JP2016032416A - リニアアクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】少ない部品点数で可動体に適正な振動を発生させることができるリニアアクチュエータを提供すること。
【解決手段】リニアアクチュエータ１において、可動体６には円柱状の永久磁石５３が１つ設けられ、固定体２では、永久磁石５３を径方向外側で囲むコイルボビン３にコイル５５が巻回されている。可動体６は、永久磁石５３の軸線Ｌ方向の両側に第１コア７１および第２コア７２を備えているため、コイル５５に鎖交する磁束密度が高い。バネ部材８は、コイルボビン３に接続されており、可動体６が永久磁石５３の径方向外側でバネ部材８に支持されている。このため、可動体６がバネ部材８によって安定した状態で支持されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、磁気駆動機構を備えたリニアアクチュエータに関するものである。

携帯電話気等の分野では、着信等を振動によって報知するデバイスが用いられており、かかるデバイスとしては、永久磁石を備えた可動体を固定体に設けたコイルで駆動するリニアアクチュエータが提案されている（特許文献１、２参照）。かかるリニアアクチュエータによれば、コイルに供給する駆動信号によって振動の強弱や周波数が可変である。

特開２０１２−１３５７５５号公報 特開２００６−７１６１号公報

磁気駆動機構を備えたリニアアクチュエータにおいて、コイルに供給する駆動信号によって振動の強弱や周波数が可変となるように構成するには、可動体に十分な推力を付与する必要があるが、特許文献２に記載の構成のように、支軸の周りにコイルを配置し、コイルの周りに永久磁石を配置した場合、大きな推力を得ることができない。かといって、永久磁石を軸線方向に複数配置した場合には、部品点数が増大し、リニアアクチュエータのコストが嵩む。また、特許文献２に記載のリニアアクチュエータでは、可動体を貫通する支軸によって可動体を支持する構成であるため、部品点数が多いという問題点もある。さらに、特許文献２に記載の構成では、可動体が振動した際、振動の周波数によっては、可動体が共振するという問題点もある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、少ない部品点数で、可動体に適正な振動を発生させることができるリニアアクチュエータを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係るリニアアクチュエータは、円柱状の永久磁石を１つ備えた可動体と、該永久磁石を径方向外側で囲むコイルボビンを備えた固定体と、前記可動体と前記コイルボビンとに接続され、前記コイルボビンに対して前記可動体が軸線方向に移動可能に支持された状態とするバネ部材と、前記コイルボビンに巻回され、前記永久磁石とともに前記可動体を軸線方向に駆動する磁気駆動機構を構成するコイルと、軸線方向において前記固定体と前記可動体との間に挟まれたゲル状ダンパー部材と、を有していることを特徴とする。

本発明では、可動体の駆動に磁気駆動機構を用い、かつ、バネ部材を可動体および固定体との間に接続してあるため、磁気駆動機構による推進力とバネ部材の付勢力とを利用して、可動体を軸線方向に駆動することができる。また、可動体には円柱状の永久磁石が設けられ、固定体では、永久磁石を径方向外側で囲むコイルボビンにコイルが巻回されている。このため、永久磁石およびコイルを大径化できるので、永久磁石が１つであるという簡素な構成でも、可動体に大きな推力を付与することができる。また、軸線方向において固定体と可動体との間にゲル状ダンパー部材が挟まれているという簡素な構成で可動体の共振を抑制することができる。また、可動体が永久磁石の径方向外側でバネ部材に支持されているため、可動体を支軸で支持しなくても、可動体に傾きが発生しにくい。それ故、
本発明によれば、少ない部品点数でリニアアクチュエータを構成することができるとともに、可動体に適正な振動を発生させることができる。

本発明において、前記コイルボビンは、前記可動体に対して軸線方向の一方側で重なる底板部と、該底板部から軸線方向の他方側に突出して前記永久磁石を径方向外側で囲む円筒部と、を備え、前記底板部には、軸線方向からみたとき、前記円筒部の内周面と前記可動体の外周面との間に構成された隙間に重なるスリットが周方向の複数個所に形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、リニアアクチュエータを組み立てる際、スリットからシム等の治具を配置して円筒部の内周面と可動体の外周面との間に適正な隙間を設けることができる。従って、周方向のいずれの個所においても、隙間の幅を適正に設定できるので、可動体を支軸で支持しなくても、可動体に傾きが発生しにくい。

