WO2020157910A1

WO2020157910A1 - 転動体およびスライドアクチュエータ

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Publication number: WO2020157910A1
Application number: PCT/JP2019/003374
Authority: WO
Inventors: 良章末岡
Original assignee: オリンパス株式会社
Priority date: 2019-01-31
Filing date: 2019-01-31
Publication date: 2020-08-06

Abstract

転動体は、所定の直線軸を中心とし、外径が第１直径の円筒部と、前記円筒部に対して前記直線軸に沿った一方に設けられ、最大の外径が前記第１直径以下であり、前記一方に向かうにつれて縮径する第１曲面を有し、前記第１曲面が、前記直線軸を対称軸とした軸対称形状であり径方向外側に向かって凸形状に湾曲している、第１曲面部と、前記円筒部に対して前記直線軸に沿った他方に設けられ、最大の外径が前記第１直径以下であり、前記他方に向かうにつれて縮径する第２曲面を有し、前記第２曲面が、前記直線軸を対称軸とした軸対称形状であり径方向外側に向かって凸形状に湾曲している、第２曲面部と、前記第１曲面部の前記一方の端である第１端部および前記第２曲面部の前記他方の端である第２端部に設けられ、前記直線軸を中心とした円筒面を有する一対の軸部と、を含む。

Description

転動体およびスライドアクチュエータ

　本発明は、光学機器に配設される転動体およびスライドアクチュエータに関する。

　撮像装置等の光学機器に含まれる光学部材を駆動するアクチュエータにおいて、硬球等の転動体を用いた転がり軸受を用いて移動部材を支持する構成が、例えば日本国特開平８－２９６５６号公報に開示されている。日本国特開平８－２９６５６号公報に開示されているレンズ鏡筒では、転動体は、固定部材に形成されたＶ型溝と移動部材に形成されたＶ型溝との間に挟持されている。

　日本国特開平８－２９６５６号公報に開示されているレンズ鏡筒のように、往復運動する部材を転動体により支持する場合、転動体の移動可能範囲は有限である。このため、移動部材の駆動中に転動体が移動可能範囲の端に達してしまった場合、転動体と、固定部材または移動部材との間で滑りが発生する。転動体と、固定部材または移動部材との間で滑りが発生すると、移動部材を移動させる際の抵抗が急激に大きくなるため、アクチュエータにおける位置制御への外乱となる。この外乱は、光学部材が引っ掛かるように移動したり、光学部材の位置決め精度が悪化する、といった、光学機器の性能の劣化の原因となる。

　本発明は、上述した点を解決するものであって、光学機器において、光学性能の劣化を防止する転動体およびスライドアクチュエータを提供することを目的とする。

　本発明の一態様による転動体は、所定の直線軸を中心とし、外径が第１直径の円筒部と、前記円筒部に対して前記直線軸に沿った一方に設けられ、最大の外径が前記第１直径以下であり、前記一方に向かうにつれて縮径する第１曲面を有し、前記第１曲面が、前記直線軸を対称軸とした軸対称形状であり径方向外側に向かって凸形状に湾曲している、第１曲面部と、前記円筒部に対して前記直線軸に沿った他方に設けられ、最大の外径が前記第１直径以下であり、前記他方に向かうにつれて縮径する第２曲面を有し、前記第２曲面が、前記直線軸を対称軸とした軸対称形状であり径方向外側に向かって凸形状に湾曲している、第２曲面部と、前記第１曲面部の前記一方の端である第１端部および前記第２曲面部の前記他方の端である第２端部に設けられ、前記直線軸を中心とした円筒面を有する一対の軸部と、を含む。

　また、本発明の一態様によるスライドアクチュエータは、前記転動体と、基台部と、前記基台部に対して所定の移動軸に平行に移動する可動部と、前記可動部および前記基台部のうちの一方に形成され、複数の前記転動体を、前記直線軸周りに回転可能に支持し、当該複数の前記転動体を前記可動部および前記基台部のうちの他方に当接させる軸受部と、を含む。

第１の実施形態のスライドアクチュエータを移動軸に直交する方向から見た図である。第１の実施形態のスライドアクチュエータを移動軸に平行な方向から見た図である。第１の実施形態のスライドアクチュエータを含む撮像装置を備えた内視鏡を示す図である。第１の実施形態のスライドアクチュエータを下方から見た部分断面図である。図４のV-V断面図である。第１の実施形態の転動体の構成を示す図である。第１の実施形態の軸受部の構成を示す図である。図５の軸受部の部分を拡大して示す図である。図５の軸受部の部分を拡大して示す図である。第１の実施形態のスライドアクチュエータの第１の変形例を示す図である。第１の実施形態のスライドアクチュエータの第１の変形例を示す図である。第１の実施形態のスライドアクチュエータの第１の変形例を示す図である。第２の実施形態の転動体の構成を示す図である。第３の実施形態のスライドアクチュエータの構成を示す図である。

