KR20110085997A - 리니어 액추에이터 - Google Patents

Abstract

영구 자석의 손상을 확실하게 방지할 수 있는 리니어 액추에이터를 제공한다. 제1 리니어 액추에이터는, 제1 접촉부와 제2 접촉부의 직경 방향의 간극의 폭 또는 회전 방향의 간극의 폭 각각이, 영구 자석과 자극부의 간극의 폭보다도 작다. 제2 리니어 액추에이터는, 가동부를 왕복 이동시키는 자속을 발생하는 코일을 설치한 고정부 또는 가동부 중 어느 한쪽에 평판 형상을 이루는 영구 자석을 설치하는 동시에, 다른 쪽 중 영구 자석과 대면하여 자극면으로 되는 대향면을 평탄하게 형성하고 있다. 제3 리니어 액추에이터는, 결합 볼록부 및 결합부 각각이, 자극부에 대해 영구 자석의 자기력이 작용하는 방향에 배치되는 동시에, 결합부 중 적어도 일부가, 자극부에 대해 영구 자석의 자기력이 작용하는 방향을 향해 절결되어 이루어진다.

Description

리니어 액추에이터{LINEAR ACTUATOR}

본 발명은, 리니어 액추에이터에 관한 것이다.

종래, 하기 특허 문헌 1에 나타내는 리니어 액추에이터가 제안되어 있다. 이 리니어 액추에이터에서는, 고정자의 구성 부품인 이너 코어는, 그 외측면에 영구 자석이 배치되어 있다. 또한, 가동자의 구성 부품인 아우터 코어는, 그 일부를 내측으로 돌출시킨 자극부를 갖고 있다. 이 자극부와 영구 자석은, 직경 방향으로 소정의 폭을 갖는 간극을 사이에 두고 대향 배치되어 있다.

또한, 이 리니어 액추에이터는, 고정자의 구성 부품인 샤프트를 아우터 코어와 동축 동심에 지지하고, 또한 샤프트에 대해 아우터 코어를 스러스트 방향으로 왕복 이동시키도록 탄성 지지하는 판 스프링을 구비하고 있다.

특허 문헌 1에 나타내는 리니어 액추에이터는, 샤프트를 스러스트 베어링 등으로 지지할 필요가 없으므로, 샤프트와 스러스트 베어링의 마찰에 의한 기계 손실을 저감할 수 있다. 그러나 가동자의 가동 범위를 크게 하기 위해 강성이 낮은 판 스프링을 사용하는 경우, 가동자의 직경 방향의 강성이 작아진다. 그로 인해, 예를 들어 리니어 액추에이터를 설치하고 있는 다른 기기로부터, 가동자의 왕복 이동 방향과는 다른 방향의 힘이 리니어 액추에이터에 작용한 경우에는, 가동자가 직경 방향으로 변위하여, 가동자의 자극부가 고정자의 영구 자석에 충돌하여 영구 자석을 파손시킨다고 하는 문제가 있었다. 또한, 가동자가 반복하여 직경 방향으로 변위하는 경우에는, 판 스프링이 금속 피로에 의해 파손된다고 하는 문제도 있었다.

또한, 일반적으로 자극부와 영구 자석의 간격은 작기(예를 들어, 1㎜ 이하) 때문에, 사이에 고무 시트 등의 완충재를 삽입하는 것이 곤란하다. 또한, 가령 고무 시트 등을 삽입할 수 있는 경우라도, 자극부 또는 영구 자석에 접착해야 하므로, 재료 비용이나 조립 비용이 증가한다고 하는 문제가 있다.

또한, 종래부터 고정부 및 가동부를 동일 축심 상에 배치하고, 가동부를 고정부에 대해 스러스트 방향으로 왕복 동작 가능하게 구성한 리니어 액추에이터가 각종 알려져 있다. 가동부를 상대적으로 외측에 배치한 타입은 아우터 가동형 리니어 액추에이터라 칭해지고, 가동부를 상대적으로 내측에 배치한 타입은 이너 가동형 리니어 액추에이터라 칭해진다. 통상, 리니어 액추에이터는, 가동부를 왕복 이동시키는 자속을 발생하는 코일을 설치한 고정부 또는 가동부 중 어느 한쪽에 영구 자석이 설치되고, 다른 쪽 중, 영구 자석과 소정의 갭을 두고 대향하는 면에 자극면이 설치되어 있다.

아우터 가동형, 이너 가동형 중 어느 리니어 액추에이터에 있어서도, 통상 영구 자석은, 샤프트를 중심으로 하는 부분 원호 형상으로 가공된 활형의 것이고, 이러한 활형의 영구 자석과 소정 갭을 두고 대면하는 자극면도, 영구 자석의 활형을 직경 방향으로 평행 이동시킨 샤프트를 중심으로 하는 부분 원호 형상으로 형성되어 있다(아우터 가동형 리니어 액추에이터에 대해서는, 예를 들어 일본 특허 출원 제2009-071553, 이너 가동형 리니어 액추에이터에 대해서는, 예를 들어 특허 문헌 2 참조). 이러한 구성을 채용하고 있는 이유 중 하나는, 샤프트로서 가공성 및 조립 용이성이 우수한 개략 원기둥 형상의 것을 적용하고 있으므로, 샤프트의 축 주위로 베어링이 틸팅될 수 있는(어긋나는) 상태로 되어, 베어링이 틸팅되었을 때에 영구 자석과 자극면이 서로 충돌하는 것을 방지하기 위함이다.

그러나 활형의 영구 자석은, 높은 가공 정밀도가 요구되어 가공비가 높은데다가, 단순한 평판 형상의 영구 자석과 비교하여 자석의 사용량 및 가공시의 파기량도 상대적으로 많아져, 비용의 증가를 초래하는 것이다. 애당초 리니어 액추에이터는, 부품 개수가 비교적 적은 장치이며, 이러한 리니어 액추에이터 전체의 비용에 있어서의 영구 자석의 비용이 차지하는 비율은 커, 영구 자석의 비용 절감이 리니어 액추에이터 전체의 비용 절감에도 크게 공헌한다.

최근, 자동차 업계에서는, 환경 문제로부터, 차체의 경량화나 아이들링의 저회전수화, 혹은 기통 휴지 엔진 등의 개선책이 진행되고 있지만, 이들 대책은 모두 차체 진동을 증대시켜, 승차감을 악화시킬 수 있는 것이다. 따라서, 차체의 적절한 개소에 배치한 추(웨이트)를 리니어 액추에이터에 의해 능동적으로 움직이게 하고, 그 반력을 이용하여 차체 진동을 억제하려고 하는 액티브 매스 댐퍼(제진 기구)가 검토되고 있고, 자동차 업계로부터는 이러한 제진 기구의 도입시에 리니어 액추에이터 자체의 비용 절감이라고 하는 요망이 특히 강하다.

또한, 종래 하기 특허 문헌 3에 나타내는 리니어 액추에이터가 제안되어 있다. 이 리니어 액추에이터에서는, 고정자의 구성 부품인 아우터 코어의 내면의 팽출 부분의 선단에 영구 자석이 배치되고, 상기 팽출 부분에 코일이 권회된다. 또한, 가동자의 구성 부품인 이너 코어는, 자극부를 갖는다. 그리고 이 자극부와 영구 자석은, 래디얼 방향으로 소정의 간극을 갖고 대향 배치된다.

또한, 이 리니어 액추에이터는, 가동자의 구성 부품인 샤프트를 아우터 코어와 동축 동심에 지지하고 또한 아우터 코어에 대해 샤프트를 스러스트 방향으로 왕복 이동시키도록 탄성 지지하는 한 쌍의 판 스프링을 구비하고 있다.

판 스프링은, 샤프트의 축 방향으로부터 보면,「8」자 형상으로 형성된다. 그리고「8」자 형상으로 교차하는 개소에는, 샤프트의 삽입 관통 구멍이 형성된다. 또한,「8」자 형상의 상하의 삽입 관통 개구부(환 형상부)는, 코일을 내측으로 통과시킬 수 있는 크기를 갖는다. 또한, 판 스프링의 일단부 및 타단부이며, 상하 방향의 중심선 상에는, 고정자에 장착하기 위한 작은 둥근 구멍이 형성된다.

그러나 상기 종래의 리니어 액추에이터는, 조립 작업에 있어서 샤프트를 이너 코어의 중심에 관통시킨 상태에서 아우터 코어의 내부에 위치시키면, 고정자에 설치된 영구 자석에 가동자의 자극부가 자착(磁着)되어, 상술한 소정의 간극, 즉, 자극부와 영구 자석을 대향 배치시키기 위한 간극이 찌부러져 버린다. 이 간극이 찌부러졌을 때에 영구 자석을 손상시켜 버릴 우려가 있다.

그리고 이 상태(고정자 및 가동자가 동일한 축심이 아닌 상태)에서는, 판 스프링의 각 원 구멍과, 이것에 대응하여 설치된 아우터 코어의 관통 구멍에 위치 어긋남이 발생되어 있으므로, 아우터 코어와 판 스프링을 체결하기 위한 볼트를 삽입 관통시키기 어렵고, 그로 인해 판 스프링을 아우터 코어에 장착하기 어렵다고 하는 문제가 발생한다.

일본 특허 출원 공개 제2007-135351호 공보 일본 특허 출원 공개 제2004-343964호 공보 일본 특허 출원 공개 제2006-220196호 공보

본 발명은 상기 과제에 비추어, 영구 자석의 손상을 확실하게 방지할 수 있는 리니어 액추에이터의 제공을 목적으로 한다.

제1 목적은, 다른 완충재 등을 전혀 필요로 하는 일 없이 자석 및 판 스프링의 손상을 확실하게 방지할 수 있는 리니어 액추에이터를 제공하는 것이다.

제2 목적은, 활형의 영구 자석을 사용하지 않는다고 하는 참신한 기술적 사상에 기초하여, 영구 자석을 손상시키는 일 없이 비용 절감을 유효하게 도모하는 것이 가능한 리니어 액추에이터를 제공하는 것이다.

제3 목적은, 조립 작업에 있어서, 판 스프링을 장착할 때, 영구 자석에 자극부가 자착되어, 고정자 및 가동자가 동일한 축심이 아닌 상태로 되어 있다고 해도, 영구 자석을 손상시키는 일 없이, 그 상태를 교정하여 고정자 및 가동자를 동일한 축심으로 하는 것을 간단하게 할 수 있는 리니어 액추에이터를 제공하는 것이다.

본 발명은, 서로 직경 방향 내외에 배치된 고정자 및 가동자와, 상기 고정자 및 가동자 중 한쪽에 설치된 영구 자석과, 고정자 및 가동자 중 다른 쪽에 설치되어 상기 영구 자석에 소정의 간극을 사이에 두고 직경 방향으로 대향 배치되는 자극부와, 고정자 및 가동자를 동일한 축심으로 되도록 지지하고 또한 고정자에 대해 가동자를 축 방향으로 왕복 이동 가능하게 탄성 지지하는 판 스프링을 구비한 리니어 액추에이터이며, 상기 고정자 및 가동자의 중 한쪽에 설치된 제1 접촉부와, 상기 고정자 및 가동자 중 다른 쪽에 설치되고, 상기 제1 접촉부에 대해 상기 직경 방향 또는 상기 축심을 중심으로 하는 회전 방향으로 접촉 가능한 위치에 설치된 제2 접촉부를 구비하고, 상기 제1 접촉부와 제2 접촉부의 상기 직경 방향의 간극의 폭 또는 상기 회전 방향의 간극의 폭 각각이, 상기 영구 자석과 상기 자극부의 간극의 폭보다도 작은 것을 특징으로 하고 있다.

상기 구성에서는, 리니어 액추에이터를 설치하고 있는 다른 기기로부터, 가동자의 왕복 운동 방향과는 다른 방향의 힘이 리니어 액추에이터에 작용한 경우, 영구 자석과 자극부가 근접하여, 제1 접촉부와 제2 접촉부가 상대적으로 근접하도록 변위한다. 그리고 상기 구성에서는, 제1 접촉부와 제2 접촉부의 직경 방향의 간극의 폭 또는 회전 방향의 간극의 폭 각각이, 영구 자석과 자극부의 간극의 폭보다도 작게 설정되어 있다. 따라서, 영구 자석과 자극부가 접촉하기 전에(영구 자석과 자극부가 접촉할 때까지) 제1 접촉부와 제2 접촉부가 접촉한다. 이와 같이, 제1 접촉부와 제2 접촉부가 접촉하면, 영구 자석과 자극부는 그 이상 근접하는 것이 제한되어 자극부가 영구 자석에 접촉하지 않으므로, 자극부가 영구 자석에 접촉하는 것에 의한 영구 자석의 파손을 방지할 수 있다고 하는 효과가 있다.

또한, 가동자의 왕복 이동 방향과는 다른 방향의 힘이 리니어 액추에이터에 반복하여 작용하면, 판 스프링도 그 방향의 변위를 반복한다. 그러나 상기 구성에서는, 제1 접촉부와 제2 접촉부의 직경 방향의 간극의 폭 또는 회전 방향의 간극의 폭 각각이, 영구 자석과 자극부의 간극의 폭보다도 작게 설정되어 있다. 따라서, 판 스프링의 직경 방향의 변위량은, 제1 접촉부와 제2 접촉부의 직경 방향의 간극의 폭 또는 회전 방향의 간극의 폭으로 제한된다. 이와 같이 판 스프링의 변위량을 억제함으로써, 판 스프링의 반복 피로(이 경우 특히, 금속 피로)에 의한 파손을 방지할 수 있다고 하는 효과가 있다.

또한, 제1 접촉부 및 제2 접촉부는, 자기 회로를 구성하는 부재의 일부를 이용해도 좋다. 혹은, 고정자 및 가동자에, 영구 자석 및 판 스프링의 파손 방지를 위해 전용에 설치한 구성 부품으로 해도 좋다.

접촉부로서, 자기 회로를 구성하는 부재의 일부를 이용한 구성에서는, 고정자 또는 가동자에 용이하게 일체 형성 가능하다. 이와 같이 접촉부를 고정자 또는 가동자와 일체 형성한 구성에 따르면, 부품 비용, 조립 비용의 상승을 억제한 후, 영구 자석 및 판 스프링의 파손을 방지하는 구성으로 할 수 있다고 하는 효과가 있다.

상기 제1 접촉부와 제2 접촉부의 간극은, 직경 방향으로 폭을 갖는 간극인 경우, 혹은 회전 방향으로 폭을 갖는 간극을 생각할 수 있다. 이 직경 방향에서의 간극의 폭과 회전 방향에서의 간극의 폭의 대소 관계는, 동등해도 좋고 달라도 좋다.

특히, 제1 접촉부와 제2 접촉부의 회전 방향의 간극의 폭을, 영구 자석과 자극부의 간극의 폭보다도 작게 한 구성은, 영구 자석과 자극부를 평면에서 대향시킨 형태의 경우에 적합하다.

본 발명의 리니어 액추에이터에서는, 상기 제1 접촉부는, 적어도 일부에 상기 제2 접촉부를 향해 돌출된 적어도 하나의 제1 돌출부를 갖고, 상기 제2 접촉부는, 적어도 일부에 상기 제1 접촉부를 향해 돌출된 적어도 하나의 제2 돌출부를 갖는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 구성에 있어서, 제1 돌출부와 제2 돌출부끼리가 직경 방향 혹은 회전 방향에서 접촉함으로써, 영구 자석과 자극부는 그 이상 근접하는 것이 제한되므로, 자극부가 영구 자석에 접촉하는 것에 의한 영구 자석의 파손을 방지한다. 또한, 판 스프링의 직경 방향의 변위량이 억제되므로, 반복 피로에 의한 판 스프링의 파손을 방지할 수 있다고 하는 효과가 있다.

본 발명의 리니어 액추에이터에서는, 상기 제1 접촉부는, 적어도 일부에 상기 제2 접촉부를 향해 돌출된 적어도 하나의 돌출부를 갖고, 상기 제2 접촉부는, 적어도 일부에 상기 제1 접촉부를 수용 가능한 적어도 하나의 오목부를 갖는 것을 특징으로 하고 있다.

