JPH0923633A - リニヤ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 無音で作動し、初期駆動力と平均駆動力の著
しく大きい負荷のリニヤ駆動装置を得ることが目的であ
る。 【構成】 側板に固定された円環状の軟磁性体の内側に
突出した２個の円環状の磁極と、それ等の間に装着した
励磁コイルと、側板の軸受により左右に滑動できる作動
子に設けた２個の軟磁性体円柱と、２個の磁極の幅は等
しく、１個の軟磁性体円柱の幅は磁極幅と等しくされ、
他の１個の軟磁性体円柱の幅は磁極幅の２倍とされ、磁
極内周面と軟磁性体円柱の外周を僅かな空隙を介して対
向した手段とにより構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】機械装置の部材を設定ストローク
だけ、通電制御により往復動させる手段として利用され
る。

【０００２】

【従来の技術】同じ目的を達する為に電磁プランジヤが
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来周知の手段である
電磁プランジヤは次に述べる２つの解決すべき課題とな
る問題点がある。第１の課題 作動時に大きい衝激音を
発生する。第２の課題 最も出力の必要とする初期に最
も力が小さく、動作の終了点で最も力が大きくなる不都
合がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】軸方向に左右に移動でき
るように外筺の軸受により支持された作動子と、該作動
子と同軸で固着された所定の幅で径の大きい同軸の軟磁
性体円柱と、外筺内側に固着され、所定の離間距離で保
持された円環状の第１，第２の磁極を備えるとともに、
第１，第２の磁極の外周にそれ等の磁路となる軟磁性体
を備えた固定子と、第１，第２の磁極の間の円環状の空
隙に装着された励磁コイルと、軟磁性体円柱の１端の外
周と第１の磁極の内周の全幅を僅かな空隙を介して対向
し、軟磁性体円柱の外周端部と第２の磁極の内周端部を
僅かな空隙を介して対向するとともに、バックスプリン
グにより作動子を押圧制御して、軟磁性体円柱と第１，
第２の磁極を上述した相対位置に保持する手段と、励磁
コイルに通電することにより磁性体円柱がそれぞれ第
１，第２の磁極に磁気的に吸引されて作動子を軸方向に
駆動し、作動子に連設された負荷を駆動するように構成
されたものである。

【０００５】

【作用】励磁コイルに通電することにより、第１，第２
の磁極を励磁して第１，第２の軟磁性体円柱を吸引し
て、作動子をバックスプリングに抗して駆動することに
より対応して連設する負荷をリニヤ駆動し、通電を断つ
ことにより作動子と負荷をスプリングバックする。前記
した動作中に機械音を発生することがなく、初期の吸引
力が大きくなる作用がある。従来のこの種の装置と比較
すると、同じ大きさで３倍位の駆動力が得られる。

【０００６】

【実施例】図１以降について本発明の詳細を説明する。
各図面の同一記号のものは同じ作用をする部材なので、
その重複した説明は省略する。図１は外観を示す図であ
る。円柱状の外筺となる記号２の左右には側板３ａ，３
ｂが固着され、作動子１が左右に駆動され、作動子１の
左端には図示しない負荷が連設されている。図２は図１
の横断面図である。図２において、軟磁性体製の円筒２
は外筺を兼ねた磁路となる。円筒２の内周面には円環状
の磁極４ａ，４ｂが突出して設けられる。磁極４ａ，４
ｂの幅は等しく、それ等の離間距離は設定された幅とさ
れ、磁極４ａ，４ｂの間には円環状の励磁コイル５が装
着される。

【０００７】円筒２の両側には、側板３ａ，３ｂが締着
される。側板３ａ，３ｂの中央部の空孔は軸受となり、
軟磁性体製の作動子となる円柱１を左右に滑動するよう
に支持している。記号６ａ，６ｂで示す部分が前記した
空孔の軸受である。円柱１には径の大きい円柱１ａ，１
ｂが切削加工で作られ、円柱１ｂの幅は磁極４ｂと同じ
くされ、円柱１ａの幅は円柱１ｂの２倍となっている。
円柱１ａ，１ｂの外周と、磁極４ａ，４ｂの内周とは
０．１〜０．２ミリメートルの空隙を介して対向し、円
柱１の左端には負荷Ｂが連設され、負荷Ｂは左方に図示
しないスプリングにより弾撥され、図示しない抑止部材
により、円柱１を図示の位置で停止して保持している。

