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WO2016068148A1 - リニアアクチュエータ - Google Patents

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WO2016068148A1
WO2016068148A1 PCT/JP2015/080285 JP2015080285W WO2016068148A1 WO 2016068148 A1 WO2016068148 A1 WO 2016068148A1 JP 2015080285 W JP2015080285 W JP 2015080285W WO 2016068148 A1 WO2016068148 A1 WO 2016068148A1
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WO
WIPO (PCT)
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tube
linear actuator
axial direction
rod
contracted position
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2015/080285
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English (en)
French (fr)
Inventor
佐藤　浩介
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KYB Corp
Original Assignee
KYB Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KYB Corp filed Critical KYB Corp
Priority to US15/523,357 priority Critical patent/US20170257015A1/en
Priority to EP15856034.2A priority patent/EP3214745A4/en
Publication of WO2016068148A1 publication Critical patent/WO2016068148A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • H02K41/031—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/16—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
    • H02K5/167—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using sliding-contact or spherical cap bearings
    • H02K5/1672—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using sliding-contact or spherical cap bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2207/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to arrangements for handling mechanical energy
    • H02K2207/03—Tubular motors, i.e. rotary motors mounted inside a tube, e.g. for blinds

Definitions

  • the present invention relates to a linear actuator that expands and contracts in the axial direction by electromagnetic force.
  • JP 2014-27740A discloses a linear actuator that relatively displaces these tubes in the axial direction by an electromagnetic force generated between a coil provided in one tube and a permanent magnet provided in the other tube.
  • the most contracted position of the linear actuator is regulated by contact between the base portion where the connecting shaft is provided and the open end of the other tube.
  • the present invention aims to stabilize the most contracted position of the linear actuator.
  • a first tube provided with a plurality of coils held by a cylindrical yoke inside, a second tube provided on the outer periphery of the first tube so as to be relatively displaceable in the axial direction;
  • One end is fixed to the end of the second tube, the rod is movable in the axial direction in the yoke, and is held side by side in the axial direction on the rod and arranged to face the plurality of coils.
  • a plurality of permanent magnets wherein the second tube has an outer cylinder part into which the first tube is inserted from one end side, and the first tube is inserted into the outer cylinder part
  • a large-diameter portion that is continuously provided in the axial direction on the inner cylindrical portion, has an outer diameter larger than that of the inner cylindrical portion, and faces one end side of the outer cylindrical portion in the axial direction; The first tube and the second tube are in the most contracted position.
  • FIG. 1 is an axial cross-sectional view of a linear actuator according to an embodiment of the present invention in a contracted state.
  • FIG. 2 is an axial cross-sectional view of the linear actuator according to the embodiment of the present invention in an extended state.
  • the linear actuator 100 includes a first tube 10, a second tube 20 slidably provided on the outer periphery of the first tube 10, and a rod 30 that is fixed to an end of the second tube 20 and holds the permanent magnet 31.
  • the yoke 40 is provided so as to be fitted in the first tube 10 and holds the coil 41 facing the permanent magnet 31.
  • a thrust (electromagnetic force) for driving the rod 30 in the axial direction is generated according to the current flowing in the coil 41, and the first tube 10 and the second tube 20 are relatively displaced based on this thrust.
  • the linear actuator 100 expands and contracts between the most contracted position shown in FIG. 1 and the most extended position shown in FIG.
  • the first tube 10 includes a base portion 11 as a large diameter portion, an inner tube 12 as an inner cylinder portion fixed to one end side of the base portion 11, and a guide tube 13 fixed to the other end side of the base portion 11. And comprising.
  • the base part 11 is a cylindrical member that is open at both ends.
  • a pair of trunnion shafts 1 are fixed to the outer periphery of the base portion 11 as connecting shafts that project in the radial direction.
  • the linear actuator 100 is rotatably supported with respect to the external member by pivotally supporting the pair of trunnion shafts 1 on an external member (not shown).
  • the trunnion shaft 1 is provided with a through hole 1A. 1 A of through-holes may be provided not only in one trunnion shaft 1 but in both. Thus, the through hole 1 ⁇ / b> A is provided in at least one of the pair of trunnion shafts 1.
  • the inner tube 12 has an outer diameter smaller than the outer diameter of the base portion 11, and one end of the inner tube 12 is fitted and fixed to the first inner peripheral surface 11 ⁇ / b> A of the base portion 11 and is cantilevered by the base portion 11. .
  • the coupling structure between the inner tube 12 and the base portion 11 is not limited to fitting coupling, and may be, for example, screw coupling.
