JPH0730585U - 可動磁石式リニアアクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 少なくとも１個の永久磁石を有する磁石可動
体を用い、しかも永久磁石の磁極が発生する磁束を有効
利用することで、推力の向上及び効率の向上を図るとと
もに、永久磁石の固定を確実にしかつ組立を容易とし、
磁石可動体の動きの円滑化を図る。 【構成】 少なくとも１個の穴あき柱状希土類永久磁石
５に貫通軸体８を貫通させ固定して磁石可動体３を構成
し、前記貫通軸体８を軸受部材１３で摺動自在に支持し
て当該軸受部材に対し固定した位置関係にあるコイル２
Ａ，２Ｂの内側に前記磁石可動体３を移動自在に設けた
構成である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、制御機器、電子機器、工作機械等において電気エネルギーを電磁作 用により往復運動エネルギー等に変換させる可動磁石式リニアアクチュエータに 関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の可動磁石式リニアアクチュエータとしては、実公昭６１−４１４２９号 で開示されている可動磁石式の往復駆動装置がある。この往復駆動装置は、電磁 コイルの内側に略円筒状（略円柱状）の磁石可動体を移動自在に配設したもので ある。そして、このような可動磁石式の往復駆動装置は、図７に示すような基本 構造を有している。

【０００３】 図７の従来例において、４１は軸方向に着磁した棒状の永久磁石からなる磁石 可動体であり、両端面に磁極を有している。コイル４２Ａ，４２Ｂは、磁石可動 体４１の端部外周側をそれぞれ環状に周回するように巻回され、隣合う部分に同 極が発生するようになっている。なお、図示は省略してあるが、コイル４２Ａ， ４２Ｂは通常磁石可動体４１を軸方向に移動自在にガイドするためのガイド筒体 に装着されている。また、そのガイド筒体の両側には磁石可動体４１の軸方向の 移動範囲を規定する側板が設けられる場合がある。そして、磁石可動体４１の各 端面からの磁束がそれぞれコイル４２Ａ，４２Ｂと鎖交している。

【０００４】 次に、上記従来例の動作を説明する。磁石可動体４１のＮ極から出た磁束はコ イル４２Ｂと鎖交し、ついでコイル４２Ａと鎖交し磁石可動体４１のＳ極に戻る 。ここで、コイル４２Ａ，４２Ｂに、図示した極性の如く、磁極が発生するよう に通電すると、各々のコイル４２Ａ，４２Ｂとこれらと鎖交している磁石可動体 ４１の磁束との間に推力が発生して、磁石可動体４１は図７の右方向に移動する 。また、コイル４２Ａ，４２Ｂの磁極を図示した極性とは逆になるように通電す ると、磁石可動体４１は同図の左方向に移動する。

【０００５】 ところで、上記従来例において、磁石可動体４１に発生する推力は、基本的に はフレミングの左手の法則に基づいて与えられる推力に準ずるものである（フレ ミングの左手の法則はコイルに対して適用されるが、ここではコイルが固定のた め、磁石可動体にコイルに作用する力の反力としての推力が発生する。）。した がって、推力に寄与するのは、磁石可動体が有する永久磁石の磁束の垂直成分（ 永久磁石の軸方向に直交する成分）である。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、従来の可動磁石式リニアアクチュエータにおいて、以下のような問 題点がある。

【０００７】 磁石可動体の支持機構に工夫がない場合、可磁石可動体の運動時、該磁石可動 体が外周側のコイルあるいはガイド筒体（ボビン）に接触してしまい、そのコイ ルやガイド筒体（ボビン）が磨耗消耗したり、磁石可動体も傷付き磨耗したりし て装置の寿命が短くなる欠点がある。

【０００８】 また、磁石可動体の運動時のスピードが最も速い状態でガイド筒体に装着され た側板の端面に当たるため、衝突による衝撃音や振動の発生及び永久磁石の割れ や欠けが発生する問題がある。また、磁石可動体に出力取り出し用ピンを設けて アクチュエータを構成する場合、磁石可動体や出力取り出し用ピンの無用のがた つき等を解消することが望ましく、その点についての配慮も必要となる。

【０００９】 本考案は、上記の点に鑑み、少なくとも１個の永久磁石を有する磁石可動体を 用い、しかも永久磁石の磁極が発生する磁束を有効利用することで、推力の向上 及び効率の向上を図るとともに、永久磁石を貫通軸体に固定して該貫通軸体を摺 動自在に支持する構造を工夫し、永久磁石の固定を確実にしかつ組立を容易とし 、磁石可動体の動きの円滑化を図った可動磁石式リニアアクチュエータを提供す ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案の可動磁石式リニアアクチュエータは、少 なくとも１個の穴あき柱状希土類永久磁石に貫通軸体を貫通させ固定して磁石可 動体を構成し、前記貫通軸体を軸受部材で摺動自在に支持して当該軸受部材に対 し固定した位置関係にある少なくとも１個のコイルの内側に前記磁石可動体を移 動自在に設けた構成としている。

