JP6553460B2 - リニアアクチュエータ - Google Patents
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Description
本発明は、可動体を軸線方向に駆動するリニアアクチュエータに関するものである。
携帯電話機等の分野では、着信等を振動によって報知するデバイスが用いられており、かかるデバイスとしては、可動体をバネ部材を介して固定体によって支持したリニアアクチュエータを用いることができる(特許文献1、2参照)。特許文献1、2に記載のリニアアクチュエータにおいては、可動体側に設けた磁石と、固定体側に設けたコイルとによって、可動体を軸線方向に駆動する。しかしながら、上記のリニアアクチュエータでは、バネ部材に起因する共振点ピークが存在し、かかる共振点ピークでは、可動体が過度に変位して固定体と衝突するおそれがある。
一方、可動体の共振ピークを抑えるために、軸線方向において固定体と可動体とに挟まれた個所にシリコーンゲル(ゲル状ダンパー部材)を配置することが提案されている(特許文献3)。
特許文献1、2に記載のリニアアクチュエータにおいて、軸線方向で固定体と可動体とに挟まれた個所に、特許文献3に記載のシリコーンゲル(ゲル状ダンパー部材)を配置すると、可動体が軸線方向に移動するに伴い、ゲル状ダンパー部材が伸縮する。この場合、ダンパーが伸縮する過程でダンパーが可動体に印加する力の大きさが大きく変化するので、可動体の駆動特性における線形性が損なわれる等、可動体を適正に駆動できないという問題点がある。
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、可動体と固定体との間にゲル状ダンパー部材を設けた場合でも、可動体を適正に駆動することのできるリニアアクチュエータを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明に係るリニアアクチュエータは、固定体と、可動体と、前記固定体に対して前記可動体を直線的に駆動する磁気駆動機構と、前記固定体と前記可動体との間に設けられたゲル状ダンパー部材と、を有し、前記ゲル状ダンパー部材は、前記固定体において前記磁気駆動機構による駆動方向に対して直交する方向に向く第1部分と、前記可動体において前記駆動方向に対して直交する方向で前記第1部分に対向する第2部分との間に保持されていることを特徴とする。
本発明では、固定体と可動体との間にゲル状ダンパー部材が設けられており、かかるゲル状ダンパー部材は、固定体において駆動方向に対して直交する方向に向く第1部分と、可動体において駆動方向に対して直交する方向で第1部分に対向する第2部分とに保持されている。このため、可動体が駆動方向に移動した際、ゲル状ダンパー部材はせん断変形
し、その復元力が可動体に印加される。ここで、ゲル状ダンパー部材がせん断変形した際の復元力は、ゲル状ダンパー部材が伸縮した際の復元力と比べて、変形度合による変化が小さい。このため、可動体が移動した際、可動体がゲル状ダンパー部材から受ける復元力の大きさの変化が小さい。従って、可動体と固定体との間にゲル状ダンパー部材を設けた場合でも、可動体を適正に駆動することができる。
し、その復元力が可動体に印加される。ここで、ゲル状ダンパー部材がせん断変形した際の復元力は、ゲル状ダンパー部材が伸縮した際の復元力と比べて、変形度合による変化が小さい。このため、可動体が移動した際、可動体がゲル状ダンパー部材から受ける復元力の大きさの変化が小さい。従って、可動体と固定体との間にゲル状ダンパー部材を設けた場合でも、可動体を適正に駆動することができる。
本発明において、前記ゲル状ダンパー部材は、前記可動体において前記駆動方向に沿って延在する中心軸線を囲むように配置されている態様を採用することができる。かかる構成によれば、ゲル状ダンパー部材の復元力を可動体に均等に印加することができる。
本発明において、前記ゲル状ダンパー部材は、前記中心軸線周りの周方向に配置された複数のゲル状部材からなる態様を採用することができる。かかる構成によれば、ゲル状ダンパー部材を固定体と可動体との間に組み込むことが容易である。
本発明において、前記第2部分は、前記可動体において前記駆動方向に対して直交する方向に向いた外周面であり、前記固定体は、前記可動体の前記外周面に対向する側板部を備え、前記第1部分は、前記側板部において前記可動体の前記外周面に対向する内側の面である態様を採用することができる。
本発明において、前記可動体は、前記ゲル状ダンパー部材のみによって前記固定体に前記駆動方向に移動可能に支持されている態様を採用することができる。かかる構成によれば、バネ部材を用いた場合と違って、バネ部材に起因する共振が発生しない。
