１〜３およ
び６に記載の発明においては、移動体が例えば一方の側
に移動してフレームの対向端面に当接した状態におい
て、当該移動体をさらに上記対向端面に押し付ける方向
に例えば１回転させると、移動体における円弧状雌ねじ
部のねじ山が弾性支持部の弾性力に抗して、スクリュシ
ャフトにおける雄ねじ部のねじ山を乗り越えて、また元
の雄ねじ部のねじ山の位置に戻ることになる。したがっ
て、回転が停止するほどにモータが過負荷状態になるの
を防止することができる。

【００１３】そして、移動体がフレームの対向端面に当
接した状態では、スクリュシャフトに設けた逃げ部によ
って、雄ねじ部は円弧状雌ねじ部の軸方向の一方の側と
螺合することがなくなるので、雄ねじ部のねじ山と円弧
状雌ねじ部のねじ山とが噛み合う数が少なくなる。した
がって、上述したねじ山を乗り越える際の抵抗が小さく
なるので、移動体がフレームの対向端面に当接した場合
において、モータが過負荷状態となるのを確実に防止す
ることができる。

【００１４】請求項２に記載の発明においては、雄ねじ
部のねじ山と円弧状雌ねじ部のねじ山とが噛み合う数が
０．１〜４となっているので、上記ねじ山を乗り越える
際の抵抗は所定の範囲内の小さなものとなる。したがっ
て、移動体がフレームの対向端面に当接した場合におい
て、モータが過負荷状態となるのを確実に防止すること
ができる。

【００１５】請求項３に記載の発明においては、雄ねじ
部における上記逃げ部側の端部がテーパ部によって形成
されているので、移動体がフレームの対向端面に当接し
て、円弧状雌ねじ部のねじ山が雄ねじ部のねじ山を乗り
越えようとする際には、テーパ部におけるねじ山の高さ
が低くなっていることから、当該ねじ山を容易に乗り越
えることができる。したがって、移動体が上記対向端面
に当接して停止した際に、モータにかかる負荷が上昇す
るのをさらに低く抑えることができる。

【００１６】また、テーパ部においても、円弧状雌ねじ
部のねじ山が雄ねじ部の各ねじ山に螺合していれば、ス
クリュシャフトの駆動力を移動体に十分に伝えることが
できる。したがって、テーパ部を設けても、フレームの
対向端面に当接する直前で移動体の駆動力が低下するこ
とがなく、移動体の全ストロークにわたって一定した駆
動力を発生することができる。

【００１７】請求項４〜６に記載の発明においては、移
動体がフレームの対向端面に当接した状態において、弾
性支持部がスクリュシャフトの細径部に当接することに
なる。このため、弾性支持部は、スクリュシャフトの雄
ねじ部の外周に当接していた状態に比べて、円弧状雌ね
じ部を上記雄ねじ部に押し付ける力が減少するので、上
述したねじ山を乗り越える際の抵抗を小さくすることが
できる。したがって、モータが過負荷状態となるのを確
実に防止することができる。

【００１８】請求項５に記載の発明においては、細径部
における上記雄ねじ部側の端部が雄ねじ部側に向けて漸
次拡径するテーパ部によって形成されているので、弾性
支持部が細径部に当接した状態になった後も、弾性支持
部はテーパ部を介してスムーズに雄ねじ部側に移動する
ことができる。すなわち、移動体は、フレームの一方の
対向端面側に移動して、当該対向端面に当接した後も、
他方の対向端面側にスムーズに逆転移動することができ
る。

【００１９】請求項６に記載の発明においては、移動体
における円弧状雌ねじ部およびその近傍部分がフレーム
の対向端面に当たる前に、当該移動体のストッパがフレ
ームの対向端面に当接することになるので、上記円弧状
雌ねじ部およびその近傍部が上記対向端面に当たって変
形するのを防止することができる。したがって、円弧状
雌ねじ部の変形によって移動体の移動抵抗が増大するの
を防止することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照しながら説明する。 （第１実施の形態）まず、この発明の第１実施の形態を
図１〜図９を参照して説明する。この第１の実施の形態
で示すモータ駆動型直線アクチュエータは、ステッピン
グモータ（モータ）１によって回転駆動され、両端部が
フレーム２に第１および第２の滑り軸受け２１、２２を
介して回転自在に支持されたスクリュシャフト３と、こ
のスクリュシャフト３の雄ねじ部３１に、周方向に部分
的に螺合する円弧状雌ねじ部４１ａを有し、かつ上記円
弧状雌ねじ部４１ａが雄ねじ部３１から浮き上がるのを
弾性力をもって防止する弾性支持部４２を有する移動体
４と、この移動体４がスクリュシャフト３とともに回る
のを防止するガイドバー（案内手段）５とを備えてい
る。

