JP6247588B2 - アクチュエーター - Google Patents

Description

この発明は、軸方向に延びる回転軸に取り付けられた移動体を、回転軸の回転に応じて軸方向へ移動させるアクチュエーターに関する。

従来、ボールネジに螺合するナットにスライダーを取り付けて、ナットおよびスライダーをボールネジの回転に応じてボールネジの軸方向へ移動させるアクチュエーターが広く用いられている。かかるアクチュエーターでは、ボールネジの回転数（１秒あたりの回転数）がボールネジの固有振動数に一致すると、ボールネジが共振することが知られている。具体的に説明すると、ボールネジの端部を受ける軸受部材とナットを節とする振動の振動数（固有振動数）に、ボールネジの回転数が一致した場合等に、ボールネジが共振する。そして、ボールネジの共振は、騒音やボールネジの破損といった問題を引き起こすおそれがあった。

そこで、特許文献１では、ボールネジを支持するサポートブラケットが、ナットと軸受部材の間に配置される。このサポートブラケットは、ナットの速度の半分の速度でナットと連動して移動するように構成されており、ナットと軸受部材の中心でボールネジを支持しながら移動する。こうして、ナットと軸受部材を節とする振動の腹をサポートブラケットで抑え込むことで、当該振動の発生が抑制されている。

特開平８−９８４５５号公報

ところで、上記のようなアクチュエーターでは、移動体（ナット）の移動範囲（ストローク）の拡大を図れることが好適となる。これに対して、特許文献１のように移動体と軸受部材の中心を支持部材（サポートブラケット）で支持する構成では、移動体の移動範囲の拡大に限界があった。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、回転軸に取り付けられた移動体を回転軸の回転に応じて移動させるアクチュエーターにおいて、回転軸の共振を抑えつつ移動体の移動範囲の拡大を図ることを可能とする技術の提供を目的とする。

本発明にかかるアクチュエーターは、上記目的を達成するために、軸方向に延びる回転軸と、回転軸に取り付けられて回転軸の回転に応じて軸方向へ移動する移動体と、回転軸を受ける軸受部材と、移動体と軸受部材の間で回転軸を支持する支持部材とを備え、移動体が軸受部材から最も遠ざかった際に、支持部材と移動体との回転軸に沿った間隔が、支持部材と軸受部材との回転軸に沿った間隔よりも長いことを特徴としている。

このように構成された本発明（アクチュエーター）では、支持部材と軸受部材の間隔や支持部材と移動体の間隔が広くなるほど、回転軸の共振周波数が低下して、回転軸が共振を起こしやすくなる。したがって、移動体が軸受部材から最も遠ざかって、これらの間隔が広がった状況では、回転軸の共振が生じるおそれが極めて高くなる。換言すれば、移動体が軸受部材から最も遠ざかった状況において、回転軸の共振を抑えることが重要となる。ただし、移動体の移動範囲を拡大すれば、移動体が軸受部材から最も遠ざかった際における支持部材と軸受部材の間隔や支持部材と移動体の間隔も拡大し、回転軸の共振周波数が低下すると考えられていたため、移動体の移動範囲の拡大は容易ではなかった。

しかしながら、本願の発明者等は、回転軸の支持態様について詳細に検討した結果、回転軸の共振を抑えつつ移動体の移動範囲の拡大を図ることができる構成に到達した。つまり、本発明では、軸受部材と支持部材とによって、回転軸は実質的に固定支持されることとなるため、この支持部材に対して軸受部材の反対側では、このような固定支持によって回転軸がしっかりと支持される。その結果、支持部材と移動体の間における回転軸の共振周波数は比較的高く、支持部材と移動体との間隔を比較的長くとっても、支持部材と移動体の間における回転軸の共振を抑えることが可能であるといった知見を得た。そこで、移動体が軸受部材から最も遠ざかった際に、支持部材と移動体との回転軸に沿った間隔が、支持部材と軸受部材との回転軸に沿った間隔よりも長くなるように構成している。その結果、特許文献１のように、支持部材が移動体と軸受部材の中心に設けられて、支持部材と移動体の間隔が支持部材と軸受部材の間隔に等しい構成と比較して、本発明では、支持部材と移動体との回転軸に沿った間隔を長くした分、移動体の移動範囲の拡大を図ることができる。こうして、回転軸の共振を抑えつつ移動体の移動範囲の拡大を図ることが可能となっている。

この際、複数の支持部材を移動体と軸受部材の間に備え、移動体が軸受部材から最も遠ざかった際に、軸方向に隣り合う支持部材どうしの回転軸に沿った間隔が、支持部材と軸受部材との回転軸に沿った間隔よりも長くなるように、アクチュエーターを構成しても良い。つまり、複数の支持部材で回転軸を支持した構成では、軸受部材とこれに隣り合う支持部材によって、回転軸は実質的に固定支持されることとなるため、この支持部材に対して軸受部材の反対側では、このような固定支持によって回転軸がしっかりと支持される。そのため、支持部材と軸受部材との回転軸に沿った間隔よりも、軸方向に隣り合う支持部材どうしの回転軸に沿った間隔を長くしても構わない。特に、このように構成することによって、支持部材どうしの間隔を広くとることができ、例えば、支持部材の個数を抑えつつ移動体の移動範囲の拡大を図るといった設計が容易になる。

また、支持部材は、停止位置から軸受部材側で軸方向へ移動可能であり、移動体が停止位置に対して軸受部材の反対側を移動している間は停止位置に停止し、移動体が停止位置から軸受部材側に進入している間は移動体に伴って移動するように、アクチュエーターを構成しても良い。このような構成では、支持部材は、停止位置で停止して回転軸を支持できる一方、移動体の移動の妨げとならないように、停止位置から軸受部材側で軸方向へ移動できる。つまり、移動体が停止位置に対して軸受部材の反対側を移動している間は、支持部材は停止位置に停止して回転軸を支持する。一方、移動体が停止位置から軸受部材側に進入している間は、支持部材は移動体に伴って移動して、移動体の移動を妨げない。こうして、移動体の移動を妨げることなく、支持部材によって回転軸を支持して回転軸の振動を抑えることができる。

また、支持部材は、移動体に連動して移動体の移動する側へ向けて移動するように、アクチュエーターを構成しても良い。このように、支持部材を移動体に連動させることで、移動体の移動を妨げることなく、支持部材によって回転軸を支持して回転軸の振動を抑えることができる。

この際、軸方向に軸受部材と隣り合う支持部材は、移動体の移動速度に対して支持部材の個数に１を加えた値分の１以下の速度で移動するように、アクチュエーターを構成しても良い。さらに、支持部材は、移動体の移動速度に対して非整数分の１の速度で移動するように、アクチュエーターを構成しても良い。

この発明によれば、回転軸に取り付けられた移動体を回転軸の回転に応じて移動させるアクチュエーターにおいて、回転軸の共振を抑えつつ移動体の移動範囲の拡大を図ることができる。

本発明を適用したアクチュエーターを例示する斜視図である。 図１に例示したアクチュエーターの平面図である。 支持部材およびその周辺の構成を例示する斜視図である。 支持部材およびその周辺の構成を例示する平面図である。 支持部材およびその周辺の構成を例示する部分断面図である。 移動体およびその周辺の構成を例示する斜視図である。 移動体およびその周辺の構成を例示する部分断面図である。 アクチュエーターの動作を模式的に例示する動作説明図である。 連動機構の第１例を備えるアクチュエーターを模式的に例示する斜視図である。 図９中のＡ−Ａ線矢視図である。 連動機構の第２例を備えるアクチュエーターを模式的に例示する斜視図である。 図１１に例示したアクチュエーターの平面図である。 図１１に例示したアクチュエーターの底面図である。 図１１に例示したアクチュエーターの部分拡大斜視図である。 第１例および第２例の連動機構によって規定された移動体および各支持部材の間隔を模式的に示す図である。

図１は、本発明を適用したアクチュエーターを例示する斜視図である。図２は、図１に例示したアクチュエーターの平面図である。両図および以下の図では、アクチュエーターの長手方向をＸ方向とし、アクチュエーターの幅方向をＹ方向（Ｘ方向に直交する）とし、アクチュエーターの厚み方向をＺ方向（Ｘ方向およびＹ方向に直交する）とするＸＹＺ直交座標軸を適宜示す。また、各座標軸の矢印側を正側と適宜称し、各座標軸の矢印の反対側を負側と適宜称する。