수용이라 함은, 돌출부는 오목부에 직경 방향의 폭을 갖는 간극, 또는 회전 방향의 폭을 갖는 간극을 사이에 두고 직경 방향 혹은 회전 방향에 대향한다고 하는 의미이다. 그리고 이 구성에서는, 돌출부가 오목부에 수용된 상태에서, 돌출부와 오목부는 직경 방향 또는 회전 방향에서 접촉 가능하게 되어 있다.

상기 구성에 있어서, 돌출부가 오목부에 수납된 상태에서, 리니어 액추에이터를 설치하고 있는 다른 기기로부터, 가동자의 왕복 이동 방향과는 다른 방향의 힘이 리니어 액추에이터에 작용한 경우, 돌출부와 오목부끼리가 직경 방향, 혹은 회전 방향에서 상대적으로 근접한다. 그리고 돌출부와 오목부끼리가 직경 방향, 혹은 회전 방향에서 접촉함으로써 영구 자석과 자극부는 그 이상 근접하는 것이 제한되어, 자극부가 영구 자석에 접촉하는 것에 의한 영구 자석의 파손을 방지한다. 또한, 판 스프링의 직경 방향의 변위량이 억제되므로, 판 스프링의 반복 피로에 의한 파손을 방지할 수 있다고 하는 효과가 있다.

본 발명의 리니어 액추에이터에서는, 상기 제1 접촉부는, 상기 고정자 및 가동자 중 직경 방향 내측에 배치된 한쪽에 상기 축심을 공통의 축심으로 하여 삽입 관통한 샤프트이고, 상기 제2 접촉부는, 상기 고정자 및 가동자 중 직경 방향 외측에 배치된 다른 쪽에 설치되어 상기 샤프트의 단부측이 삽입 관통하는 구멍을 갖는 플랜지이고, 상기 제1 접촉부와 제2 접촉부의 직경 방향의 간극의 폭이, 상기 영구 자석과 상기 자극부의 간극의 폭보다도 작은 것을 특징으로 하고 있다.

상기 구성에 있어서, 리니어 액추에이터를 설치하고 있는 다른 기기로부터, 가동자의 왕복 운동 방향과는 다른 방향의 힘이 리니어 액추에이터에 작용한 경우, 영구 자석과 자극부, 샤프트의 외주면과 플랜지의 구멍의 주위면이 각각 상대적으로 근접하도록 변위한다. 그리고 샤프트의 외주면과 플랜지의 구멍의 주위면 사이의 직경 방향의 간극은, 직경 방향의 폭이, 영구 자석과 자극부의 간극의 폭에 비해 작으므로, 샤프트의 외주면과 플랜지의 구멍의 주위면이 접촉하면, 영구 자석과 자극부는 그 이상 근접하지 않아 접촉할 일이 없다. 따라서, 영구 자석과 자극부의 접촉에 의한 영구 자석의 파손을 방지할 수 있다고 하는 효과가 있다.

또한, 판 스프링의 직경 방향의 변위량은, 샤프트의 외주면과 플랜지의 구멍의 주위면 사이의 직경 방향의 간극의 폭으로 제한된다. 이와 같이 판 스프링의 변위량을 억제함으로써, 판 스프링의 반복 피로에 의한 파손을 방지할 수 있다고 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 리니어 액추에이터는, 동일 축심 상에 배치된 고정부 및 고정부에 대해 왕복 이동 가능한 가동부와, 축심으로 되는 샤프트와, 고정부와 가동부 사이에 개재되어 샤프트를 회전 불능으로 지지하고, 또한 샤프트의 축 방향과 직교하는 면에 있어서의 고정부 및 가동부의 이동을 규제한 상태에서 스러스트 방향으로 동작 가능한 베어링을 구비하고, 가동부를 왕복 이동시키는 자속을 발생하는 코일을 설치한 고정부 또는 가동부 중 어느 한쪽에 평판 형상을 이루는 영구 자석을 설치하는 동시에, 다른 쪽 중 영구 자석과 대면하여 자극면으로 되는 대향면을 평탄하게 형성하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이러한 리니어 액추에이터이면, 평판 형상의 영구 자석을 사용함으로써, 활형의 영구 자석과 비교하여, 높은 가공 정밀도가 요구되지 않아 가공비를 억제할 수 있는 동시에, 자석의 사용량 및 가공시의 파기량도 상대적으로 적어져, 비용 절감을 유효하게 도모할 수 있다. 그리고 영구 자석 자체의 비용을 저감할 수 있으므로, 액추에이터 전체의 비용 절감도 도모할 수 있다. 또한, 본 발명의 리니어 액추에이터는, 샤프트 및 베어링을 서로 회전 불능인 구성으로 하고 있으므로, 베어링이 샤프트의 축 주위로 틸팅(진동)하는 일이 없고, 또한 베어링에 의해 샤프트의 축 방향과 직교하는 면에 있어서의 고정부 및 가동부의 이동을 규제하고 있으므로, 이들 고정부 및 가동부도 샤프트의 축 주위로 틸팅(진동)하는 일이 없다. 그 결과, 평판 형상의 영구 자석과 대면하는 자극면을 평탄하게 형성하는 것이 가능해져, 고도의 가공 정밀도나 세트 정밀도가 요구되는 일 없이, 평판 형상의 영구 자석을 손상시키는 일 없이, 또한 영구 자석과 자극면 사이에 평행한 일정한 갭을 간단하게 확보할 수 있다. 또한, 아우터 가동형 리니어 액추에이터이면, 샤프트는 고정부에 속하는 부품이 되고, 이너 가동형 리니어 액추에이터이면, 샤프트는 가동부에 속하는 부품이 된다.

본 발명의 리니어 액추에이터에 있어서, 베어링 및 샤프트를 상대 회전 불능으로 하기 위해서는, 샤프트의 외측 형상과, 베어링 중 샤프트가 삽입 관통 가능한 샤프트 삽입 관통 구멍의 개구 형상을 서로 대응하는 다각 형상으로 하면 좋다. 여기서,「샤프트의 외측 형상」이라 함은, 샤프트의 축 방향에 직교하는 단면(횡단면)에 있어서의 외측 테두리 형상을 의미한다. 또한,「다각 형상」에는, 예를 들어 절삭 가공에 의해 코너에 라운딩 처리 부분을 갖게 한 형상(대략 다각 형상)도 포함된다.

특히, 샤프트의 외측 형상 및 샤프트 삽입 관통 구멍의 개구 형상을 서로 대응하는 사각 형상으로 하면, 가공성 및 조립 용이성이 우수하여 적합한다. 또한,「사각 형상」에는 코너(4구석)에 라운딩 처리 부분을 갖게 한 형상(대략 사각 형상)도 포함된다.

또한, 본 발명의 리니어 액추에이터는, 고정부의 외측에 가동부를 배치한 아우터 가동형 리니어 액추에이터, 고정부의 내측에 가동부를 배치한 이너 가동형 리니어 액추에이터에 적용할 수 있다.

또한, 본 발명은, 래디얼 방향 내외에 배치되는 고정자 및 가동자와, 상기 고정자 및 가동자를 동일한 축심으로 되도록 지지하고 또한 고정자에 대해 가동자를 스러스트 방향으로 왕복 이동 가능하게 탄성 지지하는 판 스프링을 구비하고, 고정자 및 가동자 중 한쪽에, 영구 자석이 설치되는 동시에, 고정자 및 가동자 중 다른 쪽에, 래디얼 방향으로 간극을 갖고 영구 자석과 대향하는 자극부가 설치되는 리니어 액추에이터에 있어서, 판 스프링을, 래디얼 방향 외측에 배치되는 고정자 또는 가동자에 위치 결정하여 장착하기 위해, 상기 고정자 또는 가동자에, 적어도 한 쌍의 결합 볼록부가 설치되는 동시에, 판 스프링에, 각각 결합 볼록부가 결합되는 적어도 한 쌍의 결합부가 설치되고, 또한 결합 볼록부 및 결합부 각각은, 자극부에 대해 영구 자석의 자기력이 작용하는 방향으로 배치되는 동시에, 결합부의 적어도 일부는, 자극부에 대해 영구 자석의 자기력이 작용하는 방향을 향해 절결되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

리니어 액추에이터의 조립 작업에 있어서, 판 스프링을 장착할 때, 통상은 고정자 및 가동자 중 한쪽의 영구 자석에 고정자 및 가동자 중 다른 쪽이 자착되어, 고정자 및 가동자가 동일한 축심이 아닌 상태로 되어 있다. 이것은, 래디얼 방향 외측에 배치되는 고정자 또는 가동자의 결합 볼록부와, 판 스프링의 결합부에 위치 어긋남이 발생되어 있는 것을 의미한다. 그러나 결합부의 적어도 일부가 절결되어 있음으로써, 위치 어긋남에 관계없이, 각각 결합 볼록부를 대응하는 결합부에 결합시켜, 위치 어긋남 교정시에 영구 자석을 손상시키는 일 없이, 판 스프링을 잠정적으로 장착할 수 있다. 또한, 결합 볼록부가 결합부에 결합되면, 판 스프링의 탄성력에 의해, 고정자와 가동자의 자착은 강제적으로 해제되어, 고정자 및 가동자가 동일한 축심으로 되도록 교정된다.

또한, 본 발명의 리니어 액추에이터에서는, 상기 판 스프링을, 래디얼 방향 외측에 배치되는 고정자 또는 가동자에 장착되는 프레임부와, 상기 프레임부의 내측에 설치되는 가요부로 구성하고, 프레임부에 상기 적어도 한 쌍의 결합부가 설치되도록 할 수 있다.

이러한 구성에 따르면, 판 스프링을, 래디얼 방향 외측에 배치되는 고정자 또는 가동자에 장착되는 부분과, 가동자의 왕복 이동을 원활하게 행하게 하는 부분으로 이분하였으므로, 판 스프링의 장착 강성을 높일 수 있고, 또한 이에 의해 교정하기 쉬워진다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 절결을 U자 형상으로 형성하는 구성을 선택할 수도 있다.

이러한 구성에 따르면, 절결이 U자 형상으로 형성됨으로써, 상술한 결합 볼록부가 결합되기 쉬워져, 조립 작업의 작업 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 영구 자석의 손상을 확실하게 방지할 수 있는 리니어 액추에이터를 제공할 수 있다.

제1 리니어 액추에이터는, 고정자 및 가동자에 설치된 접촉부끼리의 직경 방향 또는 회전 방향의 간극의 폭이, 영구 자석과 자극부의 간극의 폭보다도 작게 설정되어 있다. 이와 같이 구성함으로써, 영구 자석의 파손을 방지하기 위한 완충재 등의 부재를 사용하는 일 없이, 영구 자석과 자극부가 접촉하지 않도록 함으로써, 영구 자석의 파손을 방지할 수 있다고 하는 효과가 있다.

또한, 고정자 및 가동자에 설치된 접촉부끼리의 직경 방향 또는 회전 방향의 간극의 폭을, 반복 진동에 의한 판 스프링의 파손이 발생하지 않는 범위로 설정함으로써, 판 스프링의 파손이나 소성 변형을 방지할 수 있다고 하는 효과가 있다.

제2 리니어 액추에이터는, 활형의 영구 자석 대신에 평판 형상의 영구 자석을 사용한다고 하는 참신한 기술적 사상에 기초하여, 영구 자석을 손상시키는 일 없이, 비용 절감을 유효하게 도모할 수 있다.

제3 리니어 액추에이터에서는, 자극부에 대해 영구 자석의 자기력이 작용하는 방향을 향해 절결되는 절결부를 판 스프링에 형성하였으므로, 조립 작업에 있어서, 판 스프링을 장착할 때, 고정자 및 가동자 중 한쪽의 영구 자석에 고정자 및 가동자 중 다른 쪽이 자착되어, 고정자 및 가동자가 동일한 축심이 아닌 상태로 되어, 결합 볼록부와 결합부에 위치 어긋남이 발생되어 있다고 해도, 영구 자석을 손상시키는 일 없이 판 스프링을 간단히 장착할 수 있고, 또한 그때, 판 스프링의 래디얼 방향의 강성 혹은 탄성력에 의해, 자착이 강제적으로 해제되어, 고정자 및 가동자가 동일한 축심으로 되도록 교정되므로 조립 작업의 작업 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태를 나타내는 리니어 액추에이터의 단일 부재 정면도
도 2는 본 발명의 일 실시 형태를 나타내는 리니어 액추에이터의 측면도
도 3은 본 발명의 일 실시 형태를 나타내는 리니어 액추에이터의 평면도
도 4는 본 발명의 일 실시 형태를 나타내는 리니어 액추에이터의 전체 사시도
도 5는 본 발명의 일 실시 형태를 나타내는 리니어 액추에이터의 종단면 사시도
도 6은 본 발명의 일 실시 형태를 나타내는 리니어 액추에이터의 판 스프링의 정면도
도 7은 본 발명의 다른 실시 형태를 나타내는 리니어 액추에이터의 단일 부재 정면도
도 8은 본 발명의 다른 실시 형태를 나타내는 리니어 액추에이터의 고정자의 일부를 도시하는 사시도
도 9는 본 발명의 다른 실시 형태를 나타내는 리니어 액추에이터의 가동자의 단일 부재 사시도
도 10은 본 발명의 다른 실시 형태를 나타내는 리니어 액추에이터의 정면도
도 11은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 리니어 액추에이터의 전체 사시도.
도 12는 동 실시 형태에 관한 리니어 액추에이터의 분해 사시도.
도 13은 동 실시 형태에 관한 리니어 액추에이터의 주요부 분해 사시도.
도 14는 동 실시 형태에 관한 리니어 액추에이터의 주요부 정면도.
도 15는 동 실시 형태에 관한 리니어 액추에이터의 모식 단면도.
도 16은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 리니어 액추에이터의 전체 사시도.
도 17은 동 실시 형태에 관한 리니어 액추에이터의 분해 사시도.
도 18은 동 실시 형태에 관한 리니어 액추에이터의 정면도.
도 19는 도 18의 z 영역 확대도.
도 20은 본 발명의 다른 실시 형태를 나타내는 리니어 액추에이터의 분해 사시도.
도 21은 판 스프링의 정면도.
도 22는 완성된 리니어 액추에이터를 전방으로부터 본 사시도.
도 23은 완성된 리니어 액추에이터를 후방으로부터 본 사시도.
도 24는 도 22의 정면도.
도 25는 판 스프링의 변형예를 도시한 정면도.

이하, 본 발명의 실시 형태에 관한 리니어 액추에이터를, 도면에 기초하여 설명한다. 우선, 도 1 내지 도 6에 기초하여 본 발명의 일 실시 형태를 설명한다. 또한, 이 실시 형태에서는, 리니어 액추에이터를 차량에 탑재하는 아우터 가동형의 제진 장치로서 사용한 경우를 예로서 나타낸다. 도 1은 리니어 액추에이터의 단일 부재 정면도, 도 2는 측면도, 도 3은 평면도, 도 4는 전체 사시도, 도 5는 종단면 사시도, 도 6은 판 스프링의 정면도이다.

이들 도면에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에 관한 리니어 액추에이터(1)는, 고정자(2)와 가동자(3)와 판 스프링(41, 42)을 구비하고 있다. 고정자(2)는 가동자(3)의 내측에 있고, 도시하지 않은 차체측에 고정된다. 가동자(3)는 고정자(2)에 대해 전후 방향(스러스트 방향)으로 왕복 이동 가능하게 지지되어 있다.

여기서 고정자(2)의 구성을 설명한다. 고정자(2)는 이너 코어(21)와, 보빈(200)과, 코일(201A, 201B)과, 영구 자석(23, 23)과, 샤프트(25)를 구비하고 있다. 보빈(200)은 코일(201A, 201B)을 권회하는 코일 권회용 오목부(222, 222)를 상하부에 각각 갖는다. 이너 코어(21)의 영구 자석 세트부(상단부면)(20a) 및 영구 자석 세트부(하단부면)(20b)는 각각 상방 및 하방을 향해 볼록해지는 원호면으로 형성되어 있다. 영구 자석(23, 23)은 이너 코어(21)의 영구 자석 세트부(20a) 및 영구 자석 세트부(20b)에 각각 고착되어 있다. 영구 자석(23, 23)의 각각의 상단부면(21b) 및 하단부면(22b)은 상방 및 하방을 향해 볼록해지는 원호면으로 형성되어 있다.

