JP5483936B2 - リニア駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、リニア駆動装置に関し、更に詳しくは、ロータの回転動作（回転動力）を、軸線方向における出力軸の進退動作（直線動力）に変換して出力するリニア駆動装置に関するものである。

気体や液体の流路を開閉する弁体の駆動用などに用いられるリニア駆動装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この種のリニア駆動装置は、ステータによって回転させられるロータと、このロータに螺合される出力軸とを備え、回転方向の動きが規制されている出力軸が、ロータの正転・逆転に伴ってその軸線方向に進退動作するというものである。つまり、ロータの回転動力が、出力軸の直線動力に変換されて被駆動体に出力される構成を備える。

特許文献１に記載のリニア駆動装置では、ロータは軸線方向の両側（出力側および反出力側）で回転可能に支持されている。ロータの反出力側端面を回転可能に支持するベアリングとして、付勢部材（板ばね）によって付勢されたスライドベアリングが採用され、このスライドベアリングとロータとの間には、摩擦によるエネルギロスを低減するためのボール（ベアリング）が介在されている。かかる構成では、スライドベアリングとケース内壁とが当接（摺動）しており、これによってロータは径方向に位置ずれしないよう規制されている。また、スライドベアリングは付勢部材によって常に出力側へ付勢されており、この付勢力によってロータは軸方向への動きが規制されている。

ＵＳ２００６−００７１１９０Ａ１号公報

しかしながら、特許文献１に記載されるリニア駆動装置では、上記のように付勢されたスライドベアリングとボールを用いてロータの反出力側端面が支持されるという構造であるため、ロータの反出力側（ケースの内底面側）の構造が複雑になるという問題があった。

上記問題に鑑みて、本発明が解決しようとする課題は、ロータをその径方向および軸方向に位置規制しながら回転可能に支持する簡易なロータ支持構造を備えたリニア駆動装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本願発明者は、ロータの支持構造を簡略化するため、種々の研究を重ね、特願２００８−１８３５９９号に示す構成を考えた。具体的には、ロータの反出力側端面から軸部を突出形成し、この軸部をラジアルベアリングで支持させる構成を考えた。かかる構成では、軸線方向に進退動作する出力軸が螺合されたロータの凹部内の空気を逃がすため、凹部の底面と軸部の先端との間に空気抜孔を形成する必要がある。ところが、軸部とラジアルベアリングの摺動により生ずる摩耗粉等が空気抜孔を塞いでしまい、出力軸が進退動作する際に、凹部内の空気を外部に逃がしたり、外部から空気を凹部内に取り込むことができないという問題があった。すなわち、ロータに突出形成された軸部をラジアルベアリングで支持する支持構造は、簡易な構成ではあるものの、回転動力が直線動力に変換される際、凹部内の空気の圧縮・膨張によるエネルギロスが生じてしまうとの知見を得た。

本発明は、このような知見に基づいてなされたもので、内周面に雌ねじ部が形成された凹部を有するロータと、該ロータの雌ねじ部に螺合する雄ねじ部が外周面に形成された出力軸と、前記ロータが収納される有底のケースとを備え、前記ロータの回転に伴って回転方向の動きが規制された前記出力軸を軸方向に進退動させるリニア駆動装置において、前記ケースの内底面側には、外周面に突起が形成された円盤状フランジ部を有するラジアルベアリングが固定され、前記ロータにはその反出力側端面から前記ラジアルベアリングの前記円盤状フランジ部に回転可能に支持される軸部が突出形成されると共に前記凹部の内底面から該軸部の先端までを連通する空気抜孔が形成され、前該空気抜孔の反出力側には、前記円盤状フランジ部と前記ケースとで囲まれ、前記突起によって前記円盤状フランジ部の外周面と前記ケースの内周面との間に形成されるクリアランスにより開放した空間が設けられていることを要旨とするものである。
前記突起は、前記円盤状フランジ部の周方向において等間隔に形成されており、前記ラジアルベアリングは、前記ケースの内周面に接触する前記突起が潰されるようにして前記ケースの内底面側に圧入されているとよい。
前記ラジアルベアリングは、前記円盤状フランジ部およびこの円盤状フランジ部から反出力側に向かって突出した支持部を有し、該支持部が前記ケースの内底面に当接した状態で固定されているとよい。

