(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形状平面部とこの長さ方向両端側から上方若しくは下方へ伸びる前面並びに後面部を有する軟磁性ハウジングと、
上記軟磁性ハウジングにおける矩形状平面部の長さ方向に亘りその内面かつ左右両縁部に互いに平行に取付けられた一対の帯状永久磁石と、
軟磁性ハウジングにおける前面並びに後面部にその両端部が取付けられると共に一対の帯状永久磁石に対し平行に配置された一対の軟磁性磁気ヨークと、
筒部形状に形成されこの筒部に搭載部材が取付けられると共に上記筒部内に一対の磁気ヨークがそれぞれ遊嵌されかつ筒部の開放方向に亘り移動可能に支持された駆動コイルを備え、
上記駆動コイルに取付けられた搭載部材が駆動コイルの移動に伴い軟磁性ハウジングの上記前面部と後面部間を進退するリニアアクチュエータにおいて、
上記軟磁性ハウジングの矩形状平面部における永久磁石の取付け部以外の部位に低透磁率部を形成したことを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項２】
上記矩形状平面部における永久磁石の取付け部以外の部位に開口を設けて上記低透磁率部が形成されていることを特徴とする請求項１記載のリニアアクチュエータ。
【請求項３】
上記矩形状平面部における永久磁石の取付け部以外の部位に開口を設けかつこの開口を非磁性材料により閉止して上記低透磁率部が形成されていることを特徴とする請求項１記載のリニアアクチュエータ。
【請求項４】
矩形状平面部とこの長さ方向両端側から下方へ伸びる上側前面並びに上側後面部を有する軟磁性上側ハウジングと、
上記軟磁性上側ハウジングにおける矩形状平面部の長さ方向に亘りその内面かつ左右両縁部に互いに平行に取付けられた一対の帯状上側永久磁石と、
矩形状平面部とこの長さ方向両端側から上方へ伸びると共に上記軟磁性上側ハウジングの上側前面部と上側後面部に位置整合された下側前面並びに下側後面部を有する軟磁性下側ハウジングと、
上記軟磁性下側ハウジングにおける矩形状平面部の長さ方向に亘りその内面かつ左右両縁部に互いに平行に配置されると共に一対の上記上側永久磁石に対しても平行に取付けられた一対の帯状下側永久磁石と、
軟磁性上側並びに下側ハウジングにおける上側並びに下側前面部と上側並びに下側後面部にその両端部が取付けられると共に上記上側並びに下側永久磁石に対しそれぞれ平行に配置された一対の軟磁性磁気ヨークと、
筒部形状に形成されこの筒部に搭載部材が取付けられると共に上記筒部内に一対の磁気ヨークがそれぞれ遊嵌されかつ筒部の開放方向に亘り移動可能に支持された駆動コイルを備え、
上記駆動コイルに取付けられた搭載部材が駆動コイルの移動に伴い軟磁性上側並びに下側ハウジングの上側並びに下側前面部と上側並びに下側後面部間を進退するリニアアクチュエータにおいて、
上記軟磁性上側並びに下側ハウジングの各矩形状平面部における上側並びに下側永久磁石の取付け部以外の部位に低透磁率部をそれぞれ形成したことを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項５】
上記軟磁性上側並びに下側ハウジングの各矩形状平面部における上側並びに下側永久磁石の取付け部以外の部位に開口を設けて上記低透磁率部が形成されていることを特徴とする請求項４記載のリニアアクチュエータ。
【請求項６】
上記軟磁性上側並びに下側ハウジングの各矩形状平面部における上側並びに下側永久磁石の取付け部以外の部位に開口を設けかつこの開口を非磁性材料により閉止して上記低透磁率部が形成されていることを特徴とする請求項４記載のリニアアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ヘッド部材等の搭載部材を直線方向へ移動させるリニアアクチュエータに係り、特に、駆動力の向上と高速かつスムーズに移動できるリニアアクチュエータの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のリニアアクチュエータとして、例えば、図４に示された部品にて構成されるものが知られている。