JPH07123682A - 円筒状リニア・アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 円筒状を成すリニア・アクチュエータを構成
する可動子の円周方向の変移を規制する。 【構成】 それぞれ円筒状を成すセンタ・ヨーク４、サ
イド・ヨーク６および第１の永久磁石５により構成され
る固定子２と、それぞれ円筒状を成す巻線９、巻線保持
部材１０および第２の永久磁石により構成される可動子
３とを同軸円筒状に構成し、第１の永久磁石５の形成す
る磁界と第２の永久磁石７の形成する磁界とを、それぞ
れ円周方向に所定の間隔を隔て少なくとも一つ以上形成
されるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、可動部の外力による円
周方向の変移を、抑制する保持力を有する円筒状リニア
・アクチュエータに関するものであり、ハンドリング装
置、キャッチング装置、検査装置（各種コンタクトプロ
ーブ類）、光学装置（各種ミラー類、各種レンズ類）お
よび検出装置（各種センサ類）等の全体あるいは一部の
駆動の用に供されるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の円筒状リニア・アクチュエータの
構造と動作を、図１および図２に示す一例に基づいて説
明する。

【０００３】図１は、従来の円筒状リニア・アクチュエ
ータの構造説明を目的とした斜視断面図であり、円筒状
リニア・アクチュエータは、それぞれ円筒状を成す固定
子２および可動子３により同軸円筒状に構成される。

【０００４】固定子２は、円筒状を成すセンタ・ヨーク
４と、センタ・ヨーク４の周囲に所定の間隔を隔て同軸
円筒状に配置される円筒状を成すサイド・ヨーク６と、
サイド・ヨーク６の内側円筒面に固着される円筒状を成
す第１の永久磁石５とにより構成され、所定の間隙を隔
て対向するセンタ・ヨーク４の外側円筒面と第１の永久
磁石５の内側円筒面とが形成する円筒状空隙８を介して
固定磁気回路を形成する。

【０００５】可動子３は、円筒状空隙８内を内側にセン
タ・ヨーク４の一部を収納して軸方向に円滑に移動し得
る構造を有し、それぞれ円筒状を成す巻線９および巻線
保持部材１０により同軸円筒状に構成され、巻線９の端
末部は、巻線保持部材１０の一部に装着される端子１１
に電気的に接続される。

【０００６】図２は、図１に示す従来の円筒状リニア・
アクチュエータの磁束の構成説明を目的とした断面図で
あり、同軸円筒状に配置された固定子２と可動子３との
断面を示すものである。

【０００７】第１の永久磁石５は、センタ・ヨーク４の
外側円筒面にＳ極の極性を有する磁極面が所定の間隙を
隔て対向するように、サイド・ヨーク６の内側円筒面に
固着され、固定子２と可動子３との間には、第１の永久
磁石５のＮ極の極性を有する磁極面よりサイド・ヨーク
６、センタ・ヨーク４および第１の永久磁石５のＳ極の
極性を有する磁極面へと磁束Φａが矢印の方向に流れ円
周方向に連続した閉磁路を形成する。即ち、円筒状空隙
８内には、センタ・ヨーク４の外側円筒面より第１の永
久磁石５の内側円筒面に向かう方向性を有する磁界が形
成される。

【０００８】巻線９に図２に示す方向に所定の大きさを
有する電流を端子１１を介して流すと、Ｂｉｌ則に従い
可動子３は矢印Ａ方向に移動し、巻線９に前記電流と異
なる方向に所定の大きさを有する電流を端子１１を介し
て流すと、可動子３は矢印Ｂ方向に移動する。

【０００９】図１および図２に示す従来の円筒状リニア
・アクチュエータは、機械加工および組み立て調整の容
易さ、効率の高さ、変位（振幅）および速度（振動数）
の制御の容易さから、高推力、高速度および少変位を必
要とする負荷の駆動源として、更に、各種振動装置の振
動発生源として広く利用されている。しかし、可動部を
軸方向に円滑に摺動させる軸受装置に、可動部の外力に
よる円周方向の変移を防ぐ機能を与える必要があり、軸
受機構の複雑化および軸受装置の高級化を来すものであ
った。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、円筒状リニア・アクチュエータの可動部が円周方
向に自由に変動する点である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の円筒状リニア・
アクチュエータは、前記問題点を解決するために、図１
に示す従来の円筒状リニア・アクチュエータの固定子２
を構成する第１の永久磁石５が円筒状空隙８内に半径方
向に形成する磁界を、円周方向に所定の間隔を隔て少な
くとも一つ以上形成されるように第１の永久磁石５を配
置し、更に、可動子３の一部に、第１の永久磁石５の形
成する磁界と同じ方向性を有する磁界が、円周方向に所
定の間隔を隔て少なくとも一つ以上形成されるように、
少なくとも一つ以上の第２の永久磁石を装着させること
により、可動子に円周方向の変動を規制すべく保持力を
発生させる構成としている。

