JP2021093826A - リニアアクチュエータ、及びリニアアクチュエータを制御する制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動力の変動を効果的に抑制することができるリニアアクチュエータ等を提供する。【解決手段】固定子は、単相で主コイルが巻回される複数の固定子側突極と、固定子側突極に設けられかつ移動方向に沿ってＮ極及びＳ極を有する永久磁石としての補助磁石と、補助コイルを有する複数の電磁石とを、移動方向に沿って複数組有し、移動子側突極のそれぞれは、移動子の移動に伴い、固定子側突極のうちのいずれか１つに対向する第１状態と、固定子側突極のいずれにも対向しない第２状態との間で変化し、補助磁石は移動子の移動方向に沿ってＮ極及びＳ極を有し、補助コイルは、移動子の移動に応じて通電されて、主コイル及び補助磁石により生ずる固定子側突極の磁束の強さ又は方向を補正する。【選択図】図１

Description

本発明は、リニアアクチュエータ、及びリニアアクチュエータを制御する制御装置に関する。

固定子を交流励磁することにより可動子を移動させるリニアアクチュエータが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−１７４４１８号公報

リニアアクチュエータを３相以上の多相のリニアアクチュエータとして構成する場合、各相への転流のために複雑な制御が必要となる。また、可動子に永久磁石を持たないスイッチト・リラクタンス型のリニアアクチュエータでは、可動子を鉄芯のみで形成するシンプルな構造とすることができ、非常に堅牢であるという利点がある。したがって、リニアアクチュエータを単相のスイッチト・リラクタンス型として構成する場合、制御が容易で、かつ堅牢なアクチュエータが得られる。

しかし、元来、単相駆動のアクチュエータでは駆動力の変動が大きくなりがちである。さらに可動子に永久磁石を持たないスイッチト・リラクタンス型では、転流時に磁束の変化が大きくなるため、この点においても駆動力の変動が大きくなりやすい。

本発明は、リニアアクチュエータを単相のスイッチト・リラクタンス型として構成する場合に、駆動力の変動を効果的に抑制することができるリニアアクチュエータ、及びリニアアクチュエータを制御する制御装置を提供することを目的とする。

１つの側面では、移動方向に沿って複数の移動子側突極を有する移動子と、固定子と、を備え、前記固定子は、単相で主コイルが巻回される固定子側突極と、前記固定子側突極に設けられかつ前記移動方向に沿ってＮ極及びＳ極を有する永久磁石としての補助磁石と、補助コイルを有する複数の電磁石とを、前記移動方向に沿って複数組有し、前記移動子側突極のそれぞれは、前記移動子の移動に伴い、前記固定子側突極のうちのいずれか１つに対向する第１状態と、前記固定子側突極のいずれにも対向しない第２状態との間で変化し、前記補助磁石は前記移動方向に沿ってＮ極及びＳ極を有し、前記電磁石は、補助コイルを有し、前記補助コイルは、前記移動子の移動に応じて通電されて、前記主コイル及び前記補助磁石により生ずる前記固定子側突極の磁束の強さ又は方向を補正する、リニアアクチュエータを提供する。

