(57)【要約】【課題】  十分な伸縮ストロークを少ない積層数で確保可能であると共に、小さな駆動電力で駆動可能とされている一方、軸方向中間部分の軸直角方向への変形が許容されている新規な構造の積層型アクチュエータを提供すること。【解決手段】  電磁石１４と吸着板１６を所定距離を隔てて配設すると共に、それらの電磁石１４と吸着板１６とを弾性連結材１８によって連結して構成された出力基体１２の複数を、弾性積層材３８を介して積層とした。【選択図】  図１
2006211874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁石と、該電磁石の磁極面に対して所定距離を隔てて配設された強磁性材からなる吸着板とを、ゴム弾性体からなる弾性連結材で相互に連結せしめて出力基体を形成すると共に、該出力基体の複数をゴム弾性体からなる弾性積層材を介して積層としたことを特徴とする電磁石型アクチュエータ。
【請求項２】
前記電磁石と前記吸着板の対向面が、外部空間から隔てられた内部空間に位置せしめられている請求項１に記載の電磁石型アクチュエータ。
【請求項３】
前記電磁石と前記吸着板の対向面間が前記弾性連結材で取り囲まれることによって前記外部空間から隔てられて、前記内部空間が形成されている請求項２に記載の電磁石型アクチュエータ。
【請求項４】
前記電磁石の軸方向両側にそれぞれ磁極面が形成されており、それらの磁極面に対してそれぞれ対向するように一対の前記吸着板が配設されている請求項１乃至３の何れかに記載の電磁石型アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧の印加により駆動変位せしめられるアクチュエータに係り、特に駆動力として磁力を採用する電磁石型アクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、小さな伸縮変形を生じる複数のセルアクチュエータを変形方向において直列に積層として、目的とする伸縮ストロークを得るようにした積層型のアクチュエータが知られている。
【０００３】
このような積層型アクチュエータとしては、例えば特許文献１（特開平８−２４２０２３）に開示されているような、印加電圧によって生じる圧電素子の伸縮変形を利用した圧電アクチュエータが一般的に利用されている。具体的には、印加電圧によって伸縮変形せしめられる圧電シートが厚さ方向で複数枚積層せしめられることにより圧電素子を構成すると共に、軸方向で直列に複数個の圧電素子が積層せしめられることにより圧電アクチュエータを構成する。これによって、各圧電シートの伸縮変形量の合計分の伸縮変形量を圧電アクチュエータの伸縮ストロークとして得ることが出来て、所定の伸縮ストロークを確保可能とされている。
【０００４】
ところで、積層型アクチュエータは、単層では十分に大きな駆動ストロークを得ることが難しいアクチュエータを積層とすることにより所定の駆動ストロークを確保するものであり、積層型アクチュエータを構成する各層毎の伸縮変形量は一般に小さいものであった。そして、このような積層型アクチュエータの一種である上述の如き圧電アクチュエータにおいても、それを構成する圧電シートの圧電気現象による伸縮変形量は非常に小さい。それ故、かかる圧電シートの伸縮変形量の総和によって伸縮ストロークが設定される圧電アクチュエータで、大きな伸縮ストロークを確保することは困難であり、そのような大きな伸縮ストロークを確保する必要がある場合には適さないものであった。なお、非常に多くの圧電シートを積層させることにより、このような圧電アクチュエータによって大きな伸縮ストロークを確保することも可能ではあるが、その場合には、多数の圧電シートを要するため製造コストの増大が問題となると共に、圧電アクチュエータを駆動せしめるために各圧電シートに対して印加される駆動電圧が著しく大きくなるため、作動コストの増大も問題となり易い。また、圧電アクチュエータの大型化や重量の増大も問題となる。
【０００５】
