JP3233796B2 - Linear drive actuator - Google Patents

Linear drive actuator

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JP3233796B2
JP3233796B2 JP23751894A JP23751894A JP3233796B2 JP 3233796 B2 JP3233796 B2 JP 3233796B2 JP 23751894 A JP23751894 A JP 23751894A JP 23751894 A JP23751894 A JP 23751894A JP 3233796 B2 JP3233796 B2 JP 3233796B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、構造物制振装置の駆動
機構、コンテナクレーンの横行駆動装置、工作機械また
は搬送装置等に適用されるリニア駆動アクチュエータに
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear drive actuator applied to a drive mechanism of a structure vibration control device, a traverse drive device of a container crane, a machine tool or a transfer device.

【0002】[0002]

【従来技術】図20には従来の駆動装置の一構成図が例
示されている。また、この図20におけるA−AとB−
Bに沿った横断面図が図21と図22に各々示されてい
る。
2. Description of the Related Art FIG. 20 illustrates a configuration diagram of a conventional driving device. AA and B- in FIG.
Cross-sectional views along B are shown in FIGS. 21 and 22, respectively.

【0003】この図20の従来装置においては、鋼等の
強磁性体で成る磁気回路4の内側に、良導体から成る複
数の励磁コイル3が配設されている。これらの励磁コイ
ル3には直流電流が通電され、これにより磁気回路4内
に形成される直流磁場を、この磁気回路4の一部である
強磁性体から成る凸形状を成すヨーク1'(以下、固定ヨ
ークと称する) によって駆動コイル2に対し集中させる
構造を有している。
In the conventional device shown in FIG. 20, a plurality of exciting coils 3 made of a good conductor are arranged inside a magnetic circuit 4 made of a ferromagnetic material such as steel. A DC current is applied to these exciting coils 3, and the DC magnetic field formed in the magnetic circuit 4 is converted into a yoke 1 ′ (hereinafter referred to as a convex part) made of a ferromagnetic material which is a part of the magnetic circuit 4. , Which is referred to as a fixed yoke).

【0004】ここで、上述の様な従来装置は、固定ヨー
ク1' により集中させた励磁磁場を、駆動コイル2に直
交する方向に供給している。この励磁磁場と駆動電流と
の相互作用力である所のいわゆる「ローレンツ(Lorent
z) 力」が、静止する側としての固定ヨーク1' と駆動
コイル2との間に作用する。その結果、磁気回路4を固
定子と仮定すると、駆動コイル2はこのローレンツ力に
よって可動する範囲( ストローク範囲) 10の方向に移
動する。また、更に駆動コイル2の電流の極性を逆にす
ることにより、このローレンツ力は逆方向に働く。その
結果、駆動コイル2は前述とは反対の可動範囲10' の
方向に移動可能とする装置である。また、駆動コイル2
の前述の動きに伴い可動部を支持するため、例えば図示
のようなボールベアリング21が軸受として配設されて
いる。(但し、他の図面ではボールベアリングに相当す
る軸受部の図示は省略されている。) なお、この励磁コイル3により磁気回路4の内部に発生
する直流磁場は、磁気回路4の周囲から固定ヨーク1'
および駆動コイル2を経由して磁気回路4の中央部に至
るものである。
Here, in the above-described conventional apparatus, the excitation magnetic field concentrated by the fixed yoke 1 ′ is supplied in a direction orthogonal to the drive coil 2. The so-called Lorentz (Lorentz) is the interaction force between this exciting magnetic field and the drive current.
z) A force acts between the stationary yoke 1 ′ as the stationary side and the drive coil 2. As a result, assuming that the magnetic circuit 4 is a stator, the drive coil 2 moves in the direction of the movable range (stroke range) 10 by this Lorentz force. Further, by further reversing the polarity of the current of the drive coil 2, the Lorentz force acts in the opposite direction. As a result, the drive coil 2 is a device capable of moving in the direction of the movable range 10 'opposite to the above. The driving coil 2
For example, a ball bearing 21 as shown is provided as a bearing in order to support the movable portion in accordance with the above-described movement. (However, a bearing portion corresponding to a ball bearing is not shown in other drawings.) Note that a DC magnetic field generated inside the magnetic circuit 4 by the exciting coil 3 is fixed from the periphery of the magnetic circuit 4 to the fixed yoke. 1 '
And through the drive coil 2 to the center of the magnetic circuit 4.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】図20に示される様な
従来装置においては、次に示す各課題のために、可動で
きるストローク範囲が最大50mm程度の適用例以外は見
られず、この可動範囲の拡大には自ずと制約が在った。
In the conventional apparatus as shown in FIG. 20, due to the following problems, the movable range of the stroke is limited to a maximum of about 50 mm. Naturally, there were restrictions on the expansion.

【0006】( 1) 可動範囲、すなわちストロークを
長くする場合、装置の長さは、ストロークと駆動コイル
長さ、および励磁コイルの巻き厚や、磁気回路のヨーク
幅等の和となる故に、装置自体が大型化するので自ずと
その設置面積も広くなる。
(1) When the movable range, that is, the stroke is lengthened, the length of the device is the sum of the stroke, the drive coil length, the winding thickness of the exciting coil, the yoke width of the magnetic circuit, etc. Since the size of the device itself increases, the installation area naturally increases.

【0007】( 2) 従来装置を長尺化した場合に、構
造上、必然的に駆動コイルを長くする必要があり、駆動
コイルが発生する交流磁場と励磁コイルが発生する直流
磁場との干渉が大きくなる故に、発生する推力の直線性
に悪影響を及ぼす。すなわち、駆動電流と発生推力との
比例関係が損なわれる。通常の運用では、駆動電流の大
きさで発生推力を制御するため、発生推力の制御が困難
となる。
(2) When the conventional device is made longer, it is necessary to lengthen the driving coil inevitably due to its structure. Interference between the AC magnetic field generated by the driving coil and the DC magnetic field generated by the exciting coil is required. Since it becomes large, it adversely affects the linearity of the generated thrust. That is, the proportional relationship between the drive current and the generated thrust is impaired. In normal operation, since the generated thrust is controlled by the magnitude of the drive current, it is difficult to control the generated thrust.

【0008】( 3) 従来装置を長尺化した場合、磁気
回路を長尺化する必要がある結果、磁束漏れが増大し、
発生推力に寄与する固定ヨークと駆動コイルの直交する
部分における磁束密度の低下を招き、磁束密度と比例関
係にある発生推力も減少する。
(3) When the conventional device is lengthened, the magnetic circuit needs to be lengthened, resulting in an increase in magnetic flux leakage,
The magnetic flux density at the portion where the fixed yoke and the drive coil are orthogonal to each other, which contributes to the generated thrust, is reduced, and the generated thrust proportional to the magnetic flux density is also reduced.

【0009】( 4) 駆動コイルを長尺化すると、駆動
コイルのインダクタンスが増加するが、必要な発生推力
を生じさせるための駆動電流を得るためには、駆動コイ
ルインダクタンスの増加に見合う電源電圧の増加が必要
となる故に、電力損失が大きくなる。また、アクチュエ
ータとしての応答性も低下する。
(4) When the length of the drive coil is increased, the inductance of the drive coil increases. However, in order to obtain a drive current for generating a necessary thrust, a power supply voltage corresponding to the increase in the drive coil inductance is required. Since the increase is required, the power loss is large. In addition, the responsiveness of the actuator also decreases.

