JP2004289978A - Linear actuator, pump device using the same and compressor device - Google Patents
Linear actuator, pump device using the same and compressor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004289978A JP2004289978A JP2003081934A JP2003081934A JP2004289978A JP 2004289978 A JP2004289978 A JP 2004289978A JP 2003081934 A JP2003081934 A JP 2003081934A JP 2003081934 A JP2003081934 A JP 2003081934A JP 2004289978 A JP2004289978 A JP 2004289978A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- yoke
- magnet
- linear actuator
- gap
- distance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 14
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electromagnetic Pumps, Or The Like (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニアアクチュエータ、それを用いたポンプ装置並びにコンプレッサー装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、シリンダ内でピストンが直線運動するようなポンプ装置やコンプレッサー装置でも、それに使用されるアクチュエータは、回転運動を出力するモータが使用されているため、モータの出力軸とピストンとの間でクランクシャフトで回転運動を直線運動に変換している。このため、力の伝達効率が低いという問題点がある。
【0003】
そこで、図11に示すように、インナーヨーク103と、このインナーヨーク103に対して軸線方向と直交する位置で対向して、インナーヨーク103との間に軸線方向で離間する第1の隙間109Aおよび第2の隙間109Bを構成するアウターヨーク104と、アウターヨーク104、第1の隙間109A、インナーヨーク103、第2の隙間109Bを磁路とする交番磁界を発生させるコイル108と、インナーヨーク103とアウターヨーク104との間において交番磁界に連動して軸線方向に交互に駆動されるマグネット106を備えた可動体とを有するリニアアクチュエータが検討されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このようなリニアアクチュエータにおいて、マグネット106としては、Nd−Fe−B系の希土類磁石など、磁力の強いものを用いれば、大きな推力を得ることができる。
【0005】
しかしながら、このようなマグネットは高価であるため、サイズの大きなものを用いることはコスト面で好ましくない。また、マグネット106を大きくすると、可動体が重くなってしまう。かといって、マグネット106が小さいと、マグネット106が軸線方向に移動するたびに推力が大きく変化してしまう。
【0006】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、大きなマグネットを用いなくても、安定した推力を得ることのできるリニアアクチュエータ、それを用いたポンプ装置並びにコンプレッサー装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本願発明者が様々な実験、検討を繰り返し行った結果、以下の構成に到達した。すなわち、本発明では、第1のヨークと、該第1のヨークとの間に軸線方向で離間する第1の隙間および第2の隙間を形成するように当該第1のヨークに対向配置された第2のヨークと、前記第2のヨーク、前記第1の隙間、前記第1のヨーク、前記第2の隙間、および前記第2のヨークを磁路として前記第1の隙間および前記第2の隙間に交番磁界を発生させるコイルと、前記第1のヨークと前記第2のヨークとの間にマグネットを備え、前記交番磁界に連動して軸線方向に往復駆動される可動体とを有するリニアアクチュエータにおいて、前記第2のヨークは、前記コイルの外周側に位置する部分から当該コイルの両端面を通って先端側が前記第1の隙間を構成する第1の対向部分、および前記第2の隙間を構成する第2の対向部分として、前記第1のヨークと対向する位置まで延設され、前記第1の対向部分の先端部と、前記第2の対向部分の先端部との離間距離が3mm以下に設定されていることを特徴とする。
