JP2016086626A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】より小型かつ高効率なアクチュエータを提供する。
【解決手段】アクチュエータ２０２は、筒状のアウターヨーク１０に挿通された棒状のインナーヨーク１と、アウターヨーク１０をインナーヨーク１の軸方向に沿って直動自在に支持する支持部材と、互いの間に間隙を設けてインナーヨーク１に巻回され、かつ互いに逆向きの電流が流れる第１コイル２及び第２コイル３と、アウターヨーク１０の内周部に第１コイル２と対向するように設けた第１マグネットアレイ１１と、アウターヨーク１０の内周部に第２コイル３と対向するように設けられ、かつ第１マグネットアレイ１１と逆向きの磁極を有する第２マグネットアレイ１２とを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、アクチュエータに関するものであり、特に部品組み立て用のロボットなどに取り付けられるリニアアクチュエータに関する。

従来より、ロボットの先端部に、エンドエフェクタを取付けて部品組み立てなどの各種作業が行われているが、エンドエフェクタを駆動するアクチュエータとして固定部に対して可動部が直動自在なリニアアクチュエータが用いられる場合もある。
このリニアアクチュエータには、減速器を持たずに可動部を直接駆動する、いわゆる「ダイレクトドライブアクチュエータ」が用いられている。
ダイレクトドライブアクチュエータは、高速かつ高精度な動作制御が可能であり、ロボットと連動することにより作業範囲を拡大することができる反面、小型化や高出力化が難しい課題がある。また、ロボットの先端部に取り付けることができる重量は限られているため、小型かつ高出力なアクチュエータが求められている。

ダイレクトドライブアクチュエータの１つに、ネオジム磁石などの永久磁石が作る強力な磁界の中をコイルのみが往復運動するボイスコイルモータ（Ｖｏｉｃｅ Ｃｏｉｌ Ｍｏｔｏｒ，ＶＣＭ）がある。ボイスコイルモータは、可動部を小型に設計できる反面、ダイレクトドライブモータであるため体積当たりの出力が低い課題がある。

これに対し、特許文献１及び特許文献２には、複数のボイスコイル型リニアモータユニットを並設したリニアモータが開示されている。この構造により、特許文献１及び特許文献２のリニアモータは、体積増加を抑えつつ高出力化を図っている。

特開２００４−２８２８３３号公報 特許第３６８３１９９号公報

図８及び図９を参照して、特許文献１のリニアモータについて説明する。特許文献１のリニアモータは、２本の内ヨーク２０ａ，２０ｂを並設している。内ヨーク２０ａ，２０ｂには、互いの間に間隙２１ａ，２１ｂを設けて第１コイル２２ａ，２２ｂ及び第２コイル２３ａ，２３ｂが巻回されている。

内ヨーク２０ａ，２０ｂは、第１コイル２２ａ，２２ｂと対向する第１外ヨーク３０ａ，３０ｂに挿通されている。第１外ヨーク３０ａ，３０ｂの内周部には、第１マグネット３１ａ，３１ｂが設けられている。２つの第１外ヨーク３０ａ，３０ｂは、互いに磁気連結される状態で固定されている。

内ヨーク２０ａ，２０ｂは、第２コイル２３ａ，２３ｂと対向する第２外ヨーク３２ａ，３２ｂに挿通されている。第２外ヨーク３２ａ，３２ｂの内周部には、第２マグネット３３ａ，３３ｂが設けられている。２つの第２外ヨーク３２ａ，３２ｂは、互いに磁気連結される状態で固定されている。

第１外ヨーク３０ａ，３０ｂと第２外ヨーク３２ａ，３２ｂとは、４個の連結部３４により連結されている。

ここで、第１マグネット３１ａ及び第２マグネット３３ｂの磁極と、第１マグネット３１ｂ及び第２マグネット３３ａの磁極とを互いに逆向きにしている。また、第１コイル２２ａ及び第２コイル２３ｂに流れる電流と、第１コイル２２ｂ及び第２コイル２３ａに流れる電流とを互いに逆向きにしている。

