JP2016101075A - リニアアクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】可動体の駆動に磁気駆動機構を用い、かつ、バネ部材を可動体に接続した場合でも、可動体の共振を効果的に抑制することの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、可動体６を軸線Ｌ方向に駆動する磁気駆動機構５とを有している。固定体２と可動体６との間には、軸線Ｌ上の位置、および軸線Ｌを囲む位置の少なくとも一方にシリコーンゲル等からなるゲル状ダンパー部材９が配置されている。バネ部材８は、軸線Ｌに沿う方向に板厚方向を向けた板状バネ部材である。可動体６の重心Ｇは、可動体６に対するバネ部材８の接続位置Ｃに対して軸線Ｌ方向において離間しており、ゲル状ダンパー部材９は、軸線Ｌ方向においてバネ部材８の接続位置Ｃに対して重心Ｇとは反対側に配置されている。
【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。

リニアアクチュエータとして、可動体を軸線方向に駆動するにあたって、コイルおよび永久磁石を備えた磁気駆動機構を設けるとともに、可動体と固定体との間に薄板状の弾性部材やコイルバネからなる弾性部材を配置した構成が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００６−７１６１号公報 特開２００２−７８３１０号公報

特許文献１に記載の構成のように、可動体の駆動に磁気駆動機構を用い、かつ、弾性部材を可動体と固定体との間に設けた場合、可動体を往復移動させる周波数によっては、共振が発生し、可動体の動作を制御できなくなるという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、可動体の駆動に磁気駆動機構を用い、かつ、バネ部材を可動体に接続した場合でも、可動体の共振を効果的に抑制することの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、固定体と、可動体と、前記可動体と前記固定体とに接続され、前記固定体に対して前記可動体を軸線方向に移動可能に支持するバネ部材と、前記可動体を前記軸線方向に駆動する磁気駆動機構と、前記固定体と前記可動体との間に配置されたゲル状ダンパー部材と、を有し、前記可動体の重心位置と前記可動体に対する前記バネ部材の接続位置とが前記軸線方向において離間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。このような構成でも、本発明では、固定体と可動体との間にゲル状ダンパー部材が設けられているため、可動体の共振を抑制することができる。また、可動体の重心位置と可動体に対するバネ部材の接続位置とが軸線方向において離間しているため、可動体に傾き振動が発生したときでも、バネ部材には径方向に変位する力が加わる。このため、可動体の傾き振動が小さく済むので、可動体の傾き振動に起因する可動体と固定体との衝突に起因する異音の発生や信頼性の低下を抑制することができる。

本発明において、前記バネ部材は、前記軸線方向に沿う方向に板厚方向を向けた板状バネ部材であって、前記固定体に連結された固定体側連結部と、前記可動体に連結された可動体側連結部と、前記固定体側連結部と前記可動体側連結部とに接続されたアーム部と、を備えている構成を採用することができる。かかる構成によれば、バネ部材が軸線方向で占める部位が狭く済む。また、可動体に傾き振動が発生したとき、バネ部材のアーム部に
は、径方向に変位しようとする力が加わるが、アーム部の径方向への変位に対する共振周波数が高い。このため、可動体に傾き振動が発生したときでも、共振が発生しにくい。それ故、可動体の傾き振動が小さいので、可動体の傾き振動に起因する可動体と固定体との衝突に起因する異音の発生や信頼性の低下を抑制することができる。

本発明において、前記磁気駆動機構は、前記可動体に設けられた永久磁石と、前記固定体に設けられ、前記永久磁石に径方向で対向するコイルと、を備えている構成を採用することができる。

本発明において、前記ゲル状ダンパー部材は、前記可動体の中心軸線上の位置、および前記中心軸線を囲む位置の少なくとも一方に配置されていることが好ましい。かかる構成によれば、可動体の共振を効果的に抑制することができる。

本発明において、前記固定体は、前記可動体に対して前記軸線方向で対向する固定体側対向部を備え、前記ゲル状ダンパー部材は、前記軸線方向において前記固定体側対向部と前記可動体との間に配置されていることが好ましい。