【００１２】

【作用】本発明の円筒状リニア・アクチュエータの作用
を、図３および図４に示す動作原理説明図に基づいて説
明する。

【００１３】図３は、動作原理の説明を目的とした永久
磁石の配置図であり、底辺の長さａおよび高さｂの矩形
状を成す平板状永久磁石２０ａ、２０ｂと、底辺の長さ
ａおよび高さｄの矩形状を成す平板状永久磁石２１との
配置を示すものである。

【００１４】平板状永久磁石２０ａと平板状永久磁石２
０ｂとは、間隔ｃを隔てそれぞれ異なる極性を有する磁
極面を対向させ設置され、平板状永久磁石２１は、平板
状永久磁石２０ａおよび平板状永久磁石２０ｂのそれぞ
れ対向する磁極面が形成する空間内を、矢印Ｃ方向ある
いは矢印Ｄ方向に自由に移動し得るように、それぞれ対
向する平板状永久磁石２１の磁極面と平板状永久磁石２
０ａの磁極面および平板状永久磁石２１の磁極面と平板
状永久磁石２０ｂの磁極面が、それぞれ異なる極性を有
するように配置される。

【００１５】図４（ａ）ないし図４（ｃ）は、動作原理
の説明を目的とした図３のｅ−ｅ断面図であり、平板状
永久磁石２０ａと斜線で示す平板状永久磁石２１との配
置を示すものである。

【００１６】平板状永久磁石２１を図４（ａ）に示す位
置より図４（ｂ）に示す位置に所定距離移動させると、
平板状永久磁石２１には、平板状永久磁石２０ａと平板
状永久磁石２０ｂとの間に形成される磁界と平板状永久
磁石２１が形成する磁界との間に矢印の方向に吸引力Ｆ
ａが作用する。即ち、平板状永久磁石２１には、平板状
永久磁石２０ａと平板状永久磁石２０ｂとの間に形成さ
れる磁界内の図４（ａ）に示す位置に留まろうとする保
持力が作用する。

【００１７】平板状永久磁石２１を図４（ａ）に示す位
置より図４（ｃ）に示す位置に所定距離移動させると、
平板状永久磁石２１には、平板状永久磁石２０ａと平板
状永久磁石２０ｂとの間に形成される磁界と平板状永久
磁石２１が形成する磁界との間に矢印の方向に吸引力Ｆ
ｂが作用する。即ち、平板状永久磁石２１には、平板状
永久磁石２０ａと平板状永久磁石２０ｂとの間に形成さ
れる磁界内の図４（ａ）に示す位置に留まろうとする保
持力が作用する。

【００１８】同様に、平板状永久磁石２１を図４（ａ）
に示す位置より平板状永久磁石２０ａの高さｂ方向に移
動させた位置に設置した際にも、平板状永久磁石２１に
は、平板状永久磁石２０ａと平板状永久磁石２０ｂとの
間に形成される磁界内に留まろうとする保持力が作用す
る。

【００１９】本発明の円筒状リニア・アクチュエータ
は、図３および図４に示す平板状永久磁石２０ａ、平板
状永久磁石２０ｂおよび平板状永久磁石２１を円筒状に
構成したものであり、円筒状に構成された平板状永久磁
石２０ａと円筒状に構成された平板状永久磁石２０ｂと
の間に形成される磁界内に、円筒状に構成された平板状
永久磁石２１と円筒状に構成された巻線とを配置し、Ｂ
ｉｌ則に従い巻線に流れる電流と磁界との間に作用する
力を、円筒状に構成された平板状永久磁石２１と円筒状
に構成された巻線とを矢印Ｃ方向あるいは矢印Ｄ方向に
移動させる推力としたものである。