【００１１】 また、前記コイルの外側に軟磁性体のヨークを設ける構成としてもよい。

【００１２】 また、前記永久磁石を軸方向に着磁し、前記磁石可動体の軸方向両端に位置す る前記永久磁石の外側端面に端部磁性体を設ける構成としてもよい。

【００１３】 さらに、前記磁石可動体の軸方向両端に位置する前記永久磁石又は端部磁性体 の外側端面に緩衝部材を設ける構成としてもよい。

【００１４】 また、前記貫通軸体に係合する止め輪で少なくとも前記永久磁石を当該貫通軸 体に固定してもよい。

【００１５】 また、前記軸受部材の取付側に前記磁石可動体を吸着する磁性吸着体を配置す る構成としてもよい。

【００１６】 さらに、前記永久磁石の少なくとも外周面に磁性又は非磁性コーティング層を 設ける構成としてもよい。

【００１７】

【作用】

本考案の可動磁石式リニアアクチュエータの動作原理は、磁石可動体の軸方向 （長手方向）に垂直な磁束成分と、コイルに流れる電流との間のフレミングの左 手の法則に基づく推力で磁石可動体を駆動するものである。そして、コイルの電 流を反転させれば磁石可動体の推力の向きも反転し、交流電流を流した場合には 、一定周期で振動を繰り返すバイブレータとして働く。

【００１８】 また、本考案の可動磁石式リニアアクチュエータでは、永久磁石に貫通軸体を 貫通させて固定して磁石可動体を構成し、貫通軸体を前記コイルに対して一定位 置関係にある軸受部材で摺動自在に支持しているため、永久磁石と貫通軸体を確 実に一体化して磁石可動体を作製し、かつその磁石可動体の動きの円滑化を図っ ている。すなわち、永久磁石を貫通する貫通軸体に、当該永久磁石を固定して磁 石可動体を構成したことで、該永久磁石の貫通軸体への固定を確実に実行でき、 固着の信頼性を高くできでき、組立容易としている。また、該貫通軸体を摺動自 在に支持することで磁石可動体がコイルの内側に接触したり、がたつくことなく 円滑に移動可能とすることができ、運動回数の長寿命化を図ることが可能で、そ の貫通軸体の端部を出力取り出し用ピンとして利用できる。さらに、永久磁石を 一体化するためのホルダ等を永久磁石外周側に被せる必要がなく、永久磁石の外 周面とコイルとの間隙を必要最小限に設定でき、推力の向上に有効である。

【００１９】 また、磁石可動体の永久磁石として希土類永久磁石を用いて強力な磁極を得て おり、この点においても推力の向上を図ることができる。

【００２０】 また、前記コイルの外側に軟磁性体のヨークを設けた場合、磁石可動体による 磁束の垂直成分がさらに増大する。このため、フレミングの左手の法則に基づく 推力に寄与できる磁石可動体の軸方向に垂直な磁束成分を大きくでき、磁石可動 体の周囲を環状に巻回するコイルに電流を通電することにより、いっそう大きな 推力を発生することができる。

【００２１】 さらに、前記磁石可動体の軸方向両端の前記穴あき柱状希土類永久磁石の外側 端面に端部磁性体を設けた場合、軸方向に着磁された永久磁石の外側端面の磁極 から出た磁束が端部磁性体の存在で垂直方向に曲がり易くなる等の理由で永久磁 石の外側部分での磁束密度の垂直成分（永久磁石の軸方向に直交する成分）が増 大する。すなわち、フレミングの左手の法則に基づく推力に寄与できる磁石可動 体の軸方向に垂直な磁束成分を大きくでき、磁石可動体の周囲を環状に巻回する コイルに電流を通電することにより、いっそう大きな推力を発生することができ る。

【００２２】 また、前記磁石可動体の軸方向両端の前記穴あき柱状希土類永久磁石又は端部 磁性体の外側端面に緩衝部材を設ける構成では、磁石可動体が往復運動によって 軸受部材等に当たっても、永久磁石への衝撃が抑えられ、磁石の割れや欠けが防 止されるとともに、衝突による衝撃音の発生が防止でき、磁石可動体の往復運動 の際の振動や音の発生を低減することができる。

【００２３】 また、前記貫通軸体に係合する止め輪で少なくとも前記穴あき柱状希土類永久 磁石を当該貫通軸体に固定した場合、永久磁石と貫通軸体との固定、一体化を確 実に実行でき、しかも組立が容易に行え、高い固着信頼性が得られる。

【００２４】 また、前記軸受部材の取付側に前記磁石可動体を吸着する磁性吸着体を配置し た場合、コイルに通電されていない状態において磁石可動体をその磁性吸着体に て吸着保持でき、磁石可動体の初期状態を規定できる。