샤프트(25)는 이너 코어(21)의 중심에 전후 방향으로 삽입 관통되어 있다. 샤프트(25)는 그 축심 방향 도중 부분에 비해 전방부가 확대되어, 전방부에 확대부(231a)가 형성되어 있다. 샤프트(25)는 그 후방부측으로부터 이너 코어(21)의 전방으로부터 삽입 관통되는 것으로, 후방부에 확대부(231a)와 동일한 직경의 확대 슬리브(26)가 외부 끼움 고정되어 있다. 확대부(231a)와 이너 코어(21)의 전방면 사이에, 확대부(231a)와 동일한 직경의 전방부 슬리브(S)가 삽입 관통되어 있다. 확대 슬리브(26)와 이너 코어(21)의 후방면 사이에, 확대 슬리브(26)와 동일한 직경의 후방부 슬리브(S)가 삽입 관통되어 있다.

다음에, 가동자(3)의 구성을 설명한다. 가동자(3)는 각통 형상의 아우터 코어(31)와 플랜지 부재(5, 5)를 구비하고 있다. 아우터 코어(31)는, 자성 재료의 일례인 규소 강판을 전후 방향[샤프트(25)의 축심 방향](Fr)으로 밀착하도록 적층한 적층체로 되어 있다. 아우터 코어(31)의 내면 중 그 상면에, 하방을 향해 돌출되는 상부 대향부(301)가 일체적으로 형성되어 있다. 아우터 코어(31)의 내면 중 그 하면에, 상방을 향해 돌출되는 하부 대향부(302)가 일체적으로 형성되어 있다. 상부 대향부(301) 및 하부 대향부(302)는 모두 철 부재로 이루어지는 자극부이다. 또한, 이들 상부 대향부(301) 및 하부 대향부(302)는, 각각 동일 형상의 것을 전후 방향(Fr)으로 이격하여 배치되어 있다.

상부 대향부(301)의 상부 자극면(311)은, 상측의 영구 자석(23)의 상단부면(21b)과, 직경 방향에 있어서 소정의 폭 δ1의 간극 C1을 사이에 두고 대향 배치되어 있다. 이 경우의 직경 방향은, 이너 코어(21)의 중심(P1)을 시점으로 하는 직경 방향이다. 하부 대향부(302)의 하부 자극면(311)은, 하측의 영구 자석(22)의 하단부면(22b)과, 직경 방향에 있어서 소정의 폭 δ2의 간극 C2를 사이에 두고 대향 배치되어 있다. 이 경우의 직경 방향은, 이너 코어(21)의 중심(P1)을 시점으로 하는 직경 방향이다. 간극 C1의 직경 방향으로의 폭 δ1 및 간극 C2의 직경 방향으로의 폭 δ2는 동등하게 설정되어 있다. 또한, 아우터 코어(31)의 상부 및 하부의 좌우 방향 중심부에, 보유 지지 축체(303, 304)가 전후 방향으로 삽입 관통되어 있다. 보유 지지 축체(303, 304)의 전후 단부는, 각각 아우터 코어(31)로부터 돌출되어 있다.

전방측의 플랜지 부재(5)는 아우터 코어(31)에 전방측으로부터 판 스프링(41)을 통해 겹쳐져 있다. 후방측의 플랜지 부재(5)는, 아우터 코어(31)에 후방측으로부터 판 스프링(42)을 통해 겹쳐져 있다. 전방측의 플랜지 부재(5)는, 판 스프링(41)의 전방면에 겹쳐지는 내측 플랜지(51)와, 내측 플랜지(51)의 전방측에 겹쳐지는 외측 플랜지(53)의 조합으로 구성되어 있다. 후방측의 플랜지 부재(5)는, 판 스프링(42)의 후방면에 겹쳐지는 내측 플랜지(51)와, 내측 플랜지(51)의 후방측에 겹쳐지는 외측 플랜지(53)의 조합으로 구성되어 있다.

각 내측 플랜지(51, 51)는, 각각 정면에서 볼 때 직사각형 프레임 형상으로 형성되고, 각각의 내측 플랜지(51, 51)의 상부 및 하부에 각 보유 지지 축체(303, 304)의 전후 단부가 삽입 관통되어 있다. 각 외측 플랜지(53, 53)는, 각각 본체부(331, 341)와 돌출부(332, 342)로 일체적으로 형성되어 있다. 각 본체부(331, 341)는 직사각형 프레임 형상으로 형성되어 있다. 각 돌출부(332, 342)는, 본체부(331, 341)의 상하 방향 도중부로부터 외측으로 돌출되어 있다. 또한, 각 돌출부(332, 342)의 구성을 상세하게 서술한다. 전방측의 플랜지 부재(5)의 돌출부(332)는 다리부(332a)와 연속부(3321)로 구성되어 있다. 후방측의 플랜지 부재(5)의 돌출부(342)는, 다리부(342a)와 연속부(3421)로 구성되어 있다.

전방측의 플랜지 부재(5)의 다리부(332a)는, 본체부(331)의 상하 방향 도중부에 있어서 그 좌우 양측으로부터 각각 전방을 향해 돌출되도록 형성되어 있다. 후방측의 플랜지 부재(5)의 다리부(342a)는, 본체부(341)의 상하 방향 도중부에 있어서 그 좌우 양측으로부터 각각 후방을 향해 돌출되도록 형성되어 있다. 또한, 연속부(3321)는 다리부(332a) 사이에 걸쳐진 평판 형상으로 형성되어 있다. 연속부(3421)는 다리부(342a) 사이에 걸쳐진 평판 형상으로 형성되어 있다. 연속부(3321)의 중심부에, 샤프트(25)의 확대부(231a)가 헐겁게 끼워지는 규제 구멍(3322)이 형성되어 있다. 연속부(3421)의 중심부에, 확대 슬리브(26)가 헐겁게 끼워지는 규제 구멍(3422)이 형성되어 있다.

규제 구멍(3322)의 주위면(3322a)과 확대부(231a)의 외주면(231b)은, 직경 방향에 있어서 소정의 폭 δ3으로 설정된 환 형상 간극 C3을 사이에 두고 대향 배치되어 있다. 규제 구멍(3422)의 주위면(3422a)과 확대 슬리브(26)의 외주면(26a)은 직경 방향에 있어서 소정의 폭 δ4로 설정된 환 형상 간극 C4를 사이에 두고 대향 배치되어 있다.

이 경우의 직경 방향은, 샤프트(25)의 축심[이너 코어(21)의 중심이기도 함]을 시점으로 하는 직경 방향이다. 즉, 각 환 형상 간극 C3, C4의 직경 방향의 폭 δ3, δ4는 각각 주위 방향의 어느 위치에 있어서도 동등하다. 또한, 환 형상 간극 C3의 직경 방향 방향의 폭 δ3과, 환 형상 간극 C4의 직경 방향의 폭 δ4는 동등하게 설정되어 있다.

환 형상 간극 C3, C4의 직경 방향의 폭 δ3, δ4는, 간극 C1 및 간극 C2의 직경 방향의 폭 δ1, δ2에 비해 작게 설정되어 있다.

전방측의 판 스프링(41)은, 아우터 코어(31)와 전방측의 플랜지 부재(5) 사이에 개재 장착되어 있다. 후방측의 판 스프링(42)은, 아우터 코어(31)와 후방측의 플랜지 부재(5) 사이에 각각 개재 장착되어 있다. 판 스프링(41, 42)은, 각각 동일 형상으로 형성되어 있으므로, 도 6을 겸용의 도면으로 하고, 다른 번호를 부여하여 설명한다. 각 판 스프링(41, 42)은, 균일한 두께의 금속판을 펀칭 가공함으로써 형성되어 있다. 각 판 스프링(41, 42)은, 아우터 코어(31)에 겹쳐지는 프레임부(411, 421)와, 프레임부(411, 421)의 내측의 가요부(412, 422)로 일체적으로 형성되어 있다.

판 스프링(41, 42)의 구성부 중, 프레임부(411, 421)가 플랜지 부재(5, 5)와 아우터 코어(31)에 의해 전후 방향으로 끼움 지지된다. 프레임부(411, 421)의 4구석에, 볼트 삽입 관통 구멍(411a, 421a)이 형성되어 있다. 프레임부(411, 421)의 상하부의 좌우 방향 중간 위치에, 보유 지지 축체(303, 304)의 단부를 삽입 관통하는 상방 개구부(411b), 하방 개구부(411c)가 형성되어 있다.

가요부(412, 422)는 정면에서 볼 때,「8」자 형상으로 형성되어 있다. 「8」자의 중앙의 선이 교차하는 부분에 상당하는 중심부(4121, 4221)에, 샤프트(25)의 도중 부분을 삽입 관통하는 샤프트 삽입 관통 구멍(412a, 412a)이 형성되어 있다. 또한,「8」자의 원의 내측에 상당하는 개소에, 코일 권회용 오목부(222, 222)를 내측에 통과시키는 것이 충분히 가능한 크기의 삽입 관통 개구(4122, 4222)가 각각 형성되어 있다.

전방측의 판 스프링(41)의 중심부(4121)는, 확대부(231a)와 전방부 슬리브(S) 사이에 끼움 지지되어 있다. 후방측의 판 스프링(42)의 중심부(4121)는, 확대 슬리브(26)와 후방부 슬리브(S) 사이에 끼움 지지되어 있다.

가동자(3)의 4구석에 볼트(B)가 전후 방향으로 삽입 관통되고, 이들 볼트(B)의 선단에 너트(N)가 체결되어, 아우터 코어(31), 판 스프링(41, 42), 플랜지 부재(5, 5)가 일체화되어 있다.

상기 구성의 리니어 액추에이터(1)에서는, 코일(201A, 201B)에 통전되어 있지 않은 상태에서는, 영구 자석(23, 23)으로부터 발생되는 자기력에 의해, 샤프트(25)가 가동자(3)(아우터 코어)에 대해 소정 위치에 유지되어 있다. 코일(201A, 201B)에 통전하면, 코일(201A, 201B)에 흐르는 전류에 의해 발생되는 자계와 영구 자석(23, 23)에서 발생되어 있는 자계의 방향에 기초하여, 가동자(3)가 샤프트(25)를 따라 전후 방향(Fr)으로 왕복 이동한다. 이 가동자(3)의 왕복 동작을 이용함으로써, 리니어 액추에이터(1)를 차량에 탑재하여 제진 장치로서 사용할 수 있다. 이 경우, 상기 구성의 리니어 액추에이터(1)에서는, 이것을 아우터 가동형으로서 사용하므로, 이너측의 구성 부품인 고정자(2)[샤프트(25)]를 차량의 소정의 부위에 고정하도록 하여 장착한다.

차량의 주행에 수반하여 리니어 액추에이터(1)에 외란 등의 외력이 작용하여, 고정자(2)에 대해 가동자(3)가 직경 방향에서 진동하면, 고정자(2)에 대해 가동자(3)를 지지하고 있는 판 스프링(41, 42)도 또한 직경 방향에서 진동한다. 이와 같이, 외란 진동은 판 스프링(41, 42)을 직경 방향으로 크게 진동시키는 요인이 된다.

상기 실시 형태에서는, 직경 방향에서 접촉 가능한 접촉부가, 가동자(3)측과 고정자(2)측으로 배분되어 있다. 구체적으로 접촉부는, 가동자(3)의 구성 부품인 플랜지 부재(제1 접촉부에 상당함)(5, 5)와, 고정자(2)의 구성 부품인 샤프트(제2 접촉부에 상당함)(25)이다. 그리고 샤프트(25)의 확대부(231a)의 외주면(231b)과, 플랜지 부재(5)의 연속부(3321)에 형성된 규제 구멍(3322)의 주위면(3322a)은, 직경 방향으로 소정의 폭 δ3의 환 형상 간극 C3을 사이에 두고 대향 배치되어 있다.

또한, 샤프트(25)의 확대 슬리브(26)의 외주면(26a)과, 플랜지 부재(5)의 연속부(3421)에 형성된 규제 구멍(3422)의 주위면(3422a)은, 직경 방향에 있어서 소정의 폭 δ4로 설정된 환 형상 간극 C4를 사이에 두고 대향 배치되어 있다. 따라서, 샤프트(25)가 직경 방향으로 진동 가능한 범위는 폭 δ3, δ4의 범위로 된다.

즉, 외란에 의한 판 스프링(41)의 진동이, 예를 들어 공진 등의 큰 진동으로 되기 전에, 확대부(231a)의 외주면(231b)과 규제 구멍(3322)의 주위면(3322a)이 접촉하도록, 폭 δ1, δ2에 대한 폭 δ3의 크기를 설정한다.

또한, 외란에 의한 판 스프링(42)의 진동이, 예를 들어 공진 등의 큰 진동으로 되기 전에, 확대 슬리브(26)의 외주면(26a)과 규제 구멍(3422)의 주위면(3422a)이 접촉하도록, 폭 δ1, δ2에 대한 폭 δ4의 크기를 설정한다. 혹은, 판 스프링(41, 42)에 반복하여 진동이 발생하였다고 해도 상기 반복 진동에 의한 판 스프링(41, 42)의 파손이나 소성 변형이 억제되는 범위로, 폭 δ1, δ2에 대한 폭 δ3, 폭 δ1, δ2에 대한 폭 δ4를 설정한다. 이와 같이 구성함으로써, 양 판 스프링(41, 42)의 손상, 파손, 소성 변형의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 환 형상 간극 C3, C4의 직경 방향의 폭 δ3, δ4는, 간극 C1 및 간극 C2의 직경 방향의 폭 δ1, δ2에 비해 작게 설정되어 있다. 따라서, 확대부(231a)의 외주면(231b)과 규제 구멍(3322)의 주위면(3322a)이 접촉하고, 확대 슬리브(26)의 외주면(26a)과 규제 구멍(3422)의 주위면(3422a)이 접촉함으로써, 영구 자석(23, 23)이 아우터 코어(31)의 상부 대향부(301) 및 하부 대향부(302)에 접촉하는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이, 상기한 바와 같이 폭 δ1, δ2와 폭 δ3, δ4의 관계를 설정함으로써, 양 판 스프링(41, 42)이 공진하는 상태로 되는 것을 방지하여, 양 판 스프링(41, 42)의 파손을 방지할 수 있는 동시에, 영구 자석(23, 23)의 파손(손상)도 방지할 수 있다. 또한, 상부 대향부(301) 및 하부 대향부(302)는 아우터 코어(31)에 형성된 자극부이지만, 자극부 이외에 설치한 대향 부분, 혹은 돌출 부분이라도 좋다.

다음에, 본 발명의 또 다른 실시 형태를 설명한다. 도 7은 이 실시 형태를 나타내는 리니어 액추에이터의 단일 부재 정면도, 도 8은 고정자의 일부를 도시하는 사시도, 도 9는 가동자(아우터 코어)의 단일 부재 사시도이다. 도 7에서는 편의상, 판 스프링의 일부를 생략하여, 이것을 가상선으로 나타내고 있다. 또한, 상기 도 1 내지 도 6의 실시 형태와 동일한 기능을 갖는 구성 부품에 대해서는, 동일한 번호를 부여하고 그 설명을 생략한다.

이 실시 형태에 있어서의 리니어 액추에이터(1)는, 플랜지 부재(5, 5)에 상기 돌출부(332, 342)를 갖지 않는다. 또한, 판 스프링(41, 42)의 파손을 방지하는 수단이, 도 1 내지 도 6의 실시 형태와 다르다.

즉, 이 실시 형태에서는, 판 스프링(41, 42)의 파손을 방지하는 수단이, 아우터 코어(31)에 특별히 설치한 아우터측 돌기(31A, 31B)와, 이너 코어(21)에 특별히 설치한 이너측 돌기(60, 61)로 구성되어 있다. 아우터 코어(31)의 각 내측면(312, 313)과 이너 코어(21)의 각 외측면(210a, 211a)은 상하 방향을 따르고 있고, 서로 평행한 평면으로 형성되어 있다.

