JP3873764B2 - リニアアクチュエータ - Google Patents
リニアアクチュエータ Download PDFInfo
- Publication number
- JP3873764B2 JP3873764B2 JP2002033064A JP2002033064A JP3873764B2 JP 3873764 B2 JP3873764 B2 JP 3873764B2 JP 2002033064 A JP2002033064 A JP 2002033064A JP 2002033064 A JP2002033064 A JP 2002033064A JP 3873764 B2 JP3873764 B2 JP 3873764B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- permanent magnet
- magnetic
- magnetic pole
- stator
- linear actuator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニアアクチュエータに関し、特にその信頼性向上および性能向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リニアアクチュエータは、バネを併用し共振させることによって少ない損失で駆動できることから、コンプレッサモータ等として利用されている。そして、このリニアアクチュエータを用いたコンプレッサは高効率である等優れた性能を発揮できることから、冷蔵庫や、冷凍庫、あるいはエアコンディショナ用としての利用が期待されている。
【０００３】
リニアアクチュエータとしては、ボイスコイルモータがある。このボイスコイルモータは、永久磁石により作られた磁界の中でコイルに電流を流すことによりコイルに生じる力で駆動を行うもので、コイルを含む可動子が動く可動コイル型とも呼ばれている。
【０００４】
また、他のリニアアクチュエータとして、上記可動コイル型のものに対して永久磁石とコイルとを入れ替えた構造であって、永久磁石を含む可動子が動く可動磁石型と呼ばれるものもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した可動コイル型のものは、可動子にコイルが含まれることから、可動子に電流を流さなければならず、このための給電線に可動子の移動で断線を生じてしまうことがあり、信頼性に劣るという問題があった。
【０００６】
また、上記した可動磁石型のものは、性能向上を図るために高い磁束密度を得ようとした場合に永久磁石の重量が増大することになり、その結果、可動子の重量が増加することになるため、望むように性能向上が図れないという問題があった。
【０００７】
このため、本出願人は、固定子と、鉄片を有し固定子に対し往復動可能に設けられた可動子と、鉄片に対向した状態で固定子に設けられた永久磁石と、固定子に設けられたコイルとを備え、電流の方向が変わる固定子側のコイルと永久磁石とで鉄片を通る磁束を移動させることにより鉄片すなわち可動子を往復動させるリニアアクチュエータを開発し先の出願を行っている（特願２００１−３６９３７８号）。このリニアアクチュエータは、コイルと永久磁石とがともに固定子に設けられるため、可動子側に給電する必要がなくなって、移動する可動子がコイルへの給電線に断線を生じさせてしまうことがなくなるとともに、性能向上を図るために高い磁束密度を得ようとした場合に永久磁石の重量が増大しても、可動子の重量が増加することがなく、さらに、可動子に磁石がないことから、可動子への着磁が作業が不要となる非常に優れたものである。
【０００８】
しかしながら、このリニアアクチュエータにおいて、永久磁石により生じる磁束が可動子の移動に対し有効に使われなければ、可動子に十分かつ安定して推力を発生させることができないことになり、この点でさらなる改善の余地があった。
【０００９】
したがって、本発明は、永久磁石により生じる磁束を可動子の移動に有効に使用することができ、可動子に十分かつ安定して推力を発生させることができるリニアアクチュエータの提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載のリニアアクチュエータは、固定子と、鉄片を有し前記固定子に対し往復動可能に設けられた可動子と、前記鉄片に対向しかつ前記往復動の方向に沿って磁極を並べた状態で前記固定子に設けられた永久磁石と、該永久磁石の前記往復動の方向における両側に設けられた一対の第一の磁極部材と、前記固定子に設けられたコイルとを有するものであって、前記往復動の方向に直交する方向に前記第一の磁極部材に対向して第二の磁極部材が設けられ、前記第一の磁極部材と前記第二の磁極部材との間に前記鉄片が往復動可能に配されており、前記固定子と前記永久磁石と前記一対の第一の磁極部材と前記第二の磁極部材とに前記永久磁石の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗となる一対の磁気抵抗手段が、前記固定子と前記一対の第一の磁極部材との間のうち、前記永久磁石の前記往復動の方向における両側に設けられていることを特徴としている。
【００１１】
このように、固定子と永久磁石と一対の磁極部材とに永久磁石の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗手段が磁気抵抗となるため、永久磁石によって生じ磁極部材と鉄片との間で導かれる磁束数を増加させることができる。
【００１２】
本発明の請求項２記載のリニアアクチュエータは、請求項１記載のものに関して、前記磁気抵抗手段は、前記磁極部材と前記固定子との間に設けられた磁気的ギャップであることを特徴としている。
【００１３】
このように、磁気抵抗手段は、前記磁極部材と前記固定子との間に設けられた磁気的ギャップであるため、固定子と永久磁石と一対の磁極部材とに永久磁石の磁力によって形成される磁束ループに対して簡単な構成で磁気抵抗を設けることができる。
【００１４】
本発明の請求項３記載のリニアアクチュエータは、請求項１または２記載のものに関して、前記磁気抵抗手段は、前記磁極部材の前記固定子側に形成された凹部であることを特徴としている。
【００１５】
このように、磁気抵抗手段は、磁極部材の固定子側に形成された凹部であるため、磁極部材を固定子に直接固定しつつ、固定子と永久磁石と一対の磁極部材とに永久磁石の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗を設けることができる。
【００１６】
本発明の請求項４記載のリニアアクチュエータは、請求項１乃至３のいずれか一項記載のものに関して、前記磁気抵抗手段は、前記磁極部材の前記固定子側に形成された孔部であることを特徴としている。
【００１７】
このように、磁気抵抗手段は、磁極部材の固定子側に形成された孔部であるため、磁極部材を固定子に直接固定しつつ、固定子と永久磁石と一対の磁極部材とに永久磁石の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗を設けることができる。
【００１８】
本発明の請求項５記載のリニアアクチュエータは、請求項１乃至４のいずれか一項記載のものに関して、前記磁気抵抗手段は、前記磁極部材の厚さを前記固定子側ほど薄くしてなることを特徴としている。
【００１９】
このように、磁気抵抗手段は、磁極部材の厚さを固定子側ほど薄くしてなるものであるため、磁極部材を固定子に直接固定しつつ、固定子と永久磁石と一対の磁極部材とに永久磁石の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗を設けることができる。
【００２０】
本発明の請求項６記載のリニアアクチュエータは、請求項１乃至５のいずれか一項記載のものに関して、前記固定子には前記永久磁石および前記一対の磁極部材の組が前記往復動の方向に複数設けられており、前記可動子には前記鉄片が前記往復動の方向に複数設けられていることを特徴としている。
【００２１】
このように、固定子には永久磁石および一対の磁極部材の組が往復動の方向に複数設けられており、可動子には鉄片が往復動の方向に複数設けられているため、可動子にさらに大きな推力を発生させることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施形態のリニアアクチュエータを図１〜図３を参照して以下に説明する。
【００２３】
第１実施形態のリニアアクチュエータ１１は、ヨーク（固定子）１２と、このヨーク１２に往復動可能に設けられた可動子１３と、ヨーク１２に固定された永久磁石１４と、ヨーク１２に固定されたコイル１５とを備えている。
【００２４】
上記ヨーク１２は、円筒状の外円筒部１７と、この外円筒部１７の軸線方向における一端側に設けられた薄板リング状の底板部１８と、この底板部１８の内側部分に軸線方向に沿って外円筒部１７と同じ側に突出するリング状の連結部２０と、この連結部２０に外円筒部１７と同軸をなして設けられた円筒状のインナー磁極１９とを有している。
【００２５】
外円筒部１７、底板部１８、連結部２０およびインナー磁極１９を有するヨーク１２は、共通の磁性材料である焼結材で焼結により一体成形されている。
【００２６】
上記コイル１５は、リング状をなしており、ヨーク１２の底板部１８と外円筒部１７との境界の角部内側にヨーク１２と同軸をなして固定されている。
【００２７】
上記永久磁石１４は、その両磁極すなわちＮ極１４ａとＳ極１４ｂとが軸線方向に並べられた薄板リング状のもので、フェライト磁石からなっている。この永久磁石１４の軸線方向における両側には、軸線方向に略円筒状をなして突出する突出部２１が内径側に形成された断面Ｌ字状の環状のアウター磁極（磁極部材）２２およびアウター磁極（磁極部材）２３が互いの突出部２１を反対方向に突出させるようにして配置されている。これらの一対のアウター磁極２２およびアウター磁極２３も焼結材からなっている。
【００２８】
ここで、永久磁石１４の外径はヨーク１２の外円筒部１７の内側に圧入固定される大きさとされており、他方、一対のアウター磁極２２およびアウター磁極２３の外径は、ヨーク１２の外円筒部１７の内径よりも小径とされている。
【００２９】
そして、永久磁石１４、アウター磁極２２およびアウター磁極２３を、同軸に配置しつつ永久磁石１４の磁極１４ａ，１４ｂの並びの方向における両側をアウター磁極２２，２３でサンドイッチするようにして一体に固定する。
【００３０】
このように一体化されたものが、永久磁石１４の外径側においてヨーク１２の外円筒部１７の内側に圧入されることにより、これら永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３は、ヨーク１２と同軸に固定される。
【００３１】
その結果、この固定状態で、アウター磁極２２とヨーク１２の外円筒部１７との間と、アウター磁極２３とヨーク１２の外円筒部１７との間とには、それぞれ、ヨーク１２の外円筒部１７と永久磁石１４と一対のアウター磁極２２，２３とに永久磁石１４の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗となる磁気抵抗手段としての環状のギャップ（磁気的ギャップ）５０が形成されることになる。
【００３２】
また、この固定状態で、永久磁石１４はＮ極１４ａを底板部１８側に配置するとともにＳ極１４ｂを底板部１８に対し反対側に配置し、底板部１８側の一方のアウター磁極２２が軸線方向においてコイル１５と隣り合う状態となる。
【００３３】
