JP2003235231A - リニアアクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 永久磁石により生じる磁束を可動子の移動に
有効に使用することができ可動子に十分かつ安定して推
力を発生させることができるリニアアクチュエータの提
供。 【解決手段】 固定子１２と、鉄片３２を有し固定子１
２に対し往復動可能に設けられた可動子１３と、鉄片３
２に対向しかつ往復動の方向に沿って磁極を並べた状態
で固定子１２に設けられた永久磁石１４と、往復動の方
向における永久磁石１４の両側に設けられた一対の磁極
部材２２，２３と、固定子１２に設けられたコイル１５
とを有し、鉄片３２が、磁極部材２２，２３に対向する
側に、前記往復動の方向に対し傾斜する鉄片側テーパ面
５１，５２を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リニアアクチュエ
ータに関し、特にその信頼性向上および性能向上に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】リニアアクチュエータは、バネを併用し
共振させることによって少ない損失で駆動できることか
ら、コンプレッサモータ等として利用されている。そし
て、このリニアアクチュエータを用いたコンプレッサは
高効率である等優れた性能を発揮できることから、冷蔵
庫や、冷凍庫、あるいはエアコンディショナ用としての
利用が期待されている。

【０００３】リニアアクチュエータとしては、ボイスコ
イルモータがある。このボイスコイルモータは、永久磁
石により作られた磁界の中でコイルに電流を流すことに
よりコイルに生じる力で駆動を行うもので、コイルを含
む可動子が動く可動コイル型とも呼ばれている。

【０００４】また、他のリニアアクチュエータとして、
上記可動コイル型のものに対して永久磁石とコイルとを
入れ替えた構造であって、永久磁石を含む可動子が動く
可動磁石型と呼ばれるものもある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した可
動コイル型のものは、可動子にコイルが含まれることか
ら、可動子に電流を流さなければならず、このための給
電線に可動子の移動で断線を生じてしまうことがあり、
信頼性に劣るという問題があった。

【０００６】また、上記した可動磁石型のものは、性能
向上を図るために高い磁束密度を得ようとした場合に永
久磁石の重量が増大することになり、その結果、可動子
の重量が増加することになるため、望むように性能向上
が図れないという問題があった。

【０００７】このため、本出願人は、固定子と、鉄片を
有し固定子に対し往復動可能に設けられた可動子と、鉄
片に対向した状態で固定子に設けられた永久磁石と、固
定子に設けられたコイルとを備え、電流の方向が変わる
固定子側のコイルと永久磁石とで鉄片を通る磁束を移動
させることにより鉄片すなわち可動子を往復動させるリ
ニアアクチュエータを開発し先の出願を行っている（特
願２００１−３６９３７８号）。このリニアアクチュエ
ータは、コイルと永久磁石とがともに固定子に設けられ
るため、可動子側に給電する必要がなくなって、移動す
る可動子がコイルへの給電線に断線を生じさせてしまう
ことがなくなるとともに、性能向上を図るために高い磁
束密度を得ようとした場合に永久磁石の重量が増大して
も、可動子の重量が増加することがなく、さらに、可動
子に磁石がないことから、可動子への着磁が作業が不要
となる非常に優れたものである。

【０００８】しかしながら、このリニアアクチュエータ
において、永久磁石により生じる磁束が可動子の移動に
対し有効に使われなければ、可動子に十分かつ安定して
推力を発生させることができないことになり、この点で
さらなる改善の余地があった。

【０００９】したがって、本発明は、永久磁石により生
じる磁束を可動子の移動に有効に使用することができ、
可動子に十分かつ安定して推力を発生させることができ
るリニアアクチュエータの提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１記載のリニアアクチュエータは、
固定子と、鉄片を有し前記固定子に対し往復動可能に設
けられた可動子と、前記鉄片に対向しかつ前記往復動の
方向に沿って磁極を並べた状態で前記固定子に設けられ
た永久磁石と、該永久磁石の前記往復動の方向における
両側に設けられた一対の磁極部材と、前記固定子に設け
られたコイルとを有するものであって、前記鉄片は、前
記磁極部材に対向する側に、前記往復動の方向に対し傾
斜する鉄片側テーパ面を有することを特徴としている。

