JP2017204988A - 電磁式アクチュエータおよび能動型制振装置と能動型防振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インナ軸部材に装着される磁石部材における永久磁石の外径寸法を確保しつつ、永久磁石のマスを小さく設定することができる、新規な構造の電磁式アクチュエータなどを提供する。【解決手段】電磁式アクチュエータ１０であって、インナ軸部材２４における永久磁石６４および一対の環状ヨーク部材６６，６８の外挿部分に、永久磁石６４および一対の環状ヨーク部材６６，６８の内周面に当接してセンタリングする当接部１１０，１１２ａ，１１２ｂがそれぞれ設けられており、永久磁石６４をセンタリングする軸方向中央の当接部１１０が一対の環状ヨーク部材６６，６８をセンタリングする軸方向両側の当接部１１２ａ，１１２ｂに比して大径とされていると共に、中央の当接部１１０の軸方向両側には一対の環状ヨーク部材６６，６８との間に隙間１１６，１１６が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、インナ軸部材とアウタハウジング部材との間に電磁気による軸方向の駆動力を生ぜしめる電磁式アクチュエータに関連する技術に係り、電磁式アクチュエータとそれを用いた能動型の制振装置および防振装置に関するものである。

一般に、アクティブタイプといわれる能動型の制振装置や防振装置では、加振駆動力を得るために電磁式アクチュエータが採用されている。電磁式アクチュエータは、例えば特開２０１１−１０９８３１号公報（特許文献１）に記載のように、コイル部材が装着されたアウタハウジング部材と磁石部材が装着されたインナ軸部材とが弾性部材で連結された構造とされている。そして、コイル部材への通電による電磁気力が磁石部材に作用してインナ軸部材とアウタハウジング部材との間に軸方向の駆動力が及ぼされるようになっている。

ところで、インナ軸部材に設けられる磁石部材は、上記特許文献１にも示されているように、一般に、環状の永久磁石の軸方向両側に、強磁性材で形成された一対の環状ヨーク部材を重ね合わせて構成される。また、これら永久磁石と一対の環状ヨーク部材は、インナ軸部材に外挿されて組み付けられており、ボルト・ナット式の締付機構などを構成する締結部材によって、インナ軸部材へ固定されている。

ここにおいて、一対の環状ヨーク部材の採用は、比較的に高価な永久磁石を小形にして低コスト化を図りつつ、アクチュエータ特性等のチューニングに際してインナ軸部材のマス質量を確保するのに有効である。加えて、一対の環状ヨーク部材の採用は、切削やプレスなどの後加工が難しく形状設計の自由度が小さい永久磁石において、磁極面の位置や形状などに関する設定自由度を確保するのにも有効である。

ところが、上記特許文献１に記載の如き従来構造の電磁式アクチュエータでは、インナ軸部材として比較的に小径のボルトが採用されている。それ故、永久磁石や環状ヨーク部材において、アウタハウジング部材に装着されたコイル部材に近接する磁極面を形成したり、磁石部材のマス質量を確保したりするために必要とされる外径寸法を設定すると、永久磁石や環状ヨーク部材が径方向に厚肉化することが避けられなかった。特に永久磁石は、特定の素材を用いて特別な加工で製造されることから、厚肉でマスの大きい永久磁石が必要とされると、目的とする電磁式アクチュエータの製造も難しくなり、高コスト化も問題になる。

特開２０１１−１０９８３１号公報

本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題とするところは、インナ軸部材に装着される磁石部材における永久磁石の外径寸法を確保しつつ、永久磁石のマスを小さく設定することができる、新規な構造の電磁式アクチュエータなどを提供することにある。

以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。

前述の如き問題に鑑み、本発明者は、先ず、環状の永久磁石について、内径寸法を大きくすることで径方向に薄肉化してマスを減少設定することを試みた。その際、インナ軸部材の外周面と永久磁石の内周面との間には空間が発生してしまい、永久磁石をセンタリングして組み付けることが難しくなることから、かかる空間にスペーサを配する検討をした。ところが、永久磁石の軸方向寸法に比してスペーサが大きいと、一対の環状ヨーク部材がスペーサで担がれた状態になり、永久磁石と環状ヨーク部材とが当接し難くなって磁気抵抗の増大による発生電磁力の低下が問題になると共に、永久磁石のガタツキによって異音や損傷が問題になるおそれもある。一方、永久磁石の軸方向寸法に比してスペーサが小さいと、永久磁石の内周面側の空間内におけるスペーサのガタツキが問題になり、異音の発生に加えて、打ち当りや磨耗による耐久性の低下も問題になりやすい。このような検討結果に加えて、永久磁石は寸法精度の確保が難しいこともあり、スペーサの採用は現実的に難しいことが判ったのである。

かくの如き、本発明者による検討結果から明らかになった新たな課題も考慮して完成された本発明の第一の態様は、コイル部材が装着されたアウタハウジング部材と磁石部材が装着されたインナ軸部材とが弾性部材で連結されており、該コイル部材への通電による電磁気力が該磁石部材に作用して該インナ軸部材と該アウタハウジング部材との間に軸方向の駆動力が及ぼされるようになっている一方、該インナ軸部材の外周上で環状の永久磁石の軸方向両側に一対の環状ヨーク部材が重ね合わされて前記磁石部材が構成されていると共に、該一対の環状ヨーク部材を該永久磁石へ軸方向両側から押し付けて該インナ軸部材へ固定する締結部材が設けられている電磁式アクチュエータにおいて、前記インナ軸部材における前記永久磁石および前記一対の環状ヨーク部材の外挿部分に、該永久磁石および該一対の環状ヨーク部材の内周面に当接してセンタリングする当接部がそれぞれ設けられており、該永久磁石をセンタリングする軸方向中央の該当接部が該一対の環状ヨーク部材をセンタリングする軸方向両側の該当接部に比して大径とされていると共に、該中央の当接部の軸方向両側には該一対の環状ヨーク部材との間に隙間が設けられている電磁式アクチュエータを、特徴とするものである。