本発明によれば、リニアアクチュエータを単相のスイッチト・リラクタンス型として構成する場合に、駆動力の変動を効果的に抑制することができる。

一実施例のリニアアクチュエータを示す断面図である。 主コイル１３及び補助コイル３２に電流を与える制御装置４を含む構成例を示す図である。 駆動回路４３の回路例を示す図である。 駆動回路４４の回路例を示す図である。 主コイル１３に通電がなく、補助コイル３２に順方向の電流が与えられた場合の磁束を模式的に示す図である。 主コイル１３に通電がなく、補助コイル３２に逆方向の電流が与えられた場合の磁束を模式的に示す図である。 補助コイル３２に通電しない場合における移動子２を駆動する動作を示す図である。 補助コイル３２に通電しない場合における移動子２を駆動する動作を示す図である。 補助コイル３２に通電しない場合における移動子２を駆動する動作を示す図である。 移動子２を駆動する際に、補助コイル３２に通電することにより、駆動力の変動を抑制する動作を例示する図である。 移動子２を駆動する際に、補助コイル３２に通電することにより、駆動力の変動を抑制する動作を例示する図である。 図７〜図７Ａに示す動作に代えて、状態Ｆの近傍において、補助コイル３２へ逆方向の電流を与える例を示す図である。 主コイル１３に通電せず、かつ補助コイル３２に通電しない場合に、可動子２の移動に伴って発生する磁束の流れを示す図である。 図６〜図６Ｂに示した動作における、主コイル１３周りの鎖交磁束、主コイル１３に生ずる誘起電圧、主コイル１３に与えられる電流及び移動子２に対する駆動力の関係を模式的に示すタイムチャートである。 図７〜図７Ａに示した動作における、主コイル１３周りの鎖交磁束、主コイル１３に生ずる誘起電圧、主コイル１３に与えられる電流及び移動子２に対する駆動力の関係を模式的に示すタイムチャートである。

図１は、一実施例のリニアアクチュエータを示す断面図である。

図１に示すように、本実施例のリニアアクチュエータは、固定子１と、Ｘ軸方向（図１の右方向）に沿って複数の移動子側突極２１を有する移動子２と、を備える。移動子２は、不図示の機構によりＹ軸方向（図１の紙面と直交する方向）及びＺ軸方向（図１の上下方向）の移動が拘束されつつ、Ｘ軸方向にスライド可能に支持される。

固定子１は、単相で主コイル１３が巻回される複数の固定子側突極１１と、固定子側突極１１に設けられかつＸ軸方向（移動子２の移動方向）に沿ってＮ極及びＳ極を有する永久磁石としての補助磁石１２と、鉄芯３１及び鉄芯３１に巻き回された補助コイル３２を有する複数の電磁石３とを、Ｘ軸方向に沿って複数組有する。図１に示すように、補助磁石１２は、Ｘ軸方向におけるそれぞれの固定子側突極１１の中央部分に埋設されている。また、互いに隣接する補助磁石１２の極性は反転しており、すなわち、Ｎ極とＮ極又はＳ極とＳ極がＸ軸方向で対向するように、補助磁石１２が配置されている。

主コイル１３が単相で通電されると、通電のタイミングに応じて移動子側突極２１のそれぞれが、固定子側突極１１のいずれかに同時に対向する第１状態と、固定子側突極１１のいずれにも対向しない第２状態との間で切り替わるようにして、移動子２がＸ軸方向に移動する。なお、通電時に主コイル１３に流れる電流の方向については後述する。

また、後述するように、補助コイル３２は、移動子２の移動に応じて通電されて、主コイル１３及び補助磁石１２により生ずる固定子側突極１１の磁束の強さ又は方向を補正する。なお、通電時に補助コイル３２に流れる電流の方向については後述する。

図１は、主コイル１３及び補助コイル３２に通電がない場合における磁束の状態を模式的に示している。図１に示すように、この場合には、補助磁石１２による磁束５１のみが発生し、補助磁石１２の向きに応じた方向の磁束５１が、Ｘ軸方向に対して補助磁石１２ごと（固定子側突極１１ごと）に交互に発生する。

図２は、主コイル１３及び補助コイル３２に電流を与える制御装置４を含む構成例を示す図である。

図２に示すように、制御装置４は第１制御部４１及び第２制御部４２を備え、第１制御部４１は駆動回路４３に駆動信号を与え、第２制御部４２は駆動回路４４に駆動信号を与える。駆動回路４３は、第１制御部４１からの駆動信号に従ったタイミングで主コイル１３に通電する。駆動回路４４は、第２制御部４２からの駆動信号に従ったタイミングで補助コイル３２に通電する。

第１制御部４１及び第２制御部４２は、例えば、移動子２の位置又は速度を指示する指令値に基づいて、それぞれ主コイル１３及び補助コイル３２への通電を制御することができる。また、移動子２の位置を検出する位置センサ４５を設けることもできる。この場合、第１制御部４１及び第２制御部４２は、位置センサ４５からの位置情報に基づいて、それぞれ主コイル１３及び補助コイル３２への通電を制御することができる。なお、位置センサ４５に代えて、移動子２の移動速度を検出する速度センサを用い、第１制御部４１及び第２制御部４２による通電の制御を行ってもよい。

