JP4070226B2 - 電磁式リニアアクチュエータ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁式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】
電磁誘導作用によって軸力を取り出すリニアアクチュエータにおける円筒形をなすケースと、その開口を塞ぐキャップとは、互いの外周部に形成された外向きフランジ同士をボルトで締め付けることによって一体結合されることが一般的である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、この従来構造によると、ケースの外形輪郭から径方向外向きに突出した位置でボルト止めされるので、装置構成の大型化を招くことはもとより、ボルトを要するので部品点数が増大し、複数のボルトを締め付けねばならないので組立工数も増加しがちであった。
【0004】
本発明は、このような従来技術に課せられた問題点を解消するためのものであり、その目的は、大型化を招くことがなく、しかも部品点数や組立工数を削減可能なように構成された電磁式リニアアクチュエータを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
このような目的を果たすために、本発明においては、ステータ5と、該ステータに対して軸方向移動可能なアーマチュア9と、該アーマチュアに与えられる軸力を取り出すべく前記アーマチュアと一体をなすロッド7とを円筒形のケース3内に受容してなる電磁式リニアアクチュエータにおいて、前記ステータは多数のソレノイドピース4を備え、前記多数のソレノイドピースを軸方向に押圧して当該多数のソレノイドピースを前記ケース内に保持するための中空外ねじナット19が設けられ、前記ケースの内周面に雌ねじ部13が形成されるとともに、前記ケースの開口部には前記ケースを密閉するキャップ10が設けられ、前記キャップには、雄ねじ部32と、前記ケースの開口端に当接する拡径部34と、前記ロッドを挿通されるロッド挿通孔10aとが形成され、前記中空外ねじナットと前記キャップとが、互いに軸方向に離間した状態で、前記ケースの前記雌ねじ部の連続するねじ溝に共に螺着されているものとした。
【0006】
これによれば、ケースの外形輪郭からキャップを径方向外向きに突出させる必要がない上、ボルトが無用になり、その締め付け工程も無用になる。しかもステータをケースに保持するための特別な部品が不要となる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面に示された具体的な実施の形態を参照して本発明を詳細に説明する。
【0008】
図1は、本発明に基づき構成された電磁式リニアアクチュエータ(以下、アクチュエータと呼称する)を示している。このアクチュエータ1は、有底円筒形をなし、その頂面にボールスタッドからなるジョイント2が設けられたケース3と、ケース3の内周面に軸方向について積層された円環状をなす多数のソレノイドピース4からなるステータ5と、ケース3の中心軸上に延在し、かつケース3の開口から突出した一端にボールスタッドからなるジョイント6が設けられたロッド7と、ロッド7の外周に積層された多数のポールピース8からなるアーマチュア9とからなっている。
【0009】
ケース3の開口は、その中心に設けられたロッド挿通孔10aにロッド7を挿通させたキヤップ10で密閉されている。このキャップ10は、Oリング11を介在させてそのボス部12をケース3の開口端に気密に嵌合すると共に、開口の内方に形成された雌ねじ部13に螺合している。またロッド挿通孔10aの内周とロッド7の外周との間は、シール部材14で気密にされている。
【0010】
なお、ここでは便宜的にケース3が下向きに開口したものとして説明しているが、実用上はその向きに規制を受けないことは言うまでもない。
【0011】
ステータ5を構成するソレノイドピース4は、図2に示すように、内周側に窪み15が設けられた磁性軟鉄材からなる薄いボビン16と、導線を巻回してなる空芯コイル17とからなっている。そしてステータ5は、多数のソレノイドピース4が積層されたその軸方向両端をエンドカラー18a・18bで挟まれた上で、ケース3の開口端側の内周面に形成された雌ねじ13に螺合した中空外ねじナット19で軸方向に押圧された状態でケース3内に保持されている。また積層順に3つ一組とした各組の空芯コイル17が、デルタ結線された上で給電用のリード線Sに接続されている。
【0012】
アーマチュア9は、図2に示すように、環状永久磁石20と、これを上下から挟む磁性軟鉄材からなる一対の環状ヨーク21と、一対の環状ヨーク21の外周側に挟み込まれたステンレス材からなる磁気シールドリング22とからなるポールピース8を、ロッド7上に多数積層し、その両端をエンドカラー23a・23bで挟み込み、ロッド7のトップ端側に螺着されたナット24を締め込むことにより、ロッド7に一体的に結合されている。
【0013】
これらの互いに隣接するポールピース8は、S極同士の対向と、N極同士の対向とが交互に反転して配列されている。
【0014】
このアーマチュア9は、ステータ5の両端を保持したエンドカラー18a・18bに嵌着された焼結合金製の含油スライドブッシュ25a・25bに摺合支持されて、ロッド7と共に軸方向移動可能になっている。ここでスライドブッシュ25a・25bに対する摩擦抵抗の低減と摩耗防止のために、アーマチュア1の外周面は、研磨された上で硬質クローム等の硬質皮膜26が形成されている。
【0015】