本態様に従う構造とされた電磁式アクチュエータでは、大径とされた中央の当接部によって永久磁石がインナ軸部材に対してセンタリングされることから、永久磁石の外径寸法を確保しつつ、内径を大きくすることで径方向に薄肉化してマスを小さく設定することが可能になる。

しかも、永久磁石をセンタリングする中央の当接部と一対の環状ヨーク部材をセンタリングする両側の当接部とが、インナ軸部材に一体的に設けられており、且つ、中央の当接部と一対の環状ヨーク部材との軸方向間に隙間が設けられていることから、インナ軸部材に対してそれぞれセンタリングされた永久磁石と一対の環状ヨーク部材とが確実に当接状態で重ね合わされて締結部材により固定され得る。それ故、永久磁石と一対の環状ヨーク部材とにおける磁束の漏れが抑えられて磁気効率が良好に確保されると共に、部材間での軸方向のガタツキや打ち当りも防止されて異音や損傷も防止され得る。それに加えて、インナ軸部材や磁石部材における製造時の寸法のばらつきも隙間で吸収されることから、インナ軸部材に対して永久磁石や一対の環状ヨーク部材が一層安定して組み付けられ得る。

本発明の第二の態様は、前記第一の態様に係る電磁式アクチュエータにおいて、前記インナ軸部材の外径寸法が軸方向で異ならされて、軸方向中央部分が略一定の外径寸法で軸方向に延びる大径部とされていると共に、軸方向両側部分が略一定の外径寸法で軸方向に延びる小径部とされており、該大径部によって前記軸方向中央の当接部が構成されていると共に、該小径部によって前記軸方向両側の当接部が構成されているものである。

本態様の電磁式アクチュエータでは、インナ軸部材の軸方向における中央の当接部と両側の当接部とが、何れも略円筒形の外周面形状をもって形成されて、インナ軸部材の周方向位置に拘わらずに、永久磁石や環状ヨーク部材に対して当接部によるセンタリング作用が発揮され得る。

本発明の第三の態様は、前記第一又は第二の態様に係る電磁式アクチュエータにおいて、前記隙間が、前記軸方向中央の当接部と前記一対の環状ヨーク部材との軸方向対向面間の全体に亘って略一定の隙間寸法で広がっているものである。

本態様の電磁式アクチュエータでは、略一定の隙間寸法を設定することで、磁石部材における質量の偏りを防止することができる。また、局所的に大きな隙間の発生をなくすことで、隙間の全体容積を小さく抑えて磁石部材の質量を効率的に確保することも可能となる。

本発明の第四の態様は、前記第一〜三の何れか一つの態様に係る電磁式アクチュエータにおいて、前記インナ軸部材における前記軸方向中央の当接部の軸方向両側面が、軸方向外方に向かって中央部分が突出するテーパ状外周面とされていると共に、前記一対の環状ヨーク部材が軸方向外方に突出する周壁形状とされて該軸方向中央の当接部の該テーパ状外周面を覆うように配設されているものである。

本態様の電磁式アクチュエータでは、隙間を挟む環状ヨーク部材と軸方向中央の当接部との対向面がテーパ形状とされることにより、テーパ面に直交する方向の隙間の実質寸法に対して、軸方向の離隔距離が大きく確保される。それ故、軸方向の寸法誤差による環状ヨーク部材と軸方向中央の当接部との軸方向での当接を回避しつつ、隙間の実質寸法をより小さく設定することも可能になる。また、インナ軸部材へ環状ヨーク部材を外挿して組み付ける際に、環状ヨーク部材と軸方向中央の当接部とのテーパ形状とされた対向面による案内作用も期待できる。

本発明の第五の態様は、前記第一〜四の何れか一つの態様に係る電磁式アクチュエータであって、前記インナ軸部材において、前記軸方向中央の当接部と前記軸方向両側の当接部とが一体形成されているものである。

本態様の電磁式アクチュエータでは、軸方向中央の当接部と両側の当接部が何れもインナ軸部材に一体形成され得る。それ故、前記第一の態様等において、例えばインナ軸部材に対して筒状の当接部材を圧入などで固定することでインナ軸部材と一体的に軸方向中央の当接部を設ける場合に比して、本態様では部品点数の減少なども図られ得る。

本発明の第六の態様は、前記第一〜五の何れか一つの態様に係る電磁式アクチュエータにおいて、前記弾性部材が前記一対の環状ヨーク部材の各外方に配設されて軸直角方向に広がる一対の板ばねを含んで構成されており、前記インナ軸部材が該一対の板ばねによって前記アウタハウジング部材に連結されて軸方向へ相対移動可能に支持されているものである。

本態様の電磁式アクチュエータでは、インナ軸部材の軸方向両側を、軸方向に比して軸直角方向のばね比の大きい板ばねで支持せしめることで、インナ軸部材を一層安定して軸方向に加振変位せしめることが可能になる。

本発明の第七の態様は、本発明に従う能動型制振装置に係り、前記第一〜六の何れか一つの態様に係る電磁式アクチュエータを含んで構成されており、前記インナ軸部材における軸方向の少なくとも一方の端部に対して付加マス部材が設けられている能動型制振装置を、特徴とするものである。