本発明において、前記可動体は、前記中心軸線上で前記固定体側対向部に向かって突出した軸部を備え、前記ゲル状ダンパー部材は、前記軸線方向において前記軸部の前記固定体側対向部側の端面と前記固定体側対向部との間に配置されている構成を採用することができる。

本発明において、前記ゲル状ダンパー部材は、前記中心軸線を囲む３個所に配置されている構成を採用してもよい。

本発明において、前記固定体は、前記中心軸線上で延在する支軸を備え、前記可動体は、前記中心軸線上で延在して前記支軸が内側に位置する軸穴を備え、前記ゲル状ダンパー部材は、前記支軸の外周面と前記軸穴の内周面との間に筒状に配置されている構成を採用してもよい。

本発明において、前記ゲル状ダンパー部材は、前記可動体および前記固定体の双方に固定されていることが好ましい。かかる構成によれば、可動体の移動に伴ってゲル状ダンパー部材が移動することを防止することができる。また、ゲル状ダンパー部材が設けられている部分において、可動体が固定体から離間する方向に移動した場合でも、かかる移動に追従してゲル状ダンパー部材が変形し、可動体の共振を効果的に抑制することができる。

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。

本発明において、前記ゲル状ダンパー部材は、針入度が９０度から１１０度であることが好ましい。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が破断して飛散するような事態が発生しにくい。

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。このような構成でも、本発明では、固定体と可動体との間にゲル状ダンパー部材が設けられているため、可動体の共振を抑制することができる。また、可動体の重心位置と可動体に対するバネ部材の接続位置とが軸線方向において離間しているため、可動体に傾き振動が発生したときでも、可動体の傾き振動
が小さいので、可動体の傾き振動に起因する可動体と固定体との衝突に起因する異音の発生や信頼性の低下を抑制することができる。

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を細かく分解し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の断面図である。 本発明の実施の形態２に係るリニアアクチュエータの説明図である。 本発明の実施の形態２に係るリニアアクチュエータを細かく分解した分解斜視図である。 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Ｇ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のベース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の説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）は、リニアアクチュエータの斜視図、およびリニアアクチュエータの分解斜視図である。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を細かく分解した分解斜視図である。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の断面図である。

図１、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。かかるリニアアクチュエータ１は、例えば、携帯電話気等の分野において着信等を振動によって報知するデバイス等として用いられる。

（固定体２の構成）
固定体２は、磁気駆動機構５を構成するコイル５１が巻回されたコイルボビン３と、軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２（図では下側）でコイルボビン３を保持するベース４とを有している。コイルボビン３は、コイル５１が巻回された円筒状の胴部３１と、胴部３１の両側で拡径するフランジ部３２、３３と、胴部３１から連続してフランジ部３３よりベース４が位置する側に向けて突出した突出部３５とを備えており、コイルボビン３は、突出部３５を介してベース４に連結されている。突出部３５には、コイル５１の端部が絡げられた端子部３６１、３６２が形成されており、端子部３６１、３６２において、コイル５１の端部が配線基板２９に接続されている。

ベース４は、略円盤状であり、配線基板２９が配置される切り欠き４９が形成されている。ベース４の軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１（図では上側）の面には、軸線Ｌ上に位置する中央に円形の第１凹部４１が形成されているとともに、軸線Ｌを囲むように第２凹部４２が形成されている。本形態において、第２凹部４２は、軸線Ｌを囲むように周方向の３箇所に等角度間隔に形成されており、３つの第２凹部４２は、軸線Ｌからの距離（第１凹部４１からの距離）が等しい。

かかる第１凹部４１および第２凹部４２は、後述するゲル状ダンパー部材９（第１ゲル状ダンパー部材９１および第２ゲル状ダンパー部材９２）を配置するための凹部である。

（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の中央穴５３０に嵌ったシャフト６３と、永久磁石５３を覆うヨーク６７とを有しており、シャフト６３は、可動体６の中心軸線（軸線Ｌ）上で軸線Ｌ方向に延在している。ヨーク６７は、軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１で永久磁石５３に当接する円板状の端板部６７１と、端板部６７１の外縁から軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２に延在する円筒状の筒部６７２とを有しており、筒部６７２は、永久磁石５３の外周面に所定の間隔をあけて永久磁石５３を径方向外側で覆っている。本形態において、可動体６は、筒部６７２の内周面および端板部６７１の軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２に接着等の方法で固定された円環状のスペーサ６５を有している。