特許文献１のリニアモータは、マグネット側面からの漏れ磁束の影響により第１マグネット３１ａ，３１ｂが第２コイル２３ａ，２３ｂに近づくと反発力が生じ、かつ第２マグネット３３ａ，３３ｂが第１コイル２２ａ，２２ｂに近づくと反発力が生じる。この反発力により、入力電流又は軸方向の可動部位置に対する発生推力特性の直線性（以下「推力リニアリティ」という）が悪くなる課題があった。

また、反発力の影響を抑えるためには、第１コイル２２ａ，２２ｂと第２コイル２３ａ，２３ｂ間の間隙２１ａ，２１ｂを広くする必要がある。このため、第１外ヨーク３０ａ，３０ｂ及び第２外ヨーク３２ａ，３２ｂを含む可動部の可動範囲が制限されたり、内ヨーク２０ａ，２０ｂが大型になったりする課題があった。

さらに、特許文献１のリニアモータは、隣接する２つの第１外ヨーク３０ａ，３０ｂと、隣接する２つの第２外ヨーク３２ａ，３２ｂとで主磁路φ１，φ２を形成しているため、磁束を折返すためのヨーク（いわゆる「リターンヨーク」）を別途設ける必要がなく一般的なリニアモータと比較して小型化が可能であるが、１本の内ヨークを用いたリニアモータに対して幅が２倍になり、リニアモータを十分に小型化できない課題があった。

また、特許文献１及び特許文献２のように、２本の内ヨークを有底箱状の固定台に収容し、固定台の開口部に設けたスライダによって外ヨークを直動自在に支持する構造（いわゆる「外軸受構造」）を採用した場合、リニアモータがさらに大型になる課題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、より小型かつ高効率なアクチュエータを提供することを目的とする。

本発明のアクチュエータは、１個の筒状の外ヨークに挿通された１本の棒状の内ヨークと、外ヨークを内ヨークの軸方向に沿って直動自在に支持する支持部材と、互いの間に間隙を設けて内ヨークに巻回され、かつ互いに逆向きの電流が流れる第１コイル及び第２コイルと、外ヨークの内周部に第１コイルと対向するように設けた第１磁石と、外ヨークの内周部に第２コイルと対向するように設けられ、かつ第１磁石と逆向きの磁極を有する第２磁石と、を具備するものである。

本発明によれば、より小型かつ高効率なアクチュエータを得ることができる。

本発明の実施の形態１のアクチュエータの分解斜視図である。 本発明の実施の形態１のアクチュエータの斜視図である。 図２に示すアクチュエータのＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ面に沿う断面図である。 本発明の実施の形態１の固定部の斜視図である。 本発明の実施の形態１の可動部の斜視図である。 図６（ａ）は、本発明の実施の形態１のアクチュエータの軸方向の座標に対する磁束密度の大きさを示す特性図である。図６（ｂ）は、本発明の実施の形態１のアクチュエータの磁束密度の分布を示す説明図である。 図７（ａ）は、本発明の実施の形態１のアクチュエータの可動範囲を示す説明図である。図７（ｂ）は、第３コイルを有しない比較対象のアクチュエータの可動範囲を示す説明図である。 特許文献２のリニアモータの斜視図である。 特許文献２のリニアモータの磁束密度の分布を示す説明図である。 本発明の実施の形態２のアクチュエータの分解斜視図である。 本発明の実施の形態２のアクチュエータの斜視図である。

実施の形態１．
図１〜図５を参照して、本発明の実施の形態１のアクチュエータについて説明する。
図中、１はセンターヨーク（内ヨーク）である。センターヨーク１は、略棒状の磁性体により構成されている。

