KR100548929B1

KR100548929B1 - 리니어액튜에이터, 그것을 이용한 펌프장치 및 콤프렛서장치

Info

Publication number: KR100548929B1
Application number: KR1020040017531A
Authority: KR
Inventors: 유미타유키노부; 이토히데아키
Original assignee: 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤
Priority date: 2003-03-18
Filing date: 2004-03-16
Publication date: 2006-02-02
Also published as: CN100356668C; JP2004282943A; JP3866209B2; US20040232777A1; KR20040082299A; US6956306B2; CN1538599A

Abstract

아우터요크의 인너요크와의 대향부분이 마그네트의 흡인력으로 변위하는 것을 확실하게 방지할 수 있는 리니어액튜에이터, 그것을 이용한 펌프장치 및 콤프렛서장치를 제공하는 것을 그 과제로 한다.

이를 해결하기위한 수단으로 인너요크(3)와, 인너요크(3)사이에 제 1간극(6) 및 제 2간극(7)을 구성하는 아우터요크와, 간극(6)(7)내에 평판모양의 마그네트(9)를 구비하는 가동체(5)를 갖는 리니어액튜에이터(1)에 있어서 코일(8)이 권회된 코일보빈(80)의 몸통부(81)에는 제 1대향부분(410) 및 제 2대향부분(420)의 쌍방과 결합하여 대향부분(410)(420)이 마그네트(9)에 흡인되어 변위하는 것을 방지하는 결합돌기(82)가 형성되고 있다.

Description

리니어액튜에이터, 그것을 이용한 펌프장치 및 콤프렛서장치{A LINEAR ACTUATOR, A PUMP APPARATUS USING THE SAME, AND A COMPRESSOR APPARATUS}

도 1(a)(b)는 각각 본 발명을 적용한 리니어액튜에이터의 요부의 횡단면도 및 절반단면도이다.

도 2(a)(b)(c)는 각각 본 발명을 적용한 리니어액튜에이터에 이용한 코일보빈, 아우터요크를 코일보빈에 부착한 상태 및 코일보빈과 아우터요크와의 결합부의 설명도.

도 3(a)(b)는 각각 이 리니어액튜에이터의 동작을 도시하는 설명도.

도 4(a)(b)(c)는 각각 본 발명을 적용한 리니어액튜에이터를 구비한 에어펌프장치의 평면도, 단면도 및 저면도.

도 5는 종래의 리니어액튜에이터의 설명도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

1: 리니어액튜에이터 2: 프레임

3: 인너요크 4: 아우터요크

5: 가동체 6: 제 1간극

7: 제 2간극 8: 코일

9: 마그네트 41: 제 1아우터요크부재

42: 제 2아우터요크부재 80: 코일보빈

81: 몸통부 82: 결합돌기

825: 소돌기

410: 아우터요크의 제 1대향부분

420: 아우터요크의 제 2대향부분

본 발명은 리니어액튜에이터, 그것을 이용한 펌프장치 및 콤프렛서장치에 관한 것이다.

종래 실린더내에서 피스톤이 직선운동하는 펌프장치나 콤프렛서장치에 사용되는 액튜에이터는 회전운동을 출력하는 모터가 사용되고 있기 때문에 모터의 출력축과 피스톤 사이에 클랭크샤프트를 이용하여 이 클랭크샤프트에 의해 회전운동을 직선운동으로 변환하고 있다. 이 때문에 힘 전달효율이 낮다는 문제점이 있다.

그래서 도 5와 같이 인너요크(103)와, 이 인너요크(103)에 대해 이동방향인 축선방향과 직교하는 위치에서 대향하도록 인너요크(103)와 이간하여 마련된 제 1간극(109A) 및 제 2간극(109B)을 구성하는 아우터요크(104)와, 아우터요크(104), 제 1간극(109A), 인너요크(103), 제 2간극(109B)를 자로로 하는 교번자계를 발생시키는 코일(108)과, 인너요크(103)와 아우터요크(104) 사이에 있어서 교번(交番)자계에 연동하여 축선방향으로 번갈아 구동되는 가동체(106)를 갖는 리니어액튜에이터가 알려져 있다.

그러나 도 5와 같이 구성한 리니어액튜에이터에서는 아우터요크(104)의 인너요크(103)와의 대향부분이 마그네트(106)의 흡인력으로 변위한 마그네트(106)와 접촉할 염려가 있다. 또 마그네트(106)가 축선방향으로 이동할 때 마다 마그네트(106)로 끌어당겨지는 부분이 아우터요크(104)의 상기 대향부분에서 대체되고 펌프장치나 콤프렛서장치에 사용될 때와 같이 고속으로 축선방향으로 번갈아 구동한 경우 자기진동이 발생한다는 문제점도 있다.