このアクチュエーター１は、単一の回転軸２と、回転軸２の回転に伴って移動する移動体３とを備えた単軸ロボットである。アクチュエーター１は、例えばステンレス鋼等の合金鋼あるいはアルミニウム等の金属（軽金属）で構成された筐体１０を備える。筐体１０は、Ｘ方向に長尺な形状を有しており、Ｘ方向の両側に開口する。さらに、筐体１０は、Ｚ方向正側にも開口している。これによって、アクチュエーター１の構成部品を、Ｚ方向から開口を介して筐体１０に取り付けることができ、アクチュエーター１の組立の容易化が図られている。

回転軸２は、Ｘ方向に平行な軸方向へ直線状に延びるネジであり、筐体１０のＹ方向の中央に配置されている。アクチュエーター１は、筐体１０のＸ方向の両端部にそれぞれ固定された２個の軸受部材４を備えており、回転軸２のＸ方向の各端部は、軸受部材４によって回転可能に支持されている。さらに、アクチュエーター１は、Ｘ方向正側における筐体１０の端部に固定されたモーターＭ2を備えており、Ｘ方向正側の軸受部材４は、モーターＭ2と回転軸２とを相互に結合する。したがって、モーターＭ2で回転軸２を駆動することで、回転軸２をその中心線の周りで回転させることができる。

移動体３は、ナットによって回転軸２に螺合しており、回転軸２の回転に伴って回転軸２に沿ってＸ方向へ移動する。この移動体３の移動は、回転軸２に平行に配置されたガイドレール５によって案内される。つまり、筐体１０では、回転軸２のＹ方向の両側それぞれにガイドレール５が固定されており、移動体３は、Ｙ方向の両端部でガイドレール５に係合しつつ、ガイドレール５に沿ってＸ方向へ移動する。

また、アクチュエーター１は、回転軸２に係合しつつ回転軸２を支持する支持部材６を備える。具体的には、筐体１０内では、Ｘ方向において両端の軸受部材４それぞれと移動体３との間に、２個の支持部材６が設けられている。こうして、移動体３よりもＸ方向正側およびＸ方向負側のそれぞれにおいて、２個の支持部材６が回転軸２に沿って並ぶ。各支持部材６は、回転軸２を支持しつつ回転軸２に沿って移動可能であり、例えば図１および図２の移動体３よりＸ方向正側に示すように移動体３に連結された状態で、移動体３に伴って移動する。ただし、支持部材６の可動範囲は、支持部材６毎に異なっている。この点について、移動体３よりＸ方向正側に設けられた支持部材６と、移動体３よりＸ方向負側に設けられた支持部材６とについて、それぞれ説明する。

まず、移動体３よりＸ方向正側に設けられた２個の支持部材６について説明する。アクチュエーター１は、回転軸２のＹ方向負側においてＸ方向に並ぶ２個のストッパー７を備える。これらストッパー７は、Ｘ方向において互いに異なる停止位置Ｐs(1)、Ｐs(2)に各支持部材６を停止させるために、停止位置Ｐs(1)、Ｐs(2)に対して配置されている。なお、停止位置Ｐs(1)はＸ方向正側に位置し、停止位置Ｐs(2)はＸ方向負側に位置する。

停止位置Ｐs(1)に対応するストッパー７は、２個の支持部材６のうちＸ方向正側の支持部材６の可動範囲を停止位置Ｐs(1)からＸ方向正側に制限する。したがって、Ｘ方向正側の支持部材６は、停止位置Ｐs(1)からＸ方向正側の可動範囲（停止位置Ｐs(1)を含む）では移動体３に伴って移動できるが、移動体３が当該可動範囲よりＸ方向負側へ出ると、移動体３から外れて停止位置Ｐs(1)に停止する。また、停止位置Ｐs(2)に対応するストッパー７は、２個の支持部材６のうちＸ方向負側の支持部材６の可動範囲を停止位置Ｐs(2)からＸ方向正側に制限する。したがって、Ｘ方向負側の支持部材６は、停止位置Ｐs(2)からＸ方向正側の可動範囲（停止位置Ｐs(2)を含む）では移動体３に伴って移動できるが、移動体３が当該可動範囲よりＸ方向負側へ出ると、移動体３から外れて停止位置Ｐs(2)に停止する。

かかる構成では、各支持部材６は、停止位置Ｐs(1)、Ｐs(2)で停止して移動体３を支持できる一方、移動体３の移動の妨げとならないように、停止位置Ｐs(1)、Ｐs(2)から軸受部材４側の可動範囲でＸ方向へ移動できる。つまり、移動体３が停止位置Ｐs(1)、Ｐs(2)に対して可動範囲の反対側を移動している間は、支持部材６は停止位置Ｐs(1)、Ｐs(2)に停止して回転軸２を支持する。一方、移動体３が可動範囲に進入している間は、支持部材６は移動体３に伴って移動して、可動範囲における移動体３の移動を妨げない。こうして、移動体３の移動を妨げることなく、支持部材６によって回転軸２を支持して回転軸２の振動を抑えることができる。

次に、移動体３よりＸ方向負側に設けられた２個の支持部材６について説明する。アクチュエーター１は、回転軸２のＹ方向正側においてＸ方向に並ぶ２個のストッパー７を備える。これらストッパー７は、Ｘ方向において互いに異なる停止位置Ｐs(3)、Ｐs(4)に各支持部材６を停止させるために、停止位置Ｐs(3)、Ｐs(4)に対して配置されている。なお、停止位置Ｐs(3)はＸ方向負側に位置し、停止位置Ｐs(4)はＸ方向正側に位置する。

停止位置Ｐs(3)に対応するストッパー７は、２個の支持部材６のうちＸ方向負側の支持部材６の可動範囲を停止位置Ｐs(3)からＸ方向負側に制限する。したがって、Ｘ方向負側の支持部材６は、停止位置Ｐs(3)からＸ方向負側の可動範囲（停止位置Ｐs(3)を含む）では移動体３に伴って移動できるが、移動体３が当該可動範囲よりＸ方向正側へ出ると、移動体３から外れて停止位置Ｐs(3)に停止する。また、停止位置Ｐs(4)に対応するストッパー７は、２個の支持部材６のうちＸ方向正側の支持部材６の可動範囲を停止位置Ｐs(4)からＸ方向負側に制限する。したがって、Ｘ方向正側の支持部材６は、停止位置Ｐs(4)からＸ方向負側の可動範囲（停止位置Ｐs(4)を含む）では移動体３に伴って移動できるが、移動体３が当該可動範囲よりＸ方向正側へ出ると、移動体３から外れて停止位置Ｐs(4)に停止する。

かかる構成では、各支持部材６は、停止位置Ｐs(3)、Ｐs(4)で停止して移動体３を支持できる一方、移動体３の移動の妨げとならないように、停止位置Ｐs(3)、Ｐs(4)から軸受部材４側の可動範囲でＸ方向へ移動できる。こうして、移動体３の移動を妨げることなく、支持部材６によって回転軸２を支持して回転軸２の振動を抑えることができる。

このように移動体３は、支持部材６を適宜伴いつつ、回転軸２に沿って移動できる。アクチュエーター１は、このような移動体３の移動範囲を制限するためにストッパー８を備える。このストッパー８は、筐体１０のＸ方向の両端部それぞれに設けられており、軸受部材４より内側で筐体１０に固定されている。したがって、Ｘ方向の端部まで移動してきた移動体３は、ストッパー８に当接して停止する。

以上がアクチュエーター１の概要である。続いては、支持部材６の詳細構成について説明する。なお、４個の支持部材６は、概ね同様の構成を具備するため、ここでは、移動体３のＸ方向負側に設けられた２個の支持部材６のうち、Ｘ方向負側に設けられた支持部材６で代表して説明する。

