KR100918507B1 - 리니어 액튜에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 신뢰성을 향상시키면서 성능을 향상시킨 리니어 액튜에이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 리니어 액튜에이터는, 고정자와, 철편을 가지며 고정자에 왕복이동이 가능하게 설치된 가동자와, 철편에 대향한 상태로 고정자에 마련된 영구자석과, 고정자에 마련된 코일을 구비하며, 고정자 쪽 전류 방향이 바뀌는 코일과 영구자석으로 철편을 통과하는 자속을 이동시킴으로써 가동자를 왕복이동시키는 구성으로 했다. 가동자 쪽에 급전할 필요가 없어지므로 가동자의 단선이 없으며 중량의 증가도 없다.

Description

리니어 액튜에이터{Linear actuator}

본 발명은 리니어 액튜에이터에 관한 것으로, 특히 그 신뢰성 향상 및 성능 향상에 관한 것이다.

리니어 액튜에이터는 스프링을 병용하여 공진시킴으로써 적은 손실로 구동할 수 있으므로, 압축기 모터 등으로 이용되고 있다. 그리고 이 리니어 액튜에이터를 사용한 콤프레서는 효율성이 높다는 등 우수한 성능을 발휘할 수 있으므로, 냉장고나 냉동고 또는 에어컨디셔너용으로의 이용이 기대되고 있다.

리니어 액튜에이터로서는 보이스 코일 모터가 있다. 이 보이스 코일 모터는 영구자석에 의해 만들어진 자계 중에서 코일에 전류를 흘려 보냄으로써 코일에 발생되는 힘으로 구동을 행하는 것으로, 코일을 포함하는 가동자가 움직이는 가동 코일형으로도 불리고 있다.

또한 다른 리니어 액튜에이터로서, 상기 가동 코일형 것에 대해 영구자석과 코일을 바꿔 넣은 구조로서, 영구자석을 포함하는 가동자가 움직이는 가동 자석형으로 불리는 것도 있다.

그런데, 상기 한 가동 코일형의 것은 가동자에 코일이 포함되므로 가동자에 전류를 흘려 보내야만 되므로, 이를 위한 급전선(給電線)에 가동자의 이동에 의해 단선(斷線)을 일으켜 버리는 일이 있어서 신뢰성이 떨어진다는 문제가 있었다.

또한, 상기한 가동 자석형의 것은 성능 향상을 도모하기 위해 높은 자속 밀도를 얻고자 한 경우에, 영구자석의 중량이 증대하게 되고, 이 결과 가동자의 중량이 증가하게 되어 원하는 대로 성능 향상을 도모할 수 없다는 문제가 있었다.

따라서 본 발명은 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 또한 성능 향상을 용이하게 도모할 수 있는 리니어 액튜에이터의 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서의 제1 양태(樣態)의 리니어 액튜에이터는, 고정자와, 철편을 가지며 상기 고정자에 대해 왕복이동이 가능하게 설치된 가동자와, 상기 철편에 대향한 상태로 상기 고정자에 마련된 영구자석과, 상기 고정자에 마련된 코일을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.

이에 따라, 가동자에 철편을 설치함과 동시에, 이 철편에 대향한 상태로 영구자석을 고정자에 설치하고, 또한 코일을 고정자에 설치하며, 고정자 쪽 전류의 방향이 바뀌는 코일과 영구자석으로 철편을 통과하는 자속을 이동시킴으로써 철편, 즉 가동자를 왕복이동시킨다. 이와 같이, 코일과 영구자석이 함께 고정자에 마련되기 때문에, 가동자 쪽에 급전(給電)할 필요가 없어져서 이동하는 가동자가 코일로의 급전선에 단선을 일으켜 버리는 일이 없어진다. 이와 더불어서, 성능 향상을 도모하기 위해 높은 자속 밀도를 얻고자 한 경우에 영구자석의 중량이 증대하더라도 가동자의 중량이 증가하는 일이 없다. 또한, 가동자에 자석이 없으므로 가동자에의 착자(着磁) 작업이 불필요하게 된다.

상기 리니어 액튜에이터에 있어서, 상기 영구자석은 상기 왕복이동방향을 따라 자극을 배열한 상태로 상기 고정자에 마련되어 있고, 그 영구자석의 상기 왕복이동방향의 양쪽에는 한 쌍의 자극부재가 설치되어 있어도 된다.

이에 따라, 고정자 쪽의 코일의 전류방향이 교대로 바뀌면, 가동자의 왕복이동방향을 따라 자극을 배열한 영구자석의 양쪽에 배치된 자극부재를 통한 철편으로의 자속의 도입 쪽을 교대로 바꾸게 되어 철편, 즉 가동자를 왕복이동시키게 된다.

상기 리니어 액튜에이터에 있어서, 상기 영구자석 및 상기 한 쌍의 자극부재의 조(組)가, 상기 철편에 대해 한쪽에만 마련되어 있어도 된다.

이와 같이, 영구자석 및 한 쌍의 자극부재의 조가 철편에 대해 한쪽에만 마련되어 있기 때문에 전체적으로 경량화될 수 있다.

상기 리니어 액튜에이터에 있어서, 상기 철편이 원통 형상을 이루고 있으며, 상기 영구자석 및 상기 한 쌍의 자극부재의 조가 상기 철편에 대해 반경방향 바깥쪽에만 설치되어 있어도 좋다.

이와 같이, 영구자석 및 한 쌍의 자극부재의 조가 철편에 대해 반경방향 바깥쪽에만 설치되어 있기 때문에, 철편, 즉 가동자의 반경을 작게 할 수 있어서, 특히 가동자의 경량화를 도모할 수 있다.

상기 리니어 액튜에이터에 있어서, 상기 철편이 원통 형상을 이루고 있고, 상기 영구자석 및 상기 한 쌍의 자극부재의 조가 상기 철편에 대해 반경방향 안쪽에만 마련되어 있어도 된다.

이와 같이, 영구자석 및 한 쌍의 자극부재의 조가 철편에 대해 반경방향 안 쪽에만 마련되어 있기 때문에, 영구자석 및 한 쌍의 자극부재의 반경을 작게 할 수 있으며, 이들을 경량화할 수 있어서 전체적인 경량화를 도모할 수 있다.

상기 리니어 액튜에이터에 있어서, 상기 영구자석 및 상기 한 쌍의 자극부재의 조가 상기 철편을 사이에 두고 양쪽에 설치되어 있어도 된다.

이와 같이, 영구자석 및 한 쌍의 자극부재의 조가 철편을 사이에 두고 양쪽에 설치되어 있기 때문에, 더 강력한 영구자석의 자계와 전류에 의한 기자력을 얻을 수 있다.

상기 리니어 액튜에이터에 있어서, 상기 고정자에는 상기 철편에 상기 영구자석과는 반대쪽에서 대향하는 자극부재가 일체 성형되어 있어도 된다.

이와 같이, 철편에 영구자석과는 반대쪽에서 대향하는 자극부재가 고정자에 일체 성형되어 있기 때문에, 이들을 별도로 제조하거나 나중에 접합시키거나 하는 일이 없다.

상기 리니어 액튜에이터에 있어서, 상기 가동자는 상기 철편을 인서트부품으로 하는 합성수지의 인서트 성형에 의해 형성되는 것이어도 된다.

이와 같이, 가동자가 철편을 인서트부품으로 하는 합성수지의 인서트 성형에 의해 형성되는 것이기 때문에, 철편을 포함하는 가동자를 용이하고도 경량으로 형성할 수 있다.

상기 리니어 액튜에이터에 있어서, 상기 가동자는 볼부쉬를 통해 상기 고정자에 지지되어 있어도 된다.

이와 같이, 가동자가 볼부쉬를 통해 고정자에 지지되어 있기 때문에, 가동자 를 정확하게 왕복이동시킬 수 있다.

상기 리니어 액튜에이터에 있어서, 상기 고정자에는 상기 영구자석이 상기 왕복이동방향으로 복수 설치되어 있고, 상기 가동자에는 상기 철편이 상기 왕복이동방향으로 복수 설치되어 있어도 된다.

이와 같이, 고정자에는 영구자석이 상기 왕복이동방향으로 복수 설치되어 있고, 가동자에는 철편이 상기 왕복이동방향으로 복수 설치되어 있기 때문에, 가동자에 더 큰 추력을 발생시킬 수 있다.

상기 리니어 액튜에이터에 있어서, 상기 고정자는 소결 부재로 형성되어 있어도 된다.

이와 같이, 고정자가 소결 부재로 이루어져 있기 때문에, 비용절감이나 성능(철손 저감)향상을 도모할 수 있으며 기계 강도를 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서의 제2 양태의 리니어 액튜에이터는, 고정자와, 철편을 가지며 상기 고정자에 대해 왕복이동이 가능하게 설치된 가동자와, 서로 상기 왕복이동방향으로 인접한 상태로 상기 철편에 대향하며 상기 왕복이동방향에 직교하여 자극을 배열하고 또한 서로의 자극의 배열을 반대로 한 상태로 상기 고정자에 마련된 한 쌍의 영구자석과, 상기 고정자에 마련된 코일을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.

이것에 의해, 가동자에 철편을 설치함과 동시에 코일을 고정자에 마련하고, 또한 가동자의 왕복이동방향으로 인접한 상태로 철편에 대향하며 왕복이동방향에 직교하여 자극을 배열하고 또한 서로의 자극의 배열을 반대로 한 상태로 한 쌍의 영구자석을 고정자에 설치하고 있기 때문에, 고정자 쪽의 코일의 전류방향이 교대로 바뀌면, 한 쌍의 영구자석에 있어서 자속이 서로 통과하게 되어 철편에 대해 자속을 유도하는 쪽을 한 쌍의 영구자석에서 교대로 바꾸게 되며, 철편, 즉 가동자를 왕복이동시키게 된다. 이와 같이, 코일과 영구자석이 함께 고정자 쪽에 마련되기 때문에, 가동자 쪽에 급전할 필요가 없어져, 이동하는 가동자가 코일로의 급전선에 단선을 일으켜 버리는 일이 없어진다. 그것과 더불어, 성능 향상을 도모하기 위해 높은 자속 밀도를 얻고자 한 경우에, 영구자석의 중량이 증대하더라도 가동자의 중량이 증가하는 일이 없다. 또한, 가동자에 자석이 없으므로 가동자에의 착자 작업이 불필요하게 된다.

상기 리니어 액튜에이터에 있어서, 상기 한 쌍의 영구자석이 상기 철편에 대해 한쪽에만 설치되어 있어도 된다.

이와 같이, 한 쌍의 영구자석이 철편에 대해 한쪽에만 설치되어 있기 때문에 전체적으로 경량화될 수 있다.

상기 리니어 액튜에이터에 있어서, 상기 고정자에는 상기 철편에 상기 영구자석과는 반대쪽에서 대향하는 자극부재가 일체 성형되어 있어도 된다.

이와 같이, 철편에 영구자석과는 반대쪽에서 대향하는 자극부재가 고정자에 일체 성형되어 있기 때문에, 이들을 별도로 제조하거나 나중에 접합시키거나 하는 일이 없다.

상기 리니어 액튜에이터에 있어서, 상기 한 쌍의 영구자석의 조가 상기 철편을 사이에 두고 양쪽에 설치되어 있어도 된다.

이와 같이, 한 쌍의 영구자석의 조가 철편을 사이에 두고 양쪽에 설치되어 있기 때문에, 더 강력한 영구자석의 자계와 전류에 의한 기자력을 얻을 수 있다.

상기 리니어 액튜에이터에 있어서, 상기 철편이 원통 형상을 이루고 있고, 상기 코일이 철편보다 반경방향 바깥쪽에 설치되어 있어도 된다.

이와 같이, 코일이 철편보다 반경방향 바깥쪽에 설치되어 있기 때문에, 철편, 즉 가동자의 반경을 작게 할 수 있어서, 특히 가동자의 경량화를 도모할 수 있다.

상기 리니어 액튜에이터에 있어서, 상기 철편이 원통 형상을 이루고 있고, 상기 코일이 철편보다 반경방향 안쪽에 설치되어 있어도 된다.

이와 같이, 코일이 철편보다 반경방향 안쪽에 설치되어 있기 때문에, 코일을 경량화할 수 있으며 전체적인 경량화를 도모할 수 있다.

상기 리니어 액튜에이터에 있어서, 상기 가동자는 상기 철편을 인서트부품으로 하는 합성수지의 인서트 성형에 의해 형성하더라도 된다.

이와 같이, 가동자가 철편을 인서트부품으로 하는 합성수지의 인서트 성형에 의해 형성되는 것이기 때문에, 철편을 포함하는 가동자를 용이하고도 경량으로 형성할 수 있다.

상기 리니어 액튜에이터에 있어서, 상기 가동자는 볼부쉬를 통해 상기 고정자에 지지되어 있어도 된다.

이와 같이, 가동자가 볼부쉬를 통해 고정자에 지지되어 있기 때문에, 가동자를 정확하게 왕복이동시킬 수 있다.

상기 리니어 액튜에이터에 있어서, 상기 고정자에는 상기 한 쌍의 영구자석의 조가 상기 왕복이동방향으로 복수 설치되어 있고, 상기 가동자에는 상기 철편이 상기 왕복이동방향으로 복수 설치되어 있어도 된다.

이와 같이, 고정자에는 한 쌍의 영구자석의 조가 상기 왕복이동방향으로 복수 설치되어 있고, 가동자에는 철편이 상기 왕복이동방향으로 복수 설치되어 있기 때문에, 가동자에 더 큰 추력을 발생시킬 수 있다.

상기 리니어 액튜에이터에 있어서, 상기 고정자는 소결 부재로 형성해도 된다.

이와 같이, 고정자가 소결부재로 이루어져 있기 때문에, 비용 절감이나 성능(철손 저감) 향상을 도모할 수 있으며 기계 강도를 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서의 제3 양태의 리니어 액튜에이터는, 고정자와, 적어도 일부에 철부재를 가지며 상기 고정자에 대해 왕복이동이 가능하게 설치된 가동자와, 서로 상기 왕복이동방향으로 인접한 상태로 상기 철부재에 대향하며 상기 왕복이동방향에 직교하여 자극을 배열하고 또한 서로의 자극의 배열을 반대로 한 상태로 상기 고정자에 마련된 제1의 한 쌍의 영구자석과, 그 제1의 한 쌍의 영구자석에 대해 상기 왕복이동방향의 위치를 맞춤과 동시에, 서로 상기 왕복이동방향으로 인접한 상태로 상기 철부재에 대향하며 상기 왕복이동방향에 직교하여 자극을 배열하고 또한 서로의 자극의 배열을 반대로 한 상태로 상기 고정자에 마련된 제2의 한 쌍의 영구자석과, 상기 고정자에 마련된 코일을 구비하고, 상기 제1의 한 쌍의 영구자석 및 상기 제2의 한 쌍의 영구자석은 상기 왕복이동방 향의 위치가 맞는 영구자석끼리 상기 철부재에 대향시키는 자극을 반대로 하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이에 따라, 고정자 쪽의 코일의 전류가 한 방향으로 흐른 상태에서는, 예컨대 고정자, 제1의 한 쌍의 영구자석의 한쪽 영구자석, 철부재, 제2의 한 쌍의 영구자석 중 왕복이동방향으로 있어서 제1의 한 쌍의 영구자석의 한쪽 영구자석과 위치가 맞는 한쪽 영구자석, 고정자의 루프로 자속이 형성되고, 고정자 쪽의 코일 전류가 절환되어 역방향으로 흐른 상태에서는, 고정자, 제2의 한 쌍의 영구자석의 다른 쪽 영구자석, 철부재, 제1의 한 쌍의 영구자석의 다른 쪽 영구자석, 고정자의 루프로 자속이 형성되게 된다. 이에 따라, 고정자 쪽의 코일 전류방향을 서로 절환하면, 고정자 쪽의 제1의 한 쌍의 영구자석 및 제2의 한 쌍의 영구자석에 있어서, 철부재에 대해 자속을 유도하는 쪽을 가동자의 왕복이동방향으로 교대로 바꾸게 되어, 철부재, 즉 가동자를 왕복이동시키게 된다. 이와 같이, 코일과 영구자석이 함께 고정자 쪽에 마련되기 때문에, 가동자 쪽에 급전할 필요가 없어져, 이동하는 가동자가 코일로의 급전선에 단선을 일으켜 버리는 일이 없어진다. 또한, 성능 향상을 도모하기 위해 높은 자속 밀도를 얻고자 한 경우에 영구자석의 중량이 증대하더라도 가동자의 중량이 증가하는 일이 없다. 또한, 가동자에 자석이 없으므로 가동자에의 착자 작업이 불필요하게 된다. 아울러 상기한 자속의 루프로 가동자를 이동시키므로, 가동자의 영구자석에 대해 반대쪽에 고정자의 일부를 백 요크로서 배치하지 않는 구성으로 할 수 있다.

상기 리니어 액튜에이터에 있어서, 상기 제1의 한 쌍의 영구자석 및 상기 제 2의 한 쌍의 영구자석의 조가 상기 왕복이동방향으로 있어서의 위치를 맞추어 복수조 설치되어 있어도 된다.

이와 같이, 제1의 한 쌍의 영구자석 및 제2의 한 쌍의 영구자석의 조가 가동자의 왕복이동방향으로 있어서의 위치를 맞추어 복수조 마련되어 있기 때문에, 더 강력한 영구자석의 자계와 전류에 의한 기자력을 얻을 수 있다.

상기 리니어 액튜에이터에 있어서, 상기 제1의 한 쌍의 영구자석 및 상기 제2의 한 쌍의 영구자석의 조가 상기 왕복이동방향으로 인접한 상태로 복수조 설치되어 있으며, 상기 철부재는 상기 영구자석의 방향으로 돌출하는 볼록부가 상기 왕복이동방향으로 인접하여 복수 설치되어 있어도 된다.

이와 같이, 제1의 한 쌍의 영구자석 및 제2의 한 쌍의 영구자석의 조가 가동자의 왕복이동방향으로 인접한 상태로 복수조 설치되어 있고, 이에 맞춰서 철부재에는 가동자의 왕복이동방향으로 인접하여 영구자석의 방향으로 돌출하는 볼록부가 복수 설치되어 있기 때문에, 스트로크는 감소되지만 잇수(齒數)에 비례하여 추력을 증대시킬 수 있다.

상기 리니어 액튜에이터에 있어서, 상기 고정자 및 상기 가동자의 적어도 한쪽은 상기 왕복이동방향으로 적층된 적층 강판으로 형성해도 된다.

이와 같이, 고정자 및 가동자의 적어도 한쪽은 가동자의 왕복이동방향으로 적층된 적층 강판으로 이루어지기 때문에, 천연재료를 절삭하여 형성되는 경우에 비해 와전류 손실을 저감할 수 있으며, 소결이나 압분(壓粉) 철심으로 형성되는 경우에 비해 히스테리시스 손실을 저감할 수 있다. 또한, 특히 고정자를 대형화할 경 우에, 천연재료의 절삭 및 소결에 비해 제조가 용이하게 된다.

상기 리니어 액튜에이터에 있어서, 상기 고정자의 상기 가동자에 근접하는 부위에 창(窓)부를 마련하고, 상기 제1의 한 쌍의 영구자석 및 상기 제2의 한 쌍의 영구자석을 상기 창부 내에 수용해도 된다. 이 때, 상기 창부의 크기는 끼워넣음만에 의해 각 영구자석이 고정되도록 정하면 더 바람직하다.

이와 같이 구성한 경우, 영구자석이 고정자의 표면에 접착제로 고정되는 경우와 비교하면, 영구자석은 창부 내에 있어서 기계적으로 구속되기 때문에, 영구자석의 지지에 관한 신뢰성이 향상된다. 또한, 고정자와 가동자 사이의 갭 치수는 접착제의 두께 편차에 기인하는 영구자석의 위치 편차의 영향을 받지 않기 때문에, 갭의 치수 정밀도가 향상된다. 또한, 갭에 이물질이 끼인 경우에서도 영구자석이 손상되는 일이 없다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서의 제4 양태의 리니어 액튜에이터는, 고정자와, 적어도 일부에 철부재를 가지는 가동자를 상기 고정자에 대해 왕복이동이 가능하게 마련하고, 서로 상기 왕복이동방향으로 인접한 상태로 상기 철부재에 대향하며 상기 왕복이동방향에 직교하여 자극을 배열하고 또한 서로의 자극의 배열을 반대로 한 상태의 제1의 한 쌍의 영구자석을 상기 고정자에 적어도 하나 설치하며, 서로 상기 왕복이동방향으로 인접한 상태로 상기 철부재에 대향하며 상기 왕복이동방향에 직교하여 자극을 배열하고 또한 서로의 자극의 배열을 반대로 한 상태의 제2의 한 쌍의 영구자석을, 상기 제1의 한 쌍의 영구자석에 대해 상기 왕복이동방향으로 인접하여 상기 고정자에 적어도 하나 마련하고, 상기 고정자에 코일을 설치하여 이루어지고, 상기 제1의 한 쌍의 영구자석 및 상기 제2의 한 쌍의 영구자석은 서로의 근접한 쪽의 영구자석끼리 자극을 같은 방향으로 설치하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이에 따라, 고정자 쪽의 코일 전류가 한 방향으로 흐른 상태에서는, 예컨대 철부재, 제1의 한 쌍의 영구자석 중 제2의 한 쌍의 영구자석에 대해 반대쪽의 한쪽 영구자석, 고정자, 제2의 한 쌍의 영구자석 중 제1의 한 쌍의 영구자석 쪽의 한쪽 영구자석, 철부재의 루프로 자속이 형성되고, 고정자 쪽의 코일 전류가 절환되어 역방향으로 흐른 상태에서는, 철부재, 제2의 한 쌍의 영구자석의 다른쪽 영구자석, 고정자, 제1의 한 쌍의 영구자석의 다른 쪽 영구자석, 철부재의 루프로 자속이 형성되게 된다. 이에 따라, 고정자 쪽의 코일의 전류방향을 교대로 바꾸면, 고정자 쪽의 제1의 한 쌍의 영구자석 및 제2의 한 쌍의 영구자석에 있어서 각각 철부재에 대해 자속을 유도하는 쪽을 가동자의 왕복이동방향으로 교대로 바꾸게 되고, 철부재, 즉 가동자를 왕복이동시키게 된다. 이와 같이, 코일과 영구자석이 함께 고정자 쪽에 마련되기 때문에, 가동자 쪽에 급전할 필요가 없어져, 이동하는 가동자가 코일로의 급전선에 단선을 일으켜 버리는 일이 없어진다. 또한, 성능 향상을 도모하기 위해 높은 자속 밀도를 얻고자 한 경우에 영구자석의 중량이 증대하더라도 가동자의 중량이 증가하는 일이 없다. 또한, 가동자에 자석이 없으므로, 가동자에의 착자 작업이 불필요하게 된다. 아울러서 상기한 자속의 루프로 가동자를 이동시키므로, 가동자의 영구자석에 대해 반대쪽에 고정자의 일부를 백 요크로서 배치하지 않는 구성으로 할 수 있다.

상기 리니어 액튜에이터에 있어서, 상기 고정자에는 상기 제1의 한 쌍의 영구자석 및 상기 제2의 한 쌍의 영구자석 사이의 위치에 인접하여 자기적 갭이 마련되어 있어도 된다.

이와 같이, 고정자에는 제1의 한 쌍의 영구자석 및 제2의 한 쌍의 영구자석 사이의 위치에 인접하여 자기적 갭이 마련되어 있기 때문에, 제1의 한 쌍의 영구자석을 통해 고정자와 철부재로 자속을 유도하는 것 및 제2의 한 쌍의 영구자석을 통해 고정자와 철부재로 자속을 유도하는 것을 확실히 할 수 있다.

상기 리니어 액튜에이터에 있어서, 상기 제1의 한 쌍의 영구자석 및 상기 제2의 한 쌍의 영구자석은 서로의 근접한 쪽의 영구자석을 공용으로 해도 좋다.

이와 같이, 제1의 한 쌍의 영구자석 및 제2의 한 쌍의 영구자석은 서로의 근접한 쪽의 영구자석을 공용으로 하고 있기 때문에, 부품수를 저감할 수 있다.

상기 리니어 액튜에이터에 있어서, 상기 고정자에는 상기 공용 영구자석의 상기 왕복이동방향의 중간 위치에 인접하여 자기적 갭이 마련되어 있어도 된다.

이와 같이, 고정자에는 공용 영구자석의 상기 왕복이동방향의 중간 위치에 인접하여 자기적 갭이 마련되어 있기 때문에, 서로의 근접한 쪽의 영구자석을 공용으로 해도, 제1의 한 쌍의 영구자석을 통해 고정자와 철부재로 자속을 유도하는 것 및 제2의 한 쌍의 영구자석을 통해 고정자와 철부재로 자속을 유도하는 것을 확실히 할 수 있다.

상기 리니어 액튜에이터에 있어서, 상기 철부재에는 상기 영구자석의 방향으로 돌출하는 볼록부가 상기 왕복이동방향으로 인접하여 한 쌍 설치되어 있어도 된 다.

이와 같이, 철부재에는 영구자석의 방향으로 돌출하는 볼록부가 왕복이동방향으로 인접하여 한 쌍 마련되어 있기 때문에, 일방향의 이동이나 타방향의 이동시에도 볼록부의 단면에 효율적으로 흡인력을 작용시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 영구자석에 의해 발생되는 자속을 가동자의 이동으로 유효하게 사용할 수 있고, 가동자에 충분하고도 안정적으로 추력을 발생시킬 수 있는 리니어 액튜에이터의 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서의 제5 양태의 리니어 액튜에이터는, 고정자와, 철편을 가지며 상기 고정자에 대해 왕복이동이 가능하게 설치된 가동자와, 상기 철편에 대향하며 상기 왕복이동방향을 따라 자극을 배열한 상태로 상기 고정자에 마련된 영구자석과, 그 영구자석의 상기 왕복이동방향의 양쪽에 설치된 한 쌍의 자극부재와, 상기 고정자에 마련된 코일을 가지는 것으로, 상기 고정자와 상기 영구자석과 상기 한 쌍의 자극부재에 상기 영구자석의 자력에 의해 형성되는 자속 루프에 대해 자기 저항이 되는 자기저항수단을 가지는 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같이, 고정자와 영구자석과 한 쌍의 자극부재에 영구자석의 자력에 의해 형성되는 자속 루프에 대해 자기저항수단이 자기 저항이 되기 때문에, 영구자석에 의해 발생되어 자극부재와 철편 사이에서 유도되는 자속수를 증가시킬 수 있다.

상기 리니어 액튜에이터에 있어서, 상기 자기저항수단은 상기 자극부재와 상기 고정자 사이에 마련된 자기적 갭이어도 된다.

이와 같이, 자기저항수단은 상기 자극부재와 상기 고정자 사이에 마련된 자기적 갭이기 때문에, 고정자와 영구자석과 한 쌍의 자극부재에 영구자석의 자력에 의해 형성되는 자속 루프에 대해 간단한 구성으로 자기 저항을 마련할 수 있다.

상기 리니어 액튜에이터에 있어서, 상기 자기저항수단은 상기 자극부재의 상기 고정자 쪽에 형성된 오목부이어도 된다.

