(57)【要約】      （修正有）【課題】大型化及び大幅なコストアップを回避しつつ、適切な防塵機能及び防水機能を発揮するとともに、放熱性にも優れたリニアアクチュエータを提供する。【解決手段】同一軸心上に配置された固定部２及び固定部２に対して軸方向に往復動可能な可動部３を備え、可動部３を固定部２の外側に配置し、軸方向両端面のうち一方の端面側を取付対象に取付可能としたリニアアクチュエータ１において、軸方向両端面を覆う各カバー７をさらに備え、各カバー７に形成したシャフト挿通孔７２とシャフト２５とのギャップを磁性流体Ｍで封止した。【選択図】図６
2013121275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一軸心上に配置された固定部及び当該固定部に対して前記軸心となる磁性体シャフトの軸方向に往復動可能な可動部を備え、前記可動部を前記固定部の外側に配置し、前記磁性体シャフトの軸方向両端面のうち一方の端面側を取付対象に取付可能としたリニアアクチュエータであり、
前記可動部に取り付けられ且つ前記磁性体シャフトの軸方向両端面をそれぞれ覆うカバーを備え、
前記各カバーに前記磁性体シャフトが挿通可能な磁性を帯びたシャフト挿通孔を形成し、これら各シャフト挿通孔の開口縁と前記磁性体シャフトの外面との間に形成されるギャップを、前記各シャフト挿通孔の開口縁と前記磁性体シャフトの外面との間に磁気的に保持させた磁性流体によって封止し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】
前記各カバーに、前記磁性体シャフトの軸方向に相互に離間させて複数の前記シャフト挿通孔を形成している請求項１に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項３】
前記固定部が、前記磁性体シャフトの外側に配設されたインナコアと、前記インナコアの外側に配設され且つ前記磁性体シャフトの半径方向に着磁された永久磁石と、前記インナコアの周囲に巻回されるコイルと備えたものであり、
前記可動部が、前記永久磁石と所定のギャップを隔てて対向する位置に配置されるアウタコアを備えたものであり、
前記永久磁石と、前記アウタコアとの間に形成されるギャップを、前記インナコアと前記永久磁石と前記アウタコアとの間に磁気的に保持させた磁性流体によって封止している請求項１又は２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ものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、固定部及び可動部を同一軸心上に配置し、可動部を固定部に対して軸方向（スラスト方向）に沿って往復動作可能に構成したリニアアクチュエータが知られている。固定部の周囲（外側）に可動部を配置したタイプはアウタ可動型リニアアクチュエータと称されており、本出願人も、高性能化や小型化を実現できる種々のアウタ可動型リニアアクチュエータを提案している（例えば特許文献１）。
【０００３】
ところで、この種のリニアアクチュエータは、内部に水や飲料等の液体や埃等の異物が入り込んだ場合には所期の機能を発揮しなかったり、動作不良となる場合がある。そこで、アウタ可動型リニアアクチュエータを専用ケースに収容し、リニアアクチュエータ全体を被覆する態様が考えられる（例えば特許文献２）。
【０００４】
しかしながら、このような態様を採用した場合、防滴性や防塵性を得ることができる一方で、大型化及び高価格化を招来するという一面があった。
【０００５】
また、本出願人は、軸方向両端面のうち一方を取付対象に取付可能としたアウタ可動型リニアアクチュエータにおいて、軸方向両端面のうち少なくとも反取付側の端面を覆うカバーを可動部に取り付けたリニアアクチュエータを案出し、特許出願している（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１３５３５０号公報
【特許文献２】特開２０１０−２２３３３８号公報
