JP5520196B2

JP5520196B2 - アクチュエータ

Info

Publication number: JP5520196B2
Application number: JP2010247442A
Authority: JP
Inventors: 隆司柿内; 浩介佐藤
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2010-11-04
Filing date: 2010-11-04
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2030-11-04
Also published as: JP2012100471A

Description

本発明は、アクチュエータに関する。

従来、この種のアクチュエータとしては、たとえば、複数のコイルを保持するコイルホルダと、コイルホルダ内に移動自在に挿入されて外周に複数の永久磁石を備えた界磁を保持するロッド状の可動子と備えて構成され、コイルへ通電することでコイルホルダとロッドを軸方向に相対移動させる推力を発揮するようになっている。（たとえば、特許文献１参照）。

そして、このアクチュエータにおけるコイルホルダは、筒状であって、各コイルの外周に各コイル同士を結線する渡り線と、渡り線を収容する空隙と、外周から径方向へ開口して空隙に通じる孔を備えており、当該孔から渡り線に結線されるリード線をコイルホルダ外へ引き出し、リード線を外部電源へ接続するようになっている。

特開２００９−１５９７５２号公報

従来のアクチュエータでは、上記の如く、リード線は、コイルホルダの外周端部から径方向へ向けて引き出されているが、アクチュエータの設置箇所等の都合によってリード線をコイルホルダの軸方向へ引き出したくとも、軸方向へは引きだすことができず、一端径方向へ引き出してから、軸方向へ折り曲げるようにして対応することしかできず、リード線に大きな負荷がかかる。

また、リード線をコイルホルダの軸方向へ引き出す場合と、径方向へ引き出す場合とで、コイルホルダを二種類用意しなくてはならないので、部品管理が面倒で、製造コストも嵩むという問題もある。

そこで、本発明は上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、リード線へ与える負荷を軽減でき、部品管理も容易で経済性を向上させることができるアクチュエータを提供することである。

上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段は、可動子と、可動子を駆動する複数のコイルと、各コイルを保持するコイルホルダとを備え、可動子とコイルホルダとを相対移動させるアクチュエータにおいて、コイルホルダは、筒状であってコイルを保持するとともに、一端の外周に設けられてコイルホルダの軸方向に沿う縦面とコイルホルダの径方向に沿う横面を備えた切欠と、各コイルの外周に臨むとともにコイル同士を結線する渡り線を収容する空隙と、上記切欠の縦面からコイルホルダの径方向へ向けて開口して上記空隙へ通じる径方向孔と、上記切欠の横面からコイルホルダの軸方向へ向けて開口して上記空隙へ通じる軸方向孔とを備えたことを特徴とする。

本発明のアクチュエータによれば、コイルホルダの一端外周にコイルホルダの軸方向に沿う縦面とコイルホルダの径方向に沿う横面とを備えた切欠を設け、上記縦面からコイルホルダの径方向へ向けて開口してコイルを結線する渡り線を収容する空隙へ通じる径方向孔と、上記横面からコイルホルダの軸方向へ向けて開口して上記空隙へ通じる軸方向孔を備えているので、渡り線に結線されるリード線をコイルホルダの軸方向へも径方向へも望む方向へ引き出すことができ、リード線をコイルホルダの径方向へ引き出してから軸方向へ折り曲げたり、反対に、リード線をコイルホルダの軸方向へ引き出してから径方向へ折り曲げたりするような事態を招くことがなく、リード線へ与える負荷を軽減することができる。

また、一つのコイルホルダで、リード線を径方向へも軸方向へも引き出すことが可能であるから、径方向引き出し用のコイルホルダと軸方向引き出し用のコイルホルダの二種類のコイルホルダを用意しておく必要がなく、部品管理が簡単となり、一種類のコイルホルダのみを製造すれば、リード線の径方向引き出しにも軸方向引き出しにも対応することができるので、製造コストの低減も可能となる。

本発明の一実施の形態におけるリニアアクチュエータの横断面図である。本発明の一実施の形態におけるリニアアクチュエータのコイルホルダの斜視図である。本発明の一実施の形態の一変形例におけるリニアアクチュエータのコイルホルダの斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。一実施の形態におけるアクチュエータ１は、図１に示すように、筒状のコイルホルダ２と、コイルホルダ２内に移動自在に挿入されるとともに複数の永久磁石５でなる界磁４を保持する可動子としてのロッド３と、界磁４に対向するようにコイルホルダ２の内周に軸方向に並んで保持される複数のコイル６と、コイル６同士を結線する渡り線７と、渡り線７に結線されるリード線８とを備えて構成されており、コイル６へ通電してコイル６を適宜励磁することにより、コイルホルダ２と界磁４を保持するロッド３を軸方向に相対変位させる推力を発生することができるようになっている。