本発明の第八の態様は、本発明に従う能動型防振装置に係り、前記第一〜六の何れか一つの態様に係る電磁式アクチュエータを含んで構成されており、内部に非圧縮性流体が封入された流体室を備えた流体封入式防振装置本体において、該流体室へ圧力変動を及ぼす加振部材に対して前記インナ軸部材の軸方向一方の端部側が取り付けられている能動型防振装置を、特徴とするものである。

本発明によれば、磁石部材における磁束の漏れや部材間におけるガタツキや打ち当りなどの新たな問題を生ずることなく、インナ軸部材に対するセンタリング精度を確保しつつ永久磁石の内径を大きくして径方向に薄肉で小さなマスを設定することが可能とされる、新規な構造の電磁式アクチュエータが実現され得る。

本発明の一実施形態としての電磁式アクチュエータを利用した能動型制振装置を示す縦断面図である。 図１に示された能動型制振装置の電磁式アクチュエータを構成する、磁石部材が装着されたインナ軸部材の要部を拡大して示す縦断面説明図である。 本発明の別の実施形態を示す、図２に対応するインナ軸部材の縦断面説明図である。 本発明の更に別の実施形態を示す、図２に対応するインナ軸部材の縦断面説明図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１には、本発明の一実施形態である電磁式アクチュエータ１０を備えた、自動車用の能動型制振装置１２が示されている。かかる能動型制振装置１２は、主振動系となる制振対象部材である自動車ボデーなどに固定的に取り付けられるアウタハウジング部材１４に対して、マス部材１６が収容状態で配設されて、弾性部材としての一対の板ばね１８，２０で弾性連結されることにより、副振動系となるマス−バネ系が構成されている。また、アウタハウジング部材１４には固定子２２が取り付けられている一方、マス部材１６がインナ軸部材２４と可動子２６とを含んで構成されているとともに、インナ軸部材２４には磁石部材としての可動子２６が取り付けられており、固定子２２（アウタハウジング部材１４）に対して可動子２６（インナ軸部材２４）が、軸方向に相対変位可能な状態で内外挿配置されている。以下の説明において、特に記載がない限り、上下方向および軸方向とは、電磁式アクチュエータ１０の駆動作用方向であって、能動型制振装置１２による能動的制振効果が発揮される振動の入力方向となる、図１中の上下方向を言う。

より詳細には、アウタハウジング部材１４は、大径の略円筒形状とされたアウタ筒部材２８を備えている。アウタ筒部材２８の下側の開口縁部には下方に延びるかしめ固定部２９が設けられており、カップ形状の底金具３０の開口縁部がかしめ固定部２９においてかしめ固定されることによって、アウタ筒部材２８の下側開口部に対して底金具３０が組み付けられている。また、アウタ筒部材２８の上側の開口部には、厚肉円板形状の蓋部材３２が嵌着固定されている。

このようにして、アウタ筒部材２８の軸方向両側の開口部が、底金具３０と蓋部材３２で覆蓋されることにより、収容領域を内部に備えたアウタハウジング部材１４が構成されている。

また、アウタ筒部材２８の内周面には、固定子２２が取り付けられており、アウタハウジング部材１４に収容されている。固定子２２は、全体として厚肉の略円筒形状を呈しており、アウタ筒部材２８における軸方向の略中央部分に位置して内周面に沿って固定的に組み付けられている。

詳細には、固定子２２は、上下二段に配されたコイル部材３４，３４を備えている。コイル部材３４は、樹脂製のボビン３６に導電性の金属線材を巻回してなるコイル３８に対して、アウタヨーク４０が組み付けられた構造とされている。

アウタヨーク４０は、鉄などの強磁性体で形成されており、コイル３８を軸方向外面から外周面にわたって覆うように重ね合わされた第一のヨーク４２と、コイル３８の軸方向内面を覆うように重ね合わされた第二のヨーク４４とを備えている。

また、コイル３８の軸方向両面に重ね合わされた第一のヨーク４２と第二のヨーク４４の各内周縁部は、コイル３８の内周面を覆うように上下両方からそれぞれ所定長さで軸方向に延びている。そして、コイル３８の内周面上で軸方向の上下から接近して配された第一のヨーク４２と第二のヨーク４４の各端部は、軸方向に所定距離を隔てて対向せしめられている。

これにより、上下の各コイル３８の周囲には、コイル３８への通電によって生じる磁束を導く磁路が、第一及び第二のヨーク４２，４４を含むアウタヨーク４０によって形成されている。また、かかる磁路上には、コイル３８の内周面側に位置して、第一のヨーク４２と第二のヨーク４４の軸方向対向面間に磁気ギャップ４６が形成されている。かかる磁気ギャップ４６は、略一定の間隔で周方向の全周に亘って連続して広がっている。

そして、外部からコイル３８，３８に給電されることにより、コイル３８，３８の周囲に磁束が発生すると共に、発生した磁束がアウタヨーク４０，４０で構成された磁路によって導かれて、磁気ギャップ４６，４６の軸方向両側に磁極が形成されるようになっている。

なお、本実施形態では、上側のコイル部材３４のコイル３８と、下側のコイル部材３４のコイル３８は、巻線材がボビン３６，３６に対して互いに逆向きに巻回されており、通電によって逆向きの磁束を生じるようになっている。上下のコイル部材のコイルは、相互に連続した線材で構成されていても良い。