本発明において、前記可動体は、前記永久磁石に軸線方向の一方側で重なる第１コアと、前記永久磁石に軸線方向の他方側で重なる第２コアと、を備え、前記第１コアは、前記永久磁石より大径であって、前記隙間は、前記円筒部の内周面と前記第１コアの外周面との間に位置することが好ましい。かかる構成によれば、永久磁石の外周面と円筒部の内周面との間で位置決めを行う場合より、可動体の外周面と円筒部の内周面との位置決めを行いやすい。

本発明において、前記固定体は、前記底板部に対して前記可動体とは反対側に重なる固定板を備えていることが好ましい。かかる構成によれば、軸線方向の一方側を固定板で塞ぐことができるので、可動体の外周面と円筒部の内周面との間等に異物が侵入しにくい。

本発明において、前記固定板は、前記スリットを前記可動体とは反対側から塞いでいることが好ましい。かかる構成によれば、可動体とコイルボビンとの間や、可動体と固定板との間がエアーダンパーとして作用する。このため、ゲル状ダンパー部材のみを利用した場合に比して、可動体の共振をより確実に抑制することができる。また、可動体とコイルボビンとの間や、可動体と固定板との間がエアーダンパーとして作用するため、ゲル状ダンパー部材に求められる要求を緩和することができる。

本発明において、前記第１コアおよび前記底板部には、前記ゲル状ダンパー部材が内側に配置された貫通穴が形成され、前記ゲル状ダンパー部材は、軸線方向において、前記固定板と前記可動体との間に挟まれていることが好ましい。かかる構成によれば、ゲル状ダンパー部材を永久磁石とコイルボビンとの間に配置する場合に比して、軸線方向においてゲル状ダンパー部材を配置するスペースを拡大することができる。それ故、ゲル状ダンパー部材として軸線方向の寸法が大のものを配置することができるので、可動体の共振をより確実に抑制することができる。

本発明において、前記固定板と前記可動体との間では、径方向外側に向けて開口する開口部が周方向で延在しており、前記固定板には、前記開口部に沿って粘着部材が設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、可動体の外周面と円筒部の内周面との間等に異物が侵入しにくい。

本発明において、前記粘着部材は、前記固定板の軸線方向の他方側の面に形成された溝内に配置されていることが好ましい。かかる構成によれば、粘着部材を配置するスペースを容易に確保することができる。

本発明において、前記ゲル状ダンパー部材は、例えば、シリコーンゲルからなる。

本発明では、可動体の駆動に磁気駆動機構を用い、かつ、バネ部材を可動体および固定体との間に接続してあるため、磁気駆動機構による推進力とバネ部材の付勢力とを利用して、可動体を軸線方向に駆動することができる。また、可動体には円柱状の永久磁石が設けられ、固定体では、永久磁石を径方向外側で囲むコイルボビンにコイルが巻回されている。このため、永久磁石およびコイルを大径化できるので、永久磁石が１つであるという簡素な構成でも、可動体に大きな推力を付与することができる。また、軸線方向において固定体と可動体との間にゲル状ダンパー部材が挟まれているという簡素な構成で可動体の共振を抑制することができる。また、バネ部材は、可動体の永久磁石を径方向外側で囲むコイルボビンに接続されている等、可動体が径方向外側でバネ部材に支持されている。このため、可動体を支軸で支持しなくても、可動体に傾きが発生しにくい。それ故、本発明によれば、少ない部品点数でリニアアクチュエータを構成することができるとともに、可動体に適正な振動を発生させることができる。

本発明の実施の形態１に係るリニアアクチュエータの斜視図である。 本発明の実施の形態１に係るリニアアクチュエータの分解視図である。 本発明の実施の形態１に係るリニアアクチュエータの断面図である。 本発明の実施の形態１に係るリニアアクチュエータにおいて、コイルを巻回したコイルボビンにバネ部材８を取り付けた様子を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係るリニアアクチュエータに用いたバネ部材、コイルボビンおよびコイルを分解した様子を軸線方向の他方側からみた分解斜視図である。 本発明の実施の形態１に係るリニアアクチュエータに用いたコイルボビンの説明図である。 本発明の実施の形態１に係るリニアアクチュエータに用いたコイルボビンの第１スリットから治具を挿入した状態を拡大して示す拡大断面図である。 本発明の実施の形態２に係るリニアアクチュエータの断面図である。

図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明において、軸線Ｌとは可動体６の中心軸線であり、軸線Ｌは可動体６の重心を通っている。また、以下の説明では、軸線Ｌが延在する方向（軸線方向）において、可動体６が位置する側を一方側Ｌ１とし、固定体２の固定板４が位置する側を他方側Ｌ２として説明する。