上述の如くして、ホール素子を用いたポールピース位置の検出手段27の出力に同期して各組のソレノイドピース4を順次励磁することでアーマチュア9に発生する軸力により、ロッド7が直線駆動されるリニアモータ式のアクチュエータ1が構成される。なお、リニアモータの原理自体は既に公知なので、ここではこれ以上の説明は省略する。
【0016】
ケース3は、ロッド7と共にアーマチュア9を封入しており、ケース3の頂面及びキャップ10の内面と、アーマチュア9の軸方向両端面との間には、それぞれ空室28a・28bが形成されている。これら両空室28a・28bの容積は、アーマチュア9の移動に伴って変化するので、両空室28a・28bの内圧をバランスさせるために、両空室28a・28b間を連通させる通気路29がロッド7の中心に設けられている。
【0017】
図3に拡大図示した如く、ケース3の開口端側の内周面には、開口端から内方へ向かって平滑内周部31及び雌ねじ部13が順に形成されている。そしてキャップ10のボス部12には、雌ねじ部13に螺合する雄ねじ部32と、ケース3の平滑内周部31に嵌合する平滑外周部33とが形成されると共に、ケース3の開口端に当接する拡径部34が形成されている。また雌ねじ部13の軸方向最内側位置には中空外ねじナット19が螺着されている。
【0018】
かに目スパナやフックレンチの如き専用工具を用いてケース3の雌ねじ部13にキャップ10の雄ねじ部32を締め込むと、平滑内周部31と平滑外周部33との印篭嵌合によってケース3とキャップ10とが高い同心精度をもって結合する。これにより、ロッド7とロッド挿通孔10aとの間に介装されたシール部材14の片あたりを防止できる。
【0019】
実施例
図4は、本発明装置が適用された懸架装置を示している。本実施例においては、スタビライザロッドRの各端末を左右のサスペンションアームAに連結するスタビライザリンクとして本発明のアクチュエータ1が用いられている。
【0020】
周知の通りスタビライザロッドRは、左右の車輪Wが同位相で上下動する時には実質的に影響を及ぼさないが、左右の車輪Wが逆位相で上下動する時は、そのねじり剛性で車輪Wの上下動に抑止力を加えるものであり、この剛性が高い方が旋回時の姿勢変化を少なくでき、反対に剛性が低い方が平坦路の乗り心地を高められる。つまりスタビライザロッドRの剛性は、旋回安定性と平坦路の乗り心地との妥協点の取り方で定まると言える。
【0021】
例えば平坦路を走行中に一方の車輪Wが突起に乗り上げた場合、通常の車両だとスタビライザロッドRの作用でその車輪Wが持ち上がるのを阻止する力が働くが、本発明のアクチュエータ1を例えば一方の車輪W側に設けておけば、この場合はスタビライザロッドRの力を吸収するようにアクチュエータ1を短縮することにより、車輪Wは円滑に上動してその振動を車体に伝えなくなる。この逆に、一方の車輪Wが凹部に落ち込んだ場合は、アクチュエータ1を伸長させることでスタビライザロッドRの力を吸収することができる。つまりスタビライザロッドRの左右端の少なくともいずれか一方にアクチュエータ1を設け、これを適宜に伸縮させることでスタビライザロッドRの見掛け上のばね力を連続的に変化させることができることとなる。すなわち本発明装置により、旋回安定性と平坦路の乗り心地との両立点をより一層高めることができる。
【0022】
【発明の効果】
このように本発明によれば、電磁式リニアアクチュエータにおけるケースの構成を、その内周面に開口端から内方へ向かって順に形成された平滑内周部及び雌ねじ部と、雌ねじ部に螺合する雄ねじ部、平滑内周部に嵌合する平滑外周部、開口端に当接する拡径部、及びロッド挿通孔が形成されたキャップとを有するものとし、キャップの外周面をケースの内周面にねじ結合させるようにしたので、ケースの外形輪郭からキャップを径方向外向きに突出させる必要がない上、ボルトが無用になり、その締め付け工程も無用になることから、装置のコンパクト化、製造コストの低廉化に大きな効果を奏することができる。さらに請求項2に記載の発明によれば、多数のソレノイドピースを積層してなるステータを軸方向に押圧してケース内に保持する中空外ねじナットを雌ねじ部に螺着するようにしたので、ステータをケース内に保持するための特別な部品が不要となり、製造コストの削減に効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電磁式リニアアクチュエータの縦断面図
【図2】ソレノイドピース及びポールピースの拡大断面図
【図3】本発明の要部拡大断面図
【図4】本発明装置が適用された懸架装置の要部正面図
【符号の説明】
1 アクチュエータ
3 ケース
5 ステータ
7 ロッド
9 アーマチュア
10 キャップ
10a ロッド挿通孔
13 雌ねじ部
19 中空外ねじナット
31 平滑内周部
32 雄ねじ部
33 平滑外周部
34 拡径部
Claims (1)
- ステータと、該ステータに対して軸方向移動可能なアーマチュアと、該アーマチュアに与えられる軸力を取り出すべく前記アーマチュアと一体をなすロッドとを円筒形のケース内に受容してなる電磁式リニアアクチュエータであって、
前記ステータは多数のソレノイドピースを備え、
前記多数のソレノイドピースを軸方向に押圧して当該多数のソレノイドピースを前記ケース内に保持するための中空外ねじナットが設けられ、
前記ケースの内周面に雌ねじ部が形成されるとともに、
前記ケースの開口部には前記ケースを密閉するキャップが設けられ、
前記キャップには、雄ねじ部と、前記ケースの開口端に当接する拡径部と、前記ロッドを挿通される挿通孔とが形成され、
前記中空外ねじナットと前記キャップとが、互いに軸方向に離間した状態で、前記ケースの前記雌ねじ部の連続するねじ溝に共に螺着されていることを特徴とする電磁式リニアアクチュエータ。
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