図３は、駆動回路４３の回路例を示す図である。図３の例では、駆動回路４３は電源ＰＳと主コイル１３との間に接続された４つの半導体スイッチＳＷ１〜ＳＷ４を備える。半導体スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、第１制御部４１からの駆動信号に従って、オン／オフする。例えば、半導体スイッチＳＷ１及び半導体スイッチＳＷ４のみがオンする場合に、主コイル１３に順方向の電流が与えられ、半導体スイッチＳＷ２及び半導体スイッチＳＷ３のみがオンする場合に、主コイル１３に逆方向の電流が与えられる。

図３Ａは、駆動回路４４の回路例を示す図である。図３Ａの例では、駆動回路４４は電源ＰＳと補助コイル３２との間に接続された４つの半導体スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４を備える。半導体スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４は、第２制御部４２からの駆動信号に従って、オン／オフする。例えば、半導体スイッチＳＷ１１及び半導体スイッチＳＷ１４のみがオンする場合に、補助コイル３２に順方向の電流が与えられ、半導体スイッチＳＷ１２及び半導体スイッチＳＷ１３のみがオンする場合に、補助コイル３２に逆方向の電流が与えられる。なお、図３Ａでは、１つの補助コイル３２のみを示しているが、複数の電磁石３に設けられたそれぞれの補助コイル３２を直列、又は並列に接続し、駆動回路４４により駆動することができる。

図４は、主コイル１３に通電がなく、補助コイル３２に順方向の電流が与えられた場合の磁束を模式的に示す図である。図４に示すように、この場合には、電磁石３のＮ極及びＳ極が、Ｚ軸方向（図１及び図４の上下方向）について主コイル１３よりも移動子２から離れた側であって、Ｘ軸方向（図１及び図４の左右方向）について互いに隣接する固定子側突極１１の間に設けられる。また、互いに隣接する電磁石３のＮ極とＳ極とが対向するように、補助コイル３２が設けられている。

また、図４の場合には、Ｘ軸方向における補助磁石１２及び電磁石３による磁束の方向が一致する。このため、補助磁石１２による磁束５１と、電磁石３による磁束５２が足し合わされた磁束が固定子側突極１１に生ずる。なお、図４における「Ｎ」及び「Ｓ」の表示は、補助磁石１２及び電磁石３の磁極（Ｎ極及びＳ極）の位置を模式的に示している。図５においても同様である。

図５は、主コイル１３に通電がなく、補助コイル３２に逆方向の電流が与えられた場合の磁束を模式的に示す図である。図５に示すように、この場合には、電磁石３のＮ極及びＳ極の位置が図４の場合と逆となる。このため、Ｘ軸方向における補助磁石１２による磁束５１（図１、図４）と、電磁石３による磁束５２（図４）の向きが逆となるため、これらの磁束が打ち消し合い、固定子側突極１１には磁束５１よりも弱い磁束５４が生ずる。また、電磁石３の磁極から出る磁束５３は、固定子側突極１１に向かわず補助磁石１２に向かう。

以下、図６〜図７Ｂを参照して、移動子２を駆動する動作について説明する。なお、以下の説明において、移動子側突極２１のうちの特定の移動子側突極２１を移動子側突極２１ａ又は移動子側突極２１ｂとして表示している。

図６、図６Ａ及び図６Ｂは、補助コイル３２に通電しない場合における移動子２を駆動する動作を示す図である。本実施例では、電磁石３の制御（補助コイル３２への通電）によって、移動子２の駆動力の変動を抑制しているが、電磁石３の機能を明らかにするため、まず、補助コイル３２に通電しない場合における動作について説明する。

