JP2595509Y2

JP2595509Y2 - 可動磁石式アクチュエータ

Info

Publication number: JP2595509Y2
Application number: JP1992083991U
Authority: JP
Inventors: 康之平林; 貴俊大山; 尋之宗野; 重男斉藤
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1992-11-12
Filing date: 1992-11-12
Publication date: 1999-05-31
Anticipated expiration: 2007-11-12
Also published as: JPH0644384U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、制御機器、電子機器、
工作機械等において電気エネルギーを電磁作用により往
復運動エネルギー等に変換させる可動磁石式アクチュエ
ータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、可動磁石式の往復運動装置として
は、図７の第１従来例の構造を持つもの、及び図８の第
２従来例の構造を持つものがある。

【０００３】図７の第１従来例において、１０は軸方向
に着磁した棒状の永久磁石からなる磁石可動体であり、
両端面に磁極を有している。コイル１１Ａ，１１Ｂは、
磁石可動体１０の端部外周側をそれぞれ環状に周回する
ように巻回され、隣合う部分に同極が発生するようにな
っている。なお、図示は省略してあるが、コイル１１
Ａ，１１Ｂは通常磁石可動体１０を軸方向に移動自在に
ガイドするためのガイド筒体に装着される。そして、磁
石可動体１０の各端面からの磁束がそれぞれコイル１１
Ａ，１１Ｂと鎖交している。

【０００４】図８の第２従来例において、磁石可動体１
５は同極対向配置の２個の棒状永久磁石１６Ａ，１６Ｂ
と、これらの永久磁石１６Ａ，１６Ｂ間に固着される棒
状軟磁性体１７とを固着一体化したものであり、コイル
１８は磁石可動体１５の中間部外周側をそれぞれ環状に
周回するように巻回されている。なお、図示は省略して
あるが、コイル１８は通常磁石可動体１５を軸方向に移
動自在にガイドするためのガイド筒体に装着される。そ
して、磁石可動体１５の同極対向した永久磁石端面から
の磁束がコイル１８と鎖交している。

【０００５】ところで、第１従来例及び第２従来例にお
いて、磁石可動体１０，１５に発生する推力は、基本的
にはフレミングの左手の法則に基づいて与えられる推力
に準ずるものである（フレミングの左手の法則はコイル
に対して適用されるが、ここではコイルが固定のため、
磁石可動体にコイルに作用する力の反力としての推力が
発生する。）。したがって、推力に寄与するのは、磁石
可動体が有する永久磁石の磁束の垂直成分（永久磁石の
軸方向に直交する成分）である。

【０００６】そこで、１個の永久磁石の場合、あるいは
２個の同極対向配置の永久磁石の場合について、磁束の
垂直成分がどのようになるのかそれぞれ解析してみた。

【０００７】図９は、単独の永久磁石の長手側面に沿っ
て表面磁束密度の垂直成分を磁場解析した結果を示す。
但し、永久磁石は希土類永久磁石であって、直径２.５m
m、長さ６mmで、永久磁石表面から０.２５〜０.４５mm
離れた位置を計測した。

【０００８】図１０は、２個の永久磁石を同極対向配置
とし、かつ直接接合した場合において、２個の永久磁石
の長手側面に沿って表面磁束密度の垂直成分を磁場解析
した結果を示す。但し、各永久磁石は希土類永久磁石で
あって、直径２.５mm、長さ３mm（２個で６mm）で、永
久磁石表面から０.２５〜０.４５mm離れた位置を計測し
た。

【０００９】図１１は、２個の永久磁石を同極対向配置
とし、かつ対向間隔を１mmとした場合において、２個の
永久磁石の長手側面に沿って表面磁束密度の垂直成分を
磁場解析した結果を示す。但し、各永久磁石は希土類永
久磁石であって、直径２.５mm、長さ３mmで、永久磁石
表面から０.２５〜０.４５mm離れた位置を計測した。

【００１０】図１２は、２個の永久磁石を同極対向配置
とし、かつ対向間隔を２mmとした場合において、２個の
永久磁石の長手側面に沿って表面磁束密度の垂直成分を
磁場解析した結果を示す。但し、各永久磁石は希土類永
久磁石であって、直径２.５mm、長さ３mmで、永久磁石
表面から０.２５〜０.４５mm離れた位置を計測した。