이상의 문제점을 해결하고자 본 발명의 과제는 아우터요크의 인너요크와의 대향부분이 마그네트의 흡인력으로 변위하는 것을 확실하게 방지할 수 있는 리니어액튜에이터 및 그것을 이용한 펌프장치 및 콤프렛서장치를 제공하는 데에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명에서는 인너요크와, 이 인너요크의 외주면 사이에 소정의 간극을 형성하도록 배치된 아우터요크와, 상기 아우터요크와 인너요크 사이에 자계를 발생시키는 코일과, 이 코일을 권회하여 이루어지는 절연성 의 코일보빈과, 상기 인너요크와 상기 아우터요크 사이에 위치하는 마그네트와, 이 마그네트와 일체로 축방향으로 이동하는 가동체를 구비하고, 상기 아우터요크는 상기 인너요크와 대향하는 제 1대향부분과 이 제 1대향부분과 상기 축방향으로 이간한 제 2대향부분을 가지며, 상기 코일보빈은 상기 아우터요크의 상기 제 1대향부분 및 상기 제 2대향부분의 쌍방과 결합하여 이 대향부분이 상기 마그네트에 흡인되어 변위하는 것을 방지하는 결합부를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성한 본 발명의 리니어액튜에이터에 있어서는 예를들어 코일에 교류전류를 통전하면 아우터요크와 인너요크 사이에 교번자계가 발생하고, 이 교번자계에 연동하여 가동체는 축선방향으로 왕복구동된다. 따라서 가동체를 왕복직선운동시킬 수 있다. 또 코일이 권회된 코일보빈에는 아우터요크의 제 1대향부분 및 제 2대향부분의 양쪽과 결합하는 결합부가 형성되고 있기 때문에 제 1대향부분 및 제 2대향부분은 마그네트의 흡인력을 받아도 변위하지 않는다. 또 마그네트로 끌리는 부분이 2개의 대향부분에서 대체되어도 상기 제 1대향부분 및 제 2대향부분은 변위하는 경우가 없기 때문에 자기진동의 발생을 방지할 수 있다.

상기 발명에 있어서는 인너요크의 외주면과 이간하는 제 1간극 및 제 2간극을 형성하도록 이 인너요크의 둘레에 배치된 아우터요크와, 상기 아우터요크, 상기 제 1간극, 상기 인너요크, 상기 제 2간극 및 상기 아우터요크를 자로로 하여 상기 제 1간극 및 상기 제 2간극에 교번자계를 발생시키는 코일을 구비하고, 상기 아우터요크는 상기 코일의 외주측에 위치하는 부분에서 이 코일의 양단면을 거쳐 선단측이 상기 제 1간극을 구성하는 제 1대향부분 및 상기 제 2간극을 구성하는 제 2대 향부분으로서 상기 인너요크와 대향하는 위치까지 연설되며, 상기 코일은 최소한 이 코일과 상기 아우터요크의 상기 제 1대향부분 및 상기 제 2대향부분의 절연을 확보하는 절연성의 코일보빈에 권회되고, 이 코일보빈은 상기 아우터요크의 상기 제 1대향부분 및 상기 제 2대향부분의 양쪽과 결합하여 이 대향부분이 상기 마그네트에 흡인되어 변위하는 것을 방지하는 결합부를 구비하도록 구성할 수 있다.

상기 리니어액튜에이터에 있어서 코일에 교류전류를 통전하면 아우터요크, 제 1간극, 인너요크, 제 2간극을 거쳐 다시 아우터요크에 이르는 교번자계가 발생하고, 이 교번자계에 연동하여 가동체를 축선방향으로 왕복구동할 수 있다.

본 발명에 있어서 상기 결합부는 예를들어 상기 코일 측에서 상기 인너요크를 향해 돌출하는 결합돌기에 의해 구성되고, 상기 아우터요크의 상기 제 1대향부분의 선단부분 및 상기 제 2대향부분의 선단부분은 각각 상기 결합돌기에 대해 축선방향의 양측에서 결합하고 있다.

본 발명에 있어서 상기 아우터요크는 상기 코일의 축선방향의 양측에서 피복하는 단면 U자형상의 제 1아우터요크부재와 제 2아우터요크부재를 구비하고, 상기 제 1아우터요크부재 및 상기 제 2아우터요크부재는 상기 코일의 외주측에 위치하는 부분에서는 단부끼리가 접촉하는 한편 상기 코일의 내주측에 위치하는 상기 제 1대향부분의 선단부분 및 상기 제 2대향부분의 선단부분은 각각 축선방향으로 소정의 클리어런스를 갖고 상기 결합돌기에 대해 축선방향의 양측에서 결합하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면 제 1아우터요크부재 및 제 2아우터요크부재는 코일외주측에 위치하는 부분에서 단부끼리가 확실하게 닿게 되므로 2개의 부재로 아우터 요크를 구성한 경우라도 아우터요크에 자로를 확실하게 확보할 수 있다.