ヨーク６７の端板部６７１の中央には、軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２に凹んだ円形の凹部６７４が形成され、かかる凹部６７４の中央には穴６７５が形成されている。

本形態では、シャフト６３の軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１の端部は、穴６７５に嵌った状態で周方向の複数個所Ｓ１で溶接され、かかる溶接によって、シャフト６３とヨーク６７とが連結されている。

また、可動体６は、永久磁石５３の軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２で中央穴５３０の周りに当接するワッシャ６６を有しており、シャフト６３の軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２の端部は、周方向の複数個所Ｓ２でワッシャ６６の軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２の面と溶接されている。その結果、永久磁石５３は、ワッシャ６６とヨーク６７の端板部６７１との間に固定されている。

本形態において、永久磁石５３は、軸線Ｌ方向において円板状のコア５３８を両側から挟む２つの磁石片５３１、５３２からなる。

可動体６は、軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２の端部にカバー６１を有している。カバー６１は、円形の底板部６１１と、底板部６１１の外縁から軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１に突出した側板部６１２とを有している。底板部６１１は、コイルボビン３のフランジ部３３と、ベース４との間に位置する。このため、底板部６１１には、コイルボビン３の突出部３５を軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１に突出させる開口部６１３が形成されている。また、底板部６１１には、ベース４の第２凹部４２と重なる３個所に凹部６１４が形成されている。

（バネ部材８の構成）
バネ部材８は、固定体２に連結された固定体側連結部８１と、可動体６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り、軸線Ｌに沿う方向に板厚方向を向けている。本形態において、可動体側連結部８２は、円環状であり、固定体側連結部８１およびアーム部８３より径方向外側に位置する。固定体側連結部８１は、周方向で３つに分割されており、３つの固定体側連結部８１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つの固定体側連結部８１はいずれも、コイルボビン３のフランジ部３３の軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２の面に接着や溶接等の方法により連結されている。

本形態において、可動体側連結部８２は、カバー６１の側板部６１２とヨーク６７の筒部６７２の他方側Ｌ２の端部との間に挟まれており、周方向の複数個所Ｓ３での溶接により、カバー６１およびヨーク６７に連結されている。

カバー６１の側板部６１２とヨーク６７の筒部６７２とを溶接して結合した状態で、シャフト６３の軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２の端部は、可動体６（カバー６１）から軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２（ベース４の側）に突出する軸部６３１を構成し、軸部６３１の軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２の端面６３０（ベース４側の端面６３０）は、ベース４の第１凹部４１に対して軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１で対向する。

このように構成したバネ部材８（板状バネ部材）のアーム部８３では、可動体６の径方向への変位に対するバネ定数が、可動体６の軸線Ｌ方向への変位に対するバネ定数より大である。このため、バネ部材８のアーム部８３では、可動体６の径方向への変位に対する共振周波数が、可動体６の軸線Ｌ方向への変位に対する共振周波数より高い。

（可動体６の重心Ｇと可動体６に対するバネ部材８の接続位置Ｃとの位置関係）
本形態のリニアアクチュエータ１において、可動体６では、シャフト６３が永久磁石５３の中央穴５３０に嵌っているとともに、ヨーク６７の端板部６７１が軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１で永久磁石５３に当接している。また、可動体６では、ヨーク６７の筒部６７２にカバー６１が接続されている。このため、可動体６の重心Ｇ（図３参照）は、軸線Ｌ上において、シャフト６３の軸線Ｌ方向の中央より一方側Ｌ１に位置する。その結果、可動体６の重心Ｇは、磁気駆動機構５の軸線Ｌ方向の磁気的中心（永久磁石５３の軸線Ｌ方向の中心位置、コア５３８の位置）より軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１に位置する。ここで、バネ部材８の可動体側連結部８２は、カバー６１の側板部６１２とヨーク６７の筒部６７２の他方側Ｌ２の端部との間に挟まれている。このため、バネ部材８の可動体６への接続位置Ｃ（図３参照）は、可動体６の重心Ｇに対して軸線Ｌ方向において他方側Ｌ２に位置しており、可動体６の重心Ｇの位置と可動体６に対するバネ部材８の接続位置Ｃとが軸線Ｌ方向において離間している。