  • one end of the guide tube 13 is fitted and fixed to the second inner peripheral surface 11 ⁇ / b> B of the base portion 11, and is cantilevered by the base portion 11.
  • An annular projecting portion 13 ⁇ / b> A projecting inward is formed at the fixed end of the guide tube 13 to the base portion 11.
  • the connection structure between the guide tube 13 and the base portion 11 is not limited to the fitting connection, and may be, for example, a screw connection.
  • the second tube 20 has an outer tube 21 as a cylindrical outer tube portion into which both ends are open and the inner tube 12 of the first tube 10 is slidably inserted from one end side, and the other end side of the outer tube 21 And a cap 22 as a closing portion to be attached.
  • the cap 22 has a cap body 22A and a cylindrical protrusion 22B that protrudes from the cap body 22A along the inner periphery of the outer tube 21.
  • a connecting member 2 to which an external device (not shown) is connected is fixed to the outer surface of the cap body 22A.
  • a male screw portion (not shown) is provided on the outer periphery of the protruding portion 22B, and a female screw portion (not shown) is provided on the inner periphery on the other end side of the outer tube 21 correspondingly.
  • the outer tube 21 and the cap 22 are screwed together via these male and female screw portions. As a result, the other end of the second tube 20 is closed by the cap 22.
  • the coupling structure between the outer tube 21 and the cap 22 is not limited to screw coupling, and may be, for example, fitting coupling.
  • the linear actuator 100 includes a first linear guide portion 15 and a second linear guide portion 25 that support the first tube 10 and the second tube 20 so as to be capable of relative displacement in the axial direction.
  • An annular first bearing 14 is provided on the outer periphery on the free end side of the inner tube 12.
  • the bearing surface (outer peripheral surface) 14 ⁇ / b> A of the first bearing 14 is in sliding contact with the inner peripheral surface 21 ⁇ / b> A of the outer tube 21.
  • the first linear guide portion 15 includes an outer peripheral surface 12 ⁇ / b> A of the inner tube 12 and a bearing surface 14 ⁇ / b> A of the first bearing 14.
  • An annular second bearing 23 is provided on the inner periphery of the outer tube 21 on the opening end side.
  • the bearing surface (inner peripheral surface) 23 ⁇ / b> A of the second bearing 23 is in sliding contact with the outer peripheral surface 12 ⁇ / b> A of the inner tube 12.
  • the second linear guide portion 25 includes an inner peripheral surface 21 ⁇ / b> A of the outer tube 21 and a bearing surface 23 ⁇ / b> A of the second bearing 23.
  • the bearing surface 14A of the first bearing 14 is in sliding contact with the inner peripheral surface 21A of the outer tube 21.
  • the bearing surface 23 ⁇ / b> A of the second bearing 23 is in sliding contact with the outer peripheral surface 12 ⁇ / b> A of the inner tube 12.
  • the outer peripheral surface 12A of the inner tube 12 and the inner peripheral surface 21A of the outer tube 21 face each other through the first bearing 14 and the second bearing 23 without any gap.
  • the rod 30 is a rod-shaped member having a hollow portion 30A.
  • One end of the rod 30 is fixed inside the cap 22 that closes the other end of the second tube 20.
  • the other end of the rod 30 is fixed to a rod guide 50 that is slidably disposed in the guide tube 13.
  • a plurality of permanent magnets 31 are held side by side in the axial direction.
  • the permanent magnet 31 is formed in a cylindrical shape and is magnetized so that the N pole and the S pole are positioned in the axial direction.
  • Adjacent permanent magnets 31 are arranged so that the same poles face each other.
  • a yoke 32 is provided between the adjacent permanent magnets 31. Note that the yoke 32 is not necessarily provided, and the adjacent permanent magnets 31 may contact each other.
  • the nonmagnetic body 33 as a nonmagnetic part is arrange
  • the rod 30 is fixed to the cap 22 by the screw portion 2A of the connecting member 2 in a state where the end surface 30B is in close surface contact with the inner surface of the cap body 22A. Further, the outer peripheral surface of the portion of the rod 30 where the non-magnetic material 33 is disposed is not in contact with the cap 22 and is separated via a predetermined gap. Thus, since the position of the rod 30 is determined only by the surface contact between the end surface 30B of the rod 30 and the cap body 22A, the rod 30 can be easily centered.
  • the rod 30 is fixed by the screw portion 2 ⁇ / b> A of the connecting member 2, but may be configured to be fixed to the cap 22 by a coupling member made of a member different from the connecting member 2. In this case, the connecting member 2 may be formed integrally with the cap 22.
