JP2002064967A - Electromagnetic linear actuator - Google Patents
Electromagnetic linear actuatorInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電気エネルギを電
磁作用により往復運動エネルギに変換するための電磁リ
ニア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 an electromagnetic linear actuator for converting electric energy into reciprocating kinetic energy by electromagnetic action.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の電磁リニアアクチュエータは、筒
状のコイルの内側の軸中心位置に永久磁石を固定したコ
アを備え、コイルに電流を流すことによってコアをコイ
ルに対して往復移動させるようにしたものである。従来
既知の電磁リニアアクチュエータは、例えば特開平10
−196832号や特許第2582032号等に提供さ
れており、その従来既知の電磁リニアアクチュエータを
図5に示す。2. Description of the Related Art A conventional electromagnetic linear actuator has a core in which a permanent magnet is fixed at an axial center position inside a cylindrical coil, and the core is reciprocated with respect to the coil by applying a current to the coil. It was done. Conventionally known electromagnetic linear actuators are disclosed in, for example,
FIG. 5 shows a conventionally known electromagnetic linear actuator, which is provided in, for example, Japanese Patent No. 196832 and Japanese Patent No. 2582032.
【0003】図5において、固定部材としての筒状のア
ウターヨーク70の内壁には、軸方向に上から下に向け
て順に筒状の第一コイル72,第二コイル74,第三コ
イル76が固定されている。第一コイル72,第二コイ
ル74,第三コイル76の軸中心位置に可動部材78が
往復移動自在に備えられている。可動部材78は、プラ
ンジャ等のコア80と、そのコア80の外表面に上から
下に向けて軸方向に隣合わせて順に備えた筒状のサイド
ヨーク82,筒状の第一永久磁石84,筒状のセンター
ヨーク86,筒状の第二永久磁石88,筒状のサイドヨ
ーク90とから成り、3個のヨーク82,86,90と
2個の永久磁石84、88をEリング92によってコア
80に固定したものである。第一永久磁石84や第二永
久磁石88との外表面とアウターヨーク70との間に
は、磁気空隙94が形成されている。In FIG. 5, a cylindrical first coil 72, a second coil 74, and a third coil 76 are arranged on an inner wall of a cylindrical outer yoke 70 as a fixing member in the axial direction from top to bottom. Fixed. A movable member 78 is provided at the axial center position of the first coil 72, the second coil 74, and the third coil 76 so as to be able to reciprocate. The movable member 78 includes a core 80 such as a plunger, and a cylindrical side yoke 82, a cylindrical first permanent magnet 84, a cylindrical side yoke provided on the outer surface of the core 80 so as to be axially adjacent to each other in the axial direction from top to bottom. A center yoke 86, a cylindrical second permanent magnet 88, and a cylindrical side yoke 90, three yokes 82, 86, 90 and two permanent magnets 84, 88 are connected to the core 80 by an E-ring 92. It is fixed to. A magnetic gap 94 is formed between the outer surfaces of the first permanent magnet 84 and the second permanent magnet 88 and the outer yoke 70.
【0004】第一コイル72,第二コイル74,第三コ
イル76は、順に交互に異なる方向に電流が流れるよう
に結線されている。即ち、第一コイル72並びに第三コ
イル76の電流の方向と、第二コイル74の電流の方向
とは逆方向に設定されている。第一永久磁石84と第二
永久磁石88は希土類永久磁石を使用している。第一永
久磁石84と第二永久磁石88は軸方向に着磁されてお
り、互いに近接する位置をN極に、互いに離れた位置を
S極に配置してある。The first coil 72, the second coil 74, and the third coil 76 are connected so that currents alternately flow in different directions. That is, the directions of the currents of the first coil 72 and the third coil 76 and the direction of the current of the second coil 74 are set in opposite directions. The first permanent magnet 84 and the second permanent magnet 88 use rare earth permanent magnets. The first permanent magnet 84 and the second permanent magnet 88 are magnetized in the axial direction, and a position close to each other is arranged on an N pole, and a position away from each other is arranged on an S pole.
【0005】ここで、第一コイル72並びに第三コイル
76において図面の表側から裏側に向けて電流を流し、
第二コイル74において図面の裏側から表側に向けて電
流を流す。これによって、二つの磁路が形成される。第
一の磁路96は、アウターヨーク70→第一コイル72
→サイドヨーク82→第一永久磁石84→センターヨー
ク86→第二コイル74→アウターヨーク70のループ
を形成する。第二の磁路98は、アウターヨーク70→
第三コイル76→サイドヨーク90→第二永久磁石88
→センターヨーク86→第二コイル74→アウターヨー
ク70のループを形成する。Here, a current is passed from the front side to the back side of the drawing in the first coil 72 and the third coil 76,
In the second coil 74, current flows from the back side of the drawing to the front side. As a result, two magnetic paths are formed. The first magnetic path 96 is formed by the outer yoke 70 → the first coil 72.
→ A side yoke 82 → a first permanent magnet 84 → a center yoke 86 → a second coil 74 → a loop of the outer yoke 70 is formed. The second magnetic path 98 is connected to the outer yoke 70 →
Third coil 76 → side yoke 90 → second permanent magnet 88
→ A center yoke 86 → a second coil 74 → a loop of the outer yoke 70 is formed.