［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係るリニアアクチュエータ１の斜視図である。図２は、本発明の実施の形態１に係るリニアアクチュエータ１の分解視図である。図３は、本発明の実施の形態１に係るリニアアクチュエータ１の断面図であり、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、可動体６が軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２に位置する状態の断面図、可動体６が軸線Ｌ方向の中間位置（原点位置）に位置する状態の断面図、および可動体６が軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１に位置する状態の断面図である。

図１、図２および図３（ｂ）に示すように、本形態のリニアアクチュエータ１は、固定体２と、可動体６と、可動体６と固定体２とに接続されたバネ部材８とを有しており、バネ部材８は、固定体２に対して可動体６を軸線Ｌ方向に移動可能に支持している。また、リニアアクチュエータ１は、可動体６を軸線Ｌ方向に駆動する磁気駆動機構５を有している。

（可動体６の構成）
可動体６は、磁気駆動機構５を構成する永久磁石５３を１つ有している。永久磁石５３
は、軸線Ｌを中心軸線とする円柱状であり、軸線Ｌ方向においてＮ極とＳ極とに着磁されている。また、可動体６は、永久磁石５３に軸線方向の一方側Ｌ１で重なる第１コア７１と、永久磁石５３に軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２で重なる第２コア７２とを備えている。

第１コア７１は、軸線Ｌを中心とする円環状であり、中心に貫通孔７１０を有している。また、第１コア７１は、外径寸法が永久磁石５３の外径寸法よりわずかに大きく、第１コア７１の外周面７１５は、永久磁石５３の外周面５３５より径方向外側に張り出している。かかる第１コア７１は、永久磁石５３の軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１の面に接着等の方法で固定されている。

第２コア７２は、永久磁石５３に軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２で重なる端板部７２１と、端板部７２１の外縁から軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１に延在する円筒状の側板部７２２とを備えている。また、側板部７２２の軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１の端部で径方向内側に突出したストッパ用の凸部７２３を有している。本形態において、第２コア７２は、３枚の磁性板（第１磁性板７６、第２磁性板７７、および第３磁性板７８）によって構成されている。

第１磁性板７６は、永久磁石５３に軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２で重なる円形の端板部７６１と、端板部７６１の外縁から軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１に延在する円筒状の側板部７６２とを備えている。第２磁性板７７は、第１磁性板７６の端板部７６１よりわずかに小さな円板状であり、第１磁性板７６の端板部７６１に軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１で積層されている。この状態で、第２磁性板７７は、穴７７３の縁等を利用して第１磁性板７６の端板部７６１に溶接されている。このため、第２コア７２の端板部７２１は、第１磁性板７６の端板部７６１と、第２磁性板７７とによって構成されている。従って、第２コア７２の端板部７２１の厚さは、第１磁性板７６の端板部７６１の板厚と第２磁性板７７の板厚との和に相当し、第１コア７１の板厚より大である。なお、第２磁性板７７の軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２の面は、外周縁に沿って段部７７４が形成されている。

第３磁性板７８は円筒状の胴部７８１を有しており、胴部７８１の軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２の端部が第１磁性板７６の側板部７６２の軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１の端部に溶接等によって連結されている。このため、第２コア７２の側板部７２２は、第１磁性板７６の側板部７６２と、第３磁性板７８の胴部７８１とによって構成されている。ここで、第１磁性板７６の側板部７６２の軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１の端部には、周方向の複数個所に切り欠き７６３が形成されており、第１磁性板７６の側板部７６２と第３磁性板７８の胴部７８１とを溶接等によって連結する際、切り欠き７６３には、後述するバネ部材８の可動体側連結部８２が保持される。また、第３磁性板７８は胴部７８１の軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１の端部で径方向内側に折れ曲がった環状部７８２を有しており、かかる環状部７８２によって、第２コア７２のストッパ用の凸部７２３が構成されている。このように構成した第２コア７２は、第２磁性板７７が永久磁石５３の軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２の面に接着等の方法で固定されている。

