JP3661115B2 - リニアアクチュエータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、油圧サーボ弁に使用されムービングコイルを有するリニアアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、油圧サーボ弁に使用されるリニアアクチュエータ２１は、図５〜６に示されるように、外周ヨーク２２の内部にムービングコイル体２３が摺動されるように構成されている。中空状に形成された外周ヨーク２２の一端には、外周ヨーク２２の一端側を閉口するように蓋ヨーク２４が設けられ、蓋ヨーク２４には対向する位置に外周ヨーク２２の軸心に平行して２本の端子ピン２５が固着されている。ムービングコイル体２３は、コイル２７を巻回し中空状に形成されるボビンと２６、ボビン２６内に配置される主極２８とを有し、外周ヨーク２２内に主極２８と対向して配設される永久磁石２９によって発生される磁束により外周ヨーク２２内を摺動可能に構成されている。また、ムービングコイル体２３の一方には、油圧サーボ弁ＢのスプールＳに接続する接続部２６ａがボビン２６に形成され、他方には、コイル２７の一端に、前記端子ピン２５が給電手段３０により接続されている。
【０００３】
従来、この給電手段３０は固定されている端子ピン２５に対して可動するムービングコイル体２３に接続されるため、各種の弾性を有するものが使用されていた。例えば、図５に示されるものでは、数本の細い銅線を三つ編みに状態にした編線３０Ａを、一端を端子ピン２５に固着し他端をコイル２７に固着して、弛みを持たせるように接続していた。このタイプでは、コイル２７と端子ピン２５間の距離が変化しても、編線３０Ａによる柔軟性を有しているので、距離の変化に追従できる。また、図６に示されるものは、細いリン青銅線等により小径で密着状態に巻いたコイルばね３０Ｂを製作し、一端を端子ピン２５に係止し他端をコイル２７に固着するように接続していた。このタイプでは、コイルばね３０Ｂの弾性により、コイル２７と端子ピン２５間との距離の変化に追従できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のリニアアクチュエータ２１における、ムービングコイル体２３のコイル２７と端子ピン２５を接続する給電手段３０は、例えば、前述の編線３０Ａを使用するものにおいては、コイル２７が端子ピン２５に接近し編線３０Ａが弛んだ状態になると、編線３０Ａが周辺のヨーク２１に接触するおそれが生じてしまう。そのため、絶縁チューブで覆うとムービングコイル体２３の動きが悪くなり作動誤差を生じるもとになる。また、コイルばね３０Ｂ状態にした給電手段３０においては、ムービングコイル体２３のストロークが大きい場合に初期荷重が大きくなり作動誤差を生じるもとになるとともに、弛んだ時にやはり周辺のヨーク２１に接触するおそれが生じてしまう。
【０００５】
この発明は、上述の課題を解決するものであり、コイルと端子ピン間の距離が変動しても支障を起こすことのない給電手段を配設することによって、安定した電流をコイルに供給し、作動誤差を生じることない安定した性能を保つことのできるリニアアクチュエータを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかわるリニアアクチュエータでは、上記の課題を解決するために以下のように構成するものである。すなわち、
中空状に形成されるヨークと、前記ヨーク内に配設され磁束を発生させる磁石と、前記ヨーク内を摺動可能に配設され、前記磁石に対向して配設される主極、前記主極の外周に配設されるボビン、前記ボビンに巻回されるコイル、を備えて形成されるムービングコイル体と、前記ヨーク内に配設され前記ムービングコイル体と給電手段を有して接続される端子ピンと、を有し、前記ムービングコイル体の一端が油圧弁のスプールに接続されるように構成されるリニアアクチュエータであって、
前記給電手段が、単線で形成される給電ばねを有し、前記給電ばねが前記ボビンの側面に沿って円弧状に配設されるとともに、前記給電ばねの一端が前記端子ピンの一端に固着され、前記給電ばねの他端が前記ムービングコイル体のコイルの一端に固着されるように構成され、
前記ムービングコイル体と前記スプールとの間に、前記スプールを締め込む際に生じる前記ムービングコイル体への回転力を吸収する接続具が、前記ムービングコイル体に回動自在に配設されていることを特徴とするものである。
【０００７】
また好ましくは、前記給電ばねが、前記ボビンの側面に突出されるガイド部にガイドされていることを特徴とするものであればよい。
【０００８】
