JP6450244B2 - リニアアクチュエータおよびリニアアクチュエータの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、共振を抑制するダンパー部材を備えるリニアアクチュエータおよびその製造方法に関する。

携帯電話の着信等を振動によって報知するデバイスとしてリニアアクチュエータが提案されている。特許文献１に記載のリニアアクチュエータは、永久磁石を有する可動体とコイルを有する固定体を備える。固定体はバネ部材などの弾性体を介して可動体を移動可能に支持する。同文献のリニアアクチュエータでは、コイルに供給する駆動信号によって振動の強弱や周波数が変化する。

特開２００６−７１６１号公報

リニアアクチュエータでは、可動体が振動した際に、振動の周波数によって可動体が共振することがある。

ここで、共振を抑制するためには、可動体の移動方向で互いに対向する可動体の可動体側対向面と固定体の固定体側対向面の間に移動方向に伸縮するダンパー部材を挿入することが考えられる。しかし、この場合には、ダンパー部材が挿入される可動体側対向面と固定体側対向面の間の寸法を一定に管理しなければ、それらの間に挿入されたダンパー部材により可動体のストロークや共振周波数が製品毎にばらついてしまう。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、ダンパー部材を挿入する可動体と固定体との間の間隔が正確に規定されたリニアアクチュエータを提供することにある。また、このようなリニアアクチュエータの構造および製造方法を提案することにある。

上記課題を解決するために、本発明のリニアアクチュエータは、可動体と、固定体と、前記可動体の移動方向で互いに対向する当該可動体の可動体側対向面と前記固定体の固定
体側対向面との間に挿入されたダンパー部材と、を有し、前記固定体は、バネ部材を介して前記可動体を移動可能に支持する第１部材と、前記固定体側対向面を有し前記移動方向で前記第１部材の前記可動体とは反対側に重ねられた第２部材と、を備え、前記ダンパー部材は、前記可動体側対向面および前記固定体側対向面に当接しており、前記第１部材と前記第２部材の間には、前記第１部材または前記第２部材を変形させて、前記可動体側対向面と前記固定体側対向面との前記移動方向における間隔が前記ダンパー部材の前記移動方向における長さと同一となるように、前記第１部材と前記第２部材との前記移動方向の間隔を調整した間隔調整部が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、固定体を構成する第１部材と第２部材の間に、可動体を支持する第１部材と、固定体側対向面を備える第２部材の移動方向の間隔を調整する間隔調整部が設けられている。従って、間隔調整部によって第１部材と第２部材の間隔を調整すれば、可動体側対向面と固定体側対向面の間の寸法を、移動方向におけるダンパー部材の長さ寸法に対応する規定寸法とすることができる。よって、可動体側対向面と固定体側対向面の間に挿入されたダンパー部材によって可動体のストロークや共振周波数が製品毎にばらつくことを防止できる。

本発明において、前記間隔調整部は、前記第１部材および前記第２部材の一方から他方に向って突出する突部であり、前記突部の先端部分は、潰されているものとすることができる。このようにすれば、第１部材または第２部材に設けた突部の先端部分を潰すことによって第１部材と第２部材の間隔を調整し、これにより、可動体側対向面と固定体側対向面の間の寸法を規定寸法とすることができる。

本発明において、前記間隔調整部は、前記第１部材から前記第２部材に向って突出した突部であり、潰された状態の前記突部の先端と前記可動体側対向面とが前記移動方向で離間する離間寸法は、前記ダンパー部材の前記移動方向における長さ寸法と同一であるものとすることができる。このようにすれば、可動体のストロークを確保することが容易となる。

本発明において、第１部材に形成した突部の先端部分を正確に潰すためには、前記第１部材は、樹脂製であり、前記突部の先端部分は、熱により溶かされて潰されているものとすることができる。

本発明において、可動体を移動させるためには、前記可動体を移動させる磁気駆動機構を有し、前記磁気駆動機構は、可動体に保持された永久磁石と、固定体に保持された駆動コイルと、を備え、前記第１部材は、前記永久磁石を前記移動方向と交差する方向から囲むコイルボビンであり、前記駆動コイルは、前記コイルボビンに巻き回されているものとすることができる。

本発明において、可動体の移動を許容しながら、その共振を抑制するためには、前記ダンパー部材は、ゲル状ダンパー部材であることが望ましい。

次に、本発明のリニアアクチュエータの製造方法は、前記バネ部材を介して前記第１部材に前記可動体を支持させ、前記第１部材に設けた前記突部の先端部分を潰して当該突部の先端と前記可動体側対向面との離間寸法を予め定めた規定寸法とし、前記第２部材を前記移動方向で前記可動体とは反対側から前記第１部材に重ねるとともに、前記可動体側対向面と前記固定体側対向面との間に前記移動方向の寸法が前記規定寸法の前記ダンパー部材を配置することを特徴とする。

本発明によれば、固定体の第１部材と第２部材の間に位置する突部の先端部分を潰すことにより、可動体側対向面と固定体側対向面の間の寸法をダンパー部材の寸法に対応する規定寸法としている。従って、可動体側対向面と固定体側対向面の間に挿入されたダンパー部材によって、可動体のストロークや共振周波数が製品毎にばらつくことがない。また、可動体側対向面と固定体側対向面の間隔がダンパー部材の長さ寸法と同一なので、可動体のストロークを確保することが容易である。

本発明では、ダンパー部材を挿入する可動体の可動体側対向面と固定体の固定体側対向面との間の寸法を規定寸法とすることができる。従って、可動体側対向面と固定体側対向面の間に挿入されたダンパー部材によって可動体のストロークや共振周波数がばらつくことを防止できる。

