JP2001349371A - Magnetic circuit structure and gap control device - Google Patents

Magnetic circuit structure and gap control device

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JP2001349371A
JP2001349371A JP2000165521A JP2000165521A JP2001349371A JP 2001349371 A JP2001349371 A JP 2001349371A JP 2000165521 A JP2000165521 A JP 2000165521A JP 2000165521 A JP2000165521 A JP 2000165521A JP 2001349371 A JP2001349371 A JP 2001349371A
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JP
Japan
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magnetic
magnetic circuit
path forming
gap
magnetic path
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JP2000165521A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Morita
洋 森田
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide magnetic passage structure where the change ratio of a suction force is set to a value higher than a change in a gap by devising formation of a magnetic circuit. SOLUTION: A magnet assembly 11 in which permanent magnets 14A and 14B are incorporated and a target 2 being a body to which magnetism is attracted are situated opposite to each other. By forming a magnetic circuit having the magnetic passage, running through a gap G, between the magnet assembly 11 and the target 2 by a magnetic force generated by the permanent magnets 14A and 14B, an attraction force is generated between the magnet assembly 11 and the target 2. In this case, the magnetic passage 18 is formed such that magnetic lines of force in the single magnetic circuit 17 make at least two round flows through the gaps G1.

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、磁気浮上装置やア
クティブサスペンション等に適用可能な磁気回路構造、
及びこの磁気回路構造を利用したギャップ制御装置に関
する。
The present invention relates to a magnetic circuit structure applicable to a magnetic levitation device, an active suspension and the like.
And a gap control device using the magnetic circuit structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁力、或いは磁気吸引力を利用した動作
機構は非接触で精密な駆動が可能なため、半導体、液晶
などのクリーン環境が要求される製造装置や精密駆動装
置への応用が期待されている。特に、永久磁石を利用し
た動作機構は電磁石のように発熱したりしないため応用
範囲が広く、例えば磁気浮上装置やリニアモータの案内
装置等に実際に適用されている。
2. Description of the Related Art Since an operating mechanism using magnetic force or magnetic attraction force can be driven precisely without contact, it is expected to be applied to a manufacturing apparatus or a precision driving apparatus requiring a clean environment such as a semiconductor and a liquid crystal. Have been. In particular, an operation mechanism using a permanent magnet does not generate heat unlike an electromagnet, and thus has a wide application range, and is actually applied to, for example, a magnetic levitation device and a guide device for a linear motor.

【0003】これらの装置においては、磁石と磁性体、
あるいは磁石同士の距離(ギャップ)の制御を、高速、
高分解能、高剛性で行わなければならない。そのため、
例えば磁気浮上装置等においては、高応答性を確保する
ためにこのギャップの管理に圧電素子を利用することが
多い。
In these devices, a magnet and a magnetic material are used.
Or control the distance (gap) between magnets at high speed,
Must be performed with high resolution and high rigidity. for that reason,
For example, in a magnetic levitation device or the like, a piezoelectric element is often used to manage the gap in order to ensure high responsiveness.

【0004】図9は磁気位置決め装置(アクティブサス
ペンション)に利用される従来の磁気回路構造の例を示
している。
FIG. 9 shows an example of a conventional magnetic circuit structure used for a magnetic positioning device (active suspension).

【0005】図示の磁気回路構造において、1はマグネ
ットアッセンブリ(2つの部材のうちの一方の部材)、
2は磁性体で構成された被磁気吸引体(被位置決め体)
としてのターゲット(他方の部材)、3は圧電素子(駆
動手段)である。
In the illustrated magnetic circuit structure, 1 is a magnet assembly (one of two members),
2 is a magnetically attracted body (positioned body) composed of a magnetic material
The target (the other member) 3 is a piezoelectric element (driving means).

【0006】マグネットアッセンブリ1は、図10に斜
視図で示すように、永久磁石4と、その両磁極(N極、
S極)に結合されたコア5、5とからなり、全体が断面
コ字状に構成されている。
As shown in a perspective view in FIG. 10, a magnet assembly 1 has a permanent magnet 4 and both magnetic poles (N pole,
(South pole), and has a U-shaped cross section as a whole.

【0007】ターゲット2は、図示せぬ付勢手段(マグ
ネットアッセンブリ1側から見て離反手段)によって図
の上方に向けた付勢力(離反力)を常に受けている。
The target 2 is constantly receiving an urging force (separation force) directed upward in the figure by urging means (separation means viewed from the magnet assembly 1 side) not shown.

【0008】圧電素子3は、マグネットアッセンブリ1
を微駆動して、マグネットアッセンブリ1とターゲット
2間のギャップGの大きさを調節する。
The piezoelectric element 3 includes a magnet assembly 1
Is finely driven to adjust the size of the gap G between the magnet assembly 1 and the target 2.

【0009】この磁気回路構造においては、マグネット
アッセンブリ1のコ字形の両先端面1T、1Tが、ギャ
ップGを挟んでターゲット2と対向配置される。その結
果、永久磁石4の発生する磁力によってマグネットアッ
センブリ1とターゲット2間に、ギャップGを通過する
磁路8を有する磁気回路7が形成され、マグネットアッ
センブリ1とターゲット2間に吸引力が発生するように
なっている。
In this magnetic circuit structure, the two U-shaped end surfaces 1T and 1T of the magnet assembly 1 are arranged to face the target 2 with a gap G interposed therebetween. As a result, a magnetic circuit 7 having a magnetic path 8 passing through the gap G is formed between the magnet assembly 1 and the target 2 by the magnetic force generated by the permanent magnet 4, and an attractive force is generated between the magnet assembly 1 and the target 2. It has become.

【0010】ギャップGの大きさが変化すると磁気回路
7の磁路8における磁力線の強さが変化する。この特性
を利用して、ギャップGの大きさを検出してこれを一定
に維持するように圧電素子3を駆動する電流をフィード
バック制御すると、結果としてマグネットアッセンブリ
1とターゲット2間に働く吸引力が一定に制御され、タ
ーゲット2を所定の位置に吸引・維持することができ
る。
When the size of the gap G changes, the intensity of the magnetic field lines in the magnetic path 8 of the magnetic circuit 7 changes. Utilizing this characteristic, when the magnitude of the gap G is detected and the current for driving the piezoelectric element 3 is feedback-controlled so as to keep it constant, as a result, the attractive force acting between the magnet assembly 1 and the target 2 is reduced. The target 2 is controlled to be constant, and the target 2 can be suctioned and maintained at a predetermined position.

【0011】なお、図9、10のそれぞれの上下を逆に
すると、ターゲット2を(重力に逆らって)吸引・浮上
させる磁気浮上装置として機能させることができる。
Note that, when the upper and lower portions of FIGS. 9 and 10 are turned upside down, the target 2 can function as a magnetic levitation device that attracts and floats (against gravity).

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところで、圧電素子3
は駆動部3Aの変位量が小さいために、ギャップGを制
御する際のストロークが大きくとれず、そのため、マグ
ネットアッセンブリ1とターゲット2間の吸引力の変化
を大きくできないという問題がある。
By the way, the piezoelectric element 3
Since the displacement of the driving unit 3A is small, the stroke for controlling the gap G cannot be large, and therefore, there is a problem that the change in the attractive force between the magnet assembly 1 and the target 2 cannot be increased.

【0013】一般に圧電素子は複数個を積層することに
より、ある程度ストロークを大きくすることができる
が、大型化してしまうという問題がある。そこで、スト
ロークを大きくするために、機械的なテコを応用して変
位量を拡大する試みもなされているが、機構が複雑にな
る上、剛性が低下し、又、慣性質量が大きくなるため、
応答性やハンチングの問題が新たに発生することにな
る。
In general, by stacking a plurality of piezoelectric elements, the stroke can be increased to some extent, but there is a problem that the piezoelectric elements are increased in size. In order to increase the stroke, attempts have been made to increase the amount of displacement by applying a mechanical lever.However, the mechanism becomes complicated, the rigidity decreases, and the inertial mass increases.
New responsiveness and hunting problems will occur.

