JPH07274475A - リニアアクチュエータ - Google Patents

リニアアクチュエータ

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JPH07274475A
JPH07274475A JP8240694A JP8240694A JPH07274475A JP H07274475 A JPH07274475 A JP H07274475A JP 8240694 A JP8240694 A JP 8240694A JP 8240694 A JP8240694 A JP 8240694A JP H07274475 A JPH07274475 A JP H07274475A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mover
center yoke
magnet
axial direction
linear
Prior art date
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Pending
Application number
JP8240694A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsuo Uzuka
光男 宇塚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SOFUTORONIKUSU KK
Original Assignee
SOFUTORONIKUSU KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 センターヨークと可動子との間のクリアラン
ス(間隔)による「がたつき」を防止する。 【構成】 可動子15の外周面には磁性体片18が配置
されている。この磁性体片18による吸引力により、軸
受16がセンターヨーク14に押しつけられるととも
に、可動子15がセンターヨーク14の軸方向に移動す
るときに可動子15とセンターヨーク14との間に発生
する「がたつき」が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、制御対象物を大きな
推力で直線的に高精度に駆動するリニアアクチュエータ
に関する。
【0002】
【従来の技術】リニアアクチュエータは、制御対象物を
大きな推力で直線的に直接駆動できるとともに、エンコ
ーダ等の位置検出手段との組み合わせにより、高精度の
ステップ位置設定ができるため、物品の搬送装置、X−
Yテーブル等の2方向駆動装置、精密部品の位置制御装
置等の用途に利用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、センターヨ
ーク等の加工精度(軸精度)を考慮すると、センターヨ
ークに外嵌状態に係合された可動子を軸方向に滑らかに
摺動させるには、センターヨークとリニア軸受との間
に、最大100μm、通常でも5〜10μmものクリア
ランス(隙間)を確保しておく必要がある。しかしなが
ら、このクリアランスの存在が、可動子が軸方向に移動
する際に、「がたつき」を発生させ、この「がたつき」
が、移動体である制御対象物の位置決め精度を阻んでい
るという不都合がある。
【0004】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたもので、センターヨークとリニア軸受との間にクリ
アランスが存在しても移動体である制御対象物の位置決
め制御が高精度にできるリニアアクチュエータを提供す
ることを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載のリニアアクチュエータは、軸方向に
沿って開口部が形成されているスリーブ状の界磁マグネ
ットと、該界磁マグネットと同軸に配置されるセンター
ヨークと、該センターヨークに外嵌状態にかつ摺動状態
に係合されるリニア軸受と、該リニア軸受に一体に配置
され電流供給時に駆動力を発生する可動子とを具備する
とともに、上記可動子が軸方向に移動するときに、上記
センターヨーク側の摺動位置と上記リニア軸受側の摺動
位置とを定位置にしてがたつきを防止する磁性体片を上
記可動子に設けてなることを特徴としている。
【0006】請求項2記載のリニアアクチュエータは、
上記可動子が軸方向に移動するときに、上記センターヨ
