JPH08214528A - 可動コイル型リニアアクチュエータ - Google Patents
可動コイル型リニアアクチュエータInfo
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- JPH08214528A JPH08214528A JP7039452A JP3945295A JPH08214528A JP H08214528 A JPH08214528 A JP H08214528A JP 7039452 A JP7039452 A JP 7039452A JP 3945295 A JP3945295 A JP 3945295A JP H08214528 A JPH08214528 A JP H08214528A
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- guide body
- coil
- movable coil
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 構造を簡略化し、部品点数の低減、小型化、
並びに原価低減を図った可動コイル型リニアアクチュエ
ータを得る。 【構成】 同極対向された２個の永久磁石１１Ａ，１１
Ｂ間に軟磁性体１２を設けた構造を有する直線ガイド体
１０と、該直線ガイド体１０の外周面に対し直接摺動す
るボビン２１に駆動コイル２２を巻装してなる可動コイ
ル体２０とを備え、該可動コイル体２０が前記直線ガイ
ド体１０の外周面を直接摺動することで直線移動する構
成としている。
並びに原価低減を図った可動コイル型リニアアクチュエ
ータを得る。 【構成】 同極対向された２個の永久磁石１１Ａ，１１
Ｂ間に軟磁性体１２を設けた構造を有する直線ガイド体
１０と、該直線ガイド体１０の外周面に対し直接摺動す
るボビン２１に駆動コイル２２を巻装してなる可動コイ
ル体２０とを備え、該可動コイル体２０が前記直線ガイ
ド体１０の外周面を直接摺動することで直線移動する構
成としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、可動コイルへの通電に
より可動コイルを直線移動させることが可能な可動コイ
ル型リニアアクチュエータに係り、とくに磁気ヘッド等
の被駆動体の位置制御等に使用可能な可動コイル型リニ
アアクチュエータに関する。
より可動コイルを直線移動させることが可能な可動コイ
ル型リニアアクチュエータに係り、とくに磁気ヘッド等
の被駆動体の位置制御等に使用可能な可動コイル型リニ
アアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の装置としては、実開平３
−４０８７６号のソレノイド装置が知られている。この
ソレノイド装置は、図８に示すように、断面コ字状の円
筒形状の磁性体よりなる外部ヨーク１内に、同極対向さ
れた２個の永久磁石２，４を内部ヨーク３を挟んで固定
配置し、さらにサブヨーク５及びこれと一体の軸８を前
記永久磁石４上に固着し、前記外部ヨーク１と内部ヨー
ク３との隙間に筒状非磁性体の移動部材７を配置しかつ
前記軸８にて移動自在にガイドされるようにし、移動部
材７の挿入先端にコイル９を固定したものである。
−４０８７６号のソレノイド装置が知られている。この
ソレノイド装置は、図８に示すように、断面コ字状の円
筒形状の磁性体よりなる外部ヨーク１内に、同極対向さ
れた２個の永久磁石２，４を内部ヨーク３を挟んで固定
配置し、さらにサブヨーク５及びこれと一体の軸８を前
記永久磁石４上に固着し、前記外部ヨーク１と内部ヨー
ク３との隙間に筒状非磁性体の移動部材７を配置しかつ
前記軸８にて移動自在にガイドされるようにし、移動部
材７の挿入先端にコイル９を固定したものである。
【０００３】この場合、コイル９に通電することで、前
記軸８をガイド軸としてコイル９と一体の移動部材７が
直線的に移動する。
記軸８をガイド軸としてコイル９と一体の移動部材７が
直線的に移動する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の如き
従来装置は、永久磁石及び内部ヨークの他に、動作出力
を取り出すための移動部材を移動自在にガイドする軸に
ある程度の長さが必要となり、アクチュエータの全長を
短く設計することができない。また、アクチュエータの
端部にて出力をジョイントするために、アクチュエータ
を含むユニットとしても全長を短く設計することができ
ない。さらに、永久磁石及び内部ヨークの他に移動部材
をガイドする軸が必要不可欠であるため、部品点数も多
くなる嫌いがある。
従来装置は、永久磁石及び内部ヨークの他に、動作出力
を取り出すための移動部材を移動自在にガイドする軸に
ある程度の長さが必要となり、アクチュエータの全長を
短く設計することができない。また、アクチュエータの
端部にて出力をジョイントするために、アクチュエータ
を含むユニットとしても全長を短く設計することができ
ない。さらに、永久磁石及び内部ヨークの他に移動部材
をガイドする軸が必要不可欠であるため、部品点数も多
くなる嫌いがある。
【０００５】本発明は、上記の点に鑑み、構造を簡略化
し、部品点数の低減、小型化、並びに原価低減を図った
可動コイル型リニアアクチュエータを提供することを目
的とする。
し、部品点数の低減、小型化、並びに原価低減を図った
可動コイル型リニアアクチュエータを提供することを目
的とする。
【０００６】本発明のその他の目的や新規な特徴は後述
の実施例において明らかにする。