図３は、支持部材およびその周辺の構成を例示する斜視図である。図４は、支持部材およびその周辺の構成を例示する平面図である。なお、図４では、部材６０に隠れて見えない部材６４が一点鎖線で示されている。図５は、支持部材およびその周辺の構成を例示する部分断面図であり、回転軸２の中心線を通るＺＸ断面を例示する。

支持部材６は、フレーム６０に対して軸接触部６２およびガイド係合部６４を取り付けた概略構成を具備する。フレーム６０は、例えばステンレス鋼等の合金鋼あるいはアルミニウム等の金属（軽金属）で構成され、Ｚ方向正側およびＹ方向の両側から回転軸２を囲む軸対向部６０１と、Ｚ方向正側からガイドレール５に対向するガイド対向部６０２とを有する。そして、軸接触部６２は、フレーム６０の軸対向部６０１のＺ方向負側に固定され、ガイド係合部６４は、フレーム６０のガイド対向部６０２の負側に固定されている。

軸接触部６２は、Ｘ方向の両側から軸対向部６０１にネジ止めされた２個の分割ブッシュ６２２により構成されている。各分割ブッシュ６２２は、一対の半円部材６２４で構成されており、各半円部材６２４は、樹脂で構成されており、半円状に切り欠けられた接触部分６２４aを有する。こうして対を成す２個の半円部材６２４は、接触部分６２４aで回転軸２に接触しつつ、Ｚ方向の両側から回転軸２に係合する。このように、軸接触部６２は、２個の分割ブッシュ６２２それぞれの接触部分６２４aで回転軸２に接触しつつ、回転軸２に沿ってＸ方向へ移動可能となっている。ちなみに、分割ブッシュ６２２と回転軸２の間には若干のクリアランス（遊び）が設けられている。

このように構成された軸接触部６２は、回転軸２に沿ってＸ方向に長さＬ1を有する。ここで、長さＬ1は、軸接触部６２が回転軸２に接触する接触部分６２４aが設けられた範囲のＸ方向における両端間の距離として求めることができる。したがって、ここの例では、長さＬ1は、Ｘ方向正側の分割ブッシュ６２２が回転軸２に接触する接触部分６２４aのＸ方向正側の端と、Ｘ方向負側の分割ブッシュ６２２が回転軸２に接触する接触部分６２４aのＸ方向負側の端とのＸ方向における距離として求めることができる。

ガイド係合部６４は、Ｘ方向に平行に延びる溝状に切り欠けられた係合部分６４aを有し、係合部分６４aでガイドレール５に係合する。こうして、ガイド係合部６４は、係合部分６４aでガイドレール５に係合しつつ、ガイドレール５に沿ってＸ方向へ移動可能となっている。このように構成されたガイド係合部６４は、回転軸２に沿ってＸ方向に長さＬ1より長い長さＬ2を有する（Ｌ2＞Ｌ1）。ここで、長さＬ2は、ガイド係合部６４がガイドレール５に係合する係合部分６４aが設けられた範囲のＸ方向における両端間の距離として求められる。したがって、ここの例では、長さＬ2は、Ｘ方向における係合部分６４aの両端間の距離として求められる。

このように、支持部材６は、ガイドレール５（ガイド部材）に係合するガイド係合部６４と、回転軸２に接して回転軸２を支持する軸接触部６２とを有しており、Ｘ方向（軸方向）において、ガイド係合部６４が軸接触部６２よりも長い（Ｌ2＞Ｌ1）。つまり、支持部材６は、比較的狭い軸接触部６２で回転軸２に接しつつ、比較的広いガイド係合部６４でガイドレール５に係合する。したがって、狭い軸接触部６２で支持部材６を回転軸２に接させて、回転軸２と支持部材６の間の摩擦力を低減できるとともに、広いガイド係合部６４で支持部材６をガイドレール５にしっかりと係合させて、支持部材６を安定的に支持できる。その結果、回転軸２と支持部材６の間の摩擦力を低減してモーターＭ2（駆動源）の負荷を抑えつつも、支持部材６を安定的に支持して回転軸２の共振を効果的に抑制することが可能となっている。

つまり、ガイド係合部６４は、回転軸２の軸方向（Ｘ方向）に軸接触部６２よりも長く、軸接触部６２に対してＸ方向の正側に突出する突出部分６４bを有する。これに対応して、ガイド係合部６４が取り付けられたガイド対向部６０２は、軸接触部６２が取り付けられた軸対向部６０１よりもＸ方向に長く、軸対向部６０１に対してＸ方向の正側に突出する突出部分６０２bを有する。なお、ここの例では、ガイド対向部６０２は、ガイド係合部６４よりもＸ方向に若干長い。

このように支持部材６は、ガイド係合部６４でガイドレール５に係合しつつ、軸接触部６２で回転軸２を支持する。この際、ガイド係合部６４はガイドレール５に沿ってＸ方向へ移動可能であり、軸接触部６２は回転軸２に沿ってＸ方向へ移動可能である。したがって、支持部材６は、全体としてＸ方向へ移動可能となっている。

さらに、支持部材６は、Ｙ方向に平行な回転中心の周りで回転可能なローラー６６を、軸対向部６０１のＺ方向正側の端部に有する。かかるローラー６６は、バネ等の弾性部材によってＺ方向正側に付勢されており、支持部材６を移動体３に係合するために用いられる。また、支持部材６は、軸対向部６０１に対してＺ方向負側に突出した当接部６０３を有する。かかる当接部６０３は、ストッパー７に当接することで、支持部材６を移動体３から分離するために用いられる。

続いては、移動体３の詳細構成と併せて支持部材６について説明する。図６は、移動体およびその周辺の構成を例示する斜視図である。図７は、移動体およびその周辺の構成を例示する部分断面図であり、回転軸２の中心線を通るＺＸ断面を例示する。図６および図７では、移動体３がＸ方向正側の２個の支持部材６に係合した状態が例示されている。

移動体３は、Ｘ方向およびＹ方向に平行な平面を有する矩形状のテーブル３０と、テーブル３０のＺ方向下側に固定されて回転軸２に螺合するナット３１とを有する。ちなみに、回転軸２とナット３１とでボールネジが構成されている。さらに、移動体３は、支持部材６のローラー６６に係脱自在に係合するフック３２を備える。フック３２は、テーブル３０に対してＸ方向の両側に設けられており、テーブル３０に対してＸ方向に突出しつつ回転軸２のＺ方向上側に位置している。移動体３を構成するテーブル３０、ナット３１およびフック３２は、例えばステンレス鋼等の合金鋼あるいはアルミニウム等の金属（軽金属）で構成されている。

そして、移動体３の各フック３２は、最大２個の支持部材６に一括して係合することができる。この際、フック３２に係合する２個の支持部材６は、互い違いに配置されており、Ｘ方向において部分的に重複して収まるように構成されている。移動体３よりＸ方向正側の２個の支持部材６で代表して、この点について説明する。

２個の支持部材６は、それぞれの突出部分６４b、６０２bを互いに向けて突出させた状態でＸ方向に対向する。すなわち、一方の支持部材６の突出部分６４b、６０２bは、他方の支持部材６側へ突出するとともに、他方の支持部材６の突出部分６４b、６０２bは、一方の支持部材６側へ突出する。この際、２個の支持部材６は、互いに異なるガイドレール５に係合しつつＸ方向に相互に対向しており、各支持部材６の突出部分６４b、６０２bは、Ｙ方向に相互に外れている。すなわち、一方の支持部材６の突出部分６４b、６０２bは、Ｙ方向において他方の支持部材６から外れるとともに、他方の支持部材６の突出部分６４b、６０２bは、Ｙ方向において一方の支持部材６から外れる。したがって、２個の支持部材６が近づいた際には、一方の支持部材６の突出部分６４b、６０２bは、他方の支持部材６の軸接触部６２、軸対向部６０１にＸ方向において重複するとともに、他方の支持部材６の突出部分６４b、６０２bは、一方の支持部材６の軸接触部６２、軸対向部６０１にＸ方向において重複する。こうして、２個の支持部材６は、Ｘ方向において互いに部分的に重複しつつフック３２へ係合することができる。

