JP2012055069A

JP2012055069A - アクチュエータ

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Publication number: JP2012055069A
Application number: JP2010194932A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Muraguchi; 洋介村口
Original assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Current assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Priority date: 2010-08-31
Filing date: 2010-08-31
Publication date: 2012-03-15
Anticipated expiration: 2030-08-31
Also published as: JP5696402B2

Abstract

【課題】可動子を移動させる磁気回路に起因する制約を低減して、設計要求が種々の態様となる場合であってもこれに対応可能な新たな磁気回路を有するアクチュエータ。
【解決手段】アクチュエータ１は、ワークと関連付けられ移動可能に構成される可動子２と、この可動子２に電磁力を作用させて可動子２を移動させる磁気回路ｍｃとを有する。磁気回路ｍｃは、断面Ｃの字状乃至コの字状をなしその端面１０ａ同士が対向する固定子コア１０と、固定子コア１０に巻回されるコイル１１と、固定子コア１０の端面１０ａ同士の間に配置され可動子２を構成する鉄心２ｃとを含む要素部品から構成されている。可動子２を構成する鉄心２ｃ以外の要素部品は、固定子コア１０の端面１０ａ同士の間に生ずる磁束の向きに直交する少なくとも三方向（Ｘ１方向，Ｘ２方向及びＺ１方向）に可動子２を開放するように配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワークと関連付けられる可動子を移動させる磁気回路を有するアクチュエータに係り、特にワークの設置位置を始めとする設計要求が種々の態様となる場合でもこれに対応可能な新たな磁気回路を有するアクチュエータに関するものである。

可動子の動作に伴いワークを移動させるアクチュエータとして、特許文献１に示すリニアアクチュエータが知られている。このリニアアクチュエータは、固定子を構成する断面略筒状のコアと、このコアの内部において移動可能に構成される可動子と、可動子に電磁力を作用させて可動子を移動させる磁気回路とを具備している。このコアの内壁には可動子に向けて延出して互いに対向する一対の対向面が形成されており、これら対向面には永久磁石が取り付けられ、各々の磁石が可動子に対向している。磁気回路は、上記のコアと、コアに巻回されるコイルと、コアの対向面に取り付けられた磁石と、コアの対向面同士の間に配置された可動子を構成する鉄心とを含む複数の要素部品から構成されており、コイルへの通電によって可動子を固定子に対し相対移動させるものである。

特開２００３−３３９１４７号公報

上記のようなワークを移動させるアクチュエータは、可動子とワークとの位置関係、可動子を支持する支持機構の配置位置および可動子の移動可能方向を始めとする設計要求が用途等に応じて種々の態様を取り得るものであり、種々の態様に対応可能なアクチュエータが求められている。

しかしながら、特許文献１に示すものを始めとして従来のアクチュエータでは、磁気回路を構成するコアやコイル等の要素部品が可動子を包囲する構成が通例であるので、ワークの設置位置や可動子を移動可能に支持する支持機構の配置位置が例えば往復方向（二方向）に限定されるとともに、可動子の移動可能方向も往復方向に限定されてしまうという制約があり、磁気回路の一構成で種々の態様に対応することは難しい。

このような課題は、上述のような磁気回路を構成する要素部品のうち可動子を構成する磁路部材が鉄心である可動鉄心型のものに限らず、磁路部材が永久磁石である可動磁石型の場合でも同様のことがいえる。

本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、その目的は、可動子を移動させる磁気回路に起因する制約を低減して、ワークの設置位置を始めとする設計要求が種々の態様となる場合であってもこれに対応可能な新たな磁気回路を有するアクチュエータを提供することである。

本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。

すなわち、本発明のアクチュエータは、ワークと関連付けられ移動可能に構成される可動子と、この可動子に電磁力を作用させて可動子を移動させる磁気回路とを具備するアクチュエータであって、前記磁気回路は、断面Ｃの字状乃至コの字状をなしその端面同士が対向するＣ型コアと、Ｃ型コアに巻回されるコイルと、Ｃ型コアの端面同士の間に配置され可動子を構成する磁路部材とを含む複数の要素部品から構成されており、前記磁気回路を構成する要素部品のうち前記可動子を構成する磁路部材以外の要素部品は、Ｃ型コアの端面同士の間に生ずる磁束の向きに直交する少なくとも三方向に可動子を開放するように配置されていることを特徴とする。

