JP2009268203A - アクチュエータ - Google Patents

アクチュエータ Download PDF

Info

Publication number
JP2009268203A
JP2009268203A JP2008112721A JP2008112721A JP2009268203A JP 2009268203 A JP2009268203 A JP 2009268203A JP 2008112721 A JP2008112721 A JP 2008112721A JP 2008112721 A JP2008112721 A JP 2008112721A JP 2009268203 A JP2009268203 A JP 2009268203A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnet
coil
magnet body
holder
actuator
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
Application number
JP2008112721A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Mori
剛 森
Masaya Inoue
正哉 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2008112721A priority Critical patent/JP2009268203A/ja
Publication of JP2009268203A publication Critical patent/JP2009268203A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)

Abstract

【課題】コイルに巻回された導線の巻数を増加させて、磁石体とコイルとの間に発生する力を大きくすることができるアクチュエータを得る。
【解決手段】円筒形状の第1の磁石1、第1の磁石1の内周側に設けられた第2の磁石2および第1の磁石1の外周側に設けられた第3の磁石3を有した円柱形状の磁石体4と、磁石体4の軸方向の外側で、磁石体4と同心に配置されたリング形状のコイル5とを備え、第1の磁石1、第2の磁石2および第3の磁石3は、磁束が、第1の磁石1と第2の磁石2との間を通過し、第1の磁石1と第3の磁石3との間を通過し、コイル5と鎖交するように着磁され、コイル5が通電されることで、磁石体4とコイル5との相対位置が、磁石体4の中心軸に沿って変化する。
【選択図】図2