また、本実施形態では、上下のコイル部材３４，３４の巻線材に給電するためのリード線が、コイル部材３４，３４から上方に延びており、蓋部材３２の内部に埋設状態で設けられた給電端子４８に接続されている。蓋部材３２には、外周側に突出する接続コネクタ５０が一体形成されており、この接続コネクタ５０に対して外部から給電コネクタが連結されることにより、接続コネクタ５０内の給電端子４８に対して外部の給電線が導通されるようになっている。

更にまた、固定子２２の軸方向両側には、それぞれ薄肉の円板形状を有する上下一対の板ばね１８，２０が配設されている。板ばね１８，２０の軸方向内方に位置する上下のコイル部材３４，３４には、アウタヨーク４０，４０における各軸方向外側の外周縁部から軸方向外方に突出する環状の支持突部５２，５２が形成されている。そして、これら支持突部５２，５２に対して、板ばね１８，２０の外周縁部が重ね合わされることにより、アウタヨーク４０，４０から軸方向外方へ離れて、両側の板ばね１８，２０が軸直角方向に広がって配設されている。

また、上側の板ばね１８の軸方向外側には、アウタ筒部材２８に内挿された円環板形状の上側押え金具５４が重ね合わされている。上側押え金具５４は、アウタ筒部材２８の周壁に設けられた切起し片５６に係止されて軸方向で位置決めされており、板ばね１８の外周縁部が、コイル部材３４の支持突部５２と上側押え金具５４との間で挟まれて、アウタ筒部材２８に対して固定されている。

また一方、下側の板ばね２０の軸方向外側には、アウタ筒部材２８に内挿されたスペーサリング５８を介して、略円環板形状の下側押え金具６０が重ね合わされている。下側押え金具６０は、アウタ筒部材２８と底金具３０とのかしめ固定部位で位置決め支持されている。これにより、板ばね２０の外周縁部が、コイル部材３４の支持突部５２と下側押え金具６０との間で、スペーサリング５８を介して挟まれて、アウタ筒部材２８に対して固定されている。

なお、下側押え金具６０の表面には被着ゴム層６２が加硫接着されている。この被着ゴム層６２により、アウタ筒部材２８と底金具３０とのかしめ固定部位がシールされていると共に、スペーサリング５８との間に介在されて、上側押え金具５４と下側押え金具６０との間で挟持される固定子２２の軸方向寸法誤差が吸収されるようになっている。

一方、インナ軸部材２４は、アウタハウジング部材１４の中心軸上を同軸的に上下方向へストレートに延びる略ロッド形状とされている。そして、アウタハウジング部材１４に組み付けられた固定子２２で囲繞された領域に配される可動子２６が、インナ軸部材２４に対して固定的に組み付けられている。

可動子２６は、永久磁石６４の上下両側に一対の環状ヨーク部材としての上ヨーク６６と下ヨーク６８を重ね合わせた構造のアーマチャとされている。また、上下ヨーク６６，６８における軸方向の各外側には、板ばね１８，２０が配されている。

永久磁石６４と上下ヨーク６６，６８および上下の板ばね１８，２０には、何れも中央に貫通孔７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄが形成されている。そして、かかる貫通孔７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄに対してインナ軸部材２４が挿通されている。換言すれば、インナ軸部材２４の外周上で、環状の永久磁石６４の軸方向両側に環状の上下ヨーク６６，６８が重ね合わされることで可動子２６（磁石部材）が構成されている。

また、インナ軸部材２４には、上下両端部分に雄ねじ部が形成されており、螺着された上下の締付ナット７２，７２により、永久磁石６４と上下ヨーク６６，６８および上下の板ばね１８，２０に対して重ね合わせ方向の締付力が及ぼされている。即ち、本実施形態では、インナ軸部材２４に螺着された上下の締付ナット７２，７２によって、可動子２６をインナ軸部材２４へ固定する締結部材が構成されている。

更にまた、上下の締付ナット７２，７２によって、上下の板ばね１８，２０の内周縁部が上下ヨーク６６，６８の各軸方向外側面に対して固定されている。これにより、インナ軸部材２４に固定された可動子２６が、軸方向両側部分において、軸直角方向に広がる板ばね１８，２０を介して、アウタハウジング部材１４に対して弾性的に連結支持されている。なお、上下の板ばね１８，２０は、例えば径方向中間部分を渦巻き状に延びるスリットが形成されることにより、軸方向のばね特性が調節されている。

ところで、本実施形態では、インナ軸部材２４における下側の雄ねじ部が、可動子２６よりも下方へ延び出している。そして、下方に延び出したインナ軸部材２４の下端部分に対して、付加ばね部材７４と付加マス部材７６が取り付けられている。

付加ばね部材７４は、中心孔７８を有する小径ブロック状のインナ固定金具８０と、大径筒状のアウタ固定金具８２とが、径方向に延びる複数のスポーク状部分を備えた連結ゴム弾性体８４によって弾性連結された構造を有している。

また、付加マス部材７６は、中心軸上に装着孔８６が形成された円環ブロック形状を有しており、装着孔８６の上側開口縁部には、内周に突出する環状固定片８８が形成された構造を有している。

そして、付加ばね部材７４のインナ固定金具８０と付加マス部材７６が、インナ軸部材２４の下側の雄ねじ部に対して外挿されて重ね合わされており、インナ軸部材２４に螺着された締付ナット７２と固定ナット９０との間で締め付けられることにより、インナ軸部材２４の下端に固定されている。