このような構成の本発明によれば、ロータの反出力側端面から軸部が突出形成され、これをケースに固定されたラジアルベアリングで支持するという簡易なロータ支持構造であるため、スライドベアリングやボールを用いたような従来型のリニア駆動装置と比較して、製造コストを低減することができる。さらに、このような軸部を設ける場合、凹部内の空気を逃がす空気抜孔を軸部に設ける必要があるところ、空気抜孔の反出力側（先端側）に所定の大きさの空間を設けておけば、この空間にラジアルベアリングと軸部との摺動による摩耗粉等が溜められるため、空気抜孔に摩耗粉等が入り込むことによって空気抜孔が閉塞してしまうおそれが低減される。つまり、ロータの回転動力から出力軸の直線動力に変換される際における凹部内の空気の膨張・収縮によるエネルギロスを低減することができる。

この場合、前記ロータは、その軸部の先端が前記円盤状フランジ部の前記空間側端面から突出し、前記軸部の先端まで形成された前記空気抜孔の先端が前記軸部と前記円盤状フランジ部とが摺動する摺動面より突出しているとよい。

このように、ラジアルベアリングに回転可能に支持されるロータの軸部が、ラジアルベアリングの反出力側端面から突出するようにすれば、軸部とラジアルベアリングの摺動面から発生する摩耗粉が空気抜孔に入り込みにくくなる。

さらにこの場合、前記ロータは、前記円盤状フランジ部の前記空間側端面から突出した前記軸部の先端に当接した付勢部材により出力側に付勢されていればよい。

このように、ロータは、軸部の端部に当接した付勢部材により出力側に付勢されているため、ロータの軸方向におけるがたつきを防止することができる。また、この付勢部材は、ラジアルベアリングの反出力側端面から突出した軸部の先端に当接しているため、ラジアルベアリングと軸部との摺動面から発生する摩耗粉の上記空間への落下（逃がし）が付勢部材によって妨げられることがなく、空気抜孔の閉塞を確実に防止することができる。

本発明は、ロータの反出力側端面から突出形成された軸部が、ケースに固定されたラジアルベアリングで支持されるという簡易なロータ支持構造であるため、装置の製造コストを低減することができる。さらに、軸部に形成された空気抜孔の反出力側（先端側）に所定の大きさの空間を設けられているため、この空間にラジアルベアリングと軸部との摺動による摩耗粉等が溜められ、摩耗粉等が空気抜孔に入り込むおそれを低減することができる。

本発明の一実施形態に係るリニア駆動装置の外観斜視図である。 図１に示したリニア駆動装置の断面図である。 図１および図２に示したリニア駆動装置が備える反出力側におけるロータの支持構造を説明するための拡大断面図である。 図１および図２に示したリニア駆動装置が備えるラジアルベアリングを反出力側から見た外観斜視図である。 第一の変形例に係るリニア駆動装置のロータの支持構造を説明するための断面図である。 第二の変形例に係るリニア駆動装置のロータの支持構造を説明するための断面図である。 第三の変形例に係るリニア駆動装置のロータの支持構造を説明するための断面図である。 第四の変形例に係るリニア駆動装置のロータの支持構造を説明するための断面図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る弁体駆動装置１（リニア駆動装置）の外観を示す斜視図であり、図２は、その断面図である。なお、以下の説明において、図２における上方を出力側といい、下方を反出力側という。

弁体駆動装置１は、大まかには、金属製のケース３と、このケース３内に収納され、ケース３の外側に位置するステータ部２０から発生する磁界を受けて回転するロータ５０と、このロータ５０に螺合してその軸線方向に進退移動する出力軸８と、ロータ５０の反出力側を回転自在に支持するラジアルベアリング６とを備える。

ケース３は、有底の円筒状隔壁部３３と、円筒状隔壁部３３の開口縁で拡径する円環状のフランジ部３１とを備えており、円筒状隔壁部３３の周りには、ステッピングモータ２の円筒状のステータ部２０が同心状に配置されている。円筒状隔壁部３３には環状の段部３３５が形成されており、かかる段部３３５によって、ステータ部２０の軸線方向Ｌの位置が規定されている。かかるケース３は、薄くて非磁性の金属板に深絞り加工などを行なうことによって形成される。

