JP2000224826A - 電磁式リニアアクチエータ - Google Patents
電磁式リニアアクチエータInfo
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- JP2000224826A JP2000224826A JP11026625A JP2662599A JP2000224826A JP 2000224826 A JP2000224826 A JP 2000224826A JP 11026625 A JP11026625 A JP 11026625A JP 2662599 A JP2662599 A JP 2662599A JP 2000224826 A JP2000224826 A JP 2000224826A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】推力が大きく、通電遮断時に所定位置に復帰可
能な三位置安定型リニアアクチュエータを提供するこ
と。 【解決手段】固定コア１が軸方向へ４つの歯部１１〜１
４をもち、可動コア２が中央の永久磁石２１と両側の軟
磁性体２２，２３とをもつ。左側の歯部１１、１２の内
周面は軟磁性体２２の外周面に対面し、右側の歯部１
３、１４の内周面は軟磁性体２３の外周面に対面する。
固定コア１には歯部１１〜１４の間に３つのコイル３〜
５が設けられ、コイル３への正通電、コイル４への逆通
電により可動コア２の左シフト、コイル４への正通電に
より可動コア２の中央シフト、コイル５への正通電、コ
イル４への逆通電により可動コア２の右シフトが実現す
る。
能な三位置安定型リニアアクチュエータを提供するこ
と。 【解決手段】固定コア１が軸方向へ４つの歯部１１〜１
４をもち、可動コア２が中央の永久磁石２１と両側の軟
磁性体２２，２３とをもつ。左側の歯部１１、１２の内
周面は軟磁性体２２の外周面に対面し、右側の歯部１
３、１４の内周面は軟磁性体２３の外周面に対面する。
固定コア１には歯部１１〜１４の間に３つのコイル３〜
５が設けられ、コイル３への正通電、コイル４への逆通
電により可動コア２の左シフト、コイル４への正通電に
より可動コア２の中央シフト、コイル５への正通電、コ
イル４への逆通電により可動コア２の右シフトが実現す
る。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本考案は、永久磁石型の可動
コアを有する電磁式リニアアクチエータに関する。
コアを有する電磁式リニアアクチエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】ある種の用途では、軸方向三位置間をシ
フト可能な三位置安定型リニアアクチエータが要望され
ており、それに対して、実開平６ー４４３８４号は二位
置安定型の電磁リニアアクチュエータを提案している。
この二位置安定型リニアアクチュエータは、円筒状で軟
磁性の固定コアの内周側に軸方向一方側から順に軸方向
へ所定間隔隔てて巻装された３つのコイルと、このコイ
ルの内側に軸方向変位自在に挿入された可動コアとを備
え、この可動コアは、一対の永久磁石により軟磁性体を
挟み、これら一対の永久磁石の極性配置を軸方向におい
て反対とした構成を有している。
フト可能な三位置安定型リニアアクチエータが要望され
ており、それに対して、実開平６ー４４３８４号は二位
置安定型の電磁リニアアクチュエータを提案している。
この二位置安定型リニアアクチュエータは、円筒状で軟
磁性の固定コアの内周側に軸方向一方側から順に軸方向
へ所定間隔隔てて巻装された３つのコイルと、このコイ
ルの内側に軸方向変位自在に挿入された可動コアとを備
え、この可動コアは、一対の永久磁石により軟磁性体を
挟み、これら一対の永久磁石の極性配置を軸方向におい
て反対とした構成を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の電磁式リニアアクチエータは推力が弱く、三位
置安定型ができず、かつ、通電遮断時に所定位置に復帰
することができないという問題があった。また、これら
３つのコイルに常時通電しなければならないという問題
もあった。
た従来の電磁式リニアアクチエータは推力が弱く、三位
置安定型ができず、かつ、通電遮断時に所定位置に復帰
することができないという問題があった。また、これら
３つのコイルに常時通電しなければならないという問題
もあった。
【０００４】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、推力が強く、停電時に中央位置に復帰可能な三位
置安定型電磁式リニアアクチエータを提供することをそ
の目的としている。
あり、推力が強く、停電時に中央位置に復帰可能な三位
置安定型電磁式リニアアクチエータを提供することをそ
の目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載した本発
明の電磁式リニアアクチエータは、軟磁性の固定コア
と、この固定コアの周面に軸方向変位自在に対面する可