こうして、回転軸２に沿って隣り合う２個の支持部材６が互いに近づいた際には、一方の支持部材６のガイド係合部６４の突出部分６０２bが他方の支持部材６の軸接触部６２にＸ方向において重複するとともに、他方の支持部材６のガイド係合部６４の突出部分６０２bが一方の支持部材６の軸接触部６２にＸ方向において重複する。つまり、隣り合う２個の支持部材６をＸ方向において重複させることができる。そのため、これら支持部材６を軸方向にコンパクトに収めることができ、移動体３のストロークの長尺化を図ることができる。

図８は、アクチュエーターの動作を模式的に例示する動作説明図である。ステップ１〜ステップ５を順に追って、移動体３がＸ方向負側の端部からＸ方向正側の端部まで移動する場合について説明する。ステップ１では、移動体３は、その移動範囲のＸ方向負側に位置しており、その移動範囲においてＸ方向正側の軸受部材４から最も遠ざかった位置にある。この際、移動体３よりＸ方向負側の２個の支持部材６はいずれも移動体３に係合しており、移動体３よりＸ方向正側の２個の支持部材６はストッパー７に当接してそれぞれの停止位置Ｐs(1)、Ｐs(2)に停止している。

ステップ１に示す状態においては、軸受部材４、当該軸受部材４から最も遠ざかった移動体３、および当該軸受部材４と移動体３との間の支持部材６について、それぞれの間の回転軸２に沿った間隔Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3が、回転軸２の最高回転数に対して所定の条件を満たす。ここで、最高回転数はアクチュエーター１を使用するにあたって許容される回転軸２の回転数の最高値であり、一般的にアクチュエーターのカタログ、仕様書あるいは取扱説明書等に定められている。このように最高回転数が定められているため、実際の使用においては、回転軸２は最高回転数以下で回転する。したがって、回転軸２にて生じ得る振動モードにおいては、節の間の距離が、回転軸２の最高回転数の回転に共振する回転軸２の基本振動の半波長よりも長くなる。これに対して、間隔Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3はいずれも、回転軸２の最高回転数の回転に共振する回転軸２の基本振動の半波長よりも短く設定されている。したがって、軸受部材４、支持部材６および移動体３によって回転軸２の振動を抑え込んで、騒音や回転軸２の破損を抑制することが可能となっている。

さらに、間隔Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3の相互の関係も設定されており、具体的には、間隔Ｃ2および間隔Ｃ3は、間隔Ｃ1よりも長く設定されている。この際、間隔Ｃ2、Ｃ3については、これらが互いに等しくても、一方が他方より長くても構わない。

ちなみに、間隔Ｃ1は、互いに隣り合う軸受部材４と支持部材６との回転軸２に沿った間隔である。かかる間隔Ｃ1は、軸受部材４が回転軸２に接触する部分が設けられた範囲の支持部材６側の端と、支持部材６が回転軸２に接触する接触部分６２４aが設けられた範囲の軸受部材４側の端（長さＬ1の軸受部材４側の端）との回転軸２に沿った距離として求めることができる。間隔Ｃ2は、互いに隣り合う２個の支持部材６の回転軸２に沿った間隔である。かかる間隔Ｃ2は、一方支持部材６が回転軸２に接触する接触部分６２４aが設けられた範囲の他方支持部材６側の端（長さＬ1の他方支持部材６側の端）と、他方支持部材６が回転軸２に接触する接触部分６２４aが設けられた範囲の一方支持部材６側の端（長さＬ1の一方支持部材６側の端）との回転軸２に沿った距離として求めることができる。間隔Ｃ3は、互いに隣り合う支持部材６と移動体３との回転軸２に沿った間隔である。かかる間隔Ｃ3は、支持部材６が回転軸２に接触する接触部分６２４aが設けられた範囲の移動体３側の端（長さＬ1の移動体３側の端）と、移動体３（のナット３１）が回転軸２に接触する部分が設けられた範囲の支持部材６側の端との回転軸２に沿った距離として求めることができる。

ステップ１の状態からモーターＭ2の駆動を受けて回転軸２が回転を開始し、移動体３がＸ方向正側へ向けて移動を開始すると、移動体３よりＸ方向負側の２個の支持部材６は移動体３に伴ってＸ方向正側へ移動する。続いて、ステップ２に示すように、移動体３が停止位置Ｐs(3)をＸ方向正側へ向けて通過する過程で、移動体３に係合する２個の支持部材６のうちＸ方向負側の支持部材６（の当接部６０３）が停止位置Ｐs(3)に対応するストッパー７に当接する。なお、これら支持部材６のうち、Ｘ方向負側の支持部材６の当接部６０３は、Ｘ方向正側の支持部材６の当接部６０３よりもストッパー７側に突出しており、停止位置Ｐs(3)に対応するストッパー７に当接する一方、Ｘ方向正側の支持部材６は当該ストッパー７に当接せずに当該ストッパー７を通過する。したがって、ステップ３に示すように、Ｘ方向負側の支持部材６が移動体３から外れて停止位置Ｐs(3)に停止する一方、Ｘ方向正側の支持部材６は移動体３に伴って移動する。

ステップ３に示すように、移動体３が停止位置Ｐs(2)に停止する支持部材６に衝突すると、当該支持部材６は移動体３に係合して移動体３に伴って移動する。また、ステップ４に示すように、移動体３が停止位置Ｐs(4)をＸ方向正側へ向けて通過する過程で、移動体３に係合する支持部材６（の当接部６０３）が停止位置Ｐs(4)に対応するストッパー７に当接する。したがって、ステップ５に示すように、この支持部材６は、移動体３から外れて停止位置Ｐs(3)に停止する。続いて、ステップ５に示すように、移動体３が停止位置Ｐs(1)に停止する支持部材６に衝突すると、当該支持部材６は移動体３に係合して移動体３に伴って移動し、移動体３はストッパー８に当接することで停止する。なお、移動体３がストッパー８に当接した状態において移動体３に係合する軸受部材４と支持部材６との間に隙間Δが開くように、ストッパー８は設けられている。

また、上記とは逆に、移動体３がＸ方向負側の端部からＸ方向正側の端部まで移動する場合には、ステップ５〜１がこの順番で実行される。この際、ステップ５に示す状態においては、軸受部材４、当該軸受部材４から最も遠ざかった移動体３、および当該軸受部材４と移動体３との間の支持部材６について、それぞれの間の回転軸２に沿った間隔Ｃ4、Ｃ5、Ｃ6が、上述の間隔Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3と同様の条件を満たしている。つまり、間隔Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3はいずれも、回転軸２の最高回転数の回転に共振する回転軸２の基本振動の半波長よりも短く設定されており、軸受部材４、支持部材６および移動体３によって回転軸２の振動を抑え込んで、騒音や回転軸２の破損を抑制することが可能となっている。さらに、間隔Ｃ4、Ｃ5、Ｃ6の相互の関係も設定されており、具体的には、間隔Ｃ5および間隔Ｃ6は、間隔Ｃ4よりも長く設定されている。なお、間隔Ｃ5、Ｃ6については、これらが互いに等しくても、一方が他方より長くても構わない。そして、かかる状態から、ステップ４〜１が順に実行されつつ、移動体３がＸ方向負側へ向けて移動する。

以上のような構成を具備するアクチュエーター１では、回転軸２の共振を抑えつつ移動体３の移動範囲の拡大を図ることが可能となっている。この点について、図８のステップ１の状態を例示しつつ説明する。つまり、かかるアクチュエーター１では、支持部材６と軸受部材４の間隔Ｃ1や支持部材６と移動体３の間隔Ｃ3が広くなるほど、回転軸２の共振周波数が低下して、回転軸２が共振を起こしやすくなる。したがって、移動体３が軸受部材４から最も遠ざかって、これらの間隔Ｃ1、Ｃ3が広がった状況では、回転軸２の共振が生じるおそれが極めて高くなる。換言すれば、移動体３が軸受部材４から最も遠ざかった状況において、回転軸２の共振を抑えることが重要となる。ただし、移動体３の移動範囲を拡大すれば、移動体３が軸受部材４から最も遠ざかった際における支持部材６と軸受部材４の間隔Ｃ1や支持部材６と移動体３の間隔Ｃ3も拡大し、回転軸２の共振周波数が低下すると考えられていたため、移動体３の移動範囲の拡大は容易ではなかった。