本発明の実施例１に係るリニアアクチュエータの斜視図である。 図１のリニアアクチュエータの断面図である。 図１のリニアアクチュエータの分解斜視視図である。 コイルボビン、駆動コイル、および、バネの斜視図である。 図１のリニアアクチュエータの製造方法の説明図である。 本発明の実施例２に係るリニアアクチュエータの斜視図である。 図６のリニアアクチュエータの断面図である。 図６のリニアアクチュエータの分解斜視視図である。 コイルボビン、駆動コイル、および、バネの斜視図である。 図６のリニアアクチュエータの製造方法の説明図である。

以下に、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。

（実施例１）
図１は、本発明の実施例１に係るリニアアクチュエータの斜視図である。図２は図１のリニアアクチュエータの断面図である。図２（ａ）はリニアアクチュエータの断面を斜め上方から見た場合であり、図２（ｂ）はリニアアクチュエータの断面を可動体の移動方向と直交する方向から見た場合である。図３は図１のリニアアクチュエータの分解斜視図である。

（全体構成）
図１乃至図３に示すように、リニアアクチュエータ１は可動体２と固定体３と可動体２と固定体３を接続するバネ（バネ部材）４を有する。固定体３はバネ４を介して可動体２を移動可能に支持する。可動体２と固定体３の間にはダンパー部材５が３つ配置されている。また、リニアアクチュエータ１は可動体２を移動させる磁気駆動機構７を有する。磁気駆動機構７は可動体２に保持された永久磁石８と、固定体３に保持された駆動コイル９を備える。以下の説明では、可動体２の移動方向を軸線Ｌ方向とする。軸線Ｌ方向は可動体２が搭載する永久磁石８の中心軸線および固定体３が搭載する駆動コイル９の中心軸線と一致する。また、便宜上、図の上下に従って、リニアアクチュエータ１の上下を説明する。従って、軸線Ｌ方向において固定体３が位置する側を下方とし、可動体２が位置する側を上方とする。

（可動体）
可動体２は軸線Ｌ方向（可動体２の移動方向）に延びる円柱形状の永久磁石８を備える。永久磁石８は軸線Ｌ方向が短い偏平形状であり、軸線Ｌ方向でＮ極とＳ極に着磁されている。永久磁石８は軸線Ｌ方向と直交する上端面および下端面を備える。

また、可動体２は、永久磁石８に下方から重ねられたコア体１１と、永久磁石８を上方および外周側から覆うキャップ部材１２を備える。永久磁石８、コア体１１、およびキャップ部材１２は同軸に配置されている。コア体１１およびキャップ部材１２は磁性材料からなる。

コア体１１は、図３に示すように、一定厚さの円形の板部材である。コア体１１の平面形状は、永久磁石８の下端面の形状と同一である。コア体１１は永久磁石８の下端面に接着剤などによって固定される。コア体１１は軸線Ｌと直交する方向に延びる。

キャップ部材１２は上側キャップ部材１３と下側キャップ部材１４を備える。図２に示すように、上側キャップ部材１３は、一定厚さの円形の端板部１５と、端板部１５の外周縁から下方に突出する上側円筒部１６とを備える。下側キャップ部材１４は、上側円筒部１６の下端縁から下方に連続する下側円筒部１７と、下側円筒部１７の下端縁から内周側に突出する突出板部１８を備える。突出板部１８は、一定厚さであり、その平面形状は円環状である。図１に示すように、上側円筒部１６の下端縁には周方向の３個所に切り欠き
部１９が設けられている。各切り欠き部１９は、上側円筒部１６と下側円筒部１７を溶接などによって接合する際に、上側円筒部１６と下側円筒部１７の間にバネ４の可動体側連結部２１を挟持するために設けられている。

また、キャップ部材１２は、図２および図３に示すように、上側キャップ部材１３に下方から嵌め込まれた一定厚さの磁性板２３を備える。磁性板２３は、中央に円形の中心孔２４を備えるとともに、外周縁部分に軸線Ｌ回りに等角度間隔に形成された３つの溶接用貫通孔２５を備える。磁性板２３は３つの溶接用貫通孔２５の開口縁部分を利用して行われた溶接により上側キャップ部材１３の端板部１５に固定される。これにより磁性板２３は軸線Ｌ方向で端板部１５に積層された状態となる。

キャップ部材１２は、磁性板２３の下端面が永久磁石８の上端面に接着剤などにより接着されて永久磁石８に固定される。ここで、磁性板２３および端板部１５は永久磁石８よりも大径である。従って、図２に示すように、キャップ部材１２が永久磁石８に固定された状態では、永久磁石８の環状外周面と上側円筒部１６および下側円筒部１７との間には周方向に一定間隔の隙間が形成される。また、キャップ部材１２が永久磁石８に固定された状態を軸線Ｌ方向と直交する側方から見た場合に、突出板部１８はコア体１１と部分的に重なる位置に配置される。さらに、突出板部１８の環状内周面とコア体１１の環状外周面の間には周方向に一定間隔の隙間が形成される。

（固定体）
次に、図２乃至図４を参照して固定体３を説明する。図４（ａ）は駆動コイル９を巻き回したコイルボビンにバネ４を取り付けた状態を上方から見た場合の斜視図であり、図４（ｂ）は駆動コイル９を巻き回したコイルボビンにバネ４を取り付けた状態を下方から見た場合の斜視図である。図２および図３に示すように、固定体３は、駆動コイル９が巻き回されたコイルボビン（第１部材）３１と、コイルボビン３１に対して、可動体２とは反対側から重ねられた板状のベース（第２部材）３２を備える。コイルボビン３１はバネ４を介して可動体２を軸線Ｌ方向に移動可能に支持する。

（コイルボビン）
コイルボビン３１は樹脂製である。図２に示すように、コイルボビン３１は、軸線Ｌ方向で可動体２のコア体１１と対向する底板部３５と、底板部３５から上方に突出した円筒部３６を備える。円筒部３６の軸線Ｌは永久磁石８の軸線Ｌと一致する。