（ゲル状ダンパー部材９の構成）
本形態のリニアアクチュエータ１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。かかるゲル状ダンパー部材９は、軸線Ｌ上の位置、および軸線Ｌを囲む位置の少なくとも一方において固定体２と可動体６との間に配置されている。本形態においては、軸線Ｌ上の位置、および軸線Ｌを囲む位置の双方において固定体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、ベース４は、可動体６に対して軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２で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、ベース４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。

本形態においては、まず、ベース４の第１凹部４１には、ゲル状ダンパー部材９として、円柱状の第１ゲル状ダンパー部材９１が配置されており、かかる第１ゲル状ダンパー部材９１は、軸線Ｌ上で可動体６から突出するシャフト６３の軸部６３１の端面６３０とベース４との間に位置する。このため、第１ゲル状ダンパー部材９１は、軸線Ｌ方向においてバネ部材８の接続位置Ｃに対して重心Ｇとは反対側に配置されている。第１ゲル状ダンパー部材９１は、軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１の面がシャフト６３の端面６３０に接着剤により固定され、他方側Ｌ２の面は、ベース４の第１凹部４１の底部に接着剤により固定されている。

また、ベース４の３つの第２凹部４２には、ゲル状ダンパー部材９として、円柱状の第２ゲル状ダンパー部材９２が各々、配置されており、第２ゲル状ダンパー部材９２は、軸線Ｌ方向において、可動体６のカバー６１とベース４との間に位置する。このため、第２ゲル状ダンパー部材９２は、軸線Ｌ方向においてバネ部材８の接続位置Ｃに対して重心Ｇ
とは反対側に配置されている。

かかる第２ゲル状ダンパー部材９２は、軸線Ｌを囲むように配置されている。より具体的には、ベース４の第２凹部４２は、軸線Ｌ周りの３個所に等角度間隔に形成されており、第２ゲル状ダンパー部材９２は、軸線Ｌ周りの３個所に等角度間隔に配置されている。第２ゲル状ダンパー部材９２は、軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１の面がカバー６１において凹部６１４が形成されている箇所の裏面側に接着され、他方側Ｌ２の面は、ベース４の第２凹部４２の底部に接着されている。

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。

（動作）
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、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に通電すると、可動体６は、磁気駆動機構５によって推進力を受け、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、コイル５１への通電を停止すると、バネ部材８の付勢力によって、原点位置に戻る。従って、コイル５１への通電を断続的に行うと、可動体６は、軸線Ｌ方向で往復移動を繰り返す。

また、コイル５１に対して一定の電流を供給すると、可動体６は、コイル５１に供給された電流値とバネ部材８の付勢力とによって規定された位置で停止する。

（本形態の主な効果）
本形態のリニアアクチュエータ１において、可動体６を往復移動させる際の周波数によっては、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のベース４（固定体側対向部）と可動体６のカバー６１との間にゲル状ダンパー部材９（第１ゲル状ダンパー部材９１および第２ゲル状ダンパー部材９２）が設けられており、かかるゲル状ダンパー部材９０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、本形態のリニアアクチュエータ１においては、可動体６の重心Ｇの位置と可動体６に対するバネ部材８の接続位置Ｃとが軸線Ｌ方向において離間している。このため、可動体６を軸線Ｌ方向に振動させた際、可動体６に作用する推力と可動体６の重心Ｇとのずれに起因して、可動体６において図３に矢印Ｒ１で示す傾き振動が発生したときでも、バネ部材８のアーム部８３には、径方向に変位しようとする力が加わり、軸線Ｌ方向に変位しようとする力が小さい。ここで、バネ部材８のアーム部８３では、可動体６の径方向への変位に対する共振周波数が、可動体６の軸線Ｌ方向への変位に対する共振周波数より高いため、可動体６に傾き振動が発生したときでも、共振が発生しにくい。それ故、可動体６の傾き振動が小さいので、可動体６の傾き振動に起因する可動体６と固定体２との衝突に起因する異音の発生や信頼性の低下を抑制することができる。

