リニアアクチュエータ及びこの組み立て方法
【課題】 組み立てるべきパーツの点数を減らし、簡単に組み立てることができるリニアアクチュエータ及びこの組み立て方法を提供する。
【解決手段】 アウタコア３０’、板バネ４１’，４２’、フランジ部材３１’，３２’を分割式にし、且つ、分割された一方及び他方のそれぞれを一体化して構造体Ａ，Ｂに集約することで、組み立てるべきパーツの点数が低減され、また、両構造体Ａ，Ｂを組み合わせるだけでよいので、簡単に組み立てることができる。
【解決手段】 アウタコア３０’、板バネ４１’，４２’、フランジ部材３１’，３２’を分割式にし、且つ、分割された一方及び他方のそれぞれを一体化して構造体Ａ，Ｂに集約することで、組み立てるべきパーツの点数が低減され、また、両構造体Ａ，Ｂを組み合わせるだけでよいので、簡単に組み立てることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定子及び可動子を同一の軸心となるよう支持し且つ固定子に対して可動子をスラスト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及びこの組み立て方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記特許文献１に示すリニアアクチュエータが提案されている。このリニアアクチュエータでは、固定子の構成部品であるインナコアの各端部に永久磁石が配設される。また、可動子の構成部品であるアウタコアは、その一部を内側に膨出させた部分（磁極部）を有する。そして、この磁極部と永久磁石とは、ラジアル方向にて所定の隙間を有して対向配置される。
【０００３】
さらに、このリニアアクチュエータは、固定子の構成部品であるシャフトをアウタコアと同軸同心に支持し且つシャフトに対してアウタコアをスラスト方向に往復動させるよう弾性支持する一対の板バネを備えている。
【０００４】
板バネは、シャフトの軸方向から見ると、「８」の字形状に形成される。そして、「８」の字状に交差する箇所には、シャフトの挿通孔が形成される。また、「８」の字状の上下の挿通開口部（環状部）は、コイルを内側に通すことができる大きさを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１３５３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来のリニアアクチュエータは、組み立て作業において、インナコアに設けられた永久磁石にアウタコアが磁着されることで、固定子及び可動子が同一の軸心ではない状態が生じるため、組み立ての際に干渉する部分が出てきて、組み立て作業の作業性が落ちるとして、アウタコアを半径方向に二分割可能としている。
【０００７】
しかしながら、上記従来のリニアアクチュエータは、二分割されたアウタコア、該アウタコアを合わせ込んだ状態を維持するための一対のカバー（アウタコア及びカバーが可動子を構成する）、インナコアを含む固定子、そして、一対の板バネといった各パーツを組み立てなければならない。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、組み立てるべきパーツの点数を減らし、簡単に組み立てることができるリニアアクチュエータ及びこの組み立て方法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】
【０００９】
本発明に係るリニアアクチュエータは、上記課題を解決すべく構成されたもので、インナコア、その端部に配置された永久磁石、並びにインナコアの周囲に巻回されるコイルを有する固定子と、該固定子の周囲に配置され、アウタコアを有する可動子と、アウタコアの軸心方向前側及び後側に配置され、固定子及び可動子を同一の軸心となるよう支持し且つ固定子に対して可動子をスラスト方向に往復動可能に弾性支持する板バネとを備えるリニアアクチュエータにおいて、アウタコアは、軸心を含む又は軸心と平行な面で分割され、且つ、これに併せて、板バネも、軸心を含む又は軸心と平行な面で分割され、分割された一方のアウタコア及び分割された一方の板バネが一体化されて一方の構造体が構成されると共に、分割された他方のアウタコア及び分割された他方の板バネが一体化されて他方の構造体が構成され、両構造体は、互いに位置合わせ可能な状態で組み合わされることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る別のリニアアクチュエータは、インナコア、その端部に配置された永久磁石、並びにインナコアの周囲に巻回されるコイルを有する固定子と、該固定子の周囲に配置され、アウタコアを有する可動子と、アウタコアの軸心方向前側及び後側に配置され、固定子及び可動子を同一の軸心となるよう支持し且つ固定子に対して可動子をスラスト方向に往復動可能に弾性支持する板バネとを備えるリニアアクチュエータにおいて、アウタコアは、軸心と直交する面で分割され、分割された一方のアウタコア及び一方の板バネが一体化されて一方の構造体が構成されると共に、分割された他方のアウタコア及び他方の板バネが一体化されて他方の構造体が構成され、両構造体は、互いに位置合わせ可能な状態で組み合わされることを特徴とする。
【００１１】
これらの構成によれば、前者であれば、固定子を挟み込むようにして両構造体を組み合わせることにより、リニアアクチュエータを組み立てることができ、また、後者であれば、各構造体に固定子を挿通して両構造体を組み合わせることにより、リニアアクチュエータを組み立てることができる。
【００１２】
また、前者のリニアアクチュエータでは、可動子は、アウタコアとで板バネを挟み込むフランジ部材をアウタコアの軸心方向前側及び後側に有し、該フランジ部材も、軸心を含む又は軸心と平行な面で分割され、分割された一方のアウタコア、分割された一方の板バネ及び分割された一方のフランジ部材が一体化されて一方の構造体が構成されると共に、分割された他方のアウタコア、分割された他方の板バネ及び分割された他方のフランジ部材が一体化されて他方の構造体が構成されるようにしてもよい。
【００１３】
また、後者のリニアアクチュエータでは、可動子は、アウタコアとで板バネを挟み込むフランジ部材をアウタコアの軸心方向前側及び後側に有し、分割された一方のアウタコア、一方の板バネ及び一方のフランジ部材が一体化されて一方の構造体が構成されると共に、分割された他方のアウタコア、他方の板バネ及び他方のフランジ部材が一体化されて他方の構造体が構成されるようにしてもよい。
【００１４】
次に、本発明に係るリニアアクチュエータの組み立て方法は、上記前者のリニアアクチュエータの一形態である、インナコア、その端部に配置された永久磁石、インナコアを内部に収容するボビン、その端部に巻回されるコイル、並びにボビンの中央部に形成された貫通孔に挿通される段差付きのシャフトを有する固定子と、該固定子の周囲に配置され、アウタコアを有する可動子と、アウタコアの軸心方向前側及び後側に配置され、シャフトを挿通するための挿通孔が中心部に形成され、固定子及び可動子を同一の軸心となるよう支持し且つ固定子に対して可動子をスラスト方向に往復動可能に弾性支持する板バネとを備え、アウタコアは、軸心を含む又は軸心と平行な面で分割され、且つ、これに併せて、板バネも、中心部の挿通孔が分割されるように、軸心を含む又は軸心と平行な面で分割され、分割された一方のアウタコア及び分割された一方の板バネが一体化されて一方の構造体が構成されると共に、分割された他方のアウタコア及び分割された他方の板バネが一体化されて他方の構造体が構成されてなるリニアアクチュエータの組み立て方法であって、固定子を挟み込むようにして、一方の構造体及び他方の構造体を合わせ込み、また、この際、分割された前側の板バネのそれぞれ分割された中心部がシャフトの段差部とボビンの軸心方向前側との間に配置され、且つ、分割された後側の板バネのそれぞれ分割された中心部がボビンの軸心方向後側に配置されるようにし、次いで、シャフトの先端部に形成された雄ねじ部にナットを螺着させて締結し、また、この際、分割された前側の板バネのそれぞれ分割された中心部が互いにシャフトを囲うように合致した状態でシャフトの段差部とボビンの軸心方向前側との間で挟持され、且つ、分割された後側の板バネのそれぞれ分割された中心部が互いにシャフトを囲うように合致した状態でボビンの軸心方向後側とナットとの間で挟持されるようにし、これにより、固定子、一方の構造体及び他方の構造体を一体化することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る別のリニアアクチュエータの組み立て方法は、上記後者のリニアアクチュエータの一形態である、インナコア、その端部に配置された永久磁石、インナコアを内部に収容するボビン、その端部に巻回されるコイル、並びにボビンの中央部に形成された貫通孔に挿通される段差付きのシャフトを有する固定子と、該固定子の周囲に配置され、アウタコアを有する可動子と、アウタコアの軸心方向前側及び後側に配置され、シャフトを挿通するための挿通孔が中心部に形成され、固定子及び可動子を同一の軸心となるよう支持し且つ固定子に対して可動子をスラスト方向に往復動可能に弾性支持する板バネとを備え、アウタコアは、軸心と直交する面で分割され、分割された一方のアウタコア及び一方の板バネが一体化されて一方の構造体が構成されると共に、分割された他方のアウタコア及び他方の板バネが一体化されて他方の構造体が構成されてなるリニアアクチュエータの組み立て方法であって、一方の構造体、ボビン、他方の構造体の順となるよう、一方の構造体における板バネの挿通孔、ボビンの貫通孔、他方の構造体における板バネの挿通孔に対し、シャフトを前方から後方に向かって挿通し、次いで、一方の構造体及び他方の構造体を合わせ込みつつ、シャフトの先端部に形成された雄ねじ部にナットを螺着させて締結し、これにより、固定子、一方の構造体及び他方の構造体を一体化することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
