JPH1198810A

JPH1198810A - リニアアクチュエータ装置

Info

Publication number: JPH1198810A
Application number: JP9253987A
Authority: JP
Inventors: Hajime Sudo; 藤肇須
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-09-18
Filing date: 1997-09-18
Publication date: 1999-04-09

Abstract

(57)【要約】【課題】装置全体の小形化、および充分な駆動力伝達
効率と使用時の調整管理の容易さを、同時に達成するこ
とができるリニアアクチュエータ装置を提供する。【解決手段】リニアアクチュエータ装置は、所定方向
に移動自在に設けられた導電性部材３０からなる可動子
と、通電状態に対応して変化する磁界を形成し、形成す
る磁界を変化させることにより導電性部材の表面に磁極
を誘導する電磁石２０と、導電性部材３０に誘導される
磁極を吸引若しくは反発する磁極を形成する永久磁石１
１、１２を備えている。永久磁石１１、１２は、電磁石
２０を挟んで両側に配置されており、永久磁石１１、１
２の極性は互いに反対方向を向いている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【発明の属する技術分野】本発明は略直線的な駆動力を
発生し、微小機器等への適用に適したリニアクチュエー
タ装置に関する。

【０００３】

【０００２】

【０００４】

【従来の技術】従来から、小形化された機械の機構部を
動かすためのリニアクチュエータ装置が広く研究されて
おり、以下にその従来例を示す。

【０００５】

【０００３】図１７に示す第１の従来例はボールネジ機
構を利用するものであり、この従来例においては、ベー
ス８０２上に配置された軸受８０３，８０４により超精
密なボールネジ等の送りネジ８０１の両端が支持され、
送りネジ８０１の片端には減速機とエンコーダが内蔵さ
れたサーボモータ８０５が取り付けられている。送りネ
ジ８０１には送りナット８０６が係合し、この送りナッ
ト８０６の上に位置決め対象である移動テーブル８０７
が取り付けられている。そしてサーボモータ８０５で送
りネジ８０１を回転させることにより、移動テーブル８
０７が送りネジ８０１の回転角に比例した量の直線移動
を行うようになっている。

【０００６】

【０００４】図１８に示す第２の従来例は、金属ブロッ
クに発生する進行波を利用してこの金属ブロックに当接
する可動子を移動させるものであり、この従来例におい
ては、上部の２カ所が互いに９０度の角度を成す様に切
り欠かれた金属ブロック８１０の切り欠き面８１１，８
１２には、積層された圧電素子８１３，８１４が取付ら
れている。金属ブロック８１０のＵ字型に形成された２
つの端面８１５，８１６は、上記切り欠き面８１１，８
１２に対して４５度の角度を成しており、これら端面８
１５、８１６は可動子８１７を、図示されない押圧機構
による比較的大きい押圧力８１８で押し付けている。そ
して２つの圧電素子８１３，８１４を互いに９０度の位
相差をもって数十ｋＨｚから数百ｋＨｚで駆動すると、
金属ブロック８１０の端面８１５，８１６には進行波が
形成され、この進行波により可動子８１７は直線的に移
動する。

【０００７】

【０００５】

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、この
ようなリニアクチュエータ装置においては、寸法をミリ
サイズにまで縮減する大幅な小形化の要求がより高くな
ってきているが、上述した従来のリニアクチュエータ装
置では以下の様な理由により、これらの要求に応えるに
は一定の限界がある。

【０００９】

【０００６】第１の従来例のように直動機構を用いてモ
ータの回転運動を直線運動に変換してリニア駆動を行う
方式においては、装置全体の小型化を図るためには各構
成要素の小形化を図る必要がある。しかし、一般に、充
分な出力を確保しつつ回転モータを小形化するにはモー
タをより高回転させる必要があるため、実用的な速度お
よびトルクを実現するためには、直動機構と回転モータ
の間に新たな減速機構を追加する必要が生ずる。

【００１０】

【０００７】この場合、充分な減速比を確保するには減
速機構を構成する歯車列の段数を増やす必要があるが、
歯車列の段数の増大は装置全体のサイズの増大につなが
ることになる。さらに、歯車列の段数を増すことにより
歯車間での摩擦損失が増大する。この摩擦損失は、装置
のサイズが小さくなるほど駆動力伝達効率低下に及ぼす
影響が大きくなる。すなわち、モータの小型化による装
置の小型化には限界がある。

【００１１】

【０００８】また、小形化に伴う摩擦損失に起因する伝
達効率の低下は、直動機構を小形化する際にも発生する
ため、全体的な伝達効率も低下する。加えて、小形化し
た状態で必要充分な位置決め精度を確保しようとすると
送りネジや送りナットのモジュールを小さくしたりボー
ルネジ等ガタが少ないネジを採用するなどの機構的な高
精度化に加え、サーボモータのエンコーダの高分解能化
やモータ駆動に関する制御の高精度化が必要となるた
め、これらを同時に実現して小形化を図るにはサイズ的
に制約がある。

【００１２】

【０００９】また、上述した様に、小形化する際に新た
な機構を増設する必要があると、可動部品数が増える事
による信頼性の低下や調整の難しさなどが、新たな問題
として発生するので、リニアクチュェータ装置全体とし
ての性能が低下するという問題が生じる。

【００１３】

【００１０】また、第２の従来例に示したリニアクチュ
エータ装置においては、駆動力の発生は主に材料自体の
微小変形に起因し、機構的な可動部品がないため、ある
程度のサイズまで小形化する場合には、信頼性の低下は
比較的少なくて済む。

【００１４】

【００１１】しかし、この従来例においては、駆動力を
発生する部材と、これの伝達により動かされる可動子と
の間に、比較的大きい適正な予圧を定常的に付与してお
く必要があるが、構造的にこれに供する機構の占有体積
を小さくする事が困難である。また、積層圧電素子の小
形化に伴う変位量の低下により、この微小変位を拡大す
る機構の装着も余儀なくされる為、このこともリニアア
クチュエータ全体のサイズ小形化の障害となる。

【００１５】

【００１２】更に、これらの予圧機構や変位拡大機構
は、圧力管理や位置管理を厳密に行う必要があるので、
サイズの小形化に伴い調整が難しくなり、結果として、
やはり、リニアクチュエータ装置全体としての性能が低
下するという問題が生じる。以上述べた様に、従来の小
形リニアアクチュエータ装置においては、更に小形化を
図ろうとする場合、充分な駆動力伝達効率を有し、同時
に、使用する際の適正な調整管理を達成できる様なもの
は得られていないのが現状である。

【００１６】

【００１３】本発明は、上記実状に鑑み為されたもので
あり、リニアアクチュエータ装置全体の小形化、および
充分な駆動力伝達効率と使用時の調整管理の容易さを、
同時に達成することができるリニアアクチュエータ装置
を提供することを目的とする。

【００１７】

【００１４】

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、リニアアクチュエータ装置において、所
定方向に移動自在に設けられた導電性部材と、通電状態
に対応して変化する磁界を形成し、形成する磁界を変化
させることにより前記導電性部材の表面に磁極を誘導す
る第１の磁界形成手段と、前記導電性部材に誘導される
磁極を吸引若しくは反発する磁極を形成する第２の磁界
形成手段と、を備えたことを特徴とする。また、本発明
は、リニアアクチュエータ装置において、所定方向に移
動自在に設けられた導電性部材と、通電状態に対応して
変化する磁界および磁極を形成するとともに形成する磁
界を変化させることにより前記導電性部材の表面に磁極
を誘導する、前記導電性部材の移動方向に沿って複数設
けられた磁界形成手段と、を備え、前記複数の磁界形成
手段のうち一の磁界形成手段により前記導電性部材の表
面に誘導された磁極を、前記一の磁界形成手段に隣接す
る他の磁界形成手段の磁極により吸引することを特徴と
する。

【００１９】

【００１５】また、本発明は、リニアアクチュエータ装
置において、円筒形状を有し、その軸線方向に沿って移
動可能に設けられた、導電性部材を含み若しくは導電性
部材および高透磁率材料からなる部材の積層構造を含む
可動子と、前記可動子と同軸的かつ前記可動子の軸線方
向に沿って並設され、通電状態に対応して変化する磁界
を形成するとともに、形成する磁界を変化させることに
より前記可動子を構成する導電性部材の表面に磁極を誘
導するコイルと、前記各コイルを保持し、互いに隣接す
るコイルが形成する磁路がともに通過する半径方向の磁
極を有する、高透磁率材料からなる円筒形状部材と、前
記各コイルに、同一の周期で、かつ各々のコイル毎に所
定の位相と振幅に設定された電流を付与する通電制御部
とを備えたことを特徴とする。

【００２０】

【００１６】また、本発明は、リニアアクチュエータ装
置において、円筒形状を有し、その軸線方向に沿って移
動可能に設けられた、導電性部材を含み若しくは導電性
部材および高透磁率材料からなる部材の積層構造を含む
可動子と、前記可動子と同軸的かつ前記可動子の軸線方
向に沿って並設され、通電状態に対応して変化する磁界
を形成するとともに、形成する磁界を変化させることに
より前記可動子を構成する導電性部材の表面に磁極を誘
導するコイルと、前記各コイルを保持し、互いに隣接す
るコイルが形成する磁路がともに通過する半径方向の磁
極を有する、高透磁率材料からなる円筒形状部材と、前
記各コイルに、同一の周期で、かつ各々のコイル毎に所
定の位相と振幅に設定された電流を付与する通電制御部
とを備えたことを特徴とする。