動コアとを有する。固定コアの周面には軸方向一方側か
ら順に軸方向へ所定間隔隔てて４つの歯部が突設され、
これら歯部間のスロット部にはコイルがそれぞれ収容さ
れている。可動コアは、一対の軟磁性体で永久磁石を軸
方向に挟持した構成を有し、一方の軟磁性体の周面が固
定コアの軸方向一方側の二つの周面に対面し、他方の軟
磁性体の周面が固定コアの軸方向他方側の二つの周面に
対面している。このように構成することにより、各コイ
ルの通電、非通電の組み合わせにより、可動コアを軸方
向３つの位置にシフトさせることができ、かつ、各コイ
ルに通電しない場合に各歯部と可動コアの両軟磁性体の
周面との間の磁気力（デテントフォース）により軸方向
中央位置に復帰することができる。
明の電磁式リニアアクチエータは、軟磁性の固定コア
と、この固定コアの周面に軸方向変位自在に対面する可
動コアとを有する。固定コアの周面には軸方向一方側か
ら順に軸方向へ所定間隔隔てて４つの歯部が突設され、
これら歯部間のスロット部にはコイルがそれぞれ収容さ
れている。可動コアは、一対の軟磁性体で永久磁石を軸
方向に挟持した構成を有し、一方の軟磁性体の周面が固
定コアの軸方向一方側の二つの周面に対面し、他方の軟
磁性体の周面が固定コアの軸方向他方側の二つの周面に
対面している。このように構成することにより、各コイ
ルの通電、非通電の組み合わせにより、可動コアを軸方
向３つの位置にシフトさせることができ、かつ、各コイ
ルに通電しない場合に各歯部と可動コアの両軟磁性体の
周面との間の磁気力（デテントフォース）により軸方向
中央位置に復帰することができる。
【０００６】すなわち、この電磁式リニアアクチエータ
では、永久磁石により互いに反対極性に磁化された可動
コアの一対の周面と、固定コアの周面に突設されてこれ
ら一対の周面の一方と対面する可動コアの一対の歯部
と、固定コアの周面に突設されてこれら一対の周面の他
方と対面する可動コアの他の一対の歯部とをもち、固定
コアのこれら４つの歯部と可動コアの一対の周面（磁極
面）との磁気力をコイル電流により制御するので、コイ
ル電流が小さくても強力な推進力を得ることができる。
では、永久磁石により互いに反対極性に磁化された可動
コアの一対の周面と、固定コアの周面に突設されてこれ
ら一対の周面の一方と対面する可動コアの一対の歯部
と、固定コアの周面に突設されてこれら一対の周面の他
方と対面する可動コアの他の一対の歯部とをもち、固定
コアのこれら４つの歯部と可動コアの一対の周面（磁極
面）との磁気力をコイル電流により制御するので、コイ
ル電流が小さくても強力な推進力を得ることができる。
【０００７】また、各コイルへの通電がすべて遮断され
た状態において、この可動コアは軸方向中央位置にて最
も安定な点を有するので、可動コアを停電時に所定位置
に復帰させることができ、かつ、可動コアが中央位置を
とる場合にはコイル通電電力を消費しないようにするこ
とができる。更に、永久磁石は１個用いるだけであるの
で、構造が簡単となる。
た状態において、この可動コアは軸方向中央位置にて最
も安定な点を有するので、可動コアを停電時に所定位置
に復帰させることができ、かつ、可動コアが中央位置を
とる場合にはコイル通電電力を消費しないようにするこ
とができる。更に、永久磁石は１個用いるだけであるの
で、構造が簡単となる。
【０００８】請求項２記載の構成は請求項１記載の電磁
式リニアアクチエータにおいて更に、可動コアは、永久
磁石により中央側の第２、第３歯部に形成される磁束と
同一方向へ磁束を形成する方向へ中央コイルに通電する
場合に中央位置をとり、可動コアを第１歯部側へ吸引す
る方向へ一方側コイルに通電する場合に一方位置をと
り、可動コアを第４歯部側へ吸引する方向へ他方側コイ
ルに通電する場合に他方位置をとる。
式リニアアクチエータにおいて更に、可動コアは、永久
磁石により中央側の第２、第３歯部に形成される磁束と
同一方向へ磁束を形成する方向へ中央コイルに通電する
場合に中央位置をとり、可動コアを第１歯部側へ吸引す
る方向へ一方側コイルに通電する場合に一方位置をと
り、可動コアを第４歯部側へ吸引する方向へ他方側コイ
ルに通電する場合に他方位置をとる。
【０００９】このようにすれば、中央位置への推進力を
大きくすることができる。請求項３記載の構成によれば
請求項１又は２記載の電磁式リニアアクチエータにおい
て更に、中央側コイルは、可動コアを中央位置から一方
位置又は他方位置へ変位させる場合に永久磁石により第
２、第３歯部に形成される磁束と逆方向へ磁束を形成す
る方向へ通電される。
大きくすることができる。請求項３記載の構成によれば
請求項１又は２記載の電磁式リニアアクチエータにおい
て更に、中央側コイルは、可動コアを中央位置から一方
位置又は他方位置へ変位させる場合に永久磁石により第
２、第３歯部に形成される磁束と逆方向へ磁束を形成す
る方向へ通電される。
【００１０】このようにすれば、可動コアを中央位置か
ら一方位置又は他方位置へ変位させる時の推進力を大き
くすることができる。請求項４記載の構成によれば請求