本発明において、前記可動体と前記固定体との間にバネ部材が設けられ、前記可動体は、前記ゲル状ダンパー部材および前記バネ部材によって前記固定体に前記駆動方向に移動可能に支持されている態様を採用してもよい。かかる構成によれば、バネ部材のバネ力を利用して、可動体の駆動を行うことができる。
本発明において、前記磁気駆動機構は、前記可動体に保持された永久磁石と、前記固定体に保持されたコイルと、を備えている態様を採用することができる。
この場合、前記永久磁石では、前記駆動方向においてN極とS極とが隣り合っている態様を採用することができる。
本発明において、前記永久磁石では、前記駆動方向においてN極とS極とが隣り合っている第1磁石と、前記駆動方向において隣り合う位置に設けられ、前記駆動方向においてN極とS極とが隣り合っている第2磁石と、を備え、前記第1磁石および前記第2磁石は、前記第1磁石と前記第2磁石との間に同一の極を向けている態様を採用してもよい。かかる構成によれば、コイルに鎖交する磁界の密度を高めることができる。
この場合、前記第1磁石と前記第2磁石とは、コア板を介して接合されていることが好ましい。かかる構成によれば、第1磁石と第2磁石とを直接、接合する場合と比べて、第1磁石と第2磁石とを同極の側で接合するのが容易である。
本発明において、前記ゲル状ダンパー部材は、例えば、シリコーンゲルからなる態様を採用することができる。
本発明では、固定体と可動体との間にゲル状ダンパー部材が設けられており、かかるゲル状ダンパー部材は、固定体において駆動方向に対して直交する方向に向く第1部分と、
可動体において駆動方向に対して直交する方向で第1部分に対向する第2部分との間に保持されている。このため、可動体が駆動方向に移動した際、ゲル状ダンパー部材はせん断変形し、その復元力が可動体に印加される。ここで、ゲル状ダンパー部材がせん断変形した際の復元力は、ゲル状ダンパー部材が伸縮した際の復元力と比べて、変形度合による変化が小さい。このため、可動体が移動した際、可動体がゲル状ダンパー部材から受ける復元力の大きさの変化が小さい。従って、可動体と固定体との間にゲル状ダンパー部材を設けた場合でも、可動体を適正に駆動することができる。
可動体において駆動方向に対して直交する方向で第1部分に対向する第2部分との間に保持されている。このため、可動体が駆動方向に移動した際、ゲル状ダンパー部材はせん断変形し、その復元力が可動体に印加される。ここで、ゲル状ダンパー部材がせん断変形した際の復元力は、ゲル状ダンパー部材が伸縮した際の復元力と比べて、変形度合による変化が小さい。このため、可動体が移動した際、可動体がゲル状ダンパー部材から受ける復元力の大きさの変化が小さい。従って、可動体と固定体との間にゲル状ダンパー部材を設けた場合でも、可動体を適正に駆動することができる。
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明において、可動体6の中心軸線を軸線Lとし、かかる軸線Lに沿う方向に可動体6を駆動する場合を説明する。従って、可動体6の駆動方向は、軸線Lに沿う方向である。また、以下の説明では、軸線Lが延在する方向(駆動方向)において、ケース3が開口している側を一方側L1とし、ケース3が閉塞している側を他方側L2として説明する。
[実施の形態1]
(全体構成)
図1は、本発明の実施の形態1に係るリニアアクチュエータ1の外観等を示す説明図であり、図1(a)、(b)は、リニアアクチュエータ1を一方側L1からみた斜視図、およびリニアアクチュエータ1を一方側L1からみた分解斜視図である。図2は、本発明の実施の形態1に係るリニアアクチュエータ1の内部構成を示す断面図である。
(全体構成)
図1は、本発明の実施の形態1に係るリニアアクチュエータ1の外観等を示す説明図であり、図1(a)、(b)は、リニアアクチュエータ1を一方側L1からみた斜視図、およびリニアアクチュエータ1を一方側L1からみた分解斜視図である。図2は、本発明の実施の形態1に係るリニアアクチュエータ1の内部構成を示す断面図である。
図1および図2に示すように、本形態のリニアアクチュエータ1は、固定体2と、可動体6と、固定体2に対して可動体6を軸線Lに沿って直線的に駆動する磁気駆動機構5とを有している。磁気駆動機構5は、可動体6に保持された永久磁石53と、固定体2に保持されたコイル55とを備えている。図示を省略するが、コイル55の端部はフレキシブル配線基板等の配線部材に接続されており、外部からフレキシブル配線基板等を介してコイル55に給電が行われる。
