JPH10127033A - 可動磁石型リニアアクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型、小径化を図ることが可能で、しかも非
通電時に磁石可動体を原点位置に自動復帰させることが
可能な自動復帰式の可動磁石型リニアアクチュエータを
提供する。 【解決手段】 コイルボビン１１の円筒状胴部１２の外
周に２連のコイル１３Ａ，１３Ｂを巻装してコイル体１
０を構成し、軸方向に着磁された永久磁石２１に出力シ
ャフト部材２５を一体化した磁石可動体２０を前記円筒
状胴部１２の内側に一定ストロークで摺動自在に設ける
とともに、前記コイル体１０の片側を囲む復帰用磁性体
３０を、前記永久磁石２１の一端面が当該磁性体３０の
中央寄り端面よりも外側に出るように配置した構成であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コイルへの通電に
よりカメラのシャッタ機構等を駆動可能な小型、小径の
可動磁石型リニアアクチュエータに係り、とくに非通電
時に原点位置に自動復帰可能な自動復帰式の可動磁石型
リニアアクチュエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の可動磁石型リニアアクチ
ュエータとしては、本出願人が実開平７−３０５８５号
で提案した図３の構成のものが知られている。図３の可
動磁石型リニアアクチュエータは、穴あき柱状希土類永
久磁石１に貫通軸体２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２を軸受部材４で摺動自在に支
持し、磁石可動体３の外側を囲むコイルボビン６に２連
のコイル５Ａ，５Ｂを巻装して磁石可動体の磁極間を境
にして相異なる方向に電流が流れる如く結線し、コイル
ボビン６の両側に側板７を介して前記軸受部材４を固定
した構造となっている。また、側板７の一方又は両方を
軟磁性体として磁石可動体３を吸着する磁性吸着体とし
て機能させる場合もある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図３の可動
磁石型リニアアクチュエータの構成において、外形を小
径化しようとすると、当然磁石可動体３の永久磁石１も
小径となる。この小径永久磁石１とした場合、軸受部材
４の取付側の側板７を軟磁性体にして磁性吸着体として
機能させようとしても、磁石可動体３が側板７から離れ
た位置では磁気吸引力が急激に弱くなり、コイル非通電
時に磁石可動体３が側板７に吸引されることで自動復帰
する動作ができなくなる問題がある。

【０００４】また、小径構造とする場合は、図３のよう
に貫通軸体２を磁石可動体３に設けることがスペース上
困難となる問題もある。

【０００５】本発明は、上記の点に鑑み、小型、小径化
を図ることが可能で、しかも非通電時に磁石可動体を原
点位置に自動復帰させることが可能な自動復帰式の可動
磁石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
の実施の形態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、本発明の可動磁石型リニアアクチュエータは、コイ
ルボビンの筒状胴部の外周に２連のコイルを巻装してコ
イル体を構成し、軸方向に着磁された永久磁石に出力部
材を一体化した磁石可動体を前記筒状胴部の内側に一定
ストロークで摺動自在に設けるとともに、前記コイル体
の片側を囲む復帰用磁性体を、前記永久磁石の一端面が
当該磁性体の中央寄り端面よりも外側に出るように配置
したことを特徴としている。

【０００８】また、前記可動磁石型リニアアクチュエー
タにおいて、前記永久磁石がメッキ又はコーティング層
を表面に有していて、該メッキ又はコーティング層が形
成された一端面に前記出力部材が溶着又は接着された構
成としてもよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る可動磁石型リ
ニアアクチュエータの実施の形態を図面に従って説明す
る。

【００１０】図１は本発明に係る可動磁石型リニアアク
チュエータの実施の形態の全体構成を示し、図２は磁石
可動体の構成を示す。これらの図において、１０は固定
コイル体であり、摩擦抵抗の少ない樹脂製コイルボビン
１１の円筒状胴部１２の外周に２連のコイル１３Ａ，１
３Ｂを巻装したものである。２連のコイル１３Ａ，１３
Ｂは相互に逆方向に電流が流れるように、コイルボビン
１１に固定された複数の端子１４にそれぞれ結線されて
いる。

【００１１】磁石可動体２０は、軸方向に着磁された円
柱状永久磁石２１の一端部に出力部材としての出力シャ
フト部材２５を一体化したものであり、コイルボビン１
１の円筒状胴部１２の内周側に摺動自在に設けられてい
る。