상기 본 발명에 있어서 상기 아우터요크의 상기 제 1대향부분의 선단부분 및 상기 제 2대향부분의 선단부분에는 각각 상기 코일보빈에 마련된 상기 결합부와 결합하는 결합오목부가 형성되고, 상기 결합돌기는 상기 제 1대향부분의 선단부분과 상기 제 2대향부분의 선단부분에 마련한 결합오목부에서 상기 인너요크측으로 돌출한 소돌기를 구비하도록 구성하는 것이 바람직하다.

이와같이 구성하면 예를들어 외부로부터의 진동으로 제 1대향부분 및 제 2대향부분이 축선방향으로 진동한 경우라도 제 1대향부분과 제 2대향부분을 늘 이간한 상태로 보지할 수 있다.

또 본 발명은 상기 제 1대향부분의 선단부분과 상기 소돌기 사이 및 상기 제 2대향부분의 선단부분과 상기 소돌기와의 사이에는 축선방향으로 소정의 클리어런스를 구비하는 것이 바람직하다.

이와같이 구성하면 제 1아우터요크부재 및 제 2아우터요크부재는 코일의 외주측에 위치하는 부분에서 단부끼리가 확실하게 닿게 되므로 2개의 부재로 아우터요크를 구성한 경우라도 아우터요크에 자로를 확실하게 확보할 수 있다.

본 발명에 관한 상기 리니어액튜에이터는 각종 유체를 공급하기 위한 펌프장치 또는 콤프렛서장치로서 적절하게 이용할 수 있다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 적용한 리니어액튜에이터를 설명한다.

(전체구성)

도 1(a)(b)에 있어서 본 형태의 리니어액튜에이터(1)는 각종 유체를 공급하기 위한 펌프장치 또는 콤프렛서장치에 이용되는 것으로 스테이터측을 보지하는 프레임(2)과, 이 프레임(2)에 대해 축선(L)을 따라 왕복이동가능한 가동체(5)로 구성되고 있다.

본 형태에 있어서 프레임(2)상에는 인너요크(3)와, 이 인너요크(3)의 외측에 배치된 아우터요크(4)와, 아우터요크(4)의 내측에 배치된 코일(8)이 탑재되고 있다. 또 가동체(5)는 인너요크(3)와 아우터요크(4)사이에 마그네트(9)를 구비하고, 마그네트(9)와 일체로 구성되고 있다. 가동체(5)의 저부(51)는 둥근봉모양 또는 원통모양의 작동축(도시하지 않음)의 기단측 고정부가 되고 있다.

본 형태에 있어서 인너요크(3)는 축선방향에서 봤을 때 정팔각형의 변에 상당하는 위치에 분할, 배치되고, 둘레방향으로 등각도 간격으로 8장, 배치된 상태에 있다. 각 인너요크(3)는 자성판의 적층체로 이루어지는 평판모양을 갖고 있으며 아우터요크(4)와의 대향면(오면) 및 그 이면(내면) 모두가 평면이 되고 있다.

아우터요크(4)도 축선방향에서 봤을 때 정팔각형의 변에 상당하는 위치에 분할, 배치되고 둘레방향으로 등각도 간격으로 8개, 배치된 상태에 있다.

아우터요크(4)는 단면 U자형상을 구비한 제 1 및 제 2아우터요크부재(41)(42)에서 상하로 겹쳐진 구성이 되고 있다. 본 형태에서는 제 1 및 제 2의 아우터요크부재(41)(42)는 모두 자성판의 적층체로 구성되고 있다.

제 1 및 제 2아우터요크부재(41)(42)는 각각 코일(8)의 외주측에 위치하는 부분에서 코일(8)의 양단면을 거쳐 선단측이 제 1대향부분(410) 및 제 2대향부분(420)으로서 인너요크(3)의 외주면과 대향하는 위치까지 연설되고, 인너요크(3)의 외주면과 제 1대향부분(410) 사이 및 인너요크(3)의 외주면과 제 2대향부분(420)사이에 축선방향에서 이간하는 제 1간극(6) 및 제 2간극(7)을 구성하고 있다. 또 코일(8)의 외주측에 있어서 제 1및 제 2아우터요크부재(41)(42)의 단부(419)(429)끼리는 닿고 있다.

이와같이 구성한 아우터요크(4)는 홀더(21)(22)에 의해 보지, 고정되고 있다.

가동체(5)와 일체의 마그네트(9)는 예를들어 Nd-Fe-B계의 희토류 자석 또는 수지마그네트로 구성되고 있으며 이 마그네트(9)가 인너요크(3)와 아우터요크(4)와의 제 1간극(6)과, 제 2간극(7)에 걸치도록 가동체(5)는 배치되고 있다. 마그네트(9)는 표리가 각각 반대의 극에 착자되고 있다.

마그네트(9)로서 평판모양의 것이 이용되며 가동체(5)에 형성된 수지제의 마그네트 보지부(52)에 보지되고 있다. 즉 마그네트(9)는 마그네트 보지부(52)에 형성되는 홈(520)에 양단을 꽂아 넣은 상태로 보지되고 있다. 마그네트보지기(52)는 축선방향에서 봤을 때 대략 삼각형의 평면형상을 하고 있으며 삼각형의 정점에 상당하는 부분은 인접하는 인너요크(3) 사이에 쐐기모양으로 들어가는 한편 삼각형의 바닥변에 상당하는 부분은 인접하는 아우터요크(4) 사이에 들어가 있다.

