JP7451371B2 - 直線駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、送りねじ軸を回転させて可動体を直線的に移動させる直線駆動装置に関する。

従来、外周面に螺旋溝が形成された送りねじ軸（リードスクリュー）を有するモータと、送りねじ軸に沿って直線的に移動する可動体と、可動体の移動方向の原点位置を検知する位置検知機構とを備える直線駆動装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の直線駆動装置では、モータは、送りねじ軸が形成される回転軸および駆動用磁石を有するロータと、駆動用コイルを有するとともに駆動用磁石の外周側に配置されるステータと、ステータの出力側端に固定されるフレームとを備えている。

特許文献１に記載の直線駆動装置では、フレームは、平板状のフレーム本体と、フレーム本体の出力側端から直角に立ち上がる第１支持部と、フレーム本体の反出力側端から直角に立ち上がる第２支持部とから構成されている。第１支持部には、送りねじ軸の出力側の端部を支持する軸受が取り付けられている。第２支持部は、ステータの出力側の端面に固定されている。可動体は、送りねじ軸の軸方向において、第１支持部と第２支持部との間に配置されている。

また、特許文献１に記載の直線駆動装置では、モータは、駆動用コイルが電気的に接続される端子ピンを備えている。端子ピンの一端部は、給電基板に半田付けされて固定されている。ステータには、給電基板を保持する基板保持部材が取り付けられている。すなわち、給電基板は、基板保持部材を介してステータに取り付けられている。位置検知機構は、給電基板に取り付けられており、可動体よりも反出力側に配置されている。位置検知機構は、可動体の原点位置を反出力側で検知する。なお、給電基板には、直線駆動装置が搭載される所定の上位装置と直線駆動装置とを電気的に接続するためのリード線の一端部が固定されており、給電基板からリード線が引き出されている。

また、送りねじ軸を有するモータと、送りねじ軸に沿って直線的に移動する可動体と、可動体の移動方向の原点位置を検知する位置検知機構とを備える直線駆動装置として、可動体の原点位置を出力側で検知する直線駆動装置が知られている（たとえば、特許文献２参照）。特許文献２に記載の直線駆動装置では、位置検知機構は、フレーム本体の出力側部分に取り付けられている。また、位置検知機構は、フレーム本体の底面側に取り付けられている。

特開２０１９－５４６４８号公報 特開２０１８－５４０６３号公報

本願発明者は、特許文献２に記載された直線駆動装置のように、位置検知機構がフレーム本体の出力側部分の底面側に取り付けられていて可動体の原点位置を出力側で検知する直線駆動装置において、位置検知機構に一端部が接続されるリード線を位置検知機構から給電基板に向けて反出力側に引き回すとともに、給電基板から引き出されるリード線とこのリード線とをまとめてコネクタに接続することを検討している。

この場合、位置検知機構から引き出されて反出力側に引き回されるリード線の引き回し位置がばらつくと、送りねじ軸の軸方向に移動する可動体とリード線とが接触して、リード線の断線等の問題が生じるおそれがある。また、位置検知機構から引き出されて反出力側に引き回されるリード線の引き回し位置がばらつくと、直線駆動装置を上位装置に取り付けたときに、上位装置の構成部品とリード線とが干渉して何らかの問題が生じるおそれもある。

そこで、本発明の課題は、出力側において可動体の位置を検知する位置検知機構から引き出されるリード線が反出力側に引き回されていても、リード線の引き回し位置のばらつきを抑制することが可能な直線駆動装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明の直線駆動装置は、送りねじ軸を有するモータと、送りねじ軸に係合するとともに送りねじ軸が回転すると送りねじ軸の軸方向に直線的に移動する可動体と、送りねじ軸の軸方向における可動体の位置を検知するための位置検知機構と、位置検知機構から引き出されるリード線と、リード線の引き回し位置を規定するためのホルダとを備え、送りねじ軸に直交する所定の方向を第１方向とし、送りねじ軸の軸方向の一方側を出力側とし、送りねじ軸の軸方向の他方側を反出力側とし、第１方向の一方側を第２方向側とし、第１方向の他方側を第３方向側とすると、モータは、送りねじ軸と一緒に回転する駆動用磁石を有するロータと、駆動用コイルを有するとともに駆動用磁石の外周側に配置されるステータと、送りねじ軸の出力側部分を支持する出力側軸受と、ステータの出力側に固定されるとともに出力側軸受を保持するフレームとを備え、フレームは、フレームの第３方向側部分を構成する平板状の底面部と、底面部の出力側部分から第２方向側に向かって立ち上がるとともに出力側軸受を保持する軸受保持部と、底面部の反出力側部分から第２方向側に向かって立ち上がるとともにステータに固定される被固定部とを備え、底面部の厚さ方向は、第１方向と一致しており、可動体は、送りねじ軸の軸方向において軸受保持部と被固定部との間に配置され、位置検知機構は、底面部の第３方向側の面である底面の出力側部分に取り付けられ、出力側において可動体の位置を検知し、リード線は、底面部の底面に沿って反出力側に引き回され、ホルダは、底面部との間にリード線の一部が配置されるリード線規制部を備え、底面部に固定されていることを特徴とする。

本発明の直線駆動装置は、リード線の引き回し位置を規定するためのホルダを備えており、ホルダは、ホルダのリード線規制部とフレームの底面部との間にリード線の一部が配置された状態でフレームの底面部に固定されている。そのため、本発明では、出力側において可動体の位置を検知する位置検知機構から引き出されるリード線が反出力側に引き回されていても、リード線の引き回し位置のばらつきを抑制することが可能になる。

本発明において、ホルダは、可動体の可動範囲における反出力側端まで移動したときの可動体よりも反出力側に配置されていることが好ましい。このように構成すると、反出力側端まで移動したときの可動体よりも反出力側において、リード線規制部と底面部との間にリード線の一部が配置されていてリード線の位置が規定されているため、可動体の可動範囲の全域において、位置検知機構から引き出されるリード線の引き回し位置のばらつきを抑制しやすくなる。