また、前記端子ピンが、対向する位置に２箇所配設され、前記給電ばねが、それぞれの前記端子ピンに固着されるように、対向して２本配設されることを特徴とするものであればなお好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
本形態のリニアアクチュエータ１は、図１に示されるように、中空状に形成される矩形の外周ヨーク２と、外周ヨーク２の一方の開口部を閉口するように、外周ヨーク２に取り付けられる横蓋ヨーク４と、を有して枠体が形成され、外周ヨーク４の他方の開口部が油圧サーボ弁ＢのスプールＳに連接されるように形成されている。
【００１２】
横蓋ヨーク４には、横蓋ヨーク４を横切るように挿入される２個の端子ピン６が、お互いに対向する位置で絶縁ブッシュ７を介して固着され、端子ピン６の一端は枠体内に挿入され、他端は枠体外の位置で、図示しない端子箱にリード線を介して接続される。また、横蓋ヨーク４の内方には永久磁石８が横蓋ヨーク４に固着されるように配設されている。
【００１３】
外周ヨーク２内には、ムービングコイル体１０が外周ヨーク２内を摺動できるように配設されている。ムービングコイル体１０は、スプールＳ側が閉口される筒状のボビン１１と、ボビン１１の外周面に巻回されるコイル１３と、ボビン１１内に永久磁石８に対向するように配置される主極１４と、とを有して構成され、前記ボビン１１には、横蓋ヨーク４側端面にフランジ部１１ａが形成され、ボビン１１中央部に外周方向に中間フランジ部１１ｂが形成され、フランジ部１１ａ・１１ｂ間にコイル１３が巻回されるとともに、スプールＳ側には軸心中央部にスプールＳに接続される接続口１１ｃが配設され、接続口１１ｃに接続体１５が回動可能に配設されている。
【００１４】
また、図２〜３に示されるように、ボビン１１のフランジ部１１ａの端面略全周に沿って、一端がそれぞれの端子ピン６に固着された２本の給電ばね２０が配設されている。そして、フランジ部１１ａ端面には、横蓋ヨーク４側に突出し、円周方向に対して対向する位置に形成される２箇所の給電ばね固着部１１ｄと、給電ばね２０を挟むように形成される複数カ所（本形態ではそれぞれの給電ばね２０に対して２箇所、計４箇所）の給電ばねガイド部１１ｅが配設されている。それぞれの給電ばね２０は１本のリン青銅製丸線あるいは平角線で形成され、一端がＵ字状あるいは円弧状に巻きつけるように形成されるフック部２０ａを有し端子ピン６にハンダにて固着されるとともに、それぞれの給電ばねガイド部１１ｅにガイドされるように円弧状に形成され、他端がそれぞれの給電ばね固着部１１ｄを貫通して固着される。そして、給電ばね固着部１１ｄを貫通した給電ばね２０の他端に、ムービングコイル体１０のコイル１３のリード線１３ａが弛みを有してハンダ付で固着される。この際、２本の給電ばね２０は、それぞれの端部において接触することのないように配設される。従って、給電ばね２０は、ムービングコイル体１０がスプールＳを作動させるために永久磁石８から離れるように移動されると、給電ばね固着部１１ｄと端子ピン６との固着部との間で傾斜を有するように撓むことになる。
【００１５】
また、ボビン１１のスプール側においては、接続体１５の回りに回り止めピン１７が挿入される２個のピン穴と、流体抵抗を下げるための複数の抜け穴が形成されている。
【００１６】
一方、接続口１１ｃに回転可能に嵌合される接続体１５は、大径部１５ａ、小径部１５ｂを有する段付き丸状に形成され、小径部１５ｂの外周面が接続口１１ｃに嵌合され、小径部１５ｂの端面はボビン１１に挿入された後、カシメされてボビン１１の内部からボビン１１を挟むようにフランジ部１５ｃが形成される。従って、接続体１５はボビン１１の接続口１１ｃに取り付けられると、左右方向には移動が規制され、回転方向に摺動されるように配設されることになる。また、接続体１５の大径部１５ａにはスパナがけができるようにスパナの口径に合わせた切欠部１５ｅが形成されるとともに、軸心に沿って雌ねじ１５ｄが貫通され、スプールＳが螺合される。スプールＳが螺合される際、一方では切欠部１５ｅにスパナを掛けて接続体１５の回り止めを行いながら他方でスプールＳを締め付けることになるが、スプールＳを締め付ける力が強くて接続体１５がスパナとともに回転したとしても、接続体１５は小径部１５ｂがボビン１１の接続口１１ｃの内周面を空回りするだけであることから、スプールＳを締め付けることによるボビン１１に対する回転方向の力は、接続体１５がボビン１１に回転方向に摺動されることによって吸収されるため、ボビン１１を軸心に対して回転させる力は発生することなく、給電ばね２０を撓ませることがない。
【００１７】
さらに、ボビン１１と弁体Ｂとの間には、ボビン１１及び主極１４を回転方向に規制する回り止めピン１７が配設されている。
【００１８】