図４（ａ）に示すように、底板部３５には、ダンパー部材挿通用孔３７が３つ形成されている。各ダンパー部材挿通用孔３７は軸線Ｌ回りに等角度間隔で設けられている。周方向で隣り合うダンパー部材挿通用孔３７の間には、周方向に直線状に延びるスリット３８が形成されている。

底板部３５の下面には各スリット３８に対応する位置にスリット３８に沿って延びる位置決め凹部３９が設けられている。スリット３８は位置決め凹部３９の底に位置している。また、底板部３５の外周縁部分には、下方に突出する円柱形状の突部４０が一定間隔で複数設けられている。複数の突部４０は、底板部３５の下面の外周縁に沿って形成されている。ここで、各突部４０は、リニアアクチュエータ１が組み立てられる際に、その先端部分が潰される。

円筒部３６は、その環状上端面３６ａに３つのバネ係止用突起４３を備える。３つのバネ係止用突起４３は軸線Ｌ回りに等角度間隔で設けられている。各バネ係止用突起４３はバネ４の固定体側連結部４５を係止させる係止部であり、円筒部３６は固定体側連結部４５を下方から支持する。

また、円筒部３６は、図２に示すように、外周面に駆動コイル９が巻回された筒状胴部４６と、筒状胴部４６の下側で拡径する円環状の下側フランジ部４７と、筒状胴部４６の上側で拡径する円環状の上側フランジ部４８を備える。軸線Ｌ方向から見た場合に、上側フランジ部４８は、下側フランジ部４７より大径である。従って、筒状胴部４６に駆動コイル９を巻き回した状態で、下側フランジ部４７は、駆動コイル９の外周面から僅かに外周側に突出するに対し、上側フランジ部４８は、駆動コイル９の外周面から下側フランジ部４７よりも大きく外周側に突出する。

円筒部３６外周面における環状上端面３６ａと上側フランジ部４８の間には、上側フランジ部４８を補強する補強リブ４９が３つ設けられている。３つの補強リブ４９は、軸線Ｌ回りに等角度間隔で設けられている。各補強リブ４９は、軸線Ｌ方向から見た場合に、その外周面が上側フランジ部４８の外周面と重なっている。また、各補強リブ４９は、図３に示すように、環状上端面３６ａと同じ高さ位置で当該環状上端面３６ａに連続する矩形の連続面５０と、連続面５０から周方向の一方側に向かって下方に傾斜する傾斜面５１を備える。傾斜面５１の周方向の一方側の端は上側フランジ部４８の上面に連続する。各補強リブ４９の連続面５０は、各バネ係止用突起４３に対して周方向でずれた位置にあり、各バネ係止用突起４３の外周側には傾斜面５１が位置する。

（ベース）
ベース３２は、図３に示すように、円形板部５５と、円形板部５５から径方向を外側に突出する矩形の基板支持部５７を備える。基板支持部５７には配線基板５９が支持される。配線基板５９には駆動コイル９の端部が接続される。なお、円形板部５５および基板支持部５７の上面の外周縁の部分は、粘着部材で覆われていてもよい。粘着部材は粘着テープや粘着性を備えた塗布物である。

円形板部５５には位置決め板６３が設けられている。位置決め板６３は円形板部５５を部分的に切り起こすことにより形成されている。コイルボビン３１は、位置決め板６３が底板部３５の下面の位置決め凹部３９に挿入されることにより軸線Ｌ方向と直交する方向で位置決めされて、ベース３２に載置される。コイルボビン３１は底板部３５とベース３２の間に充填された接着剤によってベース３２に固定される。

（バネ）
バネ４は、板バネであり、その厚さ方向を軸線Ｌ方向に向けている。図３および図４（ａ）に示すように、バネ４は、可動体２（キャップ部材１２）に連結された可動体側連結部２１と、固定体３（コイルボビン３１）に連結された円環状の固定体側連結部４５と、可動体側連結部２１と固定体側連結部４５に接続された複数本のアーム部６５を備える。固定体側連結部４５は可動体側連結部２１およびアーム部６５よりも内周側に位置し、可動体側連結部２１はアーム部６５よりも外周側に位置する。

可動体側連結部２１は周方向で３つに分割されている。アーム部６５は３つの可動体側連結部２１のそれぞれから周方向に延在する。各可動体側連結部２１は上側キャップ部材１３の切り欠き部１９に挿入され、上側キャップ部材１３と下側キャップ部材１４の間に挟まれることにより可動体２に固定される。

固定体側連結部４５には、コイルボビン３１の環状上端面３６ａの各バネ係止用突起４３が嵌る係止孔６６が形成されている。各係止孔６６に各バネ係止用突起４３が挿入されることにより、バネ４はコイルボビン３１に連結される。

バネ４の固定体側連結部４５がコイルボビン３１に連結され可動体側連結部２１がキャ
ップ部材１２に連結された状態では、図２に示すように、可動体２の永久磁石８は、固定体３のコイルボビン３１の内周側に位置する。キャップ部材１２の突出板部１８はコイルボビン３１の下側フランジ部４７と上側フランジ部４８の間に配置される。これにより、突出板部１８の環状内周面とコア体１１の環状外周面の間には、コイルボビン３１の筒状胴部４６と当該筒状胴部４６に巻き回された駆動コイル９が位置する。また、コイルボビン３１の上側フランジ部４８の環状外周面は、キャップ部材１２の下側円筒部１７の内周面と狭い隙間を開けて対向する。

ここで、コイルボビン３１の上側フランジ部４８とキャップ部材１２の下側円筒部１７は、外力によって可動体２が軸線Ｌと直交する方向に移動した際に可動体２の可動範囲を規制する第１のストッパ機構を構成する。また、コイルボビン３１の上側フランジ部４８とキャップ部材１２の突出板部１８は、外力により可動体２が上方に移動した際に可動体２の可動範囲を規制する第２のストッパ機構を構成する。