（固定体２の構成）
図４は、本発明の実施の形態１に係るリニアアクチュエータ１において、コイル５５を巻回したコイルボビン３にバネ部材８を取り付けた様子を示す斜視図であり、図４（ａ）、（ｂ）は、コイルボビン３を軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２からみた斜視図、およびコイルボビン３を軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１からみた斜視図である。図５は、本発明の実施の形態１に係るリニアアクチュエータ１に用いたバネ部材８、コイルボビン３およびコイル５５を分解した様子を軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２からみた分解斜視図である。図６は、本発明の実施の形態１に係るリニアアクチュエータ１に用いたコイルボビン３の説明図であり、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、コイルボビン３を軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２からみた平面図、コイルボビン３を軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１からみた底面図、コイルボビン３の側
面図、およびコイルボビン３のスリットを軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２からみた様子を拡大して示す説明図である。

図２、図３（ｂ）、図４、図５および図６に示すように、固定体２は、磁気駆動機構５のコイル５５が巻回されたコイルボビン３を有している。コイルボビン３は、可動体６に対して軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１で重なる底板部３１と、底板部３１から軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２に突出した円筒部３２とを備えており、円筒部３２は、永久磁石５３と第２コア７２の側板部７２２との間で永久磁石５３を径方向外側で囲んでいる。また、固定体２は、コイルボビン３の底板部３１に対して可動体６とは反対側（軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１）に重なる固定板４を備えている。

コイルボビン３において、円筒部３２は、コイル５５が巻回された筒状胴部３２１と、筒状胴部３２１の軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１の端部から径方向外側に拡径した円環状の第１フランジ部３２２と、第１フランジ部３２２に対して軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２で筒状胴部３２１から径方向外側に拡径した円環状の第２フランジ部３２３とを有している。

ここで、軸線Ｌ方向からみたとき、第２フランジ部３２３は、第１フランジ部３２２より大径である。従って、筒状胴部３２１にコイル５５を巻回した状態で、第１フランジ部３２２は、コイル５５の外周面からわずかに径方向外側に突出しているのに対して、第２フランジ部３２３は、コイル５５の外周面から第１フランジ部３２２より径方向外側に大きく突出している。

コイルボビン３において、円筒部３２の軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１の端部から径方向内側に底板部３１が設けられており、底板部３１の中央には貫通穴３１０が形成されている。また、第２フランジ部３２３は、筒状胴部３２１の先端面３２８より軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１に設けられている。

図２および図３に示すように、固定板４は、コイルボビン３の底板部３１に対して可動体６とは反対側（軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１）に重なる円板部４１と、円板部４１の周方向の１個所から径方向外側に突出した矩形の基板支持部４２とを有している。基板支持部４２には配線基板４６が支持されており、配線基板４６には、コイル５５の端部５５１、５５２が接続されている。

（バネ部材８の構成）
図２、図３（ｂ）、図４および図５に示すように、バネ部材８は、固定体２（コイルボビン３）に連結された固定体側連結部８１と、可動体６（第２コア７２）に連結された可動体側連結部８２と、固定体側連結部８１と可動体側連結部８２とに接続された複数本のアーム部８３とを備えた板状バネ部材である。本形態において、固定体側連結部８１は、円環状であり、可動体側連結部８２およびアーム部８３より径方向内側に位置する。ここで、固定体側連結部８１には、コイルボビン３の筒状胴部３２１の先端面３２８から軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２に突出した突起３２９が嵌る穴８１９が形成されており、この状態で、固定体側連結部８１と筒状胴部３２１の先端面３２８とが連結されている。

可動体側連結部８２は、周方向で３つに分割されており、３つの可動体側連結部８２の各々からアーム部８３が周方向に延在している。かかる３つの可動体側連結部８２はいずれも、図１および図２を参照して説明したように、第１磁性板７６の側板部７６２と第３磁性板７８の胴部７８１とを溶接等によって連結する際、切り欠き７６３に保持される。

（ボビン３の第１スリット３１１の構成）
図７は、本発明の実施の形態１に係るリニアアクチュエータ１に用いたコイルボビン３
の第１スリット３１１から治具３０を挿入した状態を拡大して示す拡大断面図である。

図４および図５に示すように、コイルボビン３において、底板部３１には、周方向の複数個所に第１スリット３１１が円弧状に形成されており、軸線Ｌ方向からみたとき、第１スリット３１１は、筒状胴部３２１の内周面３２５（円筒部３２の内周面３２５）と可動体６の第１コア７１の外周面７１５との隙間Ｇ（図３（ｂ）および図７参照）と重なる位置にある。より具体的には、図７に示すように、軸線Ｌ方向からみたとき、第１スリット３１１の外周縁３１１ａは、筒状胴部３２１の内周面３２５（円筒部３２の内周面３２５）と重なる位置にあり、第１スリット３１１の内周縁３１１ｂは、第１コア７１の外周面７１５と重なる位置にある。その結果、可動体６の永久磁石５３と固定体２のコイル５５との位置が精度よく設定されている。