아우터요크(4)에 있어서 제 1 및 제 2아우터요크부재(41)(42) 사이에 구성되는 공간내에는 수지성형품으로 이루어지는 코일보빈(80)이 배치되고, 이 코일보빈(80)의 몸통부(81)에는 코일(8)이 권회되고 있다. 코일보빈(80)에 있어서 코일(8)의 권회부분은 외측이 수지제의 커버(89)로 피복되고 있다.

(코일보빈과 아우터요크와의 결합구조)

도 2(a)(b)(c)는 본 발명을 적용한 리니어액튜에이터에 이용한 코일보빈의 설명사시도, 아우터요크를 코일보빈에 부착한 상태의 설명사시도 및 코일보빈과 아우터요크와의 결합부를 도시하기 위한 설명사시도이다.

본 형태의 리니어액튜에이커(1)에 있어서 코일보빈(80)의 몸통부(81)는 코일(8)과 아우터요크(4)의 제 1대향부분(410) 및 제 2대향부분(420)의 절연을 확보하고 있다.

또 도 1(b) 및 도 2(a)(b)(c)와 같이 몸통부(81)의 내주면에는 제 1대향부분(410) 및 제 2대향부분(420)의 쌍방과 결합하여 제 1 및 제 2대향부분(410)(420)이 마그네트(9)에 흡인되어 변위하는 것을 방지하는 결합부로서 인너요크(3)를 향해 돌출하는 결합돌기(82)가 형성되고 있다.

여기서 결합돌기(82)에서는 축선방향으로 돌출하여 몸통부(81)의 외주면과의 사이에 축선방향으로 개구하는 오목부(821)(82)를 형성하는 돌기(823)(824)가 축선방향으로 돌출하고 있다. 또 결합돌기(82)에서는 그 선단부분에서 인너요크(3)를 향해 돌출하고 제 1대향부분(410)의 선단부분 및 제 2대향부분(420)의 선단부분과의 사이 중 인너요크(3)의 측에 위치하는 부분까지 들어가는 소돌기(825)를 구비하고 있다.

이에 대해 제 1대향부분(410)의 선단부분 및 제 2대향부분(420)의 선단부분 에는 내주측 돌기(411)(421)와, 외주측 돌기(412)(422)가 각각 형성되고, 이들의 돌기(411)(412) 사이 및 돌기(421)(422) 사이에는 축선방향으로 개구하는 오목부(413)(423)이 각각 형성되고 있다.

따라서 코일보빈(80)에 코일(8)을 권회한 후 이 코일보빈(80)을 상하로 걸치도록 제 1 및 제 2아우터요크부재(41)(42)를 축선방향의 양측에서 코일보빈(8)에 겹치면 결합돌기(82)의 오목부(821)(822)에 대해 제 1 및 제 2아우터요크부재(41)(42)의 제 1대향부분(410)의 선단부분 및 제 2대향부분(420)의 선단부분에 형성되는 외주측 돌기(412)(422)가 끼워짐과 동시에 제 1대향부분(410)의 선단부분 및 제 2대향부분(420)의 선단부분에 형성되는 결합오목부(413)(423)에 대해 결합돌기(82)의 돌기(823)(824)가 축선방향에서 끼워진다. 또 제 1 및 제 2아우터요크부재(41)(42)의 제 1대향부분(410)의 선단부분 및 제 2대향부분(420)의 선단부분에 형성되는 내주측 돌기(411)(421) 사이에는 결합돌기(82)의 소돌기(825)가 들어간다.

여기서 코일보빈(80)은 인너요크(3)를 둘러싸도록 전 둘레에 배치된다. 이 때문에 제 1대향부분(410) 및 제 2대향부분(420)은 마그네트(3)의 흡인력을 받아도 코일보빈(80)의 돌기(823)(824)에 의해 보지되고 있기 때문에 반경방향으로 변위하는 경우가 없다. 또 마그네트(9)에 끌어당겨지는 부분이 2개의 대향부분(410)(420)에서 대체되어도 자기진동이 발생하지 않기 때문에 자기진동을 방지하기 위한 특별한 대책을 세울 필요가 없다.

또 제 1 및 제 2아우터요크부재(41)(42)와 결합돌기(82) 사이에는 도 2(c)와 같이 축선방향으로 소정의 클리어런스가 확보되고 있다. 즉 오목부(821)(822)의 바닥부와 외주측 돌기(412)(422)의 선단부와의 사이에는 축선방향으로 소정의 클리어런스가 확보되고, 오목부(413)(423)의 바닥부와 돌기(823)(824)의 선단부 사이에도 축선방향으로 소정의 클리어런스가 확보되며 또한 내주측 돌기(411)(421)의 선단부와 소돌기(825)사이에는 축선방향으로 소정의 클리어런스가 확보된다.