すなわち、このリニアアクチュエータａは、鉄等の軟磁性材料で構成されかつ長方形状の平面部b1とこの長さ方向両端側から下方へ伸びる前面部b2並びに後面部b3を有する軟磁性上側ハウジングｂと、上記平面部b1の内面でその左右両縁部に取付けられた一対の帯状上側永久磁石ｃと、これ等永久磁石が取付けられた軟磁性上側ハウジングｂと対称形状を有する軟磁性下側ハウジングｄと、軟磁性上側並びに下側ハウジングｂ、ｄの前面部と後面部にその両端部が取付けられると共に上記永久磁石に対しそれぞれ平行に配置される一対の軟磁性磁気ヨークe1、e2と、筒部形状に形成されその筒部内略中央部に磁気ヘッド部材等の搭載部材ｆが取付けられると共にこの搭載部材ｆを中央にしてその両側の筒部内に上記軟磁性磁気ヨークe1、e2がそれぞれ遊嵌される駆動コイルｇとでその主要部が構成され、図５（Ａ）に示すような構造体に組立てられるものである。
【０００３】
尚、駆動コイルｇ筒部の外側には一対の係止部材g1、g2が付設されており、これ等係止部材g1、g2が図５（Ｂ）に示す棒状ガイドｈに係合して駆動コイルｇが直線方向へ移動可能に支持されるようになっている。また、このリニアアクチュエータにおいては搭載部材ｆ（但し、図５Ａ、Ｂでは図示せず）として長尺の磁気ヘッド部材が組込まれている関係上、軟磁性上側並びに下側ハウジングｂ、ｄの前面部と後面部には切欠部が形成されているが、これ等ハウジングｂ、ｄから外部へ出没することのない搭載部材が組込まれるものにおいては上記切欠部の形成が省略される場合もある。また、軟磁性上側ハウジングｂと軟磁性下側ハウジングｄについてもその一方が省略された構造のリニアアクチュエータも知られている。また、図５（Ａ）に示されたリニアアクチュエータのハウジングは一対の軟磁性上側並びに下側ハウジングｂ、ｄで構成されているが、予め図５（Ａ）のハウジング形状に成形された単一の軟磁性ハウジングで構成されたリニアアクチュエータも知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図５（Ａ）に示されたリニアアクチュエータａにおいて上記永久磁石ｃで発生した磁束の大半は図５（Ｂ）に示すように対向側の磁気ヨークe1、e2へ導かれるが、その一部については軟磁性材料で構成された軟磁性ハウジングｂ、ｄの存在によりその平面部側へ漏れ易く、かつ、駆動コイルｇの中央部付近では図５（Ｂ）に示すように駆動コイルｇに鎖交する磁束の流線方向が他の部位と逆向きになっている。
【０００５】
このため、駆動コイルｇに鎖交する逆向きの磁束が存在する分、リニアアクチュエータａの駆動力が低下してしまう問題点があった。
【０００６】
また、上記軟磁性ハウジングｂ、ｄ平面部側への磁束の漏れは平面部の長さ方向に亘り存在し、かつ、その漏れ具合も長さ方向に亘って均一とは限らないため、リニアアクチュエータ中心部αを通る長さ方向（すなわち駆動コイルｇの移動方向）に亘る磁界分布もばらつき易かった。
【０００７】
このため、上記磁界分布のばらつきに起因して駆動コイルｇの移動方向に対するリニアアクチュエータの駆動力もばらつき易く、磁気ヘッド部材等搭載部材ｆを高速かつスムーズに移動することが困難となる問題点を有していた。
【０００８】
本発明はこの様な問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、上記永久磁石より生ずる磁束が有効に利用されるような構造を採ることにより駆動力の向上と高速かつスムーズに移動可能なリニアアクチュエータを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１に係る発明は、
矩形状平面部とこの長さ方向両端側から上方若しくは下方へ伸びる前面並びに後面部を有する軟磁性ハウジングと、
上記軟磁性ハウジングにおける矩形状平面部の長さ方向に亘りその内面かつ左右両縁部に互いに平行に取付けられた一対の帯状永久磁石と、
軟磁性ハウジングにおける前面並びに後面部にその両端部が取付けられると共に一対の帯状永久磁石に対し平行に配置された一対の軟磁性磁気ヨークと、