【００２１】ステッピングモータ１は、図１〜図５に示
すように、フランジ１ａを介してビス１１で、後述する
第２の対向板部２Ｃにおける内側面（フレームの対向端
面）２Ｃａ側に固定されるようになっている。フレーム
２は、鋼板によって一体に形成されたものであり、帯状
に長く形成された主板部２Ａの両端部に互いに平行に対
向する第１の対向板部２Ｂおよび第２の対向板部２Ｃを
屈曲成形して、コ字状の外観を有するように形成したも
のである。

【００２２】第１および第２の滑り軸受け２１、２２
は、図７および図８に示すように、第１および第２の対
向板部２Ｂ、２Ｃに直交する一つの直線上に配置されて
いる。第１の滑り軸受け２１は、フランジ２１ａが第１
の対向板部２Ｂにおける内側面（フレームの対向端面）
２Ｂａ側に配置された状態で当該第１の対向板部２Ｂに
固定され、第２の滑り軸受け２２は、フランジ２２ａが
第２の対向板部２Ｃにおける内側面２Ｃａと反対側の外
側面に配置された状態で当該第２の対向板部２Ｃに固定
されている。

【００２３】また、第１の滑り軸受け２１は、ポリアミ
ドなどの自己潤滑性の優れた樹脂によって一体に形成さ
れたものであり、スクリュシャフト３の一端部を回転自
在に支持するラジアル軸受けとしての機能と、スクリュ
シャフト３から第１の対向板部２Ｂ側に作用するスラス
ト力を保持するスラスト軸受けとしての機能とを兼ね備
えている。

【００２４】第２の滑り軸受け２２は、含油軸受けによ
って構成されたものであり、スクリュシャフト３の他端
部を回転自在に支持するラジアル軸受けとしての機能を
有するとともに、スクリュシャフト３をスラスト方向に
移動自在に支持するようになっている。ここで、含油軸
受けとは、粉末金属の焼結体に潤滑油を含浸させた軸受
けであり、所定の機械的強度を有するとともに、そのま
まで充分な潤滑性を有するものである。

【００２５】スクリュシャフト３は、鋼等の金属材料に
よって直線状に形成されたものであり、一方の端部には
その先端側から被軸受け部３２および逃げ部３３が順次
同軸状に形成され、他方の端部にはその先端側から歯車
取付部３４および逃げ部３５が順次同軸状に形成され、
かつ一方の逃げ部３３と他方の逃げ部３５との間に上述
した雄ねじ部３１が形成されている。

【００２６】一方の被軸受け部３２は、第１の滑り軸受
け２１に回転自在に嵌合するようになっている。一方の
逃げ部３３は、被軸受け部３２より径が大きく形成され
ているとともに、雄ねじ部３１の谷径よりやや径が小さ
く形成されている。そして、被軸受け部３２と逃げ部３
３との境の段部３３ａが第１の滑り軸受け２１のフラン
ジ２１ａの端面に当接することによって、スクリュシャ
フト３が図７中の右側へ移動するのを阻止するようにな
っている。

【００２７】また、一方の逃げ部３３は、段部３３ａが
フランジ２１ａの端面に当接し、かつ後述する移動体４
の一方のボス部（ストッパ）４１ｃの端面が第１の対向
板部２Ｂの内側面２Ｂａに当接した状態において、雄ね
じ部３１のねじ山が円弧状雌ねじ部４１ａのねじ山と噛
み合う数が０．１〜４となるように、軸方向の長さが設
定されている。すなわち、逃げ部３３は、ボス部４１ｃ
の端面が内側面２Ｂａに当接した状態において、円弧状
雌ねじ部４１ａの軸方向の一方の側の部分との螺合を避
けるようになっている。