【0010】( 5) 駆動コイルに加わる磁束密度をで
きるだけ大きくするためには、その駆動コイルの径方向
の厚みは薄い方がよい。しかし、装置の動作中は駆動コ
イルにローレンツ力の反力がかかる故に、大きな推力を
利用する装置では強度上、駆動コイル部の厚みを大きく
しなければならない。また、同じ磁束密度を確保するた
めの励磁電力も増大する。以上のように解決すべき課題
が多くあった。
(5) In order to increase the magnetic flux density applied to the drive coil as much as possible, the radial thickness of the drive coil is preferably small. However, during operation of the apparatus, a reaction force of Lorentz force is applied to the drive coil. Therefore, in an apparatus utilizing a large thrust, the thickness of the drive coil must be increased in terms of strength. Further, the exciting power for securing the same magnetic flux density also increases. As described above, there were many problems to be solved.

【0011】よって、本発明の目的は、用途に対応すべ
く可動範囲を拡大するために装置を構成する駆動コイル
を長尺化した場合でも、その装置全体の大きさが比較的
大型化せず、むしろ長尺化の割にはコンパクト化され、
稼働時においても駆動電流と発生推力との比例関係が保
たれ、かつ電力損失が少なく応答性も良好なリニア駆動
アクチュエータを提供することにある。
[0011] Accordingly, an object of the present invention is to keep the size of the entire device relatively small even if the drive coil constituting the device is lengthened in order to expand the movable range in accordance with the application. Rather, it is more compact than it is,
It is an object of the present invention to provide a linear drive actuator that maintains a proportional relationship between a drive current and a generated thrust even during operation, and has low power loss and good responsiveness.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】従来技術の前述の課題を
解決し上記目的を達成するために、本発明は次のような
手段を講じている。すなわち、直流電流が通電される励
磁コイルが内部に巻回された磁性材料から成る磁気回路
と、前記回路の一部に設けた空隙部に発生する直流磁場
と前記空隙部に、該磁場と直交する位置に配した駆動コ
イルとを有する、ローレンツ力を利用し往復直線運動を
行うリニア駆動アクチュエータにおいて、 ( 1) 駆動コイルに直流磁場を集中させて供給するヨー
クを、励磁用の磁気回路より独立させ、所定の隙間を介
して相対運動可能とすると共に、その駆動コイルを磁気
回路本体に固定する。
In order to solve the above-mentioned problems of the prior art and achieve the above object, the present invention employs the following means. That is, a magnetic circuit made of a magnetic material in which an exciting coil to which a DC current is applied is wound inside, and a DC magnetic field generated in a gap provided in a part of the circuit and the gap are orthogonal to the magnetic field. (1) A yoke for supplying a DC magnetic field in a concentrated manner to the drive coil is independent of a magnetic circuit for excitation. Then, relative movement is enabled through a predetermined gap, and the drive coil is fixed to the magnetic circuit main body.

【0013】( 2) 磁気回路の可動方向に直交する断面
の形状を矩形とし、その一方向のみを作用力が働く方向
とし、もう一方の方向を可動側および静止側で相対的に
その方向のずれを許容する構造に形成する。
(2) The shape of the cross section orthogonal to the movable direction of the magnetic circuit is rectangular, and only one direction is the direction in which the acting force acts, and the other direction is relatively different between the movable side and the stationary side. It is formed in a structure that allows a shift.

【0014】( 3) 励磁用の磁気回路本体から分離した
ヨークに、励磁用コイルを設ける。 ( 4) 磁気回路に固定された駆動コイルの部分に、ヨー
クに固定され、そのヨークの幅にほぼ等しい駆動コイル
の長さ分だけ、その駆動コイルに摺動しながら電流を通
電させる導電ブラシ機構を更に備える。
(3) An exciting coil is provided on the yoke separated from the exciting magnetic circuit main body. (4) A conductive brush mechanism which is fixed to a yoke at a portion of the drive coil fixed to the magnetic circuit, and which conducts a current while sliding on the drive coil by a length of the drive coil substantially equal to the width of the yoke. Is further provided.

【0015】すなわち、本発明では、図1に示すように
駆動コイル2に磁場を集中して供給するため配置されて
いた磁気回路4の一部であるヨーク1を、磁気回路本体
4から切り離し(以下、可動ヨークと称する)、駆動コ
イル2を磁気回路本体に固定することで、励磁磁場と駆
動電流の相互作用力であるローレンツ力の反力を磁気回
路本体から離間したヨーク1が受け推力を得る構造を実
施している。駆動コイル2を磁気回路4の中央部に固定
することにより、コイル形状保持を目的とする補強対策
は不要となる。
That is, in the present invention, as shown in FIG. 1, the yoke 1 which is a part of the magnetic circuit 4 arranged to concentrate and supply the magnetic field to the drive coil 2 is separated from the magnetic circuit main body 4 ( The yoke 1 separated from the magnetic circuit main body receives the reaction force of the Lorentz force, which is the interaction force between the excitation magnetic field and the drive current, by fixing the drive coil 2 to the magnetic circuit main body. The structure to gain is implemented. By fixing the drive coil 2 to the center of the magnetic circuit 4, there is no need for reinforcement measures for maintaining the coil shape.

【0016】また、ヨーク1が可動する側となる構造で
は、この可動ヨーク1に導電ブラシ機構を設置し、従
来、常時駆動コイル全体に通電していたものを、可動ヨ
ークに対向する部分( 幅) のみの駆動コイルに通電する
ことにより、磁場の干渉を抑え、推力と駆動電流との比
例関係を保持する。また、駆動コイルインダクタンスを
低減し、長尺化に伴う電源コストを抑えると共に消費電
力も低減することを可能とした。
In the structure in which the yoke 1 is movable, a conductive brush mechanism is provided on the movable yoke 1, and a portion (width) opposed to the movable yoke, which has conventionally been always energized to the entire drive coil, is used. ) To suppress the interference of the magnetic field and maintain the proportional relationship between the thrust and the drive current. In addition, the drive coil inductance has been reduced, so that it has become possible to reduce the power supply cost associated with the lengthening and to reduce the power consumption.

【0017】この磁気回路の長尺化に伴ない、磁気回路
の周辺部から磁気回路の中央部に磁束が漏洩し、推力発
生部における磁束密度の低下を招く問題に対しては、図
12に示すように、最も磁束の集中を必要とする可動ヨ
ーク1の周囲に励磁コイル3を配置して、推力発生部で
ある駆動コイル2に磁束を効率良く供給できる駆動装置
を提供することも可能である。
FIG. 12 shows the problem that the magnetic flux leaks from the peripheral portion of the magnetic circuit to the central portion of the magnetic circuit as the length of the magnetic circuit increases, and the magnetic flux density in the thrust generating portion decreases. As shown, it is also possible to provide a driving device that can efficiently supply magnetic flux to the driving coil 2 that is a thrust generating unit by disposing the exciting coil 3 around the movable yoke 1 that requires the highest concentration of magnetic flux. is there.

【0018】ただし、ヨーク1を磁気回路4から切り離
し可動にすることにより、エアギャップ( 隙間) を励磁
ヨーク側( 外周) と、駆動コイル側( 内周) との両方に
設ける必要が生じる。しかし、このエアギャップは小さ
くても良く、前述にあげた課題( 5) により設けるギャ
ップ量に比べて問題とはならない量である。
However, by separating the yoke 1 from the magnetic circuit 4 and making it movable, it is necessary to provide an air gap (gap) on both the excitation yoke side (outer circumference) and the drive coil side (inner circumference). However, this air gap may be small, and is an amount that does not cause a problem compared to the gap amount provided by the above-mentioned problem (5).