이와 같이, 자기저항수단은 자극부재의 고정자 쪽에 형성된 오목부이기 때문에, 자극부재를 고정자에 직접 고정하면서 고정자와 영구자석과 한 쌍의 자극부재에 영구자석의 자력에 의해 형성되는 자속 루프에 대해 자기 저항을 마련할 수 있다.

상기 리니어 액튜에이터에 있어서, 상기 자기저항수단은 상기 자극부재의 상기 고정자 쪽에 형성된 구멍부이어도 된다.

이와 같이, 자기저항수단은 자극부재의 고정자 쪽에 형성된 구멍부이기 때문에, 자극부재를 고정자에 직접 고정하면서 고정자와 영구자석과 한 쌍의 자극부재에 영구자석의 자력에 의해 형성되는 자속 루프에 대해 자기 저항을 마련할 수 있다.

상기 리니어 액튜에이터에 있어서, 상기 자기저항수단은 상기 자극부재의 두께를 상기 고정자측으로 갈수록 얇게 함으로써 형성해도 된다.

이와 같이, 자기저항수단은 자극부재의 두께를 고정자측으로 갈수록 얇게 하여 이루어지는 것이기 때문에, 자극부재를 고정자에 직접 고정하면서 고정자와 영구자석과 한 쌍의 자극부재에 영구자석의 자력에 의해 형성되는 자속 루프에 대해 자기 저항을 마련할 수 있다.

상기 리니어 액튜에이터에 있어서, 상기 고정자에는 상기 영구자석 및 상기한 쌍의 자극부재의 조가 상기 왕복이동방향으로 복수 설치되어 있으며, 상기 가동자에는 상기 철편이 상기 왕복이동방향으로 복수 설치되어 있어도 된다.

이와 같이, 고정자에는 영구자석 및 한 쌍의 자극부재의 조가 왕복이동방향으로 복수 설치되어 있으며, 가동자에는 철편이 왕복이동방향으로 복수 설치되어 있기 때문에, 가동자에 더 큰 추력을 발생시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도로서 코일에 전류가 흐르고 있지 않은 상태의 자속 상태를 2점 쇄선으로 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도로서 코일에 전류가 한 방향으로 흐르고 있는 상태의 자속 상태를 2점 쇄선으로 나타낸 것이다.

도 3은 본 발명의 제1 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도로서 코일에 전류가 역방향으로 흐르고 있는 상태의 자속 상태를 2점 쇄선으로 나타낸 것이다.

도 4는 본 발명의 제1 실시형태의 리니어 액튜에이터의 변형 예를 나타낸 측단면이다.

도 5는 본 발명의 제2 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도로 서 코일에 전류가 흐르고 있지 않은 상태의 자속 상태를 2점 쇄선으로 나타낸 것이다.

도 6은 본 발명의 제3 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도로서 코일에 전류가 흐르고 있지 않은 상태의 자속 상태를 2점 쇄선으로 나타낸 것이다.

도 7은 본 발명의 제4 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도이다.

도 8은 본 발명의 제5 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도로서 코일에 전류가 흐르고 있지 않은 상태의 자속 상태를 2점 쇄선으로 나타낸 것이다.

도 9는 본 발명의 제5 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도로서 코일에 전류가 한 방향으로 흐르고 있는 상태의 자속 상태를 2점 쇄선으로 나타낸 것이다.

도 10은 본 발명의 제5 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도로서 코일에 전류가 역방향으로 흐르고 있는 상태의 자속 상태를 2점 쇄선으로 나타낸 것이다.

도 11은 본 발명의 제5 실시형태의 리니어 액튜에이터의 변형 예를 나타내는 측단면도이다.

도 12는 본 발명의 제6 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도로서 코일에 전류가 흐르고 있지 않은 상태의 자속 상태를 2점 쇄선으로 나타낸 것 이다.

도 13은 본 발명의 제7 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도로서 코일에 전류가 흐르고 있지 않은 상태의 자속 상태를 2점 쇄선으로 나타낸 것이다.

도 14는 본 발명의 제7 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도로서 코일에 전류가 한 방향으로 흐르고 있는 상태의 자속 상태를 2점 쇄선으로 나타낸 것이다.

도 15는 본 발명의 제7 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도로서 코일에 전류가 역방향으로 흐르고 있는 상태의 자속 상태를 2점 쇄선으로 나타낸 것이다.

도 16은 본 발명의 제7 실시형태의 리니어 액튜에이터의 변형 예를 나타내는 측단면도이다.

도 17은 본 발명의 제8 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도로서 코일에 전류가 흐르고 있지 않은 상태의 자속 상태를 2점 쇄선으로 나타낸 것이다.

도 18은 본 발명의 제9 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도로서 코일에 전류가 흐르고 있지 않은 상태의 자속 상태를 2점 쇄선으로 나타낸 것이다.

도 19는 본 발명의 제10 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도이다.

도 20은 본 발명의 제11 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도이다.

도 21은 본 발명의 제12 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도로서 코일에 전류가 흐르고 있지 않은 상태의 자속 상태를 2점 쇄선으로 나타낸 것이다.

도 22는 본 발명의 제12 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도로서 코일에 전류가 한 방향으로 흐르고 있는 상태의 자속 상태를 2점 쇄선으로 나타낸 것이다.

도 23은 본 발명의 제12 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도로서 코일에 전류가 역방향으로 흐르고 있는 상태의 자속 상태를 2점 쇄선으로 나타낸 것이다.

도 24는 본 발명의 제13 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 정단면도이다.

도 25는 본 발명의 제13 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도로서 코일에 전류가 흐르고 있지 않은 때의 자속 상태를 2점 쇄선으로 나타내는 것이다.

도 26은 본 발명의 제13 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 정단면도로서 코일에 전류가 한 방향으로 흐르고 있는 때의 자속 상태를 2점 쇄선으로 나타낸 것이다.

도 27은 본 발명의 제13 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도 로서 코일에 전류가 한 방향으로 흐르고 있는 때의 자속 상태를 2점 쇄선으로 나타낸 것이다.

도 28은 본 발명의 제13 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 정단면도로서 코일에 전류가 역방향으로 흐르고 있는 때의 자속 상태를 2점 쇄선으로 나타낸 것이다.

도 29는 본 발명의 제13 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도로서 코일에 전류가 역방향으로 흐르고 있는 때의 자속 상태를 2점 쇄선으로 나타낸 것이다.

도 30은 본 발명의 제14 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 정단면도이다.

도 31은 본 발명의 제14 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 도 30에 도시된 X-X선을 따른 단면도이다.

도 32는 본 발명의 제15 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 도 30에 도시된 X-X선을 따른 단면도이다.

도 33은 본 발명의 제13 실시형태의 리니어 액튜에이터의 변형 예를 나타낸 정단면도이다.

도 34는 본 발명의 제13 실시형태의 리니어 액튜에이터의 변형 예를 나타낸 측단면도이다.

도 35는 본 발명의 제16 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도이다.

도 36은 본 발명의 제16 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도로서 코일에 전류가 흐르고 있지 않은 때의 자속 상태를 2점 쇄선으로 나타낸 것이다.

도 37은 본 발명의 제16 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도로서 코일에 전류가 한 방향으로 흐르고 있는 때의 자속 상태를 2점 쇄선으로 나타낸 것이다.

도 38은 본 발명의 제16 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도로서 코일에 전류가 역방향으로 흐르고 있는 때의 자속 상태를 2점 쇄선으로 나타낸 것이다.

도 39는 본 발명의 제16 실시형태의 리니어 액튜에이터의 변형 예를 나타낸 측단면도이다.

도 40은 본 발명의 제16 실시형태의 리니어 액튜에이터의 다른 변형 예를 나타낸 측단면도이다.

도 41은 본 발명의 제16 실시형태의 리니어 액튜에이터의 또 다른 변형 예를 나타낸 측단면도이다.

도 42는 본 발명의 제16 실시형태의 리니어 액튜에이터의 또 다른 변형 예를 나타낸 측단면도이다.

도 43은 본 발명의 제16 실시형태의 리니어 액튜에이터를 포함하는 리니어 모터를 나타낸 측단면도이다.

도 44는 본 발명의 제16 실시형태의 리니어 액튜에이터를 포함하는 리니어 모터를 나타낸 정면도이다.

도 45는 본 발명의 제17 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도로서 코일에 전류가 흐르고 있지 않은 상태의 자속 상태를 2점 쇄선으로 나타낸 것이다.

도 46은 본 발명의 제17 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도로서 코일에 전류가 한 방향으로 흐르고 있는 상태의 자속 상태를 2점 쇄선으로 나타낸 것이다.

도 47은 본 발명의 제17 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도로서 코일에 전류가 역방향으로 흐르고 있는 상태의 자속 상태를 2점 쇄선에 나타낸 것이다.

도 48은 본 발명의 제18 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도로서 코일에 전류가 흐르고 있지 않은 상태의 자속 상태를 2점 쇄선으로 나타낸 것이다.

도 49는 본 발명의 제18 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 정면도이다.

도 50은 본 발명의 제19실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도로서 코일에 전류가 흐르고 있지 않은 상태의 자속 상태를 2점 쇄선으로 나타낸 것이다.

도 51은 본 발명의 제20 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도로서 코일에 전류가 흐르고 있지 않은 상태의 자속 상태를 2점 쇄선으로 나타낸 것 이다.

도 52는 본 발명의 제21 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도로서 코일에 전류가 흐르고 있지 않은 상태의 자속 상태를 2점 쇄선으로 나타낸 것이다.

도 53은 본 발명의 제22 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도이다.

도 54는 본 발명의 제23 실시형태의 리니어 액튜에이터를 나타내는 측단면도이다.

도 55는 본 발명의 제14 실시형태의 리니어 액튜에이터의 변형 예를 나타낸 정단면도이다.

도 56은 본 발명의 제14 실시형태의 리니어 액튜에이터의 변형 예에서의 고정자만을 나타낸 정단면도이다.

본 발명의 제1 실시형태의 리니어 액튜에이터를 도 1∼도 4를 참조하여 이하에 설명한다.

제1 실시형태의 리니어 액튜에이터(11)는 요크(고정자)(12)와, 이 요크(12)에 왕복이동이 가능하게 설치된 가동자(13)와, 요크(12)에 고정된 영구자석(14)과, 요크(12)에 고정된 코일(15)을 구비하고 있다.

상기 요크(12)는 원통 형상의 외원통부(17)와, 이 외원통부(17)의 축선방향의 일단 쪽에 설치된 박판 환상의 저판부(18)와, 이 저판부(18)의 안쪽 부분에 축 선방향을 따라 외원통부(17)와 같은쪽으로 돌출하는 환상의 연결부(20)와, 이 연결부(20)에 외원통부(17)와 동축을 이루어 마련된 원통 형상의 내부자극(자극부재)(19)을 가지고 있다.

외원통부(17), 저판부(18), 연결부(20) 및 내부자극(19)을 가지는 요크(12)는 공통된 자성 재료인 소결재로 소결에 의해 일체 성형되어 있다.

상기 코일(15)은 환상을 이루고 있고, 요크(12) 저판부(18)와 외원통부(17) 간의 경계의 모서리부 안쪽에 요크(12)와 동축을 이루며 고정되어 있다.

상기 영구자석(14)은 그 양 자극, 즉 N극(14a)과 S극(14b)이 축선방향으로 배열된 박판 환상의 것으로, 페라이트 자석으로 이루어져 있다. 이 영구자석(14)의 축선방향의 양쪽에는, 축선방향으로 대략 원통 형상을 이루어 돌출하는 돌출부(21)가 내경 쪽에 형성된 단면 L자 형상의 환상의 외부자극(자극부재(22) 및 외부자극(자극부재)(23)이 서로의 돌출부(21)를 반대 방향으로 돌출시키도록 배치되어 있다. 이들 한 쌍의 외부자극(22) 및 외부자극(23)도 소결재로 이루어져 있다. 그리고 이처럼 영구자석(14)의 자극(14a, 14b)의 배열 방향의 양쪽을 환상의 외부자극(22, 23)으로 감싼 상태로 이들 영구자석(14) 및 한 쌍의 외부자극(22, 23)이 요크(12)의 외원통부(17)의 안쪽에 압입됨으로써 이들 영구자석(14) 및 한 쌍의 외부자극(22, 23)은 요크(12)의 외경 쪽에 요크(12)와 동축으로 고정되어 있다.

이 고정 상태에서, 영구자석(14)은 N극(14a)을 저판부(18) 쪽에 배치함과 동시에, 한쪽의 외부자극(22)이 축선방향에 있어서 코일(15)과 인접하는 상태가 된다. 또한, 이 고정 상태에서 영구자석(14) 및 한 쌍의 외부자극(22, 23)은 전체적 으로 요크(12)의 원통 형상의 내부자극(19) 바깥쪽에 이것과 동축을 이루고, 또한 이 내부자극(19)과 축선방향의 위치 및 길이를 맞춰 배치되게 되며, 이 내부자극(19) 과의 사이에 환상의 갭부(25)를 형성하게 된다.

요크(12)의 내부자극(19)의 내주 쪽에는, 샤프트(26)를 축선방향으로 이동 가능하게 부쉬(27)에 의해 지지하는 볼부쉬(28)가 그 부쉬(27)에서 동축으로 고정되어 있다. 그리고 이 부쉬(27)에 이동 가능하게 지지된 샤프트(26)에 상기한 가동자(13)가 고정되어 있다. 그리고 요크(12)에 고정된 부쉬(27)에 대해 샤프트(26)와 가동자(13)가 축선방향을 따라 일체로 왕복이동한다.

가동자(13)는 샤프트(26)에 고정되는 대략 원판 형상의 베이스부(30)와, 이 베이스부(30)에서 샤프트(26)에 고정된 상태로 상기 환상의 갭(25)에 들어가도록 마련되는 원통부(31)와, 이 원통부(31)의 베이스부(30)에 대해 반대쪽에 동일직경으로 동축상에 고정되는 원통 형상의 가동 자극으로서의 철편(32)을 가지고 있다. 이에 따라, 가동자(13)의 철편(32)은 환상의 갭부(25) 내에 동축에 배치되게 되는데, 그 축선방향에 있어서의 중앙 위치를 영구자석(14)의 축선방향에 있어서의 중앙 위치와 거의 맞추도록 배치되어 있다.

상기 가동자(13)는 베이스부(30)와 원통부(31)가 비자성 재료인 엔지니어링 플라스틱 등의 합성수지로 이루어져 있고, 철편(32)은 자석화되어 있지 않은 자성 재료로 이루어지는 것으로 소결재로 이루어져 있다. 가동자(13)는 철편(32)을 인서트부품으로 하는 합성수지의 인서트 성형에 의해 형성되어 있다.

그리고 이상의 결과, 가동자(13)는 철편(32)을 가지며 축선방향(각 도면에서 의 좌우 방향)을 따라 왕복이동 가능하도록 요크(12)에 지지되게 되며, 영구자석(14)은 가동자(13)의 철편(32)의 외경 쪽에 대향한 상태로, 또한 가동자(13)의 왕복이동방향을 따라 자극(14a, 14b)을 배열한 상태로 요크(12)에 고정되게 된다. 그리고 가동자(13)의 왕복이동방향에 있어서의 영구자석(14) 양쪽에 한 쌍의 외부자극(22, 23)이 설치되게 되고, 요크(12)에는 철편(32)에 영구자석(14)과는 반대쪽에서 대향하는 내부자극(19)이 일체 성형되어 있는 것이 된다. 또한, 영구자석(14) 및 한 쌍의 외부자극(22, 23)의 조는 철편(32)에 대해 한쪽에만, 구체적으로는 원통 형상의 철편(32)에 대해 반경방향 바깥쪽에만 설치되어 있다.

상기 구조의 리니어 액튜에이터(11)에 있어서는, 코일(15)에 교류 전류(정현파 전류, 구형파 전류)을 흘려 보내면, 코일(15)에 소정 방향의 전류가 흐르는 상태에서는, 도 2에 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 자속이 영구자석(14)에서 S극(14b)에서 N극(14a) 쪽으로 유도됨으로써 요크(12)의 외원통부(17), 외부자극(23), 영구자석(14), 외부자극(22), 가동자(13)의 철편(32), 요크(12)의 내부자극(19), 연결부(20), 저판부(18), 외원통부(17) 순서의 자속 루프를 형성하는 것이 되고, 이 결과 가동자(13)는 외부자극(22) 쪽으로 이동하는 방향으로 힘(F)이 가해져서 이 방향으로 이동한다. 한편, 코일(15)에 상기 소정 방향과 역방향의 전류가 흐르는 상태에서는, 도 3에 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이 자속이 영구자석(14)에서 S극(14b)에서 N극(14a) 쪽으로 유도됨으로써 요크(12)의 외원통부(17), 저판부(18), 연결부(20), 내부자극(19), 가동자(13)의 철편(32), 외부자극(23), 영구자석(14), 외부자극(22), 외원통부(17) 순서의 자속 루프를 형성하게 되고, 이 결과, 가동자(13)는 반대의 외부자극(23) 쪽으로 이동하는 방향으로 힘(F)이 가해져 이 방향으로 이동한다.

교류 전류에 의한 코일(15)로의 전류 흐름의 방향이 서로 변화함으로써 이상의 작동을 반복하며 가동자(13)는 요크(12)에 대해 축선방향으로 왕복이동하게 된다.

상술한 제1 실시형태의 리니어 액튜에이터(11)에 의하면, 가동자(13)에 철편(32)을 설치함과 동시에, 이 철편(32)에 대향한 상태로 영구자석(14)을 요크(12)에 설치하고, 또한 코일(15)을 요크(12)에 설치하며, 요크(12) 쪽의 전류 방향이 변하는 코일(15)과 영구자석(14)에서 철편(32)을 통과하는 자속을 이동시킴으로써 철편(32), 즉 가동자(13)를 왕복이동시킨다.

이와 같이, 코일(15)이 가동자(13) 쪽이 아니라 요크(12)에 마련되기 때문에, 가동자(13) 쪽에 급전할 필요가 없어져, 이동하는 가동자(13)가 코일(15)로의 급전선에 단선을 일으켜 버리는 일이 없어진다. 따라서 연속 운전 등에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 영구자석(14)도 가동자(13) 쪽이 아니라 요크(12) 쪽에 마련되기 때문에, 성능 향상을 도모하기 위해 높은 자속 밀도를 얻고자 한 경우에 영구자석(14)의 중량이 증대하더라도 가동자(13)의 중량이 증가하는 일이 없다. 따라서 성능 향상(추력 향상)을 용이하게 도모할 수 있다. 또한, 갭부(25)의 자속 밀도 향상을 도모할 경우, 직경방향으로 자석 사이즈를 확대하면 되고, 갭부(25)에 영향을 미치지 않고(갭부(25)를 확대시키지 않고) 성능 향상을 도모할 수 있어서 설계 자유도가 향상된다. 또한, 영구자석(14)이 갭부(25)에 없어지므로 갭부(25)는 철심끼리의 대향이 되고, 자로의 길이가 짧아져 전자석 기자력을 작게 할 수 있으며 효율성이 높아진다. 아울러, 영구자석(14)을 사용하고 있기 때문에, 자로의 선형성이 좋다.

또한, 가동자(13)에 자석이 없으므로 가동자(13)에의 착자 작업이 불필요하게 되고, 또한 가동자(13)의 제조시에 철편(32)에는 흡인력이 작용하지 않기 때문에, 가동자(13)의 일체 성형이 용이하게 된다. 따라서 제조가 용이하게 되어 비용 절감을 도모할 수 있다. 또한, 철편(32)을 인서트부품으로 합성수지의 인서트 성형에 의해 가동자(13)를 제조하면, 이 가동자(13)에 자석이 없으므로 후가공이 가능하게 되고, 또한 갭부(25)에도 자석이 없어지므로 후가공이 가능하며, 리니어 액튜에이터(11)의 동축 동심도의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 그 결과, 베어링, 즉 볼부쉬(28)에 걸리는 부담을 경감할 수 있으며 그 수명을 늘릴 수 있다.

여기에서, 구체적으로는 요크(12) 쪽의 코일(15)의 전류 방향이 교대로 바뀌면, 가동자(13)의 왕복이동방향을 따라 자극(14a, 14b)을 배열하고 있는 영구자석(14) 양쪽에 배치된 외부자극(22, 23)을 통한 철편(32)으로의 자속의 도입 쪽을 외부자극(22, 23)이 교대로 바꾸게 되고, 그 결과 철편(32), 즉 가동자(13)를 왕복이동시키게 된다. 따라서 간이한 구성으로 가동자(13)를 왕복이동시킬 수 있고, 제조가 용이하게 되어 더한 비용 절감을 도모할 수 있다.

또한, 영구자석(14) 및 한 쌍의 외부자극(22, 23)의 조가 철편(32)에 대해 한쪽에만 마련되어 있기 때문에, 전체적으로 경량화가 가능하다.

또한, 영구자석(14) 및 한 쌍의 외부자극(22, 23)의 조가 원통 형상의 철편 (32)에 대해 반경방향 바깥쪽에만 설치되어 있기 때문에, 철편(32), 즉 가동자(13)의 반경을 작게 할 수 있고, 따라서 특히 가동자(13)의 경량화를 도모할 수 있다.

또한, 철편(32)에 영구자석(14)과는 반대쪽에서 대향하는 내부자극(19)이 요크(12)에 일체 성형되어 있기 때문에, 이들을 별도로 제조하거나 나중에 접합시키는 일이 없다. 따라서 제조가 한층 용이하게 된다.

또한, 가동자(13)가 철편(32)을 인서트부품으로 하는 합성수지의 인서트 성형에 의해 형성되는 것이기 때문에, 철편(32)을 포함하는 가동자(13)를 용이하고도 경량으로 형성할 수 있다.

또한, 가동자(13)가 볼부쉬(28)를 통해 요크(12)에 지지되어 있기 때문에, 가동자(13)를 정확하게 왕복이동시킬 수 있다.

또한, 요크(12)를 소결재로 형성하기 때문에, 비용 절감이나 성능(철손 저감) 향상을 도모할 수 있으며 기계 강도를 향상시킬 수 있다. 요크(12)를 압분 철심으로 형성해도 같은 효과가 얻어진다.

그리고, 가동자(13)의 베이스부(30) 및 원통부(31)는 비자성 재료라면 합성수지뿐 아니라 알루미늄 다이캐스트나 비자성 스테인리스 등으로 형성해도 되고, 이 경우 강성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 그렇지만, 합성수지에 형성하는 편이 경량화의 관점에서 더 바람직하다.

또한, 영구자석(14)으로서는 상기한 페라이트 자석 이외로도 네오듐, 사마륨 코발트 등의 희토류계의 것을 사용하거나 플라스틱 자석을 사용하는 것도 가능하지만, 페라이트 자석을 사용하는 것이 비용 절감 관점에서 더 바람직하다.

또한, 가동자(13)의 베어링은 볼부쉬 이외에도 공기 베어링(기체 베어링)이나 슬라이딩 베어링 등을 사용해도 된다. 그렇지만, 볼부쉬(28)를 사용하는 편이 가동자(13)를 보다 정확하게 왕복이동시킬 수 있기 때문에 더 바람직하다.

또한, 이 리니어 액튜에이터(11)는 가동부에 스프링을 조립하거나 외부에 놓인 스프링과의 병용으로 공진시켜 사용되는 것이 일반적이지만, 물론 이대로 사용하는 것도 가능하다.

또한, 이 리니어 액튜에이터(11)에 위치, 속도 등을 검출하는 센서를 설치하고, 폐루프 제어를 함으로써 속도나 위치의 제어가 가능한 리니어 서보 액튜에이터로서 이용할 수 있다.

또한, 변위 특성 등의 성능 개선을 위해서 내부자극(19)이나 외부자극(22, 23)의 단부에 모따기 등을 실시해도 된다.

또한, 내부자극(19), 외부자극(22, 23), 철편(32)은 소결재 이외에도 고속 운전 시의 철손 저감을 위해 이들 재료를 전기 철판의 적층 구조로 해도 된다.

또한, 외부자극(22, 23)을 도 4에 실선으로 나타낸 바와 같이, 돌출부가 형성되어 있지 않은 단원통 형상으로 해도 되고, 또한 도 4에 파선으로 나타낸 바와 같이, 돌출부(21)를 내경 및 외경 쪽 양쪽에 설치해도 된다. 아울러, 도 4에 나타낸 바와 같이, 가동자(13)를 요크(12)에 대해 볼부쉬(28) 등에 의해 지지하지 않는 구조로 하는 것도 가능하다.

다음으로, 본 발명의 제2 실시형태의 리니어 액튜에이터를 도 5를 참조하여 이하에서 설명한다. 그리고, 제1 실시형태와 같은 부분에는 동일한 부호를 부여하 고 그 설명을 생략한다.

제2 실시형태의 리니어 액튜에이터(11)는 요크(12)의 직경방향 안쪽에, 연결부(20) 및 내부자극(19) 대신에 외원통부(17)와 동축을 이루는 내원통부(35)를 일체로 마련하고 있다. 그리고 외부쪽에 더해 내부쪽에도 환상의 코일(36)을, 요크(12)의 저판부(18)와 내원통부(35) 간의 경계의 모서리부 안쪽에 요크(12)와 동축을 이루어 고정하고 있다.

또한, 외부쪽에 더하여 내부쪽에도 양 자극, 즉 N극(37a)과 S극(37b)이 축선방향으로 배열된 박판 환상의 페라이트 자석 등으로 이루어지는 영구자석(37)과, 외경 쪽에 축선방향으로 돌출하는 돌출부(38)가 형성된 단면 L자 형상을 이루며, 영구자석(37)의 축선방향의 양쪽에 서로 돌출부(38)를 반대 방향으로 돌출시키도록 배치되는 한 쌍의 환상의 소결재로 이루어지는 내부자극(자극부재)(39) 및 내부자극(자극부재)(40)을 설치하고 있다. 이들 영구자석(37) 및 한 쌍의 내부자극(39, 40)은 영구자석(37)의 자극(37a, 37b)의 배열 방향의 양쪽을 환상의 내부자극(39, 40)에서 감싼 상태로 요크(12)의 내원통부(35) 바깥쪽에 압입됨으로써 요크(12)에 동축으로 고정되어 있다.

이 고정 상태에서, 영구자석(37)은 S극(37b)을 저판부(18) 쪽에 배치함과 동시에 한쪽 내부자극(39)이 축선방향에 있어서 코일(36)과 인접하는 상태가 된다. 또한, 이 고정 상태에서 영구자석(37) 및 한 쌍의 내부자극(39, 40)은 전체적으로 영구자석(14) 및 한 쌍의 외부자극(22, 23)의 안쪽에 이와 동축을 이루어 배치되고, 또한 영구자석(37)은 외부쪽의 영구자석(14)과, 내부자극(39)은 외부자극(22) 과, 내부자극(40)은 외부자극(23)과, 코일(36)은 외부쪽의 코일(15)과, 각각 축선방향의 위치 및 길이를 맞추고 있다. 그리고 영구자석(37) 및 한 쌍의 내부자극(39, 40)과, 영구자석(14) 및 한 쌍의 외부자극(22, 23) 사이에 환상의 갭부(25)가 형성되게 된다.

