JP2016111789A - リニアアクチュエータ及び防振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で、リニアアクチュエータの駆動時の推力の変動を抑制し、該推力を高精度に制御できるようにする。
【解決手段】リニアアクチュエータ１００は、中央部に円穴部１０６Ａ（穴部）が形成された回転部１０６（外側部）と、円穴部１０６Ａ内に配置された可動部１０４（内側部）と、回転部１０６及び可動部１０４の一方を、円穴部１０６Ａの軸方向回りに回転駆動するモータ１０２とを備える。円穴部１０６Ａの内周部１１２Ａ，１１３Ａ及び可動部１０４の外周部１１１Ａの一方には、周方向へ所定間隔で交互に異なる磁極が軸方向に２層形成される。軸方向に隣り合う２層の磁極は互いに異なる。円穴部１０６Ａの内周部１１２Ａ，１１３Ａ及び可動部１０４の外周部１１１Ａの他方には、周方向へ所定間隔で交互に異なる磁極が形成される。回転部１０６及び可動部１０４の他方は、軸方向へ相対移動可能であり、かつ軸方向回りの回転が制限される。
【選択図】図１

Description

本発明は、リニアアクチュエータ及び防振装置に関する。

一対の永久磁石の吸引力と反発力を利用した、モータ駆動のリニアオシレータが開示されている（特許文献１参照）。

特開２００５−３４８４６９号公報

しかしながら、上記した従来例では、第１の磁石が変位するような振動発生時や、リニアオシレータの駆動時には、永久磁石間距離が変化するため、推力変動が大きくなると考えられる。更に従来例では、磁石により大きな負荷トルクがＤＣモータへ発生するため、必要なＤＣモータが大型化、高価格化するという課題があった。

本発明は、上記事実を考慮して、簡易な構成で、リニアアクチュエータの駆動時の推力の変動を抑制し、該推力を高精度に制御できるようにすることを目的とする。

請求項１に係るリニアアクチュエータは、中央部に穴部が形成された外側部と、前記穴部内に径方向に隙間を持って配置された内側部と、前記外側部及び前記内側部の一方を、前記穴部の軸方向回りに回転駆動するモータと、を備え、前記穴部の内周部及び前記内側部の外周部の一方に、周方向へ所定間隔で交互に異なる磁極が前記軸方向に２層形成されると共に、前記軸方向に隣り合う２層の前記磁極が互いに異なり、前記穴部の内周部及び前記内側部の外周部の他方に、周方向へ前記所定間隔で交互に異なる磁極が形成され、前記外側部及び前記内側部の他方は、前記穴部の軸方向へ相対移動可能であり、かつ前記軸方向回りの回転が制限されている。

このリニアアクチュエータでは、外側部の穴部及び内側部の外周部の一方に、周方向へ所定間隔で交互に異なる磁極が穴部の軸方向に２層形成され、軸方向に隣り合う２層の磁極が互いに異なっている。一方、外側部及び内側部の他方に、周方向へ所定間隔で交互に異なる磁極が形成されている。従って、外側部及び内側部の他方の磁極が、外側部及び内側部の一方の２層の磁極のうち一方の磁極と同極のとき、他方の磁極とは異極となる。つまり、外側部及び内側部の他方には、磁力の吸引力と反発力が同時に作用し、外側部及び内側部の他方が、外側部及び内側部の一方の２層の磁極のうち他方の磁極側へ移動する。

また、モータにより外側部及び内側部の一方が所定角度回転すると、外側部及び内側部の他方の磁極が、外側部及び内側部の一方の２層の磁極のうち一方の磁極と異極となり、他方の磁極とは同極となる。これにより、外側部及び内側部の他方には、磁力の吸引力と反発力が同時に作用し、外側部及び内側部の他方が一方の磁極側へ移動する。外側部及び内側部の他方は、穴部の軸方向回りの回転が制限されているので、外側部及び内側部の一方に供回りすることが抑制される。

そして、モータにより外側部及び内側部の一方を連続的に回転させると、外側部及び内側部の他方と対向する外側部及び内側部の一方の磁極が交互に切り替わり、外側部及び内側部の他方が穴部の軸方向へ往復振動（振動）する。これにより、外側部及び内側部の他方に正負の軸方向力（推力）が交互に発生する。また、内側部は外側部の穴部内に配置されており、外側部及び内側部の他方が穴部の軸方向に移動しても、穴部の径方向における、内側部の磁極と外側部の磁極との間の距離は変化しない。この結果、外側部及び内側部の他方の位置が変化しても、該外側部及び内側部の他方を通過する総磁力の変動は抑制される。

請求項２の発明は、請求項１に記載のリニアアクチュエータにおいて、前記外側部及び前記内側部の他方の前記軸方向の移動範囲を制限する制限部を有する。

このリニアアクチュエータでは、制限部により、外側部の穴部からの内側部の離脱が抑制される。このため、外側部及び内側部の他方を安定的に振動させることができる。

請求項３の発明は、請求項２に記載のリニアアクチュエータにおいて、前記軸方向における前記モータ側と反対側に設けられ、前記外側部及び前記内側部の他方に設けられる出力軸が挿通され、かつ前記モータの作動時に回転しない部位に固定された固定部材を有し、前記制限部は、一端が前記出力軸に当接し、他端が前記固定部材に当接し、前記外側部及び前記内側部の他方の前記軸方向の動きに対して反発力を生じさせるばね部材である。