【0014】本発明は、上記事情を考慮し、磁路の形成
を工夫することにより、ギャップの変化に対して吸引力
の変化割合を大きくとれるようにし、装置全体の複雑化
や大型化を回避すると共に、高剛性、高安定性を実現す
ることのできる磁気回路構造を提供することを目的とす
る。
According to the present invention, by taking into account the above circumstances, the formation of the magnetic path is devised so that the rate of change of the attraction force with respect to the change of the gap can be increased, thereby avoiding the complexity and size of the entire apparatus. Another object of the present invention is to provide a magnetic circuit structure capable of realizing high rigidity and high stability.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、2つ
の部材をギャップを挟んで対向配置すると共に、該2つ
の部材間に前記ギャップを通過する磁路を有する磁気回
路を形成し、この2つの部材間に所定の吸引力を発生さ
せる磁気回路構造において、前記磁気回路を、該磁気回
路中の磁路が前記2つの部材間のギャップを少なくとも
2往復するように形成したことにより、前記課題を解決
したものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a magnetic circuit having two members opposed to each other with a gap therebetween, and a magnetic circuit having a magnetic path passing through the gap between the two members. In the magnetic circuit structure that generates a predetermined attractive force between the two members, the magnetic circuit is formed such that a magnetic path in the magnetic circuit reciprocates at least two times in a gap between the two members. This has solved the above-mentioned problem.

【0016】ここで、2つの部材は、前記磁気回路を形
成するために、その一方のみに磁石を含ませ、他方は単
なる磁性体だけで構成することもできるし、双方に磁石
を含ませた構成とすることもできる。
Here, in order to form the magnetic circuit, the two members may include only one of them with a magnet, the other may be composed of a simple magnetic body, or both may include a magnet. It can also be configured.

【0017】この発明の磁気回路構造では、1つの磁気
回路中の磁力線がギャップを少なくとも2回以上往復す
るようにしているので、ギャップを通過する回数分だ
け、吸引力自体は低下するが、ギャップの変動に対する
吸引力の変化量を増大させることができる。即ち、少な
いギャップ変化量で、大きな吸引力変化を得ることがで
きる。言い換えると、ギャップ変化を指標として吸引力
を変化させる制御を行う場合に、同じギャップ変化に対
し高ゲインの応答が可能となり、制御性を向上させるこ
とができる。従って、例えば圧電素子によって微小なギ
ャップ変化量しか与えることができなくても、磁気浮上
制御等に関与する吸引力の変動量を大きくとることがで
き、ギャップ制御等の確実化ないしは容易化を図ること
ができる。
In the magnetic circuit structure according to the present invention, the magnetic force lines in one magnetic circuit reciprocate at least twice in the gap. Therefore, the attractive force itself is reduced by the number of times of passing through the gap. , The amount of change of the suction force with respect to the fluctuation of the pressure can be increased. That is, a large suction force change can be obtained with a small gap change amount. In other words, when performing control to change the suction force using the gap change as an index, a high gain response to the same gap change is possible, and controllability can be improved. Therefore, for example, even if only a small gap change amount can be given by the piezoelectric element, a variation amount of the attraction force related to the magnetic levitation control and the like can be made large, and the gap control and the like can be made reliable or easy. be able to.

【0018】なお、全体の吸引力の低下については、組
み込む永久磁石の磁力を大きくすることにより対処でき
るため、特に大きな問題は生じない。又、てこ等の機械
的なゲイン増幅機構を持たないため、系の慣性質量増大
による応答性の低下やハンチングの発生等の問題も生じ
ない。
It should be noted that a reduction in the overall attractive force can be dealt with by increasing the magnetic force of the permanent magnet to be incorporated. Further, since there is no mechanical gain amplifying mechanism such as a lever, problems such as a decrease in responsiveness due to an increase in the inertial mass of the system and occurrence of hunting do not occur.

【0019】ここで、「2つの部材間のギャップを2回
以上往復する」とは、必ずしも単一のギャップを磁路が
2回以上往復する必要はなく、例えば片道、或いは一往
復のみ磁路が通過するようなギャップを複数有するよう
な構成であっても良い。要は、「2つの部材間に存在す
る(単一又は複数の)ギャップを、結果として磁路が2
回以上往復・通過するようにして単一の磁気回路が形成
される」構成となっていれば足りる。
Here, "to reciprocate the gap between two members more than once" means that the magnetic path does not necessarily have to reciprocate more than once in a single gap. May have a plurality of gaps through which the holes pass. In essence, "the gap (single or multiple) that exists between the two members results in a magnetic path of 2
A single magnetic circuit is formed so as to reciprocate and pass more than once ".

【0020】この具体的な構成としては、例えば、前記
2つの部材のうちの少なくとも一方側の部材に、非磁性
体を間に介在させることによって互いに磁気遮蔽した2
以上の磁路形成部を配置すると共に、前記2以上の磁路
形成部それぞれの両端面を前記2つの部材のうちの他方
側の部材に対しギャップを挟んで対向させ、前記磁気回
路によって発生する磁力線が該他方側の部材と前記2以
上の磁路形成部それぞれの両端面との間を順次直列に結
んだ経路を巡るように、該磁気回路の磁路を形成する構
成が採用できる(請求項2)。
As a specific configuration, for example, at least one of the two members is magnetically shielded from each other by interposing a non-magnetic material therebetween.
The magnetic circuit forming portion is arranged, and both end faces of the two or more magnetic path forming portions are opposed to the other member of the two members with a gap therebetween, and the magnetic circuit is generated by the magnetic circuit. A configuration may be adopted in which the magnetic path of the magnetic circuit is formed such that the lines of magnetic force pass through a path that sequentially connects the other member and both end faces of the two or more magnetic path forming portions in series. Item 2).

【0021】この場合、ギャップを挟んで対向する部分
以外の場所での磁路の短絡が起きないように、ギャップ
を形成する端面以外の部分と他方の部材と間の距離や非
磁性体の厚み等をギャップの大きさに対し十分に大きく
する必要がある。
In this case, the distance between the portion other than the end face forming the gap and the other member and the thickness of the non-magnetic material are set so that the magnetic path does not short-circuit at a portion other than the portion opposing the gap. Etc. need to be large enough for the size of the gap.

【0022】なお、磁路形成部の全てに磁石を含ませて
もよいし(請求項3)、磁石を含まない磁路形成部があ
ってもよい(請求項4)。
Incidentally, the magnets may be included in all of the magnetic path forming portions (claim 3), or the magnetic path forming portions may not include the magnets (claim 4).

【0023】全ての磁路形成部に磁石を含ませた場合
は、磁気回路全体の磁力をそれだけ増大させることがで
き、吸引力の増大が図れる。又、1つの磁路形成部に2
個以上の磁石を組み込んでももちろん良く、その場合は
一層吸引力の増大が図れる。
When magnets are included in all the magnetic path forming portions, the magnetic force of the entire magnetic circuit can be increased accordingly, and the attraction force can be increased. Also, 2
Of course, more than two magnets may be incorporated, in which case the attraction force can be further increased.

【0024】ここで、「磁路形成部に磁石を含ませる」
とは、磁性体よりなるコアの中に磁石を埋め込む構成と
する場合や、磁石の片極や両極にコアを結合する構成と
する場合のほか、1個の磁路形成部の全体を1個の磁石
とする構成とする場合等を含む。即ち、磁路形成部自体
が、コアの有る無しに拘わらず、1個の磁石としての機
能を果たす構成をも含むものとする。
Here, “the magnet is included in the magnetic path forming portion”
What is meant by a configuration in which a magnet is embedded in a core made of a magnetic material, a configuration in which a core is coupled to one pole or both poles of a magnet, and a configuration in which one magnetic path forming portion is entirely one And the like. That is, the magnetic path forming part itself includes a configuration that functions as one magnet regardless of the presence or absence of the core.