Description

この発明は、円筒形状または円柱形状の磁石体と、この磁石体の軸方向の外側で、磁石体と同心に配置されたリング形状のコイルとを備え、コイルが通電されることで磁石体とコイルとの相対位置が変化するアクチュエータに関する。
従来、複数個の磁石を有し、一端面に凹部が周方向に沿って形成された円柱形状の磁石体と、前記磁石体の前記凹部に設けられ、前記磁石体と同心のリング形状のコイルとを備え、前記磁石体は、磁束が前記凹部の間を通過するように着磁され、前記コイルが通電されることで、前記磁石体と前記コイルとの間に力が発生して、前記磁石体と前記コイルとの相対位置が、前記磁石体の中心軸に沿って変化するアクチュエータが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2007−189270号公報
しかしながら、このものの場合、コイルが磁石体の凹部に設けられており、コイルの径方向の寸法は凹部の径方向の寸法に制限されるので、コイルの径方向の寸法を大きくすることができず、コイルに巻回された導線の巻数を増加させて、磁石体とコイルとの間に発生する力を大きくすることができないという問題点があった。
この発明は、上述のような問題点を解決することを課題とするものであって、その目的は、コイルに巻回された導線の巻数を増加させて、磁石体とコイルとの間に発生する力を大きくすることができるアクチュエータを提供するものである。
この発明に係るアクチュエータは、円筒形状の第1の磁石、前記第1の磁石の内周側または外周側に設けられた第2の磁石を有した円筒形状または円柱形状の磁石体と、前記磁石体の軸方向の外側で、前記磁石体と同心に配置されたリング形状のコイルとを備え、前記第1の磁石および前記第2の磁石は、磁束が、前記第1の磁石と前記第2の磁石との間を通過し、前記コイルと鎖交するように着磁され、前記コイルが通電されることで、前記磁石体と前記コイルとの相対位置が、前記磁石体の中心軸に沿って変化する。
この発明に係るアクチュエータによれば、コイルの径方向の寸法を大きくすることができるので、コイルに巻回された導線の巻数を増加させて、磁石体とコイルとの間に発生する力を大きくすることができる。
以下、この発明の各実施の形態を図に基づいて説明するが、各図において、同一または相当の部材、部位については、同一符号を付して説明する。
実施の形態1.
図1はこの実施の形態に係るアクチュエータの要部を示す斜視図、図2は図1の磁石体4およびコイル5を示す断面図である。
この実施の形態に係るアクチュエータは、望遠鏡の鏡(図示せず)に取り付けられており、動作することで、望遠鏡の鏡の歪みを調節する。
このアクチュエータは、円筒形状の第1の磁石1と、この第1の磁石1の内周側に面接触して設けられた円柱形状の第2の磁石2と、第1の磁石1の外周側に面接触して設けられた円筒形状の第3の磁石3とを有した円柱形状の磁石体4を備えている。
また、このアクチュエータは、磁石体4の軸方向の外側で、磁石体4と同心に配置されたリング形状のコイル5を備えている。
断面が円形の導線から構成されたコイル5はホルダ(図示せず)に保持されており、磁石体4とコイル5との間には、所定の隙間が設けられている。
磁石体4は、土台(図示せず)に接続され、コイル5は、ホルダを介して鏡に接続されている。
コイル5は、内径が第2の磁石2の外径より小さく形成され、外径が、第1の磁石1の外径より大きく、第3の磁石3の外径より小さく形成されている。
また、コイル5は、反磁石体4側からコイル5を視たときに、導線の巻回方向が反時計回りとなっている。
第1の磁石1は、磁束が、径方向外側に向かって、内部を通過するように着磁されている。
第2の磁石2は、磁束が、磁石体4の中心軸に沿って、コイル5から離れる方向に、内部を通過するように着磁されている。
第3の磁石3は、磁束が、磁石体4の中心軸に沿って、コイル5に近づく方向に、内部を通過するように着磁されている。
これにより、図2に示す点線イのように、第2の磁石2を通過した磁束は、第1の磁石1と第2の磁石2との間を通過して、第1の磁石1を通過し、さらに、第1の磁石1と第3の磁石3との間を通過して第3の磁石3を通過している。
第1の磁石1、第2の磁石2および第3の磁石3を通過した磁束は、コイル5に鎖交しており、コイル5が通電されることで、磁石体4とコイル5との間には、磁石体4の中心軸に沿って、互いに離間する方向の力が発生する。
これにより、コイル5が、磁石体4の中心軸に沿って、磁石体4から離間する方向に移動して、望遠鏡の鏡が変形する。
なお、コイル5の巻線の方向を逆方向にし、かつ、第1の磁石1、第2の磁石2および第3の磁石3の内部を通過する磁束の方向を反対方向にしてもよい。