筒部形状に形成されこの筒部に搭載部材が取付けられると共に上記筒部内に一対の磁気ヨークがそれぞれ遊嵌されかつ筒部の開放方向に亘り移動可能に支持された駆動コイルを備え、
上記駆動コイルに取付けられた搭載部材が駆動コイルの移動に伴い軟磁性ハウジングの上記前面部と後面部間を進退するリニアアクチュエータを前提とし、
上記軟磁性ハウジングの矩形状平面部における永久磁石の取付け部以外の部位に低透磁率部を形成したことを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項２に係る発明は、
請求項１記載の発明に係るリニアアクチュエータを前提とし、
上記矩形状平面部における永久磁石の取付け部以外の部位に開口を設けて上記低透磁率部が形成されていることを特徴とし、
請求項３に係る発明は、
上記矩形状平面部における永久磁石の取付け部以外の部位に開口を設けかつこの開口を非磁性材料により閉止して上記低透磁率部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
そして、請求項１〜３記載の発明に係るリニアアクチュエータによれば、
軟磁性ハウジングの矩形状平面部における永久磁石の取付け部以外の部位に低透磁率部が形成されているため、永久磁石からの上記軟磁性ハウジングにおける矩形状平面部への磁束の漏れを大幅に低減させることが可能となる。
【００１２】
更に、矩形状平面部へ漏れる磁束が低減されたことにより、上記駆動コイルに鎖交する逆向きの磁束量も減少させることができ、かつ、駆動コイルの移動方向に対する磁界分布のばらつきも抑制させることが可能となる。
【００１３】
尚、請求項１〜３に係るリニアアクチュエータは、上述した軟磁性上側ハウジングと軟磁性下側ハウジングのいずれか一方を省略した構造のリニアアクチュエータに関するものであるが、以下に説明する請求項４〜６に係るリニアアクチュエータは軟磁性上側ハウジングと軟磁性下側ハウジングとでそのハウジングが構成されるリニアアクチュエータに関するものである。
【００１４】
すなわち、請求項４に係る発明は、
矩形状平面部とこの長さ方向両端側から下方へ伸びる上側前面並びに上側後面部を有する軟磁性上側ハウジングと、
上記軟磁性上側ハウジングにおける矩形状平面部の長さ方向に亘りその内面かつ左右両縁部に互いに平行に取付けられた一対の帯状上側永久磁石と、
矩形状平面部とこの長さ方向両端側から上方へ伸びると共に上記軟磁性上側ハウジングの上側前面部と上側後面部に位置整合された下側前面並びに下側後面部を有する軟磁性下側ハウジングと、
上記軟磁性下側ハウジングにおける矩形状平面部の長さ方向に亘りその内面かつ左右両縁部に互いに平行に配置されると共に一対の上記上側永久磁石に対しても平行に取付けられた一対の帯状下側永久磁石と、
軟磁性上側並びに下側ハウジングにおける上側並びに下側前面部と上側並びに下側後面部にその両端部が取付けられると共に上記上側並びに下側永久磁石に対しそれぞれ平行に配置された一対の軟磁性磁気ヨークと、
筒部形状に形成されこの筒部に搭載部材が取付けられると共に上記筒部内に一対の磁気ヨークがそれぞれ遊嵌されかつ筒部の開放方向に亘り移動可能に支持された駆動コイルを備え、
上記駆動コイルに取付けられた搭載部材が駆動コイルの移動に伴い軟磁性上側並びに下側ハウジングの上側並びに下側前面部と上側並びに下側後面部間を進退するリニアアクチュエータを前提とし、
上記軟磁性上側並びに下側ハウジングの各矩形状平面部における上側並びに下側永久磁石の取付け部以外の部位に低透磁率部をそれぞれ形成したことを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項５に係る発明は、
請求項４記載のリニアアクチュエータを前提とし、
上記軟磁性上側並びに下側ハウジングの各矩形状平面部における上側並びに下側永久磁石の取付け部以外の部位に開口を設けて上記低透磁率部が形成されていることを特徴とし、
請求項６に係る発明は、
上記軟磁性上側並びに下側ハウジングの各矩形状平面部における上側並びに下側永久磁石の取付け部以外の部位に開口を設けかつこの開口を非磁性材料により閉止して上記低透磁率部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１６】