【0025】一方、磁石を含まない磁路形成部を設けた
場合は、当該磁路形成部は、他の磁路形成部に含まれる
磁石の磁力線を通す磁性体としての機能のみを果たすこ
とになるが、磁石を含まない分だけ、コンパクトに形成
できる上、形状の自由度などが増し、コストダウンも図
れる。即ち、形状的あるいは寸法的に磁石を組み込めな
い場所に、このような磁石を含まない磁路形成部を配置
し、形状的あるいは寸法的に余裕のある場所に、磁石を
含む磁路形成部を配置することにより、当該磁気回路構
造を設計する際の自由度を増大させることができる。
On the other hand, when a magnetic path forming portion that does not include a magnet is provided, the magnetic path forming portion only functions as a magnetic material that passes the magnetic force lines of the magnets included in the other magnetic path forming portions. However, since it does not include the magnet, it can be formed more compact, and the degree of freedom of the shape can be increased, and the cost can be reduced. That is, a magnetic path forming part that does not include such a magnet is arranged in a place where a magnet cannot be incorporated in terms of shape or dimensions, and a magnetic path forming part that includes a magnet is placed in a place where there is room in terms of shape or dimensions. By arranging, the degree of freedom in designing the magnetic circuit structure can be increased.

【0026】請求項5〜請求項7は、前記一方の部材の
形状的な特徴面から本発明の磁気回路構造を捉えたもの
であり、請求項5の発明は、前記磁路形成部として、第
1の磁路形成部と第2の磁路形成部とを、間に前記非磁
性体を挟んでそれぞれ断面コ字形に形成すると共に、こ
の順にこれら3者を積層一体化することにより全体が断
面コ字状の前記一方側の部材を構成し、このコ字形の先
端面を前記他方側の部材に対してギャップを挟んで対向
配置したことにより、前記課題を解決したものである。
The fifth to seventh aspects of the present invention capture the magnetic circuit structure of the present invention from the shape characteristic surface of the one member. The first magnetic path forming part and the second magnetic path forming part are each formed in a U-shape in cross section with the non-magnetic material interposed therebetween, and the three parts are laminated and integrated in this order to form a whole. The object has been solved by forming the one-sided member having a U-shaped cross section and disposing the front end surface of the U-shape to face the other-sided member with a gap therebetween.

【0027】請求項6の発明は、請求項5の発明を更に
具体化したものであり、前記第1の磁路形成部と非磁性
体と第2の磁路形成部とを大きさを順次変えて半径断面
コ字状のリング体として形成し、この順にこれら三者を
嵌合して積層一体化することにより全体が半径断面コ字
状のリング形とされた「一方側の部材」を構成したこと
を特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, the first aspect of the present invention is further embodied. The first magnetic path forming portion, the nonmagnetic material, and the second magnetic path forming portion are sequentially reduced in size. Alternately, it is formed as a U-shaped ring body with a radial cross section, and the three members are fitted and laminated and integrated in this order to form a "one-side member" having a ring shape with a U-shaped cross section as a whole. It is characterized by having comprised.

【0028】なお、リング形の一方側の部材の中心孔を
何らかの部材により塞いで、全体を円盤状にしたものも
この発明に含まれる。
The present invention also includes a ring-shaped member in which the center hole of one side member is closed by any member and the whole is formed in a disk shape.

【0029】又、請求項7の発明は、請求項5の発明を
他の手法で具体化したものであり、前記第1の磁路形成
部と非磁性体と第2の磁路形成部とを同じ大きさでそれ
ぞれ断面コ字状に形成すると共に、この順にこれら三者
を横に並べて積層一体化することにより全体が断面コ字
状とされた前記一方側の部材を構成したことを特徴とし
ている。
A seventh aspect of the present invention embodies the invention of the fifth aspect by another method, wherein the first magnetic path forming portion, the nonmagnetic material, and the second magnetic path forming portion are Are formed in the same size in a U-shaped cross-section, and the three members are arranged side by side in this order, and are laminated and integrated to constitute the one-sided member having a U-shaped cross-section as a whole. And

【0030】なお、本磁気回路構造において磁気回路を
形成するための磁石としては、電磁石を用いることもで
きるが、永久磁石を用いると、発熱の影響を受けずに、
ギャップ制御を精度良く行うことができる。又、発熱の
影響を嫌う場所へも適用することができることになるた
め、応用範囲がより広がる。
In this magnetic circuit structure, an electromagnet can be used as a magnet for forming a magnetic circuit. However, if a permanent magnet is used, the magnet is not affected by heat generation.
Gap control can be performed accurately. Further, since the present invention can be applied to a place where the influence of heat generation is disliked, the range of application is further expanded.

【0031】請求項8の発明は、本発明を2つの部材の
ギャップ制御装置に応用したもので、請求項1〜7のい
ずれかに記載の磁気回路構造を備え、且つ、前記2つの
部材間のギャップの大きさを指標として該2つの部材の
うちのいずれかを(相手側部材に対し)フィードバック
駆動することにより両部材間の磁気吸引力を所定の値に
制御し、以て前記ギャップの大きさを一定に維持し得る
駆動手段を備える。
According to an eighth aspect of the present invention, the present invention is applied to a gap control device for two members, and the magnetic circuit structure according to any one of the first to seventh aspects is provided, and the gap between the two members is controlled. By controlling the magnetic attraction force between the two members to a predetermined value by feedback-driving one of the two members (relative to the partner member) using the size of the gap as an index, There is provided driving means capable of maintaining the size constant.

【0032】駆動手段としては、例えば圧電素子を利用
することができ、この駆動手段によりギャップの大きさ
を変えることにより、2つの部材間に働く吸引力を変化
させることができる。その際、前述したように、磁気回
路中の磁路がギャップを2往復以上していることから、
ギャップ調整のストローク変化に敏感に応じた吸引力変
化を得ることができ、制御性をそれだけ向上させること
ができる。
As the driving means, for example, a piezoelectric element can be used, and by changing the size of the gap by this driving means, the suction force acting between the two members can be changed. At that time, as described above, since the magnetic path in the magnetic circuit makes two or more round trips in the gap,
It is possible to obtain a change in the suction force that is sensitive to a change in the stroke of the gap adjustment, thereby improving the controllability.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0034】図1は本発明の第1実施形態の磁気回路構
造を示す断面図、図2は同磁気回路構造を構成するマグ
ネットアッセンブリの斜視図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a magnetic circuit structure according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of a magnet assembly constituting the magnetic circuit structure.

【0035】この磁気回路構造は、永久磁石14A、1
4Bが組み込まれたマグネットアッセンブリ(一方の部
材)11と、磁性材料よりなる被磁気吸引体としてのタ
ーゲット(他方の部材)2と、圧電素子(駆動手段)3
とを備える。
This magnetic circuit structure is composed of the permanent magnets 14A, 1
4B, a magnet assembly (one member) 11, a target (the other member) 2 as a magnetically attracted body made of a magnetic material, and a piezoelectric element (driving means) 3
And

【0036】マグネットアッセンブリ11は、側断面形
状がコ字状に形成されており、その2つの先端面11T
が、ターゲット2に対しギャップG1を挟んで対向配置
されている。
The magnet assembly 11 has a side cross-sectional shape formed in a U-shape.
Are disposed to face the target 2 with the gap G1 interposed therebetween.

【0037】ターゲット2は、図示せぬ付勢手段(或い
は吸引手段)によって図の上方に向けた付勢力(吸引
力)を常に受けている。
The target 2 is constantly receiving an urging force (attraction force) directed upward in the figure by an urging means (or suction means) not shown.

【0038】圧電素子3は、マグネットアッセンブリ1
を微駆動して、マグネットアッセンブリ1とターゲット
2間のギャップG1の大きさを調節する。
The piezoelectric element 3 includes a magnet assembly 1
Is finely driven to adjust the size of the gap G1 between the magnet assembly 1 and the target 2.

【0039】この磁気回路構造においては、前述したよ
うに、マグネットアッセンブリ1のコ字形の両先端面1
T、1Tが、ギャップG1を挟んでターゲット2と対向
配置される。その結果、永久磁石14A、14Bの発生
する磁力によって、マグネットアッセンブリ11とター
ゲット2間に、ギャップG1を通過する磁路18を有す
る1つの磁気回路17が形成され、それにより、マグネ
ットアッセンブリ11とターゲット2間に吸引力が発生
するようになっている。
In this magnetic circuit structure, as described above, both the U-shaped end surfaces 1 of the magnet assembly 1 are formed.
T and 1T are arranged to face the target 2 with the gap G1 interposed therebetween. As a result, one magnetic circuit 17 having a magnetic path 18 passing through the gap G1 is formed between the magnet assembly 11 and the target 2 by the magnetic force generated by the permanent magnets 14A and 14B. A suction force is generated between the two.