【００２５】 さらに、前記穴あき柱状希土類永久磁石の少なくとも外周面に磁性又は非磁性 コーティング層を設けた場合、永久磁石と貫通軸体とを一体化する際や、磁石可 動体の往復運動時に、永久磁石に割れや欠け等が発生するのを防止できる。

【００２６】

【実施例】

以下、本考案に係る可動磁石式リニアアクチュエータの実施例を図面に従って 説明する。

【００２７】 図１及び図２は本考案の第１実施例を示す。これらの図において、１は軟磁性 体の円筒状ヨークであり、該円筒状ヨーク１の内側に２連のコイル２Ａ，２Ｂが 配置され、これらのコイル２Ａ，２Ｂは磁石可動体３を移動自在に案内するため のガイド筒体４を構成する絶縁樹脂等の絶縁部材で円筒状ヨーク１に固着されて いる。このガイド筒体４の内周は円周面となっている。

【００２８】 磁石可動体３は、軸方向に着磁された、つまり一方の端面がＮ極で他方の端面 がＳ極になっている穴あき円柱状希土類永久磁石５及び該永久磁石５の外側位置 に配置された穴あき円板状クッション板７Ａ，７Ｂに金属貫通軸体８を挿通し、 該金属貫通軸体８の係合溝９に止め具（金属製Ｅリングと呼ばれる止め輪）１０ を嵌め込み係止して、当該金属貫通軸体８に永久磁石５及び円板状クッション板 ７Ａ，７Ｂを固定したものである。前記永久磁石５は、全表面に磁性又は非磁性 の金属あるいは樹脂からなるコーティング層１１が被着形成されている。該コー ティング層１１は電解メッキ、無電解メッキ等のメッキ技術や、蒸着等の薄膜技 術等を利用して形成してもよい。また、貫通軸体８は非磁性又は磁性金属であり 、クッション板７Ａ，７Ｂはシリコンゴム等の弾性材で形成された緩衝部材であ り、多少圧縮状態で一対の止め具１０間に挟持されている。この結果、クッショ ン板７Ａ，７Ｂは永久磁石５の厚みのばらつきを吸収してがたつきを防止するこ とができる。なお、前記金属貫通軸体８に永久磁石５を一体化する際に接着剤を 併用してもよい。

【００２９】 前記２連のコイル２Ａ，２Ｂは相異なる方向に電流が流れる如く結線されてい る。すなわち、一方のコイル２Ａは永久磁石５のＮ極を含む端部を囲み、他方の コイル２Ｂは、永久磁石５のＳ極を含む端部を囲むことができるように円環状に 巻回されており、かつ一方のコイル２Ａに流れる電流の向きと、他方のコイル２ Ｂの電流の向きとは逆向きである（図１の各コイルに付したＮ，Ｓを参照）。

【００３０】 また、前記軟磁性体の円筒状ヨーク１及び非磁性のガイド筒体４の両端部に非 磁性の側板１２Ａ，１２Ｂが嵌合、固着され、該側板１２Ａ，１２Ｂの中央部に 焼結金属、高摺動性樹脂等の円筒状軸受部材１３がそれぞれ固定支持されている 。そして、各円筒状軸受部材１３の内周面にて永久磁石５に貫通、一体化された 貫通軸体８が摺動自在に支えられ、該貫通軸体８の一方の端部は軸受部材外側に 突出して、出力ピンとして利用できるようになっている。なお、側板１２Ａ，１ ２Ｂは前記ガイド筒体４の内周面に嵌合する凸部１４をそれぞれ有しており、該 凸部１４の先端面が前記磁石可動体３の移動時にクッション板７Ａ，７Ｂに当接 して当該磁石可動体３の移動範囲を規定するようになっている。また、前記軸受 部材１３は非磁性でも磁性体であってもよい。

【００３１】 この第１実施例では、磁石可動体３が有する永久磁石として希土類永久磁石を 用いているので強力な磁極が形成され、しかも各コイル２Ａ，２Ｂの外周側に軟 磁性体の円筒状ヨーク１が設けられているため、磁石可動体３による磁束の垂直 成分は、図７のヨーク無しの基本的な従来構成の場合よりもさらに増大する。こ のため、フレミングの左手の法則に基づく推力に寄与できる磁石可動体３の軸方 向（長手方向）に垂直な磁束成分を大きくでき、磁石可動体３の周囲を環状に巻 回する２連のコイル２Ａ，２Ｂに交互に逆極性の磁界を発生する向きに電流を通 電することにより、いっそう大きな推力を発生することができる。図１の極性で は、磁石可動体３が右方向に移動する向きであり、各コイルの電流を反転させれ ば磁石可動体３の推力の向きも反転する。交流電流を流した場合には、一定周期 で振動を繰り返すバイブレータとして働く。

