JP2010104126A - リニアアクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】 磁石および板バネの損傷を確実に防止し得るリニアアクチュエータの提供。
【解決手段】 固定子および可動子のうちの一方に設けられた第１の当接部と、固定子および可動子のうちの他方に設けられ、第１の当接部に対して径方向または、固定子および可動子の共通の軸心を中心とする回転方向に当接可能な位置に設けられた第２の当接部とを具備し、第１の当接部と第２の当接部との径方向の隙間の幅または回転方向の隙間の幅それぞれが、永久磁石と対向部との隙間の幅よりも小さい構成のリニアアクチュエータ。
【選択図】 図１

Description

本発明は、リニアアクチュエータに関する。

従来、下記特許文献１に示すリニアアクチュエータが提案されている。このリニアアクチュエータでは、固定子の構成部品であるインナコアは、その外側面に永久磁石が配設されている。また、可動子の構成部品であるアウタコアは、その一部を内側に突出した磁極部を有している。この磁極部と永久磁石とは、径方向に所定の幅を有する隙間を介して対向配置されている。
さらに、このリニアアクチュエータは、固定子の構成部品であるシャフトをアウタコアと同軸同心に支持し、且つシャフトに対してアウタコアをスラスト方向に往復動させるよう弾性支持する板バネを備えている。
特開２００７−１３５３５１号公報

特許文献１に示すリニアアクチュエータは、シャフトをスラストベアリングなどで支持する必要がないため、シャフトとスラストベアリングとの摩擦による機械損失を低減することができる。しかし、可動子の可動範囲を大きくするために剛性の低い板バネを用いる場合、可動子の径方向の剛性が小さくなる。そのため、たとえばリニアアクチュエータを設置している他の機器から、可動子の往復動方向とは異なる方向の力がリニアアクチュエータに作用した場合には、可動子が径方向に変位し、可動子の磁極部が固定子の永久磁石に衝突して永久磁石を破損するという問題があった。また、可動子が繰り返し径方向に変位する場合には、板バネが金属疲労によって破損するという問題もあった。
なお、一般に磁極部と永久磁石との間隔は小さい（たとえば１ｍｍ以下）ため、間にゴムシートなどの緩衝材を挿入することが困難である。また、仮にゴムシートなどを挿入できる場合でも、磁極部または永久磁石に接着しなければならないため、材料コストや組立コストが増加するという問題がある。

本発明は上記課題に鑑み、他の緩衝材などを何ら必要とすることなく磁石および板バネの損傷を確実に防止し得るリニアアクチュエータの提供を目的とする。

本発明は、互いに径方向内外に配置された固定子および可動子と、前記固定子および可動子のうちの一方に設けられた永久磁石と、固定子および可動子のうちの他方に設けられて前記永久磁石に所定の隙間を介して径方向で対向配置される磁極部と、固定子および可動子を同一の軸心となるよう支持し且つ固定子に対して可動子を軸方向に往復動可能に弾性支持する板バネと、を備えたリニアアクチュエータであって、前記固定子および可動子のうちの一方に設けられた第１の当接部と、前記固定子および可動子のうちの他方に設けられ、前記第１の当接部に対して前記径方向または前記軸心を中心とする回転方向に当接可能な位置に設けられた第２の当接部とを具備し、前記第１の当接部と第２の当接部との前記径方向の隙間の幅または前記回転方向の隙間の幅それぞれが、前記永久磁石と前記磁極部との隙間の幅よりも小さいことを特徴としている。

上記構成では、リニアアクチュエータを設置している他の機器から、可動子の往復動方向とは異なる方向の力がリニアアクチュエータに作用した場合、永久磁石と磁極部とが近づき、第１の当接部と第２の当接部とが相対的に近づくよう変位する。そして、上記構成では、第１の当接部と第２の当接部との径方向の隙間の幅または回転方向の隙間の幅それぞれが、永久磁石と磁極部との隙間の幅よりも小さく設定されている。したがって、永久磁石と磁極部とが接触する前に（永久磁石と磁極部とが当接するまでに）第１の当接部と第２の当接部とが接触する。このように、第１の当接部と第２の当接部とが接触すると、永久磁石と磁極部とはそれ以上近づくのを制限されて磁極部が永久磁石に接触しないから、磁極部が永久磁石に接触することによる永久磁石の破損を防止できるという効果がある。

また、可動子の往復動方向とは異なる方向の力がリニアアクチュエータに繰返して作用すると、板バネもその方向の変位を繰返す。しかしながら、上記構成では、第１の当接部と第２の当接部との径方向の隙間の幅または回転方向の隙間の幅それぞれが、永久磁石と磁極部との隙間の幅よりも小さく設定されている。したがって、板バネの径方向の変位量は、第１の当接部と第２の当接部との径方向の隙間の幅、または回転方向の隙間の幅に制限される。このように板バネの変位量を抑制することで、板バネの繰返し疲労（この場合特に、金属疲労）による破損を防止できるという効果がある。

また、第１の当接部および第２の当接部は、磁気回路を構成する部材の一部を利用してもよい。あるいは、固定子および可動子に、永久磁石および板バネの破損防止のために専用に設けた構成部品としても良い。
当接部として、磁気回路を構成する部材の一部を利用した構成では、固定子または可動子に容易に一体形成可能である。このように当接部を固定子または可動子と一体形成した構成によれば、部品コスト、組立コストの上昇を抑えたうえで、永久磁石および板バネの破損を防止する構成とすることができる、という効果がある。