センターヨーク１には、互いの間に間隙を設けて第１コイル２及び第２コイル３が巻回されている。第１コイル２及び第２コイル３は、図示しない電流源に対して直列又は並列に接続されており、互いに逆向きの電流が流れるようになっている。

第１コイル２と第２コイル３間の間隙には、第３コイル４が巻回されている。第３コイル４は、図示しない切替制御部を介して電流源に接続されており、第１コイル２及び第２コイル３とは独立して、流れる電流の向きを切替自在になっている。

センターヨーク１の軸心に沿って、中空の軸受部５が形成されている。軸受部５の両端部には、軸受部材６ａ，６ｂがそれぞれ挿通されている。軸受部材６ａ，６ｂの中空部には、センターヨーク１よりも細長いシャフト７が挿通されている。シャフト７は、センターヨーク１に対して軸方向に直動自在に、かつ軸を中心に回動自在もしくは回動しないように支持されている。

ここで、軸受部材６ａ，６ｂは、回動自在とする場合はボールブッシュなどで構成し、回動しないようにするためにはスプラインナットなどで構成する。センターヨーク１とシャフト７間は、軸受部材６ａ，６ｂが有するベアリングによって熱的に分離されている。

シャフト７の一端部には、トップブリッジ（第１ブリッジ部）８が嵌合され、かつ固定されている。シャフト７の他端部には、ボトムブリッジ（第２ブリッジ部）９が嵌合され、かつ固定されている。トップブリッジ８及びボトムブリッジ９は、略十字状の本体部８１，９１の先端部から、互いの対向方向に延伸された４本の腕部８２，９２を有している。シャフト７、トップブリッジ８及びボトムブリッジ９によって、いわゆる「中軸受構造」の支持部材が構成されている。

トップブリッジ８の腕部８２の先端部とボトムブリッジ９の腕部９２の先端部との間に、アウターヨーク（外ヨーク）１０が固定されている。すなわち、アウターヨーク１０は、センターヨーク１に対して直動自在、かつ回動自在もしくは回動しないように支持されている。アウターヨーク１０は、略筒状の磁性体により構成されている。

なお、本体部８１，９１の形状は十字状に限定されるものではなく、腕部８２，９２の本数は４本に限定されるものではない。トップブリッジ８及びボトムブリッジ９は、アウターヨーク１０を少なくとも直動自在に支持するものであれば、任意の形状のものを用いて良い。

アウターヨーク１０の一端部の内周部には、全周に亘って第１マグネットアレイ（第１磁石）１１が設けられている。第１マグネットアレイ１１は、複数個の永久磁石により構成されている。第１マグネットアレイ１１は、間隙を設けて第１コイル２と対向している。また、第１マグネットアレイ１１は、アウターヨーク１０の直動位置に応じて第３コイル４とも対向するようになっている。

アウターヨーク１０の他端部の内周部には、全周に亘って第２マグネットアレイ（第２磁石）１２が設けられている。第２マグネットアレイ１２は、複数個の永久磁石により構成されている。第２マグネットアレイ１２は、間隙を設けて第２コイル３と対向している。また、第２マグネットアレイ１２は、アウターヨーク１０の直動位置に応じて第３コイル４とも対向するようになっている。

ここで、第１マグネットアレイ１１と第２マグネットアレイ１２とは、互いに逆向きの磁極を有している。例えば、第１マグネットアレイ１１は、アウターヨーク１０との当接面側にＮ極があり、第１コイル２及び第３コイル４との対向面側にＳ極がある。一方、第２マグネットアレイ１２は、アウターヨーク１０との当接面側にＳ極があり、第２コイル３及び第３コイル４との対向面側にＮ極がある。

センターヨーク１の一端部には、鍔状のボトムプレート１３が固定されている。ボトムプレート１３には４つの貫通孔１３１が設けられており、ボトムブリッジ９の腕部９２のそれぞれが摺動自在に挿通している。