（ダンパー部材）
図３に示すように、各ダンパー部材５は円柱形状である。ダンパー部材５の軸線Ｌ方向の長さ寸法は、図２（ｂ）に示すように、後述する規定寸法Ｓと一致する。

各ダンパー部材５は、図２（ａ）に示すように、コイルボビン３１の底板部３５に設けられた各ダンパー部材挿通用孔３７に挿通された状態で、可動体２と固定体３の間に配置されている。各ダンパー部材挿通用孔３７は各ダンパー部材５よりも径の大きな円形の開口部である。図２（ｂ）に示すように、各ダンパー部材５は、その上端面が可動体２のコア体１１の下面（可動体側対向面）１１ａに当接し、その下端面が固定体３のベース３２の上面（固定体側対向面）３２ａに当接する。

ここで、本例のダンパー部材５は、針入度が９０度から１１０度のシリコーンゲルからなる。針入度とは、ＪＩＳ−Ｋ−２２０７やＪＩＳ−Ｋ−２２２０で規定されているように、２５℃で９．３８ｇの総荷重をかけた１／４コーンの針が５秒間に入り込む深さを１／１０ｍｍ単位で表わした値であり、この値が小さいほど硬いことを意味する。なお、ダンパー部材５とコア体１１の固定およびダンパー部材５とベース３２の固定は、接着剤、粘着剤、あるいはシリコーンゲルの粘着性を利用して行われる。

（リニアアクチュエータの製造方法）
図５はリニアアクチュエータ１の製造方法の説明図である。図５（ａ）はコア体１１の下面１１ａからコイルボビン３１の底板部３５に設けた突部４０の先端までの軸線Ｌ方向の離間寸法の説明図であり、図５（ｂ）は突部４０の先端部分を潰す加工動作の説明図である。図５（ａ）ではダンパー部材５の軸線Ｌ方向の長さ寸法を参考として示している。

リニアアクチュエータ１を製造する際には、図５（ａ）に示すように、可動体２を、バネ４を介してコイルボビン３１に支持させる。そして、コイルボビン３１の軸線Ｌ方向（可動体２の移動方向）を鉛直方向に向けた状態として、コア体１１の下面１１ａからコイルボビン３１の底板部３５に設けた突部４０の先端４０ａまでの軸線Ｌ方向の離間寸法Ｄを計測する。そして、離間寸法Ｄと予め設定した規定寸法Ｓと差分Ｔを求める。

ここで、コイルボビン３１は、バネ４を介して可動体２を支持したときに、コア体１１の下面１１ａからコイルボビン３１の底板部３５の下面３５ａまでの離間寸法が規定寸法Ｓよりも短く、コア体１１の下面１１ａから突部４０の先端４０ａまでの離間寸法が規定寸法Ｓよりも長くなるように成型されている。

次に、コイルボビン３１を固定した状態とする。そして、図５（ｂ）に点線で示すよう
に、加熱した金属製の平板からなる治具７０を、軸線Ｌ方向から突部４０の先端４０ａに当接する当接位置７０Ａに配置する。しかる後に、図５（ｂ）に矢印および実線で示すように、治具７０を軸線Ｌ方向に沿ってコイルボビン３１に接近する方向に押し付けて、差分Ｔだけ、移動させる。これにより、治具７０は熱で各突部４０を溶かしながら、突部４０の先端部分を差分Ｔだけ潰す。この結果、コア体１１の下面１１ａから突部４０の先端４０ａまでの離間寸法Ｄは規定寸法Ｓとなる。

その後、ベース３２の位置決め板６３を底板部３５の下面の位置決め凹部３９に挿入しながら、ベース３２を可動体２とは反対側からコイルボビン３１に重ねるとともに、軸線Ｌ方向の寸法が規定寸法Ｓのダンパー部材５を可動体２と固定体３の間に配置する。より具体的には、ダンパー部材５をコイルボビン３１のダンパー部材挿通用孔３７に挿通させた状態として、ダンパー部材５の上端面を可動体２のコア体１１に当接させ、ダンパー部材５の下端面を固定体３のベース３２に当接させる。

しかる後に、コイルボビン３１の底板部３５とベース３２の間に接着剤を充填し、接着剤を硬化させる。これにより、図２（ｂ）に示す状態となり、リニアアクチュエータ１が完成する。

本例によれば、コイルボビン３１の突部４０の先端部分を潰すことにより、可動体２のコア体１１の下面１１ａからコイルボビン３１の底板部３５の突部４０の先端４０ａまでの離間寸法Ｄがダンパー部材５の寸法に対応する規定寸法Ｓとされる。この結果、可動体２のコア体１１の下面１１ａからベース３２の上面３２ａまで離間寸法Ｄが規定寸法Ｓとなる。従って、コア体１１の下面１１ａとベース３２の上面３２ａの間に挿入されたダンパー部材５によって、可動体２のストロークや共振周波数が製品毎にばらつくことがない。

すなわち、コア体１１の下面１１ａからベース３２の上面３２ａまでの寸法は、コイルボビン３１の高さ寸法にバネ４の厚さ寸法およびバネ４からキャップ部材１２の端板部１５の上面までの高さ寸法を加えた合計寸法から、キャップ部材１２の端板部１５の厚さ寸法、磁性板２３の厚さ寸法、永久磁石８の厚さ寸法、および第１コア体１１の厚さ寸法を差し引いた値であり、各部品の寸法公差が積み重なった値となっている。従って、可動体２のコア体１１の下面１１ａからベース３２の上面３２ａまでの離間寸法Ｄの精度を各部品の寸法精度によって出すことは容易ではない。また、可動体２のコア体１１の下面１１ａからベース３２の上面３２ａまでの離間寸法Ｄの精度を各部品の寸法精度によって出すとすれば、各部品の寸法精度を向上させなければならないので、各部品の製造コストが嵩む。