  • a cylindrical yoke 40 is provided on the inner peripheral surface 12B of the inner tube 12.
  • an annular restricting portion 12C protruding toward the inner peripheral side is provided, and the yoke 40 is inserted into the inner tube 12 until it abuts on the restricting portion 12C. Is done.
  • the restricting portion 12C is positioned facing the cap body 22A in the axial direction. For this reason, when the 1st tube 10 and the 2nd tube 20 are in the most contracted position, the front-end
  • the restricting portion 12C facing the cap body 22A in the axial direction corresponds to the facing portion.
  • the yoke 40 has an insertion hole 45 through which the rod 30 is inserted in the axial direction.
  • An annular recess 43 is formed on the inner peripheral surface of the yoke 40 toward the outer periphery.
  • a plurality of coils 41 are fixed in the annular recess 43. The plurality of coils 41 are arranged in parallel along the axial direction so as to face the permanent magnet 31.
  • a groove 42 is provided on the outer periphery of the yoke 40 in the axial direction.
  • wirings 44 from the plurality of coils 41 are inserted.
  • at least three grooves 42 are provided in the circumferential direction at intervals.
  • the groove 42 may be provided on the inner peripheral surface 12B of the inner tube 12. Further, the groove 42 may be provided on both the outer peripheral surface of the yoke 40 and the inner peripheral surface 12B of the inner tube 12.
  • the wiring 44 from the plurality of coils 41 is drawn out through the groove 42 and the through hole 1A provided in the trunnion shaft 1.
  • the wiring 44 drawn out to the outside is connected to a controller (not shown).
  • the controller controls the thrust generated by the linear actuator 100 and the thrust generation direction (stretching direction) by controlling the magnitude and phase of the current supplied to the coil 41.
  • the linear actuator 100 when a current in a predetermined direction is supplied to the coil 41, a thrust force that drives the rod 30 in one direction (rightward in FIG. 1) is generated.
  • the rod 30 is driven in one direction, the outer tube 21 of the second tube 20 moves while sliding with respect to the inner tube 12 of the first tube 10, and the linear actuator 100 extends.
  • the rod guide 50 comes into contact with the side surface of the protruding portion 13A of the guide tube 13, and further movement of the rod 30 is restricted.
  • the rod guide 50 functions as a stopper.
  • the tip of the protruding portion 22B protruding from the cap body 22A comes into contact with the restricting portion 12C of the inner tube 12, and further movement of the rod 30 is restricted. Is done.
  • the cap body 22A and the restricting portion 12C function as a stopper.
  • a protruding portion protruding from the restricting portion 12C toward the cap main body 22A may be provided, or between the cap main body 22A and the restricting portion 12C.
  • Protruding portions may be provided on both, and any configuration may be used as long as the movement of the rod 30 is restricted by the cap body 22A and the restricting portion 12C. Further, the protruding portion may be provided on the outer peripheral edge of the cap body 22A or the restricting portion 12C, or may be provided near the rod 30. In order to secure the contact area of the protruding portion, it is preferable to provide the protruding portion on the outer peripheral edge. In addition, a buffer member or the like may be provided on the surface of the cap body 22A or the restricting portion 12C in order to mitigate the impact when abutting.
  • the end surface 21B on one end side of the outer tube 21 and the facing surface 11C of the base portion 11 facing the end surface 21B in the axial direction are illustrated in FIG. As shown in FIG. 5, a gap S is formed.
  • the first tube 10 and the second tube 20 are closest to each other without contacting the exposed portion.
  • a gap S is provided and separated. For this reason, even if foreign matter or the like accumulates in this portion, it is possible to prevent the most contracted position of the linear actuator from changing due to the sufficient gap S.
  • the size of the gap S is preferably about 4 to 6 mm in order to allow a certain amount of foreign matter to accumulate.
  • the surface facing the end surface 21 ⁇ / b> B of the outer tube 21 is not limited to the facing surface 11 ⁇ / b> C of the base portion 11, and may be a surface formed on another member constituting the first tube 10.
  • the cap main body 22A of the cap 22 and the regulating portion 12C of the inner tube 12 come into contact with each other, so The relative displacement with the two tubes 20 is restricted, and a gap S is formed between the end surface 21B on one end side of the outer tube 21 and the facing surface 11C of the base portion 11.
  • the member that regulates the most contracted position is formed at a location that is not exposed to the outside, and the linear actuator is at the most contracted position between the members that are exposed to the outside and face each other in the axial direction. Even so, a gap is formed. For this reason, it becomes difficult to be affected by the accumulation of foreign matter and the like, and the most contracted position of the linear actuator 100 can be stabilized.