項１ないし３のいずれか記載の電磁式リニアアクチエー
タにおいて更に、一方側軟磁性体及び他方側軟磁性体は
先細テーパー形状を有し、それらに対面する第１歯部及
び第４歯部の内周面は対面する前記一方側軟磁性体及び
他方側軟磁性体の外周面に略平行なテーパー面となって
いるので、軸方向付勢力を増大することができる。
ら一方位置又は他方位置へ変位させる時の推進力を大き
くすることができる。請求項４記載の構成によれば請求
項１ないし３のいずれか記載の電磁式リニアアクチエー
タにおいて更に、一方側軟磁性体及び他方側軟磁性体は
先細テーパー形状を有し、それらに対面する第１歯部及
び第４歯部の内周面は対面する前記一方側軟磁性体及び
他方側軟磁性体の外周面に略平行なテーパー面となって
いるので、軸方向付勢力を増大することができる。
【００１１】
【発明を実施するための態様】本発明の好適な態様を以
下の実施例を参照して説明する。
下の実施例を参照して説明する。
【００１２】
【実施例１】本発明の電磁式リニアアクチエータの一実
施例を図面を参照して以下に説明する。図１はこの電磁
式リニアアクチエータのコイル通電遮断時の状態を示す
模式軸方向断面図、図２はこの電磁式リニアアクチエー
タの左位置（一方位置）シフト状態を示す模式軸方向断
面図、図３はこの電磁式リニアアクチエータの通電によ
る中央位置シフト状態を示す模式軸方向断面図、図４は
この電磁式リニアアクチエータの右位置（他方位置）シ
フト状態を示す模式軸方向断面図である。
施例を図面を参照して以下に説明する。図１はこの電磁
式リニアアクチエータのコイル通電遮断時の状態を示す
模式軸方向断面図、図２はこの電磁式リニアアクチエー
タの左位置（一方位置）シフト状態を示す模式軸方向断
面図、図３はこの電磁式リニアアクチエータの通電によ
る中央位置シフト状態を示す模式軸方向断面図、図４は
この電磁式リニアアクチエータの右位置（他方位置）シ
フト状態を示す模式軸方向断面図である。
【００１３】１は軟磁性体からなる略円筒状の固定コ
ア、２はこの固定コアの孔部に軸方向摺動自在に保持さ
れる可動コア、３は左コイル（一方側コイル）、４は中
央コイル、５は右コイル（他方側コイル）である。固定
コア１の内周面には、軸方向左側から順に軸方向へ所定
間隔隔ててそれぞれリング状の第１歯部１１、第２歯部
１２、第３歯部１３及び第４歯部１４が径内側へ向けて
突設され、これら各歯部１１〜１４間に３つのスロット
部１５〜１７が形成されている。もちろん、各歯部１１
〜１４は固定コア１のヨーク部によりスロット部１５〜
１７の外周側にて磁気的に接続されている。
ア、２はこの固定コアの孔部に軸方向摺動自在に保持さ
れる可動コア、３は左コイル（一方側コイル）、４は中
央コイル、５は右コイル（他方側コイル）である。固定
コア１の内周面には、軸方向左側から順に軸方向へ所定
間隔隔ててそれぞれリング状の第１歯部１１、第２歯部
１２、第３歯部１３及び第４歯部１４が径内側へ向けて
突設され、これら各歯部１１〜１４間に３つのスロット
部１５〜１７が形成されている。もちろん、各歯部１１
〜１４は固定コア１のヨーク部によりスロット部１５〜
１７の外周側にて磁気的に接続されている。
【００１４】左側のスロット部１５には左コイル３が、
中央のスロット部１６には中央コイル４が、右側のスロ
ット部１７には右コイル５がそれぞれ収容されている。
可動コア２は、軸方向両側の端面が磁極面となるように
磁化された永久磁石２１、永久磁石２１の左端面、この
実施例ではＳ極面に接着されて軸方向左方へ延在すると
ともに外周面が第１、第２歯部１１，１２に対面する左
側軟磁性体（一方側軟磁性体）２２、及び、永久磁石２
１の右端面。この実施例ではＮ極面に接着されて軸方向
右方へ延在するとともに外周面が第３、第４歯部１３，
１４に対面する右側軟磁性体（他方側軟磁性体）２３か
らなる。
中央のスロット部１６には中央コイル４が、右側のスロ
ット部１７には右コイル５がそれぞれ収容されている。
可動コア２は、軸方向両側の端面が磁極面となるように
磁化された永久磁石２１、永久磁石２１の左端面、この
実施例ではＳ極面に接着されて軸方向左方へ延在すると
ともに外周面が第１、第２歯部１１，１２に対面する左
側軟磁性体（一方側軟磁性体）２２、及び、永久磁石２
１の右端面。この実施例ではＮ極面に接着されて軸方向
右方へ延在するとともに外周面が第３、第４歯部１３，
１４に対面する右側軟磁性体（他方側軟磁性体）２３か
らなる。
【００１５】もちろん、可動コア２の外周面に絶縁樹脂
フィルムなどを被着してそれらを一体化することも可能
であり、可動コア２を摺動自在に保持する非磁性の筒部
を固定コア１の内周面に嵌入してもよく、図２に示され
る可動コア２の左端位置よりも左側へ、又は、図４で示
される可動コア２の右端位置よりも右側へ、可動コア２
が逸脱するのを機械的に規制するストッパを設けてもよ
い。
フィルムなどを被着してそれらを一体化することも可能
であり、可動コア２を摺動自在に保持する非磁性の筒部
を固定コア１の内周面に嵌入してもよく、図２に示され
る可動コア２の左端位置よりも左側へ、又は、図４で示