【００２８】なお、雄ねじ部３１のねじ山が円弧状雌ね
じ部４１ａのねじ山と噛み合う数が例えば１とは、雄ね
じ部３１における谷から谷、頂から頂、あるいは谷から
頂までの中間位置から次の中間位置までの１ピッチにお
いて、雄ねじ部３１が円弧状雌ねじ部４１ａと完全に螺
合していることをいう。したがって、上記ねじ山の噛み
合う数が例えば０．５とは、０．５ピッチの間で螺合し
ていることを意味する。

【００２９】また、雄ねじ部３１における逃げ部３３側
の端部は、逃げ部３３から漸次径が拡大するテーパ部３
１ａによって形成されている。このテーパ部３１ａの勾
配θは、図９（ａ）に示すように、軸方向に対する角度
で１０〜２０度に設定することがこのましい。因みに、
この実施の形態では、勾配θを１５度に設定している。
また、この実施の形態においては、上述のようにスクリ
ュシャフト３の段部３３ａがフランジ２１ａの端面に当
接し、かつ移動体４のボス部４１ｃの端面が内側面２Ｂ
ａに当接した状態において、雄ねじ部３１のねじ山（テ
ーパ部３１ａに存するねじ山の数も上記ピッチに基づい
てそのまま数える）が円弧状雌ねじ部４１ａのねじ山と
噛み合う数が約２．５（図９（ａ）参照）になってい
る。

【００３０】そして、上記のようにねじ山の噛み合う数
を０．１以上としたのは、移動体４が第１の対向板部２
Ｂ等に当接するまで移動した場合でも、円弧状雌ねじ部
４１ａが雄ねじ部３１から外れないようにするためであ
り、当該数を４以下としたのは、４を超えると円弧状雌
ねじ部４１ａの各ねじ山が雄ねじ部３１の各ねじ山を越
える際の抵抗が大きくなるからである。

【００３１】また、スクリュシャフト３における逃げ部
３５側も、上述した逃げ部３３側と同様に構成されてい
る。すなわち、スクリュシャフト３の段部３３ａがフラ
ンジ２１ａの端面に当接し、かつ移動体４の後述する他
方のボス部（ストッパ）４１ｄの端面が第２の対向板部
２Ｃの内側面２Ｃａに当接した状態において、雄ねじ部
３１のねじ山（図７中左側のテーパ部３１ａに存するね
じ山の数も上記ピッチに基づいてそのまま数える）が円
弧状雌ねじ部４１ａのねじ山と噛み合う数が０．１〜４
となっている。ただし、この実施の形態では、その噛み
合う数が約２．５（図９（ａ）参照）となるものを示し
ている。

【００３２】移動体４は、図１および図５〜図８に示す
ように、ポリアミド等の自己潤滑性を有する樹脂によっ
て一体に形成されたものであり、上記円弧状雌ねじ部４
１ａを有する本体部４１と、上記弾性支持部４２と、係
止部４３とを備えている。

【００３３】円弧状雌ねじ部４１ａは、周方向の長さが
円の１／３〜１／２の範囲に形成されたものであり、そ
の開口部側からスクリュシャフト３の雄ねじ部３１を挿
入して、同雄ねじ部３１と螺合することが可能になって
いる。弾性支持部４２は、円弧状雌ねじ部４１ａを雄ね
じ部３１に所定の弾性力で押し付けるようになってお
り、本体部４１から円弧状に突出するバネ部４２ａと、
このバネ部４２ａの先端部に形成され、雄ねじ部３１の
外周部を円弧状雌ねじ部４１ａ側に押圧する摺接部４２
ｂとにより一体に形成されている。また、摺接部４２ｂ
は、円弧状雌ねじ部４１ａの真上の領域から軸方向に外
れた位置に設けられている。