前記第１の当接部と第２の当接部との隙間は、径方向に幅を有する隙間である場合、あるいは回転方向に幅を有する隙間が考えられる。この径方向での隙間の幅と回転方向での隙間の幅との大小関係は、等しくてもよいし異なっていてもよい。
特に、第１の当接部と第２の当接部との回転方向の隙間の幅を、永久磁石と磁極部との隙間の幅よりも小さくした構成は、永久磁石と磁極部とを平面で対向させた形態の場合に適している。

本発明のリニアアクチュエータでは、前記第１の当接部は、少なくとも一部に前記第２の当接部に向けて突出した少なくとも一つの第１の突出部を有し、前記第２の当接部は、少なくとも一部に前記第１の当接部に向けて突出した少なくとも一つの第２の突出部を有することを特徴としている。

上記構成において、第１の突出部と第２の突出部どうしが径方向あるいは回転方向で当接することで、永久磁石と磁極部とはそれ以上近づくのを制限されるから、磁極部が永久磁石に接触することによる永久磁石の破損を防止する。また、板バネの径方向の変位量が抑制されるから、繰返し疲労による板バネの破損を防止できるという効果がある。

本発明のリニアアクチュエータでは、前記第１の当接部は、少なくとも一部に前記第２の当接部に向けて突出した少なくとも一つの突出部を有し、前記第２の当接部は、少なくとも一部に前記第１の当接部を収容可能な少なくとも一つの凹部を有することを特徴としている。
収容とは、突出部は凹部に径方向の幅を有する隙間、または回転方向の幅を有する隙間を介して径方向あるいは回転方向に対向する、という意味合いである。そしてこの構成では、突出部が凹部に収容された状態で、突出部と凹部とは径方向または回転方向で当接可能となっている。

上記構成において、突出部が凹部に収納された状態で、リニアアクチュエータを設置している他の機器から、可動子の往復動方向とは異なる方向の力がリニアアクチュエータに作用した場合、突出部と凹部どうしが径方向、あるいは回転方向で相対的に近づく。そして突出部と凹部どうしが径方向、あるいは回転方向で当接することで永久磁石と磁極部とはそれ以上近づくのを制限されて、磁極部が永久磁石に接触することによる永久磁石の破損を防止する。また、板バネの径方向の変位量が抑制されるから、板バネの繰返し疲労による破損を防止できるという効果がある。

本発明のリニアアクチュエータでは、前記第１の当接部は、前記固定子および可動子のうち径方向内側に配置された一方に前記軸心を共通の軸心として挿通したシャフトであり、前記第２の当接部は、前記固定子および可動子のうち径方向外側に配置された他方に設けられて前記シャフトの端部側が挿通する穴を有したフランジであり、前記第１の当接部と第２の当接部との径方向の隙間の幅が、前記永久磁石と前記磁極部との隙間の幅よりも小さいことを特徴としている。

上記構成において、リニアアクチュエータを設置している他の機器から、可動子の往復動方向とは異なる方向の力がリニアアクチュエータに作用した場合、永久磁石と磁極部、シャフトの外周面とフランジの穴の周面がそれぞれ相対的に近づくよう変位する。そして、シャフトの外周面とフランジの穴の周面との間の径方向の隙間は、径方向の幅が、永久磁石と磁極部との隙間の幅に比べて小さいから、シャフトの外周面とフランジの穴の周面とが接触すると、永久磁石と磁極部とはそれ以上近づかずに接触することがない。したがって、永久磁石と磁極部との接触による永久磁石の破損を防止できるという効果がある。
また、板バネの径方向の変位量は、シャフトの外周面とフランジの穴の周面との間の径方向の隙間の幅に制限される。このように板バネの変位量を抑制することで、板バネの繰返し疲労による破損を防止できるという効果がある。

本発明のリニアアクチュエータでは、固定子および可動子に設けられた当接部どうしの径方向または回転方向の隙間の幅が、永久磁石と磁極部との隙間の幅よりも小さく設定されている。このように構成することで、永久磁石の破損を防止するための緩衝材等の部材を用いることなく、永久磁石と磁極部とが接触しないようにすることで、永久磁石の破損を防止することができるという効果がある。
また、固定子および可動子に設けられた当接部どうしの径方向または回転方向の隙間の幅を、繰返し振動による板バネの破損が生じない範囲に設定することで、板バネの破損や塑性変形を防止することができるという効果がある。

以下、本発明の実施形態に係るリニアアクチュエータを、図面に基づいて説明する。先ず、図１ないし図６に基づいて本発明の第一の実施形態を説明する。なお、この実施形態では、リニアアクチュエータを車両に搭載するアウタ可動型の制振装置として使用した場合を例として示す。
図１はリニアアクチュエータの単体正面図、図２は側面図、図３は平面図、図４は全体斜視図、図５は縦断面斜視図、図６は板バネの正面図である。

これらの図に示すように、本発明の実施形態に係るリニアアクチュエータ１は、固定子２と可動子３と板バネ４１，４２とを備えている。
固定子２は可動子３の内側にあって、不図示の車体側に固定される。可動子３は固定子２に対して前後方向（スラスト方向）に往復動可能に支持されている。

ここで固定子２の構成を説明する。固定子２は、インナコア２０と，ボビン２００と，コイル２０１Ａ，２０１Ｂと，永久磁石２１，２２と、シャフト２３とを備えている。
ボビン２００はコイル２０１Ａ，２０１Ｂを巻回するコイル巻回部２０２，２０３を上下部にそれぞれ有する。インナコア２０の上端面２０ａおよび下端面２０ｂはそれぞれ上方および下方に向けて凸となる円弧面に形成されている。
永久磁石２１，２２はインナコア２０の上端面２０ａおよび下端面２０ｂにそれぞれ固着されている。永久磁石２１，２２のそれぞれの上端面２１ａおよび下端面２２ａは上方および下方に向けて凸となる円弧面に形成されている。

