特開 2024-179581 直動アクチュエータおよび電磁サスペンション

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024179581

(43)【公開日】2024-12-26

(54)【発明の名称】直動アクチュエータおよび電磁サスペンション

(51)【国際特許分類】

   F16H 25/24 20060101AFI20241219BHJP

   F16H 25/20 20060101ALI20241219BHJP

   B60G 17/00 20060101ALI20241219BHJP

【ＦＩ】

F16H25/24 G

F16H25/20 E

B60G17/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023098543

(22)【出願日】2023-06-15

(71)【出願人】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109380

【弁理士】

【氏名又は名称】小西 恵

(74)【代理人】

【識別番号】100109036

【弁理士】

【氏名又は名称】永岡 重幸

(72)【発明者】

【氏名】和田 利昌

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 茂

(72)【発明者】

【氏名】小泉 和則

(72)【発明者】

【氏名】田口 尚輝

【テーマコード（参考）】

3D301

3J062

【Ｆターム（参考）】

3D301AA01

3D301AA48

3D301AA76

3D301DA09

3D301DA10

3D301DA22

3D301DA23

3D301DA29

3D301DA30

3D301DA35

3D301DA38

3D301DA86

3J062AA01

3J062AB21

3J062AC07

3J062BA16

3J062CD02

3J062CD04

3J062CD22

3J062CD57

(57)【要約】

【課題】制御のための追加の装置が必要なく、直動アクチュエータに設けられる要素によって衝撃および高周波の振動を緩和する。
【解決手段】直動アクチュエータは、回転させられる送りねじと、２つの端面を有しており、送りねじの回転に伴って、送りねじの軸線方向に沿って直進させられるナット部材と、ナット部材の周囲に配置され、軸線方向に沿った長さがナット部材の長さより大きく、ナット部材とともに直進させられる直動円筒部材と、剛性材料から形成され、ナット部材の端面に対向するようにそれぞれ配置され、直動円筒部材に係合し、ナット部材の直進運動を直動円筒部材に伝達する２つの円環部材と、エラストマー材料から形成され、円環部材とナット部材の端面との間に配置されて、円環部材とナット部材の端面との間で圧縮される円環状の２つの第１の緩衝部材とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転させられる送りねじと、
２つの端面を有しており、前記送りねじの回転に伴って、前記送りねじの軸線方向に沿って直進させられるナット部材と、
前記ナット部材の周囲に配置され、前記軸線方向に沿った長さが前記ナット部材の長さより大きく、前記ナット部材とともに直進させられる直動円筒部材と、
剛性材料から形成され、前記ナット部材の前記端面に対向するようにそれぞれ配置され、前記直動円筒部材に係合し、前記ナット部材の直進運動を前記直動円筒部材に伝達する２つの円環部材と、
エラストマー材料から形成され、前記円環部材と前記ナット部材の前記端面との間に配置されて、前記円環部材と前記ナット部材の前記端面との間で圧縮される円環状の２つの第１の緩衝部材とを備える
ことを特徴とする直動アクチュエータ。

【請求項2】

前記第１の緩衝部材は、前記円環部材と前記ナット部材の前記端面との間で圧縮された状態で、前記送りねじの最大径よりも大きい内径を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の直動アクチュエータ。

【請求項3】

前記ナット部材の外周面と、前記直動円筒部材の内周面との間に設けられた円環状の隙間と、
前記ナット部材に固定されて、前記直動円筒部材に嵌め込まれるキーをさらに備え、
前記キーは、前記送りねじの軸線を中心とする径方向において、前記直動円筒部材に接触しない
ことを特徴とする請求項２に記載の直動アクチュエータ。

【請求項4】

前記直動円筒部材は、前記キーが嵌め込まれるキー溝を有し、前記キー溝は前記直動円筒部材の壁を前記径方向に貫通する
ことを特徴とする請求項３に記載の直動アクチュエータ。

【請求項5】

直動円筒部材の内周面とナット部材の外周面との間には円環状の隙間が設けられ、
エラストマー材料から形成され、前記ナット部材の径方向外側、かつ前記直動円筒部材の径方向内側に配置され、前記ナット部材と前記直動円筒部材に接触して、前記隙間を閉塞する円環状の少なくとも１つの第２の緩衝部材をさらに備える
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の直動アクチュエータ。

【請求項6】

前記直動円筒部材の外側に配置されて、前記軸線方向に沿って延びており、前記直動円筒部材の直進運動を案内する円筒状の案内スリーブと、
前記案内スリーブによって包囲され、前記送りねじが中央に配置され、前記ナット部材が配置されていない第１の空間と、
前記直動円筒部材によって包囲され、前記送りねじが中央に配置され、前記ナット部材が配置されていない第２の空間とをさらに備え、
前記第１の空間と前記第２の空間の各々は、前記ナット部材の直進運動に伴って、変動する容積を有し、
前記送りねじは、前記軸線方向に沿って延びる内部孔を有し、前記内部孔は前記第１の空間と前記第２の空間に連通する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の直動アクチュエータ。