또한 오목부(413)(423)와 돌기(823)(824)의 반경방향의 치수는 동일치수로 설정하고 있기 때문에 제 1 및 제 2아우터요크부재(41)(42)의 제 1대향부분(410) 및 제 2대향부분(420)은 마그네트(9)의 흡인력을 받아도 반경방향으로 변위하는 경우가 없다. 따라서 마그네트(91)에 끌어당겨지는 부분이 2개의 대향부분(410)(420)에서 대체되어도 자기진동은 발생하지 않고 자기진동을 방지할 수 있다.

따라서 도 2(b)와 같이 코일보빈(80)을 상하로 걸치도록 제 1 및 제 2아우터요크부재(41)(42)를 축선방향의 양측에서 코일보빈(80)에 겹칠 때 코일(8)의 외주측에 있어서, 제 1 및 제 2아우터요크부재(41)(42)의 단부(419)(429) 끼리가 우선적으로 접촉하며 여기서의 접촉에 의해 제 1 및 제 2아우터요크부재(41)(42)의 위치가 정해진 상태에서 제 1 및 제 2아우터요크부재(41)(42)의 선단부분과 결합돌기(82)가 결합하게 된다. 게다가 제 1 및 제 2아우터요크부재(41)(42)에서 아우터요크(4)를 구성한 경우라도 아우터요크(4)에 자로를 확실하게 확보할 수 있다.

또 제 1 및 제 2아우터요크부재(41)(42)의 제 1대향부분(410) 및 제 1대향부 분(420)의 선단부분 사이에 소돌기(825)가 들어간 구조가 되므로 외부로부터의 진동으로 제 1대향부분(410) 및 제 2대향부분(420)이 축선방향으로 진동한 경우라도 제 1대향부분(410)과 제 2대향부분(420)을 늘 이간한 상태로 보지할 수 있다.

(동작)

도 3(a)(b)는 각각 이 리니어액튜에이터의 동작을 도시하는 설명도이다.

본 형태의 리니어액튜에이터(1)에 있어서 마그네트(9)의 내측 면이 S측에 착자되고, 외측 면이 N극에 착자되는 경우에는 도 3(a)(b)와 같이 실선의 화살표 B1,B2에 도시하는 자계가 발생하고 있다. 이 상태에서 코일(8)에 교류전류를 흐르게 했을 때 도 3(a)과 같이 도면의 향하는 쪽에서 앞쪽으로 전류가 흐르는 기간에서는 점선의 화살표 B3과 같이 자계가 발생하고, 제 1간극(6)의 측에서는 마그네트(9)로부터 자계와 코일(8)로부터의 자력선 방향이 동일한 데 대해 제 2간극(7)측에서는 마그네트(9)로부터의 자계와 코일(8)로부터의 자력선 방향이 반대이다. 그 결과 마그네트(9)에는 축선방향의 아래쪽(제 2간극(7) 쪽)을 향하는 힘이 작용한다.

이에 대해 도 3(b)과 같이 도면의 앞쪽에서 향하는 측으로 전류가 흐르는 기간에서는 점선의 화살표 B4와 같이 자계가 발생하고, 제 1간극(6)측에서는 마그네트(9)로부터의 자계와 코일(8)에서의 자력선의 방향이 반대인 데 대해 제 2간극(7)측에서는 마그네트(9)로부터의 자계와 코일(8)로부터의 자력선 방향이 동일하다. 그 결과 마그네트(9)에는 축선방향에서의 위쪽(제 1간극(6)쪽)을 향하는 힘이 작용한다.

이와같이 하여 마그네트(9)에는 코일(8)에 의한 교번자계 방향에 대응하여 축선방향에 가해지는 힘 방향이 대체되므로 마그네트(9)와 일체로 형성된 가동체(5)가 축선방향으로 왕복이동하고, 가동체(5)에 부착된 피스톤에서 왕복직선운동을 출력할 수 있다. 또 아우터요크(4), 인너요크(3) 및 마그네트(9)는 축선방향에서 봤을 때 원환상이 되도록 형성되고 있기 때문에 둘레방향 전체에서 가동체(5)에 대한 추력을 얻을 수 있고 따라서 소형의 액튜에이터에서도 큰 출력을 얻을 수 있도록 구성할 수 있다.

또한 이와같은 동작 중 마그네트(9)의 이동에 의해 마그네트(9)에 끌어당겨지는 부분이 제 1 및 제 2대향부분(410)(420)에서 대체되어도 제 1 및 제 2아우터요크부재(41)(42)의 선단부분은 결합돌기(82)와 결합하고 있기 때문에 제 1 및 제 2대향부분(410)(420)은 진동하지 않는다. 따라서 자기진동이 발생하지 않기 때문에 자기진동을 방지하기 위한 특별한 대책을 실시할 필요가 없다.

