JP2973312B1 - リニアアクチュエータ - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 リングコイル14及びリング磁石12がそれぞれ
内側及び外側の関係で同軸配列される自動車サスペンシ
ョン用リニアアクチュエータ10の構造を確立する。 【解決手段】 ガイドロッド27は、軸方向２個所のガイ
ドピストン24及びガイドブッシュ28においてガイドパイ
プ23の内周に支持される。コイル保持パイプ13は、ガイ
ドパイプ23の放射方向外側に同軸配列され、外周側に複
数個のリングコイル14を装着され、さらに、一端側にお
いて結合ボス34を介してガイドロッド27に結合してい
る。磁石保持パイプ11は、コイル保持パイプ13との軸方
向相対移動時にリング磁石12がリングコイル14と干渉し
ないように、内周側に複数個のリング磁石12を装着され
て、コイル保持パイプ13の外側に同軸配列され、エンド
ブロック17を介してガイドパイプ23に合している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば自動車サ
スペンション用リニアアクチュエータ等に適用されるリ
ニアアクチュエータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車用サスペンションのアクティブ制
御へのリニアアクチュエータの適用の考えはあるもの
の、実用に供し得る構造は提供されていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一方、リニアアクチュ
エータにおいて、ピストン周壁にリング磁石を軸方向へ
配列し、シリンダ側にリングコイルを軸方向へ配列した
場合、リング磁石と磁石のバックヨークの働きをするガ
イドパイプとの間に隙間ができ、磁界を弱める構造にな
るので、不利である。

【０００４】この発明の目的は、上述の問題点を克服す
るリニアアクチュエータを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明のリニアアクチ
ュエータ(10)は次の（ａ）〜(ｈ)を有している。 （ａ）ガイドパイプ(23) （ｂ）ガイドパイプ(23)内を摺接するガイドピストン(2
4) （ｃ）ガイドピストン(24)と一体に軸方向移動するガイ
ドロッド(27) （ｄ）ガイドパイプ(23)に取付けられガイドロッド(27)
を案内するガイドブッシュ(28,54) （ｅ）ガイドパイプ(23)の放射方向外側にガイドパイプ
(23)に対して同軸配置され一端側においてガイドロッド
(27)に結合し軸方向へガイドパイプ(23)の外周により案
内されるコイル保持パイプ(13) （ｆ）コイル保持パイプ(13)の外周側に装着されたコイ
ル配列体(14) （ｇ）コイル保持パイプ(13)の放射方向外側にコイル保
持パイプ(13)に対して同軸配置されガイドパイプ(23)に
結合している磁石保持パイプ(11) （ｈ）コイル保持パイプ(13)と磁石保持パイプ(11)との
軸方向相対移動に対してコイル配列体(14)に接触しない
ように磁石保持パイプ(11)の内周側に装着された磁石配
列体(12)

【０００６】コイル配列体(14)への通電制御によりコイ
ル配列体(14)と磁石配列体(12)との間に反発力又は吸引
力が作用し、コイル保持パイプ(13)及び磁石保持パイプ
(11)は軸方向へ相対移動する。その際、ガイドピストン
(24)、ガイドロッド(27)、コイル保持パイプ(13)、及び
コイル配列体(14)は軸方向へ一体となっており、また、
磁石配列体(12)、磁石保持パイプ(11)、及びガイドパイ
プ(23)は軸方向へ一体となっている。ガイドロッド(27)
は、ガイドピストン(24)とガイドブッシュ(28,54)との
軸方向２点においてガイドパイプ(23)に支持されるの
で、ガイドパイプ(23)に対する移動時の安定性が高ま
る。結果、コイル保持パイプ(13)の軸方向移動も、放射
方向振れの小さい、安定な移動となり、磁石配列体(12)
とコイル配列体(14)との放射方向の接触を回避し、コイ
ル保持パイプ(13)と磁石保持パイプ(11)との間の放射方
向間隙を低減することができる。さらに、ガイドロッド
(27)は、コイル保持パイプ(13)に代わって、リニアアク
チュエータ(10)への放射方向荷重を担うので、コイル保
持パイプ(13)は強度を小さく、例えば薄くすることがで
きる。