図６〜図６Ｂの状態Ａ〜状態Ｄ及び状態Ｆ〜状態Ｊは、移動子２がＸ軸方向（図６〜図６Ｂの右方向）に順次、駆動される状態（移動子２の位置）を示している。また、図６〜図６Ｂにおける「Ｎ」及び「Ｓ」の表示は、固定子１に生ずる磁極の位置を模式的に示している。また、「Ｎ」及び「Ｓ」の文字の大きさは、磁極における磁化の強度を示しており、文字が大きいと磁化の強度がより高いことを示す。

状態Ａ及び状態Ｂ（図６）では、主コイル１３に順方向の電流が与えられ、固定子側突極１１と、移動子側突極２１との間の磁気吸引力により、移動子２にＸ方向（図６の右方向）の駆動力が与えられる。なお、駆動力は磁気吸引力のベクトル（大きさと方向）の総和により決まる。

状態Ｃ（図６）では、主コイル１３への通電が切り替えられる（瞬間的に停止）されるが、このときの鎖交磁束５５（主コイル１３を通過する磁束）は最大となる。

状態Ｄ及び状態Ｆ〜状態Ｇ（図６Ａ）では、主コイル１３に逆方向の電流が与えられ、固定子側突極１１と、移動子側突極２１との間の磁気吸引力により、移動子２にＸ方向（図６の右方向）の駆動力が与えられる。

状態Ｈ（図６Ｂ）では、主コイル１３への通電は停止されるが、このときの鎖交磁束５５は最大となる。

状態Ｉ〜状態Ｊ（図６Ｂ）では、再び、主コイル１３に順方向の電流が与えられ、固定子側突極１１と、移動子側突極２１との間の磁気吸引力により、移動子２にＸ方向（図６の右方向）の駆動力が与えられる。

このように、主コイル１３に供給される電流の向きを移動子２の位置に応じて切り替えることにより、移動子２を駆動することができる。

次に、図７〜図７Ａは、移動子２を駆動する際に、補助コイル３２に通電することにより、駆動力の変動を抑制する動作を例示する図である。この場合においても、主コイル１３に供給される電流の向きを移動子２の位置に応じて切り替える動作は、図６〜図６Ｂに示す例と同様である。以下、補助コイル３２に通電することにより、駆動力の変動を抑制する動作について説明する。

まず、状態Ａ〜状態Ｃでは、図６に示したのと同様、主コイル１３に順方向の電流が与えられ、固定子側突極１１と、移動子側突極２１との間の磁気吸引力により、移動子２にＸ方向（図６の右方向）の駆動力が与えられる。この間、補助コイル３２への通電はない。

図７に示すように、状態Ｃを経て、状態Ｄに至ると、状態Ｄにおいては図６Ａと同様、主コイル１３に逆方向の電流が与えられ、固定子側突極１１と、移動子側突極２１との間の磁気吸引力により、移動子２にＸ方向（図６の右方向）の駆動力が与えられる。また、状態Ａから状態Ｄに至るまで、補助コイル３２への通電はない。

図７に示すように、状態Ｅの位置まで移動子２が移動すると、補助コイル３２に順方向の電流が与えられる。これにより、図７に示す固定子側突極１１の部位１１ｄ及び部位１１ａの近傍に電磁石３のＮ極が位置付けられるため、部位１１ｄ及び部位１１aの両者において、Ｎ極としての磁力（磁束）が強くなる。しかし、状態Ｄと比較した場合、部位１１ｄ及び部位１１aにおける磁力の差は縮小する。このため、状態Ｄから状態Ｅへの移行に伴い、移動子側突極２１ａが部位１１ａに接近したときの、移動子側突極２１ａと部位１１ｂとの間の吸引力と、移動子側突極２１ａと部位１１ｄとの間の吸引力との間の均衡が適切に調整される。このため、部位１１ｄ及び部位１１ａを介して移動子２に与えられるＸ方向（図７の右方向）への駆動力が急激に増大することが抑制される。

