JP2000209833A - リニアアクチュエ―タ - Google Patents
リニアアクチュエ―タInfo
- Publication number
- JP2000209833A JP2000209833A JP11001741A JP174199A JP2000209833A JP 2000209833 A JP2000209833 A JP 2000209833A JP 11001741 A JP11001741 A JP 11001741A JP 174199 A JP174199 A JP 174199A JP 2000209833 A JP2000209833 A JP 2000209833A
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- yoke
- cylindrical
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のリニアアクチュエータは、筒状可動コ
イル及びコイルホルダが円筒状で構成されていたため、
容積当たりの推力効率を向上させることは難しく、大型
化するため、小型化のニーズに応じることは困難であっ
た。 【解決手段】 本発明によるリニアアクチュエータは、
内ヨーク(1)と外ヨーク(30)及び筒状可動コイル(5)を四
角形とし、永久磁石(3)を四個の板状永久磁石片(3a,3b)
で構成しているため、容積当たりの推力効率を従来の筒
形に比較すると大幅に向上させた構成である。
イル及びコイルホルダが円筒状で構成されていたため、
容積当たりの推力効率を向上させることは難しく、大型
化するため、小型化のニーズに応じることは困難であっ
た。 【解決手段】 本発明によるリニアアクチュエータは、
内ヨーク(1)と外ヨーク(30)及び筒状可動コイル(5)を四
角形とし、永久磁石(3)を四個の板状永久磁石片(3a,3b)
で構成しているため、容積当たりの推力効率を従来の筒
形に比較すると大幅に向上させた構成である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リニアアクチュエ
ータに関し、特に、筒状可動コイルの形状を四角形とし
て容積当たりの推力効率を向上させると共に、永久磁石
をほぼ平板状とすることにより、エネルギー積の高い永
久磁石を採用することができ、小型化を可能とするため
の新規な改良に関する。
ータに関し、特に、筒状可動コイルの形状を四角形とし
て容積当たりの推力効率を向上させると共に、永久磁石
をほぼ平板状とすることにより、エネルギー積の高い永
久磁石を採用することができ、小型化を可能とするため
の新規な改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、用いられていたこの種のリニアア
クチュエータとしては、例えば、図４及び図５で示され
る構成が採用されていた。すなわち、図４及び図５にお
いて符号１で示されるものは筒状の外ヨーク２を有する
コアであり、この外ヨーク２の内壁には筒状に形成され
た永久磁石３が設けられている。前記コア１と外ヨーク
２との間に形成された筒状ギャップ４内には、全体形状
がカップ型をなし筒状可動コイル５を有するコイルホル
ダ６が作動自在に設けられている。従って、筒状可動コ
イル５に駆動信号を供給すると、コイルホルダ６が所定
のストロークで矢印Ａの方向に移動し、図示しない負荷
に対して所定の直動動作を与えることができる。
クチュエータとしては、例えば、図４及び図５で示され
る構成が採用されていた。すなわち、図４及び図５にお
いて符号１で示されるものは筒状の外ヨーク２を有する
コアであり、この外ヨーク２の内壁には筒状に形成され
た永久磁石３が設けられている。前記コア１と外ヨーク
２との間に形成された筒状ギャップ４内には、全体形状
がカップ型をなし筒状可動コイル５を有するコイルホル
ダ６が作動自在に設けられている。従って、筒状可動コ
イル５に駆動信号を供給すると、コイルホルダ６が所定
のストロークで矢印Ａの方向に移動し、図示しない負荷
に対して所定の直動動作を与えることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のリニアアクチュ
エータは、以上のように構成されていたため、次のよう
な課題が存在していた。すなわち、筒状可動コイル及び
コイルホルダが円筒状で構成されていたため、容積当た
りの推力効率を向上させることは難しく、大型化しなけ
れば大きい推力は得られなかった。また、コイルホルダ
には円筒状の永久磁石が１個のみ設けられていたため、
推力を大きくするためには、この永久磁石の厚さを大き
くして大きい磁束を得なければならず、薄型で大きい磁
束が得られるエネルギー積の高い永久磁石の材質を採用
すると円筒状に加工することが困難であった。また、コ
アの端部には肉厚のバックヨークを設ける必要があるた
め、小型化への大きい障害となっていた。
エータは、以上のように構成されていたため、次のよう
な課題が存在していた。すなわち、筒状可動コイル及び
コイルホルダが円筒状で構成されていたため、容積当た
りの推力効率を向上させることは難しく、大型化しなけ
れば大きい推力は得られなかった。また、コイルホルダ
には円筒状の永久磁石が１個のみ設けられていたため、
推力を大きくするためには、この永久磁石の厚さを大き
くして大きい磁束を得なければならず、薄型で大きい磁
束が得られるエネルギー積の高い永久磁石の材質を採用
すると円筒状に加工することが困難であった。また、コ
アの端部には肉厚のバックヨークを設ける必要があるた
め、小型化への大きい障害となっていた。
【０００４】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、筒状可動コイルの形状を四
角形として容積当たりの推力効率を向上させると共に、
永久磁石をほぼ平板状とすることにより、エネルギー積
の高い永久磁石を採用することができ、小型化を可能と
するリニアアクチュエータを提供することを目的とす
る。
めになされたもので、特に、筒状可動コイルの形状を四
角形として容積当たりの推力効率を向上させると共に、
永久磁石をほぼ平板状とすることにより、エネルギー積
の高い永久磁石を採用することができ、小型化を可能と
するリニアアクチュエータを提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によるリニアアク
チュエータは、フランジ及びヨークホルダ間に固定され
互いに筒状ギャップを介して配設された外ヨーク及び内
ヨークと、前記筒状ギャップ内に作動自在に配設された
筒状可動コイルを有すると共に全体形状がカップ型をな
すコイルホルダと、前記内ヨーク内に複数の軸受を介し
て作動自在に設けられ前記コイルホルダに結合された出
力軸と、前記内ヨークの外周に設けられた永久磁石とを
備え、前記筒状可動コイルの外周は四角形に形成されて
いる構成であり、また、前記永久磁石は、周方向に配設
された四個の永久磁石片よりなる第１、第２永久磁石片
群が軸方向に沿って互いに間隔をあけて配設されている
構成であり、また、前記各永久磁石片は、周方向では同
一極性で配設され、かつ、軸方向においては異なる極性
となるように配設され、前記筒状可動コイルは軸方向に
配設された第１、第２筒状可動コイル片よりなり、各筒
状可動コイル片は前記永久磁石片群の極性に合わせて互
いに巻回方向が異なるようにした構成であり、さらに、
前記永久磁石を構成する各永久磁石片は、板状に形成さ
れている構成である。
チュエータは、フランジ及びヨークホルダ間に固定され
互いに筒状ギャップを介して配設された外ヨーク及び内
ヨークと、前記筒状ギャップ内に作動自在に配設された
筒状可動コイルを有すると共に全体形状がカップ型をな
すコイルホルダと、前記内ヨーク内に複数の軸受を介し
て作動自在に設けられ前記コイルホルダに結合された出
力軸と、前記内ヨークの外周に設けられた永久磁石とを
備え、前記筒状可動コイルの外周は四角形に形成されて
いる構成であり、また、前記永久磁石は、周方向に配設
された四個の永久磁石片よりなる第１、第２永久磁石片
群が軸方向に沿って互いに間隔をあけて配設されている
構成であり、また、前記各永久磁石片は、周方向では同
一極性で配設され、かつ、軸方向においては異なる極性
となるように配設され、前記筒状可動コイルは軸方向に
配設された第１、第２筒状可動コイル片よりなり、各筒
状可動コイル片は前記永久磁石片群の極性に合わせて互
いに巻回方向が異なるようにした構成であり、さらに、
前記永久磁石を構成する各永久磁石片は、板状に形成さ
れている構成である。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明によるリ
ニアアクチュエータの好適な実施の形態について説明す
る。なお、従来例と同一又は同等部分には同一符号を付
して説明する。図１から図３において符号１で示される
ものはヨークホルダ１０に取付ねじ１１を介して固定さ
れた内ヨークであり、この内ヨーク１の外周形状は四角
形すなわち四角柱を形成している。
ニアアクチュエータの好適な実施の形態について説明す
る。なお、従来例と同一又は同等部分には同一符号を付
して説明する。図１から図３において符号１で示される
ものはヨークホルダ１０に取付ねじ１１を介して固定さ
れた内ヨークであり、この内ヨーク１の外周形状は四角
形すなわち四角柱を形成している。
【０００７】前記内ヨーク１の外周には、永久磁石３が
貼着して設けられており、この永久磁石３は、わずかに
弧状をなす四個の板状の永久磁石片３ａ及び３ｂが互い
に軸方向に空隙１２を介して配設され、各永久磁石片３
ａ，３ｂは図２で示されるように内ヨーク１の外周を覆
うように四個が設けられている。すなわち、前記各永久
磁石片３ａによって第１永久磁石片群２０が形成され、
各永久磁石片３ｂによって第２永久磁石片群２１が形成
されている。前記各永久磁石片３ａは、その表面側がＮ
極、裏面側がＳ極に着磁されているため、内ヨーク１の
周方向においては同一極性に配列されている。また、前
記各永久磁石片３ｂは、その表面側がＳ極、裏面側がＮ
極に着磁されているため、内ヨークの周方向においては
同一極性に配列されている。さらに、前記第１永久磁石
片群２０の各永久磁石片３ａと前記第２永久磁石片群２
１の各永久磁石片３ｂとは互いに異なる極性となるよう
に構成されている。
貼着して設けられており、この永久磁石３は、わずかに
弧状をなす四個の板状の永久磁石片３ａ及び３ｂが互い
に軸方向に空隙１２を介して配設され、各永久磁石片３
ａ，３ｂは図２で示されるように内ヨーク１の外周を覆
うように四個が設けられている。すなわち、前記各永久
磁石片３ａによって第１永久磁石片群２０が形成され、
各永久磁石片３ｂによって第２永久磁石片群２１が形成
されている。前記各永久磁石片３ａは、その表面側がＮ
極、裏面側がＳ極に着磁されているため、内ヨーク１の
周方向においては同一極性に配列されている。また、前
記各永久磁石片３ｂは、その表面側がＳ極、裏面側がＮ
極に着磁されているため、内ヨークの周方向においては
同一極性に配列されている。さらに、前記第１永久磁石
片群２０の各永久磁石片３ａと前記第２永久磁石片群２
１の各永久磁石片３ｂとは互いに異なる極性となるよう
に構成されている。
【０００８】前記内ヨーク１の外周位置にはこれと同軸
配置で前記ヨークホルダ１０に一端が固定された筒状の
外ヨーク３０が設けられ、この外ヨーク３０の他端には
凹部３１ａを有するフランジ３２が取付ねじ３３で固定
されている。前記内ヨーク１の軸心に形成された貫通孔
３４内には、ショートストローク型の一対の軸受３５を
介して出力軸３６が矢印Ａの方向に出入自在に設けられ
ており、この出力軸３６の一端３６ａはフランジ３２か
ら外方へ突出していると共に、その他端３６ｂにはラッ
ク３７が接続されてヨークホルダ１０の後方へ突出して
いると共に、このラック３７の歯を磁気センサ３８で検
出して出力軸３６の出入状態を検出するように構成さ
れ、ラック３７と磁気センサ３８で磁気エンコーダ４０
を構成している。
配置で前記ヨークホルダ１０に一端が固定された筒状の
外ヨーク３０が設けられ、この外ヨーク３０の他端には
凹部３１ａを有するフランジ３２が取付ねじ３３で固定
されている。前記内ヨーク１の軸心に形成された貫通孔
３４内には、ショートストローク型の一対の軸受３５を
介して出力軸３６が矢印Ａの方向に出入自在に設けられ
ており、この出力軸３６の一端３６ａはフランジ３２か
ら外方へ突出していると共に、その他端３６ｂにはラッ
ク３７が接続されてヨークホルダ１０の後方へ突出して
いると共に、このラック３７の歯を磁気センサ３８で検
出して出力軸３６の出入状態を検出するように構成さ
れ、ラック３７と磁気センサ３８で磁気エンコーダ４０
を構成している。
【０００９】前記ヨークホルダ１０には、この磁気セン
サ３８の出力信号を処理するためのプリアンプ４１が設
けられている。前記内ヨーク１と外ヨーク３０との間に
形成された筒状をなす筒状ギャップ４内には、カップ型
をなすコイルホルダ６に設けられた筒状可動コイル５が
設けられ、この筒状可動コイル５は、空隙５０を介して
軸方向に設けられると共に各永久磁石片群２０，２１と
対応するように配設された第１、第２筒状可動コイル片
５ａ，５ｂから構成されている。前記各筒状可動コイル
片５ａ，５ｂは、前記第１、第２永久磁石片群２０，２
１の異なる極性に合わせてコイルの巻回方向を互いに異
ならせている。
サ３８の出力信号を処理するためのプリアンプ４１が設
けられている。前記内ヨーク１と外ヨーク３０との間に
形成された筒状をなす筒状ギャップ４内には、カップ型
をなすコイルホルダ６に設けられた筒状可動コイル５が
設けられ、この筒状可動コイル５は、空隙５０を介して
軸方向に設けられると共に各永久磁石片群２０，２１と
対応するように配設された第１、第２筒状可動コイル片
５ａ，５ｂから構成されている。前記各筒状可動コイル
片５ａ，５ｂは、前記第１、第２永久磁石片群２０，２
１の異なる極性に合わせてコイルの巻回方向を互いに異
ならせている。
【００１０】前記コイルホルダ６は前記出力軸３６に取
付ねじ５５を介して接続されており、出力軸３６が矢印
Ａ方向に移動する場合の各取付ねじ５５の逃げとして前
記凹部３１ａが形成されている。なお、このコイルホル
ダ６は内ヨーク１に対して非回転となるように、軸受６
０とロッド６１が設けられている。
付ねじ５５を介して接続されており、出力軸３６が矢印
Ａ方向に移動する場合の各取付ねじ５５の逃げとして前
記凹部３１ａが形成されている。なお、このコイルホル
ダ６は内ヨーク１に対して非回転となるように、軸受６
０とロッド６１が設けられている。
【００１１】次に、動作について述べる。前記各筒状可
動コイル片５ａ，５ｂに対して励磁信号を給電すると、
前記各ヨーク１、３０及び永久磁石３との相互磁気作用
により、コイルホルダ６及び出力軸３６を矢印Ａに沿っ
て出入自在とすることができる。
動コイル片５ａ，５ｂに対して励磁信号を給電すると、
前記各ヨーク１、３０及び永久磁石３との相互磁気作用
により、コイルホルダ６及び出力軸３６を矢印Ａに沿っ
て出入自在とすることができる。
【００１２】
【発明の効果】本発明によるリニアアクチュエータは、
以上のように構成されているため、次のような効果を得
ることができる。すなわち、内ヨークが四角形に形成さ
れて永久磁石及び筒状可動コイルも四角形に形成されて
いるため、従来の円筒形状に対し４／πだけ出力軸の容
積当たりの推力効率が向上する。また、永久磁石が一対
の極性の異なる永久磁石片群よりなると共にバックヨー
クを必要としないため、永久磁石と内、外ヨークの厚さ
を従来の半分とでき、小型化を達成することができる。
また、永久磁石が平板状の組合せであるため、加工が容
易でエネルギー積の高い永久磁石を採用することがで
き、容積当たりの推力効率の向上が達成できる。
以上のように構成されているため、次のような効果を得
ることができる。すなわち、内ヨークが四角形に形成さ
れて永久磁石及び筒状可動コイルも四角形に形成されて
いるため、従来の円筒形状に対し４／πだけ出力軸の容
積当たりの推力効率が向上する。また、永久磁石が一対
の極性の異なる永久磁石片群よりなると共にバックヨー
クを必要としないため、永久磁石と内、外ヨークの厚さ
を従来の半分とでき、小型化を達成することができる。
また、永久磁石が平板状の組合せであるため、加工が容
易でエネルギー積の高い永久磁石を採用することがで
き、容積当たりの推力効率の向上が達成できる。
【図１】本発明によるリニアアクチュエータを示す断面
図である。
図である。
【図２】図１の左側面図である。
【図３】図１の右側面図である。
【図４】従来構成の切欠斜視図である。
【図５】図４の縦断面図である。
１ 内ヨーク ３ 永久磁石 ４ 筒状ギャップ ５ 筒状可動コイル ６ コイルホルダ １０ ヨークホルダ ２０，２１ 永久磁石平板状群 ３０ 外ヨーク ３５ 軸受 ３６ 出力軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H633 BB02 GG03 GG06 GG07 GG09 GG23 HH02 HH05 HH09 HH13 HH24 HH25 JA08 JB06
Claims (4)
- 【請求項１】 フランジ(32)及びヨークホルダ(10)間に
固定され互いに筒状ギャップ(4)を介して配設された外
ヨーク(30)及び内ヨーク(1)と、前記筒状ギャップ(4)内
に作動自在に配設された筒状可動コイル(5)を有すると
共に全体形状がカップ型をなすコイルホルダ(6)と、前
記内ヨーク(1)内に複数の軸受(35)を介して作動自在に
設けられ前記コイルホルダ(6)に結合された出力軸(36)
と、前記内ヨーク(1)の外周に設けられた永久磁石(3)と
を備え、前記筒状可動コイル(5)の外周は四角形に形成
されていることを特徴とするリニアアクチュエータ。 - 【請求項２】 前記永久磁石(3)は、周方向に配設され