ボトムプレート１３には、ボトムブリッジ９を覆うように、有底筒状の取付冶具１４が固定されている。取付冶具１４の底部１４１は、部品組み立て用のロボットの先端部などの外部装置に対して取付自在に形成されている。

センターヨーク１、第１コイル２、第２コイル３、第３コイル４、軸受部材６ａ，６ｂ、ボトムプレート１３及び取付冶具１４によって、固定部２００が構成されている。シャフト７、トップブリッジ８、ボトムブリッジ９、アウターヨーク１０、第１マグネットアレイ１１及び第２マグネットアレイ１２によって、可動部２０１が構成されている。固定部２００及び可動部２０１によって、アクチュエータ２０２が構成されている。

次に、図６を参照して、アクチュエータ２０２の磁束密度の分布について説明する。
図６（ａ）は、可動部２０１の軸方向の位置座標に対する、第１マグネットアレイ１１及び第２マグネットアレイ１２による磁束密度の大きさを示す特性図である。図６（ｂ）は、図２のＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ面に沿うアクチュエータ２０２の断面において、第１マグネットアレイ１１及び第２マグネットアレイ１２が形成する磁束φを示している。

図６（ｂ）に示す如く、第１マグネットアレイ１１及び第２マグネットアレイ１２が形成する磁束φは、アウターヨーク１０の全周と、センターヨーク１の内部とを通るループ状の磁束となる。

一般的なボイスコイルモータは、ループ状の磁束を形成するために、磁束を折返すためのリターンヨークをセンターヨーク１及びアウターヨーク１０とは別に設けている。実施の形態１のアクチュエータ２０２は、２つのモータを直列に接続した構造でありながら、センターヨーク１及びアウターヨーク１０で磁束を折返しているためリターンヨークを不要とすることができる。この構造により、アクチュエータ２０２を小型にすることができる。

また、アウターヨーク１０の両端部の全周に亘って第１マグネットアレイ１１及び第２マグネットアレイ１２を設けることで、アウターヨーク１０の全周を磁気回路に使用できるようになり、磁気抵抗が低くなる。このため、アウターヨーク１０の肉厚を薄くすることができ、アクチュエータ２０２を軽量にすることができる。

さらに、センターヨーク１の中心部は磁束密度が低いため、磁気回路の形成に寄与する割合が少ない。したがって、センターヨーク１の軸心に中空の軸受部５を設けても、アクチュエータ２０２の効率があまり低下しない。このため、シャフト７、トップブリッジ８及びボトムブリッジ９による中軸受構造を採用することで、固定台及びスライダによる外軸受構造を採用していた従来のリニアモータよりも、効率を落とすことなく小型にすることができる。

次に、図６及び図７を参照して、アクチュエータ２０２の直動動作の可動範囲について説明する。
図６（ａ）に示す如く、第１マグネットアレイ１１の側部から漏れた磁束によって、軸方向の位置座標が約−１０〜−６ミリメートル（ｍｍ）の範囲と、約＋６〜＋１０ｍｍの範囲における磁束密度の大きさが０．０５〜０．５テスラ（Ｔ）程度に大きくなっている。同様に、第２マグネットアレイ１２の側部から漏れた磁束によって、軸方向の座標が約＋１８〜＋２２ｍｍの範囲と、約＋３４〜＋３８ｍｍの範囲における磁束密度の大きさが０．０５〜０．５Ｔ程度に大きくなっている。

図７（ｂ）は、比較対象として、図１〜図５に示す第３コイル４を有しないアクチュエータの可動範囲を示している。アクチュエータの直動動作に応じて第１マグネットアレイ１１が第２コイル３に近づくと、第１マグネットアレイ１１の側部から漏れた磁束によって、第１マグネットアレイ１１と第２コイル３間に軸方向の反発力が生じる。同様に、第２マグネットアレイ１２が第１コイル２に近づくと、第２マグネットアレイ１２の側部から漏れた磁束によって、第２マグネットアレイ１２と第１コイル２間に軸方向の反発力が生じる。