また、ゲル状ダンパー部材９のうち、第１ゲル状ダンパー部材９１は、可動体６の中心軸線（軸線Ｌ）上の位置に設けられ、第２ゲル状ダンパー部材９２は、可動体６の中心軸線（軸線Ｌ）を囲む３個所に設けられている。このため、ゲル状ダンパー部材９は、可動
体６の共振を効果的に抑制することができる。

また、ゲル状ダンパー部材９（第１ゲル状ダンパー部材９１および第２ゲル状ダンパー部材９２）は、可動体６および固定体２の双方に固定されている。このため、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、ゲル状ダンパー部材９が設けられている部分において、可動体６が固定体２から離間する方向に移動した場合でも、かかる移動に追従してゲル状ダンパー部材９が変形し、可動体６の共振を効果的に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、本形態において、バネ部材８は板状バネ部材であるため、バネ部材８が軸線Ｌ方向で占める部位が狭く済む。

［実施の形態１の変形例］
上記実施の形態１では、第１ゲル状ダンパー部材９１および第２ゲル状ダンパー部材９２の双方を設けたが、いずれか一方のみを設けてもよい。

また、上記実施の形態１では、第２ゲル状ダンパー部材９２を周方向の３個所に設けたが、４個所以上に設けてもよい。また、第２ゲル状ダンパー部材９２を円環状に設けてもよい。

［実施の形態２］
（全体構成）
図４は、本発明の実施の形態２に係るリニアアクチュエータの説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）は、リニアアクチュエータの斜視図、およびリニアアクチュエータの分解斜視図である。図５は、本発明の実施の形態２に係るリニアアクチュエータを細かく分解した分解斜視図である。図６は、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。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ある。

図４、図５および図６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。

（固定体２の構成）
固定体２は、磁気駆動機構５を構成するコイル５１が巻回されたコイルボビン３と、軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２でコイルボビン３を保持するベース４とを有している。コイルボビン３は、コイル５１が巻回された円筒状の胴部３１と、胴部３１の両側で拡径するフランジ部３２、３３と、胴部３１から連続してフランジ部３３よりベース４が位置する側に向けて突出した突出部３５とを備えており、コイルボビン３は、突出部３５を介してベース４に連結されている。突出部３５には、コイル５１の端部が絡げられた端子部３６１、３６２が形成されており、端子部３６１、３６２において、コイル５１の端部が配線基板２９に接続されている。

ベース４は、略円盤状であり、配線基板２９が配置される切り欠き４９が形成されている。本形態において、固定体２は、ベース４から軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１に突出して軸線
Ｌ上で延在する支軸４５を備えている。支軸４５は、軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２に位置する固定部４５３と、固定部４５３の軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１で拡径するフランジ部４５２と、フランジ部４５２から軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１に突出した支持部４５１とを有しており、支持部４５１は、固定部４５３より太い。支持部４５１は、可動体６を支持する部分であり、固定部４５３は、ベース４に保持される部分である。具体的には、ベース４の中央部には凹部４４が形成されており、凹部４４の底部の中央には、固定部４５３が嵌め込み固定された穴４６が形成されている。固定部４５３が穴４６に嵌った状態で、フランジ部４５２は、ベース４の凹部４４の底部に当接する。なお、ベース４には凹部４４の周りに円環状のリブ状突部４３が形成されている。