これに対して、本例では、可動体２のコア体１１の下面１１ａからコイルボビン３１の突部４０の先端４０ａまでの離間距離Ｄが規定寸法Ｓとなるように、突部４０の先端部分を必要な寸法分（差分Ｔ）だけ潰す。従って、各部品の寸法公差にかかわらず、可動体２のコア体１１の下面１１ａからベース３２の上面３２ａまでの寸法をダンパー部材５の長さ寸法に対応する規定寸法Ｓとすることができる。

また、本例では、コア体１１の下面１１ａとベース３２の上面３２ａの間隔をダンパー部材５の長さ寸法と同一の規定寸法Ｓとするので、可動体２のストロークを確保することができる。

さらに、本例では、樹脂製のコイルボビン３１の突部４０が熱によって溶かされて潰されるので、突部４０の先端部分を差分Ｔだけ正確に潰すことができる。

なお、治具７０に、コイルボビン３１のダンパー部材挿通用孔３７に挿入可能な規定寸法Ｓの突出部分を設けてもよい。この場合には、加熱した治具７０によりコイルボビン３１の突部４０を潰す際に、コイルボビン３１および可動体２を軸線Ｌ方向に移動しない状態に固定する。その後、治具７０に設けた突出部分をダンパー部材挿通用孔３７に挿入して、その先端がコア体１１の下面１１ａに当接するまで、治具７０を軸線Ｌ方向に沿ってコイルボビン３１に接近する方向に押し付けて各突部４０を潰す。このようにしても、コア体１１の下面１１ａから突部４０の先端４０ａまでの離間寸法Ｄは規定寸法Ｓとすることができる。

（実施例２）
図６は、本発明の実施例２に係るリニアアクチュエータの斜視図である。図７は図６のリニアアクチュエータの断面図である。図７（ａ）はリニアアクチュエータの断面を斜め上方から見た場合であり、図７（ｂ）はリニアアクチュエータの断面を可動体の移動方向と直交する方向から見た場合である。図８は図６のリニアアクチュエータの分解斜視図である。

（全体構成）
図６乃至図８に示すように、リニアアクチュエータ１０１は可動体１０２と固定体１０３と可動体１０２と固定体１０３を接続するバネ１０４を有する。固定体１０３はバネ１０４を介して可動体１０２を移動可能に支持している。可動体１０２と固定体１０３の間には第１ダンパー部材１０５と第１ダンパー部材１０５を外周側から囲む３つの第２ダンパー部材１０６が配置されている。また、リニアアクチュエータ１０１は可動体１０２を移動させる磁気駆動機構１０７を有する。磁気駆動機構１０７は可動体１０２に保持された磁石体１０８と、固定体１０３に保持された駆動コイル１０９を備える。以下の説明では、可動体１０２の移動方向を軸線Ｌ方向とする。軸線Ｌ方向は可動体１０２が搭載する磁石体１０８の中心軸線および固定体１０３が搭載する駆動コイル１０９の中心軸線と一致する。また、便宜上、図の上下に従って、リニアアクチュエータ１０１の上下を説明する。従って、軸線Ｌ方向において固定体１０３が位置する側を下方とし、可動体１０２が位置する側を上方とする。

（可動体）
可動体１０２は環状の磁石体１０８を備える。磁石体１０８は磁性材料からなる円環状のコア体１１１と、このコア体１１１を間に挟んで上下に積層された円環状の第１磁石片１１２および第２磁石片１１３を備える。磁石体１０８は軸線Ｌ方向が短い偏平形状である。磁石体１０８は軸線Ｌ方向（可動体１０２の移動方向）と直交する上端面および下端面を備える。

また、可動体１０２は、磁石体１０８の中心孔１１４に嵌ったシャフト１１５を備える。シャフト１１５は一定の径寸法で軸線Ｌ方向に延びる。また、可動体１０２は、磁石体１０８を上方および側方から覆うキャップ部材１１６を備える。

キャップ部材１１６は、上側キャップ部材１１７と下側キャップ部材１１８を備える。上側キャップ部材１１７は、一定厚さの円形の端板部１１９と、端板部１１９の外周縁から下方に突出する上側円筒部１２０を備える。下側キャップ部材１１８は、上側円筒部１２０の下端縁から下方に延びる下側円筒部１２１と、下側円筒部１２１の下端縁から内周側に突出する突出板部１２２を備える。

端板部１１９の上面の中央には円形の凹部１２３が形成されている。凹部１２３の中央にはシャフト係止孔１２４が形成されている。上側円筒部１２０の内周面の上端部分には円環状のスペーサ１２６が固定されている。ここで、シャフト１１５の上端部はシャフト
係止孔１２４に嵌った状態で端板部１１９に溶接されている。

さらに、可動体１０２は、磁石体１０８の中心孔１１４の開口縁に下方から当接するワッシャ１２５を備える。ワッシャ１２５にはシャフト１１５の下端分が挿入され、この状態でワッシャ１２５はシャフト１１５に溶接されている。これにより、磁石体１０８は、キャップ部材１１６の端板部１１９に当接した状態で、キャップ部材１１６とワッシャ１２５の間に固定される。

ここで、端板部１１９は磁石体１０８よりも大径である。従って、キャップ部材１１６が磁石体１０８に固定された状態では、磁石体１０８の環状外周面と上側円筒部１２０および下側円筒部１２１との間には周方向に一定間隔の隙間が形成される。