尚、請求項４〜６に係るリニアアクチュエータにおいて上記軟磁性上側ハウジングと軟磁性下側ハウジングについては、従来と同様に、別体の軟磁性上側並びに下側ハウジングでこれを構成してもよく、あるいは、請求項４〜６に係るリニアアクチュエータのハウジング形状に予め成形された単一の軟磁性ハウジングでこれを構成してもよく任意である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
この実施の形態に係るリニアアクチュエータは請求項５に係る発明を具体化したものである。
【００１９】
まず、このリニアアクチュエータは、図１に示すように鉄等の軟磁性材料で構成されかつ長方形状の平面部１０とこの長さ方向両端側から下方へ伸びる前面部１１並びに後面部１２を有すると共に上記平面部１０の略中央部位に長方形状の開口１３が設けられた軟磁性上側ハウジング１と、上記平面部１０の内面でその左右両縁部に取付けられた一対の帯状上側永久磁石９と、これ等永久磁石９が取付けられた軟磁性上側ハウジング１と対称形状を有する軟磁性下側ハウジング２と、鉄等の軟磁性材料で構成されかつ上記軟磁性上側並びに下側ハウジング１、２の前面部と後面部にその両端部が取付けられると共に上記永久磁石９に対しそれぞれ平行に配置される一対の軟磁性磁気ヨーク３１、３２と、筒部形状に形成されその筒部内略中央部に磁気ヘッド部材等の搭載部材４が取付けられると共にこの搭載部材４を中央にしてその両側の筒部内に上記軟磁性磁気ヨーク３１、３２がそれぞれ遊嵌される駆動コイル５とでその主要部が構成され、図２（Ａ）に示すような構造体に組立てられるものである。
【００２０】
尚、駆動コイル５筒部の外側には従来と同様に一対の係止部材６１、６２が付設されており、これ等係止部材６１、６２が図２（Ｂ）に示す棒状ガイド７に係合して駆動コイル５が直線方向へ移動可能に片側支持されるようになっている。また、このリニアアクチュエータにおいても搭載部材４（但し、図２Ａ、Ｂでは図示せず）として長尺の磁気ヘッド部材が組込まれている関係上、軟磁性上側並びに下側ハウジング１、２の前面部と後面部に切欠部を形成しているが、これ等ハウジング１、２から外部へ出没することのない搭載部材が組込まれるものについては上記切欠部を省略してもよい。また、上記軟磁性下側ハウジング２については永久磁石９が取付けられた上記軟磁性上側ハウジング１と対象形状を有するハウジングが適用されているが、永久磁石９を取付けた軟磁性上側ハウジング１の構造が前後左右において対称性を具備するものであるなら、軟磁性上側ハウジング１と軟磁性下側ハウジング２について同一構造のハウジングでこれ等を構成してもよい。
【００２１】
そして、この実施の形態に係るリニアアクチュエータ１００によれば、軟磁性上側並びに下側ハウジング１、２の平面部１０に長方形状の開口１３が設けられているため、この開口１３部位の透磁率は上記平面部１０におけるその他の部位に較べて著しく低くなっている。
【００２２】
このため、図２（Ｂ）に示すように永久磁石９からの上記軟磁性上側並びに下側ハウジング１、２における平面部１０への磁束の漏れを大幅に低減させることが可能となり、かつ、上記駆動コイル５に鎖交する逆向きの磁束量も減少させることができると共に、駆動コイル５の移動方向に対する磁界分布のばらつきも抑制させることが可能となる。
【００２３】
従って、駆動力の大幅な向上が図れると共に、磁気ヘッド部材等搭載部材４を高速かつスムーズに移動させることが可能となる。
【００２４】
更に、上記軟磁性上側並びに下側ハウジング１、２の平面部１０に開口１３が設けられていることから、その分、各ハウジング重量の低減も図れるためリニアアクチュエータの軽量化が可能となる。
【００２５】
尚、上記開口１３を非磁性材料であるアルミニウム、銅等の金属あるいはナイロン、ポリプロピレン等の合成樹脂により閉止する構造を採ってもよい。
【００２６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について具体的に説明する。
【００２７】
［実施例］
この実施例に係るリニアアクチュエータは、図１〜図２に示された実施の形態に係るリニアアクチュエータと同一の構造を有するものである。
【００２８】
尚、この実施例に係るリニアアクチュエータのハウジング寸法については、駆動コイル５移動方向の長さ寸法が４５ｍｍ、幅寸法が２２ｍｍ、高さ寸法が１４ｍｍに設定され、また、開口１３の長さ寸法が３４ｍｍ、幅寸法が８ｍｍにそれぞれ設定されている。また、４つの永久磁石９については、長さが４０ｍｍ、幅が７．２ｍｍ、厚さが２ｍｍで、最大磁気エネルギー積が６  ＭＧＯｅ相当の希土類系帯状磁石が用いられている。また、リニアアクチュエータの中心部α（図２Ｂ参照）に関して点対称となるように４つの永久磁石９の着磁方向を考慮して配置している。
【００２９】
そして、この実施例に係るリニアアクチュエータの駆動コイル５に鎖交する磁束、すなわち、図２（Ｂ）に示すようにリニアアクチュエータの中心部αを通り駆動コイル５の移動方向に亘る磁界分布（磁束密度分布）を測定したところ図３のグラフ図に示すような結果が得られた。
【００３０】
［比較例］
比較例に係るリニアアクチュエータは、上記軟磁性上側並びに下側ハウジング１、２の平面部１０に開口１３が設けられていない点を除き実施例に係るリニアアクチュエータと同一である。
【００３１】
そして、この比較例に係るリニアアクチュエータについても実施例と同様に上記磁界分布（磁束密度分布）を測定した。
【００３２】
この結果も図３のグラフ図に示す。
【００３３】
そして、図３のグラフ図から明らかなように実施例に係るリニアアクチュエータは比較例に係るリニアアクチュエータと較べて上記磁界分布（磁束密度分布）が駆動コイル５の移動方向に亘り均一で、従って、磁気ヘッド部材等搭載部材４を高速かつスムーズに移動できることが確認された。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１〜３記載の発明に係るリニアアクチュエータによれば、
軟磁性ハウジングの矩形状平面部における永久磁石の取付け部以外の部位に低透磁率部が形成され、
また、請求項４〜６記載の発明に係るリニアアクチュエータによれば、
軟磁性上側並びに下側ハウジングの各矩形状平面部における上側並びに下側永久磁石の取付け部以外の部位に低透磁率部が形成されているため、
永久磁石からの上記軟磁性ハウジングにおける矩形状平面部への磁束の漏れを大幅に低減させることが可能となり、かつ、矩形状平面部へ漏れる磁束が低減されたことにより上記駆動コイルに鎖交する逆向きの磁束量も減少させることができると共に駆動コイルの移動方向に対する磁界分布のばらつきも抑制させることが可能となる。
【００３５】
従って、駆動力の大幅な向上が図れると共に、磁気ヘッド部材等の搭載部材を高速かつスムーズに移動させることが可能となる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係るリニアアクチュエータの構成部品の概略斜視図。
【図２】図２（Ａ）は実施の形態に係るリニアアクチュエータの概略斜視図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ−Ｂ面断面図。
【図３】実施例並びに比較例に係るリニアアクチュエータの駆動コイルの移動方向とその磁束密度との関係を示すグラフ図。
【図４】従来例に係るリニアアクチュエータの構成部品の概略斜視図。
【図５】図５（Ａ）は従来例に係るリニアアクチュエータの概略斜視図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＢ−Ｂ面断面図。
【符号の説明】
１  軟磁性上側ハウジング
２  軟磁性下側ハウジング
５  駆動コイル
９  永久磁石
１０  平面部
１１  前面部
１２  後面部
１３  開口
３１  軟磁性磁気ヨーク
３２  軟磁性磁気ヨーク
１００  リニアアクチュエータ
【図１】
0003658699.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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