【0040】なお、マグネットアッセンブリ11は、圧
電素子3の駆動部3Aに固定されている。
The magnet assembly 11 is fixed to the driving section 3A of the piezoelectric element 3.

【0041】図2に示すように、マグネットアッセンブ
リ11は、第1及び第2の2つの磁路形成体(磁路形成
部)16A、16Bと、それらの間に挟まれて両磁路形
成体16A、16B間を磁気遮蔽する非磁性体製のスペ
ーサ19とから構成されている。
As shown in FIG. 2, the magnet assembly 11 includes first and second two magnetic path forming bodies (magnetic path forming parts) 16A and 16B, and both magnetic path forming bodies sandwiched therebetween. And a spacer 19 made of a non-magnetic material for magnetically shielding between 16A and 16B.

【0042】各磁路形成体16A、16Bは、磁性体材
料よりなるコア15A、15Bと永久磁石14A、14
Bとから構成されており、永久磁石14A、14Bの両
極(N極、S極)にコア15A、15Bが結合されてい
る。
Each of the magnetic path forming bodies 16A and 16B is composed of cores 15A and 15B made of a magnetic material and permanent magnets 14A and 14B.
B, and cores 15A and 15B are coupled to both poles (N pole and S pole) of the permanent magnets 14A and 14B.

【0043】第1の磁路形成体16Aとスペーサ19と
第2の磁路形成体16Bは、大きさを順次小さくした断
面コ字状に形成されており、この順にこれら三者を外側
から内側へ入れ子式に積層一体化することで、断面コ字
状のマグネットアッセンブリ11が構成されている。
The first magnetic path forming member 16A, the spacer 19, and the second magnetic path forming member 16B are formed in a U-shaped cross section whose size is sequentially reduced. The magnet assembly 11 having a U-shaped cross section is formed by laminating and integrating in a telescopic manner.

【0044】即ち、マグネットアッセンブリ11の先端
面11Tにおいて、スペーサ19の端面19Tを挟んで
並ぶ一対の磁路形成体16A、16Bの各端面16A
T、16BTが、ターゲット2に対しギャップG1を挟
んで対向していることになる。
That is, the end faces 16A of the pair of magnetic path forming bodies 16A and 16B are arranged on the end face 11T of the magnet assembly 11 with the end face 19T of the spacer 19 interposed therebetween.
T and 16BT face the target 2 with the gap G1 interposed therebetween.

【0045】永久磁石14A、14Bの極性は、第1、
第2の磁路形成体16A、16Bで逆向きに設定されて
いる。これにより、磁気回路17の磁路18が、ギャッ
プG1を2回往復するように形成される。つまり、磁気
回路17によって発生する磁力線が、ターゲット2と磁
路形成体16A、16Bのそれぞれの両端面16AT、
16BTとの間を順次直列に結んだ経路を巡るように、
該磁気回路17の磁路18が形成されている。
The polarities of the permanent magnets 14A and 14B are first,
The second magnetic path forming bodies 16A and 16B are set in opposite directions. As a result, the magnetic path 18 of the magnetic circuit 17 is formed so as to reciprocate twice in the gap G1. That is, the lines of magnetic force generated by the magnetic circuit 17 are both end faces 16AT of the target 2 and the magnetic path forming bodies 16A, 16B.
So as to follow a path that connects 16BT in series
A magnetic path 18 of the magnetic circuit 17 is formed.

【0046】なお、磁路の短絡が起きないように、マグ
ネットアッセンブリ11の凹部11Dの大きさやスペー
サ19の厚みは、ターゲット2とマグネットアッセンブ
リ11間のギャップG1に対して十分大きくなるよう設
定されている。
The size of the recess 11D of the magnet assembly 11 and the thickness of the spacer 19 are set to be sufficiently large with respect to the gap G1 between the target 2 and the magnet assembly 11 so as not to cause a short circuit in the magnetic path. I have.

【0047】次に作用を説明する。Next, the operation will be described.

【0048】一般に、磁石の吸引力は磁路上の磁気抵抗
で決まる。又、空気の磁気抵抗は磁性体の磁気抵抗に比
べて十分に大きい。従って、磁路上にエアギャップ(本
明細書では単に「ギャップ」と呼んでいる)がある場
合、発生する吸引力はエアギャップの大きさによってほ
ぼ決まると言ってよい。
In general, the attractive force of the magnet is determined by the magnetic resistance on the magnetic path. Further, the magnetic resistance of air is sufficiently higher than the magnetic resistance of a magnetic material. Therefore, when there is an air gap (hereinafter simply referred to as "gap") on the magnetic path, it can be said that the generated attraction force is substantially determined by the size of the air gap.

【0049】図9、図10に示した従来の磁気回路構造
では、磁気回路7中にあるギャップG1は2箇所だけ
で、磁路8はマグネットアッセンブリ1とターゲット2
の間を1回往復するだけであったが、上述した本実施形
態の磁気回路構造では、磁気回路17中にギャップG1
が計4箇所あり、磁路18がマグネットアッセンブリ1
1とターゲット2の間を2回往復する。即ち、磁路18
が磁気回路17を一巡する間にギャップG1を4回通過
することになる。
In the conventional magnetic circuit structure shown in FIGS. 9 and 10, there are only two gaps G1 in the magnetic circuit 7, and the magnetic path 8 has the magnet assembly 1 and the target 2
Only one reciprocation between the magnetic circuit 17 and the magnetic circuit structure of the present embodiment described above.
And the magnetic path 18 is the magnet assembly 1
Reciprocate between target 1 and target 2 twice. That is, the magnetic path 18
Passes through the gap G1 four times while making a round of the magnetic circuit 17.

【0050】このため、圧電素子3によりマグネットア
ッセンブリ11とターゲット2間のギャップG1の大き
さを変化させたとき、ギャップG1での磁気抵抗が従来
方式の約2倍変化する。従って、同じ駆動ストロークの
圧電素子3であっても、大きな磁気抵抗の変化を生じさ
せることができ、マグネットアッセンブリ11とターゲ
ット2間に大きな吸引力の変化を取り出すことができ
る。この結果、高ゲイン、高応答性のギャップ制御(吸
引力制御)を実現することが可能となる。
For this reason, when the size of the gap G1 between the magnet assembly 11 and the target 2 is changed by the piezoelectric element 3, the magnetic resistance in the gap G1 changes about twice as compared with the conventional method. Therefore, even with the piezoelectric element 3 having the same driving stroke, a large change in magnetic resistance can be generated, and a large change in attractive force can be obtained between the magnet assembly 11 and the target 2. As a result, gap control (attraction force control) with high gain and high response can be realized.

【0051】次に本発明の第2実施形態を説明する。Next, a second embodiment of the present invention will be described.

【0052】図3は第2実施形態の磁気回路構造におけ
るマグネットアッセンブリ21の構成を示す断面図であ
る。
FIG. 3 is a sectional view showing the structure of the magnet assembly 21 in the magnetic circuit structure according to the second embodiment.

【0053】このマグネットアッセンブリ21は、前記
第1実施形態のマグネットアッセンブリ11のコ字状断
面を中心軸Lを軸にして回転させ、全体をリング形状に
構成している。即ち、このリング状のマグネットアッセ
ンブリ21は、側面視した場合の半径断面がコ字状に形
成されており、中心部と外周部にターゲット2とギャッ
プG2を挟んで対向する端面21Tが形成され、この端
面21Tがターゲット2に対して対向配置されている。
The magnet assembly 21 is formed in a ring shape by rotating the U-shaped cross section of the magnet assembly 11 of the first embodiment about the central axis L. That is, the ring-shaped magnet assembly 21 has a U-shaped radial cross section when viewed from the side, and an end face 21T opposed to the target 2 with the gap G2 therebetween at the center and the outer periphery, The end face 21 </ b> T is arranged to face the target 2.