　以下に、本発明の好ましい形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。

（第１の実施形態）　
　図１および図２は、スライドアクチュエータ１の概略的な構成を示す図である。図１は、後述する移動軸Ｚに直交する方向からスライドアクチュエータ１を見た図である。また、図２は、後述する移動軸Ｚに平行な方向からスライドアクチュエータ１を見た図である。図３は、スライドアクチュエータ１を含む撮像装置１１０を備えた内視鏡１００を示す図である。

　スライドアクチュエータ１は、基台部１０および可動部１１を備え、ボイスコイルモータにより基台部１０に対して可動部１１を相対的に移動させる構成を有する。ボイスコイルモータは、コイル１２および永久磁石１３を含む。本実施形態では、基台部１０にコイル１２が固定されており、可動部１１に永久磁石１３が固定されている。

　スライドアクチュエータ１は、基台部１０に対して固定された移動軸Ｚに沿って、可動部１１を移動させる。移動軸Ｚは、直線であってもよいし曲線であってもよい。本実施形態では一例として、移動軸Ｚは直線である。

　なお、ボイスコイルモータを動作させるには、電源、可動部１１の基台部１０に対する相対位置を検出するセンサ、および制御用の電子回路が必要であるが、これらの構成は従来のスライドアクチュエータと同様であるため図示および説明を省略する。

　本実施形態では一例として、スライドアクチュエータ１は、図３に示す内視鏡１００が備える光学機器である撮像装置１１０に含まれる。すなわち、スライドアクチュエータ１の可動部１１には、撮像装置１１０が備える部材が固定される。

　可動部１１に固定される部材は特に限定されないが、本実施形態では一例として、可動部１１には光学部材２が固定されている。光学部材２は、１つまたは複数のレンズである。光学部材２は、撮像装置１１０の対物レンズの一部または全部を構成する。

　スライドアクチュエータ１の移動軸Ｚは、対物レンズの光軸と平行である。光学部材２が光軸に沿って移動することにより、対物レンズの合焦距離または焦点距離が変化する。すなわち、本実施形態のスライドアクチュエータ１は、撮像装置１１０の合焦動作またはズーム動作を行う力を発生する。

　例えば、スライドアクチュエータ１が、撮像装置１１０のズーム動作を行う力を発生するものである場合には、内視鏡１００に、使用者がスライドアクチュエータ１の動作の指示を入力するための操作スイッチが配設される。また、例えば、スライドアクチュエータ１が、撮像装置１１０の合焦動作を行う力を発生するものである場合には、対物レンズのオートフォーカス時にスライドアクチュエータ１の動作を制御するプロセッサが撮像装置１１０に配設される。

　なお、光学部材２は、レンズに限定されず、フィルタ、プリズムまたはミラー等であってもよい。また、可動部１１に固定される部材は、イメージセンサを含んでいてもよい。また、撮像装置１１０は、複数のスライドアクチュエータ１を備えていてもよい。

　内視鏡１００は、いわゆる電子内視鏡である。内視鏡１００は、人体等の被検体内に導入可能な細長の挿入部１０２を有する。挿入部１０２には、被検体内を撮像する撮像装置１１０が配設されている。なお、内視鏡１００の挿入部１０２が導入される被検体は、人体に限らず、他の生物であってもよいし、機械や建造物等の人工物であってもよい。

　本実施形態では一例として、内視鏡１００は、医療用内視鏡である。内視鏡１００は、長手軸に沿って延設される挿入部１０２と、挿入部１０２の一方の端である基端に位置する操作部１０３と、操作部１０３から延出するユニバーサルコード１０４と、を含む。内視鏡１００の全体的な構成は公知であるため、詳細な説明は省略する。

　次に、スライドアクチュエータ１の構成の詳細を説明する。なお、以下では説明のため、移動軸Ｚに沿う方向のうちの一方を前方Ａと称し、他方を後方Ｂと称する。また、移動軸Ｚに直交する平面上における所定の直線状の軸を第１軸Ｘとし、前記平面上において第１軸Ｘに直交する所定の直線状の軸を第２軸Ｙとする。そして、第１軸Ｘに沿う方向のうちの一方を右方Ｒと称し、他方を左方Ｌと称する。また、第２軸Ｙに沿う方向のうちの一方を上方Ｕと称し、他方を下方Ｄと称する。

　すなわち、図１は、スライドアクチュエータ１を左方から見た側面図であり、図２は、スライドアクチュエータ１を前方から見た正面図である。

　なお、本説明における前後、上下左右の方向の呼称は、スライドアクチュエータ１を構成する各要素の相対的な位置関係を説明するために便宜的に用いるものである。すなわち、スライドアクチュエータ１および内視鏡１００の実際の使用中における姿勢は、これらの方向の呼称によって限定されない。

　可動部１１は、移動軸Ｚを中心とした略円筒形状である。可動部１１は、移動軸Ｚに沿って前方Ａおよび後方Ｂに向かって開口する内部空間を有する。可動部１１内には、光学部材２が固定されている。また、可動部１１の外周には、永久磁石１３が固定されている。なお、本実施形態では、スライドアクチュエータ１は複数の永久磁石１３を備えるが、永久磁石１３の数は特に限定されない。