以上の如く、本発明は、アウタコア、一対の板バネが一対の構造体に集約されることで、組み立てるべきパーツの点数が低減され、また、両構造体を組み合わせるだけでよいので、簡単に組み立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態の基本形となるリニアアクチュエータの分解斜視図を示す。
【図２】同リニアアクチュエータに用いられる板バネの正面図を示す。
【図３】同リニアアクチュエータを一方向から見た斜視図を示す。
【図４】同リニアアクチュエータを反対側の他方向から見た斜視図を示す。
【図５】同リニアアクチュエータの正面図を示す。
【図６】第一実施形態に係るリニアアクチュエータの分解斜視図を示す。
【図７】第二実施形態に係るリニアアクチュエータの分解斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係るリニアアクチュエータの実施形態について、図面を参酌しつつ説明する。但し、本実施形態に係るリニアアクチュエータは、とある基本形からの発展形であるため、本実施形態に係るリニアアクチュエータを理解するには、その基本形を先に理解しておくことが好ましい。そこで、以下においては、まず始めに、基本形のリニアアクチュエータについて説明し、その上で、本実施形態に係るリニアアクチュエータについて説明することにする。
【００１９】
＜基本形のリニアアクチュエータ＞
図１は、リニアアクチュエータ１の分解斜視図、図２は、板バネの正面図、図３は、組み立てた状態のリニアアクチュエータ１を前方から見た斜視図、図４は、組み立てた状態のリニアアクチュエータ１を後方から見た斜視図、図５は、リニアアクチュエータ１の正面図である。尚、便宜上、図１の左側を前側とし、右側を後側とする。
【００２０】
これらの図に示すように、リニアアクチュエータ１は、固定子２と、可動子３と、板バネ４１，４２とを備える。固定子２は、可動子３の内側に配置される。また、可動子３は、固定子２に対して前後方向（スラスト方向）に往復動可能に支持される。
【００２１】
固定子２は、インナコア（図示せず）が内挿されたボビン２０と、永久磁石２１，２２と、シャフト２３とを備える。ボビン２０は、インナコアを覆うように、左右に分割されたボビンユニット２００，２００が組み合わされる。また、ボビン２０は、その一端部及び他端部にコイル２０１Ａ，２０１Ｂが巻回されたコイル巻回部を有する。さらに、ボビン２０の両端面は、径外方向に凸となる円弧状に形成される。永久磁石２１，２２は、第一の永久磁石２１と第二の永久磁石２２とからなり、インナコアの両端面に固着される。また、永久磁石２１，２２の外面及び内面は、径外方向に凸となる円弧状に形成される。
【００２２】
シャフト２３は、その軸心方向途中部分に比べて前部が拡大されて、前部に拡大部２３１が形成されると共に、後部に拡大部２３１よりも小径の雄ねじ部２３２が形成される。そして、シャフト２３は、雄ねじ部２３２からボビン２０の中央部に形成された貫通孔（図示せず）から挿通される。拡大部２３１とボビン２０の前面との間には、拡大部２３１と同径の前部スリーブ２３３が挿通される。一方、雄ねじ部２３２とボビン２０の後面との間には、拡大部２３１と同径の後部スリーブ２３４，２３５が挿通される。そして、シャフト２３の雄ねじ部２３２に後部スリーブ２３４，２３５及びワッシャＷを介してナットＮが螺着される。
【００２３】
可動子３は、角筒状のアウタコア３０とフランジ部材３１，３２とを備える。アウタコア３０は、磁性材料の一例であるケイ素鋼板を前後方向（シャフト２３の軸心方向）で密着するよう積層した積層体とされる。アウタコア３０の内面のうち、その一端側には、他端側に向けて膨出する第一の磁極部３０１が一体的に設けられる。また、アウタコア３０の内面のうち、その他端側には、一端側に向けて膨出する第二の磁極部３０２が一体的に設けられる。
【００２４】
そして、第一の磁極部３０１の対向面は、第一の永久磁石２１の外面と、ラジアル方向において所定の幅δ１の隙間Ｃ１を介して対向配置される（図５を参照）。この場合のラジアル方向は、ボビン２０の中心Ｐ１を始点とする径方向である。一方、第二の磁極部３０２の対向面は、第二の永久磁石２２の外面と、ラジアル方向において所定の幅δ２の隙間Ｃ２を介して対向配置される（図５を参照）。この場合のラジアル方向は、ボビン２０の中心Ｐ１を始点とする径方向である。隙間Ｃ１のラジアル方向での幅δ１及び隙間Ｃ２のラジアル方向での幅δ２は等しく設定される。
【００２５】
アウタコア３０の一端部の前面及び後面と他端部の前面及び後面とには、それぞれ幅方向中心部に、保持軸体３０３，３０４が前後方向に突設される。より詳しくは、アウタコア３０の一端部及び他端部であって、それぞれ幅方向中心部には、前後方向に沿って貫通孔が形成され、一端部の貫通孔に第一の保持軸体３０３が挿通されると共に、他端部の貫通孔に第二の保持軸体３０４が挿通される。そして、保持軸体３０３，３０４は、アウタコア３０の前後方向における厚さ寸法よりも長く形成されているため、アウタコア３０の一端部の前面及び後面と、他端部の前面及び後面とであって、それぞれ幅方向中心部から、保持軸体３０３，３０４の端部が前後方向に突出する。
【００２６】
また、前側のフランジ部材３１は、アウタコア３０に前方側から板バネ４１を介して重ねられる。一方、後側のフランジ部材３２は、アウタコア３０に後方側から板バネ４２を介して重ねられる。そして、フランジ部材３１，３２に、左右の両側から幅方向中心に向かって突出するようにストッパ３１１，３２１が形成される。このストッパ３１１，３２１は、アウタコア３０が往復動する際に、固定子２（又はインナコア）がアウタコア３０から抜け出ることを防止するためのものである。また、フランジ部材３１，３２は、それぞれ正面視して矩形枠形状に形成され、一端部及び他端部に突出部３１２，３２２が形成される。尚、該突出部３１２，３２２の内面には、保持軸体３０３，３０４の端部を受け入れるための凹部が形成される。
【００２７】
前側の板バネ４１は、アウタコア３０と前側のフランジ部材３１との間に介装される。一方、後側の板バネ４２は、アウタコア３０と後側のフランジ部材３２との間に介装される。また、板バネ４１，４２は、均一な厚さの金属板を打ち抜き加工することで形成される。そして、板バネ４１，４２は、図２に示すように、アウタコア３０に重ねられる枠部４１１，４２１と、枠部４１１，４２１の内側の可撓部４１２，４２２とから一体的に形成される。
【００２８】
板バネ４１，４２の構成部のうち、枠部４１１，４２１がフランジ部材３１，３２とアウタコア３０とで前後方向に挟持される。そして、枠部４１１，４２１の四隅には、ボルト挿通孔４１１ａ，４２１ａが形成される。また、枠部４１１，４２１の上下部の幅方向中心部には、保持軸体３０３，３０４の端部を挿通する切欠４１１ｂ，４２１ｂがＵ字状に形成される。
【００２９】
可撓部４１２，４２２は、正面視して、「８」の字状に形成される。そして、「８」の字の中央の線が交差する部分に相当する中心部４１２１，４２２１には、シャフト２３の途中部分を挿通する挿通孔４１２１ａ，４２２１ａが形成される。また、「８」の字の環状部の内側に相当する箇所には、ボビン２０のコイル巻回部を内側に通すことが充分に可能な大きさの挿通開口部４１２２，４２２２がそれぞれ形成される。
【００３０】
前側の板バネ４１の中心部４１２１は、拡大部２３１と前部スリーブ２３３との間に挟持される。一方、後側の板バネ４２の中心部４２２１は、一対の後部スリーブ２３４，２３５間に挟持される。
【００３１】
そして、可動子３の四隅（に形成された挿通孔）には、ボルトＢが前後方向に挿通され、これらボルトＢの先端にナットＮが締結されて、アウタコア３０、板バネ４１，４２、フランジ部材３１，３２が一体化される。
【００３２】
