(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インナコアと、
当該インナコアを軸方向に前後から挟みこむようにして設けられた一対の板バネと、
当該一対の板バネによって支持されつつ前記インナコアと同一の軸心を有するように、かつ、当該インナコアの半径方向外側に設けられたアウタコアとを具備し、
前記インナコアおよび前記アウタコアのうち一方に永久磁石が設けられ、前記インナコアおよび前記アウタコアのうち他方に前記永久磁石と所定の間隔で対向する磁極部を形成したリニアアクチュエータであって、
前記インナコアと前記各板バネとの間に各々スペーサを設け、
前記各スペーサと前記インナコア、および前記各スペーサと当該スペーサに隣接する前記板バネの各対向面を軸方向に当接させて各々当接部を構成するとともに、前記当接部を構成する対向面のうち一方に形成した凹部と、他方に形成した凸部からなる係合部を前記当接部に各々複数個設けており、
前記係合部を構成する凸部および凹部が、カシメ突起とカシメ孔によって構成され、これらを係合させた状態で軸方向に加圧することによって相互に位置を固定し、
前記インナコア、前記板バネおよび前記スペーサがそれぞれ鋼板を積層して形成され、それぞれの鋼板の一部に前記カシメ突起と前記カシメ孔が形成されていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項２】
インナコアと、
当該インナコアを軸方向に前後から挟みこむようにして設けられた一対の板バネと、
当該一対の板バネによって支持されつつ前記インナコアと同一の軸心を有するように、かつ、当該インナコアの半径方向外側に設けられたアウタコアとを具備し、
前記インナコアおよび前記アウタコアのうち一方に永久磁石が設けられ、前記インナコアおよび前記アウタコアのうち他方に前記永久磁石と所定の間隔で対向する磁極部を形成したリニアアクチュエータであって、
前記インナコアおよび前記一対の板バネが前記同一の軸心の位置に各々貫通孔を形成されており、当該各貫通孔に緊密に挿通されるシャフトと、
当該シャフトの外周に緊密に嵌め込まれるとともに前記インナコアと前記各板バネとの間に各々配置されたスペーサとを備え、
前記各スペーサと前記インナコア、および前記各スペーサと当該スペーサに隣接する前記板バネの各対向面を軸方向に当接させて各々当接部を構成するとともに、前記当接部を構成する対向面のうち一方に形成した凹部と、他方に形成した凸部からなる係合部を前記当接部に少なくとも一箇所に設けており、
前記係合部を構成する凸部および凹部が、カシメ突起とカシメ孔によって構成され、これらを係合させた状態で軸方向に加圧することによって相互に位置を固定し、
前記インナコア、前記板バネおよび前記スペーサがそれぞれ鋼板を積層して形成され、それぞれの鋼板の一部に前記カシメ突起と前記カシメ孔が形成されていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項３】
前記スペーサのうち少なくともいずれかと前記インナコアとを一体的に構成したことを特徴とする請求項１または２に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項４】
前記永久磁石が平板状に形成されるとともに、前記永久磁石と対向する前記磁極部の対向面が平坦に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか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、径方向の内外に設けたインナコアとアウタコアとを同一の軸心となるように支持し、かつインナコアに対してアウタコアを軸方向に往復動可能に弾性支持する板バネを備えたリニアアクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、磁気の作用によって固定子に対し可動子を一方向に往復動させるリニアアクチュエータとして数多くのタイプのものが知られている。その中でも、下記特許文献１に示す構成を有するリニアアクチュエータが知られている。
【０００３】
このものは、可動子を固定子の外側に配置したアウタ可動型と称されるタイプのものであって、固定子であるインナコアの外側に可動子であるアウタコアを同一の軸心となるように配置するとともに、インナコアの外側には永久磁石を、アウタコアの内側には磁極部を設け、永久磁石と磁極部とを一定の間隔を設けて近接させ、これらの間で形成される磁場を電気的に制御して変化させることによって、アウタコアを上記軸心の方向に往復動させるようにしたものである。
【０００４】
当該リニアアクチュエータの構成について具体的に説明すると、インナコアは軸心に設けられた貫通孔を挿通するシャフトによって当該シャフトの半径方向に支持されるとともに、インナコアを前後に挟み込むようにして前記シャフトの外周には一対の板バネが設けられており、アウタコアはそれら一対の板バネによって前面および後面より接続されることによって、シャフトの軸方向に対して弾性的に支持されるようになっている。この板バネはシャフトの軸方向から見て「８」の字形状に形成されるとともに中央の交差部には貫通孔が設けられており、当該貫通孔とインナコアに設けられた貫通孔に同時にシャフトを挿通させることで、インナコアと板バネとが同軸に配置されるとともに、板バネに接続されるアウタコアもインナコアと同軸に配置できるようにされている。
【０００５】
また、上記シャフトの片端部側には前記貫通孔を通過できない大径部が形成されているとともに、他端部側には雄ネジが形成されており、上記のようにして板バネおよびインナコアの貫通孔を挿通させた後にナットを螺着させることによって、シャフトに対して板バネやインナコアの位置を固定することができるようにされている。
【０００６】
こうしたリニアアクチュエータにおいては永久磁石と磁極部とを適切に対向させつつ、所定の間隙を維持させることがリニアアクチュエータとしての特性を維持させるために重要であり、これを目的としてインナコアとアウタコアとの位置関係を規制するための技術についても様々なものが提案されている。
【０００７】
例えば、上述した特許文献１においては、板バネの外周に溝部を設けるとともにアウタコアには軸部を設け、これらの溝部と軸部とが係合することによって板バネとアウタコアとの位置関係を規制し、間接的にアウタコアとインナコアの位置関係を規制している。
【０００８】
また、特許文献２においては、シャフトを多角形状に形成するとともに、これと対応させてインナコアと板バネの貫通孔を多角形状に形成することで、シャフトを介してインナコアと板バネの間の円周方向の位置ズレを抑制している。これにより、間接的にインナコアとアウタコアとの間の位置関係も規制される。
【０００９】
また、特許文献３においては、インナコアとアウタコアとが半径方向に相対変位した際に、永久磁石と磁極部が当接するよりも先に当接してストッパとして機能するための当接部をインナコアとアウタコアとの間に形成したものである。当該当接部によって、動作中におけるインナコアとアウタコアとの間の位置関係も規制されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−２２６８７４号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７９１６１号公報
【特許文献３】特開２０１０−１０４１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記特許文献１や特許文献３のように円柱状に形成したシャフトを用いつつ、当該シャフトを板バネやインナコアの貫通孔に挿通させて先端にナットを螺着しようとすると、ナットに与える回転力が板バネに対して作用し、板バネの位置がインナコアに対して円周方向にズレを生じる可能性がある。
【００１２】
上記のようにしてアウタコアとインナコアとの間で位置ズレが生じると、アウタコアに設けた磁極部とインナコアに設けた永久磁石との間の位置関係が変化することによって磁場特性が変化し、リニアアクチュエータとしての動作特性が変化するとの問題がある。