【請求項7】

前記直動円筒部材の外側に配置されて、前記軸線方向に沿って延びており、前記直動円筒部材の直進運動を案内する円筒状の案内スリーブと、
前記案内スリーブによって包囲され、前記送りねじが中央に配置され、前記ナット部材が配置されていない第１の空間と、
前記直動円筒部材によって包囲され、前記送りねじが中央に配置され、前記ナット部材が配置されていない第２の空間とをさらに備え、
前記第１の空間と前記第２の空間の各々は、前記ナット部材の直進運動に伴って、変動する容積を有し、
前記送りねじは、前記軸線方向に沿って延びる内部孔を有する中空構造であり、前記内部孔は前記第１の空間と前記第２の空間に連通する
ことを特徴とする請求項５に記載の直動アクチュエータ。

【請求項8】

前記直動円筒部材の外側に配置されて、前記軸線方向に沿って延びており、前記直動円筒部材の直進運動を案内する円筒状の案内スリーブをさらに有する請求項１から４のいずれか１項に記載の直動アクチュエータと、
前記直動円筒部材に連結され、構造物の一方の部材に取り付けられる第１の取り付け部と、
前記案内スリーブに連結され、前記構造物の他方の部材に取り付けられる第２の取り付け部と、
前記直動円筒部材に係合する第１の荷重支持板と、
前記案内スリーブに係合する第２の荷重支持板と、
前記第１の荷重支持板と前記第２の荷重支持板との間に配置されて、前記第１の荷重支持板と前記第２の荷重支持板との間で圧縮されるコイルばねとを備える
ことを特徴とする電磁サスペンション。

【請求項9】

前記直動アクチュエータは、
前記案内スリーブによって包囲され、前記送りねじが中央に配置され、前記ナット部材が配置されていない第１の空間と、
前記直動円筒部材によって包囲され、前記送りねじが中央に配置され、前記ナット部材が配置されていない第２の空間とをさらに備え、
前記第１の空間と前記第２の空間の各々は、前記ナット部材の直進運動に伴って、変動する容積を有し、
前記送りねじは、前記軸線方向に沿って延びる内部孔を有する中空構造であり、前記内部孔は前記第１の空間と前記第２の空間に連通する
ことを特徴とする請求項８に記載の電磁サスペンション。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、直動アクチュエータおよび電磁サスペンションに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、直動アクチュエータとバネを有する電磁サスペンションが開発されている（特許文献１，２）。サスペンションにおいては、できるだけ衝撃を緩和することができることが好ましい。特に、この種の電磁サスペンションにおいては、大きな衝撃が加わると、直動アクチュエータおよびこれを駆動するモータに過大な負担がかかる。また、サスペンションは、衝撃だけでなく高周波の振動を緩和することができることが好ましい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５－１３２２９８号公報

【特許文献2】特開２００５－０９６５８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示された技術おいては、モータに過大な回転力が加わろうとすると、モータを固定する力を弱めて、モータ自体の回転を許容することにより、モータおよびその他の部品の破損を防止しようとする。しかし、この技術では、車体の変位および加速度を測定し、変位の速度および加速度に基づいて、モータを固定する力を制御する。したがって、測定のためのセンサと電子制御装置が必要とされる。

【0005】

特許文献２に開示された技術においては、衝撃吸収手段の剛性が可変であり、車体の加速度を測定し、加速度に基づいて、衝撃吸収手段の剛性を制御する。したがって、測定のためのセンサと電子制御装置が必要とされる。また、特許文献２に開示された技術では、直動アクチュエータの内部に加わる衝撃を緩和することができない。

【0006】

そこで、本発明は、制御のための追加の装置が必要なく、直動アクチュエータに設けられる要素によって衝撃および高周波の振動を緩和する技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明のある態様は直動アクチュエータを提供する。直動アクチュエータは、回転させられる送りねじと、２つの端面を有しており、前記送りねじの回転に伴って、前記送りねじの軸線方向に沿って直進させられるナット部材と、前記ナット部材の周囲に配置され、前記軸線方向に沿った長さが前記ナット部材の長さより大きく、前記ナット部材とともに直進させられる直動円筒部材と、剛性材料から形成され、前記ナット部材の前記端面に対向するようにそれぞれ配置され、前記直動円筒部材に係合し、前記ナット部材の直進運動を前記直動円筒部材に伝達する２つの円環部材と、エラストマー材料から形成され、前記円環部材と前記ナット部材の前記端面との間に配置されて、前記円環部材と前記ナット部材の前記端面との間で圧縮される円環状の２つの第１の緩衝部材とを備える。

【0008】

本発明の他の態様は電磁サスペンションを提供する。電磁サスペンションは、前記直動円筒部材の外側に配置されて、前記軸線方向に沿って延びており、前記直動円筒部材の直進運動を案内する円筒状の案内スリーブをさらに有する前記の直動アクチュエータと、前記直動円筒部材に連結され、構造物の一方の部材に取り付けられる第１の取り付け部と、前記案内スリーブに連結され、前記構造物の他方の部材に取り付けられる第２の取り付け部と、前記直動円筒部材に係合する第１の荷重支持板と、前記案内スリーブに係合する第２の荷重支持板と、前記第１の荷重支持板と前記第２の荷重支持板との間に配置されて、前記第１の荷重支持板と前記第２の荷重支持板との間で圧縮されるコイルばねとを備える。

【発明の効果】

【0009】

本発明の態様においては、ナット部材とともに直進運動させられる直動円筒部材に２つの円環部材が係合し、各円環部材とナット部材の端面の間には、エラストマー材料製の円環状の第１の緩衝部材が介在させられる。したがって、ナット部材に相対して直動円筒部材は、第１の緩衝部材を伸縮させながら、わずかに軸線方向に沿って移動可能であり、第１の緩衝部材は、主に軸線方向に沿って直動円筒部材に加わる衝撃および高周波の振動を吸収する。したがって、直動円筒部材に加わる衝撃および高周波の振動は、ナット部材ひいては送りねじおよびその回転のための回転駆動装置に伝達されにくい。このようにして、制御のための追加の装置が必要なく、直動アクチュエータに設けられる２つの第１の緩衝部材によって衝撃および高周波の振動が吸収されて、ナット部材、送りねじおよび回転駆動装置が衝撃および高周波の振動から保護される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る直動アクチュエータを有する電磁サスペンションを示す正面断面図である。

【図2】図２は、図１の電磁サスペンションの側面断面図である。

【図3】図３は、退縮状態にある図１の電磁サスペンションを示す正面断面図である。

【図4】図４は、図２の一部を拡大して示す断面図である。

【図5】図５は、変形例に係る図４と同じ部分を拡大して示す断面図である。

【図6】図６は、他の変形例に係る図４と同じ部分を拡大して示す断面図である。

【図7】図７は、直動アクチュエータの送りねじの下面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る様々な実施形態を説明する。図面の縮尺は必ずしも正確ではなく、一部の特徴は誇張または省略されることもある。

【0012】

図１から図３に示すように、本発明の実施形態に係る電磁サスペンション１は直動アクチュエータ２を有する。

【0013】

直動アクチュエータ２は、モータ３、モータドライバ４、歯車伝達機構５、送りねじ６、ナット部材７、直動円筒部材８およびハウジング９を有する。

【0014】

モータ３は、例えばサーボモータまたはステッピングモータである。モータ３は回転シャフト３ａを有する。モータドライバ４は、回転シャフト３ａの回転を制御する。モータドライバ４には、電磁サスペンション１に与えられる加速度を測定する加速度センサ（図示せず）からの信号が供給され、モータドライバ４は加速度センサからの信号に基づいて、回転シャフト３ａの回転を制御し、直動アクチュエータ２が制振機能を発揮するようにする。

【0015】

モータ３はハウジング９に固定されており、回転シャフト３ａはハウジング９のフランジ９ａに形成された孔を通過する。ハウジング９は金属または樹脂のような剛性材料から形成されている。

【0016】

歯車伝達機構５は、モータ３の回転シャフト３ａによって駆動される。歯車伝達機構５は、２つの歯車１０，１１を有する。歯車１０，１１は、例えば平歯車であるが、はすば歯車であってもよい。

【0017】

歯車１０は、駆動歯車であって、回転シャフト３ａに固定されて、回転シャフト３ａとともに回転する。例えば、歯車１０は回転シャフト３ａにキー３ｂおよびナット３ｃによって固定されている。

【0018】

歯車１１は、従動歯車であって、歯車１０に噛み合っており、歯車１０によって駆動されて回転する。歯車１１は、回転シャフト１１ａに固定されて、回転シャフト１１ａとともに回転する。例えば、歯車１１は回転シャフト１１ａにキー１１ｂおよびナット１１ｃによって固定されている。

【0019】

回転シャフト１１ａは、転がり軸受１２，１３によって回転可能に支持されている。転がり軸受１２，１３は、軸受ハウジング１４に支持されており、軸受ハウジング１４は、ハウジング９のフランジ９ａに固定されている。

【0020】

ハウジング９のフランジ９ａにはカバー１５が固定されている。カバー１５は、金属または樹脂のような剛性材料から形成され、ハウジング９とともに歯車伝達機構５を収容する空間を画定し、歯車伝達機構５を保護する。ハウジング９は、フランジ９ａのほか、直動円筒部材８の直進運動を案内する円筒状の案内スリーブ９ｂを有する。案内スリーブ９ｂは、フランジ９ａに一体に連結されている。

【0021】

この実施形態では、歯車１１の回転シャフト１１ａは、歯車伝達機構５の出力シャフトであり、回転シャフト１１ａの延長部分に直動アクチュエータ２の送りねじ６が形成されている。したがって、送りねじ６は、モータ３の回転シャフト３ａの回転に伴って、送りねじ６の軸線方向を中心にして回転させられる。

【0022】

送りねじ６は、案内スリーブ９ｂと同軸に配置されている。送りねじ６は、台形ねじでもよいし、ボールねじ（例えば、循環型ボールねじ）でもよいし、各種のローラねじでもよい。ローラねじは、例えば、遊星ローラねじ、循環型ローラねじ、またはその他のローラねじであってもよい。

【0023】

ナット部材７は送りねじ６に係合しており、送りねじ６の回転に伴って、送りねじ６の軸線方向に沿って直進させられる。ナット部材７は金属または樹脂のような剛性材料から形成されている。ナット部材７は、円柱状の輪郭を有し、外周面７ａ、端面７ｂ，７ｃを有する。

【0024】

直動円筒部材８はナット部材７の周囲に配置され、ナット部材７に係合しており、送りねじ６の回転に伴って、ナット部材７とともに送りねじ６の軸線方向に沿って直進させられる。但し、後述するように、ナット部材７に相対して直動円筒部材８は、わずかに送りねじ６の軸線方向に沿って移動可能である。直動円筒部材８は直進ロッドとも呼ぶことができる。

【0025】

直動円筒部材８は、金属または樹脂のような剛性材料から形成された円筒状のパイプであり、送りねじ６の軸線方向に沿った直動円筒部材８の長さは、送りねじ６のそれよりも大きい。直動円筒部材８は送りねじ６および案内スリーブ９ｂと同軸に配置されている。直動円筒部材８は、案内スリーブ９ｂの内部空間内に軸線方向に沿って往復移動可能に配置されている。直動円筒部材８の内部空間の中央には、送りねじ６が延びている。

【0026】

ナット部材７にはキー１６が固定され、直動円筒部材８には、キー１６が嵌め込まれるキー溝１７が形成されている（図１および図３ではキー溝１７は仮想線で示されている）。ナット部材７に固定されたキー１６は、送りねじ６の軸線を中心とする周方向において、直動円筒部材８に接触するので、送りねじ６の周りのナット部材７の回転を防止する。

【0027】

円筒状のパイプである直動円筒部材８は、その端部に端壁８ａを有する。直動円筒部材８は、端壁８ａ、直動円筒部材８の周壁、およびナット部材７で包囲された閉塞空間（第２の空間）８ｂを有する。閉塞空間８ｂは、直動円筒部材８の内部空間のうち、ナット部材７が配置されていない端壁８ａ側の空間である。閉塞空間８ｂの容積は、ナット部材７の直進運動に伴って変動する。

【0028】

直動円筒部材８の直進運動を案内する円筒状の案内スリーブ９ｂは、直動円筒部材８の外側に配置されて、送りねじ６の軸線方向に沿って延びている。案内スリーブ９ｂは、転がり軸受１３、軸受ハウジング１４、案内スリーブ９ｂの周壁、およびナット部材７で包囲された閉塞空間（第１の空間）９ｃを有する。閉塞空間９ｃは、案内スリーブ９ｂの内部空間のうち、ナット部材７が配置されていない転がり軸受１３側の空間である。閉塞空間９ｃの中央には、送りねじ６が延びている。閉塞空間９ｃの容積は、ナット部材７の直進運動に伴って変動する。

【0029】

電磁サスペンション１に利用される直動アクチュエータ２の直動円筒部材８の端壁８ａには、端部取り付け部（第１の取り付け部）２０が一体に連結されている。

【0030】

一方、案内スリーブ９ｂに連結されたカバー１５には、端部取り付け部（第２の取り付け部）２１が一体に連結されている。

【0031】

直動アクチュエータ２は、輸送機器または建築物の垂直方向の制振のための電磁サスペンション１に使用されうる。この場合、直動アクチュエータ２は、図１から図３に示すように、端部取り付け部２１が上方に位置し、端部取り付け部２０が下方に位置する姿勢で、配置される。そして、端部取り付け部２０は、輸送機器または建築物の部分２２に、例えばボルト２３およびナット２４で取り付けられる。また、端部取り付け部２１は、輸送機器または建築物の他の部分２５に、例えばボルト２６およびナット２７で取り付けられる。輸送機器にこのように直動アクチュエータ２が使用される場合、部分２５は車体側であり、部分２２は車体の下方の車輪側である。