  • the outer tube 21 that has been in contact with the base portion 11 has a shape having a sufficient thickness to ensure strength.
  • the outer tube 21 does not come into contact with the base portion 11, so that the thickness can be reduced, the outer diameter of the linear actuator 100 can be reduced, and the weight can be reduced. Can be reduced.
  • a protruding portion that protrudes toward the other is formed on one of the cap body 22A of the cap 22 and the restricting portion 12C of the inner tube 12. Since the protruding portion protruding from either the cap main body 22A or the restricting portion 12C functions as a stopper, the degree of freedom in design can be improved. Further, the most contracted position can be freely set by adjusting the length of the protruding portion.
  • the protruding portion is formed on the outer peripheral edge of the cap body 22A of the cap 22 or the restricting portion 12C of the inner tube 12.
  • the protrusions can ensure a contact area when formed on the outer peripheral side rather than on the inner peripheral side. For this reason, by forming the projecting portion on the outer peripheral edge, the area of the contact portion is increased, and the strength of the contact portion can be ensured. As a result, the most contracted position of the linear actuator 100 can be stabilized.
  • the cap 22 and the outer tube 21 are coupled by a protruding portion 22B formed on the outer peripheral side of the cap body 22A. That is, the protrusion 22B functions as a stopper and also functions as a coupling portion. Thus, since the protrusion 22B has two functions, the structure of the linear actuator 100 can be simplified.
  • a part of the permanent magnet 31 protrudes closer to the cap 22 than the coil 41. That is, when the linear actuator 100 reaches the most contracted position, a part of the permanent magnet 31 of the rod 30 exists on the side where the linear actuator 100 extends from the coil 41 fixed to the yoke 40. For this reason, when the linear actuator 100 is extended from the most contracted position, a thrust (electromagnetic force) for driving the rod 30 is easily generated, and the responsiveness can be improved.