【００２１】

【００１７】また、本発明はリニアアクチュエータ装置
において、第１の方向に移動可能に設けられた可動子
と、通電状態に対応して変化する磁界および磁極を形成
する第１および第２の磁界形成手段と、前記第１の磁界
形成手段により形成される磁界の変化に伴い磁極が誘導
され、この誘導された磁極と前記第１の磁界形成手段の
磁極との相互作用により第１の方向に変位する第１の導
電性部材と、前記第２の磁界形成手段により形成される
磁界の変化に伴い磁極が誘導され、この誘導された磁極
と前記第２の磁界形成手段の磁極との相互作用により前
記第１の方向と略直交する第２の方向に変位する第２の
導電性部材と、前記第１の方向および前記第１の方向と
略直交する第２の方向に関して弾性的に支持されるとと
もに、前記可動子と当接した状態で前記第１の導電性部
材の変位に従って変位して前記可動子を前記第１の方向
に駆動する可動子駆動部材とを備えたことを特徴とす
る。

【００２２】

【００１８】

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。

【００２４】

【００１９】［第１の実施形態］まず、図１乃至図３に
より第１の実施形態について説明する。図１乃至図３は
本発明の第１の実施の形態を示す図である。

【００２５】

【００２０】図１に示すように、本実施形態に係るリニ
アアクチュエータ装置は、非磁性体材料製の固定子ホル
ダ２に収容された永久磁石１１（第２の磁場形成手段）
および永久磁石１２（第２の磁場形成手段）と、電磁石
２０（第１の磁場形成手段）と、これら永久磁石１１、
１２および電磁石２０に対向して設けられた導電性材料
からなる導電性部材３０とを備えている。

【００２６】

【００２１】導電性部材３０は、リニアアクチュエータ
装置における可動子として作用するものである。導電性
部材３０は、その上面３１および下面３２を軸受け３５
等の支持部材により支持されており、これにより導電性
部材３０は図１上下方向に拘束されるとともに図１左右
方向（導電性部材３０の長手方向）に沿って移動自在と
なっている。なお、軸受け３５は、他に適当な支承手段
が設けられている場合には、必ずしも使用する必要はな
い。

【００２７】

【００２２】図２に示すように、永久磁石１１、１２
は、電磁石２０を挟んで、導電性部材３０の長手方向す
なわち移動方向に沿って配置されている。

【００２８】

【００２３】また、図１に示すように、永久磁石１１，
１２の作用面１１ａ，１２ａ（可動子３０に対向する
面）と電磁石２０の作用面２１ａ（電磁石２０のコア２
１の可動子３０に対向する面）とは概ね同一平面上に位
置している。

【００２９】

【００２４】図１に示すように、永久磁石の１１，１２
の極性は互いに逆向きとなっており、図１の場合、永久
磁石１１の作用面１１ａ側の極性がＳ、永久磁石１２の
作用面１２ａ側の極性がＮとなっている。

【００３０】

【００２５】また、図１に示すように、電磁石２０は、
円柱状のコア（鉄心）２１と、コア２１の外周に巻かれ
たコイル２２とから構成されている。

【００３１】

【００２６】なお、電磁石２０のコア２１に電磁軟鉄等
を使用する場合には、磁束が短絡しない様に、電磁石２
０のコア２１と永久磁石１１，１２とが互いに接触しな
い様に配慮される。図１および図２では、コア２１の外
周に巻かれたコイル２２の（半径方向の）厚み分だけ、
コア２１と永久磁石１１，１２とが離間するようになっ
ている。

【００３２】

【００２７】電磁石２０には、コイル２２への通電を制
御する図示しない通電制御装置が接続されている。

【００３３】

【００２８】次に、上記構成を有する本実施形態の作用
について説明する。

【００３４】

【００２９】コイル２２には、図示されない通電制御装
置（通電制御部）により、図３（ａ）に示すような立ち
上がり時ＴNと立ち下がり時Ｔｓとの継続時間が異なる
電流が周期的に付与される。

【００３５】

【００３０】ここで、図１に示すように、電磁石２０の
コイル２２に、コア２１の作用面２１ａ側がＮ極となる
ように電流を付与したとする。

【００３６】

【００３１】この場合、電磁石２０により形成される磁
界は、コイル２２に付与される電流変化に従って変化す
る。この磁界変化の変化率に応じて、電磁石２０に対向
して設けられた導電材料製の導電性部材３０の表面は誘
導電流が生じ、これにより、導電性部材３０には電磁石
２０の極性に対向する磁界が発生する。

【００３７】

【００３２】ここで、電磁石２０により形成される磁界
は値（強さ）が異なるだけで、全周期にわたって方向は
同一であるが、上述した様に電流の継続時間、即ち磁界
の値の変化の割合が立ち上がり時ＴNと立ち下がり時Ｔ
ｓでは異なるため、導電性部材３０に発生する磁界の極
性は、立ち上がり時ＴNと立ち下がり時Ｔｓとで、方向
および値（強さ）の両方が異なることになる。

【００３８】

【００３３】即ち、コイル２２への付与電流の変化が急
峻な立ち上がり時ＴNにおいては、電磁石２０の極性に
対向する強い磁界ｎＮが導電性部材３０に発生し、コイ
ル２２への付与電流の変化が緩やかな立ち下がり時Ｔｓ
においては、電磁石２０による磁界と同方向の弱い磁界
Ｓｓが発生する（図３（ｂ）参照）。

【００３９】

【００３４】導電性部材３０に上記の強い磁界ｎＮが誘
導されると、導電性部材３０のうち磁界が誘導された部
分（この部分に磁極が形成される）は、永久磁石１１
（の磁極）との間に吸引力が働き、永久磁石１２（の磁
極）との間には反発力が働くので、立ち上がり時ＴNの
間、導電性部材３０は図１左方向に移動することにな
る。

【００４０】

【００３５】立ち上がり時ＴNに続く立ち下がり時Ｔｓ
の間は、導電性部材３０と永久磁石１１，１２との間の
吸引力と反発力の関係が逆転する。立ち下がり時Ｔｓの
間には、図３に示すように導電性部材３０には弱い誘導
磁界Ｓｓしか発生しないので、導電性部材３０が図１右
方向に移動することはない。

【００４１】

【００３６】また、仮に導電性部材３０が移動したとし
ても、その量は立ち上がり時ＴNの移動量に比べて小さ
い。

【００４２】

【００３７】従って、いずれにせよ、導電性部材３０
は、１サイクル（立ち上がりおよび立ち下がり）のコイ
ル２２への通電により、図１左方向に移動することとな
る。

【００４３】

【００３８】なお、導電性部材３０が立ち下がり時Ｔｓ
に静止しているか多少なりとも動くかについては、立ち
下がり時Ｔｓに発生する導電性部材３０と永久磁石１
１，１２との間の吸引力および反発力による導電性部材
３０の駆動力と、導電性部材３０および導電性部材３０
により駆動される部材からなる系の全体の摩擦力とのバ
ランスに依存する。

【００４４】

【００３９】また、上記説明とは逆方向（図１右方向）
に導電性部材３０を移動させたい場合には、ＴNとＴｓ
の経過時間の関係を逆にする（ＴN間における電流変化
を緩やかに、Ｔｓ間における電流変化を急峻に）か、或
いは経過時間の関係は元のままでコイル２２に付与する
電流の向きを逆にすれば良い。

【００４５】

【００４０】図１及び図２に示したものは、本発明に係
るリニアアクチュエータ装置の基本的な構成であるが、
永久磁石および電磁石の磁路は開ループとなっている
為、可動子の駆動力（アクチュエータの発生力）が比較
的小さくてもよい場合には、アクチュエータ全体の小型
化および構造の簡素化の観点から好適である。アクチュ
エータの発生力を更に大きくしたい場合には、磁路が閉
ループとなるようにアクチュエータを構成すればよい。

【００４６】

【００４１】［第２の実施形態］次に、第２の実施形態
について図４により説明する。

【００４７】

【００４２】図４に示す本実施形態に係るリニアアクチ
ュエータ装置は、永久磁石および電磁石が閉ループの磁
路（閉磁路）を形成するように配置されたいわば第１の
実施形態の変形例に相当するものであり、図４におい
て、図１及び図２により説明した部材と同一の役割を果
たす部材には、同一符号が付されている。

【００４８】

【００４３】図４に示すように、リニアアクチュエータ
装置には、高透磁率材料製例えば電磁軟鉄製のヨーク４
１、４２、４３が、導電性部材３０の移動方向に沿って
並設されている。これらヨーク４１、４２、４３は固定
子ホルダ３に取り付けられている。

【００４９】

【００４４】これらヨークのうち、両端のヨーク４１、
４２には、永久磁石５１ａ、５１ｂおよび永久磁石５２
ａ、５２ｂがそれぞれ取着（取付られている）されてい
る。図４（ｃ）に示すように、ヨーク４２はループ状に
形成された高透磁率材料の一部を切り欠くことにより形
成されており、ヨーク４２の切り欠き面４２ａ、４２ｂ
に永久磁石５２ａ、５２ｂがそれぞれ取り付けられてい
る。

【００５０】

【００４５】ヨーク４２に取り付けられた永久磁石５２
ａ、５２ｂの作用面５４ａ，５４ｂ（導電性部材３０に
対向する面）側の極性は、互いに異なっている（永久磁
石５２ａの作用面５４ａ側がＮ極、永久磁石５２ｂの作
用面５４ｂ側がＳ極）。このような構成を採ることによ
り、これら永久磁石５２ａ、５２ｂおよびヨーク４２に
より、空隙４５を有する磁気回路（閉ループの磁路、閉
磁路、図４（ｃ）矢印参照）が形成される。

【００５１】

【００４６】なお、ヨーク４１側の構成は、図４（ｂ）
に示すように、永久磁石５１ａ、５１ｂの極性が、永久
磁石５２ａ、５２ｂの極性と反対となっている点のみが
ヨーク４２側の構成と異なり、これにより、ヨーク４１
側に形成される閉磁路の向きがヨーク４２側に形成され
る閉磁路の向きと異なる。