しかしながら、本願の発明者等は、回転軸２の支持態様について詳細に検討した結果、回転軸２の共振を抑えつつ移動体３の移動範囲の拡大を図ることができる構成に到達した。つまり、本実施形態では、Ｘ方向に隣り合う軸受部材４と支持部材６とによって、回転軸２は実質的に固定支持されることとなるため、この支持部材６に対して軸受部材４の反対側（停止位置Ｐs(1)よりＸ方向負側）では、このような固定支持によって回転軸２がしっかりと支持される。その結果、（回転軸２のＸ方向正側の端部を１個の部材で単純支持した場合に対して）支持部材６と移動体３の間における回転軸２の共振周波数は比較的高く、支持部材６と移動体３との間隔Ｃ3を比較的長くとっても、支持部材６と移動体３の間における回転軸２の共振を抑えることが可能であるといった知見を得た（この点については、発明者等によって行われた実験によっても併せて確認されている）。そこで、移動体３が軸受部材４から最も遠ざかった際（例えば、ステップ１に示す状態となった際）に、支持部材６と移動体３との回転軸２に沿った間隔Ｃ3が、支持部材６と軸受部材４との回転軸２に沿った間隔Ｃ1よりも長くなるように構成している（Ｃ3＞Ｃ1）。その結果、特許文献１のように、支持部材が移動体と軸受部材の中心に設けられて、支持部材と移動体の間隔が支持部材と軸受部材の間隔に等しい構成と比較して、本実施形態では、支持部材６と移動体３との回転軸２に沿った間隔Ｃ3を長くした分、移動体３の移動範囲の拡大を図ることができる。こうして、回転軸２の共振を抑えつつ移動体３の移動範囲の拡大を図ることが可能となっている。ちなみに、ここでは、ステップ１の状態を例示しつつ説明したが、ステップ５の状態においても同様に構成されており（Ｃ6＞Ｃ4）、回転軸２の共振を抑えつつ移動体３の移動範囲の拡大を図ることが可能となっている。

さらに、本実施形態では、複数（２個）の支持部材６が移動体３と軸受部材４の間に設けられ、移動体３が軸受部材４から最も遠ざかった際に、Ｘ方向に隣り合う支持部材６どうしの回転軸２に沿った間隔Ｃ2、Ｃ5が、支持部材６と軸受部材４との回転軸２に沿った間隔Ｃ1、Ｃ4よりも長くなるように（Ｃ2＞Ｃ1、Ｃ5＞Ｃ4）、アクチュエーター１が構成されている。こうして複数（２個）の支持部材６で回転軸２を支持した構成では、軸受部材４とこれに隣り合う支持部材６によって、回転軸２は実質的に固定支持されることとなるため、この支持部材６に対して軸受部材４の反対側（例えばステップ１の状態では、停止位置Ｐs(1)よりＸ方向負側）では、このような固定支持によって回転軸２がしっかりと支持される。そのため、Ｘ方向に隣り合う支持部材６と軸受部材４との回転軸２に沿った間隔Ｃ1、Ｃ4よりも、Ｘ方向に隣り合う支持部材６どうしの回転軸２に沿った間隔Ｃ2、Ｃ5を長くしても構わない。特に、このように構成することによって、支持部材６どうしの間隔Ｃ2、Ｃ5を広くとることができ、例えば、支持部材６の個数を抑えつつ移動体３の移動範囲の拡大を図るといった設計が容易になる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、ストッパー７によって支持部材６を停止位置Ｐs(1)〜Ｐs(4)に適宜停止させていた。しかしながら、次に説明するような連動機構１００、２００によって、移動体３の移動に連動して支持部材６を移動させても良い。

続いては、これら連動機構１００、２００について順番に説明する。なお、以下は、連動機構１００、２００の一例を示すものであり、連動機構１００、２００以外の構成は上記実施形態と共通する。そこで、上記実施形態との差異点を中心に説明を行い、上記実施形態との共通点は相当符号を付して説明を省略する。なお、移動体３と軸受部材４の間に設けられた２個の支持部材のうち、移動体３側の支持部材に符号６ａを付するとともに、軸受部材４側の支持部材に符号６ｂを付する。また、以下の説明は、連動機構１００、２００の構成例の説明を主とするものであるため、図９〜図１４では、軸受部材４の図示を省略する。

図９は、連動機構の第１例を備えるアクチュエーターを模式的に例示する斜視図である。図１０は、図９中のＡ−Ａ線矢視図である。このアクチュエーター１は、移動体３に連動して各支持部材６ａ、６ｂをＸ方向へ移動させる連動機構１００を備える。連動機構１００は、筐体１０のＸ方向の両端部のそれぞれに設けられた多段プーリー１１０を有する。各多段プーリー１１０は、３個のプーリー１１２、１１４、１１６と、これらに共通に設けられたプーリー軸１１８とを有する。プーリー１１２、１１４、１１６は、それぞれの回転中心線Ｃを一致させた状態でＺ方向に積層されており、プーリー軸１１８がプーリー１１２、１１４、１１６の回転中心をＺ方向に貫いて、プーリー１１２、１１４、１１６を相互に固定する。プーリー軸１１８の一端は、筐体１０の底面に設けられた軸受孔１１に嵌っており、プーリー軸１１８は、軸受孔１１によって回転自在に支持されている。そして、プーリー軸１１８が回転すると、プーリー１１２、１１４、１１６が一体的に回転する。この際、プーリー１１２の周速度Ｖ１１２、プーリー１１４の周速度Ｖ１１４、プーリー１１６の周速度Ｖ１１６の比は、プーリー１１２の径Ｄ１１２、プーリー１１４の径Ｄ１１４、プーリー１１６の径Ｄ１１６の比と等しくなる（Ｖ１１２：Ｖ１１４：Ｖ１１６＝Ｄ１１２：Ｄ１１４：Ｄ１１６）。

プーリー１１２の径Ｄ１１２、プーリー１１４の径Ｄ１１４、プーリー１１６の径Ｄ１１６は、この順に大きい（Ｄ１１２＞Ｄ１１４＞Ｄ１１６）。したがって、プーリー１１２の周速度Ｖ１１２に対するプーリー１１４の周速度Ｖ１１４の比Ｒ１１（＝Ｖ１１４／Ｖ１１２＝Ｄ１１４／Ｄ１１２）は１より小さく、換言すれば、プーリー１１２の回転が減速比Ｒ１１（＜１）でプーリー１１４に伝達される。また、プーリー１１２の周速度Ｖ１１２に対するプーリー１１６の周速度の比Ｒ１２（＝Ｖ１１６／Ｖ１１２＝Ｄ１１６／Ｄ１１２）は１より小さいとともに減速比Ｒ１１よりも小さく、換言すれば、プーリー１１２の回転が減速比Ｒ１２（＜Ｒ１１＜１）でプーリー１１６に伝達される。

連動機構１００では、Ｘ方向の両端にそれぞれ設けられた同径の２個のプーリーでプーリー対が形成され、各プーリー対にベルト１２２、１２４、１２６が架け渡されている。具体的には、２個のプーリー１１２、１１２にベルト１２２が架け渡されており、２個のプーリー１１４、１１４にベルト１２４が架け渡されており、２個のプーリー１１６、１１６にベルト１２６が架け渡されている。ちなみに、プーリー１１２、１１４、１１６はいずれも歯付プーリーであり、ベルト１２２、１２４、１２６はいずれも歯付ベルトである。このように歯付プーリーを用いた場合、プーリーの径はピッチ円の径として求めれば良い。

そして、移動体３が取付具１３２によりベルト１２２に固定され、移動体３のＸ方向の両側（両外側）に設けられた２個の支持部材６ａが所定の支持部材間隔ＬａをＸ方向に空けてそれぞれ取付具１３４によりベルト１２４に固定され、これら支持部材６ａのＸ方向の両側（両外側）に設けられた２個の支持部材６ｂが所定の支持部材間隔Ｌｂ（＝２×Ｌａ＞Ｌａ）を空けてそれぞれ取付具１３６によりベルト１２６に固定されている。なお、移動体３、支持部材６ａ、支持部材６ｂは、それぞれが対応するベルト１２２、ベルト１２４、ベルト１２６のＹ方向の同一側（負側）に固定されている。