リニアアクチュエータ1は、固定体2と可動体6との間に設けられたゲル状ダンパー部材9を有している。本形態において、リニアアクチュエータ1では、固定体2と可動体6との間にバネ部材等が設けられておらず、可動体6は、ゲル状ダンパー部材9のみを介して軸線L方向に移動可能に固定体2に支持されている。
(固定体2の構成)
固定体2は、筒状のケース3と、ケース3の軸線L方向の他方側L2の開口を塞ぐ底板部41を備えたホルダ4とを有している。ケース3は円筒状であり、ホルダ4の底板部41は円形である。ケース3は、軸線L方向の一方側L1に位置する円形の端板部31と、端板部31の外縁から軸線L方向の他方側L2に向かって延在する円筒状の側板部32と
を有しており、端板部31において軸線Lが通る部分は円形の開口部310になっている。
固定体2は、筒状のケース3と、ケース3の軸線L方向の他方側L2の開口を塞ぐ底板部41を備えたホルダ4とを有している。ケース3は円筒状であり、ホルダ4の底板部41は円形である。ケース3は、軸線L方向の一方側L1に位置する円形の端板部31と、端板部31の外縁から軸線L方向の他方側L2に向かって延在する円筒状の側板部32と
を有しており、端板部31において軸線Lが通る部分は円形の開口部310になっている。
ホルダ4は、底板部41の中央から軸線L方向の一方側L1に突出した円筒部42を有しており、円筒部42の根元部分には、相対向する2個所に開口部420が形成されている。底板部41の軸線L方向の一方側L1の面には、開口部420を通って円筒部42の外側側まで延在した凹部410が形成されている。円筒部42の外径は、ケース3の側板部32の内径より小さい。このため、円筒部42、ケース3の側板部32より径方向内側に位置する。このように構成したホルダ4は、底板部41がケース3の側板部32に固定されている。
(可動体6の構成)
可動体6は、軸線L方向の一方側L1に位置する円形の端板部61と、端板部61の外縁から軸線L方向の他方側L2に向かって延在する円筒状の胴部62とを有している。胴部62の外径は、ケース3の側板部32の内径より小さい。このため、胴部62は、ケース3の側板部32より径方向内側に位置する。また、胴部62の外径は、ケース3の開口部310の内径より小さい。このため、可動体6は、軸線L方向に移動してもケース3と干渉しない。また、胴部62の外径は、ホルダ4の円筒部42の外径より大きい。このため、胴部62は、ホルダ4の円筒部42より径方向外側に位置する。
可動体6は、軸線L方向の一方側L1に位置する円形の端板部61と、端板部61の外縁から軸線L方向の他方側L2に向かって延在する円筒状の胴部62とを有している。胴部62の外径は、ケース3の側板部32の内径より小さい。このため、胴部62は、ケース3の側板部32より径方向内側に位置する。また、胴部62の外径は、ケース3の開口部310の内径より小さい。このため、可動体6は、軸線L方向に移動してもケース3と干渉しない。また、胴部62の外径は、ホルダ4の円筒部42の外径より大きい。このため、胴部62は、ホルダ4の円筒部42より径方向外側に位置する。
(磁気駆動機構5の構成)
磁気駆動機構5において、永久磁石53は、可動体6の胴部62の内側で端板部61の軸線L方向の他方側L2の面に接着等の方法で固定されている。永久磁石53は、円柱状であり、軸線L方向(駆動方向)においてN極とS極とが隣り合うように着磁されている。永久磁石53の軸線L方向の他方側L2の面には、円板状のコア板56が接着等の方法で接合されている。可動体6は、磁性金属からなり、ヨークとして機能する。
磁気駆動機構5において、永久磁石53は、可動体6の胴部62の内側で端板部61の軸線L方向の他方側L2の面に接着等の方法で固定されている。永久磁石53は、円柱状であり、軸線L方向(駆動方向)においてN極とS極とが隣り合うように着磁されている。永久磁石53の軸線L方向の他方側L2の面には、円板状のコア板56が接着等の方法で接合されている。可動体6は、磁性金属からなり、ヨークとして機能する。
コイル55は、ホルダ4の円筒部42の外周面のうち、底板部41の側(根元側)の周りに保持されており、可動体6の胴部62の内側で、コア板56に径方向外側で対向している。また、可動体6の胴部62の端部625は、コイル55に対してコア板56とは反対側に位置する。このため、可動体6の胴部62の端部625は、コイル55を挟んでコア板56と対向している。
かかるコイル55については、円筒状に巻回した後、円筒部42の外周面に固定した構成を採用できるとともに、円筒部42の外周面にコイル線を巻回した構成を採用することもできる。
(ゲル状ダンパー部材9の構成)
