JP2003189578A - Movable magnet type electromagnetic actuator - Google Patents

Movable magnet type electromagnetic actuator

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JP2003189578A
JP2003189578A JP2001381903A JP2001381903A JP2003189578A JP 2003189578 A JP2003189578 A JP 2003189578A JP 2001381903 A JP2001381903 A JP 2001381903A JP 2001381903 A JP2001381903 A JP 2001381903A JP 2003189578 A JP2003189578 A JP 2003189578A
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Hisashi Yajima
島 久 志 矢
Nobuhiro Fujiwara
原 伸 広 藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an electromagnetic actuator in which an increase in thickness as a whole is suppressed while a sufficient thrust is assured and a size can be reduced. <P>SOLUTION: The magnet movable type electromagnetic actuator comprises an inner yoke 10a for forming an inside pole teeth 11A, an outer yoke 10b for forming an outside pole teeth 12A, a yoke 10A having a space 13A between the yokes 10a and 10b, an annular exciting coil 14 housed in the space 13A and surrounding the periphery of the yoke 10a, and a permanent magnet 15 magnetized at N-poles and S-poles in the radial direction and arranged so as to be freely displacable in the axial direction of the yoke 10A. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、磁石可動型の電磁
アクチュエータに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a movable magnet type electromagnetic actuator.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、電磁的に目的物を移動させる
往復運動装置として、励磁コイルに電圧を印加し、その
磁気力によって、出力軸に連結された可動鉄心に直線的
な運動を与える電磁ソレノイド(電磁アクチュエータ)
は知られている。この電磁ソレノイドは、構造は簡単で
あるが、鉄心を励磁コイルの内部に含んでいるため、電
気的な応答を良くするのが難しいという問題があり、こ
れを解消するためには、起動時に励磁コイルに大電圧を
印可する必要がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a reciprocating device for electromagnetically moving an object, an electromagnetic wave is applied to a movable iron core connected to an output shaft by applying a voltage to an exciting coil and by its magnetic force. Solenoid (electromagnetic actuator)
Is known. Although this electromagnetic solenoid has a simple structure, it has a problem that it is difficult to improve the electrical response because the iron core is included inside the exciting coil. It is necessary to apply a large voltage to the coil.

【0003】この問題を解消するため、本発明者は、上
記可動鉄心に代えて永久磁石を使用することにより電気
的応答性を高めた電磁アクチュエータを提案している
(特願2000−217304号)。この電磁アクチュ
エータにおいては、上記電磁ソレノイドのように起動時
に大電圧を印加しなくても、永久磁石の磁気と通電時に
励磁コイルから発生する電磁気とを利用して応答性を高
めている。このような電磁アクチュエータにおいて、高
い電気的応答性を確保した状態でより強力な推力を確保
する必要がある場合には、励磁コイルの巻数を大きくす
るか、又は永久磁石を大きくして磁力を大きくする必要
があると考えられるが、アクチュエータ全体が太くなっ
てしまう場合があり、一層の小形化が求められるこの種
のものにおいては、この点が大きな障害となる可能性が
ある。
In order to solve this problem, the inventor of the present invention has proposed an electromagnetic actuator having an improved electric response by using a permanent magnet in place of the movable iron core (Japanese Patent Application No. 2000-217304). . In this electromagnetic actuator, the response is enhanced by utilizing the magnetism of the permanent magnet and the electromagnetic field generated from the exciting coil when energized, without applying a large voltage at the time of starting unlike the electromagnetic solenoid. In such an electromagnetic actuator, if it is necessary to secure a stronger thrust while securing a high electrical response, increase the number of turns of the exciting coil or increase the permanent magnet to increase the magnetic force. However, this may be a major obstacle in the case of this type in which further miniaturization is required, since the actuator as a whole may become thick.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、十分な推力を確保しながらも、全体として
の太さの増大を抑え、小形化を図ることができる電磁ア
クチュエータを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The problem to be solved by the present invention is to provide an electromagnetic actuator capable of suppressing the increase in the thickness as a whole and achieving a miniaturization while securing a sufficient thrust. Especially.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の磁石可動型電磁アクチュエータは、内側極
歯を形成する柱状のインナーヨーク部と、このインナー
ヨーク部の外側に該インナーヨーク部の外周の少なくと
も一部を取囲むように位置して外側極歯を形成するアウ
ターヨーク部と、これら両ヨーク部の間の空間部とを有
する少なくとも一つのヨーク;上記ヨークの空間部内に
収容されて上記インナーヨーク部の周りを取囲む環状の
励磁コイル;上記インナーヨークとアウターヨークとの
間に配設可能な形状及び大きさを有すると共に、N極と
S極とがラジアル方向に着磁され、上記外側極歯と内側
極歯との間の位置に該ヨークの軸線方向に変位自在なる
ように配設された永久磁石;を備えたことを特徴とする
ものである。
In order to solve the above-mentioned problems, a movable magnet type electromagnetic actuator of the present invention comprises a columnar inner yoke portion forming inner pole teeth and an inner yoke portion outside the inner yoke portion. At least one yoke having an outer yoke portion that surrounds at least a part of the outer periphery of the outer yoke and forms outer pole teeth, and a space portion between these yoke portions; and is housed in the space portion of the yoke. An annular exciting coil surrounding the inner yoke portion; having a shape and a size that can be arranged between the inner yoke and the outer yoke, and having an N pole and an S pole magnetized in the radial direction. A permanent magnet disposed between the outer pole tooth and the inner pole tooth so as to be displaceable in the axial direction of the yoke.

【0006】上記構成を有する電磁アクチュエータは、
ヨークを、内側極歯を形成する円柱状のインナーヨーク
部と、このインナーヨーク部のまわりに同心状に位置し
て外側極歯を形成する円筒状のアウターヨーク部と、こ
れら両ヨーク部の間に位置する環状の空間部とを有する
構成とし、該空間部内に励磁コイルを配設すると共に、
ラジアル方向に着磁した永久磁石を上記ヨークにおける
外側極歯と内側極歯との間の位置に同心状かつ該ヨーク
の軸線方向に変位自在なるように配設したので、コイル
への通電方向を変えることにより永久磁石をその軸線方
向に効率的に駆動することができ、しかも、励磁コイル
が永久磁石の移動方向に位置することとなるため、励磁
コイルをその巻数を増やして外径を大きくしたり、ある
いは永久磁石の外径をある程度大きくしても、励磁コイ
ルが永久磁石の外周面と対向する位置に配設されている
従来のものに比べて、アクチュエータ全体の太さが大き
くなることを抑えることができ、これにより、十分な推
力を確保しながらも、電磁アクチュエータ全体の小形化
を図ることが可能である。
The electromagnetic actuator having the above structure is
The yoke is composed of a cylindrical inner yoke portion forming inner pole teeth, a cylindrical outer yoke portion concentrically located around the inner yoke portion to form outer pole teeth, and a space between these yoke portions. And a ring-shaped space located at, and the excitation coil is disposed in the space,
Since the permanent magnet magnetized in the radial direction is arranged concentrically between the outer pole teeth and the inner pole teeth of the yoke so as to be displaceable in the axial direction of the yoke, By changing the permanent magnet, the permanent magnet can be efficiently driven in its axial direction, and since the exciting coil is positioned in the moving direction of the permanent magnet, the number of turns of the exciting coil is increased to increase the outer diameter. Or, even if the outer diameter of the permanent magnet is increased to some extent, the thickness of the entire actuator becomes larger than that of the conventional one in which the exciting coil is arranged at a position facing the outer peripheral surface of the permanent magnet. Therefore, it is possible to reduce the size of the electromagnetic actuator as a whole while securing a sufficient thrust.

