JP2008048556A - リニアアクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成をもって、更なる小型化を容易にするリニアアクチュエータを提供する。
【解決手段】 リニアアクチュエータ１は、互いに対向する第１のヨーク６と第２のヨーク７と、第１のヨーク６上に固定される磁石列９と、磁石列９と対向し長手方向に移動自在に設置される空芯コイル８Ａ，８Ｂと、空芯コイル８Ａ，８Ｂを保持するホルダ１０とを備える。ホルダ１０は、第１のヨーク６と第２のヨーク７にそれぞれ向けて本体部１１から突出する各一対ずつの第１の突起部１２ａ，１２ｂと第２の突起部１３ａ，１３ｂとを有する。第１の突起部１２ａ，１２ｂは、ガイド溝１５に落とし込まれ、ガイド溝１５の長手方向に沿ってガイドされる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、光ディスク装置の駆動などに利用される小型の可動コイル型リニアアクチュエータに関する。

従来、このような分野の技術として、特開平５−１４６１３５号公報がある。この公報に記載されたリニアアクチュエータでは、可動コイルが上下で磁石列に挟まれ、可動コイルを有する可動子は、左右両側に設置された２本のガイドレールとスライダを介して連結されている。そして、可動子は、この２本のガイドレールによってガイドされながら、スムーズに移動する。
特開平５−１４６１３５号公報 特開２００２―９５２３１号公報 実開昭６０−５１７８２号公報

しかしながら、上記の文献に記載されたリニアアクチュエータでは、可動子をスムーズに移動させるため、可動子の左右両側に２本のガイドレールが設けられているので、２本のガイドレールのためのスペースを確保しなければならず、リニアアクチュエータの更に小型化をすることは難しかった。

本発明は、簡単な構成をもって、更なる小型化を容易にするリニアアクチュエータを提供することを目的とする。

本発明に係るリニアアクチュエータは、長尺状に形成されて、厚み方向で互いに対向する第１の磁性体と第２の磁性体と、第１の磁性体と第２の磁性体との間に配置されると共に、第１の磁性体及び第２の磁性体のうち少なくとも一方に固定され、長手方向で極性が交互異なるように並設された複数の磁石と、第１の磁性体と第２の磁性体との間で磁石に対向し、長手方向に移動自在に設置される空芯コイルと、空芯コイルを保持する本体部と、第１の磁性体と第２の磁性体に向けて本体部から突出する第１の突起部と第２の突起部とを有するホルダと、を備えることを特徴とする。

本発明に係るリニアアクチュエータでは、対向する第１の磁性体と第２の磁性体との間に配置されたホルダは、ホルダの第１の突起部と第２の突起部により支持されながら、長手方向に移動することができる。その結果として、第１の磁性体と第２の磁性体との間で、厚み方向において、ホルダのガタ付きを防止することができ、これに伴って、平行な２本のガイドレールを必要としないので、リニアアクチュエータを簡単な構成をもって容易に小型化させることができる。

本発明に係るリニアアクチュエータにおいて、磁石から離間して、第１の突起部と第２の突起部とは、それぞれ第１の磁性体と第２の磁性体との表面に摺接することが好適である。

第１の磁性体と第２の磁性体との間で、磁石の厚みとホルダ（又は空芯コイル）の厚みとを考慮したスペースを確保すればよいので、リニアアクチュエータの薄型化を促進させることができる。さらに、突起部が磁石に接触することがないので、ホルダをスムーズに移動させることもできる。

本発明によれば、簡単な構成をもって、更なる小型化を容易にするリニアアクチュエータを提供することができる。

以下、図面を参照して本発明に係るリニアアクチュエータの好適な実施形態について詳細に説明をする。

図１〜図４に示すように、リニアアクチュエータ１は、２相の可動コイル型リニアアクチュエータであり、長手方向に延在する開口部Ｈを有する長尺状のケース２と、開口部Ｈに沿って長手方向に延在するガイドレール５と、ガイドレール５の両端をケース２に固定するためのブラケット３，４と、ガイドレール５に沿ってスライドするホルダ１０とを備える。

ケース２は、底部に配置される第１のヨーク（第１の磁性体）６と、第１のヨーク６の上部に配置される第２のヨーク（第２の磁性体）７とからなる。第１のヨーク６は、一枚の平板をＬ字状に折り曲げることにより成形され、ケース２の底面を形成するベース部６ａと、ベース部６ａに立設された壁部６ｂとから構成される（図３参照）。また、第１のヨーク６のベース部６ａの両端には、ベース部６ａからガイドレール５の設置方向に向けて突出するブラケット３，４が設けられている。一方、第２のヨーク７は、一枚の平板の折り曲げにより成形された、いわゆるハット型の部材であり、第２のヨーク７は、ベース部６ａに対向する天板部７ｃと、この天板部７ｃの両端に設けられた一対のフランジ部７ａ，７ｂとから構成されている。

第１のヨーク６と第２のヨーク７とは、磁性材料によって長尺状に形成されると共に、厚み方向で互いに対向するように設置される。そして、第２のヨーク７のフランジ部７ａ，７ｂは第１のヨーク６側のベース部６ａの両端にネジＢ１，Ｂ２によって固定され、第１のヨーク６と第２のヨーク７とを締結することで、ケース２が形成される。

ケース２の内部において、第１のヨーク６のベース部６ａ上には、磁石列９が固定されている。この磁石列９は、第１のヨーク６の長手方向に延在し、磁石９ａのＮ極と磁石９ｂのＳ極とが交互に出現するように並設されることにより構成されている。また、磁石列９と第２のヨーク７との間は、一定間隔であると共に、ホルダ１０がスライドできる隙間として形成されている。

図５と図６に示すように、樹脂からなるホルダ１０は、矩形状の本体部１１と、本体部１１とガイドレール５とを連結するスライダ部１４とから構成される。

本体部１１には、２つの空芯コイル８Ａ，８Ｂを並置するための２つの矩形状のコイル収容部１１ａ，１１ｂが設けられている。図２に示すように、コイル収容部１１ａ，１１ｂは、本体部１１の厚み方向において段差１１ｃを有し、空芯コイル８Ａ，８Ｂは、コイル収容部１１ａ，１１ｂに嵌め込まれて、その段差１１ｃにより支持され、接着剤により本体部１１に固定される。

空芯コイル８Ａ，８Ｂは、磁石列９の長手方向に並置され、空芯コイル８Ａの中心位置と空芯コイル８Ｂの中心位置との距離は、磁石９ａ，９ｂの並設周期２πよりもπ／２短くなるように配置されている。これにより、リニアアクチュエータ１は、２相のリニアステッピングモータとして動作することができる。

なお、各空芯コイル８Ａ，８Ｂは、中央に略矩形の空隙部Ｋを形成するようにして自己融着エナメル線を扁平に巻き、熱を加えることで自己融着エナメル線同士が接着して形成される。そして、この空芯コイル８Ａ，８Ｂは、空隙部Ｋを挟むようにして対向する一対の長辺部８ａと、一対の短辺部８ｂとを有する。

さらに、ホルダ１０には、本体部１１の厚み方向において、第１のヨーク６及び第２のヨーク７に向けて本体部１１から突出する第１の突起部１２ａ，１２ｂ及び第２の突起部１３ａ，１３ｂが一体的に形成されている。第１のヨーク６側に向けて突出する第１の突起部１２ａ，１２ｂは、略直方体からなると共に、矩形状の本体部１１の四隅のうちスライダ部１４から遠い側の隅部に配置される。この第１の突起部１２ａ，１２ｂは、長手方向に延在するように細長く形成されている。一方、第２のヨーク７側に向けて突出する第２の突起部１３ａ，１３ｂは、円柱状に形成されると共に、第１の突起部１２ａ，１２ｂと対向する位置で本体部１１と一体に形成されている。

ケース２の開口部Ｈから突出するスライダ部１４は、本体部１１とガイドレール５とを連結する部材であり、その内部には、スライダ部１４の長手方向に沿って延在する貫通孔１４ａが形成されている。そして、スライダ１４の貫通孔１４ａの中にガイドレール５が挿通されることにより、ホルダ１０はガイドレール５によってガイドされる。

また、図３及び図４に示すように、第１のヨーク６のベース部６ａ上に固定される磁石列９と、第１のヨーク６の壁部６ｂとは一定距離で離間している。離間させた結果として出現する空間を利用して、ケース２内には、ガイドレール５と平行に延在するガイド溝１５が形成されている。そして、ホルダ１０の第１の突起部１２ａ，１２ｂは、このガイド溝１５に落とし込まれて摺動する。第１の突起部１２ａ，１２ｂとガイド溝１５との協働及びガイドレール５とスライダ部１４の貫通孔１４ａとの協働により、ホルダ１０移動時の幅方向のガタ付きを防止し、ホルダ１０は、長手方向に確実にガイドされる。なお、第１の突起部１２ａ，１２ｂ及びガイド溝１５は、補助的なガイドとして利用することができる。