ゲル状ダンパー部材9は、固定体2において磁気駆動機構5による駆動方向(軸線L方向)に対して直交する方向に向く第1部分29と、可動体6において駆動方向(軸線L方向)に対して直交する方向で第1部分29に対向する第2部分69との間に保持されている。本形態において、第2部分69は、可動体6の胴部62において径方向外側に向く外周面620である。第1部分29は、固定体2に用いたケース3の側板部32において径方向内側に向く内周面320(側板部32において可動体6の外周面620に対向する内側の面)である。すなわち、ゲル状ダンパー部材9は、一方の面91(外側の面)がケース3の側板部32の内周面320に接合され、一方の面91とは反対側に位置する他方の面92(内側の面)が可動体6の外周面620に接合されている。ゲル状ダンパー部材9の一方の面91とケース3の側板部32の内周面320とを接合するにあたっては接着等の方法が採用され、ゲル状ダンパー部材9の他方の面92と可動体6の外周面620とを接合するにあたっては接着等の方法が採用される。
ゲル状ダンパー部材9は、固定体2において磁気駆動機構5による駆動方向(軸線L方向)に対して直交する方向に向く第1部分29と、可動体6において駆動方向(軸線L方向)に対して直交する方向で第1部分29に対向する第2部分69との間に保持されている。本形態において、第2部分69は、可動体6の胴部62において径方向外側に向く外周面620である。第1部分29は、固定体2に用いたケース3の側板部32において径方向内側に向く内周面320(側板部32において可動体6の外周面620に対向する内側の面)である。すなわち、ゲル状ダンパー部材9は、一方の面91(外側の面)がケース3の側板部32の内周面320に接合され、一方の面91とは反対側に位置する他方の面92(内側の面)が可動体6の外周面620に接合されている。ゲル状ダンパー部材9の一方の面91とケース3の側板部32の内周面320とを接合するにあたっては接着等の方法が採用され、ゲル状ダンパー部材9の他方の面92と可動体6の外周面620とを接合するにあたっては接着等の方法が採用される。
ここで、ゲル状ダンパー部材9は、軸線L(可動体6の中心軸線)を囲むように配置されている。また、図1に示すように、ゲル状ダンパー部材9は、軸線L周りの周方向に配置された複数のゲル状部材、例えば、2つのゲル状部材9a、9bからなる。ゲル状部材9a、9bは各々、ケース3の側板部32の内周面320、および可動体6の外周面620に沿うように約90°の円弧角にわたって円弧状に湾曲した板状部材である。
本形態において、ゲル状ダンパー部材9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。
(本形態の動作および主な効果)
本形態のリニアアクチュエータ1において、コイル55への通電を休止している期間、可動体6は、可動体6の質量とゲル状ダンパー部材9の形状保持力とが釣り合った原点位置にある。この状態で、コイル55に正弦波や反転パルス等を供給すると、可動体6は、磁気駆動機構5によって推進力を受け、ゲル状ダンパー部材9の形状保持力に抗して、矢印F1で示すように、軸線L方向の一方側L1に移動する。その結果、ゲル状ダンパー部材9は、せん断変形する。その際の可動体6の移動量は、コイル55に供給される電流値と、ゲル状ダンパー部材9の復元力とによって規定される。そして、コイル55への通電を停止すると、ゲル状ダンパー部材9の復元力によって、可動体6が原点位置に戻る。
本形態のリニアアクチュエータ1において、コイル55への通電を休止している期間、可動体6は、可動体6の質量とゲル状ダンパー部材9の形状保持力とが釣り合った原点位置にある。この状態で、コイル55に正弦波や反転パルス等を供給すると、可動体6は、磁気駆動機構5によって推進力を受け、ゲル状ダンパー部材9の形状保持力に抗して、矢印F1で示すように、軸線L方向の一方側L1に移動する。その結果、ゲル状ダンパー部材9は、せん断変形する。その際の可動体6の移動量は、コイル55に供給される電流値と、ゲル状ダンパー部材9の復元力とによって規定される。そして、コイル55への通電を停止すると、ゲル状ダンパー部材9の復元力によって、可動体6が原点位置に戻る。
次に、コイル55に逆極性の正弦波や反転パルス等を供給すると、可動体6は、磁気駆動機構5によって推進力を受け、ゲル状ダンパー部材9の形状保持力に抗して、矢印F2で示すように、軸線L方向の他方側L2に移動する。その結果、ゲル状ダンパー部材9は、せん断変形する。その際の可動体6の移動量は、コイル55に供給される電流値と、ゲル状ダンパー部材9の復元力とによって規定される。そして、コイル55への通電を停止すると、ゲル状ダンパー部材9の復元力によって、可動体6が原点位置に戻る。
