JP5433963B2 - リニアアクチュエータ - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施例のリニアアクチュエータ1の断面を示す。リニアアクチュエータ1は2つのコイル3a(第1のコイル)、3b(第2のコイル)を収納するコア2を持つ。電気コイルは、従来の技術によりリング状に形成される。コイルへの電気的接続は、図示していないが、互いに逆方向に流れるように設定されている。
L2 往復可動メンバーの可動方向に沿った、コアのトータル長さ
C ハルバック配列を構成する磁石(a)の外側端部とステーターコアの外側端部の距離
A 磁石(a)の外側端部と上側コイルのギャップ(g)の外側端部の距離
B 第3の磁石(b)の端部と上側コイルのギャップ(g)の内側端部の距離
g コイルと可動メンバー中間にあるコアのギャップ長さ
d1 コアの端部とコイル間の距離
d2 2つのコイル間の距離
d3 コイルの端部とコアの外側端部の距離
d4 可動メンバーの壁の厚さ
リニアアクチュエータの最適性能は、各方向のトータルストロークをSとすると、図5(a)のAとBの寸法に等しい時に得られる。即ち、以下の関係の時である。
g及び、d1〜d4は、リニアアクチュエータの使用条件によって決定される。これらの値は、要求される推力条件下での、磁気的飽和を防止するべく選定される。コア2の磁気飽和を防止するための寸法決定については、この領域の技術を熟知する者なら十分理解される。
2 コア(コイルメンバー)
3a コイル(コイルメンバー;第1のコイル)
3b コイル(コイルメンバー;第2のコイル)
4 スリーブ(非磁性体メンバー)
5 シャフト(可動メンバー)
6a 磁石(可動メンバー;第1の磁石)
6b 磁石(可動メンバー;第2の磁石)
7 軸
8 磁石(可動メンバー;第3の磁石)
12a 第1のギャップ
12b 第2のギャップ
19 隣接部
20 隣接部
Claims (15)
- コイルメンバーと、往復可動する可動メンバーとを備え、
前記可動メンバーは、往復可動の軸を持ち、前記軸に沿って離れて配置され逆方向に着磁された第1の磁石および第2の磁石と、前記第1の磁石および前記第2の磁石の間に配置され第1および第2の磁石とは異なる方向に着磁された第3の磁石とを有し、
前記コイルメンバーは、前記軸に沿って離れてかつ同軸に配置される第1のコイルおよび第2のコイルを有し、
前記コイルメンバーは、前記第1および前記第2のコイルを収容するコアを更に有し、
前記コアには、前記第1のコイル、前記第2のコイルと前記可動メンバーに近接する前記コアの端部との間でそれぞれ延びる第1のギャップおよび第2のギャップが形成され、
前記可動メンバーは、第1の方向の最大位置と第2の方向の最大位置との間を動くように配置され、前記第1の方向の最大位置においては前記第3の磁石の前記第1の方向側の端部が、前記第2の方向の最大位置においては前記第3の磁石の前記第2の方向側の端部が、前記第1のギャップと前記第2のギャップとの間の前記コアの部分に整列する、
ことを特徴とするリニアアクチュエータ。 - 前記可動メンバーは、シャフトと、前記シャフトの径方向に着磁された前記第1の磁石と、前記第1の磁石とは逆方向に着磁された前記第2の磁石とを有する、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。
- 前記第1の磁石、前記第2の磁石、前記第3の磁石は、前記可動メンバーの軸と平行に互いに直列で隣接して配設される、ことを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載のリニアアクチュエータ。
- 前記第1の磁石、前記第2の磁石、前記第3の磁石は、前記可動メンバーの円周方向に延びる、ことを特徴とする請求項1乃至3の少なくともいずれか一項に記載のリニアアクチュエータ。
- 前記シャフトは磁性体で構成される、ことを特徴とする請求項2に記載のリニアアクチュエータ。
- 前記シャフトは非磁性体で構成され、前記第1の磁石、前記第2の磁石、前記第3の磁石が前記シャフトの円周方向に設置される、ことを特徴とする請求項2に記載のリニアアクチュエータ。
- 前記可動メンバーは、第1の方向の最大位置と第2の方向の最大位置との間を動くように配置され、前記第1の方向の最大位置と前記第2の方向の最大位置との中間の初期位置において、前記第1の磁石は前記第1のコイルと対向して配置されるとともに、前記第2の磁石は前記第2のコイルと対向して配置される、ことを特徴とする請求項1乃至6の少なくともいずれか一項に記載のリニアアクチュエータ。
- 前記コイルメンバーは前記可動メンバーの周りに延び、前記可動メンバーは前記コイルメンバーの軸に沿って可動する、ことを特徴とする請求項1乃至7の少なくともいずれか一項に記載のリニアアクチュエータ。
- 前記第1のコイルおよび前記第2のコイルは、電流を受けるように構成され、前記可動メンバーを第1の方向に動かすために、電流は第1の極性に流し、前記第1の方向とは逆の第2の方向に動かす時は、前記第1の極性とは逆の第2の極性に電流を流す、ことを特徴とする請求項1乃至8の少なくともいずれか一項に記載のリニアアクチュエータ。
- 非磁性体メンバーが、前記コイルメンバーと前記可動メンバーとの間に介在する、ことを特徴とする請求項1乃至9の少なくともいずれか一項に記載のリニアアクチュエータ。
- 前記非磁性体メンバーは、前記可動メンバーの動きの長手方向に延在するスリーブを有する、ことを特徴とする請求項10に記載のリニアアクチュエータ。
- ギャップが、前記可動メンバーと前記非磁性体メンバーとの間に設けられる、ことを特徴とする請求項10又は請求項11のいずれかに記載のリニアアクチュエータ。
- 電機子と、前記電機子を取り巻く第1のコイルおよび第2のコイルとを備え、前記電機子は、前記電機子に沿って離れて配置され互いに逆の極性で前記電機子の径方向に着磁された第1の磁石および第2の磁石と、前記第1の磁石と前記第2の磁石との間に配置された第3の磁石とを持ち、前記第1のコイルおよび前記第2のコイルは、コアの中に収納され、前記コアは、前記第1のコイル、前記第2のコイルと前記電機子に近接する前記コアの端部との間でそれぞれ延びる第1のギャップおよび第2のギャップを持ち、
前記電機子は、第1の方向の最大位置と前記第1の方向とは逆の第2の方向の最大位置との間を動くように設定され、前記第1の方向の最大位置においては前記第3の磁石の前記第1の方向側の端部が、前記第2の方向の最大位置においては前記第3の磁石の前記第2の方向側の端部が、前記第1のギャップおよび前記第2のギャップの間に整列する、ことを特徴とするリニアアクチュエータ。 - 前記第1の磁石と前記第3の磁石および前記第2の磁石と前記第3の磁石の少なくとも1つの隣接部はテーパー形状を呈する、ことを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載のリニアアクチュエータ。
- 前記可動メンバーの磁石数は3つであり、前記コイルメンバーのコイル数は2つである、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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