JPH01308162A - リニアアクチュエータ - Google Patents
リニアアクチュエータInfo
- Publication number
- JPH01308162A JPH01308162A JP13284388A JP13284388A JPH01308162A JP H01308162 A JPH01308162 A JP H01308162A JP 13284388 A JP13284388 A JP 13284388A JP 13284388 A JP13284388 A JP 13284388A JP H01308162 A JPH01308162 A JP H01308162A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- yoke
- permanent magnet
- coil
- outer periphery
- linear actuator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 15
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Electromagnets (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、直線動作を必要とする各種機構に利用される
リニアアクチュエータに関するものである。
リニアアクチュエータに関するものである。
（発明が解決しようとする課題）
一般に前述のような利用分野に使用されるリニアアクチ
ュエータは可能な限り小型で高推力の特性即ち推力／重
量の高い特性が比較的長いストロークにわたって要求さ
れる。従来、ボイスコイルモータと呼称されるリニアア
クチュエータは、第３図の磁石磁極形の方式や第４図の
内磁形の方式等が実用化されているが、次の様な欠点を
有している。
ュエータは可能な限り小型で高推力の特性即ち推力／重
量の高い特性が比較的長いストロークにわたって要求さ
れる。従来、ボイスコイルモータと呼称されるリニアア
クチュエータは、第３図の磁石磁極形の方式や第４図の
内磁形の方式等が実用化されているが、次の様な欠点を
有している。
例えば第３図の従来例の場合、中心軸に沿って設けられ
た円筒状永久磁石１の円筒長さを長くすると長いストロ
ークにわたって均一な磁界が得られ、又、永久磁石１を
円周上に配した事により比較的高い空隙磁束量を得る事
ができるが、永久磁石１の体積が増加するため結果とし
てアクチュエータ本体の重量が増大し、更にはコスト上
昇を招く欠点がある。
た円筒状永久磁石１の円筒長さを長くすると長いストロ
ークにわたって均一な磁界が得られ、又、永久磁石１を
円周上に配した事により比較的高い空隙磁束量を得る事
ができるが、永久磁石１の体積が増加するため結果とし
てアクチュエータ本体の重量が増大し、更にはコスト上
昇を招く欠点がある。
尚３ばヨーク、４はコイルボビン、５はコイル、６はコ
イルボビン４に連結された作動軸、７はセンタヨークで
ある。
イルボビン４に連結された作動軸、７はセンタヨークで
ある。
第４図の従来例ではセンタヨーク７として棒状永久磁石
２を配する事により前述の従来例の様に重量、コストの
増加を招く欠点を排除できるが、磁束の漏れが大きいと
いう欠点を有している。第５図、第６図は夫々第３図、
第４図の従来例の磁束経路を有限要素法で解析シュミレ
ーションした結果を示し、従来例では漏れ磁束の多い事
が分かる。
２を配する事により前述の従来例の様に重量、コストの
増加を招く欠点を排除できるが、磁束の漏れが大きいと
いう欠点を有している。第５図、第６図は夫々第３図、
第４図の従来例の磁束経路を有限要素法で解析シュミレ
ーションした結果を示し、従来例では漏れ磁束の多い事
が分かる。
本発明はこの様な欠点を改善し推力／重量比が良好で且
つ低価格なリニアアクチュエータを提供することを目的
としている。
つ低価格なリニアアクチュエータを提供することを目的
としている。
（課題を解決するだめの手段）
本発明のリニアアクチュエータは非磁性の支持体と、こ
の支持体上にセンタヨークとして設ｉＪた軸方向に着磁
した永久磁石と、この永久磁石の外周をこれより離間し
て取り巻くよう配置された可動コイルと、この可動コイ
ルの外周をごれより離間して取り巻くよう配置された環
状外部ヨークとより成ることを特徴とする。
の支持体上にセンタヨークとして設ｉＪた軸方向に着磁
した永久磁石と、この永久磁石の外周をこれより離間し
て取り巻くよう配置された可動コイルと、この可動コイ
ルの外周をごれより離間して取り巻くよう配置された環
状外部ヨークとより成ることを特徴とする。
（実施例）
以下図面によって本発明の詳細な説明する。
一般に直流リニアアクチュエータの推力Ｆはフレミング
の左手の法則に従い、空隙の磁束密度をＢ、前記空隙内