同様に、補助コイル３２に順方向の電流が与えられることにより、図７に示す固定子側突極１１の部位１１ｂ及び部位１１ｃの近傍に電磁石３のＳ極が位置付けられるため、部位１１ｂ及び部位１１ｃの両者において、Ｓ極としての磁力（磁束）が強くなる。しかし、状態Ｄと比較した場合、部位１１ｂ及び部位１１ｃにおける磁力の差は縮小する。このため、状態Ｄから状態Ｅへの移行に伴い、移動子側突極２１ｂが部位１１ｃに接近したときの、移動子側突極２１ｂと部位１１ｃとの間の吸引力と、移動子側突極２１ｂと部位１１ｂとの間の吸引力との間の均衡が適切に調整される。このため、部位１１ｂ及び部位１１ｃを介して移動子２に与えられるＸ方向（図７の右方向）への駆動力が急激に増大することが抑制される。

状態Ｅから状態Ｆに至るまで、主コイル１３への順方向の電流及び補助コイル３２への順方向の電流が維持される。この間、状態Ｄと比較した場合、部位１１ｄ及び部位１１aにおける磁力の差及び部位１１ｂ及び部位１１ｃにおける磁力の差は、上記のように補助コイル３２への順方向の電流により抑制される。このため、部位１１ａ〜部位１１ｄを介して移動子２に与えられるＸ方向（図７の右方向）への駆動力が適切に抑制される。

状態Ｇでは、主コイル１３への順方向の電流は維持されるが、主コイル１３への順方向の電流に先立って、補助コイル３２への通電が停止されている。これは、固定子側突極１１、とくに部位１１ａ及び部位１１ｃにおける磁力（磁束）を弱めることで、主コイル１３における電流方向の切り替え（転流）に伴う、移動子２に対する駆動力の変動を抑制するためである。

その後、状態Ｈ（図７Ａ）では、主コイル１３への通電が停止されるが、このときの鎖交磁束５５は最大となる。以降、同様のタイミングで、逆方向の電流を主コイル１３及び補助コイル３２を与えることにより、移動子２をＸ方向（図７Ａの右方向）に駆動することができる。

図７Ｂは、図７〜図７Ａに示す動作に代えて、状態Ｆの近傍において、補助コイル３２へ逆方向の電流を与える例を示す図である。

図７Ｂに示す例では、状態Ｆを含む状態Ｆの近傍において、補助コイル３２へ逆方向の電流を与えることにより、それまで固定子側突極１１に生じていた磁束を弱めることができる。それにより、主コイル１３における電流方向の切り替え（転流）に際して、あらかじめ固定子側突極１１に生じていた磁束が弱まるため、とくに部位１１ａ及び部位１１ｃにおける磁力をより一層、弱めることができる。このため、主コイル１３における電流方向の切り替え（転流）に伴う、移動子２に対する駆動力の変動をより一層、抑制することができる。

図７Ｂに示す状態Ｆを経て状態Ｈ（図７Ｂ）に移行するが、このときの鎖交磁束５５も、図７Ａの場合よりも弱くなる。このため、その後、主コイル１３の電流を反転した際の、移動子２に対する駆動力の変動を抑制することができる。

図８は、移動子２の移動時における、主コイル１３への通電によって発生する磁束の流れを示す図である。

図８に示すように、状態Ａから移動子２が移動すると、主コイル１３の導体周りの鎖交磁束は、ゼロ（状態Ａ）→最大値（状態Ｃ）→ゼロ（状態Ｆ）→最大値（状態Ｈ）の順で変化する。ここで、状態Ａ、状態Ｃ、状態Ｆ及び状態Ｈは、図６〜図７Ｂに示した各状態の移動子２の位置に対応する。

主コイル１３の導体周りの鎖交磁束Φの変化は、主コイル１３に生ずる誘起電圧ＩＥ＝ΔΦ／Δｔの関係に従い、誘起電圧ＩＥを生じさせる。

したがって、この誘起電圧ＩＥの変化（正負）に応じて主コイル１３の電流を転流（電流の方向を反転）することで、移動子２に対する駆動力を得ることができる。

図８Ａは、図６〜図６Ｂに示した動作における、主コイル１３を通過する鎖交磁束、主コイル１３に生ずる誘起電圧（誘起電圧ＩＥ）、主コイル１３に与えられる電流及び移動子２に対する駆動力の関係を模式的に示すタイムチャート、図８Ｂは、図７〜図７Ａに示した動作における、主コイル１３を通過する鎖交磁束、主コイル１３に生ずる誘起電圧、主コイル１３に与えられる電流及び移動子２に対する駆動力の関係を模式的に示すタイムチャートである。