【００３２】 また、穴あき円柱状希土類永久磁石５及び穴あき円板状クッション板７Ａ，７ Ｂに金属貫通軸体８を挿通し、該金属貫通軸体８の係合溝９に止め具１０を嵌め 込み係止して磁石可動体３を構成しており、永久磁石５の固定、一体化を確実に 実行でき、しかも組立容易であり固着信頼性が高い。

【００３３】 また、磁石可動体３に一体の貫通軸体８を軸受部材１３で摺動自在に支持する ことで、磁石可動体３のがたつきを無くして常時ガイド筒体４の内周中心と同心 状態に規制でき、しかも永久磁石５を一体化するためのホルダ等を永久磁石外周 側に被せる必要がなく、永久磁石５の外周面とコイル２Ａ，２Ｂとの間隙を必要 最小限に設定でき、推力の向上に有効である。また、磁石可動体３がガイド筒体 ４の内周面に接触しなくなるため、磁石可動体３を軸方向に円滑に移動させるこ とが可能であり、磁石可動体３やガイド筒体４の摩耗等の問題も解消でき、運動 回数の長寿命化が図れる。

【００３４】 また、永久磁石５の外側位置には緩衝材として穴あき円板状クッション板７Ａ ，７Ｂを設けることにより、磁石可動体３の往復運動によってガイド筒体４の両 端部に固定されている側板１２Ａ，１２Ｂの凸部１４に当たっても、永久磁石５ への衝撃が抑えられ、磁石の割れや欠けが防止されるとともに、衝突による衝撃 音の発生が防止でき、磁石可動体３の往復運動に伴う振動や音の発生を低減可能 である。また、側板１２Ａ，１２Ｂにクッション板７Ａ，７Ｂに当たる凸部１４ を形成しておくことで、止め具１０が軸受部材１３に当たるのを防止できる。

【００３５】 さらに、穴あき円柱状希土類永久磁石５の全表面に磁性又は非磁性のコーティ ング層１１を形成することで、当該永久磁石５を備える磁石可動体３が往復運動 する際の衝撃で永久磁石５に割れや欠けが発生することを防止することができる 。また、そのコーティング層１１は、穴あき円柱状希土類永久磁石５及び穴あき 円板状クッション板７Ａ，７Ｂに金属貫通軸体８を挿通して磁石可動体３を構成 する際に、永久磁石５に割れや欠け等の損傷が発生するのも防止可能である。な お、コーティング層１１は永久磁石５の外周面に少なくとも設けられていれば、 内周面は省略してもよい。

【００３６】 図３は本考案の第２実施例を示す。同図において、磁石可動体３Ａは、磁性又 は非磁性のコーティング層１１を被着形成した穴あき円柱状希土類永久磁石５Ａ 、該永久磁石５Ａの両外側に配置された穴あき円板状端部軟磁性体６Ａ，６Ｂ及 び該端部軟磁性体６Ａ，６Ｂの外側位置に配置された穴あき円板状クッション板 ７Ａ，７Ｂに金属貫通軸体８を挿通し、該金属貫通軸体８の係合溝９に止め具（ 金属製Ｅリング）１０を嵌め込み係止して、当該金属貫通軸体８に永久磁石５Ａ 、端部軟磁性体６Ａ，６Ｂ及び円板状クッション板７Ａ，７Ｂを固定したもので ある。ここで、貫通軸体８は非磁性又は磁性金属であり、クッション板７Ａ，７ Ｂはシリコンゴム等の弾性材であり、多少圧縮状態で一対の止め具１０間に挟持 されている。この結果、クッション板７Ａ，７Ｂは永久磁石５Ａ、端部軟磁性体 ６Ａ，６Ｂの厚みのばらつきを吸収してがたつきを防止することができる。なお 、前記金属貫通軸体８に永久磁石５、端部軟磁性体６Ａ，６Ｂを一体化する際に 接着剤を併用してもよい。なお、その他の構成は前述の第１実施例と同じである 。

【００３７】 この第２実施例では、磁石可動体３Ａが有する永久磁石５Ａの外側端面に端部 軟磁性体６Ａ，６Ｂが配置されており、永久磁石５Ａの外側端面の磁極から出た 磁束が端部軟磁性体６Ａ，６Ｂの存在で垂直方向に曲がり易くなる等の理由で永 久磁石５Ａの外側部分での磁束密度の垂直成分（永久磁石の軸方向に直交する成 分）が増大する。すなわち、フレミングの左手の法則に基づく推力に寄与できる 磁石可動体３Ａの長手方向に垂直な磁束成分を大きくでき、磁石可動体３Ａの周 囲を環状に巻回する２連のコイル２Ａ，２Ｂに互いに逆極性の磁界を発生する向 きに電流を通電することにより、いっそう大きな推力を発生することができる。 例えば、端部軟磁性体の無い第１実施例の場合に比較して数％乃至１０％程度の 推力向上が得られる。その他の作用効果は、前述の第１実施例と同様である。

【００３８】 図４は本考案の第３実施例を示す。これらの図において、軟磁性体の円筒状ヨ ーク１の内側に３連のコイル２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃが配置され、これらのコイ ル２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃは磁石可動体２３を移動自在に案内するためのガイド 筒体２４を構成する絶縁樹脂等の絶縁部材で円筒状ヨーク１に固着されている。 このガイド筒体２４の内周は円周面となっている。

【００３９】 磁石可動体２３は、同極対向された２個の穴あき円柱状希土類永久磁石２５Ａ ，２５Ｂ、それらの永久磁石間に配置された穴あき円柱状中間部軟磁性体２６及 び前記永久磁石２５Ａ，２５Ｂの外側位置に配置された穴あき円板状クッション 板７Ａ，７Ｂに金属貫通軸体８を挿通し、該金属貫通軸体８の係合溝９に止め具 （金属製Ｅリング）１０を嵌め込み係止して、当該金属貫通軸体８に永久磁石２ ５Ａ，２５Ｂ、中間部軟磁性体２６及び円板状クッション板７Ａ，７Ｂを固定し たものである。前記永久磁石２５Ａ，２５Ｂは、全表面に非磁性の金属あるいは 樹脂からなる磁性又は非磁性コーティング層１１がそれぞれ被着形成されている 。ここで、貫通軸体８は非磁性又は磁性金属であり、クッション板７Ａ，７Ｂは シリコンゴム等の弾性材で形成された緩衝部材であり、多少圧縮状態で一対の止 め具１０間に挟持されている。この結果、クッション板７Ａ，７Ｂは各永久磁石 ２５Ａ，２５Ｂ及び中間部軟磁性体２６の厚みのばらつきを吸収してがたつきを 防止することができる。なお、前記金属貫通軸体８に永久磁石２５Ａ，２５Ｂ及 び中間部軟磁性体２６を一体化する際に接着剤を併用してもよい。

【００４０】 前記３連のコイル２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃは永久磁石２５Ａ，２５Ｂの磁極間 を境にして相異なる方向に電流が流れる如く結線されている。すなわち、中央の コイル２２Ｂは軟磁性体６及び永久磁石２５Ａ，２５ＢのＮ極を含む端部を囲み 、両側のコイル２２Ａ，２２Ｃは、永久磁石２５Ａ，２５ＢのＳ極を含む端部を それぞれ囲むことができるように円環状に巻回されており、かつ中央のコイル２ ２Ｂに流れる電流の向きと、両側のコイル２２Ａ，２２Ｃの電流の向きとは逆向 きである（図４の各コイルに付したＮ，Ｓを参照）。なお、その他の構成は前述 の第１実施例と同じである。

【００４１】 この第３実施例の可動磁石式リニアアクチュエータでは、磁石可動体２３は同 極対向配置の２個の円柱状永久磁石２５Ａ，２５Ｂと、これらの永久磁石２５Ａ ，２５Ｂ間に固着される円柱状軟磁性体（中間部磁性体）２６とを一体化したも のであり、とくに磁石可動体２３の中間位置での磁束密度の垂直成分（永久磁石 の軸方向に直交する成分）が多い構造となっている。また、３連のコイル２２Ａ ，２２Ｂ，２２Ｃは、磁石可動体２３の外周側を周回する如く巻回されているの で、磁石可動体２３を構成する永久磁石２５Ａの左端、永久磁石２５Ａ，２５Ｂ の同極対向端、及び永久磁石２５Ｂの右端の磁極からの磁束とそれぞれ効果的に 鎖交するように配置されている。これらのコイル２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃは永久 磁石２５Ａ，２５Ｂの磁極間を境にして相異なる方向に電流が流れる如く結線さ れている（磁極間の境は磁極と磁極の間であれば必ずしも磁極中間位置になくと もよい。）。コイル２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃと磁石可動体２３との位置関係は、 当該磁石可動体２３の可動範囲において、永久磁石磁極間を境にして各コイルに 流れる電流が相互に逆向きとなるように設定するのが普通である。

【００４２】 このように、前記第３実施例では、フレミングの左手の法則に基づく推力に寄 与できる磁石可動体２３の軸方向（長手方向）に垂直な磁束成分を大きくでき、 かつ磁石可動体２３の周囲を環状に巻回する３連のコイル２２Ａ，２２Ｂ，２２ Ｃは永久磁石の全磁極の磁束と有効に鎖交するので、該３連のコイル２２Ａ，２ ２Ｂ，２２Ｃに交互に逆極性の磁界を発生する向きに電流を通電することにより 、いっそう大きな推力を発生することができる。図４の極性では、磁石可動体２ ３が右方向に移動する向きであり、各コイルの電流を反転させれば磁石可動体２ ３の推力の向きも反転する。交流電流を流した場合には、一定周期で振動を繰り 返すバイブレータとして働く。

【００４３】 図５は本考案の第４実施例を示す。この図において、磁石可動体２３Ａは、同 極対向された２個の穴あき円柱状希土類永久磁石２５Ｃ，２５Ｄ、それらの永久 磁石間に配置された穴あき円柱状中間部軟磁性体２６、前記永久磁石２５Ｃ，２ ５Ｄの外側に配置された穴あき円板状端部軟磁性体２７Ａ，２７Ｂ及び該端部軟 磁性体２７Ａ，２７Ｂの外側位置に配置された穴あき円板状クッション板７Ａ， ７Ｂに金属貫通軸体８を挿通し、該金属貫通軸体８の係合溝９に止め具（金属製 Ｅリング）１０を嵌め込み係止して、当該金属貫通軸体８に永久磁石２５Ｃ，２ ５Ｄ、中間部軟磁性体２６、端部軟磁性体２７Ａ，２７Ｂ及び円板状クッション 板７Ａ，７Ｂを固定したものである。ここで、貫通軸体８は非磁性又は磁性金属 であり、クッション板７Ａ，７Ｂはシリコンゴム等の弾性材であり、多少圧縮状 態で一対の止め具１０間に挟持されている。この結果、クッション板７Ａ，７Ｂ は各永久磁石２５Ｃ，２５Ｄ、軟磁性体２６，２７Ａ，２７Ｂの厚みのばらつき を吸収してがたつきを防止することができる。なお、前記金属貫通軸体８に永久 磁石２５Ｃ，２５Ｄ、軟磁性体２６，２７Ａ，２７Ｂを一体化する際に接着剤を 併用してもよい。前記端部軟磁性体２７Ａ，２７Ｂの肉厚は、中間部軟磁性体２ ６の１／２〜１倍程度に設定される。なお、その他の構成は前述の第１実施例と 同じである。

【００４４】 この第４実施例では、磁石可動体２３Ａが有する永久磁石２５Ｃ，２５Ｄの外 側端面に端部軟磁性体２７Ａ，２７Ｂが配置されており、永久磁石２５Ｃ，２５ Ｄの外側端面の磁極から出た磁束が端部軟磁性体２７Ａ，２７Ｂの存在で垂直方 向に曲がり易くなる等の理由で永久磁石２５Ｃ，２５Ｄの外側部分での磁束密度 の垂直成分（永久磁石の軸方向に直交する成分）が増大する。すなわち、フレミ ングの左手の法則に基づく推力に寄与できる磁石可動体２３Ａの軸方向（長手方 向）に垂直な磁束成分を大きくでき、磁石可動体２３Ａの周囲を環状に巻回する ３連のコイル２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃに交互に逆極性の磁界を発生する向きに電 流を通電することにより、いっそう大きな推力を発生することができる。例えば 、端部軟磁性体の無い第３実施例の場合に比較して数％乃至１０％程度の推力向 上が得られる。

【００４５】 図６は本考案の第５実施例を示す。これらの図において、軟磁性体の円筒状ヨ ーク１の内側に１個のコイル３２が配置され、このコイル３２は磁石可動体３３ を移動自在に案内するためのガイド筒体３４を構成する絶縁樹脂等の絶縁部材で 円筒状ヨーク１に固着されている。このガイド筒体３４の内周は円周面となって いる。

【００４６】 磁石可動体３３は、半径方向に着磁された、つまり内周側が例えばＳ極で外周 側がＮ極になっている１個の穴あき円柱状希土類永久磁石３５、該永久磁石３５ の両端面外側位置に配置された穴あき円板状クッション板７Ａ，７Ｂに金属貫通 軸体８を挿通し、該金属貫通軸体８の係合溝９に止め具（金属製Ｅリング）１０ を嵌め込み係止して、当該金属貫通軸体８に永久磁石３５及び円板状クッション 板７Ａ，７Ｂを固定したものである。前記永久磁石３５は、全表面に磁性又は非 磁性の金属あるいは樹脂からなるコーティング層１１がそれぞれ形成されている 。ここで、貫通軸体８は非磁性又は磁性金属であり、クッション板７Ａ，７Ｂは シリコンゴム等の弾性材で形成された緩衝部材であり、多少圧縮状態で一対の止 め具１０間に挟持されている。この結果、クッション板７Ａ，７Ｂは永久磁石３ ５の厚みのばらつきを吸収してがたつきを防止することができる。なお、前記金 属貫通軸体８に永久磁石３５を一体化する際に接着剤を併用してもよい。

【００４７】 前記１個のコイル３２は、永久磁石３５外周面の磁極からの磁束の向きに対し て垂直になる方向に電流が流れる如く結線されている。すなわち、永久磁石３５ のＮ極が面する外周面を囲むことができるように円環状に巻回されて、コイル３ ２の両端に磁極を生じる（図６のコイルに付したＮ，Ｓを参照）。なお、その他 の構成は前述の第１実施例と同じである。

【００４８】 この第５実施例の可動磁石式リニアアクチュエータでは、磁石可動体３３が半 径方向に着磁されていて外周面に磁極を有する円柱状永久磁石３５を有するもの であり、磁束密度の垂直成分（永久磁石の軸方向に直交する成分）が多い構造と なっている。従って、フレミングの左手の法則に基づく推力に寄与できる磁石可 動体３３の軸方向（長手方向）に垂直な磁束成分が十分得られ、かつ磁石可動体 ３３の周囲を環状に巻回する１個のコイル３２は永久磁石３５の磁束と有効に鎖 交するので、その所望の移動方向に大きな推力を発生することができる。図６の 極性では、磁石可動体３３が右方向に移動する向きであり、コイルの電流を反転 させれば磁石可動体３３の推力の向きも反転する。交流電流を流した場合には、 一定周期で振動を繰り返すバイブレータとして働く。

【００４９】 なお、上記第５実施例で用いた半径方向に着磁された穴あき円柱状希土類永久 磁石３５は、予め着磁された半割（略半円柱状）の柱状希土類永久磁石を２個以 上付き合わせて一体化する構成としてもよい。

【００５０】 なお、上記各実施例の構成において、軸受部材１３の両端部の側板１２Ａ，１ ２Ｂのいずれか一方又は両方を軟磁性体とすれば、軟磁性体で形成した側板を磁 石可動体を吸着する磁性吸着体として機能させることができる。

【００５１】 例えば、側板１２Ａ，１２Ｂの両方を軟磁性体とした場合、コイルに通電され ていない状態では磁石可動体はどちらかの側板に吸着保持され、現在吸着してい る側板から磁石可動体が離脱する向きに各コイルで推力を発生させれば、反対側 の側板方向に磁石可動体が移動して吸着停止する。この結果、磁石可動体の前進 位置と後退位置を正確に規定できる。

【００５２】 また、一方の側板のみを軟磁性体の磁性吸着体とすれば、コイルに通電されて いない状態では、常に磁石可動体が一方の側板に吸着保持されるように設定でき 、磁石可動体の非通電時の位置を定めることができる。

【００５３】 なお、上記第３実施例では、２個の同極対向の永久磁石と両永久磁石間の軟磁 性体を備える磁石可動体２３を例示したが、３個以上の同極対向の永久磁石と両 永久磁石間の軟磁性体を備える構成としてもよく、これに対応させてコイル数も ４個以上とすることができる。

【００５４】 また、上記第４実施例では、２個の同極対向の永久磁石と両永久磁石間の中間 部軟磁性体と２個の永久磁石の外側の端部軟磁性体とを備える磁石可動体２３Ａ を例示したが、３個以上の同極対向の永久磁石と両永久磁石間の軟磁性体と両端 に位置する永久磁石の外側の端部軟磁性体とを備える構成としてもよく、これに 対応させてコイル数も４個以上とすることができる。

【００５５】 さらに、各実施例では磁石可動体の貫通軸体の両側を軸受部材で支持したが、 貫通軸体の片側のみを軸受部材で支持する構造を採用してもよい。この場合、軸 受部材も一方のみとなる（但し、軸受部材を長めにすることが望ましい。）。

【００５６】 また、各実施例において、ガイド筒体を省略して各コイルをヨーク１の内周側 に絶縁固定する構造を採用することも可能である。

【００５７】 前記各実施例では、円筒状のヨーク１及びガイド筒体を用いたが、角筒状等の ヨーク及びガイド筒体を採用することもでき、これに合わせて磁石可動体の方も 角筒状等にすることが可能であり、この場合も各コイルは磁石可動体の外周を周 回するように巻回すればよい。

【００５８】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の可動磁石式リニアアクチュエータによれば、少 なくとも１個の穴あき柱状希土類永久磁石を貫通軸体に一体化した磁石可動体を 用い、該貫通軸体を軸受部材で摺動自在に支える構成としたので、永久磁石を貫 通軸体に確実に固定でき、堅牢な磁石可動体を構成でき、組立作業も簡単となる 。また、貫通軸体を前記コイルに対して一定位置関係にある軸受部材で支持する ことで、磁石可動体の移動を円滑化することができ、磁石可動体がコイルの内側 に接触したり、がたつくことがなくなり、永久磁石の割れや欠けの発生を回避で きる。また、貫通軸体を用いたことにより、永久磁石の外周を覆う非磁性ホルダ 等は使用しなくてもよくなり、永久磁石外周面とコイル間の間隙を少なくして推 力のいっそうの向上を図ることができる。さらに、貫通軸体は、磁石可動体の出 力取り出し用ピンとして機能させることができ、出力の取り出しが容易になる。

【００５９】 また、前記磁石可動体の軸方向両端の前記穴あき柱状希土類永久磁石の外側端 面に端部磁性体を設けたり、あるいは、前記コイルを囲む如く軟磁性体のヨーク を設けた場合には、永久磁石の磁束密度の垂直成分が増大し、フレミングの左手 の法則に基づく推力に寄与できる磁石可動体の長手方向に垂直な磁束成分を大き くでき、いっそう大きな推力を発生することができる。

【００６０】 また、前記磁石可動体の軸方向両端の前記穴あき柱状希土類永久磁石又は端部 磁性体の外側端面に弾性を有する緩衝部材を設けた場合には、永久磁石への衝撃 が抑えられ、磁石の割れや欠けが防止されるとともに、衝突による衝撃音の発生 が防止でき、磁石可動体の往復運動に伴う振動や音の発生を低減することができ る。

【００６１】 また、前記貫通軸体に係合する止め輪を用いる場合には、永久磁石や中間部磁 性体と貫通軸体との固定、一体化を確実に実行でき、しかも組立が容易に行え、 高い固着信頼性が得られる。

【００６２】 また、前記軸受部材の取付側に、前記磁石可動体を吸着する磁性吸着体を配置 する場合には、非通電状態のときに磁石可動体を磁性吸着体に吸着保持させるこ とができ、磁石可動体の初期位置を正確に規定できる。

【００６３】 さらに、前記穴あき柱状希土類永久磁石の少なくとも外周面に磁性又は非磁性 コーティング層を設ける場合には、永久磁石に割れや欠け等が発生するのを確実 に防止できる。

【００６４】 従って、小型、小電流で大きな推力を持つ信頼性の高い可動磁石式リニアアク チュエータを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る可動磁石式リニアアクチュエータ
の第１実施例を示す正断面図である。

【図２】同側面図である。

【図３】本考案の第２実施例を示す正断面図である。

【図４】本考案の第３実施例を示す正断面図である。

【図５】本考案の第４実施例を示す正断面図である。

【図６】本考案の第５実施例を示す正断面図である。

【図７】従来例を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１ 円筒状ヨーク ２Ａ，２Ｂ，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，３２ コイル ３，３Ａ，２３，２３Ａ，３３ 磁石可動体 ４，２４，３４ ガイド筒体 ５，５Ａ，２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄ，３５ 円
柱状希土類永久磁石 ６Ａ，６Ｂ，２７Ａ，２７Ｂ 端部軟磁性体 ７Ａ，７Ｂ クッション板 ８ 貫通軸体 ９ 係合溝 １０ 止め具 １１ コーティング層 １２Ａ，１２Ｂ 側板 １３ 軸受部材 ２６ 円柱状中間部軟磁性体

Claims (8)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１個の穴あき柱状希土類永久
   磁石に貫通軸体を貫通させ固定して磁石可動体を構成
   し、前記貫通軸体を軸受部材で摺動自在に支持して当該
   軸受部材に対し固定した位置関係にある少なくとも１個
   のコイルの内側に前記磁石可動体を移動自在に設けたこ
   とを特徴とする可動磁石式リニアアクチュエータ。
2. 【請求項２】 前記コイルの外側に軟磁性体のヨークを
   設けた請求項１記載の可動磁石式リニアアクチュエー
   タ。
3. 【請求項３】 前記永久磁石が軸方向に着磁されてお
   り、前記磁石可動体の軸方向両端に位置する前記永久磁
   石の外側端面に端部磁性体を設けた請求項１又は２記載
   の可動磁石式リニアアクチュエータ。
4. 【請求項４】 前記磁石可動体の軸方向両端に位置する
   前記永久磁石の外側端面に緩衝部材を設けた請求項１又
   は２記載の可動磁石式リニアアクチュエータ。
5. 【請求項５】 前記磁石可動体の軸方向両端に位置する
   前記端部磁性体の外側端面に緩衝部材を設けた請求項３
   記載の可動磁石式リニアアクチュエータ。
6. 【請求項６】 前記貫通軸体に係合する止め輪で少なく
   とも前記永久磁石を当該貫通軸体に固定した請求項１、
   ２、３、４又は５記載の可動磁石式リニアアクチュエー
   タ。
7. 【請求項７】 前記軸受部材の取付側に前記磁石可動体
   を吸着する磁性吸着体を配置した請求項１、２、３、
   ４、５又は６記載の可動磁石式リニアアクチュエータ。
8. 【請求項８】 前記永久磁石の少なくとも外周面にコー
   ティング層を設けた請求項１、２、３、４、５、６又は
   ７記載の可動磁石式リニアアクチュエータ。