以下、アクチュエータ１の各部について詳しく説明する。ロッド３は、この実施の形態の場合、筒状とされており、内部に軸方向に並べた複数の永久磁石５を収容保持しており、これら永久磁石５で界磁４が形成されている。なお、ロッド３は、強磁性体材料で形成されると磁束が集中して永久磁石５の外周周りにおける磁束に影響を与えるので、非磁性体材料によって形成されるとよい。また、図示するところでは、永久磁石５は、ロッド３に七個設けられているが、アクチュエータ１の駆動ができる限りにおいて、設置数は複数であればよく、これに限られない。この場合、永久磁石５は、軸方向にＮ極とＳ極が現れるように着磁されており、隣り合う永久磁石５は同極同士を対向させてロッド３に軸方向に並べて保持されているが、内周と外周で極が異なるように着磁されていてもよく、いずれにしても、ロッド３の軸方向に沿ってＳ極とＮ極が交互に現れるようになっていればよい。なお、この実施の形態では、永久磁石５間にそれぞれ円盤状のヨーク９を介装するようにしており、これによって、ロッド３の外周に効率よく磁界を生じさせることができるようになっている。さらに、この実施の形態にあっては、ロッド３は、筒状とされて内部が中空とされて、当該内部に永久磁石５を収容する構造となっているが、ロッド３を単なる円柱として外周に永久磁石５を装着するようにしてもよい。

つづいて、コイルホルダ２は、筒状であって、内周にコイル６を保持するコイル保持部１０を備えている。そして、このコイル保持部１０には、コイルホルダ２の軸方向に並べて配置される複数の環状のコイル６が固定されている。

コイル６は、ロッド３の外周を取り巻くようにコイルホルダ２に保持されていて、ロッド３に設けた複数の永久磁石５でなる界磁４に対向しており、図示するところでは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相を二つずつの合計６個設けられて、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順に配置されている。そして、たとえば、コイル６の外周側に、Ｕ相同士、Ｖ相同士、Ｗ相同士のコイル６を数珠繋ぎに結線するとともに、Ｕ相のコイル群の一端、Ｖ相のコイル群の一端およびＷ相のコイル群の一端を結線する渡り線７が設けられている。また、Ｕ相のコイル群の他端、Ｖ相のコイル群の他端およびＷ相のコイル群の他端は、それぞれ、渡り線７を介して或いは直接にリード線８の一端に結線され、リード線８の他端は、図示しない外部電源へ接続され、コイル６へリード線８を介して給電することができるようになっている。なお、コイル６の相数は、一例であり、二相であってもよいし、三相以上とされてもよい。スター型結線の場合、渡り線７は、相毎のコイル６同士を数珠繋ぎに結線し、各相のコイル群の一端を結線し、リード線８は、相数に一致する数だけ用意され、当該他端を外部電源にそれぞれに結線することになる。Δ型結線の場合、渡り線７は、相毎のコイル６同士を数珠繋ぎに結線するとともに、各相のコイル群を数珠つなぎに結線し、リード線８は、やはり相数に一致する数だけ用意されて、各相のコイル群の間の渡り線７を外部電源に結線する。

また、コイルホルダ２は、コイル保持部１０の内周に通じてコイルホルダ２に軸方向に沿って設けられる空隙１１を備えており、この空隙１１は、コイル保持部１０に保持されたコイル６の外周に臨んで、コイル６を結線する渡り線７を収容している。

さらに、コイルホルダ２の一端の外周には、切欠１２が設けられており、この切欠１２は、図１および図２に示すように、コイルホルダ２の一端外周をＬ字状に切り落とした形状をしており、コイルホルダ２の軸方向に沿う縦面１３と、コイルホルダ２の径方向に沿う横面１４とを備えている。なお、この切欠１２は、縦面１３と横面１４のみから構成されているが、コイルホルダ２の軸方向に沿う縦面と、コイルホルダ２の径方向に沿う横面とを備えていればよいから、縦面と横面以外の面を備えて構成されていてもよい。したがって、たとえば、図３に示すように、切欠１２は、縦面１３と横面１４の他に側面１５，１６を備えて構成されていてもよい。

また、コイルホルダ２は、上記切欠１２の縦面１３からコイルホルダ２の径方向へ向けて開口して上記空隙１１へ通じる径方向孔１７と、上記切欠１２の横面１４からコイルホルダ２の軸方向へ向けて開口して上記空隙１１へ通じる軸方向孔１８を備えている。