【００１１】このように、鉄片が、磁極部材に対向する
側に鉄片側テーパ面を有するため、永久磁石によって生
じ磁極部材と鉄片との間で導かれる磁束が、この鉄片側
テーパ面によって導かれやすくなり、その結果、永久磁
石によって生じ磁極部材と鉄片との間で導かれる磁束数
を増加させることができる。

【００１２】本発明の請求項２記載のリニアアクチュエ
ータは、固定子と、鉄片を有し前記固定子に対し往復動
可能に設けられた可動子と、前記鉄片に対向しかつ前記
往復動の方向に沿って磁極を並べた状態で前記固定子に
設けられた永久磁石と、該永久磁石の前記往復動の方向
における両側に設けられた一対の磁極部材と、前記固定
子に設けられたコイルとを有するものであって、前記磁
極部材は、前記鉄片に対向する側に、前記往復動の方向
に対し傾斜する磁極部材側テーパ面を有することを特徴
としている。

【００１３】このように、磁極部材が、鉄片に対向する
側に磁極部材側テーパ面を有するため、永久磁石によっ
て生じ磁極部材と鉄片との間で導かれる磁束が、この磁
極部材側テーパ面によって導かれやすくなり、その結
果、永久磁石によって生じ磁極部材と鉄片との間で導か
れる磁束数を増加させることができる。

【００１４】本発明の請求項３記載のリニアアクチュエ
ータは、請求項２記載のものに関して、前記鉄片は、前
記磁極部材に対向する側に、前記往復動の方向に対し傾
斜する鉄片側テーパ面を有することを特徴としている。

【００１５】このように、鉄片も、磁極部材に対向する
側に鉄片側テーパ面を有するため、永久磁石によって生
じ磁極部材と鉄片との間で導かれる磁束が、この鉄片側
テーパ面によって導かれやすくなり、その結果、永久磁
石によって生じ磁極部材と鉄片との間で導かれる磁束数
をさらに増加させることができる。

【００１６】本発明の請求項４記載のリニアアクチュエ
ータは、請求項１または３記載のものに関して、前記鉄
片側テーパ面は、前記鉄片の前記往復動の方向における
両側にそれぞれ設けられていることを特徴としている。

【００１７】このように、鉄片側テーパ面が、鉄片の前
記往復動の方向における両側にそれぞれ設けられている
ため、永久磁石によって生じ磁極部材と鉄片との間で導
かれる磁束数を確実に増加させることができる。

【００１８】本発明の請求項５記載のリニアアクチュエ
ータは、請求項２または３記載のものに関して、前記磁
極部材側テーパ面は、前記一対の磁極部材の両方にそれ
ぞれ設けられていることを特徴としている。

【００１９】このように、磁極部材側テーパ面が、一対
の磁極部材の両方にそれぞれ設けられているため、永久
磁石によって生じ磁極部材と鉄片との間で導かれる磁束
数を確実に増加させることができる。

【００２０】本発明の請求項６記載のリニアアクチュエ
ータは、請求項１乃至５のいずれか一項記載のものに関
して、前記固定子には前記永久磁石および前記一対の磁
極部材の組が前記往復動の方向に複数設けられており、
前記可動子には前記鉄片が前記往復動の方向に複数設け
られていることを特徴としている。

【００２１】このように、固定子には永久磁石および一
対の磁極部材の組が往復動の方向に複数設けられてお
り、可動子には鉄片が往復動の方向に複数設けられてい
るため、可動子にさらに大きな推力を発生させることが
できる。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態のリニアア
クチュエータを図１〜図３を参照して以下に説明する。

【００２３】第１実施形態のリニアアクチュエータ１１
は、ヨーク（固定子）１２と、このヨーク１２に往復動
可能に設けられた可動子１３と、ヨーク１２に固定され
た永久磁石１４と、ヨーク１２に固定されたコイル１５
とを備えている。

【００２４】上記ヨーク１２は、円筒状の外円筒部１７
と、この外円筒部１７の軸線方向における一端側に設け
られた薄板リング状の底板部１８と、この底板部１８の
内側部分に軸線方向に沿って外円筒部１７と同じ側に突
出するリング状の連結部２０と、この連結部２０に外円
筒部１７と同軸をなして設けられた円筒状のインナー磁
極１９とを有している。