【００３４】また、本体部４１には、円弧状雌ねじ部４
１ａの軸方向と平行に、上記ガイドバー５と摺動自在に
嵌合する案内孔４１ｂ（図６）が形成されており、この
案内孔４１ｂの両端部にはボス部４１ｃ、４１ｄが突出
している。一方のボス部４１ｃは、本体部４１における
円弧状雌ねじ部４１ａを有する部分の一方の端面が第１
の滑り軸受け２１のフランジ２１ａの端面（フレームの
対向端面）に当たる前に、フレーム２における第１の対
向板部２Ｂの内側面２Ｂａに当接するようになってい
る。同様にして、他方のボス部４１ｄは、本体部４１に
おける円弧状雌ねじ部４１ａを有する部分の他方の端面
が第２の滑り軸受け２２のフランジ２２ａとは反対側の
端面（フレームの対向端面）に当たる前に、フレーム２
における第２の対向板部２Ｃの内側面２Ｃａに当接する
ようになっている。

【００３５】なお、上記フレームの対向端面とは、フレ
ーム２をコ字状に形成したことにより生じた互いに対向
する部分の面であり、第１および第２の対向板部２Ｂ、
２Ｃの内側面２Ｂａ、２Ｃａ、第１の滑り軸受け２１の
フランジ２１ａ側の端面、第２の滑り軸受け２２におけ
るフランジ２２ａと反対側の端面が相当する。

【００３６】上記係止部４３は、例えばカメラにおける
レンズ等の被駆動体（図示せず）に係止して、当該被駆
動体を直線方向に移動駆動するようになっている。

【００３７】ガイドバー５は、スクリュシャフト３と平
行となるように、その各端部がそれぞれ第１の対向板部
２Ｂおよび第２の対向板部２Ｃに固定されている。ま
た、ガイドバー５の直径は、案内孔４１ｂの直径に対し
て１／１００〜２／１００程度細く形成されている。す
なわち、案内孔４１ｂの直径が１ｍｍ程度であれば、案
内孔４１ｂとガイドバー５とは、０．０１〜０．０２ｍ
ｍ程度の隙間があくように構成されている。

【００３８】また、スクリュシャフト３の歯車取付部３
４には、図１〜図３および図７に示すように、平歯車６
１が固定されるようになっており、ステッピングモータ
１の出力軸には、平歯車６１にかみ合って、当該平歯車
６１を駆動する平歯車６２が固定されている。また、歯
車取付部３４の端面３４ａは球面状に形成されており、
当該端面３４ａには、板ばね（付勢手段）７が当接する
ようになっている。

【００３９】板ばね７は、ばね鋼等の金属によって帯状
に薄く形成したものをその中間位置でほぼ直角に屈曲さ
せたものであり、一方の端部がビス７１によって主板部
２Ａに固定され、他方の端部が歯車取付部３４の端面３
４ａに所定の弾性力を持って当接するようになってい
る。すなわち、板ばね７は、スクリュシャフト３の段部
３３ａを第１の滑り軸受け２１におけるフランジ２１ａ
の端面に確実に当接させるべく、端面３４ａに弾性力を
付与するようになっている。

【００４０】上記のように構成されたモータ駆動型直線
アクチュエータにおいては、ステッピングモータ１の回
転運動が平歯車６２、６１を介してスクリュシャフト３
に伝達されることになることから、移動体４がスクリュ
シャフト３に沿って直線方向に移動することになる。そ
して、通常は、移動体４が第１の対向板部２Ｂ、第２の
対向板部２Ｃ、第１の滑り軸受け２１、第２の滑り軸受
け２２等に当たることがないようにステッピングモータ
１が制御されることになる。ただし、制御装置等に不具
合が生じた場合や、ステッピングモータ１を手動で回転
駆動する場合には、移動体４が上記第１の対向板部２Ｂ
等に当たることがあり得る。

