JP2780455B2 - アクチユエータ - Google Patents
アクチユエータInfo
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- JP2780455B2 JP2780455B2 JP2200717A JP20071790A JP2780455B2 JP 2780455 B2 JP2780455 B2 JP 2780455B2 JP 2200717 A JP2200717 A JP 2200717A JP 20071790 A JP20071790 A JP 20071790A JP 2780455 B2 JP2780455 B2 JP 2780455B2
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- cylinder
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- actuator
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、アクチユエータに関し、特に望遠鏡の主
鏡の支持機構等に利用されるアクチユエータに関する。
鏡の支持機構等に利用されるアクチユエータに関する。
第７図は例えば特願平２−40250号明細書に示された
従来のアクチユエータを示す側面構成図で、図におい
て、（１）はセル、（２）はセル（１）内を直進案内す
るスライド機構、（３）はばね、（４）は磁性流体ダン
パー、（５）は送り機構である。
従来のアクチユエータを示す側面構成図で、図におい
て、（１）はセル、（２）はセル（１）内を直進案内す
るスライド機構、（３）はばね、（４）は磁性流体ダン
パー、（５）は送り機構である。
また、第８図は特開昭63−144504号公報に示された従
来のアクチユエータのもう１つの例を示す断面図で、図
において、（６）は駆動体、（７）は磁性流体、（８）
は円筒磁石、（９）はコイル、（10）はピストン、（1
1）はシリンダーである。
来のアクチユエータのもう１つの例を示す断面図で、図
において、（６）は駆動体、（７）は磁性流体、（８）
は円筒磁石、（９）はコイル、（10）はピストン、（1
1）はシリンダーである。
次に動作について説明する。第７図において、送り機
構（５）にてばね（３），磁性流体ダンパー（４）を伸
縮してそれによつて生じる力をスライド機構（２）を介
して伝える。
構（５）にてばね（３），磁性流体ダンパー（４）を伸
縮してそれによつて生じる力をスライド機構（２）を介
して伝える。
また第８図において、ピストン（10）は円筒磁石
（８）によつて自己浮揚しており、コイル（９）に電流
を加えることによりピストンを上下させる。
（８）によつて自己浮揚しており、コイル（９）に電流
を加えることによりピストンを上下させる。
従来のアクチユエータは、第７図のものは、機械的に
構造が複雑でメンテナンスが困難であることや、セル
（１）とスライド機構（２）とが接触していることから
セル（１）の振動が伝達しやすいという問題点があり、
第８図のものは、コイル（９）が円筒磁石（８）の外側
にあり、また鉄心の無い単なるコイル（９）を用いてい
るため、円筒磁石（８）に比してコイル（９）の作る磁
場勾配がその構造上弱いことからアクチユエータの力が
弱い等の問題点があつた。
構造が複雑でメンテナンスが困難であることや、セル
（１）とスライド機構（２）とが接触していることから
セル（１）の振動が伝達しやすいという問題点があり、
第８図のものは、コイル（９）が円筒磁石（８）の外側
にあり、また鉄心の無い単なるコイル（９）を用いてい
るため、円筒磁石（８）に比してコイル（９）の作る磁
場勾配がその構造上弱いことからアクチユエータの力が
弱い等の問題点があつた。
この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、メンテナンスが容易で、駆動部分とセルの
接触がなく、大きな力の出るアクチユエータを得ること
を目的とする。
れたもので、メンテナンスが容易で、駆動部分とセルの
接触がなく、大きな力の出るアクチユエータを得ること
を目的とする。
本発明にかかるアクチユエータは、非磁性体からなる
シリンダーと、このシリンダー内に充填された磁性流体
と、上記シリンダーの底面部に、シリンダー底面に磁極
を向けて設置された永久磁石と、上記シリンダーの上面
部に、シリンダー上面に磁極を向けて設置された電磁石
と、上記磁性流体中に保持され且つ上記永久磁石と電磁
石の作用で自己浮揚するごときピストンとを備えたもの
である。
シリンダーと、このシリンダー内に充填された磁性流体
と、上記シリンダーの底面部に、シリンダー底面に磁極
を向けて設置された永久磁石と、上記シリンダーの上面
部に、シリンダー上面に磁極を向けて設置された電磁石
と、上記磁性流体中に保持され且つ上記永久磁石と電磁
石の作用で自己浮揚するごときピストンとを備えたもの
である。
この発明におけるアクチユエータは、ばねや送り機構
という機械部品がなく、またピストンが磁性流体中に保
持されているのでピストンとシリンダーの接触部分がな