ーク側の摺動位置と上記リニア軸受側の摺動位置とを定
位置にしてがたつきを防止するマグネット片を上記可動
子に設けてなることを特徴としている。
【0007】請求項3記載のリニアアクチュエータは、
軸方向に沿って開口部が形成されているスリーブ状の界
磁コイルと、該界磁コイルと同軸に配置されるセンター
ヨークと、該センターヨークに外嵌状態にかつ摺動状態
に係合されるリニア軸受と、該リニア軸受に一体に配置
され上記界磁コイルに電流が供給されると駆動力を発生
するマグネット可動子とを具備するとともに、上記マグ
ネット可動子が軸方向に移動するときに、上記センター
ヨーク側の摺動位置と上記リニア軸受側の摺動位置とを
定位置にしてがたつきを防止する磁性体片を上記マグネ
ット可動子に設けてなることを特徴としている。
【0008】請求項4記載のリニアアクチュエータは、
上記マグネット可動子が軸方向に移動するときに、上記
センターヨーク側の摺動位置と上記リニア軸受側の摺動
位置とを定位置にしてがたつきを防止するマグネット片
を上記マグネット可動子に設けてなることを特徴として
いる。
【0009】
【作用】上記構成によれば、可動子に供給される電流と
界磁マグネットの磁界により軸方向の力が発生し、この
力により可動子が軸方向に移動すると、可動子とリニア
軸受との間に「がたつき」が発生するが、この「がたつ
き」を磁性体片による磁力により防止するようにした。
すなわち、センターヨークと界磁マグネットとの間には
クリアランスがあることから、可動子が軸方向に移動す
る際にセンターヨークの任意の位置に摺動しながら移動
してがたつくが、磁性体片は、磁力により可動子をセン
ターヨークの軸に向けて押しつけ、前記センターヨーク
側の摺動位置と前記リニア軸受側の摺動位置とを定位置
にするため「がたつき」が防止できる。また、この「が
たつき」を防止できるため、移動体の位置精度を良くす
ることができる。また、「がたつき」がなくなることか
ら、リニア軸受部分がこの「がたつき」によるストレス
を受けないため、このストレスによる故障を未然に防止
できる。また、上記磁性体片は、界磁マグネットが界磁
コイルものであり、かつ可動子がマグネット可動子の構
成のものに適用しても良い。また、上記磁性体片をマグ
ネット片としても良い。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例に
ついて説明する。図1は、この発明の一実施例であるリ
ニアアクチュエータの概略構成を示す斜視図であり、リ
ニアモータのケーシングの一部を切り欠いて示してい
る。同図において、同リニアアクチュエータは、リニア
モータ1と、部品取付部材2と、ガイド部3と、位置検
出部4と、給電部5と、ワーク部6とから構成されてい
る。前記リニアモータ1は、ヨークを兼用するとともに
軸方向に沿った開口部11aを有するケーシング11
と、このケーシング11の円筒状内面に一体に配置され
開口部11aに位置合わせ状態のスリット13aを有す
る円筒状(スリーブ状)の界磁マグネット13と、ケー
シング11及び界磁マグネット13の中心に同軸状態に
配置される円柱状のセンターヨーク14と、このセンタ
ーヨーク14に外嵌め状態にかつ摺動状態に配置される
可動子15と、この可動子15の支持を行なう軸受16
(リニア軸受)と、可動子15に接続され出力を外部に
取り出すための駆動アーム17とを有している。そし
て、可動子15は、センターヨーク14に対して外嵌め
状態に配置されるとともに内周に軸受16が取り付けら
れ半径外方向に突出状態に駆動アーム17が取り付けら
れるボビンケース15aと、このボビンケース15aに
巻回状態の駆動コイル15bとを有する。また、軸受1
6は含油金属等によって形成され、駆動コイル15bの
外周面に沿うように板状の磁性体片18が接着材等で固
着されている。また、センターヨーク14と軸受16と
の間には、クリアランスがあり、このクリアランスがあ
るために、可動子15が軸方向に移動するときに、「が
たつき」が発生する。ところが、可動子15(駆動コイ
ル15b)の外周面に設けられた磁性体片18が、可動
子15をセンターヨーク14の軸に向かう力(吸引力)
で押さえつけるため「がたつき」を防止できる。
【0011】部品取付部材2は、ガイド部3によって支
持されリニアモータ1における駆動アーム17に取り付
けられるとともに、端部に位置検出部4及び給電部5が