여기서, 아우터측 돌기(31A, 31B)의 구성을 설명한다. 한쪽의 아우터측 돌기(31A)는, 아우터 코어(31)의 한쪽의 내측면(312)에 일체적으로 형성되어 있다. 한쪽의 아우터측 돌기(31A)는, 아우터측 상부 돌기부(54)와 아우터측 하부 돌기부(56)로 구성되어 있다. 다른 쪽의 아우터측 돌기(31B)는, 아우터 코어(31)의 다른 쪽의 내측면(313)에 일체적으로 형성되어 있다. 다른 쪽의 아우터측 돌기(31B)는, 아우터측 상부 돌기부(55)와 아우터측 하부 돌기부(57)로 구성되어 있다.

각 아우터측 상부 돌기부(54, 55) 및 아우터측 하부 돌기부(56, 57)는, 전후 방향으로 긴 직육면체 형상으로 형성되어 있다. 각 아우터측 상부 돌기부(54, 55)와 아우터측 하부 돌기부(56, 57)의 전후 방향의 길이는, 아우터 코어(31)의 전후 방향 길이와 동등하게 설정되어 있다. 각 아우터측 상부 돌기부(54, 55)와 아우터측 하부 돌기부(56, 57)의 내측으로의 돌출량은 동등하게 설정되어 있다.

한쪽의 아우터측 상부 돌기부(54)와 한쪽의 아우터측 하부 돌기부(56)는, 상하 방향으로 이격되어 배치되어 있다. 다른 쪽의 아우터측 상부 돌기부(55)와 다른 쪽의 아우터측 하부 돌기부(57)는, 상하 방향으로 이격되어 배치되어 있다. 한쪽의 아우터측 상부 돌기부(54) 및 한쪽의 아우터측 하부 돌기부(56)의 상하 방향의 대향면(500, 510)끼리는 각각 전후 방향을 따르는 평면으로 형성되어 있다. 다른 쪽의 아우터측 상부 돌기부(55) 및 다른 쪽의 아우터측 하부 돌기부(57)의 상하 방향에서의 대향면(501, 511)끼리는, 각각 전후 방향을 따르는 평면으로 형성되어 있다.

여기서, 이너측 돌기(60, 61)의 구성을 설명한다. 이너측 돌기(60, 61)는, 각각 돌출부에 상당하고, 이너 코어(21)의 각 외측면(210a, 211a)에 일체적으로 형성되어, 아우터측 상부 돌기부(54, 55)와 아우터측 하부 돌기부(56, 57) 사이에 각각 삽입되어 있다. 이들 이너측 돌기(60, 61)의 외측으로의 돌출량은 동등하게 설정되어 있다. 각 이너측 돌기(60, 61)는, 각각 전후 방향으로 긴 직육면체 형상으로 형성되어 있다. 단, 그 길이는, 이너 코어(21)의 전후 방향 길이에 비해 짧게 설정되어 있다. 이너측 돌기(60)는, 아우터측 상부 돌기부(54), 아우터측 하부 돌기부(56) 사이, 이너측 돌기(61)는 아우터측 상부 돌기부(55), 아우터측 하부 돌기부(57) 사이에 각각 수용되어 있다. 따라서, 아우터측 상부 돌기부(54) 및 아우터측 하부 돌기부(56), 아우터측 상부 돌기부(55), 아우터측 하부 돌기부(57)에 의해 각각 형성되는 이너측 돌기(60, 61)의 수용 부분이 오목부에 상당한다.

각 이너측 돌기(60, 61)의 상면(600, 610), 하면(601, 611) 및 측면(602, 612)은 전후 방향을 따르는 평면으로 형성되어 있다. 한쪽의 이너측 돌기(60)의 상면(600)과, 한쪽의 아우터측 상부 돌기부(54)의 대향면(500)은, 직경 방향에 있어서의 소정의 폭 δ5의 간극 C5를 사이에 두고 대향 배치되어 있다. 이 경우의 직경 방향은 상하 방향이고, 상면(600)과 대향면(500)이 상하 방향에서 대향하고 있다. 한쪽의 이너측 돌기(60)의 하면(601)과, 한쪽의 아우터측 하부 돌기부(56)의 대향면(510)은, 직경 방향에 있어서의 소정의 폭 δ6의 간극 C6을 사이에 두고 대향 배치되어 있다. 이 경우의 직경 방향은 상하 방향이고, 하면(601)과 대향면(510)이 상하 방향에서 대향하고 있다. 한쪽의 이너측 돌기(60)의 측면(602)과, 아우터 코어(31)의 한쪽의 내측면(312)은, 직경 방향에 있어서의 소정의 폭 δ7의 간극 C7을 사이에 두고 대향 배치되어 있다. 이 경우의 직경 방향은, 좌우 방향이고, 측면(602)과 내측면(312)이 좌우 방향에서 대향하고 있다.

다른 쪽의 이너측 돌기(61)의 상면(610)과, 다른 쪽의 아우터측 상부 돌기부(55)의 대향면(501)은, 직경 방향에 있어서의 소정의 폭 δ8의 간극 C8을 사이에 두고 대향 배치되어 있다. 이 경우의 직경 방향은 상하 방향이고, 상면(610)과 대향면(501)이 상하 방향에서 대향하고 있다. 다른 쪽의 이너측 돌기(61)의 하면(611)과, 다른 쪽의 아우터측 하부 돌기부(57)의 대향면(511)은, 직경 방향에 있어서의 소정의 폭 δ9의 간극 C9를 사이에 두고 대향 배치되어 있다. 이 경우의 직경 방향은 상하 방향이고, 하면(611)과 대향면(511)은 상하 방향에서 대향하고 있다. 다른 쪽의 이너측 돌기(61)의 측면(612)과, 아우터 코어(31)의 다른 쪽의 내측면(313)은, 직경 방향에 있어서의 소정의 폭 δ10의 간극 C10을 사이에 두고 대향 배치되어 있다. 이 경우의 직경 방향은 좌우 방향이고, 측면(612)과 내측면(313)은 좌우 방향에서 대향하고 있다.

이들 소정의 폭 δ5 내지 δ10은, 상기 상부 대향부(301)의 상부 자극면(311)과, 상측의 영구 자석(23)의 상단부면(21b) 사이의 폭 δ1에 비해 작게 설정되어 있다. 또한, 상기 하부 대향부(302)의 하부 자극면(311)과, 하측의 영구 자석(22)의 하단부면(22b) 사이의 폭 δ2에 비해 작게 설정되어 있다. 또한, 폭 δ5 내지 δ10의 크기의 관계는 δ7＝δ10, δ5＝δ6＝δ8＝δ9이고, 이 경우는 δ5＝δ6＝δ8＝δ9＜δ7＝δ10＜δ1＝δ2이다.

또한, 도시하지 않지만, 각 이너측 돌기(60, 61)의 측면(602, 612)에, 코일(201A, 201B)끼리를 접속하기 위한 걸침선을 수납하는 오목부가 형성되어 있다. 이 오목부는, 상기 걸침선을 외측면(210a, 211a)을 따르게 하는 구성이 바람직하다. 다른 구성은 상기 실시 형태와 동일하므로, 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

이상과 같은 구성의 본 실시 형태에서는, 아우터측 상부 돌기부(54, 55), 아우터측 하부 돌기부(56, 57), 이너측 돌기(60, 61) 및 아우터 코어(31)의 내측면(312, 313)이 접촉부로서 기능한다.

상기 구성에서는, 판 스프링(41, 42)의 직경 방향으로의 변형량은 제한된다. 즉, 판 스프링(41, 42)의 상방으로의 변형량은, 한쪽의 아우터측 상부 돌기부(54)의 대향면(500)이 한쪽의 이너측 돌기(60)의 상면(600)에 접촉함으로써, 폭 δ5로 제한된다. 또한, 다른 쪽의 아우터측 상부 돌기부(55)의 대향면(501)이 다른 쪽의 이너측 돌기(61)의 상면(610)에 접촉함으로써, 폭 δ8로 제한된다.

판 스프링(41, 42)의 하방으로의 변형량은, 한쪽의 아우터측 하부 돌기부(56)의 대향면(510)이 한쪽의 이너측 돌기(60)의 하면(601)에 접촉함으로써, 폭 δ6으로 제한된다. 또한, 다른 쪽의 아우터측 하부 돌기부(57)의 대향면(511)이 다른 쪽의 이너측 돌기(61)의 하면(611)에 접촉함으로써, 폭 δ9로 제한된다.

판 스프링(41, 42)의 우측으로의 변형량은, 아우터 코어(31)의 한쪽의 내측면(312)이 한쪽의 이너측 돌기(60)의 측면(602)에 접촉함으로써 폭 δ7로 제한된다. 판 스프링(41, 42)의 좌측으로의 변형량은, 아우터 코어(31)의 다른 쪽의 내측면(313)이 다른 쪽의 이너측 돌기(61)의 측면(612)에 접촉함으로써, 폭 δ10으로 제한된다.

또한, 각 이너측 돌기(60, 61)의 측면(602, 612)에, 코일(201A, 201B)끼리를 접속하기 위한 걸침선을 수납하는 오목부가 형성되어 있다. 이 구성에 의해, 아우터 코어(31)가 직경 방향으로 변형되어 아우터 코어(31)의 내측면(312, 313)이 이너측 돌기(60, 61)의 측면(602, 612)에 접촉해도, 걸침선의 절단이나 손상을 방지할 수 있다.

본 발명의 이 실시 형태에서는, 폭 δ5 내지 δ10을, 판 스프링(41, 42)이 파손되는 변형량보다 작게 설정한 구성에 의해, 판 스프링(41, 42)의 파손이나 소성 변형의 발생을 방지할 수 있어, 리니어 액추에이터(1)의 기능을 유지할 수 있다. 특히, 폭 δ5, δ6, δ8, δ9를 모두 폭 δ1, δ2에 비해 작게 설정한 구성에 의해, 영구 자석(23)이 아우터 코어(31)의 상부 대향부(301)에 접촉하는 것을 방지하고, 영구 자석(22)이 아우터 코어(31)의 하부 대향부(302)에 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 이에 의해, 영구 자석(23, 23)의 파손(손상)을 방지할 수 있다.

다음에, 본 발명의 또 다른 실시 형태를 도 10에 기초하여 설명한다. 도 10은 이 실시 형태를 나타내는 리니어 액추에이터의 정면도이다. 이 실시 형태가, 도 7 내지 도 9의 실시 형태와 다른 구성을 설명한다. 이 실시 형태에서는, 판 스프링(41, 42)의 파손을 방지하는 수단이, 도 7 내지 도 9의 실시 형태와 다르다. 도 7 내지 도 9의 실시 형태에서는, 아우터측 돌기(5A, 5B)를, 각각 상하로 이격한 아우터측 상부 돌기부(54, 55) 및 아우터측 하부 돌기부(56, 57)로 구성하였다. 또한, 이너측 돌기(60, 61)를, 각각 아우터측 상부 돌기부(54, 55)와 아우터측 하부 돌기부(56, 57) 사이에 개재 장착하는 구성으로 하였다. 이 구성에 대해, 이 실시 형태에서는, 이너측 돌기를 상하 쌍으로 설치하고, 아우터측 돌기를 이너측 돌기의 사이에 개재 장착하는 구성으로 하고 있다.

여기서, 이너측 돌기(21A, 21B)의 구성을 설명한다. 한쪽의 이너측 돌기(21A)는, 이너 코어(21)의 한쪽의 외측면(210a)에 일체적으로 형성되어 있다. 한쪽의 이너측 돌기(21A)는, 이너측 상부 돌기부(70)와 이너측 하부 돌기부(72)로 구성되어 있다. 다른 쪽의 이너측 돌기(21B)는, 이너 코어(21)의 다른 쪽의 외측면(211a)에 일체적으로 형성되어 있다. 다른 쪽의 이너측 돌기(21B)는, 이너측 상부 돌기부(71)와 이너측 하부 돌기부(73)로 구성되어 있다.

각 이너측 상부 돌기부(70, 71) 및 이너측 하부 돌기부(72, 73)는, 각각 전후 방향으로 긴 직육면체 형상으로 형성되어 있다. 각 이너측 상부 돌기부(70, 71)와 이너측 하부 돌기부(72, 73)의 전후 방향의 길이는, 이너 코어(21)의 전후 방향 길이에 대해 짧게 설정되어 있다. 각 이너측 상부 돌기부(70, 71)와 이너측 하부 돌기부(72, 73)의 외측으로의 돌출량은 동등하게 설정되어 있다.

한쪽의 이너측 상부 돌기부(70)와 한쪽의 이너측 하부 돌기부(72)는, 상하 방향으로 이격되어 배치되어 있다. 다른 쪽의 이너측 상부 돌기부(71)와 다른 쪽의 이너측 하부 돌기부(73)는, 상하 방향으로 이격되어 배치되어 있다. 한쪽의 이너측 상부 돌기부(70) 및 한쪽의 이너측 하부 돌기부(72)의 상하 방향의 대향면(700, 701)끼리는, 각각 전후 방향을 따르는 평면으로 형성되어 있다. 다른 쪽의 이너측 상부 돌기부(71) 및 다른 쪽의 이너측 하부 돌기부(73)의 상하 방향에서의 대향면(710, 711)끼리는, 각각 전후 방향을 따르는 평면으로 형성되어 있다.

여기서, 아우터측 돌기(80, 81)의 구성을 설명한다. 한쪽의 아우터측 돌기(80)는 아우터 코어(31)의 한쪽의 내측면(312)에 일체적으로 형성되어, 이너측 상부 돌기부(70)와 이너측 하부 돌기부(72) 사이에 각각 삽입되어 있다. 다른 쪽의 아우터측 돌기(81)는, 아우터 코어(31)의 다른 쪽의 내측면(313)에 일체적으로 형성되어, 이너측 상부 돌기부(71)와 이너측 하부 돌기부(73) 사이에 각각 삽입되어 있다.

이들 아우터측 돌기(80, 81)의 내측으로의 돌출량은 동등하게 설정되어 있다. 이들 아우터측 돌기(80, 81)는, 각각 전후 방향으로 긴 직육면체 형상으로 형성되어 있다. 그 길이는, 아우터 코어(31)의 전후 방향 길이와 동등하게 설정되어 있다. 각 아우터측 돌기(80, 81)의 상면(800, 810), 하면(801, 811) 및 측면(802, 812)은 전후 방향을 따르는 평면으로 형성되어 있다.

한쪽의 아우터측 돌기(80)의 상면(800)과, 한쪽의 이너측 상부 돌기부(70)의 대향면(700)은, 직경 방향에 있어서의 소정의 폭 δ11의 간극 C11을 사이에 두고 대향 배치되어 있다. 이 경우의 직경 방향은 상하 방향이고, 상면(800)과 대향면(700)은 상하 방향에서 대향하고 있다. 한쪽의 아우터측 돌기(80)의 하면(801)과, 한쪽의 이너측 하부 돌기부(72)의 대향면(701)은, 직경 방향에 있어서의 소정의 폭 δ12의 간극 C12를 사이에 두고 대향 배치되어 있다. 이 경우의 직경 방향은 상하 방향이고, 하면(801)과 대향면(701)은 상하 방향에서 대향하고 있다. 한쪽의 아우터측 돌기(80)의 측면(802)과, 이너 코어(21)의 한쪽의 외측면(210a)은, 직경 방향에 있어서의 소정의 폭 δ13의 간극 C13을 사이에 두고 대향 배치되어 있다. 이 경우의 직경 방향은 좌우 방향이고, 측면(802)과 외측면(210a)은 좌우 방향에서 대향하고 있다.

다른 쪽의 아우터측 돌기(81)의 상면(810)과, 다른 쪽의 이너측 상부 돌기부(71)의 대향면(710)은, 직경 방향에 있어서의 소정의 폭 δ14의 간극 C14를 사이에 두고 대향 배치되어 있다. 이 경우의 직경 방향은 상하 방향이고, 상면(810)과 대향면(710)은 상하 방향에서 대향하고 있다. 다른 쪽의 아우터측 돌기(81)의 하면(811)과, 다른 쪽의 이너측 하부 돌기부(73)의 대향면(711)은, 직경 방향에 있어서의 소정의 폭 δ15의 간극 C15를 사이에 두고 대향 배치되어 있다. 이 경우의 직경 방향은 상하 방향이고, 하면(811)과 대향면(711)은 상하 방향에서 대향하고 있다. 다른 쪽의 아우터측 돌기(81)의 측면(812)과, 이너 코어(21)의 다른 쪽의 측면(211)은, 직경 방향에 있어서의 소정의 폭 δ16의 간극 C16을 사이에 두고 대향 배치되어 있다. 이 경우의 직경 방향은 좌우 방향이고, 측면(812)과 측면(211)은 좌우 방향에서 대향하고 있다.