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Abstract

　リニアアクチュエータ１００は、内側にヨーク４０によって保持されるコイル４１が設けられる第１チューブ１０と、第１チューブ１０の外周に設けられる第２チューブ２０と、第２チューブ２０の端部に一端が固定されるロッド３０と、ロッド３０に軸方向に並んで保持される永久磁石３１と、を備える。第１チューブ１０と第２チューブ２０とが最収縮位置にあるときに、第２チューブ２０のアウターチューブ２１の一端側の端面２１Ｂと、端面２１Ｂと軸方向において対向する第１チューブ１０のベース部１１の対向面１１Ｃと、の間には隙間Ｓが形成される。

Description

リニアアクチュエータ
　本発明は、電磁力によって軸方向に伸縮するリニアアクチュエータに関するものである。
　ＪＰ２０１４－２７７４０Ａには、一方のチューブに設けられるコイルと他方のチューブに設けられる永久磁石との間に生じる電磁力によって、これらのチューブを軸方向に相対変位させるリニアアクチュエータが開示されている。このリニアアクチュエータの最収縮位置は、連結軸が設けられるベース部と他方のチューブの開口端とが当接することにより規制される。
　しかしながら、ＪＰ２０１４－２７７４０Ａに開示されるリニアアクチュエータでは、ベース部と他方のチューブとが当接する部分が外部に露出しているため、ここに異物等が堆積すると、ベース部と他方のチューブとが当接できず、リニアアクチュエータの最収縮位置が変化するおそれがある。
　本発明は、リニアアクチュエータの最収縮位置を安定させることを目的とする。
　本発明のある態様によれば、内側に筒状のヨークによって保持される複数のコイルが設けられる第１チューブと、前記第１チューブの外周に軸方向に相対変位自在に設けられる第２チューブと、前記第２チューブの端部に一端が固定され、前記ヨーク内を軸方向に移動自在なロッドと、前記ロッドに軸方向に並んで保持され、前記複数のコイルと対向するように配設される複数の永久磁石と、を備え、前記第２チューブは、一端側から前記第１チューブが挿入される外筒部を有し、前記第１チューブは、前記外筒部に挿入される内筒部と、前記内筒部に軸方向に連続して設けられ、前記内筒部よりも外径が大きく、前記外筒部の一端側と軸方向において対向する大径部と、を有し、前記第１チューブと前記第２チューブとが最収縮位置にあるときに、前記外筒部の一端側と前記大径部との間には隙間が形成されるリニアアクチュエータが提供される。
図１は、本発明の実施形態に係るリニアアクチュエータの収縮状態における軸方向断面図である。 図２は、本発明の実施形態に係るリニアアクチュエータの伸長状態における軸方向断面図である。
　以下、図１及び図２を参照して、本発明の実施形態に係るリニアアクチュエータ１００について説明する。
　リニアアクチュエータ１００は、第１チューブ１０と、第１チューブ１０の外周に摺動自在に設けられる第２チューブ２０と、第２チューブ２０の端部に固定され、永久磁石３１を保持するロッド３０と、第１チューブ１０内に嵌合するように設けられ、永久磁石３１と対向するコイル４１を保持するヨーク４０と、を備える。
　リニアアクチュエータ１００では、コイル４１に流れる電流に応じてロッド３０を軸方向に駆動する推力（電磁力）が発生し、この推力に基づいて第１チューブ１０と第２チューブ２０とが相対変位する。これにより、リニアアクチュエータ１００は、図１に示す最収縮位置から、図２に示す最伸長位置との間で伸縮する。
　第１チューブ１０は、大径部としてのベース部１１と、ベース部１１の一端側に固定される内筒部としてのインナーチューブ１２と、ベース部１１の他端側に固定されるガイドチューブ１３と、を備える。
　ベース部１１は、両端が開口する筒状部材である。ベース部１１の外周には、径方向に突出する連結軸としての一対のトラニオン軸１が固定される。リニアアクチュエータ１００は、一対のトラニオン軸１が図示しない外部部材に回動可能に軸支されることで、外部部材に対して回動可能に保持される。トラニオン軸１には、貫通孔１Ａが設けられる。貫通孔１Ａは一方のトラニオン軸１だけではなく両方に設けてもよい。このように、貫通孔１Ａは、一対のトラニオン軸１の少なくともいずれか一方に設けられる。
　インナーチューブ１２は、ベース部１１の外径よりも小さい外径を有し、その一端がベース部１１の第一内周面１１Ａに嵌合して固定され、ベース部１１に片持ち支持される。インナーチューブ１２とベース部１１との結合構造は嵌合結合に限定されず、例えば、ねじ結合であってもよい。同様に、ガイドチューブ１３は、その一端がベース部１１の第二内周面１１Ｂに嵌合して固定され、ベース部１１に片持ち支持される。ガイドチューブ１３のベース部１１への固定端には、内側に突出する環状の突出部１３Ａが形成される。ガイドチューブ１３とベース部１１との結合構造は嵌合結合に限定されず、例えば、ねじ結合であってもよい。
　第２チューブ２０は、両端が開口し一端側から第１チューブ１０のインナーチューブ１２が摺動自在に挿入される円筒状の外筒部としてのアウターチューブ２１と、アウターチューブ２１の他端側に取り付けられる閉塞部としてのキャップ２２と、を備える。