【００５２】

【００４７】一方、図４（ｄ）に示すように、ヨーク４
１，４２に挟まれた位置にある中央のヨーク４３は、導
電性部材３０に向けて突出する凸部４３ａ、４３ｂを有
する。これら凸部４３ａ、４３ｂにはそれぞれ、コイ
ル４６、４６が巻かれており、これによりヨーク４３を
コアとする電磁石が形成されている。コイル４６、４６
には図示しない通電制御装置が接続されている。

【００５３】

【００４８】ヨーク４３は、ヨーク４１、４２と同一の
形状を有しており、ヨーク４３は、凸部４３ａ、４３ｂ
間に形成される空隙４５ａを有する磁気回路を形成す
る。すなわち、通電制御装置によりコイル４６に通電す
ることにより形成される磁路も、図４（ｄ）に示すよう
に閉磁路（図４（ｄ）矢印参照）となる。

【００５４】

【００４９】導電性部材３０は、上述した各ヨーク４
１、４２、４３により形成される各磁気回路の空隙４
５、４５ａを横切るように配置されている。

【００５５】

【００５０】以上説明したヨーク４３およびコイル４６
により第１の磁界形成手段が構成され、ヨーク４１およ
び永久磁石５１ａ、５１ｂにより（一側の）第２の磁界
形成手段が、ヨーク４２および永久磁石５２ａ、５２ｂ
により（他側の）第２の磁界形成手段が構成される。

【００５６】

【００５１】図４に示すリニアアクチュエータ装置にお
いても、コイル４６に付与される電流パターンと導電性
部材３０の動作機序は、先に図３を用いて説明した内容
と同一である。しかしながら本例の場合には、永久磁
石および電磁石（ここでいう電磁石とはコアとして機能
するヨーク４３とコイル４６とからなるものをいう）に
より形成される磁界が、導電性部材３０が位置するヨー
ク４１，４２，４３の空隙部に集中するように形成され
る。このため、図１および図２で説明した開磁路的な構
成例に比べて、強い力で導電性部材３０を移動させるこ
とができ、また、コイル４６に付与する電流の値を小さ
くしても導電性部材３０を駆動することが可能となる。

【００５７】

【００５２】［第３の実施形態］次に図５および図６に
より第３の実施の形態について説明する。第２の実施の
形態は、第１の実施の形態に対して、第２の磁界形成手
段を構成する永久磁石を電磁石に置換した点が主な相違
点となっている。第２の実施の形態において第１の実施
形態と同一部分については同一符号を付し、重複する説
明は省略する。

【００５８】

【００５３】図５に示すように、固定子ホルダ３には高
透磁率材料からなる３つのヨーク６１、６２、６３が取
り付けられており、これらヨークのうち中央のヨーク６
３は、図４に示した中央のヨーク４３と同一のものであ
り、ヨーク６３に取り付けられるコイル７６も図４に示
したコイル４６と同一のものである。

【００５９】

【００５４】中央のヨーク６３の両側には、互いに同一
形状を有するヨーク６１、６２が設けられている。ヨー
ク６１、６２は、それぞれ二重コの字形の形状を有して
いる。

【００６０】

【００５５】このうちヨーク６１は、導電性部材３０の
上面３１側において導電性部材３０に向けて突出する凸
部６１ａ，６１ｂと、導電性部材３０の下面３２側にお
いて導電性部材３０に向けて突出する凸部６１ｃ，６１
ｄを有している。

【００６１】

【００５６】各凸部６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄに
は、それぞれコイル７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄが
巻き付けられている。

【００６２】

【００５７】凸部６１ａと凸部６１ｃとの間、および凸
部６１ｂと凸部６１ｄとの間には、空隙６６、６７が形
成されており、これによりヨーク６１に空隙６６を有す
る磁気回路Ｂ１と、空隙６７を有する磁気回路Ｂ２が形
成されるようになっている（図５（ｃ）矢印参照）。

【００６３】

【００５８】なお、ヨーク６２の形状は、ヨーク６１の
形状と同一であり、各凸部にそれぞれコイルが取り付け
られる点も同一である。

【００６４】

【００５９】導電性部材３０は、図５（ｄ）に示すよう
に、中央のヨーク６３の空隙６８の間に位置するように
なっている。また、導電性部材３０は、端のヨーク６１
の空隙６６および６７内に位置しないように、かつ空隙
６６と空隙６７の間において各凸部６１ａ，６１ｂ，６
１ｃ，６１ｄから等しい距離に位置している。言い換え
れば、導電性部材３０は、空隙６６と空隙６７に近接し
つつ、空隙６６と空隙６７の外に位置している。

【００６５】

【００６０】以上説明した各構成要素のうち、中央のヨ
ーク６３およびこのヨーク６３の各凸部に巻き付けられ
たコイルにより第１の磁界形成手段が構成される。ま
た、両端のヨーク６１、６２およびこれらヨーク６１、
６２の各凸部にそれぞれ巻き付けられたコイルにより一
組の（一側および他側の）第２の磁界形成手段がそれぞ
れ構成される。

【００６６】

【００６１】次に、上記構成を有する本実施形態の作用
について説明する。

【００６７】

【００６２】図示しない通電制御部により、各コイルに
通電することにより、各ヨークには各々の空隙を横切る
磁界が形成される。

【００６８】

【００６３】両端の二重コの字形のヨーク６１、６２の
磁界は、図５（ｂ）に示すように、互いに逆向きに設定
される。この両側のヨーク６１、６２に巻かれたコイル
に、対応するヨークの空隙側の端面が図５（ｂ）に示し
た極性となる様な直流電流を付与し、中央のヨーク６３
に巻かれたコイル７６に図３に示したパターンの電流を
付与すれば、導電性部材３０すなわち可動子は図５
（ａ）左方向に移動する。なお、両側のヨーク６１、６
２に巻かれたコイルに直流電流を付与する場合、定常的
な電力消費が発生するが、これを避ける為には中央部ヨ
ークが付勢された時のみ当該電流を付与してやれば良
い。

【００６９】

【００６４】この時、概ねステップ的に電流が付勢され
るので導電性部材３０上には両側のヨーク６１、６２に
よる誘導磁界が発生するおそれがある。しかし、本実施
形態においては、前述したように、両側ヨーク６１、６
２の凸部の端面と可動子（導電性部材３０）を対向させ
ない様な配置をとり、上述した危険性を回避している。

【００７０】

【００６５】勿論、直流電流による電力消費があっても
よけれぱ、可動子（導電性部材）３０と両側ヨーク６
１、６２の凸部の空隙側端面（作用面）を対向させて構
わず、ヨーク形状も本例の二重コの字形ではなく、図４
の永久磁石部を電磁石に変更した一重のコの字形状とし
てもよい。すなわち両側の２つの磁界形成手段を、中央
の磁界形成手段と同一の構成（本実施形態の中央ヨーク
６３およびコイル７６の構成と同一）としてもよい。

【００７１】

【００６６】また図５に示す構成を採れば、上述した図
３の様な三角波の電流付勢ではなく、全てのコイルに位
相の異なる正弦波を付与しても同様の作用を得ることが
できる。

【００７２】

【００６７】図６に正弦波電流による駆動方式の一例を
示す。中央ヨーク６３のコイルに付与される電流を正弦
波とすれば、対向する導電性部材３０（可動子）上には
位相が９０度進んだ誘導磁界が発生する。

【００７３】

【００６８】この時、図５（ａ）左側の二重コの字形ヨ
ーク６２の各コイルには中央ヨーク６３のコイル７６へ
の付与電流に比べ位相が９０度遅れた電流を、図５
（ａ）右側の二重コの字形ヨーク６１のコイルには中央
コイル７６への付与電流に比べ位相が９０度進んだ電流
を付与すれば、これら両側のヨーク６１、６２には対応
するコイルに供給される電流と同相の磁界（磁極）が発
生するので（図６（ｃ）（ｄ）参照）、中央ヨーク６３
に巻かれたコイルによって誘導された磁界（磁極）との
吸引および反発作用で、導電性部材３０（可動子）全体
は図５（ａ）左方向に移動する。

【００７４】

【００６９】この様な駆動方式を採ることにより、図３
に記した三角波による駆動方式と比べ、より連続的な導
電性部材３０の移動が可能であり、また両側のヨーク６
１、６２は二重コの字形状であるから導電性部材３０上
に誘導磁界が発生する心配もない。

【００７５】

【００７０】以上説明したように、第１乃至第３の実施
形態によれば、機構的な可動要素は可動子（導電性部材
３０）の支承機構（軸受け３５）のみに限定でき、この
支承機構も、通常、本リニアアクチュエータ装置が適用
されるシステムの一部に組み込まれることを考えれば、
駆動力を発生するのに必要な機構は全て固定されてお
り、サイズの微小化を図っても信頼性を確保することが
できる。

【００７６】

【００７１】また、予圧機構に伴う圧力管理や、駆動面
をパターン化する様な微細加工も一切不要であることか
ら、可動部品の排除のみならず、調整要素や部品数も従
来のリニアアクチュエータに比べて大幅に低減できるの
で、小型化を図る際に非常に有利となる。

【００７７】

【００７２】また、磁界を発生するのに永久磁石を併用
できるため（第１および第２の実施形態参照）、消費電
力の低減にも効果がある。

【００７８】

【００７３】［第４の実施形態］次に、図７および図８
を参照して第４の実施形態について説明する。本実施形
態を説明する図７においては、機構を支承するホルダー
や軸受など駆動力の発生に直接関係しない要素、および
電流を付与する為の電源や制御要素の記載は省略してあ
る。