그리고 요크(12)의 내원통부(35)의 내주 쪽에 샤프트(26)를 축선방향으로 이동 가능하게 부쉬(27)에 의해 지지하는 볼부쉬(28)가 그 부쉬(27)에서 동축으로 고정되어 있다. 볼부쉬(28)의 샤프트(26)에 고정된 가동자(13)는 영구자석(14) 및 한 쌍의 외부자극(22, 23)과, 영구자석(37) 및 한 쌍의 내부자극(39, 40) 사이의 환상의 갭부(25)에 원통 형상의 가동 자극으로서의 철편(32)을 제1 실시형태와 같이 배치하고 있다.

이상의 제2 실시형태의 리니어 액튜에이터(11)도 제1 실시형태와 같은 효과를 가져다 줄 수 있고, 또한 영구자석(14) 및 한 쌍의 외부자극(22, 23)의 조와 영구자석(37) 및 한 쌍의 내부자극(39, 40)의 조가 철편(32)을 사이에 두고 양쪽에 설치되어 있기 때문에, 더 강력한 영구자석의 자계와 전류에 의한 기자력을 얻을 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제3 실시형태의 리니어 액튜에이터를 도 6을 참조하여 이하에 설명한다. 그리고, 제1 실시형태와 같은 부분에는 동일한 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.

제3 실시형태의 리니어 액튜에이터(11)는 요크(12)의 직경방향 안쪽에 연결부(20) 및 내부자극(19) 대신에 외원통부(17)와 동축을 이루는 내원통부(44)를 일 체로 마련하고 있다.

그리고 외부쪽에 더하여 내부쪽에도 양 자극, 즉 N극(45a)과 S극(45b)이 축선방향으로 배열된 박판 환상의 페라이트 자석 등으로 이루어지는 영구자석(45)과, 원통 형상을 이루고 영구자석(45)의 축선방향의 양쪽에 배치되는 한 쌍의 소결재로 이루어지는 내부자극(자극부재)(46) 및 내부자극(자극부재)(47)을 설치하고 있다. 이들 영구자석(45) 및 한 쌍의 내부자극(46, 47)은 영구자석(45)의 자극(45a, 45b)의 배열 방향의 양쪽을 원통 형상의 내부자극(46, 47)에서 감싼 상태로 요크(12)의 내원통부(44) 바깥쪽에 압입됨으로써 요크(12)에 동축으로 고정되어 있다.

이 고정 상태에서 영구자석(45)은 S극(45b)을 저판부(18) 쪽에 배치하게 된다. 또한, 이 고정 상태에서 영구자석(45) 및 한 쌍의 내부자극(46, 47)은 전체적으로 영구자석(14) 및 한 쌍의 외부자극(22, 23)의 안쪽에 이와 동축을 이루어 배치되고, 또한 영구자석(45)은 외부쪽의 영구자석(14)과, 내부자극(46)은 외부자극(22)과, 내부자극(47)은 외부자극(23)과 각각 축선방향의 위치 및 길이를 맞추고 있다. 그리고 영구자석(14) 및 한 쌍의 외부자극(22, 23)과, 영구자석(45) 및 한 쌍의 내부자극(46, 47) 사이에 환상의 갭부(25)가 형성되게 된다.

그리고 요크(12)의 내원통부(44) 내주 쪽에 샤프트(26)를 축선방향으로 이동 가능하게 부쉬(27)에 의해 지지하는 볼부쉬(28)가 그 부쉬(27)에서 동축으로 고정되어 있다. 볼부쉬(28)의 샤프트(26)에 고정된 가동자(13)는 영구자석(14) 및 한 쌍의 외부자극(22, 23)과, 영구자석(45) 및 한 쌍의 내부자극(46, 47) 사이의 환상의 갭부(25)에 원통 형상의 가동 자극으로서의 철편(32)을 제1 실시형태와 같이 배 치하고 있다. 그리고, 이 경우 내부쪽의 영구자석(45)으로서는 희토류계의 자석이 적합하다.

이상의 제3 실시형태의 리니어 액튜에이터(11)도 제1 실시형태와 같은 효과를 가져다 줄 수 있고, 또한 영구자석(14) 및 한 쌍의 외부자극(22, 23)의 조와, 영구자석(45) 및 한 쌍의 내부자극(46, 47)의 조가 철편(32)을 사이에 두고 양쪽에 설치되어 있기 때문에, 더 강력한 영구자석의 자계와 전류에 의한 기자력을 얻을 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제4 실시형태의 리니어 액튜에이터를 도 7을 참조하여 이하에 설명한다. 그리고, 제1 실시형태와 같은 부분에는 동일한 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.

제4 실시형태의 리니어 액튜에이터(11)는 요크(12)의 직경방향 안쪽에, 연결부(20) 및 내부자극(19) 대신에 외원통부(17)와 동축을 이루는 내원통부(35)를 일체로 마련하고 있다. 그리고 외부쪽 대신에 내부쪽에, 환상 코일(36)을, 요크(12) 저판부(18)와 내원통부(35) 간의 경계의 모서리부 안쪽에 요크(12)와 동축을 이루어 고정하고 있다.

또한, 외부쪽 대신에 내부쪽에, 양 자극, 즉 N극(37a)과 S극(37b)이 축선방향으로 배열된 박판 환상의 페라이트 자석 등으로 이루어지는 영구자석(37)과, 외경 쪽에 축선방향으로 돌출하는 돌출부(38)가 형성된 단면 L자 형상을 이루고 영구자석(37)의 축선방향의 양쪽에 서로 돌출부(38)를 반대 방향으로 돌출시키도록 배치되는 한 쌍의 환상의 소결재로 이루어지는 내부자극(자극부재)(39) 및 내부자극( 자극부재)(40)을 설치하고 있다. 이들 영구자석(37) 및 한 쌍의 내부자극(39, 40)은 영구자석(37)의 자극(37a, 37b)의 배열 방향의 양쪽을 환상의 내부자극(39, 40)으로 감싼 상태로, 요크(12)의 내원통부(35) 바깥쪽에 압입됨으로써 요크(12)에 동축으로 고정되어 있다.

이 고정 상태에서, 영구자석(37)은 S극(37b)을 저판부(18) 쪽에 배치함과 동시에, 한쪽의 내부자극(39)이 축선방향에 있어서 코일(36)과 인접하는 상태가 된다. 그리고 영구자석(37) 및 한 쌍의 내부자극(39, 40)과, 외원통부(17) 사이에 환상의 갭부(25)가 형성되게 된다.

그리고 요크(12)의 내원통부(35) 내주 쪽에, 샤프트(26)를 축선방향으로 이동 가능하게 부쉬(27)에 의해 지지하는 볼부쉬(28)가 그 부쉬(27)에서 동축으로 고정되어 있다. 볼부쉬(28)의 샤프트(26)에 고정된 가동자(13)는 영구자석(37) 및 한 쌍의 내부자극(39, 40)과 외원통부(17) 사이의 환상의 갭부(25)에, 원통 형상의 가동 자극으로서의 철편(32)을 제1 실시형태와 같이 배치하고 있다. 그 결과, 영구자석(37) 및 한 쌍의 내부자극(39, 40)의 조가 원통 형상의 철편(32)에 대해 반경방향 안쪽에만 마련되어 있다.

이상의 제4 실시형태의 리니어 액튜에이터(11)도 제1 실시형태와 같은 효과를 가져다 줄 수 있고, 더욱이 영구자석(37) 및 한 쌍의 내부자극(39, 40)의 조가 철편(32)에 대해 반경방향 안쪽에만 마련되어 있기 때문에, 영구자석(37) 및 한 쌍의 내부자극(39, 40)의 반경을 작게 할 수 있고, 이들의 경량화가 가능하여 전체적인 경량화를 도모할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제5 실시형태의 리니어 액튜에이터를 도 8∼도 11을 참조하여 제1 실시형태와의 상이한 부분을 중심으로 이하에 설명한다. 그리고, 제1 실시형태와 같은 부분에는 동일한 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.

제5 실시형태에 있어서는, 영구자석(14) 및 한 쌍의 외부자극(22, 23)의 조가 가동자(13)의 왕복이동방향, 즉 축선방향으로 복수, 구체적으로는 2조 설치되어 있고, 또한 요크(12)의 외원통부(17)와 2조의 외부자극(22, 23)이 공통된 자성 재료인 소결재로 소결에 의해 일체 성형되어 있다.

다만, 인접하는 영구자석(14)끼리는 서로 자극의 방향을 다르게 하고 있다. 구체적으로는, 저판부(18) 쪽의 영구자석(14)은 N극(14a)을 저판부(18) 쪽에 배치함과 동시에, S극(14b)을 저판부(18)에 대해 반대쪽으로 배치하고, 저판부(18)에 대해 반대쪽의 영구자석(14)은 N극(14a)을 저판부(18)에 대해 반대쪽으로 배치함과 동시에서 S극(14b)을 저판부(18) 쪽에 배치하고 있다.

그리고 한쪽의 철편(32)은 영구자석(14) 및 한 쌍의 외부자극(22, 23)의 한쪽 조에 대향하여 마련되고, 다른 쪽의 철편(32)은 영구자석(14) 및 한 쌍의 외부자극(22, 23)의 다른 쪽 조에 대향하여 마련되어 있다.

또한, 영구자석(14) 및 한 쌍의 외부자극(22, 23)의 각 조의 사이가 되는 위치, 즉 저판부(18) 쪽의 외부자극(22, 23)의 조 중 저판부(18)에 대해 반대쪽의 외부자극(23)과, 저판부(18)에 대해 반대쪽의 외부자극(22, 23)의 조 중 저판부(18) 쪽의 외부자극(22) 사이에 코일(15)이 배치되어 있다.

또한, 내부자극(19)의 외경 쪽에는 가동자(13)의 왕복이동방향에 있서의 양 영구자석(14)들 사이의 위치로서 외부자극(22, 23)의 각 조 사이가 되는 위치에, 오목한 환상의 홈부(60)가 형성되어 있다. 아울러, 볼부쉬(28)가 부쉬(27)를 복수, 구체적으로는 2개 가지고 있다.

제5 실시형태에 있어서, 코일(15)에 교류 전류(정현파 전류, 구형파 전류)를 흘려 보내면, 코일(15)에 소정 방향의 전류가 흐르는 상태에서는 도 9에 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 자속이 요크(12)의 외원통부(17), 저판부(18)에 대해 반대쪽의 외부자극(22, 23)의 조 중 저판부(18) 쪽의 외부자극(22), 양 영구자석(14) 중 저판부(18)에 대해 반대쪽의 영구자석(14), 저판부(18)에 대해 반대쪽의 외부자극(22, 23)의 조 중 저판부(18)에 대해 반대쪽의 외부자극(23), 가동자(13)의 저판부(18)에 대해 반대쪽의 철편(32), 요크(12)의 내부자극(19), 가동자(13) 저판부(18) 쪽의 철편(32), 저판부(18) 쪽의 외부자극(22, 23)의 조 중 저판부(18)에 대해 반대쪽의 외부자극(23), 양 영구자석(14) 중 저판부(18) 쪽의 영구자석(14), 저판부(18) 쪽의 외부자극(22, 23)의 조 중 저판부(18) 쪽의 외부자극(22), 외원통부(17) 순서의 자속 루프를 형성하게 되고, 그 결과 가동자(13)는 저판부(18)에 대해 반대쪽으로 이동하는 방향으로 발생되는 힘(F)이 가해져 이 방향으로 이동한다. 한편, 코일(15)에 상기 소정 방향과 역방향의 전류가 흐르는 상태에서는, 도 10에 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 자속이 요크(12)의 외원통부(17), 저판부(18) 쪽의 외부자극(22, 23)의 조 중 저판부(18)에 대해 반대쪽의 외부자극(23), 양 영구자석(14) 중 저판부(18) 쪽의 영구자석(14), 저판부(18) 쪽의 외부자극(22, 23)의 조 중 저판부(18) 쪽의 외부자극(22), 가동자(13)의 저판부(18) 쪽의 철편(32), 요크(12)의 내부자극(19), 가동자(13)의 저판부(18)에 대해 반대쪽의 철편(32), 저판부(18)에 대해 반대쪽의 외부자극(22, 23)의 조 중 저판부(18) 쪽의 외부자극(22), 양 영구자석(14) 중 저판부(18)에 대해 반대쪽의 영구자석(14), 저판부(18)에 대해 반대쪽의 외부자극(22, 23)의 조 중 저판부(18)에 대해 반대쪽의 외부자극(23), 외원통부(17) 순서의 자속 루프를 형성하게 되고, 그 결과 가동자(13)는 저판부(18) 쪽으로 이동하는 방향으로 발생되는 힘(F)이 가해져 이 방향으로 이동한다.

교류 전류에 의한 코일(15)로의 전류의 흐름의 방향이 서로 변화함으로써 이상의 작동을 반복하여 가동자(13)는 요크(12)에 대해 축선방향으로 왕복이동하게 된다.

이와 같은 제5 실시형태에 의하면, 요크(12)에는 영구자석(14) 및 외부자극(22, 23)의 조가 가동자(13)의 왕복이동방향으로 복수 설치되어 있고, 가동자(13)에는 철편(32)이 가동자(13)의 왕복이동방향으로 복수 설치되어 있기 때문에, 가동자(13)에 더 큰 추력을 발생시킬 수 있다.

또한, 내부자극(19)의 외경 쪽에는 가동자(13)의 왕복이동방향에 있어서의 양 영구자석(14)들 사이의 위치에, 오목한 환상의 홈부(60)가 형성되어 있기 때문에, 가동자(13)에 더 큰 추력을 발생시킬 수 있다.

그리고, 도 11에 나타낸 바와 같이, 외부자극(22, 23)을 외원통부(17)와는 별도로 형성하여 영구자석(14)과 함께 외원통부(17)에 압입하도록 해도 된다.

또한, 제5 실시형태에서는 제1 실시형태의 영구자석(14) 및 한 쌍의 외부자극(22, 23)의 조를 가동자(13)의 왕복이동방향으로 복수 설치함과 동시에, 가동자 (13)에 철편(32)을 왕복이동방향으로 복수 설치하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 제2 실시형태의 영구자석(14, 37), 외부자극(22, 23) 및 내부자극(39, 40)의 조를 가동자(13)의 왕복이동방향으로 복수 설치함과 동시에, 가동자(13)에 철편(32)을 왕복이동방향으로 복수 설치하거나, 제3 실시형태의 한 쌍의 영구자석(14, 45), 외부자극(22, 23) 및 내부자극(46, 47)의 조를 가동자(13)의 왕복이동방향으로 복수 설치함과 동시에, 가동자(13)에 철편(32)을 왕복이동방향으로 복수 설치하거나, 제4 실시형태의 한 쌍의 영구자석(37) 및 내부자극(39, 40)의 조를 가동자(13)의 왕복이동방향으로 복수 설치함과 동시에, 가동자(13)에 철편(32)을 왕복이동방향으로 복수 설치하거나 하는 것도 가능하다.

다음으로, 본 발명의 제6 실시형태의 리니어 액튜에이터를 도 12를 참조하여 제5 실시형태와의 상이한 부분을 중심으로 이하에 설명한다. 그리고, 제5 실시형태와 같은 부분에는 동일한 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.

제6 실시형태에서는 가동자(13)의 왕복이동방향으로 복수 설치된 영구자석(14) 및 한 쌍의 외부자극(22, 23)의 각 조에 대해 각각 외부자극(22, 23)의 외경이 영구자석(14)의 외경보다 작은 직경으로 되어 있고, 그 결과 외부자극(22)과 요크(12)의 외원통부(17) 사이와, 외부자극(23)과 요크(12)의 외원통부(17) 사이에는 각각 요크(12)의 외원통부(17)와 영구자석(14)과 한 쌍의 외부자극(22, 23)에 영구자석(14)의 자력에 의해 형성되는 자속 루프에 대해 자기 저항이 되는 자기저항수단으로서의 환상의 갭(자기적 갭)(50)이 형성되어 있다.

이와 같은 제6 실시형태에 의하면, 요크(12)의 외원통부(17)와 영구자석(14) 과 한 쌍의 외부자극(22, 23)에 영구자석(14)의 자력에 의해 형성되는 자속 루프에 대해 갭(50)이 자기 저항이 되므로 영구자석(14)에 의해 발생되어 외부자극(22, 23)과 철편(32) 사이에서 유도되는 자속수를 증가시킬 수 있다. 따라서 영구자석(14)에 의해 발생되는 자속을 철편(32), 즉 가동자(13)의 이동으로 유효하게 사용할 수 있고, 가동자(13)에 충분하고도 안정적으로 추력을 발생시킬 수 있다.

그리고, 갭(50)은 외부자극(22, 23)과 요크(12)의 외원통부(17) 사이에 자기적인 갭을 설치하면 되므로 에어 갭으로 하거나 비자성의 스페이서로 해도 된다. 외부자극(22, 23)과 외원통부(17) 사이에 자기적인 갭으로서 비자성의 스페이서를 개재시키도록 하면, 스페이서로 외부자극(22, 23)을 외원통부(17)에 기계적으로 고정할 수 있다. 이 스페이서는 플라스틱, 알루미늄, 스테인리스, 구리 등으로 형성할 수 있다.

본 발명의 제7 실시형태의 리니어 액튜에이터를 도 13~도 16을 참조하여 이하에 설명한다.

제7 실시형태의 리니어 액튜에이터(111)는 요크(고정자)(112)와, 이 요크(112)에 왕복이동이 가능하게 설치된 가동자(113)와, 요크(112)에 고정된 한 쌍의 영구자석(114, 115)과, 요크(112)에 고정된 코일(116)을 구비하고 있다.

상기 요크(112)는 원통 형상의 외원통부(117)와, 이 외원통부(117)의 축선방향의 일단 쪽에 설치된 박판 환상 저판부(118)와, 이 저판부(118)의 안쪽 부분에 축선방향을 따라 외원통부(117)와 같은쪽으로 돌출하는 환상의 연결부(120)와, 이 연결부(120)에 외원통부(117)와 동축을 이루어 마련된 원통 형상의 내부자극(자극 부재)(119)을 가지고 있다.

외원통부(117), 저판부(118), 연결부(120) 및 내부자극(119)을 가지는 요크(112)는 공통된 자성 재료인 소결재로 소결에 의해 일체 성형되어 있다.

상기 코일(116)은 환상을 이루고 있고, 요크(112)의 저판부(118)와 외원통부(117) 간의 경계의 모서리부 안쪽에 요크(112)와 동축을 이루어 고정되어 있다.

상기 영구자석(114, 115)은 동일직경 및 동일길이를 가지며 동축상에 배치되는 원통 형상의 페라이트 링 자석으로 이루어지는 것으로, 서로 축선방향으로 인접한 상태로 배열되어 있다. 여기서, 이들 영구자석(114, 115)은 축선방향으로 직교하는 방향으로 자극을 배열한 래디얼 이방성의 것으로, 서로의 자극 배열을 반대로 하고 있다. 구체적으로는, 한쪽 영구자석(114)은 N극(114a)이 외경 쪽에 S극(114b)이 내경 쪽에 배치되어 있고, 다른 쪽의 영구자석(115)은 N극(115a)이 내경 쪽에 S극(115b)이 외경 쪽에 배치되어 있다. 이들 영구자석(114, 115)의 반경방향의 바깥쪽에는 내경 쪽에 축선방향으로 대략 원통 형상을 이루어 돌출하는 돌출부(121)가 형성되고, 단면 L자 형상의 환상의 소결재로 이루어지는 외부자극(자극부재)(122)이 그 내경 쪽에 영구자석(114, 115)을 지지하도록 설치되어 있다. 이와 같이, 영구자석(114, 115)을 지지한 상태의 외부자극(122)은 그 외경 쪽에서 요크(112)의 외원통부(117)의 안쪽에 압입됨으로써 이들 영구자석(114, 115) 및 외부자극(122)이 요크(112)와 동축으로 고정되어 있다.

이 고정 상태에서 영구자석(114, 115)은 요크(112)의 반경방향의 중간 위치에 배치되어 있고, 한쪽 영구자석(114)이 저판부(118) 쪽에, 다른 쪽의 영구자석 (115)이 저판부(118)에 대해 반대쪽에 배치됨과 동시에, 외부자극(122)에 코일(116)이 축선방향에 있어서 인접하는 상태가 된다. 이 고정 상태에서, 영구자석(114, 115)은 전체적으로 요크(112)의 원통 형상의 내부자극(119) 바깥쪽에 이것과 동축을 이루고, 또한 전체적으로 요크(112)의 원통 형상의 내부자극(119)과 축선방향의 위치 및 길이를 맞춰 배치되게 되어 이 내부자극(119) 사이에 환상의 갭부(125)를 형성하게 된다.

요크(112)의 내부자극(119) 내주 쪽에는 샤프트(126)를 축선방향으로 이동 가능하게 부쉬(127)에 의해 지지하는 볼부쉬(128)가 그 부쉬(127)에서 동축으로 고정되어 있다. 그리고 이 부쉬(127)에 이동 가능하게 지지된 샤프트(126)에 상기한 가동자(113)가 고정되어 있다. 그리고 요크(112)에 고정된 부쉬(127)에 대해 샤프트(126)와 가동자(113)가 축선방향을 따라 일체로 왕복이동한다.

가동자(113)는 샤프트(126)에 고정되는 대략 원판 형상의 베이스부(130)와, 이 베이스부(130)에 샤프트(126)에 고정된 상태에 있어서 상기 환상의 갭부(125)에 들어가도록 마련되는 원통부(131)와, 이 원통부(131)의 베이스부(13O)에 대해 반대쪽에 동일직경으로 동축상에 고정되는 원통 형상의 가동 자극으로서의 철편(132)을 가지고 있다. 이에 의해, 가동자(113)의 철편(132)은 환상의 갭부(125) 내에 동축으로 배치되게 되는데, 그 축선방향의 중앙 위치를 영구자석(114)와 영구자석(115) 간의 경계와 거의 맞추도록 배치되어 있다.

상기 가동자(113)는 베이스부(130)와 원통부(131)가 비자성 재료인 엔지니어링 플라스틱 등의 합성수지로 이루어져 있고, 철편(132)은 자석화되어 있지 않은 자성 재료로 이루어지는 것으로 소결재로 이루어져 있다. 가동자(113)는 철편(132)을 인서트부품으로 하는 합성수지의 인서트 성형에 의해 형성되어 있다.

그리고, 이상의 결과 가동자(113)는 철편(132)을 가지며 축선방향(각 도면에서의 좌우 방향)을 따라 왕복이동 가능하도록 요크(112)에 지지되게 되고, 한 쌍의 영구자석(114, 115)은 서로 가동자(113)의 왕복이동방향으로 인접한 상태로 철편(132)의 외경 쪽에 대향하며 상기 왕복이동방향에 직교하여 자극을 배열하며, 또한 서로의 자극 배열을 반대로 한 상태로 요크(112)에 고정되게 된다. 그리고 가동자(113)의 외경 쪽에 외부자극(122)이 마련되게 되고, 요크(112)에는 철편(132)에 영구자석(114, 115)과는 반대쪽에서 대향하는 내부자극(119)이 일체 성형되어 있게 된다. 또한, 영구자석(114, 115)이 철편(132)에 대해 한쪽에만, 구체적으로는 원통 형상의 철편(132)에 대해 반경방향 바깥쪽에만 설치되어 있다. 또한, 코일(116)이 원통 형상의 철편(132) 및 한 쌍의 영구자석(114, 115)보다 반경방향 바깥쪽에 설치되어 있다.

상기 구조의 리니어 액튜에이터(111)에 있어서는 코일(116)에 교류 전류(정현파 전류, 구형파 전류)를 흘려 보내면, 코일(116)에 소정 방향의 전류가 흐르는 상태에서는 도 14에 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 자속이 영구자석(115)에서 S극(115b)에서 N극(115a) 쪽으로 유도됨으로써 요크(112)의 외원통부(117), 외부자극(122), 영구자석(115), 가동자(113)의 철편(132), 요크(112)의 내부자극(119), 연결부(120), 저판부(118), 외원통부(117) 순서의 자속 루프를 형성하게 되고, 그 결과 가동자(113)는 영구자석(115) 쪽으로 이동하는 방향으로 힘(F)이 가해져 이 방향으로 이동한다. 한편, 코일(116)에 상기 소정 방향과 역방향의 전류가 흐르는 상태에서는 도 15에 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 자속이 영구자석(114)에서 S극(114b)에서 N극(114a) 쪽으로 유도됨으로써 요크(112)의 외원통부(117), 저판부(118), 연결부(120), 내부자극(119), 가동자(113)의 철편(132), 영구자석(114), 외부자극(122), 외원통부(117) 순서의 자속 루프를 형성하게 되고, 그 결과 가동자(113)는 반대의 영구자석(114) 쪽으로 이동하는 방향으로 힘(F)이 가해져 이 방향으로 이동한다.

교류 전류에 의한 코일(116)로의 전류 흐름의 방향이 서로 변화함으로써 이상의 작동을 반복하여 가동자(113)는 요크(112)에 대해 축선방향으로 왕복이동하게 된다.

상술한 제7 실시형태의 리니어 액튜에이터(111)에 의하면, 가동자(113)에 철편(132)을 설치함과 동시에, 코일(116)을 요크(112)에 마련하고, 또한 가동자(113)의 왕복이동방향으로 인접한 상태로 철편(132)에 대향하며 왕복이동방향에 직교하여 자극을 배열하고 또한 서로의 자극 배열을 반대로 한 상태로 한 쌍의 영구자석(114, 115)을 요크(112)에 마련하고 있기 때문에, 요크(112) 쪽의 코일(116)의 전류 방향이 교대로 바뀌면, 한 쌍의 영구자석(114, 115)에 있어서 자속이 서로 통과하게 되며, 철편(132)에 대해 자속을 유도하는 쪽을 한 쌍의 영구자석(114, 115)에서 교대로 바꾸게 되고, 철편(132), 즉 가동자(113)를 왕복이동시키게 된다. 그 결과, 간이한 구성으로 가동자(113)를 왕복이동시킬 수 있다.

이와 같이, 코일(116)이 가동자(113) 쪽이 아니라 요크(112)에 마련되기 때 문에, 가동자(113) 쪽에 급전할 필요가 없어져, 이동하는 가동자(113)가 코일(116)로의 급전선에 단선을 일으켜 버리는 일이 없어진다. 따라서 연속 운전 등에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 영구자석(114, 115)도 가동자(113) 쪽이 아니라 요크(112)에 설치되기 때문에, 성능 향상을 도모하기 위해 높은 자속 밀도를 얻고자 한 경우, 영구자석(114, 115)의 중량이 증대하더라도 가동자(113)의 중량이 증가하는 일이 없다. 따라서 성능 향상(추력 향상)을 용이하게 도모할 수 있다. 또한, 갭부(125)의 자속 밀도 향상을 도모할 경우, 직경방향으로 자석 사이즈를 확대하면 되고, 갭부(125)에 영향을 미치지 않고(갭부(125)가 확대되는 일이 없음) 성능 향상을 도모할 수 있어서 설계 자유도가 향상된다.