　基台部１０は、移動軸Ｚを中心とした略円筒形状である。基台部１０は、移動軸Ｚに沿って前方Ａおよび後方Ｂに向かって開口する内部空間を有する。基台部１０内には、可動部１１が配設されている。前述のように、可動部１１は、基台部１０に対して移動軸Ｚに沿って相対移動可能である。

　概略的には、可動部１１は、複数の車輪状の転動体５０を備える。転動体５０は、基台部１０の内周面１０ａに当接する。すなわち、可動部１１は、転動体５０を介して基台部１０に当接している。より詳しくは、転動体５０は、可動部１１の内周面１０ａに形成されている案内溝１６および案内面１７に当接する。案内溝１６および案内面１７は、可動部１１を移動軸Ｚに沿って移動するように案内するための構成である。転動体５０の構成と、可動部１１を移動軸Ｚに沿って移動するように案内する構成については後述する。

　基台部１０の外周には、移動軸Ｚを中心として導電性のワイヤが巻回されたコイル１２が配設されている。本実施形態では、スライドアクチュエータ１は複数のコイル１２を備えるが、コイル１２の数は特に限定されない。

　次に、スライドアクチュエータ１における可動部１１の案内機構の詳細について説明する。案内機構は、可動部１１を、基台部１０に対して移動軸Ｚに沿って相対移動するように案内する構成を有する。

　スライドアクチュエータ１の案内機構は、複数の転動体５０と、複数の軸受部１５と、案内溝１６と、案内面１７と、付勢部２０とを含む。図４は、スライドアクチュエータ１を下方Ｄから見た部分断面図である。図４は、複数の転動体５０と、可動部１１に設けられた複数の軸受部１５を示している。図５は、図４のV-V断面図である。図６は、転動体５０の構成を示す図である。

　図７は、軸受部１５の構成を示す図である。図７は、軸受部１５の直線軸Ｅに直交する平面による断面図である。図８および図９は、図５の軸受部１５の部分を拡大した図である。図８は、移動軸Ｚよりも右方Ｒに配置された転動体５０、軸受部１５および案内溝１６を示している。図９は、移動軸Ｚよりも左方Ｌに配置された転動体５０、軸受部１５および案内面１７を示している。

　個々の転動体５０は、図６に示すように、外形が所定の直線軸Ｅを中心とした回転体形状である。言い換えれば、転動体５０は、直線軸Ｅを対称軸とした軸対称形状である。なお、ここでの軸対称は、転動体５０の製造時に発生するバリやパーティングライン等の突起や、寸法誤差を考慮しないものとする。すなわち、例えば表面の一部に形成されたバリが軸対称形状でない場合であっても、転動体５０は軸対称形状であるとする。なお、転動体５０が内部空間を有する場合、内部空間は軸対称形状でなくともよい。

　転動体５０は、円筒部５１、第１曲面部５２、第２曲面部５３、および一対の軸部５４、５５を備える。

　以下では説明のため、図６中に矢印で示すように、直線軸Ｅに沿う方向のうちの一方を第１方向Ｅ１と称し、他方をＥ２と称する。

　円筒部５１は、外周形状が、所定の直線軸Ｅを中心とし、外径が第１直径Ｄ１の円筒形状である。円筒部５１は中空であってもよいし、中実であってもよい。円筒部５１は、転動体５０の直線軸Ｅに直交する方向（径方向）に最も突出した部位である。すなわち、円筒部５１の最大外径は、第１直径Ｄ１である。

　円筒部５１の円筒部５１に対して直線軸Ｅに沿った一方（第１方向Ｅ１）の端面を第１端面５１ｂとする。また、円筒部５１の円筒部５１に対して直線軸Ｅに沿った他方（第２方向Ｅ２）の端面を第２端面５１ｃとする。

　第１曲面部５２は、円筒部５１の第１端面５１ｂから、第１方向Ｅ１に向かって突出している。すなわち、第１曲面部５２は、円筒部５１に対して直線軸Ｅに沿った一方に設けられている。

　第１曲面部５２は、最大の外径Ｄ２が第１直径Ｄ１以下であり、第１方向Ｅ１に向かうにつれて縮径する第１曲面５２ａを有する。第１曲面５２ａは、径方向外側に向かって凸形状に湾曲している。

　本実施形態では一例として、第１曲面５２ａは、球面の一部である。転動体５０は回転体形状であることから、当該球面の中心点は、直線軸Ｅ上に位置している。なお、第１曲面５２ａの湾曲形状は特に限定されるものではない。第１曲面５２ａは、例えば楕円面や放物面等の二次曲面であってもよい。

　第２曲面部５３は、円筒部５１の第２端面５１ｃから、第２方向Ｅ２に向かって突出している。すなわち、第２曲面部５３は、円筒部５１に対して直線軸Ｅに沿った他方に設けられている。

　第２曲面部５３は、最大の外径Ｄ３が第１直径Ｄ１以下であり、第２方向Ｅ２に向かうにつれて縮径する第２曲面５３ａを有する。第２曲面５３ａは、径方向外側に向かって凸形状に湾曲している。