【0007】本発明においては、上記アウターヨーク部
と永久磁石とがそれぞれ、円形または多角形断面の筒状
をしているものとすることができ、この場合、この電磁
アクチュエータが、上記アウターヨーク部の先端に取付
けられて、上記ヨークと共にケーシングを構成するカバ
ーと、該ケーシング内に形成された磁石室と、該磁石室
内に移動自在に配設されて上記永久磁石を保持する磁石
ホルダーと、上記磁石室の中央部にケーシングの軸線方
向に前後動自在なるように配設され、基端側が該磁石ホ
ルダーと結合されていると共に、先端側が上記カバーを
貫通してケーシング外に導出された出力用のシャフトと
を有しているものとすることができる。また、上記ヨー
クの一対と、これらのヨークをそれらの内側及び外側極
歯同士が対向する向きで連結してケーシングを構成する
筒状のスリーブと、該ケーシングの内部に形成された磁
石室と、該磁石室内に移動自在に配設されて上記永久磁
石を保持する磁石ホルダーと、上記磁石室の中央部にケ
ーシングの軸線方向に前後動自在なるように配設され、
上記磁石ホルダーと結合されていると共に、上記一対の
ヨークを貫通してケーシング外に導出された出力用のシ
ャフトとを有しているものとすることもできる。
In the present invention, the outer yoke portion and the permanent magnet may each be in the shape of a cylinder having a circular or polygonal cross section. In this case, the electromagnetic actuator is provided with the outer yoke portion. A cover attached to the tip of the casing to form a casing together with the yoke, a magnet chamber formed in the casing, a magnet holder movably disposed in the magnet chamber and holding the permanent magnet, It is arranged in the center of the magnet chamber so as to be movable back and forth in the axial direction of the casing, the base end side is connected to the magnet holder, and the tip side penetrates the cover and is output to the outside of the casing. And a shaft of the same. Also, a pair of the above-mentioned yokes, a cylindrical sleeve that forms a casing by connecting these yokes in a direction in which their inner and outer pole teeth face each other, and a magnet chamber formed inside the casing, A magnet holder movably arranged in the magnet chamber for holding the permanent magnet, and a magnet holder arranged at the center of the magnet chamber so as to be movable back and forth in the axial direction of the casing.
It is also possible to have an output shaft that is coupled to the magnet holder and that extends through the pair of yokes and is led out of the casing.

【0008】さらに、本発明においては、上記アウター
ヨーク部と永久磁石とがそれぞれ、側面の一部が開放す
る不完全筒状をしているものとすることができ、この場
合、上記アウターヨーク部の側面の開放部に、レールと
このレール上を移動するスライド部材とからなるリニア
ガイド機構を設置し、上記スライド部材に上記永久磁石
を取付けたものとすることができる。
Further, according to the present invention, the outer yoke portion and the permanent magnet may each have an incomplete cylindrical shape in which a part of the side surface is opened. In this case, the outer yoke portion is formed. A linear guide mechanism including a rail and a slide member that moves on the rail may be installed in the open portion of the side surface of the, and the permanent magnet may be attached to the slide member.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】図1は本発明に係る第1の磁石可
動型電磁アクチュエータの構成を原理的に示すものであ
る。この第1の電磁アクチュエータ1Aは、内側極歯1
1を形成する円柱状のインナーヨーク部10aと、この
インナーヨーク部10aと一体的に連結され、そのまわ
りに同心状に位置して外側極歯12を形成する円筒状の
アウターヨーク部10bと、これらの両ヨーク部10
a,10bの間に位置する環状の空間部13とを有する
一つのヨーク10と、該ヨーク10の空間部13内に収
容された、上記インナーヨーク部10aを取囲む環状の
励磁コイル14と、上記ヨーク10における外側極歯1
2と内側極歯11との間の位置に同心状かつ該ヨーク1
0の軸線方向に変位自在なるように配設され、N極とS
極とがラジアル方向に着磁された円筒状の永久磁石15
とを有している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows in principle the structure of a first magnet movable electromagnetic actuator according to the present invention. The first electromagnetic actuator 1A has inner pole teeth 1
A cylindrical inner yoke portion 10a forming 1 and a cylindrical outer yoke portion 10b that is integrally connected to the inner yoke portion 10a and is concentrically located around the inner yoke portion 10a to form the outer pole teeth 12. Both of these yoke parts 10
a yoke 10 having an annular space 13 located between a and 10b, and an annular exciting coil 14 housed in the space 13 of the yoke 10 and surrounding the inner yoke 10a. Outer pole teeth 1 in the yoke 10
2 and the yoke 1 concentrically at a position between the inner pole tooth 2 and the inner pole tooth 11.
It is arranged so that it can be displaced in the direction of the axis of 0, and the N pole and S
Cylindrical permanent magnet 15 whose poles are magnetized in the radial direction
And have.

【0010】上記インナーヨーク部10a及びアウター
ヨーク部10bは、上記励磁コイル14の軸線方向の長
さ(幅)よりも長く、励磁コイル14を空間部13内に
収容した状態でも先端方向に突出している。そして、そ
の突出した部分がそれぞれ内側極歯11及び外側極歯1
2を構成している。これら内側及び外側極歯11,12
間の隙間は、上記永久磁石15の肉厚より大きく形成さ
れている。したがって、上記永久磁石15が励磁コイル
14側の移動端付近に近接すると、該永久磁石15が上
記ヨーク10の空間部13における内側及び外側極歯1
1の先端側の空間内に収容されることになり、これによ
り、内側極歯11の外周面と永久磁石15の内周面と
が、また外側極歯12の内周面と永久磁石の外周面とが
それぞれ対向することとなる。
The inner yoke portion 10a and the outer yoke portion 10b are longer than the length (width) of the exciting coil 14 in the axial direction, and even when the exciting coil 14 is housed in the space 13, it projects in the distal direction. There is. Then, the protruding portions are the inner pole teeth 11 and the outer pole teeth 1 respectively.
Make up 2. These inner and outer pole teeth 11, 12
The gap between them is formed larger than the wall thickness of the permanent magnet 15. Therefore, when the permanent magnet 15 approaches the moving end on the side of the exciting coil 14, the permanent magnet 15 causes the inner and outer pole teeth 1 in the space portion 13 of the yoke 10 to move.
The outer peripheral surface of the inner pole tooth 11 and the inner peripheral surface of the permanent magnet 15, and the inner peripheral surface of the outer pole tooth 12 and the outer peripheral surface of the permanent magnet. The surfaces will face each other.

【0011】上記第1の電磁アクチュエータ1Aにおい
ては、図1に示すように、永久磁石15が、その外周面
側がS極、内周面側がN極になるようにラジアル方向に
着磁されている。この状態で、上記励磁コイル14に、
図1中に記号で示す方向に通電すると、その電流の向き
によりヨーク10の内側極歯11がN極に、外側極歯1
2がS極になる。このため、上記内側極歯11に発生し
たN極とそれに対面する永久磁石15の内周面側のN
極、及び外側極歯12に発生したS極とそれに対面する
永久磁石15の外周面側のS極との間にそれぞれ反発力
が作用する。そして、永久磁石15には内側及び外側極
歯11,12の間の空間から脱出させる方向(図1中の
矢印方向)に大きな推力が発生し、それによって永久磁
石15が駆動される。
In the first electromagnetic actuator 1A, as shown in FIG. 1, the permanent magnet 15 is magnetized in the radial direction so that the outer peripheral surface side thereof has an S pole and the inner peripheral surface side thereof has an N pole. . In this state, the exciting coil 14
When energized in the direction indicated by the symbol in FIG. 1, the inner pole tooth 11 of the yoke 10 becomes the N pole and the outer pole tooth 1 by the direction of the current.
2 becomes the south pole. Therefore, the N pole generated in the inner pole tooth 11 and the N pole on the inner peripheral surface side of the permanent magnet 15 facing the N pole.
A repulsive force acts between the pole and the S pole generated on the outer pole teeth 12 and the S pole on the outer peripheral surface side of the permanent magnet 15 facing the pole. Then, a large thrust is generated in the permanent magnet 15 in a direction (direction of an arrow in FIG. 1) to escape from the space between the inner and outer pole teeth 11 and 12, whereby the permanent magnet 15 is driven.

