JP2006042431A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】 作動時の雰囲気温度が上昇しても外側積層コアおよび内側積層コアの間に配設される可動体の開放端側が、開放端側外側積層コア１９に接触して動作不良になることがない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。
【解決手段】 インナーヨーク３と、インナーヨーク３との間に第１の隙間６、および第２の隙間７を構成するアウターヨーク４と、隙間６、７内にマグネット９を備える可動体５とを有するリニアアクチュエータ１において、可動体５は、一端が開放した開口縁部５６を有する筒状に形成され、開口縁部５６がインナーヨーク３とアウターヨーク４との間に配設されるとともにアウターヨーク４よりインナーヨーク３側に近接配置されている。
【選択図】 図１

Description

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。

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は、シリンダが形成された本体部と、ピストンを駆動するリニアアクチュエータとから構成されており、リニアアクチュエータが有する駆動部としては、ピストンを軸線方向に往復駆動させるためにリニアモータが用いられている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−３３７７２５号公報

このリニアアクチュエータを、ポンプ装置やコンプレッサー装置の駆動源として用いる場合、作動時の雰囲気温度が上昇し、８０°Ｃ程度まで上昇する可能性がある。その場合、外側積層コア１９および内側積層コア１９の間に配設される可動体、すなわち、短円筒状に形成された枠１７、およびこの枠１７の一端に接着等により固定された永久磁石群１８の開放端側は、その構造上、剛性の確保が困難なため、温度上昇に伴い、径方向の外方側に開く可能性があり、最悪の場合には、外側積層コア１９に接触して動作不良が発生するという問題点があった。

そこで、本発明の課題は、作動時の雰囲気温度が上昇しても外側積層コアおよび内側積層コアの間に配設される可動体の開放端側が、外側積層コアに接触して動作不良になることがない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。

上記課題を解決するために、本発明では、インナーヨークと、該インナーヨークの外周面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インナーヨークの周りに配設されたアウターヨークと、前記アウターヨーク、前記第１の隙間、前記インナーヨーク、前記第２の隙間、および前記アウター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からなる駆動部と、前記インナーヨークと前記アウター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、前記可動体は、少なくとも一端が開放した開口縁部を有する筒状に形成され、前記開口縁部またはその近傍は、前記インナーヨークと前記アウターヨークとの間に配設されるとともに前記アウターヨークより前記インナーヨーク側に近接配置されていることを特徴とする。

本発明において、前記インナーヨークと前記アウターヨークとの間に配設される前記マグネットが、前記開口縁部またはその近傍に配設されるとともに前記アウターヨークより前記インナーヨーク側に近接配置されていることが好ましい。このように構成すると、マグネットによる吸引力がアウターヨーク側よりインナーヨーク側に強く働くことになる。故に、この吸引力が、リニアアクチュエータを作動させる雰囲気温度の上昇に伴い、可動体の開口縁部が拡開しようとする応力に抗して働くため、開口縁部の拡開を抑制することができる。

本発明において、前記アウターヨークおよび前記インナーヨークは、各々平面的な対向面をもって周方向に等角度間隔に複数本、配置され、前記可動体は、前記インナーヨークと前記アウターヨークとの間の各々に配設される複数の前記マグネットを備え、全ての前記マグネットが、前記アウターヨークより前記インナーヨーク側に近接配置されていることが好ましい。

本発明の別の形態では、インナーヨークと、該インナーヨークの外周面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インナーヨークの周りに配設されたアウターヨークと、前記アウターヨーク、前記第１の隙間、前記インナーヨーク、前記第２の隙間、および前記アウター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からなる駆動部と、前記インナーヨークと前記アウター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、前記可動体は、少なくとも一端が開放した開口縁部を有する筒状に形成され、前記開口縁部が前記インナーヨークと前記アウターヨークとの間に配設されるとともに、前記開口縁部またはその近傍に、該開口縁部が拡開するのを防止するための拡開防止部材が配設されていることを特徴とする。