【００１３】
こうした位置ズレを防止するために、専用の組立て治具を用いつつ慎重に組立を行うことも考えられるが、治具の製作費がかかる上に組立工数が増加することで、装置費用が増加する恐れがある。
【００１４】
さらに、アウタコアとインナコアとの間に周方向の位置ズレが生じないように組立を行うことができたとしても、駆動している際の振動によってナットが弛んだり、外部から円周方向の負荷がかかったりすることによって、徐々に円周方向に位置ズレが生じ、特性が変化していく可能性がある。また、こうした円周方向の位置ズレが著しく生じた場合には、アウタコアとインナコアとが内部で接触することで破損に至る可能性もある。
【００１５】
こうした課題を解決するための手段として、特許文献２のようにシャフトを多角形状にすることや、シャフトを円柱形状としたままで部分的にキーや平面部を設けた上で板バネやインナコアをこれらに対応した形状にすることによって、円周方向の位置ズレを抑制することも考えられる。しかしながら、こうした加工も装置の大型化や製作費用の増大につながる恐れがある。
【００１６】
本発明は、このような課題を有効に解決することを目的としており、具体的にはインナコアとアウタコアとの円周方向の位置ズレが生じず安定した特性を有するとともに、組立てを行い易く、コンパクトで安価なリニア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】
【００１７】
本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。
【００１８】
すなわち、本発明のリニアアクチュエータは、インナコアと、当該インナコアを軸方向に前後から挟みこむようにして設けられた一対の板バネと、当該一対の板バネによって支持されつつ前記インナコアと同一の軸心を有するように、かつ、当該インナコアの半径方向外側に設けられたアウタコアとを具備し、前記インナコアおよび前記アウタコアのうち一方に永久磁石が設けられ、前記インナコアおよび前記アウタコアのうち他方に前記永久磁石と所定の間隔で対向する磁極部を形成したものであって、前記インナコアと前記各板バネとの間に各々スペーサを設け、前記各スペーサと前記インナコア、および前記各スペーサと当該スペーサに隣接する前記板バネの各対向面を軸方向に当接させて各々当接部を構成するとともに、前記当接部を構成する対向面のうち一方に形成した凹部と、他方に形成した凸部からなる係合部を前記当接部に各々複数個設けており、前記係合部を構成する凸部および凹部が、カシメ突起とカシメ孔によって構成され、これらを係合させた状態で軸方向に加圧することによって相互に位置を固定し、前記インナコア、前記板バネおよび前記スペーサがそれぞれ鋼板を積層して形成され、それぞれの鋼板の一部に前記カシメ突起と前記カシメ孔が形成されていることを特徴とする。
【００１９】
このように構成すると、インナコアとスペーサと板バネとを各対向面に設けた凹部と凸部とを係合させつつ軸方向に組み合わせるだけで、相対位置が決定されて円周方向の位置ズレが生じないようにすることができる。そのため、キー溝や平面部等を形成するための特別な加工を施したシャフトを用いなくても、板バネによって支持されるアウタコアとインナコアの相対位置が組立から使用時に渡って円周方向にずれることがなく、適切に磁極部と永久磁石とを対向させることができるとともに、内部での部品間の接触を防止することができる。これにより、効率低下や故障の生じない安定した特性を示すリニアアクチュエータを安価に提供することが可能になる。
【００２０】
さらに、前記係合部を構成する凸部および凹部が、カシメ突起とカシメ孔によって構成されており、これらを係合させた状態で軸方向に加圧することによって相互に位置を固定するように構成されていることから、組立をより容易にするとともに、組立後には係合部において強固な締結力を生じさせることもできる。加えて、前記インナコア、前記板バネおよび前記スペーサがそれぞれ鋼板を積層して形成されており、それぞれの鋼板の一部に前記カシメ突起と前記カシメ孔が形成されるように構成していることから、それぞれの係合部を簡単に構成できるとともに、これらの係合部を有する各部品を容易に製造することもできる。
【００２１】
また、本発明のリニアアクチュエータはインナコアと、当該インナコアを軸方向に前後から挟みこむようにして設けられた一対の板バネと、当該一対の板バネによって支持されつつ前記インナコアと同一の軸心を有するように、かつ、当該インナコアの半径方向外側に設けられたアウタコアとを具備し、前記インナコアおよび前記アウタコアのうち一方に永久磁石が設けられ、前記インナコアおよび前記アウタコアのうち他方に前記永久磁石と所定の間隔で対向する磁極部を形成したものであって、前記インナコアおよび前記一対の板バネが前記同一の軸心の位置に各々貫通孔を形成されており、当該各貫通孔に緊密に挿通されるシャフトと、当該シャフトの外周に緊密に嵌め込まれるとともに前記インナコアと前記各板バネとの間に各々配置されたスペーサとを備え、前記各スペーサと前記インナコア、および前記各スペーサと当該スペーサに隣接する前記板バネの各対向面を軸方向に当接させて各々当接部を構成するとともに、前記当接部を構成する対向面のうち一方に形成した凹部と、他方に形成した凸部からなる係合部を前記当接部に少なくとも一箇所に設けており、前記係合部を構成する凸部および凹部が、カシメ突起とカシメ孔によって構成され、これらを係合させた状態で軸方向に加圧することによって相互に位置を固定し、前記インナコア、前記板バネおよび前記スペーサがそれぞれ鋼板を積層して形成され、それぞれの鋼板の一部に前記カシメ突起と前記カシメ孔が形成されていることを特徴とする。
【００２２】
このように構成すると、インナコアとスペーサと板バネとをシャフトの外周に嵌め込みつつ、それぞれの対向面に設けた凹部と凸部とを係合させていくだけで、相対位置が決定され円周方向の位置ズレが生じない。そのため、上記と同様に、シャフトに特別な加工を行わなくても、板バネによって支持されるアウタコアとインナコアの相対位置が組立から使用時に渡って円周方向にずれることがなく、磁極部と永久磁石とを適切に対向させることができるとともに、内部での部品間の接触を防止することができる。これにより、効率低下や故障の生じない安定した特性を示すリニアアクチュエータを安価に提供することが可能になる。
【００２３】
さらに、前記係合部を構成する凸部および凹部が、カシメ突起とカシメ孔によって構成されており、これらを係合させた状態で軸方向に加圧することによって相互に位置を固定するように構成されていることから、組立をより容易にするとともに、組立後には係合部において強固な締結力を生じさせることもできる。加えて、前記インナコア、前記板バネおよび前記スペーサがそれぞれ鋼板を積層して形成されており、それぞれの鋼板の一部に前記カシメ突起と前記カシメ孔が形成されるように構成していることから、それぞれの係合部を簡単に構成できるとともに、これらの係合部を有する各部品を容易に製造することもできる。
【００２４】
さらに、部品点数を減らして部品管理および組立を容易にするためには、前記スペーサ
のうち少なくともいずれかと前記インナコアとを一体的に構成することが好適である。
【００２５】
さらに、上記の効果を有するリニアアクチュエータの製造コストをさらに削減するためには、前記永久磁石が平板状に形成されるとともに、前記永久磁石と対向する前記磁極部の対向面が平坦に形成されるようにして構成することがなお好適である。
【発明の効果】
【００２６】
以上、説明した本発明によれば、組立が容易かつ簡単な構成でありながら部品間の位置ズレが生じないために、内部の永久磁石と磁極部を適切に対向させることができ、効率低下や故障の生じない安定した特性を示すリニアアクチュエータを安価に提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第1実施形態に係るリニアアクチュエータの斜視図。