〔펌프장치 및 콤프렛서장치로의 탑재예〕

본 발명을 적용한 리니어액튜에이터(1)에 대해서는 도 4(a)(b)(c)를 참조하여 설명한 것과 같이 펌프장치 및 콤프렛서장치에 적용할 수 있다.

도 4(a)(b)(c)는 각각 본 발명을 적용한 에어펌프장치의 평면도, 단면도 및 저면도이며, 도 4(b)에 있어서 리니어액튜에이터(1)에 상당하는 부분은 굵은 선으로 둘러싸여 있다.

도 4(a)(b)(c)에 있어서 본 형태의 에어펌프장치(100)에서는 리니어액튜에이터(1)의 가동체(5)에 대해 작동축(110)의 기단측이 와셔(151)(152)를 통해 넛트(153)로 연결되고, 작동축(110)은 인너요크(3)를 보지하는 프레임(2)의 구멍(16)을 관통하는 상태에 있다. 작동축(110)의 기단측은 프레임(2)에 보지된 베어링(154)에 의해 지지되고 또한 작동축(110)의 둘레에는 2개의 스프링(161)(162)이 장착되고 있다. 2개의 스프링(161)(162) 중 작동축(110)의 기단측에 장착된 스프링(161)은 프레임(2)의 구멍(16)안에 형성되는 단차(17)와, 작동축(110)에 장착된 E형 고정륜(163)으로 양단이 지지되고 작동축(110)의 선단측에 장착된 스프링(162)은 E형 고정륜(163)과, 프레임(2)의 저부에 고정된 스프링 누름부(164)에 의해 양단이 지지되고 있다.

프레임(2)의 바닥부에는 에어흡입구(171) 및 에어토출구(172)를 구비한 케이스(170)가 볼트(173)로 고정되고, 에어흡입구(171)에는 필터(174)가 장착되고 있다. 케이스(170)의 내측에는 실린더케이스(120)가 배치되고 실린더케이스(120)의 바닥부에 있어서 에어흡입구(171)와 대치하는 부분에는 밸브누름부(143)에 의해 밸브(141)가 고정되고, 에어토출구(172)와 대치하는 부분에는 밸브누름부(144)에 의해 밸브(142)가 고정되고 있다.

실린더케이스(120)의 내부는 실린더케이스(120)의 바닥부와의 사이에 실린더실(122)을 구성하는 피스톤(130)이 배치되고 이 피스톤(130)의 측면에는 실린더케이스(120)의 내주측면과의 기밀을 확보하기 위한 가압링(135)이 장착되고 있다.

피스톤(130)에 대해서는 작동축(110)의 선단부분이 와셔(137)(138) 및 O링(136)을 통해 넛트(139)로 고정되고 있으며 작동축(110)의 진동에 의해 피스톤(130)이 축선방향으로 구동된다. 따라서 리니어액튜에이터(1)에 의해 작동 축(110)이 축선방향의 기단측(도면을 향해 위쪽)으로 이동하면 에어흡입구(171)로부터 실린더실(122)안으로 공기가 흡입되고, 리니어액튜에이터(1)에 의해 작동축(110)이 축선방향의 선단측(도면을 향해 아래쪽)으로 이동하면 실린더실(122)내의 공기가 에어토출구(172)로부터 토출된다. 따라서 에어펌프장치로서 동작한다.

또 이와같은 작동축(110)의 진동에 대해서는 스프링(161)(162)이 공진하므로 소형의 리니어액튜에이터(1)를 이용한 에어펌프장치(100)라도 뛰어난 펌프특성을 구비하고 있다.

상기의 에어펌프장치의 구성은 그 대로 콤프렛서장치로서 적용할 수 있다.

이상 설명한 것과 같이 본 발명의 리니어액튜에이터에 있어서 코일에 통전하는 교번자계가 발생하고, 이 교번자계에 연동하여 가동체는 축선방향으로 왕복구동된다. 따라서 가동체로부터 왕복직선운동을 출력할 수 있다. 또 코일이 권회된 코일보빈에는 아우터요크의 제 1대향부분 및 제 2대향부분의 쌍방과 결합하는 결합부가 형성되고 있기 때문에 제 1대향부분 및 제 2대향부분은 마그네트의 흡인력을 받아도 변위하는 경우가 없다. 또 마그네트에 끌어당겨지는 부분이 2개의 대향부분에서 대체되어도 자기진동은 발생하지 않는다.

