JPH02179254A - 直線駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は例えば、電磁式バルブの開度調整装置などに用
いる直線駆動装置に関する。

（従来の技術） 一般にこの主の環状駆動コイルの磁気中心に軸方向に移
動される可動鉄心を配設した直線駆動装置は、駆動コイ
ルによる磁気力による吸着力または反発力によって駆動
されるが、駆動される方向と垂直な方向、いわゆるラジ
アル方向を主とした吸着力が作用し、この吸着力による
摩擦力によって可動鉄心の直線運動の妨げとなり、可動
鉄心を何らかの手段で磁気中心に保持させることが好ま
しく、従来の直線駆動Ｓ！置は、可動鉄心に支え軸を設
け、この支え軸を軸受けで支持する構成が採られていた
。

（発明が解決しようとする課題） 一般に、磁界中にある強磁性体間に触く力をＦｍ、その
磁性体間の距離をｄとすると、磁気り０−ンの法則によ
り、 Ｆｍｏｃ（ｄ）−２ なるいわゆる逆二乗の法則が成立つ。

第２図に示すように、可動鉄心１１と駆動コイル１２と
による磁路を形成する磁性体からなるコイルケース１５
との間にはエアギツプｄ２が存在し、可′＃Ｊ鉄心１１
とコイルケース１５との間にも上記逆二乗の法則が成立
つ。そして第３図に示すように、可動鉄心１１の偏りが
少しでもあると、逆二乗の法則により偏りを増長するこ
とになる。いま、最も小さいエアギツプをｄｏｓ最も大
きいエアギツプをｄｎとすると、上記逆二乗の法則によ
り、第３図に示すように、 Ｆｏｃｘ（ｄｒＪ）−”　　Ｆｒｚｘ（ｄｎ）−２なる
吸着力が作用する。この第３図は各部分のエアギツプに
応じた吸着力を模式的に表わしたものである。各部の力
を合成したものが、可動鉄心１１に働く力となり、最も
エアギツプの小さいところに磁気力が集中し、これが吸
着力となり、可動鉄心１１と駆動コイル１２による磁路
を形成する磁性体１５との間の摩擦力となる。この力が
大きくなった場合には、ときには動作不能となることが
ある。この吸着力による影響を除去するための第２図に
示１ような軸受は機構１３を用いて支え軸１４を支持す
る従来の構成では、力のバランスを取るのが困難で、加
工精度が大きく影響し、長時間の使用に耐え１ｑられな
いことが多く、また、可動鉄心が二連以上の長い場合に
は、軸受けの数を増すか、あるいは、軸の磁気力ににる
変形を防止する程度に径を大きくする工夫が要求される
。

本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、可動磁性体
の外周または駆動コイルによる磁路を形成する磁性体の
内周との少なくともいずれか一方にＪｌ磁性体の薄い被
膜を形成することにより、可動磁性体を軸受は手段を必
要とせずに、可動磁ｆＩ体を磁気中心近傍に位置させる
ことで、軸受けを用いることによる問題点を解決し、信
頼性の＾い、経自的な直線駆動装置を提供するものであ
る。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明の直線駆動装置は、環状駆動コイルと、この駆動
コイルによる磁路を形成する磁性体およびこの駆動コイ
ル磁気中心の近傍に位置され軸方向に移動可能な可動鉄
心などの可動磁性体とからなり、前記可動磁性体の外周
と駆動コイルによる磁路を形成する磁性体の内周との少
なくともいずれか一方に非磁性体の薄い被膜を形成した
ことを特徴とするものである。

（作用） 本発明の直線駆動装置は、駆動コイルに電流を流づ゛と
、可動磁性体は軸方向に直線的に駆動される。そして可
動磁性体の外周または駆動コイルによる磁路を形成する
磁性体の内周との少なくとしいずれか一方に形成した非
磁性体の被膜により可動鉄心の偏りを最少限にし、磁気
中心の近傍に位置され、吸着力によるＩ！！［力が減少
され、推力が大きくなる。

（実施例） 本発明の一実施例の構成を第１図について説明する。

１は可ｌＩ磁性体としての可動鉄心で、略円筒状に形成
されている。この可動鉄心１は、環状の駆動コイル２の
内周に磁気中心近傍に配設されるように軸方向に移動可
能に嵌合されている。この駆動コイル２はこの駆動コイ
ル２による磁路を形成するｌａ竹休体イ【るコイルケー
ス３に嵌合されている。

また前記可動鉄心１の中心部には出力軸４が貫通されて
いる。

また前記可動鉄心１の外周には、例えば、フン木樹脂な
どの耐久性、耐摩耗性に優れた材質の非磁性体の薄い被
膜５が形成されている。この被膜５は数１０μから数１
００μのエアギツプに相当する厚さｄｌにコーティング
形成されている。そして１Ｉｉｔ記可動鉄心１の被膜５
の厚ざをｄｌとすると、可動鉄心１の外周と駆動コイル
２のコイルケース３の内周との間のエアギツプはこの被
膜５の厚さｄｌに保持され、可動鉄心１が駆動コイル２
のコイルケース３に吸着されるが防止される。

次にこの実施例の作用を説明する。

駆動１イル２に電流を流すと、可動鉄心１はこの可動鉄
心１の外周に形成した非磁性体の被膜５と駆動］イル２
による磁路を形成する磁性体としてのコイルケース３の
内周と接触揺動して軸方向に直線的に駆動される。この
ように可動鉄心１はこの可動鉄心１の外周に形成した」
１磁性体の被膜５とコイルケース３の内周と接触ＩＩる
ため、可ａｈ鉄心１がコイルケース３に吸着されること
なく、偏りを最少限にし、駆動コイル２の磁気中心の近
傍に位置され、吸着力による摩擦力が減少され、可動鉄
心１は摩擦抵抗が少なく円滑に摺動される。そして可動
鉄心１はその出力軸４と軸受けによる位置修正ではなく
、可動鉄心１自体で駆動コイル２の磁気中心は位置され
る。

したがって、可動鉄心１と出力軸４の部分の加工精度を
ある程度と慮に入れればよく、例えば、１０μ程度の加
工端１皇のずれがあっても、逆二乗の法則による吸着力
の影響を極めて有効に除去でき、可動鉄心１と出力軸４
の部分の加工精度のずれを補償して、駆り」コイル２の
磁気中心近傍に位置きけることができる。そしてこの可
動鉄心１のｎｔ力を出力軸４にて駆ＩＪＪ　１５１構に
伝達させる。

なお、前記実施例では、可動鉄心１の外周に被膜５を形
成したが、この構造に限らず、駆動コイル２による磁路
を形成する磁性体としてのコイルケース３の内周に被膜
５を形成してもよく、ざらに可動鉄心１の外周と駆動コ
イル２にょる磁路を形成する磁性体としてのコイルケー
ス３の内周との両面に被膜５を形成してもよい。

また前記実施例では可動磁性体として可動鉄心１につい
て説明したが、可動鉄心に限らず、可動磁性体として可
動コイル、可動磁石などにて形成することしできる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、可動鉄心を駆動コイルの磁気中心近傍
に位置させることができ、可動鉄心の磁気中心からの偏
りによる吸着力のための摩擦力を最少限にでき、ヒステ
リシスが少なく、分解能が高＜、ｌｌｔ力が大きくなり
、効率的な性能を有し、また軸受り機構を特に必要とせ
ず、精畜な加工精度を必要とする軸受けｍ構がないため
、加工精度の不良、上下軸受けのずれによる障害の発生
もなく、必要十分にしてかつ簡単な構成となり、安価に
１１７られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の直線部ｌＩｌ装置の縦断正
面図、第２図は従来の直線駆動装置の縦断正面図、第３
図は同上説明横断平面図である。 １・・ＩｊＴ勤磁性体としての可動鉄心、２・・駆動コ
イル、３・・駆動コイル２による磁路を形成する磁性体
としてのコイルケース、５・・被膜。 ］１１斗

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）環状駆動コイルと、この駆動コイルによる磁路を
   形成する磁性体およびこの駆動コイル磁気中心の近傍に
   位置され軸方向に移動可能な可動磁性体とからなり、 前記可動磁性体の外周と駆動コイルによる磁路を形成す
   る磁性体の内周との少なくともいずれか一方に非磁性体
   の薄い被膜を形成したことを特徴とする直線駆動装置。