【0019】[0019]

【作用】このような手段を講じたことにより、本発明装
置は次のような作用を奏する。本発明装置の第1実施例
にも示すように、励磁コイルが発生する直流磁場を駆動
コイルに集中させるために設置される可動ヨークをこの
磁気回路から切り離し、従来自由であった駆動コイルを
磁気回路の中央部に固定し、可動ヨークをX軸方向に自
由に可動自在に配することによって、従来装置で可動ス
トロークの2倍以上が必要であった装置本体の全長を縮
小することが可能となる。
By taking such measures, the device of the present invention has the following effects. As shown in the first embodiment of the device of the present invention, a movable yoke provided for concentrating the DC magnetic field generated by the exciting coil on the drive coil is separated from the magnetic circuit, and the drive coil which has been conventionally free is separated from the magnetic circuit. By fixing the movable yoke freely in the X-axis direction while being fixed to the center of the circuit, it is possible to reduce the overall length of the device body, which required twice or more the movable stroke in the conventional device. Become.

【0020】また、実際に利用する装置の用途によって
は、可動ヨーク側を固定し、磁気回路の側を往復直線運
動させることも可能である。なお、どの程度その全長を
縮小することが可能であるかについての比較について
は、従来装置と本発明装置の寸法を比較して示す図18
と図19から明かである。すなわち、従来装置の全長L
0 (= ly + l1 + l2 + L1 +L2 + 2
・lf + 2・lt ) では、L1 + L2 がストローク
範囲である。これに対し本発明の装置の全長LN ( =
y + L1 + L2 + 2・lf +2・lt ) との比
較から、従来装置に比べて、l1 + l2 だけ縮小する
ことが可能となる。ここで、従来装置において駆動コイ
ル2がストローク範囲の中心にある時(すなわち、L1
= L2 ,l1 = l2 の場合)、駆動コイルの固定ヨ
ークに対向しない部分l1 + l2 とストローク範囲L
1 + L2 は、l1 +l2 ≦ L1 + L2 の関係にあ
る。よって、以上のことから従来装置と本発明装置とを
比較すると、ストローク L1 + L2 が長くなればそ
れだけ縮小できる長さl1 +l2 も長くなる故に、装置
のコンパクト化にとってはより効果的になる。
Further, depending on the application of the device to be actually used, the movable yoke side can be fixed and the magnetic circuit side can be reciprocated linearly. FIG. 18 shows a comparison between the size of the conventional device and the size of the device of the present invention in comparison of how much the total length can be reduced.
It is clear from FIG. That is, the total length L of the conventional device
0 (= l y + l 1 + l 2 + L 1 + L 2 + 2
· In l f + 2 · l t) , L 1 + L 2 is a stroke range. In contrast, the total length L N (=
Comparison with l y + L 1 + L 2 + 2 · l f +2 · l t), as compared with the conventional apparatus, it is possible to reduce only l 1 + l 2. Here, when the drive coil 2 is in the center of the stroke range in the conventional device (that is, L 1
= L 2 , l 1 = l 2 ), the portion l 1 + l 2 of the drive coil not facing the fixed yoke and the stroke range L
1 + L 2 are in a relationship of l 1 + l 2 ≦ L 1 + L 2. Therefore, when the conventional apparatus and the apparatus of the present invention are compared from the above, the longer the stroke L 1 + L 2 becomes, the longer the length l 1 + l 2 that can be reduced becomes. become.

【0021】第2実施例に示されるように、駆動コイル
の励磁部分を可動ヨークに対向する幅だけにするための
導電ブラシ機構を配置したことにより、駆動コイルが作
る交流磁場の強さを低減することができ、励磁コイルが
作る直流磁場との干渉を抑制することが可能である。ま
た同時に、駆動コイルのインダクタンスを低減し、装置
の長尺化に伴う電源コストを抑えると共に、運用に伴う
消費電力も削減することができる。
As shown in the second embodiment, the strength of the AC magnetic field generated by the drive coil is reduced by arranging the conductive brush mechanism for making the exciting portion of the drive coil only the width facing the movable yoke. It is possible to suppress the interference with the DC magnetic field generated by the exciting coil. At the same time, the inductance of the driving coil can be reduced, the power supply cost associated with the elongation of the device can be suppressed, and the power consumption associated with operation can be reduced.

【0022】以上から、従来装置を長尺化した場合の課
題であった所の発生推力と駆動電流をグラフ( 図17)
に示される様な比例関係に保つことが可能となる。ま
た、長尺化を図ることにより、磁気回路の周辺部から磁
気回路中央部への磁束漏れが増加し、推力発生部のヨー
クと駆動コイル間(例えば、図11中の符号11)の磁
束密度が減少し、発生推力の低下を招く。この不具合を
防止するためには、磁気回路の周辺部( 外周部) と中央
部( 中心軸部) 両者を離間して配置し、両者間の磁気抵
抗を大きくして、磁気的な漏れを少なくする方法もあ
る。しかし、この方法は、磁気回路の大型化( 例えば、
径の増大) を招く結果となる。そこで、本発明において
は、従来の形状的特徴であった円筒構造を、矩形構造に
改良し、励磁コイルを可動ヨークに巻き付けることで、
この励磁コイルで発生した磁束を可動ヨークから駆動コ
イルに直接的に効率よく供給することを可能にした。こ
の場合、仮に磁気回路の側を可動する側とし、ヨークを
固定部とした使用方法においては、励磁および駆動電流
が供給される側は全て固定側となるため、通電用ケーブ
ルの保持が非常に容易になるという二次的なメリットも
有している。
From the above, the generated thrust and the driving current at the place where the conventional apparatus was lengthened were graphed (FIG. 17).
It is possible to maintain a proportional relationship as shown in FIG. Further, by increasing the length, the magnetic flux leakage from the peripheral portion of the magnetic circuit to the central portion of the magnetic circuit increases, and the magnetic flux density between the yoke of the thrust generating portion and the drive coil (for example, reference numeral 11 in FIG. 11). And the generated thrust decreases. To prevent this problem, the peripheral part (outer peripheral part) and the central part (central shaft part) of the magnetic circuit should be separated from each other, and the magnetic resistance between them should be increased to reduce magnetic leakage. There is also a way to do it. However, this method increases the size of the magnetic circuit (for example,
(Increase in diameter). Therefore, in the present invention, the cylindrical structure, which was a conventional shape feature, is improved to a rectangular structure, and the exciting coil is wound around the movable yoke.
The magnetic flux generated by the exciting coil can be directly and efficiently supplied from the movable yoke to the drive coil. In this case, if the magnetic circuit side is assumed to be a movable side and the yoke is used as a fixed portion, the excitation and drive current supply sides are all fixed sides. It also has the secondary advantage of being easier.

【0023】[0023]

【実施例】以下に、図面を参照しながら本発明の複数の
実施例について説明する。 (第1実施例)図1には、本発明の第1実施例に係わる
リニア駆動アクチュエータの構成が平面図的に図示され
ている。また、図2には図1のA−Aに沿った横断面
図、図3には図1のB−Bに沿った横断面図、図4には
図1のC−Cに沿った横断面図がそれぞれ例示されてい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A plurality of embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a linear drive actuator according to a first embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view along AA of FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view along B-B of FIG. 1, and FIG. 4 is a cross-section along CC of FIG. The plan views are respectively illustrated.