【００４１】例えば、移動体４の一方のボス部４１ｃが
第１の対向板部２Ｂの内側面２Ｂａに当接した後、さら
にステッピングモータ１が回転駆動されることがある。
この場合、図９（ａ）に示すように、まず雄ねじ部３１
と円弧状雌ねじ部４１ａとが完全に螺合した状態でボス
部４１ｃが内側面２Ｂａに当接する。そして、ステッピ
ングモータ１がさらに回転することによって、図９
（ｂ）に示すように、円弧状雌ねじ部４１ａの各ねじ山
が弾性支持部４２からの弾性力に抗して、雄ねじ部３１
の各ねじ山を上るように変位し、ついには図９（ｃ）に
示すように、雄ねじ部３１のねじ山の頂上に達するとと
もに、当該ねじ山を乗り越えることになる。このように
してスクリュシャフト３が一回転すると、雄ねじ部３１
が図９（ａ）に示す元の回転位置まで戻るため、当該雄
ねじ部３１の各ねじ山と円弧状雌ねじ部４１ａの各ねじ
山とが再び完全に螺合した状態になる。このようなねじ
山の乗り越えは、雄ねじ部３１を弾性支持部４２で弾性
的に支持していることから可能になる。したがって、移
動体４が第１の対向板部２Ｂや第２の対向板部２Ｃに当
接して停止した場合でも、ステッピングモータ１はその
回転が停止するほどの過負荷になることがない。

【００４２】そして、移動体４が第１の対向板部２Ｂや
第２の対向板部２Ｃに当接した状態において、雄ねじ部
３１のねじ山が円弧状雌ねじ部４１ａのねじ山と噛み合
う数が０．１〜４（本実施の形態の場合は約２．５）と
なっているので、上記ねじ山を乗り越える際の抵抗は極
めて小さなものとなる。したがって、移動体４が第１の
対向板部２Ｂ等に当たって停止するようなことがあって
もステッピングモータ１が過負荷となるのを防止するこ
とができる。

【００４３】また、移動体４の案内孔４１ｂとガイドバ
ー５との嵌合隙間が案内孔４１ｂを基準にして１／１０
０〜２／１００程度設けられているので、通常の螺合状
態においては、円弧状雌ねじ部４１ａの各ねじ山が雄ね
じ部３１の各ねじ山によくなじむように、移動体４がガ
イドバー５に対して変位することになる。したがって、
スクリュシャフト３の駆動力を移動体４に確実に伝える
ことができる。また、円弧状雌ねじ部４１ａの各ねじ山
が雄ねじ部３１の各ねじ山を乗り越える際には、上記嵌
合隙間によって円弧状雌ねじ部４１ａの各ねじ山が雄ね
じ部３１の各ねじ山に対して傾くように変位することが
可能になるため、より抵抗少なく当該ねじ山の乗り越え
が可能となる。したがって、移動体４が第１の対向板部
２Ｂ等に当接して停止した際に、ステッピングモータ１
にかかる負荷が上昇するのをさらに低く抑えることがで
きる。

【００４４】さらに、雄ねじ部３１の端部にテーパ部３
１ａが設けられているので、円弧状雌ねじ部４１ａの各
ねじ山が雄ねじ部３１の各ねじ山を乗り越えようとする
際には、テーパ部３１ａによってねじ山の高さが低くな
っていることから、当該ねじ山を容易に乗り越えること
ができる。したがって、この点からも移動体４が第１の
対向板部２Ｂ等に当接して停止した際に、ステッピング
モータ１にかかる負荷が上昇するのを低く抑えることが
できる。

【００４５】また、テーパ部３１ａにおいても、円弧状
雌ねじ部４１ａの各ねじ山が雄ねじ部３１の各ねじ山と
螺合していれば、スクリュシャフト３の駆動力を移動体
４に十分に伝えることができる。したがって、移動体４
の駆動力が第１の対向板部２Ｂ等に当接する直前で低下
するようなことがなく、移動体４の全ストロークにわた
って一定した駆動力を発揮することができる。

【００４６】さらに、移動体４における円弧状雌ねじ部
４１ａおよびその近傍部分が第１の滑り軸受け２１や第
２の滑り軸受け２２に当接する前に、一方のボス部４１
ｃや他方のボス部４１ｄが第１の対向板部２Ｂの内側面
２Ｂａや第２の対向板部２Ｃの内側面２Ｃａに当接し
て、移動体４が停止することになるので、円弧状雌ねじ
部４１ａおよびその近傍部が第１の滑り軸受け２１や第
２の滑り軸受け２２に当接して変形することがない。し
たがって、円弧状雌ねじ部４１ａの変形によって、移動
体４の移動抵抗が増大するのを防止することができる。