なお、付加マス部材７６の周囲には、底金具３０や連結ゴム弾性体８４等の他部材との間に所定の隙間が設けられており、それによって、付加マス部材７６が、インナ軸部材２４によって連結された可動子２６などと一体的に、軸方向で往復移動可能とされている。

また、付加ばね部材７４と付加マス部材７６が内部に配設された底金具３０には、開口部から下方に向かって延びる筒状のストッパ金具９２が設けられている。ストッパ金具９２の上端縁部は外フランジ状に広がっており、アウタ筒部材２８のかしめ固定部２９に対して底金具３０および下側押え金具６０と共にかしめ固定されている。

そして、かかるストッパ金具９２に対して、付加ばね部材７４のアウタ固定金具８２が圧入固定されている。これにより、インナ軸部材２４とアウタハウジング部材１４とが、付加ばね部材７４の連結ゴム弾性体８４によって弾性的に連結されている。

更にまた、ストッパ金具９２の下端部には、内周側に突出する当接部９４が形成されている。一方、付加マス部材７６の上端面には、プレート状の当接金具９６が固着されており、付加マス部材７６と当接金具９６との重ね合わせ面間には、外周面上に開口して周方向に延びるストッパ用溝９８が形成されている。そして、このストッパ用溝９８に対して、ストッパ金具９２の当接部９４が、所定の隙間をもって差し入れられている。

これにより、付加マス部材７６が底金具３０内で軸方向や軸直角方向に大きく変位した際に、ストッパ用溝９８内でストッパ金具９２の当接部９４が打ち当たって、付加マス部材７６の変位量を制限するストッパ機構が構成されている。なお、ストッパ金具９２の当接部９４におけるストッパ用溝９８内への打ち当り面には緩衝部材１００が設けられている。

さらに、図２にも示されているように、可動子２６を構成する永久磁石６４は、上下両面が軸直角方向に広がる平面とされた略円環形状を有しており、軸方向に着磁されることで上下両面にＮ／Ｓの各一方の磁極が形成されている。なお、永久磁石６４は、フェライト系磁石やアルニコ系磁石なども採用可能であるが、好適には希土類コバルト系磁石が採用される。

上下ヨーク６６，６８は、磁路を形成する鉄などの強磁性体で形成されており、本実施形態では、互いに同じ部材が用いられている。また、上下ヨーク６６，６８は、永久磁石６４への重ね合わせ面が、永久磁石６４に対応した平坦面形状とされており、永久磁石６４の軸方向の両端面に対して、実質的に全面に亘る広い面で略密接状態に重ね合わされるようになっている。

さらに、上下ヨーク６６，６８の貫通孔７０ａ，７０ｂは、永久磁石６４と反対側に位置する軸方向外側部分において、略一定の内径寸法の円筒形状をもって軸方向所定長さで延びる当接内周面１０２ａ，１０２ｂを有している。また、貫通孔７０ａ，７０ｂの内周面のうち、当接内周面１０２ａ，１０２ｂよりも永久磁石６４に近い部分は、永久磁石６４に向かって次第に拡径する円形のテーパ状内周面１０４ａ，１０４ｂとされている。かかるテーパ状内周面１０４ａ，１０４ｂの最大径は、永久磁石６４側の開口端に位置しており、永久磁石６４の内径寸法と略同じとされている。

また、上下ヨーク６６，６８は、外径寸法が軸方向外方に向かって次第に小径となる外周面形状とされており、即ち上下ヨーク６６，６８のそれぞれが軸方向外方に突出する周壁形状とされている。これにより、上下ヨーク６６，６８が軸方向に変位せしめられた際の板ばね１８，２０への干渉が回避されるようになっている。なお、特に本実施形態では、軸方向外方に向かって段階的に外径寸法が小さくされた階段状の外周面形状とされている。

また、上下ヨーク６６，６８の外周面のうち、永久磁石６４側の軸方向端部は、略一定の外径寸法で軸方向に延びる円筒形状の磁極形成面１０６，１０８とされている。磁極形成面１０６，１０８の外径寸法は、磁極を効率的に形成し得るように、永久磁石６４の外径寸法よりも僅かに大きくされていることが望ましい。

一方、永久磁石６４と上下ヨーク６６，６８に挿通されるインナ軸部材２４は、外径寸法が軸方向で異ならされた外周面を有している。特に永久磁石６４が装着される軸方向中央部分の外径寸法Ｄ１（図２参照）が、上下ヨーク６６，６８が装着される軸方向両側部分の外径寸法Ｄ２（図２参照）よりも大きくされることで、軸方向中間部分が膨らんだ形状とされている。なお、インナ軸部材は、永久磁石６４の磁束の短絡を防止するためにアルミニウム合金やステンレスなどの非磁性材で形成されており、上記材質による一体成形品とされることが好適である。

具体的には、インナ軸部材２４は、永久磁石６４が外挿される軸方向中央部分が、永久磁石６４の内径寸法と同じか僅かに小さい外径寸法で軸方向に延びる大径部としての中央当接部１１０とされており、当該中央当接部１１０の外周面が円筒形状とされている。そして、この中央当接部１１０の外周面に対して、永久磁石６４の内周面が当接することにより、永久磁石６４がインナ軸部材２４と同一中心軸上に位置せしめられてセンタリングされるようになっている。

また、インナ軸部材２４において、中央当接部１１０の軸方向両側に位置して上下ヨーク６６，６８が外挿される両側部分は、上下ヨーク６６，６８の貫通孔７０ａ，７０ｂの内周面形状に対応した異形の外周面形状とされている。