い。また、永久磁石と電磁石が直接シリンダーの底面お
よび上面にそれぞれ設置されており、磁場勾配の制御力
が大きく、アクチユエータの出せる力も大きい。
という機械部品がなく、またピストンが磁性流体中に保
持されているのでピストンとシリンダーの接触部分がな
い。また、永久磁石と電磁石が直接シリンダーの底面お
よび上面にそれぞれ設置されており、磁場勾配の制御力
が大きく、アクチユエータの出せる力も大きい。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図において、（11）はシリンダー、（７）はシリンダ
ー（11）内に充填された磁性流体、（12）はシリンダー
（11）の下部に、シリンダー（11）の底面に磁極を向け
て設置した永久磁石、（13）はシリンダー（11）の上部
にシリンダー上面に磁極を向けて設置した電磁石、（1
0）は磁性流体（７）中に保持され且つ永久磁石（12）
と電磁石（13）の作用で自己浮揚するごときピストンで
ある。
１図において、（11）はシリンダー、（７）はシリンダ
ー（11）内に充填された磁性流体、（12）はシリンダー
（11）の下部に、シリンダー（11）の底面に磁極を向け
て設置した永久磁石、（13）はシリンダー（11）の上部
にシリンダー上面に磁極を向けて設置した電磁石、（1
0）は磁性流体（７）中に保持され且つ永久磁石（12）
と電磁石（13）の作用で自己浮揚するごときピストンで
ある。
次に動作について説明する。永久磁石（12）によつて
磁性流体（７）には磁場がかかつており、その作用でピ
ストン（10）は浮揚している。ピストン（10）の比重を
PP、磁性流体（７）の比重をPM、重力加速度をｇ、磁性
流体（７）の透磁率，磁化，磁場勾配をμ0,M,▽Ｈ、ピ
ストン（10）にかかる外力（またはピストンが出す力）
をｆ、磁性体中のピストン（10）の体積をＶとすると、
ピストン（10）にかかる力Ｆは次式で表される。
磁性流体（７）には磁場がかかつており、その作用でピ
ストン（10）は浮揚している。ピストン（10）の比重を
PP、磁性流体（７）の比重をPM、重力加速度をｇ、磁性
流体（７）の透磁率，磁化，磁場勾配をμ0,M,▽Ｈ、ピ
ストン（10）にかかる外力（またはピストンが出す力）
をｆ、磁性体中のピストン（10）の体積をＶとすると、
ピストン（10）にかかる力Ｆは次式で表される。
Ｆ＝｛（PP−PM）ｇ−μ0M▽Ｈ｝Ｖ＋ｆ ……（１） 式（１）のＦが０以下になるような磁場を永久磁石
（12）によつてかけることでピストン（10）は浮揚す
る。そして電磁石（13）によつて磁場をかけると、電磁
石（13）によつて式（１）中のM,▽Ｈが変化し、ピスト
ンは、Ｆ＝０となる点で浮揚、静止する。このようにし
て、電磁石（13）の強さを変えることでピストンの出す
力ｆを制御できる。また磁場の作用でピストン（10）は
セルフセンタリングするので、ガイド等をつける必要は
ない。
（12）によつてかけることでピストン（10）は浮揚す
る。そして電磁石（13）によつて磁場をかけると、電磁
石（13）によつて式（１）中のM,▽Ｈが変化し、ピスト
ンは、Ｆ＝０となる点で浮揚、静止する。このようにし
て、電磁石（13）の強さを変えることでピストンの出す
力ｆを制御できる。また磁場の作用でピストン（10）は
セルフセンタリングするので、ガイド等をつける必要は
ない。
なお、上記実施例では、１つのアクチユエータに対し
１つの永久磁石（12）を用いたが、２つのアクチユエー
タで共用してもよい。第２図はその例を表したもので、
第１図に付した番号と同一の番号を付したものは同一の
構成要素であり、第２図の永久磁石（12）は１つの永久
磁石（12）で２つのアクチユエータの永久磁石（12）の
効果を兼ねるものであり、複数のアクチユエータを製作
する場合にスペースや経費の効率が上がる。また、第２
図ではアクチユエータが２個の場合について示したが、
それ以上の数でも組み合せて使用できる。
１つの永久磁石（12）を用いたが、２つのアクチユエー
タで共用してもよい。第２図はその例を表したもので、
第１図に付した番号と同一の番号を付したものは同一の
構成要素であり、第２図の永久磁石（12）は１つの永久
磁石（12）で２つのアクチユエータの永久磁石（12）の
効果を兼ねるものであり、複数のアクチユエータを製作
する場合にスペースや経費の効率が上がる。また、第２
図ではアクチユエータが２個の場合について示したが、
それ以上の数でも組み合せて使用できる。
また、磁場勾配を上げるために、シリンダーの軸方向
に磁極を向けて設けられた複数個の永久磁石（12）とこ
れらの永久磁石（12）の間に隣接して向かい合う面が同
極となるように電磁石（13）をシリンダー（11）の周り
に交互に積層した場合の例を第３図に示す。第３図にお
いて、第１図に付した番号と同一の番号を付したものは
同一の構成要素であり、電磁石（13）が通電していない
状態ではシリンダ（11）の軸方向について磁場勾配は殆
んどゼロであり、従つて式（１）よりアクチユエータの
力はゼロであるが、電磁石（13）を少しでも通電させ、
永久磁石（12）と電磁石（13）の向い合う面が同極にな
