KR20160133431A

KR20160133431A - 리니어 액추에이터

Info

Publication number: KR20160133431A
Application number: KR1020167023838A
Authority: KR
Inventors: 다다시 다케다; 히로시 기타하라; 다케시 스에
Original assignee: 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤
Priority date: 2014-03-17
Filing date: 2015-03-17
Publication date: 2016-11-22
Also published as: WO2015141648A1; US10411575B2; CN106104992A; EP3236565A1; EP3121946A4; CN106104992B; US20170110952A1; EP3121946A1

Abstract

본원은 가동체의 구동에 자기 구동 기구를 사용하고, 또한 스프링 부재를 가동체에 접속한 경우에도, 가동체의 공진을 효과적으로 억제할 수 있는 리니어 액추에이터를 제공한다. 구체적으로는, 리니어 액추에이터(1)는, 고정체(2)와, 가동체(6)와, 가동체(6)와 고정체(2)에 접속된 스프링 부재(8)와, 가동체(6)를 축선(L) 방향으로 구동하는 자기 구동 기구(5)를 갖고 있다. 또한, 고정체(2)와 가동체(6)의 사이에는, 축선(L) 상의 위치 및 축선(L)을 둘러싸는 위치 중 적어도 한쪽에 실리콘 겔 등을 포함하는 겔상 댐퍼 부재(9)가 배치되어 있다. 예를 들어, 고정체(2)에 있어서 가동체(6)와 대향하는 베이스(4)와 가동체(6)에 축선(L) 방향으로 사이에 끼워진 위치에 겔상 댐퍼 부재(9)가 배치되어 있다. 겔상 댐퍼 부재(9) 중, 제1 겔상 댐퍼 부재(91)는 축선(L) 상에 위치하고, 제2 겔상 댐퍼 부재(92)는 축선(L)을 둘러싸도록 복수 배치되어 있다.

Description

리니어 액추에이터 {LINEAR ACTUATOR}

본 발명은 자기 구동 기구를 구비한 리니어 액추에이터에 관한 것이다.

리니어 액추에이터로서, 가동체로서의 플런저를 축선 방향으로 구동하는 데 있어서, 코일 및 영구 자석을 구비한 자기 구동 기구를 설치함과 함께, 플런저와 동축형의 코일 스프링을 플런저에 맞닿게 한 구성이 제안되어 있다(특허문헌 1 참조).

또한, 리니어 액추에이터로서, 가동체를 축선 방향으로 구동하는 데 있어서, 코일 및 영구 자석을 구비한 자기 구동 기구를 설치함과 함께, 가동체와 고정체의 사이에 박판형의 탄성 부재나 코일 스프링을 포함하는 탄성 부재를 배치한 구성이 제안되어 있다(특허문헌 2 참조).

일본 특허 공개 제2002-78310호 공보 일본 특허 공개 제2006-7161호 공보

특허문헌 1에 기재된 구성과 같이, 가동체의 구동에 자기 구동 기구를 사용하고, 또한 코일 스프링을 가동체에 맞닿게 한 경우, 가동체를 왕복 이동시키는 주파수에 따라서는, 공진이 발생하여, 가동체의 동작을 제어할 수 없게 된다고 하는 문제점이 있다.

특허문헌 2에 기재된 구성과 같이, 가동체의 구동에 자기 구동 기구를 사용하고, 또한 탄성 부재를 가동체와 고정체의 사이에 설치한 경우, 가동체를 왕복 이동시키는 주파수에 따라서는, 공진이 발생하여, 가동체의 동작을 제어할 수 없게 된다고 하는 문제점이 있다.

이상의 문제점에 비추어, 본 발명(제1 및 제2 발명)의 과제는, 가동체의 구동에 자기 구동 기구를 사용하고, 또한 스프링 부재를 가동체에 접속한 경우에도, 가동체의 공진을 효과적으로 억제할 수 있는 리니어 액추에이터를 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 제1 발명에 관한 리니어 액추에이터는, 고정체와, 가동체와, 상기 가동체와 상기 고정체에 접속되고, 상기 고정체에 대하여 상기 가동체를 축선 방향으로 이동 가능하게 지지하는 스프링 부재와, 상기 가동체를 상기 축선 방향으로 구동하는 자기 구동 기구와, 상기 가동체의 중심축선 상의 위치 및 상기 중심축선을 둘러싸는 위치 중 적어도 한쪽에 있어서 상기 고정체와 상기 가동체의 사이에 배치된 겔상 댐퍼 부재를 갖고 있는 것을 특징으로 한다.

제1 발명에서는, 가동체의 구동에 자기 구동 기구를 사용하고, 또한 스프링 부재를 가동체 및 고정체와의 사이에 접속하고 있기 때문에, 자기 구동 기구에 의한 추진력과 스프링 부재의 압박력을 이용하여, 가동체를 축선 방향으로 구동할 수 있다. 이러한 구성에서도, 본 발명에서는 고정체와 가동체의 사이에 겔상 댐퍼 부재가 설치되어 있기 때문에, 가동체의 공진을 억제할 수 있다. 또한, 겔상 댐퍼 부재는, 축선 상의 위치 및 축선을 둘러싸는 위치 중 적어도 한쪽에 설치되어 있기 때문에, 가동체의 공진을 효과적으로 억제할 수 있다.

제1 발명에 있어서, 상기 스프링 부재는, 상기 고정체에 연결된 고정체측 연결부와, 상기 가동체에 연결된 가동체측 연결부와, 상기 고정체측 연결부와 상기 가동체측 연결부에 접속된 아암부를 구비한 판형 스프링 부재인 것이 바람직하다. 이러한 구성에 따르면, 스프링 부재가 축선 방향으로 차지하는 부위가 좁아도 충분하다.

제1 발명에 있어서, 상기 겔상 댐퍼 부재는, 상기 가동체 및 상기 고정체의 쌍방에 접착 고정되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 따르면, 가동체의 이동에 수반하여 겔상 댐퍼 부재가 이동하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 겔상 댐퍼 부재가 설치되어 있는 부분에 있어서, 가동체가 고정체로부터 이격되는 방향으로 이동한 경우에도, 이러한 이동에 추종하여 겔상 댐퍼 부재가 변형되어, 가동체의 공진을 효과적으로 억제할 수 있다.

제1 발명에 있어서, 상기 고정체는, 상기 가동체에 대하여 상기 축선 방향으로 대향하는 고정체측 대향부를 구비하고, 상기 겔상 댐퍼 부재는, 상기 축선 방향에 있어서 상기 고정체측 대향부와 상기 가동체의 사이에 배치되어 있는 구성을 채용할 수 있다.

제1 발명에 있어서, 상기 겔상 댐퍼 부재는, 침입도가 90도 내지 110도인 것이 바람직하다. 이러한 구성에 따르면, 겔상 댐퍼 부재는, 댐퍼 기능을 발휘하는 데 충분한 탄성을 가짐과 함께, 겔상 댐퍼 부재가 파단되어 비산되는 사태가 발생하기 어렵다.

제1 발명에 있어서, 상기 가동체는, 상기 중심축선 상에서 상기 고정체측 대향부를 향하여 돌출된 축부를 구비하고, 상기 겔상 댐퍼 부재는, 상기 축선 방향에 있어서 상기 축부의 상기 고정체측 대향부측의 단부면과 상기 고정체측 대향부의 사이에 배치되어 있는 구성을 채용할 수 있다.

제1 발명에 있어서, 상기 가동체는, 상기 중심축선 상에서 상기 고정체측 대향부를 향하여 돌출된 축부를 구비하고, 상기 겔상 댐퍼 부재는, 상기 축부를 둘러싸도록 배치되어 있는 구성을 채용해도 된다.

제1 발명에 있어서, 상기 가동체는, 한쪽 단부에 의해 상기 축부를 구성하는 샤프트와, 상기 자기 구동 기구를 구성하고, 상기 샤프트가 내측에 끼워진 중앙 구멍이 형성된 영구 자석과, 해당 영구 자석에 상기 축선 방향의 일방측에서 맞닿는 단판부(端板部) 및 상기 영구 자석을 직경 방향 외측에서 덮는 통부를 구비한 요크와, 해당 영구 자석의 상기 축선 방향의 타방측에서 상기 중앙 구멍의 둘레에 맞닿는 와셔를 갖고, 상기 샤프트는, 상기 축선 방향의 일방측에서 상기 단판부에 용접되고, 상기 축선 방향의 타방측에서 상기 와셔와 용접되어 있는 구성을 채용할 수 있다.