【特許文献３】特開２０１０−２７９１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、シャフトに対して往復動可能な可動部にカバーを取り付けた場合、可動部の円滑な往復動を阻害しないためには、カバーのうち可動部の往復動作時にシャフトが干渉し得る箇所に、シャフトが挿通可能な孔を形成したり、他の部分よりもシャフトの端部から離間する方向に突出させた突出部を形成する設計が要求される。
【０００８】
後者の態様（突出部を形成する態様）は、前者のように単にシャフト挿通孔を形成する態様と比較して、突出部の寸法を高い精度で設定しなければならない点、及びカバーの取付精度が不適切であれば、シャフトの端部がカバーに干渉する事態が生じ得る点で不利であると考えられる。
【０００９】
一方、カバーにシャフト挿通孔を形成する態様では、シャフトに対する可動子の適切な相対移動を確保するために、シャフト挿通孔の開口寸法をシャフトの端部断面形状よりも大きく設定している。この場合、シャフト挿通孔の開口縁とシャフトの外面との間にはギャップが形成される。したがって、このギャップを通じてリニアアクチュエータ内部に液体や埃等の異物が入り込んでしまう可能性はある。
【００１０】
そこで、シャフト挿通孔とシャフトとのギャップを埋めるべく、シャフトの開口縁にゴムシールを付帯させる態様も考えられる。しかしながら、ゴムシールであれば、シャフトに対して可動部が移動する際の摩擦抵抗が大きくなり、推力の低下が懸念される。
【００１１】
本発明は、このような問題に着目してなされたものであって、主たる目的は、大型化及びシャフトに対して可動部が移動する際の摩擦抵抗の増大化を回避しつつ、適切な防滴機能及び防塵機能を発揮することが可能なリニアアクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
すなわち本発明のリニアアクチュエータは、同一軸心上に配置された固定部及びこの固定部に対して軸心となる磁性体シャフトの軸方向に往復動可能な可動部を備え、可動部を固定部の外側に配置し、磁性体シャフトの軸方向両端面のうち一方の端面側を取付対象に取付可能としたリニアアクチュエータに関するものであり、可動部に取り付けられ且つ磁性体シャフトの軸方向両端面をそれぞれ覆うカバーを備え、各カバーに磁性体シャフトが挿通可能な磁性を帯びたシャフト挿通孔を形成し、これら各シャフト挿通孔の開口縁と磁性体シャフトの外面との間に形成されるギャップを、各シャフト挿通孔の開口縁と磁性体シャフトの外面との間に磁気的に保持させた磁性流体によって封止していることを特徴としている。
【００１３】
ここで、「端面を覆う」とは、端面を完全に覆う態様、端面を略完全に覆う態様（一部を除いて覆う）の何れをも包含する意味である。また、「磁性を帯びたシャフト挿通孔」を実現する態様としては、カバー全体を磁性体とすることで自ずと「磁性を帯びたシャフト挿通孔」になる態様や、カバー自体は磁性体ではないもののこのカバーに一体的に付帯させる磁性を有する部材にシャフト挿通孔を形成することで「磁性を帯びたシャフト挿通孔」になる態様を挙げることができる。
【００１４】
このようなリニアアクチュエータであれば、専用のケースによってリニアアクチュエータ全体を覆う態様と比較して、コンパクト化及びコストダウンを図ることができるとともに、カバーと磁性体シャフトとの間のギャップを磁性流体でシールしているため、このギャップからリニアアクチュエータ内部へ液体や異物が入り込むことを好適に防止することができる。さらに、本発明のリニアアクチュエータでは、カバーと磁性体シャフトとの間のギャップを磁性流体で密封することになるため、カバーと磁性体シャフトとの間のギャップをゴムシールで密封する態様と比較して、可動部がシャフトに対して往復動する際の摺動抵抗が極めて小さく、推力の大幅な低下を招来することがない点でも有利である。また、カバーと磁性体シャフトとの間のギャップを磁性流体で封止することにより、固定部からの発熱を、磁性体シャフト及び磁性流体を通じてアウタである可動部側に伝えることも、放熱性能の向上も図ることが可能である。
【００１５】
特に、本発明のリニアアクチュエータを、磁性体シャフトの軸方向両端面のうち一方の端面側を取付対象に取り付けた状態で取付対象の振動を抑制することを可能とした制振装置用のモータとして使用する場合には、磁性流体による減衰特性が付加され、モータ（リニアアクチュエータ）自身の共振特性が緩やかになり、外乱に対しても応答し難くなるという効果や、共振点における印加電流に対する応答の変化も緩やかになることで制御性が向上するという効果も得ることができる。