一般に、第１コイル２と第２コイル３とは同一の電流源に対して直列又は並列に接続されており、流れる電流の向きを互いに独立して制御することができない。このため、特に第１マグネットアレイ１１が第２コイル３に近づいた位置、及び第２マグネットアレイが第１コイル２に近づいた位置において、反発力によってアクチュエータの推力リニアリティが悪化する要因となっていた。

また、この反発力の影響を低減するためには、第１コイル２と第２コイル３間の幅を当該影響が実用上問題にならない程度に広くしておく必要がある。このことは、可動部２０１の可動範囲を制限する要因となったり、固定部２００の大型化の要因となったりしていた。

これに対し、図７（ａ）に示す如く、実施の形態１のアクチュエータ２０２は第１コイル２と第２コイル３間に第３コイル４を設けている。ここで、第１マグネットアレイ１１と第２マグネットアレイ１２間の軸方向に沿う間隔をＬで表し、第１マグネットアレイ１１及び第２マグネットアレイ１２の一側部から漏れた磁束によって反発力が発生する領域の軸方向に沿う幅をＰで表すと、第３コイル４の軸方向に沿う幅はＬ−２Ｐに設定されている。

第１マグネットアレイ１１が第１コイル２側から第３コイル４に近づいていき、第１マグネットアレイ１１と第３コイル４間の幅が所定値以下になると（図７（ａ）の例では、第１マグネットアレイ１１と第３コイル４間の距離が第２マグネットアレイ１２と第３コイル４間の距離と等距離になると）、図示しない切替制御部が、第３コイル４に流れる電流の向きを第１コイル２に流れる電流の向きと同じ向きに切替える。これにより、第１マグネットアレイ１１と第２コイル３間の反発力を抑制しつつ、アウターヨーク１０は第１マグネットアレイ１１が第３コイル４と対向する領域まで移動することができる。

一方、第２マグネットアレイ１２が第２コイル３側から第３コイル４に近づいていき、第２マグネットアレイ１２と第３コイル４間の幅が所定値以下になると（図７（ａ）の例では、第２マグネットアレイ１２と第３コイル４間の距離が第１マグネットアレイ１１と第３コイル４間の距離と等距離になると）、図示しない切替制御部が、第３コイル４に流れる電流の向きを第２コイル３に流れる電流の向きと同じ向きに切替える。これにより、第２マグネットアレイ１２と第１コイル２間の反発力を抑制しつつ、アウターヨーク１０は第２マグネットアレイ１２が第３コイル４と対向する領域まで移動することができる。

このように、アウターヨーク１０の軸方向の位置に応じて第３コイル４に流れる電流の向きを切替えることで、アウターヨーク１０の直動方向の可動範囲を広げることができる。図７（ｂ）に示す比較対象のアクチュエータの可動範囲Ｘ１に対して、図７（ａ）に示す実施の形態１のアクチュエータ２０２の可動範囲Ｘ２は、差分ΔＸだけ広くなっている。

以上のように、実施の形態１のアクチュエータ２０２は、１個の筒状のアウターヨーク１０に挿通された１本の棒状のセンターヨーク１と、アウターヨーク１０をセンターヨーク１の軸方向に沿って直動自在に支持する支持部材と、互いの間に間隙を設けてセンターヨーク１に巻回され、かつ互いに逆向きの電流が流れる第１コイル２及び第２コイル３と、アウターヨーク１０の内周部に第１コイル２と対向するように設けた第１マグネットアレイ１１と、アウターヨーク１０の内周部に第２コイル３と対向するように設けられ、かつ第１マグネットアレイ１１と逆向きの磁極を有する第２マグネットアレイ１２とを有している。この構造により、アクチュエータ２０２の動作効率を高めつつ、リターンヨークを不要としてより小型なアクチュエータ２０２を得ることができる。

また、第１マグネットアレイ１１は、アウターヨーク１０の一端部の内周部の全周に亘って設けられており、第２マグネットアレイ１２は、アウターヨーク１０の他端部の内周部の全周に亘って設けられている。この構造により、アウターヨーク１０の全周を磁気回路に用いることで、磁気抵抗を低くすることができる。

また、アクチュエータ２０２は、センターヨーク１の軸心に沿う中空の軸受部５を有している。支持部材は、軸受部５に挿通され、センターヨークに対して直動自在に支持されたシャフト７と、シャフト７の一端部に嵌合され、かつアウターヨーク１０の一端部に当接したトップブリッジ８と、シャフト７の他端部に嵌合され、かつアウターヨーク１０の他端部に当接したボトムブリッジ９とで構成されている。この構造により、動作効率に影響を与えることなく、外軸受構造を採用した従来のリニアモータよりも小型にすることができる。

また、アクチュエータ２０２は、第１コイル２と第２コイル３間に巻回された第３コイル４と、アウターヨーク１０の軸方向の位置に応じて、第３コイル４に流れる電流の向きを切替える切替制御部とを有している。切替制御部は、第１マグネットアレイ１１と第３コイル４間の距離が所定値以下になると第３コイル４の電流の向きを第１コイル２と同じ向きに切替え、かつ、第２マグネットアレイ１２と第３コイル４間の距離が所定値以下になると第３コイル４の電流の向きを第２コイル３と同じ向きに切替えるようになっている。これにより、アウターヨーク１０の直動方向の可動範囲を広くすることができる。また、アクチュエータ２０２の推力リニアリティを向上することができる。

また、支持部材は、アウターヨーク１０をセンターヨーク１の軸心に対して回動自在もしくは回動しないように支持している。これにより、小型かつ２自由度のアクチュエータ２０２を得ることができる。

なお、センターヨーク１及びアウターヨーク１０の断面の形状は、円形状に限定されるものではない。特にアウターヨーク１０を回動しないように支持する場合、断面の形状は四角形状又は三角形状としても良い。

実施の形態２．
図１０及び図１１を参照して、実施の形態１と同様に小型かつ高効率であるのに加えて、さらに構造上の強度を向上したアクチュエータについて説明する。なお、図１０及び図１１において、図１〜図５に示す実施の形態１のアクチュエータと同様の構成部材には同一符号を付して説明を省略する。

ボトムプレート１３の貫通孔１３１に、互いに対向した２個の円筒形状のベアリング１３２ａ，１３２ｂが回動自在に取り付けられている。ボトムブリッジ９の腕部９２は、略円柱状に形成されており、ベアリング１３２ａ，１３２ｂ間に挿通されている。

これにより、ボトムブリッジ９の腕部９２が、固定部２００に対して可動部２０１を直動自在に支持するシャフトの機能を果たすようになる。センターヨーク１に挿通したシャフト７とベアリング１３２ａ，１３２ｂ間に挿通した腕部９２との２本のシャフトによって可動部２０１を支持することで、１本のシャフト７のみを用いた構造よりもアクチュエータ２０２の構造上の強度を向上することができる。

また、２個のベアリング１３２ａ，１３２ｂ間の幅は、腕部９２の直径よりも僅かに（例えば２０μｍ程度）大きく設定されている。これにより、固定部２００に対して可動部２０１をシャフト７回りに回動させる力（以下「ねじり荷重」という）が加えられていない状態では腕部９２とベアリング１３２ａ，１３２ｂとの間に間隙が形成される一方、ねじり荷重が加えられた状態では、腕部９２が２個のベアリング１３２ａ，１３２ｂのいずれか一方に当接することで固定部２００に対する可動部２０１の回動を規制するようになっている。