本発明において、前記アウターヨークおよび前記インナーヨークは、各々平面的な対向面をもって周方向に等角度間隔に複数本、配置され、前記可動体は、前記インナーヨークと前記アウターヨークとの間の各々に配設される複数の前記マグネットを備え、かつ、隣接する前記マグネットの間には、隣接する前記インナーヨークの間、および隣接する前記アウターヨークの間に少なくとも一部が入り込んだ状態で前記マグネットの両側を保持するマグネット保持部を備え、該マグネット保持部には、リング状に形成した拡開防止部材の、前記マグネットの前記アウターヨークとの対向面が当接する当接部が配設されていることが好ましい。このように構成すると、当接部により、マグネットがアウターヨークに吸引されて開口縁部が拡開しようとする応力に抗し開口縁部の拡開を抑制することができる。しかもマグネット保持部に拡開防止部材の当接部が配設されているので、当接部をアウターヨークとマグネットとの間に配設させない構造が実現可能となり、両者を近接配置することができる。故に、リニアアクチュエータの磁気効率の向上および径方向への短縮化を図ることができる。なお、前記拡開防止部材は、非磁性体により形成されていることが好ましい。

以上説明したように、インナーヨークとアウターヨークとの間に配設される可動体の開口縁部またはその近傍は、アウターヨークよりインナーヨーク側に近接配置されている。故に、リニアアクチュエータを作動させる雰囲気温度の上昇に伴い、開口縁部が拡開しても、アウターヨークに接触させないようにすることができる。また、開口縁部またはその近傍に、可動体の開口縁部が拡開するのを防止するための拡開防止部材が配設されている。故に、リニアアクチュエータを作動させる雰囲気温度が上昇しても開口縁部の拡開を抑制することができる。従って、作動時の雰囲気温度が上昇してもアウターヨークおよびインナーヨークの間に配設される可動体の開口縁部が、アウターヨークに接触することによって動作不良となる不具合を防止することができる。

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。

（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縦断面図、およびＸ−Ｙ横断面図である。図２（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一部を切り欠いて斜め上方から見た斜視図、および可動体の一部を切り欠いて斜め下方から見た斜視図である。図３は、本発明を適用したリニアアクチュエータの要部を拡大した縦断面図である。

図１（Ａ）、（Ｂ）、および図２（Ａ）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等に用いられるもので、ステータ側を軸線方向から挟持するフレーム２を備えた駆動部８７と、この駆動部８７に対して軸線Ｌ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。

図１に示すように、駆動部８７において、フレーム２のホルダ２２には、円筒状の円筒部１６が形成され、この円筒部１６の上端に対して、リング状に形成された保持体１７に一端が固定されたインナーヨーク３が固定されている。インナーヨーク３は、周方向に等角度間隔に８枚、配置された状態にある。インナーヨーク３は、平板状を有しており、後述のアウターヨーク４との対向面（外側）、およびその裏面（内側）のいずれもが平面になっている。

フレーム２としての一対のホルダ２１、２２の間には、インナーヨーク３の対向面によって軸線方向で離間する位置に第１および第２の隙間６、７を構成するように配置されたブロック状のアウターヨーク４が周方向に隙間８６（図１（Ｂ））を介して等角度間隔に８個、取り付けられている。ここで、アウターヨーク４は、インナーヨーク３との対向面が平面になっている。なお、インナーヨーク３とアウターヨーク４との互いに平面状に形成された対向面は、略３ｍｍ離間して平行に構成されている。

アウターヨーク４は、縦断面がＵ字形状を備えた上下２つのアウターヨーク部材４１、４２から構成されている。各々のアウターヨーク部材４１、４２において、その内側で軸線方向に折れ曲がった部分が、インナーヨーク３に第１および第２の隙間６、７を介して対向する第１および第２の対向部分４１０、４２０になっている。また、その外側で軸線方向に折れ曲がった部分の端部４１９、４２９が当接している。２つのアウターヨーク部材４１、４２はいずれも、複数枚の磁性薄板をその端面がインナーヨーク３の方を向くように立たせたものを積層してブロック体としたものである。このため、アウターヨーク４では渦電流損が比較的小さいという利点がある。

また、アウターヨーク４において、２つ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、リング状の平面形状を備えたコイル８がコイルボビン８０に巻回され配置されている。なお、コイル８の外側は、樹脂製のカバー８９で覆われている。ここで、コイル８は、８個のアウターヨーク４全体を取り巻くように巻回された共通のコイルである。アウターヨーク部材４１、４２は、各々コイル８の外周側に位置する部分からコイル８の軸線方向の両端面を通ってその内周側で軸線方向に折れ曲がり、先端側が、上述の対向部４１０、４２０になっている。