（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の中央穴５３０に嵌った筒状スリーブ６８と、永久磁石５３を覆うヨーク６７とを有している。筒状スリーブ６８は、円筒状であり、軸線Ｌ方向に貫通する穴によって、可動体６には、支軸４５が内側に位置する軸穴６９が形成されている。筒状スリーブ６８は、可動体６の中心軸線（軸線Ｌ）上で軸線Ｌ方向に延在している。ヨーク６７は、軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１で永久磁石５３に当接する円板状の端板部６７１と、端板部６７１の外縁から軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２に延在する円筒状の筒部６７２とを有しており、筒部６７２は、永久磁石５３の外周面に所定の間隔をあけて永久磁石５３を径方向外側で覆っている。本形態において、可動体６は、筒部６７２の内周面および端板部６７１の軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２に接着等の方法で固定された円環状のスペーサ６５を有している。

ヨーク６７の端板部６７１の中央には穴６７５が形成されている。筒状スリーブ６８の軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１の端部は、穴６７５に嵌った状態で周方向の複数個所Ｓ１で溶接され、かかる溶接によって、筒状スリーブ６８とヨーク６７とが連結されている。

また、可動体６は、永久磁石５３の軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２で中央穴５３０の周りに当接するワッシャ６６を有しており、筒状スリーブ６８の軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２の端部は、周方向の複数個所Ｓ１２でワッシャ６６の軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２の面と溶接されている。その結果、永久磁石５３は、ワッシャ６６とヨーク６７の端板部６７１との間に固定されている。

本形態において、永久磁石５３は、軸線Ｌ方向において円板状のコア５３８を両側から挟む２つの磁石片５３１、５３２からなる。

また、可動体６は、軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２の端部にカバー６１を有している。カバー６１は、円形の底板部６１１と、底板部６１１の外縁から軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１に突出した側板部６１２とを有している。ここで、底板部６１１は、コイルボビン３のフランジ部３３と、ベース４との間に位置する。このため、底板部６１１には、コイルボビン３の突出部３５を軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１に突出させる開口部６１３が形成されている。また、底板部６１１には凹部６１４が２個所に形成されている。

（バネ部材８の構成）
バネ部材８は、実施の形態１と同様、固定体２に連結された固定体側連結部８１と、可動体６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り、軸線Ｌに沿う方向に板厚方向を向けている。本形態において、可動体側連結部８２は、円環状であり、固定体側連結部８１およびアーム部８３より径方向外側に位置する。固定体側連結部８１は、周方向で３つに分割されており、３つの固定体側連結部８１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つの固定体側連結部８１はいずれも、コイルボビン３のフラ
ンジ部３３の軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２の面に接着や溶接等の方法により連結されている。

本形態において、可動体側連結部８２は、カバー６１の側板部６１２とヨーク６７の筒部６７２との間に挟まれており、周方向の複数個所Ｓ１３での溶接により、カバー６１およびヨーク６７に連結されている。

このように構成したバネ部材８（板状バネ部材）のアーム部８３では、可動体６の径方向への変位に対するバネ定数が、可動体６の軸線Ｌ方向への変位に対するバネ定数より大である。このため、バネ部材８のアーム部８３では、可動体６の径方向への変位に対する共振周波数が、可動体６の軸線Ｌ方向への変位に対する共振周波数より高い。

（可動体６の重心Ｇと可動体６に対するバネ部材８の接続位置Ｃとの位置関係）
本形態のリニアアクチュエータ１において、可動体６では、筒状スリーブ６８が永久磁石５３の中央穴５３０に嵌っているとともに、ヨーク６７の端板部６７１が軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１で永久磁石５３に当接している。また、可動体６では、ヨーク６７の筒部６７２にカバー６１が接続されている。このため、可動体６の重心Ｇ（図６参照）は、軸線Ｌ上において、筒状スリーブ６８の軸線Ｌ方向の中央より一方側Ｌ１に位置する。その結果、可動体６の重心Ｇは、磁気駆動機構５の軸線Ｌ方向の磁気的中心（永久磁石５３の軸線Ｌ方向の中心位置、コア５３８の位置）より軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１に位置する。ここで、バネ部材８の可動体側連結部８２は、カバー６１の側板部６１２とヨーク６７の筒部６７２の他方側Ｌ２の端部との間に挟まれている。このため、バネ部材８の可動体６への接続位置Ｃ（図６参照）は、可動体６の重心Ｇに対して軸線Ｌ方向において他方側Ｌ２に位置しており、可動体６の重心Ｇの位置と可動体６に対するバネ部材８の接続位置Ｃとが軸線Ｌ方向において離間している。