【0054】マグネットアッセンブリ21とターゲット
2間には、ギャップG2を通過する磁路28を有する磁
気回路27が全周に亘って同心円状に形成され、それに
より、マグネットアッセンブリ21とターゲット2間に
吸引力が発生するようになっている。
A magnetic circuit 27 having a magnetic path 28 passing through the gap G2 is formed concentrically around the entire circumference between the magnet assembly 21 and the target 2, whereby the magnetic assembly 27 is attracted between the magnet assembly 21 and the target 2. Force is generated.

【0055】前記マグネットアッセンブリ21は、第1
及び第2の2つの磁路形成体(磁路形成部)26A、2
6Bと、それらの間に挟まれて両磁路形成体26A、2
6B間を磁気遮蔽する非磁性体製のスペーサ29とから
構成されている。
The magnet assembly 21 includes a first
And the second two magnetic path forming bodies (magnetic path forming parts) 26A, 2
6B and both magnetic path forming bodies 26A,
6B and a spacer 29 made of a non-magnetic material for magnetically shielding the space between 6B.

【0056】各磁路形成体26A、26Bは、永久磁石
24A、24Bと、その両磁極に結合されたコア25
A、25Bとから構成されている。又、第1の磁路形成
体26Aとスペーサ29と第2の磁路形成体26Bは大
きさを順次小さくした半径断面コ字状のリング体として
形成されており、この順にこれら三者を外側から内側に
入れ子式に嵌合して積層一体化することにより、半径断
面コ字状のリング形のマグネットアッセンブリ21が構
成されている。従って、コア25A、25B、永久磁石
24A、24Bも単独ではリング状に形成されている。
Each magnetic path forming body 26A, 26B is composed of a permanent magnet 24A, 24B and a core 25 coupled to both magnetic poles.
A, 25B. Further, the first magnetic path forming body 26A, the spacer 29, and the second magnetic path forming body 26B are formed as a ring having a U-shaped radial cross section whose size is sequentially reduced. A ring-shaped magnet assembly 21 having a U-shape in radial cross section is formed by nesting inward from the inside and laminating and integrating. Therefore, the cores 25A and 25B and the permanent magnets 24A and 24B are also formed in a ring shape by themselves.

【0057】マグネットアッセンブリ21の端面21T
においては、スペーサ29の端面29Tを挟んで並ぶ一
対の磁路形成体26A、26Bの各端面26AT、26
BTが、ターゲット2に対しギャップG2を挟んで対向
している。又、半径方向に着磁された永久磁石24A、
24Bの極性は、第1、第2の磁路形成体26A、26
Bで逆向きに設定されている。これにより、この場合も
磁気回路27によって発生する磁力線が、ターゲット2
と磁路形成体26A、26Bのそれぞれの両端面26A
T、26BTとの間を順次直列に結んだ経路を巡るよう
に、該磁気回路17の磁路18が形成されることとな
り、磁気回路27の磁路28がギャップG2を2往復す
る。従って前記第1実施形態と同様の作用効果を得るこ
とができる。
The end face 21T of the magnet assembly 21
, The end faces 26AT, 26A of the pair of magnetic path forming bodies 26A, 26B arranged with the end face 29T of the spacer 29 interposed therebetween.
The BT faces the target 2 across the gap G2. Also, permanent magnets 24A magnetized in the radial direction,
The polarity of the first and second magnetic path forming bodies 26A, 26B
B is set in the opposite direction. Thus, also in this case, the lines of magnetic force generated by the magnetic circuit 27
And both end surfaces 26A of the magnetic path forming bodies 26A and 26B
The magnetic path 18 of the magnetic circuit 17 is formed so as to follow a path connecting the T and 26BT sequentially in series, and the magnetic path 28 of the magnetic circuit 27 makes two round trips in the gap G2. Therefore, the same function and effect as those of the first embodiment can be obtained.

【0058】次に本発明の第3実施形態を説明する。Next, a third embodiment of the present invention will be described.

【0059】図4は第3実施形態の磁気回路構造を示す
断面図、図5は図4のV−V矢視図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a magnetic circuit structure according to the third embodiment, and FIG. 5 is a view taken along the line VV of FIG.

【0060】本実施形態の磁気回路構造におけるマグネ
ットアッセンブリ31は、図3に示した第2実施形態に
おけるリング状のマグネットアッセンブリ21を変形し
たものである。即ち、図3のマグネットアッセンブリ2
1の二点鎖線枠IVで示す中心部の第1の磁路形成体2
6A部分を円柱形の(大型且つ強力な)永久磁石34で
置き換え、他の箇所の永久磁石(24A、24B)を無
くしたもので、形状的には、中心部に1個の円柱状の永
久磁石34を組み込んだ円盤状のものである。従ってこ
の場合のマグネットアッセンブリ31は、リング状のマ
グネットアッセンブリの中心部を埋めて円盤状としたも
のであると、ここでは考えることができる。
The magnet assembly 31 in the magnetic circuit structure of the present embodiment is a modification of the ring-shaped magnet assembly 21 in the second embodiment shown in FIG. That is, the magnet assembly 2 shown in FIG.
1. First magnetic path forming member 2 at the center indicated by two-dot chain line IV
The 6A portion is replaced by a cylindrical (large and strong) permanent magnet 34, and the permanent magnets (24A, 24B) at other locations are eliminated. In terms of shape, one cylindrical permanent magnet is provided at the center. It is a disk-shaped one incorporating a magnet 34. Therefore, it can be considered here that the magnet assembly 31 in this case is formed by filling the center of the ring-shaped magnet assembly into a disk shape.

【0061】このマグネットアッセンブリ31は、第1
及び第2の2つの磁路形成体(磁路形成部)36A、3
6Bと、それらの間に挟まれて両磁路形成体36A、3
6B間を磁気遮蔽する非磁性体製のスペーサ39とから
構成されている。ここで、一方の磁路形成体36Aは、
永久磁石34と、その一方の磁極に結合されたコア35
Aとから構成されている。又、他方の磁路形成体36B
は、磁石を含まない磁性体のみによって構成されてい
る。
The magnet assembly 31 includes a first
And the second two magnetic path forming bodies (magnetic path forming parts) 36A, 3
6B and both magnetic path forming bodies 36A, 3B sandwiched between them.
6B and a spacer 39 made of a non-magnetic material for magnetically shielding the space between 6B. Here, one magnetic path forming body 36A is
A permanent magnet 34 and a core 35 coupled to one of the magnetic poles
A. Also, the other magnetic path forming body 36B
Is composed only of a magnetic material that does not include a magnet.

【0062】この磁気回路構造においては、永久磁石3
4の発生する磁力によって、マグネットアッセンブリ3
1とターゲット2間に、ギャップG3を通過する磁路3
8を有する磁気回路37が形成され、それにより、マグ
ネットアッセンブリ31とターゲット2間に吸引力が発
生する。
In this magnetic circuit structure, the permanent magnet 3
4 generates a magnet assembly 3
Magnetic path 3 passing through gap G3 between target 1 and target 2
Thus, a magnetic force is generated between the magnet assembly 31 and the target 2.

【0063】マグネットアッセンブリ31の端面31T
においては、スペーサ39の端面39Tを挟んで同心円
状に並ぶ一対の磁路形成体36A、36Bの各端面36
AT、36BTが、ターゲット2に対し前記ギャップG
3を挟んで対向しており、磁気回路37中の点線で示す
磁力線38が、ギャップG3を2回往復するように磁路
28が形成されている。
The end face 31T of the magnet assembly 31
In the above, each of the end faces 36 of the pair of magnetic path forming bodies 36A and 36B concentrically arranged with the end face 39T of the spacer 39 interposed therebetween.
AT, 36BT is the gap G
The magnetic path 28 is formed so that the magnetic force line 38 indicated by a dotted line in the magnetic circuit 37 reciprocates twice in the gap G3.

【0064】この場合も、図3の例と同じく、磁路38
がギャップG3を2往復するので、前記第1実施形態と
同様の作用効果を得ることができる。
In this case, as in the example of FIG.
Makes two reciprocations in the gap G3, so that the same operation and effect as in the first embodiment can be obtained.