上記のように構成されたリニアアクチュエータ１は、端子ピン６に電圧が印加され、端子ピン６から給電ばね２０を通ってコイル１３が通電されると、外周ヨーク２、ムービングコイル体１０、永久磁石８及び横蓋ヨーク４間内に磁束が発生し、ムービングコイル体１０が外周ヨーク２内を図１中、左方向に摺動し、ムービングコイル体１０に接続されたスプールＳが左方向に移動されて油圧サーボ弁Ｂを作動させる。
【００１９】
この際、給電ばね２０は、一端が端子ピン６に固着され他端がムービングコイル体１０のボビン１５に固着されているので、給電ばね２０が給電ばねガイド部１５ｅの間を右方向に移動され、端子ピン６に対して傾斜するように撓むことになる。従って、給電ばね２０が従来のように外周ヨーク２に接触することがなくなる。
【００２０】
なお、給電ばね２０には、給電ばね２０を保護するために非磁性の樹脂等が 一部あるいは全部を被覆させるようにしてもよい。
【００２１】
【発明の効果】
上述のように本発明のリニアアクチュエータによれば、リニアアクチュエータには、中空状に形成されるヨーク内に摺動可能にムービングコイル体が配設され、ムービングコイル体が前記ヨーク内に固定配設される端子ピンに接続されている。そして、前記端子ピンと前記ムービングコイル体のコイルを単線で円弧状に形成される給電ばねが接続されている。前記ムービングコイル体が移動されると、前記給電ばねが、前記端子ピンの固着部と前記ムービングコイル体との固着部との間で傾斜されるように撓むため、前記給電ばねが軸心に直交する方向には振れることがない。そのため給電ばねが前記ヨークに接触せず、安定した電流が給電ばねを通じてコイルに供給することができ、安定した性能を保つことができる。
【００２２】
また、このリニアアクチュエータでは、前記給電ばねが２本配設され、前記ムービングコイル体を構成するボビンの側面に突出されるガイド部にガイドされているため、前記ムービングコイル体の移動時、前記給電ばねが前記ヨークに接触することを妨げることができ安定した電流をコイルに供給することができる。
【００２３】
さらに、前記ムービングコイル体と前記スプールとの間に、前記スプールを締め込む際に生じる前記ムービングコイル体への回転力を吸収する接続具が配設されているため、スプールを締め付ける時は、前記接続具が回転されることがあっても、接続具は回動自在に前記ムービングコイル体に配設されていることから前記ムービングコイル体を回転させることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるリニアアクチュエータの取り付け断面図
【図２】給電ばね部を含んだリニアアクチュエータの断面図
【図３】給電ばねをが取り付けられるボビンの側面視
【図４】図２におけるＡ矢視図
【図５】従来のリニアアクチュエータを示す断面図
【図６】従来の別のリニアアクチュエータを示す断面図
【符号の説明】
１…リニアアクチュエータ
２…外周ヨーク（ヨーク）
４…横蓋ヨーク
６…端子ピン
８…永久磁石
１０…ムービングコイル体
１１…ボビン
１３…コイル
１５…接続体
２０…給電ばね
Ｓ…スプール

Claims (3)

1. 中空状に形成されるヨークと、前記ヨーク内に配設され磁束を発生させる磁石と、前記ヨーク内を摺動可能に配設され、前記磁石に対向して配設される主極、前記主極の外周に配設されるボビン、前記ボビンに巻回されるコイル、を備えて形成されるムービングコイル体と、前記ヨーク内に配設され前記ムービングコイル体と給電手段を有して接続される端子ピンと、を有し、前記ムービングコイル体の一端が油圧弁のスプールに接続されるように構成されるリニアアクチュエータであって、
   前記給電手段が、単線で形成される給電ばねを有し、前記給電ばねが前記ボビンの側面に沿って円弧状に配設されるとともに、前記給電ばねの一端が前記端子ピンの一端に固着され、前記給電ばねの他端が前記ムービングコイル体のコイルの一端に固着されるように構成され、
   前記ムービングコイル体と前記スプールとの間に、前記スプールを締め込む際に生じる前記ムービングコイル体への回転力を吸収する接続具が、前記ムービングコイル体に回動自在に配設されていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
2. 前記給電ばねが、前記ボビンの側面に突出されるガイド部にガイド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. 前記端子ピンが、対向する位置に２箇所配設され、前記給電ばねが、それぞれの前記端子ピンに固着されるように、対向して２本配設されることを特徴とする請求項１または２記載のリニアアクチュエータ。

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