【００１２】図２に示すように、前記円柱状永久磁石２
１は、希土類磁石や、フェライト磁石であり、固定コイ
ル体１のコイルボビン１１の内周側を摺動するため、そ
の摺動を円滑にし、耐摩耗性及び耐腐蝕性を確保する目
的でメッキ又はコーティング層２２を全表面に施してあ
る。前記出力シャフト部材２５はシャフト本体２６の基
部に前記円柱状永久磁石２１と同径の円板部２７を一体
に形成したものである。そして、メッキ又はコーティン
グ層２２を施してある円柱状永久磁石２１の一端面に出
力シャフト部材２５の円板部２７がはんだ付け、ろう付
け等による溶着又は接着剤による接着で固着されてい
る。例えば、メッキ又はコーティング層２２をニッケル
等のはんだ付着性の良好なあるいは溶接可能な金属層と
し、出力シャフト部材２５をはんだ付け又は溶接に適し
た金属材質とすることで、円柱状永久磁石２１と出力シ
ャフト部材２５とをはんだ付け、溶接等で十分強固に固
着一体化できる。また、出力シャフト部材２５が樹脂製
であれば、その樹脂及びメッキ又はコーティング層２２
に対し接着性の高い接着剤を用いる。

【００１３】前記磁石可動体２０は、その左端が前記円
筒状胴部１２の奥側端面１５に当接することで左方向の
動きが規制され、磁石可動体２０の右端がコイルボビン
１１の右端面に固着された抜け防止部材としての非磁性
ストッパ板１６に当接することで右方向の動きが規制さ
れる。すなわち、磁石可動体２０の軸方向の摺動範囲は
一定ストロークに規制されている。

【００１４】また、円柱状永久磁石２１は軸方向の両端
に磁極を有するものであり、磁石可動体２０の外周側を
周回する位置関係となっている２連のコイル１３Ａ，１
３Ｂと鎖交し、例えばＮ極による磁束が一方のコイル１
３Ａと主に鎖交し、Ｓ極による磁束が他方のコイル１３
Ｂと主に鎖交する。そして、磁石可動体２０の摺動範囲
において、それらの鎖交関係が保たれ、しかも円柱状永
久磁石２１の磁極間を境にして相異なる方向に電流が流
れる如く２連のコイル１３Ａ，１３Ｂは配置され、かつ
結線されている。

【００１５】さらに、２連のコイル１３Ａ，１３Ｂの非
通電時に、磁石可動体２０が円筒状胴部１２内側左端の
奥側端面１５に当接状態となる原点位置に復帰するよう
に、鉄板等の軟磁性体からなる略円筒形状の復帰用磁性
体３０が２連のコイル１３Ａ，１３Ｂの外側の片側位
置、すなわち一方のコイル１３Ｂの外周部を囲むように
配置されている。ここで、磁石可動体２０を、コイルボ
ビン１１内の左端位置となる原点位置に確実に復帰させ
るために、円柱状永久磁石２１の一端面（Ｎ極面）が復
帰用磁性体３０の右端面（中央寄り端面）Ｑよりも外側
に突出するように、当該復帰用磁性体３０の軸方向長さ
及び配置を設定している。なお、この復帰用磁性体３０
は、２連のコイル１３Ａ，１３Ｂの通電時の推力を高め
る磁気ヨークとしても機能している。

【００１６】この実施の形態において、固定コイル体１
０が有する２連のコイル１３Ａ，１３Ｂに通電した場
合、磁石可動体２０側の各磁極による磁束と各磁極の外
側を周回している２連のコイル１３Ａ，１３Ｂの電流間
でフレミングの左手の法則に基ずく推力が発生する。そ
して、２連のコイル１３Ａ，１３Ｂに相互に逆向きで磁
石可動体２０の各磁極を右方向に動かす向きの電流を流
したときに出力シャフト部材２５は突出方向に駆動さ
れ、コイルボビン１１から突出したシャフト本体２６は
図１の仮想線Ｐの突出位置となる。

【００１７】また、２連のコイル１３Ａ，１３Ｂへの通
電をオフとすれば、推力は無くなり、復帰用磁性体３０
と磁石可動体２０の各磁極間の磁気吸引力で磁石可動体
２０は奥側端面１５に当接したコイルボビン１１左端の
原点位置（図１の実線位置）に自動復帰する。

【００１８】この実施の形態によれば、次の通りの効果
を得ることができる。

【００１９】(1) 復帰用磁性体３０は磁石可動体２０
の移動方向にある程度の長さを持っており、しかも円柱
状永久磁石２１の一端面（Ｎ極面）が復帰用磁性体３０
の右端面（中央寄り端面）Ｑよりも外側に突出する位置
関係となるように設定されているため、コイルボビンの
左端面に磁気吸着用磁性体を配置する従来構造に比べて
磁気吸引力の低下が少なく、磁石可動体２０及び円柱状
永久磁石２１を小径化しても磁石可動体２０をコイルボ
ビン１１の右端位置から確実に左端の原点位置に復帰さ
せることができる。