また、コイル5の巻線の方向を逆方向にし、または、第1の磁石1、第2の磁石2および第3の磁石3の内部を通過する磁束の方向を逆方向にして、コイル5が通電されることで、磁石体4とコイル5との間には、磁石体4の中心軸に沿って、互いに接近する方向の力を発生させてもよい。
この場合、コイル5が、磁石体4の中心軸に沿って、磁石体4に接近する方向に移動して、望遠鏡の鏡が変形する。
以上説明したように、この実施の形態に係るアクチュエータによれば、コイル5が磁石体4の軸方向の外側に設けられているので、コイル5の寸法を大きくすることができ、コイル5に巻回された導線の巻数を増加させて、磁石体4とコイル5との間に発生する力を大きくすることができる。
その結果、アクチュエータの駆動力を大きくすることができる。
また、磁石体4は、円筒形状の第1の磁石1と、この第1の磁石1の内周側に接触して設けられた円柱形状の第2の磁石2と、第1の磁石1の外周側に接触して設けられた円筒形状の第3の磁石3とを有し、磁束が、第1の磁石1と第2の磁石2との間を通過し、さらに、第1の磁石1と第3の磁石3との間を通過しているので、磁石体4が第1の磁石1および第2の磁石2を有し、第3の磁石3を有さない場合と比較して、磁束をコイル5に効果的に鎖交させることができる。
また、第1の磁石1は、磁束が径方向外側に向かって内部を通過するように着磁され、第2の磁石2は、磁束が磁石体4の中心軸に沿ってコイル5から離れる方向に内部を通過するように着磁され、第3の磁石3は、磁束が磁石体4の中心軸に沿ってコイル5に近づく方向に内部を通過するように着磁されているので、コイル5と鎖交する磁束の内、コイル5の径方向に沿った成分が増大して、磁石体4とコイル5との間に発生する力をさらに大きくすることができる。
実施の形態2.
図3はこの実施の形態に係るアクチュエータの磁石体4、コイル5およびホルダ6を示す断面図である。
この実施の形態に係るアクチュエータのコイル5は、内径が第1の磁石1の内径より大きく、外径が第1の磁石1の外径より小さく形成されている。
これにより、コイル5に鎖交する磁束の内、コイル5の径方向に沿った成分がさらに増大するので、磁石体4とコイル5との間に効果的に力を発生させることができる。
コイル5を保持したホルダ6は、コイル5の全面である四面の内、コイル5の内周面、外周面および反磁石体4側の面の三面に面接触している。
ホルダ6は、図示しない冷却機構によって冷却される。
これにより、通電されることでコイル5に発生したジュール熱が、コイル5の三面からホルダ6へ伝達され、コイル5の温度上昇が抑制される。
なお、ホルダ6は、コイル5の内周面、外周面および反磁石体4側の面の内、何れか二面に面接触してもよい。
この場合、ホルダ6がコイル5の三面に面接触した場合より、コイル5の温度上昇を抑制する効果が小さいものの、ホルダ6がコイル5の一面に面接触した場合より、コイル5の温度上昇を抑制することができる。
ホルダ6は、高抵抗率、高熱伝導率、非磁性体材料であるステンレス(SUS304)から構成されている。
なお、ホルダ6の材料はこのものに限らない。
ホルダ6の熱伝導率が高いので、コイル5の熱は効率的にホルダ6に伝達され、加熱されたホルダ6は効果的に冷却機構によって冷却される。
ホルダ6の抵抗率が高いので、コイル5を流れる電流が交流である場合に、渦電流がホルダ6に発生することが抑制されるので、この渦電流による熱の発生が抑制される。
その結果、実施の形態1に係るアクチュエータと比較して、コイル5の冷却効率を向上させることができる。
ホルダ6が非磁性体材料であるので、ホルダ6の磁化が抑制される。
その結果、ホルダ6が磁化した場合のホルダ6を通過する磁束の飽和によって生じる、磁石体4とコイル5との間に発生する力の変化が低減するので、アクチュエータの動作の精度を向上させることができる。
なお、アクチュエータの動作の精度よりも、アクチュエータのエネルギー効率を高める場合には、ホルダ6に磁性体材料を用いてもよい。
その他の構成は、実施の形態1と同様である。
この実施の形態に係るアクチュエータによれば、ホルダ6は、コイル5の内周面、外周面および反磁石体4側の面に面接触しているので、通電されてジュール熱が発生したコイル5の温度の上昇を抑制することができる。
また、コイル5の温度の上昇を抑制することができるので、コイル5に流れる電流量を大きくすることができ、磁石体4とコイル5との間に発生する力を大きくすることができる。
また、ホルダ6は、非磁性体材料であるステンレスから構成されているので、アクチュエータの動作の精度を向上させることができる。
実施の形態3.
図4はこの実施の形態に係るアクチュエータの磁石体4、コイル5およびホルダ6を示す断面図である。