【００７９】

【００７４】本実施形態において、リニアアクチュエー
タ装置は、コの字形状をした少なくとも４つの電磁石
（磁界形成手段）Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４と、高透磁率
材料（高透磁率部材）８３を導電性材料（導電性部材）
８１，８２で挟み込んでなる（積層構造を有する）可動
子８０とを備えている。

【００８０】

【００７５】電磁石Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、すべて
同一の構成を有している。以下、電磁石Ｃ１を例にとっ
て電磁石の構成について説明する。

【００８１】

【００７６】電磁石Ｃ１は、コイル９１と、このコイル
が巻き付けられる高透磁率材料からなる鉄心（コア）９
２とを備えている。鉄心９２は、ループ状に形成された
高透磁率部材の一部を切り欠いて形成されており、鉄心
９２は、切り欠き部に対応する空隙９５を挟んで互いに
対向する面である対向面（第２の作用面）９３、９３
と、対向面９３、９３と直交するとともに可動子８０に
対向する面である端面（第１の作用面）９４、９４とを
有している。

【００８２】

【００７７】端面９４の面積は、対向面９３の面積より
大きくなっている。

【００８３】

【００７８】各電磁石Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の端面９
４は、概ね同一平面上に位置しており、各電磁石Ｃ１，
Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の各端面９４と可動子８０との距離は
互いに等しくなっている。各電磁石Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，
Ｃ４は、可動子８０の移動方向に沿って等間隔に配置さ
れている。

【００８４】

【００７９】次に、上記構成を有する本実施形態の作用
について説明する。

【００８５】

【００８０】各電磁石Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の各コイ
ル９１に電流を付与すると、それによる磁界は、上記電
磁石ヨーク（鉄心９２）の代表軸に沿う部分（対向面９
３、９３との間の空隙９５に沿う部分（図７（ｂ）矢印
Ａ参照））と、可動子８０の高透磁率部材８３を通る部
分（図７（ｂ）矢印Ｂ参照）とにより並列的に構成され
る。なお、ここで、対向面９３、９３の面積より端面９
４、９４の面積の方が大きいことにより、形成される磁
界（磁束）の可動子８０の高透磁率部材８３を通る部分
を増大させることができる。

【００８６】

【００８１】この磁界Ｂの磁路の途中には上述した様に
導電材部材８１、８２が配置されているので、上記磁界
Ｂに時間変化がある場合、その変化率に応じた誘導電流
が導電材部材８１、８２に生じ、これに伴い導電材部材
８１、８２の表面には、対向面９３、９３に生じる磁極
と対向する（誘導電流による）誘導磁極が発生する。図
８には、各電磁石Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４のコイル９１
に互いに９０度づつ位相がシフトした正弦波電流を付与
する際の各電磁石端面に生じる磁極の強さ（図８におい
て実線で示す）と、各電磁石Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の
端面９４に対向する可動子８０の導電性部材に誘導され
る磁極の強さ（図８において破線で示す）との関係を記
す。

【００８７】

【００８２】図８に示すように、各電磁石Ｃ１，Ｃ２，
Ｃ３，Ｃ４のコイル９１に付与される電流により各鉄心
の端面９４に形成される磁極の強さは、当該端面９４に
対向する可動子８０の導電性部材８１に誘導される磁極
の強さより位相が９０度進んでいるが、上述したよう
に、電磁石への付与電流も隣同士で９０度づつシフトし
ているので、４つの電磁石Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４のう
ちある電磁石（例えばＣ３）により可動子８０に誘導さ
れる磁極は、これに隣接する電磁石（例えばＣ２、Ｃ
４）への付与電流により端面９４に形成される磁極の強
さに対して、位相差が０度或いは位相差１８０度の極性
をとる。

【００８８】

【００８３】例えば、図８の時刻３ｔの場合、電磁石Ｃ
２により可動子８０に誘導される磁磁極はＳ極方向の最
大値（Ｓｅ）をとるが、同時刻における隣接する電磁石
の付与電流による磁極は、Ｃ１の磁極がＳ極方向の最大
値（Ｓｐ）、Ｃ３の磁極がＮ極方向の最大値（ｎｐ）と
なっている（図９も合わせて参照）。

【００８９】

【００８４】このため、電磁石Ｃ２により可動子８０の
うち電磁石Ｃ２に対向する部位に誘導される磁極と、電
磁石Ｃ１の端面９４に形成される磁極との間には磁気的
な反発力が作用する。一方、電磁石Ｃ２により可動子８
０のうち電磁石Ｃ２に対向する部位に誘導される磁極
と、電磁石Ｃ３の端面９４に形成される磁極との間には
磁気的な吸引力が作用する。これにより、可動子８０は
図７（ａ）右方向への力を受ける。

【００９０】

【００８５】上述した様に各電磁石Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，
Ｃ４のコイル９１に付与される電流は９０度ずつの位相
差が設けられているので、可動子８０のうち各電磁石に
対向する面（部位）に誘導される磁界も、図８に示すよ
うに、進行波的な様相を呈する。

【００９１】

【００８６】即ち、上で述べた可動子８０に誘導される
磁極には、付与電流により各電磁石Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，
Ｃ４の端面９４に形成される磁極により、各時点で図７
（ａ）右方向への力が作用することになり、結果として
可動子８０は紙面右方向に向かって移動する。

【００９２】

【００８７】なお、可動子８０を図７（ａ）左方向に移
動させたい時には、電流付与時の位相差の順序を逆にす
れば良い。

【００９３】

【００８８】［第５の実施形態］次に、図１０および図
１１を参照して第５の実施形態について説明する。

【００９４】

【００８９】第５の実施形態は、リニアアクチュエータ
装置全体のサイズの微小化を図る為、第４の実施形態に
おける各磁場形成手段を一体化したものに相当し、動作
原理は第４の実施形態と略同一である。

【００９５】

【００９０】図１０に示すように、リニアアクチュエー
タ装置は、高透磁率材料からなる円筒状部材１００（ヨ
ークまたは鉄心に相当）を有している。この円筒状部材
１００の内周面１０１側には、円筒状部材１００の軸線
方向に沿って等間隔に形成された円周方向に延びる溝１
０２が形成され、この溝底部にはそれぞれ円筒状部材１
００と同軸に設けられたリング状（円筒状）コイル１０
７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、１０７ｄが設けられてい
る。コイルを円筒状部材１００と同軸のリング状とする
ことによりコイルを大きくすることができ、これにより
数ｍｍサイズのリニアアクチュエータ装置を製作する際
の、コイルの巻き易さが向上する（第４の実施形態を比
較して参照）。

【００９６】

【００９１】円筒状部材１００の内周面１０１側には、
溝１０２の開口部を狭めるように溝１０２に向けて円筒
状部材１００の軸線方向に向かって延びる凸部１０３が
形成されている。

【００９７】

【００９２】そして、溝１０２により仕切られた円筒状
部材１００の内周面１０１の各領域１０１ａが、前述し
た第４の実施形態における端面９４と同一の役割を果た
し、互いに対向する凸部１０３の対向面１０４が、前述
した第４の実施形態における対向面９５と同一の役割を
果たすようになっている。

【００９８】

【００９３】なお、本実施形態においては、高透磁率材
料からなる円筒状部材１０１の内周面側の部分のうち、
リング状の各コイル１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、１
０７ｄの内周面より半径方向内側に突出する（位置す
る）部分１２１，１２２，１２３，１２４，１２５に、
磁極が形成されるようになっている。

【００９９】

【００９４】従って、本実施形態においては、各部分１
２２、１２３、１２４の両側に設けられた一対のコイル
により（両端の凸形状の部分１２１、１２５については
１つのコイルにより）一の磁界形成手段が構成されるこ
とになる。従って、互いに隣接する磁界形成手段はコイ
ルを共用することになる。

【０１００】

【００９５】円筒状部材１０１の中空部（内部）には、
円筒状部材１０１と同軸に円筒状の導電性材料からなる
可動子１０８が設けられている。この可動子１０８は、
例えば滑り性の良いスペーサ１０９等を介して、円筒状
部材１０１の内周面１０１との間に微小隙間をもって、
円筒状部材１０１の軸線方向に沿って移動自在に配置さ
れている。

【０１０１】

【００９６】いま各コイルに電流を付与して図１０に示
す破線方向の磁路１１１，１１２，１１３，１１４を形
成すると、高透磁率材料からなる円筒状部材１０１の内
周面側の部分のうちリング状の各コイル１０７ａ、１０
７ｂ、１０７ｃ、１０７ｄの内周面より半径方向内側に
ある部分（磁極となる部分）１２１，１２２，１２３，
１２４，１２５のうち部分１２２，１２３，１２４には
各々磁路１１１＋１１２，１１２＋１１３，１１３＋１
１４で規定される磁界（磁極）が形成され、これらの位
相差は付与電流の位相差とは必ずしも一致しない。

【０１０２】

【００９７】先に図８を用いて説明したように、可動子
１０８の移動は、各コイル１０７ａ、１０７ｂ、１０７
ｃ、１０７ｄが形成する磁界変化に基づき可動子１０８
の外周面上に誘導される磁極と、各リング状コイル１０
７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、１０７ｄに付与される電流
により各部分１２１，１２２，１２３，１２４，１２５
に生じる磁界（または磁極）との間の、吸引力と反発力
によって生じ、誘導磁界は対向する磁極による磁界と９
０度の位相差がある事から、上記の部分１２２，１２
３，１２４端面に現れる合成磁界（合成磁極）１１１＋
１１２，１１２＋１１３，１１３＋１１４も互いに９０
度の位相差を有することが望ましい。

【０１０３】

【００９８】各コイル１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、
１０７ｄに順番に６０度の位相差を付けた正弦波電流を
付与した時の、各磁極（各部分）１２１，１２２，１２
３，１２４，１２５に現れる磁極の強さの変化を図１１
に示す。

