JPS59103312A - アクチユエ−タ - Google Patents
アクチユエ−タInfo
- Publication number
- JPS59103312A JPS59103312A JP57212852A JP21285282A JPS59103312A JP S59103312 A JPS59103312 A JP S59103312A JP 57212852 A JP57212852 A JP 57212852A JP 21285282 A JP21285282 A JP 21285282A JP S59103312 A JPS59103312 A JP S59103312A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- movable part
- magnetic
- movable
- support spring
- actuator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
- H01F7/16—Rectilinearly-movable armatures
- H01F7/1607—Armatures entering the winding
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はアクチュエータに関し、特に光デイスク記憶装
置の光学ヘッドや集積回路製造装置の加工物移動台等、
微細な位置決め装置用として有用なものである。
置の光学ヘッドや集積回路製造装置の加工物移動台等、
微細な位置決め装置用として有用なものである。
従来技術に係るこの種のアクチュエータを第１図（ａ）
及び第２図に示す。両図に示すように、円柱状の可動部
１はその上部及び下部に取付く支持バネ２，２ａを介し
て筐体３に支持され第２図中に矢印で示す支持バネ２，
２ａのたわみ方向に移動し得るようになっている。この
とき支持バネ２，２ａは、第１図中）にこの部分を特に
抽出して示すように、例えば円板状の弾性部材の薄板に
複数個（図では３個）の弊旋状の切欠き部２ｂ 、２Ｃ
を穿設することにより形成する。リング状の永久磁石４
はその上端面から切欠かれたリング状の溝４ａを有する
とともに、筐体３に固定されている。駆動コイル５は支
持部材６を介して可動部１に固着され前記溝４ａ内に占
位している。かくて駆動コイル５に流す電流と永久磁石
４によって発生する磁束との相互作用により可動部１が
支持バネ２，２ａのたわみ方向に移動し、これに伴ない
集積回路製造装置の場合は位置センサ（図示せず）、光
学ヘッドの場合は可動部１内に備えられたレンズ（図示
せず）を通して得たレーザビームの焦点位置′を一定に
する手段（図示せず）によって可動部１を目標の位置に
追従させる。
及び第２図に示す。両図に示すように、円柱状の可動部
１はその上部及び下部に取付く支持バネ２，２ａを介し
て筐体３に支持され第２図中に矢印で示す支持バネ２，
２ａのたわみ方向に移動し得るようになっている。この
とき支持バネ２，２ａは、第１図中）にこの部分を特に
抽出して示すように、例えば円板状の弾性部材の薄板に
複数個（図では３個）の弊旋状の切欠き部２ｂ 、２Ｃ
を穿設することにより形成する。リング状の永久磁石４
はその上端面から切欠かれたリング状の溝４ａを有する
とともに、筐体３に固定されている。駆動コイル５は支
持部材６を介して可動部１に固着され前記溝４ａ内に占
位している。かくて駆動コイル５に流す電流と永久磁石
４によって発生する磁束との相互作用により可動部１が
支持バネ２，２ａのたわみ方向に移動し、これに伴ない
集積回路製造装置の場合は位置センサ（図示せず）、光
学ヘッドの場合は可動部１内に備えられたレンズ（図示
せず）を通して得たレーザビームの焦点位置′を一定に
する手段（図示せず）によって可動部１を目標の位置に
追従させる。
ところが、かかるアクチュエータでは可動部１に駆動コ
イル５を巻回しているため、駆動力を犬としてアクチュ
エータの移動可能長さを大きくしたり、高速で運動せし
むべく駆動コイル５を大きくすると可動部１の質量が大
きくなり、支持バネ２，２ａと可動部１とで決する共振
周波数が低くなり追従特性が劣化するという欠点がある
。
イル５を巻回しているため、駆動力を犬としてアクチュ
エータの移動可能長さを大きくしたり、高速で運動せし
むべく駆動コイル５を大きくすると可動部１の質量が大