Claims

인너요크와,

이 인너요크의 외주면 사이에 소정의 간극을 형성하도록 배치된 아우터요크와,

상기 아우터요크와 인너요크 사이에 자계를 발생시키는 코일과,

이 코일을 권회하여 이루어지는 절연성의 코일보빈과,

상기 인너요크와 상기 아우터요크 사이에 위치하는 마그네트와,

이 마그네트와 일체로 축방향으로 이동하는 가동체를 구비하고,

상기 아우터요크는 상기 인너요크와 대향하는 제 1대향부분과 이 제 1대향부분과 상기 축방향으로 이간한 제 2대향부분을 가지며,

상기 코일보빈은 상기 아우터요크의 상기 제 1대향부분 및 상기 제 2대향부분의 쌍방과 결합하여 이 대향부분이 상기 마그네트에 흡인되어 변위하는 것을 방지하는 결합부를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리니어액튜에이터.
제 1항에 있어서,

상기 아우터요크의 제 1대향부분은 상기 인너요크의 외주면 사이에 제 1간극을 갖고,

상기 아우터요크의 제 2대향부분은 상기 인너요크의 외주면 사이에 제 2간극 을 가지며,

상기 코일이 상기 아우터요크, 상기 제 1간극, 상기 인너요크, 상기 제 2간극 및 상기 아우터요크를 자로로 하여 상기 제 1간극 및 상기 제 2간극에 교번자계를 발생시킴으로써 상기 교번자계에 연동하여 축선방향으로 상기 마그네트와 함께 상기 기동체를 왕복구동하는 것을 특징으로 하는 리니어액튜에이터.
제 1항에 있어서,

상기 코일보빈은 상기 코일과 상기 아우터요크의 절연을 확보하도록 상기 코일과 상기 아우터요크 사이에 개재되는 것이며,

상기 코일보빈에 마련된 상기 결합부는 상기 아우터요크의 상기 제 1대향부분 및 상기 제 2대향부분 사이에 마련되는 것을 특징으로 하는 리니어액튜에이터.
제 3항에 있어서,

상기 결합부는 상기 코일 측에서 상기 인너요크를 향해 돌출하는 결합돌기를 구비하는 한편,

상기 아우터요크의 상기 제 1대향부분의 선단부분 및 상기 제 2대향부분의 선단부분은 각각 상기 결합돌기에 대해 축방향의 양측에서 결합하는 것을 특징으로 하는 리니어액튜에이터.
제 3항에 있어서,

상기 아우터요크의 상기 제 1대향부분의 선단부분 및 상기 제 2대향부분의 선단부분에는 각각 상기 코일보빈에 마련된 상기 결합부와 결합하는 결합오목부가 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어액튜에이터.
제 5항에 있어서,

상기 결합돌기는 상기 제 1대향부분의 선단부분과 상기 제 2대향부분의 선단부분에 마련한 결합오목부에서 상기 인너요크측으로 돌출한 소돌기를 구비하는 것을 특징으로 하는 리니어액튜에이터.
제 6항에 있어서,

상기 제 1대향부분의 선단부분과 상기 소돌기 사이 및 상기 제 2대향부분의 선단부분과 상기 소돌기와의 사이에는 축선방향으로 소정의 클리어런스를 구비하는 것을 특징으로 하는 리니어액튜에이터.
제 3항에 있어서,

상기 아우터요크는 상기 코일을 상기 축방향 양측에서 피복하는 단면 U자형상의 제 1아우터요크부재와 제 2아우터요크부재를 구비하고,

상기 제 1아우터요크부재 및 상기 제 2아우터요크부재는 상기 코일의 외주측에 위치하는 부분에서는 단부끼리가 접촉하는 한편 상기 코일의 내주측에 위치하는 상기 제 1대향부분의 선단부분 및 상기 제 2대향부분의 선단부분은 각각 상기 축방향으로 소정의 클리어런스를 갖고 상기 결합돌기에 대해 상기 축방향의 양측에서 결합하는 것을 특징으로 하는 리니어액튜에이터.
리니어액튜에이터에 의해 구동되는 펌프장치이며,

상기 리니어액튜에이터는,

인너요크와,

이 인너요크의 외주면 사이에 소정의 간극을 형성하도록 배치된 아우터요크와,

상기 아우터요크와 인너요크 사이에 교번자계를 발생시키는 코일과,

이 코일을 권회하여 이루어지는 절연성의 코일보빈과,

상기 인너요크와 상기 아우터요크 사이에 위치하는 마그네트와,

이 마그네트와 일체로 축방향으로 이동하는 가동체를 구비하고,

상기 아우터요크는 상기 인너요크와 대향하는 제 1대향부분과 이 제 1대향부 분과 상기 축방향으로 이간한 제 2대향부분을 가지며,

이 제 1대향부분과 상기 축방향으로 이간한 제 2대향부분을 갖고,

상기 코일보빈은 상기 아우터요크의 상기 제 1대향부분 및 상기 제 2대향부분의 쌍방과 결합하여 이 대향부분이 상기 마그네트에 흡인되어 변위하는 것을 방지하는 결합부를 구비하는 것을 특징으로 하는 펌프장치.
제 9항에 있어서,