そして、リード線８をコイルホルダ２の軸方向へ沿って引き出したい場合には、図１中実線で示すように、横面１４から開口して空隙１１へ通じる軸方向孔１８を通して外方へ引き出すようにし、反対に、リード線８をコイルホルダ２の径方向へ沿って引き出したい場合には、図１中一点鎖線で示すように、縦面１３から開口して空隙１１へ通じる径方向孔１７を通して外方へ引き出すようにする。

このように、リード線８を引き出したい方向に応じて、径方向孔１７と軸方向孔１８のいずれかを選択して、選択した孔１７，１８にリード線８を通すことで、リード線８をコイルホルダ２から望む方向へ引き出すことができる。

その後、つまり、径方向孔１７と軸方向孔１８のいずれかを選択し、選択した孔１７，１８からリード線８を引き出した後、空隙１１、径方向孔１７および軸方向孔１８に樹脂等の充填剤を充填することで、渡り線７とコイル６の結線部分、渡り線７或いはリード線８との結線部分を被覆して防水性を確保することができるようになっている。

なお、コイルホルダ２の両端には、ロッド３の外周を摺動自在に軸支する軸受１９，２０が設けられており、ロッド３はこれら軸受１９，２０に案内されており、コイル６へ通電することにより、ロッド３がコイルホルダ２に対して軸方向へ相対移動することができる。

上記した所から理解できるように、本実施の形態のコイルホルダ２は、その一端外周にコイルホルダ２の軸方向に沿う縦面１３とコイルホルダ２の径方向に沿う横面１４とを備えた切欠１２を設け、上記縦面１３からコイルホルダ２の径方向へ向けて開口してコイル６を結線する渡り線７を収容する空隙１１へ通じる径方向孔１７と、上記横面１４からコイルホルダ２の軸方向へ向けて開口して上記空隙１１へ通じる軸方向孔１８を備えているので、渡り線７に結線されるリード線８をコイルホルダ２の軸方向へも径方向へも望む方向へ引き出すことができ、リード線８をコイルホルダ２の径方向へ引き出してから軸方向へ折り曲げたり、反対に、リード線８をコイルホルダ２の軸方向へ引き出してから径方向へ折り曲げたりするような事態を招くことがなく、リード線８へ与える負荷を軽減することができる。

また、一つのコイルホルダ２で、リード線８を径方向へも軸方向へも引き出すことが可能であるから、径方向引き出し用のコイルホルダと軸方向引き出し用のコイルホルダの二種類のコイルホルダを用意しておく必要がなく、部品管理か簡単となり、一種類のコイルホルダ２のみを製造すれば、リード線８の径方向引き出しにも軸方向引き出しにも対応することができるので、製造コストの低減も可能となる。

なお、径方向孔１７は、上記縦面１３からコイルホルダ２の径方向へ開口しておればよく、途中で屈曲乃至湾曲されて空隙１１へ連通するようにしてよく、また、軸方向孔１８も上記横面１４からコイルホルダ２の軸方向へ開口しておればよく、途中で屈曲乃至湾曲されて空隙１１へ連通するようにしてもよい。

さらに、上記したところでは、アクチュエータ１は、コイルホルダ２に対して界磁４が軸方向へ相対移動するリニアアクチュエータとして構成されているが、コイルを保持するコイルホルダ２の内周に永久磁石を装着したロータを回転自在に挿入してなる回転型のアクチュエータにも本発明を具現化することができることは当然である。

また、さらに、可動子を可動鉄心として、コイルホルダ２のコイル６へ通電することでコイルホルダ２の内周に装着した固定鉄心を磁化させて、可動子を吸引することで可動子を駆動するソレノイド型のアクチュエータに本発明を具現化することも可能である。

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。

本発明は、リニアアクチュエータに利用可能である。

１アクチュエータ
２コイルホルダ
３ロッド
４界磁
５永久磁石
６コイル
７渡り線
８リード線
９ヨーク
１０コイル保持部
１１空隙
１２切欠
１３切欠における縦面
１４切欠における横面
１５，１６切欠における側面
１７径方向孔
１８軸方向孔
１９，２０軸受

Claims

可動子と、可動子を駆動する複数のコイルと、各コイルを保持するコイルホルダとを備え、可動子とコイルホルダとを相対移動させるアクチュエータにおいて、コイルホルダは、筒状であってコイルを保持するとともに、一端の外周に設けられてコイルホルダの軸方向に沿う縦面とコイルホルダの径方向に沿う横面を備えた切欠と、各コイルの外周に臨むとともにコイル同士を結線する渡り線を収容する空隙と、上記切欠の縦面からコイルホルダの径方向へ向けて開口して上記空隙へ通じる径方向孔と、上記切欠の横面からコイルホルダの軸方向へ向けて開口して上記空隙へ通じる軸方向孔とを備えたことを特徴とするアクチュエータ。
空隙、径方向孔および軸方向孔に充填剤を充填したことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。