　キャップ２２は、キャップ本体２２Ａと、キャップ本体２２Ａからアウターチューブ２１の内周に沿って突出する円筒状の突出部２２Ｂと、を有する。キャップ本体２２Ａの外側面には、図示しない外部機器が連結される連結部材２が固定される。突出部２２Ｂの外周には、図示しない雄ねじ部が設けられ、これに対応してアウターチューブ２１の他端側の内周には、図示しない雌ねじ部が設けられる。アウターチューブ２１とキャップ２２とは、これらの雄ねじ部と雌ねじ部とを介してねじ結合される。この結果、第２チューブ２０の他端は、キャップ２２により閉塞される。アウターチューブ２１とキャップ２２との結合構造はネジ結合に限定されず、例えば、嵌合結合であってもよい。
　リニアアクチュエータ１００は、第１チューブ１０と第２チューブ２０とを軸方向に相対変位可能に支持する第１リニアガイド部１５と第２リニアガイド部２５とを備える。
　インナーチューブ１２の自由端側の外周には、環状の第１軸受１４が設けられる。第１軸受１４の軸受面（外周面）１４Ａは、アウターチューブ２１の内周面２１Ａと摺接する。第１リニアガイド部１５は、インナーチューブ１２の外周面１２Ａと、第１軸受１４の軸受面１４Ａとから構成される。
　アウターチューブ２１の開口端側の内周には、環状の第２軸受２３が設けられる。第２軸受２３の軸受面（内周面）２３Ａは、インナーチューブ１２の外周面１２Ａと摺接する。第２リニアガイド部２５は、アウターチューブ２１の内周面２１Ａと、第２軸受２３の軸受面２３Ａとから構成される。
　リニアアクチュエータ１００が伸縮する際には、第１リニアガイド部１５では、第１軸受１４の軸受面１４Ａがアウターチューブ２１の内周面２１Ａに摺接する。また、第２リニアガイド部２５では、第２軸受２３の軸受面２３Ａがインナーチューブ１２の外周面１２Ａに摺接する。これにより、インナーチューブ１２とアウターチューブ２１とは、滑らかに摺動する。インナーチューブ１２の外周面１２Ａとアウターチューブ２１の内周面２１Ａとは、第１軸受１４及び第２軸受２３を介して互いに隙間なく対峙する。
　ロッド３０は、中空部３０Ａを有する棒状部材である。ロッド３０の一端は、第２チューブ２０の他端を閉塞するキャップ２２の内側に固定される。また、ロッド３０の他端は、ガイドチューブ１３内に摺動自在に配設されるロッドガイド５０に固定される。ロッド３０の他端にロッドガイド５０が設けられることで、ガイドチューブ１３とロッド３０との同軸度が確保される。このため、リニアアクチュエータ１００の伸縮時にロッド３０の端部が径方向に振れることが防止される。
　ロッド３０の中空部３０Ａには、複数の永久磁石３１が軸方向に並んで保持される。永久磁石３１は、円柱状に形成されており、軸方向にＮ極とＳ極が位置するように着磁される。隣り合う永久磁石３１は、同極同士が対向するように配置される。また、隣り合う永久磁石３１の間には継鉄３２が設けられる。なお、継鉄３２を必ずしも設ける必要はなく、隣り合う永久磁石３１が当接するようにしてもよい。また、中空部３０Ａ内の両端には非磁性部としての非磁性体３３が配置される。つまり、中空部３０Ａは、非磁性体３３を介してキャップ２２及びロッドガイド５０に固定される。
　ロッド３０は、その端面３０Ｂがキャップ本体２２Ａの内側面に密に面接触した状態で連結部材２のねじ部２Ａによってキャップ２２に固定される。また、ロッド３０の非磁性体３３が配置される部分の外周面は、キャップ２２と接することなく、所定の隙間を介して離間している。このように、ロッド３０の位置は、ロッド３０の端面３０Ｂとキャップ本体２２Ａとの面接触のみで決定されるため、ロッド３０の芯出しは容易に行われる。ロッド３０は、連結部材２のねじ部２Ａによって固定されているが、連結部材２とは別の部材からなる結合部材によってキャップ２２に固定される構成としてもよい。また、この場合、連結部材２は、キャップ２２と一体的に形成されてもよい。
　インナーチューブ１２の内周面１２Ｂには、円筒状のヨーク４０が設けられる。インナーチューブ１２の内周面１２Ｂの自由端側には、内周側に突出する円環状の規制部１２Ｃが設けられており、ヨーク４０は、規制部１２Ｃに当接するまでインナーチューブ１２内に挿入される。この規制部１２Ｃは、図１に示されるように、キャップ本体２２Ａと軸方向において対向して位置している。このため、第１チューブ１０と第２チューブ２０とが最収縮位置にあるとき、規制部１２Ｃのヨーク４０が当接する面と反対側の面には、キャップ本体２２Ａから突出する突出部２２Ｂの先端が当接する。ここで、キャップ本体２２Ａと軸方向において対向する規制部１２Ｃが対向部に該当する。
　ヨーク４０は、ロッド３０が軸方向に挿通する挿通孔４５を有する。ヨーク４０の内周面には、外周に向かって環状凹部４３が形成される。環状凹部４３内には、複数のコイル４１が固定される。複数のコイル４１は、永久磁石３１に対向するように軸方向に沿って並設される。
　ヨーク４０の外周には、軸線方向に溝４２が設けられる。溝４２には、複数のコイル４１からの配線４４が挿入される。溝４２は、図示しないが周方向に間隔をあけて少なくとも３カ所設けられる。溝４２をヨーク４０の外周面に設けるのに代えて、インナーチューブ１２の内周面１２Ｂに設けてもよい。また、溝４２をヨーク４０の外周面とインナーチューブ１２の内周面１２Ｂとの両方に設けてもよい。
　複数のコイル４１からの配線４４は、溝４２と、トラニオン軸１に設けられた貫通孔１Ａとを通って外部に引き出される。外部に引き出された配線４４は、図示しないコントローラに接続される。コントローラはコイル４１に供給される電流の大きさや位相を制御することにより、リニアアクチュエータ１００が発生する推力と推力発生方向（伸縮方向）とを制御する。
　次に、リニアアクチュエータ１００の動作について説明する。
　リニアアクチュエータ１００では、コイル４１に所定方向の電流が供給されると、ロッド３０を一方向（図１において右方向）に駆動する推力が発生する。ロッド３０が一方向に駆動されると、第２チューブ２０のアウターチューブ２１が第１チューブ１０のインナーチューブ１２に対して摺動しながら移動して、リニアアクチュエータ１００が伸長する。
　図２に示すように、リニアアクチュエータ１００が最伸長位置まで伸長すると、ロッドガイド５０がガイドチューブ１３の突出部１３Ａの側面に当接し、それ以上のロッド３０の移動が規制される。このように、ロッドガイド５０は、ストッパとして機能する。
　一方、コイル４１に伸長時とは逆位相の電流が供給されると、ロッド３０を他方向（図２において左方向）に駆動する推力が発生する。ロッド３０が他方向に駆動されると、第２チューブ２０のアウターチューブ２１が第１チューブ１０のインナーチューブ１２に対して摺動しながら移動して、リニアアクチュエータ１００が収縮する。
　図１に示すように、リニアアクチュエータ１００が最収縮位置まで収縮すると、キャップ本体２２Ａから突出する突出部２２Ｂの先端がインナーチューブ１２の規制部１２Ｃに当接し、それ以上のロッド３０の移動が規制される。このように、キャップ本体２２Ａと規制部１２Ｃとは、ストッパとして機能する。ストッパの具体的構成としては、キャップ本体２２Ａから突出する突出部２２Ｂに代えて規制部１２Ｃからキャップ本体２２Ａに向けて突出する突出部を設けてもよいし、キャップ本体２２Ａと規制部１２Ｃとの両方に突出部を設けてもよく、キャップ本体２２Ａと規制部１２Ｃとによりロッド３０の移動が規制されればどのような構成であってもよい。また、突出部は、キャップ本体２２Ａまたは規制部１２Ｃの外周縁に設けられてもよいし、ロッド３０寄りに設けられてもよい。突出部の当接面積を確保するためには、突出部を外周縁に設けることが好ましい。また、当接したときの衝撃を緩和するために、キャップ本体２２Ａまたは規制部１２Ｃの表面に緩衝部材等を設けてもよい。
　また、リニアアクチュエータ１００が最収縮位置となったとき、アウターチューブ２１の一端側の端面２１Ｂと、この端面２１Ｂと軸方向において対向するベース部１１の対向面１１Ｃと、の間には、図１に示されるように、隙間Ｓが形成される。このように、リニアアクチュエータ１００が最収縮位置となったときに、第１チューブ１０と第２チューブ２０とが最も接近する部分であって、外部に露出している部分を当接させることなく、隙間Ｓを設けて離間させている。このため、この部分に異物等が堆積したとしても、十分な隙間Ｓがあることにより、リニアアクチュエータの最収縮位置が変化することを防止することができる。隙間Ｓの大きさは、ある程度の異物等の堆積を許容するために、４～６ｍｍ程度とすることが好ましい。なお、アウターチューブ２１の端面２１Ｂと対向する面は、ベース部１１の対向面１１Ｃに限定されず、第１チューブ１０を構成する他の部材に形成される面であってもよい。
　また、リニアアクチュエータ１００が最収縮位置となったとき、ロッド３０の永久磁石３１の一部は、図１に示すように、ヨーク４０に固定されるコイル４１よりもキャップ２２側に突出した状態となる。このように、最収縮位置において、永久磁石３１の一部が、コイル４１よりもリニアアクチュエータ１００が伸長する側に存在するため、最収縮位置からリニアアクチュエータ１００を伸長させる際、ロッド３０を駆動する推力（電磁力）が発生し易くなる。
　以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
　本実施形態では、第１チューブ１０と第２チューブ２０とが最収縮位置にあるときに、キャップ２２のキャップ本体２２Ａとインナーチューブ１２の規制部１２Ｃとが当接することによって第１チューブ１０と第２チューブ２０との相対変位が規制され、アウターチューブ２１の一端側の端面２１Ｂとベース部１１の対向面１１Ｃとの間には隙間Ｓが形成される。このように、最収縮位置を規制する部材は外部に露出しない箇所に形成されているとともに、外部に露出し軸方向において対向し相対変位する部材間には、リニアアクチュエータが最収縮位置にあるときであっても隙間が形成される。このため、異物等の堆積の影響を受けにくくなり、リニアアクチュエータ１００の最収縮位置を安定させることができる。