【0065】又、この第3実施形態におけるマグネット
アッセンブリ31の場合は、1個の円柱状永久磁石34
をリングの中心部に配置するだけで、他には永久磁石を
配置しないので、構成が簡単でコンパクト且つ低コスト
に作ることができる。
In the case of the magnet assembly 31 according to the third embodiment, one cylindrical permanent magnet 34
Is simply arranged at the center of the ring, and no other permanent magnets are arranged. Therefore, the structure can be made simple, compact, and low in cost.

【0066】又、円柱状の永久磁石34を用いるので、
図3のように半径方向に着磁した特殊な永久磁石24
A、24Bを用いる構造に比べて、より強力な永久磁石
を簡単且つ安価に入手することができる。
Also, since the columnar permanent magnet 34 is used,
Special permanent magnet 24 magnetized in the radial direction as shown in FIG.
A stronger permanent magnet can be obtained easily and inexpensively as compared with the structure using A and 24B.

【0067】次に本発明の第4実施形態を説明する。Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.

【0068】図6は第4実施形態の磁気回路構造を示す
斜視図、図7は同磁気回路構造を構成するマグネットア
ッセンブリの斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing a magnetic circuit structure of the fourth embodiment, and FIG. 7 is a perspective view of a magnet assembly constituting the same magnetic circuit structure.

【0069】図1に示した第1実施形態のマグネットア
ッセンブリ11の場合は、大きさを順次違えて断面コ字
状に形成した第1の磁路形成体16Aとスペーサ19と
第2の磁路形成体16Bとを、この順に外側から内側へ
向かって重ねて積層一体化していたが、本第4実施形態
のマグネットアッセンブリ41の場合は、第1の磁路形
成体(磁路形成部)46Aと非磁性体製のスペーサ49
と第2の磁路形成体(磁路形成部)46Bとを同じ大き
さの断面コ字状に形成し、この順にこれら三者を横に平
行に並べて積層一体化し、断面コ字状のマグネットアッ
センブリ41を構成している。
In the case of the magnet assembly 11 of the first embodiment shown in FIG. 1, a first magnetic path forming body 16A, a spacer 19, and a second magnetic path, each of which is sequentially changed in size and formed in a U-shaped cross section, are used. Although the formed body 16B is stacked and integrated in this order from the outside to the inside, in the case of the magnet assembly 41 of the fourth embodiment, the first magnetic path forming body (magnetic path forming portion) 46A is used. And non-magnetic spacer 49
And a second magnetic path forming body (magnetic path forming portion) 46B are formed in the same size in a U-shaped cross section. An assembly 41 is formed.

【0070】各磁路形成体46A、46Bは、磁性体材
料よりなるコア45A、45Bと永久磁石44A、44
Bとから構成されており、永久磁石44A、44Bの両
極(N極、S極)にコア45A、45Bが結合されてい
る。
Each of the magnetic path forming bodies 46A and 46B is composed of cores 45A and 45B made of a magnetic material and permanent magnets 44A and 44B.
B, and cores 45A and 45B are coupled to both poles (N pole and S pole) of the permanent magnets 44A and 44B.

【0071】又、断面コ字状に形成されたマグネットア
ッセンブリ41の2つの先端面41Tが、ターゲット4
2に対しギャップG4を挟んで対向配置されている。こ
の結果、永久磁石44A、44Bの発生する磁力によっ
て、マグネットアッセンブリ41とターゲット42間
に、ギャップG4を通過する磁路48を有する単一の磁
気回路47が形成され、それによりマグネットアッセン
ブリ41とターゲット42間に吸引力が発生するように
なっている。
The two end surfaces 41T of the magnet assembly 41 formed in a U-shaped cross section are
2 are arranged opposite to each other with a gap G4 interposed therebetween. As a result, a single magnetic circuit 47 having a magnetic path 48 passing through the gap G4 is formed between the magnet assembly 41 and the target 42 by the magnetic force generated by the permanent magnets 44A and 44B. A suction force is generated between 42.

【0072】断面コ字状のマグネットアッセンブリ41
の両先端面41Tにおいては、スペーサ49の端面49
Tを挟んで並ぶ一対の磁路形成体46A、46Bの各端
面46AT、46BTが、ターゲット42に対しギャッ
プG4を挟んで対向している。
A magnet assembly 41 having a U-shaped cross section
Of both ends 41T of the spacer 49
The respective end surfaces 46AT, 46BT of the pair of magnetic path forming bodies 46A, 46B arranged with the T interposed therebetween face the target 42 with the gap G4 interposed therebetween.

【0073】一方、ターゲット42側は、磁性材料で形
成した2つの磁路形成体42A、42Bと、それらの間
に挟まれて両磁路形成体42A、42Bを磁気遮蔽する
非磁性体製のスペーサ43とから構成されている。両側
の磁路形成体42A、42B及びスペーサ43は側面視
コ字状に形成されており、マグネットアッセンブリ41
に対向する面に凹部42Dが設けられている。この凹部
42Dは磁気回路47の磁路48の短絡を防止するため
のものである。
On the other hand, on the target 42 side, two magnetic path forming members 42A and 42B formed of a magnetic material, and a non-magnetic material made of a nonmagnetic material sandwiched therebetween and magnetically shielding the two magnetic path forming members 42A and 42B. And a spacer 43. The magnetic path forming bodies 42A and 42B and the spacer 43 on both sides are formed in a U-shape in side view, and the magnet assembly 41 is formed.
A concave portion 42D is provided on the surface facing the surface. The concave portion 42D is for preventing a short circuit of the magnetic path 48 of the magnetic circuit 47.

【0074】マグネットアッセンブリ41の磁路形成体
46A、46Bと、ターゲット42の磁路形成体42
A、42Bは90度、方向をずらした(回転した)対応
関係にあり、マグネットアッセンブリ41の2つの先端
面41T、41Tが、ターゲット42側の磁路形成体4
2A、42Bに対面している。
The magnetic path forming bodies 46A and 46B of the magnet assembly 41 and the magnetic path forming body 42 of the target 42
A and 42B are in a correspondence relationship in which the directions are shifted (rotated) by 90 degrees, and the two tip surfaces 41T and 41T of the magnet assembly 41 are
It faces 2A and 42B.

【0075】又、永久磁石44A、44Bの極性が、第
1、第2の磁路形成体46A、46Bで逆向きに設定さ
れており、これにより、磁気回路47によって発生する
磁力線が、ターゲット42と磁路形成体46A、46B
のそれぞれの両端面46AT、46BTとの間を順次直
列に結んだ経路を巡るように、該磁気回路47の磁路4
8が形成されることとなり、磁気回路47の磁路48が
ギャップG4を2往復する。従って前記第1実施形態と
同様の作用効果を得ることができる。
Further, the polarities of the permanent magnets 44A, 44B are set in opposite directions in the first and second magnetic path forming bodies 46A, 46B, so that the magnetic lines of force generated by the magnetic circuit 47 are directed to the target 42. And magnetic path forming bodies 46A, 46B
The magnetic path 4 of the magnetic circuit 47 is arranged so as to follow a path in which the two end faces 46AT and 46BT are sequentially connected in series.
8 are formed, and the magnetic path 48 of the magnetic circuit 47 reciprocates two times in the gap G4. Therefore, the same function and effect as those of the first embodiment can be obtained.

【0076】なお、上記第1〜第4の実施形態では、磁
気回路中の磁路が、ギャップを2往復する場合を示した
が、より多数回往復するように構成してもよい。
In the first to fourth embodiments, the case where the magnetic path in the magnetic circuit makes two reciprocations in the gap has been described. However, the magnetic path may be made to reciprocate more times.

【0077】図8の第5実施形態の磁気回路構造では、
1つの磁気回路57中の磁路58がギャップGを3往復
するように磁路を構成している。
In the magnetic circuit structure according to the fifth embodiment shown in FIG.
The magnetic path is configured so that the magnetic path 58 in one magnetic circuit 57 reciprocates in the gap G three times.