【００１１】図１３は、２個の永久磁石を同極対向配置
とし、かつ対向間隔を３mmとした場合において、２個の
永久磁石の長手側面に沿って表面磁束密度の垂直成分を
磁場解析した結果を示す。但し、各永久磁石は希土類永
久磁石であって、直径２.５mm、長さ３mmで、永久磁石
表面から０.２５〜０.４５mm離れた位置を計測した。

【００１２】図１４は、２個の永久磁石を同極対向配置
とし、両永久磁石間に長さ１mmの軟磁性体を配置した場
合において、２個の永久磁石の長手側面に沿って表面磁
束密度の垂直成分を磁場解析した結果を示す。但し、各
永久磁石は希土類永久磁石であって、直径２.５mm、長
さ３mmで、永久磁石表面から０.２５〜０.４５mm離れた
位置を計測した。

【００１３】図１５は、２個の永久磁石を同極対向配置
とし、両永久磁石間に長さ１mmの軟磁性体を配置し、さ
らに２個の永久磁石の外周に対向させて軟磁性体ヨーク
を配設した場合において、２個の永久磁石の長手側面に
沿って表面磁束密度の垂直成分を磁場解析した結果を示
す。但し、各永久磁石は希土類永久磁石であって、直径
２.５mm、長さ３mmで、ヨークは永久磁石を取り囲む円
筒形状で厚み０.５mm、長さ１０mmで永久磁石外周から
１.２５mm離間した位置となっており、表面磁束密度の
垂直成分は永久磁石表面から０.２５〜０.４５mm離れた
位置を計測した。

【００１４】

【考案が解決しようとする課題】上述したように、磁石
可動体に発生する推力は、基本的にはフレミングの左手
の法則に基づいて与えられる推力に準ずるものであり、
コイルと鎖交する永久磁石の磁束の垂直成分（永久磁石
の軸方向に直交する成分）が多いことが望まれるが、図
７の第１従来例では、表面磁束密度の垂直成分は図９の
ようになり、図１０乃至図１５の２個の永久磁石を同極
対向配置とした場合に比較して垂直成分が少ないことが
判明した。このため図７の第１従来例の構成では、推力
の向上に限界がある。例えば、磁石可動体１０を直径
２.５mm、長さ６mmの希土類永久磁石で構成し、２個の
コイル１１Ａ，１１Ｂの隣合う部分に同極が発生するよ
うに各コイル１１Ａ，１１Ｂに４０ｍＡの電流を流した
ときに発生する推力Ｆ１は４.７（gf）であった。

【００１５】一方、図８の第２従来例では、２個の同極
対向の永久磁石間に軟磁性体を配した磁石可動体１５を
用いており、磁束密度の垂直成分は図１４に示す如くな
り、同極対向の永久磁石１６Ａ，１６Ｂの磁極から出る
磁束は１個の永久磁石の場合（図９参照）や２個の永久
磁石のみの場合（図１０乃至図１３参照）よりも多くな
るが、コイルが磁石可動体１５の中間部を囲む１個のみ
であり、磁石可動体１５の両端面の磁極による磁束は有
効に利用していない嫌いがある。このため、図８の第２
従来例の場合も推力の向上が難しかった。例えば、図８
の第２従来例において磁石可動体１５として直径２.５m
m、長さ３mmの希土類永久磁石を２個用い（希土類永久
磁石の性能は第１従来例と同じとする）、かつ両者間に
長さ１mmの軟磁性体を配置したものを用い、図７の第１
従来例と同じ消費電力となるように作成したコイル１８
に４０ｍＡの電流を流し、第１従来例と同じ消費電力と
したときに発生する推力Ｆ２は５.６（gf）であった。