実施の形態１において、軸受部材６ａ，６ｂにボールスプラインを使用した場合、アクチュエータ２０２のねじり荷重に対する強度（以下「耐ねじり強度」という）はシャフト７及び軸受部材６ａ，６ｂの限界値によって決まる。このため、実施の形態１において、例えば、シャフト７を細くすることで、センターヨーク１の体積の減少を抑制してアクチュエータ２０２を小型かつ高効率にすることも考えられるが、その場合シャフト７の限界値が低くなりアクチュエータ２０２の耐ねじり強度が低下する問題が生じる。

そこで、実施の形態２のアクチュエータ２０２は、ねじり荷重を加えられた場合に、腕部９２がベアリング１３２ａ，１３２ｂに当接することで可動部２０１の回動を規制し、軸受部材６ａ，６ｂに対するシャフト７の回動角度を許容範囲内に抑える。すなわち、２個のベアリング１３２ａ，１３２ｂ間の幅は、アウターヨーク１０の回動に応じて腕部９２がベアリング１３２ａ，１３２ｂに当接することでシャフト７の回動角度を許容範囲内に抑えるような幅に設定されている。これにより、アクチュエータ２０２の耐ねじり強度を高めることができ、上述のようにシャフト７を細くする場合の問題も解消することができる。

以上のように、実施の形態２のアクチュエータ２０２は、センターヨーク１の他端部に設けたボトムプレート１３と、ボトムプレート１３の貫通孔１３１に対向配置されたベアリング１３２ａ，１３２ｂとを備える。ボトムブリッジ９は、シャフト７の他端部に嵌合された本体部９１と、本体部９１から延伸してアウターヨーク１０の他端部に当接した腕部９２とを有し、腕部９２がベアリング１３２ａ，１３２ｂ間に挿通されている。腕部９２がシャフトの機能を果たすことで、１本のシャフト７のみを用いた構成よりもアクチュエータ２０２の強度を向上することができる。

また、腕部９２とベアリング１３２ａ，１３２ｂとの間には間隙が形成されている。ベアリング１３２ａ，１３２ｂ間の幅は、アウターヨーク１０の回動に応じて腕部９２がベアリング１３２ａ，１３２ｂに当接することでシャフト７の回動角度を許容範囲内に抑える幅に設定されている。これにより、シャフト７を細くすることでセンターヨーク１の体積を抑制しつつ、アクチュエータ２０２の耐ねじり強度を高めることができる。

なお、シャフトとして機能させるブリッジの腕部は、ボトムブリッジ９が有する４本の腕部９２のうちのいずれか１本の腕部に限定されるものではない。ボトムプレート１３に設けた４個の貫通孔１３１のうちの複数個の貫通孔にベアリング１３２ａ，１３２ｂをそれぞれ取り付けて、ボトムブリッジ９が有する４本の腕部９２のうちの複数本の腕部をシャフトとして機能させるものであっても良い。

また、センターヨーク１のトップブリッジ８側の端部にボトムプレートを設けるとともに、このボトムプレートに貫通孔及びベアリングを設けて、トップブリッジ８の腕部をシャフトとして機能させるものであっても良い。

また、シャフトとして機能させる部材は、ブリッジの腕部に限定されるものではない。アクチュエータ２０２にねじり荷重が加えられたときに可動部２０１の回動を規制できるものであれば良く、固定部２００の如何なる部材に設けた孔部にベアリングを取り付け、可動部２０１の如何なる部材を挿通したものであっても良い。