이들 소정의 폭 δ10 내지 δ16은, 상기 상부 대향부(301)의 상부 자극면(311)과, 상측의 영구 자석(23)의 상단부면(21b) 사이의 폭 δ1에 비해 작게 설정되어 있다. 또한, 상기 하부 대향부(302)의 하부 자극면(311)과, 하측의 영구 자석(22)의 하단부면(22b) 사이의 폭 δ2에 비해 작게 설정되어 있다.

이 실시 형태에서는, 접촉부가 이너측 상부 돌기부(70, 71), 이너측 하부 돌기부(72, 73), 아우터측 돌기(80, 81) 및 이너 코어(21)의 외측면(210a, 211a)으로 구성되어 있다. 그리고 이너측 상부 돌기부(70, 71), 이너측 하부 돌기부(72, 73)가 제1 접촉부에 상당하고, 아우터측 돌기(80, 81)가 제2 접촉부에 상당한다. 또한, 아우터측 돌기(80)가 이너측 상부 돌기부(70), 이너측 하부 돌기부(72) 사이, 아우터측 돌기(81)가 이너측 상부 돌기부(71), 이너측 하부 돌기부(73) 사이에 각각 수용되어 있다. 따라서, 이너측 상부 돌기부(70) 및 이너측 하부 돌기부(72), 이너측 상부 돌기부(71) 및 이너측 하부 돌기부(73)에 의해 각각 형성되는 아우터측 돌기(80, 81)의 수용 부분이 오목부에 상당한다. 폭 δ11 내지 δ16의 크기의 관계는, δ13＝δ16, δ11＝δ12＝δ14＝δ15이고, 이 경우는 δ11＝δ12＝δ14＝δ15＜δ13＝δ16＜δ1＝δ2이다.

또한, 도시하지 않았지만, 이너측 상부 돌기부(70, 71), 이너측 하부 돌기부(72, 73) 및 이너 코어(21)의 외측면(210a, 211a)에, 코일(201A, 201B)끼리를 접속하기 위한 걸침선을 수납하는 오목부가 형성되어 있다. 이 오목부는, 상기 걸침선을 외측면(210a, 211a)보다도 내측에 수납하는 구성이 바람직하다. 다른 구성은 상기 제2 실시 형태와 동일하므로, 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

상기 구성에서는, 판 스프링(41, 42)의 직경 방향으로의 변형량은 제한된다. 즉, 판 스프링(41, 42)의 상방으로의 변형량은, 한쪽의 아우터측 돌기(80)의 상면(800)이 한쪽의 이너측 상부 돌기부(70)의 대향면(700)에 접촉함으로써, 폭 δ11로 제한된다. 또한, 다른 쪽의 아우터측 돌기(81)의 상면(810)이 다른 쪽의 이너측 상부 돌기부(71)의 대향면(710)에 접촉함으로써, 폭 δ14로 제한된다.

판 스프링(41, 42)의 하방으로의 변형량은, 한쪽의 아우터측 돌기(80)의 하면(801)이 한쪽의 이너측 하부 돌기부(72)의 대향면(701)에 접촉함으로써, 폭 δ12로 제한된다. 또한, 다른 쪽의 아우터측 돌기(81)의 하면(811)이 다른 쪽의 이너측 하부 돌기부(73)의 대향면(711)에 접촉함으로써, 폭 δ15로 제한된다.

판 스프링(41, 42)의 우측으로의 변형량은, 한쪽의 아우터측 돌기(80)의 측면(802)이 이너 코어(21)의 한쪽의 외측면(210a)에 접촉함으로써 폭 δ13으로 제한된다. 판 스프링(41, 42)의 좌측으로의 변형량은, 다른 쪽의 아우터측 돌기(81)의 측면(812)이 이너 코어(21)의 다른 쪽의 측면(211)에 접촉함으로써, 폭 δ16으로 제한된다. 이와 같이 판 스프링(41, 42)의 직경 방향에서의 변형량을 규제함으로써, 판 스프링(41, 42)의 파손, 소성 변형의 발생을 방지할 수 있다.

본 발명의 이 실시 형태에서는, 폭 δ11 내지 δ16을, 판 스프링(41, 42)이 파손, 소성 변형이 발생하는 변형량보다 작게 설정한 구성에 의해, 판 스프링(41, 42)의 파손이나 소성 변형을 방지할 수 있어, 그 기능을 유지할 수 있다. 특히, 폭 δ11, δ12, δ14, δ15를 모두 폭 δ1, δ2에 비해 작게 설정한 구성에 의해, 영구 자석(23)이 아우터 코어(31)의 상부 대향부(301)에 접촉하는 것을 방지할 수 있고, 영구 자석(22)이 아우터 코어(31)의 하부 대향부(302)에 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 이에 의해, 영구 자석(23, 23)의 파손(손상)을 방지할 수 있다. 이너측 상부 돌기부(70, 71), 이너측 하부 돌기부(72, 73) 및 이너 코어(21)의 외측면(210a, 211a)에, 코일(201A, 201B)끼리를 접속하기 위한 걸침선을 수납하는 오목부가 형성되어 있다. 이 구성에 의해, 아우터측 돌기(80, 81)의 측면(802, 812)이 이너 코어(21)의 외측면(210a, 211a)에 접촉해도, 걸침선의 파손이나 손상을 방지할 수 있다.

이상, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명의 적용 범위는 이들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지로부터 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어, 상기 각 실시 형태는, 리니어 액추에이터(1)를 아우터 가동형으로 하여 설명하였지만, 아우터 코어(31)측을 고정자로 하고, 이너 코어(21)측을 가동자로 한 이너 가동형의 리니어 액추에이터(1)로서 사용하는 것도 가능하다. 이와 같이 구성한 경우라도, 상기 각 실시 형태와 동일한 작용 효과를 발휘할 수 있다.

도 10의 실시 형태에서는, 돌기를 아우터 코어(31), 이너 코어(21)에 배분한 구성으로 하고 있다. 그러나 아우터 코어(31)에 돌기를 설치하지 않고, 그 내측면에 이너 코어(21)의 측면에 설치한 돌기가 삽입되는 오목부를 형성하는 구성으로 해도 좋다.

혹은, 이너 코어(21)에 돌기를 설치하지 않고, 그 외측면에 아우터 코어(31)의 내측면에 설치한 돌기가 삽입되는 오목부를 형성하는 구성으로 해도 좋다. 그리고 돌기와 오목부를, 직경 방향으로 소정의 폭을 갖는 간극을 사이에 두고 대향시켜, 영구 자석(23, 23)이 상부 대향부(301), 하부 대향부(302)에 접촉하기 전에 돌기와 오목부가 접촉하도록 구성할 수도 있다. 이와 같이 구성하는 것이라도, 영구 자석(23, 23)이나 판 스프링(41, 42)의 손상이나 파손을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 또 다른 실시 형태를, 도면을 참조하여 설명한다. 이 실시 형태에 관한 리니어 액추에이터(1)는, 도 11 및 도 12 등에 도시하는 바와 같이, 고정부(2)의 주위(외측)에 가동부(3)를 배치한 아우터 가동형의 리니어 액추에이터이다.

고정부(2)는 이너 코어(고정자)(21)와, 이너 코어(21)를 피복할 수 있는 보빈(200)과, 이너 코어(21) 중 보빈(200)에 피복되지 않는 상단부면 및 하단부면에 배치된 영구 자석(23)과, 보빈(200)의 외주에 권회된 코일(24)과, 중심부에 배치된 샤프트(25)를 구비한 것이다. 또한, 샤프트(25)의 축 방향과, 가동부(3)가 왕복 동작하는 방향, 즉 스러스트 방향과는 동일 방향이고, 이하의 설명에서 사용하는 샤프트(25)의 축 방향과 스러스트 방향은 동일한 의미이다. 또한, 이하의 설명에 있어서「정면」이라 함은 샤프트(25)의 축 방향의 장착 반대측[후술하는 커버(7)측]으로부터 본 방향을 의미한다.

이너 코어(21)는 도 12 내지 도 15에 도시하는 바와 같이, 예를 들어 스러스트 방향으로 적층된 박판 형상을 이루는 강판(예를 들어, 규소 강판)으로 구성된 것이고, 중앙부에, 샤프트(25)가 삽입 관통 가능한 샤프트 삽입 관통 구멍(211)을 갖는 것이다. 본 실시 형태에서는, 개구 형상이 사각 형상을 이루는 샤프트 삽입 관통 구멍(211)을 적용하고 있다(도 12 내지 도 14 참조). 또한, 이너 코어(21)에는, 샤프트 삽입 관통 구멍(211)을 사이에 두고 대향하는 상단부면 및 하단부면에, 영구 자석(23)을 배치 가능한 영구 자석 세트부(212)를 형성하고 있다. 영구 자석 세트부(212)는 편평한 평탄면에 의해 형성되어 있다.

보빈(200)(인슐레이터)은, 도 12 및 도 15에 도시하는 바와 같이[도 13 및 도 14에서는 보빈(200)을 생략하고 있음], 스러스트 방향으로 2분할된 보빈 유닛(22U)으로 구성되고, 이들 보빈 유닛(22U)에 의해 샤프트(25)의 축 방향 양단부로부터 이너 코어(21) 및 영구 자석(23)을 끼워 넣어, 이너 코어(21) 전체 및 영구 자석(23)의 일부를 피복할 수 있는 것이다. 이 보빈(200)은, 샤프트(25)가 삽입 관통 가능한 샤프트 삽입 관통 구멍(221)과, 코일(24)이 권회 가능한 상하 한 쌍의 코일 권회용 오목부(222)를 갖는 것이다. 보빈(200)에 형성된 샤프트 삽입 관통 구멍(221)은, 이너 코어(21)에 형성된 샤프트 삽입 관통 구멍(211)에 연통되고 또한 당해 샤프트 삽입 관통 구멍(211)보다도 한층 큰 둥근 구멍이며, 이 둥근 구멍에 스페이서(S)가 끼워 넣어질 수 있도록 설정하고 있다.

영구 자석(23)은, 도 12 내지 도 15에 도시하는 바와 같이, 이너 코어(21)에 있어서의 한 쌍의 영구 자석 세트부(212)에 각각 배치된 것이다. 각 영구 자석 세트부(212)에는 각각 샤프트(25)의 축 방향을 따라 복수(도시예에서는 2매)의 영구 자석(23)을 배열하여 배치하고 있다. 그리고 본 실시 형태에서는, 평판 형상을 이루는 영구 자석(23)을 적용하고 있다. 따라서 편평한 평탄면인 각 영구 자석 세트부(212)에 고착된 평판 형상을 이루는 복수의 영구 자석(23)의 표면은 동일 높이 내지 대략 동일 높이로 된다.

샤프트(25)는, 도 12 내지 도 15에 도시하는 바와 같이, 보빈(200)에 있어서의 샤프트 삽입 관통 구멍(221) 및 이너 코어(21)에 있어서의 샤프트 삽입 관통 구멍(211)에 삽입 관통하여 장착한 것이다. 본 실시 형태에서는, 이너 코어(21)에 형성한 샤프트 삽입 관통 구멍(211)의 개구 형상에 대응하는 외측 형상을 이루는 샤프트(25), 즉 횡단면에 있어서의 외측 테두리 형상이 사각 형상 내지 대략 사각 형상인 샤프트(25)를 적용하고 있다. 샤프트(25)의 양단부에는 축 방향을 따라 연장되는 오목부(251)를 형성하고, 당해 오목부(251)의 내주면에 암나사부를 형성하고 있다. 그리고 각 암나사부에 각각 볼트(B1)를 나사 장착 가능하게 구성하고 있다(도 15 참조).

코일(24)은 가동부(3)를 왕복 이동시키는 자속을 발생하는 것이고, 도 12 내지 도 15에 도시하는 바와 같이, 보빈(200)에 있어서의 각 코일 권회용 오목부(222)에 각각 권회되어, 샤프트(25)를 끼운 상부, 하부에 전류가 흐르도록 결선된 것이다. 그리고 전류가 흐르는 방향을 전환함으로써, 다음에 설명하는 가동부(3)를 왕복 운동시킬 수 있다.

가동부(3)는 도 12 및 도 15에 도시하는 바와 같이, 가동 자극으로서의 아우터 코어(가동자)(31)와 가동 스페이서(32)[도시예에서는 형상이 약간 다른 제1 단위 가동 스페이서(321) 및 제2 단위 가동 스페이서(322)로 구성하고 있지만, 동일 형상의 단위 가동 스페이서로 구성한 가동 스페이서라도 상관없음]를 스러스트 방향으로 겹친 개략 각통 형상의 것이다. 본 실시 형태에서는, 아우터 코어(31) 및 가동 스페이서(32)를 각각 상하로 2분할하여 이루어지는 가동부 유닛(3U)을 서로 조립 장착함으로써 개략 각통 형상으로 되는 가동부(3)를 적용하고 있지만, 2분할되어 있지 않은 가동자 및 가동 스페이서를 사용하여 이루어지는 가동부를 적용해도 상관없다.

아우터 코어(31)는, 도 12 내지 도 15에 도시하는 바와 같이, 박판 형상을 이루는 강판(예를 들어, 규소 강판)을 스러스트 방향으로 적층하여 결합한 것이다. 그리고 아우터 코어(31) 중, 가동 스페이서(32)보다도 영구 자석(23)측으로 팽출되고, 또한 영구 자석(23)과 대향하는 면이 자극면(311)으로서 기능하고, 이 자극면(311)을 영구 자석(23)에 대해 평행하게 되는 편평한 평탄면으로 설정하고 있다. 이에 의해, 서로 대향하는 아우터 코어(31)의 내향면과 이너 코어(21)의 외향면 사이, 즉 자극면(311)과 영구 자석(23) 사이에, 직선 형상으로 연장되는 소정 치수의 간극(갭)(G)이 형성되도록 되어 있다(도 14 참조).

이러한 아우터 코어(31)가 가동 스페이서(32)를 일체적으로 조립 장착하여 이루어지는 가동부(3)는, 상단부 및 하단부에 있어서의 폭 방향 중앙부에 아우터 코어(31) 및 가동 스페이서(32)를 스러스트 방향으로 관통하는 상하 한 쌍의 보유 지지 축체(평행 핀)(33)를 설치하고, 보유 지지 축체(33)의 양단부를 각각 가동 스페이서(32)보다도 스러스트 방향으로 돌출시키고 있다. 또한, 정면에서 볼 때 직사각 형상을 이루는 가동부(3)의 4구석에는 두께 방향으로 관통하는 볼트 삽입 관통 구멍(3a)을 형성하고 있다(도 12 참조).

이러한 구성을 갖는 가동부(3)를, 베어링(4)을 통해 고정부(2)에 연결하고 있다. 본 실시 형태에 있어서, 베어링(4)은 고정부(2)와 가동부(3)를 동축 상에 연결하고, 스스로 탄성 변형됨으로써 가동부(3)를 고정부(2)에 대해 왕복 이동 가능하게 지지하는 것이며, 적층된 복수매의 판 스프링(41)에 의해 구성된 것이다.