される可動コア２の右端位置よりも右側へ、可動コア２
が逸脱するのを機械的に規制するストッパを設けてもよ
い。
【００１６】以下、この電磁式リニアアクチエータの動
作を図１〜図４に基づいて順次説明する。なお、Φ１は
第１歯部１１と左側軟磁性体２２との間の磁束を示し、
Φ２は第２歯部１２と左側軟磁性体２２との間の磁束を
示し、Φ３は第３歯部１３と右側軟磁性体２３との間の
磁束を示し、Φ４は第４歯部１４と右側軟磁性体２３と
の間の磁束を示す。
作を図１〜図４に基づいて順次説明する。なお、Φ１は
第１歯部１１と左側軟磁性体２２との間の磁束を示し、
Φ２は第２歯部１２と左側軟磁性体２２との間の磁束を
示し、Φ３は第３歯部１３と右側軟磁性体２３との間の
磁束を示し、Φ４は第４歯部１４と右側軟磁性体２３と
の間の磁束を示す。
【００１７】この実施例では、永久磁石２１の軸方向長
は各スロット部１５〜１７の軸方向長に等しく形成さ
れ、各歯部１１〜１４の軸方向長は各スロット部１５〜
１７のそれに等しく形成され、左側軟磁性体２２及び右
側軟磁性体２３の軸方向長は各スロット部１５〜１７の
軸方向長と各歯部１１〜１４の軸方向長に等しく形成さ
れている。もちろん、上記寸法以外の寸法の設定も可能
である。
は各スロット部１５〜１７の軸方向長に等しく形成さ
れ、各歯部１１〜１４の軸方向長は各スロット部１５〜
１７のそれに等しく形成され、左側軟磁性体２２及び右
側軟磁性体２３の軸方向長は各スロット部１５〜１７の
軸方向長と各歯部１１〜１４の軸方向長に等しく形成さ
れている。もちろん、上記寸法以外の寸法の設定も可能
である。
【００１８】（通電遮断時）図１は、各コイル３〜５へ
の通電遮断状態における可動コア２の位置を示す。この
時のディテントフォースについて以下に説明する。この
状態で、永久磁石２１のＳ極面（左側軟磁性体２２の右
端面）は第２歯部１２の右端縁に等しい軸方向位置を有
し、永久磁石２１のＮ極面（右側軟磁性体２３の左端
面）は第３歯部１３の左端縁に等しい軸方向位置を有
し、左側軟磁性体２２の先端面（左端面）は第１歯部１
１の右端縁に等しい軸方向位置を有し、右側軟磁性体２
３の先端面（右端面）は第４歯部１４の左端縁に等しい
軸方向位置を有している。
の通電遮断状態における可動コア２の位置を示す。この
時のディテントフォースについて以下に説明する。この
状態で、永久磁石２１のＳ極面（左側軟磁性体２２の右
端面）は第２歯部１２の右端縁に等しい軸方向位置を有
し、永久磁石２１のＮ極面（右側軟磁性体２３の左端
面）は第３歯部１３の左端縁に等しい軸方向位置を有
し、左側軟磁性体２２の先端面（左端面）は第１歯部１
１の右端縁に等しい軸方向位置を有し、右側軟磁性体２
３の先端面（右端面）は第４歯部１４の左端縁に等しい
軸方向位置を有している。
【００１９】図１に示すように、各コイル３〜５への通
電を遮断した状態では、可動コア２はディテントフォー
スにより中央位置に復帰している。つまり、この位置が
固定コア１と可動コア２との間の磁束がもっとも増大す
る磁束極大位置であり、そして、可動コア２がこの磁束
極大位置から離れるに従い、固定コア１と可動コア２と
の間の磁束量は減少する。
電を遮断した状態では、可動コア２はディテントフォー
スにより中央位置に復帰している。つまり、この位置が
固定コア１と可動コア２との間の磁束がもっとも増大す
る磁束極大位置であり、そして、可動コア２がこの磁束
極大位置から離れるに従い、固定コア１と可動コア２と
の間の磁束量は減少する。
【００２０】可動コア２が図１に示す中央位置から少し
左にずれると、Φ２が減少し、その変化が力となって可
動コア２を右側に戻そうとする。同様に、可動コア２が
図１に示す中央位置から少し右にずれると、Φ３が減少
し、その変化が力となって可動コア２を左側に戻そうと
する。このため、可動コア２は中央位置に安定する。 （左シフト通電時）次に、可動コア２を中央位置から左
位置にシフトさせる場合を図２を参照して説明する。
左にずれると、Φ２が減少し、その変化が力となって可
動コア２を右側に戻そうとする。同様に、可動コア２が
図１に示す中央位置から少し右にずれると、Φ３が減少
し、その変化が力となって可動コア２を左側に戻そうと
する。このため、可動コア２は中央位置に安定する。 （左シフト通電時）次に、可動コア２を中央位置から左
位置にシフトさせる場合を図２を参照して説明する。
【００２１】コイル３にΦ１を増加する方向へ通電し、
コイル４にΦ２を減少する方向に通電し、コイル５へ通
電しない。図２の破線はΦ２及びΦ３の方向を示す。こ
れにより、可動コア２は中央位置から左位置にシフト
し、左側軟磁性体２２の先端面の軸方向位置は第１歯部
１１の軸方向中央付近に達し、この位置で安定する。更
に説明すると、コイル３への通電による磁束Φ５は、第
１歯部１１と第２歯部１２との軸方向中間で最大となる
ので、この方向へ可動コア２を付勢する。すなわち、コ
イル３への通電による磁束Φ５は、この磁束Φ５を最大
化する位置へ可動コア２を付勢し、可動コア２が図２に
示すこの位置から左右に外れると可動コア２を元の位置