このリニアアクチュエータでは、内側部の穴部に対する、外側部及び内側部の他方の軸方向の動きに対して、制限部としてのばね部材が反発力を生じさせる。従って、モータによる外側部及び内側部の一方の回転時に、内側部が外側部の穴部から離脱することがない。このため、外側部及び内側部の他方の推力を効率的、安定的に発生させることができる。

請求項４に係る防振装置は、振動発生部または振動受部の何れか一方に接続される第１の取付け部材と、振動発生部または振動受部の何れか他方に接続される第２の取付け部材と、前記第１の取付け部材と前記第２の取付け部材とを連結し、前記振動発生部からの振動入力に伴い変形する弾性体と、液体が封入されると共に、前記弾性体の変形により拡縮する液室と、一方の面が前記液室に面する可動板と、前記可動板の他方の面側に配置され、前記可動板を加振する請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のリニアアクチュエータと、を備える。

振動発生源である例えば自動車エンジンへ防振装置の第１の取付け部材を連結し、振動受部である例えば車体へ第２の取付け部材を連結すると、自動車エンジンは、第１の取付け部材、弾性体及び第２の取付け部材を介して車体に支持される。このとき、自動車エンジンの振動は、弾性体の内部摩擦に基づく抵抗により吸収される。

ここで、この防振装置では、液室に対して弾性体と可動板とが面しているため、弾性体及び可動板の剛性（面積、厚さ、硬さ等）を適切に設定することで、アイドル振動、及びこもり音となる周波数領域の振動入力時に、弾性体及び可動板を振動させて、防振装置の動ばね定数の上昇を抑えることができる。即ち、この防振装置では、弾性体及び可動板の振動により、アイドル振動、及びこもり音となる周波数領域の振動入力時におけるパッシブ性能を向上させることができる。

また、外側部及び内側部の他方の推力を高精度に制御できるリニアアクチュエータにより可動板を加振して、液室の液圧をコントロールすることで、動ばね定数を極小とすることができる。即ち、この防振装置では、可動板の振動により、アクティブ性能を得ることができる。

このように、この防振装置によれば、弾性体等による動ばね定数の上昇抑制効果と、可動板による動ばね定数の低減効果との相乗効果により、アイドル振動、及びこもり音となる高周波領域の振動を効果的に吸収することが可能となる。

請求項５に係る防振装置は、振動発生部または振動受部の何れか一方に接続される第１の取付け部材と、振動発生部または振動受部の何れか他方に接続される第２の取付け部材と、前記第１の取付け部材と前記第２の取付け部材とを連結し、前記振動発生部からの振動入力に伴い変形する弾性体と、前記外側部及び前記内側部の他方が、前記第１の取付け部材又は前記第２の取付け部材を加振する請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のリニアアクチュエータと、を備える。

振動発生源である例えば自動車エンジンへ防振装置の第１の取付け部材を連結し、振動受部である例えば車体へ第２の取付け部材を連結すると、自動車エンジンは、第１の取付け部材、弾性体及び第２の取付け部材を介して車体に支持される。このとき、自動車エンジンの振動は、弾性体の内部摩擦に基づく抵抗により吸収される。

ここで、この防振装置では、弾性体の剛性（面積、厚さ、硬さ等）を適切に設定することで、防振性能を向上させることができる。

また、リニアアクチュエータにより、第１の取付け部材又は第２の取付け部材を高精度に加振することで、アクティブ性能を得ることができる。

このように、この防振装置によれば、弾性体によるパッシブ性能と、リニアアクチュエータによるアクティブ性能との相乗効果により、アイドル振動、及びこもり音となる高周波領域の振動を効果的に吸収することが可能となる。

本発明に係るリニアアクチュエータ及び防振装置によれば、リニアアクチュエータの駆動時の推力の変動を抑制し、該推力を高精度に制御できる、という優れた効果が得られる。

本実施形態に係るリニアアクチュエータを示す部分破断斜視図である。 本実施形態に係るリニアアクチュエータを示す分解斜視図である。 第１の磁石が第２の磁石に吸引されると共に、第３の磁石と反発する状態を模式的に示す部分破断斜視図である。 第１の磁石が第３の磁石に吸引されると共に、第２の磁石と反発する状態を模式的に示す部分破断斜視図である。 回転部の負荷トルクが低減されることを模式的に示す部分破断斜視図である。 本実施形態に係る防振装置を示す断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。

［リニアアクチュエータ］
図１において、本実施形態に係るリニアアクチュエータ１００は、モータ１０２と、内側部の一例たる可動部１０４と、外側部の一例たる回転部１０６と、制限部の一例たるばね部材１０８と、固定部材の一例たるケース１１８とを有している。

図２において、モータ１０２は、例えば電動モータ（直流モータ）であり、作動時に回転しない部位の一例たる本体部１１０から、回転軸１１４が突出している。この回転軸１１４は、例えばカップリング１１５を介して、回転部１０６と連結される。なお、このカップリング１１５を用いずにモータ１０２と回転部１０６とを連結するようにしてもよい。