【００２５】外円筒部１７、底板部１８、連結部２０お
よびインナー磁極１９を有するヨーク１２は、共通の磁
性材料である焼結材で焼結により一体成形されている。

【００２６】上記コイル１５は、リング状をなしてお
り、ヨーク１２の底板部１８と外円筒部１７との境界の
角部内側にヨーク１２と同軸をなして固定されている。

【００２７】上記永久磁石１４は、その両磁極すなわち
Ｎ極１４ａとＳ極１４ｂとが軸線方向に並べられた薄板
リング状の一定厚のもので、フェライト磁石からなって
いる。この永久磁石１４の軸線方向における両側には、
一定厚の環状のアウター磁極（磁極部材）２２およびア
ウター磁極（磁極部材）２３が、永久磁石１４を挟むよ
うにして配置されている。これらの一対のアウター磁極
２２およびアウター磁極２３も焼結材からなっている。

【００２８】ここで、永久磁石１４の外径はヨーク１２
の外円筒部１７の内側に圧入固定される大きさとされて
おり、他方、一対のアウター磁極２２およびアウター磁
極２３の外径は、ヨーク１２の外円筒部１７の内径より
も小径とされている。

【００２９】そして、永久磁石１４、アウター磁極２２
およびアウター磁極２３を、同軸に配置しつつ永久磁石
１４の磁極１４ａ，１４ｂの並びの方向における両側を
アウター磁極２２，２３でサンドイッチするようにして
一体に固定する。

【００３０】このように一体化されたものが、永久磁石
１４の外径側においてヨーク１２の外円筒部１７の内側
に圧入されることにより、これら永久磁石１４および一
対のアウター磁極２２，２３は、ヨーク１２と同軸に固
定される。

【００３１】その結果、この固定状態で、アウター磁極
２２とヨーク１２の外円筒部１７との間と、アウター磁
極２３とヨーク１２の外円筒部１７との間とには、それ
ぞれ、ヨーク１２の外円筒部１７と永久磁石１４と一対
のアウター磁極２２，２３とに永久磁石１４の磁力によ
って形成される磁束ループに対して磁気抵抗となる磁気
抵抗手段としての環状のギャップ（磁気的ギャップ）５
０が形成されることになる。

【００３２】また、この固定状態で、永久磁石１４はＮ
極１４ａを底板部１８側に配置するとともに、一方のア
ウター磁極２２が軸線方向においてコイル１５と隣り合
う状態となる。

【００３３】さらに、この固定状態で、永久磁石１４お
よび一対のアウター磁極２２，２３は、全体としてヨー
ク１２の円筒状のインナー磁極１９の外側にこれと同軸
をなし、しかもこのインナー磁極１９と軸線方向の位置
および長さを合わせて配置されることになって、このイ
ンナー磁極１９との間に環状のギャップ２５を形成する
ことになる。

【００３４】ヨーク１２のインナー磁極１９の内周側に
は、シャフト２６を軸線方向に移動可能にブッシュ２７
により支持するボールブッシュ２８がそのブッシュ２７
において同軸に固定されている。そして、このブッシュ
２７に移動可能に保持されたシャフト２６に上記した可
動子１３が固定されている。そして、ヨーク１２に固定
されたブッシュ２７に対しシャフト２６と可動子１３と
が軸線方向に沿って一体に往復動する。

【００３５】可動子１３は、シャフト２６に固定される
略円板状の基部３０と、この基部３０でシャフト２６に
固定された状態において上記環状のギャップ２５に入り
込むように設けられる円筒部３１と、この円筒部３１の
基部３０に対し反対側に同軸同径をなして固定される円
筒状の可動磁極としての鉄片３２とを有している。これ
により、可動子１３の鉄片３２は、環状のギャップ２５
内に同軸に配置されることになるが、その軸線方向にお
ける中央位置を永久磁石１４の軸線方向における中央位
置とほぼ合わせるように配置されている。

【００３６】ここで、鉄片３２は、アウター磁極２２に
対向する外径側であって、しかも往復動の方向すなわち
軸線方向においてはアウター磁極２２に近接する一端側
に、往復動の方向における中央側ほど永久磁石１４に近
接するように傾斜するテーパ面（鉄片側テーパ面）５１
が形成されている。また、鉄片３２は、アウター磁極２
３に対向する外径側であって、しかも往復動の方向すな
わち軸線方向においてはアウター磁極２３に近接する他
端側にも、往復動の方向における中央側ほど永久磁石１
４に近接するように傾斜するテーパ面（鉄片側テーパ
面）５２が形成されている。