るようにすると磁場勾配を生じ、アクチユエータは力を
生じる。もちろん、永久磁石（12）と電磁石（13）の位
置は逆であってもよく、同様の効果を奏する。
に磁極を向けて設けられた複数個の永久磁石（12）とこ
れらの永久磁石（12）の間に隣接して向かい合う面が同
極となるように電磁石（13）をシリンダー（11）の周り
に交互に積層した場合の例を第３図に示す。第３図にお
いて、第１図に付した番号と同一の番号を付したものは
同一の構成要素であり、電磁石（13）が通電していない
状態ではシリンダ（11）の軸方向について磁場勾配は殆
んどゼロであり、従つて式（１）よりアクチユエータの
力はゼロであるが、電磁石（13）を少しでも通電させ、
永久磁石（12）と電磁石（13）の向い合う面が同極にな
るようにすると磁場勾配を生じ、アクチユエータは力を
生じる。もちろん、永久磁石（12）と電磁石（13）の位
置は逆であってもよく、同様の効果を奏する。
また、永久磁石を互いに同極が向いあうように設置
し、その間に２個（または偶数個）の電磁石（13）を設
置すると、電磁石（13）に通電しない状態でも、永久磁
石（12）の作用でピストン（10）は自己浮揚する。この
場合の例を第４図に示す。この作用により、ピストン
（10）は初期力を持つことになる。この場合も第３図の
場合と同様に、永久磁石（12）と電磁石（13）の配置は
逆であってもよく、同様の効果を奏する。また、この永
久磁石（12）と電磁石（13）の組み合せで、多数の永久
磁石（12）と電磁石（13）を設置してもよい。
し、その間に２個（または偶数個）の電磁石（13）を設
置すると、電磁石（13）に通電しない状態でも、永久磁
石（12）の作用でピストン（10）は自己浮揚する。この
場合の例を第４図に示す。この作用により、ピストン
（10）は初期力を持つことになる。この場合も第３図の
場合と同様に、永久磁石（12）と電磁石（13）の配置は
逆であってもよく、同様の効果を奏する。また、この永
久磁石（12）と電磁石（13）の組み合せで、多数の永久
磁石（12）と電磁石（13）を設置してもよい。
また更に、磁場勾配を大きくするためにシリンダーの
側面に同極ばかり向けられるように、複数個の永久磁石
（12）とこれらの永久磁石（12）の間に電磁石（13）を
交互に積層した例を第５図（ａ），（ｂ）に示す。第５
図（ａ）はアクチユエータの断面図、第５図（ｂ）はア
クチユエータを上から見た図であり、第５図（ｂ）に示
すとおり、その構造上永久磁石（12）と電磁石（13）を
歯型に設置する必要がある。これによると大きな磁場勾
配▽Ｈを得ることができ、アクチユエータは非常に大き
な力を持つ。なお、第５図（ａ）ではシリンダー（11）
の上端と下端に永久磁石（12）を設置した場合を示した
が、永久磁石（12）と電磁石（13）の配置が交互にさえ
なつていれば、上端と下端は電磁石（13）でもよいし、
電磁石（13）と永久磁石（12）の数をかえてもよい。そ
して、第６図に示すように１つの永久磁石（12）を複数
のアクチユエータで共有してもよい。この場合はその構
造上、シリンダー周りにはリターンヨーク（14a），（1
4b）が設置されることになる。この場合も、第５図と同
様の効果を奏する。
側面に同極ばかり向けられるように、複数個の永久磁石
（12）とこれらの永久磁石（12）の間に電磁石（13）を
交互に積層した例を第５図（ａ），（ｂ）に示す。第５
図（ａ）はアクチユエータの断面図、第５図（ｂ）はア
クチユエータを上から見た図であり、第５図（ｂ）に示
すとおり、その構造上永久磁石（12）と電磁石（13）を
歯型に設置する必要がある。これによると大きな磁場勾
配▽Ｈを得ることができ、アクチユエータは非常に大き
な力を持つ。なお、第５図（ａ）ではシリンダー（11）
の上端と下端に永久磁石（12）を設置した場合を示した
が、永久磁石（12）と電磁石（13）の配置が交互にさえ
なつていれば、上端と下端は電磁石（13）でもよいし、
電磁石（13）と永久磁石（12）の数をかえてもよい。そ
して、第６図に示すように１つの永久磁石（12）を複数
のアクチユエータで共有してもよい。この場合はその構
造上、シリンダー周りにはリターンヨーク（14a），（1
4b）が設置されることになる。この場合も、第５図と同
様の効果を奏する。
以上のように、本発明によれば、非磁性体からなるシ
リンダーと、このシリンダー内に充填された磁性流体
と、上記シリンダーの底面部に、シリンダー底面に磁極
を向けて設置された永久磁石と、上記シリンダーの上面
部に、シリンダー上面に磁極を向けて設置された電磁石
と、上記磁性流体中に保持され且つ上記永久磁石と電磁
石の作用で自己浮揚するごときピストンとを備えたの
で、静的な支持は永久磁石で行うことによりそのための
電力はゼロで、電磁石により微調整制御をリアルタイム
かつ大きな力で行うことができるアクチュエータが得ら
れる効果がある。
リンダーと、このシリンダー内に充填された磁性流体
と、上記シリンダーの底面部に、シリンダー底面に磁極
を向けて設置された永久磁石と、上記シリンダーの上面
部に、シリンダー上面に磁極を向けて設置された電磁石