【0006】第一コイル72,第二コイル74,第三コ
イル76に上記電流が流れると、フレミングの左手の法
則に基づく推力(図5で上方に向かう力)がコイル7
2,74,76に作用するが、コイル72,74,76
は固定部材であるアウターヨーク70に固定されている
ため、その反力が第一永久磁石84と第二永久磁石88
に働き、コア80(可動部材78)には図5で下方に移
動させる推力が働く。この反対に、第一コイル72並び
に第三コイル76に図面の裏側から表側に向かう電流を
流し、第二コイル74に図面の表側から裏側に向かう電
流を流すと、コア80(可動部材78)には図5で上方
に移動させる推力が働く。When the current flows through the first coil 72, the second coil 74, and the third coil 76, a thrust (upward force in FIG. 5) based on Fleming's left hand rule is applied to the coil 7.
2, 74, 76, but the coils 72, 74, 76
Is fixed to the outer yoke 70, which is a fixing member, so that the reaction force is generated by the first permanent magnet 84 and the second permanent magnet 88.
5, a thrust for moving the core 80 (movable member 78) downward in FIG. Conversely, when a current flowing from the back side of the drawing to the front side flows through the first coil 72 and the third coil 76 and a current flowing from the front side to the back side of the drawing flows through the second coil 74, the core 80 (movable member 78) flows through the core 80 (movable member 78). In FIG. 5, a thrust for moving upward works in FIG.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】従来の電磁リニアアク
チュエータでは、磁路96,98がコイル72,74,
76を通過するため、磁気抵抗が大きくなって磁束の減
少が発生し、希土類の永久磁石を使用しているにもかか
わらず充分な推力が得られないという不具合があった。
従来の電磁リニアアクチュエータでは、更に、ストロー
クを大きくする場合には、軸方向に着磁した第一永久磁
石84と第二永久磁石88の軸方向の長さを長くしなけ
ればならず、その分軸方向の長さが長くなるものであっ
た。In the conventional electromagnetic linear actuator, the magnetic paths 96, 98 are formed by the coils 72, 74,
76, the magnetic resistance is increased, the magnetic flux is reduced, and a sufficient thrust cannot be obtained despite the use of rare earth permanent magnets.
In the conventional electromagnetic linear actuator, when the stroke is further increased, the axial length of the first permanent magnet 84 and the second permanent magnet 88 that are magnetized in the axial direction must be increased. The length in the axial direction was long.
【0008】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、高い推力を得ると共に、小型化を可能にした電磁リ
ニアアクチュエータを提供することを目的とするもので
ある。The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to provide an electromagnetic linear actuator which can obtain high thrust and can be downsized.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電磁リニアアクチュエータは、筒状のアウタ
ーヨークの内側にコイルを備え、そのコイルの軸中心の
位置にその軸方向にコアを移動可能に備え、そのコアの
外側に永久磁石を固定し、前記コイルへの通電によって
前記コアを往復移動させる電磁リニアアクチュエータに
おいて、前記コイルをアウターヨークの軸方向に間隔を
開けて配置した第一コイルと第二コイルとから構成し、
それら第一コイルと第二コイルとの中間位置に磁性体と
してのミッドヨークを備え、前記第一コイルを中心とし
て前記ミッドヨークと反対の位置に前記アウターヨーク
に固定される磁性体としての第一インナーヨークを備
え、前記第二コイルを中心として前記ミッドヨークと反
対の位置に前記アウターヨークに固定される磁性体とし
ての第二インナーヨークを備え、前記コアを磁性体で構
成し、前記第一インナーヨークは前記コアとの間に磁気
空隙を形成し、前記第二インナーヨークは前記コアとの
間に磁気空隙を形成し、前記永久磁石を互いに接触また
は近接させた第一永久磁石と第二永久磁石との2個のも
のから構成し、それら第一永久磁石と第二永久磁石は半
径方向に着磁しかつ互いに磁極を異なる位置に配置し、
前記第一永久磁石の外表面並びに第二永久磁石の外表面
と前記ミッドヨークとの間に磁気空隙を形成するように
したものである。In order to achieve the above object, an electromagnetic linear actuator according to the present invention comprises a coil inside a cylindrical outer yoke, and has a core in the axial direction at the axial center of the coil. In the electromagnetic linear actuator which is provided so as to be movable, a permanent magnet is fixed outside the core, and the core is reciprocated by energizing the coil, the coil is disposed at an interval in the axial direction of the outer yoke. Composed of a coil and a second coil,
A mid yoke as a magnetic body is provided at an intermediate position between the first coil and the second coil, and a first yoke as a magnetic body fixed to the outer yoke at a position opposite to the mid yoke about the first coil. An inner yoke, a second inner yoke as a magnetic material fixed to the outer yoke at a position opposite to the mid yoke about the second coil, wherein the core is made of a magnetic material, The inner yoke forms a magnetic air gap with the core, the second inner yoke forms a magnetic air gap with the core, and the first permanent magnet and the second permanent magnet, which contact or approach the permanent magnet with each other. The first permanent magnet and the second permanent magnet are magnetized in the radial direction and the magnetic poles are arranged at different positions from each other,