【0008】
本発明では、第2のヨークの第1の対向部分の先端部と、第2の対向部分の先端部との離間距離を3mm以下に設定したため、軸線方向におけるマグネットの長さが例えば、9mm程度の場合でも、安定した推力を得ることができる。
【0009】
本発明では、前記第1の対向部分の先端部と、前記第2の対向部分の先端部との離間距離が0.5mm以上に設定されていることが好ましい。第1の対向部分の先端部と、第2の対向部分の先端部との離間距離が0.5mm未満の場合には、第1の対向部分の先端部と、第2の対向部分の先端部との間での磁束の漏れが大きくなるため、離間距離を0.5mm以上に設定すれば、このような漏れを防止することができるので、大きな推力を得ることができる。
【0010】
本発明に係るリニアアクチュエータは、各種流体を供給するためのポンプ装置、あるいはコンプレッサー装置として利用できる。
【0011】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明を適用したリニアアクチュエータを説明する。
【0012】
(全体構成)
図1(A)、(B)はそれぞれ、本発明を適用したリニアアクチュエータの要部の横断面図、および半断面図である。
【0013】
図1(A)、(B)において、本形態のリニアアクチュエータ1は、各種流体を供給するためのポンプ装置、あるいはコンプレッサー装置に用いられるもので、ステータ側を保持するフレーム2と、このフレーム2に対して軸線Aに沿って往復移動可能な可動体5とから構成されている。
【0014】
本形態において、フレーム2上には、インナーヨーク3(第1のヨーク)と、このインナーヨーク3の外側に配置されたアウターヨーク4(第2のヨーク)と、アウターヨーク4の内側に配置されたコイル8とが搭載されている。また、可動体5は、インナーヨーク3とアウターヨーク4との間にマグネット9を備えている。可動体5の底部51は、丸棒状あるいは円筒状の作動軸(図示せず)の基端側の固定部になっている。
【0015】
本形態において、インナーヨーク3は、軸線方向からみたときに正八角形の辺に相当する位置に分割、配置され、周方向に等角度間隔に8枚、配置された状態にある。各インナーヨーク3は、例えば、磁性板の積層体からなる平板状を有しており、アウターヨーク4との対向面(外面)、およびその裏面(内面)のいずれもが平面になっている。
【0016】
アウターヨーク4も、軸線方向からみたときに正八角形の辺に相当する位置に分割、配置され、周方向に等角度間隔に8個、配置された状態でホルダ21、22に保持されている。
【0017】
本形態において、アウターヨーク4は、断面U字形状を備えた第1および第2のアウターヨーク部材41、42が上下に重ねられた構成になっている。第1および第2のアウターヨーク部材41、42は、例えば、磁性板の積層体から構成されている。
【0018】
第1および第2のアウターヨーク部材41、42はそれぞれ、コイル8の外周側に位置する部分からコイル8の両端面を通って先端側が第1の対向部分410および第2の対向部分420としてインナーヨーク3の外周面と対向する位置まで延設され、インナーヨーク3の外周面と第1の対向部分410との間、およびインナーヨーク3の外周面と第2の対向部分420との間に、軸線方向で離間する第1の隙間6、および第2の隙間7を構成している。
【0019】
ここで、コイル8の外周側において、第1および第2のアウターヨーク部材41、42の端部419、429同士は当接している。
【0020】
これに対して、アウターヨーク部材41、42の第1の対向部分410および第2の対向部分420の先端部分同士は、所定の離間距離Gをもって離れている。
【0021】
本形態では、後述する検討結果に基づいて、第1の対向部分410の先端部と、第2の対向部分420の先端部との離間距離Gを0.5mm以上、3mm以下に設定してある。
【0022】
可動体5は、例えば、Nd−Fe−B系の希土類磁石からなるマグネット9がインナーヨーク3とアウターヨーク4との第1の隙間6と、第2の隙間7に跨るように配置され、マグネット9は、表裏がそれぞれ反対の極に着磁されている。
【0023】
マグネット9としては平板状のものが用いられ、可動体5において、マグネット9は、樹脂製のマグネット保持部52に形成されている溝520に両端を差し込んだ状態で保持されている。マグネット保持部52は、軸線方向からみたときに略三角形の平面形状をしており、三角形の頂点に相当する部分は、隣接するインナーヨーク3の間に楔状に入り込んでる一方、三角形の底辺に相当する部分は、隣接するアウターヨーク4の間に入り込んでいる。
【0024】
アウターヨーク4において、第1および第2のアウターヨーク部材41、42の間に構成される空間内には、樹脂成形品からなるコイルボビン80が配置され、このコイルボビン80の胴部81にはコイル8が巻回されている。コイルボビン80においてコイル8の巻回部分は、外側が樹脂製のカバー89で覆われている。