제1 발명에 있어서, 상기 고정체는, 상기 중심축선 상에서 연장되는 지지축을 구비하고, 상기 가동체는, 상기 중심축선 상에서 연장되어 상기 지지축이 내측에 위치하는 축 구멍을 구비하고, 상기 겔상 댐퍼 부재는, 상기 지지축의 외주면과 상기 축 구멍의 내주면의 사이에 통형으로 배치되어 있는 구성을 채용해도 된다.

이 경우, 상기 가동체는, 상기 축 구멍을 구비한 통형 슬리브와, 상기 자기 구동 기구를 구성하고, 상기 통형 슬리브가 내측에 끼워진 중앙 구멍이 형성된 영구 자석과, 해당 영구 자석에 상기 축선 방향의 일방측에서 맞닿는 단판부 및 상기 영구 자석을 직경 방향 외측에서 덮는 통부를 구비한 요크와, 해당 영구 자석의 상기 축선 방향의 타방측에서 상기 중앙 구멍의 둘레에 맞닿는 와셔를 갖고, 상기 통형 슬리브는, 상기 축선 방향의 일방측에서 상기 단판부에 용접되고, 상기 축선 방향의 타방측에서 상기 와셔와 용접되어 있는 구성을 채용할 수 있다.

제1 발명에 있어서, 상기 겔상 댐퍼 부재는, 예를 들어 실리콘 겔을 포함한다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 제2 발명에 관한 리니어 액추에이터는, 고정체와, 가동체와, 상기 가동체와 상기 고정체에 접속되고, 상기 고정체에 대하여 상기 가동체를 축선 방향으로 이동 가능하게 지지하는 스프링 부재와, 상기 가동체를 상기 축선 방향으로 구동하는 자기 구동 기구와, 상기 고정체와 상기 가동체의 사이에 배치된 겔상 댐퍼 부재를 갖고, 상기 가동체의 무게 중심 위치와 상기 가동체에 대한 상기 스프링 부재의 접속 위치가 상기 축선 방향에 있어서 이격되어 있는 것을 특징으로 한다.

제2 발명에서는, 가동체의 구동에 자기 구동 기구를 사용하고, 또한 스프링 부재를 가동체 및 고정체의 사이에 접속하고 있기 때문에, 자기 구동 기구에 의한 추진력과 스프링 부재의 압박력을 이용하여, 가동체를 축선 방향으로 구동할 수 있다. 이러한 구성에서도, 본 발명에서는 고정체와 가동체의 사이에 겔상 댐퍼 부재가 설치되어 있기 때문에, 가동체의 공진을 억제할 수 있다. 또한, 가동체의 무게 중심 위치와 가동체에 대한 스프링 부재의 접속 위치가 축선 방향에 있어서 이격되어 있기 때문에, 가동체에 경사 진동이 발생하였을 때에도, 스프링 부재에는 직경 방향으로 변위하는 힘이 가해진다. 이로 인해, 가동체의 경사 진동이 작아지므로, 가동체의 경사 진동에 기인하는 가동체와 고정체의 충돌에 기인하는 이음(異音)의 발생이나 신뢰성의 저하를 억제할 수 있다.

제2 발명에 있어서, 상기 스프링 부재는, 상기 축선 방향을 따르는 방향으로 판 두께 방향을 향한 판형 스프링 부재이며, 상기 고정체에 연결된 고정체측 연결부와, 상기 가동체에 연결된 가동체측 연결부와, 상기 고정체측 연결부와 상기 가동체측 연결부에 접속된 아암부를 구비하고 있는 구성을 채용할 수 있다. 이러한 구성에 따르면, 스프링 부재가 축선 방향으로 차지하는 부위가 좁아도 충분하다. 또한, 가동체에 경사 진동이 발생하였을 때, 스프링 부재의 아암부에는, 직경 방향으로 변위하려고 하는 힘이 가해지지만, 아암부의 직경 방향으로의 변위에 대한 공진 주파수가 높다. 이로 인해, 가동체에 경사 진동이 발생하였을 때에도, 공진이 발생하기 어렵다. 그로 인해, 가동체의 경사 진동이 작으므로, 가동체의 경사 진동에 기인하는 가동체와 고정체의 충돌에 기인하는 이음의 발생이나 신뢰성의 저하를 억제할 수 있다.

제2 발명에 있어서, 상기 자기 구동 기구는, 상기 가동체에 설치된 영구 자석과, 상기 고정체에 설치되고, 상기 영구 자석에 직경 방향으로 대향하는 코일을 구비하고 있는 구성을 채용할 수 있다.

제2 발명에 있어서, 상기 겔상 댐퍼 부재는, 상기 가동체의 중심축선 상의 위치 및 상기 중심축선을 둘러싸는 위치 중 적어도 한쪽에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 따르면, 가동체의 공진을 효과적으로 억제할 수 있다.

제2 발명에 있어서, 상기 고정체는, 상기 가동체에 대하여 상기 축선 방향으로 대향하는 고정체측 대향부를 구비하고, 상기 겔상 댐퍼 부재는, 상기 축선 방향에 있어서 상기 고정체측 대향부와 상기 가동체의 사이에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

제2 발명에 있어서, 상기 가동체는, 상기 중심축선 상에서 상기 고정체측 대향부를 향하여 돌출된 축부를 구비하고, 상기 겔상 댐퍼 부재는, 상기 축선 방향에 있어서 상기 축부의 상기 고정체측 대향부측의 단부면과 상기 고정체측 대향부의 사이에 배치되어 있는 구성을 채용할 수 있다.

제2 발명에 있어서, 상기 겔상 댐퍼 부재는, 상기 중심축선을 둘러싸는 3군데에 배치되어 있는 구성을 채용해도 된다.

제2 발명에 있어서, 상기 고정체는, 상기 중심축선 상에서 연장되는 지지축을 구비하고, 상기 가동체는, 상기 중심축선 상에서 연장되어 상기 지지축이 내측에 위치하는 축 구멍을 구비하고, 상기 겔상 댐퍼 부재는, 상기 지지축의 외주면과 상기 축 구멍의 내주면의 사이에 통형으로 배치되어 있는 구성을 채용해도 된다.

제2 발명에 있어서, 상기 겔상 댐퍼 부재는, 상기 가동체 및 상기 고정체의 쌍방에 고정되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 따르면, 가동체의 이동에 수반하여 겔상 댐퍼 부재가 이동하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 겔상 댐퍼 부재가 설치되어 있는 부분에 있어서, 가동체가 고정체로부터 이격되는 방향으로 이동한 경우에도, 이러한 이동에 추종하여 겔상 댐퍼 부재가 변형되어, 가동체의 공진을 효과적으로 억제할 수 있다.

제2 발명에 있어서, 상기 겔상 댐퍼 부재는, 예를 들어 실리콘 겔을 포함한다.

제2 발명에 있어서, 상기 겔상 댐퍼 부재는, 침입도가 90도 내지 110도인 것이 바람직하다. 이러한 구성에 따르면, 겔상 댐퍼 부재는, 댐퍼 기능을 발휘하기에 충분한 탄성을 가짐과 함께, 겔상 댐퍼 부재가 파단되어 비산되는 사태가 발생하기 어렵다.

제1 발명에서는, 가동체의 구동에 자기 구동 기구를 사용하고, 또한 스프링 부재를 가동체 및 고정체와의 사이에 접속하고 있기 때문에, 자기 구동 기구에 의한 추진력과 스프링 부재의 압박력을 이용하여, 가동체를 축선 방향으로 구동할 수 있다. 이러한 구성에서도, 본 형태에서는 고정체와 가동체의 사이에 겔상 댐퍼 부재가 설치되어 있기 때문에, 가동체의 공진을 억제할 수 있다. 또한, 겔상 댐퍼 부재는, 축선 상의 위치 및 축선을 둘러싸는 위치 중 적어도 한쪽에 설치되어 있기 때문에, 가동체의 공진을 효과적으로 억제할 수 있다.