【0032】

直動アクチュエータ２は、輸送機器（例えば鉄道車両）または建築物の横方向の制振のための電磁サスペンション１に使用されうる。この場合、送りねじ６、ナット部材７、直動円筒部材８、案内スリーブ９ｂは、それらの長手方向が横方向になる姿勢で配置される。そして、端部取り付け部２０が機器または建築物の一方の側部である部分２２に取り付けられ、端部取り付け部２１が機器または建築物の他方の側部である部分２５に取り付けられる。

【0033】

図３は、直動アクチュエータ２の退縮状態（より正確には直動円筒部材８の退縮状態）を示す。このように、回転シャフト１１ａの延長部分である送りねじ６は、歯車伝達機構５で回転させられ、ナット部材７と直動円筒部材８は送りねじ６の回転に伴って直進させられる。

【0034】

歯車伝達機構５を逆転させれば、図３とは逆に、直動円筒部材８は伸長させられる。このようにして直動円筒部材８は往復運動させられる。

【0035】

直動円筒部材８の直動可能な範囲（ストローク）は有限であり、したがってモータ３は有限な角度範囲で回動するように、モータドライバ４で制御される。したがって、歯車伝達機構５の歯車１０，１１も限定された角度範囲内を回転する。

【0036】

絶対必要というわけではないが、直動円筒部材８の直進運動を容易にするため、直動円筒部材８の外周面と案内スリーブ９ｂの内周面との間には、すべり軸受２８，２９が介在させられている。すべり軸受２８，２９は、例えば円筒形のブッシュである。但し、すべり軸受２８，２９の各々は、複数の円弧状のピースを持つ分割型すべり軸受であってもよい。

【0037】

この実施形態では、すべり軸受２８は直動円筒部材８の外周面に形成された周溝内に配置されている。すべり軸受２８の外周面は、案内スリーブ９ｂの内周面に摺動可能に接触する。すべり軸受２９は案内スリーブ９ｂの内周面に形成された周溝内に配置されている。すべり軸受２９の内周面は、直動円筒部材８の外周面に摺動可能に接触する。

【0038】

ナット部材７の直進運動を直動円筒部材８に伝達するため、ナット部材７と直動円筒部材８に係合する２つの円環部材３０，３１が設けられている。円環部材３０，３１は、金属または樹脂のような剛性材料から形成されている。円環部材３０は、ナット部材７の端部取り付け部２０側のカバー１５側の端面７ｂに対向し、円環部材３１は、ナット部材７の端部取り付け部２１側の端面７ｃに対向する。

【0039】

図４の拡大断面図に示すように、円環部材３０，３１は、直動円筒部材８の内周面に形成された周溝に嵌め込まれて、直動円筒部材８に固定されている。円環部材３０，３１は、例えばＣ型止め輪である。

【0040】

円環部材３０が直動円筒部材８に固定されてナット部材７の端面７ｂに対向し、円環部材３１が直動円筒部材８に固定されてナット部材７の端面７ｃに対向するので、送りねじ６の回転に伴って、ナット部材７とともに直動円筒部材８が送りねじ６の軸線方向に沿って直進することができる。すなわち、円環部材３０，３１はナット部材７の直進運動を直動円筒部材８に伝達する。

【0041】

但し、直動アクチュエータ２に与えられる衝撃および高周波の振動を緩和するため、ナット部材７の両端面７ｂ，７ｃには、エラストマー材料から形成された円環状の２つの軸線方向緩衝部材（第１の緩衝部材）３２，３３が接触させられている。

【0042】

軸線方向緩衝部材３２は、円環部材３０とナット部材７の端面７ｂとの間に介在させられ、円環部材３０とナット部材７の端面７ｂとの間で圧縮されている。軸線方向緩衝部材３３は、円環部材３１とナット部材７の端面７ｃとの間に介在させられ、円環部材３１とナット部材７の端面７ｃとの間で圧縮されている。

【0043】

軸線方向緩衝部材３２，３３は、例えばＯリングである。但し、軸線方向緩衝部材３２，３３は、断面がＸ形状のＸリングであってもよいし、断面がＤ形状のＤリングであってもよいし、断面が矩形のリングであってもよい。

