JPS6233513Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、直線駆動装置に係り、特に、ペンレ
コーダにおけるペンの上下駆動等の各種制御装置
に使用される直線駆動装置に関するものである。

まず、従来のこの種の電磁駆動装置を、第１図
および第２図に基づいて説明する。

ここで、第１図は、従来の電磁駆動装置の縦断
側面図、第２図は、可動鉄心の推力の曲線図であ
る。

同図で、１は、軟磁性体からなる壷状ヨーク、
２は、壷状ヨーク１内に設けられた筒状電磁コイ
ルで、３は、筒状電磁コイル２の中空部に軸受４
を介して設けられた可動鉄心である。

筒状電磁コイル２に通電すると、可動鉄心３が
壷状ヨーク１内に吸引されるものであるが、上記
構成になる電磁ソレノイド式の駆動装置では、可
動鉄心３には壷状ヨーク１の軸方向に相対する端
面間の電磁吸引力により推力が発生するので、第
２図に示す曲線Ａのように、可動鉄心３に対する
動作開始時の推力は最小で、動作終了時に最大と
なるものである。

したがつて、上記従来の電磁ソレノイド式駆動
装置では、可動子の最大ストローク時に動作力が
急激に増加するので、例えば、この電磁駆動装置
をペンレコーダのペン上下駆動に使用する場合、
ペン針を記録紙にソフトに接触させたり、接触後
の針圧を一定に保つように制御することが困難な
欠点がある。

本考案は、このような欠点を解消したもので、
可動子の最大ストローク時に、動作力をソフトに
制御することが可能な直線駆動装置の提供を、そ
の目的とするものである。

本考案の特徴は、軟磁性体からなる筒状ヨーク
内に筒状電磁コイルを設け、上記筒状ヨークの中
空部には軸方向端部に磁極片を有し、かつ、軸方
向に着磁された永久磁石からなる可動子を、一方
の磁極片は前記筒状ヨーク内周面と磁気的に短絡
するように、軸方向へ摺動自在に設けた往復駆動
装置において、該筒状ヨークの軸方向端部に同極
性が、前記可動子軸方向端部と相対向するように
着磁された反撥永久磁石を、前記可動子と当接し
ないように設けた直線駆動装置にある。

以下、本考案の実施例を、第３図および第４図
に基づいて説明する。

ここで、第３図は、一実施例に係る直線駆動装
置の縦断正面図、第４図は、その可動子の推力の
曲線図である。

図で、５は、軟磁性体からなる筒状ヨーク、
６，６ａは、それぞれ筒状ヨーク５の側板、７は
軸受である。８は、筒状ヨーク５内の端部に寄せ
て設けられたコイルボビン、９は、コイルボビン
８に巻回されて設けられた筒状電磁コイルであ
る。

１０は、筒状ヨーク５の中空部内に設けられた
永久磁石で、軸方向に着磁されたものであり、１
１は、永久磁石１０の軸方向一端部に固着された
磁極片で、筒状ヨーク５の内周面と磁気的に短絡
するものであり、１１ａは、永久磁石１０の他端
部に固着された磁極片で、断面が凹形状を形成
し、筒状電磁コイル９と磁気的に鎖交するもので
ある。

永久磁石１０と磁極片１１および１１ａで可動
子１２が構成され、１３は、可動子１２に固着さ
れた摺動軸であり、摺動軸１３を軸受７に挿入す
ることにより、可動子１２が筒状ヨーク５内の軸
方向へ摺動自在に装着されるものである。

１４は、磁極片１１ａの凹部に固着された永久
磁石、１５は、ヨーク側板６ａに固着され、コイ
ルボビン８内の一端部に設けられたリング状のス
トツパーで、例えば、ゴムのような弾力性部材か
ら形成されるものであり、１６は、ストツパー１
５の中心部に位置するように、ヨーク側板６ａに
固着された反撥永久磁石である。

そして、永久磁石１０，１４および反撥永久磁
石１６の着磁方向は、それぞれの永久磁石の相対
向する磁極が同極となるように配列されたもので
あり、第３図のように永久磁石１０，１４がＮ・
Ｓ，Ｓ・Ｎ，反撥永久磁石１６がＮ・Ｓである。
また、この逆の極性であつてもよい。

上記構成において、永久磁石１０の図示Ｎ極か
ら出た磁束は、磁極片１１から筒状ヨーク５を通
つて筒状電磁コイル９と鎖交し、ついで、磁極片
１１ａを通つて永久磁石１０のＳ極に戻るもので
ある。

ここで、筒状電磁コイル９に図示極性の磁極が
発生するように通電すると、可動子１２に矢印Ａ
方向への推力が発生し、また、筒状電磁コイル９
に発生する磁極を上記と逆の図示（ ）内の磁極
となるように通電すると、可動子１２に矢印Ａと
反対方向への推力が発生する。そして、この推力
は、基本的にはフレミングの左手の法則により与
えられる推力に準ずるものである。

上記可動子１２の摺動によつて、磁極片１１ａ
に設けられた永久磁石１４が反撥永久磁石１６に
接近すると、永久磁石１４のＮ極と、これと同極
の相対向する反撥永久磁石１６のＮ極が磁気的に
反撥し、可動子１３の摺動が制御される。

第４図は、上記の可動子１２のストロークと動
作特性を示すもので、曲線Ｂは推力、曲線Ｃは反
撥永久磁石１６の反撥力を示すものであり、動作
力Ｄは、全ストロークにわたつてほぼ一定となる
ことがわかる。

以上説明したように、本実施例に係る直線駆動
装置は、軟磁性体からなる筒状ヨーク５内の端部
に寄せて筒状電磁コイル９を設け、筒状ヨーク５
の中空部には、軸方向に着磁された永久磁石１０
の一端部に磁極片１１を、他端部に凹形状の磁極
片１１ａを固着した可動子１２を設けたものであ
る。

そして、磁極片１１は、筒状ヨーク５の内周面
と磁気的に短絡するように構成し、磁極片１１ａ
は、筒状電磁コイル９と磁気的に鎖交するように
構成したものである。

さらに、磁極片１１ａの凹部に永久磁石１４
を、また、ヨーク側板６ａに設けられたストツパ
ー１５の中心部に、反撥永久磁石１６を前記永久
磁石１４に相対向するように固着したものであ
る。

そして、永久磁石１０，１４および反撥永久磁
石１６が、それぞれの永久磁石の相対向する磁極
が同極となるように着磁されたものである。

したがつて、次の効果を奏するものである。

(1) 電磁コイル全体が電気エネルギーと往復運動
エネルギーの交換に利用できるため効率がよ
い。

(2) 推力がフレミングの法則に準ずる力で与えら
れるため、動作の線形性がよい。

(3) 単一の電磁コイルを用いるため、複数の電磁
コイルを用いるものより小型化ができる。

(4) 反撥永久磁石を用いるため、可動子の最大ス
トローク時に、動作力をソフトに制御すること
が可能で、動作力が全ストロークにわたつてほ
ぼ一定となる。

なお、上記実施例では、永久磁石１０の磁極片
１１ａに永久磁石１４を設け、この永久磁石１４
に相対向するように反撥永久磁石１６をヨーク側
板６ａに固着したものであるが、変形例として永
久磁石１４を省略してもよい。この場合は、永久
磁石１４と反撥永久磁石１６とは同極が対向する
ように着磁されたものを用いるものである。

以上述べたように、本考案は、総合して、電気
エネルギーを効率よく運動エネルギーに変換で
き、また、動作特性の線形性が良好で、可動子の
最大ストローク時に動作力をソフトに制御するこ
とが可能な直線駆動装置を所期できるものであつ
て、実用的効果に優れた考案ということができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の電磁駆動装置の縦断側面図、
第２図は、その可動鉄心の推力の曲線図、第３図
は、一実施例に係る直線駆動装置の縦断正面図、
第４図は、その可動子の推力の曲線図である。 ５……筒状ヨーク、９……筒状電磁コイル、１
０，１４……永久磁石、１１，１１ａ……磁極
片、１２……可動子、１６……反撥永久磁石。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 軟磁性体からなる筒状ヨーク内に筒状電磁コ
   イルを設け、上記筒状ヨークの中空部には軸方
   向端部に磁極片を有し、かつ、軸方向に着磁さ
   れた永久磁石からなる可動子を、一方の磁極片
   は前記電磁コイルと磁気的に鎖交し、他方の磁
   極片は前記筒状ヨーク内周面と磁気的に短絡す
   るように、軸方向へ摺動自在に設けた往復駆動
   装置において、該筒状ヨークの軸方向端部に同
   極性が、前記可動子軸方向端部と相対向するよ
   うに着磁された反撥永久磁石を、前記可動子と
   当接しないように設けたことを特徴とする直線
   駆動装置。 (2) 反撥永久磁石と相対向する可動子端部の磁極
   片部に、上記反撥永久磁石と相対向する面が、
   該反撥永久磁石と同極性に、また、前記可動子
   の永久磁石と相対向する面に、該可動子永久磁
   石と同極性に着磁された永久磁石を、前記反撥
   永久磁石と当接しないように設けた実用新案登
   録請求の範囲第１項記載の直線駆動装置。