JP5266697B2 - リニアアクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、リニアアクチュエータに関するものである。

従来から、電磁作用により可動子を往復動させるリニアアクチュエータが知られている。このリニアアクチュエータは、バネを併用し共振させることで駆動できることから、コンプレッサモータなどとして利用されている。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など優れた性能を発揮できることから、冷蔵庫、冷凍庫あるいはエアコンディショナなど幅広く利用されることが期待されている。
リニアアクチュエータとしては、具体的には、筒状に形成された固定子と、この固定子の筒孔に挿通されて往復動可能に支持された可動子と、起磁力を発生させるコイルと、筒孔の内壁に可動子を挟んで対向配置された永久磁石と、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このような構成のリニアアクチュエータは、コイルに通電すると、可動子の軸線方向に直交する方向の起磁力が生じ、その磁束は、永久磁石の磁束に案内されて、可動子における軸線方向の磁束密度が変化する。そのため、軸線方向の一方に可動子を移動させることができ、コイルに流す電流の方向を交互に変化させて軸線方向の磁束密度を交互に変化させることにより、可動子を往復動させることができる。
また、このように往復動する可動子の変位を測定するためにリニアセンサが用いられる。リニアセンサとしては、例えば、可動部と検出部との相対変位をセンサコイルのインダクタンス変化として検出するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００４−３４３９６４号公報 特開２００６−２０８１３８号公報

ところで、上述のリニアアクチュエータとリニアセンサとは、別製品としてそれぞれ設計・製作されていた。したがって、可動子の変位を測定するためには、リニアアクチュエータの外部あるいは内部に、ネジなどによってリニアセンサが組み付けられるのが一般的である。
このような従来の構成では、リニアアクチュエータとリニアセンサとを予め別々に製作した後に、リニアアクチュエータにリニアセンサを組み込むことになるため、製作と組立に費用と手間がかかり、生産効率の向上に限界があるという問題があった。
また、近年リニアアクチュエータが小型化しており、そのようなリニアアクチュエータではリニアセンサを組み込むスペースが狭くなり、ネジによる組み付けが困難になるという問題があった。
さらに、リニアセンサで可動子の変位を測定するために、リニアセンサ用の可動子を別に設ける必要があり、リニアアクチュエータの小型化に限界があった。

そこで、本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、生産効率の向上を図ることができるとともに、リニアセンサを効率よく確実に組み付けられ、かつ小型化することができるリニアアクチュエータを提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、
可動子と、該可動子の周囲に配置された固定子と、を備えたリニアアクチュエータにおいて、前記固定子の内側より突出させ、前記可動子を挟んで対向するように設けた一対の磁路形成突起と、各磁路形成突起を取り囲むように巻回したコイルとを備えるものであり、前記固定子の内側より前記磁路形成突起の延びる方向とは異なる方向に向けて突出させ、前記固定子と前記可動子との相対変位によって磁気抵抗が変化するセンサコア部と、該センサコア部の周囲に巻回され、前記可動子および前記センサコア部からなる磁気回路に交流磁界を発生するためのセンサコイルと、を備え前記可動子の変位量を検出可能なリニアセンサが組み込まれていることを特徴としている。
請求項１に係る発明によれば、リニアアクチュエータを駆動するための磁路をリニアセンサの磁路としても利用することができるため、リニアアクチュエータおよびリニアセンサを小型化することができる。また、リニアアクチュエータを製作すると同時にリニアセンサも組み付けられるため、生産効率を向上することができる。

請求項２に記載した発明は、前記センサコイルの励磁電流周波数が、前記可動子の駆動周波数より高くなっていることを特徴としている。
請求項２に係る発明によれば、センサコイルの励磁電流周波数をバンドパスフィルタなどで分離するようにすることで、リニアアクチュエータを駆動することによる影響を低減することができる。

請求項３に記載した発明は、前記リニアセンサを構成する前記センサコア部が前記固定子の軸方向端部近傍に配置され、当該固定子と連結されていることを特徴としている。
請求項３に係る発明によれば、リニアセンサをリニアアクチュエータの固定子にネジなどを用いずに一体化するように同時に組み付けることができるため、部品点数を少なくすることができる。つまり、リニアアクチュエータを製作すると同時にリニアセンサも組み付けられ、組み立てに要する時間を短くすることができるとともに、手間をかけずに製作することができ、生産効率を向上することができる。