제2 발명에서는, 가동체의 구동에 자기 구동 기구를 사용하고, 또한 스프링 부재를 가동체 및 고정체와의 사이에 접속하고 있기 때문에, 자기 구동 기구에 의한 추진력과 스프링 부재의 압박력을 이용하여, 가동체를 축선 방향으로 구동할 수 있다. 이러한 구성에서도, 본 발명에서는 고정체와 가동체의 사이에 겔상 댐퍼 부재가 설치되어 있기 때문에, 가동체의 공진을 억제할 수 있다. 또한, 가동체의 무게 중심 위치와 가동체에 대한 스프링 부재의 접속 위치가 축선 방향에 있어서 이격되어 있기 때문에, 가동체에 경사 진동이 발생하였을 때에도, 가동체의 경사 진동이 작으므로, 가동체의 경사 진동에 기인하는 가동체와 고정체의 충돌에 기인하는 이음의 발생이나 신뢰성의 저하를 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 리니어 액추에이터의 설명도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 관한 리니어 액추에이터를 잘게 분해한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 리니어 액추에이터의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태 2에 관한 리니어 액추에이터의 설명도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태 2에 관한 리니어 액추에이터를 잘게 분해한 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태 2에 관한 리니어 액추에이터의 단면도이다.

도면을 참조하여, 본 발명(제1 및 제2 발명)의 실시 형태를 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 축선(L)이란 가동체(6)의 중심축선이고, 축선(L)은 가동체(6)의 무게 중심을 통과하고 있다. 또한, 이하의 설명에서는, 축선(L)이 연장되는 방향(축선 방향)에 있어서, 가동체(6)가 위치하는 측을 일방측(L1)이라고 하고, 고정체(2)의 베이스(4)가 위치하는 측을 타방측(L2)이라고 하여 설명한다. 또한, 제2 발명의 기본적인 구성은, 제1 발명의 구성과 거의 마찬가지이기 때문에, 동일한 도면을 사용하여 설명하고, 공통되는 부분에는 동일한 부호를 부여하였다.

[본 발명(제1 및 제2 발명)의 실시 형태 1]

(전체 구성)

도 1은, 본 발명의 실시 형태 1에 관한 리니어 액추에이터의 설명도이며, 도 1의 (a), (b)는, 리니어 액추에이터의 사시도 및 리니어 액추에이터의 분해 사시도이다. 도 2는, 본 발명의 실시 형태 1에 관한 리니어 액추에이터를 잘게 분해한 분해 사시도이다. 도 3은, 본 발명의 실시 형태 1에 관한 리니어 액추에이터의 단면도이다.

도 1, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 본 형태의 리니어 액추에이터(1)는, 고정체(2)와, 가동체(6)와, 가동체(6)와 고정체(2)에 접속된 스프링 부재(8)를 갖고 있으며, 스프링 부재(8)는, 고정체(2)에 대하여 가동체(6)를 축선(L) 방향으로 이동 가능하게 지지하고 있다. 또한, 리니어 액추에이터(1)는, 가동체(6)를 축선(L) 방향으로 구동하는 자기 구동 기구(5)를 갖고 있다. 이러한 리니어 액추에이터(1)는, 예를 들어 휴대 전화기 등의 분야에 있어서 착신 등을 진동에 의해 통지하는 디바이스 등으로서 사용된다.

(고정체(2)의 구성)

고정체(2)는, 자기 구동 기구(5)를 구성하는 코일(51)이 권회된 코일 보빈(3)과, 축선(L) 방향의 타방측(L2)(도면에서는 하측)에서 코일 보빈(3)을 유지하는 베이스(4)를 갖고 있다. 코일 보빈(3)은, 코일(51)이 권회된 원통형의 동체부(31)와, 동체부(31)의 양측에서 직경이 확대되는 플랜지부(32, 33)와, 동체부(31)로부터 연속하여 플랜지부(33)보다 베이스(4)가 위치하는 측을 향하여 돌출된 돌출부(35)를 구비하고 있고, 코일 보빈(3)은 돌출부(35)를 통하여 베이스(4)에 연결되어 있다. 돌출부(35)에는, 코일(51)의 단부가 매인 단자부(361, 362)가 형성되어 있고, 단자부(361, 362)에 있어서, 코일(51)의 단부가 배선 기판(29)에 접속되어 있다.

베이스(4)는 대략 원반형이며, 배선 기판(29)이 배치되는 절결부(49)가 형성되어 있다. 베이스(4)의 축선(L) 방향의 일방측(L1)(도면에서는 상측)의 면에는, 축선(L) 상에 위치하는 중앙에 원형의 제1 오목부(41)가 형성되어 있음과 함께, 축선(L)을 둘러싸도록 제2 오목부(42)가 형성되어 있다. 본 형태에 있어서, 제2 오목부(42)는, 축선(L)을 둘러싸도록 둘레 방향의 3군데에 등각도 간격으로 형성되어 있고, 3개의 제2 오목부(42)는, 축선(L)으로부터의 거리(제1 오목부(41)로부터의 거리)가 동등하다.

이러한 제1 오목부(41) 및 제2 오목부(42)는, 후술하는 겔상 댐퍼 부재(9)(제1 겔상 댐퍼 부재(91) 및 제2 겔상 댐퍼 부재(92))를 배치하기 위한 오목부이다.

(가동체(6)의 구성)

가동체(6)는, 자기 구동 기구(5)를 구성하는 영구 자석(53)의 중앙 구멍(530)에 끼워진 샤프트(63)와, 영구 자석(53)을 덮는 요크(67)를 갖고 있으며, 샤프트(63)는, 가동체(6)의 중심축선(축선(L)) 상에서 축선(L) 방향으로 연장되어 있다. 요크(67)는, 축선(L) 방향의 일방측(L1)에서 영구 자석(53)에 맞닿는 원판형의 단판부(671)와, 단판부(671)의 외측 테두리로부터 축선(L) 방향의 타방측(L2)으로 연장되는 원통형의 통부(672)를 갖고 있으며, 통부(672)는, 영구 자석(53)의 외주면에 소정의 간격을 두고 영구 자석(53)을 직경 방향 외측에서 덮고 있다. 본 형태에 있어서, 가동체(6)는, 통부(672)의 내주면 및 단판부(671)의 축선(L) 방향의 타방측(L2)에 접착 등의 방법으로 고정된 원환형의 스페이서(65)를 갖고 있다.

요크(67)의 단판부(671)의 중앙에는, 축선(L) 방향의 타방측(L2)에 오목한 원형의 오목부(674)가 형성되고, 이러한 오목부(674)의 중앙에는 구멍(675)이 형성되어 있다.

본 형태에서는 샤프트(63)의 축선(L) 방향의 일방측(L1)의 단부는, 구멍(675)에 끼워진 상태에서 둘레 방향의 복수 지점(S1)에서 용접되고, 이러한 용접에 의해 샤프트(63)와 요크(67)가 연결되어 있다.

또한, 가동체(6)는, 영구 자석(53)의 축선(L) 방향의 타방측(L2)에서 중앙 구멍(530)의 둘레에 맞닿는 와셔(66)를 갖고 있으며, 샤프트(63)의 축선(L) 방향의 타방측(L2)의 단부는, 둘레 방향의 복수 지점(S2)에서 와셔(66)의 축선(L) 방향의 타방측(L2)의 면과 용접되어 있다. 그 결과, 영구 자석(53)은, 와셔(66)와 요크(67)의 단판부(671)의 사이에 고정되어 있다.

본 형태에 있어서, 영구 자석(53)은, 축선(L) 방향에 있어서 원판형의 코어(538)를 양측으로부터 무는 2개의 자석편(531, 532)을 포함한다.

가동체(6)는, 축선(L) 방향의 타방측(L2)의 단부에 커버(61)를 갖고 있다. 커버(61)는, 원형의 저판부(611)와, 저판부(611)의 외측 테두리로부터 축선(L) 방향의 일방측(L1)으로 돌출된 측판부(612)를 갖고 있다. 저판부(611)는, 코일 보빈(3)의 플랜지부(33)와 베이스(4)의 사이에 위치한다. 이로 인해, 저판부(611)에는, 코일 보빈(3)의 돌출부(35)를 축선(L) 방향의 일방측(L1)으로 돌출시키는 개구부(613)가 형성되어 있다. 또한, 저판부(611)에는, 베이스(4)의 제2 오목부(42)와 겹치는 3군데에 오목부(614)가 형성되어 있다.