【００１６】なお、複数個の永久磁石を組み合わせて磁
石可動体を構成する場合、各永久磁石を確実に一体化す
る必要があり、この点についての配慮も必要である。

【００１７】本考案は、上記の点に鑑み、少なくとも２
個の永久磁石を同極対向配置としかつ確実に一体化した
磁石可動体を用いるとともに永久磁石の磁極が発生する
磁束を有効利用することで、信頼性の向上、推力及び効
率の向上を図った可動磁石式アクチュエータを提供する
ことを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本考案の可動磁石式アクチュエータは、同極対向さ
れた少なくとも２個の永久磁石間に磁性体を配置しかつ
これらの永久磁石及び磁性体を非磁性筒状ホルダ内に固
定して磁石可動体を構成し、ガイド筒体の内側に該磁石
可動体を摺動自在に設け、当該磁石可動体の外周側を周
回する如く巻回された少なくとも３連のコイルを前記ガ
イド筒体に装着して磁性体ヨークの内側に配置し、前記
少なくとも３連のコイルのうち中間位置のものは端部位
置のものよりも幅広であって前記永久磁石の同極対向端
からの磁束と鎖交する配置であり、前記端部位置のもの
は前記永久磁石の端部磁極からの磁束と鎖交する配置で
あり、かつ各コイルは各永久磁石の磁極間を境にして相
異なる方向に電流が流れる如く結線された構成としてい
る。

【００１９】また、前記筒状ホルダの端部をかしめて前
記永久磁石及び磁性体を当該筒状ホルダ内に固定する構
成としてもよい。

【００２０】さらに、前記筒状ホルダの端部で出力取り
出し用のピン付き部材を固定する構造としてもよい。

【００２１】

【作用】本考案の可動磁石式アクチュエータの動作原理
を図５の概略構成図によって説明する。この図５で、磁
石可動体３は同極対向配置の２個の円柱状永久磁石５
Ａ，５Ｂと、これらの永久磁石５Ａ，５Ｂ間に固着され
る円柱状軟磁性体６とを非磁性筒状ホルダ７を用いて一
体化したものであり、図１４に示したように、磁束密度
の垂直成分（永久磁石の軸方向に直交する成分）が多い
構造となっている。３連のコイル２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、
磁石可動体３の外周側を周回する如く巻回され、磁石可
動体３を構成する永久磁石５Ａの左端、永久磁石５Ａ，
５Ｂの同極対向端、及び永久磁石５Ｂの右端の磁極から
の磁束とそれぞれ鎖交するように配置されている。これ
らのコイル２Ａ，２Ｂ，２Ｃは永久磁石５Ａ，５Ｂの磁
極間を境にして相異なる方向に電流が流れる如く結線さ
れている（磁極間の境は磁極と磁極の間であれば必ずし
も磁極中間位置になくともよい。）。なお、図示は省略
してあるが、コイル２Ａ，２Ｂ，２Ｃは通常磁石可動体
３を軸方向に移動自在にガイドするためのガイド筒体に
装着される。コイル２Ａ，２Ｂ，２Ｃと磁石可動体３と
の位置関係は、当該磁石可動体３の静止時を含む大部分
の可動位置において、永久磁石磁極間を境にして各コイ
ルに流れる電流が相互に逆向きとなるように設定してお
く。

【００２２】図５における磁石可動体３の構造は、非磁
性筒状ホルダ７を省略して考えると図１４のように２個
の永久磁石を同極対向させかつ永久磁石間に軟磁性体を
配置したものである。この図１４のときは軟磁性***置
に相当する領域Ｑの表面磁束密度の垂直成分は、軟磁性
体の無い図１０乃至図１３よりも優れている（磁束密度
０.３Ｔ以上のピークの幅が広くかつピークが高
い。）。

【００２３】このように、２個の永久磁石５Ａ，５Ｂを
同極対向させかつ永久磁石間に軟磁性体６を設けた磁石
可動体３は、フレミングの左手の法則に基づく推力に寄
与できる磁石可動体３の長手方向に垂直な磁束成分を大
きくでき、かつ３連のコイル２Ａ，２Ｂ，２Ｃは永久磁
石の全磁極の磁束と有効に鎖交するので、３連のコイル
２Ａ，２Ｂ，２Ｃに交互に逆極性の磁界を発生する向き
に電流を通電することにより、従来例では到達し得ない
大きな推力を発生することができる。各コイルの電流を
反転させれば磁石可動体３の推力の向きも反転する。交
流電流を流した場合には、一定周期で振動を繰り返すバ
イブレータとして働く。その際、磁石可動体３は、２個
の永久磁石５Ａ，５Ｂ及び軟磁性体６を筒状ホルダ７内
に収納固定したものであり、それらの組立精度が良く一
体化が確実であるため、永久磁石５Ａ，５Ｂ間の反発力
で永久磁石５Ａ，５Ｂ及び軟磁性体６相互間が離散して
不良品となる危険性を解消し、信頼性を保つことができ
る。