【0025】
(動作)
図2(A)、(B)はそれぞれ、このリニアアクチュエータの動作を示す説明図である。
【0026】
本形態のリニアアクチュエータ1において、マグネット9の内側の面がS極に着磁され、外側の面がN極に着磁されている場合には、図2(A)、(B)に示すように、点線の矢印B1、B2で示す磁界が発生している。この状態でコイル8に交流電流を流したとき、図2(A)に示すように、図面の向こう側から手前側に電流が流れている期間では、点線の矢印B3に示す磁界が発生し、第1の隙間6の側では、マグネット9からの磁界とコイル8からの磁力線の向きが同一であるに対して、第2の隙間7の側ではマグネット9からの磁界とコイル8からの磁力線の向きが反対である。その結果、マグネット9には、軸線方向における下方(第2の隙間7の方)に向かう力が作用する。
【0027】
これに対して、図2(B)に示すように、図面の手前側から向こう側に電流が流れている期間では、点線の矢印B4に示す磁界が発生し、第1の隙間6の側では、マグネット9からの磁界とコイル8からの磁力線の向きが反対であるに対して、第2の隙間7の側ではマグネット9からの磁界とコイル8からの磁力線の向きが同一である。その結果、マグネット9には、軸線方向における上方(第1の隙間6の方)に向かう力が作用する。
【0028】
このようにしてマグネット9には、コイル8による交番磁界の向きに対応して、軸線方向に加わる力の向きが入れ代わるので、それと一体の可動体5が軸線方向に振動し、可動体5に取り付けられたピストンから往復直線運動を出力することができる。また、アウターヨーク4、インナーヨーク3、およびマグネット9は、軸線方向からみたときに八角形状、あるいは円環状となるように形成されているため、周方向全体から可動体5に対する推力を得ることができる。
【0029】
(離間距離Gに関する検討結果)
本形態のリニアアクチュエータ1において、マグネット9としては、高価なNd−Fe−B系の希土類磁石を用いる。このため、比較的小さなマグネット9を用いてコストを低く抑えても安定した推力が得られるように、以下の検討結果に基づいて、アウターヨーク部材41、42の第1の対向部分410および第2の対向部分420の先端部分同士の離間距離Gを3.0mm以下に設定してある。また、比較的小さなマグネット9で大きな推力が得られるように、以下の検討結果に基づいて、アウターヨーク部材41、42の第1の対向部分410および第2の対向部分420の先端部分同士の離間距離Gを0.5mm以上に設定してある。
【0030】
このような検討を行うにあたって、アウターヨーク部材41、42の第1および第2の対向部分410、420の先端部分同士の離間距離G、およびマグネットの長さ寸法M、およびマグネット9の厚さtを種々、変更した際に、マグネット9の原点位置から軸線方向に移動した距離と、推力の関係を検討した。
【0031】
なお、いずれの条件においても、コイル8の巻回数は450ターン、マグネット9の保持力は1000kA/m、アウターヨーク部材41、42の対向部分410、420とマグネット9との隙間は0.5mmである。
【0032】
まず、図3には以下の条件
マグネット9の厚さt:2.5mm
先端部分同士の離間距離G:0.3mm
で、マグネット9の長さ寸法Mを7.3mm、8.3mmとした場合の結果をそれぞれ線L1、L2で示してある。
【0033】
図4には以下の条件
マグネット9の厚さt:2.5mm
先端部分同士の離間距離G:0.5mm
で、マグネット9の長さ寸法Mを7.5mm、8.5mmとした場合の結果をそれぞれ線L11、L12で示してある。
【0034】
図5には以下の条件
マグネット9の厚さt:2.5mm
先端部分同士の離間距離G:1.0mm
で、マグネット9の長さ寸法Mを9mm、7mm、8mmとした場合の結果をそれぞれ線L21、L22、L23で示してある。
【0035】
図6には以下の条件
マグネット9の厚さt:1.9mm
離間距離G:1.0mm
で、マグネット9の長さ寸法Mを7mm、9mm、11mm、13mm、15mm、17mmとした場合の結果をそれぞれ線L31、L32、L33、L34、L35、L36で示してある。
【0036】
図7には以下の条件
マグネット9の厚さt:1.9mm
離間距離G:3.0mm
で、マグネット9の長さ寸法Mを7mm、9mm、11mm、13mm、15mm、17mmとした場合の結果をそれぞれ線L41、L42、L43、L44、L45、L46で示してある。
【0037】
図8には以下の条件
マグネット9の厚さt:1.9mm
離間距離G:5.0mm
で、マグネット9の長さ寸法Mを7mm、9mm、11mm、13mm、15mm、17mmとした場合の結果をそれぞれ線L51、L52、L53、L54、L55、L56で示してある。
【0038】
図9には以下の条件