ステータ部２０は、軸線方向Ｌに重ねて配置された一対のステータ組２１、２２を有しており、ステータ組２１、２２は各々、インシュレータに巻回された環状のコイル、およびコイルの軸線方向Ｌの両側に配置された一対のステータコアを備えている。一対のステータコアは各々、コイルの内周面に沿って起立形成された多数の極歯を備えており、ステータ組２１を構成した状態で、一対のステータコアに形成された極歯は周方向に交互に配置された状態となる。ステータ部２０の側面部には端子台２６が形成されており、かかる端子台２６には複数本の端子２７が固定されている。また、端子台２６を覆うようにコネクタ部２８が形成されている。

ケース３の円筒状隔壁部３３の内側には、下方から、ラジアルベアリング６、円筒状のロータ５０、円盤状の出力側軸受９、円筒状支持部材４がこの順に重ねて配設されており、ロータ５０、出力側軸受９および円筒状支持部材４の内側には、軸線方向Ｌに延びた出力軸８が配設されている。

これらの部材のうち、ラジアルベアリング６、ステータ部２０、および円筒状支持部材４は、ケース３に固定されている。ロータ５０は軸線周りに回転すると、円筒状支持部材４に係合して回転方向の動きが規制されている出力軸８は軸線方向Ｌに移動する。

ロータ５０は、有底円筒状のロータ部材５１を有しており、その外周面にはロータマグネット５２が固定されている。ロータマグネット５２の外周面では、周方向でＳ極とＮ極とが交互に並んでおり、かかる外周面は、ケース３の円筒状隔壁部３３を介してステータ部２０の内周面に対向している。

また、ロータ５０は、出力側に向かって開口した凹部５０１が形成された有底筒状の形状を有する。凹部５０１の内側には出力軸８が配設されている。具体的には、凹部５０１は、ロータ部材５１の中央に形成されており、その内周面には送りねじ機構用の雌ねじ５８が形成されている。一方、出力軸８においてロータ５０の凹部５０１に挿入された部分には送りねじ機構用の雄ねじ８８が形成されており、出力軸８の雄ねじ８８は、ロータ部材５１の雌ねじ５８に螺合されている。また、円筒状支持部材４の上板部に形成された穴４９は断面Ｄ形状である。一方、出力軸８は、穴４９の内側に位置する部分も含め、上半部が断面Ｄ形状になっている。このため、ロータ５０が回転した際、出力軸８も回転しようとするが、出力軸８と円筒状支持部材４の穴４９との係合部分は共回り防止機構として機能し、出力軸８は回転不能である。よって、ロータ５０が回転した際、出力軸８は、ロータ５０に共回りせずに軸線方向Ｌに移動する。このようにして、本実施形態では、ロータ５０の回転動力を出力軸８の直線動力に変換する回転直動変換機構が構成されている。

かかる構成を有するロータ５０は、出力側軸受９およびラジアルベアリング６によって回転自在に支持されている。出力側軸受９は、ロータ５０の出力側を回転自在に支持するスラスト軸受であって、出力側（ロータ部材５１側）に配置される円環状の第一支持板９１と、第一支持板９１に軸線方向Ｌで対向するように反出力側（円筒状支持部材４側）に配置される円環状の第二支持板９２とを有する。第一支持板９１と第二支持板９２との間には環状の転動路が形成されており、かかる転動路には、ボール９３が複数配置されている。本実施形態では、第一支持板９１はロータ部材５１側に保持され、第二支持板９２は、円筒状支持部材４の側に保持されており、出力軸８は、第一支持板９１および第二支持板９２の中央に形成されている穴を貫通してロータ５０に螺合されている。本実施形態において、第一支持板９１および第二支持板９２はいずれもＳＵＳ製である。

かかる出力側軸受９において、本実施形態では、第一支持板９１および第二支持板９２はいずれも、軸線方向Ｌに対して同一方向に斜めに傾き、第一支持板９１と第二支持板９２は平行である。このため、第一支持板９１と第二支持板９２との対向距離は、内周側から外周側に向かって同一である。また、第一支持板９１および第二支持板９２は、内周側から外周側において屈曲部分を有しない連続面になっている。このため、ボール９３は、第一支持板９１および第二支持板９２の各々に対して１箇所で接している。