本発明において、ホルダには、底面部の底面に接触する接触面が形成され、リード線規制部には、接触面よりも第３方向側に窪むとともにリード線の一部が配置されるリード線配置凹部が形成されていることが好ましい。このように構成すると、リード線の一部が配置される凹部が底面部に形成されている場合と比較して、フレームの構成を簡素化することが可能になる。

本発明において、リード線規制部は、リード線配置凹部に配置されるリード線の一部を保持するリード線保持部を備えることが好ましい。このように構成すると、底面部にホルダを固定する際に、底面部の底面とホルダの接触面との間にリード線の一部が挟み込まれるのを防止することが可能になる。したがって、底面部にホルダを固定する際に、底面部の底面とホルダの接触面との間にリード線の一部が挟み込まれないようにリード線の位置を調整しなくても良くなる。そのため、底面部にホルダを固定する作業を容易に行うことが可能になる。

本発明において、たとえば、リード線保持部は、リード線の一部を挟んで配置される一対の保持突起を備え、保持突起の先端部には、リード線保持部からのリード線の一部の抜けを防止する凸部が形成されている。この場合には、比較的簡易な構成で、リード線の一部を保持することが可能になる。

本発明において、ホルダは、第１方向に直交する方向において底面部に対するホルダの位置を決めるための位置決め用突起を備えることが好ましい。このように構成すると、底面部にホルダを固定する作業を容易に行うことが可能になる。

本発明において、たとえば、直線駆動装置は、２本のリード線を備え、可動体は、位置検知機構に検知される被検知部を備え、被検知部は、第３方向側に向かって突出し、被検知部の第３方向端は、底面部の底面よりも第３方向側に配置され、底面部には、送りねじ軸の軸方向に可動体が移動するときに被検知部の一部が通過する通過溝が形成され、送りねじ軸の軸方向と第１方向とに直交する方向を第４方向とすると、２本のリード線のうちの一方のリード線は、第４方向における通過溝の一方側で引き回され、他方のリード線は、第４方向における通過溝の他方側で引き回されている。この場合には、２本のリード線が、第４方向における通過溝の一方側または他方側で引き回されている場合と比較して、２本のリード線を引き回しやすくなる。

本発明において、たとえば、位置検知機構は、検知器本体と、検知器本体の端子ピンが接続される基板とを備え、基板は、基板の厚さ方向と第１方向とが一致するように配置されるとともに、底面部の第３方向側に固定され、基板には、端子ピンが挿通される端子用貫通穴と、端子ピンの先端部が半田付けされる半田ランドとが形成され、端子ピンは、第３方向側から端子用貫通穴に挿通され、半田ランドは、端子用貫通穴の縁に形成されるとともに、基板の第２方向側の面に形成され、底面部の、半田ランドの第２方向側の部分には、第１方向で底面部を貫通する底面部貫通穴が形成されている。

この場合には、底面部に基板が固定された状態でも、底面部貫通穴を利用して、底面部の第２方向側から、検知器本体の端子ピンと基板の半田ランドとの半田付け作業を行うことが可能になる。また、この場合には、基板の第２方向側の面が底面部の底面に接触していても、検知器本体の端子ピンと基板の半田ランドとの半田付け部と底面部との干渉を防止することが可能になる。

以上のように、本発明の直線駆動装置では、出力側において可動体の位置を検知する位置検知機構から引き出されるリード線が反出力側に引き回されていても、リード線の引き回し位置のばらつきを抑制することが可能になる。

本発明の実施の形態にかかる直線駆動装置の側面図である。 図１のＥ－Ｅ断面の構成を説明するための断面図である。 図１に示す直線駆動装置の底面図である。 図１に示す直線駆動装置の一部の平面図である。 図１のＦ－Ｆ断面の構成を説明するための断面図である。 図５に示すホルダをフレームの底面部に取り付ける前の状態を示す図である。 本発明の他の実施の形態にかかるホルダの構成を説明するための断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

（直線駆動装置の全体構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかる直線駆動装置１の側面図である。図２は、図１のＥ－Ｅ断面の構成を説明するための断面図である。図３は、図１に示す直線駆動装置１の底面図である。図４は、図１に示す直線駆動装置１の一部の平面図である。

本形態の直線駆動装置１は、モータ２と、モータ２の動力で直線的に移動する可動体３とを備えている。モータ２は、ステッピングモータである。モータ２は、回転軸４および駆動用磁石５を有するロータ６と、駆動用コイル７を有するとともに駆動用磁石５の外周側に配置されるステータ８とを備えている。回転軸４の出力側部分は、ステータ８よりも出力側へ突出している。回転軸４の、ステータ８よりも突出している部分は、外周面に送りねじが形成された送りねじ軸（リードスクリュー）４ａとなっている。可動体３は、送りねじ軸４ａに係合するとともに送りねじ軸４ａが回転すると送りねじ軸４ａの軸方向に直線的に移動する。

また、直線駆動装置１は、送りねじ軸４ａの軸方向における可動体３の位置を検知するための位置検知機構９と、位置検知機構９から引き出されるリード線１０と、リード線１０の引き回し位置を規定するためのホルダ１１とを備えている。本形態の直線駆動装置１は、２本のリード線１０を備えており、ホルダ１１は、２本のリード線１０の引き回し位置を規定している。なお、図１では、リード線１０の図示を省略している。

以下の説明では、回転軸４の軸方向（すなわち、送りねじ軸４ａの軸方向）である図１等のＸ方向を前後方向とし、前後方向の一方側である図１等のＸ１方向側を「前」側とし、前後方向の他方側である図１等のＸ２方向側を「後ろ」側とする。また、以下では、説明の便宜上、前後方向に直交する図１等のＹ方向を左右方向とし、前後方向と左右方向とに直交する図１等のＺ方向を上下方向とする。また、上下方向の一方側であるＺ１方向側を「上」側とし、上下方向の他方側であるＺ２方向側を「下」側とする。

