(57)【要約】【課題】重量を軽減可能なリニアアクチュエータを提供することである。【解決手段】上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段は、ロッド２と、複数の永久磁石４を備えてロッド２に保持される界磁３と、界磁３に対向するように配置されるコイル保持部材５に保持される複数のコイル６とを備え、ロッド２とコイル保持部材５を軸方向に相対変位させる推力を発生するリニアアクチュエータ１において、内部に一端が挿入されるロッド２を二箇所で軸支するとともに外部機器への取付部７ｄを備えたアウターチューブ７を設け、アウターチューブ７の端部にコイル保持部材５を連結したことを特徴とする。【選択図】図１
2010288423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッドと、複数の永久磁石を備えてロッドに保持される界磁と、界磁に対向するように配置されるコイル保持部材に保持される複数のコイルとを備え、ロッドとコイル保持部材を軸方向に相対変位させる推力を発生するリニアアクチュエータにおいて、内部に一端が挿入されるロッドを二箇所で軸支するとともに外部機器への取付部を備えたアウターチューブを設け、アウターチューブの端部にコイル保持部材を連結したことを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項２】
ロッドの一端にアウターチューブ内に摺接する環状のロッド側ベアリングを設けるとともに、アウターチューブにロッドの外周に摺接するアウター側ベアリングを設けた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。
【請求項３】
コイル保持部材が筒状であって、反アウターチューブ側端部にロッドの外周に摺接するダストシールを設けた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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のリニアアクチュエータとしては、たとえば、有底筒状の外筒と、外筒内に移動自在に挿入されるロッドと、外筒の内周に設けた複数のコイルと、ロッドの外周に軸方向に並べて設けられる複数の永久磁石とを備えて構成されており、外筒に対してロッドを軸方向に駆動するものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
そして、このリニアアクチュエータにあっては、ロッドの端部を外筒の底部に設けた孔に摺動自在に挿入し、また、ロッドの側部を外筒の開口端で摺動自在に軸支することによって、ロッドの移動を案内して円滑な伸縮を実現しようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３２０８６８号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のリニアアクチュエータでは、上記の如く、外筒でロッドの二箇所を軸支していて、外筒のロッドを軸支する二箇所の間にコイルが装着されており、外筒の端部とロッドの端部に横方向の力が入力されて外筒に曲げモーメントが作用した際に、外筒が大きく撓むとロッドを精度良く駆動することができなくなるので、外筒は高い剛性と高い強度を備えていなくてはならない。
【０００６】
ゆえに、従来のリニアアクチュエータでは、外筒の肉厚を全体に亘って厚く設定して、高剛性高強度を確保することになるが、そうするとリニアアクチュエータの重量が重くなるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、重量を軽減可能なリニアアクチュエータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段は、ロッドと、複数の永久磁石を備えてロッドに保持される界磁と、界磁に対向するように配置されるコイル保持部材に保持される複数のコイルとを備え、ロッドとコイル保持部材を軸方向に相対変位させる推力を発生するリニアアクチュエータにおいて、内部に一端が挿入されるロッドを二箇所で軸支するとともに外部機器への取付部を備えたアウターチューブを設け、アウターチューブの端部にコイル保持部材を連結したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のリニアアクチュエータによれば、取付部から曲げモーメントが作用しても、取付部を備えたアウターチューブがロッドの二箇所を軸支しており、コイルを保持してアウターチューブの端部に連結されるカバーには曲げモーメントが作用することが無く、歪むことが無い。
【００１０】
それゆえ、曲げモーメントが作用しないのでコイル保持部材を曲げモーメントが作用するアウターチューブのように高強度高剛性とする必要が無いから、その分、リニアアクチュエータの重量を軽減でき、リニアアクチュエータを軽量化することができる。
【００１１】
また、曲げモーメントが作用しないのでコイル保持部材からコイルが剥離したりコイルが断線したりすることも阻止されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態におけるリニアアクチュエータの横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。一実施の形態におけるにリニアアクチュエータ１は、図１に示すように、ロッド２と、複数の永久磁石４を備えてロッド２に保持される界磁３と、界磁３に対向するように配置されるコイル保持部材たる筒状のカバー５に保持される複数のコイル６と、内部に一端２ａが挿入されるロッド２を二箇所で軸支するとともに図示しない外部機器への取付部７ｄを備えたアウターチューブ７とを備えて構成されており、コイル６を励磁することによってロッド２とアウターチューブ７に連結されるカバー５とを軸方向に相対変位させる推力を発生することができるようになっている。
【００１４】
以下、リニアアクチュエータ１の各部について詳しく説明する。ロッド２は、この実施の形態の場合、インナーロッド８と、インナーロッド８のとの間に環状隙間を形成するパイプ９とを備えて構成されている。
【００１５】
インナーロッド８は、両端に設けた大径部８ａ，８ｂと、一方の大径部８ａに連なる大径部８ａよりも大径のベアリング保持部８ｃと、他方の大径部８ｂに連なるとともに取付孔を備えた取付部８ｄとを備えており、パイプ９が上記大径部８ａ，８ｂの外周に装着されてインナーロッド８の大径部８ａ，８ｂ間に環状隙間を形成し、当該環状隙間内には軸方向に並べて配置される複数の環状の永久磁石４が収容されている。
【００１６】
そして、ロッド２の一端２ａである上記ベアリング保持部８ｃの外周には、アウターチューブ７の内周に摺接する環状のロッド側ベアリング１０が装着されている。
【００１７】
また、永久磁石４は、上記環状隙間内に収容されることでロッド２に保持されており、この場合、軸方向にＮ極とＳ極が現れるように着磁されており、隣り合う永久磁石４は同極同士を対向させてロッド２に軸方向に並べて保持されている。したがって、ロッド２の外周にこれらの永久磁石４によって、コイル６へ作用させる磁界が発生されており、これらの永久磁石４でリニアアクチュエータ１における界磁３を構成している。
【００１８】
なお、ロッド２は、強磁性体材料で形成されるとロッド２内に磁束が集中して永久磁石４の外周周りにおける磁束に影響を与えるので、非磁性体材料によって形成されるとよい。また、図示するところでは、永久磁石４は、ロッド２に六個設けられているが、リニアアクチュエータ１の駆動ができる限りにおいて、設置数は複数であればよく、これに限られない。
【００１９】
さらに、この実施の形態にあっては、ロッド２は、インナーロッド８とパイプ９とで構成されているが、これを単なる円柱として外周に永久磁石４を装着するようにしてもよい。また、永久磁石４は、内周と外周で極が異なるように着磁されていてもよく、いずれにしても、ロッド２の軸方向に沿ってＳ極とＮ極が交互に現れるようになっていればよい。さらに、インナーロッド８の大径部８ａ，８ｂ間を分断して、パイプ９で大径部８ａ，８ｂを接続して、ロッド２を中空構造とし、パイプ９内に永久磁石を積層するなどして収容する構成を採用してもよい。
【００２０】
そして、上記のように永久磁石４を保持したロッド２は、その一端２ａを有底筒状のアウターチューブ７内に移動自在に挿入されており、一端２ａとなるベアリング保持部８ｃの外周に装着されたロッド側ベアリング１０をアウターチューブ７の内周に摺接させている。なお、ロッド側ベアリング１０は、たとえば、合成樹脂製とされており、アウターチューブ７の内周を摺動する際に、両端の外周縁でアウターチューブ７の内周をかじることがないようになっている。したがって、ロッド側ベアリング１０とアウターチューブ７の摺動の際にスティックスリップを生じにくくなっている。
【００２１】
アウターチューブ７は、底部７ａと筒部７ｂとを備えて上述の如く有底筒状とされ、筒部７ｂの開口端となる図１中右端には、内方へ突出する環状のフランジ７ｃが設けられるとともに、底部７ａには、アウターチューブ７を図示しない外部機器へ取付可能な取付部７ｄが設けられている。なお、ロッド２における取付部８ｄとアウターチューブ７における取付部７ｄは、ともに、孔を備えたクレビスとされているが、リニアアクチュエータ１を取付ける外部機器に応じて適合する取付金具とされればよい。また、取付部８ｄおよび取付部７ｄは、ロッド２およびアウターチューブ７の軸線上に設けられなくともよい。
【００２２】
また、フランジ７ｃの内周には、ロッド２の外周であるパイプ９に摺接するアウター側ベアリング１１が装着されている。このアウター側ベアリング１１も、たとえば、ロッド側ベアリング１０と同様に合成樹脂製とされており、ロッド２の外周を摺動する際に、両端の外周縁でロッド２の外周をかじることがないようになっており、スティックスリップを生じにくくなっている。
【００２３】
したがって、ロッド２とアウターチューブ７は、円滑な軸方向の相対移動を呈することができるようになっている。また、ロッド２の一端２ａに設けた大径なスライドベアリング保持部８ｃは、アウターチューブ７のフランジ７ｃと衝合可能とされており、ロッド２のアウターチューブ７からの抜けが阻止される。
【００２４】
そして、このアウターチューブ７の図１中右端には、コイル保持部材としてのカバー５が連結されている。カバー５は、筒状であって、内周にコイル６が巻回されるコア１２を保持しており、当該コア１２を介してコイル６を保持している。
【００２５】