　本実施形態では一例として、第２曲面５３ａは、球面の一部である。また、第１曲面５２ａおよび第２曲面５３ａは、同一の球面の一部である。すなわち、第１曲面５２ａおよび第２曲面５３ａの曲率半径は同一であり、それぞれの中心点Ｃは直線軸Ｅ上において一致する。

　なお、第２曲面５３ａの湾曲形状は特に限定されるものではない。第１曲面５２ａと第２曲面５３ａは、それぞれの中心点が異なる位置であってもよいし、それぞれの形状が異なっていてもよい。また、第２曲面５３ａは、例えば楕円面や放物面等の二次曲面であってもよい。

　また、第１曲面５２ａおよび第２曲面５３ａは、中空であってもよいし、中実であってもよい。第１曲面部５２の第１方向Ｅ１の端を、第１端部５２ｂとする。また、第２曲面部５３の第２方向Ｅ２の端を、第２端部５３ｂとする。

　一対の軸部５４および５５は、直線軸Ｅを中心とした円筒面を有する。軸部５４は、第１端部５２ｂから、第１方向Ｅ１に突出している。すなわち、軸部５４は、第１曲面部５２の一方の端に設けられている。また、軸部５５は、第２端部５３ｂから、第２方向Ｅ２に突出している。すなわち、軸部５５は、第２曲面部５３の他方の端に設けられている。

　一対の軸部５４および５５の外径は同一である。軸部５４の外径は、第１曲面部５２の第１端部５２ｂにおける外径以下である。また、軸部５５の外径は、第２曲面部５３の第２端部５３ｂにおける外径以下である。

　本実施形態では、直線軸Ｅに平行な方向について、第１曲面５２ａの中心点Ｃから第１端部５２ｂまでの距離は、中心点Ｃから第２端部５３ｂまでの距離と同一である。また、本実施形態では、直線軸Ｅに平行な方向について、中心点Ｃから円筒部５１の第１端面５１ｂまでの距離は、中心点Ｃから第２端面５１ｃまでの距離と同一である。また、本実施形態では、直線軸Ｅに平行な方向について、軸部５４が第１端部５２ｂから突出する長さは、軸部５５が第２端部５３ｂから突出する長さと同一である。

　すなわち、本実施形態の転動体５０の外形は、中心点Ｃを含み直線軸Ｅに直交する平面を対称面とした面対称形状である。なお、ここでの面対称は、転動体５０の製造時に発生するバリやパーティングライン等の突起や、寸法誤差を考慮しないものとする。すなわち、例えば表面の一部に形成されたバリが面対称形状でない場合であっても、転動体５０は面対称形状であるとする。なお、転動体５０が内部空間を有する場合、内部空間は面対称形状でなくともよい。

　転動体５０の外形を中心点Ｃを含み直線軸Ｅに直交する平面を対称面とした面対称形状とすることにより、スライドアクチュエータ１に組み立てる際に、作業者が転動体５０を配置する向きを考慮する必要が無くなる。すなわち、転動体５０の外形を中心点Ｃを含み直線軸Ｅに直交する平面を対称面とした面対称形状とすることにより、スライドアクチュエータ１の組立作業が容易となる。

　転動体５０は、可動部１１が備える軸受部１５によって支持される。軸受部１５は、転動体５０の軸部５４および５５を、直線軸Ｅ周りに回転可能に支持する。すなわち、転動体５０は、一対の軸部５４および５５において、可動部１１に当接している。

　図４に示すように、本実施形態のスライドアクチュエータ１は、３つの転動体５０を備える。よって、可動部１１は、３つの転動体５０を所定の３箇所において支持する複数の軸受部１５を備える。本実施形態では、３つの転動体５０は、可動部１１の下方Ｄに向く外周面に配置されている。以下では、可動部１１の下方Ｄに向く外周面のことを、底面１１ａと称する。ここで、底面１１ａとは、可動部１１を下方Ｄから見た場合に見える外周面であるとする。

　図４および図５に示すように、個々の転動体５０は、軸受部１５によって支持された状態において、直線軸Ｅが、移動軸Ｚに直交する平面と平行となる。また、個々の転動体５０は、軸受部１５によって支持された状態において、直線軸Ｅが、概ね第１軸Ｘに沿う姿勢となる。そして、個々の転動体５０は、軸受部１５によって支持された状態において、円筒部５１、第１曲面部５２および第２曲面部５３の一部が、下方Ｄに向かって露出する。また、本実施形態では、底面１１ａには、可動部１１と、円筒部５１、第１曲面部５２および第２曲面部５３との干渉を避けるために、凹部１４が形成されている。

　次に、３つの転動体５０の配置について説明する。３つの転動体５０は、図４に示すように、下方Ｄから見た場合に、２つの転動体５０が移動軸Ｚよりも右方Ｒに配置され、１つの転動体５０が移動軸Ｚよりも左方Ｌに配置されている。

　移動軸Ｚよりも右方Ｒに配置された２つの転動体５０は、それぞれの中心点Ｃが、移動軸Ｚに平行な同一の直線上に位置している。また、移動軸Ｚよりも右方Ｒに配置された２つの転動体５０は、それぞれの直線軸が平行に配置されている。