【０００７】この発明のリニアアクチュエータ(10)は次
の（ａ）〜(ｆ)を有している。 （ａ）ガイドパイプ(23) （ｂ）ガイドパイプ(23)より放射方向外側へ張出す張出
し部(55)を備えガイドパイプ(23)に取付けられている第
１のスライドブッシュ(54) （ｃ）ガイドパイプ(23)の放射方向外側にガイドパイプ
(23)に対して同軸配置され一端側では第１のスライドブ
ッシュ(54)の張出し部(55)の外周部により、また、他端
側ではガイドパイプ(23)の外周により軸方向へ案内され
るコイル保持パイプ(13) （ｄ）コイル保持パイプ(13)の外周側に装着されたコイ
ル配列体(14) （ｅ）コイル保持パイプ(13)の放射方向外側にコイル保
持パイプ(13)に対して同軸配置されガイドパイプ(23)に
結合している磁石保持パイプ(11) （ｆ）コイル保持パイプ(13)と磁石保持パイプ(11)との
軸方向相対移動に対してコイル配列体(14)に接触しない
ように磁石保持パイプ(11)の内周側に装着された磁石配
列体(12)

【０００８】コイル配列体(14)への通電制御によりコイ
ル配列体(14)と磁石配列体(12)との間に反発力又は吸引
力が作用し、コイル保持パイプ(13)及び磁石保持パイプ
(11)は軸方向へ相対移動する。その際、コイル保持パイ
プ(13)、及びコイル配列体(14)は軸方向へ一体となって
おり、また、磁石配列体(12)、磁石保持パイプ(11)、及
びガイドパイプ(23)は軸方向へ一体となっている。コイ
ル保持パイプ(13)は、一端側では、ガイドパイプ(23)に
取付けられている第１のスライドブッシュ(54)の張出し
部(55)に、また、他端側ではガイドパイプ(23)に支持さ
れ、すなわち、軸方向へ離れた２個所で支持されるの
で、ガイドパイプ(23)に対する移動時の安定性が高ま
る。結果、コイル保持パイプ(13)の軸方向移動も、放射
方向振れの小さい、安定な移動となり、磁石配列体(12)
とコイル配列体(14)との放射方向の接触を回避し、コイ
ル保持パイプ(13)と磁石保持パイプ(11)との間の放射方
向間隙を低減することができる。

【０００９】この発明のリニアアクチュエータ(10)によ
れば、端部材(17)が、内側から順番に同心に形成された
中央隆起部(18)、環状突条(19)、及び突き合わせ面部(2
0)を有している。中央隆起部(18)はガイドパイプ(23)の
端部内周へ圧入され、磁石保持パイプ(11)は、端面を突
き合わせ面部(20)に突き合わせつつ、環状突条(19)の外
周にインロー嵌めされている。

【００１０】中央隆起部(18)はガイドパイプ(23)の端部
内周へ圧入されるので、端部材(17)に対するガイドパイ
プ(23)の適切な直立性が保証される。さらに、磁石保持
パイプ(11)は、端面を突き合わせ面部(20)に突き合わせ
つつ、環状突条(19)の外周にインロー嵌めされるため、
端部材(17)と磁石保持パイプ(11)との直立性も保証され
る。したがって、ガイドパイプ(23)と磁石保持パイプ(1
1)との同軸性が保証され、ガイドパイプ(23)に案内され
るコイル保持パイプ(13)に対する磁石保持パイプ(11)の
同軸性の精度が向上する。

【００１１】この発明のリニアアクチュエータ(10)によ
れば、第２のスライドブッシュ(22)が、コイル保持パイ
プ(13)の他端側に取付けられて、ガイドパイプ(23)の外
周とコイル保持パイプ(13)の内周との間の放射方向間隙
を維持しつつ、ガイドパイプ(23)の外周を摺接するよう
になっている。