さらに、この固定状態で、永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３は、全体としてヨーク１２の円筒状のインナー磁極１９の外側にこれと同軸をなし、しかもこのインナー磁極１９と軸線方向の位置および長さを合わせて配置されることになって、このインナー磁極１９との間に環状のギャップ２５を形成することになる。
【００３４】
ヨーク１２のインナー磁極１９の内周側には、シャフト２６を軸線方向に移動可能にブッシュ２７により支持するボールブッシュ２８がそのブッシュ２７において同軸に固定されている。そして、このブッシュ２７に移動可能に保持されたシャフト２６に上記した可動子１３が固定されている。そして、ヨーク１２に固定されたブッシュ２７に対しシャフト２６と可動子１３とが軸線方向に沿って一体に往復動する。
【００３５】
可動子１３は、シャフト２６に固定される略円板状の基部３０と、この基部３０でシャフト２６に固定された状態において上記環状のギャップ２５に入り込むように設けられる円筒部３１と、この円筒部３１の基部３０に対し反対側に同軸同径をなして固定される円筒状の可動磁極としての鉄片３２とを有している。これにより、可動子１３の鉄片３２は、環状のギャップ２５内に同軸に配置されることになるが、その軸線方向における中央位置を永久磁石１４の軸線方向における中央位置とほぼ合わせるように配置されている。
【００３６】
上記可動子１３は、基部３０と円筒部３１とが非磁性材料であるエンジニアリングプラスチック等の合成樹脂からなっており、鉄片３２は、磁化されていない磁性材料からなるもので焼結材からなっている。可動子１３は、鉄片３２を入れ子とする合成樹脂のインサート成形により形成されている。
【００３７】
そして、以上の結果、可動子１３は、鉄片３２を有し軸線方向（各図面における左右方向）に沿って往復動可能となるようにヨーク１２に支持されることになり、永久磁石１４は可動子１３の鉄片３２の外径側に対向した状態で、しかも可動子１３の往復動の方向に沿って磁極１４ａ，１４ｂを並べた状態でヨーク１２に固定されることになる。そして、可動子１３の往復動の方向における永久磁石１４の両側に一対のアウター磁極２２，２３が設けられることになり、ヨーク１２には、鉄片３２に永久磁石１４とは逆側で対向するインナー磁極１９が一体成形されていることになる。さらに、永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組は、鉄片３２に対し一側にのみ設けられており、具体的には円筒状の鉄片３２に対し半径方向外側にのみ設けられている。
【００３８】
上記構造のリニアアクチュエータ１１においては、コイル１５に交流電流（正弦波電流、矩形波電流）を流すと、コイル１５に所定方向の電流が流れる状態では、図２に二点鎖線で示すように、磁束が、永久磁石１４でＳ極１４ｂからＮ極１４ａ側に導かれることにより、ヨーク１２の外円筒部１７、アウター磁極２３、永久磁石１４、アウター磁極２２、可動子１３の鉄片３２、ヨーク１２のインナー磁極１９、連結部２０、底板部１８、外円筒部１７の順の磁束ループを形成することになり、その結果、可動子１３は、アウター磁極２２側へ移動する方向に力Ｆが加わってこの方向に移動する。一方、コイル１５に上記所定方向とは逆方向の電流が流れる状態では、図３に二点鎖線で示すように、磁束が、永久磁石１４でＳ極１４ｂからＮ極１４ａ側に導かれることにより、ヨーク１２の外円筒部１７、底板部１８、連結部２０、インナー磁極１９、可動子１３の鉄片３２、アウター磁極２３、永久磁石１４、アウター磁極２２、外円筒部１７の順の磁束ループを形成することになり、その結果、可動子１３は、逆のアウター磁極２３側へ移動する方向に力Ｆが加わってこの方向に移動する。
【００３９】
交流電流によるコイル１５への電流の流れの方向が交互に変化することにより、以上の作動を繰り返して、可動子１３はヨーク１２に対して軸線方向に往復動することになる。
【００４０】
そして、ヨーク１２の外円筒部１７と永久磁石１４と一対のアウター磁極２２，２３とに永久磁石１４の磁力によって形成される磁束ループに対してギャップ５０が磁気抵抗となることから、永久磁石１４によって生じアウター磁極２２，２３と鉄片３２との間で導かれる磁束数が増加する。
【００４１】
以上に述べた第１実施形態のリニアアクチュエータ１１によれば、ヨーク１２の外円筒部１７と永久磁石１４と一対のアウター磁極２２，２３とに永久磁石１４の磁力によって形成される磁束ループに対してギャップ５０が磁気抵抗となるため、永久磁石１４によって生じアウター磁極２２，２３と鉄片３２との間で導かれる磁束数を増加させることができる。したがって、永久磁石１４により生じる磁束を鉄片３２すなわち可動子１３の移動に有効に使用することができ、可動子１３に十分かつ安定して推力を発生させることができる。
【００４２】
しかも、アウター磁極２２，２３とヨーク１２の外円筒部１７と間にギャップ５０を設けることで、ヨーク１２の外円筒部１７と永久磁石１４と一対のアウター磁極２２，２３とに永久磁石１４の磁力によって形成される磁束ループに対する磁気抵抗を設けるものであるため、簡単な構成で磁気抵抗を設けることができる。
【００４３】
なお、可動子１３の基部３０および円筒部３１は非磁性材料であれば合成樹脂ではなくアルミダイキャストや非磁性ステンレス等で形成してもよく、この場合、剛性を向上できるメリットがある。しかしながら、合成樹脂で形成する方が軽量化の観点からより好ましい。
【００４４】
また、永久磁石１４としては、上記したフェライト磁石以外にも、ネオジウム、サマリウムコバルト等の希土類系のものを用いたり、プラスチック磁石を用いることも可能であるが、フェライト磁石を用いるのがコスト低減の観点からより好ましい。
【００４５】
加えて、可動子１３の軸受けは、ボールブッシュ以外にも、空気軸受け（気体軸受け）や滑り軸受け等を使用しても良い。しかしながら、ボールブッシュ２８を用いる方が、可動子１３をより正確に往復動させることができるため、より好ましい。
【００４６】
さらに、このリニアアクチュエータ１１は、可動部にバネを組み込んだり、外部に置かれたバネとの併用で共振させて使用されるのが一般的であるが、勿論、このまま使用することも可能である。
【００４７】
また、このリニアアクチュエータ１１に位置、速度等を検出するセンサを設け、閉ループ制御を行うことで速度や位置の制御が可能なリニアサーボアクチュエータとして利用できる。
【００４８】
さらに、変位特性等の性能改善のためにインナー磁極１９やアウター磁極２２，２３の端部に面取り等を施しても良い。
【００４９】
加えて、インナー磁極１９、アウター磁極２２，２３、鉄片３２は、焼結材以外にも、高速運転時の鉄損低減のためにこれらの材料を電気鉄板の積層構造としてもよい。
【００５０】
さらに、アウター磁極２２，２３を突出部が形成されていない短円筒状としてもよく、また、突出部２１を内径および外形側の両側に設けてもよい。加えて、可動子１４をヨーク１２に対しボールブッシュ２８等によって支持しない構造とすることも可能である。
【００５１】
さらに、ギャップ５０は、アウター磁極２２，２３とヨーク１２の外円筒部１７との間に磁気的なギャップを設ければよいものであることから、エアギャップとしたり、非磁性のスペーサとしてもよい。アウター磁極２２，２３と外円筒部１７との間に磁気的なギャップとして非磁性のスペーサを介在させるようにすれば、スペーサでアウター磁極２２，２３を外円筒部１７に機械的に固定することができる。このスペーサはプラスチック、アルミニウム、ステンレス、銅等で形成することができる。
【００５２】
次に、本発明の第２実施形態のリニアアクチュエータを図４および図５を参照して第１実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００５３】
第２実施形態のリニアアクチュエータ１１においては、環状のアウター磁極２２およびアウター磁極２３のそれぞれの円周方向における複数カ所、具体的には３カ所に、外径が永久磁石１４の外径と同径とされた、半径方向外方に突出する突出部５１が形成されており、これら突出部５１には、軸方向（可動子１３の往復動の方向）における中間部分に、外径側から凹みかつ円周方向に貫通する形状の凹部５２が形成されている。
【００５４】
そして、永久磁石１４の磁極１４ａ，１４ｂの並びの方向における両側を環状のアウター磁極２２，２３でサンドイッチした状態で、これら永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３がヨーク１２の外円筒部１７の内側に圧入されることにより、これら永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３は、ヨーク１２の外径側にヨーク１２と同軸に固定される。
【００５５】
ここで、アウター磁極２２，２３は上記のように突出部５１においてヨーク１２の外円筒部１７の内側に圧入されることになるが、突出部５１には、外円筒部１７側に凹部５２が形成されている。
【００５６】
その結果、この固定状態で、アウター磁極２２の突出部５１とヨーク１２の外円筒部１７との間と、アウター磁極２３の突出部５１とヨーク１２の外円筒部１７との間とには、それぞれ、ヨーク１２の外円筒部１７と永久磁石１４と一対のアウター磁極２２，２３とに永久磁石１４の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗となる磁気抵抗手段としての凹部５２が形成されることになる。
【００５７】
以上に述べた第２実施形態のリニアアクチュエータ１１によれば、ヨーク１２の外円筒部１７と永久磁石１４と一対のアウター磁極２２，２３とに永久磁石１４の磁力によって形成される磁束ループに対してアウター磁極２２，２３の突出部５１の凹部５２が磁気抵抗となり、突出部５１に凹部５２が形成されていない場合に比して、永久磁石１４によって生じアウター磁極２２，２３と鉄片３２との間で導かれる磁束数を増加させることができる。したがって、永久磁石１４により生じる磁束を鉄片３２すなわち可動子１３の移動に有効に使用することができ、可動子１３に十分かつ安定して推力を発生させることができる。
【００５８】
しかも、アウター磁極２２，２３の外円筒部１７側に形成された突出部５１の凹部５２が、ヨーク１２の外円筒部１７と永久磁石１４と一対のアウター磁極２２，２３とに永久磁石１４の磁力によって形成される磁束ループに対する磁気抵抗となるものであるため、突出部５１によってアウター磁極２２，２３をヨーク１４の外円筒部１７に直接固定しつつ、磁気抵抗を設けることができる。したがって、アウター磁極２２，２３をヨーク１４の外円筒部１７に強固に固定することができ、耐久性が向上する。
【００５９】
次に、本発明の第３実施形態のリニアアクチュエータを図６を参照して第２実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第２実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００６０】
第３実施形態のリニアアクチュエータ１１においても、環状のアウター磁極２２，２３は、それぞれ外円筒部１７側の突出部５１においてヨーク１２の外円筒部１７の内側に圧入されることになるが、突出部５１には、軸方向（可動子１３の往復動の方向）における中間部分に、円周方向に貫通する孔部５３が形成されている。
【００６１】
その結果、固定状態で、アウター磁極２２の突出部５１とアウター磁極２３の突出部５１とには、それぞれ、ヨーク１２の外円筒部１７と永久磁石１４と一対のアウター磁極２２，２３とに永久磁石１４の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗となる磁気抵抗手段としての孔部５３が形成されていることになる。
【００６２】