　次に、個々の軸受部１５の構成について説明する。図７、図８および図９に示すように、個々の軸受部１５は、可動部１１の底面１１ａにおいて、下方Ｄに向かって開口する凹形状を有する。軸受部１５と軸部５４、５５とは、所定の隙間を有して嵌合する、いわゆるすきま嵌めの関係にある。軸受部１５内には、軸部５４、５５を、下方Ｄから上方Ｕに向かって嵌め込むことができる。

　図７に示すように、軸受部１５は、内側に軸部５４、５５が嵌合した状態において、軸部５４、５５の上方Ｕ、前方Ａおよび後方Ｂへの可動部１１に対する相対的な移動を規制する。また、軸部５４、５５は、軸受部１５内に嵌合した状態において、直線軸Ｅ周りに回転可能である。

　また、図８および図９に示すように、軸受部１５は、直線軸Ｅに平行な方向について、軸部５４、５５の先端に対向する内壁面１５ａを有する。内壁面１５ａは、軸部５４、５５の直線軸Ｅに平行な方向への可動部１１に対する相対的な移動を規制する。

　以上に説明したように、軸受部１５は下方Ｄに向かって開口しているため、軸受部１５は、軸部５４、５５の下方Ｄへの可動部１１に対する相対的な移動を規制しない。本実施形態では、転動体５０が、基台部１０の、底面１１ａに対向する内周面１０ａに当接することにより、軸部５４、５５の軸受部１５からの脱落が防止される。

　次に、基台部１０において転動体５０が当接する箇所である、案内溝１６および案内面１７の構成について説明する。図５、図８および図９に示すように、案内溝１６および案内面１７は、基台部１０の、底面１１ａに対向する内周面１０ａに形成されている。

　案内溝１６は、移動軸Ｚよりも右方Ｒであり、上方Ｕに面する内周面１０ａに形成されている。案内溝１６は、上方Ｕに向かって開口し、移動軸Ｚに平行に延在している。案内溝１６は、下方Ｄに向かうにつれて幅が狭くなる略Ｖ字形状の溝である。

　案内溝１６には、移動軸Ｚよりも右方Ｒに配置された２つの転動体５０と係合する。より詳細には、図８に示すように、略Ｖ字形状である案内溝１６の内壁面には、転動体５０の第１曲面部５２および第２曲面部５３が当接する。また、案内溝１６の内壁面には、転動体５０の円筒部５１は当接しない。

　すなわち、個々の転動体５０と案内溝１６とは、２点で当接する。したがって、個々の転動体５０と案内溝１６とが係合した状態では、転動体５０の案内溝１６に対する直線軸Ｅに平行な方向への相対的な移動が規制される。

　案内面１７は、移動軸Ｚよりも左方Ｌであり、上方Ｕに面する内周面１０ａに形成されている。案内面１７は、上方Ｕに面している。案内面１７は、直線軸Ｅに平行であり、移動軸Ｚに平行に延在する平面である。

　案内面１７には、移動軸Ｚよりも左方Ｌに配置された１つの転動体５０が当接する。より詳細には、図９に示すように、案内面１７には、転動体５０の円筒部５１が当接する。そして、案内面１７には、第１曲面部５２および第２曲面部５３は当接しない。転動体５０と案内面１７とが当接した状態では、転動体５０の案内面１７に対する直線軸Ｅに直交する方向への相対的な移動が規制される。

　移動軸Ｚよりも右方Ｒに配置された転動体５０が案内溝１６に係合し、かつ移動軸Ｚよりも左方Ｌに配置された転動体５０が案内面１７に当接することにより、可動部１１の、基台部１０に対する移動軸Ｚに直交する方向への相対移動と、移動軸Ｚ周りの相対回動が規制される。

　また、移動軸Ｚに平行な方向に離間した２つの転動体５０が、同一の案内溝１６と係合することにより、可動部１１の、基台部１０に対する移動軸Ｚに直交する軸周りの相対回動が規制される。

　次に、３つの転動体５０が基台部１０の内周面１０ａに当接した状態を維持する付勢部２０の構成について説明する。付勢部２０は、可動部１１を、基台部１０の内周面１０ａに向かって付勢する力を発生する。すなわち、付勢部２０は、可動部１１を、下方Ｄに向かって付勢する力を発生する。

　付勢部２０は、第１磁石１３ａおよび磁性体２１を含む。第１磁石１３ａは、ボイスコイルモータを構成する複数の永久磁石１３のうちの一部である。第１磁石１３ａは、可動部１１の底面１１ａに固定されている。第１磁石１３ａは、１つであってもよいし複数であってもよい。

　第１磁石１３ａは、図４に示すように、移動軸Ｚと重なるように配置されている。すなわち、第１磁石１３ａは、可動部１１を下方Ｄから見た場合に、第１軸Ｘ平行な方向について可動部１１の中央に配置されている。また、本実施形態では、第１磁石は、図５に示すように、移動軸Ｚよりも右方Ｒに配置された２つの転動体５０と、移動軸Ｚよりも左方Ｌに配置された１つの転動体５０の間に配置されている。