【００４７】（第２実施の形態）次に、この発明の第２
実施の形態について、図１０および図１１を参照して説
明する。ただし、第１実施の形態と共通する構成要素に
は同一の符号を付して、その説明を簡略化する。

【００４８】この第２実施の形態で示すモータ駆動型直
線アクチュエータは、スクリュシャフト３における他方
の端部（一方の端部でもよい）に、細径部３６を形成し
たもので構成されている。この細径部３６は、移動体４
における他方のボス部４１ｄ（図８参照）が第２の対向
板部２Ｃの内側面２Ｃａに当接して、移動体４が停止し
た状態において、弾性支持部４２の摺接部４２ｂが上述
した弾性力を付与するために当接するようになってい
る。

【００４９】また、細径部３６における雄ねじ部３１側
の端部は、当該雄ねじ部３１側に向けて漸次拡径するテ
ーパ部３６ａによって形成されている。そして、細径部
３６におけるテーパ部３６ａを除いた平行部分の径は、
雄ねじ部３１の谷径より小さくなっている。また、テー
パ部３６ａにおける上記谷径より大の部分は、雄ねじ部
３１をテーパ状に削り取った形状のもので構成されてい
る。さらに、この実施の形態においては、移動体４にお
ける他方のボス部４１ｄが第２の対向板部２Ｃの内側面
２Ｃａに当接した状態において、弾性支持部４２の摺接
部４２ｂが細径部３６におけるテーパ部３６ａに当接す
るようになっている。

【００５０】上記のように構成されたモータ駆動型直線
アクチュエータにおいては、移動体４が第２の対向板部
２Ｃの内側面２Ｃａに当接した状態において、弾性支持
部４２の摺接部４２ｂがスクリュシャフト３の細径部３
６に当接することになるので、弾性支持部４２は、スク
リュシャフト３の雄ねじ部３１の外周に当接していた状
態に比べて、円弧状雌ねじ部４１ａを雄ねじ部３１に押
し付ける力が減少する。このため、円弧状雌ねじ部４１
ａの各ねじ山が雄ねじ部３１の各ねじ山を乗り越える際
の抵抗が小さくなる。したがって、移動体４が第２の対
向板部２Ｃの内側面２Ｃａに当接して停止した際に、ス
テッピングモータ１にかかる負荷が上昇するのを低く抑
えることができる。

【００５１】また、細径部３６における雄ねじ部３１側
の端部が当該雄ねじ部３１側に向けて漸次拡径するテー
パ部３６ａによって形成されているので、弾性支持部４
２の摺接部４２ｂが細径部３６に当接した状態になった
後も、摺接部４２ｂはテーパ部３６ａを介してスムーズ
に雄ねじ部３１側に移動することができる。すなわち、
移動体４は、他方の側に移動して、第２の対向板部２Ｃ
の内側面２Ｃａに当接した後も、一方側にスムーズに逆
転移動することができる。

【００５２】なお、上記第２実施の形態においては、他
方のボス部４１ｄが内側面２Ｃａに当接した状態におい
て、摺接部４２ｂがテーパ部３６ａに当接するように構
成したが、その摺接部４２ｂが細径部３６におけるテー
パ部３６ａ以外の平行部分に当接するように構成しても
よい。この場合には、円弧状雌ねじ部４１ａが雄ねじ部
３１に作用する弾性力をさらに軽減することができるの
で、ステッピングモータ１に作用する負荷をさらに低減
することができる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜３およ
び６に記載の発明によれば、移動体がフレームの対向端
面に当接して停止すると、移動体における円弧状雌ねじ
部のねじ山が弾性支持部の弾性力に抗して、スクリュシ
ャフトにおける雄ねじ部のねじ山を乗り越えることにな
る。したがって、移動体がフレームの対向端面に当たっ
て停止するようなことがあっても、モータはその回転が
停止するほど過負荷状態になることがない。