（固定体）
次に、図７乃至図９を参照して固定体１０３を説明する。図９（ａ）は駆動コイル１０９を巻き回したコイルボビンにバネ１０４を取り付けた状態を上方から見た場合の斜視図であり、図９（ｂ）は駆動コイル１０９を巻き回したコイルボビンにバネ１０４を取り付けた状態を下方から見た場合の斜視図である。図７および図８に示すように、固定体１０３は、駆動コイル１０９が巻き回されたコイルボビン（第１部材）１３１と、コイルボビン１３１に対して、可動体１０２とは反対側から重ねられたベース（第２部材）１３２を備える。コイルボビン１３１はバネ１０４を介して可動体１０２を軸線Ｌ方向に移動可能に支持する。

（コイルボビン）
コイルボビン１３１は樹脂製である。図８に示すように、コイルボビン１３１は、円筒部１３５と、円筒部１３５から連続して下方に突出する突出部１３６を備える。

円筒部１３５の軸線Ｌは磁石体１０８の軸線Ｌと一致する。図７に示すように、円筒部１３５は、外周面に駆動コイル１０９が巻回された筒状胴部１３８と、筒状胴部１３８の下側で拡径する円環状の下側フランジ部１３９と、筒状胴部１３８の上側で拡径する円環状の上側フランジ部１４０を備える。下側フランジ部１３９は、図９（ｂ）に示すように、その環状下端面に３つのバネ係止用突起１４１を備える。３つのバネ係止用突起１４１は軸線Ｌ回りに等角度間隔で設けられている。各バネ係止用突起１４１はバネ１０４の固定体側連結部１４３を係止させる係止部である。

図８に示すように、突出部１３６は、軸線Ｌ方向で可動体１０２の磁石体１０８と対向する底板部１４５と、軸線Ｌ方向に延びて底板部１４５と筒状胴部１３８を連結する連結部１４６を備える。ここで、図９（ｂ）に示すように、底板部１４５はその平面形状が全体として長方形であり、連結部１４６は底板部１４５の四隅から上方に延びている。周方向で隣り合う２つの連結部１４６の間には空間が形成されている。底板部１４５の中心にはダンパー部材挿通用孔１４７が設けられている。

底板部１４５の下面の四隅には、下方に突出する円柱形状の突部１５０がそれぞれ形成されている。各突部１５０は、リニアアクチュエータ１０１が組み立てられる際に、その先端部分が潰される。

また、底板部１４５の下面には、その平面形状の長方形の長辺の縁に沿って伸びる一対のリブ１５２が設けられている。さらに、底板部１４５の下面には、一対の端子部１５３が設けられている。一対の端子部１５３は、底板部１４５の平面形状の長方形の短辺を間に挟んだ両側に設けられた２つの突部１５０の間に形成されている。駆動コイル１０９の端部は、端子部１５３に絡げられた後に配線基板１５５に接続される。

（ベース）
図８に示すように、ベース１３２は円盤状である。ベース１３２の上面には、中央に円形の第１凹部１６１が形成されている。また、第１凹部１６１を外周側から囲む位置に３つの第２凹部１６２が形成されている。第２凹部１６２は、軸線Ｌ回りに等角度間隔に形成されている。また、３つの第２凹部１６２は、軸線Ｌからの寸法（第１凹部１６１からの寸法）が等しい。

本例では、軸線Ｌ方向から見た場合に、３つの第２凹部１６２は、下側フランジ部１３９に設けられた３つのバネ係止用突起１４１と重なる位置に設けられている。第１凹部１６１の底面１６１ａおよび第２凹部１６２の底面１６２ａは、軸線Ｌ方向（可動体１０２の移動方向）と直交する平面である。第１凹部１６１の底面１６１ａは軸線Ｌ方向で磁石体１０８と対向する。第２凹部１６２の底面１６２ａは軸線Ｌ方向でキャップ部材１１６（下側キャップ部材１１８）の突出板部１２２と対向する。第１凹部１６１の深さ寸法Ｈおよび第２凹部１６２の深さ寸法Ｈは同一である。ベース１３２の外周縁部分には、配線基板１５５を配置するための切り欠き部１６３が設けられている。

また、ベース１３２には軸線Ｌを間に挟んで平行に延びる一対のスリット１６４が設けられている。各スリット１６４は第１凹部１６１と第２凹部１６２の間に位置する。各スリット１６４にはコイルボビン１３１の底板部１４５に設けられた各リブ１５２が挿入可能である。コイルボビン１３１は、各リブ１５２がベース１３２のスリット１６４に挿入されることにより軸線Ｌ方向と直交する方向で位置決めされてベース１３２に載置される。コイルボビン１３１は底板部１４５とベース１３２の間に充填された接着剤によりベース１３２に固定される。

（バネ）
バネ１０４は、板バネであり、その厚さ方向を軸線Ｌ方向に向けている。図８および図９に示すように、バネ１０４は、固定体１０３に連結された固定体側連結部１４３と、可動体１０２に連結された可動体側連結部１７１と、固定体側連結部１４３と可動体側連結部１７１とに接続された３本のアーム部１７２を備える。固定体側連結部１４３は可動体側連結部１７１およびアーム部１７２より内周側に位置し、可動体側連結部１７１はアーム部１７２よりも外周側に位置する。

固定体側連結部１４３には、コイルボビン１３１の下側フランジ部１３９の各バネ係止用突起１４１が嵌る係止孔１７３が形成されている。各係止孔１７３に各バネ係止用突起１４１が挿入されることにより、バネ１０４はコイルボビン１３１に連結される。可動体側連結部１７１は、上側キャップ部材１１７の上側円筒部１２０と下側キャップ部材１１８の下側円筒部１２１との間に挟まれて、これらに溶接される。これによりバネ１０４はキャップ部材１１６に連結される。