マグネット9の厚さt:1.9mm
離間距離G:7.0mm
で、マグネット9の長さ寸法Mを7mm、9mm、11mm、13mm、15mm、17mmとした場合の結果をそれぞれ線L61、L62、L63、L64、L65、L66で示してある。
【0039】
これらの結果からみて、アウターヨーク部材41、42の第1および第2の対向部分410、420の先端部分同士の離間距離Gが5mm、7mmの場合には(図8および図9を参照)、大きな推力が得られる領域における平坦性が低いことから、推力の安定性が低いといえる。
【0040】
これに対して、アウターヨーク部材41、42の第1および第2の対向部分410、420の先端部分同士の離間距離Gが3.0mm以下の場合には(図3ないし図7を参照)の場合には、大きな推力が得られる領域における平坦性が良好であることから、推力の安定性が高いといえる。
【0041】
特に、アウターヨーク部材41、42の第1および第2の対向部分410、420の先端部分同士の離間距離Gが1.0mm以下の場合には(図3ないし図6を参照)の場合には、マグネット9の長さ寸法が7mm以下でも、大きな推力が得られる領域における平坦性が良好であることから、推力の安定性が特に高い。
【0042】
但し、アウターヨーク部材41、42の第1および第2の対向部分410、420の先端部分同士の離間距離Gが小さければ小さいほど、アウターヨーク部材41、42の第1および第2の対向部分410、420の先端部分同士での磁束の漏れが発生するため、図3ないし図5から分かるように、高い推力が得られる領域において推力のレベルが低くなる傾向にある。従って、本形態のアクチュエータ1を各種用途に用いることができるようにとの観点からすれば、アウターヨーク部材41、42の第1および第2の対向部分410、420の先端部分同士の離間距離Gを0.3mm以上に設定することが好ましい。
【0043】
[ポンプ装置並びにコンプレッサー装置への搭載例]
本発明を適用したリニアアクチュエータ1については、図10(A)、(B)、(C)を参照して説明するように、ポンプ装置並びにコンプレッサー装置に適用できる。
【0044】
図10(A)、(B)、(C)はそれぞれ、本発明を適用したエアーポンプ装置の平面図、断面図、および底面図であり、図10(B)において、リニアアクチュエータ1に相当する部分は太線で囲ってある。
【0045】
図10(A)、(B)、(C)において、本形態のエアーポンプ装置100では、リニアアクチュエータ1の可動体5に対して作動軸110の基端側がワッシャ151、152を介してナット153で連結され、作動軸110は、インナーヨーク3を保持するフレーム2の穴16を貫通する状態にある。作動軸110の基端側は、フレーム2に保持された軸受154によって支持され、かつ、作動軸110の周りには2本のスプリング161、162が装着されている。2本のスプリング161、162のうち、作動軸110の基端側に装着されたスプリング161は、フレーム2の穴16内に形成されている段差17と、作動軸110に装着されたE型止め輪163で両端が支持され、作動軸110の先端側に装着されたスプリング162は、E型止め輪163と、フレーム2の底部に固定されたスプリング押さえ164とによって両端が支持されている。
【0046】
フレーム2の底部には、エアー吸い込み口171およびエアー吐出口172を備えたケース170がボルト173で固定され、エアー吸い込み口171にはフィルタ174が装着されている。ケース170の内側にはシリンダケース120が配置され、シリンダケース120の底部において、エアー吸い込み口171と対峙する部分には、バルブ押さえ143によってバルブ141が固定され、エアー吐出口172と対峙する部分にはバルブ押さえ144によってバルブ142が固定されている。
【0047】
シリンダケース120の内部は、シリンダケース120の底部との間にシリンダ室122を構成するピストン130が配置され、このピストン130の側面には、シリンダケース120の内周側面との気密を確保するための加圧リング135が装着されている。
【0048】
ピストン130に対しては、作動軸110の先端部分がワッシャ137、138およびOリング136を介してナット139で固定されており、作動軸110の振動によって、ピストン130が軸線方向に駆動される。従って、リニアアクチュエータ1によって作動軸110が軸線方向の基端側(図面に向かって上方)に移動すると、エアー吸い込み口171からシリンダ室122内に空気が吸い込まれ、リニアアクチュエータ1によって作動軸110が軸線方向の先端側(図面に向かって下方)に移動すると、シリンダ室122内の空気がエアー吐出口172から吐出される。また、このような作動軸110の振動に対してスプリング161、162が共振するので、小型のリニアアクチュエータ1を用いたエアーポンプ装置100であっても、優れたポンプ特性を備えている。