以上に述べた第３実施形態のリニアアクチュエータ１１によれば、ヨーク１２の外円筒部１７と永久磁石１４と一対のアウター磁極２２，２３とに永久磁石１４の磁力によって形成される磁束ループに対してアウター磁極２２，２３の突出部５１の孔部５３が磁気抵抗となるため、突出部５１に孔部５３が形成されていない場合に比して、永久磁石１４によって生じアウター磁極２２，２３と鉄片３２との間で導かれる磁束数を増加させることができる。したがって、永久磁石１４により生じる磁束を鉄片３２すなわち可動子１３の移動に有効に使用することができ、可動子１３に十分かつ安定して推力を発生させることができる。
【００６３】
しかも、アウター磁極２２，２３の外円筒部１７側の突出部５１に形成された孔部５３が、ヨーク１２の外円筒部１７と永久磁石１４と一対のアウター磁極２２，２３とに永久磁石１４の磁力によって形成される磁束ループに対する磁気抵抗となるものであるため、アウター磁極２２，２３をヨーク１４の外円筒部１７に突出部５１で直接固定しつつ、磁気抵抗を設けることができる。したがって、アウター磁極２２，２３をヨーク１４の外円筒部１７に強固に固定することができ、耐久性が向上する。
【００６４】
次に、本発明の第４実施形態のリニアアクチュエータを図７を参照して第１実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００６５】
第４実施形態においては、環状のアウター磁極２２およびアウター磁極２３には、突出部２１より外径側部分の軸線方向の厚さが、外径側ほど薄くなるように永久磁石１４に対し反対側にテーパ面５５が形成されている。
【００６６】
ここで、永久磁石１４の外径はヨーク１２の外円筒部１７の内側に圧入固定される大きさとされており、一対のアウター磁極２２およびアウター磁極２３の外径もこれと同径で、全周にわたってヨーク１２の外円筒部１７の内側に圧入固定される大きさとされている。
【００６７】
このような永久磁石１４、アウター磁極２２およびアウター磁極２３が、それぞれの外径側においてヨーク１２の外円筒部１７の内側に圧入されることにより、これら永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３は、ヨーク１２と同軸に固定される。
【００６８】
そして、この固定状態で、アウター磁極２２の外円筒部１７側と、アウター磁極２３の外円筒部１７側とは、それぞれ、軸方向の厚さが薄くなっており、その結果、ヨーク１２の外円筒部１７と永久磁石１４と一対のアウター磁極２２，２３とに永久磁石１４の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗となる。
【００６９】
以上に述べた第４実施形態のリニアアクチュエータ１１によれば、アウター磁極２２の外円筒部１７側が薄くなり、アウター磁極２３の外円筒部１７側が薄くなることで、ヨーク１２の外円筒部１７と永久磁石１４と一対のアウター磁極２２，２３とに永久磁石１４の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗となり、厚さが一定の場合に比して、永久磁石１４によって生じアウター磁極２２，２３と鉄片３２との間で導かれる磁束数を増加させることができる。したがって、永久磁石１４により生じる磁束を鉄片３２すなわち可動子１３の移動に有効に使用することができ、可動子１３に十分かつ安定して推力を発生させることができる。
【００７０】
しかも、アウター磁極２２，２３の外円筒部１７側を薄くするものであるため、アウター磁極２２，２３をヨーク１４の外円筒部１７に直接固定しつつ、磁気抵抗を設けることができる。したがって、アウター磁極２２，２３をヨーク１４の外円筒部１７に強固に固定することができ、耐久性が向上する。
【００７１】
次に、本発明の第５実施形態のリニアアクチュエータを図８を参照して第１実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００７２】
第５実施形態においては、ヨーク１４の外円筒部１７に、第１実施形態と同様の永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組が、可動子１３の往復動の方向に複数組、具体的には二組設けられており、可動子１３には鉄片３２が往復動の方向に複数、具体的には二個設けられている。ただし、隣り合う永久磁石１４同士は、互いに磁極の方向を異ならせている。
【００７３】
具体的には、底板部１８側の永久磁石１４はＮ極１４ａを底板部１８側に配置するとともにＳ極１４ｂを底板部１８に対し反対側に配置し、底板部１８に対し反対側の永久磁石１４はＮ極１４ａを底板部１８に対し反対側に配置するとともにＳ極１４ｂを底板部１８側に配置している。
【００７４】
そして、一方の鉄片３２は永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の一方の組に対向して設けられ、他方の鉄片３２は永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の他方の組に対向して設けられている。
【００７５】
これに合わせて、一方の永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組と、他方の永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組との間の外円筒部１７の内側に、コイル１５が配置されており、また、ボールブッシュ２８がブッシュ２７を複数、具体的には二個有している。
【００７６】
このような第５実施形態によれば、ヨーク１４には永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組が往復動の方向に複数設けられており、可動子１３には鉄片３２が往復動の方向に複数設けられているため、可動子１３にさらに大きな推力を発生させることができる。
【００７７】
ここで、第５実施形態は、第１実施形態の永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組を、可動子１３の往復動の方向に複数設けるとともに、可動子１３に鉄片３２を往復動の方向に複数設ける場合を例にとり説明したが、第２実施形態の永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組を、可動子１３の往復動の方向に複数設けるとともに、可動子１３に鉄片３２を往復動の方向に複数設けたり、第３実施形態の永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組を、可動子１３の往復動の方向に複数設けるとともに、可動子１３に鉄片３２を往復動の方向に複数設けたり、第４実施形態の永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組を、可動子１３の往復動の方向に複数設けるとともに、可動子１３に鉄片３２を往復動の方向に複数設けたりすることも勿論可能である。
【００７８】
次に、本発明の第６実施形態のリニアアクチュエータを図９を参照して以下に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００７９】
第６実施形態のリニアアクチュエータ１１は、ヨーク１２の径方向内側に、連結部２０およびインナー磁極１９に換えて、外円筒部１７と同軸をなす内円筒部３５を一体に設けている。そして、アウター側に加えてインナー側にも、リング状のコイル３６を、ヨーク１２の底板部１８と内円筒部３５との境界の角部内側にヨーク１２と同軸をなして固定している。
【００８０】
また、アウター側に加えてインナー側にも、両磁極すなわちＮ極３７ａとＳ極３７ｂとが軸線方向に並べられた薄板リング状のフェライト磁石等からなる永久磁石３７と、外径側に軸線方向に突出する突出部３８が形成された断面Ｌ字状をなし、永久磁石３７の軸線方向における両側に互いに突出部３８を反対方向に突出させるようにして配置される一対の環状の焼結材からなるインナー磁極（磁極部材）３９およびインナー磁極（磁極部材）４０とを設けている。これら永久磁石３７および一対のインナー磁極３９，４０は、永久磁石３７の磁極３７ａ，３７ｂの並びの方向における両側を環状のインナー磁極３９，４０でサンドイッチした状態で、ヨーク１２に配設されている。これらインナー磁極３９，４０とヨーク１２の内円筒部３５との間にも、環状のギャップ（磁気的ギャップ）５０が形成されている。
【００８１】
ここで、永久磁石３７はＳ極３７ｂを底板部１８側に配置するとともに、一方のインナー磁極３９が軸線方向においてコイル３６と隣り合う状態となっている。また、永久磁石３７および一対のインナー磁極３９，４０は、全体として永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の内側にこれと同軸をなして配置され、しかも、永久磁石３７はアウター側の永久磁石１４と、インナー磁極３９はアウター磁極２２と、インナー磁極４０はアウター磁極２３と、コイル３６もアウター側のコイル１５と、それぞれ軸線方向の位置および長さを合わせている。そして、永久磁石３７および一対のインナー磁極３９，４０と、永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３との間に、環状のギャップ部２５が形成されることになる。
【００８２】
そして、ヨーク１２の内円筒部３５の内周側に、シャフト２６を軸線方向に移動可能にブッシュ２７により支持するボールブッシュ２８がそのブッシュ２７において同軸に固定されている。ボールブッシュ２８のシャフト２６に固定された可動子１３は、永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３と、永久磁石３７および一対のインナー磁極３９，４０との間の環状のギャップ部２５に、円筒状の可動磁極としての鉄片３２を第１実施形態と同様に配置している。
【００８３】
以上の第６実施形態のリニアアクチュエータ１１も第１実施形態と同様の効果を奏することができ、その上で、永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組と、永久磁石３７および一対のインナー磁極３９，４０の組とが、鉄片３２を介して両側に設けられており、それぞれにギャップ５０が設けられているため、さらに強力な永久磁石の磁界と電流による起磁力を得ることができる。
【００８４】
次に、本発明の第７実施形態のリニアアクチュエータを図１０を参照して以下に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００８５】
第７実施形態のリニアアクチュエータ１１は、ヨーク１２の径方向内側に、連結部２０およびインナー磁極１９に換えて、外円筒部１７と同軸をなす内円筒部３５を一体に設けている。そして、アウター側に換えてインナー側に、リング状のコイル３６を、ヨーク１２の底板部１８と内円筒部３５との境界の角部内側にヨーク１２と同軸をなして固定している。
【００８６】
また、アウター側に換えてインナー側に、両磁極すなわちＮ極３７ａとＳ極３７ｂとが軸線方向に並べられた薄板リング状のフェライト磁石等からなる永久磁石３７と、外径側に軸線方向に突出する突出部３８が形成された断面Ｌ字状をなし、永久磁石３７の軸線方向における両側に互いに突出部３８を反対方向に突出させるようにして配置される一対の環状の焼結材からなるインナー磁極（磁極部材）３９およびインナー磁極（磁極部材）４０とを設けている。これら永久磁石３７および一対のインナー磁極３９，４０は、永久磁石３７の磁極３７ａ，３７ｂの並びの方向における両側を環状のインナー磁極３９，４０でサンドイッチした状態でヨーク１２に配設されている。これらインナー磁極３９，４０とヨーク１２の内円筒部３５との間に、環状のギャップ（磁気的ギャップ）５０が形成されている。