磁路部材は、磁気回路を構成する要素部品であり、例えば鉄心や永久磁石が挙げられる。

断面Ｃの字状乃至コの字状をなすとは、コアの形状が断面ほぼＣの字状をなすものや断面ほぼコの字状をなすものを含む意味である。

このように、磁気回路を構成する要素部品のうち可動子を構成する磁路部材以外の要素部品が、Ｃ型コアの端面同士の間に生じる磁束の向きに直交する少なくとも三方向に可動子を開放するように配置されているので、多くとも二方向にしか可動子が開放されない従来に比べてワークの設置位置や可動子を支持する支持機構の配置位置の制約を低減して設計自由度を向上させることが可能となり、種々の設計要求に対応することが可能となる。しかも、少なくとも三方向に可動子が開放されているので、可動子の動作に直線運動だけでなく、回転運動や揺動運動を採用することが可能となり、新たな態様を実現することが可能となる。

可動子の軽量化を可能として高速移動及び高効率化を追求するとともに、可動子のうちワークを取り付け可能な箇所の制約を無くすためには、前記磁路部材は鉄心であり、前記Ｃ型コアの端面には永久磁石が設けられている可動鉄心型のものであることが好ましい。

上記の支持機構の自由な配置や可動子の種々の動作を実現するとともに、可動子の組み付け性を向上させるためには、前記Ｃ型コアの端面は、端面同士が平行な平面形状をなすように形成されていることが望ましい。

部品を共通化して製造コストを低減させつつ可動子の移動可能方向を多方向に対応するためには、前記Ｃ型コアの端面には、前記可動子の移動可能方向に応じた方向に沿って隣接する磁極が異なるように板状の磁石が配置されていることが好ましい。

小型化を追求するためには、前記可動子を移動可能に支持する支持機構の少なくとも一部は、前記Ｃ型コアに挟まれる位置に配置されていることが効果的である。

可動子の位置を検出する位置検出センサを配置するにあたり、検出精度を向上させるためには、前記可動子を移動可能に支持する支持機構と前記可動子の位置を検出する位置検出センサとは、互いに対向して可動子を挟む位置関係に設定されていることが効果的である。

本発明は、以上説明した構成であるから、可動子を移動させる磁気回路を構成する要素部品によって可動子が包囲されることを避けて少なくとも三方向に可動子が開放されているので、多くとも二方向にしか可動子が開放されない従来に比べてワークの設置位置や可動子を支持する支持機構の配置位置の制約が低減され、設計自由度を向上させることが可能となり、磁気回路の一構成を以て種々の設計要求に対応することが可能となる。しかも、少なくとも三方向に可動子が開放されているので、可動子の動作に直線運動だけでなく、回転運動や揺動運動を採用することが可能となり、新たな態様を実現することが可能となる。したがって、種々の設計要求に対応し得る汎用性のあるアクチュエータを提供することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るアクチュエータを示す斜視図。同アクチュエータを示す正面図。同アクチュエータを示す平面図。同アクチュエータを示す側面図。同アクチュエータを構成する可動子を示す図。同アクチュエータの製造方法に関する図。同アクチュエータの製造方法に関する図。同アクチュエータの動作に関する説明図。同アクチュエータの適用例を示す説明図。本発明の他の実施形態に係るアクチュエータの構成を示す図。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。

本実施形態のアクチュエータは、図１〜図４に示すように、可動子２を移動可能方向（図１及び図３で示すＸ方向）に沿って往復運動させるリニアアクチュエータに適用されており、固定子１と、この固定子１に対し相対移動可能に構成される可動子２と、この可動子２に電磁力を作用させて可動子２を移動させる磁気回路ｍｃとを有している。そして、本実施形態のリニアアクチュエータは、可動子２に例えばワイヤボンダのノズル等を始めとするワークを取り付け又は連結等により関連付けて、これら装置の駆動部を構成するために利用される。