【００１６】
また、本発明のリニアアクチュエータでは、各カバーに、磁性体シャフトの軸方向に相互に離間させて複数のシャフト挿通孔を形成することができる。そして、上述した構成にように、各シャフト挿通孔の開口縁と磁性体シャフトの外面との間に形成されるギャップを、各シャフト挿通孔の開口縁と磁性体シャフトの外面との間に磁気的に保持させた磁性流体によって密封すれば、軸方向に複数層のシール部分を有する構造を実現することができ、防塵性、防滴性及び放熱性の更なる向上を図ることができる。
【００１７】
本発明のリニアアクチュエータにおいて、固定部として、シャフトの外側に配設されたインナコアと、インナコアの外側に配設され且つシャフトの半径方向に着磁された永久磁石と、前記インナコアの周囲に巻回されるコイルと備えたものを適用するとともに、可動部として、永久磁石と所定のギャップを隔てて対向する位置に配置されるアウタコアを備えたものを適用する場合、永久磁石とアウタコアとの間に形成されるギャップを、永久磁石とアウタコアとの間に磁気的に保持させた磁性流体によって封止することが可能である。このような態様であれば、磁性流体を通じて固定部のコイルの発熱をアウタコアに伝えることができ、放熱性能のより一層の向上も図ることが可能であり、さらに、磁性流体に含まれる磁性粒子によって永久磁石とアウタコアとの間の磁束密度が向上し、推力の増加を実現することもできる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、可動体に取り付けたカバーのうち磁性体シャフトに干渉し得る位置に形成したシャフト挿通孔と磁性体シャフトとの隙間に磁性流体を充填したことにより、大型化及び大幅なコストアップを回避しつつ、適切な防塵機能及び防滴機能を発揮し、固定部からの発熱を磁性体シャフト及び磁性流体を介して可動部から外部に放熱することが可能なリニアアクチュエータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るリニアアクチュエータの全体斜視図。
【図２】同実施形態において下側のカバーを省略して示すリニアアクチュエータの分解斜視図。
【図３】同リニアアクチュエータの主要部分解斜視図。
【図４】同リニアアクチュエータの主要部平面図。
【図５】同リニアアクチュエータの模式断面図。
【図６】同リニアアクチュエータを図５よりも簡略化して模式的に示す図。
【図７】制振装置の一部として使用した場合の本実施形態に係るリニアアクチュエータの挙動を示す図。
【図８】同実施形態に係るリニアアクチュエータの一変形例を図６に対応させて示す図。
【図９】同実施形態に係るリニアアクチュエータの他の変形例を図６に対応させて示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。本実施形態に係るリニアアクチュエータ１は、図１及び図２等に示すように、固定部２の周囲（外側）に可動部３を配設したアウタ可動型のリニアアクチュエータである。
【００２１】
固定部２は、本発明のインナコアである固定子２１と、固定子２１を被覆し得るボビン２２と、固定子２１のうちボビン２２に被覆されない左右の両端面に配設された永久磁石２３と、ボビン２２の外周に巻回されたコイル２４と、中心部に配設されたシャフト２５とを備えたものである。なお、シャフト２５の軸方向と、可動部３が往復動作する方向、すなわちスラスト方向とは同一方向であり、以下の説明で用いるシャフト２５の軸方向とスラスト方向とは同義である。
【００２２】
固定子２１は、図２乃至図５に示すように、例えばスラスト方向に積層された薄板状をなす鋼板（例えばケイ素鋼板）から構成されたものであり、中央部に、シャフト２５が挿通可能なシャフト挿通孔２１１を有するものである。本実施形態では、開口形状が四角形状をなすシャフト挿通孔２１１を適用している（図２乃至図４参照）。また、固定子２１は、シャフト挿通孔２１１を挟んで対向する面に、永久磁石２３を配設可能な永久磁石セット部２１２を形成している。永久磁石セット部２１２はフラットな平坦面により形成されている。
【００２３】