【0078】この第5実施形態の場合、マグネットアッ
センブリ51を、第1〜第3の3つの磁路形成体(磁路
形成部)56A、56B、56Cと、それらを互いに磁
気遮蔽するスペーサ(非磁性体)59とで構成してい
る。各磁路形成体56A、56B、56Cは、コア55
A、55B、55Cと永久磁石54A、54B、54C
とで構成されている。なお、第1の磁路形成体56Aに
は、永久磁石54Aが直列に2個配置されている。
In the case of the fifth embodiment, the magnet assembly 51 is made up of first to third three magnetic path forming bodies (magnetic path forming parts) 56A, 56B, 56C and spacers (non-magnetic) for magnetically shielding them from each other. (Magnetic material) 59. Each magnetic path forming body 56A, 56B, 56C is
A, 55B, 55C and permanent magnets 54A, 54B, 54C
It is composed of Note that two permanent magnets 54A are arranged in series on the first magnetic path forming body 56A.

【0079】マグネットアッセンブリ51には、凹部5
1Dを挟んで3つの端面51Tが形成され、各端面51
Tにおいてスペーサ59の端面59Tを挟んで並ぶ一対
の磁路形成体56A、56B、56Cの各端面56A
T、56BT、56CTが、ターゲット2に対しギャッ
プG5を挟んで対向している。
The magnet assembly 51 has a recess 5
Three end faces 51T are formed with 1D interposed therebetween, and each end face 51T is formed.
T, each end surface 56A of a pair of magnetic path forming bodies 56A, 56B, 56C arranged with the end surface 59T of the spacer 59 interposed therebetween.
T, 56BT, and 56CT face the target 2 with the gap G5 interposed therebetween.

【0080】又、永久磁石54A、54B、54Cの極
性が、外側の第1の磁路形成体56Aと、内側の第2、
第3の磁路形成体56B、56Cとで逆向きに設定され
ており、これにより、マグネットアッセンブリ51とタ
ーゲット2間で形成される磁気回路57中の点線で示す
磁路58が、ギャップG5を3回往復するように磁路が
形成されている。即ち、ターゲット2とギャップG5を
挟んで対向された第1、第2、第3の磁路形成体56
A、56B、56Cのそれぞれの両端面56AT、56
BT、56CTとの間を順次直列に結んだ経路を巡るよ
うに、(単一の)磁気回路47の磁路58が形成されて
いることになる。
The polarity of the permanent magnets 54A, 54B, 54C is the same as that of the outer first magnetic path forming body 56A and the inner second magnetic path forming body 56A.
The third magnetic path forming bodies 56B and 56C are set in the opposite directions, so that the magnetic path 58 indicated by a dotted line in the magnetic circuit 57 formed between the magnet assembly 51 and the target 2 forms the gap G5. A magnetic path is formed so as to reciprocate three times. That is, the first, second, and third magnetic path forming bodies 56 facing the target 2 with the gap G5 interposed therebetween.
A, 56B, 56C each end face 56AT, 56
The magnetic path 58 of the (single) magnetic circuit 47 is formed so as to follow a path connecting the BT and 56CT in series.

【0081】この磁気回路構造においては、永久磁石5
4A〜54Cの発生する磁力によって、マグネットアッ
センブリ51とターゲット2間に、ギャップG5を通過
する前記磁路58を有する磁気回路57が形成され、そ
れにより、マグネットアッセンブリ51とターゲット2
間に吸引力が発生する。
In this magnetic circuit structure, the permanent magnet 5
4A to 54C, a magnetic circuit 57 having the magnetic path 58 passing through the gap G5 is formed between the magnet assembly 51 and the target 2 and thereby the magnet assembly 51 and the target 2 are formed.
A suction force is generated in between.

【0082】この場合、磁気回路57中にギャップG5
が6箇所あり、磁路58がマグネットアッセンブリ51
とターゲット2の間を3回往復する。つまり、磁路58
が磁気回路57を一巡する間にギャップG5を6回通過
することになるため、図示しない圧電素子によりマグネ
ットアッセンブリ51とターゲット2間のギャップG5
の大きさ変化させたとき、磁気回路57中の磁気抵抗が
従来方式の約3倍変化することになり、従って、同じ駆
動ストロークの圧電素子であっても、マグネットアッセ
ンブリ51とターゲット2との間の吸引力を大きく変化
させることができる。
In this case, the gap G5 is provided in the magnetic circuit 57.
And the magnetic path 58 is the magnet assembly 51
Reciprocates three times between the target and target 2. That is, the magnetic path 58
Passes through the gap G5 six times while making a round of the magnetic circuit 57, so that a gap G5 between the magnet assembly 51 and the target 2 is formed by a piezoelectric element (not shown).
When the magnitude is changed, the magnetic resistance in the magnetic circuit 57 changes about three times as compared with the conventional method. Therefore, even if the piezoelectric element has the same drive stroke, the magnetic resistance between the magnet assembly 51 and the target 2 can be reduced. Can be greatly changed.

【0083】なお、この例でも必ずしも全部の磁路形成
体に永久磁石を配置しなくてもよい。
In this example, it is not always necessary to arrange permanent magnets in all the magnetic path forming members.

【0084】又、上記各実施形態では磁石として永久磁
石を組み込んだ場合を説明したが、永久磁石の代わりに
電磁石を配置してもよい。
In each of the above embodiments, the case where a permanent magnet is incorporated as a magnet has been described. However, an electromagnet may be arranged instead of the permanent magnet.

【0085】又、上記実施形態では、ターゲット2、4
2側は磁石を含まない磁性体のみで構成していたが、タ
ーゲット側にも磁石を組み込んで、マグネットアッセン
ブリ側とターゲット側の双方の磁石同士で吸引力を発生
させるようにしてもよく、ターゲット側にのみ磁石を組
込むようにしてもよい。いずれの場合も1つの磁気回路
において、磁石が直列に並ぶように磁石の極性を配置
し、1つの磁気回路中の磁力線がギャップを2回以上往
復するように磁路を形成すれば本発明を実現できる。
In the above embodiment, the targets 2, 4
Although the two sides are composed of only a magnetic material that does not include a magnet, a magnet may be incorporated in the target side so that an attractive force is generated between the magnets on both the magnet assembly side and the target side. A magnet may be incorporated only on the side. In any case, in one magnetic circuit, the polarity of the magnets is arranged so that the magnets are arranged in series, and the magnetic path is formed such that the magnetic lines of force in one magnetic circuit reciprocate twice or more in the gap. realizable.

【0086】これらの磁気回路構造は、従来と同様に磁
気浮上装置や磁気位置決め装置のギャップ制御装置に応
用することができる。即ち、これらの磁気回路構造にお
けるそれぞれのギャップの大きさを指標として、圧電素
子のような駆動手段によって2つの部材のうちのいずれ
かを(相手側部材に対し)フィードバック駆動するよう
にすれば、両部材間の磁気吸引力を高ゲインで所定の値
に制御することができることから、結果としてギャップ
の大きさを安定して一定に維持することのできるギャッ
プ制御装置が得られることになる。
These magnetic circuit structures can be applied to a gap control device of a magnetic levitation device or a magnetic positioning device as in the prior art. In other words, if one of the two members is feedback-driven (with respect to the counterpart member) by driving means such as a piezoelectric element using the size of each gap in these magnetic circuit structures as an index, Since the magnetic attraction force between the two members can be controlled to a predetermined value with a high gain, a gap control device that can stably maintain the size of the gap can be obtained.

【0087】[0087]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
1つの磁気回路中の磁力線がギャップを2回以上往復す
るように2つの部材間に磁路を形成したので、ギャップ
の変化に対して吸引力の変化量を大きくとることができ
る。そのため、同じギャップ変化に対し、高ゲインの応
答が可能となり、制御性を向上させることができる。
As described above, according to the present invention,
Since the magnetic path is formed between the two members so that the magnetic lines of force in one magnetic circuit reciprocate in the gap two or more times, the amount of change in the attraction force with respect to the change in the gap can be increased. Therefore, a response with a high gain is possible for the same gap change, and controllability can be improved.

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

【図1】本発明の第1実施形態の磁気回路構造の断面図FIG. 1 is a sectional view of a magnetic circuit structure according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の磁気回路構造を構成するマグネットアッ
センブリの斜視図
FIG. 2 is a perspective view of a magnet assembly constituting the magnetic circuit structure of FIG. 1;

【図3】本発明の第2実施形態の磁気回路構造を構成す
るマグネットアッセンブリの断面図
FIG. 3 is a sectional view of a magnet assembly constituting a magnetic circuit structure according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3実施形態の磁気回路構造の断面図FIG. 4 is a sectional view of a magnetic circuit structure according to a third embodiment of the present invention.