このような駆動を繰り返すと、可動体6が軸線L方向で振動する。その際の振動の周波数は、コイル55に供給される電流の周波数によって規定される。このため、振動の強弱や周波数が可変である。なお、コイル55に供給する信号の極性を連続的に切り換えて、可動体6を軸線L方向で振動させてもよく、この場合も、可動体6の移動量は、コイル55に供給される電流値と、ゲル状ダンパー部材9の復元力とによって規定される。
ここで、ゲル状ダンパー部材9は、固定体2において磁気駆動機構5による駆動方向(軸線L方向)に対して直交する方向に向く第1部分29と、可動体6において駆動方向(軸線L方向)に対して直交する方向で第1部分29に対向する第2部分69との間に保持されている。このため、可動体6を駆動した際、ゲル状ダンパー部材9は、せん断変形し、その復元力が可動体6に印加される。これに対して、固定体2および可動体6において駆動方向で対向する部分の間にゲル状ダンパー部材9を配置すると、可動体6を駆動した際、ゲル状ダンパー部材9は、伸縮する。ここで、ゲル状ダンパー部材9がせん断変形した際の復元力は、ゲル状ダンパー部材9が伸縮した際の復元力と比べて、変形度合による変化が小さい。このため、可動体6が移動した際、可動体6がゲル状ダンパー部材から受ける復元力の大きさの変化が小さい。従って、可動体6と固定体2との間にゲル状ダンパー部材9を設けた場合でも、可動体6を適正に駆動することができる。
また、ゲル状ダンパー部材9は、軸線L(可動体6の中心軸線)を囲むように配置されているため、ゲル状ダンパー部材9の復元力を可動体6に均等に印加することができる。従って、可動体6が傾きにくい。また、ゲル状ダンパー部材9は、軸線L周りの周方向に
配置された複数のゲル状部材9a、9bからなるため、固定体2と可動体6との間にゲル状ダンパー部材9を設けるのが容易である。
配置された複数のゲル状部材9a、9bからなるため、固定体2と可動体6との間にゲル状ダンパー部材9を設けるのが容易である。
また、可動体6は、ゲル状ダンパー部材9のみによって固定体2に軸線L方向(駆動方向)に移動可能に支持されている。このため、バネ部材を用いた場合と違って、バネ部材に起因する共振が発生しない。
また、ゲル状ダンパー部材9は、可動体6の移動に追従して変形しながら可動体6の振動を吸収する。このため、可動体6の不要な振動を抑制することができる。また、ゲル状ダンパー部材9は、針入度が90度から110度である。このため、ゲル状ダンパー部材9は、ダンパー機能を発揮するのに十分な弾性を有するとともに、ゲル状ダンパー部材9が破断して飛散するような事態が発生しにくい。また、ゲル状ダンパー部材9は、可動体6および固定体2の双方に接着固定されているため、可動体6の移動に伴ってゲル状ダンパー部材9が移動することを防止することができる。
また、可動体6には円柱状の永久磁石53が1つ設けられ、固定体2では、永久磁石53を径方向外側で囲むホルダ4の円筒部42にコイル55が巻回されている。このため、永久磁石53およびコイル55を大径化できる。また、永久磁石53の軸線L方向の両側には、コア板56および可動体6の端板部61(ヨーク)が設けられ、可動体6の胴部62の端部625は、コイル55を挟んでコア板56と対向している。このため、コイル55に鎖交する磁束密度が高いので、永久磁石53が1つであるという簡素な構成でも、可動体6に大きな推力を付与することができる。
[実施の形態2]
図3は、本発明の実施の形態2に係るリニアアクチュエータ1の外観等を示す説明図であり、図3(a)、(b)は、リニアアクチュエータ1を一方側L1からみた斜視図、およびリニアアクチュエータ1を一方側L1からみた分解斜視図である。図4は、本発明の実施の形態2に係るリニアアクチュエータ1の内部構成を示す断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの詳細な説明を省略する。
図3は、本発明の実施の形態2に係るリニアアクチュエータ1の外観等を示す説明図であり、図3(a)、(b)は、リニアアクチュエータ1を一方側L1からみた斜視図、およびリニアアクチュエータ1を一方側L1からみた分解斜視図である。図4は、本発明の実施の形態2に係るリニアアクチュエータ1の内部構成を示す断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの詳細な説明を省略する。