シャフト２３は、インナコア２０の中心に前後方向に挿通されている。シャフト２３は、その軸心方向途中部分に比べて前部が拡大されて、前部に拡大部２３１が形成されている。
シャフト２３はその後部側からインナコア２０の前方から挿通されるもので、後部に拡大部２３１と同径の拡大スリーブ２３２が外嵌固定されている。
拡大部２３１とインナコア２０の前面との間に、拡大部２３１と同径の前部スリーブ２３３が挿通されている。拡大スリーブ２３２とインナコア２０の後面との間に、拡大スリーブ２３２と同径の後部スリーブ２３４が挿通されている。

次に、可動子３の構成を説明する。可動子３は、角筒状のアウタコア３０とフランジ部材３１，３２とを備えている。
アウタコア３０は、磁性材料の一例であるケイ素鋼板を前後方向（シャフト２３の軸心方向）Ｆｒで密着するよう積層した積層体とされている。
アウタコア３０の内面のうちその上面に、下方に向けて突出する上対向部３０１が一体的に形成されている。アウタコア３０の内面のうちその下面に、上方に向けて突出する下対向部３０２が一体的に形成されている。
上対向部３０１および下対向部３０２はともに鉄部材からなる磁極部である。また、これら上対向部３０１および下対向部３０２は、それぞれ同一形状のものを前後方向Ｆｒに離間して配置されている。

上対向部３０１の対向部下面３０１ａは、上側の永久磁石２１の上端面２１ａと、径方向において所定の幅δ１の隙間Ｃ１を介して対向配置されている。この場合の径方向は、インナコア２０の中心Ｐ１を始点とする径方向である。
下対向部３０２の対向部上面３０２ａは、下側の永久磁石２２の下端面２２ａと、径方向において所定の幅δ２の隙間Ｃ２を介して対向配置されている。この場合の径方向は、インナコア２０の中心Ｐ１を始点とする径方向である。
隙間Ｃ１の径方向での幅δ１および隙間Ｃ２の径方向での幅δ２は等しく設定されている。
なお、アウタコア３０の上部および下部の左右方向中心部に、保持軸体３０３，３０４が前後方向に挿通されている。保持軸体３０３，３０４の前後端部は、それぞれアウタコア３０から突出している。

前側のフランジ部材３１は、アウタコア３０に前方側から板バネ４１を介して重ねられている。後側のフランジ部材３２は、アウタコア３０に後方側から板バネ４２を介して重ねられている。
前側のフランジ部材３１は、板バネ４１の前面に重ねられる内側フランジ３３と、内側フランジ３３の前側に重ねられる外側フランジ３５との組合わせから構成されている。
後側のフランジ部材３２は、板バネ４２の後面に重ねられる内側フランジ３４と、内側フランジ３４の後側に重ねられる外側フランジ３６との組合わせから構成されている。

各内側フランジ３３，３４は、それぞれ正面視して矩形枠形状に形成され、それぞれの内側フランジ３３，３４の上部および下部に各保持軸体３０３，３０４の前後端部が挿通されている。
各外側フランジ３５，３６は、それぞれ本体部３３１，３４１と突出部３３２，３４２とから一体的に形成されている。各本体部３３１，３４１は矩形枠形状に形成されている。各突出部３３２，３４２は、本体部３３１，３４１の上下方向途中部から外側に突出されている。
さらに、各突出部３３２，３４２の構成を詳述する。前側のフランジ部材３１の突出部３３２は、脚部３３２ａと連続部３３２１とから構成されている。後側のフランジ部材３２の突出部３４２は、脚部３４２ａと連続部３４２１とから構成されている。

前側のフランジ部材３１の脚部３３２ａは、本体部３３１の上下方向途中部においてその左右両側からそれぞれ前方へ向けて立上るよう形成されている。
後側のフランジ部材３２の脚部３４２ａは、本体部３４１の上下方向途中部においてその左右両側からそれぞれ後方へ向けて立上るよう形成されている。
また、連続部３３２１は、脚部３３２ａ間に渡された平板状に形成されている。連続部３４２１は、脚部３４２ａ間に渡された平板状に形成されている。
連続部３３２１の中心部に、シャフト２３の拡大部２３１が遊嵌する規制穴３３２２が形成されている。連続部３４２１の中心部に、拡大スリーブ２３２が遊嵌する規制穴３４２２が形成されている。

規制穴３３２２の周面３３２２ａと拡大部２３１の外周面２３１ａとは、径方向において所定の幅δ３に設定された環状隙間Ｃ３を介して対向配置されている。
規制穴３４２２の周面３４２２ａと拡大スリーブ２３２の外周面２３２ａとは径方向において所定の幅δ４に設定された環状隙間Ｃ３を介して対向配置されている。

この場合の径方向は、シャフト２３の軸心（インナコア２０の中心でもある）を始点とする径方向である。すなわち各環状隙間Ｃ３，Ｃ４の径方向の幅δ３，δ４は、それぞれ周方向の何れの位置においても等しい。また、環状隙間Ｃ３の径方向方向の幅δ３と、環状隙間Ｃ４の径方向の幅δ４とは等しく設定されている。