へ復帰させるよう作用する。
コイル４にΦ２を減少する方向に通電し、コイル５へ通
電しない。図２の破線はΦ２及びΦ３の方向を示す。こ
れにより、可動コア２は中央位置から左位置にシフト
し、左側軟磁性体２２の先端面の軸方向位置は第１歯部
１１の軸方向中央付近に達し、この位置で安定する。更
に説明すると、コイル３への通電による磁束Φ５は、第
１歯部１１と第２歯部１２との軸方向中間で最大となる
ので、この方向へ可動コア２を付勢する。すなわち、コ
イル３への通電による磁束Φ５は、この磁束Φ５を最大
化する位置へ可動コア２を付勢し、可動コア２が図２に
示すこの位置から左右に外れると可動コア２を元の位置
へ復帰させるよう作用する。
【００２２】コイル４への通電による磁束Φ６は、上述
したΦ２、Φ３をキャンセル向きに働くので、Φ２によ
る可動コア２を右方へ付勢する力が弱化ないし低減され
る。ただし、コイル４への通電による磁束Φ６がΦ２、
Φ３よりもあまりに強いと、Φ２、Φ３キャンセル後に
残ったΦ６が可動コア２を右側に付勢するので、Φ６は
Φ２、Φ３をキャンセルする程度の大きさとすることが
好ましい。
したΦ２、Φ３をキャンセル向きに働くので、Φ２によ
る可動コア２を右方へ付勢する力が弱化ないし低減され
る。ただし、コイル４への通電による磁束Φ６がΦ２、
Φ３よりもあまりに強いと、Φ２、Φ３キャンセル後に
残ったΦ６が可動コア２を右側に付勢するので、Φ６は
Φ２、Φ３をキャンセルする程度の大きさとすることが
好ましい。
【００２３】なお、コイル４に通電せずにコイル３への
通電だけでも通電電流値次第で可動コア２を左位置にシ
フトさせることができるが、コイル４に通電する方が好
ましいことは上記説明から明らかである。 （中央シフト通電時）次に、可動コア２を上記左位置又
は右位置から中央位置にシフトさせる場合を図３を参照
して説明する。
通電だけでも通電電流値次第で可動コア２を左位置にシ
フトさせることができるが、コイル４に通電する方が好
ましいことは上記説明から明らかである。 （中央シフト通電時）次に、可動コア２を上記左位置又
は右位置から中央位置にシフトさせる場合を図３を参照
して説明する。
【００２４】コイル４にΦ２、Φ３を増加する方向へ通
電し、コイル４、５へ通電しない。図３の破線はΦ２及
びΦ３の方向を示す。これにより、可動コア２は左位置
から中央位置にシフトし、この位置で安定する。更に説
明すると、コイル４への通電による磁束Φ６は、第２歯
部１２と第３歯部１３との軸方向中間で最大となるの
で、この方向へ可動コア２を付勢する。すなわち、コイ
ル４への通電による磁束Φ６は、この磁束Φ６を最大化
する位置へ可動コア２を付勢し、可動コア２が図３に示
すこの中央位置から左右に外れると可動コア２を元の位
置へ復帰させるよう作用する。
電し、コイル４、５へ通電しない。図３の破線はΦ２及
びΦ３の方向を示す。これにより、可動コア２は左位置
から中央位置にシフトし、この位置で安定する。更に説
明すると、コイル４への通電による磁束Φ６は、第２歯
部１２と第３歯部１３との軸方向中間で最大となるの
で、この方向へ可動コア２を付勢する。すなわち、コイ
ル４への通電による磁束Φ６は、この磁束Φ６を最大化
する位置へ可動コア２を付勢し、可動コア２が図３に示
すこの中央位置から左右に外れると可動コア２を元の位
置へ復帰させるよう作用する。
【００２５】（右シフト通電時）次に、可動コア２を中
央位置から右位置にシフトさせる場合を図４を参照して
説明する。コイル５にΦ４を増加する方向へ通電し、コ
イル４にΦ３を減少する方向に通電し、コイル３へ通電
しない。図４の破線はΦ２及びΦ３の方向を示す。これ
により、可動コア２は中央位置から右位置にシフトし、
右側軟磁性体２３の先端面の軸方向位置は第４歯部１４
の軸方向中央付近に達し、この位置で安定する。
央位置から右位置にシフトさせる場合を図４を参照して
説明する。コイル５にΦ４を増加する方向へ通電し、コ
イル４にΦ３を減少する方向に通電し、コイル３へ通電
しない。図４の破線はΦ２及びΦ３の方向を示す。これ
により、可動コア２は中央位置から右位置にシフトし、
右側軟磁性体２３の先端面の軸方向位置は第４歯部１４
の軸方向中央付近に達し、この位置で安定する。
【００２６】更に説明すると、コイル５への通電による
磁束Φ７は、第３歯部１３と第４歯部１４との軸方向中
間で最大となるので、この方向へ可動コア２を付勢す
る。すなわち、コイル５への通電による磁束Φ７は、こ
の磁束Φ７を最大化する位置へ可動コア２を付勢し、可
動コア２が図４に示すこの位置から左右に外れると可動
コア２を元の位置へ復帰させるよう作用する。
磁束Φ７は、第３歯部１３と第４歯部１４との軸方向中
間で最大となるので、この方向へ可動コア２を付勢す
る。すなわち、コイル５への通電による磁束Φ７は、こ
の磁束Φ７を最大化する位置へ可動コア２を付勢し、可
動コア２が図４に示すこの位置から左右に外れると可動
コア２を元の位置へ復帰させるよう作用する。
【００２７】コイル４への通電による磁束Φ６は、上述