本形態の前側（Ｘ１方向側）は、送りねじ軸４ａの軸方向の一方側である出力側となっており、後ろ側（Ｘ２方向側）は、送りねじ軸４ａの軸方向の他方側である反出力側となっている。また、本形態の上下方向（Ｚ方向）は、送りねじ軸４ａの軸方向に直交する所定の方向である第１方向となっており、左右方向（Ｙ方向）は、送りねじ軸４ａの軸方向と第１方向とに直交する方向である第４方向となっている。また、上側（Ｚ１方向側）は、第１方向の一方側である第２方向側となっており、下側（Ｚ２方向側）は、第１方向の他方側である第３方向側となっている。

モータ２は、ロータ６およびステータ８に加えて、ステータ８の前側に固定されるフレーム１４と、回転軸４の前側部分（すなわち、送りねじ軸４ａの出力側部分）を支持する出力側軸受１６と、回転軸４の後ろ側部分を支持する反出力側軸受１７と、回転軸４の後端に接触して回転軸４を前側に付勢する板バネ１８とを備えている。また、モータ２は、図３に示すように、駆動用コイル７の端部が電気的に接続される端子ピン１９と、端子ピン１９が固定される基板２０と、基板２０を保持する基板ホルダ２１と、基板２０から引き出されるリード線２２とを備えている。なお、図２では、板バネ１８、基板２０、基板ホルダ２１およびリード線２２の図示を省略している。

図２に示すように、ロータ６は、回転軸４の後端側部分に固定されるボス２４を備えている。ボス２４は、たとえば、肉厚の円筒状に形成されており、回転軸４の外周面に固定されている。駆動用磁石５は、円筒状に形成されている。駆動用磁石５は、ボス２４の外周面に固定されている。駆動用磁石５は、送りねじ軸４ａよりも後ろ側に配置されている。駆動用磁石５は、送りねじ軸４ａと一緒に回転する。

ステータ８は、全体として略円筒状に形成されている。ステータ８の前端面および後端面は、前後方向に直交する環状の平面となっている。ステータ８は、駆動用コイル７に加えて、駆動用磁石５の外周面に対向配置される複数の極歯が形成されるステータコア２５と、ステータコア２５と駆動用コイル７との間に配置されるボビン２６とを備えている。駆動用コイル７は、ボビン２６に巻回されている。駆動用コイル７は、ボビン２６を介して、複数の極歯の外周側に配置されている。また、ステータ８は、ステータコア２５の前面に固定される平板状の端板２９と、ステータコア２５の後面に固定される平板状の端板３０とを備えている。

端子ピン１９の一端部は、ボビン２６に形成される端子保持部に固定されている。端子ピン１９は、左右方向の一方側に突出している。基板ホルダ２１は、ステータコア２５の左右方向の一端部に固定されている。基板２０は、ガラスエポキシ基板等の平板状のリジッド基板である。基板ホルダ２１に保持される基板２０は、基板２０の厚さ方向と左右方向とが一致するように配置されている。基板２０には、端子ピン１９の他端部が半田付けされて固定されている。リード線２２の一端部は、基板２０に半田付けされて固定されている。リード線２２は、基板２０から後ろ側に向かって引き回されている。

フレーム１４は、フレーム１４の下側部分を構成する平板状の底面部１４ａを備えている。底面部１４ａは、底面部１４ａの厚さ方向と上下方向とが一致するように配置されている。すなわち、底面部１４ａの厚さ方向は、上下方向と一致している。また、フレーム１４は、底面部１４ａの前側部分から上側に向かって立ち上がる平板状の側面部１４ｂと、底面部１４ａの後ろ側部分から上側に向かって立ち上がる平板状の側面部１４ｃとを備えている。側面部１４ｂは、底面部１４ａの前端から直角に立ち上がり、側面部１４ｃは、底面部１４ａの後端から直角に立ち上がっている。

フレーム１４は、底面部１４ａと２個の側面部１４ｂ、１４ｃとから構成されており、角溝状に形成されている。側面部１４ｂは、出力側軸受１６を保持している。ステータ８には、側面部１４ｃが固定されている。側面部１４ｃは、ステータ８の前端面（具体的には、端板２９の前面）に固定されている。側面部１４ｃには、回転軸４が挿通される貫通穴が形成されている。フレーム１４には、可動体３を前後方向に案内するガイド軸２７が固定されている。ガイド軸２７の前端部は、側面部１４ｂに固定され、ガイド軸２７の後端部は、側面部１４ｃに固定されている。本形態の側面部１４ｂは、出力側軸受１６を保持する軸受保持部となっている。また、側面部１４ｃは、ステータ８に固定される被固定部となっている。

底面部１４ａには、可動体３が前後方向に移動するときに可動体３の一部を構成する後述の被検知部２８ｂの一部が通過する通過溝１４ｄが形成されている。通過溝１４ｄは、上下方向で底面部１４ａを貫通している。通過溝１４ｄは、前後方向に細長い長方形状に形成されている。

図４に示すように、底面部１４ａの前側部分には、位置検知機構９を構成する後述の基板３４にリード線１０を半田付けして固定する際等に使用される作業用の貫通穴１４ｆと、位置検知機構９を位置決めするための貫通穴１４ｇ、１４ｈとが形成されている。底面部１４ａの後ろ側部分には、ホルダ１１を固定するための貫通穴１４ｉと、ホルダ１１を位置決めするための貫通穴１４ｊ、１４ｋが形成されている。貫通穴１４ｆ～１４ｋは、上下方向で底面部１４ａを貫通している。本形態の貫通穴１４ｆは、底面部貫通穴である。