環状隙間Ｃ３，Ｃ４の径方向の幅δ３，δ４は、隙間Ｃ１および隙間Ｃ２の径方向の幅δ１，δ２に比べて小さく設定されている。

前側の板バネ４１は、アウタコア３０と前側のフランジ部材３１（内側フランジ３３）との間に介装されている。後側の板バネ４２は、アウタコア３０と後側のフランジ部材３２（内側フランジ３４）との間にそれぞれ介装されている。
板バネ４１，４２は、それぞれ同一形状に形成されているので、図６を兼用の図として、異なる符号を付して説明する。各板バネ４１，４２は、均一な厚さの金属板を打ち抜き加工することで形成されている。各板バネ４１，４２は、アウタコア３０に重ねられる枠部４１１，４２１と、枠部４１１，４２１の内側の可撓部４１２，４２２とから一体的に形成されている。

板バネ４１，４２の構成部のうち、枠部４１１，４２１がフランジ部材３１，３２とアウタコア３０とで前後方向に挟持される。枠部４１１，４２１の四隅に、ボルト挿通孔４１１ａ，４２１ａが形成されている。枠部４１１，４２１の上下部の左右方向中間位置に、保持軸体３０３，３０４の端部を挿通する凹部４１１ｂ，４２１ｂが形成されている。

可撓部４１２，４２２は正面視して、「８」の字状に形成されている。「８」の字の中央の線が交差する部分に相当する中心部４１２１，４２２１に、シャフト２３の途中部分を挿通する挿通孔４１２１ａ，４２２１ａが形成されている。また、「８」の字のマルの内側に相当する箇所に、コイル巻回部２０２，２０３を内側に通すことが充分に可能な大きさの挿通開口４１２２，４２２２がそれぞれ形成されている。

前側の板バネ４１の中心部４１２１は、拡大部２３１と前部スリーブ２３３との間に挟持されている。後側の板バネ４２の中心部４１２１は、拡大スリーブ２３２と後部スリーブ２３４との間に挟持されている。

可動子３の四隅にボルトＢが前後方向に挿通され、これらボルトＢの先端にナットＮが締結されて、アウタコア３０、板バネ４１，４２、フランジ部材３１，３２が一体化されている。

上記構成のリニアアクチュエータ１では、コイル２０１Ａ，２０１Ｂに通電していない状態では、永久磁石２１，２２から生じる磁力により、シャフト２３が可動子３（アウタコア）に対して所定位置に保持されている。
コイル２０１Ａ，２０１Ｂに通電すると、コイル２０１Ａ，２０１Ｂに流れる電流により生じる磁界と永久磁石２１，２２から生じている磁界の向きとに基づき、可動子３がシャフト２３に沿って前後方向Ｆｒに往復動する。この可動子３の往復動作を利用することで、リニアアクチュエータ１を車両に搭載して制振装置として用いることができる。
この場合、上記構成のリニアアクチュエータ１では、これをアウタ可動型として用いることから、インナ側の構成部品である固定子２（シャフト２３）を車両の所定の部位に固定するようにして取付ける。

車両の走行に伴いリニアアクチュエータ１に外乱等の外力が作用し、固定子２に対して可動子３が径方向で振動すると、固定子２に対して可動子３を支持している板バネ４１，４２もまた径方向で振動をする。このように、外乱振動は、板バネ４１，４２を径方向に大きく振動させる要因となる。

上記実施形態では、径方向で接触可能な当接部が、可動子３側と固定子２側に振り分けられている。具体的に当接部は、可動子３の構成部品であるフランジ部材（第１の当接部に相当する）３１，３２と、固定子２の構成部品であるシャフト（第２の当接部に相当する）２３である。そしてシャフト２３の拡大部２３１の外周面２３１ａと、フランジ部材３１の連続部３３２１に形成した規制穴３３２２の周面３３２２ａとは、径方向に所定の幅δ３の環状隙間Ｃ３を介して対向配置されている。
また、シャフト２３の拡大スリーブ２３２の外周面２３２ａと、フランジ部材３２の連続部３４２１に形成した規制穴３４２２の周面３４２２ａとは、径方向において所定の幅δ４に設定された環状隙間Ｃ４を介して対向配置されている。したがって、シャフト２３が径方向に振動可能な範囲は幅δ３，δ４の範囲となる。

つまり、外乱による板バネ４１の振動が、例えば共振等の大きな振動となる前に、拡大部２３１の外周面２３１ａと規制穴３３２２の周面３３２２ａとが当接するよう、幅δ１，δ２に対する幅δ３の大きさを設定する。

また、外乱による板バネ４２の振動が、例えば共振等の大きな振動となる前に、拡大スリーブ２３２の外周面２３２ａと規制穴３４２２の周面３４２２ａとが当接するよう、幅δ１，δ２に対する幅δ４の大きさを設定する。
あるいは、板バネ４１，４２に繰返し振動が発生したとしても該繰返し振動による板バネ４１，４２の破損や塑性変形が抑えられる範囲に、幅δ１，δ２に対する幅δ３、幅δ１，δ２に対する幅δ４を設定する。
このよう構成することで、両板バネ４１，４２の損傷、破損、塑性変形の発生を防止することができる。

しかも、環状隙間Ｃ３，Ｃ４の径方向の幅δ３，δ４は、隙間Ｃ１および隙間Ｃ２の径方向の幅δ１，δ２に比べて小さく設定されている。よって、拡大部２３１の外周面２３１ａと規制穴３３２２の周面３３２２ａとが当接し、拡大スリーブ２３２の外周面２３２ａと規制穴３４２２の周面３４２２ａとが当接することで、永久磁石２１，２２がアウタコア３０の上対向部３０１および下対向部３０２に接触するのを防止することができる。

このように、上記のように幅δ１，δ２と幅δ３，δ４との関係を設定することで、両板バネ４１，４２が共振する状態になるのを防止して、両板バネ４１，４２の破損を防止することができるとともに、永久磁石２１，２２の破損も防止することができる。
なお、上対向部３０１および下対向部３０２はアウタコア３０に形成された磁極部であるが、磁極部以外に設けた対向部分、あるいは突出部分であっても良い。

次に、本発明の第二の実施形態を説明する。図７は第二の実施形態を示すリニアアクチュエータの単体正面図、図８は固定子の一部を示す斜視図、図９は可動子（アウタコア）の単体斜視図である。図７では便宜上、板バネの一部を省略して、これを仮想線で示している。
また、上記第一の実施形態と同様の機能を有する構成部品については、同一の符号を付してその説明を省略する。

第二の実施形態におけるリニアアクチュエータ１は、フランジ部材３１，３２に前記突出部３３２，３４２を有さない。また、板バネ４１，４２の破損を防止する手段が、第一の実施形態と異なる。

すなわちこの実施形態では、板バネ４１，４２の破損を防止する手段が、アウタコア３０に特別に設けたアウタ側突起５Ａ，５Ｂと、インナコア２０に特別に設けたインナ側突起６０，６１とから構成されている。
アウタコア３０の各内側面３１０，３１１とインナコア２０の各外側面２１０，２１１とは上下方向に沿っており、互いに平行な平面に形成されている。

ここで、アウタ側突起５Ａ，５Ｂの構成を説明する。
一方のアウタ側突起５Ａは、アウタコア３０の一方の内側面３１０に一体的に形成されている。一方のアウタ側突起５Ａは、アウタ側上突起部５０とアウタ側下突起部５２とから構成されている。
他方のアウタ側突起５Ｂは、アウタコア３０の他方の内側面３１１に一体的に形成されている。他方のアウタ側突起５Ｂは、アウタ側上突起部５１とアウタ側下突起部５３とから構成されている。

各アウタ側上突起部５０，５１およびアウタ側下突起部５２，５３は、前後方向に長い直方体形状に形成されている。各アウタ側上突起部５０，５１とアウタ側下突起部５２，５３の前後方向の長さは、アウタコア３０の前後方向長さに等しく設定されている。各アウタ側上突起部５０，５１とアウタ側下突起部５２，５３の内側への突出量は等しく設定されている。

一方のアウタ側上突起部５０と一方のアウタ側下突起部５２とは、上下方向に離間して配置されている。他方のアウタ側上突起部５１と他方のアウタ側下突起部５３とは、上下方向に離間して配置されている。
一方のアウタ側上突起部５０および一方のアウタ側下突起部５２の上下方向の対向面５００，５１０どうしは、それぞれ前後方向に沿う平面に形成されている。
他方のアウタ側上突起部５１および他方のアウタ側下突起部５３の上下方向での対向面５０１，５１１どうしは、それぞれ前後方向に沿う平面に形成されている。

ここで、インナ側突起６０，６１の構成を説明する。
インナ側突起６０，６１は、それぞれ突出部に相当し、インナコア２０の各外側面２１０，２１１に一体的に形成されて、アウタ側上突起部５０，５１とアウタ側下突起部５２，５３との間にそれぞれ挿入されている。これらインナ側突起６０，６１の外側への突出量は等しく設定されている。
各インナ側突起６０，６１は、それぞれ前後方向に長い直方体形状に形成されている。但しその長さは、インナコア２０の前後方向長さに比べて短く設定されている。
インナ側突起６０は、アウタ側上突起部５０，アウタ側下突起部５２の間、インナ側突起６１はアウタ側上突起部５１，アウタ側下突起部５３の間にそれぞれ収容されている。したがって、アウタ側上突起部５０およびアウタ側下突起部５２、アウタ側上突起部５１，アウタ側下突起部５３によってそれぞれ形成されるインナ側突起６０，６１の収容部分が凹部に相当する。

各インナ側突起６０，６１の上面６００，６１０、下面６０１，６１１、および側面６０２，６１２は、前後方向に沿う平面に形成されている。
一方のインナ側突起６０の上面６００と、一方のアウタ側上突起部５０の対向面５００とは、径方向における所定の幅δ５の隙間Ｃ５を介して対向配置されている。この場合の径方向は上下方向であり、上面６００と対向面５００とが上下方向で対向している。
一方のインナ側突起６０の下面６０１と、一方のアウタ側下突起部５２の対向面５１０とは、径方向における所定の幅δ６の隙間Ｃ６を介して対向配置されている。この場合の径方向は上下方向であり、下面６０１と対向面５１０とが上下方向で対向している。
一方のインナ側突起６０の側面６０２と、アウタコア３０の一方の内側面３１０とは、径方向における所定の幅δ７の隙間Ｃ７を介して対向配置されている。この場合の径方向は、左右方向であり、側面６０２と内側面３１０とが左右方向で対向している。

他方のインナ側突起６１の上面６１０と、他方のアウタ側上突起部５１の対向面５０１とは、径方向における所定の幅δ８の隙間Ｃ８を介して対向配置されている。この場合の径方向は上下方向であり、上面６１０と対向面５０１とが上下方向で対向している。
他方のインナ側突起６１の下面６１１と、他方のアウタ側下突起部５３の対向面５１１とは、径方向における所定の幅δ９の隙間Ｃ９を介して対向配置されている。この場合の径方向は上下方向であり、下面６１１と対向面５１１とは上下方向で対向している。
他方のインナ側突起６１の側面６１２と、アウタコア３０の他方の内側面３１１とは、径方向における所定の幅δ１０の隙間Ｃ１０を介して対向配置されている。この場合の径方向は左右方向であり、側面６１２と内側面３１１とは左右方向で対向している。