【0024】これら図1〜図4から明かなように、磁性
材料からつくられた磁気回路本体4の中央部に対称な両
端位置に、複数の励磁コイル3が巻かれて取り付けられ
ている。この磁気回路本体4の外部に在る直流電源(DC)
5は、直列に配線されたこれらの励磁コイル3に直流電
流を印加することにより、可動ヨーク1近傍で直流磁場
を発生させる。また、この可動ヨーク1と磁気回路4の
中央部との間には、リニア駆動のための推力を発生させ
る為に本体長軸方向に固定的に駆動コイル2が巻かれて
いる。この駆動コイル2には磁気回路本体4の外部に在
る交流電源(AC)6から交流電流が供給される。この駆動
コイル2に直流磁場を集中させて供給する可動ヨーク1
は励磁用の磁気回路4から移動自在に独立にしかも、所
定の隙間を介して相対運動可能な状態で配設され、本体
の長軸方向に所定の長さの可動方向を有している。な
お、この駆動コイル2は前述の直流磁場と直交する位置
関係となるように配置されている。すなわち、当該磁場
と駆動コイル2に印加される直流電流との相互作用力で
あるローレンツ(Lorentz) 力( 後述) を利用して往復直
線運動を行なうリニア駆動アクチュエータを構成してい
る。
As is apparent from FIGS. 1 to 4, a plurality of exciting coils 3 are wound and attached to both ends of the magnetic circuit body 4 made of a magnetic material, which are symmetrical with respect to the center. DC power supply (DC) outside this magnetic circuit main body 4
5 generates a DC magnetic field in the vicinity of the movable yoke 1 by applying a DC current to these exciting coils 3 wired in series. A drive coil 2 is fixedly wound in the longitudinal direction of the main body between the movable yoke 1 and the center of the magnetic circuit 4 in order to generate a thrust for linear drive. An AC current is supplied to the drive coil 2 from an AC power supply (AC) 6 located outside the magnetic circuit main body 4. A movable yoke 1 for concentrating and supplying a DC magnetic field to the drive coil 2
Is disposed movably and independently of the magnetic circuit 4 for excitation and in a state capable of relative movement through a predetermined gap, and has a movable direction having a predetermined length in the longitudinal direction of the main body. The driving coil 2 is arranged so as to have a positional relationship orthogonal to the above-described DC magnetic field. That is, a linear drive actuator that performs a reciprocating linear motion using a Lorentz force (described later) that is an interaction force between the magnetic field and the DC current applied to the drive coil 2 is configured.

【0025】つまり、本実施例の構成においては、励磁
コイル3が発生する直流磁場を駆動コイル2に集中させ
るために設置される可動ヨーク1をこの磁気回路4から
切り離し、従来自由であった駆動コイル2を磁気回路の
中央部に固定し、可動ヨーク1をX軸方向に自由に可動
自在に配設する構成を実施する。この結果、従来装置で
可動ストロークの2倍以上が必要であった装置本体の全
長を縮小することが可能となる。
That is, in the configuration of the present embodiment, the movable yoke 1 installed for concentrating the DC magnetic field generated by the exciting coil 3 on the drive coil 2 is separated from the magnetic circuit 4, so that the drive which has conventionally been free is provided. A configuration is implemented in which the coil 2 is fixed to the center of the magnetic circuit, and the movable yoke 1 is freely movable in the X-axis direction. As a result, it is possible to reduce the overall length of the apparatus main body, which required twice or more the movable stroke in the conventional apparatus.

【0026】なお、実際の用途によっては、可動ヨーク
側を固定し、磁気回路の側を往復直線運動させる等の変
形実施も可能である。ここで、図11に本発明における
大変位型の電磁アクチュエータの動作原理が示されてい
る。すなわち、励磁コイル3に励磁電流13( 直流電
流) を図示の方向に印加して、静磁場7を駆動コイル2
に集中的に供給する。供給されたこの静磁場7と交流電
源6( 不図示) から印加された駆動電流12( 交流電
流) により、駆動コイル2には「フレミングの左手の法
則」に従う向きにローレンツ力が作用する。また、駆動
コイル2は磁気回路本体4に固定されている構造である
故に、発生した推力はその反力として可動ヨーク1に対
して働く。すなわち、この反力の向きは、図中の矢印1
5の向きであることがわかる。
Depending on the actual application, it is also possible to carry out modifications such as fixing the movable yoke side and linearly reciprocating the magnetic circuit side. Here, FIG. 11 shows the operation principle of the large displacement type electromagnetic actuator according to the present invention. That is, an exciting current 13 (a direct current) is applied to the exciting coil 3 in the direction shown in FIG.
Supply intensively. By the supplied static magnetic field 7 and the driving current 12 (alternating current) applied from the alternating-current power supply 6 (not shown), a Lorentz force acts on the driving coil 2 in a direction according to the “Fleming's left-hand rule”. Further, since the drive coil 2 has a structure fixed to the magnetic circuit main body 4, the generated thrust acts on the movable yoke 1 as a reaction force thereof. That is, the direction of this reaction force is indicated by arrow 1 in the figure.
It can be seen that the orientation is 5.

【0027】(第2実施例)図5には、本発明の第2実
施例に係わる装置として、後述の振り子機構を利用した
構造物制振装置の駆動機構に用いられる実際の装置の構
成図が示されている。この構成図からも明かなように、
構造的には図1の第1実施例が構成する要素において
も、その動作原理においても類似している。すなわち、
磁気回路本体4の中央部両端に巻かれた励磁コイル3に
直流電源( 不図示) により電流を印加することによっ
て、磁気回路本体4と可動ヨーク1で直流磁場が発生さ
れ、可動ヨーク1と磁気回路4の中央部の間には、推力
を発生させる為の駆動コイル2が配設されている。同様
に本体外部には電源( 不図示) が備えられ所定の電流を
供給している。ただし、この第2実施例の特徴は、図8
に示されるような後述する断面構造の形状的改良のみな
らず、図6の部分Bの駆動コイル2に通電するための2
つの導電ブラシ機構7および治具8が配設されている点
に在る。
(Second Embodiment) FIG. 5 is a schematic diagram of an actual apparatus used as a device according to a second embodiment of the present invention, which is used for a driving mechanism of a structural vibration damping device using a pendulum mechanism described later. It is shown. As is clear from this configuration diagram,
Structurally, the components of the first embodiment shown in FIG. 1 are similar in the operation principle. That is,
A DC magnetic field is generated between the magnetic circuit body 4 and the movable yoke 1 by applying a current to the exciting coil 3 wound around both ends of the central portion of the magnetic circuit body 4 by a DC power supply (not shown). A drive coil 2 for generating a thrust is provided between the central portions of the circuit 4. Similarly, a power supply (not shown) is provided outside the main body to supply a predetermined current. However, the feature of the second embodiment is that FIG.
In addition to the shape improvement of the cross-sectional structure described later as shown in FIG.
The point is that two conductive brush mechanisms 7 and a jig 8 are provided.

