JP2002051531A - Movable magnet type actuator - Google Patents

Movable magnet type actuator

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JP2002051531A
JP2002051531A JP2001156120A JP2001156120A JP2002051531A JP 2002051531 A JP2002051531 A JP 2002051531A JP 2001156120 A JP2001156120 A JP 2001156120A JP 2001156120 A JP2001156120 A JP 2001156120A JP 2002051531 A JP2002051531 A JP 2002051531A
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JP
Japan
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movable
thrust
movable magnet
outer yoke
type actuator
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001156120A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuya Tamura
和也 田村
Hisashi Yajima
久志 矢島
Nobuhiro Fujiwara
伸広 藤原
Hiroyuki Wakiwaka
弘之 脇若
Misron Norhisam
ミスロン ノルヒサム
Akinori Kamiya
昭範 神谷
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SMC Corp
Original Assignee
SMC Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a movable magnet type actuator for increasing generated thrust composed with that of the conventional actuator, and reducing manufacturing costs. SOLUTION: The movable magnet type actuator is provided with an outer yoke 14, a movable part 16 having a movable magnet 30 and a movable yoke 32, and a coil 22 that is arranged in slots 20a-20d formed along the peripheral direction of the outer yoke 14. By energizing the coil 22, magnetic inclination is generated between the movable part 16 and the outer yoke 14, and the movable part 16 and the outer yoke 14 are relatively displaced by thrust being generated by the magnetic inclination.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、制御機
器、電子機器、工作機械等において電気エネルギを電磁
作用により往復運動エネルギ等に変換させることが可能
な可動磁石式アクチュエータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a movable magnet type actuator capable of converting electric energy into reciprocating kinetic energy or the like by electromagnetic action in control equipment, electronic equipment, machine tools, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、リニアアクチュエータが広い分野
で応用されている。例えば、リニアモータは、回転モー
タと異なり、簡単な構造によって構成され、容易に小型
化することができる等の利点があり、従来から幅広く利
用されている。
2. Description of the Related Art In recent years, linear actuators have been applied in a wide range of fields. For example, unlike a rotary motor, a linear motor has an advantage that it has a simple structure and can be easily miniaturized, and has been widely used in the past.

【0003】ここで、従来技術に係る可動磁石式アクチ
ュエータを図25に示す(特開平6−38486号公報
参照)。
Here, a movable magnet type actuator according to the prior art is shown in FIG. 25 (see JP-A-6-38486).

【0004】この可動磁石式アクチュエータは、軟磁性
体によって形成された円筒状ヨーク1と、前記円筒状ヨ
ーク1の内壁面に固着され、絶縁樹脂等の絶縁部材によ
って形成されたボビン2とを含み、前記円筒状ヨーク1
とボビン2との間に形成された環状溝3には、3連のコ
イル4a〜4cが配設されている。
This movable magnet type actuator includes a cylindrical yoke 1 formed of a soft magnetic material, and a bobbin 2 fixed to an inner wall surface of the cylindrical yoke 1 and formed of an insulating member such as an insulating resin. The cylindrical yoke 1
In the annular groove 3 formed between the bobbin 2 and the bobbin 2, three coils 4a to 4c are arranged.

【0005】略円筒状に形成されたボビン2の貫通孔5
内には、磁石可動体6が該ボビン2の軸線方向に沿って
摺動自在に設けられ、前記磁石可動体6は、同極対向配
置の一組の永久磁石7a、7bと、前記一組の永久磁石
7a、7bの間に固着された軟磁性体8とから構成され
る。
The through hole 5 of the bobbin 2 formed in a substantially cylindrical shape
The magnet movable body 6 is slidably provided along the axial direction of the bobbin 2. The magnet movable body 6 is provided with a pair of permanent magnets 7 a and 7 b having the same polarity and opposed to each other. And a soft magnetic body 8 fixed between the permanent magnets 7a and 7b.

【0006】前記3連のコイル4a〜4cは、磁石可動
体6の外周側を周回するように巻回され、前記磁石可動
体6を構成する永久磁石7aの左端、永久磁石7a、7
bの同極対向端および永久磁石7bの右端の磁極から磁
束とそれぞれ鎖交するように配置されている。また、こ
れらのコイル4a〜4cは、永久磁石7a、7bの磁極
間を境にして相異なる方向に電流が流れるように結線さ
れている。
The three coils 4a to 4c are wound around the outer periphery of the movable magnet 6, and the left end of the permanent magnet 7a constituting the movable magnet 6, the permanent magnets 7a, 7c
b and the magnetic pole at the right end of the permanent magnet 7b. These coils 4a to 4c are connected such that currents flow in different directions with the magnetic poles of the permanent magnets 7a and 7b as boundaries.

【0007】次に、前記従来技術に係る可動磁石式アク
チュエータの作用を概略説明する。
Next, the operation of the movable magnet type actuator according to the prior art will be schematically described.

【0008】磁石可動体6は、フレミングの左手の法則
に基づくローレンツ力に寄与する磁石可動体6の長手方
向に垂直な磁束成分を大きくさせ、且つ3連のコイル4
a〜4cは永久磁石7a、7bの全磁極の磁束と有効に
鎖交するので、3連のコイル4a〜4cに交互に逆極性
の磁界を発生する向きに電流を流すことにより、矢印A
方向の推力を発生させることができる。この結果、前記
推力に基づいて磁石可動体6がボビン2の貫通孔5に沿
って矢印A方向に摺動変位する。
The magnet movable body 6 increases the magnetic flux component perpendicular to the longitudinal direction of the magnet movable body 6 which contributes to the Lorentz force based on Fleming's left-hand rule, and has three coils 4.
Since a to 4c effectively interlink with the magnetic fluxes of all the magnetic poles of the permanent magnets 7a and 7b, the current is supplied to the three coils 4a to 4c alternately so as to generate a magnetic field of the opposite polarity, whereby an arrow A is formed.
A directional thrust can be generated. As a result, the magnet movable body 6 slides and displaces in the direction of arrow A along the through hole 5 of the bobbin 2 based on the thrust.

【0009】このように、従来技術に係る可動磁石式ア
クチュエータでは、フレミングの左手の法則に基づいて
推力(ローレンツ力)を発生させる構成が採用されてい
る。
As described above, the movable magnet type actuator according to the prior art employs a configuration for generating a thrust (Lorentz force) based on Fleming's left-hand rule.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、オフィスオ
ートメーション(OA)やファクトリーオートメーショ
ン(FA)の分野では、その生産効率を向上させるため
に高推力リニアアクチュエータが要求されている。
In the field of office automation (OA) and factory automation (FA), a high thrust linear actuator is required to improve the production efficiency.