請求項４に記載した発明は、前記リニアセンサが、前記可動子の軸方向に沿う方向に複数配置されていることを特徴としている。
請求項４に係る発明によれば、複数のリニアセンサの出力値の差動を取ることにより、ノイズ成分を除去した高精度な可動子の変位量を検出することができる。

請求項５に記載した発明は、前記リニアセンサが、前記可動子を介して対向する位置にそれぞれ配置されていることを特徴としている。
請求項５に係る発明によれば、複数のリニアセンサの出力値の平均を取ることにより、例えば可動子が外力によって駆動方向以外の方向へ振動した場合など、外乱が発生した場合にも可動子の変位量を高精度に検出することができる。

請求項６に記載した発明は、前記リニアセンサが、前記可動子の軸方向に沿う方向に複数配置されるとともに、前記可動子を介して対向する位置にそれぞれ配置されていることを特徴としている。
請求項６に係る発明によれば、可動子を介して対向する一方のリニアセンサの出力値の平均と他方の対向するリニアセンサの出力値の平均との差動を取るか、あるいは軸方向に沿う一方のリニアセンサの差動と他方のリニアセンサの差動との平均を取ることによって、外乱に強く、かつ高精度な測定をすることができる。

請求項７に記載した発明は、可動子と、該可動子の周囲に配置された固定子と、を備えたリニアアクチュエータにおいて、前記固定子の内側より突出させ、前記可動子を挟んで対向するように設けた一対の磁路形成突起と、各磁路形成突起を取り囲むように巻回したコイルとを備えるものであり、前記固定子と前記可動子との相対変位によって磁気抵抗が変化するセンサコア部と、前記可動子および前記センサコア部からなる磁気回路に交流磁界を発生するためのセンサコイルと、を備え前記可動子の変位量を検出可能なリニアセンサが組み込まれており、各磁路形成突起が、軸方向略中央に前記可動子の周方向に沿う方向の凹部が形成されており、当該凹部によって二分される磁路形成突起の少なくとも一方側の周面と前記凹部との間に前記センサコイルが巻回されていることを特徴としている。
請求項７に係る発明によれば、磁路形成突起における凹部の段差を利用してリニアセンサを構成することができるため、別途センサコア部を設ける必要がなくなり、より小型化することができる。

本発明によれば、リニアアクチュエータを製作すると同時にリニアセンサが組み付けられるため、生産効率を向上することができるとともに、リニアセンサを確実に組み付けることができる効果がある。また、リニアアクチュエータを駆動するための磁路をリニアセンサの磁路としても利用することができるため、リニアアクチュエータおよびリニアセンサを小型化することができる効果がある。

（第一実施形態）
次に、本発明の第一実施形態を図１〜図９に基づいて説明する。
図１〜図４に示すリニアアクチュエータ１１は、固定子としての外形略矩形状のヨーク１２と、このヨーク１２の内側に軸方向に沿い往復動可能に設けられた可動子１３と、ヨーク１２の内側の左側に固定された永久磁石１４、１５と、ヨーク１２の内側の右側に固定された永久磁石１６、１７とが備えられている。

永久磁石１４、１５は、ヨーク１２の内側に設けられた磁路形成突起１８の先端面１８ａに接着剤によって取り付けられ、また永久磁石１６、１７は、ヨーク１２の内側に設けられた磁路形成突起１９の先端面１９ａに接着剤によって取り付けられている。これら磁路形成突起１８及び１９は、ヨーク１２の中央部に軸方向に設けられている貫通孔２１の相対向する左右位置に、互いに径方向に沿いながら所定の幅をもって突設されている。即ち、図１、図２に示すように、磁路形成突起１８は、ヨーク１２の内側の左側面１２ａから可動子１３に向かって突設され、その先端面１８ａが可動子１３の周面と対応するように円弧状に凹んでいる。磁路形成突起１９は、ヨーク１２の内側の右側面１２ｂから可動子１３に向かって突設され、その先端面１９ａが可動子１３の周面と対応するように円弧上に凹んでいる。

永久磁石１４、１５は、円筒を所定の間隔をあけて二箇所その軸線に平行に切断した形状をなす同径同長同幅のフェライト磁石からなるものであって、互いに同軸をなすと共に、円周方向の位置を合わせて軸線方向に隣り合った状態で並べられている。つまり、図２に示す左側に永久磁石１４が、その右側に永久磁石１５が並べられている。これら永久磁石１４、１５は、軸線方向に直交する方向に磁極を並べたラジアル異方性のもので、互いの磁極の並びを逆にしている。具体的には、永久磁石１４は、Ｎ極が外径側にかつＳ極が内径側に配置されており、永久磁石１５は、Ｎ極が内径側にかつＳ極が外径側に配置されている。