この実施の形態に係るアクチュエータの磁石体4は、円筒形状の第1の磁石1と、この第1の磁石1の内周側に接触して設けられた円柱形状の第2の磁石2とを有し、第3の磁石3を有していない。
これにより、例えば、磁石体4の径方向の寸法を大きくすることができない場合であっても、第1の磁石1および第2の磁石2の寸法を製造可能な大きさにすることができる。
また、磁石体4は、第3の磁石3を有していないので、部品点数が削減され、また、製造工程を簡略化することができる。
なお、磁石体4は、円筒形状の第1の磁石1と、この第1の磁石1の外周側に接触して設けられた円柱形状の第2の磁石2とを有してもよい。
その他の構成は、実施の形態2と同様である。
この実施の形態に係るアクチュエータによれば、磁石体4は、第1の磁石1および第2の磁石2を有し、第3の磁石3を有していないので、部品点数が削減され、また、製造工程を簡略化することができる。
実施の形態4.
図5はこの実施の形態に係るアクチュエータの磁石体4、コイル5、ホルダ6およびシャフト7を示す断面図である。
この実施の形態に係るアクチュエータの磁石体4は、円筒形状の第1の磁石1と、この第1の磁石1の内周側に接触して設けられた円筒形状の第2の磁石2と、第1の磁石1の外周側に接触して設けられた円筒形状の第3の磁石3とを有し、円筒形状となっている。
コイル5を保持したホルダ6も円筒形状に形成されており、このホルダ6の内周および第2の磁石2の内周には、非磁性体材料であるステンレス(SUS304)から構成されたシャフト7が貫通して設けられている。
このシャフト7は、磁石体4に嵌合されて固定されている。
シャフト7が非磁性体材料であるので、シャフト7の磁化が抑制される。
その結果、第2の磁石2を通過した磁束がシャフト7を通過するのを抑制することができるので、コイル5に鎖交する磁束が減少することを抑制することができる。
磁石体4は、シャフト7を介して、コイル5およびホルダ6側に接続可能となっている。
これにより、土台および鏡がコイル5およびホルダ6側に設けられた場合であっても、このアクチュエータを土台および鏡に取り付けることができる。
その他の構成は、実施の形態2と同様である。
この実施の形態に係るアクチュエータによれば、磁石体4には、コイル5およびホルダ6側に延びたシャフト7が固定されているので、土台および鏡がコイル5およびホルダ6側に設けられた場合であっても、土台および鏡に取り付けることができる。
実施の形態5.
図6はこの実施の形態に係るアクチュエータのコイル5を示す断面図である。
この実施の形態に係るアクチュエータのコイル5は、断面が長方形である平角線8から構成されている。
コイル5の平角線8は、銅から構成された導体9と、この導体9の周囲を覆った絶縁膜10とを有している。
なお、導体9は、銅に限らず、例えば、アルミであってもよい。
コイル5は、平角線8が、径方向に10列並べられ、軸線方向に沿って3段並べられており、巻数が30ターンとなっている。
平角線8は、断面が長方形であるので整列させやすく、さらに、断面が円形の導線の場合と比べて、隣接した平角線8の間の余分なスペースを小さくすることができる。
その結果、コイル5の断面における導体9の断面積の占有率(導体9の総断面積/コイル5の総断面積)が高くなるので、コイル5の通電により生じるジュール損を低減させることができる。
また、隣接した平角線8の間の余分なスペースが小さくなるので、隣接した平角線8の間の熱伝達が向上して、コイル5の放熱の効率を向上させることができる。
その他の構成は、実施の形態1と同様である。
この実施の形態に係るアクチュエータによれば、コイル5は、平角線8から構成されているので、隣接した平角線8の間の余分なスペースが小さくなるので、隣接した平角線8の間の熱伝達が向上して、コイル5の放熱の効率を向上させることができる。
なお、上記各実施の形態では、望遠鏡の鏡に取り付けられ、動作することで、望遠鏡の鏡の歪みを調節するアクチュエータについて説明したが、勿論このものに限らず、その他のものに取り付けられるアクチュエータであってもよい。
この発明の実施の形態1に係るアクチュエータの要部を示す斜視図である。 図1の磁石体およびコイルを示す断面図である。 この発明の実施の形態2に係るアクチュエータの磁石体、コイルおよびホルダを示す断面図である。 この発明の実施の形態3に係るアクチュエータの磁石体、コイルおよびホルダを示す断面図である。 この発明の実施の形態4に係るアクチュエータの磁石体、コイル、ホルダおよびシャフトを示す断面図である。 この発明の実施の形態5に係るアクチュエータのコイルを示す断面図である。
符号の説明
1 第1の磁石、2 第2の磁石、3 第3の磁石、4 磁石体、5 コイル、6 ホルダ、7 シャフト、8 平角線、9 導体、10 絶縁膜。