【０１０４】

【００９９】図１１に示すように、両端の磁極１２１，
１２５の磁界１３１，１３５は、本例においては同相で
あり、磁極１２１，１２５間の各磁極１２２，１２３，
１２４に現れる磁界は１３２，１３３，１３４は、磁極
１２１，１２５間の位相差３６０度（すなわち同相）を
概ね４等分した位相差すなわち９０度の位相差をもって
現れることがわかる（本例は厳密には９０度の位相差で
はないが、コイルへの付与電流の位相差および振幅を調
整することで９０度の位相差に設定することが可能であ
る）。

【０１０５】

【０１００】これらの磁界によって、上記可動子１０８
表面（外周面）には９０度だけ位相の進んだ誘導磁極が
生じるので、第４の実施形態において述べた原理と同様
の作動原理により、磁気的な吸引・反発力によって可動
子１０８は軸線方向に駆動される。反対方向に駆動する
には、付与電流の位相差の符号を逆にすれば良い。

【０１０６】

【０１０１】以上説明したように、第４および第５の本
実施形態によれば、永久磁石を用いないので、組立時の
取扱や磁気抵抗の決定に関わる煩雑さを回避でき、駆動
性能もコイルヘの付与電流の調整により比較的容易に変
更可能である。また構成要素が減少する分だけサイズの
微小化と信頼性の向上が期待できる。

【０１０７】

【０１０２】また本実施形態ではコイル、コイルを保持
する高透磁率部材、可動子が中空円筒状の構成を採って
いるが、この形状に限定されるものではない。

【０１０８】

【０１０３】［第６の実施形態］次に、図１２乃至図１
５を参照して第６の実施形態について説明する。

【０１０９】

【０１０４】本実施形態に係るリニアアクチュエータ装
置においては、可動子２００は中空円筒状の可動子ベー
ス２０１の２つの面上に導電性材料（導電性部材）２０
２，２０３および２０４、２０５と高透磁率材料２０６
および２０７がそれぞれ積層された構造を採っている。

【０１１０】

【０１０５】このうち導電性材料２０３および２０５は
省略しても構わず、上記導電性材料２０２、２０４ある
いは高透磁率部材２０６、２０７が充分な強度を有して
いる場合には、これらを可動子ベース２０１として兼用
することもできる。

【０１１１】

【０１０６】本実施形態においては、可動子２００の互
いに対向する２面の外側に電磁軟鉄からなる鉄心（ヨー
ク）３３１，３３２，３３３，３３４，３０３ａ，３０
３ｂ，３０３ｃ，３０３ｄと各鉄心それぞれに巻かれた
コイル３４１，３４２，３４３，３４４，３０４ａ，３
０４ｂ，３０４ｃ，３０４ｄからそれぞれ構成された電
磁石Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄ
が、可動子２００の進行方向（図１２（ａ）左右方向）
に沿って配置されている。

【０１１２】

【０１０７】各鉄心３３１，３３２，３３３，３３４，
３０３ａ，３０３ｂ，３０３ｃ，３０３ｄの可動子２０
０と対向する端面は、可動子の外面と略平行となってい
る。各鉄心の可動子２００と対向する端面、すなわち各
電磁石の磁極端には、永久磁石２１１，２２１，２３
１，２４１，２ａ１，２ｂ１，２ｃ１，２ｄ１（２１
２，２２２，２３２，２４２，２ａ２，２ｂ２，２ｃ
２，２ｄ２）が取着されている。

【０１１３】

【０１０８】従って、図１２では、上下磁石群の間に可
動子２００が浮遊している様に描かれているが、実際は
永久磁石と可動子２００中の高透磁率材料２０６、２０
７との間に生ずる磁気吸引力により、可動子２００は上
または下の磁石群のいずれかの側（Ｃ１〜Ｃ４またはＣ
ａ〜Ｃｄ）に接触している。

【０１１４】

【０１０９】一の電磁石に取り付けられる一組の永久磁
石（例えば２１１と２１２）は、当該永久磁石により形
成される磁路が、電磁石により形成される磁路と直列と
なるように（重なりあうように）配置されている。従っ
て、永久磁石とこの永久磁石が取り付けられる鉄心とに
より、鉄心に沿った閉磁路が形成される。

【０１１５】

【０１１０】上記コイルに電流を付与することにより形
成される磁界は、図１２（ｂ）に示すように、鉄心（ヨ
ーク）、永久磁石、可動子内の高透磁率材料を経由する
閉磁路となる。

【０１１６】

【０１１１】なお、コイルにより形成される磁界が比較
的弱い場合には、図１３に示す様に、磁気抵抗となる永
久磁石を鉄心（ヨーク）側面に、すなわち永久磁石によ
る磁路が電磁石により鉄心に形成される磁路と略並列に
なるように配置してもよい。なお、この場合は、永久磁
石の吸引力は当該磁路が短絡的に形成されるので若干低
減する。

【０１１７】

【０１１２】これらの永久磁石による可動子の吸引固定
は、電流が付与されない時、即ちリニアアクチュエータ
装置の非使用時における可動子の位置保持能力を保証す
るものである。

【０１１８】

【０１１３】次に、上記構成を有する本実施形態に係る
リニアアクチュエータ装置の動作機序を、図１４に記し
た４組の電磁石Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の図１２（ｂ）
左側の磁極Ｃ１Ｌ，Ｃ２Ｌ，Ｃ３Ｌ，Ｃ４Ｌに現れる磁
極の強さの変化を用いて説明する。

【０１１９】

【０１１４】各コイルには、永久磁石により生じる磁界
と同方向の磁界が発生する様に電流を付与するが、この
時、付与される電流のパターンを、先に図３により説明
したのと同様に、立ち上がりが急峻で立ち下がりが緩や
かなパターンとすると、各電磁石Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ
４には、ヨークによる誘導を無視すれば、この電流パタ
ーンに概ね比例した磁界（図１４の各グラフにおける実
線参照）が発生する。図１４には、電磁石Ｃ１，Ｃ２，
Ｃ３，Ｃ４の磁極の強さの最大値がＳｏとなる様に描い
てある。この磁界を横切る可動子２００の導電性部材
（図１２の２０２，２０４）には、図１４の各グラフに
おいて破線で示す誘導磁極（磁界）が発生するが、この
磁極の強さの値はコイルへの付与電流の立ち上がり時に
Ｓｅ、立ち下がり時にＮｅとなる。

【０１２０】

【０１１５】導電性部材に誘導される磁極の強さは導電
性部材を横切る磁界の変化率に比例するから、本例にお
いては、｜Ｓｅ｜＞＞｜Ｎｅ｜となる。また、コイルに
付与する電流は、隣接する電磁石毎に９０度ずつの位相
差をつけてあるので、上述した磁界の変化は電磁石毎
に、図１３に示す様に時間的に変化する。

【０１２１】

【０１１６】図１４において、Ｓｂは永久磁石により定
常的に印加されている磁極の強さである。各電磁石によ
る磁界と、可動子上に誘導される磁界の関係を図１５に
示す。

【０１２２】

【０１１７】図１５には、各電磁石の一方の磁極端に現
れる磁極の強さと、それに対向する可動子部分に誘導さ
れる磁極の強さが記されている。説明の簡略化の為に、
磁極端に現れる磁極の強さは値が増すに従い（Ｓ），Ｓ
＋，Ｓ＋＋，Ｓｉと記してあるが、いずれも永久磁石に
よる磁極の強さが重畳された値である。

【０１２３】

【０１１８】また、図１５において、可動子上の誘導磁
極（磁界）の強さはＳｅおよび（Ｎｅ）と記した。これ
らの標記のうち（）で囲んだものは、値が非常に小さい
ものを表わす。

【０１２４】

【０１１９】これら各符号のうち、Ｓｉはコイルへの付
与電流の立ち上がり時のＳ極のレベルを、（Ｓｅ），Ｓ
＋，Ｓ＋＋は立ち下がり時のＳ極のレベルをそれぞれ示
している。なお、（Ｓｅ），Ｓ＋，Ｓ＋＋の間には（Ｓ
ｅ）＜Ｓ＋＜Ｓ＋＋なる関係が成立している。

【０１２５】

【０１２０】各電磁石の磁極面と可動子との間に作用す
る力は、主にＳｉとＳｅとの間、及びＳ＋＋とＳｅとの
間について考慮すれば良い。この考慮すべき関係が成立
している部分は、図１５においてハッチングを付して示
している。

【０１２６】

【０１２１】ここで、前者（ＳｉおよびＳｅ）は可動子
と直接対向する磁極面に作用する反発力、即ち接触して
いる磁極面と可動子を離間させる力であり、後者（Ｓ＋
＋およびＳｅ）は隣接する磁極面に作用する反発力、即
ち可動子を軸方向に移動させる駆動力を表わす。特に後
者については、両隣接磁極面の内の一方にしか作用しな
い為、可動子は当該方向と反発する向きに移動する。

【０１２７】

【０１２２】更に、これらの駆動力の発生は各電磁石に
付与される位相差のある電流変化に応じて進行するの
で、可動子２００は電流が操り返し的に付与されている
間、連続的に移動する。各電磁石のもう一方の磁極端面
においては、Ｓ極とＮ極が代わるだけで、同様な関係が
得られている。

【０１２８】

【０１２３】本例において、可動子は図１２（ａ）の左
側に向かって移動する。可動子を逆方向に駆動する場合
には、各磁極に対する位相差を逆転すれば良く、電流の
向きを変える必要はない。

【０１２９】

【０１２４】また、図１２では、可動子２００の対向す
る（反対側の）２つの面に対して各々４つの磁石からな
る磁石群が配設されているが、各電磁石に付与する電流
は周期的な同期が取れていれば、位相差を付ける順番に
関しては必ずしも一致させておく必要はない。