【０００８】円柱１ｂは図示のようにそれ等の右端が、
磁極４ｂの左端と僅かの幅だけ対向している。円柱１ａ
の右端は磁極４ａと空隙を介して対向する。上述した構
成とする為の手段を次に説明する。軟磁性体円柱の内側
を切削加工して磁極４ｂを作成し、次に励磁コイル５を
左方より挿入固定する。この端子は図示していないが、
点線５ａで示す空孔より外部に導出する。次に円環状の
軟磁性体円環を作り左方より挿入して記号４ａで示す位
置に固定する。次に側板３ｂを締着する。次に円柱１を
左方より挿入し、その右端を空孔６ｂに挿入する。次に
円柱１の左端を側板３ａの空孔６ａに挿入して図示のよ
うにビスで締着する。励磁コイル５に通電すると磁束は
磁極４ａ→円柱１ａ→円柱１→円柱１ｂ→磁極４ｂ→外
筺２→と通って閉回路となるので磁束量が大きく、従っ
て矢印Ａ方向の作動子となる円柱１の駆動力は大きくな
り、負荷Ｂを同方向に駆動する。通電を停止するとスプ
リングバックして、図示の状態に復帰する。上述した動
作において、円柱１ａと磁極４ａ間では吸引力はない
が、空隙部の対向面積が大きいので磁気抵抗が著しく小
さく磁力線の量が大きくなる。この磁力線は円柱１ｂと
磁極４ｂの対向部の洩れ磁束となり矢印Ｃの方向となり
矢印Ａ方向の駆動力に大きく寄与する。従って従来のこ
の種のリニヤ駆動装置の３倍位の駆動力を得ることがで
きる特徴がある。図２の点線１Ｃで示すように軟磁性体
円柱１ａと１ｂを１体化して構成しても同じ作用効果が
ある。この場合には円柱１は磁性体でなくてもよい。

【０００９】図３のグラフは、負荷駆動力のグラフでよ
こ軸は作動子１の移動距離、たて軸は吸引力である。周
知の電磁プランジヤでは、曲線７で示すように初期の吸
引力が小さく、終了時の吸引力が最大となる。本発明装
置では、曲線８で示すように初期の吸引力が大きく、次
に漸減する。従って大きい負荷の駆動を行なうことがで
きる特徴がある。上述した作用を図４について説明す
る。図４において、磁極４ｂ，円柱１ｂは断面を示し、
対向部には矢印の磁力線９ａ，９ｂ，９ｃが発生する。
このとき磁極４ｂはＮ極に励磁され、円柱１ｂは磁気誘
導によりＳ極に励磁される。対向部の磁力線９ａは矢印
Ａ方向の吸引力に余り影響がないが、矢印９ｂ，９ｃの
磁力線により矢印Ａ方向の吸引力が得られる。矢印９ａ
の磁力線による吸引力は励磁コイルの電流の２乗に比例
し、矢印９ｂ，９ｃの磁力線による吸引力は電流の１乗
に比例する。又空隙長が０．１ミリメートル以下となる
と、矢印９ａの磁力線は対向面に垂直となり吸引力が消
失するので、図３のグラフの曲線８に示すように初期の
吸引力が大きく平坦な吸引力となる特徴がある。以上の
説明より理解されるように、通電の制御により、負荷の
直線的な駆動を無音で、初期の駆動力の大きいモードで
行うことができる特徴がある。

【００１０】

【発明の効果】無音で負荷を駆動し、初期の駆動力が大
きくその後の駆動力の低下の少ない負荷のリニヤ駆動装
置が得られる。駆動力は従央の手段の３倍位となる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の外観図

【図２】本発明装置の断面図

【図３】作動子の移動距離と吸引力のグラフ

【図４】磁極により発生する磁束の説明図

【符号の説明】

１ 円柱状の作動子 １ａ，１ｂ 軟磁性体円柱 ２，４ａ，４ｂ 磁極と磁路 ３ａ，３ｂ 側板 Ｂ 負荷 ５ 励磁コイル ６ａ，６ｂ 軸受 ７，８ 吸引力の曲線 ９ａ，９ｂ，９ｃ 磁力線のグラフ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸方向に左右に移動できるように外筺の軸
   受により支持された作動子と、該作動子と同軸で固着さ
   れた所定の幅で径の大きい同軸の軟磁性体円柱と、外筺
   内側に固着され、所定の離間距離で保持された円環状の
   第１，第２の磁極を備えるとともに、第１，第２の磁極
   の外周にそれ等の磁路となる軟磁性体を備えた固定子
   と、第１，第２の磁極の間の円環状の空隙に装着された
   励磁コイルと、軟磁性体円柱の１端の外周と第１の磁極
   の内周の全幅を僅かな空隙を介して対向し、軟磁性体円
   柱の外周端部と第２の磁極の内周端部を僅かな空隙を介
   して対向するとともに、バックスプリングにより作動子
   を押圧制御して、軟磁性体円柱と第１，第２の磁極を上
   述した相対位置に保持する手段と、励磁コイルに通電す
   ることにより磁性体円柱がそれぞれ第１，第２の磁極に
   磁気的に吸引されて作動子を軸方向に駆動し、作動子に
   連設された負荷を駆動するように構成されたことを特徴
   とするリニヤ駆動装置。