このように構成した駆動部８７に対して、本形態では、図２、図５に示すカップ状の可動体５が配置されている。この可動体５は、樹脂成形品であり、図２（Ｂ）に示すように、正８角形の底部５１と、この底部５１の角部分から軸線方向に起立する細長いマグネット保持部５２と、隣接するマグネット保持部５２の側面を閉鎖する側壁部５５とを備えている。本形態の場合、全てのマグネット保持部５２の側面が側壁部５５によって閉鎖され、筒状に構成されている。

側壁部５５は、底部５１側から開放端側に沿って、樹脂壁５３、マグネット９、および樹脂壁５４が一体成形されている。すなわち、可動体５は、マグネット９がインサート形成された樹脂成型品になっている。また、マグネット保持部５２は、計８箇所、形成され、８枚のマグネット９を周方向に等角度間隔に保持している。なお、マグネット９は、厚みが略２ｍｍの平板状を有しており、厚み方向の両面が平面になって外部に露出し、アウターヨーク４との対向面（外側）、およびインナーヨーク３との対向面（内側）になっている。また、樹脂壁５３および樹脂壁５４の内外面は、マグネット９の両対向面とそれぞれ同一平面になるように形成されている。

ここでマグネット９は、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類磁石、あるいは樹脂マグネットであり、表裏がそれぞれ反対の極に着磁されている。

また、図１（Ｂ）に示すように、マグネット保持部５２は、軸線方向からみたとき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いる一方、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。

このように構成した可動体５を、図１（Ａ）に示すように、駆動部８７側に配置することにより、８枚のマグネット９を各々、インナーヨーク３とアウターヨーク４との第１よび第２の隙間６、７に位置させる。本形態の場合、インナーヨーク３とアウターヨーク４の間に配設される８枚のマグネット９全てが、アウターヨーク４よりインナーヨーク３に近接配置されるようになっている。すなわち、インナーヨーク３とこのインナーヨーク３に対向したマグネット９の対向面との距離ｄ（図３参照）が、０．４ｍｍに設定されるとともに、アウターヨーク４とこのアウターヨーク４に対向するマグネット９の対向面との距離Ｄ（図３参照）が、０．６ｍｍに設定されている。

なお、この距離は、必ずしも、０．４ｍｍと０．６ｍｍに設定する必要はなく、温度上昇に伴って、側壁部５５が径方向の外方側に拡開したとしてもアウターヨーク４に接触しなければ、インナーヨーク３とアウターヨーク４との対向面の離間距離やマグネット９の厚み等に応じ適宜設定することができる。さらに、インナーヨーク３とアウターヨーク４の間に配設される全てのマグネット９が、アウターヨーク４よりインナーヨーク３に近接配置されている必要はない。例えば、本形態のように、８枚のマグネット９が正８角形に配設されている場合、マグネット９を、周方向に１つおきにインナーヨーク３側に近接配置させてもよい。このようにインナーヨーク３側に近接配置するマグネット９は、全体のバランスを考慮し適宜設定することができる。

（コイルボビンとアウターヨークとの係合構造）
図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明を適用したリニアアクチュエータに用いたコイルボビン、コイルボビンとアウターヨーク、およびコイルボビンとアウターヨークとの係合部との説明図である。

本形態のリニアアクチュエータ１において、コイルボビン８０は、筒状の胴部８１と、胴部８１の両端から半径方向の外方に向かって延設された鍔部８５とから構成されており、胴部８１によりコイル８とアウターヨーク４の第１の対向部分４１０および第２の対向部分４２０との絶縁を確保している。また鍔部８５によりコイル８とこのコイル８の軸線方向の両端面を通るアウターヨーク４との絶縁を確保している。

図３、図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、胴部８１の内周面には、第１の対向部分４１０および第２の対向部分４２０の双方と係合して、第１および第２の対向部分４１０、４２０がマグネット９に吸引されて変位することを防止する係合部として、インナーヨーク３に向かって突出する係合突起８２が形成されている。

ここで、係合突起８２は、図４（Ｃ）に示すように軸線方向に突き出して、胴部８１の内周面とによって軸線方向に開口する凹部８２１、８２２を形成する突起８２３、８２４と、この突起８２３、８２４の軸線方向の中央からインナーヨーク３に向けて突き出した小突起８２５とから構成されている。

これに対して、第１の対向部分４１０の先端部分、および第２の対向部分４２０の先端部分には、内周側突起４１１、４２１と、外周側突起４１２、４２２とがそれぞれ形成され、これらの突起４１１、４１２の間、および突起４２１、４２２の間には軸線方向に開口する凹部４１３、４２３がそれぞれ形成されている。