かかる構成は、リニアアクチュエータ１の組み立て工程において、固定体側連結部８１をコイルボビン３に固定した後、バネ部材８の可動体側連結部８２を第２コア７２に固定する際、第１スリット３１１から薄板状の治具３０（シム）を挿入して、治具３０を筒状胴部３２１の内周面３２５（円筒部３２の内周面３２５）と第１コア７１の外周面７１５との隙間Ｇに介在させることにより、可動体６とコイルボビン３との位置決めを行う。そして、この状態で、バネ部材８の可動体側連結部８２を第２コア７２に固定する。

図４および図６に示すように、コイルボビン３の底板部３１には、第１スリット３１１より径方向内側に第２スリット３１２が形成されている。かかる第２スリット３１２は、バネ部材８を介して可動体６をコイルボビン３に取り付けた後、コイルボビン３の底板部３１に固定板４を接着剤（図示せず）により固定する際、固定板４から切り起こされた位置決め板４３が嵌ることにより、コイルボビン３と固定板４との位置決めが行われる。

このようにして、コイルボビン３の底板部３１に固定板４を接着剤により固定した際、第１スリット３１１および第２スリット３１２は、接着剤により塞がれることにより、固定体２の内側において、可動体６と固定体２との間は、径方向外側に向けて開口する開口部２０のみで外部と連通する。従って、可動体６と固定体２との間はエアーダンパーとして機能する。

なお、第１スリット３１１および第２スリット３１２において、軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１の開口縁にはテーパ面３１１ｔ、３１２ｔが形成されている。従って、第１スリット３１１および第２スリット３１２に対して治具３０や位置決め板４３を容易に挿入することができる。また、接着剤が第１スリット３１１および第２スリット３１２に向けて容易に流れ込む。

（粘着部材４５の構成）
図１、図２および図３に示すように、固定板４には、開口部２０に沿って粘着部材４５が設けられている。本形態において、粘着部材４５は、固定板４の軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２の面に固着された粘着テープや粘着性を備えた塗布物である。本形態において、粘着部材４５は、軸線Ｌ方向からみたとき、固定体４において、コイルボビン３の第１フランジ部３２２の外縁と重なる位置に沿って円環状に形成されている。

（ボビン３の補強リブ３３の構成）
本形態のリニアアクチュエータ１において、可動体６と固定体２との間には、第２コア７２の内周面７２７に径方向内側で対向する第２フランジ部３２３の外周端部３２７によって、外力により可動体６が軸線Ｌに直交する方向に移動した際に可動体６の可動範囲を規制する第１ストッパが構成されている。また、可動体６と固定体２との間には、第２コア７２の凸部７２３と第２フランジ部３２３とによって、外力により可動体６が軸線Ｌの
他方側Ｌ２に移動した際に可動体６の可動範囲を規制する第２ストッパが構成されている。

但し、第２フランジ部３２３は、薄い円環部であり、ストッパ用として強度が不十分である。そこで、本形態では、コイルボビン３の円筒部３２の外周面のうち、第２フランジ部３２３より軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２には第２フランジ部３２３に繋がる補強リブ３３が構成されている。本形態において、補強リブ３３の外周面３３０は、軸線Ｌ方向からみたとき、第２フランジ部３２３の外周端部３２７と重なっている。

ここで、補強リブ３３は、アーム部８３の可動体側連結部８２との接続位置８２０から周方向にずれた位置に設けられている。また、補強リブ３３は、アーム部８３の可動体側連結部８２との接続位置８２０からアーム部８３の延在方向に沿って軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２から一方側Ｌ１に向けて傾いた斜面３３５を軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２に向けている。すなわち、補強リブ３３は、周方向の寸法が軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２で短く、軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１で長くなっており、最も長い部分が第２フランジ部３２３と繋がっている。

（ゲル状ダンパー部材９の構成）
図２および図３に示すように、本形態のリニアアクチュエータ１において、軸線Ｌ上の位置において固定体２と可動体６との間にはゲル状ダンパー部材９が配置されている。