또한, 가동자(113)에 자석이 없으므로 가동자(113)에의 착자 작업이 불필요하게 되고, 또한 가동자(113)의 제조 시에 철편(132)에는 흡인력이 작용하지 않으므로 가동자(113)의 일체 성형이 용이하게 된다. 따라서 제조가 용이하게 되어 비용 절감을 도모할 수 있다. 또한, 철편(132)을 인서트부품으로서 합성수지의 인서트 성형에 의해 가동자(113)를 제조하면, 이 가동자(113)에 자석이 없으므로 후가공이 가능하게 되어 리니어 액튜에이터(111)의 동축 동심도의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 그 결과, 베어링, 즉 볼부쉬(128)에 걸리는 부담을 경감할 수 있으며 그 수명을 늘릴 수 있다.

또한, 한 쌍의 영구자석(114, 115)이 철편(132)에 대해 한쪽에만 마련되어 있기 때문에, 전체적으로 경량화가 가능하다.

또한, 코일(116)이 원통 형상의 철편(132) 및 한 쌍의 영구자석(114, 115)보다 반경방향 바깥쪽에 설치되어 있기 때문에, 철편(132), 즉 가동자(113)의 반경을 작게 할 수 있고, 따라서, 특히 가동자(113)의 경량화를 도모할 수 있다.

또한, 철편(132)에 영구자석(114, 115)과는 반대쪽에서 대향하는 내부자극(119)이 요크(112)에 일체 성형되어 있기 때문에, 이들을 별도로 제조하거나 나중에 접합시키거나 하는 일이 없다. 따라서, 제조가 한층 용이하게 된다.

또한, 가동자(113)가 철편(132)을 인서트부품으로 하는 합성수지의 인서트 성형에 의해 형성되는 것이기 때문에, 철편(132)을 포함하는 가동자(113)를 용이하고도 경량으로 형성할 수 있다.

또한, 가동자(113)가 볼부쉬(128)를 통해 요크(112)에 지지되어 있기 때문에, 가동자(113)를 정확하게 왕복이동시킬 수 있다.

또한, 요크(112)를 소결재로 형성하기 때문에, 비용 절감이나 성능(철손 저감) 향상을 도모할 수 있으며 기계 강도를 향상시킬 수 있다. 요크(112)를 압분 철심으로 형성해도 같은 효과가 얻어진다.

그리고, 가동자(113)의 베이스부(130) 및 원통부(131)는 비자성 재료라면, 합성수지가 아니라 알루미늄 다이캐스트나 비자성 스테인리스 등으로 형성해도 되고, 이 경우 강성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 그렇지만, 합성수지로 형성하는 편이 경량화의 관점에서 더 바람직하다.

또한, 영구자석(114, 115)으로서는, 상기한 페라이트 자석 이외에도 네오듐, 사마륨 코발트 등의 희토류계의 것을 사용하거나 플라스틱 자석을 사용하는 것도 가능하지만, 페라이트 자석을 사용하는 것이 비용 절감 관점에서 더 바람직하다.

또한, 가동자(113)의 베어링은 볼부쉬 이외에도 공기 베어링(기체 베어링)이나 슬라이딩 베어링 등을 사용해도 된다. 그렇지만, 볼부쉬(128)를 사용하는 편이 가동자(113)를 보다 정확하게 왕복이동시킬 수 있기 때문에 더 바람직하다.

또한, 이 리니어 액튜에이터(111)는 가동부에 스프링을 조립하거나 외부에 놓인 스프링과의 병용으로 공진시켜 사용되는 게 일반적이지만, 물론 이대로 사용하는 것도 가능하다.

또한, 이 리니어 액튜에이터(111)에 위치, 속도 등을 검출하는 센서를 설치하고 폐루프 제어를 행함으로써, 속도나 위치의 제어가 가능한 리니어 서보 액튜에이터로서 이용할 수 있다.

또한, 변위 특성 등의 성능 개선을 위해서 내부자극(119)이나 외부자극(112)의 단부에 모따기 등을 실시해도 된다.

또한, 내부자극(119), 외부자극(122), 철편(132)은 소결재 이외에도 고속 운전 시의 철손 저감을 위해 이러한 재료를 전기 철판의 적층 구조로 해도 된다.

또한, 도 16에 나타낸 바와 같이, 가동자(113)를 요크(112)에 대해 볼부쉬(128) 등에 의해 지지하지 않는 구조로 하는 것도 가능하다.

다음으로, 본 발명의 제8 실시형태의 리니어 액튜에이터를 도 17을 참조하여 이하에 설명한다. 그리고, 제7 실시형태와 같은 부분에는 동일한 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.

제8 실시형태의 리니어 액튜에이터(111)는 요크(112)의 직경방향 안쪽에, 연 결부(120) 및 내부자극(119) 대신에 외원통부(117)와 동축을 이루는 내원통부(135)를 일체로 마련하고 있다.

또한, 외부쪽에 더하여 내부쪽에도 동일직경 및 동일길이를 가지며 동축상에 배치되는 원통 형상의 페라이트 링 자석으로 이루어지는 영구자석(136, 137)을 서로 축선방향으로 인접한 상태가 되도록 배열하고 있다. 여기서, 이들 영구자석(136, 137)도 축선방향으로 직교하는 방향으로 자극을 배열한 래디얼 이방성의 것으로, 서로의 자극 배열을 반대로 있다. 구체적으로는, 한쪽 영구자석(136)은 N극(136a)이 외경 쪽에 S극(136b)이 내경 쪽에 배치되어 있고, 다른 쪽 영구자석(137)은 N극(137a)이 내경 쪽에 S극(137b)이 외경 쪽에 배치되어 있다. 이들 영구자석(136, 137)은 축선방향으로 배열된 상태로 요크(112)의 내원통부(135) 바깥쪽에 압입됨으로써 요크(112)에 동축으로 고정되어 있다.

이 고정 상태로, 한쪽 영구자석(136)이 저판부(118) 쪽에, 다른 쪽 영구자석(137)이 저판부(118)에 대해 반대쪽에 배치된다. 또한, 이 고정 상태에서 영구자석(136, 137)은 전체적으로 영구자석(114, 115)의 안쪽에 이와 동축을 이루어 배치되고, 또한 영구자석(136)은 외부쪽의 영구자석(114)과, 영구자석(137)은 외부쪽의 영구자석(115)과 각각 축선방향의 위치 및 길이를 맞추고 있다. 그리고 한 쌍의 영구자석(114, 115)과 한 쌍의 영구자석(136, 137) 사이에 환상의 갭부(125)가 형성되게 된다.

그리고 요크(112)의 내원통부(135) 내주 쪽에, 샤프트(126)를 축선방향으로 이동 가능하게 부쉬(127)에 의해 지지하는 볼부쉬(128)가 그 부쉬(127)에서 동축으 로 고정되어 있다. 볼부쉬(128)의 샤프트(126)에 고정된 가동자(113)는 영구자석(114, 115)과, 영구자석(136, 137) 사이의 환상의 갭부(125)에, 원통 형상의 가동 자극으로서의 철편(132)을 제7 실시형태와 같이 배치하고 있다.

이상의 제8 실시형태의 리니어 액튜에이터(111)도 제7 실시형태와 같은 효과를 가져다 줄 수 있고, 더욱이 한 쌍의 영구자석(114, 115)의 조와, 한 쌍의 영구자석(136, 137)의 조가 철편(132)을 사이에 두고 양쪽에 설치되어 있기 때문에, 더 강력한 영구자석의 자계와 전류에 의한 기자력을 얻을 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제9 실시형태의 리니어 액튜에이터를 도 18을 참조하여 이하에 설명한다. 그리고, 제7 실시형태와 같은 부분에는 동일한 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.

제9 실시형태의 리니어 액튜에이터(111)는 요크(112)의 직경방향 안쪽에, 연결부(120) 및 내부자극(119) 대신에 외원통부(117)와 동축을 이루는 내원통부(144)를 일체로 마련하고 있다.

또한, 외부쪽 대신에 내부쪽에, 동일직경 및 동일길이를 가지며 동축상에 배치되는 원통 형상의 페라이트 링 자석으로 이루어지는 영구자석(145, 146)을 서로 축선방향으로 인접한 상태가 되도록 배열하고 있다. 여기서, 이들 영구자석(145, 146)도 축선방향으로 직교하는 방향으로 자극을 배열한 래디얼 이방성의 것으로, 서로의 자극 배열을 반대로 있다. 구체적으로는, 한쪽 영구자석(145)은 N극(145a)이 내경 쪽에 S극(145b)이 외경 쪽에 배치되어 있고, 다른 쪽 영구자석(146)은 N극(146a)이 외경에 S극(146b)이 내경 쪽에 배치되어 있다. 이들 영구자석(145, 146) 은 축선방향으로 배열된 상태로 요크(112)의 내원통부(144) 바깥쪽에 압입됨으로써 요크(112)에 동축으로 고정되어 있다.

이 고정 상태에서, 한쪽 영구자석(145)이 저판부(118) 쪽에, 다른 쪽 영구자석(146)이 저판부(118)에 대해 반대쪽에 배치된다. 또한, 이 고정 상태에서, 영구자석(145, 146)은 전체적으로 영구자석이 설치되어 있지 않은 외부자극(122)의 안쪽에 이와 동축을 이루어 배치되고, 또한 전체적으로 외부자극(122)과 축선방향의 위치 및 길이를 맞추고 있다. 그리고 영구자석이 설치되어 있지 않은 외부자극(122)과 한 쌍의 영구자석(145, 146) 사이에 환상의 갭부(125)가 형성되게 된다.

그리고 요크(112)의 내원통부(144) 내주 쪽에, 샤프트(126)를 축선방향으로 이동 가능하게 부쉬(127)에 의해 지지하는 볼부쉬(128)가 그 부쉬(127)에서 동축으로 고정되어 있다. 볼부쉬(128)의 샤프트(126)에 고정된 가동자(113)는 외부자극(122)과, 영구자석(145, 146) 사이의 환상의 갭부(125)에, 원통 형상의 가동 자극으로서의 철편(132)을 제7 실시형태와 같이 배치하고 있다. 이 경우, 영구자석(145, 146)으로서는 희토류계의 자석이 적합하다.

이상의 제9 실시형태의 리니어 액튜에이터(111)도 제7 실시형태와 같은 효과를 가져다 줄 수 있고, 더욱이 자석 사용량의 저감을 도모할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제10 실시형태의 리니어 액튜에이터를 도 19를 참조하여 이하에 설명한다. 그리고, 제7 실시형태와 같은 부분에는 동일한 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.

제10실시형태의 리니어 액튜에이터(111)는 요크(112)의 직경방향 안쪽에, 연 결부(120) 및 내부자극(119) 대신에 외원통부(117)와 동축을 이루는 내원통부(135)를 일체로 마련하고 있다.

코일(116)은 환상을 이루고 있고, 요크(112) 저판부(118)와 내원통부(135) 간의 경계의 모서리부 안쪽에 요크(112)와 동축을 이루어 고정되어 있다.

또한, 외부쪽 대신에 내부쪽에, 동일직경 및 동일길이를 가지며 동축상에 배치되는 원통 형상의 페라이트 링 자석으로 이루어지는 영구자석(136, 137)을 서로 축선방향으로 인접한 상태가 되도록 배열하고 있다. 여기서, 이들 영구자석(136, 137)도 축선방향에 직교하는 방향으로 자극을 배열한 래디얼 이방성의 것으로, 서로의 자극 배열을 반대로 있다. 구체적으로는, 한쪽 영구자석(136)은 N극(136a)이 외경 쪽에 S극(136b)이 내경 쪽에 배치되어 있고, 다른 쪽 영구자석(137)은 N극(137a)이 내경 쪽에 S극(137b)이 외경 쪽에 배치되어 있다. 이들 영구자석(136, 137)의 반경방향 안쪽에는 외경 쪽에 축선방향으로 대략 원통 형상을 이루어 돌출하는 돌출부(151)가 형성된 단면 L자 형상의 환상의 소결재로 이루어지는 내부자극(자극부재)(150)이 그 외경 쪽에 영구자석(136, 137)을 지지하도록 설치되어 있다. 이와 같이, 영구자석(136, 137)을 지지한 상태의 내부자극(150)은 그 내경 쪽에서 요크(112)의 내원통부(135)의 안쪽에 압입됨으로써 이들 영구자석(136, 137) 및 내부자극(150)이 요크(112)와 동축으로 고정되어 있다.

이 고정 상태로, 한쪽 영구자석(136)이 저판부(118) 쪽에, 다른 쪽 영구자석(137)이 저판부(118)에 대해 반대쪽에 배치된다. 그리고 한 쌍의 영구자석(136, 137)과 외원통부(117) 사이에 환상의 갭부(125)가 형성되게 된다.

그리고 요크(112)의 내원통부(135) 내주 쪽에, 샤프트(126)를 축선방향으로 이동 가능하게 부쉬(127)에 의해 지지하는 볼부쉬(128)가 그 부쉬(127)에서 동축으로 고정되어 있다. 볼부쉬(128)의 샤프트(126)에 고정된 가동자(113)는 영구자석(136, 137)과 외원통부(117) 사이의 환상의 갭부(125)에, 원통 형상의 가동 자극으로서의 철편(132)을 제7 실시형태와 같이 배치하고 있다. 이 때, 코일(116)은 원통 형상의 철편(132) 및 영구자석(136, 137)보다 반경방향 안쪽에 마련되어 있다.

이상의 제10 실시형태의 리니어 액튜에이터(111)도 제7 실시형태와 같은 효과를 가져다 줄 수 있고, 더욱이 코일(116)이 원통 형상의 철편(132) 및 영구자석(136, 137)보다 반경방향 안쪽에 마련되어 있기 때문에, 코일(116)을 경량화할 수 있으며 전체적인 경량화를 도모할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제11실시형태의 리니어 액튜에이터를 도 20을 참조하여 이하에 설명한다. 그리고, 제10 실시형태와 같은 부분에는 동일한 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.

제11 실시형태의 리니어 액튜에이터(111)는 요크(112)의 내부쪽에 더하여 외부쪽에도, 동일직경 및 동일길이를 가지며 동축상에 배치되는 원통 형상의 페라이트 링 자석으로 이루어지는 영구자석(114, 115)을 서로 축선방향으로 인접한 상태가 되도록 배열하고 있다. 여기서, 이들 영구자석(114, 115)도 축선방향에 직교하는 방향으로 자극을 배열한 래디얼 이방성의 것으로, 서로의 자극의 배열을 반대로 하고 있다. 구체적으로는, 한쪽 영구자석(114)은 N극(114a)이 외경 쪽에 S극(114b)이 내경 쪽에 배치되어 있고, 다른 쪽 영구자석(115)은 N극(115a)이 내경 쪽에 S극 (115b)이 외경 쪽에 배치되어 있다. 이들 영구자석(114, 115)은 축선방향으로 배열된 상태로 요크(112)의 외원통부(117)의 안쪽에 압입됨으로써 요크(112)에 동축으로 고정되어 있다.

이 고정 상태에서, 한쪽 영구자석(114)이 저판부(118) 쪽에, 다른 쪽 영구자석(115)이 저판부(118)에 대해 반대쪽에 배치된다. 또한, 이 고정 상태에서, 영구자석(114, 115)은 전체적으로 영구자석(136, 137) 바깥쪽에 이와 동축을 이루어 배치되고, 또한 영구자석(114)은 내부쪽의 영구자석(136)과, 영구자석(115)은 내부쪽 영구자석(137)과, 각각 축선방향의 위치 및 길이를 맞추고 있다. 그리고 한 쌍의 영구자석(114, 115)과 한 쌍의 영구자석(136, 137) 사이에 환상의 갭부(125)가 형성되게 된다.

그리고 볼부쉬(128)의 샤프트(126)에 고정된 가동자(113)는 영구자석(114, 115)과, 영구자석(136, 137) 사이의 환상의 갭부(125)에, 원통 형상의 가동 자극으로서의 철편(132)을 제10 실시형태와 같이 배치하고 있다.

이상의 제11 실시형태의 리니어 액튜에이터(111)도 코일(116)이 원통 형상의 철편(132) 및 영구자석(136, 137)보다 반경방향 안쪽에 마련되어 있기 때문에, 코일(116)을 경량화할 수 있고, 전체적인 경량화를 도모할 수 있으며, 더욱이 한 쌍의 영구자석(114, 115)의 조와, 한 쌍의 영구자석(136, 137)의 조가 철편(132)을 사이에 두고 양쪽에 설치되어 있기 때문에, 더 강력한 영구자석의 자계와 전류에 의한 기자력을 얻을 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제12 실시형태의 리니어 액튜에이터를 도 21∼도 23을 참조하여 제7 실시형태와의 상이한 부분을 중심으로 이하에 설명한다. 그리고, 제7 실시형태와 같은 부분에는 동일한 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.

제12 실시형태에 있어서는, 외부자극(122)이 가동자(113)의 왕복이동방향, 즉 축선방향으로 복수, 구체적으로는 2개 설치되어 있고, 요크(112)의 외원통부(117)와 2개의 외부자극(122)이 공통된 자성 재료인 소결재로 소결에 의해 일체 성형되어 있다.

여기서, 2개의 외부자극(122)에는 서로 대향하는 쪽에 돌출부(121)가 각각 형성되어 있고, 이들 2개의 외부자극(122) 사이에 코일(116)이 배치되어 있다. 그리고 2개의 외부자극(122)에는 각각 상기한 한 쌍의 영구자석(114, 115)이 마련되어 있다. 즉, 한 쌍의 영구자석(114, 115)의 조가 가동자(113)의 왕복이동방향으로 복수, 구체적으로는 2조 설치되어 있다.

그리고, 서로 한 쌍을 이루는 영구자석(114, 115)들은 서로의 자극 배열을 반대로 하고 있고, 게다가 영구자석(114, 115)의 각 조끼리도 서로의 자극 배열을 반대로 하고 있다. 구체적으로는, 저판부(118) 쪽 영구자석(114, 115)의 조에 대해 저판부(118) 쪽 영구자석(114)은 N극(114a)이 외경 쪽에 S극(114b)이 내경 쪽에 배치되어 있고, 저판부(118)에 대해 반대쪽 영구자석(115)은 N극(115a)이 내경 쪽에 S극(115b)이 외경 쪽에 배치되어 있다. 또한, 저판부(118)에 대해 반대쪽 영구자석(114, 115)의 조에 대해 저판부(118) 쪽 영구자석(114)은 S극(114b)이 외경 쪽에 N극(114a)이 내경 쪽에 배치되어 있고, 저판부(118)에 대해 반대쪽 영구자석(115)은 S극(115b)이 내경 쪽에 N극(115a)이 외경 쪽에 배치되어 있다.

그리고 이것에 맞추어 가동자(113)에도 철편(132)이 왕복이동방향으로 복수, 구체적으로는 2개 설치되어 있다. 즉, 한쪽 철편(132)은 한쪽 영구자석(114, 115)의 조에 대향하여 마련되고, 다른 쪽 철편(132)은 다른 쪽 영구자석(114, 115)의 조에 대향하여 마련되어 설치되어 있다.

또한, 내부자극(119)의 외경 쪽에는 가동자(113)의 왕복이동방향에 있어서의 영구자석(114, 115)의 각 조들 사이가 되는 위치에 오목한 환상의 홈부(160)가 형성되어 있다. 아울러, 볼부쉬(128)가 부쉬(127)를 복수, 구체적으로는 2개 가지고 있다.

제12 실시형태에 있어서, 코일(116)에 교류 전류(정현파 전류, 구형파 전류)를 흘려 보내면, 코일(116)에 소정 방향의 전류가 흐르는 상태에서는, 도 22에 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 자속이 양쪽의 영구자석(114)에 S극(114b)에서 N극(114a) 쪽으로 유도되게 됨으로써, 요크(112)의 외원통부(117), 저판부(118)에 대해 반대쪽 외부자극(122), 양 영구자석(114) 중 저판부(118)에 대해 반대쪽 영구자석(114), 가동자(113)의 저판부(118)에 대해 반대쪽 철편(132), 요크(112)의 내부자극(119), 가동자(113) 저판부(118) 쪽 철편(132), 양 영구자석(114) 중 저판부(118) 쪽 영구자석(114), 저판부(118) 쪽 외부자극(122), 외원통부(117) 순서의 자속 루프를 형성하게 되고, 그 결과 가동자(113)는 영구자석(114, 115)의 배열에 있어서 영구자석(114) 쪽, 즉 저판부(118)로 이동하는 방향으로 힘(F)이 가해져 이 방향으로 이동한다. 한편, 코일(116)에 상기 소정 방향과 역방향의 전류가 흐르는 상태에서는, 도 23에 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이 양쪽 영구자석(115)에서, S극(115a)에서 N극(115a) 쪽으로 유도되게 됨으로써, 요크(112)의 외원통부(117), 저판부(118) 쪽 외부자극(122), 양 영구자석(115) 중 저판부(118) 쪽 영구자석(115), 가동자(113) 저판부(118) 쪽 철편(132), 요크(112)의 내부자극(119), 가동자(113)의 저판부(118)에 대해 반대 쪽 철편(132), 양 영구자석(115) 중 저판부(118)에 대해 반대쪽 영구자석(115), 저판부(118)에 대해 반대쪽 외부자극(122), 외원통부(117) 순서의 자속 루프를 형성하게 되고, 그 결과 가동자(113)는 영구자석(114, 115)의 배열에 있어서 영구자석(115) 쪽, 즉 저판부(118)에 대해 반대쪽으로 이동하는 방향으로 발생되는 힘(F)이 가해져 이 방향으로 이동한다.

교류 전류에 의한 코일(116)로의 전류의 흐름의 방향이 서로 변화함으로써 이상의 작동을 반복하여 가동자(113)는 요크(112)에 대해 축선방향으로 왕복이동하게 된다.

이와 같은 제12 실시형태에 의하면, 요크(112)에는 한 쌍의 영구자석(114, 115)의 조가 가동자(113)의 왕복이동방향으로 복수 설치되어 있고, 가동자(113)에는 철편(132)이 가동자(113)의 왕복이동방향으로 복수 설치되어 있기 때문에, 가동자(113)에 더 큰 추력을 발생시킬 수 있다.

또한, 내부자극(119)의 외경 쪽에는 가동자(113)의 왕복이동방향에 있어서의 영구자석(114, 115)의 각 조끼리 사이가 되는 위치에, 오목한 환상의 홈부(160)가 형성되어 있기 때문에, 가동자(113)에 더 큰 추력을 발생시킬 수 있다.

여기서, 제12 실시형태는 제7 실시형태의 한 쌍의 영구자석(114, 115) 및 외부자극(122)의 조를 가동자(113)의 왕복이동방향으로 복수 설치함과 동시에, 가동 자(113)에 철편(132)을 왕복이동방향으로 복수 설치할 경우를 예로 들어 설명했지만, 제8 실시형태의 한 쌍의 영구자석(114, 115), 한 쌍의 영구자석(136, 137) 및 외부자극(122)의 조를 가동자(113)의 왕복이동방향으로 복수 설치함과 동시에, 가동자(113)에 철편(132)을 왕복이동방향으로 복수 설치하거나, 제9 실시형태의 한 쌍의 영구자석(145, 146) 및 외부자극(122)의 조를 가동자(113)의 왕복이동방향으로 복수 설치함과 동시에, 가동자(113)에 철편(132)을 왕복이동방향으로 복수 설치하거나, 제10 실시형태의 한 쌍의 영구자석(136, 137) 및 내부자극(150)의 조를 가동자(113)의 왕복이동방향으로 복수 설치함과 동시에, 가동자(113)에 철편(132)을 왕복이동방향으로 복수 설치하거나, 제11 실시형태의 한 쌍의 영구자석(114, 115), 한 쌍의 영구자석(136, 137) 및 내부자극(150)의 조를 가동자(113)의 왕복이동방향으로 복수 설치함과 동시에, 가동자(113)에 철편(132)을 왕복이동방향으로 복수 마련하거나 하는 것도 물론 가능하다.

다음으로, 본 발명의 제13 실시형태의 리니어 액튜에이터를 도 24∼도 29를 참조하여 이하에 설명한다.

제13 실시형태의 리니어 액튜에이터(211)는 요크(고정자)(212)와, 이 요크(212)의 안쪽에 왕복이동이 가능하게 마련된 가동자(213)와, 요크(212)에 고정된 한 쌍의 영구자석(제1의 한 쌍의 영구자석)(214, 215)과, 요크(212)에 고정된 한 쌍의 영구자석(제2의 한 쌍의 영구자석)(216, 217)과, 요크(212)에 고정된 2개의 코일(218)을 구비하고 있다.

상기 요크(212)는 그 중심 위치에 관통공(221)이 형성됨으로써 전체적으로 각통 형상을 이루고 있다. 관통공(221)은 원통의 내주면을 소정의 간격을 두고 두 군데 그 축선에 평행으로 절단한 형상을 이루고 서로 이간 상태로 마주하는 두 군데의 원통면부(222)와, 각 원통면부(222) 각각의 양단 가장자리부로부터 원통면부(222)끼리를 잇는 방향을 따라 바깥쪽으로 연장되는 평면부(223)와, 각 평면부(223) 각각의 원통면부(222)에 대해 반대쪽 끝 단부에서 평면부(223)와 직교하여 바깥쪽으로 연장되는 평면부(224)와, 원통면부(222)끼리를 잇는 방향으로 연장되고 각 평면부(224)의 대응하는 것끼리를 각각 연결시키는 평면 형상의 내면부(225)를 가지고 있다. 여기서, 두 군데의 원통면부(222)는 동일한 직경, 동일한 길이, 동일한 폭을 가지며 동축으로 배치되어 있다. 또한, 평면부(223), 평면부(224) 및 내면부(225)에서 각 원통면부(222)의 원주 방향의 양쪽에 반경방향으로 오목한 오목부(230)가 각각 형성되어 있다.

그리고, 이 요크(212)는 상기 두 군데의 원통면부(222)와 네 군데의 평면부(223)와 네 군데의 평면부(224)와 두 군데의 내면부(225)를 가지는 형상으로 박판 형상의 동판을 프레스로 가공하여 베이스부재(227)를 형성하고, 이 베이스부재(227)를 관통공(221)의 관통 방향으로 복수, 위치를 맞추면서 적층하며 접합시킨 적층 강판으로 이루어져 있다.

또한 이 요크(212)에는, 가동자(213)의 안쪽에 연장되는 형상의 백 요크는 설치되어 있지 않다.

요크(212)에 있어서는, 각 내면부(225)와 각 내면부(225)에 평행을 이루고 각각 근접하는 외면부(226) 사이의 부분이 코일 권회부(228)로 되어 있고, 이 결과 이와 같은 코일 권회부(228)가 두 군데 서로 평행으로 마련되어 있다. 코일 권회부(228)에는 내면부(225)의 전폭에 걸쳐 코일(218)이 감기고, 이 결과 각 코일(218)은 환상을 이루어 요크(212)에 고정되어 있다.