A magnetic gap is formed between the outer surface of the first permanent magnet and the outer surface of the second permanent magnet and the mid yoke.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】次に本発明を図面に基づいて説明
する。図1は本発明に係る電磁リニアアクチュエータの
一実施形態を示す断面図であり、コイルに通電されてい
ない状態を示すものである。固定部材としての筒状のア
ウターヨーク10の内壁には、ミッドヨーク12を中央
に挟んで第一コイル14と第二コイル16とが軸方向に
固定されている。第一コイル14と第二コイル16は、
互いに異なる方向に電流が流れるように結線されてい
る。第一コイル14を中心としてミッドヨーク12の反
対側に第一インナーヨーク20が備えられ、その第一イ
ンナーヨーク20は筒状のアウターヨーク10の内壁に
固定されている。第二コイル16を中心としてミッドヨ
ーク12の反対側に第二インナーヨーク22が備えら
れ、その第二インナーヨーク22は筒状のアウターヨー
ク10の内壁に固定されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the electromagnetic linear actuator according to the present invention, and shows a state in which a coil is not energized. A first coil 14 and a second coil 16 are axially fixed to an inner wall of a cylindrical outer yoke 10 as a fixing member with a mid yoke 12 interposed therebetween. The first coil 14 and the second coil 16 are
The wires are connected so that currents flow in different directions. A first inner yoke 20 is provided on the opposite side of the mid yoke 12 about the first coil 14, and the first inner yoke 20 is fixed to an inner wall of the cylindrical outer yoke 10. A second inner yoke 22 is provided on the opposite side of the mid yoke 12 about the second coil 16, and the second inner yoke 22 is fixed to the inner wall of the cylindrical outer yoke 10.
【0011】2個のコイル14,16と3個のヨーク1
2,20,22を内壁に固定した筒状のアウターヨーク
10の軸中心位置において、その軸方向に可動部材24
が往復移動自在に備えられている。可動部材24は磁性
体から成るコア26と、そのコア26の外表面に互いに
接合固定した筒状の第一永久磁石28と筒状の第二永久
磁石30を固定したものである。これら第一永久磁石2
8と筒状の第二永久磁石30は、希土類永久磁石から成
る。これら第一永久磁石28と第二永久磁石30はそれ
ぞれ、半径方向に軸方向に着磁されており、第一永久磁
石28は内壁側をS極で外壁側をN極とし、第二永久磁
石30は内壁側をN極で外壁側をS極とする。即ち、隣
合う第一永久磁石28と第二永久磁石30の半径方向の
外側と内側の磁極は、異なるものに設定してある。Two coils 14 and 16 and three yokes 1
At the axial center position of the cylindrical outer yoke 10 having the inner members 2, 20, 22 fixed to the inner wall, the movable member 24 is moved in the axial direction.
Are reciprocally movable. The movable member 24 has a core 26 made of a magnetic material, and a cylindrical first permanent magnet 28 and a cylindrical second permanent magnet 30 fixedly joined to each other on the outer surface of the core 26. These first permanent magnets 2
8 and the cylindrical second permanent magnet 30 are made of rare earth permanent magnets. The first permanent magnet 28 and the second permanent magnet 30 are each magnetized in the axial direction in the radial direction, and the first permanent magnet 28 has an S pole on the inner wall side and an N pole on the outer wall side, and a second permanent magnet. Reference numeral 30 denotes an N pole on the inner wall side and an S pole on the outer wall side. That is, the outer and inner magnetic poles of the adjacent first permanent magnet 28 and second permanent magnet 30 in the radial direction are set to be different.
【0012】第一インナーヨーク20は、磁気空隙32
を介してコア26に近接する第一突出部34と、その第
一突出部34の半径方向の途中位置からミッドヨーク1
2側に向けて軸方向に伸びる第一段部36とを有する。
第一突出部34の側面には第一永久磁石28に対向する
第一対向面38を有する。第一段部36には、磁気空隙
39を介して第一永久磁石28の外表面と対向する第一
段部対向面40を有する。第一対向面38と第一段部対
向面40とコア26の外表面と第一永久磁石28とによ
って第一空間42が形成される。その第一空間42へ
は、第一永久磁石28が出入可能となっている。また、
第一永久磁石28の外表面とミッドヨーク12の自由先
端との間は、磁気空隙43を介して対面している。The first inner yoke 20 has a magnetic air gap 32.
A first protruding portion 34 that is close to the core 26 through the mid yoke 1
A first step portion 36 extending in the axial direction toward the two sides.
The first protrusion 34 has a first facing surface 38 facing the first permanent magnet 28 on a side surface. The first step portion 36 has a first step portion facing surface 40 that faces the outer surface of the first permanent magnet 28 via the magnetic gap 39. A first space 42 is formed by the first facing surface 38, the first step facing surface 40, the outer surface of the core 26, and the first permanent magnet 28. The first permanent magnet 28 can enter and exit the first space 42. Also,
The outer surface of the first permanent magnet 28 and the free tip of the mid yoke 12 face each other via the magnetic gap 43.