一方、ロータ５０の反出力側は、ラジアルベアリング６によって回転自在に支持されている。図示されるように、ロータ部材５１の反出力側端面５１０からは丸棒状の軸部５５が下方に突出しており、かかる軸部５５は、ラジアルベアリング６の軸孔６５に嵌っている。この状態で、ロータ５０は、軸部５５を介してラジアルベアリング６により回転可能に支持されている。ラジアルベアリング６の構成ならびにこのラジアルベアリング６によるロータ５０の支持構造の詳細については後述する。

ロータ部材５１の軸部５５には、凹部５０１の底面から軸部５５の先端までを連通する空気抜孔５７が形成されている。かかる空気抜孔５７は、回転動力を直線動力に変換する時のエネルギロスを防止するため、ロータ５０が回転することに伴い出力軸８が軸線方向Ｌに進退動作する際、凹部５０１内の空気を外部に逃がすために設けられている。

そして、出力軸８の上端部には出力軸８よりも大径の弁体８５が取り付けられている。弁体８５は、出力軸８の上端部に完全固定されており、弁体８５と出力軸８は一体になっている。弁体８５の側面には周溝が形成されており、かかる周溝には、ゴム製のＯリングなどからなるシール部材８６が装着されている。かかる弁体８５は、流路の開口形成部に当接することにより、流路の開口を閉鎖した状態とする。

円筒状支持部材４の周りには、付勢部材としてのコイルばね５が装着されており、かかるコイルばね５は、両端部が各々、弁体８５の基端側に形成されたフランジ部８５１と、円筒状支持部材４との間で圧縮された状態で支持されている。円筒状支持部材４は、弾性を有する止め輪３５によって、ケース３の環状の段部３３５に押圧されており、軸線方向Ｌの移動および軸線周りの回転が規制された状態でケース３に固定されている。

以下、弁他駆動装置１が備える上記ラジアルベアリング６の具体的な構成、ならびにこのラジアルベアリング６によるロータ５０の支持構造について詳細に説明する。

図３は、ラジアルベアリング６付近を拡大して示した断面図であり、図４は、そのラジアルベアリング６を下方（反出力側）から見た外観斜視図である。ラジアルベアリング６は、円盤状フランジ部６１と支持部６２とを有する。円盤状フランジ部６１の外周面には、円周上等間隔に４個所の突起６１０が形成されており、円盤状フランジ部６１の下面には、支持部６２の外側に環状溝６６が形成されている。この環状溝６６によって、円盤状フランジ部６１の外周部分には弾性が付与されている。ラジアルベアリング６は、円盤状フランジ部６１の外周面の突起６１０が潰されるようにしてケース３の円筒状隔壁部３３に弾性をもって当接し、ケース３の円筒状隔壁部３３に圧入固定された状態にある。このように突起６１０を設けることによって、圧入強度が増加するためラジアルベアリング６の位置ずれが防止されると共に、円盤状フランジ部６１の外周面と、ケース３の円筒状隔壁部３３の内周面との間には、突起６１０が存在している部分を除き微小なクリアランスＣが形成される。

また、円盤状フランジ部６１の中央には、軸孔６５が形成され、この軸孔６５にロータ５０の軸部５５が回転可能に支持されている。つまり、ラジアルベアリング６の軸孔６５の内周面は、ロータ５０の軸部５５の外周面を支持する摺動面として機能する。これにより、ロータ５０は軸線方向Ｌと直交する方向（ラジアル方向）への動きが規制（位置ずれが防止）されている。

一方、支持部６２は、円盤状フランジ部６１から反出力側に向けて円周上等間隔に突出した三つの突起である。ラジアルベアリング６は、支持部６２がケース３の円筒状隔壁部３３の底部３３２に当接した状態で固定されている。つまり、支持部６２の高さ分、ケース３の円筒状隔壁部３３と円盤状フランジ部６１との間には、所定の大きさの空間Ｓが形成される。

ラジアルベアリング６の軸孔６５に挿通されたロータ５０の軸部５５は、ラジアルベアリング６の反出力側端面６８から突出し、その先端が空間Ｓ内に位置している。すなわち、軸部５５に形成された空気抜孔５７によってロータ５０の凹部５０１と、空間Ｓとは連通されている。ここで、上記したように、円盤状フランジ部６１の外周面に形成された突起６１０により、円盤状フランジ部６１の外周面と、ケース３の円筒状隔壁部３３の内周面との間には、突起６１０が存在している部分を除き微小なクリアランスＣが生じているため、空間Ｓが密閉空間となることはない。したがって、出力軸８が後退動作する際、凹部５０１内の空気は、空気抜孔５７を通って空間Ｓを経由しクリアランスＣから押し出される。一方、出力軸８が前進動作する際には、クリアランスＣから空間Ｓを経由して凹部５０１内に空気が吸引される。