　また、従来、第１チューブ１０と第２チューブ２０とが最収縮位置にあるときに、ベース部１１に当接していたアウターチューブ２１は、強度を確保するために十分な厚さを有する形状に形成されていた。しかし、本実施形態では、アウターチューブ２１は、ベース部１１に当接することがなくなるので、その厚さを薄くすることが可能となり、リニアアクチュエータ１００の外径を小さくすることができるとともにその重量を低減することができる。
　また、キャップ２２のキャップ本体２２Ａとインナーチューブ１２の規制部１２Ｃとの何れか一方には、他方に向けて突出する突出部が形成される。キャップ本体２２Ａと規制部１２Ｃとの何れかから突出する突出部がストッパとして機能するので、設計の自由度を向上させることができる。また、突出部の長さを調整することにより、最収縮位置を自由に設定することができる。
　また、突出部は、キャップ２２のキャップ本体２２Ａまたはインナーチューブ１２の規制部１２Ｃの外周縁に形成される。突出部は、内周側に形成されるよりも外周側に形成された方が当接面積を確保することができる。このため、突出部を外周縁に形成することによって当接部の面積が広くなり、当接部の強度を確保することが可能となる。この結果、リニアアクチュエータ１００の最収縮位置を安定させることができる。
　また、キャップ２２とアウターチューブ２１とは、キャップ本体２２Ａの外周側に形成された突出部２２Ｂにより結合される。つまり、突出部２２Ｂは、ストッパとして機能するとともに、結合部としても機能する。このように、突出部２２Ｂは、２つの機能を兼ねているため、リニアアクチュエータ１００の構造を簡素化することができる。
　また、第１チューブ１０と第２チューブ２０とが最収縮位置にあるときに、コイル４１よりもキャップ２２側に永久磁石３１の一部が突出している。つまり、リニアアクチュエータ１００が最収縮位置となったとき、ロッド３０の永久磁石３１の一部は、ヨーク４０に固定されるコイル４１よりもリニアアクチュエータ１００が伸長する側に存在する。このため、最収縮位置からリニアアクチュエータ１００を伸長する際、ロッド３０を駆動する推力（電磁力）が発生し易くなり、応答性を向上させることができる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
　本願は２０１４年１０月２９日に日本国特許庁に出願された特願２０１４－２２０１３７に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (7)

  1. 　リニアアクチュエータであって、
    　内側に筒状のヨークによって保持される複数のコイルが設けられる第１チューブと、
    　前記第１チューブの外周に軸方向に相対変位自在に設けられる第２チューブと、
    　前記第２チューブの端部に一端が固定され、前記ヨーク内を軸方向に移動自在なロッドと、
    　前記ロッドに軸方向に並んで保持され、前記複数のコイルと対向するように配設される複数の永久磁石と、を備え、
    　前記第２チューブは、一端側から前記第１チューブが挿入される外筒部を有し、
    　前記第１チューブは、前記外筒部に挿入される内筒部と、前記内筒部に軸方向に連続して設けられ、前記内筒部よりも外径が大きく、前記外筒部の一端側と軸方向において対向する大径部と、を有し、
    　前記第１チューブと前記第２チューブとが最収縮位置にあるときに、前記外筒部の一端側と前記大径部との間には隙間が形成されるリニアアクチュエータ。
  2. 　請求項１に記載のリニアアクチュエータであって、
    　前記第２チューブは、前記外筒部の他端側を閉塞する閉塞部を有し、
    　前記第１チューブは、前記閉塞部と軸方向において対向する対向部を有し、
    　前記第１チューブと前記第２チューブとが最収縮位置にあるときに、前記閉塞部と前記対向部とが当接することによって前記第１チューブと前記第２チューブとの相対変位が規制されるリニアアクチュエータ。
  3. 　請求項２に記載のリニアアクチュエータであって、
    　前記閉塞部と前記対向部との何れか一方には、他方に向けて突出する突出部が形成されるリニアアクチュエータ。
  4. 　請求項３に記載のリニアアクチュエータであって、
    　前記突出部は、前記閉塞部または前記対向部の外周縁に形成されるリニアアクチュエータ。
  5. 　請求項２に記載のリニアアクチュエータであって、
    　前記閉塞部の外周側には、前記対向部に向けて突出する突出部が形成され、
    　前記閉塞部と前記筒部とは、前記突出部により結合されるリニアアクチュエータ。
  6. 　請求項１に記載のリニアアクチュエータであって、
    　前記第１チューブと前記第２チューブとが最収縮位置にあるときに、前記コイルよりも前記第２チューブの他端側に前記永久磁石の一部が突出しているリニアアクチュエータ。
  7. 　請求項１に記載のリニアアクチュエータであって、
    　前記大径部には、外部部材に軸支される連結軸が設けられるリニアアクチュエータ。
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