図８Ａに示すように、図６〜図６Ｂに示した動作では、主コイル１３に生ずる誘起電圧ＩＥは、鎖交磁束の変化（Ｚ軸方向成分の変化）に従って変化し、移動子２に対する駆動力は、誘起電圧ＩＥに応じて（磁気吸引力の変動に応じて）変動する。

これに対し、図８Ｂに示すように、図７〜図７Ａに示した動作では、補助コイル３２への通電により、主コイル１３に生ずる誘起電圧ＩＥの変動が抑制される。このため、移動子２に対する駆動力の変動も抑制される。

上記実施例では、補助コイル３２への通電状態として、通電しない状態、順方向の電流を与える状態及び逆方向の電流を与える状態の３値をとる例を示している。しかし、第２制御部４２においてパルス幅変調（ＰＷＭ）などによるスイッチング制御を実行することで、補助コイル３２に与える実質的な電圧の値を制御可能となる。これにより、補助コイル３２に与えられる電流値を細かく調整できるため、移動子２に対する駆動力の変動をさらに抑制することができる。公知のように、この場合には、第２制御部４２により駆動回路４４の半導体スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４のスイッチングのタイミングを介してデューティー値が制御され、これにより補助コイル３２に与えられる電流が制御される。

以上のように、本実施例では、主コイル１３への通電及び補助磁石１２により生ずる磁束を、補助コイル３２への通電の制御を介して電磁石３が発生する磁束により補正している。このため、移動子２に与えられる駆動力の変動を効果的に抑制することができる。また、主コイル１３は単相で通電しているため、主コイル１３への通電のための複雑な制御を必要としない。したがって、本実施例では、単相のスイッチト・リラクタンス型のリニアアクチュエータにおいて、制御が容易で、かつ堅牢なアクチュエータが得られる。

以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。

なお、以上の実施例に関し、さらに以下の付記を開示する。

［付記１］
移動方向に沿って複数の移動子側突極（２１）を有する移動子（２）と、
固定子（１）と、を備え、
前記固定子は、単相で主コイル（１３）が巻回される複数の固定子側突極（１１）と、前記固定子側突極に設けられかつ前記移動方向に沿ってＮ極及びＳ極を有する永久磁石としての補助磁石（１２）と、補助コイル（３２）を有する複数の電磁石（３）とを、前記移動方向に沿って複数組有し、
前記移動子側突極のそれぞれは、前記移動子の移動に伴い、前記固定子側突極のうちのいずれか１つに対向する第１状態と、前記固定子側突極のいずれにも対向しない第２状態との間で変化し、
前記補助磁石は前記移動方向に沿ってＮ極及びＳ極を有し、
前記補助コイルは、前記移動子の移動に応じて通電されて、前記主コイル及び前記補助磁石により生ずる前記固定子側突極の磁束の強さ又は方向を補正する、リニアアクチュエータ。

付記１の構成によれば、補助コイルにより、主コイル及び補助磁石により生ずる固定子側突極の磁束の強さ又は方向を補正するので、固定子側突極と移動子側突極との間の磁気吸引力により生じる、移動子に対する駆動力の変動を抑制することができる。

［付記２］
付記１に記載のリニアアクチュエータにおいて、
前記電磁石の磁極は、前記固定子側突極及び前記移動子側突極が対向する方向について前記主コイルよりも前記移動子から離れた側に配置される、リニアアクチュエータ。

付記２の構成によれば、固定子側突極及び移動子側突極が対向する方向について主コイルよりも移動子から離れた側に配置される電磁石の磁極により、主コイル及び補助磁石により生ずる固定子側突極の磁束の強さ又は方向が補正される。

［付記３］
付記１又は２に記載のリニアアクチュエータにおいて、
前記電磁石の磁極は、前記移動方向について互いに隣接する前記固定子側突極の間に設けられる、リニアアクチュエータ。