すなわち、インナ軸部材２４において中央当接部１１０から軸方向両側にそれぞれ所定距離だけ離れて位置する部分には、上下ヨーク６６，６８の当接内周面１０２ａ，１０２ｂと同じか僅かに小さい外径寸法で軸方向に延びる小径部としての外方当接部１１２ａ，１１２ｂとされており、当該外方当接部１１２ａ，１１２ｂの外周面が円筒形状とされている。そして、この外方当接部１１２ａ，１１２ｂの外周面に対して、上下ヨーク６６，６８の当接内周面１０２ａ，１０２ｂが当接することにより、上下ヨーク６６，６８が、それぞれ、インナ軸部材２４と同一中心軸上に位置せしめられてセンタリングされるようになっている。

また、インナ軸部材２４において中央当接部１１０と両側の外方当接部１１２ａ，１１２ｂとの軸方向間における外周面は、軸方向外方に向かって次第に外径寸法が小さくなる円形のテーパ状外周面１１４ａ，１１４ｂとされている。すなわち、中央当接部１１０の軸方向両側面が、軸方向外方に向かって中央部分が突出するテーパ状外周面１１４ａ，１１４ｂとされている。

本実施形態では、インナ軸部材２４のテーパ状外周面１１４ａ，１１４ｂが、上下ヨーク６６，６８のテーパ状内周面１０４ａ，１０４ｂと略同じ傾斜角度で形成されている。そして、永久磁石６４の軸方向長さよりも中央当接部１１０の軸方向長さが僅かに小さくされていることによって、インナ軸部材２４のテーパ状外周面１１４ａ，１１４ｂが、上下ヨーク６６，６８のテーパ状内周面１０４ａ，１０４ｂよりも軸方向内方に僅かに控えて位置せしめられている。すなわち、軸方向外方に突出する周壁形状とされた上下ヨーク６６，６８が、インナ軸部材２４のテーパ状外周面１１４ａ，１１４ｂを外方から覆うように配設されている。その結果、テーパ状外周面１１４ａ，１１４ｂとテーパ状内周面１０４ａ，１０４ｂとの間には、全体に亘って広がる隙間１１６，１１６が形成されている。本実施形態では、周方向の全周に亘って連続して延びる円環状の隙間１１６，１１６が、中央当接部１１０の軸方向両側と上下ヨーク６６，６８との軸方向対向面間に略一定の隙間寸法をもって設けられている。

従って、永久磁石６４と上下ヨーク６６，６８は、互いに軸方向に重ね合わされているものの、永久磁石６４において磁極面とされた軸方向両側面に対してだけ上下ヨーク６６，６８が当接するようになっている。また、永久磁石６４と上下ヨーク６６，６８は、何れの内周面もインナ軸部材２４に対して軸方向で当接されていない。なお、本実施形態では、永久磁石６４と上下ヨーク６６，６８の内径は、中央当接部１１０と外方当接部１１２ａ，１１２ｂの外径より僅かに大きくされており、永久磁石６４や上下ヨーク６６，６８の内周面が、インナ軸部材２４に対して、軸直角方向で当接することでセンタリングされて、同一中心軸上に位置決めされるようになっている。

なお、隙間１１６，１１６の大きさは、特に限定されるものでないが、インナ軸部材２４と可動子２６とから構成されるマス部材１６のマス質量を効率的に確保するには、できるだけ小さいことが望ましい。また、部品寸法誤差などに基づいて、意図せずインナ軸部材２４のテーパ状外周面１１４ａ，１１４ｂと上下ヨーク６６，６８のテーパ状内周面１０４ａ，１０４ｂとが当接して、永久磁石６４の磁極面から上下ヨーク６６，６８が離隔してしまうことが回避される程度の大きさに設定することが好適であり、部品の大きさや寸法精度等に応じて、例えば０．５〜２ｍｍ程度の大きさの隙間寸法に設定することができる。

このような可動子２６を備えたインナ軸部材２４は、一対の板ばね１８，２０と付加ばね部材７４によってアウタハウジング部材１４に弾性連結されて組み付けられた状態下、上下ヨーク６６，６８の磁極形成面１０６，１０８に対してＮ／Ｓの各一方の磁極が設定されて、固定子２２の磁極に対して径方向に対向配置されている。すなわち、永久磁石６４の軸方向厚さ寸法が、固定子２２における上下の磁気ギャップ４６，４６の軸方向間距離と略同じとされており、可動子２６の上下ヨーク６６，６８における磁極形成面１０６，１０８が、固定子２２の磁気ギャップ４６，４６に対して径方向で隙間を隔てて対向配置されている。

これにより、固定子２２のコイル３８，３８への通電によって上下の磁気ギャップ４６，４６に磁界が生ぜしめられると、上下一方のヨーク６６（６８）の最外周部分１１８（１２０）に対して軸方向の磁気吸引力が及ぼされると共に、上下他方のヨーク６８（６６）の最外周部分１２０（１１８）に対して軸方向の磁気排斥力が及ぼされるようになっている。これらの磁力の作用に基づいて、可動子２６には、固定子２２のコイル３８，３８への通電方向に応じて、何れかの軸方向への駆動力が作用せしめられるのであり、コイル３８，３８への通電間隔や通電方向を制御することにより、所定の周期で可動子２６ひいてはインナ軸部材２４に対して軸方向の加振力を及ぼすことができる。

なお、本実施形態では、上下の板ばね１８，２０の弾性により、可動子２６が固定子２２に対して軸方向の初期位置に保持されており、外部からの給電による駆動力が解除された際には速やかに初期位置に戻るようになっている。