きくなり、支持バネ２，２ａと可動部１とで決する共振
周波数が低くなり追従特性が劣化するという欠点がある
。
またこの構造では駆動コイル５が溝４３内で運動するた
め、溝４ａの幅は駆動コイル５が接触したすせぬよう余
裕を持たせる必要があることから小さくするにも限界が
ある。ところが溝４ａ中を通る永久磁石４からの磁束の
量が多いほど可動部ｌを駆動する力が大きくなり性能が
向上するため、永久磁石４の材質は性能がよく高価なも
の、例えば希土類磁石材料を使う傾向にあり、この材料
は硬度が高く加工が難かしいという欠点がある。更に、
駆動コイル５を薄く作り、狭い溝４ａ中で永久磁石４に
接触することなく位置するように組み立てる必要がある
。かかる理由で何れにしても従来技術に係るアクチュエ
ータは高価格となる欠点がある。
め、溝４ａの幅は駆動コイル５が接触したすせぬよう余
裕を持たせる必要があることから小さくするにも限界が
ある。ところが溝４ａ中を通る永久磁石４からの磁束の
量が多いほど可動部ｌを駆動する力が大きくなり性能が
向上するため、永久磁石４の材質は性能がよく高価なも
の、例えば希土類磁石材料を使う傾向にあり、この材料
は硬度が高く加工が難かしいという欠点がある。更に、
駆動コイル５を薄く作り、狭い溝４ａ中で永久磁石４に
接触することなく位置するように組み立てる必要がある
。かかる理由で何れにしても従来技術に係るアクチュエ
ータは高価格となる欠点がある。
本発明は、上記従来技術に鑑み、可動部の軽量化を計り
追従性を向上せしめ、しかも簡略にして低価格のアクチ
ュエータを提供することを目的とする。かかる目的を達
成する本発明は磁性材料の支持バネを使用して可動体を
支持し、駆動コイルを固定部である鉄心に巻回した基本
組立体とし、これを２個使用して磁極部と支持バネ間に
作用する磁気吸引力によって可動体を移動せしめ得るよ
うにした点を技術思想の基礎とするものである。
追従性を向上せしめ、しかも簡略にして低価格のアクチ
ュエータを提供することを目的とする。かかる目的を達
成する本発明は磁性材料の支持バネを使用して可動体を
支持し、駆動コイルを固定部である鉄心に巻回した基本
組立体とし、これを２個使用して磁極部と支持バネ間に
作用する磁気吸引力によって可動体を移動せしめ得るよ
うにした点を技術思想の基礎とするものである。
以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
第３図に示すように、結合材１５で一体的に連結しであ
る２個の電磁石７ａ、７ｂは、流れる電流の大きさに対
応する磁束を発生する駆動コイル８ａ、８ｂを、円筒状
の鉄心９ａ、９ｂの外周面にコイルボビン１０ａ、１０
ｂを介して巻回するとともに、前記鉄心９ａ、９ｂを同
様に円筒状で大径の同軸となっている継鉄部１１ａ。
る２個の電磁石７ａ、７ｂは、流れる電流の大きさに対
応する磁束を発生する駆動コイル８ａ、８ｂを、円筒状
の鉄心９ａ、９ｂの外周面にコイルボビン１０ａ、１０
ｂを介して巻回するとともに、前記鉄心９ａ、９ｂを同
様に円筒状で大径の同軸となっている継鉄部１１ａ。
１１ｂと一体的に連結してなる。可動部１はその上部及
び下部を支持バネ１２ ａ 、 １．２ ｂで夫々支持
されている。このとき支持バネ１２ａ。
び下部を支持バネ１２ ａ 、 １．２ ｂで夫々支持
されている。このとき支持バネ１２ａ。
１２ｂは、継鉄部１１ａ、ｌｌｂに夫々固定されている
ので、図中矢印の方向に運動できるようになっており、
夫々の形状自体は第１図の）に示す支持バネ２，２ａと
同一であるが、倒れも磁性材料で形成されており、支持
バネ１２ａと鉄心９ａの頂部である磁極部１３ａとの間
には隙間１４ａが、捷た支持バネ１２ｂと鉄心９ｂの頂
部である磁極部１３ｂとの間には隙間１４ｂが夫々形成
されている。こうして第３図の例えば上側半分について
は、駆動コイル８ａに電流を流すことにより鉄心９ａが
励磁され、支持バネ１２ａを磁路の一部とする磁極部１
３ａ、支持バネ１２ａ、継鉄部１１ａのループで閉磁路
が形成される。このため支持ノくネ１２ａは磁極部１３
ａの対向部において吸引され、可動部１を図中下方に移
動させる。下側半分についても全く同様で、可動部１を
図中上方に移動させる。よって駆動コイル８ａ、８ｂＯ
）駆動回路（図示せず）に、可動部１の移動させるべき
方向にしたがって入力電圧′（ｆ−識別して与えること
により、このアクチュエータを駆動することができる。