永久磁石１６、１７も上記永久磁石１４、１５と同様に形成されてかつ同径同長同幅のフェライト磁石からなるものであって、互いに同軸をなすと共に、円周方向の位置を合わせて軸線方向に隣り合った状態で並べられている。つまり、図２に示す左側に永久磁石１６が、その右側に永久磁石１７が並べられている。これら永久磁石１６、１７も軸線方向に直交する方向に磁極を並べたラジアル異方性のもので、互いの磁極の並びを逆にしている。具体的には、永久磁石１６は、Ｎ極が内径側にかつＳ極が外径側に配置されており、永久磁石１７は、Ｎ極が外径側にかつＳ極が内径側に配置されている。

以上により、貫通孔２１の貫通方向に位置が合う永久磁石１４及び永久磁石１６は互いに内径側の磁極を逆にしており、貫通孔２１の軸線方向に位置が合う永久磁石１５及び永久磁石１７も互いに内径側の磁極を逆にしている。

可動子１３は、中央に貫通孔２０が形成されることで円筒状をなしており、その外径が永久磁石１４〜１７の内径よりも若干小径とされている。この可動子１３は、ヨーク１２の磁路形成突起１８、１９間に、即ち、永久磁石１４〜１７の内径側に、これらと対向しつつ同軸をなすように挿入されることで、ヨーク１２に対して貫通孔２１の貫通方向に往復動可能に設けられている。従って、永久磁石１４、１５及び永久磁石１６、１７と、可動子１３との間は、所定のギャップを有することとなる。また、可動子１３の軸線方向における長さは、ヨーク１２の貫通孔２１の貫通方向における長さよりも短くなっている。
なお、ヨーク１２は、例えばケイ素鋼板を軸方向に複数枚積層することで形成され、可動子１３も同一材質により同様にして形成されている。

また、図１に示すように、磁路形成突起１８を取り囲むようにコイル２２が巻回され、磁路形成突起１９を取り囲むようにコイル２３が巻回されている。従って、ヨーク１２には磁路形成突起１８，１９及びコイル２２，２３が設けられている。

ここで、図３は図１とは別の位置での正面断面図である。
図３に示すように、正面視においてヨークが左右に二分割されており、それぞれ分割されたヨーク片３１，３２が連結用コア３３，３４により接続されることで、上述したヨーク１２と同一の外形略矩形状になるように構成されている。なお、ヨーク片３１とヨーク片３２とは、左右対称の形状に形成されている。また、ヨーク片３１，３２および連結用コア３３，３４はヨーク１２と同様にケイ素鋼板で形成されている。

正面視左側のヨーク片３１には、右側のヨーク片３２を臨む両周端部３１ａに係合凸部３１ｂが形成されている。同様に、正面視右側のヨーク片３２には、左側のヨーク片３１を臨む両周端部３２ａに係合凸部３２ｂが形成されている。そして、正面視において上側のヨーク片３１の周端部３１ａとヨーク片３２の周端部３２ａとを連結するための連結用コア３３が設けられている。連結用コア３３は、ヨーク片３１の係合凸部３１ｂとヨーク片３２の係合凸部３２ｂとにそれぞれ係合する係合凹部３３ａおよび３３ｂがその両端部に形成されている。

同様に、正面視において下側のヨーク片３１の周端部３１ａとヨーク片３２の周端部３２ａとを連結するための連結用コア３４が設けられている。連結用コア３４は、ヨーク片３１の係合凸部３１ｂとヨーク片３２の係合凸部３２ｂとにそれぞれ係合する係合凹部３４ａおよび３４ｂがその両端部に形成されている。

また、連結用コア３４には、その内面３４ｃから可動子１３に指向するセンサコア３５が突出形成されている。つまり、連結用コア３４とセンサコア３５とで正面視において断面Ｔ字形に形成されている。図４に示すように、ヨーク片３１，３２および連結用コア３３，３４が接続された状態で、可動子１３の軸方向に沿う方向に複数枚積層されており、センサコア３５は軸方向に沿う方向に所定の長さ（奥行）を有している。つまり、本実施形態におけるヨークは、上述したヨーク１２で構成されている領域と、ヨーク片３１，３２および連結コア３３，３４とで構成される領域とからなる。また、センサコア３５の先端部と可動子１３との間には隙間ｄが形成されている。この隙間ｄは、狭くすると周囲の影響を受けにくくすることができるが、組立時に他の部品と干渉することを考慮して、適正になるように調整されている。なお、ヨーク片３１，３２と連結用コア３３，３４との接続箇所は溶接により一体化されている。さらに、センサコア３５の周囲にはセンサコイル３６が巻回されている。

このセンサコア３５とセンサコイル３６とで、リニアセンサ３７を構成する。リニアセンサ３７は、可動子１３の変位を検出することができる。ここで、図４に示すように、可動子１３のいずれか一方の端部が、必ずセンサコア３５と側面視において重なるように構成されている。つまり、可動子１３が往復動するときの可動子１３とセンサコア３５との重なりδに起因するセンサコイル３６のインダクタンス変化を検出することで、可動子１３の変位を検出することができるようになっている。

（作用）
上記構造のリニアアクチュエータ１１において、両側のコイル２２，２３に交流電流を同期して流す。ここで、図５〜図８において、双方のコイル２２，２３に通電することにより、矢印ａ又はｂ方向の磁路を形成し、これによって、可動子１３を図６に示す矢印方向Ｆ又は図８に示す矢印Ｇ方向に前進・後退（往復動）させる。

具体的には、図５に示すように、上記構造のリニアアクチュエータ１１において、コイル２２，２３に交流電流（正弦波電流、矩形波電流）を流すと、磁束が、永久磁石においてＳ極からＮ極に導かれることにより、ヨーク片３１の外周部、永久磁石１４、可動子１３、ヨーク片３２の外周部の順に循環する磁束ループａが形成される。その結果、可動子１３には、図６に示す軸方向（Ｆ方向）に力が作用し、可動子１３はその力に押されて同方向に移動する。一方、コイル２２，２３に上記方向とは逆方向の電流が流れる状態では、磁束が、永久磁石においてＳ極からＮ極に導かれることにより、ヨーク片３２の外周部、永久磁石１６、可動子１３、ヨーク片３１の外周部の順に循環する磁束ループｂが形成される。その結果、可動子１３には、図８に示す軸方向（Ｇ方向）に力が作用し、可動子１３はその力に押されて同方向に移動する。

可動子１３は、交流電流によるコイル２２，２３への電流の流れの方向が交互に変化することにより、上述の動作を繰り返し、ヨーク１２に対して可動子１３が軸方向に往復動することになる。

一方、図９に示すように、センサコイル３６に交流電流を流すと、センサの駆動磁束がセンサコア３５、可動子１３、永久磁石１６（永久磁石１４）、ヨーク片３２（ヨーク片３１）の順に循環する磁束ループｃが形成される。可動子１３がＦ方向またはＧ方向へ移動すると、センサコア３５と可動子１３との重なりδ（図４参照）が変化し、センサコイル３６のインダクタンスが変化する。このセンサコイル３６のインダクタンス変化を検出することによって、ヨーク１２に対する可動子１３の相対変位を検出することができる。

本実施形態によれば、可動子１３と、可動子１３の周囲に配置され、その内側には可動子１３を囲むように配置された複数のコイル２２，２３を有するヨーク１２と、を備えたリニアアクチュエータ１１において、ヨーク１２と可動子１３との相対変位によって磁気抵抗が変化するセンサコア３５と、ヨーク１２、可動子１３およびセンサコア３５からなる磁気回路に交流磁界を発生するためのセンサコイル３６と、を備え可動子１３の変位量を検出可能なリニアセンサ３７をヨークの一部に組み込んだ。

このように構成したため、リニアアクチュエータ１１を駆動するための磁路をリニアセンサ３７の磁路としても利用することができ、リニアアクチュエータ１１およびリニアセンサ３７を小型化することができる。また、リニアアクチュエータ１１を製作すると同時にリニアセンサ３７も組み付けられるため、生産効率を向上することができる。

また、センサコイル３６の励磁電流周波数を、可動子１３の駆動周波数より高くなるように構成した。
このように構成したため、センサコイル３６の励磁電流周波数をバンドパスフィルタなどで分離するようにすることで、リニアアクチュエータ１１を駆動することによる影響を低減することができる。また、センサコイルの励磁電流は、リニアアクチュエータの駆動に影響を与えないように、微弱なものとすることが可能である。

さらに、リニアセンサ３７を、ヨーク片３１，３２と連結配置するように構成した。
このように構成したため、リニアセンサ３７をリニアアクチュエータ１１のヨーク１２にネジなどを用いずに一体化するように同時に組み付けることができ、部品点数を少なくすることができる。したがって、リニアアクチュエータ１１を製作すると同時にリニアセンサ３７も組み付けられ、組み立てに要する時間を短くすることができるとともに、手間をかけずに製作することができ、生産効率を向上することができる。

また、連結コア３４とセンサコア３５とを一体化して断面Ｔ字形に形成したため、その後センサコア３５の周囲にセンサコイル３６を巻き付ける際に、連結コア３４が係止部になりコイルを巻き付け易くすることができる効果がある。さらに、センサコア３５が連結コア３４を介してヨーク片３１，３２に連続形成されているため、磁束が弱まることがなく、高感度の測定をすることができる。
さらに、ヨーク片３１，３２と連結コア３３，３４とを溶接により一体化したため、連結コア３４に一体的に設けられたリニアセンサ３７の位置も固定され、精度よく可動子１３の変位量を検出することができる。

（第二実施形態）
本発明の第二実施形態を図１０に基づいて説明する。なお、本実施形態は第一実施形態とリニアセンサの設置形態が異なるのみで、他の構成は略同一であるため、同一箇所には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
図１０に示すように、リニアアクチュエータ１１１には、リニアセンサが可動子１３の軸方向に沿う方向に２つ並べて配置されている。図１０における左側のリニアセンサを第１リニアセンサ１３７Ａ、右側のリニアセンサを第２リニアセンサ１３７Ｂとする。また、第１リニアセンサ１３７Ａは、第１センサコア１３５Ａと第１センサコイル１３６Ａとで構成され、第２リニアセンサ１３７Ｂは、第２センサコア１３５Ｂと第２センサコイル１３６Ｂとで構成されている。なお、第１リニアセンサ１３７Ａおよび第２リニアセンサ１３７Ｂの組み付け方法については、第一実施形態と同様である。

（作用）
上記構造のリニアアクチュエータ１１１において、両側のコイル２２，２３に交流電流を同期して流すと、可動子１３が軸方向に前進・後退（往復動）する。
このとき、第１センサコイル１３６Ａおよび第２センサコイル１３６Ｂに交流電流を流すと、第１リニアセンサ１３７Ａおよび第２リニアセンサ１３７Ｂの駆動磁束がそれぞれ形成される。可動子１３が軸方向へ移動すると、第１センサコア１３５Ａと可動子１３との重なりδ１が変化し、第１センサコイル１３６Ａのインダクタンスが変化する。同時に、第２センサコア１３５Ｂと可動子１３との重なりδ２が変化し、第２センサコイル１３６Ｂのインダクタンスが変化する。例えば、図１０において可動子１３が＋ｚ方向（左方向）に移動すると、δ１が大きくなり、δ２が小さくなる。すると、第１センサコイル１３６Ａのインダクタンスが増え、第２センサコイル１３６Ｂのインダクタンスが減る。そして、第１リニアセンサ１３７Ａと第２リニアセンサ１３７Ｂとの出力の差動を取ることにより、ノイズ成分を除去した高精度な検出をすることができる。

本実施形態によれば、リニアセンサを、可動子１３の軸方向に沿う方向に２つ配置した。
このように構成したため、第一実施形態の作用効果に加えて、第１リニアセンサ１３７Ａと第２リニアセンサ１３７Ｂとの出力値の差動を取ることにより、ノイズ成分を除去した高精度な可動子１３の変位量を検出することができる。

（第三実施形態）
本発明の第三実施形態を図１１、図１２に基づいて説明する。なお、本実施形態は第一実施形態とリニアセンサの設置形態が異なるのみで、他の構成は略同一であるため、同一箇所には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
図１１、図１２に示すように、リニアアクチュエータ２１１には、リニアセンサが可動子１３を介して対向する位置に２つ配置されている。図１１における下側のリニアセンサを第１リニアセンサ２３７Ａ、上側のリニアセンサを第２リニアセンサ２３７Ｂとする。また、第１リニアセンサ２３７Ａは、第１センサコア２３５Ａと第１センサコイル２３６Ａとで構成され、第２リニアセンサ２３７Ｂは、第２センサコア２３５Ｂと第２センサコイル２３６Ｂとで構成されている。なお、第１リニアセンサ２３７Ａおよび第２リニアセンサ２３７Ｂの組み付け方法については、第一実施形態と同様である。

（作用）
上記構造のリニアアクチュエータ２１１において、両側のコイル２２，２３に交流電流を同期して流すと、可動子１３が軸方向に前進・後退（往復動）する。
このとき、第１センサコイル２３６Ａおよび第２センサコイル２３６Ｂに交流電流を流すと、第１リニアセンサ２３７Ａおよび第２リニアセンサ２３７Ｂの駆動磁束がそれぞれ形成される。可動子１３が軸方向へ移動すると、第１センサコア２３５Ａと可動子１３との重なりδ１が変化し、第１センサコイル２３６Ａのインダクタンスが変化する。同時に、第２センサコア２３５Ｂと可動子１３との重なりδ２が変化し、第２センサコイル２３６Ｂのインダクタンスが変化する。例えば、図１２において可動子１３が＋ｚ方向（左方向）に移動すると、δ１およびδ２がともに大きくなる。すると、第１センサコイル２３６Ａのインダクタンスおよび第２センサコイル２３６Ｂのインダクタンスがともに増える。そして、第１リニアセンサ２３７Ａと第２リニアセンサ２３７Ｂとの出力の平均を取ることにより、可動子１３が外力によって駆動方向以外の方向（ｘ、ｙ方向）へ振動した場合などでも、外乱に強い出力を得ることができる。

本実施形態によれば、リニアセンサを、可動子１３を介して対向する位置に２つ配置した。
このように構成したため、第一実施形態の作用効果に加えて、第１リニアセンサ２３７Ａと第２リニアセンサ２３７Ｂとの出力値の平均を取ることにより、例えば可動子１３が外力によって駆動方向以外の方向へ振動した場合など、外乱が発生した場合にも可動子１３の変位量を高精度に検出することができる。

（第四実施形態）
本発明の第四実施形態を図１３に基づいて説明する。なお、本実施形態は第一実施形態とリニアセンサの設置形態が異なるのみで、他の構成は略同一であるため、同一箇所には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
図１３に示すように、リニアアクチュエータ３１１には、リニアセンサが可動子１３の軸方向に沿う方向に２つ並べて配置されており、かつリニアセンサは可動子１３を介して対向する位置に２つ配置されている。つまり、本実施形態ではリニアセンサが４つ配置されている。図１３における下側の左側のリニアセンサを第１リニアセンサ３３７Ａ、右側のリニアセンサを第２リニアセンサ３３７Ｂとし、上側の左側のリニアセンサを第３リニアセンサ３３７Ｃ、右側のリニアセンサを第４リニアセンサ３３７Ｄとする。

また、第１リニアセンサ３３７Ａは、第１センサコア３３５Ａと第１センサコイル３３６Ａとで構成され、第２リニアセンサ３３７Ｂは、第２センサコア３３５Ｂと第２センサコイル３３６Ｂとで構成され、第３リニアセンサ３３７Ｃは、第３センサコア３３５Ｃと第３センサコイル３３６Ｃとで構成され、第４リニアセンサ３３７Ｄは、第４センサコア３３５Ｄと第４センサコイル３３６Ｄとで構成されている。なお、第１リニアセンサ３３７Ａ〜第４リニアセンサ３３７Ｄの組み付け方法については、第一実施形態と同様である。

（作用）
上記構造のリニアアクチュエータ３１１において、両側のコイル２２，２３に交流電流を同期して流すと、可動子１３が軸方向に前進・後退（往復動）する。
このとき、第１センサコイル３３６Ａ〜第４センサコイル３３６Ｄに交流電流を流すと、第１リニアセンサ３３７Ａ〜第４リニアセンサ３３７Ｄの駆動磁束がそれぞれ形成される。可動子１３が軸方向へ移動すると、第１センサコア３３５Ａと可動子１３との重なりδ１が変化し、第１センサコイル３３６Ａのインダクタンスが変化する。同時に、第２センサコア３３５Ｂと可動子１３との重なりδ２が変化し、第２センサコイル３３６Ｂのインダクタンスが変化する。さらに、第３センサコア３３５Ｃと可動子１３との重なりδ３が変化し、第３センサコイル３３６Ｃのインダクタンスが変化するとともに、第４センサコア３３５Ｄと可動子１３との重なりδ４が変化し、第４センサコイル３３６Ｄのインダクタンスが変化する。

例えば、図１３において可動子１３が＋ｚ方向（左方向）に移動すると、δ１およびδ３が大きくなり、δ２およびδ４が小さくなる。すると、第１センサコイル３３６Ａのインダクタンスおよび第３センサコイル３３６Ｃのインダクタンスが増え、第２センサコイル３３６Ｂのインダクタンスおよび第４センサコイル３３６Ｄのインダクタンスが減る。そして、第１リニアセンサ３３７Ａと第３リニアセンサ３３７Ｃの出力平均と、第２リニアセンサ３３７Ｂと第４リニアセンサ３３７Ｄの出力平均との差動を取るか、あるいは第１リニアセンサ３３７Ａと第２リニアセンサ３３７Ｂの差動出力と、第３リニアセンサ３３７Ｃと第４リニアセンサ３３７Ｄの差動出力との平均を取ることにより、外乱に強く、かつ高精度な測定が可能となる。

本実施形態によれば、リニアセンサを、可動子１３の軸方向に沿う方向に２つ配置するとともに、可動子１３を介して対向する位置に２つ配置した。
このように構成したため、第一実施形態の作用効果に加えて、可動子１３を介して対向する第１リニアセンサ３３７Ａと第３リニアセンサ３３７Ｃの出力値の平均と他方の対向する第２リニアセンサ３３７Ｂと第４リニアセンサ３３７Ｄの出力値の平均との差動を取るか、あるいは軸方向に沿う一方の第１リニアセンサ３３７Ａと第２リニアセンサ３３７Ｂの差動と他方の第３リニアセンサ３３７Ｃと第４リニアセンサ３３７Ｄの差動との平均を取ることによって、外乱に強く、かつ高精度な測定をすることができる。

（第五実施形態）
本発明の第五実施形態を図１４に基づいて説明する。なお、本実施形態は第一実施形態とリニアセンサの設置形態が異なるのみで、他の構成は略同一であるため、同一箇所には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
図１４に示すように、リニアアクチュエータ４１１は、永久磁石１４、１５が、ヨーク１２の内側に設けられた磁路形成突起１８の先端面に接着剤によって取り付けられ、また永久磁石１６、１７が、ヨーク１２の内側に設けられた磁路形成突起１９の先端面に接着剤によって取り付けられている。
ここで、磁路形成突起１８及び１９には、可動子１３の周面に沿う方向に凹部４５０が形成されている。そして、凹部４５０と磁路形成突起１９の外周面との間にセンサコイル４３６が巻回されている。このように構成することで、センサコイル４３６が巻回されている部分がリニアセンサ４３７として機能する。
なお、図１４では一箇所のみにセンサコイル４３６が巻回されているが、第二実施形態〜第四実施形態と同様に複数箇所にセンサコイル４３６を巻回すると、第二実施形態〜第四実施形態と同様の作用効果が得られる。

本実施形態によれば、固定子１２における可動子１３の周面に対向する位置に突出形成された磁路形成突起１８，１９に、可動子１３の周方向に沿う方向に凹部４５０を形成し、凹部４５０と磁路形成突起１８，１９の周面との間にセンサコイル４３６を巻回した。
このように構成したため、磁路形成突起１８，１９における凹部４５０の段差を利用してリニアセンサ４３７を構成することができ、別途センサコア部を設ける必要がなくなり、より小型化することができる。

尚、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な材料や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。
例えば、本実施形態において、ヨーク（固定子）側にリニアセンサを一体化して配置した場合の説明をしたが、可動子側にリニアセンサを一体化して配置することもできる。なお、この場合、可動体にセンサコイルを巻き付けることになるため、非接触で通電しても良いし、可動子を往復運動可能に支持する部材に配線し通電しても良い。さらに、リニアセンサをヨーク（固定子）や可動子に一体化せず、別の係止方法でリニアアクチュエータ内に組み込んでもよい。
また、本実施形態において、リニアセンサを１つ、２つ、４つ配置した場合で説明をしたが、リニアセンサを３つ配置してもよく、数は限定しない。
さらに、リニアセンサを配置した箇所はヨーク片と連結コアで構成したが、ヨークとセンサコアを１つの部材で一体化してもよい。
そして、本実施形態においては鋼板を積層してヨークを構成する場合の説明をしたが、筒状の部材でヨークを構成し、リニアセンサも鋼板を積層して形成するのではなく連結用コアとセンサコアとが一体化された部材として筒状の部材からなるヨークに組み込むように構成してもよい。

本発明の実施形態におけるリニアアクチュエータの正面断面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図（平面断面図）である。 本発明の第一実施形態におけるリニアアクチュエータの正面断面図（図１とは別の位置での断面図）である。 図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図（側面断面図）である。 図３において可動子が後退（−Ｚ方向）するときの起磁力の方向を示す説明図である。 可動子が後退（Ｆ方向）するときの側面から見た説明図である。 図３において可動子が前進（＋Ｚ方向）するときの起磁力の方向を示す説明図である。 可動子が前進（Ｇ方向）するときの側面から見た説明図である。 図３におけるリニアセンサの起磁力の方向を示す説明図である。 本発明の第二実施形態におけるリニアアクチュエータの側面断面図である。 本発明の第三実施形態におけるリニアアクチュエータの正面断面図である。 図１１のＣ−Ｃ線に沿う断面図（側面断面図）である。 本発明の第四実施形態におけるリニアアクチュエータの側面断面図である。 本発明の第五実施形態におけるリニアアクチュエータの平面断面図である。

符号の説明

１１，１１１，２１１，３１１…リニアアクチュエータ １２…ヨーク（固定子） １３…可動子 １８，１９…磁路形成突起（突起部） ２２，２３…コイル ３５，１３５Ａ，１３５Ｂ，２３５Ａ，２３５Ｂ，３３５Ａ，３３５Ｂ，３３５Ｃ，３３５Ｄ…センサコア（センサコア部） ３６，１３６Ａ，１３６Ｂ，２３６Ａ，２３６Ｂ，３３６Ａ，３３６Ｂ，３３６Ｃ，３３６Ｄ，４３６…センサコイル ３７，１３７Ａ，１３７Ｂ，２３７Ａ，２３７Ｂ，３３７Ａ，３３７Ｂ，３３７Ｃ，３３７Ｄ，４３７…リニアセンサ ４５０…凹部

Claims (7)

1. 可動子と、
   該可動子の周囲に配置された固定子と、を備えたリニアアクチュエータにおいて、
   前記固定子の内側より突出させ、前記可動子を挟んで対向するように設けた一対の磁路形成突起と、各磁路形成突起を取り囲むように巻回したコイルとを備えるものであり、
   前記固定子の内側より前記磁路形成突起の延びる方向とは異なる方向に向けて突出させ、前記固定子と前記可動子との相対変位によって磁気抵抗が変化するセンサコア部と、該センサコア部の周囲に巻回され、前記可動子および前記センサコア部からなる磁気回路に交流磁界を発生するためのセンサコイルと、を備え前記可動子の変位量を検出可能なリニアセンサが組み込まれていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
2. 前記センサコイルの励磁電流周波数が、前記可動子の駆動周波数より高くなっていることを特徴とする請求項１に記載のリニアアクチュエータ。
3. 前記リニアセンサを構成する前記センサコア部が前記固定子の軸方向端部近傍に配置され、当該固定子と連結されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリニアアクチュエータ。
4. 前記リニアセンサが、前記可動子の軸方向に沿う方向に複数配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のリニアアクチュエータ。
5. 前記リニアセンサが、前記可動子を介して対向する位置にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のリニアアクチュエータ。
6. 前記リニアセンサが、前記可動子の軸方向に沿う方向に複数配置されるとともに、前記可動子を介して対向する位置にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のリニアアクチュエータ。
7. 可動子と、
   該可動子の周囲に配置された固定子と、を備えたリニアアクチュエータにおいて、
   前記固定子の内側より突出させ、前記可動子を挟んで対向するように設けた一対の磁路形成突起と、各磁路形成突起を取り囲むように巻回したコイルとを備えるものであり、
   前記固定子と前記可動子との相対変位によって磁気抵抗が変化するセンサコア部と、前記可動子および前記センサコア部からなる磁気回路に交流磁界を発生するためのセンサコイルと、を備え前記可動子の変位量を検出可能なリニアセンサが組み込まれており、
   各磁路形成突起が、軸方向略中央に前記可動子の周方向に沿う方向の凹部が形成されており、当該凹部によって二分される磁路形成突起の少なくとも一方側の周面と前記凹部との間に前記センサコイルが巻回されていることを特徴とするリニアアクチュエータ。

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