一方、特許文献１に示されているような積層型のアクチュエータにおいては、積層とされる圧電素子同士が直接相互に固定されている。それ故、圧電シートへの電圧の印加により軸方向での伸縮変形が可能とされている一方で、軸直角方向にはその軸方向中間部分においても変形が許容されておらず、アクチュエータに対して作用する軸直角方向の力が積層構造を有する圧電アクチュエータの破損原因となり易いため、軸直角方向に力が加わる場合、或いは軸直角方向の可撓性が要求される場合にはかかる圧電アクチュエータを採用することが困難であった。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２４２０２３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、十分な伸縮ストロークを少ない積層数で確保可能であると共に、小さな駆動電力で駆動可能であり、しかも、軸方向中間部分の軸直角方向への変形が許容される、新規な構造のアクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意な組み合わせで採用可能である。また、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに限定されることなく、明細書全体および図面に記載されたもの、或いはそれらの記載から当業者が把握することの出来る発明思想に基づいて認識されるものであることが理解されるべきである。
【０００９】
すなわち、電磁石型アクチュエータに関する本発明の第一の態様は、電磁石と、該電磁石の磁極面に対して所定距離を隔てて配設された強磁性材からなる吸着板とを、ゴム弾性体からなる弾性連結材で相互に連結せしめて出力基体を形成すると共に、該出力基体の複数をゴム弾性体からなる弾性積層材を介して積層としたことを、特徴とする。
【００１０】
このような本態様に従う構造とされた電磁石型アクチュエータにおいては、電磁石によって吸着板を吸引することにより電磁石と吸着板との対向面間距離を縮めて、出力基体を軸方向で収縮変形せしめることにより軸方向での駆動ストロークを得ている。それ故、電磁石の磁極面と吸着板との対向面間距離や電磁石によって形成される磁場の強さを適当に調節することにより各出力基体において確保される伸縮変形量を十分に大きなものとすることが出来て、少ない積層数で大きな駆動ストロークを有利に得ることが出来る。
【００１１】
また、電磁石型アクチュエータを構成する出力基体をそれぞれ磁力によって収縮変形させることによりアクチュエータを駆動させている。それ故、小さな駆動電圧でも十分な駆動力を得ることが出来て、作動コストの低減を実現することが可能である。
【００１２】
さらに、積層とされた出力基体が、ゴム弾性体で形成されて弾性変形可能とされた弾性積層材を介して互いに出力方向で重ね合わせられていることにより、積層とされた各出力基体が互いに軸直角方向にずれるような相対変位が許容されている。それ故、軸直角方向での柔軟性が十分に確保されると共に、電磁石型アクチュエータに対して軸直角方向の外力が作用した場合にも、弾性的な変形が許容されてアクチュエータの破損といった問題を回避することが出来る。
【００１３】
また、本発明の第二の態様は、前記第一の態様に係る電磁石型アクチュエータにおいて、前記電磁石と前記吸着板の対向面が、外部空間から隔てられた内部空間に位置せしめられていることを、特徴とする。
【００１４】
このような本態様に従う構造とされた電磁石型アクチュエータにおいては、電磁石と吸着板の対向面間へのゴミ等の異物の侵入などを防ぐことができて、作動の安定化や信頼性の向上を実現できる。
【００１５】
また、本発明の第三の態様は、前記第二の態様に係る電磁石型アクチュエータにおいて、前記電磁石と前記吸着板の対向面間が前記弾性連結材で取り囲まれることによって前記外部空間から隔てられて、前記内部空間が形成されていることを、特徴とする。
【００１６】
このような本態様に従う構造とされた電磁石型アクチュエータにおいては、電磁石型アクチュエータを構成する弾性連結材を利用して内部空間を形成することにより、特別な部材を用意することなく容易に異物の侵入などを防止し得て、作動の安定化や信頼性の向上を実現できる。
【００１７】
また、本発明の第四の態様は、前記第一乃至第三の態様に係る電磁石型アクチュエータにおいて、前記電磁石の軸方向両側にそれぞれ磁極面が形成されており、それらの磁極面に対してそれぞれ対向するように一対の前記吸着板が配設されていることを、特徴とする。
【００１８】
このような本態様に従う構造とされた電磁石型アクチュエータにおいては、軸方向両側にそれぞれ形成された磁極面よって、それらの磁極面に対して対向せしめられた一対の吸着板がそれぞれ吸引されるため、出力基体の軸方向での伸縮変形量が略２倍となる。それ故、積層とされた複数の出力基体によって構成された電磁石型アクチュエータにおいて大きな駆動ストロークをより少ない積層数で有利に実現することが可能となる。
【００１９】
なお、上述の各態様に係る電磁石型アクチュエータにおいて、出力基体は、一つずつ独立形成した後、弾性積層材を介して相互に積層しても良いが、例えば、弾性積層材と弾性連結材を一体成形し、且つ複数の出力基体を該弾性積層材で相互に弾性連結せしめた構造を採用することにより、複数の出力基体が当初から一体的に連結された構造をもって形成することも可能である。
【００２０】
また、各出力基体における電磁石と強磁性材の配設位置や配設数、具体的な形状や構造は、何等限定されるものでない。好ましくは、電磁石と強磁性材の間で磁力が安定して作用するように、例えば駆動中心軸回りで環状に延びる磁力作用面や、複数箇所に分離位置する磁力作用面を形成するようにされる。更にまた、電磁石に電圧を印加した状態下で、電磁石と強磁性材が相互に当接するまで吸引されるようにすることは必ずしも必要でないが、相互に当接するまで吸引することで吸引状態での安定性が向上される。更にまた、電磁石と強磁性材が吸引当接する場合には、緩衝ゴム等を設けることにより、当接時の衝撃や打音の発生を抑えることが望ましい。
【発明の効果】
【００２１】
上述の説明から明らかなように、本発明に従う構造とされた電磁石型アクチュエータにあっては、各出力基体によって十分に大きな伸縮駆動を実現することが出来て、比較的少ない出力基体の積層数で大きな駆動ストロークを得ることが出来ると共に、軸直角方向に作用する外力に対して軸方向中間部分が軸直角方向に変形可能とされて、かかる外力の作用によるアクチュエータの破損を回避することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００２３】
先ず、図１には、本発明の第一の実施形態としての電磁石型アクチュエータ１０が示されている。かかる電磁石型アクチュエータ１０は、複数の出力基体としてのセルアクチュエータ１２が積層とされることによって構成されており、電磁石型アクチュエータ１０の軸方向両端に位置するセルアクチュエータ１２，１２がそれぞれ剛性材で構成された出力部材に固着せしめられて、それらの出力部材が電磁石型アクチュエータ１０の駆動によって軸方向に変位せしめられるようになっている。なお、以下の説明において上下方向とは、図１における上下方向をいうものとする。
【００２４】
より詳細には、図２，図３に示されているように、セルアクチュエータ１２は、電磁石１４と電磁石１４の磁極面に対して所定距離だけ離隔して配設された吸着板としての駆動金属板１６とが弾性連結材としての連結ゴム弾性体１８によって互いに連結された構成を有している。
【００２５】
電磁石１４は、ヨーク金具２０とコイル２２とを含んで構成されている。かかるヨーク金具２０は、強磁性体によって形成されており、略薄肉円板形状の基部２４と、その径方向中央において軸方向上方に突出せしめられる略円柱形状の中央磁極部２６と、基部２４の外周部分において軸方向上方に突出せしめられて、中央磁極部２６と略同一中心軸上で互いに所定距離だけ径方向に離隔して位置せしめられる略円筒形状の外周磁極部２８とが一体とされて形成されている。なお、ヨーク金具２０は、特に本実施形態においては鉄を材料として形成されている。
【００２６】
また、中央磁極部２６に対してコイル２２が外挿状態で配設されており、中央磁極部２６と外周磁極部２８との径方向での対向面間を周方向に延びている。かかるコイル２２に対して給電装置３０から給電配線３２を通じて給電されることにより、強磁性体によって形成されたヨーク金具２０が磁化されて、中央磁極部２６の突出先端部と外周磁極部２８の突出先端部にそれぞれ磁極が形成されるようになっている。
【００２７】
また、電磁石１４の上方には、中央磁極部２６と外周磁極部２８の突出先端面に対して所定距離だけ離隔して駆動金属板１６が配設されている。かかる駆動金属板１６は、電磁石１４を構成するヨーク金具２０の基部２４に比して大径とされた略円板形状であって、強磁性体によって形成されている。なお、特に本実施形態においては、鉄を材料として採用した鉄板によって駆動金属板１６が構成されている。
【００２８】
このような電磁石１４と駆動金属板１６は、連結ゴム弾性体１８によって相互に連結されている。連結ゴム弾性体１８は、弾性変形可能とされたゴム材料によって形成された略有底円筒形状の部材であって、その内径寸法が電磁石１４の外形寸法よりも大きくされていると共に、駆動金属板１６の外形寸法よりも小さくされている一方、その外径寸法が駆動金属板１６よりも大きくされている。
【００２９】
また、その底壁上面には、支持板３４が固着されている。かかる支持板３４は、薄肉の略円板形状で、連結ゴム弾性体１８の内径寸法と略同じ径方向寸法で形成されている。なお、支持板３４は硬質の部材であればよく、その材料として各種の金属板や樹脂などを採用することが出来る。特に本実施形態においては、支持板３４の材料として硬質の樹脂材料を採用した例を示す。
【００３０】
さらに、連結ゴム弾性体１８の側壁の上端面は、径方向内側が径方向外側に比して低くされており、全周に亘って段差部３６が形成されている。本実施形態では、段差部３６は連結ゴム弾性体１８の側壁上端面において、内周側端部から側壁の厚さの略中央まで形成されている。
【００３１】
そして、電磁石１４が底壁上面に固着された支持板３４上に連結ゴム弾性体１８と同一中心軸をもって接着等の手段により固定せしめられていると共に、駆動金属板１６が連結ゴム弾性体１８と同一中心軸上で、その外周部分が連結ゴム弾性体１８の側壁上端面に形成された段差部３６に対して重ね合わせられるように配設されていることにより、電磁石１４と駆動金属板１６とが連結ゴム弾性体１８によって連結されている。なお、駆動金属板１６と段差部３６とは、互いに係合する寸法とされており、駆動金属板１６の連結ゴム弾性体１８に対する取付状態において、駆動金属板１６が段差部３６に隙間なく嵌め付けられて径方向で容易に位置決めされると共に、駆動金属板１６の厚さ寸法と段差部３６の高さ寸法が略等しくされている。また、連結ゴム弾性体１８と駆動金属板１６によって外部空間から隔てられた内部空間が形成されている。
【００３２】
また、駆動金属板１６の上面及び連結ゴム弾性体１８の側壁上端面には、弾性積層材としての積層ゴム弾性体３８が固着されている。積層ゴム弾性体３８は、略円板形状で、その外径寸法が連結ゴム弾性体１８の外径寸法と略等しくされている。また、積層ゴム弾性体３８の駆動金属板１６上に位置せしめられる部分が予め駆動金属板１６の上面に被着されている一方、その外周部分が駆動金属板１６の連結ゴム弾性体１８への取付時に連結ゴム弾性体１８の側壁上端面に接着される。これにより、駆動金属板１６は、その外周面が連結ゴム弾性体１８によって覆われていると共に、その上面が積層ゴム弾性体３８によって覆われている一方、その下面が連結ゴム弾性体１８の内周側に位置せしめられており、もって、駆動金属板１６が連結ゴム弾性体１８及び積層ゴム弾性体３８によって外部に露出しないようにされている。
【００３３】
さらに、図２，３に示されているように、電磁石１４を構成するコイル２２に対して電力を供給する給電装置３０に接続された給電配線３２が、連結ゴム弾性体１８の側壁の一部に貫通形成された配線孔４０及び外周磁極部２８の一部に貫通形成された配線孔４２を通じてコイル２２に接続されており、コイル２２に対する給電を調節することにより、電磁石１４の磁極の形成を制御することが可能となっている。
【００３４】
ここにおいて、コイル２２に対して給電装置３０による給電が行われていない状態では、電磁石１４には磁極が形成されず、図２に示されているように、中央磁極部２６の突出先端面及び外周磁極部２８の突出先端面と駆動金属板１６の下面との離隔距離は所定の離隔距離：ｄを保ち、連結ゴム弾性体１８も弾性変形せしめられない。
【００３５】
次に、コイル２２に対して給電装置３０による給電を開始すると、コイル２２が形成する磁束によってヨーク金具２０が磁化されて、中央磁極部２６の突出先端面及び外周磁極部２８の突出先端面にそれぞれ磁極が形成される。かかる磁極の形成により、強磁性体によって形成された駆動金属板１６が吸引されて、駆動金属板１６に対して軸方向下方への力が作用せしめられるため、駆動金属板１６が軸方向下方へ変位しようとする。ここで、駆動金属板１６を軸方向で支持する連結ゴム弾性体１８の側壁は、弾性変形可能なゴム材料によって形成されているため、図４に示されているように、駆動金属板１６に対する軸方向下向きの力の作用に伴って容易に弾性変形せしめられて軸方向中央部分が膨出変形せしめられることにより、駆動金属板１６の軸方向下方への変位が許容されることとなる。従って、コイル２２に対して給電を行うことにより、図４に示されているように、電磁石１４の中央磁極部２６の突出先端面及び外周磁極部２８の突出先端面と駆動金属板１６の下面との離隔距離：ｄ１は所定の離隔距離：ｄよりもΔｌだけ縮められることとなり、それに伴ってセルアクチュエータ１２の軸方向寸法もΔｌだけ縮小せしめられる。
【００３６】
このようなセルアクチュエータ１２は、図１に示されているように、軸方向に複数個が積層状態で重ね合わせられると共に、各セルアクチュエータ１２，１２，１２，・・・の重ね合わせ面間が接着等の各種手段により互いに固定されることにより、全体として電磁石型アクチュエータ１０が構成される。
【００３７】
そして、かかる電磁石型アクチュエータ１０は、軸方向でセルアクチュエータ１２を積層して構成されているため、各セルアクチュエータ１２，１２，１２，・・・の軸方向寸法の変化の合計値分だけ軸方向に伸縮変形せしめられることとなる。具体的には、例えば、図５に示されているように、Δｌの収縮変形が可能とされたセルアクチュエータ１２をｎ個積層することにより構成された電磁石型アクチュエータ１０では、一つのセルアクチュエータ１２の収縮変形量であるΔｌのｎ倍、即ち、ｎ＊Δｌの駆動ストロークを得ることが可能となっており、軸方向両端に位置せしめられたセルアクチュエータ１２，１２にそれぞれ固定された出力部材を軸方向に変位駆動せしめることが可能となっている。なお、このような構造とされた電磁石型アクチュエータ１０は、直線的な駆動を実現するための各種アクチュエータとして採用されて、特に、軸方向の直線的な駆動と軸直角方向の柔軟性が要求される人工筋肉等として好適に採用される。
【００３８】
このような本実施形態に従う構造とされた電磁石型アクチュエータ１０においては、電磁石１４の磁極面と駆動金属板１６との対向面間距離：ｄと電磁石により駆動金属板１６に作用せしめられる吸引力を適当に設定することにより、各セルアクチュエータ１２，１２，１２，・・・において有利に収縮変形量：Δｌを確保することが出来て、大きな駆動ストロークを少ないセルアクチュエータ１２で実現することが可能となる。
【００３９】
また、セルアクチュエータ１２を軸方向で収縮変形せしめるための駆動力として磁力を採用することにより、小さな駆動電圧で十分に大きな駆動力を得ることが可能となるため、作動コストの低減を図ることが出来る。
【００４０】
さらに、各セルアクチュエータ１２，１２，１２，・・・の重ね合わせ面が、弾性変形可能なゴム弾性体により形成された連結ゴム弾性体１８と積層ゴム弾性体３８によって構成されている。それ故、軸直角方向の外力が作用した場合には、セルアクチュエータ１２同士が軸直角方向で互いにずれるように相対変位することが可能とされている。従って、電磁石型アクチュエータ１０が所定量だけ自在に湾曲可能とされて、軸直角方向の外力の作用による破損や剥落などの問題を回避することが出来る。
【００４１】
また、本実施形態においては、電磁石１４及び駆動金属板１６が、連結ゴム弾性体１８及び積層ゴム弾性体３８により外部に露出しないように覆われているため、磁束の外部への漏出が防がれて、電磁石１４による駆動金属板１６の吸引力を有利に得ることが可能となる。
【００４２】
さらに、本実施形態において、ヨーク金具２０を中央磁極部２６と外周磁極部２８を略同一中心軸上でそれぞれ形成したことにより、傾きを生じることなく一層有利に駆動金属板１６に対する吸引力を得ることが出来て、安定した作動を実現できる。
【００４３】
次に、図６には、本発明の第二の実施形態としての電磁石型アクチュエータ４４を構成する出力基体としてのセルアクチュエータ４６が示されている。なお、以下の説明において、第一の実施形態と実質的に同一の部材乃至は部位については、図中に同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００４４】
より詳細には、セルアクチュエータ４６は、軸方向中央に配設された中央支持板４８の上面と下面に略同一の構造を有する二個の電磁石１４，１４が相互に軸方向で逆向きに磁極面が形成されるようにそれぞれ固定されている。中央支持板４８は、略円板形状の硬質樹脂材であって、電磁石１４よりも大きな外形寸法を有している。そして、かかる中央支持板４８の上面と下面には電磁石１４，１４の基部２４，２４がそれぞれ固定されており、もって、同一軸上に配設されて、上下逆向きとされた二個の電磁石１４，１４が中央支持板４８の上下両面にそれぞれ取り付けられている。
【００４５】
このように配設された二個の電磁石１４，１４の内、中央支持板４８の上面に固定される電磁石１４を構成する中央磁極部２６の突出先端面及び外周磁極部２８の突出先端面から所定距離：ｄだけ上方に離隔して強磁性体によって形成された駆動金属板１６が配設されている。一方、中央支持板４８の下面に固定される電磁石１４を構成する中央磁極部２６の突出先端面及び外周磁極部２８の突出先端面から所定距離：ｄだけ下方に離隔した位置には、強磁性体によって形成された駆動金属板１６が配設されている。
【００４６】
また、それらの駆動金属板１６，１６はそれぞれ弾性連結材としての連結ゴム弾性体５０，５０によって中央支持板４８に連結されている。かかる連結ゴム弾性体５０は、略円筒形状で、弾性変形可能なゴム材料によって形成されている。そして、一方の軸方向端面が中央支持板４８の上下両面のうち何れか一方の面の外周部分に固定されると共に、他方の軸方向端面には段差部３６が形成されて、駆動金属板１６が嵌め付けられている。
【００４７】
さらに、連結ゴム弾性体５０には、給電装置３０とコイル２２とを接続する給電配線３２が挿通せしめられる配線孔４０が径方向に貫通形成されており、給電配線３２を通じてコイル２２に対して電力を供給することができるようになっている。
【００４８】
また、各駆動金属板１６，１６の中央支持板４８側とは反対の面には、積層ゴム弾性体３８，３８がそれぞれ固着されており、これによって、駆動金属板１６，１６が連結ゴム弾性体５０，５０と積層ゴム弾性体３８，３８によって外部に露出しないようにされている。
【００４９】
ここにおいて、コイル２２，２２に対して給電装置３０による給電が行われていない状態では、電磁石１４，１４には磁極が形成されず、駆動金属板１６，１６に対する吸引力が生じない。それ故、図６に示されているように、中央磁極部２６の突出先端面及び外周磁極部２８の突出先端面と駆動金属板１６との離隔距離は何れも所期の離隔距離：ｄのまま保持されて、連結ゴム弾性体１８も弾性変形せしめられない。
【００５０】
次に、コイル２２，２２に対して給電装置３０による給電を開始すると、コイル２２，２２が形成する磁束によってヨーク金具２０，２０が磁化されて、中央磁極部２６，２６の突出先端面及び外周磁極部２８，２８の突出先端面にそれぞれ磁極が形成される。かかる磁極の形成により、強磁性体によって形成された駆動金属板１６，１６が吸引されて、駆動金属板１６，１６に対して中央支持板４８に接近する方向への力が作用せしめられるため、駆動金属板１６，１６がそれぞれ中央支持板４８に接近する方向へ変位しようとする。ここで、駆動金属板１６，１６と中央支持板４８との間に介装された連結ゴム弾性体５０，５０は、弾性変形可能なゴム材料によって形成されているため、駆動金属板１６，１６に対する中央支持板４８に接近する向きの力の作用に伴って、図７に示されているように、容易に弾性変形せしめられて全周に亘って湾曲変形せしめられることにより、駆動金属板１６，１６の中央支持板４８に接近する方向への変位がそれぞれ許容されることとなる。従って、コイル２２，２２に対してそれぞれ給電を行うことにより、図７に示されているように、電磁石１４，１４を構成する中央磁極部２６，２６の突出先端面及び外周磁極部２８，２８の突出先端面と駆動金属板１６，１６との離隔距離：ｄ２は所定の距離：ｄよりもΔｌずつ縮められることとなり、軸方向寸法の縮小による軸方向での作動を有利に実現することが可能となっている。
【００５１】
このような構造とされたセルアクチュエータ４６は、前記第一の実施形態と同様に軸方向に複数が積層とされて、接着等の各種手段により相互に固定されることにより、本発明の第二の実施形態としての電磁石型アクチュエータ４４が構成される。かかる電磁石型アクチュエータ４４は、セルアクチュエータ４６が積層とされることにより構成されているため、図８に示されているように、ｎ個のセルアクチュエータ４６を積層として構成された電磁石型アクチュエータ４４においては、ｎ＊２＊Δｌの駆動ストロークを得ることが出来る。
【００５２】
このような本実施形態に従う構造とされた電磁石型アクチュエータ４４においては、セルアクチュエータ４６でそれぞれ前記第一の実施形態の電磁石型アクチュエータ１０を構成するセルアクチュエータ１２の二倍の駆動ストロークを確保することが出来る。それ故、軸方向のスペースを巧く利用して有利に駆動ストロークを確保することが出来る。
【００５３】
次に、図９には、本発明の第三の実施形態としての電磁石型アクチュエータを構成する出力基体としてのセルアクチュエータ５２が示されている。このセルアクチュエータ５２は、電磁石５４と、かかる電磁石５４を支持する中央支持板５６と、電磁石５４と軸方向で離隔して上下にそれぞれ配設される駆動金属板１６，１６と、駆動金属板１６，１６と電磁石５４とを連結する連結ゴム弾性体５０とを含んで構成されている。
【００５４】
より詳細には、電磁石５４は、軸方向に直線的に延びる略円柱形状のヨーク金具５８に対して、コイル２２が外挿状態で取り付けられて構成されている。そして、コイル２２に対して給電装置３０から電力が供給されることにより、ヨーク金具５８の軸方向両端にそれぞれ磁極が形成されるようになっている。
【００５５】
この電磁石５４は、中央支持板５６に固定されている。中央支持板５６は、薄肉の略円板形状を有する樹脂部材であって、その径方向中央には、挿通孔６０が貫通形成されている。かかる挿通孔６０は、略円形孔であって、電磁石５４の外形寸法と略同一の径で形成されている。そして、挿通孔６０に対して電磁石５４を挿通せしめると共に、接着等の手段により中央支持板５６と電磁石５４とが相互に固定されている。
【００５６】
また、中央支持板５６の外周部分には、連結ゴム弾性体５０，５０の軸方向一方の端面がその上下面にそれぞれ固着されており、中央支持板５６と連結ゴム弾性体５０，５０が相互に固定されている。連結ゴム弾性体５０は、略円筒形状であって、その外径寸法が中央支持板５６の径寸法と同一とされている。また、連結ゴム弾性体５０，５０の中央支持板５６に固着されている側とは反対の端面には、段差部３６，３６が形成されており、かかる段差部３６に対して駆動金属板１６が嵌め付けられている。更に、駆動金属板１６，１６の中央支持板５６側と反対側に位置する面には、積層ゴム弾性体３８，３８がそれぞれ固着されており、連結ゴム弾性体５０と積層ゴム弾性体３８によって駆動金属板１６が外部に露出しないように覆われていると共に、セルアクチュエータ５２を積層とした場合に、重ね合わせ面がゴム弾性体で構成されるようになっている。
【００５７】
このような本実施形態にしたがう構造とされた電磁石型アクチュエータにおいては、駆動方向でのセルアクチュエータ５２の小型化を実現すると共に、セルアクチュエータ５２の軸方向両面を駆動せしめることによる駆動ストロークの効率的な確保を可能とすることが出来る。
【００５８】
以上、本発明の幾つかの実施形態について説明してきたが、これはあくまでも例示であって、本発明は、かかる実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものではない。
【００５９】
具体的には、例えば、電磁石１４の構造は前記第一乃至第三の実施形態に記載された構造によって何等限定されず、各種の電磁石が適宜に選択されて採用され得る。また、電磁石１４，５４を構成するヨーク金具２０，５８の形状も前記第一乃至第三の実施形態によって限定されるものではない。
【００６０】
また、連結ゴム弾性体１８，４８は、電磁石１４と駆動金属板１６とを相互に連結することができれば良く、その形状は、前記第一の実施形態において示されている有底円筒形状や，前記第二，第三の実施形態において示されている円筒形状の他、各種筒状など種々の形状が適宜に採用され得る。
【００６１】
さらに、電磁石１４（５４）及び駆動金属板１６は、前記第一乃至第三の実施形態において示されているように、連結ゴム弾性体１８，４８及び積層ゴム弾性体３８によって外部に露出しないよう覆われていることが望ましいが、必ずしも全体を外部に露出しないように覆われている必要はなく、セルアクチュエータ１２，４６，５２同士の重ね合わせ面にゴム弾性体が介装されていれば良い。また、連結ゴム弾性体１８，４８に貫通孔を形成して、連結ゴム弾性体１８，４８の内周側空間内の空気や水を抜けるようにされていてもよい。
【００６２】
また、前記第一乃至第三の実施形態においては、積層とされる各セルアクチュエータ１２，１２，１２，・・・或いは、セルアクチュエータ４６，４６，４６，・・・，セルアクチュエータ５２，５２，５２，・・・を互いに接着等の手段により固定する例が示されてたが、セルアクチュエータ同士は必ずしも接着されている必要はなく、軸方向に積層とされていれば良い。具体的には、例えば、図１０に示されているように、セルアクチュエータ１２，１２，１２，・・・が積層とされると共に、変形可能とされた筒状の樹脂チューブ６２を積層とされたセルアクチュエータ１２，１２，１２，・・・に外挿装着して電磁石型アクチュエータ６４を構成することも可能である。このような電磁石型アクチュエータ６４にあっては、樹脂チューブ６２によってセルアクチュエータ１２同士の径方向の過度な位置ずれを容易に回避することが可能となると共に、積層とされるセルアクチュエータ１２間に接着等の手段による固定を行わないことにより、一層有利に軸直角方向での変形が実現されて、電磁石型アクチュエータ６４における軸直角方向での柔軟性を有利に実現することが出来ると共に、軸直角方向への外力の作用による電磁石型アクチュエータ６４の破損を有効に回避することが出来る。
【００６３】
また、前記第一乃至第三の実施形態においては、給電によりセルアクチュエータが収縮変形せしめられることによって、軸方向に収縮駆動する電磁石型アクチュエータを実現したが、初期状態を給電状態としてセルアクチュエータを収縮状態に保つと共に、給電の停止によってセルアクチュエータが伸長変形せしめられることにより、軸方向に伸長駆動する電磁石型アクチュエータを実現することも可能である。
【００６４】
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更，修正，改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第一の実施形態としての電磁石型アクチュエータを示す縦断面図である。
【図２】図１に示された電磁石型アクチュエータを構成するセルアクチュエータを示す縦断面図である。
【図３】図２に示されたセルアクチュエータを示す横断面図であって、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面に相当する図である。
【図４】図２に示されたセルアクチュエータの作動状態を示す縦断面図である。
【図５】図１に示された電磁石型アクチュエータの作動状態を説明する縦断面説明図である。
【図６】本発明の第二の実施形態としての電磁石型アクチュエータを構成するセルアクチュエータを示す縦断面図である。
【図７】図６に示されたセルアクチュエータの作動状態を示す縦断面図である。
【図８】本発明の第二の実施形態としての電磁石型アクチュエータの作動を説明する縦断面説明図である。
【図９】本発明の第三の実施形態としての電磁石型アクチュエータを構成するセルアクチュエータを示す縦断面図である。
【図１０】本発明の別の一実施形態としての電磁石型アクチュエータを示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０  電磁石型アクチュエータ
１２  セルアクチュエータ
１４  電磁石
１６  駆動金属板
１８  連結ゴム弾性体
３８  積層ゴム弾性体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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