ので、図中矢印の方向に運動できるようになっており、
夫々の形状自体は第１図の）に示す支持バネ２，２ａと
同一であるが、倒れも磁性材料で形成されており、支持
バネ１２ａと鉄心９ａの頂部である磁極部１３ａとの間
には隙間１４ａが、捷た支持バネ１２ｂと鉄心９ｂの頂
部である磁極部１３ｂとの間には隙間１４ｂが夫々形成
されている。こうして第３図の例えば上側半分について
は、駆動コイル８ａに電流を流すことにより鉄心９ａが
励磁され、支持バネ１２ａを磁路の一部とする磁極部１
３ａ、支持バネ１２ａ、継鉄部１１ａのループで閉磁路
が形成される。このため支持ノくネ１２ａは磁極部１３
ａの対向部において吸引され、可動部１を図中下方に移
動させる。下側半分についても全く同様で、可動部１を
図中上方に移動させる。よって駆動コイル８ａ、８ｂＯ
）駆動回路（図示せず）に、可動部１の移動させるべき
方向にしたがって入力電圧′（ｆ−識別して与えること
により、このアクチュエータを駆動することができる。
このように本実施例では磁性材料の支持）（ネ１２ａ、
１２ｂｋ用ているので、可動部１に駆動コイル５を装着
する必要がなく、そのため可動部１の質量を増加させる
ことなく駆動コイル８ａ 、 ８ｂの体積を大きく１て
駆動力を壇太させることができ、アクチュエータとして
の性能を向上させることができる。筐たコイノ［ボビン
１０ａ、１０ｂも肉厚を薄くする等、軽量化のための面
倒な工夫をせずに製作することができる。更に支持バネ
１２ａ、１２ｂを閉磁路の一部としているので、鉄心９
ａ 、９ｂの励磁により発生する磁束は磁極部１３ａ
、１３ｂから隙間１４ａ 、１４ｂを通り、継鉄部１１
ａ 、 ｌｌｂに達する結果非磁性材料の支持バネに
鉄片をつけて電磁石で吸引する構造よりも効率のよい磁
気回路を構成することができる。更に、永久磁石を使用
する必要がないため高価な永久磁石材料を使用すること
に起因する価格の上昇を避けることができる。
１２ｂｋ用ているので、可動部１に駆動コイル５を装着
する必要がなく、そのため可動部１の質量を増加させる
ことなく駆動コイル８ａ 、 ８ｂの体積を大きく１て
駆動力を壇太させることができ、アクチュエータとして
の性能を向上させることができる。筐たコイノ［ボビン
１０ａ、１０ｂも肉厚を薄くする等、軽量化のための面
倒な工夫をせずに製作することができる。更に支持バネ
１２ａ、１２ｂを閉磁路の一部としているので、鉄心９
ａ 、９ｂの励磁により発生する磁束は磁極部１３ａ
、１３ｂから隙間１４ａ 、１４ｂを通り、継鉄部１１
ａ 、 ｌｌｂに達する結果非磁性材料の支持バネに
鉄片をつけて電磁石で吸引する構造よりも効率のよい磁
気回路を構成することができる。更に、永久磁石を使用
する必要がないため高価な永久磁石材料を使用すること
に起因する価格の上昇を避けることができる。
筐た支持バネ１２ａ、１２ｂの厚みと、第１図（ｂ）に
示すような切欠き部２ｂ、２Ｃの幅や長さとを適当に設
計することにより、磁気吸引力と支持バネ１２ａ、１２
ｂの剛性を独立に設定できるので、駆動コイル８ａ 、
８ｂの単位電流尚たりの可動部１の移動量と系の固有
振動数とを別々に自由に決定し得、各種の用途に適合し
たアクチュエータを設計する際の自由度が大きくなる。
示すような切欠き部２ｂ、２Ｃの幅や長さとを適当に設
計することにより、磁気吸引力と支持バネ１２ａ、１２
ｂの剛性を独立に設定できるので、駆動コイル８ａ 、
８ｂの単位電流尚たりの可動部１の移動量と系の固有
振動数とを別々に自由に決定し得、各種の用途に適合し
たアクチュエータを設計する際の自由度が大きくなる。
第４図（ａ）及び第４図（ｂ）は本発明の他の実施例で
あって、第３図の電磁石７ａ、７ｂに相当する電磁石１
６ａ 、１６ｂは、第４図（ａ）のごとく角形で且つ第
４図（１））のように略コ字形である。
あって、第３図の電磁石７ａ、７ｂに相当する電磁石１
６ａ 、１６ｂは、第４図（ａ）のごとく角形で且つ第
４図（１））のように略コ字形である。
可動部１は矢印のように動く、また支持ノ（ネ１２ａ
、 ｌ ２ｂは長方形状である。このような形状が異な
る外は各部の機能は第３図の実施例と全く同一であるの
で同一部分には同一番号を付し重複する説明は省略する
。
、 ｌ ２ｂは長方形状である。このような形状が異な
る外は各部の機能は第３図の実施例と全く同一であるの
で同一部分には同一番号を付し重複する説明は省略する
。
第５図（ａ）及び第５図（ｂ）は、２個のアクチュエー