Claims (6)

  1. 円筒形状の第1の磁石、前記第1の磁石の内周側または外周側に設けられた第2の磁石を有した円筒形状または円柱形状の磁石体と、
    前記磁石体の軸方向の外側で、前記磁石体と同心に配置されたリング形状のコイルとを備え、
    前記第1の磁石および前記第2の磁石は、磁束が、前記第1の磁石と前記第2の磁石との間を通過し、前記コイルと鎖交するように着磁され、
    前記コイルが通電されることで、前記磁石体と前記コイルとの相対位置が、前記磁石体の中心軸に沿って変化することを特徴とするアクチュエータ。
  2. 前記コイルを支持するホルダをさらに備え、
    前記ホルダは、前記コイルの全面である四面の内、内周面、外周面および反前記磁石体側の面の少なくとも二面に面接触していることを特徴とする請求項1に記載のアクチュエータ。
  3. 前記磁石体は、前記第1の磁石の反前記第2の磁石側に、第3の磁石をさらに有し、
    前記第3の磁石は、前記磁束が、前記第1の磁石と前記第3の磁石との間を通過するように着磁されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のアクチュエータ。
  4. 前記第1の磁石は、前記磁束が径方向に沿って内部を通過するように着磁され、
    前記第2の磁石および前記第3の磁石は、前記磁束が前記磁石体の前記中心軸に沿って内部を通過するように着磁されていることを特徴とする請求項3に記載のアクチュエータ。
  5. 前記ホルダは、非磁性材料から構成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項4の何れか1項に記載のアクチュエータ。
  6. 前記コイルは、平角線から構成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項5の何れか1項に記載のアクチュエータ。
JP2008112721A 2008-04-23 2008-04-23 アクチュエータ Pending JP2009268203A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008112721A JP2009268203A (ja) 2008-04-23 2008-04-23 アクチュエータ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008112721A JP2009268203A (ja) 2008-04-23 2008-04-23 アクチュエータ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009268203A true JP2009268203A (ja) 2009-11-12

Family

ID=41393338

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008112721A Pending JP2009268203A (ja) 2008-04-23 2008-04-23 アクチュエータ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009268203A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009201343A (ja) 永久磁石回転電機
JP7257602B2 (ja) コイル
JP2010110128A (ja) 永久磁石回転電機
JP2010158140A (ja) リニアモータ
JP2010178493A (ja) アウターロータ型ブラシレスモータ
WO2015075784A1 (ja) アキシャルギャップ型回転電機
WO2013105214A1 (ja) リニアモータ
JP2009065755A (ja) 振動型モータおよびそれを用いた振動型圧縮機
JP2009532008A (ja) 特に巻取り/巻出し装置用のヒステリシスを有する磁気カップリング
JP2009105164A (ja) トランス
JP2012019613A (ja) リニアモータ
JP2009268203A (ja) アクチュエータ
JP2011024365A (ja) スロットレスモータ
JP2008206356A (ja) 可動磁石型リニアアクチュエータ
JP7115185B2 (ja) 可動コイル型ボイスコイルモータ
JP2010063313A (ja) リニアモータ
US20120062352A1 (en) Flux transfer device
JP2006174616A (ja) リニアアクチュエータ
JP2011119546A (ja) 着磁装置
JP2010268650A (ja) アキシャルギャップ型回転電機
JP6554492B2 (ja) ソレノイド
JP2008029173A (ja) 渦電流減速装置
JP2008047563A (ja) 超電導コイルおよび該超電導コイルを備えた超電導機器
JP2000032730A (ja) 電磁アクチュエータ
JP2010226902A (ja) モータステータおよび分割ステータ