【００８７】
ここで、永久磁石３７はＳ極３７ｂを底板部１８側に配置するとともに、一方のインナー磁極３９が軸線方向においてコイル３６と隣り合う状態となっている。そして、永久磁石３７および一対のインナー磁極３９，４０と、外円筒部１７との間に、環状のギャップ部２５が形成されることになる。
【００８８】
そして、ヨーク１２の内円筒部３５の内周側に、シャフト２６を軸線方向に移動可能にブッシュ２７により支持するボールブッシュ２８がそのブッシュ２７において同軸に固定されている。ボールブッシュ２８のシャフト２６に固定された可動子１３は、永久磁石３７および一対のインナー磁極３９，４０と外円筒部１７との間の環状のギャップ部２５に、円筒状の可動磁極としての鉄片３２を第１実施形態と同様に配置している。その結果、永久磁石３７および一対のインナー磁極３９，４０の組が、円筒状の鉄片３２に対し半径方向内側にのみ設けられている。
【００８９】
以上の第７実施形態のリニアアクチュエータ１１も第１実施形態と同様の効果を奏することができ、その上で、永久磁石３７および一対のインナー磁極３９，４０の組が、鉄片３２に対し半径方向内側にのみ設けられているため、永久磁石３７および一対のインナー磁極３９，４０の半径を小さくでき、これらを軽量化できて、全体としての軽量化が図れる。
【００９０】
なお、第６，第７実施形態に関し、ギャップ５０に換えて、第２実施形態の凹部５２を設けたり、第３実施形態の孔部５３を設けたり、第４実施形態のテーパ面５５を設けたりすることも可能である。さらには、第６実施形態の永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組と、永久磁石３７とインナー磁極３９，４０の組とを第５実施形態と同様に可動子１３の往復動の方向に複数組設けたり、第７実施形態の永久磁石３７とインナー磁極３９，４０の組を第５実施形態と同様に可動子１３の往復動の方向に複数組設けたりすることも可能である。
【００９１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項１記載のリニアアクチュエータによれば、往復動の方向に直交する方向に第一の磁極部材に対向して第二の磁極部材が設けられ、第一の磁極部材と第二の磁極部材との間に鉄片が往復動可能に配されており、固定子と永久磁石と一対の第一の磁極部材と前記第二の磁極部材とに永久磁石の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗となる一対の磁気抵抗手段が、固定子と一対の第一の磁極部材との間のうち、永久磁石の往復動の方向における両側に設けられているため、永久磁石によって生じ磁極部材と鉄片との間で導かれる磁束数を増加させることができる。したがって、永久磁石により生じる磁束を可動子の移動に有効に使用することができ、可動子に十分かつ安定して推力を発生させることができる。
【００９２】
本発明の請求項２記載のリニアアクチュエータによれば、磁気抵抗手段は、前記磁極部材と前記固定子との間に設けられたギャップであるため、固定子と永久磁石と一対の磁極部材とに永久磁石の磁力によって形成される磁束ループに対して簡単な構成で磁気抵抗を設けることができる。
【００９３】
本発明の請求項３記載のリニアアクチュエータによれば、磁気抵抗手段は、磁極部材の固定子側に形成された凹部であるため、磁極部材を固定子に直接固定しつつ、固定子と永久磁石と一対の磁極部材とに永久磁石の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗を設けることができる。したがって、磁性部材を固定子に強固に固定することができ、耐久性が向上する。
【００９４】
本発明の請求項４記載のリニアアクチュエータによれば、磁気抵抗手段は、磁極部材の固定子側に形成された孔部であるため、磁極部材を固定子に直接固定しつつ、固定子と永久磁石と一対の磁極部材とに永久磁石の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗を設けることができる。したがって、磁性部材を固定子に強固に固定することができ、耐久性が向上する。
【００９５】
本発明の請求項５記載のリニアアクチュエータによれば、磁気抵抗手段は、磁極部材の厚さを固定子側ほど薄くしてなるものであるため、磁極部材を固定子に直接固定しつつ、固定子と永久磁石と一対の磁極部材とに永久磁石の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗を設けることができる。したがって、磁性部材を固定子に強固に固定することができ、耐久性が向上する。
【００９６】
本発明の請求項６記載のリニアアクチュエータによれば、固定子には永久磁石および一対の磁極部材の組が往復動の方向に複数設けられており、可動子には鉄片が往復動の方向に複数設けられているため、可動子にさらに大きな推力を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態のリニアアクチュエータを示す側断面図であって、コイルに電流が流れていない状態の磁束の状態を二点鎖線で示すものである。
【図２】 本発明の第１実施形態のリニアアクチュエータを示す側断面図であって、コイルに電流が一方向に流れている状態の磁束の状態を二点鎖線で示すものである。
【図３】 本発明の第１実施形態のリニアアクチュエータを示す側断面図であって、コイルに電流が逆方向に流れている状態の磁束の状態を二点鎖線で示すものである。
【図４】 本発明の第２実施形態のリニアアクチュエータを示す側断面図であって、コイルに電流が流れていない状態の磁束の状態を二点鎖線で示すものである。
【図５】 本発明の第２実施形態のリニアアクチュエータを示す正面図である。
【図６】 本発明の第３実施形態のリニアアクチュエータを示す側断面図であって、コイルに電流が流れていない状態の磁束の状態を二点鎖線で示すものである。
【図７】 本発明の第４実施形態のリニアアクチュエータを示す側断面図であって、コイルに電流が流れていない状態の磁束の状態を二点鎖線で示すものである。
【図８】 本発明の第５実施形態のリニアアクチュエータを示す側断面図であって、コイルに電流が流れていない状態の磁束の状態を二点鎖線で示すものである。
【図９】 本発明の第６実施形態のリニアアクチュエータを示す側断面図である。
【図１０】 本発明の第７実施形態のリニアアクチュエータを示す側断面図である。
【符号の説明】
１１ リニアアクチュエータ
１２ ヨーク（固定子）
１３ 可動子
１４ 永久磁石
１４ａ Ｎ極（磁極）
１４ｂ Ｓ極（磁極）
１５ コイル
２２，２３ アウター磁極（磁性部材）
３２ 鉄片
５０ ギャップ（磁気抵抗手段）
５２ 凹部（磁気抵抗手段）
５３ 孔部（磁気抵抗手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニアアクチュエータに関し、特にその信頼性向上および性能向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リニアアクチュエータは、バネを併用し共振させることによって少ない損失で駆動できることから、コンプレッサモータ等として利用されている。そして、このリニアアクチュエータを用いたコンプレッサは高効率である等優れた性能を発揮できることから、冷蔵庫や、冷凍庫、あるいはエアコンディショナ用としての利用が期待されている。
【０００３】
リニアアクチュエータとしては、ボイスコイルモータがある。このボイスコイルモータは、永久磁石により作られた磁界の中でコイルに電流を流すことによりコイルに生じる力で駆動を行うもので、コイルを含む可動子が動く可動コイル型とも呼ばれている。
【０００４】
また、他のリニアアクチュエータとして、上記可動コイル型のものに対して永久磁石とコイルとを入れ替えた構造であって、永久磁石を含む可動子が動く可動磁石型と呼ばれるものもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した可動コイル型のものは、可動子にコイルが含まれることから、可動子に電流を流さなければならず、このための給電線に可動子の移動で断線を生じてしまうことがあり、信頼性に劣るという問題があった。
【０００６】
また、上記した可動磁石型のものは、性能向上を図るために高い磁束密度を得ようとした場合に永久磁石の重量が増大することになり、その結果、可動子の重量が増加することになるため、望むように性能向上が図れないという問題があった。
【０００７】
このため、本出願人は、固定子と、鉄片を有し固定子に対し往復動可能に設けられた可動子と、鉄片に対向した状態で固定子に設けられた永久磁石と、固定子に設けられたコイルとを備え、電流の方向が変わる固定子側のコイルと永久磁石とで鉄片を通る磁束を移動させることにより鉄片すなわち可動子を往復動させるリニアアクチュエータを開発し先の出願を行っている（特願２００１−３６９３７８号）。このリニアアクチュエータは、コイルと永久磁石とがともに固定子に設けられるため、可動子側に給電する必要がなくなって、移動する可動子がコイルへの給電線に断線を生じさせてしまうことがなくなるとともに、性能向上を図るために高い磁束密度を得ようとした場合に永久磁石の重量が増大しても、可動子の重量が増加することがなく、さらに、可動子に磁石がないことから、可動子への着磁が作業が不要となる非常に優れたものである。
【０００８】
しかしながら、このリニアアクチュエータにおいて、永久磁石により生じる磁束が可動子の移動に対し有効に使われなければ、可動子に十分かつ安定して推力を発生させることができないことになり、この点でさらなる改善の余地があった。
【０００９】
したがって、本発明は、永久磁石により生じる磁束を可動子の移動に有効に使用することができ、可動子に十分かつ安定して推力を発生させることができるリニアアクチュエータの提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載のリニアアクチュエータは、固定子と、鉄片を有し前記固定子に対し往復動可能に設けられた可動子と、前記鉄片に対向しかつ前記往復動の方向に沿って磁極を並べた状態で前記固定子に設けられた永久磁石と、該永久磁石の前記往復動の方向における両側に設けられた一対の第一の磁極部材と、前記固定子に設けられたコイルとを有するものであって、前記往復動の方向に直交する方向に前記第一の磁極部材に対向して第二の磁極部材が設けられ、前記第一の磁極部材と前記第二の磁極部材との間に前記鉄片が往復動可能に配されており、前記固定子と前記永久磁石と前記一対の第一の磁極部材と前記第二の磁極部材とに前記永久磁石の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗となる一対の磁気抵抗手段が、前記固定子と前記一対の第一の磁極部材との間のうち、前記永久磁石の前記往復動の方向における両側に設けられていることを特徴としている。
【００１１】
このように、固定子と永久磁石と一対の磁極部材とに永久磁石の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗手段が磁気抵抗となるため、永久磁石によって生じ磁極部材と鉄片との間で導かれる磁束数を増加させることができる。
【００１２】
本発明の請求項２記載のリニアアクチュエータは、請求項１記載のものに関して、前記磁気抵抗手段は、前記磁極部材と前記固定子との間に設けられた磁気的ギャップであることを特徴としている。
【００１３】