従って、第１および第２のアウターヨーク部材４１、４２を軸線方向の両側からコイルボビン８０に重ね、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が当接されると、コイルの内周側において係合突起８２の凹部８２１、８２２に対して、第１および第２のアウターヨーク部材４１、４２の外周側突起４１２、４２２が嵌るとともに、係合突起８２の突起８２３、８２４に対して、第１および第２のアウターヨーク部材４１、４２の凹部４１３、４２３が嵌る。さらに、係合突起８２の小突起８２５に対しては、第１および第２のアウターヨーク部材４１、４２の内周側突起４１１、４２１の先端が当接する。

ここで、コイルボビン８０には、周方向の８箇所にこのような係合突起８２が形成されている。すなわち、係合突起８２がインナーヨーク３を囲むように全周に配設されている。このため、第１の対向部分４１０および第２の対向部分４２０は、マグネット９の吸引力を受けてもコイルボビン８０によって保持されているので、半径方向に変位することがない。

（リニアアクチュエータの組み立て手順およびリニアアクチュエータの連結方法）
図５は、本発明を適用したリニアアクチュエータを構成する各部材を斜め上方からみたときの分解斜視図である。
本形態では、コイル８とアウターヨーク部材４１、４２とは予め組み立てられ組部品１０になっている。この組部品１０は、コイルボビン８０にコイル８を巻回した後、コイルボビン８０を上下で跨ぐようにして、第１および第２のアウターヨーク部材４１、４２を軸線方向の両側から重ねることにより形成される。

本形態のリニアアクチュエータ１を組み立てるには、以下の手順に基づいて行われる。すなわち、最初に、ホルダ２２の円筒部１６の上端に対して、インナーヨーク３の一端を固定する。全てのインナーヨーク３が固定された後、保持体１７をインナーヨーク３の他端に係合するように落とし込む。次に、ホルダ２２に形成されたねじ穴２２１に３つの雄ねじ２３を落とし込み、その後、雄ねじ２３の上から上述の組部品１０を落とし込み、この組部品１０をホルダ２２の所定位置にセットする。

さらに、部組品１０の上からホルダ２１を被せ、その後、ホルダ２１、２２を周方向の３箇所に配設された固定ボルト９０と固定ナット９１とにより固定する。このとき、部組品１０は、ホルダ２１、２２に挟持された状態でホルダ２１、２２に固定される。最後に、可動体５をインナーヨーク３とアウターヨーク４との隙間に落とし込むことにより、リニアアクチュエータ１が完成する。

（動作）
図６（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。

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６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、実線の矢印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６（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のに対して、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。

これに対して、図６（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のに対して、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。

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１３０から往復直線運動を出力することになる。

（本形態の効果）
以上説明したように、本形態では、インナーヨーク３と、インナーヨーク３の外周面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を形成するようにインナーヨーク３の周りに配設されたアウターヨーク４と、アウターヨーク４、第１の隙間６、インナーヨーク３、第２の隙間７、およびアウターヨーク４を磁路として第１の隙間６および第２の隙間７に交番磁界を発生させるコイル８とからなる駆動部８７と、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、交番磁界に連動して軸線方向に往復駆動される可動体５とを有するリニアアクチュエータ１において、可動体５は、一端が開放した開口縁部５６を有する筒状に形成され、開口縁部５６がインナーヨーク３とアウターヨーク４との間に配設されるとともにアウターヨーク４よりインナーヨーク３側に近接配置されている。故に、リニアアクチュエータ１を作動させる雰囲気温度の上昇に伴い、可動体５の開口縁部５６側が拡開しても、アウターヨーク４に接触させないようにすることができる。従って、作動時の雰囲気温度が上昇してもアウターヨーク４およびインナーヨーク３の間に配設される可動体５の開口縁部５６が、アウターヨーク４に接触することによって動作不良となる不具合を防止することができる。

また、インナーヨーク３とアウターヨーク４との間に配設されるマグネット９が、開口縁部５６の近傍に配設されるとともにアウターヨーク４よりインナーヨーク３側に近接配置されているので、マグネット９による吸引力がアウターヨーク４側よりインナーヨーク３側に強く働くことになる。故に、この吸引力が、リニアアクチュエータ１を作動させる雰囲気温度の上昇に伴い、可動体５の開口縁部５６が拡開しようとする応力に抗して働くため、開口縁部５６の拡開を抑制することができる。

さらに、アウターヨーク４およびインナーヨーク３は、各々平面的な対向面をもって周方向に等角度間隔に８本、配置され、可動体５は、インナーヨーク３とアウターヨーク４との間の各々に配設される８本のマグネット９を備え、全てのマグネット９が、アウターヨーク４よりインナーヨーク３側に近接配置されているので、確実に開口縁部５６の拡開を防止することができる。

（その他の実施の形態）
次に、他の実施の形態の可動体５について説明する。上記の実施の形態では、インナーヨーク３とアウターヨーク４との間に配設される可動体５がアウターヨーク４よりインナーヨーク３に近接配置させた構成であったが、可動体の開口縁部５６近傍に拡開防止部材２０を配設するように構成してもよい。なお、本形態における駆動部８７の構成は、上記実施の形態と同様につき説明を省略する。また、上記実施の形態における可動体５と同一の部材には同一符号を付し、その説明を省略または簡素化する。

図７（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において、可動体の平面図、および可動体を一部切り欠いて斜め下方からみた斜視図である。図８（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ拡開防止部材の平面図、および拡開防止部材を斜め下方から見た斜視図である。

拡開防止部材２０は、線膨張係数の小さい非磁性体によって、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すような正８角形からなるリング状の平面形状を有しており、図７（Ａ）に示すように可動体５のマグネット保持部５２に角部２１を一致させるようにして可動体５の開口縁部５６近傍に内設されている。故に、拡開防止部材２０の正８角形の各辺に相当する枠部２２も壁部５５と軸線方向に一致し、その一部が樹脂壁５４内に内設されている。

また、角部２１は、径方向の外方に向かってＵ字状に突出成形されており、その先端が軸線方向の上方に折曲してマグネット９のアウターヨーク４の対向面に当接する当接部２１０になっている。また、枠部２２には、径方向の外側が軸線方向の下方に折曲して折曲部２３が形成されている。

拡開防止部材２０は、マグネット９とともに可動体５を成形する際、インサート成形により内設される。このとき、図示しない位置決めピンが、角部２１のＵ字内に係合するとともに、マグネット９のアウターヨーク４との対向面の下端が、枠部２２を挟んで隣接する当接部２１０に当接するように位置保持された状態でインサート形成される。なお、折曲部２３のアウターヨーク４側の面は、樹脂壁５４の外部に露出し、アウターヨーク４との対向面になっている。一方、その反対側の面は、樹脂壁５４に内設されており、樹脂壁５４が拡開することを防止している。また、折曲部２３のアウターヨーク４との対向面は、マグネット９のアウターヨーク４との対向面と同一平面になるように形成されている。

（本形態の効果）
本形態の可動体５は、一端が開放した開口縁部５６を有する筒状に形成され、開口縁部５６がインナーヨーク３とアウターヨーク４との間に配設されるとともに、開口縁部５６の近傍に、開口縁部５６が拡開するのを防止するための拡開防止部材２０が配設されている。故に、リニアアクチュエータ１を作動させる雰囲気温度が上昇しても開口縁部５６の拡開を抑制することができる。従って、作動時の雰囲気温度が上昇してもアウターヨーク４およびインナーヨーク３の間に配設される可動体５の開口縁部５６が、アウターヨーク４に接触することによって動作不良となる不具合を防止することができる。

本形態において、アウターヨーク４および記インナーヨーク３は、各々平面的な対向面をもって周方向に等角度間隔に８本、配置され、可動体５は、インナーヨーク３とアウターヨーク４との間の各々に配設される８本のマグネット９を備え、かつ、隣接するマグネット９の間には、隣接するインナーヨーク３の間、および隣接するアウターヨーク４の間に少なくとも一部が入り込んだ状態でマグネット９の両側を保持するマグネット保持部５２を備え、マグネット保持部５２には、リング状に形成した拡開防止部材２０の当接部２１０が配設されている。故に、当接部２１０により、マグネット９がアウターヨーク４に吸引されて開口縁部５６が拡開しようとする応力に抗し、開口縁部５６の拡開を抑制することができる。しかもマグネット保持部５２に拡開防止部材２０の当接部２１０が内設されているので、当接部２１０をアウターヨーク４とマグネット９との間に配設させない構造が可能となり両者を近接配置することができる。故に、リニアアクチュエータ１の磁気効率の向上および径方向への短縮化が図れる。

（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９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。