【００２４】本考案に係る図５の場合、例えば、磁石可
動体３として直径２.５mm、長さ３mmの希土類永久磁石
を２個用い（希土類永久磁石の性能は第１従来例と同じ
とする）、かつ両者間に長さ１mmの軟磁性体を配置した
ものを用い、図７、図８の第１、第２従来例と同じ消費
電力となるように作成した３連のコイル２Ａ，２Ｂ，２
Ｃに４０ｍＡの電流を流し、同じ消費電力としたときに
発生する推力Ｆ３は６.７（gf）であった。これは、同
一消費電力の第１従来例の場合の約１.４２倍の推力で
あり、また第２従来例の約１.２倍の推力であり、第１
及び第２従来例に比較して格段に優れていることが判
る。

【００２５】図６の曲線（イ）は図５（ヨーク無し）の
場合の磁石可動体３の軸方向変位量と推力（ｇｆ）との
関係を示す。但し、永久磁石の寸法、特性は図１４に示
したものとするとともに、磁石可動体３の中間点が中央
のコイル２Ｂの中間点に位置するときを変位量零とし、
各コイルの電流は４０ｍＡとした。また、同じコイル電
流条件で、図６の曲線（ロ）は図１５（ヨーク有り）の
場合の磁石可動体３の軸方向変位量と推力（ｇｆ）との
関係であって変位量零の点から離れる方向に磁石可動体
が動作するときを示し、曲線（ハ）は変位量零の点に近
付く方向に動作するときを示す。ヨーク有りの場合、い
っそうの推力向上が図れる。

【００２６】このように、本考案の可動磁石式アクチュ
エータは、同極対向の永久磁石を非磁性筒状ホルダ内に
組み込んだ構造体で磁石可動体を構成しており、永久磁
石の着磁方向（軸方向）に垂直な磁束密度成分を充分大
きくできかつ永久磁石の全ての磁極の発生する磁束を有
効利用できる。また、磁石可動体を取り巻くように周回
した少なくとも３連のコイルのうち中間位置のものは端
部位置のものよりも幅広に構成し、前記永久磁石の磁束
と各コイルに流れる電流との間のフレミングの左手の法
則に基づく推力を充分大きくできる。つまり、前記中間
位置のコイルは幅広であって永久磁石の同極対向側の磁
束分布（端部の磁束よりも多く、磁束の多い領域の幅も
広い）を有効利用でき、かつ端部のコイルは幅が狭い
分、電流密度は高くなり永久磁石端部側の磁束分布（磁
束の多い領域の幅が狭い）との間で効果的に推力を発生
できる。さらに、磁性体ヨークを前記少なくとも３連の
コイルの外側に配することでも推力向上を図ることがで
きる。この結果、小型、小電流で大きな推力を得ること
ができ、永久磁石及び軟磁性体を非磁性筒状ホルダに収
納し固定したことで、磁石可動体の構造を堅固にして信
頼性を向上させ得る。

【００２７】

【実施例】以下、本考案に係る可動磁石式アクチュエー
タの実施例を図面に従って説明する。

【００２８】図１及び図２は本考案の第１実施例を示
す。これらの図において、１は軟磁性体の円筒状ヨーク
であり、該円筒状ヨーク１の内側に３連のコイル２Ａ，
２Ｂ，２Ｃが配置され、磁石可動体３を摺動自在に案内
するためのガイド筒体４を構成する絶縁樹脂等の絶縁部
材で円筒状ヨーク１に固着されている。磁石可動体３
は、同極対向配置の２個の円柱状希土類永久磁石５Ａ，
５Ｂと、これらの永久磁石５Ａ，５Ｂ間に配置される円
柱状軟磁性体６と、非磁性筒状ホルダ７とからなり、そ
れらの永久磁石５Ａ，５Ｂ及び軟磁性体６は筒状ホルダ
７内に収納され接着剤等で固定されている。前記３連の
コイル２Ａ，２Ｂ，２Ｃは永久磁石５Ａ，５Ｂの磁極間
を境にして相異なる方向に電流が流れる如く結線されて
いる。すなわち、中央のコイル２Ｂは軟磁性体６及び永
久磁石５Ａ，５ＢのＮ極を含む端部を囲み、両側のコイ
ル２Ａ，２Ｃは、永久磁石５Ａ，５ＢのＳ極を含む端部
をそれぞれ囲むことができるようになっており、かつ中
央のコイル２Ｂに流れる電流の向きと、両側のコイル２
Ａ，２Ｃの電流の向きとは逆向きである（図１の各コイ
ルに付したＮ，Ｓを参照）。

【００２９】この第１実施例では、各コイル２Ａ，２
Ｂ，２Ｃの外周側に軟磁性体の円筒状ヨーク１が設けら
れているため、磁石可動体３の表面磁束密度の垂直成分
は、図１５に示す如く、さらに増大する。このため、フ
レミングの左手の法則に基づく推力に寄与できる磁石可
動体３の長手方向に垂直な磁束成分を大きくでき、磁石
可動体３の周囲を環状に巻回する３連のコイル２Ａ，２
Ｂ，２Ｃに交互に逆極性の磁界を発生する向きに電流を
通電することにより、いっそう大きな推力を発生するこ
とができる。例えば、磁石可動体３として直径２．５ｍ
ｍ、長さ３ｍｍの希土類永久磁石を２個用い（希土類永
久磁石の性能は第１従来例と同じとする）、かつ両者間
に長さ１ｍｍの軟磁性体を配置したものを用い、図７、
図８の第１、第２従来例と同じ消費電力となるように作
成した３連のコイル２Ａ，２Ｂ，２Ｃに４０ｍＡの電流
を流し、同じ消費電力としたときに発生する推力Ｆ４は
８．０（ｇｆ）であった。推力Ｆ４の向きは、図１の極
性では、磁石可動体３が右方向に移動する向きであり、
各コイルの電流を反転させれば磁石可動体３の推力の向
きも反転する。交流電流を流した場合には、一定周期で
振動を繰り返すバイブレータとして働き、ポケットベル
等に組み込み可能である。また、中央のコイル２Ｂは端
部のコイル２Ａ，２Ｃに比して幅広に構成されており、
永久磁石５Ａ，５Ｂの同極対向側の磁束分布（端部の磁
束よりも多く、磁束の多い領域の幅も広い）を有効利用
するようにしている。また、端部のコイル２Ａ，２Ｃは
幅が狭い分、電流密度は高くなり永久磁石５Ａ，５Ｂの
端部側の磁束分布（磁束の多い領域の幅が狭い）との間
で効果的に推力を発生できる。

【００３０】図６の曲線（ロ）は第１実施例（但し、永
久磁石及びヨークの寸法、配置及び永久磁石の特性は図
１５の通り）の場合の磁石可動体３の軸方向変位量と推
力（gf）との関係であって変位量零の点から離れる方向
に磁石可動体が動作するときを示す。また、曲線（ハ）
は第１実施例（ヨーク有り）の場合の磁石可動体３の軸
方向変位量と推力（gf）との関係であって変位量零の点
に近付く方向に動作するときを示す。但し、磁石可動体
３の中間点が中央のコイル２Ｂの中間点に位置するとき
を変位量零とし、各コイルの電流は４０ｍＡとした。こ
のように、磁石可動体３が変位量零の点に近付くか又は
離れるかによって推力が相違するのは、磁石可動体３の
永久磁石の磁極とヨーク１との間に磁石可動体３を変位
量零点に戻す磁気吸引力が働いているからである。

【００３１】さらに、上記第１実施例の場合、永久磁石
５Ａ，５Ｂ及び軟磁性体６を非磁性筒状ホルダ７に収納
し固定したので、永久磁石の同極反発力で永久磁石相互
がばらばらになる不良がなく、磁石可動体３の構造を堅
固にし、永久磁石の欠けや摩耗を防止して信頼性を向上
させ得る。また、組立精度も向上させ得る。