【図２】同リニアアクチュエータの断面図。
【図３】同リニアアクチュエータの分解斜視図。
【図４】同リニアアクチュエータの主要部の分解斜視図。
【図５】同リニアアクチュエータの要部の組立方法を示す断面図。
【図６】同リニアアクチュエータを構成するアウタコアの分解斜視図。
【図７】同リニアアクチュエータを構成するストッパ部材の分解斜視図。
【図８】同リニアアクチュエータを構成する板バネの分解斜視図。
【図９】同リニアアクチュエータの要部を示す断面図および斜視図。
【図１０】同リニアアクチュエータで用いるカシメ部の形態を示す模式図。
【図１１】同リニアアクチュエータの部品間の係合関係を示す斜視図。
【図１２】本発明の第２実施形態に係るリニアアクチュエータの断面図。
【図１３】同リニアアクチュエータの部品間の係合関係を示す要部分解斜視図。
【図１４】本発明の第３実施形態に係るリニアアクチュエータの分解斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
＜第１実施形態＞
【００２９】
この実施形態のリニアアクチュエータは、図１に示すように、大きくは内部に設けられているインナコア２と、当該インナコア２の外周に同一の軸心となるように設けられたアウタコア３と、上記の軸心を構成するシャフト６と、当該シャフト６の外周で上記アウタコア３を支持する一対の板バネ４１、４２と、板バネ４１、４２の前後方向にそれぞれ設けられたストッパ部材５１、５２から構成されている。
【００３０】
この構成を、図２に示す中心断面図を用いてさらに詳細に説明する。
【００３１】
シャフト６は図中右側の後端部６３から図中左側の先端部６２に向かって延出された円柱状に形成されており、長手方向中央より図中右寄りに大径部６１が形成されている。
この大径部６１の端面６１ａから図中左側の先端部６２までが、挿通部６４としてインナコア２や板バネ４１、４２の内部に挿通される。この挿通部６４と大径部６１とは同軸上に形成されている。
【００３２】
シャフト６の挿通部６４には板バネ４２、スペーサ７２、インナコア２、スペーサ７１、板バネ４１が順に嵌合され、さらにシャフト６の先端部６２近傍にはバネ部材としての皿バネ７３および固定カラー７４が嵌合されている。こうすることによって、当該固定カラー７４の端面７４ｂと大径部６１の端面６１ａとの間で、板バネ４１、４２とインナコア２とが皿バネ７３によって軸方向に付勢されつつ位置規制されるようになっている。
【００３３】
ここで、本実施形態の説明において、軸方向とはシャフト６における軸方向を意味するとともに、半径方向および円周方向とはそれぞれシャフト６における半径方向および円周方向を意味し、インナコア２やアウタコア３の軸心を基準とした方向と同義であって、特に断らない限り以下の説明においてもこの定義を使用する。
【００３４】
インナコア２は積層鋼板によって形成されるとともに、当該インナコア２を軸方向の前後より挟み込むようにしてコアカバー２１、２２が設けられるとともに、当該コアカバー２１、２２の外側にコイル２５、２６が設けられている。これらのコイル２５、２６に電流を印加することによって、図中の上下方向の磁界を発生させることができる。さらに、インナコア２の上下には永久磁石２３、２４が設けられており、これらの永久磁石２３、２４はそれぞれ軸方向に異なる磁極が配されるように構成されるとともに、上下の永久磁石２３、２４で互いに磁極の向きが異なるように配置されている。
【００３５】
インナコア２の軸方向の前後には、円筒状のスペーサ７１、７２がそれぞれ一方の端面を当接させ、当接部を形成するようにして設けられており、当該スペーサ７１、７２の他方の端面にはそれぞれ板バネ４１、４２が当接して当接部を形成するようにして設けられている。板バネ７１、７２はインナコア２の外周にまで延在し、ガイドピン９３を介してアウタコア３を支持するように構成されている。
【００３６】
アウタコア３は、上側コア３１、下側コア３２として図中の上下方向に２分割されて構成されており、それぞれガイドピン９３、９３が挿通されるようにして設けられ、これらを用いて板バネ４１、４２を介して半径方向に位置決めが行われるようになっている。また、アウタコア３を軸方向前後に挟み込むようにしてストッパ部材５１、５２が設けられており、これらもアウタコア３と同様にガイドピン９３、９３によって位置決めが行われる。さらに、このように各部材が配置された状態で、ボルト９１、９１およびナット９２、９２によって軸方向に固定が行われるようになっている。
【００３７】
以上のような大まかな構成を示す各部品の形状および構成について、以下詳細に説明していく。
【００３８】
図３に示す分解斜視図を用いて再度、部品間の構成を説明すると、インナコア２はスペーサ７１、７２を介して軸方向の前後を板バネ４１、４２に挟み込まれた状態とされ、これらの貫通孔２ａ、４１ａ、４２ａの内部をシャフト６の挿通部６４を挿通させた上で、シャフト６の先端部６２近傍に皿バネ７３と各貫通孔２ａ、４１ａ、４２ａよりも大径に構成された固定カラー７４が嵌め込まれる。このようにして、インナコア２および板バネ４１、４２はシャフト６の軸心Ｘと同一の軸心を有するようにして半径方向に位置決めされるとともに、軸方向に対して位置決めがなされる。
【００３９】
上記のようにシャフト６の外周への嵌合を行う前に、インナコア２に対しては、図４のようにして周辺部品の取付けを行っておく。インナコア２はそれぞれ軸方向を厚み方向とする積層鋼板により形成されており、後に詳述するようにそれぞれの鋼板に形成されたカシメ部２ｊによって相互に連結されることによって一体化されている。軸方向の前面２ｂ、後面２ｃは平面として構成されるとともに、前面２ｂには軸方向の凸部としてカシメ部２ｊが設けられており、後面２ｃには凹部としてカシメ部（図示せず）が設けられている。そして、前面２ｂから後面２ｃに渡って、中心部に貫通孔２ａが形成されるとともに、上面２ｄと下面２ｅとは円周方向に沿った曲面にほぼ近くなるようにして形成されている。さらに、上面２ｄの下方および下面２ｅの上方で貫通孔２ａ寄りの位置には、コイル２５、２６を巻くための逃げ部としてそれぞれ段差部２ｆ、２ｇが形成されている。
【００４０】
インナコア２を軸方向前後に挟み込むようにして当接するスペーサ７１、７２は円筒状に形成されており、これらの端面にもインナコア２と同様にカシメ部７１ｊ、７２ｊが設けられている。そのため、インナコア２に設けたカシメ部の一部と、スペーサの７１、７２のカシメ部７１ｊ、７２ｊが係合することによって、軸方向に押圧した際に相互に位置規制がなされるようになっている。
【００４１】
また、インナコア２を軸方向前後に挟み込むようにして、コアカバー２１、２２が設けられており、これらによってインナコア２のほぼ全体を覆うことになる。コアカバー２１、２２はそれぞれ開口孔２１ａ、２２ａが設けられており、当該開口孔２１ａ、２２ａは上記スペーサ７１、７２の外径よりも大きく形成されているために、スペーサ７１、７２の端面７１ｂ、７２ｃは軸方向に完全に露出するようになっている。このようにコアカバー７１、７２をインナコア２に取り付けた状態で、上下より永久磁石２３、２４が取り付けられるようになっている。永久磁石２３、２４はそれぞれ半径方向外側に向けて凸となる曲面を有する形状に構成されており、内面２３ｂ、２４ｂがコアカバー２１、２２にガイドされつつインナコア２の上面２ｄまたは下面２ｅに接するようにして取り付けられる。このようにインナコア２に対して取付けた状態で、外面２３ａ、２４ａが貫通孔２ａの軸を中心とする円筒面の一部を構成する曲面となるようにして形成されている。
【００４２】
さらに、インナコア２に対してコアカバー２１、２２を取り付けた状態で、インナコア２の段差部２ｆ、２ｇに対応するコアカバー２１、２２の段差部２１ｂ、２１ｃ、２２ｂ、２２ｃの位置にコイル２５、２６を形成する。これらのコイル２５、２６に対して電流を印加することによって、永久磁石２３、２４が形成する磁場を変化させることができるようになっている。
【００４３】