図3および図4に示すように、本形態のリニアアクチュエータ1も、実施の形態1と同様、固定体2と、可動体6と、固定体2に対して可動体6を軸線Lに沿って直線的に駆動する磁気駆動機構5とを有している。磁気駆動機構5は、可動体6に保持された永久磁石53と、固定体2に保持されたコイル55とを備えている。
リニアアクチュエータ1は、固定体2と可動体6との間にゲル状ダンパー部材9が設けられている。本形態において、リニアアクチュエータ1では、固定体2と可動体6との間にバネ部材等が設けられておらず、可動体6は、ゲル状ダンパー部材9のみを介して軸線L方向に移動可能に固定体2に支持されている。ゲル状ダンパー部材9は、固定体2において磁気駆動機構5による駆動方向(軸線L方向)に対して直交する方向に向く第1部分29と、可動体6において駆動方向(軸線L方向)に対して直交する方向で第1部分29に対向する第2部分69との間に保持されている。本形態において、第2部分69は、可動体6の胴部62において径方向外側に向く外周面620であり、第1部分29は、固定体2に用いたケース3の側板部32において径方向内側に向く内周面320(側板部32において可動体6の外周面620に対向する内側の面)である。
(磁気駆動機構5の構成)
磁気駆動機構5において、永久磁石53は、可動体6の胴部62の内側で端板部61の軸線L方向の他方側L2の面に接着等の方法で固定されている。永久磁石53は、円柱状
であり、軸線L方向(駆動方向)においてN極とS極とが隣り合うように構成されている。
磁気駆動機構5において、永久磁石53は、可動体6の胴部62の内側で端板部61の軸線L方向の他方側L2の面に接着等の方法で固定されている。永久磁石53は、円柱状
であり、軸線L方向(駆動方向)においてN極とS極とが隣り合うように構成されている。
本形態において、永久磁石53では、軸線L方向(駆動方向)においてN極とS極とが隣り合っている第1磁石531と、軸線L方向(駆動方向)の一方側L1において隣り合う位置に設けられた第2磁石532とを有しており、第2磁石532でも、第1磁石531と同様、軸線L方向(駆動方向)においてN極とS極とが隣り合っている。本形態において、第1磁石531および第2磁石532は、第1磁石531と第2磁石532との間に同一の極を向けている。また、第1磁石531と第2磁石532とは、接着等の方法により円形のコア板535を介して接合されている。
このように構成した永久磁石53の軸線L方向の他方側L2の面には、コア板57が接着等の方法で接合されている。ここで、コア板57は、ホルダ4の底板部41に形成された凹部410と略同様な形状を有しており、コア板57の平面サイズは、ホルダ4の底板部41に形成された凹部410の平面サイズより小さい。
コイル55は、ホルダ4の円筒部42の外周面のうち、軸線L方向の一方側L1の端部の周りに保持されており、可動体6の胴部62の内側で、コア板535に径方向外側で対向している。また、可動体6の胴部62は、コイル55に対してコア板535とは反対側に位置する。このため、可動体6の胴部62は、コイル55を挟んでコア板56と対向している。
本形態のリニアアクチュエータ1においても、実施の形態1と同様、コイル55に正弦波や反転パルス等を供給すると、可動体6は、磁気駆動機構5によって推進力を受け、ゲル状ダンパー部材9の形状保持力に抗して、軸線L方向に振動する。その間、ゲル状ダンパー部材9は、せん断変形する。また、可動体6の移動量は、コイル55に供給される電流値と、ゲル状ダンパー部材9の復元力とによって規定される。
ここで、ゲル状ダンパー部材9は、固定体2において磁気駆動機構5による駆動方向(軸線L方向)に対して直交する方向に向く第1部分29と、可動体6において駆動方向(軸線L方向)に対して直交する方向で第1部分29に対向する第2部分69との間に保持されている。このため、可動体6を駆動した際、ゲル状ダンパー部材9は、せん断変形し、その復元力が可動体6に印加される。その際、ゲル状ダンパー部材9がせん断変形した際の復元力は、変形度合による変化が小さい。このため、可動体6が移動した際、可動体6がゲル状ダンパー部材から受ける復元力の大きさの変化が小さい。従って、可動体6と固定体2との間にゲル状ダンパー部材9を設けた場合でも、可動体6を適正に駆動することができる等、実施の形態1と同様な効果を奏する。
また、永久磁石53では、第1磁石531および第2磁石532は、第1磁石531と第2磁石532との間に同一の極を向けているため、第1磁石531および第2磁石532との間(コア板535)から発生する磁界の密度が高い。従って、コイル55に鎖交する磁界の密度を高めることができるので、磁気駆動機構5は大きな推力を発生させることができる。また、第1磁石531と第2磁石532とは、コア板535を介して接合されているため、第1磁石531と第2磁石532とを直接、接合する場合と比べて、第1磁石531と第2磁石532とを同極の側で接合するのが容易である。