【図5】図4のV−V矢視図FIG. 5 is a view taken in the direction of arrows VV in FIG. 4;

【図6】本発明の第4実施形態の磁気回路構造の断面図FIG. 6 is a sectional view of a magnetic circuit structure according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】図6の磁気回路構造を構成するマグネットアッ
センブリの斜視図
FIG. 7 is a perspective view of a magnet assembly constituting the magnetic circuit structure of FIG. 6;

【図8】本発明の第5実施形態の磁気回路構造の断面図FIG. 8 is a sectional view of a magnetic circuit structure according to a fifth embodiment of the present invention.

【図9】従来の磁気回路構造の断面図FIG. 9 is a sectional view of a conventional magnetic circuit structure.

【図10】図9の磁気回路構造を構成するマグネットア
ッセンブリの斜視図
FIG. 10 is a perspective view of a magnet assembly constituting the magnetic circuit structure of FIG. 9;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

G1〜G5…ギャップ 2、42…ターゲット(他方の部材) 3…圧電素子(駆動手段) 11、21、31、41、51…マグネットアッセンブ
リ(一方の部材) 11T、21T、31T、41T、51T…先端面 14A,14B、24A、24B、34A、34B、4
4A、44B、54A、54B、54C…永久磁石 15A,15B、25A、25B、35A、35B、4
5A、45B、55A、55B、55C…コア 16A,16B、26A、26B、36A、36B、4
6A、46B、56A、56B、56C…磁路形成体
(磁路形成部) 16AT,16BT、26AT、26BT、36AT、
36BT、46AT、46BT、56AT、56BT、
56CT…端面 17、27、37、47、57…磁気回路 18、28、38、48、58…磁路 19、29、39、49、59…スペーサ(非磁性体) 19T、29T、39T、49T、59T…端面
G1 to G5 Gap 2, 42 Target (the other member) 3 Piezoelectric element (drive unit) 11, 21, 31, 41, 51 Magnet assembly (one member) 11T, 21T, 31T, 41T, 51T Tip surface 14A, 14B, 24A, 24B, 34A, 34B, 4
4A, 44B, 54A, 54B, 54C ... permanent magnets 15A, 15B, 25A, 25B, 35A, 35B, 4
5A, 45B, 55A, 55B, 55C ... cores 16A, 16B, 26A, 26B, 36A, 36B, 4
6A, 46B, 56A, 56B, 56C ... magnetic path forming body (magnetic path forming section) 16AT, 16BT, 26AT, 26BT, 36AT,
36BT, 46AT, 46BT, 56AT, 56BT,
56CT end face 17, 27, 37, 47, 57 magnetic circuit 18, 28, 38, 48, 58 magnetic path 19, 29, 39, 49, 59 spacer (non-magnetic material) 19T, 29T, 39T, 49T , 59T ... End face

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】2つの部材をギャップを挟んで対向配置す
ると共に、該2つの部材間に前記ギャップを通過する磁
路を有する磁気回路を形成し、この2つの部材間に所定
の吸引力を発生させる磁気回路構造において、 前記磁気回路を、該磁気回路中の磁路が前記2つの部材
間のギャップを少なくとも2往復するように形成したこ
とを特徴とする磁気回路構造。
A magnetic circuit having a magnetic path passing through the gap is formed between the two members, and a predetermined attractive force is applied between the two members. The magnetic circuit structure to be generated, wherein the magnetic circuit is formed such that a magnetic path in the magnetic circuit reciprocates at least two times in a gap between the two members.
【請求項2】請求項1において、 前記2つの部材のうちの少なくとも一方側の部材に、非
磁性体を間に介在させることによって互いに磁気遮蔽し
た2以上の磁路形成部を配置すると共に、 前記2以上の磁路形成部それぞれの両端面を前記2つの
部材のうちの他方側の部材に対しギャップを挟んで対向
させ、 前記磁気回路によって発生する磁力線が該他方側の部材
と前記2以上の磁路形成部それぞれの両端面との間を順
次直列に結んだ経路を巡るように、該磁気回路の磁路を
形成したことを特徴とする磁気回路構造。
2. The device according to claim 1, wherein at least one of the two members is provided with two or more magnetic path forming portions that are magnetically shielded from each other by interposing a non-magnetic material therebetween. Both end surfaces of each of the two or more magnetic path forming portions are opposed to the other member of the two members with a gap therebetween, and a line of magnetic force generated by the magnetic circuit is formed between the other member and the two or more members. The magnetic circuit structure of the magnetic circuit, wherein the magnetic circuit of the magnetic circuit is formed so as to follow a path sequentially connected in series with both end surfaces of the magnetic path forming portions.
【請求項3】請求項2において、 前記2以上の磁路形成部それぞれに、磁石が含まれるこ
とを特徴とする磁気回路構造。
3. The magnetic circuit structure according to claim 2, wherein each of the two or more magnetic path forming portions includes a magnet.
【請求項4】請求項2において、 前記2以上の磁路形成部の少なくとも1つが、自身に磁
石を含まないことを特徴とする磁気回路構造。
4. The magnetic circuit structure according to claim 2, wherein at least one of the two or more magnetic path forming portions does not include a magnet in itself.
【請求項5】請求項2〜4のいずれかにおいて、 前記磁路形成部として、第1の磁路形成部と第2の磁路
形成部とを、間に前記非磁性体を挟んでそれぞれ断面コ
字形に形成すると共に、この順にこれら3者を積層一体
化することにより全体が断面コ字状の前記一方側の部材
を構成し、このコ字形の先端面を前記他方側の部材に対
してギャップを挟んで対向配置したことを特徴とする磁
気回路構造。
5. The magnetic path forming section according to claim 2, wherein a first magnetic path forming section and a second magnetic path forming section are interposed with the non-magnetic material interposed therebetween. The three members are formed in a U-shaped cross section, and the three members are laminated and integrated in this order to form the one-sided member having a U-shaped cross-section. A magnetic circuit structure characterized by being arranged facing each other with a gap therebetween.
【請求項6】請求項5において、 前記第1の磁路形成部と非磁性体と第2の磁路形成部と
を大きさを順次変えて半径断面コ字状のリング体として
形成し、この順にこれら三者を嵌合して積層一体化する
ことにより全体が半径断面コ字状のリング形とされた前
記一方側の部材を構成したことを特徴とする磁気回路構
造。
6. The ring according to claim 5, wherein the first magnetic path forming portion, the non-magnetic material, and the second magnetic path forming portion are sequentially changed in size to form a U-shaped ring body with a radial cross section. A magnetic circuit structure, characterized in that the three members are fitted and laminated and integrated in this order to form the one-sided member having a ring shape with a U-shaped cross section in its entirety.
【請求項7】請求項5において、 前記第1の磁路形成部と非磁性体と第2の磁路形成部と
を同じ大きさでそれぞれ断面コ字状に形成すると共に、
この順にこれら三者を横に並べて積層一体化することに
より全体が断面コ字状とされた前記一方側の部材を構成
したことを特徴とする磁気回路構造。
7. The device according to claim 5, wherein the first magnetic path forming portion, the non-magnetic material, and the second magnetic path forming portion are each formed in the same size and have a U-shaped cross section.
A magnetic circuit structure, wherein the three members are arranged side by side in this order and laminated and integrated to constitute the one-sided member having a U-shaped cross section as a whole.
【請求項8】請求項1〜7のいずれかに記載の磁気回路
構造を備え、且つ、 前記2つの部材間のギャップの大きさを指標として該2
つの部材のうちのいずれかをフィードバック駆動するこ
とにより両部材間の磁気吸引力を所定の値に制御し、以
て前記ギャップの大きさを一定に維持し得る駆動手段を
備えたことを特徴とする2つの部材間のギャップ制御装
置。
8. A magnetic circuit structure according to claim 1, wherein said magnetic circuit structure has a gap between said two members as an index.
A driving unit that controls a magnetic attraction force between the two members to a predetermined value by feedback-driving any one of the two members, thereby maintaining a constant size of the gap. The gap control device between the two members to perform.
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