かかる連動機構１００は、移動体３に連動して支持部材６ａ、６ｂを移動させる。具体的には、モーターＭ2の駆動力を受けて移動体３が速度Ｖ３でＸ方向へ移動すると、移動体３が取り付けられたベルト１２２が回転して、プーリー１１２を速度Ｖ３に等しい周速度Ｖ１１２で回転させる。同時にプーリー１１４、１１６のそれぞれが速度Ｖ３（＝Ｖ１１２）を減速比Ｒ１１、Ｒ１２で減速した周速度Ｖ１１４、Ｖ１１６で回転して、ベルト１２４、１２６を周速度Ｖ１１４、Ｖ１１６で回転させる。その結果、各支持部材６ａは、速度Ｖ３を減速比Ｒ１１で減速した速度Ｖ１１４で移動し（Ｖ１１４＝Ｖ３×Ｒ１１）、各支持部材６ｂは、速度Ｖ３を減速比Ｒ１２で減速した速度Ｖ１１６で移動する（Ｖ１１６＝Ｖ３×Ｒ１２）。この際、移動体３、支持部材６ａ、支持部材６ｂは、それぞれが対応するベルト１２２、ベルト１２４、ベルト１２６のＹ方向の同一側に取り付けられているため、いずれもＸ方向の同じ側へ移動する。

このように、移動体３がＸ方向にストロークの一端から他端へ移動するのに伴って、支持部材６ａ、６ｂがＸ方向の一端側から他端側へ移動する。この際、支持部材６ａは、移動体３の移動速度Ｖ３よりも遅い速度Ｖ１１４で移動し、支持部材６ｂは、支持部材６ａよりも遅い速度Ｖ１１６で移動する。したがって、移動体３がストロークＳ３の一端から他端を移動する間、各支持部材６ａは移動体３のストロークＳ３より短い移動範囲（＝Ｓ３×Ｖ１１４／Ｖ３）を移動し、各支持部材６ｂは支持部材６ａより短い移動範囲（＝Ｓ３×Ｖ１１６／Ｖ３）を移動する。この際、モーターＭ2の回転方向を切り換えることで、移動体３をＸ方向へ往復移動させることができ、支持部材６ａ、６ｂのそれぞれも移動体３に連動してＸ方向に往復移動させることができる。かかる連動機構１００は、移動体３、支持部材６ａおよび支持部材６ｂそれぞれの間隔の比を保ったまま、移動体３の移動に連動して支持部材６ａ、６ｂを移動させる。

図１１は、連動機構の第２例を備えるアクチュエーターを模式的に例示する斜視図である。図１２は、図１１に例示したアクチュエーターの平面図である。図１３は、図１１に例示したアクチュエーターの底面図である。図１４は、図１１に例示したアクチュエーターの部分拡大斜視図である。

このアクチュエーター１に設けられた連動機構２００では、それぞれＸ方向に延びる３個のベルト回転機構２１０、２２０、２３０が並列に並ぶ。ベルト回転機構２１０は、筐体１０のＸ方向の両端部のそれぞれに設けられたプーリー２１１、２１１にベルト２１３を架け渡した構成を具備している。ここで、プーリー２１１は歯付プーリーであり、ベルト２１３は歯付ベルトである。各プーリー２１１は、筐体１０によって回転自在に支持されており、ベルト回転機構２１０は、各プーリー２１１の回転とベルト２１３との回転が互いに連動する構成を具備する。同様に、ベルト回転機構２２０はＸ方向に設けられたプーリー２２１、２２１、にベルト２２３を架け渡して、これらの回転が連動する構成を具備し、ベルト回転機構２３０はＸ方向に設けられたプーリー２３１、２３１にベルト２３３を架け渡して、これらの回転が連動する構成を具備する。なお、プーリー２１１、２２１、２３１は、互いに等しい径（ピッチ円の径）を有する。

そして、移動体３が取付具２１４によりベルト２１３に固定され、移動体３のＸ方向の両側（両外側）に設けられた２個の支持部材６ａが支持部材間隔ＬａをＸ方向に空けてそれぞれ取付具２２４によりベルト２２３に固定され、これら支持部材６ａのＸ方向の両側（両外側）に設けられた２個の支持部材６ｂが支持部材間隔Ｌｂ（＝２×Ｌａ＞Ｌａ）を空けてそれぞれ取付具２３４によりベルト２３３に固定されている。なお、移動体３、支持部材６ａ、支持部材６ｂは、それぞれが対応するベルト２１３、ベルト２２３、ベルト２３３のＹ方向の同一側（正側）に固定されている。

Ｘ方向正側のプーリー２１１、２２１、２３１のそれぞれには、ギヤ２１５、２２５、２３５がＺ方向負側から固定されている。ギヤ２１５、２２５、２３５のそれぞれのギヤ軸２１７、２２７、２３７は、対応するプーリー２１１、２２１、２３１の回転中心線に一致しており、ギヤ２１５、２２５、２３５と対応するプーリー２１１、２２１、２３１との回転中心は一致している。また、ギヤ２１５、２２５、２３５それぞれの間には伝達ギヤ２４５、２５５が設けられており、これらのギヤ２１５、２４５、２２５、２５５、２３５がこの順番で並んでギヤ列を構成する。したがって、ギヤ２１５の回転が伝達ギヤ２４５によってギヤ２２５に伝達され、さらにギヤ２２５の回転が伝達ギヤ２５５によってギヤ２３５に伝達される。

このようなギヤ列が構成されているため、ギヤ２１５が回転すると、ギヤ２２５、２３５もギヤ２１５と同じ方向に回転する。この際、ギヤ２１５の角速度Ｗ２１５とギヤ２２５の角速度Ｗ２２５の比と、ギヤ２１５の径Ｄ２１５とギヤ２２５の径Ｄ２２５の比の間には、次の関係
Ｗ２１５：Ｗ２２５＝Ｄ２２５：Ｄ２１５
が成立し、ギヤ２１５の角速度Ｗ２１５とギヤ２３５の角速度Ｗ２３５の比と、ギヤ２１５の径Ｄ２１５とギヤ２３５の径Ｄ２３５の比の間には、次の関係
Ｗ２１５：Ｗ２３５＝Ｄ２３５：Ｄ２１５
が成立する。なお、ギヤの径Ｄ２１５、Ｄ２２５、Ｄ２３５はそれぞれ、対応するギヤ２１５、２２５、２３５のピッチ円の径として求めることができる。

ギヤ２１５の径Ｄ２１５、ギヤ２２５の径Ｄ２２５、ギヤ２３５の径Ｄ２３５は、この順に小さい（Ｄ２１５＜Ｄ２２５＜Ｄ２３５）。したがって、ギヤ２１５の角速度Ｗ２１５に対するギヤ２２５の角速度Ｗ２２５の比Ｒ２１（＝Ｗ２２５／Ｗ２１５＝Ｄ２１５／Ｄ２２５）は１より小さく、換言すれば、ギヤ２１５の回転が減速比Ｒ２１（＜１）でギヤ２２５に伝達される。また、ギヤ２１５の角速度Ｗ２１５に対するギヤ２３５の角速度Ｗ２３５の比Ｒ２２（＝Ｗ２３５／Ｗ２１５＝Ｄ２１５／Ｄ２３５）は１より小さいとともに減速比Ｒ２１よりも小さく、換言すれば、ギヤ２１５の回転が減速比Ｒ２２（＜Ｒ１１＜１）でギヤ２３５に伝達される。