貫通穴１４ｆは、底面部１４ａの前端部に形成されている。貫通穴１４ｆは、左右方向に細長い長方形状に形成されている。貫通穴１４ｇ、１４ｈは、貫通穴１４ｆの後ろ側に形成されている。貫通穴１４ｇは、丸穴である。貫通穴１４ｈは、左右方向を長手方向とする長穴である。貫通穴１４ｇと貫通穴１４ｈとは、前後方向において同じ位置に形成されている。また、貫通穴１４ｇと貫通穴１４ｈとは、左右方向で隣り合うように配置されている。

貫通穴１４ｉ～１４ｋは、底面部１４ａの後端部に形成されている。貫通穴１４ｉは、前後方向を長辺方向とする長方形状に形成されている。貫通穴１４ｉは、底面部１４ａの左右方向の両端部の２箇所に形成されている。貫通穴１４ｊは、丸穴である。貫通穴１４ｋは、左右方向を長手方向とする長穴である。貫通穴１４ｇと貫通穴１４ｈとは、前後方向において同じ位置に形成されている。また、貫通穴１４ｇと貫通穴１４ｈとは、左右方向に間隔をあけた状態で配置されている。貫通穴１４ｇ、１４ｈは、左右方向において２個の貫通穴１４ｉの間に配置されている。

上述のように、出力側軸受１６は、側面部１４ｂに保持されている。出力側軸受１６は、回転軸４の前端部（すなわち、送りねじ軸４ａの前端部）を支持している。また、出力側軸受１６は、回転軸４の軸方向（前後方向）および回転軸４の径方向で回転軸４を支持している。反出力側軸受１７は、端板３０に保持されている。反出力側軸受１７は、回転軸４の後端部を支持している。また、反出力側軸受１７は、回転軸４の径方向で回転軸４を支持している。板バネ１８は、端板３０の後面に固定されている。

可動体３は、前後方向において側面部１４ｂと側面部１４ｃとの間に配置されている。可動体３は、送りねじ軸４ａに係合するねじ穴が形成されるナット部材（図示省略）と、ナット部材と一緒に前後方向に直線的に移動するスライダ２８とを備えている。スライダ２８は、送りねじ軸４ａを回動の中心とするスライダ２８の回動を防止するための回動防止突起２８ａを備えている（図１参照）。回動防止突起２８ａは、たとえば、前後方向におけるスライダ２８の中間位置において下側に向かって突出している。回動防止突起２８ａは、底面部１４ａの上側に配置されている。スライダ２８には、ガイド軸２７が挿通されるガイド穴（図示省略）と、ナット部材が配置されるナット配置凹部（図示省略）とが形成されている。

また、スライダ２８は、位置検知機構９に検知される被検知部２８ｂを備えている。被検知部２８ｂは、スライダ２８の後端部において下側に向かって突出している。被検知部２８ｂの下端は、底面部１４ａの下側の面である底面１４ｒよりも下側に配置されている。被検知部２８ｂの一部は、通過溝１４ｄの中に配置されている。被検知部２８ｂは、上下方向に細長い略長方形の平板状に形成されている。被検知部２８ｂは、被検知部２８ｂの厚さ方向と前後方向とが一致するように配置されている。

直線駆動装置１を組み立てる際には、ロータ６およびステータ８を組み立てて、ステータ８の内周側に駆動用磁石５を配置するとともに、ステータ８にフレーム１４を固定して、回転軸４の両端を出力側軸受１６および反出力側軸受１７で支持させる。その後、ナット部材を送りねじ軸４ａに取り付けてから、スライダ２８を移動させて、スライダ２８のナット配置凹部にナット部材を配置することで、ナット部材にスライダ２８を組み込む。その後、スライダ２８のガイド穴にガイド軸２７を挿通して、ガイド軸２７をフレーム１４に固定する。

（位置検知機構の構成およびリード線の引き回し）
位置検知機構９は、底面部１４ａの底面１４ｒの前側部分に取り付けられている。位置検知機構９は、被検知部２８ｂよりも前側に配置されており、前側において可動体３の位置を検知する。具体的には、位置検知機構９は、前側において可動体３の前後方向の原点位置を検知する。位置検知機構９は、接触式スイッチである。位置検知機構９は、検知器本体３２と、検知器本体３２の端子ピン３３が接続される基板３４とを備えている。検知器本体３２は、２本の端子ピン３３を備えている。検知器本体３２および基板３４は、底面部１４ａの底面１４ｒよりも下側に配置されている。

検知器本体３２は、前後方向に移動可能な接点部３５を備えている。接点部３５は、後ろ側に向かって突出しており、後ろ側に向かって付勢されている。可動体３の被検知部２８ｂが接点部３５に接触して接点部３５が所定の位置まで前側に移動すると、可動体３が原点位置にあることが検知される。検知器本体３２には、上下方向に直交する方向において検知器本体３２を位置決めするための位置決め用突起３２ａ、３２ｂが形成されている（図４参照）。位置決め用突起３２ａ、３２ｂは、上側に向かって突出している。位置決め用突起３２ａと位置決め用突起３２ｂとは、左右方向で隣り合うように配置されている。端子ピン３３は、検知器本体３２の前側に配置されている。端子ピン３３は、検知器本体３２から前側に向かって伸びた後、上側に向かって伸びるＬ形状に形成されている。

基板３４は、ガラスエポキシ基板等の平板状のリジッド基板である。基板３４は、基板３４の厚さ方向と上下方向とが一致するように配置されている。基板３４は、底面部１４ａの下側に固定されている。基板３４の上面は、底面部１４ａの底面１４ｒに接触している。また、基板３４は、２本のねじ３６によって底面部１４ａの前側部分に固定されている。ねじ３６は、底面部１４ａに形成されるねじ穴に下側からねじ込まれている。２本のねじ３６は、検知器本体３２を左右方向で挟むように配置されており、１本のねじ３６は、検知器本体３２の右側に配置され、もう１本のねじ３６は、検知器本体３２の左側に配置されている。