に配置されたコイルに対する通電電流をＩ 、 Ｅｆｔ
界中に置かれたコイルの有効長をＩｌ、コイルの巻回数
をｔとすると Ｆ＝ｔ−Ｂ−１−Ｌ ・・・・・・・・・（１）で表
現される。こ＼で良好な推力／重量比を得るためには（
１）式を考慮しながら磁石や磁界ヨークの磁気特性、形
状、配置を検討し、更に空隙長、コイル仕様も併せて検
討する必要がある。
の左手の法則に従い、空隙の磁束密度をＢ、前記空隙内
に配置されたコイルに対する通電電流をＩ 、 Ｅｆｔ
界中に置かれたコイルの有効長をＩｌ、コイルの巻回数
をｔとすると Ｆ＝ｔ−Ｂ−１−Ｌ ・・・・・・・・・（１）で表
現される。こ＼で良好な推力／重量比を得るためには（
１）式を考慮しながら磁石や磁界ヨークの磁気特性、形
状、配置を検討し、更に空隙長、コイル仕様も併せて検
討する必要がある。
（１）式のｔ、■、Ｌはアクチュエータ本体寸法の制限
とコイル山積率に関連する温度上昇限度仕様から、ある
制限付条件下での検討結果で決定され、推力特性向上の
主眼はコイルに如何に有効な鎖交磁束を得るかに置かれ
、即ち（１）式〇Ｂを効率良く大きな値とすることが重
要となる。本発明はこの様な考え方を基になされたもの
である。
とコイル山積率に関連する温度上昇限度仕様から、ある
制限付条件下での検討結果で決定され、推力特性向上の
主眼はコイルに如何に有効な鎖交磁束を得るかに置かれ
、即ち（１）式〇Ｂを効率良く大きな値とすることが重
要となる。本発明はこの様な考え方を基になされたもの
である。
本発明においては第１図に示すように非磁性体のヨーク
支持ブロック８の上部中央にセンタヨークとして軸方向
にＮＳにＭ硼した棒状永久磁石９を内部ヨーク１０．１
１によって上下に挟持したものを用い、コイルボビン４
には軸方向に互いに離間した互いに反対方向に同一回数
巻回された２組のコイル１２．１３を夫々前記上下の内
部ヨーク１０．１１の側面に対応するように設けると共
に、このコイル１２．１３の外周に空隙を介して円環柱
状の外部ヨーク１４を前記センタヨークに対向して配置
しその下部を前記支持ブロック８に固定せしめる。
支持ブロック８の上部中央にセンタヨークとして軸方向
にＮＳにＭ硼した棒状永久磁石９を内部ヨーク１０．１
１によって上下に挟持したものを用い、コイルボビン４
には軸方向に互いに離間した互いに反対方向に同一回数
巻回された２組のコイル１２．１３を夫々前記上下の内
部ヨーク１０．１１の側面に対応するように設けると共
に、このコイル１２．１３の外周に空隙を介して円環柱
状の外部ヨーク１４を前記センタヨークに対向して配置
しその下部を前記支持ブロック８に固定せしめる。
本発明装置は上記のような構成であるからコイル１２．
１３に通電すると第１図に矢印で示した磁束の流れとコ
イル電流が作用し、コイル１２で発生ずる推力Ｆ１は（
１）式から Ｆｌ＝ｔ・Ｂ−１・■、 但しも二巻回数、Ｂ；空隙の磁束密度、■；コイル１２
の通電電流値、Ｌ：コイルの円周長となり、同様にコイ
ル１３にも同じ値の電流Ｉを通電した特発性ずる推力Ｆ
２は Ｆ２＝ｔ−Ｂ−１−Ｌ となる。こ＼で作動軸６に発生ずる推力は矢印の方向と
なり、その値Ｆは Ｆ＝Ｆ１＋ｒ２＝２ｔ−Ｂ−Ｉ−Ｌ となる。
１３に通電すると第１図に矢印で示した磁束の流れとコ
イル電流が作用し、コイル１２で発生ずる推力Ｆ１は（
１）式から Ｆｌ＝ｔ・Ｂ−１・■、 但しも二巻回数、Ｂ；空隙の磁束密度、■；コイル１２
の通電電流値、Ｌ：コイルの円周長となり、同様にコイ
ル１３にも同じ値の電流Ｉを通電した特発性ずる推力Ｆ
２は Ｆ２＝ｔ−Ｂ−１−Ｌ となる。こ＼で作動軸６に発生ずる推力は矢印の方向と
なり、その値Ｆは Ｆ＝Ｆ１＋ｒ２＝２ｔ−Ｂ−Ｉ−Ｌ となる。
以上の説明で明らかにした推力Ｆは上式からも明らかな
様に空隙に置かれたコイルに鎖交する磁束を如何に多く
するかが問題となるが、有限要素法を用いて、本発明の
実施例における磁束の流れは第２図の磁束流線図から明
らかな様に非常に漏れ磁束が少なく、永久磁石が発生す
る磁束を有効に活用することが可能となり、大きな（推
力／重量）比が得られる。
様に空隙に置かれたコイルに鎖交する磁束を如何に多く
するかが問題となるが、有限要素法を用いて、本発明の
実施例における磁束の流れは第２図の磁束流線図から明
らかな様に非常に漏れ磁束が少なく、永久磁石が発生す
る磁束を有効に活用することが可能となり、大きな（推
力／重量）比が得られる。
（発明の効果）
」二記のように本発明によれば従来例に比較し約４０％
大きい（推力／重量）比が得られる。
大きい（推力／重量）比が得られる。
第１図は本発明リニアアクチュエータの断面図、第２図
はその磁力線の説明図、第３図、第４図は夫々従来のリ
ニアアクチュエータの断面図、第５図、第６図は夫々そ
の磁力線の説明図である。 １．２．９・・・永久磁石、３・・・コーク、４・・・
コイルボビン、５・・・コイル、６・・・作動軸、７・