【0011】本発明は、前記の要求に鑑みてなされたも
のであり、フレミングの左手の法則とは異なる推力発生
原理を用いることにより、従来と比較して発生する推力
をより一層増大させ、しかも製造コストを低減すること
が可能な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。
The present invention has been made in view of the above-mentioned demands, and uses a thrust generation principle different from Fleming's left-hand rule to further increase the thrust generated as compared with the conventional one. It is an object of the present invention to provide a movable magnet type actuator capable of reducing manufacturing costs.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、アウタヨークと、可動磁石と可動ヨー
クとを有し、前記アウタヨークの孔部に沿って変位可能
に設けられた可動部と、前記アウタヨークの周方向に沿
って形成されたスロット内に配設されたコイルと、を備
え、前記コイルに通電することにより、前記可動部とア
ウタヨークとの間で磁気勾配が発生し、前記磁気勾配に
よって生ずる推力により前記可動部とアウタヨークとが
相対的に変位することを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides an movable yoke having an outer yoke, a movable magnet and a movable yoke, the movable yoke being provided along the hole of the outer yoke. Part, and a coil disposed in a slot formed along the circumferential direction of the outer yoke, and by energizing the coil, a magnetic gradient is generated between the movable part and the outer yoke, The movable portion and the outer yoke are relatively displaced by a thrust generated by the magnetic gradient.

【0013】この場合、前記スロットの縦断面形状を、
横長の長方形状部分と三角形状部分とが組み合わされた
複合形状に形成するとよい。なお、前記三角形状部分に
は、アウタヨークの断面直線状の内周面との間でスロッ
ト角度が形成される傾斜面を設けるとよい。
In this case, the longitudinal sectional shape of the slot is
It is preferable to form a composite shape in which a horizontally long rectangular portion and a triangular portion are combined. Preferably, the triangular portion is provided with an inclined surface which forms a slot angle with the inner peripheral surface of the outer yoke having a linear cross section.

【0014】また、前記アウタヨークの内周面とスロッ
トとの間に、該スロットの中心部に向かって徐々に薄肉
となる一組のスロット歯部を形成するとよい。
It is preferable that a set of slot teeth which gradually becomes thinner toward the center of the slot is formed between the inner peripheral surface of the outer yoke and the slot.

【0015】さらに、前記スロットの個数を、前記可動
磁石の個数よりも常に1個だけ少なく設定するととも
に、可動部の軸線方向の両端部に配設される一組の端部
側可動磁石の軸線方向に沿った厚さを前記一組の端部側
可動磁石の間に配設される可動磁石の厚さよりも小さく
設定することにより、ストローク方向に大きな推力が得
られ、且つ前記推力と略直交する方向に作用する垂直力
が抑制される。
Further, the number of the slots is always set to be smaller by one than the number of the movable magnets, and the axes of a pair of end-side movable magnets disposed at both ends in the axial direction of the movable portion. By setting the thickness along the direction to be smaller than the thickness of the movable magnet disposed between the pair of end side movable magnets, a large thrust is obtained in the stroke direction, and the thrust is substantially orthogonal to the thrust. The vertical force acting in the direction of the movement is suppressed.

【0016】本発明によれば、コイルに対する通電作用
下に、可動部とアウタヨークとの間で磁気勾配が発生
し、前記磁気勾配によって生ずる推力によって前記可動
部とアウタヨークとが相対的に変位する。従って、フレ
ミングの左手の法則とは異なる推力発生原理を用いるこ
とにより、従来と比較して発生する推力がより一層増大
となる。
According to the present invention, a magnetic gradient is generated between the movable portion and the outer yoke under the action of energizing the coil, and the movable portion and the outer yoke are relatively displaced by a thrust generated by the magnetic gradient. Therefore, by using a thrust generation principle different from Fleming's left-hand rule, the generated thrust is further increased as compared with the related art.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明に係る可動磁石式アクチュ
エータについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を
参照しながら以下詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of a movable magnet type actuator according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

【0018】図1および図2において、参照数字10
は、本発明の実施の形態に係る可動磁石式アクチュエー
タを示す。
In FIG. 1 and FIG.
1 shows a movable magnet type actuator according to an embodiment of the present invention.

【0019】この可動磁石式アクチュエータ10は、貫
通孔12が形成された略円筒状のアウタヨーク14と、
前記アウタヨーク14の貫通孔12に沿って摺動変位す
る可動部16とを有する。なお、前記アウタヨーク14
の貫通孔12の内周面と可動部16の外周面との間に
は、所定間隔離間するギャップ18が形成されている。
The movable magnet type actuator 10 includes a substantially cylindrical outer yoke 14 having a through hole 12 formed therein,
A movable portion 16 that slides and displaces along the through hole 12 of the outer yoke 14. The outer yoke 14
A gap 18 is formed between the inner peripheral surface of the through hole 12 and the outer peripheral surface of the movable portion 16 so as to be separated by a predetermined distance.

【0020】前記アウタヨーク14の内部には、複数の
スロット20a〜20dが該アウタヨーク14の周方向
に沿って周回するように形成され、前記スロット20a
〜20dはアウタヨーク14の軸線方向に沿って所定間
隔離間して配置される。前記スロット20a〜20d内
には、それぞれ、そのスロット幅に対応したコイルの長
さ(L)を有し、複数回巻回して構成されたコイル22
が設けられる。
A plurality of slots 20a to 20d are formed inside the outer yoke 14 so as to rotate along the circumferential direction of the outer yoke 14.
20d are arranged at predetermined intervals along the axial direction of the outer yoke 14. Each of the slots 20a to 20d has a coil length (L) corresponding to the slot width, and a coil 22 formed by winding a plurality of turns.
Is provided.

【0021】各スロット20a〜20dは、その縦断面
が横長の長方形状部分と三角形状部分とが組み合わされ
た複合形状によって形成され、前記三角形状部分の頂角
にはアウタヨーク14の貫通孔12に連通する小孔24
が設けられている。前記スロット20a〜20dは、ア
ウタヨーク14の略水平な内周面に対して右上がりまた
は左上がり(右下がりまたは左下がり)に沿って傾斜す
る傾斜面26が形成された鋭角状の一組のスロット歯部
28を有し、前記一組のスロット歯部28は相互に対向
し且つ対称に形成される(図3参照)。また、前記傾斜
面26の傾斜角度(スロット角度θ)は、推力に影響を
及ぼすために、後述するように所定角度に設定するとよ
い。なお、前記小孔24を閉塞させ、スロット20a〜
20dと貫通孔12とが非連通状態になるように形成し
てもよい。
Each of the slots 20a to 20d is formed in a composite shape in which a rectangular section having a horizontally long longitudinal section and a triangular section are combined, and a vertex of the triangular section is formed in a through hole 12 of an outer yoke 14. Communicating small holes 24
Is provided. The slots 20a to 20d are a pair of acute angle slots each having an inclined surface 26 inclined upward or downward (downward or downward) with respect to the substantially horizontal inner peripheral surface of the outer yoke 14. It has teeth 28, said set of slot teeth 28 facing each other and formed symmetrically (see FIG. 3). In addition, the inclination angle (slot angle θ) of the inclined surface 26 may be set to a predetermined angle as described later in order to affect the thrust. The small holes 24 are closed, and the slots 20a to 20a are closed.
20d and the through-hole 12 may be formed so as to be in a non-communication state.