【0013】第二インナーヨーク22は、磁気空隙44
を介してコア26に近接する第二突出部46と、その第
一突出部46の半径方向の途中位置からミッドヨーク1
2側に向けて軸方向に伸びる第二段部48とを有する。
第二突出部46の側面には第二永久磁石30に対向する
第二対向面50を有する。第二段部48には、磁気空隙
51を介して第二永久磁石30の外表面と対向する第二
段部対向面52を有する。第二対向面50と第二段部対
向面54とコア26の外表面と第二永久磁石30とによ
って第二空間54が形成される。その第二空間54へ
は、第二永久磁石30が出入可能となっている。また、
第二永久磁石30の外表面とミッドヨーク12の自由先
端との間は、磁気空隙55を介して対面している。The second inner yoke 22 has a magnetic air gap 44.
A second protruding portion 46 that is close to the core 26 through the mid yoke 1
And a second step portion 48 extending in the axial direction toward the two sides.
The side surface of the second protrusion 46 has a second facing surface 50 facing the second permanent magnet 30. The second step portion 48 has a second step portion facing surface 52 that faces the outer surface of the second permanent magnet 30 via the magnetic gap 51. The second space 54 is formed by the second facing surface 50, the second step facing surface 54, the outer surface of the core 26, and the second permanent magnet 30. The second permanent magnet 30 can enter and exit the second space 54. Also,
The outer surface of the second permanent magnet 30 and the free tip of the mid yoke 12 face each other via the magnetic gap 55.
【0014】図1に示すような第一コイル14並びに第
二コイル16に電流を流さない状態においては、第一永
久磁石28→ミッドヨーク12→第二永久磁石30→コ
ア26→第一永久磁石28という磁路56が形成され
る。この状態では、第一永久磁石28と第二永久磁石3
0の接合面は、ミッドヨーク12の厚みの中心に位置す
る。図1の状態では更に、第一永久磁石28→第一イン
ナーヨーク20→コア26→第一永久磁石28という磁
路58が形成されると共に、第二永久磁石30→コア2
6→第二インナーヨーク22→第二永久磁石30という
磁路60が形成される。When no current is applied to the first coil 14 and the second coil 16 as shown in FIG. 1, the first permanent magnet 28 → the mid yoke 12 → the second permanent magnet 30 → the core 26 → the first permanent magnet 28 is formed. In this state, the first permanent magnet 28 and the second permanent magnet 3
The zero bonding surface is located at the center of the thickness of the mid yoke 12. In the state of FIG. 1, a magnetic path 58 of the first permanent magnet 28 → the first inner yoke 20 → the core 26 → the first permanent magnet 28 is further formed, and the second permanent magnet 30 → the core 2
A magnetic path 60 of 6 → second inner yoke 22 → second permanent magnet 30 is formed.
【0015】この図1の状態においては、磁気空隙39
を介して対面する第一永久磁石28の外表面と第一段部
対向面40とは、充分なオーバーラップ長さL1を有す
る。同様に、磁気空隙51を介して対面する第二永久磁
石30の外表面と第二段部対向面52とは、充分なオー
バーラップ長さL2を有する。対面長さL1と対面長さ
L2とは同じ長さになるよう設定する。In the state shown in FIG.
The outer surface of the first permanent magnet 28 and the first step facing surface 40 facing each other have a sufficient overlap length L1. Similarly, the outer surface of the second permanent magnet 30 facing through the magnetic gap 51 and the second step facing surface 52 have a sufficient overlap length L2. The facing length L1 and the facing length L2 are set to be the same length.
【0016】次に、図1の状態から、第一コイル14に
おいて図1の裏側から表側に向けて電流を流し、第二コ
イル16において図1の表側から裏側に向けて電流を流
す。この電流が流れた状態を図2に示す。これによっ
て、第一コイル14の周囲に磁路62が形成されると共
に、第二コイル16の周囲に磁路64が形成される。磁
路62は、アウターヨーク10→第一インナーヨーク2
0→コア26→第一永久磁石28→ミッドヨーク12→
アウターヨーク10のループを形成する。磁路64は、
アウターヨーク10→第二インナーヨーク22→第二永
久磁石30→コア26→第一永久磁石28→ミッドヨー
ク12→アウターヨーク10のループを形成する。Next, from the state of FIG. 1, a current flows in the first coil 14 from the back side of FIG. 1 to the front side, and a current flows in the second coil 16 from the front side of FIG. FIG. 2 shows a state in which this current flows. Thereby, a magnetic path 62 is formed around the first coil 14 and a magnetic path 64 is formed around the second coil 16. The magnetic path 62 extends from the outer yoke 10 to the first inner yoke 2
0 → core 26 → first permanent magnet 28 → mid yoke 12 →
A loop of the outer yoke 10 is formed. The magnetic path 64
The outer yoke 10 → the second inner yoke 22 → the second permanent magnet 30 → the core 26 → the first permanent magnet 28 → the mid yoke 12 → the loop of the outer yoke 10 is formed.
【0017】第一コイル14並びに第二コイル16への
通電によって、磁路62と磁路64とが通る第一永久磁
石28とミッドヨーク12とが引き付けられる。これに
よって、図1の状態からコア26に下方への推力が発生
し、コア26と第一永久磁石28と第二永久磁石30と
が下方へ移動して、図2の状態となる。When the first coil 14 and the second coil 16 are energized, the first permanent magnet 28 and the mid yoke 12 through which the magnetic paths 62 and 64 pass are attracted. Thus, a downward thrust is generated in the core 26 from the state of FIG. 1, and the core 26, the first permanent magnet 28, and the second permanent magnet 30 move downward, and the state of FIG. 2 is obtained.