【0012】また、上記励磁コイル14に逆方向に通電
すると、ヨーク10の内側及び外側極歯11,12に生
じるN及びSの磁極が上述した場合とは逆の関係にな
り、そのため、永久磁石15に発生する推力の方向も逆
方向(図1において右方)になり、永久磁石15は内側
及び外側極歯11,12の間の空間に入る方向に移動す
ることになる。
When the exciting coil 14 is energized in the reverse direction, the N and S magnetic poles generated on the inner and outer pole teeth 11 and 12 of the yoke 10 have an opposite relationship to the above-mentioned case, so that the permanent magnet is used. The direction of the thrust generated in 15 also becomes the opposite direction (right in FIG. 1), and the permanent magnet 15 moves in the direction of entering the space between the inner and outer pole teeth 11, 12.

【0013】なお、励磁コイル14の非通電時における
上記永久磁石15は、該永久磁石15のN極から、ヨー
ク10における内側極歯11から外側極歯12に至る磁
路を通ってS極に達する磁束の作用により、基本的にヨ
ーク10側に引きつけられて、ヨーク10側の移動端に
停止することとなる。
When the exciting coil 14 is not energized, the permanent magnet 15 becomes the S pole from the N pole of the permanent magnet 15 through the magnetic path from the inner pole tooth 11 to the outer pole tooth 12 of the yoke 10. Due to the action of the reaching magnetic flux, the magnetic flux is basically attracted to the yoke 10 side and stops at the moving end on the yoke 10 side.

【0014】上記構成を有する第1の電磁アクチュエー
タ1Aは、ヨーク10におけるインナーヨーク部10a
とアウターヨーク部10bとの間に位置する空間部13
内に励磁コイル14を配設すると共に、永久磁石15を
上記ヨーク10における外側極歯12と内側極歯11と
の間の位置に同心状かつ該ヨーク10の軸線方向に変位
自在なるように配設したことにより、励磁コイル14が
永久磁石の移動方向上に位置することとなるため、励磁
コイル14をその巻数を増やして外径を大きくしたり、
あるいは永久磁石15の外径をある程度大きくしても、
励磁コイルが永久磁石の外周面と対向する位置に配設さ
れている従来のものに比べて、アクチュエータ全体の太
さが大きくなることを抑えることができ、これにより、
十分な推力を確保しながらも、電磁アクチュエータ全体
の小形化を図ることが可能である。また、内側及び外側
極歯11,12を形成するインナーヨーク部10aとア
ウターヨーク部10bとをヨーク10として一体に形成
したことにより、全体としての部品数を少なくすること
ができる。
The first electromagnetic actuator 1A having the above-mentioned structure is provided with the inner yoke portion 10a of the yoke 10.
Space portion 13 located between the outer yoke portion 10b and the outer yoke portion 10b
An exciting coil 14 is provided inside, and a permanent magnet 15 is arranged concentrically at a position between the outer pole tooth 12 and the inner pole tooth 11 of the yoke 10 so as to be displaceable in the axial direction of the yoke 10. Since the exciting coil 14 is positioned on the moving direction of the permanent magnet by providing the exciting coil 14, the number of turns of the exciting coil 14 is increased to increase the outer diameter,
Alternatively, even if the outer diameter of the permanent magnet 15 is increased to some extent,
It is possible to suppress an increase in the thickness of the entire actuator as compared with the conventional one in which the exciting coil is arranged at a position facing the outer peripheral surface of the permanent magnet.
It is possible to reduce the size of the entire electromagnetic actuator while securing a sufficient thrust. Further, since the inner yoke portion 10a and the outer yoke portion 10b forming the inner and outer pole teeth 11 and 12 are integrally formed as the yoke 10, the number of parts as a whole can be reduced.

【0015】上記第1の電磁アクチュエータ1Aにおい
ては、上記内側及び外側極歯11,12間には、ヨーク
10全体としての磁路が形成されるので、両極歯11,
12の長さや肉厚、あるいはヨーク10自体の磁気特性
等を調整して上記永久磁石15の推力や磁気吸着力を調
整してもよい。
In the first electromagnetic actuator 1A, since the magnetic path of the yoke 10 as a whole is formed between the inner and outer pole teeth 11 and 12, the both pole teeth 11 and 12 are formed.
The thrust force and magnetic attraction force of the permanent magnet 15 may be adjusted by adjusting the length and thickness of 12 or the magnetic characteristics of the yoke 10 itself.

【0016】また、上記第1の電磁アクチュエータ1A
は、ヨーク10のインナーヨーク部10a及びアウター
ヨーク部10bをそれぞれ円柱状及び円筒状とし、磁石
15を円筒状のものとしているが、図2に示すように、
上記ヨーク10Aは、インナーヨーク部10Aaを四角
柱状とすると共に、アウターヨーク部10Abを四角形
断面の筒状とし、磁石15Aを四角形断面の筒状のもの
としてもよい。なお、上記インナーヨーク部10Aaは
必ずしも四角柱状でなくてもよく、任意の多角柱状であ
ってもよく、さらに、円筒状のアウターヨーク部10A
bに対して角柱状のものを用いてもよく、一方、上記ア
ウターヨーク部10Aaも四角形断面の筒状でなくて
も、他の多角形断面の筒状であってもよく、さらに、円
柱状のインナーヨーク部10Aaに対して種々の多角形
断面の筒状のものを用いてもよい。この場合、磁石15
の形状はいずれかのヨーク部10Aa,10Abの形状
に適応させることになる。
Further, the first electromagnetic actuator 1A
In the above, the inner yoke portion 10a and the outer yoke portion 10b of the yoke 10 have a cylindrical shape and a cylindrical shape, respectively, and the magnet 15 has a cylindrical shape. However, as shown in FIG.
In the yoke 10A, the inner yoke portion 10Aa may have a quadrangular prism shape, the outer yoke portion 10Ab may have a quadrangular tubular shape, and the magnet 15A may have a quadrangular tubular shape. The inner yoke portion 10Aa does not necessarily have to be a quadrangular prism shape, and may have an arbitrary polygonal column shape, and further, the cylindrical outer yoke portion 10Aa.
A prismatic shape may be used for b, on the other hand, the outer yoke portion 10Aa may not have a rectangular cross-section, but may have a polygonal cross-section. The inner yoke portion 10Aa may be of a tubular shape having various polygonal cross sections. In this case, the magnet 15
The shape of is adapted to the shape of either of the yoke portions 10Aa and 10Ab.

【0017】図3は本発明に係る第2の磁石可動型電磁
アクチュエータの構成を原理的に示すものである。この
第2の電磁アクチュエータ1Bは、内側極歯21を形成
するインナーヨーク部20a、それと一体的に連結され
て外側極歯22を形成するアウターヨーク部20b、及
び両ヨーク部20a,20bの間の空間部23とを有す
る一つのヨーク20と、上記空間部23内に収容された
励磁コイル24と、永久磁石25とを有しているもの
で、上述した第1の電磁アクチュエータ1Aと、内側極
歯21の構成が異なっている。
FIG. 3 shows in principle the structure of a second movable magnet type electromagnetic actuator according to the present invention. The second electromagnetic actuator 1B includes an inner yoke portion 20a forming inner pole teeth 21, an outer yoke portion 20b integrally connected to the inner yoke portion 20a to form outer pole teeth 22, and both yoke portions 20a, 20b. It has one yoke 20 having a space 23, an exciting coil 24 housed in the space 23, and a permanent magnet 25, and has the above-mentioned first electromagnetic actuator 1A and an inner pole. The tooth 21 has a different configuration.