図１，図２において、可動部１０４は、後述する回転部１０６の円穴部１０６Ａ内に径方向に隙間Ｄを持って配置され、円穴部１０６Ａの軸方向Ａへ移動可能で軸方向Ａ回りの回転が制限されている。可動部１０４には、外周部１１１Ａに周方向へ所定間隔で交互に異なる１層の磁極Ｓ，Ｎが形成されている。具体的には、可動部１０４は、第１の磁石１１１と出力軸１１６とが組み合わされたものである。可動部１０４の中央部には、出力軸１１６が設けられている。第１の磁石１１１は、例えば円柱状に形成され、その中心に出力軸１１６の下端が取り付けられている。出力軸１１６は、リニアアクチュエータ１００で生み出される可動部１０４の振動を、該リニアアクチュエータ１００の外部に伝達するための部材であり、例えば円柱状とされている。出力軸１１６の軸方向Ａは、第１の磁石１１１の径方向と直交している。出力軸１１６には、ばね部材１０８の一端が当接するフランジ１１６Ａが設けられている。ばね部材１０８の一端は、フランジ１１６Ａに係止されていてもよい。

第１の磁石１１１の外周部１１１Ａは、回転部１０６の回転方向Ｒにおいて所定の角度毎に交互に異なる磁極Ｓ，Ｎを有する。ここで、所定の角度とは、例えば９０°である。従って、磁極Ｓ，Ｎは、外周部１１１Ａを周方向に４等分した９０°の範囲に交互に配置されている。図３、図４に示されるように、外周部１１１Ａの磁極Ｓに対し、その径方向内側は磁極Ｎとなっている。また、外周部１１１Ａの磁極Ｎに対し、その径方向内側は磁極Ｓとなっている。なお、図３、図４では、出力軸１１６の図示を省略している。

図１から図４において、回転部１０６は、中央部に穴部の一例たる円穴部１０６Ａが形成され、モータ１０２によって円穴部１０６Ａの軸方向Ａ回りに回転駆動される。円穴部１０６Ａの内周部１１２Ａ，１１３Ａには、周方向へ所定間隔で交互に異なる磁極Ｓ，Ｎが軸方向Ａに２層形成される。この軸方向Ａに隣り合う２層の磁極Ｓ，Ｎは互いに異なる。具体的には、回転部１０６は、軸方向Ａにおいて互いに結合されて一体化された第２の磁石１１２及び第３の磁石１１３を有する。第２の磁石１１２及び第３の磁石１１３は、例えば夫々互いに同一形状の円環状に形成されている。第２の磁石１１２の厚さ及び第３の磁石１１３の厚さは、何れも第１の磁石１１１と同等とされている。第３の磁石１１３は、第２の磁石１１２の上面側に接着等により結合されている。なお、第２の磁石１１２と第３の磁石１１３との結合は直接的なものに限られず、その間に非磁性体の薄板（図示せず）等が挟まれていてもよい。

円穴部１０６Ａは、第２の磁石１１２及び第３の磁石１１３の中央部に例えば貫通して形成され、平面形状が円形となっている。円穴部１０６Ａ内には、第１の磁石１１１が径方向に隙間Ｄ（図３、図４）を持って配置されている。具体的には、第１の磁石１１１は、円穴部１０６Ａ内に差し込まれている。円穴部１０６Ａの径方向における隙間Ｄの大きさは、例えば０．３ｍｍである。第２の磁石１１２及び第３の磁石１１３における円穴部１０６Ａの内周部１１２Ａ，１１３Ａは、回転部１０６の回転方向Ｒにおいて所定の角度毎に交互に異なる磁極Ｓ，Ｎを有する。ここで、所定の角度とは、例えば９０°である。これは、第１の磁石１１１における磁極Ｓ，Ｎの配置についての所定の角度（９０°）に対応している。

第２の磁石１１２において、磁極Ｓ，Ｎは、内周部１１２Ａを周方向に４等分した９０°の範囲に交互に配置されている。換言すれば、磁極Ｓ，Ｎは、内周部１１２Ａに２箇所ずつ配置されている。内周部１１２Ａの磁極Ｓに対し、その径方向外側の外周部１１２Ｂは磁極Ｎとなっている。また、内周部１１２Ａの磁極Ｎに対し、外周部１１２Ｂは磁極Ｓとなっている。一方、第３の磁石１１３においても、磁極Ｓ，Ｎは、内周部１１３Ａを周方向に４等分した９０°の範囲に交互に配置されている。換言すれば、磁極Ｓ，Ｎは、内周部１１３Ａに２箇所ずつ配置されている。内周部１１３Ａの磁極Ｓに対し、外周部１１３Ｂは磁極Ｎとなっている。また、内周部１１３Ａの磁極Ｎに対し、その径方向外側の外周部１１３Ｂは磁極Ｓとなっている。

なお、何れの所定の角度も、９０°に限られず、例えば１８０°、４５°、３０°等であってもよい。また、第１の磁石１１１における所定の角度と、第２の磁石１１２及び第３の磁石１１３における所定の角度とは、夫々一定でなくてもよく、リニアアクチュエータ１００の作動上問題がなければ、各磁極が配置される角度範囲が若干異なっていてもよい。

