(57)【要約】  フィールド・ブランクを有するフィールド・サブ組立であって、フィールド・サブ組立の少なくとも一つが、リニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向内に差し込まれた磁気回路を形成するために、フィールド・ブランク上に配置された交互の極性を有する磁石を有するフィールド・サブ組立を備えたリニア・ボイス・コイル・アクチュエータを開示している。複数のフィールド・サブ組立が、磁石を有するフィールド・サブ組立と他方のフィールド・サブ組立との間に空隙が形成されるように互いに配置されている。その空隙内の平面に、コイルを備えたコイル組立が更に組み込まれ、この平面はリニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に対して実質的に平行である。空隙を介して配置された極性の違った磁石のペアによって、動きの方向に対して垂直な磁束経路を作り出すために、フィールド・ブランクは磁束経路部分を有している。その結果、本発明に係るアクチュエータの高さは、使用する磁石の長さに大きく依存しないようにすることができる。
2005515741.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のフィールド・サブ組立の各々がフィールド・ブランクを備え、複数のフィールド・サブ組立の内の少なくとも第一のフィールド・サブ組立が、リニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に差しこまれる磁気回路を形成するために、フィールド・ブランク上に配置された交互に変わる極性を有する複数の磁石を有し、更に、複数の磁石を有する複数のフィールド・サブ組立の内の第一のフィールド・サブ組立と他方のフィールド・サブ組立の間に互いに空隙を形成するように配置された複数のフィールド・サブ組立と、
当該空隙の平面内に配置されたコイルを有するコイル組立であって、当該平面がリニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に実質的に平行であるようにしたコイル組み立てと、
から成ることを特徴とするリニア・ボイス・コイル・アクチュエータ。
【請求項２】
リニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向において、前記複数の磁石が同じ幅を有することを特徴とする請求項1に記載のリニア・ボイス・コイル・アクチュエータ。
【請求項３】
前記磁石が互いに離れて配置されていることを特徴とする請求項1に記載のリニア・ボイス・コイル・アクチュエータ。
【請求項４】
リニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向において、前記複数の磁石が異なった幅を有することを特徴とする請求項1に記載のリニア・ボイス・コイル・アクチュエータ。
【請求項５】
前記磁石が互いに接触して配置されていることを特徴とする請求項1に記載のリニア・ボイス・コイル・アクチュエータ。
【請求項６】
前記フィールド・ブランクが、リニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に対して垂直なフィールド・ブランクを通る磁束経路を提供するため配置された磁束経路部分を更に含み、複数のフィールド・サブ組立の内の第一のフィールド・サブ組立に組み込まれた複数の各磁石と、複数のフィールド・サブ組立の他方のフィールド・ブランクの対応する部分とが、空隙を介して対向していることを特徴とする請求項1に記載のリニア・ボイス・コイル・アクチュエータ。
【請求項７】
複数のフィールド・サブ組立の内の第二のフィールド・サブ組立が、リニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に差しこまれる磁気回路を形成するために、フィールド・ブランク上に配置された交互に変わる極性を有する複数の磁石を有し、その結果、複数のフィールド・サブ組立の内の第一および第二のフィールド・サブ組立に設けられた反対の極性を有する磁石のペアが互いに空隙によって隔てられており、前記フィールド・ブランクがリニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に対して垂直なフィールド・ブランクを通る磁束経路を提供するため配置された磁束経路部分を更に含み、当該反対の極性を有する磁石のペアが空隙を介して対向していることを特徴とする請求項1に記載のリニア・ボイス・コイル・アクチュエータ。
【請求項８】