【００１２】第２のスライドブッシュ(22)がガイドパイ
プ(23)の外周を摺接することにより、コイル保持パイプ
(13)は、ガイドパイプ(23)の外周との間に所定の放射方
向間隙を維持しつつ、ガイドパイプ(23)に対して軸方向
相対移動し、移動の安定性及び円滑性が保証される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態について
図面を参照して説明する。図１及び図２は自動車サスペ
ンション用リニアアクチュエータ10を所定の分割線で分
けて示す縦断面図である。この自動車サスペンション用
リニアアクチュエータ10は、乗用車やトラック等の自動
車のサスペンションに装備され、振動のアクティブ制御
に利用される。図１及び図２の自動車サスペンション用
リニアアクチュエータ10は実寸法に対する縮尺がほぼ
０．７５で描かれている。円筒状の磁石保持パイプ11の
内周側には、軸方向へ一列に複数個のリング磁石12が装
着される。円筒状のコイル保持パイプ13の外周側には、
軸方向へ一列に複数個のリングコイル14が装着される。
リングコイル14の配列の軸方向長さは、リング磁石12の
幅の整数倍とする必要があり、本図構成では、数個のリ
ングコイル14が装着される。リング磁石12のコイル保持
パイプ13側の極が磁石保持パイプ11の軸方向へＮ極とＳ
極とを交互に繰り返すように、リング磁石12は磁石保持
パイプ11の軸方向へ配列される。エンドブロック17は、
自動車サスペンション用リニアアクチュエータ10の軸方
向へ十分に隆起する中央の円柱ボス18と、円柱ボス18を
その放射方向外側から包囲するように形成され円柱ボス
18よりは隆起量の小さい環状突条19と、自動車サスペン
ション用リニアアクチュエータ10の軸方向に対して直角
方向へ環状突条19の放射方向外側に広がる突き合わせ面
20とを有している。円柱ボス18及び環状突条19は同心と
なっている。アイ部21は、円柱ボス18とは反対側のエン
ドブロック17の端面に設けられ、図示していない自動車
のアクスルハウジングに回転自在に結合される。円柱ボ
ス18はガイドパイプ23の端部内周へ圧入され、これによ
り、円柱状のガイドパイプ23は自動車サスペンション用
リニアアクチュエータ10の軸方向への直立性を精確化さ
れる。磁石保持パイプ11は、その端面を突き合わせ面20
に突き合わせされつつ、端部内周を環状突条19の外周に
インロー嵌めされ、かつ固着される。これにより、磁石
保持パイプ11は、自動車サスペンション用リニアアクチ
ュエータ10の軸方向への精確な直立性を精確化されつ
つ、ガイドパイプ23との同心性も精確化される。なお、
環状突条19とリング磁石12とは放射方向位置がほぼ揃え
られている。

【００１４】図３は図２のIIIの部位の拡大図である。
スライドブッシュ22がコイル保持パイプ13の端部に取付
けられる。スライドブッシュ22の内周は、コイル保持パ
イプ13より内方へ突出して、ガイドパイプ23の外周に摺
接する。これにより、コイル保持パイプ13の内周とガイ
ドパイプ23の外周との間に所定の放射方向間隙が保持さ
れ、コイル保持パイプ13とガイドパイプ23との軸方向相
対移動が円滑化される。スライドブッシュ22の外周は、
コイル保持パイプ13の外周より放射方向へ引き込まれて
おり、リング磁石12との接触を回避される。

【００１５】ガイドロッド27は、ガイドパイプ23内に挿
入され、ガイドパイプ23の中心線に沿って延びている。
ガイドピストン24及びクッションゴム25は、ガイドピス
トン24がクッションゴム25より先端側の配置関係で、ガ
イドロッド27の先端部に嵌装され、ナット26により締め
付けられて、固定されている。ガイドピストン24は、ガ
イドパイプ23の内周に摺接しつつ、ガイドロッド27と一
体に軸方向へ移動する。ガイドブッシュ28は、エンドブ
ロック17とは反対側のガイドパイプ23の端部内周に螺着
し、ガイドロッド27を貫通され、ガイドロッド27を摺接
自在に支持する。クッションゴム25は、ガイドピストン
24がガイドブッシュ28に衝突する際の衝撃を緩和し、ガ
イドピストン24及びガイドブッシュ28の相互の衝突に因
る損傷を防止する。

【００１６】結合ボス34は、ガイドロッド27に貫通され
つつ、ガイドロッド27に固定され、クッションゴム33を
固着されて、ガイドブッシュ28への衝突に因る衝撃をク
ッションゴム33により緩和される。保持環35は、コイル
保持パイプ13の端部外周側に嵌合、固着されるととも
に、ボルト37により結合ボス34の周辺部に固定される。
これにより、コイル保持パイプ13及びガイドロッド27
は、相互に固定され、軸方向へ一体運動することにな
る。ばね座39は、軸方向両側にクッションゴム40を当て
られて、ガイドロッド27に嵌装され、ナット41により結
合ボス34の方へ締め付けられている。防塵用ベローズ42
は、両端において磁石保持パイプ11の端とばね座39とに
固着され、ガイドパイプ23に対するガイドロッド27の相
対移動に伴い伸縮し、内部へ塵が侵入するのを防止す
る。ばね座45は、磁石保持パイプ11の外周部所定個所に
固着され、支持用圧縮コイルスプリング47は、防塵用ベ
ローズ42の放射方向外側にガイドピストン24に対して同
軸配置されて、両端をばね座39，45に当接させている。
取付ねじ48は、頭部側をばね座39の周辺部に固定され、
図示していない自動車のボデーの所定個所に留められ
る。