固定子１は、図６（ａ）に示すように、固定子コアとも呼ばれる断面Ｃの字状をなし端面１０ａ同士が対向するＣ型コア１０と、図１〜図３に示すように、このＣ型コア１０に巻回されるコイル１１と、Ｃ型コア１０の端面１０ａ・１０ａに取り付けられる永久磁石１２とを有する。なお、コア１０が断面Ｃの字状をなしているが、断面コの字状をなすものでもよく、ここでは両者をまとめてＣ型コアと称する。

固定子１を構成するＣ型コア１０は、図４及び図６（ａ）に示すように、断面Ｃの字状をなす複数のコア板１０ｓを積層して固定したもので、図２及び図６（ａ）に示すように、基端部１０ｂから延びる一対の延出部１０ｃ・１０ｃの先端部たる端面１０ａ・１０ａ同士の間を開放して端面１０ａ・１０ａ同士が互いに対向して平行な平面形状をなすように形成されている。

固定子１を構成するコイル１１は、図１〜図３及び図６（ｃ）に示すように、巻数が等しい一対のコイル１１・１１をコア１０に取り付けたもので、通電によりＣ型コア１０及びその端面１０ａ・１０ａ同士の間のギャップｇｐに可動子２を移動させるための磁束を発現させるものである。各々のコイル１１・１１は、Ｃ型コア１０の端面１０ａ・１０ａ同士、すなわち可動子コアたる鉄心２ｃを挟む延出部１０ｃ・１０ｃ同士の間のギャップｇｐを挟んで互いに対向する位置に配置され、図６（ｃ）に示すように、Ｃ型コア１０の端面１０ａ・１０ａ同士、すなわち可動子コアたる鉄心２ｃを挟む延出部１０ｃ・１０ｃ同士の中心線ｃ１から対称の位置関係となるように設定されている。

固定子１を構成する永久磁石１２は、図３に示すように、一対の板状の永久磁石１２ａ・１２ｂを互いに対向する磁極が異なるようにＣ型コア１０の各々の端面１０ａ・１０ａに取り付けたものであり、これら一対の永久磁石１２ａ・１２ｂを二組用いて可動子の移動可能方向（Ｘ方向）に沿って隣接する磁極が異なるように配置している。

Ｃ型コア１０は、図２に示すように、その基端１０ｂ側がベース１３に固定されており、このベース１３を足場として可動子２を移動可能方向（Ｘ方向）に沿ってスライド可能に支持するスライド型軸受を用いた支持機構１４が配置されている。

可動子２は、図２及び図５に示すように、略棒状をなし先端２ａ側がＣ型コア１０の端面１０ａ・１０ａ同士の間に配置され、基端２ｂ側が図示しないボルト等の固着具で支持機構１４に取り付けられ片持ち支持状態でＣ型コア１０の端面１０ａ（移動可能方向であるＸ方向）に沿って直線移動可能に構成されている。具体的には、可動子２は、図５に示すように、Ｃ型コア１０の端面１０ａ・１０ａ同士の間に配置される可動子コアとも呼ばれる鉄心２ｃと、この鉄心２ｃと支持機構１４とを関連付ける（連結）ための樹脂等の非磁性材からなる連結部材２ｄとを有する。鉄心２ｃは、図２に示すように、上記の固定子１を構成するＣ型コア１０、コイル１１及び永久磁石１２とともに可動子２を移動させる磁束ｍｆを発現させる磁気回路ｍｃを構成する複数の要素部品の一部である。ここでは要素部品のうち可動子２を構成する要素部品を磁路部材と呼ぶが、主に図１及び図２で示す本実施形態のように、磁気回路ｍｃを構成する要素部品（Ｃ型コア１０，コイル１１，永久磁石１２，鉄心２ｃ）のうち可動子を構成する磁路部材（鉄心２ｃ）以外の要素部品（Ｃ型コア１０，コイル１１，永久磁石１２）を、Ｃ型コア１０の端面１０ａ・１０ａ同士の間に生ずる磁束の向き（Ｙ方向）に直交する少なくとも三方向（Ｘ１方向，Ｘ２方向及びＺ１方向）に可動子２を開放するように配置している。これはＣ型コア１０を用いることにより実現可能となるものである。