上記のようにインナコア２、コアカバー２１、２２、スペーサ７１、７２、永久磁石２３、２４およびコイル２５、２６を事前に組み立てた状態とした上で、これらを中心に図３のように他の部品とともにリニアアクチュエータ１として組立てを行っていく。
【００４４】
スペーサ７１、７２と各々隣接するようにして板バネ４１、４２が設けられている。板バネ４１、４２は四角形状に形成された枠部４１ｅ、４２ｅと、当該枠部４１ｅ、４２ｅと図中の上下位置で連結され、「８」の字形状に形成されたバネ部４１ｆ、４２ｆと、その中心に設けられたリング状の取付部４１ｈ、４２ｈとから構成される。このように構成されることで、取付部４１ｈ、４２ｈを固定した状態ではバネ部４１ｆ、４２ｆが変形することによって枠部４１ｅ、４２ｅが軸方向に弾性的に変位することができるようになっている。取付部４１ｈ、４２ｈの端面のうち一方は、スペーサ７１、７２に当接するようにして軸方向に位置決めがなされる。また、取付部４１ｈ、４２ｈの中心に設けられた貫通孔４１ａ、４２ａはインナコア２の貫通孔２ａと同軸上に配置された上で、シャフト６が挿通されるようになっている。板バネ４１、４２の枠部４１ｅ、４２ｅの図中の上下位置には、貫通孔４１ａの中心と一直線に並ぶようにして切り欠き部４１ｂ、４１ｂ、４２ｂ、４２ｂが形成されている。組立時においては、この切り欠き部４１ｂ、４１ｂ、４２ｂ、４２ｂに沿ってガイドピン９３、９３が図中の上下より挿入されるようにして、上側コア３１および下側コア３２の位置決めが行われる。また、枠部４１、４２の四隅にはボルト孔４１ｇ〜４１ｇ、４２ｇ〜４２ｇが形成されており、当該部分には組立時の最終段階においてはボルト９１〜９１が挿通されるようになっている。
【００４５】
以下、板バネ４１、４２の詳細な構成について、板バネ４２を例にとって説明していく。板バネ４２は図８に示すようにして、打ち抜き加工によって形成された板バネ用鋼板４２Ｐ１〜４２Ｐ５を積層させ相互に連結することによって構成されている。各板バネ用鋼板４２Ｐ１〜４２Ｐ５は全体形状を同一に形成され、各々形成されたボルト孔部４２ｇ１〜ｇ５、切り欠き部４２ｂ１〜ｂ５、貫通孔部４２ａ１〜ａ５は積層された後には一体化して図３に示すような一個のボルト孔４２ｇ、切り欠き部４２ｂ、貫通孔４２ａを構成する。
【００４６】
それぞれの枠部４２ｅ１〜ｅ５には周方向に１２箇所カシメ部４２ｊ１〜４２ｊ５を設け、取付部４２ｈ１〜ｈ５には各々、図中の左右方向に２箇所のカシメ部４２ｊ１〜４２ｊ５を設けている。当該カシメ部４２ｊ１〜４２ｊ５は、プレス加工によって断面が逆Ｖ型になるようにして形成されるものであって、図中の左方向に向けて凸になるようにしてある。そのため、凸側の面に対する裏面では同形状の凹型になっている。そのため、こうした形状のカシメ部４２ｊ１〜４２ｊ５の位置を合わせて重ね合わせることによって、凹部と凸部とを係合させることができる。さらに、このようにして薄板を積層させた状態でプレス機等によって積層方向に押圧力を付与することによって、カシメ部４２ｊ１〜４２ｊ５を微小に変形させて相互の連結力を強めて一体化することが可能となっている。
【００４７】
本実施形態においては、図３に示した板バネ４１は、上記のようにして構成する板バネ４２とほぼ同じ構成を有しているが、隣接する皿バネ７３との当接面に凸部が生じないように当該部分のみ平坦になるようにして構成されている。これを平坦とするための具体的な手法については後述する。
【００４８】
上記のように構成した板バネ４１、４２によって、図３のようにしてスペーサ７１、７２を介してインナコア２を挟み込むように配置した上で、これらの中心にシャフト６を挿通させることになる。なお、インナコア２に対しては上述したように事前にコアカバー２１、２２、永久磁石２３、２４、コイル２５、２６を取り付けておく。
【００４９】
このようにして組み立てた際には、図５に示すような形態になる。インナコア２を中心として、図中の左方向より板バネ４１、スペーサ７１、インナコア２、スペーサ７２、板バネ４２の順に配置した状態で、これらの中心に設けた各貫通孔４１ａ、７１ａ、２ａ、７２ａ、４２ａの内部にシャフト６の挿通部６４を挿通させ、大径部６１の端面６１ａから図中左側の板バネ４１までが軸方向に順次当接するようにしている。
【００５０】
このようにして組み立てる際の各部材間の当接部における係合部の位置関係を、図１１を用いて説明する。
【００５１】
シャフト６の挿通部６４に嵌め込まれるインナコア２、板バネ４１、４２、スペーサ７１、７２の各貫通孔２ａ、４１ａ、４２ａ、７１ａ、７２ａの各内径をＤ１〜Ｄ５とするとき、これらの内径Ｄ１〜Ｄ５は、シャフト挿通部６４の外径Ｄ０に対して次のような関係になるように設定している。
【００５２】
すなわち、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３はＤ０とほぼ等しく、シャフト６がスムーズかつ緊密に挿通できるような寸法としている。そのため、シャフト６を挿通するのみでインナコア２および板バネ４１、４２は、半径方向に位置規制されるようになっている。他方、Ｄ４、Ｄ５はガタが生じない程度に、これらより僅かに大きくなるようにして設定してある。
【００５３】
また、インナコア２は前面２ｂおよび後面２ｃにそれぞれ６箇所のカシメ部２ｊ〜２ｊを有しており、前面２ｂにはカシメ突起としての凸部、後面２ｃにはカシメ孔としての凹部として形成されている。これらのカシメ部２ｊ〜２ｊのうち、貫通孔２ａの近傍に設けられた２箇所のカシメ部２ｋ１、２ｋ２が隣接するスペーサ７１、７２との係合部として作用する。
【００５４】
また、スペーサ７１にも上記インナコア２に設けられたカシメ部２ｋ１、２ｋ２と対応する位置の２箇所に、カシメ部７１ｋ１（７１ｊ）、７１ｋ２（７１ｊ）が設けられ、前面７１ａと後面７１ｂに対してそれぞれカシメ突起としての凸部とカシメ孔としての凹部を形成するようになっている。同様に、スペーサ７２にも、インナコア２のカシメ部２ｋ１、２ｋ２と対応する位置の２箇所に、前面７２ａ、後面７２ｂに対してカシメ突起としての凸部とカシメ孔としての凹部を形成するようにしてカシメ部７２ｋ１（７２ｊ）、７２ｋ２（７２ｊ）が形成されている。
【００５５】
さらに、板バネ４１、４２もそれぞれ１４箇所ずつにカシメ部４１ｊ〜４１ｊ、４２ｊ〜４２ｊを有しており、それらのうち貫通孔４１ａ、４２ａ近傍のカシメ部４１ｋ１、４１ｋ２、４２ｋ１、４２ｋ２がそれぞれスペーサ７１、７２のカシメ部７１ｋ１、７１ｋ２、７２ｋ１、７２ｋ２と対応した位置に設けられており、これらと係合することになる。板バネ４２のカシメ部４２ｋ１、４２ｋ２はそれぞれ取付部後面４２ｄに対してカシメ孔としての凹部を形成し、取付部前面４２ｃに対してはカシメ突起としての凸部を形成する。他方、板バネ４１のカシメ部４１ｋ１、４１ｋ２はそれぞれ取付部後面４１ｄに対してカシメ孔としての凹部を形成するとともに、取付部前面４１ｃに対してはカシメ突起としての凸部を構成せず面外に突出しないように形成されている。
【００５６】
上記のようにして軸方向に垂直な各面に凹凸を形成しておき、これらが当接する際に凹凸部が係合するようになっている。具体的には、対向するインナコア２の前面２ｂとスペーサ７１の後面７１ｂとは軸方向に当接することによって当接部を形成するとともに、インナコア２の前面２ｂに設けられたカシメ部２ｋ１、２ｋ２としての凸部と、スペーサ７１の後面７１ｂに設けられたカシメ部７１ｋ１、７１ｋ２としての凹部とが係合することになる。このようにして形成された当接部の中で、２箇所の係合部が存在することによって、円周方向の位置規制が確実に行われるようになっている。
【００５７】
同様に、対向するスペーサ７１の前面７１ｂと板バネ４１の取付部後面４１ｄとで構成される当接部、インナコア２の後面２ｃとスペーサ７２の前面７２ｂとで構成される当接部、およびスペーサ７２の後面７２ｃと板バネ４２の取付部前面４２ｃとで構成される当接部が、各々その中に凹部と凸部とからなる２箇所の係合部を有するように構成されており、それぞれの箇所で円周方向の位置規制が行われるようになっている。