前記フィールド・ブランクがほぼ平面の部分を有し、磁束経路部分が前記平面の部分から突起すると共に前期平面部分に沿ってリニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に広がっており、複数のフィールド・サブ組立の内の第一のフィールド・サブ組立と他方のフィールド・サブ組立の磁束経路部分が接触して配置されるかまたは隣接して配置され、
その結果、複数のフィールド・サブ組立の内の第一のフィールド・サブ組立に設けられた磁石を通り、複数のフィールド・サブ組立の内の他方のフィールド・サブ組立の対応する部分との間にある空隙を横切り、複数のフィールド・サブ組立の内の他方のフィールド・サブ組立の平面部分を通り、複数のフィールド・サブ組立の内の他方のフィールド・サブ組立のフィールド・ブランクの磁束経路部分の一つを通り、複数のフィールド・サブ組立の内の第一のフィールド・サブ組立の隣接する磁束経路部分と平面部分を通り、そして複数のフィールド・サブ組立の内の第一のフィールド・サブ組立に設けた磁石にもどる経路からなる、動きの方向に垂直な磁束経路が形成されることを特徴とする請求項6に記載のリニア・ボイス・コイル・アクチュエータ。
【請求項９】
前記フィールド・ブランクがほぼ平面の部分を有し、前記磁束経路部分が前記平面部分に沿うと共に前記平面部分から突起してリニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に広がり、複数のフィールド・サブ組立の内の第一および第二のフィールド・サブ組立の磁束経路部分が互いに接触して隣接し、
その結果、複数のフィールド・サブ組立の内の第一のフィールド・サブ組立に設けられた磁石を通り、複数のフィールド・サブ組立の内の第二のフィールド・サブ組立の反対の極性を有する磁石との間にある空隙を横切り、複数のフィールド・サブ組立の内の第二のフィールド・サブ組立の平面部分を通り、複数のフィールド・サブ組立の内の第二のフィールド・サブ組立のフィールド・ブランクの磁束経路部分の一つを通り、複数のフィールド・サブ組立の内の第一のフィールド・サブ組立の隣接する磁束経路部分と平面部分を通り、そして複数のフィールド・サブ組立の内の第一のフィールド・サブ組立に設けた磁石にもどる経路からなる、動きの方向に垂直な磁束経路が形成されることを特徴とする請求項7に記載のリニア・ボイス・コイル・アクチュエータ。
【請求項１０】
複数のフィールド・サブ組立の各々がフィールド・ブランクを備え、複数のフィールド・サブ組立の内の少なくとも第一のフィールド・サブ組立が、リニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に差しこまれる磁気回路を形成するために、フィールド・ブランク上に配置された交互に変わる極性を有する複数の磁石を有し、当該複数の磁石がリニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に同じ幅を持つと共に互いに接触して配置され、更に、複数のフィールド・サブ組立の内の第一のフィールド・サブ組立と他方のフィールド・サブ組立の間に互いに空隙を形成するように配置された複数のフィールド・サブ組立と、
当該空隙の平面内に配置されたコイルを有するコイル組立であって、当該平面がリニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に実質的に平行であるようにしたコイル組み立てと、
から成ることを特徴とするリニア・ボイス・コイル・アクチュエータ。
【請求項１１】
複数のフィールド・サブ組立の各々がフィールド・ブランクを備え、複数のフィールド・サブ組立の内の少なくとも第一のフィールド・サブ組立が、リニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に差しこまれる磁気回路を形成するために、フィールド・ブランク上に配置された交互に変わる極性を有する複数の磁石を有し、当該複数の磁石がリニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に異なった幅を持つと共に互いに離れて配置され、更に、複数のフィールド・サブ組立の内の第一のフィールド・サブ組立と他方のフィールド・サブ組立の間に互いに空隙を形成するように配置された複数のフィールド・サブ組立と、
当該空隙の平面内に配置されたコイルを有するコイル組立であって、当該平面がリニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に実質的に平行であるようにしたコイル組み立てと、
から成ることを特徴とするリニア・ボイス・コイル・アクチュエータ。