そして、空間Ｓを利用して、ケース３の底部３３２には、舌片状の板ばね７が固定されている。ロータ５０は、ラジアルベアリング６の反出力側端面６８から突出した軸部５５の先端に当接した板ばね７によって出力側に向けて付勢されている。これにより、ロータ５０は板ばね７と出力側軸受９との間に挟まれ（板ばね７の付勢力によって出力側軸受９に押しつけられ）、その軸線方向Ｌ（スラスト方向）の動きが規制（位置ずれが防止）されている。

このような反出力側におけるロータ５０の支持構造は、ロータ５０の反出力側から突出形成された軸部５５をラジアルベアリング６で支持するという簡易なものであり、製造コストを低く抑えることができる。

そして、このような軸部５５をラジアルベアリング６で支持するという構成を採用すると、軸部５５とラジアルベアリング６との摺動による摩耗粉が発生し、この摩耗粉により空気抜孔５７が閉塞してしまうおそれがあるところ、本実施形態では、このような摩耗粉が発生しても、ラジアルベアリング６とケース３（円筒状隔壁部３３）とによって形成される空間Ｓに溜め込まれるため、摩耗粉による空気抜孔５７の閉塞のおそれが低減される。しかも、多くの摩耗粉は、両者が摺動する摺動面の端部（図３においてＰで示す部分）から流出する。本実施形態では、軸部５５の先端がラジアルベアリング６の反出力側端面６８から反出力側に突出しているため、流出する摩耗粉が空気抜孔５７に入り込みにくく、空気抜孔５７の閉塞のおそれがさらに低減される。

また、空間Ｓは、摩耗粉を溜めるためだけでなく、ロータ５０を出力側に付勢する付勢部材を配設するために利用されている。そして、この付勢部材である板ばね７は、ラジアルベアリング６の反出力側端面６８から突出した軸部５５の先端に当接しているため、この板ばね７が図３におけるＰ部から流出する摩耗粉の空間Ｓへの落下（逃がし）を妨げることはない。つまり、摩耗粉による空気抜孔５７の閉塞がより確実に防止される。

なお、上記空間Ｓの大きさは、発生するおそれのある摩耗粉の量の大小等に応じて適宜増減させることができる。例えば、ラジアルベアリング６の支持部６２の大きさ（高さ）を変化させることにより空間Ｓの大きさを増減させることができる。

ラジアルベアリング６の構成ならびにこのラジアルベアリング６によるロータ５０の支持構造については、種々の変形例が考えられる。

図５は、第一の変形例に係るロータ５０の支持構造を説明するための断面図である。この例は、ロータ５０を出力側に付勢する付勢部材として、板ばね７ではなく、コイルばね７１を用いた構成である。かかる構成としても、上記実施形態と同様に、弁体駆動装置１の製造コストを低く抑えることができると共に、摩耗粉による空気抜孔５７の閉塞が防止される。

なお、図５に示すように、コイルばね７１は、出力側に向かって先細りとなるような螺旋形状に形成されたものであることが好ましい。かかる構成とすれば、軸線方向Ｌにおけるコイルばね７１の寸法を小さくすることができ（同じ付勢力を有するものであれば、螺旋が円筒状に形成されたものよりも小さくなる。）、装置の小型化につながる。また、軸部５５の先端に当接するコイルばね７１の先端部分を軸部５５より細くすれば、軸部５５とラジアルベアリング６の摺動で発生する摩耗粉を、コイルばね７１の周囲から確実に落下させる（逃がす）ことができる。

図６は、第二の変形例に係るロータ５０の支持構造を説明するための断面図である。この例では、ラジアルベアリング６は側方から見た形状が例えば略Ｔ字状に形成され、軸孔６５が形成された中央の肉厚部分（反出力側端面）が円筒状隔壁部３３の底部３３２に当接させた状態で配設されている。そして、軸部５５は基端側の大径部５５ａおよび先端側の小径部５５ｂとからなる。ラジアルベアリング６の軸孔６５は、軸部５５の大径部５５ａが回転自在に支持されるような大きさに形成されている。つまり、ロータ５０は大径部５５ａによって回転自在に支持され、これにより軸線方向Ｌと直交する方向（ラジアル方向）への動きが規制（位置ずれが防止）されている。そして、大径部５５ａの先端側を小径部５５ｂとして段差を設けることにより、軸部５５とラジアルベアリング６との間に所定の大きさの空間Ｓが生まれる。この空間Ｓに、ラジアルベアリング６の軸孔６５内で大径部５５ａが回転することによって発生する摩耗粉を溜めることができる。