更に、図３、図４に示されるように、円穴部１０６Ａの内周部１１２Ａ，１１３Ａにおいては、互いに異なる磁極Ｓ，Ｎが軸方向Ａに夫々隣り合っている。具体的には、第２の磁石１１２の内周部１１２Ａが磁極Ｓの場合、軸方向Ａにおいて該内周部１１２Ａに隣り合う第３の磁石１１３の内周部１１３Ａは、磁極Ｎとなっている。逆に、第２の磁石１１２の内周部１１２Ａが磁極Ｎの場合、軸方向Ａにおいて該内周部１１２Ａに隣り合う第３の磁石１１３の内周部１１３Ａは、磁極Ｓとなっている。

第２の磁石１１２の下面側には、例えば円盤状の非磁性体部材１２０が接着等により結合されている。非磁性体部材１２０の外径は、第２の磁石１１２及び第３の磁石１１３の外径と同等となっている。図２、図５に示されるように、非磁性体部材１２０の下面側の中心には、軸部１２２が設けられている。この軸部１２２は、カップリング１１５を介して、モータ１０２の回転軸１１４と連結される。回転部１０６は、モータ１０２により、軸方向Ａを中心として回転駆動されて、可動部１０４に対して相対回転するようになっている。なお、非磁性体部材１２０と第１の磁石１１１との接触を抑制するために、非磁性体部材１２０の上面に、円穴部１０６Ａと同等の直径を有する凹部を形成したり、非磁性体部材１２０に円穴部１０６Ａと同等の直径を有する貫通孔を形成したりしてもよい（図示せず）。

ばね部材１０８は、可動部１０４の軸方向Ａの移動範囲を例えば円穴部１０６Ａの範囲内に制限する部材である。ばね部材１０８は、一端が出力軸１１６の例えばフランジ１１６Ａに当接し、他端がケース１１８に当接している。そして、ばね部材１０８は、可動部１０４の軸方向Ａの動きに対して反発力を生じさせるようになっている。なお、可動部１０４の軸方向Ａ回りの回転を制限するために、可動部１０４にストッパを形成してもよい（図示せず）。可動部１０４が軸方向Ａ回りに回転した際にストッパがケース１１８の内部に接触する構成とすることで、可動部１０４の軸方向Ａ回りの回転を制限できる。例えば、内面が軸方向視で矩形状のケース内に可動部１０４を配置し、軸方向視で矩形状のストッパをケース内面と離間するように可動部１０４に形成することで、可動部１０４の軸方向Ａ回りの回転を制限する構成とすることができる。

ケース１１８は、回転部１０６の軸方向Ａにおけるモータ１０２側と反対側に設けられ、出力軸１１６が挿通され、かつモータ１０２の作動時に回転しない部位に固定されている。一例として、ケース１１８は、筒状部１２６と、底部１２８と、フランジ部１３０とを有している。筒状部１２６は、可動部１０４及び回転部１０６の大部分を収納する部位であり、モータ１０２の本体部１１０に例えば嵌合している。筒状部１２６がモータ１０２を完全に覆う構成であってもよい。底部１２８には、可動部１０４の出力軸１１６が挿通される貫通孔１２８Ａが形成されている。底部１２８は、後述する防振装置１０にリニアアクチュエータ１００を搭載する際に取付けブラケットとして機能するようになっている。

（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図３において、本実施形態に係るリニアアクチュエータ１００では、回転部１０６の円穴部１０６Ａの内周部１１２Ａ，１１３Ａに、周方向へ所定間隔で交互に異なる磁極Ｓ，Ｎが円穴部１０６Ａの軸方向Ａに２層形成され、軸方向Ａに隣り合う２層の磁極が互いに異なっている。従って、可動部１０４の磁極Ｓ，Ｎが回転部１０６の２層の磁極Ｓ，Ｎのうち一方の磁極Ｓ，Ｎと夫々同極のとき、他方の磁極Ｓ，Ｎとは夫々異極となる。つまり、可動部１０４には、磁力の吸引力と反発力が矢印Ｌ方向に同時に作用し、可動部１０４が出力軸１１６と共に他方の磁極（第２の磁石１１２）側へ移動する。これにより、回転部１０６からの出力軸１１６（図１）の延び出し量が減少する。

図４に示されるように、モータ１０２により回転部１０６が図３の状態から９０°回転すると、可動部１０４の磁極Ｓ，Ｎが回転部１０６の２層の磁極Ｓ，Ｎのうち一方の磁極Ｓ，Ｎと夫々異極となり、他方の磁極Ｓ，Ｎとは夫々同極となる。これにより、可動部１０４には、磁力の吸引力と反発力が同時に矢印Ｕ方向に作用し、可動部１０４が一方の磁極Ｓ，Ｎ（第３の磁石１１３）側へ移動する。これにより、回転部１０６からの出力軸１１６（図１）の延び出し量が増加する。

そして、モータ１０２により回転部１０６を連続的に回転させると、可動部１０４と対向する回転部１０６の磁極Ｓ，Ｎが交互に切り替わり、可動部１０４が出力軸１１６と共に、円穴部１０６Ａの軸方向Ａへ往復振動（振動）する。これにより、出力軸１１６に正負の軸方向力（推力）が交互に発生する。

可動部１０４は回転部１０６の円穴部１０６Ａ内に配置されており、可動部１０４が円穴部１０６Ａの軸方向Ａに移動しても、円穴部１０６Ａの径方向における、可動部１０４の磁極Ｓ，Ｎと回転部１０６の磁極Ｓ，Ｎとの間の距離は変化しない。この結果、可動部１０４の位置が変化しても、該可動部１０４を通過する総磁力の変動は抑制される。このため、リニアアクチュエータ１００の駆動時の推力の変動を抑制し、該推力を高精度に制御することができる。