【0018】図2の状態においては、第二永久磁石30
の外周面と第二段部対向面52とは充分な長さにおいて
オーバーラップする。図2においては、第一永久磁石2
8と第二永久磁石30の接合面は、ミッドヨーク12と
半径方向においてオーバーラップ(L3)する箇所を有
するよう設定する。これによって、図1で示した磁路5
6(第一永久磁石28→ミッドヨーク12→第二永久磁
石30→コア26→第一永久磁石28)を図2の状態で
も形成するようにする。また、第一永久磁石28の外周
面と第一段部対向面40とは半径方向においてオーバー
ラップ(L4)する箇所を有するよう設定する。これに
よって、図1で示した磁路58(第一永久磁石28→第
一インナーヨーク20→コア26→第一永久磁石28)
を図2の状態でも形成するようにする。これらの磁路5
6と磁路58の形成は、図2の状態から第一コイル14
と第二コイル16への通電がなくなった場合に、これら
の磁路56と磁路58によってコア26を図1の状態に
戻す働きをさせるためである。In the state of FIG. 2, the second permanent magnet 30
And the second step portion facing surface 52 overlap with a sufficient length. In FIG. 2, the first permanent magnet 2
The joint surface between the second permanent magnet 8 and the second permanent magnet 30 is set to have a portion that overlaps (L3) in the radial direction with the mid yoke 12. Thereby, the magnetic path 5 shown in FIG.
6 (first permanent magnet 28 → mid yoke 12 → second permanent magnet 30 → core 26 → first permanent magnet 28) is also formed in the state of FIG. In addition, the outer peripheral surface of the first permanent magnet 28 and the first step portion opposing surface 40 are set so as to have a portion that overlaps (L4) in the radial direction. Thereby, the magnetic path 58 (first permanent magnet 28 → first inner yoke 20 → core 26 → first permanent magnet 28) shown in FIG.
Is formed also in the state of FIG. These magnetic paths 5
6 and the magnetic path 58 are formed from the state of FIG.
When the power supply to the second coil 16 is stopped, the magnetic path 56 and the magnetic path 58 return the core 26 to the state shown in FIG.
【0019】次に、第一コイル14において図1の表側
から裏側に向けて電流を流し、第二コイル16において
図1の裏側から表側に向けて電流を流す。この電流が流
れた状態を図3に示す。これによって、第一コイル14
の周囲に磁路66が形成されると共に、第二コイル16
の周囲に磁路68が形成される。磁路66は、アウター
ヨーク10→ミッドヨーク12→第二永久磁石30→コ
ア26→第一永久磁石28→第一インナーヨーク20→
アウターヨーク10のループを形成する。磁路68は、
アウターヨーク10→ミッドヨーク12→第二永久磁石
30→コア26→第二インナーヨーク22→アウターヨ
ーク10のループを形成する。Next, a current flows in the first coil 14 from the front side to the back side in FIG. 1, and a current flows in the second coil 16 from the back side to the front side in FIG. FIG. 3 shows a state in which the current flows. Thereby, the first coil 14
A magnetic path 66 is formed around the second coil 16.
A magnetic path 68 is formed around. The magnetic path 66 is formed by the outer yoke 10 → the mid yoke 12 → the second permanent magnet 30 → the core 26 → the first permanent magnet 28 → the first inner yoke 20 →
A loop of the outer yoke 10 is formed. The magnetic path 68 is
A loop of the outer yoke 10 → the mid yoke 12 → the second permanent magnet 30 → the core 26 → the second inner yoke 22 → the outer yoke 10 is formed.
【0020】第一コイル14並びに第二コイル16への
通電によって、磁路66と磁路68とが通る第二永久磁
石30とミッドヨーク12とが引き付けられる。これに
よって、図1の状態からコア26に上方への推力が発生
し、コア26と第一永久磁石28と第二永久磁石30と
が上方へ移動して、図3の状態となる。The energization of the first coil 14 and the second coil 16 attracts the second permanent magnet 30 and the mid yoke 12 through which the magnetic paths 66 and 68 pass. Thus, an upward thrust is generated in the core 26 from the state of FIG. 1, and the core 26, the first permanent magnet 28, and the second permanent magnet 30 move upward, and the state of FIG. 3 is obtained.