【００３２】図３は本考案の第２実施例を示す。この場
合、磁石可動体３Ａは、同極対向配置の２個の円柱状希
土類永久磁石５Ａ，５Ｂと、これらの永久磁石５Ａ，５
Ｂ間に配置される円柱状軟磁性体６と、各永久磁石の外
側端面に配置される非磁性のピン付き部材９と非磁性筒
状ホルダ７Ａとからなり、それらの永久磁石５Ａ，５
Ｂ、軟磁性体６及びピン付き部材９の円板状基部は筒状
ホルダ７Ａ内に収納され接着剤等で固定されている。ま
た、軟磁性体の円筒状ヨーク１及びガイド筒体４の両端
部に軟磁性の吸着板８Ａ，８Ｂが嵌合、固着されてい
る。そして、吸着板８Ａ，８Ｂにあけられた穴から永久
磁石５Ａ，５Ｂの外側端面に固着されたピン付き部材９
のピン部分が出力取り出し用として突出している。な
お、ピン付き部材９のピン部分は吸着板８Ａ，８Ｂの穴
に対し摺動自在であり、その他の構造は前述の第１実施
例と同様である。

【００３３】この第２実施例の場合、磁石可動体３Ａは
各コイル２Ａ，２Ｂ，２Ｃに通電していない状態では軟
磁性の吸着板８Ａ，８Ｂのいずれかに吸着されている。
いま、図示の状態に磁石可動体３Ａがあるとき、各コイ
ル２Ａ，２Ｂ，２Ｃに交互に逆極性の磁界を発生する向
きに通電して矢印Ｒ方向の推力を発生させれば、磁石可
動体３Ａは吸着板８Ａから離脱して矢印Ｒ方向に移動
し、吸着板８Ｂに吸着して停止する。また、各コイル２
Ａ，２Ｂ，２Ｃの電流を反転させて矢印Ｒの反対向きの
推力を発生させれば、磁石可動体３Ａは吸着板８Ｂから
離脱して吸着板８Ａ方向に移動しこれに吸着して停止す
る。このように吸着板８Ａ，８Ｂを設けたことで磁石可
動体３Ａの移動範囲を正確に規制することができ、磁石
可動体３Ａの移動をピン付き部材９を介し外部に伝達す
ることができる。

【００３４】図４は上記第１実施例で使用可能な磁石可
動体の変形例を示す。この場合、磁石可動体３Ｂは、同
極対向配置の２個の円柱状希土類永久磁石５Ａ，５Ｂ
と、これらの永久磁石５Ａ，５Ｂ間に配置される円柱状
軟磁性体６と、非磁性筒状ホルダ７Ｂとからなり、それ
らの永久磁石５Ａ，５Ｂ及び軟磁性体６は筒状ホルダ７
Ｂ内に収納され、当該筒状ホルダ７Ｂの端部をかしめる
ことで固定、一体化されている。この構造によれば、磁
石可動体の生産性を上げることができる。

【００３５】また、上記第２実施例においても、永久磁
石５Ａ，５Ｂ、軟磁性体６及びピン付き部材９の円板状
基部を筒状ホルダ内に収納し、当該筒状ホルダの端部を
かしめることで固定、一体化した磁石可動体を用いるこ
ともできる。

【００３６】なお、上記各実施例では、２個の同極対向
の永久磁石と両永久磁石間の軟磁性体を筒状ホルダ内に
収納固定して磁石可動体を構成したが、３個以上の同極
対向の永久磁石と両永久磁石間の軟磁性体を筒状ホルダ
に収納固定して磁石可動体を構成してもよく、これに対
応させてコイル数も４個以上とすることができる。

【００３７】また、第２実施例では円筒状ヨーク１及び
ガイド筒体４の両側に軟磁性吸着板８Ａ，８Ｂを設け、
両方の永久磁石５Ａ，５Ｂの外側端面にピン付き部材９
を設けたが、いずれか一方のみに吸着板及びピン付き部
材を設ける構造を採用してもよい。

【００３８】さらに、各実施例において、円筒状のヨー
ク１及びガイド筒体４を用いたが、角筒状、楕円筒状等
のヨーク及びガイド筒体を採用し、磁石可動体として角
柱状や楕円柱状のものを採用することもできる（この場
合筒状ホルダは角筒状や楕円筒状、永久磁石及び軟磁性
体は角柱状や楕円柱状となる。）。これらの場合も各コ
イルは磁石可動体の外周を周回するように巻回すればよ
い。