このように、磁気抵抗手段は、前記磁極部材と前記固定子との間に設けられた磁気的ギャップであるため、固定子と永久磁石と一対の磁極部材とに永久磁石の磁力によって形成される磁束ループに対して簡単な構成で磁気抵抗を設けることができる。
【００１４】
本発明の請求項３記載のリニアアクチュエータは、請求項１または２記載のものに関して、前記磁気抵抗手段は、前記磁極部材の前記固定子側に形成された凹部であることを特徴としている。
【００１５】
このように、磁気抵抗手段は、磁極部材の固定子側に形成された凹部であるため、磁極部材を固定子に直接固定しつつ、固定子と永久磁石と一対の磁極部材とに永久磁石の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗を設けることができる。
【００１６】
本発明の請求項４記載のリニアアクチュエータは、請求項１乃至３のいずれか一項記載のものに関して、前記磁気抵抗手段は、前記磁極部材の前記固定子側に形成された孔部であることを特徴としている。
【００１７】
このように、磁気抵抗手段は、磁極部材の固定子側に形成された孔部であるため、磁極部材を固定子に直接固定しつつ、固定子と永久磁石と一対の磁極部材とに永久磁石の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗を設けることができる。
【００１８】
本発明の請求項５記載のリニアアクチュエータは、請求項１乃至４のいずれか一項記載のものに関して、前記磁気抵抗手段は、前記磁極部材の厚さを前記固定子側ほど薄くしてなることを特徴としている。
【００１９】
このように、磁気抵抗手段は、磁極部材の厚さを固定子側ほど薄くしてなるものであるため、磁極部材を固定子に直接固定しつつ、固定子と永久磁石と一対の磁極部材とに永久磁石の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗を設けることができる。
【００２０】
本発明の請求項６記載のリニアアクチュエータは、請求項１乃至５のいずれか一項記載のものに関して、前記固定子には前記永久磁石および前記一対の磁極部材の組が前記往復動の方向に複数設けられており、前記可動子には前記鉄片が前記往復動の方向に複数設けられていることを特徴としている。
【００２１】
このように、固定子には永久磁石および一対の磁極部材の組が往復動の方向に複数設けられており、可動子には鉄片が往復動の方向に複数設けられているため、可動子にさらに大きな推力を発生させることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施形態のリニアアクチュエータを図１〜図３を参照して以下に説明する。
【００２３】
第１実施形態のリニアアクチュエータ１１は、ヨーク（固定子）１２と、このヨーク１２に往復動可能に設けられた可動子１３と、ヨーク１２に固定された永久磁石１４と、ヨーク１２に固定されたコイル１５とを備えている。
【００２４】
上記ヨーク１２は、円筒状の外円筒部１７と、この外円筒部１７の軸線方向における一端側に設けられた薄板リング状の底板部１８と、この底板部１８の内側部分に軸線方向に沿って外円筒部１７と同じ側に突出するリング状の連結部２０と、この連結部２０に外円筒部１７と同軸をなして設けられた円筒状のインナー磁極１９とを有している。
【００２５】
外円筒部１７、底板部１８、連結部２０およびインナー磁極１９を有するヨーク１２は、共通の磁性材料である焼結材で焼結により一体成形されている。
【００２６】
上記コイル１５は、リング状をなしており、ヨーク１２の底板部１８と外円筒部１７との境界の角部内側にヨーク１２と同軸をなして固定されている。
【００２７】
上記永久磁石１４は、その両磁極すなわちＮ極１４ａとＳ極１４ｂとが軸線方向に並べられた薄板リング状のもので、フェライト磁石からなっている。この永久磁石１４の軸線方向における両側には、軸線方向に略円筒状をなして突出する突出部２１が内径側に形成された断面Ｌ字状の環状のアウター磁極（磁極部材）２２およびアウター磁極（磁極部材）２３が互いの突出部２１を反対方向に突出させるようにして配置されている。これらの一対のアウター磁極２２およびアウター磁極２３も焼結材からなっている。
【００２８】
ここで、永久磁石１４の外径はヨーク１２の外円筒部１７の内側に圧入固定される大きさとされており、他方、一対のアウター磁極２２およびアウター磁極２３の外径は、ヨーク１２の外円筒部１７の内径よりも小径とされている。
【００２９】
そして、永久磁石１４、アウター磁極２２およびアウター磁極２３を、同軸に配置しつつ永久磁石１４の磁極１４ａ，１４ｂの並びの方向における両側をアウター磁極２２，２３でサンドイッチするようにして一体に固定する。
【００３０】
このように一体化されたものが、永久磁石１４の外径側においてヨーク１２の外円筒部１７の内側に圧入されることにより、これら永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３は、ヨーク１２と同軸に固定される。
【００３１】
その結果、この固定状態で、アウター磁極２２とヨーク１２の外円筒部１７との間と、アウター磁極２３とヨーク１２の外円筒部１７との間とには、それぞれ、ヨーク１２の外円筒部１７と永久磁石１４と一対のアウター磁極２２，２３とに永久磁石１４の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗となる磁気抵抗手段としての環状のギャップ（磁気的ギャップ）５０が形成されることになる。
【００３２】
また、この固定状態で、永久磁石１４はＮ極１４ａを底板部１８側に配置するとともにＳ極１４ｂを底板部１８に対し反対側に配置し、底板部１８側の一方のアウター磁極２２が軸線方向においてコイル１５と隣り合う状態となる。
【００３３】
さらに、この固定状態で、永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３は、全体としてヨーク１２の円筒状のインナー磁極１９の外側にこれと同軸をなし、しかもこのインナー磁極１９と軸線方向の位置および長さを合わせて配置されることになって、このインナー磁極１９との間に環状のギャップ２５を形成することになる。
【００３４】
ヨーク１２のインナー磁極１９の内周側には、シャフト２６を軸線方向に移動可能にブッシュ２７により支持するボールブッシュ２８がそのブッシュ２７において同軸に固定されている。そして、このブッシュ２７に移動可能に保持されたシャフト２６に上記した可動子１３が固定されている。そして、ヨーク１２に固定されたブッシュ２７に対しシャフト２６と可動子１３とが軸線方向に沿って一体に往復動する。
【００３５】
可動子１３は、シャフト２６に固定される略円板状の基部３０と、この基部３０でシャフト２６に固定された状態において上記環状のギャップ２５に入り込むように設けられる円筒部３１と、この円筒部３１の基部３０に対し反対側に同軸同径をなして固定される円筒状の可動磁極としての鉄片３２とを有している。これにより、可動子１３の鉄片３２は、環状のギャップ２５内に同軸に配置されることになるが、その軸線方向における中央位置を永久磁石１４の軸線方向における中央位置とほぼ合わせるように配置されている。
【００３６】
上記可動子１３は、基部３０と円筒部３１とが非磁性材料であるエンジニアリングプラスチック等の合成樹脂からなっており、鉄片３２は、磁化されていない磁性材料からなるもので焼結材からなっている。可動子１３は、鉄片３２を入れ子とする合成樹脂のインサート成形により形成されている。
【００３７】
そして、以上の結果、可動子１３は、鉄片３２を有し軸線方向（各図面における左右方向）に沿って往復動可能となるようにヨーク１２に支持されることになり、永久磁石１４は可動子１３の鉄片３２の外径側に対向した状態で、しかも可動子１３の往復動の方向に沿って磁極１４ａ，１４ｂを並べた状態でヨーク１２に固定されることになる。そして、可動子１３の往復動の方向における永久磁石１４の両側に一対のアウター磁極２２，２３が設けられることになり、ヨーク１２には、鉄片３２に永久磁石１４とは逆側で対向するインナー磁極１９が一体成形されていることになる。さらに、永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組は、鉄片３２に対し一側にのみ設けられており、具体的には円筒状の鉄片３２に対し半径方向外側にのみ設けられている。
【００３８】
上記構造のリニアアクチュエータ１１においては、コイル１５に交流電流（正弦波電流、矩形波電流）を流すと、コイル１５に所定方向の電流が流れる状態では、図２に二点鎖線で示すように、磁束が、永久磁石１４でＳ極１４ｂからＮ極１４ａ側に導かれることにより、ヨーク１２の外円筒部１７、アウター磁極２３、永久磁石１４、アウター磁極２２、可動子１３の鉄片３２、ヨーク１２のインナー磁極１９、連結部２０、底板部１８、外円筒部１７の順の磁束ループを形成することになり、その結果、可動子１３は、アウター磁極２２側へ移動する方向に力Ｆが加わってこの方向に移動する。一方、コイル１５に上記所定方向とは逆方向の電流が流れる状態では、図３に二点鎖線で示すように、磁束が、永久磁石１４でＳ極１４ｂからＮ極１４ａ側に導かれることにより、ヨーク１２の外円筒部１７、底板部１８、連結部２０、インナー磁極１９、可動子１３の鉄片３２、アウター磁極２３、永久磁石１４、アウター磁極２２、外円筒部１７の順の磁束ループを形成することになり、その結果、可動子１３は、逆のアウター磁極２３側へ移動する方向に力Ｆが加わってこの方向に移動する。
【００３９】
交流電流によるコイル１５への電流の流れの方向が交互に変化することにより、以上の作動を繰り返して、可動子１３はヨーク１２に対して軸線方向に往復動することになる。
【００４０】
そして、ヨーク１２の外円筒部１７と永久磁石１４と一対のアウター磁極２２，２３とに永久磁石１４の磁力によって形成される磁束ループに対してギャップ５０が磁気抵抗となることから、永久磁石１４によって生じアウター磁極２２，２３と鉄片３２との間で導かれる磁束数が増加する。
【００４１】
以上に述べた第１実施形態のリニアアクチュエータ１１によれば、ヨーク１２の外円筒部１７と永久磁石１４と一対のアウター磁極２２，２３とに永久磁石１４の磁力によって形成される磁束ループに対してギャップ５０が磁気抵抗となるため、永久磁石１４によって生じアウター磁極２２，２３と鉄片３２との間で導かれる磁束数を増加させることができる。したがって、永久磁石１４により生じる磁束を鉄片３２すなわち可動子１３の移動に有効に使用することができ、可動子１３に十分かつ安定して推力を発生させることができる。
【００４２】
しかも、アウター磁極２２，２３とヨーク１２の外円筒部１７と間にギャップ５０を設けることで、ヨーク１２の外円筒部１７と永久磁石１４と一対のアウター磁極２２，２３とに永久磁石１４の磁力によって形成される磁束ループに対する磁気抵抗を設けるものであるため、簡単な構成で磁気抵抗を設けることができる。
【００４３】
なお、可動子１３の基部３０および円筒部３１は非磁性材料であれば合成樹脂ではなくアルミダイキャストや非磁性ステンレス等で形成してもよく、この場合、剛性を向上できるメリットがある。しかしながら、合成樹脂で形成する方が軽量化の観点からより好ましい。
【００４４】
また、永久磁石１４としては、上記したフェライト磁石以外にも、ネオジウム、サマリウムコバルト等の希土類系のものを用いたり、プラスチック磁石を用いることも可能であるが、フェライト磁石を用いるのがコスト低減の観点からより好ましい。
【００４５】
加えて、可動子１３の軸受けは、ボールブッシュ以外にも、空気軸受け（気体軸受け）や滑り軸受け等を使用しても良い。しかしながら、ボールブッシュ２８を用いる方が、可動子１３をより正確に往復動させることができるため、より好ましい。