【0044】

このように、直動円筒部材８に２つの円環部材３０，３１が係合し、各円環部材３０，３１とナット部材７の端面７ｂ，７ｃの間には、エラストマー材料製の円環状の軸線方向緩衝部材３２，３３が介在させられる。したがって、ナット部材７に相対して直動円筒部材８は、軸線方向緩衝部材３２，３３を伸縮させながら、わずかに（軸線方向緩衝部材３２，３３の伸縮量の分）、送りねじ６の軸線方向に沿って移動可能である。

【0045】

また、図４の拡大断面図に示すように、送りねじ６の軸線方向に沿って、上記のキー１６は、キー溝１７の長さより小さい長さを有する。したがって、キー１６とキー溝１７は、ナット部材７に相対する直動円筒部材８の軸線方向に沿った移動を許容する。

【0046】

軸線方向緩衝部材３２，３３は、主に送りねじ６の軸線方向に沿って直動円筒部材８に加わる衝撃および高周波の振動を吸収する。したがって、輸送機器または建築物の部分２２から端部取り付け部２０を通じて直動円筒部材８に加わる衝撃および高周波の振動は、ナット部材７ひいては送りねじ６、その回転のための歯車伝達機構５およびモータ３に伝達されにくい。このようにして、制御のための追加の装置が必要なく、直動アクチュエータ２に設けられる２つの軸線方向緩衝部材３２，３３によって衝撃および高周波の振動が吸収されて、ナット部材７、送りねじ６、その回転のための歯車伝達機構５およびモータ３が衝撃および高周波の振動から保護される。

【0047】

例えば、端部取り付け部２１が輸送機器の車体側の部分２５に取り付けられ、端部取り付け部２０が車輪側の部分２２に取り付けられる場合、輸送機器が走行する路面から端部取り付け部２０を通じて直動円筒部材８に加わる衝撃および高周波の振動は、ナット部材７ひいては送りねじ６、その回転のための歯車伝達機構５およびモータ３に伝達されにくい。したがって、輸送機器の乗員の乗り心地が向上する。

【0048】

軸線方向緩衝部材３２，３３は、円環部材３０，３１とナット部材７の端面７ｂ，７ｃとの間で圧縮された状態で、送りねじ６の最大径ｄよりも大きい内径Ｄを有する。このため、直動円筒部材８が送りねじ６に対して偏心していても、軸線方向緩衝部材３２，３３が送りねじ６に接触することを抑制することができる。また、直動円筒部材８が曲がったとしても、軸線方向緩衝部材３２，３３が送りねじ６に接触することを抑制することができる。したがって、送りねじ６のねじれまたは曲げを抑制することができるとともに、軸線方向緩衝部材３２，３３の摩耗を抑制することができる。

【0049】

また、図４の拡大断面図に示すように、ナット部材７の外周面７ａと直動円筒部材８の内周面との間には、円環状のわずかな隙間３５が設けられている。上記のキー１６は、ナット部材７の外周面７ａに形成された溝に嵌め込まれることによって直動円筒部材８に固定されて、直動円筒部材８に嵌め込まれている。しかし、キー１６は、送りねじ６の軸線を中心とする径方向において、直動円筒部材８に接触しない。より具体的には、直動円筒部材８に形成されて、キー１６が嵌め込まれるキー溝１７は直動円筒部材８の壁を径方向に貫通する。

【0050】

ナット部材７の外周面７ａと直動円筒部材８の内周面との間には、円環状のわずかな隙間３５が設けられ、径方向においてキー１６は直動円筒部材８に接触しないので、直動円筒部材８が送りねじ６に対して偏心していても、直動円筒部材８の偏心はキー１６からナット部材７に伝達されない。また、直動円筒部材８が曲がったとしても、直動円筒部材８の径方向の変位はキー１６からナット部材７に伝達されない。このため、ナット部材７に密に接触している軸線方向緩衝部材３２，３３が送りねじ６に接触することが抑制される。したがって、送りねじ６のねじれまたは曲げを抑制することができるとともに、軸線方向緩衝部材３２，３３の摩耗を抑制することができる。

【0051】

キー１６が、送りねじ６の軸線を中心とする径方向において、直動円筒部材８に接触しないようにするためには、必ずしもキー溝１７は、直動円筒部材８の壁を貫通しなくてもよい。しかし、この実施形態のように、キー溝１７が直動円筒部材８の壁を径方向に貫通することにより、直動円筒部材８の外側からキー１６をキー溝１７に挿入し、さらにナット部材７に固定するのが容易である。

【0052】

直動アクチュエータ２は、さらに少なくとも１つの円環状の径方向緩衝部材（第２の緩衝部材）３８を備える。この実施形態では、２つの径方向緩衝部材３８が設けられているが、径方向緩衝部材３８の数は限定されない。