ここで、可撓部４１２，４２２について図２を参照して詳細に説明する。この可撓部４１２，４２２は、可撓性を確保しつつも、切欠４１１ｂ，４２１ｂ、ボルト挿通孔４１１ａ，４２１ａ、挿通孔４１２１ａ，４２２１ａの部位は強度を確保する必要がある。即ち、板バネ４１，４２は、上述したように、「８」の字状を呈しており、上下にそれぞれ挿通開口部（環状部）４１２２，４２２２を有する。この挿通開口部（環状部）４１２２，４２２２は、板バネ４１，４２全体が撓みやすいように、例えば、上下方向の距離が小さく、左右方向の距離が大きくなっている。正面視すると、丸みを帯びた樽形状に等しい形状を呈している。
【００３３】
また、可撓部４１２，４２２は、その終端部が切欠４１１ｂ，４２１ｂの近傍に位置しており、しかも、この切欠４１１ｂ，４２１ｂの近傍部位は、切欠４１１ｂ，４２１ｂに向かって延びるように幅広に形成される。この理由としては、可撓部４１２，４２２が切欠４１１ｂ，４２１ｂの近傍部位を支点にして前後方向に撓むようになっているので、この部位を補強するためである。
【００３４】
また、シャフト２３が挿通される板バネ４１，４２の挿通孔４１２１ａ，４２２１ａの部位は、可動子３の往復動に伴う変位量が一番大きい部位であるため、左右の両側に、中心に向かって円弧状のくびれ４１２１ｂ，４２２１ｂが形成されるが、例えば、挿通孔４１２１ａ，４２２１ａの周縁部をできる限り表面積を大きくすることにより、往復動に対する強度も確保される。
【００３５】
以上の構成からなるリニアアクチュエータ１は、コイル２０１Ａ，２０１Ｂに通電していない状態では、永久磁石２１，２２から生じる磁力により、シャフト２３が可動子３（アウタコア３０）に対して所定位置に保持される。そして、コイル２０１Ａ，２０１Ｂに通電すると、コイル２０１Ａ，２０１Ｂに流れる電流により生じる磁界と永久磁石２１，２２から生じている磁界の向きとに基づき、可動子３がシャフト２３に沿って前後方向に往復動する。
【００３６】
＜第一実施形態＞
基本形のリニアアクチュエータ１の説明は以上の通りであり、次に、これの発展形の一つである第一実施形態について図６を参酌しつつ説明する。尚、第一実施形態のうち、基本形のリニアアクチュエータ１と同じ構成については同一符号を付し、また、関連する構成については同一符号に「’」を付するものとする。
【００３７】
第一実施形態に係るリニアアクチュエータ１’は、図６から明らかなように、基本形のリニアアクチュエータ１のうち、角筒状のアウタコア３０とフランジ部材３１，３２とを備える可動子３と、板バネ４１，４２とが左右方向に二分割された形態である。そして、分割された一方（右側）のアウタコア３０’、フランジ部材３１’，３２’、板バネ４１’，４２’が、前側のフランジ部材３１’、前側の板バネ４１’、アウタコア３０’、後側の板バネ４２’及び後側のフランジ部材３２’の順で積層され、（例えば、かしめにより）一体化される（以下、これを「一方の可動子・板バネ積層構造体Ａ」と呼ぶ）。一方、分割された他方（左側）のアウタコア３０’、フランジ部材３１’，３２’、板バネ４１’，４２’が、同じく、前側のフランジ部材３１’、前側の板バネ４１’、アウタコア３０’、後側の板バネ４２’及び後側のフランジ部材３２’の順で積層され、（例えば、かしめにより）一体化される（以下、これを「他方の可動子・板バネ積層構造体Ｂ」と呼ぶ）。尚、上記した一体化は、かしめのほかに、接着剤を用いてもよく、あるいは、基本形のリニアアクチュエータ１と同様、可動子３’の角部に形成された挿通孔にボルトＢを挿通し、ナットＮを螺合させ、ボルトＢとナットＮとで締結するようにしてもよい。
【００３８】
分割は、幅方向中心、即ち、固定子２及び可動子３’の軸心を含む面であって、垂直方向（磁極部３０１’，３０２’に対して永久磁石２１，２２の磁力が作用する中心方向）の面で行われるため、可動子・板バネ積層構造体Ａ，Ｂは線対称形である。尚、可動子・板バネ積層構造体Ａ，Ｂは、基本形のリニアアクチュエータ１のアウタコア３０と同様にして作製することができる。その上で、可動子・板バネ積層構造体Ａ，Ｂのアウタコア３０’、フランジ部材３１’，３２’、板バネ４１’，４２’は、全て同種の材料（例えば、ケイ素鋼板）で構成してもよいし、基本形のリニアアクチュエータ１と同様、異種の材料で構成してもよい。
【００３９】
つぎに、以上の構成からなるリニアアクチュエータ１’の組み立て作業について説明する。まず、永久磁石２１，２２が固着したインナコアにボビン２０を取り付け、該ボビン２０にコイル巻線２０１Ａ，２０１Ｂが巻回されたコア完成アッシーＫを準備しておく。
【００４０】
そして、コア完成アッシーＫの前方に前部スリーブ２３３（図６では図示されず）を配置すると共に、コア完成アッシーＫの後方に後部スリーブ２３４を配置した状態で、シャフト２３の雄ねじ部２３２を前部スリーブ２３３、ボビン２０、後部スリーブ２３４の順となるよう前方から後方に向かって挿通する。尚、この際、シャフト２３の拡大部２３１の雄ねじ部２３２との段差部と前部スリーブ２３３とが当接せず、最低限、前側の板バネ４１’の厚み分だけは空けておくようにする。
【００４１】
そして、シャフト２３が挿通されたコア完成アッシーＫを挟み込むようにして、一対の可動子・板バネ積層構造体Ａ，Ｂを合わせ込む。この際、前側の板バネ４１’，４１’のそれぞれ半分に分割された中心部４１２１’，４１２１’は、シャフト２３の拡大部２３１の雄ねじ部２３２との段差部と前部スリーブ２３３との隙間に入り込むようにする。また、この状態では、後側の板バネ４２’，４２’のそれぞれ半分に分割された中心部４２２１’，４２２１’は、後側スリーブ２３４の外側に配置されるようになる。
【００４２】
最後に、シャフト２３の雄ねじ部２３２にナットＮを螺着させる。すると、板バネ４１’，４１’のそれぞれ半分に分割された中心部４１２１’，４１２１’がシャフト２３の拡大部２３１の雄ねじ部２３２との段差部と前部スリーブ２３３とに強固に挟持されると共に、板バネ４２’，４２’のそれぞれ半分に分割された中心部４２２１’，４２２１’が後部スリーブ２３４とナットＮとに強固に挟持される。これにより、全パーツが一体化される。
【００４３】
そして、この状態で、前後の板バネ４１’，４２’によって、シャフト２３が水平支持されるようになり、アウタコア３０’の磁極部３０１’，３０２’と、ボビン２０の永久磁石２１，２２との間に所定の間隔Ｃ１，Ｃ２が確実に維持されるようになる。
【００４４】
尚、可動子・板バネ積層構造体Ａ，Ｂの合わせ込みを強固なものとするために、各接合面に接着剤等の公知の接合手段を施し、両者を接合させるようにしてもよい。
【００４５】
以上、第一実施形態に係るリニアアクチュエータ１’によれば、組み立て作業において、永久磁石２１，２２に磁極部３０１’，３０２’が磁着する事態が発生するものの、これが組み立て作業の作業性に影響を与えることはない。即ち、第一実施形態に係るリニアアクチュエータ１’によれば、固定子２と可動子３’との磁着によって組み立て作業の作業性が低下するといった問題は一切なく、簡単に組み立てることができる。
【００４６】
＜第二実施形態＞
次に、第二実施形態について図７を参酌しつつ説明する。尚、第二実施形態のうち、基本形のリニアアクチュエータ１と同じ構成については同一符号を付し、また、関連する構成については同一符号に「''」を付するものとする。
【００４７】
第二実施形態に係るリニアアクチュエータ１''は、図７から明らかなように、基本形のリニアアクチュエータ１のうち、角筒状のアウタコア３０が前後方向に二分割された形態である。そして、分割された一方（前側）のアウタコア３０''、フランジ部材３１、板バネ４１が、前側のフランジ部材３１、前側の板バネ４１及び前側のアウタコア３０''の順で積層され、（例えば、かしめ、接着、溶着等により）一体化される（以下、これを「一方の可動子・板バネ積層構造体Ｃ」と呼ぶ）。一方、分割された他方（後側）のアウタコア３０''、フランジ部材３２、板バネ４２が、後側のアウタコア３０''、後側の板バネ４２及び後側のフランジ部材３２の順で積層され、（例えば、かしめ、接着、溶着等により）一体化される（以下、これを「他方の可動子・板バネ積層構造体Ｄ」と呼ぶ）。
【００４８】
分割は、前後方向中心、即ち、固定子２及び可動子３''の軸心を直交する面であって、アウタコア３０''，３０''が同じ幅となるように行われるため、可動子・板バネ積層構造体Ｃ，Ｄは線対称形である。尚、可動子・板バネ積層構造体Ｃ，Ｄは、基本形のリニアアクチュエータ１のアウタコア３０と同様にして作製することができる。その上で、可動子・板バネ積層構造体Ｃ，Ｄのアウタコア３０''、フランジ部材３１，３２、板バネ４１，４２は、全て同種の材料（例えば、ケイ素鋼板）で構成してもよいし、基本形のリニアアクチュエータ１と同様、異種の材料で構成してもよい。
【００４９】
つぎに、以上の構成からなるリニアアクチュエータ１''の組み立て作業について説明する。まず、永久磁石２１，２２が固着したインナコアにボビン２０を取り付け、該ボビン２０にコイル巻線２０１Ａ，２０１Ｂが巻回されたコア完成アッシーＫを準備しておく。