ボビン２２（インシュレータ）は、図２及び図５に示すように（図３及び図４ではボビン２２を省略している）スラスト方向に２分割されたボビンユニット２２Ｕから構成され、これらボビンユニット２２Ｕによってシャフト２５の軸方向両端から固定子２１及び永久磁石２３を挟み込み、固定子２１全体及び永久磁石２３の一部を被覆し得るものである。このボビン２２は、シャフト２５が挿通可能なシャフト挿通孔２２１と、コイル２４が巻回可能な左右一対のコイル巻回用凹部２２２を有するものである。ボビン２２に形成したシャフト挿通孔２２１は、固定子２１に形成したシャフト挿通孔２１１に連通し且つ当該シャフト挿通孔２１１よりも一回り大きい丸孔であり、この丸孔にスペーサＳが嵌り込み得るように設定している。
【００２４】
永久磁石２３は、図２乃至図５に示すように、固定子２１における一対の永久磁石セット部２１２にそれぞれ配設されたものである。各永久磁石セット部２１２にはそれぞれシャフト２５の軸方向に沿って複数（図示例では２枚）の永久磁石２３を並べて配置している。本実施形態では、図６に示すように、各永久磁石セット部２１２に、２枚の永久磁石２３をシャフト２５の径方向に相互に表裏を反転させて重ねた状態で配置し、これら２枚の永久磁石２３がそれぞれＮ極、Ｓ極として作用するように構成している。なお、各永久磁石セット部２１２に１枚の永久磁石２３を配置する構成を採用することもできる。この場合、シャフト２５の軸方向に隣り合う永久磁石が相互に異なる磁極となるように設定すればよい。
【００２５】
シャフト２５は、図２乃至図５に示すように、ボビン２２におけるシャフト挿通孔２２１及び固定子２１におけるシャフト挿通孔２１１に挿し通して取り付けたものである。このシャフト２５は、磁性材料から形成されたものであり、本発明の「磁性体シャフト」に相当する。本実施形態では、固定子２１に形成したシャフト挿通孔２１１の開口形状に対応する外形状をなすシャフト２５を適用している。すなわち、本実施形態のシャフト２５は、横断面における外縁形状が四角形状乃至略四角形状のものである。シャフト２５の両端部には軸方向に沿って延びる凹部２５１を形成し、当該凹部２５１の内周面に雌ねじ部を形成している。そして、各雌ねじ部にそれぞれボルトＢ１を螺着可能に構成している（図５参照）。ここで、シャフト２５の両端部に、磁性材料からなるボルトＢ１を取り付けたものを本発明の「磁性体シャフト」として捉えることができる。以下の説明における「シャフトの端部」は、シャフト２５の端部に取り付けたボルトＢ１を意味する。
【００２６】
コイル２４は、図２乃至図５に示すように、ボビン２２における各コイル巻回用凹部２２２にそれぞれ巻き回され、シャフト２５を挟んだ上部、下部に電流が流れるように適宜のリード線Ｌに結線されたものである。そして、リード線Ｌを通じてコイル２４に電流の流れる方向を切り替えることにより、次に説明する可動部３を往復運動させることができる。
【００２７】
可動部３は、図２及び図５に示すように、可動磁極としての可動子（本発明の「アウタコア」に相当）３１と可動スペーサ３２とをスラスト方向に重ね合わせた概略角筒状ものである。本実施形態では、可動子３１及び可動スペーサ３２を二分割してなる可動部ユニット３Ｕを相互に組み付けることによって概略角筒状となる可動部３を適用しているが、二分割されていない可動子及び可動スペーサを用いてなる可動部を適用しても構わない。
【００２８】
可動子３１は、図２乃至図５に示すように、薄板状をなす鋼板（例えばケイ素鋼板）をスラスト方向に積層して結合したものである。そして、可動子３１のうち、可動スペーサ３２よりも永久磁石２３側に膨出し且つ永久磁石２３と対向する面が磁極面３１１として機能し、この磁極面３１１を永久磁石２３に対して平行となる面に設定している。これにより、相互に対向する可動子３１の内向面と固定子２１の外向面との間、すなわち磁極面３１１と永久磁石２３との間に、直線状に延びる所定寸法のギャップＧが形成されるようにしている（図４参照）。
【００２９】
このような可動子３１と可動スペーサ３２とを一体的に組み付けてなる可動部３は、可動子３１及び可動スペーサ３２をスラスト方向に貫通する一対の平行ピン３３を設け、平行ピン３３の両端部をそれぞれ可動スペーサ３２よりもスラスト方向に突出させている。また、正面視矩形状をなす可動部３の四隅には厚み方向に貫通するボルト挿通孔３ａを形成している（図２参照）。