(스프링 부재(8)의 구성)

스프링 부재(8)는, 고정체(2)에 연결된 고정체측 연결부(81)와, 가동체(6)에 연결된 가동체측 연결부(82)와, 고정체측 연결부(81)와 가동체측 연결부(82)에 접속된 복수개의 아암부(83)를 구비한 판형 스프링 부재이며, 축선(L)을 따르는 방향으로 판 두께 방향을 향하고 있다. 본 형태에 있어서, 가동체측 연결부(82)는 원환형이며, 고정체측 연결부(81) 및 아암부(83)보다 직경 방향 외측에 위치한다. 고정체측 연결부(81)는 둘레 방향으로 3개로 분할되어 있고, 3개의 고정체측 연결부(81)의 각각으로부터 아암부(83)가 둘레 방향으로 연장되어 있다. 이러한 3개의 고정체측 연결부(81)는 모두, 코일 보빈(3)의 플랜지부(33)의 축선(L) 방향의 타방측(L2)의 면에 접착이나 용접 등의 방법에 의해 연결되어 있다.

본 형태에 있어서, 가동체측 연결부(82)는, 커버(61)의 측판부(612)와 요크(67)의 통부(672)의 사이에 끼워져 있고, 둘레 방향의 복수 지점(S3)에서의 용접에 의해 커버(61) 및 요크(67)에 연결되어 있다.

커버(61)의 측판부(612)와 요크(67)의 통부(672)를 용접하여 결합한 상태에서, 샤프트(63)의 축선(L) 방향의 타방측(L2)의 단부는, 가동체(6)(커버(61))로부터 축선(L) 방향의 타방측(L2)(베이스(4)측)으로 돌출되는 축부(631)를 구성하고, 축부(631)의 축선(L) 방향의 타방측(L2)의 단부면(630)(베이스(4)측의 단부면(630))은, 베이스(4)의 제1 오목부(41)에 대하여 축선(L) 방향의 일방측(L1)에서 대향한다.

이와 같이 구성한 스프링 부재(8)(판형 스프링 부재)의 아암부(83)에서는, 가동체(6)의 직경 방향으로의 변위에 대한 스프링 상수가, 가동체(6)의 축선(L) 방향으로의 변위에 대한 스프링 상수보다 크다. 이로 인해, 스프링 부재(8)의 아암부(83)에서는, 가동체(6)의 직경 방향으로의 변위에 대한 공진 주파수가, 가동체(6)의 축선(L) 방향으로의 변위에 대한 공진 주파수보다 높다.

(가동체(6)의 무게 중심(G)과 가동체(6)에 대한 스프링 부재(8)의 접속 위치(C)와의 위치 관계)

본 형태의 리니어 액추에이터(1)에 있어서, 가동체(6)에서는, 샤프트(63)가 영구 자석(53)의 중앙 구멍(530)에 끼워져 있음과 함께, 요크(67)의 단판부(671)가 축선(L) 방향의 일방측(L1)에서 영구 자석(53)에 맞닿아 있다. 또한, 가동체(6)에서는, 요크(67)의 통부(672)에 커버(61)가 접속되어 있다. 이로 인해, 가동체(6)의 무게 중심(G)(도 3 참조)은, 축선(L) 상에 있어서, 샤프트(63)의 축선(L) 방향의 중앙보다 일방측(L1)에 위치한다. 그 결과, 가동체(6)의 무게 중심(G)은, 자기 구동 기구(5)의 축선(L) 방향의 자기적 중심(영구 자석(53)의 축선(L) 방향의 중심 위치, 코어(538)의 위치)보다 축선(L) 방향의 일방측(L1)에 위치한다. 여기서, 스프링 부재(8)의 가동체측 연결부(82)는, 커버(61)의 측판부(612)와 요크(67)의 통부(672)의 타방측(L2)의 단부의 사이에 끼워져 있다. 이로 인해, 스프링 부재(8)의 가동체(6)에의 접속 위치(C)(도 3 참조)는, 가동체(6)의 무게 중심(G)에 대하여 축선(L) 방향에 있어서 타방측(L2)에 위치하고 있고, 가동체(6)의 무게 중심(G)의 위치와 가동체(6)에 대한 스프링 부재(8)의 접속 위치(C)가 축선(L) 방향에 있어서 이격되어 있다.

(겔상 댐퍼 부재(9)의 구성)

본 형태의 리니어 액추에이터(1)에 있어서, 고정체(2)와 가동체(6)의 사이에는 겔상 댐퍼 부재(9)가 배치되어 있다. 이러한 겔상 댐퍼 부재(9)는, 축선(L) 상의 위치 및 축선(L)을 둘러싸는 위치 중 적어도 한쪽에 있어서 고정체(2)와 가동체(6)의 사이에는 배치되어 있다. 본 형태에 있어서는, 축선(L) 상의 위치 및 축선(L)을 둘러싸는 위치의 쌍방에 있어서 고정체(2)와 가동체(6)의 사이에는 겔상 댐퍼 부재(9)가 배치되어 있다.

보다 구체적으로는, 고정체(2)에 있어서, 베이스(4)는, 가동체(6)에 대하여 축선(L) 방향의 타방측(L2)에서 대향하는 고정체측 대향부로 되어 있고, 축선(L) 방향에 있어서, 베이스(4)와 가동체(6)의 사이에는 겔상 댐퍼 부재(9)가 배치되어 있다.

본 형태에 있어서는, 우선, 베이스(4)의 제1 오목부(41)에는, 겔상 댐퍼 부재(9)로서, 원기둥형의 제1 겔상 댐퍼 부재(91)가 배치되어 있고, 이러한 제1 겔상 댐퍼 부재(91)는, 축선(L) 상에서 가동체(6)로부터 돌출되는 샤프트(63)의 축부(631)의 단부면(630)과 베이스(4)의 사이에 위치한다. 이로 인해, 제1 겔상 댐퍼 부재(91)는, 축선(L) 방향에 있어서 스프링 부재(8)의 접속 위치(C)에 대하여 무게 중심(G)과는 반대측에 배치되어 있다. 제1 겔상 댐퍼 부재(91)는, 축선(L) 방향의 일방측(L1)의 면이 샤프트(63)의 단부면(630)에 접착제에 의해 고정되고, 타방측(L2)의 면은, 베이스(4)의 제1 오목부(41)의 저부에 접착제에 의해 고정되어 있다.

또한, 베이스(4)의 3개의 제2 오목부(42)에는, 겔상 댐퍼 부재(9)로서, 원기둥형의 제2 겔상 댐퍼 부재(92)가 각각 배치되어 있고, 제2 겔상 댐퍼 부재(92)는, 축선(L) 방향에 있어서, 가동체(6)의 커버(61)와 베이스(4)의 사이에 위치한다. 이로 인해, 제2 겔상 댐퍼 부재(92)는, 축선(L) 방향에 있어서 스프링 부재(8)의 접속 위치(C)에 대하여 무게 중심(G)과는 반대측에 배치되어 있다.

이러한 제2 겔상 댐퍼 부재(92)는, 축선(L)을 둘러싸도록 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 베이스(4)의 제2 오목부(42)는, 축선(L) 둘레의 3군데에 등각도 간격으로 형성되어 있고, 제2 겔상 댐퍼 부재(92)는, 축선(L) 둘레의 3군데에 등각도 간격으로 배치되어 있다. 제2 겔상 댐퍼 부재(92)는, 축선(L) 방향의 일방측(L1)의 면이 커버(61)에 있어서 오목부(614)가 형성되어 있는 지점의 이면측에 접착되고, 타방측(L2)의 면은, 베이스(4)의 제2 오목부(42)의 저부에 접착되어 있다.

본 형태에 있어서, 겔상 댐퍼 부재(9)는, 침입도가 90도 내지 110도인 실리콘 겔을 포함한다. 침입도란, JIS-K-2207이나 JIS-K-2220에서 규정되어 있는 바와 같이, 25℃에서 9.38g의 총 하중을 가한 1/4 콘의 바늘이 5초간 들어가는 깊이를 1/10mm 단위로 나타낸 값이며, 이 값이 작을수록 단단한 것을 의미한다.

(동작)

본 형태의 리니어 액추에이터(1)에 있어서, 코일(51)로의 통전을 휴지하고 있는 기간, 가동체(6)는, 가동체(6)의 질량과 스프링 부재(8)의 유지력(압박력)이 균형잡힌 원점 위치에 있다. 이 상태에서, 코일(51)에 통전하면, 가동체(6)는, 자기 구동 기구(5)에 의해 추진력을 받아, 스프링 부재(8)의 압박력에 저항하여, 축선(L) 방향의 일방측(L1)으로 이동한다. 그 때의 이동량은, 코일(51)에 공급되는 전류값과, 스프링 부재(8)의 압박력에 의해 규정된다. 그리고, 코일(51)로의 통전을 정지하면, 스프링 부재(8)의 압박력에 의해 원점 위치로 복귀된다. 따라서, 코일(51)로의 통전을 단속적으로 행하면, 가동체(6)는 축선(L) 방향으로 왕복 이동을 반복한다.