また、リニアアクチュエータ１００では、制限部としてのばね部材１０８が、可動部１０４の軸方向Ａの動きに対して反発力を生じさせる。このばね部材１０８により、出力軸１１６の軸方向Ａにおける可動部１０４の移動範囲が、回転部１０６における円穴部１０６Ａの範囲内に制限される。従って、モータ１０２による回転部１０６の回転時に、可動部１０４の第１の磁石１１１が回転部１０６の円穴部１０６Ａから離脱することがない。また、可動部１０４の軸方向Ａ回りの回転を制限するために、可動部１０４にストッパを形成した場合、可動部１０４の軸方向Ａ回りの回転が制限されるため、可動部１０４が回転部１０６に供回りすることが抑制される。このため、可動部１０４の推力を効率的、安定的に発生させることができ、可動部１０４を安定的に振動させることができる。

更に、回転部１０６の円穴部１０６Ａ内に可動部１０４が配置されており、可動部１０４が出力軸１１６の軸方向Ａに移動して、第１の磁石１１１の軸方向位置が変化しても、円穴部１０６Ａの径方向における、可動部１０４の磁極Ｓ，Ｎと回転部１０６の磁極Ｓ，Ｎとの間の距離は変化しない。この距離は、具体的には、第１の磁石１１１と、第２の磁石１１２又は第３の磁石１１３との間の距離である。この結果、可動部１０４の軸方向位置が変化しても、第１の磁石１１１を通過する総磁力の変動は抑制される。このため、リニアアクチュエータ１００の駆動時の推力の変動を抑制し、該推力を高精度に制御することができる。

また、図５に示されるように、３つの磁石の磁極関係により第２の磁石１１２で発生する負荷トルクＴ２と第３の磁石１１３で発生する負荷トルクＴ３が逆となる。第２の磁石１１２と第３の磁石１１３は互いに結合されて一体化された回転部１０６となっているため、第２の磁石１１２の負荷トルクＴ２と、第３の磁石１１３の負荷トルクＴ３とが打ち消し合う。これより、回転部１０６の全体としての負荷トルクは低減される。

更に、モータ１０２として直流モータを用いることにより、リニアアクチュエータ１００の小型化、低価格化を図ることができる。また、負荷トルク低減により、小型化および低価格化を図ることが可能となる。

また、リニアアクチュエータ１００は、可動部１０４の第１磁石１１１を、回転部１０６の円穴部１０６Ａに差し込む構造であるため、組立が容易であり、可動部１０４と回転部１０６との接触も抑制される。

［防振装置］
図６において、本実施形態に係る防振装置１０は、例えば、自動車における振動発生部の一例たるエンジンを、振動受部の一例たる車体へ支持するエンジンマウントとして適用されるものである。なお、図６の符号ＣＬは防振装置１０の軸心を示し、この軸心に沿った方向は、リニアアクチュエータ１００における出力軸１１６の軸方向Ａと一致している。この防振装置１０は、第１の取付け部材１２と、第２の取付け部材２０と、弾性体の一例たるゴム弾性体１６と、液室の一例たる主液室３６及び副液室３８と、可動板４９，５０と、リニアアクチュエータ１００とを有している。

第１の取付け部材１２は、振動発生部または振動受部の何れか一方、例えばエンジン側に接続される。第２の取付け部材２０は、振動発生部（図示せず）または振動受部（図示せず）の何れか他方、例えば車体側に接続される。

第２の取付け部材２０は、外筒２２、及び、中間筒２４を含んで構成されている。外筒２２は、略円筒形状の円筒部２２Ａ、円筒部２２Ａの一端から径方向外側に延出されたフランジ部２２Ｂ、及び、円筒部２２Ａの他端側で中間筒２４の端部や後述する封止板４０などを加締めて固定するカシメ部２２Ｃを有している。中間筒２４は、円筒部２２Ａよりも小径の略円筒形状とされ、外筒２２の径方向内側に同軸的に配置されている。中間筒２４の一端側は、僅かに径方向外側へ湾曲した湾曲部２４Ａとされ、他端側は、径方向外側に段付きで屈曲された段付フランジ部２４Ｂとされている。外筒２２のフランジ部２２Ｂには、リバウンドストッパ金具１３との連結用のボルト穴２２Ｈが穿孔されている。リバウンドストッパ金具１３は、略Ｕ字状に湾曲された頂部の内側にゴム材１３Ａが配置されており、取付部１３Ｂでボルト１３Ｃにより第２の取付け部材２０へ固定されている。リバウンドストッパ金具１３は、防振装置１０の上部外側を囲むように配置されている。

第２の取付け部材２０は、後述する脚部材９６を介して、振動受部としての車体（不図示）に連結される。

第１の取付け部材１２は、外径が第２の取付け部材２０の内径よりも小径の略円柱状とされ、第２の取付け部材２０と同軸的に、かつ、第２の取付け部材２０よりも外側に突出して配置されている。第１の取付け部材１２の第２の取付け部材２０側は、先端に向かって小径となるような略テーパー形状とされている。第１の取付け部材１２は、不図示の取付部によってエンジン（不図示）と連結されている。