【００２０】(2) 磁石可動体２０に貫通軸体を設ける
代わりに、磁石表面にメッキ又はコーティング層２２を
施して樹脂製コイルボビン１１の内周側を磁石可動体２
０が摺動する構造とし、メッキ又はコーティング層２２
を施した円柱状永久磁石２１の一方の端面に出力シャフ
ト部材２５を直接固着しており、小径化、小型化を図る
ことができる。また、メッキ又はコーティング層２２は
永久磁石の割れ、欠け防止及び耐摩耗性及び耐腐蝕性の
確保にも有効である。

【００２１】(3) 円柱状永久磁石２１のメッキ又はコ
ーティング層２２をニッケルメッキ等のはんだ付着性の
良好なあるいは溶接可能な金属層とし、出力シャフト部
材２５をはんだ付け又は溶接に適した金属材質とするこ
とで、円柱状永久磁石２１と出力シャフト部材２５とを
はんだ付け、溶接等で溶着することができ、固着強度を
十分確保することができる。

【００２２】なお、磁石可動体２０として円柱状永久磁
石２１と出力シャフト部材２５とを一体化したものを例
示したが、永久磁石は円柱状に限らず、角柱状等でもよ
く、これに合わせてコイルボビンの筒状胴部の内周断面
も方形等とする。

【００２３】また、出力部材として出力シャフト部材２
５を例示したが、出力部材の形状はシャフト形状でなく
ともよく、コイルボビンから突出した部分は任意の形状
を取り得る。

【００２４】以上本発明の実施の形態について説明して
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。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る可動
磁石型リニアアクチュエータによれば、コイルボビンの
筒状胴部の外周に２連のコイルを巻装してコイル体を構
成し、軸方向に着磁された永久磁石に出力部材を一体化
した磁石可動体を前記筒状胴部の内側に一定ストローク
で摺動自在に設けるとともに、前記コイル体の片側を囲
む復帰用磁性体を、前記永久磁石の一端面が当該磁性体
の中央寄り端面よりも外側に出るように配置したので、
前記コイルボビンの端面に磁気吸着用磁性体を配置する
従来構造に比べて磁気吸引力の低下が少なく、前記磁石
可動体を小径化しても前記磁石可動体を確実に原点位置
に自動復帰させることができる。このため、小型、小径
の自動復帰式の可動磁石型リニアアクチュエータを実現
可能である。

【００２６】また、前記永久磁石がメッキ又はコーティ
ング層を表面に有する構造として、該メッキ又はコーテ
ィング層が形成された一端面に前記出力部材を溶着又は
接着する場合、貫通軸体を前記永久磁石に設ける必要が
無くなり、この点でも永久磁石及び磁石可動体の小径
化、小型化を図り、ひいては外形寸法の小径化、小型化
を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る可動磁石型リニアアクチュエータ
の実施の形態を示す正断面図である。

【図２】実施の形態で用いる磁石可動体の一部を断面と
した拡大正面図である。

【図３】従来の可動磁石型リニアアクチュエータを示す
正断面図である。

【符号の説明】

１，２１ 永久磁石 ２ 貫通軸体 ３，２０ 磁石可動体 ４ 軸受部材 ５Ａ，５Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ コイル ６，１１ コイルボビン ７ 側板 １０ 固定コイル体 １２ 円筒状胴部 １５ 奥側端面 ２２ メッキ又はコーティング層 ２５ 出力シャフト部材 ３０ 復帰用磁性体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイルボビンの筒状胴部の外周に２連の
   コイルを巻装してコイル体を構成し、軸方向に着磁され
   た永久磁石に出力部材を一体化した磁石可動体を前記筒
   状胴部の内側に一定ストロークで摺動自在に設けるとと
   もに、前記コイル体の片側を囲む復帰用磁性体を、前記
   永久磁石の一端面が当該磁性体の中央寄り端面よりも外
   側に出るように配置したことを特徴とする可動磁石型リ
   ニアアクチュエータ。
2. 【請求項２】 前記永久磁石がメッキ又はコーティング
   層を表面に有し、該メッキ又はコーティング層が形成さ
   れた一端面に前記出力部材が溶着又は接着されてなる請
   求項１記載の可動磁石型リニアアクチュエータ。