판 스프링(41)은 도 12 내지 도 15에 도시하는 바와 같이, 가동부(3) 중 가동 스페이서(32)에 겹쳐지는 프레임 형상을 이루는 프레임부(411)와, 프레임부(411)의 내측에 설치한 가요부(412)를 일체로 구비한 박판 형상의 것이다. 이 판 스프링(41)은, 예를 들어 펀칭 가공에 의해 형성되는 것이다. 정면에서 볼 때 대략 직사각 형상을 이루는 프레임부(411)의 4구석에는 각각 두께 방향으로 관통하는 볼트 삽입 관통 구멍(411a)을 형성하고, 판 스프링(41) 중 당해 프레임부(411)가 플랜지 부재(5)와 가동부(3) 사이에 끼워진다. 또한, 프레임부(411)의 상하 단부에 있어서의 폭 방향 중앙부에는, 상방 또는 하방에 개방되는 상방 개구부(411b), 하방 개구부(411c)를 형성하고, 가동부(3)에 설치한 보유 지지 축체(33)의 양단부가 이들 상방 개구부(411b), 하방 개구부(411c)에 끼워질 수 있도록 설정하고 있다. 가요부(412)는 정면에서 볼 때 대략「8」자 형상을 이루고, 중앙부에 샤프트(25)가 삽입 관통 가능한 샤프트 삽입 관통 구멍(412a)을 갖는다. 샤프트 삽입 관통 구멍(412a)은 이너 코어(21)에 형성된 샤프트 삽입 관통 구멍(211) 및 보빈(200)에 형성된 샤프트 삽입 관통 구멍(221)에 연통될 수 있는 것이며, 본 실시 형태에서는 샤프트 삽입 관통 구멍(412a)의 개구 형상을, 이너 코어(21)에 형성된 샤프트 삽입 관통 구멍(211)의 개구 형상과 동일 내지 대략 동일한 형상, 즉 사각 형상 내지 대략 사각형 형상으로 설정하고 있다(도 12 내지 도 14 참조). 판 스프링(41) 중, 가요부(412)에 있어서의 중앙부는 스페이서(S)끼리의 사이에 끼움 지지되고, 프레임부(411)는 가동부(3)[구체적으로는 가동 스페이서(32)]와 플랜지 부재(5) 사이에 끼움 지지된다.

플랜지 부재(5)는 도 12 및 도 15에 도시하는 바와 같이, 판 스프링(41)의 프레임부(411)와 대략 동일한 프레임 형상을 이루고, 4구석에 형성된 두께 방향으로 관통하는 볼트 삽입 관통 구멍(51a)과, 상하 단부에 있어서의 폭 방향 중앙부에 설치되고 보유 지지 축체(33)의 단부를 스러스트 방향으로 약간의 유격이 있는 상태에서 수용할 수 있는 오목부(51b)를 갖는 것이다.

또한, 본 실시 형태에 관한 리니어 액추에이터(1)는, 도 11, 도 12 및 도 15에 도시하는 바와 같이, 샤프트(25)에 있어서의 한쪽의 단부측에 베이스(6)(장착부)를 설치하는 동시에, 다른 쪽의 단부측에 당해 다른 쪽측으로부터 리니어 액추에이터(1) 내부를 차폐하고 또한 리니어 액추에이터(1) 내부에의 액세스를 방지할 수 있는 커버(7)를 설치하고 있다. 커버(7)는 플랜지 부재(5) 및 판 스프링(41)과 동일 내지 대략 동일한 외측 형상을 갖는 플레이트 형상의 것이고, 4구석에 형성된 두께 방향으로 관통하는 볼트 삽입 관통 구멍(7a)과, 중앙부에 형성된 두께 방향으로 관통하는 샤프트 삽입 관통 구멍(7b)을 갖는다.

이러한 구성으로 이루어지는 리니어 액추에이터(1)는, 개략 사각 기둥 형상을 이루는 샤프트(25)를, 대응하는 사각 형상으로 개방된 판 스프링(41)에 있어서의 샤프트 삽입 관통 구멍(412a)에 삽입 관통시킴으로써, 샤프트(25)를 판 스프링(41)에 대해 축 주위로 회전 불능인 상태에서 지지한 것이 된다. 또한, 이 샤프트(25)를, 보빈(200)에 있어서의 샤프트 삽입 관통 구멍(221) 및 이너 코어(21)에 있어서의 샤프트 삽입 관통 구멍(211)에 삽입 관통시킴으로써, 샤프트(25)의 축 주위로 이너 코어(21)를 포함하는 고정부(2) 전체가 상대적으로 틸팅하는 것을 방지할 수 있다. 그리고 샤프트(25)의 축 방향으로 끼워질 수 있는 위치에 배치된 한 쌍의 판 스프링(41)을 기준으로 하여 가동부(3)와 고정부(2)의 상대 위치를 위치 결정할 수 있다. 구체적으로는, 상하로 2분할된 가동부 유닛(3U)끼리를 상하 방향으로부터 고정부(2)를 끼워 넣도록 근접시키고, 가동부(3)에 설치한 상하 한 쌍의 보유 지지 축체(33) 중, 한쪽의 보유 지지 축체(33)를, 프레임부(411)에 있어서의 상방 개구부(411b)에 끼움 삽입하는 동시에, 다른 쪽의 보유 지지 축체(33)를, 프레임부(411)에 있어서의 하방 개구부(411c)에 끼움 삽입한다. 이들 보유 지지 축체(33)의 양단부는, 고정부(2) 및 한 쌍의 판 스프링(41)을 샤프트(25)의 축 방향으로 끼울 수 있는 위치에 배치된 한 쌍의 플랜지 부재(5)에 있어서의 오목부(51b)에 수용된다(도 12 및 도 15 참조). 계속해서, 스러스트 방향으로 연통되는 커버(7)의 볼트 삽입 관통 구멍(7a), 플랜지 부재(5)의 볼트 삽입 관통 구멍(51a), 판 스프링(41)의 볼트 삽입 관통 구멍(411a), 가동부(3)의 볼트 삽입 관통 구멍(3a)에 볼트(B2)를 삽입 관통하고, 볼트(B2)의 선단부를 도시하지 않은 너트에 체결함으로써, 커버(7), 플랜지 부재(5) 및 판 스프링(41)을 일체적으로 조립 장착한 리니어 액추에이터(1)로 된다.

이러한 구성을 이루는 본 실시 형태에 관한 리니어 액추에이터(1)는, 서로 대향하는 아우터 코어(31)의 내향면과 이너 코어(21)의 외향면 사이, 즉 자극면(311)과 영구 자석(23)의 표면 사이에, 직선 형상으로 연장되는 평행한 간극(G)이 형성된다(도 14 참조). 그리고 리니어 액추에이터(1)는, 코일(24)에 통전되어 있지 않은 상태에서는, 영구 자석(23)으로부터 발생하는 자기력에 의해, 샤프트(25)가 가동부(3)[아우터 코어(31)]에 대해 소정 위치에 유지된다. 그리고 코일(24)에 통전된 경우에는, 코일(24)에 흐르는 전류에 의해 발생하는 자계와 영구 자석(23)으로부터 발생되어 있는 자계의 방향에 기초하여, 가동부(3)가 샤프트(25)를 따라 스러스트 방향으로 왕복 이동한다.

이와 같이, 본 실시 형태에 관한 리니어 액추에이터(1)는, 평판형의 영구 자석(23)을 사용함으로써, 종래 사용되고 있던 활형의 영구 자석과 비교하여, 용이하게 가공할 수 있고, 영구 자석(23)의 사용량 및 가공시의 파기량도 상대적으로 적어져, 비용 절감을 유효하게 도모할 수 있다. 그리고 영구 자석(23) 자체의 비용을 저감할 수 있으므로, 리니어 액추에이터(1) 전체의 비용 절감도 도모할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 평판 형상의 영구 자석(23)을 적용함으로써, 활형의 영구 자석(23)을 적용한 경우와 비교하여, 영구 자석(23) 자체의 부피(총 높이 치수)를 억제하여 낮게(얇게) 설정할 수 있다. 그로 인해, 보빈(200)에 있어서의 코일 권회용 오목부(222)의 높이 치수를 비교적 크게 설정하여 코일(24)의 권취수를 상대적으로 많게 함으로써 동일한 전류량이라도 전류 기자력(전류량×코일의 권취수)을 크게 할 수 있어, 리니어 액추에이터(1)의 능력을 높일 수 있다. 또한, 리니어 액추에이터(1) 자체의 콤팩트화를 도모할 수 있다.

이와 같이 비용 절감 및 콤팩트화를 실현할 수 있는 리니어 액추에이터(1)는, 범용성 및 설치 자유도가 우수한 것으로 되어, 비용 절감이라고 하는 요망이 강한 자동차에도 적절하게 사용할 수 있다. 적합한 적용예로서는, 차체의 제진 기구에 적용한 경우, 구체적으로는 차체의 적절한 개소에 배치한 추(웨이트)를 능동적으로 움직이게 하는 액추에이터로서 적용한 경우를 들 수 있다. 이 경우, 리니어 액추에이터(1)에 의해 진동하는 추(웨이트), 즉 가동부(3)의 질량의 반력을 이용하여 차체의 진동을 적절하게 억제할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 관한 리니어 액추에이터(1)는, 샤프트(25) 및 베어링(4)을 상대 회전 불능으로 조립 장착하는 동시에, 베어링(4)에 의해 샤프트(25)의 축 방향과 직교하는 면에 있어서의 고정부(2) 및 가동부(3)의 이동을 규제하고 있으므로, 고정부(2) 및 가동부(3)가 샤프트(25)의 축 주위로 틸팅하는(어긋나는) 것을 방지할 수 있고, 그 결과 평판 형상의 영구 자석(23)과 대면하는 자극면(311)을 평탄하게 형성하는 것이 가능해져, 고도의 가공 정밀도나 조립 장착 정밀도가 요구되는 일 없이, 평판 형상의 영구 자석(23)을 손상시키는 일 없이, 또한 영구 자석(23)과 자극면(311) 사이에 평행한 간극(G)을 간단하게 확보할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 형태에 관한 리니어 액추에이터(1')는, 도 16 내지 도 18에 도시하는 바와 같이, 가동부(3')의 주위(외측)에 고정부(2')를 배치한 이너 가동형의 리니어 액추에이터(1')이다.

가동부(3')는, 축 방향으로 왕복 이동하는 샤프트(31')와, 샤프트(31')의 축 주위에 배치되고 샤프트(31')와 함께 샤프트(31')의 축 방향으로 왕복 이동하는 가동 자극으로서의 이너 코어(가동자)(32')를 구비한 것이다. 또한, 샤프트(31')의 축 방향과, 이너 코어(32')가 왕복 동작하는 방향, 즉 스러스트 방향과는 동일 방향이고, 이하의 설명에서 사용하는 샤프트(31')의 축 방향과 스러스트 방향은 동일한 의미이다. 또한, 이하의 설명에 있어서「정면」이라 함은, 샤프트(31')의 축 방향 중 어느 한쪽측으로부터 본 방향을 의미한다.

샤프트(31')는, 외측 형상(횡단면에 있어서의 외측 테두리 형상)이 사각 형상 내지 대략 사각 형상을 이루고, 일단부(선단부)에 나사부(311')를 형성한 것이다(도 17 참조). 나사부(311')에는, 샤프트(31')를 구동해야 할 대상물(도시 생략)에 고정하기 위한 너트(N')가 나사 장착되어 있다.

이너 코어(32')는 박판 형상을 이루는 강판(예를 들어, 규소 강판)을 스러스트 방향으로 적층하여 결합한 것이다. 본 실시 형태에서는, 4구석에 절결부를 형성한 대략 직사각 형상을 이루는 이너 코어(32')를 적용하고 있다. 또한, 이너 코어(32')에는, 중앙부에 스러스트 방향으로 관통하는 샤프트 삽입 관통 구멍(321')을 형성하고 있다. 샤프트 삽입 관통 구멍(321')의 개구 형상은, 샤프트(31')의 외측 형상에 대응하는 사각 형상 내지 대략 사각 형상이다(도 17 참조). 본 실시 형태에서는, 이러한 이너 코어(32')를 샤프트(31')의 축 방향으로 스페이서(S')를 통해 복수(도시예에서는, 2개) 배치하고 있다. 그리고 이너 코어(32') 중, 다음에 설명하는 고정부(2')에 있어서의 영구 자석(22')과 대향하는 면이 자극면(322')으로서 기능하고, 이 자극면(322')을 영구 자석(22')에 대해 평행하게 되는 편평한 평탄면으로 설정하고 있다.

고정부(2')는 외측 형상이 원형인 링 형상의 고정자(아우터 코어)(21')와, 이너 코어(21') 중 내측으로 돌출시킨 돌출부(211')의 선단면에 고착한 영구 자석(22')과, 이너 코어(21')의 내측에 배치되어 이너 코어(32')를 수용할 수 있는 가동자 수용부(231') 및 코일 권회부(232')를 갖는 보빈(23')과, 코일 권회부(232')에 권회되어 이너 코어(21')의 내측에 위치 부여되는 상하 한 쌍의 코일(24')을 구비한 것이다.

이너 코어(21')에는, 각 돌출부(211')의 선단면에 영구 자석(22')을 배치 가능한 영구 자석 세트부(212')를 형성하고 있다. 영구 자석 세트부(212')는, 편평한 평탄면에 의해 형성되어 있다. 각 영구 자석 세트부(212')에는, 샤프트(31')의 축 방향으로 복수(도시예는 4매)의 영구 자석(22')을 배열한 상태로 고정하고 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 이너 코어(21')를 상하로 2분할하여 이루어지는 고정자 유닛(21U')을 서로 조립 장착함으로써 개략 원통 형상으로 되는 이너 코어(21')를 적용하고 있지만, 2분할되어 있지 않은 고정자를 사용해도 상관없다. 이너 코어(21') 중 적어도 상단부 및 하단부에는, 스러스트 방향으로 관통하는 볼트 삽입 관통 구멍(21a')을 형성하고 있다.

각 영구 자석(22')은 평판 형상을 이루고, 샤프트(31')의 축 방향으로 인접한 상태에서 배열되어 있다. 여기서, 샤프트(31')의 축 방향으로 인접하는 영구 자석(22')은 서로 다른 자극(N극, S극)이고, 한쪽의 영구 자석 세트부(212')에 있어서의 자극의 배열과, 다른 쪽의 영구 자석 세트부(212')에 있어서의 자극의 배열을 반대로 설정하고 있다. 편평한 평탄면인 각 영구 자석 세트부(212')에 고착되는 각 영구 자석(22')의 표면은 동일 높이 내지 대략 동일 높이로 된다.

보빈(23')은, 스러스트 방향으로 관통하는 가동자 수용부(231')와, 상하 한 쌍의 코일 권회부(232')와, 높이 방향으로 관통하고 또한 이너 코어(21')에 있어서의 돌출부(211')를 삽입할 수 있는 돌출부 삽입 구멍(233')을 갖는 것이다. 그리고 가동자 수용부(231')에 이너 코어(32')를 수용하는 동시에, 돌출부 삽입 구멍(233')에 돌출부(211')를 삽입시킨 상태에서, 서로 대향하는 이너 코어(32')의 자극면(322')과, 이너 코어(21')에 있어서의 돌출부(211')의 선단면[영구 자석 세트부(212')]에 설치한 영구 자석(22') 사이에, 직선 형상으로 연장되는 소정 치수의 간극(G')이 형성되도록 설정하고 있다.

코일(24')은 보빈(23')에 있어서의 상하 한 쌍의 코일 권회용 오목부(232')에 각각 권회되고, 샤프트(31')를 끼운 상부, 하부에 전류가 흐르도록 결선된 것이다. 그리고 전류가 흐르는 방향을 전환함으로써, 가동부(3')를 왕복 운동시킬 수 있다.

이러한 구성을 갖는 가동부(3') 및 고정부(2')는 베어링(4')을 통해 연결되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 베어링(4')은 고정부(2')와 가동부(3')를 동축 동심 형상으로 연결하고, 스스로 탄성 변형됨으로써 가동부(3')를 고정부(2')에 대해 왕복 이동 가능하게 지지하는 것이고, 적층된 복수의 판 스프링(41')에 의해 구성된 것이다.