ゴム弾性体１６は、第１の取付け部材１２と第２の取付け部材２０とを連結し、エンジン側からの振動入力に伴い変形する部材である。このゴム弾性体１６は、第１の取付け部材１２の小径側先端外周に加硫接着されると共に、中間筒２４の湾曲部２４Ａ側の内周に湾曲部２４Ａの外周側をも覆うように加硫接着されており、第１の取付け部材１２と中間筒２４とを弾性的に連結している。ゴム弾性体１６の下面（第２の取付け部材２０側の面）には、凹部１６Ａが構成されている。ゴム弾性体１６には、第１の取付け部材１２の外周面を覆う薄肉の上部膜１７が一体的に構成されている。また、ゴム弾性体１６には、中間筒２４の段付フランジ部２４Ｂ側に延びて中間筒２４の内周部を覆う薄肉の下部膜１８が一体的に構成されている。

外筒２２の円筒部２２Ａの内側には、ダイアフラム３０が加硫接着されている。ダイアフラム３０は、薄肉のゴム膜で構成されており、略円筒形状とされている。ダイアフラム３０の円筒の一端は、径方向内側へ湾曲して縮径されリング３４に加硫接着されている。リング３４は、上部膜１７を介して第１の取付け部材１２に外嵌されている。ダイアフラム３０の円筒の他端は、外筒２２のカシメ部２２Ｃ側へ延出され、円筒部２２Ａの内周部を覆う被覆膜３２を構成している。

主液室３６及び副液室３８は、液体が封入され、ゴム弾性体１６の変形により拡縮する部位である。具体的には、第２の取付け部材２０の第１の取付け部材１２と逆側には、封止板４０が配置されている。受圧室としての主液室３６は、ゴム弾性体１６の凹部１６Ａ、中間筒２４、及び封止板４０により囲まれて構成されている。副液室３８は、ゴム弾性体１６とダイアフラム３０の間に環状に構成されている。主液室３６の外周側である外筒２２と中間筒２４との間には、制限通路２６が構成されている。制限通路２６は、一端が主液室３６と連通され、他端が副液室３８と連通されており、制限通路２６によって、主液室３６と副液室３８とが連通されている。主液室３６、副液室３８、及び制限通路２６には、液体が充填されている。

エンジンに連結された第１の取付け部材１２側から軸方向Ａの振動が入力されると、ゴム弾性体１６が弾性変形し、この弾性変形に伴って主液室３６の内容積が拡縮する。これにより、エンジンから入力される振動のうち比較的低い周波数域の振動、例えばシェイク振動等の入力時には、主液室３６と副液室３８との圧力差により主液室３６内に封入された液体と副液室３８内に封入された液体が制限通路２６を通して相互に流通し、制限通路２６内での液柱共振作用などにより、制振効果及び防振効果を得ることができる。制限通路２６は、その路長や断面積が、エンジンシェイク等の低周波大振幅振動の周波数域で制振効果が有効に発揮されるように設定されている。

封止板４０は、全体的に略円板状とされ、中央に円形の開口４１が形成された環状の外周板部４２と、開口４１の内部に配置される可動板部４４と、環状のゴム部４６とを含んで構成されている。環状のゴム部４６は、外周板部４２と可動板部４４とを連結しており、可動板部４４は、ゴム部４６により、外周板部４２に弾性的に支持されている。外周板部４２は外周端が下側に屈曲され、中間筒２４の段付フランジ部２４Ｂ等と共に加締められ、第２の取付け部材２０に固定されている。また、外周板部４２は、開口４１を構成する内周端が円筒形状となるように上側に屈曲されている。なお、本実施形態の外周板部４２は、金属板からなるプレス成形品である。

外周板部４２における開口４１の径方向外側には、可動板形成用窓４７が形成されている。可動板形成用窓４７は、円弧形状の長孔とされ、その曲率半径の中心が、外周板部４２の中心（軸心ＣＬ）と一致している。本実施形態では、例えば３個の可動板形成用窓４７が、開口４１を取り囲むように配置されている。ゴム部４６は、開口４１から半径方向外側へ、外周板部４２の上面、及び下面に沿って加硫接着されると共に可動板形成用窓４７を閉塞しており、可動板形成用窓４７を閉塞している部分が、主液室３６の液圧の変化により弾性変形する可動板４９として構成されている。

可動板５０は、封止板４０における開口４１の内側に位置するゴム部４６と、可動板部４４とを有している。可動板部４４の中央部分には、後述するリニアアクチュエータ１００の出力軸１１６が挿入されている。可動板部４４の外周端は、上側に屈曲されている。

可動板４９，５０は、一方の面が主液室３６に面している。封止板４０の主液室３６と逆側には、リニアアクチュエータ１００が配置されている。リニアアクチュエータ１００は、可動板５０の他方の面側に配置され、該可動板５０を加振するように構成されている。

（作用）
防振装置１０は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。この防振装置１０は、例えば自動車エンジンの振動の防振に使用される。この場合、自動車エンジンは、自動車の車体に、複数の防振装置１０により支持される。具体的には、振動発生源である例えば自動車エンジンへ防振装置１０の第１の取付け部材１２を連結し、振動受部である例えば車体へ第２の取付け部材２０を連結する。すると、自動車エンジンは、第１の取付け部材１２、ゴム弾性体１６及び第２の取付け部材２０を介して車体に支持される。このとき、自動車エンジンの振動は、ゴム弾性体１６の内部摩擦に基づく抵抗により吸収される。