【0018】即ち、上記インナーヨーク部20aは、上
記励磁コイル24の軸線方向の長さとほぼ同じ長さに形
成されていて、空間部23内に該励磁コイル24を収容
した場合には、外側極歯22のように励磁コイル24よ
り突出せず、インナーヨーク部20aの先端が内側極歯
21を構成するようになっている。したがって、永久磁
石25が励磁コイル24側の移動端付近に近接すると、
該永久磁石25の一部が、アウターヨーク部20bにお
ける外側極歯22が形成する中空内に収容された状態と
なって、該外側極歯22の内周面と永久磁石25の外周
面の一部が対向することになる。なお、この第2の電磁
アクチュエータ1Bは、上記インナーヨーク部20a及
び内側極歯21以外の構成は、上述の第1の電磁アクチ
ュエータ1Aと実質的に同じであるため説明を省略す
る。
That is, the inner yoke portion 20a is formed to have substantially the same length as the axial direction of the exciting coil 24, and when the exciting coil 24 is housed in the space portion 23, the outer pole portion 20a is formed. Unlike the tooth 22, it does not protrude from the exciting coil 24, and the tip of the inner yoke portion 20a constitutes the inner pole tooth 21. Therefore, when the permanent magnet 25 approaches the vicinity of the moving end on the side of the exciting coil 24,
A part of the permanent magnet 25 is accommodated in the hollow formed by the outer pole teeth 22 of the outer yoke portion 20b, and one of the inner peripheral surface of the outer pole teeth 22 and the outer peripheral surface of the permanent magnet 25 becomes one. The parts will face each other. The second electromagnetic actuator 1B is substantially the same as the above-described first electromagnetic actuator 1A except for the inner yoke portion 20a and the inner pole teeth 21, and the description thereof will be omitted.

【0019】上記構成を有する第2の電磁アクチュエー
タ1Bは、基本的に第1の電磁アクチュエータ1Aと同
等の作用、効果を得ることができる。この場合、上記内
側極歯21は励磁コイル24より突出しないため、第1
のアクチュエータ1Aに比べて推力が小さいが、ヨーク
20の構成が比較的簡単で成形も容易であり、しかも、
永久磁石25の支持構造の自由度を高めることができ
る。
The second electromagnetic actuator 1B having the above structure can obtain basically the same actions and effects as those of the first electromagnetic actuator 1A. In this case, since the inner pole teeth 21 do not protrude from the exciting coil 24,
Although the thrust force is smaller than that of the actuator 1A, the structure of the yoke 20 is relatively simple and the molding is easy, and
The degree of freedom of the support structure of the permanent magnet 25 can be increased.

【0020】上記第2の電磁アクチュエータ1Bにおい
ては、ヨーク20のインナーヨーク部20a及びアウタ
ーヨーク部20bをそれぞれ円柱状及び円筒状とすると
共に、磁石25を円筒状としているが、インナーヨーク
部20aを四角柱その他の角柱状としたり、アウターヨ
ーク部20bを各種多角形断面の筒状とし、磁石25を
いずれかのヨーク部20a,20bの形状に適応させる
ことは、上記第1の電磁アクチュエータ1Aの場合と同
じである。
In the second electromagnetic actuator 1B, the inner yoke portion 20a and the outer yoke portion 20b of the yoke 20 have a cylindrical shape and a cylindrical shape, respectively, and the magnet 25 has a cylindrical shape. To make the magnet 25 adapt to the shape of either of the yoke portions 20a and 20b by making it into a square pole or other prismatic shape, or the outer yoke portion 20b having a tubular shape with various polygonal cross-sections, Same as the case.

【0021】図4及び図5は、本発明に係る第3の磁石
可動型電磁アクチュエータの構成を原理的に示すもので
ある。この第3の電磁アクチュエータ1Cは、内側極歯
31を形成する四角柱状のインナーヨーク部30a、外
側極歯32を形成するアウターヨーク部30b、及び両
ヨーク部30a,30bの間の空間部33とを有する一
つのヨーク30と、上記空間部33内に収容されて上記
インナーヨーク部30aを取囲む励磁コイル34と、ラ
ジアル方向に着磁された永久磁石35とを有している。
4 and 5 show in principle the structure of a third magnet movable electromagnetic actuator according to the present invention. The third electromagnetic actuator 1C includes a square columnar inner yoke portion 30a forming inner pole teeth 31, an outer yoke portion 30b forming outer pole teeth 32, and a space portion 33 between the two yoke portions 30a and 30b. A single yoke 30, a magnetizing coil 34 housed in the space 33 and surrounding the inner yoke portion 30a, and a permanent magnet 35 magnetized in the radial direction.

【0022】上記アウターヨーク部30bは、側面の一
部が開放する不完全な四角形断面(断面コ字形)の筒状
に形成されている。そして、その開放部に、レール36
と該レール36上を移動するスライド部材37とを有す
るリニアガイド機構が設置されている。この第3の電磁
アクチュエータ1Cでは、上記リニアガイド機構は、上
記スライド部材37の下面側中央部に上記レール36に
摺動自在に跨乗する凹溝部37aを設けて、レール36
の両側面とスライド部材37の凹溝部37aの両溝壁と
の対向面にそれぞれ溝38,38を形成し、各溝38,
38内に鋼球39を回転自在に配設することにより構成
されている。
The outer yoke portion 30b is formed in a tubular shape having an incomplete quadrangular cross section (a U-shaped cross section) with a part of the side surface opened. Then, at the opening, the rail 36
A linear guide mechanism having a slide member 37 that moves on the rail 36 is installed. In the third electromagnetic actuator 1C, in the linear guide mechanism, a concave groove portion 37a that slidably rides on the rail 36 is provided in the central portion on the lower surface side of the slide member 37, and the rail 36 is provided.
Grooves 38, 38 are formed on the opposite surfaces of both side surfaces of the groove and the groove walls of the concave groove portion 37a of the slide member 37, respectively.
A steel ball 39 is rotatably disposed in the shaft 38.

【0023】上記磁石35は、上記アウターヨーク部と
同様に、側面の一部が開放する不完全な四角形断面(断
面コ字形)の筒状に形成されていて、その開放部が上記
スライド部材37の上面側に固定されている。
Similar to the outer yoke portion, the magnet 35 is formed in a tubular shape having an incomplete quadrangular cross section (a U-shaped cross section) with a part of the side surface opened, and the open portion thereof is the slide member 37. Is fixed to the upper surface side of.

【0024】上記構成を有する第3の電磁アクチュエー
タ1Cは、基本的に第1の電磁アクチュエータ1Aと同
等の作用、効果を得ることができるが、磁石35がリニ
アガイド機構によりガイドされるため、上記励磁コイル
34に通電した場合には、よりスムーズな移動が可能で
ある。
The third electromagnetic actuator 1C having the above-described structure can basically obtain the same operation and effect as the first electromagnetic actuator 1A, but since the magnet 35 is guided by the linear guide mechanism, When the exciting coil 34 is energized, smoother movement is possible.

【0025】上記第3の電磁アクチュエータ1Cにおい
ては、インナーヨーク部30aを四角柱状とし、アウタ
ーヨーク部30b及び磁石35を、側面の一部が開放す
る不完全な四角形断面の筒状としているが、インナーヨ
ーク部は円柱状やその他の角柱状としてもよく、アウタ
ーヨーク部30b及び磁石35は、側面の一部が開放す
るものであれば、不完全な各種多角形断面あるいは円形
断面の筒状としてもよい。
In the third electromagnetic actuator 1C, the inner yoke portion 30a has a quadrangular prism shape, and the outer yoke portion 30b and the magnet 35 have a cylindrical shape with an incomplete quadrangular cross section with a part of the side surface open. The inner yoke portion may have a columnar shape or another prismatic shape, and the outer yoke portion 30b and the magnet 35 have a cylindrical shape with various incomplete polygonal cross sections or circular cross sections as long as part of the side surface is open. Good.