판 스프링(41')은, 도 16 내지 도 18에 도시하는 바와 같이, 스페이서(S") 및 플랜지 부재(5')를 통해 이너 코어(21')에 겹쳐지는 부위와, 스페이서(S')를 통해 이너 코어(32')에 겹쳐지는 부위(가요부)를 일체로 구비한 박판 형상의 것이다. 이 판 스프링(41')은, 예를 들어 펀칭 가공에 의해 형성되는 정면에서 볼 때 대략 「8」자 형상을 이루는 것이다. 판 스프링(41') 중, 플랜지 부재(5')를 통해 이너 코어(21')에 겹쳐지는 부위에 두께 방향으로 관통하는 볼트 삽입 관통 구멍(41a')을 형성하고, 스페이서(S')를 통해 이너 코어(32')에 겹쳐지는 부위에 두께 방향으로 관통하는 샤프트 삽입 관통 구멍(41b')을 형성하고 있다. 샤프트 삽입 관통 구멍(41b')은 이너 코어(32')에 형성한 샤프트 삽입 관통 구멍(321')에 연통될 수 있는 것이고, 본 실시 형태에서는 샤프트 삽입 관통 구멍(41b')의 개구 형상을, 이너 코어(32')에 형성한 샤프트 삽입 관통 구멍(321')의 개구 형상과 동일 내지 대략 동일한 형상, 즉 사각 형상 내지 대략 사각 형상으로 설정하고 있다.

플랜지 부재(5')는 이너 코어(21')에 겹쳐지는 링 형상을 이루고, 이너 코어(21')에 형성한 볼트 삽입 관통 구멍(21a')에 연통될 수 있는 볼트 삽입 관통 구멍(51')을 갖는다.

이러한 구성으로 이루어지는 리니어 액추에이터(1')는, 사각 기둥 형상 내지 대략 사각 기둥 형상을 이루는 샤프트(31')를, 대응하는 사각 형상 내지 대략 사각 형상으로 개방된 판 스프링(41')에 있어서의 샤프트 삽입 관통 구멍(41b')에 삽입 관통시킴으로써, 샤프트(31')를 판 스프링(41')에 대해 축 주위로 회전 불능인 상태로 지지한 것이 된다. 또한, 이 샤프트(31')를, 이너 코어(32')에 있어서의 사각 형상 내지 대략 사각 형상을 이루는 샤프트 삽입 관통 구멍(321')에 삽입 관통시킴으로써, 샤프트(31')의 축 주위로 이너 코어(32') 전체가 상대적으로 틸팅하는(어긋나는) 것을 방지할 수 있다. 그리고 이너 코어(32')를 보빈(23')의 가동자 수용부(231')에 수용한 상태에서 이너 코어(21')의 전후에 배치된 한 쌍의 판 스프링(41')을 기준으로 하여 가동부(3')와 고정부(2')의 상대 위치를 위치 결정할 수 있다. 구체적으로는, 상하로 2분할한 고정자 유닛(21U')끼리를 상하 방향으로부터 보빈(23')을 끼워 넣도록 근접시켜, 이너 코어(21')에 있어서의 돌출부(211')를, 보빈(23')에 형성한 돌출부 삽입 구멍(233')에 삽입한다. 이 상태에서, 서로 대향하는 이너 코어(32')의 자극면(322')과, 이너 코어(21')에 있어서의 돌출부(211')의 선단면[영구 자석 세트부(212')]에 설치한 영구 자석(22') 사이에, 직선 형상으로 연장되는 소정 치수의 간극(G')이 형성된다(도 18 및 도 19 참조). 또한, 스러스트 방향으로 연통되는 판 스프링(41')의 볼트 삽입 관통 구멍(41a'), 스페이서(S"), 플랜지 부재(5')의 볼트 삽입 관통 구멍(51'), 이너 코어(21')의 볼트 삽입 관통 구멍(21a')에 볼트(B')를 삽입 관통하고, 볼트(B')의 선단부를 도시하지 않은 너트에 체결함으로써, 판 스프링(41') 및 플랜지 부재(5')를 일체적으로 조립 장착한 리니어 액추에이터(1')로 된다. 또한, 볼트'와 도시하지 않은 너트 대신에, 리벳을 판 스프링(41')의 볼트 삽입 관통 구멍(41a'), 스페이서(S"), 플랜지 부재(5')의 볼트 삽입 관통 구멍(51'), 이너 코어(21')의 볼트 삽입 관통 구멍(21a')에 압입하여 조립 장착하도록 해도 좋다.

이러한 구성을 이루는 본 실시 형태에 관한 리니어 액추에이터(1')는, 서로 대향하는 이너 코어(32')의 외향면과 이너 코어(21')의 내향면 사이, 즉 자극면(322')과 영구 자석(22')의 표면 사이에, 직선 형상으로 연장되는 평행한 간극(G')이 형성된다. 그리고 리니어 액추에이터(1')는, 코일(24')에 통전되어 있지 않은 상태에서는, 영구 자석(22')으로부터 발생하는 자기력에 의해, 샤프트(31')가 가동부(3')[이너 코어(32')]에 대해 소정 위치에 유지된다. 그리고 코일(24')에 통전한 경우에는, 코일(24')에 흐르는 전류에 의해 발생하는 자계와 영구 자석(22')으로부터 발생되어 있는 자계의 방향에 기초하여, 가동부(3')가 스러스트 방향으로 왕복 이동한다.

이와 같이, 본 실시 형태에 관한 리니어 액추에이터(1')는 평판형의 영구 자석(22')을 사용함으로써, 종래의 활형의 영구 자석과 비교하여, 높은 가공 정밀도가 요구되지 않고, 영구 자석(22')의 사용량 및 가공시의 파기량도 상대적으로 적어져, 비용 절감을 유효하게 도모할 수 있다. 그리고 영구 자석(22') 자체의 비용을 저감할 수 있으므로, 리니어 액추에이터 전체의 비용 절감도 도모할 수 있다. 특히, 리니어 액추에이터(1') 전체의 비용에 있어서의 영구 자석(22')의 비용이 차지하는 비율은 커, 영구 자석(22')의 비용 절감 자체가 리니어 액추에이터(1') 전체의 비용 절감에도 크게 공헌한다.

또한, 본 실시 형태에서는 평판 형상의 영구 자석(22')을 적용함으로써, 활형의 영구 자석(22')을 적용한 경우와 비교하여, 영구 자석(22') 자체의 부피(총 높이 치수)를 억제하여 낮게(얇게) 설정할 수 있어, 코일(24')의 권취수를 상대적으로 많게 할 수 있거나, 리니어 액추에이터(1') 자체의 콤팩트화를 도모할 수 있다.

이와 같이 비용 절감 및 콤팩트화를 실현할 수 있는 리니어 액추에이터(1')는, 범용성 및 설치 자유도가 우수한 것으로 되어, 비용 절감이라고 하는 요망이 강한 자동차에도 적절하게 사용할 수 있다. 적합한 적용예로서는, 차체의 제진 기구에 적용한 경우, 구체적으로는 차체의 적절한 개소에 배치한 추(웨이트)를 능동적으로 움직이게 하는 액추에이터로서 적용한 경우를 들 수 있다. 이 경우, 리니어 액추에이터(1')에 의해 진동하는 추(웨이트), 즉 가동부(3)의 질량의 반력을 이용하여 차체의 진동을 적절하게 억제할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 관한 리니어 액추에이터(1')는, 샤프트(31') 및 베어링(4')을 상대 회전 불능으로 조립 장착하는 동시에, 베어링(4')에 의해 샤프트(31')의 축 방향과 직교하는 면에 있어서의 가동부(3') 및 고정부(2')의 이동을 규제하고 있으므로, 베어링(4')에 의해 상대 위치가 위치 결정되는 가동부(3') 및 고정부(2')가 샤프트(31')의 축 주위로 틸팅하는(어긋나는) 것을 방지할 수 있고, 그 결과, 평판 형상의 영구 자석(22')과 대면하는 자극면(322')을 평탄하게 형성하는 것이 가능해져, 고도의 가공 정밀도나 조립 장착 정밀도가 요구되는 일 없이, 평판 형상의 영구 자석(22')을 손상시키는 일 없이, 또한 영구 자석(22')과 자극면(322') 사이에 평행한 간극(G')을 간단하게 확보할 수 있다.

또한, 본 발명은 상술한 각 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 샤프트 및 베어링은 서로 회전 불능이면 좋고, 샤프트의 외측 형상을 사각형 이외의 다각 형상으로 설정하고, 베어링의 개구 형상을 샤프트의 외측 형상에 대응하는 다각 형상으로 설정해도 좋다. 또한, 샤프트로서, 원형의 일부 외측 테두리에 직선부를 갖는 외측 형상(예를 들어, 대략 D자 형상)인 것을 적용하고, 베어링의 개구 형상을 샤프트의 외측 형상에 대응하는 형상으로 설정해도 상관없다. 혹은, 키 결합(예를 들어, 샤프트 또는 베어링 중 어느 한쪽에 설치한 볼록부를, 다른 쪽에 설치한 오목부에 결합)에 의해 샤프트 및 베어링을 서로 회전 불능으로 조립 장착해도 좋다.

또한, 고정부 또는 가동부 중 어느 한쪽에, 평판 형상을 이루는 복수의 영구 자석을 샤프트의 축 방향으로부터 보아(정면에서 보아) 부분 다각 형상으로 되도록 배치하고, 다른 쪽 중 이들 영구 자석과 대면하는 자극면을, 이들 복수의 영구 자석의 표면에 대해 소정 치수의 갭을 두고 평행 또는 대략 평행하게 되는 부분 다각 형상으로 설정한 리니어 액추에이터라도 상관없다.

또한, 베어링은, 샤프트를 회전 불능으로 지지하여 고정부와 가동부의 상대 위치를 위치 결정하고, 또한 샤프트의 축 주위에 있어서의 고정부와 가동부의 상대 위치를 유지한 상태에서 스러스트 방향으로 동작 가능한 것이면 좋고, 판 스프링 이외의 것을 적용해도 좋고, 그 소재나 형상도 특별히 한정되는 것은 아니다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 리니어 액추에이터의 일례로서 영구 자석식 철심 가동형 모터, 이른바 왕복 모터를 예시하였지만, 본 발명에 관한 리니어 액추에이터를, 다른 작은 스트로크 리니어 액추에이터인 무빙 마그네트형에 적용해도 동일한 효과가 얻어진다.

그 밖에, 각 부의 구체적 구성에 대해서도 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능하다.

이하, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 관한 리니어 액추에이터를, 도면에 기초하여 설명한다. 우선, 도 20 내지 도 24에 기초하여 본 발명의 일 실시 형태를 설명한다.

도 20은 리니어 액추에이터의 분해 사시도, 도 21은 판 스프링의 정면도, 도 22는 완성된 리니어 액추에이터를 전방으로부터 본 사시도, 도 23은 완성된 리니어 액추에이터를 후방으로부터 본 사시도, 도 24는 도 22의 정면도이다. 또한, 편의상, 도 20의 좌측을 전방측으로 하고, 우측을 후방측으로 한다.

이들 도면에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 리니어 액추에이터(1)는, 고정자(2)와, 가동자(3)와, 판 스프링(41, 42)을 구비한다. 고정자(2)는 가동자(3)의 내측에 배치된다. 또한, 가동자(3)는 고정자(2)에 대해 전후 방향(스러스트 방향)으로 왕복 이동 가능하게 지지된다.

고정자(2)는 이너 코어(도시하지 않음)가 내부 삽입된 보빈(200)과, 영구 자석(23, 23)과, 샤프트(25)를 구비한다. 보빈(200)은, 이너 코어를 덮도록 좌우로 분할된 보빈 유닛(200A, 200A)이 조합된다. 또한, 보빈(200)은 그 일단부 및 타단부에 코일(201A, 201B)이 권회된 코일 권회부를 갖는다. 또한, 보빈(200)의 양단부면은 직경 외측 방향으로 볼록해지는 원호 형상으로 형성된다. 영구 자석(23, 23)은, 제1 영구 자석(23)과, 제2 영구 자석(23)으로 이루어지고, 이너 코어의 양단부면에 고착된다. 또한, 영구 자석(23, 23)의 외면 및 내면은, 직경 외측 방향으로 볼록해지는 원호 형상으로 형성된다.

샤프트(25)는 그 축심 방향 도중 부분에 비해 전방부가 확대되어, 전방부에 확대부(231a)가 형성되는 동시에, 후방부에 확대부(231a)보다도 소직경의 수나사부(232)가 형성된다. 그리고 샤프트(25)는 수나사부(232)로부터 보빈(200)의 중앙부에 형성된 관통 구멍(도시하지 않음)으로부터 삽입 관통된다. 확대부(231a)와 보빈(200)의 전방면 사이에는, 확대부(231a)와 동일한 직경의 전방부 스페이서(S)가 삽입 관통된다. 한편, 수나사부(232)와 보빈(200)의 후방면 사이에는, 확대부(231a)와 동일한 직경의 후방부 스페이서(S, S)가 삽입 관통된다. 그리고 샤프트(25)의 수나사부(232)에 후방부 스페이서(S, S) 및 와셔(W)를 통해 너트(N)가 나사 장착된다.

가동자(3)는 각통 형상의 아우터 코어(31)와 플랜지 부재(5, 5)를 구비한다. 아우터 코어(31)는 자성 재료의 일례인 규소 강판을 전후 방향[샤프트(25)의 축심 방향]에서 밀착하도록 적층한 적층체로 된다. 아우터 코어(31)의 내면 중, 그 일단부측에는, 타단부측을 향해 팽출되는 제1 자극부(상부 대향부)(301)가 일체적으로 설치된다. 또한, 아우터 코어(31)의 내면 중, 그 타단부측에는 일단부측을 향해 팽출되는 제2 자극부(하부 대향부)(302)가 일체적으로 설치된다.

그리고 제1 자극부(301)의 대향면은, 제1 영구 자석(23)의 외면과, 래디얼 방향에 있어서 소정의 폭 δ1의 간극 C1을 사이에 두고 대향 배치된다(도 24를 참조). 이 경우의 래디얼 방향은, 보빈(200)의 중심(P1)을 시점으로 하는 직경 방향이다. 한편, 제2 자극부(302)의 대향면은, 제2 영구 자석(22)의 외면과, 래디얼 방향에 있어서 소정의 폭 δ2의 간극 C2를 사이에 두고 대향 배치된다(도 24를 참조). 이 경우의 래디얼 방향은, 보빈(200)의 중심(P1)을 시점으로 하는 직경 방향이다. 간극 C1의 래디얼 방향에서의 폭 δ1 및 간극 C2의 래디얼 방향에서의 폭 δ2는 동등하게 설정된다.

아우터 코어(31)의 일단부의 전방면 및 후방면과 타단부의 전방면 및 후방면에는, 각각 폭 방향 중심부에, 본 발명에 관한 결합 볼록부로서의 보유 지지 축체(303, 304)가 전후 방향으로 돌출 설치된다. 보다 상세하게는, 아우터 코어(31)의 일단부 및 타단부이며, 각각 폭 방향 중심부에는, 전후 방향을 따라 관통 구멍이 형성되고, 일단부의 관통 구멍에 제1 보유 지지 축체(303)가 삽입 관통되는 동시에, 타단부의 관통 구멍에 제2 보유 지지 축체(304)가 삽입 관통된다. 그리고 보유 지지 축체(303, 304)는, 아우터 코어(31)의 전후 방향에 있어서의 두께 치수보다도 길게 형성되어 있으므로, 아우터 코어(31)의 일단부의 전방면 및 후방면과, 타단부의 전방면 및 후방면이며, 각각 폭 방향 중심부로부터, 보유 지지 축체(303, 304)의 단부가 전후 방향으로 돌출된다.

또한, 전방측의 플랜지 부재(5)는, 아우터 코어(31)에 전방측으로부터 판 스프링(41)을 통해 겹쳐진다. 한편, 후방측의 플랜지 부재(5)는, 아우터 코어(31)에 후방측으로부터 판 스프링(42)을 통해 겹쳐진다. 그리고 플랜지 부재(5, 5)에, 좌우의 양측으로부터 폭 방향 중심을 향해 돌출되도록 스토퍼(58, 59)가 형성된다. 이 스토퍼(58, 59)는 아우터 코어(31)가 왕복 이동할 때에, 고정자(2)(또는 이너 코어)가 아우터 코어(31)로부터 빠져 나가는 것을 방지하기 위한 것이다. 또한, 플랜지 부재(5, 5)는 각각 정면에서 볼 때 직사각형 프레임 형상으로 형성되고, 일단부 및 타단부에 돌출부(58A, 59A)가 형성된다. 또한, 상기 돌출부(58A, 59A)의 내면에는, 보유 지지 축체(303, 304)의 단부를 받아들이기 위한 오목부가 형성된다.