エンジンシェイクのような比較的周波数の低い振動（例えば、周波数１０〜１５Ｈｚ）が入力された際には、その振動はゴム弾性体１６へ伝わり、これによってゴム弾性体１６が弾性変形して主液室３６が拡縮し、内部の液体が制限通路２６を介して主液室３６と副液室３８との間を行き来し、内部の液体が制限通路２６を行き来する際の通過抵抗または液柱共振により振動が吸収される。

ゴム部４６及び可動板４９を備えた防振装置は、一例として周波数１０〜１５Ｈｚのエンジンシェイク、乗り心地領域よりも高い周波数域（アイドル〜こもり音：例えば、周波数２０〜１００Ｈｚ未満。）において、ゴム部４６及び可動板４９が設けられていない場合、及びゴム部４６が設けられ可動板４９が設けられていない場合よりも動ばね定数を下げることが可能となっている。なお、ゴム部４６及び可動板４９の剛性等を調整することで、高周波領域の一部分（高周波領域の中でもこもり音に近い周波数の低い側）における動ばね定数の上昇を抑えることも可能である。

ここで、この防振装置１０では、主液室３６に対してゴム部４６と可動板４９とが面しているため、ゴム部４６及び可動板４９の剛性（面積、厚さ、硬さ等）を適切に設定することで、アイドル振動、及びこもり音となる周波数領域の振動入力時に、ゴム部４６及び可動板４９を振動させて、防振装置１０の動ばね定数の上昇を抑えることができる。即ち、この防振装置１０では、ゴム部４６及び可動板４９の振動により、アイドル振動、及びこもり音となる周波数領域の振動入力時におけるパッシブ性能を向上させることができる。

振動の周波数が、例えば、周波数２０〜４０Ｈｚのアイドル振動から、周波数１００〜２００Ｈｚの高い周波数の振動へと上昇すると、制限通路２６が目詰まり状態となる。そうすると、主液室３６の液圧が上昇し、防振装置１０の動ばね定数が上昇して防振性能が低下する。この場合、出力軸１１６の推力を高精度に制御できるリニアアクチュエータ１００により、車体への振動伝達力を零とする方向に可動板５０を振動させて主液室３６の液圧をコントロールすることで、動ばね定数の上昇を抑えることができる。即ち、防振装置１０では、可動板５０の振動により、アクティブ性能を得ることができる。

従って、本実施形態の防振装置１０では、ゴム部４６及び可動板４９による動ばね定数の上昇抑制効果と、可動板５０による動ばね定数の低減効果との相乗効果により、アイドル振動、及びこもり音となる高い周波数領域の振動を効果的に吸収することが可能となる。

なお、エンジンからの熱を受けて防振装置１０の温度が上昇し、上記空間内の空気が膨張する場合があるが、可動板４９が主液室３６側へ変形することで空間内の圧力上昇が抑えられ、可動板部４４、及びゴム部４６に無用な圧力が掛からなくなるため、防振特性の悪化が抑えられ、また、可動板部４４を支持しているゴム部４６のへたりが抑えられる。

更に、本実施形態の防振装置１０では、外周板部４２における開口４１の径方向外側の空いたスペースに可動板４９を設け、該スペースを有効活用したので、制限通路２６に面した外筒２２、及び中間筒２４といった部材に無理に可動板４９を設ける必要がない。仮に、外筒２２、中間筒２４といった部材に可動板４９を設けると、制限通路２６の寸法が短くなる等の影響により、低周波振動入力時の防振特性に影響が及ぶ。

更に、本実施形態の防振装置１０では、外周板部４２、可動板部４４、外周板部４２と可動板部４４とを連結しているゴム部４６と、可動板４９を形成しているゴム部４６とが一体となってユニット化されているので、組立工程が効率化され、また、防振装置１０に使用するゴム種も最小限に抑えることができる。

また、本実施形態の防振装置１０は、主液室３６に面するようにゴム部４６（外周板部４２と可動板部４４とを連結している部分）と、可動板４９とが設けられているため、可動板部４４を支持しているゴム部４６（可動板５０）の剛性をアクティブ性能重視で設定でき、可動板４９の剛性をパッシブ性能重視で設定できる。このため、パッシブ性能とアクティブ性能を両立することができる。

なお、リニアアクチュエータ１００は、上記した液室（主液室３６、副液室３８）及び可動板４９，５０を有しない防振装置（図示せず）にも適用可能である。この場合、リニアアクチュエータ１００の可動部１０４は、第１の取付け部材１２又は第２の取付け部材２０を加振するように構成される。この防振装置によれば、ゴム弾性体１６によるパッシブ性能と、リニアアクチュエータ１００によるアクティブ性能との相乗効果により、アイドル振動、及びこもり音となる高周波領域の振動を効果的に吸収することができる。

［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明の実施形態は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

例えば、モータ１０２は、回転を制御可能な駆動源一般を含むものである。このモータ１０２は、電動モータ（直流モータ）に限られず、油圧モータ、空圧モータ等の圧力モータであってもよい。また、モータ１０２の回転軸１１４が、回転部１０６における第２の磁石１１２の中心に連結されているものとしたが、これに限られず、モータ１０２の回転軸１１４と回転部１０６との間に、歯車列等の動力伝達機構が介在していてもよい。つまり、モータ１０２の回転軸１１４と、回転部１０６とが、同軸上に配置されていなくてもよい。

回転部１０６の円穴部１０６Ａが、第２の磁石１１２及び第３の磁石１１３を貫通しているものとしたが、可動部１０４のストロークが確保でき、可動部１０４と回転部１０６の接触が抑制される構成であればよい。従って、円穴部１０６Ａが第２の磁石１１２及び第３の磁石１１３の少なくとも一方を貫通しない構成であってもよい。また、回転部１０６が、軸方向Ａにおいて互いに結合されて一体化された第２の磁石１１２及び第３の磁石１１３を有するものとしたが、回転部１０６が全体的に磁石で構成されている必要はない。例えば非磁性体の中央部に円穴部を形成し、該円穴部の内周部に磁石を貼り付けてもよい。

穴部の一例として、平面形状が円形の円穴部１０６Ａを挙げたが、穴部の平面形状は円形に限られず、可動部１０４を振動させることができる構成であれば、楕円形、多角形、円弧と直線を組合せたもの等であってもよい。

可動部１０４の中央部に出力軸１１６が設けられるものとしたが、出力軸１１６を可動部１０４と別部材とし、リニアアクチュエータ１００の使用時に出力軸１１６を可動部１０４に結合する構成であってもよい。

制限部の一例としてばね部材１０８を挙げたが、制限部はこれに限られない。固定部材の一例としてケース１１８を挙げたが、固定部材はこれに限られない。

回転部１０６の内周部１１２Ａ，１１３Ａに２層の磁極Ｓ，Ｎが形成され、可動部１０４の外周部１１１Ａに１層の磁極Ｓ，Ｎが形成されるものとしたが、磁極Ｓ，Ｎの配置はこれに限られない。例えば、可動部１０４の外周部に２層の磁極Ｓ，Ｎが形成され、回転部１０６の内周部に１層の磁極Ｓ，Ｎが形成されていてもよい（図示せず）。

外側部が回転部１０６で、内側部が可動部１０４であるものとしたが、逆に外側部が可動部で、内側部が回転部であってもよい。この場合、外側部に出力軸を設けることができる（図示せず）。

１０…防振装置、１２…第１の取付け部材、１６…ゴム弾性体（弾性体）、２０…第２の取付け部材、３６…主液室（液室）、３８…副液室（液室）、５０…可動板、１００…リニアアクチュエータ、１０２…モータ、１０４…可動部（内側部）、１０６…回転部（外側部）、１０６Ａ…円穴部（穴部）、１０８…ばね部材（制限部）、１１１Ａ…外周部、１１２Ａ…内周部、１１３Ａ…内周部、１１６…出力軸、１１８…ケース（固定部材）、Ａ…出力軸の軸方向、Ｄ…隙間、Ｎ…磁極、Ｓ…磁極

Claims (5)

1. 中央部に穴部が形成された外側部と、
   前記穴部内に径方向に隙間を持って配置された内側部と、
   前記外側部及び前記内側部の一方を、前記穴部の軸方向回りに回転駆動するモータと、
   を備え、
   前記穴部の内周部及び前記内側部の外周部の一方に、周方向へ所定間隔で交互に異なる磁極が前記軸方向に２層形成されると共に、前記軸方向に隣り合う２層の前記磁極が互いに異なり、
   前記穴部の内周部及び前記内側部の外周部の他方に、周方向へ前記所定間隔で交互に異なる磁極が形成され、
   前記外側部及び前記内側部の他方は、前記軸方向へ相対移動可能であり、かつ前記軸方向回りの回転が制限されているリニアアクチュエータ。
2. 前記外側部及び前記内側部の他方の前記軸方向の移動範囲を制限する制限部を有する請求項１に記載のリニアアクチュエータ。
3. 前記軸方向における前記モータ側と反対側に設けられ、前記外側部及び前記内側部の他方に設けられる出力軸が挿通され、かつ前記モータの作動時に回転しない部位に固定された固定部材を有し、
   前記制限部は、一端が前記出力軸に当接し、他端が前記固定部材に当接し、前記外側部及び前記内側部の他方の前記軸方向の動きに対して反発力を生じさせるばね部材である請求項２に記載のリニアアクチュエータ。
4. 振動発生部または振動受部の何れか一方に接続される第１の取付け部材と、
   振動発生部または振動受部の何れか他方に接続される第２の取付け部材と、
   前記第１の取付け部材と前記第２の取付け部材とを連結し、前記振動発生部からの振動入力に伴い変形する弾性体と、
   液体が封入されると共に、前記弾性体の変形により拡縮する液室と、
   一方の面が前記液室に面する可動板と、
   前記可動板の他方の面側に配置され、前記可動板を加振する請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のリニアアクチュエータと、
   を備える防振装置。
5. 振動発生部または振動受部の何れか一方に接続される第１の取付け部材と、
   振動発生部または振動受部の何れか他方に接続される第２の取付け部材と、
   前記第１の取付け部材と前記第２の取付け部材とを連結し、前記振動発生部からの振動入力に伴い変形する弾性体と、
   前記外側部及び前記内側部の他方が、前記第１の取付け部材又は前記第２の取付け部材を加振する請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のリニアアクチュエータと、
   を備える防振装置。

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