【００１７】ガイドピストン24、ガイドブッシュ28、及
びスライドブッシュ54は、コイル保持パイプ13に摺接す
るので、自己潤滑性のある材料として、無給油作動を可
能にすることが有利である。また、コイル保持パイプ13
は、渦電流防止のために、非磁性の金属や、樹脂等の材
料とする。

【００１８】リングコイル14へ通電するリード線(図示
せず)は、コイル保持パイプ13の外周面に沿って延び、
保持環35の溝(図示せず)を通過して、磁石保持パイプ11
の外部へ出る。リングコイル14への通電制御により、リ
ングコイル14のリング磁石12側の極が適宜切り替えられ
て、リング磁石12とリングコイル14との間に吸引力又は
反発力が作用して、磁石保持パイプ11及びコイル保持パ
イプ13が軸方向相対移動して、自動車サスペンション用
リニアアクチュエータ10の長さが増減する。自動車サス
ペンションのアクティブ制御では、自動車サスペンショ
ン用リニアアクチュエータ10の長さは所定のセンサによ
り検出され、自動車サスペンション用リニアアクチュエ
ータ10の長さが所望量となるように、リングコイル14へ
の通電制御が行われる。磁石保持パイプ11とコイル保持
パイプ13との相対移動では、ガイドピストン24がコイル
保持パイプ13と一体に移動し、ガイドピストン24は、軸
方向へ離れた２個所においてそれぞれガイドピストン24
及びガイドブッシュ28によりガイドパイプ23に支持され
ているので、コイル保持パイプ13は、放射方向への振れ
を十分に抑制されつつ、磁石保持パイプ11に対して軸方
向相対移動する。さらに、コイル保持パイプ13は、結合
ボス34を介するガイドピストン24への結合によりガイド
ピストン24と一体移動しつつ、エンドブロック17側の端
部ではスライドブッシュ22によりガイドパイプ23の外周
面に支持されており、すなわち、軸方向両端から安定的
に支持されており、これも、コイル保持パイプ13の放射
方向振れを抑制する。

【００１９】図４は図１のガイドブッシュ28に代えてス
ライドブッシュ54を採用する自動車サスペンション用リ
ニアアクチュエータ10の主要部構造図である。スライド
ブッシュ54は、ガイドブッシュ28に代わり、ガイドパイ
プ23の端部に螺着し、一部は、張出し部55として、ガイ
ドパイプ23から露出し、かつガイドパイプ23の外周より
放射方向外側まで張出して、コイル保持パイプ13の内周
に摺接している。これにより、磁石保持パイプ11とコイ
ル保持パイプ13との相対移動では、コイル保持パイプ13
は、軸方向へ離れた２個所においてガイドパイプ23に支
持されることになり、すなわち車体側ではスライドブッ
シュ54の張出し部55において、また、アクスルハウジン
グ側では、スライドブッシュ22において、ガイドパイプ
23に支持されることになるので、コイル保持パイプ13
は、放射方向への振れを十分に抑制されつつ、磁石保持
パイプ11に対して軸方向相対移動する。スライドブッシ
ュ54の存在により、ガイドピストン24は、ガイドパイプ
23の内周を摺接して、コイル保持パイプ13の移動を安定
化させる役目を特に必要としなくなるが、自動車サスペ
ンション用リニアアクチュエータ10の伸長時に、クッシ
ョンゴム25をスライドブッシュ54に当接させて、ガイド
パイプ23からのコイル保持パイプ13の抜け防止の役割は
残す必要がある。図４の構造では、図１の構造と同様
に、ガイドピストン24はガイドパイプ23の内周を摺接
し、ガイドロッド27はスライドブッシュ54により案内さ
れ、これらにより、コイル保持パイプ13の移動の一層の
安定化へ繋げている。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動車サスペンション用リニアアクチュエータ
を所定の分割線で分けた一方の側の縦断面図である。