検知器本体３２は、基板３４に形成される後述の半田ランド３４ｃに端子ピン３３が半田付けされることで基板３４に固定されている。検知器本体３２の上面は、基板３４の下面に接触している。基板３４には、検知器本体３２の位置決め用突起３２ａ、３２ｂが挿通される貫通穴が形成されている。位置決め用突起３２ａ、３２ｂは、基板３４の貫通穴と、底面部１４ａの貫通穴１４ｇ、１４ｈとに差し込まれている。

図４に示すように、基板３４には、端子ピン３３が挿通される２個の貫通穴３４ａと、リード線１０の一端部の芯線が挿通される２個の貫通穴３４ｂと、端子ピン３３の先端部が半田付けされる２個の半田ランド３４ｃと、リード線１０の芯線が半田付けされる２個の半田ランド３４ｄとが形成されている。本形態の貫通穴３４ａは、端子用貫通穴である。なお、図４では、端子ピン３３およびリード線１０の芯線の図示を省略している。

貫通穴３４ａ、３４ｂおよび半田ランド３４ｃ、３４ｄは、基板３４の前端部に形成されている。貫通穴３４ａ、３４ｂおよび半田ランド３４ｃ、３４ｄは、検知器本体３２よりも前側に配置されている。貫通穴３４ａ、３４ｂは、上下方向で基板３４を貫通する丸穴である。貫通穴３４ａには、下側から端子ピン３３が挿通され、貫通穴３４ｂには、下側からリード線１０の芯線が挿通されている。

貫通穴３４ａ、３４ｂは、前後方向において同じ位置に形成されている。２個の貫通穴３４ａは、左右方向において間隔をあけた状態で配置され、２個の貫通穴３４ｂは、左右方向において間隔をあけた状態で配置されている。また、２個の貫通穴３４ａは、２個の貫通穴３４ｂの左右方向の内側に配置されている。半田ランド３４ｃ、３４ｄは、基板３４の上面に形成されている。半田ランド３４ｃは、貫通穴３４ａの縁に形成され、半田ランド３４ｄは、貫通穴３４ｂの縁に形成されている。

底面部１４ａの上側から見たときに、基板３４の前端部は、底面部１４ａの貫通穴１４ｆの中に配置されており、貫通穴３４ａ、３４ｂおよび半田ランド３４ｃ、３４ｄは、貫通穴１４ｆの中に配置されている。すなわち、底面部１４ａの、貫通穴３４ａ、３４ｂおよび半田ランド３４ｃ、３４ｄの上側の部分に貫通穴１４ｆが形成されている。本形態では、貫通穴１４ｆを利用して、底面部１４ａの上側から端子ピン３３を半田ランド３４ｃに半田付けする。また、貫通穴１４ｆを利用して、底面部１４ａの上側からリード線１０の芯線を半田ランド３４ｄに半田付けする。

基板３４から引き出されるリード線１０は、底面部１４ａの底面１４ｒに沿って後ろ側に引き回されている（図３参照）。２本のリード線１０のうちの一方のリード線１０は、通過溝１４ｄの右側で引き回され、他方のリード線１０は、通過溝１４ｄの左側で引き回されている。リード線１０は、基板２０から引き出されるリード線２２と一緒にステータ８の後ろ側でコネクタ３７に接続されている。

（ホルダの構成）
図５は、図１のＦ－Ｆ断面の構成を説明するための断面図である。図６は、図５に示すホルダ１１をフレーム１４の底面部１４ａに取り付ける前の状態を示す図である。なお、図５では、送りねじ軸４ａおよびステータ８の図示を省略している。

ホルダ１１は、底面部１４ａの底面１４ｒに沿って後ろ側に引き回される２本のリード線１０の引き回し位置を規定するために設けられている。ホルダ１１は、樹脂で形成されている。ホルダ１１は、底面部１４ａに固定されている。具体的には、ホルダ１１は、底面部１４ａの後端部に固定されている。より具体的には、ホルダ１１は、底面部１４ａの後端に近い位置に固定されており、可動体３の可動範囲（前後方向の可動範囲）における後端まで可動体３が移動したときの可動体３よりも後ろ側に配置されている。

ホルダ１１は、左右方向に細長い直方体状に形成される本体部１１ａと、上下方向に直交する方向おいて底面部１４ａに対してホルダ１１を位置決めするための２本の位置決め用突起１１ｂと、底面部１４ａに係合する２本の係合突起１１ｃとを備えている。本形態のホルダ１１は、本体部１１ａと２本の位置決め用突起１１ｂと２本の係合突起１１ｃとから構成されている。

本体部１１ａは、底面部１４ａの下側に配置されている。本体部１１ａの左右方向の両端部には、リード線規制部１１ｄが形成されており、リード線１０の一部は、上下方向において底面部１４ａとリード線規制部１１ｄとの間に配置されている。すなわち、ホルダ１１は、底面部１４ａとの間にリード線１０の一部が配置されるリード線規制部１１ｄを備えている。本体部１１ａの、リード線規制部１１ｄを除いた部分の上面は、上下方向に直交する平面となっており、底面部１４ａの底面１４ｒに接触している。本形態では、本体部１１ａの、リード線規制部１１ｄを除いた部分の上面は、底面１４ｒに接触する接触面１１ｅとなっている。なお、本体部１１ａの下面も上下方向に直交する平面となっている。

リード線規制部１１ｄには、接触面１１ｅよりも下側に窪むとともにリード線１０の一部が配置されるリード線配置凹部１１ｆが形成されている。本形態では、リード線規制部１１ｄの下端部から上側に向かって立ち上がる一対の保持突起１１ｇ、１１ｈの間にリード線配置凹部１１ｆが形成されている。保持突起１１ｇと保持突起１１ｈとは、左右方向において間隔をあけた状態で形成されており、リード線１０の一部は、左右方向において保持突起１１ｇと保持突起１１ｈとに挟まれている。