　磁性体２１は、第１磁石１３ａの下方Ｄに配置されている。磁性体２１は、基台部１０に対して位置が固定されている。本実施形態では一例として、磁性体２１は、コイル１２の外側に固定されている。なお、磁性体２１は、基台部１０に固定されていてもよい。また、磁性体２１は、撮像装置１１０を構成する磁性体の一部であってもよい。

　付勢部２０は、可動部１１に固定された第１磁石１３ａと、基台部１０に固定された磁性体２１との間の磁力により、可動部１１を、下方Ｄに向かって付勢する。付勢部２０が発生する付勢力により、転動体５０が案内溝１６および案内面１７に当接した状態が維持される。また、付勢部２０が発生する付勢力により、転動体５０の軸部５４、５５の、軸受部１５からの脱落が防止される。

　以上に説明した構成により、本実施形態のスライドアクチュエータ１では、可動部１１が、基台部１０に対して移動軸Ｚに平行に相対移動する。

　ここで、本実施形態のスライドアクチュエータ１では、転動体５０は、直線軸Ｅに平行に双方向に突出する一対の軸部５４および５５を備えている。そして、転動体５０は、当該一対の軸部５４および５５において、可動部１１に形成された軸受部１５によって、直線軸Ｅ周りに回転可能に支持されている。すなわち、本実施形態では、可動部１１に対する、転動体５０の回転軸（直線軸Ｅ）の位置が固定されている。

　例えば、可動部と基台部との間に球形の転動体を挟持する従来のスライドアクチュエータでは、転動体が移動可能範囲の端に達した場合に転動体の回転が止まり、転動体の表面において滑りが発生するため、可動部を移動させる際の抵抗が急激に大きくなる。滑りの発生による抵抗の急変は、可動部（光学部材）の位置制御に対する外乱となる。

　しかし、本実施形態のスライドアクチュエータ１では、可動部１１に対する、転動体５０の回転軸（直線軸Ｅ）の位置が固定されていることから、転動体５０が移動可能範囲の端に達して回転が止まってしまうことがない。よって、本実施形態の転動体５０およびスライドアクチュエータ１は、可動部１１を移動させる際の抵抗の急変を防止し、可動部１１（光学部材２）の位置制御に対する外乱の発生を防止することができる。すなわち、本実施形態の転動体５０およびスライドアクチュエータ１は、内視鏡１００の光学装置である撮像装置１１０において、光学性能の劣化を防止することができる。

　また、本実施形態のスライドアクチュエータ１では、図５に示すように、移動軸Ｚよりも右方Ｒに配置された２つの転動体５０の直線軸Ｅは、移動軸Ｚよりも左方Ｌに配置された１つの転動体５０の直線軸Ｅと平行とならないように配置されている。また、移動軸Ｚよりも右方Ｒに配置された２つの転動体５０の直線軸Ｅと、移動軸Ｚよりも左方Ｌに配置された１つの転動体５０の直線軸Ｅと、は共に第１軸Ｘと非平行である。

　移動軸Ｚよりも右方Ｒに配置された２つの転動体５０の直線軸Ｅは、移動軸Ｚに平行な方向から見た場合において、左方Ｌに向かうほど下方Ｄに向かうよう、第１軸Ｘに対して傾斜している。また、移動軸Ｚよりも左方Ｌに配置された１つの転動体５０の直線軸Ｅは、移動軸Ｚに平行な方向から見た場合において、左方Ｌに向かうほど上方Ｕに向かうよう、第１軸Ｘに対して傾斜している。

　このように、右方Ｒに配置された転動体５０の直線軸Ｅと、左方Ｌに配置された転動体５０の直線軸Ｅとを非平行に配置することにより、軸受部１５によって支持された転動体５０を、直線軸Ｅに平行な一方に向かって付勢することができる。転動体５０を、直線軸Ｅに平行な一方に向かって付勢することにより、転動体５０の回転時における直線軸Ｅに平行な方向へのふらつきを防止することができる。したがって、本実施形態のスライドアクチュエータ１は、可動部１１（光学部材２）の駆動時における、可動部１１の移動軸Ｚに直交する平面に沿ったふらつきを防止することができる。

　なお、本実施形態では、２つの転動体５０および案内溝１６が移動軸Ｚよりも右方Ｒに配置され、１つの転動体５０および案内面１７が移動軸Ｚよりも左方Ｌに配置されているが、これらの配置は左右が反対であってもよい。すなわち、２つの転動体５０および案内溝１６が移動軸Ｚよりも左方Ｌに配置され、１つの転動体５０および案内面１７が移動軸Ｚよりも右方Ｒに配置されてもよい。

　次に、本実施形態のスライドアクチュエータ１の第１の変形例を説明する。図１０および図１１は、第１の変形例のスライドアクチュエータ１の構成を説明する図である。

　図１０および図１１に示すように、第１の変形例のスライドアクチュエータ１は、軸受部１５に、板バネ３０を備える。板バネ３０は、軸受部１５によって支持された軸部５４または５５の端部に当接し、軸部５４または５５を、直線軸Ｅに平行な一方に向かって付勢する力を発生する。