【図２】自動車サスペンション用リニアアクチュエータ
を所定の分割線で分けた他方の側の縦断面図である。

【図３】図２のIIIの部位の拡大図である。

【図４】図１のガイドブッシュに代えてスライドブッシ
ュを採用する自動車サスペンション用リニアアクチュエ
ータの主要部構造図である。

【符号の説明】

１０ 自動車サスペンション用リニアアクチュエータ
（リニアアクチュエータ） １１ 磁石保持パイプ １２ リング磁石（磁石配列体） １３ コイル保持パイプ １４ リングコイル（コイル配列体） １７ エンドブロック（端部材） １８ 円柱ボス(中央隆起部） １９ 環状突条 ２０ 突き合わせ面（突き合わせ面部） ２２ スライドブッシュ（第２のスライドブッシュ） ２３ ガイドパイプ ２４ ガイドピストン ２７ ガイドロッド ２８ ガイドブッシュ ５４ スライドブッシュ（第１のスライドブッシュ） ５５ 張出し部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大野 真人 神奈川県横浜市金沢区大川３番１号 東 急車輛製造株式会社内 (72)発明者 神長 智治 神奈川県横浜市金沢区大川３番１号 東 急車輛製造株式会社内 (72)発明者 逢坂 政行 神奈川県大和市下鶴間3854番地の１ 株 式会社シコー技研内 (56)参考文献 実開 昭58−63882（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−93978（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭50−20116（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H02K 33/00 - 33/18

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）ガイドパイプ(23)、 （ｂ）前記ガイドパイプ(23)内を摺接するガイドピスト
   ン(24)、 （ｃ）前記ガイドピストン(24)と一体に軸方向移動する
   ガイドロッド(27)、 （ｄ）前記ガイドパイプ(23)に取付けられ前記ガイドロ
   ッド(27)を案内するガイドブッシュ(28,54)、 （ｅ）前記ガイドパイプ(23)の放射方向外側に前記ガイ
   ドパイプ(23)に対して同軸配置され一端側において前記
   ガイドロッド(27)に結合し軸方向へ前記ガイドパイプ(2
   3)の外周により案内されるコイル保持パイプ(13)、 （ｆ）前記コイル保持パイプ(13)の外周側に装着された
   コイル配列体(14)、 （ｇ）前記コイル保持パイプ(13)の放射方向外側に前記
   コイル保持パイプ(13)に対して同軸配置され前記ガイド
   パイプ(23)に結合している磁石保持パイプ(11)、及び （ｈ）前記コイル保持パイプ(13)と前記磁石保持パイプ
   (11)との軸方向相対移動に対して前記コイル配列体(14)
   に接触しないように前記磁石保持パイプ(11)の内周側に
   装着された磁石配列体(12)、 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. 【請求項２】 前記ガイドブッシュは、前記ガイドパイ
   プ(23)より放射方向外側へ張出す張出し部(55)を備える
   第１のスライドブッシュ(54)とされ、前記コイル保持パ
   イプ(13)は、前記第１のスライドブッシュ(54)の前記張
   出し部(55)の外周部により軸方向へ案内されているとと
   もに、前記ガイドロッド(27)との結合側とは反対側の端
   部において前記ガイドパイプ(23)の外周により軸方向へ
   案内されている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。
3. 【請求項３】 端部材(17)が、内側から順番に同心に形
   成された中央隆起部(18)、環状突条(19)、及び突き合わ
   せ面部(20)を有し、前記中央隆起部(18)は前記ガイドパ
   イプ(23)の端部内周へ圧入され、前記磁石保持パイプ(1
   1)は、端面を前記突き合わせ面部(20)に突き合わせつ
   つ、前記環状突条(19)の外周にインロー嵌めされている
   ことを特徴とする請求項２記載のリニアアクチュエー
   タ。
4. 【請求項４】 第２のスライドブッシュ(22)が、前記コ
   イル保持パイプ(13)の他端側に取付けられて、前記ガイ
   ドパイプ(23)の外周と前記コイル保持パイプ(13)の内周
   との間の放射方向間隙を維持しつつ、前記ガイドパイプ
   (23)の外周を摺接するようになっていることを特徴とす
   る請求項２又は３記載のリニアアクチュエータ。