【0026】図6は、図1に示す第1の電磁アクチュエ
ータ1Aを具体化した実施例のうちの一つを示すもので
ある。この第4の電磁アクチュエータ1Dは、1つのヨ
ーク40と、ボビン44aに巻線44bを捲回すること
により構成した励磁コイル44と、上記ヨーク40の一
端側に取付けられて該ヨーク40と共にケーシングを構
成する非磁性材料からなるカバー46と、該ケーシング
内に配設され、N極とS極とがラジアル方向に着磁され
た円筒状の永久磁石45と、該永久磁石45が取付けら
れた磁石ホルダー47と、先端側がケーシングの外部に
導出された出力用のシャフト48とを備えている。
FIG. 6 shows one of the embodiments embodying the first electromagnetic actuator 1A shown in FIG. The fourth electromagnetic actuator 1D includes one yoke 40, an exciting coil 44 formed by winding a winding 44b around a bobbin 44a, and one end of the yoke 40 to mount a casing together with the yoke 40. A cover 46 made of a non-magnetic material, a cylindrical permanent magnet 45 disposed in the casing and having N and S poles magnetized in a radial direction, and a magnet to which the permanent magnet 45 is attached. A holder 47 and a shaft 48 for output, the tip side of which is led out of the casing, are provided.

【0027】上記ヨーク40は、内側極歯41を形成す
る円柱状のインナーヨーク部40aと、このインナーヨ
ーク部40aのまわりに同心状に位置して外側極歯42
を形成するアウターヨーク部40bと、これら両ヨーク
部40a,40bをそれぞれの基端側で連結する、ケー
シングのエンドカバーの機能を有する基部40cとを一
体に有している。上記両ヨーク部40a,40bの間の
位置には、環状の空間部43が形成されていて、この空
間部43に上記励磁コイル44が収容されている。そし
て、インナーヨーク部40a及びアウターヨーク部40
bのうち、上記空間部43に上記励磁コイル44より突
出した部分をそれぞれ内側極歯41及び外側極歯42と
している。
The yoke 40 has a cylindrical inner yoke portion 40a forming inner pole teeth 41 and outer pole teeth 42 located concentrically around the inner yoke portion 40a.
And an outer yoke portion 40b that forms the above, and a base portion 40c that connects the two yoke portions 40a and 40b at their base end sides and that has a function of an end cover of the casing. An annular space 43 is formed between the yokes 40a and 40b, and the exciting coil 44 is housed in the space 43. Then, the inner yoke portion 40a and the outer yoke portion 40
In b, the portions protruding from the exciting coil 44 in the space 43 are referred to as inner pole teeth 41 and outer pole teeth 42, respectively.

【0028】上記カバー46は、その一端側に、後述す
る磁石室49を構成する中空部を有しており、その中空
部の開口端側が上記外側極歯42の外周面の先端側に嵌
合している。したがって、ケーシングは、このカバー4
6と、上記ヨーク40のアウターヨーク部40b及び基
部40cとで構成されることとなる。また、このカバー
46は、上記シャフト48の先端側を上記中空部側から
ケーシングの外部に導出するための貫通孔46aを備え
ている。
The cover 46 has, at one end side thereof, a hollow portion forming a magnet chamber 49 described later, and the open end side of the hollow portion is fitted to the tip end side of the outer peripheral surface of the outer pole tooth 42. is doing. Therefore, the casing is
6 and the outer yoke portion 40b and the base portion 40c of the yoke 40. Further, the cover 46 is provided with a through hole 46a for leading the tip end side of the shaft 48 from the hollow portion side to the outside of the casing.

【0029】上記ケーシング内には、上記永久磁石45
が取付けられた磁石ホルダー47を移動自在に収容する
磁石室49が形成されていて、該磁石室49の中央部に
は、上記シャフト48が、ケーシングの軸線方向に前後
動自在に配設されている。上記磁石ホルダーは47は、
上記永久磁石45から生じる推力を上記シャフト48に
伝達して駆動させるもので、該シャフト48の基端側
に、一緒に変位できるように固定されている。また、こ
の磁石ホルダー47は、上記インナーヨーク部40aの
先端側を覆うような断面凹状に形成されていて、永久磁
石45がヨーク40側の移動端に近接した場合には、イ
ンナーヨーク部40aの外周面に接触しないように構成
されている。なお、上記永久磁石45は、この磁石ホル
ダー47の外周面側に嵌着されている。
The permanent magnet 45 is provided in the casing.
A magnet chamber 49 for movably accommodating a magnet holder 47 to which is attached is formed, and the shaft 48 is arranged at the center of the magnet chamber 49 so as to be movable back and forth in the axial direction of the casing. There is. The magnet holder 47 is
The thrust generated from the permanent magnet 45 is transmitted to the shaft 48 to drive it, and is fixed to the base end side of the shaft 48 so as to be displaced together. Further, the magnet holder 47 is formed in a concave shape so as to cover the tip side of the inner yoke portion 40a, and when the permanent magnet 45 is close to the moving end on the yoke 40 side, It is configured so as not to contact the outer peripheral surface. The permanent magnet 45 is fitted on the outer peripheral surface side of the magnet holder 47.

【0030】上記構成を有する第4の電磁アクチュエー
タ1Dは、上記シャフト48の先端側を目的物に連結し
て該目的物の搬送等に使用される。図3に示すようにシ
ャフト48が右側端にある状態において、励磁コイル4
4に通電して、内側及び外側極歯41,42に上記永久
磁石45の内周側及び外周側の磁極と相反する磁極が発
生する方向に電流を流すと、両極歯41,42に発生し
た磁極と永久磁石45の磁極との間に反発力が発生し、
永久磁石45に両極歯41,42間の空間から脱出する
方向の推力が発生するため、シャフト48は左側端まで
前進する。
The fourth electromagnetic actuator 1D having the above structure is used for connecting the tip end side of the shaft 48 to a target object and conveying the target object. With the shaft 48 at the right end as shown in FIG.
4 is energized and a current is applied to the inner and outer pole teeth 41, 42 in a direction in which magnetic poles opposite to the inner and outer magnetic poles of the permanent magnet 45 are generated. A repulsive force is generated between the magnetic pole and the magnetic pole of the permanent magnet 45,
Since a thrust force is generated in the permanent magnet 45 in a direction to escape from the space between the pole teeth 41 and 42, the shaft 48 advances to the left end.

【0031】また、上記永久磁石45が前進端にある状
態で上記励磁コイルに逆方向の電流を流すと、両極歯4
1,42には上述した場合と逆の磁極が発生するため、
永久磁石45は両極歯41,42との相互の磁気吸着力
によって、ヨーク40側に吸引され、これによりシャフ
ト48及び永久磁石45は復帰端(右側端)に速やかに
後退する。なお、シャフト48や永久磁石45、磁石ホ
ルダー47の重量や、永久磁石45の磁力等によって
は、励磁コイル44の通電を解除しても、永久磁石45
の磁力のみによりシャフト48の復帰動作を行う場合が
ある。
When a current in the opposite direction is passed through the exciting coil with the permanent magnet 45 at the forward end, the bipolar teeth 4
Since magnetic poles opposite to those in the above case are generated in 1, 42,
The permanent magnet 45 is attracted to the yoke 40 side by the mutual magnetic attraction force between the bipolar teeth 41 and 42, whereby the shaft 48 and the permanent magnet 45 quickly retreat to the return end (right end). Depending on the weight of the shaft 48, the permanent magnet 45, the magnet holder 47, the magnetic force of the permanent magnet 45, and the like, even if the excitation coil 44 is de-energized, the permanent magnet 45 may be released.
The return operation of the shaft 48 may be performed only by the magnetic force of.