タを組み合わせて互いに直交する２方向に可動部１を移
動せしめ得る構造としたものである。更に詳言すると両
図に示すように、アクチュエータ１７は第３図に示すア
クチュエータと同構成のものであり、可動部１を第５図
（ｂ）中に矢印で示すように図面の上下方向に移動せし
める。電磁石１８ａ、１８ｂは第４図に示す電磁石１６
ａ。
タを組み合わせて互いに直交する２方向に可動部１を移
動せしめ得る構造としたものである。更に詳言すると両
図に示すように、アクチュエータ１７は第３図に示すア
クチュエータと同構成のものであり、可動部１を第５図
（ｂ）中に矢印で示すように図面の上下方向に移動せし
める。電磁石１８ａ、１８ｂは第４図に示す電磁石１６
ａ。
１６ｂと磁極部１３ａ 、１３ｂが中央にある以外は同
一の構造であって、前記アクチュエータ１７全体が両室
磁石１８ａ 、１８ｂに移動せしめられる支持バネ１２
ａ、１２ｔ）に固着された可動部となっている。かくて
、これら電磁石１８、ａ、１８ｂによりアクチュエータ
１７、即ぢ可動部１を第５図（ｂ）中に矢印で示すよう
に図面の左右方向に移動せしめることができる。
一の構造であって、前記アクチュエータ１７全体が両室
磁石１８ａ 、１８ｂに移動せしめられる支持バネ１２
ａ、１２ｔ）に固着された可動部となっている。かくて
、これら電磁石１８、ａ、１８ｂによりアクチュエータ
１７、即ぢ可動部１を第５図（ｂ）中に矢印で示すよう
に図面の左右方向に移動せしめることができる。
第６図＜）及び第６図中）ｔｉ、第３図に示す実施例と
同一構造のアクチュエータ１７の可動部１円に、第４図
に示す実施例と同一構造のアクチュエータ１９を組み込
んでなる本発明の他の実施例を示す。同図に示すように
、本実施例に係るアクチュエータ２０の可動部２１は第
６図（ａ）の中の矢印方向に、また可動部１は第６図中
）中の矢印方向に夫々移動可能となっている。
同一構造のアクチュエータ１７の可動部１円に、第４図
に示す実施例と同一構造のアクチュエータ１９を組み込
んでなる本発明の他の実施例を示す。同図に示すように
、本実施例に係るアクチュエータ２０の可動部２１は第
６図（ａ）の中の矢印方向に、また可動部１は第６図中
）中の矢印方向に夫々移動可能となっている。
かくて、このような構造により、２次元駆動の可能なア
クチュエータが実現できる。
クチュエータが実現できる。
更に、この考え方を進め第３図若しくは第４図（ａ）
、 （ｂ）に示すアクチュエータ１７．１９を３組組み
合わせると３次元駆動の可能なアクチュエータが実現で
きることは容易に理解できる。
、 （ｂ）に示すアクチュエータ１７．１９を３組組み
合わせると３次元駆動の可能なアクチュエータが実現で
きることは容易に理解できる。
第１図（ａ）は第２図のＡ−Ａ線矢視図、第１図面は第
２図の支持バネを抽出して示す平面図、第２図は従来技
術に係るアクチュエータを示す縦断面図、第３図は本発
明の第１の実施例を示す縦断面図、第４図（ａ）は本発
明の第２の実施例を示す左側面図、第４図伽）はその縦
断面図、第５図（ａ）は本発明の第３の実施例を一部切
欠いて示す平面図、第５図（ｂ）Ｆｉその正面図、第６
図（ａ）は本発明の第４の実施例を示す平面図、第６図
面は一部切欠いて示すその正面図である。 図 面 中、 ７ ａ 、７ ｂ ｅ １６ ａ ＊ １６ ｂ −１
８３ａ ｉｓｂは電磁石、 ８ａ、ｇｂは３区・扛コイル、 ９ａ、９ｂは鉄心、 １１ ａ 、 １１ ｂ ｉ”ｆ：継鉄部、１２ａ、
１２ｂは支持バネ、 １３ ａ、 １３ ｂは磁極部、 １４ａ、１４ｂは隙間、 １７．１９．２０はアクチュエータである。 特許出願人 日本電信電話公社 代 理 人 弁理士光石士部 （他１名） （Ｑ） 第１図 ６０− 第３図 ５Ｐ１４図 （０）
（ｂ）第５図 （０） （ｂ） 第６図 （０）
２図の支持バネを抽出して示す平面図、第２図は従来技
術に係るアクチュエータを示す縦断面図、第３図は本発
明の第１の実施例を示す縦断面図、第４図（ａ）は本発
明の第２の実施例を示す左側面図、第４図伽）はその縦
断面図、第５図（ａ）は本発明の第３の実施例を一部切
欠いて示す平面図、第５図（ｂ）Ｆｉその正面図、第６
図（ａ）は本発明の第４の実施例を示す平面図、第６図
面は一部切欠いて示すその正面図である。 図 面 中、 ７ ａ 、７ ｂ ｅ １６ ａ ＊ １６ ｂ −１
８３ａ ｉｓｂは電磁石、 ８ａ、ｇｂは３区・扛コイル、 ９ａ、９ｂは鉄心、 １１ ａ 、 １１ ｂ ｉ”ｆ：継鉄部、１２ａ、