より具体的には、固定体２において、固定板４は、可動体６（永久磁石５３）に対して軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１で第１コア７１の貫通穴７１０およびボビン３の底板部３１の貫通穴３１０を介して対向する固定体側対向部になっており、軸線Ｌ方向において、永久磁石５３と固定板４との間には、円柱状のゲル状ダンパー部材９が配置されている。ここで、ゲル状ダンパー部材９は、軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１の面が固定板４に接着剤により固定され、他方側Ｌ２の面は、永久磁石５３に接着剤により固定されている。この状態で、ゲル状ダンパー部材９は、第１コア７１の貫通穴７１０の内側、およびボビン３の底板部３１の貫通穴３１０の内側を貫通している。

本形態において、ゲル状ダンパー部材９は、針入度が９０度から１１０度のシリコーンゲルからなる。針入度とは、ＪＩＳ−Ｋ−２２０７やＪＩＳ−Ｋ−２２２０で規定されているように、２５℃で９．３８ｇの総荷重をかけた１／４コーンの針が５秒間に入り込む深さを１／１０ｍｍ単位で表わした値であり、この値が小さいほど硬いことを意味する。

（本形態の動作および主な効果）
以上説明したように、本形態のリニアアクチュエータ１において、コイル５１への通電を休止している期間、可動体６は、図３（ｂ）に示すように、可動体６の質量とバネ部材８の保持力（付勢力）とが釣り合った原点位置にある。この状態で、コイル５１に正弦波や反転パルス等を供給すると、まず、可動体６は、磁気駆動機構５によって推進力を受け、図３（ｃ）に示すように、バネ部材８の付勢力に抗して、軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１に移動する。その際の移動量は、コイル５１に供給される電流値と、バネ部材８の付勢力とによって規定される。そして、バネ部材８の付勢力によって、原点位置に戻った後、逆向きの推進力を受け、図３（ａ）に示すように、バネ部材８の付勢力に抗して、軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２に移動する。このようにして、可動体６を軸線Ｌ方向で振動する。その際の移動量は、コイル５１に供給される電流値と、バネ部材８の付勢力とによって規定される。また、振動の周波数は、コイル５１に供給される電流の周波数によって規定される。このため、振動の強弱や周波数が可変である。

ここで、可動体６には円柱状の永久磁石５３が１つ設けられ、固定体２では、永久磁石５３を径方向外側で囲むコイルボビン３にコイル５５が巻回されている。このため、永久
磁石５３およびコイル５５を大径化できる。また、可動体６は、永久磁石５３の軸線Ｌ方向の両側に第１コア７１および第２コア７２を備えているため、コイル５５に鎖交する磁束密度が高い。従って、永久磁石５３が１つであるという簡素な構成でも、可動体６に大きな推力を付与することができる。

また、バネ部材８は、可動体６の永久磁石５３を径方向外側で囲むコイルボビン３に接続されている等、可動体６が永久磁石５３の径方向外側でバネ部材８に支持されている。このため、可動体６がバネ部材８によって安定した状態で支持されているため、可動体６を支軸で支持しなくても、可動体６に傾きが発生しにくい。それ故、本形態によれば、少ない部品点数でリニアアクチュエータ１を構成することができるとともに、可動体６に適正な振動を発生させることができる。

また、第２コア７２では、第１磁性板７６と第２磁性板７７とが積層されているため、第１磁性板７６に対する絞り加工の際の制約から厚さに制限がある場合でも、第２コア７２の端板部７２１を十分な厚さとすることができる。例えば、第２コア７２の端板部７２１の厚さ（端板部７６２の板厚と第２磁性板７７の板厚との和）が第１コア７１の板厚より大である。それ故、コイル５５に鎖交する磁束密度を高めることができるので、可動体６に大きな推力を付与することができる。

また、コイルボビン３の底板部３１には、軸線Ｌ方向からみたとき、コイルボビン３の円筒部３２の内周面３２５と可動体６の外周面との間に構成された隙間Ｇに重なる第１スリット３１１が周方向の複数個所に形成されている。このため、リニアアクチュエータ１を組み立てる際、図７を参照して説明したように、第１スリット３１１からシム等の治具３０を配置して円筒部３２の内周面３２５と可動体６の外周面との間に適正な隙間Ｇを設けることができる。従って、周方向のいずれの個所においても、隙間Ｇの幅を適正に設定できるので、可動体６を支軸で支持しなくても、可動体６に傾きが発生しにくい。ここで、第１コア７１は、永久磁石５３より大径であるため、前記の隙間Ｇは、円筒部３２の内周面３２５と第１コア７１の外周面７１５との間に位置する。このため、永久磁石５３の外周面５３５と円筒部３２の内周面３２５との間で位置決めを行う場合より、可動体６の外周面と円筒部３２の内周面３２５との位置決めを行いやすい。