・・センタヨーク、８・・・ヨーク支持ブロック、１０
．１１ ・・・内部ヨーク、１１．１．３・・・コイル
、１４・・・外部ヨーク。 代理人 弁理士 澤 木 誠 − 第５図 第す凶
はその磁力線の説明図、第３図、第４図は夫々従来のリ
ニアアクチュエータの断面図、第５図、第６図は夫々そ
の磁力線の説明図である。 １．２．９・・・永久磁石、３・・・コーク、４・・・
コイルボビン、５・・・コイル、６・・・作動軸、７・
・・センタヨーク、８・・・ヨーク支持ブロック、１０
．１１ ・・・内部ヨーク、１１．１．３・・・コイル
、１４・・・外部ヨーク。 代理人 弁理士 澤 木 誠 − 第５図 第す凶
Claims (2)
- （１）非磁性の支持体と、この支持体上にセンタヨーク
として設けた軸方向に着磁した永久磁石と、この永久磁
石の外周をこれより離間して取り巻くよう配置された可
動コイルと、この可動コイルの外周をこれより離間して
取り巻くよう配置された環状外部ヨークとより成ること
を特徴とするリニアアクチュエータ。 - （２）前記永久磁石の両端が内部ヨークによって挟持さ
れており、前記可動コイルが軸方向に２部分に離間され
夫々前記上下の内部ヨークに対向するよう配置されてい
る請求項第１項記載のリニアアクチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13284388A JPH01308162A (ja) | 1988-06-01 | 1988-06-01 | リニアアクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13284388A JPH01308162A (ja) | 1988-06-01 | 1988-06-01 | リニアアクチュエータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01308162A true JPH01308162A (ja) | 1989-12-12 |
Family
ID=15090815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13284388A Pending JPH01308162A (ja) | 1988-06-01 | 1988-06-01 | リニアアクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01308162A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8415838B1 (en) * | 2010-07-19 | 2013-04-09 | Moticont | Linear motor with two magnets and a coil carrier having multiple winding areas with each area having a section of a coil wound with one continuous wire with the winding in opposite directions in spaced apart winding areas |
| JP2015218827A (ja) * | 2014-05-19 | 2015-12-07 | 株式会社ジェイテクト | 静圧流体軸受装置 |
| JP2022055903A (ja) * | 2020-09-29 | 2022-04-08 | オムロン株式会社 | ボイスコイルモータ |
-
1988
- 1988-06-01 JP JP13284388A patent/JPH01308162A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8415838B1 (en) * | 2010-07-19 | 2013-04-09 | Moticont | Linear motor with two magnets and a coil carrier having multiple winding areas with each area having a section of a coil wound with one continuous wire with the winding in opposite directions in spaced apart winding areas |
| JP2015218827A (ja) * | 2014-05-19 | 2015-12-07 | 株式会社ジェイテクト | 静圧流体軸受装置 |
| JP2022055903A (ja) * | 2020-09-29 | 2022-04-08 | オムロン株式会社 | ボイスコイルモータ |
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