【００５０】
そして、コア完成アッシーＫの前方に前部スリーブ２３３を配置すると共に、コア完成アッシーＫの後方に後部スリーブ２３４を配置した状態で、シャフト２３の雄ねじ部２３２を可動子・板バネ積層構造体Ｃ、前部スリーブ２３３、ボビン２０、後部スリーブ２３４、可動子・板バネ積層構造体Ｄの順となるよう前方から後方に向かって挿通する。
【００５１】
最後に、シャフト２３の雄ねじ部２３２にナットＮを螺着させ、また、アウタコア３０''，３０''、フランジ部材３１，３２、板バネ４１，４２に共通して四隅に形成された貫通孔にボルトＢを通し、ナットＮを螺着させる。これにより、全パーツが一体化される。尚、可動子・板バネ積層構造体Ｃ，Ｄを一体化する手段としては、ボルトＢとナットＮとによる締結に限らず、例えば接着剤による接着や、例えば溶接による溶着でもよい。
【００５２】
そして、この状態で、前後の板バネ４１，４２によって、シャフト２３が水平支持されるようになり、アウタコア３０''の分割された磁極部３０１''，３０２''と、ボビン２０の永久磁石２１，２２との間に所定の間隔Ｃ１，Ｃ２が確実に維持されるようになる。
【００５３】
以上、第二実施形態に係るリニアアクチュエータ１''によれば、組み立て作業において、永久磁石２１，２２に磁極部３０１''，３０２''が磁着する事態が発生するものの、これが組み立て作業の作業性に影響を与えることはない。即ち、第二実施形態に係るリニアアクチュエータ１''によれば、固定子２と可動子３''との磁着によって組み立て作業の作業性が低下するといった問題はなく、簡単に組み立てることができる。
【００５４】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００５５】
例えば、上記第一及び第二実施形態においては、可動子・板バネ積層構造体Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが線対称形状となるよう、二等分に分割しているが、二等分である必要はなく、第一実施形態であれば、可動子・板バネ積層構造体Ａ，Ｂの一方が他方よりも大きくなっていてもよいし、第二実施形態であれば、可動子・板バネ積層構造体Ｃ，Ｄの一方が他方よりも大きくなっていてもよい。
【００５６】
また、上記第一及び第二実施形態においては、枠部４１１，４２１と、可撓部４１２，４２２とを有する板バネとしたが、枠部がなく、可撓部のみの板バネであってもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１…リニアアクチュエータ、２…固定子、３…可動子、２１，２２…永久磁石、３０１，３０２…磁極部、３０３，３０４…保持軸体、４１，４２…板バネ、５０…凹部、Ａ，Ｃ…一方の可動子・板バネ積層構造体、Ｂ，Ｄ…他方の可動子・板バネ積層構造体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定子及び可動子を同一の軸心となるよう支持し且つ固定子に対して可動子をスラスト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及びこの組み立て方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記特許文献１に示すリニアアクチュエータが提案されている。このリニアアクチュエータでは、固定子の構成部品であるインナコアの各端部に永久磁石が配設される。また、可動子の構成部品であるアウタコアは、その一部を内側に膨出させた部分（磁極部）を有する。そして、この磁極部と永久磁石とは、ラジアル方向にて所定の隙間を有して対向配置される。
【０００３】
さらに、このリニアアクチュエータは、固定子の構成部品であるシャフトをアウタコアと同軸同心に支持し且つシャフトに対してアウタコアをスラスト方向に往復動させるよう弾性支持する一対の板バネを備えている。
【０００４】
板バネは、シャフトの軸方向から見ると、「８」の字形状に形成される。そして、「８」の字状に交差する箇所には、シャフトの挿通孔が形成される。また、「８」の字状の上下の挿通開口部（環状部）は、コイルを内側に通すことができる大きさを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１３５３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来のリニアアクチュエータは、組み立て作業において、インナコアに設けられた永久磁石にアウタコアが磁着されることで、固定子及び可動子が同一の軸心ではない状態が生じるため、組み立ての際に干渉する部分が出てきて、組み立て作業の作業性が落ちるとして、アウタコアを半径方向に二分割可能としている。
【０００７】
しかしながら、上記従来のリニアアクチュエータは、二分割されたアウタコア、該アウタコアを合わせ込んだ状態を維持するための一対のカバー（アウタコア及びカバーが可動子を構成する）、インナコアを含む固定子、そして、一対の板バネといった各パーツを組み立てなければならない。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、組み立てるべきパーツの点数を減らし、簡単に組み立てることができるリニアアクチュエータ及びこの組み立て方法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】
【０００９】
本発明に係るリニアアクチュエータは、上記課題を解決すべく構成されたもので、インナコア、その端部に配置された永久磁石、並びにインナコアの周囲に巻回されるコイルを有する固定子と、該固定子の周囲に配置され、アウタコアを有する可動子と、アウタコアの軸心方向前側及び後側に配置され、固定子及び可動子を同一の軸心となるよう支持し且つ固定子に対して可動子をスラスト方向に往復動可能に弾性支持する板バネとを備えるリニアアクチュエータにおいて、アウタコアは、軸心を含む又は軸心と平行な面で分割され、且つ、これに併せて、板バネも、軸心を含む又は軸心と平行な面で分割され、分割された一方のアウタコア及び分割された一方の板バネが一体化されて一方の構造体が構成されると共に、分割された他方のアウタコア及び分割された他方の板バネが一体化されて他方の構造体が構成され、両構造体は、互いに位置合わせ可能な状態で組み合わされることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る別のリニアアクチュエータは、インナコア、その端部に配置された永久磁石、並びにインナコアの周囲に巻回されるコイルを有する固定子と、該固定子の周囲に配置され、アウタコアを有する可動子と、アウタコアの軸心方向前側及び後側に配置され、固定子及び可動子を同一の軸心となるよう支持し且つ固定子に対して可動子をスラスト方向に往復動可能に弾性支持する板バネとを備えるリニアアクチュエータにおいて、アウタコアは、軸心と直交する面で分割され、分割された一方のアウタコア及び一方の板バネが一体化されて一方の構造体が構成されると共に、分割された他方のアウタコア及び他方の板バネが一体化されて他方の構造体が構成され、両構造体は、互いに位置合わせ可能な状態で組み合わされることを特徴とする。
【００１１】
これらの構成によれば、前者であれば、固定子を挟み込むようにして両構造体を組み合わせることにより、リニアアクチュエータを組み立てることができ、また、後者であれば、各構造体に固定子を挿通して両構造体を組み合わせることにより、リニアアクチュエータを組み立てることができる。
【００１２】
また、前者のリニアアクチュエータでは、可動子は、アウタコアとで板バネを挟み込むフランジ部材をアウタコアの軸心方向前側及び後側に有し、該フランジ部材も、軸心を含む又は軸心と平行な面で分割され、分割された一方のアウタコア、分割された一方の板バネ及び分割された一方のフランジ部材が一体化されて一方の構造体が構成されると共に、分割された他方のアウタコア、分割された他方の板バネ及び分割された他方のフランジ部材が一体化されて他方の構造体が構成されるようにしてもよい。
【００１３】
また、後者のリニアアクチュエータでは、可動子は、アウタコアとで板バネを挟み込むフランジ部材をアウタコアの軸心方向前側及び後側に有し、分割された一方のアウタコア、一方の板バネ及び一方のフランジ部材が一体化されて一方の構造体が構成されると共に、分割された他方のアウタコア、他方の板バネ及び他方のフランジ部材が一体化されて他方の構造体が構成されるようにしてもよい。
【００１４】