【0028】図6には図5の本発明装置の側面図が示さ
れ、2つの導電ブラシ機構7および2つの治具8が本体
の上下に各々設けられていることがわかる。また、導電
ブラシ機構7の詳しい構造は図7の拡大断面図に示され
ている。
FIG. 6 is a side view of the apparatus of the present invention shown in FIG. 5, and it can be seen that two conductive brush mechanisms 7 and two jigs 8 are provided on the upper and lower sides of the main body, respectively. The detailed structure of the conductive brush mechanism 7 is shown in an enlarged sectional view of FIG.

【0029】この第2実施例の構成においては、図5〜
図7に示された駆動コイル2の励磁部分を可動ヨーク1
に対向する幅だけにするための導電ブラシ機構7が更に
配設されている。推力の発生部となるこの駆動コイル2
は、励磁コイル3による静磁場が供給される部分のみで
推力を発生するので、可動ヨーク1には所定の電流を駆
動コイル2に通電するための導電性の導電ブラシ機構7
が図7のように配設されている。この拡大断面図が示す
ように、導電ブラシ機構7はこれが取り付けられた可動
ヨーク1に対向して相対運動を行う駆動コイル2のみに
そのブラシの端部の接触を保ちながら所定の電流の通電
を行う。
In the configuration of the second embodiment, FIGS.
The exciting portion of the drive coil 2 shown in FIG.
There is further provided a conductive brush mechanism 7 for making only the width opposite to. This drive coil 2 which becomes a thrust generator
Generates a thrust only in a portion to which a static magnetic field is supplied by the exciting coil 3, so that the movable yoke 1 has a conductive brush mechanism 7 for supplying a predetermined current to the drive coil 2.
Are arranged as shown in FIG. As shown in the enlarged cross-sectional view, the conductive brush mechanism 7 applies a predetermined current to only the drive coil 2 that moves relative to the movable yoke 1 to which the conductive brush mechanism 7 is attached while keeping the end of the brush in contact. Do.

【0030】また、図8は図6中のA−Aに沿った横断
面図を示している。エアギャップを表す図8中の空隙9
は、制振装置に特有の振り子機構の上下方向の移動を自
由にするための隙間部分であるが、この部分は発生推力
には何等関与しない部分である故に、上下方向の移動に
は十分な自由度を持たせることが可能である。
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. Air gap 9 in FIG. 8 representing the air gap
Is a gap portion for freely moving the pendulum mechanism peculiar to the vibration damping device in the vertical direction, but since this portion does not contribute to the generated thrust at all, it is sufficient for the vertical motion. It is possible to have a degree of freedom.

【0031】また、ストローク方向以外の方向にも移動
の自由度を持たせる為に磁気回路の断面構造を円形では
なく、図8の断面形状に示すような矩形に形成してもよ
く、可動ヨーク1を支持する治具8( 但し、非磁性体)
も配している。なお、構造物制振装置においては、本発
明における大変位型のアクチュエータを振り子の一部と
して併用するので、可動ヨーク1を固定子として設定
し、磁気回路本体4を可動子として設定して運用され
る。
The cross-sectional structure of the magnetic circuit may be formed not in a circular shape but in a rectangular shape as shown in the cross-sectional shape of FIG. Jig 8 for supporting 1 (however, non-magnetic material)
Are also arranged. In the structure damping device, since the large displacement type actuator according to the present invention is used as a part of the pendulum, the movable yoke 1 is set as a stator, and the magnetic circuit main body 4 is set as a mover. Is done.

【0032】図9には、本発明装置の2個の導電ブラシ
機構7と駆動コイル2との関係を表す説明図が例示され
ている。図示のように、一重巻きに積層された駆動コイ
ル2の外周には、ブラシ幅20の間隔で配設された2個
の導電ブラシ機構7が接し、この駆動コイル2に所定の
電流を通電している。また、この駆動コイル2の両端は
開放された構造を成している。
FIG. 9 exemplifies an explanatory diagram showing the relationship between the two conductive brush mechanisms 7 and the drive coil 2 of the device of the present invention. As shown in the drawing, two conductive brush mechanisms 7 arranged at an interval of a brush width 20 are in contact with the outer periphery of the drive coil 2 stacked in a single winding, and a predetermined current is applied to the drive coil 2. ing. Both ends of the drive coil 2 have an open structure.

【0033】図10には、本発明装置の駆動コイルの部
分拡大図が示されている。この図示された一巻きの駆動
コイル2は、良導体( 例えば、銅) の鋼板から形成され
ている。また、隣接する鋼板との間には絶縁のための絶
縁紙等が挟まれて積層され、図の様な一体構造の駆動コ
イル2を構成している。
FIG. 10 is a partially enlarged view of the drive coil of the device of the present invention. The illustrated single-turn drive coil 2 is formed from a good conductor (for example, copper) steel plate. Further, insulating paper or the like for insulation is sandwiched and laminated between adjacent steel plates to form a drive coil 2 having an integral structure as shown in the figure.

【0034】上述の如く導電ブラシ機構7の配設によ
り、駆動コイル2が作る交流磁場の強さを低減すること
ができ、励磁コイル3が作る直流磁場との干渉を抑制す
ることが可能である。同時に、駆動コイル2のインダク
タンスを低減し、装置自体の長尺化に伴う電源コストを
抑えると共に、実際の運用に伴う消費電力も削減するこ
とができる。また、この長尺化による駆動コイル2のイ
ンダクタンスの増加を抑制し、駆動電源および消費電力
の効率化を図る。更に、従来装置が課題としていた駆動
コイルによる交流磁場の発生を抑制し、励磁コイルによ
る直流磁場への影響を抑制することで、推力と駆動電流
の比例関係を保持するものである。
By providing the conductive brush mechanism 7 as described above, the intensity of the AC magnetic field generated by the drive coil 2 can be reduced, and interference with the DC magnetic field generated by the exciting coil 3 can be suppressed. . At the same time, the inductance of the drive coil 2 is reduced, so that the power supply cost due to the elongation of the device itself can be suppressed, and the power consumption due to actual operation can be reduced. Further, an increase in the inductance of the drive coil 2 due to the lengthening is suppressed, and the efficiency of the drive power supply and power consumption is improved. Further, by suppressing the generation of an AC magnetic field by the drive coil and suppressing the influence of the excitation coil on the DC magnetic field, which is a problem of the conventional device, the proportional relationship between the thrust and the drive current is maintained.

【0035】また、磁気回路本体の中央部の両端に配置
された励磁コイル3により、駆動コイル2に供給される
直流磁場は、長尺化に伴い磁気回路を長く配する必要が
あるが、この磁気回路の周辺部から磁気回路の中央部へ
の磁束漏れが増加して、可動ヨーク1と駆動コイル2が
対向する推力発生部における磁束密度の低下を招く場合
がある。
The DC magnetic field supplied to the drive coil 2 by the excitation coils 3 arranged at both ends of the center of the magnetic circuit main body requires a longer magnetic circuit as the length becomes longer. Magnetic flux leakage from the peripheral portion of the magnetic circuit to the central portion of the magnetic circuit may increase, which may cause a decrease in magnetic flux density in a thrust generating portion where the movable yoke 1 and the drive coil 2 face each other.