【0021】図3の状態においては、第一永久磁石28
の外周面と第一段部対向面40とは充分な長さにおいて
オーバーラップする。この図3においても、第一永久磁
石28と第二永久磁石30の接合面は、ミッドヨーク1
2と半径方向においてオーバーラップ(L5)する箇所
を有するよう設定する。これによって、図1で示した磁
路56(第一永久磁石28→ミッドヨーク12→第二永
久磁石30→コア26→第一永久磁石28)を図3の状
態でも形成するようにする。また、第二永久磁石30の
外周面と第二段部対向面52とは半径方向においてオー
バーラップ(L6)する箇所を有するよう設定する。こ
れによって、図1で示した磁路60(第二永久磁石30
→コア26→第二インナーヨーク22→第二永久磁石3
0)を図3の状態でも形成するようにする。これらの磁
路56と磁路60の形成は、図3の状態から第一コイル
14と第二コイル16への通電がなくなった場合に、こ
れらの磁路56と磁路58によってコア26を図1の状
態に戻す働きをさせるためである。In the state shown in FIG. 3, the first permanent magnet 28
And the first step portion facing surface 40 overlap with a sufficient length. Also in FIG. 3, the joint surface between the first permanent magnet 28 and the second permanent magnet 30 is the mid yoke 1
2 is set so as to have a portion overlapping (L5) in the radial direction. Thus, the magnetic path 56 (first permanent magnet 28 → mid yoke 12 → second permanent magnet 30 → core 26 → first permanent magnet 28) shown in FIG. 1 is formed even in the state of FIG. Further, the outer peripheral surface of the second permanent magnet 30 and the second step portion opposing surface 52 are set to have a portion that overlaps (L6) in the radial direction. Thereby, the magnetic path 60 (second permanent magnet 30) shown in FIG.
→ core 26 → second inner yoke 22 → second permanent magnet 3
0) is formed even in the state of FIG. The formation of the magnetic path 56 and the magnetic path 60 is such that when the power supply to the first coil 14 and the second coil 16 is stopped from the state of FIG. This is for the function of returning to the state of 1.
【0022】以上のように構成した本発明では、図2や
図3に示すように、第一コイル14と第二コイル16に
通電された際にできる磁路62,64,66,68は、
永久磁石28,30とミッドヨーク12とインナーヨー
ク20,22を通過するが、コイル14,16を通過す
るものではない。これは、磁路62,64,66,68
は、第一コイル14と第二コイル16との間に設けたミ
ッドヨーク12を経由するようにしたので可能となる。
従って、本発明では、従来のような磁路がコイルを通過
するものと比べて磁気抵抗が小さく、磁束の減少を防ぐ
ことができる。よって、本発明は従来のものより大きな
推力を得ることができる。ここで、本発明と従来例との
推力の比較を図4に示す。図4において、本発明は従来
例と比べて2倍以上の推力が得られることを示してい
る。In the present invention configured as described above, as shown in FIGS. 2 and 3, the magnetic paths 62, 64, 66, and 68 formed when the first coil 14 and the second coil 16 are energized,
It passes through the permanent magnets 28 and 30, the mid yoke 12 and the inner yokes 20 and 22, but does not pass through the coils 14 and 16. This is because the magnetic paths 62, 64, 66, 68
Is made possible through the mid yoke 12 provided between the first coil 14 and the second coil 16.
Therefore, in the present invention, the magnetic resistance is smaller than that in the conventional case where the magnetic path passes through the coil, and a decrease in the magnetic flux can be prevented. Therefore, the present invention can obtain a larger thrust than the conventional one. Here, FIG. 4 shows a comparison of the thrust between the present invention and the conventional example. FIG. 4 shows that the present invention can obtain a thrust twice or more as compared with the conventional example.
【0023】本発明では、図2及び図3の状態において
も、第一永久磁石28と第二永久磁石30の接合面とミ
ッドヨーク12とを半径方向においてオーバーラップす
る箇所を有するよう設定してある。この際、ミッドヨー
ク12の厚さを厚くすれば、コア26のストロークを大
きくすることができる。即ち、ストロークを大きくする
ためには、従来例では軸方向に磁極を配置した一対の永
久磁石の軸方向の長さを長くしなければならなかったの
に対し、本発明ではミッドヨーク12の厚さを厚くすれ
ば良い。この結果、同じストロークを得るにしても、本
発明は従来例より小型化が可能となる。In the present invention, even in the state shown in FIGS. 2 and 3, the joint surface between the first permanent magnet 28 and the second permanent magnet 30 and the mid yoke 12 are set so as to have a portion which overlaps in the radial direction. is there. At this time, if the thickness of the mid yoke 12 is increased, the stroke of the core 26 can be increased. That is, in order to increase the stroke, the length of the pair of permanent magnets in which the magnetic poles are arranged in the axial direction had to be increased in the conventional example. You just need to make it thicker. As a result, even if the same stroke is obtained, the present invention can be made smaller than the conventional example.
【0024】なお、前記説明においては、第一永久磁石
28と第二永久磁石30とを接合させたとしたが、間に
厚さの薄い部材を介して両者を取り付けるようにしても
良い。また、第一永久磁石28と第二永久磁石30とを
筒状としたが、それら第一永久磁石28と第二永久磁石
30はセグメント形状の磁石としても良い。In the above description, the first permanent magnet 28 and the second permanent magnet 30 are joined, but they may be attached via a thin member between them. Although the first permanent magnet 28 and the second permanent magnet 30 are cylindrical, the first permanent magnet 28 and the second permanent magnet 30 may be segment-shaped magnets.