次に、本発明に係るリニアアクチュエータの組み立て方法は、上記前者のリニアアクチュエータの一形態である、インナコア、その端部に配置された永久磁石、インナコアを内部に収容するボビン、その端部に巻回されるコイル、並びにボビンの中央部に形成された貫通孔に挿通される段差付きのシャフトを有する固定子と、該固定子の周囲に配置され、アウタコアを有する可動子と、アウタコアの軸心方向前側及び後側に配置され、シャフトを挿通するための挿通孔が中心部に形成され、固定子及び可動子を同一の軸心となるよう支持し且つ固定子に対して可動子をスラスト方向に往復動可能に弾性支持する板バネとを備え、アウタコアは、軸心を含む又は軸心と平行な面で分割され、且つ、これに併せて、板バネも、中心部の挿通孔が分割されるように、軸心を含む又は軸心と平行な面で分割され、分割された一方のアウタコア及び分割された一方の板バネが一体化されて一方の構造体が構成されると共に、分割された他方のアウタコア及び分割された他方の板バネが一体化されて他方の構造体が構成されてなるリニアアクチュエータの組み立て方法であって、固定子を挟み込むようにして、一方の構造体及び他方の構造体を合わせ込み、また、この際、分割された前側の板バネのそれぞれ分割された中心部がシャフトの段差部とボビンの軸心方向前側との間に配置され、且つ、分割された後側の板バネのそれぞれ分割された中心部がボビンの軸心方向後側に配置されるようにし、次いで、シャフトの先端部に形成された雄ねじ部にナットを螺着させて締結し、また、この際、分割された前側の板バネのそれぞれ分割された中心部が互いにシャフトを囲うように合致した状態でシャフトの段差部とボビンの軸心方向前側との間で挟持され、且つ、分割された後側の板バネのそれぞれ分割された中心部が互いにシャフトを囲うように合致した状態でボビンの軸心方向後側とナットとの間で挟持されるようにし、これにより、固定子、一方の構造体及び他方の構造体を一体化することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る別のリニアアクチュエータの組み立て方法は、上記後者のリニアアクチュエータの一形態である、インナコア、その端部に配置された永久磁石、インナコアを内部に収容するボビン、その端部に巻回されるコイル、並びにボビンの中央部に形成された貫通孔に挿通される段差付きのシャフトを有する固定子と、該固定子の周囲に配置され、アウタコアを有する可動子と、アウタコアの軸心方向前側及び後側に配置され、シャフトを挿通するための挿通孔が中心部に形成され、固定子及び可動子を同一の軸心となるよう支持し且つ固定子に対して可動子をスラスト方向に往復動可能に弾性支持する板バネとを備え、アウタコアは、軸心と直交する面で分割され、分割された一方のアウタコア及び一方の板バネが一体化されて一方の構造体が構成されると共に、分割された他方のアウタコア及び他方の板バネが一体化されて他方の構造体が構成されてなるリニアアクチュエータの組み立て方法であって、一方の構造体、ボビン、他方の構造体の順となるよう、一方の構造体における板バネの挿通孔、ボビンの貫通孔、他方の構造体における板バネの挿通孔に対し、シャフトを前方から後方に向かって挿通し、次いで、一方の構造体及び他方の構造体を合わせ込みつつ、シャフトの先端部に形成された雄ねじ部にナットを螺着させて締結し、これにより、固定子、一方の構造体及び他方の構造体を一体化することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
以上の如く、本発明は、アウタコア、一対の板バネが一対の構造体に集約されることで、組み立てるべきパーツの点数が低減され、また、両構造体を組み合わせるだけでよいので、簡単に組み立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態の基本形となるリニアアクチュエータの分解斜視図を示す。
【図２】同リニアアクチュエータに用いられる板バネの正面図を示す。
【図３】同リニアアクチュエータを一方向から見た斜視図を示す。
【図４】同リニアアクチュエータを反対側の他方向から見た斜視図を示す。
【図５】同リニアアクチュエータの正面図を示す。
【図６】第一実施形態に係るリニアアクチュエータの分解斜視図を示す。
【図７】第二実施形態に係るリニアアクチュエータの分解斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係るリニアアクチュエータの実施形態について、図面を参酌しつつ説明する。但し、本実施形態に係るリニアアクチュエータは、とある基本形からの発展形であるため、本実施形態に係るリニアアクチュエータを理解するには、その基本形を先に理解しておくことが好ましい。そこで、以下においては、まず始めに、基本形のリニアアクチュエータについて説明し、その上で、本実施形態に係るリニアアクチュエータについて説明することにする。
【００１９】
＜基本形のリニアアクチュエータ＞
図１は、リニアアクチュエータ１の分解斜視図、図２は、板バネの正面図、図３は、組み立てた状態のリニアアクチュエータ１を前方から見た斜視図、図４は、組み立てた状態のリニアアクチュエータ１を後方から見た斜視図、図５は、リニアアクチュエータ１の正面図である。尚、便宜上、図１の左側を前側とし、右側を後側とする。
【００２０】
これらの図に示すように、リニアアクチュエータ１は、固定子２と、可動子３と、板バネ４１，４２とを備える。固定子２は、可動子３の内側に配置される。また、可動子３は、固定子２に対して前後方向（スラスト方向）に往復動可能に支持される。
【００２１】
固定子２は、インナコア（図示せず）が内挿されたボビン２０と、永久磁石２１，２２と、シャフト２３とを備える。ボビン２０は、インナコアを覆うように、左右に分割されたボビンユニット２００，２００が組み合わされる。また、ボビン２０は、その一端部及び他端部にコイル２０１Ａ，２０１Ｂが巻回されたコイル巻回部を有する。さらに、ボビン２０の両端面は、径外方向に凸となる円弧状に形成される。永久磁石２１，２２は、第一の永久磁石２１と第二の永久磁石２２とからなり、インナコアの両端面に固着される。また、永久磁石２１，２２の外面及び内面は、径外方向に凸となる円弧状に形成される。
【００２２】
シャフト２３は、その軸心方向途中部分に比べて前部が拡大されて、前部に拡大部２３１が形成されると共に、後部に拡大部２３１よりも小径の雄ねじ部２３２が形成される。そして、シャフト２３は、雄ねじ部２３２からボビン２０の中央部に形成された貫通孔（図示せず）から挿通される。拡大部２３１とボビン２０の前面との間には、拡大部２３１と同径の前部スリーブ２３３が挿通される。一方、雄ねじ部２３２とボビン２０の後面との間には、拡大部２３１と同径の後部スリーブ２３４，２３５が挿通される。そして、シャフト２３の雄ねじ部２３２に後部スリーブ２３４，２３５及びワッシャＷを介してナットＮが螺着される。
【００２３】
可動子３は、角筒状のアウタコア３０とフランジ部材３１，３２とを備える。アウタコア３０は、磁性材料の一例であるケイ素鋼板を前後方向（シャフト２３の軸心方向）で密着するよう積層した積層体とされる。アウタコア３０の内面のうち、その一端側には、他端側に向けて膨出する第一の磁極部３０１が一体的に設けられる。また、アウタコア３０の内面のうち、その他端側には、一端側に向けて膨出する第二の磁極部３０２が一体的に設けられる。
【００２４】
そして、第一の磁極部３０１の対向面は、第一の永久磁石２１の外面と、ラジアル方向において所定の幅δ１の隙間Ｃ１を介して対向配置される（図５を参照）。この場合のラジアル方向は、ボビン２０の中心Ｐ１を始点とする径方向である。一方、第二の磁極部３０２の対向面は、第二の永久磁石２２の外面と、ラジアル方向において所定の幅δ２の隙間Ｃ２を介して対向配置される（図５を参照）。この場合のラジアル方向は、ボビン２０の中心Ｐ１を始点とする径方向である。隙間Ｃ１のラジアル方向での幅δ１及び隙間Ｃ２のラジアル方向での幅δ２は等しく設定される。
【００２５】
アウタコア３０の一端部の前面及び後面と他端部の前面及び後面とには、それぞれ幅方向中心部に、保持軸体３０３，３０４が前後方向に突設される。より詳しくは、アウタコア３０の一端部及び他端部であって、それぞれ幅方向中心部には、前後方向に沿って貫通孔が形成され、一端部の貫通孔に第一の保持軸体３０３が挿通されると共に、他端部の貫通孔に第二の保持軸体３０４が挿通される。そして、保持軸体３０３，３０４は、アウタコア３０の前後方向における厚さ寸法よりも長く形成されているため、アウタコア３０の一端部の前面及び後面と、他端部の前面及び後面とであって、それぞれ幅方向中心部から、保持軸体３０３，３０４の端部が前後方向に突出する。
【００２６】
また、前側のフランジ部材３１は、アウタコア３０に前方側から板バネ４１を介して重ねられる。一方、後側のフランジ部材３２は、アウタコア３０に後方側から板バネ４２を介して重ねられる。そして、フランジ部材３１，３２に、左右の両側から幅方向中心に向かって突出するようにストッパ３１１，３２１が形成される。このストッパ３１１，３２１は、アウタコア３０が往復動する際に、固定子２（又はインナコア）がアウタコア３０から抜け出ることを防止するためのものである。また、フランジ部材３１，３２は、それぞれ正面視して矩形枠形状に形成され、一端部及び他端部に突出部３１２，３２２が形成される。尚、該突出部３１２，３２２の内面には、保持軸体３０３，３０４の端部を受け入れるための凹部が形成される。