【００５８】
上記のような円周方向位置規制を有するカシメ部を備えた各部材を、シャフト６の挿通部６４に挿通させることによって図５の状態となる。なお、スペーサ７１、７２は内径がシャフト６の挿通部６４の外径よりやや大きく形成しているが、上記のように軸方向に係合させていく過程において、自動的に心出しがなされる。
【００５９】
このような状態にした上で、バネ部材としての皿バネ７３と固定カラー７４をシャフト６の挿通部６４に嵌め込んでいく。固定カラー７４の中心に設けられた貫通孔７４ａはシャフト６の挿通部６４の外径よりもやや小さな内径を有しており、この固定カラー７４は油圧シリンダ等を用いてシャフト６の先端部６２より図中右方向に圧入されることによって、圧入後は貫通孔７４ａの内周面が挿通部６４の外周面を把持することで強固に位置の固定が行われる。
【００６０】
固定カラー７４の圧入に際しては、軸方向に押圧するのみであり、ネジを締め込む場合のように円周方向の力を作用させないため、組み込みにあたって各部材の位置を円周方向にずらすことがない。そのため、格別注意を働かせることなく容易に組み込みを行うことができるとともに、組立不良を減らすことができる。
【００６１】
この固定カラー７４の外径は、インナコア２、スペーサ７１、７２、板バネ４１、４２の各貫通孔２ａ、７１ａ、７２ａ、４１ａ、４２ａよりも大径に構成されているため、固定カラー７４は軸方向の位置規制部材として作用する。すなわち、固定カラー７４の端面７４ｂと大径部６１の端面６１ａとの間でインナコア２、スペーサ７１、７２、板バネ４１、４２は軸方向に位置規制がなされる。上記のような固定カラー７４の圧入に際して、皿バネ７３は軸方向に圧縮されるようにして変形されるため、この皿バネ７３の復元力が常にインナコア２、スペーサ７１、７２、板バネ４１、４２に対して軸方向に作用することになる。このため、シャフト６の熱収縮による固定カラー７４の軸方向への位置ズレやシャフト６の熱膨張によって、インナコア２、スペーサ７１、７２および板バネ４１、４２と固定カラー７４との軸方向への相対位置が変化する場合であっても、隙間が生じないように皿バネ７３の形状が復元するとともに、常に変わることなくインナコア２、スペーサ７１、７２および板バネ４１、４２に対して軸方向への付勢力を働かせることができる。これにより、シャフト６の外周で軸方向に対して隙間が生じないとともに、板バネ４１、４２の支持条件を変化させないようにすることが可能となっている。そのため、温度変化の激しい過酷な状況の下で使用しても、リニアアクチュエータ１としての特性の変化が少なくなる。
【００６２】
さらには、インナコア２、スペーサ７１、７２、板バネ４１、４２に対して軸方向への付勢力を働かせるためのバネ部材として皿バネ７３を用いることで、皿バネ７３の内周面をシャフト６の外周に嵌め込むだけで位置精度良く容易に支持させることが可能であるとともに、円周方向に均一に付勢力を作用させることができる。このため板バネ４１、４２を全周に渡って方向性なく均一に支持することができ、よりリニアアクチュエータ１としての特性の安定化に寄与している。
【００６３】
また、各当接部に設けられて凹部と凸部とからなる係合部として円周方向の位置規制を行うカシメ部２ｋ１、２ｋ２、７１ｋ１、７１ｋ２、７２ｋ１、７１ｋ２、４１ｋ１、４１ｋ２、４２ｋ１、４２ｋ２（図１１参照）は、それぞれカシメ突起とカシメ孔としての組み合わせとして、固定カラー７４をシャフト６に対して圧入する際に微小変形を生じることで強い締結力を発生させる。これにより、インナコア２、スペーサ７１、７２、板バネ４１、４２は相互に円周方向の位置ズレを生じることなく一体化される。
【００６４】
なお、上記の組立手順では、シャフト６の挿通部６４に対してインナコア２、スペーサ７１、７２および板バネ４１、４２を嵌合した後に、固定カラー７４の圧入の際の押圧力によってインナコア２、スペーサ７１、７２および板バネ４１、４２が互いに締結される場合を示したが、シャフト６の挿通部６４に嵌合する前の段階において隣接する各部材をカシメ部を利用して一体化しておくことも可能である。例えば、インナコア２に対してスペーサ７１、７２のいずれか、または双方を、カシメ部を用いて連結させ一体化しておくことも、部品点数が減少させて部品管理および組立てを容易にすることができて好適である。
【００６５】
上記のようにして、シャフト６を基準にしてインナコア２、スペーサ７１、７２、板バネ４１、４２、皿バネ７３および固定カラー７４を組み込んだ後は、図３に示す形態で上側コア３１と下側コア３２がそれぞれ図中の上下より取り付けられ、アウタコア３を構成する。上側コア３１および下側コア３２によって構成されるアウタコア３は、インナコア２の半径方向外側でインナコア２を囲むようにして設けられており、板バネ４１、４２の枠部４１ｅ、４２ｅによって軸方向に挟まれるようにして設けられる。アウタコア３は、内面に磁極部３１ａ、３２ａを形成されており、それぞれが永久磁石２３、２４と適切な隙間を有しつつ対向されるように構成されている。上側コア３１および下側コア３２には、それぞれ磁極部３１ａ、３２ａの外側に設けられたピン孔３１ｂ、３２ｂに挿通されるようにしてガイドピン９３、９３が設けられており、当該ガイドピン９３を上述した板バネ４１、４２に形成された切り欠き部４１ｂ、４２ｂに挿入することによって位置決めを行いつつ組み込むことができるようになっている。
【００６６】
このようなガイドピン９３を用いた位置決め機能を有していることから、組立時において正確にアウタコア３とインナコアとが同一の軸心Ｘを有するように位置決めを行うことができ、永久磁石２３、２４と磁極部３１ａ、３２ａとを衝突させて損傷を生じさせることがないとともに、両者の間で適切な隙間を形成することができるようになっている。また、上側コア３１および下側コア３２は、それぞれ板バネ４１、４２に設けたボルト孔４１ｇ〜４１ｇ、４２ｇ〜４２ｇと対応する位置に貫通孔３１ｃ、３１ｃ、３２ｃ、３２ｃが設けられており、組立の最終段階でボルト９１〜９１を挿通することができるようになっている。
【００６７】
上記のような形状を有する上側コア３１および下側コア３２は、詳細には以下のような構成からなる。以下、代表して上側コア３１を用いて説明する。
【００６８】
上側コア３１は、図６のような構成を有しており、軸方向に配置された５つのコア要素３１Ｂ１〜Ｂ５を一体化したものである。それぞれのコア要素３１Ｂ１〜Ｂ５は、コの字型に形成されるとともに、各々打ち抜きによって形成された薄い鋼板を積層することによって構成されている。これらの薄板を連結させるための方法は、図８を用いて板バネ４２を例として説明した薄板４２Ｐ１〜Ｐ５の各部に形成したカシメ部４２ｊ１〜４２ｊ５を使用した締結方法と同じものである。
【００６９】
図６に戻って、コア要素３１Ｂ１〜Ｂ５は、各部にカシメ部３１ｊ１〜ｊ５を有しており、当該カシメ部３１ｊ１〜ｊ５は図中の左方向に向かって凸部を形成するとともに、右方向に向かって凹部を形成しているため、コア要素３１Ｂ１〜Ｂ５を重ね合わせた際にはカシメ部３１ｊ１〜ｊ５が係合して位置規制が行われるようになっている。また、コア要素３１Ｂ１〜Ｂ５は、それぞれがボルト孔部３１ｃ１〜３１ｃ５とピン孔部３１ｂ１〜ｂ５を形成されており、コア要素３１Ｂ１〜Ｂ５が連結されて一体として上側コア３１を構成した際には、それぞれボルト孔３１ｃとピン孔３１ｂとを構成することになる。当該ピン孔３１ｂの内部には軸方向にガイドピン９３が挿通され、ガイドピン９３の両端部が上側コア３１より突出するようになる。また、コア要素３１Ｂ１〜Ｂ５のコの字型の両端部にはそれぞれ段差部３１ｄ１〜ｄ５、３１ｅ１〜ｅ５が形成されており、当該部分が上側コア３１として一体化された後には下側コア３２（図３参照）の同じ部分と噛み合うように構成されている。
【００７０】
本実施形態においては、図３に示した下側コア３２として、上記のように構成した上側コア３１と同じ形状のものを用いており、上側コア３１とは上下を逆にして使用するものである。
【００７１】