【請求項１２】
前記フィールド・ブランクが、リニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に対して垂直なフィールド・ブランクを通る磁束経路を提供するため配置された磁束経路部分を更に含み、複数のフィールド・サブ組立の内の第一のフィールド・サブ組立に組み込まれた複数の各磁石と、複数のフィールド・サブ組立の他方のフィールド・ブランクの対応する部分とが、空隙を介して対向していることを特徴とする請求項10に記載のリニア・ボイス・コイル・アクチュエータ。
【請求項１３】
複数のフィールド・サブ組立の内の第二のフィールド・サブ組立が、リニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に差しこまれる磁気回路を形成するために、フィールド・ブランク上に配置された交互に変わる極性を有する複数の磁石を有し、その結果、複数のフィールド・サブ組立の内の第一および第二のフィールド・サブ組立に設けられた反対の極性を有する磁石のペアが互いに空隙によって隔てられており、前記フィールド・ブランクがリニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に対して垂直なフィールド・ブランクを通る磁束経路を提供するため配置された磁束経路部分を更に含み、当該反対の極性を有する磁石のペアが空隙を介して対向していることを特徴とする請求項10に記載のリニア・ボイス・コイル・アクチュエータ。
【請求項１４】
前記フィールド・ブランクがほぼ平面の部分を有し、磁束経路部分が前記平面の部分から突起すると共に前期平面部分に沿ってリニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に広がり、複数のフィールド・サブ組立の内の第一のフィールド・サブ組立と他方のフィールド・サブ組立の磁束経路部分が接触して配置されるかまたは隣接して配置され、
その結果、複数のフィールド・サブ組立の内の第一のフィールド・サブ組立に設けられた磁石を通り、複数のフィールド・サブ組立の内の他方のフィールド・サブ組立の対応する部分との間にある空隙を横切り、複数のフィールド・サブ組立の内の他方のフィールド・サブ組立の平面部分を通り、複数のフィールド・サブ組立の内の他方のフィールド・サブ組立のフィールド・ブランクの磁束経路部分の一つを通り、複数のフィールド・サブ組立の内の第一のフィールド・サブ組立の隣接する磁束経路部分と平面部分を通り、そして複数のフィールド・サブ組立の内の第一のフィールド・サブ組立に設けた磁石にもどる経路からなる、動きの方向に垂直な磁束経路が形成されることを特徴とする請求項12に記載のリニア・ボイス・コイル・アクチュエータ。
【請求項１５】
前記フィールド・ブランクがほぼ平面の部分を有し、磁束経路部分が前記平面の部分から突起すると共に平面部分に沿ってリニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に広がり、複数のフィールド・サブ組立の内の第一のフィールド・サブ組立と第二のフィールド・サブ組立の磁束経路部分が接触して配置されるかまたは隣接して配置され、
その結果、複数のフィールド・サブ組立の内の第一のフィールド・サブ組立に設けられた磁石を通り、複数のフィールド・サブ組立の内の第二のフィールド・サブ組立に設けられた反対の極性を有する磁石との間にある空隙を横切り、複数のフィールド・サブ組立の内の第二のフィールド・サブ組立の平面部分を通り、複数のフィールド・サブ組立の内の第二のフィールド・サブ組立のフィールド・ブランクの磁束経路部分の一つを通り、複数のフィールド・サブ組立の内の第一のフィールド・サブ組立の隣接する磁束経路部分と平面部分を通り、そして複数のフィールド・サブ組立の内の第一のフィールド・サブ組立に設けた磁石にもどる経路からなる、動きの方向に垂直な磁束経路が形成されることを特徴とする請求項13に記載のリニア・ボイス・コイル・アクチュエータ。
【請求項１６】
前記フィールド・ブランクが、リニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に対して垂直なフィールド・ブランクを通る磁束経路を提供するため配置された磁束経路部分を更に含み、複数のフィールド・サブ組立の内の第一のフィールド・サブ組立に組み込まれた複数の各磁石と、複数のフィールド・サブ組立の他方のフィールド・ブランクの対応する部分とが、空隙を介して対向していることを特徴とする請求項11に記載のリニア・ボイス・コイル・アクチュエータ。
【請求項１７】