また、シャフトとして機能する腕部を支持する機構は、図１０及び図１１に示す２個のベアリング１３２ａ，１３２ｂに限定されるものではない。腕部を２点で支持するものであれば、如何なる機構を採用したものであっても良い。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１ センターヨーク（内ヨーク）
２ 第１コイル
３ 第２コイル
４ 第３コイル
５ 軸受部
６ａ，６ｂ 軸受部材
７ シャフト
８ トップブリッジ（第１ブリッジ部）
９ ボトムブリッジ（第２ブリッジ部）
１０ アウターヨーク（外ヨーク）
１１ 第１マグネットアレイ（第１磁石）
１２ 第２マグネットアレイ（第２磁石）
１３ ボトムプレート
１４ 取付冶具
２０ａ，２０ｂ 内ヨーク
２１ａ，２１ｂ 間隙
２２ａ，２２ｂ 第１コイル
２３ａ，２３ｂ 第２コイル
３０ａ，３０ｂ 第１外ヨーク
３１ａ，３１ｂ 第１マグネット
３２ａ，３２ｂ 第２外ヨーク
３３ａ，３３ｂ 第２マグネット
３４ 連結部、
８１ 本体部
８２ 腕部
９１ 本体部
９２ 腕部
１３１ 貫通孔
１３２ａ，１３２ｂ ベアリング
１４１ 底部
２００ 固定部
２０１ 可動部
２０２ アクチュエータ

Claims (9)

1. １個の筒状の外ヨークに挿通された１本の棒状の内ヨークと、
   前記外ヨークを前記内ヨークの軸方向に沿って直動自在に支持する支持部材と、
   互いの間に間隙を設けて前記内ヨークに巻回され、かつ互いに逆向きの電流が流れる第１コイル及び第２コイルと、
   前記外ヨークの内周部に前記第１コイルと対向するように設けた第１磁石と、
   前記外ヨークの内周部に前記第２コイルと対向するように設けられ、かつ前記第１磁石と逆向きの磁極を有する第２磁石と、
   を具備することを特徴とするアクチュエータ。
2. 前記第１磁石は、前記外ヨークの一端部の内周部の全周に亘って設けられており、
   前記第２磁石は、前記外ヨークの他端部の内周部の全周に亘って設けられている
   ことを特徴とする請求項１記載のアクチュエータ。
3. 前記内ヨークの軸心に沿う中空の軸受部を具備し、
   前記支持部材は、
   前記軸受部に挿通され、前記内ヨークに対して直動自在に支持されたシャフトと、
   前記シャフトの一端部に嵌合され、かつ前記外ヨークの一端部に当接した第１ブリッジ部と、
   前記シャフトの他端部に嵌合され、かつ前記外ヨークの他端部に当接した第２ブリッジ部と、
   を具備することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のアクチュエータ。
4. 前記第１コイルと前記第２コイル間に巻回された第３コイルと、
   前記外ヨークの軸方向の位置に応じて、前記第３コイルに流れる電流の向きを切替える切替制御部と、
   を具備することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のアクチュエータ。
5. 前記切替制御部は、前記第１磁石と前記第３コイル間の距離が所定値以下になると前記第３コイルの電流の向きを前記第１コイルと同じ向きに切替え、かつ、前記第２磁石と前記第３コイル間の距離が所定値以下になると前記第３コイルの電流の向きを前記第２コイルと同じ向きに切替えることを特徴とする請求項４記載のアクチュエータ。
6. 前記支持部材は、前記外ヨークを前記内ヨークの軸心に対して回動自在に支持することを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載のアクチュエータ。
7. 前記外ヨークは、断面が円形状、四角形状又は三角形状であり、
   前記内ヨークは、断面が円形状、四角形状又は三角形状である
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載のアクチュエータ。
8. 前記内ヨークの他端部に設けたボトムプレートと、該ボトムプレートの貫通孔に対向配置されたベアリングと、を備え、
   前記第２ブリッジ部は、前記シャフトの他端部に嵌合された本体部と、該本体部から延伸して前記外ヨークの他端部に当接した腕部とを有し、
   前記腕部が前記ベアリング間に挿通されている
   ことを特徴とする請求項３記載のアクチュエータ。
9. 前記腕部と前記べアリングとの間に間隙が形成されており、
   前記ベアリング間の幅は、前記外ヨークの回動に応じて前記腕部が前記ベアリングに当接することで前記シャフトの回動角度を許容範囲内に抑える幅に設定されている
   ことを特徴とする請求項８記載のアクチュエータ。

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