したΦ２、Φ３をキャンセル向きに働くので、Φ３によ
る可動コア２を左方へ付勢する力が弱化ないし低減され
る。ただし、コイル４への通電による磁束Φ６がΦ２、
Φ３よりもあまりに強いと、Φ２、Φ３キャンセル後に
残ったΦ６が可動コア２を左側に付勢するので、Φ６は
Φ２、Φ３をキャンセルする程度の大きさとすることが
好ましい。
したΦ２、Φ３をキャンセル向きに働くので、Φ３によ
る可動コア２を左方へ付勢する力が弱化ないし低減され
る。ただし、コイル４への通電による磁束Φ６がΦ２、
Φ３よりもあまりに強いと、Φ２、Φ３キャンセル後に
残ったΦ６が可動コア２を左側に付勢するので、Φ６は
Φ２、Φ３をキャンセルする程度の大きさとすることが
好ましい。
【００２８】なお、コイル４に通電せずにコイル５への
通電だけでも通電電流値次第で可動コア２を右位置にシ
フトさせることができるが、コイル４に通電する方が好
ましいことは上記説明から明らかである。
通電だけでも通電電流値次第で可動コア２を右位置にシ
フトさせることができるが、コイル４に通電する方が好
ましいことは上記説明から明らかである。
【００２９】
【実施例２】本発明の電磁式リニアアクチエータの他の
実施例を図５〜図８を参照して以下に説明する。この実
施例は、左側軟磁性体２２及び右側軟磁性体２３の形状
及び、それに対面する第１歯部１１及び第４歯部１４の
形状を変更するとともに、固定コア１に非磁性のストッ
パ６、７を設けた点が、実施例１の電磁式リニアアクチ
エータと異なっている。
実施例を図５〜図８を参照して以下に説明する。この実
施例は、左側軟磁性体２２及び右側軟磁性体２３の形状
及び、それに対面する第１歯部１１及び第４歯部１４の
形状を変更するとともに、固定コア１に非磁性のストッ
パ６、７を設けた点が、実施例１の電磁式リニアアクチ
エータと異なっている。
【００３０】更に説明すれば、可動コアの左側軟磁性体
２２の先端部外周面は先細テーパー面となっており、同
様に、同じく、可動コアの右側軟磁性体２３の先端部外
周面も先細テーパー面となっている。更に、これら先細
テーパー面に対面して磁極面となる第１歯部１１及び第
４歯部１４のの内周面も、対面する先細テーパー面と平
行なテーパー面となっている。
２２の先端部外周面は先細テーパー面となっており、同
様に、同じく、可動コアの右側軟磁性体２３の先端部外
周面も先細テーパー面となっている。更に、これら先細
テーパー面に対面して磁極面となる第１歯部１１及び第
４歯部１４のの内周面も、対面する先細テーパー面と平
行なテーパー面となっている。
【００３１】このようにすれば、磁束Φ５、Φ７を構成
する磁気力線の軸方向成分を増加して可動コア２を左方
及び右方へシフトする付勢力を増加することができる。
ただし、この構成によれば、対面する両テーパー面が密
着するまで可動コア２が変位しようとするので、可動コ
ア２の先端面を上記非磁性のストッパ６、７に衝接させ
てそれを阻止している。
する磁気力線の軸方向成分を増加して可動コア２を左方
及び右方へシフトする付勢力を増加することができる。
ただし、この構成によれば、対面する両テーパー面が密
着するまで可動コア２が変位しようとするので、可動コ
ア２の先端面を上記非磁性のストッパ６、７に衝接させ
てそれを阻止している。
【００３２】動作としては、実施例１の構成と同じであ
り、図５は図１に相当し、図６は図２に相当し、図７は
図３に相当し、図８は図４に相当する。なお、永久磁石
２１の軸方向長Ｌ、左側軟磁性体２２及び右側軟磁性体
２３の軸方向長、スロット部１５〜１７の軸方向長、歯
部１１〜１４の軸方向長などは、上記説明した動作が可
能な範囲で種々変更できることはもちろんである。
り、図５は図１に相当し、図６は図２に相当し、図７は
図３に相当し、図８は図４に相当する。なお、永久磁石
２１の軸方向長Ｌ、左側軟磁性体２２及び右側軟磁性体
２３の軸方向長、スロット部１５〜１７の軸方向長、歯
部１１〜１４の軸方向長などは、上記説明した動作が可
能な範囲で種々変更できることはもちろんである。
【００３３】（効果）上記説明した各実施例の電磁式リ
ニアアクチエータでは、停電時に中央位置に復帰する三
位置安定型リニアアクチュエータを実現できるととも
に、その駆動力を増大することができる。
ニアアクチエータでは、停電時に中央位置に復帰する三
位置安定型リニアアクチュエータを実現できるととも
に、その駆動力を増大することができる。
【図１】実施例１の電磁式リニアアクチエータにおいて
通電全遮断時の可動コア位置を示す模式軸方向断面図で
ある。
通電全遮断時の可動コア位置を示す模式軸方向断面図で
ある。
【図２】実施例１の電磁式リニアアクチエータにおいて
左シフト通電時の可動コア位置を示す模式軸方向断面図
である。
左シフト通電時の可動コア位置を示す模式軸方向断面図
である。
【図３】実施例１の電磁式リニアアクチエータにおいて
中央位置復帰通電時の可動コア位置を示す模式軸方向断
面図である。
中央位置復帰通電時の可動コア位置を示す模式軸方向断
面図である。
【図４】実施例１の電磁式リニアアクチエータにおいて
