JP4857600B2 - リニアアクチュエータ - Google Patents
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Description
例えば、図5(b)に示すように、コイル32aに、図5(b)における右側から見て時計回り方向に流れるように電流が流れると、このコイル32aには、太線Aの方向に周回する磁束ループが生じるように起磁力が発生する。以上によって、永久磁石41aがヨーク30aの端部(突起部分)30bに対し軸線方向における位置を合わせようとすることで、可動子40aが軸線方向における左方向(図5(b)上で左方向)に移動する。
このようにすれば、固定子の内周面に凹部を設けコイルを収納する。また、凹部を設けることにより固定子の内周面に形成される端部のそれぞれに対応させて、可動子の外周面に一対の円筒状の永久磁石を設ける。そして、この一対の永久磁石は、可動子が停止した状態で、それぞれの軸線方向の中央が固定子の外端面と略一致するようにし、かつ軸線方向に対し直交方向に磁極を並べたものとする。
これにより、コイル通電時に、コイルによる磁束と永久磁石により発生する磁束とがキャンセル(打ち消される)量が少なくなる。このため、コイル起磁力の低減を防ぎ、推力の発生効率を高めることができる。
このようにすれば、固定子の端部(内周面の突起部分)に対応させて、該端部と同じ長さ(軸線方向の長さが同じ)の一対の永久磁石を可動子に設けるようにしたので、これにより、コイル通電時に、コイルによる磁束と永久磁石により発生する磁束とがキャンセル(打ち消される)量が少なくなる。このため、コイル起磁力により発生する磁束の低減を防ぎ、推力の発生効率を高めることができる。
また、前記一対の永久磁石間の軸線方向の長さが、前記固定子の内周面の端部間の軸線方向の長さよりも大きく形成されていることが望ましい。
図1に示すように、本実施形態のリニアアクチュエータ1は、ヨーク(固定子)10と、このヨーク10の内側(貫通穴の部分)に軸中心に沿って往復動可能(移動可能)に設けられた可動子20と、可動子20の外側(ヨーク10に対向する面側)に固定された一対の永久磁石21、22と、ヨーク10の内面の凹部11に固定されたコイル12とを備えている。なお、図示しないが、可動子20は、例えば、図3で示すように、板バネ等の支持機構か、または可動子20を保持する軸受け機構を有している。
また、可動子20の軸線方向の両端部には各々、一対の永久磁石を嵌合するための小径部が可動子20と同一軸心上になるように形成されており、該小径部に円筒形状の一対の永久磁石21、22が軸線方向より嵌合され、これらの永久磁石21、22の外周面とこれらの永久磁石21、22の間における可動子20の外周面とが同一の外径でもって滑らかに連続するように永久磁石が固定されている。
上記のように、永久磁石21、22の外周面と可動子20の外周面とが滑らかに連続するように形成したので、これにより、可動子20の往復運動が円滑に行えるようになる。
例えば、図2(b)に示すように、コイル12に、図2(b)における右側から見て時計回り方向に流れるように電流が流れると、このコイル12には、太線Aの方向に周回する磁束ループが生じるように起磁力が発生する。以上によって、永久磁石21がヨーク10の端部10cに対し軸線方向における位置を合わせようとすることで、可動子20が軸線方向における左方向(図2(b)上で右方向)に移動する。
また、永久磁石形状もリング形にこだわる必要がなく、径方向に分割したもの(瓦状のものを隙間のないように円周方向に貼り付け)としても良い。
10、30、30a ヨーク
10a、10b 端面
10c、10d、30b、30c 端部(突起部分)
11、31a 凹部
12、32、32a コイル
20、40、40a 可動子
21、22、41、41a 永久磁石
Claims (3)
- 中央に貫通穴を有する柱状の固定子と、該貫通穴に挿入され中心軸線に沿って往復動可能に設けられた可動子とを有するリニアアクチュエータにおいて、
前記固定子は、
貫通穴の内周面の軸線方向の中央の所定範囲内であって径方向に所定深さの凹部を内周面に沿って形成したコイル収納空間部と、
前記コイル収納空間部を設けたことにより固定子の貫通穴の両端面側の内周面に沿って形成される端部と、
前記コイル収納空間部に嵌入され、前記可動子の外周面に平行に巻かれた円筒状のコイルと
を備え、
前記可動子は、
その両端部に中心軸線と同軸上の小径部が各々形成されているとともに、
前記固定子の内周面の端部のそれぞれに対応するように前記各小径部に対して軸線方向より嵌合される、同径円筒形状をなす一対の永久磁石であって、停止した状態で、それぞれの軸線方向の中央が前記固定子の外端面と略一致し、かつ前記軸線方向に対し直交方向に磁極を並べた状態の永久磁石を備えており、
前記各永久磁石の外周面とそれらの永久磁石間における前記可動子の外周面とが同一の外径でもって滑らかに連続するように形成したこと
を特徴とするリニアアクチュエータ。 - 前記永久磁石の軸線方向の長さと、前記固定子の内周面の端部の軸線方向の長さとが略一致するように構成されたこと
を特徴とする請求項1に記載のリニアアクチュエータ。 - 前記一対の永久磁石間の軸線方向の長さが、前記固定子の内周面の端部間の軸線方向の長さよりも大きく形成されていること
を特徴とする請求項1又は2に記載のリニアアクチュエータ。
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