【００３０】
このような構成を有する可動部３を、本実施形態では軸受け４を介して固定部２に連結している。このリニアアクチュエータ１は、軸受け４を介して可動部３を固定部２に連結した状態において、コイル２４に通電していない場合は、永久磁石２３から生じる磁力により、シャフト２５が可動部３（可動子３１）に対して所定位置に保持される。そして、コイル２４に通電した場合には、コイル２４に流れる電流により生じる磁界と永久磁石２３から生じている磁界の向きとに基づき、可動部３がシャフト２５に沿ってスラスト方向に往復動する。
【００３１】
軸受け４は、固定部２と可動部３とを同軸上に連結し、自らが弾性変形することにより可動部３を固定部２に対して往復動可能に支持するものであり、積層された複数枚の板バネ４１によって構成されたものである。板バネ４１は、図２乃至図５に示すように、可動部３のうち可動スペーサ３２に重ね合わされる枠状をなすフレーム部４１１と、フレーム部４１１の内側に設けた可撓部４１２とを一体に備えた薄板状のものである。この板バネ４１は例えば打ち抜き加工により形成されるものである。正面視略矩形状をなすフレーム部４１１の四隅にはそれぞれ厚み方向に貫通するボルト挿通孔４１１ａを形成し、板バネ４１のうち当該フレーム部４１１がフランジ部材５と可動部３との間に挟まれる。また、フレーム部４１１の両側縁部における中央部には、側方に開口する開口部４１１ｂ，４１１ｃを形成し、可動部３に設けた平行ピン３３の両端部がこれら開口部４１１ｂ，４１１ｃに嵌り得るように設定している。可撓部４１２は、正面視略８の字状をなし、中央部にシャフト２５が挿通可能なシャフト挿通孔４１２ａを有する。シャフト挿通孔４１２ａは、固定子２１に形成したシャフト挿通孔２１１及びボビン２２に形成したシャフト挿通孔２２１に連通し得るものであり、本実施形態ではシャフト挿通孔４１２ａの開口形状を、固定子２１に形成したシャフト挿通孔２１１の開口形状と同一乃至略同一の形状、つまり四角形状乃至略四角形状に設定している（図２乃至図４参照）。板バネ４１のうち、可撓部４１２における中央部はスペーサＳ同士の間に挟持され、フレーム部４１１は可動部３（具体的には可動スペーサ３２）とフランジ部材５との間に挟持される。
【００３２】
フランジ部材５は、図２及び図５に示すように、板バネ４１のフレーム部４１１と略同一の枠状をなし、四隅に形成した厚み方向に貫通するボルト挿通孔５１と、両側縁部の中央部に設けられ平行ピン３３の端部をスラスト方向に若干のあそびのある状態で収容し得る凹部５２とを有するものである。
【００３３】
そして、本実施形態に係るリニアアクチュエータ１は、図１、図２及び図５に示すように、シャフト２５の軸方向両端面をそれぞれ被覆するカバー７を備えている。なお、図２では、上下一対のカバー７のうち下側のカバー７を省略している。
【００３４】
各カバー７は、フランジ部材５及び可動部３（可動子３１）と同一乃至略同一の外形状を有するプレート状のものである。本実施形態では、カバー７として、磁性材料から形成され、四隅に形成した厚み方向に貫通するボルト挿通孔７１と、中央部に形成した厚み方向に貫通するシャフト挿通孔７２とを有するものを適用している。ここで、本実施形態の各カバー７は、図１及び図５に示すように、中央部に形成した厚み方向に貫通する丸孔の内周面にリング状マグネット７Ｍを配置し、リング状マグネット７Ｍの内周縁をシャフト挿通孔７２の開口縁としている。シャフト挿通孔７２は、シャフト２５の端部よりも大きい開口形状をなすものである。なお、図２及び図６ではリング状マグネット７Ｍは省略している。本実施形態では、シャフト２５の両端端部近傍にスペーサＳを配置し、スペーサＳをボルトＢ１によって締め付ける構成を採用している。したがって、シャフト挿通孔７２を、このスペーサＳの外形状よりも一回り大きい開口形状に設定し、シャフト挿通孔７２にシャフト２５の両端部（具体的にはシャフト２５の端部近傍に位置付けられるスペーサＳ及びボルトＢ１）が干渉しないように構成している。
【００３５】
また、本実施形態にリニアアクチュエータ１は、シャフト２５の軸方向両端面のうち一方の端面（相対的に下側の端面）側に、適宜の取付対象Ｔに取付可能な取付部（ベース）６を設けている。
【００３６】