右シフト通電時の可動コア位置を示す模式軸方向断面図
である。
右シフト通電時の可動コア位置を示す模式軸方向断面図
である。
【図５】実施例２の電磁式リニアアクチエータにおいて
通電全遮断時の可動コア位置を示す模式軸方向断面図で
ある。
通電全遮断時の可動コア位置を示す模式軸方向断面図で
ある。
【図６】実施例２の電磁式リニアアクチエータにおいて
左シフト通電時の可動コア位置を示す模式軸方向断面図
である。
左シフト通電時の可動コア位置を示す模式軸方向断面図
である。
【図７】実施例２の電磁式リニアアクチエータにおいて
中央位置復帰通電時の可動コア位置を示す模式軸方向断
面図である。
中央位置復帰通電時の可動コア位置を示す模式軸方向断
面図である。
【図８】実施例２の電磁式リニアアクチエータにおいて
右シフト通電時の可動コア位置を示す模式軸方向断面図
である。
右シフト通電時の可動コア位置を示す模式軸方向断面図
である。
１は固定コア、２は可動コア、３は左コイル（一方側コ
イル）、４は中央コイル、５は右コイル（他方側コイ
ル）、６，７はストッパ、１１は第１歯部、１２は第２
歯部、１３は第３歯部、１４は第４歯部、１５〜１７は
スロット部、２１は永久磁石、２２は左側軟磁性体（一
方側軟磁性体）、２３は右側軟磁性体（他方側軟磁性
体）
イル）、４は中央コイル、５は右コイル（他方側コイ
ル）、６，７はストッパ、１１は第１歯部、１２は第２
歯部、１３は第３歯部、１４は第４歯部、１５〜１７は
スロット部、２１は永久磁石、２２は左側軟磁性体（一
方側軟磁性体）、２３は右側軟磁性体（他方側軟磁性
体）
Claims (4)
- 【請求項１】軸方向一方側から順に軸方向へ所定間隔隔
てて周面に突設される第１歯部、第２歯部、第３歯部及
び第４歯部、及び、隣接する各前記歯部間に設けられた
３つのスロット部を有する軟磁性の固定コアと、 前記第１、第２歯部間の前記スロット部に収容された一
方側コイル、前記第２、第３歯部間の前記スロット部に
収容された中央コイル、及び、前記第３、第４歯部間の
前記スロット部に収容された他方側コイルと、 軸方向両側の端面が磁極面となるように磁化された永久
磁石、前記永久磁石の一端面に結合されて軸方向へ延在
するとともに周面が前記第１、第２歯部に対面する一方
側軟磁性体、及び、前記永久磁石の他端面に結合されて
軸方向へ延在するとともに周面が前記第３、第４歯部に
対面する他方側軟磁性体を有する軸方向移動自在な可動
コアと、 を備え、 前記可動コアは、各前記コイルへの通電、非通電の組み
合わせにより、中央位置、一方位置及び他方位置からな
る３つの安定位置をとるとともに、前記各コイルに通電
しない場合に前記各歯部と前記可動コアの前記両軟磁性
体の周面との間の磁気力により軸方向中央位置に復帰す
ることを特徴とする電磁式リニアアクチエータ。 - 【請求項２】請求項１記載の電磁式リニアアクチエータ
において、 前記可動コアは、 前記永久磁石により前記第２、第３歯部に形成される磁
束と同一方向へ磁束を形成する方向へ前記中央コイルに
通電する場合に前記中央位置をとり、 前記可動コアを前記第１歯部側へ吸引する方向へ前記一
方側コイルに通電する場合に前記一方位置をとり、 前記可動コアを前記第４歯部側へ吸引する方向へ前記他
方側コイルに通電する場合に前記他方位置をとることを
特徴とする電磁式リニアアクチエータ。 - 【請求項３】請求項２記載の電磁式リニアアクチエータ
において、 前記中央側コイルは、前記可動コアを前記中央位置から
前記一方位置又は前記他方位置へ変位させる場合に前記
永久磁石により前記第２、第３歯部に形成される磁束と
逆方向へ磁束を形成する方向へ通電されることを特徴と
する電磁式リニアアクチエータ。 - 【請求項４】請求項１乃至３のいずれか記載の電磁式リ
ニアアクチエータにおいて、 前記一方側軟磁性体及び他方側軟磁性体は先細テーパー
形状を有し、それらに対面する第１歯部及び第４歯部の
内周面は対面する前記一方側軟磁性体及び他方側軟磁性
体の外周面に略平行なテーパー面となっていることを特
徴とする電磁式リニアアクチエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11026625A JP2000224826A (ja) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | 電磁式リニアアクチエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11026625A JP2000224826A (ja) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | 電磁式リニアアクチエータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000224826A true JP2000224826A (ja) | 2000-08-11 |
Family
ID=12198655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11026625A Pending JP2000224826A (ja) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | 電磁式リニアアクチエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000224826A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100730020B1 (ko) | 2005-11-09 | 2007-06-20 | 한국전기연구원 | 코일건 방식의 왕복 액추에이터 및 이의 구동 방법 |
| JP2008535472A (ja) * | 2005-04-06 | 2008-08-28 | ムービング マグネット テクノロジーズ エム．エム．テ． | 素早く作動する双安定分極電磁アクチュエータ |
| CN102075058A (zh) * | 2010-12-31 | 2011-05-25 | 卢小平 | 一种电磁装置及其应用 |
| WO2013078508A1 (en) * | 2011-12-01 | 2013-06-06 | E.M.I.P. Pty Ltd | Method and apparatus for converting between electrical and mechanical energy |
| AU2013100795B4 (en) * | 2011-12-01 | 2013-08-22 | E.M.I.P. Pty Ltd | Method and Apparatus for Converting Between Electrical and Mechanical Energy |
| KR101389384B1 (ko) | 2011-02-22 | 2014-04-25 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 전자기 액추에이터, 스테이지 장치 및 리소그래피 장치 |
-
1999
- 1999-02-03 JP JP11026625A patent/JP2000224826A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008535472A (ja) * | 2005-04-06 | 2008-08-28 | ムービング マグネット テクノロジーズ エム．エム．テ． | 素早く作動する双安定分極電磁アクチュエータ |
| JP2013128410A (ja) * | 2005-04-06 | 2013-06-27 | Moving Magnet Technologies Mmt | 素早く作動する双安定分極電磁アクチュエータ |
| KR100730020B1 (ko) | 2005-11-09 | 2007-06-20 | 한국전기연구원 | 코일건 방식의 왕복 액추에이터 및 이의 구동 방법 |
| CN102075058A (zh) * | 2010-12-31 | 2011-05-25 | 卢小平 | 一种电磁装置及其应用 |
| KR101389384B1 (ko) | 2011-02-22 | 2014-04-25 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 전자기 액추에이터, 스테이지 장치 및 리소그래피 장치 |
| WO2013078508A1 (en) * | 2011-12-01 | 2013-06-06 | E.M.I.P. Pty Ltd | Method and apparatus for converting between electrical and mechanical energy |
| AU2012101648B4 (en) * | 2011-12-01 | 2013-06-27 | E.M.I.P. Pty Ltd | Method and Apparatus for Converting Between Electrical and Mechanical Energy |
| AU2013100795B4 (en) * | 2011-12-01 | 2013-08-22 | E.M.I.P. Pty Ltd | Method and Apparatus for Converting Between Electrical and Mechanical Energy |
| CN104081003A (zh) * | 2011-12-01 | 2014-10-01 | E.M.I.P.私人有限公司 | 用于在电能和机械能量之间转换的方法和设备 |
| CN104081003B (zh) * | 2011-12-01 | 2018-01-02 | E.M.I.P.私人有限公司 | 用于在电能和机械能量之间转换的方法和设备 |
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