１２ｂは支持バネ、 １３ ａ、 １３ ｂは磁極部、 １４ａ、１４ｂは隙間、 １７．１９．２０はアクチュエータである。 特許出願人 日本電信電話公社 代 理 人 弁理士光石士部 （他１名） （Ｑ） 第１図 ６０− 第３図 ５Ｐ１４図 （０）
（ｂ）第５図 （０） （ｂ） 第６図 （０）
Claims (2)
- （１）可動部を支持バネで支持し駆動コイルに電流を流
すことによりその電流の方向及び大きさに応じて可動部
が上下動するアクチュエータにおいて、前記駆動コイル
が巻回され固定部となっている鉄心及びこの鉄心と一体
となって磁路の一部となる継鉄部からなる電磁石と、前
記継鉄部の端部に一端部が固着されるとともに前記鉄心
の端部である磁極部に隙間を介して他端部が相対向して
おり磁極部から隙間を通り継鉄部に至る磁路の一部とな
る磁性材料で形成した支持バネとからなる基本構造体を
２個設け、一方の基本構造体の前記支持バネに可動部の
上部を、また他方の基本構造体の支持バネに可動部の下
部を夫々固着し、一方の電磁石の吸引方向が前記可動部
の一方の移動方向に、また他方の電磁石の吸引方向が前
記可動部の逆の移動方向になるよう配置したことを特徴
とするアクチュエータ。 - （２） 可動部を支持バネで支持し駆動コイルに電
流を流すことによりその電流の方向及び大きさに応じて
可動部が上下動するアクチュエータにおいて、前記駆動
コイルが巻回され固定部となっている鉄心及びこの鉄心
と一体となって磁路の一部となる継鉄部からなる電磁石
と、前記継鉄部の端部に一端部が固着されると゛ともに
前記鉄心の端部である磁極部に隙間を介して他端部が相
対向しており磁極部から隙間を通り継鉄部に至る磁路の
一部となる磁性材料で形成した支持バネとからなる基本
構造体を２個設け、一方の基本構造体の前記支持バネに
可動部の上部を、また他方の基本構造体の支持バネに可
動部の下部を夫々固着し、一方の電磁石の吸引方向が前
記可動部の一方の移動方向に、また他方の電磁石の吸引
方向が前記可動部の逆の移動方向になるよう配置したも
のの可動部に他の全体を組み込んで２組若しくは３組組
み合せ互いに直角な２方向若しくは３方向に可動部を移
動し得るようにしたことを特徴とするアクチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57212852A JPS59103312A (ja) | 1982-12-04 | 1982-12-04 | アクチユエ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57212852A JPS59103312A (ja) | 1982-12-04 | 1982-12-04 | アクチユエ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59103312A true JPS59103312A (ja) | 1984-06-14 |
Family
ID=16629382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57212852A Pending JPS59103312A (ja) | 1982-12-04 | 1982-12-04 | アクチユエ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59103312A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112750750A (zh) * | 2019-10-31 | 2021-05-04 | 夏泰鑫半导体(青岛)有限公司 | 升降机构 |
-
1982
- 1982-12-04 JP JP57212852A patent/JPS59103312A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112750750A (zh) * | 2019-10-31 | 2021-05-04 | 夏泰鑫半导体(青岛)有限公司 | 升降机构 |
| CN112750750B (zh) * | 2019-10-31 | 2022-12-02 | 夏泰鑫半导体(青岛)有限公司 | 升降机构 |
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