図３及び図５に示すように、可動子２を構成する連結部材２ｄは、鉄心２ｃを移動可能方向（Ｘ方向）側から挟み込んで鉄心２ｃを固定しており、鉄心２ｃのうちＣ型コア１０の端面１０ａ側を開放することにより鉄心２ｃとＣ型コア１０に取り付けた永久磁石１２との隙間を限りなく小さくして磁路を形成しやすいように鉄心２ｃを支持するものである。

また、連結部材２ｄには、可動子２のうち先端２ａ側（反支持機構側）の寸法ｗ１を基端２ｂ側（支持機構１４側）の寸法ｗ２よりも小さくするテーパ部２ｄ_１を形成することで、可動子２の重心を支持機構１４側に可能な限り近づけるように構成されている。このように、支持機構１４が可動子２を片持ち支持する構成では、可動子２の重心が支持機構１４に近づくほど加減速時の振動に対する安定度が増すので、本実施形態のように可動子２の重心を支持機構１４側に近づけるように、可動子２の支持機構１４側と反支持機構側とを非対称に形成すると、加速時又は減速時に可動子２に生じる振動を低減して可動子２を効率よく駆動させることが可能となる。なお、図５に示す可動子２のコアギャップ方向の寸法ｗ６は、図２に示すＣ型コア１０の端面１０ａ・１０ａに取り付けた永久磁石１２同士の間のギャップ寸法ｗ５に対応して若干小さく設定される。

上記の支持機構１４は、図２に示すように、この支持機構１４の少なくとも一部をＣ型コア１０の基端１０ｂ付近であってＣ型コア１０の延出部１０ｃ・１０ｃに挟まれる位置に配置し、図２及び図６（ａ）に示すＣ型コア１０に挟まれる空間ｓｐを有効利用している。また、Ｃ型コア１０に挟まれる空間ｓｐには、支持機構１４の他に可動子２の位置を検出するエンコーダ等を用いた位置検出センサ１５が上記のベース１３を足場として設けられている。この位置検出センサ１５は、支持機構１４と互いに対向して可動子２の基端２ｂを挟む位置関係に設定されており、可動子２のうち支持機構１４に近く振動の少ない部位を検出することで検出誤差を低減して検出精度を向上させている。位置検出センサ１５は、図示しない検出対象となる対象部と、この対象部を感知する感知部とから構成されており、本実施形態では、対象部を可動子２に設け、検知部をベース１３に固定することで、位置検出センサ１５を調整容易にするとともに検出を安定させている。

このように、アクチュエータを構成する支持機構１４及び位置検出センサ１５等の機構部品をアクチュエータの一方向側（Ｃ型コア１０の基端１０ｂ側）に集めて、可動子２と関連付けるワーク等の配置自由度を格段に向上させるとともに、アクチュエータ自体を限られた範囲でコンパクト化している。

上記の構成のアクチュエータの動作は特許文献１のものと同様であるので詳細な説明を省略するが、コイルに通電されていない場合は、図８（ａ）に示すように、対向する磁極が異なる一対の永久磁石１２ａ・１２ｂを、移動可能方向（Ｘ方向）に沿って隣接する磁極が異なるように二組配置することにより、Ｃ型コア１０のギャップｇｐに互いに向きの異なる二つの磁束ｍｆ１・ｍｆ２を発現させる。図８（ｂ）に示すように、コイル１１に対し或る方向（正方向）に通電を行うと、二つの磁束ｍｆ１・ｍｆ２のうち一方の磁束ｍｆ１が強まり他方の磁束ｍｆ２が弱まり、鉄心２ｃすなわち可動子２が磁束の強まる方向（Ｘ１方向）へ電磁力が作用して可動子２が移動する。一方、図８（ｃ）に示すように、上記の正方向に対して逆向きである逆方向にコイル１１への通電を行う場合には、その逆の方向（Ｘ２方向）に電磁力が作用して可動子２が移動する。この動作原理を利用して、図２に示す位置検出センサ１５の検出結果に基づきコイル１１・１１への通電をサーボ制御することでコイル１１・１１へ通電する電流の大きさ及び向きを制御し、可動子２を任意の位置に移動させるものである。すなわち、永久磁石１２を並べる方向に応じて可動子２の移動可能方向が決定されており、且つ、図１に示すように少なくとも三方向に可動子２を開放する構成であるので、磁石の並びを図９（ａ）→図９（ｂ）のように変えるだけで移動可能方向をＸ方向→Ｚ方向に変えることができ、共通の部品を用いて移動可能方向を多方向に対応させることが可能となる。