このような構造とされた電磁式アクチュエータ１０は、主振動系たる制振対象部材に対してアウタハウジング部材１４が固定的に取り付けられて装着されることにより、能動型制振装置１２を構成する。そして、かかる装着状態下、固定子２２のコイル３８，３８への給電を、軸方向の制振すべき振動に対応して制御することにより、副振動系を構成する可動子２６およびインナ軸部材２４を加振変位せしめて目的とする制振効果を得ることができる。

ここにおいて本実施形態の電磁式アクチュエータ１０では、永久磁石６４をセンタリングする中央当接部１１０が、インナ軸部材２４において中央当接部１１０の軸方向両側に位置する外方当接部１１２ａ，１１２ｂに対して大径とされている。それ故、永久磁石６４の外径寸法を確保しつつマスひいては永久磁石６４の実質的な必要量を小さくできる。また、可動子２６の全体質量も、大径化された中央当接部１１０等によって十分に確保することが可能である。

しかも、永久磁石６４をセンタリングする中央の当接部１１０と一対の環状ヨーク部材（上下ヨーク６６，６８）との軸方向間に隙間１１６，１１６を設けたことで、中央当接部１１０と上下ヨーク６６，６８が当接して上下ヨーク６６，６８と永久磁石６４とが離隔することが防止されることから、永久磁石６４と一対の環状ヨーク部材６６，６８とが確実に当接状態で重ね合わされて締結部材（締結ナット７２，７２）により固定され得る。

それ故、永久磁石６４と一対の環状ヨーク部材６６，６８とにおける磁束の漏れが抑えられて磁気効率が良好に確保されると共に、部材間での軸方向のガタツキや打ち当りも防止されて異音や損傷も防止され得る。

さらに、インナ軸部材２４や可動子２６（磁石部材）における製造時の寸法のばらつきも隙間１１６，１１６で吸収されることから、インナ軸部材２４に対して永久磁石６４や一対の環状ヨーク部材６６，６８が一層安定して組み付けられ得る。

以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えばインナ軸部材において永久磁石をセンタリングする軸方向中央の当接部などを構成する大径部分を、略一定の外径寸法で延びるロッド部材に対して別体形成して、圧入固定などにより固着することで、外周面が軸方向で異形状とされたインナ軸部材を構成することも可能である。

また、例えば図３に示されているように、インナ軸部材１２４において、永久磁石６４をセンタリングする大径の中央当接部１２４を、永久磁石６４よりも大きな軸方向長さとしても良い。この場合には、一対の環状ヨーク部材としての上ヨーク１２６および下ヨーク１２８の永久磁石６４側の開口端部に、中央当接部１２４に外嵌されてセンタリングされる大径の当接内周面１３０ａ，１３０ｂを形成することも可能である。

更にまた、例えば図４に示されているように、インナ軸部材１３２において、永久磁石６４をセンタリングする大径の中央当接部１３４を、軸方向両側にテーパ状部分を設けない厚肉円環形状とすると共に、一対の環状ヨーク部材としての上ヨーク１３６および下ヨーク１３８の軸方向端面１３９ａ，１３９ｂも軸直角方向に広がる平坦面形状とすることで、永久磁石６４と環状ヨーク部材１３６，１３８との軸方向重ね合わせ面間において軸直角方向に広がる隙間１４０，１４０を形成することも可能である。

なお、上述の図３及び図４では、理解を容易とするために、前記実施形態と同様な構造とされた部材および部位について、図中に、前記実施形態を同じ符号を付しておく。

また、永久磁石や環状ヨーク部材をインナ軸部材に対して当接してセンタリングする中央当接部や外方当接部の外周面も、前記実施形態のように円筒面形状とする必要はない。例えば周上で部分的に突出する複数の当接突起を形成し、それらの当接突起の先端面によって、永久磁石や環状ヨーク部材の内周面に当接してセンタリングする当接面を構成することも可能である。さらに、中央当接部と環状ヨーク部材との間に設けられる隙間は、前記実施形態のように全体に亘って略一定の隙間寸法とされる必要はなく、部分的に狭幅や拡幅されていてもよい。

更にまた、例えば固定子の具体的構造についても、前記実施形態のように固定子２２を構成するコイル部材３４，３４を上下二段に重ね合わされて設けた構造に限定されず、１つだけが設けられていても良いし、３つ以上を軸方向に多段に重ね合わせることも可能である。また、前記実施形態における上下のコイル部材３４，３４では、互いに逆巻きのコイル３８，３８が採用されていたが、同じ方向に巻かれた上下コイルを採用することも可能である。

一方、可動子についても、採用される固定子の構造に応じて、コイル部材への通電によって生ぜしめられる磁力作用で軸方向の駆動力を生ずる各種構造が採用可能である。例えば、複数段に永久磁石と環状ヨーク部材を重ね合わせて複数段の磁極を設定することも可能である。

さらに、前記実施形態では、アウタハウジング部材１４が制振対象部材に固定されることでコイル部材３４，３４が固定子２２を構成する一方、インナ軸部材２４が軸方向で移動可能とされて永久磁石６４が可動子２６を構成していたが、それとは逆に、インナ軸部材を軸方向に突設して制振対象部材に固定することで永久磁石で固定子を構成する一方、アウタハウジング部材を軸方向に移動可能としてコイル部材で可動子を構成することも可能である。