の実施例において明らかにする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の可動コイル型リニアアクチュエータは、同
極対向された少なくとも２個の永久磁石間に軟磁性体を
設けた構造を有する直線ガイド体と、該直線ガイド体の
外周面に対し直接摺動するボビンに駆動コイルを巻装し
てなる可動コイル体とを備え、該可動コイル体が前記直
線ガイド体の外周面を直接摺動することで直線移動する
ように案内されることを特徴としている。
に、本発明の可動コイル型リニアアクチュエータは、同
極対向された少なくとも２個の永久磁石間に軟磁性体を
設けた構造を有する直線ガイド体と、該直線ガイド体の
外周面に対し直接摺動するボビンに駆動コイルを巻装し
てなる可動コイル体とを備え、該可動コイル体が前記直
線ガイド体の外周面を直接摺動することで直線移動する
ように案内されることを特徴としている。
【０００８】また、前記直線ガイド体は、前記永久磁石
及び前記軟磁性体の外周面を非磁性材で覆ったものであ
ってもよい。
及び前記軟磁性体の外周面を非磁性材で覆ったものであ
ってもよい。
【０００９】さらに、前記永久磁石及び前記軟磁性体か
ら発生する磁界の前記直線移動方向に垂直な成分分布の
小さい部位に、外部軟磁性体ヨークを配置又は近接させ
てもよい。
ら発生する磁界の前記直線移動方向に垂直な成分分布の
小さい部位に、外部軟磁性体ヨークを配置又は近接させ
てもよい。
【００１０】また、前記可動コイル体の外周側に出力取
出し部材を設ける構成としてもよい。
出し部材を設ける構成としてもよい。
【００１１】また、前記可動コイル体は速度検出用コイ
ルをさらに備えるものであってもよい。
ルをさらに備えるものであってもよい。
【００１２】
【作用】本発明の可動コイル型リニアアクチュエータに
おいては、同極対向された少なくとも２個の永久磁石及
びそれらの間の軟磁性体で、可動コイル体が摺動する直
線ガイド体を構成でき、可動コイル体を直線移動自在に
案内するガイド軸等を別に設ける必要がなく、構造を簡
略化して部品点数の削減を図ることができる。また、前
記永久磁石及び軟磁性体の他にガイド軸を設けることが
不要であるため、全長を短縮して小型に構成でき、ひい
ては可動コイル型リニアアクチュエータを用いるユニッ
トの長さを短縮して小型化を図ることもできる。
おいては、同極対向された少なくとも２個の永久磁石及
びそれらの間の軟磁性体で、可動コイル体が摺動する直
線ガイド体を構成でき、可動コイル体を直線移動自在に
案内するガイド軸等を別に設ける必要がなく、構造を簡
略化して部品点数の削減を図ることができる。また、前
記永久磁石及び軟磁性体の他にガイド軸を設けることが
不要であるため、全長を短縮して小型に構成でき、ひい
ては可動コイル型リニアアクチュエータを用いるユニッ
トの長さを短縮して小型化を図ることもできる。
【００１３】また、前記直線ガイド体が、前記永久磁石
及び前記軟磁性体の外周部を非磁性材で覆ったものであ
る場合、非磁性材を適切に選択することで、非磁性材外
周面を直接摺動する可動コイル体を円滑に移動させるこ
とができる。例えば、非磁性材として摩擦の少ない材質
を選ぶことで可動コイル体の移動時の摩擦抵抗の低減を
図ることができ、また耐摩耗性の材質を選ぶことで長寿
命化を図ることができる。さらに、前記非磁性材を薄肉
パイプとすることで、永久磁石及び軟磁性体を同軸上に
組み立てることが容易となる。
及び前記軟磁性体の外周部を非磁性材で覆ったものであ
る場合、非磁性材を適切に選択することで、非磁性材外
周面を直接摺動する可動コイル体を円滑に移動させるこ
とができる。例えば、非磁性材として摩擦の少ない材質
を選ぶことで可動コイル体の移動時の摩擦抵抗の低減を
図ることができ、また耐摩耗性の材質を選ぶことで長寿
命化を図ることができる。さらに、前記非磁性材を薄肉
パイプとすることで、永久磁石及び軟磁性体を同軸上に
組み立てることが容易となる。
【００１４】さらに、前記永久磁石及び前記軟磁性体か
ら発生する磁界の前記直線移動方向に垂直な成分分布の
小さい部位に、外部軟磁性体ヨークを配置又は近接させ
た構成とした場合、可動コイル体の直線移動方向に垂直
な磁界成分を均一化し、推力のフラット性を向上させる
ことができる。すなわち、可動コイル体のストロークの
広い範囲にわたり推力を実質的に一定にでき、位置制御
の精度の向上及び信頼性の向上を図ることができる。
ら発生する磁界の前記直線移動方向に垂直な成分分布の
小さい部位に、外部軟磁性体ヨークを配置又は近接させ
た構成とした場合、可動コイル体の直線移動方向に垂直
な磁界成分を均一化し、推力のフラット性を向上させる
ことができる。すなわち、可動コイル体のストロークの
広い範囲にわたり推力を実質的に一定にでき、位置制御
の精度の向上及び信頼性の向上を図ることができる。
【００１５】また、前記可動コイル体の外周側に出力取
出し部材を設ける構成とした場合、前記出力取出し部材
は前記直線ガイド体の軸方向の延長線上に突出すること
がないため、全長を短く、小型化できる。
出し部材を設ける構成とした場合、前記出力取出し部材
は前記直線ガイド体の軸方向の延長線上に突出すること
がないため、全長を短く、小型化できる。
【００１６】また、前記可動コイル体が速度検出用コイ
ルを有する場合、該速度検出用コイルの誘起電圧を利用
して当該可動コイル体の移動速度や移動周期を検出でき
る。
ルを有する場合、該速度検出用コイルの誘起電圧を利用
して当該可動コイル体の移動速度や移動周期を検出でき
る。
【００１７】
【実施例】以下、本発明に係る可動コイル型リニアアク
チュエータの実施例を図面に従って説明する。
チュエータの実施例を図面に従って説明する。
【００１８】図１及び図２は本発明に係る可動コイル型
リニアアクチュエータの第１実施例を示す。これらの図
において、可動コイル型リニアアクチュエータは、２個
の永久磁石１１Ａ，１１Ｂ及びそれらに挟まれた軟磁性
体１２で構成された直線ガイド体１０と、該直線ガイド
体１０に対し直接摺動するボビン２１に駆動コイル２２
を巻装してなる可動コイル体２０と、該可動コイル体２
０の移動空間を残して前記直線ガイド体１０の外側を囲
む外部ヨーク３０と、外部ヨーク３０の両端に固着され
かつ永久磁石１１Ａ，１１Ｂの外側端面に当接、固着さ
れたサイドヨーク３１とを備えている。
リニアアクチュエータの第１実施例を示す。これらの図
において、可動コイル型リニアアクチュエータは、２個
の永久磁石１１Ａ，１１Ｂ及びそれらに挟まれた軟磁性
体１２で構成された直線ガイド体１０と、該直線ガイド
体１０に対し直接摺動するボビン２１に駆動コイル２２
を巻装してなる可動コイル体２０と、該可動コイル体２
０の移動空間を残して前記直線ガイド体１０の外側を囲
む外部ヨーク３０と、外部ヨーク３０の両端に固着され
かつ永久磁石１１Ａ，１１Ｂの外側端面に当接、固着さ
れたサイドヨーク３１とを備えている。
【００１９】前記永久磁石１１Ａ，１１Ｂは、例えば、
小型で強力な磁力を発生可能な希土類永久磁石であり、
鉄等の軟磁性体１２を挟んで同極対向配置となってお
り、永久磁石１１Ａ，１１Ｂ及び軟磁性体１２共に同一
外径の円柱乃至円板形状である。従って、永久磁石１１
Ａ，１１Ｂ及び軟磁性体１２の外周面は同一で段差の無
いように揃っており、円柱形状の直線ガイド体１０を構
成している。この場合、直線ガイド体１０の軸方向（可
動コイル体２０が直線移動する長手方向）と永久磁石１
１Ａ，１１Ｂの磁化方向とが一致している。なお、永久
磁石１１Ａ，１１Ｂ及び軟磁性体１２相互の固着一体化
は、接着剤等で行うことができる。
小型で強力な磁力を発生可能な希土類永久磁石であり、
鉄等の軟磁性体１２を挟んで同極対向配置となってお
り、永久磁石１１Ａ，１１Ｂ及び軟磁性体１２共に同一
外径の円柱乃至円板形状である。従って、永久磁石１１
Ａ，１１Ｂ及び軟磁性体１２の外周面は同一で段差の無
いように揃っており、円柱形状の直線ガイド体１０を構
成している。この場合、直線ガイド体１０の軸方向（可
動コイル体２０が直線移動する長手方向）と永久磁石１
１Ａ，１１Ｂの磁化方向とが一致している。なお、永久
磁石１１Ａ，１１Ｂ及び軟磁性体１２相互の固着一体化
は、接着剤等で行うことができる。
【００２０】前記円柱形状の直線ガイド体１０の外周面
上を摺動自在な可動コイル体２０が有するボビン２１
は、例えば、耐摩耗性に優れた絶縁樹脂製であり、直線
ガイド体１０の外周面を環状に囲みかつ両端に鍔２１ａ
を持つ断面がコ字状である。そして、ボビン２１の内周
部（内周面）が直線ガイド体１０の外周面をガイドとし
て直接摺動可能に配置されている。この結果、可動コイ
ル体２０は前記直線ガイド体１０により直線移動するよ
うに案内されることになる。なお、前記駆動コイル２２
は前記直線ガイド体１０を周回する向きでボビン２１に
巻かれている。また、可動コイル体２０の外周近傍、例
えばボビン２１の両方の鍔２１ａの外側に、可動コイル
体２０の動きを外部に出力するための出力取出し部材２
３が取り付けられている（固着乃至連結されている）。
この出力取出し部材２３は可動コイル２０の外周側、す
なわち側方に延在しており、これを介し可動コイル体２
０は磁気ヘッド等の被駆動系に連結される。
上を摺動自在な可動コイル体２０が有するボビン２１
は、例えば、耐摩耗性に優れた絶縁樹脂製であり、直線
ガイド体１０の外周面を環状に囲みかつ両端に鍔２１ａ
を持つ断面がコ字状である。そして、ボビン２１の内周
部（内周面）が直線ガイド体１０の外周面をガイドとし
て直接摺動可能に配置されている。この結果、可動コイ
ル体２０は前記直線ガイド体１０により直線移動するよ
うに案内されることになる。なお、前記駆動コイル２２
は前記直線ガイド体１０を周回する向きでボビン２１に
巻かれている。また、可動コイル体２０の外周近傍、例
えばボビン２１の両方の鍔２１ａの外側に、可動コイル
体２０の動きを外部に出力するための出力取出し部材２
３が取り付けられている（固着乃至連結されている）。
この出力取出し部材２３は可動コイル２０の外周側、す
なわち側方に延在しており、これを介し可動コイル体２
０は磁気ヘッド等の被駆動系に連結される。
【００２１】前記外部ヨーク３０は鉄板等の軟磁性体で
円筒状に形成したもので、直線ガイド体１０の周囲を可
動コイル体２０の移動空間を隔てて囲むものであり、外
部ヨーク３０の両端には同材質の円板状のサイドヨーク
３１が固着、一体化されている。サイドヨーク３１の内
面中央には永久磁石１１Ａ，１１Ｂの同極対向している
磁極の反対側磁極が当接し、接着剤等で固着されてい
る。なお、被駆動系に連結された出力取出し部材２３が
通過する部分、すなわち可動コイル体２０の可動範囲に
おける出力取出し部材２３の移動部分には切り割り３２
が形成されている。なお、外部ヨーク３０及びサイドヨ
ーク３１は磁気回路のパーミアンス向上（磁気抵抗の低
減）と、磁気漏洩を防止するために設けられている。
円筒状に形成したもので、直線ガイド体１０の周囲を可
動コイル体２０の移動空間を隔てて囲むものであり、外
部ヨーク３０の両端には同材質の円板状のサイドヨーク
３１が固着、一体化されている。サイドヨーク３１の内
面中央には永久磁石１１Ａ，１１Ｂの同極対向している
磁極の反対側磁極が当接し、接着剤等で固着されてい
る。なお、被駆動系に連結された出力取出し部材２３が
通過する部分、すなわち可動コイル体２０の可動範囲に
おける出力取出し部材２３の移動部分には切り割り３２
が形成されている。なお、外部ヨーク３０及びサイドヨ
ーク３１は磁気回路のパーミアンス向上（磁気抵抗の低
減）と、磁気漏洩を防止するために設けられている。
【００２２】以上の第１実施例の構成によって、２個の
永久磁石１１Ａ，１１Ｂが同極（Ｎ極）対向で軟磁性体
１２を挟んで配置されていることにより、軟磁性体１２
の外周面と外部ヨーク３０の内周面との間の円筒状空間
（可動コイル体２０の移動空間）に半径方向の磁束が発
生し、すなわち、直線ガイド体１０の軸方向（可動コイ
ル体２０の移動方向）に垂直な磁界成分が生じる。従っ
て、駆動コイル２２に電流を流すことにより、フレミン
グの左手の法則に基づく推力を可動コイル体２０に発生
することができ、該可動コイル体２０を直線ガイド体１
０に沿って直線移動させることができ、出力取出し部材
２３を介し被駆動系を直線駆動可能である。
永久磁石１１Ａ，１１Ｂが同極（Ｎ極）対向で軟磁性体
１２を挟んで配置されていることにより、軟磁性体１２
の外周面と外部ヨーク３０の内周面との間の円筒状空間
（可動コイル体２０の移動空間）に半径方向の磁束が発
生し、すなわち、直線ガイド体１０の軸方向（可動コイ
ル体２０の移動方向）に垂直な磁界成分が生じる。従っ
て、駆動コイル２２に電流を流すことにより、フレミン
グの左手の法則に基づく推力を可動コイル体２０に発生
することができ、該可動コイル体２０を直線ガイド体１
０に沿って直線移動させることができ、出力取出し部材
２３を介し被駆動系を直線駆動可能である。
【００２３】図３は第１実施例の場合における可動コイ
ル体２０の軟磁性体１２中間位置Ｐからの変位量Ｘ（m
m）と推力（gf）との関係を曲線（イ）で示す。この曲
線（イ）では変位量Ｘ＝０で推力は２４．２０、変位量
Ｘ＝±４で推力は２２．２０であって推力は変位量Ｘ＝
０に対し８．３％低下しているが、変位量Ｘ＝±３以内
の範囲（駆動コイル２２が永久磁石１１Ａ，１１Ｂにか
からない範囲）では実質的に平坦な推力特性となってい
る。
ル体２０の軟磁性体１２中間位置Ｐからの変位量Ｘ（m
m）と推力（gf）との関係を曲線（イ）で示す。この曲
線（イ）では変位量Ｘ＝０で推力は２４．２０、変位量
Ｘ＝±４で推力は２２．２０であって推力は変位量Ｘ＝
０に対し８．３％低下しているが、変位量Ｘ＝±３以内
の範囲（駆動コイル２２が永久磁石１１Ａ，１１Ｂにか
からない範囲）では実質的に平坦な推力特性となってい
る。
【００２４】この第１実施例によれば、次の通りの効果
を得ることができる。
を得ることができる。
【００２５】(1) 同極対向された２個の永久磁石１１
Ａ，１１Ｂ間に軟磁性体１２を設けた構造を有する直線
ガイド体１０が可動コイル体２０を直線移動可能に案内
するガイド軸として機能し、その直線ガイド体１０の外
周面上に対し可動コイル体２０のボビン２１を直接軸方
向に摺動させることにより、ガイド軸や軸受部材を別途
設ける必要がなく、全長の短縮、小型化を図ることがで
き、部品点数も少なくなり、構造の簡略化、原価低減を
図ることができる。
Ａ，１１Ｂ間に軟磁性体１２を設けた構造を有する直線
ガイド体１０が可動コイル体２０を直線移動可能に案内
するガイド軸として機能し、その直線ガイド体１０の外
周面上に対し可動コイル体２０のボビン２１を直接軸方
向に摺動させることにより、ガイド軸や軸受部材を別途
設ける必要がなく、全長の短縮、小型化を図ることがで
き、部品点数も少なくなり、構造の簡略化、原価低減を
図ることができる。
【００２６】(2) 可動コイル体２０の外周近傍に、磁
気ヘッド等の被駆動系に連結される出力取出し部材２３
を設けており、可動コイル体２０の可動範囲における出
力取出し部材２３の移動範囲について外部ヨーク３０に
切り割り３２を設けて出力取出し部材２３が外部ヨーク
３０の側方に（外周側に）突出した状態で移動可能とす
ることで、可動コイル型リニアアクチュエータを含むユ
ニットの全長を短くすることが可能である。
気ヘッド等の被駆動系に連結される出力取出し部材２３
を設けており、可動コイル体２０の可動範囲における出
力取出し部材２３の移動範囲について外部ヨーク３０に
切り割り３２を設けて出力取出し部材２３が外部ヨーク
３０の側方に（外周側に）突出した状態で移動可能とす
ることで、可動コイル型リニアアクチュエータを含むユ
ニットの全長を短くすることが可能である。
【００２７】(3) 切り割り３２の部分を除き、直線ガ
イド体１０の周囲は外部ヨーク３０及びサイドヨーク３
１で閉塞されており、漏洩磁束は少ない。
イド体１０の周囲は外部ヨーク３０及びサイドヨーク３
１で閉塞されており、漏洩磁束は少ない。
【００２８】図４は本発明の第２実施例を示す。この場
合、直線ガイド体４０は、同極対向された２個の永久磁
石１１Ａ，１１Ｂ間に軟磁性体１２を設け、それらの外
周面に非磁性材としての非磁性円筒パイプ１３を被せ、
それらを相互に固着一体化したものである。非磁性円筒
パイプ１３は段差の無い一様な外径であり、可動コイル
体２０のボビン２１がその非磁性円筒パイプ１３の外周
面を軸方向に直接摺動するようにしている。非磁性円筒
パイプ１３としてはステンレス、真鍮、摩擦係数の小さ
な樹脂等の薄肉パイプが使用でき、とくに耐摩耗性に優
れるステンレスが効果的である。
合、直線ガイド体４０は、同極対向された２個の永久磁
石１１Ａ，１１Ｂ間に軟磁性体１２を設け、それらの外
周面に非磁性材としての非磁性円筒パイプ１３を被せ、
それらを相互に固着一体化したものである。非磁性円筒
パイプ１３は段差の無い一様な外径であり、可動コイル
体２０のボビン２１がその非磁性円筒パイプ１３の外周
面を軸方向に直接摺動するようにしている。非磁性円筒
パイプ１３としてはステンレス、真鍮、摩擦係数の小さ
な樹脂等の薄肉パイプが使用でき、とくに耐摩耗性に優
れるステンレスが効果的である。
【００２９】また、円筒状軟磁性体である外部ヨーク５
０は、推力のフラット性向上のために中央部を除く部分
に配置されている。これは、２個の永久磁石１１Ａ，１
１Ｂ及びそれらに挟まれた軟磁性体１２の外周側に発生
する磁界の垂直成分（直線ガイド体４０の軸方向に垂直
な成分）が比較的小さい端部領域に磁束を集中させて、
直線ガイド体４０の両端寄り部分での磁界の垂直成分の
低下を補償するためである。これにより、直線ガイド体
４０の全長のうちの大部分の領域で前記磁界の垂直成分
が実質的に一様となり、推力のフラット性を一層向上さ
せることができる。
０は、推力のフラット性向上のために中央部を除く部分
に配置されている。これは、２個の永久磁石１１Ａ，１
１Ｂ及びそれらに挟まれた軟磁性体１２の外周側に発生
する磁界の垂直成分（直線ガイド体４０の軸方向に垂直
な成分）が比較的小さい端部領域に磁束を集中させて、
直線ガイド体４０の両端寄り部分での磁界の垂直成分の
低下を補償するためである。これにより、直線ガイド体
４０の全長のうちの大部分の領域で前記磁界の垂直成分
が実質的に一様となり、推力のフラット性を一層向上さ
せることができる。
【００３０】なお、その他の構成は前述の第１実施例と
同様であり、同一又は相当部分に同一符号を付した。
同様であり、同一又は相当部分に同一符号を付した。
【００３１】図３の曲線（ロ）は図４の第２実施例の場
合における可動コイル体２０の軟磁性体１２中間位置Ｐ
からの変位量Ｘ（mm）と推力（gf）との関係を示す。こ
の曲線（ロ）では変位量Ｘ＝０で推力は２３．６４、変
位量Ｘ＝±４で推力は２２．６４であって推力は変位量
Ｘ＝０に対し４．２％低下しているが、これは第１実施
例の８．３％低下よりも低下量が少なく推力のフラット
性が第２実施例の外部ヨーク５０の配置で改善されてい
ることが判る。
合における可動コイル体２０の軟磁性体１２中間位置Ｐ
からの変位量Ｘ（mm）と推力（gf）との関係を示す。こ
の曲線（ロ）では変位量Ｘ＝０で推力は２３．６４、変
位量Ｘ＝±４で推力は２２．６４であって推力は変位量
Ｘ＝０に対し４．２％低下しているが、これは第１実施
例の８．３％低下よりも低下量が少なく推力のフラット
性が第２実施例の外部ヨーク５０の配置で改善されてい
ることが判る。
【００３２】この第２実施例によれば、永久磁石１１
Ａ，１１Ｂ及び軟磁性体１２の外周面を非磁性円筒パイ
プ１３で覆った直線ガイド体４０を用いているため、可
動コイル体２０のボビン２１の摺動性を良好とし、また
組立が容易となり、可動コイル体２０の円滑な直線移動
動作を実現している。また、直線ガイド体４０の中央部
に対応する部分には外部ヨーク５０が存在せず、外部ヨ
ーク５０が直線ガイド体４０の両端寄り位置に設けられ
ているため、通常直線ガイド体４０の軸方向に垂直な磁
界成分が低下しがちな領域に磁束を集中でき、広範囲に
わたり前記軸方向に垂直な磁界成分が一様なものとなり
推力のフラット性をいっそう良好にすることが可能であ
る。なお、その他の作用効果は前述した第１実施例と同
様である。
Ａ，１１Ｂ及び軟磁性体１２の外周面を非磁性円筒パイ
プ１３で覆った直線ガイド体４０を用いているため、可
動コイル体２０のボビン２１の摺動性を良好とし、また
組立が容易となり、可動コイル体２０の円滑な直線移動
動作を実現している。また、直線ガイド体４０の中央部
に対応する部分には外部ヨーク５０が存在せず、外部ヨ
ーク５０が直線ガイド体４０の両端寄り位置に設けられ
ているため、通常直線ガイド体４０の軸方向に垂直な磁
界成分が低下しがちな領域に磁束を集中でき、広範囲に
わたり前記軸方向に垂直な磁界成分が一様なものとなり
推力のフラット性をいっそう良好にすることが可能であ
る。なお、その他の作用効果は前述した第１実施例と同
様である。
【００３３】さらに、図４の第２実施例では、直線ガイ
ド体４０の中央部に対応する部分には外部ヨーク５０が
存在しないとしたが、図１の第１実施例の全長にわたる
外部ヨークの中央部に部分的に抜き穴をあけて、直線ガ
イド体４０の中央部に対応（対面）するヨーク部分の面
積を減じるようにしても差し支えない。
ド体４０の中央部に対応する部分には外部ヨーク５０が
存在しないとしたが、図１の第１実施例の全長にわたる
外部ヨークの中央部に部分的に抜き穴をあけて、直線ガ
イド体４０の中央部に対応（対面）するヨーク部分の面
積を減じるようにしても差し支えない。
【００３４】図５は本発明の第３実施例を示す。この場
合、直線ガイド体６０は、同極対向された２個の円柱状
の永久磁石１１Ａ，１１Ｂ間に長い寸法の円柱状の軟磁
性体６２を設け、それらの外周面に非磁性材としての非
磁性円筒パイプ６３を被せ、それらを相互に固着一体化
したものである。非磁性円筒パイプ６３は段差の無い一
様な外径であり、可動コイル体２０のボビン２１がその
非磁性円筒パイプ６３の外周面を軸方向に直接摺動する
ようにしている。非磁性円筒パイプ６３の材質は、前述
の第２実施例の場合の非磁性円筒パイプ１３と同様であ
る。
合、直線ガイド体６０は、同極対向された２個の円柱状
の永久磁石１１Ａ，１１Ｂ間に長い寸法の円柱状の軟磁
性体６２を設け、それらの外周面に非磁性材としての非
磁性円筒パイプ６３を被せ、それらを相互に固着一体化
したものである。非磁性円筒パイプ６３は段差の無い一
様な外径であり、可動コイル体２０のボビン２１がその
非磁性円筒パイプ６３の外周面を軸方向に直接摺動する
ようにしている。非磁性円筒パイプ６３の材質は、前述
の第２実施例の場合の非磁性円筒パイプ１３と同様であ
る。
【００３５】また、円筒状軟磁性体の外部ヨーク７０
は、推力のフラット性向上のために直線ガイド体６０の
中央部に対応する部分のみを円環状に囲むように配置さ
れている。これは、軟磁性体６２が長いため、磁界の垂
直成分（直線ガイド体６０の軸方向に垂直な成分）が軟
磁性体６２の中間部で低下するので、そこに磁束を集中
させて、直線ガイド体６０の中央部での磁界の垂直成分
の低下を補償するためである。これにより、長い寸法を
持つ軟磁性体６２を用いた直線ガイド体６０であって
も、その全長のうちの大部分の領域で前記磁界の垂直成
分が実質的に一様となり、可動コイル体２０のストロー
クを大きくするとともに、推力のフラット性を良好に維
持することができる。但し、外部ヨーク７０は両側のサ
イドヨーク３１に連結するために細幅の延長部分７０ａ
を有している。出力取出し部材２３を通過させるための
切り割り７２は例えば延長部分７０ａに沿って形成すれ
ばよい。
は、推力のフラット性向上のために直線ガイド体６０の
中央部に対応する部分のみを円環状に囲むように配置さ
れている。これは、軟磁性体６２が長いため、磁界の垂
直成分（直線ガイド体６０の軸方向に垂直な成分）が軟
磁性体６２の中間部で低下するので、そこに磁束を集中
させて、直線ガイド体６０の中央部での磁界の垂直成分
の低下を補償するためである。これにより、長い寸法を
持つ軟磁性体６２を用いた直線ガイド体６０であって
も、その全長のうちの大部分の領域で前記磁界の垂直成
分が実質的に一様となり、可動コイル体２０のストロー
クを大きくするとともに、推力のフラット性を良好に維
持することができる。但し、外部ヨーク７０は両側のサ
イドヨーク３１に連結するために細幅の延長部分７０ａ
を有している。出力取出し部材２３を通過させるための
切り割り７２は例えば延長部分７０ａに沿って形成すれ
ばよい。
【００３６】なお、その他の構成は前述の第１実施例と
同様であり、同一又は相当部分に同一符号を付した。
同様であり、同一又は相当部分に同一符号を付した。
【００３７】この第３実施例によれば、直線ガイド体６
０の全長を長くして可動コイル体２０のストロークを増
大させることができ、しかも推力のフラット性を良好に
維持することができる。また、前述した図４の第２実施
例と同様に、非磁性円筒パイプ６３で覆った直線ガイド
体６０を用いているため、可動コイル体２０のボビン２
１の摺動性を良好とし、可動コイル体２０の円滑な直線
移動動作を実現可能である。
０の全長を長くして可動コイル体２０のストロークを増
大させることができ、しかも推力のフラット性を良好に
維持することができる。また、前述した図４の第２実施
例と同様に、非磁性円筒パイプ６３で覆った直線ガイド
体６０を用いているため、可動コイル体２０のボビン２
１の摺動性を良好とし、可動コイル体２０の円滑な直線
移動動作を実現可能である。
【００３８】図６は本発明の第４実施例を示す。この場
合、２個の同極対向の永久磁石１１Ａ，１１Ｂ及びそれ
らに挟まれた軟磁性体１２で構成された直線ガイド体１
０の外周面を直接摺動して直線移動する可動コイル体９
０は、直線ガイド体１０に対し直接摺動するボビン９１
に、駆動コイル９２及び速度検出用コイル９３をそれぞ
れ巻装したものである。すなわち、可動コイル体９０が
有するボビン９１は、例えば、耐摩耗性に優れた絶縁樹
脂製であり、直線ガイド体１０の外周面を環状に囲みか
つ両端に鍔９１ａを持つ断面がコ字状である。そして、
ボビン９１の内周部が直線ガイド体１０の外周面をガイ
ドとして直接摺動可能に配置されている。前記駆動コイ
ル９２はボビン９１の下層に巻かれ、その上に速度検出
用コイル９３が巻かれている。なお、外部ヨーク及びサ
イドヨークの図示は省略したが、第１乃至第３実施例で
用いた外部ヨーク及びサイドヨークの構造を利用可能で
ある。
合、２個の同極対向の永久磁石１１Ａ，１１Ｂ及びそれ
らに挟まれた軟磁性体１２で構成された直線ガイド体１
０の外周面を直接摺動して直線移動する可動コイル体９
０は、直線ガイド体１０に対し直接摺動するボビン９１
に、駆動コイル９２及び速度検出用コイル９３をそれぞ
れ巻装したものである。すなわち、可動コイル体９０が
有するボビン９１は、例えば、耐摩耗性に優れた絶縁樹
脂製であり、直線ガイド体１０の外周面を環状に囲みか
つ両端に鍔９１ａを持つ断面がコ字状である。そして、
ボビン９１の内周部が直線ガイド体１０の外周面をガイ
ドとして直接摺動可能に配置されている。前記駆動コイ
ル９２はボビン９１の下層に巻かれ、その上に速度検出
用コイル９３が巻かれている。なお、外部ヨーク及びサ
イドヨークの図示は省略したが、第１乃至第３実施例で
用いた外部ヨーク及びサイドヨークの構造を利用可能で
ある。
【００３９】この第４実施例によれば、可動コイル体９
０が駆動コイル９２及び速度検出用コイル９３を有する
２層コイル構造となっており、可動コイル体９０が直線
ガイド体１０上を移動することで速度検出用コイル９３
に誘起電圧が発生し、可動コイル体９０の移動速度や移
動周期を検出することができる。
０が駆動コイル９２及び速度検出用コイル９３を有する
２層コイル構造となっており、可動コイル体９０が直線
ガイド体１０上を移動することで速度検出用コイル９３
に誘起電圧が発生し、可動コイル体９０の移動速度や移
動周期を検出することができる。
【００４０】図７は本発明の第５実施例を示す。この場
合、直線ガイド体１００は、同極対向（Ｎ極同士の対
向）の永久磁石１１Ａ，１１Ｂ間に軟磁性体１２Ａを配
置し、同極対向（Ｓ極同士の対向）の永久磁石１１Ｂ，
１１Ｃ間に軟磁性体１２Ｂを配置して外径が一様な直線
棒状に構成したものである。また、直線ガイド体１００
の外周面を直接摺動して直線移動する可動コイル体１１
０は、直線ガイド体１００に対し直接摺動する２連ボビ
ン１１１に、駆動コイル１１２Ａ，１１２Ｂをそれぞれ
巻装したものである。すなわち、可動コイル体１１０が
有する２連ボビン１１１は、例えば、耐摩耗性に優れた
絶縁樹脂製であり、直線ガイド体１００の外周面を環状
に囲みかつ両端及び中間に鍔１１１ａを持つ断面がＥ字
状である。そして、２連ボビン１１１の内周部が直線ガ
イド体１００の外周面をガイドとして直接摺動可能に配
置されている。なお、外部ヨーク３０及びサイドヨーク
３１は第１実施例で用いた外部ヨーク及びサイドヨーク
の構造を利用可能である。
合、直線ガイド体１００は、同極対向（Ｎ極同士の対
向）の永久磁石１１Ａ，１１Ｂ間に軟磁性体１２Ａを配
置し、同極対向（Ｓ極同士の対向）の永久磁石１１Ｂ，
１１Ｃ間に軟磁性体１２Ｂを配置して外径が一様な直線
棒状に構成したものである。また、直線ガイド体１００
の外周面を直接摺動して直線移動する可動コイル体１１
０は、直線ガイド体１００に対し直接摺動する２連ボビ
ン１１１に、駆動コイル１１２Ａ，１１２Ｂをそれぞれ
巻装したものである。すなわち、可動コイル体１１０が
有する２連ボビン１１１は、例えば、耐摩耗性に優れた
絶縁樹脂製であり、直線ガイド体１００の外周面を環状
に囲みかつ両端及び中間に鍔１１１ａを持つ断面がＥ字
状である。そして、２連ボビン１１１の内周部が直線ガ
イド体１００の外周面をガイドとして直接摺動可能に配
置されている。なお、外部ヨーク３０及びサイドヨーク
３１は第１実施例で用いた外部ヨーク及びサイドヨーク
の構造を利用可能である。
【００４１】この第５実施例によれば、駆動コイル１１
２Ａ，１１２Ｂに相互に逆向きの電流を通電すること
で、各コイルの推力が加算されるようにすることがで
き、推力の増大を図ることができる。その他の作用効果
は、前述の第１実施例等と同様である。
２Ａ，１１２Ｂに相互に逆向きの電流を通電すること
で、各コイルの推力が加算されるようにすることがで
き、推力の増大を図ることができる。その他の作用効果
は、前述の第１実施例等と同様である。
【００４２】なお、第５実施例の外部ヨーク３０、サイ
ドヨーク３１の代わりに第２乃至第３実施例で用いた外
部ヨーク及びサイドヨークの構造を採用してもよい。
ドヨーク３１の代わりに第２乃至第３実施例で用いた外
部ヨーク及びサイドヨークの構造を採用してもよい。
【００４３】なお、図４の第２実施例に示したように、
同極対向された永久磁石間に軟磁性体を設け、それらの
外周面に非磁性材としての非磁性円筒パイプを被せ、そ
れらを相互に固着一体化して直線ガイド体とする構成
は、第１、第４、第５実施例の直線ガイド体に適用する
こともできる。また、非磁性円筒パイプを被せる代わり
に、前記永久磁石及び軟磁性体の外周面を非磁性材（例
えば、摩擦係数が少なく、耐摩耗性に優れた樹脂等）で
コーティングする構造としてもよい。
同極対向された永久磁石間に軟磁性体を設け、それらの
外周面に非磁性材としての非磁性円筒パイプを被せ、そ
れらを相互に固着一体化して直線ガイド体とする構成
は、第１、第４、第５実施例の直線ガイド体に適用する
こともできる。また、非磁性円筒パイプを被せる代わり
に、前記永久磁石及び軟磁性体の外周面を非磁性材（例
えば、摩擦係数が少なく、耐摩耗性に優れた樹脂等）で
コーティングする構造としてもよい。
【００４４】前述の各実施例では、永久磁石及びその間
に挟持された軟磁性体が円板乃至円柱状で、直線ガイド
体全体も円柱状である場合を例示したが、永久磁石及び
その間に挟持された軟磁性体が角板乃至角柱状で、直線
ガイド体全体が角柱状であってもよい。
に挟持された軟磁性体が円板乃至円柱状で、直線ガイド
体全体も円柱状である場合を例示したが、永久磁石及び
その間に挟持された軟磁性体が角板乃至角柱状で、直線
ガイド体全体が角柱状であってもよい。
【００４５】以上本発明の実施例について説明してきた
が、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の
範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者
には自明であろう。
が、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の
範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者
には自明であろう。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の可動コイ
ル型リニアアクチュエータによれば、同極対向された少
なくとも２個の永久磁石間に軟磁性体を設けた構造を有
する直線ガイド体と、該直線ガイド体の外周面に対し直
接摺動するボビンに駆動コイルを巻装してなる可動コイ
ル体とを備えているので、前記可動コイル体は前記直線
ガイド体の外周面を直接摺動することで直線移動するよ
うに案内されることになる。従って、別途可動コイル体
をガイドするガイド軸や軸受部品は不要であり、部品点
数を削減して、構造の簡略化、小型化を図ることがで
き、原価低減にも有効である。
ル型リニアアクチュエータによれば、同極対向された少
なくとも２個の永久磁石間に軟磁性体を設けた構造を有
する直線ガイド体と、該直線ガイド体の外周面に対し直
接摺動するボビンに駆動コイルを巻装してなる可動コイ
ル体とを備えているので、前記可動コイル体は前記直線
ガイド体の外周面を直接摺動することで直線移動するよ
うに案内されることになる。従って、別途可動コイル体
をガイドするガイド軸や軸受部品は不要であり、部品点
数を削減して、構造の簡略化、小型化を図ることがで
き、原価低減にも有効である。
【図１】本発明に係る可動コイル型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。
タの第１実施例を示す正断面図である。
【図２】同側断面図である。
【図３】可動コイル体の変位量と推力との関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図４】本発明の第２実施例を示す正断面図である。
【図５】本発明の第３実施例を示す正断面図である。
【図６】本発明の第４実施例を示す正断面図である。
【図７】本発明の第５実施例を示す正断面図である。
【図８】従来例の正断面図である。
１０，４０，６０，１００ 直線ガイド体 １１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ 永久磁石 １２，１２Ａ，１２Ｂ，６２ 軟磁性体 １３，６３ 非磁性円筒パイプ ２０，９０，１１０ 可動コイル体 ２１，９１，１１１ ボビン ２２，９２，１１２Ａ，１１２Ｂ 駆動コイル ２３ 出力取出し部材 ３０，５０，７０ 外部ヨーク ３１ サイドヨーク ３２，７２ 切り割り ９３ 速度検出用コイル
Claims (5)
- 【請求項１】 同極対向された少なくとも２個の永久磁
石間に軟磁性体を設けた構造を有する直線ガイド体と、
該直線ガイド体の外周面に対し直接摺動するボビンに駆
動コイルを巻装してなる可動コイル体とを備え、該可動
コイル体が前記直線ガイド体の外周面を直接摺動するこ
とで直線移動するように案内されることを特徴とする可
動コイル型リニアアクチュエータ。 - 【請求項２】 前記直線ガイド体は、前記永久磁石及び
前記軟磁性体の外周面を非磁性材で覆ったものである請
求項１記載の可動コイル型リニアアクチュエータ。 - 【請求項３】 前記永久磁石及び前記軟磁性体から発生
する磁界の前記直線移動方向に垂直な成分分布の小さい
部位に、外部軟磁性体ヨークを配置又は近接させてなる
請求項１又は２記載の可動コイル型リニアアクチュエー
タ。 - 【請求項４】 前記可動コイル体の外周側に出力取出し
部材を設けてなる請求項１，２又は３記載の可動コイル
型リニアアクチュエータ。 - 【請求項５】 前記可動コイル体は速度検出用コイルを
さらに備えている請求項１，２，３又は４記載の可動コ
イル型リニアアクチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03945295A JP3680182B2 (ja) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | 可動コイル型リニアアクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03945295A JP3680182B2 (ja) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | 可動コイル型リニアアクチュエータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08214528A true JPH08214528A (ja) | 1996-08-20 |
| JP3680182B2 JP3680182B2 (ja) | 2005-08-10 |
Family
ID=12553438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03945295A Expired - Lifetime JP3680182B2 (ja) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | 可動コイル型リニアアクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3680182B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020089181A (ja) * | 2018-11-29 | 2020-06-04 | 日立金属株式会社 | 偏平型ボイスコイルモータ |
-
1995
- 1995-02-06 JP JP03945295A patent/JP3680182B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020089181A (ja) * | 2018-11-29 | 2020-06-04 | 日立金属株式会社 | 偏平型ボイスコイルモータ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3680182B2 (ja) | 2005-08-10 |
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