【００２７】
前側の板バネ４１は、アウタコア３０と前側のフランジ部材３１との間に介装される。一方、後側の板バネ４２は、アウタコア３０と後側のフランジ部材３２との間に介装される。また、板バネ４１，４２は、均一な厚さの金属板を打ち抜き加工することで形成される。そして、板バネ４１，４２は、図２に示すように、アウタコア３０に重ねられる枠部４１１，４２１と、枠部４１１，４２１の内側の可撓部４１２，４２２とから一体的に形成される。
【００２８】
板バネ４１，４２の構成部のうち、枠部４１１，４２１がフランジ部材３１，３２とアウタコア３０とで前後方向に挟持される。そして、枠部４１１，４２１の四隅には、ボルト挿通孔４１１ａ，４２１ａが形成される。また、枠部４１１，４２１の上下部の幅方向中心部には、保持軸体３０３，３０４の端部を挿通する切欠４１１ｂ，４２１ｂがＵ字状に形成される。
【００２９】
可撓部４１２，４２２は、正面視して、「８」の字状に形成される。そして、「８」の字の中央の線が交差する部分に相当する中心部４１２１，４２２１には、シャフト２３の途中部分を挿通する挿通孔４１２１ａ，４２２１ａが形成される。また、「８」の字の環状部の内側に相当する箇所には、ボビン２０のコイル巻回部を内側に通すことが充分に可能な大きさの挿通開口部４１２２，４２２２がそれぞれ形成される。
【００３０】
前側の板バネ４１の中心部４１２１は、拡大部２３１と前部スリーブ２３３との間に挟持される。一方、後側の板バネ４２の中心部４２２１は、一対の後部スリーブ２３４，２３５間に挟持される。
【００３１】
そして、可動子３の四隅（に形成された挿通孔）には、ボルトＢが前後方向に挿通され、これらボルトＢの先端にナットＮが締結されて、アウタコア３０、板バネ４１，４２、フランジ部材３１，３２が一体化される。
【００３２】
ここで、可撓部４１２，４２２について図２を参照して詳細に説明する。この可撓部４１２，４２２は、可撓性を確保しつつも、切欠４１１ｂ，４２１ｂ、ボルト挿通孔４１１ａ，４２１ａ、挿通孔４１２１ａ，４２２１ａの部位は強度を確保する必要がある。即ち、板バネ４１，４２は、上述したように、「８」の字状を呈しており、上下にそれぞれ挿通開口部（環状部）４１２２，４２２２を有する。この挿通開口部（環状部）４１２２，４２２２は、板バネ４１，４２全体が撓みやすいように、例えば、上下方向の距離が小さく、左右方向の距離が大きくなっている。正面視すると、丸みを帯びた樽形状に等しい形状を呈している。
【００３３】
また、可撓部４１２，４２２は、その終端部が切欠４１１ｂ，４２１ｂの近傍に位置しており、しかも、この切欠４１１ｂ，４２１ｂの近傍部位は、切欠４１１ｂ，４２１ｂに向かって延びるように幅広に形成される。この理由としては、可撓部４１２，４２２が切欠４１１ｂ，４２１ｂの近傍部位を支点にして前後方向に撓むようになっているので、この部位を補強するためである。
【００３４】
また、シャフト２３が挿通される板バネ４１，４２の挿通孔４１２１ａ，４２２１ａの部位は、可動子３の往復動に伴う変位量が一番大きい部位であるため、左右の両側に、中心に向かって円弧状のくびれ４１２１ｂ，４２２１ｂが形成されるが、例えば、挿通孔４１２１ａ，４２２１ａの周縁部をできる限り表面積を大きくすることにより、往復動に対する強度も確保される。
【００３５】
以上の構成からなるリニアアクチュエータ１は、コイル２０１Ａ，２０１Ｂに通電していない状態では、永久磁石２１，２２から生じる磁力により、シャフト２３が可動子３（アウタコア３０）に対して所定位置に保持される。そして、コイル２０１Ａ，２０１Ｂに通電すると、コイル２０１Ａ，２０１Ｂに流れる電流により生じる磁界と永久磁石２１，２２から生じている磁界の向きとに基づき、可動子３がシャフト２３に沿って前後方向に往復動する。
【００３６】
＜第一実施形態＞
基本形のリニアアクチュエータ１の説明は以上の通りであり、次に、これの発展形の一つである第一実施形態について図６を参酌しつつ説明する。尚、第一実施形態のうち、基本形のリニアアクチュエータ１と同じ構成については同一符号を付し、また、関連する構成については同一符号に「’」を付するものとする。
【００３７】
第一実施形態に係るリニアアクチュエータ１’は、図６から明らかなように、基本形のリニアアクチュエータ１のうち、角筒状のアウタコア３０とフランジ部材３１，３２とを備える可動子３と、板バネ４１，４２とが左右方向に二分割された形態である。そして、分割された一方（右側）のアウタコア３０’、フランジ部材３１’，３２’、板バネ４１’，４２’が、前側のフランジ部材３１’、前側の板バネ４１’、アウタコア３０’、後側の板バネ４２’及び後側のフランジ部材３２’の順で積層され、（例えば、かしめにより）一体化される（以下、これを「一方の可動子・板バネ積層構造体Ａ」と呼ぶ）。一方、分割された他方（左側）のアウタコア３０’、フランジ部材３１’，３２’、板バネ４１’，４２’が、同じく、前側のフランジ部材３１’、前側の板バネ４１’、アウタコア３０’、後側の板バネ４２’及び後側のフランジ部材３２’の順で積層され、（例えば、かしめにより）一体化される（以下、これを「他方の可動子・板バネ積層構造体Ｂ」と呼ぶ）。尚、上記した一体化は、かしめのほかに、接着剤を用いてもよく、あるいは、基本形のリニアアクチュエータ１と同様、可動子３’の角部に形成された挿通孔にボルトＢを挿通し、ナットＮを螺合させ、ボルトＢとナットＮとで締結するようにしてもよい。
【００３８】
分割は、幅方向中心、即ち、固定子２及び可動子３’の軸心を含む面であって、垂直方向（磁極部３０１’，３０２’に対して永久磁石２１，２２の磁力が作用する中心方向）の面で行われるため、可動子・板バネ積層構造体Ａ，Ｂは線対称形である。尚、可動子・板バネ積層構造体Ａ，Ｂは、基本形のリニアアクチュエータ１のアウタコア３０と同様にして作製することができる。その上で、可動子・板バネ積層構造体Ａ，Ｂのアウタコア３０’、フランジ部材３１’，３２’、板バネ４１’，４２’は、全て同種の材料（例えば、ケイ素鋼板）で構成してもよいし、基本形のリニアアクチュエータ１と同様、異種の材料で構成してもよい。
【００３９】
つぎに、以上の構成からなるリニアアクチュエータ１’の組み立て作業について説明する。まず、永久磁石２１，２２が固着したインナコアにボビン２０を取り付け、該ボビン２０にコイル巻線２０１Ａ，２０１Ｂが巻回されたコア完成アッシーＫを準備しておく。
【００４０】
そして、コア完成アッシーＫの前方に前部スリーブ２３３（図６では図示されず）を配置すると共に、コア完成アッシーＫの後方に後部スリーブ２３４を配置した状態で、シャフト２３の雄ねじ部２３２を前部スリーブ２３３、ボビン２０、後部スリーブ２３４の順となるよう前方から後方に向かって挿通する。尚、この際、シャフト２３の拡大部２３１の雄ねじ部２３２との段差部と前部スリーブ２３３とが当接せず、最低限、前側の板バネ４１’の厚み分だけは空けておくようにする。
【００４１】
そして、シャフト２３が挿通されたコア完成アッシーＫを挟み込むようにして、一対の可動子・板バネ積層構造体Ａ，Ｂを合わせ込む。この際、前側の板バネ４１’，４１’のそれぞれ半分に分割された中心部４１２１’，４１２１’は、シャフト２３の拡大部２３１の雄ねじ部２３２との段差部と前部スリーブ２３３との隙間に入り込むようにする。また、この状態では、後側の板バネ４２’，４２’のそれぞれ半分に分割された中心部４２２１’，４２２１’は、後側スリーブ２３４の外側に配置されるようになる。
【００４２】
最後に、シャフト２３の雄ねじ部２３２にナットＮを螺着させる。すると、板バネ４１’，４１’のそれぞれ半分に分割された中心部４１２１’，４１２１’がシャフト２３の拡大部２３１の雄ねじ部２３２との段差部と前部スリーブ２３３とに強固に挟持されると共に、板バネ４２’，４２’のそれぞれ半分に分割された中心部４２２１’，４２２１’が後部スリーブ２３４とナットＮとに強固に挟持される。これにより、全パーツが一体化される。
【００４３】
そして、この状態で、前後の板バネ４１’，４２’によって、シャフト２３が水平支持されるようになり、アウタコア３０’の磁極部３０１’，３０２’と、ボビン２０の永久磁石２１，２２との間に所定の間隔Ｃ１，Ｃ２が確実に維持されるようになる。
【００４４】
尚、可動子・板バネ積層構造体Ａ，Ｂの合わせ込みを強固なものとするために、各接合面に接着剤等の公知の接合手段を施し、両者を接合させるようにしてもよい。
【００４５】
以上、第一実施形態に係るリニアアクチュエータ１’によれば、組み立て作業において、永久磁石２１，２２に磁極部３０１’，３０２’が磁着する事態が発生するものの、これが組み立て作業の作業性に影響を与えることはない。即ち、第一実施形態に係るリニアアクチュエータ１’によれば、固定子２と可動子３’との磁着によって組み立て作業の作業性が低下するといった問題は一切なく、簡単に組み立てることができる。
【００４６】
＜第二実施形態＞
次に、第二実施形態について図７を参酌しつつ説明する。尚、第二実施形態のうち、基本形のリニアアクチュエータ１と同じ構成については同一符号を付し、また、関連する構成については同一符号に「''」を付するものとする。
【００４７】
第二実施形態に係るリニアアクチュエータ１''は、図７から明らかなように、基本形のリニアアクチュエータ１のうち、角筒状のアウタコア３０が前後方向に二分割された形態である。そして、分割された一方（前側）のアウタコア３０''、フランジ部材３１、板バネ４１が、前側のフランジ部材３１、前側の板バネ４１及び前側のアウタコア３０''の順で積層され、（例えば、かしめ、接着、溶着等により）一体化される（以下、これを「一方の可動子・板バネ積層構造体Ｃ」と呼ぶ）。一方、分割された他方（後側）のアウタコア３０''、フランジ部材３２、板バネ４２が、後側のアウタコア３０''、後側の板バネ４２及び後側のフランジ部材３２の順で積層され、（例えば、かしめ、接着、溶着等により）一体化される（以下、これを「他方の可動子・板バネ積層構造体Ｄ」と呼ぶ）。
【００４８】
分割は、前後方向中心、即ち、固定子２及び可動子３''の軸心を直交する面であって、アウタコア３０''，３０''が同じ幅となるように行われるため、可動子・板バネ積層構造体Ｃ，Ｄは線対称形である。尚、可動子・板バネ積層構造体Ｃ，Ｄは、基本形のリニアアクチュエータ１のアウタコア３０と同様にして作製することができる。その上で、可動子・板バネ積層構造体Ｃ，Ｄのアウタコア３０''、フランジ部材３１，３２、板バネ４１，４２は、全て同種の材料（例えば、ケイ素鋼板）で構成してもよいし、基本形のリニアアクチュエータ１と同様、異種の材料で構成してもよい。
【００４９】
つぎに、以上の構成からなるリニアアクチュエータ１''の組み立て作業について説明する。まず、永久磁石２１，２２が固着したインナコアにボビン２０を取り付け、該ボビン２０にコイル巻線２０１Ａ，２０１Ｂが巻回されたコア完成アッシーＫを準備しておく。
【００５０】
そして、コア完成アッシーＫの前方に前部スリーブ２３３を配置すると共に、コア完成アッシーＫの後方に後部スリーブ２３４を配置した状態で、シャフト２３の雄ねじ部２３２を可動子・板バネ積層構造体Ｃ、前部スリーブ２３３、ボビン２０、後部スリーブ２３４、可動子・板バネ積層構造体Ｄの順となるよう前方から後方に向かって挿通する。
【００５１】
最後に、シャフト２３の雄ねじ部２３２にナットＮを螺着させ、また、アウタコア３０''，３０''、フランジ部材３１，３２、板バネ４１，４２に共通して四隅に形成された貫通孔にボルトＢを通し、ナットＮを螺着させる。これにより、全パーツが一体化される。尚、可動子・板バネ積層構造体Ｃ，Ｄを一体化する手段としては、ボルトＢとナットＮとによる締結に限らず、例えば接着剤による接着や、例えば溶接による溶着でもよい。
【００５２】
そして、この状態で、前後の板バネ４１，４２によって、シャフト２３が水平支持されるようになり、アウタコア３０''の分割された磁極部３０１''，３０２''と、ボビン２０の永久磁石２１，２２との間に所定の間隔Ｃ１，Ｃ２が確実に維持されるようになる。
【００５３】
以上、第二実施形態に係るリニアアクチュエータ１''によれば、組み立て作業において、永久磁石２１，２２に磁極部３０１''，３０２''が磁着する事態が発生するものの、これが組み立て作業の作業性に影響を与えることはない。即ち、第二実施形態に係るリニアアクチュエータ１''によれば、固定子２と可動子３''との磁着によって組み立て作業の作業性が低下するといった問題はなく、簡単に組み立てることができる。
【００５４】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００５５】
例えば、上記第一及び第二実施形態においては、可動子・板バネ積層構造体Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが線対称形状となるよう、二等分に分割しているが、二等分である必要はなく、第一実施形態であれば、可動子・板バネ積層構造体Ａ，Ｂの一方が他方よりも大きくなっていてもよいし、第二実施形態であれば、可動子・板バネ積層構造体Ｃ，Ｄの一方が他方よりも大きくなっていてもよい。
【００５６】
また、上記第一及び第二実施形態においては、枠部４１１，４２１と、可撓部４１２，４２２とを有する板バネとしたが、枠部がなく、可撓部のみの板バネであってもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１…リニアアクチュエータ、２…固定子、３…可動子、２１，２２…永久磁石、３０１，３０２…磁極部、３０３，３０４…保持軸体、４１，４２…板バネ、５０…凹部、Ａ，Ｃ…一方の可動子・板バネ積層構造体、Ｂ，Ｄ…他方の可動子・板バネ積層構造体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インナコア、その端部に配置された永久磁石、並びにインナコアの周囲に巻回されるコイルを有する固定子と、該固定子の周囲に配置され、アウタコアを有する可動子と、アウタコアの軸心方向前側及び後側に配置され、固定子及び可動子を同一の軸心となるよう支持し且つ固定子に対して可動子をスラスト方向に往復動可能に弾性支持する板バネとを備えるリニアアクチュエータにおいて、
アウタコアは、軸心を含む又は軸心と平行な面で分割され、且つ、これに併せて、板バネも、軸心を含む又は軸心と平行な面で分割され、
分割された一方のアウタコア及び分割された一方の板バネが一体化されて一方の構造体が構成されると共に、分割された他方のアウタコア及び分割された他方の板バネが一体化されて他方の構造体が構成され、
両構造体は、互いに位置合わせ可能な状態で組み合わされることを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項２】
可動子は、アウタコアとで板バネを挟み込むフランジ部材をアウタコアの軸心方向前側及び後側に有し、該フランジ部材も、軸心を含む又は軸心と平行な面で分割され、分割された一方のアウタコア、分割された一方の板バネ及び分割された一方のフランジ部材が一体化されて一方の構造体が構成されると共に、分割された他方のアウタコア、分割された他方の板バネ及び分割された他方のフランジ部材が一体化されて他方の構造体が構成される請求項１に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項３】
インナコア、その端部に配置された永久磁石、並びにインナコアの周囲に巻回されるコイルを有する固定子と、該固定子の周囲に配置され、アウタコアを有する可動子と、アウタコアの軸心方向前側及び後側に配置され、固定子及び可動子を同一の軸心となるよう支持し且つ固定子に対して可動子をスラスト方向に往復動可能に弾性支持する板バネとを備えるリニアアクチュエータにおいて、
アウタコアは、軸心と直交する面で分割され、
分割された一方のアウタコア及び一方の板バネが一体化されて一方の構造体が構成されると共に、分割された他方のアウタコア及び他方の板バネが一体化されて他方の構造体が構成され、
両構造体は、互いに位置合わせ可能な状態で組み合わされることを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項４】
可動子は、アウタコアとで板バネを挟み込むフランジ部材をアウタコアの軸心方向前側及び後側に有し、分割された一方のアウタコア、一方の板バネ及び一方のフランジ部材が一体化されて一方の構造体が構成されると共に、分割された他方のアウタコア、他方の板バネ及び他方のフランジ部材が一体化されて他方の構造体が構成される請求項３に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項５】
インナコア、その端部に配置された永久磁石、インナコアを内部に収容するボビン、その端部に巻回されるコイル、並びにボビンの中央部に形成された貫通孔に挿通される段差付きのシャフトを有する固定子と、該固定子の周囲に配置され、アウタコアを有する可動子と、アウタコアの軸心方向前側及び後側に配置され、シャフトを挿通するための挿通孔が中心部に形成され、固定子及び可動子を同一の軸心となるよう支持し且つ固定子に対して可動子をスラスト方向に往復動可能に弾性支持する板バネとを備え、アウタコアは、軸心を含む又は軸心と平行な面で分割され、且つ、これに併せて、板バネも、中心部の挿通孔が分割されるように、軸心を含む又は軸心と平行な面で分割され、分割された一方のアウタコア及び分割された一方の板バネが一体化されて一方の構造体が構成されると共に、分割された他方のアウタコア及び分割された他方の板バネが一体化されて他方の構造体が構成されてなるリニアアクチュエータの組み立て方法であって、
固定子を挟み込むようにして、一方の構造体及び他方の構造体を合わせ込み、また、この際、分割された前側の板バネのそれぞれ分割された中心部がシャフトの段差部とボビンの軸心方向前側との間に配置され、且つ、分割された後側の板バネのそれぞれ分割された中心部がボビンの軸心方向後側に配置されるようにし、