付記３の構成によれば、移動子の移動方向について互いに隣接する固定子側突極の間に設けられる電磁石の磁極により、主コイル及び補助磁石により生ずる固定子側突極の磁束の強さ又は方向が補正される。

［付記４］
付記３に記載のリニアアクチュエータにおいて、
互いに隣接する前記電磁石のＮ極とＳ極とが対向するように、前記電磁石が前記移動方向に沿って配列される、リニアアクチュエータ。

付記４の構成によれば、互いに隣接する電磁石のＮ極とＳ極とが対向するように、電磁石が移動子の移動方向に沿って配列されるので、移動子の移動方向について互いに隣接する固定子側突極の間に、Ｎ極とＳ極が交互に配置される。

［付記５］
リニアアクチュエータを制御する制御装置（４）であって、
前記リニアアクチュエータは、
移動方向に沿って複数の移動子側突極を有する移動子と、
固定子と、を備え、
前記固定子は、単相で主コイルが巻回される複数の固定子側突極と、前記固定子側突極に設けられかつ前記移動方向に沿ってＮ極及びＳ極を有する永久磁石としての補助磁石と、補助コイルを有する複数の電磁石とを、前記移動方向に沿って複数組有し、
前記移動子側突極のそれぞれは、前記移動子の移動に伴い、前記固定子側突極のうちのいずれか１つに対向する第１状態と、前記固定子側突極のいずれにも対向しない第２状態との間で変化し、
前記制御装置は、前記主コイルへの通電を制御する第１制御部（４１）と、前記補助コイルへの通電を制御する第２制御部（４２）とを、備え、
前記第１制御部は、前記移動子が前記移動方向に沿って移動するように前記固定子側突極と前記移動子側突極の間に磁気吸引力を発生させ、
前記第２制御部は、前記移動方向に沿った前記移動子の位置に応じて、前記主コイル及び前記補助磁石により生ずる前記固定子側突極の磁束の強さ又は方向を補正する、制御装置。

付記５の構成によれば、補助コイルにより、主コイル及び補助磁石により生ずる固定子側突極の磁束の強さ又は方向を補正するので、固定子側突極と移動子側突極との間の磁気吸引力により生じる、移動子に対する駆動力の変動を抑制することができる。

［付記６］
前記電磁石の磁極は、前記移動方向について互いに隣接する前記固定子側突極の間に設けられる、制御装置。

付記６の構成によれば、移動子の移動方向について互いに隣接する固定子側突極の間に設けられる電磁石の磁極により、主コイル及び補助磁石により生ずる固定子側突極の磁束の強さ又は方向が補正される。

［付記７］
付記６に記載の制御装置において、
前記固定子側突極の磁力を強くする方向における前記補助コイルへの通電を、前記主コイルへの通電よりも遅れて開始させるように、前記主コイル及び前記補助コイルへの通電を制御する、制御装置。

付記７の構成によれば、移動子に与えられる駆動力が急激に増大することが抑制される。

［付記８］
付記６に記載の制御装置において、
固定子側突極の磁力を強くする方向における前記補助コイルへの通電を、前記主コイルへの通電よりも先に停止させるように、前記主コイル及び前記補助コイルへの通電を制御する、制御装置。

付記８の構成によれば、補助コイルへの通電を、主コイルへの通電よりも先に停止させることにより、固定子側突極における磁力を弱めることができるので、主コイルにおける転流に伴う、移動子に対する駆動力の変動が抑制される。

［付記９］
付記６に記載の制御装置において、
前記固定子側突極の磁力を弱くする方向における前記補助コイルへの通電を、前記主コイルへの通電の停止する前に実行するように、前記主コイル及び前記補助コイルへの通電を制御する、制御装置。

付記９の構成によれば、固定子側突極の磁力を弱くする方向における補助コイルへの通電を、主コイルへの通電の停止する前に実行するので、固定子側突極における磁力を弱めることができるので、主コイルにおける転流に伴う、移動子に対する駆動力の変動が抑制される。