【0036】(第3実施例)図12には、上述の不具合
の対策として改良された本発明装置の第3実施例とし
て、実際に製作された装置構成を例示している。すなわ
ち、この改良点は、第2実施例の励磁コイル3を可動ヨ
ーク1の両端部の周辺に巻くことで上述の不具合に対処
している。その結果、仮に磁束漏れを生じても、可動ヨ
ーク1に対向する駆動コイル2の推力発生部には常に一
定の磁束が供給可能となる。
(Third Embodiment) FIG. 12 shows an actually manufactured device configuration as a third embodiment of the device of the present invention improved as a measure against the above-mentioned problems. That is, this improvement addresses the above-described problem by winding the exciting coil 3 of the second embodiment around both ends of the movable yoke 1. As a result, even if a magnetic flux leaks, a constant magnetic flux can always be supplied to the thrust generating portion of the drive coil 2 facing the movable yoke 1.

【0037】なお、図13には、図12中の本発明装置
のA−Aに沿った断面図が示され、同じく図14には、
本発明装置のB−Bに沿った断面図が実際の構成例とし
て詳しく示されている。すなわち、これら断面図に示さ
れるように、励磁コイル3が可動ヨーク1の両端部の周
辺に巻かれ、互いに極めて近接して配された構造である
ことがわかる。
FIG. 13 is a sectional view taken along the line A--A of the apparatus of the present invention in FIG. 12, and FIG.
A cross-sectional view along BB of the device of the present invention is shown in detail as an actual configuration example. That is, as shown in these cross-sectional views, it can be seen that the exciting coil 3 is wound around both ends of the movable yoke 1 and arranged very close to each other.

【0038】図15には、本発明のリニア駆動アクチュ
エータを組み込んだ制振装置の全体図として横から見た
側面図が示され、図16には同じくこの制振装置の縦か
ら見た正面図が示されている。
FIG. 15 is a side view of the vibration damping device incorporating the linear drive actuator of the present invention as viewed from the side, and FIG. 16 is a front view of the vibration damping device also viewed from the vertical direction. It is shown.

【0039】これらの図において、リニア駆動の電磁ア
クチュエータの磁気回路4は、台座19から伸びる第1
のアーム17と、その第1アーム17に連結されるギヤ
16を介して接続される第2のアーム18によって、振
り子状を成す「振り子機構」を構成しており、このリニ
ア駆動電磁アクチュエータを駆動させることにより、一
軸に対応する様ないわゆる「アクティブ・マスダンパ(
AMD) 」となる。このような機構がもつ特徴は、磁気
回路4をマスとして利用すること、及び、振り子の腕を
ギヤ16、第1アーム17、および第2アーム18から
構成することにより、装置全体がコンパクト化される点
にある。また、第1アーム17および第2アーム18の
腕の長さと、ギヤ16のギヤ比を調整することにより、
振り子の振動周期を長くすることが可能になる点にも特
徴がある。
In these figures, the magnetic circuit 4 of the linear drive electromagnetic actuator includes a first
And a second arm 18 connected via a gear 16 connected to the first arm 17, constitutes a "pendulum mechanism" having a pendulum shape, and drives this linear drive electromagnetic actuator. By doing so, the so-called “active mass damper (
AMD) ". The feature of such a mechanism is that the magnetic circuit 4 is used as a mass, and the arm of the pendulum is composed of the gear 16, the first arm 17, and the second arm 18. It is in a point. Further, by adjusting the lengths of the arms of the first arm 17 and the second arm 18 and the gear ratio of the gear 16,
Another feature is that the oscillation period of the pendulum can be lengthened.

【0040】図17には、駆動電流を一定にした場合の
推力変化試験の結果が折れ線グラフで示されている。こ
の測定された試験結果から解るように、この導電ブラシ
機構を設置する以前に比べて、設置した以後についての
グラフの曲線は、各ヨーク位置に関する発生推力がほぼ
一定を表わす水平に近似する傾向がある。すなわち、こ
の導電ブラシ機構が配設されたために、駆動電流と発生
推力との関係において、発生推力がヨーク位置の違いに
関わらず安定化される。
FIG. 17 is a line graph showing the results of a thrust change test when the drive current is fixed. As can be seen from the measured test results, the curve of the graph after the installation has a tendency to approximate horizontally, which indicates that the generated thrust at each yoke position is almost constant, compared to before the installation of the conductive brush mechanism. is there. That is, since the conductive brush mechanism is provided, the generated thrust is stabilized regardless of the yoke position in the relationship between the drive current and the generated thrust.

【0041】図18には、本発明の第3実施例としての
本発明装置の寸法の一例が示されている。すなわち、本
装置の全長LN は、LN = ly + L1 + L2
2・lf + 2・lt で表わされる。したがって、従来
装置の全長と比べて、本装置がどの程度その全長を縮小
することが可能であるかについては、従来装置の寸法を
示す図14との比較から明らかである。すなわち、従来
装置の全長L0 は、L0 = ly + l1 + l2
1 + L2 + 2・lf + 2・lt で表わされる。
なお、ストローク範囲は L1 + L2 である。
FIG. 18 shows an example of the dimensions of the device of the present invention as a third embodiment of the present invention. That is, the total length L N of the device, L N = l y + L 1 + L 2 +
Represented by 2 · l f + 2 · l t. Therefore, it is clear from the comparison with FIG. 14 showing the dimensions of the conventional device how much the present device can be reduced in overall length as compared with the total length of the conventional device. That is, the total length L 0 of the conventional apparatus, L 0 = l y + l 1 + l 2 +
Represented by L 1 + L 2 + 2 · l f + 2 · l t.
Incidentally, the stroke range is L 1 + L 2.

【0042】よって、本装置は従来装置に比べてその全
長をl1 + l2 だけ短く構成されていることが解る。
すなわち、全長をl1 + l2 だけ縮小できる。ここ
で、図19の従来装置において駆動コイル2がストロー
ク範囲の中心にある時(すなわち、L1 = L2 ,l1
= l2 の場合)、駆動コイル2の固定ヨーク1' に対
向しない部分 l1 + l2 と、ストローク範囲 L1
+ L2 は、l1 + l2 ≦ L1 + L2 の関係にあ
る。よって、以上から従来装置と本発明の装置を比較す
ると、ストローク範囲 L1 + L2 が長くなればなる
ほど、縮小できる長さ l1 + l2 も長くなることが
解る。
Thus, it can be seen that the present apparatus is configured such that its total length is shorter by l 1 + l 2 than the conventional apparatus.
That is, the total length can be reduced by l 1 + l 2 . Here, when the driving coil 2 is located at the center of the stroke range in the conventional device of FIG. 19 (that is, L 1 = L 2 , l 1).
= L 2 ), the portion of the drive coil 2 not facing the fixed yoke 1 ', l 1 + l 2, and the stroke range L 1
+ L 2 has a relationship of l 1 + l 2 ≦ L 1 + L 2 . Therefore, comparing the device of the conventional apparatus and the present invention from above, the longer the stroke range L 1 + L 2, the length l 1 + l 2 also it can be seen that the longer that can be reduced.

【0043】更に本発明装置における基本的構造におい
ては、固定子は可動ヨーク1側であるが、上述のような
導電ブラシ機構7の採用および、励磁コイル3の配置改
良を行った結果、可動子側には、電源の供給等のための
ケーブルを配線する必要がなくなるという、配線接続上
の利点も生じる。
Further, in the basic structure of the device of the present invention, the stator is on the movable yoke 1 side, but as a result of adopting the conductive brush mechanism 7 and improving the arrangement of the exciting coil 3 as described above, the movable On the side, there is also an advantage in wiring connection that a cable for power supply or the like does not need to be wired.