次いで、シャフトの先端部に形成された雄ねじ部にナットを螺着させて締結し、また、この際、分割された前側の板バネのそれぞれ分割された中心部が互いにシャフトを囲うように合致した状態でシャフトの段差部とボビンの軸心方向前側との間で挟持され、且つ、分割された後側の板バネのそれぞれ分割された中心部が互いにシャフトを囲うように合致した状態でボビンの軸心方向後側とナットとの間で挟持されるようにし、
これにより、固定子、一方の構造体及び他方の構造体を一体化することを特徴とするリニアアクチュエータの組み立て方法。
【請求項６】
インナコア、その端部に配置された永久磁石、インナコアを内部に収容するボビン、その端部に巻回されるコイル、並びにボビンの中央部に形成された貫通孔に挿通される段差付きのシャフトを有する固定子と、該固定子の周囲に配置され、アウタコアを有する可動子と、アウタコアの軸心方向前側及び後側に配置され、シャフトを挿通するための挿通孔が中心部に形成され、固定子及び可動子を同一の軸心となるよう支持し且つ固定子に対して可動子をスラスト方向に往復動可能に弾性支持する板バネとを備え、アウタコアは、軸心と直交する面で分割され、分割された一方のアウタコア及び一方の板バネが一体化されて一方の構造体が構成されると共に、分割された他方のアウタコア及び他方の板バネが一体化されて他方の構造体が構成されてなるリニアアクチュエータの組み立て方法であって、
一方の構造体、ボビン、他方の構造体の順となるよう、一方の構造体における板バネの挿通孔、ボビンの貫通孔、他方の構造体における板バネの挿通孔に対し、シャフトを前方から後方に向かって挿通し、
次いで、一方の構造体及び他方の構造体を合わせ込みつつ、シャフトの先端部に形成された雄ねじ部にナットを螺着させて締結し、
これにより、固定子、一方の構造体及び他方の構造体を一体化することを特徴とするリニアアクチュエータの組み立て方法。
【請求項１】
インナコア、その端部に配置された永久磁石、並びにインナコアの周囲に巻回されるコイルを有する固定子と、該固定子の周囲に配置され、アウタコアを有する可動子と、アウタコアの軸心方向前側及び後側に配置され、固定子及び可動子を同一の軸心となるよう支持し且つ固定子に対して可動子をスラスト方向に往復動可能に弾性支持する板バネとを備えるリニアアクチュエータにおいて、
アウタコアは、軸心を含む又は軸心と平行な面で分割され、且つ、これに併せて、板バネも、軸心を含む又は軸心と平行な面で分割され、
分割された一方のアウタコア及び分割された一方の板バネが一体化されて一方の構造体が構成されると共に、分割された他方のアウタコア及び分割された他方の板バネが一体化されて他方の構造体が構成され、
両構造体は、互いに位置合わせ可能な状態で組み合わされることを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項２】
可動子は、アウタコアとで板バネを挟み込むフランジ部材をアウタコアの軸心方向前側及び後側に有し、該フランジ部材も、軸心を含む又は軸心と平行な面で分割され、分割された一方のアウタコア、分割された一方の板バネ及び分割された一方のフランジ部材が一体化されて一方の構造体が構成されると共に、分割された他方のアウタコア、分割された他方の板バネ及び分割された他方のフランジ部材が一体化されて他方の構造体が構成される請求項１に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項３】
インナコア、その端部に配置された永久磁石、並びにインナコアの周囲に巻回されるコイルを有する固定子と、該固定子の周囲に配置され、アウタコアを有する可動子と、アウタコアの軸心方向前側及び後側に配置され、固定子及び可動子を同一の軸心となるよう支持し且つ固定子に対して可動子をスラスト方向に往復動可能に弾性支持する板バネとを備えるリニアアクチュエータにおいて、
アウタコアは、軸心と直交する面で分割され、
分割された一方のアウタコア及び一方の板バネが一体化されて一方の構造体が構成されると共に、分割された他方のアウタコア及び他方の板バネが一体化されて他方の構造体が構成され、
両構造体は、互いに位置合わせ可能な状態で組み合わされることを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項４】
可動子は、アウタコアとで板バネを挟み込むフランジ部材をアウタコアの軸心方向前側及び後側に有し、分割された一方のアウタコア、一方の板バネ及び一方のフランジ部材が一体化されて一方の構造体が構成されると共に、分割された他方のアウタコア、他方の板バネ及び他方のフランジ部材が一体化されて他方の構造体が構成される請求項３に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項５】
インナコア、その端部に配置された永久磁石、インナコアを内部に収容するボビン、その端部に巻回されるコイル、並びにボビンの中央部に形成された貫通孔に挿通される段差付きのシャフトを有する固定子と、該固定子の周囲に配置され、アウタコアを有する可動子と、アウタコアの軸心方向前側及び後側に配置され、シャフトを挿通するための挿通孔が中心部に形成され、固定子及び可動子を同一の軸心となるよう支持し且つ固定子に対して可動子をスラスト方向に往復動可能に弾性支持する板バネとを備え、アウタコアは、軸心を含む又は軸心と平行な面で分割され、且つ、これに併せて、板バネも、中心部の挿通孔が分割されるように、軸心を含む又は軸心と平行な面で分割され、分割された一方のアウタコア及び分割された一方の板バネが一体化されて一方の構造体が構成されると共に、分割された他方のアウタコア及び分割された他方の板バネが一体化されて他方の構造体が構成されてなるリニアアクチュエータの組み立て方法であって、
固定子を挟み込むようにして、一方の構造体及び他方の構造体を合わせ込み、また、この際、分割された前側の板バネのそれぞれ分割された中心部がシャフトの段差部とボビンの軸心方向前側との間に配置され、且つ、分割された後側の板バネのそれぞれ分割された中心部がボビンの軸心方向後側に配置されるようにし、
次いで、シャフトの先端部に形成された雄ねじ部にナットを螺着させて締結し、また、この際、分割された前側の板バネのそれぞれ分割された中心部が互いにシャフトを囲うように合致した状態でシャフトの段差部とボビンの軸心方向前側との間で挟持され、且つ、分割された後側の板バネのそれぞれ分割された中心部が互いにシャフトを囲うように合致した状態でボビンの軸心方向後側とナットとの間で挟持されるようにし、
これにより、固定子、一方の構造体及び他方の構造体を一体化することを特徴とするリニアアクチュエータの組み立て方法。
【請求項６】
インナコア、その端部に配置された永久磁石、インナコアを内部に収容するボビン、その端部に巻回されるコイル、並びにボビンの中央部に形成された貫通孔に挿通される段差付きのシャフトを有する固定子と、該固定子の周囲に配置され、アウタコアを有する可動子と、アウタコアの軸心方向前側及び後側に配置され、シャフトを挿通するための挿通孔が中心部に形成され、固定子及び可動子を同一の軸心となるよう支持し且つ固定子に対して可動子をスラスト方向に往復動可能に弾性支持する板バネとを備え、アウタコアは、軸心と直交する面で分割され、分割された一方のアウタコア及び一方の板バネが一体化されて一方の構造体が構成されると共に、分割された他方のアウタコア及び他方の板バネが一体化されて他方の構造体が構成されてなるリニアアクチュエータの組み立て方法であって、
一方の構造体、ボビン、他方の構造体の順となるよう、一方の構造体における板バネの挿通孔、ボビンの貫通孔、他方の構造体における板バネの挿通孔に対し、シャフトを前方から後方に向かって挿通し、
次いで、一方の構造体及び他方の構造体を合わせ込みつつ、シャフトの先端部に形成された雄ねじ部にナットを螺着させて締結し、
これにより、固定子、一方の構造体及び他方の構造体を一体化することを特徴とするリニアアクチュエータの組み立て方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２３３２９８（Ｐ２０１０−２３３２９８Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７６２２０（Ｐ２００９−７６２２０）
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（０００００２０５９）シンフォニアテクノロジー株式会社 (1,111)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（０００００２０５９）シンフォニアテクノロジー株式会社 (1,111)
【Ｆターム（参考）】
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