또한, 코일(51)에 대하여 일정한 전류를 공급하면, 가동체(6)는, 코일(51)에 공급된 전류값과 스프링 부재(8)의 압박력에 의해 규정된 위치에서 정지한다.

(제1 발명의 본 형태의 동작 및 주요 효과)

본 형태의 리니어 액추에이터(1)에 있어서, 가동체(6)를 왕복 이동시킬 때의 주파수에 따라서는, 가동체(6)가, 가동체(6)의 질량과 스프링 부재(8)의 스프링 상수에 대응하는 주파수에서 공진하는 경우가 있지만, 본 형태에서는 고정체(2)의 베이스(4)(고정체측 대향부)와 가동체(6)의 커버(61)의 사이에 겔상 댐퍼 부재(9)(제1 겔상 댐퍼 부재(91) 및 제2 겔상 댐퍼 부재(92))가 설치되어 있고, 이러한 겔상 댐퍼 부재(90)는, 가동체(6)의 이동에 추종하여 변형되면서 가동체(6)의 진동을 흡수한다. 이로 인해, 가동체(6)의 공진을 억제할 수 있다.

또한, 겔상 댐퍼 부재(9) 중, 제1 겔상 댐퍼 부재(91)는 가동체(6)의 중심축선(축선(L)) 상의 위치에 설치되고, 제2 겔상 댐퍼 부재(92)는 가동체(6)의 중심축선(축선(L))을 둘러싸는 3군데에 설치되어 있다. 이로 인해, 겔상 댐퍼 부재(9)는 가동체(6)의 공진을 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 겔상 댐퍼 부재(9)(제1 겔상 댐퍼 부재(91) 및 제2 겔상 댐퍼 부재(92))는, 가동체(6) 및 고정체(2)의 쌍방에 접착 고정되어 있다. 이로 인해, 가동체(6)의 이동에 수반하여 겔상 댐퍼 부재(9)가 이동하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 겔상 댐퍼 부재(9)가 설치되어 있는 부분에 있어서, 가동체(6)가 고정체(2)로부터 이격되는 방향으로 이동한 경우에도, 이러한 이동에 추종하여 겔상 댐퍼 부재(9)가 변형되어, 가동체(6)의 공진을 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 겔상 댐퍼 부재(9)는, 침입도가 90도 내지 110도이다. 이로 인해, 겔상 댐퍼 부재(9)는, 댐퍼 기능을 발휘하기에 충분한 탄성을 가짐과 함께, 겔상 댐퍼 부재(9)가 파단되어 비산되는 사태가 발생하기 어렵다.

또한, 본 형태에 있어서, 스프링 부재(8)는 판형 스프링 부재이기 때문에, 스프링 부재(8)가 축선(L) 방향으로 차지하는 부위가 좁아도 충분하다.

(제2 발명의 본 형태의 주요 효과)

또한, 본 형태의 리니어 액추에이터(1)에 있어서는, 가동체(6)의 무게 중심(G)의 위치와 가동체(6)에 대한 스프링 부재(8)의 접속 위치(C)가 축선(L) 방향에 있어서 이격되어 있다. 이로 인해, 가동체(6)를 축선(L) 방향으로 진동시켰을 때, 가동체(6)에 작용하는 추력과 가동체(6)의 무게 중심(G)의 어긋남에 기인하여, 가동체(6)에 있어서 도 3에 화살표(R1)로 나타내는 경사 진동이 발생하였을 때에도, 스프링 부재(8)의 아암부(83)에는, 직경 방향으로 변위하려고 하는 힘이 가해져, 축선(L) 방향으로 변위하려고 하는 힘이 작다. 여기서, 스프링 부재(8)의 아암부(83)에서는, 가동체(6)의 직경 방향으로의 변위에 대한 공진 주파수가, 가동체(6)의 축선(L) 방향으로의 변위에 대한 공진 주파수보다 높기 때문에, 가동체(6)에 경사 진동이 발생하였을 때에도 공진이 발생하기 어렵다. 그로 인해, 가동체(6)의 경사 진동이 작으므로, 가동체(6)의 경사 진동에 기인하는 가동체(6)와 고정체(2)의 충돌에 기인하는 이음의 발생이나 신뢰성의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 겔상 댐퍼 부재(9)(제1 겔상 댐퍼 부재(91) 및 제2 겔상 댐퍼 부재(92))는, 가동체(6) 및 고정체(2)의 쌍방에 고정되어 있다. 이로 인해, 가동체(6)의 이동에 수반하여 겔상 댐퍼 부재(9)가 이동하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 겔상 댐퍼 부재(9)가 설치되어 있는 부분에 있어서, 가동체(6)가 고정체(2)로부터 이격되는 방향으로 이동한 경우에도, 이러한 이동에 추종하여 겔상 댐퍼 부재(9)가 변형되어, 가동체(6)의 공진을 효과적으로 억제할 수 있다.

[본 발명(제1 및 제2 발명)의 실시 형태 1의 변형예]

[실시 형태 1의 변형예]

상기 실시 형태 1에서는, 제1 겔상 댐퍼 부재(91) 및 제2 겔상 댐퍼 부재(92)의 쌍방을 설치하였지만, 어느 한쪽만을 설치해도 된다.

또한, 상기 실시 형태 1에서는, 제2 겔상 댐퍼 부재(92)를 둘레 방향의 3군데에 설치하였지만, 4군데 이상에 설치해도 된다. 또한, 제2 겔상 댐퍼 부재(92)를 원환형으로 설치해도 된다.

[본 발명(제1 및 제2 발명)의 실시 형태 2]

(전체 구성)

도 4는, 본 발명(제1 및 제2 발명)의 실시 형태 2에 관한 리니어 액추에이터의 설명도이며, 도 2의 (a), (b)는, 리니어 액추에이터의 사시도 및 리니어 액추에이터의 분해 사시도이다. 도 5는, 본 발명의 실시 형태 2에 관한 리니어 액추에이터를 잘게 분해한 분해 사시도이다. 도 6은, 본 발명의 실시 형태 2에 관한 리니어 액추에이터의 단면도이다. 또한, 본 형태의 기본적인 구성은, 실시 형태 1과 마찬가지이기 때문에, 공통되는 부분에는 동일한 부호를 부여하였다. 또한, 상술한 실시 형태 1과 마찬가지로, 제2 발명의 기본적인 구성은, 제1 발명의 구성과 거의 마찬가지이기 때문에, 동일한 도면을 사용하여 설명하고, 공통되는 부분에는 동일한 부호를 부여하였다. 도 4, 도 5 및 도 6에 도시하는 바와 같이, 본 형태의 리니어 액추에이터(1)는, 고정체(2)와, 가동체(6)와, 가동체(6)와 고정체(2)에 접속된 스프링 부재(8)를 갖고 있으며, 스프링 부재(8)는, 고정체(2)에 대하여 가동체(6)를 축선(L) 방향으로 이동 가능하게 지지하고 있다. 또한, 리니어 액추에이터(1)는, 가동체(6)를 축선(L) 방향으로 구동하는 자기 구동 기구(5)를 갖고 있다.

(고정체(2)의 구성)

고정체(2)는, 자기 구동 기구(5)를 구성하는 코일(51)이 권회된 코일 보빈(3)과, 축선(L) 방향의 타방측(L2)에서 코일 보빈(3)을 유지하는 베이스(4)를 갖고 있다. 코일 보빈(3)은, 코일(51)이 권회된 원통형의 동체부(31)와, 동체부(31)의 양측에서 직경 확대되는 플랜지부(32, 33)와, 동체부(31)로부터 연속하여 플랜지부(33)보다 베이스(4)가 위치하는 측을 향하여 돌출된 돌출부(35)를 구비하고 있고, 코일 보빈(3)은 돌출부(35)를 통하여 베이스(4)에 연결되어 있다. 돌출부(35)에는, 코일(51)의 단부가 매인 단자부(361, 362)가 형성되어 있고, 단자부(361, 362)에 있어서, 코일(51)의 단부가 배선 기판(29)에 접속되어 있다.