図９は、本発明を適用したエアーポンプ装置の断面図である。

図９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１５２およびナット１５３を用いて連結され、作動軸１１０は、図５に示すように、インナーヨーク３を保持するフレーム２の円筒部１６を貫通した状態にある。

駆動部８７のホルダ２２の底部には、エアー吸い込み口１７１およびエアー吐出口１７２を備えた本体部側ケース１７０が雄ねじ２３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が配設され、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。

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が配設され、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。

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、本形態において、作動軸１１０の振動に対して図示しないスプリングや外付けの板ばね等による共振を利用しており、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得ることができる。

（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縦断面図、およびＸ−Ｙ横断面図である。 （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一部を切り欠いて斜め上方から見た斜視図、および可動体の一部を切り欠いて斜め下方から見た斜視図である。 本発明を適用したリニアアクチュエータの要部を拡大した縦断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明を適用したリニアアクチュエータに用いたコイルボビン、コイルボビンとアウターヨーク、およびコイルボビンとアウターヨークとの係合部との説明図である。 本発明を適用したリニアアクチュエータを構成する各部材を斜め上方からみたときの分解斜視図である。 （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 （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において、可動体の平面図、および可動体を一部切り欠いて斜め下方からみた斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ拡開防止部材の平面図、および拡開防止部材を斜め下方から見た斜視図である。 本発明を適用したエアーポンプ装置の断面図である。

符号の説明

１ リニアアクチュエータ
２ フレーム
３ インナーヨーク
４ アウターヨーク
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
２０ 拡開防止部材
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
５６ 開口縁部
８０ コイルボビン
８７ 駆動部
２１０ 当接部

Claims (8)

1. インナーヨークと、該インナーヨークの外周面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インナーヨークの周りに配設されたアウターヨークと、前記アウターヨーク、前記第１の隙間、前記インナーヨーク、前記第２の隙間、および前記アウター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からなる駆動部と、前記インナーヨークと前記アウター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、
   前記可動体は、少なくとも一端が開放した開口縁部を有する筒状に形成され、前記開口縁部またはその近傍は、前記インナーヨークと前記アウターヨークとの間に配設されるとともに前記アウターヨークより前記インナーヨーク側に近接配置されていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
2. 請求項１において、前記インナーヨークと前記アウターヨークとの間に配設される前記マグネットが、前記開口縁部またはその近傍に配設されるとともに前記アウターヨークより前記インナーヨーク側に近接配置さていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
3. 請求項２において、前記アウターヨークおよび前記インナーヨークは、各々平面的な対向面をもって周方向に等角度間隔に複数本、配置され、
   前記可動体は、前記インナーヨークと前記アウターヨークとの間の各々に配設される複数の前記マグネットを備え、全ての前記マグネットが、前記アウターヨークより前記インナーヨーク側に近接配置されていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
4. インナーヨークと、該インナーヨークの外周面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インナーヨークの周りに配設されたアウターヨークと、前記アウターヨーク、前記第１の隙間、前記インナーヨーク、前記第２の隙間、および前記アウター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からなる駆動部と、前記インナーヨークと前記アウター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、
   前記可動体は、少なくとも一端が開放した開口縁部を有する筒状に形成され、前記開口縁部が前記インナーヨークと前記アウターヨークとの間に配設されるとともに、前記開口縁部またはその近傍に、該開口縁部が拡開するのを防止するための拡開防止部材が配設されていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
5. 請求項４において、前記アウターヨークおよび前記インナーヨークは、各々平面的な対向面をもって周方向に等角度間隔に複数本、配置され、
   前記可動体は、前記インナーヨークと前記アウターヨークとの間の各々に配設される複数の前記マグネットを備え、かつ、隣接する前記マグネットの間には、隣接する前記インナーヨークの間、および隣接する前記アウターヨークの間に少なくとも一部が入り込んだ状態で前記マグネットの両側を保持するマグネット保持部を備え、該マグネット保持部には、リング状に形成した拡開防止部材の、前記マグネットの前記アウターヨークとの対向面が当接する当接部が配設されていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
6. 請求項４または５において、前記拡開防止部材は、非磁性体により形成されていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
7. 請求項１ないし６のいずれかに規定するリニアアクチュエータを用いたことを特徴とするポンプ装置。
8. 請求項１ないし６のいずれかに規定するリニアアクチュエータを用いたことを特徴とするコンプレッサー装置。
   

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