【００５４】そして、移動体がフレームの対向端面に当
接した状態では、スクリュシャフトに設けた逃げ部によ
って、雄ねじ部は円弧状雌ねじ部の軸方向の一方の側と
螺合することがなくなるので、雄ねじ部のねじ山と円弧
状雌ねじ部のねじ山とが噛み合う数が少なくなる。した
がって、上述したねじ山を乗り越える際の抵抗が小さく
なるので、移動体がフレームの対向端面に当接した場合
において、モータが過負荷状態となるのを確実に防止す
ることができる。

【００５５】請求項２に記載の発明によれば、雄ねじ部
のねじ山と円弧状雌ねじ部のねじ山とが噛み合う数が
０．１〜４となっているので、上記ねじ山を乗り越える
際の抵抗は所定の範囲内の小さなものとなる。したがっ
て、移動体がフレームの対向端面に当接した場合におい
て、モータが過負荷状態となるのを確実に防止すること
ができる。

【００５６】請求項３に記載の発明によれば、雄ねじ部
における上記逃げ部側の端部がテーパ部によって形成さ
れているので、移動体がフレームの対向端面に当接し
て、円弧状雌ねじ部のねじ山が雄ねじ部のねじ山を乗り
越えようとする際には、テーパ部におけるねじ山の高さ
が低くなっていることから、当該ねじ山を容易に乗り越
えることができる。したがって、移動体が上記対向端面
に当接して停止した際に、モータにかかる負荷が上昇す
るのをさらに低く抑えることができる。

【００５７】また、テーパ部においても、円弧状雌ねじ
部のねじ山が雄ねじ部の各ねじ山に螺合していれば、ス
クリュシャフトの駆動力を移動体に十分に伝えることが
できる。したがって、テーパ部を設けても、フレームの
対向端面に当接する直前で移動体の駆動力が低下するこ
とがなく、移動体の全ストロークにわたって一定した駆
動力を発生することができる。

【００５８】請求項４〜６に記載の発明によれば、移動
体がフレームの対向端面に当接した状態において、弾性
支持部がスクリュシャフトの細径部に当接することにな
る。このため、弾性支持部は、スクリュシャフトの雄ね
じ部の外周に当接していた状態に比べて、円弧状雌ねじ
部を上記雄ねじ部に押し付ける力が減少するので、上述
したねじ山を乗り越える際の抵抗を小さくすることがで
きる。したがって、モータが過負荷状態となるのを確実
に防止することができる。

【００５９】請求項５に記載の発明によれば、細径部に
おける上記雄ねじ部側の端部が雄ねじ部側に向けて漸次
拡径するテーパ部によって形成されているので、弾性支
持部が細径部に当接した状態になった後も、弾性支持部
はテーパ部を介してスムーズに雄ねじ部側に移動するこ
とができる。すなわち、移動体は、フレームの一方の対
向端面側に移動して、当該対向端面に当接した後も、他
方の対向端面側にスムーズに逆転移動することができ
る。

【００６０】請求項６に記載の発明によれば、移動体に
おける円弧状雌ねじ部およびその近傍部分がフレームの
対向端面に当たる前に、当該移動体のストッパがフレー
ムの対向端面に当接することになるので、上記円弧状雌
ねじ部およびその近傍部が上記対向端面に当たって変形
するのを防止することができる。したがって、円弧状雌
ねじ部の変形によって移動体の移動抵抗が増大するのを
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施の形態として示したモータ
駆動型直線アクチュエータの正面図である。

【図２】同モータ駆動型直線アクチュエータを示す図で
あって、図１のII矢視図である。

【図３】同モータ駆動型直線アクチュエータを示す図で
あって、図２のIII矢視図である。

【図４】同モータ駆動型直線アクチュエータを示す図で
あって、図１のIV矢視図である。

【図５】同モータ駆動型直線アクチュエータを示す図で
あって、図１のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。

【図６】同モータ駆動型直線アクチュエータにおける移
動体を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は
（ａ）の右側面図、（ｃ）は（ａ）の左側面図、（ｄ）
は（ａ）の平面図である。