베이스(4)는 대략 원반형이며, 배선 기판(29)이 배치되는 절결부(49)가 형성되어 있다. 본 형태에 있어서, 고정체(2)는, 베이스(4)로부터 축선(L) 방향의 일방측(L1)으로 돌출되어 축선(L) 상에서 연장되는 지지축(45)을 구비하고 있다. 지지축(45)은, 축선(L) 방향의 타방측(L2)에 위치하는 고정부(453)와, 고정부(453)의 축선(L) 방향의 일방측(L1)에서 직경 확대되는 플랜지부(452)와, 플랜지부(452)로부터 축선(L) 방향의 일방측(L1)으로 돌출된 지지부(451)를 갖고 있으며, 지지부(451)는 고정부(453)보다 굵다. 지지부(451)는 가동체(6)를 지지하는 부분이고, 고정부(453)는 베이스(4)에 유지되는 부분이다. 구체적으로는, 베이스(4)의 중앙부에는 오목부(44)가 형성되어 있고, 오목부(44)의 저부의 중앙에는, 고정부(453)가 끼워 넣어져 고정된 구멍(46)이 형성되어 있다. 고정부(453)가 구멍(46)에 끼워진 상태에서, 플랜지부(452)는 베이스(4)의 오목부(44)의 저부에 맞닿는다. 또한, 베이스(4)에는 오목부(44)의 둘레에 원환형의 리브형 돌기부(43)가 형성되어 있다.

(가동체(6)의 구성)

가동체(6)는, 자기 구동 기구(5)를 구성하는 영구 자석(53)의 중앙 구멍(530)에 끼워진 통형 슬리브(68)와, 영구 자석(53)을 덮는 요크(67)를 갖고 있다. 통형 슬리브(68)는 원통형이며, 축선(L) 방향으로 관통하는 구멍에 의해, 가동체(6)에는 지지축(45)이 내측에 위치하는 축 구멍(69)이 형성되어 있다. 통형 슬리브(68)는, 가동체(6)의 중심축선(축선(L)) 상에서 축선(L) 방향으로 연장되어 있다. 요크(67)는, 축선(L) 방향의 일방측(L1)에서 영구 자석(53)에 맞닿는 원판형의 단판부(671)와, 단판부(671)의 외측 테두리로부터 축선(L) 방향의 타방측(L2)으로 연장되는 원통형의 통부(672)를 갖고 있으며, 통부(672)는, 영구 자석(53)의 외주면에 소정의 간격을 두고 영구 자석(53)을 직경 방향 외측에서 덮고 있다. 본 형태에 있어서, 가동체(6)는, 통부(672)의 내주면 및 단판부(671)의 축선(L) 방향의 타방측(L2)에 접착 등의 방법으로 고정된 원환형의 스페이서(65)를 갖고 있다.

요크(67)의 단판부(671)의 중앙에는 구멍(675)이 형성되어 있다. 통형 슬리브(68)의 축선(L) 방향의 일방측(L1)의 단부는, 구멍(675)에 끼워진 상태에서 둘레 방향의 복수 지점(S1)에서 용접되고, 이러한 용접에 의해 통형 슬리브(68)와 요크(67)가 연결되어 있다.

또한, 가동체(6)는, 영구 자석(53)의 축선(L) 방향의 타방측(L2)에서 중앙 구멍(530)의 둘레에 맞닿는 와셔(66)를 갖고 있으며, 통형 슬리브(68)의 축선(L) 방향의 타방측(L2)의 단부는, 둘레 방향의 복수 지점(S12)에서 와셔(66)의 축선(L) 방향의 타방측(L2)의 면과 용접되어 있다. 그 결과, 영구 자석(53)은, 와셔(66)와 요크(67)의 단판부(671)의 사이에 고정되어 있다.

또한, 가동체(6)는, 축선(L) 방향의 타방측(L2)의 단부에 커버(61)를 갖고 있다. 커버(61)는, 원형의 저판부(611)와, 저판부(611)의 외측 테두리로부터 축선(L) 방향의 일방측(L1)으로 돌출된 측판부(612)를 갖고 있다. 여기서, 저판부(611)는, 코일 보빈(3)의 플랜지부(33)와 베이스(4)의 사이에 위치한다. 이로 인해, 저판부(611)에는, 코일 보빈(3)의 돌출부(35)를 축선(L) 방향의 일방측(L1)으로 돌출시키는 개구부(613)가 형성되어 있다. 또한, 저판부(611)에는 오목부(614)가 2군데에 형성되어 있다.

(스프링 부재(8)의 구성)

스프링 부재(8)는, 실시 형태 1과 마찬가지로, 고정체(2)에 연결된 고정체측 연결부(81)와, 가동체(6)에 연결된 가동체측 연결부(82)와, 고정체측 연결부(81)와 가동체측 연결부(82)에 접속된 복수개의 아암부(83)를 구비한 판형 스프링 부재이며, 축선(L)을 따르는 방향으로 판 두께 방향을 향하고 있다. 본 형태에 있어서, 가동체측 연결부(82)는 원환형이며, 고정체측 연결부(81) 및 아암부(83)보다 직경 방향 외측에 위치한다. 고정체측 연결부(81)는, 둘레 방향으로 3개로 분할되어 있고, 3개의 고정체측 연결부(81)의 각각으로부터 아암부(83)가 둘레 방향으로 연장되어 있다. 이러한 3개의 고정체측 연결부(81)는 모두, 코일 보빈(3)의 플랜지부(33)의 축선(L) 방향의 타방측(L2)의 면에 접착이나 용접 등의 방법에 의해 연결되어 있다.

본 형태에 있어서, 가동체측 연결부(82)는, 커버(61)의 측판부(612)와 요크(67)의 통부(672)의 사이에 끼워져 있고, 둘레 방향의 복수 지점(S13)에서의 용접에 의해 커버(61) 및 요크(67)에 연결되어 있다.

본 형태의 리니어 액추에이터(1)에 있어서, 가동체(6)에서는, 통형 슬리브(68)가 영구 자석(53)의 중앙 구멍(530)에 끼워져 있음과 함께, 요크(67)의 단판부(671)가 축선(L) 방향의 일방측(L1)에서 영구 자석(53)에 맞닿아 있다. 또한, 가동체(6)에서는, 요크(67)의 통부(672)에 커버(61)가 접속되어 있다. 이로 인해, 가동체(6)의 무게 중심(G)(도 6 참조)은, 축선(L) 상에 있어서, 통형 슬리브(68)의 축선(L) 방향의 중앙보다 일방측(L1)에 위치한다. 그 결과, 가동체(6)의 무게 중심(G)은, 자기 구동 기구(5)의 축선(L) 방향의 자기적 중심(영구 자석(53)의 축선(L) 방향의 중심 위치, 코어(538)의 위치)보다 축선(L) 방향의 일방측(L1)에 위치한다. 여기서, 스프링 부재(8)의 가동체측 연결부(82)는, 커버(61)의 측판부(612)와 요크(67)의 통부(672)의 타방측(L2)의 단부의 사이에 끼워져 있다. 이로 인해, 스프링 부재(8)의 가동체(6)에의 접속 위치(C)(도 6 참조)는, 가동체(6)의 무게 중심(G)에 대하여 축선(L) 방향에 있어서 타방측(L2)에 위치하고 있고, 가동체(6)의 무게 중심(G)의 위치와 가동체(6)에 대한 스프링 부재(8)의 접속 위치(C)가 축선(L) 방향에 있어서 이격되어 있다.

(겔상 댐퍼 부재(9)의 구성)

본 형태의 리니어 액추에이터(1)에 있어서, 고정체(2)와 가동체(6)의 사이에는 겔상 댐퍼 부재(9)가 배치되어 있다. 이러한 겔상 댐퍼 부재(9)는, 축선(L) 상의 위치 및 축선(L)을 둘러싸는 위치 중 적어도 한쪽에 있어서 고정체(2)와 가동체(6)의 사이에 배치되어 있다. 본 형태에 있어서는, 축선(L)을 둘러싸는 위치에 있어서 고정체(2)와 가동체(6)의 사이에는 겔상 댐퍼 부재(9)가 배치되어 있다.