【0032】なお、上記第4の電磁アクチュエータ1D
においては、磁極をラジアル方向に着磁した永久磁石4
5を用いているため、シャフト48、磁石ホルダー47
及び永久磁石45を含む可動部分に働く横荷重が小さ
く、そのため、カバー46の貫通孔46aに設けられ
た、シャフト48を支持する軸受46bも簡単な構成の
ものでよく、コストの低減、小さい横荷重に起因する耐
久性の向上を期待することができる。
The above fourth electromagnetic actuator 1D
, The permanent magnet 4 whose magnetic poles are magnetized in the radial direction
5, the shaft 48 and the magnet holder 47 are used.
Since the lateral load acting on the movable part including the permanent magnet 45 and the permanent magnet 45 is small, the bearing 46b supporting the shaft 48 provided in the through hole 46a of the cover 46 may have a simple structure, which reduces the cost and reduces the lateral It can be expected to improve the durability due to the load.

【0033】図7は、図1に示す第1の電磁アクチュエ
ータ1Aを具体化した、上述の第4の電磁アクチュエー
タとは異なる実施例を示すものである。上記第4のアク
チュエータ1Dはヨークを1つ備えた構成のものであっ
たが、以下に述べる第5の電磁アクチュエータ1Eは、
ヨークを2つ備えたものである。
FIG. 7 shows an embodiment in which the first electromagnetic actuator 1A shown in FIG. 1 is embodied and which is different from the above-mentioned fourth electromagnetic actuator. Although the fourth actuator 1D has a configuration including one yoke, the fifth electromagnetic actuator 1E described below is
It has two yokes.

【0034】即ち、この第5の電磁アクチュエータ1E
は、一対のヨーク50A,50Bを備え、ボビン63
A,63Bに巻線64A,64Bを捲回することにより
構成した励磁コイル54A,54Bと、上記一対のヨー
ク50A,50Bをそれらの内側及び外側極歯51A,
51B,52A,52B同士が対向する向きで連結す
る、ケーシングの一部を構成する筒状のスリーブ56
と、該ケーシング内に配設され、N極とS極とがラジア
ル方向に着磁された円筒状の永久磁石55と、該永久磁
石55を保持する磁石ホルダー57と、ケーシングの軸
線方向に前後動自在なるように配設された、上記一対の
ヨーク50A,50Bを貫通する出力用のシャフト58
とを有している。
That is, this fifth electromagnetic actuator 1E
Includes a pair of yokes 50A and 50B,
Exciting coils 54A and 54B formed by winding windings 64A and 64B around A and 63B, and the pair of yokes 50A and 50B with their inner and outer pole teeth 51A,
Cylindrical sleeve 56 that forms a part of the casing and that connects 51B, 52A, and 52B in a direction in which they face each other.
A cylindrical permanent magnet 55 disposed in the casing and having N and S poles magnetized in the radial direction, a magnet holder 57 for holding the permanent magnet 55, and a front and rear direction in the axial direction of the casing. An output shaft 58 penetrating the pair of yokes 50A and 50B, which is movably arranged.
And have.

【0035】上記一対のヨーク50A,50Bは、基本
的に相互に同形のもので、いずれも、内側極歯51A,
51Bを形成する円柱状のインナーヨーク部50Aa,
50Baと、各インナーヨーク部50Aa,50Baの
まわりに同心状に位置して外側極歯52A,52Bを形
成するアウターヨーク部50Ab,50Bbと、アウタ
ー部50Aa,50Baとインナーヨーク部50Ab,
50Bbとを基端側で連結する、ケーシングのカバーの
機能を有する基部50Ac,50Bcとを一体に有して
いる。上記各ヨーク50A,50Bはそれぞれの両ヨー
ク部の間の位置に、環状の空間部53A,53Bが形成
され、これらの各空間部53A,53Bに、上記励磁コ
イル54A,54Bがそれぞれ収容されている。そし
て、アウター部50Aa,50Ba及びインナーヨーク
部50Ab,50Bbのうち、上記空間部53A,53
Bに上記励磁コイル54A,54Bから突出した部分を
それぞれ内側極歯51A,51B及び外側極歯52A,
52Bとしている。また、上記各ヨーク50A,50B
の軸線方向の中央には、インナーヨーク部50Aa,5
0Ba及び基部50Ac,50Bcを貫通する貫通孔6
1A,61Bが設けられていて、上記シャフト58を挿
通させている。さらに、これら貫通孔61A,61Bに
おける基部60A,60B側には、シャフト58を前後
動摺動自在に支持する軸受62A,62Bが取付けられ
ている。
The pair of yokes 50A and 50B are basically the same in shape, and both have inner pole teeth 51A and
A cylindrical inner yoke portion 50Aa forming 51B,
50Ba, outer yoke portions 50Ab and 50Bb that form outer pole teeth 52A and 52B concentrically around the inner yoke portions 50Aa and 50Ba, outer portions 50Aa and 50Ba, and inner yoke portions 50Ab,
It has integrally the base parts 50Ac and 50Bc having the function of the cover of the casing, which connects with 50Bb at the base end side. Each of the yokes 50A, 50B has an annular space 53A, 53B formed at a position between the two yokes, and the exciting coils 54A, 54B are housed in the space 53A, 53B. There is. Of the outer portions 50Aa, 50Ba and the inner yoke portions 50Ab, 50Bb, the space portions 53A, 53
B is the inner pole teeth 51A, 51B and the outer pole teeth 52A, the portions protruding from the exciting coils 54A, 54B.
52B. In addition, each of the above-mentioned yokes 50A and 50B
The inner yoke parts 50Aa, 5A
Through hole 6 that penetrates 0Ba and the base portions 50Ac, 50Bc
1A and 61B are provided through which the shaft 58 is inserted. Further, bearings 62A and 62B for supporting the shaft 58 slidably in the longitudinal direction are attached to the through holes 61A and 61B on the side of the base portions 60A and 60B.

【0036】上記スリーブ56は、その左右両端側の開
口が、上記ヨーク50A,50Bの各50Ab,50B
bの先端側に嵌合している。したがって、ケーシング
は、このスリーブ56と、一対のヨーク50A,50B
のアウターヨーク部50Ab,50Bb及び基部50A
c,50Bcとで構成されることとなる。
The sleeve 56 has openings at the left and right ends thereof which are 50Ab and 50B of the yokes 50A and 50B.
It is fitted on the tip side of b. Therefore, the casing includes the sleeve 56 and the pair of yokes 50A and 50B.
Outer yoke portions 50Ab, 50Bb and base portion 50A
c, 50 Bc.

【0037】上記ケーシング内には、上記永久磁石55
が取付けられた磁石ホルダー57を移動自在に収容する
磁石室59が形成されていて、該磁石室59の中央部に
は、上記シャフト58が、ケーシングの軸線方向に前後
動自在に配設されている。上記磁石ホルダー57は、上
記インナーヨーク部50Aa,50Baの両方の先端側
を覆うよう形状に形成されたもので、シャフト58の中
間付近に該シャフト58と一体に変位できるように固定
され、永久磁石55が各ヨーク50A,50B側の移動
端に近接した場合には、その移動端側のインナーヨーク
部50Aa,50Baの先端側外周面に接触しない状態
で覆うように構成されている。なお、上記永久磁石55
は、この磁石ホルダー57の外周面側の中央に位置不動
に固定されている。
The permanent magnet 55 is provided in the casing.
A magnet chamber 59 for movably accommodating a magnet holder 57 attached thereto is formed, and the shaft 58 is arranged in the center of the magnet chamber 59 so as to be movable back and forth in the axial direction of the casing. There is. The magnet holder 57 is formed in such a shape as to cover both tip ends of the inner yoke portions 50Aa and 50Ba, is fixed near the middle of the shaft 58 so as to be displaceable integrally with the shaft 58, and is a permanent magnet. When 55 is close to the moving end on the side of each of the yokes 50A and 50B, it is configured so as to cover the outer peripheral surface on the tip side of the inner yoke portions 50Aa and 50Ba on the moving end side without contact. The permanent magnet 55
Is fixed to the center of the outer peripheral surface side of the magnet holder 57 immovably.