【0022】前記可動部16は、複数の薄肉円盤状の可
動磁石30と複数の厚肉円盤状の可動ヨーク32とが交
互に積層されて一体的に構成され、その中心部にはシャ
フト34が貫通するように設けられる。前記可動磁石3
0は、永久磁石によって形成され、可動ヨーク32は、
鉄等の金属製材料によって形成される。
The movable portion 16 is integrally formed by alternately laminating a plurality of thin disk-shaped movable magnets 30 and a plurality of thick disk-shaped movable yokes 32, and has a shaft 34 at the center thereof. It is provided so as to penetrate. The movable magnet 3
0 is formed by a permanent magnet, and the movable yoke 32
It is formed of a metal material such as iron.

【0023】なお、図1中において、参照符号36は、
アウタヨーク14の外周面とスロット20a〜20dと
の間に形成されたバックヨークを示している。
In FIG. 1, reference numeral 36 is
The back yoke formed between the outer peripheral surface of the outer yoke 14 and the slots 20a to 20d is shown.

【0024】本実施の形態に係る可動磁石式アクチュエ
ータ10は、基本的には以上のように構成されるもので
あり、次に、その動作並びに作用効果について説明す
る。
The movable magnet type actuator 10 according to the present embodiment is basically constructed as described above. Next, the operation and effect of the actuator will be described.

【0025】先ず、図4Aに示される可動磁石式アクチ
ュエータ10の基本構造に基づいて、推力発生原理を以
下に説明する。
First, the principle of generating a thrust will be described below based on the basic structure of the movable magnet type actuator 10 shown in FIG. 4A.

【0026】図4Aに示されるように、2つの可動磁石
30から発生する磁束は、矢印Pに沿って、可動ヨーク
32、ギャップ18、スロット歯部28、ギャップ18
および可動ヨーク32に流れ、再び可動磁石30に戻
る。この場合、コイル22に対して電流を流さない場合
には、図4Bに示されるように、スロット20cの右側
部分と左側部分の磁束密度分布が均衡して略同一である
のに対し、コイル22に電流を流した場合には、図4C
に示されるように、スロット20cの左側部分の磁束密
度B1と右側部分の磁束密度B2の均衡が崩れ、ギャップ
18内における磁束密度分布は、スロット20cの右
(左)側部分で強め合い、左(右)側部分では弱め合う
ことにより、磁気エネルギの勾配が生じ、推力が発生す
る。
As shown in FIG. 4A, the magnetic flux generated from the two movable magnets 30 moves along the arrow P along the movable yoke 32, the gap 18, the slot teeth 28, and the gap 18.
Then, it flows to the movable yoke 32 and returns to the movable magnet 30 again. In this case, when no current is supplied to the coil 22, as shown in FIG. 4B, the magnetic flux density distributions of the right and left portions of the slot 20c are balanced and substantially the same. FIG. 4C
As shown in, collapsed balance of the magnetic flux density B 2 of the magnetic flux density B 1 and the right part of the left portion of the slot 20c are magnetic flux density distribution in the gap 18, constructive right (left) side portions of the slot 20c , The left (right) side parts weaken each other, so that a magnetic energy gradient is generated and thrust is generated.

【0027】本実施の形態に係る可動磁石式アクチュエ
ータ10は、フレミングの左手の法則に基づいて推力を
発生させるものではなく、前述したようなギャップ18
の磁気勾配によって推力を発生させるものである。
The movable magnet type actuator 10 according to the present embodiment does not generate a thrust based on Fleming's left-hand rule, but uses the gap 18 as described above.
The thrust is generated by the magnetic gradient.

【0028】なお、発生するギャップ18内の磁気エネ
ルギWmは、次式(1)で与えられる。
[0028] Incidentally, the magnetic energy W m in the generated gap 18 is given by the following equation (1).

【0029】[0029]

【数1】 (Equation 1)

【0030】但し、磁束密度Bは、次式(2)で与えら
れる。
However, the magnetic flux density B is given by the following equation (2).

【0031】[0031]

【数2】 (Equation 2)

【0032】比例定数kは、スロット20a〜20dの
形状によるものである。
The proportional constant k depends on the shape of the slots 20a to 20d.

【0033】発生する推力Fは磁気勾配で表され、変位
方向(x方向)の推力Fは次式(3)で与えられる。
The generated thrust F is represented by a magnetic gradient, and the thrust F in the displacement direction (x direction) is given by the following equation (3).

【0034】[0034]

【数3】 (Equation 3)

【0035】図5に示されるように、本実施の形態で
は、図示しない電源を付勢して各コイル22に電流を流
すことにより、前述した推力発生原理に基づき矢印Cに
沿って磁束が発生し、アウタヨーク14の内周面には、
それぞれS極およびN極からなる磁極が発生する。これ
らの磁極のS極およびN極と、可動ヨーク14の表面の
N極およびS極とが相互に引きつけ合い、あるいは反発
し合うことにより矢印D方向に沿って推力が発生し、可
動部16は、アウタヨーク14の貫通孔12に沿って図
5中の右側に向かって摺動変位する。
As shown in FIG. 5, in the present embodiment, a magnetic flux is generated along the arrow C based on the above-described thrust generation principle by energizing a power supply (not shown) and causing a current to flow through each coil 22. Then, on the inner peripheral surface of the outer yoke 14,
A magnetic pole consisting of an S pole and an N pole is generated. When the S and N poles of these magnetic poles and the N and S poles on the surface of the movable yoke 14 attract or repel each other, a thrust is generated in the direction of arrow D, and the movable portion 16 5 is slid along the through hole 12 of the outer yoke 14 toward the right side in FIG.