（ゲル状ダンパー部材９の構成）
本形態のリニアアクチュエータ１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。かかるゲル状ダンパー部材９は、軸線Ｌ上の位置、および軸線Ｌを囲む位置の少なくとも一方において固定体２と可動体６との間に配置されている。本形態においては、軸線Ｌを囲む位置において固定体２と可動体６との間に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、可動体６の軸穴６９の内径は、固定体２の支軸４５より大であり、軸穴６９の内周面と支軸４５の外周面とは、隙間を介して配置されている。すなわち、可動体６の軸穴６９に固定体２の支軸４５を挿入した状態で、軸穴６９の内周面と支軸４５の外周面との間には円筒状の空間が形成されており、本形態では、かかる空間を埋めるように、ゲル状ダンパー部材９が配置されている。このため、ゲル状ダンパー部材９は、円筒状のゲル状ダンパー部材９０からなり、軸線Ｌを囲むように配置されている。

本形態において、ゲル状ダンパー部材９０は、外周面が軸穴６９の内周面に接着剤により固定され、内周面が支軸４５の支持部４５１の外周面に接着剤により固定されている。ここで、ゲル状ダンパー部材９０は、軸線Ｌ方向の寸法が支軸４５の支持部４５１より短い。このため、ゲル状ダンパー部材９０に対して軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１および他方側Ｌ２の双方が空き空間になっている。

本形態において、ゲル状ダンパー部材９（ゲル状ダンパー部材９０）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。

（動作）
本形態のリニアアクチュエータ１においても、実施の形態１と同様、コイル５１への通電を休止している期間、可動体６は、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に通電すると、可動体６は、磁気駆動機構５によって推進力を受け、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、コイル５１への通電を停止すると、バネ部材８の付勢力によって、原点位置に戻る。従って、コイル５１への通電を断続的に行うと、可動体６は、軸線Ｌ方向で往復移動を繰り返す。

また、コイル５１に対して一定の電流を供給すると、可動体６は、コイル５１に供給された電流値とバネ部材８の付勢力とによって規定された位置で停止する。

（本形態の主な効果）
本形態のリニアアクチュエータ１において、可動体６を往復移動させる際の周波数によっては、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の支軸４５と可動体６の筒状スリーブ６８との間にゲル状ダンパー部材９（ゲル状ダンパー部材９０）が設けられており、かかるゲル状ダンパー部材９０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、本形態のリニアアクチュエータ１においても、実施の形態１と同様、可動体６の重心Ｇの位置と可動体６に対するバネ部材８の接続位置Ｃとが軸線Ｌ方向において離間している。このため、可動体６に傾き振動が発生したときでも、共振が発生しにくい。それ故、可動体６の傾き振動が小さいので、可動体６の傾き振動に起因する可動体６と固定体２との衝突に起因する異音の発生や信頼性の低下を抑制することができる。

また、ゲル状ダンパー部材９（ゲル状ダンパー部材９０）は、可動体６の中心軸線（軸線Ｌ）を囲む円筒状である。このため、ゲル状ダンパー部材９は、可動体６の振動を効果的に吸収し、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（ゲル状ダンパー部材９０）は、可動体６および固定体２の双方に固定されている。このため、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、本形態において、バネ部材８は板状バネ部材であるため、バネ部材８が軸線Ｌ方向で占める部位が狭く済む。

［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、ゲル状ダンパー部材９が軸線Ｌ方向において可動体６に対するバネ部材８の接続位置Ｃに対して重心Ｇとは反対側に配置されていたが、軸線Ｌ方向において可動体６に対するバネ部材８の接続位置Ｃに対して重心Ｇとは同一の側にゲル状ダンパ
ー部材９が配置されていてもよい。