【０１３０】

【０１２５】接触している可動子と磁極面を離間させる
場合も、磁気力の作用は距離の２乗に反比例するため必
ず接触している側の反発力が大きく作用する。

【０１３１】

【０１２６】また可動子が上下２組の磁極群のどの位置
にあっても、どちらかの磁極群の駆動力が必ず作用す
る。

【０１３２】

【０１２７】なお、図１３に示すように、永久磁石と電
磁石を並列的に配設する場合でも、これらが近接してい
れば同様の効果を得る事ができる。

【０１３３】

【０１２８】以上説明したように本実施形態によれば、
構成要素の少なさの点からリニアアクチュエータの微小
化を図る際に有利になるだけでなく、リニアアクチュエ
ータに電流を付与しない状態での可動子の位置保持機能
が、ブレーキ等の新たな可動要素を追加することなしに
実現できる。

【０１３４】

【０１２９】［第７の実施形態］次に、第７の実施形態
に係るリニアアクチュエータ装置について、図１６およ
び図１７用いて説明する。なお、図１６において、ハッ
チングは部材間の区別を明確にするために付されてお
り、断面を示すものではない。そして各コイルの図にお
ける上下端部のみ、図面の理解を容易にするため断面図
的に示されている。図１６に示すように、適当な任意の
断面形状を有する柱状可動子４００の周りには、この可
動子４００を軸線方向に可動自在に支承（支持）する高
透磁率部材からなるホルダー４２０が配設されている。
可動子４００は、ホルダー４２０に形成された円柱状の
空間内に、その軸線方向に移動自在に収容されている。

【０１３５】

【０１３０】ホルダー４２０の外周には、ホルダー４２
０の円柱状の空間と同軸に３個のリング状コイル４３
１，４３２，４３３が軸線方向に適当な間隔を置いて巻
かれている。

【０１３６】

【０１３１】これらリング状コイル４３１，４３２，４
３３の磁路の一部となる前記ホルダー４２０の一部（本
例ではホルダー上部）は、各々の磁路が一部開放された
磁極４２１，４２２，４２３を形成している。

【０１３７】

【０１３２】磁極４２１と磁極４２２は可動子４００の
軸線方向を向いて互いに対向する様に形成され、磁極４
２３は半径方向外側に向けて形成される。

【０１３８】

【０１３３】従って、本実施形態に係るリニアアクチュ
エータ装置においては、各リング状コイル４３１，４３
２，４３３および当該コイルに対応するホルダー４２０
の部分により、各磁界形成手段が構成される。

【０１３９】

【０１３４】また断面がコの字形をした振動片（可動子
駆動部材）４７０には弾性部材４５１，４５２，４５
３，４５４が取着され、このうち弾性部材４５１，４５
２，４５３にはそれぞれ、振動片４７０と反対側の位置
に、導電性材料からなる導電片（導電性部材）４４１，
４４２，４４３が取着されている。

【０１４０】

【０１３５】また、弾性部材４５４の振動片４７０と反
対側には予圧部材４６０が取着されている。予圧部材４
６０はホルダ一４２０に固着されている。

【０１４１】

【０１３６】予圧部材４６０はネジ等の適当な抑圧手段
４８０が取り付けられており、この抑圧手段４８０は、
弾性部材４５４を介して前記振動片４７０に予圧を印加
する。これにより、振動片４７０と柱状可動子４００は
確実に接触するようになっている。

【０１４２】

【０１３７】導電片４４１，４４２，４４３は、各々磁
極４２１，４２２，４２３の位置に弾性部材４５１，４
５２，４５３，４５４の弾性力を利用して挟み込まれ
る。

【０１４３】

【０１３８】即ち、振動片４７０は前記各弾性部材４５
１，４５２，４５３，４５４によって（少なくとも可動
子の移動方向および当該移動方向に直交する方向に関し
て）弾性的に支持されており、導電片４４１，４４２，
４４３を動かす事により、振動片４７０は前記弾性部材
が弾性変形する分だけ当該方向に移動するようになって
いる。

【０１４４】

【０１３９】図に示した振動片４７０の状態のうち、実
線で示すものは振動片４７０の中立位置を、一点鎖線で
示すものは導電片４４１を磁極４２１から離間する方向
に変位させた時の状態を、二点鎖線で示すものは導電片
４４３を磁極４２３から離間させる方向に変位させた時
の状態をそれぞれ表わしている。

【０１４５】

【０１４０】次に、上記構成を有する本実施形態に係る
リニアアクチュエータ装置の動作機序について図１６お
よび図１７を参照して説明する。

【０１４６】

【０１４１】コイル４３１には対応する磁極４２１に、
図１７（ａ）において実線で示す様に、立ち上がり（０
→ＮｃＤ）が急峻で立ち下がり（Ｎｃ１→０）が緩やか
な、周期的な磁界が形成されるような電流が付与され
る。このような磁界を形成するには概ねこれに比例した
電流をコイル４３１に付与すれば良い。

【０１４７】

【０１４２】この様な磁界が導電片４４１を横切ると、
導電片４４１の表面に磁界の変化率に比例した誘導磁界
（磁極）が形成される。この誘導磁界を、図１７（ａ）
において破線で示す。

【０１４８】

【０１４３】即ちコイル４３１による磁界が直線的に立
ち上がる部分では、導電片４４１にはコイルと同極の磁
極の強さ（Ｎｅ１）が現れ、立ち下がる部分では導電片
４４１にコイル４３１とは反対極の磁極の強さ（Ｓｅ
１）が現れる。

【０１４９】

【０１４４】コイル４３１による磁界の変化率の関係か
ら、｜Ｎｅ１｜＞＞｜Ｓｅ１｜となるから、コイル４３
１への付与電流の立ち上がり時には、磁極４２１と導電
片４４１の間には反発力が作用する。、従ってこの導電
片４４１は弾性部材４５１，４５２を圧縮し、弾性部材
４５３，４５４をせん断方向に変形させながら、可動子
４００に当接する振動片４７０を図１６の実線で示す状
態から図１６の一点鎖線で示す状態に移動させる。

【０１５０】

【０１４５】この時、上記振動片４７０と柱状可動子４
４０は予圧手段４８０により充分な抑圧力で接している
から、振動片が移動する量だけ柱状可動子も図１６右方
向に移動する。

【０１５１】

【０１４６】次にコイル４３１による磁極の強さが頂点
に達するタイミングで、コイル４３３への通電を調節
し、コイル４３３による磁界を急峻に立ち上げ（０→Ｎ
ｃ３）、その後援やかに立ち下げる（Ｎｃ３→０）と
（図１７（ｂ）実線参照）、導電片４５３に誘導される
磁界（図１７（ｂ）破線参照）により、上記と同様の過
程を経て振動片４７０は図１６上方向に移動し（可動子
２００から離間し）、図１６一点鎖線の状態から二点鎖
線の状態に移る。

【０１５２】

【０１４７】この遷移過程で、上記振動片４７０は柱状
可動子４４０から離れるので、この柱状可動子４４０を
支持している弾性部材の復元力により、振動片４７０は
図１６実線位置に戻る。

【０１５３】

【０１４８】この時、柱状可動子４４０は先に移動した
位置に残されるので、コイル４３１および４３３による
上述した磁界形成を繰り返すことにより、柱状可動子４
４０は図１６右方向に移動し続ける。

【０１５４】

【０１４９】この柱状可動子４４０を図１６左方向に移
動させるには、コイル４３１に電流を付与する代わりに
コイル４３２に上記と同じパターンの電流を付与すれば
良い。

【０１５５】

【０１５０】また本例では、主にＮ極の磁極を用いてい
るが（図１７参照）、各コイルによる磁界（磁極）形成
のタイミングさえ合っていれば任意の極性で構わない。

【０１５６】

【０１５１】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、単純なリング形状のコイルをリニアアクチュエータ
装置の外周近傍に配設できる、また、装置の変形部に素
材としての弾性変形を利用できる弾性部材を用いている
ため、特別な可動要素の導入の必要がない。

【０１５７】

【０１５２】このため、リニアアクチュエータ装置全体
を微小化する際の困難さを大幅に排除できる。また弾性
部材の調整も組立後に押しネジ等（抑圧手段）の簡単な
機構で行えるので、組立の容易さも同時に実現できる。

【０１５８】

【０１５３】更に、リニアアクチュエータ装置の非動作
時には、可動子が弾性部材の弾性力により固定されるの
で、外部からのエネルギー供給無しに可動子の位置保持
機能を実現することができる。

【０１５９】

【０１５４】［第８の実施形態］次に、第８の実施形態
について図１８を参照して説明する。

【０１６０】

【０１５５】本実施形態に係るリニアアクチュエータ装
置は、同一の電磁石４個ずつからなる２組の電磁石群５
００Ａ、５００Ｂと、各電磁石群の磁極に取着され、内
部が磁性流体で満たされた変形自在の袋部材５３１，５
３２と、この袋部材の下部に配設された可動子５４０で
構成される。

【０１６１】

【０１５６】電磁石群５００Ａ、５００Ｂを構成する各
電磁石は、第４の実施形態において説明したた電磁石Ｃ
１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４と全く同一のものである。袋部材
５３１，５３２は、各電磁石Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の
鉄心（コア）の端面に取り付けられている。

【０１６２】

【０１５７】電磁石群が作動していない状態では、袋部
材５３１、５３２は内部の磁性流体が一様に広がった状
態でバランスしており、この時、袋部材５３１，５３２
と前記可動子５４０との間には間隙が形成されるように
設定されている（図１８（ａ）に示す袋部材５３２参
照）。