【００３７】上記可動子１３は、基部３０と円筒部３１
とが非磁性材料であるエンジニアリングプラスチック等
の合成樹脂からなっており、鉄片３２は、磁化されてい
ない磁性材料からなるもので焼結材からなっている。可
動子１３は、鉄片３２を入れ子とする合成樹脂のインサ
ート成形により形成されている。

【００３８】そして、以上の結果、可動子１３は、鉄片
３２を有し軸線方向（各図面における左右方向）に沿っ
て往復動可能となるようにヨーク１２に支持されること
になり、永久磁石１４は可動子１３の鉄片３２の外径側
に対向した状態で、しかも可動子１３の往復動の方向に
沿って磁極１４ａ，１４ｂを並べた状態でヨーク１２に
固定されることになる。そして、可動子１３の往復動の
方向における永久磁石１４の両側に一対のアウター磁極
２２，２３が設けられることになり、ヨーク１２には、
鉄片３２に永久磁石１４とは逆側で対向するインナー磁
極１９が一体成形されていることになる。さらに、永久
磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組は、
鉄片３２に対し一側にのみ設けられており、具体的には
円筒状の鉄片３２に対し半径方向外側にのみ設けられて
いる。

【００３９】上記構造のリニアアクチュエータ１１にお
いては、コイル１５に交流電流（正弦波電流、矩形波電
流）を流すと、コイル１５に所定方向の電流が流れる状
態では、図２に二点鎖線で示すように、磁束が、永久磁
石１４でＳ極１４ｂからＮ極１４ａ側に導かれることに
より、ヨーク１２の外円筒部１７、アウター磁極２３、
永久磁石１４、アウター磁極２２、可動子１３の鉄片３
２、ヨーク１２のインナー磁極１９、連結部２０、底板
部１８、外円筒部１７の順の磁束ループを形成すること
になり、その結果、可動子１３は、アウター磁極２２側
へ移動する方向に力Ｆが加わってこの方向に移動する。
一方、コイル１５に上記所定方向とは逆方向の電流が流
れる状態では、図３に二点鎖線で示すように、磁束が、
永久磁石１４でＳ極１４ｂからＮ極１４ａ側に導かれる
ことにより、ヨーク１２の外円筒部１７、底板部１８、
連結部２０、インナー磁極１９、可動子１３の鉄片３
２、アウター磁極２３、永久磁石１４、アウター磁極２
２、外円筒部１７の順の磁束ループを形成することにな
り、その結果、可動子１３は、逆のアウター磁極２３側
へ移動する方向に力Ｆが加わってこの方向に移動する。

【００４０】交流電流によるコイル１５への電流の流れ
の方向が交互に変化することにより、以上の作動を繰り
返して、可動子１３はヨーク１２に対して軸線方向に往
復動することになる。

【００４１】そして、可動子１３の鉄片３２が、アウタ
ー磁極２２，２３に対向する外径側の両端部にそれぞれ
テーパ面５１，５２を有しているため、永久磁石１４に
よって生じアウター磁極２２，２３と鉄片３２との間で
導かれる磁束が、これらテーパ面５１，５２によって導
かれやすくなり、永久磁石１４によって生じアウター磁
極２２，２３と鉄片３２との間で導かれる磁束数が増加
する。

【００４２】しかも、ヨーク１２の外円筒部１７と永久
磁石１４と一対のアウター磁極２２，２３とに永久磁石
１４の磁力によって形成される磁束ループに対してギャ
ップ５０が磁気抵抗となることから、この点において
も、永久磁石１４によって生じアウター磁極２２，２３
と鉄片３２との間で導かれる磁束数が増加する。

【００４３】以上に述べた第１実施形態のリニアアクチ
ュエータ１１によれば、鉄片３２が、アウター磁極２
２，２３に対向する外径側にテーパ面５１，５２を有す
るため、永久磁石１４によって生じアウター磁極２２，
２３と鉄片３２との間で導かれる磁束が、これらテーパ
面５１，５２によって導かれやすくなり、その結果、永
久磁石１４によって生じアウター磁極２２，２３と鉄片
３２との間で導かれる磁束数を増加させることができ
る。したがって、永久磁石１４により生じる磁束を可動
子１３の移動に有効に使用することができ、可動子１３
に十分かつ安定して推力を発生させることができる。