このような構成からなるリニアアクチュエータ１は、シャフト２５を板バネ４１のシャフト挿通孔４１２ａに挿し通すことにより、シャフト２５を板バネ４１に対して軸回りに回動不能な状態で支持したものとなる。また、このシャフト２５を、ボビン２２におけるシャフト挿通孔２２１及び固定子２１におけるシャフト挿通孔２１１に挿し通すことにより、固定子２１を含む固定部２全体がシャフト２５の軸回りに傾動しないものとなる。そして、シャフト２５の軸方向に挟み得る位置に配された一対の板バネ４１を基準にして可動部３と固定部２との相対位置を位置決めすることができる。具体的には、二分割した可動部ユニット３Ｕ同士を固定部２を挟み込むように近付け、可動部３に設けた一対の平行ピン３３のうち、一方の平行ピン３３を、フレーム部４１１における一方の側方開口部４１１ｂに嵌挿するとともに、他方の平行ピン３３を、フレーム部４１１における他方の側方開口部４１１ｃに嵌挿する。これら平行ピン３３の両端部は、固定部２及び一対の板バネ４１をシャフト２５の軸方向に挟み得る位置に配された一対のフランジ部材５における凹部５２に収容される（図２及び図５参照）。
【００３７】
引き続いて、スラスト方向に連通するカバー７（本実施形態では軸方向両端部のうち取付部６を配置していない側の端部に配置したカバー７）のボルト挿通孔７１、このカバー７に接触しているフランジ部材５のボルト挿通孔５１、このフランジ部材５に接触している板バネ４１のボルト挿通孔４１１ａ、この板バネ４１に接触している可動部３のボルト挿通孔３ａ、他方の板バネ４１のボルト挿通孔４１１ａ、この板バネ４１に接触しているフランジ部材５のボルト挿通孔５１、このフランジ部材５に接触しているカバー７（取付部６を配置している側の端部に配置したカバー７）のボルト挿通孔７１の順に共通のボルトＢ２を挿通し、ボルトＢ２の先端部を図示しないナットに締結することにより、カバー７、フランジ部材５及び板バネ４１を一体的に組み付けたリニアアクチュエータ１となる。この組付状態において、各カバー７は、フランジ部材５及び板バネ４を介して可動部３に取り付けられている。また、カバー７及びフランジ部材５によってカバーを構成していると捉えた場合、本実施形態のリニアアクチュエータ１は、板バネ４を介してカバーを可動体３に取り付けたものであるといえる（図６参照）。
【００３８】
そして、本実施形態に係るリニアアクチュエータは、図１及び図５に示すように、カバー７のシャフト挿通孔７２の開口縁とシャフト２５の外周面との間に形成されるギャップを磁性流体Ｍによって密封している。本実施形態では、磁性流体Ｍとして、ＭＲ流体（Magneto  Rheological  Fluid）を適用している。ＭＲ流体Ｍは、ベース液中（本実施形態で用いるベース液としては揮発性の低い油等を挙げることができる）に強磁性微粒子を分散させた流体であり、磁性材料に吸着し、磁場を与えられると粘性が大きく上がる特性を有する機能性流体である。なお、図１及び図５では、磁性流体Ｍによって形成したシール部分をグレーのパターンで示している。
【００３９】
本実施形態では、リング状マグネット７Ｍの内周縁によってシャフト挿通孔７２の開口縁を形成しているカバー７及びシャフト２５をそれぞれ磁性材料から形成しているため、シャフト２５の両端部近傍において、シャフト２５の外面とカバー７のシャフト挿通孔７２の開口縁（リング状マグネット７Ｍの内周縁）との間にＭＲ流体Ｍを磁気的に保持することができる。
【００４０】
そして、図５及び図６に示すように、本実施形態に係るアウタ可動型のリニアアクチュエータ１は、シャフト２５の軸方向両端面をカバー７によって被覆し、シャフト２５の外面とカバー７のシャフト挿通孔７２との隙間をＭＲ流体Ｍで封止しているため、シャフト２５の外面とカバー７のシャフト挿通孔７２との隙間からリニアアクチュエータ１内へ液体や異物等が入り込むことを防止することができる。その結果、リニアアクチュエータ１内へ液体や異物等が入り込むことに起因する動作不良の発生を回避することができ、信頼性に優れたリニアアクチュエータ１となる。特に、磁性流体Ｍ（本実施形態ではＭＲ流体Ｍ）を用いたシール構造によってシャフト２５の外面とカバー７のシャフト挿通孔７２との隙間を封止しているため、例えばゴムシールを用いてシャフト２５の外面とカバー７のシャフト挿通孔７２とのギャップを密封する態様と比較して、可動部３が固定部２に対して相対移動（シャフト２５の軸方向に沿った往復移動）する際のシール部分における摺動抵抗を極めて小さくすることができ、ＭＲ流体からなるシール部分の摺動抵抗増大に伴う推力低下という不具合の発生を効果的に防止・抑制することができる。