【図７】同モータ駆動型直線アクチュエータの概略構成
図である。

【図８】同モータ駆動型直線アクチュエータを示す図で
あって、図７のVIII矢視図である。

【図９】同モータ駆動型直線アクチュエータの作用を示
す図であって、（ａ）は円弧状雌ねじ部のねじ山が雄ね
じ部のねじ山に完全に螺合した状態を示す説明図、
（ｂ）は円弧状雌ねじ部のねじ山が雄ねじ部のねじ山に
対して所定量上った状態を示す説明図、（ｃ）は円弧状
雌ねじ部のねじ山が雄ねじ部のねじ山の頂部まで上った
状態を示す説明図である。

【図１０】この発明の第２実施の形態として示したモー
タ駆動型直線アクチュエータの概略構成である。

【図１１】同モータ駆動型直線アクチュエータの要部説
明図である。

【符号の説明】

１ ステッピングモータ（モータ） ２ フレーム ２Ｂａ、２Ｃａ 内側面（フレームの対向端面） ３ スクリュシャフト ４ 移動体 ５ ガイドバー（案内手段） ３１ 雄ねじ部 ３１ａ テーパ部 ３３ 逃げ部 ３６ 細径部 ３６ａ テーパ部 ４１ａ 円弧状雌ねじ部 ４１ｃ、４１ｄ ボス部（ストッパ） ４２ 弾性支持部 ４２ｂ 摺接部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J062 AB21 AC07 BA19 BA32 CD02 CD22 CD35 CD45 CD54 5H607 AA01 BB01 BB10 BB21 CC03 DD03 EE52 EE53 GG01 GG09

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータによって回転駆動され、両端部が
   フレームに回転自在に支持されたスクリュシャフトと、 このスクリュシャフトの雄ねじ部に周方向に部分的に螺
   合する円弧状雌ねじ部を有し、かつ上記円弧状雌ねじ部
   が上記雄ねじ部から浮き上がるのを弾性力をもって防止
   する弾性支持部を有する移動体と、 この移動体が上記スクリュシャフトとともに回るのを防
   止する案内手段とを備えてなり、 上記スクリュシャフトにおける少なくとも一方の端部に
   は、上記移動体が上記一方の側に移動して上記フレーム
   の対向端面に当接した状態において、上記円弧状雌ねじ
   部の軸方向の一方の側との螺合を避ける逃げ部が形成さ
   れていることを特徴とするモータ駆動型直線アクチュエ
   ータ。
2. 【請求項２】 上記逃げ部は、上記雄ねじ部のねじ山と
   上記円弧状雌ねじ部のねじ山とが噛み合う数が０．１〜
   ４となるように、軸方向の長さが設定されていることを
   特徴とする請求項１に記載のモータ駆動型直線アクチュ
   エータ。
3. 【請求項３】 上記雄ねじ部における上記逃げ部側の端
   部は、上記逃げ部側に向けて漸次縮径するテーパ部によ
   って形成されていることを特徴とする請求項１または２
   に記載のモータ駆動型直線アクチュエータ。
4. 【請求項４】 モータによって回転駆動され、両端部が
   フレームに回転自在に支持されたスクリュシャフトと、 このスクリュシャフトの雄ねじ部に周方向に部分的に螺
   合する円弧状雌ねじ部を有し、かつ上記円弧状雌ねじ部
   が上記雄ねじ部から浮き上がるのを弾性力をもって防止
   する弾性支持部を有する移動体と、 この移動体が上記スクリュシャフトとともに回るのを防
   止する案内手段とを備えてなり、 上記スクリュシャフトにおける少なくとも一方の端部に
   は、上記移動体が上記一方の側に移動して上記フレーム
   の対向端面に当接した状態において、上記弾性支持部が
   上記弾性力を付与するために当接する位置に細径部が形
   成されていることを特徴とするモータ駆動型直線アクチ
   ュエータ。
5. 【請求項５】 上記細径部における上記雄ねじ部側の端
   部は、上記雄ねじ部側に向けて漸次拡径するテーパ部に
   よって形成されていることを特徴とする請求項４に記載
   のモータ駆動型直線アクチュエータ。
6. 【請求項６】 上記移動体には、上記円弧状雌ねじ部お
   よびその近傍部分が上記フレームの対向端面に当たる前
   に、当該フレームの対向端面に当接するストッパが設け
   られていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記
   載のモータ駆動型直線アクチュエータ。