【００４４】しかも、テーパ面５１，５２が、鉄片３２
の往復動の方向における両側にそれぞれ設けられている
ため、永久磁石１４によって生じアウター磁極２２，２
３と鉄片３２との間で導かれる磁束数を確実に増加させ
ることができる。したがって、永久磁石１４により生じ
る磁束を可動子１３の移動に有効に使用することがで
き、可動子に十分かつ安定して推力を発生させることが
できるという効果がより一層高まる。

【００４５】なお、可動子１３の基部３０および円筒部
３１は非磁性材料であれば合成樹脂ではなくアルミダイ
キャストや非磁性ステンレス等で形成してもよく、この
場合、剛性を向上できるメリットがある。しかしなが
ら、合成樹脂で形成する方が軽量化の観点からより好ま
しい。

【００４６】また、永久磁石１４としては、上記したフ
ェライト磁石以外にも、ネオジウム、サマリウムコバル
ト等の希土類系のものを用いたり、プラスチック磁石を
用いることも可能であるが、フェライト磁石を用いるの
がコスト低減の観点からより好ましい。

【００４７】加えて、可動子１３の軸受けは、ボールブ
ッシュ以外にも、空気軸受け（気体軸受け）や滑り軸受
け等を使用しても良い。しかしながら、ボールブッシュ
２８を用いる方が、可動子１３をより正確に往復動させ
ることができるため、より好ましい。

【００４８】さらに、このリニアアクチュエータ１１
は、可動部にバネを組み込んだり、外部に置かれたバネ
との併用で共振させて使用されるのが一般的であるが、
勿論、このまま使用することも可能である。

【００４９】また、このリニアアクチュエータ１１に位
置、速度等を検出するセンサを設け、閉ループ制御を行
うことで速度や位置の制御が可能なリニアサーボアクチ
ュエータとして利用できる。

【００５０】さらに、変位特性等の性能改善のためにイ
ンナー磁極１９やアウター磁極２２，２３の端部に面取
り等を施しても良い。

【００５１】加えて、インナー磁極１９、アウター磁極
２２，２３、鉄片３２は、焼結材以外にも、高速運転時
の鉄損低減のためにこれらの材料を電気鉄板の積層構造
としてもよい。

【００５２】さらに、可動子１４をヨーク１２に対しボ
ールブッシュ２８等によって支持しない構造とすること
も可能である。

【００５３】さらに、ギャップ５０は、アウター磁極２
２，２３とヨーク１２の外円筒部１７との間に磁気的な
ギャップを設ければよいものであることから、エアギャ
ップとしたり、非磁性のスペーサとしてもよい。アウタ
ー磁極２２，２３と外円筒部１７との間に磁気的なギャ
ップとして非磁性のスペーサを介在させるようにすれ
ば、スペーサでアウター磁極２２，２３を外円筒部１７
に機械的に固定することができる。このスペーサはプラ
スチック、アルミニウム、ステンレス、銅等で形成する
ことができる。

【００５４】次に、本発明の第２実施形態のリニアアク
チュエータを図４を参照して第１実施形態との相違部分
を中心に以下に説明する。なお、第１実施形態と同様の
部分には同一の符号を付しその説明は略す。

【００５５】第２実施形態のリニアアクチュエータ１１
においては、可動子１３の鉄片３２がテーパ面をもた
ず、単なる円筒状とされている。

【００５６】一方で、第２実施形態のリニアアクチュエ
ータ１１においては、アウター磁極２２の鉄片３２に対
向する内径側に、可動子１３の往復動の方向すなわち軸
線方向における永久磁石１４に対し反対側ほど鉄片３２
に近接するように傾斜するテーパ面（磁極部材側テーパ
面）５４が軸線方向における全長にわたって形成されて
いる。また、アウター磁極２３の鉄片３２に対向する内
径側に、可動子１３の往復動の方向すなわち軸線方向に
おける永久磁石１４に対し反対側ほど鉄片３２に近接す
るように傾斜するテーパ面（磁極部材側テーパ面）５５
が軸線方向における全長にわたって形成されている。