取り付けられている。
【0012】ガイド部3は、リニアモータ1の軸方向と
平行に配置されるガイドロッド31と、該ガイドロッド
31に係合して摺動し部品取付部材2に一体に配置され
る軸受32とを有している。
【0013】前記位置検出手段4は、部品取付部材2に
おける移動板21の移動範囲の近接位置に配置される基
坂41と、この基坂41の表面に配置される摺動抵抗4
2と、移動板21に搭載され摺動抵抗42の上を摺動す
るブラシ43と、摺動抵抗42に接続され位置検出信号
を伝送するための信号伝送線44とを有している。
【0014】前記給電部5は、リニアモータ1における
可動子15に接続状態に配置されて電流供給により駆動
力を発生させるもので、基坂41の表面に配置されるス
リップ導体51と、移動板21に搭載されスリップ導体
51の上を摺動するブラシ52と、スリップ導体51に
接続され適宜電源及び制御部に接続される給電線53
と、部品取付部材2の表面に沿って配置され可動子15
における駆動コイル15bに接続される配電線54とに
より構成される。
【0015】ワーク部6は、部品取付部材2に搭載され
て位置変動に基づく所望の作業を行なうもので、部品取
付部材2の表面に軸方向に沿って取り付けられる取付部
材61と、この取付部材61によって長手方向が軸方向
に平行状態に配置され位置によって透過光のスペクトル
が相違する光フィルタ62と、この光フィルタ62を挟
んで対向状態に配置される発光素子63及び受光素子6
4とを有している。
【0016】図2は、このリニアアクチュエータの界磁
マグネット及び可動子部分の概略構成を示す図であり、
センターヨークを断面方向から見た図、図3は、センタ
ーヨーク部分及び可動子部分を拡大して示した図であ
る。なお、これらの図において、図1と同一構成各部分
には同一符号を付し、その説明を省略する。センターヨ
ーク14の外側には軸受16が配置され、この軸受16
のさらに外側には、ボビンケース15aに駆動コイル1
5bが巻回された可動子15が配置され、また、この可
動子15の外周面の一部には、板状の磁性体片18が取
り付けられている。また、可動子15を囲うように、界
磁マグネット13が配置され、この界磁マグネット13
の外側にはケーシング11が配置されている。界磁マグ
ネット13の外周面がS極、内周面がN極であるとする
と、磁力線は、N極からケーシング11の開口部11a
を出て遠くを回ってS極に帰ってくる。このとき、磁性
体片18は、N極から出た磁力線を浴びて、内周面側に
はS極、外周面側にはN極が現れる。ところが、この磁
性体片18における内周面側と外周面側の磁束密度が異
なるため、磁性体片18の内周面側のS極が磁力が強く
なり、磁性体片18は、図3に示すように、可動子15
や軸受16をS極の吸引力によりセンターヨーク14の
軸の方向(F方向)に押しつける。したがって、クリア
ランスJがあっても、磁性体片18により可動子15や
軸受16はセンターヨーク14の所定部分(H部分)に
常に押しつけられるため、センターヨーク14側の摺動
位置と軸受16側の摺動位置とが定位置となり、センタ
ーヨーク14と軸受16との間に発生する「がたつき」
が防止できる。
【0017】次に、このリニアアクチュエータの作用に
ついて説明する。給電部5を作動状態として、配電線5
4及びスリップ導体51からブラシ52及び給電線53
を経由して、リニアモータ1における可動子15の駆動
コイル15bに電流が供給されることにより、駆動力が
発生する。このとき、磁性体片18の吸引力により、可
動子15及び軸受16はセンターヨーク14の軸方向に
吸引され、センターヨーク14と軸受16とが定位置で
摺動しているため、「がたつき」が防止される。また、
このリニアモータ1の駆動力は、界磁マグネット13の
スリット13a及びケーシング11の開口部11aを経
由して部品取付部材2に伝達されて、部品取付部材2が
可動子14と一体的に移動し、ワーク部6における光フ
ィルタ62と発光素子63との間の光ビームの交差箇所
が変化する。この実施例の構成によれば、上記磁性体片
による吸引力又は反発力により、可動子や軸受等の移動
体がセンターヨークの軸方向に常に押しつけられるた
め、センターヨークと軸受との関係が安定し、移動体の
位置精度を良くすることができる。また、センターヨー
クと軸受との間の「がたつき」が防止でき、この「がた
つき」による軸受の破損等のトラブルを未然に防止でき