【0044】(変形実施例)なお、以上の各実施例で
は、ヨークを可動できる状態( 可動ヨーク1) に構成し
ているが、装置の用途によっては、この可動ヨーク1側
を固定化し、磁気回路4の側を往復直線運動可能に構成
することも当然可能である。その他、本発明はその要旨
を逸脱しない範囲で種々変形実施することが可能であ
る。
(Modified Embodiment) In each of the above embodiments, the yoke is configured to be movable (movable yoke 1). However, depending on the use of the apparatus, the movable yoke 1 side is fixed and the magnetic yoke 1 is fixed. Of course, it is also possible to configure the circuit 4 side to be capable of reciprocating linear movement. In addition, the present invention can be variously modified and implemented without departing from the gist thereof.

【0045】[0045]

【発明の効果】本発明装置がもたらす効果を示す一例と
して次のような性能が確認できる。すなわち、推力発生
部における磁束密度は1. 4 T、ピーク値発生推力は
280 kgf、ストローク長は±0. 1 mの試験的駆動装
置を制作した結果、上記の諸性能を発揮することが確認
された。
The following performance can be confirmed as an example showing the effect of the present invention. In other words, a test drive with a magnetic flux density of 1.4 T, a peak value thrust of 280 kgf, and a stroke length of ± 0.1 m at the thrust generating section was produced. Was done.

【0046】上述の駆動装置の全長は0. 66 m以内に
納まり、ストローク範囲が0. 2 mであることを考慮す
ると、この種の装置としてはコンパクトな大きさである
と言える。なお、この全長の寸法に関しては、必要なス
トローク長を確保するため長くなる分だけその駆動装置
の全長を長く形成すればよい。その結果として、ストロ
ーク幅を長くすればするだけ、そのストローク長に対す
る駆動装置の全長寸法の比は小さくなる効果が発揮され
る。
In consideration of the fact that the overall length of the above-mentioned drive device is within 0.66 m and the stroke range is 0.2 m, it can be said that this type of device is compact in size. Regarding the dimension of the entire length, the entire length of the driving device may be formed to be longer by an amount corresponding to the length in order to secure a necessary stroke length. As a result, the longer the stroke width, the smaller the ratio of the overall length of the driving device to the stroke length is.

【0047】従来装置の寸法( 図19) と本発明装置の
寸法( 図18) との比較によれば、従来装置に比べてそ
の全長をl1 + l2 だけ縮小、すなわちコンパクト化
することが可能である。なぜならば、従来装置の全長L
0 は、L0 = ly + l1 + l2 + L1 + L2
+ 2・lf + 2・lt で表わされ、本発明装置の全
長LN は、LN = ly + L1 + L2 + 2・lf
+ 2・lt で表される故である。(但し、L1 + L
2 がストローク範囲)。
According to a comparison between the dimensions of the conventional apparatus (FIG. 19) and the dimensions of the apparatus of the present invention (FIG. 18), it is possible to reduce the overall length by l 1 + l 2 , that is, to make the apparatus compact, as compared with the conventional apparatus. It is possible. This is because the total length L of the conventional device
0, L 0 = l y + l 1 + l 2 + L 1 + L 2
+ Represented by 2 · l f + 2 · l t, the total length L N of the present invention apparatus, L N = l y + L 1 + L 2 + 2 · l f
It is because the + represented by 2 · l t. (However, L 1 + L
2 is the stroke range).

【0048】また、本発明装置において、従来装置の横
断面の形状的特徴であった円形構造を矩形構造に形成
し、励磁コイル3を可動ヨーク1に巻き付けることによ
って、この励磁コイルで発生した磁束を可動ヨーク1か
ら駆動コイル2に直接的に効率よく供給することを可能
にした。またこの構造の場合、仮に磁気回路の側を可動
部とし、ヨーク側を固定部とした使用方法においては、
励磁および駆動電流が供給される側は全て固定側である
故に、通電用ケーブルの保持が容易になる。なお、駆動
コイル2への駆動電流の供給は導電ブラシ機構7によっ
て容易に行われる。
Further, in the device of the present invention, a circular structure, which was a characteristic feature of the cross section of the conventional device, is formed into a rectangular structure, and the exciting coil 3 is wound around the movable yoke 1 so that the magnetic flux generated by this exciting coil is obtained. From the movable yoke 1 to the drive coil 2 efficiently. In the case of this structure, if the magnetic circuit side is a movable part and the yoke side is a fixed part,
Since the excitation and drive current supply sides are all fixed, it is easy to hold the energizing cable. The supply of the drive current to the drive coil 2 is easily performed by the conductive brush mechanism 7.

【0049】また、図17のグラフからも明かなよう
に、この導電ブラシ機構が無い装置に比べて、導電ブラ
シ機構が設置された構成の本発明装置に関するグラフ曲
線は水平に近似され、それぞれのヨーク位置に発生する
推力がほぼ一定を示している。この現象は、駆動電流と
発生推力との関係において、ヨーク位置の違いに関わら
ず推力が安定的に発生されるという効果が十分に発揮で
きる構成であることを証明している。
As is clear from the graph of FIG. 17, the graph curve of the device of the present invention having the conductive brush mechanism is approximated horizontally as compared with the device without the conductive brush mechanism. The thrust generated at the yoke position is almost constant. This phenomenon proves that, in the relationship between the driving current and the generated thrust, the effect that the thrust is stably generated regardless of the difference in the yoke position can be sufficiently exhibited.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明装置の第1実施例に係わる構成図。FIG. 1 is a configuration diagram according to a first embodiment of the device of the present invention.

【図2】 図1中のA−Aに沿った本装置の横断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of the apparatus taken along line AA in FIG.

【図3】 図1中のB−Bに沿った本装置の横断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of the apparatus taken along line BB in FIG.

【図4】 図1中のC−Cに沿った本装置の横断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view of the apparatus taken along the line CC in FIG.

【図5】 本発明装置の第2実施例に係わる構成図。FIG. 5 is a configuration diagram according to a second embodiment of the device of the present invention.

【図6】 図5の本装置の側面図。FIG. 6 is a side view of the apparatus of FIG. 5;

【図7】 図5中のX−Xに沿った導電ブラシ機構部分
の拡大縦断面図。
FIG. 7 is an enlarged vertical sectional view of a conductive brush mechanism portion along XX in FIG. 5;

【図8】 図6中のA−Aに沿った本装置の横断面図。FIG. 8 is a cross-sectional view of the apparatus taken along line AA in FIG.

【図9】 本発明装置の導電ブラシ機構と駆動コイルの
概要を示す斜視図。
FIG. 9 is a perspective view showing an outline of a conductive brush mechanism and a drive coil of the device of the present invention.

【図10】 図9の駆動コイルの部分拡大図。FIG. 10 is a partially enlarged view of the drive coil of FIG. 9;

【図11】 電磁アクチュエータの動作原理を表す説明
図。
FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating the operation principle of an electromagnetic actuator.

【図12】 本発明装置の第3実施例に係わる構成図。FIG. 12 is a configuration diagram according to a third embodiment of the device of the present invention.

【図13】 図12中の本発明装置のA−Aに沿った横
断面図。
FIG. 13 is a cross-sectional view of the device of the present invention in FIG. 12 along AA.

【図14】 図12中の本発明装置のB−Bに沿った横
断面図。
FIG. 14 is a cross-sectional view of the device of the present invention shown in FIG. 12 along the line BB.