た四個の永久磁石片(3a,3b)よりなる第１、第２永久磁
石片群(20,21)が軸方向に沿って互いに間隔をあけて配
設されていることを特徴とする請求項１記載のリニアア
クチュエータ。 - 【請求項３】 前記各永久磁石片(3a,3b)は、周方向で
は同一極性で配設され、かつ、軸方向においては異なる
極性となるように配設され、前記筒状可動コイル(5)は
軸方向に配設された第１、第２筒状可動コイル片(5a,5
b)よりなり、各筒状可動コイル片(5a,5b)は前記永久磁
石片群(20,21)の極性に合わせて互いに巻回方向が異な
るように構成されていることを特徴とする請求項１又は
２記載のリニアアクチュエータ。 - 【請求項４】 前記永久磁石(3)を構成する各永久磁石
片(3a,3b)は、板状に形成されていることを特徴とする
請求項１ないし３の何れかに記載のリニアアクチュエー
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11001741A JP2000209833A (ja) | 1999-01-07 | 1999-01-07 | リニアアクチュエ―タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11001741A JP2000209833A (ja) | 1999-01-07 | 1999-01-07 | リニアアクチュエ―タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000209833A true JP2000209833A (ja) | 2000-07-28 |
Family
ID=11510000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11001741A Pending JP2000209833A (ja) | 1999-01-07 | 1999-01-07 | リニアアクチュエ―タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000209833A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003107515A1 (ja) * | 2002-06-18 | 2003-12-24 | 株式会社三協精機製作所 | リニアアクチュエータ、それを用いたポンプ装置並びにコンプレッサー装置 |
| KR100454262B1 (ko) * | 2001-10-31 | 2004-10-26 | 한국과학기술원 | 선형구동기 |
| KR100483954B1 (ko) * | 2001-11-12 | 2005-04-18 | 한국과학기술원 | 솔레노이드와 영구자석을 갖는 선형구동기를 이용한 3축스테이지 구동장치 |
-
1999
- 1999-01-07 JP JP11001741A patent/JP2000209833A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100454262B1 (ko) * | 2001-10-31 | 2004-10-26 | 한국과학기술원 | 선형구동기 |
| KR100483954B1 (ko) * | 2001-11-12 | 2005-04-18 | 한국과학기술원 | 솔레노이드와 영구자석을 갖는 선형구동기를 이용한 3축스테이지 구동장치 |
| WO2003107515A1 (ja) * | 2002-06-18 | 2003-12-24 | 株式会社三協精機製作所 | リニアアクチュエータ、それを用いたポンプ装置並びにコンプレッサー装置 |
| US6980072B2 (en) | 2002-06-18 | 2005-12-27 | Nidec Sankyo Corporation | Linear actuator, and pump and compressor devices using the actuator |
| CN100440694C (zh) * | 2002-06-18 | 2008-12-03 | 日本电产三协株式会社 | 直线促动器、使用它的泵装置及压缩机装置 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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