【0053】

径方向緩衝部材３８は、エラストマー材料から形成され、ナット部材７の径方向外側、かつ直動円筒部材８の径方向内側に配置され、ナット部材７と直動円筒部材８に接触して、円環状の隙間３５を閉塞する。

【0054】

より具体的には、図４に示すように、直動円筒部材８の内周面には、２つの周溝４０が形成され、各径方向緩衝部材３８は周溝４０の内部に配置されている。各径方向緩衝部材３８は周溝４０の壁面に接触するとともに、ナット部材７の外周面７ａに接触する。

【0055】

直動円筒部材８の内周面とナット部材７の外周面との間には円環状の隙間３５が設けられており、円環状の隙間３５は円環状の径方向緩衝部材３８で閉塞されている。径方向緩衝部材３８は、隙間３５がなくなって、直動円筒部材８の内周面がナット部材７の外周面に接触することを防止するので、直動円筒部材８がナット部材７に相対的に移動したとしても、直動円筒部材８もナット部材７も摩耗しない。

【0056】

また、径方向緩衝部材３８がナット部材７を包囲し、直動円筒部材８の径方向内側に配置されることにより、直動円筒部材８が送りねじ６に対して偏心していても、直動円筒部材８の径方向の位置がナット部材７に与える影響が減少する。また、直動円筒部材８が曲がったとしても、直動円筒部材８の径方向の変位は径方向緩衝部材３８によって吸収され、ナット部材７に伝達されにくい。このため、ナット部材７に密に接触している軸線方向緩衝部材３２，３３が送りねじ６に接触することが抑制される。したがって、送りねじ６のねじれまたは曲げを抑制することができるとともに、軸線方向緩衝部材３２，３３の摩耗を抑制することができる。

【0057】

実施形態において、径方向緩衝部材３８は、Ｏリングであるが、例えばＸリング、Ｄリングなどの他のリングであってもよい。

【0058】

図５に示すように、実施形態の変形例において、ナット部材７の外周面７ａに周溝４１が形成されてもよく、各径方向緩衝部材（第２の緩衝部材）４２が周溝４１の内部に配置されていてもよい。各径方向緩衝部材４２は周溝４１の壁面に接触するとともに、直動円筒部材８の内周面に接触する。

【0059】

図５の変形例において、径方向緩衝部材４２は、エラストマー材料製のＤリングであるが、例えばＸリング、Ｏリングなどの他のリングであってもよい。この変形例では、２つの径方向緩衝部材４２が設けられているが、径方向緩衝部材４２の数は限定されない。

【0060】

図６に示すように、実施形態の他の変形例において、ナット部材７の周溝４１も直動円筒部材８の周溝４０も省略し、各径方向緩衝部材（第２の緩衝部材）４４がナット部材７の外周面７ａと直動円筒部材８の内周面との間に配置されていてもよい。各径方向緩衝部材４４はナット部材７の外周面７ａに接触するとともに、直動円筒部材８の内周面に接触する。

【0061】

図６の変形例において、径方向緩衝部材４４は、エラストマー材料製の円筒状のリングであるが、例えばＸリング、Ｄリング、Ｏリングなどの他のリングであってもよい。この変形例では、２つの径方向緩衝部材４４が設けられているが、径方向緩衝部材４４の数は限定されない。

【0062】

上記の通り、図１から図３に示すように、ナット部材７の両端面７ｂ，７ｃの付近には、エラストマー材料製の円環状の軸線方向緩衝部材３２，３３が配置されている。軸線方向緩衝部材３２は、円環部材３０とナット部材７の端面７ｂとの間で圧縮される。軸線方向緩衝部材３３は、円環部材３１とナット部材７の端面７ｃとの間で圧縮される。また、ナット部材７の外周面７ａと直動円筒部材８の内周面との間には、円環状のわずかな隙間３５が設けられるが、隙間３５は、エラストマー材料製の円環状の径方向緩衝部材３８，４２または４４で閉塞されている。

【0063】

軸線方向緩衝部材３２，３３および径方向緩衝部材３８，４２または４４は、案内スリーブ９ｂに包囲されナット部材７が配置されていない閉塞空間９ｃと、直動円筒部材８に包囲されナット部材７が配置されていない閉塞空間８ｂとの間の空気の流通を阻害する。上記の通り、ナット部材７に相対して直動円筒部材８は、軸線方向緩衝部材３２，３３を伸縮させながら、わずかに軸線方向に沿って移動可能であるが、閉塞空間９ｃと閉塞空間８ｂとの間の空気の流通が阻害されると、ナット部材７に対する直動円筒部材８の移動が阻害されて、軸線方向緩衝部材３２，３３が緩衝機能を良好に発揮できない場合がありうる。