複数のフィールド・サブ組立の内の第二のフィールド・サブ組立が、リニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に差しこまれる磁気回路を形成するために、フィールド・ブランク上に配置された交互に変わる極性を有する複数の磁石を有し、その結果、複数のフィールド・サブ組立の内の第一および第二のフィールド・サブ組立に設けられた反対の極性を有する磁石のペアが互いに空隙によって隔てられており、前記フィールド・ブランクがリニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に対して垂直なフィールド・ブランクを通る磁束経路を提供するため配置された磁束経路部分を更に含み、当該反対の極性を有する磁石のペアが空隙を介して対向していることを特徴とする請求項11に記載のリニア・ボイス・コイル・アクチュエータ。
【請求項１８】
前記フィールド・ブランクがほぼ平面の部分を有し、磁束経路部分が前記平面の部分から突起すると共に平面部分に沿ってリニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に広がり、複数のフィールド・サブ組立の内の第一のフィールド・サブ組立と他方のフィールド・サブ組立の磁束経路部分が接触して配置されるかまたは隣接して配置され、
その結果、複数のフィールド・サブ組立の内の第一のフィールド・サブ組立に設けられた磁石を通り、複数のフィールド・サブ組立の内の他方のフィールド・サブ組立の対応する部分との間にある空隙を横切り、複数のフィールド・サブ組立の内の他方のフィールド・サブ組立の平面部分を通り、複数のフィールド・サブ組立の内の他方のフィールド・サブ組立のフィールド・ブランクの磁束経路部分の一つを通り、複数のフィールド・サブ組立の内の第一のフィールド・サブ組立の隣接する磁束経路部分と平面部分を通り、そして複数のフィールド・サブ組立の内の第一のフィールド・サブ組立に設けた磁石にもどる経路からなる、動きの方向に垂直な磁束経路が形成されることを特徴とする請求項16に記載のリニア・ボイス・コイル・アクチュエータ。
【請求項１９】
前記フィールド・ブランクがほぼ平面の部分を有し、磁束経路部分が前記平面の部分から突起すると共に平面部分に沿ってリニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に広がり、複数のフィールド・サブ組立の内の第一のフィールド・サブ組立と第二のフィールド・サブ組立の磁束経路部分が接触して配置されるかまたは隣接して配置され、
その結果、複数のフィールド・サブ組立の内の第一のフィールド・サブ組立に設けられた磁石を通り、複数のフィールド・サブ組立の内の第二のフィールド・サブ組立に設けられた反対の極性を有する磁石との間にある空隙を横切り、複数のフィールド・サブ組立の内の第二のフィールド・サブ組立の平面部分を通り、複数のフィールド・サブ組立の内の第二のフィールド・サブ組立のフィールド・ブランクの磁束経路部分の一つを通り、複数のフィールド・サブ組立の内の第一のフィールド・サブ組立の隣接する磁束経路部分と平面部分を通り、そして複数のフィールド・サブ組立の内の第一のフィールド・サブ組立に設けた磁石にもどる経路からなる、動きの方向に垂直な磁束経路が形成されることを特徴とする請求項17に記載のリニア・ボイス・コイル・アクチュエータ。
【請求項２０】
複数のフィールド・サブ組立の各々がフィールド・ブランクを備え、複数のフィールド・サブ組立の内の少なくとも第一のフィールド・サブ組立が、リニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に差しこまれる磁気回路を形成するために、フィールド・ブランク上に配置された交互に変わる極性を有する複数の磁石を有し、更に、複数の磁石を有する複数のフィールド・サブ組立の内の第一のフィールド・サブ組立と他方のフィールド・サブ組立の間に互いに空隙を形成するように配置された複数のフィールド・サブ組立と、
当該空隙の平面内に配置されたコイルを有するコイル組立であって、当該平面がリニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に実質的に平行であるようにしたコイル組み立てと、から成り、