【0025】[0025]
【発明の効果】以上のように、本発明に係わる電磁リニ
アアクチュエータによれば、コイルを避けて、永久磁石
とヨークとを通る磁路を形成することによって磁束の減
少を防いで、従来のものより推力を高めることができ
た。本発明では更に、ミッドヨークの厚みを厚くするこ
とによってコアのストロークを大きくすることができる
ので、永久磁石の磁極方向の長さを長くすることによっ
てストロークを大きくする従来例と比べて、小型化を達
成することができる。As described above, according to the electromagnetic linear actuator according to the present invention, the magnetic flux is prevented from being reduced by forming a magnetic path passing through the permanent magnet and the yoke, avoiding the coil. The thrust could be increased more. Further, in the present invention, the stroke of the core can be increased by increasing the thickness of the mid yoke, so that the size can be reduced compared to the conventional example in which the stroke is increased by increasing the length of the permanent magnet in the magnetic pole direction. Can be achieved.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明に係る電磁リニアアクチュエータの一実
施形態を示す断面図であって、コイルに電流が流れてい
ない状態を示すものである。FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of an electromagnetic linear actuator according to the present invention, showing a state in which no current flows through a coil.
【図2】図1の状態からコイルに一方方向の電流が流れ
た状態を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which a current in one direction flows through the coil from the state of FIG.
【図3】図1の状態からコイルに他方方向の電流が流れ
た状態を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which a current flows in the coil in the other direction from the state of FIG.
【図4】本発明と従来例とのストロークと推力の関係を
示す特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between stroke and thrust between the present invention and a conventional example.
【図5】従来の電磁リニアアクチュエータを示す断面図
である。FIG. 5 is a sectional view showing a conventional electromagnetic linear actuator.
10 アウターヨーク 12 ミッドヨーク 14 第一コイル 16 第二コイル 20 第一インナーヨーク 22 第二インナーヨーク 26 コア 28 第一永久磁石 30 第二永久磁石 32 空隙 39 空隙 43 空隙 44 空隙 51 空隙 55 空隙 Reference Signs List 10 outer yoke 12 mid yoke 14 first coil 16 second coil 20 first inner yoke 22 second inner yoke 26 core 28 first permanent magnet 30 second permanent magnet 32 gap 39 gap 43 gap 44 gap 51 gap 55 gap
フロントページの続き Fターム(参考) 5H633 BB08 GG02 GG04 GG13 HH03 HH05 HH13 HH27 HH28 5H641 BB06 BB14 BB19 GG02 GG12 HH03 HH05 HH07 HH14 HH19 HH20 Continued on the front page F term (reference) 5H633 BB08 GG02 GG04 GG13 HH03 HH05 HH13 HH27 HH28 5H641 BB06 BB14 BB19 GG02 GG12 HH03 HH05 HH07 HH14 HH19 HH20
Claims (3)
備え、そのコイルの軸中心の位置にその軸方向にコアを
移動可能に備え、そのコアの外側に永久磁石を固定し、
前記コイルへの通電によって前記コアを往復移動させる
電磁リニアアクチュエータにおいて、前記コイルをアウ
ターヨークの軸方向に間隔を開けて配置した第一コイル
と第二コイルとから構成し、それら第一コイルと第二コ
イルとの中間位置に磁性体としてのミッドヨークを備
え、前記第一コイルを中心として前記ミッドヨークと反
対の位置に前記アウターヨークに固定される磁性体とし
ての第一インナーヨークを備え、前記第二コイルを中心
として前記ミッドヨークと反対の位置に前記アウターヨ
ークに固定される磁性体としての第二インナーヨークを
備え、前記コアを磁性体で構成し、前記第一インナーヨ
ークは前記コアとの間に磁気空隙を形成し、前記第二イ
ンナーヨークは前記コアとの間に磁気空隙を形成し、前
記永久磁石を互いに接触または近接させた第一永久磁石
と第二永久磁石との2個のものから構成し、それら第一
永久磁石と第二永久磁石は半径方向に着磁しかつ互いに
磁極を異なる位置に配置し、前記第一永久磁石の外表面
並びに第二永久磁石の外表面と前記ミッドヨークとの間
に磁気空隙を形成したことを特徴とする電磁リニアアク
チュエータ。A coil is provided inside a cylindrical outer yoke, a core is movably provided in the axial direction at a position of an axial center of the coil, and a permanent magnet is fixed outside the core.
In an electromagnetic linear actuator that reciprocates the core by energizing the coil, the coil includes a first coil and a second coil arranged at intervals in an axial direction of an outer yoke, and the first coil and the second coil are arranged. A mid yoke as a magnetic body is provided at an intermediate position between the two coils, and a first inner yoke as a magnetic body fixed to the outer yoke is provided at a position opposite to the mid yoke with respect to the first coil. A second inner yoke as a magnetic material fixed to the outer yoke at a position opposite to the mid yoke with the second coil as a center, wherein the core is formed of a magnetic material, and the first inner yoke is provided with the core. A magnetic gap is formed between the cores, and the second inner yoke forms a magnetic gap between the core and the core. The first permanent magnet and the second permanent magnet are touched or brought close to each other, the first permanent magnet and the second permanent magnet are magnetized in the radial direction, and the magnetic poles are arranged at different positions from each other. An electromagnetic linear actuator, wherein a magnetic gap is formed between the outer surface of the first permanent magnet and the outer surface of the second permanent magnet and the mid yoke.