【0038】上記構成を有する第5の電磁アクチュエー
タ1Eは、上記シャフト58の先端側(この実施例にお
いては左側端)を目的物に連結して該目的物の搬送等に
使用される。図7に示すように永久磁石55が右側に位
置するヨーク50B側の移動端にありシャフト58が復
帰端側にある状態において、左側の位置するヨーク50
Aに取付けられた励磁コイル54Aに通電して、その内
側及び外側極歯51A,52Aに上記永久磁石55の内
周側及び外周側の磁極と引き合う磁極が発生する方向に
電流を流すと、両極歯51A,52Aに発生した磁極と
永久磁石55の磁極との間に吸引力が発生する、一方、
右側の位置するヨーク50Bに取付けられた励磁コイル
54Bに通電して、その内側及び外側極歯51B,52
Bに上記永久磁石55の内周側及び外周側の磁極と相反
する磁極が発生する方向に電流を流すと、両極歯51
B,52Bに発生した磁極と永久磁石55の磁極との間
に反発力が発生する。これにより、永久磁石55が、右
側のヨーク50B側から左側のヨーク50A側に移動す
る方向の推力が発生し、シャフト58は左側端まで前進
する。
The fifth electromagnetic actuator 1E having the above structure is used for transporting the target object by connecting the tip end side (the left end in this embodiment) of the shaft 58 to the target object. As shown in FIG. 7, in the state where the permanent magnet 55 is on the moving end on the side of the yoke 50B located on the right side and the shaft 58 is on the return end side, the yoke 50 located on the left side is located.
When the exciting coil 54A attached to A is energized and a current is applied to the inner and outer pole teeth 51A and 52A in a direction in which a magnetic pole attracting the inner and outer magnetic poles of the permanent magnet 55 is generated, An attractive force is generated between the magnetic poles of the teeth 51A and 52A and the magnetic pole of the permanent magnet 55, while
The excitation coil 54B attached to the yoke 50B located on the right side is energized to generate inner and outer pole teeth 51B and 52
When a current is applied to B in a direction in which magnetic poles opposite to the magnetic poles on the inner peripheral side and the outer peripheral side of the permanent magnet 55 are generated, the bipolar teeth 51
A repulsive force is generated between the magnetic poles generated in B and 52B and the magnetic pole of the permanent magnet 55. As a result, a thrust is generated in the direction in which the permanent magnet 55 moves from the right side yoke 50B side to the left side yoke 50A side, and the shaft 58 advances to the left side end.

【0039】また、上記永久磁石55が前進端にある状
態で各励磁コイル54A,54Bのそれぞれに上述の場
合と逆方向の電流を流すと、各ヨークの極歯には、上述
した場合と逆の磁極が発生するため、永久磁石55は右
側のヨーク50B側に吸引され、これによりシャフト5
8及び永久磁石55は復帰端(右側端)に速やかに後退
する。なお、シャフト58や永久磁石55、磁石ホルダ
ー57の重量や、永久磁石の磁力等によっては、各励磁
コイル54A,54Bの通電を解除すると、永久磁石5
5の磁力により、現在の位置において最も近い方のヨー
ク側に向かってシャフト58を移動させる場合がある。
When a current in the opposite direction to the above-described case is applied to each of the exciting coils 54A and 54B while the permanent magnet 55 is at the forward end, the pole teeth of each yoke are opposite to the case described above. Since the magnetic poles are generated, the permanent magnet 55 is attracted to the right side yoke 50B side, which causes the shaft 5
8 and the permanent magnet 55 quickly retreat to the return end (right end). Note that, depending on the weight of the shaft 58, the permanent magnet 55, the magnet holder 57, the magnetic force of the permanent magnet, and the like, when the energization of the exciting coils 54A and 54B is released, the permanent magnet 5 is released.
The magnetic force of 5 may move the shaft 58 toward the closest yoke side at the current position.

【0040】上記構成を有する第5の電磁アクチュエー
タ1Eにおいては、上述した第3の電磁アクチュエータ
1Eのような、ヨーク及び励磁コイルをケーシングの片
方だけに有するタイプのものに比べて、特別に励磁コイ
ルの巻数を増やしたり永久磁石の磁力を強くしなくて
も、大きな推力を得ることが容易であり、また電気的な
応答性も良い。
In the fifth electromagnetic actuator 1E having the above structure, the exciting coil is specially provided as compared with the third electromagnetic actuator 1E described above in which the yoke and the exciting coil are provided on only one side of the casing. It is easy to obtain a large thrust without increasing the number of turns of the coil or increasing the magnetic force of the permanent magnet, and the electrical response is good.

【0041】上述した第5の電磁アクチュエータ1Eに
おいては、一対のヨーク50A,50Bを同形のものを
用いているが、内側及び外側極歯の長さや肉厚等を相違
させて、一対のヨークの間で永久磁石55との磁気吸着
力や反発力を調整するようにしてもよい。
In the above-mentioned fifth electromagnetic actuator 1E, the pair of yokes 50A and 50B having the same shape are used, but the lengths and wall thicknesses of the inner and outer pole teeth are different, and the yokes of the pair of yokes are different. The magnetic attraction force or repulsive force with the permanent magnet 55 may be adjusted between them.

【0042】なお、上述した上記第4及び第5の電磁ア
クチュエータ1D,1Eにおいては、インナーヨーク部
を四角柱その他の角柱状としたり、アウターヨーク部を
各種多角形断面の筒状とし、磁石をいずれかのヨーク部
の形状に適応させることが望ましいことは、上記第1の
電磁アクチュエータ1Aの場合と同じである。
In the above-mentioned fourth and fifth electromagnetic actuators 1D and 1E, the inner yoke portion is made into a square pole or other prismatic shape, the outer yoke portion is made into a tubular shape having various polygonal cross sections, and magnets are used. It is the same as in the case of the first electromagnetic actuator 1A described above that it is desirable to adapt the shape of any one of the yoke portions.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上に詳述した本発明の電磁アクチュエ
ータによれば、ヨークを、内側極歯を形成する円柱状の
インナーヨーク部と、該インナーヨーク部のまわりに同
心状に位置して外側極歯を形成するアウターヨーク部
と、これら両ヨーク部の間に位置する環状の空間部とを
有する構成とし、該空間部内に励磁コイルを配設すると
共に、永久磁石を上記ヨークにおける外側極歯と内側極
歯との間の位置に同心状かつ該ヨークの軸線方向に変位
自在なるように配設したことにより、励磁コイルが永久
磁石の移動方向上に位置することとなるため、励磁コイ
ルをその巻数を増やして外径を大きくしたり、あるいは
永久磁石の外径をある程度大きくしても、アクチュエー
タ全体の太さが大きくなることを抑えることができ、こ
れにより、十分な推力を確保しながらも、電磁アクチュ
エータ全体の小形化を図ることが可能である。
According to the electromagnetic actuator of the present invention described in detail above, the yoke is composed of a cylindrical inner yoke portion forming inner pole teeth, and an outer yoke located concentrically around the inner yoke portion. An outer yoke portion forming pole teeth and an annular space portion located between the two yoke portions are provided, an exciting coil is disposed in the space portion, and a permanent magnet is provided on the outer pole teeth of the yoke. Since the exciting coil is positioned between the inner pole tooth and the inner pole tooth so as to be concentrically displaceable in the axial direction of the yoke, the exciting coil is positioned in the moving direction of the permanent magnet. Even if the outer diameter is increased by increasing the number of turns, or the outer diameter of the permanent magnet is increased to some extent, it is possible to prevent the overall thickness of the actuator from increasing. While ensuring also, it is possible to achieve miniaturization of the entire electromagnetic actuator.