当該フィールド・ブランクが、リニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に対して垂直なフィールド・ブランクを通る磁束経路を提供するため配置された磁束経路部分を更に含み、複数のフィールド・サブ組立の内の第一のフィールド・サブ組立に組み込まれた複数の各磁石と、複数のフィールド・サブ組立の他方のフィールド・ブランクの対応する部分とが、空隙を介して対向していることを特徴とするリニア・ボイス・コイル・アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にはリニア・ボイス・コイル・アクチュエータに係るものであり、更に詳細には、平面コイルを有するリニア・ボイス・コイル・アクチュエータに係るものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気回路を持つ可動コイル・リニア・アクチュエータの2つの異なったバリエーションが、BEIエレクトロニクス社が所有する米国特許No. 4,808,955の図5および図7に示されている。これらの図は、本明細書の図6および図7に示してある。このアクチュエータのフィールド組立は、極性が交互になっており、動きの方向の幅が同じかまたは異なった複数の磁石であって、フィールド・ブランク(リターン・パス)に固定された磁石と、磁石の間の空間に配置された複数の個々のコイルとから成る。このような設計の欠点は、アクチュエータの高さが高くなることである。
【０００３】
関連出願
本出願は、2001年12月21日に米国出願した仮出願番号60/343,488により、35 U.S.C. §119(e)に基づき優先権を主張するものである。
【発明の開示】
【０００４】
発明の概要
先行技術に係る可動コイル・アクチュエータに関する上述したような欠点やその他の欠点は、フィールド・ブランクを有する複数のフィールド・サブ組立を備えたリニア・ボイス・コイル・アクチュエータに係る本発明によって克服されている。ここで、フィールド・サブ組立の少なくとも一つは、リニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向において差し込まれた磁界回路を形成するために、フィールド・ブランク上に交互の極性を持った複数の磁石を備えている。そして、更に、複数のフィールド・サブ組立は、複数の磁石を有する複数のフィールド・サブ組立の一つと、他方のフィールド・サブ組立の間に空隙を形成するように配置されている。そしてその空隙の平面内にコイルを備えたコイル組立が配置される。ここで、この平面は、リニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に対して実質的に平行になっている。交互の極性を持った磁石には、動きの方向に同じか、または異なった幅を持たせることができる。そしてその磁石は、互いに離して配置したり、接触させて配置させることができる。
【０００５】
フィールド・ブランクは、リニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に対して垂直であって、フィールド・ブランクを通過する磁束経路を提供するために配置された磁束経路部分を更に備えていてもよい。そして、複数のフィールド・サブ組立の内の一方に設けられた磁石の各々と、ある空隙を設けて配置された他方のフィールド・サブ組立のフィールド・ブランクの対応する部分に磁束経路が形成される。
【０００６】
本発明の一つの実施例においては、複数のフィールド・サブ組立の内の、第一および第二のフィールド・サブ組立の各々は、交互の極性を持った複数の磁石を備えているので、複数のフィールド・サブ組立の内の、第一および第二のフィールド・サブ組立の反対の極性を持った磁石のペアが空隙によって隔てられており、そして、空隙によって分離して配置されている反対の極性を有する磁石のペアのために、フィールド・ブランクがリニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に垂直であって、フィールド・ブランクを通過する磁束経路を提供するために配置された磁束経路部分を更に備えている。
【０００７】
上述した磁束経路部分を備えることによって、本発明のアクチュエータの高さが、使用されている磁石の長さに大きく依存しないことが分かった。動きの方向に対する磁石の長さが大きくなった場合に、それを収納するための背面の鉄の部分の厚さを大きくすることが必要であった先行技術に係るアクチュエータの構造と違って、本発明では、かかることは必要とはならない。
【０００８】
当業者であれば分かることであるが、上述したようなアクチュエータの構造では、実質的にアクチュエータの高さを低減することが可能となる。
【０００９】