保持突起１１ｇは、保持突起１１ｈよりも左右方向の内側に配置されている。保持突起１１ｇの左右方向の内側には、保持突起１１ｇを左右方向に弾性変形させるための凹部１１ｐが形成されている。本形態では、左右方向において保持突起１１ｇ、１１ｈおよび凹部１１ｐが形成されている部分がリード線規制部１１ｄとなっている。また、本形態では、保持突起１１ｇ、１１ｈの上端面は、上下方向に直交する平面となっており、底面１４ｒに接触している。

図６に示すように、保持突起１１ｇの先端部（すなわち、保持突起１１ｇの上端部）には、保持突起１１ｈ側に向かって膨らむ凸部１１ｊが形成されている。保持突起１１ｈの先端部（すなわち、保持突起１１ｈの上端部）には、保持突起１１ｇ側に向かって膨らむ凸部１１ｋが形成されている。凸部１１ｊと凸部１１ｋとの左右方向の距離は、リード線１０の外径よりも小さくなっている。また、リード線１０の一部は、凸部１１ｊ、１１ｋよりも下側に配置されており、凸部１１ｊと凸部１１ｋとによって、保持突起１１ｇと保持突起１１ｈとの間からのリード線１０の一部の抜けが防止されている。すなわち、凸部１１ｊと凸部１１ｋとによって、リード線配置凹部１１ｆからのリード線１０の一部の抜けが防止されている。

本形態では、一対の保持突起１１ｇ、１１ｈによって、リード線配置凹部１１ｆに配置されるリード線１０の一部を保持するリード線保持部１１ｒが構成されている。すなわち、リード線規制部１１ｄは、リード線配置凹部１１ｆに配置されるリード線１０の一部を保持するリード線保持部１１ｒを備えている。また、保持突起１１ｇ、１１ｈの先端部には、リード線保持部１１ｒからのリード線１０の一部の抜けを防止する凸部１１ｊ、１１ｋが形成されている。また、本形態では、接触面１１ｅよりも下側に窪むリード線配置凹部１１ｆにリード線１０の一部が配置されており、リード線１０の一部は、底面１４ｒとリード線規制部１１ｄとの間に配置されている。

位置決め用突起１１ｂは、接触面１１ｅから上側に向かって立ち上がる円柱状に形成されている。２本の位置決め用突起１１ｂは、２箇所に形成されるリード線規制部１１ｄよりも左右方向の内側に配置されている。２本の位置決め用突起１１ｂは、前後方向において同じ位置に配置されるとともに左右方向において間隔をあけた状態で配置されている。２本の位置決め用突起１１ｂのうちの一方の位置決め用突起１１ｂは、貫通穴１４ｊに下側から差し込まれ、他方の位置決め用突起１１ｂは、貫通穴１４ｋに下側から差し込まれている。

係合突起１１ｃは、本体部１１ａの左右方向の両端のそれぞれから上側に向かって立ち上がっている。係合突起１１ｃは、全体として左右方向を厚さ方向とする平板状に形成されており、左右方向に弾性変形可能となっている。係合突起１１ｃは、貫通穴１４ｉの中に配置されている。係合突起１１ｃの上端部は、貫通穴１４ｉの左右方向の内側において底面部１４ａの上面に接触する接触面が形成される爪部１１ｓとなっている。

本形態では、係合突起１１ｃの弾性を利用したスナップフィットによってホルダ１１が底面部１４ａに固定されている。ホルダ１１を底面部１４ａに固定するときには、係合突起１１ｃの爪部１１ｓが貫通穴１４ｉを下側から上側に向かって通過する。爪部１１ｓが貫通穴１４ｉを通過するときには、係合突起１１ｃは、左右方向の外側に弾性変形しており、爪部１１ｓが貫通穴１４ｉを通過し終わると、係合突起１１ｃは、左右方向の内側に弾性変形して元の状態に戻る。ホルダ１１を底面部１４ａに固定するときには、リード線１０の一部がリード線保持部１１ｒに保持されている。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の直線駆動装置１は、リード線１０の引き回し位置を規定するためのホルダ１１を備えており、ホルダ１１は、フレーム１４の底面部１４ａとリード線規制部１１ｄとの間にリード線１０の一部が配置された状態で底面部１４ａに固定されている。そのため、本形態では、前側において可動体３の原点位置を検知する位置検知機構９から引き出されるリード線１０が後ろ側に引き回されていても、リード線１０の引き回し位置のばらつきを抑制することが可能になる。

本形態では、ホルダ１１は、可動体３の可動範囲における後端まで移動したときの可動体３よりも後ろ側に配置されている。すなわち、本形態では、後端まで移動したときの可動体３よりも後ろ側において、リード線規制部１１ｄと底面部１４ａとの間にリード線１０の一部が配置されていてリード線１０の位置が規定されている。そのため、本形態では、可動体３の可動範囲の全域において、位置検知機構９から引き出されるリード線１０の引き回し位置のばらつきを抑制しやすくなる。また、本形態では、ホルダ１１は、底面部１４ａの後端に近い位置に固定されているため、前後方向における底面部１４ａの全域において、位置検知機構９から引き出されるリード線１０の引き回し位置のばらつきを抑制しやすくなる。

本形態では、リード線規制部１１ｄに、底面部１４ａの底面１４ｒに接触する接触面１１ｅよりも下側に窪むリード線配置凹部１１ｆが形成されており、リード線配置凹部１１ｆにリード線１０の一部が配置されている。そのため、本形態では、リード線１０の一部が配置される凹部が底面部１４ａの底面１４ｒ側に形成されている場合と比較して、フレーム１４の構成を簡素化することが可能になる。

本形態では、リード線規制部１１ｄは、リード線配置凹部１１ｆに配置されるリード線１０の一部を保持するリード線保持部１１ｒを備えており、ホルダ１１を底面部１４ａに固定する際には、リード線保持部１１ｒがリード線１０の一部を保持している。そのため、本形態では、底面部１４ａにホルダ１１を固定する際に、底面部１４ａの底面１４ｒとホルダ１１の接触面１１ｅとの間にリード線１０の一部が挟み込まれるのを防止することが可能になる。したがって、本形態では、底面部１４ａにホルダ１１を固定する際に、底面１１ｒと接触面１１ｅとの間にリード線１０の一部が挟み込まれないようにリード線１０の位置を調整しなくても良くなる。その結果、本形態では、底面部１４ａにホルダ１１を固定する作業を容易に行うことが可能になる。

本形態では、リード線保持部１１ｒは、リード線１０の一部を挟んで配置される一対の保持突起１１ｇ、１１ｈによって構成されており、保持突起１１ｇ、１１ｈの先端部に、リード線保持部１１ｒからのリード線１０の一部の抜けを防止する凸部１１ｊ、１１ｋが形成されている。そのため、本形態では、比較的簡易な構成で、リード線１０の一部を保持することが可能になる。

本形態では、ホルダ１１は、上下方向に直交する方向において底面部１４ａに対するホルダ１１の位置を決めるための位置決め用突起１１ｂを備えている。そのため、本形態では、底面部１４ａにホルダ１１を固定する作業を容易に行うことが可能になる。また、本形態では、２本のリード線１０のうちの一方のリード線１０は、通過溝１４ｄの右側で引き回され、他方のリード線１０は、通過溝１４ｄの左側で引き回されているため、２本のリード線１０が、通過溝１４ｄの右側または左側で引き回されている場合と比較して、２本のリード線１０を引き回しやすくなる。

本形態では、底面部１４ａの上側から見たときに、半田ランド３４ｃ、３４ｄは、貫通穴１４ｆの中に配置されている。また、本形態では、貫通穴１４ｆを利用して、底面部１４ａの上側から端子ピン３３が半田ランド３４ｃに半田付けされるとともに、底面部１４ａの上側からリード線１０の芯線が半田ランド３４ｄに半田付けされている。そのため、本形態では、底面部１４ａに基板３４が固定された状態でも、貫通穴１４ｆを利用して、底面部１４ａの上側から端子ピン３３およびリード線１０の芯線の半田付け作業を容易に行うことが可能になる。

また、本形態では、底面部１４ａの上側から見たときに、半田ランド３４ｃ、３４ｄが貫通穴１４ｆの中に配置されているため、基板３４の上面が底面部１４ａの底面１４ｒに接触していても、端子ピン３３と半田ランド３４ｃとの半田付け部と底面部１４ａとの干渉、および、リード線１０の芯線と半田ランド３４ｄとの半田付け部との干渉を防止することが可能になる。

（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。

上述した形態において、リード線保持部１１ｒは、保持突起１１ｇ、１１ｈに代えて、リード線１０の一部を上側から押え付ける押圧片を備えていても良い。この場合には、押圧片は、たとえば、上下方向を厚さ方向とする平板状に形成されており、上下方向において弾性変形可能となっている。また、この場合には、たとえば、押圧片は、左右方向の内側に向かって伸びており、リード線１０の一部は、左右方向の内側から弾性片の下側に押し込まれる。

上述した形態において、図７（Ａ）に示すように、リード線規制部１１ｄは、リード線保持部１１ｒを備えていなくても良い。図７（Ａ）に示す変形例では、接触面１１ｅよりも下側に窪むリード線配置凹部１１ｆがリード線規制部１１ｄに形成されており、リード線配置凹部１１ｆの左右方向の幅は、保持突起１１ｇと保持突起１１ｈとの左右方向の間隔よりも広くなっている。また、この変形例では、左右方向においてリード線配置凹部１１ｆが形成されている部分がリード線規制部１１ｄとなっている。なお、図７（Ａ）では、上述した形態と同様の構成には同一の符号を付している。

上述した形態において、図７（Ｂ）に示すように、リード線規制部１１ｄにリード線配置凹部１１ｆが形成されていなくても良い。すなわち、リード線規制部１１ｄの上面が、底面１４ｒに接触する接触面１１ｅの一部となっていても良い。この場合には、底面部１４ａの底面１４ｒ側にリード線１０の一部が配置される凹部１４ｔが形成されている。凹部１４ｔは、底面１４ｒよりも上側に窪んでいる。この変形例では、左右方向において凹部１４ｔの下側に配置される部分がリード線規制部１１ｄとなっている。なお、図７（Ｂ）では、上述した形態と同様の構成には同一の符号を付している。

上述した形態では、直線駆動装置１は、２本のリード線１０の引き回し位置を規定するための１個のホルダ１１を備えているが、直線駆動装置１は、ホルダ１１に代えて、または、ホルダ１１に加えて、通過溝１４ｄの右側を通過するリード線１０の引き回し位置を規定するためのホルダと、通過溝１４ｄの左側を通過するリード線１０の引き回し位置を規定するためのホルダとの２個のホルダを備えていても良い。

直線駆動装置１がホルダ１１に代えて２個のホルダを備えている場合には、上述した形態と同様に、２個のホルダは底面部１４ａの後端部に配置されていても良いし、通過溝１４ｄの右側と左側のそれぞれに１個のホルダが配置されていても良い。ただし、通過溝１４ｄの右側と左側のそれぞれに１個のホルダが配置されている場合には、前後方向における底面部１４ａの後端とホルダとの間でリード線１０の引き回し位置がばらつくおそれがあるため、２個のホルダは底面部１４ａの後端部に配置されていることが好ましい。

上述した形態において、基板３４から引き出された直後のリード線１０は、ねじ３６の頭部の左右方向の外側部分に沿って引き回されていても良い。また、上述した形態において、２本のリード線１０が通過溝の右側または左側で一緒に引き回されていても良い。さらに、上述した形態では、回転軸４の一部が送りねじ軸４ａとなっているが、回転軸４と別体で形成された送りねじ軸４ａが回転軸４に固定されていても良い。また、上述した形態において、モータ２は、ステッピングモータ以外のモータであっても良い。

１ 直線駆動装置
２ モータ
３ 可動体
４ａ 送りねじ軸
５ 駆動用磁石
６ ロータ
７ 駆動用コイル
８ ステータ
９ 位置検知機構
１０ リード線
１１ ホルダ
１１ｂ 位置決め用突起
１１ｄ リード線規制部
１１ｅ 接触面
１１ｆ リード線配置凹部
１１ｇ、１１ｈ 保持突起
１１ｊ、１１ｋ 凸部
１１ｒ リード線保持部
１４ フレーム
１４ａ 底面部
１４ｂ 側面部（軸受保持部）
１４ｃ 側面部（被固定部）
１４ｄ 通過溝
１４ｆ 貫通穴（底面部貫通穴）
１４ｒ 底面
１６ 出力側軸受
２８ｂ 被検知部
３２ 検知器本体
３３ 端子ピン
３４ 基板
３４ａ 貫通穴（端子用貫通穴）
３４ｃ 半田ランド
Ｘ 送りねじ軸の軸方向
Ｘ１ 出力側
Ｘ２ 反出力側
Ｙ 第４方向
Ｚ 第１方向
Ｚ１ 第２方向側
Ｚ２ 第３方向側

Claims (8)

1. 送りねじ軸を有するモータと、前記送りねじ軸に係合するとともに前記送りねじ軸が回転すると前記送りねじ軸の軸方向に直線的に移動する可動体と、前記送りねじ軸の軸方向における前記可動体の位置を検知するための位置検知機構と、前記位置検知機構から引き出されるリード線と、前記リード線の引き回し位置を規定するためのホルダとを備え、
   前記送りねじ軸に直交する所定の方向を第１方向とし、前記送りねじ軸の軸方向の一方側を出力側とし、前記送りねじ軸の軸方向の他方側を反出力側とし、第１方向の一方側を第２方向側とし、第１方向の他方側を第３方向側とすると、
   前記モータは、前記送りねじ軸と一緒に回転する駆動用磁石を有するロータと、駆動用コイルを有するとともに前記駆動用磁石の外周側に配置されるステータと、前記送りねじ軸の出力側部分を支持する出力側軸受と、前記ステータの出力側に固定されるとともに前記出力側軸受を保持するフレームとを備え、
   前記フレームは、前記フレームの第３方向側部分を構成する平板状の底面部と、前記底面部の出力側部分から第２方向側に向かって立ち上がるとともに前記出力側軸受を保持する軸受保持部と、前記底面部の反出力側部分から第２方向側に向かって立ち上がるとともに前記ステータに固定される被固定部とを備え、
   前記底面部の厚さ方向は、第１方向と一致しており、
   前記可動体は、前記送りねじ軸の軸方向において前記軸受保持部と前記被固定部との間に配置され、
   前記位置検知機構は、前記底面部の第３方向側の面である底面の出力側部分に取り付けられ、出力側において前記可動体の位置を検知し、
   前記リード線は、前記底面部の前記底面に沿って反出力側に引き回され、
   前記ホルダは、前記底面部との間に前記リード線の一部が配置されるリード線規制部を備え、前記底面部に固定されていることを特徴とする直線駆動装置。
2. 前記ホルダは、前記可動体の可動範囲における反出力側端まで移動したときの前記可動体よりも反出力側に配置されていることを特徴とする請求項１記載の直線駆動装置。
3. 前記ホルダには、前記底面部の前記底面に接触する接触面が形成され、
   前記リード線規制部には、前記接触面よりも第３方向側に窪むとともに前記リード線の一部が配置されるリード線配置凹部が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の直線駆動装置。
4. 前記リード線規制部は、前記リード線配置凹部に配置される前記リード線の一部を保持するリード線保持部を備えることを特徴とする請求項３記載の直線駆動装置。
5. 前記リード線保持部は、前記リード線の一部を挟んで配置される一対の保持突起を備え、
   前記保持突起の先端部には、前記リード線保持部からの前記リード線の一部の抜けを防止する凸部が形成されていることを特徴とする請求項４記載の直線駆動装置。
6. 前記ホルダは、第１方向に直交する方向において前記底面部に対する前記ホルダの位置を決めるための位置決め用突起を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の直線駆動装置。
7. ２本の前記リード線を備え、
   前記可動体は、前記位置検知機構に検知される被検知部を備え、
   前記被検知部は、第３方向側に向かって突出し、
   前記被検知部の第３方向端は、前記底面部の前記底面よりも第３方向側に配置され、
   前記底面部には、前記送りねじ軸の軸方向に前記可動体が移動するときに前記被検知部の一部が通過する通過溝が形成され、
   前記送りねじ軸の軸方向と第１方向とに直交する方向を第４方向とすると、
   ２本の前記リード線のうちの一方の前記リード線は、第４方向における前記通過溝の一方側で引き回され、他方の前記リード線は、第４方向における前記通過溝の他方側で引き回されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の直線駆動装置。
8. 前記位置検知機構は、検知器本体と、前記検知器本体の端子ピンが接続される基板とを備え、
   前記基板は、前記基板の厚さ方向と第１方向とが一致するように配置されるとともに、前記底面部の第３方向側に固定され、
   前記基板には、前記端子ピンが挿通される端子用貫通穴と、前記端子ピンの先端部が半田付けされる半田ランドとが形成され、
   前記端子ピンは、第３方向側から前記端子用貫通穴に挿通され、
   前記半田ランドは、前記端子用貫通穴の縁に形成されるとともに、前記基板の第２方向側の面に形成され、
   前記底面部の、前記半田ランドの第２方向側の部分には、第１方向で前記底面部を貫通する底面部貫通穴が形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の直線駆動装置。

Images