石と前記ミッドヨークとの磁気空隙が、前記第一コイル
並びに前記第二コイルへの通電及び非通電のいずれの状
態においても、半径方向においてオーバーラップする箇
所を有するようにしたことを特徴とする請求項1記載の
電磁リニアアクチュエータ。2. The magnetic air gap between the first permanent magnet and the second permanent magnet and the mid yoke is in a radial direction regardless of whether the first coil and the second coil are energized or de-energized. 2. The electromagnetic linear actuator according to claim 1, wherein the electromagnetic linear actuator has an overlapping portion.
の通電及び非通電のいずれの状態においても、前記第一
永久磁石が前記第一インナーヨークと半径方向において
オーバーラップする磁気空隙を有し、かつ前記第二永久
磁石が第二インナーヨークと半径方向においてオーバー
ラップする磁気空隙を有するようにしたことを特徴とす
る請求項1乃至2記載の電磁リニアアクチュエータ。3. A magnetic gap in which the first permanent magnet radially overlaps with the first inner yoke in both the energized state and the de-energized state of the first coil and the second coil. 3. The electromagnetic linear actuator according to claim 1, wherein the second permanent magnet has a magnetic air gap radially overlapping the second inner yoke.
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Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005328672A (en) * | 2004-05-17 | 2005-11-24 | Shinko Electric Co Ltd | Linear actuator |
JP2005328685A (en) * | 2004-05-17 | 2005-11-24 | Shinko Electric Co Ltd | Linear actuator |
JP2005328655A (en) * | 2004-05-14 | 2005-11-24 | Shinko Electric Co Ltd | Linear actuator |
KR100548929B1 (en) * | 2003-03-18 | 2006-02-02 | 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤 | A linear actuator, a pump apparatus using the same, and a compressor apparatus |
JP2014180150A (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Thk Co Ltd | Linear motor |
WO2016067903A1 (en) * | 2014-10-28 | 2016-05-06 | アズビル株式会社 | Actuator |
JP2016086626A (en) * | 2014-10-28 | 2016-05-19 | アズビル株式会社 | Actuator |
EP2595289A4 (en) * | 2010-07-12 | 2018-03-07 | Sinfonia Technology Co., Ltd. | Moving core linear actuator |
EP2595290A4 (en) * | 2010-07-12 | 2018-03-14 | Sinfonia Technology Co., Ltd. | Movable iron core type linear actuator |
CN113273066A (en) * | 2019-01-02 | 2021-08-17 | 晓星重工业株式会社 | Brake |
EP3939708A4 (en) * | 2019-03-12 | 2022-11-23 | Alps Alpine Co., Ltd. | Electromagnetic drive device and operation device |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5457317U (en) * | 1977-09-30 | 1979-04-20 | ||
JPH01321854A (en) * | 1988-06-23 | 1989-12-27 | Seiko Epson Corp | Reciprocating driver |
JPH08130862A (en) * | 1994-11-02 | 1996-05-21 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | Moving magnet linear actuator |
JPH11351322A (en) * | 1998-06-05 | 1999-12-24 | Tokai Rubber Ind Ltd | Exciter for active damping |
-
2000
- 2000-08-17 JP JP2000247242A patent/JP2002064967A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5457317U (en) * | 1977-09-30 | 1979-04-20 | ||
JPH01321854A (en) * | 1988-06-23 | 1989-12-27 | Seiko Epson Corp | Reciprocating driver |
JPH08130862A (en) * | 1994-11-02 | 1996-05-21 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | Moving magnet linear actuator |
JPH11351322A (en) * | 1998-06-05 | 1999-12-24 | Tokai Rubber Ind Ltd | Exciter for active damping |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100548929B1 (en) * | 2003-03-18 | 2006-02-02 | 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤 | A linear actuator, a pump apparatus using the same, and a compressor apparatus |
JP4692711B2 (en) * | 2004-05-14 | 2011-06-01 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | Linear actuator |
JP2005328655A (en) * | 2004-05-14 | 2005-11-24 | Shinko Electric Co Ltd | Linear actuator |
JP2005328685A (en) * | 2004-05-17 | 2005-11-24 | Shinko Electric Co Ltd | Linear actuator |
JP4572577B2 (en) * | 2004-05-17 | 2010-11-04 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | Linear actuator |
JP4692712B2 (en) * | 2004-05-17 | 2011-06-01 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | Linear actuator |
JP2005328672A (en) * | 2004-05-17 | 2005-11-24 | Shinko Electric Co Ltd | Linear actuator |
EP2595289A4 (en) * | 2010-07-12 | 2018-03-07 | Sinfonia Technology Co., Ltd. | Moving core linear actuator |
EP2595290A4 (en) * | 2010-07-12 | 2018-03-14 | Sinfonia Technology Co., Ltd. | Movable iron core type linear actuator |
JP2014180150A (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Thk Co Ltd | Linear motor |
WO2016067903A1 (en) * | 2014-10-28 | 2016-05-06 | アズビル株式会社 | Actuator |
JP2016086626A (en) * | 2014-10-28 | 2016-05-19 | アズビル株式会社 | Actuator |
CN107112883A (en) * | 2014-10-28 | 2017-08-29 | 阿自倍尔株式会社 | Actuator |
CN113273066A (en) * | 2019-01-02 | 2021-08-17 | 晓星重工业株式会社 | Brake |
EP3939708A4 (en) * | 2019-03-12 | 2022-11-23 | Alps Alpine Co., Ltd. | Electromagnetic drive device and operation device |
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