【００５７】このような第２実施形態のリニアアクチュ
エータ１１によれば、アウター磁極２２，２３が、それ
ぞれ、鉄片３２に対向する内径側にテーパ面５４，５５
を有しているため、永久磁石１４によって生じアウター
磁極２２，２３と鉄片３２との間で導かれる磁束が、こ
れらテーパ面５４，５５によって導かれやすくなり、永
久磁石１４によって生じアウター磁極２２，２３と鉄片
３２との間で導かれる磁束数を増加させることができ
る。したがって、永久磁石１４により生じる磁束を可動
子１３の移動に有効に使用することができ、可動子１３
に十分かつ安定して推力を発生させることができる。

【００５８】次に、本発明の第３実施形態のリニアアク
チュエータを図５を参照して第２実施形態との相違部分
を中心に以下に説明する。なお、第２実施形態と同様の
部分には同一の符号を付しその説明は略す。

【００５９】第３実施形態のリニアアクチュエータ１１
においては、永久磁石１４の軸線方向における両端面
が、内径側ほど互いに近接するように傾斜しており、こ
の永久磁石１４の軸線方向における両側に配置されるア
ウター磁極２２，２３は、それぞれ永久磁石１４の端面
の傾斜に合わせて傾斜する形状をなしている。

【００６０】その結果、アウター磁極２２の鉄片３２に
対向する内径側に、可動子１３の往復動の方向すなわち
軸線方向における永久磁石１４に対し反対側ほど鉄片３
２に近接するように傾斜するテーパ面（磁極部材側テー
パ面）５４が形成されている。また、アウター磁極２３
の鉄片３２に対向する内径側に、可動子１３の往復動の
方向すなわち軸線方向における永久磁石１４に対し反対
側ほど鉄片３２に近接するように傾斜するテーパ面（磁
極部材側テーパ面）５５が形成されている。

【００６１】このような第３実施形態のリニアアクチュ
エータ１１によれば、アウター磁極２２，２３が、それ
ぞれ、鉄片３２に対向する内径側にテーパ面５４，５５
を有しているため、第２実施形態と同様の効果を奏する
ことができる。

【００６２】次に、本発明の第４実施形態のリニアアク
チュエータを図６を参照して第３実施形態との相違部分
を中心に以下に説明する。なお、第３実施形態と同様の
部分には同一の符号を付しその説明は略す。

【００６３】第４実施形態のリニアアクチュエータ１１
においては、アウター磁極２２の鉄片３２に対し反対側
である外径側であって永久磁石１４に対し反対側に切欠
部５６が形成されており、アウター磁極２３の鉄片３２
に対し反対側である外径側であって永久磁石１４に対し
反対側にも切欠部５７が形成されている。

【００６４】このような第４実施形態のリニアアクチュ
エータ１１によれば、第３実施形態と同様の効果を奏す
るとともに、アウター磁極２２，２３に切欠部５６，５
７が形成されているため、アウター磁極２２，２３を小
型化することができる。

【００６５】次に、本発明の第５実施形態のリニアアク
チュエータを図７を参照して第１実施形態との相違部分
を中心に以下に説明する。なお、第１実施形態と同様の
部分には同一の符号を付しその説明は略す。

【００６６】第５実施形態においては、ヨーク１４の外
円筒部１７に、第１実施形態と同様の永久磁石１４およ
び一対のアウター磁極２２，２３の組が、可動子１３の
往復動の方向に複数組、具体的には二組設けられてお
り、可動子１３には鉄片３２が往復動の方向に複数、具
体的には二個設けられている。ただし、隣り合う永久磁
石１４同士は、互いに磁極の方向を異ならせている。

【００６７】具体的には、底板部１８側の永久磁石１４
はＮ極１４ａを底板部１８側に配置するとともにＳ極１
４ｂを底板部１８に対し反対側に配置し、底板部１８に
対し反対側の永久磁石１４はＮ極１４ａを底板部１８に
対し反対側に配置するとともにＳ極１４ｂを底板部１８
側に配置している。

【００６８】そして、一方の鉄片３２は永久磁石１４お
よび一対のアウター磁極２２，２３の一方の組に対向し
て設けられ、他方の鉄片３２は永久磁石１４および一対
のアウター磁極２２，２３の他方の組に対向して設けら
れている。

【００６９】これに合わせて、一方の永久磁石１４およ
び一対のアウター磁極２２，２３の組と、他方の永久磁
石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組との間
の外円筒部１７の内側に、コイル１５が配置されてお
り、また、ボールブッシュ２８がブッシュ２７を複数、
具体的には二個有している。

【００７０】このような第５実施形態によれば、ヨーク
１４には永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，
２３の組が往復動の方向に複数設けられており、可動子
１３には鉄片３２が往復動の方向に複数設けられている
ため、可動子１３にさらに大きな推力を発生させること
ができる。

【００７１】ここで、第５実施形態は、第１実施形態の
永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組
を、可動子１３の往復動の方向に複数設けるとともに、
可動子１３に鉄片３２を往復動の方向に複数設ける場合
を例にとり説明したが、第２実施形態の永久磁石１４お
よび一対のアウター磁極２２，２３の組を、可動子１３
の往復動の方向に複数設けるとともに、可動子１３に鉄
片３２を往復動の方向に複数設けたり、第３実施形態の
永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組
を、可動子１３の往復動の方向に複数設けるとともに、
可動子１３に鉄片３２を往復動の方向に複数設けたり、
第４実施形態の永久磁石１４および一対のアウター磁極
２２，２３の組を、可動子１３の往復動の方向に複数設
けるとともに、可動子１３に鉄片３２を往復動の方向に
複数設けたりすることも勿論可能である。

【００７２】さらに、上記第１実施形態のテーパ面５
１，５２を有する鉄片３２を第２〜第４実施形態のいず
れかに組み合わせることも可能である。このように組み
合わせれば、鉄片３２にテーパ面５１，５２が設けら
れ、アウター磁極２２，２３にもテーパ面５４，５５が
設けられるため、効果がさらに高まることになる。

【００７３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項１
記載のリニアアクチュエータによれば、鉄片が、磁極部
材に対向する側に鉄片側テーパ面を有するため、永久磁
石によって生じ磁極部材と鉄片との間で導かれる磁束
が、この鉄片側テーパ面によって導かれやすくなり、そ
の結果、永久磁石によって生じ磁極部材と鉄片との間で
導かれる磁束数を増加させることができる。したがっ
て、永久磁石により生じる磁束を可動子の移動に有効に
使用することができ、可動子に十分かつ安定して推力を
発生させることができる。

【００７４】本発明の請求項２記載のリニアアクチュエ
ータによれば、磁極部材が、鉄片に対向する側に磁極部
材側テーパ面を有するため、永久磁石によって生じ磁極
部材と鉄片との間で導かれる磁束が、この磁極部材側テ
ーパ面によって導かれやすくなり、その結果、永久磁石
によって生じ磁極部材と鉄片との間で導かれる磁束数を
増加させることができる。したがって、永久磁石により
生じる磁束を可動子の移動に有効に使用することがで
き、可動子に十分かつ安定して推力を発生させることが
できる。

【００７５】本発明の請求項３記載のリニアアクチュエ
ータによれば、鉄片も、磁極部材に対向する側に鉄片側
テーパ面を有するため、永久磁石によって生じ磁極部材
と鉄片との間で導かれる磁束が、この鉄片側テーパ面に
よって鉄片に導かれやすくなり、その結果、永久磁石に
よって生じ磁極部材と鉄片との間で導かれる磁束数を増
加させることができる。したがって、永久磁石により生
じる磁束を可動子の移動に有効に使用することができ、
可動子に十分かつ安定して推力を発生させることができ
るという効果が一層高まる。

【００７６】本発明の請求項４記載のリニアアクチュエ
ータによれば、鉄片側テーパ面が、鉄片の前記往復動の
方向における両側にそれぞれ設けられているため、永久
磁石によって生じ磁極部材と鉄片との間で導かれる磁束
数を確実に増加させることができる。したがって、永久
磁石により生じる磁束を可動子の移動に有効に使用する
ことができ、可動子に十分かつ安定して推力を発生させ
ることができるという効果がより一層高まる。

【００７７】本発明の請求項５記載のリニアアクチュエ
ータによれば、磁極部材側テーパ面が、一対の磁極部材
の両方にそれぞれ設けられているため、永久磁石によっ
て生じ磁極部材と鉄片との間で導かれる磁束数を確実に
増加させることができる。したがって、永久磁石により
生じる磁束を可動子の移動に有効に使用することがで
き、可動子に十分かつ安定して推力を発生させることが
できるという効果がより一層高まる。

【００７８】本発明の請求項６記載のリニアアクチュエ
ータによれば、固定子には永久磁石および一対の磁極部
材の組が往復動の方向に複数設けられており、可動子に
は鉄片が往復動の方向に複数設けられているため、可動
子にさらに大きな推力を発生させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態のリニアアクチュエー
タを示す側断面図であって、コイルに電流が流れていな
い状態の磁束の状態を二点鎖線で示すものである。

【図２】 本発明の第１実施形態のリニアアクチュエー
タを示す側断面図であって、コイルに電流が一方向に流
れている状態の磁束の状態を二点鎖線で示すものであ
る。

【図３】 本発明の第１実施形態のリニアアクチュエー
タを示す側断面図であって、コイルに電流が逆方向に流
れている状態の磁束の状態を二点鎖線で示すものであ
る。

【図４】 本発明の第２実施形態のリニアアクチュエー
タを示す側断面図であって、コイルに電流が流れていな
い状態の磁束の状態を二点鎖線で示すものである。

【図５】 本発明の第３実施形態のリニアアクチュエー
タを示す側断面図である。

【図６】 本発明の第４実施形態のリニアアクチュエー
タを示す側断面図である。

【図７】 本発明の第５実施形態のリニアアクチュエー
タを示す側断面図であって、コイルに電流が流れていな
い状態の磁束の状態を二点鎖線で示すものである。

【符号の説明】

１１ リニアアクチュエータ １２ ヨーク（固定子） １３ 可動子 １４ 永久磁石 １４ａ Ｎ極（磁極） １４ｂ Ｓ極（磁極） １５ コイル ２２，２３ アウター磁極（磁性部材） ３２ 鉄片 ５１，５２ テーパ面（鉄片側テーパ面） ５４，５５ テーパ面（磁性部材側テーパ面）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 豊 三重県伊勢市竹ヶ鼻町100番地 神鋼電機 株式会社伊勢製作所内 Ｆターム(参考） 5H633 BB07 BB10 GG02 GG04 GG09 HH02 HH24 JB05

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定子と、 鉄片を有し前記固定子に対し往復動可能に設けられた可
   動子と、 前記鉄片に対向しかつ前記往復動の方向に沿って磁極を
   並べた状態で前記固定子に設けられた永久磁石と、 該永久磁石の前記往復動の方向における両側に設けられ
   た一対の磁極部材と、 前記固定子に設けられたコイルとを有するリニアアクチ
   ュエータであって、 前記鉄片は、前記磁極部材に対向する側に、前記往復動
   の方向に対し傾斜する鉄片側テーパ面を有することを特
   徴とするリニアアクチュエータ。
2. 【請求項２】 固定子と、 鉄片を有し前記固定子に対し往復動可能に設けられた可
   動子と、 前記鉄片に対向しかつ前記往復動の方向に沿って磁極を
   並べた状態で前記固定子に設けられた永久磁石と、 該永久磁石の前記往復動の方向における両側に設けられ
   た一対の磁極部材と、 前記固定子に設けられたコイルとを有するリニアアクチ
   ュエータであって、 前記磁極部材は、前記鉄片に対向する側に、前記往復動
   の方向に対し傾斜する磁極部材側テーパ面を有すること
   を特徴とするリニアアクチュエータ。
3. 【請求項３】 前記鉄片は、前記磁極部材に対向する側
   に、前記往復動の方向に対し傾斜する鉄片側テーパ面を
   有することを特徴とする請求項２記載のリニアアクチュ
   エータ。
4. 【請求項４】 前記鉄片側テーパ面は、前記鉄片の前記
   往復動の方向における両側にそれぞれ設けられているこ
   とを特徴とする請求項１または３記載のリニアアクチュ
   エータ
5. 【請求項５】 前記磁極部材側テーパ面は、前記一対の
   磁極部材の両方にそれぞれ設けられていることを特徴と
   する請求項２または３記載のリニアアクチュエータ。
6. 【請求項６】 前記固定子には前記永久磁石および前記
   一対の磁極部材の組が前記往復動の方向に複数設けられ
   ており、前記可動子には前記鉄片が前記往復動の方向に
   複数設けられていることを特徴とする請求項１乃至５の
   いずれか一項記載のリニアアクチュエータ。