　すなわち、板バネ３０は、軸受部１５によって支持された転動体５０を、直線軸Ｅに平行な一方に向かって付勢する力を発生する。第１の変形例のスライドアクチュエータ１では、転動体５０を、直線軸Ｅに平行な一方に向かって付勢することにより、転動体５０の回転時における直線軸Ｅに平行な方向へのふらつきを防止することができる。したがって、第１の変形例のスライドアクチュエータ１は、可動部１１（光学部材２）の駆動時における、可動部１１の移動軸Ｚに直交する平面に沿ったふらつきを防止することができる。

　なお、第１の変形例のスライドアクチュエータ１の他の構成は、前述した第１の実施形態と同様である。したがって、第１の変形例のスライドアクチュエータ１は、前述した第１の実施形態と同様に、内視鏡１００の光学装置である撮像装置１１０において、光学性能の劣化を防止することができる。

　次に、本実施形態のスライドアクチュエータ１の第２の変形例を説明する。本変形例のスライドアクチュエータ１は、図１２は、第２の変形例のスライドアクチュエータ１の構成を説明する図である。

　第２の変形例のスライドアクチュエータ１は、磁性体によって形成された転動体１５０を備える。転動体１５０の形状は、前述した第１の実施形態と同様である。

　第２の変形例のスライドアクチュエータ１では、磁性体である転動体１５０には、第１磁石１３ａとの間の磁力により、転動体１５０を直線軸Ｅに平行な一方に向かって付勢する力が加えられる。

　第２の変形例のスライドアクチュエータ１では、転動体１５０を、直線軸Ｅに平行な一方に向かって付勢することにより、転動体１５０の回転時における直線軸Ｅに平行な方向へのふらつきを防止することができる。したがって、第２の変形例のスライドアクチュエータ１は、可動部１１（光学部材２）の駆動時における、可動部１１の移動軸Ｚに直交する平面に沿ったふらつきを防止することができる。

　なお、第２の変形例のスライドアクチュエータ１の他の構成は、前述した第１の実施形態と同様である。したがって、第２の変形例のスライドアクチュエータ１は、前述した第１の実施形態と同様に、内視鏡１００の光学装置である撮像装置１１０において、光学性能の劣化を防止することができる。

（第２の実施形態）　
　以下に、本発明の第２の実施形態を説明する。以下では第１の実施形態との相違点のみを説明するものとし、第１の実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜に省略する。

　本実施形態は、転動体５０の構成の一部が第１の実施形態と異なる。図１３は、本実施形態の転動体５０の構成を示す図である。

　本実施形態の転動体５０は、型成型によって形成される成形部品である。なお、転動体５０を構成する材料は特に限定されず金属、合成樹脂、セラミックまたはこれらの複合材料であってもよい。また、型成型の方法も特に限定されず、液体状の材料を型内で固化させる形態に限らず、粉末状の材料を型内で焼結する形態等であってもよい。

　図１３に示すように、本実施形態の転動体５０は、円筒部５１、第１曲面部５２、第２曲面部５３、および一対の軸部５４、５５を備える。

　そして、本実施形態では、第１曲面部５２の第１曲面５２ａが、外径Ｄ２である最大外径部において、円筒部５１の第１端面５１ｂと交差している。また、第２曲面部５３の第２曲面５３ａが、外径Ｄ３である最大外径部において、円筒部５１の第２端面５１ｃと交差している。すなわち、円筒部５１と、第１曲面部５２および第２円筒部５３との接続部には、くびれ形状が存在しない。

　そして、本実施形態の転動体５０では、円筒部５１の第１端面５１ｂまたは第２端面５１ｃに、パーティングライン６０が形成されている。すなわち、本実施形態の転動体５０を成型する型は、第１端面５１ｂを含む平面、または第２端面５１ｃを含む平面により分割される。

　図示する本実施形態では、パーティングライン６０は、第１端面５１ｂに形成されている。なお、図１３では、パーティングライン６０を示す二点鎖線が、第１端面５１ｂから離れて記載されているが、これは説明のためである。

　本実施形態の転動体５０は、基台部１０の案内面１７に当接する円筒部５１と、円筒部５１の両端から突出し、基台部１０の案内溝１６に当接する第１曲面部５２および第２曲面部５３と、を有する。そして、円筒部５１の外径Ｄ１は、転動体５０における最大の外径である。

　したがって、本実施形態の転動体５０では、円筒部５１の第１端面５１ｂに、第１方向Ｅ１に向かった場合に径が小さくなる段差が形成される。同様に、本実施形態の転動体５０では、円筒部５１の第２端面５１ｃに、第２方向Ｅ２に向かった場合に径が小さくなる段差が形成される。そして、本実施形態では、この段差が生じる第１端面５１ｂまたは第２端面５１ｃにパーティングライン６０が形成されている。

　一般に、成型部品では、パーティングラインにおいて凹凸が発生しやすく、寸法誤差が大きくなる。本実施形態では、成型部品である転動体５０において、段差が生じる第１端面５１ｂまたは第２端面５１ｃにパーティングライン６０を形成することにより、パーティングライン６０が、円筒部５１の真円度と、第１曲面５２ａおよび第２曲面５３ａの形状精度（真球度）と、にばらつきを生じさせることを防止することができる。