また、振動の周波数は、コイル５１に供給される駆動信号の周波数によって規定される。その際、可動体６が、可動体６の質量とバネ部材８のバネ定数に対応する周波数で共振することがあるが、本形態では、固定体２の固定板４と可動体６の永久磁石５３との間にゲル状ダンパー部材９が設けられており、かかるゲル状ダンパー部材９は、可動体６の移動に追従して変形しながら可動体６の振動を吸収する。このため、可動体６の共振を抑制することができる。また、ゲル状ダンパー部材９は、針入度が９０度から１１０度である。このため、ゲル状ダンパー部材９は、ダンパー機能を発揮するのに十分な弾性を有するとともに、ゲル状ダンパー部材９が破断して飛散するような事態が発生しにくい。また、ゲル状ダンパー部材９は、可動体６および固定体２の双方に接着固定されているため、可動体６の移動に伴ってゲル状ダンパー部材９が移動することを防止することができる。

また、第１コア７１およびコイルボビン３の底板部３１には、ゲル状ダンパー部材９が内側に配置された貫通穴７１０、３１０が形成され、ゲル状ダンパー部材９は、軸線Ｌ方向において、固定板４と永久磁石５３との間に挟まれている。このため、ゲル状ダンパー部材９を可動体６とコイルボビン３との間に配置する場合に比して、軸線Ｌ方向においてゲル状ダンパー部材９を配置するスペースを拡大することができる。それ故、ゲル状ダンパー部材９として軸線Ｌ方向の寸法が大のものを配置することができるので、可動体６の共振をより確実に抑制することができる。

また、固定体２は、底板部３１に対して可動体６とは反対側に重なる固定板４を備えているため、底板部３１に第１スリット３１１等が形成されていても、軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１を固定板４で塞ぐことができる。従って、永久磁石５３の外周面５３５と円筒部３２の内周面３２５との間等に異物が侵入しにくい。また、固定板４は、第１スリット３１１等を塞いでいるため、可動体６とコイルボビン３との間や、可動体６と固定板４との間がエアーダンバーとして作用する。このため、ゲル状ダンパー部材９のみを利用した場合に比して、可動体６の共振をより確実に抑制することができる。また、ゲル状ダンパー部材９に求められる要求を緩和することができる。

また、固定板４の軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２の面には、可動体６と固定板４との開口部２０に沿って粘着部材４５が設けられているため、開口部２０から可動体６と固定板４との間に侵入しようとする塵等の異物を粘着部材４５で捕捉することができる。従って、永久磁石５３の外周面５３５と円筒部３２の内周面３２５との間等に異物が侵入しにくい。

また、本形態では、コイルボビン３の第２フランジ部３２３をストッパに用いているが、第２フランジ部３２３には補強リブ３３が繋がっている。このため、第２フランジ部３２３は十分な強度を有するため、第２フランジ部３２３を利用してストッパを構成することができる。また、補強リブ３３は、バネ部材８の可動体側連結部８２とアーム部８３との接続位置８２０から周方向にずれた位置に設けられているため、コイルボビン３に補強リブ３３を設けても、補強リブ３３とバネ部材８のアーム部８３とが干渉しにくい。また、補強リブ３３は、アーム部８３の可動体側連結部８２との接続位置８２０からアーム部８３の延在方向に沿って軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２から一方側Ｌ１に向けて傾いた斜面３３５を軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２に向けている。このため、補強リブ３３とバネ部材８のアーム部８３との干渉を避けつつ、補強リブ３３を周方向の広い範囲にわたって形成することができる。

［実施の形態２］
図８は、本発明の実施の形態２に係るリニアアクチュエータ１の断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

実施の形態１では、固定板４の軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２の面に粘着部材４５として粘着テープや粘着性を備えた塗布物を設けたが、本形態では、図８に示すように、固定板４の軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２の面に形成された溝４８内に粘着部材４５を配置してもよい。かかる構成によれば、粘着部材４５を配置するスペースを容易に確保することができる。

［その他の実施の形態］
上記実施の形態では、ゲル状ダンパー部材９を接着剤により固定した構造を採用したが、ゲル状ダンパー部材９を形成するための前駆体を設けた後、前駆体をゲル化させ、ゲル状ダンパー部材９自身の接着力によって、ゲル状ダンパー部材９を固定してもよい。例えば、実施の形態２ではゲル状ダンパー部材９を形成するためのＵＶ硬化性の前駆体を設けた後、前駆体にＵＶを照射してゲル化させ、ゲル状ダンパー部材９自身の接着力によって、ゲル状ダンパー部材９を固定してもよい。