第二の変形例では、図６（ａ）に示すように、軸部５５（小径部５５ｂ）の先端を円筒状隔壁部３３の底部３３２に当接させた構成とすることにより、ロータ５０のスラスト方向における位置決めがなされるようにすればよい。この場合、軸部５５に形成された空気抜孔５７が底部３３２によって覆われた状態となるため、空気抜孔５７に摩耗粉が入り込みにくい。

また、図６（ｂ）に示すように、コイルばね７１（付勢部材）を、小径部５５ｂに挿通させて軸部５５の段差と円筒状隔壁部３３の底部３３２との間に挟まれて圧縮された状態で配設した構成としてもよい。このようなコイルばね７１を用いれば、コイルばね７１によってロータ５０が出力側に向けて付勢されるため、ロータ５０は板ばね７と出力側軸受９との間に挟まれ、その軸線方向Ｌ（スラスト方向）の動きが規制（位置ずれが防止）される。

図７は、第三の変形例に係るロータ５０の支持構造を説明するための断面図である。この例では、円筒状のラジアルベアリング６が、円筒状隔壁部３３の底部３３２から離間させた状態で配設されている。このラジアルベアリング６の軸孔６５に、軸部５５が回転可能に支持されている。これにより、ロータ５０の軸線方向Ｌと直交する方向（ラジアル方向）への動きが規制（位置ずれが防止）されている。かかる構成では、円筒状隔壁部３３とラジアルベアリング６とで囲まれた空間Ｓに、ラジアルベアリング６の軸孔６５内で軸部５５が回転することによって発生する摩耗粉を溜めることができる。

第二の変形例と同様、第三の変形例でも、図７（ａ）に示すように、軸部５５（小径部５５ｂ）の先端を円筒状隔壁部３３の底部３３２に当接させた構成とすることにより、ロータ５０の軸線方向Ｌ（スラスト方向）における位置決めがなされるようにすればよい。この場合、軸部５５に形成された空気抜孔５７が底部３３２によって覆われた状態となるため、空気抜孔５７に摩耗粉が入り込みにくい。

また、図７（ｂ）に示すように、コイルばね７１（付勢部材）を、軸部５５に挿通させ、ラジアルベアリング６の反出力側端面と円筒状隔壁部３３の底部３３２との間で圧縮された状態で配設した構成としてもよい。このようなコイルばね７１を用いれば、コイルばね７１によってラジアルベアリング６を介してロータ５０が出力側に向けて付勢されるため、ロータ５０はコイルばね７１と出力側軸受９との間に挟まれ、その軸線方向Ｌ（スラスト方向）の動きが規制（位置ずれが防止）される。

図８は、第四の変形例に係るロータ５０の支持構造を説明するための断面図である。この例のラジアルベアリング６は、円盤状フランジ部６１および支持部６２とからなり、軸孔６５が有底形状である点で図３に示した構成と異なる。図示されるように、軸孔６５の底面には、軸孔６５の底面を貫通した排気口６５０が、軸部５５に形成された空気抜孔５７と連通して設けられている。円筒状隔壁部３３と円盤状フランジ部６１との間には、所定の大きさの空間Ｓが形成される。軸部５５は、有底の軸孔６５の内周面および底面と摺動しながら回転する。これにより、ロータ５０の軸線方向Ｌ（スラスト方向）および軸線方向Ｌと直交する方向（ラジアル方向）への移動が規制（位置ずれが防止）される。

かかる構成において、軸部５５と有底の軸孔６５との摺動によって発生する摩耗粉は、シャフトの後退動作に伴って空気抜孔５７から排出される凹部５０１内の空気と共に排気口６５０を通り空間Ｓに向けて排出される。つまり、シャフトの後退動作がなされる度に摩耗粉の排出がなされるため、摩耗粉が入り込むことによる空気抜孔５７の閉塞が確実に防止される。