【図15】 本発明のリニア駆動アクチュエータを組み
込んだ制振装置の側面図。
FIG. 15 is a side view of a vibration damping device incorporating the linear drive actuator of the present invention.

【図16】 本発明のリニア駆動アクチュエータを組み
込んだ制振装置の正面図。
FIG. 16 is a front view of a vibration damping device incorporating the linear drive actuator of the present invention.

【図17】 導電ブラシ機構の有無における、ヨーク位
置に対する発生推力の計測結果を表すグラフ。
FIG. 17 is a graph showing a measurement result of a generated thrust with respect to a yoke position with and without a conductive brush mechanism.

【図18】 本発明の第3実施例の各部分の寸法に関す
る説明図。
FIG. 18 is an explanatory diagram relating to dimensions of each part of the third embodiment of the present invention.

【図19】 従来装置の各部分の寸法に関する説明図。FIG. 19 is an explanatory diagram relating to dimensions of each part of the conventional device.

【図20】 従来の駆動装置の構成を示す構成図。FIG. 20 is a configuration diagram showing a configuration of a conventional driving device.

【図21】 図20中の従来装置のA−Aに沿った横断
面図。
21 is a cross-sectional view of the conventional device shown in FIG. 20, taken along line AA.

【図22】 図20中の従来装置のB−Bに沿った横断
面図。
FIG. 22 is a cross-sectional view of the conventional device shown in FIG. 20 along the line BB.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…可動ヨーク、 2…駆動コイル、 3…励磁コ
イル、 4…磁気回路、5…直流電源、 6…交
流電源、 7…導電ブラシ機構、 8…治具、9…上
下方向空隙、 10…ストローク範囲、 11…推力
発生部空隙、12…駆動電流、 13…励磁電流、
14…直流磁場、15…発生推力、 1
6…ギヤ、 17…第1アーム、18…第
2アーム、 19…台座、 20…ブラシ幅、
21…ボールベアリング。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Moving yoke, 2 ... Drive coil, 3 ... Exciting coil, 4 ... Magnetic circuit, 5 ... DC power supply, 6 ... AC power supply, 7 ... Conductive brush mechanism, 8 ... Jig, 9 ... Vertical gap, 10 ... Stroke Range, 11: air gap of thrust generating part, 12: drive current, 13: excitation current,
14: DC magnetic field, 15: Generated thrust, 1
6: gear, 17: first arm, 18: second arm, 19: pedestal, 20: brush width,
21 ... Ball bearing.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 戸中 英樹 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22 号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 近藤 浩 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22 号 三菱重工業株式会社広島製作所内 (72)発明者 今田 健二 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22 号 三菱重工業株式会社広島製作所内 (72)発明者 万場 猛 東京都八王子市宇津木町806−1 株式 会社 振研内 (56)参考文献 特開 平1−308160(JP,A) 特開 平2−32749(JP,A) 実開 平2−10782(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02K 33/18 H02K 35/00 E04H 9/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hideki Tonaka 4-22, Kannonshinmachi, Nishi-ku, Hiroshima-shi, Hiroshima Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Hiroshima Research Laboratory (72) Inventor Hiroshi Kondo Kannon-Shimmachi 4 in Nishi-ku, Hiroshima-shi, Hiroshima No. 6-22, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.Hiroshima Works (72) Inventor Kenji Imada 4-6-2-2 Kanon Shinmachi, Nishi-ku, Hiroshima, Hiroshima Prefecture, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.Hiroshima Works (72) Inventor Takeshi Hachioji, Tokyo 806-1 Utsugicho, Shinken Co., Ltd. (56) References JP-A-1-308160 (JP, A) JP-A-2-32749 (JP, A) JP-A-2-10782 (JP, U) ( 58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H02K 33/18 H02K 35/00 E04H 9/02

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 磁性材料から成る磁気回路と、前記磁気
回路の内部に巻回され直流電流が通電される励磁コイル
と、前記励磁コイルにより直流磁場が発生する前記磁気
回路の内部には所定の長さと幅をもつ空隙部を有し、前
記空隙部の長手方向に沿って当該直流磁場と直交する方
向に配設される駆動コイルとを具備し、当該直流磁場と
前記駆動コイルに印加される交流電流との相互作用力で
あるローレンツ力を利用して往復直線運動を行うリニア
駆動アクチュエータにおいて、 前記駆動コイルに当該直流磁場を集中させて供給するヨ
ーク部を有し、前記ヨーク部は、前記磁気回路から独立
に配設され、所定の隙間を介して前記磁気回路と相対運
動可能な所定の可動方向をもつと共に、前記駆動コイル
は前記磁気回路本体に固定的に配設されていることを特
徴とするリニア駆動アクチュエータ。
A magnetic circuit made of a magnetic material, an exciting coil wound around the inside of the magnetic circuit and supplied with a direct current, and a predetermined magnetic field inside the magnetic circuit where the exciting coil generates a DC magnetic field. A driving coil disposed in a direction orthogonal to the DC magnetic field along a longitudinal direction of the gap and having a gap having a length and a width, the driving coil being applied to the DC magnetic field and the driving coil; In a linear drive actuator that performs a reciprocating linear motion using a Lorentz force that is an interaction force with an alternating current, a yoke portion that concentrates and supplies the DC magnetic field to the drive coil, wherein the yoke portion is The drive coil is disposed independently of the magnetic circuit, has a predetermined movable direction capable of relatively moving with the magnetic circuit through a predetermined gap, and the drive coil is fixedly disposed on the magnetic circuit main body. Linear drive actuator according to claim Rukoto.
【請求項2】 前記磁気回路の前記可動方向に直交する
断面の形状は矩形を成し、供給される当該電流の向きに
対応して前記可動方向の一方である第1の方向のみに作
用力が働き、前記第1方向とは逆向きである第2の方向
を、前記相対運動における可動する側および静止する側
で相対的に前記可動方向のずれを許容することを特徴と
する、請求項1に記載のリニア駆動アクチュエータ。
2. A shape of a cross section of the magnetic circuit orthogonal to the movable direction is rectangular, and an acting force is applied only in a first direction which is one of the movable directions in accordance with a direction of the supplied current. The second direction, which is opposite to the first direction, is allowed to relatively displace in the movable direction on the movable side and the stationary side in the relative movement. 2. The linear drive actuator according to 1.
【請求項3】 前記磁気回路本体から所定の間隔を介し
て分離されて成る前記ヨーク部には、直流励磁用コイル
が具備されていることを特徴とする、請求項2に記載の
リニア駆動アクチュエータ。
3. The linear drive actuator according to claim 2, wherein the yoke portion separated from the magnetic circuit main body at a predetermined interval is provided with a DC excitation coil. .
【請求項4】 励磁用の前記磁気回路に固定的に配設さ
れた前記駆動コイルの所定部分には、前記ヨーク部に固
定され前記ヨーク部の長さに近似する前記駆動コイルの
長さ分だけ前記駆動コイルに摺動しながら交流電流を前
記駆動コイルに通電させる導電ブラシ機構が更に具備さ
れていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1
項に記載のリニア駆動アクチュエータ。
4. A predetermined portion of the drive coil fixedly disposed in the magnetic circuit for excitation has a length equal to a length of the drive coil fixed to the yoke portion and approximate to the length of the yoke portion. 4. The apparatus according to claim 1, further comprising: a conductive brush mechanism for applying an alternating current to the drive coil while sliding the drive coil only.
The linear drive actuator according to the paragraph.
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