これら所定の幅δ５〜δ１０は、前記上対向部３０１の対向部下面３０１ａと、上側の永久磁石２１の上端面２１ａと間の幅δ１に比べて小さく設定されている。また、前記下対向部３０２の対向部上面３０２ａと、下側の永久磁石２２の下端面２２ａとの間の幅δ２に比べて小さく設定されている。
なお、幅δ５〜δ１０の大きさの関係はδ７＝δ１０，δ５＝δ６＝δ８＝δ９であり、この場合はδ５＝δ６＝δ８＝δ９＜δ７＝δ１０＜δ１＝δ２である。

なお、図示しないが、各インナ側突起６０，６１の側面６０２，６１２に、コイル２０１Ａ，２０１Ｂどうしを接続するための渡り線を収納する凹部が形成されている。この凹部は、該渡り線を外側面２１０，２１１に沿わせるような構成が好ましい。
他の構成は上記実施形態と同様であるので、同一の符号を付してその説明を省略する。

以上のような構成の第二の実施形態では、アウタ側上突起部５０，５１、アウタ側下突起部５２，５３、インナ側突起６０，６１、およびアウタコア３０の内側面３１０，３１１が当接部として機能する。

上記構成では、板バネ４１，４２の径方向への変形量は、制限される。すなわち板バネ４１，４２の上方への変形量は、一方のアウタ側上突起部５０の対向面５００が一方のインナ側突起６０の上面６００に当接することで、幅δ５に制限される。また、他方のアウタ側上突起部５１の対向面５０１が他方のインナ側突起６１の上面６１０に当接することで、幅δ８に制限される。

板バネ４１，４２の下方への変形量は、一方のアウタ側下突起部５２の対向面５１０が一方のインナ側突起６０の下面６０１に当接することで、幅δ６に制限される。また、他方のアウタ側下突起部５３の対向面５１１が他方のインナ側突起６１の下面６１１に当接することで、幅δ９に制限される。

板バネ４１，４２の右方への変形量は、アウタコア３０の一方の内側面３１０が一方のインナ側突起６０の側面６０２に当接することで幅δ７に制限される。板バネ４１，４２の左方への変形量は、アウタコア３０の他方の内側面３１１が他方のインナ側突起６１の側面６１２に当接することで、幅δ１０に制限される。

なお、各インナ側突起６０，６１の側面６０２，６１２に、コイル２０１Ａ，２０１Ｂどうしを接続するための渡り線を収納する凹部が形成されている。この構成により、アウタコア３０が径方向に変形してアウタコア３０の内側面３１０，３１１がインナ側突起６０，６１の側面６０２，６１２に当接しても、渡り線の切断や損傷を防止することができる。

本発明の第二の実施形態では、幅δ５〜δ１０を、板バネ４１，４２が破損する変形量より小さく設定した構成により、板バネ４１，４２の破損や塑性変形の発生を防止でき、リニアアクチュエータ１の機能を維持することができる。
特に、幅δ５，δ６，δ８，δ９を何れも幅δ１，δ２に比べて小さく設定した構成により、永久磁石２１がアウタコア３０の上対向部３０１に接触するのを防止し、永久磁石２２がアウタコア３０の下対向部３０２に接触するのを防止できる。これによって、永久磁石２１，２２の破損を防止することができる。

次に、本発明の第三の実施形態を図１０に基づいて説明する。図１０は第三の実施形態を示すリニアアクチュエータの正面図である。
第三の実施形態が、第二の実施形態と異なる構成を説明する。第三の実施形態では、板バネ４１，４２の破損を防止する手段が、第二の実施形態と異なる。
第二の実施形態では、アウタ側突起５Ａ，５Ｂを、それぞれ上下に離間したアウタ側上突起部５０，５１およびアウタ側下突起部５２，５３から構成した。また、インナ側突起６０，６１を、それぞれアウタ側上突起部５０，５１とアウタ側下突起部５２，５３との間に介装する構成とした。
この構成に対して、第三の実施形態では、インナ側突起を上下対に設け、アウタ側突起をインナ側突起の間に介装する構成としている。

ここで、インナ側突起７Ａ，７Ｂの構成を説明する。
一方のインナ側突起７Ａは、インナコア２０の一方の側面２１０に一体的に形成されている。一方のインナ側突起７Ａは、インナ側上突起部７０とインナ側下突起部７２とから構成されている。
他方のインナ側突起７Ｂは、インナコア２０の他方の側面２１１に一体的に形成されている。他方のインナ側突起７Ｂは、インナ側上突起部７１とインナ側下突起部７３とから構成されている。

各インナ側上突起部７０，７１およびインナ側下突起部７２，７３は、それぞれ前後方向に長い直方体形状に形成されている。各インナ側上突起部７０，７１とインナ側下突起部７２，７３の前後方向の長さは、インナコア２０の前後方向長さに対して短く設定されている。各インナ側上突起部７０，７１とインナ側下突起部７２，７３の外側への突出量は等しく設定されている。

一方のインナ側上突起部７０と一方のインナ側下突起部７２とは、上下方向に離間して配置されている。他方のインナ側上突起部７１と他方のインナ側下突起部７３とは、上下方向に離間して配置されている。
一方のインナ側上突起部７０および一方のインナ側下突起部７２の上下方向の対向面７００，７０１どうしは、それぞれ前後方向に沿う平面に形成されている。
他方のインナ側上突起部７１および他方のインナ側下突起部７３の上下方向での対向面７１０，７１１どうしは、それぞれ前後方向に沿う平面に形成されている。

ここで、アウタ側突起８０，８１の構成を説明する。
一方のアウタ側突起８０は、アウタコア３０の一方の内側面３１０に一体的に形成されて、インナ側上突起部７０とインナ側下突起部７２との間にそれぞれ挿入されている。
他方のアウタ側突起８１は、アウタコア３０の他方の内側面３１１に一体的に形成されて、インナ側上突起部７１とインナ側下突起部７３との間にそれぞれ挿入されている。

これらアウタ側突起８０，８１の内側への突出量は等しく設定されている。これらアウタ側突起８０，８１は、それぞれ前後方向に長い直方体形状に形成されている。その長さは、アウタコア３０の前後方向長さに等しく設定されている。
各アウタ側突起８０，８１の上面８００，８１０、下面８０１，８１１、および側面８０２，８１２は、前後方向に沿う平面に形成されている。

一方のアウタ側突起８０の上面８００と、一方のインナ側上突起部７０の対向面７００とは、径方向における所定の幅δ１１の隙間Ｃ１１を介して対向配置されている。この場合の径方向は上下方向であり、上面８００と対向面７００とは上下方向で対向している。
一方のアウタ側突起８０の下面８０１と、一方のインナ側下突起部７２の対向面７０１とは、径方向における所定の幅δ１２の隙間Ｃ１２を介して対向配置されている。この場合の径方向は上下方向であり、下面８０１と対向面７０１とは上下方向で対向している。
一方のアウタ側突起８０の側面８０２と、インナコア２０の一方の内側面２１０とは、径方向における所定の幅δ１３の隙間Ｃ１３を介して対向配置されている。この場合の径方向は左右方向であり、側面８０２と内側面２１０とは左右方向で対向している。

他方のアウタ側突起８１の上面８１０と、他方のインナ側上突起部７１の対向面７１０とは、径方向における所定の幅δ１４の隙間Ｃ１４を介して対向配置されている。この場合の径方向は上下方向であり、上面８１０と対向面７１０とは上下方向で対向している。
他方のアウタ側突起８１の下面８１１と、他方のインナ側下突起部７３の対向面７１１とは、径方向における所定の幅δ１５の隙間Ｃ１５を介して対向配置されている。この場合の径方向は上下方向であり、下面８１１と対向面７１１とは上下方向で対向している。
他方のアウタ側突起８１の側面８１２と、インナコア２０の他方の内側面２１１とは、径方向における所定の幅δ１６の隙間Ｃ１６を介して対向配置されている。この場合の径方向は左右方向であり、側面８１２と内側面２１１とは左右方向で対向している。

これら所定の幅δ１０〜δ１６は、前記上対向部３０１の対向部下面３０１ａと、上側の永久磁石２１の上端面２１ａと間の幅δ１に比べて小さく設定されている。また、前記下対向部３０２の対向部上面３０２ａと、下側の永久磁石２２の下端面２２ａとの間の幅δ２に比べて小さく設定されている。

この実施形態では、当接部がインナ側上突起部７０，７１、インナ側下突起部７２，７３、アウタ側突起８０，８１、およびインナコア２０の側面２１０，２１１から構成されている。そして、インナ側上突起部７０，７１、インナ側下突起部７２，７３が第１の当接部に相当し、アウタ側突起８０，８１が第２の当接部に相当する。
また、アウタ側突起８０がインナ側上突起部７０，インナ側下突起部７２の間、アウタ側突起８１がインナ側上突起部７１、インナ側下突起部７３の間にそれぞれ収容されている。したがって、インナ側上突起部７０およびインナ側下突起部７２、インナ側上突起部７１およびインナ側下突起部７３によってそれぞれ形成されるアウタ側突起８０，８１の収容部分が凹部に相当する。
幅δ１１〜δ１６の大きさの関係はδ１３＝δ１６，δ１１＝δ１２＝δ１４＝δ１５であり、この場合はδ１１＝δ１２＝δ１４＝δ１５＜δ１３＝δ１６＜δ１＝δ２である。

なお、図示しないが、インナ側上突起部７０，７１、インナ側下突起部７２，７３、およびインナコア２０の側面２１０，２１１に、コイル２０１Ａ，２０１Ｂどうしを接続するための渡り線を収納する凹部が形成されている。この凹部は、該渡り線を外側面２１０，２１１よりも内側に収納する構成が好ましい。
他の構成は上記第二の実施形態と同様であるので、同一の符号を付してその説明を省略する。

上記構成では、板バネ４１，４２の径方向への変形量は、制限される。すなわち板バネ４１，４２の上方への変形量は、一方のアウタ側突起８０の上面８００が一方のインナ側上突起部７０の対向面７００に当接することで、幅δ１１に制限される。また、他方のアウタ側突起８１の上面８１０が他方のインナ側上突起部７１の対向面７１０に当接することで、幅δ１４に制限される。

板バネ４１，４２の下方への変形量は、一方のアウタ側突起８０の下面８０１が一方のインナ側下突起部７２の対向面７０１に当接することで、幅δ１２に制限される。また、他方のアウタ側突起８１の下面８１１が他方のインナ側下突起部７３の対向面７１１に当接することで、幅δ１５に制限される。