상기 영구자석(214, 215)은 원통을 소정의 간격을 두고 두 군데 그 축선에 평행으로 절단한 형상을 이루는 동일직경, 동일길이 및 동일한 폭의 페라이트 자석으로 이루어지는 것으로, 서로 동축을 이루어 원주 방향의 위치를 맞춰 축선방향으로 인접한 상태로 배열되어 한쪽 원통면부(222)에 접합 고정되어 있다. 여기서, 이들 영구자석(214, 215)은 축선방향에 직교하는 방향으로 자극을 배열한 래디얼 이방성의 것으로, 서로의 자극의 배열을 반대로 하고 있다. 구체적으로는, 관통공(221)의 관통 방향에 있어서의 한쪽 영구자석(214)은 N극(214a)이 외경 쪽에 S극(214b)이 내경 쪽에 배치되어 있고, 다른 쪽 영구자석(215)은 N극(215a)이 내경 쪽에 S극(215b)이 외경 쪽에 배치되어 있다. 그리고, 영구자석(214, 215)의 배열 방향에 직교하는 방향의 양쪽에 요크(212)의 오목부(230)가 배치되어 있다.

상기 영구자석(216, 217)은 원통의 내주면을 소정의 간격을 두고 두 군데 그 축선에 평행으로 절단한 형상을 이루는 동일한 직경, 동일한 길이 및 동일한 폭을 가지는 페라이트 자석으로 이루어지는 것으로, 서로 동축을 이루고 원주 방향의 위치를 맞춰 축선방향으로 인접한 상태로 배열되어 다른 쪽 원통면부(222)에, 상기 영구자석(214, 215)에 대해 원주 방향의 반대쪽에 이간되어 관통공(221)의 축선방향의 위치를 맞추어 접합 고정되어 있다. 여기서, 이들 영구자석(216, 217)은 축선방향에 직교하는 방향으로 자극을 배열한 래디얼 이방성의 것으로, 서로의 자극 배 열을 반대로 하고 있다. 구체적으로는, 관통공(221)의 관통 방향에 있어서의 한쪽 영구자석(216)은 N극(216a)이 내경 쪽에 S극(216b)이 외경 쪽에 배치되어 있고, 다른 쪽 영구자석(217)은 N극(217a)이 외경 쪽에 S극(217b)이 내경 쪽에 배치되어 있다. 그리고, 영구자석(216, 217)의 배열 방향에 직교하는 방향의 양쪽에 요크(212)의 오목부(230)가 배치되어 있다.

이상에 의해 한 쌍의 영구자석(214, 215) 및 한 쌍의 영구자석(216, 217)은 관통공(221)의 관통 방향의 위치가 맞는 영구자석끼리 내경 쪽, 즉 가동자(213) 쪽 자극을 반대로 하고 있다. 즉, 관통공(221)의 관통 방향의 위치가 맞는 영구자석(214) 및 영구자석(216)은 서로 내경 쪽 자극을 반대로 하고 있고, 관통공(221)의 관통 방향의 위치가 맞는 영구자석(215) 및 영구자석(217)도 서로 내경 쪽 자극을 반대로 하고 있다.

가동자(213)는 중앙에 관통공(231)이 형성됨으로써 원통 형상을 이루고 있고, 그 외경이 영구자석(214∼217)의 내경보다 약간 작은 직경으로 되어 있다. 이 가동자(213)는 요크(212)의 원통면부(222)의 안쪽, 즉 영구자석(214∼217)의 내경 쪽에 이들과 대향하며 동축을 이루도록 삽입되는 것에 의해 요크(212)에 대해 관통공(221)의 관통 방향으로 왕복이동이 가능하게 설치된다. 여기서, 가동자(213)의 축선방향의 길이는 요크(212)의 관통공(221)의 관통 방향의 길이보다 짧게 되어 있다.

그리고, 이 가동자(213)는 박판 형상의 강판을 프레스로 가공하여 안쪽에 관통공(231)을 가지는 원환 형상의 베이스부재(232)를 형성하고, 이 베이스부재(232) 를 관통공(231)의 관통 방향으로 복수, 위치를 맞추면서 적층시켜 접합시킨 적층 강판으로 이루어져 있다. 이에 따라, 가동자(213)는 전체가 철부재로 이루어져 있다.

상기 구조의 리니어 액튜에이터(211)에 있어서는 양쪽 코일(218)에 교류 전류(정현파 전류, 구형파 전류)를 동기하여 흘려 보낸다. 여기서, 양쪽 코일(218)에는 각각의 코일 권회부(228)보다 가동자(213) 쪽 부분에, 관통공(221)의 관통 방향을 따라 역방향의 전류를 흘려 보내게 된다.

그리고 양쪽 코일(218)에 전류를 흘려 보내고 있지 않은 상태에서는, 한 쌍의 영구자석(214, 215)에 의해 도 25에 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 요크(212), 영구자석(215), 가동자(213), 영구자석(214) 및 요크(212)를 이 순서대로 잇는 루프로 자속이 형성되는 동시에, 한 쌍의 영구자석(216, 217)에 의해 요크(212), 영구자석(216), 가동자(213), 영구자석(217) 및 요크(212)를 이 순서대로 잇는 루프로 자속이 형성된다. 이 때, 가동자(213)는 정지 상태로 된다.

그리고 예컨대, 도 26에 나타낸 바와 같이, 한쪽(도 26에서의 좌측)의 코일(218)에, 그 가동자(213) 쪽에, 관통공(221)의 관통 방향에 있어서의 한 방향(도 26에서의 지면(紙面)을 뒤쪽에서 앞쪽으로 관통하는 방향)으로 흐르도록 전류를 흘려 보내면, 그 안쪽 코일 권회부(228)에 한 방향(도 26에서의 아래 방향)으로 기자력이 발생된다. 이에 의해, 한 쌍의 영구자석(214, 215) 및 한 쌍의 영구자석(216, 217)에 의해 이 한쪽 코일(218) 쪽에는 도 26 및 도 27에 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이 요크(212), 한 쌍의 영구자석(214, 215) 중 한쪽(도 26에 있어서는 지면 안쪽)의 영구자석(215), 가동자(213), 한 쌍의 영구자석(216, 217) 중 관통공(221)의 관통 방향에 있어서 상기 한쪽 영구자석(215)과 위치가 맞는 한쪽 영구자석(217) 및 요크(212)를, 이 순서대로 잇는 루프로 자속이 형성되게 된다. 이와 동시에, 다른 쪽(도 26에서의 우측)의 코일(218)에, 그 가동자(213) 쪽 관통공(221)의 관통 방향에 있어서의 역방향(도 26에서의 지면을 겉에서 뒤쪽으로 관통하는 방향)으로 흐르도록 전류를 흘려 보내면, 코일 권회부(228)에 한 방향(도 26에서의 아래 방향)으로 기자력이 발생된다. 이에 의해, 도 26에 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 영구자석(214, 215) 및 한 쌍의 영구자석(216, 217)에 의해 이 다른 쪽 코일(218) 쪽으로도 요크(212), 한 쌍의 영구자석(214, 215)의 한쪽(도 26에 있어서는 지면 안쪽)의 영구자석(215), 가동자(213), 한 쌍의 영구자석(216, 217) 중 관통 방향에 있어서 상기 한쪽 영구자석(215)과 위치가 맞는 한쪽 영구자석(217) 및 요크(212)를 이 순서대로 잇는 루프로 자속이 형성되게 된다.

이상에 의해, 가동자(213)가 관통공(221)의 관통 방향에 있어서의 한 방향(도 26에서의 지면을 겉에서 뒤쪽으로 관통하는 방향, 도 27에서의 오른쪽 방향)으로 이동한다.

다음으로, 도 28 및 도 29에 나타낸 바와 같이, 한쪽(도 28에서의 왼쪽)의 코일(218)에, 그 가동자(213) 쪽 관통공(221)의 관통 방향에 있어서의 역방향(도 28에 있어서의 지면을 겉에서 뒤쪽으로 관통하는 방향)으로 흐르도록 전류를 흘려 보내면, 그 안쪽 코일 권회부(228)에 한 방향(도 28에서의 위쪽 방향)으로 기자력이 발생된다. 이에 의해, 도 28 및 도 29에 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 영구자석(214, 215) 및 한 쌍의 영구자석(216, 217)에 의해 이 한쪽 코일(218) 쪽으로, 요크(212), 한 쌍의 영구자석(214, 215) 중 다른 쪽(도 28에 있어서는 지면 앞쪽)의 영구자석(214), 가동자(213), 한 쌍의 영구자석(216, 217) 중 관통공(221)의 관통 방향에 있어서 상기 다른 쪽 영구자석(214)과 위치가 맞는 다른 쪽 영구자석(216) 및 요크(212)를, 이 순서대로 잇는 루프에 자속이 형성되게 된다. 이와 동시에, 다른 쪽(도 28에서의 오른쪽)의 코일(218)에, 그 가동자(213) 쪽에 관통공(221)의 관통 방향에 있어서의 한 방향(도 28에 있어서의 지면을 뒤쪽에서 겉으로 관통하는 방향)으로 흐르도록 전류를 흘려 보내면, 그 안쪽 코일 권회부(228)에 한 방향(도 28에서의 위쪽 방향)으로 기자력이 발생된다. 이에 의해, 도 28에 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 영구자석(214, 215) 및 한 쌍의 영구자석(216, 217)에 의해 이 다른 쪽 코일(218) 쪽에는 요크(212), 한 쌍의 영구자석(214, 215) 중 다른 쪽(도 28에 있어서는 지면 앞쪽)의 영구자석(214), 가동자(213), 한 쌍의 영구자석(216, 217) 중 관통공(221)의 관통 방향에 있어서 상기 다른 쪽 영구자석(214)과 위치가 맞는 다른 쪽 영구자석(216) 및 요크(212)를, 이 순서대로 잇는 루프로 자속이 형성되게 된다.

이상에 의해, 가동자(213)가 관통공(221)의 관 방향에 있어서의 역방향(도 28에서의 지면을 뒤쪽에서 겉으로 관통하는 방향, 도 29에서의 왼쪽 방향)으로 이동한다.

그리고 교류 전류에 의해 양코일(218)로의 전류 흐름의 방향이 서로 변화함으로써 이상의 작동을 반복하고, 가동자(213)는 요크(212)에 대해 관통공(221)의 관통 방향으로 소정의 스트로크로 왕복이동하게 된다.

상술한 제13 실시형태의 리니어 액튜에이터(211)에 의하면, 코일(218)이 가동자(213)가 아니라 요크(212)에 마련되기 때문에, 가동자(213) 쪽으로 급전할 필요가 없게 되며 이동하는 가동자(213)가 코일(218)로의 급전선에 단선을 일으켜 버리는 일이 없어진다. 따라서 연속 운전 등에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 영구자석(214~217)도 가동자(213)가 아니라 요크(212)에 마련되기 때문에, 성능 향상을 도모하기 위해 높은 자속 밀도를 얻고자 한 경우에, 영구자석(214~217)이나 코일(218)의 중량이 증대하더라도 가동자(213)의 중량이 증가하는 일이 없다. 따라서 성능 향상(추력 향상)을 용이하게 도모할 수 있다.

또한, 가동자(213)에 영구자석이 없으므로, 가동자(213)에의 착자 작업이 불필요하게 되고, 또한 가동자(213)의 제조 시에 가동자(213)에는 흡인력이 작동하지 않기 때문에, 가동자(213)의 제조가 용이하게 된다. 따라서 제조가 용이하게 되어 비용 절감을 도모할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같은 루프의 자속으로 가동자(213)를 이동시키므로, 가동자(213)의 영구자석(214~217)에 대해 반대쪽, 즉 내경 쪽에 요크(212)의 일부를 백 요크로서 배치하지 않는 구성으로 할 수 있다. 따라서 가동자(213)의 영구자석(214~217)에 대해 반대쪽, 즉 관통공(231) 쪽 공간을 효과적으로 이용할 수 있다. 구체적으로는, 관통공(231) 내에 별도의 실린더나 그 피스톤 등을 배치할 경우의 설계 자유도가 대폭적으로 높아진다.

또한, 요크(212)는 가동자(213)의 왕복이동방향으로 적층된 적층 강판으로 이루어지기 때문에, 천연재료를 절삭하여 형성되는 경우에 비해 와전류 손실을 저감할 수 있는 한편, 소결로 형성되는 경우에 비해 히스테리시스 손실을 저감할 수 있다. 따라서 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 특히 요크(212)를 대형화할 경우, 천연재료의 절삭 및 소결에 비해 제조가 용이하게 된다. 따라서 전체의 대형화에 따른 요크(212)의 대형화에 용이하게 대응할 수 있다.

그리고 영구자석(214~217)으로서는, 상기한 페라이트 자석 이외에도 네오듐, 사마륨 코발트 등의 희토류계의 것을 사용하거나 플라스틱 자석을 사용하는 것도 가능하지만, 페라이트 자석을 사용하는 것이 비용 절감의 관점에서 더 바람직하다.

또한, 이 리니어 액튜에이터(211)는 가동자(213)에 스프링을 조립하거나 외부에 놓인 스프링과의 병용으로 공진시켜 사용되는 것이 일반적이지만, 물론 이대로 사용하는 것도 가능하다.

또한, 이 리니어 액튜에이터(211)에 위치, 속도 등을 검출하는 센서를 설치하여 폐루프 제어를 함으로써, 속도나 위치 제어가 가능한 리니어 서보 액튜에이터로서 이용할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제14 실시형태의 리니어 액튜에이터를 도 30 및 도 31을 참조하여 이하에 설명한다.

제14 실시형태의 리니어 액튜에이터(215)는 요크(고정자)(252)와, 이 요크(252)의 안쪽에 왕복이동이 가능하게 설치된 가동자(253)와, 요크(252)에 고정된 4조의 영구자석(제1의 한 쌍의 영구자석)(254, 255)과, 요크(252)에 고정된 4조의 영구자석(제2의 한 쌍의 영구자석)(256, 257)과, 요크(252)에 고정된 8개의 코일 (258)을 구비하고 있다.

상기 요크(252)는 그 중심 위치에 관통공(261)이 형성됨으로써 전체적으로 원통 형상을 이루고 있다. 관통공(261)은 원통의 내주면을 소정의 간격을 두고 두 군데 그 축선에 평행으로 절단한 형상을 이루어 원주 방향으로 동일한 간격으로 배치되는 8군데의 원통면부(262)를 가지고 있다. 여기서, 원주 방향으로 인접하는 원통면부(262)들 사이에는 반경방향 바깥쪽으로 오목한 오목부(263)로 되어 있고, 그 결과 원주 방향으로 인접하는 오목부(263)끼리 사이에는 원통면부(262)를 가지는 볼록부(264)가 형성되어 있다. 여기서, 8군데의 원통면부(262)는 동일한 길이, 동일한 직경 및 동일한 폭을 가지며 동축으로 배치되어 있다. 그리고 이 요크(252)는, 도시하지는 않았으나, 제13 실시형태와 같이 상기 8군데의 오목부(263) 및 볼록부(264)를 가지는 형상으로 박판 형상의 강판을 프레스로 가공하여 베이스부재를 형성하고, 이 베이스부재를 관통공(261)의 관통 방향으로 복수, 위치를 맞추어 적층시키면서 접합시킨 적층 강판으로 이루어져 있다.

또한, 이 요크(252)에는 가동자(253)의 안쪽으로 연장되는 형상의 백 요크는 마련되어 있지 않다.

제14 실시형태에 있어서, 요크(252)의 각 볼록부(264)에는 축선방향과 원주 방향으로 서로 연장되도록 코일(258)을 감겨 있고, 이 결과 각 코일(258)은 환상을 이루어 요크(252)에 고정되어 있다.

상기 영구자석(254, 255)은 원통을 소정의 간격을 두고 두 군데 그 축선에 평행하게 절단한 형상을 이루는 동일한 길이, 동일한 직경, 동일한 폭의 페라이트 자석으로 이루어지는 것으로, 서로 동축을 이루고 원주 방향의 위치를 맞춰 축선방향으로 인접한 상태로 배열되어 공통 원통면부(262)에 접합 고정되어 있다. 여기서, 이들 영구자석(254, 255)은 축선방향에 직교하는 방향으로 자극을 배열한 래디얼 이방성의 것으로, 서로의 자극 배열을 반대로 하고 있다. 구체적으로는, 관통공(261)의 관통 방향에 있어서의 한쪽 영구자석(254)은 N극(254a)이 외경 쪽에 S극(254b)이 내경 쪽에 배치되어 있고, 다른 쪽 영구자석(255)은 N극(255a)이 내경 쪽에 S극(255b)이 외경 쪽에 배치되어 있다. 그리고 이와 같은 한 쌍의 영구자석(254, 255)의 조가 4개조, 원주 방향으로 하나 걸러서 배치된 각 원통면부(262)에 방사형을 이루도록 배치되어 있다.

상기 영구자석(256, 257)은 원통의 내주면을 소정의 간격을 두고 두 군데 그 축선에 평행으로 절단한 형상을 이루는 동일한 직경, 동일한 길이 및 동일한 폭을 가지는 페라이트 자석으로 이루어지는 것으로, 서로 동축을 이루고 원주 방향의 위치를 맞춰 축선방향으로 인접한 상태로 배열되어 공통된 원통면부(262)에 접합 고정되어 있다. 여기서, 이들 영구자석(256, 257)은 축선방향에 직교하는 방향으로 자극을 배열한 래디얼 이방성의 것으로, 서로의 자극 배열을 반대로 하고 있다. 구체적으로는 관통공(261)의 관통 방향에 있어서의 한쪽 영구자석(256)은 N극(256a)이 내경 쪽에 S극(256b)이 외경 쪽에 배치되어 있고, 다른 쪽 영구자석(257)은 N극(257a)이 외경 쪽에 S극(257b)이 내경 쪽에 배치되어 있다. 그리고 이와 같은 한 쌍의 영구자석(256, 267)의 조가 4개조, 원주 방향으로 하나 걸러서 배치된 나머지의 각 원통면부(262)에 방사형을 이루도록 배치되어 있다.

이상에 의해, 한 쌍의 영구자석(254, 255) 및 한 쌍의 영구자석(256, 257)은 관통공(261)의 관통 방향의 위치가 맞는 영구자석끼리 내경 쪽, 즉 가동자(253)의 자극을 반대로 하고 있다. 즉, 관통공(261)의 관통 방향으로 위치가 맞는 영구자석(254) 및 영구자석(256)은 서로 내경 쪽 자극을 반대로 하고 있고, 관통공(261)의 관통 방향의 위치가 맞는 영구자석(255) 및 영구자석(257)도 서로 내경 쪽 자극을 반대로 하고 있다.

여기서, 원주 방향으로 서로 이간되어 인접하는 한 쌍의 영구자석(254, 255)과 한 쌍의 영구자석(256, 257)이 조가 되어 있고, 이와 같은 조가 관통공(261)의 관통 방향의 위치를 맞추어 복수조, 구체적으로는 4개조 설치되어 있다.

가동자(253)는 중앙에 관통공(271)이 형성됨으로써 원통 형상을 이루는 철부재(272)와 이 철부재(272)의 축선방향에 있어서의 한쪽에 마련된 주요부(273)를 가지고 있고, 주요부(273)는 철부재(272)와 동일한 직경을 가지며 동축상에 배치되어 인접하는 대경 원통부(275)와, 이 대경 원통부(275)의 철부재(272)에 대해 반대쪽에 이보다 작은 직경을 이루고 동축으로 마련된 소경 원통부(276)를 가지고 있다. 그리고 철부재(272) 및 대경 원통부(275)의 외경이 영구자석(254~257)의 내경보다 약간 작은 직경으로 되어 있다. 이 가동자(253)는 요크(252)의 원통면부(262)의 안쪽, 즉 영구자석(254~257)의 내경 쪽에, 이들과 동축을 이루도록 삽입됨으로써 요크(252)에 대해 관통공(261)의 관통 방향으로 왕복이동이 가능하게 설치된다. 여기서, 철부재(272)의 축선방향의 길이는 요크(252)의 관통공(261)의 관통 방향의 길이보다 짧게 되어 있다. 또한, 소경원통부(276)에는 내경 쪽으로 통하는 축 등을 고정하기 위한 볼트(278)가 반경방향으로 나사결합되어 있다.

그리고 이 가동자(253)는 주요부(273)가 비자성 재료인 엔지니어링 플라스틱 등의 합성수지로 이루어져 있고, 철부재(272)는 소결재로 이루어져 있다. 가동자(253)는 철부재(272)를 인서트부품으로 하는 합성수지의 인서트 성형에 의해 형성되어 있다.

상술한 제14 실시형태의 리니어 액튜에이터(251)에 의하면, 제13 실시형태의 리니어 액튜에이터(211)와 같은 효과를 발휘할 수 있고, 더욱이 한 쌍의 영구자석(254, 255)과 한 쌍의 영구자석(256, 257)의 조가 복수조, 구체적으로는 4조로 분배되어 있므로 요크 두께를 얇게 할 수 있어서 경량화를 도모할 수 있다.

가동자 두께도 얇게 할 수 있고, 가동부의 경량화를 도모할 수 있므로 응답성이 개선된다.

그리고 제14 실시형태에 있어서도 제13 실시형태와 같은 변경 등이 가능하다.

다음으로, 본 발명의 제15 실시형태의 리니어 액튜에이터를 도 32를 참조하여 제14 실시형태와의 상이한 부분을 중심으로 이하에 설명한다. 그리고 제14 실시형태와 같은 부분에는 동일한 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.

제15 실시형태에 있어서는 한 쌍의 영구자석(254, 255) 및 한 쌍의 영구자석(256, 257) 각 조에 대해, 원주 방향의 위치를 맞춰 관통공(261)의 관통 방향으로 인접한 상태로 다른 한 쌍의 영구자석(254, 255) 및 한 쌍의 영구자석(256, 257) 조가 각각 마련되어 있다. 즉, 각 한 쌍의 영구자석(254, 255)에는 원주 방향의 위 치를 맞춰 관통공(261)의 관통 방향으로 인접한 상태로 한 쌍의 영구자석(254, 255)이 각각 설치되어 있고, 각 한 쌍의 영구자석(256, 257)에는 원주 방향의 위치를 맞춰 관통공(261)의 관통 방향으로 인접한 상태로 한 쌍의 영구자석(256, 257)이 각각 설치되어 있다.

또한, 철부재에는 영구자석의 방향, 즉 외경 쪽으로 돌출하는 환상의 볼록부(280)가 관통공(261)의 관통 방향, 즉 가동자(253)의 왕복이동방향으로 인접하여 복수, 구체적으로는 두 군데 마련되어 있다. 여기서, 관통공(261)의 관통 방향에 있어서의 한쪽 볼록부(280)가 관통공(261)의 관통 방향에 있어서의 이와 같은쪽에 설치된 영구자석(254, 255) 및 영구자석(256, 257) 사이에서 자속을 유도하는 한편, 관통공(261)의 관통 방향에 있어서의 반대쪽 볼록부(280)가 관통공(261)의 관통 방향에 있어서의 이와 같은쪽에 설치된 영구자석(254, 255) 및 영구자석(256, 257) 사이에서 자속을 유도한다.

상술한 제15 실시형태의 리니어 액튜에이터(251)에 의하면, 제14 실시형태와 같은 효과를 발휘할 수 있고, 더욱이 한 쌍의 영구자석(254, 255) 및 한 쌍의 영구자석(256, 257)의 조가 가동자(253)의 왕복이동방향으로 복수조 설치되어 있기 때문에, 더 강력한 영구자석의 자계와 전류에 의한 기자력을 얻을 수 있다. 또한, 철부재(272)에는 가동자(253)의 왕복이동방향으로 인접하여 영구자석(254~257)의 방향으로 돌출하는 볼록부(280)가 복수 설치되어 있기 때문에, 일방향의 이동이나 타방향의 이동시에도 볼록부(280)의 끝면에 효율적으로 흡인력을 작용시킬 수 있으며, 이 결과 가동자를 더 큰 힘으로 구동할 수 있다.

그리고 상술한 제13 실시형태의 리니어 액튜에이터(211)에 대해 중심 축선 쪽과 외경 쪽에서 구성을 반전시키도록 해도 된다. 예컨대, 제13 실시형태의 변형예를 도시한 도 33 및 도 34에 나타낸 바와 같이, 코일(218)을 포함하는 요크(212)의 외경 쪽에 영구자석(214, 215) 및 영구자석(216, 217)을 배치하고, 영구자석(214, 215) 및 영구자석(216, 217)의 외경 쪽에 왕복이동이 가능하게 원통 형상의 가동자(213)를 설치하는 것이다. 이와 같이 구성하면, 전체적으로 같은 크기로 한 경우, 코일(218)이 작아지기 때문에, 동 손실이 적어지며 힘을 발생시키는 면적을 크게 할 수 있어서 효율성을 향상시킬 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제14 실시형태의 리니어 액튜에이터의 변형 예를 도 55 및 도 56을 참조하여 이하에 설명한다.

이 변형 예의 리니어 액튜에이터(251A)는 도 56에 나타낸 바와 같이, 고정자(252A)가 가지는 볼록부(264A)에 있어서 가동자에 근접하는 부위에 창부(265)가 마련되고, 도 55에 나타낸 바와 같이, 제1의 한 쌍의 영구자석(254A)(다른 쪽은 미도시) 및 제2의 한 쌍의 영구자석(256A)(다른 쪽은 미도시)을 창부(265) 내에 수용한 점에 있어서 상기 제14 실시형태의 리니어 액튜에이터(251)와 상이하다. 창부(265)의 크기는 끼워넣음만에 의해 각 영구자석(254A, 256A)이 고정되도록 정해져 있다.

이 변형 예의 리니어 액튜에이터(251A)에 의하면, 영구자석이 고정자의 표면에 접착제로 고정되는 경우와 비교하면, 영구자석(254A, 256A)은 창부(265) 내에 있어서 기계적으로 구속되기 때문에, 영구자석의 지지에 관한 신뢰성이 향상된다. 또한, 고정자(252A)와 가동자(253) 사이의 갭 치수는 접착제의 두께 편차에 기인하는 영구자석의 위치 편차의 영향을 받지 않기 때문에, 갭의 치수 정밀도가 향상된 다. 또한, 갭에 이물질이 끼인 경우에도 영구자석(254A, 256A)이 손상되는 일이 없다.

다음으로, 본 발명의 제16 실시형태의 리니어 액튜에이터를 도 35~도 44를 참조하여 이하에 설명한다.

도 35에 나타낸 바와 같이, 제16 실시형태의 리니어 액튜에이터(311)는 요크(고정자)(312)와, 이 요크(312)의 안쪽에 왕복이동이 가능하게 설치된 가동자(313)와, 요크(312)에 고정된 영구자석(314, 315, 316)과, 요크(312)에 고정된 코일(318)을 구비하고 있다.

상기 요크(312)는 전체적으로 원통 형상을 이루고 있다. 이 요크(312)의 축선방향의 중앙의 소정 범위이고 내주면(319)과 외주면(320) 사이의 소정 범위에는 대략 원통 형상의 수납 공간부(322)가 형성되어 있다. 또한, 이 요크(312)의 축선방향의 중앙의 소정 범위이고 내주면(319)과 수납 공간부(322) 사이에는 축선방향의 중앙 위치가 내주면(319)에 일치하고 이 위치에서 축선방향 바깥쪽에 위치할수록 반경방향 바깥쪽으로 넓어지도록 축선방향 양쪽에 테이퍼면(323)이 형성되어 있다. 그리고 이들 한 쌍의 테이퍼면(323)과 수납 공간부(322) 사이가 에어 갭(자기적 갭)(324)으로 되어 있다.