バネ１０４の固定体側連結部１４３がコイルボビン１３１に連結され、可動体側連結部１７１がキャップ部材１１６に連結された状態では、図７に示すように、磁石体１０８がコイルボビン１３１の内周側に位置する。磁石体１０８のコア体１１１の外周側に、コイルボビン１３１の筒状胴部１３８と当該筒状胴部１３８に巻き回された駆動コイル１０９が位置する。また、キャップ部材１１６の突出板部１２２が磁石体１０８の下面よりも僅かに下方に位置する。さらに、コイルボビン１３１の上側フランジ部１４０はキャップ部材１１６の内側に固定されたスペーサ１２６と狭い隙間を開けて対応する。ここで、コイルボビン１３１の上側フランジ部１４０とスペーサ１２６は外力によって可動体１０２が軸線Ｌと直交する方向に移動した際に可動体１０２の可動範囲を規制するストッパ機構を構成する。

（ダンパー部材）
図８に示すように、第１ダンパー部材１０５および第２ダンパー部材１０６は、それぞれ円柱形状である。第１ダンパー部材１０５の径寸法は第２ダンパー部材１０６の径寸法よりも長く、その径寸法は、シャフト１１５の径寸法と一致する。第１ダンパー部材１０５と第２ダンパー部材１０６の軸線Ｌ方向の長さ寸法は同一である。第１ダンパー部材１０５と第２ダンパー部材１０６の軸線Ｌ方向の長さ寸法は、後述する規定寸法Ｓと一致する。

図７（ａ）に示すように、第１ダンパー部材１０５は、コイルボビン１３１の底板部１４５に設けられたダンパー部材挿通用孔１４７に挿通された状態で、可動体１０２と固定体１０３の間に配置されている。ダンパー部材挿通用孔１４７は第１ダンパー部材１０５よりも径の大きな円形の開口部である。第１ダンパー部材１０５はその上端面が可動体１０２のシャフト１１５の下面（可動体側対向面）１１５ａに当接し、その下端面がベース１３２に設けられた第１凹部１６１の底面（固定体側対向面）１６１ａに当接する。

第２ダンパー部材１０６は、その上端面がキャップ部材１１６の突出板部１２２の下面（可動体側対向面）１２２ａに当接し、その下端面がベース１３２の第２凹部１６２の底面（固定体側対向面）１６２ａに当接する。

ここで、第１ダンパー部材１０５および第２ダンパー部材１０６は、それぞれ針入度が９０度から１１０度のシリコーンゲルからなる。

（リニアアクチュエータの製造方法）
図１０はリニアアクチュエータ１０１の製造方法の説明図である。図１０（ａ）はシャフト１１５の下面１１５ａからコイルボビン１３１の底板部１４５に設けた突部１５０の先端までの軸線Ｌ方向の離間寸法の説明図であり、図１０（ｂ）は突部１５０の先端部分を潰す加工動作の説明図である。図１０（ａ）ではダンパー部材１０５の軸線Ｌ方向の長さ寸法を参考として示している。

リニアアクチュエータ１０１を製造する際には、可動体１０２を、バネ１０４を介してコイルボビン１３１に支持させる。そして、図１０（ａ）に示すように、コイルボビン１３１の軸線Ｌ方向（可動体１０２の移動方向）を鉛直方向に向けた状態として、シャフト１１５の下面１１５ａからコイルボビン１３１の底板部１４５の突部１５０の先端１５０ａまでの軸線Ｌ方向の離間寸法Ｄ１を計測する。しかる後に、この寸法に第１凹部１６１の深さ寸法Ｈ（図７（ｂ）参照）を加算した合計寸法（Ｄ１＋Ｈ）と、予め設定した規定寸法Ｓとの差分Ｔを求める。

ここで、コイルボビン１３１は、バネ１０４を介して可動体１０２を支持したときに、シャフト１１５の下面１１５ａからコイルボビン１３１の底板部１４５の下面１４５ａまでの離間寸法が、規定寸法Ｓから第１凹部１６１の深さ寸法Ｈを差し引いた寸法よりも短く、シャフト１１５の下面１１５ａから突部１５０の先端１５０ａまでの距離が、規定寸法Ｓから第１凹部１６１の深さ寸法Ｈを差し引いた寸法よりも長くなるように成型されている。

次に、コイルボビン１３１を固定した状態とする。そして、図１０（ｂ）に点線で示すように、コイルボビン１３１の突部１５０の先端１５０ａに当接可能な端面であって軸線Ｌと直交する端面を備える治具１８０を加熱して、その端面が突部１５０の先端１５０ａに当接する当接位置１８０Ａに配置する。しかる後に、図１０（ｂ）に矢印および実線で示すように、治具１８０を軸線Ｌ方向に沿ってコイルボビン１３１に接近する方向に押し
付けて差分Ｔだけ移動させる。これにより、治具１８０は熱で各突部１５０を溶かしながら、突部１５０の先端部分を差分Ｔだけ潰す。この結果、シャフト１１５の下面１１５ａから突部１５０の先端１５０ａまでの離間寸法Ｄ１は、規定寸法Ｓから第１凹部１６１の深さ寸法Ｈを差し引いた寸法となる。

その後、底板部１４５のリブ１５２をベース１３２のスリット１６４に挿入しながら、ベース１３２を可動体１０２とは反対側からコイルボビン１３１に重ねるとともに、軸線Ｌ方向の寸法が規定寸法Ｓの第１ダンパー部材１０５および第２ダンパー部材１０６を可動体１０２と固定体１０３の間に配置する。

より具体的には、第１ダンパー部材１０５をコイルボビン１３１のダンパー部材挿通用孔１４７に挿通させた状態として、第１ダンパー部材１０５の上端面を可動体１０２のシャフト１１５に当接させて固定し、第１ダンパー部材１０５の下端面を固定体１０３のベース１３２（第１凹部１６１の底面１６１ａ）に当接させて固定する。これと並行して、第２ダンパー部材１０６の上端面を可動体１０２のキャップ部材１１６の突出板部１２２に当接させて固定し、第２ダンパー部材１０６の下端面を固定体１０３のベース１３２（第２凹部１６２の底面１６２ａ）に当接させて固定する。

しかる後に、コイルボビン１３１の底板部１４５とベース１３２の間に接着剤を充填し、接着剤を硬化させる。これにより、図７（ｂ）に示す状態となり、リニアアクチュエータ１０１が完成する。

本例においても、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

なお、治具１８０に、コイルボビン１３１のダンパー部材挿通用孔１４７に挿入可能な突出部分を設けてもよい。突出部分の突出寸法は規定寸法Ｓから第１凹部１６１の深さ寸法Ｈを差し引いた寸法とする。この場合には、加熱した治具１８０によりコイルボビン１３１の突部１５０を潰す際に、コイルボビン１３１および可動体１０２を軸線Ｌ方向に移動しない状態に固定する。その後、治具１８０に設けた突出部分をダンパー部材挿通用孔１４７に挿入して、その先端がシャフト１１５の下面１１５ａに当接するまで、治具１８０を軸線Ｌ方向に沿ってコイルボビン１３１に接近する方向に押し付けて各突部１５０を潰す。このようにしても、シャフト１１５の下面１１５ａから突部１５０の先端１５０ａまでの離間寸法Ｄ１を規定寸法Ｓから第１凹部１６１の深さ寸法Ｈを差し引いた寸法とすることができる。

また、上記の例では、ダンパー部材として第１ダンパー部材１０５と第２ダンパー部材１０６を設けたが、いずれか一方のみを設けてもよい。さらに、第２ダンパー部材１０６を周方向の３個所に設けたが、４個所以上に設けてもよい。また、多数の第２ダンパー部材１０６を円環状に配列してもよい。

（変形例）
上記の例では、コイルボビン３１、１３１においてベース３２、１３２と対向する底板部３５、１４５の下面に突部４０、１５０を設けているが、ベース３２、１３２において、コイルボビン３１、１３１と対向する上面の側に突部４０、１５０を設けておき、リニアアクチュエータ１、１０１の製造工程において、この突部４０、１５０を潰して、可動体１０２とベース３２、１３２との間の離間寸法をダンパー部材５、１０５、１０６の長さ寸法に対応させてもよい。

１・１０１・・・リニアアクチュエータ
２・１０２・・・可動体
３・１０３・・・固定体
４・１０４・・・バネ（バネ部材）
５・１０５・１０６・・・ダンパー部材
７・１０７・・・磁気駆動機構
８・１１２・１１３・・・永久磁石
９・１０９・・・駆動コイル
１１ａ・・・コア体の下面（可動体側対向面）
３１・１３１・・・コイルボビン（第１部材）
３２・・・ベース（第２部材）
３２ａ・・・ベースの上面（固定体側対向面）
４０・１５０・・・突部（間隔調整部）
１０８ａ・・・磁石体の下面（可動体側対向面）
１２２ａ・・・突出板部の下面（可動体側対向面）
１６１ａ・・・第１凹部１６１の底面（固定体側対向面）
１６２ａ・・・第２凹部１６２の底面（固定体側対向面）
Ｄ・Ｄ１・・・離間寸法
Ｓ・・・規定寸法

Claims (7)

1. 可動体と、
   固定体と、
   前記可動体の移動方向で互いに対向する当該可動体の可動体側対向面と前記固定体の固定体側対向面との間に挿入されたダンパー部材と、を有し、
   前記固定体は、バネ部材を介して前記可動体を移動可能に支持する第１部材と、前記固定体側対向面を有し前記移動方向で前記第１部材の前記可動体とは反対側に重ねられた第２部材と、を備え、
   前記ダンパー部材は、前記可動体側対向面および前記固定体側対向面に当接しており、
   前記第１部材と前記第２部材の間には、前記第１部材または前記第２部材を変形させて、前記可動体側対向面と前記固定体側対向面との前記移動方向における間隔が前記ダンパー部材の前記移動方向における長さと同一となるように、前記第１部材と前記第２部材との前記移動方向の間隔を調整した間隔調整部が設けられ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１において、
   前記間隔調整部は、前記第１部材および前記第２部材の一方から他方に向って突出する突部であり、
   前記突部の先端部分は、潰されていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
3. 請求項２において、
   前記間隔調整部は、前記第１部材から前記第２部材に向って突出した突部であり、
   潰された状態の前記突部の先端と前記可動体側対向面とが前記移動方向で離間する離間寸法は、前記ダンパー部材の前記移動方向における長さ寸法と同一であることを特徴とするリニアアクチュエータ。
4. 請求項３において、
   前記第１部材は、樹脂製であり、
   前記突部の先端部分は、熱により溶かされて潰されていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
5. 請求項１ないし４のうちのいずれかの項において、
   前記可動体を移動させる磁気駆動機構を有し、
   前記磁気駆動機構は、可動体に保持された永久磁石と、固定体に保持された駆動コイルと、を備え、
   前記第１部材は、前記永久磁石を前記移動方向と交差する方向から囲むコイルボビンであり、
   前記駆動コイルは、前記コイルボビンに巻き回されていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
6. 請求項１ないし５のうちのいずれかの項において、
   前記ダンパー部材は、ゲル状ダンパー部材であることを特徴とするリニアアクチュエータ。
7. 請求項３に記載のリニアアクチュエータの製造方法において、
   前記バネ部材を介して前記第１部材に前記可動体を支持させ、
   前記第１部材に設けた前記突部の先端部分を潰して当該突部の先端と前記可動体側対向面との離間寸法を予め定めた規定寸法とし、
   前記第２部材を前記移動方向で前記可動体とは反対側から前記第１部材に重ねるとともに、前記可動体側対向面と前記固定体側対向面との間に前記移動方向の寸法が前記規定寸法の前記ダンパー部材を配置することを特徴とするリニアアクチュエータの製造方法。

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