カバー５は、図１中左端となるアウターチューブ側の端部がアウターチューブ７に連結されており、図１中右端となる反アウターチューブ側端部には、内周側へ突出するフランジ５ａが設けられ、当該フランジ５ａの内周にはロッド２の外周に摺接する環状のダストシール１３が設けられている。このようにカバー５を筒状としてダストシール１３を設けることによって、カバー５とアウターチューブ７の内部が当該ダストシール１３によってシールされ、当該内部へのダストの浸入が防止されるというメリットがあるが、このメリットを享受できなくなるがカバー５は筒状とされずともよい。
【００２６】
コア１２は、コイル６を収容する複数のスロット１２ａと、両端およびスロット１２ａ，１２ａ間に設けた複数の極歯１２ｂとを備えて構成されている。
【００２７】
このように構成されたコア１２は、この場合、筒状とされて内周をロッド２の界磁３に対向させており、コイル６を励磁して極歯１２ｂを磁化することで、ロッド２の界磁３の永久磁石４と吸引、反発させることでロッド２とコア１２を保持するカバー５に軸方向に相対変位させる推力を発生させるようになっている。なお、コア１２は、必ずしも筒状とされずともよく、ロッド２に保持される界磁３もロッド２の外周の全周に亘って磁界を形成せずにコア１２に対向する方向へ磁界を発生するようにしてもよいが、永久磁石４を円筒あるいは円盤状としてロッド２の外周に磁界を発生させるとともにコア１２を円筒状に形成してロッド２の外周を囲むようにしておくことで、コア１２に対してロッド２が円周方向に回転しても推力が変化しないという利点がある。
【００２８】
また、本実施の形態では、コイル保持部材をカバー５として、このカバー５にコア１２を介してコイル６を装着するようにしているが、コイル保持部材をコアとして、カバーを廃止したり、カバー５にコイル６を直接装着して、コア１２を廃止することも可能である。
【００２９】
つづいて、コイル６は、ロッド２の外周を取り巻くようにスロット１２ａ内に装着されており、図示するところでは、コア１２にＵ相、Ｖ相、Ｗ相を二つずつの合計６個設けられて、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順に配置されている。そして、たとえば、コア１２のロッド２に対する電気角に基づいて通電位相切換を行うとともに、ＰＷＭ制御により、各コイル６の電流量を制御してリニアアクチュエータ１の推力と推力の発生方向を制御することができるようになっている。なお、リニアアクチュエータ１の制御にあたっては、コア１２に対する永久磁石４の相対位置を把握できればよいので、磁気センサその他の上記相対位置を把握することができる手段を設けておけばよい。また、コイル６の数は、このリニアアクチュエータ１によって発生する推力や通電方式に適した数に設定されればよい。
【００３０】
さて、リニアアクチュエータ１は以上のように構成され、コイル６へ通電することによって、ロッド２とカバー５を相対変位させる推力を発生し、ロッド２とカバー５に連結されるアウターチューブ７と相対変位させて、伸縮することができる。
【００３１】
また、ロッド２とアウターチューブ７とを軸方向に相対変位させる外力が作用する場合、コイル６への通電、あるいは、コイル６に発生する誘導起電力によって、上記相対変位を抑制する推力を発生させてリニアアクチュエータ１に上記外力による機器の振動や運動をダンピングさせることもできる。
【００３２】
そして、このリニアアクチュエータ１にあっては、取付部８ｄ，７ｄから曲げモーメントが作用しても、取付部７ｄを備えたアウターチューブ７がロッド２の二箇所を軸支しており、コイル６を保持してアウターチューブ７の端部に連結されるカバー５には曲げモーメントが作用することが無く、歪むことが無い。
【００３３】
それゆえ、曲げモーメントが作用しないのでコイル保持部材としてのカバー５を曲げモーメントが作用するアウターチューブ７のように高強度高剛性とする必要が無いから、その分、リニアアクチュエータ１の重量を軽減でき、リニアアクチュエータ１を軽量化することができる。
【００３４】
また、曲げモーメントが作用しないのでコイル保持部材たるカバー５からコイル６が剥離したりコイル６が断線したりすることも阻止されることになる。
【００３５】
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、リニアアクチュエータに利用可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１  リニアアクチュエータ
２  ロッド
２ａ  ロッドの一端
３  界磁
４  永久磁石
５  コイル保持部材たるカバー
５ａ  フランジ
６  コイル
７  アウターチューブ
７ａ  アウターチューブにおける底部
７ｂ  アウターチューブにおける筒部
７ｃ  アウターチューブにおけるフランジ
７ｄ  アウターチューブにおける取付部
８  インナーロッド
８ａ，８ｂ  インナーロッドにおける大径部
８ｃ  インナーロッドにおけるベアリング保持部
８ｄ  インナーロッドにおける取付部
９  パイプ
１０  ロッド側ベアリング
１１  アウター側ベアリング
１２  コア
１２ａ  コアにおけるスロット
１２ｂ  コアにおける極歯
１３  ダストシール
【図１】
2010288423.tif 000003