【0064】

そこで、送りねじ６は、軸線方向に沿って延びる内部孔６ａを有する中空構造であり、内部孔６ａは閉塞空間９ｃと閉塞空間８ｂに連通する。内部孔６ａは送りねじ６と同心であるが偏心していてもよい。

【0065】

内部孔６ａは送りねじ６の下端で開口し、閉塞空間８ｂに連通する。また、図１から図３および図７に示すように、送りねじ６は、径方向に延びる放射孔６ｂを有し、放射孔６ｂは、内部孔６ａの上端に接続されている。したがって、内部孔６ａは、放射孔６ｂを通じて閉塞空間９ｃに連通する。

【0066】

送りねじ６の内部孔６ａが閉塞空間９ｃと閉塞空間８ｂとの間の空気の流通を許容することにより、ナット部材７に相対する直動円筒部材８の移動が許容され、軸線方向緩衝部材３２，３３が緩衝機能を確実に発揮することができる。

【0067】

図１から図３に示すように、電磁サスペンション１は、さらに構造物の一方の部材から他方の部材に与えられる衝撃を緩和するコイルばね５０を備える。

【0068】

図１および図３に示された部分２２から衝撃が与えられる直動円筒部材８には、第１の荷重支持板５１が係合し、部分２５に連結された案内スリーブ９ｂには、第２の荷重支持板５２が係合する。第２の荷重支持板５２は、内部を案内スリーブ９ｂが通過する円環である。案内スリーブ９ｂにはフランジ５３が形成され、フランジ５３の下面に第２の荷重支持板５２の上面が接触させられている。

【0069】

コイルばね５０は、第１の荷重支持板５１と第２の荷重支持板５２との間に配置されて、第１の荷重支持板５１と第２の荷重支持板５２との間で圧縮される。したがって、部分２２から与えられる衝撃は、コイルばね５０で吸収され、部分２５へ伝達されにくい。

【0070】

コイルばね５０は案内スリーブ９ｂと同軸に配置されている。したがって、案内スリーブ９ｂに偏荷重がかかりにくく、案内スリーブ９ｂの曲げが防止されている。

【0071】

但し、コイルばね５０は絶対必要というわけではない。コイルばね５０がなくても、直動アクチュエータ２自体を電磁サスペンションとして使用することができる。

【0072】

他の変形例
以上、本発明の好ましい実施形態を参照しながら本発明を図示して説明したが、当業者にとって特許請求の範囲に記載された発明の範囲から逸脱することなく、形式および詳細の変更が可能であることが理解されるであろう。このような変更、改変および修正は本発明の範囲に包含されるはずである。

【0073】

例えば、上記の実施形態においては、歯車伝達機構５の歯車１０，１１は、平歯車またははすば歯車であるが、歯車伝達機構として、かさ歯車の組み合わせまたはウオーム歯車機構を用いてもよい。歯車伝達機構に設けられる歯車の数は任意でよい。 また、各歯車が取り付けられた回転シャフトを支持する軸受の位置を変更してもよいし、軸受を追加してもよい。

【0074】

モータの回転運動を送りねじ６に伝達する機構は、歯車伝達機構に限定されず、例えば、ベルト・プーリ機構であってもよく、ベルトはタイミングベルトでもＶベルトでもよい。

【0075】

上記の実施形態においては、直動円筒部材８に対するナット部材７の回り止め機構（キー１６）が設けられているが、案内スリーブ９ｂに対する直動円筒部材８の回り止め機構は設けられていない。しかし、案内スリーブ９ｂに対する直動円筒部材８の回り止め機構（例えば、キーまたはスプライン）が設けられてもよい。

【0076】

上記の通り、直動アクチュエータ２は、構造物（輸送機器または建築物）の制振のために使用される。しかし、直動アクチュエータ２の用途は構造物の制振に限定されない。衝撃または高周波の振動を抑制することが望ましい他の構造物に、本発明に係る直動アクチュエータを使用してもよい。

【符号の説明】

【0077】

１…電磁サスペンション。２…直動アクチュエータ。５…歯車伝達機構。６…送りねじ。６ａ…内部孔。６ｂ…放射孔。７…ナット部材。７ａ…外周面。７ｂ，７ｃ…端面。８…直動円筒部材。８ｂ…閉塞空間（第２の空間）。９…ハウジング。９ｂ…案内スリーブ。９ｃ…閉塞空間（第１の空間）。１６…キー。１７…キー溝。２０…端部取り付け部（第１の取り付け部）。２１…端部取り付け部（第２の取り付け部）。３０，３１…円環部材。３２，３３…軸線方向緩衝部材（第１の緩衝部材）。３５…隙間。３８，４２，４４…径方向緩衝部材（第２の緩衝部材）。５０…コイルばね。５１…第１の荷重支持板。５２…第２の荷重支持板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】