本発明に係るこのような利点やその他の利点、および特徴点は、本発明に係る好適な実施例についての詳細な説明とそれに伴う図面を考察することにより、容易に理解することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図1、2、および3には、二つのフィールド・サブ組立12,14と位置センサ18を備えたコイル組立16から成る、リニア・ボイス・コイル・アクチュエータ10が示されている。これは、上述した米国特許No. 4,808,955で説明されているアクチュータと類似のものであり、これを参照することにより本特許は本明細書の一部をなすものである。しかし、少なくとも以下の2つの点において異なっている。
【００１１】
(1)  上述した米国特許No. 4,808,955によれば、コイルはコアの外周に巻かれているか、あるいはコアに固定された磁石の周りに巻かれており、そのため巻き線は動きの方向を横断する平面内に配置されている。
【００１２】
本出願においては、図4に示す実施例から判るように、全てのコイル20は磁石22の二つの列の間の同じ面内に配置され、その面は動きの方向19に対して平行である。
【００１３】
(2)  上述した米国特許No. 4,808,955によれば、磁束の経路は動きの方向に沿って連続的に配置されている(磁束の経路は米国特許No. 4,808,955の図7に示すように、端部の板208と210の間に伸びている。)。
【００１４】
本出願においては、空隙26によって隔離されている極性の異なる磁石の各対に対して別の磁束の経路が存在している。図5では、動きの方向19(図5の紙面に垂直な方向)に対して垂直に切り取ったアクチュエータ(単純化のためにコイルは描かれていない)の断面において、矢印をつけた経路24によってこの磁束経路24が描かれている。
【００１５】
本出願の上述したようなアプローチによって、フィールド・ブランク28の厚さを最小化することができ、それによってアクチュエータの高さを最小化することができるようになった。
【００１６】
本発明の他の実施例においては、フィールド・サブ組立12,あるいは14の内のいずれか一方の磁石が必用になる。このような実施例では、永久磁石はコイル20の一方の側にのみ配置される。
【００１７】
従って、本発明の一つの実施例は、複数のフィールド・サブ組立と一つのコイル組立を備えたリニア・ボイス・コイル・アクチュエータである。複数のフィールド・サブ組立の各々は、フィールド・ブランクを備え、そして複数のフィールド・サブ組立の少なくとも一つは、交互の極性を持ち、動きの方向に同じかあるいは異なった幅を有する複数の磁石を更に備えている。
【００１８】
そしてその磁石は離して配置するか、あるいは互いに接触して配置してもよく、リニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に差し込まれた磁気回路を形成するためにフィールド・ブランク上に配置される。複数のフィールド・サブ組立は、複数の磁石を備えたフィールド・サブ組立の少なくとも一つと、それとは別のフィールド・サブ組立の間に空隙を形成するように配置されている。この実施例においては、コイル組立は空隙のある同一面内に配置されたコイルを備えている。この面はリニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に対して実質的に平行になっている。
【００１９】
本発明における他の実施例では、複数のフィールド・サブ組立と一つのコイル組立とから成るリニア・ボイス・コイル・アクチュエータである。複数のフィールド・サブ組立の各々は、フィールド・ブランクを備え、そして複数のフィールド・サブ組立の少なくとも一つは、交互の極性を持ち、動きの方向に同じかあるいは異なった幅を有する複数の磁石を更に備えている。そしてその磁石は離して配置するか、あるいは互いに接触させて配置してもよく、リニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に差し込まれた磁気回路を形成するためにフィールド・ブランク上に配置される。複数の磁石を備えた複数のフィールド・サブ組立の少なくとも一つと、それとは別のフィールド・サブ組立の間に空隙を形成するように、複数のフィールド・サブ組立が配置されている。この実施例においては、空隙によって隔離され、反対の極性を持つ磁石のペアに対して、動きの方向に垂直方向の磁束経路をを作り出すために、フィールド・ブランクは磁束経路部分30を更に備えている。
【００２０】