上記実施の形態では、磁気駆動機構５において、可動体６に設けられた永久磁石５３に、固定体２に設けられたコイル５１が径方向外側で対向していたが、可動体６に設けられたコイル５１に、固定体２に設けられた永久磁石５３が径方向外側で対向しているリニアアクチュエータ１に本発明を適用してもよい。

上記実施の形態では、可動体６および固定体２に対してゲル状ダンパー部材９を接着により固定したが、可動体６および固定体２に対してゲル状ダンパー部材９を嵌め込み、溶着、焼き付け等、接着以外の方法により固定してもよい。

１・・リニアアクチュエータ、２・・固定体、３・・スリーブ（固定体）、４・・ベース（固定体、固定体側対向部）、５・・磁気駆動機構、６・・可動体、８・・バネ部材、９、９０・・ゲル状ダンパー部材、４５・・支軸（固定体）、６１・・カバー（可動体）、６３・・シャフト（可動体）、６６・・ワッシャ（可動体）、６７・・ヨーク（可動体）、６８・・筒状スリーブ（可動体）、６９・・軸穴、８１・・固定体側連結部、８２・・可動体側連結部、８３・・アーム部、９１・・第１ゲル状ダンパー部材、９２・・第２ゲル状ダンパー部材、６３０・・シャフトの端面、６３１・・シャフトの軸部、６７１・・端板部、６７２・・筒部、Ｃ・・接続位置、Ｇ・・重心、Ｌ・・軸線

Claims (11)

1. 固定体と、
   可動体と、
   前記可動体と前記固定体とに接続され、前記固定体に対して前記可動体を軸線方向に移動可能に支持するバネ部材と、
   前記可動体を前記軸線方向に駆動する磁気駆動機構と、
   前記固定体と前記可動体との間に配置されたゲル状ダンパー部材と、
   を有し、
   前記可動体の重心位置と前記可動体に対する前記バネ部材の接続位置とが前記軸線方向において離間していることを特徴とするリニアアクチュエータ。
2. 前記バネ部材は、前記軸線方向に沿う方向に板厚方向を向けた板状バネ部材であって、前記固定体に連結された固定体側連結部と、前記可動体に連結された可動体側連結部と、前記固定体側連結部と前記可動体側連結部とに接続されたアーム部と、を備え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. 前記磁気駆動機構は、前記可動体に設けられた永久磁石と、前記固定体に設けられ、前記永久磁石に径方向で対向するコイルと、を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載のリニアアクチュエータ。
4. 前記ゲル状ダンパー部材は、前記可動体の中心軸線上の位置、および前記中心軸線を囲む位置の少なくとも一方に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のリニアアクチュエータ。
5. 前記固定体は、前記可動体に対して前記軸線方向で対向する固定体側対向部を備え、
   前記ゲル状ダンパー部材は、前記軸線方向において前記固定体側対向部と前記可動体との間に配置されて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. 前記可動体は、前記中心軸線上で前記固定体側対向部に向かって突出した軸部を備え、
   前記ゲル状ダンパー部材は、前記軸線方向において前記軸部の前記固定体側対向部側の端面と前記固定体側対向部との間に配置されていることを特徴とする請求項５に記載のリニアアクチュエータ。
7. 前記ゲル状ダンパー部材は、前記中心軸線を囲む３個所に配置されていることを特徴とする請求項５に記載のリニアアクチュエータ。
8. 前記固定体は、前記中心軸線上で延在する支軸を備え、
   前記可動体は、前記中心軸線上で延在して前記支軸が内側に位置する軸穴を備え、
   前記ゲル状ダンパー部材は、前記支軸の外周面と前記軸穴の内周面との間に筒状に配置されて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。
9. 前記ゲル状ダンパー部材は、前記可動体および前記固定体の双方に固定されてい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。
10. 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９の何れか一項に記載のリニアアクチュエータ。
11. 前記ゲル状ダンパー部材は、針入度が９０度から１１０度であることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載のリニアアクチュエータ。

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