上記実施の形態では、軸線Ｌ上に円柱状のゲル状ダンパー部材９を設けたが、さらに軸線Ｌの周りにゲル状ダンパー部材９を配置してもよい。また、軸線Ｌ上に代えて、軸線Ｌの周りにゲル状ダンパー部材９を配置してもよい。

１・・リニアアクチュエータ、２・・固定体、３・・コイルボビン、４・・固定板、５・
・磁気駆動機構、６・・可動体、８・・バネ部材、９・・ゲル状ダンパー部材、２０・・開口部、３０・・治具、３１・・底板部、３２・・円筒部、３３・・補強リブ、４５・・粘着部材、４８・・溝、５１・・コイル、５３・・永久磁石、５５・・コイル、７１・・第１コア、７２・・第２コア、７６・・第１磁性板、７７・・第２磁性板、７８・・第３磁性板、８１・・固定体側連結部、８２・・可動体側連結部、８３・・アーム部、３１０・・底板部の貫通穴、３１１・・第１スリット、３１２・・第２スリット、３２２・・第１フランジ部、３２３・・第２フランジ部、３２５・・円筒部の内周面、３３５・・斜面、７１０・・第１コアの貫通穴、７１５・・第１コアの外周面、７２１・・第２コアの端板部、７２３・・ストッパ用の凸部、７６１・・第１磁性板の端板部、７６２・・第１磁性板の側板部、８２０・・アーム部の可動体側連結部との接続位置、Ｇ・・隙間、Ｌ・・軸線、Ｌ１・・一方側、Ｌ２・・他方側

Claims (9)

1. 円柱状の永久磁石を１つ備えた可動体と、
   該永久磁石を径方向外側で囲むコイルボビンを備えた固定体と、
   前記可動体と前記コイルボビンとに接続され、前記コイルボビンに対して前記可動体が軸線方向に移動可能に支持された状態とするバネ部材と、
   前記コイルボビンに巻回され、前記永久磁石とともに前記可動体を軸線方向に駆動する磁気駆動機構を構成するコイルと、
   軸線方向において前記固定体と前記可動体との間に挟まれたゲル状ダンパー部材と、
   を有していることを特徴とするリニアアクチュエータ。
2. 前記コイルボビンは、前記可動体に対して軸線方向の一方側で重なる底板部と、該底板部から軸線方向の他方側に突出して前記永久磁石を径方向外側で囲む円筒部と、を備え、
   前記底板部には、軸線方向からみたとき、前記円筒部の内周面と前記可動体の外周面との間に構成された隙間に重なるスリットが周方向の複数個所に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のリニアアクチュエータ。
3. 前記可動体は、前記永久磁石に軸線方向の一方側で重なる第１コアと、前記永久磁石に軸線方向の他方側で重なる第２コアと、を備え、
   前記第１コアは、前記永久磁石より大径であって、
   前記隙間は、前記円筒部の内周面と前記第１コアの外周面との間に位置することを特徴とする請求項２に記載のリニアアクチュエータ。
4. 前記固定体は、前記底板部に対して前記可動体とは反対側に重なる固定板を備えていることを特徴とする請求項２または３に記載のリニアアクチュエータ。
5. 前記固定板は、前記スリットを前記可動体とは反対側から塞いでいることを特徴とする請求項４に記載のリニアアクチュエータ。
6. 前記第１コアおよび前記底板部には、前記ゲル状ダンパー部材が内側に配置された貫通穴が形成され、
   前記ゲル状ダンパー部材は、軸線方向において、前記固定板と前記可動体との間に挟まれていることを特徴とする請求項４または５に記載のリニアアクチュエータ。
7. 前記固定板と前記可動体との間では、径方向外側に向けて開口する開口部が周方向で延在しており、
   前記固定板には、前記開口部に沿って粘着部材が設けられていることを特徴とする請求項４乃至６の何れか一項に記載のリニアアクチュエータ。
8. 前記粘着部材は、前記固定板の軸線方向の他方側の面に形成された溝内に配置されていることを特徴とする請求項７に記載のリニアアクチュエータ。
9. 前記ゲル状ダンパー部材は、シリコーンゲルからなることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載のリニアアクチュエータ。

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