【００４１】
また、本実施形態に係るリニアアクチュエータ１は、カバー７とシャフト２５との間のギャップを磁性流体Ｍで密封することにより、固定部２のコイル２４からの発熱を、シャフト２５及び磁性流体Ｍを通じてアウタである可動部３側に伝えることが可能であり、放熱性にも優れたものになる。加えて、本実施形態に係るリニアアクチュエータ１は、リニアアクチュエータ１内部を遮蔽し且つリニアアクチュエータ１内部へのアクセスを防止し得るカバー７をシャフト２５の軸方向両端面に設けることによって、作業人や使用者の手指がリニアアクチュエータ１内に接触することを防止し、作業人や使用者の怪我を未然に防ぐという効果、及び不注意にリニアアクチュエータ１内にアクセスすることによりリニアアクチュエータ１の内部構成部品の破損を防ぐという効果を奏し、取り扱い性に優れたものである。加えて、本実施形態に係るリニアアクチュエータ１は、リニアアクチュエータ全体を専用のケースで被覆する態様と比較して、コンパクト化及びコストダウンを図ることができる。
【００４２】
このような効果を奏するリニアアクチュエータ１は、汎用性及び設置自由度に優れたものとなり、例えば車体の制振機構に適用することも可能である。例えば車体の適宜箇所に配置したおもり（ウェイト）を本実施形態に係るリニアアクチュエータ１によって能動的に駆動させて、その反力を利用して車体振動を抑制しようとするアクティブマスダンパ（制振機構）を採用することにより車体の振動を好適に抑制することができる。この場合、本実施形態に係るリニアアクチュエータ１は、ＭＲ流体Ｍによる減衰特性が付加され、リニアアクチュエータ１自身の共振特性が緩やかになり、車体振動等の外乱に対しても応答し難くなるという効果や、共振点における印加電流に対する応答の変化も緩やかになることで制御性が向上するという効果も得ることができる。ここで、図７に、本実施形態に係るリニアアクチュエータ１の外力に対する減衰特性及び印加電流に対する応答の変化を示す。同図において、Ｘ軸は周波数であり、Ｙ軸は外力を受けた際の振動加速度及び電流に応じた振動加速度であり、磁性流体Ｍ（ＭＲ流体）で形成したシール部分を有するリニアアクチュエータ１の測定結果を実線で示すとともに、磁性流体Ｍ（ＭＲ流体）によるシール部分を備えていないリニアアクチュエータの測定結果を破線で示す。同図から把握できるように、磁性流体Ｍで形成したシール部分を備えたリニアアクチュエータ１であれば、共振周波数付近で大きな変動（ピーク）を招来することなく緩やかに共振周波数（使用周波数帯域）に達し、良好な減衰特性を発揮し、且つ良好な制御性を得ることができる。
【００４３】
また、本実施形態に係るリニアアクチュエータ１は、カバー７を可動部２に取り付けているため、カバー７自体がおもり（ウェイト）の一部として機能し、カバー７の重量を調整することによりおもり（ウェイト）全体の重量を簡単に調整することが可能になる。さらには、本実施形態に係るリニアアクチュエータ１は、コイル２４から出る電磁波又は外部からリニアアクチュエータ１に作用する電磁波をカバー７によってシールドすることが可能である。すなわち、カバー７によりＥＭＣ（Electro-Magnetic Compatibility：電磁環境両立性）を向上させることが可能である。
【００４４】
また、本実施形態に係るリニアアクチュエータ１は、磁場を与えることによって粘性が飛躍的に上がる特性を有するＭＲ流体Ｍによって、シャフト２５の外面とカバー７のシャフト挿通孔７２との隙間を充填しているため、ＭＲ流体Ｍに磁場を与えることでシャフト挿通孔７２内においてシャフト２５が不用意に移動する事態を規制することが期待できる。
【００４５】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、シャフトが干渉し得る部分に孔を形成したカバーを非磁性材料から成形し、このカバーの孔に、磁性材料から形成した部材を嵌め、この磁性部材にシャフト挿通孔を形成し、このシャフト挿通孔の開口縁とシャフトの外面との隙間を磁性流体で密封するようにしてよい。