　前述のように、円筒部５１は基台部１０の案内面１７に当接する部位であり、第１曲面５２ａおよび第２曲面５３ａは案内溝１６に当接する部位である。本実施形態では、これらの部位にパーティングライン６０が及ぼす影響を排除することにより、転動体５０の回転に伴う可動部１１のふらつきを抑制することができる。

　このように、本実施形態の転動体５０は、安価に大量生産が可能な成形部品でありながら、スライドアクチュエータ１における可動部１１のふらつきを抑制することができる。

　また、本実施形態の転動体５０およびスライドアクチュエータ１の他の構成は、第１の実施形態と同様であるから、本実施形態の転動体５０およびスライドアクチュエータ１は、第１の実施形態と同様に、可動部１１を移動させる際の抵抗の急変を防止し、可動部１１（光学部材２）の位置制御に対する外乱の発生を防止することができる。すなわち、本実施形態の転動体５０およびスライドアクチュエータ１は、内視鏡１００の光学装置である撮像装置１１０において、光学性能の劣化を防止することができる。

（第３の実施形態）　
　以下に、本発明の第２の実施形態を説明する。以下では第１の実施形態との相違点のみを説明するものとし、第１の実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜に省略する。

　図１４に示す本実施形態のスライドアクチュエータ１は、複数の軸受部１５が基台部１０に形成されており、案内溝１６および案内面１７が可動部１１に形成されている点が第１の実施形態と異なる。本実施形態のスライドアクチュエータ１のその他の構成は、第１の実施形態と同様である。

　本実施形態のスライドアクチュエータ１は、第１の実施形態と同様に、可動部１１を移動させる際の抵抗の急変を防止し、可動部１１（光学部材２）の位置制御に対する外乱の発生を防止することができるため、内視鏡１００の光学装置である撮像装置１１０において、光学性能の劣化を防止することができる。

　なお、本実施形態のスライドアクチュエータ１は、図１０から図１２に示す第１の実施形態の第１および第２の変形例のように、軸受部１５によって支持された転動体を直線軸Ｅに平行な一方に向かって付勢する力を発生する構成を備えていてもよい。また、本実施形態のスライドアクチュエータ１は、第２の実施形態の転動体５０を備えていてもよい。

　本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う転動体およびスライドアクチュエータもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

Claims

　所定の直線軸を中心とし、外径が第１直径の円筒部と、
　前記円筒部に対して前記直線軸に沿った一方に設けられ、最大の外径が前記第１直径以下であり、前記一方に向かうにつれて縮径する第１曲面を有し、前記第１曲面が、前記直線軸を対称軸とした軸対称形状であり径方向外側に向かって凸形状に湾曲している、第１曲面部と、
　前記円筒部に対して前記直線軸に沿った他方に設けられ、最大の外径が前記第１直径以下であり、前記他方に向かうにつれて縮径する第２曲面を有し、前記第２曲面が、前記直線軸を対称軸とした軸対称形状であり径方向外側に向かって凸形状に湾曲している、第２曲面部と、
　前記第１曲面部の前記一方の端である第１端部および前記第２曲面部の前記他方の端である第２端部に設けられ、前記直線軸を中心とした円筒面を有する一対の軸部と、
を含むことを特徴とする転動体。
　前記第１曲面および前記第２曲面は、前記直線軸上に中心が位置する同一の球面からなることを特徴とする請求項１に記載の転動体。
　前記第１曲面は、最大外径部において前記円筒部の前記一方の端面と交差しており、
　前記第２曲面は、最大外径部において前記円筒部の前記他方の端面と交差しており、
　前記円筒部の前記一方の端または前記他方の端にパーティングラインが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の転動体。
　請求項１に記載の転動体と、
　基台部と、
　前記基台部に対して所定の移動軸に平行に移動する可動部と、
　前記可動部および前記基台部のうちの一方に形成され、複数の前記転動体を、前記直線軸周りに回転可能に支持し、当該複数の前記転動体を前記可動部および前記基台部のうちの他方に当接させる軸受部と、
を含むことを特徴とするスライドアクチュエータ。
　前記基台部に形成され、前記移動軸に平行に延在する案内溝と、
　前記基台部に形成され、前記移動軸に平行な平面である案内面と、
を含み、
　前記軸受部は、前記可動部に形成されており、
　前記複数の前記転動体のうちの一部は、前記第１曲面および前記第２曲面において前記案内溝の内面に当接し、
　前記複数の前記転動体のうちの残りは、前記円筒面において前記案内面に当接する
ことを特徴とする請求項４に記載のスライドアクチュエータ。
　前記可動部に形成され、前記移動軸に平行に延在する案内溝と、
　前記可動部に形成され、前記移動軸に平行な平面である案内面と、
を含み、
　前記軸受部は、前記基台部に形成されており、
　前記複数の前記転動体のうちの一部は、前記第１曲面および前記第２曲面において前記案内溝の内面に当接し、
　前記複数の前記転動体のうちの残りは、前記円筒面において前記案内面に当接する
ことを特徴とする請求項４に記載のスライドアクチュエータ。