그리고 요크(312)는, 예컨대 자성 재료인 소결재로 소결에 의해 성형되어 있다. 또한, 이 요크(312)에는 가동자(313)의 안쪽으로 연장되는 형상의 백 요크는 마련되어 있지 않다.

그리고 이 요크(312)의 수납 공간부(322)에는 원통 형상으로 감긴 코일(318) 이 설치되어 있다.

상기 영구자석(314, 315, 316)은 동일한 직경의 페라이트 링 자석으로 이루어지는 것으로, 서로 동축을 이루고 축선방향으로 직렬로 인접하도록 배열된 상태로, 전체적으로 요크(312)의 내주면(319)의 전체를 덮도록 요크(312)에 끼워맞춤 고정되어 있다. 여기서, 요크(312)의 축선방향의 각 바깥쪽에 배치되는 영구자석(314, 316)의 축 방향 길이는 다 같게 되어 있고, 이들 영구자석(314, 316) 사이에 배치되는 영구자석(315)의 축 방향 길이는 이들 영구자석(314, 316)의 축 방향 길이의 2배로 되어 있다.

이들 영구자석(314, 315, 316)은 축선방향에 직교하는 방향으로 자극을 배열한 래디얼 이방성의 것으로, 인접하는 것끼리 서로의 자극 배열을 반대로 하고 있다. 구체적으로는, 축선방향에 있어서의 한쪽 영구자석(314)은 N극(314a)이 외경 쪽에 S극(314b)이 내경 쪽에 배치되어 있고, 중간의 영구자석(315)은 N극(315a)이 내경 쪽에 S극(315b)이 외경 쪽에 배치되어 있으며, 다른 쪽 영구자석(316)은 N극(316a)이 외경 쪽에 S극(316b)이 내경 쪽에 배치되어 있다.

여기서, 중간의 영구자석(315)은 이에 접합되는 요크(312)의 영구자석(315) 쪽에 인접하여 형성된 에어 갭(324)에 의해 축선방향의 중앙을 경계로 제1 영역(327)과 제2 영역(328)으로 자기적으로 분할되어 있고, 그 결과 제1 영역(327) 및 제2 영역(328)이 각각 별도의 영구자석으로서 작용한다. 그리고 영구자석(314)과, 영구자석(315)의 이에 근접하는 쪽의 제1 영역(327)이 쌍을 이루고 있고(제1의 한 쌍의 영구자석), 영구자석(316)과, 영구자석(315)의 이에 근접하는 쪽 제2 영역 (328)이 쌍을 이루고 있다(제2의 한 쌍의 영구자석).

이상에 의해, 한 쌍의 영구자석(314) 및 영구자석(315)의 제1 영역(327)과, 한 쌍의 영구자석(315)의 제2 영역(328) 및 영구자석(316)은, 서로의 근접한 쪽이 되는 제1 영역(327) 및 제2 영역(328)을 하나의 영구자석(315)으로 공용으로 하고 있고, 이 결과 서로의 근접한 쪽인 영구자석(315)의 제1 영역(327) 및 제2 영역(328)끼리 자극을 같은 방향으로 배치하고 있다. 또한, 요크(312)에는 한 쌍의 영구자석(314) 및 영구자석(315)의 제1 영역(327)과, 한 쌍의 영구자석(315)의 제2 영역(328) 및 영구자석(316) 사이 위치에 대해 축 직교 방향으로 인접하여 에어 갭(324)이 형성되어 있다.

가동자(313)는 전체적으로 원통 형상을 이루고 있고, 그 외경이 영구자석(314~316)의 내경보다 약간 작은 직경으로 되어 있다. 이 가동자(313)는 요크(312)의 내경 쪽, 즉 영구자석(314~316)의 내경 쪽에, 이들과 대향하면서 동축을 이루도록 삽입됨으로써 요크(312)에 대해 요크(312)의 축선방향으로 왕복이동이 가능하게 설치된다.

또한, 가동자(313)에는 영구자석(314~316)의 방향, 즉 외경 쪽으로 돌출하는 한 쌍의 환상의 볼록부(330) 및 볼록부(331)가 축선방향, 즉 가동자(313)의 왕복이동방향으로 인접하여 설치되어 있고, 그 결과 이들 볼록부(330, 331) 사이에 반경방향 안쪽에 오목한 오목부(332)가 형성되어 있다.

여기서, 가동자(313)의 축선방향의 길이는 요크(312) 및 영구자석(314~316)의 전체의 축선방향의 길이보다 짧게 되어 있다. 구체적으로는, 요크(312)의 축선 방향의 중앙 위치에 가동자(313)가 배치된 상태로, 축선방향의 양 바깥쪽 영구자석(314, 316)이 그 축선방향의 절반의 길이 정도, 각각 가동자(313)보다 바깥쪽으로 돌출되도록 설정되어 있다.

또한, 볼록부(330, 331)는 가동자(313)의 축선방향의 양단에 마련되어 있고, 각각의 축선방향의 폭은 영구자석(314, 316)의 축선방향 길이와 같게 되어 있다. 이 결과, 요크(312)의 축선방향의 중앙 위치에 가동자(313)가 배치된 상태로, 한쪽 볼록부(330)는 한 쌍의 영구자석(314) 및 영구자석(315)의 제1 영역(327)의 중앙에, 다른 쪽 볼록부(331)는 한 쌍의 영구자석(315)의 제2 영역(328) 및 영구자석(316)의 중앙에 각각 배치되게 된다.

이상의 가동자(313)는 전체가 자화되어 있지 않은 자성 재료인 철부재로 이루어져 있고, 예컨대 소결재로 이루어져 있다.

상기 구조의 리니어 액튜에이터(311)에 있어서, 코일(318)에 전류를 흘려 보내고 있지 않은 상태에서는 한 쌍의 영구자석(314) 및 영구자석(315)의 제1 영역(327)에 의해 도 36에 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 요크(312), 영구자석(315)의 제1 영역(327), 가동자(313), 영구자석(314) 및 요크(312)를 이 순서대로 잇는 루프로 자속이 형성됨과 동시에, 반대쪽 한 쌍의 영구자석(315)의 제2영역(328) 및 영구자석(316)에 의해 요크(312), 영구자석(315)의 제2 영역(328), 가동자(313), 영구자석(316) 및 요크(312)를 이 순서대로 잇는 루프로 자속이 형성된다. 이 때, 가동자(313)는 정지 상태가 된다.

그리고 코일(318)에 교류 전류(정현파 전류, 구형파 전류)를 흘려 보낸다.

예컨대, 도 37에 나타낸 바와 같이, 코일(318)에 한 방향(도 37에서의 오른쪽에서 보아 시계 방향)으로 흐르도록 전류가 흐르면, 이 코일(318)을 한 방향으로 순회하도록 기자력이 발생된다. 이에 의해, 도 37에 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 영구자석(314) 및 영구자석(315)의 제1 영역(327)과, 한 쌍의 영구자석(315)의 제2 영역(328) 및 영구자석(316)에 의해 요크(312)와, 한 쌍의 영구자석(315)의 제2 영역(328) 및 영구자석(316) 중 한 쌍의 영구자석(314) 및 영구자석(315)의 제1 영역(327) 쪽에 있는 영구자석(315)의 제2 영역(328)과, 가동자(313)와, 한 쌍의 영구자석(314) 및 영구자석(315)의 제1 영역(327) 중 한 쌍의 영구자석(315)의 제2 영역(328) 및 영구자석(316)에 대해 반대쪽에 있는 영구자석(314)과 요크(312)를 이 순서대로 잇는 루프로 자속이 형성되게 된다.

이상에 의해, 한 쌍의 영구자석(314) 및 영구자석(315)의 제1 영역(327)과, 한 쌍의 영구자석(315)의 제2 영역(328) 및 영구자석(316) 중 각 쌍에 있어서 축선방향에 있어서의 한쪽(도 37에서의 왼쪽)이 되는 영구자석(314)과 영구자석(315)의 제2 영역(328)으로 자속이 유도됨으로써, 가동자(313)가 축선방향에 있어서의 한 방향(도 37에서의 왼쪽 방향)으로 이동한다.

다음으로, 도 38에 나타낸 바와 같이, 코일(318)로 역방향(도 38에서의 오른쪽에서 보아 반시계 방향)으로 흐르도록 전류가 흐르면, 이 코일(318)을 상기에 대해 역방향으로 순회하도록 기자력이 발생된다. 이에 의해, 도 38에 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 영구자석(314) 및 영구자석(315)의 제1 영역(327)과, 한 쌍의 영구자석(315)의 제2 영역(328) 및 영구자석(316)에 의해 요크(312)와, 한 쌍의 영구자석(314) 및 영구자석(315)의 제1 영역(327) 중 한 쌍의 영구자석(315)의 제2 영역(328) 및 영구자석(316) 쪽에 있는 영구자석(315)의 제1 영역(327)과, 가동자(313)와, 한 쌍의 영구자석(315)의 제2 영역(328) 및 영구자석(316) 중 한 쌍의 영구자석(314) 및 영구자석(315)의 제1 영역(327)에 대해 반대쪽에 있는 영구자석(316)과 요크(312)를 이 순서대로 잇는 루프로 자속이 형성되게 된다.

이상에 의해 한 쌍의 영구자석(314) 및 영구자석(315)의 제1 영역(327)과, 한 쌍의 영구자석(315)의 제2 영역(328) 및 영구자석(316) 중 각 쌍에 있어서 축선방향에 있어서의 반대쪽(도 38에서의 오른쪽)이 되는 영구자석(315)의 제1 영역(327)과 영구자석(316)을 자속이 유도됨으로써, 가동자(313)가 축선방향에 있어서의 역방향(도 38에서의 오른쪽 방향)으로 이동한다.

그리고 교류 전류에 의해 코일(318)로의 전류 흐름의 방향이 서로 변화함으로써 이상의 작동을 반복하고, 가동자(313)는 요크(312)에 대해 축선방향으로 소정의 스트로크에 왕복이동하게 된다.

상술한 제16 실시형태의 리니어 액튜에이터(311)에 의하면, 코일(318)이 가동자(313)가 아니라 요크(312)에 마련되기 때문에, 가동자(313) 쪽으로 급전할 필요가 없어져, 이동하는 가동자(313)가 코일(318)로의 급전선에 단선을 일으켜 버리는 일이 없어진다. 따라서 연속 운전 등에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 영구자석(314~316)도 가동자(313)가 아니라 요크(312)에 마련되기 때문에, 성능 향상을 도모하기 위해 높은 자속 밀도를 얻고자 한 경우에, 영구자석(314~316)의 중량이 증대하더라도 가동자(313)의 중량이 증가하는 일이 없다. 따라 서 성능 향상(추력 향상)을 용이하게 도모할 수 있다.

또한, 가동자(313)에 영구자석이 없으므로 가동자(313)에의 착자 작업이 불필요하게 되고, 또한 가동자(313)의 제조 시에 가동자(313)에는 흡인력이 작용하지 않기 때문에, 가동자(313)의 제조가 용이하게 된다. 따라서 제조가 용이하게 되어 비용 절감을 도모할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같은 루프의 자속에 가동자(313)를 이동시키므로 가동자(313)의 영구자석(314~316)에 대해 반대쪽, 즉 내경 쪽에 요크(312)의 일부를 백 요크로서 배치하지 않는 구성으로 할 수 있다. 따라서 가동자(313)의 영구자석(314~316)에 대해 반대쪽, 즉 내경 쪽 공간(333)을 효과적으로 이용할 수 있다. 구체적으로는, 별도의 실린더나 그 피스톤 등을 배치할 수 있다.

또한, 요크(312)의 한 쌍의 영구자석(314) 및 영구자석(315)의 제1 영역(327)과, 한 쌍의 영구자석(315)의 제2 영역(328) 및 영구자석(316) 사이 위치에 인접하여 에어 갭(324)이 형성되어 있기 때문에, 영구자석(315)을 공용으로 해도 한 쌍의 영구자석(314) 및 영구자석(315)의 제1 영역(327) 중 어느 하나를 통해 요크(312)와 가동자(313)로 자속을 유도하는 것과, 한 쌍의 영구자석(315)의 제2 영역(328) 및 영구자석(316) 중 어느 것인가를 통해 요크(312)와 가동자(313)로 자속을 유도하는 것을 확실히 할 수 있다. 그리고 에어 갭(324) 대신에 비자성 재료(자기적 갭)를 배치해도 된다.

그리고 도 39에 나타낸 바와 같이, 가동자(313)를 외경 쪽에 볼록부(330, 331)를 설치하지 않은 원통 형상으로 하는 것도 가능하다. 그렇지만, 상술한 바와 같이, 가동자(313)의 외경 쪽에 볼록부(330, 331)를 형성한 편이 일방향의 이동이나 타방향의 이동시에도 왕복이동방향으로 직교하는 볼록부(330) 또는 볼록부(331)의 단면에 효율적으로 흡인력을 작용시킬 수 있어, 가동자(313)를 더 큰 힘으로 구동할 수 있어서 바람직하다.

또한, 도 40에 나타낸 바와 같이, 축선방향의 중간의 영구자석(315)을 축선방향에 있어서 두 개의 영구자석(315A, 315B)으로 분할해도 된다. 이 경우, 에어갭(324)의 요크(312)의 내경 쪽에 폭을 부여하고 이들 영구자석(315A, 315B)끼리를 이간시켜도 된다. 그렇지만 상술한 바와 같이, 하나의 영구자석(315)으로 공용하는 편이 부품수를 저감할 수 있으며 설치를 포함하는 비용을 저감할 수 있기 때문에 바람직하다.

또한, 도 41에 나타낸 바와 같이, 축선방향의 중간의 영구자석(315)을 축선방향에 있어서 두 개의 영구자석(315A, 315B)으로 분할하고, 에어 갭(324)의 요크(312) 내경 쪽에 폭을 부여하지 않고 영구자석(315A, 315B)끼리를 인접시켜도 좋다.

또한, 상술한 모든 리니어 액튜에이터(311)에 대해 각 한 쌍의 영구자석 각각을 축선방향으로 인접한 상태로 복수 배치해도 된다. 예컨대, 도 41에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 영구자석(314, 315A)을 축선방향으로 인접한 상태로 복수 배치하고, 한 쌍의 영구자석(315B, 316)을 축선방향으로 인접한 상태로 복수 배치하는 것이다. 이와 같이 구성하면, 스트로크는 짧아지지만 추력은 비례적으로 피치만큼 증대된다.

또한, 상술한 모든 리니어 액튜에이터(311)에 대해 중심 축선 쪽과 외경 쪽에서 구성을 반전시키도록 해도 된다. 예컨대, 도 42에 나타낸 바와 같이, 코일(318)을 포함하는 요크(312)의 외경 쪽에 영구자석(314, 315A) 및 영구자석(315B, 316)을 배치하고, 영구자석(314, 315A) 및 영구자석(315B, 316)의 외경 쪽에 왕복이동이 가능하게 원통 형상의 가동자(313)를 설치하는 것이다. 이와 같이 구성하면, 전체적으로 같은 크기로 한 경우, 코일(318)이 적어지기 때문에, 동 손실이 적어지며 힘을 발생시키는 면적을 크게 할 수 있고, 효율성을 향상시킬 수 있다. 이 경우도 도 42에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 영구자석(314, 315A)을 축선방향으로 인접한 상태로 복수 배치하고, 한 쌍의 영구자석(315B, 316)을 축선방향으로 인접한 상태로 복수 배치하는 구조로 할 수 있다.

또한, 영구자석(314~316)으로서는, 상기한 페라이트 링 자석 이외에도 네오듐, 사마륨 코발트 등의 희토류계의 것을 사용하거나, 플라스틱 자석을 사용하는 것도 가능하지만, 페라이트 자석을 사용하는 것이 비용 절감 관점에서 더 바람직하다.

여기서, 상기 제16 실시형태의 리니어 액튜에이터(311)는, 예컨대 도 43 및 도 44에 나타낸 바와 같이, 가동자(313)를 요크(312)에 이동 가능하게 지지하는 지지 기구(335)를 설치함으로써 리니어 모터로서 사용될 수 있다. 이 지지 기구(335)는 축선방향의 중앙의 소정 범위에 외경으로부터 움푹 패도록 형성된 환상의 오목부(336)에 가동자(313)를 지지하는 비자성 재료로 이루어지는 원통 형상의 지지부재(337)와, 이 지지부재(337)의 축선방향의 각 단부를 요크(312)의 축선방향에 있 어서의 근접하는 각 단부에 연결시키는 한 쌍의 판스프링(스프링 부재)(338)을 가지고 있고, 판스프링(338)은 코일(318)에 전류가 흐르고 있지 않을 때 요크(312)의 축선방향의 중앙에 가동자(313)를 배치한다.

또한, 상기 리니어 액튜에이터(311)에 위치, 속도 등을 검출하는 센서를 설치하여 폐루프 제어를 함으로써, 속도나 위치의 제어가 가능한 리니어 서보 액튜에이터로서 이용할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제17 실시형태의 리니어 액튜에이터를 도 45~도 47을 참조하여 이하에 설명한다.

제17 실시형태의 리니어 액튜에이터(411)는 요크(고정자)(412)와, 이 요크(412)에 왕복이동이 가능하게 설치된 가동자(413)와, 요크(412)에 고정된 영구자석(414)과, 요크(412)에 고정된 코일(415)을 구비하고 있다.

상기 요크(412)는 원통 형상의 외원통부(417)와, 이 외원통부(417)의 축선방향의 일단 쪽에 설치된 박판 환상 저판부(418)와, 이 저판부(418)의 안쪽 부분에 축선방향을 따라 외원통부(417)와 같은쪽으로 돌출하는 환상의 연결부(420)와, 이 연결부(420)에 외원통부(417)와 동축을 이루고 마련된 원통 형상의 내부자극(419)을 가지고 있다.

외원통부(417), 저판부(418), 연결부(420) 및 내부자극(419)을 가지는 요크(412)는 공통된 자성 재료인 소결재로 소결에 의해 일체 성형되어 있다.

상기 코일(415)은 환상을 이루고 있고, 요크(412)의 저판부(418)와 외원통부(417) 간의 경계의 모서리부 안쪽에 요크(412)와 동축을 이루어 고정되어 있다.

상기 영구자석(414)은 그 양 자극, 즉 N극(414a)과 S극(414b)이 축선방향으로 배열된 박판 환상의 것으로, 페라이트 자석으로 이루어져 있다. 이 영구자석(414)의 축선방향의 양쪽에는 축선방향으로 대략 원통 형상을 이루고 돌출되는 돌출부(421)가 내경 쪽에 형성된 단면 L자 형상의 환상의 외부자극(자극부재)(422) 및 외부자극(자극부재)(423)이 서로의 돌출부(421)를 반대 방향으로 돌출시키도록 배치되어 있다. 이러한 한 쌍의 외부자극(422) 및 외부자극(423)도 소결재로 이루어져 있다.

여기서, 영구자석(414)의 외경은 요크(412)의 외원통부(417)의 안쪽에 압입 고정되는 크기로 되어 있고, 한 쌍의 외부자극(422) 및 외부자극(423)의 외경은 요크(412)의 외원통부(417) 내경보다 작은 직경으로 되어 있다.

그리고 영구자석(414), 외부자극(422) 및 외부자극(423)을 동축으로 배치하면서 영구자석(414)의 자극(414a, 414b)의 배열 방향의 양쪽을 외부자극(422, 423)으로 감싸도록 하여 일체로 고정한다.

이와 같이 일체화된 것이 영구자석(414)의 외경 쪽에 있어서 요크(412)의 외원통부(417)의 안쪽에 압입됨으로써 이들 영구자석(414) 및 한 쌍의 외부자극(422, 423)은 요크(412)와 동축으로 고정된다.

이 결과, 이 고정 상태로 외부자극(422)과 요크(412)의 외원통부(417) 사이와, 외부자극(423)과 요크(412)의 외원통부(417) 사이에는 각각 요크(412)의 외원통부(417)와 영구자석(414)과 한 쌍의 외부자극(422, 423)에 영구자석(414)의 자력에 의해 형성되는 자속 루프에 대해 자기 저항이 되는 자기저항수단으로서의 환상 의 갭(자기적 갭)(450)이 형성되게 된다.

또한 이 고정 상태에서, 영구자석(414)은 N극(414a)을 저판부(418) 쪽에 배치함과 동시에, S극(414b)을 저판부(418)에 대해 반대쪽에 배치하고, 저판부(418) 쪽 한쪽 외부자극(422)이 축선방향에 있어서 코일(415)과 인접하는 상태가 된다.

또한, 이 고정 상태에서, 영구자석(414) 및 한 쌍의 외부자극(422, 423)은 전체적으로 요크(412)의 원통 형상의 내부자극(419) 바깥쪽에 이와 동축을 이루고, 또한 이 내부자극(419)과 축선방향의 위치 및 길이를 맞춰 배치되게 되고, 이 내부자극(419) 사이에 환상의 갭(425)을 형성하게 된다.

요크(412)의 내부자극(419) 내주 쪽에는 샤프트(426)를 축선방향으로 이동 가능하게 부쉬(427)에 의해 지지하는 볼부쉬(428)가 그 부쉬(427)에서 동축으로 고정되어 있다. 그리고 이 부쉬(427)에 이동 가능하게 지지된 샤프트(426)에 상기한 가동자(413)가 고정되어 있다. 그리고 요크(412)에 고정된 부쉬(427)에 대해 샤프트(426)와 가동자(413)가 축선방향을 따라 일체로 왕복이동한다.

가동자(413)는 샤프트(426)에 고정되는 대략 원판 형상의 베이스부(430)와, 이 베이스부(430)에서 샤프트(426)에 고정된 상태에 있어서 상기 환상의 갭(425)에 들어가도록 마련되는 원통부(431)와, 이 원통부(431)의 베이스부(430)에 대해 반대쪽으로 동일한 직경으로 동축상에 고정되는 원통 형상의 가동 자극으로서의 철편(432)을 가지고 있다. 이에 의해, 가동자(413)의 철편(432)은 환상의 갭(425) 내에 동축으로 배치되게 되는데, 그 축선방향의 중앙 위치를 영구자석(414)의 축선방향의 중앙 위치와 거의 맞추도록 배치되어 있다.

상기 가동자(413)는 베이스부(430)와 원통부(431)가 비자성 재료인 엔지니어링 플라스틱 등의 합성수지로 이루어져 있고, 철편(432)은 자화되어 있지 않은 자성 재료로 이루어지는 것으로 소결재로 이루어져 있다. 가동자(413)는 철편(432)을 인서트부품으로 하는 합성수지의 인서트 성형에 의해 형성되어 있다.

그리고 이상의 결과, 가동자(413)는 철편(432)을 가지고 축선방향(각 도면에서의 좌우 방향)을 따라 왕복이동 가능하도록 요크(412)에 지지되게 되고, 영구자석(414)은 가동자(413)의 철편(432) 외경 쪽에 대향한 상태로, 게다가 가동자(413)의 왕복이동방향을 따라 자극(414a, 414b)을 배열한 상태로 요크(412)에 고정되게 된다. 그리고 가동자(413)의 왕복이동방향에 있어서의 영구자석(414) 양쪽에 한 쌍의 외부자극(422, 423)이 설치되게 되고, 요크(412)에는 철편(432)에 영구자석(414)과는 반대쪽에서 대향하는 내부자극(419)이 일체 성형되어 있게 된다. 또한, 영구자석(414) 및 한 쌍의 외부자극(422, 423)의 조는 철편(432)에 대해 한쪽에만, 구체적으로는 원통 형상의 철편(432)에 대해 반경방향 바깥쪽에만 설치되어 있다.

상기 구조의 리니어 액튜에이터(411)에 있어서는, 코일(415)에 교류 전류(정현파 전류, 구형파 전류)를 흘려 보내면, 코일(115)에 소정 방향의 전류가 흐르는 상태에서는, 도 46에 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 자속이 영구자석(414)에 S극(414b)으로부터 N극(414a) 쪽으로 유도됨으로써 요크(412)의 외원통부(417), 외부자극(423), 영구자석(414), 외부자극(422), 가동자(413)의 철편(432), 요크(412)의 내부자극(419), 연결부(420), 저판부(418), 외원통부(417) 순서의 자속 루프를 형성하게 되고, 그 결과 가동자(413)는 외부자극(422) 쪽으로 이동하는 방향으로 힘 (F)이 가해져 이 방향으로 이동한다. 한편, 코일(415)에 상기 소정 방향과 역방향의 전류가 흐르는 상태에서는 도 47에 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 자속이 영구자석(414)에 S극(414b)으로부터 N극(414a) 쪽으로 유도됨으로써 요크(412)의 외원통부(417), 저판부(418), 연결부(420), 내부자극(419), 가동자(413)의 철편(432), 외부자극(423), 영구자석(414), 외부자극(422), 외원통부(417) 순서의 자속 루프를 형성하게 되고, 그 결과 가동자(413)는 반대의 외부자극(423) 쪽으로 이동하는 방향으로 힘(F)이 가해져 이 방향으로 이동한다.

교류 전류에 의한 코일(415)로의 전류 흐름의 방향이 서로 변화함으로써 이상의 작동을 반복하여, 가동자(413)는 요크(412)에 대해 축선방향으로 왕복이동하게 된다.

그리고 요크(412)의 외원통부(417)와 영구자석(414)과 한 쌍의 외부자극(422, 423)에 영구자석(414)의 자력에 의해 형성되는 자속 루프에 대해 갭(450)이 자기 저항이 되므로, 영구자석(414)에 의해 발생되고 외부자극(422, 423)과 철편(432) 사이에서 유도되는 자속수가 증가한다.

상술한 제17 실시형태의 리니어 액튜에이터(411)에 의하면, 요크(412)의 외원통부(417)와 영구자석(414)과 한 쌍의 외부자극(422, 423)에 영구자석(414)의 자력에 의해 형성되는 자속 루프에 대해 갭(450)이 자기 저항이 되기 때문에, 영구자석(414)에 의해 발생되고 외부자극(422, 423)과 철편(432) 사이에서 유도되는 자속수를 증가시킬 수 있다. 따라서 영구자석(414)에 의해 발생되는 자속을 철편(432), 즉 가동자(413)의 이동에 효과적으로 사용할 수 있게 되어 가동자(413)에 충분하고 도 안정적으로 추력을 발생시킬 수 있다.

게다가, 외부자극(422, 423)과 요크(412)의 외원통부(417) 사이에 갭(450)을 설치함으로써, 요크(412)의 외원통부(417)와 영구자석(414)과 한 쌍의 외부자극(422, 423)에 영구자석(414)의 자력에 의해 형성되는 자속 루프에 대한 자기 저항을 마련하는 것이기 때문에, 간단한 구성으로 자기 저항을 마련할 수 있다.

그리고 가동자(413)의 베이스부(430) 및 원통부(431)는 비자성 재료라면 합성수지가 아니라 알루미늄 다이캐스트나 비자성 스테인리스 등으로 형성해도 되고, 이 경우, 강성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 그렇지만, 합성수지로 형성하는 편이 경량화의 관점에서 더 바람직하다.

또한, 영구자석(414)으로서는 상기한 페라이트 자석 이외에도 네오듐, 사마륨 코발트 등의 희토류계의 것을 사용하거나 플라스틱 자석을 사용하는 것도 가능하지만, 페라이트 자석을 사용하는 것이 비용 절감 관점에서 더 바람직하다.

또한, 가동자(413)의 베어링은 볼부쉬 이외에도 공기 베어링(기체 베어링)이나 슬라이딩 베어링 등을 사용해도 된다. 그렇지만, 볼부쉬(428)를 사용하는 편이 가동자(413)를 더 정확하게 왕복이동시킬 수 있기 때문에 더 바람직하다.

또한, 이 리니어 액튜에이터(411)는 가동부에 스프링을 조립하거나 외부에 놓인 스프링과의 병용으로 공진시켜 사용되는 것이 일반적이지만, 물론 이대로 사용하는 것도 가능하다.

또한, 이 리니어 액튜에이터(411)에 위치, 속도 등을 검출하는 센서를 설치하여 폐루프 제어를 함으로써, 속도나 위치의 제어가 가능한 리니어 서보 액튜에이 터로서 이용할 수 있다.

또한, 변위 특성 등의 성능 개선을 위해서 내부자극(419)이나 외부자극(422, 423)의 단부에 모따기 등을 실시해도 된다.

또한, 내부자극(419), 외부자극(422, 423), 철편(432)은 소결재 이외에도 고속 운전 시의 철손 저감을 위하여 이들 재료를 전기 철판의 적층 구조로 해도 된다.

또한, 외부자극(422, 423)을 돌출부가 형성되어 있지 않은 단원통 형상으로 해도 되고, 또한 돌출부(421)를 내경 및 외형 쪽 양쪽에 마련해도 된다. 아울러 가동자(413)를 요크(412)에 대해 볼부쉬(428) 등에 의해 지지하지 않는 구조로 하는 것도 가능하다.

또한, 갭(450)은 외부자극(422, 423)과 요크(412)의 외원통부(417) 사이에 자기적인 갭을 마련하면 되므로, 에어갭으로 하거나 비자성의 스페이서로 해도 된다. 외부자극(422, 423)과 외원통부(417) 사이에 자기적인 갭으로서 비자성의 스페이서를 개재시키도록 하면, 스페이서로 외부자극(422, 423)을 외원통부(417)에 기계적으로 고정할 수 있다. 이 스페이서는 플라스틱, 알루미늄, 스테인리스, 구리 등으로 형성할 수 있다.

다음에, 본 발명의 제18 실시형태의 리니어 액튜에이터를 도 48 및 도 49를 참조하여 제17 실시형태와의 상이한 부분을 중심으로 이하에 설명한다. 그리고 제17 실시형태와 같은 부분에는 동일한 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.

제18 실시형태의 리니어 액튜에이터(411)에 있어서는, 환상의 외부자극(422) 및 외부자극(423) 각각의 원주 방향에 있어서의 복수소, 구체적으로는 세 군데에 외경이 영구자석(414)의 외경과 동일한 직경으로 된, 반경방향 바깥쪽으로 돌출하는 돌출부(451)가 형성되어 있고, 이들 돌출부(451)에는 축 방향(가동자(413)의 왕복이동방향)에서의 중간 부분에, 외경 쪽으로부터 패고 또한 원주 방향으로 관통하는 형상의 오목부(452)가 형성되어 있다.

그리고 영구자석(414)의 자극(414a, 414b)의 배열 방향의 양쪽을 환상의 외부자극(422, 423)에 감싼 상태로, 이들 영구자석(414) 및 한 쌍의 외부자극(422, 423)이 요크(412)의 외원통부(417)의 안쪽에 압입됨으로써 이들 영구자석(414) 및 한 쌍의 외부자극(422, 423)은 요크(412)의 외경 쪽에 요크(412)와 동축으로 고정된다.

여기서, 외부자극(422, 423)은 상술한 바와 같이 돌출부(451)에 있어서 요크(412)의 외원통부(417)의 안쪽에 압입되게 되는데, 돌출부(451)에는 외원통부(417) 쪽에 오목부(452)가 형성되어 있다.

이 결과, 이 고정 상태로 외부자극(422)의 돌출부(451)와 요크(412)의 외원통부(417) 사이와, 외부자극(423)의 돌출부(451)와 요크(412)의 외원통부(417) 사이에는 각각 요크(412)의 외원통부(417)와 영구자석(414)과 한 쌍의 외부자극(422, 423)에 영구자석(414)의 자력에 의해 형성되는 자속 루프에 대해 자기 저항이 되는 자기저항수단으로서의 오목부(452)가 형성되게 된다.

상술한 제18 실시형태의 리니어 액튜에이터(411)에 의하면, 요크(412)의 외원통부(417)와 영구자석(414)과 한 쌍의 외부자극(422, 423)에 영구자석(414)의 자 력에 의해 형성되는 자속 루프에 대해 외부자극(422,423)의 돌출부(451)의 오목부(452)가 자기 저항이 되어 돌출부(451)에 오목부(452)가 형성되지 않은 경우에 비해, 영구자석(414)에 의해 발생되고 외부자극(422, 423)과 철편(432) 사이에서 유도되는 자속수를 증가시킬 수 있다. 따라서 영구자석(414)에 의해 발생되는 자속을 철편(432), 즉 가동자(413)의 이동에 효과적으로 사용할 수 있으며 가동자(413)에 충분하고도 안정적으로 추력을 발생시킬 수 있다.

게다가, 외부자극(422, 423)의 외원통부(417) 쪽에 형성된 돌출부(451)의 오목부(452)가 요크(412)의 외원통부(417)와 영구자석(414)과 한 쌍의 외부자극(422, 423)에 영구자석(414)의 자력에 의해 형성되는 자속 루프에 대한 자기 저항이 되는 것이기 때문에, 돌출부(451)에 의해 외부자극(422, 423)을 요크(412)의 외원통부(417)에 직접 고정하면서, 자기 저항을 마련할 수 있다. 따라서 외부자극(422, 423)을 요크(412)의 외원통부(417)에 견고하게 고정할 수 있어 내구성이 향상된다.

다음으로, 본 발명의 제19실시형태의 리니어 액튜에이터를 도 50을 참조하여 제18 실시형태와의 상이한 부분을 중심으로 이하에 설명한다. 그리고 제18 실시형태와 같은 부분에는 동일한 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.

제19실시형태의 리니어 액튜에이터(411)에 있어서도 환상의 외부자계(422, 423)는 각각 외원통부(417) 쪽 돌출부(451)에 있어서 요크(412)의 외원통부(417)의 안쪽에 압입되게 되는데, 돌출부(451)에는 축 방향(가동자(413)의 왕복이동방향)에서의 중간 부분에 원주 방향으로 관통하는 구멍부(453)가 형성되어 있다.

이 결과, 고정 상태에서 외부자극(422)의 돌출부(451)와 외부자극(423)의 돌 출부(451)에는 각각 요크(412)의 외원통부(417)와 영구자석(414)과 한 쌍의 외부자극(422, 423)에 영구자석(414)의 자력에 의해 형성되는 자속 루프에 대해 자기 저항이 되는 자기저항수단으로서의 구멍부(453)가 형성되어 있게 된다.

상술한 제19실시형태의 리니어 액튜에이터(411)에 의하면, 요크(412)의 외원통부(417)와 영구자석(414)과 한 쌍의 외부자극(422, 423)에 영구자석(414)의 자력에 의해 형성되는 자속 루프에 대해 외부자극(422, 423)의 돌출부(451)의 구멍부(453)가 자기 저항이 되기 때문에, 돌출부(451)에 구멍부(453)가 형성되어 있지 않은 경우에 비해, 영구자석(414)에 의해 발생되고 외부자극(422, 423)과 철편(432) 사이에서 유도되는 자속수를 증가시킬 수 있다. 따라서 영구자석(414)에 의해 발생되는 자속을 철편(432), 즉 가동자(413)의 이동에 효과적으로 사용할 수 있으며 가동자(413)에 충분하고도 안정적으로 추력을 발생시킬 수 있다.

게다가, 외부자극(422, 423)의 외원통부(417) 쪽 돌출부(451)에 형성된 구멍부(453)가 요크(412)의 외원통부(417)와 영구자석(414)과 한 쌍의 외부자극(422, 423)에 영구자석(414)의 자력에 의해 형성되는 자속 루프에 대한 자기 저항이 되는 것이기 때문에, 외부자극(422, 423)을 요크(412)의 외원통부(417)에 돌출부(451)에 의해 직접 고정하면서 자기 저항을 마련할 수 있다. 따라서 외부자극(422, 423)을 요크(412)의 외원통부(417)에 견고하게 고정할 수 있어 내구성이 향상된다.

다음으로, 본 발명의 제20 실시형태의 리니어 액튜에이터를 도 51을 참조하여 제17 실시형태와의 상이한 부분을 중심으로 이하에 설명한다. 그리고 제17 실시형태와 같은 부분에는 동일한 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.

제20 실시형태에 있어서는 환상의 외부자극(422) 및 외부자극(423)에는 돌출부(421)보다 외경 쪽 부분의 축선방향의 두께가 외경 쪽만큼 얇아지도록 영구자석(414)에 대해 반대쪽에 테이퍼면(455)이 형성되어 있다.

여기서, 영구자석(414)의 외경은 요크(412)의 외원통부(417)의 안쪽에 압입 고정되는 크기로 되어 있고, 한 쌍의 외부자극(422) 및 외부자극(423)의 외경도 이와 동일한 직경으로, 전둘레에 걸쳐 요크(412)의 외원통부(417)의 안쪽에 압입 고정되는 크기로 되어 있다.

이와 같은 영구자석(414), 외부자극(422) 및 외부자극(423)이 각각의 외경 쪽에 있어서 요크(412)의 외원통부(417)의 안쪽에 압입됨으로써 이들 영구자석(414) 및 한 쌍의 외부자극(422, 423)은 요크(412)와 동축으로 고정된다.

그리고 이 고정 상태에서, 외부자극(422)의 외원통부(417) 쪽과 외부자극(423)의 외원통부(417) 쪽은 각각 축 방향의 두께가 얇게 되어 있고, 이 결과 요크(412)의 외원통부(417)와 영구자석(414)과 한 쌍의 외부자극(422, 423)에 영구자석(414)의 자력에 의해 형성되는 자속 루프에 대해 자기 저항이 된다.

상술한 제20 실시형태의 리니어 액튜에이터(411)에 의하면, 외부자극(422)의 외원통부(417) 쪽이 얇아지고, 외부자극(423)의 외원통부(417) 쪽이 얇아짐으로써, 요크(412)의 외원통부(417)와 영구자석(414)과 한 쌍의 외부자극(422, 423)에 영구자석(414)의 자력에 의해 형성되는 자속 루프에 대해 자기 저항이 되며, 두께가 일정한 경우에 비해, 영구자석(414)에 의해 발생되고 외부자극(422, 423)과 철편(432) 사이에서 유도되는 자속수를 증가시킬 수 있다. 따라서 영구자석(414)에 의 해 발생되는 자속을 철편(432), 즉 가동자(413)의 이동에 효과적으로 사용할 수 있고, 가동자(413)에 충분하고도 안정적으로 추력을 발생시킬 수 있다.

게다가, 외부자극(422, 423)의 외원통부(417) 쪽을 얇게 하는 것이기 때문에, 외부자극(422, 423)을 요크(412)의 외원통부(417)에 직접 고정하면서 자기 저항을 마련할 수 있다. 따라서 외부자극(422, 423)을 요크(412)의 외원통부(417)에 견고하게 고정할 수 있어 내구성이 향상된다.

다음으로, 본 발명의 제21 실시형태의 리니어 액튜에이터를 도 52를 참조하여 제17 실시형태와의 상이한 부분을 중심으로 이하에 설명한다. 그리고 제17 실시형태와 같은 부분에는 동일한 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.

제21 실시형태에 있어서는 요크(412)의 외원통부(417)에, 제17 실시형태와 같은 영구자석(414) 및 한 쌍의 외부자극(422, 423)의 조가 가동자(413)의 왕복이동방향으로 복수조, 구체적으로는 2조 설치되어 있고, 가동자(413)에는 철편(432)이 왕복이동방향으로 복수, 구체적으로는 2개조 마련되어 있다. 단, 인접하는 영구자석(414)끼리는 서로 자극의 방향을 다르게 하고 있다.

구체적으로는, 저판부(418) 쪽 영구자석(414)은 N극(414a)을 저판부(418) 쪽에 배치함과 동시에 S극(414b)을 저판부(418)에 대해 반대쪽에 배치하고, 저판부(418)에 대해 반대쪽 영구자석(414)은 N극(414a)을 저판부(418)에 대해 반대쪽에 배치함과 동시에 S극(414b)을 저판부(418) 쪽에 배치하고 있다.

그리고 한쪽 철편(432)은 영구자석(414) 및 한 쌍의 외부자극(422, 423)의 한쪽 조에 대향하여 마련되고, 다른 쪽 철편(432)은 영구자석(414) 및 한 쌍의 외 부자극(422, 423) 다른 쪽 조에 대향하여 마련되어 있다.

이와 더불어, 한쪽 영구자석(414) 및 한 쌍의 외부자극(422, 423)의 조와 다른 쪽 영구자석(414) 및 한 쌍의 외부자극(422, 423)의 조 사이의 외원통부(417)의 안쪽에, 코일(415)이 배치되어 있고, 또한 볼부쉬(428)가 부쉬(427)를 복수, 구체적으로는 2개 가지고 있다.

이와 같은 제21 실시형태에 의하면, 요크(412)에는 영구자석(414) 및 한 쌍의 외부자극(422, 423)의 조가 왕복이동방향으로 복수 설치되어 있고, 가동자(413)에는 철편(432)이 왕복이동방향으로 복수 설치되어 있기 때문에, 가동자(413)에 더 큰 추력을 발생시킬 수 있다.

여기서, 제21 실시형태는 제17 실시형태의 영구자석(414) 및 한 쌍의 외부자극(422, 423)의 조를, 가동자(413)의 왕복이동방향으로 복수 설치함과 동시에, 가동자(413)에 철편(432)을 왕복이동방향으로 복수 설치할 경우를 예로 들어 설명했지만, 제18 실시형태의 영구자석(414) 및 한 쌍의 외부자극(422, 423)의 조를, 가동자(413)의 왕복이동방향으로 복수 설치함과 동시에, 가동자(413)에 철편(432)을 왕복이동방향으로 복수 설치하거나, 제19실시형태의 영구자석(414) 및 한 쌍의 외부자극(422, 423)의 조를, 가동자(413)의 왕복이동방향으로 복수 설치함과 동시에, 가동자(413)에 철편(432)을 왕복이동방향으로 복수 설치하거나, 제20 실시형태의 영구자석(414) 및 한 쌍의 외부자극(422, 423)의 조를, 가동자(413)의 왕복이동방향으로 복수 설치함과 동시에, 가동자(413)에 철편(432)을 왕복이동방향으로 복수 설치하거나 하는 것도 물론 가능하다.

다음으로, 본 발명의 제22 실시형태의 리니어 액튜에이터를 도 53을 참조하여 이하에 설명한다. 그리고 제17 실시형태와 같은 부분에는 동일한 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.

제22 실시형태의 리니어 액튜에이터(411)는 요크(412)의 직경방향 안쪽에, 연결부(420) 및 내부자극(419) 대신에 외원통부(417)와 동축을 이루는 내원통부(435)를 일체로 마련하고 있다. 그리고 외부쪽에 더하여 내부쪽에도 환상의 코일(436)을, 요크(412)의 저판부(418)와 내원통부(435) 간의 경계의 모서리부 안쪽에 요크(412)와 동축을 이루어 고정하고 있다.

또한, 외부쪽에 더하여 내부쪽에도 양 자극, 즉 N극(437a)과 S극(437b)이 축선방향으로 배열된 박판 환상의 페라이트 자석 등으로 이루어지는 영구자석(437)과, 외경 쪽에 축선방향으로 돌출하는 돌출부(438)가 형성된 단면 L자 형상을 이루고 영구자석(437)의 축선방향의 양쪽에 서로 돌출부(438)를 반대 방향으로 돌출시키도록 배치되는 한 쌍의 환상의 소결재로 이루어지는 내부자극(자극부재)(439) 및 내부자극(자극부재)(440)을 설치하고 있다. 이들 영구자석(437) 및 한 쌍의 내부자극(439, 440)은 영구자석(437)의 자극(437a, 437b)의 배열 방향의 양쪽을 환상의 내부자극(439, 440)에 감싼 상태로, 요크(412)에 설치되어 있다. 이들 내부자극(439, 440)과 요크(412)의 내원통부(435) 사이에도 환상의 갭(자기적 갭)(450)이 형성되어 있다.

여기서, 영구자석(437)은 S극(437b)을 저판부(418) 쪽에 배치함과 동시에, 한쪽 내부자극(439)이 축선방향에 있어서 코일(436)과 인접하는 상태가 되어 있다. 또한, 영구자석(437) 및 한 쌍의 내부자극(439, 440)은 전체적으로 영구자석(414) 및 한 쌍의 외부자극(422, 423)의 안쪽에 이와 동축을 이루고 배치되고, 또한 영구자석(437)은 외부쪽 영구자석(414)과, 내부자극(439)은 외부자극(422)과, 내부자극(440)은 외부자극(423)과, 코일(436)도 외부쪽 코일(415)과, 각각 축선방향의 위치 및 길이를 맞추고 있다. 그리고 영구자석(437) 및 한 쌍의 내부자극(439, 440)과, 영구자석(414) 및 한 쌍의 외부자극(422, 423) 사이에 환상의 갭부(425)가 형성되게 된다.

그리고 요크(412)의 내원통부(435) 내주 쪽에, 샤프트(426)를 축선방향으로 이동 가능하게 부쉬(427)에 의해 지지하는 볼부쉬(428)가 그 부쉬(427)에서 동축으로 고정되어 있다. 볼부쉬(428)의 샤프트(426)에 고정된 가동자(413)는 영구자석(414) 및 한 쌍의 외부자극(422, 423)과, 영구자석(437) 및 한 쌍의 내부자극(439, 440) 사이의 환상의 갭부(425)에, 원통 형상의 가동 자극으로서의 철편(432)을 제17 실시형태와 같이 배치하고 있다.

이상의 제22 실시형태의 리니어 액튜에이터(411)도 제17 실시형태와 같은 효과를 가져다 줄 수 있고, 더욱이 영구자석(414) 및 한 쌍의 외부자극(422, 423)의 조와, 영구자석(437) 및 한 쌍의 내부자극(439, 440)의 조가 철편(432)을 사이에 두고 양쪽에 설치되어 있고, 각각에 갭(450)이 마련되어 있기 때문에, 더 강력한 영구자석의 자계와 전류에 의한 기자력을 얻을 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제23 실시형태의 리니어 액튜에이터를 도 54를 참조하여 이하에 설명한다. 그리고 제17 실시형태와 같은 부분에는 동일한 부호를 부여하 고 그 설명을 생략한다.

제23 실시형태의 리니어 액튜에이터(411)는 요크(412)의 직경방향 안쪽에, 연결부(420) 및 내부자극(419) 대신에 외원통부(417)와 동축을 이루는 내원통부(435)를 일체로 마련하고 있다. 그리고 외부쪽 대신에 내부쪽에, 환상의 코일(436)을, 요크(412)의 저판부(418)와 내원통부(435) 간의 경계의 모서리부 안쪽에 요크(412)와 동축을 이루어 고정하고 있다.

또한, 외부쪽 대신에 내부쪽에, 양 자극, 즉 N극(437a)과 S극(437b)이 축선방향으로 배열된 박판 환상의 페라이트 자석 등으로 이루어지는 영구자석(437)과, 외경 쪽에 축선방향으로 돌출하는 돌출부(438)가 형성된 단면 L자 형상을 이루고 영구자석(437)의 축선방향의 양쪽에 서로 돌출부(438)를 반대 방향으로 돌출시키도록 배치되는 한 쌍의 환상의 소결재로 이루어지는 내부자극(자극부재)(439) 및 내부자극(자극부재)(440)을 설치하고 있다. 이들 영구자석(437) 및 한 쌍의 내부자극(439, 440)은 영구자석(437)의 자극(437a, 437b)의 배열 방향의 양쪽을 환상의 내부자극(439, 440)에 감싼 상태로 요크(412)에 설치되어 있다. 이들 내부자극(439, 440)과 요크(412)의 내원통부(435) 사이에 환상의 갭(자기적 갭)(450)이 형성되어 있다.

여기서, 영구자석(437)은 S극(437b)을 저판부(418) 쪽에 배치함과 동시에, 한쪽 내부자극(439)이 축선방향에 있어서 코일(436)과 인접하는 상태가 되어 있다. 그리고 영구자석(437) 및 한 쌍의 내부자극(439, 440)과, 외원통부(417) 사이에 환상의 갭부(425)가 형성되게 된다.

그리고 요크(412)의 내원통부(435) 내주 쪽에, 샤프트(426)를 축선방향으로 이동 가능하게 부쉬(427)에 의해 지지하는 볼부쉬(428)가 그 부쉬(427)에서 동축으로 고정되어 있다. 볼부쉬(428)의 샤프트(426)에 고정된 가동자(413)는 영구자석(437) 및 한 쌍의 내부자극(439, 440)과 외원통부(417) 사이의 환상의 갭부(425)에, 원통 형상의 가동 자극으로서의 철편(432)을 제17 실시형태와 같이 배치하고 있다. 이 결과, 영구자석(437) 및 한 쌍의 내부자극(439, 440)의 조가 원통 형상의 철편(432)에 대해 반경방향 안쪽에만 마련되어 있다.

이상의 제23 실시형태의 리니어 액튜에이터(411)도 제17 실시형태와 같은 효과를 가져다 줄 수 있고, 더욱이 영구자석(437) 및 한 쌍의 내부자극(439, 440)의 조가 철편(432)에 대해 반경방향 안쪽에만 마련되어 있기 때문에, 영구자석(437) 및 한 쌍의 내부자극(439, 440)의 반경을 작게 할 수 있으며 이들 경량화가 가능하여 전체적인 경량화를 도모할 수 있다.

그리고 제22, 제23 실시형태에 대해 갭(450) 대신에 제18 실시형태의 오목부(452)를 마련하거나 제19실시형태의 구멍부(453)를 마련하거나 제20 실시형태의 테이퍼면(455)을 설치하거나 하는 것도 가능하다. 또, 제22 실시형태의 영구자석(414) 및 한 쌍의 외부자극(422, 423)의 조와, 영구자석(437)과 내부자극(439, 440)의 조를 제2실시형태와 같이, 가동자(413)의 왕복이동방향으로 복수조 설치하거나, 제23 실시형태의 영구자석(437)과 내부자극(439, 440)의 조를 제21 실시형태와 같이 가동자(413)의 왕복이동방향으로 복수조 설치하거나 하는 것도 가능하다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서의 제1 양태의 리니어 액튜에이터에 의하면, 가동자에 철편을 설치함과 동시에, 이 철편에 대향한 상태로 영구자석을 고정자에 설치하고, 또한 코일을 고정자에 설치하고, 고정자 쪽 전류 방향이 바뀌는 코일과 영구자석으로 철편을 통과하는 자속을 이동시킴으로써 철편, 즉 가동자를 왕복이동시킨다. 이와 같이, 코일과 영구자석이 함께 고정자 쪽에 마련되기 때문에, 가동자 쪽에 급전할 필요가 없어져, 이동하는 가동자가 코일로의 급전선에 단선을 일으켜 버리는 일이 없어진다. 이와 더불어, 성능 향상을 도모하기 위해 높은 자속 밀도를 얻고자 한 경우에, 영구자석의 중량이 증대하더라도 가동자의 중량이 증가하는 일이 없다. 또한, 가동자에 자석이 없으므로 가동자에의 착자 작업이 불필요하게 된다. 따라서, 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 또한 성능 향상을 용이하게 도모할 수 있음과 동시에, 제조가 용이하게 되어 비용 절감을 도모할 수 있다.

본 발명의 다른 리니어 액튜에이터에 의하면, 고정자 쪽의 코일 전류 방향이 교대로 바뀌면, 가동자의 왕복이동방향을 따라 자극을 배열하고 있는 영구자석의 양쪽에 배치된 자극부재를 통한 철편으로의 자속의 도입 쪽을 교대로 바꾸게 되어 철편, 즉 가동자를 왕복이동시키게 된다. 따라서 간이한 구성으로 가동자를 왕복이동시킬 수 있고, 제조가 용이하게 되어 더욱더 비용 절감을 도모할 수 있다.

본 발명의 다른 리니어 액튜에이터에 의하면, 영구자석 및 한 쌍의 자극부재의 조가 철편에 대해 한쪽에만 마련되어 있기 때문에, 전체적으로 경량화가 가능하다.

본 발명의 다른 리니어 액튜에이터에 의하면, 영구자석 및 한 쌍의 자극부재 의 조가 철편에 대해 반경방향 바깥쪽에만 설치되어 있기 때문에, 철편, 즉 가동자의 반경을 작게 할 수 있고, 따라서 특히 가동자의 경량화를 도모할 수 있다.

본 발명의 다른 리니어 액튜에이터에 의하면, 영구자석 및 한 쌍의 자극부재의 조가 철편에 대해 반경방향 안쪽에만 설치되어 있기 때문에, 영구자석 및 한 쌍의 자극부재의 반경을 작게 할 수 있고, 이들 경량화가 가능하여 전체적인 경량화를 도모할 수 있다.

본 발명의 다른 리니어 액튜에이터에 의하면, 영구자석 및 한 쌍의 자극부재의 조가 철편을 사이에 두고 양쪽에 설치되어 있기 때문에, 더 강력한 영구자석의 자계 전류에 의한 기자력을 얻을 수 있다.

본 발명의 다른 리니어 액튜에이터에 의하면, 철편에 영구자석과는 반대쪽에서 대향하는 자극부재가 고정자에 일체 성형되어 있기 때문에, 이들을 별도로 제조하거나 나중에 접합시키거나 하는 일이 없다. 따라서 제조가 한층 용이하게 된다.

본 발명의 다른 리니어 액튜에이터에 의하면, 가동자가 철편을 인서트부품으로 하는 합성수지의 인서트 성형에 의해 형성되는 것이기 때문에, 철편을 포함하는 가동자를 용이하고도 경량으로 형성할 수 있다.

본 발명의 다른 리니어 액튜에이터에 의하면, 가동자가 볼부쉬를 통해 고정자에 지지되어 있기 때문에, 가동자를 정확하게 왕복이동시킬 수 있다.

본 발명의 다른 리니어 액튜에이터에 의하면, 고정자에는 영구자석이 상기 왕복이동방향으로 복수 설치되어 있고, 가동자에는 철편이 상기 왕복이동방향으로 복수 설치되어 있기 때문에, 가동자에 더 큰 추력을 발생시킬 수 있다.

본 발명의 다른 리니어 액튜에이터에 의하면, 고정자가 소결 부재로 이루어져 있기 때문에, 비용 절감이나 성능(철손 저감) 향상을 도모할 수 있고, 기계 강도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에서의 제2 양태의 리니어 액튜에이터에 의하면, 가동자에 철편을 설치함과 동시에, 코일을 고정자에 설치하고, 또한 가동자의 왕복이동방향으로 인접한 상태로 철편에 대향하며 왕복이동방향에 직교하여 자극을 배열하고 또한 서로의 자극 배열을 반대로 한 상태로 한 쌍의 영구자석을 고정자 쪽에 설치하고 있기 때문에, 고정자 쪽의 코일 전류 방향이 교대로 바뀌면, 한 쌍의 영구자석에 있어서 자속이 서로 통과하게 되고, 철편에 대해 자속을 유도하는 쪽을 한 쌍의 영구자석에서 교대로 바꾸게 되고, 철편, 즉 가동자를 왕복이동시키게 된다. 이와 같이, 코일과 영구자석이 함께 고정자 쪽에 마련되기 때문에, 가동자 쪽에 급전할 필요가 없어져, 이동하는 가동자가 코일로의 급전선에 단선을 일으켜 버리는 일이 없어진다. 이와 더불어, 성능 향상을 도모하기 위해 높은 자속 밀도를 얻고자 한 경우에, 영구자석의 중량이 증대하더라도 가동자의 중량이 증가하는 일이 없다. 또한, 가동자에 자석이 없으므로 가동자에의 착자 작업이 불필요하게 된다. 따라서 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 또한 성능 향상을 용이하게 도모할 수 있음과 동시에, 제조가 용이하게 되어 비용 절감을 도모할 수 있다.

본 발명의 다른 리니어 액튜에이터에 의하면, 한 쌍의 영구자석이 철편에 대해 한쪽에만 설치되어 있기 때문에, 전체적으로 경량화가 가능하다.

본 발명의 다른 리니어 액튜에이터에 의하면, 철편에 영구자석과는 반대쪽에 서 대향하는 자극부재가 고정자에 일체 성형되어 있기 때문에, 이들을 별도로 제조하거나 나중에 접합시키거나 하는 일이 없다. 따라서 제조가 한층 용이하게 된다.

본 발명의 다른 리니어 액튜에이터에 의하면, 한 쌍의 영구자석의 조가 철편을 사이에 두고 양쪽에 설치되어 있기 때문에, 더 강력한 영구자석의 자계와 전류에 의한 기자력을 얻을 수 있다.

본 발명의 다른 리니어 액튜에이터에 의하면, 코일이 철편보다 반경방향 바깥쪽에 설치되어 있기 때문에, 철편, 즉 가동자의 반경을 작게 할 수 있고, 따라서 특히 가동자의 경량화를 도모할 수 있다.

본 발명의 다른 리니어 액튜에이터에 의하면, 코일이 철편보다 반경방향 안쪽에 설치되어 있기 때문에, 코일을 경량화할 수 있어 전체적인 경량화를 도모할 수 있다.

본 발명의 다른 리니어 액튜에이터에 의하면, 가동자가 철편을 인서트부품으로 하는 합성수지의 인서트 성형에 의해 형성되는 것이기 때문에, 철편을 포함하는 가동자를 용이하고도 경량으로 형성할 수 있다.

본 발명의 다른 리니어 액튜에이터에 의하면, 가동자가 볼부쉬를 통해 고정자에 지지되어 있기 때문에, 가동자를 정확하게 왕복이동시킬 수 있다.

본 발명의 다른 리니어 액튜에이터에 의하면, 고정자에는 한 쌍의 영구자석의 조가 상기 왕복이동방향으로 복수 설치되어 있고, 가동자에는 철편이 상기 왕복이동방향으로 복수 설치되어 있기 때문에, 가동자에 더 큰 추력을 발생시킬 수 있다.

본 발명의 다른 리니어 액튜에이터에 의하면, 고정자가 소결 부재로 이루어져 있기 때문에, 비용 절감이나 성능(철손 저감) 향상을 도모할 수 있고, 기계 강도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에서의 제3 양태의 리니어 액튜에이터에 의하면, 고정자 쪽의 코일 전류가 한 방향으로 흐른 상태에서는, 예컨대 고정자, 제1의 한 쌍의 영구자석의 한쪽 영구자석, 철부재, 제2의 한 쌍의 영구자석 중 왕복이동방향에 있어서 제1의 한 쌍의 영구자석의 한쪽 영구자석과 위치가 맞는 한쪽 영구자석, 고정자의 루프로 자속이 형성되고, 고정자 쪽의 코일 전류가 절환되어 역방향으로 흐른 상태에서는 고정자, 제2의 한 쌍의 영구자석의 다른 쪽 영구자석, 철부재, 제1의 한 쌍의 영구자석의 다른 쪽 영구자석, 고정자의 루프로 자속이 형성되게 된다. 이에 따라, 고정자 쪽의 코일 전류 방향을 교대로 바꾸면, 고정자 쪽의 제1의 한 쌍의 영구자석 및 제2의 한 쌍의 영구자석에 있어서, 철부재에 대해 자속을 유도하는 쪽을 가동자의 왕복이동방향으로 교대로 바꾸게 되어 철부재, 즉 가동자를 왕복이동시키게 된다.

이와 같이, 코일과 영구자석이 함께 고정자 쪽에 마련되기 때문에, 가동자 쪽에 급전할 필요가 없어지고, 이동하는 가동자가 코일로의 급전선에 단선을 일으켜 버리는 일이 없어진다. 따라서 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 성능 향상을 도모하기 위해 높은 자속 밀도를 얻고자 한 경우에, 영구자석이나 코일의 중량이 증대하더라도 가동자의 중량이 증가하는 일이 없다. 따라서 성능 향상을 용이하게 도모할 수 있다.

또한, 가동자에 자석이 없으므로 가동자에의 착자 작업이 불필요하게 된다. 따라서 제조가 용이하게 되어 비용 절감을 도모할 수 있다.

또한, 상기한 자속의 루프로 가동자를 이동시키므로 가동자의 영구자석에 대해 반대쪽에 고정자의 일부를 백 요크로서 배치하지 않는 구성으로 할 수 있다. 따라서 가동자의 영구자석에 대해 반대쪽 공간을 효과적으로 이용할 수 있다.

본 발명의 다른 리니어 액튜에이터에 의하면, 제1의 한 쌍의 영구자석 및 제2의 한 쌍의 영구자석의 조가 가동자의 왕복이동방향의 위치를 맞추어 복수조 마련되어 있기 때문에, 더 강력한 영구자석의 자계와 전류에 의한 기자력을 얻을 수 있다.

본 발명의 다른 리니어 액튜에이터에 의하면, 제1의 한 쌍의 영구자석 및 제2의 한 쌍의 영구자석의 조가 가동자의 왕복이동방향으로 인접한 상태로 복수조 설치되어 있고, 이에 맞춰서 철부재에는 가동자의 왕복이동방향으로 인접하여 영구자석의 방향으로 돌출하는 볼록부가 복수 설치되어 있기 때문에, 더 강력한 영구자석의 자계와 전류에 의한 기자력을 얻을 수 있음과 동시에, 볼록부의 단면에 효율적으로 흡인력을 작용시킬 수 있다.

본 발명의 다른 리니어 액튜에이터에 의하면, 고정자는 가동자의 왕복이동방향으로 적층된 적층 강판으로 이루어지기 때문에, 천연재료를 절삭하여 형성되는 경우에 비해 와전류 손실을 저감할 수 있고, 소결로 형성되는 경우에 비해 히스테리시스 손실을 저감할 수 있다. 또한, 특히 고정자를 대형화할 경우, 천연재료의 절삭 및 소결에 비해 제조가 용이하게 된다. 따라서 성능을 향상시킬 수 있고, 또 한 전체의 대형화에 따른 고정자의 대형화에 용이하게 대응할 수 있다.

본 발명의 다른 리니어 액튜에이터에 의하면, 상기 고정자의 상기 가동자에 근접하는 부위에 창부가 마련되고, 상기 제1의 한 쌍의 영구자석 및 상기 제2의 한 쌍의 영구자석이 상기 창부 내에 수용된다. 따라서 영구자석이 고정자의 표면에 접착제로 고정되는 경우와 비교하면, 영구자석은 창부 내에 있어서 기계적으로 구속되므로 영구자석의 지지에 관한 신뢰성이 향상된다. 또한, 고정자와 가동자 사이의 갭 치수는 접착제의 두께 편차에 기인하는 영구자석의 위치 편차의 영향을 받지 않기 때문에, 갭의 치수 정밀도가 향상된다. 또한, 갭에 이물질이 끼인 경우에도 영구자석이 손상되는 일이 없다.

또한, 본 발명에서의 제4 양태의 리니어 액튜에이터에 의하면, 고정자 쪽의 코일 전류가 한 방향으로 흐른 상태에서는, 예컨대 철부재, 제1의 한 쌍의 영구자석 중 제2의 한 쌍의 영구자석에 대해 반대쪽의 한쪽 영구자석, 고정자, 제2의 한 쌍의 영구자석 중 제1의 한 쌍의 영구자석 쪽의 한쪽 영구자석, 철부재의 루프로 자속이 형성되고, 고정자 쪽의 코일 전류가 절환되어 역방향으로 흐른 상태에서는 철부재, 제2의 한 쌍의 영구자석의 다른 쪽의 영구자석, 고정자, 제1의 한 쌍의 영구자석의 다른 쪽 영구자석, 철부재의 루프로 자속이 형성되게 된다. 이에 따라, 고정자 쪽의 코일의 전류 방향을 교대로 바꾸면, 고정자 쪽의 제1의 한 쌍의 영구자석 및 제2의 한 쌍의 영구자석에 있어서, 철부재에 대해 자속을 유도하는 쪽을 가동자의 왕복이동방향으로 교대로 바꾸게 되어 철부재, 즉 가동자를 왕복이동시키게 된다.

이와 같이 코일과 영구자석이 함께 고정자 쪽에 마련되기 때문에, 가동자 쪽에 급전할 필요가 없어져, 이동하는 가동자가 코일로의 급전선에 단선을 일으켜 버리는 일이 없어진다. 따라서 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 성능 향상을 도모하기 위해 높은 자속 밀도를 얻고자 한 경우에, 영구자석의 중량이 증대하더라도 가동자의 중량이 증가하는 일이 없다. 따라서 성능 향상을 용이하게 도모할 수 있다.

또한, 가동자에 자석이 없으므로 가동자에의 착자 작업이 불필요하게 된다. 따라서 제조가 용이하게 되어 비용 절감을 도모할 수 있다.

또한, 상기한 자속의 루프로 가동자를 이동시키므로 가동자의 영구자석에 대해 반대쪽에 고정자의 일부를 백 요크로서 배치하지 않는 구성으로 할 수 있다. 따라서 가동자의 영구자석에 대해 반대쪽 공간을 효과적으로 이용할 수 있다.

본 발명의 다른 리니어 액튜에이터에 의하면, 고정자의 제1의 한 쌍의 영구자석 및 제2의 한 쌍의 영구자석 사이의 위치에 인접하여 자기적 갭이 마련되어 있기 때문에, 제1의 한 쌍의 영구자석을 통해 고정자와 철부재로 자속을 유도하는 것 및 제2의 한 쌍의 영구자석을 통해 고정자와 철부재로 자속을 유도하는 것을 확실히 할 수 있다.

본 발명의 다른 리니어 액튜에이터에 의하면, 제1의 한 쌍의 영구자석 및 제2의 한 쌍의 영구자석은 서로의 근접한 쪽의 영구자석을 공용으로 하고 있기 때문에, 부품수를 저감할 수 있다. 따라서 영구자석의 설치를 포함하는 비용을 저감할 수 있다.

본 발명의 다른 리니어 액튜에이터에 의하면, 고정자에는 공용 영구자석의 상기 왕복이동방향의 중간 위치에 인접하여 자기적 갭이 마련되어 있기 때문에, 서로의 근접한 쪽의 영구자석을 공용으로 해도 제1의 한 쌍의 영구자석을 통해 고정자와 철부재에 자속을 유도하는 것 및 제2의 한 쌍의 영구자석을 통해 고정자와 철부재로 자속을 유도하는 것을 확실히 할 수 있다.

본 발명의 다른 리니어 액튜에이터에 의하면, 철부재에는 영구자석의 방향으로 돌출하는 볼록부가 왕복이동방향으로 인접하여 한 쌍 설치되어 있기 때문에, 일방향의 이동이나 타방향의 이동시에도 볼록부의 단면에 효율적으로 흡인력을 작용시킬 수 있다. 따라서 가동자를 더 큰 힘으로 구동할 수 있다.

또한, 본 발명에서의 제5 양태의 리니어 액튜에이터에 의하면, 고정자와 영구자석과 한 쌍의 자극부재에 영구자석의 자력에 의해 형성되는 자속 루프에 대해 자기저항수단이 자기 저항이 되기 때문에, 영구자석에 의해 발생되고 자극부재와 철편 사이에서 유도되는 자속수를 증가시킬 수 있다. 따라서 영구자석에 의해 발생되는 자속을 가동자의 이동에 효과적으로 사용할 수 있고, 가동자에 충분하고도 안정적으로 추력을 발생시킬 수 있다.

본 발명의 다른 리니어 액튜에이터에 의하면, 자기저항수단은 상기 자극부재와 상기 고정자 사이에 마련된 갭이기 때문에, 고정자와 영구자석과 한 쌍의 자극부재에 영구자석의 자력에 의해 형성되는 자속 루프에 대해 간단한 구성으로 자기 저항을 마련할 수 있다.

본 발명의 다른 리니어 액튜에이터에 의하면, 자기저항수단은 자극부재의 고 정자 쪽에 형성된 오목부이기 때문에, 자극부재를 고정자에 직접 고정하면서 고정자와 영구자석과 한 쌍의 자극부재에 영구자석의 자력에 의해 형성되는 자속 루프에 대해 자기 저항을 마련할 수 있다. 따라서 자성 부재를 고정자에 견고하게 고정할 수 있어 내구성이 향상된다.

본 발명의 다른 리니어 액튜에이터에 의하면, 자기저항수단은 자극부재의 고정자 쪽에 형성된 구멍부이기 때문에, 자극부재를 고정자에 직접 고정하면서 고정자와 영구자석과 한 쌍의 자극부재에 영구자석의 자력에 의해 형성되는 자속 루프에 대해 자기 저항을 마련할 수 있다. 따라서 자성 부재를 고정자에 견고하게 고정할 수 있어 내구성이 향상된다.

본 발명의 다른 리니어 액튜에이터에 의하면, 자기저항수단은 자극부재의 두께를 고정자 쪽만큼 얇게 하여 이루어지는 것이기 때문에, 자극부재를 고정자에 직접 고정하면서 고정자와 영구자석과 한 쌍의 자극부재에 영구자석의 자력에 의해 형성되는 자속 루프에 대해 자기 저항을 마련할 수 있다. 따라서 자성 부재를 고정자에 견고하게 고정할 수 있어 내구성이 향상된다.

본 발명의 다른 리니어 액튜에이터에 의하면, 고정자에는 영구자석 및 한 쌍의 자극부재의 조가 왕복이동방향으로 복수 설치되어 있고, 가동자에는 철편이 왕복이동방향으로 복수 설치되어 있기 때문에, 가동자에 더 큰 추력을 발생시킬 수 있다.

Claims (37)

1. 삭제
2. 고정자와,

   철편을 가지며 상기 고정자에 대해 왕복이동이 가능하게 설치된 가동자와,

   상기 철편에 대향한 상태로 상기 고정자에 마련된 영구자석과,

   상기 고정자에 설치된 코일을 구비하며,

   상기 영구자석은 상기 왕복이동방향을 따라 자극을 배열한 상태로 상기 고정자에 마련되어 있고,

   그 영구자석의 상기 왕복이동방향의 양쪽에는 한 쌍의 자극부재가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.
3. 제2 항에 있어서,

   상기 영구자석 및 상기 한 쌍의 자극부재의 조(組)가 상기 철편에 대해 한쪽에만 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.
4. 제3 항에 있어서,

   상기 철편이 원통 형상을 이루고 있고, 상기 영구자석 및 상기 한 쌍의 자극부재의 조가 상기 철편에 대해 반경방향 바깥쪽에만 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.
5. 제3 항에 있어서,

   상기 철편이 원통 형상을 이루고 있고, 상기 영구자석 및 상기 한 쌍의 자극부재의 조가 상기 철편에 대해 반경방향 안쪽에만 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.
6. 제2 항에 있어서,

   상기 영구자석 및 상기 한 쌍의 자극부재의 조가 상기 철편을 사이에 두고 양쪽에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.
7. 고정자와,

   철편을 가지며 상기 고정자에 대해 왕복이동이 가능하게 설치된 가동자와,

   상기 철편에 대향한 상태로 상기 고정자에 마련된 영구자석과,

   상기 고정자에 설치된 코일을 구비하며,

   상기 고정자에는 상기 철편에 상기 영구자석과는 반대쪽에서 대향하는 자극부재가 일체 성형되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.
8. 고정자와,

   철편을 가지며 상기 고정자에 대해 왕복이동이 가능하게 설치된 가동자와,

   상기 철편에 대향한 상태로 상기 고정자에 마련된 영구자석과,

   상기 고정자에 설치된 코일을 구비하며,

   상기 가동자는 상기 철편을 인서트부품으로 하는 합성수지의 인서트 성형에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.
9. 제2 항에 있어서,

   상기 가동자는 볼부쉬를 통해 상기 고정자에 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.
10. 고정자와,

    철편을 가지며 상기 고정자에 대해 왕복이동이 가능하게 설치된 가동자와,

    상기 철편에 대향한 상태로 상기 고정자에 마련된 영구자석과,

    상기 고정자에 설치된 코일을 구비하며,

    상기 고정자에는 상기 영구자석이 상기 왕복이동방향으로 복수 설치되어 있고, 상기 가동자에는 상기 철편이 상기 왕복이동방향으로 복수 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.
11. 제2 항에 있어서,

    상기 고정자는 소결 부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.
12. 삭제
13. 고정자와,

    철편을 가지며 상기 고정자에 대해 왕복이동이 가능하게 설치된 가동자와,

    서로 상기 왕복이동방향으로 인접한 상태로 상기 철편에 대향하며 상기 왕복이동방향에 직교하여 자극을 배열하고 또한 서로의 자극 배열을 반대로 한 상태로 상기 고정자에 설치된 한 쌍의 영구자석과,

    상기 고정자에 마련된 코일을 구비하며,

    상기 한 쌍의 영구자석이 상기 철편에 대해 한쪽에만 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.
14. 고정자와,

    철편을 가지며 상기 고정자에 대해 왕복이동이 가능하게 설치된 가동자와,

    서로 상기 왕복이동방향으로 인접한 상태로 상기 철편에 대향하며 상기 왕복이동방향에 직교하여 자극을 배열하고 또한 서로의 자극 배열을 반대로 한 상태로 상기 고정자에 설치된 한 쌍의 영구자석과,

    상기 고정자에 마련된 코일을 구비하며,

    상기 고정자에는, 상기 철편에 상기 영구자석과는 반대쪽에서 대향하는 자극부재가 일체 성형되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.
15. 삭제
16. 고정자와,

    철편을 가지며 상기 고정자에 대해 왕복이동이 가능하게 설치된 가동자와,

    서로 상기 왕복이동방향으로 인접한 상태로 상기 철편에 대향하며 상기 왕복이동방향에 직교하여 자극을 배열하고 또한 서로의 자극 배열을 반대로 한 상태로 상기 고정자에 설치된 한 쌍의 영구자석과,

    상기 고정자에 마련된 코일을 구비하며,

    상기 철편이 원통 형상을 이루고 있고, 상기 코일이 철편보다 반경방향 바깥쪽에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.
17. 고정자와,

    철편을 가지며 상기 고정자에 대해 왕복이동이 가능하게 설치된 가동자와,

    서로 상기 왕복이동방향으로 인접한 상태로 상기 철편에 대향하며 상기 왕복이동방향에 직교하여 자극을 배열하고 또한 서로의 자극 배열을 반대로 한 상태로 상기 고정자에 설치된 한 쌍의 영구자석과,

    상기 고정자에 마련된 코일을 구비하며,

    상기 철편이 원통 형상을 이루고 있고, 상기 코일이 철편보다 반경방향 안쪽에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.
18. 고정자와,

    철편을 가지며 상기 고정자에 대해 왕복이동이 가능하게 설치된 가동자와,

    서로 상기 왕복이동방향으로 인접한 상태로 상기 철편에 대향하며 상기 왕복이동방향에 직교하여 자극을 배열하고 또한 서로의 자극 배열을 반대로 한 상태로 상기 고정자에 설치된 한 쌍의 영구자석과,

    상기 고정자에 마련된 코일을 구비하며,

    상기 가동자는 상기 철편을 인서트부품으로 하는 합성수지의 인서트 성형에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.
19. 제13 항에 있어서,

    상기 가동자는 볼부쉬를 통해 상기 고정자에 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.
20. 고정자와,

    철편을 가지며 상기 고정자에 대해 왕복이동이 가능하게 설치된 가동자와,

    서로 상기 왕복이동방향으로 인접한 상태로 상기 철편에 대향하며 상기 왕복이동방향에 직교하여 자극을 배열하고 또한 서로의 자극 배열을 반대로 한 상태로 상기 고정자에 설치된 한 쌍의 영구자석과,

    상기 고정자에 마련된 코일을 구비하며,

    상기 고정자에는 상기 한 쌍의 영구자석의 조가 상기 왕복이동방향으로 복수 설치되어 있고, 상기 가동자에는 상기 철편이 상기 왕복이동방향으로 복수 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.
21. 제13 항에 있어서,

    상기 고정자는 소결 부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.
22. 고정자와,

    적어도 일부에 철부재를 가지고 상기 고정자에 대해 왕복이동이 가능하게 설치된 가동자와,

    서로 상기 왕복이동방향으로 인접한 상태로 상기 철부재에 대향하며 상기 왕 복이동방향에 직교하여 자극을 배열하고 또한 서로의 자극 배열을 반대로 한 상태로 상기 고정자에 마련된 제1의 한 쌍의 영구자석과,

    그 제1의 한 쌍의 영구자석에 대해 상기 왕복이동방향의 위치를 맞춤과 동시에, 서로 상기 왕복이동방향으로 인접한 상태로 상기 철부재에 대향하며 상기 왕복이동방향에 직교하여 자극을 배열하고 또한 서로의 자극 배열을 반대로 한 상태로 상기 고정자에 마련된 제2의 한 쌍의 영구자석과,

    상기 고정자에 마련된 코일을 구비하며,

    상기 제1의 한 쌍의 영구자석 및 상기 제2의 한 쌍의 영구자석은 상기 왕복이동방향에 위치가 맞는 영구자석끼리 상기 철부재에 대향시키는 자극을 반대로 하고 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.
23. 제22 항에 있어서,

    상기 제1의 한 쌍의 영구자석 및 상기 제2의 한 쌍의 영구자석의 조가 상기 왕복이동방향의 위치를 맞추어 복수 조(組) 마련되어 있으며, 그 복수의 영구자석의 조(組)가 원주방향으로 방사형을 이루도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.
24. 제22 항에 있어서,

    상기 제1의 한 쌍의 영구자석 및 상기 제2의 한 쌍의 영구자석의 조가 복수조 마련되어 있고, 그 복수의 영구자석의 조(組)가 상기 왕복이동방향으로 인접한 상태로 배치되어 있으며,

    상기 철부재는 상기 영구자석의 방향으로 돌출하는 볼록부가 상기 왕복이동방향으로 인접하여 복수 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.
25. 제22 항에 있어서,

    상기 고정자 및 상기 가동자 중 적어도 하나는 상기 왕복이동방향으로 적층된 적층 강판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.
26. 고정자와, 적어도 일부에 철부재를 가지는 가동자를 상기 고정자에 대해 왕복이동이 가능하게 마련하고,

    서로 상기 왕복이동방향으로 인접한 상태로 상기 철부재에 대향하며 상기 왕복이동방향으로 직교하여 자극을 배열하고 또한 서로의 자극 배열을 반대로 한 상태의 제1의 한 쌍의 영구자석을 상기 고정자에 적어도 하나 설치하고,

    서로 상기 왕복이동방향으로 인접한 상태로 상기 철부재에 대향하며 상기 왕복이동방향에 직교하여 자극을 배열하고 또한 서로의 자극의 배열을 반대로 한 상태의 제2의 한 쌍의 영구자석을, 상기 제1의 한 쌍의 영구자석에 대해 상기 왕복이동방향으로 인접하여 상기 고정자에 적어도 하나 설치하고,

    상기 고정자에 코일을 설치하여 이루어지고,

    상기 제1의 한 쌍의 영구자석 및 상기 제2의 한 쌍의 영구자석은 서로의 근접된 쪽의 영구자석들이 자극을 같은 방향으로 배열설치하고 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.
27. 제26 항에 있어서,

    상기 고정자에는 상기 제1의 한 쌍의 영구자석 및 상기 제2의 한 쌍의 영구자석 사이의 위치에 인접하여 자기적 갭이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.
28. 제26 항에 있어서,

    상기 제1의 한 쌍의 영구자석 및 상기 제2의 한 쌍의 영구자석은 서로의 근접된 쪽의 영구자석을 공용으로 하고 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.
29. 제28 항에 있어서,

    상기 고정자에는 상기 공용의 영구자석의 상기 왕복이동방향의 중간 위치에 인접하여 자기적 갭이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.
30. 제26 항에 있어서,

    상기 철부재에는 상기 영구자석의 방향으로 돌출하는 볼록부가 상기 왕복이동방향으로 인접하여 한 쌍 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.
31. 고정자와,

    철편을 가지며 상기 고정자에 대해 왕복이동이 가능하게 설치된 가동자와,

    상기 철편에 대향하며 상기 왕복이동방향을 따라 자극을 배열한 상태로 상기 고정자에 마련된 영구자석과,

    그 영구자석의 상기 왕복이동방향의 양쪽에 설치된 한 쌍의 자극부재와,

    상기 고정자에 설치된 코일을 갖는 리니어 액튜에이터로서,

    상기 고정자와 상기 영구자석과 상기 한 쌍의 자극부재에 상기 영구자석의 자력에 의해 형성되는 자속 루프에 대해 자기 저항이 되는 자기저항수단을 가지는 것을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.
32. 제31 항에 있어서,

    상기 자기저항수단은 상기 자극부재와 상기 고정자 사이에 마련된 자기적 갭인 것을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.
33. 제31 항에 있어서,

    상기 자기저항수단은 상기 자극부재의 상기 고정자 쪽에 형성된 오목부임을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.
34. 제31 항에 있어서,

    상기 자기저항수단은 상기 자극부재의 상기 고정자 쪽에 형성된 구멍부 임을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.
35. 제31 항에 있어서,

    상기 자기저항수단은 상기 자극부재의 두께를 상기 고정자 쪽으로 갈수록 얇게 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.
36. 제31 항에 있어서,

    상기 고정자에는 상기 영구자석 및 상기 한 쌍의 자극부재의 조가 상기 왕복이동방향으로 복수 설치되어 있고, 상기 가동자에는 상기 철편이 상기 왕복이동방향으로 복수 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.
37. 제23 항에 있어서,

    상기 고정자는 상기 가동자에 근접하는 부위에 창부(窓部)를 가지며, 상기 제1의 한 쌍의 영구자석 및 상기 제2의 한 쌍의 영구자석은 상기 창부 내에 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액튜에이터.

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