板バネ４１，４２の右方への変形量は、一方のアウタ側突起８０の側面８０２がインナコア２０の一方の側面２１０に当接することで幅δ１３に制限される。板バネ４１，４２の左方への変形量は、他方のアウタ側突起８１の側面８１２がインナコア２０の他方の側面２１１に当接することで、幅δ１６に制限される。
このように板バネ４１，４２の径方向での変形量を規制することで、板バネ４１，４２の破損、塑性変形の発生を防止することができる。

本発明の第三の実施形態では、幅δ１１〜δ１６を、板バネ４１，４２が破損、塑性変形が発生する変形量より小さく設定した構成により、板バネ４１，４２の破損や塑性変形を防止でき、その機能を維持することができる。
特に、幅δ１１，δ１２，δ１４，δ１５を何れも幅δ１，δ２に比べて小さく設定した構成により、永久磁石２１がアウタコア３０の上対向部３０１に接触するのを防止でき、永久磁石２２がアウタコア３０の下対向部３０２に接触するのを防止できる。これによって、永久磁石２１，２２の破損を防止することができる。
インナ側上突起部７０，７１、インナ側下突起部７２，７３、およびインナコア２０の側面２１０，２１１に、コイル２０１Ａ，２０１Ｂどうしを接続するための渡り線を収納する凹部が形成されている。この構成により、アウタ側突起８０，８１の側面８０２，８１２がインナコア２０の側面２１０，２１１に当接しても、渡り線の破損や損傷を防止することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の適用範囲はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
例えば、上記各実施形態は、リニアアクチュエータ１をアウタ可動型として説明したが、アウタコア３０側を固定子とし、インナコア２０側を可動子としたインナ可動型のリニアアクチュエータ１として用いることも可能である。このように構成した場合でも、上記各実施形態と同様の作用効果を奏し得る。

第三の実施形態では、突起を、アウタコア３０、インナコア２０に振り分けた構成としている。しかしながら、アウタコア３０に突起を設けず、その内側面にインナコア２０の側面に設けた突起が挿入される凹部を設ける構成としてもよい。

あるいは、インナコア２０に突起を設けず、その外側面にアウタコア３０の内側面に設けた突起が挿入される凹部を設ける構成としてもよい。
そして、突起と凹部とを、径方向に所定の幅を有する隙間を介して対向させて、永久磁石２１，２２が上対向部３０１、下対向部３０２に接触する前に突起と凹部とが接触するよう構成することもできる。
このように構成することでも、永久磁石２１，２２や板バネ４１，４２の損傷や破損を防止することができる。

本発明の第一の実施形態を示すリニアアクチュエータの単体正面図 同じく側面図 同じく平面図 同じく全体斜視図 同じく縦断面斜視図 同じく板バネの正面図 本発明の第二の実施形態を示すリニアアクチュエータの単体正面図 同じく固定子の一部を示す斜視図 同じく可動子の単体斜視図 本発明の第三の実施形態を示すリニアアクチュエータの正面図

符号の説明

１…リニアアクチュエータ、２…固定子、３…可動子、５Ａ，５Ｂ…アウタ側突起、７Ａ，７Ｂ…インナ側突起、２０…インナコア、２１，２２…永久磁石、３０…アウタコア、３１，３２…フランジ部材、４１，４２…板バネ、５０，５１…アウタ側上突起部、５２，５３…アウタ側下突起部、６０，６１…インナ側突起、７０，７１…インナ側上突起部、７２，７３…インナ側下突起部、８０，８１…アウタ側突起、３３１，３４１…本体部、３３２，３４２…突出部、Ｃ１，Ｃ２…隙間、Ｃ３，Ｃ４…環状隙間

Claims (4)

1. 互いに径方向内外に配置された固定子および可動子と、前記固定子および可動子のうちの一方に設けられた永久磁石と、固定子および可動子のうちの他方に設けられて前記永久磁石に所定の隙間を介して径方向で対向配置される磁極部と、固定子および可動子を同一の軸心となるよう支持し且つ固定子に対して可動子を軸方向に往復動可能に弾性支持する板バネと、を備えたリニアアクチュエータであって、
   前記固定子および可動子のうちの一方に設けられた第１の当接部と、
   前記固定子および可動子のうちの他方に設けられ、前記第１の当接部に対して前記径方向または前記軸心を中心とする回転方向に当接可能な位置に設けられた第２の当接部とを具備し、
   前記第１の当接部と第２の当接部との前記径方向の隙間の幅または前記回転方向の隙間の幅それぞれが、前記永久磁石と前記磁極部との隙間の幅よりも小さいことを特徴とするリニアアクチュエータ。
2. 前記第１の当接部は、少なくとも一部に前記第２の当接部に向けて突出した少なくとも一つの第１の突出部を有し、
   前記第２の当接部は、少なくとも一部に前記第１の当接部に向けて突出した少なくとも一つの第２の突出部を有する請求項１記載のリニアアクチュエータ。
3. 前記第１の当接部は、少なくとも一部に前記第２の当接部に向けて突出した少なくとも一つの突出部を有し、
   前記第２の当接部は、少なくとも一部に前記第１の当接部を収容可能な少なくとも一つの凹部を有する請求項１記載のリニアアクチュエータ。
4. 前記第１の当接部は、前記固定子および可動子のうち径方向内側に配置された一方に前記軸心を共通の軸心として挿通したシャフトであり、
   前記第２の当接部は、前記固定子および可動子のうち径方向外側に配置された他方に設けられて前記シャフトの端部側が挿通する穴を有したフランジであり、
   前記第１の当接部と第２の当接部との径方向の隙間の幅が、前記永久磁石と前記磁極部との隙間の幅よりも小さいことを特徴とする請求項１記載のリニアアクチュエータ。

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