【００４６】
また、本発明に適用される磁性流体として、ＭＲ流体以外のもの、例えば、ＭＲ流体よりも鉄粉含有率が低い磁性流体を適用することができる。
【００４７】
また、各カバーに、シャフトの軸方向に所定ピッチ離間して複数のシャフト挿通孔を形成することもできる。例えば図８に示すように、各カバー７に、シャフト２５の軸方向に離間した上下一対のシャフト挿通孔７２を形成した場合、各シャフト挿通孔７２の開口縁とシャフト２５の外面との隙間を磁性流体Ｍによって密封すれば、軸方向に二重のシール部分を備えたリニアアクチュエータ１となる。このように、磁性流体Ｍによるシール部分をシャフト２５の軸方向に複数層状に形成することによって、防塵性、防滴性及び放熱性の更なる向上を図ることができる。なお、図８では、シャフト２５を径方向（軸方向に直交する方向）に挟む位置であって且つそれぞれシャフト２５の外面から離間した位置に相互に磁極が異なるように配置した永久磁石７３の対をシャフト２５の軸方向に重ね、これら永久磁石７３を上下一対のヨーク７４でシャフト２５の軸方向に挟み、上側のヨーク７４、下側のヨーク７４にそれぞれ形成した孔７２をシャフト挿通孔として機能させ、これら各シャフト挿通孔７２の開口縁とシャフト２５の外面との間をそれぞれ磁性流体Ｍで密封している。
【００４８】
また、図９に示すように、固定部２のうちインナコア２１の外側に配設され且つシャフト２５の半径方向に着磁された永久磁石２３と、可動部３のアウタコア３１との間に形成されるギャップを、ＭＲ流体等の磁性流体Ｍによって密封した態様であれば、磁性流体Ｍを通じて固定部２のコイル２４の発熱をアウタコア３１に伝えることができ、放熱性能のより一層の向上を図ることができ、さらに、磁性流体Ｍに含まれる磁性粒子によって、永久磁石２４とアウタコア３１との間の磁束密度が向上し、推力の増加を実現することが可能である。なお、図８及び図９において図６に対応する部材、部位には同じ符号を付している。
【００４９】
上述の実施形態では、カバーの中心部に形成した孔（丸孔）の内周面にリング状マグネットを配置して、「各カバーに磁性体シャフトが挿通可能な磁性を帯びたシャフト挿通孔を形成」した態様を例示したが、カバーが磁性材料からなるものであれば、リング状マグネットを配置するまでもなくカバーの中心に形成した孔（丸孔に限らず、多角形状の孔であってもよい）自体を、磁性を帯びたシャフト挿通孔として機能させることができる。
【００５０】
また、上述した実施形態では、平板状をなす永久磁石を適用し、この永久磁石と磁極面との間に直線状に延びる平行なギャップが形成される態様を例示したが、弓型の永久磁石を適用し、磁極面を永久磁石に対応させた部分円弧状に設定した態様であっても構わない。もちろん、シャフトとして円柱状ないし略円柱状のものを適用してもよく、この場合、各シャフト挿通孔の開口形状をシャフトの外形状に対応させた円形状とすればよい。
【００５１】
また、上述した実施形態では、リニアアクチュエータの一例として永久磁石式鉄心可動型モータ、いわゆるレシプロモータを例示したが、本発明に係るリニアアクチュエータを、他の小ストロークリニアアクチュエータであるムービングマグネット型に適用しても同様の効果が得られる。
【００５２】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、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】
【００５３】
１…リニアアクチュエータ
２…固定部
２１…インナコア（固定子）
２３…永久磁石
２４…コイル
２５…磁性体シャフト（シャフト）
３…可動部
３１…アウタコア（可動子）
７…カバー
７２…シャフト挿通孔
【図１】
2013121275.tif 000003
【図２】
2013121275.tif 000004
【図３】
2013121275.tif 000005
【図４】
2013121275.tif 000006
【図５】
2013121275.tif 000007
【図６】
2013121275.tif 000008
【図７】
2013121275.tif 000009
【図８】
2013121275.tif 000010
【図９】
2013121275.tif 000011