상기 아우터요크의 제 1대향부분은 상기 인너요크의 외주면 사이에 제 1간극을 갖고,

상기 아우터요크의 제 2대향부분은 상기 인너요크의 외주면 사이에 제 2간극을 갖고,

상기 코일은 상기 아우터요크, 상기 제 1간극, 상기 인너요크, 상기 제 2간극 및 상기 아우터요크를 자로로 하여 상기 제 1간극 및 상기 제 2간극에 교번자계를 발생시킴으로써 상기 교번자계에 연동하여 축선방향으로 상기 마그네트와 함께 상기 가동체를 왕복구동하도록 하며,

상기 코일보빈은 상기 코일과 상기 아우터요크와의 절연을 확보하도록 상기 코일과 상기 아우터요크 사이에 개재되는 것이며,

이 코일보빈에 마련된 상기 결합부는 상기 아우터요크의 상기 제 1대향부분 및 상기 제 2대향부분의 사이에 마련되는 것을 특징으로 하는 펌프장치.
제10항에 있어서,

상기 결합부는 상기 코일측에서 상기 인너요크를 향해 돌출하는 결합돌기를 구비하는 한편,

상기 아우터요크의 상기 제 1대향부분의 선단부분 및 상기 제 2대향부분의 선단부분은 각각 상기 결합돌기에 대해 상기 축방향의 양측에서 결합하는 것을 특징으로 하는 펌프장치.
제11항에 있어서,

상기 아우터요크의 상기 제 1대향부분의 선단부분 및 상기 제 2대향부분의 선단부분에는 각각 상기 코일보빈에 마련된 상기 결합부와 결합하는 결합오목부가 형성되는 것을 특징으로 하는 펌프장치.
제 9항에 있어서,

상기 마그네트와 일체로 축방향으로 이동하는 상기 가동체는 실린더내에 있어서 축방향으로 이동가능한 피스톤에 연결되고,

상기 코일에 교류전류를 통전함으로써 상기 피스톤을 왕복직선운동시키는 것 을 특징으로 하는 펌프장치.
리니어액튜에이터에 의해 구동되는 콤프렛서장치이며,

상기 리니어액튜에이터는,

인너요크와,

이 인너요크 외주면 사이에 소정의 간극을 형성하도록 배치된 아우터요크와,

상기 아우터요크와 인너요크 사이에 교번자계를 발생시키는 코일과,

이 코일을 권회하여 이루어지는 절연성의 코일보빈과,

상기 인너요크와 상기 아우터요크 사이에 위치하는 마그네트와,

이 마그네트와 일체로 축방향으로 이동하는 가동체를 구비하고,

상기 아우터요크는 상기 인너요크와 대향하는 제 1대향부분과 이 제 1대향부분과 상기 축방향으로 이간한 제 2대향부분을 가지며,

상기 코일보빈은 상기 아우터요크의 상기 제 1대향부분 및 상기 제 2대향부분의 쌍방과 결합하여 이 대향부분이 상기 마그네트에 흡인되어 변위하는 것을 방지하는 결합부를 구비하는 것을 특징으로 하는 콤프렛서장치.
제14항에 있어서,

상기 아우터요크의 제 1대향부분은 상기 인너요크의 외주면 사이에 제 1간극 을 가지며,

상기 아우터요크의 제 2대향부분은 상기 인너요크의 외주면 사이에 제 2간극을 가지며,

상기 코일은 상기 아우터요크, 상기 제 1간극, 상기 인너요크, 상기 제 2간극 및 상기 아우터요크를 자로로 하여 상기 제 1간극 및 상기 제 2간극에 교번자계를 발생시킴으로써 상기 교번자계에 연동하여 축선방향으로 상기 마그네트와 함께 상기 가동체를 왕복구동하도록 하며,

상기 코일보빈은 상기 코일과 상기 아우터요크의 절연을 확보하도록 상기 코일과 상기 아우터요크 사이에 개재되는 것이며,

이 코일보빈에 마련된 상기 결합부는 상기 아우터요크의 상기 제 1대향부분 및 상기 제 2대향부분의 사이에 마련되는 것을 특징으로 하는 콤프렛서장치.
제15항에 있어서,

상기 결합부는 상기 코일측에서 상기 인너요크를 향해 돌출하는 결합돌기를 구비하는 한편,

상기 이우터요크의 상기 제 1대향부분의 선단부분 및 상기 제 2대향부분의 선단부분은 각각 상기 결합돌기에 대해 상기 축방향의 양측에서 결합하는 것을 특징으로 하는 콤프렛서장치.
제16항에 있어서,

상기 아우터요크의 상기 제 1대향부분의 선단부분 및 상기 제 2대향부분의 선단부분에는 각각 상기 코일보빈에 마련된 상기 결합부와 결합하는 결합오목부가 형성되는 것을 특징으로 하는 콤프렛서장치.
제14항에 있어서,

상기 마그네트와 일체로 축방향으로 이동하는 상기 가동체는 실린더내에 있어서 축방향으로 이동가능한 피스톤에 연결되고, 상기 코일에 교류전류를 통전함으로써 상기 피스톤을 왕복직선운동시키는 것을 특징으로 하는 콤프렛서장치.