上述したリニア・ボイス・コイル・アクチュエータのその他の実施例では、複数のフィールド・サブ組立の各フィールド・ブランクは、ほぼ平面の部分から成り、磁束経路部分はその平面部分から突起して、動きの方向に沿って広がっている。第一のフィールド・サブ組立と第二のフィールド・サブ組立が空隙を形成するように配置されているとき、第一のフィールド・サブ組立と第二のフィールド・サブ組立の磁束経路部分は互いに接触するかあるいは隣接して配置される。動きの方向に対して垂直な方向に誘起される磁束経路は、第一のフィールド・サブ組立の磁石を通って、空隙を横切り、第二のフィールド・サブ組立の反対の極性を持った磁石(もしあれば)を通り、第二のフィールド・サブ組立の平面部分からフィールド・ブランクの磁束経路部分の一つを通り、第一のフィールド・サブ組立の隣接する磁束経路部分から平面部分を通り、第一のフィールド・サブ組立の磁石へ戻る。
【００２１】
図1に基き、本発明に係るリニア・ボイス・コイル・アクチュエータ10の図示された実施例について更に詳細に説明する。このリニア・ボイス・コイル・アクチュエータは、お互いに並んで配置された第一のフィールド・サブ組立12と第二のフィールド・サブ組立14を備える。フィールド・サブ組立12と14の間に配置されているのは、動きの方向19に沿って動くコイル組立16である。更に図1には、コイル組立16の一部分に形成されたスロット40と42が示され、スロット40の中には位置センサ18と、位置センサ18の信号を伝達するワイヤ44が示されている。また、同様にコイル組立16のコイルと接続されたワイヤ46も描かれている。図1から分かるように、四角形の形状をし、フィールド・サブ組立12,14に対してコイル組立16が相対的に動くことができる窓部48を形成するために、フィールド・サブ組立12,14は対向するエッジを有する外側部分を有している。コイル組立16の動きをサポートするために、窓部48の中またはその外周にリニア・ベアリングまたはスライド(図示せず)を配置することができる。
【００２２】
図2は、フィールド・サブ組立12,14の内部を示したものであり、それらの各々は、フィールド・ブランク28と永久磁石22を備えている。永久磁石22は、フィールド・ブランク28の内側面に形成された窪んだ部分の中に配置されている。フィールド・ブランク28の内側に対向する部分に形成され、コイル組立16の動きの方向に平行になっているフィールド・ブランクに沿って設けられているのは、磁束経路部分30である。フィールド・サブ組立12,14を一緒に組合わせたとき、これらの磁束経路部分30はリニア・アクチュエータの動きの方向19に垂直な磁束経路24（図5参照）を形成する。
【００２３】
また、図2から分かるように、フィールド・ブランク28の磁束経路部分30の厚さは、リニア・アクチュエータの動きの方向19に対して垂直なエッジの部分よりも厚くなっている。これによって、フィールド・サブ組立12,14を一緒に組み立てたときには、窓部48が形成される。
【００２４】
図2に示すリニア・アクチュエータの実施例においては、両方のフィールド・サブ組立が磁石22を備えていることに注目する必要がある。前にも説明したように、本発明の他の実施例に係るリニア・アクチュエータでは、一方のフィールド・サブ組立にだけ磁石22を使用することができる。リニア・ボイス・コイル・アクチュエータの動きの方向に差し込まれた磁気回路を形成するために交互の極性をもつようにフィールド・サブ組立12,14の各々の中に磁石22が列状に配置されていることにも注目する必要がある。フィールド・サブ組立12では、磁石の極性の順番はN-S-Nである。また、フィールド・サブ組立14では、磁石の極性の順番はS-N-Sである。このようにすることによって、フィールド・サブ組立を一緒に組み立てたときに、フィールド・サブ組立12の磁石とフィールド・サブ組立14の磁石との間に空隙(図5の空隙26を参照)が形成され、その空隙をはさんで逆の極性を有する一対の磁石が対向する。従って、図2に示すようにフィールド・サブ組立の背面から始まり、フィールド・サブ組立12のN極の磁石はS極の磁石と対向し、次にS極の磁石はN極の磁石と対向し、そして最後にフィールド・サブ組立12のN極の磁石22はフィールド・サブ組立14のS極の磁石と対向し、これらのすべては空隙26をはさんで対向している。
【００２５】
図2から、本実施例の磁石22の幅は異なっていることが分かる。フィールド・サブ組立12の中の3つの磁石22の内、中央の磁石は最も大きな幅を有している。同じことがフィールド・サブ組立14の3つの磁石の中の中央の磁石についても言える。
【００２６】
説明した実施例では、当業者であれば認識できるように、各フィールド・サブ組立内の磁石の各々は隣接する磁石と接触しているように示されているが、よく考えればこれらの磁石は互いに離れて配置することもでき、このことは本発明の範囲内に含まれることである。図に描かれている磁石の幅の比は本発明の単に一つの実施例を示すものであって、アクチュエータとして必用な “力−ストローク”のプロフィールに従ってその比を自由に選択できる、ということについても、当業者であれば認識できることである。更に、3つの磁石22が各フィールド・サブ組立の中に列状に配置されているが、これも当業者であれば分かるように、本発明の差し込まれた磁気回路を形成するために3以外の数の磁石を使用することもできる。