【００２０】

【実施例】図５ないし図８に基づいて、本発明の円筒状
リニア・アクチュエータの第１の実施例を説明する。

【００２１】図５は、本発明の円筒状リニア・アクチュ
エータの第１の実施例および第２の実施例を示す斜視断
面図であり、円筒状リニア・アクチュエータは、それぞ
れ円筒状を成す固定子２と可動子３とを主に同軸円筒状
に構成される。

【００２２】固定子２は、円筒状を成すセンタ・ヨーク
４と、センタ・ヨーク４の周囲に所定の間隔を隔てそれ
ぞれ同軸円筒状に配置される円筒状を成すサイド・ヨー
ク６と、サイド・ヨーク６の内側円筒面に固着される円
筒状を成す第１の永久磁石５とにより構成され、所定の
間隙を隔て対向するセンタ・ヨーク４の外側円筒面と第
１の永久磁石５の内側円筒面とが軸方向に形成する円筒
状空隙８を介して固定磁気回路を形成する。

【００２３】可動子３は、円筒状空隙８内を内部にセン
タ・ヨーク４を収納して軸方向に円滑に移動し得る構造
を有し、円筒状を成す巻線保持部材１０と、巻線保持部
材１０の外側円筒面の一部に装着される円筒状を成す巻
線９と、巻線保持部材１０の内側円筒面の一部に固着さ
れる円筒状を成す第２の永久磁石７とにより同軸円筒状
に構成される。

【００２４】巻線保持部材１０の内側円筒面の一部に
は、可動子３をセンタ・ヨーク４の外側円筒面および第
１の永久磁石５の内側円筒面に対して所定の間隙を隔
て、円筒状空隙８内を円滑に軸方向に移動させる目的を
もって円筒状を成す一対の軸受１５が装着される。巻線
９の端末部は、巻線保持部材１０の一部に装着される端
子１１に電気的に接続される。

【００２５】センタ・ヨーク４およびサイド・ヨーク６
は、優れた磁気特性を有する各種磁性材料により形成さ
れ、必要に応じては、磁気特性を向上させるために熱処
理が施される。

【００２６】巻線保持部材１０は、所定の機械的強度を
有する各種合成樹脂により形成され、軸受１５は、各種
含油軸受材料あるいは潤滑性を有する各種固体軸受材料
を主に円筒状に形成される。軸受１５の内側円筒面は、
センタ・ヨーク４の外側円筒面を円滑に摺動する構造を
有するものであり、一般に軸受１５は、ＰＰＳ等の接触
抵抗の小さな合成樹脂により巻線保持部材１０と一体に
形成され得るものである。

【００２７】図６は、図５に示す本発明の円筒状リニア
・アクチュエータの第１の実施例の第１の永久磁石５の
構成を示す斜視図である。固定子２を構成する第１の永
久磁石５は、非磁性材料により形成されるスペーサ１２
ａを介して永久磁石片５ａにより円筒状に構成され、第
１の永久磁石５の外側円筒面を構成する永久磁石片５ａ
の磁極面は、それぞれ同一の極性を有するように構成さ
れる。一般に、第１の永久磁石５は、各種永久磁石材料
を円筒状に形成し、永久磁石片５ａの部分をラジアル方
向に着磁して構成され得るものである。

【００２８】図７は、図５に示す本発明の円筒状リニア
・アクチュエータの第１の実施例の第２の永久磁石７の
構成を示す斜視図であり、可動子３を構成する第２の永
久磁石７は、非磁性材料により形成されるスペーサ１３
ａを介して永久磁石片７ａにより円筒状に構成され、第
２の永久磁石７の外側円筒面を構成する永久磁石片７ａ
の磁極面は、それぞれ同一の極性を有するように構成さ
れる。一般に、第２の永久磁石７は、各種永久磁石材料
を円筒状に形成し、永久磁石片７ａの部分をラジアル方
向に着磁して構成され得るものである。

【００２９】第１の永久磁石５の内側円筒面を構成する
永久磁石片５ａの磁極面と、第２の永久磁石７の外側円
筒面を構成する永久磁石片７ａの磁極面とは、それぞれ
異なる極性を有するように構成され、端子１１を介して
巻線９に所定の極性を有する直流電圧を印加すると、可
動子３は、固定子２が形成する円筒状空隙８内を軸受１
５を介して矢印Ｅ方向に移動し、異なる極性を有する直
流電圧を端子１１を介して巻線９に印加すると、可動子
３は、固定子２が形成する円筒状空隙８内を軸受１５を
介して矢印Ｆ方向に移動する。

【００３０】図８は、図５に示す本発明の円筒状リニア
・アクチュエータの第１の実施例の第１の永久磁石５と
第２の永久磁石７の配置を示すものである。前述のよう
に永久磁石片５ａと永久磁石片７ａとは、それぞれ所定
の角度θａをもって形成されるスペーサ１２ａ、１３ａ
と共に同軸円筒状に配置される。

【００３１】可動子３を構成する永久磁石片７ａには、
固定子２を構成する永久磁石片５ａとセンタ・ヨーク４
とが形成する磁界内に留まろうとする円周方向の力が作
用する。即ち、可動子３を構成する第２の永久磁石に
は、矢印Ｇ方向あるいは矢印Ｈ方向への回転を妨げるよ
うに保持力が作用し、可動子３の矢印Ｇ方向あるいは矢
印Ｈ方向への変移を防止する。

【００３２】図５、図９および図１０に基づいて、本発
明の円筒状リニア・アクチュエータの第２の実施例を説
明する。

【００３３】図９は、図５に示す本発明の円筒状リニア
・アクチュエータの第２の実施例の第１の永久磁石５の
構成を示す斜視図である。固定子２を構成する第１の永
久磁石５は、非磁性材料により形成されるスペーサ１２
ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを介して永久磁石片５ａ、
５ｂ、５ｃ、５ｄにより円筒状に構成され、第１の永久
磁石５の外側円筒面を構成する永久磁石片５ａ、５ｂ、
５ｃ、５ｄの磁極面は、それぞれ同一の極性を有するよ
うに構成される。一般に、第１の永久磁石５は、各種永
久磁石材料を円筒状に形成し、永久磁石片５ａ、５ｂ、
５ｃ、５ｄの部分をラジアル方向に着磁して構成され得
るものである。

【００３４】図１０は、図５に示す本発明の円筒状リニ
ア・アクチュエータの第２の実施例の第２の永久磁石７
の構成を示す斜視図である。可動子３を構成する第２の
永久磁石７は、非磁性材料により形成されるスペーサ１
３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄを介して永久磁石片７
ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄにより円筒状に構成され、第２の
永久磁石７の外側円筒面を構成する永久磁石片７ａ、７
ｂ、７ｃ、７ｄの磁極面は、それぞれ同一の極性を有す
るように構成される。一般に、第２の永久磁石７は、各
種永久磁石材料を円筒状に形成し、永久磁石片７ａ、７
ｂ、７ｃ、７ｄの部分をラジアル方向に着磁して構成さ
れ得るものである。

【００３５】第１の永久磁石５の内側円筒面を構成する
永久磁石片５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの磁極面と、第２の
永久磁石５の外側円筒面を構成する永久磁石片７ａ、７
ｂ、７ｃ、７ｄの磁極面とは、それぞれ異なる極性を有
するように構成される。

【００３６】図１１ないし図１３に基づいて、本発明の
円筒状リニア・アクチュエータの第３の実施例を説明す
る。

【００３７】図１１は、本発明の円筒状リニア・アクチ
ュエータの第３の実施例を示す斜視断面図であり、円筒
状リニア・アクチュエータは、それぞれ円筒状を成す固
定子２と可動子３とを主に同軸円筒状に構成される。

【００３８】固定子２は、円筒状を成すセンタ・ヨーク
４と、センタ・ヨーク４の周囲に所定の間隔を隔てそれ
ぞれ同軸円筒状に配置される円筒状を成すサイド・ヨー
ク６と、センタ・ヨーク４の外側円筒面に固着される円
筒状を成す第１の永久磁石５１と、サイド・ヨーク６の
内側円筒面に固着される円筒状を成す第１の永久磁石５
２とにより構成され、所定の間隙を隔て対向する第１の
永久磁石５１の外側円筒面と第１の永久磁石５２の内側
円筒面とが軸方向に形成する円筒状空隙８を介して固定
磁気回路を形成する。

【００３９】可動子３は、円筒状空隙８内を内部にセン
タ・ヨーク４と第１の永久磁石５１とを収納して軸方向
に円滑に移動し得る構造を有し、円筒状を成す巻線保持
部材１０と、巻線保持部材１０の外側円筒面の一部に装
着される円筒状を成す第２の永久磁石７と、第２の永久
磁石７の外側円筒面に装着される巻線９とにより同軸円
筒状に構成される。

【００４０】センタ・ヨーク４の中央部には円形断面を
有する丸棒状を成す軸１４が固着され、巻線保持部材１
０の一部には、可動子３を第１の永久磁石５１の外側円
筒面および第１の永久磁石５２の内側円筒面に対してそ
れぞれ所定の間隙を隔て、円筒状空隙８内を軸１４を介
して円滑に軸方向に移動させる目的をもって円筒状を成
す軸受１５が装着される。巻線９の端末部は、巻線保持
部材１０の一部に装着される端子１１に電気的に接続さ
れる。

【００４１】図１２は、図１１に示す本発明の円筒状リ
ニア・アクチュエータの第３の実施例の第１の永久磁石
５１および第１の永久磁石５２の構成を示す斜視断面図
である。固定子２を構成する第１の永久磁石５１は、非
磁性材料により形成されるスペーサ１４１ａ、１４１ｂ
を介して永久磁石片５１ａ、５１ｂにより円筒状に構成
され、第１の永久磁石５１の外側円筒面を構成する永久
磁石片５１ａ、５１ｂの磁極面は、それぞれ同一の極性
を有するように構成され、固定子２を構成する第１の永
久磁石５２は、非磁性材料により形成されるスペーサ１
４２ａ、１４２ｂを介して永久磁石片５２ａ、５２ｂに
より円筒状に構成され、第１の永久磁石５２の外側円筒
面を構成する永久磁石片５２ａ、５２ｂの磁極面は、そ
れぞれ同一の極性を有するように構成される。一般に、
第１の永久磁石５１は、各種永久磁石材料を円筒状に形
成し、永久磁石片５１ａの部分および永久磁石片５１ｂ
の部分をラジアル方向に着磁して構成され得るものであ
る。第１の永久磁石５２においても同様に構成される。

【００４２】図１３は、図１１に示す本発明の円筒状リ
ニア・アクチュエータの第３の実施例の第２の永久磁石
７の構成を示す斜視図である。可動子３を構成する第２
の永久磁石７は、非磁性材料により形成されるスペーサ
１３ａ、１３ｂを介して永久磁石片７ａ、７ｂにより円
筒状に構成され、第２の永久磁石７の外側円筒面を構成
する永久磁石片７ａ、７ｂの磁極面は、それぞれ同一の
極性を有するように構成される。一般に、第２の永久磁
石７は、各種永久磁石材料を円筒状に形成し、永久磁石
片７ａの部分および永久磁石片７ｂの部分をラジアル方
向に着磁して構成され得るものである。

【００４３】第１の永久磁石５１の外側円筒面を構成す
る永久磁石片５１ａ、５１ｂの磁極面と、第２の永久磁
石７の内側円筒面を構成する永久磁石片７ａ、７ｂの磁
極面とは、それぞれ異なる極性を有するように構成さ
れ、第１の永久磁石５２の内側円筒面を構成する永久磁
石片５２ａ、５２ｂの磁極面と、第２の永久磁石７の外
側円筒面を構成する永久磁石片７ａ、７ｂの磁極面と
は、それぞれ異なる極性を有するように構成されるもの
である。

【００４４】図１１ないし図１３に示す本発明の円筒状
リニア・アクチュエータは、端子１１を介して巻線９に
所定の極性を有する直流電圧を印加すると、可動子３
は、固定子２が形成する円筒状空隙８内を軸受１５およ
び軸１４を介して矢印Ｅ方向に移動し、異なる極性を有
する直流電圧を端子１１を介して巻線９に印加すると、
可動子３は、固定子２が形成する円筒状空隙８内を軸受
１５および軸１４を介して矢印Ｆ方向に移動する。

【００４５】センタ・ヨーク４およびサイド・ヨーク６
は、優れた磁気特性を有する各種磁性材料により形成さ
れ、必要に応じては、磁気特性を向上させるために熱処
理が施される。

【００４６】巻線保持部材１０は、所定の機械的強度を
有する各種合成樹脂により形成され、軸受１５は、リニ
アボールベアリングあるいは潤滑性を有する各種固体軸
受材料を主に円筒状に形成される。軸受１５の内側円筒
面は、センタ・ヨーク４の中央部に固着される軸１４の
外側円筒面を円滑に摺動する構造を有するものであり、
一般に軸受１５は、ＰＰＳ等の接触抵抗の小さな合成樹
脂により巻線保持部材１０と一体に形成され得るもので
ある。

【００４７】図１４ないし図１６に基づいて、本発明の
円筒状リニア・アクチュエータの第４の実施例を説明す
る。

【００４８】図１４は、本発明の円筒状リニア・アクチ
ュエータの第４の実施例を示す断面図であり、円筒状リ
ニア・アクチュエータは、それぞれ円筒状を成す固定子
２と可動子３とを主に同軸円筒状に構成される。

【００４９】固定子２は、円筒状を成すセンタ・ヨーク
４と、センタ・ヨーク４の周囲に所定の間隔を隔てそれ
ぞれ同軸円筒状に配置される円筒状を成すサイド・ヨー
ク６と、サイド・ヨーク６の内側円筒面に固着される円
筒状を成す第１の永久磁石５とにより構成され、所定の
間隙を隔て対向するセンタ・ヨーク４の外側円筒面と第
１の永久磁石５の内側円筒面とが軸方向に形成する円筒
状空隙８を介して固定磁気回路を形成する。

【００５０】可動子３は、円筒状空隙８内を内部にセン
タ・ヨーク４を収納して軸方向に円滑に移動し得る構造
を有し、円筒状を成す巻線保持部材１０と、それぞれ巻
線保持部材１０の外側円筒面の一部に装着される円筒状
を成す第２の永久磁石７１と、円筒状を成す第２の永久
磁石７２と、円筒状を成す巻線９とにより同軸円筒状に
構成される。

【００５１】可動子３は、第１の永久磁石５の内側円筒
面およびセンタ・ヨーク４の外側円筒面に対してそれぞ
れ所定の間隙を隔て円筒状空隙８内を円滑に移動し、更
に、可動子３を構成する巻線保持部材１０の中央部に固
着された丸棒状を成す軸１４は、センタ・ヨーク４の中
央部に形成された内部に軸受１５が装着された円筒状空
間内を、軸受１５を介して円滑に軸方向に摺動する。巻
線９の端末部は、巻線保持部材１０の一部に装着される
端子１１に電気的に接続される。

【００５２】図１５は、図１４に示す本発明の円筒状リ
ニア・アクチュエータの第４の実施例の第１の永久磁石
５の構成を示す斜視図であり、固定子２を構成する第１
の永久磁石５は、非磁性材料により形成されるスペーサ
１２ａ、１２ｂを介して永久磁石片５ａ、５ｂにより円
筒状に構成され、第１の永久磁石５の外側円筒面を構成
する永久磁石片５ａ、５ｂの磁極面は、それぞれ同一の
極性を有するように構成される。一般に、第１の永久磁
石５は、各種永久磁石材料を円筒状に形成し、永久磁石
片５ａの部分および永久磁石片５ｂの部分をラジアル方
向に着磁して構成され得るものである。

【００５３】図１６は、図１４に示す本発明の円筒状リ
ニア・アクチュエータの第４の実施例の第２の永久磁石
７１、７２の構成を示す斜視図である。可動子３を構成
する第２の永久磁石７１は、第３の永久磁石１５１ａ、
１５１ｂを介して永久磁石片７１ａ、７１ｂにより円筒
状に構成され、可動子３を構成する第２の永久磁石７２
は、第３の永久磁石１５２ａ、１５２ｂを介して永久磁
石片７２ａ、７２ｂにより円筒状に構成される。

【００５４】第２の永久磁石７１の外側円筒面を構成す
る永久磁石片７１ａ、７１ｂの磁極面は、同一の極性を
有するようにそれぞれ構成され、第２の永久磁石７１の
外側円筒面を構成する第３の永久磁石１５１ａ、１５１
ｂの磁極面は、それぞれ隣接する永久磁石片７１ａ、７
１ｂと異なる極性を有するように構成される。

【００５５】第２の永久磁石７２の外側円筒面を構成す
る永久磁石片７２ａ、７２ｂの磁極面は、同一の極性を
有するようにそれぞれ構成され、第２の永久磁石７２の
外側円筒面を構成する第３の永久磁石１５２ａ、１５２
ｂの磁極面は、それぞれ隣接する永久磁石片７２ａ、７
２ｂと異なる極性を有するように構成される。

【００５６】一般に、第２の永久磁石７１は、各種永久
磁石材料を円筒状に形成し、永久磁石片７１ａ、７１ｂ
を構成する部分と第３の永久磁石１５１ａ、１５１ｂを
構成する部分とを、ラジアル方向にそれぞれ異なる向き
に着磁して構成され得るものである。第２の永久磁石７
２においても、同様に構成されるものである。

【００５７】センタ・ヨーク４およびサイド・ヨーク６
は、優れた磁気特性を有する各種磁性材料により形成さ
れ、必要に応じては、磁気特性を向上させるために熱処
理が施される。

【００５８】軸受１５は、リニアボールベアリングある
いは潤滑性を有する各種固体軸受材料を主に円筒状に形
成され、軸受１５の内側円筒面は、巻線保持部材１０の
一部に固着される軸１４の外側円筒面を円滑に摺動する
構造を有するものである。一般に軸受１５は、ＰＰＳ等
の接触抵抗の小さな合成樹脂により巻線保持部材１０と
一体に形成され得るものである。

【００５９】一般に、図１ないし図１６に示す円筒状リ
ニア・アクチュエータにおいて、複数の部材により形成
されるサイド・ヨーク６およびセンタ・ヨーク４は、電
磁軟鉄、炭素鋼等の磁性を有する金属により形成され、
それぞれ圧入あるいはねじ等により機械的および磁気的
に接続して構成するが、通常、磁気特性の良い金属の焼
結あるいはロストワックス等により一体的に形成され
る。

【００６０】可動子３は、通常、巻線保持部材１０に素
線を所定数巻いて巻線９を形成して構成されるが、自己
融着線により形成された巻線９を各種合成樹脂によりイ
ンサート成型し、巻線９と巻線保持部材１０とを一体的
に形成し構成し得るものである。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の円筒状リニ
ア・アクチュエータは、可動子の円周方向の変移を規制
することを可能としたものであり、下記の様な効果を有
するものである。 （１）軸方向の位置にかかわらず、可動子３に円周方向
の自己保持力を与え、可動子３の円周方向の変移を規制
することにより、軸受装置の簡素化および低価格化を実
現するものである。 （２）有効ストロークの両端部において、可動子３に軸
方向の自己保持力を与えるものである。即ち、本発明の
円筒状リニア・アクチュエータを運転中に、可動子３が
有効ストロークの範囲を越えると、可動子３の移動方向
に反する吸引力が作用し、下記の様な効果が得られる。 （ａ）非通電時の可動子３の下降防止あるいは可動子３
の非通電復帰を目的として装着されるバネのバネ定数を
小さくすることが可能と成る。 （ｂ）有効ストロークの移動に対し、スローダウン運転
が容易に成る。 （ｃ）有効ストロークを越えると、推力が極端に減少す
るため、移動方向の端部におけるストッパー等への衝撃
を緩和する事が可能と成る。 （４）可動子３に装着する第２の永久磁石の磁界を固定
子２の構成する円筒状空隙８内に形成される磁界に重畳
させることにより、円筒状空隙８内の磁界を大きくし、
推力の増加が図れる。 （５）円筒状空隙８内の磁束を可動子３を構成する巻線
に集中させることが可能となり、推力の増加が図れる。 （６）従来の円筒状リニア・アクチュエータにあって
は、固定子２を構成する永久磁石の端部の磁束の一部が
漏洩磁束と成り推力が減少するが、本発明の円筒状リニ
ア・アクチュエータにあっては漏洩磁束が極端に減少
し、有効ストロークの範囲内における推力のリニアリテ
ィーが向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、従来のリニア・アクチュエータの構造
説明を目的とした斜視断面図である。

【図２】図２は、図１に示す従来のリニア・アクチュエ
ータの磁束の構成説明を目的とした断面図である。

【図３】図３は、本発明のリニア・アクチュエータの動
作原理の説明を目的とした永久磁石の配置図である。

【図４】図４（ａ）ないし図４（ｅ）は、動作原理の説
明を目的とした図３のｅ−ｅ断面図である。

【図５】図５は、本発明のリニア・アクチュエータの第
１の実施例および第２の実施例を示す斜視断面図であ
る。

【図６】図６は、図５に示す本発明のリニア・アクチュ
エータの第１の実施例の固定子を構成する永久磁石の斜
視図である。

【図７】図７は、図５に示す本発明のリニア・アクチュ
エータの第１の実施例の可動子を構成する永久磁石の斜
視図である。

【図８】図８は、図５に示す本発明のリニア・アクチュ
エータの第１の実施例の可動子を構成する永久磁石およ
び固定子を構成する永久磁石の配置図である。

【図９】図９は、図５に示す本発明のリニア・アクチュ
エータの第２の実施例を示す固定子を構成する永久磁石
の斜視図である。

【図１０】図１０は、図５に示す本発明のリニア・アク
チュエータの第２の実施例を示す可動子を構成する永久
磁石の斜視図である。

【図１１】図１１は、本発明のリニア・アクチュエータ
の第３の実施例を示す断面図である。

【図１２】図１２は、図１１に示す本発明のリニア・ア
クチュエータの固定子を構成する永久磁石の斜視断面図
である。

【図１３】図１３は、図１１に示す本発明のリニア・ア
クチュエータの可動子３構成する永久磁石の斜視図であ
る。

【図１４】図１４は、本発明のリニア・アクチュエータ
の第４の実施例を示す断面図である。

【図１５】図１５は、図１４に示す本発明のリニア・ア
クチュエータの固定子を構成する永久磁石の斜視図であ
る。

【図１６】図１３は、図１１に示す本発明のリニア・ア
クチュエータの可動子構成する永久磁石の斜視図であ
る。

【符号の説明】

２ 固定子 ３ 可動子 ４ センタ・ヨーク ５ 第１の永久磁石 ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ 永久磁石片 ６ サイド・ヨーク ７ 第２の永久磁石 ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ 永久磁石片 ８ 円筒状空隙 ９ 巻線 １０ 巻線保持部材 １１ 端子 １２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ スペーサ １３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ スペーサ １４ 軸 １５ 軸受 ２０ａ、２０ｂ 平板状永久磁石 ２１ 平板状永久磁石 ５１ 第１の永久磁石 ５１ａ、５１ｂ 永久磁石片 ５２ 第１の永久磁石 ５２ａ、５２ｂ 永久磁石片 ７１ 第２の永久磁石 ７１ａ、７１ｂ 永久磁石片 ７２ 第２の永久磁石 ７２ａ、７２ｂ 永久磁石片 １４１ａ、１４１ｂ 第３の永久磁石 １４２ａ、１４２ｂ 第３の永久磁石 １５１ａ、１５１ｂ 第３の永久磁石 １５２ａ、１５２ｂ 第３の永久磁石

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【手続補正書】

【提出日】平成６年５月１６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】 図４（ａ）ないし図４（ｃ）は、動作
原理の説明を目的とした図３のｅ−ｅ断面図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定磁気回路を形成するそれぞれ少なく
   とも一つ以上のヨークおよび第１の永久磁石により円筒
   状に構成される固定子と、該固定子の内部に形成される
   軸方向の一端に開口を有する円筒状空隙と、該円筒状空
   隙内を前記開口を介して軸方向に移動し得る構造を有
   し、内部に前記固定子の一部を収納し得る円筒状空間を
   有する巻線および巻線保持部材により円筒状に構成され
   る可動子とから成る円筒状リニア・アクチュエータにお
   いて、前記第１の永久磁石が前記円筒状空隙内に半径方
   向に形成する磁界を、円周方向に所定の間隔を隔て少な
   くとも一つ以上形成されるように前記第１の永久磁石を
   配置し、更に、前記可動子の一部に、前記第１の永久磁
   石の形成する磁界と同じ方向性を有する磁界が、円周方
   向に所定の間隔を隔て少なくとも一つ以上形成されるよ
   うに、少なくとも一つ以上の第２の永久磁石を装着する
   ことを特徴とする円筒状リニア・アクチュエータ。
2. 【請求項２】 請求項１の少なくとも一つ以上円周方向
   に所定の間隔を隔て形成される磁界を構成する固定子あ
   るいは可動子のどちらか一方の前記間隔を構成する部分
   に、第１の永久磁石あるいは第２の永久磁石の磁極面と
   異なる極性を有するす磁極面が隣接するように第３の永
   久磁石を装着することを特徴とする請求項２の円筒状リ
   ニア・アクチュエータ。
3. 【請求項３】 請求項１の少なくとも一つ以上円周方向
   に所定の間隔を隔て形成される磁界を構成する固定子お
   よび可動子の前記間隔を構成する部分に、第１の永久磁
   石あるいは第２の永久磁石の磁極面と異なる極性を有す
   るす磁極面が隣接するように第３の永久磁石をそれぞれ
   装着することを特徴とする請求項１の円筒状リニア・ア
   クチュエータ。