かかる連動機構２００は、移動体３に連動して支持部材６ａ、６ｂを移動させる。具体的には、モーターＭ2の駆動力を受けて移動体３が速度Ｖ３でＸ方向へ移動すると、移動体３が取り付けられたベルト２１３が回転して、プーリー２１１を周速度Ｖ３で回転させる。その結果、プーリー２１１に取り付けられたギヤ２１５は、速度Ｖ３をプーリー２１１の半径ｒで除した角速度Ｗ２１５（＝Ｖ３／ｒ）で回転する。また、ギヤ２１５の回転と同時に、ギヤ２２５、２３５のそれぞれが角速度２１５を減速比Ｒ２１、Ｒ２２で減速した角速度Ｗ２２５、Ｗ２３５で回転して、それぞれに取り付けられたプーリー２２１、２３１を角速度Ｗ２２５、Ｗ２３５させる。その結果、ベルト２２３は、各支持部材６ａを伴って、角速度Ｗ２２３（＝Ｒ２１×Ｖ３／ｒ）にプーリー２２１の半径ｒを乗じた周速度（＝Ｒ２１×Ｖ３）で回転し、ベルト２３３は、各支持部材６ｂを伴って、角速度Ｗ２３５（＝Ｒ２２×Ｖ３／ｒ）にプーリー２３１の半径ｒを乗じた周速度（＝Ｒ２２×Ｖ３）で回転する。すなわち、各支持部材６ａは、移動体３の速度Ｖ３を減速比Ｒ２１で減速した速度（＝Ｒ２１×Ｖ３）で移動し、各支持部材６ｂは、移動体３の速度Ｖ３を減速比Ｒ２２で減速した速度（＝Ｒ２２×Ｖ３）で移動する。この際、移動体３、支持部材６ａ、支持部材６ｂは、それぞれが対応するベルト２１３、ベルト２２３、ベルト２３３のＹ方向の同一側に取り付けられているため、いずれもＸ方向の同じ側へ移動する。

このように、移動体３がＸ方向にストロークの一端から他端へ移動するのに伴って、支持部材６ａ、６ｂがＸ方向の一端側から他端側へ移動する。この際、支持部材６ａは、移動体３の移動速度Ｖ３よりも遅い速度（＝Ｒ２１×Ｖ３）で移動し、支持部材６ｂは、支持部材６ａよりも遅い速度（＝Ｒ２２×Ｖ３）で移動する。したがって、移動体３がストロークＳ３の一端から他端を移動する間、各支持部材６ａは移動体３のストロークＳ３より短い移動範囲（＝Ｓ３×Ｒ２１）を移動し、各支持部材６ｂは支持部材６ａより短い移動範囲（＝Ｓ３×Ｒ２２）を移動する。この際、モーターＭ2の回転方向を切り換えることで、移動体３をＸ方向へ往復移動させることができ、支持部材６ａ、６ｂのそれぞれも移動体３に連動してＸ方向に往復移動させることができる。かかる連動機構２００は、移動体３、支持部材６ａおよび支持部材６ｂそれぞれの間隔の比を保ったまま、移動体３の移動に連動して支持部材６ａ、６ｂを移動させる。

そして、このような第１例および第２例の連動機構１００、２００も、移動体３、支持部材６ａおよび支持部材６ｂそれぞれの回転軸２に沿った間隔を上記実施形態と同様に規定する（図１５）。図１５は、第１例および第２例の連動機構によって規定された移動体および各支持部材の間隔を模式的に示す図である。同図の上段では、移動体３がその移動範囲（ストローク）の一方側（Ｘ方向の負側）の端に位置し、他方側（Ｘ方向正側）にある軸受部材４から最も遠ざかった状態が示されており、他方側の端にある軸受部材４と支持部材６ｂとの間隔Ｃ11、支持部材６ａ、６ｂの間隔Ｃ12、および支持部材６ａと移動体３との間隔Ｃ13がそれぞれ示されている。また、同図の下段では、移動体３がその移動範囲の他方側の端に位置し、一方側の端にある軸受部材４から最も遠ざかった状態が示されており、一方側の端にある軸受部材４と支持部材６ｂの間隔Ｃ14、支持部材６ａ、６ｂの間隔Ｃ15、および支持部材６ａと移動体３との間隔Ｃ16がそれぞれ示されている。

同図の上段に示すように、移動体３がその移動範囲の端に位置して、移動体３と逆側の端にある軸受部材４から最も遠ざかった状態において、Ｘ方向に隣り合う当該軸受部材４と支持部材６ｂとの間の間隔Ｃ11、Ｘ方向に隣り合う支持部材６ａ、６ｂどうしの間隔Ｃ12、およびＸ方向に隣り合う支持部材６ａと移動体３との間隔Ｃ13はいずれも、回転軸２の最高回転数の回転に共振する回転軸２の基本振動の半波長よりも短く設定されている。さらに、間隔Ｃ11、Ｃ12、Ｃ13の相互の関係も設定されており、具体的には、間隔Ｃ12および間隔Ｃ13は、間隔Ｃ11よりも長く設定されている。この際、間隔Ｃ12、Ｃ13については、これらが互いに等しくても、一方が他方より長くても構わない。そして、間隔Ｃ11、Ｃ12、Ｃ13の大小関係は、移動体３が端からの移動を開始した後も維持される。また、間隔Ｃ14、Ｃ15、Ｃ16についても、間隔Ｃ11、Ｃ12、Ｃ13と同様に規定されている。なお、これらの間隔Ｃ11〜Ｃ16は、上述の間隔Ｃ1〜Ｃ6と同様にして求めることができる。

かかる連動機構１００、２００を備えた構成では、移動体３に連動して、支持部材６ａ、６ｂが移動する。つまり、移動体３が一方の軸受部材４に対して遠ざかると、移動体３と当該軸受部材４の間の支持部材６ａ、６ｂは当該軸受部材４に対して遠ざかり、移動体３が一方の軸受部材４に対して近づくと、移動体３と軸受部材４の間の支持部材６ａ、６ｂは当該軸受部材４に対して近づく。この際、外側の２個の支持部材６ｂは、移動体３の移動速度の概ね３分の１の速度で移動し、内側の２個の支持部材６ａは、移動体３の移動速度の概ね３分の２の速度で移動する。こうして支持部材６ａ、６ｂが移動体３に連動して移動体３の移動する側へ向けて移動するため、移動体３の移動を妨げることなく、支持部材６ａ、６ｂによって回転軸２を支持して回転軸２の振動を抑えることができる。

このように、本変形例においても、Ｘ方向に隣り合う軸受部材４と支持部材６ｂとによって、回転軸２は実質的に固定支持されることとなるため、この支持部材６ｂに対して軸受部材４の反対側では、このような固定支持によって回転軸２がしっかりと支持される。その結果、（回転軸２の端部を１個の部材で単純支持した場合に対して）支持部材６ａと移動体３の間における回転軸２の共振周波数は比較的高く、支持部材６ａと移動体３との間隔Ｃ13、Ｃ16を比較的長くとっても、当該支持部材６ａと移動体３の間における回転軸２の共振を抑えることが可能であるといった知見を得た（この点については、発明者等によって行われた実験によっても併せて確認されている）。そこで、移動体３が軸受部材４から最も遠ざかった際に、支持部材６ａと移動体３との回転軸２に沿った間隔Ｃ13、Ｃ16が、支持部材６ｂと軸受部材４との回転軸２に沿った間隔Ｃ11、Ｃ14よりも長くなるように構成している（Ｃ13＞Ｃ11、Ｃ16＞Ｃ14）。その結果、特許文献１のように、支持部材が移動体と軸受部材の中心に設けられて、支持部材と移動体の間隔が支持部材と軸受部材の間隔に等しい構成と比較して、本変形例では、支持部材６ａと移動体３との回転軸２に沿った間隔Ｃ13、Ｃ16を長くした分、移動体３の移動範囲の拡大を図ることができる。こうして、回転軸２の共振を抑えつつ移動体３の移動範囲の拡大を図ることが可能となっている。

さらに、本変形例では、複数（２個）の支持部材６ａ、６ｂが移動体３と軸受部材４の間に設けられ、移動体３が軸受部材４から最も遠ざかった際に、Ｘ方向に隣り合う支持部材６ａ、６ｂどうしの回転軸２に沿った間隔Ｃ12、Ｃ15が、支持部材６ｂと軸受部材４との回転軸２に沿った間隔Ｃ11、Ｃ14よりも長くなるように（Ｃ12＞Ｃ11、Ｃ15＞Ｃ14）、アクチュエーター１が構成されている。こうして複数（２個）の支持部材６ａ、６ｂで回転軸２を支持した構成では、軸受部材４とこれに隣り合う支持部材６ｂによって、回転軸２は実質的に固定支持されることとなるため、この支持部材６ｂに対して軸受部材４の反対側（各外側の支持部材６ｂより移動体３側）では、このような固定支持によって回転軸２がしっかりと支持される。そのため、Ｘ方向に隣り合う支持部材６ｂと軸受部材４との回転軸２回転軸に沿った間隔Ｃ11、Ｃ14よりも、Ｘ方向に隣り合う支持部材６ａ、６ｂどうしの回転軸２に沿った間隔Ｃ12、Ｃ15を長くしても構わない。特に、このように構成することによって、支持部材６ａ、６ｂどうしの間隔Ｃ12、Ｃ15を広くとることができ、例えば、支持部材６ａ、６ｂの個数を抑えつつ移動体３の移動範囲の拡大を図るといった設計が容易になる。