以上のような構成を備える弁体駆動装置１は、次のように動作する。弁体駆動装置１では、弁体８５が流路の開口を閉状態としているとき、弁体８５および出力軸８は上方に位置する。この状態で弁体８５を開方向（下方／反出力側方向）に移動させるには、ステータ部２０に給電し、ロータ５０を正回転させる。そうすると、回転方向の動きが規制されている出力軸８は、雌ねじ５８および雄ねじ８８からなる送りねじ機構により後退し、弁体８５はコイルばね５の付勢力に抗して下方に移動するので、弁体８５は流路の開口を開状態とする。かかる開状態は、ステータ部２０への給電によってロータ５０とステータ部２０との間に作用する保持力で維持される。

一方、流路を開状態から閉状態とするには、ロータ５０を開方向に移動させる場合とは逆回転させればよい。そうすると、回転方向の動きが規制されている出力軸８は、雌ねじ５８および雄ねじ８８からなる送りねじ機構により前進し、弁体８５は閉方向（上方／出力側方向）に移動する。

また、弁体８５が開状態にある場合において、ガス流量の異常時や地震発生時に遮断命令が発せられると、ステータ部２０にはロータ５０を逆回転させる駆動信号が印加され、出力軸８は、雌ねじ５８および雄ねじ８８からなる送りねじ機構により前進し、弁体８５は閉方向に移動するよう制御される。これにより、弁体８５は流路の開口を閉状態とした状態で停止する。

また、弁体８５が開状態にある場合において、停電等によりステータ部２０への給電が停止したとき、出力軸８は、コイルばね５の付勢力によって閉方向に移動し、弁体８５は流路の開口形成部に当接して開口を閉鎖した状態で急停止する。つまり、弁体駆動装置１では、給電が停止した場合、弁体８５が、コイルばね５によって流路を閉鎖させる安全側に移動させられるように構成されている。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら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で種々の改変が可能である。

１ 弁体駆動装置
３ ケース
５０ ロータ
５０１ 凹部
５５ 軸部
５７ 空気抜孔
５８ 雄ねじ部
６ ラジアルベアリング
６８ 反出力側端面
７ 板ばね
７１ コイルばね
８ 出力軸
８８ 雄ねじ部
Ｓ 空間

Claims (5)

1. 内周面に雌ねじ部が形成された凹部を有するロータと、該ロータの雌ねじ部に螺合する雄ねじ部が外周面に形成された出力軸と、前記ロータが収納される有底のケースとを備え、前記ロータの回転に伴って回転方向の動きが規制された前記出力軸を軸方向に進退動させるリニア駆動装置において、
   前記ケースの内底面側には、外周面に突起が形成された円盤状フランジ部を有するラジアルベアリングが固定され、
   前記ロータにはその反出力側端面から前記ラジアルベアリングの前記円盤状フランジ部に回転可能に支持される軸部が突出形成されると共に前記凹部の内底面から該軸部の先端までを連通する空気抜孔が形成され、
   前該空気抜孔の反出力側には、前記円盤状フランジ部と前記ケースとで囲まれ、前記突起によって前記円盤状フランジ部の外周面と前記ケースの内周面との間に形成されるクリアランスにより開放した空間が設けられていることを特徴とするリニア駆動装置。
2. 前記ロータは、その軸部の先端が前記円盤状フランジ部の前記空間側端面から突出し、前記軸部の先端まで形成された前記空気抜孔の先端が前記軸部と前記円盤状フランジ部とが摺動する摺動面より突出していることを特徴とする請求項１のリニア駆動装置。
3. 前記ロータは、前記円盤状フランジ部の前記空間側端面から突出した前記軸部の先端に当接した付勢部材により出力側に付勢されていることを特徴とする請求項２に記載のリニア駆動装置。
4. 前記突起は、前記円盤状フランジ部の周方向において等間隔に形成されており、
   前記ラジアルベアリングは、前記ケースの内周面に接触する前記突起が潰されるようにして前記ケースの内底面側に圧入されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のリニア駆動装置。
5. 前記ラジアルベアリングは、
   前記円盤状フランジ部およびこの円盤状フランジ部から反出力側に向かって突出した支持部を有し、
   該支持部が前記ケースの内底面に当接した状態で固定されている
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のリニア駆動装置。

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