【００４６】
さらに、このリニアアクチュエータ１１は、可動部にバネを組み込んだり、外部に置かれたバネとの併用で共振させて使用されるのが一般的であるが、勿論、このまま使用することも可能である。
【００４７】
また、このリニアアクチュエータ１１に位置、速度等を検出するセンサを設け、閉ループ制御を行うことで速度や位置の制御が可能なリニアサーボアクチュエータとして利用できる。
【００４８】
さらに、変位特性等の性能改善のためにインナー磁極１９やアウター磁極２２，２３の端部に面取り等を施しても良い。
【００４９】
加えて、インナー磁極１９、アウター磁極２２，２３、鉄片３２は、焼結材以外にも、高速運転時の鉄損低減のためにこれらの材料を電気鉄板の積層構造としてもよい。
【００５０】
さらに、アウター磁極２２，２３を突出部が形成されていない短円筒状としてもよく、また、突出部２１を内径および外形側の両側に設けてもよい。加えて、可動子１４をヨーク１２に対しボールブッシュ２８等によって支持しない構造とすることも可能である。
【００５１】
さらに、ギャップ５０は、アウター磁極２２，２３とヨーク１２の外円筒部１７との間に磁気的なギャップを設ければよいものであることから、エアギャップとしたり、非磁性のスペーサとしてもよい。アウター磁極２２，２３と外円筒部１７との間に磁気的なギャップとして非磁性のスペーサを介在させるようにすれば、スペーサでアウター磁極２２，２３を外円筒部１７に機械的に固定することができる。このスペーサはプラスチック、アルミニウム、ステンレス、銅等で形成することができる。
【００５２】
次に、本発明の第２実施形態のリニアアクチュエータを図４および図５を参照して第１実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００５３】
第２実施形態のリニアアクチュエータ１１においては、環状のアウター磁極２２およびアウター磁極２３のそれぞれの円周方向における複数カ所、具体的には３カ所に、外径が永久磁石１４の外径と同径とされた、半径方向外方に突出する突出部５１が形成されており、これら突出部５１には、軸方向（可動子１３の往復動の方向）における中間部分に、外径側から凹みかつ円周方向に貫通する形状の凹部５２が形成されている。
【００５４】
そして、永久磁石１４の磁極１４ａ，１４ｂの並びの方向における両側を環状のアウター磁極２２，２３でサンドイッチした状態で、これら永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３がヨーク１２の外円筒部１７の内側に圧入されることにより、これら永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３は、ヨーク１２の外径側にヨーク１２と同軸に固定される。
【００５５】
ここで、アウター磁極２２，２３は上記のように突出部５１においてヨーク１２の外円筒部１７の内側に圧入されることになるが、突出部５１には、外円筒部１７側に凹部５２が形成されている。
【００５６】
その結果、この固定状態で、アウター磁極２２の突出部５１とヨーク１２の外円筒部１７との間と、アウター磁極２３の突出部５１とヨーク１２の外円筒部１７との間とには、それぞれ、ヨーク１２の外円筒部１７と永久磁石１４と一対のアウター磁極２２，２３とに永久磁石１４の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗となる磁気抵抗手段としての凹部５２が形成されることになる。
【００５７】
以上に述べた第２実施形態のリニアアクチュエータ１１によれば、ヨーク１２の外円筒部１７と永久磁石１４と一対のアウター磁極２２，２３とに永久磁石１４の磁力によって形成される磁束ループに対してアウター磁極２２，２３の突出部５１の凹部５２が磁気抵抗となり、突出部５１に凹部５２が形成されていない場合に比して、永久磁石１４によって生じアウター磁極２２，２３と鉄片３２との間で導かれる磁束数を増加させることができる。したがって、永久磁石１４により生じる磁束を鉄片３２すなわち可動子１３の移動に有効に使用することができ、可動子１３に十分かつ安定して推力を発生させることができる。
【００５８】
しかも、アウター磁極２２，２３の外円筒部１７側に形成された突出部５１の凹部５２が、ヨーク１２の外円筒部１７と永久磁石１４と一対のアウター磁極２２，２３とに永久磁石１４の磁力によって形成される磁束ループに対する磁気抵抗となるものであるため、突出部５１によってアウター磁極２２，２３をヨーク１４の外円筒部１７に直接固定しつつ、磁気抵抗を設けることができる。したがって、アウター磁極２２，２３をヨーク１４の外円筒部１７に強固に固定することができ、耐久性が向上する。
【００５９】
次に、本発明の第３実施形態のリニアアクチュエータを図６を参照して第２実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第２実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００６０】
第３実施形態のリニアアクチュエータ１１においても、環状のアウター磁極２２，２３は、それぞれ外円筒部１７側の突出部５１においてヨーク１２の外円筒部１７の内側に圧入されることになるが、突出部５１には、軸方向（可動子１３の往復動の方向）における中間部分に、円周方向に貫通する孔部５３が形成されている。
【００６１】
その結果、固定状態で、アウター磁極２２の突出部５１とアウター磁極２３の突出部５１とには、それぞれ、ヨーク１２の外円筒部１７と永久磁石１４と一対のアウター磁極２２，２３とに永久磁石１４の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗となる磁気抵抗手段としての孔部５３が形成されていることになる。
【００６２】
以上に述べた第３実施形態のリニアアクチュエータ１１によれば、ヨーク１２の外円筒部１７と永久磁石１４と一対のアウター磁極２２，２３とに永久磁石１４の磁力によって形成される磁束ループに対してアウター磁極２２，２３の突出部５１の孔部５３が磁気抵抗となるため、突出部５１に孔部５３が形成されていない場合に比して、永久磁石１４によって生じアウター磁極２２，２３と鉄片３２との間で導かれる磁束数を増加させることができる。したがって、永久磁石１４により生じる磁束を鉄片３２すなわち可動子１３の移動に有効に使用することができ、可動子１３に十分かつ安定して推力を発生させることができる。
【００６３】
しかも、アウター磁極２２，２３の外円筒部１７側の突出部５１に形成された孔部５３が、ヨーク１２の外円筒部１７と永久磁石１４と一対のアウター磁極２２，２３とに永久磁石１４の磁力によって形成される磁束ループに対する磁気抵抗となるものであるため、アウター磁極２２，２３をヨーク１４の外円筒部１７に突出部５１で直接固定しつつ、磁気抵抗を設けることができる。したがって、アウター磁極２２，２３をヨーク１４の外円筒部１７に強固に固定することができ、耐久性が向上する。
【００６４】
次に、本発明の第４実施形態のリニアアクチュエータを図７を参照して第１実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００６５】
第４実施形態においては、環状のアウター磁極２２およびアウター磁極２３には、突出部２１より外径側部分の軸線方向の厚さが、外径側ほど薄くなるように永久磁石１４に対し反対側にテーパ面５５が形成されている。
【００６６】
ここで、永久磁石１４の外径はヨーク１２の外円筒部１７の内側に圧入固定される大きさとされており、一対のアウター磁極２２およびアウター磁極２３の外径もこれと同径で、全周にわたってヨーク１２の外円筒部１７の内側に圧入固定される大きさとされている。
【００６７】
このような永久磁石１４、アウター磁極２２およびアウター磁極２３が、それぞれの外径側においてヨーク１２の外円筒部１７の内側に圧入されることにより、これら永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３は、ヨーク１２と同軸に固定される。
【００６８】
そして、この固定状態で、アウター磁極２２の外円筒部１７側と、アウター磁極２３の外円筒部１７側とは、それぞれ、軸方向の厚さが薄くなっており、その結果、ヨーク１２の外円筒部１７と永久磁石１４と一対のアウター磁極２２，２３とに永久磁石１４の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗となる。
【００６９】
以上に述べた第４実施形態のリニアアクチュエータ１１によれば、アウター磁極２２の外円筒部１７側が薄くなり、アウター磁極２３の外円筒部１７側が薄くなることで、ヨーク１２の外円筒部１７と永久磁石１４と一対のアウター磁極２２，２３とに永久磁石１４の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗となり、厚さが一定の場合に比して、永久磁石１４によって生じアウター磁極２２，２３と鉄片３２との間で導かれる磁束数を増加させることができる。したがって、永久磁石１４により生じる磁束を鉄片３２すなわち可動子１３の移動に有効に使用することができ、可動子１３に十分かつ安定して推力を発生させることができる。
【００７０】
しかも、アウター磁極２２，２３の外円筒部１７側を薄くするものであるため、アウター磁極２２，２３をヨーク１４の外円筒部１７に直接固定しつつ、磁気抵抗を設けることができる。したがって、アウター磁極２２，２３をヨーク１４の外円筒部１７に強固に固定することができ、耐久性が向上する。
【００７１】
次に、本発明の第５実施形態のリニアアクチュエータを図８を参照して第１実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００７２】
第５実施形態においては、ヨーク１４の外円筒部１７に、第１実施形態と同様の永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組が、可動子１３の往復動の方向に複数組、具体的には二組設けられており、可動子１３には鉄片３２が往復動の方向に複数、具体的には二個設けられている。ただし、隣り合う永久磁石１４同士は、互いに磁極の方向を異ならせている。
【００７３】
具体的には、底板部１８側の永久磁石１４はＮ極１４ａを底板部１８側に配置するとともにＳ極１４ｂを底板部１８に対し反対側に配置し、底板部１８に対し反対側の永久磁石１４はＮ極１４ａを底板部１８に対し反対側に配置するとともにＳ極１４ｂを底板部１８側に配置している。
【００７４】
そして、一方の鉄片３２は永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の一方の組に対向して設けられ、他方の鉄片３２は永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の他方の組に対向して設けられている。
【００７５】
これに合わせて、一方の永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組と、他方の永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組との間の外円筒部１７の内側に、コイル１５が配置されており、また、ボールブッシュ２８がブッシュ２７を複数、具体的には二個有している。
【００７６】
このような第５実施形態によれば、ヨーク１４には永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組が往復動の方向に複数設けられており、可動子１３には鉄片３２が往復動の方向に複数設けられているため、可動子１３にさらに大きな推力を発生させることができる。
【００７７】
ここで、第５実施形態は、第１実施形態の永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組を、可動子１３の往復動の方向に複数設けるとともに、可動子１３に鉄片３２を往復動の方向に複数設ける場合を例にとり説明したが、第２実施形態の永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組を、可動子１３の往復動の方向に複数設けるとともに、可動子１３に鉄片３２を往復動の方向に複数設けたり、第３実施形態の永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組を、可動子１３の往復動の方向に複数設けるとともに、可動子１３に鉄片３２を往復動の方向に複数設けたり、第４実施形態の永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組を、可動子１３の往復動の方向に複数設けるとともに、可動子１３に鉄片３２を往復動の方向に複数設けたりすることも勿論可能である。
【００７８】
次に、本発明の第６実施形態のリニアアクチュエータを図９を参照して以下に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００７９】
第６実施形態のリニアアクチュエータ１１は、ヨーク１２の径方向内側に、連結部２０およびインナー磁極１９に換えて、外円筒部１７と同軸をなす内円筒部３５を一体に設けている。そして、アウター側に加えてインナー側にも、リング状のコイル３６を、ヨーク１２の底板部１８と内円筒部３５との境界の角部内側にヨーク１２と同軸をなして固定している。
【００８０】
また、アウター側に加えてインナー側にも、両磁極すなわちＮ極３７ａとＳ極３７ｂとが軸線方向に並べられた薄板リング状のフェライト磁石等からなる永久磁石３７と、外径側に軸線方向に突出する突出部３８が形成された断面Ｌ字状をなし、永久磁石３７の軸線方向における両側に互いに突出部３８を反対方向に突出させるようにして配置される一対の環状の焼結材からなるインナー磁極（磁極部材）３９およびインナー磁極（磁極部材）４０とを設けている。これら永久磁石３７および一対のインナー磁極３９，４０は、永久磁石３７の磁極３７ａ，３７ｂの並びの方向における両側を環状のインナー磁極３９，４０でサンドイッチした状態で、ヨーク１２に配設されている。これらインナー磁極３９，４０とヨーク１２の内円筒部３５との間にも、環状のギャップ（磁気的ギャップ）５０が形成されている。
【００８１】
ここで、永久磁石３７はＳ極３７ｂを底板部１８側に配置するとともに、一方のインナー磁極３９が軸線方向においてコイル３６と隣り合う状態となっている。また、永久磁石３７および一対のインナー磁極３９，４０は、全体として永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の内側にこれと同軸をなして配置され、しかも、永久磁石３７はアウター側の永久磁石１４と、インナー磁極３９はアウター磁極２２と、インナー磁極４０はアウター磁極２３と、コイル３６もアウター側のコイル１５と、それぞれ軸線方向の位置および長さを合わせている。そして、永久磁石３７および一対のインナー磁極３９，４０と、永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３との間に、環状のギャップ部２５が形成されることになる。
【００８２】
そして、ヨーク１２の内円筒部３５の内周側に、シャフト２６を軸線方向に移動可能にブッシュ２７により支持するボールブッシュ２８がそのブッシュ２７において同軸に固定されている。ボールブッシュ２８のシャフト２６に固定された可動子１３は、永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３と、永久磁石３７および一対のインナー磁極３９，４０との間の環状のギャップ部２５に、円筒状の可動磁極としての鉄片３２を第１実施形態と同様に配置している。
【００８３】
以上の第６実施形態のリニアアクチュエータ１１も第１実施形態と同様の効果を奏することができ、その上で、永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組と、永久磁石３７および一対のインナー磁極３９，４０の組とが、鉄片３２を介して両側に設けられており、それぞれにギャップ５０が設けられているため、さらに強力な永久磁石の磁界と電流による起磁力を得ることができる。
【００８４】
次に、本発明の第７実施形態のリニアアクチュエータを図１０を参照して以下に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００８５】
第７実施形態のリニアアクチュエータ１１は、ヨーク１２の径方向内側に、連結部２０およびインナー磁極１９に換えて、外円筒部１７と同軸をなす内円筒部３５を一体に設けている。そして、アウター側に換えてインナー側に、リング状のコイル３６を、ヨーク１２の底板部１８と内円筒部３５との境界の角部内側にヨーク１２と同軸をなして固定している。
【００８６】
また、アウター側に換えてインナー側に、両磁極すなわちＮ極３７ａとＳ極３７ｂとが軸線方向に並べられた薄板リング状のフェライト磁石等からなる永久磁石３７と、外径側に軸線方向に突出する突出部３８が形成された断面Ｌ字状をなし、永久磁石３７の軸線方向における両側に互いに突出部３８を反対方向に突出させるようにして配置される一対の環状の焼結材からなるインナー磁極（磁極部材）３９およびインナー磁極（磁極部材）４０とを設けている。これら永久磁石３７および一対のインナー磁極３９，４０は、永久磁石３７の磁極３７ａ，３７ｂの並びの方向における両側を環状のインナー磁極３９，４０でサンドイッチした状態でヨーク１２に配設されている。これらインナー磁極３９，４０とヨーク１２の内円筒部３５との間に、環状のギャップ（磁気的ギャップ）５０が形成されている。
【００８７】
ここで、永久磁石３７はＳ極３７ｂを底板部１８側に配置するとともに、一方のインナー磁極３９が軸線方向においてコイル３６と隣り合う状態となっている。そして、永久磁石３７および一対のインナー磁極３９，４０と、外円筒部１７との間に、環状のギャップ部２５が形成されることになる。
【００８８】
そして、ヨーク１２の内円筒部３５の内周側に、シャフト２６を軸線方向に移動可能にブッシュ２７により支持するボールブッシュ２８がそのブッシュ２７において同軸に固定されている。ボールブッシュ２８のシャフト２６に固定された可動子１３は、永久磁石３７および一対のインナー磁極３９，４０と外円筒部１７との間の環状のギャップ部２５に、円筒状の可動磁極としての鉄片３２を第１実施形態と同様に配置している。その結果、永久磁石３７および一対のインナー磁極３９，４０の組が、円筒状の鉄片３２に対し半径方向内側にのみ設けられている。
【００８９】
以上の第７実施形態のリニアアクチュエータ１１も第１実施形態と同様の効果を奏することができ、その上で、永久磁石３７および一対のインナー磁極３９，４０の組が、鉄片３２に対し半径方向内側にのみ設けられているため、永久磁石３７および一対のインナー磁極３９，４０の半径を小さくでき、これらを軽量化できて、全体としての軽量化が図れる。
【００９０】
なお、第６，第７実施形態に関し、ギャップ５０に換えて、第２実施形態の凹部５２を設けたり、第３実施形態の孔部５３を設けたり、第４実施形態のテーパ面５５を設けたりすることも可能である。さらには、第６実施形態の永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組と、永久磁石３７とインナー磁極３９，４０の組とを第５実施形態と同様に可動子１３の往復動の方向に複数組設けたり、第７実施形態の永久磁石３７とインナー磁極３９，４０の組を第５実施形態と同様に可動子１３の往復動の方向に複数組設けたりすることも可能である。
【００９１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項１記載のリニアアクチュエータによれば、往復動の方向に直交する方向に第一の磁極部材に対向して第二の磁極部材が設けられ、第一の磁極部材と第二の磁極部材との間に鉄片が往復動可能に配されており、固定子と永久磁石と一対の第一の磁極部材と前記第二の磁極部材とに永久磁石の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗となる一対の磁気抵抗手段が、固定子と一対の第一の磁極部材との間のうち、永久磁石の往復動の方向における両側に設けられているため、永久磁石によって生じ磁極部材と鉄片との間で導かれる磁束数を増加させることができる。したがって、永久磁石により生じる磁束を可動子の移動に有効に使用することができ、可動子に十分かつ安定して推力を発生させることができる。
【００９２】
本発明の請求項２記載のリニアアクチュエータによれば、磁気抵抗手段は、前記磁極部材と前記固定子との間に設けられたギャップであるため、固定子と永久磁石と一対の磁極部材とに永久磁石の磁力によって形成される磁束ループに対して簡単な構成で磁気抵抗を設けることができる。
【００９３】
本発明の請求項３記載のリニアアクチュエータによれば、磁気抵抗手段は、磁極部材の固定子側に形成された凹部であるため、磁極部材を固定子に直接固定しつつ、固定子と永久磁石と一対の磁極部材とに永久磁石の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗を設けることができる。したがって、磁性部材を固定子に強固に固定することができ、耐久性が向上する。
【００９４】
本発明の請求項４記載のリニアアクチュエータによれば、磁気抵抗手段は、磁極部材の固定子側に形成された孔部であるため、磁極部材を固定子に直接固定しつつ、固定子と永久磁石と一対の磁極部材とに永久磁石の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗を設けることができる。したがって、磁性部材を固定子に強固に固定することができ、耐久性が向上する。
【００９５】
本発明の請求項５記載のリニアアクチュエータによれば、磁気抵抗手段は、磁極部材の厚さを固定子側ほど薄くしてなるものであるため、磁極部材を固定子に直接固定しつつ、固定子と永久磁石と一対の磁極部材とに永久磁石の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗を設けることができる。したがって、磁性部材を固定子に強固に固定することができ、耐久性が向上する。
【００９６】
本発明の請求項６記載のリニアアクチュエータによれば、固定子には永久磁石および一対の磁極部材の組が往復動の方向に複数設けられており、可動子には鉄片が往復動の方向に複数設けられているため、可動子にさらに大きな推力を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態のリニアアクチュエータを示す側断面図であって、コイルに電流が流れていない状態の磁束の状態を二点鎖線で示すものである。
【図２】 本発明の第１実施形態のリニアアクチュエータを示す側断面図であって、コイルに電流が一方向に流れている状態の磁束の状態を二点鎖線で示すものである。
【図３】 本発明の第１実施形態のリニアアクチュエータを示す側断面図であって、コイルに電流が逆方向に流れている状態の磁束の状態を二点鎖線で示すものである。
【図４】 本発明の第２実施形態のリニアアクチュエータを示す側断面図であって、コイルに電流が流れていない状態の磁束の状態を二点鎖線で示すものである。