図３に戻って、上側コア３１および下側コア３２をガイドピン９３、９３によって位置決めしつつ板バネ４１、４２の間に配置した後には、これらをさらに軸方向の外側より挟み込むようにしてストッパ部材５１、５２を組み込んでいく。ストッパ部材５１、５２は、それぞれ外形を矩形状に構成され、板バネ４１、４２やアウタコア３の外形とほぼ同一になるようにされている。各ストッパ部材５１、５２は、図中の上下にそれぞれ溝部５１ｂ、５１ｂ、５２ｂ、５２ｂを備えており、この部分がアウタコア３より軸方向に突出したガイドピン９３、９３の両端に嵌め合わされることにより位置決めが行われ、アウタコア３と同様にシャフト６の軸心Ｘと中心軸が同一になるようにされる。
【００７２】
ストッパ部材５１、５２はそれぞれ「８」の字状に形成されているとともに、その中心部には孔部５１ａ、５２ａが設けられ、これらの孔部５１ａ、５２ａの内径は上述した、固定カラー７４の外径およびシャフト６の大径部６１の外径よりも僅かに大きくなるように設定されている。そのため、固定カラー７４や大径部６１は当該孔部５１ａ、５２ａに干渉することはない。また、ストッパ部材５１、５２にはそれぞれ四隅にボルト孔５１ｃ〜５１ｃ、５２ｃ〜５２ｃが設けられている。
【００７３】
このような形状に構成されるストッパ部材５１、５２は、詳細には以下のような構成からなる。以下、代表して図中左側のストッパ部材５１を用いて説明する。
【００７４】
ストッパ部材５１は、図７のような構成を有しており、２つのストッパ要素５１Ｂ１、５１Ｂ２を軸方向に連結することによって構成されるものである。ストッパ要素５１Ｂ１、５１Ｂ２は外形がほぼ同一の矩形状に形成されているが、ストッパ要素５１Ｂ１は「８」の字状に、ストッパ要素５１Ｂ２は「Ｏ」の字状に形成されているものである。これらのストッパ要素５１Ｂ１、５１Ｂ２は、各々薄い打ち抜き鋼板を積層することによって構成されている。これらの薄板は、各々に設けられたカシメ部５１ｊ１〜５１ｊ１、５１ｊ２〜５１ｊ２を軸方向に係合させることによって連結させていくものであり、図３に示した板バネ４１、４２、インナコア２およびアウタコア３と同様の方法によって構成するものである。
【００７５】
なお、ストッパ部材５１はリニアアクチュエータ１として組み立てた際に軸方向に凸部が生じないようにするため、図７におけるカシメ部５１ｊ１〜５１ｊ１が図中の左方向に突出しないように配慮してある。この手法については後に詳述する。
【００７６】
ストッパ部材５２（図３参照）も、上記のようにしてストッパ部材５１と同様に製作するものではあるが、図３のようにしてリニアアクチュエータ１として組立てた際には、ストッパ部材５１とは異なり、軸方向外側に対して凹部が形成される向きにカシメ部材（図７参照）が形成されることになる。
【００７７】
それぞれのストッパ部材５１、５２の中心に設けられた孔部５１ａ、５２ａの内周面は、それぞれ固定カラー７４およびシャフト６の大径部６１の各外周面との間で隙間を構成する。さらに孔部５１ａ、５２ａと対向する位置には、固定カラー７４の外周に樹脂製カラー７５が嵌め込まれているとともに、大径部６１ａの外周に樹脂製カラー７６が嵌め込まれている。このように樹脂製カラー７５、７６を嵌め込まれた固定カラー７４およびシャフト６の大径部６１と、これらと対向するストッパ部材５１、５２の孔部５１ａ、５２ａとの隙間を、図２に示すようにそれぞれδ２、δ３として定義する。他方、永久磁石２３、２４と磁極部３１ａ、３２ａとの間の隙間をδ１として定義する。本実施形態においては、δ２とδ３とは同じ大きさになるように設定するとともに、これらがδ１よりも小さくなるように設定している。そのため、インナコア２とアウタコア３とが半径方向に相対変位した場合であっても、永久磁石２３、２４と磁極部３１ａ、３２ａとが接触する前に、樹脂製カラー７５、７６がストッパ部材５１、５２の孔部５１ａ、５２ａの内周面に当接してストッパとして機能するために、永久磁石２３、２４と磁極部３１ａ、３２ａとの接触を防止することができるようになっている。
【００７８】
樹脂製カラー７５、７６は、図９（ａ）および（ｂ）に示すようにして、固定カラー７４およびシャフト６の大径部６１に取り付けられる。なお、図９（ｂ）はシャフト６より、インナコア５や板バネ４１、４２等の部品を取り外した場合を想定して、単純化して示した模式図である。固定カラー７４およびシャフト６の大径部６１にはそれぞれ段差部７４ｃ、６１ｂとして小径部を形成しており、これらの部分に樹脂製カラー７５、７６が嵌め込まれるようになっている。
【００７９】
樹脂製カラー７５、７６は同一の形状を有し、それぞれ薄い円筒状に形成されており、円周方向の一箇所に、切断部７５ａ、７６ａが設けられている。そのため、当該部分より拡径するようにして上記段差部７４ｃ、７４ｂに嵌め込み、それぞれの復元力によって内周面が密着して位置が固定されるようになっている。切断部７５ａ、７５ｂは軸方向に対して斜めに設けられているとともに、上記段差部７４ｃ、７４ｂに取り付けた状態で、円周方向のいずれの箇所においても樹脂製カラー７５、７６を構成する一部が存在するように寸法を設定している。そのため、インナコア２とアウタコア３とが半径方向のいずれの方向に対して相対変位したとしても、変わらずストッパとしての機能が働くようになっている。
【００８０】
上記のようにして、ストッパ部材５１、５２を形成して組み込んだ状態では、ストッパ部材５１、５２に設けたボルト孔５１ｃ〜５１ｃ、５２ｃ〜５２ｃは、板バネ４１、４２に設けたボルト孔４１ｇ〜４１ｇ、４２ｇ〜４２ｇおよびアウタコア３に設けたボルト孔３１ｃ、３１ｃ、３２ｃ、３２ｃと軸方向に連続することになる。そのため、ストッパ部材５１、５２を組み込み終えた状態でボルト９１〜９１を挿通させ、その先端にナット９２〜９２を締め込むことによって、ストッパ部材５１、５２、板バネ４１、４２、アウタコア３を軸方向に締結することができる。
【００８１】
この際には、ストッパ部材５１、５２、板バネ４１、４２、アウタコア３に形成されたカシメ部５１ｊ、５２ｊ、４１ｊ、４２ｊ、３１ｊ、３２ｊを構成する凸部および凹部はそれぞれ軸方向に係合されることで、円周方向の位置決めを行うための係合部として機能するとともに、凸部はカシメ突起、凹部はカシメ孔として係合された状態において押圧力を付与されることによって微小変形を生じ、より強い締結力が発生することになる。
【００８２】
このようにして軸方向への締結を行った後には、アウタコア３は板バネ４１、４２の枠体４１ｅ、４２ｅおよびストッパ部材５１、５２と一体となって動作することができるようになり、図１に示すリニアアクチュエータ１として構成されることになる。
【００８３】
ここで、上述したインナコア２、アウタコア３、バネ部材４１、４２およびストッパ部材５１、５２を構成するために用いた、積層鋼板を相互に連結させるための手法について詳述する。図１０（ａ）にカシメ部の構造を模式的に表した例を示す。
【００８４】
この例では、５枚の薄い鋼板８１ａ〜ｅを連結する場合を示している。薄板８１ｃ〜ｅにはそれぞれの一部にカシメ部８２ｃ〜ｅとして上述したような凸部をプレス痕によって形成している。この凸部は、側方すなわち紙面の奥行きと手前との二箇所に平行な切り込みを入れつつ、その切り込みの間を片側（図中左方向）に向けて逆Ｖ型に凸となるようにして変形させたものであり、カシメ突起として機能する。当該凸部は、裏面方向（図中右方向）に対してはカシメ孔としての凹部を形成するために、薄板８１ｃ〜ｅを重ね合わせたときには凹凸が重なり合うようにしてカシメ部８２ｃ〜ｅが係合する。また、この例においては薄板８２ａ、８２ｂにはカシメ部８２ａ、８２ｂとして矩形の開口部を打ち抜き孔として形成している。当該部分には、薄板８１ｃに形成したカシメ部８２ｃとしての凸部が挿入されるようにして係合することができる。このようにカシメ部８２ａ〜８２ｅを係合させた状態で、プレス機等によって積層方向に加圧することによって、カシメ部８２ａ〜８２ｅが微小変形して相互に締結力を生じるようになっている。
【００８５】