また、リニアアクチュエータ１の厚み方向において、第１の突起部１２ａ，１２ｂは、磁石列９から離間し、ガイド溝１５の長手方向に沿って第１のヨーク６の表面に摺動接触しており、第２の突起部１３ａ，１３ｂは、磁石列９から離間し、第２のヨーク７の表面に摺動接触する。

このような構成により、対向する第１のヨーク６と第２のヨーク７との間に配置されたホルダ１０は、ガイドレール５に隣接側においてスライダ部１４を介してガイドレール５にガイドされ、ガイドレール５と反対する側において第１の突起部１２ａ，１２ｂと第２の突起部１３ａ，１３ｂにより支持されながら、リニアアクチュエータ１の長手方向に移動することができる。そして、リニアアクチュエータ１の厚み方向において、第１の突起部１２ａ，１２ｂが第１のヨーク６の表面と、第２の突起部１３ａ，１３ｂが第２のヨーク７の表面にそれぞれ摺動接触しているため、ホルダ１０のガタ付きを防止することができ、ホルダ１０の安定した動きを得ることが可能となる。この結果、従来のように平行な２本のガイドレールを必要としないので、リニアアクチュエータ１を簡単な構成をもって容易に小型化させることができる。

また、ホルダ１０の第１の突起部１２ａ，１２ｂは、ガイド溝１５に落とし込まれ、ガイド溝１５の長手方向に沿って摺動するので、ホルダ１０の動きをより安定させることができると共に、第１のヨーク６と第２のヨーク７との間で、磁石列９の厚みとホルダ１０（又は空芯コイル８Ａ，８Ｂ）の厚みとを考慮したスペースを確保すればよいので、リニアアクチュエータ１の薄型化を促進させることができる。さらに、ガイドレール５を利用することで、第１の突起部１２ａ，１２ｂと第２の突起部１３ａ，１３ｂとがそれぞれ磁石列９に接触することがないので、ホルダ１０をスムーズに移動させることもできる。

ここで、空芯コイル８Ａ，８Ｂに通電したときに発生する電流と、磁石９ａのＮ極と磁石９ｂのＳ極との間で発生する磁界との相互作用により、空芯コイル８Ａ，８Ｂには磁石列９の長手方向に駆動力が発生し、空芯コイル８Ａ，８Ｂを保持するホルダ１０は、ガイドレール５及び突起部１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂにより磁石列９の長手方向に沿って安定しながらスムーズに移動する。また、リニアアクチュエータ１において、空芯コイル８Ａ，８Ｂを用いることで、空芯コイル８Ａ，８Ｂがコギング推力を受けないので、リニアアクチュエータ１の制御性が向上する。このリニアアクチュエータ１は、ステップ距離の細分化を可能にするマイクロステップ駆動に適している。

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、第１の突起部１２ａ，１２ｂと第２の突起部１３ａ，１３ｂとの形状をそれぞれ略直方体と円柱状としたが、これに限らず、球状やその他の形状としてもよい。

本発明に係るリニアアクチュエータの平面図である。 図１のII−II線に沿った断面図である。 図１のIII−III線に沿った断面図である。 第２のヨークを外した状態でのリニアアクチュエータの平面図である。 ホルダ及び空芯コイルを示す斜視図である。 ホルダ及び空芯コイルを示す斜視図である。 図５のVII−VII線に沿った断面図である。

符号の説明

１…リニアアクチュエータ、６…第１のヨーク（第１の磁性体）、７…第２のヨーク（第２の磁性体）、８Ａ，８Ｂ…空芯コイル、９ａ，９ｂ…磁石、１０…ホルダ、１１…本体部、１２ａ，１２ｂ…第１の突起部、１３ａ，１３ｂ…第２の突起部。

Claims (2)

1. 長尺状に形成されて、厚み方向で互いに対向する第１の磁性体と第２の磁性体と、
   前記第１の磁性体と前記第２の磁性体との間に配置されると共に、前記第１の磁性体及び前記第２の磁性体のうち少なくとも一方に固定され、長手方向で極性が交互異なるように並設された複数の磁石と、
   前記第１の磁性体と前記第２の磁性体との間で前記磁石に対向し、長手方向に移動自在に設置される空芯コイルと、
   前記空芯コイルを保持する本体部と、前記第１の磁性体と前記第２の磁性体に向けて前記本体部から突出する第１の突起部と第２の突起部とを有するホルダと、
   を備えることを特徴とするリニアアクチュエータ。
2. 前記磁石から離間して、前記第１の突起部と前記第２の突起部とは、それぞれ前記第１の磁性体と前記第２の磁性体との表面に摺接することを特徴とする請求項１に記載のリニアアクチュエータ。
   
   

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