【００２７】
図3により、リニア・アクチュエータ10のコイル組立16に関し更に詳細に説明する。コイル組立16は、コイル支持部分50を有する支持構造50と、コイル支持部分50の両端に形成された延長部分52, 54を備えている。延長部分52には、位置センサ18とコイル20に接続するワイヤを配置するためのスロット40, 42が形成されている。コイル20は平面的な形状をしており、好ましくはコイル支持部分50に形成された窪み状の領域56の中にコイル20は配置されている。図3から分かるように、平面状のコイル20の厚さは、その窪み状の領域56の深さとほぼ等しい。コイル20は、コイル支持部分50へ接着するか、または窪み状の領域56内へ完全にはめ込むことができる。
【００２８】
図4は、リニア・アクチュエータ10の分解図を示したものであり、磁石22に対するコイル20の相対的な位置を示したものである。図4に示す実施例においては、フィールド・サブ組立12,14の各々は極性を交互に変えた3つの磁石22を備えている。3つの磁石の内の中央の磁石22は、両側の二つの磁石の幅より大きな幅を有している。コイル組立16は、同じ幅を持った二つのコイル20を備えている。図4に示す実施例においては、コイル20の幅は、3つの磁石の中央の磁石の幅と同じになっている。
【００２９】
次に、図5に基いて、図1に示すリニア・アクチュエータの断面5-5について説明する。図5は、リニア・アクチュエータ10の動きの方向19に対して直角の断面を示したものである。図から分かるように、リニア・アクチュエータ10のこの切断面では、フィールド・サブ組立12の磁石22の極がNであるのに対して、フィールド・サブ組立14の磁石22の極はSである。そのため、磁石の間に生じた空隙26により隔てられると共に、反対の極を持った磁石のペアができている。
【００３０】
また、図5には、フィールド・サブ組立12,14の磁束経路部分30が配置されており、矢印24によって示される磁束経路が形成している。これらの磁束経路24は、リニア・アクチュエータ10の動きの方向に対して直角になっている。これらの所定高さを有する磁束経路部分は、使用されている磁石の長さに大きく依存しないということに注目すべきである。従って、アクチュエータのストロークを大きくしたい場合には、図6や7に示す従来型のアクチュエータ構造のように、アクチュエータの高さをそれに比例させて大きくする必要はない。
【００３１】
前にも述べた通り、本発明の別の実施例においては、フィールド・サブ組立の一方においてだけ、磁石22が設けられている。他方のフィールド・サブ組立は、磁束経路部分30を有するフィールド・ブランク28を備えているが、フィールド・ブランク28の内面には窪み状の領域は設けられていない。
【００３２】
ここで使用されている用語および表現は、説明するためのものであり、限定するためのものではない。そして、ここで示し、説明した特徴点と同等なものを除外するための用語および表現は使用していない。更に、特許請求の範囲に記載した事項の範囲で、種々のモディフィケーションが可能であることを認識する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図1は、本発明に係るリニア・ボイス・コイル・アクチュエータの一実施例の斜視図を示したものである。
【図２】図2は、図1に示す本発明の実施例における、二つのフィールド・サブ組立を単純化して示したものである。
【図３】図3は、図1に示す本発明の実施例における、コイル組立を単純化して示したものである。
【図４】図4は、図1に示す本発明の実施例における、二つのフィールド・サブ組立とコイル組立の分解図を単純化して示したものである。
【図５】図5は、図1における5―5の線に沿ったアクチュエータの単純化した断面を示したものであり、本発明に係る図1で示す運動の方向に対して垂直な方向に生ずる磁束の代表的な磁束経路示したものである。
【図６】図6は、米国特許No. 4,808,955の図5を示したものである。
【図７】図7は、米国特許No. 4,808,955の図7を示したものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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