【０１６３】

【０１５８】次に、可動子５４０を駆動する代表的な機
序を図１８（ａ）（ｂ）（ｃ）を用いて説明する。

【０１６４】

【０１５９】リニアアクチュエータ装置が、図１８
（ａ）に示す状態にある場合、上記２組の電磁石群５０
０Ａ、５００Ｂのうち電磁石群５００Ｂの各電磁石Ｃ
１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は電流が付与されていない状態に
あり、磁性流体を収めた袋部材５３２と可動子５４０と
の間には空隙が生じ、可動子５４０には電磁石および袋
部材５３２の影響が及ぼされることはない。

【０１６５】

【０１６０】一方、電磁石群５００Ａでは、並設された
各々の電磁石Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４のうち、互いに隣
接する２つの電磁石に、並んでいる順に順次電流が付与
される。

【０１６６】

【０１６１】図１８（ａ）に示す状態では、電磁石Ｃ
１，Ｃ２（のコイル）への電流付与により、これら２つ
の電磁石の磁極端を中心に磁界が発生しているので、袋
部材５３１内部の磁性流体は当該部位周辺に集中し、従
ってこの部分の袋部材５３１が可動子５４０に押し付け
られる。

【０１６７】

【０１６２】次の図１８（ｂ）に示す状態では、電磁石
Ｃ１の電流が切られ、電磁石Ｃ３に電流が付与される。
この時、電磁石Ｃ２への電流は付与されたままなので、
磁性流体はこの電磁石Ｃ２の磁界を中心に、電磁石Ｃ１
周辺から電磁石Ｃ３周辺に移動する。

【０１６８】

【０１６３】ここで袋部材５３１（５３２）の可動子５
４０に接触する部分の内部には、複数個のフィン５５０
が立設されているので、磁性流体が移動する際このフィ
ン５５０がある部分では袋部材５３１は可動子５４０に
対して並進的な運動を行おうするため、袋部材５３１と
可動子５４０の間に適当な摩擦があれば可動子は図１７
右方向に移動することになる。

【０１６９】

【０１６４】次に同様な電磁石の通電切替を、電磁石Ｃ
２と電磁石Ｃ４の間で行うと、可動子５４０は更に図１
８右方向に移動する（本過程の図１８への記載は省略し
た）。

【０１７０】

【０１６５】更に可動子５４０を同方向に移動するに
は、電磁石Ｃ４の通電を切り電磁石Ｃ１への通電を行う
必要があるが、この時には磁性流体がＣ４部分からＣ１
部分に大きく移動するので、場合によっては可動子５４
０が図１８左方向に、即ち所望の移動方向とは逆向きの
力を受ける可能性がある。

【０１７１】

【０１６６】従って本例では、図１８（ｃ）に示すよう
に、もう一方の電磁石群５００Ｂの適当な電磁石（本側
ではＣ２，Ｃ３）を付勢して袋部材５３２内の磁性流体
を当該部位（電磁石Ｃ２，Ｃ３の直下）周辺に集めて可
動子５４０を押し付ける事により、可動子５４０の逆行
を防いでいる。可動子５４０を反対方向に駆動する時に
は、各電磁石を付勢（通電）する順序を逆にすればよ
い。

【０１７２】

【０１６７】なお、本図においては、説明の理解を容易
にするため、可動子５４０の端部が電磁石群５００Ａか
ら電磁石群５００Ｂに向かって移動する様に描いてある
が、実際には可動子５４０は初期状態から両電磁石群を
カバーするように、すなわち図１８の左右方向全域にわ
たって延在している。

【０１７３】

【０１６８】また、本実施形態においては、可動子の逆
行の防止機能を２組の電磁石群の一方を用いて実現した
が、他の適当な可動子固定手段が用意されている場合に
は、袋部材による押し付け固定を行う必要はなく、電磁
石群も１つだけ用意されていればよい。

【０１７４】

【０１６９】また、本実施形態においては、電磁石群を
４つの電磁石で構成したが、数はこの値に限定されるも
のではない。

【０１７５】

【０１７０】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、可動子が接触的に駆動されるので、滑りを低減した
確実な可動子の移動を実現できる。

【０１７６】

【０１７１】更に、磁性流体を収めた袋部材は変形容易
なので可動子の形状を比較的自由に形成できる他、衝撃
緩衝効果もあるので過大な外力が印加されても可動子が
大きく損傷する事はない。

【０１７７】

【０１７２】

【０１７８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
各構成要素を過小サイズにすることなく部品数の低減が
できるので、組立容易性および高信頼性を確保でき、ま
た同時に充分な駆動力伝達効率と使用時の調整管理の容
易さを達成したリニアアクチュエータを提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるリニアアクチュエータの第１の実
施形態を示す横断面図。

【図２】図１におけるII-II断面を示す図。

【図３】第１の実施形態におけるコイルへの付与電流と
導電性部材に誘導される磁界の関係を示す図。

【図４】本発明によるリニアアクチュエータの第２の実
施形態を示す図であって、図４（ａ）は平面図、図４
（ｂ）（ｃ）（ｄ）は図４（ａ）におけるＢ−Ｂ断面、
Ｃ−Ｃ断面およびＤ−Ｄ断面をそれぞれ示す図。

【図５】本発明によるリニアアクチュエータの第３の実
施形態を示す図であって、図５（ａ）は平面図、図５
（ｂ）（ｃ）（ｄ）は図５（ａ）におけるＢ−Ｂ断面、
Ｃ−Ｃ断面およびＤ−Ｄ断面をそれぞれ示す図。

【図６】第３の実施形態におけるコイルへの付与電流と
導電性部材に誘導される磁界の関係を示す図。

【図７】本発明によるリニアアクチュエータの第４の実
施形態を示す図であって、図７（ａ）は側面図、図７
（ｂ）は図７（ａ）におけるＢ−Ｂ断面を示す図。

【図８】第４の実施形態におけるコイルへの付与電流と
導電性部材に誘導される磁界の関係を示す図。

【図９】図８に示す極性の変化を表として示した図。

【図１０】本発明によるリニアアクチュエータの第５の
実施形態を示す図であって、図１０（ａ）は図１０
（ｂ）におけるＡ−Ａ断面を示す図、図１０（ｂ）は図
１０（ａ）におけるＢ−Ｂ断面を示す図。

【図１１】第５の実施形態において、各磁極における磁
極の強さの変化を示す図。

【図１２】本発明によるリニアアクチュエータの第６の
実施形態を示す図であって、図１２（ａ）は側面図、図
１２（ｂ）は図１２（ａ）におけるＢ−Ｂ断面を示す
図。

【図１３】第６の実施形態において、永久磁石の取着位
置を変えた構成例を示す図。

【図１４】第６の実施形態におけるコイルへの付与電流
と導電性部材に誘導される磁界の関係を示す図。

【図１５】図１４に示す極性の変化を表として示した
図。

【図１６】本発明によるリニアアクチュエータの第７の
実施形態を示す側面図。

【図１７】第７の実施形態におけるコイルへの付与電流
と導電性部材に誘導される磁界の関係を示す図。

【図１８】本発明によるリニアアクチュエータの第８の
実施形態を示す横断面図。

【図１９】従来のリニアアクチュエータの第１の例を示
す図。

【図２０】従来のリニアアクチュエータの第２の例を示
す図。

【符号の説明】

１１、１２、５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ磁界形
成手段を構成する永久磁石２２、４６、７１ａ〜７１ｄ、７６、９１、１０７ａ〜
１０７ｄ、３４１〜３４４、３０４ａ〜３０４ｄ、４３
１〜４３３磁界形成手段を構成するコイル３０、８１、１０８、２０２、２０４、４４１、４４
２、４４３導電性部材

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成９年９月２４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】リニアアクチュエータ装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【０００４】図１８に示す第２の従来例は、金属ブロッ
クに発生する進行波を利用してこの金属ブロックに当接
する可動子を移動させるものであり、この従来例におい
ては、上部の２カ所が互いに９０度の角度を成す様に切
り欠かれた金属ブロック８１０の切り欠き面８１１，８
１２には、積層された圧電素子８１３．８１４が取付ら
れている。金属ブロック８１０のＵ字型に形成された２
つの端面８１５，８１６は、上記切り欠き面８１１，８
１２に対して４５度の角度を成しており、これら端面８
１５、８１６は可動子８１７を、図示されない押圧機構
による比較的大きい押圧力８１８で押し付けている。そ
して２つの圧電素子８１３，８１４を互いに９０度の位
相差をもって数＋ｋＨｚから数百ｋＨｚで駆動すると、
金属ブロック８１０の端面８１５，８１６には進行波が
形成され、この進行波により可動子８１７は直線的に移
動する。

【０００５】

【００１４】

【００１８】

【００２９】コイル２２には、図示されない通電制御装
置（通電制御部）により、図３（ａ）に示すような立ち
上がり時ＴＮと立ち下がり時Ｔｓとの継続時間が異なる
電流が周期的に付与される。

【００３２】ここで、電磁石２０により形成される磁界
は値（強さ）が異なるだけで、全周期にわたって方向は
同一であるが、上述した様に電流の継続時間、即ち磁界
の値の変化の割合が立ち上がり時ＴＮと立ち下がり時Ｔ
ｓでは異なるため、導電性部材３０に発生する磁界の極
性は、立ち上がり時ＴＮと立ち下がり時Ｔｓとで、方向
および値（強さ）の両方が異なることになる。

【００３３】即ち、コイル２２への付与電流の変化が急
峻な立ち上がり時ＴＮにおいては、電磁石２０の極性に
対向する強い磁界ｎＮが導電性部材３０に発生し、コイ
ル２２への付与電流の変化が緩やかな立ち下がり時Ｔｓ
においては、電磁石２０による磁界と同方向の弱い磁界
Ｓｓが発生する（図３（ｂ）参照）。