１ 固定子
２ 移動子
３ 電磁石
４ 制御装置
１１ 固定子側突極
１２ 補助磁石
２１、２１a、２１ｂ 移動子側突極
１３ 主コイル
３２ 補助コイル

Claims (9)

1. 移動方向に沿って複数の移動子側突極を有する移動子と、
   固定子と、を備え、
   前記固定子は、単相で主コイルが巻回される複数の固定子側突極と、前記固定子側突極に設けられかつ前記移動方向に沿ってＮ極及びＳ極を有する永久磁石としての補助磁石と、補助コイルを有する複数の電磁石とを、前記移動方向に沿って複数組有し、
   前記移動子側突極のそれぞれは、前記移動子の移動に伴い、前記固定子側突極のうちのいずれか１つに対向する第１状態と、前記固定子側突極のいずれにも対向しない第２状態との間で変化し、
   前記補助磁石は前記移動方向に沿ってＮ極及びＳ極を有し、
   前記補助コイルは、前記移動子の移動に応じて通電されて、前記主コイル及び前記補助磁石により生ずる前記固定子側突極の磁束の強さ又は方向を補正する、リニアアクチュエータ。
2. 請求項１に記載のリニアアクチュエータにおいて、
   前記電磁石の磁極は、前記固定子側突極及び前記移動子側突極が対向する方向について前記主コイルよりも前記移動子から離れた側に配置される、リニアアクチュエータ。
3. 請求項１又は請求項２に記載のリニアアクチュエータにおいて、
   前記電磁石の磁極は、前記移動方向について互いに隣接する前記固定子側突極の間に設けられる、リニアアクチュエータ。
4. 請求項３に記載のリニアアクチュエータにおいて、
   互いに隣接する前記電磁石のＮ極とＳ極とが対向するように、前記電磁石が前記移動方向に沿って配列される、リニアアクチュエータ。
5. リニアアクチュエータを制御する制御装置であって、
   前記リニアアクチュエータは、
   移動方向に沿って複数の移動子側突極を有する移動子と、
   固定子と、を備え、
   前記固定子は、単相で主コイルが巻回される複数の固定子側突極と、前記固定子側突極に設けられかつ前記移動方向に沿ってＮ極及びＳ極を有する永久磁石としての補助磁石と、補助コイルを有する複数の電磁石とを、前記移動方向に沿って複数組有し、
   前記移動子側突極のそれぞれは、前記移動子の移動に伴い、前記固定子側突極のうちのいずれか１つに対向する第１状態と、前記固定子側突極のいずれにも対向しない第２状態との間で変化し、
   前記制御装置は、前記主コイルへの通電を制御する第１制御部と、前記補助コイルへの通電を制御する第２制御部とを、備え、
   前記第１制御部は、前記移動子が前記移動方向に沿って移動するように前記固定子側突極と前記移動子側突極の間に磁気吸引力を発生させ、
   前記第２制御部は、前記移動方向に沿った前記移動子の位置に応じて、前記主コイル及び前記補助磁石により生ずる前記固定子側突極の磁束の強さ又は方向を補正する、制御装置。
6. 請求項５に記載の制御装置において、
   前記電磁石の磁極は、前記移動方向について互いに隣接する前記固定子側突極の間に設けられる、制御装置。
7. 請求項６に記載の制御装置において、
   前記固定子側突極の磁力を強くする方向における前記補助コイルへの通電を、前記主コイルへの通電よりも遅れて開始させるように、前記主コイル及び前記補助コイルへの通電を制御する、制御装置。
8. 請求項６に記載の制御装置において、
   前記固定子側突極の磁力を強くする方向における前記補助コイルへの通電を、前記主コイルへの通電よりも先に停止させるように、前記主コイル及び前記補助コイルへの通電を制御する、制御装置。
9. 請求項６に記載の制御装置において、
   前記固定子側突極の磁力を弱くする方向における前記補助コイルへの通電を、前記主コイルへの通電の停止する前に実行するように、前記主コイル及び前記補助コイルへの通電を制御する、制御装置。

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