上記のアクチュエータは、次の工程を含む製造方法を実施することにより製造される。すなわち、その製造方法は、図６に示すように、コア用意工程と、コイル形成工程と、コイル取り付け工程と、磁石取り付け工程と、磁路形成工程とを含んで構成される。

コア用意工程では、図６（ａ）及び図４に示すように、基端部１０ｂから延びる一対の延出部１０ｃ・１０ｃの先端部１０ａ・１０ａ同士の間が開放された断面Ｃの字状乃至コの字状をなす複数のコア板１０ｓを積層して固定し固定子コアとも呼ばれるＣ型コア１０を生成する。なお、コア板１０ｓを積層せずにＣ型コア１０を一体成型してもよい。

コイル形成工程では、図６に示すように、Ｃ型コア１０の延出部１０ｃ・１０ｃ同士の間に形成されるギャップのうち最も狭い先端部１０ａ・１０ａ同士の間のギャップ寸法ｗ４よりもコイル１１のギャップ方向の幅寸法ｗ３を狭くし、且つ、Ｃ型コア１０のうち延出部先端１０ａから環状コイル１１の取り付け位置に至る部位の寸法ｗ７，ｗ８（図３参照）よりも環状コイル１１の孔の寸法ｗ９，ｗ１０を幅広とする制約の下において、固定子コア１０と独立した状態で導線１１ａを巻回して環状のコイル１１を形成する。この場合、Ｃ型コア１０と独立した状態で所定の電磁力を得るために必要なターン数導線１１ａを巻回して環状コイル１１を形成する。この場合、Ｃ型コア１０と独立した状態で導線１１ａを巻くので専用の巻線機等を用いずに手作業でも作業効率を損なうことがなく、製造コストを省くことが可能となる。

コイル取り付け工程では、図６（ｃ）に示すように、巻回した環状のコイル１１をＣ型コア１０の先端部１０ａ・１０ａ同士（延出部１０ｃ・１０ｃ同士）の間のギャップｇｐを通しつつ、環状コイル１１の孔に延出部１０ｃを嵌めて樹脂等の接着剤を用いてコイル１１をコア１０に取り付ける。Ｃ型コア側を固定して装置に取り付けることが多いので、本方式のようにコイルを取付けたあと、ボイスコイルモータのように断線の恐れが無く。コイルへのリード線結線作業も容易となる。

磁石取り付け工程では、図７（ｄ）に示すように、Ｃ型コア１０の端面１０ａ・１０ａに、二対の板状の永久磁石１２ａ・１２ｂを互いに対向する磁極が異なるように取り付ける。この際、コイル１１・１１及び永久磁石１２は、少なくとも三方向（Ｘ１方向，Ｘ２方向及びＺ１方向）にギャップｇｐを開放するように配置される。

磁路形成工程では、図７（ｅ）に示すように、Ｃ型コア１０の端面１０ａ・１０ａ同士（延出部１０ｃ・１０ｃ同士）の間に鉄心２ｃを配置して鉄心２ｃを含む可動子２を支持機構１４に取り付け、鉄心２ｃ及びＣ型コア１０でコイル１１への通電により生じる磁束の磁路を形成する。

なお、可動子２を小型化して軽量化するほど得られる加速度が大きくなり、ワーク可動のタクトタイムが向上して駆動効率（製造装置の駆動部に適用する場合は生産性）の向上を追求することができるものの、図５に示すように可動子２のコアギャップ方向の寸法ｗ６を小さくして可動子２を軽量化し、これに伴い図２に示す永久磁石１２同士の間のギャップ寸法ｗ５が図３に示すコア１０の端面幅Ｌの約３分の１よりも小さくなると推力低下を招いてしまう。よって、モータの性能を落とさずに高効率化及びコンパクトな構成を実現するためには、図２に示す永久磁石１２同士の間のギャップ寸法ｗ５を図３に示すコア１０の端面幅Ｌの３分の１以上に設定することが好ましい。

以上のように本実施形態のアクチュエータは、ワークと関連付けられ移動可能に構成される可動子２と、この可動子２に電磁力を作用させて可動子２を移動させる磁気回路ｍｃとを具備するものであって、磁気回路ｍｃは、断面Ｃの字状をなしその端面１０ａ・１０ａ同士が対向する固定子コア（Ｃ型コア１０）と、固定子コア（Ｃ型コア１０）に巻回されるコイル１１と、固定子コア（Ｃ型コア１０）の端面１０ａ・１０ａ同士の間に配置され可動子２を構成する磁路部材（鉄心２ｃ）とを含む複数の要素部品（Ｃ型コア１０，コイル１１，永久磁石１２，鉄心２ｃ）から構成されており、磁気回路ｍｃを構成する要素部品（Ｃ型コア１０，コイル１１，永久磁石１２，鉄心２ｃ）のうち可動子２を構成する磁路部材（鉄心２ｃ）以外の要素部品（Ｃ型コア１０，コイル１１，永久磁石１２）は、固定子コア（Ｃ型コア１０）の端面１０ａ・１０ａ同士の間に生ずる磁束ｍｆの向きに直交する少なくとも三方向（Ｘ１方向，Ｘ２方向及びＺ１方向）に可動子２を開放するように配置されている。

このように、磁気回路ｍｃを構成する要素部品（Ｃ型コア１０，コイル１１，永久磁石１２，鉄心２ｃ）のうち可動子２を構成する磁路部材（鉄心２ｃ）以外の要素部品（Ｃ型コア１０，コイル１１，永久磁石１２）が、固定子コア（Ｃ型コア１０）の端面１０ａ・１０ａ同士の間に生じる磁束ｍｆの向きに直交する少なくとも三方向（Ｘ１方向，Ｘ２方向及びＺ１方向）に可動子２を開放するように配置されているので、多くとも二方向にしか可動子が開放されない従来に比べてワークの設置位置や可動子２を支持する支持機構１４の配置位置の制約を低減して設計自由度を向上させることが可能となり、種々の設計要求に対応することが可能となる。しかも、少なくとも三方向（Ｘ１方向，Ｘ２方向及びＺ１方向）に可動子２が開放されているので、可動子２の動作に直線運動だけでなく、回転運動や揺動運動を採用することが可能となり、新たな態様を実現することが可能となる。

磁気回路を構成する要素部品のうち可動子を構成する磁路部材が永久磁石である可動磁石型の場合は、磁石の軽量化や磁石に孔を設ける等の加工が磁気回路に影響を与えるので、可動子の軽量化を通じて高速移動及び高効率化を追求することが難しいとともに、可動子のうちワークを取り付け可能な箇所に制約が生じるものであるが、本実施形態では、上記磁路部材は鉄心２ｃであり、固定子コア１０の端面１０ａ・１０ａには永久磁石１２が設けられている可動鉄心型のものであるので、可動子を構成する鉄心を軽量化しても磁気回路に与える影響が僅かなであり、鉄心の軽量化を通じて高速移動及び高効率化を追求することが可能となる。例えば高加減速移動用のアクチュエータには、可動子がコイルで構成されるコイル可動型のボイスコイルモータが知られているが、コイル可動型のものは高加減速移動に伴いコイルの導線が破断するおそれがあり堅牢性に乏しいものであるのに対し、本実施形態では、可動鉄心型で高加減速移動を実現できるので、堅牢性を著しく向上させた高加減速移動用のアクチュエータを提供することが可能となる。さらに、鉄心に孔を設ける等の加工が可能となり、可動子の任意の箇所にワークを取り付け可能となるので、可動子のうちワークの取り付け可能な箇所の制約を無くすことが可能となる。

また、本実施形態では、固定子コア（Ｃ型コア１０）の端面１０ａは、端面１０ａ・１０ａ同士が平行な平面形状をなすように形成されているので、例えば特許文献１のようにコア端面が円弧形状であるもののように可動子２の移動可能方向が一方向に限定することなく、コア１０の端面１０ａであればどのような方向にでも対応することができるので、直線運動だけでなく回転運動や揺動運動など可動子の種々の動作を実現することが可能となる。同様に、可動子２を支持する支持機構１４をコア１０の端面１０ａに平行であればどのような位置にでも配置できるので、支持機構１４の配置自由度を向上させることが可能となる。さらに、コア１０の端面１０ａに沿って可動子をスライドさせながら挿入可能となるので、可動子２の組み付け性を向上させることが可能となる。