【００３４】導電性部材３０に上記の強い磁界ｎＮが誘
導されると、導電性部材３０のうち磁界が誘導された部
分（この部分に磁極が形成される）は、永久磁石１１
（の磁極）との間に吸引力が働き、永久磁石１２（の磁
極）との間には反発力が働くので、立ち上がり時ＴＮの
間、導電性部材３０は図１左方向に移動することにな
る。

【００３５】立ち上がり時ＴＮに続く立ち下がり時Ｔｓ
の間は、導電性部材３０と永久磁石１１，１２との間の
吸引力と反発力の関係が逆転する。立ち下がり時Ｔｓの
間には、図３に示すように導電性部材３０には弱い誘導
磁界Ｓｓしか発生しないので、導電性部材３０が図１右
方向に移動することはない。

【００３６】また、仮に導電性部材３０が移動したとし
ても、その量は立ち上がり時ＴＮの移動量に比べて小さ
い。

【００３９】また、上記説明とは逆方向（図１右方向）
に導電性部材３０を移動させたい場合には、ＴＮとＴｓ
の経過時間の関係を逆にする（ＴＮ間における電流変化
を緩やかに、Ｔｓ間における電流変化を急峻に）か、或
いは経過時間の関係は元のままでコイル２２に付与する
電流の向きを逆にすれば良い。

【０１０１】以上説明したように、第４および第５の本
実施形態によれば、永久磁石を用いないので、組立時の
取扱や磁気抵抗の決定に関わる煩雑さを回避でき、駆動
性能もコイルへの付与電流の調整により比較的容易に変
更可能である。また構成要素が減少する分だけサイズの
微小化と信頼性の向上が期待できる。

【０１０９】一の電磁石に取り付けられる−組の永久磁
石（例えば２１１と２１２）は、当該永久磁石により形
成される磁路が、電磁石により形成される磁路と直列と
なるように（重なりあうように）配置されている。従っ
て、永久磁石とこの永久磁石が取り付けられる鉄心とに
より、鉄心に沿った閉磁路が形成される。

【０１１８】また、図１５において、可動子上の誘導磁
極（磁界）の強さはＳｅおよび（Ｎｅ）と記した。これ
らの標記のうち〇で囲んだものは、値が非常に小さいも
のを表わす。

【０１３５】また、弾性部材４５４の振動片４７０と反
対側には予圧部材４６０が取着されている。予圧部材４
６０はホルダー４２０に固着されている。

【０１４６】次にコイル４３１による磁極の強さが頂点
に達するタイミングで、コイル４３３への通電を調節
し、コイル４３３による磁界を急峻に立ち上げ（０→Ｎ
ｃ３）、その後援やかに立ち下げる（Ｎｃ３−０）と
（図１７（ｂ）実線参照）、導電片４５３に誘導される
磁界（図１７（ｂ）破線参照）により、上記と同様の過
程を経て振動片４７０は図１６上方向に移動し（可動子
２００から離間し）、図１６一点鎖線の状態から二点鎖
線の状態に移る。

【０１７２】

【図面の簡単な説明】

【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ断面を示す図。

【図９】図８に示す極性の変化を表として示した図。

【図１５】図１４に示す極性の変化を表として示した
図。

【符号の説明】１１、１２、５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ磁界形
成手段を構成する永久磁石２２、４６、７１ａ〜７１ｄ、７６、９１、１０７ａ〜
１０７ｄ、３４１〜３４４、３０４ａ〜３０４ｄ、４３
１〜４３３磁界形成手段を構成するコイル３０、８１、１０８、２０２、２０４、４４１、４４
２、４４３導電性部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定方向に移動自在に設けられた導電性部
材と、通電状態に対応して変化する磁界を形成し、形成する磁
界を変化させることにより前記導電性部材の表面に磁極
を誘導する第１の磁界形成手段と、前記導電性部材に誘導される磁極を吸引若しくは反発す
る磁極を形成する第２の磁界形成手段と、を備えたこと
を特徴とするリニアアクチュエータ装置。
【請求項２】前記第２の磁界形成手段は、前記導電性部
材の移動方向に関して前記第１の磁界形成手段を挟んで
一対設けられ、一対設けられた第２の磁界形成手段は、一方の第２の磁
界形成手段の磁極が前記導電性部材に誘導される磁極を
吸引する場合、他方の第２の磁界形成手段の磁極が前記
導電性部材に誘導される磁極を反発することを特徴とす
る請求項１に記載のリニアアクチュエータ装置。
【請求項３】前記第１の磁界形成手段の通電状態を制御
する通電制御部を更に備え、前記通電制御部により前記第１の磁界形成手段に通電さ
れる電流は、急激に変化する部分と、これに続いて緩や
かに変化する部分とから構成されることを特徴とする請
求項１に記載のリニアアクチュエータ装置。
【請求項４】前記第２の磁界形成手段は永久磁石を有
し、この永久磁石により磁界を形成することを特徴とす
る請求項１に記載のリニアアクチュエータ装置。
【請求項５】前記第１の磁界形成手段は、コイルと、前
記コイルが巻き付けられるとともに空隙を有する磁気回
路を形成する磁性体部材とを有し、前記第２の磁界形成手段は、永久磁石と、前記永久磁石
に接続され前記永久磁石とともに空隙を有する磁気回路
を形成する高透磁率材料からなる部材とを有し、前記導電性部材は、前記第１および第２の磁界形成手段
の空隙内に配置されていることを特徴とする請求項１に
記載のリニアアクチュエータ装置。
【請求項６】前記第１および第２の磁界形成手段は、コ
イルと、前記コイルが巻き付けられるとともに空隙を有
する磁気回路を形成する高透磁率材料からなる部材とを
有し、前記導電性部材は少なくともその一部が、前記第１およ
び第２の磁界形成手段の空隙内に位置することを特徴と
する請求項１に記載のリニアアクチュエータ装置。
【請求項７】前記第１および第２の磁界形成手段は、コ
イルと、前記コイルが巻き付けられるとともに空隙を有
する磁気回路を形成する高透磁率材料からなる部材とを
有し、前記導電性部材は、少なくともその一部が前記第１の磁
界形成手段の空隙内に位置するとともに、前記一部とは
異なる他の一部が前記第２の磁界形成手段の空隙に近接
して空隙外に位置することを特徴とする請求項１に記載
のリニアアクチュエータ装置。
【請求項８】前記第１および第２の磁界形成手段の通電
状態を制御する通電制御部を更に備え、前記通電制御部により前記第１の磁界形成手段に通電さ
れる電流は、周期的に変化し、前記通電制御部により前記第２の磁界形成手段に通電さ
れる電流は、前記第１の磁界形成手段に通電される電流
に対して位相が９０度ずれていることを特徴とする請求
項６に記載のリニアアクチュエータ装置。
【請求項９】所定方向に移動自在に設けられた導電性部
材と、通電状態に対応して変化する磁界および磁極を形成する
とともに形成する磁界を変化させることにより前記導電
性部材の表面に磁極を誘導する、前記導電性部材の移動
方向に沿って複数設けられた磁界形成手段と、を備え、前記複数の磁界形成手段のうち一の磁界形成手段により
前記導電性部材の表面に誘導された磁極を、前記一の磁
界形成手段に隣接する他の磁界形成手段の磁極により吸
引することを特徴とするリニアアクチュエータ装置。
【請求項１０】前記磁界形成手段は少なくとも４つ設け
られ、前記各磁界形成手段の通電状態を制御する通電制御部を
更に備え、前記通電制御部は、各磁界形成手段に、同じ周期で変化
し、かつ、位相が順次９０度ずつずれた電流を付与する
ことを特徴とする請求項９に記載のリニアアクチュエー
タ装置。
【請求項１１】前記導電性部材に高透磁率材料が積層さ
れていることを特徴とする請求項９に記載のリニアアク
チュエータ装置。
【請求項１２】前記磁界形成手段は、コイルと、前記コ
イルが巻き付けられた高透磁率材料からなる部材とから
なり、前記コイルが巻き付けられる部材のうち前記導電性部材
側の部位には、永久磁石が取り付けられていることを特
徴とする請求項１１に記載のリニアアクチュエータ装
置。
【請求項１３】円筒形状を有し、その軸線方向に沿って
移動可能に設けられた、導電性部材を含み若しくは導電
性部材および高透磁率材料からなる部材の積層構造を含
む可動子と、前記可動子と同軸的かつ前記可動子の軸線方向に沿って
並設され、通電状態に対応して変化する磁界を形成する
とともに、形成する磁界を変化させることにより前記可
動子を構成する導電性部材の表面に磁極を誘導するコイ
ルと、前記各コイルを保持し、互いに隣接するコイルが形成す
る磁路がともに通過する半径方向の磁極を有する、高透
磁率材料からなる円筒形状部材と、前記各コイルに、同一の周期で、かつ各々のコイル毎に
所定の位相と振幅に設定された電流を付与する通電制御
部と、を備えたことを特徴とするリニアクチュエータ装
置。
【請求項１４】第１の方向に移動可能に設けられた可動
子と、通電状態に対応して変化する磁界および磁極を形成する
第１および第２の磁界形成手段と前記第１の磁界形成手段により形成される磁界の変化に
伴い磁極が誘導され、この誘導された磁極と前記第１の
磁界形成手段の磁極との相互作用により第１の方向に変
位する第１の導電性部材と、前記第２の磁界形成手段により形成される磁界の変化に
伴い磁極が誘導され、この誘導された磁極と前記第２の
磁界形成手段の磁極との相互作用により前記第１の方向
と略直交する第２の方向に変位する第２の導電性部材
と、前記第１の方向および前記第１の方向と略直交する第２
の方向に関して弾性的に支持されるとともに、前記可動
子と当接した状態で前記第１の導電性部材の変位に従っ
て変位して前記可動子を前記第１の方向に駆動する可動
子駆動部材と、を備えたことを特徴とするリニアアクチ
ュエータ装置。