【0049】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のリニアアクチュエータでは、様々な実験、検討を繰り返し行った結果に基づいて、第2のヨークが第1のヨークと対向する2つの対向部分の先端部同士の離間距離を3mm以下に設定したので、安定した推力を得ることができる。また、対向部分の先端部同士の離間距離を0.5mm以上に設定した場合には、大きな推力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)、(B)はそれぞれ、本発明を適用したリニアアクチュエータの要部の横断面図、および半断面図である。
【図2】(A)、(B)はそれぞれ、このリニアアクチュエータの動作を示す説明図である。
【図3】本発明を適用したリニアアクチュエータにおいて、マグネットの厚さを2.5mmとし、アウターヨークの先端部分同士の離間距離を0.3mmとし、マグネットの長さ寸法を7.3mm、8.3mmとした場合におけるマグネットの原点位置から軸線方向に移動した距離と、推力の関係を示すグラフである。
【図4】本発明を適用したリニアアクチュエータにおいて、マグネットの厚さを2.5mmとし、アウターヨークの先端部分同士の離間距離を0.5mmとし、マグネットの長さ寸法を7.5mm、8.5mmとした場合におけるマグネットの原点位置から軸線方向に移動した距離と、推力の関係を示すグラフである。
【図5】本発明を適用したリニアアクチュエータにおいて、マグネットの厚さを2.5mmとし、アウターヨークの先端部分同士の離間距離を1.0mmとし、マグネットの長さ寸法を9mm、7mm、8mmとした場合におけるマグネットの原点位置から軸線方向に移動した距離と、推力の関係を示すグラフである。
【図6】本発明を適用したリニアアクチュエータにおいて、マグネットの厚さを1.9mmとし、アウターヨークの先端部分同士の離間距離を1.0mmとし、マグネットの長さ寸法を7mm、9mm、11mm、13mm、15mm、17mmとした場合におけるマグネットの原点位置から軸線方向に移動した距離と、推力の関係を示すグラフである。
【図7】本発明を適用したリニアアクチュエータにおいて、マグネットの厚さを1.9mmとし、アウターヨークの先端部分同士の離間距離を3.0mmとし、マグネットの長さ寸法を7mm、9mm、11mm、13mm、15mm、17mmとした場合におけるマグネットの原点位置から軸線方向に移動した距離と、推力の関係を示すグラフである。
【図8】本発明を適用したリニアアクチュエータにおいて、マグネットの厚さを1.9mmとし、アウターヨークの先端部分同士の離間距離を5.0mmとし、マグネットの長さ寸法を7mm、9mm、11mm、13mm、15mm、17mmとした場合におけるマグネットの原点位置から軸線方向に移動した距離と、推力の関係を示すグラフである。
【図9】本発明を適用したリニアアクチュエータにおいて、マグネットの厚さを1.9mmとし、アウターヨークの先端部分同士の離間距離を7.0mmとし、マグネットの長さ寸法を7mm、9mm、11mm、13mm、15mm、17mmとした場合におけるマグネットの原点位置から軸線方向に移動した距離と、推力の関係を示すグラフである。
【図10】(A)、(B)、(C)はそれぞれ、本発明を適用したリニアアクチュエータを備えたエアーポンプ装置の平面図、断面図、および底面図である。
【図11】従来のリニアアクチュエータの説明図である。
【符号の説明】
1 リニアアクチュエータ
3 インナーヨーク(第1のヨーク)
4 アウターヨーク(第2のヨーク)
5 可動体
6 第1の隙間
7 第2の隙間
8 コイル
9 マグネット
41 第1のアウターヨーク部材
42 第2のアウターヨーク部材
410 アウターヨークの第1の対向部分
420 アウターヨークの第2の対向部分[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a linear actuator, a pump device using the same, and a compressor device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, even in a pump device or a compressor device in which a piston moves linearly in a cylinder, a motor that outputs rotational motion is used as an actuator for the device. The shaft converts the rotary motion into linear motion. For this reason, there is a problem that the power transmission efficiency is low.