보다 구체적으로는, 가동체(6)의 축 구멍(69)의 내경은, 고정체(2)의 지지축(45)보다 크고, 축 구멍(69)의 내주면과 지지축(45)의 외주면은 간극을 사이에 두고 배치되어 있다. 즉, 가동체(6)의 축 구멍(69)에 고정체(2)의 지지축(45)을 삽입한 상태에서, 축 구멍(69)의 내주면과 지지축(45)의 외주면의 사이에는 원통형의 공간이 형성되어 있고, 본 형태에서는, 이러한 공간을 메우도록 겔상 댐퍼 부재(9)가 배치되어 있다. 이로 인해, 겔상 댐퍼 부재(9)는, 원통형의 겔상 댐퍼 부재(90)를 포함하고, 축선(L)을 둘러싸도록 배치되어 있다.

본 형태에 있어서, 겔상 댐퍼 부재(90)는, 외주면이 축 구멍(69)의 내주면에 접착제에 의해 고정되고, 내주면이 지지축(45)의 지지부(451)의 외주면에 접착제에 의해 고정되어 있다. 여기서, 겔상 댐퍼 부재(90)는, 축선(L) 방향의 치수가 지지축(45)의 지지부(451)보다 짧다. 이로 인해, 겔상 댐퍼 부재(90)에 대하여 축선(L) 방향의 일방측(L1) 및 타방측(L2)의 쌍방이 빈 공간으로 되어 있다.

본 형태에 있어서, 겔상 댐퍼 부재(9)(겔상 댐퍼 부재(90))는, 침입도가 90도 내지 110도인 실리콘 겔을 포함한다. 침입도란, JIS-K-2207이나 JIS-K-2220에서 규정되어 있는 바와 같이, 25℃에서 9.38g의 총 하중을 가한 1/4 콘의 바늘이 5초간 들어가는 깊이를 1/10mm 단위로 나타낸 값이며, 이 값이 작을수록 단단한 것을 의미한다.

(동작)

본 형태의 리니어 액추에이터(1)에 있어서도, 실시 형태 1과 마찬가지로, 코일(51)로의 통전을 휴지하고 있는 기간, 가동체(6)는, 가동체(6)의 질량과 스프링 부재(8)의 유지력(압박력)이 균형잡힌 원점 위치에 있다. 이 상태에서, 코일(51)에 통전하면, 가동체(6)는, 자기 구동 기구(5)에 의해 추진력을 받아, 스프링 부재(8)의 압박력에 저항하여, 축선(L) 방향의 일방측(L1)으로 이동한다. 그 때의 이동량은, 코일(51)에 공급되는 전류값과, 스프링 부재(8)의 압박력에 의해 규정된다. 그리고, 코일(51)로의 통전을 정지하면, 스프링 부재(8)의 압박력에 의해 원점 위치로 복귀된다. 따라서, 코일(51)로의 통전을 단속적으로 행하면, 가동체(6)는 축선(L) 방향으로 왕복 이동을 반복한다.

(제1 발명의 본 형태의 동작 및 주요 효과)

본 형태의 리니어 액추에이터(1)에 있어서도, 실시 형태 1과 마찬가지로, 코일(51)로의 통전을 휴지하고 있는 기간, 가동체(6)는, 가동체(6)의 질량과 스프링 부재(8)의 유지력(압박력)이 균형잡힌 원점 위치에 있다. 이 상태에서, 코일(51)에 통전하면, 가동체(6)는, 자기 구동 기구(5)에 의해 추진력을 받아, 스프링 부재(8)의 압박력에 저항하여, 축선(L) 방향의 일방측(L1)으로 이동한다. 그 때의 이동량은, 코일(51)에 공급되는 전류값과, 스프링 부재(8)의 압박력에 의해 규정된다. 그리고, 코일(51)로의 통전을 정지하면, 스프링 부재(8)의 압박력에 의해 원점 위치로 복귀된다. 따라서, 코일(51)로의 통전을 단속적으로 행하면, 가동체(6)는, 축선(L) 방향으로 왕복 이동을 반복한다.

본 형태의 리니어 액추에이터(1)에 있어서, 가동체(6)를 왕복 이동시킬 때의 주파수에 따라서는, 가동체(6)가, 가동체(6)의 질량과 스프링 부재(8)의 스프링 상수에 대응하는 주파수에서 공진하는 경우가 있지만, 본 형태에서는 고정체(2)의 지지축(45)과 가동체(6)의 통형 슬리브(68)의 사이에 겔상 댐퍼 부재(9)(겔상 댐퍼 부재(90))가 설치되어 있고, 이러한 겔상 댐퍼 부재(90)는, 가동체(6)의 이동에 추종하여 변형되면서 가동체(6)의 진동을 흡수한다. 이로 인해, 가동체(6)의 공진을 억제할 수 있다.

또한, 겔상 댐퍼 부재(9)(겔상 댐퍼 부재(90))는, 가동체(6)의 중심축선(축선(L))을 둘러싸는 원통형이다. 이로 인해, 겔상 댐퍼 부재(9)는, 가동체(6)의 진동을 효과적으로 흡수하고, 공진을 억제할 수 있다.

또한, 겔상 댐퍼 부재(9)(겔상 댐퍼 부재(90))는, 가동체(6) 및 고정체(2)의 쌍방에 접착 고정되어 있다. 이로 인해, 가동체(6)의 이동에 수반하여 겔상 댐퍼 부재(9)가 이동하는 것을 방지할 수 있다.

(제2 발명의 본 형태의 주요 효과)

또한, 본 형태의 리니어 액추에이터(1)에 있어서도, 실시 형태 1과 마찬가지로, 가동체(6)의 무게 중심(G)의 위치와 가동체(6)에 대한 스프링 부재(8)의 접속 위치(C)가 축선(L) 방향에 있어서 이격되어 있다. 이로 인해, 가동체(6)에 경사 진동이 발생하였을 때에도 공진이 발생하기 어렵다. 그로 인해, 가동체(6)의 경사 진동이 작으므로, 가동체(6)의 경사 진동에 기인하는 가동체(6)와 고정체(2)의 충돌에 기인하는 이음의 발생이나 신뢰성의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 겔상 댐퍼 부재(9)(겔상 댐퍼 부재(90))는, 가동체(6) 및 고정체(2)의 쌍방에 고정되어 있다. 이로 인해, 가동체(6)의 이동에 수반하여 겔상 댐퍼 부재(9)가 이동하는 것을 방지할 수 있다.

[본 발명(제1 및 제2 발명)의 그 밖의 실시 형태]

[그 밖의 실시 형태]

또한, 상기 실시 형태에서는 겔상 댐퍼 부재(9)를 접착제에 의해 고정한 구조를 채용하였지만, 겔상 댐퍼 부재(9)를 형성하기 위한 전구체를 설치한 후, 전구체를 겔화시키고, 겔상 댐퍼 부재(9) 자신의 접착력에 의해 겔상 댐퍼 부재(9)를 고정해도 된다. 예를 들어, 실시 형태 2에서는 겔상 댐퍼 부재(9)를 형성하기 위한 UV 경화성의 전구체를 설치한 후, 전구체에 UV를 조사하여 겔화시키고, 겔상 댐퍼 부재(9) 자신의 접착력에 의해 겔상 댐퍼 부재(9)를 고정해도 된다.

상기 실시 형태에서는, 겔상 댐퍼 부재(9)가 축선(L) 방향에 있어서 가동체(6)에 대한 스프링 부재(8)의 접속 위치(C)에 대하여 무게 중심(G)과는 반대측에 배치되어 있었지만, 축선(L) 방향에 있어서 가동체(6)에 대한 스프링 부재(8)의 접속 위치(C)에 대하여 무게 중심(G)과는 동일한 측에 겔상 댐퍼 부재(9)가 배치되어 있어도 된다.

상기 실시 형태에서는, 자기 구동 기구(5)에 있어서, 가동체(6)에 설치된 영구 자석(53)에, 고정체(2)에 설치된 코일(51)이 직경 방향 외측에서 대향하고 있었지만, 가동체(6)에 설치된 코일(51)에, 고정체(2)에 설치된 영구 자석(53)이 직경 방향 외측에서 대향하고 있는 리니어 액추에이터(1)에 본 발명을 적용해도 된다.

상기 실시 형태에서는, 가동체(6) 및 고정체(2)에 대하여 겔상 댐퍼 부재(9)를 접착에 의해 고정하였지만, 가동체(6) 및 고정체(2)에 대하여 겔상 댐퍼 부재(9)를 끼워 넣고, 용착, 베이킹 등, 접착 이외의 방법에 의해 고정해도 된다.