さらに、本実施形態では、固定子コア（Ｃ型コア１０）の端面１０ａには、可動子２の移動可能方向（Ｘ方向）に応じた方向に沿って隣接する磁極が異なるように板状の永久磁石１２が配置されているので、可動子２の移動可能方向を例えばＸ方向→Ｚ方向に変えたい場合でもその方向に合わせて永久磁石１２ａ・１２ｂを配置すればよく、部品を共通化して製造コストを低減させつつ可動子の移動可能方向を多方向に対応させることが可能となる。

加えて、本実施形態では、可動子２を移動可能に支持する支持機構１４の少なくとも一部が、固定子コア（Ｃ型コア１０）に挟まれる位置に配置されているので、アクチュエータを構成する支持機構１４等の機構部品を一方向側（基端１０ｂ側）に集めて、可動子２と関連付けるワーク等の配置自由度を格段に向上させるとともに、アクチュエータの小型化を追求することが可能となる。

その他、本実施形態では、可動子２を移動可能に支持する支持機構１４と可動子２の位置を検出する位置検出センサ１５とが、互いに対向して可動子２を挟む位置関係に設定されているので、位置検出センサ１５と支持機構１４とが近くに配置され、検出位置での可動子２の振動に起因する検出誤差を低減又は無くすことができ、検出精度を向上させることが可能となる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではない。

例えば、本実施形態では、支持機構１４に可動子２を直線運動可能に支持するスライド軸受を用いているが、例えば、図１０に示すように、コア１０のギャップｇｐから変位した位置ｃ２を中心に可動子２を回転可能に支持する支持機構２１４を配置すると、図１０の矢印で示すように、可動子２を回転運動又は揺動運動させることが可能となる。

その他、本実施形態では、磁気回路ｍｃを構成する要素部品のうち可動子２を構成する磁路部材が鉄心２ｃである可動鉄心型のアクチュエータであるが、磁路部材を永久磁石とする可動磁石型に適用するなど、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１０…Ｃ型コア（固定子コア）
１０ａ…Ｃ型コアの端面（固定子コアの端面）
１１…コイル
１２…永久磁石
１４…支持機構
１５…位置検出センサ
２…可動子
２ｃ…鉄心（磁路部材）
ｍｃ…磁気回路
ｇｐ…ギャップ

Claims

ワークと関連付けられ移動可能に構成される可動子と、この可動子に電磁力を作用させて可動子を移動させる磁気回路とを具備するアクチュエータであって、
前記磁気回路は、断面Ｃの字状乃至コの字状をなしその端面同士が対向する固定子コアと、固定子コアに巻回されるコイルと、固定子コアの端面同士の間に配置され可動子を構成する磁路部材とを含む複数の要素部品から構成されており、
前記磁気回路を構成する要素部品のうち前記可動子を構成する磁路部材以外の要素部品は、固定子コアの端面同士の間に生ずる磁束の向きに直交する少なくとも三方向に可動子を開放するように配置されていることを特徴とするアクチュエータ。
前記磁路部材は鉄心であり、前記固定子コアの端面には永久磁石が設けられている可動鉄心型のものである請求項１に記載のアクチュエータ。
前記固定子コアの端面は、端面同士が平行な平面形状をなすように形成されている請求項１又は２に記載のアクチュエータ。
前記固定子コアの端面には、前記可動子の移動可能方向に応じた方向に沿って隣接する磁極が異なるように板状の磁石が配置されている請求項３に記載のアクチュエータ。
前記可動子を移動可能に支持する支持機構の少なくとも一部は、前記固定子コアに挟まれる位置に配置されている請求項１〜４のいずれかに記載のアクチュエータ。
前記可動子を移動可能に支持する支持機構と前記可動子の位置を検出する位置検出センサとは、互いに対向して可動子を挟む位置関係に設定されている請求項１〜５のいずれかに記載のアクチュエータ。