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

【図1】本発明に係る第1の磁石可動型電磁アクチュエ
ータの構成を原理的に示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing in principle the configuration of a first movable magnet type electromagnetic actuator according to the present invention.

【図2】図1とは異なる実施例を示す横断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment different from FIG.

【図3】本発明に係る第2の磁石可動型電磁アクチュエ
ータの構成を原理的に示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing in principle the configuration of a second movable magnet type electromagnetic actuator according to the present invention.

【図4】本発明に係る第3の磁石可動型電磁アクチュエ
ータの構成を原理的に示す横断面図である。
FIG. 4 is a transverse cross-sectional view showing in principle the configuration of a third movable magnet type electromagnetic actuator according to the present invention.

【図5】図4のA−A断面図である。5 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

【図6】図1の電磁アクチュエータを具体化した実施例
である第4の電磁アクチュエータを示す断面図である。
6 is a cross-sectional view showing a fourth electromagnetic actuator which is an embodiment in which the electromagnetic actuator of FIG. 1 is embodied.

【図7】図6とは異なる実施例である第5の電磁アクチ
ュエータのを示す断面図である。
FIG. 7 is a sectional view showing a fifth electromagnetic actuator which is an embodiment different from FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1A,1B,1C,1D,1E 電磁アクチュエー
タ 10,20,30,40,50A,50B ヨーク 10a,20a,30a,40a,50Aa,50Ba
インナーヨーク部 10b,20b,30b,40a,50Ab,50Bb
アウターヨーク部 11,21,31,41,51A,51B 内側極
歯 12,22,32,42,52A,52B 外側極
歯 13,23,33,43,53A,53B 空間部 14,24,34,44,54A,54B 励磁コ
イル 15,25,35,45,55 磁石 36 レール 37 スライド部材 46 ケース 47,57 磁石ホルダー 48,58 シャフト 49,59 磁石室 56 スリーブ
1A, 1B, 1C, 1D, 1E Electromagnetic actuator 10, 20, 30, 40, 50A, 50B Yoke 10a, 20a, 30a, 40a, 50Aa, 50Ba
Inner yoke parts 10b, 20b, 30b, 40a, 50Ab, 50Bb
Outer yoke parts 11, 21, 31, 41, 51A, 51B Inner pole teeth 12, 22, 32, 42, 52A, 52B Outer pole teeth 13, 23, 33, 43, 53A, 53B Space portions 14, 24, 34, 44, 54A, 54B Excitation coil 15, 25, 35, 45, 55 Magnet 36 Rail 37 Slide member 46 Case 47, 57 Magnet holder 48, 58 Shaft 49, 59 Magnet chamber 56 Sleeve

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5E048 AC05 AD07 5H633 BB08 GG02 GG04 GG09 GG16 GG30 HH03 HH07 HH09 HH17 HH22    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 5E048 AC05 AD07                 5H633 BB08 GG02 GG04 GG09 GG16                       GG30 HH03 HH07 HH09 HH17                       HH22

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】内側極歯を形成する柱状のインナーヨーク
部と、このインナーヨーク部の外側に該インナーヨーク
部の外周の少なくとも一部を取囲むように位置して外側
極歯を形成するアウターヨーク部と、これら両ヨーク部
の間の空間部とを有する少なくとも一つのヨーク;上記
ヨークの空間部内に収容されて上記インナーヨーク部の
周りを取囲む環状の励磁コイル;上記インナーヨークと
アウターヨークとの間に配設可能な形状及び大きさを有
すると共に、N極とS極とがラジアル方向に着磁され、
上記外側極歯と内側極歯との間の位置に該ヨークの軸線
方向に変位自在なるように配設された永久磁石;を備え
たことを特徴とする磁石可動型電磁アクチュエータ。
1. A column-shaped inner yoke portion forming inner pole teeth, and an outer portion formed outside the inner yoke portion so as to surround at least a part of the outer circumference of the inner yoke portion to form outer pole teeth. At least one yoke having a yoke portion and a space portion between the yoke portions; an annular exciting coil housed in the space portion of the yoke and surrounding the inner yoke portion; the inner yoke and the outer yoke. Has a shape and a size that can be arranged between the N pole and the S pole, and the N pole and the S pole are magnetized in the radial direction,
A magnet movable electromagnetic actuator comprising: a permanent magnet disposed between the outer pole tooth and the inner pole tooth so as to be displaceable in the axial direction of the yoke.
【請求項2】請求項1に記載の電磁アクチュエータにお
いて、上記アウターヨーク部と永久磁石とがそれぞれ、
円形または多角形断面の筒状をしているもの。
2. The electromagnetic actuator according to claim 1, wherein the outer yoke portion and the permanent magnet are respectively
A cylinder with a circular or polygonal cross section.
【請求項3】請求項1に記載の電磁アクチュエータにお
いて、上記アウターヨーク部と永久磁石とがそれぞれ、
側面の一部が開放する不完全筒状をしているもの。
3. The electromagnetic actuator according to claim 1, wherein the outer yoke portion and the permanent magnet are respectively
Incomplete cylindrical shape with a part of the side surface open.
【請求項4】請求項2に記載の電磁アクチュエータにお
いて、この電磁アクチュエータが、上記アウターヨーク
部の先端に取付けられて、上記ヨークと共にケーシング
を構成するカバーと、該ケーシング内に形成された磁石
室と、該磁石室内に移動自在に配設されて上記永久磁石
を保持する磁石ホルダーと、上記磁石室の中央部にケー
シングの軸線方向に前後動自在なるように配設され、基
端側が該磁石ホルダーと結合されていると共に、先端側
が上記カバーを貫通してケーシング外に導出された出力
用のシャフトとを有しているもの。
4. The electromagnetic actuator according to claim 2, wherein the electromagnetic actuator is attached to a tip of the outer yoke portion to form a casing together with the yoke, and a magnet chamber formed in the casing. And a magnet holder movably arranged in the magnet chamber for holding the permanent magnet, and a magnet holder arranged in the center of the magnet chamber so as to be movable back and forth in the axial direction of the casing. An output shaft that is connected to the holder and has an output shaft that extends through the cover at its tip side and is led out of the casing.
【請求項5】請求項2に記載の電磁アクチュエータにお
いて、上記ヨークの一対と、これらのヨークをそれらの
内側及び外側極歯同士が対向する向きで連結してケーシ
ングを構成する筒状のスリーブと、該ケーシングの内部
に形成された磁石室と、該磁石室内に移動自在に配設さ
れて上記永久磁石を保持する磁石ホルダーと、上記磁石
室の中央部にケーシングの軸線方向に前後動自在なるよ
うに配設され、上記磁石ホルダーと結合されていると共
に、上記一対のヨークを貫通してケーシング外に導出さ
れた出力用のシャフトとを有しているもの。
5. The electromagnetic actuator according to claim 2, wherein a pair of the yokes and a cylindrical sleeve that forms a casing by connecting the yokes so that their inner and outer pole teeth face each other. A magnet chamber formed inside the casing, a magnet holder movably arranged in the magnet chamber for holding the permanent magnet, and a central portion of the magnet chamber that is movable back and forth in the axial direction of the casing. And an output shaft which is connected to the magnet holder and is led out of the casing through the pair of yokes.
【請求項6】請求項3に記載の電磁アクチュエータにお
いて、上記アウターヨーク部の側面の開放部に、レール
とこのレール上を移動するスライド部材とからなるリニ
アガイド機構を設置し、上記スライド部材に上記永久磁
石を取付けているもの。
6. The electromagnetic actuator according to claim 3, wherein a linear guide mechanism including a rail and a slide member that moves on the rail is installed at an opening portion of a side surface of the outer yoke portion, and the slide member is provided on the slide member. The one to which the above-mentioned permanent magnet is attached.
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