1: 리니어 액추에이터
2: 고정체
3: 슬리브(고정체)
4: 베이스(고정체, 고정체측 대향부)
5: 자기 구동 기구
6: 가동체
8: 스프링 부재
9, 90: 겔상 댐퍼 부재
45: 지지축(고정체)
61: 커버(가동체)
63: 샤프트(가동체)
66: 와셔(가동체)
67: 요크(가동체)
68: 통형 슬리브(가동체)
69: 축 구멍
81: 고정체측 연결부
82: 가동체측 연결부
83: 아암부
91: 제1 겔상 댐퍼 부재
92: 제2 겔상 댐퍼 부재
630: 샤프트의 단부면
631: 샤프트의 축부
671: 단판부
672: 통부
C: 접속 위치
G: 무게 중심
L: 축선

Claims

고정체와,
가동체와,
상기 가동체와 상기 고정체에 접속되고, 상기 고정체에 대하여 상기 가동체를 축선 방향으로 이동 가능하게 지지하는 스프링 부재와,
상기 가동체를 상기 축선 방향으로 구동하는 자기 구동 기구와,
상기 가동체의 중심축선 상의 위치 및 상기 중심축선을 둘러싸는 위치 중 적어도 한쪽에 있어서 상기 고정체와 상기 가동체의 사이에 배치된 겔상 댐퍼 부재를 갖고 있는 것을 특징으로 하는, 리니어 액추에이터.
제1항에 있어서,
상기 스프링 부재는, 상기 고정체에 연결된 고정체측 연결부와, 상기 가동체에 연결된 가동체측 연결부와, 상기 고정체측 연결부와 상기 가동체측 연결부에 접속된 아암부를 구비한 판형 스프링 부재인 것을 특징으로 하는, 리니어 액추에이터.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 겔상 댐퍼 부재는, 상기 가동체 및 상기 고정체의 쌍방에 접착 고정되어 있는 것을 특징으로 하는, 리니어 액추에이터.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고정체는, 상기 가동체에 대하여 상기 축선 방향으로 대향하는 고정체측 대향부를 구비하고,
상기 겔상 댐퍼 부재는, 상기 축선 방향에 있어서 상기 고정체측 대향부와 상기 가동체의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 리니어 액추에이터.
제4항에 있어서,
상기 겔상 댐퍼 부재는, 침입도가 90도 내지 110도인 것을 특징으로 하는, 리니어 액추에이터.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 가동체는, 상기 중심축선 상에서 상기 고정체측 대향부를 향하여 돌출된 축부를 구비하고,
상기 겔상 댐퍼 부재는, 상기 축선 방향에 있어서 상기 축부의 상기 고정체측 대향부측의 단부면과 상기 고정체측 대향부의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 리니어 액추에이터.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 가동체는, 상기 중심축선 상에서 상기 고정체측 대향부를 향하여 돌출된 축부를 구비하고,
상기 겔상 댐퍼 부재는, 상기 축부를 둘러싸도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 리니어 액추에이터.
제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가동체는, 한쪽 단부에 의해 상기 축부를 구성하는 샤프트와, 상기 자기 구동 기구를 구성하고, 상기 샤프트가 내측에 끼워진 중앙 구멍이 형성된 영구 자석과, 해당 영구 자석에 상기 축선 방향의 일방측에서 맞닿는 단판부(端板部) 및 상기 영구 자석을 직경 방향 외측에서 덮는 통부를 구비한 요크와, 해당 영구 자석의 상기 축선 방향의 타방측에서 상기 중앙 구멍의 둘레에 맞닿는 와셔를 갖고,
상기 샤프트는, 상기 축선 방향의 일방측에서 상기 단판부에 용접되고, 상기 축선 방향의 타방측에서 상기 와셔와 용접되어 있는 것을 특징으로 하는, 리니어 액추에이터.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고정체는, 상기 중심축선 상에서 연장되는 지지축을 구비하고,
상기 가동체는, 상기 중심축선 상에서 연장되어 상기 지지축이 내측에 위치하는 축 구멍을 구비하고,
상기 겔상 댐퍼 부재는, 상기 지지축의 외주면과 상기 축 구멍의 내주면의 사이에 통형으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 리니어 액추에이터.
제9항에 있어서,
상기 가동체는, 상기 축 구멍을 구비한 통형 슬리브와, 상기 자기 구동 기구를 구성하고, 상기 통형 슬리브가 내측에 끼워진 중앙 구멍이 형성된 영구 자석과, 해당 영구 자석에 상기 축선 방향의 일방측에서 맞닿는 단판부 및 상기 영구 자석을 직경 방향 외측에서 덮는 통부를 구비한 요크와, 해당 영구 자석의 상기 축선 방향의 타방측에서 상기 중앙 구멍의 둘레에 맞닿는 와셔를 갖고,
상기 통형 슬리브는, 상기 축선 방향의 일방측에서 상기 단판부에 용접되고, 상기 축선 방향의 타방측에서 상기 와셔와 용접되어 있는 것을 특징으로 하는, 리니어 액추에이터.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 겔상 댐퍼 부재는, 실리콘 겔을 포함하는 것을 특징으로 하는, 리니어 액추에이터.
고정체와,
가동체와,
상기 가동체와 상기 고정체에 접속되고, 상기 고정체에 대하여 상기 가동체를 축선 방향으로 이동 가능하게 지지하는 스프링 부재와,
상기 가동체를 상기 축선 방향으로 구동하는 자기 구동 기구와,
상기 고정체와 상기 가동체의 사이에 배치된 겔상 댐퍼 부재를 갖고,
상기 가동체의 무게 중심 위치와 상기 가동체에 대한 상기 스프링 부재의 접속 위치가 상기 축선 방향에 있어서 이격되어 있는 것을 특징으로 하는, 리니어 액추에이터.
제12항에 있어서,
상기 스프링 부재는, 상기 축선 방향을 따르는 방향으로 판 두께 방향을 향한 판형 스프링 부재이며, 상기 고정체에 연결된 고정체측 연결부와, 상기 가동체에 연결된 가동체측 연결부와,
상기 고정체측 연결부와 상기 가동체측 연결부에 접속된 아암부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 리니어 액추에이터.
제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 자기 구동 기구는, 상기 가동체에 설치된 영구 자석과, 상기 고정체에 설치되고, 상기 영구 자석에 직경 방향으로 대향하는 코일을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 리니어 액추에이터.
제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 겔상 댐퍼 부재는, 상기 가동체의 중심축선 상의 위치 및 상기 중심축선을 둘러싸는 위치 중 적어도 한쪽에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 리니어 액추에이터.
제15항에 있어서,
상기 고정체는, 상기 가동체에 대하여 상기 축선 방향으로 대향하는 고정체측 대향부를 구비하고,
상기 겔상 댐퍼 부재는, 상기 축선 방향에 있어서 상기 고정체측 대향부와 상기 가동체의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 리니어 액추에이터.
제16항에 있어서,
상기 가동체는, 상기 중심축선 상에서 상기 고정체측 대향부를 향하여 돌출된 축부를 구비하고,
상기 겔상 댐퍼 부재는, 상기 축선 방향에 있어서 상기 축부의 상기 고정체측 대향부측의 단부면과 상기 고정체측 대향부의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 리니어 액추에이터.
제16항에 있어서,
상기 겔상 댐퍼 부재는, 상기 중심축선을 둘러싸는 3군데에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 리니어 액추에이터.
제15항에 있어서,
상기 고정체는, 상기 중심축선 상에서 연장되는 지지축을 구비하고,
상기 가동체는, 상기 중심축선 상에서 연장되어 상기 지지축이 내측에 위치하는 축 구멍을 구비하고,
상기 겔상 댐퍼 부재는, 상기 지지축의 외주면과 상기 축 구멍의 내주면의 사이에 통형으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 리니어 액추에이터.
제12항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 겔상 댐퍼 부재는, 상기 가동체 및 상기 고정체의 쌍방에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는, 리니어 액추에이터.
제12항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 겔상 댐퍼 부재는, 실리콘 겔을 포함하는 것을 특징으로 하는, 리니어 액추에이터.
제12항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 겔상 댐퍼 부재는, 침입도가 90도 내지 110도인 것을 특징으로 하는, 리니어 액추에이터.