전방측의 판 스프링(41)은, 아우터 코어(31)와 전방측의 플랜지 부재(5) 사이에 개재 장착된다. 한편, 후방측의 판 스프링(42)은, 아우터 코어(31)와 후방측의 플랜지 부재(5) 사이에 개재 장착된다. 또한, 판 스프링(41, 42)은 균일한 두께의 금속판을 펀칭 가공함으로써 형성된다. 그리고 판 스프링(41, 42)은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 아우터 코어(31)에 겹쳐지는 프레임부(411, 421)와, 프레임부(411, 421)의 내측의 가요부(412, 422)로 일체적으로 형성된다.

판 스프링(41, 42)의 구성부 중, 프레임부(411, 421)가 플랜지 부재(5, 5)와 아우터 코어(31)에 의해 전후 방향으로 끼움 지지된다. 그리고 프레임부(411, 421)의 4구석에는, 볼트 삽입 관통 구멍(411a, 421a)이 형성된다. 또한, 프레임부(411, 421)의 상하부의 폭 방향 중심부에는, 보유 지지 축체(303, 304)의 단부를 삽입 관통하는, 본 발명에 관한 결합부로서의 상방 개구부(411b, 421b), 하방 개구부(411c, 421c)가 U자 형상으로 형성된다.

가요부(412, 422)는 정면에서 볼 때,「8」자 형상으로 형성된다. 그리고「8」자의 중앙의 선이 교차하는 부분에 상당하는 중심부(4121, 4221)에는 샤프트(25)의 도중 부분을 삽입 관통하는 샤프트 삽입 관통 구멍(412a, 422a)이 형성된다. 또한,「8」자의 환 형상부의 내측에 상당하는 개소에는, 보빈(200)의 코일 권회부를 내측에 통과시키는 것이 충분히 가능한 크기의 삽입 관통 개구부(4122, 4222)가 각각 형성된다.

전방측의 판 스프링(41)의 중심부(4121)는, 확대부(231a)와 전방부 슬리브(S) 사이에 끼움 지지된다. 한편, 후방측의 판 스프링(42)의 중심부(4221)는, 한 쌍의 후방부 슬리브(S, S) 사이에 끼움 지지된다.

그리고 가동자(3)의 4구석(에 형성된 삽입 관통 구멍)에는, 볼트(B)가 전후 방향으로 삽입 관통되고, 이들 볼트(B)의 선단에 너트(N)가 체결되어, 아우터 코어(31), 판 스프링(41, 42), 플랜지 부재(5, 5)가 일체화된다.

여기서, 가요부(412, 422)에 대해 도 21을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 가요부(412, 422)는 가요성을 확보하면서도, 상방 개구부(411b, 421b), 하방 개구부(411c, 421c), 볼트 삽입 관통 구멍(411a, 421a), 샤프트 삽입 관통 구멍(412a, 422a)의 부위는 강도를 확보할 필요가 있다. 즉, 판 스프링(41, 42)은, 상술한 바와 같이「8」자 형상을 나타내고 있고, 상하에 각각 삽입 관통 개구부(환 형상부)(4122, 4222)를 갖는다. 이 삽입 관통 개구부(환 형상부)(4122, 4222)는, 판 스프링(41, 42) 전체가 휘기 쉽도록, 예를 들어 상하 방향의 거리가 작고, 좌우 방향의 거리가 크게 되어 있다. 정면에서 보면, 라운딩 처리된 통 형상과 동등한 형상을 나타내고 있다.

또한, 가요부(412, 422)는 그 종단부가 상방 개구부(411b, 421b), 하방 개구부(411c, 421c)의 근방에 위치하고 있고, 또한 이 상방 개구부(411b, 421b), 하방 개구부(411c, 421c)의 근방 부위는, 상방 개구부(411b, 421b), 하방 개구부(411c, 421c)를 향해 연장되도록 광폭으로 형성된다. 이 이유로서는, 가요부(412, 422)가 상방 개구부(411b, 421b), 하방 개구부(411c, 421c)의 근방 부위를 지지점으로 하여 전후 방향으로 휘도록 되어 있으므로, 이 부위를 보강하기 위함이다.

또한, 샤프트(25)가 삽입 관통되는 판 스프링(41, 42)의 샤프트 삽입 관통 구멍(412a, 422a)의 부위는, 가동자(3)의 왕복 운동에 수반되는 변위량이 가장 큰 부위이므로, 좌우의 양측에, 중심을 향해 원호 형상의 잘록부(4121b, 4221b)가 형성되지만, 예를 들어 샤프트 삽입 관통 구멍(412a, 422a)의 주연부를 가능한 한 표면적을 크게 함으로써, 왕복 운동에 대한 강도도 확보된다.

이상의 구성으로 이루어지는 리니어 액추에이터(1)는, 코일(201A, 201B)에 통전되어 있지 않은 상태에서는, 영구 자석(23, 23)으로부터 발생하는 자기력에 의해, 샤프트(25)가 가동자(3)[아우터 코어(31)]에 대해 소정 위치에 유지된다. 그리고 코일(201A, 201B)에 통전하면, 코일(201A, 201B)에 흐르는 전류에 의해 발생하는 자계와 영구 자석(23, 23)으로부터 발생되어 있는 자계의 방향에 기초하여, 가동자(3)가 샤프트(25)를 따라 전후 방향으로 왕복 이동한다.

다음에, 이상의 구성으로 이루어지는 리니어 액추에이터(1)의 조립 작업에 대해 설명한다. 우선, 영구 자석(23, 23)이 고착된 이너 코어에 보빈(200)을 장착하고, 상기 보빈(200)에 코일(201A, 201B)이 권회된 코어 완성 어셈블리(K)를 준비해 둔다.

그리고 상기 코어 완성 어셈블리(K)의 전방에, 전방부 슬리브(S)와 판 스프링(41)을 배치해 둔다. 그리고 샤프트(25)의 수나사부(232)를, 판 스프링(41), 전방부 슬리브(S)를 통해 보빈(200)의 관통 구멍에 전방으로부터 후방을 향해 삽입 관통한다.

이 상태에 있어서, 보빈(200)을 아우터 코어의 내부에 위치시키면, 보빈(200)의 제1 및 제2 영구 자석(23, 23) 중 어느 하나에 아우터 코어(31)의 제1 및 제2 자극부(301, 302) 중 어느 하나가 자착되어 버린다. 따라서, 판 스프링(41)의 상방 개구부(411b), 하방 개구부(411c)를 아우터 코어(31)의 유지 축체(303, 304)에 걸리게 한 후, 플랜지 부재(5) 내면의 양단부에 형성된 한 쌍의 오목부에 보유 지지 축체(303, 304)를 삽입시키면서, 플랜지 부재(5, 5)를 아우터 코어(31)의 전방측의 단부면에 맞춘다.

계속해서, 보빈(200)의 관통 구멍에 삽입 관통된 샤프트(25)에 후방부 슬리브(S), 판 스프링(42), 후방부 슬리브(S)를 배치한다. 그리고 판 스프링(42)의 상방 개구부(절결부에 상당함)(421b), 하방 개구부(421c)를 아우터 코어(31)의 보유 지지 축체(303, 304)에 걸리게 한 후, 플랜지 부재(5) 내면의 양단부에 형성된 한 쌍의 오목부에 보유 지지 축체(303, 304)를 삽입시키면서, 플랜지 부재(5)를 아우터 코어(31)의 후방측의 단부면에 맞추어, 전후의 플랜지 부재(5, 5), 판 스프링(41, 42)의 볼트 삽입 관통 구멍(411a, 421a)에 볼트(B)를 삽입 관통한다. 그리고 마지막으로 볼트(B) 및 너트(N)를 단단히 체결하는 동시에, 샤프트(25)의 수나사부(232)에 너트(N)를 나사 장착시킨다.

이때, 전후의 판 스프링(41, 42)에 의해, 샤프트(25)가 수평 지지되게 되고, 아우터 코어(31)의 자극부(301, 302)와, 보빈(200)의 영구 자석(23, 23) 사이에 소정의 간격 C1, C2가 확실하게 유지되게 된다. 또한, 이때에 영구 자석이 손상된다고 하는 일도 없다.

또한, 본 발명에 관한 리니어 액추에이터는, 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다.

예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 프레임부(411, 421)와, 가요부(412, 422)를 갖는 판 스프링으로 하였지만, 도 25에 도시하는 바와 같이, 프레임부(411, 421)가 없고, 가요부(412, 422)만의 판 스프링(41', 42')이라도 좋다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 보유 지지 축체(303, 304)를 상하 방향의 중심선 상에 위치하도록 형성하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 당해 중심선으로부터 벗어난 위치에 형성해도 좋고, 대각선 상에 형성해도 좋다. 또한, 보유 지지 축체(303, 304)가 결합되는, 상방 개구부 및 하방 개구부, 즉 절결부는 한 쌍일 필요는 없고, 하나를 원형(절결부가 없는 결합부)으로 하고, 나머지를 절결부로 해도 좋고, 또한 절결부의 형상을 V자 형상, 타원으로 해도 좋다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 아우터 가동형의 리니어 액추에이터에 대해 설명하였지만, 본 발명에 관한 리니어 액추에이터는 이너 가동형이라도 좋다. 그 경우, 고정자와 가동자의 구성은 바뀌게 된다.

1, 1' : 리니어 액추에이터
2, 2' : 고정자(고정부)
3, 3' : 가동자(가동부)
5A, 5B : 아우터측 돌기
21A, 21B : 이너측 돌기
20 : 이너 코어
21, 22, 22', 23 : 영구 자석
24, 24' : 코일
25, 31' : 샤프트
30 : 아우터 코어
31, 32 : 플랜지 부재
301, 302 : 자극부
303, 304 : 보유 지지 축체(결합 볼록부)
311, 322 : 자극면
4, 4' : 베어링(판 스프링)
41, 41', 42 : 판 스프링(베어링)
411, 421 : 프레임부
412, 422 : 가요부
412a, 41b' : 샤프트 삽입 관통 구멍
411b, 421b : 절결부(결합부)
50, 51 : 아우터측 상부 돌기부
52, 53 : 아우터측 하부 돌기부
60, 61 : 이너측 돌기
70, 71 : 이너측 상부 돌기부
72, 73 : 이너측 하부 돌기부
80, 81 : 아우터측 돌기
331, 341 : 본체부
332, 342 : 돌출부
C1, C2 : 간극
C3, C4 : 환 형상 간극

Claims (12)

1. 서로 직경 방향 내외에 배치된 고정자 및 가동자와, 상기 고정자 및 가동자 중 한쪽에 설치된 영구 자석과, 고정자 및 가동자 중 다른 쪽에 설치되어 상기 영구 자석에 소정의 간극을 사이에 두고 직경 방향에서 대향 배치되는 자극부와, 고정자 및 가동자를 동일한 축심이 되도록 지지하고 또한 고정자에 대해 가동자를 축 방향으로 왕복 이동 가능하게 탄성 지지하는 판 스프링을 구비한 리니어 액추에이터이며,
   상기 고정자 및 가동자의 중 한쪽에 설치된 제1 접촉부와,
   상기 고정자 및 가동자 중 다른 쪽에 설치되고, 상기 제1 접촉부에 대해 상기 직경 방향 또는 상기 축심을 중심으로 하는 회전 방향으로 접촉 가능한 위치에 설치된 제2 접촉부를 구비하고,
   상기 제1 접촉부와 제2 접촉부의 상기 직경 방향의 간극의 폭 또는 상기 회전 방향의 간극의 폭 각각이, 상기 영구 자석과 상기 자극부의 간극의 폭보다도 작은 것을 특징으로 하는, 리니어 액추에이터.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 접촉부는, 적어도 일부에 상기 제2 접촉부를 향해 돌출된 적어도 하나의 제1 돌출부를 갖고,
   상기 제2 접촉부는, 적어도 일부에 상기 제1 접촉부를 향해 돌출된 적어도 하나의 제2 돌출부를 갖는, 리니어 액추에이터.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 접촉부는, 적어도 일부에 상기 제2 접촉부를 향해 돌출된 적어도 하나의 돌출부를 갖고,
   상기 제2 접촉부는, 적어도 일부에 상기 제1 접촉부를 수용 가능한 적어도 하나의 오목부를 갖는, 리니어 액추에이터.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1 접촉부는, 상기 고정자 및 가동자 중 직경 방향 내측에 배치된 한쪽에 상기 축심을 공통의 축심으로 하여 삽입 관통한 샤프트이고,
   상기 제2 접촉부는, 상기 고정자 및 가동자 중 직경 방향 외측에 배치된 다른 쪽에 설치되어 상기 샤프트의 단부측이 삽입 관통하는 구멍을 가진 플랜지이고,
   상기 제1 접촉부와 제2 접촉부의 직경 방향의 간극의 폭이, 상기 영구 자석과 상기 자극부의 간극의 폭보다도 작은 것을 특징으로 하는, 리니어 액추에이터.
5. 동일 축심 상에 배치된 고정부 및 당해 고정부에 대해 왕복 이동 가능한 가동부와,
   상기 축심으로 되는 샤프트와, 상기 고정부와 상기 가동부 사이에 개재되어 당해 샤프트를 회전 불능으로 지지하고, 상기 샤프트의 축 방향과 직교하는 면에 있어서의 상기 고정부 및 상기 가동부의 이동을 규제한 상태에서 스러스트 방향으로 동작 가능한 베어링을 구비하고, 상기 가동부를 왕복 이동시키는 자속을 발생하는 코일을 설치한 상기 고정부 또는 상기 가동부 중 어느 한쪽에 평판 형상을 이루는 영구 자석을 설치하는 동시에, 다른 쪽 중 상기 영구 자석과 대면하여 자극면으로 되는 대향면을 평탄하게 형성하고 있는 것을 특징으로 하는, 리니어 액추에이터.
6. 제5항에 있어서, 상기 샤프트의 외측 형상과, 상기 베어링 중 상기 샤프트가 삽입 관통 가능한 샤프트 삽입 관통 구멍의 개구 형상을 서로 대응하는 다각 형상으로 하고 있는, 리니어 액추에이터.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 다각 형상이 사각 형상인, 리니어 액추에이터.
8. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 고정부의 외측에 상기 가동부를 배치한 아우터 가동형인, 리니어 액추에이터.
9. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 고정부의 내측에 상기 가동부를 배치한 이너 가동형인, 리니어 액추에이터.
10. 래디얼 방향 내외에 배치되는 고정자 및 가동자와, 상기 고정자 및 가동자를 동일한 축심으로 되도록 지지하고 또한 고정자에 대해 가동자를 스러스트 방향으로 왕복 이동 가능하게 탄성 지지하는 판 스프링을 구비하고, 고정자 및 가동자 중 한쪽에, 영구 자석이 설치되는 동시에, 고정자 및 가동자 중 다른 쪽에, 래디얼 방향에서 간극을 갖고 영구 자석과 대향하는 자극부가 설치되는 리니어 액추에이터에 있어서,
    판 스프링을, 래디얼 방향 외측에 배치되는 고정자 또는 가동자에 위치 결정하여 장착하기 위해, 상기 고정자 또는 가동자에, 적어도 한 쌍의 결합 볼록부가 설치되는 동시에, 판 스프링에, 각각 결합 볼록부가 결합되는 적어도 한 쌍의 결합부가 설치되고, 또한 결합 볼록부 및 결합부 각각은, 자극부에 대해 영구 자석의 자기력이 작용하는 방향으로 배치되는 동시에, 결합부의 적어도 일부는, 자극부에 대해 영구 자석의 자기력이 작용하는 방향을 향해 절결되어 이루어지는 것을 특징으로 하는, 리니어 액추에이터.
11. 제10항에 있어서, 상기 판 스프링은, 래디얼 방향 외측에 배치되는 고정자 또는 가동자에 장착되는 프레임부와, 상기 프레임부의 내측에 설치되는 가요부를 구비하고, 프레임부에 상기 적어도 한 쌍의 결합부가 형성되는 것을 특징으로 하는, 리니어 액추에이터.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 절결은 U자 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 리니어 액추에이터.

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