【0036】換言すると、前記磁束に起因するギャップ
18内の磁束勾配によって矢印D方向に沿って推力が発
生し、この発生する推力は、図9に示されるように、ス
ロット20a〜20dが形成されていない従来技術に係
る可動磁石式アクチュエータと比較して、より一層増大
していることが諒解される。
In other words, a thrust is generated in the direction of arrow D due to the magnetic flux gradient in the gap 18 due to the magnetic flux, and the generated thrust is formed with slots 20a to 20d as shown in FIG. It will be appreciated that the number is even greater than that of the prior art movable magnet type actuator.

【0037】例えば、図6中の点線は、変位量xが0m
mの時の磁束を示し、図7中の点線は、変位量xが−1
mmの時の磁束を示し、図8中の点線は、変位量xが−
2mmの時の磁束を示している。図7および図8に示さ
れるように、コイル22に通電することによりスロット
20a〜20dの左側部分の磁束が強め合って磁束勾配
が発生していることが諒解される。
For example, the dotted line in FIG. 6 indicates that the displacement x is 0 m
The dotted line in FIG. 7 indicates the magnetic flux when the displacement x is −1.
8 shows the magnetic flux at the time of mm, and the dotted line in FIG.
The magnetic flux at 2 mm is shown. As shown in FIGS. 7 and 8, it can be understood that, when the coil 22 is energized, the magnetic fluxes in the left portions of the slots 20 a to 20 d reinforce each other to generate a magnetic flux gradient.

【0038】このように、本実施の形態では、スロット
20a〜20dを設けることにより磁束勾配が発生し、
従来技術と比較してより一層大きな推力を得ることがで
きる。
As described above, in this embodiment, a magnetic flux gradient is generated by providing the slots 20a to 20d,
Even greater thrust can be obtained compared to the prior art.

【0039】また、本実施の形態では、樹脂製材料から
なるボビン等の非磁性体を設ける必要がなく、全て鉄製
等の放熱効果が良好な材料によって形成することによ
り、コイル22等で発生する熱を好適に外部に発散させ
て放熱性を向上させることができる。
In the present embodiment, it is not necessary to provide a non-magnetic material such as a bobbin made of a resin material, and the coil 22 and the like are formed by using a material having a good heat radiation effect, such as iron. Heat can be appropriately radiated to the outside to improve heat radiation.

【0040】さらに、本実施の形態では、可動磁石30
として薄肉状の永久磁石を用いているため、従来技術と
比較して永久磁石の使用量を減少させ、製造コストを低
減させることができる。
Further, in the present embodiment, the movable magnet 30
Since a thin permanent magnet is used, the amount of permanent magnet used can be reduced and the manufacturing cost can be reduced as compared with the prior art.

【0041】次に、有限要素法による二次元磁界解析
(2D−FEM)を用いて他の実施の形態に係る可動磁
石式アクチュエータ10aを設計するための手順を、図
10に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、
図1に示す可動磁石式アクチュエータ10と同一の構成
要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略
する。
Next, a procedure for designing a movable magnet type actuator 10a according to another embodiment using two-dimensional magnetic field analysis (2D-FEM) by the finite element method will be described with reference to the flowchart shown in FIG. explain. In addition,
The same components as those of the movable magnet type actuator 10 shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0042】設計目標としては、外径寸法がφ22×4
4.4mm3、可動部16の長さが35.4mm、変位
量(ストローク)xが±2mm、銅損が5W、発生する
推力が8N以上とすることが可能な可動磁石式アクチュ
エータ10aを設定することにある(ステップS1)。
The design goal is that the outer diameter is φ22 × 4
A movable magnet type actuator 10a that can set 4.4 mm 3 , the length of the movable portion 16 is 35.4 mm, the displacement (stroke) x ± 2 mm, the copper loss is 5 W, and the generated thrust is 8 N or more. (Step S1).

【0043】続いて、決められた材質で磁気回路を検討
するとともに、設計変数および寸法のパラメータを設定
する(ステップS2)。本設計では、検討する寸法が多
いため、推力に与える影響が多い寸法のみをパラメータ
として設定している。例えば、アウタヨーク14の材料
としてはSS400(JIS規格による)、可動磁石3
0としてはNEOMAX46(登録商標)を用いた。
Subsequently, a magnetic circuit is examined with the determined material, and design variables and dimensional parameters are set (step S2). In this design, since there are many dimensions to be considered, only dimensions that have a large effect on thrust are set as parameters. For example, the material of the outer yoke 14 is SS400 (according to JIS standard) and the movable magnet 3
NEOMAX46 (registered trademark) was used as 0.

【0044】また、可動磁石30の個数とコイル22の
個数とをそれぞれ設定した後、可動磁石30の寸法を決
定する(ステップS3、S4)。その際、可動部16の
変位量xが大きい程、図11に示されるバックヨーク3
6が磁気飽和し易くなるため、推力変動が大きくなる。
従って、バックヨーク36の厚さtbyを磁気飽和しない
程度に決定する。なお、バックヨーク36の厚さt
byは、次式(4)で与えられる。
After setting the number of the movable magnets 30 and the number of the coils 22, respectively, the dimensions of the movable magnet 30 are determined (steps S3 and S4). At this time, as the displacement x of the movable portion 16 increases, the back yoke 3 shown in FIG.
6 easily becomes magnetically saturated, so that the thrust fluctuation increases.
Therefore, the thickness t by of the back yoke 36 is determined so as not to cause magnetic saturation. The thickness t of the back yoke 36
by is given by the following equation (4).

【0045】[0045]

【数4】 (Equation 4)

【0046】前記ステップS3で決められた可動磁石数
およびコイル数の条件に基づいて可動磁石30の寸法を
設定するため、バックヨーク36が磁気飽和しないよう
に考慮する。
Since the dimensions of the movable magnet 30 are set based on the conditions of the number of movable magnets and the number of coils determined in step S3, consideration is given to prevent the back yoke 36 from being magnetically saturated.

【0047】そして、スロット形状、寸法が推力特性に
大きな影響を与えるため、決められた可動磁石30の寸
法でスロット歯部28のスロット角度θとコイルの長さ
Lとの関係を検討する(ステップS5)。
Since the shape and dimensions of the slot greatly affect the thrust characteristics, the relationship between the slot angle θ of the slot tooth portion 28 and the length L of the coil with the determined dimensions of the movable magnet 30 is examined (step). S5).