る。
【0018】以上、この発明の実施例を図面により詳述
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があってもこの発明に含まれる。例えば、上述の実
施例では、実際に移動する移動側が駆動コイル(可動
子)からなり、移動しない固定側がマグネット(界磁マ
グネット)とからなる構成のものについて述べたが、こ
の構成と逆のもの、すなわち、移動側がマグネット(可
動子マグネット)からなり、固定側がコイル(界磁コイ
ル)からなる構成のものでも良い。この場合、界磁コイ
ルに電流が供給されると、可動子マグネットが移動す
る。また、上述の実施例では、「がたつき」を防止する
のに磁性体片の吸引力を用いるとして述べたが、もちろ
ん反発力を用いても良く、さらに、磁性体片に代えてマ
グネット片を用いても良い。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、上記構成の発明に
よれば、可動子に供給される電流と界磁マグネットの磁
界により、軸方向の力が発生して可動子が軸方向に移動
すると、可動子とリニア軸受との間に発生するがたつき
を磁性体片で防止するようにしたので、「がたつき」が
なくなり移動体の位置精度を良くすることができる。ま
た、「がたつき」がなくなることから、この「がたつ
き」によるリニア軸受の破損等のトラブルを未然に防止
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例であるリニアアクチュエー
タの概略構成を示す斜視図である。
【図2】同リニアアクチュエータの界磁マグネット部分
及び可動子部分の概略構成を示す図である。
【図3】同可動子部分及びセンターヨーク部分を拡大し
て示した図である。
【符号の説明】
1 リニアモータ 13 界磁マグネット 14 センターヨーク 15 可動子 16 軸受(リニア軸受) 18 磁性体片

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸方向に沿って開口部が形成されている
    スリーブ状の界磁マグネットと、該界磁マグネットと同
    軸に配置されるセンターヨークと、該センターヨークに
    外嵌状態にかつ摺動状態に係合されるリニア軸受と、該
    リニア軸受に一体に配置され電流供給時に駆動力を発生
    する可動子とを具備するリニアアクチュエータにおい
    て、前記可動子が軸方向に移動するときに、前記センタ
    ーヨーク側の摺動位置と前記リニア軸受側の摺動位置と
    を定位置にしてがたつきを防止する磁性体片を前記可動
    子に設けてなることを特徴とするリニアアクチュエー
    タ。
  2. 【請求項2】 前記可動子が軸方向に移動するときに、
    前記センターヨーク側の摺動位置と前記リニア軸受側の
    摺動位置とを定位置にしてがたつきを防止するマグネッ
    ト片を前記可動子に設けてなることを特徴とする請求項
    1記載のリニアアクチュエータ。
  3. 【請求項3】 軸方向に沿って開口部が形成されている
    スリーブ状の界磁コイルと、該界磁コイルと同軸に配置
    されるセンターヨークと、該センターヨークに外嵌状態
    にかつ摺動状態に係合されるリニア軸受と、該リニア軸
    受に一体に配置され前記界磁コイルに電流が供給される
    と駆動力を発生するマグネット可動子とを具備するリニ
    アアクチュエータにおいて、前記マグネット可動子が軸
    方向に移動するときに、前記センターヨーク側の摺動位
    置と前記リニア軸受側の摺動位置とを定位置にしてがた
    つきを防止する磁性体片を前記マグネット可動子に設け
    てなることを特徴とするリニアアクチュエータ。
  4. 【請求項4】 前記マグネット可動子が軸方向に移動す
    るときに、前記センターヨーク側の摺動位置と前記リニ
    ア軸受側の摺動位置とを定位置にしてがたつきを防止す
    るマグネット片を前記マグネット可動子に設けてなるこ
    とを特徴とする請求項3記載のリニアアクチュエータ。
JP8240694A 1994-03-28 1994-03-28 リニアアクチュエータ Pending JPH07274475A (ja)

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