[実施の形態3]
図5は、本発明の実施の形態3に係るリニアアクチュエータ1の説明図であり、図5(a)、(b)は、バネ部材8を一方側L1からみた斜視図、およびリニアアクチュエータ1の内部構成を示す断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1、2と
同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの詳細な説明を省略する。
図5は、本発明の実施の形態3に係るリニアアクチュエータ1の説明図であり、図5(a)、(b)は、バネ部材8を一方側L1からみた斜視図、およびリニアアクチュエータ1の内部構成を示す断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1、2と
同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの詳細な説明を省略する。
実施の形態1、2では、固定体2と可動体6との間にバネ部材等が設けられておらず、可動体6は、ゲル状ダンパー部材9のみを介して軸線L方向に移動可能に固定体2に支持されている。これに対して、本形態では、図5に示すように、固定体2と可動体6との間にバネ部材8が設けられており、可動体6は、バネ部材8およびゲル状ダンパー部材9を介して軸線L方向に移動可能に固定体2に支持されている。
バネ部材8は、固定体2(ホルダ4)に連結された固定体側連結部81と、可動体6に連結された可動体側連結部82と、固定体側連結部81と可動体側連結部82とに接続された複数本のアーム部83とを備えた板状バネ部材である。固定体側連結部81は、円環状であり、可動体側連結部82およびアーム部83より径方向内側に位置する。可動体側連結部82は、周方向で3つに分割されており、3つの可動体側連結部82の各々からアーム部83が周方向に延在している。
固定体側連結部81には、例えば、穴819が形成され、ホルダ4の円筒部42には突起425が形成されており、穴819に突起425が嵌った状態で、固定体側連結部81と円筒部42とが接着や溶接等の方法により連結されている。3つの可動体側連結部82はいずれも、可動体6の胴部62の端部625に接着や溶接等の方法により連結されている。
本形態のリニアアクチュエータ1においては、コイル55に正弦波や反転パルス等を供給すると、可動体6は、磁気駆動機構5によって推進力を受け、バネ部材8のバネ力、およびゲル状ダンパー部材9の形状保持力に抗して、軸線L方向に振動する。その間、ゲル状ダンパー部材9は、せん断変形し、バネ部材8のアーム部83は、軸線L方向に変形する。また、可動体6の移動量は、コイル55に供給される電流値と、バネ部材8のバネ力、およびゲル状ダンパー部材9の復元力とによって規定される。
かかる構成の場合、可動体6が振動した際に可動体6の質量とバネ部材8のバネ定数に対応する周波数で共振することがある。しかるに本形態では、固定体2と可動体6との間にゲル状ダンパー部材9が設けられており、ゲル状ダンパー部材9は、可動体6の移動に追従して変形しながら可動体6の振動を吸収する。このため、可動体6の共振を抑制することができる。
なお、本形態では、実施の形態2に係るリニアアクチュエータ1にバネ部材8を設けたが、実施の形態1に係るリニアアクチュエータ1にバネ部材8を設けてもよい。
[その他の実施の形態]
上記実施の形態では、ゲル状ダンパー部材9を接着等の方法により固定体2および可動体6に固定したが、ゲル状ダンパー部材9を形成するための前駆体を設けた後、前駆体をゲル化させ、ゲル状ダンパー部材9自身の接着力によって、ゲル状ダンパー部材9を固定体2および可動体6に固定してもよい。上記実施の形態では、軸線L周りの周方向に配置された2つのゲル状部材9a、9bによってゲル状ダンパー部材9を構成したが、3つ以上のゲル状部材によってゲル状ダンパー部材9を構成してもよい。また、上記実施の形態では、軸線L周りの周方向に配置された複数のゲル状部材9a、9bによってゲル状ダンパー部材9を構成したが、周方向で繋がった円環状あるいは円筒状のゲル状部材によって、ゲル状ダンパー部材9を構成してもよい。上記実施の形態では、ゲル状ダンパー部材9が円形に配置されていたが、角形に配置されていてもよい。
上記実施の形態では、ゲル状ダンパー部材9を接着等の方法により固定体2および可動体6に固定したが、ゲル状ダンパー部材9を形成するための前駆体を設けた後、前駆体をゲル化させ、ゲル状ダンパー部材9自身の接着力によって、ゲル状ダンパー部材9を固定体2および可動体6に固定してもよい。上記実施の形態では、軸線L周りの周方向に配置された2つのゲル状部材9a、9bによってゲル状ダンパー部材9を構成したが、3つ以上のゲル状部材によってゲル状ダンパー部材9を構成してもよい。また、上記実施の形態では、軸線L周りの周方向に配置された複数のゲル状部材9a、9bによってゲル状ダンパー部材9を構成したが、周方向で繋がった円環状あるいは円筒状のゲル状部材によって、ゲル状ダンパー部材9を構成してもよい。上記実施の形態では、ゲル状ダンパー部材9が円形に配置されていたが、角形に配置されていてもよい。
上記実施の形態では、固定体2にコイル55が保持され、可動体6に永久磁石53が保
持されていたが、固定体2に永久磁石53が保持され、可動体6にコイル55が保持されていてもよい。
持されていたが、固定体2に永久磁石53が保持され、可動体6にコイル55が保持されていてもよい。
1・・リニアアクチュエータ、2・・固定体、3・・ケース、4・・ホルダ、5・・磁気駆動機構、6・・可動体、8・・バネ部材、9・・ゲル状ダンパー部材、9a、9b・・ゲル状部材、29・・第1部分、32・・側板部、42・・円筒部、53・・永久磁石、320・・側板部の内周面(第1部分)、55・・コイル、62・・胴部、69・・第2部分、81・・固定体側連結部、82・・可動体側連結部、83・・アーム部、91・・一方の面、92・・他方の面、531・・第1磁石、532・・第2磁石、535・・コア板、620・・胴部の外周面(第2部分)、L・・軸線、L1・・一方側、L2・・他方側
Claims (11)
- 固定体と、
可動体と、
前記固定体に対して前記可動体を直線的に駆動する磁気駆動機構と、
前記固定体と前記可動体との間に設けられたゲル状ダンパー部材と、
を有し、
前記ゲル状ダンパー部材は、前記固定体において前記磁気駆動機構による駆動方向に対して直交する方向に向く第1部分と、前記可動体において前記駆動方向に対して直交する方向で前記第1部分に対向する第2部分との間に保持されていることを特徴とするリニアアクチュエータ。 - 前記ゲル状ダンパー部材は、前記可動体において前記駆動方向に沿って延在する中心軸線を囲むように配置されていることを特徴とする請求項1に記載のリニアアクチュエータ。
- 前記ゲル状ダンパー部材は、前記中心軸線周りの周方向に配置された複数のゲル状部材からなることを特徴とする請求項2に記載のリニアアクチュエータ。
- 前記第2部分は、前記可動体において前記駆動方向に対して直交する方向に向いた外周面であり、
前記固定体は、前記可動体の前記外周面に対向する側板部を備え、
前記第1部分は、前記側板部において前記可動体の前記外周面に対向する内側の面であることを特徴とする請求項2または3に記載のリニアアクチュエータ。 - 前記可動体は、前記ゲル状ダンパー部材のみによって前記固定体に前記駆動方向に移動可能に支持されていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載のリニアアクチュエータ。
- 前記可動体と前記固定体との間にバネ部材が設けられ、
前記可動体は、前記ゲル状ダンパー部材および前記バネ部材によって前記固定体に前記駆動方向に移動可能に支持されていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載のリニアアクチュエータ。 - 前記磁気駆動機構は、前記可動体に保持された永久磁石と、前記固定体に保持されたコイルと、を備えていることを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載のリニアアクチュエータ。
- 前記永久磁石では、前記駆動方向においてN極とS極とが隣り合っていることを特徴とする請求項7に記載のリニアアクチュエータ。
- 前記永久磁石では、前記駆動方向においてN極とS極とが隣り合っている第1磁石と、前記駆動方向において隣り合う位置に設けられ、前記駆動方向においてN極とS極とが隣り合っている第2磁石と、を備え、
前記第1磁石および前記第2磁石は、前記第1磁石と前記第2磁石との間に同一の極を向けていることを特徴とする請求項8に記載のリニアアクチュエータ。 - 前記第1磁石と前記第2磁石とは、コア板を介して接合されていることを特徴とする請求項9に記載のリニアアクチュエータ。
- 前記ゲル状ダンパー部材は、シリコーンゲルからなることを特徴とする請求項1乃至10の何れか一項に記載のリニアアクチュエータ。
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