【００３９】

【考案の効果】以上説明したように、本考案の可動磁石
式アクチュエータによれば、同極対向された少なくとも
２個の永久磁石間に磁性体を配しこれらを非磁性筒状ホ
ルダ内に固定して磁石可動体を構成したので、磁石可動
体を強固な構造体とし耐摩耗性を向上させることができ
るとともに、磁石可動体の長手方向（永久磁石の着磁方
向）に垂直な磁束成分を充分大きくできる。また、磁石
可動体の周囲を取り巻くように少なくとも３連のコイル
（中間位置のものは端部位置のものよりも幅広）を巻回
して磁性体ヨーク内側に設け、磁石可動体の各磁極が発
生する磁束と有効に鎖交可能としたので、前記垂直な磁
束成分と各コイルに流れる電流との間のフレミングの左
手の法則に基づいて与えられる推力を充分大きくでき
る。このため、信頼性が高く、小型、小電流で大きな推
力の可動磁石式アクチュエータを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る可動磁石式アクチュエータの第１
実施例を示す正断面図である。

【図２】同側面図である。

【図３】本考案の第２実施例を示す正断面図である。

【図４】第１実施例で使用できる磁石可動体の変形例を
示す正断面図である。

【図５】本考案の基本構成を示す概略構成図である。

【図６】図１及び図５の可動磁石式アクチュエータにお
ける磁石可動体の変位量と推力との関係を示すグラフで
ある。

【図７】第１従来例を示す概略構成図である。

【図８】第２従来例を示す概略構成図である。

【図９】単一の永久磁石の長手側面（永久磁石の着磁方
向に平行な面）の表面磁束密度の垂直成分（長手側面に
垂直な成分）を示すグラフである。

【図１０】２個の同極対向の永久磁石を直接的に対接状
態とした場合の長手側面の表面磁束密度の垂直成分を示
すグラフである。

【図１１】２個の永久磁石を１mmのエアーギャップを介
し同極対向状態とした場合の長手側面の表面磁束密度の
垂直成分を示すグラフである。

【図１２】２個の永久磁石を２mmのエアーギャップを介
し同極対向状態とした場合の長手側面の表面磁束密度の
垂直成分を示すグラフである。

【図１３】２個の永久磁石を３mmのエアーギャップを介
し同極対向状態とした場合の長手側面の表面磁束密度の
垂直成分を示すグラフである。

【図１４】２個の永久磁石を軟磁性体を介し同極対向状
態とした場合の長手側面の表面磁束密度の垂直成分を示
すグラフである。

【図１５】２個の永久磁石を軟磁性体を介し同極対向状
態とし、かつ軟磁性体ヨークを配置した場合の長手側面
の表面磁束密度の垂直成分を示すグラフである。

【符号の説明】

１円筒状ヨーク２Ａ，２Ｂ，２Ｃコイル３，３Ａ，３Ｂ磁石可動体４ガイド筒体５円柱状永久磁石６円柱状軟磁性体７，７Ａ，７Ｂ筒状ホルダ８Ａ，８Ｂ吸着板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者斉藤重男東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティーディーケイ株式会社内 (56)参考文献欧州特許出願公開457389（ＥＰ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H02K 33/16

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】同極対向された少なくとも２個の永久磁
石間に磁性体を配置しかつこれらの永久磁石及び磁性体
を非磁性筒状ホルダ内に固定して磁石可動体を構成し、
ガイド筒体の内側に該磁石可動体を摺動自在に設け、当
該磁石可動体の外周側を周回する如く巻回された少なく
とも３連のコイルを前記ガイド筒体に装着して磁性体ヨ
ークの内側に配置し、前記少なくとも３連のコイルのう
ち中間位置のものは端部位置のものよりも幅広であって
前記永久磁石の同極対向端からの磁束と鎖交する配置で
あり、前記端部位置のものは前記永久磁石の端部磁極か
らの磁束と鎖交する配置であり、かつ各コイルは各永久
磁石の磁極間を境にして相異なる方向に電流が流れる如
く結線されていることを特徴とする可動磁石式アクチュ
エータ。
【請求項２】前記磁石可動体が前記筒状ホルダの端部
をかしめて前記永久磁石及び磁性体を固定したものであ
る請求項１記載の可動磁石式アクチュエータ。
【請求項３】前記磁石可動体が出力取り出し用のピン
付き部材を前記筒状ホルダの端部で固定したものである
請求項１記載の可動磁石式アクチュエータ。