JP6289396B2 - アクチュエータ - Google Patents
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Description
このリニアアクチュエータには、減速器を持たずに可動部を直接駆動する、いわゆる「ダイレクトドライブアクチュエータ」が用いられている。
ダイレクトドライブアクチュエータは、高速かつ高精度な動作制御が可能であり、ロボットと連動することにより作業範囲を拡大することができる反面、小型化や高出力化が難しい課題がある。また、ロボットの先端部に取り付けることができる重量は限られているため、小型かつ高出力なアクチュエータが求められている。
図1〜図5を参照して、本発明の実施の形態1のアクチュエータについて説明する。
図中、1はセンターヨーク(内ヨーク)である。センターヨーク1は、略棒状の磁性体により構成されている。
図6(a)は、可動部201の軸方向の位置座標に対する、第1マグネットアレイ11及び第2マグネットアレイ12による磁束密度の大きさを示す特性図である。図6(b)は、図2のA−B−C−D面に沿うアクチュエータ202の断面において、第1マグネットアレイ11及び第2マグネットアレイ12が形成する磁束φを示している。
図6(a)に示す如く、第1マグネットアレイ11の側部から漏れた磁束によって、軸方向の位置座標が約−10〜−6ミリメートル(mm)の範囲と、約+6〜+10mmの範囲における磁束密度の大きさが0.05〜0.5テスラ(T)程度に大きくなっている。同様に、第2マグネットアレイ12の側部から漏れた磁束によって、軸方向の座標が約+18〜+22mmの範囲と、約+34〜+38mmの範囲における磁束密度の大きさが0.05〜0.5T程度に大きくなっている。
図10及び図11を参照して、実施の形態1と同様に小型かつ高効率であるのに加えて、さらに構造上の強度を向上したアクチュエータについて説明する。なお、図10及び図11において、図1〜図5に示す実施の形態1のアクチュエータと同様の構成部材には同一符号を付して説明を省略する。
2 第1コイル
3 第2コイル
4 第3コイル
5 軸受部
6a,6b 軸受部材
7 シャフト
8 トップブリッジ(第1ブリッジ部)
9 ボトムブリッジ(第2ブリッジ部)
10 アウターヨーク(外ヨーク)
11 第1マグネットアレイ(第1磁石)
12 第2マグネットアレイ(第2磁石)
13 ボトムプレート
14 取付冶具
20a,20b 内ヨーク
21a,21b 間隙
22a,22b 第1コイル
23a,23b 第2コイル
30a,30b 第1外ヨーク
31a,31b 第1マグネット
32a,32b 第2外ヨーク
33a,33b 第2マグネット
34 連結部、
81 本体部
82 腕部
91 本体部
92 腕部
131 貫通孔
132a,132b ベアリング
141 底部
200 固定部
201 可動部
202 アクチュエータ
Claims (8)
- 1個の筒状の外ヨークに挿通された1本の棒状の内ヨークと、
前記外ヨークを前記内ヨークの軸方向に沿って直動自在に支持する支持部材と、
互いの間に間隙を設けて前記内ヨークに巻回され、かつ互いに逆向きの電流が流れる第1コイル及び第2コイルと、
前記外ヨークの内周部に前記第1コイルと対向するように設けた第1磁石と、
前記外ヨークの内周部に前記第2コイルと対向するように設けられ、かつ前記第1磁石と逆向きの磁極を有する第2磁石と、を具備し、
前記外ヨークは、断面が円形状、四角形状又は三角形状であり、
前記内ヨークは、断面が円形状、四角形状又は三角形状である
ことを特徴とするアクチュエータ。 - 前記第1磁石は、前記外ヨークの一端部の内周部の全周に亘って設けられており、
前記第2磁石は、前記外ヨークの他端部の内周部の全周に亘って設けられている
ことを特徴とする請求項1記載のアクチュエータ。 - 前記内ヨークの軸心に沿う中空の軸受部を具備し、
前記支持部材は、
前記軸受部に挿通され、前記内ヨークに対して直動自在に支持されたシャフトと、
前記シャフトの一端部に嵌合され、かつ前記外ヨークの一端部に当接した第1ブリッジ部と、
前記シャフトの他端部に嵌合され、かつ前記外ヨークの他端部に当接した第2ブリッジ部と、
を具備することを特徴とする請求項1又は請求項2記載のアクチュエータ。 - 前記第1コイルと前記第2コイル間に巻回された第3コイルと、
前記外ヨークの軸方向の位置に応じて、前記第3コイルに流れる電流の向きを切替える切替制御部と、
を具備することを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載のアクチュエータ。 - 前記切替制御部は、前記第1磁石と前記第3コイル間の距離が所定値以下になると前記第3コイルの電流の向きを前記第1コイルと同じ向きに切替え、かつ、前記第2磁石と前記第3コイル間の距離が所定値以下になると前記第3コイルの電流の向きを前記第2コイルと同じ向きに切替えることを特徴とする請求項4記載のアクチュエータ。
- 前記支持部材は、前記外ヨークを前記内ヨークの軸心に対して回動自在に支持することを特徴とする請求項1から請求項5のうちのいずれか1項記載のアクチュエータ。
- 前記内ヨークの他端部に設けたボトムプレートと、該ボトムプレートの貫通孔に対向配置されたベアリングと、を備え、
前記第2ブリッジ部は、前記シャフトの他端部に嵌合された本体部と、該本体部から延伸して前記外ヨークの他端部に当接した腕部とを有し、
前記腕部が前記ベアリング間に挿通されている
ことを特徴とする請求項3記載のアクチュエータ。 - 前記腕部と前記べアリングとの間に間隙が形成されており、
前記ベアリング間の幅は、前記外ヨークの回動に応じて前記腕部が前記ベアリングに当接することで前記シャフトの回動角度を許容範囲内に抑える幅に設定されている
ことを特徴とする請求項7記載のアクチュエータ。
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