このカシメ部８２ａ〜８２ｅの構成例においては、図中左側の薄板８１ａ、８１ｂのカシメ部８２ａ、８２ｂを矩形の開口部としているために、薄板８１ａ〜ｅを積層して連結させた状態でも、薄板８１ａの表面より図中の左側に凸となる部位を生じさせないようにすることができる。ただし、このように一部のカシメ部８２ａ、８２ｂを開口部として構成することは、鋼板同士を締結するために必須ではなく、全てのカシメ部を上記逆Ｖ型として同じ形状に形成させることも可能である。上記のうち、一部のカシメ部８２ａ、８２ｂに開口部を設ける手法で構成したものが図３に示すストッパ部材５１であり、全てのカシメ部を同じ逆Ｖ型として、外方に向かって凸となる部分が生じるようにして形成したものがストッパ部材５２、インナコア２、アウタコア３、板バネ４２である。板バネ４１は上述したように、皿バネ７３に当接するカシメ部分のみが凸部を形成しないように構成し、その他の部分は凸となる部分が生じるようにして構成している。
【００８６】
このようにして、各部材を、プレス痕または打ち抜き孔としてのカシメ部を形成した鋼板を積層させることによって簡単に形成できるとともに、それらのカシメ部を係合部として各部材の位置決めを行うために用いつつ、さらに積層方向に加圧することで部材間に締結力を働かせることが可能に構成されている。
【００８７】
また、図１０（ｂ）の例のようにカシメ部を構成することも可能である。この例では、カシメ部１８２ａ〜ｅが軸方向より見て円形に形成されており、図１０（ａ）における逆Ｖ型のものとは異なり、側方に切り込みを有していない。そして、図１０（ｂ）におけるカシメ部１８２ａ〜ｅは、薄板１８１ｂ〜１８１ｅに形成したものは、図中の左方向に円形の凸部を構成するとともに、裏面である図中の右方向に対しては円形の凹部を構成する。また、薄板１８１ａにおけるカシメ部１８２ａは同じ円形の孔部として構成されている。これらのカシメ部１８２ａ〜ｅは薄板１８１ａ〜１８１ｅを積層させた際に係合し、さらに軸方向に押圧力を付与することによって相互に締結力を生じさせることができる。
【００８８】
上記のようにして、図１および図２のように構成されたリニアアクチュエータ１は、次のようにして動作する。以下、図２を用いて説明を行う。
【００８９】
本実施形態におけるリニアアクチュエータ１は、シャフト６を固定して用いるものであるため、シャフト６の外周（挿通部）６４に嵌め込まれ、固定カラー７４および皿バネ７３によって軸方向に位置決めを行われているインナコア２は、いわゆる固定子として機能する。そして、同様にシャフト６によって支持される板バネ４１、４２によって、インナコア２の半径方向外側に、かつ、同一軸心となるように設けられているアウタコア３は可動子として機能する。アウタコア３は、板バネ４１、４２によってその板厚方向、すなわちシャフト６の軸方向に変位することが可能に弾性支持された状態となっている。
【００９０】
インナコア２に対しては、図中の上下にそれぞれ永久磁石２３、２４が設けられており、これらの永久磁石２３、２４と対向するようにして、アウタコア３の内面には磁極部３１ａ、３２ａが設けられ、両者の間で隙間を形成している。上述したように永久磁石２３、２４はそれぞれ軸方向に異なる磁極が配されるようにされており、これらの磁極を中心に磁場が発生するようになっている。永久磁石２３、２４と磁極部３１ａ、３２ａの位置関係は、リニアアクチュエータ１としての特性が決まる重要な要素であり、板バネ４１、４２とインナコア２との間で円周方向に位置ズレが生じることは効率の低下に繋がる。
【００９１】
本実施形態では、各部材の対向面を軸方向に当接させることによって形成する当接部に、凹部と凸部とからなる係合部を少なくとも２箇所以上設けておくことで円周方向の位置ズレを抑制することができる。さらに、固定カラー７４を軸方向に圧入していくのみで円周方向への力を作用させずに組立を行うことのできる構成とすることでより位置ズレを防止することができるため、永久磁石２３、２４と磁極部３１ａ、３２の位置関係を適切に保ち機器としての特性を損なうことがなくなる。また、それらの凹部と凸部とがカシメ孔とカシメ突起として形成されているものであるために、組立時の軸方向への加圧によって、各部材間に締結力を働かせることができるとともに、皿バネ７３によって常に軸方向への付勢力が働いている構成とされているために、凹部と凸部からなる係合部はより強く係合状態を維持することができるようになっている。
【００９２】
インナコア２に巻き付けるようにして設けたコイル２５、２６に電流を印加することによって、軸方向に磁場の偏りを生じさせることができる。電流を印加していない状態では、磁極部３１ａ、３２ａはそれぞれ永久磁石２３、２４の軸方向中心部に対向するように配置されており、電流を印加して磁場に偏りを生じさせることによって磁極部３１ａ、３２ａに対して軸方向の推力を作用させることができる。こうすることで、アウタコア３を軸方向に変位させることが可能となるとともに、電流を正逆に正弦波状に変化させることによって、任意の加速度および周波数でもってアウタコア３を振動させることもできる。こうした機能を利用して、アクティブ制振器として使用することも可能である。
【００９３】
以上のように、本発明のリニアアクチュエータ１は、インナコア２と、当該インナコア２を軸方向に前後から挟みこむようにして設けられた一対の板バネ４１、４２と、当該一対の板バネ４１、４２によって支持されつつ前記インナコア２と同一の軸心を有するように、かつ、当該インナコア２の半径方向外側に設けられたアウタコア３とを具備し、前記インナコア２に永久磁石２３、２４が設けられ、前記アウタコア３に前記永久磁石２３、２４と所定の間隔で対向する磁極部３１ａ、３２ａを形成したものであって、前記インナコア２と前記各板バネ４１、４２との間に各々スペーサ７１、７２を設け、前記各スペーサ７１、７２と前記インナコア２、および前記各スペーサ７１、７２と当該スペーサ７１、７２に隣接する前記板バネ４１、４２の各対向面を軸方向に当接させて各々当接部を構成するとともに、前記当接部を構成する対向面のうち一方に形成した凹部と、他方に形成した凸部からなる係合部を前記当接部に各々複数個設けたことを特徴とする。
【００９４】
このように構成しているため、インナコア２とスペーサ７１、７２と板バネ４１、４２とを対向面に設けた凹部と凸部とを係合させつつ、軸方向に組み合わせるだけで相対位置を決定することができ、円周方向の位置ズレが生じることがない。そのため、キー溝や平面部等を形成するための特別な加工を施したシャフトを用いなくても、板バネ４１、４２によって支持されるアウタコア３とインナコア２の相対位置が円周方向にずれることがなく、適切に磁極部３１ａ、３２ａと永久磁石２３、２４とを対向させることができるとともに、内部での部品間の接触を防止することができる。これにより、効率低下や故障の生じないリニアアクチュエータ１を安価に提供することが可能になる。
【００９５】
さらに、前記スペーサのうち少なくともいずれかと前記インナコアとを一体的に構成することによって、部品点数を削減することができるため、部品管理および組立てを容易にすることが可能になる。
【００９６】
また、前記係合部を構成する凸部および凹部が、カシメ突起とカシメ孔によって構成されており、これらを係合させた状態で軸方向に加圧することによって相互に位置を固定するように構成されているため、インナコア２、板バネ４１、４２およびスペーサ７１、７２の位置合わせを一度行うと、組立過程で円周方向に位置ズレを生じさせることなく各部材間の締結を行うことができるため、容易に組立を行うことができる。
【００９７】
さらに、前記インナコア２、前記板バネ４１、４２および前記スペーサ７１、７２がそれぞれ鋼板を積層して形成されており、それぞれの鋼板の一部に前記カシメ突起と前記カシメ孔に対応したプレス痕または打ち抜き孔が形成されているようにして構成されているため、簡単な加工方法によって各部材を構成することができることになり、さらに製造コストを低減することができる。
＜第２実施形態＞
【００９８】
図１２は、本発明の第２実施形態に係るリニアアクチュエータ１０１の断面図を示すものであり、第１実施形態と共通する部分には同一符号を付している。
【００９９】
この実施形態は、第１実施形態の場合と比較して、インナコア１０２、スペーサ１７１、１７２、板バネ１４１、１４２、アウタコア１０３およびストッパ部材１５１、１５２に形成する各カシメ部の個数を減らしたものである。そのため加工の際の歩留まりが向上するという利点がある。
【０１００】
具体的なカシメ部の位置関係は図１３に示すとおりであり、インナコア１０２、スペーサ１７１、１７２、板バネ１４１、１４２の間で係合部として働くものは、各々の貫通孔１０２ａ、１７１ａ、１７２ａ、１４１ａ、１４２ａ近傍に設けた各１箇所のカシメ部１０２ｋ１、１７１ｋ１、１４１ｋ１、１４２ｋ１である。
【０１０１】
本実施形態においては、インナコア１０２、板バネ１４１、１４２、スペーサ１７１、１７２の各貫通孔１０２ａ、１４１ａ、１４２ａ、１７１ａ、１７２ａの内径Ｄ６〜Ｄ１０は全てシャフト６の挿通部６４の外径Ｄ０とほぼ等しく、シャフト６がスムーズかつ緊密に挿通できるように形成している。そのため、インナコア１０２、板バネ１４１、１４２、スペーサ１７１、１７２は、各々シャフト６によって半径方向に位置規制され、同一の軸心となるようにされている。
【０１０２】
従って、インナコア１０２、板バネ１４１、１４２、スペーサ１７１、１７２は、それぞれの対向面によって形成される当接部において、各々１箇所ずつしか係合部を有していないものの、シャフト６による位置規制を合わせることでそれぞれ２箇所によって位置規制されていることになるため、第１実施形態の場合と同様に円周方向に確実に位置規制を行うことができるようになっている。
【０１０３】
なお、もちろんではあるが、各当接部に複数箇所の係合部を設け、それらが協働して位置規制するように構成することも差し支えない。
【０１０４】
以上のように、本発明のリニアアクチュエータ１０１は、インナコア１０２と、当該インナコア１０２を軸方向に前後から挟みこむようにして設けられた一対の板バネ１４１、１４２と、当該一対の板バネ１４１、１４２によって支持されつつ前記インナコア１０２と同一の軸心を有するように、かつ、当該インナコア１０２の半径方向外側に設けられたアウタコア１０３とを具備し、前記インナコア１０２に永久磁石２３、２４が設けられ、前記アウタコア１０３に前記永久磁石２３、２４と所定の間隔で対向する磁極部１３１ａ、１３２ａを形成したものであって、前記インナコア１０２および前記一対の板バネ１４１、１４２が前記同一の軸心の位置に各々貫通孔１０２ａ、１４１ａ、１４２ａを形成されており、当該各貫通孔１０２ａ、１４１ａ、１４２ａに緊密に挿通されるシャフト６と、当該シャフト６の外周に緊密に嵌め込まれるとともに前記インナコア１０２と前記各板バネ１４１、１４２との間に各々配置されたスペーサ１７１、１７２とを備え、前記各スペーサ１７１、１７２と前記インナコア１０２、および前記各スペーサ１７１、１７２と当該スペーサ１７１、１７２に隣接する前記板バネ１４１、１４２の各対向面を軸方向に当接させて各々当接部を構成するとともに、前記当接部を構成する対向面のうち一方に形成した凹部と、他方に形成した凸部からなる係合部を前記当接部に少なくとも一箇所に設けたことを特徴とする。
【０１０５】
このように構成されているため、インナコア１０２とスペーサ１７１、１７２と板バネ１４１、１４２とを対向面に設けた凹部と凸部とを係合させながら、シャフト６の外周に嵌め込んでいくだけで相対的に位置を決定することができ、円周方向の位置ズレを生じさせない。そのため、シャフト６に特別な加工を行わなくても、板バネ１４１、１４２によって支持されるアウタコア１０３とインナコア１０２の相対位置が円周方向にずれることがなく、磁極部１３１ａ、１３２ａと永久磁石２３、２４とを適切に対向させることができるとともに、内部での部品間の接触を防止することができる。これにより、効率低下や故障の生じないリニアアクチュエータ１０１を安価に提供することが可能になる。
＜第３実施形態＞
【０１０６】
図１４は、本発明の第３実施形態に係るリニアアクチュエータ２０１の分解斜視図を示すものであり、第１実施形態および第２実施形態と共通する部分には同一符号を付している。
【０１０７】
この実施形態は、第１実施形態の構成を基にして、永久磁石２２３、２２４を平板状に構成するとともに、当該永久磁石２２３、２２４を取り付けるインナコア２０２、コアカバー２２１、２２２を永久磁石２２３、２２４に対応した形状に変更したものである。また、永久磁石２２３、２２４と対向する磁極部２３１ａ、２３２ａも、永久磁石２２３、２２４に対応して表面を平坦に形成してある。
【０１０８】
上記のように永久磁石２２３、２２４を平板状に構成することで、永久磁石２２３、２２４の加工が容易となるとともに、加工時に除去する部分を減らすことができるために、永久磁石２２３、２２４の製作コストを低減することができる。一般に、永久磁石は特殊材料を用いるため高価である上に、加工が困難であるため加工費用が高く、これらに要する費用はリニアアクチュエータ全体の製作コストのうちで大きな割合を占めるものである。そのため、上記のような永久磁石の平板化によるコスト削減効果は非常に大きいものとなる。
【０１０９】
ただし、一般には永久磁石２２３、２２４の平板化は、僅かなインナコア２０２とアウタコア２０３の円周方向位置ズレによって、大きく永久磁石２２３、２２４と磁極部２３１ａ、２３２ａとの隙間が変化するために、特性が変化しやすく組立が困難である。
【０１１０】
この点、本実施形態では、第１実施形態と同様にインナコア２０２とスペーサ７１、７２、板バネ４１、４２が、それぞれに設けられたカシメ部としての凹部と凸部とが係合し、円周方向の位置ズレを生じさせない構成となっているため、板バネ４１、４２によって支持されつつ円周方向に位置規制されるアウタコア２０３とインナコア２０２との間で円周方向の位置ズレを生じさせないようになっている。そのため、上記永久磁石２２３、２２４の平板化が可能となり、上述したコスト削減効果を得ることが可能となっている。
【０１１１】
なお、各部の具体的な構成は、上述した第１〜第３実施形態のみに限定されるものではない
【０１１２】
例えば、上記の実施形態においては、インナコア２（１０２、２０２）を固定子として、アウタコア３（１０３、２０３）を可動子として構成したが、これを逆にすることも差し支えない。
【０１１３】
さらに、上記の実施形態では、インナコア２（１０２、２０２）に永久磁石２３（２２３）、２４（２２４）とコイル２５、２６を設け、アウタコア３（１０３、２０３）に磁極部３１ａ（１３１ａ、２３１ａ）、３２ａ（１３２ａ、２３２ａ）を形成していたが、これを逆にすることも可能である。
【０１１４】
また、上記の実施形態においては、バネ部材としての皿バネ７３を固定カラー７４（１７４）と板バネ４１（１４１）の間に取り付ける構成としていたが、軸方向に付勢力を働かせることが可能である限り、シャフト６の大径部６１と固定カラー７４の間のいずれの位置に設けることも可能である。例えば、シャフト６の大径部６１と板バネ４２（１４２）との間に設けることも好適である。さらには、固定カラー７４と板バネ４１（１４１）との間および大径部６１と板バネ４２（１４２）との間の双方に皿バネ７３を取り付ける構成としても良い。
【０１１５】
その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【符号の説明】
【０１１６】
１…リニアアクチュエータ
２…インナコア
３…アウタコア
６…シャフト
２１、２２…コアカバー
２３、２４…永久磁石
２５、２６…コイル
３１、３２…分割コア
３３、３４…磁極部
４１、４２…板バネ
５１、５２…ストッパ部材
７１、７２…スペーサ
７３…皿バネ（バネ部材）
７４…固定カラー
７５、７６…樹脂製カラー
９１…ボルト
９２…ナット
９３…ガイドピン
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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