と、上記磁性流体中に保持され且つ上記永久磁石と電磁
石の作用で自己浮揚するごときピストンとを備えたの
で、静的な支持は永久磁石で行うことによりそのための
電力はゼロで、電磁石により微調整制御をリアルタイム
かつ大きな力で行うことができるアクチュエータが得ら
れる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるアクチユエータを示
す断面図、第２図はこの発明の他の実施例によるアクチ
ュエータを示す断面図、第３図，第４図，第５図（ａ）
および第６図はそれぞれ他の例を示す断面図、第５図
（ｂ）は第５図（ａ）の上面図、第７図，第８図はそれ
ぞれ従来のアクチユエータを示す断面図である。 図において、（７）は磁性流体、（10）はピストン、
（11）はシリンダー、（12）は永久磁石、（13）は電磁
石である。 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
す断面図、第２図はこの発明の他の実施例によるアクチ
ュエータを示す断面図、第３図，第４図，第５図（ａ）
および第６図はそれぞれ他の例を示す断面図、第５図
（ｂ）は第５図（ａ）の上面図、第７図，第８図はそれ
ぞれ従来のアクチユエータを示す断面図である。 図において、（７）は磁性流体、（10）はピストン、
（11）はシリンダー、（12）は永久磁石、（13）は電磁
石である。 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】非磁性体からなるシリンダーと、このシリ
ンダー内に充填された磁性流体と、上記シリンダーの底
面部に、シリンダー底面に磁極を向けて設置された永久
磁石と、上記シリンダーの上面部に、シリンダー上面に
磁極を向けて設置された電磁石と、上記磁性流体中に保
持され且つ上記永久磁石と電磁石の作用で自己浮揚する
ごときピストンとを備えたアクチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2200717A JP2780455B2 (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | アクチユエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2200717A JP2780455B2 (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | アクチユエータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0487549A JPH0487549A (ja) | 1992-03-19 |
| JP2780455B2 true JP2780455B2 (ja) | 1998-07-30 |
Family
ID=16429037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2200717A Expired - Fee Related JP2780455B2 (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | アクチユエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2780455B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4817091B2 (ja) * | 2001-09-26 | 2011-11-16 | 悠一 桐生 | 電磁アクチュエータ |
| CN102926571A (zh) * | 2012-10-23 | 2013-02-13 | 林智勇 | 磁流体车位锁 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5832611U (ja) * | 1981-08-28 | 1983-03-03 | 株式会社トーキン | ソレノイド形電磁石 |
| JPS59191882U (ja) * | 1983-06-08 | 1984-12-19 | 三井造船株式会社 | アクチユエ−タ |
| JPS63144504A (ja) * | 1986-12-09 | 1988-06-16 | Nec Corp | アクチユエ−タ |
| JPS63125243U (ja) * | 1987-02-06 | 1988-08-16 | ||
| JPH02127373A (ja) * | 1988-11-07 | 1990-05-16 | Mitsubishi Electric Corp | 駆動制御装置 |
-
1990
- 1990-07-25 JP JP2200717A patent/JP2780455B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0487549A (ja) | 1992-03-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |