JP5168714B2

JP5168714B2 - Actuator

Info

Publication number: JP5168714B2
Application number: JP2007099470A
Authority: JP
Inventors: 隆良藤井; 英朗守屋; 雄志佐藤; 恭次村岸; 崇福永; 洋中川; 克好中野
Original assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Current assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Priority date: 2007-04-05
Filing date: 2007-04-05
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2027-04-05
Also published as: JP2008259330A

Description

本発明は自動車等の制振装置、ポンプ・コンプレッサのピストン駆動等に利用されるリニア型のアクチュエータに関する。 The present invention relates to a linear actuator used for vibration control devices for automobiles, pistons for pumps and compressors, and the like.

従来より、特許文献１（特開昭６１−２２０９２５号公報）に示される振動制御装置、及び特許文献２（特開２００６−９７３７号公報）に示される電動ポンプが知られている。特許文献１の振動制御装置は、ケーシングの中心に位置するガイド軸に沿って移動自在に支持されたヨークと、このヨークの間隙内に固定された永久磁石と、前記ケーシングにコイルサポートを介して固定されかつ前記ヨークの間隙内に永久磁石と対向するように配置されたコイルと、を具備するものであって、車体振動に応じてコイルに電流を流した場合に生じる磁界と、永久磁石から生じる磁界とに基づき、永久磁石に固定されたヨークをガイド軸に沿って移動させる。そして、このようなヨークのガイド軸に沿う移動により、該ヨークに連結される車体を制動する。 Conventionally, a vibration control device disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 61-220925) and an electric pump disclosed in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-9737) are known. The vibration control device of Patent Document 1 includes a yoke that is movably supported along a guide shaft positioned at the center of a casing, a permanent magnet fixed in the gap of the yoke, and a coil support that is provided on the casing. A coil that is fixed and disposed so as to face the permanent magnet in the gap of the yoke, and a magnetic field generated when a current is passed through the coil in response to body vibration, and from the permanent magnet Based on the generated magnetic field, the yoke fixed to the permanent magnet is moved along the guide shaft. Then, the movement of the yoke along the guide shaft brakes the vehicle body connected to the yoke.

特許文献２の電動ポンプは、駆動源となるモータ部と、このモータ部の出力軸を通じて駆動されるポンプ部と、から構成されたものであって、これらモータ部とポンプ部とはブラケットを介して連結され、このブラケットには、ポンプ部にて発生した振動を減衰させるゴム製の振動減衰部材が固定されている。
特開昭６１−２２０９２５号公報特開２００６−９７３７号公報 The electric pump of Patent Document 2 is composed of a motor unit serving as a drive source and a pump unit driven through an output shaft of the motor unit, and the motor unit and the pump unit are interposed via a bracket. A rubber vibration attenuating member for attenuating vibration generated in the pump portion is fixed to the bracket.
JP-A-61-220925 JP 2006-9737 A

ところで、上記特許文献１に示される振動制御装置を例えば自動車に適用する場合、通常走行による振動以外に、悪路走行や段差乗り上げなどの大きな振動（以下、外乱振動と表現する）に対する配慮が必要となるが、このような外乱振動に対する対策がなされておらず、内部の永久磁石が他の部材と衝突して破損するという問題があった。特に、ガイド軸に対して直交する方向の外乱振動、すなわち、ラジアル方向の外乱振動に対する対策が必要とされている。 By the way, when the vibration control device disclosed in Patent Document 1 is applied to, for example, an automobile, consideration must be given to large vibrations (hereinafter referred to as disturbance vibrations) such as driving on rough roads and stepping in addition to vibrations caused by normal driving. However, measures against such disturbance vibration are not taken, and there is a problem that the internal permanent magnet collides with other members and is damaged. In particular, it is necessary to take measures against disturbance vibration in a direction orthogonal to the guide shaft, that is, disturbance vibration in the radial direction.

また、特許文献２に示される電動ポンプでは、ポンプ部にて発生した振動を減衰させる振動減衰部材が設けられているものの、特許文献１と同様に、モータ出力軸に対して直交するラジアル方向の外乱振動が生じた場合の対策がなされておらず、モータ出力軸を回転させるための永久磁石が他の部材と衝突して破損するという問題があった。 Moreover, in the electric pump shown by patent document 2, although the vibration damping member which attenuates the vibration which generate | occur | produced in the pump part is provided, similarly to patent document 1, the radial direction orthogonal to a motor output shaft is provided. There has been a problem that no countermeasure is taken when disturbance vibration occurs, and the permanent magnet for rotating the motor output shaft collides with another member and is damaged.

本発明は、従来の有していた問題を解決しようとするものであって、出力軸に対してラジアル方向の外乱振動が生じたとしても、駆動源となる永久磁石が可動子と接触して破損することが防止されるアクチュエータの提供を目的とする。 The present invention is intended to solve the conventional problems, and even if a disturbance vibration in the radial direction occurs in the output shaft, the permanent magnet as a driving source comes into contact with the mover. An object of the present invention is to provide an actuator that is prevented from being damaged.

そして、上記目的を達成するために本発明の課題解決手段では、固定子と、この固定子内に配置されたシャフトと、このシャフトの途中に固定された鉄製の可動子と、前記固定子内にて異なる磁極を対向させて前記シャフトの可動子を挟むように配置された第１及び第２の磁石と、これら第１及び第２の磁石の磁界を間に位置させるようにこれら磁石の周囲にて巻回されたコイルとを具備し、前記第１及び第２の磁石のそれぞれを、異なる磁極を隣接させた一対の永久磁石から構成してなるインナー可動型のアクチュエータであって、前記可動子は、前記シャフトを当該シャフトの軸線に沿う方向に揺動自在に支持する軸受として機能する一対の板ばね間に配置されたものであり、前記固定子の各端部に、シャフトに近接配置されて該シャフトをガイドするシャフトガイド部材を設け、前記シャフトの軸線方向に直交する方向における前記シャフトガイド部材と前記シャフトとの間隔を、前記シャフトの軸線方向に直交する方向における前記第１及び第２の磁石とシャフトの可動子との間隔よりも小さい寸法に形成する。 In order to achieve the above object, in the problem solving means of the present invention, a stator, a shaft disposed in the stator, an iron mover fixed in the middle of the shaft, and the stator The first and second magnets disposed so as to sandwich the movable element of the shaft with the different magnetic poles facing each other, and the periphery of these magnets so that the magnetic fields of the first and second magnets are positioned between ; and a wound coil at the respective first and second magnets, a inner movable type actuator formed by a pair of permanent magnets are adjacent different magnetic poles, the movable The child is disposed between a pair of leaf springs that function as a bearing that supports the shaft so as to be swingable in a direction along the axis of the shaft, and is disposed close to the shaft at each end of the stator. Being the shuff The shaft guide member for guiding the provided the distance between the shaft guide member and the shaft in a direction perpendicular to the axial direction of said shaft, said first and second magnets in the direction perpendicular to the axial direction of the shaft The size is smaller than the distance between the shaft and the mover.

また、本発明の課題解決手段では、前述のインナー可動型のアクチュエータにおいて、シャフトガイド部材を、固定子の各端部に設けられかつシャフトを貫通させる貫通孔を有するフランジによって構成し、前記シャフトと前記フランジの貫通孔を形成する周縁との間隔を、第１及び第２の磁石とシャフトの可動子との間隔よりも小さい寸法に形成する。 Further, in the problem solving means of the present invention, in the inner movable actuator described above, the shaft guide member is configured by a flange provided at each end of the stator and having a through-hole penetrating the shaft, The distance from the peripheral edge forming the through hole of the flange is formed to be smaller than the distance between the first and second magnets and the mover of the shaft.

また、本発明の課題解決手段では、固定子を途中に設けたシャフトと、このシャフトの周囲に固定子を囲むように配置されてその内部に鉄部材を有する可動子と、可動子側の鉄部材に近接配置されかつシャフトを挟んで異なる磁極が対向するように前記固定子に配置された第１及び第２の磁石と、これら第１及び第２の磁石の磁界を間に位置させるようにこれら磁石の周囲にて巻回されたコイルとを具備し、前記第１及び第２の磁石のそれぞれを、異なる磁極を隣接させた一対の永久磁石から構成してなるアウター可動型のアクチュエータであって、前記可動子は、当該可動子を前記シャフトの軸線に沿う方向に揺動自在に支持する軸受として機能する一対の板バネ間に配置されたものであり、前記可動子の各端部に、シャフトに近接配置されて該シャフトに沿ってガイドされるシャフトガイド部材を設け、前記シャフトの軸線方向に直交する方向における前記シャフトガイド部材と前記シャフトとの間隔を、前記シャフトの軸線方向に直交する方向における前記第１及び第２の磁石と可動子側の鉄部材との間隔よりも小さい寸法に形成する。
Further, in the problem solving means of the present invention, a shaft provided with a stator in the middle, a mover disposed around the shaft so as to surround the stator and having an iron member therein, and iron on the mover side The first and second magnets arranged on the stator so that different magnetic poles are arranged close to each other and sandwiching the shaft, and the magnetic fields of these first and second magnets are positioned between them. A coil wound around these magnets, and each of the first and second magnets is an outer movable actuator comprising a pair of permanent magnets with different magnetic poles adjacent to each other. The mover is disposed between a pair of leaf springs functioning as a bearing that swingably supports the mover in a direction along the axis of the shaft, and is provided at each end of the mover. Placed close to the shaft A shaft guide member which is guided along the shaft Te provided, the distance between the shaft guide member and the shaft in a direction perpendicular to the axial direction of the shaft, the first in the direction perpendicular to the axial direction of the shaft And it forms in a dimension smaller than the space | interval of a 2nd magnet and the iron member by the side of a needle | mover.

また、本発明の課題解決手段では、前述のアウター可動型のアクチュエータにおいて、シャフトガイド部材を、可動子の各端部に設けられかつシャフトを貫通させる貫通孔を有するフランジによって構成し、前記シャフトと前記フランジの貫通孔を形成する周縁との間隔を、第１及び第２の磁石と可動子側の鉄部材との間隔よりも小さい寸法に形成する。 Further, in the problem solving means of the present invention, in the outer movable actuator described above, the shaft guide member is constituted by a flange provided at each end of the mover and having a through hole through which the shaft passes, and the shaft and The gap between the flange and the peripheral edge forming the through hole is formed to be smaller than the gap between the first and second magnets and the mover side iron member.

上記のように構成されたアクチュエータでは以下のような作用が生じる。すなわち、本発明に係わるインナー可動型のアクチュエータでは、コイルに通電していない状態では、シャフトの可動子を挟むように異なる磁極を隣接かつ対向するように配置した一対の永久磁石（第１、第２の磁石）から生じる磁力により、該シャフトが固定子内の中立点に配置される。また、コイルに通電した場合に、そのコイルに流れる電流により生じる磁界と、永久磁石から生じる磁界の向きとに基づき、シャフトがその軸線に沿って往復動されるが、このとき、シャフトがいずれの方向に移動するかは、コイルに流れる電流の向きにより変化する磁界により定められる。一方、上記のようなアクチュエータでは、固定子に、シャフトに近接配置されて該シャフトをガイドするシャフトガイド部材を設け、このシャフトガイド部材とシャフトとの間隔を、第１及び第２の磁石とシャフトの可動子との間隔よりも小さい寸法に形成したので、例えば外乱振動によってラジアル方向の衝撃が加わったとしても、シャフトが、該シャフトに近接配置されたシャフトガイド部材に先に接触し、これによって磁石とシャフトの可動子との衝突により生じる該磁石の破損が防止される。 The actuator configured as described above has the following effects. That is, in the inner movable type actuator according to the present invention, in a state where the coil is not energized, a pair of permanent magnets (first and second magnets) arranged so that different magnetic poles are adjacent and opposed so as to sandwich the mover of the shaft. The shaft is arranged at a neutral point in the stator by the magnetic force generated from the two magnets. In addition, when the coil is energized, the shaft is reciprocated along the axis based on the magnetic field generated by the current flowing in the coil and the direction of the magnetic field generated from the permanent magnet. Whether to move in the direction is determined by a magnetic field that changes depending on the direction of the current flowing in the coil. On the other hand, in the actuator as described above, the stator is provided with a shaft guide member that is arranged close to the shaft and guides the shaft, and the distance between the shaft guide member and the shaft is set to the first and second magnets and the shaft. Therefore, even if a radial impact is applied due to, for example, disturbance vibration, the shaft first comes into contact with the shaft guide member arranged close to the shaft. Damage to the magnet caused by the collision between the magnet and the mover of the shaft is prevented.

また、本発明に係わるアウター可動型のアクチュエータでは、コイルに通電していない状態では、可動子側の鉄部材に近接配置されるとともにシャフトを挟んで異なる磁極が隣接かつ対向するように固定子に配置された一対の永久磁石（第１、第２の磁石）から生じる磁力により、可動子が中立点に配置される。また、コイルに通電した場合に、そのコイルに流れる電流により生じる磁界と、永久磁石から生じる磁界の向きとに基づき、可動子がシャフトの軸線に沿って往復動されるが、このとき、可動子がいずれの方向に移動するかは、コイルに流れる電流の向きにより変化する磁界により定められる。一方、上記のようなアクチュエータでは、可動子の各端部に、シャフトに近接配置されて該シャフトに沿ってガイドされるシャフトガイド部材を設け、このシャフトガイド部材と前記シャフトとの間隔を、第１及び第２の磁石と可動子側の鉄部材との間隔よりも小さい寸法に形成したので、例えば外乱振動によってラジアル方向の衝撃が加わったとしても、前記シャフトガイドが、近接位置に配置されているシャフトに先に接触し、これによって磁石と可動子側の鉄部材との衝突により生じる該磁石の破損が防止される。 Further, in the outer movable actuator according to the present invention, when the coil is not energized, the stator is arranged close to the iron member on the mover side and different magnetic poles are adjacent and facing each other across the shaft. The mover is arranged at the neutral point by the magnetic force generated from the pair of permanent magnets (first and second magnets) arranged. Further, when the coil is energized, the mover is reciprocated along the axis of the shaft based on the magnetic field generated by the current flowing through the coil and the direction of the magnetic field generated from the permanent magnet. The direction in which the coil moves depends on the magnetic field that changes depending on the direction of the current flowing in the coil. On the other hand, in the actuator as described above, a shaft guide member disposed near the shaft and guided along the shaft is provided at each end portion of the mover, and the distance between the shaft guide member and the shaft is set to Since the dimension is smaller than the distance between the first and second magnets and the iron member on the mover side, the shaft guide is disposed at a close position even if a radial impact is applied by disturbance vibration, for example. This prevents the magnet from being damaged due to the collision between the magnet and the iron member on the mover side.

上記のように構成されたインナー可動型のアクチュエータでは、固定子に、シャフトに近接配置されて該シャフトをガイドするシャフトガイド部材を設け、このシャフトガイド部材とシャフトとの間隔を、第１及び第２の磁石とシャフトの可動子との間隔よりも小さい寸法に形成したので、例えば外乱振動によってラジアル方向の衝撃が加わったとしても、シャフトが、該シャフトに近接配置されたシャフトガイド部材に先に接触し、これによって磁石とシャフトの可動子との衝突により生じる該磁石の破損が防止され、装置の信頼性が向上する。 In the inner movable actuator configured as described above, the stator is provided with a shaft guide member that is disposed in the vicinity of the shaft and guides the shaft, and the distance between the shaft guide member and the shaft is set to the first and the first. Since the size is smaller than the distance between the magnet and the mover of the shaft, even if a radial impact is applied by, for example, disturbance vibration, the shaft is first placed on the shaft guide member disposed in the vicinity of the shaft. This prevents damage to the magnet caused by the collision between the magnet and the mover of the shaft, thereby improving the reliability of the apparatus.

また、上記のように構成されたインナー可動型のアクチュエータでは、固定子の各端部に、シャフトを貫通させる貫通孔を有するフランジを設け、このフランジに形成した貫通孔の周縁とシャフトとの間隔を、第１及び第２の磁石とシャフトの可動子との間隔よりも小さい寸法に形成したので、例えば外乱振動によってラジアル方向の衝撃が加わったとしても、シャフトが、フランジに形成した貫通孔の周縁部に先に接触し、これによって磁石とシャフトの可動子との衝突により生じる該磁石の破損が防止され、装置の信頼性が向上する。 Further, in the inner movable type actuator configured as described above, a flange having a through-hole through which the shaft passes is provided at each end of the stator, and the distance between the periphery of the through-hole formed in the flange and the shaft Is formed to have a size smaller than the distance between the first and second magnets and the shaft mover. For example, even if a radial impact is applied by disturbance vibration, the shaft has a through hole formed in the flange. The peripheral portion is first contacted, thereby preventing breakage of the magnet caused by the collision between the magnet and the mover of the shaft, thereby improving the reliability of the apparatus.

また、上記のように構成されたアウター可動型のアクチュエータでは、可動子の各端部に、シャフトに近接配置されて該シャフトに沿ってガイドされるシャフトガイド部材を設け、このシャフトガイド部材と前記シャフトとの間隔を、第１及び第２の磁石と可動子側の鉄部材との間隔よりも小さい寸法に形成したので、例えば外乱振動によってラジアル方向の衝撃が加わったとしても、前記シャフトガイドが、近接位置に配置されているシャフトに先に接触し、これによって磁石と可動子側の鉄部材との衝突により生じる該磁石の破損が防止され、装置の信頼性が向上する。 Further, in the outer movable type actuator configured as described above, a shaft guide member disposed near the shaft and guided along the shaft is provided at each end of the mover. Since the distance from the shaft is smaller than the distance between the first and second magnets and the iron member on the mover side, even if a radial impact is applied due to disturbance vibration, for example, the shaft guide First, the shaft arranged at the close position is contacted first, thereby preventing the magnet from being damaged by the collision between the magnet and the iron member on the mover side, and the reliability of the apparatus is improved.

また、上記のように構成されたアウター可動型のアクチュエータでは、可動子の各端部に、シャフトを貫通させる貫通孔を有するフランジを設け、このフランジに形成した貫通孔の周縁とシャフトとの間隔を、第１及び第２の磁石と可動子側の鉄部材との間隔よりも小さい寸法に形成したので、例えば外乱振動によってラジアル方向の衝撃が加わったとしても、フランジに形成した貫通孔の周縁部がシャフトに先に接触し、これによって磁石と可動子側の鉄部材との衝突により生じる該磁石の破損が防止され、装置の信頼性が向上する。 Further, in the outer movable type actuator configured as described above, a flange having a through-hole through which the shaft passes is provided at each end of the mover, and the distance between the periphery of the through-hole formed in this flange and the shaft Is formed in a dimension smaller than the distance between the first and second magnets and the iron member on the mover side, so that the peripheral edge of the through-hole formed in the flange even if a radial impact is applied by disturbance vibration, for example. The portion comes into contact with the shaft first, thereby preventing the magnet from being damaged by the collision between the magnet and the iron member on the mover side, thereby improving the reliability of the apparatus.

（実施例１） Example 1

以下に本発明の実施例１を図１に基づいて説明する。図１は本発明に係わるインナー可動型のアクチュエータ１００の全体を示す側断面図であって、この図において符号１で示すものは固定子、符号２はこの固定子１を貫通するように配置されたシャフトである。 Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a side sectional view showing an entire inner movable type actuator 100 according to the present invention. In this figure, reference numeral 1 indicates a stator, and reference numeral 2 is disposed so as to pass through the stator 1. Shaft.

固定子１の内部には空隙１Ａが形成されており、この空隙１Ａ内には、第１の磁石３、第２の磁石４及び可動子５が設けられている。第１の磁石３は、固定子１内に配置されるものであって、異なる磁極（Ｎ・Ｓ）を隣接させた一対の永久磁石３Ａ・３Ｂから構成される。第２の磁石４は、シャフト２を挟んで第１の磁石３と反対側に位置する固定子１内に配置され、かつ異なる磁極（Ｓ・Ｎ）を隣接させかつ第１の磁極３に対しても異なる磁極が対向するように配置された一対の永久磁石４Ａ・４Ｂから構成される。可動子５は、シャフト２に固定される鉄片からなる積層体であって、固定子１側の磁石３及び磁石４に対して符号Ｄ１で示す間隔をおいて配置され、また、図示しないスペーサによって後述する一対の板ばね１０間に配置されている。そして、このような磁石３・４において、永久磁石３Ａと永久磁石４Ａとの間にて矢印ａで示される方向の磁界が発生し、永久磁石３Ｂと永久磁石４Ｂとの間にて矢印ｂで示される方向の磁界が発生する。 A gap 1A is formed inside the stator 1, and a first magnet 3, a second magnet 4 and a mover 5 are provided in the gap 1A. The first magnet 3 is disposed in the stator 1 and is composed of a pair of permanent magnets 3A and 3B having different magnetic poles (N · S) adjacent to each other. The second magnet 4 is disposed in the stator 1 located on the opposite side of the first magnet 3 with the shaft 2 interposed therebetween, and has a different magnetic pole (S · N) adjacent to the first magnet 3. However, it is comprised from a pair of permanent magnet 4A * 4B arrange | positioned so that a different magnetic pole may oppose. The mover 5 is a laminated body made of iron pieces fixed to the shaft 2, and is arranged at an interval indicated by reference numeral D1 with respect to the magnet 3 and the magnet 4 on the stator 1 side, and by a spacer (not shown). It arrange | positions between a pair of leaf | plate springs 10 mentioned later. In such magnets 3 and 4, a magnetic field in the direction indicated by the arrow a is generated between the permanent magnet 3A and the permanent magnet 4A, and the arrow b between the permanent magnet 3B and the permanent magnet 4B. A magnetic field in the direction shown is generated.

固定子１には、磁石３・４に形成される磁界を間に位置させるようにその周囲に導線からなるコイル６が設けられている。このコイル６は、固定子１に対して接着剤又は別部材によって固定され、かつシャフト２を挟んで対向配置される第１の磁石３、第２の磁石４の近傍にそれぞれ配置されるものであって、これら磁石３，４により生じる磁界（矢印ａ、矢印ｂで示される）の周囲に配置されている。そしてこのようなコイル６に対して図１に示されるような正方向の通電を行った場合に、矢印Ａで示すような磁束の流れが生じ、また、反対の負方向の通電を行った場合に、矢印Ｂで示すような磁束の流れが生じる。 The stator 1 is provided with a coil 6 made of a conducting wire around the magnetic field formed in the magnets 3 and 4 so as to be positioned therebetween. The coil 6 is fixed to the stator 1 with an adhesive or another member, and is disposed in the vicinity of the first magnet 3 and the second magnet 4 that are opposed to each other with the shaft 2 interposed therebetween. Therefore, it is arranged around a magnetic field (indicated by arrows a and b) generated by these magnets 3 and 4. When such a coil 6 is energized in the positive direction as shown in FIG. 1, the flow of magnetic flux as shown by the arrow A occurs, and when the opposite negative direction is energized. Then, a flow of magnetic flux as shown by an arrow B occurs.

また、固定子１の各端部には、シャフト２を貫通させる貫通孔７を有するフランジ８が設けられている。このフランジ８は、固定子１の空隙１Ａ内に外部から塵、ゴミなどの進入防止のために設けられているものであって、シャフト２とフランジ８の貫通孔７の周縁との間隔（符号Ｄ２で示す）は、磁石3・４とシャフト２の可動子５との衝突を防止するために、前述した磁石3・４とシャフト２の可動子５との間隔（符号Ｄ１で示す）よりも小さい寸法に形成されている。 Each end of the stator 1 is provided with a flange 8 having a through hole 7 through which the shaft 2 passes. The flange 8 is provided in the gap 1A of the stator 1 to prevent entry of dust, dirt, etc. from the outside, and the distance between the shaft 2 and the periphery of the through hole 7 of the flange 8 (reference numeral D2) is larger than the distance between the magnets 3 and 4 and the mover 5 of the shaft 2 (indicated by reference numeral D1) in order to prevent the collision between the magnets 3 and 4 and the mover 5 of the shaft 2. It is formed with small dimensions.

固定子１の各端部には板ばね１０がそれぞれ配置されている。これら板ばね１０は、固定子１とフランジ８との間にネジ（図示略）固定され、かつ中央に位置する取付部（符号９で示す）が、シャフト２に形成された溝２Ａに嵌合されたものであって、弾性変形することにより、シャフト２を矢印（イ）−（ロ）方向に揺動自在に支持する軸受として機能する。 A leaf spring 10 is disposed at each end of the stator 1. These leaf springs 10 are fixed with screws (not shown) between the stator 1 and the flange 8, and a mounting portion (indicated by reference numeral 9) located in the center is fitted in a groove 2 </ b> A formed in the shaft 2. Thus, it functions as a bearing that supports the shaft 2 so as to be swingable in the directions of arrows (A) to (B) by being elastically deformed.

そして、上記のようなアクチュエータ１００では、コイル６に通電していない状態では、シャフト２の可動子５を挟むように異なる磁極を隣接かつ対向するように配置した一対の永久磁石３Ａ・３Ｂ／４Ａ・４Ｂから生じる磁力により、該シャフト２が固定子１内の中立点に配置される（図１に示される状態）。また、コイル６に通電した場合に、そのコイル６に流れる電流により生じる磁界と、永久磁石３Ａ・３Ｂ／４Ａ・４Ｂから生じる磁界の向きとに基づき、シャフト２がその軸線に沿って往復動されるが、このとき、シャフト２がいずれの方向に移動するかは、コイル６に流れる電流の向きにより変化する磁界により定められる。すなわち、コイル６に対して正方向の通電を行った場合（図１に示されるコイル６の通電により）、矢印Ａで示すような磁束の流れが生じ、電流から生じる磁束の流れと、永久磁石３Ａ・４Ｂから生じる磁束の流れ（矢印ａで示す）とから生じる磁束の偏りにより、可動子５に固定されたシャフト２を矢印（イ）方向に移動させる推力が発生する。また、負方向の通電を行った場合に、矢印Ｂで示すような磁束の流れが生じ、電流から生じる磁束の流れと、永久磁石４Ｂ・３Ｂから生じる磁束の流れ（矢印ｂで示す）とによって生じる磁束の偏りにより、可動子５に固定されたシャフト２を矢印（ロ）方向に移動させる推力が発生する。そして、このような正方向又は負方向の電流の切り換えが交互に行われることにより、板ばね１０に軸支されたシャフト２がその軸線に沿う矢印（イ）―（ロ）方向に往復動する。 In the actuator 100 as described above, in a state where the coil 6 is not energized, a pair of permanent magnets 3A and 3B / 4A in which different magnetic poles are arranged adjacent to and opposite to each other so as to sandwich the mover 5 of the shaft 2 is interposed therebetween. The shaft 2 is arranged at a neutral point in the stator 1 by the magnetic force generated from 4B (the state shown in FIG. 1). Further, when the coil 6 is energized, the shaft 2 is reciprocated along the axis based on the magnetic field generated by the current flowing in the coil 6 and the direction of the magnetic field generated from the permanent magnets 3A, 3B / 4A, and 4B. However, at this time, the direction in which the shaft 2 moves is determined by the magnetic field that changes depending on the direction of the current flowing through the coil 6. That is, when the coil 6 is energized in the positive direction (by energizing the coil 6 shown in FIG. 1), the magnetic flux flows as indicated by the arrow A, and the magnetic flux generated from the current and the permanent magnet Due to the bias of the magnetic flux generated from the flow of magnetic flux generated by 3A and 4B (indicated by the arrow a), a thrust force that moves the shaft 2 fixed to the mover 5 in the direction of the arrow (A) is generated. Further, when energization in the negative direction is performed, the flow of magnetic flux as shown by the arrow B occurs, and the flow of magnetic flux generated from the current and the flow of magnetic flux generated from the permanent magnets 4B and 3B (shown by the arrow b) Due to the generated magnetic flux bias, a thrust force that moves the shaft 2 fixed to the mover 5 in the direction of the arrow (b) is generated. Then, the switching of the current in the positive direction or the negative direction is alternately performed, so that the shaft 2 supported by the leaf spring 10 reciprocates in the directions of arrows (A) to (B) along the axis. .

以上説明したような本実施形態に示されるアクチュエータ１００では、固定子１の各端部に、シャフト２を貫通させる貫通孔７を有するフランジ８を設け、このシャフト２と、フランジ８に形成した貫通孔７の周縁との間隔（符号Ｄ２で示す）を、磁石３・４とシャフト２の可動子５との間隔（符号Ｄ１で示す）よりも小さい寸法に形成したので、例えば外乱振動によってラジアル方向（シャフトの径方向）の衝撃が加わったとしても、シャフト２が、フランジ８に形成した貫通孔７の周縁部に先に接触し、これによって磁石3・４とシャフト２の可動子５とが衝突して、これら磁石３・４が破損することが防止され、装置の信頼性が向上する。 In the actuator 100 shown in the present embodiment as described above, a flange 8 having a through hole 7 through which the shaft 2 passes is provided at each end portion of the stator 1, and the shaft 2 and the penetration formed in the flange 8 are provided. Since the distance (indicated by reference numeral D2) from the periphery of the hole 7 is smaller than the distance (indicated by reference numeral D1) between the magnets 3 and 4 and the mover 5 of the shaft 2, the radial direction is caused by, for example, disturbance vibration. Even if an impact in the (diameter direction of the shaft) is applied, the shaft 2 first comes into contact with the peripheral portion of the through hole 7 formed in the flange 8, whereby the magnets 3 and 4 and the mover 5 of the shaft 2 are brought into contact with each other. The magnets 3 and 4 are prevented from being damaged due to collision, and the reliability of the apparatus is improved.

また、ラジアル方向に移動したシャフト２は、符号Ｄ２で示される僅かな距離を移動しただけで、貫通孔７の周縁部に接触するので、接触による衝撃も少ない。また、これらシャフト２とフランジ７は鉄材により形成されているので、接触衝突により破損が生じることもない。また、磁石３・４とシャフト２の可動子５との間隔（符号Ｄ１で示す）が０．３ｍｍであるのに対して、シャフト２とフランジ８に形成した貫通孔７の周縁との間隔（符号Ｄ２で示す）を例えば、０．１ｍｍといった僅かな寸法とすることにより、この僅かなギャップを利用して、アクチュエータ１００を組み立てる際の基準面として利用することも可能となる。 Further, since the shaft 2 moved in the radial direction contacts the peripheral edge of the through-hole 7 only by moving a small distance indicated by reference sign D2, there is little impact due to contact. Further, since the shaft 2 and the flange 7 are made of iron, they are not damaged by contact collision. The distance between the magnets 3 and 4 and the mover 5 of the shaft 2 (indicated by reference numeral D1) is 0.3 mm, whereas the distance between the shaft 2 and the periphery of the through-hole 7 formed in the flange 8 ( For example, by using a slight gap such as 0.1 mm, it is possible to use this slight gap as a reference surface when assembling the actuator 100.

上記の実施形態では、シャフト２をガイドするシャフトガイド部材として、フランジ８に形成された貫通孔７を利用したが、これに限定されず、固定子１の内部をシャフト２の近傍にまで突出させて、この突出部にてシャフト２のラジアル方向への移動を規制するようにしても良い。その際、この突出部とシャフト２との間隔（符号Ｄ２に相当）を、磁石３・４とシャフト２の可動子５との間隔（符号Ｄ１で示す）よりも小さい寸法に形成することで、磁石３・４とシャフト２の可動子５との接触、衝突が防止される。すなわち、この固定子１の内部に設けた突出部を、シャフト２をガイドするシャフトガイド部材として利用しても良い。また、このような突出部及び前述したフランジ８は、磁石３・４よりも硬度が高い材料により形成される。 In the above embodiment, the through hole 7 formed in the flange 8 is used as the shaft guide member for guiding the shaft 2, but the present invention is not limited to this, and the inside of the stator 1 is protruded to the vicinity of the shaft 2. Thus, the movement of the shaft 2 in the radial direction may be restricted by the protruding portion. At that time, by forming the distance between the projecting portion and the shaft 2 (corresponding to the symbol D2) to be smaller than the distance between the magnets 3 and 4 and the movable element 5 of the shaft 2 (indicated by the symbol D1), Contact and collision between the magnets 3 and 4 and the mover 5 of the shaft 2 are prevented. That is, the protruding portion provided inside the stator 1 may be used as a shaft guide member that guides the shaft 2. Moreover, such a protrusion and the flange 8 described above are formed of a material having higher hardness than the magnets 3 and 4.

（実施例２） (Example 2)

以下に本発明の実施例２を図２（ａ）及び（ｂ）に基づいて説明する。実施例２はアウター可動型のアクチュエータ１０１を示すものであるが、基本原理は実施例１のインナー可動型と同じである。 A second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 2 (a) and 2 (b). The second embodiment shows the outer movable actuator 101, but the basic principle is the same as the inner movable type of the first embodiment.

図２において、符号２０で示すものは固定側のシャフトであり、このシャフト２０の途中には、コアとなる固定子２１が設けられている。この固定子２１には、シャフト２０を挟んで異なる磁極が対向するよう配置された第１の磁石２２、第２の磁石２３が配置されている。第１の磁石２２は、異なる磁極（Ｎ・Ｓ）を隣接させた一対の永久磁石２２Ａ・２２Ｂから構成される。第２の磁石２３は、第１の磁石２２に対してシャフト２０を挟んで反対側に位置し、かつ異なる磁極（Ｓ・Ｎ）が隣接するように配置された一対の永久磁石２３Ａ・２３Ｂから構成される。また、シャフト２０には、これら磁石２２・２３により生じる磁界を間に位置させて、かつこれら磁石２２・２３の周囲にて巻回されるコイル２４が設けられている。なお、コイル２４は、固定側のシャフト２０に対して接着剤又は別部材を用いて固定されている。 In FIG. 2, reference numeral 20 denotes a fixed-side shaft, and a stator 21 serving as a core is provided in the middle of the shaft 20. The stator 21 is provided with a first magnet 22 and a second magnet 23 that are arranged so that different magnetic poles face each other across the shaft 20. The first magnet 22 is composed of a pair of permanent magnets 22A and 22B having different magnetic poles (N and S) adjacent to each other. The second magnet 23 is composed of a pair of permanent magnets 23A and 23B that are located on the opposite side of the first magnet 22 with the shaft 20 interposed therebetween and that are arranged so that different magnetic poles (SN) are adjacent to each other. Composed. The shaft 20 is provided with a coil 24 that is wound around the magnets 22 and 23 with a magnetic field generated by the magnets 22 and 23 positioned therebetween. The coil 24 is fixed to the fixed shaft 20 using an adhesive or another member.

シャフト２０の周囲には、固定子２１を囲むように配置されてその内部に鉄部材２５を有する可動子２６が設けられている。固定子２１内の鉄部材２５は、鉄片からなる積層体からなり、磁石２２・２３に近接する位置関係に設けられている。可動子２６の各端部には板ばね２８がそれぞれ設けられている。これら板ばね２８は、中央の取付部（符号２７で示す）がシャフト２０に形成された溝２０Ａに嵌合され、その上縁部及び下縁部が可動子２６とフランジ３０（後述する）との間にネジ（図示略）固定されている。また、これら板ばね２８は、弾性変形することにより、可動子２６を矢印（イ）−（ロ）方向に揺動自在に支持する軸受として機能する。 Around the shaft 20, there is provided a mover 26 which is disposed so as to surround the stator 21 and has an iron member 25 therein. The iron member 25 in the stator 21 is a laminated body made of iron pieces and is provided in a positional relationship close to the magnets 22 and 23. A leaf spring 28 is provided at each end of the mover 26. These leaf springs 28 are fitted with a groove 20A formed in the shaft 20 at a central mounting portion (indicated by reference numeral 27), and an upper edge portion and a lower edge portion thereof are a movable element 26 and a flange 30 (described later). A screw (not shown) is fixed between the two. The leaf springs 28 function as bearings that support the movable element 26 so as to be swingable in the directions of arrows (A) to (B) by being elastically deformed.

また、この可動子２６の各端部には、シャフト２０に近接配置されて、該シャフト２０に沿ってガイドされる貫通孔２９を有するフランジ３０が設けられている。なお、このフランジ２９は、可動子２６内に外部から塵、ゴミなどの進入防止、及びアウター可動型の場合に重量バランスをとる役割がある。また、このフランジ３０の貫通孔２９の周縁とシャフト２０の間隔（符号Ｄ３で示す）は、磁石２２・２３と鉄部材２５との衝突を防止するために、磁石２２・２３と鉄部材２５との間隔（符号Ｄ４で示す）よりも小さい寸法に形成されている。 Each end of the movable element 26 is provided with a flange 30 having a through-hole 29 that is disposed close to the shaft 20 and guided along the shaft 20. The flange 29 has a role of preventing dust and dust from entering the movable element 26 from the outside and balancing the weight in the case of the outer movable type. The distance between the periphery of the through-hole 29 of the flange 30 and the shaft 20 (indicated by reference numeral D3) is such that the magnets 22 and 23 and the iron member 25 The size is smaller than the interval (indicated by reference numeral D4).

そして、上記のようなアクチュエータ１０１では、コイル２４に通電していない状態では、シャフト２０の固定子２１を挟むように異なる磁極を隣接かつ対向するように配置した一対の永久磁石２２Ａ・２２Ｂ／２３Ａ・２３Ｂから生じる磁力により、該シャフト２０が固定子１内の中立点に配置される（図２（ｂ）に示される状態）。また、コイル２４に通電した場合に、そのコイル２４に流れる電流により生じる磁界と、永久磁石２２Ａ・２２Ｂ／２３Ａ・２３Ｂから生じる磁界の向きとに基づき、可動子２６がシャフト２０に沿って矢印（イ）−（ロ）方向に往復動されるが、このとき、シャフト２０がいずれの方向に移動するかは、コイル２４に流れる電流の向きにより変化する磁界により定められる。すなわち、コイル２４に対して正方向の通電を行った場合（図１に示されるコイル６と同方向のコイル２４への通電により）、矢印Ａで示すような磁束の流れが生じ、電流から生じる磁束の流れと、永久磁石２２Ａ・２３Ａから生じる磁束の流れ（矢印ａで示す）とから生じる磁束の偏りにより、可動子２６を矢印（イ）方向に移動させる推力が発生する。また、負方向の通電を行った場合に、矢印Ｂで示すような磁束の流れが生じ、電流から生じる磁束の流れと、永久磁石２３Ｂ・２２Bから生じる磁束の流れ（矢印ｂで示す）とによって生じる磁束の偏りにより、可動子２６を矢印（ロ）方向に移動させる推力が発生する。そして、このような正方向又は負方向の電流の切り換えが交互に行われることにより、板ばね２８に軸支された可動子２６がシャフト２０に沿って矢印（イ）―（ロ）方向に往復動する。 In the actuator 101 as described above, in a state where the coil 24 is not energized, a pair of permanent magnets 22A and 22B / 23A in which different magnetic poles are arranged adjacent to and opposite to each other so as to sandwich the stator 21 of the shaft 20 therebetween. The shaft 20 is disposed at a neutral point in the stator 1 by the magnetic force generated from 23B (the state shown in FIG. 2B). When the coil 24 is energized, the mover 26 moves along the shaft 20 with an arrow (based on the direction of the magnetic field generated by the current flowing through the coil 24 and the direction of the magnetic field generated from the permanent magnets 22A, 22B / 23A, 23B. B) Reciprocating in the (b) direction. At this time, the direction in which the shaft 20 moves is determined by the magnetic field that changes depending on the direction of the current flowing through the coil 24. That is, when the coil 24 is energized in the positive direction (by energizing the coil 24 in the same direction as the coil 6 shown in FIG. 1), the magnetic flux flows as indicated by the arrow A and is generated from the current. Thrust that causes the mover 26 to move in the direction of the arrow (A) is generated by the bias of the magnetic flux generated from the flow of magnetic flux and the flow of magnetic flux generated by the permanent magnets 22A and 23A (indicated by the arrow a). Further, when energization in the negative direction is performed, the flow of magnetic flux as shown by the arrow B occurs, and the flow of magnetic flux generated from the current and the flow of magnetic flux generated from the permanent magnets 23B and 22B (shown by the arrow b) Due to the deviation of the generated magnetic flux, a thrust force that moves the mover 26 in the arrow (b) direction is generated. Then, by alternately switching the current in the positive direction or the negative direction as described above, the movable element 26 supported by the leaf spring 28 reciprocates along the shaft 20 in the directions of arrows (A) to (B). Move.

上記のように構成されたアクチュエータ１０１では、可動子２６の各端部に、シャフト２０を貫通させる貫通孔２９を有するフランジ３０を設け、このフランジ３０に形成した貫通孔２９の周縁とシャフト２０との間隔（符号Ｄ３で示す）を、磁石２２・２３と可動子２６側の鉄部材２５との間隔（符号Ｄ４で示す）よりも小さい寸法に形成したので、例えば外乱振動によってラジアル方向の衝撃が加わったとしても、フランジ３０に形成した貫通孔２９の周縁部がシャフト２０と先に接触し、これにより磁石２２・２３と可動子２６側の鉄部材２５とが衝突することにより該磁石２２・２３が破損されることが防止され、その結果、装置の信頼性が向上する。 In the actuator 101 configured as described above, a flange 30 having a through hole 29 through which the shaft 20 passes is provided at each end of the mover 26, and the periphery of the through hole 29 formed in the flange 30 and the shaft 20 Is formed to be smaller than the distance between the magnets 22 and 23 and the iron member 25 on the movable element 26 side (indicated by reference numeral D4). For example, the impact in the radial direction is caused by disturbance vibration. Even if added, the peripheral portion of the through hole 29 formed in the flange 30 comes into contact with the shaft 20 first, thereby causing the magnets 22 and 23 and the iron member 25 on the movable element 26 to collide with each other. 23 is prevented from being damaged, and as a result, the reliability of the apparatus is improved.

また、可動子２６とともにラジアル方向に移動したフランジ３０は、符号Ｄ３で示される僅かな距離を移動しただけで、その貫通孔２９の周縁部がシャフト２０に接触するので、接触による衝撃も少ない。また、これらシャフト２０とフランジ３０は鉄材により形成されているので、接触衝突により破損が生じることもない。また、磁石２２・２３と可動子２６の鉄部材２５との間隔（符号Ｄ４で示す）が０．３ｍｍであるのに対して、シャフト２０とフランジ３０に形成した貫通孔２９の周縁との間隔（符号Ｄ３で示す）を例えば、０．１ｍｍといった僅かな寸法とすることにより、この僅かなギャップを利用して、アクチュエータ１０１を組み立てる際の基準面として利用することも可能となる。 Further, the flange 30 that has moved in the radial direction together with the mover 26 moves only a small distance indicated by the symbol D3, and the peripheral portion of the through hole 29 contacts the shaft 20, so that the impact due to the contact is small. Further, since the shaft 20 and the flange 30 are made of iron, they are not damaged by contact collision. Further, the distance between the magnets 22 and 23 and the iron member 25 of the mover 26 (indicated by reference numeral D4) is 0.3 mm, whereas the distance between the shaft 20 and the periphery of the through-hole 29 formed in the flange 30. By making the dimension (indicated by reference sign D3) as small as 0.1 mm, for example, it is possible to use this slight gap as a reference plane when assembling the actuator 101.

また、上記の実施例では、シャフト２０にガイドされるシャフトガイド部材として、フランジ３０に形成された貫通孔２９を利用したが、これに限定されず、可動子２６の内壁をシャフト２０の近傍にまで突出させて、この突出部によりシャフト２０のラジアル方向への移動を規制しても良い。その際、この突出部とシャフト２０との間隔（符号Ｄ３に相当）を、磁石２２・２３と可動子２６側の鉄部材２５との間隔（符号Ｄ４で示す）よりも小さい寸法に形成することで、磁石２２・２３と可動子２６の鉄部材２５との接触、衝突が防止される。すなわち、この可動子２６の内部に設けた突出部を、シャフト２０にガイドされるシャフトガイド部材として利用しても良い。また、このような突出部及び前述したフランジ３０は、磁石２２・２３よりも硬度が高い材料により形成される。 In the above embodiment, the through hole 29 formed in the flange 30 is used as the shaft guide member guided by the shaft 20. However, the present invention is not limited to this, and the inner wall of the mover 26 is located near the shaft 20. The protrusion 20 may be protruded to restrict the movement of the shaft 20 in the radial direction. At this time, the interval between the projecting portion and the shaft 20 (corresponding to the symbol D3) is formed to be smaller than the interval between the magnets 22 and 23 and the iron member 25 on the movable element 26 side (indicated by the symbol D4). Thus, contact and collision between the magnets 22 and 23 and the iron member 25 of the mover 26 are prevented. That is, the protrusion provided inside the movable element 26 may be used as a shaft guide member guided by the shaft 20. Moreover, such a protrusion and the flange 30 described above are formed of a material having higher hardness than the magnets 22 and 23.

本発明に係わるインナー可動型のアクチュエータ１００の全体を示す側断面図である。1 is a side sectional view showing an entire inner movable actuator 100 according to the present invention. 本発明に係わるアウター可動型のアクチュエータ１０１を示す図であって、（ａ）その正面図、（ｂ）はその側断面図である。It is a figure which shows the outer movable type actuator 101 concerning this invention, Comprising: (a) The front view, (b) is the sectional side view.

Explanation of symbols

１固定子
２シャフト
３第１の磁石
３Ａ永久磁石
３Ｂ永久磁石
４第２の磁石
４Ａ永久磁石
４Ｂ永久磁石
５可動子
６コイル
７貫通孔
８フランジ（シャフトガイド部材）
２０シャフト
２１固定子
２２第１の磁石
２２Ａ永久磁石
２２Ｂ永久磁石
２３第２の磁石
２３Ａ永久磁石
２３Ｂ永久磁石
２４コイル
２５鉄部材
２６可動子
２９貫通孔
３０フランジ（シャフトガイド部材）
１００インナー可動型のアクチュエータ
１０１アウター可動型のアクチュエータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stator 2 Shaft 3 1st magnet 3A Permanent magnet 3B Permanent magnet 4 2nd magnet 4A Permanent magnet 4B Permanent magnet 5 Mover 6 Coil 7 Through-hole 8 Flange (shaft guide member)
20 Shaft 21 Stator 22 First Magnet 22A Permanent Magnet 22B Permanent Magnet 23 Second Magnet 23A Permanent Magnet 23B Permanent Magnet 24 Coil 25 Iron Member 26 Movable Element 29 Through Hole 30 Flange (Shaft Guide Member)
100 Inner movable actuator 101 Outer movable actuator

Claims

A stator, a shaft arranged in the stator, an iron mover fixed in the middle of the shaft, and different magnetic poles facing each other in the stator so as to sandwich the mover of the shaft First and second magnets disposed, and coils wound around the magnets so that the magnetic fields of the first and second magnets are located between the first and second magnets, Each of the two magnets is an inner movable actuator configured by a pair of permanent magnets having different magnetic poles adjacent to each other,
The mover is disposed between a pair of leaf springs that function as a bearing that swingably supports the shaft in a direction along the axis of the shaft.
Each end portion of the stator is provided with a shaft guide member that is disposed close to the shaft and guides the shaft, and an interval between the shaft guide member and the shaft in a direction orthogonal to the axial direction of the shaft is: An actuator having a size smaller than a distance between the first and second magnets and a shaft mover in a direction perpendicular to the axial direction of the shaft.

The shaft guide member is configured by a flange provided at each end of the stator and having a through-hole through which the shaft passes.
The distance between the shaft and the peripheral edge forming the through hole of the flange is smaller than the distance between the first and second magnets and the mover of the shaft. The actuator described.

A shaft provided with a stator in the middle, a mover disposed around the shaft and surrounding the stator and having an iron member therein, and disposed close to the iron member on the mover side and sandwiching the shaft The first and second magnets arranged on the stator so that different magnetic poles are opposed to each other and the magnetic fields of the first and second magnets are wound around these magnets. And an outer movable actuator comprising a pair of permanent magnets each having a different magnetic pole adjacent to each other.
The mover is disposed between a pair of leaf springs that function as a bearing that swingably supports the mover in a direction along the axis of the shaft.
Each end of the mover is provided with a shaft guide member that is disposed close to the shaft and guided along the shaft, and the shaft guide member and the shaft in a direction perpendicular to the axial direction of the shaft are provided. The actuator is characterized in that the distance is formed to be smaller than the distance between the first and second magnets and the iron member on the mover side in the direction orthogonal to the axial direction of the shaft .

The shaft guide member is configured by a flange provided at each end of the mover and having a through-hole through which the shaft passes.
The distance between the shaft and the peripheral edge forming the through hole of the flange is smaller than the distance between the first and second magnets and the iron member on the mover side. 3. The actuator according to 3.