【0048】また、可動部16の変位量xによって推力
変化が大きいため、変位量xが±2mmの時の推力特性
を考慮し、スロット角度θを決定する。有限要素法によ
る二次元磁界解析(2D−FEM)を用いて推力を計算
し、推力変動が小さく且つ推力が最大となるまで前記ス
テップS3からステップS6までの工程を繰り返す(ス
テップS7)。
Further, since the thrust change is large depending on the displacement x of the movable portion 16, the slot angle θ is determined in consideration of the thrust characteristics when the displacement x is ± 2 mm. The thrust is calculated using a two-dimensional magnetic field analysis (2D-FEM) by the finite element method, and the steps from step S3 to step S6 are repeated until the thrust fluctuation is small and the thrust is maximized (step S7).

【0049】最後に、前記二次元磁界解析のモデル形状
を設定するため、該二次元磁界解析では計算することが
できないパラメータ、例えば、可動磁石30の個数、コ
イル22の個数等を適宜変更して、推力が最大となるよ
うに設定する(ステップS8)。
Finally, in order to set the model shape of the two-dimensional magnetic field analysis, parameters which cannot be calculated by the two-dimensional magnetic field analysis, such as the number of movable magnets 30 and the number of coils 22, are appropriately changed. , So that the thrust is maximized (step S8).

【0050】次に、前記ステップS5で検討したコイル
の長さLおよびスロット角度θ(図11参照)が推力特
性に与える影響について以下説明する。
Next, the effects of the coil length L and slot angle θ (see FIG. 11) examined in step S5 on the thrust characteristics will be described below.

【0051】図12乃至図14は、コイルの長さLを変
えた時の推力特性を示している。スロット角度θが20
度の時では、図13に示されるように、変位量xがマイ
ナスになるほど推力は飽和傾向を示している。また、ス
ロット角度θが10度では、図14に示されるように、
変位量xによる推力が大きく変動することが諒解され
る。これは、スロット20a、20bに磁気飽和が生
じ、ディテント力が大きくなるために推力が大きく変動
するものと推量される。
FIGS. 12 to 14 show the thrust characteristics when the length L of the coil is changed. Slot angle θ is 20
In the case of degrees, as shown in FIG. 13, the thrust tends to be saturated as the displacement x becomes negative. When the slot angle θ is 10 degrees, as shown in FIG.
It is understood that the thrust caused by the displacement x fluctuates greatly. This is presumed that magnetic saturation occurs in the slots 20a and 20b and the detent force increases, so that the thrust varies greatly.

【0052】図15乃至図17は、スロット角度θを変
えた時の推力特性を示している。コイルの長さLが6m
mの時には、スロット角度θを変えることによって推力
特性は飽和傾向を示している(図15参照)。また、ス
ロット角度θを小さくするほど、推力が大きくなること
が確認することができた。
FIGS. 15 to 17 show the thrust characteristics when the slot angle θ is changed. Coil length L is 6m
At m, the thrust characteristic shows a tendency to be saturated by changing the slot angle θ (see FIG. 15). It was also confirmed that the smaller the slot angle θ, the larger the thrust.

【0053】コイルの長さLが8mmで、スロット角度
θが20度および30度の時、推力は飽和傾向を示して
いるが、スロット角度θが10度では推力が極大値を示
している(図16参照)。また、コイルの長さLが10
mmの時、スロットが磁気飽和したため、スロット角度
θが20度以下では推力の変化が大きくなっている(図
17参照)。
When the length L of the coil is 8 mm and the slot angle θ is 20 degrees and 30 degrees, the thrust tends to be saturated, but when the slot angle θ is 10 degrees, the thrust shows a maximum value ( See FIG. 16). Also, if the coil length L is 10
When the slot angle θ is 20 degrees or less, the change in thrust is large (see FIG. 17).

【0054】このようにコイルの長さLとスロット角度
θとを適当な値に設定することにより、ギャップ18内
の磁束密度分布が左右対称形状となり、ギャップ18内
の磁束密度分布のバランスをとるように設定するとよ
い。
By setting the coil length L and the slot angle θ to appropriate values in this manner, the magnetic flux density distribution in the gap 18 becomes symmetrical, and the magnetic flux density distribution in the gap 18 is balanced. It is good to set as follows.

【0055】次に、可動部16の変位量xが0mmの時
において、コイルの長さLとスロット角度θをそれぞれ
パラメータとした推力特性を図18に示す。
Next, FIG. 18 shows thrust characteristics when the displacement x of the movable portion 16 is 0 mm and the length L of the coil and the slot angle θ are used as parameters.

【0056】図16から諒解されるように、コイルの長
さLを8mmに設定すると正負の変位量xにおける推力
が略対称となり、変位量xが0の時における推力が最大
となるのはスロット角度θが10度の時である。そこ
で、スロット角度θを10度、コイルの長さLを10m
mに設定すると、変位量xが0の時における推力が最大
となるが、図17に示されるように、正負の変位量xに
おける推力特性がアンバランスとなるため、スロット角
度θが10度でコイルの長さLが8mmの時がベストモ
ードであることがわかった。このような設計手順によっ
て設計された他の実施の形態に係る可動磁石式アクチュ
エータ10aの寸法(単位:mm)を図19に示す。
As can be understood from FIG. 16, when the length L of the coil is set to 8 mm, the thrust at the positive and negative displacement x becomes substantially symmetric, and the thrust at the time when the displacement x is 0 becomes maximum in the slot. This is when the angle θ is 10 degrees. Therefore, the slot angle θ is 10 degrees, and the coil length L is 10 m.
When set to m, the thrust at the time when the displacement x is 0 is maximized, but as shown in FIG. 17, the thrust characteristics at the positive and negative displacement x are unbalanced. It was found that the best mode was obtained when the length L of the coil was 8 mm. FIG. 19 shows the dimensions (unit: mm) of the movable magnet type actuator 10a according to another embodiment designed by such a design procedure.

【0057】次に、このようにして設計された他の実施
の形態に係る可動磁石式アクチュエータ10aと比較例
1乃至3との比較特性を図20に示す。
Next, FIG. 20 shows comparison characteristics between the movable magnet type actuator 10a according to another embodiment designed in this way and Comparative Examples 1 to 3.

【0058】前記設計された可動磁石式アクチュエータ
10aでは、推力定数が39N/A、接線応力が22.
8kN/m2となり、他の比較例1乃至3と比較して推
力をより一層向上させることができた。
In the designed movable magnet type actuator 10a, the thrust constant is 39 N / A and the tangential stress is 22.
It was 8 kN / m 2 , and the thrust could be further improved as compared with the other comparative examples 1 to 3.

【0059】なお、図20中において、電気的時定数と
は、コイル22に電圧を印加した時に、前記コイル22
に流れる電流が最大値の63.2%に達するまでの時間
をいう。この電気的時定数は、コイル22のインピーダ
ンスによって決まるものである。同様に、機械的時定数
とは、コイル22に定電流を流した時に、可動部16の
変位速度が最大値の63.2%に達するまでの時間をい
う。前記可動磁石式アクチュエータ10aの応答性をよ
くするためには、電気的時定数および機械的時定数を小
さくするとよい。なお、電気的時定数および機械的時定
数は、下記の式(5)で求められる。
In FIG. 20, the electric time constant refers to the value of the voltage applied to the coil 22 when the voltage is applied to the coil 22.
Means the time required for the current flowing through to reach 63.2% of the maximum value. This electrical time constant is determined by the impedance of the coil 22. Similarly, the mechanical time constant refers to the time required for the displacement speed of the movable portion 16 to reach 63.2% of the maximum value when a constant current is applied to the coil 22. In order to improve the responsiveness of the movable magnet type actuator 10a, the electric time constant and the mechanical time constant may be reduced. Note that the electrical time constant and the mechanical time constant are obtained by the following equation (5).

【0060】[0060]

【数5】 (Equation 5)

【0061】また、図20中において、モータ定数と
は、推力を銅損の平方根で割ったものをいう。小型モー
タで要求されるように、モータ定数を大きくするために
は、推力/入力比を増加させることと同じである。な
お、モータ定数は、次式(6)で求められる。
In FIG. 20, the motor constant is obtained by dividing the thrust by the square root of the copper loss. Increasing the motor constant, as required by small motors, is equivalent to increasing the thrust / input ratio. Note that the motor constant is obtained by the following equation (6).

【0062】[0062]

【数6】 (Equation 6)

【0063】さらに、図20中において、接線応力と
は、単位面積当たりに発生する推力をいう(推力/面積
比)。接線応力を用いて、リニア電磁アクチュエータの
発生推力の限界値を理論的に確認することが可能であ
る。なお、接線応力は、次式(7)で求められる。
Further, in FIG. 20, the tangential stress refers to a thrust generated per unit area (thrust / area ratio). Using the tangential stress, it is possible to theoretically confirm the limit value of the generated thrust of the linear electromagnetic actuator. The tangential stress is obtained by the following equation (7).

【0064】[0064]

【数7】 (Equation 7)

【0065】次に、ストローク方向に向かって発生する
推力と、可動部がその軸線と略直交する方向にずれたと
きに前記可動部の軸線と略直交する方向に発生する力
(垂直力)との関係について以下に説明する。
Next, the thrust generated in the stroke direction and the force (vertical force) generated in the direction substantially perpendicular to the axis of the movable part when the movable part is displaced in the direction substantially perpendicular to the axis thereof. Will be described below.

【0066】図21に示されるような構造からなる可動
磁石式アクチュエータ50を用いて実験を行った。この
可動磁石式アクチュエータ50は、コイル22がそれぞ
れ巻回された第1スロット20aおよび第2スロット2
0bと、可動部16の軸線方向に沿った両端部にそれぞ
れ設けられ、軸線方向に沿った磁石の厚さWからなる一
組の端部側可動磁石52a、52bと、前記一組の端部
側可動磁石52a、52bの間に配設され、前記端部側
可動磁石52a、52bの厚さWよりも磁石の厚さが大
きく設定された可動磁石30とを備える。
An experiment was performed using a movable magnet type actuator 50 having a structure as shown in FIG. The movable magnet type actuator 50 includes a first slot 20a and a second slot 2 around which the coil 22 is wound, respectively.
0b, a pair of end-side movable magnets 52a, 52b provided at both ends along the axial direction of the movable portion 16 and each having a thickness W of the magnet along the axial direction, and the pair of end portions. The movable magnet 30 is provided between the side movable magnets 52a and 52b, and has a thickness set to be larger than the thickness W of the end movable magnets 52a and 52b.

【0067】この場合、図21中では、一組の端部側可
動磁石52a、52bの間に単数の可動磁石30を示し
ているが、これに限定されるものではなく、隣接する可
動ヨーク32の間に複数の可動磁石30をそれぞれ配設
してもよい。また、一方の端部側可動磁石52aと他方
の端部側可動磁石52bの軸線方向に沿った磁石の厚さ
Wは、それぞれ同一に設定されている。
In this case, in FIG. 21, a single movable magnet 30 is shown between a pair of end-side movable magnets 52a and 52b, but the present invention is not limited to this. A plurality of movable magnets 30 may be arranged between them. The thicknesses W of the magnets along the axial direction of the one end side movable magnet 52a and the other end side movable magnet 52b are set to be the same.

【0068】図22は、前記のように構成された可動磁
石式アクチュエータ50のコイル22に対してそれぞれ
0.3mAの電流を流したときに発生する磁束を表した
ものであり、その時に発生する推力と垂直力との関係を
図23に示す。
FIG. 22 shows the magnetic flux generated when a current of 0.3 mA is applied to each of the coils 22 of the movable magnet type actuator 50 configured as described above. FIG. 23 shows the relationship between the thrust and the normal force.

【0069】図23から諒解されるように、可動部16
の略中央に配設された可動磁石30の軸線方向に沿った
厚さに対して端部側可動磁石52a(52b)の軸線方
向に沿った厚さWを小さく形成し、例えば、前記端部側
可動磁石52a(52b)の軸線方向に沿った厚さWを
1(mm)に設定したときが好適である。なぜならば、
ストローク方向に大きな推力が得られるとともに垂直力
を抑制することができるからである。なお、前記厚さW
が1(mm)のときに発生する推力は、端部側可動磁石
52a(52b)を設けない場合(W=0)のときと比
較して約3倍に増大している。
As will be understood from FIG.
The thickness W along the axial direction of the end-side movable magnets 52a (52b) is formed to be smaller than the thickness along the axial direction of the movable magnet 30 disposed substantially at the center of the movable magnet 30. It is preferable that the thickness W along the axial direction of the side movable magnet 52a (52b) is set to 1 (mm). because,
This is because a large thrust can be obtained in the stroke direction and the vertical force can be suppressed. The thickness W
Is 1 (mm), the thrust generated is approximately three times as large as when the end-side movable magnets 52a (52b) are not provided (W = 0).

【0070】また、図24に示されるように、端部側可
動磁石52a、52bの材質としては、その保磁力が約
800(kA/m)以下となるように、例えば、サマリ
ウムコバルト磁石(SmCo磁石)を用いると好適であ
り、例えば、その保磁力が約1000(kA/m)のネ
オジム磁石(Nd磁石)を用いると推力よりも垂直力が
大きくなるという問題がある。
As shown in FIG. 24, the material of the end side movable magnets 52a and 52b is, for example, a samarium cobalt magnet (SmCo) so that the coercive force is about 800 (kA / m) or less. The use of a neodymium magnet (Nd magnet) having a coercive force of about 1000 (kA / m) has a problem that the normal force is larger than the thrust.

【0071】以上の実験結果から、ストローク方向に大
きな推力が得られるとともに、垂直力を抑制するための
条件としては、第1に、アウタヨーク14に形成される
スロット20の個数が一組の端部側可動磁石52a、5
2bを含む可動磁石30の個数に対して常に1個だけ少
なくなるように設定する、第2に、可動部16の両端部
に配設される一組の端部側可動磁石52a、52bの軸
線方向に沿った厚さWは、前記一組の端部側可動磁石5
2a、52bの間に配設される単数または複数の可動磁
石30の軸線方向に沿った厚さに対して小さく設定する
とよい、ということがわかった。
From the above experimental results, a large thrust can be obtained in the stroke direction and the conditions for suppressing the vertical force are as follows. First, the number of the slots 20 formed in the outer yoke 14 Side movable magnets 52a, 5
Second, the number of movable magnets 30 including 2b is always set to be smaller by one. Second, the axes of a pair of end-side movable magnets 52a, 52b disposed at both ends of the movable portion 16 The thickness W along the direction corresponds to the set of the end-side movable magnets 5.
It has been found that the thickness may be set to be smaller than the thickness of the movable magnet 30 or the plurality of movable magnets 30 disposed between 2a and 52b along the axial direction.

【0072】[0072]

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。
According to the present invention, the following effects can be obtained.

【0073】すなわち、アウタヨークにスロットを設け
ることにより磁束勾配が発生し、従来技術と比較してよ
り一層大きな推力を得ることができる。
That is, by providing a slot in the outer yoke, a magnetic flux gradient is generated, and a greater thrust can be obtained as compared with the prior art.

【0074】また、本発明では、樹脂製材料からなるボ
ビン等の非磁性体を設ける必要がなく、全て鉄製等の放
熱効果が良好な材料によって形成することにより、コイ
ル等で発生する熱を好適に外部に発散させて放熱性を向
上させることができる。
Further, in the present invention, it is not necessary to provide a nonmagnetic material such as a bobbin made of a resin material, and the heat generated by the coil or the like is preferably formed by using a material having a good heat radiation effect such as iron. To the outside to improve heat dissipation.

【0075】さらに、本発明では、可動磁石として薄肉
状の永久磁石を用いることにより、従来技術と比較して
永久磁石の使用量を減少させ、製造コストを低減させる
ことができる。
Further, in the present invention, by using a thin permanent magnet as the movable magnet, the amount of the permanent magnet used can be reduced as compared with the prior art, and the manufacturing cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係る可動磁石式アクチュ
エータの軸線方向に沿った縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view along an axial direction of a movable magnet type actuator according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の矢印B方向からみた矢視図である。FIG. 2 is a view as seen from the direction of arrow B in FIG.

【図3】図1の部分拡大縦断面図である。FIG. 3 is a partially enlarged longitudinal sectional view of FIG. 1;

【図4】図4Aは、推力発生原理の説明に供される基本
的構造図、図4Bは、コイルに電流を流さない時の磁束
密度分布を示す説明図、図4Cは、コイルに電流を流し
た時の磁束密度分布を示す説明図である。
FIG. 4A is a basic structural diagram for explaining the principle of thrust generation, FIG. 4B is an explanatory diagram showing a magnetic flux density distribution when no current flows through the coil, and FIG. It is explanatory drawing which shows the magnetic flux density distribution at the time of flowing.

【図5】図1に示す可動磁石式アクチュエータの動作説
明図である。
FIG. 5 is an operation explanatory view of the movable magnet type actuator shown in FIG. 1;

【図6】変位量が0mmの時の磁束を示す説明図であ
る。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a magnetic flux when the displacement amount is 0 mm.

【図7】変位量が−1mmの時の磁束を示す説明図であ
る。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a magnetic flux when the displacement amount is −1 mm.

【図8】変位量が−2mmの時の磁束を示す説明図であ
る。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a magnetic flux when the displacement amount is −2 mm.

【図9】変位量と推力との関係を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a relationship between a displacement amount and a thrust.

【図10】可動磁石式アクチュエータの設計手順を示す
フローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart showing a procedure for designing a movable magnet type actuator.

【図11】前記設計手順に用いられるパラメータを示す
説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing parameters used in the design procedure.

【図12】スロット角度が30度の時の推力特性を示す
説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing thrust characteristics when the slot angle is 30 degrees.

【図13】スロット角度が20度の時の推力特性を示す
説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing thrust characteristics when the slot angle is 20 degrees.

【図14】スロット角度が10度の時の推力特性を示す
説明図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing thrust characteristics when the slot angle is 10 degrees.

【図15】コイルの長さが6mmの時の推力特性を示す
説明図である。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing thrust characteristics when the length of a coil is 6 mm.

【図16】コイルの長さが8mmの時の推力特性を示す
説明図である。
FIG. 16 is an explanatory diagram showing thrust characteristics when the length of a coil is 8 mm.

【図17】コイルの長さが10mmの時の推力特性を示
す説明図である。
FIG. 17 is an explanatory diagram showing thrust characteristics when the length of a coil is 10 mm.

【図18】コイルの長さとスロット角度とをそれぞれパ
ラメータとして推力特性を示す説明図である。
FIG. 18 is an explanatory diagram showing thrust characteristics using a coil length and a slot angle as parameters.

【図19】前記設計手順に沿って設定された可動磁石式
アクチュエータの寸法を示す説明図である。
FIG. 19 is an explanatory diagram showing dimensions of a movable magnet type actuator set according to the design procedure.

【図20】図19に示すアクチュエータと比較例1乃至
3との比較特性図である。
20 is a comparative characteristic diagram of the actuator shown in FIG. 19 and Comparative Examples 1 to 3.

【図21】推力と垂直力との関係に関する実験に供され
た可動磁石式アクチュエータの一部省略縦断面図であ
る。
FIG. 21 is a partially omitted longitudinal sectional view of a movable magnet type actuator used in an experiment on a relationship between a thrust and a normal force.