また、前記実施形態で採用されていた付加マス部材７６や付加ばね部材７４などは、要求特性などを考慮して必要に応じて設けられるものであり、本発明において必須ではない。

更にまた、前記実施形態では、本発明に従う構造とされた電磁式アクチュエータ１０を能動型制振装置１２へ適用した態様を例示したが、例えばエンジンマウントやボデーマウントなどとして用いられる能動型防振装置への適用も可能である。具体的には、例えば特開２０００−３３７４２７号公報に示されている公知の能動型防振装置におけるアクチュエータとして、上述の如き電磁式アクチュエータ１０を適用することによって実現され得る。即ち、流体封入式防振装置本体は、内部に非圧縮性流体が封入された流体室を備えていると共に、かかる流体室の壁部の一部が圧力変動を及ぼす加振部材とされる。それ故、前記実施形態に記載の電磁式アクチュエータ１０において、例えばアウタハウジング部材１４を流体封入式防振装置の取付部材へ固定することで、インナ軸部材２４に及ぼされる軸方向の加振駆動力を流体封入式防振装置の加振部材に及ぼすことができる。より具体的には、例えば、前記実施形態に記載の電磁式アクチュエータ１０において、付加マス部材７６や付加ばね部材７４に代えて、インナ軸部材１０と一体的に設けられて軸方向に延びる出力部材を採用し、かかる出力部材を軸方向外方に突出させて駆動力を外部に取り出すことにより、流体封入式防振装置本体の加振部材を加振駆動せしめることが可能である。

その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものである。

１０：電磁式アクチュエータ、１２：能動型制振装置、１４：アウタハウジング部材、１８，２０：板ばね（弾性部材）、２４，１２２，１３２：インナ軸部材、２６：可動子（磁石部材）、３４：コイル部材、６４：永久磁石、６６，１２６，１３６：上ヨーク（環状ヨーク部材）、６８，１２８，１３８：下ヨーク（環状ヨーク部材）、７２：締付ナット（締結部材）、７６：付加マス部材、１１０，１２４，１３４：中央当接部（軸方向中央の当接部、大径部）、１１２ａ，１１２ｂ：外方当接部（軸方向両側の当接部、小径部）、１１４ａ，１１４ｂ：テーパ状外周面、１１６，１４０：隙間

Claims (8)

1. コイル部材が装着されたアウタハウジング部材と磁石部材が装着されたインナ軸部材とが弾性部材で連結されており、該コイル部材への通電による電磁気力が該磁石部材に作用して該インナ軸部材と該アウタハウジング部材との間に軸方向の駆動力が及ぼされるようになっている一方、該インナ軸部材の外周上で環状の永久磁石の軸方向両側に一対の環状ヨーク部材が重ね合わされて前記磁石部材が構成されていると共に、該一対の環状ヨーク部材を該永久磁石へ軸方向両側から押し付けて該インナ軸部材へ固定する締結部材が設けられている電磁式アクチュエータであって、
   前記インナ軸部材における前記永久磁石および前記一対の環状ヨーク部材の外挿部分に、該永久磁石および該一対の環状ヨーク部材の内周面に当接してセンタリングする当接部がそれぞれ設けられており、該永久磁石をセンタリングする軸方向中央の該当接部が該一対の環状ヨーク部材をセンタリングする軸方向両側の該当接部に比して大径とされていると共に、該中央の当接部の軸方向両側には該一対の環状ヨーク部材との間に隙間が設けられていることを特徴とする電磁式アクチュエータ。
2. 前記インナ軸部材の外径寸法が軸方向で異ならされて、軸方向中央部分が略一定の外径寸法で軸方向に延びる大径部とされていると共に、軸方向両側部分が略一定の外径寸法で軸方向に延びる小径部とされており、該大径部によって前記軸方向中央の当接部が構成されていると共に、該小径部によって前記軸方向両側の当接部が構成されている請求項１に記載の電磁式アクチュエータ。
3. 前記隙間が、前記軸方向中央の当接部と前記一対の環状ヨーク部材との軸方向対向面間の全体に亘って略一定の隙間寸法で広がっている請求項１又は２に記載の電磁式アクチュエータ。
4. 前記インナ軸部材における前記軸方向中央の当接部の軸方向両側面が、軸方向外方に向かって中央部分が突出するテーパ状外周面とされていると共に、前記一対の環状ヨーク部材が軸方向外方に突出する周壁形状とされて該軸方向中央の当接部の該テーパ状外周面を覆うように配設されている請求項１〜３の何れか一項に記載の電磁式アクチュエータ。
5. 前記インナ軸部材において、前記軸方向中央の当接部と前記軸方向両側の当接部とが一体形成されている請求項１〜４の何れか一項に記載の電磁式アクチュエータ。
6. 前記弾性部材が前記一対の環状ヨーク部材の各外方に配設されて軸直角方向に広がる一対の板ばねを含んで構成されており、前記インナ軸部材が該一対の板ばねによって前記アウタハウジング部材に連結されて軸方向へ相対移動可能に支持されている請求項１〜５の何れか一項に記載の電磁式アクチュエータ。
7. 請求項１〜６の何れか一項に記載の電磁式アクチュエータを含んで構成されており、前記インナ軸部材における軸方向の少なくとも一方の端部に対して付加マス部材が設けられていることを特徴とする能動型制振装置。
8. 請求項１〜６の何れか一項に記載の電磁式アクチュエータを含んで構成されており、内部に非圧縮性流体が封入された流体室を備えた流体封入式防振装置本体において、該流体室へ圧力変動を及ぼす加振部材に対して前記インナ軸部材の軸方向一方の端部側が取り付けられていることを特徴とする能動型防振装置。

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