ちなみに、移動体３へ連動する支持部材６ａ、６ｂの移動速度は適宜設定することができ、例えば支持部材６ａ、６ｂの移動速度Ｖsを移動体３の移動速度Ｖmに比例させても良い。この際の比例定数は、軸受部材４と移動体３との間に設けられた支持部材６ａ、６ｂの個数（本変形例では２個）に１を加えた値Ｍに基づいて設定することができる。そこで、軸受部材４と隣り合う支持部材６ｂ（端部支持部材６ｂ）の移動速度Ｖs1を、移動体３の移動速度Ｖmに対してＭ分の１以下（本変形例では１／３以下）に設定しても良い（Ｖs1≦Ｖm／３）。さらには、端部支持部材６ｂの移動速度Ｖm1を、移動体３の移動速度Ｖmに対して非整数分の１（例えば、１／３．１あるいは１／３．２等）に設定しても良い。

また、端部支持部材６ｂ以外の支持部材６ａの移動速度については、軸受部材４から移動体３側に順に支持部材６ａ、６ｂを数えた個数「Ｎ」を端部支持部材６ｂの移動速度Ｖs1に乗じた速度に設定すれば良い。つまり、本変形例で、端部支持部材６ｂと移動体３との間の支持部材６ａの移動速度Ｖs2を、「２×Ｖs1」に設定すれば良い。

もちろん、図９〜図１５に示した以外の変形を行うことも可能である。そこで、支持部材６の具体的構成についても種々の変形を行うことができる。例えば、上記実施形態では、ガイド係合部６４の突出部分６４bは、軸接触部６２に対してＸ方向の一方側にのみ突出していた。しかしながら、ガイド係合部６４の突出部分６４bを、軸接触部６２に対してＸ方向の両側に突出させて、Ｔ字状に構成しても構わない。

あるいは、上記実施形態では、軸接触部６２とガイド係合部６４とをフレーム６０を介して相互に取り付けていた。しかしながら、フレーム６０を介さずに、例えばネジ止め等によって軸接触部６２とガイド係合部６４とを取り付けたり、軸接触部６２とガイド係合部６４とを一体的に構成したりしても構わない。

また、軸接触部６２やガイド係合部６４の具体的構成についても上記の構成に限られない。したがって、軸接触部６２を１個あるいは３個以上の分割ブッシュ６２２で構成しても良いし、軸接触部６２を分割ブッシュ６２２以外の部品で構成しても構わない。

また、上記実施形態では、移動体３のフック３２と支持部材６のローラー６６とが接した状態において、ローラー６６がフック３２へ向けて弾性力により付勢されていた。しかしながら、フック３２がローラー６６へ向けて弾性力により付勢されるように構成しても構わない。

また、上記実施形態では、移動体３にフック３２が設けられ、支持部材６にローラー６６が設けられていた。しかしながら、移動体３にローラー６６が設けられ、支持部材６にフック３２が設けられても構わない。

また、図１に示したアクチュエーター１において、移動体３と支持部材６とを連結させる構成も、上述のフック３２とローラー６６によるものに限られず、例えば磁力等によって吸着する構成でも構わない。

また、軸受部材４と移動体３の間に設ける支持部材６の個数は２個に限られず、１個あるいは３個以上でも構わない。

また、支持部材６を連動させるための具体的構成も上記の第１例および第２例の構成に限られず、支持部材６の位置や移動速度も適宜変更することができる。

１…アクチュエーター
２…回転軸
３…移動体
３２…フック
４…軸受部材
５…ガイドレール
６…支持部材
６ａ…支持部材
６ｂ…支持部材
６０…フレーム
６０１…軸対向部
６０２…ガイド対向部
６０２b…突出部分
６０３…当接部
６２…軸接触部
６２２…分割ブッシュ
６２４…半円部材
６２４a…接触部分
６４…ガイド係合部
６４a…係合部分
６４b…突出部分
６６…ローラー
７…ストッパー
８…ストッパー
１００…連動機構
１１２…プーリー
１１４…プーリー
１１６…プーリー
２００…連動機構
２１５…ギヤ
２２５…ギヤ
２３５…ギヤ
Ｐs(1), Ｐs(2) ,Ｐs(3), Ｐs(4)…停止位置
Ｍ2…モーター
Ｘ…軸方向
Ｙ…幅方向
Ｃ1、Ｃ4、Ｃ11、Ｃ14…軸受部材４と支持部材６との間隔
Ｃ2、Ｃ5、Ｃ12、Ｃ15…支持部材６どうしの間隔
Ｃ3、Ｃ6、Ｃ13、Ｃ16…支持部材６と移動体３との間隔

Claims (2)

1. 軸方向に延びる回転軸と、
   前記回転軸に取り付けられて前記回転軸の回転に応じて前記軸方向へ移動する移動体と、
   前記回転軸の両端を受ける２個の軸受部材と、
   前記移動体と前記軸受部材の間で前記回転軸を支持する支持部材と
   を備え、
   前記移動体が前記２個の軸受部材のうち一方の軸受部材から最も遠ざかった際に、前記移動体と前記一方の軸受部材との間において、前記支持部材と前記移動体との前記回転軸に沿った間隔が、前記支持部材と前記一方の軸受部材との前記回転軸に沿った間隔よりも長く、
   前記移動体が前記２個の軸受部材のうち他方の軸受部材から最も遠ざかった際に、前記移動体と前記他方の軸受部材との間において、前記支持部材と前記移動体との前記回転軸に沿った間隔が、前記支持部材と前記他方の軸受部材との前記回転軸に沿った間隔よりも長く、
   前記移動体と前記一方の軸受部材との間において、前記支持部材は、停止位置から前記一方の軸受部材側で前記軸方向へ移動可能であり、前記移動体が前記停止位置に対して前記一方の軸受部材の反対側を移動している間は前記停止位置に停止し、前記移動体が前記停止位置から前記一方の軸受部材側に進入している間は前記移動体に伴って移動し、
   前記移動体と前記他方の軸受部材との間において、前記支持部材は、停止位置から前記他方の軸受部材側で前記軸方向へ移動可能であり、前記移動体が前記停止位置に対して前記他方の軸受部材の反対側を移動している間は前記停止位置に停止し、前記移動体が前記停止位置から前記他方の軸受部材側に進入している間は前記移動体に伴って移動し、
   前記移動体および前記支持部材うちの一の部材はフックを有するとともに他の部材は前記フックに係脱自在なローラーを有し、
   前記移動体が前記停止位置に停止する前記支持部材に衝突すると、前記支持部材は前記移動体に係合して前記移動体に伴って移動し、
   前記移動体に係合する前記支持部材が前記停止位置に対応するストッパーに当接すると、前記支持部材が前記移動体から外れて前記停止位置に停止するアクチュエーター。
2. 複数の前記支持部材を前記移動体と前記２個の軸受部材それぞれとの間に備え、
   前記移動体が前記一方の軸受部材から最も遠ざかった際に、前記移動体と前記一方の軸受部材との間において、前記軸方向に隣り合う前記支持部材どうしの前記回転軸に沿った間隔が、前記支持部材と前記一方の軸受部材との前記回転軸に沿った間隔よりも長く、
   前記移動体が前記他方の軸受部材から最も遠ざかった際に、前記移動体と前記他方の軸受部材との間において、前記軸方向に隣り合う前記支持部材どうしの前記回転軸に沿った間隔が、前記支持部材と前記他方の軸受部材との前記回転軸に沿った間隔よりも長い請求項１に記載のアクチュエーター。

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