【図22】図21に示す可動磁石式アクチュエータのコ
イルに通電して発生する磁束の説明図である。
FIG. 22 is an explanatory diagram of a magnetic flux generated by energizing a coil of the movable magnet type actuator shown in FIG. 21;

【図23】図21に示す可動磁石式アクチュエータにお
いて、端部側可動磁石の厚さを変化させた場合の推力と
垂直力との関係を示す説明図である。
FIG. 23 is an explanatory diagram showing a relationship between a thrust and a normal force when the thickness of the end-side movable magnet is changed in the movable magnet actuator shown in FIG. 21;

【図24】図21に示す可動磁石式アクチュエータにお
いて、端部側可動磁石の保磁力を変化させた場合の推力
と垂直力との関係を示す説明図である。
FIG. 24 is an explanatory diagram showing the relationship between the thrust and the normal force when the coercive force of the end-side movable magnet is changed in the movable magnet actuator shown in FIG. 21;

【図25】従来技術に係る可動磁石式アクチュエータの
縦断面図である。
FIG. 25 is a longitudinal sectional view of a movable magnet type actuator according to the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、10a、50…可動磁石式アクチュエータ 12…貫通孔 14…アウタヨーク 16…可動部 18…ギャップ 20a〜20d…スロット 22…コイル 24…小孔 26…傾斜面 28…スロット歯部 30…可動磁石 32…可動ヨーク 34…シャフト 36…バックヨーク 52a、52b…端部
側可動磁石
10, 10a, 50: movable magnet actuator 12: through hole 14: outer yoke 16: movable portion 18: gap 20a to 20d: slot 22: coil 24: small hole 26: inclined surface 28: slot tooth portion 30: movable magnet 32 ... Movable yoke 34. Shaft 36. Back yoke 52a, 52b.

フロントページの続き (72)発明者 田村 和也 茨城県筑波郡谷和原村絹の台4−2−2 エスエムシー株式会社筑波技術センター内 (72)発明者 矢島 久志 茨城県筑波郡谷和原村絹の台4−2−2 エスエムシー株式会社筑波技術センター内 (72)発明者 藤原 伸広 茨城県筑波郡谷和原村絹の台4−2−2 エスエムシー株式会社筑波技術センター内 (72)発明者 脇若 弘之 長野県長野市若里5−16−3−5 (72)発明者 ノルヒサム ミスロン 長野県長野市若里3−10−37 若里 CA N CAN 5番館302号 (72)発明者 神谷 昭範 長野県長野市青木島町1−30−12 ハイツ 山崎 207 Fターム(参考) 5H002 AA01 AA07 AA09 AE06 AE07 5H641 BB06 BB14 GG02 GG04 GG08 GG12 HH03 HH08 HH16 HH20Continued on the front page (72) Kazuya Tamura, Inoui, Tsuwaramura, Tsukuba-gun, Ibaraki Prefecture 4-2-2 Inside Tsukuba Technical Center, SMC Corporation (72) Inventor Hisashi Yajima 4-2, Kinudai, Yawahara-mura, Tsukuba-gun, Ibaraki 2 Within SMC Corporation Tsukuba Technology Center (72) Nobuhiro Fujiwara Nobuhiro Fujiwara, Yawahara-mura, Tsukuba-gun, Ibaraki Prefecture 4-2-2 Within SMC Corporation Tsukuba Technology Center (72) Inventor Hiroyuki Wakiwaka 5 Wakasato, Nagano City, Nagano Prefecture -16-3-5 (72) Inventor Norhisum Mithlon 3-10-37 Wakasato, CANNO 5th Building 302 No. 302, Wakasato, Nagano City, Nagano Prefecture (72) Inventor Akinori Kamiya 1-30-12 Heights, Aokishimacho, Nagano City, Nagano Prefecture 207 Yamazaki 207 F term (reference) 5H002 AA01 AA07 AA09 AE06 AE07 5H641 BB06 BB14 GG02 GG04 GG08 GG12 HH03 HH08 HH16 HH20

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アウタヨークと、 可動磁石と可動ヨークとを有し、前記アウタヨークの孔
部に沿って変位可能に設けられた可動部と、 前記アウタヨークの周方向に沿って形成されたスロット
内に配設されたコイルと、 を備え、前記コイルに通電することにより、前記可動部
とアウタヨークとの間で磁気勾配が発生し、前記磁気勾
配によって生ずる推力により前記可動部とアウタヨーク
とが相対的に変位することを特徴とする可動磁石式アク
チュエータ。
A movable portion having an outer yoke, a movable magnet and a movable yoke, the movable portion being displaceable along a hole of the outer yoke, and a slot formed along a circumferential direction of the outer yoke. A coil is disposed, and by energizing the coil, a magnetic gradient is generated between the movable portion and the outer yoke, and the movable portion and the outer yoke relatively move by a thrust generated by the magnetic gradient. A movable magnet type actuator characterized by being displaced.
【請求項2】請求項1記載のアクチュエータにおいて、 前記スロットの縦断面形状は、横長の長方形状部分と三
角形状部分とが組み合わされた複合形状からなることを
特徴とする可動磁石式アクチュエータ。
2. The movable magnet type actuator according to claim 1, wherein the longitudinal section of the slot has a complex shape in which a horizontally long rectangular portion and a triangular portion are combined.
【請求項3】請求項2記載のアクチュエータにおいて、 前記三角形状部分は、アウタヨークの断面直線状の内周
面との間でスロット角度が形成される傾斜面を有するこ
とを特徴とする可動磁石式アクチュエータ。
3. The movable magnet type actuator according to claim 2, wherein the triangular portion has an inclined surface that forms a slot angle with the inner peripheral surface of the outer yoke having a linear cross section. Actuator.
【請求項4】請求項1乃至3のいずれか1項に記載のア
クチュエータにおいて、 前記アウタヨークの内周面とスロットとの間には、該ス
ロットの中心部に向かって徐々に薄肉となる一組のスロ
ット歯部が形成されることを特徴とする可動磁石式アク
チュエータ。
4. The set according to claim 1, wherein a portion between the inner peripheral surface of the outer yoke and the slot gradually becomes thinner toward the center of the slot. The movable magnet type actuator characterized by forming the slot tooth portion of (1).
【請求項5】請求項1乃至4のいずれか1項に記載のア
クチュエータにおいて、 前記スロットの個数は、前記可動磁石の個数よりも常に
1個だけ少なく設定されるとともに、可動部の軸線方向
の両端部に配設される一組の端部側可動磁石の軸線方向
に沿った厚さが前記一組の端部側可動磁石の間に配設さ
れる可動磁石の厚さよりも小さく設定されることを特徴
とする可動磁石式アクチュエータ。
5. The actuator according to claim 1, wherein the number of the slots is always set to be smaller by one than the number of the movable magnets, and the number of the slots in the axial direction of the movable portion is changed. The thickness along the axial direction of a pair of end-side movable magnets disposed at both ends is set to be smaller than the thickness of a movable magnet disposed between the pair of end-side movable magnets. A movable magnet type actuator characterized by the above-mentioned.
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