【図５】 本発明の第２実施形態のリニアアクチュエータを示す正面図である。
【図６】 本発明の第３実施形態のリニアアクチュエータを示す側断面図であって、コイルに電流が流れていない状態の磁束の状態を二点鎖線で示すものである。
【図７】 本発明の第４実施形態のリニアアクチュエータを示す側断面図であって、コイルに電流が流れていない状態の磁束の状態を二点鎖線で示すものである。
【図８】 本発明の第５実施形態のリニアアクチュエータを示す側断面図であって、コイルに電流が流れていない状態の磁束の状態を二点鎖線で示すものである。
【図９】 本発明の第６実施形態のリニアアクチュエータを示す側断面図である。
【図１０】 本発明の第７実施形態のリニアアクチュエータを示す側断面図である。
【符号の説明】
１１ リニアアクチュエータ
１２ ヨーク（固定子）
１３ 可動子
１４ 永久磁石
１４ａ Ｎ極（磁極）
１４ｂ Ｓ極（磁極）
１５ コイル
２２，２３ アウター磁極（磁性部材）
３２ 鉄片
５０ ギャップ（磁気抵抗手段）
５２ 凹部（磁気抵抗手段）
５３ 孔部（磁気抵抗手段）
Claims (6)
- 固定子と、
鉄片を有し前記固定子に対し往復動可能に設けられた可動子と、
前記鉄片に対向しかつ前記往復動の方向に沿って磁極を並べた状態で前記固定子に設けられた永久磁石と、
該永久磁石の前記往復動の方向における両側に設けられた一対の第一の磁極部材と、
前記固定子に設けられたコイルとを有するリニアアクチュエータであって、
前記往復動の方向に直交する方向に前記第一の磁極部材に対向して第二の磁極部材が設けられ、
前記第一の磁極部材と前記第二の磁極部材との間に前記鉄片が往復動可能に配されており、
前記固定子と前記永久磁石と前記一対の第一の磁極部材と前記第二の磁極部材とに前記永久磁石の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗となる一対の磁気抵抗手段が、前記固定子と前記一対の第一の磁極部材との間のうち、前記永久磁石の前記往復動の方向における両側に設けられていることを特徴とするリニアアクチュエータ。 - 前記磁気抵抗手段は、前記磁極部材と前記固定子との間に設けられた磁気的ギャップであることを特徴とする請求項１記載のリニアアクチュエータ。
- 前記磁気抵抗手段は、前記磁極部材の前記固定子側に形成された凹部であることを特徴とする請求項１または２記載のリニアアクチュエータ。
- 前記磁気抵抗手段は、前記磁極部材の前記固定子側に形成された孔部であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載のリニアアクチュエータ。
- 前記磁気抵抗手段は、前記磁極部材の厚さを前記固定子側ほど薄くしてなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載のリニアアクチュエータ。
- 前記固定子には前記永久磁石および前記一対の磁極部材の組が前記往復動の方向に複数設けられており、前記可動子には前記鉄片が前記往復動の方向に複数設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載のリニアアクチュエータ。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002033064A JP3873764B2 (ja) | 2002-02-08 | 2002-02-08 | リニアアクチュエータ |
| EP02788660A EP1463186B8 (en) | 2001-12-03 | 2002-11-26 | Linear actuator |
| PCT/JP2002/012320 WO2003049263A1 (en) | 2001-12-03 | 2002-11-26 | Linear actuator |
| US10/497,678 US7382067B2 (en) | 2001-12-03 | 2002-11-26 | Linear actuator |
| KR1020047008054A KR100918507B1 (ko) | 2001-12-03 | 2002-11-26 | 리니어 액튜에이터 |
| CNB02827704XA CN100553084C (zh) | 2001-12-03 | 2002-11-26 | 直线运动执行元件 |
| TW091134850A TWI263391B (en) | 2001-12-03 | 2002-11-29 | Linear actuator |
| HK04108747.5A HK1065898A1 (en) | 2001-12-03 | 2004-11-06 | Linear actuator |
| US12/106,392 US7476990B2 (en) | 2001-12-03 | 2008-04-21 | Linear actuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002033064A JP3873764B2 (ja) | 2002-02-08 | 2002-02-08 | リニアアクチュエータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003235234A JP2003235234A (ja) | 2003-08-22 |
| JP3873764B2 true JP3873764B2 (ja) | 2007-01-24 |
Family
ID=27775998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002033064A Expired - Fee Related JP3873764B2 (ja) | 2001-12-03 | 2002-02-08 | リニアアクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3873764B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1321430C (zh) * | 2006-03-06 | 2007-06-13 | 通领科技集团有限公司 | 具有压力平衡自动补偿的接地故障断路器动作机构 |
| KR101009112B1 (ko) * | 2009-05-04 | 2011-01-18 | 삼성전기주식회사 | 선형 진동 장치 |
| JP2014001792A (ja) | 2012-06-18 | 2014-01-09 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用防振装置 |
| DE102017107397A1 (de) | 2017-04-06 | 2018-10-11 | Olympus Winter & Ibe Gmbh | Elektromagnetischer Aktuator für ein chirurgisches Instrument und Verfahren zum Herstellen desselben |
| JP7466475B2 (ja) | 2021-02-03 | 2024-04-12 | オークマ株式会社 | リニアモータ |
-
2002
- 2002-02-08 JP JP2002033064A patent/JP3873764B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003235234A (ja) | 2003-08-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7476990B2 (en) | Linear actuator | |
| US5175457A (en) | Linear motor or alternator plunger configuration using variable magnetic properties for center row and outer rows of magnets | |
| JP3863429B2 (ja) | リニア振動アクチュエータ | |
| JP3873836B2 (ja) | リニアアクチュエータ | |
| JP2003339145A (ja) | リニアアクチュエータ | |
| JP4857600B2 (ja) | リニアアクチュエータ | |
| JP3873764B2 (ja) | リニアアクチュエータ | |
| JP3371041B2 (ja) | 磁石可動形リニアアクチュエータ | |
| JP2007318859A (ja) | アクチュエータ | |
| JP2001078417A (ja) | リニアアクチュエータ | |
| JP3873765B2 (ja) | リニアアクチュエータ | |
| JP2003339147A (ja) | リニアアクチュエータ | |
| JP3873791B2 (ja) | リニアアクチュエータ | |
| JP2003309964A (ja) | リニアモータ | |
| JP4692711B2 (ja) | リニアアクチュエータ | |
| JP4556930B2 (ja) | リニアアクチュエータ | |
| JP2003250256A (ja) | リニアアクチュエータ | |
| JP2010158166A (ja) | リニアアクチュエータ | |
| JP2003235232A (ja) | リニアアクチュエータ | |
| JP4692713B2 (ja) | リニアアクチュエータ | |
| JP3851012B2 (ja) | リニア振動モータ | |
| JP4692712B2 (ja) | リニアアクチュエータ | |
| JP2009027921A (ja) | リニアアクチュエータ | |
| JP4457598B2 (ja) | リニアアクチュエータ | |
| JP7030558B2 (ja) | 往復式電気かみそり |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050207 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060711 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060911 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20061003 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061016 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101102 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111102 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111102 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121102 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121102 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131102 Year of fee payment: 7 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |