JPH0823669A

JPH0823669A - リニアアクチュエータ

Info

Publication number: JPH0823669A
Application number: JP15221494A
Authority: JP
Inventors: Fumio Isobe; 文夫礒部
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 1994-07-04
Filing date: 1994-07-04
Publication date: 1996-01-23

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、特に、ノイズの発生を抑制し、耐
久性を向上させることを目的とする。【構成】本発明によるリニアアクチュエータは、平行
に隔間して配設され、それぞれ第１及び第２ヨーク歯が
突設された第１及び第２ヨーク（１，２）と、第１及び
第２ヨーク歯（１ａ，２ａ）にそれぞれ巻回されたコイ
ル（３，４）と、第１ヨークと前記第２ヨークとの間
で、極性を交番して並設させた複数の磁石（５ａ）を有
する可動子（５）とを備え、第１ヨーク歯（１ａ）と第
２ヨーク歯（２ａ）とを、相対的に半ピッチずらして対
向させることにより、可動子のステップ数を増やす場合
でも薄型化を維持することができると共に、可動子の安
定駆動も同時に可能にする構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リニアアクチュエータ
に関し、特に磁気ディスクや光ディスクのヘッド駆動又
はカーテン駆動等に利用するリニアアクチュエータに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から一般的に利用されていたこの種
のリニアアクチュエータとしては、特開平５−６４４１
３号公報、特開平５−１４６１３５公報、及び実開平５
−７４３８２号公報等がある。これら公報に開示された
リニアアクチュエータは、固定子としての磁石列の間
で、可動子としての偏平なコイルをレールに沿って直線
的に駆動させるタイプのものである。更に別のタイプの
ものとして、マグネットとコイルとを組み合わせて可動
子を構成したハイブリッドタイプのものも知られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
リニアアクチュエータは、以上のように構成されていた
ため、次のような課題が存在していた。

【０００４】すなわち、これらタイプのいずれも、可動
子にコイルを組み込んだ構成を採用しているので、コイ
ルに流れる電流の方向を、レールに配設したブラシによ
って逐次切り替えるように構成しなければならない。従
って、ブラシとコイルとの接触によるノイズが発生し易
く、しかも耐久性の点で不利になるといった課題があっ
た。

【０００５】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、ノイズの発生を抑制し、耐
久性を向上させるリニアアクチュエータを提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によるリニアアク
チュエータは、平行に隔間して配設され、それぞれ第１
及び第２ヨーク歯が突設された第１及び第２ヨークと、
前記第１及び第２ヨーク歯にそれぞれ巻回されたコイル
と、前記第１ヨークと前記第２ヨークとの間で、極性を
交番して並設させた複数の磁石を有する可動子とを備
え、前記第１ヨーク歯と前記第２ヨーク歯とを、相対的
に半ピッチずらして対向させた構成である。

【０００７】さらに詳細には、前記第１及び第２ヨーク
は、厚み方向に積層した複数の第１及び第２ヨーク片に
より形成した構成である。

【０００８】さらに詳細には、前記第１ヨーク歯と前記
第２ヨーク歯との間隙Ｈと前記ヨーク歯のピッチＰとの
関係をＨ≦Ｐ／２にした構成である。

【０００９】

【作用】本発明によるリニアアクチュエータにおいて
は、第１ヨークに配設されたコイルに電流を流すことに
より、各第１ヨーク歯に巻回されたコイルのうち隣接す
るコイル同士は、相反する方向に電流が流れ、その結果
として、各第１ヨーク歯には、交互にＳ極、Ｎ極が出現
する。また、第２ヨークに配設されたコイルに電流を流
すことによっても、各第２ヨーク歯に、Ｓ極、Ｎ極を交
互に出現させることができる。なお、コイルに流す電流
の方向を逆にすることによって、第１及び第２ヨーク歯
に出現していたＳ極をＮ極に、またＮ極をＳ極に変える
ことができる。

【００１０】そこで、先ず、第１ヨークのコイルに電流
を流すことにより、第１ヨーク歯に交互に出現したＮ極
及びＳ極により、可動子の磁石のＳ極及びＮ極を引き付
けながら、可動子を半ピッチだけ所定の方向に移動させ
る。その後、第１ヨークへの通電を断ち、第２ヨークの
コイルへ電流を流すことにより、第２ヨーク歯にＮ極及
びＳ極を交互に出現させ、この磁力により可動子の磁石
のＳ極及びＮ極を引き付けながら、可動子を半ピッチだ
け所定の方向に移動させる。その後、第２ヨークへの通
電を断ち、第１ヨークのコイルに逆方向の電流を流すこ
とにより、可動子を移動方向に更に半ピッチだけ移動さ
せ、その後、第１ヨークへの通電を断ち、第２ヨークの
コイルにも逆方向の電流を流すことにより、可動子を更
に半ピッチ移動させることができる。従って、第１及び
第２ヨークの電気的１サイクル、つまり電気的３６０度
の間に、可動子は、半ピッチずつ送られながら、２ピッ
チ移動されることになる。

【００１１】

【実施例】以下、図面と共に本発明によるリニアアクチ
ュエータの好適な実施例について詳細に説明する。

【００１２】図１において、符号１で示すものは、直線
状に延在する第１ヨークであり、この第１ヨーク１に
は、等間隔のピッチＰをもつ複数の第１ヨーク歯１ａが
配置されている。また、第１ヨーク１に対して平行に第
２ヨーク２が配設され、この第２ヨーク２には等間隔の
ピッチＰをもつ複数の第２ヨーク歯２ａが配設されてい
る。ここで、前記第１ヨーク歯１ａと第２ヨーク歯２ａ
とは、所定の間隙Ｈで隔間すると共に、可動子５の駆動
方向に対して平行な方向に半ピッチずらした関係（即
ち、隣接する第１ヨーク歯１ａ間の中心位置と第２ヨー
ク歯２ａの中心位置とを一致させる関係）をもって対向
している。また、間隙ＨとピッチＰとをＨ≦Ｐ／２なる
関係にすることで、両隣への磁束の漏洩を極めて少なく
し、推進に寄与する有効な磁束を多くすることができ
る。

【００１３】そして、図２に示すように、各第１ヨーク
歯１ａには、コイル３が所定回数だけ巻回され、各第１
ヨーク歯１ａに巻回されたコイル３同志、すなわち隣接
するコイル３同志は結線されていると共に、その巻き方
向は相反する方向になっている。また、各第２ヨーク歯
２ａにもコイル４が所定回数だけ巻回され、隣接するコ
イル４同志も結線されると共に、その巻き方向は相反す
る方向になっている。なお、前記第１及び第２ヨーク
１，２は、薄板を櫛状に打ち抜いた第１及び第２ヨーク
片１ａＡ，２ａＡを、厚み方向に任意の枚数だけ積層さ
せることにより構成され、その結果、渦電流が軽減さ
れ、応答特性が向上し且つ量産化に寄与することができ
る。

【００１４】図３、４に示すように、前記間隙Ｈには、
可動子５が第１及び第２ヨーク１，２に対して平行に挿
入されている。この可動子５は、極性を交番して並設さ
せた複数個の磁石５ａを有しているが、可動子５の常に
安定した推進力を保つためには、偶数個の磁石５ａが好
ましい。そして、各磁石５ａは、第１及び第２ヨーク
１，２のピッチＰと同じ長さＬで着磁されている（図１
参照）。また、第１及び第２ヨーク１，２の側方には、
ヨーク１，２の長手方向に対して平行に延在する一対の
レール６，６が配設されている。前記可動子５の両側端
には一対のホルダ７，７が固設され、これらホルダ７，
７は、リニアベアリング８，８等を介してレール６，６
に摺動自在に装着されている。従って、第１ヨーク１と
第２ヨーク２との間の間隙Ｈに発生する磁力作用によ
り、可動子５を長手方向すなわち第１及び第２ヨーク
１，２の延在方向に摺動させることができる。

【００１５】次に、前述した構成に基づいて、本発明の
リニアアクチュエータの動作を説明する。

【００１６】［第１ステップ］先ず、図５に示すよう
に、第１ヨーク１に配設されたコイル３に電流を流すこ
とにより、各第１ヨーク歯１ａに巻回されたコイル３の
うちの隣接したコイル３同士に、相反する方向の電流が
流されることになる。その結果、各第１ヨーク歯１ａ
に、交互にＳ極、Ｎ極が出現する。従って、第１ヨーク
歯１ａに出現したＮ極により可動子３の磁石５ａのＳ極
を、また第１ヨーク歯１ａに出現したＳ極により可動子
５の磁石５ａのＮ極を引き付けながら、可動子５を半ピ
ッチだけ矢印Ａ方向に移動させる。

【００１７】［第２ステップ］その後、図６に示すよう
に、第１ヨーク１への通電を断つと共に、第２ヨーク２
に配設されたコイル４に電流を流すことによって、各第
２ヨーク歯２ａにＳ極、Ｎ極を交互に出現させる。その
結果、第２ヨーク歯２ａのＮ極により可動子５の磁石５
ａのＳ極を、また第２ヨーク歯２ａのＳ極により可動子
５の磁石５ａのＮ極を引き付けながら、可動子５を更に
半ピッチだけ矢印Ａ方向に移動させる。従って、可動子
５は、図５の位置から１ピッチ移動させられたことにな
る。

【００１８】［第３ステップ］その後、図７に示すよう
に、第２ヨーク２への通電を断つと共に、第１ヨーク１
のコイル３に、図５とは逆方向の電流を流すことによ
り、図５の磁極と反対の磁極が出現する。従って、第１
ヨーク歯１ａに出現したＳ極により可動子３の磁石５ａ
のＮ極を、また第１ヨーク歯１ａのＮ極により可動子５
の磁石５ａのＳ極を引き付けながら、可動子５を更に半
ピッチだけ矢印Ａ方向に移動させる。

【００１９】［第４ステップ］その後、図８に示すよう
に、第１ヨーク１への通電を断つと共に、第２ヨーク２
のコイル４に、図６とは逆方向の電流を流すことによ
り、図６の磁極と反対の磁極が出現する。その結果、第
２ヨーク歯２ａのＮ極により可動子５の磁石５ａのＳ極
を、また第２ヨーク歯２ａのＳ極により可動子５の磁石
５ａのＮ極を引き付けながら、可動子５を更に半ピッチ
だけ矢印Ａ方向に移動させる。従って、前述の１相励磁
において、第１ステップから第４ステップまでの電気的
１サイクル、つまり電気的３６０度の間に、可動子５
は、半ピッチずつ送られながら、結果的に２ピッチ移動
されることになる。これ以降においては、第１ステップ
から第４ステップを繰り返すことにより、可動子５が所
望のストロークで移動することになる。

【００２０】なお、本発明のリニアアクチュエータは、
１−２相励磁も可能である。すなわち、前記各ステップ
間において、可動子５を停止させる方向にコイル３とコ
イル４とを同時に通電させることで、前記１相励磁のハ
ーフステップ化が可能になる。よって、１−２相励磁に
より、可動子５の１／４ピッチずつの送りを可能にし、
電気的１サイクルの間を８ステップに分割することがで
きる。

【００２１】ここで、本発明のリニアアクチュエータに
おいては、図５から図８に示すように、隣接する第１ヨ
ーク歯１ａ間又は隣接する第２ヨーク歯２ａ間には、誘
起極の存在が確かめられている。例えば、図５に示すよ
うに、コイル３の通電により、各第１ヨーク歯１ａに磁
極を発生させた場合、各第１ヨーク歯１ａと対峙関係に
ある第２ヨーク歯２ａ間には、第１ヨーク歯１ａと反対
の誘起極が発生することになる。すなわち、第１ヨーク
歯１ａにＳ極を発生させた場合、これと対向する第２ヨ
ーク歯２ａ間にはＮ極が誘起され、また、第１ヨーク歯
１ａにＮ極を発生させた場合、これと対向する第２ヨー
ク歯２ａ間にはＳ極が誘起される。なお、図６から図８
に示した誘起極も前述した作用によって発生する。従っ
て、誘起極の存在により、可動子５のバランスが良くな
り、可動子５の安定した駆動を向上させることができ
る。

【００２２】本発明は前述した構成に限定されるもので
はなく、例えば、前記各コイル３，４を、予め一体成形
されたコイルいわゆるプリントコイルにより構成するこ
とで、リニアアクチュエータの量産化や薄型化を促進さ
せることができる。また、前記可動子５を、Ｎｂ−Ｆｅ
−Ｂｒマグネットやプラスチックマグネットにより構成
することで、強度があり且つ破損し難く、薄い可動子５
を可能にする。

【００２３】

【発明の効果】本発明によるリニアアクチュエータは、
以上のように構成されているため、次のような効果を得
ることができる。

【００２４】すなわち、平行に隔間して配設した第１及
び第２ヨークと、第１及び第２ヨークから突設させると
共に、隣接するコイルが相反する方向に巻回された第１
及び第２ヨーク歯と、第１ヨークと前記第２ヨークとの
間で、極性を交番して並設させた複数の磁石を有する可
動子とを備え、第１ヨーク歯と第２ヨーク歯とを、相対
的に半ピッチずらして対向させたことにより、従来のよ
うにブラシとコイルとの接触によるノイズが発生せず、
しかも耐久性の点で極めて有利であり、更に、可動子の
ステップ数を増やす場合でも薄型化を維持することがで
きると共に、可動子の安定駆動も同時に可能となる。ま
た、厚み方向に積層した複数のヨーク片によりヨークを
構成することにより、渦電流が軽減され、応答特性の向
上及び量産化を促進することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリニアアクチュエータを示す側面図で
ある。

【図２】本発明のリニアアクチュエータに利用するヨー
クとコイルとの組付けを示す斜視図である。

【図３】本発明のリニアアクチュエータを示す平面図で
ある。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。

【図５】本発明のリニアアクチュエータの第１ステップ
を示す側面図である。

【図６】本発明のリニアアクチュエータの第２ステップ
を示す側面図である。

【図７】本発明のリニアアクチュエータの第３ステップ
を示す側面図である。

【図８】本発明のリニアアクチュエータの第４ステップ
を示す側面図である。

【符号の説明】

１…第１ヨーク、１ａ…第１ヨーク歯、１ａＡ…第１ヨ
ーク片、２…第２ヨーク、２ａ…第２ヨーク歯、２ａＡ
…第２ヨーク片、３，４…コイル、５…可動子、５ａ…
磁石。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平行に隔間して配設され、それぞれ第１
及び第２ヨーク歯が突設された第１及び第２ヨークと、
前記第１及び第２ヨーク歯にそれぞれ巻回されたコイル
と、前記第１ヨークと前記第２ヨークとの間で、極性を
交番して並設させた複数の磁石を有する可動子とを備
え、前記第１ヨーク歯と前記第２ヨーク歯とを、相対的に半
ピッチずらして対向させたことを特徴とするリニアアク
チュエータ。
【請求項２】前記第１及び第２ヨークは、厚み方向に
積層した複数の第１及び第２ヨーク片により形成したこ
とを特徴とする請求項１記載のリニアアクチュエータ。
【請求項３】前記第１ヨーク歯と前記第２ヨーク歯と
の間隙Ｈと前記ヨーク歯のピッチＰとの関係をＨ≦Ｐ／
２にした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。