JP6766170B2 - 直線駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、リードスクリューの回転によって可動部材を直線移動させるための直線駆動装置、モータ、および直線駆動装置の製造方法に関するものである。

モータの回転運動を直線運動に変換して、可動部材を直線方向に往復移動させる直線駆動装置として、本発明者等が特許文献１において開示したものが知られている。特許文献１で開示の直線駆動装置は、図２３および図２４に示すように、モータ２０と、モータ２０の出力軸２１と一体に回転可能なリードスクリュー２２と、リードスクリュー２２と噛み合うナット２３が回転不能に組み込まれたスライダ２４と、リードスクリュー２２と間隔をおいて平行に配置されるとともにスライダ２４に形成された孔部２４ａに挿通されたガイド軸２５と、モータ２０のケーシング３９に固定されたブラケット２６とから概略構成されている。図２３は、従来例の直線駆動装置の説明図である。図２４は、図２３に示す直線駆動装置に用いた可動部材の説明図であり、図２３のＣ−Ｃ線における断面図である。

ブラケット２６は、モータ２０のケーシング３９に固定された第１板部２６１（一端部）と、リードスクリュー２２の先端側で第１板部２６１に対向する第２板部２６２と、第１板部２６１と第２板部２６２（他端部）とを連結する第３板部２６３とを備えており、第３板部２６３の板面がリードスクリュー２２と平行に延在している。第２板部２６２に設けられた軸受け２６ａによりリードスクリュー２２の先端部が回転自在に支持され、ブラケット２６の両端部には、リードスクリュー２２の斜め上方に配置されたガイド軸２５の両端部が支持されている。

直線駆動装置では、モータ２０によってリードスクリュー２２を回転させることにより、リードスクリュー２２と噛み合うナット２３を支持するスライダ２４を、軸線Ｌ方向に直線的に往復移動させる。このような直線駆動装置においては、リードスクリュー２２とナット２３とのねじ山間のクリアランスや、スライダ２４の孔部２４ａとガイド軸２５との間のクリアランスに起因して、モータ２０の起動時や停止時、反転時に、スライダ２４に円周方向のガタ付きが発生し、作動に誤差が生じるという問題点があった。そこで、特許文献１で開示の直線駆動装置においては、図２３に示すように、スライダ２４をリードスクリュー２２の円周方向にスライダ本体２７と可動部２８とに２分割し、スライダ本体２７と可動部２８との間に、両者を図２４に矢印Ｓで示す円周方向の逆方向に付勢するスプリング２９を設けてある。また、スライダ本体２７および可動部２８からブラケット２６側へ延びる脚部２７ａ、２８ａの先端に、それぞれブラケット２６上を転動する鋼球９０を設けている。従って、スプリング２９の付勢力によってスライダ本体２７および可動部２８の脚部２７ａ、２８ａをブラケット２６上に押圧しておくことにより、モータ２０の起動・停止時や反転時に、スライダ２４に円周方向のガタ付きを生じることを防止することができる。

ここで、図２３に示す直線駆動装置では、２つのナット２３の間にスプリング２３０が配置されたナット機構が用いられている。ナット機構では、２つのナット２３のうち、モータ２０および第１板部２６１とは反対側に設けられたナット２３ａがスライダ２４に対して軸線Ｌ方向に相対移動可能にスライダ２４に支持され、モータ２０および第１板部２６１の側に設けられたナット２３ｂは、スライダ２４に対して軸線Ｌ方向に相対移動不能にスライダ２４に支持されている。スプリング２３０は、ナット２３ａをモータ２０および第１板部２６１とは反対側に付勢している。従って、リードスクリュー２２に対するナット２３のガタツキを抑制することができる。

特開２０１６−５７４７０号公報

図２３および図２４に示す直線駆動装置では、スライダ２４に対して被駆動部材（図示せず）を搭載し、被駆動部材を直動させる。しかしながら、特許文献１に記載の直線駆動装置では、２つのナット２３を用いて、リードスクリュー２２に対するナット２３のガタツキを抑制するにあたって、モータ２０および第１板部２６１の側に設けられたナット２３ｂをスライダ２４に対して相対移動不能にスライダ２４に支持された構造にしている。このため、スライダ２４に対してモータ２０および第１板部２６１が位置する側に偏った位置に被駆動部材を搭載し、スライダ２４をモータ２０および第１板部２６１に接近する方向に駆動した際に、被駆動部材がモータ２０、第１板部２６１およびその周辺に配置された部材と干渉しやすいので、スライダ２４の可動範囲が狭くなるという問題点がある。

また、図２３および図２４に示す直線駆動装置においては、スライダ２４をスライダ本体２７および可動部２８に分割して、これらの間のスプリング２９を組み込むとともに、両脚部２７ａ、２８ａの先端に転動用の鋼球９０を設けているため、構造が複雑化して部品点数も増加する結果、製造コストが嵩むという問題点がある。さらに、スライダ２４の脚部２７ａ、２８ａから鋼球９０を介して、ブラケット２６に常時一定の圧力が作用しつつブラケット２６上を走行するために、ブラケット２６の曲げ強度を高める必要が有り、厚さ寸法が大きくなるとともに、板面の平面度も高める必要が有るという問題点もあった。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、より適正な構造でガタツキを低減することのできる直線駆動装置、モータ、および直線駆動装置の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、ガタツキを低減しても、可動部材の可動範囲を長く設定することができることを課題とする。すなわち、本発明の一態様は、モータと、前記モータの出力軸と軸線周りに一体に回転するリードスクリューと、前記リードスクリューと送りねじ機構を構成するナット機構と、前記リードスクリューと平行に延在するガイド軸と、前記ガイド軸に移動自在に支持され、前記ナット機構を介して前記モータによって前記リードスクリューの軸線方向に駆動される可動部材と、前記モータのケーシングの前記リードスクリュー側に位置する出力側端面に固定された第１板部、前記リードスクリューの先端側で前記第１板部に対向する第２板部、前記第１板部と前記第２板部とを連結する第３板部を備え、前記第２板部に前記リードスクリューの先端側を回転自在に支持する軸受けが保持されたブラケットと、を備えた直線駆動装置において、前記ナット機構は、前記可動部材に対して前記リードスクリューの軸線方向に相対移動不能な第１ナット部と、前記第１ナット部より前記第１板部の側で前記可動部材に対して前記軸線方向に相対移動可能な第２ナット部と、前記第２ナット部を前記軸線方向に付勢する第１スプリングと、を有し、前記第３板部は、前記ガイド軸と平行に延在しており、前記可動部材は、前記第３板部と対向するように前記リードスクリューを挟んで互いに反対側に向けて突出した一対の可撓性の緩衝腕部と、前記一対の緩衝腕部の各々の先端から前記第３板部に向けて屈曲して前記第３板部に当接する脚部と、を備えていることを特徴とする。

本発明では、ブラケットに支持されたガイド軸およびリードスクリューを利用して可動部材を駆動するので、可動部材を駆動した際、ガタツキが発生しにくい。また、２つのナット部（第１ナット部および第２ナット部）と第１スプリングとを備えたナット機構を用いているため、リードスクリューに対するナット部のガタツキを抑制することができる。この場合でも、２つのナット部のうち、モータおよび第１板部とは反対側に設けられた第１ナット部が可動部材に対して相対移動不能である。このため、可動部材に被駆動部材を搭載する際、被駆動部材をモータおよび第１板部とは反対側に偏った位置に搭載するため、可動部材の可動範囲を長くすることができる等、より適正な構造でガタツキを低減することができる。また、かかる態様によれば、可動部材が回転しようとする際に、脚部がブラケットの板面に当接することにより、回転量（回転角度）を小さく抑えることができる。また、緩衝腕部を設けているために、脚部がブラケットの板面に当接する際に、緩衝腕部が撓んで衝撃を吸収することができ、これにより異音が発生することも防止することが
できる。それ故、部品点数を増加させることなく、簡易な構造によって、モータの起動および停止時等における可動部材とリードスクリューのクリアランスに起因する円周方向のガタ付きを効果的に低減させることができる。よって、ガタ付きに起因する誤差の発生を抑止することができる。

本発明において、前記リードスクリューおよび前記ガイド軸は、鉛直方向で重なる位置に配置されている態様を採用することができる。かかる態様によれば、可動部材の荷重をガイド軸およびリードスクリューによって安定した状態に受けることができる。従って、可動部材および被駆動部材を安定して駆動することができ、ガタツキを適正に低減することができる。

本発明において、前記可動部材には、被駆動部材の搭載部が設けられており、前記搭載部の中央が前記リードスクリューおよび前記ガイド軸と鉛直方向で重なっている態様を採用することができる。かかる態様によれば、被駆動部材を可動部材に搭載した状態で可動部材および被駆動部材の荷重をガイド軸およびリードスクリューによって安定した状態に受けることができる。

本発明において、前記可動部材は、前記リードスクリューの中心軸線、および前記ガイド軸の中心軸線によって規定される仮想平面を中心とする面対称に形成されている態様を採用することができる。かかる態様によれば、可動部材および被駆動部材の荷重をガイド軸およびリードスクリューによって安定した状態に受けることができる。

本発明において、前記ブラケットには、前記可動部材を検出可能なスイッチが保持されている態様を採用することができる。かかる態様によれば、ブラケットを基準にスイッチを適正な位置に配置することができるので、可動部材のモータおよび第１板部への接近を精度よく検出することができる。

本発明において、前記第１板部に前記スイッチが保持されている態様を採用することができる。この場合、前記第１板部の前記第３板部とは反対側の端部には、前記第２板部に向けて折れ曲がった第４板部が設けられており、前記第４板部に前記スイッチが保持されている態様を採用することができる。

本発明において、前記第４板部は、前記第３板部と平行である態様を採用することができる。

本発明において、前記スイッチは、前記可動部材が接触することにより前記可動部材を検出する接触式スイッチである態様を採用することができる。かかる構成の場合には、ブラケットを基準にスイッチを適正な位置に配置した効果が顕著である。

本発明において、前記可動部材には、前記第３板部と反対側に向けて突出して前記スイッチに接触可能な板部が設けられている態様を採用することができる。

本発明において、前記第１スプリングは、前記リードスクリューが内側を貫通するコイルスプリングであり、前記第２ナット部は、前記リードスクリューと噛み合う雌ねじが内周面に形成された円筒部と、前記円筒部の前記コイルスプリングとは反対側の端部に形成された角形のフランジ部と、を備え、前記フランジ部が前記第１スプリングの第１端部を受けている態様を採用することができる。

本発明において、前記第２ナット部では、前記フランジ部の前記コイルスプリング側の面に前記第１端部を受ける溝状凹部が形成されている態様を採用することができる。かかる態様によれば、コイルスプリングの第１端部が第２ナット部から外れることを抑制することができる。

本発明において、前記溝状凹部は、前記コイルスプリングを構成する線材の直径の１／２以上の深さを有する態様を採用することができる。

本発明において、前記溝状凹部は、前記円筒部と前記フランジ部から前記コイルスプリングの側に突出した突部との間に形成されている態様を採用することができる。

本発明において、前記第１スプリングは、前記リードスクリューが内側を貫通するコイルスプリングであり、前記第１ナット部は、前記リードスクリューと噛み合う雌ねじが内周面に形成された円筒部と、前記円筒部の前記コイルスプリングとは反対側の端部に形成された角形のフランジ部と、を備え、前記可動部材は、前記コイルスプリングと前記第１ナット部の前記フランジとの間に介在して前記コイルスプリングの前記第１ナット部側の第２端部、および前記第１ナット部の前記フランジの前記コイルスプリング側の面が当接する支持板部を備え、前記支持板部には、前記軸線方向に直交する方向に開放端を向けた切り欠き状の開口部が形成されており、前記開口部の内側に前記第１ナット部の前記円筒部が位置し、前記開口部の前記開放端側と反対側に位置する内周面は、前記第１ナット部の前記円筒部の外周面に沿って湾曲して前記第１ナット部の前記円筒部に当接する円弧面になっている態様を採用することができる。かかる態様によれば、コイルスプリングの第２端部を可動部材によって支持した場合でも、コイルスプリングの第２端部を周方向の広い範囲にわたって可動部材によって支持することができる。

本発明において、前記第１ナット部および前記第２ナット部の各々に、前記第１ナット部と前記第２ナット部との角度位置を合せるマークが設けられている態様を採用することができる。かかる態様によれば、マークを利用して、第１ナット部と第２ナット部との角度位置を精度よく合せることができる。従って、リードスクリューの雄ねじのピッチ（ナット部の雌ねじのピッチ）を広くした場合でも、第１ナット部および第２ナット部をリードスクリューに対して適正な位相に配置することができる。

本発明において、前記マークは、前記第１ナット部および前記第２ナット部の各々において前記開放端が向いている側に位置している態様を採用することができる。かかる態様によれば、マークを視認しやすい。

本発明において、前記マークは、突条である態様を採用することができる。かかる態様によれば、マークを視認しやすい。

本発明において、前記第１板部には、前記ガイド軸が嵌った第１軸穴が形成され、前記第２板部には、前記ガイド軸が嵌った第２軸穴が形成され、前記第１軸穴および前記第２軸穴の一方の軸穴に前記ガイド軸が圧入され、他方の軸穴の内径は前記ガイド軸の外径より大きく、前記ガイド軸は、周方向の一部が前記他方の軸穴の内周面に接し、周方向の他の一部が前記他方の軸穴の内周面の部分的な張出部分と接している態様を採用することができる。かかる態様によれば、他方の軸穴の内周面のうち、ガイド軸の周方向の一部が接する個所を基準にガイド軸が配置されるので、他方の軸穴の内周面のうち、ガイド軸の周方向の一部が接する個所を一方の軸穴に対して精度よく形成すれば、ガイド軸を適正な位置に設けることができる。それ故、リードスクリューとガイド軸との平行度の精度等を高めることができる。

本発明において、前記一部は、前記ガイド軸の周方向のうち、前記リードスクリューの側で前記他方の軸穴の内周面に接し、前記他の一部は、前記ガイド軸の周方向のうち、前記リードスクリューとは反対側で、カシメにより形成された前記張出部分と接している態様を採用することができる。

本発明において、前記出力軸は、前記ブラケットとは反対側に位置する反出力側端部が、前記ケーシングの前記ブラケットとは反対側に位置する反出力側端面から突出しており、前記反出力側端面には、前記出力軸の前記反出力側端部を前記ブラケットが位置する出力側に向けて押圧する板状の第２スプリングが固定されており、前記反出力側端部は、平面または球面によって形成され、前記第２スプリングは、前記ケーシングの前記反出力側端面に固定された固定部と、前記出力軸から離間するように湾曲して前記固定部から前記反出力側端部が位置する側に向けて延在する付勢部と、前記付勢部から前記反出力側端部に接するように前記付勢部と逆向きに湾曲しながら前記反出力側端部から離間する方向に延在する押圧部と、を備えている態様を採用することができる。かかる態様によれば、ケーシングの一端面（反出力側端面）から外方に突出する出力軸の平面または球面に形成した端部（反出力側端部）に押圧部を線接触または点接触で当接させた際、第２スプリングの円弧状の付勢部の弾性力により出力軸（リードスクリュー）を軸線方向に押圧することができる。従って、リードスクリューのねじ間に起因するガタ等を抑制することができるので、動作時の誤差を低減することができる。また、出力軸のケーシングの一端面（反出力側端面）からの突出量が異なる場合においても、常に出力軸を軸線方向に押圧することができるために、第２スプリングから出力軸への押圧力が軸線方向に対して傾斜することに起因する軸受けへの片当たりによる局部的な摩耗やノイズの発生等の障害を抑制することができる。

本発明において、前記第１ナット部および前記第２ナット部の少なくとも一方のナット部は、前記ナット部が前記軸線周りに回転しようとした際に、前記ナット部の外周面の角よりも先に前記可動部材の壁面に当接する突起が設けられている態様を採用することができる。かかる態様によれば、可動部材の壁面とナット部との間に間隙が形成されていても、モータの起動時および停止時にナット部の突起がナット収納部の壁面に当接するので、ナット部と可動部材との間で生じる異音の発生を防止あるいは大幅な抑制を実現することができる。

本発明に係る直線駆動装置の別態様は、モータの起動および停止時等における可動部材のガタツキを効果的に低減するにあたって、構造の簡素化を図ることを課題とする。すなわち、本発明に係る直線駆動装置の別態様は、モータと、前記モータの出力軸に同軸的に一体化されたリードスクリューと、前記リードスクリューと噛み合うナットと、前記リードスクリューと間隔をおいて平行に配置されたガイド軸と、前記ガイド軸に移動自在に設けられるとともに前記ナットが回転不能に取り付けられた可動部材と、一端部が前記モータのケーシングに固定されるとともに板面が前記リードスクリューと平行に延在して他端部に前記リードスクリューの端部を回転自在に支持する軸受けが取り付けられた平板状のブラケットと、を備えた直線駆動装置において、前記可動部材における前記リードスクリューの軸線方向の両側部に、前記軸線方向と直交する方向に前記ブラケットの板面と平行または先端側に向けて漸次前記板面から離間する方向に延出して前記ブラケットの外方に突出する緩衝腕部と、前記緩衝腕部の前記先端から前記ブラケットの板面側に屈曲されて先端部分が前記ブラケットの前記板面に当接する脚部と、が一体に形成されていることを特徴とする。かかる態様によれば、可動部材の両側部に、ブラケットの板面と平行または先端側に向けて漸次前記板面から離間する方向に延出して前記ブラケットの外方に突出する緩衝腕部を設け、この緩衝腕部の先端にブラケットの板面側に屈曲されて先端部分がブラケットの板面に当接する脚部を一体に形成しているために、前記可動部材が回転しようとする際に、脚部がブラケットの板面に当接することにより、回転量（回転角度）を小さく抑えることができる。加えて、可動部材と脚部との間に、ブラケットの板面と平行または先端側に向けて漸次前記板面から離間する方向に延出する緩衝腕部を設けているために、前記脚部がブラケットの板面に当接する際に、前記緩衝腕部が撓んで衝撃を吸収することができ、これにより異音が発生することも防止することができる。この結果、部品点数を増加させることなく、簡易な構造によって、モータの起動および停止時等におけるスライダとリードスクリューのクリアランスに起因する円周方向のガタ付きを効果的に低減させることができ、よって前記ガタ付きに起因する誤差の発生を抑止することができる。

この場合、前記ブラケットの板面は、前記脚部の先端との当接範囲の部分が、前記脚部側へ突出する半抜き加工によって形成されている態様を採用することができる。かかる態様によれば、ブラケットの板面における前記脚部の先端が当接する範囲の部分に、脚部側（ブラケットの上面側）へ突出する半抜き加工を施しているために、前記加工時に前記部分の平面度を向上させて、可動部材に上下のブレを生じさせない安定的な走行を確保することが可能になる。

また、前記出力軸は、その一端部が前記ケーシングの一端面に設けられた軸受けに挿通されるとともに一端面を前記一端面から突出させて回転自在に支持され、かつ前記ケーシングの一端面に、前記出力軸を軸線方向に押圧する平板状の第２スプリングが設けられてなり、前記出力軸は、前記一端面が平面または球面によって形成されるとともに、前記第２スプリングは、一端部に形成されて前記ケーシングの前記一端面に固定される固定部と、前記軸線方向に凸円弧状に屈曲形成された付勢部と、この付勢部の他端部から逆円弧状に屈曲形成された押圧部とが形成され、前記押圧部の外周面が前記出力軸の一端面に当接されている態様を採用することができる。かかる態様によれば、ケーシングの一端面から外方に突出する出力軸の平面または球面に形成した先端面に、第２スプリングの円弧状の付勢部の弾性力により逆円弧状の押圧部を線接触または点接触で当接させて、前記出力軸（リードスクリュー）を軸線方向に押圧しているために、出力軸のケーシングの一端面からの突出量が異なる場合においても、常に出力軸をその軸線方向に押圧することができる。この結果、第２スプリングから出力軸への押圧力が軸線方向に対して傾斜することに起
因する軸受けへの片当たりによる局部的な摩耗やノイズの発生等の障害を抑制することができる。

本発明に係る直線駆動装置の別態様は、ケーシング内に固定された励磁コイル内に、隙間を介してロータマグネットが回転自在に設けられ、このロータマグネットの中心に一体化されて前記ケーシングの一端面から突出する出力軸の一端面が、前記ケーシングの前記端面に設けられた第２スプリングによって他端部側に向けて付勢されたモータと、前記出
力軸の他端部に同軸的に一体化されたリードスクリューと、このリードスクリューと噛み合うナットと、前記リードスクリューと間隔をおいて平行に配置されたガイド軸と、このガイド軸に移動自在に設けられるとともに前記ナットが回転不能に取り付けられた可動部材と、を備えた直線駆動装置において、前記出力軸は、前記一端面が平面または球面によって形成されるとともに、前記第２スプリングは、一端部に形成されて前記ケーシングの前記一端面に固定される固定部と、前記出力軸の軸線方向に凸円弧状に屈曲形成された付勢部と、この付勢部の他端部から逆円弧状に屈曲形成された押圧部とが形成され、前記押圧部の外周面が前記出力軸の一端面に当接されており、前記ケーシングの他端面側には、一端部が前記ケーシングに固定されるとともに、前記リードスクリューと平行に延在して他端部に取り付けられた軸受けが前記リードスクリューの端部を回転自在に支持する平板状のブラケットが設けられ、前記可動部材の前記軸線方向の両側部には、前記軸線と直交する方向に前記ブラケットの板面と平行または先端側に向けて漸次前記板面から離間する方向に延出して前記ブラケットの外方に突出する緩衝腕部と、この緩衝腕部の前記先端から前記ブラケットの板面側に屈曲されて先端部分が前記ブラケットの前記板面に当接する脚部とが一体に形成されていることを特徴とする。かかる態様によれば、ケーシングの一端面から外方に突出する出力軸の平面または球面に形成した先端面に、第２スプリングの円弧状の付勢部の弾性力により逆円弧状の押圧部を線接触または点接触で当接させて、前記出力軸（リードスクリュー）を軸線方向に押圧しているために、リードスクリューのねじ間に起因するガタ等を抑制して動作時の誤差を低減することができる。しかも、出力軸のケーシングの一端面からの突出量が異なる場合においても、常に出力軸をその軸線方向に押圧することができるために、第２スプリングから出力軸への押圧力が軸線方向に対して傾斜することに起因する軸受けへの片当たりによる局部的な摩耗やノイズの発生等の障害を抑制することができる。また、かかる直線駆動装置においては、ガイド軸と、このガイド軸が挿通されている可動部材の貫通孔との間の僅かなクリアランス等に起因して、モータの起動時や反転時等に、可動部材がリードスクリューを中心として円周方向に回転する現象が生じる。この際に、本態様によれば、可動部材の両側部に、ブラケットの板面と平行に前記軸線と直交する方向に延出して前記ブラケットの外方に突出する緩衝腕部を設け、この緩衝腕部の先端にブラケットの板面側に屈曲されて先端がブラケットの板面に当接する脚部を一体に形成しているために、前記可動部材が回転しようとする際に、脚部がブラケットの板面に当接することにより、回転量（回転角度）を小さく抑えることができる。加えて、可動部材と脚部との間に、ブラケットの板面と平行な緩衝腕部を設けているために、前記脚部がブラケットの板面に当接する際に、前記緩衝腕部が撓んで衝撃を吸収することができるために、異音が発生することも防止することができる。

また、前記可動部材の板面は、前記脚部の先端部分との当接範囲の部分が、前記脚部側へ突出する半抜き加工によって形成されている態様を採用することができる。かかる態様によれば、ブラケットの板面における前記脚部の先端が当接する範囲の部分に、脚部側（ブラケットの上面側）へ突出する半抜き加工を施しているために、前記加工時に前記部分の平面度を向上させて、可動部材に上下のブレを生じさせない安定的な走行を確保することが可能になる。

本発明を適用した直線駆動装置の一実施形態の斜視図である。 図１に示す直線駆動装置から可動部材およびスイッチを外した状態の分解斜視図である。 本発明に係る直線駆動装置の一実施形態を示す正面図である。 図３に示すブラケットを取り外したときの直線駆動装置の底面図である。 図３のＡ−Ａ線に示す位置で直線駆動装置を見たときの説明図である。 図５のＢ部の拡大図である。 図１に示す第２スプリングの説明図である。 図７に示す第２スプリングとは別の第２スプリングの説明図である。 図３のＦ−Ｆ線に示す位置で直線駆動装置を見たときの説明図である。 図２に示す可動部材のスライダを斜め下方かつ第１板部の側からみた斜視図である。 図２に示すナット機構を可動部材のスライダに取り付けた状態を斜め下方かつ第１板部の側からみた斜視図である。 図１１に示す状態からナット機構を外した状態の分解斜視図である。 図２に示すナット機構を可動部材のスライダに取り付けた状態を斜め下方かつ第２板部の側からみた斜視図である。 図１３に示す状態からナット機構を外した状態の分解斜視図である。 図２に示すナット機構の分解斜視図である。 図２に示すナット機構の断面図である。 図１に示す直線駆動装置におけるガイド軸の固定構造を示す説明図である。 本発明を適用した直線駆動装置の製造方法を示す説明図である。 本発明の変形例に係る直線駆動装置に用いたナット部の斜視図である。 図１９に示すナット部がリードスクリューの軸線周りに回転したときの様子を模式的に示す説明図である。 図１９に示す突起を設けない場合にナット部がリードスクリューの軸線周りに回転したときの様子を模式的に示す説明図である。 本発明の変形例に係る直線駆動装置においてブラケットを取り外したときの正面図である。 従来例の直線駆動装置の説明図である。 図２３に示す直線駆動装置に用いた可動部材の説明図である。

図面を参照して、本発明を適用した直線駆動装置、モータおよび直線駆動装置の製造方法を説明する。

（直線駆動装置１００の構成）
図１は、本発明の直線駆動装置１００の一実施形態の斜視図である。図２は、図１に示す直線駆動装置１００から可動部材６およびスイッチ１８を外した状態の分解斜視図である。図３は、本発明に係る直線駆動装置の一実施形態を示す正面図である。図４は、図３に示すブラケットを取り外したときの直線駆動装置１００の底面図である。

図１〜図４に示す直線駆動装置１００は、モータ（本実施形態においてはステッピングモータ）１によって回転駆動されるリードスクリュー２と、リードスクリュー２と噛み合ってリードスクリュー２と送りねじ機構を構成するナット部３（第１ナット部３１および第２ナット部３２）と、リードスクリュー２と平行に配置されてブラケット４に両端部が支承されたガイド軸５と、ガイド軸５に移動自在に設けられた可動部材６とから概略構成されている。可動部材６は、リードスクリュー２が挿通されるとともにナット部３（第１ナット部３１および第２ナット部３２）を回転不能に収納するナット収納部６ａが形成されている。また、可動部材６には、ガイド軸５が貫通する軸穴６１２が形成されている。２つナット部３（第１ナット部３１および第２ナット部３２）は、第１ナット部３１と第２ナット部３２との間に配置された第１スプリング３５とともにナット機構３０を構成している。図示を省略するが、モータ１では、ケーシング８内に固定された励磁コイル内に、隙間を介してロータマグネットが回転自在に設けられ、このロータマグネットの中心に出力軸７が固定されている。

モータ１は、出力軸７の一端部（反出力側端部）がケーシング８の一端面８ａ（反出力側端面）側に設けられた軸受け９に挿通され、後端部７ａをケーシング８から突出させた状態で回転自在に支持されている。モータ１の出力軸７の先端（他端）側の外周面にはリードスクリュー２が同軸的に形成されている。従って、リードスクリュー２は、出力軸７と一体に回転する。よって、可動部材６をナット部３（ナット機構３０）を介してモータ１により直線駆動することができる。

ブラケット４は、平板部材が屈曲形成されたもので、モータ１のケーシング８のリードスクリュー２側に位置する他端面８ｂ（出力側端面）に固定された第１板部４１と、リードスクリュー２の先端側で第１板部４１に対向する第２板部４２と、第１板部４１と第２板部４２とを連結する第３板部４３を備えており、第２板部４２には、リードスクリュー２の先端側を回転自在に支持する軸受け１０が保持されている。第３板部４３の両側端部には、直線駆動装置１００を機器本体に取り付けるための取り付け穴４３１が形成されている。

ナット収納部６ａ内に収納された第２ナット部３２とナット収納部６ａの内壁との間には、第２ナット部３２を軸線方向に付勢する第１スプリング３５が設けられており、第１スプリング３５によって、リードスクリュー２と第２ナット部３２の間のバックラッシュに起因する誤差の発生が防止されている。

（緩衝腕部１３等の構成）
図５は、図３のＡ−Ａ線に示す位置で直線駆動装置１００を見たときの説明図である。図６は、図５のＢ部の拡大図である。図５および図６に示すように、可動部材６の両側部には、リードスクリュー２の軸線Ｌと直交する方向にブラケット４の第３板部４３の板面に対して平行に対向する一対の緩衝腕部１３と、一対の緩衝腕部１３の各々の先端からブラケット４の第３板部４３の板面側に屈曲して先端がブラケット４の第３板部４３の板面に当接する脚部１４とが一体に形成されている。緩衝腕部１３は、脚部１４が可動部材６の両側部よりも外方に位置する長さ寸法に形成されており、可撓性を有している。

第３板部４３は、脚部１４の先端が当接する範囲の部分１５が、脚部１４側（上面側）に突出するように半抜き加工されている。従って、第３板部４３は、脚部１４の先端が当接する範囲の部分１５の裏側は、底部が平坦な凹部１５ａになっている。半抜き加工は、ブラケット４の上面側に部分１５に対応する開口部が形成されたダイを配置するとともに下面側に部分１５に対応する方形状のパンチを配置し、パンチにより部分１５を上面側に押圧変形させる周知の板金加工である。本実施形態においては、部分１５に対応する上面側にも金型を配置して、パンチとともに部分１５を挟んで半抜き加工が施されている。

かかる構成の直線駆動装置１００によれば、可動部材６の移動方向の両側部に、ブラケット４の板面と平行に軸線と直交する方向に延出してブラケット４の外方に突出する緩衝腕部１３と、この緩衝腕部１３の先端からブラケット４の板面側に屈曲されて先端がブラケット４の板面に当接する脚部とを一体に形成している。このため、モータの起動時や反転時等に可動部材６に回転力が作用した際にも、脚部１４がブラケット４の板面に当接することにより、その回転量（回転角度）を小さく抑えることができる。

しかも、可動部材６の脚部１４との間に、ブラケット４の板面と平行な緩衝腕部１３を設けている。このため、脚部１４がブラケット４の板面に当接する際に緩衝腕部１３が撓んで衝撃を吸収することができるので、異音が発生することも防止することができる。さらに、ブラケット４の板面における脚部１４の先端が当接する範囲の部分１５に、脚部１４側（ブラケット４の上面側）へ突出する半抜き加工を施しているため、部分１５の平面度を向上させることができる。従って、可動部材６に上下のブレを生じさせない安定的な走行を確保することが可能になる。

なお、緩衝腕部１３は、ブラケット４の板面と平行に軸線と直交する方向に延出しているが、緩衝腕部１３が、先端側に向けて漸次第３板部４３から離間する方向に延出してブラケット４の外方に突出している態様であってもよい。すなわち、緩衝腕部１３は、ブラケット４の第３板部４３の板面側に傾いていてもよく、軸線Ｌと交わる方向に延出していればよい。また、緩衝腕部１３が湾曲していてもよく、弾性を有する緩衝腕部１３と、緩衝腕部１３からブラケット４の板面に当接する脚部１４とを有しており、緩衝腕部１３は、脚部１４が板面に当接したときに変形し弾性力を有する形状となっていればよい。

（第２スプリング１２の構成）
図７は、図１に示す第２スプリング１２の説明図であり、図７（ａ）は、第２スプリング１２の取り付け部分の拡大図であり、図７（ｂ）は同じく出力軸７の位置が変化した場合の拡大図である。図８は、図７に示す第２スプリング１２とは別の第２スプリング１１の説明図であり、図８（ａ）は、第２スプリング１１の取り付部分の拡大図であり、図８（ｂ）は同じく出力軸７の位置が変化した場合の拡大図である。

図７（ａ）に示すように、モータ１のケーシング８の一端面８ａと出力軸７の後端部７ａとの間には、出力軸７（リードスクリュー２）をブラケット４の軸受け１０側に向けて軸線Ｌ方向に付勢する第２スプリング１２が設けられている。すなわち、モータ１を反転させて可動部材６の移動方向を切り換える際に、リードスクリュー２とナット部３とのねじ山間の隙間に起因して可動部材６の移動にタイムラグが生じて誤差が生じてしまうことから、モータ１のケーシング８の一端面８ａに、出力軸７を軸線Ｌ方向に押圧する第２スプリング１２設けることにより、リードスクリュー２のねじ間に起因するガタと振動等の外力による軸線Ｌ方向の位置ズレを抑制し、作動時の誤差の低減を図っている。

本実施形態において、第２スプリング１２は、ケーシング８の一端面８ａに固定される固定部１２ｃと、固定部１２ｃから出力軸７の後端部７ａより一端側に延在し、他端側へ出力軸７を付勢する付勢部１２ａと、付勢部１２ａから出力軸７の後端部７ａに当接している押圧部１２ｂと有している。第２スプリング１２は、固定部１２ｃと付勢部１２ａは一定の板幅であるが、押圧部１２ｂの板幅は、固定部１２ｃと付勢部１２ａの板幅よりも細い。また、押圧部１２ｂの板幅は、出力軸７の後端部７ａよりも太くなっている。本実施形態においては、板バネを屈曲形成したもので、一端部に軸受け１０とケーシング８の一端面８ａとの間に挟み込まれて固定される固定部１２ｃが形成されるとともに、固定部１２ｃから軸線Ｌ方向に凸円弧状に屈曲形成された付勢部１２ａと、この付勢部１２ａの他端部から逆円弧状に屈曲形成された押圧部１２ｂとを有するＳ字状に形成されている。

すなわち、第２スプリング１２は、ケーシング８の一端面８ａに固定される固定部１２ｃと、出力軸７から離間するように湾曲して固定部１２ｃから出力軸７の後端部７ａ（反出力側端部）が位置する側に向けて延在する付勢部１２ａと、付勢部１２ａから後端部７ａに接するように付勢部１２ａと逆向きに湾曲しながら後端部７ａから離間する方向に延在する押圧部１２ｂとを備えている。

また、出力軸７は、ケーシング８の一端面８ａから外方に突出する後端部７ａが平面または球面によって形成されている。そして、第２スプリング１２は、押圧部１２ｂの外周面が出力軸７の後端部７ａに、前記後端部７ａが平面の場合には線接触によって、球面の場合は点接触によって当接されるとともに、付勢部１２ａにおける弾性力によって出力軸７を軸線方向に押圧した状態で取り付けられている。

かかる構成の直線駆動装置１００で、ケーシング８の一端面８ａから外方に突出する出力軸７の後端部７ａを平面または球面に形成するとともに、この後端部７ａに第２スプリング１２における円弧状の付勢部１２ａの弾性力により逆円弧状の押圧部１２ｂを線接触で当接させて、出力軸７（リードスクリュー２）を常に軸線方向に押圧している。このため、図７（ｂ）に示すように、出力軸７のケーシング８の一端面８ａからの突出量が異なる場合や作動中に変化した場合においても、常に出力軸７をその軸線方向に押圧することができる。

この結果、第２スプリング１２から出力軸７への押圧力が軸線方向に対して傾斜することに起因する軸受け９への片当たりによる局部的な摩耗やノイズの発生等の障害を未然に抑制することができる。

一方、図８（ａ）に示す参考例のように、平板状の第２スプリング１１によって出力軸７を付勢する構成も考えられる。この場合、出力軸７やリードスクリュー２、あるいはブラケット４等の部品の製作誤差や、モータ１の反転時における出力軸７の移動によって、図８（ｂ）に示すように、出力軸２１の位置に変化が生じると、第２スプリング１１による押圧方向が出力軸２１の軸線に対して傾斜してしまう。この結果、恒常的に軸受け９に対して出力軸７が片当たりして、局部的な摩耗によって軸受け９の使用寿命の短縮化を招いたり、あるいはモータ１の起動・停止時に、出力軸７が軸受け９の片側に衝突してノイズを発生したりするおそれがある。しかるに、図７を参照して説明した第２スプリング１２によれば、上記の問題が発生しにくい。

なお、本実施形態では、押圧部１２ｂがＳ字状に形成されているが、出力軸７と第２スプリング１２の当接部が湾曲しているだけ（Ｓ字状に形成されていない）でもよい。また、付勢部１２ａは凸円弧状に屈曲形成されているが、これに限らず他端側に向かって付勢力を有する形状であればよい。

（スイッチ１８の構成）
図１に示すように、モータ１の胴部には端子台１６が構成されており、かかる端子台１６に配線基板１７が固定されている。配線基板１７には、可動部材６の接近を検出するスイッチ１８が電気的に接続されている。スイッチ１８は、ブラケット４に直接固定されている。より具体的には、ブラケット４において、第１板部４１は、第３板部４３とは反対側の端部が第２板部４２に向けて折れ曲がって第３板部４３と平行に延在する第４板部４１０を備えており、スイッチ１８は第４板部４１０に固定されている。ここで、スイッチ１８は、可動部材６が接触することにより可動部材６を検出する接触式スイッチ１８ａであり、接点部１８０を可動部材６に向けている。

このように構成した直線駆動装置１００では、共通のブラケット４に支持されたガイド軸５およびリードスクリュー２を利用して可動部材６を駆動するので、可動部材６を駆動した際、ガタツキが発生しにくい。また、ブラケット４にスイッチ１８が固定されているので、ブラケット４を基準にスイッチ１８を適正な位置に配置することができる。それ故、可動部材６のモータ１および第１板部４１への接近を精度よく検出することができる。特に、スイッチ１８が、可動部材６が接触することにより可動部材６を検出する接触式スイッチ１８ａであるため、ブラケット４を基準にスイッチ１８を適正な位置に配置した効果が顕著である。

（可動部材６の構成）
図９は、図３のＦ−Ｆ線に示す位置で直線駆動装置１００を見たときの説明図である。図２において、可動部材６は、図２に示すナット機構３０を支持するスライダ６１（スライド板）と、スライダ６１に連結されたカバー６２とを備えている。スライダ６１とカバー６２とを連結した状態で、スライダ６１とカバー６２との間には被駆動部材（図示せず）が内側に配置される凹状の搭載部６０が構成されており、被駆動部材の荷重は、搭載部６０の軸線Ｌ方向に位置する内面に加わるようになっている。スライダ６１には、可動部材６がモータ１および第１板部４１に接近した際にスイッチ１８（接触式スイッチ１８ａ）の接点部１８０に当接する板部６１９が形成されている。板部６１９において搭載部６０が位置する側の端部は斜め上向きに傾斜しており、搭載部６０に搭載された被駆動部材との干渉を避けるように構成されている。従って、搭載部６０に対して被駆動部材をモータ１が位置する面に沿って斜めに傾いた状態に配置しやすい。この場合、被駆動部材は、搭載部６０においてモータ１の側に荷重を発生させることになる。

図９に示すように、リードスクリュー２およびガイド軸５は、鉛直方向Ｖで重なる位置に配置されている。また、可動部材６において、搭載部６０の中央がリードスクリュー２およびガイド軸５と鉛直方向Ｖで重なっている。本実施形態において、ガイド軸５は、リードスクリュー２の真上位置に配置されており、スライダ６１およびカバー６２は各々、リードスクリュー２の中心軸線（軸線Ｌ）、およびガイド軸５の中心軸線Ｌ５によって規定される仮想平面Ｐを中心とする面対称に形成されている。従って、可動部材６は、仮想平面Ｐを中心とする面対称に形成されている。

それ故、可動部材６および被駆動部材の荷重が、仮想平面Ｐに沿うようにガイド軸５およびリードスクリュー２に適正に加わる。従って、可動部材６および被駆動部材を安定して駆動することができ、ガタツキを適正に低減することができる。

（ナット機構３０の構成）
図１０は、図２に示す可動部材６のスライダ６１を斜め下方かつ第１板部４１の側からみた斜視図である。図１１は、図２に示すナット機構３０を可動部材６のスライダ６１に取り付けた状態を斜め下方かつ第１板部４１の側からみた斜視図である。図１２は、図１１に示す状態からナット機構３０を外した状態の分解斜視図である。図１３は、図２に示すナット機構３０を可動部材６のスライダ６１に取り付けた状態を斜め下方かつ第２板部４２の側からみた斜視図である。図１４は、図１３に示す状態からナット機構３０を外した状態の分解斜視図である。

図１０に示すように、スライダ６１において、ナット機構３０が収納されるナット収納部６ａでは、相対向する側壁６１３、６１４との間に、ブラケット４の第１板部４１が位置する側から第２板部４２が位置する側に向けて３つの板部（第１支持板部６１６、第２支持板部６１７、および第３支持板部６１８）が順に形成されており、第１支持板部６１６、第２支持板部６１７、および第３支持板部６１８によって仕切られた空間が２つのナット部３を各々配置する空間になっている。第１支持板部６１６、第２支持板部６１７、および第３支持板部６１８には、リードスクリュー２を貫通させるための開口部６１６ａ、６１７ａ、６１８ａが形成されている。

本形態では、図１０、図１１、図１２、図１３および図１４に示すように、第２支持板部６１７と第３支持板部６１８との間に第１ナット部３１が配置される。また、第１支持板部６１６と第２支持板部６１７との間に第２ナット部３２が配置される。ここで、側壁６１３、６１４の間隔は、第１ナット部３１および第２ナット部３２の幅寸法と略等しい。このため、可動部材６が軸線Ｌ周りに回転した際に、第１ナット部３１および第２ナット部３２はいずれも、側壁６１３、６１４に当接する。それ故、第１ナット部３１および第２ナット部３２はいずれも、可動部材６に対して周方向に回転不能である。

第２支持板部６１７と第３支持板部６１８と間隔は、第１ナット部３１の軸線Ｌ方向の寸法と略同一である。従って、第１ナット部３１は、可動部材６に対して軸線Ｌ方向に相対移動不能に可動部材６のナット収納部６ａに配置されている。これに対して、第１支持板部６１６と第２支持板部６１７と間隔は、第２ナット部３２の軸線Ｌ方向の寸法より十分に広い。このため、第２ナット部３２は、可動部材６に対して軸線Ｌ方向に相対移動可能に可動部材６のナット収納部６ａに配置されている。第２ナット部３２と第２支持板部６１７との間には第１スプリング３５が配置されており、第２ナット部３２は、第１スプリング３５によって軸線Ｌ方向に付勢されている。

本形態において、第１スプリング３５は、圧縮された状態で配置されたコイルスプリング３５０であり、内側をリードスクリュー２が貫通している。コイルスプリング３５０は、第２ナット部３２側の第１端部３５１が第２ナット部３２に当接し、第１ナット部３１側の第２端部３５２が第２支持板部６１７に当接している。従って、第２ナット部３２は、軸線Ｌ方向において第１板部４１の側（第１ナット部３１から離間する方向）に付勢されている。

従って、リードスクリュー２の雄ねじとナット部３（第１ナット部３１および第２ナット部３２）の雌ねじとの間のガタツキを抑制することができる。また、本実施形態では、第１ナット部３１および第２ナット部３２のうち、モータ１および第１板部４１とは反対側に設けられた第１ナット部３１が可動部材６のスライダ６１に対して相対移動不能である。このため、可動部材６に被駆動部材を搭載した際、被駆動部材は、モータ１および第１板部４１とは反対側に偏った位置に搭載される。従って、可動部材６をモータ１および第１板部４１に接近する方向に駆動した際、被駆動部材がモータ１、第１板部４１およびその周辺に配置された部材と干渉しにくい。従って、２つのナット部３を用いることにより、ガタツキを低減した場合でも、可動部材６の可動範囲を長くすることができる。

また、本実施形態では、搭載部６０に対して被駆動部材を搭載した際、被駆動部材は、搭載部６０においてモータ１の側に荷重を印加する。また、第１スプリング３５は、第２ナット部３２をモータ１の側に付勢している。かかる構成において、本実施形態では、モータ１および第１板部４１とは反対側に設けられた第１ナット部３１が可動部材６のスライダ６１に対して相対移動不能である構造を採用している。従って、可動部材６をモータ１の側に駆動する際でも、第１スプリング３５の付勢力を低減する方向に被駆動部材の荷重が加わるので、モータ１の推力が小さくてよい。それ故、可動部材６をモータ１の側に駆動する場合と、可動部材６をモータ１とは反対側に駆動する場合とにおいて、モータ１に求められる推力の差を小さくすることができる。

また、第１ナット部３１および第２ナット部３２の各々に、第１ナット部３１と第２ナット部３２との角度位置を合せるマーク３１５、３２５が設けられている。本形態において、マーク３１５、３２５は、第１ナット部３１および第２ナット部３２において、第３板部４３と対向する面において軸線Ｌ方向に延在する突条部である。かかる構成によれば、マーク３１５、３２５を利用して、第１ナット部３１と第２ナット部３２との角度位置を精度よく合せることができる。従って、リードスクリュー２の雄ねじのピッチ（ナット部３の雌ねじのピッチ）を広くした場合でも、第１ナット部３１および第２ナット部３２をリードスクリュー２に対して適正な位相に配置することができる。また、マーク３１５、３２５が軸線Ｌ方向に延在する突条部であるため、目視での確認がしやすく、誤って組み付けるという事態の発生を抑制することができる。

（ナット機構３０等の詳細構成）
図１５は、図２に示すナット機構３０の分解斜視図である。図１６は、図２に示すナット機構３０の断面図である。図１５および図１６に示すように、ナット機構３０において、第１ナット部３１および第２ナット部３２は各々、リードスクリュー２と噛み合う雌ねじが内周面に形成された円筒部３１１、３２１と、円筒部３１１、３２１のコイルスプリング３５０とは反対側の端部に形成された角形のフランジ部３１２、３２２とを備えている。

ここで、第２ナット部３２では、フランジ部３２２のコイルスプリング３５０側の面にコイルスプリング３５０の第２ナット部３２側の第１端部３５１が収容される溝状凹部３２０が形成されている。本形態において、フランジ部３２２は軸線Ｌ方向からみたとき、多角形であり、各角部には、円筒部３２１の周りでフランジ部３２２から軸線Ｌ方向に突出した突部３２３が形成されている。従って、フランジ部３２２の各角部には、円筒部３２１と突部３２３との間に軸線Ｌ方向からみたときに円弧状の溝状凹部３２０が形成されている。本形態において、溝状凹部３２０は、コイルスプリング３５０を構成する線材の直径の１／２以上の深さを有している。図１６に示す例では、溝状凹部３２０の深さは、コイルスプリング３５０を構成する線材の直径と略同一である。本形態において、第１ナット部３１および第２ナット部３２は、同一構成のナット部３を軸線Ｌ方向で逆向きに配置したものである。

かかる構成によれば、コイルスプリング３５０の第１端部３５１が第２ナット部３２から外れることを抑制することができる。ここで、フランジ部３２２は軸線Ｌ方向からみたとき、四角形であり、４つの各角部の各々に溝状凹部３２０が形成されている。このように、角部に設けられた突部３２３を利用すれば、溝状凹部３２０を形成した場合でも、第２ナット部３２の小型化を図ることができる。

溝状凹部３２０は、周方向に離間する複数個所であれば、全ての角部に設けなくてもよい。但し、コイルスプリング３５０の第１端部３５１を適正に保持するという観点からすれば、少なくとも、対角に位置する２つの角部や、周方向で大きく離間する２個所等に設けることが好ましい。また、溝状凹部３２０は、全周に設けられていてもよい。

図１０に示すように、本形態では、ナット部３の上記の構成に対応して、３つの板部のうち、コイルスプリング３５０と第１ナット部３１との間に介在する第２支持板部６１７に形成された開口部６１７ａは、軸線Ｌ方向に直交する方向に開放端６１７ｂを向けた切り欠きになっており、切り欠きの内側に第１ナット部３１の円筒部３１１が位置する。

ここで、切り欠き状の開口部６１７ａの開放端６１７ｂ側と反対側に位置する内周面６１７ｃは、第１ナット部３１の円筒部３１１の外周面に沿って湾曲して第１ナット部３１の円筒部３１１に当接する円弧面になっている。従って、コイルスプリング３５０の第２端部３５２を可動部材６の第２支持板部６１７によって支持した場合でも、コイルスプリング３５０の第２端部３５２を周方向の広い範囲にわたって可動部材６によって支持することができる。

本形態では、第１支持板部６１６および第３支持板部６１８に形成された開口部６１６ａ、６１８ａも、軸線Ｌ方向に直交する方向に開放端６１６ｂ、６１８ｂを向けた切り欠きになっている。開放端６１６ｂ、６１７ｂ、６１８ｂはいずれも同一の方向に向いており、本形態では、第３板部４３が位置する側に開放端６１６ｂ、６１７ｂ、６１８ｂが向いている。

（ガイド軸５の支持構造）
図１７は、図１に示す直線駆動装置１００におけるガイド軸５の固定構造を示す説明図であり、図１７には、第２板部４２にガイド軸５を固定する方法を例示してある。図１および図２に示すように、ブラケット４において、第１板部４１には、ガイド軸５が嵌った第１軸穴４１５が形成され、第２板部４２には、ガイド軸５が嵌った第２軸穴４２５が形成されている。従って、ガイド軸５を設ける際、ガイド軸５をリードスクリュー２の軸線Ｌに沿うように第１軸穴４１５および第２軸穴４２５に挿入する。ここで、第１軸穴４１５および第２軸穴４２５の一方の軸穴にガイド軸５が圧入され、他方の軸穴の内径はガイド軸５の外径より大きい。本形態では、第１軸穴４１５および第２軸穴４２５のうち、第１軸穴４１５にガイド軸５が圧入され、第２軸穴４２５の内径はガイド軸５の外径より大きい。

ここで、ガイド軸５は、周方向の一部５ａが第２軸穴４２５の内周面に接し、周方向の他の一部が第２軸穴４２５の内周面の部分な張出部分４２５ｃ（一点鎖線で示す部分）と接している。本形態では、ガイド軸５の外周面のうち、第３板部４３が位置する周方向の下方側の一部５ａが第２軸穴４２５の内周面の第３板部４３が位置する部分４２５ａに接し、第３板部４３とは反対側に位置する周方向の２個所４２５ｂで、ガイド軸５と第２軸穴４２５の内周面の部分的な張出部分４２５ｃとが接している。

従って、第２軸穴４２５の内周面のうち、ガイド軸５の周方向の一部が接する個所を基準にガイド軸５が配置されるので、第２軸穴４２５の内周面のうち、ガイド軸５の一部が接する個所を第１軸穴４１５に対して精度よく形成すれば、ガイド軸５を適正な位置に設けることができる。それ故、リードスクリュー２とガイド軸５との平行度の精度等を高めることができる。特に本形態では、図９に示す仮想平面Ｐを挟む両側２個所４２５ｂで第２軸穴４２５の縁を塑性変形させて第２軸穴４２５の内周面をガイド軸５に寄せるカシメ加工により形成された張出部分４２５ｃを利用してガイド軸５を第２軸穴４２５内に固定する。このため、カシメ後、矢印Ｓに示すように、ガイド軸５が真下方向に押圧された状態にある。従って、ガイド軸５をリードスクリュー２が位置する側に寄せることができ、ガイド軸５の真下方向に位置する部分（一部５ａ）を第２軸穴４２５の真下方向に位置する部分４２５ａに接する状態とすることができる。かかる構成は、第２軸穴４２５にガイド軸５が圧入し、第１軸穴４１５の内径をガイド軸５の外径より大きくした場合に適用してもよい。

本形態では、ブラケット４の第１板部４１および第２板部４２に対してガイド軸５が支持され、ブラケット４の第２板部４２に対してリードスクリュー２が支持されることから、図１および図２に示すように、第１板部４１と第３板部４３との間の折り曲げ部分の内側、および第２板部４２と第３板部４３との間の折り曲げ部分の内側に補強用のリブ４４を設けることにより、第１板部４１および第２板部４２が第３板部４３に対しての曲げ部の強度を向上することができ、斜めに傾くことを抑制している。本形態において、リブ４４は、プレス加工により形成されている。

［直線駆動装置１００の製造方法］
図１８は、本発明を適用した直線駆動装置１００の製造方法を示す説明図であり、ナット機構３０を可動部材６に搭載する工程を示してある。本形態の直線駆動装置１００の製造工程において、ナット機構３０を可動部材６に搭載する工程では、図１８に示すように、リードスクリュー２を第１ナット部３１、コイルスプリング３５０および第２ナット部３２に通す。その際、第１ナット部３１とコイルスプリング３５０との間に、可動部材６の第２支持板部６１７と同一の厚さ、あるいは第２支持板部６１７よりわずかに厚い治具２００を挟んでおく。ここで、治具２００は、リードスクリュー２の軸線Ｌに対して直交する方向に移動可能である。

治具２００は、一方端が開放端２０２になっている切り欠き２０１が形成された板状部材であり、切り欠き２０１において、開放端２０２とは反対側の内周面は、第１ナット部３１の円筒部３１１に沿って湾曲して第１ナット部３１の円筒部３１１に当接する円弧面２０４になっている。従って、開放端２０２を第１ナット部３１に向けて治具２００を押し込めば、第１ナット部３１のフランジ部３１２とコイルスプリング３５０との間に治具２００が差し込まれ、フランジ部３１２とコイルスプリング３５０との間は、第２支持板部６１７を挿入できる間隔に保持される。ここで、治具２００の先端部は、フランジ部３１２が位置する側が尖った傾斜面２０３になっているため、治具２００を第１ナット部３１のフランジ部３１２とコイルスプリング３５０との間に容易に差し込むことができる。

次に、可動部材６を軸線Ｌ方向に対して直交する方向から第１ナット部３１が位置する側に接近させると、第２支持板部６１７によって治具２００が軸線Ｌ方向に対して直交する方向に押し退けられるので、リードスクリュー２は、開放端２０２を通って切り欠き２０１から外れ、開放端６１７ｂを通って開口部６１７ａの内側に差し込まれる。その結果、第１ナット部３１のフランジ部３１２とコイルスプリング３５０との間に第２支持板部６１７が挿入される。従って、ナット機構３０を可動部材６に効率よく搭載することができる。

［本発明の変形例］
図１９は、本発明の変形例に係る直線駆動装置１００に用いたナット部３の斜視図であり、図１９（ａ）は変形例１に係るナット部３の斜視図であり、図１９（ｂ）は変形例２に係るナット部の斜視図である。図２０は、図１９に示すナット部３がリードスクリュー２の軸線Ｌ周りに回転したときの様子を模式的に示す説明図であり、図２０（ａ）は、ナット部３が時計回り方向に回転した際のナット部３とナット収納部６ａの内壁との当接状態を示す要部の断面図であり、図２０（ｂ）は、ナット部３が反時計回り方向に回転した際のナット部３とナット収納部６ａの内壁との当接状態を示す要部の断面図である。図２１は、図１９に示す突起３ｂを設けない場合にナット部３がリードスクリュー２の軸線Ｌ周りに回転したときの様子を模式的に示す説明図であり、図２１（ａ）は、ナット部３が時計回り方向に回転した際のナット部３とナット収納部６ａの内壁との当接状態を示す要部の断面図であり、図２１（ｂ）は、ナット部３が反時計回り方向に回転した際のナット部３とナット収納部６ａの内壁との当接状態を示す要部の断面図である。図２２は、本発明の変形例に係る直線駆動装置１００においてブラケットを取り外したときの正面図である。

図１９において、本形態の直線駆動装置に用いた２つのナット部３の少なくとも一方は、図１９（ａ）に示すように、ナット部３の軸線に対して対向する２つの方形面３ａにおける回転方向の両端部であって軸線Ｌ方向の中央部に、それぞれ略半球状の突起３ｂ（三次元凸曲面）が軸線Ｌに対して対称となるように形成されている。本形態においては、第１ナット部３１および第２ナット部３２の双方に突起３ｂが形成されている。

ここで、突起３ｂは、図２０（ａ）に示すように、ナット部３がリードスクリュー２の軸線Ｌ周りに回転した時に、ナット部３の外周面の角部３ｅよりも先にナット収納部６ａの内壁６ｅに当接する位置および高さ寸法に形成されている。すなわち、ナット部３がリードスクリュー２の軸線Ｌ周りに回転した時に、ナット収納部６ａの内壁６ｅ（壁面）と対向するナット部３の外周面の方形面３ａの回転方向の両端部に、外面がナット収納部６ａの内壁６ｅに点接触するとともに、ナット部３の回転時に外周面の角部３ｅよりも先に
内壁６ｅに当接する高さ寸法の突起３ｂが設けられている。このため、ナット収納部６ａとナット部３との間に間隙が形成されていても、モータ１の起動時および停止時にナット部３の突起３ｂがナット収納部６ａの内壁６ｅに当接する。従って、ナット部３と可動部材６との間で生じる異音の発生を防止あるいは大幅に抑制することができる。

特に、突起３ｂを、ナット部３の軸線（リードスクリュー２の軸線Ｌ）に対して対称となる位置に形成しているために、モータ１の起動時および停止時に、軸線Ｌに対して反対側に位置する突起３ｂを、バランス良くナット収納部６ａの内壁６ｅに当接させることができる。

図２０（ｂ）に示すナット部３では、ナット部３の軸線（リードスクリュー２の軸線Ｌ）に対して対向する２つの方形面３ａにおける回転方向の両端部であって軸線Ｌ方向の両端部に、それぞれ略半球状の突起３ｂが形成されている。かかる突起３ｂも、ナット部３が回転した時に、ナット部３の外周面の角部３ｅよりも先にナット収納部６ａの内壁６ｅに当接する位置および高さ寸法に形成されている。この結果、ナット部３を用いた直線駆動装置においても、同様の作用効果を得ることができる。

これに対して、図２１に示すように、突起３ｂを設けない場合には、ナット部３の外周面の角部３ｅがナット収納部６ａの内壁６ｅに当接するため、異音が発生しやすい。

図１９および図２０を参照して説明した態様は、例えば、図２２に示すように、図８を参照して説明した第２スプリング１１を用いた直線駆動装置１００に適用してもよい。なお、本実施形態においては、いずれも外形が正方形のナット部３を用いた場合についてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、６角形等の他のｎ角形のナット部を用いた場合においても同様の作用効果を得ることができる。

［他の実施形態］
上記実施形態では、第１ナット部３１および第２ナット部３２が可動部材６と別体に構成されていたが、第１ナット部３１については可動部材６と一体に構成されていてもよい。上記実施形態では、第１スプリング３５がコイルスプリングであったが、第１スプリング３５にリーフスプリングを用いてもよい。

本発明では、ブラケットに支持されたガイド軸およびリードスクリューを利用して可動部材を駆動するので、可動部材を駆動した際、ガタツキが発生しにくい。また、２つのナット部（第１ナット部および第２ナット部）の間に第１スプリングが配置されたナット機構を用いているため、リードスクリューに対するナット部のガタツキを抑制することができる。この場合でも、２つのナット部のうち、モータおよび第１板部とは反対側に設けられた第１ナット部がスライダに対して相対移動不能であるため、可動部材に被駆動部材を搭載した際、被駆動部材は、モータおよび第１板部とは反対側に偏った位置に搭載される。従って、可動部材をモータおよび第１板部に接近する方向に駆動した際、被駆動部材がモータ、第１板部およびその周辺に配置された部材と干渉しにくい。従って、ガタツキを低減した場合でも、可動部材の可動範囲を長くすることができるので、ガタツキを適正に低減することができる。

Claims (27)

1. モータと、
   前記モータの出力軸と軸線周りに一体に回転するリードスクリューと、
   前記リードスクリューと送りねじ機構を構成するナット機構と、
   前記リードスクリューと平行に延在するガイド軸と、
   前記ガイド軸に移動自在に支持され、前記ナット機構を介して前記モータによって前記リードスクリューの軸線方向に駆動される可動部材と、
   前記モータのケーシングの前記リードスクリュー側に位置する出力側端面に固定された第１板部、前記リードスクリューの先端側で前記第１板部に対向する第２板部、前記第１板部と前記第２板部とを連結する第３板部を備え、前記第２板部に前記リードスクリューの先端側を回転自在に支持する軸受けが保持されたブラケットと、
   を備えた直線駆動装置において、
   前記ナット機構は、前記可動部材に対して前記リードスクリューの軸線方向に相対移動不能な第１ナット部と、前記第１ナット部より前記第１板部の側で前記可動部材に対して前記軸線方向に相対移動可能な第２ナット部と、前記第２ナット部を前記軸線方向に付勢する第１スプリングと、を有し、
   前記第３板部は、前記ガイド軸と平行に延在しており、
   前記可動部材は、前記第３板部と対向するように前記リードスクリューを挟んで互いに反対側に向けて突出した一対の可撓性の緩衝腕部と、前記一対の緩衝腕部の各々の先端から前記第３板部に向けて屈曲して前記第３板部に当接する脚部と、を備えていることを特徴とする直線駆動装置。
2. 前記リードスクリューおよび前記ガイド軸は、鉛直方向で重なる位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の直線駆動装置。
3. 前記可動部材には、被駆動部材の搭載部が設けられており、
   前記搭載部の中央が前記リードスクリューおよび前記ガイド軸と鉛直方向で重なっていることを特徴とする請求項２に記載の直線駆動装置。
4. 前記可動部材は、前記リードスクリューの中心軸線、および前記ガイド軸の中心軸線によって規定される仮想平面を中心とする面対称に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の直線駆動装置。
5. 前記ブラケットには、前記可動部材を検出可能なスイッチが保持されていることを特徴とする請求項１から４までの何れか一項に記載の直線駆動装置。
6. 前記第１板部に前記スイッチが保持されていることを特徴とする請求項５に記載の直線駆動装置。
7. 前記第１板部の前記第３板部とは反対側の端部には、前記第２板部に向けて折れ曲がった第４板部が設けられており、
   前記第４板部に前記スイッチが保持されていることを特徴とする請求項６に記載の直線駆動装置。
8. 前記第４板部は、前記第３板部と平行であることを特徴とする請求項７に記載の直線駆動装置。
9. 前記スイッチは、前記可動部材が接触することにより前記可動部材を検出する接触式スイッチであることを特徴とする請求項６から８までの何れか一項に記載の直線駆動装置。
10. 前記可動部材には、前記第３板部と反対側に向けて突出して前記スイッチに接触可能な板部が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の直線駆動装置。
11. 前記第１スプリングは、前記リードスクリューが内側を貫通するコイルスプリングであり、
    前記第２ナット部は、前記リードスクリューと噛み合う雌ねじが内周面に形成された円筒部と、前記円筒部の前記コイルスプリングとは反対側の端部に形成された角形のフランジ部と、を備え、
    前記フランジ部が前記第１スプリングの第１端部を受けていることを特徴とする請求項１から４までの何れか一項に記載の直線駆動装置。
12. 前記第２ナット部では、前記フランジ部の前記コイルスプリング側の面に前記第１端部を受ける溝状凹部が形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の直線駆動装置。
13. 前記溝状凹部は、前記コイルスプリングを構成する線材の直径の１／２以上の深さを有することを特徴とする請求項１２に記載の直線駆動装置。
14. 前記溝状凹部は、前記円筒部と前記フランジ部から前記コイルスプリングの側に突出した突部との間に形成されていることを特徴とする請求項１２または１３に記載の直線駆動装置。
15. 前記第１スプリングは、前記リードスクリューが内側を貫通するコイルスプリングであり、
    前記第１ナット部は、前記リードスクリューと噛み合う雌ねじが内周面に形成された円筒部と、前記円筒部の前記コイルスプリングとは反対側の端部に形成された角形のフランジ部と、を備え、
    前記可動部材は、前記コイルスプリングと前記第１ナット部の前記フランジとの間に介在して前記コイルスプリングの前記第１ナット部側の第２端部、および前記第１ナット部の前記フランジの前記コイルスプリング側の面が当接する支持板部を備え、
    前記支持板部には、前記軸線方向に直交する方向に開放端を向けた切り欠き状の開口部が形成されており、
    前記開口部の内側に前記第１ナット部の前記円筒部が位置し、
    前記開口部の前記開放端側と反対側に位置する内周面は、前記第１ナット部の前記円筒部の外周面に沿って湾曲して前記第１ナット部の前記円筒部に当接する円弧面になっていることを特徴とする請求項１から４までの何れか一項に記載の直線駆動装置。
16. 前記第１ナット部および前記第２ナット部の各々に、前記第１ナット部と前記第２ナット部との角度位置を合せるマークが設けられていることを特徴とする請求項１５に記載の直線駆動装置。
17. 前記マークは、前記第１ナット部および前記第２ナット部の各々において前記開放端が向いている側に位置していることを特徴とする請求項１６に記載の直線駆動装置。
18. 前記マークは、突条であることを特徴とする請求項１６または１７に記載の直線駆動装置。
19. 前記第１板部には、前記ガイド軸が嵌った第１軸穴が形成され、
    前記第２板部には、前記ガイド軸が嵌った第２軸穴が形成され、
    前記第１軸穴および前記第２軸穴の一方の軸穴に前記ガイド軸が圧入され、他方の軸穴の内径は前記ガイド軸の外径より大きく、
    前記ガイド軸は、周方向の一部が前記他方の軸穴の内周面に接し、周方向の他の一部が前記他方の軸穴の内周面の部分的な張出部分と接していることを特徴とする請求項１から４までの何れか一項に記載の直線駆動装置。
20. 前記一部は、前記ガイド軸の周方向のうち、前記リードスクリューの側で前記他方の軸穴の内周面に接し、
    前記他の一部は、前記ガイド軸の周方向のうち、前記リードスクリューとは反対側で、カシメにより形成された前記張出部分と接していることを特徴とする請求項１９に記載の直線駆動装置。
21. 前記出力軸は、前記ブラケットとは反対側に位置する反出力側端部が、前記ケーシングの前記ブラケットとは反対側に位置する反出力側端面から突出しており、
    前記反出力側端面には、前記出力軸の前記反出力側端部を前記ブラケットが位置する出力側に向けて押圧する板状の第２スプリングが固定されており、
    前記反出力側端部は、平面または球面によって形成され、
    前記第２スプリングは、前記ケーシングの前記反出力側端面に固定された固定部と、前記出力軸から離間するように湾曲して前記固定部から前記反出力側端部が位置する側に向けて延在する付勢部と、前記付勢部から前記反出力側端部に接するように前記付勢部と逆向きに湾曲しながら前記反出力側端部から離間する方向に延在する押圧部と、を備えていることを特徴とする請求項１から４までの何れか一項に記載の直線駆動装置。
22. 前記第１ナット部および前記第２ナット部の少なくとも一方のナット部は、前記ナット部が前記軸線周りに回転しようとした際に、前記ナット部の外周面の角よりも先に前記可動部材の壁面に当接する突起が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の直線駆動装置。
23. モータと、
    前記モータの出力軸に同軸的に一体化されたリードスクリューと、
    前記リードスクリューと噛み合うナットと、
    前記リードスクリューと間隔をおいて平行に配置されたガイド軸と、
    前記ガイド軸に移動自在に設けられるとともに前記ナットが回転不能に取り付けられた可動部材と、
    一端部が前記モータのケーシングに固定されるとともに板面が前記リードスクリューと平行に延在して他端部に前記リードスクリューの端部を回転自在に支持する軸受けが取り付けられた平板状のブラケットと、
    を備えた直線駆動装置において、
    前記可動部材における前記リードスクリューの軸線方向の両側部に、前記軸線方向と直交する方向に前記ブラケットの板面と平行または先端側に向けて漸次前記板面から離間する方向に延出して前記ブラケットの外方に突出する緩衝腕部と、前記緩衝腕部の前記先端から前記ブラケットの板面側に屈曲されて先端部分が前記ブラケットの前記板面に当接する脚部と、が一体に形成されていることを特徴とする直線駆動装置。
24. 前記ブラケットの板面は、前記脚部の先端との当接範囲の部分が、前記脚部側へ突出する半抜き加工によって形成されていることを特徴とする請求項２３に記載の直線駆動装置。
25. 前記出力軸は、その一端部が前記ケーシングの一端面に設けられた軸受けに挿通されるとともに一端面を前記一端面から突出させて回転自在に支持され、かつ前記ケーシングの一端面に、前記出力軸を軸線方向に押圧する平板状の第２スプリングが設けられてなり、
    前記出力軸は、前記一端面が平面または球面によって形成されるとともに、
    前記第２スプリングは、一端部に形成されて前記ケーシングの前記一端面に固定される固定部と、前記軸線方向に凸円弧状に屈曲形成された付勢部と、この付勢部の他端部から逆円弧状に屈曲形成された押圧部とが形成され、前記押圧部の外周面が前記出力軸の一端面に当接されていることを特徴とする請求項２３または２４に記載の直線駆動装置。
26. ケーシング内に固定された励磁コイル内に、隙間を介してロータマグネットが回転自在に設けられ、このロータマグネットの中心に一体化されて前記ケーシングの一端面から突出する出力軸の一端面が、前記ケーシングの前記端面に設けられた第２スプリングによって他端部側に向けて付勢されたモータと、前記出力軸の他端部に同軸的に一体化されたリードスクリューと、このリードスクリューと噛み合うナットと、前記リードスクリューと間隔をおいて平行に配置されたガイド軸と、このガイド軸に移動自在に設けられるとともに前記ナットが回転不能に取り付けられた可動部材と、を備えた直線駆動装置において、
    前記出力軸は、前記一端面が平面または球面によって形成されるとともに、
    前記第２スプリングは、一端部に形成されて前記ケーシングの前記一端面に固定される固定部と、前記出力軸の軸線方向に凸円弧状に屈曲形成された付勢部と、この付勢部の他端部から逆円弧状に屈曲形成された押圧部とが形成され、前記押圧部の外周面が前記出力軸の一端面に当接されており、
    前記ケーシングの他端面側には、一端部が前記ケーシングに固定されるとともに、前記リードスクリューと平行に延在して他端部に取り付けられた軸受けが前記リードスクリューの端部を回転自在に支持する平板状のブラケットが設けられ、
    前記可動部材の前記軸線方向の両側部には、前記軸線と直交する方向に前記ブラケットの板面と平行または先端側に向けて漸次前記板面から離間する方向に延出して前記ブラケットの外方に突出する緩衝腕部と、この緩衝腕部の前記先端から前記ブラケットの板面側に屈曲されて先端部分が前記ブラケットの前記板面に当接する脚部とが一体に形成されていることを特徴とする直線駆動装置。
27. 前記可動部材の板面は、前記脚部の先端部分との当接範囲の部分が、前記脚部側へ突出する半抜き加工によって形成されていることを特徴とする請求項２６に記載の直線駆動装置。