[0003]
Therefore, as shown in FIG. 11, a first gap 109 </ b> A opposed to the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In such a linear actuator, a strong thrust can be obtained by using a magnet having a strong magnetic force, such as an Nd-Fe-B rare earth magnet, as the
[0005]
However, since such a magnet is expensive, it is not preferable in terms of cost to use a magnet having a large size. In addition, when the
[0006]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a linear actuator capable of obtaining a stable thrust without using a large magnet, and a pump device and a compressor device using the same.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the inventor of the present application has repeatedly performed various experiments and studies, and as a result, has reached the following configuration. That is, in the present invention, the first yoke and the first yoke are opposed to the first yoke so as to form a first gap and a second gap that are separated in the axial direction. A second yoke, the second yoke, the first gap, the first yoke, the second gap, and the second yoke are used as magnetic paths for the first gap and the second gap. A linear actuator comprising: a coil for generating an alternating magnetic field in a gap; and a movable body including a magnet between the first yoke and the second yoke and reciprocally driven in an axial direction in conjunction with the alternating magnetic field. In the second yoke, the first yoke is formed from a portion located on the outer peripheral side of the coil, through the both end surfaces of the coil, a first opposing portion forming the first gap on the tip end side, and the second gap. The second opposing part that constitutes Extending to a position facing the first yoke, and a separation distance between a tip of the first facing portion and a tip of the second facing portion is set to 3 mm or less. And
[0008]
In the present invention, since the distance between the tip of the first facing portion of the second yoke and the tip of the second facing portion is set to 3 mm or less, the length of the magnet in the axial direction is, for example, about 9 mm. In this case, a stable thrust can be obtained.
[0009]
In the present invention, it is preferable that a distance between the tip of the first facing portion and the tip of the second facing portion is set to 0.5 mm or more. If the distance between the tip of the first facing portion and the tip of the second facing portion is less than 0.5 mm, the tip of the first facing portion and the tip of the second facing portion Since the leakage of the magnetic flux becomes large between the above and the above, if the separation distance is set to 0.5 mm or more, such leakage can be prevented, and a large thrust can be obtained.
[0010]
The linear actuator according to the present invention can be used as a pump device or a compressor device for supplying various fluids.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A linear actuator to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
[0012]
(overall structure)
1A and 1B are a cross-sectional view and a half-sectional view, respectively, of a main part of a linear actuator to which the present invention is applied.
[0013]
1A and 1B, a linear actuator 1 of the present embodiment is used for a pump device or a compressor device for supplying various fluids, and includes a
[0014]
In this embodiment, an inner yoke 3 (first yoke), an outer yoke 4 (second yoke) arranged outside the
[0015]
In the present embodiment, the
[0016]
The
[0017]
In the present embodiment, the
[0018]
The first and second
[0019]
Here, on the outer peripheral side of the
[0020]
On the other hand, the distal ends of the first opposing
[0021]
In the present embodiment, the separation distance G between the distal end of the first opposing
[0022]
The
[0023]
As the
[0024]
In the
[0025]
(motion)
FIGS. 2A and 2B are explanatory diagrams showing the operation of the linear actuator.
[0026]
In the linear actuator 1 of the present embodiment, when the inner surface of the
[0027]
On the other hand, as shown in FIG. 2B, during a period in which a current flows from the near side of the drawing to the other side, a magnetic field indicated by a dotted arrow B4 is generated, On the other hand, the direction of the magnetic field from the
[0028]
In this manner, the direction of the force applied in the axial direction is switched in the
[0029]
(Results of study on separation distance G)
In the linear actuator 1 of this embodiment, an expensive Nd—Fe—B-based rare earth magnet is used as the
[0030]
In conducting such a study, the separation distance G between the distal end portions of the first and second
[0031]
Under any conditions, the number of turns of the
[0032]
First, FIG. 3 shows the following conditions. The thickness t of the
Separation distance G between tip parts: 0.3 mm
The results when the length dimension M of the
[0033]
FIG. 4 shows the following conditions. The thickness t of the
Separation distance G between tip parts: 0.5 mm
The results obtained when the length dimension M of the
[0034]
FIG. 5 shows the following conditions: thickness t of magnet 9: 2.5 mm
Separation distance G between tip parts: 1.0 mm
The results when the length dimension M of the
[0035]
FIG. 6 shows the following conditions: The thickness t of the
Separation distance G: 1.0mm
The results when the length dimension M of the
[0036]
FIG. 7 shows the following conditions: The thickness t of the
Separation distance G: 3.0 mm
The results when the length dimension M of the
[0037]
FIG. 8 shows the following conditions: The thickness t of the
Separation distance G: 5.0 mm
The results when the length dimension M of the
[0038]
FIG. 9 shows the following conditions: The thickness t of the
Separation distance G: 7.0 mm
The results when the length dimension M of the
[0039]
From these results, when the separation distance G between the distal end portions of the first and second
[0040]
On the other hand, when the distance G between the distal end portions of the first and second
[0041]
In particular, when the distance G between the distal ends of the first and second
[0042]
However, the smaller the distance G between the distal end portions of the first and second
[0043]
[Example of mounting on pump device and compressor device]
The linear actuator 1 to which the present invention is applied can be applied to a pump device and a compressor device as described with reference to FIGS. 10A, 10B, and 10C.
[0044]
10A, 10B, and 10C are a plan view, a cross-sectional view, and a bottom view, respectively, of an air pump device to which the present invention is applied. In FIG. The part is surrounded by a thick line.
[0045]
10A, 10B, and 10C, in the
[0046]
A
[0047]
Inside the
[0048]
The distal end of the operating
[0049]
【The invention's effect】
As described above, in the linear actuator of the present invention, based on the results of repeated experiments and studies, the distance between the tips of the two opposing portions of the second yoke opposing the first yoke is determined. Is set to 3 mm or less, a stable thrust can be obtained. Also, when the distance between the distal ends of the opposing portions is set to 0.5 mm or more, a large thrust can be obtained.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are a cross-sectional view and a half-sectional view, respectively, of a main part of a linear actuator to which the present invention is applied.
FIGS. 2A and 2B are explanatory views showing the operation of the linear actuator.
FIG. 3 shows a linear actuator to which the present invention is applied. The thickness of the magnet is 2.5 mm, the distance between the distal ends of the outer yoke is 0.3 mm, and the length of the magnet is 7.3 mm. 7 is a graph showing the relationship between the distance moved in the axial direction from the origin position of the magnet and the thrust when the distance is 3 mm.
FIG. 4 shows a linear actuator to which the present invention is applied. The thickness of the magnet is 2.5 mm, the distance between the distal ends of the outer yoke is 0.5 mm, and the length of the magnet is 7.5 mm. 6 is a graph showing the relationship between the distance moved in the axial direction from the origin position of the magnet and the thrust when the distance is 5 mm.
FIG. 5 shows a linear actuator to which the present invention is applied. The thickness of the magnet is 2.5 mm, the distance between the distal ends of the outer yoke is 1.0 mm, and the length of the magnet is 9 mm, 7 mm, and 8 mm. 7 is a graph showing the relationship between the distance moved in the axial direction from the origin position of the magnet and the thrust in the case where the magnet was moved.
FIG. 6 shows a linear actuator to which the present invention is applied. The thickness of the magnet is 1.9 mm, the distance between the tip portions of the outer yoke is 1.0 mm, and the length of the magnet is 7 mm, 9 mm, 11 mm, It is a graph which shows the relationship between the distance moved in the axial direction from the origin position of the magnet and the thrust in the case of 13 mm, 15 mm, and 17 mm.
FIG. 7 shows a linear actuator to which the present invention is applied, in which the thickness of the magnet is 1.9 mm, the distance between the distal ends of the outer yoke is 3.0 mm, and the length of the magnet is 7 mm, 9 mm, 11 mm, It is a graph which shows the relationship between the distance moved in the axial direction from the origin position of the magnet and the thrust in the case of 13 mm, 15 mm, and 17 mm.
FIG. 8 shows a linear actuator to which the present invention is applied, in which the thickness of the magnet is 1.9 mm, the distance between the distal ends of the outer yoke is 5.0 mm, and the length of the magnet is 7 mm, 9 mm, 11 mm, It is a graph which shows the relationship between the distance moved in the axial direction from the origin position of the magnet and the thrust in the case of 13 mm, 15 mm, and 17 mm.
FIG. 9 shows a linear actuator to which the present invention is applied, wherein the thickness of the magnet is 1.9 mm, the distance between the distal ends of the outer yoke is 7.0 mm, and the length of the magnet is 7 mm, 9 mm, 11 mm. It is a graph which shows the relationship between the distance moved in the axial direction from the origin position of the magnet and the thrust in the case of 13 mm, 15 mm, and 17 mm.
FIGS. 10A, 10B, and 10C are a plan view, a sectional view, and a bottom view, respectively, of an air pump device including a linear actuator to which the present invention is applied.
FIG. 11 is an explanatory diagram of a conventional linear actuator.
[Explanation of symbols]
1
4. Outer yoke (second yoke)
5
Claims (4)
前記第2のヨークは、前記コイルの外周側に位置する部分から当該コイルの両端面を通って先端側が前記第1の隙間を構成する第1の対向部分、および前記第2の隙間を構成する第2の対向部分として、前記第1のヨークと対向する位置まで延設され、
前記第1の対向部分の先端部と、前記第2の対向部分の先端部との離間距離が3mm以下に設定されていることを特徴とするリニアアクチュエータ。A first yoke, a second yoke opposed to the first yoke so as to form a first gap and a second gap separated in the axial direction between the first yoke; An alternating magnetic field is generated in the first gap and the second gap using the second yoke, the first gap, the first yoke, the second gap, and the second yoke as magnetic paths. A linear actuator comprising: a coil to be driven; and a movable body including a magnet between the first yoke and the second yoke, and reciprocally driven in an axial direction in conjunction with the alternating magnetic field.
The second yoke passes through both end surfaces of the coil from a portion located on the outer peripheral side of the coil, and a leading end side constitutes a first opposing portion forming the first gap, and the second gap. As a second facing portion, extending to a position facing the first yoke,
A linear actuator, wherein a distance between a tip of the first facing portion and a tip of the second facing portion is set to 3 mm or less.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003081934A JP2004289978A (en) | 2003-03-25 | 2003-03-25 | Linear actuator, pump device using the same and compressor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003081934A JP2004289978A (en) | 2003-03-25 | 2003-03-25 | Linear actuator, pump device using the same and compressor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004289978A true JP2004289978A (en) | 2004-10-14 |
Family
ID=33295348
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003081934A Pending JP2004289978A (en) | 2003-03-25 | 2003-03-25 | Linear actuator, pump device using the same and compressor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004289978A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9087899B2 (en) | 2005-07-11 | 2015-07-21 | Peregrine Semiconductor Corporation | Method and apparatus for use in improving linearity of MOSFETs using an accumulated charge sink-harmonic wrinkle reduction |
-
2003
- 2003-03-25 JP JP2003081934A patent/JP2004289978A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9087899B2 (en) | 2005-07-11 | 2015-07-21 | Peregrine Semiconductor Corporation | Method and apparatus for use in improving linearity of MOSFETs using an accumulated charge sink-harmonic wrinkle reduction |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3927089B2 (en) | Linear actuator, pump device and compressor device using the same | |
JP6795945B2 (en) | A compressor with a linear motor and a linear motor | |
EP1684402B1 (en) | Vibratory linear actuator and electric toothbrush using the same | |
KR102133697B1 (en) | Linear drive and piston pump arrangement | |
US10784734B2 (en) | Transverse flux reciprocating motor and reciprocating compressor including a transverse flux reciprocating motor | |
KR20060003092A (en) | Reciprocating linear drive actuator and electric toothbrush | |
US11131296B2 (en) | Transverse flux type reciprocating motor and reciprocating compressor having a transverse flux type reciprocating motor | |
US11050335B2 (en) | Transverse flux type linear motor and linear compressor having the same | |
JP6546183B2 (en) | Linear electromagnetic actuator having two independent movable members | |
JP3818243B2 (en) | Linear vibrator | |
JP3866209B2 (en) | Linear actuator, pump device and compressor device using the same | |
JP4037695B2 (en) | Linear actuator, pump device and compressor device using the same | |
JP2001090660A (en) | Linear compressor | |
JPH08130862A (en) | Moving magnet linear actuator | |
CN111742475B (en) | Linear motor and linear compressor provided with same | |
JP2004289978A (en) | Linear actuator, pump device using the same and compressor device | |
JP2007068373A (en) | Linear actuator, pump apparatus, and compressor apparatus | |
JP2609066B2 (en) | Vibration pump | |
JP2004064838A (en) | Linear actuator, pump device and compressor device using the same | |
JP2000299971A (en) | Electromagnetic drive mechanism and electromagnetic vibrating pump using the same | |
US8049375B2 (en) | Electromagnetic transducer apparatus | |
JP2004040951A (en) | Linear actuator and pumping plant and compressor arrangement using it | |
JPH0759947B2 (en) | Cylindrical electromagnetic vibration pump | |
KR20080096121A (en) | Transverse flux linear actuator with reduced attraction force and electromotor using the same | |
JP2004293334A (en) | Linear motor drive type compressor and refrigerator using it |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050831 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070319 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20070322 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070521 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070704 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071107 |